KR20080058652A - Equipment for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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KR20080058652A KR1020060132592A KR20060132592A KR20080058652A KR 20080058652 A KR20080058652 A KR 20080058652A KR 1020060132592 A KR1020060132592 A KR 1020060132592A KR 20060132592 A KR20060132592 A KR 20060132592A KR 20080058652 A KR20080058652 A KR 20080058652A
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윤석진
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Abstract

Equipment for manufacturing a semiconductor device is provided to measure vacuum pressure in a four line of a rear end of a high vacuum pump, using a vacuum sensor, to check a defect of a gate value directly and to maximize production yield. Equipment for manufacturing a semiconductor device comprises a reaction chamber(110), a main exhaust pipe(120), a low vacuum pump(130), a high vacuum pump(140), and a vacuum sensor(170). The main exhaust pipe is formed to exhaust the air in the reaction chamber. The low vacuum pump pumps the air of the reaction chamber through a first pumping pressure of low vacuum. The high vacuum pump pumps the air of the reaction chamber with a second pumping pressure of high vacuum which is higher than the first pumping pressure. The gate value, placed between the high vacuum pump and the reaction chamber, limits the air flowed through the main exhaust pipe. The vacuum sensor is formed at a rear end or a front end of the high vacuum pump to sense the second pumping pressure of the high vacuum pump. A four line value(122) is installed at the rear end of the high vacuum pump. An assistant exhaust pipe(160) is connected with the main exhaust pipe.

Description

반도체 제조설비{Equipment for manufacturing semiconductor device}Equipment for manufacturing semiconductor device

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 다이아 그램.1 is a diagram schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 다이아 그램.Figure 2 is a schematic diagram showing a semiconductor manufacturing equipment according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 반응 챔버 120 : 포 라인110: reaction chamber 120: four lines

130 : 저진공 펌프 140 : 고진공 펌프130: low vacuum pump 140: high vacuum pump

150 : 게이트 밸브 160 : 러핑 라인150: gate valve 160: roughing line

170 : 제 2 진공 센서170: second vacuum sensor

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고진공의 상태에서 웨이퍼 상에 실리콘 산화막과 같은 소정의 박막을 형성하는 반도체 제조설 비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing facility, and more particularly, to a semiconductor manufacturing facility for forming a predetermined thin film such as a silicon oxide film on a wafer in a high vacuum state.

최근, 반도체 제조 업계에서는 반도체 칩의 동작 속도를 증대시키고 단위 면적당 정보 저장 능력을 증가시키기 위하여 반도체 집적 회로 공정에 적용되는 최소 선폭이 꾸준히 줄어드는 추세에 있다. 또한, 반도체 웨이퍼 상에 집적화 되는 트랜지스터와 같은 반도체 소자의 크기가 서브 하프 마이크론 이하로 축소되고 있다.Recently, in the semiconductor manufacturing industry, the minimum line width applied to the semiconductor integrated circuit process has been steadily decreasing to increase the operation speed of the semiconductor chip and increase the information storage capability per unit area. In addition, the size of semiconductor devices such as transistors integrated on semiconductor wafers has been reduced to sub-half microns or less.

이와 같은 반도체 소자는 증착 공정, 포토공정, 식각공정, 확산공정을 통하여 제조될 수 있으며, 이러한 공정들이 수차례에서 수십차례 반복되어야 적어도 하나의 반도체 장치가 탄생될 수 있다. 특히, 상기 증착 공정은 반도체 소자 제조의 재현성 및 신뢰성에 있어서 개선이 요구되는 필수적인 공정으로 졸겔(sol-gel)방법, 스퍼터링(sputtering)방법, 전기도금(electro-plating)방법, 증기(evaporation)방법, 화학기상증착(chemical vapor deposition)방법, 분자 빔 에피탁시(molecule beam eptaxy)방법, 원자층 증착방법 등에 의하여 웨이퍼 상에 상기 가공막을 형성하는 공정이다.Such a semiconductor device may be manufactured through a deposition process, a photo process, an etching process, and a diffusion process, and at least one semiconductor device may be formed when these processes are repeated several times several times. In particular, the deposition process is an essential process requiring improvement in the reproducibility and reliability of semiconductor device fabrication, such as a sol-gel method, a sputtering method, an electroplating method, and an evaporation method. , A process of forming the processed film on the wafer by a chemical vapor deposition method, a molecular beam epitaxy method, an atomic layer deposition method, or the like.

그중 상기 화학기상증착방법은 다른 증착방법보다 웨이퍼 상에 형성되는 증착 특성과, 가공막의 균일성이 우수하기 때문에 가장 보편적으로 사용되고 있다. 이와 같은 화학기상증착방법에는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition), APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition), LTCVD(Low Temperature Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등으로 나눌 수 있다.Among them, the chemical vapor deposition method is most commonly used because of the excellent deposition characteristics and the uniformity of the processed film formed on the wafer than other deposition methods. Such chemical vapor deposition methods may be divided into low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), low temperature chemical vapor deposition (LTCVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and the like.

예컨대, 상기 PECVD는 전기적 방전을 통해 기체 내에 화학반응을 일으켜 형 성된 물을 웨이퍼 상에 증착함으로서 유전막을 형성하는 공정이다. 그리고, 종래의 상기 PECVD공정은 다수의 웨이퍼를 플라즈마 화학기상증착설비 내부에 투입한 후, 일괄적으로 PECVD공정을 수행함으로서 다수의 웨이퍼 상에 특정막을 형성하였으나, 최근에 반도체장치가 고집적화되고 웨이퍼가 대구경화됨에 따라 플라즈마 화학기상증착설비 내부에 한 장의 웨이퍼를 투입한 후 PECVD공정을 진행하고, 상기 한 장의 웨이퍼에 대한 PECVD공정이 수행된 이후에는 상기 플라즈마 화학기상증착설비 내부에 존재하는 잔류가스 및 반응생성물을 제거하는 세정 및 퍼지공정을 수행하고 있다.For example, the PECVD is a process of forming a dielectric film by depositing formed water on a wafer by causing a chemical reaction in a gas through an electrical discharge. In the conventional PECVD process, a plurality of wafers are introduced into a plasma chemical vapor deposition apparatus, and a specific film is formed on the plurality of wafers by collectively performing a PECVD process. However, recently, semiconductor devices have been highly integrated and wafers have been integrated. As the large diameter is hardened, a single wafer is introduced into the plasma chemical vapor deposition apparatus, and then a PECVD process is performed. After the PECVD process is performed on the single wafer, the residual gas and the gas present in the plasma chemical vapor deposition apparatus are performed. A washing and purging process is performed to remove the reaction product.

이하 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 반도체 제조설비를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a semiconductor manufacturing apparatus according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 다이아 그램이다.1 is a diagram schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 제조설비는, 외부로부터 독립된 공간을 제공하는 반응 챔버(10)와, 상기 반응 챔버(10) 내부의 공기가 배기되도록 형성된 포 라인(예를 들어, 메인 배기관, 20)과, 상기 포 라인(20)을 통해 상기 반응 챔버(10) 내의 공기를 저진공의 제 1 펌핑 압력으로 펌핑시키는 저진공 펌프(30)와, 상기 저진공 펌프(30)와 상기 반응 챔버(10) 사이의 상기 포 라인(20)을 통해 유동되는 상기 공기를 제 1 펌핑 압력보다 높은 고진공의 제 2 펌핑 압력으로 펌핑시키는 고진공 펌프(40)와, 상기 고진공 펌프(40)와 상기 반응 챔버(10) 사이에서 상기 포 라인(20)을 통해 유동되는 공기를 단속하는 게이트 밸브(50)와, 상기 고진 공 펌프(40)의 후단에서 상기 포 라인(20)을 통해 유동되는 공기를 단속하도록 형성된 포 라인 밸브(22)와, 상기 고진공 펌프(40) 및 상기 반응 챔버(10) 사이의 상기 포 라인(20)에서 분기되고 상기 고진공 펌프(40)를 우회하여 상기 포 라인 밸브(22) 후단의 상기 포 라인(20)으로 연결되는 러핑 라인(예를 들어, 보조 배기관, 60)과, 상기 러핑 라인(60)을 통해 유동되는 상기 공기를 단속하도록 형성된 러핑 밸브(62)를 더 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional semiconductor manufacturing apparatus includes a reaction chamber 10 that provides a space independent from the outside, and a four line (eg, a main line) formed to exhaust air inside the reaction chamber 10. An exhaust pipe 20 and a low vacuum pump 30 for pumping air in the reaction chamber 10 to the first pumping pressure of low vacuum through the foam line 20, the low vacuum pump 30, and the A high vacuum pump 40 for pumping the air flowing through the foam line 20 between the reaction chambers 10 to a second high vacuum pumping pressure higher than the first pumping pressure, and the high vacuum pump 40 and the A gate valve 50 intermittent between the reaction chamber 10 and the air flowing through the bubble line 20 and air flowing through the bubble line 20 at a rear end of the high vacuum pump 40. Four-line valve 22 and the high vacuum pump 40 formed to intermittent And a roughing line branching from the foam line 20 between the reaction chamber 10 and bypassing the high vacuum pump 40 to the foam line 20 after the foam line valve 22. For example, the auxiliary exhaust pipe 60 is configured to further include a roughing valve 62 formed to control the air flowing through the roughing line 60.

도시되지는 않았지만, 상기 저진공 펌프(30)를 통해 펌핑되는 상기 공기 중의 반응 가스를 정제하여 공기중에 방출시키도록 형성된 스크러버를 더 포함하여 구성된다.Although not shown, it further comprises a scrubber formed to purify the reaction gas in the air pumped through the low vacuum pump 30 to be released into the air.

여기서, 상기 반응 챔버(10)는 상단에서 반응 가스 공급부(도시되지 않음)로부터 공급되는 상기 반응 가스를 분사하는 샤워헤드(12)와, 상기 샤워헤드(12)에 대향되는 하단에서 웨이퍼를 고정시키는 정전척(14)과, 상기 정전척(14)의 하부 또는 상기 샤워헤드(12)의 상부에 형성되어 외부에서 인가되는 고주파 파워를 이용하여 상기 반응 챔버(10) 내부에 충만되는 상기 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 전극(16)을 포함하여 이루어진다. 상기 저진공 펌프(30)는 상기 포 라인(20) 및 러핑 라인(60)을 통하여 상기 반응 챔버(10) 내부의 공기를 약 1.0×10-3Torr 정도의 저진공으로 펌핑하도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 저진공 펌프(30)는 로터리 펌프(rotary pump), 또는 드라이 펌프(dry pump)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 고진공 펌프(40)는 상기 반응 챔버(10)와 상기 저진공 펌 프(30) 사이의 상기 포 라인(20)에 직렬로 연결되어 있다. 예컨대, 상기 고진공 펌프(40)는 약1.0×10-6Torr 정도의 고진공 상태를 만들 수 있으며, 터보 펌프와, 확산 펌프와, 또는 이온 펌프를 포함하여 이루어진다. Here, the reaction chamber 10 is a shower head 12 for injecting the reaction gas supplied from a reaction gas supply unit (not shown) at the upper end, and to fix the wafer at the lower end opposite to the shower head 12 The reaction gas filled in the reaction chamber 10 by using an electrostatic chuck 14, a lower portion of the electrostatic chuck 14, or an upper portion of the shower head 12 and a high frequency power applied from the outside. And a plasma electrode 16 for exciting in a plasma state. The low vacuum pump 30 is configured to pump the air in the reaction chamber 10 to the low vacuum of about 1.0 × 10 −3 Torr through the po line 20 and the roughing line 60. For example, the low vacuum pump 30 includes a rotary pump or a dry pump. In addition, the high vacuum pump 40 is connected in series to the foam line 20 between the reaction chamber 10 and the low vacuum pump 30. For example, the high vacuum pump 40 may make a high vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr and includes a turbo pump, a diffusion pump, or an ion pump.

상기 반응 챔버(10) 내부의 공기를 고진공으로 펌핑하고자 할 경우, 상기 예비 펌핑 시간동안 상기 러핑 라인(60)을 통해 상기 반응 챔버(10) 내부를 저진공으로 만든 이후, 상기 포 라인(20)을 통해 공기가 상기 고진공 펌프(40)에서 펌핑되도록 순차적인 흐름을 가져야만 한다. 이때, 상기 러핑 밸브(62)가 먼저 열린 이후 닫혀지고, 상기 포 라인 밸브(22)는 열려진다. 또한, 상기 반응 챔버(10) 내부를 대기압 또는 저진공 상태로 만들고자 할 경우에도 펌핑 시와는 역순으로 이루어진다. When the air in the reaction chamber 10 is to be pumped at high vacuum, the inside of the reaction chamber 10 is made low through the roughing line 60 during the preliminary pumping time, and then the po line 20 is formed. Through must have a sequential flow so that air is pumped out of the high vacuum pump 40. At this time, the roughing valve 62 is first opened and then closed, and the four-line valve 22 is opened. In addition, when the inside of the reaction chamber 10 is to be made at atmospheric pressure or low vacuum, the pumping is performed in the reverse order.

상기 반응 챔버(10) 내부를 대기압으로 만들 경우, 상기 고진공 펌프(40)의 전단에 형성된 게이트 밸브(50)가 닫혀지면서 상기 고진공 펌프(40)를 독립적으로 만들 수 있다. When making the inside of the reaction chamber 10 at atmospheric pressure, the gate valve 50 formed at the front end of the high vacuum pump 40 may be closed, thereby making the high vacuum pump 40 independent.

하지만, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the semiconductor manufacturing equipment according to the prior art had the following problems.

첫째, 종래의 반도체 제조설비는, 상기 게이트 밸브(50)가 일부 손상되어 진공 불량이 발생되는 것을 파악할 수단이 없고, 상기 게이트 밸브(50)의 불량이 발생될 경우 고진공 펌프(40)에 의해 다량의 공기가 펌핑되면서 고진공 펌프(40)의 수명을 단축시키는 원인이 되기 때문에 생산수율이 떨어지는 단점이 있었다.First, in the conventional semiconductor manufacturing equipment, there is no means for grasping that the gate valve 50 is partially damaged to cause a vacuum failure, and when the failure of the gate valve 50 occurs, a large amount is caused by the high vacuum pump 40. As the air is pumped, it causes a shortening of the life of the high vacuum pump 40, which has a disadvantage in that the production yield falls.

둘째, 종래의 반도체 제조설비는, 고진공에서 저진공 상태로 만들어지는 데 소요되는 시간을 기준으로 상기 고진공 펌프(40)에 인가되는 전원을 차단한 후 펌핑 완료 시간이 경과된 후 상기 고진공 펌프(40)를 정지시켜 대기중에 노출시켜야 함으로 고진공 펌프(40)의 정지 가능 유무를 직접적으로 확인할 수 없기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.Second, in the conventional semiconductor manufacturing equipment, the high vacuum pump 40 after the pumping completion time elapses after the power is applied to the high vacuum pump 40 on the basis of the time required to be made in a high vacuum to a low vacuum state Since it is not possible to directly check whether or not the high vacuum pump 40 can be stopped because it must be exposed to the atmosphere by stopping), productivity has a disadvantage.

상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상기 게이트 밸브(50)의 불량이 발생되는 것을 직접적으로 파악토록 하여 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the problems according to the prior art described above is to provide a semiconductor manufacturing equipment that can directly identify that the failure of the gate valve 50 occurs to increase or maximize the production yield. have.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 고진공 펌프(40)의 정지 가능 유무를 직접적으로 파악하여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing equipment that can directly determine whether or not the high vacuum pump 40 can be stopped to increase or maximize productivity.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태(aspect)에 따른 반도체 제조설비는, 밀폐된 공간을 제공하는 반응 챔버; 상기 반응 챔버 내부의 공기가 배기되도록 형성된 메인 배기관; 상기 메인 배기관을 통해 상기 반응 챔버 내의 공기를 저진공의 제 1 펌핑 압력으로 펌핑시키는 저진공 펌프; 상기 저진공 펌프와 상기 반응 챔버 사이에서 상기 공기를 제 1 펌핑 압력보다 높은 고진공의 제 2 펌핑 압력으로 펌핑시키는 고진공 펌프; 상기 고진공 펌프와 상기 반응 챔버 사이에서 상기 메인 배기관을 통해 유동되는 공기를 단속하는 게이트 밸브; 및 상기 게이트 밸브의 공기 단속 불량을 점검토록 하기 위해 상기 고진공 펌프의 후단 또는 전단에서 상기 고진공 펌프의 제 2 펌핑 압력을 감지하도록 형성된 진공 센서를 포함함을 특징으로 한다. A semiconductor manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the reaction chamber for providing a closed space; A main exhaust pipe configured to exhaust air in the reaction chamber; A low vacuum pump for pumping air in the reaction chamber through the main exhaust pipe to a low vacuum first pumping pressure; A high vacuum pump pumping the air between the low vacuum pump and the reaction chamber to a second high vacuum pumping pressure higher than a first pumping pressure; A gate valve for intermitting air flowing through the main exhaust pipe between the high vacuum pump and the reaction chamber; And a vacuum sensor configured to sense a second pumping pressure of the high vacuum pump at a rear end or a front end of the high vacuum pump to check an air interruption failure of the gate valve.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.Hereinafter, a semiconductor manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 다이아 그램이다.2 is a diagram schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조설비는, 외부로부터 독립된 공간을 제공하는 반응 챔버(110)와, 상기 반응 챔버(110) 내부의 공기가 배기되도록 형성된 포 라인(예를 들어, 메인 배기관, 120)과, 상기 포 라인(120)을 통해 상기 반응 챔버(110) 내의 공기를 저진공의 제 1 펌핑 압력으로 펌핑시키는 저진공 펌프(130)와, 상기 저진공 펌프(130)와 상기 반응 챔버(110) 사이의 상기 포 라인(120)을 통해 유동되는 상기 공기를 제 1 펌핑 압력보다 높은 고진공의 제 2 펌핑 압력으로 펌핑시키는 고진공 펌프(140)와, 상기 고진공 펌프(140)와 상기 반응 챔버(110) 사이에서 상기 포 라인(120)을 통해 유동되는 공기를 단속하는 게이트 밸브(150)와, 상기 고진공 펌프(140)의 후단에서 상기 포 라인(120)을 통해 유동되는 공기를 단속하도록 형성된 포 라인 밸브(122)와, 상기 게이트 밸브(150)의 공기 단속 불량을 점검토록 하기 위해 상기 포 라인 밸브(122)의 후단에서 상기 고진공 펌프(140)의 제 2 펌핑 압력을 감지하도록 형성된 제 2 진공 센서(170)와, 상기 고진공 펌프(140) 및 상기 반응 챔버(110) 사이의 상기 포 라인(120)에서 분기되고 상기 고진공 펌프(140)를 우회하여 상기 포 라인 밸브(122) 후단의 상기 포 라인(120)으로 연결되는 러핑 라인(예를 들어, 보조 배기관, 160)과, 상기 러핑 라인(160)을 통해 유동되는 상기 공기를 단속하도록 형성된 러핑 밸브(62)를 더 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention includes a reaction chamber 110 that provides a space independent from the outside, and a four-line (eg, exhaust air) formed to exhaust air inside the reaction chamber 110. A low vacuum pump 130 for pumping air in the reaction chamber 110 to the first pumping pressure of low vacuum through the main exhaust pipe 120 and the line line 120, and the low vacuum pump 130; A high vacuum pump 140 for pumping the air flowing through the gun line 120 between the reaction chambers 110 to a second pumping pressure of a high vacuum higher than a first pumping pressure, and the high vacuum pump 140 and A gate valve 150 for intermittent air flowing through the bubble line 120 between the reaction chambers 110 and air flowing through the bubble line 120 at the rear end of the high vacuum pump 140 are provided. Four-line valve 122 formed to intermittent, and A second vacuum sensor 170 configured to sense a second pumping pressure of the high vacuum pump 140 at the rear end of the four-line valve 122 so as to check an air interruption failure of the gate valve 150, and the high vacuum Roughing branched from the foam line 120 between the pump 140 and the reaction chamber 110 and bypassing the high vacuum pump 140 to the foam line 120 after the foam line valve 122. And a roughing valve 62 formed to interrupt the line (eg, an auxiliary exhaust pipe 160) and the air flowing through the roughing line 160.

여기서, 상기 반응 챔버(110)는 소정의 증착 공정 또는 식각 공정 중에 대기중의 오염물질로부터 자유롭게 하기 위해 소정의 밀폐된 공간을 제공하며, 상기 반응 챔버(110) 내부에서 소정의 증착 공정 또는 식각 공정이 수행되는 웨이퍼가 전달되는 로드락 챔버 또는 트랜스퍼 챔버와 선택적으로 연통되도록 형성되어 있다. 또한, 상기 반응 챔버(110)는 소정의 진공도를 갖도록 상기 저진공 펌프(130) 및 고진공 펌프(140)의 펌핑에 의해 내부의 공기가 펌핑된다. 도시되지는 않았지만, 상기 반응 챔버(110) 내부에 소정의 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부가 더 형성되어 있다. 예컨대, 상기 반응 챔버(110)는 상단에서 상기 반응 가스 공급부로부터 공급되는 상기 반응 가스를 분사하는 샤워헤드(112)와, 상기 샤워헤드(112)에 대향되는 하단에서 웨이퍼를 고정시키는 정전척(114)과, 상기 정전척(114)의 하부 또는 상기 샤워헤드(112)의 상부에 형성되어 외부에서 인가되는 고주파 파워를 이 용하여 상기 반응 챔버(110) 내부에 충만되는 상기 반응 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 전극(116)을 포함하여 이루어진다. 도시되지는 않았지만, 상기 반응 챔버(110) 내에서 이루어지는 증착 공정 또는 식각 공정의 불량을 방지토록 하기 위해 상기 반응 챔버(110) 내부의 진공도를 계측하는 제 1 진공 센서가 상기 반응 챔버(110)의 측벽에 형성되어 있다 Here, the reaction chamber 110 provides a predetermined closed space in order to free from contaminants in the atmosphere during the predetermined deposition process or etching process, the predetermined deposition process or etching process inside the reaction chamber 110 The wafer to be performed is formed to be in selective communication with a load lock chamber or transfer chamber to be transferred. In addition, the inside of the reaction chamber 110 is pumped by the pumping of the low vacuum pump 130 and the high vacuum pump 140 to have a predetermined degree of vacuum. Although not shown, a reaction gas supply unit for supplying a predetermined reaction gas into the reaction chamber 110 is further formed. For example, the reaction chamber 110 may include a shower head 112 for injecting the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit at an upper end thereof, and an electrostatic chuck 114 for fixing a wafer at a lower end opposite to the shower head 112. ) And the reaction gas filled in the reaction chamber 110 by using high frequency power applied from the outside and formed at the lower portion of the electrostatic chuck 114 or the shower head 112 in a plasma state. It comprises a plasma electrode 116 to make. Although not shown, a first vacuum sensor for measuring the degree of vacuum in the reaction chamber 110 may be used to prevent defects in the deposition process or the etching process in the reaction chamber 110. It is formed on the side wall

상기 포 라인(120) 및 러핑 라인(160)을 포함하는 배기 라인은 상기 반응 챔버(110) 내부에 공급되는 반응 가스 및 퍼지 가스 같은 공기와, 상기 반응 챔버(110)의 측벽으로부터 내부로 유입되는 공기를 상기 고진공 펌프(140) 및 저진공 펌프(130)를 통해 외부로 배기시키도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 포 라인(120) 및 러핑 라인(160)과 같은 배기 라인은 밸로우즈 배관을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 포 라인(120)은 상기 반응 챔버(110)에서부터 상기 고진공 펌프(140)를 거쳐 상기 저진공 펌프(130)가 순차적으로 연결되도록 형성된다. 반면, 상기 러핑 라인(160)은 상기 반응 챔버(110)에서 상기 저진공 펌프(130)에 곧바로 연결되도록 형성되어 있다. 따라서, 상기 포 라인(120)은 상기 반응 챔버(110) 내부의 공기가 상기 고진공 펌프(140)의 펌핑 및 상기 저진공 펌프(130)를 통해 고진공으로 펌핑되도록 할 수 있고, 상기 러핑 라인(160)은 상기 반응 챔버(110) 내부의 공기가 상기 저진공 펌프(130) 단독의 펌핑에 의해 저진공으로 펌핑되도록 할 수 있다.The exhaust line including the four lines 120 and the roughing line 160 is introduced into the reaction chamber 110 from the sidewalls of the reaction chamber 110 and air such as the reaction gas and the purge gas. It is formed to exhaust air to the outside through the high vacuum pump 140 and the low vacuum pump 130. For example, exhaust lines such as the four lines 120 and the roughing line 160 may include bellows piping. In this case, the four lines 120 are formed such that the low vacuum pump 130 is sequentially connected from the reaction chamber 110 to the high vacuum pump 140. On the other hand, the roughing line 160 is formed to be directly connected to the low vacuum pump 130 in the reaction chamber 110. Accordingly, the four lines 120 may allow the air in the reaction chamber 110 to be pumped into the high vacuum through the high vacuum pump 140 and the low vacuum pump 130, and the roughing line 160 may be used. ) May allow the air in the reaction chamber 110 to be pumped into the low vacuum by pumping the low vacuum pump 130 alone.

예컨대, 상기 저진공 펌프(130)는 로터리 펌프(rotary pump), 또는 드라이 펌프(dry pump)를 포함하고, 상기 고진공 펌프(140)는 고속으로 회전되는 로터 및 날개에 의해 공기 입자들이 펌핑되는 터보 펌프와, 확산 펌프와, 또는 이온 펌프를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 저진공 펌프(130)는 상기 반응 챔버(110) 내부가 약 1.0×10-3Torr 정도의 저진공 상태가 되도록 상기 공기를 펌핑시킬 수 있다. 이때, 상기 저진공 펌프(130)는 760Torr 정도의 대기압 상태에서 상기 반응 챔버(110) 내부의 공기를 펌핑하여 저진공 상태로 만들 수 있다. For example, the low vacuum pump 130 may include a rotary pump or a dry pump, and the high vacuum pump 140 may be a turbo pumped air particles by a rotor and a blade rotated at high speed. A pump, a diffusion pump, or an ion pump. In this case, the low vacuum pump 130 may pump the air such that the inside of the reaction chamber 110 is in a low vacuum state of about 1.0 × 10 −3 Torr. In this case, the low vacuum pump 130 may be made in a low vacuum state by pumping the air inside the reaction chamber 110 in an atmospheric pressure of about 760 Torr.

반면, 상기 고진공 펌프(140)는 상기 반응 챔버(110) 내부가 약1.0×10-6Torr 정도의 고진공 상태가 되도록 상기 공기를 펌핑시킬 수 있지만, 저진공 상태에서 고진공 상태로 펌핑되어야만 한다. 왜냐하면, 상기 고진공 펌프(140)는 희박한 공기 입자 또는 공기 분자 하나하나를 포집하거나 펌핑토록 형성되어 있기 때문에 다량의 공기 입자 또는 분자를 한꺼번에 펌핑시킬 수 없다.On the other hand, the high vacuum pump 140 may pump the air such that the inside of the reaction chamber 110 has a high vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr, but should be pumped from the low vacuum to the high vacuum. Because the high vacuum pump 140 is configured to trap or pump one or more lean air particles or air molecules, it cannot pump a large amount of air particles or molecules at once.

상기 고진공 펌프(140)는 상기 저진공 펌프(130)의 펌핑보다 정밀한 공기의 펌핑이 이루어지기 때문에 장시간에 걸친 예비 펌핑 시간을 요하고, 정지 시 펌핑 완료 시간을 요한다. 예컨대, 터보 펌프와 같은 고진공 펌프(140)의 경우, 로터 및 날개를 약 27000rpm 정도의 고속 회전을 만들고 정지시키기 위해 약 30분 이상의 예비 펌핑 시간과 펌핑 완료 시간을 각각 요한다. Since the high vacuum pump 140 pumps the air more precisely than the pumping of the low vacuum pump 130, it requires a long preliminary pumping time, and requires a pumping completion time when stopped. For example, a high vacuum pump 140, such as a turbo pump, requires about 30 minutes or more of pre-pumping time and pumping completion time, respectively, in order to make and stop the rotor and vanes at a high speed of about 27000 rpm.

상기 반응 챔버(110) 내부의 공기를 고진공으로 펌핑하고자 할 경우, 상기 예비 펌핑 시간동안 상기 러핑 라인(160)을 통해 상기 반응 챔버(110) 내부를 저진공으로 만든 이후, 상기 포 라인(120)을 통해 공기가 상기 고진공 펌프(140)에서 펌핑되도록 순차적인 흐름을 가져야만 한다. 예컨대, 상기 러핑 밸브(62)가 개방되고 상기 포 라인 밸브(122)가 닫혀진 상태에서 소정의 시간이 지난 후에 상기 러핑 밸브(62)가 닫혀지고 상기 포 라인 밸브(122)가 개방되어져야만 한다. 또한, 상기 반응 챔버(110) 내부를 대기압 또는 저진공 상태로 만들고자 할 경우에도 펌핑 시와는 역순으로 이루어진다. 이때, 상기 반응 챔버(110) 내부를 대기압으로 만들 경우, 상기 고진공 펌프(140)의 전단에 형성된 게이트 밸브(150)가 닫혀지면서 상기 고진공 펌프(140)를 독립적으로 만들 수 있다. When the air in the reaction chamber 110 is to be pumped with high vacuum, the inside of the reaction chamber 110 is made low through the roughing line 160 during the preliminary pumping time, and then the po line 120 is used. Through must have a sequential flow so that air is pumped in the high vacuum pump 140. For example, after a predetermined time passes with the roughing valve 62 open and the four line valve 122 closed, the roughing valve 62 must be closed and the four line valve 122 must be opened. In addition, when the inside of the reaction chamber 110 is intended to be at atmospheric pressure or low vacuum, the pumping is performed in the reverse order. At this time, when the inside of the reaction chamber 110 to atmospheric pressure, the gate valve 150 formed at the front end of the high vacuum pump 140 may be closed to make the high vacuum pump 140 independently.

상기 게이트 밸브(150)는 상기 포 라인(120)에 형성되는 터보 펌프가 정지되지 않고 후속의 증착 공정 또는 식각 공정이 연속적으로 수행되도록 하기 위해 상기 터보 펌프로 유입되는 공기를 일시적으로 차단시킬 수 있도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 게이트 밸브(150)는 상기 반응 챔버(110)와 상기 포 라인(120) 사이에서 상기 공기의 유동을 단속하는 단속기로서, 상기 포 라인(120)의 입구의 내경과 동일 또는 유사한 디스크와, 상기 디스크의 외주면을 둘러싸면서 상기 포 라인(120)의 입구 내벽에 결합되는 오링을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 오링이 손상될 경우, 상기 게이트 밸브(150)가 닫혀지더라도 상기 게이트 밸브(150)를 통해 상기 고진공 펌프(140)로 다량의 공기가 펌핑될 수 있다. The gate valve 150 may temporarily block the air flowing into the turbo pump so that the turbo pump formed in the fore line 120 is not stopped and subsequent deposition or etching processes are continuously performed. Formed. For example, the gate valve 150 is an interrupter that regulates the flow of air between the reaction chamber 110 and the gun line 120, and has a disk equal to or similar to the inner diameter of the inlet of the gun line 120. And an O-ring coupled to the inlet inner wall of the fabric line 120 while surrounding the outer circumferential surface of the disk. In this case, when the O-ring is damaged, a large amount of air may be pumped to the high vacuum pump 140 through the gate valve 150 even when the gate valve 150 is closed.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비는 고진공 펌프(140)의 후단의 포 라인(120) 내에서 진공압을 계측하는 제 2 진공 센서(170)를 구비하여 상기 게이트 밸브(150)의 불량이 발생되는 것을 직접적으로 파악토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다. 예컨대, 상기 제 2 진공 센서(170)는 상기 제 2 진공 센서(170)는 상기 포 라인 밸브(122)와 상기 고진공 펌프(140) 사이의 벤트 포트에 형성되며, 상기 포 라인(120) 내부의 진공압을 감지하는 피라 니 게이지 또는 바라트론 센서를 포함하여 이루어진다.Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention includes a second vacuum sensor 170 that measures the vacuum pressure in the foreline 120 at the rear end of the high vacuum pump 140 to provide the gate valve 150. It is possible to directly identify the occurrence of defects can increase or maximize the production yield. For example, the second vacuum sensor 170 is the second vacuum sensor 170 is formed in the vent port between the four line valve 122 and the high vacuum pump 140, the inside of the four line 120 It includes a pirani gauge or baratron sensor that detects vacuum pressure.

도시되지는 않았지만, 상기 제 2 진공 센서(170)에서 감지되는 진공 감지 신호를 이용하여 상기 포 라인(120) 내의 진공 상태를 파악하여 상기 게이트 밸브(150)의 불량을 판단하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 상기 게이트 밸브(150)의 불량 유무를 표시하는 표시부가 더 형성되어 있다.Although not shown, a controller for determining a failure state of the gate valve 150 by identifying a vacuum state in the four lines 120 using a vacuum detection signal detected by the second vacuum sensor 170, and the controller. A display unit for displaying whether the gate valve 150 is defective is further formed by a control signal output from the control unit.

상술한 바와 같이, 상기 고진공 펌프(140)는 로터 및 날개를 고속으로 회전시키거나 정지시키기 위해 예비 펌핑 시간 및 시 펌핑 완료 시간을 필요로 한다. 상기 예비 펌핑 시간 또는 펌핑 완료 시간 내에 상기 포 라인(120)을 통해 대기압의 공기가 유입될 경우, 상기 터보 펌프는 다량의 공기 입자에 날개가 손상되거나 상기 날개를 고속으로 회전시키는 로터가 손상되어 후속의 고진공 펌핑에 사용될 수 없을 정도로 파손될 수 있다. 예컨대, 유지 관리 상 터보 펌프의 주기적인 세정이 이루어질 경우, 상기 펌핑 완료 시간 및 상기 예비 펌핑 시간이 소요된다. 상기 펌핑 완료 시간은 고속 회전하는 상기 터보 펌프가 정지되는 데 걸리는 시간으로서 종래에는 일반적인 통계를 통하여 맞추어질 수밖에 없었다. As described above, the high vacuum pump 140 requires a preliminary pumping time and a time pumping completion time to rotate or stop the rotor and the vanes at high speed. When atmospheric air flows through the gun line 120 within the preliminary pumping time or the completion time of the pumping, the turbo pump may damage the blades or the rotor that rotates the blades at a high speed due to a large amount of air particles. It can be broken to such a degree that it cannot be used for high vacuum pumping. For example, when periodic cleaning of the turbopump is performed for maintenance, the pumping completion time and the prepumping time are required. The pumping completion time is a time taken for the turbopump which is rotating at a high speed, and can only be adjusted through general statistics.

상기 포 라인(120)에 초 고진공 상태의 진공압이 걸려 있을 경우, 상기 고진공 펌프(140)가 정지되는 시간이 많이 소요될 수 있고, 상기 포 라인(120)에 저진공 상태의 진공압이 걸려 있을 경우 정지되는 시간이 짧게 소요될 수 있다. 이때, 초 고진공 상태의 진공압에서 고진공 펌프(140)를 정지시키기 위해 종래의 펌핑 완료 시간이상으로 소요시간 필요할 수 있고, 상기 저진공 상태의 진공압에서 상기 터보 펌프를 정지시키기 위해 종래의 펌핑 완료 시간이 필요치 않아 필요이상의 대 기시간이 길어질 수 있다.When the vacuum line of the ultra-high vacuum state is applied to the po line 120, it may take a long time that the high vacuum pump 140 is stopped, and the vacuum pressure of the low vacuum state may be applied to the po line 120. In this case, the stopping time may be short. At this time, it may be necessary to take a time longer than the conventional pumping completion time to stop the high vacuum pump 140 in the ultra-high vacuum state, the conventional pumping is completed to stop the turbo pump at the vacuum pressure of the low vacuum state No time is required, which may result in longer wait times than necessary.

상기 제어부는 상기 제 2 진공 센서(170)에서 출력되는 감지 신호를 이용하여 상기 고진공 펌프(140)와 연통 되는 상기 포 라인(120) 내의 진공압 상태를 파악하여 상기 고진공 펌프(140)가 정지되기 위해 상기 포 라인(120)이 대기중에 노출가능한지를 판단한다. 또한, 상기 표시부는 상기 제어부에서 출력되는 제어신호를 이용하여 상기 포 라인(120)이 대기중에 노출되어 상기 고진공 펌프(140)가 정지가능한지를 표시할 수 있다.The control unit detects the vacuum pressure state in the fabrication line 120 in communication with the high vacuum pump 140 by using the detection signal output from the second vacuum sensor 170 to stop the high vacuum pump 140. In order to determine whether the four lines 120 can be exposed to the atmosphere. In addition, the display unit may display whether the high vacuum pump 140 can be stopped by exposing the four lines 120 to the air by using a control signal output from the controller.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비는 고진공 펌프(140)의 후단의 포 라인(120) 내에서 진공압을 감지하는 제 2 진공 센서(170)와, 상기 제 2 진공 센서(170)에서 출력되는 감지 신호를 이용하여 상기 고진공 펌프(140)와 연통되는 포 라인(120) 내의 진공압 상태를 파단하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력되는 제어신호를 이용하여 상기 고진공 펌프(140)가 정지되어도 되는지를 표시하는 표시부를 구비하여 고진공 펌프(140)의 정지 가능 유무를 직접적으로 파악토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, the second vacuum sensor 170 for detecting the vacuum pressure in the foreline 120 of the rear end of the high vacuum pump 140, and the second vacuum sensor 170 The high vacuum pump 140 is stopped by using a control signal output from the control unit and a control unit for breaking the vacuum pressure state in the four lines 120 in communication with the high vacuum pump 140 by using a detection signal output from the control unit. It is possible to increase or maximize productivity because it is possible to directly determine whether or not the high vacuum pump 140 can be stopped with a display unit indicating whether or not.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다. In addition, the inventive concepts and embodiments disclosed herein may be used by those skilled in the art as a basis for modifying or designing other structures for carrying out the same purposes of the present invention. In addition, such modifications or altered equivalent structures by those skilled in the art may be variously changed, substituted, and changed without departing from the spirit or scope of the invention described in the claims.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 고진공 펌프의 후단의 포 라인 내에서 진공압을 계측하는 진공 센서를 구비하여 상기 게이트 밸브의 불량이 발생되는 것을 직접적으로 파악토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a vacuum sensor for measuring vacuum pressure in the fore end of the high vacuum pump can be provided to directly identify that a failure of the gate valve occurs, thereby increasing production yield. Or you can maximize the effect.

또한, 고진공 펌프의 후단의 포 라인 내에서 진공압을 감지하는 진공 센서와, 상기 진공 센서에서 출력되는 감지 신호를 이용하여 상기 고진공 펌프와 연통되는 포 라인 내의 진공압 상태를 파단하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력되는 제어신호를 이용하여 상기 고진공 펌프가 정지되어도 되는지를 표시하는 표시부를 구비하여 고진공 펌프의 정지 가능 유무를 직접적으로 파악토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the vacuum sensor for detecting the vacuum pressure in the gun line of the rear end of the high vacuum pump, the control unit for breaking the vacuum pressure state in the gun line in communication with the high vacuum pump using the detection signal output from the vacuum sensor, The display unit may display whether the high vacuum pump may be stopped by using a control signal output from a control unit, so that the high vacuum pump may be stopped. Therefore, productivity may be increased or maximized.

Claims (5)

밀폐된 공간을 제공하는 반응 챔버;A reaction chamber providing a closed space; 상기 반응 챔버 내부의 공기가 배기되도록 형성된 메인 배기관;A main exhaust pipe configured to exhaust air in the reaction chamber; 상기 메인 배기관을 통해 상기 반응 챔버 내의 공기를 저진공의 제 1 펌핑 압력으로 펌핑시키는 저진공 펌프;A low vacuum pump for pumping air in the reaction chamber through the main exhaust pipe to a low vacuum first pumping pressure; 상기 저진공 펌프와 상기 반응 챔버 사이에서 상기 공기를 제 1 펌핑 압력보다 높은 고진공의 제 2 펌핑 압력으로 펌핑시키는 고진공 펌프;A high vacuum pump pumping the air between the low vacuum pump and the reaction chamber to a second high vacuum pumping pressure higher than a first pumping pressure; 상기 고진공 펌프와 상기 반응 챔버 사이에서 상기 메인 배기관을 통해 유동되는 공기를 단속하는 게이트 밸브; 및A gate valve for intermitting air flowing through the main exhaust pipe between the high vacuum pump and the reaction chamber; And 상기 게이트 밸브의 공기 단속 불량을 점검토록 하기 위해 상기 고진공 펌프의 후단 또는 전단에서 상기 고진공 펌프의 제 2 펌핑 압력을 감지하도록 형성된 진공 센서를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.And a vacuum sensor configured to sense a second pumping pressure of the high vacuum pump at a rear end or a front end of the high vacuum pump to check an air interruption failure of the gate valve. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 2 진공 센서에서 감지되는 진공 감지 신호를 이용하여 상기 메인 배기라인 내의 진공 상태를 파악하여 상기 게이트 밸브의 불량을 판단하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 상기 게이트 밸브의 불량 유무를 표시하는 표시부를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.A control unit for determining a failure state of the gate valve by identifying a vacuum state in the main exhaust line by using a vacuum detection signal detected by the second vacuum sensor, and whether the gate valve is defective by a control signal output from the control unit Semiconductor manufacturing equipment characterized in that it further comprises a display unit for displaying. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 고진공 펌프의 후단에서 상기 메인 배기관을 단속하도록 형성된 포 라인 밸브와, 상기 고진공 펌프 및 상기 반응 챔버 사이의 상기 메인 배기관에서 분기되고 상기 고진공 펌프를 우회하여 상기 포 라인 밸브 후단의 상기 메인 배기관으로 연결되는 보조 배기관과, 상기 보조 배기관을 통해 유동되는 상기 공기를 단속하도록 형성된 러핑 밸브를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.A four-line valve formed to interrupt the main exhaust pipe at a rear end of the high vacuum pump, and branched from the main exhaust pipe between the high vacuum pump and the reaction chamber and bypassing the high vacuum pump to the main exhaust pipe after the four-line valve. And a roughing valve formed to control the air flowing through the auxiliary exhaust pipe and the auxiliary exhaust pipe. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 진공 센서는 상기 포 라인 밸브와 상기 고진공 펌프 사이에 형성함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.Wherein said vacuum sensor is formed between said four-line valve and said high vacuum pump. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 진공 센서는 피라니 게이지, 또는 바라트론 센서를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.The vacuum sensor is a semiconductor manufacturing equipment, characterized in that it comprises a piraniti gauge, or baratron sensor.
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KR20200126571A (en) 2019-04-30 2020-11-09 (주)세미즈 Valve apparatus and control method for gas flow

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