KR20080077434A - 가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비및 그의 처리 방법 - Google Patents

가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비및 그의 처리 방법 Download PDF

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KR20080077434A
KR20080077434A KR1020070016931A KR20070016931A KR20080077434A KR 20080077434 A KR20080077434 A KR 20080077434A KR 1020070016931 A KR1020070016931 A KR 1020070016931A KR 20070016931 A KR20070016931 A KR 20070016931A KR 20080077434 A KR20080077434 A KR 20080077434A
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Abstract

본 발명은 공정 챔버의 가스 누출을 감지하기 위한 가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비 및 그의 처리 방법에 관한 것이다. 가스 누출 감지 장치는 베르누이의 정리를 이용하여 가스를 유입하거나 배출하는 인젝터를 포함한다. 인젝터는 포어 라인 내부에 설치되는 서로 다른 굵기의 오리피스 관을 구비한다. 따라서 가스 누출 감지 장치는 내부에 펌프없이 가스를 유입, 배출시킴으로써, 소형화가 가능하고, 제작 비용이 저렴하다. 또 반도체 제조 설비는 외부 펌프에 의해 포어 라인으로 가스가 배출되면, 상기 가스 누출 감지 장치를 이용하여 실시간으로 공정 챔버의 가스 누출을 감지한다.
반도체 제조 설비, 가스 누출 감지 장치, 인젝터, 베르누이 정리, 소형화

Description

가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비 및 그의 처리 방법{GAS LEAKAGE DETECTOR, SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT AND METHOD INCLUDING THE SAME}
도 1은 종래기술의 실시예에 따른 가스 누출의 감지하는 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 도면;
도 2는 도 1에 도시된 가스 누출 감지 장치의 구성을 도시한 블럭도;
도 3은 본 발명에 따른 가스 누출의 감지하는 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 도면;
도 4는 도 4에 도시된 가스 누출 감지 장치의 구성을 도시한 블럭도;
도 5는 도 4에 도시된 인젝터의 내부 구조를 나타내는 도면;
도 6은 도 5에 도시된 인젝터의 동작 원리를 설명하기 위한 베르누이 정리를 나타내는 도면; 그리고
도 7은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 가스 누출 감지하기 위한 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 반도체 제조 설비 102 : 공정 챔버
104 : 포어 라인 106 : 러핑 라인
108 : 게이트 밸브 110 : 가스 누출 감지 장치
112 : 제어부 114 : 표시부
116 : GC 컬럼 120 : 검출부
122 : 이온화 소스 124 : 질량 분석기
126 : 검출기 130 : 인젝터
132 : 수집 라인 134 : 배출 라인
136 : 오리피스 관 138, 140 : 인젝터 포트
142 : 터보 펌프 144 : 포어 라인 밸브
146 : 드라이 펌프
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 공정 챔버의 포어 라인 상에 구비되어 공정 챔버의 가스 누출을 감지하는 가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 설비는 진공 상태를 유지한 상태에서 공정을 처리하는 공정 챔버를 이용한다. 이러한 공정 챔버는 설계, 제조 및 작동시에 무엇보다도 진공 누출 방지가 중요하다. 이는 공정 조건을 만족시키지 못할 뿐만 아니라, 외부로부터 공기가 유입되면 피처리물(예를 들어, 웨이퍼, 기판 등)은 물론 챔버 내부의 구성품을 손상시키거나 오염시킨다. 그러므로 공정을 진행하기 전에 공정 챔버 내부를 진공 상태로 배기한 후, 진공 펌프 통로를 차단시키고 진공의 누출을 확인해야만 한다.
이러한 반도체 제조 설비는 공정 챔버의 포어 라인(fore-line)을 통하여, 공정 챔버로부터 발생되는 여러 종류의 유해 배기 가스들을 적정 기준치 이하로 처리하여 배출시키는 스크러버(scrubber)와 연결되며, 포어 라인에 가스 누출 감지 장치를 장착하여 공정 챔버의 가스 누출을 감지한다.
도 1을 참조하면, 종래기술의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비(10)는 포어 라인(4)을 통하여 공정 챔버(2) 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 터보 펌프 및 드라이 펌프(14, 18)들을 연결하고, 공정 챔버(2) 내부의 진공 상태를 유지시킨다. 또 반도체 제조 설비(10)의 공정 챔버(2)는 포어 라인(18)을 통하여 스크러버(미도시됨)에 연결된다.
또, 반도체 제조 설비(10)는 공정 챔버(2)와 드라이 펌프(18)가 러핑 라인(roughing line)(6)을 통해 연결되고, 러핑 라인(6)에 컷-오프 밸브(cut-off valve)(12)를 구비한다. 또 드라이 펌프(18)는 주배기 라인인 포어 라인(4)을 통하여 공정 챔버(2)와 연결된다. 공정 챔버(2)와 드라이 펌프(18) 사이에는 게이트 밸브(8)와, 터보 펌프(14) 및 포어 라인 밸브(18)가 구비된다. 여기서 터보 펌프(14)는 고진공 펌프이고, 포어 라인 밸브(16)와 드라이 펌프(18) 사이에 러핑 라인(6)이 연결된다.
이러한 반도체 제조 설비(10)는 먼저, 컷-오프 밸브(12)를 오픈시켜서 공정 챔버(2) 내부를 초기 진공 상태로 유지하기 위하여 저진공 펌프인 드라이 펌프(18) 를 가동시킨다. 이어서 반도체 제조 설비(10)는 드라이 펌프(18)의 동작이 완료되면, 터보 펌프(14)를 가동시켜서 포어 라인(4)을 통하여 공정 챔버(2) 내부를 진공 상태로 만든다. 즉, 반도체 제조 설비(10)는 게이트 밸브(8)와 포어 라인 밸브(16)를 오픈시키고, 터보 펌프(14)를 가동시킨 후 일정 조건의 진공 상태에 도달되면, 공정을 진행한다. 이 때, 포어 라인(4) 상에 가스 누출이 발생되는데, 이를 감지하기 위하여 반도체 제조 설비(10)는 공정 챔버(2)의 연결 포트 예를 들어, 포어 라인(4) 단에 헬륨 검출기(Helium Detector)(20)를 장착하고, 이를 통해 공정 챔버(2)의 가스 누출을 감지한다. 따라서 이러한 반도체 제조 설비(10)는 필요에 따라 헬륨 검출기(20)를 설치하므로 실시간으로 가스 누출을 감지할 수 없고, 이로 인해 작업의 효율성이 떨어진다. 또 헬륨 검출기(20)는 고가이므로 구매 비용이 증가하게 되며, 누출 위치를 찾기 위해 작업자가 일일이 헬륨 검출기(20)를 설치하고 검사하여야 하므로 불편함과, 백업(Qual) 시간이 지연되는 등의 손실을 초래한다.
구체적으로 헬륨 검출기는 도 2에 도시된 바와 같이, 포어 라인(4)에 연결되어 공정 챔버(2) 내부로부터 누출되는 가스의 성분을 감지하는 검출부(22)와, 검출부(20)로부터 감지된 가스 성분을 이용하여 헬륨 가스의 누출을 판별하는 제어부(24) 및, 포어 라인(4)과 연결된 헬륨 검출기(20) 내부의 가스 순환을 위해 펌핑하는 펌프(26)를 구비한다.
따라서 이러한 반도체 제조 설비(10)는 공정 챔버(2)의 가스 누출을 감지하기 위하여 포어 라인(4)에 헬륨 검출기(20)를 설치한다. 그러나 이러한 헬륨 검출기(20)는 내부에 펌프(26)를 구비함으로써, 부피 및 무게가 크므로 이동이 불편하 고, 가격이 고가이며, 또 헬륨 검출기(20)의 정상 작동시까지 필요한 펌프(26)의 구동 시간에 따른 작업 지연이 발생된다.
또한 가스 누출 검사 시에도 공정 챔버(2) 내부를 진공으로 만들기 위한 터보 펌프(14) 및 드라이 펌프(18)는 계속적으로 구동함으로써, 불필요한 전력 소모가 발생되는 문제점들이 있다.
본 발명의 목적은 공정 챔버의 가스 누출을 감지하기 위한 소형의 가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공정 챔버의 가스 누출을 실시간으로 감지하여 작업 시간을 단축하는 가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 가스 누출 감지 장치는 내부 펌프 장치 없이 공정 챔버로부터 배출되는 가스를 유입 및 방출하는 오리피스 관을 포함하는 인젝터를 이용하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 가스 누출 감지 장치는 소형화가 가능하다.
본 발명의 가스 누출 감지 장치는, 포어 라인을 통하여 반도체 제조 설비의 공정 챔버와 연결되고 상기 공정 챔버 내부를 진공 상태로 유지하도록 펌핑하는 진공 펌프 사이에 구비된다. 상기 가스 누출 감지 장치는, 상기 포어 라인 내부에 설치되어, 상기 진공 펌프에 의해 상기 공정 챔버로부터 상기 포어 라인으로 가스가 배출되면, 상기 배출되는 가스를 상기 포어 라인을 통해 받아들이고 다시 상기 포어 라인으로 배출하는 인젝터와; 상기 인젝터로부터 가스를 받아서 가스 성분을 분석하고, 상기 인젝터로 가스를 배출하는 가스 크로마토그래프 컬럼 및; 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로부터 가스 성분을 분석한 정보를 받아서 특정 가스의 누출을 감지하는 검출부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 인젝터는; 상기 포어 라인 내부에서 가스가 흐르는 방향으로 양단에 인젝터 포트가 형성되고, 서로 다른 굵기를 갖는 오리피스 관과; 상기 오리피스 관의 굵기가 넓은 부위에 설치되어 상기 일단의 인젝터 포트로부터 가스를 받아서 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로 공급하는 수집 라인 및; 상기 오리피스 관의 굵기가 좁은 부위에 설치되어 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로부터 가스 성분 분석이 완료된 가스를 상기 타단의 인젝터 포트로 배출하는 배출 라인을 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 인젝터는 베르누이의 정리에 의해 상기 오리피스 관으로 가스를 유입하거나 배출한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 가스 누출 감지 장치는; 상기 검출부와 전기적으로 연결되어 상기 검출부로부터 검출 정보를 받아서 특정 가스가 누출되면 상기 반도체 제조 설비로 인터락을 발생하는 제어부 및; 상기 제어부로부터 검출 정보를 받아서 모니터링하도록 디스플레이 하는 표시부를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 공정 챔버의 가스 누출을 실시간으로 감지하기 위한 반도체 제조 설비가 제공된다. 이 특징의 반도체 제조 설비는, 공정 챔버 와; 상기 공정 챔버 내부를 진공 상태로 유지하도록 가스를 배출하는 포어 라인과; 상기 포어 라인을 통해 상기 공정 챔버 내부의 가스를 배출하도록 펌핑하는 진공 펌프 및; 상기 공정 챔버와 상기 터보 펌프 사이의 상기 포어 라인 상에 구비되고 상기 진공 펌프에 의해 상기 공정 챔버로부터 가스가 배출되면, 상기 포어 라인으로부터 배출되는 가스를 받아들여서 가스의 성분을 분석하고, 특정 가스의 누출을 감지하는 가스 누출 감지 장치를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 누출 감지 장치는; 상기 포어 라인 내부에 설치되어, 상기 진공 펌프에 의해 상기 공정 챔버로부터 상기 포어 라인으로 가스가 배출되면, 상기 배출되는 가스를 상기 포어 라인을 통해 받아들이고 다시 상기 포어 라인으로 배출하는 오리피스 관을 구비하는 인젝터와; 상기 인젝터로부터 가스를 받아서 가스 성분을 분석하고, 상기 인젝터로 가스를 배출하는 가스 크로마토그래프 컬럼와; 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로부터 가스 성분을 분석한 정보를 받아서 특정 가스의 누출을 감지하는 검출부와; 상기 검출부로부터 검출 정보를 받아서 모니터링하도록 제어하고, 상기 검출 정보로부터 특정 가스가 누출되면 상기 반도체 제조 설비로 인터락을 발생하는 제어부 및; 상기 제어부로부터 상기 검출 정보를 받아서 디스플레이 하는 표시부를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 인젝터는; 상기 포어 라인 내부에서 가스가 흐르는 방향으로 양단에 인젝터 포트가 형성되고, 서로 다른 굵기를 갖는 오리피스 관과; 상기 오리피스 관의 굵기가 넓은 부위에 설치되어 상기 일단의 인젝터 포트로부터 가스를 받아서 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로 공급하는 수집 라인 및; 상기 오리피스 관의 굵기가 좁은 부위에 설치되어 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로부터 가스 성분 분석이 완료된 가스를 상기 타단의 인젝터 포트로 배출하는 배출 라인을 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 인젝터는 베르누이의 정리에 의해 상기 오리피스 관으로 가스를 유입하거나 배출한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 진공 펌프는 터보 펌프 또는 드라이 펌프이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 포어 라인을 통하여 공정 챔버와 진공 펌프가 연결되고, 상기 공정 챔버의 가스 누출을 감지하는 반도체 제조 설비의 처리 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 상기 진공 펌프를 이용하여 상기 공정 챔버 내부를 펌핑하여 상기 포어 라인으로 가스를 배출한다. 상기 포어 라인 내부에 설치된 서로 다른 굵기로 형성된 하나의 오리피스 관을 통해 가스를 유입한다. 상기 유입된 가스의 성분을 분석한다. 상기 가스 성분 분석에 따른 특정 가스가 누출되었는지를 감지한다. 상기 가스 성분 분석이 완료된 가스를 상기 오리피스 관으로 배출한다. 이어서 상기 오리피스 관으로부터 상기 포어 라인으로 가스를 배출한다.
일 실시예에 있어서, 상기 오리피스 관을 통해 가스를 유입하고 배출하는 것은; 상기 서로 다른 굵기의 두 부위에서 베르누이의 정리에 의해 이루어진다.
다른 실시예에 있어서, 상기 오리피스 관을 통해 가스를 유입하고 배출하는 것은; 상기 오리피스 관의 굵기가 넓은 부위에서 가스를 유입하고, 상기 오리피스 관의 굵기가 좁은 부위에서 가스를 배출한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 처리 방법은; 상기 특정 가스가 누출되는지를 감지하면, 상기 반도체 제조 설비의 인터락을 발생시키는 것을 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 처리 방법은; 상기 가스 성분 분석 및 상기 가스 누출 감지에 따른 정보를 모니터링하도록 디스플레이 하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 반도체 제조 설비(100)는 반도체, 평판 디스플레이 장치 등을 제조하는 설비로, 포어 라인(fore line)(104) 상에서 공정 챔버(102)의 가스 누출을 감지하기 위한 가스 누출 감지 장치(110)를 구비한다. 가스 누출 감지 장치(110)는 공정 챔버(102)와 터보 펌프(142) 사이에 구비된다.
예를 들어, 가스 누출 감지 장치(110)는 공정 챔버(102)의 연결 포트 예를 들어, 포어 라인(104) 상에 구비되고, 외부의 진공 펌프 장치 예컨대, 터보 펌프(142)와 드라이 펌프(146)와 함께 사용하여 공정 챔버(102)의 가스 누출을 감지한다. 즉, 가스 누출 감지 장치(110)는 내부의 펌프없이 베르누이 정 리(Bernoulli's theorem)를 이용하여 포어 라인(104)으로부터 가스를 수집 및 배출시켜서 가스의 흐름을 조절한다. 가스 누출 감지 장치(110)의 동작 원리에 대해서는 다음의 도 5 및 도 6에서 상세히 설명한다. 따라서 가스 누출 감지 장치(110)는 소형화가 가능하고 제조 단가가 저렴하다.
또 반도체 제조 설비(100)는 주배기 라인인 포어 라인(104)을 통하여 공정 챔버(102)와 연결되는 터보 펌프(142)와, 공정 챔버(102)와 터보 펌프(142) 사이의 포어 라인(104) 상에 구비되는 게이트 밸브(108)와, 터보 펌프(142)와 드라이 펌프(146) 사이에 구비되는 포어 라인 밸브(144)를 포함한다. 또 공정 챔버(102)와 드라이 펌프(146)가 러핑 라인(roughing line)(106)을 통해 연결되고, 러핑 라인(106)에 컷-오프 밸브(cut-off valve)(140)를 구비한다. 또 드라이 펌프(146)는 포어 라인(104)을 통하여 공정 챔버(102)와 연결된다. 즉, 공정 챔버(102)와 드라이 펌프(146) 사이에는 게이트 밸브(108)와, 터보 펌프(142) 및 포어 라인 밸브(144)가 구비된다. 여기서 터보 펌프(142)는 고진공 펌프이고, 드라이 펌프(146)는 저진공 펌프이다. 또 포어 라인 밸브(144)와 드라이 펌프(146) 사이에 러핑 라인(106)이 연결된다.
이러한 반도체 제조 설비(100)는 먼저, 컷-오프 밸브(140)를 오픈시켜서 공정 챔버(102) 내부를 초기 진공 상태로 유지하기 위하여 저진공 펌프인 드라이 펌프(146)를 가동시킨다. 이어서 반도체 제조 설비(100)는 드라이 펌프(146)의 동작이 완료되면, 터보 펌프(142)를 가동시켜서 포어 라인(104)을 통하여 공정 챔버(102) 내부를 진공 상태로 만든다. 즉, 반도체 제조 설비(100)는 게이트 밸 브(108)와 포어 라인 밸브(144)를 오픈시키고, 터보 펌프(142)를 가동시킨 후 일정 조건의 진공 상태에 도달되면, 공정을 진행한다. 따라서 본 발명의 가스 누출 감지 장치(110)는 포어 라인(104) 상에 구비되어 공정 챔버(102)로부터 실시간으로 가스 누출을 감지한다.
도 4을 참조하면, 가스 누출 감지 장치(110)는 예를 들어, 헬륨 검출기(Helium Detector)로서, 포어 라인(104)에 설치되는 인젝터(injector)(130)와, 인젝터(130)로부터 가스를 받아서 가스에 포함된 성분을 분석하는 가스 크로마토그래프(Gas Chromatograph : GC) 컬럼(116)과, GC 컬럼(116)으로부터 분석된 가스의 성분에 대한 특성 및 정량 등을 검출하는 검출부(120) 및, 검출부(120)로부터 가스 성분 분석 및 가스 누출 감지에 따른 검출 정보를 받아들여서 모니터링 및 설비 인터락을 제어하는 제어부(112)를 포함한다. 검출부(112)는 예컨대, 전형적인 질량 분석계(Mass Spectrrometer : MS)의 구성 요소 즉, 이온화 소스(122)와, 질량 분석기(124) 및 검출기(126)를 포함한다. 또 가스 누출 감지 장치(110)는 제어부(112)로부터 가스 성분 분석 및 가스 누출 감지에 따른 검출 정보를 출력하는 표시부(114)를 더 포함한다. 또 표시부(114)는 반도체 제조 설비(100) 및 가스 누출 감지 장치(110)의 각 구성 요소들의 동작 상태 등을 표시한다.
구체적으로 인젝터(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 포어 라인 포트(118)를 통해 포어 라인(104) 내부에 설치되고, 포어 라인(104)의 가스 흐름 방향으로 양단에 인젝터 포트(138, 140)가 형성된 오리피스(orifice) 관(136)을 구비한다. 그리고 인젝터(130)는 서로 다른 굵기의 오리피스 관(136) 속에 각각 설치되어 포어 라 인(104)으로부터 유입되는 가스를 수집하여 GC 컬럼(116)으로 제공하는 수집 라인(132)과, GC 컬럼(116)으로부터 배출되는 가스를 포어 라인(104)으로 배출하는 배출 라인(134)을 포함한다. 즉, 수집 라인(132)은 오리피스 관(136)의 굵기가 넓은 부위에 설치되고, 배출 라인(134)은 오리피스 관(136)의 굵기가 좁은 부위에 설치된다.
여기서 오리피스 관(136)의 동작 원리를 살펴보면 다음과 같다.
즉, 도 6을 참조하면, 굵기가 다른 유리관(200) 속에서 유체의 흐름을 관찰하면, 굵기가 넓은 부위(A)의 유리관(200)의 유체는 좁은 부위(B)의 유리관(200)보다 높이가 높아진다. 또 유체는 좁은 부위(B)를 흐를 때 속력(V2)이 증가하고 넓은 부위(A)를 흐를 때 속력(V1)이 감소한다. 또 유체의 속력이 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 유체의 속력이 감소하면 압력이 높아지는데, 이것을 베르누이의 정리라고 한다. 즉, 압력이 높아지면, 높은 압력이 유체를 더 세게 누르므로 유체의 높이가 낮아지고, 압력이 낮아지면, 낮은 압력이 유체를 약하게 누르므로 유체의 높이는 높아진다. 따라서 유체의 속력이 빠를수록 압력이 낮고, 유체의 속력이 느릴수록 압력이 높아지므로 압력을 측정하면 유속을 알 수 있다.
따라서 베르누이의 정리를 이용하면, 서로 다른 굵기의 유리관(200) 속에 유체가 흐를 때, A 부위에서는 속도(V1)가 감소하고 압력(P1)은 증가하며, B 부위에서는 속도(V2)는 증가하고 압력(P2)은 감소한다. 따라서 압력 P1 > 압력 P2 이고, 속력 V1 < 속력 V2 가 된다.
이 원리를 이용하여 다시 도 5를 참조하면, 오리피스 관(136)의 굵기가 넓은 부위에 설치된 수집 라인(132)과, 굵기가 좁은 부위에 설치된 배출 라인(134)을 이용하여, 포어 라인(104)으로부터 가스를 유입하고, 다시 포어 라인(104)으로 가스를 배출한다. 즉, 오리피스 관(136)은 넓은 부위에서 수집 라인(132)으로 가스가 유입되고, 좁은 부위에서 배출 라인(134)을 통해 유체(예컨대, 가스)가 배출하게 된다. 이는 오리피스 관(136)에서 가스가 바이패스(by pass)되는 원리도 동일하다.
그러므로 본 발명의 가스 누출 감지 장치(110)는 포어 라인(104) 내부에 인젝터(130)를 설치하고, 인젝터(130)의 오리피스 관(136)을 통하여 수집 라인(132)으로 가스를 유입하고, 유입된 가스를 GC 컬럼(116)으로 공급한다. 또 GC 컬럼(116) 및 이온화 소스(122)를 거친 가스는 다시 배출 라인(134)을 통해 포어 라인(104)으로 배출된다. 따라서 가스 누출 감지 장치(110)는 내부에 펌프없이 외부의 터보 펌프(142) 및 드라이 펌프(146)를 이용하여 오리피스 관(136) 양단의 인젝터 포트(138, 140) 사이에서 가스가 흐르도록 조절한다.
다시 도 4를 참조하면, 가스 누출 감지 장치(110)는 인젝터(130)로부터 유입된 가스를 GC 컬럼(116)으로 유입하여, 가스 성분을 분석하고, 분석된 가스 성분을 이용하여 검출부(120)에서 가스 성분의 특성 및 정량 등을 검출하여 가스 누출을 감지한다. 다시 가스 누출 감지 장치(110)는 검출부(120) 즉, 이온화 소스(122)로부터 GC 컬럼(116) 및 인젝터(130)의 배출 라인(134)을 경유하여 포어 라인(104)으로 가스를 배출한다.
또 검출부(120)는 제어부(112)로 검출 정보를 제공하여, 검출부(120)로부터 가스 누출이 감지되면, 제어부(112)는 반도체 제조 설비(100)의 설비 인터락을 제 어한다. 또 제어부(112)는 검출부(120)로부터 제공되는 가스 성분 분석 및 가스 누출 감지에 따른 검출 정보를 받아서 모니터링하도록 표시부(114)로 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 가스 누출 감지 장치(110)는 내부 펌프없이 포어 라인(104) 상에 설치된 터보 펌프(142) 및 드라이 펌프(146)를 이용함으로써, 무게 및 부피를 줄일 수 있어 소형화가 가능하고 휴대성이 용이하다. 또 내부에 펌프와 같은 장치가 필요없으므로 제작 비용이 크게 절감되고, 또한, 펌프가 없으므로 구동 시간의 지연이 없어 작업 시간이 단축된다.
계속해서 도 7은 본 발명에 따른 가스 누출 감지 장치의 동작 수순을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 단계 S150에서 포어 라인(104)에 연결된 외부 펌프(예를 들어, 터보 펌프, 드라이 펌프)를 이용하여 공정 챔버(102) 내부를 펌핑하여 포어 라인(104)으로 가스를 배출한다. 단계 S152에서 인젝터(130)의 오리피스 관(136)을 통해 수집 라인(132)으로 가스를 유입한다. 단계 S154에서 GC 컬럼(116) 및 검출부(120)를 이용하여 가스 성분을 분석하고, 가스 성분에 따른 검출 정보를 검출하여 가스 누출을 감지한다. 이 때, 제어부(112)에 의해 가스 성분을 분석한 정보와 가스 누출을 감지한 정보를 모니터링하도록 디스플레이하고, 특정 가스가 누출되면, 반도체 제조 설비(100)를 인터락하도록 제어한다. 단계 S156에서 가스 성분 분석이 완료된 가스는 다시 배출 라인(134)을 통해 인젝터(130)의 오리피스 관(136)으로 배출한다. 이어서 단계 S158에서 포어 라인(104)을 통해 가스를 외부(예를 들어, 스크러버 등)로 배출한다.
여기서 단계 S152 및 단계 S156의 동작은 인젝터(130)의 오리피스 관(136)에서 베르누이의 정리를 이용하여 수집 라인(132)으로 가스가 유입되고, 다시 배출 라인(134)으로 가스가 배출되므로, 본 발명의 가스 누출 감지 장치(110)는 내부 펌프없이 펌핑 동작을 처리한다.
이상에서, 본 발명에 따른 가스 누출 감지 장치 및 이를 구비하는 반도체 제조 설비의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 가스 누출 감지 장치는 내부의 펌프없이 베르누이의 정리를 이용하여 가스를 흐름을 조절함으로써, 소형화가 가능하고, 제작 비용이 저렴하다.
또 본 발명의 반도체 제조 설비는 공정 챔버의 가스 누출을 감지하기 위하여, 외부 펌프를 이용하는 가스 누출 감지 장치를 구비함으로써, 펌프 구동 시간 단축에 따른 작업 시간이 단축된다.
또한 본 발명의 반도체 제조 설비는 공정 챔버의 포어 라인에 가스 누출 감지 장치를 구비함으로써, 실시간으로 가스 누출을 감지할 수 있다.

Claims (14)

  1. 포어 라인을 통하여 공정 챔버와 연결되고 상기 공정 챔버 내부를 진공 상태로 유지하도록 펌핑하는 진공 펌프 사이에 구비되는 반도체 제조 설비의 가스 누출 감지 장치에 있어서:
    상기 포어 라인 내부에 설치되어, 상기 진공 펌프에 의해 상기 공정 챔버로부터 상기 포어 라인으로 가스가 배출되면, 상기 배출되는 가스를 상기 포어 라인을 통해 받아들이고 다시 상기 포어 라인으로 배출하는 인젝터와;
    상기 인젝터로부터 가스를 받아서 가스 성분을 분석하고, 상기 인젝터로 가스를 배출하는 가스 크로마토그래프(Gas Chromatograph : GC) 컬럼 및;
    상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로부터 가스 성분을 분석한 정보를 받아서 특정 가스의 누출을 감지하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 가스 누출 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인젝터는;
    상기 포어 라인 내부에서 가스가 흐르는 방향으로 양단에 인젝터 포트가 형성되고, 서로 다른 굵기를 갖는 오리피스 관과;
    상기 오리피스 관의 굵기가 넓은 부위에 설치되어 상기 일단의 인젝터 포트로부터 가스를 받아서 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로 공급하는 수집 라인 및;
    상기 오리피스 관의 굵기가 좁은 부위에 설치되어 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로부터 가스 성분 분석이 완료된 가스를 상기 타단의 인젝터 포트로 배출하는 배출 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 가스 누출 감지 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인젝터는 베르누이의 정리에 의해 상기 오리피스 관으로 가스를 유입하거나 배출하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 가스 누출 감지 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 누출 감지 장치는;
    상기 검출부와 전기적으로 연결되어 상기 검출부로부터 검출 정보를 받아서 특정 가스가 누출되면 상기 반도체 제조 설비로 인터락을 발생하는 제어부 및;
    상기 제어부로부터 검출 정보를 받아서 모니터링하도록 디스플레이 하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 가스 누출 감지 장치.
  5. 반도체 제조 설비에 있어서:
    공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내부를 진공 상태로 유지하도록 가스를 배출하는 포어 라인과;
    상기 포어 라인을 통해 상기 공정 챔버 내부의 가스를 배출하도록 펌핑하는 진공 펌프 및;
    상기 공정 챔버와 상기 터보 펌프 사이의 상기 포어 라인 상에 구비되고 상기 진공 펌프에 의해 상기 공정 챔버로부터 가스가 배출되면, 상기 포어 라인으로부터 배출되는 가스를 받아들여서 가스의 성분을 분석하고, 특정 가스의 누출을 감지하는 가스 누출 감지 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 누출 감지 장치는;
    상기 포어 라인 내부에 설치되어, 상기 진공 펌프에 의해 상기 공정 챔버로부터 상기 포어 라인으로 가스가 배출되면, 상기 배출되는 가스를 상기 포어 라인을 통해 받아들이고 다시 상기 포어 라인으로 배출하는 오리피스(orifice) 관을 구비하는 인젝터와;
    상기 인젝터로부터 가스를 받아서 가스 성분을 분석하고, 상기 인젝터로 가스를 배출하는 가스 크로마토그래프(Gas Chromatograph : GC) 컬럼와;
    상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로부터 가스 성분을 분석한 정보를 받아서 특정 가스의 누출을 감지하는 검출부와;
    상기 검출부로부터 검출 정보를 받아서 모니터링하도록 제어하고, 상기 검출 정보로부터 특정 가스가 누출되면 상기 반도체 제조 설비로 인터락을 발생하는 제어부 및;
    상기 제어부로부터 상기 검출 정보를 받아서 디스플레이 하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 인젝터는;
    상기 포어 라인 내부에서 가스가 흐르는 방향으로 양단에 인젝터 포트가 형성되고, 서로 다른 굵기를 갖는 오리피스 관과;
    상기 오리피스 관의 굵기가 넓은 부위에 설치되어 상기 일단의 인젝터 포트로부터 가스를 받아서 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로 공급하는 수집 라인 및;
    상기 오리피스 관의 굵기가 좁은 부위에 설치되어 상기 가스 크로마토그래프 컬럼으로부터 가스 성분 분석이 완료된 가스를 상기 타단의 인젝터 포트로 배출하는 배출 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인젝터는 베르누이의 정리에 의해 상기 오리피스 관으로 가스를 유입하거나 배출하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  9. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 진공 펌프는 터보 펌프 또는 드라이 펌프인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  10. 포어 라인을 통하여 공정 챔버와 진공 펌프가 연결되고, 상기 공정 챔버의 가스 누출을 감지하는 반도체 제조 설비의 처리 방법에 있어서:
    상기 진공 펌프를 이용하여 상기 공정 챔버 내부를 펌핑하여 상기 포어 라인으로 가스를 배출하고;
    상기 포어 라인 내부에 설치된 서로 다른 굵기로 형성된 하나의 오리피스 관을 통해 가스를 유입하고;
    상기 유입된 가스의 성분을 분석하고;
    상기 가스 성분 분석에 따른 특정 가스가 누출되었는지를 감지하고;
    상기 가스 성분 분석이 완료된 가스를 상기 오리피스 관으로 배출하고; 이어서
    상기 오리피스 관으로부터 상기 포어 라인으로 가스를 배출하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 오리피스 관을 통해 가스를 유입하고 배출하는 것은;
    상기 서로 다른 굵기의 두 부위에서 베르누이의 정리에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 오리피스 관을 통해 가스를 유입하고 배출하는 것은;
    상기 오리피스 관의 굵기가 넓은 부위에서 가스를 유입하고, 상기 오리피스 관의 굵기가 좁은 부위에서 가스를 배출하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 처리 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리 방법은;
    상기 특정 가스가 누출되는지를 감지하면, 상기 반도체 제조 설비의 인터락을 발생시키는 것을 더 포함하는 반도체 제조 설비의 처리 방법.
  14. 제 10 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 처리 방법은;
    상기 가스 성분 분석 및 상기 가스 누출 감지에 따른 정보를 모니터링하도록 디스플레이 하는 것을 더 포함하는 반도체 제조 설비의 처리 방법.
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