KR20100073338A

KR20100073338A - 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템

Info

Publication number: KR20100073338A
Application number: KR1020080131979A
Authority: KR
Inventors: 김윤조
Original assignee: 주식회사 동부하이텍
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2010-07-01

Abstract

본 발명은 반도체 공정챔버에 연결된 진공펌프의 장애 발생에 따른 정비 또는 예방 정비를 실시할 경우에도 장비의 가동 상태를 유지토록 하여 반도체의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템에 관한 것이다. 이를 실현하기 위한 본 발명은, 공정챔버의 일측에 형성된 제1 공기배출구에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 제1 연결배관; 상기 제1 공기배출구상에 구비되어 상기 제1 연결배관의 배기통로를 개폐하는 제1 슬릿밸브; 상기 제1 연결배관의 타측단에 연통되어 상기 제1 슬릿밸브의 개방시 상기 공정챔버 내부의 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 제1 진공펌프; 상기 공정챔버의 타측에 형성된 제2 공기배출구에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 제2 연결배관; 상기 제2 공기배출구상에 구비되어 상기 제2 연결배관의 배기통로를 개폐하는 제2 슬릿밸브;및 상기 제2 연결배관의 타측단에 연통되어 상기 제2 슬릿밸브의 개방시 상기 공정챔버 내부의 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 제2 진공펌프;를 포함하여 이루어지되, 상기 제1 진공펌프와 상기 제2 진공펌프는 선택적으로 작동되어 상기 공정챔버를 진공상태로 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

공정챔버, 진공펌프, 연결배관, 플렉서블 배관, 슬릿밸브.

Description

반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템{Vacuum pump system for semiconductor process chamber}

본 발명은 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 공정챔버 내부를 진공상태로 형성하기 위해 사용되는 진공펌프의 장애 발생에 따른 정비 또는 예방 정비를 실시할 경우에도 장비의 가동 상태를 유지할 수 있도록 함으로써 반도체의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판에 확산공정, 산화공정, 사진식각공정, 화학기상증착공정 및 금속배선공정 등을 일련의 순서에 의해 반복 실시함으로써 상기 반도체 기판에 메모리 소자나 로직 소자와 같은 반도체 소자가 제조된다. 이러한 반도체 제조 공정은 공정챔버에서 수행되며, 공정챔버의 내부는 공정조건에 적합한 온도와 압력을 유지해야 하며, 특히 파티클 등에 의한 오염을 방지하기 위하여 진공상태를 지속적으로 유지하면서 공정을 진행하게 된다.

도 1은 종래 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템의 구성도를 나타낸 것이다.

반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템(1)은 공정챔버(2)와, 상기 공정챔버(2) 의 일측에 형성된 공기배출구(3)에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 연결배관(5)과, 상기 공기배출구(3)상에 구비되어 공정챔버(2)로부터 연결배관(5)의 내부로 소통되는 배기통로를 개폐하는 슬릿밸브(4)와, 상기 연결배관(5)의 타측단이 펌프유입구(6)를 통해 연통되어 상기 슬릿밸브(4)의 개방시 공정챔버(2) 내부의 공기를 흡입하여 공정챔버(2) 내부를 진공상태로 형성하는 진공펌프(7)를 포함한다.

상기 진공펌프(7)는 공정챔버(2) 내부를 펌핑하는 것으로, 드라이 펌프(dry pump) 또는 부스터 펌프(booster pump)로 구성될 수 있다.

상기 드라이 펌프는 일반적인 펌핑 동작을 통해 공정챔버(2) 내부의 압력을 저진공 상태로 낮추는 주펌프의 역할을 하며, 상기 부스터 펌프는 상기 드라이 펌프의 펌핑 양을 증가시키기 위한 보조펌프의 역할을 하는 것이다.

그리고, 상기 진공펌프(7)의 작동으로 연결배관(5)을 통해 배기되는 배기가스는 파우더와 같은 부산물을 걸러서 정화된 후 외부로 배출된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 종래 진공펌프 시스템(1)의 사용중 진공펌프(7)에 장애가 발생되거나 예방 정비(PM; Preventive Maintenance)를 실시하기 위해서는 진공펌프(7)를 포함한 공정장비 전체의 가동을 중단시킨 상태에서 진공펌프(7)를 정비하게 된다.

이에 따라서, 진공펌프(7)의 점검 및 예방 정비에 소요되는 시간 동안 장비가동이 중단되므로 그만큼 반도체 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반도체 공정챔버의 내부를 진공상태로 형성하는데 사용되는 진공펌프의 정비중에도 공정챔버 내부를 진공상태로 형성하는 대체수단을 구비토록 함으로써 장비의 가동상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템은, 공정챔버의 공기배출구에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 연결배관과, 상기 연결배관의 타측단에 연통되어 상기 공정챔버 내부의 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 진공펌프를 포함하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템에 있어서, 상기 공정챔버의 일측에 형성된 제1 공기배출구에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 제1 연결배관; 상기 제1 공기배출구상에 구비되어 상기 제1 연결배관의 배기통로를 개폐하는 제1 슬릿밸브; 상기 제1 연결배관의 타측단에 연통되어 상기 제1 슬릿밸브의 개방시 상기 공정챔버 내부의 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 제1 진공펌프; 상기 공정챔버의 타측에 형성된 제2 공기배출구에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 제2 연결배관; 상기 제2 공기배출구상에 구비되어 상기 제2 연결배관의 배기통로를 개폐하는 제2 슬릿밸브;및 상기 제2 연결배관의 타측단에 연통되어 상기 제2 슬릿밸브의 개방시 상기 공정챔버 내부의 공 기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 제2 진공펌프;를 포함하여 이루어지되, 상기 제1 진공펌프와 상기 제2 진공펌프는 선택적으로 작동되어 상기 공정챔버를 진공상태로 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제1 슬릿밸브와 상기 제1 연결배관 사이에는 제1 플렉서블 배관이 추가로 구비되고, 상기 제2 슬릿밸브와 상기 제2 연결배관 사이에는 제2 플렉서블 배관이 추가로 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 슬릿밸브와 상기 제2 슬릿밸브는 어느 한쪽이 개방될 때 다른 한쪽은 밀폐되어, 상기 제1 진공펌프와 상기 제2 진공펌프가 선택적으로 작동되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제1 플렉서블 배관은 상기 제1 슬릿밸브와 상기 제1 연결배관에 착탈가능하도록 결합되고, 상기 제2 플렉서블 배관은 상기 제2 슬릿밸브와 상기 제2 연결배관에 착탈가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 플렉서블 배관과 상기 제2 플렉서블 배관은 주름관 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템에 의하면, 평상시에는 반도체 공정챔버 내부를 진공상태로 형성하는데 제1 진공펌프를 사용하고, 제1 진공펌프의 정비중에는 제2 진공펌프로 대체하여 사용함으로써 진공펌프의 정비와 관계없이 공정챔버 내부의 진공상태를 유지할 수 있게 되므로 장비의 가동 중단없이 지속적으로 반도체를 생산할 수 있게 되는 장점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템의 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템의 사용 상태도로서, (a)는 평상시의 사용 상태도, (b)는 제1 진공펌프의 정비중 사용 상태도를 나타낸다.

본 발명에 따른 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템(10)은 공정챔버(20)의 내부를 진공상태로 유지하기 위한 구성으로, 평상시에는 제1 진공펌프(60)가 작동되도록 하고, 상기 제1 진공펌프(60)의 점검 또는 예방 정비시에는 상기 제1 진공펌프(60)를 대체하여 사용할 수 있는 제2 진공펌프(61)를 구비한 것을 특징으로 한다.

공정챔버(20)의 저면 양측에는 제1 공기배출구(25)와 제2 공기배출구(26)가 형성된다.

상기 제1 공기배출구(25)에는 제1 연결배관(50)의 일측단이 제1 플렉서블 배관(40)을 통해 연결되고, 상기 제1 연결배관(50)의 타측단은 펌프유입구(55)에 연결되어 제1 진공펌프(60)와 소통된다. 그리고, 상기 제1 공기배출구(25)상에는 공정챔버(20)로부터 제1 플렉서블 배관(40) 및 제1 연결배관(50)을 경유하는 배기통로를 개폐하기 위한 제1 슬릿밸브(30)가 설치된다.

상기 제2 공기배출구(26)에는 제2 연결배관(51)의 일측단이 제2 플렉서블 배관(41)을 통해 연결되고, 상기 제2 연결배관(51)의 타측단은 펌프유입구(56)에 연 결되어 제2 진공펌프(61)와 소통된다. 그리고, 상기 제2 공기배출구(26)상에는 공정챔버(20)로부터 제2 플렉서블 배관(41) 및 제2 연결배관(51)을 경유하는 배기통로를 개폐하기 위한 제2 슬릿밸브(31)가 설치된다.

상기 제1 플렉서블 배관(40)과 상기 제2 플렉서블 배관(41)은 주름관 형태로 이루어진 배관으로서, 형태의 변형이 자유롭기 때문에 제1 진공펌프(60) 또는 제2 진공펌프(61)의 탈부착 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 제1 플렉서블 배관(40)과 상기 제2 플렉서블 배관(41)은 각각 제1 슬릿밸브(30)와 제1 연결배관(50), 제2 슬릿밸브(31)와 제2 연결배관(51)에 탈착 가능하도록 결합된다.

도 2에는 공정챔버(20)에 제1 진공펌프(60)와 제2 진공펌프(61)가 모두 연결된 모습을 도시하고 있으나, 공정의 진행시에 제1 슬릿밸브(30)가 개방된 상태에서 제1 진공펌프(60)가 작동되는 경우라면 제2 슬릿밸브(31)가 밀폐된 상태에서 제2 진공펌프(61)는 작동을 중단하게 되며, 반대로 제1 진공펌프(60)의 점검 또는 예방 정비 동안에는 제1 슬릿밸브(30)는 밀폐되고 제2 슬릿밸브(31)가 개방된 상태에서 제2 진공펌프(61)가 작동되어 공정챔버(20) 내부의 진공상태를 그대로 유지함으로써 공정 장비의 가동이 중단됨을 방지할 수 있다.

도 3의 (a)에는 공정챔버(20)에 제1 진공펌프(60)가 연결되고, 제2 진공펌프(61)는 공정챔버(20)로부터 분리된 상태에서 제1 진공펌프(60)가 작동되는 경우를 나타내며, 이 때 제1 슬릿밸브(30)는 개방되고 제2 슬릿밸브(31)는 밀폐된다.

도 3의 (b)에는 제1 진공펌프(60)의 점검 또는 예방 정비시에 제1 진공펌 프(60)를 대체하여 제2 진공펌프(61)를 이용하여 공정챔버(20) 내부의 진공상태를 유지하는 경우를 나타내며, 이 때 제1 슬릿밸브(30)는 밀폐되고 제2 슬릿밸브(31)는 개방된다.

상기와 같이 본 발명은 평상시 작동되는 제1 진공펌프(60) 이외에 제1 진공펌프(60)의 정비중 대체적으로 사용할 수 있는 제2 진공펌프(61)를 구비함과 아울러, 제1 진공펌프(60)와 제2 진공펌프(61)를 공정챔버(20)에 용이하게 탈부착할 수 있으며, 이에 따라 제1 진공펌프(60)의 정비중에도 공정챔버(20) 내부의 진공상태를 그대로 유지할 수 있게 되어 반도체 장비를 중단없이 계속적으로 가동시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

도 1은 종래 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템의 사용 상태도를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,10 : 진공펌프 시스템 2,20 : 공정챔버

3 : 공기배출구 4 : 슬릿밸브

5 : 연결배관 6,55,56 : 펌프 유입구

7 : 진공펌프 25 : 제1 공기배출구

26 : 제2 공기배출구 30 : 제1 슬릿밸브

31 : 제2 슬릿밸브 40 : 제1 플렉서블 배관

41 : 제2 플렉서블 배관 50 : 제1 연결배관

51 : 제2 연결배관 60 : 제1 진공펌프

61 : 제2 진공펌프

Claims

공정챔버의 공기배출구에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 연결배관과, 상기 연결배관의 타측단에 연통되어 상기 공정챔버 내부의 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 진공펌프를 포함하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템에 있어서,

상기 공정챔버의 일측에 형성된 제1 공기배출구에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 제1 연결배관; 상기 제1 공기배출구상에 구비되어 상기 제1 연결배관의 배기통로를 개폐하는 제1 슬릿밸브; 상기 제1 연결배관의 타측단에 연통되어 상기 제1 슬릿밸브의 개방시 상기 공정챔버 내부의 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 제1 진공펌프; 상기 공정챔버의 타측에 형성된 제2 공기배출구에 일측단이 연통되어 배기통로를 형성하는 제2 연결배관; 상기 제2 공기배출구상에 구비되어 상기 제2 연결배관의 배기통로를 개폐하는 제2 슬릿밸브;및 상기 제2 연결배관의 타측단에 연통되어 상기 제2 슬릿밸브의 개방시 상기 공정챔버 내부의 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 제2 진공펌프;를 포함하여 이루어지되, 상기 제1 진공펌프와 상기 제2 진공펌프는 선택적으로 작동되어 상기 공정챔버를 진공상태로 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 슬릿밸브와 상기 제1 연결배관 사이에는 제1 플렉서블 배관이 추가 로 구비되고, 상기 제2 슬릿밸브와 상기 제2 연결배관 사이에는 제2 플렉서블 배관이 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 슬릿밸브와 상기 제2 슬릿밸브는 어느 한쪽이 개방될 때 다른 한쪽은 밀폐되어, 상기 제1 진공펌프와 상기 제2 진공펌프가 선택적으로 작동되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 플렉서블 배관은 상기 제1 슬릿밸브와 상기 제1 연결배관에 착탈가능하도록 결합되고, 상기 제2 플렉서블 배관은 상기 제2 슬릿밸브와 상기 제2 연결배관에 착탈가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 플렉서블 배관과 상기 제2 플렉서블 배관은 주름관 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 진공펌프 시스템.