KR20020096608A - 반도체 설비용 오염 제거 장치 - Google Patents

Abstract

청정 환경이 유지되는 클린 룸의 내부에서 독자적으로 청정 환경을 유지할 수 있도록 격리된 반도체 설비에 의하여 오염이 발생하였을 때 이를 신속하게 제거하는 반도체 설비용 오염 제거 장치가 개시되고 있다. 격리된 반도체 설비에서 공정 가스의 누설이 발생하였을 때, 반도체 설비를 격리시키는 격리 몸체에 배기 배관을 통하여 누설된 공정 가스를 최단 시간 내 외부로 강제 배기할 수 있도록 한다. 이로써 격리된 반도체 설비 내부에서 발생한 오염물질이 신속하게 외부로 배출됨으로써 공정 중단으로부터 공정 재개에 소요되는 시간을 최소화할 수 있음은 물론 오염 물질이 클린 룸 내부로 확산되는 것을 방지할 수 있다.

Description

반도체 설비용 오염 제거 장치{APPARATUS FOR REMOVING CONTAMINATION OF SEMICONDUCTOR EQUIPMENT}

본 발명은 반도체 설비용 오염 제거 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클린 룸 내부에 상호 격리되도록 설치된 복수대의 반도체 설비에서 가스 누설, 케미컬 누설 등에 의하여 오염 지수가 상승하였을 때, 해당 반도체 설비의 오염 지수를 신속히 낮출 수 있도록 한 반도체 설비용 오염 제거 장치에 관한 것이다.

최근 들어 반도체 제품 제조 기술의 비약적인 개발에 의하여 단위 면적 당 데이터 집적도 및 단위 시간 당 데이터 처리 속도가 향상된 반도체 제품이 개발,판매되고 있다.

이와 같이 성능이 향상된 반도체 제품을 생산하기 위해서는 반도체 제조 설비의 개발, 반도체 제품의 디자인 룰의 축소 및 공정 환경 개선이 전제되어야 한다.

이들 중 특히, 공정 환경의 개선은 반도체 제조 설비의 개발 및 반도체 제품의 디자인 룰 축소보다 중요하다. 이는 아무리 반도체 제조 설비의 개발 및 디자인 룰을 축소시키는 반도체 제조 공정 기술이 개발된다 하더라도 청정한 공정 환경이 구현되지 않을 경우 수율 향상을 기대할 수 없기 때문이다.

이와 같은 이유로 대부분의 반도체 제품은 매우 청정한 공정 환경을 유지하기 위한 클린 룸 내부에서 제작된다.

이때, 클린 룸 내부에서의 공정 환경을 최적으로 유지하기 위해서는 외부에서 가공된 매우 청정 공기를 클린 룸 내부로 공급함과 동시에 클린 룸 내부의 오염된 공기는 외부로 강제 배기 시키는 방식이 주로 사용된다.

최근 들어, 대구경 웨이퍼를 사용하여 고집적 반도체 제품을 생산하는데 필요한 반도체 공정을 진행하는 생산라인에서는 클린 룸 내부에 설치된 각각의 반도체 설비를 격리시킨 상태에서 격리된 공간 내부의 공기를 팬, 모터에 의하여 순환시키면서 필터로 정화하여 청정한 환경을 유지하는 개별 공조 방식이 개발된 바 있다.

그러나, 이와 같이 반도체 설비를 설비별로 격리하여 격리 공간의 내부가 항상 청정한 상태를 유지하도록 개별 공조하는 방법을 사용할 경우 다양한 장점을 갖는 반면 단점도 갖는다.

개별 공조 방식의 단점으로는 여러 가지 원인에 의하여 격리 공간 내부에 심각한 오염이 발생하여 오염 지수가 급속히 상승할 경우, 격리 공간 내부의 오염지수를 짧은 시간 내 낮출 수 없는 단점을 갖는다. 이와 같은 단점은 클린 룸과 격리 공간이 상호 격리되어 클린 룸의 공조로는 격리 공간 내부의 오염을 제거하는데 한계가 있기 때문이다.

이와 같은 단점은 반도체 제조 설비의 공정 중지 시점으로부터 공정 재개에 소요되는 시간을 크게 증가시킴은 물론 오염 물질이 클린 룸으로까지 확산되어 2차 오염이 발생할 수 있는 문제점을 유발시킨다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 반도체 설비를 외부에 대하여 격리시키는 격리 공간에서 발생한 오염을 최단 시간 내 신속하게 배기 시킴으로써, 오염 발생에 따른 공정 중단 시점으로부터 반도체 제조 공정이 다시 개시되는데 소요되는 시간을 최소화함은 물론 오염원이 클린 룸 내부로 확산되어 다른 반도체 제조 설비가 2 차적으로 오염되는 것을 방지함에 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 설비용 오염 제거 장치 및 이 장치가 설치된 클린 룸을 도시한 개념도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 설비용 오염 제거 장치의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 설비용 오염 제거 장치의 개념도이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 반도체 설비용 오염 제거 장치는 청정 공기가 공급됨과 동시에 오염된 공기는 배기 시키는 클린 룸에 설치된 반도체 설비들을 격리시키는 격리 몸체에 연통되어 격리 공간 내부의 오염물질을 배기시키기 위한 취출 배관, 취출 배관에 연통되어 오염물질을 공급받는 메인 배기 배관, 메인 배기 배관에 설치되어 오염물질을 중화시키는 중화 수단을 포함한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 설비용 오염 제거 시스템의 보다 구체적인 구성, 구성에 따른 독특한 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 1를 참조하면, 반도체 설비용 오염 제거 시스템(200)은 클린 룸(20) 내부에 설치된 복수대의 반도체 설비(2)들이 각각 격리된 상태로 개별 공조가 이루어지는 곳에 적용된다.

구체적으로, 클린 룸(20) 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이 복수대의 반도체 설비(2)들이 공정 종류, 공정 순서, 웨이퍼의 동선을 감안하여 레이 아웃(lay out)된다.

이때, 클린 룸(20)에는 작업자에 의하여 주로 발생되는 수분, 나트륨과 같이 반도체 제조 공정에 치명적인 악영향을 미치는 오염 물질, 반도체 설비(2)로부터 누설된 공정 가스, 외부에서 유입된 파티클을 제거하기 위한 목적으로 청정 공기를 공급하는 청정공기 인렛(inlet)(10) 및 오염된 공기를 외부로 강제 배기 시키는 오염공기 아웃렛(outlet)(30)이 설치된다.

이때, 클린 룸(20) 내부에 설치된 각각의 반도체 설비(2)들은 다시 격리 몸체(enclosure body;110)에 의하여 클린 룸(20)과 격리되고, 격리 몸체(100)의 내부에는 도시되지 않았지만 공기를 순환시키기 위한 팬(fan), 팬을 구동하기 위한 모터 및 필터(filter)가 지정된 위치에 설치된다.

이때, 반도체 설비(2)는 격리 몸체(110)에 의하여 클린 룸(20)과 격리된 상태이기 때문에 격리 몸체(110) 내부에서 반도체 설비(2)에 의한 오염이 발생할 경우 오염의 척도인 오염지수(contamination index)가 상승되어 정상적인 가동이 불가능한 상태가 되지만, 클린 룸(20)의 청정공기 인렛(10) 또는 오염공기 아웃렛(30)에 의한 공기 순환으로는 격리 몸체(110) 내부의 오염을 신속히 제거할 수 없다.

본 발명의 일실시예에 의한 반도체 설비용 오염 제거 시스템(200)은 이와 같이 격리 몸체(110)에 의하여 격리된 각 반도체 설비(2)에 의한 심각한 오염이 발생하였을 때 오염원을 신속하게 배출하여 공정 중단으로부터 공정 재개에 소요되는 시간이 최소화될 수 있도록 한다.

이를 구현하기 위한 반도체 설비용 오염 제거 시스템(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 격리 몸체(110)에 의해 형성된 격리 공간(110a)과 연결되는 공정가스 취출 유닛(160), 메인 배관 유닛(130), 스크러버 시스템(scrubber system;170)을 필수 구성요소로 갖는다.

보다 구체적으로 반도체 설비(2)가 설치된 플로워(1)의 하부에는 일실시예로 3 개의 메인 배관 유닛(130)이 통과한다.

이때, 메인 배관 유닛(130)중 어느 하나는 산성 공정 가스가 배출되는 산성 공정 가스 배출용 메인 배관(136)이고, 또 다른 하나는 알칼리성 공정 가스가 배출되는 알칼리 공정 가스 배출용 메인 배관(134)이고, 나머지 하나는 일반 공정 가스가 배출되는 일반 공정 가스 배출용 메인 배관(132)이다.

이처럼 메인 배관(130)을 공정 가스에 따라 분리시킨 이유는 반도체 설비(2)에서 발생되는 공정 가스가 주로 산성, 알칼리성, 일반으로 나뉘어지고, 이들을 중화시키는 중화 장치가 공정 가스별로 다르기 때문이다.

이에 따라 산성 공정 가스 배출용 메인 배관(136)에는 스크러버 시스템(170)을 구성하는 산성 가스 스크러버(176)가 설치되고, 알칼리 공정 가스 배출용 메인 배관(134)에는 스크러버 시스템(170)을 구성하는 알칼리성 가스 스크러버(174)가 설치되며, 일반 공정가스 배출용 메인 배관(132)에는 스크러버 시스템(170)을 구성하는 일반 공정 가스 스크러버(172)가 설치된다. 미설명 도면부호 180은 정화된 가스가 배출되는 배출 배관이다.

한편, 격리 몸체(110)에는 앞서 간략하게 소개한 공정가스 취출 유닛(160)이 설치된다.

공정가스 취출 유닛(160)은 다시 취출 포트(140), 배관 커넥터(150), 취출 배관(155), 밸브(165)로 구성된다.

취출 포트(140)는 격리 몸체(110)의 내외부가 상호 연통되도록 하는 포트 역할을 한다.

이때, 취출 포트(140)는 앞서 설명한 메인 배관 유닛(130)의 개수와 대응하는 개수가 형성된다.

예를 들어, 메인 배관 유닛(130)이 산성 공정 가스 배출용 메인 배관(136), 알칼리성 공정 가스 배출용 메인 배관(134), 일반 공정 가스 배출용 메인 배관(132)으로 구성되었다면, 취출 포트(140)도 이에 대응하여 3 개가 형성된다.

이와 같은 취출 포트(140)들의 단부에는 각각 배관 커넥터(150)가 설치된다.

이 배관 커넥터(150)는 후술될 취출 배관(155)의 결합 또는 해체가 용이하도록 하는 역할을 한다.

이와 같은 배관 커넥터(150)에는 연성(flexible) 재질로 제작된 취출 배관(155)의 일측 단부가 결합된다.

한편, 공정 가스 취출 유닛(160)에 의하여 격리 몸체(110) 내부의 오염물질은 앞서 설명한 메인 배관 유닛(130)으로 공급된다.

이때, 오염 물질을 메인 배관 유닛(130)으로 공급하는 방법으로는 2 가지 방법이 사용될 수 있다.

첫 번째 방법은 각 취출 배관(155)의 타측 단부를 플로워(1)의 하부에 위치한 메인 배관 유닛(130)에 직접 연결하는 방법이다.

두 번째 방법으로는 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 배관 유닛(130)에 연결 배관(169)을 각각 연통시킨 상태에서 취출 배관(155)을 연결 배관(169)에 의하여 간접 연결하는 방법이다.

본 발명에서는 바람직한 일실시예로 두 번째 방법을 사용하기로 한다.

이때, 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 1 개 이상의 격리 몸체(110,120)에서 동일한 종류의 오염 물질을 배출하는 취출 배관(155)은 동일한 연결 배관(169)에 연통되도록 하는 것이 바람직하다.

이로 인하여, 격리 몸체(110)에서 발생한 오염물질은 소정 취출 포트(140) 및 취출 포트(140)에 연통된 배관 커넥터(150)를 통하여 취출 배관(155)으로 공급된 후, 연결 배관(169)을 통하여 메인 배관 유닛(130)으로 공급된 후, 스크러버 시스템(170)으로 공급된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 설비용 오염 방지 시스템(200)의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 클린 룸(20) 내부에 격리 설치된 반도체 설비(2)에서 예상치 못한 공정 가스의 누설에 따라 격리 공간에 오염이 발생할 경우, 예를 들어, 산성 공정 가스의 누설이 발생하게 되면, 격리 공간에 누설된 산성 공정 가스는 해당 취출 배관을 통하여 해당 연결 배관으로 배기된 상태에서 다시 산성 공정 가스 배출용 메인 배관(136)을 통하여 산성 공정 가스 스크러버(176)로 유입된 후 중화 처리된다.

다른 예를 들면, 격리된 반도체 설비(2)에서 알칼리성 공정 가스의 누설이 발생될 경우, 격리 공간에 누설된 알칼리성 공정 가스는 해당 취출 배관을 통하여 해당 연결 배관으로 배기된 상태에서 다시 알칼리성 공정 가스 배출용 메인 배관(134)을 통하여 알칼리성 공정 가스 스크러버(180)로 유입된 후 중화 처리된다.

또 다른 예를 들면, 격리된 반도체 설비(2)에서 기타 공정 가스의 누설이 발생될 경우, 격리 공간에 누설된 기타 공정 가스는 해당 취출 배관을 통하여 해당 연결 배관으로 배기된 상태에서 다시 일반 공정 가스 배출용 메인 배관(132)을 통하여 일반 공정 가스 스크러버(172)로 유입된 후 중화 처리된다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 반도체 설비가 외부에 대하여 격리된 공간 내로 반도체 설비에서 유독한 공정 가스가 누설되었음에도 불구하고 격리 공간 내의 유독성 공정 가스를 신속하게 배기 시킬 수 있도록 함으로써, 반도체 설비가 공정 가스 누설에 따른 공정 가동 중지 시점으로부터 공정 재개에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

또한, 반도체 설비에서 누설된 공정 가스의 종류, 예를 들면, 공정 가스가 산성, 알칼리성, 기타일 때로 나누어 누설된 공정 가스를 분리 배출 및 분리 배출된 공정 가스가 지정된 중화장치에 의하여 완전히 중화될 수 있도록 한다.

본 발명이 속하는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 청정 공기가 공급됨과 동시에 오염된 공기는 배기 시키는 클린 룸에 설치된 반도체 설비들을 격리시키는 격리 몸체에 연통되어 격리 공간 내부의 오염물질을 배기시키기 위한 취출 배관;

   상기 취출 배관에 연통되어 상기 오염물질을 공급받는 메인 배기 배관;

   상기 메인 배기 배관에 설치되어 상기 오염물질을 중화시키는 중화 수단을 포함하는 반도체 설비용 오염 제거 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 격리 몸체에는 상기 오염물질의 종류에 대응하여 적어도 1 개 이상의 취출 배관이 설치되고, 각각의 상기 취출 배관에는 상기 오염물질의 종류에 따라 분리된 메인 배기 배관이 연통되는 반도체 설비용 오염 제거 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 취출 배관은 연성 배관인 반도체 설비용 오염 제거 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 취출 배관은 연결 배관을 매개로 상기 메인 배관에 연통되는 반도체 설비용 오염 제거 장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 오염물질은 산성 공정 가스, 알칼리성 공정 가스, 기타 공정 가스인 반도체 설비용 오염 제거 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 격리 몸체와 상기 오염물질 취출 배관은 연결 포트를 매개로 연결되는 반도체 설비용 오염 제거 장치.