KR20080073518A - 반도체 제조 설비 및 그의 가스 누출 검사 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포어 라인 상에서 실시간으로 가스 누출을 감지하기 위한 반도체 제조 설비 및 그의 가스 누출 검사 방법에 관한 것이다. 반도체 제조 설비는 공정 챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위하여 포어 라인을 통하여 공정 챔버와 터보 펌프를 연결하고, 공정 챔버와 터보 펌프 사이에 가스 분석기를 구비한다. 가스 분석기는 헬륨 검출 기능을 이용하여 실시간으로 가스 누출을 감지한다. 따라서 본 발명에 의하면, 포어 라인 상에 가스 분석기를 구비함으로써, 별도의 라인이 필요없어 구조가 단순하고, 실시간으로 가스 누출을 감지함으로써, 공정 사고를 방지할 수 있다.
반도체 제조 설비, 공정 챔버, 포어 라인, 가스 분석기, 가스 누출 감지
Description
도 1은 종래기술의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 도면;
도 2는 종래기술의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 도면; 그리고
도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 가스 누출 검사 수순을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 반도체 제조 설비 102 : 공정 챔버
104 : 컷-오프 밸브 106 : 게이트 밸브
108 : 가스 분석기 110 : 터보 펌프
112 : 포어 라인 밸브 114 : 드라이 펌프
116 : 러핑 라인 118 : 포어 라인
120 : 제어기 122 : 스크러버
124 : 네트워크
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조 설비의 가스 누출을 감지하기 위한 장치 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 외부로부터 공기가 유입되면 피처리물은 물론 챔버 내부의 구성품을 손상시키거나 오염시킨다. 그러므로 공정을 진행하기 전에 챔버 내부를 진공 상태로 배기한 후, 진공 펌프 통로를 차단시키고 진공의 누출을 확인해야만 한다.
일반적으로 이러한 반도체 제조 설비는 포어 라인(fore-line)을 통하여, 공정 챔버로부터 발생되는 여러 종류의 유해 배기 가스들을 적정 기준치 이하로 처리하여 배출시키는 스크러버(scrubber)와 연결된다.
도 1을 참조하면, 종래기술의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비(10)는 포어 라인(18)을 통하여 공정 챔버(2)와 공정 챔버(2) 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 복수의 펌프(8, 14)를 연결하고, 공정 챔버(2) 내부의 진공 상태를 유지시킨다. 또 반도체 제조 설비(10)의 공정 챔버(2)는 포어 라인(18)을 통하여 스크러버(22)에 연결된다.
즉, 반도체 제조 설비(10)는 공정 챔버(2)와 드라이 펌프(14)가 러핑 라인(roughing line)(16)을 통해 연결되고, 러핑 라인(16)에 컷-오프 밸브(cut-off valve)(4)를 구비한다. 또 드라이 펌프(14)는 주배기 라인인 포어 라인(18)을 통하여 공정 챔버(2)와 연결된다. 공정 챔버(2)와 드라이 펌프(14) 사이에는 게이트 밸브(6)와, 터보 펌프(8) 및 포어 라인 밸브(12)가 구비된다. 여기서 터보 펌프(8)는 고진공 펌프이고, 포어 라인 밸브(12)와 드라이 펌프(14) 사이에 러핑 라인(16)이 연결된다.
이러한 반도체 제조 설비(10)는 먼저, 컷-오프 밸브(4)를 오픈시켜서 공정 챔버(2) 내부를 초기 진공 상태로 유지하기 위하여 저진공 펌프인 드라이 펌프(14)를 가동시킨다. 이어서 반도체 제조 설비(10)는 드라이 펌프(14)의 동작이 완료되면, 터보 펌프(8)를 가동시켜서 포어 라인(18)을 통하여 공정 챔버(2) 내부를 진공 상태로 만든다. 즉, 반도체 제조 설비(10)는 게이트 밸브(6)와 포어 라인 밸브(12)를 오픈시키고, 터보 펌프(8)를 가동시킨 후 일정 조건의 진공 상태에 도달되면, 공정을 진행한다. 이 때, 포어 라인(18) 상에 가스 누출이 발생되는데, 이를 감지하기 위하여 반도체 제조 설비(10)는 공정 챔버(2) 내부 예를 들어, 포어 라인(18) 단에 누출 감지 장치(예컨대, 핼륨 검출기)(20)를 장착하고, 이를 통해 포어 라인(18) 상에서 가스 누출을 감지한다. 따라서 이러한 반도체 제조 설비(10)는 가스 누출 감지를 실시간으로 처리할 수 없으므로 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.
다른 예로서 도 2를 참조하면, 반도체 제조 설비(30)는 포어 라인(46)에 연결되는 별도의 배기 라인(52)을 통하여 배기되는 가스의 정량 분석을 한정적으로 처리하는 가스 분석기(50)를 장착한다. 여기서 도 1의 실시예와 동일한 명칭을 사용하는 구성 요소(32 ~ 48)들에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
이러한 반도체 제조 설비(30)는 가스 분석기(50)를 별도의 배기 라인(52)을 이용하여 공정 챔버(32)에 연결함으로써, 그 구조가 복잡하고 외부로부터 공정 챔버(32) 내부로의 가스 누출 감지 기능이 없어서 가스 누출의 유무를 파악할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 공정 챔버의 포어 라인에서 가스 누출을 실시간으로 감지하기 위한 반도체 제조 설비를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공정 챔버의 포어 라인에서 가스 누출을 실시간으로 감지하기 위한 반도체 제조 설비의 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 반도체 제조 설비는 포어 라인에 가스 분석기를 구비하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 반도체 제조 설비는 실시간으로 공정 챔버의 가스 누출을 검출하게 한다.
본 발명의 반도체 제조 설비는, 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내부의 압력을 일정하게 유지되도록 펌핑하는 터보 펌프와; 상기 공정 챔버와 상기 터보 펌프 사 이에 구비되어 상기 터보 펌프의 펌핑에 의해 상기 공정 챔버 내부의 가스를 배출시키는 포어 라인 및; 상기 포어 라인 상에 구비되고, 상기 공정 챔버로부터 상기 포어 라인을 통하여 배출되는 가스의 누출을 실시간으로 감지하는 가스 분석기를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가스 분석기는 상기 포어 라인으로 배출되는 상기 가스 중 헬륨 가스의 누출을 감지한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 가스 분석기는 상기 포어 라인으로 배출되는 상기 가스의 유량 및 상기 가스의 성분을 분석하여 공정을 제어하도록 한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 반도체 제조 설비는; 상기 가스 분석기와 네트워크를 통해 연결되어 실시간으로 상기 가스의 누출과, 상기 가스의 유량 및 상기 가스의 성분을 분석한 정보를 받아서 모니터링하고, 상기 모니터링에 대응하여 상기 반도체 제조 설비의 공정을 제어하는 제어기를 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 반도체 제조 설비는; 상기 터보 펌프로부터 배출되는 가스를 배출하도록 2 차 펌핑하는 드라이 펌프 및; 상기 터보 펌프와 상기 드라이 펌프 사이에 구비되어 상기 포어 라인을 개폐시키는 포어 라인 밸브를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 반도체 제조 설비의 가스 누출 검사 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 공정 챔버로부터 포어 라인을 통하여 배출되는 가스의 유량 및 가스 성분을 실시간으로 측정한다. 측정된 상기 가스 유량 및 상기 가스 성분을 분석하여 상기 공정 챔버에서 특정 가스가 누출되는지를 감지한다. 이어 서 실시간으로 제공되는 상기 가스 유량 및 상기 가스 성분의 분석 정보을 모니터링하고, 상기 모니터링 결과, 상기 특정 가스가 누출되면 공정 사고를 방지하도록 상기 반도체 제조 설비를 제어한다.
일 실시예에 있어서, 상기 특정 가스가 누출되는지를 감지하는 것은 헬륨 검출 기능을 이용한다.
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 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 반도체 제조 설비(100)는 공정 챔버(102)의 포어 라인(118) 상에서 가스 누출을 실시간으로 감지하는 가스 분석기(108)를 구비한다. 또 반도체 제조 설비(100)는 포어 라인(118)을 통하여 공정 챔버(102)로부터 배출되는 가스를 수집하여 외부로 배출시키는 스크러버(122)와 연결된다. 스크러버(122)는 공정 챔버(102)로부터 배출되는 여러 종류의 유해 가스들을 적정 기준치 이하로 처리하여 배출시킨다. 여기서는 공정 챔버(102)의 진공 상태를 유지하기 위한 반도체 제조 설비(100)의 동작은 도 1의 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
구체적으로 반도체 제조 설비(100)는 진공 상태를 유지하여 공정을 처리하는 공정 챔버(102)와, 공정 챔버(102) 내부의 압력을 일정하게 유지하기 위해 포어 라인(118) 상에 구비되어 공정 챔버(102) 내부의 가스를 배출하도록 펌핑하는 터보 펌프(110)와, 공정 챔버(102)와 터보 펌프(110) 사이에 구비되어 공정 챔버(102)의 내부 가스를 배기시키는 포어 라인(118) 및, 포어 라인(118) 상에서 실시간으로 가스 유량을 측정, 가스 성분을 분석하고 특정 가스의 누출을 감지하는 가스 분석기(108)를 포함한다.
또 포어 라인(118)은 공정 챔버(102)와 가스 분석기(108) 사이에 구비되는 게이트 밸브(106)와, 터보 펌프(110)와 드라이 펌프(114) 사이에 구비되는 포어 라인 밸브(112)를 포함한다. 게이트 밸브(106)는 포어 라인(118)을 개폐시키고, 포어 라인 밸브(112)는 반도체 제조 설비(100)의 공정 진행 중 드라이 펌프(114)가 정전 또는 과부하 등으로 오동작을 일으키면, 공정 사고를 방지하기 위하여 포어 라인(118)을 차단시킨다.
가스 분석기(108)는 네트워크(예를 들어, RS-232C, Ethernet DeviceNet 등)(124)를 통하여 제어기(120)와 연결되고, 포어 라인(118)의 가스 유량을 측정, 분석하고 가스 누출을 감지하여 제어기(120)로 제공한다. 예를 들어, 가스 분석기(108)는 헬륨 검출(helium detector) 기능을 이용하여 외부로부터 공정 챔버(102) 내부로 가스 누출이 발생되는 것을 감지한다.
그리고 제어기(120)는 예를 들어, 프로그램어블 로직 컨트롤러(PLC), 컴퓨터 시스템 등으로 구비되어, 가스 분석기(108)로부터 전송되는 정보를 실시간으로 출 력하여 모니터링하도록 하고, 가스 분석기(108)로부터 공정 챔버(102)에서 특정 가스가 누출되는 것이 감지되면, 반도체 제조 설비(100)의 제반 동작을 중지하도록 설비 인터락(interlock)을 발생시킨다. 또 제어기(120)는 가스 분석기(108)로부터 현재 배출되는 가스의 유량 및 분석 내용을 통하여 공정 진행 상태를 모니터링함으로써, 공정 챔버(102) 내부의 잔존 가스의 유량 판별, 안전 상태 등을 판별한다.
계속해서 도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 동작 수순을 도시한 흐름도이다. 여기서 동작 수순은 도 3에 도시된 반도체 제조 설비(100)을 이용하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 반도체 제조 설비(100)는 단계 S150에서 포어 라인(118) 상에서 배출되는 가스의 유량을 가스 분석기(108)를 통하여 실시간으로 측정하고, 이에 따라 가스의 성분을 분석한다.
단계 S152에서 가스 분석기(108)는 가스 유량 및 분석에 의해 공정 챔버(102)에서 특정 가스가 누출되는지를 감지한다. 이 때, 단계 S154에서 가스 분석기로부터 제어기(120)로 실시간으로 제공하여 가스의 유량 및 분석 내용을 모니터링하고, 특정 가스가 누출되면 공정 사고를 방지하도록 제어기(20)에 의해 반도체 제조 설비(100)의 동작을 제어한다.
이상에서, 본 발명에 따른 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 반도체 제조 설비는 포어 라인에 공정 챔버의 가스 누출을 감지하는 가스 분석기를 구비함으로써, 별도의 라인이 불필요하여 구성이 단순하고, 실시간으로 가스 누출을 감지함으로써, 공정 사고를 방지할 수 있다.
Claims (7)
- 반도체 제조 설비에 있어서:공정 챔버와;상기 공정 챔버 내부의 압력을 일정하게 유지되도록 펌핑하는 터보 펌프와;상기 공정 챔버와 상기 터보 펌프 사이에 구비되어 상기 터보 펌프의 펌핑에 의해 상기 공정 챔버 내부의 가스를 배출시키는 포어 라인 및;상기 포어 라인 상에 구비되고, 상기 공정 챔버로부터 상기 포어 라인을 통하여 배출되는 가스의 누출을 실시간으로 감지하는 가스 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
- 제 1 항에 있어서,상기 가스 분석기는 상기 포어 라인으로 배출되는 상기 가스 중 헬륨 가스의 누출을 감지하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 가스 분석기는 상기 포어 라인으로 배출되는 상기 가스의 유량 및 상기 가스의 성분을 분석하여 공정을 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
- 제 3 항에 있어서,상기 반도체 제조 설비는;상기 가스 분석기와 네트워크를 통해 연결되어 실시간으로 상기 가스의 누출과, 상기 가스의 유량 및 상기 가스의 성분을 분석한 정보를 받아서 모니터링하고, 상기 모니터링에 대응하여 상기 반도체 제조 설비의 공정을 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
- 제 1 항에 있어서,상기 반도체 제조 설비는;상기 터보 펌프로부터 배출되는 가스를 배출하도록 2 차 펌핑하는 드라이 펌프 및;상기 터보 펌프와 상기 드라이 펌프 사이에 구비되어 상기 포어 라인을 개폐시키는 포어 라인 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
- 반도체 제조 설비의 가스 누출 검사 방법에 있어서:공정 챔버로부터 포어 라인을 통하여 배출되는 가스의 유량 및 가스 성분을 실시간으로 측정하고;측정된 상기 가스 유량 및 상기 가스 성분을 분석하여 상기 공정 챔버에서 특정 가스가 누출되는지를 감지하고; 이어서실시간으로 제공되는 상기 가스 유량 및 상기 가스 성분의 분석 정보를 모니 터링하고, 상기 모니터링 결과, 상기 특정 가스가 누출되면 공정 사고를 방지하도록 상기 반도체 제조 설비를 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 가스 누출 검사 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 특정 가스가 누출되는지를 감지하는 것은 헬륨 검출 기능을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 가스 누출 검사 방법.
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| KR20190042757A (ko) * | 2016-09-16 | 2019-04-24 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 웨이퍼 가스방출 제어를 위한 방법 및 장치 |
| KR20210050762A (ko) | 2019-10-29 | 2021-05-10 | 무진전자 주식회사 | 챔버 가스 누출에 실시간 대응하는 안전 시스템 |
| KR102322721B1 (ko) | 2020-06-11 | 2021-11-09 | 주식회사 에이앤피티 | 반도체 제조 설비용 가스 분석기에 적용되는 밸브 시스템 |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20080630 Effective date: 20091208 |