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KR101372448B1 - 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치 - Google Patents

진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치 Download PDF

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KR101372448B1
KR101372448B1 KR1020130011998A KR20130011998A KR101372448B1 KR 101372448 B1 KR101372448 B1 KR 101372448B1 KR 1020130011998 A KR1020130011998 A KR 1020130011998A KR 20130011998 A KR20130011998 A KR 20130011998A KR 101372448 B1 KR101372448 B1 KR 101372448B1
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KR
South Korea
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pipe
process chamber
vacuum
nitrogen
nitrogen gas
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유정호
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나노세미콘(주)
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Abstract

본 발명은 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 풉 내부에 고압으로 질소가스를 충진하거나, 저진공 상태로 조성하는 과정을 반복적으로 수행하며 상기 풉 내부에 존재하는 잔류가스 및 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 질소가스가 저장되는 질소 공급부와, 상기 질소 공급부에 연결되는 공급관에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버 및 상기 공정챔버와 배기관을 통해 연결되어 공정챔버 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프를 포함한다.

Description

진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치{VACUUM AND PRESSURIZATION APPARATUS FOR RESIDUAL GAS AND IMPURITY REMOVAL}
본 발명은 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 풉 내부에 고압으로 질소가스를 충진하거나, 각종 공정챔버 내부를 저진공 상태로 조성하는 과정을 반복적으로 수행하며 상기 풉 내부 및 반도체소자 내에 존재하는 잔류가스 및 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치에 관한 것이다.
반도체 생산 처리는 주로 반도체 웨이퍼를 처리하기 위해 내측이 고도로 정화된 소위 청정실에서 수행된다.
그러나, 웨이퍼의 대규모화와 청정실 운용비 삭감 문제를 해결한다는 점에 있어서, 최근에는 처리장치의 내측과, 웨이퍼 용기와, 웨이퍼 용기에서 처리장치로 웨이퍼를 전달하는 이송 로봇을 수용하기 위한 국소환경만이 고도의 정화 상태로 유지되는 방법이 이용되고 있다.
구체적으로는, 공장 전체의 청정도를 높이기 보다 제조 공정 내에 있어서의 각 처리 장치 내 및 그동안의 이동 중에 있어서의 보관용 컨테이터 내부만을 높은 청정도로 유지하는 것으로 하고 있다. 이러한 웨이퍼 이송용기를 풉(FOUP, Front Open Unified Pod)이라 총칭하고 있다.
이와 같이, 약간의 공간만을 고청정화함으로써, 공장 전체를 클림룸화 한 경우와 같은 효과를 얻어 설비 투자나 유지비를 삭감하여 효율적인 생산 공정을 실현하고 있다.
이하, 실제로 이용되는, 소위 국소청정환경 방식에 대응한 반도체 처리 장치 등에 대해 간단히 설명하면, 도 1은 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)의 전체를 도시하고 있다. 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)는 주로 로드 포트부(51), 반송실(52) 및 처리실(59)로 구성되어 있는 각각의 접합 부분은 로드 포트측의 구획부(55a) 및 커버(58a)와, 처리실측의 구획부(55b) 및 커버(58b)에 의해 구획되어 있다. 반도체 웨이퍼 처리 장치(50)에 있어서의 반송실(52)에서는 먼지를 배출하여 고청정도를 유지하기 위해, 그 상부에 설치된 팬(도시되지 않음)에 의해 반송실(52)의 상방으로부터 하방을 향해 공기류를 발생시키고 있다. 이것으로 먼지는 항상 하방을 향해 배출되게 된다.
로드 포트부(51) 상에는 실리콘 웨이퍼 등(이하, 단순히 웨이퍼라 부름)의 보관용 용기인 풉(2)이 대(臺)(53)상에 설치된다. 앞에서도 서술한 바와 같이, 반송실(52)의 내부는 웨이퍼(1)를 처리하기 위해 고청정도로 유지되어 있고, 또한 그 내부에는 로봇 아암(54)이 설치되어 있다. 이 로봇 아암(54)에 의해, 웨이퍼는 풉(2)내부와 처리실(59)의 내부 사이를 이송된다. 처리실(59)에는, 통상 웨이퍼 표면 등에 박막 형성, 박막 가공 등의 처리를 실시하기 위한 각종 기구가 내포되어 있지만, 이들 구성은 본 발명과 직접의 관계를 갖고 있지 않으므로 여기서의 설명은 생략한다.
풉(2)은 피처리물인 웨이퍼(1)를 내부에 수납하기 위한 공간을 갖고, 어느 하나의 면에 개구부를 갖는 상자 형상의 본체부(2a)와, 상기 개구부를 밀폐하기 위한 덮개(4)를 구비하고 있다. 본체부(2a)의 내부에는 웨이퍼(1)를 한 방향으로 포개기 위한 복수의 단(段)을 갖는 선반이 배치되어 있고, 여기에 적재되는 웨이퍼(1) 각각은 그 간격을 일정하게 하여 풉(2) 내부에 수용된다. 또한, 여기서 나타낸 예에 있어서는, 웨이퍼(1)를 포개는 방향은 수직 방향으로 되어 있다. 반송실(52)의 로드 포트부(51)측에는 개구부(10)가 설치되어 있다. 개구부(10)는 풉(2)이 개구부(10)에 근접하도록 로드 포트부(51)상에서 배치되었을 때에 풉(2)의 개구부와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 반송실(52)에는 내측에 있어서의 개구부(10) 부근에는 후술하는 오프너(3)가 설치되어 있다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 장치에 있어서의 오프너(3) 부분을 확대한 측단면도 및 반송실(52)측으로부터 오프너(3)를 본 정면도를 각각 도시하고 있다. 도 3은 오프너(3)를 이용하여 풉(2)으로부터 덮개(4)를 제거한 상태에 대해 그 측단면 개략을 도시하고 있다. 오프너(3)는 도어(6)와 도어 아암(42)을 구비하고 있다. 도어(6)에는 고정 부재(46)가 부착되어 있고, 도어(6)는 상기 고정 부재(46)를 거쳐서 도어 아암(42)의 일단부에 대해 회전 가능하게 연결되어 있다. 도어 아암(42)의 타단부는 에어 구동식 실린더(31)의 일부인 로드(37)의 선단부에 대해 추축(40)을 거쳐서 상기 추축(40)에 대해 회전 가능하게 지지되어 있다.
도어 아암(42)의 상기 일단부와 상기 타단부 사이에는 관통 구멍이 마련되어 있다. 상기 구멍과, 오프너(3)를 승강시키는 가동부(56)의 지지 부재(60)에 고정되는 고정 부재(39)의 구멍을 도시되지 않은 핀이 관통함으로 써 지지점(41)이 구성되어 있다. 따라서, 실린더(31)의 구동에 의한 로드(37)의 신축에 따라서 도어 아암(42)은 지지점(41)을 중심으로 회전 가능해진다. 도어 아암(42)의 지지점(41)은 승강이 가능한 가동부(56)에 설치되는 지지 부재(60)에 고정되어 있다. 도어(6)는 보유 지지 포트(11a 및 11b)를 갖고 있고, 풉(2)의 덮개(4)를 진공 흡착으로 보유 지지할 수 있다.
이들 구성에 의해 웨이퍼(1)의 처리를 행할 때에는, 우선 반송실 개구부(10)에 근접하도록 대(53) 상에 배치하여 도어(6)에 의해 덮개(4)를 보유 지지한다. 그리고 실린더(31)의 로드를 수축하면 도어 아암(42)이 지지점(41)을 중심으로 반송실 개구부(10)로부터 떨어지도록 이동한다. 이 동작에 의해 도어(6)는 덮개(4)와 함께 회전하여 덮개(4)를 풉(2)으로부터 제거한다. 그 상태가 도17에 도시되어 있다. 그 후, 가동부(56)를 하강시켜 덮개(4)를 소정의 대피 위치까지 반송한다.
통상, 웨이퍼 등을 수용한 상태에서의 풉(2)의 내부는 고청정으로 관리된 건조 질소 등에 의해 채워져 있고, 오염 물질, 산화성의 가스 등의 풉 내부로의 침입을 방지하고 있다. 그러나, 이 풉은 처리실을 경유한 후의 웨이퍼도 수용하므로, 처리실 등에서 오염 물질 등이 웨이퍼에 부착되어 이것을 풉 내부에 갖고 들어가는 경우가 고려된다. 이와 같은 오염 물질 등을 다음 처리실까지 갖고 들어간 경우, 이 처리실을 경유함으로써 본래 이루어져야 할 원하는 웨이퍼 처리가 행해지지 않는 경우도 생길 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼를 풉으로부터 반송실로 옮길 때에 이들 오염 물질 등을 제거할 필요가 있다.
종래의 F0UP에 있어서는 상기 요구에 대응하기 위해, 퍼지용 가스를 풉 내부로 도입하기 위한 급기 구멍 및 배출하기 위한 배기 구멍이 그 바닥부에 설치되어 있다. 이들 급기 및 배기 구멍은 상기 풉을 적재하는 지지대에 마련된 퍼지 가스용 급기 구멍 및 배기 구멍과 각각 접속된다. 실제의 조작으로서는, 이들 급기 구멍을 거쳐서 지지대측으로부터 고청정으로 관리된 고압 가스를 풉 내부로 도입한다. 동시에, 풉 내부에 존재하고 있던 가스 및 오염 물질 등을 이들 배기 구멍을 거쳐서 풉 외부로 배출한다. 상기 조작에 의해, 풉 내부에 갖고 들어간 오염 물질 등의 제거를 행하고 있었다.
그러나, 단순히 풉의 바닥부로부터 고압 가스를 도입하는 것만으로는, 가스 흐름은 통과가 용이한 웨이퍼 외주 근방을 주로 통과함로, 미소 간격을 유지하여 보유 지지되는 각각의 웨이퍼의 상하면에 대해 충분한 유속을 가진 가스를 통과시키는 것은 곤란하다. 특히 오염 물질 등은 웨이퍼 표면 혹은 하면에 주로 부착되어 있는 것이므로 상기와 같은 종래의 방식에서는 오염 물질 등을 충분하게 제거하기 어려운 문제점이 있다.
이와 관련한 선행기술로는 국내공개특허 제2010-0025313호(기판세정 장치, 2010.03.09. 공개)가 있다.
본 발명은 반도체 제조시 웨이퍼가 임시로 저장되는 복수의 공정챔버 내부에 고압으로 질소가스를 충진하거나, 또는 저진공 상태로 만드는 과정을 반복하여 수행함으로써 반도체 소자의 표면에 존재할 수 있는 미세한 파티클을 제거하여 불량품 발생을 최소화 하여 생산효율을 향상할 수 있는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은, 질소가스가 저장되는 질소 공급부와, 상기 질소 공급부에 연결되는 공급관에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버 및 상기 공정챔버와 배기관을 통해 연결되어 공정챔버 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프를 포함한다.
상기 배기관의 중앙부에 설치되어 상기 공정챔버 내부의 압력을 상기 진공펌프보다 더 낮은 압력으로 유지할 수 있는 터보펌프가 더 구비될 수 있다.
상기 배기관은, 일단부는 상기 공정챔버에 연결되고, 타단부는 상기 터보펌프의 흡기구에 연결되는 제1배관과, 일단부는 상기 터보펌프의 배기구에 연결되고, 타단부는 상기 진공펌프에 연결되는 제2배관 및 일단부는 상기 제1배관에 연결되고, 타단부는 상기 제2배관에 연결되는 분기배관으로 구성된다.
상기 공급관에는, 상기 공급관을 통해 이송되는 질소가스의 유량을 제어하는 질량유량계가 더 구비될 수 있다.
상기 공정챔버는, 하나의 상기 질소 공급부와 진공펌프에 대하여 복수개의 공정챔버가 연결될 수 있다.
상기 터보펌프는, 상기 복수개로 구비될 수 있는 공정챔버와 일대일로 대응되도록 설치된다.
상기 공급관에는, 상기 질량유량계의 전방과 후방에 각각 설치되는 개폐밸브를 더 포함한다.
상기 제1배관, 제2배관 및 분기배관에는 각각 개폐밸브가 더 구비될 수 있다.
상기 분기배관은, 상기 공정챔버와 상기 제1배관에 설치되는 개폐밸브의 사이에서 상기 분기배관의 일단부가 제1배관으로부터 분기되고, 상기 제2배관에 설치되는 개폐밸브와 상기 진공펌프 사이에서 상기 분기배관의 타단부가 상기 제2배관으로부터 분기되도록 설치된다.
상기 질소 공급부는, 상기 공정챔버 내부에 공급되는 질소가스의 압력이 7500 내지 7700 토르(Torr)이내의 압력값에 도달하도록 질소가스를 공급한다.
상기 공정챔버 내부의 질소가스 압력이 7500 내지 7700 토르(Torr) 이내의 입력값에 도달하면, 상기 질소 공급부에서 공급되는 질소가스가 차단되고 상기 공정챔버 내부의 질소가스를 배출하여 공정챔버 내부의 질소가스 압력이 750 내지 770 토르 이내가 되도록 한다.
상기 진공펌프는, 상기 공정챔버 내부의 압력이 1*10-7 내지 1 토르(Torr) 미만이 되도록 한다.
상기 공정챔버 내부의 압력이 1 토르(Torr) 이상인 경우에는 상기 분기배관에 설치된 개폐밸브는 개방되고, 상기 제1배관과 제2배관에 각각 설치된 개폐밸브는 폐쇄되며, 상기 공정챔버 내부의 압력이 1 토르(Torr) 미만으로 도달하면 상기 제1배관과 제2관에 각각 설치된 개폐밸브는 개방되면서 상기 터보펌프가 가동되며, 상기 분기배관에 설치된 개폐밸브는 폐쇄된다.
상기 분기배관에 설치되는 개폐밸브는, 상기 제1배관 및 제2배관에 각각 설치되는 개폐밸브가 개방되고 난 후 즉시 폐쇄된다.
상기 터보펌프는, 상기 공정챔버 내부의 압력이 1*10-7 내지 5*10-5 토르(Torr) 미만이 되도록 한다.
상기와 같은 과제의 해결 수단에 의하여,
본 발명은 반도체 제조시 웨이퍼가 임시로 저장되는 복수의 공정챔버 내부에 고압으로 질소가스를 충진하거나, 또는 저진공 상태로 만드는 과정을 반복하여 수행함으로써 반도체 소자의 표면에 존재할 수 있는 잔류가스 및 미세한 파티클을 제거하여 불량품 발생을 최소화 하여 생산효율을 향상할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 처리 장치의 전체를 개략적으로 도시한 측면도.
도 2a는 종래의 장치에 있어서의 오프너 부분을 확대한 측단면도.
도 2b는 종래의 장치에 있어서의 반송실측으로부터 오프너를 본 정면도.
도 3은 종래 오프너를 이용하여 풉으로부터 덮개를 제거한 상태를 개략적으로 도시한 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는, 반도체 소자의 표면에 잔존할 수 있는 잔류가스 및 이물질을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 반복되는 설명과 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치는, 질소가스가 저장되는 질소 공급부(100)와, 상기 질소 공급부(100)에 연결되는 공급관(500)에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버(200) 및 상기 공정챔버(200)와 배기관(600)을 통해 연결되어 상기 공정챔버(200) 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프(300)를 포함한다.
상기 웨이퍼(Wafer)는 반도체 소자(S)를 제작하는데 이용되는 재료가 되는 얇은 원판으로써, 실리콘이나 갈륨비소 등 단결정 막대기를 슬라이스 형상으로 제작한 것이다. 이러한 웨이퍼의 표면은 결함이나 오염이 없어야 양질의 반도체 소자(S)를 생산할 수 있으므로 상기 웨이퍼를 처리하는데 있어 결함 및 오염을 방지하는 것이 매우 중요하다.
상기 풉(FOUP, Front Open Unified Pod)은 상기 웨이퍼를 각 공정 단계로 이송하기 위해 웨이퍼를 저장하는 것으로서, 주로 합성수지로 제작되며 외우와의 실링은 고무재질의 패킹에 의해 이루어진다.
상기 웨이퍼 및 풉은 본 발명의 주요한 기술적 특징과는 거리가 먼 것으로서 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서 상기 공정챔버(200)는 상기 풉에 의해 이송되는 웨이퍼를 일시적으로 보관하는 로드락 챔버와 상기 로드락 챔버에 연결되어 웨이퍼를 배분하는 이송 챔버와, 상기 이송 챔버에 연결되어 상기 웨이퍼에 식각 공정을 수행하는 프로세스 챔버 등의 각종 공정챔버(200)를 통칭하는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치는 기본적으로 질소가스가 저장되는 상기 질소 공급부(100)와 상기 공정챔버(200) 및 상기 공정챔버(200) 내부의 기체를 빨아들여 진공상태를 조성하는 상기 진공펌프(300)로 구성되며, 상기 질소 공급부(100)와 공정챔버(200)는 상기 공급관(500)에 의해 서로 연결되고, 상기 공정챔버(200)와 진공펌프(300)는 상기 배기관(600)에 의해 서로 연결된다.
상기 배기관(600)에는 상기 공정챔버(200)와 진공펌프(300) 사이에 배치되어 상기 공정챔버(200) 내부의 압력을 상기 진공펌프(300)보다 더 낮은 압력으로 유지할 수 있도록 하는 터보펌프(400)가 더 구비된다.
상기 배기관(600)에 대하여 더욱 상세히 설명하면, 상기 배기관(600)은, 상기 터보펌프(400)의 전, 후방에 위치하는 제1배관(610)과 제2배관(620) 및 상기 제1배관(610)과 제2배관(620)을 연결하는 분기배관(630)으로 이루어진다.
상기 제1배관(610)은, 일단부는 상기 공정챔버(200)에 연결되고, 타단부는 상기 터보펌프(400)의 흡기구에 연결된다.
상기 제2배관(620)은, 일단부는 상기 터보펌프(400)의 배기구에 연결되고, 타단부는 상기 진공펌프(300)에 연결되는 제2배관(620)에 연결된다.
그리고, 상기 분기배관(630)은, 일단부는 상기 제1배관(610)에 연결되고, 타단부는 상기 제2배관(620)에 연결된다.
이와 같은 구조에 의해, 상기 공정챔버(200) 내부의 질소가스 또는 기타 다른 기체와 이물질 등은 상기 제1배관(610), 터보펌프(400) 및 제2배관(620)을 통과하여 배출되거나, 또는 제1배관(610)과 분기배관(630) 및 제2배관(620)을 통과하여 배출될 수 있게된다.
상기 제1배관(610)과 제2배관(620) 및 분기배관(630)에는 각각 개폐밸브(800)가 구비될 수 있다.
특히, 상기 분기배관(630)의 일단부는, 상기 공정챔버(200)와 상기 제1배관(610)에 설치되는 개폐밸브(800b)의 사이에서 분기되고, 상기 분기배관(630)의 타단부는 상기 제2배관(620)에 설치되는 개폐밸브(800c)와 상기 진공펌프(300) 사이에서 분기되도록 연결되어 상기 제1배관(610)과 제2배관(620)에 각각 설치된 개폐밸브를 폐쇄하면 상기 제1배관(610)과 분기배관(630) 및 제2배관(620)을 통하여 상기 공정챔버(200) 내의 질소가스와 기타 기체 및 이물질 등을 배출할 수 있게 된다.
한편, 상기 공급관(500)에는 상기 질소 공급부(100)에서 공급되는 질소가스의 유량을 제어할 수 있는 질량유량계(700)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 공급관(500)에는 상기 제1배관(610)과 제2배관(620) 및 분기배관(630)과 같이, 상기 질량유량계(700)의 전방과 후방에 각각 걔폐밸브가 구비된다.
상기 공정챔버(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 질소 공급부(100)에 대하여 복수개로 연결될 수 있으며, 상기 터보펌프(400)는 복수개로 연결되는 공정챔버(200)와 일대일로 대응되어 상기 공정챔버(200)의 내부를 저진공 상태로 유지하는 신뢰성을 향상하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치를 이용하여 반도체 소자(S)에 존재할 수 있는 잔류가스 및 이물질을 제거하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치는 상기 공정챔버(200) 내부의 압력을 감압하거나, 또는 가압하여 반도체 소자(S)의 표면에 잔존할 수 있는 잔류가스 및 미세한 이물질 등을 제거하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
여기에서는 상기 공정챔버(200)에 별도의 배기관(600)을 설치하여 7600 토르(Torr)의 압력상태가 조성된 상기 공정챔버(200)의 내부를 대기압과 같은 약 760 토르(Torr) 까지 낮춰서 상기 풉 또는 웨이퍼를 다음 공정으로 이송할 수 있도록 한다.
그리고 상기 공정챔버(200) 내부의 압력을 식별하기 용이하도록 별도의 압력게이지(900)를 구비할 수 있다.
먼저, 상기 공정챔버(200) 내부를 가압하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 질소 공급부(100)에서 질소가스의 공급이 시작되면 상기 질량유량계(700)는 상기 공정챔버(200)의 내부로 공급되는 질소가스의 유량을 제어하게 된다.
상기 질소 공급부(100)는 상기 공정챔버(200) 내부의 압력이 7500 내지 7700 토르(Torr) 이내의 압력값에 도달할 때까지 질소가스를 공급하게 되는데, 본 발명에서는 바람직한 실시예로서, 상기 공정챔버(200) 내부의 압력이 7600 토르(Torr)가 될 때까지 질소가스를 공급하였다.
이 때, 상기 질소가스의 공급을 위해 상기 공급관(500)에 설치된 개폐밸브(800a)는 모두 개방된 상태이고, 상기 제1배관(610)과 제2배관(620) 및 분기배관(630)에 각각 설치된 개폐밸브(800b, 800c, 800d)는 모두 폐쇄된 상태를 유지한다.
상기 공정챔버(200) 내부의 압력이 7600 토르(Torr) 값에 도달하면 상기 공급관(500)에 설치된 개폐밸브(800a)는 폐쇄되고, 상기 질소 공급부(100)는 질소가스 공급을 중단하게 된다.
다음으로, 상기 공정챔버(200) 내부를 감압하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 공정챔버(200)의 내부 압력이 7600 토르(Torr)이고, 상기 공급관(500)에 설치된 개폐밸브(800a)는 폐쇄된 상태에서, 상기 진공펌프(300)가 가동되고 상기 분기배관(630)에 설치된 개폐밸브(800d)가 개방된다.
이에 따라 상기 공정챔버(200) 내부에 충진된 질소가스와 기타 가스 및 이물질은 상기 제1배관(610), 분기배관(630) 및 제2배관(620)을 통해 상기 공정챔버(200)로부터 배출된다.
상기 진공펌프(300)는 상기 공정챔버(200)의 내부 압력이 1*10-7 내지 1 토르(Torr) 미만이 될 때까지 가동되면 상기 터보펌프(400)가 가동을 시작하고 난 후에 상기 제1배관(610)과 제2배관(620)에 각각 설치된 개폐밸브(800b, 800c)가 개방된다.
상기 제1배관(610)과 제2배관(620)에 각각 설치된 개폐밸브(800b, 800c)가 개방되고 나서 상기 분기배관(630)에 설치된 개폐밸브(800d)는 즉시 폐쇄되어 상기 공정챔버(200) 내부의 질소가스 등이 상기 터보펌프(400)에 의해 제1배관(610)과 제2배관(620)을 통해 배출될 수 있도록 한다.
상기 터보펌프(400)는 상기 공정챔버(200) 내부의 압력이 1*10-7 내지 5*10-5 토르(Torr) 미만의 압력값에 도달할 때까지 가동된다.
도 5는 반도체 소자(S)의 소자의 잔존할 수 있는 잔류가스 및 이물질을 개략적으로 도시한 도면이다.
즉, 상술한 바와 같이, 상기 공정챔버(200) 내부의 압력을 가압 및 감압하는 과정에서 상기 공정챔버(200) 내부에 있는 반도체 소자(S)의 표면을 클리닝 할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치를 이용한 결과 상기 반도체 소자(S)의 표면에 존재할 수 있는 잔존가스 및 파티클(P)을 제거할 수 있었다.
본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치를 이용하여 반도체 소자(S)의 표면에 잔존하는 잔류가스 및 미세한 이물질을 제거하기 위해 상술한 감압 과정과 가압 과정을 반복하여 수행할 수 있으며, 감압 또는 가압을 하는 순서는 본 명세서에 기재된 순서에 한정하지 않고 바꾸어서 실시할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치를 이용함으로써, 상기 웨이퍼를 이송하거나 공정처리를 하기 위한 다수의 공정챔버(200) 내부에서 질소가스를 이용하여 가압하고, 다시 1*10-7 내지 5*10-5 토르(Torr) 미만의 저진공 상태를 조성하는 과정을 반복함으로써, 반도체 소자(S)의 표면에 존재할 수 있는 미세 파티클(P)을 효과적으로 제거하여 반도체 소자(S)의 품질을 향상하고, 불량 발생률을 저감할 수 있는 효과가 있게 된다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
100 : 질소 공급부 200 : 공정챔버
300 : 진공펌프 400 : 터보펌프
500 : 공급관 600 : 배기관
610 : 제1배관 620 : 제2배관
630 : 분기배관 700 : 질량유량계
800 : 개폐밸브 900 : 압력게이지

Claims (15)

  1. 질소가스가 저장되는 질소 공급부;
    상기 질소 공급부에 연결되는 공급관에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버;
    상기 공정챔버와 배기관을 통해 연결되어 공정챔버 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프; 및
    상기 배기관의 중앙부에 설치되어 상기 공정챔버 내부의 압력을 상기 진공펌프보다 더 낮은 압력으로 유지할 수 있는 터보펌프;가 구비되며,
    상기 공정챔버는, 하나의 상기 질소 공급부와 진공펌프에 대하여 복수개의 공정챔버가 연결될 수 있고,
    상기 터보펌프는, 상기 복수개로 구비될 수 있는 공정챔버와 일대일로 대응되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기관은,
    일단부는 상기 공정챔버에 연결되고, 타단부는 상기 터보펌프의 흡기구에 연결되는 제1배관;
    일단부는 상기 터보펌프의 배기구에 연결되고, 타단부는 상기 진공펌프에 연결되는 제2배관; 및
    일단부는 상기 제1배관에 연결되고, 타단부는 상기 제2배관에 연결되는 분기배관;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급관에는,
    상기 공급관을 통해 이송되는 질소가스의 유량을 제어하는 질량유량계;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 질소가스가 저장되는 질소 공급부;
    상기 질소 공급부에 연결되는 공급관에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버;
    상기 공정챔버와 배기관을 통해 연결되어 공정챔버 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프; 및
    상기 공급관에는, 상기 공급관을 통해 이송되는 질소가스의 유량을 제어하는 질량유량계;가 구비되며,
    상기 공급관에는, 상기 질량유량계의 전방과 후방에 각각 설치되는 개폐밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  8. 질소가스가 저장되는 질소 공급부;
    상기 질소 공급부에 연결되는 공급관에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버;
    상기 공정챔버와 배기관을 통해 연결되어 공정챔버 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프; 및
    상기 배기관의 중앙부에 설치되어 상기 공정챔버 내부의 압력을 상기 진공펌프보다 더 낮은 압력으로 유지할 수 있는 터보펌프;를 포함하고,
    상기 배기관은,
    일단부는 상기 공정챔버에 연결되고, 타단부는 상기 터보펌프의 흡기구에 연결되는 제1배관;
    일단부는 상기 터보펌프의 배기구에 연결되고, 타단부는 상기 진공펌프에 연결되는 제2배관; 및
    일단부는 상기 제1배관에 연결되고, 타단부는 상기 제2배관에 연결되는 분기배관;으로 구성되며,
    상기 제1배관, 제2배관 및 분기배관에는 각각 개폐밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 분기배관은,
    상기 공정챔버와 상기 제1배관에 설치되는 개폐밸브의 사이에서 상기 분기배관의 일단부가 제1배관으로부터 분기되고,
    상기 제2배관에 설치되는 개폐밸브와 상기 진공펌프 사이에서 상기 분기배관의 타단부가 상기 제2배관으로부터 분기되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  10. 질소가스가 저장되는 질소 공급부;
    상기 질소 공급부에 연결되는 공급관에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버; 및
    상기 공정챔버와 배기관을 통해 연결되어 공정챔버 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프;를 포함하며,
    상기 질소 공급부는,
    상기 공정챔버 내부에 공급되는 질소가스의 압력이 7500 내지 7700 토르(Torr) 압력값에 도달하도록 질소가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 공정챔버 내부의 질소가스 압력이 7500 내지 7700 토르(Torr) 입력값에 도달하면, 상기 질소 공급부에서 공급되는 질소가스가 차단되고 상기 공정챔버 내부의 질소가스를 배출하여 공정챔버 내부의 질소가스 압력이 750 내지 770 토르(Torr) 이내가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  12. 질소가스가 저장되는 질소 공급부;
    상기 질소 공급부에 연결되는 공급관에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버; 및
    상기 공정챔버와 배기관을 통해 연결되어 공정챔버 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프;를 포함하며,
    상기 진공펌프는,
    상기 공정챔버 내부의 압력이 1*10-7 내지 1 토르(Torr) 미만이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  13. 질소가스가 저장되는 질소 공급부;
    상기 질소 공급부에 연결되는 공급관에 연결되며, 웨이퍼를 이송하는 풉이 이송되는 공정챔버;
    상기 공정챔버와 배기관을 통해 연결되어 공정챔버 내부의 질소가스와 불순물을 배출시키는 진공펌프; 및
    상기 배기관의 중앙부에 설치되어 상기 공정챔버 내부의 압력을 상기 진공펌프보다 더 낮은 압력으로 유지할 수 있는 터보펌프;가 구비되고,
    상기 배기관은,
    일단부는 상기 공정챔버에 연결되고, 타단부는 상기 터보펌프의 흡기구에 연결되는 제1배관;
    일단부는 상기 터보펌프의 배기구에 연결되고, 타단부는 상기 진공펌프에 연결되는 제2배관; 및
    일단부는 상기 제1배관에 연결되고, 타단부는 상기 제2배관에 연결되는 분기배관;으로 구성되며,
    상기 공정챔버 내부의 압력이 1 토르(Torr) 이상인 경우에는 상기 분기배관에 설치된 개폐밸브는 개방되고, 상기 제1배관과 제2배관에 각각 설치된 개폐밸브는 폐쇄되며,
    상기 공정챔버 내부의 압력이 1 토르(Torr) 미만으로 도달하면 상기 제1배관과 제2관에 각각 설치된 개폐밸브는 개방되면서 상기 터보펌프가 가동되며, 상기 분기배관에 설치된 개폐밸브는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 분기배관에 설치되는 개폐밸브는,
    상기 제1배관 및 제2배관에 각각 설치되는 개폐밸브가 개방되고 난 후 즉시 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
  15. 청구항 13항에 있어서,
    상기 터보펌프는,
    상기 공정챔버 내부의 압력이 1*10-7 내지 5*10-5 토르(Torr) 미만이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 진공 및 가압을 이용한 잔류가스 및 이물질 제거장치.
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