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KR100621804B1 - 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비 - Google Patents

디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비 Download PDF

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KR100621804B1
KR100621804B1 KR1020040075760A KR20040075760A KR100621804B1 KR 100621804 B1 KR100621804 B1 KR 100621804B1 KR 1020040075760 A KR1020040075760 A KR 1020040075760A KR 20040075760 A KR20040075760 A KR 20040075760A KR 100621804 B1 KR100621804 B1 KR 100621804B1
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KR
South Korea
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filter
diffuser
transfer chamber
vacuum
tube
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함태석
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비를 개시한다. 그의 설비는 소정의 반도체 제조공정이 진행되는 복수개의 공정 챔버; 상기 복수개의 공정 챔버에 공통으로 연결되고, 도어의 개폐동작에 의해 각 상기 공정 챔버와 선택적으로 연통되는 트랜스퍼 챔버; 상기 트랜스퍼 챔버의 진공압을 조절하기 위해 진공/퍼지 라인에 의해 상기 트랜스퍼 챔버와 연결되는 진공펌프 및 퍼지가스 공급부; 및 상기 진공/퍼지 라인의 말단부에 연결되고 소정 크기로 형성된 다수개의 홀을 갖는 튜브와, 상기 튜브에서 소정 간격 이격되어 상기 튜브의 외주면을 감싸는 원통 모양으로 형성되고, 상기 튜브에 형성된 홀에 비해 작은 크기의 다수개의 공극을 갖는 케이스와, 상기 케이스의 내면에서 형성되고 마이크로미터이하의 크기로 형성된 다수개의 공극을 갖는 적어도 하나 이상의 필터로 이루어진 디퓨저를 포함함에 의해 상기 필터를 통해 상기 퍼지 가스의 이물질을 추출하고, 상기 퍼지 가스의 분사압을 완화시킬 수 있기 때문에 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
디퓨저(diffuser), 필터(filter), 공정 챔버(porcess chamber), 트랜스퍼 챔버(transfer chamber), 로봇암(robot arm)

Description

디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비{Diffuser and equipment for manufacturing semiconductor device used same}
도 1은 일반적인 멀티챔버 구조를 갖는 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성 평면도.
도 2는 종래 기술에 따른 디퓨저를 나타내는 구성 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 4는 도 3의 펌핑 또는 벤팅 디퓨저와 진공/퍼지 라인을 개략적으로 나타내는 구성 단면도.
도 5는 도 4의 펌핑 또는 벤팅 디퓨저를 상세하게 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 공정 챔버 120 : 트랜스퍼 챔버
121 : 진공 라인 122 : 퍼지 라인
123 : 진공 펌프 124 : 퍼지 가스 공급부
125 : 슬로우 벤팅용 퍼지 라인 126 : 게이트 밸브
127 : 밸브 128 : 감압 장치
130 : 로드락 챔버 140 : 정렬 챔버
150 : 냉각 챔버 160 : 세정 챔버
170 : 도어 180 : 로봇암
182 : 로봇척 190a, 190b : 펌핑, 벤팅 디퓨저
191 : 튜브 192 : 케이스
193 : 필터 194 : 지지부
195 : 가스킷 196 : 스페이서
본 발명은 반도체장치 제조설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정 챔버(process chamber)로 웨이퍼를 로딩하는 트랜스퍼(transfer) 챔버로 유입되는 미세 입자(particle)의 오염을 방지하는 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체장치는 웨이퍼 상에 증착공정, 사진공정, 식각공정, 확산공정, 이온주입공정 등과 같은 다수의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하는 일련의 과정을 통해 이루어진다.
이와 같이, 반도체장치로 제조되기까지 웨이퍼는 카세트에 복수개씩 탑재되어 각 공정을 수행하는 각각의 제조설비로 이송되고, 또한, 이들 웨이퍼의 각 공정 을 원활하게 수행하기 위해서는 멀티챔버 구조를 갖는 반도체 제조설비가 요구된다. 이때, 상기 웨이퍼는 상기 반도체 제조설비 내에서도 그 내부에 설치된 로봇에 의해 일 매씩 인출되어 요구되는 위치로 이송되는 과정을 거치게 된다.
이하, 도면을 참조하여 멀티챔버 구조를 갖는 일반적인 반도체 제조설비를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성 평면도로서, 일반적인 반도체장치 제조설비는 적어도 하나이상의 별도 공정을 수행하는 복수개의 공정 챔버(10)와, 상기 복수의 공정 챔버(10)를 공통으로 연결하는 트랜스퍼 챔버(20)를 포함하여 클러스터(cluster) 타입으로 구성된다.
여기서, 상기 공정 챔버(10)는 플라즈마 반응 또는 화학기상방법을 이용한 식각 공정 또는 증착 공정과 같은 각종 공정이 진행되는 곳으로, 고성능의 진공펌프(예컨대, 터보(turbo) 펌프)에 의한 펌핑에 의해 고진공 상태를 유지하도록 제어된다.
그리고, 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 소정 측부에는 소정의 공정을 수행하는 공정 챔버(10) 뿐만 아니라, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 웨이퍼를 삽입하기 위한 로드락(load lock) 챔버(30)와, 상기 로드락 챔버(30)의 인접하는 위치에서 상기 공정 챔버(10)에서의 공정 수행 전에 웨이퍼를 정렬하는 정렬 챔버(40)와, 상기 공정 챔버(10)에서의 공정 수행 후의 웨이퍼를 냉각하는 냉각 챔버(50)와, 상기 공정 챔버(10)에서 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 에싱 처리와 같은 세정(cleaning)하는 세정 챔버(60)와 연통된다.
이때, 상기 트랜스퍼 챔버(20)와 각 챔버 사이에는 제어부의 제어에 의해 개폐 동작되는 도어(70)를 더 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 트랜스퍼 챔버(20)는 내부에 위치되는 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼를 일 매씩 인출하여 요구되는 소정 위치로 이송시키도록 하는 로봇암(80)이 구비된다.
상기 트랜스퍼 챔버(20)는 상기 웨이퍼 카세트의 로딩시 외부의 대기압과 동일 또는 유사한 상압 상태를 유지하거나, 고진공 상태의 상기 공정 챔버(10)에 웨이퍼를 로딩하기 위해 버퍼링 역할을 수행할 수 있도록 저진공 상태를 유지할 수 있다. 이때, 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 바닥에 형성된 진공 홀(24)과 연통하는 진공 펌프(예컨대, 드라이(dry) 펌프)의 펌핑에 의해 저진공 상태를 유지할 수 있다.
한편, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에서 상기 공정 챔버(10)로 웨이퍼를 이송하고자 할 경우, 상기 도어(70)가 오픈되면 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 비해 상기 공정 챔버(10)의 압력이 낮아 상기 트랜스퍼 챔버(20)에서 상기 공정 챔버(10)쪽으로 공기가 유입되기 때문에 상기 트랜스퍼 챔버(20)는 미세 입자로부터 보호될 수 있다.
그리고, 상기 공정 챔버(10)의 진공도가 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 비해 떨어질 수 있기 때문에 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 바닥에 형성된 벤트 홀(22)을 통해 퍼지 가스(예컨대, 질소 가스)를 유동시켜 상기 공정 챔버(10)의 압력보다 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 압력을 높게 유지시켜야만 한다. 물론, 상기 트랜스퍼 챔버(20)를 대기중에 노출시키고자 할 경우도 마찬가지이다.
그러나, 상기 공정 챔버(10)에서 공정을 마친 웨이퍼가 상기 트랜스퍼 챔버 (20)로 로딩될 경우, 상기 웨이퍼 상에 묻어 있는 미세 입자가 이탈되고, 상기 로드락 또는 트랜스퍼 챔버(20)에 소량의 미세 입자가 유발될 수 있다. 또한, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 유동되는 상기 퍼지 가스가 와류를 일으킬 경우, 상기 웨이퍼 상에 묻어 있는 미세 입자가 쉽게 이탈될 수 있다.
따라서, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 형성된 벤트 홀(22)에 디퓨저(도 2의 200)를 체결하여 상기 트랜스퍼 챔버(20) 내부로 유입되는 퍼지 가스의 와류를 방지할 수 있다. 이와 같이 트랜스퍼 챔버(20) 내부로 유입되는 퍼지 가스의 압력을 조절하기 위한 디퓨저(200)가 미국특허 제6,663,025호에 개시되어 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 디퓨저를 나타내는 구성 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 디퓨저(200)는 진공/퍼지 라인에 연결된 중심 부분에 퍼지 가스가 유동되는 노즐(302)을 갖는 몸체(202)와, 상기 노즐(302) 상에 형성되어 상기 노즐(302)을 통해 유동되는 퍼지 가스를 반사시키는 반사판(204)과, 상기 반사판(204)과 몸체(202)를 통해 유동되는 퍼지 가스의 팽창(expansion)에 따른 공간이 구분되도록 상기 반사판(204)과 몸체(202) 사이에 형성된 안내 밴(van, 210, 212)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 몸체(202)는 상기 노즐(302)과 일체형으로 형성되거나, 상기 노즐(302)과 분리되어 형성된다. 이때, 상기 노즐(302)은 상기 진공/퍼지 라인에 연결된 부분에 비해 상기 몸체(202)에 연결된 부분이 소정 각도이상으로 더 개구되어 형성되어 있다. 상기 몸체(202)는 상기 노즐(302)에 인접한 부분이 상기 노즐(302)의 외벽을 따라 급경사를 갖고, 다시 상기 노즐(302)에서 멀어지는 부분이 완 만한 경사를 갖도록 라운딩 처리되어 있다.
그리고, 상기 반사판(204)은 상기 노즐(302)을 통해 분출되는 퍼지 가스의 흐름을 반대방향으로 만들기 위해 상기 노즐(302) 전체와 및 상기 노즐(302)에 인접하는 몸체(202)의 일부분이 가려지도록 형성되어 있으며, 상기 노즐(302)에서 분출되는 퍼지 가스를 전면에 균일하게 분배시킬 수 있도록 상기 노즐(302)의 중심내부를 향해 돌출되도록 형성되어 있다.
즉, 상기 진공/퍼지 라인에 연결되는 노즐(302)을 통해 트랜스퍼 챔버(20) 내부로 분출되는 가스가 상기 반사판(204)에 의해 몸체(202)쪽으로 흐름이 바뀌는 과정에서 상기 노즐(302)과 반사판(204)사이의 개구를 통해 1차적으로 분압되고, 다시 상기 몸체(202)에 의해 2차적으로 분압될 수 있기 때문에 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 내부로 분사되는 퍼지 가스에 의한 와류를 방지할 수 있다. 마찬가지로, 상기 트랜스퍼 챔버(20)를 소정의 진공압 상태로 만들기 위한 진공 펌프의 펌핑 시에도 마찬가지로 퍼지 가스와 같은 공기의 흡입에 의한 와류를 방지할 수 있다.
이때, 상기 몸체(202)의 라운딩 처리된 부분을 따라 유동되는 퍼지 가스의 압력과 상기 반사판(204)에 인접한 부분으로 유동되는 퍼지 가스의 압력이 차이날 수 있지만, 상기 안내 밴(210, 212)을 이용하여 상기 압력의 차이에 의한 와류를 방지할 수 있다.
따라서, 종래 기술에 따른 디퓨저(200)는 노즐(302)을 통해 트랜스퍼 챔버(20) 내부에 공급되는 퍼지 가스를 분압시켜 상기 트랜스퍼 챔버(20) 내부에서 퍼지 가스에 의한 와류를 방지할 수 있다.
하지만, 종래 기술에 따른 디퓨저(200)는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래 기술에 따른 디퓨저(200)는 트랜스퍼 챔버(20) 내부에서 로봇암(80)에 의해 이송되는 웨이퍼가 디퓨저(200)의 상부에 위치되고, 상기 디퓨저(200)를 통해 퍼지 가스가 과도하게 공급될 경우, 상기 퍼지 가스의 압력에 의해 상기 로봇암(80)에 위치된 웨이퍼가 오정렬되거나, 이탈될 수 있기 때문에 생산 수율이 떨어지는 단점이 있었다.
둘째, 종래 기술에 따른 디퓨저(200)는 트랜스퍼 챔버(20)의 상압, 저진공 또는 고진공 상태로 빈번하게 변화됨에 따라 상기 트랜스퍼 챔버(20)에서 유발되는 미세 입자들이 상기 디퓨저(70)를 통해 상기 진공/퍼지 라인으로 유입되고, 상기 진공/퍼지 라인에 유입된 상기 미세 입자들이 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 펌핑 또는 퍼징 시 상기 트랜스퍼 챔버(20)로 유입되어 웨이퍼를 오염시킬 수 있기 때문에 생산 수율이 떨어지는 단점이 있었다.
셋째, 종래 기술에 따른 디퓨저는 퍼지 가스 공급부 또는 상기 퍼지 가스 공급부에 연결된 퍼지 라인을 통해 공급되는 오염된 퍼지 가스가 트랜스퍼 챔버(20) 내부로 공급될 수 있기 때문에 생산 수율이 줄어드는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상기 디퓨저를 통해 퍼지 가스가 과도하게 공급되더라도 상기 디퓨저 상부에서 로봇암 위치되는 웨이퍼가 상기 퍼지 가스의 압력에 의해 오정렬되거나 이탈되지 않도록 하여 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 트랜스퍼 챔버의 진공압 변화에 따라 상기 트랜스퍼 챔버에서 유발된 오염물질이 상기 디퓨저 및 진공/퍼지 라인의 내부로 유출입되는 것을 방지하여 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 퍼지 가스 공급부 또는 상기 퍼지 가스 공급부에 연결된 퍼지 라인을 통해 공급되는 오염된 퍼지 가스가 트랜스퍼 챔버 내부로 공급되지 못하도록 하여 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태에 따라, 디퓨저는, 가스 공급부 또는 펌프와 연통되는 진공/퍼지 라인과 연결되고 소정 크기로 형성된 다수개의 홀을 갖는 튜브와, 상기 튜브에서 소정 간격 이격되어 상기 튜브의 외주면을 감싸는 원통 모양으로 형성되고, 상기 튜브에 형성된 홀에 비해 작은 크기의 다수개의 공극을 갖는 케이스와, 상기 케이스의 내면에서 형성되고 1 마이크로미터보다 작은 직경의 미세 공극을 갖는 제 1 필터와 상기 케이스에 대향되는 상기 제 1 필터에 인접하는 타측에 형성되어 1 마이크로미터 이상 직경의 미세 공극을 갖는 제 2 필터로 이루어진 2중 구조를 갖는 필터를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 양태는, 소정의 가스를 유출입시키는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비에 있어서; 소정의 반도체 제조공정이 진행되는 복수개의 공정 챔버; 상기 복수개의 공정 챔버에 공통으로 연결되고, 도어의 개폐동작에 의해 각 상기 공정 챔버와 선택적으로 연통되는 트랜스퍼 챔버; 상기 트랜스퍼 챔버의 진공압을 조절하기 위해 진공/퍼지 라인에 의해 상기 트랜스퍼 챔버와 연결되는 진공펌프 및 퍼지가스 공급부; 및 상기 진공/퍼지 라인의 말단부에 연결되고 소정 크기로 형성된 다수개의 홀을 갖는 튜브와, 상기 튜브에서 소정 간격 이격되어 상기 튜브의 외주면을 감싸는 원통 모양으로 형성되고, 상기 튜브에 형성된 홀에 비해 작은 크기의 다수개의 공극을 갖는 케이스와, 상기 케이스의 내면에서 형성되고 마이크로미터이하의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 제 1 필터 및 상기 제 1 필터의 내부에서 마이크로미터이상의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 제 2 필터의 2중 구조를 갖도록 형성된 필터를 구비한 디퓨저를 포함하는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비이다.
그리고, 본 발명의 또 다른 양태는, 소정의 가스를 유출입시키는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비에 있어서; 소정의 반도체 제조공정이 진행되는 복수개의 공정 챔버; 상기 복수개의 공정 챔버에 공통으로 연결되고, 도어의 개폐동작에 의해 각 상기 공정 챔버와 선택적으로 연통되는 트랜스퍼 챔버; 상기 트랜스퍼 챔버의 진공압을 조절하기 위해 진공/퍼지 라인에 의해 상기 트랜스퍼 챔버와 연결되는 진공펌프 및 퍼지가스 공급부; 및 상기 진공/퍼지 라인의 말단부에서 상기 트랜스퍼 챔버 내부로 돌출되고, 상기 퍼징가스 공급부 및 퍼지 라인에서 공급되는 상기 트랜스퍼 챔버로 유동되는 퍼지 가스에 함유된 이물질을 필터링하기 위해 마이크로미터이하의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 제 1 필터와, 상기 제 1 필터의 내부에서 마이크로미터이상의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 제 2 필터의 2중 구조를 갖도록 형성된 필터를 구비하여 상기 퍼지 가스의 분사압을 완화시키는 디퓨저를 포함하는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3의 펌핑 또는 벤팅 디퓨저(190a, 190b)와 진공/퍼지 라인(121, 122)을 개략적으로 나타내는 구성 단면도이고, 도 5는 도 4의 펌핑 또는 벤팅 디퓨저(190a, 190b)를 상세하게 나타낸 단면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비는, 식각 공정 또는 증착 공정과 같은 소정의 반도체 제조공정이 진행되는 복수개의 공정 챔버(110)와, 상기 복수개의 공정 챔버(110)에 공통으로 연결되고, 도어(170)의 개폐동작에 의해 각 상기 공정 챔버(110)와 선택적으로 연통되는 트랜스퍼 챔버(120)와, 상기 트랜스퍼 챔버(120)의 진공압을 조절하기 위해 진공/퍼지 라인(121, 122)에 의해 상기 트랜스퍼 챔버(120)와 연결되는 진공 펌프(123) 및 퍼지가스 공급부(124)와, 상기 진공/퍼지 라인(121, 122)의 말단부에서 상기 트랜스 퍼 챔버(120) 내부로 돌출되어 상기 퍼지 가스 및 배기 가스의 분사압을 완화시키고, 상기 퍼지 가스 및 배기 가스에 함유된 이물질을 필터링하는 필터(193)를 구비한 펌핑 또는 배기 디퓨저를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 트랜스퍼 챔버(120)에 웨이퍼를 삽입하기 위한 로드락 챔버(130)와, 상기 로드락 챔버(130)의 인접하는 위치에서 상기 공정 챔버(110)에서의 공정 수행 전에 웨이퍼를 정렬하는 정렬 챔버(140)와, 상기 공정 챔버(110)에서의 공정 수행 후의 웨이퍼를 냉각하는 냉각 챔버(150)와, 상기 공정 챔버(110)에서 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 에싱 또는 세정(cleaning)하는 세정 챔버(160)와, 도시하지는 않았지만, 상기 트랜스퍼 챔버(120)의 진공도를 측정하는 압력 센서와, 상기 압력 센서에서 출력되는 출력신호를 이용하여 상기 진공/퍼지 라인(121, 122)에 형성된 각종 밸브 및 도어(170)를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 트랜스퍼 챔버(120)는 내부에 위치되는 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼를 일 매씩 인출하여 요구되는 소정 위치로 이송시키도록 상기 제어부에 제어되는 적어도 하나 이상의 로봇암(180)이 구비된다. 상기 로봇암(180)은 일측이 트랜스퍼 챔버(120)의 중심 부위의 고정되어 각 방향으로 회전 가능하게 설치되고, 타측이 웨이퍼를 일 매씩 선택적으로 지지하게 되는 접시 모양의 로봇척(182)이 형성되어 있으며, 상기 트랜스퍼 챔버(120)에 연통되는 각 챔버에 상기 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 유동적으로 설계되어 있다.
이때, 상기 트랜스퍼 챔버(120)는 유사 시 외부의 대기압과 동일 또는 유사 한 상압 상태를 유지하거나, 상기 웨이퍼의 로딩시 고진공 상태의 상기 공정 챔버(110)에 웨이퍼를 로딩하기 위해 버퍼링 역할을 수행할 수 있도록 저진공 상태를 유지한다.
즉, 상기 로드락 챔버(130)와 정렬 챔버(140) 사이의 상기 트랜스퍼 챔버(120)의 바닥에 형성된 펌핑 디퓨저(190a)와 진공 라인(121)을 통해 연통하는 진공 펌프(예를 들어, 드라이(dry) 펌프, 123)의 펌핑에 의해 저진공 상태를 유지할 수 있다. 또한, 상기 진공 펌프(123)의 펌핑에 의해 상기 트랜스퍼 챔버(120)의 진공도가 상기 공정 챔버(110)의 진공도에 비해 높아질 수 있기 때문에 상기 퍼지 라인(122)에 연통되어 상기 로드락 챔버(130)와 냉각 챔버(150) 사이에 형성된 배기 디퓨저를 통해 퍼지 가스가 공급된다. 그리고, 상기 트랜스퍼 챔버(120)를 대기중에 노출시키고자 할 경우도 상기 배기 디퓨저를 통해 소정 압력을 갖는 퍼지 가스가 공급된다.
여기서, 상기 진공 라인(121)은 상기 트랜스퍼 챔버(120) 내부의 퍼지 가스 또는 공기를 펌핑하는 진공 펌프(123)에 연결되고, 상기 제어부의 제어 신호에 의해 상기 트랜스퍼 챔버(120)에서 배기되는 상기 퍼지 가스와 같은 공기의 배기량을 조절하는 게이트 밸브(126)를 구비하여 이루어진다.
그리고, 상기 퍼지 라인(122)은 상기 트랜스퍼 챔버(120)를 저진공 상태에서 상압으로 만들기 위해 일정한 양의 상기 퍼지 가스를 공급할 수 있지만, 저진공(예를 들어, 약 1.0E-2 Torr정도) 상태의 상기 트랜스퍼 챔버(120)에 소량의 상기 퍼지 가스를 유동시킬 수 있도록 상기 퍼지 라인(122)의 일측으로 우회하는 슬로우 벤팅용 퍼지 라인(125)을 더 구비한다. 또한, 상기 퍼지 라인(122) 및 슬로우 벤팅용 퍼지 라인(125)은 상기 제어부에 의해 제어되는 복수개의 밸브(127)와, 드로틀 밸브 또는 자동압력조절밸브와 같은 감압장치(128)를 구비하여 상기 트랜스퍼 챔버(120)에 퍼지 가스를 선택적으로 공급시킬 수 있다.
또한, 상기 퍼지 라인(122)의 을 통해 연결된 상기 벤팅 디퓨저(190b)에 상기 퍼지 가스가 과도하게 공급되더라도 상기 필터(193)에 의해 퍼지 가스의 압력이 점진적으로 완화될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비는 벤팅 디퓨저(190b)의 내부에 공급되는 퍼지 가스의 압력을 완화시킬 수 있는 필터(193)를 구비하여 트랜스퍼 챔버(120) 내부에서 로봇암(180)에 의해 이송되는 웨이퍼가 상기 벤팅 디퓨저(190b) 상부에 위치하고, 상기 벤팅 디퓨저(190b)에 퍼지 가스가 과도하게 공급되더라도 상기 퍼지 가스의 압력에 의해 상기 웨이퍼가 오정렬되거나 이탈되지 않도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 펌핑 또는 벤팅 디퓨저(190a, 190b)는 가스 공급부(124) 또는 펌프와 연통되는 진공/퍼지 라인(121, 122)에 피팅으로 연결되고 상기 퍼지 가스를 분출하는 소정 크기의 다수개의 홀을 갖는 튜브(191)와, 상기 튜브(191)에서 소정 간격 이격되어 상기 튜브(191)의 외주면을 감싸는 원통 모양으로 형성되고, 상기 튜브(191)에 형성된 홀에 비해 작은 크기의 다수개의 공극을 갖는 케이스(192)와, 상기 케이스(192)의 내면에서 형성되고 상기 케이스(192)에 형성된 공극에 보다 작은 마이크로미터이하의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 적어도 하나 이상의 필터(193)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 케이스(192)은 상기 필터(193)를 지지하고, 상기 튜브(191)를 감싸는 세라믹 재질로 형성된 지지부(supporter, 194)와, 상기 지지부(194)의 개구된 양측을 마감하는 금속 재질로 형성된 스패이서(spacer, 196)와, 상기 스패이서(196)와 상기 지지부(114)사이에서 신축성을 갖는 테프론 재질로 형성된 가스킷(gasket, 195)을 포함한다.
또한, 상기 케이스(192)의 지지부(194)의 내면에 형성된 상기 필터(193)는 소정의 두께를 갖고 알루미늄 산화막(Al2O3)의 세라믹 재질로 형성되어 있다.
그리고, 상기 필터(193)는 상기 트랜스퍼 챔버(120)에서의 잦은 기압 변화에 의해 발생되거나 상기 퍼지 가스의 공급에 의해 유발되는 미세 입자보다 작은 크기의 마이크로미터이하의 크기를 갖는 미세 공극이 형성된다.
예컨대, 상기 필터(193)는 0.2㎛, 0.5㎛ 또는 0.8㎛ 크기의 미세 공극을 갖는 제 1 필터(197)와, 1㎛ 크기의 미세 공극을 갖는 제 2 필터(198)로 이루어진 2중 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 필터(197)은 상기 케이스(192)의 내면에서 형성되고 1 마이크로미터보다 작은 직경의 미세 공극을 갖도록 형성되어 있다. 또한, 상기 제 2 필터(198)는 상기 제 1 필터(197)와 상기 케이스(192)에 대향되는 상기 제 1 필터(197)에 인접하는 타측에 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 필터(197)는 약 20㎛정도의 두께를 갖고, 제 2 필터(198)는 약 30㎛정도의 두께를 갖는다. 또한, 상기 필터(193)를 지지하는 상기 지지부(194)는 약 15㎛ 크기의 공극이 형성되어 있고, 약 100㎛정도의 두께를 갖는다. 이때, 상기 필터(193)는 상기 튜브(191)와 소정 간격을 갖고 분리되어 있어도 무방하다.
따라서, 본 발명에 따른 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비는 트랜스퍼 챔버(120)에서 유발되는 미세 입자보다 작은 크기의 미세 공극이 형성된 필터(193) 를 구비하여 상기 트랜스퍼 챔버(120)에 연결된 진공/퍼지 라인(121, 122)으로 유출입되는 상기 미세 입자에 의한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
또한, 펌핑 또는 벤팅 디퓨저(190a, 190b)를 사용하여 트랜스퍼 챔버(120) 내에 퍼징 가스를 소정 시간동안 공급한 후, 상기 필터(193)의 표면을 조사한 결과, 상기 필터(193)의 표면에서 퍼지 라인(122) 또는 상기 퍼지 라인(122)에 체결되는 각종 밸브의 성분인 철(Fe) 또는 알루미늄(Al) 성분이 함유된 오염물질이 다수 추출되었다. 이때, 상기 필터(193)에서 추출된 오염물질을 분석한 기술(tool)은 EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)방법이 사용되었다.
따라서, 본 발명에 따른 디퓨저 및 그를 구비한 반도체 제조설비는, 미세 입자보다 작은 크기의 미세 공극을 갖는 필터(193)를 구비하여 퍼지 가스 공급부(124) 또는 상기 퍼지 가스 공급부(124)에 연결된 퍼지 라인(122)을 통해 공급되는 오염된 퍼지 가스가 트랜스퍼 챔버(120) 내부로 공급되지 못하도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 펌핑 또는 벤팅 디퓨저의 내부에 공급되는 퍼지 가스의 압력을 완화시킬 수 있는 필터를 구비하여 트랜스퍼 챔버 내부에서 로봇암에 의해 이송되는 웨이퍼가 상기 디퓨저 상부에 위치하고, 상기 디퓨저에 퍼지 가스가 과도하게 공급되더라도 상기 퍼지 가스의 압력에 의해 상기 웨이퍼가 오정렬되거나 이탈되지 않도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 트랜스퍼 챔버에서 유발되는 미세 입자보다 작은 크기의 미세 공극이 형성된 필터를 구비하여 상기 트랜스퍼 챔버에 연결된 진공/퍼지 라인으로 유출입되는 상기 미세 입자에 의한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 미세 입자보다 작은 크기의 미세 공극을 갖는 필터를 구비하여 퍼지 가스 공급부 또는 상기 퍼지 가스 공급부에 연결된 퍼지 라인을 통해 공급되는 오염된 퍼지 가스가 트랜스퍼 챔버 내부로 공급되지 못하도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 가스 공급부 또는 펌프와 연통되는 진공/퍼지 라인과 연결되고 소정 크기로 형성된 다수개의 홀을 갖는 튜브와,
    상기 튜브에서 소정 간격 이격되어 상기 튜브의 외주면을 감싸는 원통 모양으로 형성되고, 상기 튜브에 형성된 홀에 비해 작은 크기의 다수개의 공극을 갖는 케이스와,
    상기 케이스의 내면에서 형성되고 1 마이크로미터보다 작은 직경의 미세 공극을 갖는 제 1 필터와 상기 케이스에 대향되는 상기 제 1 필터에 인접하는 타측에 형성되어 1 마이크로미터 이상 직경의 미세 공극을 갖는 제 2 필터로 이루어진 2중 구조를 갖는 필터를 포함함을 특징으로 하는 디퓨저.
  2. (삭제)
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 0.2㎛, 0.5㎛ 또는 0.8㎛ 크기의 미세 공극을 갖고, 상기 제 2 필터는 1㎛ 크기의 공극을 갖는 것을 특징으로 하는 디퓨저.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 20㎛의 두께를 갖고, 상기 제 2 필터는 30㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디퓨저.
  5. 제 1 항에 있어서,
    케이스는 금속 재질 또는 비금속 재질로 형성됨을 특징으로 하는 디퓨저.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 튜브를 감싸고, 상기 필터를 지지하는 지지부와,
    상기 지지부의 개구된 양측을 마감하는 스패이서와,
    상기 스페이서와 상기 지지부사이에 형성된 가스킷을 포함함을 특징으로 하는 디퓨저.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지부는 세라믹 재질로 형성됨을 특징으로 하는 디퓨저.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스패이서는 금속 재질로 형성됨을 특징으로 하는 디퓨저.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 가스킷은 테프론 재질로 형성됨을 특징으로 하는 디퓨저.
  10. 소정의 가스를 유출입시키는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비에 있어서;
    소정의 반도체 제조공정이 진행되는 복수개의 공정 챔버;
    상기 복수개의 공정 챔버에 공통으로 연결되고, 도어의 개폐동작에 의해 각 상기 공정 챔버와 선택적으로 연통되는 트랜스퍼 챔버;
    상기 트랜스퍼 챔버의 진공압을 조절하기 위해 진공/퍼지 라인에 의해 상기 트랜스퍼 챔버와 연결되는 진공펌프 및 퍼지가스 공급부; 및
    상기 진공/퍼지 라인의 말단부에 연결되고 소정 크기로 형성된 다수개의 홀을 갖는 튜브와, 상기 튜브에서 소정 간격 이격되어 상기 튜브의 외주면을 감싸는 원통 모양으로 형성되고, 상기 튜브에 형성된 홀에 비해 작은 크기의 다수개의 공극을 갖는 케이스와, 상기 케이스의 내면에서 형성되고 마이크로미터이하의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 제 1 필터 및 상기 제 1 필터의 내부에서 마이크로미터이상의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 제 2 필터의 2중 구조를 갖도록 형성된 필터를 구비한 디퓨저를 포함함을 특징으로 하는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비.
  11. (삭제)
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 0.2㎛, 0.5㎛ 또는 0.8㎛ 크기의 미세 공극을 갖고, 상기 제 2 필터와 1㎛ 크기의 미세 공극을 갖는 것을 특징으로 하는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 20㎛의 두께를 갖고, 상기 제 2 필터는 30㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 케이스는 금속 또는 비금속 재질로 형성됨을 특징으로 하는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 튜브를 감싸고, 상기 필터를 지지하는 지지부와,
    상기 지지부의 개구된 양측을 마감하는 스패이서와,
    상기 스페이서와 상기 지지부사이에 형성된 가스킷을 포함함을 특징으로 하는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비.
  16. 소정의 가스를 유출입시키는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비에 있어서;
    소정의 반도체 제조공정이 진행되는 복수개의 공정 챔버;
    상기 복수개의 공정 챔버에 공통으로 연결되고, 도어의 개폐동작에 의해 각 상기 공정 챔버와 선택적으로 연통되는 트랜스퍼 챔버;
    상기 트랜스퍼 챔버의 진공압을 조절하기 위해 진공/퍼지 라인에 의해 상기 트랜스퍼 챔버와 연결되는 진공펌프 및 퍼지가스 공급부; 및
    상기 진공/퍼지 라인의 말단부에서 상기 트랜스퍼 챔버 내부로 돌출되고, 상기 퍼징가스 공급부 및 퍼지 라인에서 공급되는 상기 트랜스퍼 챔버로 유동되는 퍼지 가스에 함유된 이물질을 필터링하기 위해 마이크로미터이하의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 제 1 필터와, 상기 제 1 필터의 내부에서 마이크로미터이상의 크기로 형성된 다수개의 미세 공극을 갖는 제 2 필터의 2중 구조를 갖도록 형성된 필터를 구비하여 상기 퍼지 가스의 분사압을 완화시키는 디퓨저를 포함함을 특징으로 하는 디퓨저를 구비한 반도체 제조설비.
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