(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低真空ポンプが連結され低真空状態が形成されるロードロックチャンバーと、
高真空ポンプが連結され高真空状態が形成される工程チャンバーと、
前記ロードロックチャンバーと前記工程チャンバーの間に設置されるゲートバルブと、
前記ゲートバルブの開放ライン上に設置される流量調節手段と、
前記ロードロックチャンバーに連結された高真空ラインと、
前記高真空ライン上に設置されるエアーバルブであって、前記ゲートバルブの開放ラインに前記流量調節手段よりもエアー供給側で連結されるものと、
を備えることを特徴とする半導体装置製造設備。
【請求項２】
前記高真空ポンプとは別の高真空ポンプが前記高真空ラインに連結されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置製造設備。
【請求項３】
前記工程チャンバーに連結された前記高真空ポンプが前記高真空ラインに連結されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置製造設備。
【請求項４】
前記高真空ライン上に前記ロードロックチャンバーと前記エアーバルブの間にフィルターが設置されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置製造設備。
【請求項５】
前記高真空ライン上に前記ロードロックチャンバーと前記フィルターの間にマニュアルバルブが設置されることを特徴とする請求項４記載の半導体装置製造設備。
【請求項６】
前記流量調節手段はニードルバルブからなることを特徴とする請求項１乃至５記載の半導体装置製造設備。
【請求項７】
低真空ポンプが連結され低真空状態が形成されるロードロックチャンバーと、高真空ポンプが連結され高真空状態が形成される工程チャンバーと、前記ロードロックチャンバーと前記工程チャンバーとの間に設置されるゲートバルブと、前記ゲートバルブの開放ライン上に設置される流量調節手段と、前記ロードロックチャンバーに連結された高真空ラインと、前記高真空ライン上に設置されるエアーバルブであって、前記ゲートバルブの開放ラインに前記流量調節手段よりもエアー供給側で連結されるものとを備えることを特徴とする半導体装置製造設備の駆動方法であって、
前記ロードロックチャンバー内に作業対象物を投入した後、前記ロードロックチャンバーに連結された前記低真空ポンプを駆動して前記ロードロックチャンバーを一定の低真空状態に維持する段階と、
前記工程チャンバーに連結された前記高真空ポンプを駆動して前記工程チャンバー内を一定の高真空状態に維持する段階と、
前記開放ラインにエアーを供給する段階であって、前記エアーバルブが開放されてから前記ゲートバルブが開放される段階と、
前記ロードロックチャンバーに投入された前記作業対象物を前記工程チャンバーへ移送する段階と、
を備えることを特徴とする半導体装置製造設備の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置製造設備及びその駆動方法に関し、より詳しくは低真空状態で運用されるロードロックチャンバーと高真空状態で運用される工程チャンバーと前記ロードロックチャンバー及び前記工程チャンバーの間に位置するゲートバルブが備えられた半導体装置製造設備及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、半導体装置製造工程は、工程条件として単位体積当たりパーティクル（Particle）の数の存在頻度が低い高真空状態の工程チャンバー内部で進行される。
【０００３】
これによって、半導体装置製造工程が進行されるウェーハが前記工程チャンバーの内部に投入される時、高真空状態の工程チャンバーの内部と外部の間の圧力の差によって渦巻きの流れが発生した。 そして、前記渦巻きの流れによって工程チャンバーの外部のパーティクルが工程チャンバーの内部に流入され後続される半導体装置製造工程を進行する時、工程不良の要因として作用した。
【０００４】
従って、半導体装置製造工程が進行されるウェーハは、１００ないし、５００mTorr程度のロードロックチャンバーを通過して前記ロードロックチャンバーと比較して相対的に高真空状態である１０mTorr以下の工程チャンバー内部に移送される。
【０００５】
図２を参照すると、半導体装置製造工程が進行されるウェーハが一定時間待機するロードロックチャンバー１０が設置されている。  前記ロードロックチャンバー１０はアイソレーションバルブ１６が設置されたロードロックチャンバー低真空ライン１４によって低真空ポンプ１２と連結されている。
【０００６】
また、反応ガスを利用した半導体装置製造工程が進行される工程チャンバー１８が設置されている。  前記工程チャンバー１８は排気ガスの流れを基準に排気バルブ２０、高真空ポンプ２２及びアイソレーションバルブ２８が順次的に設置された工程チャンバー高真空ライン２６によって低真空ポンプ２４と連結されている。
【０００７】
そして、前記ロードロックチャンバー１０及び工程チャンバー１８はゲートバルブ３０によってお互い連結されているし、前記ゲートバルブ３０は開放ライン３２及び閉鎖ライン３４からなるエアー供給ライン３５によってエアー供給源３６とお互い連結されている。  前記ゲートバルブ３０は、一定量以上のエアーが開放ライン３２を通じてゲートバルブ３０内部に供給されると開放され、一定量以上のエアーが閉鎖ライン３４をゲートバルブ３０の内部に供給されると閉鎖されるようになっている。
【０００８】
従って、半導体装置製造工程が進行されるウェーハが大気圧状態のロードロックチャンバー１０内部に投入されると、ロードロックチャンバー低真空ライン１４上に設置されたアイソレーションバルブ１６は開放され、低真空ポンプ１２はポンピング動作を行うことによりロードロックチャンバー１０の圧力状態は一定の低真空状態に維持される。
【０００９】
そして、エアー供給源３６から放出された一定量のエアーがエアー供給ライン３５の開放ライン３２を通じてゲートバルブ３０内部に供給されることによってゲートバルブ３０は開放される。
【００１０】
続いて、前記ウェーハは排気バルブ２０が開いた状態で低真空ポンプ２４のポンピング動作によって一定の水準の低真空状態が形成された後、再び高真空ポンプ２２のポンピング動作によって一定の高真空状態が維持される工程チャンバー１８内部に移動される。
【００１１】
最後に、工程チャンバー１８の内部では工程副産物を工程チャンバー１８の内部に蓄積させ反応ガスを利用した半導体装置製造工程が進行される。
【００１２】
しかし、前記ウェーハの移動のためにゲートバルブ３０が開放される時、低真空状態のロードロックチャンバー１０と高真空状態の工程チャンバー１８の間の圧力差によって渦巻きの流れが発生する。
【００１３】
これによって、前記渦巻きの流れによってロードロックチャンバー１０の内部に存在するパーティクルが、工程が進行される工程チャンバー１８の内部に流入し、工程チャンバー１８の内部に蓄積された工程副産物が工程チャンバー１８内部に飛散し工程の進行中にウェーハを汚染させる問題点があった。
【００１４】
また、前記渦巻きの流れがロードロックチャンバー１０と工程チャンバー１８の間に設置されたゲートバルブ３０に圧力が加わることにより前記ゲートバルブ３０が摩耗されるか変形されるなどの問題点があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ウェーハ移送のために低真空状態で運用されるロードロックチャンバーと高真空状態で運用される工程チャンバーの間に位置するゲートバルブが開放される時、圧力の差によって渦巻きの流れが発生されることを防止する半導体装置製造設備及びこれの駆動方法を提供することにある。
【００１６】
【発明を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明による半導体装置製造設備は、低真空ポンプに連結され低真空状態が形成されるロードロックチャンバー、高真空ポンプに連結され高真空状態が形成される工程チャンバー、前記ロードロックチャンバーと工程チャンバーとの間に設置されるゲートバルブ及び前記ゲートバルブ開放時に、前記低真空状態のロードロックチャンバーと前記高真空状態の工程チャンバーの間の圧力の差を緩和させる圧力調節手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
前記圧力調節手段は、前記ロードロックチャンバーを高真空状態に形成するために前記ロードロックチャンバーに高真空ポンプを連結した高真空ラインからなるものである。
【００１８】
また、前記圧力調節手段の高真空ポンプは前記工程チャンバーに連結されている高真空ポンプを使用しうる。
【００１９】
そして、前記ロードロックチャンバーに連結される高真空ライン上に開閉手段が設置され得る。
【００２０】
また、前記ロードロックチャンバーと前記開閉手段の間にフィルターが設置され、前記ロードロックチャンバーと前記フィルターの間にマニュアルバルブが設置され得る。
【００２１】
そして、本発明による半導体装置製造設備は、低真空ポンプに連結され低真空状態が形成されるロードロックチャンバー、高真空ポンプに連結され高真空状態が形成される工程チャンバー、前記ロードロックチャンバーと工程チャンバーの間に設置して、エアー供給ラインを通じて供給されるエアーによって開閉動作を行うゲートバルブ及び前記ゲートバルブに連結されるエアー供給ラインに連結されたエアーバルブを中間に含み、前記ロードロックチャンバーと高真空ポンプを連結する高真空ラインを備えることを特徴とする。
【００２２】
前記ゲートバルブに連結されるエアー供給ライン上に前記ゲートバルブの開閉動作を遅延させるディレー手段がさらに設置され得る。
【００２３】
そして、前記エアー供給ラインは開放ライン及び閉鎖ラインからなり、前記ディレー手段は前記開放ライン上で前記ゲートバルブと前記ロードロックチャンバー用高真空ラインのエアーバルブへの分岐点との間に設置され得る。
【００２４】
また、前記ロードロックチャンバーに連結される高真空ポンプは前記工程チャンバーに連結される高真空ポンプを使用することができる。
【００２５】
そして、前記ロードロックチャンバーと前記エアーバルブの間にフィルターがさらに設置され得る。
【００２６】
また、前記ディレー手段はニードルバルブからなり得る。
【００２７】
そして、本発明による半導体装置製造設備の駆動方法は、低真空ポンプに連結され低真空状態が形成されるロードロックチャンバー、高真空ポンプに連結され高真空状態が形成される工程チャンバー、前記ロードロックチャンバーと工程チャンバーの間に位置して、エアー供給ラインを通じて供給されるエアーによって開閉動作を行うゲートバルブ及び前記ゲートバルブに連結されるエアー供給ラインに連結されたエアーバルブを中間に含み、前記ロードロックチャンバーと高真空ポンプを連結する高真空ラインを備える半導体装置製造設備の駆動方法において、前記ロードロックチャンバー内に作業対象物を投入した後、ロードロックチャンバーに連結された前記低真空ポンプを駆動してロードロックチャンバーを一定の低真空状態に維持する段階、前記工程チャンバーに連結された高真空ポンプを駆動して工程チャンバー内を一定の高真空状態に維持する段階、前記ロードロックチャンバーに連結される高真空ラインのエアーバルブを開放して、前記ロードロックチャンバーを高真空状態に維持する段階及び前記ゲートバルブを開放して前記ロードロックチャンバーに投入された作業対象物を前記工程チャンバーに移送する段階を備えてなることを特徴とする。
【００２８】
前記ロードロックチャンバーに連結される高真空ポンプは前記工程チャンバーに連結される高真空ポンプであり、前記ゲートバルブに対するエアー供給ラインは開放ライン及び閉鎖ラインからなり、前記開放ライン上にゲートバルブの動作を遅延させるディレー手段が設置されており、前記エアーバルブの開放と共に前記ゲートバルブが前記ディレー手段によって遅延されながら開放されることが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を添付した図面を参照に詳しく説明する。
【００３０】
＜半導体装置製造装置の構成＞  図１は本発明による半導体装置製造設備及びこれの駆動方法の一実施例を説明するための構成図である。
【００３１】
図１を参照すると、半導体装置製造工程が進行されるウェーハが１００ないし５００mTorr程度の低真空状態で一定の時間待機するロードロックチャンバー１０が設置されている。前記ロードロックチャンバー１０はアイソレーションバルブ１６が設置されたロードロックチャンバー低真空ライン１４によってポンピング動作を行うドライポンプ（Dry pump）等の低真空ポンプ１２と連結されている。
【００３２】
また、単位体積当たりパーティクルの数の存在頻度が低い１０mTorr以下の高真空状態で半導体装置製造工程が進行される工程チャンバー１８が設置されている。
【００３３】
前記工程チャンバー１８は工程チャンバー高真空ライン２６によってドライポンプ等の低真空ポンプ２４と連結されていて、前記工程チャンバー高真空ライン２６上には工程チャンバー１８内部から外部に放出される排気ガスの流れを基準として排気バルブ２０、ターボポンプ（Turbo pump）等の高真空ポンプ２２及びアイソレーションバルブ２８が順次的に設置されている。
【００３４】
そして、前記ロードロックチャンバー１０及び工程チャンバー１８の間にゲートバルブ３０が設置されている。
【００３５】
前記ゲートバルブ３０は、開放ライン３２及び閉鎖ライン３４からなるエアー供給ライン３５によってエアー供給源３６と連結されている。また、前記ゲートバルブ３０は開放ライン３２及び閉鎖ライン３４を通じて選択的に供給される一定量以上のエアーによる圧力に相応して次に述べる高真空ライン４４の開閉動作を行うことにより排気ガスの流れを制御するようになっている。すなわち、前記開放ライン３２上には通過するエアーの流れを所定量に調節することができるニードルバルブ（Needle valve）等のディレーバルブ（Delay valve：４０）としての流量調節手段が設置されている。
【００３６】
また、前記ロードロックチャンバー１０の底面が前記ロードロックチャンバー用高真空ライン４４によって工程チャンバー用高真空ライン２６上に設置された高真空ポンプ２２と連結されている。前記高真空ライン４４上には前記高真空ポンプ２２のポンピング動作によってロードロックチャンバー１０内部から外部にポンピングされる排気ガスの流れを基準に作業者によって開閉されるマニュアルバルブ（Manual valve：４６）、通過するガスに含まれた不純物を除去するフィルター４８及びエアーの供給の有無によって高真空ライン４４の開閉動作を行うエアーバルブ５０が設置されている。
【００３７】
そして、前記エアー供給源３６から放出されるエアーの流れを基準に、開放ライン３２上に設置されたディレーバルブ４０の前端から分岐されるエアー分岐ライン４２が形成されており、前記エアー分岐ライン４２はエアーバルブ５０と連結されている。
【００３８】
本実施例ではロードロックチャンバー用高真空ポンプとして工程チェンバー用高真空ポンプを使用しているため、装置の簡素化、小型化に寄与するとともに同一の高真空ライン２６を使用することによりロードロックチャンバーと工程チェンバーの圧力を同一な程度に接近させることができる。
【００３９】
＜半導体装置製造設備の駆動方法＞  半導体装置製造工程が進行されるウェーハがロードロックチャンバー１０内部に投入されると、ロードロックチャンバー低真空ライン１４上に設置されたアイソレーションバルブ１６は開放される。
【００４０】
そして、ロードロックチャンバー低真空ライン１４と連結されたドライポンプ等の低真空ポンプ１２がポンピング動作を行うことにより、ロードロックチャンバー１０内部の圧力は一定の低真空状態に到達し維持される。
【００４１】
また、工程チャンバー高真空ライン２６上に設置された排気バルブ２０が開放された状態でドライポンプ等の低真空ポンプ２４がポンピング動作を行うことにより工程チャンバー１８の圧力は一定の低真空状態が形成され、続いて、ターボポンプ等の高真空ポンプ２２がポンピング動作を行うことにより工程チャンバー１８の圧力状態は半導体装置製造工程が進行される１０mTorr以下の高真空状態が維持される。
【００４２】
続いて、作業者によって高真空ライン４４上に設置されたマニュアルバルブ４６が開放された後、エアー供給源３６は一定量のエアーをエアー供給ライン３５の開放ライン３２に放出する。なお、この際排気バルブ２０を必要に応じて一時閉鎖することも可能である。
【００４３】
前記開放ライン３２に放出された一定量のエアーは、エアー分岐ライン４２を通じて高真空ライン４４上に設置されたエアーバルブ５０に供給され、エアーバルブ５０を開放させる。一方、前記開放ライン３２に放出された他のエアーは所定のエアー通過量に調節されたニードルバルブ等のディレーバルブ４０としての流量調節手段を通過した後、徐々にゲートバルブ３０内部に供給される。そのため、ゲートバルブ３０の開放動作に必要な量のエアーが供給されるまでに一定の時間的遅延を生ずることになる。
【００４４】
これによって、工程チャンバー１８の圧力状態を調節するターボポンプ等の高真空ポンプ２２のポンピング力が高真空ライン４４上に設置されたエアーバルブ５０、フィルター４８及びマニュアルバルブ４６を通過してロードロックチャンバー１０に伝達される。
【００４５】
そして、前記高真空ポンプ２２のポンピングによって、ロードロックチャンバー１０内部に存在するパーティクル等が含まれた排気ガスはマニュアルバルブ４６を通過して、再びフィルター４８を通過しフィルターリング工程が進行され、またエアーバルブ５０を通過した後、工程チャンバー高真空ライン２６を通過して外部に排気されることによりロードロックチャンバー１０と工程チャンバー１８の圧力差が緩和される。
【００４６】
そして、ロードロックチャンバー１０の圧力状態が工程チャンバー１８と同じ高真空状態に移行すると、エアー供給源３６から放出されたエアーが開放ライン３２上に設置されたニードルバルブ等のディレーバルブ４０を通過してゲートバルブ３０の内部へ十分に供給されることによりゲートバルブ３０は開放される。
【００４７】
すなわち、開放ライン３２に放出されたエアーによって、エアーバルブ３０が開放され、そののち一定時間経過後にゲートバルブ３０が開放されることになる。
【００４８】
次に、ロードロックチャンバー１０内部のウェーハが開放されたゲートバルブ３０を通過して、高真空状態の工程チャンバー１８の内部に移送されると、エアー供給源３６では開放ライン３２へのエアーの供給を中止して、閉鎖ライン３４にエアーを供給することによってゲートバルブ３０は閉鎖される。前記高真空状態の工程チャンバー１８内部では反応ガスを利用した半導体装置製造工程が進行する。
【００４９】
また他の実施例としては、前記ロードロックチャンバー１０と工程チャンバー高真空ライン２６上に設置された高真空ポンプ２２以外の他の高真空ポンプを高真空ラインに連結させ、前記高真空ライン上にロードロックチャンバー１０から前記高真空ラインに排気される排気ガスの流れを基準に図１に図示されたようなマニュアルバルブ４６、フィルター４８及びエアー分岐ライン４２を通じて供給されるエアーによって開閉動作を行うエアーバルブ５０を設置して前述した動作を行うことによりロードロックチャンバー１０と工程チャンバー１８の間の圧力差を緩和させることもできる。
【００５０】
【発明の効果】
従って、本発明によれば低真空状態に運用されるロードロックチャンバーと高真空状態に運用される工程チャンバーの間に設置されたゲートバルブがウェーハ移送のために開放される時に、その圧力差によって渦巻きの流れが発生することを防止することができる。
【００５１】
これによって、前記渦巻きの流れによってロードロックチャンバーの内部に存在しうるパーティクルが工程チャンバー内部に流入するとともに、半導体装置製造工程によって工程チャンバーの内部に蓄積された工程副産物が工程チャンバーの内部に飛散し工程が進行するウェーハを汚染するという問題を解決できる効果がある。
【００５２】
また、前記渦巻きの流れによってゲートバルブが摩耗されるか変形されるなどの問題点を解決できるという効果がある。
【００５３】
以上で本発明は記載された具体例に対してのみ詳細に説明されたが、本発明の技術思想範囲内で多様な変形及び修正が可能であることは当業者にとって明白なことであり、このような変形及び修正が添付された特許請求範囲に属することは当然なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置製造設備の一実施例を説明するための構成図である。
【図２】従来の半導体装置製造設備の概略的な構成図である。
【符号の説明】
１０  ロードロックチャンバー
１２、２４  低真空ポンプ
１４  ロードロックチャンバー用低真空ライン
１６、２８  アイソレーションバルブ
１８  工程チャンバー
２０  排気バルブ
２２  高真空ポンプ
２６  工程チャンバー用高真空ライン
３０  ゲートバルブ
３２  開放ライン
３４  閉鎖ライン
３５  エアー供給ライン
３６  エアー供給源
４０  ディレーバルブ
４２  エアー分岐ライン
４４  ロードロックチャンバー用高真空ライン
４６  マニュアルバルブ
４８  フィルター
５０  エアーバルブ
【図１】
0003765925.tif 000002
【図２】
0003765925.tif 000003