特許 7161600 半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-18

(45)【発行日】2022-10-26

(54)【発明の名称】半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20221019BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021502504

(86)(22)【出願日】2020-02-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-11-25

(86)【国際出願番号】 KR2020002786

(87)【国際公開番号】W WO2021006453

(87)【国際公開日】2021-01-14

【審査請求日】2021-01-13

(31)【優先権主張番号】10-2019-0081542

(32)【優先日】2019-07-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521016612

【氏名又は名称】キム，テ ホワ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム，テ ホワ

【審査官】今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】韓国登録実用新案第２０－０４８４８２７（ＫＲ，Ｙ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００６－００２０２００（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９６１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１４５５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体製造のための工程が行われる工程チャンバーと、前記工程チャンバー内の真空形成のために前記工程チャンバーから延長されるポンピング配管と、前記ポンピング配管上に設けられ、前記工程チャンバーの内部が高真空を維持するようにポンピングするターボポンプ（Ｔｕｒｂｏ Ｐｕｍｐ）と、前記ポンピング配管で前記ターボポンプに比べて相対的に離隔した位置に設けられ、前記ターボポンプの真空ポンピングを助力できるドライポンプ（Ｄｒｙ Ｐｕｍｐ）と、前記ポンピング配管で前記ターボポンプと前記ドライポンプとの間に設けられ、前記ポンピング配管で前記ターボポンプと前記ドライポンプとの間の部分を遮断できるアイソレーションバルブ（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｖａｌｖｅ）と、を含む半導体製造装備に適用されるものであって、
前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローター（Ｒｏｔｏｒ）の回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムで検知する検知センサーと、
前記アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を開放した状態を維持するように、外部から前記アイソレーションバルブにエアを供給するアイソレーションエア供給配管と、
前記検知センサーで検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに応じて前記アイソレーションエア供給配管を介して流動する前記エアを前記アイソレーションバルブに流動させるか、または遮断させることによって、前記アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を開放するか、または遮断するようにする制御部材と、を含み、
前記制御部材は、調整スイッチを含み、
前記調整スイッチは、前記検知センサーで検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、前記制御部材に伝達される検知情報を選択するとともに、選択された前記検知情報に対して前記ドライポンプの作動が中止される条件を設定することができ、
前記調整スイッチは、前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、１つを一定時間の間に収集して平均値を演算することによって、実際に前記ドライポンプに供給される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数を確認できるデータ収集機能をさらに含み、
前記制御部材は、
前記アイソレーションエア供給配管と両側方が連結され、残りの一方は、バイパスベントラインが延長される三方バルブと、
前記検知センサーで検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに応じて前記三方バルブを制御できる三方制御部と、を含み、
前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが予め設定された基準値以上である場合、前記ドライポンプが正常作動中であると前記三方制御部によって判断されると、前記三方制御部が前記三方バルブのうち、前記アイソレーションエア供給配管と連結された両側方を開き、前記三方バルブのうち、前記バイパスベントラインと連結された部分を閉じ、これによって、外部から前記アイソレーションエア供給配管を介して流動する前記エアが前記アイソレーションバルブに供給されることによって、前記アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を開放した状態が維持され、
前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが前記予め設定された基準値未満に落ち、前記ドライポンプが異常作動中であると前記三方制御部によって判断されると、前記三方制御部が前記三方バルブのうち、前記アイソレーションエア供給配管と連結された両側方のうち、前記アイソレーションバルブと連結された部分を閉じるとともに、前記三方バルブのうち、前記バイパスベントラインと連結された部分を開放させ、これによって、外部から前記アイソレーションエア供給配管を介して流動する前記エアが前記バイパスベントラインを介して外部に排出されることによって、外部から前記アイソレーションエア供給配管を介して流動する前記エアが前記アイソレーションバルブに流動することが遮断され、前記アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を閉じるようになり、
前記ドライポンプの作動のための検知電流値と前記ドライポンプの作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが一定の範囲内の安定状態であったが、前記安定状態を脱して一定のレベルまで異常に上昇した後に急下降するパターンになるとき、前記三方制御部は、前記ドライポンプの作動のための検知電流値と前記ドライポンプの作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが前記安定状態を脱して一定のレベルまで異常に上昇した後に急下降する過程中に前記ドライポンプの作動のための検知電流値と前記ドライポンプの作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが前記予め設定された基準値未満に落ちるかの可否を判断することを特徴とする半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造。

【請求項2】

前記検知センサーは、前記ドライポンプへの電気供給のために外部電源から延長されて前記ドライポンプに連結された電気供給ケーブル上に設けられ、前記ドライポンプの作動のための検知電流値と前記ドライポンプの作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つをリアルタイムで検知することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造。

【請求項3】

前記制御部材は、
前記ドライポンプへの電源供給がオフされると、前記検知センサーから前記ドライポンプへの電源供給オフ信号をリアルタイムで伝達を受け、前記アイソレーションエア供給配管を介して前記アイソレーションバルブに供給される前記エアをリアルタイムで遮断することによって、前記ドライポンプの停止時直ちに前記アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を遮断するようにすることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造。

【請求項4】

前記制御部材は、
前記ドライポンプが最初に連結されると、前記検知センサーで検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つを様々なモデル形態のドライポンプの固有値が保存されたものである予め設定されたテーブル値と比較して前記ドライポンプのモデルを区分することによって、前記ドライポンプのモデルを自動的に認識し、前記ドライポンプが作動中止される条件値を自動的に予め把握することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造。

【請求項5】

前記制御部材は、
前記ドライポンプの作動のための検知電流値と前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが前記ドライポンプが作動中止される条件値に到達する前の一定値のオフセットされた作動値に到達したと判断されると、前記アイソレーションバルブに前記ポンピング配管を遮断するための遮断信号を伝達することを特徴とする請求項４に記載の半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造。

【請求項6】

前記検知センサーは、前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つを１０ないし３００マイクロセカンド（Ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ）周期で検知することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装備には、半導体製造のための各工程の進行のための工程チャンバーが備えられるが、工程チャンバーで行われる工程のうち、多くの工程において、前記工程チャンバーの内部は、真空状態になる。

【0003】

工程チャンバー内の真空を形成するために、前記工程チャンバーから延長されるポンピング配管上にターボポンプ、ドライポンプおよびアイソレーションバルブが設けられる。

【0004】

前記ターボポンプは、前記ポンピング配管を介して前記工程チャンバーの内部の気体を吸い込み、前記工程チャンバーの内部が高真空を維持できるようにポンピングし、前記ドライポンプは、前記ターボポンプの真空ポンピングを助力し、前記アイソレーションバルブは、前記ターボポンプと前記ドライポンプとの間の前記ポンピング配管上に設けられ、必要に応じて前記ターボポンプと前記ドライポンプとの間の前記ポンピング配管を遮断する。

【0005】

前記ドライポンプ、前記ターボポンプなどのポンプが正常作動する場合には、前記アイソレーションバルブが開いた状態になり、前記ドライポンプ、前記ターボポンプなどのポンプが異常作動する場合には、前記ポンピング配管に沿って流出していたパーティクルが前記工程チャンバーの内部に逆流するバックストリーム（Ｂａｃｋ Ｓｔｒｅａｍ）が発生し得るが、このようなバックストリームが発生する場合、前記工程チャンバーの内部および前記工程チャンバーの内部に収容されていた工程対象であるウェハー（Ｗａｆｅｒ）がパーティクルによって汚染されるため、このようなバックストリームの防止のための構造が要求される。

【0006】

従来の工程チャンバーでのバックストリーム防止のための構造の例は、特許文献１などに提示される。

【0007】

しかし、特許文献１を含む従来の工程チャンバーでのバックストリーム防止のための構造では、前記ドライポンプ、前記ターボポンプなどのポンプの異常作動の場合、このようなポンプがオフとなりポンプの異常作動信号が発生すると、前記ポンプの異常作動信号が前記半導体製造装備の装備制御部に伝えられた後、前記制御部から前記アイソレーションバルブを遮断する信号が再送出される構造であり、これによって、実際のポンプの異常作動の発生瞬間から前記アイソレーションバルブの遮断瞬間まで時間遅延（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ）が発生するしかなく、前記アイソレーションバルブが遮断される前に前記ポンピング配管内部のパーティクルが前記工程チャンバーに流入するバックストリームが発生する問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】韓国公開特許第１０－２００３－０００９７９０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、半導体製造装備の装備制御部を介するアイソレーションバルブの遮断方式に比べて、実際のポンプの異常作動の発生瞬間からアイソレーションバルブの遮断瞬間までの時間遅延が相対的に減少するようにし、前記アイソレーションバルブが遮断される前にポンピング配管内部のパーティクルが工程チャンバーに流入するバックストリームを遮断できるようにする半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一側面による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造は、半導体製造のための工程が行われる工程チャンバーと、前記工程チャンバー内の真空形成のために前記工程チャンバーから延長されるポンピング配管と、前記ポンピング配管上に設けられ、前記工程チャンバーの内部が高真空を維持するようにポンピングするターボポンプ（Ｔｕｒｂｏ Ｐｕｍｐ）と、前記ポンピング配管で前記ターボポンプに比べて相対的に離隔した位置に設けられ、前記ターボポンプの真空ポンピングを助力できるドライポンプ（Ｄｒｙ Ｐｕｍｐ）と、前記ポンピング配管で前記ターボポンプと前記ドライポンプとの間に設けられ、前記ポンピング配管で前記ターボポンプと前記ドライポンプとの間の部分を遮断できるアイソレーションバルブ（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｖａｌｖｅ）と、を含む半導体製造装備に適用されるものであって、前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローター（Ｒｏｔｏｒ）の回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムで検知する検知センサーと、前記アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を開放した状態を維持するように、外部から前記アイソレーションバルブにエアを供給するアイソレーションエア供給配管と、前記検知センサーで検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに応じて前記アイソレーションエア供給配管を介して流動する前記エアを前記アイソレーションバルブに流動させるか、または遮断させることによって、前記アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を開放するか、または遮断するようにする制御部材と、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一側面による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造によると、前記半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が検知センサーと、アイソレーションエア供給配管および制御部材を含むことにより、半導体製造装備の装備制御部を介するアイソレーションバルブの遮断方式に比べて、実際のポンプの異常作動の発生瞬間からアイソレーションバルブの遮断瞬間までの時間遅延が相対的に減少でき、前記アイソレーションバルブが遮断される前にポンピング配管内部のパーティクルが工程チャンバーに流入するバックストリームを遮断できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が半導体製造装備に適用された様子を示す図面である。

【図2】従来の半導体ウェハー（Ｗａｆｅｒ）製造用ドライポンプから逆流が発生してウェハーが汚染された様子を示す写真である。

【図3】本発明の第１実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造によって逆流が防止されてウェハー（Ｗａｆｅｒ）汚染が最小化された様子を示す写真である。

【図4】本発明の第２実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が半導体製造装備に適用された様子を示す図面である。

【図5】本発明の第２実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が作動する条件を示すグラフである。

【図6】本発明の第３実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が半導体製造装備に適用された様子を示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下では、図面を参照して本発明の実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造について説明する。

【0014】

図１は、本発明の第１実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が半導体製造装備に適用された様子を示す図面であり、図２は、従来の半導体ウェハー（Ｗａｆｅｒ）製造用ドライポンプから逆流が発生してウェハーが汚染された様子を示す写真であり、図３は、本発明の第１実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造によって逆流が防止されてウェハー（Ｗａｆｅｒ）汚染が最小化された様子を示す写真である。

【0015】

図１ないし図３をともに参照すると、本実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造１００は、半導体製造装備に適用されるものであって、検知センサー１２０と、アイソレーションエア供給配管１３０および制御部材１１０を含む。

【0016】

前記半導体製造装備は、半導体製造のための工程が行われる工程チャンバー２０と、前記工程チャンバー２０内の真空形成のために前記工程チャンバー２０から延長されるポンピング配管４０と、前記ポンピング配管４０上に設けられ、前記工程チャンバー２０の内部が高真空を維持するようにポンピングするターボポンプ（Ｔｕｒｂｏ Ｐｕｍｐ）３０と、前記ポンピング配管４０で前記ターボポンプ３０に比べて相対的に離隔した位置に設けられ、前記ターボポンプ３０の真空ポンピングを助力できるドライポンプ（Ｄｒｙ Ｐｕｍｐ）１０と、前記ポンピング配管４０で前記ターボポンプ３０と前記ドライポンプ１０との間に設けられ、前記ポンピング配管４０で前記ターボポンプ３０と前記ドライポンプ１０との間の部分を遮断できるアイソレーションバルブ（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｖａｌｖｅ）５０と、を含む。

【0017】

これらの前記半導体製造装備の構成は、一般的であるため、ここではその具体的な図示および説明を省略する。

【0018】

前記検知センサー１２０は、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローター（Ｒｏｔｏｒ）の回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムで検知するものである。

【0019】

前記検知センサー１２０が電流を検知する方式としては、ドーナツ形状の磁心を使用して１次および２次コイルを磁心に巻いて２次電流を測定することによって、１次電流を検知する変流機方式、電流によって生ずる磁界の中にホール素子を設置してホール電圧を測定することによって、磁界の強さ、すなわち電流の強弱を検知するホール素子方式などの様々な方式が提示され得る。

【0020】

また、前記検知センサー１２０が電圧を検知する方式としては、前記ドライポンプ１０に連結された後述される電気供給ケーブル１１と接地（Ｇｒｏｕｎｄ）での電圧をリアルタイムでモニタリングする方式が提示され得る。

【0021】

前記検知センサー１２０が前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数を検知する場合、ホールセンサーなどを適用して前記ローターの回転数を直接検知するなどの様々な方式で前記ローターの回転数を検知し得る。

【0022】

本実施例においては、前記ドライポンプ１０への電気供給のために外部電源から延長されて前記ドライポンプ１０に連結された前記電気供給ケーブル１１上に前記検知センサー１２０が設けられ、前記電気供給ケーブル１１で前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値と前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つをリアルタイムで検知する。前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値と前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが前記ドライポンプ１０の前段である前記電気供給ケーブル１１で検知されることができるため、前記ドライポンプ１０の停止などの前記ドライポンプ１０が異常作動する状況がより迅速に検知され得る。

【0023】

本実施例において、前記検知センサー１２０は、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムもしくは、１０ないし３００マイクロセカンド（Ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ）周期で検知する。よって、前記ドライポンプ１０の停止などの前記ドライポンプ１０が異常作動する状況がより迅速に検知され得る。

【0024】

前記アイソレーションエア供給配管１３０は、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を開放した状態を維持するように、外部から前記アイソレーションバルブ５０にエアを供給するものである。

【0025】

前記アイソレーションエア供給配管１３０を介して前記アイソレーションバルブ５０に前記エアが供給される状態では、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を開放した状態が維持され、前記アイソレーションエア供給配管１３０を介する前記アイソレーションバルブ５０への前記エア供給が遮断された状態では、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を閉じた状態になる。

【0026】

前記制御部材１１０は、前記検知センサー１２０で検知される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに応じて前記アイソレーションエア供給配管１３０を介して流動する前記エアを前記アイソレーションバルブ５０に流動させるか、または遮断させることによって、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を開放するか、または遮断するようにする。

【0027】

本実施例において、前記制御部材１１０は、前記検知センサー１２０で検知された前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つをリアルタイム（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ）で伝達を受け、前記ドライポンプ１０への電源供給がオフ（Ｏｆｆ）されると、前記検知センサー１２０からこのような前記ドライポンプ１０への電源供給オフ信号をリアルタイムで伝達を受け、前記アイソレーションエア供給配管１３０を介して前記アイソレーションバルブ５０に供給される前記エアをリアルタイムで遮断することによって、前記ドライポンプ１０の停止時直ちに前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を遮断するようにする。

【0028】

ここで、前記ドライポンプ１０の電源供給オフ信号は、停電、ポンプ内部の欠陥などにより前記ドライポンプ１０に電源供給が中止されるときの電圧または電流値などの変化信号をいうものであって、前記ドライポンプ１０の作動中止信号とも定義でき、このような前記ドライポンプ１０の電源供給オフ信号は、前記検知センサー１２０で検知される。

【0029】

前記制御部材１１０は、内部に回路が設けられるケース１１１と、前記ケース１１１の表面に形成され、前記制御部材１１０の作動状態などの各種情報を表示するディスプレイ部１１２と、前記ケース１１１の一側に形成され、外部の電源と連結されたパワーケーブルが連結されるパワー連結部１１３と、前記ケース１１１の表面に形成され、各種情報入力のためのキーボードなどの入力部１１４と、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムで検知する前記検知センサー１２０と連結されて前記検知センサー１２０で検知された情報を獲得するデータケーブル連結部１１５と、を含む。

【0030】

前記制御部材１１０の内部には、停電に備えてバッテリーが内蔵されており、これによって、停電時にも安定的に前記アイソレーションバルブ５０に対する遮断制御が可能である。

【0031】

また、前記制御部材１１０の内部には、外部ポンプから前記アイソレーションバルブ５０に前記エア伝達のために前記エアが流動しつつ供給される前記アイソレーションエア供給配管１３０上に設けられて前記アイソレーションエア供給配管１３０を遮断する三方バルブなどの遮断バルブが設けられ、前記検知センサー１２０で検知された前記ドライポンプ１０の電源供給オフ信号が伝達されると、前記遮断バルブが作動し、これによって、外部ポンプから前記アイソレーションバルブ５０に前記エアの伝達が直ちに遮断される。

【0032】

本実施例においては、三方バルブを１つの例として説明したが、前記遮断バルブとしては、前記空気流動管を遮断できる他の様々な形態のバルブが適用され得る。

【0033】

本実施例において、前記制御部材１１０は、前記ドライポンプ１０に最初に連結され、前記検知センサー１２０で検知される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つを様々なモデル形態のドライポンプ１０の固有値が保存されたものである予め設定されたテーブル値と比較して前記ドライポンプ１０のモデルを区分することによって、前記ドライポンプ１０のモデルを自動的に認識し、前記ドライポンプ１０が作動中止される条件値を自動的に予め把握できる。

【0034】

前記制御部材１１０には、予め様々なモデル形態の前記ドライポンプ１０の固有値が前記予め設定されたテーブル値として保存されており、前記データケーブル連結部１１５に前記検知センサー１２０と連結されたデータケーブルが最初に連結されると、前記データケーブル連結部１１５に連結されたデータケーブルを介して前記検知センサー１２０で検知される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが伝達され、伝達された前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つと前記予め設定されたテーブル値が比較され得、これによって、前記制御部材１１０が前記ドライポンプ１０の状態を自動的に認識することになる。

【0035】

前記制御部材１１０は、前記予め設定されたテーブル値のうち、状態認識された前記ドライポンプ１０の固有作動中止条件値を選定し、前記検知センサー１２０で検知された後に前記データケーブルを介して持続的にリアルタイムで伝達される前記ドライポンプ１０の信号値である前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが前記ドライポンプ１０が作動中止される前記作動中止条件値に到達したかの可否を判断する。

【0036】

前記制御部材１１０は、前記ドライポンプ１０の信号値である前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが前記ドライポンプ１０の作動中止される条件値に到達する前の一定値のオフセットされた作動値に到達したと判断されると、前記アイソレーションバルブ５０に前記ポンピング配管４０を遮断するための遮断信号を伝達する。

【0037】

例えば、前記ドライポンプ１０の作動中止条件値が３０Ａである場合、前記ドライポンプ１０が作動中止される条件値に到達する前の一定値のオフセットされた作動値である２９Ａに到達した信号値が前記検知センサー１２０で検知されて前記検知センサー１２０から前記制御部材１１０に伝達されるとすぐに、前記制御部材１１０は、前記アイソレーションバルブ５０に対する遮断信号を伝達することになる。

【0038】

前記アイソレーションバルブ５０に対する遮断信号が伝達されると、前記制御部材１１０内に設置された前記遮断バルブが直ちに遮断されることによって、前記アイソレーションエア供給配管１３０を介して前記アイソレーションバルブ５０に伝達されるべき前記エアの供給が遮断され、前記ドライポンプ１０と前記工程チャンバー２０を連結する前記ポンピング配管４０が直ちに遮断され得る。

【0039】

半導体ウェハー製造用ドライポンプ１０にエージーブイ（ＡＧＶ）が適用された従来の構造のパーティクル逆流構造と、本実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造１００による結果の写真を図２および図３に示す。

【0040】

図２を参照すると、前記エージーブイによる停電、ポンプ内部の欠陥などの非常時の従来の遮断駆動によっては、パーティクル逆流が正しく遮断できず、半導体ウェハー上にパーティクルが多量逆流して半導体ウェハーが汚染されたことが分かる。

【0041】

一方、図３を参照すると、本実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造１００による停電、ポンプ内部の欠陥などの非常時の遮断駆動によっては、パーティクルの逆流が効果的に遮断され、半導体ウェハー上にパーティクルがほとんど逆流せず、半導体ウェハーに対する汚染が最小化されたことが分かる。

【0042】

図２および図３の実験には、測定装備として、ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社のＰ４モデルを適用し、テスト装備として、Ａｐｐｌｉｅｄ社のＤＰＳ－２モデルを例示的に適用した。

【0043】

以下では、図面を参照して本実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造１００の作動について説明する。

【0044】

まず、前記検知センサー１２０で検知されて前記制御部材１１０に伝達される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが予め設定された基準値以上である場合、前記ドライポンプ１０が正常作動中であると前記制御部材１１０によって判断されると、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を開放した状態が維持される。

【0045】

一方、前記検知センサー１２０で検知されて前記制御部材１１０に伝達される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが予め設定された基準値未満に落ちるか、または前記ドライポンプ１０への電源供給がオフされ、前記ドライポンプ１０が異常作動中であると前記制御部材１１０によって判断されると、前記アイソレーションエア供給配管１３０を介して流動する前記エアが前記アイソレーションバルブ５０に流動することが遮断され、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０をリアルタイムで閉じることになる。

【0046】

前記のように、前記半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造１００が前記検知センサー１２０と、前記アイソレーション供給配管および前記制御部材１１０を含むことにより、前記ドライポンプ１０の停電、内部の欠陥などで予期せず作動中止となるなどの前記ドライポンプ１０の異常作動が発生する場合、半導体製造装備の装備制御部を介するアイソレーションバルブ５０の遮断方式に比べて、前記ドライポンプ１０の異常作動の発生瞬間からアイソレーションバルブ５０の遮断瞬間までの時間遅延が相対的に減少するようにでき、前記アイソレーションバルブ５０が遮断される前にポンピング配管４０の内部のパーティクルが工程チャンバー２０に流入するバックストリームの発生を遮断でき、これによって、前記工程チャンバー２０内の半導体ウェハー汚染が防止され得、このようなパーティクル汚染による前記工程チャンバー２０のクリーニングなどの作業が要求されなくなり、前記ターボポンプ３０に逆流による過負荷がかかる現象が防止され得る。

【0047】

以下では、図面を参照して本発明の他の実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造について説明する。このような説明を遂行するにおいて、前述した本発明の第１実施例ですでに記載された内容と重複する説明は省略する。

【0048】

図４は、本発明の第２実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が半導体製造装備に適用された様子を示す図面であり、図５は、本発明の第２実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が作動する条件を示すグラフである。

【0049】

図４および図５をともに参照すると、本実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造２００は、半導体製造装備に適用されるものであって、検知センサー２２０と、アイソレーションエア供給配管２３０および制御部材２１０を含む。

【0050】

前記検知センサー２２０は、ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローター（Ｒｏｔｏｒ）の回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムで検知するものである。

【0051】

前記アイソレーションエア供給配管２３０は、アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を開放した状態を維持するように、外部から前記アイソレーションバルブ５０にエアを供給するものである。

【0052】

前記制御部材２１０は、前記検知センサー２２０で検知される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに応じて前記アイソレーションエア供給配管２３０を介して流動する前記エアを前記アイソレーションバルブ５０に流動させるか、または遮断させることによって、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を開放するか、または遮断するようにするものである。

【0053】

本実施例において、前記制御部材は、ケース２１１と、ディスプレイ部と、パワー連結部２１３と、入力部と、データケーブル連結部２１５と、三方バルブ２４０および三方制御部２４１と、を含む。

【0054】

前記三方バルブ２４０は、前記三方バルブ２４０の３つの方向のうち、２つの方向に流体の流れを可能にし、前記三方バルブ２４０の３つの方向のうち、残りの一方向には、流体の流れが遮断されるようにするものであって、前記アイソレーションエア供給配管２３０上に設けられ、前記アイソレーションエア供給配管２３０と両側方が連結され、残りの一方は、バイパスベントライン２４５が延長されるものである。

【0055】

前記三方バルブ２４０が前記アイソレーションエア供給配管２３０と連結された両側方を開放した場合、前記三方バルブ２４０のうち、前記バイパスベントライン２４５が延長された部分は、閉じられ、前記三方バルブ２４０が前記アイソレーションエア供給配管２３０と連結された両側方のうち、前記アイソレーションバルブ５０と連結された部分を閉じる場合は、前記三方バルブ２４０のうち、前記バイパスベントライン２４５の延長された部分が開放される。

【0056】

前記三方バルブ２４０は、前記三方制御部２４１と電気的に連結され、前記三方制御部２４１によって作動制御される。

【0057】

前記三方制御部２４１は、前記検知センサー２２０で検知される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムで伝達を受け、前記検知センサー２２０で検知される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに応じて前記三方バルブ２４０を制御できるものである。

【0058】

以下では、図面を参照して本実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造２００の作動について説明する。

【0059】

まず、前記検知センサー２２０で検知されて前記三方制御部２４１に伝達される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが予め設定された基準値Ｐ以上であるため、前記ドライポンプ１０が正常作動中であると前記三方制御部２４１によって判断されると、前記三方制御部２４１が前記三方バルブ２４０のうち、前記アイソレーションエア供給配管２３０と連結された両側方を開き、前記三方バルブ２４０のうち、前記バイパスベントライン２４５と連結された部分を閉じる。それでは、外部から前記アイソレーションエア供給配管２３０を介して流動する前記エアが前記アイソレーションバルブ５０に供給されることによって、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を開放した状態が維持される。

【0060】

一方、前記検知センサー２２０で検知されて前記三方制御部２４１に伝達される前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが前記予め設定された基準値Ｐ未満に落ち、前記ドライポンプ１０が作動中止直前の場合など、前記ドライポンプ１０が異常作動中であると前記三方制御部２４１によって判断されると、前記三方制御部２４１が前記三方バルブ２４０のうち、前記アイソレーションエア供給配管２３０と連結された両側方のうち、前記アイソレーションバルブ５０と連結された部分を閉じるとともに、前記三方バルブ２４０のうち、前記バイパスベントライン２４５と連結された部分を開放させる。外部から前記アイソレーションエア供給配管２３０を介して流動する前記エアが前記バイパスベントライン２４５を介して外部に排出されることによって、外部から前記アイソレーションエア供給配管２３０を介して流動する前記エアが前記アイソレーションバルブ５０に流動することが遮断され、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０をリアルタイムで閉じることになる。

【0061】

本実施例では、図５に示されたように、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値と前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが一定の範囲内の安定状態ａであった（図５においては検知電流値を示す）が、前記安定状態ａを脱して一定のレベルまで異常に上昇ｂした後に急下降ｃするパターンになるとき、前記三方制御部２４１は、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値と前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが前記安定状態ａを脱して一定のレベルまで異常に上昇ｂした後に急下降ｃする過程中に前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値と前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが前記予め設定された基準値Ｐ未満に落ちるかの可否を判断する。前記安定状態ａを脱して一定のレベルまで異常に上昇ｂする過程中の電流値および電圧値の採用時、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値と前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが前記異常に上昇ｂの後に急下降ｃしない場合には、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を不必要に閉じる現象が回避され、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値と前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値のうち、少なくとも１つが前記異常に上昇ｂの後に急下降ｃすることによって、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を必ず遮断しなければならない場合にのみ、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を遮断するようにできる。

【0062】

ここで、前記予め設定された基準値Ｐは、前記ステーブル状態ａの電流値および電圧値対比一定のレベル以下の電流値および電圧値、例えば、前記安定状態ａの電流値および電圧値対比７０％の電流値および電圧値に予め設定され得る。

【0063】

前記のように、前記半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造２００が前記検知センサー２２０と、前記アイソレーションエア供給配管２３０と、前記制御部材２１０と、を含むことにより、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つが前記予め設定された基準値Ｐ未満に落ち、前記ドライポンプ１０が異常作動中であると前記三方制御部２４１によって判断される場合、外部から前記アイソレーションエア供給配管２３０を介して流動する前記エアが前記バイパスベントライン２４５を介して外部に排出され、外部から前記アイソレーションエア供給配管２３０を介して流動する前記エアが前記アイソレーションバルブ５０に流動することが遮断され、前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を閉じることによって、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電流値、前記ドライポンプ１０の作動のための検知電圧値、前記ドライポンプ１０を構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに基づいて前記三方バルブ２４０を用いた前記エアの遮断方式によって前記アイソレーションバルブ５０が前記ポンピング配管４０を閉じるようにでき、これによって、前記半導体製造装備の装備制御部を介する前記アイソレーションバルブ５０の遮断方式に比べて、実際のポンプの異常作動の発生瞬間から前記アイソレーションバルブ５０の遮断瞬間までの時間遅延が相対的に減少するようにでき、前記アイソレーションバルブ５０が遮断される前に前記ポンピング配管４０の内部のパーティクルが工程チャンバー２０に流入するバックストリームの発生を防止できる。

【0064】

以下では、図面を参照して本発明の第３の実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造について説明する。このような説明を遂行するにおいて、前述した本発明の第１実施例および第２実施例ですでに記載された内容と重複する説明は省略する。

【0065】

図６は、本発明の第３実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造が半導体製造装備に適用された様子を示す図面である。

【0066】

図６を参照すると、本実施例による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造３００は、半導体製造装備に適用されるものであって、検知センサー３２０と、アイソレーションエア供給配管３３０および制御部材３１０を含む。

【0067】

前記検知センサー３２０は、ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムで検知するものである。

【0068】

前記アイソレーションエア供給配管３３０は、アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を開放した状態を維持するように、外部から前記アイソレーションバルブにエアを供給するものである。

【0069】

前記制御部材３１０は、前記検知センサー３２０で検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに応じて前記アイソレーションエア供給配管３３０を介して流動する前記エアを前記アイソレーションバルブに流動させるか、または遮断させることによって、前記アイソレーションバルブが前記ポンピング配管を開放するか、または遮断する。

【0070】

本実施例において、前記制御部材３１０は、ケース３１１と、ディスプレイ部と、パワー連結部３１３と、入力部と、三方バルブ３４０および三方制御部３４１と、調整スイッチ３４２と、検知電流値の伝達体３４３と、検知電圧値の伝達体３４４と、をさらに含む。

【0071】

前記三方バルブ３４０は、前記アイソレーションエア供給配管３３０と両側方が連結され、残りの一方は、バイパスベントライン３４５が延長される。

【0072】

前記三方制御部３４１は、前記検知センサー３２０で検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つをリアルタイムで伝達を受け、前記検知センサー３２０で検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、少なくとも１つに応じて前記三方バルブ３４０を制御できる。

【0073】

前記調整スイッチ３４２は、前記検知センサー３２０で検知される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、前記制御部材３１０に伝達される検知情報を選択するとともに、選択された前記検知情報に対して前記ドライポンプの作動が中止される条件を設定することができる。

【0074】

具体的に、前記調整スイッチ３４２は、複数のボタンなどからなり、前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、１つを一次的に選択した後、前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、一次的に選択されたものが予め設定された基準値に対して落ちる割合値を二次的に調整することによって、前記ドライポンプの異常作動基準を調整することができる。

【0075】

例えば、前記ドライポンプの作動のための予め設定された電流値が１０アンペア（Ａ）の状態で、前記調整スイッチ３４２を用いて前記検知電流値を先に選択した後、前記予め設定された基準値対比５０％を選択すると、前記制御部材３１０は、前記検知センサー３２０から電流値の伝達を受け、前記検知センサー３２０から伝達を受けた電流値が１０Ａの５０％である５Ａになると、前記制御部材３１０、より正確には、前記三方制御部３４１によって前記ドライポンプが異常作動中であると判断され、これによって、前記三方制御部３４１が前記三方バルブ３４０のうち、前記アイソレーションエア供給配管３３０と連結された両側方のうち、前記アイソレーションバルブと連結された部分を閉じるとともに、前記三方バルブ３４０のうち、前記バイパスベントライン３４５と連結された部分を開放させる。

【0076】

本実施例において、前記調整スイッチ３４２は、前記予め設定された基準値対比落ちる割合値を０％ないし１００％内で自由に調整可能である。

【0077】

また、本実施例において、前記調整スイッチ３４２は、前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、１つを一定時間の間に収集して平均値を演算することによって、実際に前記ドライポンプに供給される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数を確認できるデータ収集機能をさらに含み得る。

【0078】

前記検知電流値の伝達体３４３は、前記調整スイッチ３４２で前記ドライポンプの作動のための検知電流値が選択された状態のとき、前記検知センサー３２０から前記ドライポンプの作動のための検知電流値の供給を受け、前記三方制御部３４１に伝達するものである。

【0079】

前記検知電圧値の伝達体３４４は、前記調整スイッチ３４２で前記ドライポンプの作動のための検知電圧値が選択された状態のとき、前記検知センサー３２０から前記ドライポンプの作動のための検知電圧値の供給を受け、前記三方制御部３４１に伝達するものである。

【0080】

前記制御部材３１０が前記のように形成されることによって、前記検知センサー３２０から伝達される前記ドライポンプの作動のための検知電流値、前記ドライポンプの作動のための検知電圧値、前記ドライポンプを構成するローターの回転数のうち、１つを選択することが容易に行われるだけでなく、前記ドライポンプの異常作動に対する基準を自由に調整可能になる。

【0081】

前記において、本発明は、特定の実施例について図に基づいて説明したが、当業界で通常の知識を有する者であれば、以下の特許請求範囲に記載された本発明の思想および領域を逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正および変更させることができることが分かるであろう。しかし、このような修正および変形構造は、すべて本発明の権利の範囲内に含まれるものであることを明らかにしておく。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明の一側面による半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造によると、半導体製造装備の装備制御部を介するアイソレーションバルブの遮断方式に比べて、実際のポンプの異常作動の発生瞬間からアイソレーションバルブの遮断瞬間までの時間遅延が相対的に減少するようにし、前記アイソレーションバルブが遮断される前にポンピング配管内部のパーティクルが工程チャンバーに流入するバックストリームの発生を遮断できるため、その産業上の利用可能性が高いといえる。

【符号の説明】

【0083】

１０ ドライポンプ
１１ 電気供給ケーブル
２０ 工程チャンバー
３０ ターボポンプ
４０ ポンピング配管
５０ アイソレーションバルブ
１００、２００、３００ 半導体製造装備用ポンプバックストリーム防止構造
１１０、２１０、３１０ 制御部材
１１１、２１１、３１１ ケース
１１２ ディスプレイ部
１１３、２１３、３１３ パワー連結部
１１４ 入力部
１１５、２１５ データケーブル連結部
１２０、２２０、３２０ 検知センサー
１３０、２３０、３３０ アイソレーションエア供給配管
２４０、３４０ 三方バルブ
２４１、３４１ 三方制御部
２４５、３４５ バイパスベントライン
３４２ 調整スイッチ
３４３ 検知電流値の伝達体
３４４ 検知電圧値の伝達体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】