KR-20260061418-A - 진공 펌핑 시스템 및 방법

Abstract

진공 시스템을 배기하기 위한 진공 펌핑 시스템 및 방법. 진공 시스템은 웨이퍼 이송 스테이션일 수도 있고, 대기압 미만인 사전결정된 압력과 대기압 사이에서 사이클링하도록 작동가능한 더 작은 로드록 진공 챔버(30)와, 상기 사전결정된 압력에서 또는 그에 가까운 압력으로 유지되도록 구성된 더 큰 웨이퍼 이송 진공 챔버(40)를 포함한다. 진공 펌핑 시스템은 제 1 및 제 2 진공 펌프(10, 20)와, 제 1 및 제 2 진공 펌프를 더 작은 진공 챔버 및 더 큰 진공 챔버와 선택적으로 연결 및 격리하도록 구성된 밸브 시스템(V1, V2, V3, V4, V5)과, 제어 회로(25)를 포함한다. 제어 회로는 더 작은 진공 챔버(30) 내의 압력이 제 1 기간 내에 사전결정된 압력으로 하강해야 한다고 결정하는 것에 응답하여, 제 1 및 제 2 펌프(10, 20)가 더 큰 진공 챔버(40)로부터 격리되고 더 작은 진공 챔버(30)와 유체 연통하며 둘 모두가 챔버를 배기하는데 기여하도록 밸브 시스템(V1, V2, V3, V4, V5)을 제어하도록 구성된다. 더 작은 진공 챔버(30)가 사전결정된 압력에 있을 때, 밸브 시스템(V1, V2, V3, V4, V5)은 제 2 진공 펌프(20)가 더 작은 진공 챔버(30)로부터 격리되고 더 큰 진공 챔버(40)를 펌핑하도록 제어된다.

Inventors

• 노쓰 필립

Assignees

• 에드워즈 리미티드

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20240716

Priority Date

20230914

Claims (15)

1. 진공 시스템을 배기하기 위한 진공 펌핑 시스템에 있어서, 상기 진공 시스템은 대기압 미만인 사전결정된 압력과 대기압 사이에서 사이클링하도록 작동가능한 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버와, 더 큰 진공 챔버를 포함하는 복수의 진공 챔버를 포함하고, 상기 진공 펌핑 시스템은, 제 1 진공 펌프와, 제 2 진공 펌프와, 상기 제 1 및 제 2 진공 펌프를 상기 복수의 진공 챔버와 선택적으로 연결 및 격리하도록 구성된 밸브 시스템과, 제어 회로를 포함하며, 상기 제어 회로는, 상기 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버 중 하나 내의 압력이 제 1 기간 내에 상기 사전결정된 압력으로 하강해야 한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제 1 및 제 2 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버로부터 격리되고 상기 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하여, 상기 제 1 및 제 2 진공 펌프 둘 모두가 상기 더 작은 진공 챔버를 상기 사전결정된 압력으로 배기하는데 기여하도록 상기 밸브 시스템을 제어하고, 상기 더 작은 진공 챔버가 상기 사전결정된 압력에 있을 때, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버와 유체 연통하여, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버를 펌핑하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성되는 진공 펌핑 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 더 작은 진공 챔버가 상기 사전결정된 압력에 도달했다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제 2 진공 펌프를 상기 더 작은 진공 챔버로부터 격리하고 상기 제 2 진공 펌프를 상기 더 큰 진공 챔버와 연결하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성되는 진공 펌핑 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 진공 시스템은 제 2 기간 내에 제 2 사전결정된 압력과 대기압 사이에서 사이클링하도록 작동가능한 제 2 더 작은 진공 챔버를 더 포함하고, 상기 제 2 기간은 상기 제 1 기간과 시간적으로 중첩되지 않으며, 상기 제 1 및 제 2 기간의 지속시간이 실질적으로 동일한 경우, 상기 제어 시스템은, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버 내의 압력이 하강해야 한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제 1 및 제 2 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버로부터 격리되고 상기 제 2 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하도록 상기 밸브 시스템을 제어하고, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버가 상기 제 2 사전결정된 압력에 있을 때, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버와 유체 연통하여, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버를 펌핑하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성되는 진공 펌핑 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 시스템은 제 2 기간 내에 제 2 사전결정된 압력과 대기압 사이에서 사이클링하도록 작동가능한 제 2 더 작은 진공 챔버를 더 포함하고, 상기 제 2 기간은 상기 제 1 기간과 시간적으로 중첩되지 않으며, 상기 제 2 기간의 지속시간이 상기 제 1 기간의 지속시간보다 35% 초과로 더 긴 경우, 상기 제어 시스템은, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버 내의 압력이 하강해야 한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제 1 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하고, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고 상기 더 큰 진공 챔버와 유체 연통하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성되는 진공 펌핑 시스템.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 진공 시스템은, 상기 더 작은 진공 챔버가 제 1 사전결정된 압력으로 배기되는 상기 사이클 동안 상기 제 1 진공 펌프가 상기 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하고, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버가 상기 제 2 사전결정된 압력으로 배기되는 상기 사이클 동안 상기 제 1 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하도록 하는 진공 펌핑 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 진공 시스템은, 상기 더 작은 진공 챔버가 상기 제 1 사전결정된 압력으로 배기되는 기간 동안 상기 제 1 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버가 상기 제 2 사전결정된 압력으로 배기되는 기간 동안 상기 제 1 진공 펌프가 상기 더 작은 진공 챔버로부터 격리되도록 하는 진공 펌핑 시스템.
7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 사전결정된 압력은 실질적으로 동일한 압력을 포함하는 진공 펌핑 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 진공 시스템으로부터 신호를 수신하기 위한 신호 입력부를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 진공 시스템으로부터 수신된 제어 신호에 응답하여 더 작은 진공 챔버가 대기압으로부터 배기되어야 한다고 결정하도록 구성되는 진공 펌핑 시스템.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 회로는, 압력의 변화, 또는 상기 제 1 진공 펌프의 모터에 공급되는 전류의 변화를 포함하는 상기 펌핑 시스템에서의 변화를 검출하는 것에 응답하여, 상기 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버가 대기압으로부터 배기되어야 한다고 결정하도록 구성되는 진공 펌핑 시스템.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 시스템은 3방향 밸브 또는 2개의 2방향 밸브 중 하나를 포함하고, 상기 밸브 시스템은 상기 더 큰 진공 챔버로부터 상기 제 2 진공 펌프를 격리 또는 연결하고 상기 제 1 진공 펌프에 의해 펌핑되는 진공 라인에 상기 제 2 진공 펌프를 격리 또는 연결하도록 구성되는 진공 펌핑 시스템.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 시스템의 운전정지 후, 및 상기 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버의 상기 압력 사이클링 전에, 상기 제어 회로는 상기 제 1 및 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버와 유체 연통하고 상기 제 1 및 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버를 대기압으로부터 작동 진공으로 배기하는데 기여하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성되는 진공 펌핑 시스템.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 펌핑 시스템은 웨이퍼 핸들링 시스템을 펌핑하기 위한 것이고, 상기 더 큰 진공 챔버는 웨이퍼 이송 챔버를 포함하며, 상기 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버는 로드록 챔버를 포함하는 진공 펌핑 시스템.
13. 진공 시스템을 배기하는 방법에 있어서, 상기 진공 시스템은 대기압 미만인 사전결정된 압력과 대기압 사이에서 사이클링하도록 작동가능한 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버와, 더 큰 진공 챔버를 포함하는 복수의 진공 챔버를 포함하고, 상기 방법은, 상기 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버 중 하나 내의 압력이 제 1 기간 내에 상기 사전결정된 압력으로 하강해야 한다고 결정하는 단계와, 제 1 및 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버로부터 격리되고 상기 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하도록 밸브 시스템을 제어하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 진공 펌프 둘 모두를 사용하여 상기 더 작은 진공 챔버를 상기 사전결정된 압력으로 배기하는 단계와, 상기 더 작은 진공 챔버가 상기 사전결정된 압력에 도달했다고 결정하는 단계와, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고 상기 더 큰 진공 챔버와 유체 연통하여, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버를 펌핑하도록 상기 밸브 시스템을 제어하는 단계를 포함하는 진공 시스템 배기 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 결정하는 단계들은 상기 펌핑 시스템의 펌프 모터에 공급되는 압력 또는 전류 중 적어도 하나의 변화를 검출하는 것을 포함하는 진공 시스템 배기 방법.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 결정하는 단계들은 상기 진공 시스템으로부터 상태를 나타내는 신호를 수신하는 것을 포함하는 진공 시스템 배기 방법.

Description

진공 펌핑 시스템 및 방법 본 발명의 분야는 진공 펌핑 시스템, 특히, 프로세싱 챔버로 그리고 프로세싱 챔버로부터 웨이퍼를 이송하기 위한 시스템을 배기하는데 사용되는 진공 펌핑 시스템에 관련된다. 웨이퍼 핸들링 또는 이송 시스템은 프로세싱 챔버 내의 진공에 과도하게 영향을 미치거나 시스템 내로 오염물을 유입시키지 않으면서 반도체 프로세싱 챔버로부터 웨이퍼를 도입하고 제거하는 방법을 제공한다. 이러한 이송 시스템은 일반적으로 대기와 저압 사이에서 사이클링하도록 구성된 더 작은 로드록 챔버를 포함한다. 이러한 챔버는 대기압으로부터 반도체 프로세싱 챔버 내의 압력이거나 그에 가까운 저압으로 유지되는 웨이퍼 이송 챔버 내로 웨이퍼를 이송하는데 사용된다. 웨이퍼 이송 시스템이 주어진 시간 내에 핸들링할 수 있는 웨이퍼의 수를 증가시키는 것이 바람직할 수 있으며, 이에 대한 제한 요인은 로드록 챔버가 요구되는 압력까지 배기될 수 있는 속도일 수도 있다. 이는 이러한 챔버를 배기하는데 사용되는 진공 펌프의 크기와 용량을 증가시킴으로써 해결될 수 있지만, 이러한 해결책은 비용 부담이 있다. 제 1 양태는 진공 시스템을 배기하기 위한 진공 펌핑 시스템을 제공하며, 상기 진공 시스템은 대기압 미만인 사전결정된 압력과 대기압 사이에서 사이클링하도록 작동가능한 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버와, 더 큰 진공 챔버를 포함하는 복수의 진공 챔버를 포함하고, 상기 진공 펌핑 시스템은, 제 1 진공 펌프와, 제 2 진공 펌프와, 상기 제 1 및 제 2 진공 펌프를 상기 복수의 진공 챔버와 선택적으로 연결 및 격리하도록 구성된 밸브 시스템과, 제어 회로를 포함하며, 제어 회로는, 상기 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버 중 하나 내의 압력이 제 1 기간 내에 상기 사전결정된 압력으로 하강해야 한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제 1 및 제 2 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버로부터 격리되고 상기 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하여, 상기 제 1 및 제 2 펌프 둘 모두가 상기 더 작은 진공 챔버를 상기 사전결정된 압력으로 배기하는데 기여하도록 상기 밸브 시스템을 제어하고, 상기 더 작은 진공 챔버가 상기 사전결정된 압력에 있을 때, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버와 유체 연통하여, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버를 펌핑하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성된다. 실질적으로 일정한 저압을 유지하도록 구성된 더 큰 진공 챔버와, 대기와 더 낮은 압력 사이에서 사이클링하는 더 작은 진공 챔버를 구비하는 웨이퍼 이송 스테이션과 같은 진공 시스템은 상이한 시간에 상이한 펌핑 부하 요건을 갖는다. 다수의 진공 펌프를 갖는 펌핑 시스템의 경우, 상이한 부하 요건은 진공 펌프의 일부 공유를 제공함으로써 효율적으로 충족될 수도 있고, 진공 펌프의 이러한 공유는 더 큰 진공 챔버 내에서 실질적으로 일정한 더 낮은 압력을 유지할 수 있으면서도 필요 시에, 시스템이 더 작은 진공 챔버에 증가된 펌핑 속도를 제공할 수 있게 한다는 것이 인식되었다. 효과적으로, 더 큰 진공 챔버 내의 진공을 유지하는데 사용되는 펌프는 더 작은 진공 챔버(들)의 배기를 돕기 위해 주기적으로 전환될 수도 있고, 이에 의해 더 큰 진공 챔버에서 요구되는 진공을 유지할 수 있으면서도 필요할 때 증가된 펌핑 용량을 제공한다. 펌핑 시스템은 제 1 및 제 2 진공 펌프, 밸브 및 제어 회로를 포함하며, 제어 회로는, 더 작은 진공 챔버가 대기로부터 더 낮은 압력으로 배기되는 기간의 적어도 일부분 동안 2개의 펌프 둘 모두가 더 작은 진공 챔버에 결합되고, 더 작은 진공 챔버가 더 낮은 압력에 도달했을 때 제 2 진공 펌프가 더 큰 진공 챔버에 결합되도록 밸브를 제어한다. 실제로, 일반적으로 더 큰 진공 챔버를 그것의 더 낮은 압력으로 유지하는데 사용되는 제 2 진공 펌프는 더 작은 진공 챔버가 배기되어야 하는 시간, 또는 적어도 그 시간의 일부분 동안 증가된 펌핑 용량을 제공하는 것을 돕는데 사용된다. 이는 더 작은 진공 챔버의 배기의 속도를 증가시키고 더 큰 진공 챔버에 제한된 효과를 갖는다. 이렇게 하여, 추가적인 또는 확대된 펌프를 제공할 필요 없이 증가된 펌핑 용량이 제공된다. 더 작은 진공 챔버는 더 큰 진공 챔버보다 더 작은 진공 챔버이다. 이는 약간 더 작을 수도 있거나, 10배 이상 더 작을 수도 있다. 예를 들어, 더 큰 챔버 진공 챔버는 약 300리터일 수 있고 더 작은 진공 챔버는 약 20리터일 수도 있다. 일부 실시예에서, 상기 제어 회로는 상기 더 작은 진공 챔버가 상기 사전결정된 압력에 도달했다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제 2 진공 펌프를 상기 더 작은 진공 챔버로부터 격리하고 상기 제 2 진공 펌프를 상기 더 큰 진공 챔버와 연결하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성된다. 추가 펌핑 용량이 더 작은 진공 챔버가 배기되고 있는 기간의 일부분에 대해서만 제공될 수도 있지만, 일부 실시예에서 이는 전체 기간 동안 제공되며, 제 2 진공 펌프는 배기 공정의 시작을 감지하는 것에 응답하여 더 작은 진공 챔버에 결합되고 소망의 압력에 도달하는 것을 감지하는 것에 응답하여 이로부터 격리된다. 일부 실시예에서, 상기 진공 시스템은, 상기 더 작은 진공 챔버가 대기압으로 복귀할 때, 상기 제 1 진공 펌프가 상기 더 작은 진공 챔버로부터 격리되도록 한다. 진공 시스템 내의 제어 회로는 배기 사이클 동안 챔버와 펌프 사이의 밸브를 제어하여 펌프를 요구되는 챔버에 연결할 수도 있다. 이러한 밸브는 진공 시스템의 일부일 수도 있으며, 챔버에 가깝고 이와 연관될 수도 있다. 펌핑 시스템의 제어 회로는 펌핑 시스템의 밸브 시스템을 제어하여, 이 기간 동안 제 2 진공 펌프가 더 작은 진공 챔버를 배기하는데 제 1 진공 펌프를 보조할 수 있게 하고, 제 2 진공 펌프를 더 큰 진공 챔버로부터 격리시킬 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 상기 진공 시스템은 상기 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버가 상기 사전결정된 압력에 있을 때 상기 더 큰 진공 챔버를 상기 적어도 하나의 더 작은 진공 챔버와 주기적으로 결합하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 진공 시스템은 제 2 기간 내에 제 2 사전결정된 압력과 대기압 사이에서 사이클링하도록 작동가능한 제 2 더 작은 진공 챔버를 더 포함하고, 상기 제 2 기간은 상기 제 1 기간과 시간적으로 중첩되지 않으며, 상기 진공 시스템은, 상기 더 작은 진공 챔버가 제 1 사전결정된 압력으로 배기되는 상기 사이클 동안 상기 제 1 진공 펌프가 상기 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하고 상기 제 2 더 작은 진공 챔버가 상기 제 2 사전결정된 압력으로 배기되는 상기 사이클 동안 상기 제 1 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하도록 하는 밸브를 포함한다. 배기되는 시스템은 단일의 더 작은 진공 챔버를 포함할 수도 있거나 다수의 더 작은 챔버가 있을 수도 있다. 이러한 챔버는 동일하거나 상이한 기간에 동일하거나 상이한 사전결정된 압력 사이에서 사이클링할 수도 있고, 챔버가 배기되는 기간은 서로 겹치지 않을 수도 있어서, 단일 펌프가 상이한 시간에 이들 각각을 배기하게 한다. 일부 실시예에서, 상기 진공 시스템은, 상기 더 작은 진공 챔버가 상기 제 1 사전결정된 압력으로 배기되는 기간 동안 상기 제 1 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버가 상기 제 2 사전결정된 압력으로 배기되는 기간 동안 상기 제 1 진공 펌프가 상기 더 작은 진공 챔버로부터 격리되도록, 진공 시스템 내의 밸브를 제어하도록 구성된다. 그 다음에, 더 작은 진공 챔버의 주기적인 배기가 시간적으로 겹치지 않는 경우, 제 1 진공 펌프는 상이한 시간에 각각의 챔버를 배기하는데 사용될 수도 있다. 이는 진공 시스템의 밸브에 의해 제어될 수도 있다. 일부 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 기간의 지속시간이 실질적으로 동일한 경우, 상기 제어 시스템은, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버 내의 압력이 상기 제 2 기간 내에 상기 제 2 사전결정된 압력으로 하강해야 한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제 1 및 제 2 진공 펌프 둘 모두가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버를 상기 제 2 사전결정된 압력으로 배기하는데 기여하도록, 상기 제 1 및 제 2 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버로부터 격리되고 상기 제 2 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하도록 상기 밸브 시스템을 제어하고, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버가 상기 제 2 사전결정된 압력에 있을 때 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버를 펌핑하도록, 상기 제 2 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고 상기 제 2 진공 펌프가 상기 더 큰 진공 챔버와 유체 연통하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성된다. 그 다음에, 2개의 더 작은 챔버가 동일한 배기 시간 제약을 갖는 경우, 배기 사이클의 적어도 일부분 동안 배기에 기여하기 위해 2개의 진공 펌프 둘 모두를 사용할 수도 있고, 이를 달성하도록 밸브가 제어될 수도 있다. 일부 실시예에서, 상기 제 2 기간의 지속시간은 상기 제 1 기간의 지속시간보다 35% 초과로 더 길고, 상기 제어 시스템은, 상기 제 2 더 작은 진공 챔버 내의 압력이 하강해야 한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제 1 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버와 유체 연통하고 상기 제 2 진공 펌프가 상기 제 2 더 작은 진공 챔버로부터 격리되고 상기 더 큰 진공 챔버와 유체 연통하도록 상기 밸브 시스템을 제어하도록 구성된다. 그 다음에, 제 2 더 작은 진공 챔버가 제 1 더 작은 진공 챔버보다 더 느리게 배기될 수도 있는 경우, 이는 추가 펌핑 용량을 요구하지 않을 수도 있고, 제 2 진공 펌프는 제 2 더 작은 진공 챔버가 배기되는 동안 더 큰 진공 챔버에 결합된 상태로 유지될 수도 있다. 일부 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 사전결정된 압력은 실질적으로 동일 압력을 포함하는 반면, 다른 실시예에서는, 이들이 약간 상이한 압력일 수도 있다. 하나 이상의