KR0181904B1 - Exhausting system of chemical vapour deposition equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학기상증착설비에서 라인의 필터와 공정챔버 사이에 밸브를 설치하여 진공펌프 이상시 라인 내부에 존재하는 분진들이 역류되어서 필터를 오염시키는 것을 방지하는 화학기상증착설비의 배기 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust system of a chemical vapor deposition system that installs a valve between a filter and a process chamber of a line in a chemical vapor deposition system to prevent dust present in the line from flowing back to contaminate the filter when a vacuum pump is abnormal. .
본 발명은, 복수개의 라인을 통하여 유입되는 가스가 필터에 의하여 필터링된후 공정챔버에서 웨이퍼 제조 공정에 이용된 후 진공펌프에 의하여 배기되도록 시스템 제어부에 의하여 동작이 제어되는 화학증착설비에 있어서, 상기 필터와 상기 공정챔버 사이에 제1밸브가 구성되고, 상기 제1밸브의 개폐가 상기 시스템 제어부의 제어신호에 의하여 수행되며, 상기 진공펌프의 동작 중지에 따른 전기적 신호가 상기 시스템 제어부를 통하여 상기 제1밸브에 인가되면 상기 제1밸브가 닫혀 배기가스의 역류가 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a chemical vapor deposition apparatus in which an operation is controlled by a system control unit such that a gas flowing through a plurality of lines is filtered by a filter and then used in a wafer manufacturing process in a process chamber and then exhausted by a vacuum pump. A first valve is formed between the filter and the process chamber, opening and closing of the first valve is performed by a control signal of the system controller, and an electrical signal according to an operation stop of the vacuum pump is transmitted through the system controller. When applied to one valve is characterized in that the first valve is closed to prevent the back flow of the exhaust gas.
본 발명에 의하면, 진공펌프가 동작이 정지될 때 발생되는 배기가스의 역류현상을 차단하므로 불순물에 의한 필터의 오염을 방지할 수 있다.According to the present invention, since the reverse flow phenomenon of the exhaust gas generated when the vacuum pump is stopped, the contamination of the filter by impurities can be prevented.
Description
제1도는 종래의 화학기상증착설비의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a conventional chemical vapor deposition apparatus.
제2도는 본 발명에 따른 화학기상증착설비의 배기 시스템의 실시예를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing an embodiment of the exhaust system of the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 14, 16, 20, 22, 40 : 밸브 12, 18 : 유량조절기10, 14, 16, 20, 22, 40: valve 12, 18: flow regulator
24 : 필터 26 : 공정챔버24: filter 26: process chamber
28 : 아이솔레이션 밸브 30 : 스로틀밸브28: isolation valve 30: throttle valve
32 : 진공펌프 34, 42 : 시스템제어부32: vacuum pump 34, 42: system control unit
본 발명은 화학기상증착설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스라인의 필터와 고정챔버 사이에 밸브를 설치하여 진공펌프 이상시 라인 내부에 존재하는 분진들이 역류되어서 필터를 오염시키는 것을 방지하는 화학기상증착설비의 배기 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical vapor deposition system, and more particularly, by installing a valve between a filter and a fixed chamber of a gas line to prevent the contamination of the filter by the back flow of dust present in the line when the vacuum pump abnormality It relates to an exhaust system of a deposition facility.
반도체 장치를 제조하는 공정에 있어서, 에피택셜(Epitaxial) 증착막을 성장시키기 위하여 가장 널리 사용되고 있는 방법중 하나가 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하 'CVD'라고 함)법이며 CVD는 공정챔버(Process Chamber)내에 화학반응기체를 주입하여서 화학반응에 의해 생성된 고체 생성물을 반도체 기판위에 증착시키는 것이다.In the process of manufacturing a semiconductor device, one of the most widely used methods for growing an epitaxial deposited film is chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD), and CVD is a process chamber. The chemical reaction gas is injected into the chamber to deposit the solid product produced by the chemical reaction on the semiconductor substrate.
CVD는 증착 압력에 따라, 저압에서 증착되는 저압 화학증착법(Low Pressure CVD)과 대기압의 증착 압력에서 증착하는 상압 화학증착법(Atmospheric Pressure CVD) 등이 있으며, 증착시 화학증착 반응에 필요한 여기 에너지를 공급하는 방법에 따라 열에너지만 공급하는 열 화학증착법(Thermal CVD)과 플라즈마 분위기에서 증착하는 플라즈마 화학증착법(Plasma Enhanced CVD)등이 있다.CVD includes low pressure chemical vapor deposition (Low Pressure CVD) deposited at low pressure and atmospheric pressure vapor deposition (Atmospheric Pressure CVD) deposited at atmospheric pressure depending on the deposition pressure. According to the method, there is a thermal chemical vapor deposition method (Thermal CVD) to supply only thermal energy, and plasma enhanced chemical vapor deposition (Plasma Enhanced CVD) to deposit in a plasma atmosphere.
전술한 CVD 공정은 화학 반응 기체들이 유입되어서 공정챔버 내에서 반응됨에 따라 반도체 기판상에 증착물을 형성시키는 것으로써, 이때 유입되는 화합 반응 기체들은 고순도 상태가 요구된다. 만약 공정챔버로 유입되는 가스에 수분 및 입자성 불순물이 포함되면 증착되는 막에 결함이나 불량이 유발된다.The above-described CVD process forms a deposit on a semiconductor substrate as chemical reaction gases are introduced and reacted in the process chamber, and the incoming chemical reaction gases are required to have high purity. If the gas flowing into the process chamber contains moisture and particulate impurities, defects or defects may occur in the deposited film.
따라서 이러한 수분 및 입자성 불순물에 대한 결함이나 불량을 방지하기 위하여 종래의 CVD 장치에는 필터가 필수적으로 구성되었다.Therefore, in order to prevent defects or defects with such moisture and particulate impurities, filters are essential in the conventional CVD apparatus.
종래의 유입되는 화학 반응 가스에 포함된 불순물을 필터링시키기 위한 필터가 구성된 CVD 장치가 제1도에 나타나 있으며, 제1도에 나타난 블록도는 통상의 플라즈마 화학증착법(PECVD)을 수행하기 위한 것이다.A CVD apparatus configured with a filter for filtering impurities contained in a conventional incoming chemical reaction gas is shown in FIG. 1, and the block diagram shown in FIG. 1 is for performing conventional plasma chemical vapor deposition (PECVD).
종래의 플라즈마 화학기상증착 설비는, 둘 이상의 서로 상이한 가스(가스 A와 가스 B로 구분함)가 각각의 해당 라인을 통하여 유입되도록 구성되어 있으며, 이에 따라서 가스 A는 밸브(10)의 단속에 따라 유입되어서 유량조절기(Mass Flow Controller)(12)에서 그 양이 조절된 후 밸브(14)로 유입되고, 가스 B는 가스 A와 동일하게 밸브(16)와 유량조절기(18) 및 밸브(20)를 통하여 유입된다. 밸브(14)와 밸브(20)의 단속에 따라 가스 A와 가스 B는 선택 및 혼합되고 이와 같이, 선택 및 혼합된 가스는 두 밸브(14, 20)와 연결된 밸브(22)의 단속 상태에 따라 흐름이 제어된다.Conventional plasma chemical vapor deposition equipment is configured such that two or more different gases (divided into gas A and gas B) are introduced through respective corresponding lines, so that gas A is controlled according to the regulation of the valve 10. The flow rate is introduced into the valve 14 after the amount is adjusted in the mass flow controller 12, and the gas B flows in the same way as the gas A, the valve 16, the flow regulator 18, and the valve 20. Inflow through According to the interruption of the valve 14 and the valve 20, gas A and gas B are selected and mixed, and thus, the selected and mixed gas is dependent on the interrupted state of the valve 22 connected to the two valves 14 and 20. The flow is controlled.
밸브(22)는 가스에 포함된 수분 및 불순물을 필터링하는 필터(24)와 연결되고, 필터(24)는 화학적 공정이 이루어지는 공정챔버(26)와 연결된다. 그리고 공정챔버(26)는 화학적 공정후에 발생되는 가스 및 부산물 등을 차단하는 아이솔레이션 밸브(Isolation Valve)(28)와 연결되고, 아이솔레이션 밸브(28)는 진공의 정도를 조절하는 스로틀밸브(Throttle Valve)(30)와 연결된다. 그리고 스로틀밸브(30)에는 진공펌프(32)가 연결되어 있으며, 진공펌프(32)는 동작상태의 이상 유무에 대한 전기적 신호가 인가될 수 있도록 시스템 제어부(34)와 연결 구성되어 있다. 시스템제어부(34)는 사용자의 조작 및 진공펌프(32)로부터 인가되는 신호 상태에 따라 밸브(22,28)들을 각각 제어할 수 있도록 구성되어 있다.The valve 22 is connected to a filter 24 for filtering moisture and impurities contained in the gas, and the filter 24 is connected to a process chamber 26 in which a chemical process is performed. The process chamber 26 is connected to an isolation valve 28 for blocking gas and by-products generated after a chemical process, and the isolation valve 28 is a throttle valve for adjusting the degree of vacuum. It is connected with 30. The vacuum pump 32 is connected to the throttle valve 30, and the vacuum pump 32 is connected to the system controller 34 so that an electrical signal for an abnormal state of the operating state can be applied. The system controller 34 is configured to control the valves 22 and 28 according to the user's operation and the signal state applied from the vacuum pump 32, respectively.
전술한 구성에 따라서 SiH4, N2O, N2, CF4, NH3와 같은 가스 A 또는 B는 밸브(14, 20)의 개폐상태에 따라 선택 및 혼합된 후 밸브(22)를 통하여 필터(24)에 의하여 필터링 되어서, 수분 및 불순물이 제거된 후 공정챔버(26)에서 화학 공정에 이용된다. 공정챔버(26)에서 이용된 가스는 공정상 발생된 불순물과 함께 진공펌프(32)의 배기동작에 따라 아이솔레이션 밸브(28)와 스로틀밸브(30)를 거쳐서 배기된다. 그리고 이러한 배기 과정에 있어서 배출가스끼리 반응을 일으켜서 불순물이 발생된다. 따라서 이와 같이 배출되는 가스는 여러가지 불순물을 포함하고 있다.According to the above-described configuration, the gas A or B such as SiH 4 , N 2 O, N 2 , CF 4 , NH 3 is selected and mixed according to the opening and closing states of the valves 14 and 20 and then filtered through the valve 22. Filtered by (24), the water and impurities are removed and used in the chemical process in the process chamber (26). The gas used in the process chamber 26 is exhausted through the isolation valve 28 and the throttle valve 30 in accordance with the exhaust operation of the vacuum pump 32 together with the impurities generated in the process. In the exhaust process, the exhaust gases react with each other to generate impurities. Therefore, the gas discharged in this way contains various impurities.
이러한 PECVD 설비에서 진공펌프(32)가 정지될 경우에는 배기라인에서 진공펌프(32)부분이 공정챔버(26)부분보다 압력이 상승하면서 공정챔버(26)와 진공챔버(32)사이의 배기라인에는 역류현상이 발생되고, 이에 따라서 불순물이 공정챔버(26)로 역류된다.When the vacuum pump 32 is stopped in such a PECVD facility, the pressure of the vacuum pump 32 in the exhaust line is higher than that of the process chamber 26, and the exhaust line between the process chamber 26 and the vacuum chamber 32 is increased. In the reverse flow phenomenon, impurities flow back into the process chamber 26.
이 역류 현상을 방지하기 위하여 시스템제어부(34)는 진공펌프(32)로부터 동작정지됨에 해당하는 전기적 신호를 수신하여 밸브(22)와 아이솔레이션 밸브(28)를 폐쇄시키고, 아이솔레이션 밸브(28)가 차단됨에 따라 라인상의 불순물 공정챔버(26)로 유입됨이 방지되며, 밸브(22)가 차단됨에 따라 각 가스 유입부의 오염이 방지되었다.In order to prevent the reverse flow phenomenon, the system control unit 34 receives an electrical signal corresponding to the operation stop from the vacuum pump 32 to close the valve 22 and the isolation valve 28, and the isolation valve 28 is blocked. As a result, inflow into the impurity process chamber 26 on the line is prevented, and as the valve 22 is blocked, contamination of each gas inlet is prevented.
그러나 실제로 진공펌프(32)가 순간적으로 동작을 멈출 경우 아이솔레이션 밸브(28)의 닫힘이 빠르지 못하여 불순물의 역류를 효과적으로 단속하지 못하였다. 따라서 공정챔버(26)와 필터(24)가 불순물에 오염되는 문제점이 있었다. 특히 이와 같이 필터(24)가 오염된 상태에서 웨이퍼를 제조하기 위하여 PECVD 설비를 재동작시키면, 필터의 불순물이 그대로 공정챔버(26)내부로 유입되므로 불순물로 인하여 웨이퍼의 불량이 발생되었다.However, in practice, when the vacuum pump 32 stops operating momentarily, the closing of the isolation valve 28 is not fast, and the backflow of impurities cannot be effectively controlled. Therefore, there is a problem that the process chamber 26 and the filter 24 are contaminated with impurities. In particular, when the PECVD facility is re-operated to manufacture the wafer while the filter 24 is contaminated, impurities of the filter are introduced into the process chamber 26 as it is, thereby causing defects in the wafer.
본 발명자는 전술한 종래의 문제점을 해결하고자 본 발명을 착안하게 되었다.The present inventors have devised the present invention to solve the above-mentioned conventional problems.
본 발명의 목적은, 진공펌프가 동작이 중지되었을 때 발생되는 역류로 인한 필터의 오염을 방지하기 위한 화학기상증착설비의 배기 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exhaust system of a chemical vapor deposition apparatus for preventing contamination of a filter due to backflow generated when the vacuum pump is stopped.
본 발명에 따른 CVD설비의 배기 시스템은, 복수개의 라인을 통하여 유입되는 가스가 필터에 의하여 필터링되고, 공정챔버에서 웨이퍼 제조 공정에 이용된 후 제2밸브를 통해 진공펌프에 의하여 배기되도록 시스템제어부에 의하여 동작이 제어되는 화학기상증차서리의 배기 시스템에 있어서, 상기 필터와 상기 공정챔버 사이에 제1밸브가 구성되고, 상기 제1밸브의 개폐가 상기 시스템 제어부의 제어신호에 의하여 상기 제2밸브의 개폐와 동시에 수행되며, 상기 진공펌프의 동작 중지에 따른 전기적 신호가 상기 시스템 제어부를 통하여 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브에 인가되면 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브가 닫혀 배기가스의 역류가 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the exhaust system of the CVD apparatus according to the present invention, the gas flowing through the plurality of lines is filtered by a filter, and used in the wafer manufacturing process in the process chamber and then exhausted by the vacuum pump through the second valve to the system control unit In the exhaust system of the chemical vapor deposition control is controlled by the operation, the first valve is configured between the filter and the process chamber, the opening and closing of the first valve of the second valve by the control signal of the system control unit When the electrical signal is applied to the first valve and the second valve through the system controller, the first valve and the second valve are closed to reverse the flow of exhaust gas. Characterized in that it is prevented.
이하 본 발명에 따른 화학기상증착설비의 배기 시스템의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of an exhaust system of a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 따른 실시예를 나타내는 간단한 블록도로서, 제2도의 구성에 있어서 제1도와 동일 부분에 대한 구성 및 동작에 대한 중복되는 설명은 생략하며, 동일부품은 동일부호로 표시한다.FIG. 2 is a simple block diagram showing an embodiment according to the present invention. In the configuration of FIG. 2, redundant descriptions of the configuration and operation of the same parts as those of FIG. 1 are omitted, and like parts are denoted by the same reference numerals.
본 발명의 실시예에서 불순물을 필터링하는 필터(24)와 화학공정을 수행하는 공정챔버(26) 사이에 밸브(40)가 구성되어 있고, 밸브(40)는 시스템 제어부(42)로부터 전기적 신호를 인가받아서 개폐 동작을 수행할 수 있도록 구성되어 있다.In an embodiment of the present invention, a valve 40 is configured between a filter 24 for filtering impurities and a process chamber 26 for performing a chemical process, and the valve 40 receives an electrical signal from the system controller 42. It is configured to perform the opening and closing operation by being authorized.
이에 따라서 시스템 제어부(42)는 진공펌프(32)의 동작 상태 및 사용자의 조작에 따라 밸브(22,40)와 아이솔레이션 밸브(28)를 개폐하도록 구성되어 있다.Accordingly, the system control unit 42 is configured to open and close the valves 22 and 40 and the isolation valve 28 according to the operation state of the vacuum pump 32 and the user's operation.
전술한 본 발명의 실시예의 구성에 대한 작용 및 효과를 설명한다. 복수개의 가스 라인을 통해서 유입된 SiH4, N2O, N2, CF4등의 가스 A또는 B는 밸브(14, 20, 22)를 거치고 필터(24)에서 수분 및 불순물이 필터링된 후 밸브(40)를 거쳐서 공정챔버(26)로 유입된다. 공정챔버(26)에서 발생된 가스 및 부산물은 진공챔버(32)에 의해서 밖으로 강제 배기된다.The operation and effects on the configuration of the embodiment of the present invention described above will be described. Gas A or B, such as SiH 4 , N 2 O, N 2 , CF 4, etc. introduced through the plurality of gas lines passes through the valves 14, 20, 22 and after the water and impurities are filtered out of the filter 24, the valves. It is introduced into the process chamber 26 via the (40). Gas and by-products generated in the process chamber 26 are forced out by the vacuum chamber 32.
전술한 바와 같이 동작되는 본 발명의 실시예가 설비의 이상 또는 진공펌프(32)의 이상으로 동작이 정지되면, 시스템 제어부(42)는 진공펌프(32)로부터 인가되는 전기적 신호 및 사용자의 조작으로 밸브(22, 40) 및 아이솔레이션 밸브(28)를 닫도록 제어한다.When the embodiment of the present invention operated as described above is stopped due to the abnormality of the equipment or the abnormality of the vacuum pump 32, the system control unit 42 is a valve by the operation of the user and the electrical signal applied from the vacuum pump 32 And controls the isolation valves 28 and 40 to close.
밸브(40)와 아이솔레이션 밸브(28)가 닫히면, 공정챔버(26)부분과 진공펌프(32)부분의 압력차로 발생되는 라인에서의 배기가스 역류가 차단된다. 따라서 불순물의 이동 즉 불순물의 역류가 차단된다. 그리고 종래와 같이 아이솔레이션 밸브(28)의 닫히는 속도에 따른 영향이 공정챔버(26)에 미칠수 있으나 필터(24)로 불순물이 이동되는 것은 밸브(40)에 의하여 차단될 수 있다. 즉 아이솔레이션 밸브(28)의 닫힘 속도에 의하여 공정챔버(26)로 역류된 불순물이 유입되더라도, 불순물이 밸브(40)에 도착되기까지 소정시간이 소요되며, 밸브(40)는 역류에 의한 불순물이 도착되기 전에 닫히게 된다. 따라서 불순물은 필터(24)에 영향을 미치지 못한다. 공정챔버(26)에 유입된 불순물은 통상의 청정과정으로 쉽게 제거될 수 있으므로, 공정을 수행하기 위하여 설비를 재구동시킬 때 초기에 청정과정을 수행시키면 공정챔버(26)의 불순물이 제거되고 그에 의한 영향은 없게 된다. 또한 필터(24)의 오염 방지를 더욱 효과적으로 수행하기 위해서 밸브(40)의 개폐가 아이솔레이션 밸브(28)와 동시 또는 시간차를 갖도록 구성될 수 있으며, 이는 제작자 설비 구성 및 시스템 제어를 감안하여 용이하게 선택적으로 실시 할 수 있다.When the valve 40 and the isolation valve 28 are closed, the exhaust gas backflow in the line generated by the pressure difference between the process chamber 26 portion and the vacuum pump 32 portion is blocked. Therefore, the movement of impurities, that is, the backflow of impurities, is blocked. In addition, the influence of the closing speed of the isolation valve 28 may affect the process chamber 26 as in the related art, but the movement of impurities to the filter 24 may be blocked by the valve 40. In other words, even if the impurity flowed back to the process chamber 26 by the closing speed of the isolation valve 28, it takes a predetermined time until the impurity reaches the valve 40, the valve 40 is Closed before arriving. Therefore, impurities do not affect the filter 24. Since impurities introduced into the process chamber 26 can be easily removed by a normal clean process, when the clean process is performed initially when the equipment is restarted to perform the process, impurities in the process chamber 26 are removed and thus There is no influence. In addition, in order to more effectively prevent the contamination of the filter 24, the opening and closing of the valve 40 may be configured to have a simultaneous or time difference with the isolation valve 28, which is easily selected in consideration of the manufacturer equipment configuration and system control. Can be done by
본 발명에 의하면 진공펌프의 동작이 멈춤에 따라 발생되는 라인내 배기 가스의 역류를 차단하므로 불순물에 의한 필터의 오염을 방지할 수 있다. 따라서 설비등의 이상으로 일시 동작을 멈춘후 재가동 시키더라도 역류된 불순물에 의한 웨이퍼의 불량이 유발되지 않는 효과가 있다.According to the present invention, the reverse flow of the exhaust gas in the line generated as the operation of the vacuum pump is stopped, thereby preventing contamination of the filter by impurities. Therefore, even if the temporary operation is stopped and restarted due to an abnormality of the equipment, there is an effect that the defect of the wafer due to the reversed impurities are not caused.
이상에서 본 발명은 기재된 구체에에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and that such modifications and variations are apparent to those skilled in the art. Naturally, the modifications belong to the appended claims.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011041389A2 (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | Novellus Systems Inc. | Precursor vapor generation and delivery system with filters and filter monitoring system |
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1995
- 1995-10-11 KR KR1019950034995A patent/KR0181904B1/en not_active IP Right Cessation
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