KR100251643B1 - Cutoff system for evaluating the impurities of process gas - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A cut-off system for evaluating impurity within gas for manufacturing a semiconductor device is provided to evaluate the constituents of the gas easily and use a plurality of evaluation equipment by supplying the main constituents and the impurity of the gas being divided. CONSTITUTION: The first to the third column(14, 16, 18) divide sample gas into the main constituents and a plurality of impurity constituents. The first gas supplier divides the fuzzy gas and the sample gas from a gas source into a fuzzy mode and an evaluation mode by opening or closing a plurality of valves(24¯34) mounted on the closed circulation pipes(16, 22). Further, the first gas supplier outputs the fuzzy gas through the first column in the fuzzy mode, while collecting the sample gas. In the evaluation mode, the first supplier outputs the collected sample gas through the first column. The second gas supplier divides the gas through the first column by constituents, and supplies an evaluation apparatus through the third column.

Description

반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템Cut-off System for Impurity Evaluation in Gas for Semiconductor Device Manufacturing

본 발명은 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정에 이용되는 전반적인 가스에 포함된 불순물에 대하여 다양한 평가장치와 결합되어 상기 가스의 주성분과 다양한 불순물들을 구분하여 공급하는 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cut-off system for impurity evaluation in a gas for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, in combination with various evaluation apparatuses for impurities included in an overall gas used in a process, A cut-off system for impurity evaluation in a gas for semiconductor device manufacturing to supply.

통상적으로, 반도체장치의 제조공정에는 산화, 확산, 증착, 이온주입 등과 같은 다양한 공정에 많은 종류의 가스가 소정 목적으로 이용되고 있으며, 이들 가스들은 공정에 이용되기 위해서는 소정의 순도가 보장되어야 한다.In general, many kinds of gases are used for various purposes in various processes such as oxidation, diffusion, deposition, ion implantation, and the like in the manufacturing process of semiconductor devices, and these gases must have a certain purity to be used in the process.

만약 반도체장치의 제조공정에 이용되는 가스의 순도가 보장되지 않으면, 이를 이용하여 제조되는 반도체장치의 수율이 저하되는 결과가 발생된다.If the purity of the gas used in the manufacturing process of the semiconductor device is not guaranteed, the yield of the semiconductor device manufactured using the same decreases.

이러한 이유로 반도체장치 제조공정에 이용되는 가스는 포함된 불순물을 평가하게 되어 있으며, 이들 가스에 포함된 불순물에 대한 평가는 가스 크로마토그래피 디스차지 이오닉 디텍터(Gas Chromatography Discharge Ionic Detector : 이하 'GC-DID'라 함), 가스 크로마토그래피 써멀 컨덕티비티 디텍터(Gas Chromatography Thermal Conductivity Detector : 이하 'GC-TCD'라 함), 가스 크로마토그래피 플라머블 이오닉 디텍터(Gas Chromatography Flammable Ionic Detector : 이하 'GC-FID'라 함), 상압이온질량분석기(Atmosphere Pressure Ionization Mass Spectrometer : 이하 'API-MS'라 함) 및 전자이온질량분석기(Electronic Ionization Mass Spectrometer : 이하 'EI-MS'라 함)와 같은 장치를 이용하여 행해지고 있다.For this reason, the gas used in the semiconductor device manufacturing process is to evaluate the impurities contained in the gas, the evaluation of the impurity contained in the gas chromatography (Gas Chromatography Discharge Ionic Detector: 'GC-DID Gas Chromatography Thermal Conductivity Detector (hereinafter referred to as GC-TCD) Gas Chromatography Flammable Ionic Detector (hereinafter referred to as 'GC-FID') Devices such as Atmosphere Pressure Ionization Mass Spectrometer (hereafter referred to as 'API-MS') and Electronic Ionization Mass Spectrometer (hereafter referred to as 'EI-MS') It is done.

크로마토그래피라 함은 각종의 고체 또는 액체를 고정상으로 하고 기체 또는 액체를 이동상으로 하여 이동상이 고정상을 통과하도록 하면서 상기 이동상에 샘플을 투입하여 샘플의 상기 이동상과 고정상 사이에서의 흡착성 또는 분배계수의 차를 이용하여 샘플을 성분 별로 분리하는 분석법을 통칭하는 것이다.Chromatography refers to the difference in adsorption or partition coefficient between the mobile phase and the fixed phase of a sample by introducing a sample into the mobile phase while the various phases of the solid or liquid as a fixed phase and the gas or liquid as a mobile phase to allow the mobile phase to pass through the fixed phase. By using this method, the analysis method for separating a sample by component is collectively referred to.

전술한 장치들 중 GC-DID는 질소, 산소, 일산화탄소 또는 이산화탄소와 같은 가스에 포함된 극미량의 불순물을 검출하기 위하여 이용되고, GC-FID는 주로 메탄(CH4)을 검출하기 위하여 이용되며, GC-TCD는 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소 또는 메탄과 같은 가스에 포함된 비교적 높은 농도의 불순물을 검출하기 위하여 이용된다.Among the aforementioned devices, GC-DID is used to detect trace impurities contained in a gas such as nitrogen, oxygen, carbon monoxide or carbon dioxide, GC-FID is mainly used to detect methane (CH 4 ), and GC -TCD is used to detect relatively high concentrations of impurities contained in gases such as nitrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide or methane.

그러나, 전술한 바와 같은 장치들을 이용하여 가스에 포함된 불순물을 평가하기 위해서 가스의 주 성분과 불순물을 분리하여 상기의 장치들에 공급하는 컷오프시스템(Cut-Off System)이 필요하였으며, 전술한 컷오프시스템의 개발없이는 효과적인 가스의 평가가 이루어지기 힘들었고, 그에 따라 정확한 평가가 이루어지지 않은 가스가 반도체장치 제조공정에 이용됨으로써 전체적인 반도체장치 수율이 저하되는 문제점이 있었다.However, in order to evaluate the impurities contained in the gas using the apparatuses described above, a cut-off system for separating and supplying the main components and impurities of the gas to the apparatuses was needed. Without the development of the system, it was difficult to evaluate the effective gas, and accordingly there was a problem that the overall semiconductor device yield was lowered because the gas which was not accurately evaluated was used in the semiconductor device manufacturing process.

특히, 컷오프시스템은 특정 평가장치나 특정 가스에 한하여 이용되는 것보다 여러 평가장치에 활용될 수 있고 가스전반에 걸쳐서 평가가 가능하도록 설계됨이 요망되고 있다.In particular, it is desired that the cut-off system be designed to be applicable to various evaluation apparatuses and to be evaluated throughout the gas rather than to be used for a specific evaluation apparatus or a specific gas.

본 발명의 목적은, 가스에 포함된 불순물에 대한 성분 평가를 용이하게 수행할 수 있고, 여러 평가장치에 대하여 활용할 수 있으며, 전반적인 가스의 평가에 이용할 수 있는 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a cut-off for impurity evaluation in a semiconductor device manufacturing gas that can easily perform component evaluation on impurities contained in a gas, can be utilized for various evaluation devices, and can be used for evaluation of an overall gas. To provide a system.

도1은 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템의 실시예를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing an embodiment of a cutoff system for evaluating impurities in a gas for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

도2는 본 발명에 따른 실시예의 밸브 구동을 위한 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing a configuration for driving a valve in an embodiment according to the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing

10 : GC-DID 12 : GC-TCD10: GC-DID 12: GC-TCD

14, 18, 20, 46, 48 : 칼럼 16, 22 : 폐쇄순환배관14, 18, 20, 46, 48: column 16, 22: closed circulation piping

24∼34, 38∼44, 50∼68 : 밸브 36 : 샘플링부24 to 34, 38 to 44, 50 to 68: valve 36: sampling unit

70 : 컨트롤러70: controller

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템은, 퍼지용 가스와 샘플 가스를 공급하는 가스공급원과 상기 가스에 포함된 가스에 대한 평가를 수행하는 최소한 하나 이상의 평가 장치 사이에 구성되는 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템에 있어서, 상기 샘플 가스의 주성분과 복수의 불순물 성분을 분리하는 제 1 내지 제 3 칼럼, 상기 가스공급원으로부터 공급되는 상기 퍼지용 가스와 샘플 가스를 제 1 폐쇄순환배관에 복수 개 설치되는 밸브의 개폐조절로 퍼지모드와 평가모드로 구분하며, 퍼지모드시에 상기 제 1 칼럼으로 상기 퍼지용 가스를 배출하는 동안 소정 부분에서 상기 샘플가스를 모으고, 평가모드시에 상기 소정 부분에 모인 샘플가스를 상기 퍼지용 가스로 밀어서 상기 제 1 칼럼으로 배출하는 제 1 가스 공급 수단 및 상기 제 2 칼럼을 통하여 상기 퍼지용 가스를 공급받고, 제 2 폐쇄순환배관에 복수 개 설치되는 밸브의 개폐조절로 상기 제 1 칼럼을 통하여 성분별로 분리되어 공급되는 가스를 성분별로 구분하여 상기 제 3 칼럼을 통하여 상기 평가장치로 공급하는 제 2 가스 공급 수단을 구비하여 이루어진다.Cut-off system for impurity evaluation in the semiconductor device manufacturing gas according to the present invention for achieving the above object, at least one gas supply source for supplying the purge gas and the sample gas and at least one to perform the evaluation of the gas contained in the gas In the cut-off system for impurity evaluation in the semiconductor device manufacturing gas comprised between evaluation apparatuses, The first to 3rd column which isolate | separates the main component and the some impurity component of the said sample gas, The said purge gas supplied from the said gas supply source And the sample gas are divided into a purge mode and an evaluation mode by opening / closing control of a plurality of valves installed in a first closed circulation pipe, and in the purge mode, the sample is disposed at a predetermined portion while discharging the purge gas to the first column. Gas The purge gas is supplied through the first gas supply means and the second column which push the sample gas collected in the predetermined portion into the purge gas and discharge the sample gas into the first column in the evaluation mode. And a second gas supply means for classifying the gas supplied separately from each component through the first column and supplying the gas to the evaluation apparatus through the third column by controlling opening and closing of a plurality of valves installed in a circulation pipe. Is done.

그리고, 상기 제 1 가스 공급 수단은, 상기 샘플 가스를 소정량 모으는 제 1 샘플링부를 구비하여 상기 퍼지모드시에 샘플가스를 모으고, 평가모드시에 상기 샘플가스를 상기 제 1 폐쇄순환배관의 상기 밸브들의 개폐에 따라 결정되는 소정 경로를 통하여 상기 제 1 칼럼으로 배출하도록 구성됨이 바람직하다.The first gas supply means includes a first sampling part for collecting a predetermined amount of the sample gas to collect sample gas in the purge mode, and collect the sample gas in the evaluation mode in the valve of the first closed circulation pipe. Preferably it is configured to discharge to the first column through a predetermined path determined in accordance with the opening and closing of the.

그리고, 상기 제 1 가스 공급 수단은, 퍼지 가스가 유입되는 제 1 밸브, 제 1 칼럼로 가스를 배출하도록 연결되는 제 2 밸브, 상기 샘플 가스를 소정량 모으는 제 2 샘플링부가 사이에 연결되는 제 3 및 제 4 밸브, 상기 샘플 가스가 유입되는 제 5 밸브 및 내부의 샘플 가스가 배출되는 제 6 밸브를 구비하며, 제 1, 제 3, 제 5, 제 6, 제 4 및 제 2 밸브가 상기 순서대로 상기 제 1 폐쇄순환배관에 설치될 수 있다.The first gas supply means may include a first valve through which purge gas is introduced, a second valve connected to discharge gas to the first column, and a third sampling part configured to collect a predetermined amount of the sample gas. And a fourth valve, a fifth valve through which the sample gas is introduced, and a sixth valve through which the sample gas therein is discharged, wherein the first, third, fifth, sixth, fourth, and second valves are in this order. As it may be installed in the first closed circulation pipe.

그리고, 상기 제 1 폐쇄순환배관은 상기 퍼지모드이면 상기 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브 사이의 경로를 통하여 퍼지 가스가 상기 제 1 칼럼으로 배출되고 제 5 밸브와 제 3 밸브, 샘플링부 및 제 4 밸브와 제 6 밸브를 통하여 샘플이 배출되도록 구성될 수 있고, 한편, 상기 제 1 폐쇄순환배관은 상기 평가모드이면 상기 밸브들의 개폐에 따라 상기 제 1 밸브로부터 유입되는 퍼지 가스를 제 3 밸브, 샘플링부, 제 4 밸브 및 제 2 밸브 순으로 형성되는 경로를 통하여 배출하도록 구성될 수 있다.If the first closed circulation pipe is in the purge mode, purge gas is discharged to the first column through a path between the first valve and the second valve, and the fifth valve, the third valve, the sampling unit, and the fourth valve. The sample may be configured to be discharged through the valve and the sixth valve, and the first closed circulation pipe may be configured to sample the purge gas flowing from the first valve according to opening / closing of the valves in the evaluation mode. It may be configured to discharge through the path formed in the order of the secondary, fourth valve and second valve.

그리고, 상기 제 2 가스 공급 수단은, 상기 제 1 칼럼으로부터 가스를 공급받도록 연결된 제 7 밸브, 상기 제 2 칼럼으로부터 퍼지가스를 공급받도록 연결된 제 8 밸브 및 상기 제 3 칼럼으로 상기 제 1 및 제 2 칼럼으로부터 유입되는 가스를 택일하여 공급하도록 연결된 제 9 밸브가 제 2 폐쇄순환배관에 설치됨이 바람직하다.The second gas supply means may include a seventh valve connected to receive gas from the first column, an eighth valve connected to receive purge gas from the second column, and the first and second columns. Preferably, a ninth valve connected to alternatively supply the gas flowing from the column is installed in the second closed circulation pipe.

그리고, 상기 제 2 가스 공급 수단의 상기 제 2 폐쇄순환배관에 제 10 밸브가 더 설치되어서 부가적인 평가장치로의 샘플 또는 퍼지용 가스의 택일적인 공급을 수행하도록 구성될 수 있다.Further, a tenth valve may be further installed in the second closed circulation pipe of the second gas supply means to perform an alternative supply of gas for sample or purge to an additional evaluation device.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예는 퍼지 가스로 헬륨(He) 가스를 공급하도록 구성되어 있고, 평가장치로는 GC-DID(10)와 GC-TCD(12)가 설치되어 있다. 그리고 헬륨 가스와 샘플 가스를 순환절환하여 칼럼(14)으로 공급하기 위하여 폐쇄순환배관(16)이 구성되고, 칼럼(18)을 통하여 공급되는 헬륨 가스와 칼럼(14)에서 유입되는 가스를 순환절환하여 칼럼(20)으로 배출하도록 폐쇄순환배관(22)이 구성되어 있다.Referring to Fig. 1, an embodiment according to the present invention is configured to supply helium (He) gas to a purge gas, and a GC-DID 10 and a GC-TCD 12 are provided as evaluation apparatuses. A closed circulation pipe 16 is configured to circulate the helium gas and the sample gas to supply the column 14, and circulate the helium gas supplied through the column 18 and the gas introduced from the column 14. The closed circulation pipe 22 is configured to discharge to the column 20.

전술한 폐쇄순환배관(16)에는 밸브(24∼34)들이 폐쇄경로를 따라 직렬로 설치되어 있고, 밸브들(28, 30) 사이에는 샘플 가스를 일정량 모으기 위한 샘플링부(36)가 연결되어 있다. 또한, 폐쇄순환배관(22)에도 밸브(38∼44)들이 폐쇄경로를 따라 직렬로 설치되어 있다.Valves 24 to 34 are installed in series along the closed path in the above-described closed circulation pipe 16, and a sampling unit 36 for collecting a predetermined amount of sample gas is connected between the valves 28 and 30. . In addition, valves 38 to 44 are provided in series in the closed circulation pipe 22 along the closed path.

각 폐쇄순환배관(16, 22)의 구체적 구조에 대하여 설명한다.The specific structure of each closed circulation pipe 16 and 22 is demonstrated.

폐쇄순환배관(16)의 밸브(24)는 퍼지를 위한 헬륨 가스가 공급되도록 구성되어 있으며, 밸브(26)는 칼럼(14)으로 순환배기되는 가스를 공급하도록 구성되어 있고, 밸브(28)와 밸브(30) 사이에는 별도로 전술한 바와 같이 소정량의 샘플 가스를 모으기 위한 샘플링부(36)가 연결되어 있으며, 밸브(32)는 외부로부터 공급되는 샘플 가스가 유입되도록 구성되어 있고, 밸브(34)는 샘플링부(36)와 밸브(30)를 거친 내부의 샘플 가스를 외부로 배출하도록 구성되어 있다.The valve 24 of the closed circulation pipe 16 is configured to supply the helium gas for purging, the valve 26 is configured to supply the gas circulated and exhausted to the column 14, and the valve 28 and As described above, a sampling unit 36 for collecting a predetermined amount of sample gas is connected between the valves 30, and the valve 32 is configured such that a sample gas supplied from the outside flows in, and the valve 34 ) Is configured to discharge the internal sample gas passed through the sampling unit 36 and the valve 30 to the outside.

그리고, 폐쇄순환배관(22)의 밸브(38)는 칼럼(14)으로부터 가스가 유입되도록 구성되어 있고, 밸브(40)는 GC-DID(10)로 공급될 가스를 성분별로 분리하는 칼럼(20)으로 배출하도록 구성되어 있으며, 밸브(42)는 GC-TCD(12)로 공급될 가스를 성분별로 분리하는 칼럼(46)으로 배출하도록 구성되어 있고, 밸브(44)는 칼럼(18)을 통하여 퍼지 가스인 헬륨가스가 유입되도록 연결되어 있다.In addition, the valve 38 of the closed circulation pipe 22 is configured to allow gas to flow from the column 14, and the valve 40 separates the gas to be supplied to the GC-DID 10 by component 20. Valve 42 is configured to discharge the gas to be supplied to the GC-TCD 12 to the column 46 for separating the components by component, the valve 44 through the column 18 It is connected so that helium gas which is purge gas flows in.

그리고, 전술한 구성에서 부가적인 퍼지를 위해서 헬륨가스가 칼럼(48)을 통하여 직접 GC-TCD(12)로 공급되도록 구성되어 있다.In the above-described configuration, helium gas is configured to be directly supplied to the GC-TCD 12 through the column 48 for additional purging.

그리고, 폐쇄순환배관(16, 22)의 각 밸브들(24∼34, 38∼44)은 질소(N2) 가스의 공급상태에 따라서 개폐가 절환되는 유압밸브들로써 도2와 같이 각 밸브들(50∼68)을 통하여 질소가스가 공급되도록 구성되어 있으며, 각 밸브들(50∼68)은 컨트롤러(70)에 프로그래밍된 상태 및 공정조작자의 조작에 따라 인가되는 제어신호에 의하여 작동되도록 구성된다.In addition, the valves 24 to 34 and 38 to 44 of the closed circulation pipes 16 and 22 are hydraulic valves whose opening and closing are switched according to the supply state of nitrogen (N 2 ) gas. Nitrogen gas is supplied through 50 to 68, and each of the valves 50 to 68 is configured to be operated by a control signal applied according to the state programmed in the controller 70 and the operation of the process operator.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예는 퍼지모드와 평가모드로 구분되어 동작되며, 실시예의 동작에 대하여 도1과 같이 샘플가스가 GC-DID(10) 또는 GC-TCD(12)로 공급되어 평가되는 경우에 대하여 설명한다.The embodiment according to the present invention configured as described above is operated by being divided into a purge mode and an evaluation mode, and the sample gas is supplied to the GC-DID 10 or the GC-TCD 12 as shown in FIG. Will be described.

퍼지모드시에 폐쇄순환배관(16)에는 밸브들(24, 26) 사이의 구간, 밸브들(32, 28) 사이의 구간 및 밸브들(34, 30) 사이의 구간들로 가스가 흐르는 경로가 형성되고, 평가모드시에 폐쇄순환배관(16)에는 밸브들(24, 28) 사이의 구간, 밸브들(32, 34) 사이의 구간 및 밸브들(30, 26) 사이의 구간들로 가스가 흐르는 경로가 형성된다.In the purge mode, the closed circulation pipe 16 has a path through which gas flows into the sections between the valves 24 and 26, the sections between the valves 32 and 28, and the sections between the valves 34 and 30. In the evaluation mode, the closed circulation pipe 16 has gas in the sections between the valves 24 and 28, the sections between the valves 32 and 34 and the sections between the valves 30 and 26. A flowing path is formed.

그리고, 폐쇄순환배관(22)의 밸브들(38∼44)은 샘플가스에 포함된 불순물들이 칼럼(14)를 통과하면서 분리되어 공급될 때 성분별로 구분된 가스를 칼럼(20)을 통하여 GC-DID(10)로 배출하거나 또는 칼럼(46)을 통하여 GC-TCD(12)로 배출하기 위하여 동작되도록 구성되어 있다.In addition, the valves 38 to 44 of the closed circulation pipe 22 supply gas separated by components through the column 20 when the impurities included in the sample gas are separated and supplied while passing through the column 14. And to discharge to the DID 10 or to the GC-TCD 12 through the column 46.

먼저, 퍼지모드이면, 헬륨가스가 폐쇄순환배관(16)의 밸브들(24, 26) 간의 경로를 통하여 칼럼(14)으로 공급되고, 칼럼(14)을 통과한 헬륨 가스가 폐쇄순환배관(22)의 밸브들(38, 40)을 포함하는 경로를 거쳐서 칼럼(20)으로 유입되고, 헬륨가스는 칼럼(20)으로부터 GC-DID(10)로 공급된다.First, in the purge mode, helium gas is supplied to the column 14 through a path between the valves 24 and 26 of the closed circulation pipe 16, and the helium gas passing through the column 14 is the closed circulation pipe 22. ) Is introduced into column 20 via a path comprising valves 38, 40, and helium gas is supplied from column 20 to GC-DID 10.

이때 전술한 경로를 따라 흐르는 헬륨가스에 의하여 배관내부나 칼럼(14, 20)에 잔류된 가스가 제거된다.At this time, the gas remaining in the pipe or the columns 14 and 20 is removed by the helium gas flowing along the aforementioned path.

이때 샘플가스는 밸브(32)와 밸브(28) 간의 경로를 거쳐서 샘플링부(36)로 공급되고, 샘플링부(36)에서 소정량이 모아진 후 샘플 가스는 밸브(30)와 밸브(34) 간의 경로를 거쳐서 배출된다.At this time, the sample gas is supplied to the sampling unit 36 via a path between the valve 32 and the valve 28, and after collecting a predetermined amount from the sampling unit 36, the sample gas passes through the path between the valve 30 and the valve 34. It is discharged through.

그리고, 평가모드이면, 폐쇄순환배관(16)의 각 밸브들(24∼34)은 개폐상태가 변환된다. 이러한 개폐상태의 변환으로 샘플링부(36)에 모아진 소정량의 샘플은 칼럼(14)으로 공급된다.In the evaluation mode, the valves 24 to 34 of the closed circulation pipe 16 are switched in the open / closed state. The predetermined amount of samples collected in the sampling section 36 is supplied to the column 14 by the conversion of the open / close state.

구체적으로 폐쇄순환배관(16)의 밸브(24)와 밸브(28) 간의 경로를 통하여 헬륨 가스가 샘플링부(36)로 공급되므로, 샘플링부(36)에 모인 샘플은 밀려서 폐쇄순환배관(16)의 밸브(30)와 밸브(26) 간의 경로를 통하여 칼럼(14)으로 유입되며, 칼럼(14)에 유입된 샘플 가스는 주성분과 불순물이 분자량에 따른 차만큼 이동속도가 다르므로 분리된다.Specifically, since helium gas is supplied to the sampling unit 36 through a path between the valve 24 and the valve 28 of the closed circulation pipe 16, the sample collected in the sampling unit 36 is pushed to the closed circulation pipe 16. It is introduced into the column 14 through the path between the valve 30 and the valve 26, the sample gas introduced into the column 14 is separated because the moving speed of the main component and impurities differ by the difference in molecular weight.

모노실란(Mono-silane, SiH4)가스를 샘플로 이용하는 경우, 내부에 포함된 불순물 성분인 수소(H2), 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)는 자체의 분자량에 따라 전술한 순으로 분리된다.When mono-silane (SiH 4 ) gas is used as a sample, the internal impurities (H 2 ), oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), carbon monoxide (CO), and carbon dioxide (CO) 2 ) are separated in the order described above according to their molecular weight.

그러면 칼럼(14)에서는 수소, 산소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소와 같은 불순물이 폐쇄순환배관(22)의 밸브(38)로 순차적으로 유입되며, 불순물들 중 수소가 가장 먼저 유입되고, 그 후 소정 시간의 간격을 가지면서 산소와 질소와 일산화탄소 및 이산화탄소와 같은 불순물들이 소정 간격을 가지면서 순차적으로 유입된다.Then, in the column 14, impurities such as hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide are sequentially introduced into the valve 38 of the closed circulation pipe 22, and hydrogen is introduced first among the impurities, and then a predetermined time thereafter. At intervals, impurities such as oxygen, nitrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide are sequentially introduced at predetermined intervals.

그에 따라서 폐쇄순환배관(22)은 소정 시간 수소를 밸브(38)과 밸브(40) 사이의 경로를 통하여 칼럼(20)으로 보내고, 일정 시간 경과 후 각 밸브들(38∼44)의 절환상태가 가변되면서 칼럼(18)의 퍼지용 헬륨가스가 밸브(44)와 밸브(40) 사이의 경로를 통하여 칼럼(20)으로 공급된다. 이때 퍼지용 헬륨가스에 의하여 배관 또는 칼럼(20)의 수소를 포함하는 불순물이 제거된다.Accordingly, the closed circulation pipe 22 sends hydrogen to the column 20 through the path between the valve 38 and the valve 40 for a predetermined time, and the switching state of the valves 38 to 44 is changed after a predetermined time. The helium gas for purging the column 18 while being varied is supplied to the column 20 through a path between the valve 44 and the valve 40. At this time, impurities containing hydrogen in the pipe or column 20 are removed by the helium gas for purging.

그리고, 다시 폐쇄순환배관(22)의 각 밸브들(38∼44)의 절환상태가 가변되면서 수소에 이어서 산소가 전술한 방법으로 GC-DID(10)로 보낸진다. 그리고 퍼지가 이루어진 후 다시 질소가 GC-DID(10)로 보내진다.Then, the switching states of the valves 38 to 44 of the closed circulation pipe 22 are changed again, followed by hydrogen and oxygen to the GC-DID 10 in the above-described manner. After the purge is performed, nitrogen is sent to the GC-DID 10 again.

즉, 폐쇄순환배관(16)이 평가모드로 절환된 상태에서 폐쇄순환배관(22)에서는 샘플가스로부터 분리되는 각 성분들의 통과시간에 맞춰서 각 밸브들(38∼44)의 개폐상태가 가변됨으로써, GC-DID(10)로는 샘플가스의 특정 불순물 성분에 대한 공급과 퍼지가 번갈아가면서 이루어진다.That is, in the closed circulation pipe 22 in the state in which the closed circulation pipe 16 is switched to the evaluation mode, the opening and closing states of the valves 38 to 44 are varied in accordance with the passage time of each component separated from the sample gas. The GC-DID 10 alternately supplies and purges a specific impurity component of the sample gas.

그리고, 샘플 가스를 GC-TCD(12)가 평가할 때도 폐쇄순환배관(16)의 동작은 동일하고, 폐쇄순환배관(22)에서 각 밸브들(38∼44)의 개폐상태가 가변됨에 따라서 분리된 성분들과 퍼지용 헬륨가스가 칼럼(46)을 통하여 GC-TCD(12)로 공급된다. 또한, 실시예는 퍼지용 헬륨가스를 이용하여 GC-TCD(12)가 부가적으로 퍼지를 필요로 하는 경우에는 칼럼(48)을 통하여 헬륨가스가 공급되도록 조절할 수 있다.Also, when the GC-TCD 12 evaluates the sample gas, the operation of the closed circulation pipe 16 is the same, and as the opening and closing states of the valves 38 to 44 in the closed circulation pipe 22 are changed, Components and purge helium gas are fed to the GC-TCD 12 through column 46. In addition, the embodiment may be adjusted so that the helium gas is supplied through the column 48 when the GC-TCD 12 additionally needs to purge using the helium gas for purging.

본 발명에 따른 실시예는 평가장치로써 GC-DID와 GC-TCD를 구성하였으나, 이에 국한되지 않고, 폐쇄순환배관(22)에 밸브를 추가적으로 설치함으로써 추가 구성되는 밸브에 다른 평가장치가 설치될 수 있다.The embodiment according to the present invention constitutes the GC-DID and the GC-TCD as the evaluation device, but is not limited thereto, and another evaluation device may be installed in the valve further configured by additionally installing a valve in the closed circulation pipe 22. have.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 반도체장치를 제조하는 공정에 이용되는 다양한 가스에 대한 불순물 분석을 수행할 수 있으며, 평가방법도 평가장치의 선택적인 설치에 따라서 다양하게 이루어질 수 있다.Therefore, the embodiment according to the present invention can perform impurity analysis on various gases used in the process of manufacturing a semiconductor device, and the evaluation method may be variously made according to the selective installation of the evaluation device.

그러므로, 한 대의 본 발명에 따른 실시예와 같은 컷오프 시스템을 이용하여 반도체 공정용 가스 전반에 걸친 평가가 가능하며, 그로 인하여 정확히 평가된 가스가 공정에 이용될 수 있으므로, 반도체 제조공정의 전체적인 수율이 향상될 수 있다.Therefore, it is possible to evaluate the entire gas for semiconductor processing using the same cut-off system as in the embodiment according to the present invention, so that the accurately evaluated gas can be used in the process, so that the overall yield of the semiconductor manufacturing process Can be improved.

따라서, 본 발명에 의하면 반도체 제조공정에 이용되는 다양한 가스에 대한 평가가 하나의 설비를 이용하여 가능하게 되므로, 평가시스템의 구성이 간단해져서, 평가작업이 효율화되고 간단화되는 효과가 있다. 또한 결과적으로 반도체 공정의 수율이 극대화되는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, the evaluation of various gases used in the semiconductor manufacturing process can be performed by using one facility, so that the configuration of the evaluation system can be simplified, and the evaluation work can be made efficient and simplified. In addition, as a result, the yield of the semiconductor process is maximized.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.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 scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims (7)

퍼지용 가스와 샘플 가스를 공급하는 가스공급원과 상기 가스에 포함된 가스에 대한 평가를 수행하는 최소한 하나 이상의 평가 장치 사이에 구성되는 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템에 있어서, 상기 샘플 가스의 주성분과 복수의 불순물 성분을 분리하는 제 1 내지 제 3 칼럼(Column);A cut-off system for impurity evaluation in a semiconductor device manufacturing gas configured between a gas supply source for supplying a purge gas and a sample gas and at least one evaluation device for evaluating the gas contained in the gas, wherein the sample gas First to third columns to separate the main component of the and a plurality of impurity components; 상기 가스공급원으로부터 공급되는 상기 퍼지용 가스와 샘플 가스를 제 1 폐쇄순환배관에 복수 개 설치되는 밸브의 개폐조절로 퍼지모드와 평가모드로 구분하며, 퍼지모드시에 상기 제 1 칼럼으로 상기 퍼지용 가스를 배출하는 동안 소정 부분에서 상기 샘플가스를 모으고, 평가모드시에 상기 소정 부분에 모인 샘플가스를 상기 퍼지용 가스로 밀어서 상기 제 1 칼럼으로 배출하는 제 1 가스 공급 수단; 및The purge gas and the sample gas supplied from the gas supply source are divided into a purge mode and an evaluation mode by opening and closing a plurality of valves installed in a first closed circulation pipe, and the purge gas is supplied to the first column in the purge mode. First gas supply means for collecting the sample gas in a predetermined portion while discharging the gas, and pushing the sample gas collected in the predetermined portion into the purge gas and discharging the sample gas into the first column in an evaluation mode; And 상기 제 2 칼럼을 통하여 상기 퍼지용 가스를 공급받고, 제 2 폐쇄순환배관에 복수 개 설치되는 밸브의 개폐조절로 상기 제 1 칼럼을 통하여 성분별로 분리되어 공급되는 가스를 성분별로 구분하여 상기 제 3 칼럼을 통하여 상기 평가장치로 공급하는 제 2 가스 공급 수단; 을 구비함을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템.The gas supplied for the purge is supplied through the second column, and the gas supplied by the component is separated by the component through the first column by the opening / closing control of a plurality of valves installed in the second closed circulation pipe. Second gas supply means for supplying the evaluation apparatus through a column; And a cutoff system for impurity evaluation in a gas for manufacturing a semiconductor device. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가스 공급 수단은,The method of claim 1, wherein the first gas supply means, 상기 샘플 가스를 소정량 모으는 제 1 샘플링부를 구비하여 상기 퍼지모드시에 샘플가스를 모으고, 평가모드시에 상기 샘플가스를 상기 제 1 폐쇄순환배관의 상기 밸브들의 개폐에 따라 결정되는 소정 경로를 통하여 상기 제 1 칼럼으로 배출하도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템.A first sampling part for collecting a predetermined amount of the sample gas to collect the sample gas in the purge mode, and through the predetermined path determined in accordance with the opening and closing of the valves of the first closed circulation pipe in the evaluation mode. And cut off the impurity in the gas for manufacturing the semiconductor device. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가스 공급 수단은, 퍼지 가스가 유입되는 제 1 밸브;The gas supply system of claim 1, wherein the first gas supply means comprises: a first valve through which a purge gas is introduced; 제 1 칼럼로 가스를 배출하도록 연결되는 제 2 밸브;A second valve connected to exhaust gas to the first column; 상기 샘플 가스를 소정량 모으는 제 2 샘플링부가 사이에 연결되는 제 3 및 제 4 밸브;Third and fourth valves connected between a second sampling unit configured to collect a predetermined amount of the sample gas; 상기 샘플 가스가 유입되는 제 5 밸브; 및A fifth valve through which the sample gas is introduced; And 내부의 샘플 가스가 배출되는 제 6 밸브를 구비하며;A sixth valve through which the sample gas therein is discharged; 제 1, 제 3, 제 5, 제 6, 제 4 및 제 2 밸브가 상기 순서대로 상기 제 1 폐쇄순환배관에 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템.And a first, third, fifth, sixth, fourth, and second valve are installed in said first closed circulation pipe in said order. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 폐쇄순환배관은;The method of claim 3, wherein the first closed circulation pipe; 상기 퍼지모드이면 상기 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브 사이의 경로를 통하여 퍼지 가스가 상기 제 1 칼럼으로 배출되고 제 5 밸브와 제 3 밸브, 샘플링부 및 제 4 밸브와 제 6 밸브를 통하여 샘플이 배출되도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템.In the purge mode, purge gas is discharged to the first column through a path between the first valve and the second valve, and the sample is passed through the fifth and third valves, the sampling unit, and the fourth and sixth valves. And a cutoff system for evaluating impurities in said semiconductor device manufacturing gas. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 폐쇄순환배관은;The method of claim 3, wherein the first closed circulation pipe; 상기 평가모드이면 상기 밸브들의 개폐에 따라 상기 제 1 밸브로부터 유입되는 퍼지 가스를 제 3 밸브, 샘플링부, 제 4 밸브 및 제 2 밸브 순으로 형성되는 경로를 통하여 배출하도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템.In the evaluation mode, the semiconductor is configured to discharge purge gas flowing from the first valve through a path formed in the order of a third valve, a sampling unit, a fourth valve, and a second valve according to opening and closing of the valves. Cut-off system for impurity evaluation in gas for device manufacturing. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 가스 공급 수단은,The method of claim 1, wherein the second gas supply means, 상기 제 1 칼럼으로부터 가스를 공급받도록 연결된 제 7 밸브, 상기 제 2 칼럼으로부터 퍼지가스를 공급받도록 연결된 제 8 밸브 및 상기 제 3 칼럼으로 상기 제 1 및 제 2 칼럼으로부터 유입되는 가스를 택일하여 공급하도록 연결된 제 9 밸브가 제 2 폐쇄순환배관에 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템.A seventh valve connected to receive gas from the first column, an eighth valve connected to receive purge gas from the second column, and the third column to alternatively supply gas introduced from the first and second columns; A cutoff system for evaluating impurities in gas for manufacturing a semiconductor device, wherein a connected ninth valve is installed in a second closed circulation pipe. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 2 가스 공급 수단의 상기 제 2 폐쇄순환배관에 제 10 밸브가 더 설치되어서 부가적인 평가장치로의 샘플 또는 퍼지용 가스의 택일적인 공급을 수행하도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 가스 내의 불순물 평가를 위한 컷오프 시스템.And a tenth valve is further provided in the second closed circulation pipe of the second gas supply means so as to perform an alternative supply of a sample or purge gas to an additional evaluation device. Cut-off system for impurity evaluation.
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