KR100261567B1 - Liquid delivery system auto-refill apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 유기금속 화학기상증착장비(Metal Organic Chemical Vapor Deposition system)에 관한 것으로, 특히 엘디에스(Liquid Delivery System)에 유기금속을 자동으로 재충전시키는데 적합한 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor organic metal chemical vapor deposition system (Metal Organic Chemical Vapor Deposition system), in particular to the automatic of the organic metal chemical vapor deposition equipment for the automatic metal organic vapor deposition equipment LDS It relates to a refill apparatus.
일반적으로 유기금속 화학기상증착장비(이하, MOCVD)는, 바론(Ba), 스트론튬(Sr), 티탄(Ti)과 같은 금속성의 반응물질을 산화질소(N2O), 산소(O2), 불화수소(HF3)와 같은 옥시겐 가스와 혼합시켜 공정챔버 내에서 웨이퍼에 박막이나 에피층을 증착 형성시키는 장비이다.In general, organometallic chemical vapor deposition equipment (hereinafter referred to as MOCVD), metal reactants such as baron (Ba), strontium (Sr), titanium (Ti), nitrogen oxides (N 2 O), oxygen (O 2 ), It is a device that deposits a thin film or epi layer on a wafer in a process chamber by mixing with an oxygen gas such as hydrogen fluoride (HF 3 ).
도 1은 종래 엠오시브이디의 엘디에스를 개념적으로 보인 배관도로서 이에 도시된 바와 같이, 종래의 엘디에스는 엠오시브이디 증착장비(미도시)내에 항구적으로 설치되어 있는 내장형 소스부와, 그 내장형 소스부에 엠오소스를 재공급하기 위한 외장형 소스부로 구성되어 있다.1 is a piping diagram conceptually showing an LS of a conventional MD, and as shown in the related art, a conventional LS has a built-in source part permanently installed in an AMSD deposition apparatus (not shown), and It is composed of an external source for resupplying the EO source to the internal source.
상기 내장형 소스부는 통상적인 저장보틀(Source Bottle)(1)에 소스 벤트라인(2)이 연통되고, 그 소스 벤트라인(2)은 증착이 이루어지는 공정챔버(3)에 연통되어 있다. 즉, 상기 공정챔버(3)는 진공펌프(4)와 메인 진공라인(5)으로 연통되는데, 상기 벤트공급라인(2)이 그 메인 진공라인(5)의 중간에 연통되어 있다. 또한, 상기 저장보틀(1)에는 소스 벤트라인(2) 외에도 별도의 소스 공급라인(6)이 연통되어 있고, 그 소스 공급라인(6)의 일단에는 외장형 소스부를 연통시킬 수 있는 리필포트(Refill Port)(7)가 설치되어 있다.The built-in source portion is in communication with a source vent line 2 in a conventional source bottle 1, and the source vent line 2 is in communication with a process chamber 3 in which deposition is performed. That is, the process chamber 3 is in communication with the vacuum pump 4 and the main vacuum line 5, the vent supply line 2 is in communication between the main vacuum line (5). In addition, a separate source supply line 6 is connected to the storage bottle 1 in addition to the source vent line 2, and a refill port capable of communicating an external source part to one end of the source supply line 6 is connected. Port 7 is provided.
상기 외장형 소스부는 리필포트(7)에 착탈되는 소스 공급라인(8)이 공급보틀(9)에 연통되어 있고, 그 공급보틀(9)에는 보틀(9)내의 엠오소스를 밀어내기 위한 질소가스 공급라인(10)이 연통되어 있다.The external source portion has a source supply line 8 detachable from the refill port 7 communicating with the supply bottle 9, and the supply bottle 9 supplies nitrogen gas for pushing the EO source in the bottle 9. The line 10 is in communication.
여기서, 상기 각 라인(2,6,8,10)에는 엠오소스 및 질소가스가 제방향으로 흐를 수 있도록 하기 위한 밸브가 장착되어 있는데, 그 중에서 공급보틀(9)의 입구부에 배치되는 밸브 및 외장형 소스부에 장착되는 밸브 그리고 내장형 소스부의 메인 진공라인(5)에 연통되는 부위의 벤트라인(2)에 장착되는 밸브 등은 모두 수동식 밸브이고, 그 이외에 각 라인의 중간에 설치되는 밸브는 자동밸브이다.Here, each of the lines (2, 6, 8, 10) is equipped with a valve for the flow of the amso source and nitrogen gas in the direction, wherein the valve disposed in the inlet of the supply bottle (9) and The valves mounted on the external source portion and the valves mounted on the vent line 2 at the portion communicating with the main vacuum line 5 of the internal source portion are all manual valves. Valve.
즉,도면에서 M1 ~ M5는 수동밸브이고, V1 ~ V10은 각각 자동밸브이며, F1 ~ F3는 벨로우즈형 수동밸브이다.That is, in the drawing, M1 to M5 are manual valves, V1 to V10 are automatic valves, and F1 to F3 are bellows type manual valves.
도면중 미설명 부호인 11은 압력계이고, 12는 소스펌프이다.In the drawings, reference numeral 11 denotes a pressure gauge, and 12 denotes a source pump.
상기와 같이 구성된 종래의 엘디에스에서, 엠오소스의 동작과정은 다음과 같다.In the conventional LDS configured as described above, the operation of the MOS source is as follows.
먼저, 상기 외장형 소스부에 충진시키고자 하는 공급보틀(9)을 장착시키고, 그 공급보틀(9)에 연통된 소스 공급라인(8)을 리필포트(7)에 연결한 이후에 모든 라인을 청소한다.First, the supply bottle 9 to be filled in the external source portion is mounted, and after the source supply line 8 connected to the supply bottle 9 is connected to the refill port 7, all the lines are cleaned. do.
이후, 내장형 소스부의 각 수동식 밸브(M1,M2)를 오픈시킨 상태에서 진공펌프(4)를 가동시켜 내장형 소스부의 각 라인(2,6)이 진공압을 형성하도록 한 다음에, 외장형 소스부의 각 수동식 밸브(M3,M4)를 오픈시킨다.Thereafter, the vacuum pump 4 is operated with each of the manual valves M1 and M2 of the built-in source part open, so that each line 2 and 6 of the built-in source part forms a vacuum pressure. Open the manual valve (M3, M4).
이때, 상기 저장보틀(1)에 구비된 레벨센서(Level Sensor)가 90%이상이 되면, 각 소스보틀(1,9)의 수동식 밸브를 닫아 보충공정을 중지시킨다.At this time, when the level sensor (Level Sensor) provided in the storage bottle 1 is 90% or more, the manual valve of each source bottle (1, 9) is closed to stop the replenishment process.
다음, 상기 메인 진공라인(5)을 열어 저장보틀(1)로 유입된 엠오소스를 공정챔버로 유도하여 소정의 공정을 마친 이후에는, 각 수동식 밸브를 닫고 외장형 소수부를 분리하여 청소를 하는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.Next, after opening the main vacuum line (5) to guide the EO source introduced into the storage bottle (1) to the process chamber to complete the predetermined process, each manual valve is closed and the external hydrophobic part is cleaned of a series of It was to repeat the process.
그러나, 상기와 같은 종래의 엘디에스에 있어서는, 기본적으로 리필공정이 수동식이기 때문에 각 밸브를 여닫는데 소요되는 시간 및 공정의 중단시간이 증가하게 되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.However, in the conventional LS as described above, since the refilling process is basically a manual type, the time required for opening and closing each valve and the stopping time of the process increase, which causes a problem in that the productivity is lowered.
또한, 상기 내장형 소스부와 외장형 소스부를 리필작업때마다 착탈하여야 하는데, 이때 라인벤트를 실시하여야 하는 부분과 횟수의 증가로 인한 엠오소스의 소모량이 증가하게 되는 문제점도 있었다.In addition, the internal source and the external source to be removed each time the refilling operation, at this time there is a problem that the consumption of the EO source due to the increase in the number and the number of times to perform the line vents.
또한, 질소가스의 유입시 저장보틀의 압력을 낮추어야 하는데, 내장형 소스부의 벤트라인(2)이 진공펌프(4)에 연통된 메인 진공라인(5)에 연결되어 공급보틀(4)로부터 공급되는 엠오소스까지도 벤트될 우려가 있었다.In addition, when the nitrogen gas is introduced, the pressure of the storage bottle should be lowered. The vent line 2 of the built-in source part is connected to the main vacuum line 5 connected to the vacuum pump 4 and is supplied from the supply bottle 4. There was a risk that the source would be vented.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 엘디에스가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 리필공정을 수행하는데 소요되는 시간을 최소화함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in view of the problems of the conventional LDS as described above, by minimizing the time required to perform the refilling process, to improve the productivity of the semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment LDS It is an object of the present invention to provide an automatic refilling apparatus.
또한, 상기 내장형 소스부와 외장형 소스부를 일체로 하여 리필작업시 엠오소스의 공급전에 실시하던 라인벤트를 생략하여 엠오소스의 소모량을 감소시킬 수 있도록 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.In addition, the automatic refilling device of the DS for semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment to reduce the consumption of the EO source by omitting the line vent that was performed before the supply of the EO source in the refill operation by integrating the internal source unit and the external source unit It is an object of the present invention to provide.
또한, 상기 공급보틀의 압력강하시 저장보틀로부터 유도되는 엠오소스가 불필요하게 벤트되는 것을 방지할 수 있는 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide an automatic refilling device of the DS for semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment that can be prevented from unnecessarily venting the eo source derived from the storage bottle under pressure drop of the supply bottle.
도 1은 종래 엠오시브이디의 엘디에스를 개념적으로 보인 배관도.1 is a piping diagram conceptually showing the LS of the conventional MD.
도 2는 본 발명에 의한 엠오시브이디의 엘디에스를 보인 배관도.Figure 2 is a piping diagram showing the LS of the MD in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 엠오시브이디의 엘디에스가 동작되는 순서도.Figure 3 is a flow chart of the operation of the MD of the MD in accordance with the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
110 : 저장보틀 120 : 공급보틀110: storage bottle 120: supply bottle
130 : 버퍼탱크 131 : 레벨센서130: buffer tank 131: level sensor
140 : 벤트용 진공펌프 150 : 로드셀140: vent vacuum pump 150: load cell
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 공정에 필요한 엠오소스를 공급하기 위한 저장보틀과, 그 저장보틀에 차별적으로 연통되어 공정챔버에 안정적으로 공급될 엠오소스가 임시로 채워지는 공급보틀과, 상기 저장보틀과 공급보틀 사이에 연통되게 설치되어 공급보틀에 채워질 엠오소스의 량을 조절하거나 또는 상기 저장보틀의 교환시 장비 전체를 지속적으로 운전시킬 수 있도록 엠오소스를 임시 체류시키는 버퍼탱크와, 상기 각 소스보틀 및 버퍼탱크 사이의 라인상에 설치되는 각종 밸브를 일괄적으로 제어하기 위한 전장부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a storage bottle for supplying the EO source required for the process, and a supply bottle that is temporarily filled with the EO source to be stably supplied to the process chamber to communicate with the storage bottle, A buffer tank which is installed in communication between the storage bottle and the supply bottle to temporarily adjust the amount of the EO source to be filled in the supply bottle, or to temporarily maintain the EO source to continuously operate the entire equipment when the storage bottle is replaced; There is provided an automatic refilling apparatus for an LDS for a semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus, comprising an electric component for collectively controlling various valves installed on a line between each source bottle and a buffer tank.
이하, 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the automatic refilling device of the DS for semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 엠오시브이디의 엘디에스를 보인 배관도이고, 도 3은 본 발명에 의한 엠오시브이디의 엘디에스가 동작되는 순서도이다.Figure 2 is a piping diagram showing the LS of the MD according to the present invention, Figure 3 is a flow chart of the operation of the LS of the MD according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 엘디에스는, 공정에 필요한 엠오소스를 공급하기 위한 2000ml급 저장보틀(110)과, 그 저장보틀(110)에 차별적으로 연통되어 공정챔버(3)에 안정적으로 공급될 엠오소스가 임시로 채워지는 900ml급 공급보틀(120)과, 상기 저장보틀(110)과 공급보틀(120) 사이에 연통되게 설치되어 공급보틀(120)에 채워질 엠오소스의 량을 조절하거나 또는 상기 저장보틀(110)의 교환시 장비 전체를 지속적으로 운전시킬 수 있도록 엠오소스를 임시 체류시키는 버퍼탱크(Buffer Tank)(130)와, 상기 각 소스보틀(110,120) 및 버퍼탱크(130) 사이의 라인상에 설치되는 각종 밸브를 일괄적으로 제어하기 위한 전장부(미도시)를 포함하여 구성된다.As shown in the present invention, the LDS according to the present invention is stably communicated with the process chamber 3 by differentially communicating with the 2000 ml storage bottle 110 and its storage bottle 110 for supplying the EO source necessary for the process. 900ml-class supply bottle 120 is temporarily filled with the supply of the source to be supplied, and is installed in communication between the storage bottle 110 and the supply bottle 120 to adjust the amount of the source of amos to be filled in the supply bottle 120 or Alternatively, between the storage tank 110 and the buffer tank 130 for temporarily staying in the EO source so that the entire equipment can be continuously operated when the storage bottle 110 is exchanged, and between the source bottles 110 and 120 and the buffer tank 130. And an electric component (not shown) for collectively controlling various valves installed on the line.
즉, 상기 저장보틀(110)에는 질소가스 라인(111) 및 엠오소스 라인(112)이 연통되고, 그 중에서 엠오소스 라인(112)은 버퍼탱크(130)에 연통된 이후에 공급보틀(120)에 연통되며, 그 공급보틀(120)에 연통된 엠오소스 라인(112)은 통상적인 공정챔버(3)로 연통된다.That is, the storage bottle 110 communicates with the nitrogen gas line 111 and the EO source line 112, wherein the EO source line 112 is in communication with the buffer tank 130 and then the supply bottle 120. In communication with the supply bottle 120, the EO source line 112 is in communication with the conventional process chamber (3).
상기 저장보틀(110)은 라인벤트시에만 서브 진공펌프(140)에 연통되고, 상기 공급보틀(120)은 공정챔버(3)로의 소스 공급시에만 메인 진공펌프(4)에 연통된다.The storage bottle 110 communicates with the sub vacuum pump 140 only at the line vent, and the supply bottle 120 communicates with the main vacuum pump 4 only when supplying the source to the process chamber 3.
상기 저장보틀(110)의 하단에는 그 보틀의 무게를 체크하여 그 저장보틀(110)의 교환주기를 산정하기 위한 로드셀(Loadsell)(150)이 설치된다.A load cell 150 is installed at the bottom of the storage bottle 110 to check the weight of the bottle and calculate an exchange period of the storage bottle 110.
상기 버퍼탱크(130)에는 그 탱크(130)에 채워지는 엠오소스의 양을 감지하여 장비의 리필동작의 운전여부를 결정하기 위한 레벨센서(131)가 구비되는데, 그 레벨센서(131)는 연속적인 센싱이 가능한 프래쉬 센서(Flash Sensor)가 적용된다.The buffer tank 130 is provided with a level sensor 131 for determining the operation of the refill operation of the equipment by sensing the amount of the amso source filled in the tank 130, the level sensor 131 is continuous A flash sensor that can sense automatically is applied.
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.
도면중 미설명 부호인 7은 리필포트, 121은 벤트라인, 122는 소스라인, MV#1 ~ MV#5 및 MV1 ~ MV4는 각각 수동밸브이고, AV#1 ~ AV#8 및 AV1 ~ AV9은 각각 자동에어밸브이며, CV1은 체크밸브이다.In the drawings, reference numeral 7 denotes a refill port, 121 vent line, 122 a source line, MV # 1 to MV # 5 and MV1 to MV4 are manual valves, and AV # 1 to AV # 8 and AV1 to AV9 Each is an automatic air valve and CV1 is a check valve.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치는 다음과 같이 동작된다.The automatic refilling device of the DS for semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention configured as described above is operated as follows.
즉, 상기 공급보틀의 레벨센서(미도시)가 25% 이하이고 공정이 진행중인 경우에는, 서브 진공펌프(140)의 흡입압을 이용하여 리필작업을 수행하게 되는데, 이를 위해서는 먼저 공정챔버(3)로 향하는 소스라인(122)을 닫은 상태에서 버퍼탱크(130)에서 연통되는 소스라인을 열어 상기 공급보틀(120)에 엠오소스를 충진시키게 된다.That is, when the level sensor (not shown) of the supply bottle is 25% or less and the process is in progress, the refilling operation is performed by using the suction pressure of the sub vacuum pump 140. In the state in which the source line 122 is closed, the source line communicating in the buffer tank 130 is opened to fill the source bottle 120 with the EO source.
한편, 상기 공급보틀(120)의 레벨센서는 25% 이하이나 공정이 정지중인 경우에는, 저장보틀(110)과 버터탱크(130)를 연통시키는 소스라인을 열어 그 버퍼탱크(130)에 엠오소스를 적정량까지 충진시킨 이후에, 공급보틀(120)과 서보 진공펌프(140)를 연통시키고 있는 벤트라인을 열어 공급보틀(120)의 압력을 낮추게 되는데, 여기서 공급보틀(120)의 압력은 급격하게 저하됨과 함께 그 공급보틀(120)과 버퍼탱크(130)를 연통시키고 있는 소스라인이 열려 엠오소스가 버퍼탱크(130)로부터 공급보틀(120)로 모세관 현상에 의해 이동하게 되는 것이다. 이때, 공급보틀(120)의 레벨센서가 90% 이상이 되면 리필동작이 정지된다.On the other hand, when the level sensor of the supply bottle 120 is 25% or less, but the process is stopped, the source source for communicating the storage bottle 110 and the butter tank 130 is opened to the EO source in the buffer tank 130 After filling up to an appropriate amount, by opening the vent line in communication with the supply bottle 120 and the servo vacuum pump 140 to lower the pressure of the supply bottle 120, where the pressure of the supply bottle 120 suddenly In addition to the deterioration, the source bottle communicating with the supply bottle 120 and the buffer tank 130 is opened so that the EO source moves from the buffer tank 130 to the supply bottle 120 by a capillary phenomenon. At this time, when the level sensor of the supply bottle 120 is 90% or more, the refilling operation is stopped.
또한, 상기 저장보틀(110)의 엠오소스가 버퍼탱크(130)로 이동하는 중에 그 저장보틀(110)은 로드셀(150)에 의해 지속적으로 무게가 체크되며, 상기 저장보틀(110)의 무게가 일정값 이하로 되면, 그 저장보틀(110)을 교체하여야 한다.In addition, while the EO source of the storage bottle 110 is moved to the buffer tank 130, the storage bottle 110 is continuously checked by the load cell 150, the weight of the storage bottle 110 When the predetermined value or less, the storage bottle 110 should be replaced.
이렇게 하여, 각 밸브를 자주 여닫을 필요가 없게 되는 것은 물론 공정진행중에도 리필공정을 수행할 수 있게 되어 리필공정을 수행하는데 소요되는 시간을 최소화할 수 있게 되는 것이다.In this way, it is not necessary to open and close each valve frequently, and the refilling process can be performed during the process, thereby minimizing the time required to perform the refilling process.
또한, 상기 내장형 소스부와 외장형 소스부를 일체로 하여 리필작업시 엠오소스의 공급전에 실시하던 라인벤트를 생략하여 엠오소스의 소모량을 감소시킬 수 있는 것은 물론, 별도의 서보 진공펌프를 부가시켜 상기 공급보틀의 압력강하시 저장보틀로부터 유도되는 엠오소스가 불필요하게 벤트되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the internal source portion and the external source portion may be integrated to omit the line vents performed before the supply of the EO source during the refilling operation, thereby reducing the consumption of the EO source, and adding a separate servo vacuum pump to supply the supply. Under pressure drop of the bottle, it is possible to prevent unnecessarily venting of the exo source derived from the storage bottle.
참고로, 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치에 있어서의 리필동작을 도 3에 순서도로 제시하였다.For reference, a refilling operation in the automatic refilling device of the DS for semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is shown in a flowchart in FIG. 3.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학증착장비용 엘디에스의 자동 리필장치는, 공정에 필요한 엠오소스를 공급하기 위한 저장보틀과, 그 저장보틀에 차별적으로 연통되어 공정챔버에 안정적으로 공급될 엠오소스가 임시로 채워지는 공급보틀과, 상기 저장보틀과 공급보틀 사이에 연통되게 설치되어 공급보틀에 채워질 엠오소스의 량을 조절하거나 상기 저장보틀의 교환시 장비 전체를 지속적으로 운전시킬 수 있도록 엠오소스를 임시 체류시키는 버퍼탱크와, 상기 각 소스보틀 및 버퍼탱크 사이의 라인상에 설치되는 각종 밸브를 일괄적으로 제어하기 위한 전장부를 포함하여 구성함으로써, 리필공정을 수행하는데 소요되는 시간을 최소화할 수 있고, 엠오소스의 소모량을 감소시킬 수 있으며, 공급보틀의 압력강하시 저장보틀로부터 유도되는 엠오소스가 벤트되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the automatic refilling apparatus of the DS for semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus according to the present invention is stably connected to the process chamber by differentially communicating with the storage bottle for supplying the EO source necessary for the process and the storage bottle. It is installed between the supply bottle and the supply bottle which is temporarily filled with the source of the source to be supplied, it is possible to adjust the amount of the source of the source to be filled in the supply bottle or to continuously operate the entire equipment when the storage bottle is replaced. By including the buffer tank to temporarily hold the eo source so as to, and the total length for controlling the various valves installed on the line between the source bottle and the buffer tank collectively, the time required to perform the refilling process Minimize, reduce the consumption of amose source, store under pressure drop of supply bottle There is an effect that can be prevented from venting the eo source derived from the bottle.
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