KR100418519B1 - 확산설비 구조 및 가스 제어 방법 - Google Patents

확산설비 구조 및 가스 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 확산설비의 반응가스 흐름을 제어하기 위한 것으로서, 반응가스의 흐름을 반응챔버의 온도와 연계하여 제어함으로써 미분해된 반응가스가 외부로 배기되는 것을 방지하여 환경 및 안전사고 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Description

확산설비 구조 및 가스 제어 방법
본 발명은 확산설비의 반응가스 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반응가스가 미분해 온도에서 반응챔버에 투입되는 것을 방지하기 위해서 반응가스의 흐름 조건을 온도와 연계하여 제어하도록 한 확산설비 구조 및 가스 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 확산공정은 다양한 종류의 반응가스가 상호 화학적 반응을 일으켜 웨이퍼상에 원하는 박막을 형성하는 것이다. 이러한 확산공정은 고온의 반응챔버에서 진행되는 공정으로 반응챔버 내부에 투입된 반응가스는 반응챔버의 높은 온도에 의해 분해되며 분해된 반응가스는 웨이퍼 표면에 쌓인 후 불순물로 작용하여 웨이퍼 내부로 확산된다. 이와 같은 확산공정은 불수물의 종류(즉, 반응가스의 종류), 반응챔버의 분위기 상태, 웨이퍼의 온도에 따라 좌우된다.
확산공정을 진행하는데 필요한 확산설비는 공정이 진행되는 반응챔버와 반응챔버 내부의 온도를 조절해주는 전기로와 확산공정 중에 사용되는 가스의 종류 및 가스 양을 조절하는 가스패널과 여러가지 제어부로 구성되어 있다.
도 1을 참조하여 종래의 가스 흐름의 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 기존의 확산설비의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이 확산설비(1)는 확산공정이 진행되는 반응챔버(10)가 있고, 반응챔버(10)와 연통되어 공정에 필요한 반응가스를 반응챔버(10)에 공급해주는 가스공급부(20)가 설치되어 있다. 여기서, 가스공급부(20)는 반응챔버(10)에 가스를 공급하기 위해 반응챔버(10)와 가스라인(21)을 개재하여 연통된 가스 저장부(23)와, 가스라인(21)에 설치되어 가스라인(21)을 개폐하는 2개의 에어밸브(25)(26)와, 에어밸브(25)(26) 사이에 설치되어 가스의 유량을 제어하는 MFC(27)로 구성되어 있다.
또한, 반응챔버(10) 외부에는 반응챔버(10) 내부의 온도를 높여주는 전기로(30)가 설치되어 있고, 반응챔버(10) 내부에는 반응챔버(10) 내부의 온도를 감지하기 위한 온도감지부(40)가 설치되어 있다. 여기서, 온도감지부(40)는 제어용 서머커플(41)과 고온용 서머커플(43)이다.
또한, 온도감지부(40)에서 감지한 반응챔버(10) 내부의 온도에 따라 전기로(30)를 제어하는 온도제어부(50)가 제어용 서머커플(41)과 전기적으로 연결되어 있고, 반응챔버(10) 내부의 온도가 공정범위 온도 이상으로 상승되었을 때 전기로(30)에 공급되는 전원을 차단하는 고온용 온도지시계(60)가 고온용 서머커플(43)과 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 확산설비(1)의 필요 공정 조건이 모두 기설정되어 있어 있고 확산설비(1)의 시스템을 총체적으로 제어하는 주제어부(70)가 온도제어부(50)와 전기적으로 연결되어 있고, 주제어부(70)의 신호에 따라 가스종류 및 가스의 양과 가스의 흐름을 제어하는 가스제어부(80)가 주제어부(70) 및 가스공급부(20)와 전기적으로 연결되어 있다.
도 2를 참조하여 기존의 확산설비의 반응가스 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 확산공정이 진행될 웨이퍼(미도시)를 반응챔버(10) 내부에 투입시킨다. 이후, 전기로(30)에 전원을 공급하여 반응챔버(10) 내부의 온도를 공정에 필요한 온도까지 상승시킨다. 예를 들어 실란가스를 이용하여 확산공정을 진행할 때 반응챔버(10) 내부의 온도는 실란가스가 분해될 수 있는 온도인 약 300℃이상이어야 한다.
전기로(30)에 의해 반응챔버(10) 내부의 온도가 상승되기 시작하면 반응챔버(10) 내부에 설치된 온도감지부(40)가 작동하여 반응챔버(10) 내부의 온도를 감지한다.(S110) 여기서, 제어용 서머커플(41)에서 감지된 반응챔버(10)의 온도는 곧바로 온도제어부(50)에 전달되고 고온용 서머커플(43)에서 감지된 반응챔버(10) 내부온도는 고온용 온도지시계(60)에 전달된다.
온도제어부(50)와 고온용 온도지시계(60)는 각각의 서머커플(41)(43)에서 출력된 반응챔버(10) 내부의 온도 데이터를 입력하여 주제어부(70)에서 전달된 기설정 온도 또는 설비에 세팅되어 있는 기설정 온도와 비교한다. 이때, 온도제어부(50)는 제어용 서머커플(41)에서 입력받은 반응챔버(10) 내부의 온도 데이터를 다시 주제어부(70)에 전달한다.
온도제어부(50)의 온도 비교결과 주제어부(70)에서 입력받은 기설정온도와 제어용 서머커플(41)에서 입력받은 반응챔버(10) 내부의 온도 데이터가 동일하면 전기로(30)의 온도를 계속 유지시킨다. 또한, 고온용 온도지시계(60)의 온도비교 결과 고온용 온도지시계(60)에 세팅된 온도보다 고온용 서머커플(43)에서 입력된 반응챔버(10) 내부의 온도 데이터가 낮으면 고온용 온도지시계(60)는 동작하지 않는다.
한편, 온도제어부(50)에서 주제어부(70)로 반응챔버(10) 내부의 온도가 출력되면 주제어부(70)는 기설정 온도와 입력된 반응챔버(10) 내부의 온도를 비교한다. 비교결과 주제어부(70)에 기설정된 온도와 입력된 반응챔버(10) 내부의 온도가 동일하면 가스제어부(80)에 가스공급 신호를 전달한다.(S120)
주제어부(70)의 신호를 전달받은 가스제어부(80)는 기설정된 반응가스의 종류 및 양을 가스공급부(20)로 전달하고, 가스제어부(80)의 신호를 입력한 가스공급부(20)는 폐쇄된 에어밸브(25)(26)를 개방시켜 반응가스를 반응챔버(10)에 공급한다. 또한, 가스공급부(20)의 MFC는 가스라인(21)을 통해 공급되는 가스의 양을 제어하여 공정에 필요한 양의 반응가스만을 반응챔버(10) 내부에 투입시켜 확산공정이 진행되도록 한다.(S130)
한편, 공정을 진행 후 소정시간이 경과한 후 온도감지부(40)가 온도제어부(50)와 고온용 온도지시계(60)에 반응챔버(10) 내부의 온도 데이터를 출력하면 온도제어부(50)와 고온용 온도지시계(60)는 기설정온도와 입력된 반응챔버(10) 내부의 온도를 비교한다.
온도제어부(50)의 온도 비교결과 주제어부(70)에서 전달받은 기설정온도 보다 제어용 서머커플(41)에서 전달받은 반응챔버(10) 내부의 온도가 높을 경우 온도제어부(50)는 전기로(30)를 제어하여 전기로(30)의 온도를 낮춘다. 또한, 고온용 온도지시계(60)의 온도 비교결과 고온용 온도지시계(60)에 세팅된 온도보다 고온용 서머커플(43)에서 전달된 반응챔버(10) 내부의 온도가 높을 경우(S140) 고온용 온도지시계(60)가 동작하여 전기로(30)에 공급되는 전원을 차단한다.(S150)
또한, 온도제어부(50)에 알람발생신호를 전달하고 가스제어부(80)에 에어밸브 차단신호를 출력한다. 이후, 가스제어부는 에어밸브 차단신호를 입력하여 인터록을 작동시켜 에어밸브를 폐쇄시킨다. 이와 같이 에어밸브가 폐쇄되면 공정을 진행하기 위해 반응챔버 내부로 투입되던 반응가스의 공급이 중단된다.(S160)
그러나, 반응챔버 내부의 온도가 낮을 때 반응가스의 흐름은 반응챔버의 온도와 무관하게 설계되어 있기 때문에 수동 조작시 작업자의 실수 또는 자동 조작시 소프트웨어의 오동작으로 인해 에어밸브가 개방되어 반응가스가 미분해 온도임에도 불구하고 반응챔버에 투입되는 문제점이 있었다.
이 경우 반응챔버에 투입된 반응가스가 완전히 분해되지 않고 배출구를 통하여 외부로 배기되기 때문에 화재 및 환경 오염등으로 인해 인명피해가 발생되었다. 즉, 확산설비를 진행하는데 사용되는 반응가스의 대부분이 부식성, 가연성, 유독성가스이기 때문에 이러한 가스들이 분해되지 않은 상태에서 대기중으로 방출되면 가연성가스는 대기중에서 폭발하고 부식성 및 유독성가스는 환경을 오염시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 반응가스의 공급을 온도와 연계해서 제어함으로써 반응챔버 내부 온도가 반응가스 미분해 온도일 때 에어밸브가 열리지 않도록 하는 인터록을 설정하여 안전사고 방지 및 환경을 보호하도록 한 확산설비 구조 및 가스 제어 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 확산설비 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 2는 종래의 반응가스 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 확산설비의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 반응가스 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 반응가스 제어방법을 도시한 순서도이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 공정이 진행되는 반응챔버와, 상기 반응챔버 외부에 설치되어 상기 반응챔버 내부의 온도를 높여주는 전기로와, 공정에 필요한 모든 조건이 기설정된 주제어부와, 상기 반응챔버 내부의 온도를 감지하기 위해 반응챔버 내부에 설치되며 저온용 서머커플과 제어용 서머커플과 고온용 서머커플로 구성된 온도감지부와, 상기 저온용 서머커플과 연결되며 공정온도 보다 낮은 온도범위에서 신호를 출력하는 저온용 온도지시계와, 상기 고온용 서머커플과 연결되며 상기 공정온도 보다 높은 온도범위에서 신호를 출력하는 저온용 계전기와, 상기 제어용 서머커플과 연결되어 상기 전기로를 제어하는 온도제어부와, 상기 저온 및 고온용 온도지시계의 차단신호에 따라 밸브를 폐쇄하고 가스의 양 및 가스의 종류를 제어하는 가스제어부를 포함하는 것을 특징한다.
본 발명에 따른 반응가스 제어방법은 온도감지부에서 반응챔버 내부의 온도를 감지하여 온도제어부와 저온용 온도지시계 및 고온용 온도지시계에 감지된 온도를 출력하는 온도감지단계와, 상기 온도감지부 및 상기 온도제어부에서 출력된 반응챔버 내부의 온도를 입력한 상기 저온용 온도지시계 및 상기 고온용 온도지시계와 상기 주제어부에서 상기 입력된 반응챔버 내부의 온도와 기설정 온도를 비교하여 판단하는 판단 단계와, 상기 저온용 온도지시계의 판단결과 상기 반응챔버 내부의 온도가 상기 기설정 온도보다 낮을 경우 상기 가스제어부에 밸브 차단신호를 전달하여 밸브를 차단하는 제 1 밸브차단 단계와, 상기 주제어부의 판단결과 상기 반응챔버 내부의 온도와 상기 기설정 온도가 동일할 경우 반응가스를 공급하여 공정을 진행하는 공정진행 단계와, 상기 고온용 온도지시계의 판단 결과 상기 반응챔버 내부의 온도가 상기 기설정 온도보다 높을 경우 상기 가스제어부에 밸브 차단신호를 전달하여 상기 밸브를 차단하는 제 2 밸브차단 단계를 포함한다.
본 발명은 반응챔버, 가스 공급부, 가스 제어부, 온도 제어부, 주제어부등으로 구성되어 있다.
이하 본 발명에 의한 가스 흐름의 제어 방법을 첨부된 도면 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 확산설비의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 제 1 실시예에 의한 공정 순서를 나타낸 순서도를 도시한 도면이다.
확산설비(200)는 확산공정이 진행되는 반응챔버(210)가 있고, 반응챔버(210)와 연통되어 공정에 필요한 반응가스를 반응챔버(210)에 공급해주는 가스공급부(220)가 설치되어 있다. 여기서, 가스공급부(220)는 반응챔버(210)에 가스를 공급하기 위해 가스라인(221)을 개재하여 반응챔버(210)와 연통된 가스저장부(223)와, 가스라인(221)에 설치되어 가스라인(221)을 개폐하는 2개의 에어밸브(225)(226)와, 에어밸브(225)(226) 사이에 설치되어 가스라인(221)을 흐르는 가스의 유량을 제어하는 MFC(227)로 구성되어 있다.
또한, 반응챔버(210) 외부에는 반응챔버(210) 내부의 온도를 높여주기 위한 전기로(230)가 설치되어 있고, 반응챔버(210) 내부에는 반응챔버(210) 내부의 온도를 감지하기 위한 온도감지부(240)가 설치되어 있다. 바람직하게 온도감지부(240)는 온도에 따라 기전력이 변화되는 서머커플이며 반응챔버(210) 내부에는 제어용 서머커플(241), 저온용 서머커플(243), 고온용 서머커플(245)이 설치되어 있다.
또한, 온도감지부(240)에서 전달받은 반응챔버(210)의 내부 온도에 따라 전기로(230)를 제어하는 온도제어부(250)가 제어용 서머커플(241)과 연결되어 있다.
또한, 온도감지부(240)에서 전달받은 온도에 따라 에어밸브 차단신호를 전달되는 온도지시부(260)가 저온 및 고온용 서머커플(243)(245)에 연결되어 있다. 여기서, 온도지시부(260)는 저온용 서머커플(243)과 연결되어 반응챔버(210) 내부의 온도가 공정온도보다 낮을 경우에만 에어밸브 차단신호를 출력하는 저온용 온도지시계(261)와, 고온용 서머커플(245)과 연결되어 감지된 반응챔버(210) 내부의 온도가 공정온도보다 높을 경우에만 알람 및 에어밸브 차단신호를 출력하는 고온용 온도지시계(263)로 구성되어 있다.
또한, 확산설비(210)의 필요 공정 조건이 모두 기설정되어 있어 있고 확산설비(210)의 시스템을 총체적으로 제어하는 주제어부(270)가 온도제어부(250)와 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 주제어부(270)는 주제어부(270)의 신호에 따라 가스종류 및 가스의 양과 가스의 흐름을 제어하는 가스제어부(280)와 전기적으로 연결되어 있으며, 가스제어부(280)는 온도지시부(260) 및 가스공급부(220)와 전기적으로 연결되어 있다. 여기서, 가스제어부(280)에는 저온 및 고온용 온도지시계(261)(263)의 에어밸브 차단출력신호에 따라 에어밸브(225)(226)를 폐쇄하는 인터록기능이 부과되어 있다.
도 4를 참조하여 본 발명에 따른 확산설비의 반응가스 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 확산공정이 진행될 웨이퍼(미도시)를 반응챔버(210) 내부에 투입시킨다. 이후, 전기로(230)에 전원을 공급하여 반응챔버(210) 내부의 온도를 공정에 필요한 온도까지 상승시킨다. 예를 들어 실란가스를 이용하여 확산공정을 진행할 때 반응챔버(210) 내부의 온도는 실란가스가 분해될 수 있는 온도인 약 300℃이상이어야 한다.
전기로(230)에 의해 반응챔버(210) 내부의 온도가 상승되기 시작하면 반응챔버(210) 내부에 설치된 온도감지부(240)가 작동하여 반응챔버(210) 내부의 온도를 감지한다.(S310) 여기서, 제어용 서머커플(241)에서 감지된 반응챔버(210)의 온도는 곧바로 온도제어부(250)에 전달되고 저온 및 고온용 서머커플(243)(245)에서 감지된 반응챔버(210) 내부온도는 저온 및 고온용 온도지시계(261)(263)에 전달된다.
온도제어부(250)와 저온 및 고온용 온도지시계(261)(263)는 온도감지부(240)에서 출력된 반응챔버(210) 내부의 온도 데이터를 입력하여 기설정 온도와 입력된 반응챔버(210) 내부의 온도를 비교한다. 이때, 온도제어부(250)는 제어용 서머커플(241)에서 입력받은 반응챔버(210) 내부의 온도를 다시 주제어부(270)에 전달한다.
온도제어부(250)의 온도비교결과 주제어부(270)에서 입력받은 기설정온도 보다 제어용 서머커플(241)에서 입력받은 반응챔버(210) 내부의 온도가 낮을 경우 전기로(230)를 제어하여 반응챔버(210) 내부의 온도를 공정온도까지 상승시킨다. 또한, 저온용 온도지시계(261)의 온도비교결과 저온용 온도지시계(261)에 세팅된 온도보다 저온용 서머커플(243)에서 전달된 반응챔버(210) 내부의 온도가 낮으면(S320) 저온용 온도지시계(261)가 동작하여 가스제어부(280)쪽으로 에어밸브 차단신호를 출력한다.(S330)
이와 같이 가스제어부(280)에 에어밸브 차단신호가 출력되면 에어밸브 차단신호를 입력한 가스제어부(280)는 인터록을 작동시킨다. 여기서, 인터록이 작동되면 가스라인(221)을 개폐하는 에어밸브(225)(226)가 완전히 폐쇄되어 반응가스 미분해 온도시 가스라인(221)을 따라 반응챔버(210) 내부로 투입되는 것을 방지한다.(S340)
또한, 고온용 온도지시계(263)의 온도비교 결과 고온용 온도지시계(263)에 세팅된 온도보다 고온용 서머커플(245)에서 입력된 반응챔버(210) 내부의 온도가 낮으면 고온용 온도지시계(263)는 동작하지 않는다.
한편, 소정시간이 경과 후 온도감지부(240)에서 출력된 반응챔버(210) 내부의 온도를 입력한 온도제어부(250)와 저온 및 고온용 온도지시계(261)(263)는 기설정된 온도와 입력된 반응챔버(210) 내부의 온도를 비교한다. 이때, 온도제어부(250)는 제어용 서머커플(241)에서 입력받은 반응챔버(210) 내부의 온도를 다시 주제어부(270)에 전달한다.
온도제어부(250)의 온도 비교결과 주제어부(270)에서 입력받은 기설정온도와 제어용 서머커플(241)에서 입력받은 반응챔버(210) 내부의 온도가 동일하면 전기로(230)의 온도를 계속 유지시킨다. 또한, 저온 및 고온용 온도지시계(261)(363)의 온도비교결과 저온 및 고온용 온도지시(261)(263)에 세팅된 온도보다 저온 및 고온용 서머커플(243)(245)에서 전달된 반응챔버(210) 내부의 온도가 높거나 낮으면 저온 및 고온용 온도지시계(261)(263)는 동작하지 않는다.
온도제어부(250)에서 주제어부(270)로 반응챔버(210) 내부의 온도가 출력되면 주제어부(270)는 기설정된 온도와 입력된 반응챔버(210) 내부의 온도를 비교한다. 비교결과 주제어부(270)에 기설정된 온도와 입력된 반응챔버(210) 내부의 온도가 동일하면 가스제어부(280)에 가스공급 신호를 전달한다.(S350)
주제어부(270)의 신호를 전달받은 가스제어부(280)는 기설정된 반응가스의 종류 및 양을 가스공급부(220)로 전달하고, 가스제어부(280)의 신호를 입력한 가스공급부(220)는 폐쇄된 에어밸브(225)(226)를 개방시켜 가스라인(221)을 통하여 반응가스가 반응챔버(210) 내부로 투입되도록 한다.(S360)
또한, 가스공급부(220)의 MFC(227)는 가스라인(221)을 통해 공급되는 가스의 양을 제어하여 공정에 필요한 양의 반응가스만을 반응챔버(210) 내부에 투입시켜 확산공정이 진행되도록 한다.(S370)
공정을 진행 후 소정시간이 경과한 후 온도감지부(240)에서 온도제어부(250)와 저온 및 고온용 온도지시계(261)(263)에 반응챔버(210) 내부의 온도를 출력하면 온도제어부(250)와 저온 및 고온용 온도지시계(261)(263)는 기설정온도와 입력된 반응챔버(210) 내부의 온도를 비교한다.
온도제어부(250)의 온도 비교결과 주제어부(270)에서 전달받은 기설정온도 보다 제어용 서머커플(241)에서 전달받은 반응챔버(210) 내부의 온도가 높을 경우 온도제어부(250)는 전기로(230)를 제어하여 온도를 낮춘다. 또한, 저온용 온도지시계(261)의 온도비교결과 저온용 온도지시계(261)에 세팅된 온도보다 저온용 서머커플(243)에서 전달된 반응챔버(210) 내부의 온도가 높으면 저온용 온도지시계(261)는 동작하지 않는다. 또한, 고온용 온도지시계(263)의 온도 비교결과 고온용 온도지시계(263)에 세팅된 온도보다 고온용 서머커플(245)에서 전달된 반응챔버(210) 내부의 온도가 높을 경우(S380) 고온용 온도지시계(263)가 동작하여 전기로(230)에 공급되는 전원을 차단한다. 또한, 온도제어부(250)에 알람발생신호를 전달하고 가스제어부(280)에 에어밸브 차단신호를 출력한다.(S390)
이후, 가스제어부(280)는 에어밸브 차단신호를 입력하여 인터록을 작동시켜 에어밸브(225)(226)를 폐쇄시킨다. 이와 같이 에어밸브(225)(226)가 폐쇄되면 공정을 진행하기 위해 반응챔버 내부로 투입되던 반응가스의 공급이 중단된다.(S400)
도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예를 설명하면 다음과 같다. 여기서, 제 2 실시예에 따른 확산설비의 구조는 종래의 확산설비의 구조와 동일하므로 구성에 대한 설명은 생략하기로 하고 도 5를 참조하여 확산설비의 반응가스 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 확산공정이 진행될 웨이퍼(미도시)를 반응챔버(10) 내부에 투입시킨다. 이후, 전기로(30)에 전원을 공급하여 반응챔버(10) 내부의 온도를 공정에 필요한 온도까지 상승시킨다. 예를 들어 실란가스를 이용하여 확산공정을 진행할 때 반응챔버(10) 내부의 온도는 실란가스가 분해될 수 있는 온도인 약 300℃이상이어야 한다.
전기로(30)에 의해 반응챔버 내부의 온도가 상승되기 시작하면 반응챔버(10) 내부에 설치된 온도감지부(40)가 작동하여 반응챔버(10) 내부의 온도를 감지한다.(S510) 여기서, 제어용 서머커플(41)에서 감지된 반응챔버(10)의 온도는 곧바로 온도제어부(50)에 전달되고 고온용 서머커플(43)에서 감지된 반응챔버(10) 내부온도는 고온용 온도지시계(60)에 전달된다.
온도제어부(50)와 고온용 온도지시계(60)는 각각의 서머커플(41)(43)에서 출력된 반응챔버(10) 내부의 온도를 입력하여 기설정 온도와 입력된 반응챔버 내부의 온도를 비교한다. 이때, 온도제어부(50)는 제어용 서머커플(41)에서 입력받은 반응챔버(10) 내부의 온도를 다시 주제어부(70)에 전달한다.
온도제어부(50)의 온도비교결과 주제어부(70)에서 입력받은 기설정온도 보다 제어용 서머커플(41)에서 입력받은 반응챔버(10) 내부의 온도가 낮을 경우 주제어부(70)로 알람발생신호를 전달함과 아울러 전기로(30)를 제어하여 반응챔버(10) 내부의 온도를 공정온도까지 상승시킨다. 또한, 고온용 온도지시계(60)의 온도비교 결과 고온용 온도지시계(60)에 세팅된 온도보다 고온용 서머커플(43)에서 입력된 반응챔버(10) 내부의 온도가 낮으면 고온용 온도지시계(60)는 동작하지 않는다.
한편, 주제어부(70)는 온도제어부(50)에서 출력된 반응챔버(10) 내부의 온도를 입력하여 주제어부(70)에 기설정된 온도와 입력된 반응챔버(10) 내부의 온도를 비교한다. 비교결과 기설정 온도보다 감지된 반응챔버(10) 내부의 온도와 같거나 낮을 경우(S520) 주제어부(70)는 기설정 온도와 감지된 반응챔버(10) 내부의 온도가 같은지를 다시 판단한다. 판단결과 기설정 온도가 반응챔버(10) 내부의 온도보다 낮을 경우 가스제어부(80)에 에어밸브 차단신호를 출력함과 동시에 온도제어부(50)에서 출력된 알람발생신호를 입력하여 작업자에게 반응챔버(10) 내부의 온도가 공정온도보다 낮음을 알린다.(S530)
가스제어부(80)에 에어밸브 차단신호가 출력되면 에어밸브 차단신호를 입력한 가스제어부(80)는 인터록을 작동시킨다.(S540) 여기서, 인터록이 작동되면 에어밸브(25)(26)가 완전히 폐쇄되어 반응가스 미분해 온도시 가스라인(21)을 따라 반응챔버(10) 내부로 투입되는 것을 방지한다.(S550)
비교결과 주제어부(70)에 기설정된 온도와 입력된 반응챔버(10) 내부의 온도가 동일하면 가스제어부(80)에 가스공급 신호를 전달한다.(S530)
주제어부(70)의 신호를 전달받은 가스제어부(80)는 기설정된 반응가스의 종류 및 양을 가스공급부(20)로 전달하고, 가스제어부(80)의 신호를 입력한 가스공급부(20)는 폐쇄된 에어밸브(25)(26)를 개방시켜 가스라인(21)을 통하여 반응가스가 반응챔버(10) 내부로 투입되도록 한다.(S560)
또한, 가스공급부(20)의 MFC(27)는 가스라인(21)을 통해 공급되는 가스의 양을 제어하여 공정에 필요한 양의 반응가스만을 반응챔버(10) 내부에 투입시켜 확산공정이 진행되도록 한다.(S570)
공정을 진행 후 소정시간이 경과한 후 제어 및 고온용 서머커플(41)(43) 각각이 온도제어부(50)와 고온용 온도지시계(60)에 반응챔버(10) 내부의 온도를 출력하면 온도제어부(50)와 고온용 온도지시계(60)는 기설정온도와 입력된 반응챔버(10) 내부의 온도를 비교한다.
온도제어부(50)의 온도 비교결과 주제어부(70)에서 전달받은 기설정온도 보다 제어용 서머커플(41)에서 전달받은 반응챔버(10) 내부의 온도가 높을 경우 온도제어부(50)는 전기로(30)를 제어하여 전기로(30)의 온도를 낮춘다. 또한, 고온용 온도지시계(60)의 온도 비교결과 고온용 온도지시계(60)에 세팅된 온도보다 고온용 서머커플(43)에서 전달된 반응챔버(10) 내부의 온도가 높을 경우(S580) 고온용 온도지시계(60)가 동작하여 전기로(30)에 공급되는 전원을 차단한다. 또한, 온도제어부(50)에 알람발생신호를 전달하고 가스제어부(80)에 에어밸브 차단신호를 출력한다.(S590)
이후, 가스제어부(80)는 에어밸브 차단신호를 입력하여 인터록을 작동시켜 에어밸브(25)(26)를 폐쇄시킨다. 이와 같이 에어밸브(25)(26)가 폐쇄되면 공정을 진행하기 위해 반응챔버(10) 내부로 투입되던 반응가스의 공급이 중단된다.(S600)
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 반응가스의 흐름을 반응챔버의 온도와 연계하여 제어함으로써 미분해된 반응가스가 외부로 배기되는 것을 방지하여 환경 및 안전사고 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 공정이 진행되는 반응챔버와, 상기 반응챔버 외부에 설치되어 상기 반응챔버 내부의 온도를 높여주는 전기로와;
    공정에 필요한 모든 조건이 기설정된 주제어부와;
    상기 반응챔버 내부의 온도를 감지하기 위해 반응챔버 내부에 설치되며 저온용 서머커플과 제어용 서머커플과 고온용 서머커플로 구성된 온도감지부와;
    상기 저온용 서머커플과 연결되며 공정온도 보다 낮은 온도범위에서 신호를 출력하는 저온용 온도지시계와;
    상기 고온용 서머커플과 연결되며 상기 공정온도 보다 높은 온도범위에서 신호를 출력하는 저온용 계전기와;
    상기 제어용 서머커플과 연결되어 상기 전기로를 제어하는 온도제어부와;
    상기 저온 및 고온용 온도지시계의 차단신호에 따라 밸브를 폐쇄하고 가스의 양 및 가스의 종류를 제어하는 가스제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산설비 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스제어부에 저온에서 상기 밸브를 폐쇄하는 인터록 기능이 더 부여된 것을 특징으로 하는 확산설비 구조.
  3. 온도감지부에서 반응챔버 내부의 온도를 감지하여 온도제어부와 저온용 온도지시계 및 고온용 온도지시계에 감지된 온도를 출력하는 온도감지단계와;
    상기 온도감지부 및 상기 온도제어부에서 출력된 반응챔버 내부의 온도를 입력한 상기 저온용 온도지시계 및 상기 고온용 온도지시계와 상기 주제어부에서 상기 입력된 반응챔버 내부의 온도와 기설정 온도를 비교하여 판단하는 판단 단계와;
    상기 저온용 온도지시계의 판단결과 상기 반응챔버 내부의 온도가 상기 기설정 온도보다 낮을 경우 상기 가스제어부에 밸브 차단신호를 전달하여 밸브를 차단하는 제 1 밸브차단 단계와;
    상기 주제어부의 판단결과 상기 반응챔버 내부의 온도와 상기 기설정 온도가 동일할 경우 반응가스를 공급하여 공정을 진행하는 공정진행 단계와;
    상기 고온용 온도지시계의 판단 결과 상기 반응챔버 내부의 온도가 상기 기설정 온도보다 높을 경우 상기 가스제어부에 밸브 차단신호를 전달하여 상기 밸브를 차단하는 제 2 밸브차단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 비교판단 단계에서 상기 온도제어부는 상기 온도감지부에서 출력된 반응챔버 내부의 온도를 상기 주제어부에 전달하고 상기 입력된 반응챔버 내부 온도와 상기 기설정 온도를 비교하여 전기로를 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 제어 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 밸브차단 단계에서 상기 고온용 온도제어부는 상기 온도제어부에 알람신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 특징으로 하는 가스 제어 방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 밸브차단 단계에서 상기 고온용 온도지시계는 상기 전기로에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 가스 제어 방법.
  7. 온도감지부에서 반응챔버 내부의 온도를 감지하여 온도제어부와 고온용 온도지시계에 감지된 온도를 출력하는 온도감지단계와;
    상기 온도감지부 및 상기 온도제어부에서 출력된 반응챔버 내부의 온도를 입력한 상기 고온용 온도지시계와 상기 주제어부에서 상기 입력된 반응챔버 내부의 온도와 기설정 온도를 비교하여 판단하는 판단 단계와;
    상기 주제어부의 판단결과 상기 반응챔버 내부의 온도가 상기 기설정된 온도보다 낮을 경우 상기 주제어부는 가스제어부에 밸브 차단신호를 전달하여 상기 밸브를 차단하는 제 1 밸브차단 단계와;
    상기 주제어부의 판단결과 상기 반응챔버 내부의 온도가 상기 기설정된 온도와 동일할 경우 상기 가스제어부에 반응가스 공급 신호를 전달하여 공정을 진행하는 공정진행 단계와;
    상기 고온용 온도지시계의 판단결과 상기 반응챔버 내부의 온도가 상기 기설정된 온도보다 높을 경우 상기 고온용 온도지시계에서 상기 가스제어부에 밸브 차단신호를 전달하여 상기 밸브를 차단하는 제 2 밸브차단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 비교판단 단계에서 상기 온도제어부는 상기 온도감지부에서 출력된 반응챔버 내부의 온도를 상기 주제어부에 전달하고 상기 입력된 반응챔버 내부 온도와 상기 기설정 온도를 비교하여 전기로를 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 온도제어부에서 온도 비교결과 상기 기설정 온도보다 상기 반응챔버 내부의 온도가 낮을 경우 상기 주제어부에 알람신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 가스 제어 방법.
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