KR100560772B1 - 가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템 - Google Patents
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Abstract
가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템을 제공한다. 이 시스템은 반응 챔버, 복수개의 가스 공급원들 및 상기 반응 챔버와 상기 가스 공급원들을 연결하는 복수개의 가스 공급라인들을 구비한다. 가스 공급라인들에는 각각의 가스 공급밸브들이 배치되고, 적어도 하나의 가스 공급라인에는 대체가스 공급밸브를 구비하는 대체가스 공급라인이 연결된다. 이에 따라, 웨이퍼가 교체되는 시간 동안, 반응 가스를 대신하는 대체가스를 공급할 수 있어, 반응 가스의 불필요한 소모를 최소화할 수 있다.
Description
도 1은 일반적인 가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템를 나타내는 구성도이다.
도 2는 일반적인 가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템의 동작을 설명하기 위한 타임도(time diagram)이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 반응 챔버 시스템을 나타내는 구성도들이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 반응 챔버 시스템의 동작을 설명하기 위한 타임도들이다.
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 과정에는 화학 기상 증착(Chemical vapor deposition, "CVD") 또는 건식 식각 등과 같이, 공정 가스를 사용하는 단계들이 포함된다. 이러 한 공정들에서, 상기 공정 가스는 소정의 가스 공급 장치를 통해 기판이 로딩된 공정 챔버의 내부로 공급된다. 상기 가스 공급 장치에 관한, 종래 기술의 일반적인 실시예들은 미국특허번호 6,508,913에 개시되고 있다.
한편, 증착 시스템의 생산성(throughput) 향상 위해, 화학기상증착 공정에는 멀티-스테이션 공정 챔버(multi-station processing chamber)가 사용되고 있다. 이러한 멀티-스테이션 공정 챔버를 갖는 CVD 시스템들은 미국특허 6,319553; 5,882,417 및 5,679,405에 개시되고 있다.
도 1은 상기 멀티-스테이션 공정 챔버를 갖는 CVD 시스템의 일반적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 멀티-스테이션을 갖는 반응 챔버(reaction chamber, 20)에는 복수개의 반응 가스들(31, 32, 33)이 각각의 가스 공급라인들(61, 62, 63, 64)을 통해 공급된다. 상기 가스 공급라인들(61, 62, 63, 64)에는 각각의 가스 공급 밸브들(41, 42, 43, 44), 필터들(51, 52, 53, 54) 및 유량조절기들(mass flow controllers, "MFCs":55, 56, 57, 58)이 배치된다. 상기 가스 공급라인들(61, 62, 63, 64)은 소정의 지점에서 합류되어 상기 반응 챔버(20)에 연결될 수도 있다. 이 경우, 합쳐진 라인들에는 상기 반응 가스들(31, 32, 33)의 흐름을 제어하는 주 공급 밸브들(45, 46)이 배치될 수도 있다.
한편, 소정의 공정을 진행한 이후, 상기 반응 챔버(20)에 공급된 반응 가스들은 배기 펌프(26)를 통해 상기 시스템(10)의 외부로 배기된다. 여기서, 상기 배기 펌프(26)와 상기 가스 공급 라인들(61, 62, 63, 64) 사이에는, 이들을 연결하는 배기 라인들(65, 66)이 배치된다. 상기 배기 라인들(65, 66) 각각에는 배기 밸브들(47, 48)이 배치되어, 상기 주 공급 밸브들(45, 46)과 함께, 상기 반응 가스들(31, 32, 33)의 흐름 경로를 조절한다.
상기 반응 챔버(20)에는 로드락 챔버(load-lock chamber, 22)가 연결된다. 증착 공정은 상기 반응 챔버(20)의 내부로 웨이퍼를 로딩한 후, 상기 반응 가스들(31, 32, 33)을 상기 반응 챔버(20)로 공급하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 웨이퍼는 웨이퍼 카세트에 담긴 상태로 상기 시스템(10)의 외부로부터 상기 로드락 챔버(22)의 내부로 로딩된 후, 상기 로드락 챔버(22)로부터 상기 반응 챔버(20)로 로딩되는 단계를 거친다.
한편, 증착 공정이 수행되는 동안, 상기 반응 챔버(20)와 상기 로드락 챔버(22)는 거의 같은 크기의 압력 상태로 유지된다. 이에 따라, 상기 반응 챔버(20)로 상기 웨이퍼 카세트에 담긴 웨이퍼들을 로딩하는 과정에는, 압력 조절을 위한 추가적인 절차를 수행할 필요가 없다. 그 결과, 이러한 등압 방식의 CVD 시스템(10)은 상기 반응 챔버(20)와 상기 로드락 챔버(22)의 압력을 다르게 유지하는 방식의 CVD 시스템에 비해, 생산성이 월등히 높다. 하지만, 상기 등압 방식의 CVD 시스템(10)은 사용되는 반응 가스를 불필요하게 소모하는 단점을 갖는다.
도 2는 등압 방식의 CVD 시스템(isobaric CVD system)의 동작에 따른 반응 가스의 소모 과정을 설명하기 위한 타임도(time diagram)이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 등압 방식의 CVD 시스템(10)에서, 가스들의 반응 및 이에 따른 물질막의 증착이 이루어지는 단계는 고주파 전력(24)이 켜진 상태에서, 반응 가스들이 공급되는 제 2 단계이다.
반면, 제 4 및 5 단계는 고주파 전력(24)을 끄고, 새로운 웨이퍼의 로딩을 준비하는 단계이다. 이를 위해, 상기 제 4 및 5 단계에서는 상기 반응 가스들이 상기 반응 챔버(20)로 공급되는 것을 차단하기 위해, 상기 주 공급 밸브들(45, 46)을 닫고 상기 배기 밸브들(47, 48)을 연다. 그 결과, 상기 반응 가스들은 상기 배기 펌프(26)를 통해 배기된다. 이때, 상기 반응 가스들의 불필요한 소모는 가스 용기들의 교체 주기를 단축하여, 반도체 제품의 제조 비용 증가 및 장비 운용의 효율성 감소를 초래한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반응 가스의 불필요한 소모를 최소화시킬 수 있는, 가스 공급 장치를 갖는 반응 챔버 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 반응 가스를 또다른 가스로 대체하는 가스 공급 장치를 갖는 반응 챔버 시스템을 제공한다. 이 시스템은 반응 챔버, 복수개의 가스 공급원들 및 상기 반응 챔버와 상기 가스 공급원들을 연결하는 복수개의 가스 공급라인들을 구비한다. 상기 가스 공급라인들에는 각각의 가스 공급밸브들이 배치되고, 적어도 하나의 가스 공급라인에는 대체가스 공급밸브를 구비하는 대체가스 공급라인이 연결된다. 이때, 상기 대체가스 공급라인은 반응 챔버와 적어도 하나의 가스 공급밸브 사이에서 상기 가스 공급라인에 연결된다.
본 발명의 일(some) 실시예에 따르면, 상기 대체가스 공급라인이 연결되는 상기 가스 공급라인에는 가스 차단밸브가 더 배치된다. 상기 가스 차단밸브는 상기 대체가스 공급라인과 상기 가스 공급라인이 연결되는 지점과 상기 가스 공급원 사이에 배치된다. 이때, 상기 가스 공급밸브 및 상기 대체가스 공급밸브는 평시 폐쇄형(Normal close type)이고, 상기 가스 차단밸브는 평시 개방형(Normal open type)인 것이 바람직하다. 이에 더하여, 상기 대체가스 공급밸브 및 상기 가스 차단밸브는 솔레노이드 밸브, 공압 밸브 또는 유압 밸브 중의 한가지인 것이 바람직하다. 상기 가스 공급밸브들 역시 솔레노이드 밸브, 공압 밸브 또는 유압 밸브 중의 한가지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브의 개폐를 제어하는 제어기를 더 구비할 수 있다. 바람직하게는, 상기 가스 차단밸브는 상기 제어기의 신호에 의해 폐쇄되고, 상기 대체가스 공급밸브는 상기 제어기의 신호에 의해 개방된다. 이때, 상기 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브는 상기 제어기의 신호에 연동(interlock)하여 동시에 동작하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응 챔버의 일측에는 로드락 챔버가 더 배치된다. 공정을 진행하는 중에 상기 반응 챔버의 압력 변화를 최소화하도록, 상기 반응 챔버와 상기 로드락 챔버는 유사한 압력을 유지하는 등압형일 수 있다. 바람직하게는, 상기 반응 챔버의 압력은 상기 로드락 챔버보다 대략 1 내지 20% 정도 낮다.
또한, 상기 가스 공급밸브들과 상기 반응 챔버 사이에는 필터들 및 유량 제 어기들(Mass Flow Controller, MFC)이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반응 챔버에는 공급된 반응 가스들을 배기시키기위한 펌프 및 상기 펌프와 상기 반응 챔버를 연결하는 배기라인이 배치된다. 또한, 상기 펌프와 상기 가스 공급라인들 사이에도 배기 밸브를 구비하는 또다른 배기라인이 배치될 수 있다.
이에 더하여, 상기 반응 챔버 내로 공급되는 반응 가스들을 활성화시키기 위한, 고주파 발생 장치가 상기 반응 챔버에 연결될 수 있으며, 바람직하게는 상기 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브는 상기 고주파 발생 장치와 연동하여 동작한다.
상기 대체가스 공급라인은 질소 또는 아르곤를 공급하는 또다른 가스 공급원에 연결될 수도 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 챔버 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 7은 이 실시예에 따른 반응 챔버 시스템의 동작을 설명하기 위한 타임도이다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 챔버 시스템(100)은 게이트 밸브(121)를 통해 서로 연결된 반응 챔버(120) 및 로드락 챔버(122)를 구비한다. 상기 반응 챔버(120)는 복수의 웨이퍼들을 처리할 수 있도록, 멀티-스테이션(multi-station) 및 상하/회전 운동이 가능한 스핀들(spindle)을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 CVD 시스템(100)은 등압형 구조(예를 들면, 상기 반응 챔버(120) 및 상기 로드락 챔버(122)의 압력 차이를 20%이하로 유지하는 구조)인 것이 바람직하다. 이때, 공급되는 반응 가스들의 누출을 예방하기 위해, 상기 반응 챔버(120)의 압력은 상기 로드락 챔버(122)보다 1 내지 20% 가량 낮은 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 반응 챔버(120)의 압력은 대략 2.2T이고, 상기 로드락 챔버(122)는 대략 2.5T이다.
상기 반응 챔버(120)에는 제 1 가스 공급원(first gas supply, 131), 제 2 가스 공급원(second gas supply, 132) 및 제 3 가스 공급원(third gas supply, 133)을 포함하는 복수개의 가스 공급원들이 연결된다. 이러한 연결을 위해, 상기 반응 챔버(120)와 상기 가스 공급원들(131, 132, 133) 사이에는 각각의 가스 공급라인들(161, 162, 163)이 배치된다. 예를 들면, 상기 반응 챔버(120)와 상기 제 1, 제 2 및 제 3 가스 공급원들(131, 132, 133) 사이에는 각각 제 1 가스 공급라인(161), 제 2 가스 공급라인(162) 및 제 3 가스 공급라인(163)이 배치된다.
본 발명에 따르면, 상기 반응 챔버(120)와 상기 제 3 가스 공급원(133) 사이에는 제 4 가스 공급라인(164)이 더 배치된다. 이때, 상기 제 1 가스 공급라인(161)과 상기 제 3 가스 공급라인(163)은 제 1 지점(191)에서 합류하여 상기 반응 챔버(120)로 연결되고, 상기 제 2 가스 공급라인(162)과 상기 제 4 가스 공급라인(164) 역시 제 2 지점(192)에서 합류하여 상기 반응 챔버(120)에 연결된다. 상기 제 1 지점(191)과 상기 반응 챔버(120) 사이에는 제 1 주공급 밸브(first main supply valve, 145)가 배치되고, 상기 제 2 지점(192)과 상기 반응 챔버(120) 사이에는 제 2 주공급 밸브(second main supply valve, 146)가 배치된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 가스 공급원(131)은 산화 질소(N2O)와 같은 산소 함유 가스를 공급하고, 상기 제 2 가스 공급원(132)은 실렌(silane)과 같은 실리콘 함유 가스를 공급하고, 상기 제 3 가스 공급원(133)은 질소와 같은 불활성 가스(inert gas)를 공급한다. 상기 제 3 가스 공급원(133)을 통해 공급되는 가스에는 아르곤, 네온 또는 헬륨이 포함될 수도 있다. 이에 더하여, 상기 제 4 가스 공급라인(164)의 일단은 상기 제 3 가스 공급원(133)이 아니라 (추가적인) 또다른 가스 공급원에 연결될 수도 있다.
상기 가스 공급라인들(161, 162, 163, 164) 각각에는 가스 공급밸브들(141, 142, 143, 144), 필터들(151, 152, 153, 154) 및 유량 제어기들(155, 156, 157, 158)이 배치된다. 예를 들면, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 가스 공급라인(161, 162, 163, 164)에는 각각 제 1 가스 공급밸브(141), 제 2 가스 공급밸브(142), 제 3 가스 공급밸브(143) 및 제 4 가스 공급밸브(144)가 배치된다. 이때, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 가스 공급밸브들(141, 142, 143, 144)은 소정의 신호를 받을 때만 개방되는, 평시 폐쇄형(normal close type)인 것이 바람직하다.
상기 반응 챔버(120) 내로 공급되는 반응 가스들을 활성화시키기 위한 고주파 발전기(124)가 상기 반응 챔버(120)에 연결된다. 또한, 상기 반응 챔버(120)로부터 가스들을 배기하기 위한 배기 펌프(126)가 배치되고, 상기 배기 펌프(126)와 상기 반응 챔버(120) 사이에는 챔버 배기 라인(167)이 배치된다. 상기 배기 펌프(126)에는 상기 제 1 지점(191) 및 제 2 지점(192)에 각각 연결되는 제 1 배기 라인(165) 및 제 2 배기 라인(166)이 배치된다. 상기 제 1 및 제 2 배기 라인들(165, 166)에는 각각 제 1 배기 밸브(148) 및 제 2 배기 밸브(147)가 배치된다. 상술한 밸브들은 평시 폐쇄형인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 가스 공급라인(161)과 상기 제 3 가스 공급원(133) 사이에는 제 1 대체가스 공급라인(first substitute gas supply line, 168)이 연결된다. 상기 제 1 대체가스 공급라인(168)의 일단은 상기 제 1 가스 공급밸브(141) 및 상기 제 1 지점(191) 사이에 위치하는 제 3 지점(193)에 연결되고, 다른 일단은 상기 제 3 가스 공급원(133)에 연결된다. 또한, 상기 제 1 대체가스 공급라인(168)에는 제 1 대체가스 공급밸브(first substitute gas supply valve, 172)가 배치되고, 상기 제 2 가스 공급라인(161)에는 상기 대체가스 공급밸브(172)와 연동하여 동작하는 제 1 가스 차단밸브(first gas-blocking valve, 170)가 배치된다. 상기 제 1 가스 차단밸브(170)는 상기 제 3 지점(193)과 상기 제 1 가스 공급원(131) 사이에 배치된다. 바람직하게는, 상기 제 1 가스 차단밸브(170) 및 상기 제 1 대체가스 공급밸브(172)에는 제어기(180)가 연결되어, 이들의 동작을 제어한 다. 상기 제어기(180)와 상기 제 1 가스 차단밸브(170) 및 상기 제 1 대체가스 공급밸브(172)는 전자적으로 연결되는 것이 바람직하다. 이에 더하여, 상기 제어기(180)는 상기 고주파 발전기(124)의 동작을 모니터링하거나 제어할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 가스 차단 밸브(170)는 소정의 신호를 받을 때만 개방되는 평시 개방형(normal open type)이고, 상기 대체가스 공급밸브(172)는 평시 폐쇄형이다. 또한, 상기 제 1 가스 차단밸브(170) 및/또는 상기 제 1 대체가스 공급밸브(172)는 솔레이노이드 밸브(solenoid valve), 공압 밸브(hydraulic valve) 또는 유압 밸브(hydraulic valve) 중의 한가지인 것이 바람직하다. 상술한 것처럼, 상기 제 1 가스 차단밸브(170) 및 상기 제 1 대체가스 공급밸브(172)는 상기 제어기(180)의 신호에 연동하여 동시에 동작한다. 아래에서는 도 5를 참조하여 이 동작을 더 상세히 설명한다.
상기 제어기(180)는 상기 고주파 발전기(124)가 멈출 때(4), 상기 연동하는 밸브들(170, 172)에 동작 신호를 보낸다. 이 동작 신호에 의해, 상기 제 1 가스 차단밸브(170)는 폐쇄되고, 동시에 상기 제 1 대체가스 공급밸브(172)는 개방된다. 이에 따라, 웨이퍼를 교체하는 동안(4 및 5), 상기 제 1 가스 공급원(131)에 담긴 반응 가스의 불필요한 소모를 상기 대체가스(예를 들면, 상기 제 3 가스 공급원(133)에 담긴 질소 가스)로 대신할 수 있다. 상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 대체가스는 상기 제 3 가스 공급원(133)을 통해 공급되지만, 추가적인 가스 공급원을 통해 공급되는 또다른 기체일 수도 있다.
이후, 상기 고주파 발전기(124)가 다시 동작하기 시작하면(1), 상기 제어기(180)의 동작 신호는 사라져서, 상기 연동되는 밸브들(170 및 172)은 평상시 상태로 복원된다. 즉, 상기 제 1 가스 차단밸브(170)는 개방되고 상기 제 1 대체가스 공급밸브(172)는 닫혀진다. 이에 따라, 상기 고주파 발전기(124)가 동작하는 동안에는 상기 대체 가스가 아니라 상기 제 1 가스 공급원(131)에 포함된 반응 가스가 상기 제 1 주공급밸브(145)를 통해 상기 반응 챔버(120)로 공급된다. 한편, 상기 밸브들(170, 172)의 복원을 위해 제공되는 상기 동작 신호는 펄스 형태일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응 챔버 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 8은 이 실시예에 따른 반응 챔버 시스템의 동작을 설명하기 위한 타임도이다. 이 실시예는 도 3 및 도 7을 통해 설명된 실시예와 많은 부분에서 동일하기 때문에, 아래에서는 중복되지 않는 내용에 대해서 설명한다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 제 2 가스 공급라인(162)의 제 4 지점(194)에는 제 2 대체가스 공급라인(169)의 일단이 연결된다. 상기 제 4 지점(194)은 상기 제 2 가스 공급밸브(142)와 상기 제 2 지점(192) 사이에 위치하며, 바람직하게는 상기 제 2 필터(152)와 상기 제 2 유량조절기(156) 사이에 위치한다. 상기 제 2 대체가스 공급라인(169)의 다른 일단은 상기 제 3 가스 공급원(133)에 연결되는 것이 바람직한데, 상술한 것처럼 추가적인 또다른 가스 공급원에 연결될 수도 있다.
또한, 상기 제 2 대체가스 공급라인(169)에는 제 2 대체가스 공급밸브(177) 및 필터(178)가 배치된다. 상기 제 2 가스 공급라인(142)에는 상기 제 2 대체가스 공급밸브(177)와 연동하는 제 2 가스 차단밸브(175)가 배치된다. 상기 제 2 가스 차단밸브(175)는 상기 제 2 가스 공급원(132)과 상기 제 2 가스 공급밸브(142) 사이에 배치된다. 상기 제 2 대체가스 공급밸브(177) 및 상기 제 2 가스 차단밸브(175)의 구조 및 동작 방법 등은 상기 제 1 대체가스 공급밸브(172) 및 상기 제 1 가스 차단밸브(170)에서와 동일하다. 마찬가지로, 상기 제 2 대체가스 공급밸브(177) 및 상기 제 2 가스 차단밸브(175)는 상기 제어기(180)에서 제공되는 동작 신호에 연동하여서 동시에 동작한다.
도 8을 참조하여 이 실시예에 따른 시스템의 동작을 설명하면, 상기 고주파 발전기(124)가 멈출 때(4), 상기 연동하는 밸브들(170, 172, 175, 177)에 동작 신호를 보낸다. 이 동작 신호에 의해, 상기 제 1 및 제 2 가스 차단밸브(170, 175)는 폐쇄되고, 동시에 상기 제 1 및 제 2 대체가스 공급밸브(172, 177)는 개방된다. 이에 따라, 웨이퍼를 교체하는 동안(4 및 5), 상기 제 1 및 제 2 가스 공급원(131, 132)에 담긴 반응 가스들의 불필요한 소모를 상기 대체가스(예를 들면, 상기 제 3 가스 공급원(133)에 담긴 질소 가스)로 대신할 수 있다.
한편, 도 5에 도시한 것처럼, 상기 제 1 가스 공급밸브(141)와 상기 제 1 가스 차단밸브(170)를 대신하여 하나의 제 1 밸브(210)로 사용하는 또다른 실시예가 가능하다. 앞선 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제 1 밸브(210)는 상기 제 1 대체가스 공급밸브(172)와 연동하여 동작한다. 도 9에 도시한 것처럼, 상기 제 1 밸브(210)는 웨이퍼를 교체하는 기간(4, 5) 동안에는 폐쇄되고, 다른 시간(1, 2, 3) 동안에는 개방된다. 상기 제 1 밸브(210)가 폐쇄될 때는 상기 제 1 대체가스 공 급밸브(172)가 개방된다.
도 6에 도시한 것처럼, 상기 제 1 밸브(210)에 더하여, 상기 제 2 가스 공급밸브(142)와 상기 제 2 가스 차단밸브(175)를 하나의 제 2 밸브(220)로 사용하는 또다른 변형된 실시예가 가능하다. 상기 제 2 밸브(220)는 상기 제 2 대체가스 공급밸브(177)에 연동하여 동작한다. 도 10에 도시한 것처럼, 상기 제 1 및 제 2 밸브(210, 220)는 웨이퍼를 교체하는 시간(4, 5) 동안에는 폐쇄되어, 반응가스들의 불필요한 소모를 최소화한다. 상기 제 1 및 제 2 밸브(210, 220)가 폐쇄될 때는 상기 제 1 및 제 2 대체가스 공급밸브(172, 177)가 개방된다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼가 교체되는 시간 동안에는, 반응 가스의 대용으로 질소 가스 등의 대체가스를 공급하는 가스 공급 장치를 구비하는 반응 챔버 시스템을 제공한다. 이에 따라, 반응 가스의 불필요한 소모를 최소화하여, 가스 용기들의 교체 주기를 연장할 수 있다. 그 결과, 시스템의 효율적인 운용이 가능하여, 반도체 제품의 제조 생산성을 향상시킬 수 있다.
Claims (20)
- 반응 챔버;복수개의 가스 공급원들;상기 반응 챔버와 상기 가스 공급원들을 연결하는 복수개의 가스 공급라인들;상기 가스 공급라인들에 배치되는 가스 공급밸브들;상기 반응 챔버와 적어도 하나의 상기 가스 공급밸브 사이에서, 상기 가스 공급라인에 병렬로 연결되는 대체가스 공급라인; 및상기 대체가스 공급라인에 배치되는 대체가스 공급밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 대체가스 공급라인이 연결되는 상기 가스 공급라인에 배치되는 가스 차단밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 가스 차단밸브는 상기 대체가스 공급라인과 상기 가스 공급라인이 연결되는 지점과 상기 가스 공급원 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 가스 공급밸브는 평시 폐쇄형(Normal close type)이고,상기 대체가스 공급밸브는 평시 폐쇄형(Normal close type)이고,상기 가스 차단밸브는 평시 개방형(Normal open type)인 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 대체가스 공급밸브 및 상기 가스 차단밸브는 솔레노이드 밸브, 공압 밸브 또는 유압 밸브 중의 한가지인 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 가스 공급밸브들은 솔레노이드 밸브, 공압 밸브 또는 유압 밸브 중의 한가지인 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브의 개폐를 제어하는 제어기를 더 구비하는 반응 챔버 시스템.
- 제 7 항에 있어서,상기 가스 차단밸브는 상기 제어기의 신호에 의해 폐쇄되고,상기 대체가스 공급밸브는 상기 제어기의 신호에 의해 개방되되,상기 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브는 상기 제어기의 신호에 연동(interlock)하여 동시에 동작하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 반응 챔버의 일측에 배치되는 로드락 챔버를 더 구비하되,상기 로드락 챔버는 공정 진행 중의 압력 변화가 적도록, 상기 반응 챔버와 유사한 압력을 유지하는 등압형(equal pressure type)인 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 9 항에 있어서,상기 반응 챔버의 압력은 상기 로드락 챔버보다 1 내지 20% 낮은 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 가스 공급밸브들과 상기 반응 챔버 사이에 배치되는 필터들을 더 구비하는 반응 챔버 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 가스 공급밸브들과 상기 반응 챔버 사이에 배치되는 유량 제어기(Mass Flow Controller, MFC)을 더 구비하는 반응 챔버 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 반응 챔버에 공급된 반응 가스들을 배기시키기위한 펌프;상기 펌프와 상기 반응 챔버를 연결하는 제 1 배기라인;상기 펌프와 상기 가스 공급라인들을 연결하는 제 2 배기라인들; 및상기 제 2 배기라인들 상에 각각 배치되는 배기 밸브를 더 구비하는 반응 챔버 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 반응 챔버에 연결되어, 상기 반응 챔버 내로 공급되는 반응 가스들을 활성화시키는 고주파 발생 장치를 더 구비하되,상기 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브는 상기 고주파 발생 장치와 연동하여 동작하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 대체가스 공급라인은 질소 또는 아르곤를 공급하는 가스 공급원에 연결되는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 등압형 증착 챔버;산소 함유 가스, 실리콘 함유 가스 및 질소 가스를 각각 공급하는 제 1 가스 공급원, 제 2 가스 공급원 및 제 3 가스 공급원;상기 증착 챔버와 상기 제 1, 제 2 및 제 3 가스 공급원들을 각각 연결하는 제 1 가스 공급라인, 제 2 가스 공급라인 및 제 3 가스 공급라인;상기 제 1, 제 2 및 제 3 가스 공급라인들에 각각 배치되는, 평시 폐쇄형의 제 1 가스 공급밸브, 제 2 가스 공급밸브 및 제 3 가스 공급밸브;상기 제 1 가스 공급라인에 병렬로 연결되는 대체가스 공급라인;상기 대체가스 공급라인에 배치되는 평시 폐쇄형의 대체가스 공급밸브; 및상기 제 1 가스 공급라인에 배치되는 평시 개방형의 제 1 가스 차단밸브를 구비하되,상기 제 1 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브는 연동하여 동시에 동작하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 16 항에 있어서,상기 대체가스 공급라인의 일단은 상기 증착 챔버와 상기 제 1 가스 공급밸브 사이에서 상기 제 1 가스 공급라인에 연결되고, 다른 일단은 상기 제 3 가스 공급원에 연결되는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 1 가스 차단밸브는 상기 대체가스 공급라인과 상기 제 1 가스 공급라인이 연결되는 지점과 상기 제 1 가스 공급원 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 1 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브의 개폐를 제어하는 제어기를 더 구비하되,상기 제 1 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브는 상기 제어기의 신호에 의해 연동하여 동시에 폐쇄 및 개방되는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
- 제 16 항에 있어서,상기 증착 챔버에 연결되어, 상기 증착 챔버 내로 공급되는 상기 실리콘 함유 가스와 상기 산소 함유 가스의 반응을 촉진시키는 고주파 발생 장치를 더 구비하되,상기 제 1 가스 차단밸브 및 상기 대체가스 공급밸브는 상기 고주파 발생 장치와 연동하여 동작하는 것을 특징으로 하는 반응 챔버 시스템.
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| KR101000093B1 (ko) * | 2008-07-22 | 2010-12-09 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 기판 처리용 가스 공급장치 및 이를 이용한 기판 처리장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050030020A (ko) | 2005-03-29 |
| US20050061440A1 (en) | 2005-03-24 |
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