KR100571253B1 - 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되는 경우에 이를 표시함과 동시에 자동전압보정(Auto Voltage Calibration)을 하여 줌으로써 반도체 제조공정상에서 수율 저하와 같은 공정사고의 유발을 방지할 수가 있는, 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치에 관한 것으로서,

반도체 장비내로 입력되는 공정가스의 유량을 제어하기 위하여 기준전압을 출력하는 메인장비 제어부와, 상기한 메인장비 제어부로부터 입력되는 기준전압에 따라 가스배관의 개도량을 제어함으로써 흐르는 가스배관을 흐르는 공정가스의 유량을 제어하는 유량 제어부와, 상기한 유량 제어부로부터 구동전압에 관한 정보를 받아서 디스플레이 하는 가스공급 구동전압 디스플레이와, 상기한 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되는 경우에 이를 가스공급 구동전압 디스플레이에 표시함과 동시에 자동전압보정을 하는 시뮬레이션 변환기를 포함하여 이루어진다.

메인장비, 가스배관, 공정가스, 디스플레이, 기준전압, 자동전압보정

Description

인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치{Gas flow contoller having interlock function}

도 1은 종래의 공정가스 공급 제어장치의 블럭 구성도이다.

도 2는 종래의 공정가스 공급 제어장치의 유량 제어기의 블럭 구성도이다.

도 3은 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압의 0점 변화시 전압에 따른 가스유량의 변화를 도시한 그래프이다.

도 4는 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압의 0점 변화시 시간에 따른 가스유량의 변화를 도시한 그래프이다.

도 5는 이 발명의 일실시예에 따른 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치의 블럭 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 메인장비 제어부 2 : 유량 제어부

3 : 가스공급 구동전압 디스플레이 4 : 시뮬레이션 변환기

이 발명은 반도체 제조장비 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자 면 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되는 경우에 이를 표시함과 동시에 자동전압보정(Auto Voltage Calibration)을 하여 줌으로써 반도체 제조공정상에서 수율 저하와 같은 공정사고의 유발을 방지할 수가 있는, 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서는 많은 종류의 공정가스가 반도체 제조장비의 내부로 공급되어 웨이퍼와 상호 반응됨으로써 제조공정이 진행된다.

반도체 제조장비에서는 공정가스 공급 제어장치를 이용하여, 반도체 제조장비의 내부로 공급되는 공정가스의 유량을 제어하면서, 고진공의 챔버내에서 프로세스를 진행하게 된다.

도 1은 종래의 공정가스 공급 제어장치의 블럭 구성도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 공정가스 공급 제어장치는, 디스플레이(11)와 메인장비 컨트롤러(12)와 유량계 컨트롤러(13)와 반송계 컨트롤러(14)와 온도 컨트롤러(15)와 반송계 컨트롤러(16)를 포함하는 메인장비 제어부(1)와, 에어밸브(21)와 유량 제어기(Mass Flow Controller, MFC)(22)와 에어밸브(23)를 포함하는 유량 제어부(2)를 포함하여 이루어진다.

도 2는 종래의 공정가스 공급 제어장치의 유량 제어기의 블럭 구성도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 공정가스 공급 제어장치의 유량 제어기(22)의 구성은, 전류를 공급하기 위한 정전류원(222)과, 가스배관(221)에 설치되어 있으며 가스배관(221)을 타고 흐르는 공정가스의 양을 검출하여 전기적인 신호로서 출력하는 유량센서(223)와, 상기한 유량센서(223)에 연결되어 있는 전치 증폭기(224)와, 주위의 온도를 검출하여 전기적인 신호로서 출력하는 주위온도 검출부(225)와, 상기한 전치 증폭기(224)와 주위온도 검출부(225)에 연결되어 있는 온도보정회로(226)와, 상기한 온도보정회로(226)에 연결되어 있는 층류회로(227)와, 메인장비 제어부(1)의 유량계 컨트롤러(13)에 연결되어 있는 제어회로(228)와, 가스배관(221)에 설치되어 있으며 상기한 비교제어회로(228)로부터 입력되는 신호에 따라 가스배관(221)의 개도량을 가감시키는 컨트롤 밸브(229)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한 종래의 공정가스 공급 제어장치의 작용은 다음과 같이루어진다.

메인장비 제어부(1)의 메인장비 컨트롤러(12)는 반도체 장비내로 공급되어야 할 가스유량에 관한 정보신호를 유량계 컨트롤러(13)를 통하여 유량 제어부(2)의 유량 제어기(22)로 출력한다.

상기한 유량 제어부(2)는 전압에 의한 제어방식이 사용됨에 따라, 상기한 유량 제어부(2)의 유량 제어기(22)는 메인장비 제어부(1)의 유량계 컨트롤러(13)에서 출력되는 기준전압(Voltage)에 의해서 구동되어 공정가스 유량을 제어한다. 즉, 메인장비 제어부(1)의 유량계 컨트롤러(13)로부터 기준전압신호가 입력되면, 유량 제어기(22)의 제어회로(228)는 가스배관(221)에 설치되어 있는 컨트롤 밸브(229)를 제어하여 가스배관(221)을 개방시킴으로써 반도체 장비내로 공정가스가 입력되도록 한다.

그리고, 상기한 가스배관(221)을 흐르는 공정가스는 가스배관(221)에 설치되어 있는 센서(223)에 의해 유량이 전기적인 신호로서 감지되고 전치 증폭기(224)에 의해 전기적인 신호가 증폭된 뒤에 온도보정회로(226)를 거쳐서 주위온도와의 온도보정이 이루어진 뒤에 층류회로(227)를 거쳐서 메인장비 제어부(1)의 유량계 컨트롤러(13)와 메인장비 컨트롤러(12)로 출력된다.

이어서, 메인장비 제어부(1)의 메인장비 컨트롤러(12)에서는 유량 제어부(2)로부터 입력된 신호를 분석하여 가스유량이 기준치를 벗어낫는지를 판단하고, 기준치에서 벗어난 경우에 이를 디스플레이(11)에 표시함과 동시에 에러발생신호를 발생시킴으로써 사용자가 가스유량을 수작업으로 조정하여 보정할 수 있도록 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 공정가스 공급 제어장치는, 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 시프트되어 0(Zero)점에서 벗어나 있으면 유량 제어기는 그 상태를 인지하지 못하고 시프트된만큼 공정가스 유량을 흐르게 함으로써 반도체 제조공정상에서 수율 저하와 같은 공정사고를 유발할 소지가 있는 문제점이 있다.

도 3은 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압의 0점 변화시 전압에 따른 가스유량의 변화를 도시한 그래프로서, a는 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 정상인 경우를 나타내고, b는 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트된 경우를 나타내고, c는 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 플러스 시프트된 경우를 나타낸다.

도 4의 (A), (B), (C)는 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압의 0점 변화시 시간에 따른 가스유량의 변화를 도시한 그래프로서, 각각 도 3의 a, b, c 직선에 대응된다. 즉, 도 4의 (A)는 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 정상인 경우에 시간에 따른 유량의 변화를 나타내고, 도 4의 (B)는 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트된 경우를 나타내고, 도 4의 (C)는 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 플러스 시프트된 경우를 나타낸다.

도 4의 (A)에서 볼 수 있듯이 기준전압이 정상인 경우에는 기준전압에 따른 목표유량(계단파형 부분)에 가깝게 유량이 제어되고 있음을 볼 수 있으며, 도 4의 (B)에서 볼 수 있듯이 기준전압이 마이너스 시프트된 경우에는 기준전압에 따른 목표유량(계단파형 부분)에 못미치게 유량이 제어되고 있음을 볼 수 있으며, 도 4의 (C)에서 볼 수 있듯이 기준전압이 플러스 시프트된 경우에는 기준전압에 따른 목표유량(계단파형 부분)보다 더 크게 유량이 제어되고 있음을 볼 수 있다.

이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되는 경우에 이를 표시함과 동시에 자동전압보정(Auto Voltage Calibration)을 하여 줌으로써 반도체 제조공정상에서 수율 저하와 같은 공정사고의 유발을 방지할 수가 있는, 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 반도체 장비내로 입력되는 공정가스의 유량을 제어하기 위하여 기준전압을 출력하는 메인장비 제어부와, 상기한 메인장비 제어부로부터 입력되는 기준전압에 따라 가스배관의 개도량을 제어함으로써 흐르는 가스배관을 흐르는 공정가스의 유량을 제어하는 유량 제어부와, 상기한 유량 제어부로부터 구동전압에 관한 정보를 받아서 디스플레이 하는 가스공급 구동전압 디스플레이와, 상기한 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되는 경우에 이를 가스공급 구동전압 디스플레이에 표시함과 동시에 자동전압보정(Auto Voltage Calibration)을 하는 시뮬레이션 변환기를 포함하여 이루어진다.

이 발명의 구성은, 상기한 시뮬레이션 변환기로서 자동전압보정 프로그램이 탑재된 마이크로 컨트롤러를 사용하면 바람직하다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 5는 이 발명의 일실시예에 따른 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치의 블럭 구성도이다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일실시예에 따른 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치의 구성은, 반도체 장비내로 입력되는 공정가스의 유량을 제어하기 위하여 기준전압을 출력하는 메인장비 제어부(1)와, 상기한 메인장비 제어부(1)로부터 입력되는 기준전압에 따라 가스배관의 개도량을 제어함으로써 흐르는 가스배관을 흐르는 공정가스의 유량을 제어하는 유량 제어부(2)와, 상기한 유량 제어부(2)로부터 구동전압에 관한 정보를 받아서 디스플레이 하는 가스공급 구동전압 디스플레이(3)와, 상기한 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되는 경우에 이를 가스공급 구동전압 디스플레이(3)에 표시함과 동시에 자동전압보정을 하는 시뮬레이션 변환기(4)를 포함하여 이루어진다.

상기한 시뮬레이션 변환기(4)로서는 자동전압보정 프로그램이 탑재된 마이크로 컨트롤러를 사용한다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치의 작용은 다음과 같다.

메인장비 제어부(1)의 메인장비 컨트롤러는 반도체 장비내로 공급되어야 할 가스유량에 관한 정보신호를 유량계 컨트롤러를 통하여 유량 제어부(2)의 유량 제어기로 출력한다. 이와 함께 가스유량에 관한 정보신호가 시뮬레이션 변환기(4)로 부 출력된다.

상기한 유량제어부(2)는 전압에 의한 제어방식이 사용됨에 따라, 상기한 유량 제어부(2)의 유량 제어기는 메인장비 제어부(1)의 유량계 컨트롤러에서 출력되는 기준전압(Voltage)에 의해서 구동되어 공정가스 유량을 제어한다. 즉, 메인장비 제어부(1)의 유량계 컨트롤러로부터 기준전압신호가 입력되면, 유량 제어기(22)의 제어회로는 가스배관에 설치되어 있는 컨트롤 밸브를 제어하여 가스배관을 개방시킴으로써 반도체 장비내로 공정가스가 입력되도록 한다.

그리고, 상기한 가스배관을 흐르는 공정가스는 가스배관에 설치되어 있는 센서에 의해 유량이 전기적인 신호로서 감지되고 전치 증폭기에 의해 전기적인 신호가 증폭된 뒤에 온도보정회로를 거쳐서 주위온도와의 온도보정이 이루어진 뒤에 층류회로를 거쳐서 메인장비 제어부(1)와 시뮬레이션 변환기로 출력된다.

이와 동시에, 유량 제어부(2)는 구동전압에 관한 정보를 가스공급 구동전압 디스플레이(3)로 출력함으로써 가스공급 구동전압 디스플레이(3)가 이를 디스플레이 하도록 한다.

한편, 시뮬레이션 변환기(4)는 상기한 메인장비 제어부(1)로부터 입력되는 기준전압과 상기한 유량 제어부(2)로부터 입력되는 공정가스 유량에 관한 정보신호를 비교분석하여 메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 자체적으로 설정되어 있는 인터록 구간을 벗어나서 0점 변화되었는지를 판단한다.

메인장비 제어부(1)로부터 출력되는 기준전압이 인터록 구간을 벗어나서 0점 변화된 경우에, 시뮬레이션 변환기(4)는 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되어 있는 기준전압을 가스공급 구동전압 디스플레이(3)에 표시함과 동시에 내부에 탑재되어 있는 자동전압보정 프로그램을 이용하여 자동전압보정을 함으로써 공정가스 유량이 정확하게 관리될 수 있도록 제어한다.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되는 경우에 이를 표시함과 동시에 자동전압보정(Auto Voltage Calibration)을 하여 줌으로써 반도체 제조공정상에서 수율 저하와 같은 공정사고의 유발을 방지할 수가 있는, 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 반도체 장비내로 입력되는 공정가스의 유량을 제어하기 위하여 기준전압을 출력하는 메인장비 제어부와,

   상기한 메인장비 제어부로부터 입력되는 기준전압에 따라 가스배관의 개도량을 제어함으로써 흐르는 가스배관을 흐르는 공정가스의 유량을 제어하는 유량 제어부와,

   상기한 유량 제어부로부터 구동전압에 관한 정보를 받아서 디스플레이 하는 가스공급 구동전압 디스플레이와,

   상기한 메인장비 제어부로부터 출력되는 기준전압이 0(Zero)점에서 벗어나서 마이너스 시프트 또는 플러스 시프트되는 경우에 이를 가스공급 구동전압 디스플레이에 표시함과 동시에 자동전압보정을 하는 시뮬레이션 변환기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 시뮬레이션 변환기로서 자동전압보정 프로그램이 탑재된 마이크로 컨트롤러를 사용하는 것을 특징으로 하는 인터록 기능을 구비한 공정가스 공급 제어장치.

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