KR100706793B1 - 케미컬 공급 장치 및 케미컬 공급 방법 - Google Patents

케미컬 공급 장치 및 케미컬 공급 방법 Download PDF

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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • C23C16/4482—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material by bubbling of carrier gas through liquid source material

Abstract

본 발명은 테스트 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 테스트 시스템은 테스트 데이터를 생성하는 레퍼런스 칩과, 상기 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 테스트 데이터를 반환하는 테스트 대상 칩을 포함하며, 상기 레퍼런스 칩은 상기 테스트 데이터와 상기 반환된 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 것을 특징으로 한다.
반도체, 케미컬, 전구체, 버퍼링 탱크

Description

케미컬 공급 장치 및 케미컬 공급 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING CHEMCAL SOLUTIONS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 방법을 설명하는 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100; 케미컬 공급 장치 200; 팹
210,220; 버블링 탱크 230,240; 프로세스 챔버
300; 플레늄 310; 중간 탱크
320,330; 모 탱크 340; 솔벤트 탱크
350; 폐기물 탱크
본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에 사용되는 케미컬을 정량으로 공급할 수 있는 케미컬 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 사용되는 케미컬은 액상 형태에서 버블러(bubbler) 또 는 기화기(vaporizer)에서 기상으로 상전이되어 공급되는 것이 많다. 종래의 케미컬 공급 장치는 케미컬을 버퍼링 탱크에 담아서 프로세스 챔버로 공급하는 방식과 케미컬을 직접 프로세스 챔버로 공급하는 방식으로 크게 구분할 수 있다.
전자의 방식으로는 소위 더블 탱크 리퀴드 리필(DTLR; Double Tank Liquid Refill)이란 방식이 있다. 이 전자 방식의 케미컬 공급 장치는 케미컬 공급 탱크와 프로세스 챔버 사이에 두 개의 중간 탱크를 설치한 것으로, 헬륨으로 탱크들을 가압하여 배관에 케미컬을 상시 충진시켜 실시간으로 케미컬을 챔버에 공급시키는 구성이다. 이러한 DTLR 방식의 케미컬 공급 장치는 반도체 제조 공정에 사용되는 테트라메틸오르쏘실리케이트(TEOS), 트리에틸보레이트(TEB), 트리에틸포스페이트(TEPO), 타이타늄테트라클로라이드(TiCl4)와 같은 범용화된 케미컬을 공급하는데 주로 쓰인다.
후자의 방식으로는 소위 툴 마운트 캐니스터(Tool Mount Canister) 방식이 있다. 이 후자 방식의 케미컬 공급 장치는 메인 설비에 별도의 용기가 장착되어 있는데, 통상적으로 테트라키스이메틸아미노타이타늄(TDMAT)와 같이 증기압(vapor pressure)이 높은 케미컬을 프로세스 챔버에 직접 공급하는데 사용된다.
그런데, 상술한 종래의 케미컬 공급 장치들은 단순히 케미컬을 양과는 상관없이 계속적으로 챔버로 공급하는 방식이다. 또한, 상술한 케미컬들은 액상의 형태로서 가연성, 부식성, 독성 등 매우 위험한 특성을 가지는 것이 보통이며, 반도체 미세 공정에 주로 사용된다. 이러한 이유 내지 안정상의 이유로 버퍼링(buffering) 장치가 케미컬 공급 장치에 필수적이라 할 수 있다. 따라서, 케미컬을 보다 안정적이도 정량적으로 공급할 수 있고, 케미컬 공급 과잉에 의한 공정 사고를 방지할 수 있는 개선된 케미컬 공급 장치의 필요성이 있는 것이다.
본 발명은 종래 기술에서의 요구 내지 필요에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 케미컬을 보다 안정적이고 정량적으로 공급할 수 있는 케미컬 공급 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명에 따른 케미컬 공급 장치 및 방법은 중간 버퍼링 정량 탱크를 설치하고 압력 평형 조건으로 케미컬을 정량적으로 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 장치는, 케미컬이 저장된 모 탱크(Mother Tank)와, 상기 모 탱크에 비해 제1 거리차(h)만큼 상대적으로 높은 위치에 배치되어 상기 모 탱크와의 위치간 압력차에 의해 상기 모 탱크로부터 상기 케미컬을 정량적으로 제공받는 중간 탱크(Intermediate Tank)와, 상기 중간 탱크에 비해 제2 거리차(h')만큼 상대적으로 높은 위치에 배치되어 상기 중간 탱크와의 위치간 압력차에 의해 상기 중간 탱크로 제공된 정량의 케미컬을 제공받는 버블링 탱크(Bubbling Tank)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 장치에 있어서, 상기 모 탱크(MT)의 초기 압력 (PMT)은 PMT = 상기 제1 거리차(h)에 의한 케미컬 압력 + 상기 중간 탱크(IT)의 푸쉬(Push) 압력 이라는 식에 의해 설정된다. 이 식에서 상기 중간 탱크(IT)의 푸쉬(Push) 압력은 상기 케미컬이 상기 중간 탱크(IT)의 일정 부분을 차지하고 있을 때 상기 중간 탱크(MT)로부터 상기 모 탱크(MT)로 작용하는 케미컬의 압력이다.
본 발명의 실시예에 따른 장치에 있어서, 상기 중간 탱크(IT)의 초기 압력(PIT)은 PIT = 상기 중간 탱크(IT)의 푸쉬(Push) 압력 × { VIT (빈공간)/VIT } 이라는 식에 의해 설정된다. 이 식에서 상기 VIT(빈공간)은 상기 중간 탱크(IT)에서 상기 케미컬이 채워지지 않은 빈공간의 체적이고, 상기 VIT 는 상기 중간 탱크(IT)의 전체 체적이다.
본 발명에 따른 테스트 시스템은 테스트 데이터를 생성하는 레퍼런스 칩과 그리고, 상기 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 테스트 데이터를 반환하는 테스트 대상 칩을 포함하며, 상기 레퍼런스 칩은 상기 테스트 데이터와 상기 반환된 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 장치에 있어서, 상기 중간 탱크(MT)는 상기 버블링 탱크(BT)와의 사이의 배관에 잔류하는 케미컬을 리필받는다. 상기 모 탱크(MT)는 상기 중간 탱크(IT)와의 사이의 배관에 잔류하는 케미컬을 리필받는다.
본 발명의 실시예에 따른 장치에 있어서, 상기 모 탱크(MT)와 상기 중간 탱크(MT) 사이의 배관을 세정하는 솔벤트를 저장하는 솔벤트 탱크를 더 포함한다. 상기 배관을 세정한 뒤에 폐기되는 솔벤트를 저장하는 폐기물 탱크를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 장치에 있어서, 상기 케미컬은 트리메틸알루미늄(TMA) 또는 테트라키스메틸아미노하프늄(TEMAH)을 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 레퍼런스 칩은 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무 판별 결과를 표시하는 표시 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 장치에 있어서, 상기 모 탱크(MT)와 상기 버블링 탱크(BT) 중에서 적어도 어느 하나는 적어도 두 개이다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 방법은, 케미컬이 저장된 모 탱크와, 상기 모 탱크에 비해 제1 거리차(h)만큼 상대적으로 높은 위치에 배치된 중간 탱크와, 상기 중간 탱크에 비해 제2 거리차(h')만큼 상대적으로 높은 위치에 배치된 버블링 탱크를 이용하는 케미컬 공급 방법에 있어서, 상기 탱크들을 각각 초기 압력으로 설정하는 단계와, 상기 모 탱크는 초기 압력으로 유지되도록 하고 상기 중간 탱크는 초기 압력보다 높은 제1 압력이 되도록 하여 상기 모 탱크로부터 상기 중간 탱크로 상기 케미컬을 특정량 제공하는 단계와, 상 기 중간 탱크는 상기 제1 압력에서 초기 압력으로 되도록 하고 상기 버블링 탱크는 초기 압력보다 높은 제2 압력이 되도록 하여 상기 중간 탱크로부터 상기 버블링 탱크로 상기 특정량의 케미컬을 제공하는 단계와, 상기 버블링 탱크는 상기 제2 압력보다 낮은 제3 압력이 되도록 하고 상기 중간 탱크는 진공으로 설정하여 상기 버블링 탱크와 상기 중간 탱크와의 사이의 배관에 존재하는 케미컬을 상기 중간 탱크로 리필하고, 상기 모 탱크를 진공으로 설정하여 상기 중간 탱크와 상기 모 탱크와의 사이의 배관에 존재하는 케미컬을 상기 모 탱크로 리필하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 탱크들을 각각 초기 압력으로 설정하는 단계는 상기 모 탱크의 초기 압력(PMT)을 PMT = 상기 제1 거리차(h)에 의한 케미컬 압력 + 상기 중간 탱크의 푸쉬(Push) 압력 이라는 식으로 설정하는 단계를 포함한다. 이 식에서 상기 중간 탱크의 푸쉬(Push) 압력은 상기 케미컬이 상기 중간 탱크의 일정 부분을 차지하고 있을 때 상기 중간 탱크로부터 상기 모 탱크로 작용하는 케미컬의 압력이다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 탱크들을 각각 초기 압력으로 설정하는 단계는, 상기 중간 탱크의 초기 압력(PIT)을 PIT = 상기 중간 탱크의 푸쉬(Push) 압력 × { VIT (빈공간)/VIT } 이라는 식으로 설정하는 단계를 포함한다. 이 식에서 상기 VIT(빈공간)은 상기 중간 탱크에서 상기 케미컬이 채워지지 않은 빈공 간의 체적이고, 상기 VIT 는 상기 중간 탱크의 전체 체적이다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 탱크들을 각각 초기 압력으로 설정하는 단계는, 상기 버블링 탱크의 초기 압력(PBT)을 PBT = { 상기 중간 탱크의 초기 압력(PIT) - 상기 제2 거리차(h')에 따른 케미컬 압력 } × { VBT(빈공간)/V(BT + h' 배관) } 이라는 식으로 설정하는 단계를 포함한다. 이 식에서 상기 VBT(빈공간)은 상기 버블링 탱크에서 상기 케미컬이 채워지지 않은 빈공간의 체적이고, 상기 V(BT + h' 배관) 은 상기 버블링 탱크의 전체 체적과 상기 버블링 탱크와 상기 중간 탱크 사이의 배관의 체적의 합이다.
본 발명에 따른 테스트 시스템은 테스트 데이터를 생성하는 레퍼런스 칩과 상기 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 테스트 데이터를 반환하는 테스트 대상 칩과 그리고, 상기 테스트 데이터와 상기 반환된 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 비교부는 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무 판별 결과를 표시하는 표시 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 테스트 방법은 레퍼런스 칩에서 테스트 데이터를 출력하는 단계와 테스트 대상 칩이 상기 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 테스트 데이터를 반환하는 단계와 그리고, 상기 레퍼런스 칩이 상기 테스트 데이터와 상기 반환된 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 테스트 방법은 레퍼런스 칩에서 테스트 데이터를 출력하는 단계와 테스트 대상 칩이 상기 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 테스트 데이터를 반환하는 단계와 그리고, 비교부가 상기 테스트 데이터와 상기 반환된 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 장치를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 장치(100)는 액상의 케미컬이 저장된 모 탱크(320,330:Mother Tank)와, 모 탱크(320,330)로부터 액상의 케미컬을 공급받아 기상의 케미컬로 상전이시키는 버블링 탱크(210,220;Bubbling Tank)와, 버블링 탱크(210,220)로부터 기상의 케미컬을 공급받아 실질적으로 소정의 반도체 프로세스가 진행되는 하나 또는 복수개의 프로세스 챔버(230,240)를 포함하여 구성된다. 케미컬을 안전상 그리고 정량적으로 공급하기 위해 모 탱크(320,330)와 버블링 탱크(210,220)와의 사이에는 버퍼링 탱크(buffering tank)의 역할을 하는 중간 탱크(310;Intermediate Tank)가 설치된다.
모 탱크(320)는 케미컬의 교체 내지 보충시 리던던시(redundancy) 용도로 사 용하기 위해 복수개가 같은 높이에 설치된다. 버블링 탱크(210,220)는 같은 높이에 설치되는데, 버블링 탱크(210,220) 각각은 프로세스 챔버(230,240) 각각과 서스(SUS) 재질의 배관(212,222)을 매개로 연결된다. 배관(212,222)은 기상으로 상전이된 케미컬, 가령 트리메틸알루미늄(TMA) 또는 테트라키스메틸아미노하프늄(TEMAH)와 같은 전구체(precursor)가 공급되는 경로가 된다. 배관(212,222)을 통해 공급된 트리메틸알루미늄(TMA)와 같은 전구체(precursor)를 이용하여 프로세스 챔버(230)에 로딩된 웨이퍼 상에 알루미늄 산화막이 증착된다.
상술한 트리메틸알루미늄(TMA) 또는 테트라키스메틸아미노하프늄(TEMAH)와 같은 전구체(precursor)는 자연발화 특성을 지니므로 액상의 전구체를 기상의 전구체로 상전이 시키는 것으로서 기화기(vaporizer) 보다는 버블링 탱크(210,220)와 같이 버블링 시스템을 이용한 기포 방식이 유리하다. 그리고, 기포 방식으로 케미컬을 공급하기 위해서는 공급 거리를 고려한 버퍼링(buffering) 및 정량 역할을 할 수 있는 중간 탱크(310)가 설치되는 것이 바람직하다.
트리메틸알루미늄(TMA) 또는 테트라키스메틸아미노하프늄(TEMAH)와 같은 전구체(precursor)는 강부식성, 고반응성의 특성이 있으므로 중간 탱크(310)는 모넬(MONEL)류와 같은 특수 합금으로 만들어지거나 표면처리되어 있는 것이 바람직하다. 특수 합금으로는 니켈(Ni)과 구리(Cu)와의 합금으로서 그 외 소량의 철, 망간, 규소 등을 포함하여 니켈의 부식성을 개선시킨 모넬(Monel)류 합금을 대표적으로 선택할 수 있다. 모넬류와 같은 특수합금으로 구성되지 않거나 표면처리되지 아니한 중간 탱크(310)의 경우 장기간 사용시 각종의 금속 불순물을 발생시켜 케미컬의 순도를 떨어뜨리기 때문이다.
모 탱크(320,330)와 중간 탱크(310)와의 사이에는 액상의 케미컬이 이동되는 경로인 서스(SUS) 재질의 배관(322,332)이 설치되고, 중간 탱크(310)로부터 버블링 탱크(210,220)와의 사이에도 액상의 케미컬이 이동되는 경로인 서스(SUS) 재질의 배관(312,313,314)이 설치된다.
비교부(Comparator, 160)는 송신 테스트 데이터(Dtx)와 수신된 테스트 데이터(Drx)가 동일한지 여부를 판별한다. 송신 테스트 데이터(Dtx)는 테스트 대상 칩(200)으로 입력되는 테스트 데이터이다. 수신된 테스트 데이터(Drx)는 송신 테스트 데이터(Dtx)가 테스트 대상 칩(200) 내의 각 블록에서 동작한 후 출력되는 테스트 데이터이다. 만약, 테스트 대상 칩(200)이 오동작하면 수신된 테스트 데이터(Drx)는 송신 테스트 데이터(Dtx)와 일치하지 않게 된다. 비교부(160)는 테스트 대상 칩(200)의 테스트 데이터 전송이 정상적으로 동작하는지 나타내는 테스트 결과를 테스트 결과 단자(Tout)로 출력한다. 테스트 결과 단자(Tout)는 LED와 같은 표시 장치와 연결되어 테스트 대상 칩(200)의 정상 동작 여부를 표시할 수도 있다.
모 탱크(320,330)에서와 마찬가지로 중간 탱크(310)에도 압력 측정 기구(317)가 구비된 불활성 가스 주입 배관(315)과 진공 배관(316)이 설치된다. 마찬가지로, 버블링 탱크(210)에도 압력 측정 기구(217)가 구비된 불활성 가스 주입 배관(214)과 진공 배관(216)이 설치되고, 다른 한쪽의 버블링 탱크(220)에도 압력 측정 기구(227)가 구비된 불활성 가스 주입 배관(224)과 진공 배관(226)이 설치된다.
상술한 프로세스 챔버(230,240)와 버블링 탱크(210,220)는 이른바 반도체일관생산라인(200;FAB)에 설치된다. 그리고, 중간 탱크(310)와 모 탱크(320,330)는 케미컬 공급시 안전 사고를 방지하기 위해 팹(200)의 하부인 플레늄(300;Plenum)에 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 모 탱크(320,330)는 상대적으로 제일 낮은 위 치에 설치되고, 버블링 탱크(210,220)는 상대적으로 제일 높은 위치에 설치되며, 중간 탱크(310)는 중간 높이에 설치된다. 결국, 모 탱크(310,320)와 중간 탱크(310)는 일정 거리(h) 만큼의 위치차가 있고, 중간 탱크(310)와 버블링 탱크(210,220)도 역시 일정 거리(h') 만큼의 위치차가 생기게 된다.
한편, 케미컬 공급 장치(100)에는 배관의 세정, 특히 모 탱크(310,320)의 공급 배관(322,332) 부근의 소위 데드 스페이스(360;dead space)를 세정하기 위하여 세정액인 솔벤트(solvent)를 저장하는 솔벤트 탱크(340)와, 세정을 마친 솔벤트 기타 폐기물들을 저장하는 폐기물 탱크(350)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 케미컬 공급 장치(100)는 중간 탱크(310)와 버블링 탱크(210,220)간 압력 평형의 원리로써 케미컬을 정량으로 공급한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 방법을 설명하는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 공급 장치(100)는, 예를 들어 약 4 리터(ℓ) 정도의 체적을 갖는 모 탱크(320)와, 약 1 리터(ℓ) 정도의 체적을 가지는 중간 탱크(310)와, 약 1 내지 2 리터(ℓ) 정도의 체적을 갖는 버블링 탱크(210)를 특정의 초기 압력으로 설정한다(제1 단계). 그 다음, 압력 평형에 의해 모 탱크(320)로부터 중간 탱크(310)로 케미컬(400)을 특정량만큼 공급하고(제2 단계), 압력 평형에 의해 중간 탱크(310)로부터 버블링 탱크(210)로 앞서의 특정량만큼의 케미컬을 공급한다(제3 단계). 이후에, 탱크들(210,310,320) 사이의 배관(312,313,322)에 잔류하는 케미컬을 모 탱크(320)로 리필(refill)한다(제4 단계). 본 케미컬 공급 장치(100)는 상술한 바와 같은 일련의 단계로써 케미컬을 정량으로 공급하는 시스템이다.
제1 단계로서, 모 탱크(320)는 하기 수학식 1에 의해, 중간 탱크(310)는 하기 수학식 2에 의해, 그리고 버블링 탱크(210)는 하기 수학식 3에 의해 초기 압력으로 설정한다.
모 탱크(320)의 초기 압력(PMT) = 모 탱크(320)와 중간 탱크(310)와의 거리차(h)에 의한 케미컬 압력 + 중간 탱크(310)의 푸쉬(Push) 압력
여기서, 중간 탱크(310)의 푸쉬(Push) 압력은 케미컬(400)이 중간 탱크(310)의 일정 부분을 차지하고 있을 때 중간 탱크(310)로부터 모 탱크(320)로 작용하는 케미컬(400)의 압력이다. 모 탱크(320)의 초기 압력(PMT)은 배관(324)을 통해 불활성 가스(예; 아르곤)를 주입하여 설정한다. 예를 들어, 모 탱크(320)의 초기 압력(PMT)은 약 405 kPa 정도로 설정한다.
중간 탱크(310)의 초기 압력(PIT) = 중간 탱크(310)의 푸쉬(Push) 압력 × { VIT (빈공간)/VIT }
여기서, VIT(빈공간)은 중간 탱크(310)에서 케미컬(400)이 채워지지 않은 빈공간의 체적이고, VIT 는 중간 탱크(310)의 전체 체적이다. 예를 들어, 중간 탱크(310)의 초기 압력(PIT)은 약 85 kPa 정도로 설정한다.
버블링 탱크(BT)의 초기 압력(PBT) = { 중간 탱크(310)의 초기 압력(PIT) - 중간 탱크(310)와 버블링 탱크(210)와의 거리차(h')에 따른 케미컬 압력 } × { VBT(빈공간)/V(BT + h' 배관) }
여기서, VBT(빈공간)은 버블링 탱크(210)에서 케미컬(400)이 채워지지 않은 빈공간의 체적이고, V(BT + h' 배관) 은 버블링 탱크(210)의 전체 체적과 버블링 탱크(210)와 상기 중간 탱크(310) 사이의 배관(312,313)의 체적의 합이다. 예를 들어, 버블링 탱크(210)의 초기 압력(PBT)은 약 10 kPa 정도로 설정한다.
제2 단계로서, 모 탱크(320)의 압력을 초기 압력 상태인 약 405 kPa 정도로 지속적으로 유지하여 모 탱크(320) 내에 저장된 케미컬(400) 중에서 'x' 리터(ℓ), 가령 약 0.4 리터(ℓ) 정도를 중간 탱크(310)로 제공한다. 이때, 중간 탱크(310)의 압력은 초기 압력(예; 85kPa)에서 상승되어 약 400 kPa 정도로 상승한다.
제3 단계로서, 중간 탱크(310)의 압력이 버블링 탱크(210)에 비해 높으므로 압력차에 의해 중간 탱크(310)로부터 버블링 탱크(210)로 케미컬(400)이 'x' 리터, 즉 앞서의 0.4 리터(ℓ) 정도가 제공된다. 이경우, 중간 탱크(310)의 압력은 400 kPa 정도에서 초기 압력인 약 85 kPa 정도로 감소하고, 버블링 탱크(210)는 초기 압력인 약 10 kPa 정도에서 약 40 kPa 정도로 상승한다. 버블링 탱크(210)로 제공된 액상의 케미컬(400)은 버블링 탱크(210)에서 기상으로 상전이되어 프로세스 챔 버(230)로 제공되어 소정의 반도체 공정이 진행된다.
제4 단계로서, 중간 탱크(310)에서 버블링 탱크(210)로 케미컬(400)이 제공되더라도 중간 탱크(310)와 버블링 탱크(210) 사이의 배관(312,313)에 케미컬이 잔류한다. 배관(312,313) 내에 정체되는 케미컬은 파티클 발생 요인이 될 수 있으므로 중간 탱크(310)의 압력을 초기 압력인 약 85 kPa 에서 진공 수준까지 만들어준다. 그러면, 배관(312,313) 내의 케미컬이 중간 탱크(310)로 유입되고 버블링 탱크(210)는 약 40 kPa 정도의 압력에서 약 7 kPa 정도의 압력으로 하강한다. 이후에, 모 탱크(320)의 압력을 진공 수준까지 낮추어 중간 탱크(310)로 유입된 케미컬(400)을 모 탱크(320)로 리필시켜 약 7 kPa 정도의 압력 수준으로 만들어 준다. 그러면, 각 탱크들(210,310,320) 사이의 배관(312,313,322)에 정체된 케미컬이 모 탱크(320)로 리필된다.
이상의 일련의 단계에 따른 각 탱크들(210,310,320)의 압력들을 표로 나타내면 하기 표 1과 같다. 여기서, 압력 단위는 kPa 이다.
구분 제1 단계 초기압력 설정 제2 단계 제3 단계 제4 단계
모 탱크(320) 압력 405 405 - 7
중간 탱크(310) 압력 85 400 85 -
버블링 탱크(210) 압력 10 - 40 7
이상의 일련의 과정을 통하면, 탱크들(210,310,320) 간의 두 위치간 압력차로 케미컬의 이동이 시작되어 압력 평형에 의해 케미컬 이동이 중단되는 시점까지 원하는 양만큼만 압력 평형 조건에 의해 케미컬을 공급할 수 있다.
중간 탱크(310)의 체적은 케미컬 공급량 및 공정 설비 가동율에 따라 가변적으로 취사 선택할 수 있음은 물론이다. 앞서의 예처럼, 중간 탱크(310)의 체적을 약 1 리터(ℓ) 정도로 설정하게 되면 중간 탱크(310)는 중간 버퍼링 탱크 역할을 하게 된다. 따라서, 정량 체적의 중간 탱크(310)는 정량 체적 이상으로 케미컬(400)이 버블링 탱크(210)로 이송되어 케미컬의 과잉 공급에 따른 공정 사고를 방지할 수 있는 안전 장치로서 기능을 하고 정량 공급 오차를 줄이는 기능을 하게 된다. 한편, 케미컬(400)의 이송량이 많을 경우 상술한 일련의 과정을 되풀이하여 이송 회수를 나누어 케미컬을 공급할 수 있다.
선택적으로, 케미컬 공급 과정의 전후에 걸쳐 솔벤트 탱크(340)에 저장된 솔벤트를 이용하여 배관(322,332)을 세정하는 과정을 진행할 수 있다. 이 세정 과정은 솔벤트 탱크(340)에서 솔벤트가 배관(342,344)을 통해 데드 스페이스(360) 내의 배관(322,332)을 세정하고, 세정된 후 폐기되는 솔벤트 및 기타 이물질들은 배관(354,352)을 통해 폐기물 탱크(350)로 저장되어 폐기된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 중간 버퍼링 탱크를 설치하여 케미컬 공급의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한 정량의 중간 버퍼링 탱크를 사용하여 정해진 양만큼만 케미컬을 공급하기 때문에 케미컬 공급 과잉에 따른 공정 사고 내지는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 고속의 테스트 데이터를 생성하는 레퍼런스 칩; 그리고
    상기 고속의 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 고속의 테스트 데이터를 반환하는 테스트 대상 칩을 포함하며,
    상기 레퍼런스 칩은 상기 고속의 테스트 데이터와 상기 반환된 고속의 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모 탱크(MT)의 초기 압력(PMT)은 하기 식에 의해 설정되며,
    PMT = 상기 제1 거리차(h)에 의한 케미컬 압력 + 상기 중간 탱크(IT)의 푸쉬(Push) 압력,
    여기서, 상기 중간 탱크(IT)의 푸쉬(Push) 압력은 상기 케미컬이 상기 중간 탱크(IT)의 일정 부분을 차지하고 있을 때 상기 중간 탱크(IT)로부터 상기 모 탱크(MT)로 작용하는 케미컬의 압력인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중간 탱크(IT)의 초기 압력(PIT)은 하기 식에 의해 설정되며,
    PIT = 상기 중간 탱크(IT)의 푸쉬(Push) 압력 × { VIT (빈공간)/VIT },
    여기서, 상기 VIT(빈공간)은 상기 중간 탱크(IT)에서 상기 케미컬이 채워지지 않은 빈공간의 체적이고, 상기 VIT 는 상기 중간 탱크(IT)의 전체 체적인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 버블링 탱크(BT)의 초기 압력(PBT)은 하기 식에 의해 설정되며,
    PBT = { 상기 중간 탱크(IT)의 초기 압력(PIT) - 상기 제2 거리차(h')에 따른 케미컬 압력 } × { VBT(빈공간)/V(BT + h' 배관) },
    여기서, 상기 VBT(빈공간)은 상기 버블링 탱크(BT)에서 상기 케미컬이 채워지지 않은 빈공간의 체적이고, 상기 V(BT + h' 배관) 은 상기 버블링 탱크(BT)의 전체 체적과 상기 버블링 탱크(MT)와 상기 중간 탱크(IT) 사이의 배관의 체적의 합인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 칩은 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무 판별 결과를 표시하는 표시 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모 탱크(MT)와 상기 중간 탱크(IT)와의 사이에 제2 배관을 더 포함하고, 상기 모 탱크(MT)는 상기 제2 배관에 잔류하는 케미컬을 리필받는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 배관을 세정하는 솔벤트를 저장하는 솔벤트 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 배관을 세정한 뒤에 폐기되는 솔벤트를 저장하는 폐기물 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 테스트 대상 칩에 전원 공급 레벨을 변화하여 입출력되는 상기 테스트 데이터를 상기 레퍼런스 칩에서 비교하여 전원 공급 마진을 테스트하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 칩과 상기 테스트 대상 칩을 연결하는 케이블의 길이를 조절하여 상기 테스트 대상 칩의 노이즈 특성을 테스트하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  11. 고속의 테스트 데이터를 생성하는 레퍼런스 칩;
    상기 고속의 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 고속의 테스트 데이터를 반환하는 테스트 대상 칩; 그리고
    상기 고속의 테스트 데이터와 상기 반환된 고속의 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 비교부는 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무 판별 결과를 표시하는 표시 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  13. 레퍼런스 칩에서 테스트 데이터를 출력하는 단계;
    테스트 대상 칩이 상기 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 테스트 데이터를 반환하는 단계; 그리고
    상기 레퍼런스 칩이 상기 테스트 데이터와 상기 반환된 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 방법.
  14. 레퍼런스 칩에서 테스트 데이터를 출력하는 단계;
    테스트 대상 칩이 상기 테스트 데이터를 입력받아 상기 레퍼런스 칩으로 상기 테스트 데이터를 반환하는 단계; 그리고
    비교부가 상기 테스트 데이터와 상기 반환된 테스트 데이터를 비교하여 상기 테스트 대상 칩의 데이터 전송 동작 이상 유무를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 방법.
  15. 케미컬이 저장된 모 탱크와, 상기 모 탱크에 비해 제1 거리차(h)만큼 상대적으로 높은 위치에 배치된 중간 탱크와, 상기 중간 탱크에 비해 제2 거리차(h')만큼 상대적으로 높은 위치에 배치된 버블링 탱크를 이용한 케미컬 공급 방법으로서,
    상기 탱크들을 각각 초기 압력으로 설정하는 단계와;
    상기 모 탱크는 초기 압력으로 유지되도록 하고 상기 중간 탱크는 초기 압력보다 높은 제1 압력이 되도록 하여 상기 모 탱크로부터 상기 중간 탱크로 상기 케미컬을 특정량 제공하는 단계와;
    상기 중간 탱크는 상기 제1 압력에서 초기 압력으로 되도록 하고 상기 버블링 탱크는 초기 압력보다 높은 제2 압력이 되도록 하여 상기 중간 탱크로부터 상기 버블링 탱크로 상기 특정량의 케미컬을 제공하는 단계와;
    상기 버블링 탱크는 상기 제2 압력보다 낮은 제3 압력이 되도록 하고 상기 중간 탱크는 진공으로 설정하여 상기 버블링 탱크와 상기 중간 탱크와의 사이의 배관에 존재하는 케미컬을 상기 중간 탱크로 리필하고, 상기 모 탱크를 진공으로 설정하여 상기 중간 탱크와 상기 모 탱크와의 사이의 배관에 존재하는 케미컬을 상기 모 탱크로 리필하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 탱크들을 각각 초기 압력으로 설정하는 단계는,
    상기 모 탱크의 초기 압력(PMT)을 하기 식으로 설정하는 단계를 포함하며,
    PMT = 상기 제1 거리차(h)에 의한 케미컬 압력 + 상기 중간 탱크의 푸쉬(Push) 압력,
    여기서, 상기 중간 탱크의 푸쉬(Push) 압력은 상기 케미컬이 상기 중간 탱크의 일정 부분을 차지하고 있을 때 상기 중간 탱크로부터 상기 모 탱크로 작용하는 케미컬의 압력인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 탱크들을 각각 초기 압력으로 설정하는 단계는,
    상기 중간 탱크의 초기 압력(PIT)을 하기 식으로 설정하는 단계를 포함하며,
    PIT = 상기 중간 탱크의 푸쉬(Push) 압력 × { VIT (빈공간)/VIT },
    여기서, 상기 VIT(빈공간)은 상기 중간 탱크에서 상기 케미컬이 채워지지 않은 빈공간의 체적이고, 상기 VIT 는 상기 중간 탱크의 전체 체적인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 탱크들을 각각 초기 압력으로 설정하는 단계는,
    상기 버블링 탱크의 초기 압력(PBT)을 하기 식으로 설정하는 단계를 포함하 며,
    PBT = { 상기 중간 탱크의 초기 압력(PIT) - 상기 제2 거리차(h')에 따른 케미컬 압력 } × { VBT(빈공간)/V(BT + h' 배관) }
    여기서, 상기 VBT(빈공간)은 상기 버블링 탱크에서 상기 케미컬이 채워지지 않은 빈공간의 체적이고, 상기 V(BT + h' 배관) 은 상기 버블링 탱크의 전체 체적과 상기 버블링 탱크와 상기 중간 탱크 사이의 배관의 체적의 합인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 모 탱크는 초기 압력으로 유지되도록 하고 상기 중간 탱크는 초기 압력보다 높은 제1 압력이 되도록 하여 상기 모 탱크로부터 상기 중간 탱크로 상기 케미컬을 특정량 제공하는 단계는,
    상기 모 탱크의 초기 압력이 지속적으로 유지되도록 상기 모 탱크에 불활성 가스를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 중간 탱크와 상기 모 탱크 사이의 배관에 솔벤트를 제공하여 상기 중간 탱크와 상기 모 탱크 사이의 배관을 세정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
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