KR101196372B1 - 반도체 제조설비의 가스공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비의 가스 공급장치에 관한 것으로, 액체가스를 저장하고 그 액체가스를 단일한 배관을 통해 공정영역으로 공급하는 액체가스 공급부와, 상기 액체가스 공급부로부터 공급된 액체가스를 분할 공급받아 기화시키는 다수의 기화장치부와, 상기 다수의 기화장치부 각각에 연결되어 그 기화가스를 공급받아 반도체 제조공정을 진행하는 다수의 반도체 제조장치를 포함한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 액체 상태의 가스를 공정영역까지 공급하고, 그 공정영역 내에서 그 액체 가스를 개별적으로 기화시켜 각 반도체 제조장치에 공급함으로써, 가스의 공급 주기를 증가시켜 인력과 시간의 소모를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 설비비용을 줄임과 아울러 외부의 온도와 무관하게 반도체 제조장치에 가스를 정량 정압으로 공급할 수 있는 효과가 있다.

가스 공급, 반도체 제조장치, 공정영역

Description

반도체 제조설비의 가스공급장치{Gas supplier for semiconductor manufacturing system}

본 발명은 반도체 제조설비의 가스공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조장치가 마련된 공장의 외부에서부터 가스를 그 반도체 제조장치로 공급하는 반도체 제조설비의 가스공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조설비는 청정실 내에 반도체 제조장치들을 제조공정에 맞게 배치하고, 각 제조장치에 반도체 제조에 필요한 가스 등을 공급하는 대형의 설비이다.

청정실 내에서도 가스 캐비닛 등을 구비하여 반도체 제조장치에 공급하기도 하지만, 청정도의 유지를 위해서나, 가스의 취급에 주의를 요하는 것들은 공장의 외부에 가스 저장용기를 두고, 배관을 통해 그 공장의 내부로 공급하여 각 반도체 제조장치에 가스를 공급하고 있다.

이때의 배관길이는 1 내지 2km에 달하며, 반도체 제조장치에 원활한 가스의 공급을 위해, 각 반도체 제조장치당 하나의 가스공급장치와 그 둘 사이를 연결하는 배관을 설치해야 하며, 이와 같은 종래 반도체 제조설비의 가스공급장치를 첨 부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 반도체 제조장치에 가스를 공급하기 위한 가스공급장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면 종래 가스공급장치는, 공정영역(FAB AREA) 내에 다수로 마련된 반도체 제조장치(100)와, 상기 공정영역(FAB AREA)과는 격리된 외부영역(YARD AREA)에 위치하여 가스용기에 저장된 가스를 배관(210)을 통해 각 반도체 제조장치(100)에 각각 정량 공급하는 다수의 가스공급부(200)를 포함한다.

상기 가스공급부(200)는 가스를 저장하는 가스용기(220)와, 다수의 밸브를 포함하여 상기 가스용기(220)로부터 가스를 인출하여 상기 반도체 제조장치(100)로 공급하는 가스공급라인(230)과, 상기 가스공급라인(230)을 정화하는 퍼지라인(240)과, 상기 가스공급라인(230)의 가스를 외부로 배출하는 배기라인(250)을 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 종래 반도체 제조설비의 가스공급장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상기 가스용기(220)는 액체 또는 기체 상태의 가스를 저장하고 있으며, 저장된 가스의 소진으로 가스용기(220)를 교체할 때에도 상기 반도체 제조장 치(100)로 가스가 공급될 수 있도록 동일 가스공급부(200) 내에 복수로 구비된다.

이와 같이 복수로 마련된 가스용기(220)는 일측 가스용기의 가스가 소진될 때마다 개별 교체를 해야하며, 상기 반도체 제조장치(100)의 수에 따라 결정된 가스공급부(200)의 수가 많아 작업자는 다수의 가스공급부(200)에 마련된 가스용기(220)를 수시로 교체해야 하기 때문에 그 관리에 인력과 시간의 소모가 심한 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 완화하기 위하여 적당한 주기로, 전체 가스공급부(200)에 마련된 가스용기(220)를 일괄 교체할 수 있지만, 이러한 경우에는 가스가 소진되지 않은 가스용기(220)까지 교체하기 때문에 가스의 낭비 및 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

상기 가스용기(220)에 액체 가스가 저장되어 있는 경우에도, 상기 가스공급라인(230)과 배관(210)을 통해 상기 반도체 제조장치로 공급되는 가스는 기체 상태이다.

이와 같이 기체 상태의 가스를 반도체 제조장치로 공급하기 위해서, 그 기체 상태의 가스 부피를 고려하여 상기 배관(210)의 직경은 충분한 여유가 있도록 크게 설치해야 하며, 작은 경우는 압력에 의해 폭발의 위험이 있다.

또한, 반도체 제조장치(200)의 수만큼의 배관(210)을 사용해야 하기 때문에 실질적인 전체 배관의 길이가 길어 설비비용이 증가하게 된다.

그리고, 외부의 온도 변화에 따라 상기 배관(210)을 지나는 가스의 압력에 변화가 생길 수 있으며, 이는 반도체 제조장치(100)에 가스 공급압력 및 유량을 변화시켜, 원활한 제조공정을 수행할 수 없는 경우가 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명의 과제는, 배관의 길이와 직경을 줄이고, 가스공급용기의 교체 주기를 증가시킬 수 있는 반도체 제조설비의 가스공급장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 과제는 외부 온도에 영향을 받지 않고, 반도체 제조장치에 정량 정압의 가스를 공급할 수 있는 반도체 제조설비의 가스공급장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 액체가스를 저장하고 그 액체가스를 단일한 배관을 통해 공정영역(FAB AREA)으로 공급하는 액체가스 공급부와, 상기 액체가스 공급부로부터 공급된 액체가스를 분할 공급받아 기화시키는 다수의 기화장치부와, 상기 다수의 기화장치부 각각에 연결되어 그 기화가스를 공급받아 반도체 제조공정을 진행하는 다수의 반도체 제조장치를 포함한다.

본 발명은 액체 상태의 가스를 공정영역까지 공급하고, 그 공정영역 내에서 그 액체 가스를 개별적으로 기화시켜 각 반도체 제조장치에 공급함으로써, 가스의 공급 주기를 증가시켜 인력과 시간의 소모를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 설비비용을 줄임과 아울러 외부의 온도와 무관하게 반도체 제조장치에 가스를 정량 정압으로 공급할 수 있는 효과가 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명 반도체 제조설비의 가스 공급장치의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 반도체 제조설비의 가스 공급장치에 따른 제1실시예의 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명 반도체 제조설비의 가스 공급장치는, 주변영역(YARD AREA)에 위치하며, 액체가스를 저장하고, 배관(21)을 통해 그 저장된 액체가스를 공정영역(FAB AREA)으로 공급하는 액체가스 공급부(20)와, 각각 상기 액체가스 공급부(20)로부터 액체를 공급받아 소정의 온도로 가열하여 기화하는 다수의 기화장치부(30)와, 상기 기화장치부(30) 각각으로부터 기체가스를 공급받아 반도체 제조에 사용하는 다수의 반도체 제조장치(10)를 포함한다.

상기 액체가스 공급부(20)는 하나의 액체가스 저장용기(22)를 구비하며, 그 액체가스 저장용기(22)로부터 액체가스를 인출하여 액체상태로 상기 배관(21)을 통해 상기 기화장치부(30) 각각으로 공급하는 액체가스 공급라인(23)과, 상기 액체가스 저장용기(22)의 공급압력을 보상하는 압력보상라인(24)과, 상기 액체가스 공급라인(23)을 퍼지하는 퍼지라인(25)으로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 반도체 제조설비의 가스 공급장치의 제 1실시예의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 액체가스 공급부(20)에는 하나의 액체가스 저장용기(22)가 구비되어 있으며, 다수의 밸브를 구비하여 그 액체가스를 그 액체가스 저장용기(22)로부터 액체가스를 인출하는 액체가스 공급라인(23)이 마련된다.

이처럼 액체가스 공급부(20)는 액체를 직접 인출하여 하나의 배관(21)을 통해 공정영역(FAB AREA)로 공급하며, 그 가스의 상이 액체임에 따라 기체 가스를 공급할 때에 비하여 가스의 부피를 혁신적으로 줄일 수 있으며, 따라서 그 배관(21)의 직경을 보다 작은 것을 사용할 수 있고, 개별 배관을 사용하지 않기 때문에 배관의 총 연장도 대폭 줄일 수 있다.

이와 같이 배관(21)의 직경과 길이를 줄임으로써 설비비용을 절감할 수 있다.

또한 액체가스를 직접 공급하기 때문에 외부 온도에 따른 부피의 변화 등이 기체의 경우에 비하여 심하게 나타나지 않기 때문에 외부 온도에 영향을 받지 않고 정량의 가스공급이 가능하게 된다.

상기 액체가스 공급부(20)에는 사기 액체가스용기(22)의 액체가스가 사용됨에 따라 용기 내부 압력이 저하되는 것을 보상하기 위하여 그 액체가스용기(22)의 내부에 비반응성 가스를 주입하는 압력보상라인(24)을 구비한다.

이와 같이 액체상태로 배관(21)을 통해 공급된 액체가스는 각 반도체 제조장치(10)마다 부가되어 있는 기화장치부(30)에서 가열되어 기체상태로 각 반도체 제조장치(10)에 공급되어, 각 반도체 제조장치(10)에 적당한 온도와 압력의 가스를 공급함이 가능하게 된다.

도 3은 상기 기화장치부(30)의 일실시 구성도이다.

도 3을 참조하면, 상기 배관(21)을 통해 공급된 액체가스가 저장되는 가열로(31)와, 상기 가열로(31)를 가열하여 기체가스를 생성하는 히터(32)와, 상기 기체가스의 온도를 조절하는 냉각기(33)와, 상기 가열로(31) 내에 일정한 액체가스가 유지되도록 상기 배관(21)을 통해 공급되는 액체가스의 양을 조절하는 공급밸브(34)를 포함한다.

이와 같은 구성에 의해 기화장치부(30)에서는 항상 해당 반도체 제조장치(10)에서 필용한 양의 가스를 공급할 수 있게 되며, 히터(32)와 함께 냉각기(33)를 사용하여, 그 기체가스의 온도를 조절할 수 있게 된다.

이에 따라 동일 가스인 경우라도 반도체 제조장치(10)에서 진행되는 공정에 따라 다른 온도의 가스가 요구되는 상황에서도 그 기화장치부(30)를 이용하여 적정한 온도의 가스를 공급할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명 반도체 제조설비의 가스 공급장치의 제2실시예에 따른 구성도이다.

도 4를 참조하면 본 발명 반도체 제조설비의 가스 공급장치는, 다른 구성은 상기 제1실시예의 구성과 동일하게 하며, 액체가스 공급부(20)에 복수의 액화가스용기(22, 25)를 구비하며, 하나의 액화가스용기(22)를 교체할 필요가 있을 때 다른 액화가스용기(22)에 저장된 액화가스를 선택적으로 인출할 수 있는 액화가스 공급라인(23)을 포함한다.

이때 역시 상기 액화가스 공급라인(23)은 하나의 배관(21)을 통해 그 액화가스를 각 기화장치부(30)로 공급한다.

이와 같은 구성에 의하여 본 발명은 액화가스용기 자체의 교체 주기를 기체 가스용기의 교체 주기보다 더 연장할 수 있으며, 액체가스용기를 교체할 때에도 각 반도체 제조장치에 가스의 공급을 계속할 수 있어, 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 반도체 제조설비의 가스 공급장치의 일실시 구성도이다.

도 2는 본 발명 반도체 제조설비의 가스 공급장치에 따른 제1실시예의 구성도이다.

도 3은 도 2에서 기화장치부의 일실시 구성도이다.

도 4는 본 발명 반도체 제조설비의 가스 공급장치에 따른 제2실시예의 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:반도체 제조장치 20:액화가스 공급부

21:배관 22,25:액화가스 저장용기

23:액화가스 공급라인 24:압력보상라인

30:기화장치부 31:가열로

32:히터 33:냉각부

34:공급밸브

Claims (4)

1. 복수의 액체가스 저장용기를 구비하며, 상기 복수의 액체가스 저장용기 중 하나의 용기를 선택하여, 상기 선택된 용기로부터 액체가스를 인출하는 액화가스 공급라인을 포함하여, 액체가스를 저장하고 상기 액체가스를 단일한 배관을 통해 공정영역(FAB AREA)으로 공급하는 액체가스 공급부;

   상기 액체가스 공급부로부터 공급된 액체가스를 분할 공급받아 기화시키는 다수의 기화장치부; 및

   상기 다수의 기화장치부 각각에 연결되어 기화가스를 공급받아 반도체 제조공정을 진행하는 다수의 반도체 제조장치를 포함하는 반도체 제조설비의 가스 공급장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 액체가스 공급부는,

   액체가스를 저장하는 액체가스용기;

   다수의 밸브를 구비하여 상기 액체가스용기로부터 액체가스를 인출하여 상기 배관을 통해 상기 기화장치부로 공급하는 복수의 액화가스 공급라인; 및

   상기 액체가스용기에 비반응성 가스를 공급하여 상기 액체가스의 공급압력을 유지하는 압력보상라인을 포함하는 반도체 제조설비의 가스 공급장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 액체가스 기화장치부는,

   상기 배관을 통해 공급되는 액체가스를 저장하는 가열로;

   상기 가열로에 저장된 액체가스를 기화시키는 히터; 및

   상기 기화로 생성된 개체가스의 온도를 조절하는 냉각부를 포함하는 반도체 제조설비의 가스 공급장치.
4. 삭제

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