KR101347602B1 - Automatic pressure controller having high stability control valve for semi-conducter process - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an automatic pressure controller of a chamber for semiconductor manufacturing process. The automatic pressure controller comprises; a gas pipe for discharging processed gases by connecting a pump for discharging gases from a process chamber inside a casing; a fluid controller, having a bellows fluid block unit moving on a cone shaped inclined surface formed inside the gas pipe line, and in which the fluid block unit is operated by an operating motor; an oxygen detecting sensor for detecting oxygen density among processed gases in a bypass gas pipe line equipped on one side of the gas pipe line; and an automatic pressure controller for semiconductor process capable of controlling the pressure inside the press chamber. By using the present invention, the size of the device can be reduced, and operating failure caused by powder, moisture, or corrosiveness gases included in the gases can be prevented. Also, quick measurement is available depending on changes in control factors such as oxygen density in the process chamber. The quality of the semiconductor is improved and the possibility of creating defective products can be reduced.

Description

반도체 설비용 자동압력 제어장치{AUTOMATIC PRESSURE CONTROLLER HAVING HIGH STABILITY CONTROL VALVE FOR SEMI-CONDUCTER PROCESS}AUTOMATIC PRESSURE CONTROLLER HAVING HIGH STABILITY CONTROL VALVE FOR SEMI-CONDUCTER PROCESS}

본 발명은 반도체 생산 공정에서 챔버의 자동압력조절을 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 장치 크기를 소형화하고, 테프론 벨로우즈(Teflon Bellows)를 장착한 유량 제어부에 의해서 유로 개폐가 이루어짐으로써 가스 중에 포함된 부식성 가스, 분진(powder) 및 수분에 의한 작동불량을 사전에 예방할 수 있으며, 가스 배관의 일측에 바이패스 배관를 장착하고, 바이패스 배관에는 산소(O2) 검출 센서를 포함하는 각종 센서들을 장착하여 실시간으로 가스 공정 데이타를 측정함으로써 공정 챔버내의 제어 인자(Factors) 변화에 따른 신속한 대응이 가능하고, 반도체 품질의 향상 및 제품 실수율을 향상시킬 수 있도록 된 반도체 설비용 자동압력 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for automatic pressure regulation of a chamber in a semiconductor production process, and more particularly, to reduce the size of the apparatus, and to open and close the flow path by a flow control unit equipped with Teflon Bellows. It is possible to prevent malfunctions caused by corrosive gas, dust and water in advance. Bypass pipe is installed on one side of the gas pipe, and various sensors including oxygen (O 2 ) detection sensor are installed on the bypass pipe. By measuring gas process data in real time, the present invention relates to an automatic pressure control device for semiconductor equipment, which enables rapid response to changes in control factors in a process chamber, and improves semiconductor quality and product error rate.

일반적으로 반도체 제조 공정에서는 각종 실리콘 웨이퍼를 가공하여 각종 반도체 소자를 생산한다. 이와 같은 반도체 소자는 웨이퍼 상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조되며, 이를 위하여, 증착공정, 식각공정, 세정공정 및 건조공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정이 요구된다. Generally, in the semiconductor manufacturing process, various silicon wafers are processed to produce various semiconductor devices. Such a semiconductor device is manufactured by depositing and patterning various materials on a wafer in the form of a thin film, and for this purpose, different processes in various stages such as a deposition process, an etching process, a cleaning process, and a drying process are required.

이러한 반도체 공정에서 각각의 웨이퍼는 해당 공정의 진행에 최적의 조건을 제공하는 공정 챔버에 장착되어 처리된다. 최근에는 반도체 디바이스의 미세화 및 고집적화에 따라 공정의 고정밀도화, 복잡화, 웨이퍼의 대구경화 등이 요구되고 있다. In this semiconductor process, each wafer is mounted and processed in a process chamber that provides optimum conditions for the progress of the process. In recent years, with the miniaturization and high integration of semiconductor devices, high precision, complexity, and large diameter of wafers are required.

도 1에는 반도체 제조 공정에서 상압으로 웨이퍼를 가공하는 디퓨전 공정(Diffusion Precess)(1)이 전체적으로 도시되어 있다. 이와 같은 디퓨젼 공정(1)은 웨이퍼가 처리되는 공정 챔버(10)에서 대기압, 즉 1013HPa 보다 일정량 낮은, 또는 약간 낮은 대역인 800~1013HPa 사이의 진공도를 요구하는 공정이다.FIG. 1 shows a diffusion process 1 for processing a wafer at atmospheric pressure in a semiconductor manufacturing process. Such a diffusion process 1 is a process requiring a vacuum degree between 800 and 1013 HPa, which is a certain amount lower than or slightly lower than 1013 HPa in the process chamber 10 in which the wafer is processed.

이와 같은 반도체 제조 공정은 다수의 웨이퍼(미 도시)가 적층되어 가공처리되는 공정 챔버(10)의 입측에 공정 가스 공급장치(5)가 배치되고, 공정 챔버(10)의 출측에는 가스가 배출될 때, 가스의 흐름을 제어하여 공정 챔버(10)내의 압력을 일정한 설정값(Set point)으로 맞추어 제어하기 위한 자동압력 제어장치(Auto Pressure Controller)(30)가 구비되어 있다.In the semiconductor manufacturing process, a process gas supply device 5 is disposed at an inlet side of a process chamber 10 in which a plurality of wafers (not shown) are stacked and processed, and gas is discharged at an outlet side of the process chamber 10. At this time, an automatic pressure controller 30 is provided to control the flow of gas to control the pressure in the process chamber 10 to a predetermined set point.

이와 같은 자동압력 제어장치(30)는 대부분의 구조가 가스 배출용 펌프(40)가 구비되고, 이러한 펌프(40)에 의해서 배출되는 가스량을 조절하는 유량 제어부(50)를 구비하여 공정 챔버(10)내의 압력을 일정한 설정값(Set point)으로 맞추어 제어한다.The automatic pressure control device 30 is provided with a gas discharge pump 40 in most of the structure, the process chamber 10 is provided with a flow control unit 50 for adjusting the amount of gas discharged by the pump 40 The pressure inside the) is controlled to a certain set point.

이와 같은 종래의 자동압력 제어장치(30)의 유량 제어부(50) 구조가 도 2에 도시되어 있다. 이와 같은 종래의 자동압력 제어장치(30)는 공정 챔버(10)와 가스 배출용 펌프(40)의 사이에 유량 제어부(50)를 구비하는데, 그 구조가 복잡하고, 공정 가스에 포함된 분진(powder) 및 수분에 의해서 그 작동이 불안정한 구조로 이루어진 것이다.The structure of the flow rate control unit 50 of the conventional automatic pressure control device 30 is shown in FIG. 2. The conventional automatic pressure control device 30 has a flow rate control unit 50 between the process chamber 10 and the gas discharge pump 40, the structure is complicated, the dust contained in the process gas ( powder) and moisture, the operation is made of an unstable structure.

즉 종래의 자동압력 제어장치(30)는 공정 챔버(10)로부터 가스 배출용 펌프(40)로 이어지는 배관(52)의 유량 조절챔버(54)를 구비하고, 상기 유량 조절챔버(54)의 내측에서 슬라이딩하는 스풀(Spool)(56)을 구비하며, 유량 조절챔버(54)의 상부측에는 스풀(56)을 상하로 구동시키기 위한 압력챔버형 구동부(58)가 구비되어 있다.In other words, the conventional automatic pressure control device 30 has a flow rate control chamber 54 of the pipe 52 from the process chamber 10 to the gas discharge pump 40, the inside of the flow rate control chamber 54 A spool (Spool) 56 sliding in the, and the upper side of the flow control chamber 54 is provided with a pressure chamber-type drive unit 58 for driving the spool 56 up and down.

그리고, 이러한 종래의 장치는 공정 가스 중에 포함된 부식성 성분으로부터 유량 조절챔버(54) 및 스풀(56)을 보호하기 위하여 내식성 플라스틱 재료인 피크(Peek)로 제작되고, 압력챔버형 구동부(58)의 작동으로 스풀(56)이 유량 조절챔버(54)의 내부에서 상하로 이동하면서, 공정 가스의 유로 크기를 조절하는 것으로서, 이와 같은 유량 조절챔버내(56)의 가스 유로 크기의 조절에 따른 공정 챔버(10)의 압력을 자동조절하게 된다.This conventional apparatus is made of a peak, which is a corrosion-resistant plastic material, to protect the flow regulating chamber 54 and the spool 56 from the corrosive components contained in the process gas. By operating the spool 56 up and down inside the flow control chamber 54 to adjust the flow path size of the process gas, the process chamber according to the adjustment of the gas flow path size in the flow control chamber 56 as described above The pressure of (10) is automatically adjusted.

또한, 이와 같은 종래의 자동압력 제어장치(30)는 유량 조절챔버(54)의 압력을 측정하는 압력 센서(미 도시)를 구비하여, 이를 기반으로 공정 챔버(10)의 압력 조절을 포함하는 공정 제어 인자(Factors)로 활용하고 있다.In addition, the conventional automatic pressure control device 30 is provided with a pressure sensor (not shown) for measuring the pressure of the flow control chamber 54, based on this process including the pressure control of the process chamber 10 It is used as a control factor.

그러나 이와 같은 종래의 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 유량 조절챔버(54)는, 내부에서 상하 슬라이딩하는 스풀(56)의 구조로 복잡한 형태 및 구조로 이루어져 있다.However, such a conventional apparatus, as shown in FIG. 2, the flow rate control chamber 54 has a complicated shape and structure in the structure of the spool 56 sliding up and down inside.

또한 이와 같은 종래의 장치는 그 구조적인 결함으로 인하여 작동 개시후 얼마가 지난 후에는, 대부분 정밀한 작동 불량이 초래되어 반도체 생산 공정에 차질을 발생시키고, 공정 챔버(10)에 악영향을 주어서 생산 웨이퍼의 품질 저하를 초래하고, 결과적으로 웨이퍼 생산 수율을 저하시킨다.In addition, such a conventional device, due to its structural defects, after a short time after the start of operation, most of the time, precise operation failures occur, causing disruption to the semiconductor production process, adversely affect the process chamber 10, This results in deterioration of quality and consequently lowers wafer production yields.

그 대표적인 예로서는 유량 조절챔버(54)의 하부에는 공정가스내에 포함된 수분을 중력식으로 포집하여 외부로 드레인시키는 포집 공간(64)이 포함되어 있으며, 이러한 포집 공간(64)에는 작동개시 후 일정량의 미세 분진 및 수분이 모이게 되고, 이와 같이 축적된 미세 분진 및 수분은 스풀(56)의 상하 이동작동에 방해를 초래하여 가스 유로의 정확한 조절을 방해하는 것이다. As a representative example thereof, a lower portion of the flow control chamber 54 includes a collecting space 64 for gravitationally collecting moisture contained in the process gas and draining it to the outside, and the collecting space 64 includes a predetermined amount of fine particles after the start of operation. Dust and moisture are collected, and the fine dust and moisture accumulated in this way interfere with the up and down movement of the spool 56, thereby preventing accurate control of the gas flow path.

예를 들면, 포집 공간(64)에 축적된 분진은 드레인 관(68)을 통해서 수분과 함께 공정외부로 배출되기 이전에 스풀(56)에 흡착되어 그 이동 경로상에서 마찰을 크게 발생시키고, 결과적으로 슬라이딩 구동불량의 원인이 발생하며, 특히 스풀(56)의 안정된 상하이동을 방해하여 자동압력 제어장치(30)의 정확한 압력 조절을 방해시킨다.For example, the dust accumulated in the collection space 64 is adsorbed to the spool 56 before being discharged out of the process together with the water through the drain pipe 68 to generate a large friction on its movement path, and consequently The cause of the sliding drive failure occurs, and in particular, it prevents the stable movement of the spool 56 to prevent accurate pressure regulation of the automatic pressure control device 30.

또한, 종래의 자동압력 제어장치(30)는 유량 조절챔버(54)의 포집 공간(64)에 모여진 분진 및 수분을 배출하여야 하기 때문에 포집 공간(64)의 하부에는 별도의 드레인 관(68)을 반드시 설치하여야 하고, 따라서, 반도체 설비의 구조가 복잡해지고 수분의 배출이 불량해지면 동작 불량을 유발한다.In addition, the conventional automatic pressure control device 30 has to discharge the dust and water collected in the collecting space 64 of the flow control chamber 54, so that a separate drain pipe 68 is disposed below the collecting space 64. It must be installed, and therefore, if the structure of the semiconductor equipment becomes complicated and the discharge of moisture becomes poor, it causes malfunction.

그리고 종래의 자동압력 제어장치(30)는 유량 조절챔버(54) 내부의 압력을 검출하여 공정 제어에 활용하고 있으나, 온도측정을 이용한 공정 제어는 실시하지 못하는 실정이다.In addition, although the conventional automatic pressure control device 30 detects the pressure in the flow control chamber 54 and utilizes it for process control, process control using temperature measurement cannot be performed.

이와 같은 자동압력 제어장치(30)를 통과하는 공정 가스의 온도는 공정 챔버(10)에서 처리되는 공정 조건 및 웨이퍼 품질에 영향을 미치는 것으로서, 공정을 관리하는 작업자는 자동압력 제어장치(30)를 통과하는 공정 가스의 가스 온도를 쉽게 파악하여 공정 챔버(10)의 제어에 활용하고자 하는 욕구가 큰 것이다.The temperature of the process gas passing through the automatic pressure control device 30 affects the process conditions and wafer quality processed in the process chamber 10, and the operator who manages the process controls the automatic pressure control device 30. There is a great desire to easily grasp the gas temperature of the process gas passing through and utilize it for the control of the process chamber 10.

이와 같은 공정 챔버(10)로부터 나가는 공정 가스의 가스 온도는 그 내부의 가스 압력과 더불어서, 웨에퍼의 품질에 큰 영향을 미치는 것으로서, 예를 들면 정해진 범위를 벗어난 공정 가스의 가스 온도는 후속 공정 기기들에 트러블을 미치는 것으로서, 이와 같은 공정 챔버(10)의 가스 배출 가스 온도를 정확하게 관리함으로써, 웨이퍼의 품질 변화를 사전에 예측하고, 설비의 변화에 의한 웨이터 품질 저하를 방지하기 위하여 사전 공정 조정에 활용하도록 하고 있다. The gas temperature of the process gas exiting from the process chamber 10, as well as the gas pressure therein, has a great influence on the quality of the wafer, for example, the gas temperature of the process gas outside the defined range is determined by the subsequent process. By correcting the gas discharge gas temperature of the process chamber 10 as a trouble to the devices, it is possible to predict the change in the quality of the wafer in advance, and to adjust the process in advance to prevent the deterioration of the waiter quality due to the change of the equipment. To be used for.

그러나 종래의 자동압력 제어장치(30)는 직접적으로 이를 통과하는 공정 가스의 가스 온도를 측정하는 수단을 구비하지 못하고, 공정 챔버(10)의 후단에 별도의 쿨러(Cooler)(미 도시)를 설치한 다음, 그 내부에 온도센서등이 설치되지 못하여, 종래의 쿨러는 사용 중에 종종 문제를 발생시킴으로써 원하는 가스 온도 측정값을 정확하게 얻지 못하는 문제점이 있었다.However, the conventional automatic pressure control device 30 does not have a means for directly measuring the gas temperature of the process gas passing therethrough, and installs a separate cooler (not shown) at the rear end of the process chamber 10. Then, since a temperature sensor or the like is not installed therein, a conventional cooler often causes a problem during use, thereby failing to accurately obtain a desired gas temperature measurement value.

뿐만 아니라, 종래의 자동압력 제어장치는 압력 등의 공정 가스 상태를 통신상으로 설비의 제어 모니터(GUI)에만 송신하여 자동 관리되는 구조로 되어 있다.In addition, the conventional automatic pressure control device has a structure in which a process gas state such as pressure is transmitted only to a control monitor (GUI) of a facility through communication and automatically managed.

그러나 운전 작업자는 작업 현장에서, 즉시 공정 가스의 상태, 예를 들면, 공정 가스의 가스 온도, 압력 및 압력챔버형 구동부(58)의 개도에 의한 스풀(56)의 유로조절 개도등 각종 제어 데이타들을 쉽게 파악하고, 이를 통하여 즉시 반도체 생산 공정의 제어에 반영하여 신속하게 활용하고자 하는 욕구가 크지만, 종래의 자동압력 제어장치(30)는 장치 자체에 이를 표시할 아무런 표시 수단이 없어 현장에서 고장 발생 시, GUI의 데이타를 자주 확인 해야 하는 어려움이 있다. 또한 기존 장치에서는 제어 개도, 배기온도등의 추가 출력 기능은 없는 상태이며 오직 압력 제어값만 출력한다.However, the operator can immediately control the various control data such as the state of the process gas at the work site, for example, the gas temperature of the process gas, the pressure and the opening degree of the spool 56 by the opening of the pressure chamber-type driving unit 58. Although there is a great desire to quickly grasp and quickly apply the result to the control of the semiconductor production process through this, the conventional automatic pressure control device 30 has no display means to display it on the device itself, so that a failure occurs in the field. At the time, there is a difficulty to check the data of the GUI frequently. In addition, the existing devices do not have additional output functions such as control opening and exhaust temperature, and only output pressure control values.

또한 종래에는 산소 검출 센서(미 도시)가 제조설비의 배관내에 별도로 설치되어 있어서 종합적인 설비 관리가 어렵고, 설비 구조가 복잡해지는 단점이 있어서 이를 개선하고자 하는 욕구가 큰 것이었다. In addition, the conventional oxygen detection sensor (not shown) is installed separately in the piping of the manufacturing facility, it is difficult to comprehensively manage the equipment, the complexity of the facility structure has a large desire to improve this.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서, 유량 제어부의 작동 중에 공정 가스내에 포함된 분진 및 수분등이 유량 제어부의 동작을 방해하지 않고, 항상 정확한 공정 가스의 압력 조절이 가능하여 안정적인 웨이퍼 공정 제어가 가능하며, 웨이퍼 품질 불량을 사전 방지할 수 있는 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, the dust and moisture contained in the process gas during the operation of the flow control unit does not interfere with the operation of the flow control unit, it is possible to always adjust the correct process gas pressure It is possible to control the stable wafer process, and to provide an automatic pressure control device for semiconductor equipment that can prevent wafer quality defects in advance.

본 발명의 다른 목적은 공정 챔버 후방에 별도의 산소 농도 및 가스 온도 센서를 장착하지 않고서도 공정 가스의 산소 농도 및 가스 온도를 항시 실시간으로 모니터링할 수 있음으로써 반도체 설비의 효율적인 공정 관리 포인트로 사용할 수 있고, 웨이퍼 품질의 사전 예측 및 품질 제어에 효과적으로 활용할 수 있는 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to monitor the oxygen concentration and the gas temperature of the process gas in real time without having to install a separate oxygen concentration and gas temperature sensor behind the process chamber can be used as an efficient process control point of the semiconductor equipment In addition, the present invention provides an automatic pressure control device for semiconductor equipment that can be effectively utilized for preliminary prediction and quality control of wafer quality.

본 발명의 또 다른 목적은 운전자가 작업 현장에서 공정 가스의 산소 농도, 가스 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 정보(Data)를 즉시 육안으로 파악할 수 있음으로써 신속한 공정 문제해결, 설비 관리의 편리함 및 공정 제어의 안정성을 확보할 수 있도록 개선된 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is that the operator can immediately grasp various operation information (Data) such as oxygen concentration, gas temperature and opening degree of the process gas at the work site by prompt visual solution, convenience of facility management and process It is to provide an automatic pressure control device for semiconductor equipment improved to ensure the stability of the control.

본 발명의 또 다른 목적은 설비에서 유량 제어부의 크기를 축소시키고, 별도의 드레인을 추가 설치하지 않고서도 유량 제어부에서 축적되는 분진 및 수분을 외부로 쉽게 배출시킴으로써 설비 간소화를 통한 반도체 설비의 효과적인 배치를 구현할 수 있는 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to reduce the size of the flow control unit in the installation, and to effectively discharge the dust and moisture accumulated in the flow control to the outside without installing a separate drain to facilitate the effective arrangement of the semiconductor equipment through the equipment simplification It is to provide an automatic pressure control device for semiconductor equipment that can be implemented.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 생산 공정에서 챔버내의 상압(上壓)을 자동 조절하기 위한 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for automatically adjusting the atmospheric pressure in the chamber in the semiconductor production process,

케이싱의 내부에서 공정 챔버로부터 가스 배출용 펌프를 연결하여 공정 가스의 배출이 이루어지는 가스 배관;A gas pipe connected to the gas discharge pump from the process chamber in the casing to discharge the process gas;

상기 가스 배관 상에 형성된 원추형 경사면 내에서 이동하는 벨로우즈형 유로차단부재를 구비하고, 상기 유로차단부재가 구동 모터에 의해서 동작이 이루어지는 유량 제어부; 및A flow rate control unit having a bellows-type flow path blocking member moving in a conical inclined surface formed on the gas pipe, wherein the flow path blocking member is operated by a drive motor; And

상기 가스 배관의 일측에 장착된 바이패스 배관상에서 공정 가스의 산소 농도를 검출하는 산소 검출 센서;를 포함하여 상기 공정 가스의 산소 농도를 검출하고, 공정 챔버내의 압력을 조절하도록 구성된 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공한다.Automatic pressure for semiconductor equipment configured to detect the oxygen concentration of the process gas, and to adjust the pressure in the process chamber, including; oxygen detection sensor for detecting the oxygen concentration of the process gas on the bypass pipe mounted on one side of the gas pipe Provide a control device.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 유량 제어부는 가스 배관이 수직으로 배열되고, 상기 원추형 경사면은 가스 배관의 절곡부에 형성되며, 상기 벨로우즈형 유로차단부재 및 구동 모터는 수직으로 배치됨으로써 상기 구동 모터의 작동으로 벨로우즈형 유로차단부재는 상하로 이동하여 원추형 경사면을 개폐시킴으로써 공정 가스의 유로 개도를 조절하여 상기 공정 챔버내의 압력을 조절하는 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공한다.And the present invention preferably, the flow control unit is a gas pipe is arranged vertically, the conical inclined surface is formed in the bent portion of the gas pipe, the bellows-type flow path blocking member and the drive motor is arranged vertically the drive motor The bellows-type flow path blocking member moves upward and downward to open and close a conical inclined surface to provide an automatic pressure control device for a semiconductor facility to adjust the pressure in the process chamber by controlling the opening degree of the process gas.

또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 원추형 경사면은 상광하협(上廣下狹)의 구조를 갖춤으로써 공정 가스내에 포함된 분진과 수분은 원추형 경사면에 의해서 하부로 흘러내리고, 상기 벨로우즈형 유로차단부재의 이동을 방해하지 않으며, 수직으로 배치된 가스 배관을 통하여 공정 챔버의 드레인관으로 역방향 회수되는 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공한다.In addition, the present invention preferably, the conical inclined surface has a structure of the upper and lower narrow (dust), so that the dust and water contained in the process gas flows down by the conical inclined surface, and the bellows-type flow path blocking member The present invention provides an automatic pressure control device for semiconductor equipment that does not interfere with movement and is reversely recovered to the drain pipe of the process chamber through a vertically arranged gas pipe.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 가스 배관의 원추형 경사면과 벨로우즈형 유로차단부재는 테프론(Teflon) 재료로 이루어지므로써 공정 가스내에 포함된 부식성 성분으로부터 보호되는 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공한다.The present invention preferably provides an automatic pressure control device for semiconductor equipment in which the conical inclined surface and the bellows-type flow path blocking member of the gas pipe are made of Teflon material, thereby protecting them from corrosive components contained in the process gas. .

또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 벨로우즈형 유로차단부재는 구동 모터의 구동축 끝단에 장착된 테프론 마개와, 상기 구동 모터의 구동축을 에워싸서 공정 가스와의 접촉을 방지하는 밀폐형 벨로우즈 부재로 이루어지고, 상기 테프론 마개에는 그 중간에 밀봉 링을 장착하여 원추형 경사면을 통한 유로를 완전 밀봉으로 차단할 수 있도록 구성된 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공한다.In addition, the present invention preferably, the bellows-type flow path blocking member is composed of a Teflon plug attached to the end of the drive shaft of the drive motor, and a hermetic bellows member surrounding the drive shaft of the drive motor to prevent contact with the process gas, The Teflon stopper is provided with a sealing ring in the middle to provide an automatic pressure control device for semiconductor equipment configured to block the flow path through the conical inclined surface with a complete seal.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 바이패스 배관은 가스 배관에 각각 자동개폐밸브를 통하여 장착되고, 상기 바이패스 배관에는 산소 검출 센서 및 온도 센서가 장착된 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공한다.The present invention preferably provides the automatic pressure control device for a semiconductor device in which the bypass pipe is mounted on the gas pipe through an automatic opening and closing valve, and the bypass pipe is equipped with an oxygen detection sensor and a temperature sensor.

또한 본 발명은 바람직하게는, 상기 바이패스 배관에는 산소 검출 센서 및 온도 센서가 장착된 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공한다.In another aspect, the present invention preferably provides an automatic pressure control device for a semiconductor device equipped with an oxygen detection sensor and a temperature sensor in the bypass pipe.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 케이싱은 전면에 공정 가스의 산소 농도, 가스 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 정보를 표시하는 디스플레이 창을 구비하여 운전자가 작업 현장에서, 즉시 육안으로 공정 가스의 산소 농도, 가스 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 데이타를 확인할 수 있도록 구성된 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 제공한다.In addition, the present invention preferably, the casing is provided with a display window for displaying various operating information such as the oxygen concentration of the process gas, gas temperature and opening degree on the front surface of the casing at the operator's work site, immediately with the naked eye The present invention provides an automatic pressure control device for semiconductor equipment configured to check various operation data such as concentration, gas temperature and flow path opening.

본 발명에 의하면, 아래와 같은 여러 가지의 유용한 효과를 얻을 수 있다: According to the present invention, various useful effects can be obtained as follows:

첫째, 본 발명은 공정 가스의 배출용 배관의 절곡부에 경사면 구조를 형성하고, 상기 경사면 구조에 일치하여 구동 모터에 의해서 동작하는 테프론 벨로우즈형 유로차단부재를 구비함으로써 유량 제어부의 작동 중에 공정 가스내에 포함된 분진 및 수분등이 유량 제어부의 동작을 원천적으로 방해하지 않는다. 따라서 본 발명은 항상 정확한 공정 가스의 압력 조절이 가능하여 안정적인 웨이퍼 공정 제어가 가능하고, 웨이퍼 품질 불량을 사전 방지할 수 있는 효과를 갖는다.First, the present invention forms an inclined surface structure at a bent portion of the process gas discharge pipe, and includes a teflon bellows-type flow path blocking member that is operated by a drive motor in accordance with the inclined surface structure, so that the flow control unit is in the process gas during operation. The dust and moisture contained do not interfere with the operation of the flow control. Therefore, the present invention is able to control the pressure of the correct process gas at all times, thereby enabling stable wafer process control, and having an effect of preventing wafer quality defects in advance.

둘째, 본 발명은 공정 가스의 배출용 배관의 바이패스 배관상에 산소 검출 센서 및 온도 센서 등을 장착하여 산소 농도 및 가스 온도등을 검출함으로써 쿨러 등과 같은 종래 장치내에 별도의 센서를 장착하지 않고서도 공정 가스의 상태를 항시 실시간으로 모니터링할 수 있음으로써 설비의 효율적인 온도 관리 포인트로 사용할 수 있고, 웨이퍼 품질의 사전 예측 및 품질 제어에 효과적으로 활용할 수 있다.Second, the present invention is equipped with an oxygen detection sensor and a temperature sensor on the bypass pipe of the process gas discharge pipe to detect the oxygen concentration and gas temperature, without having to install a separate sensor in a conventional device such as a cooler. The real-time monitoring of the process gas status can be used as an efficient temperature control point for the plant and can be effectively used for pre-prediction and quality control of wafer quality.

셋째, 본 발명은 유량 제어부를 내장한 케이싱의 전면에 공정 가스의 산소 농도, 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 정보를 표시하는 디스플레이 창을 갖는다. 따라서 본 발명은 공정 가스의 산소 농도, 가스 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 정보를 운전실로 실시간으로 전송함은 물론, 운전자가 작업 현장에서 즉시 육안으로 파악할 수 있음으로써 신속한 공정 문제해결 및 공정 제어의 안정성을 확보할 수 있도록 개선된 효과를 갖는다.Third, the present invention has a display window for displaying various operation information such as the oxygen concentration of the process gas, the temperature, and the flow path opening degree on the front surface of the casing incorporating the flow rate controller. Therefore, the present invention not only transmits various operation information such as oxygen concentration of gas, gas temperature, and flow path opening to the cab in real time, but also enables the driver to immediately grasp the human eye at the work site. It has an improved effect to ensure stability.

넷째, 본 발명은 유량 제어부가 공정 가스의 배출 배관상에서 형성되고, 종래의 포집 챔버와 같은 불필요한 부분이 삭제됨으로써 유량 제어부의 크기를 축소시킬 수 있고, 유량 제어부에서 축적되는 분진 및 수분의 배출을 별도의 드레인을 추가 설치하지 않고서도, 공정 가스의 배관을 통하여 공정 챔버내로 역으로 쉽게 회수시켜서 공정 챔버에 구비된 드레인 설비를 통하여 외부로 배출시킬 수 있다.Fourth, the present invention can reduce the size of the flow control by forming a flow control unit on the discharge pipe of the process gas, by eliminating unnecessary parts such as a conventional collection chamber, and separates the discharge of dust and water accumulated in the flow control unit Without additional drainage, it can be easily recovered back into the process chamber through the piping of the process gas and discharged to the outside through the drain facility provided in the process chamber.

또한 종래의 산소검출 센서등의 관리도 용이해지고, 결과적으로 본 발명은 설비 간소화를 통한 반도체 설비의 효과적인 현장 배치 및 원가 절감을 구현할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.In addition, the management of the conventional oxygen detection sensor and the like also becomes easy, and as a result, the present invention obtains an excellent effect that can implement effective on-site deployment and cost reduction of the semiconductor equipment by simplifying the equipment.

도 1은 종래의 반도체 제조 공정에서 상압으로 웨이퍼를 가공하는 디퓨전 공정(Diffusion Precess)을 전체적으로 개략 도시한 공정 설명도이다.
도 2는 종래의 자동압력 제어장치에 구비된 유량 제어부를 도시한 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 설비용 자동압력 제어장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 설비용 자동압력 제어장치에 구비된 유량 제어부를 도시한 분해도이다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 설비용 자동압력 제어장치에 바이패스 배관을 설치하고, 각종 센서들을 장착한 구조를 도시한 전체 구성도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 반도체 설비용 자동압력 제어장치에 구비된 유량 제어부에서 가스 유로 개도를 크게 개방한 단면도이다.
도 6b는 본 발명에 따른 반도체 설비용 자동압력 제어장치에 구비된 유량 제어부에서 가스 유로 개도를 폐쇄한 단면도이다.FIG. 1 is a process explanatory diagram schematically showing a diffusion process for processing a wafer at atmospheric pressure in a conventional semiconductor manufacturing process.
Figure 2 is a longitudinal sectional view showing a flow control unit provided in a conventional automatic pressure control device.
3 is a perspective view showing an automatic pressure control device for semiconductor equipment according to the present invention.
Figure 4 is an exploded view showing the flow control unit provided in the automatic pressure control device for semiconductor equipment according to the present invention.
5 is an overall configuration diagram showing a structure in which a bypass pipe is installed in the automatic pressure control apparatus for semiconductor equipment according to the present invention and various sensors are mounted.
6A is a cross-sectional view of a large opening of a gas flow path in a flow rate controller provided in an automatic pressure control apparatus for semiconductor equipment according to the present invention.
6B is a cross-sectional view of a gas flow path opening closed by a flow rate controller provided in an automatic pressure control apparatus for semiconductor equipment according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명에 따른 반도체 설비용 자동압력 제어장치(100)는 반도체 생산 공정에서 챔버내의 상압(上壓)을 자동 조절하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 케이싱(105)의 내부에서 공정 챔버(10)로부터 가스 배출용 펌프(40)를 연결하여 공정 가스의 배출이 이루어지는 가스 배관(110)을 갖는다.The automatic pressure control apparatus 100 for semiconductor equipment according to the present invention is for automatically adjusting the normal pressure in the chamber in the semiconductor production process, as shown in FIG. 3, in the process chamber inside the casing 105. A gas pipe 110 is connected to the gas discharge pump 40 from which the process gas is discharged.

이와 같은 케이싱(105)은 철제 박스로 이루어지고, 내부에는 가스 배관(110)이 수직으로 배치되는 것으로서, 케이싱(105)의 하부측에 입측(110a)이 형성되고, 상부측에 출측(110b)이 형성되며, ⊃형의 절곡구조를 이룬다.The casing 105 is formed of an iron box, and the gas pipe 110 is vertically disposed therein, and the entrance side 110a is formed at the lower side of the casing 105, and the exit side 110b is disposed at the upper side. This is formed, and forms a bent structure of X-shape.

그리고 이와 같은 케이싱(105)의 내부에는 가스 배관(110) 상에 유량 제어부(120)가 형성되는데, 이와 같은 유량 제어부(120)는 상기 가스 배관(110) 상에 형성된 원추형 경사면(130)과, 상기 원추형 경사면(130) 내에서 이동하는 벨로우즈형 유로차단부재(140)를 구비하고, 상기 유로차단부재(140)가 구동 모터(150)에 의해서 동작이 이루어진다.And the inside of the casing 105, the flow rate control unit 120 is formed on the gas pipe 110, such a flow control unit 120 is a conical inclined surface 130 formed on the gas pipe 110 and, A bellows-type flow path blocking member 140 moving in the conical inclined surface 130 is provided, and the flow path blocking member 140 is operated by the driving motor 150.

이와 같은 유량 제어부(120)는 수직으로 배열된 가스 배관(110) 상에 장착되는데, 이와 같은 수직 구조는 이후에 설명되는 바와 같이, 공정 가스 중에 포함된 분진 및 수분이 자중에 의해서 하부측으로 배출되도록 하는데에 있어서 매우 중요하다.Such a flow control unit 120 is mounted on the vertically arranged gas pipe 110, such a vertical structure, so that the dust and water contained in the process gas is discharged to the lower side by its own weight, as will be described later It is very important to do.

이와 같은 유량 제어부(120)의 원추형 경사면(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 배관(110)의 절곡 모서리에 형성되며, 이러한 원추형 경사면(130)의 상부측으로 벨로우즈형 유로차단부재(140) 및 구동 모터(150)가 수직으로 배치됨으로써 구동 모터(150)의 작동으로 벨로우즈형 유로차단부재(140)는 상하로 이동하여 원추형 경사면(130)과의 사이에서 형성되는 가스 유로의 개도를 조절시킨다.As shown in FIG. 4, the conical inclined surface 130 of the flow control unit 120 is formed at the bent corner of the gas pipe 110, and the bellows-type flow path blocking member 140 is formed on the upper side of the conical inclined surface 130. And the driving motor 150 are vertically arranged, the bellows-type flow path blocking member 140 moves up and down by the operation of the driving motor 150 to adjust the opening degree of the gas flow path formed between the conical inclined surface 130. Let's do it.

상기 구동 모터(150)는 케이싱(105)의 상부측에서 가스 배관(110)의 출측(110b)과 나란하게 수직으로 배열되는 것으로서, 그 구동축(152)에는 벨로우즈형 유로차단부재(140)가 장착되고, 전원 공급을 통한 구동축(152)의 수직 작동으로 벨로우즈형 유로차단부재(140)를 원추형 경사면(130)의 내측에서 이동시켜서 공정 가스의 유로 개도를 조절하여 공정 챔버(10)내의 압력을 조절한다.The drive motor 150 is vertically arranged in parallel with the outlet side 110b of the gas pipe 110 at the upper side of the casing 105, the bellows-type flow path blocking member 140 is mounted on the drive shaft 152. In addition, the bellows-type flow path blocking member 140 is moved inside the conical inclined surface 130 by vertical operation of the drive shaft 152 through power supply to adjust the opening degree of the process gas to adjust the pressure in the process chamber 10. do.

한편, 상기 원추형 경사면(130)은 상부의 내경이 크고 하부측의 크기가 상대적으로 적은 수직으로 세워진 깔대기와 같은 상광하협(上廣下狹)의 구조를 갖춘 것으로서, 공정 가스의 흐름 중에 공정 가스내에 포함된 분진과 수분은 원추형 경사면(130)에 의해서 하부로 흘러내리고, 상기 벨로우즈형 유로차단부재(140)의 이동을 방해하지 않는다.On the other hand, the conical inclined surface 130 has a structure of a normal light bottom narrow, such as a vertically formed funnel having a large inner diameter of the upper portion and a relatively small size of the lower side, and in the process gas during the flow of the process gas. The contained dust and water flow down by the conical inclined surface 130 and do not interfere with the movement of the bellows-type flow path blocking member 140.

이와 같은 가스 배관(110)의 원추형 경사면(130)과 벨로우즈형 유로차단부재(140)는 공정 가스내에 포함된 부식성 성분으로부터 보호되어야 하며, 이를 위하여 고내식성 재료의 테프론(Teflon) 재료로 이루어진다.The conical inclined surface 130 and the bellows-type flow path blocking member 140 of the gas pipe 110 should be protected from corrosive components included in the process gas, and for this purpose, it is made of a Teflon material of high corrosion resistance material.

특히, 상기 벨로우즈형 유로차단부재(140)는 구동 모터(150)의 구동축(152) 끝단에 장착된 원추형 구조의 테프론 마개(142)와, 상기 구동 모터(150)의 구동축(152)을 에워싸서 공정 가스와의 접촉을 방지하는 밀폐형 벨로우즈 부재(146)를 포함한다.In particular, the bellows-type flow path blocking member 140 surrounds the Teflon plug 142 having a conical structure mounted at the end of the drive shaft 152 of the drive motor 150 and the drive shaft 152 of the drive motor 150. A hermetically sealed bellows member 146 that prevents contact with the process gas.

이와 같은 밀폐형 벨로우즈 부재(146)는 통상적인 주름관 형태의 테프론 부재로서, 구동축(152)이 상하로 이동하면서, 테프론 마개(142)를 승하강 시키면 자유롭게 신축하면서, 구동축(152)과 테프론 마개(142)의 상하 이동을 허용하고, 동시에 공정 가스의 부식성 가스가 구동축(152)에 접촉하는 것을 효과적으로 차단시킨다.The hermetic bellows member 146 is a Teflon member having a conventional corrugated pipe shape. The drive shaft 152 and the Teflon stopper 142 are freely stretched when the drive shaft 152 is moved up and down, while the drive shaft 152 is moved up and down. ) Up and down, and at the same time effectively prevents the corrosive gas of the process gas from contacting the drive shaft 152.

따라서 구동 모터(150)는 금속재료로 이루어진 구동축(152)이 부식성 가스로부터 차단되어 그 내구 수명 동안 원활하게 동작한다.Therefore, the drive motor 150 is smoothly operated for the driving life of the drive shaft 152 made of a metal material is blocked from the corrosive gas.

그리고 상기 테프론 마개(142)에는 그 중간에 밀봉 링(142a)을 장착하여 원추형 경사면(130)을 통한 유로를 완전 밀봉으로 차단할 수 있도록 구성되는데, 대부분의 공정 챔버(10)의 압력 조절의 작동시, 상기 테프론 마개(142)는 원추형 경사면(130)을 밀봉으로 차단시키지는 않는다. In addition, the Teflon stopper 142 is configured to mount a sealing ring 142a in the middle thereof so as to completely block the flow path through the conical inclined surface 130, during operation of pressure control of most process chambers 10. The teflon stopper 142 does not block the conical inclined surface 130 by sealing.

그렇지만, 공정 제어 또는 정기적인 라인의 보수 유지를 위하여 가스 배관(110)을 잠그고자 하는 경우, 가스 배관(110)을 완벽하게 차단시킬 수 있다.However, when the gas pipe 110 is to be locked for process control or maintenance of a regular line, the gas pipe 110 may be completely blocked.

본 발명에 따른 반도체 설비용 자동압력 제어장치(100)는 상기 가스 배관(110)의 일측에 바이패스 배관(160)을 장착하고, 상기 바이패스 배관(160)에는 산소(O2) 검출 센서(162) 및 온도 센서(164)가 장착된다.In the automatic pressure control apparatus 100 for semiconductor equipment according to the present invention, a bypass pipe 160 is mounted on one side of the gas pipe 110, and an oxygen (O 2 ) detection sensor is mounted on the bypass pipe 160. 162 and temperature sensor 164 are mounted.

이와 같은 바이패스 배관(160)은 가스 배관(110)과의 사이에 그 입측 및 출측에서 자동개폐밸브(170a,170b)를 통하여 연결된다. 이와 같은 자동개폐밸브(170a,170b)는 원격으로 조종되는 것으로서, 상기 산소 검출 센서(162) 및 온도 센서(164)의 작동시 항상 개방되어 공정 가스의 산소 농도(O2 Percentage) 및 온도를 검출하고 설비의 GUI로 송출하며, 또는 이후에 설명되는 바와 같이, 본 발명의 반도체 설비용 자동압력 제어장치(100)에 구비된 콘트롤러(미 도시)를 통해서 디스플레이 창(180)에 공정 가스의 산소 농도 및 온도를 표시한다.The bypass pipe 160 is connected to the gas pipe 110 through the automatic opening and closing valves 170a and 170b at the inlet and outlet sides thereof. The automatic opening and closing valves 170a and 170b are remotely controlled, and are always opened when the oxygen detecting sensor 162 and the temperature sensor 164 are operated to detect oxygen concentration (O 2 percentage) and temperature of the process gas. The oxygen concentration of the process gas in the display window 180 through a controller (not shown) provided in the automatic pressure control apparatus for semiconductor equipment 100 of the present invention as described later. And temperature.

한편, 상기 케이싱(105)은 도 5에 도시된 바와 같이, 그 전면에 공정 가스의 산소 농도, 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 정보를 표시하는 디스플레이 창(180)을 구비한다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the casing 105 includes a display window 180 that displays various operation information such as oxygen concentration, temperature, and flow path opening degree of the process gas.

이와 같은 디스플레이 창(180)은 원격으로 위치된 설비의 GUI의 조작 패널과는 달리, 운전자가 작업 현장에서, 즉시 육안으로 공정 가스의 산소 농도, 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 데이타를 확인할 수 있어서, 신속한 공정 문제해결 및 공정 제어의 안정성을 확보할 수 있다.Unlike the operation panel of the GUI of a facility located remotely, the display window 180 may allow the driver to check various operation data such as oxygen concentration, temperature and opening degree of the process gas at the work site and with the naked eye immediately. This ensures fast process troubleshooting and stability of process control.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 설비용 자동압력 제어장치(100)는 벤튜리 펌프(Venturi Pump) 타입의 가스 배출용 펌프(40)의 작동으로 공정 챔버(10)로부터 가스를 당겨서 공정 챔버(10)내의 가스 압력을 낮추게 되는데, 이와 같은 과정에서 공정 가스는 가스 배관(110)의 하부 입측(110a)으로부터 상부 출측(110b)으로 향하여 상방향으로 흐른다.The automatic pressure control apparatus 100 for a semiconductor device according to the present invention configured as described above is configured to draw a gas from the process chamber 10 by operation of a gas discharge pump 40 of a Venturi Pump type. 10, the gas pressure is lowered. In this process, the process gas flows upward from the lower inlet side 110a of the gas pipe 110 toward the upper outlet side 110b.

이때, 유량 제어부(120)가 동작하여 가스 배관(110)의 유로 개도를 조절하고, 결과적으로 공정 챔버(10)내의 압력을 조절하게 된다. 이를 위하여 상기 콘트롤러(미 도시)는 가스의 압력 및 온도 등을 포함하는 공정 제어 인자들을 고려하여 유량 제어부(120)의 구동 모터(150)를 동작시킨다.At this time, the flow control unit 120 operates to adjust the opening degree of the flow path of the gas pipe 110, and as a result, to control the pressure in the process chamber 10. To this end, the controller (not shown) operates the drive motor 150 of the flow controller 120 in consideration of process control factors including the pressure and temperature of the gas.

이와 같은 구동 모터(150)의 작동은 구동축(152)을 상하로 이동시키고, 구동축(152)에 연결된 벨로우즈형 유로차단부재(140)는 상하로 이동하여 원추형 경사면(130)과의 사이에서 형성되는 가스 유로의 개도를 조절시킨다. The operation of the driving motor 150 moves the drive shaft 152 up and down, and the bellows-type flow path blocking member 140 connected to the drive shaft 152 moves up and down to be formed between the conical inclined surface 130. The opening degree of the gas flow path is adjusted.

즉, 도 6a에는 벨로우즈형 유로차단부재(140)가 상부로 이동하여 원추형 경사면(130)과의 사이에서 유로 개도를 크게 열은 상태를 도시하고, 도 6b에는 벨로우즈형 유로차단부재(140)가 하부로 이동하여 원추형 경사면(130)과의 사이에서 유로 개도를 좁히고, 닫은 상태를 도시한다. That is, FIG. 6A illustrates a state in which the bellows-type flow path blocking member 140 moves upward to open a large flow path opening between the conical inclined surfaces 130. In FIG. 6B, the bellows-type flow path blocking member 140 is opened. It shows the state which moved downward, narrows the flow path opening degree with the conical inclined surface 130, and is closed.

따라서 이와 같은 가스 배관(110)의 유로 조절은 벤튜리 펌프(Venturi Pump) 타입의 가스 배출용 펌프(40)의 작동으로 조절되는 공정 챔버(10)내의 압력을 조절하여 원하는 공정 챔버(10)의 공정제어를 실행할 수 있다.Therefore, the flow path of the gas pipe 110 is controlled by the operation of the venturi pump type gas discharge pump 40 to adjust the pressure in the process chamber 10 of the desired process chamber 10. Process control can be executed.

이때, 본 발명은 공정 가스의 배출용 배관의 절곡부에 구비된 유량 제어부(120)의 원추형 경사면(130) 구조로 인하여 공정 가스내에 포함된 분진 및 수분등이 하부측으로 흘러내리고, 수직으로 배치된 가스 배관(110)을 통하여 하부측으로 흘러서 공정 챔버(10) 내의 드레인관(미 도시)으로 역방향 회수된다.At this time, the present invention due to the conical inclined surface 130 structure of the flow control unit 120 provided in the bent portion of the pipe for discharging the process gas dust and moisture contained in the process gas flows to the lower side, and is disposed vertically It flows to the lower side through the gas pipe 110 and is reversely recovered to the drain pipe (not shown) in the process chamber 10.

따라서 이와 같은 유량 제어부(120)의 원추형 경사면(130) 구조는 분진 및 수분등이 축적되지 않는 깨끗한 상태를 유지할 수 있어서 벨로우즈형 유로차단부재(140)의 동작을 원천적으로 방해하지 않는다. Therefore, the conical inclined surface 130 structure of the flow control unit 120 can maintain a clean state in which dust and moisture are not accumulated, and does not fundamentally prevent the operation of the bellows-type flow path blocking member 140.

따라서 본 발명은 원추형 경사면으로 인해 극소의 가스량에도 항상 정확한 공정 가스의 압력 조절이 가능하여 안정적인 웨이퍼 공정 제어가 가능하고, 웨이퍼 품질 불량을 사전 방지할 수 있다.Therefore, the present invention is possible to control the precise process gas pressure at any time due to the conical inclined surface, so that stable wafer process control is possible and wafer quality defects can be prevented in advance.

이와 같은 작동 과정에서, 가스 배관(110)의 일측에 연결된 자동개폐밸브(170a,170b)는 원격 조작, 예를 들면 설비의 GUI 조작 패널에서 조작, 또는 케이싱(105)에 마련된 별도의 스위치(미 도시) 등을 통하여 조작되어 개방되어 열리고, 바이패스 배관(160)을 통해서는 공정 가스가 흐르게 된다.In such an operation process, the automatic opening and closing valves 170a and 170b connected to one side of the gas pipe 110 may be operated remotely, for example, in a GUI operation panel of a facility, or a separate switch provided in the casing 105. Through the bypass pipe 160, the process gas flows through the bypass pipe 160.

이때, 상기 산소 검출 센서(162) 및 온도 센서(164)는 공정 가스의 산소 농도 및 온도를 검출하고 설비의 GUI, 예를 들면 반도체 설비의 GUI Monitor등으로 송출하며, 또는 상기 케이싱(105)에 내장된 콘트롤러를 통해서 디스플레이 창(180)에 공정 가스의 산소 농도 및 온도를 표시한다.At this time, the oxygen detection sensor 162 and the temperature sensor 164 detects the oxygen concentration and temperature of the process gas and sends it to the GUI of the facility, for example, the GUI monitor of the semiconductor facility, or to the casing 105 The built-in controller displays the oxygen concentration and the temperature of the process gas on the display window 180.

이와 같은 공정 가스의 산소 농도 및 온도는 가스 압력과 함께 반도체 제어 인자로 활용됨으로써 설비의 효율적인 공정 관리 포인트로 사용할 수 있고, 웨이퍼 품질의 사전 예측 및 품질 제어에 효과적으로 활용할 수 있다.The oxygen concentration and temperature of the process gas, together with the gas pressure, can be used as a semiconductor control factor, which can be used as an efficient process control point of the equipment, and can be effectively used for preliminary prediction and quality control of wafer quality.

한편, 이와 같은 바이패스 배관(160)은 각종 센서들의 교체, 또는 보수 유지 등에 편리하게 사용될 수 있다. 즉, 자동개폐밸브(170a,170b)들을 잠그면, 바이패스 배관(160)을 가스 배관(110)으로부터 분리시킬 수 있고, 이와 같은 상태에서는 공정 가스의 누출없이 각종 센서들을 교체, 보수 유지하기 편리하다.On the other hand, such a bypass pipe 160 may be conveniently used to replace or maintain various sensors. That is, by locking the automatic open / close valves 170a and 170b, the bypass pipe 160 can be separated from the gas pipe 110. In this state, it is convenient to replace and maintain various sensors without leaking process gas. .

또한 본 발명은 케이싱(105)의 전면에 마련된 디스플레이 창(180)을 통하여 공정 가스의 산소(O2) 농도, 온도(Gas Temperature), 유로 개도(Valve Open Angle Percentage), 그리고 압력제어 상태 등의 각종 운전 정보를 운전자가 작업 현장에서 즉시 육안으로 파악할 수 있다. 따라서 신속한 공정 제어의 문제점을 해결할 수 있으며, 공정 제어의 안정성을 확보할 수 있으며, 고장시 원활한 고정진단이 가능하다.In addition, the present invention through the display window 180 provided on the front of the casing 105 such as oxygen (O 2 ) concentration of the process gas, temperature (Gas Temperature), opening degree (Valve Open Angle Percentage), pressure control state, etc. Various driving information can be visually recognized by the driver at the work site immediately. Therefore, the problem of rapid process control can be solved, the stability of process control can be secured, and smooth fixed diagnosis can be performed in case of failure.

한편, 본 발명은 유량 제어부(120)가 공정 가스의 배출 배관상에서 형성되고, 종래의 포집 챔버와 같은 불필요한 부분이 삭제됨으로써 유량 제어부(120)의 크기를 축소시킬 수 있다. 또한 공정 가스에 포함된 분진 및 수분의 배출을 별도의 드레인을 추가 설치하지 않고서도, 가스 배관(110)을 통하여 하부로 흐르도록 하여 공정 챔버(10)내로 역으로 쉽게 회수시키고, 공정 챔버(10)에 구비된 기존의 드레인 설비를 통하여 외부로 배출시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 설비 간소화를 통한 반도체 설비의 효과적인 현장 배치를 구현할 수 있다.On the other hand, in the present invention, the flow control unit 120 is formed on the discharge pipe of the process gas, the unnecessary portion, such as a conventional collection chamber can be deleted to reduce the size of the flow control unit 120. In addition, the discharge of dust and water contained in the process gas flows downwardly through the gas pipe 110 without additional drainage, and is easily recovered back into the process chamber 10, thereby allowing the process chamber 10 to be discharged. It can be discharged to the outside through the existing drain equipment provided in the). Therefore, the present invention can implement an effective on-site deployment of the semiconductor facility through the equipment simplification.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 예를 들면, 유량 제어부(120)의 구성 요소들이 고내식성의 테프론 재질로 이루어져 있지만, 다른 균등 특성의 고내식성 재료로 구현될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기에서는 유량 제어부(120)가 구동 모터(150)를 활용하여 벨로우즈 부재(146)의 승하강 동작을 구현하였지만, 다른 공압 또는 전기적 구동 실린더의 형태로 이루어질 수 있음도 당업자들에게는 자명할 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 수정 또는 변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such specific structures. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. For example, although the components of the flow control part 120 are made of a high corrosion resistance Teflon material, of course, it may be implemented as a high corrosion resistance material of other equal characteristics. In addition, although the flow control unit 120 implements the elevating operation of the bellows member 146 by using the drive motor 150, it will be apparent to those skilled in the art that the flow control unit 120 may be in the form of another pneumatic or electric drive cylinder. . However, it is intended that the present invention cover modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

1: 디퓨전 공정(Diffusion Precess) 10: 공정 챔버
30: 자동압력 제어장치(Auto Pressure Controller)
40: 가스 배출용 펌프 50: 유량 제어부
52: 배관 54: 유량 조절챔버
56: 스풀(Spool) 58: 압력챔버형 구동부
64: 포집 공간 68: 드레인 관
100: 반도체 설비용 자동압력 제어장치 105: 케이싱
110: 가스 배관 110a: 입측
110b: 출측 120: 유량 제어부
130: 경사면 140: 유로차단부재
142: 테프론 마개 142a: 밀봉 링
146: 벨로우즈 부재 150: 구동 모터
160: 바이패스 배관 162: 산소(O2) 검출 센서
164: 온도 센서 170a,170b: 자동개폐밸브
180: 디스플레이 창 1: Diffusion Precess 10: Process Chamber
30: Auto Pressure Controller
40: gas discharge pump 50: flow control unit
52: piping 54: flow control chamber
56: spool 58: pressure chamber drive
64: capture space 68: drain pipe
100: automatic pressure control device for semiconductor equipment 105: casing
110: gas piping 110a: entrance
110b: exit 120: flow control unit
130: slope 140: flow path blocking member
142: Teflon stopper 142a: sealing ring
146: bellows member 150: drive motor
160: bypass pipe 162: oxygen (O 2 ) detection sensor
164: temperature sensor 170a, 170b: automatic opening and closing valve
180: display window

Claims (8)

반도체 생산 공정에서 챔버내의 상압(上壓)을 자동 조절하기 위한 장치에 있어서,
케이싱의 내부에서 공정 챔버로부터 가스 배출용 펌프를 연결하여 공정 가스의 배출이 이루어지는 가스 배관;
상기 가스 배관 상에 형성된 원추형 경사면 내에서 이동하는 벨로우즈형 유로차단부재를 구비하고, 상기 유로차단부재가 구동 모터에 의해서 동작이 이루어지는 유량 제어부; 및
상기 가스 배관의 일측에 장착된 바이패스 배관상에서 공정 가스의 산소(O2) 농도를 검출하는 산소 검출 센서;를 포함하여 상기 공정 가스의 산소 농도를 검출하고, 상기 공정 챔버내의 압력을 조절하도록 구성되고,
상기 바이패스 배관은 상기 가스 배관에 각각 자동개폐밸브를 통하여 장착되고, 상기 바이패스 배관에는 산소 검출 센서 및 온도 센서가 장착된 것임을 특징으로 하는 반도체 설비용 자동압력 제어장치.In the apparatus for automatically adjusting the atmospheric pressure in the chamber in the semiconductor production process,
A gas pipe connected to the gas discharge pump from the process chamber in the casing to discharge the process gas;
A flow rate control unit having a bellows-type flow path blocking member moving in a conical inclined surface formed on the gas pipe, wherein the flow path blocking member is operated by a drive motor; And
And an oxygen detection sensor for detecting oxygen (O 2 ) concentration of the process gas on the bypass pipe mounted at one side of the gas pipe, and configured to detect the oxygen concentration of the process gas and adjust the pressure in the process chamber. Become,
The bypass pipe is mounted on the gas pipe via an automatic opening and closing valve, respectively, the bypass pipe is an automatic pressure control device for semiconductor equipment, characterized in that the oxygen sensor and the temperature sensor is mounted. 제1항에 있어서, 상기 유량 제어부는 상기 가스 배관이 수직으로 배열되고, 상기 원추형 경사면은 상기 가스 배관의 절곡부에 형성되며, 상기 벨로우즈형 유로차단부재 및 구동 모터는 수직으로 배치됨으로써 상기 구동 모터의 작동으로 상기 벨로우즈형 유로차단부재는 상하로 이동하여 상기 원추형 경사면을 개폐시킴으로써 공정 가스의 유로 개도를 조절하여 상기 공정 챔버내의 압력을 조절하는 것임을 특징으로 하는 반도체 설비용 자동압력 제어장치.According to claim 1, wherein the flow rate control unit is the gas pipe is arranged vertically, the conical inclined surface is formed in the bent portion of the gas pipe, the bellows-type flow path blocking member and the drive motor is arranged vertically the drive motor The bellows-type flow path blocking member is moved up and down by opening and closing the conical inclined surface to control the opening degree of the process gas to adjust the pressure in the process chamber. 제2항에 있어서, 상기 원추형 경사면은 상광하협(上廣下狹)의 구조를 갖춤으로써 공정 가스내에 포함된 분진과 수분은 상기 원추형 경사면에 의해서 하부로 흘러내리고, 상기 벨로우즈형 유로차단부재의 이동을 방해하지 않으며, 수직으로 배치된 상기 가스 배관을 통하여 상기 공정 챔버의 드레인관으로 역방향 회수되는 것임을 특징으로 하는 반도체 설비용 자동압력 제어장치.3. The conical inclined surface of claim 2 has a structure of a light receiving narrow, so that dust and moisture contained in the process gas flows downward by the conical inclined surface, and the bellows-type flow path blocking member moves. The automatic pressure control device for semiconductor equipment, characterized in that the reverse recovery to the drain pipe of the process chamber through the gas pipe arranged vertically. 제3항에 있어서, 상기 가스 배관의 원추형 경사면과 상기 벨로우즈형 유로차단부재는 테프론(Teflon) 재료로 이루어지므로써 공정 가스내에 포함된 부식성 성분으로부터 보호되는 것임을 특징으로 하는 반도체 설비용 자동압력 제어장치.4. The automatic pressure control device for semiconductor equipment according to claim 3, wherein the conical inclined surface of the gas pipe and the bellows-type flow path blocking member are made of Teflon material to be protected from corrosive components contained in the process gas. . 제4항에 있어서, 상기 벨로우즈형 유로차단부재는 상기 구동 모터의 구동축 끝단에 장착된 테프론 마개와, 상기 구동 모터의 구동축을 에워싸서 공정 가스와의 접촉을 방지하는 밀폐형 벨로우즈 부재로 이루어지고, 상기 테프론 마개에는 그 중간에 밀봉 링을 장착하여 상기 원추형 경사면을 통한 유로를 완전 밀봉으로 차단할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 반도체 설비용 자동압력 제어장치.The method of claim 4, wherein the bellows-type flow path blocking member comprises a Teflon plug mounted on the end of the drive shaft of the drive motor, and a hermetic bellows member surrounding the drive shaft of the drive motor to prevent contact with the process gas. Teflon stopper is equipped with a sealing ring in the middle of the automatic pressure control device for semiconductor equipment, characterized in that configured to block the passage through the conical inclined surface with a complete seal. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 케이싱은 전면에 공정 가스의 산소 농도, 가스 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 정보를 표시하는 디스플레이 창을 구비하여 운전자가 작업 현장에서, 즉시 육안으로 공정 가스의 산소 농도, 가스 온도 및 유로 개도 등의 각종 운전 데이타를 확인할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 반도체 설비용 자동압력 제어장치.
The method of claim 1, wherein the casing has a display window for displaying various operation information such as the oxygen concentration of the process gas, the gas temperature and the opening degree on the front surface, so that the operator can immediately visually observe the oxygen concentration of the process gas at the work site, Automatic pressure control device for semiconductor equipment, characterized in that configured to check various operating data such as gas temperature and flow path opening.
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