KR102425991B1 - Pv 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

피브이 모니터링 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템은, 사용자의 목과 머리 일부를 지지하는 구조이고, 내부에 다공성 쿠션소재가 충진된 구조의 베개 본체부; 상기 베개 본체부의 내부에 장착되고, 제어부로부터 전달된 공기에 의해 팽창하여 베개 본체부의 상부면 높이 및 형상을 변경하는 높이조절부; 및 사용자의 스위치 조작에 의해 작동하여 높이조절부의 내부에 공기를 주입하여 높이조절부의 팽창시키거나 수축시키는 제어부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 원자층 증착(ALD: atomic layer deposition) 공정에 사용되는 다이아프램 밸브부(ALD 밸브)의 작동과 상태를 확인하기 위해 해당 부분을 분해하거나 분리하지 않아도 다이아프램 밸브부의 작동과 상태를 정확하게 파악할 수 있고, 다이아프램 밸브부 운용 중에도 다이아프램 밸브부의 작동과 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록, 다이아프램 밸브부의 응답시간과 응답속도를 계측하여 다이아프램 밸브부의 수리 후 정상 여부까지 판단할 수 있는 피브이 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.

Description

PV 모니터링 시스템{Process Valve Monitoring System}

본 발명은 피브이 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자층 증착을 위해 웨이퍼로 공급되는 불활성기체의 공급을 제어하는 다이아프램 밸브부(ALD Valve: Atomic Layer Deposition Valve, PV: Process Valve)의 작동을 모니터링할 수 있는 피브이 모니터링 시스템에 관한 것이다.

기판 상에 박막을 형성하는 방법으로는 크게 물리적 방법 및 화학적 방법 등이 있다. 화학적 방법으로는 가스의 화학적 반응에 의해 기판상에 금속, 유전체 또는 절연체 박막을 형성하는 원자층 증착(ALD: Atomic layer deposition) 공정이나 화학적 기상 증착(CVD: Chemical vapor deposition) 공정 등이 사용된다.

원자층 증착(ALD) 공정은 진공 분위기의 챔버 내에 기판의 표면에 흡착되는 소스가스 및 소스가스와 반응하는 반응가스를 교대로 복수 회 공급하여 기판 표면 상에 박막을 형성하는 방법이다. 원자층 증착(ALD) 공정 시, 기판의 표면 이외의 챔버 내부 영역에서 소스가스와 반응가스의 반응에 따른 파티클이 발생하는 것을 방지하기 위해 소스가스와 반응가스는 일정 간격을 두고 챔버 내에 공급되며, 소스가스의 공급 시점과 반응가스의 공급 시점 사이에 챔버 내부를 퍼지(purge)하기 위한 퍼지가스가 챔버 내에 공급된다.

한편, 박막 형성을 위한 증착 공정을 수행하는 동안 기판 뿐 아니라 챔버 내벽 상에도 박막이 증착 될 수 있다.

챔버 내벽 상에 증착된 박막은 시간이 지날수록 두꺼워지고 결국 내벽으로부터 박리되어 오염 물질로 작용된다.

이에 따라, 주기적으로 챔버의 세정 공정을 수행하는데 주로 리모트 플라즈마 발생기(remote plasma generator, RPG)가 사용된다. 리모트 플라즈마 발생기(RPG)는 챔버 외부에 구비되며, 세정가스를 활성화시켜 가스 공급 라인을 통해 챔버 내부로 활성화된 세정가스를 공급한다. 리모트 플라즈마 발생기(RPG)는 가스 공급 라인에 구비된 밸브를 개폐하여 챔버 내부로 세정가스를 공급하거나 또는 공급하지 않을 수 있다.

소스가스, 반응가스, 세정가스 등은 하나의 가스 공급 라인을 통해 챔버 내부로 공급된다. 세정가스는 밸브 개폐 제어에 따라 리모트 플라즈마 발생기(RPG)에서 가스 공급 라인으로 공급되고, 소스가스는 소스가스 공급원과 가스 공급 라인 사이를 연결하는 소스가스 라인을 통해 가스 공급 라인으로 공급되며, 반응가스 역시 반응가스 공급원과 가스 공급 라인 사이를 연결하는 반응가스 라인을 통해 가스 공급 라인으로 공급된다.

이때, 밸브와 소스가스 라인 사이 또는 밸브와 반응 가스라인 사이의 가스 공급 라인은 증착 공정을 수행할 때에는 필요하지 않는 공간(예컨대, 죽은 공간(dead space))이 될 수 있다. 증착 공정이 수행되는 동안 가스 공급 라인의 해당 공간으로 소스 가스 및 반응 가스가 유입되지 않도록 해당 공간으로 불활성가스를 연속적으로 공급한다. 이러한 불활성가스는 소스가스 및 반응가스가 공급되는 동안에는 해당 공간으로의 유입 방지를 위한 커튼 가스로서 작용하고, 소스가스 및 반응가스가 공급되지 않는 동안에는 챔버 내부를 퍼지하기 위한 퍼지 가스로서 작용한다.

이와 같이, 불활성 가스가 연속적으로 공급됨에 따라 소스가스 및 반응가스의 분압이 감소하여 박막의 스텝 커버리지가 나빠지는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 소스가스 및 반응가스의 유량을 증가시키면 퍼지 시간이 연장되어 공정 시간이 증가하고, 퍼지 시간 증가에 따라 기판이 휘는 문제가 있다.

한편, 웨이퍼에 원자층 증착을 위한 설비를 가동할 때 불활성 가스인 아르곤 또는 질소의 유량을 제어하여 웨이퍼 프로세서 장비측으로 공급해야 한다.

이때, 불활성 가스의 유량을 제어하는 다이아프램 밸브는 그 내구연한이 있으며 일정 싸이클 이상 동작하면 제품의 품질을 보장할 수 없다.

종래에는 다이아프램 밸브의 정상 동작(open/close) 유무를 검사하기 위해 엑츄에이터를 분리하고, 엑츄에이터 동작에 따른 수마이크로의 변위를 레이저 거리 장치를 이용하여 측정함으로써 제품의 고장 유무를 확인하는 불편함이 있어 왔다.

따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

한국등록특허공보 제10-1923834호 (등록일자: 20128년11월23일)

본 발명의 목적은, 원자층 증착(ALD: atomic layer deposition) 공정에 사용되는 다이아프램 밸브부(ALD 밸브)의 작동과 상태를 확인하기 위해 해당 부분을 분해하거나 분리하지 않아도 다이아프램 밸브부의 작동과 상태를 정확하게 파악할 수 있고, 다이아프램 밸브부 운용 중에도 다이아프램 밸브부의 작동과 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록, 다이아프램 밸브부의 응답시간과 응답속도를 계측하여 다이아프램 밸브부의 수리 후 정상 여부까지 판단할 수 있는 피브이 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 피브이 모니터링 시스템은, 원자층 증착을 위해 웨이퍼로 공급되는 반응 가스의 공급을 제어하도록, 솔레노이드 밸브부로부터 공급된 에어에 의해 상하로 이동됨으로써 웨이퍼로 공급되는 반응 가스의 흐름을 제어하는 피스톤 엑츄에이터부를 탑재하고, 동작 제어명령에 따라 열린시점 또는 닫힘시점을 감지하는 피버 센서부를 장착하는 다이아프램 밸브부; 상기 다이아프램 밸브부에 에어를 공급함으로써 상기 웨이퍼로 공급되는 반응 가스의 공급이 제어되도록 하는 솔레노이드 밸브부; 상기 솔레노이드 밸브부의 동작을 제어하는 메인 설비 제어부; 상기 솔레노이드 밸브부에 동작에 관한 동작 제어명령을 전송한 시점과 상기 다이아프램에서 상기 동작 제어명령에 따라 반응한 반응시점을 입력받아 상기 다이아프램 밸브부의 응답시간과 응답속도를 산출하는 다이아프램 밸브 응답 산출부; 상기 솔레노이드 밸브부를 통해 공급되는 에어를 상기 다이아프램 밸브부로 공급하는 에어 공급라인부; 상기 솔레노이드 밸브부와 다이아프램 밸브부의 사이 영역에 배치된 상기 에어 공급라인부의 내측에서 상기 솔레노이드 밸브부로부터 공급되는 에어에 의해 기어 치가 회전함으로써 에어 공급을 감지하는 에어 공급 측정부; 및 상기 에어 공급 측정부의 기어 치의 회전을 기초로 상기 다이아프램 밸브부의 동작 싸이클 횟수를 감지하는 카운터부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피브이 모니터링 시스템은, 상기 반응 가스의 공급 유량을 제어하는 가스 유량 제어부; 상기 가스 유량 제어부에서 공급되는 반응 가스가 상기 웨이퍼로 공급되도록 하며, 상기 피스톤 엑츄에이터부에 의해 반응 가스의 흐름이 제어되는 흐름 제어영역이 일측 영역에 형성된 가스 공급라인부; 상기 흐름 제어영역을 지나 가스 스트림상의 하류 측에 배치되어 상기 반응 가스의 압력을 측정하는 가스 압력 측정부; 및 상기 가스 유량 제어부에서 공급되는 반응 가스가 상기 웨이퍼로 공급되도록 하며, 반응 가스의 흐름이 제어되는 흐름 제어영역이 일측 영역에 형성된 가스 공급라인부;를 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 카운터부는, 상기 가스 공급라인부의 상기 흐름 제어영역을 지나 가스 스트림상의 하류 측에 배치되어 반응 가스의 공급 흐름에 따라 상측 방향으로 이동되고 상기 가스 공급라인부와 수평이 되도록 복원됨으로써 상기 다이아프램 밸브부의 동작 싸이클 횟수를 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급라인부는, 상기 피스톤 엑츄에이터부에 의해 반응 가스의 흐름이 제어되는 흐름 제어영역이 일측 영역에 형성된 구조이고, 상기 카운터부는, 상기 흐름 제어영역을 지나 가스 스트림상의 하류 측에 배치되어 반응 가스의 공급 흐름에 따라 상기 다이아프램 밸브부의 동작 횟수를 카운터 할 수 있다.

이 경우, 상기 카운터부는, 상기 가스 공급라인부의 일측 수평면과 동일 선상에 배치됨으로써 반응 가스의 흐름을 방해하지 않도록 장착되고, 반응 가스의 공급 흐름에 따라 수직방향으로 이동하는 가스 압력감지부; 상기 가스 압력감지부의 수직 이동에 의해 동작하는 스위치부; 상기 가스 압력감지부의 수직 이동을 제한하는 스토퍼부; 및 상기 반응 가스의 공급이 중지되면 상기 가스 압력감지부의 위치를 복원시키도록 하는 복원력을 제공하는 탄성부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이아프램 밸브 응답 산출부는, 상기 솔레노이드 밸브부를 "ON"시키기 위해 상기 메인 설비 제어부에서 동작 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브부로 전송한 밸브열림 제어시점과 상기 동작 제어신호에 따라 상기 피스톤 엑츄에이터부가 동작되어 상기 다이아프램 밸브부가 열린 밸브 열림시점을 상기 피버 센서부로부터 입력받아 밸브 개방 응답시간 및 응답속도를 산출하는 밸브 개방 응답 산출부; 및 상기 솔레노이드 밸브부를 "OFF"시키기 위해 상기 메인 설비 제어부에서 동작 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브부로 전송한 밸브닫힘 제어시점과 상기 동작 제어신호에 따라 상기 피스톤 엑츄에이터부가 동작되어 상기 다이아프램 밸브부가 닫힌 밸브 닫힘시점을 상기 피버 센서부로부터 입력받아 밸브 닫힘 응답시간 및 응답속도를 산출하는 밸브 닫힘 응답 산출부;를 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 밸브 개방 응답 산출부는, 상기 가스 압력 측정부에서 측정된 압력이 기 설정된 압력 이상인 경우에 상기 밸브 열림시점으로 판단하고 밸브 개방 응답시간 및 응답속도를 산출할 수 있다.

또한, 상기 밸브 닫힘 응답 산출부는, 상기 가스 압력 측정부에서 측정된 압력이 기 설정된 압력 이하인 경우에 상기 밸브 닫힘시점으로 판단하고 밸브 닫힘 응답시간 및 응답속도를 산출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피브이 모니터링 시스템은, 상기 에어 공급라인부의 일측 영역에서 분기되는 분기 에어 공급라인부; 상기 분기 에어 공급라인부를 흐르는 에어의 압력을 측정하는 에어 압력 측정부; 및 상기 에어 공급라인부의 내측에서 상기 솔레노이드 밸브부로부터 공급되는 에어에 의해 회전함으로써 에어 공급을 감지하는 에어 공급 측정부;를 더 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 카운터부는, 상기 에어 압력 측정부에서 측정된 압력을 기초로 다이아프램 밸브부의 동작 횟수를 카운터하거나, 상기 에어 공급 측정부의 회전을 기초로 다이아프램 밸브부의 동작 횟수를 카운터할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피브이 모니터링 시스템은, 상기 다이아프램 밸브부가 장착되는 공정 챔버의 배기 가스 라인 상에 설치되고, 배기 가스 유입공과 배기 가스 유출공이 이격되어 형성되는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징 내부를 관통하여 'ㄷ'자 형상으로 다중 절곡되어 형성되며, 일단은 상기 배기가스 유입공에 연통되고 타단은 상기 배기가스 유출공에 연통되어 배기 가스의 통과 경로를 제공하는 배기가스 이동로; 상기 배기가스 이동로 중 'ㄷ'자 형상으로 다중 절곡된 부분에 설치되어, 상기 배기가스 이동로를 완전개방 또는 완전폐쇄하는 방식으로 단속하는 이동로 개폐수단; 상기 배기가스 이동로 중 상기 배기가스 유출공 측 말단에 설치되며, 상기 밸브 하우징 내부에서 상기 배기가스 유출공 방향으로 불활성 기체를 분사하는 이젝터; 및 상기 이젝터에 연결되어 설치되며, 상기 이동로 개폐수단이 개방된 상태에서 상기 이젝터에서 분사되는 불활성 기체를 제어된 분사 압력으로 공급하여 상기 공정 챔버 내부 배기 가스 유출 압력을 자동으로 조절하는 불활성 기체 공급부;를 더 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 이젝터는, 상기 배기가스 이동로의 상기 배기가스 유출공 말단에 상기 배기가스 유출공의 다른 부분보다 작은 직경을 가지도록 형성되는 소직경 배출구; 상기 배기가스 이동로의 중앙에서 상기 소직경 배출구의 입구 방향으로 설치되어, 상기 소직경 배출구로 불활성 기체를 분사하는 분사 노즐; 및 상기 분사 노즐을 상기 밸브 하우징에 결합하며, 상기 불활성 기체 공급부에서 공급되는 불활성 기체를 전달하는 연결부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 불활성 기체 공급부는, 상기 밸브 하우징의 일측에 설치되며, 불활성 기체 이동 통로가 형성되는 압력제어 본체; 상기 압력 제어 본체의 일측에 연결되어 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로에 불활성 기체를 공급하는 불활성 기체 공급라인; 상기 압력제어 본체의 타측에 연결되어 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로를 통과한 불활성 기체를 상기 연결부에 전달하는 불활성 기체 배출라인; 및 상기 압력제어 본체에 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로를 통과하는 불활성기체의 압력을 제어하는 압력 제어부;를 포함하는 구성일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 피브이 모니터링 시스템에 따르면, 특정 역할을 수행하는 다이아프램 밸브부, 솔레노이드 밸브부, 메인 설비 제어부, 다이아프램 밸브 응답 산출부, 에어 공급라인부, 에어 공급 측정부 및 카운터부를 구비함으로써, 원자층 증착(ALD: atomic layer deposition) 공정에 사용되는 다이아프램 밸브부(ALD 밸브)의 작동과 상태를 확인하기 위해 해당 부분을 분해하거나 분리하지 않아도 다이아프램 밸브부의 작동과 상태를 정확하게 파악할 수 있고, 다이아프램 밸브부 운용 중에도 다이아프램 밸브부의 작동과 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록, 다이아프램 밸브부의 응답시간과 응답속도를 계측하여 다이아프램 밸브부의 수리 후 정상 여부까지 판단할 수 있는 피브이 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 피브이 모니터링 시스템에 따르면, 특정 구조의 밸브 하우징, 배기가스 이동로, 이동로 개폐수단, 이젝터 및 불활성 기체 공급부를 구비함으로써, 반도체 제조 공정 등 진공 챔버를 이용하여 대기압보다 낮은 압력 환경에서 이루어지는 공정 중 진공 챔버 내의 가스 배출시에 기구적인 구동부 없이도 챔버 내부 진공도를 일정하게 유지하면서 가스를 배출할 수 있는 피브이 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템을 나타내는 사진과 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 피브이 모니터링 시스템의 모니터를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 피브이 모니터링 시스템의 모니터 후면을 나타내는 후면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 모니터에 출력되는 화면들의 구성을 나타내는 트리구조이다.
도 5는 도 4에 도시된 메인 화면에서 파워 온(power on) 시 표시되는 모습을 나타내는 그림이다.
도 6은 도 4에 도시된 메인 화면에서 다른 화면 이동 후 메인 화면 복귀 시 화면을 나타내는 그림이다.
도 7은 도 4에 도시된 사이클 테스트 화면에서 솔레노이드 사이클 테스트를 위한 화면을 나타내는 그림이다.
도 8은 도 4에 도시된 스피드 테스트 화면에서 ALD 밸브 스피드 테스트를 위한 화면을 나타내는 그림이다.
도 9는 도 4에 도시된 Cv 테스트 화면에서 ALD 밸브의 Cv(Qg) 테스트를 위한 화면을 나타내는 그림이다.
도 10은 도 4에 도시된 Cv 결과 화면에서 ALD 밸브의 Cv(Qg) 테스트 시 결과값을 확인하기 위한 화면을 나타내는 그림이다.
도 11은 도 4에 도시된 기본 세팅 화면을 나타내는 그림이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템과 컴퓨터를 연결하는 모습을 나타내는 사진이다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템을 나타내는 블록 구성도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카운터부를 포함하는 피브이 모니터링 시스템을 나타내는 블록 구성도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카운터부를 포함하는 피브이 모니터링 시스템을 나타내는 블록 구성도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템의 다이아프램 밸브부가 장착되는 공정 챔버의 배기 가스 라인 상에 설치되는 밸브 하우징과 그 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 밸브 하우징과 그 내부 구조가 작동하는 모습을 나타내는 단면도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템을 나타내는 사진과 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 피브이 모니터링 시스템의 모니터를 나타내는 정면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1에 도시된 피브이 모니터링 시스템의 모니터 후면을 나타내는 후면도가 도시되어 있다.

또한, 도 4에는 도 2에 도시된 모니터에 출력되는 화면들의 구성을 나타내는 트리구조가 도시되어 있고, 도 5 내지 도 10에는 모니터에 출력되는 각각의 화면들을 구체적은 나타내는 그림이 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템은, 하나의 질량유량제어기(MFC), 두 채널의 솔레노이드 밸브, 두 채널의 마그넷 스위치(Magnet SW), 두 채널의 압력 센서(pressure sensor), 두 채널의 온도센서 및 히터(heater), 하나의 랜(LAN)을 지원하는 입출력 단자를 제공한다. 이때, 본 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템은, 솔레노이드 사이클 시험(SOL Cycle Test), ALD 밸브 Speed Test 및 Cv(Qg) Test를 수행할 수 있다. 궁극적으로 본 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템은 ALD 밸브의 동작 성능을 시험할 수 있다.

도 4 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템의 모니터에 출력되는 화면은 각각의 설정과 결과에 따라 맞춤 적용된 정보를 제공한다.

구체적으로, 도 5에는 모니터 상에 메인 화면이 출력된 상태를 나타내는 그림이 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 메인 화면에는 파워 온(power on) 시 온도 제어기의 채널 1과 채널 2의 상태 정보가 출력된다. 본 화면에서는 온도제어기가 STOP 상태 이어야 하며, 온도제어기를 RUN상태에서는 화재위험을 고려하여 관리자가 자리를 비우지 말아야 한다. 구체적으로, 온도센서와 히터 열선 상태 불량 시 화재가 발생할 수 있다. 온도제어기의 상태표시 부분의 오른쪽에는 솔레노이드 싸이클 테스트 버튼, ALD 밸브 스피드 테스트 버튼, Cv 테스트 버튼 및 기본 세팅(센서, ALD 방향 등) 버튼이 배치된다.

도 6에는 도 4에 도시된 메인 화면에서 다른 화면 이동 후 메인 화면 복귀 시 화면을 나타내는 그림이 도시되어 있다. 다른 화면 이동 후 메인 화면 복귀 시 온도제어기 부분에서 SV 설정값과 MV 실행값이 활성화되어 해당 데이터가 출력된다.

도 7에는 도 4에 도시된 사이클 테스트 화면에서 솔레노이드 사이클 테스트를 위한 화면을 나타내는 그림이 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 사이클 테스트 화면에는 솔레노이드 사이클 테스트를 위한 정보가 일목요연하게 정리되어 출력된다. 이때, 각각의 채널별로 분리되어 출력되며, 각각의 채널별로 수동/자동모드, 자동 Stop/Run, 카운터 초기와, 수동 열기/닫기, 열림 시간, 닫힘 시간 등이 출력된다.

도 8에는 도 4에 도시된 스피드 테스트 화면에서 ALD 밸브 스피드 테스트를 위한 화면을 나타내는 그림이 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, Cv 테스트 화면에는 ALD 밸브의 Cv(Qg) 테스트를 위한 정보가 일목요연하게 정리되어 출력된다. 이때, 각각의 채널별로 분리되어 출력되며, 각각의 채널별로 수동/자동모드, 자동 Stop/Run, 카운터 초기와, 수동 열기/닫기, 열림 시간, 닫힘 시간 등이 출력된다. 또한, MFC에 대한 데이터와 온도제어기에 대한 데이터 역시 각각의 채널별로 정리되어 출력됨이 바람직하다.

도 9 및 도 10에는 도 4에 도시된 Cv 테스트 화면에서 ALD 밸브의 Cv(Qg) 테스트를 위한 화면과 결과 화면을 나타내는 그림이 도시되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, Cv 테스트 화면에는 ALD 밸브의 Cv(Qg) 테스트 결과값이 일목요연하게 정리되어 출력된다. 이때, 각각의 채널별로 분리되어 출력되며, 각각의 채널별로 수동/자동모드, 자동 Stop/Run, 카운터 초기와, 수동 열기/닫기, 열림 시간, 닫힘 시간 등이 출력된다. 또한, 도 10의 결과 화면에서는, Cv 계산을 위한 P1, P2, t값 캐치 time에 관한 데이터 역시 각각의 채널별로 정리되어 출력됨이 바람직하다.

도 11에는 도 4에 도시된 기본 세팅 화면을 나타내는 그림이 도시되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 피브이 모니터리 시스템의 모니터에서는 압력센서, 솔레노이드 마그넷 스위치(Magnet SW), 각각 기본값을 세팅하기 위한 화면이 출력된다. 이때, MFC 및 온도제어기 각각의 동작 상태를 점검할 수 있다.

바람직하게 본 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템은, 도 12에 도시된 바와 같이, 컴퓨터와 연결하여 보다 편리하게 운용될 수 있다.

도 13에는 본 발명의 일 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템을 나타내는 블록 구성도가 도시되어 있고, 도 14 내지 도 15에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카운터부를 포함하는 피브이 모니터링 시스템을 나타내는 블록 구성도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템은, 특정 역할을 수행하는 다이아프램 밸브부(600), 솔레노이드 밸브부(300), 메인 설비 제어부(200), 다이아프램 밸브 응답 산출부(400), 에어 공급라인부, 에어 공급 측정부 및 카운터부(800)를 구비함으로써, 원자층 증착(ALD: atomic layer deposition) 공정에 사용되는 다이아프램 밸브부(600)(ALD 밸브)의 작동과 상태를 확인하기 위해 해당 부분을 분해하거나 분리하지 않아도 다이아프램 밸브부(600)의 작동과 상태를 정확하게 파악할 수 있고, 다이아프램 밸브부(600) 운용 중에도 다이아프램 밸브부(600)의 작동과 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록, 다이아프램 밸브부(600)의 응답시간과 응답속도를 계측하여 다이아프램 밸브부(600)의 수리 후 정상 여부까지 판단할 수 있는 피브이 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템을 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 메인 설비 제어부(200)는 원자층 증착에 필요한 설비들을 제어한다. 또한, 현재 진행되고 있는 원자층 증착에 필요한 설비들의 상태와 설정조건들을 모니터(100)를 통해 디스플레이하도록 한다.

메인 설비 제어부(200)는 솔레노이드 밸브 구동라인부(10)를 통해 솔레노이드 밸브부(300)를 제어한다. 이때, 솔레노이드 밸브 구동라인부(10)는 솔레노이드 밸브부(300)를 제어하는 전원 라인일 수 있다. 일예로서 +24[v]를 공급하면 솔레노이드 밸브부(300)가 "ON"되며, 0[v]를 공급하면 "OFF" 된다.

솔레노이드 밸브부(300)를 온/오프 구동하기 위해 메인 설비 제어부(200)는 구동라인부(10)를 통해 제어신호를 솔레노이드 밸브부로 보낸다. 이때, "ON'동작 제어명령을 내린 시점(T1)과, "OFF" 동작 제어명령을 내린 시점(T3)을 각각 응답 산출부(400)에서 감지한다.

본 발명의 일실시예에 따른 솔레노이드 밸브부(300)는 메인 설비 제어부(200)의 제어명령에 따라 밸브를 개폐함으로써 에어가 다이아프램 밸브부(600)로 공급되도록 한다. 도 13에 도시된 바와 같이 솔레노이드 밸브부(300)는 에어 공급부(700)로부터 제1 에어 공급라인부(11a)를 통해 에어를 공급받으며, 공급된 에어는 밸브(300)의 개폐 동작에 따라 제2 에어 공급라인부(11b)를 통해 다이아프램 밸브부(600)로 공급된다.

본 발명의 일실시예에 따른 다이아프램 밸브부(600)는 솔레노이드 밸브부(300)의 밸브 개폐에 따라 공급되는 에어에 의해 피스톤 엑츄에이터부(630)가 수직 이동함으로써 가스 유량 제어부(500)로부터 공급되는 반응 가스의 흐름을 제어한다. 이때, 반응 가스는 원자층 증착시의 반도체 공정에 필요한 가스로서 일예로서 아르곤 또는 질소 등이 될 수 있으나 꼭 이에 국한되는 것은 아니다.

구체적으로, 다이아프램 밸브부(600)는 피버 센서부(610), 탄성부(620), 피스톤(631)을 포함한 피스톤 엑츄에이터부(630), 흐름 제어영역이 형성되는 블록부(640)를 포함하는 구성일 수 있다.

피버 센서부(610)는 피스톤 엑츄에이터부(630)의 수직 이동에 따라 밸브가 개폐되는 것을 감지한다. 즉, 솔레노이드 밸브부(300)로부터 에어가 공급되면 이에 반응하여 밸브(600)가 열리게 되고 이때 밸브 열림을 감지한다. 또한, 솔레노이드 밸브부(300)로부터 에어가 공급되지 않으면 밸브(600)가 닫히게 되고 이때 밸브 닫힘을 감지한다. 피버 센서부(610)는 밸브 열림 감지 시간(T2)과 밸브 닫힘 감지 시간(T4)을 후술하는 응답 산출부(400)로 전송한다. 피버 센서부(610)는 피스톤 엑츄에이터부(630)의 움직임을 감지하여 밸브의 개폐를 판단하는 센서로서 다이아프램 밸브부(600)의 최적의 위치에 배치될 수 있다.

피스톤 엑츄에이터부(630)는 도 13에 도시된 바와 같이 솔레노이드 밸브부(300)에서 에어를 공급하면 엑츄에이터(630a)가 상승하여 불활성 가스가 웨이퍼로 공급되도록 하고, 솔레노이드 밸브부(300)에서 에어를 공급하지 않으면 엑츄에이터(630b)가 탄성부(620)의 복원력에 따라 원래 위치로 복원되어 불활성 가스가 웨이퍼로 공급되지 않도록 한다.

블록부(640)는 불활성 가스의 온도를 조절하는 히터부(643)와 공급되는 불활성 가스의 온도를 측정하는 제1,2 온도 센서부(641,642)가 배치된다. 블록부(640)는 가스 공급라인부(12)의 일측 영역에 배치되며, 블록부(640)가 배치된 영역에서 불활성 가스의 공급 흐름이 제어되는 흐름 제어영역이 형성된다. 즉, 솔레노이드 밸브부(300)로부터 에어가 공급되면 피스톤 엑츄에이터부(630)가 상승하여 가스 공급라인부(12)를 따라 불활성 가스가 웨이퍼 측으로 공급되고, 에어의 공급이 중단되면 피스톤 엑츄에이터부(630)가 하강하여 불활성 가스의 공급이 중단된다.

한편, 가스 공급라인부(12)에는 제1,2 가스 압력 측정부(P1,P)가 배치된다. 제1 가스 압력 측정부(P1)는 흐름 제어영역의 상류 측에 배치되어 불활성 가스의 제공 압력을 측정하고, 제2 가스 압력 측정부(P)는 흐름 제어영역의 하류 측에 배치되어 불활성 가스의 공급 압력을 측정한다. 또한, 제2 에어 공급라인부(11b)에는 공급되는 에어의 압력을 측정하는 에어 공급 측정부(P2)가 배치된다. 메일 설비 제어부(200)는 각각의 측정부로부터 데이터 값을 입력받아 공급하는 에어 또는 불활성 가스의 유량을 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 응답 산출부(400)는 메인 설비 제어부(200)에서 솔레노이드 밸브부(300) 구동을 위해 "ON" 동작 제어명령을 내린 시점(T1)과 "OFF" 동작 제어명령을 내린 시점(T3)을 산출한다. 또한, 응답 산출부(400)는 피버 센서부(610)로부터 밸브(600)의 개방에 따른 밸브 열림 감지 시점(T2)과 밸브(600)의 닫힘에 따른 밸브 닫힘 감지 시점(T4)을 입력받는다.

응답 산출부(400)는 상술한 T1, T2, T3, T4를 이용하여 밸브 응답시간과 응답속도를 산출한다. 즉, 밸브 개방 응답 산출부는 솔레노이드 밸브부를 "ON" 시키기 위해 메인 설비 제어부에서 동작 제어신호를 솔레노이드 밸브부로 전송한 밸브열림 제어시점(T1)과 동작 제어신호에 따라 피스톤 엑츄에이터부가 동작되어 다이아프램 밸브부가 열린 밸브 열림시점(T2)을 이용하여 밸브 개방 응답시간 및 응답속도를 산출한다.

또한, 밸브 닫힘 응답 산출부는 솔레노이드 밸브부를 "OFF" 시키기 위해 메인 설비 제어부에서 동작 제어신호를 솔레노이드 밸브부로 전송한 밸브닫힘 제어시점(T3)과 동작 제어신호에 따라 피스톤 엑츄에이터부가 동작되어 다이아프램 밸브부가 닫힌 밸브 닫힘시점(T4)을 이용하여 밸브 닫힘 응답시간 및 응답속도를 산출한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 다이아프램 밸브부(600)는 밸브의 개폐 동작에 따라 내구연한이 문제된다. 내구성 문제는 밸브(600)가 개폐 동작을 몇 번 반복 수행했는지에 따라 달라질 수 있다. 따라서 밸브 개폐동작 횟수를 파악하기 위해 본 발명에서는 도 13 내지 도 15(제1,2,3 실시예)에 도시된 바와 같이 카운터부(800)를 추가적으로 배치한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 카운터부(800)는 도 13에 도시된 바와 같이 제2 에어 공급라인부(12)의 일측 영역에서 분기된 제3 에어 공급라인부(11c)와 제3 에어 공급라인부(11c)를 흐르는 에어의 압력을 측정하는 에어 압력 측정부(P3)를 포함하여 구성될 수 있다. 일예로서 솔레노이드 밸브부(300)에서 제2 에어 공급라인부(11b)를 통해 에어가 공급되면, 공급된 에어는 제3 에어 공급라인부(11c)로 흐르게 되고, 이때 제3 에어 공급라인부(11c)를 흐르는 에어의 압력을 측정(P3)함으로써 카운터부(800)는 다이아프램 밸브부(600)의 1회 동작을 카운터 할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 카운터부(800)는 도 14에 도시된 바와 같이 제2 에어 공급라인부(12)의 내측에서 솔레노이드 밸브부(300)로부터 공급되는 에어에 의해 회전되어 에어 공급을 감지하는 에어 공급 측정부를 포함하고, 에어 공급 측정부의 회전을 기초로 다이아프램 밸브부(600)의 1회 동작을 카운터 할 수 있다. 이때, 에어 공급 측정부는 기어 치를 외부 표면에 가진다. 따라서 에어가 공급되면 에어의 공급에 따라 기어 치가 한번 회전하고, 다음에 다시 에어가 공급되면 또 기어 치가 한번 회전한다. 이러한 기어 치의 회전을 감지하여 카운터 될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 카운터부(800)는 도 15에 도시된 바와 같이 흐름 제어영역을 지나 가스 스트림상의 하류 측에 배치되어 불활성 가스의 공급 흐름에 따라 다이아프램 밸브부(600)의 동작 횟수를 카운터 한다.

이때, 카운터부(800)는 가스 압력감지부(804a,804b), 스토퍼부(803), 탄성부(802), 스위치부(801)를 포함한다.

가스 압력감지부(804a,804b)는 가스 공급시에는 상측 방향으로 이동되고, 가스 공급이 중지되면 다시 가스 공급 라인부(12)의 상측면과 수평이 되도록 원위치 복귀된다. 가스 압력감지부(804a,804b)는 판 형상의 플레이트일 수 있다. 가스 공급라인부(12)의 수평면과 동일 선상에 배치됨으로써 불활성 가스의 흐름을 방해하지 않도록 하는 장점이 있다. 탄성부(802)는 불활성 가스의 공급이 중지되면 가스 압력감지부(804a,804b)의 위치를 복원시키도록 하는 복원력을 제공한다. 즉, 가스가 공급되면 가스 압력감지부(804b)는 상측으로 이동되며, 가스의 공급이 중지되면 가스 감지부(804a)는 다시 제자리로 원위치 된다. 스위치부(801)는 가스 압력감지부(804a,804b)의 수직 방향 이동에 따라 연동 동작되어 1회 작동한다. 스위치부(801)의 1회 작동을 감지함으로써 밸브(600)의 1회 동작을 카운터 할 수 있다. 스토퍼부(803)는 가스 압력감지부(804a,804b)의 수직방향 이동 거리를 제한한다.

도 16에는 본 발명의 일 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템의 다이아프램 밸브부가 장착되는 공정 챔버의 배기 가스 라인 상에 설치되는 밸브 하우징과 그 내부 구조를 나타내는 단면도가 도시되어 있고, 도 17에는 도 16에 도시된 밸브 하우징과 그 내부 구조가 작동하는 모습을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 피브이 모니터링 시스템은, 특정 구조의 밸브 하우징(910), 배기가스 이동로(920), 이동로 개폐수단(950), 이젝터(930) 및 불활성 기체 공급부(940)를 포함하는 구성일 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 밸브 하우징(910)은, 다이아프램 밸브부(600)가 장착되는 공정 챔버의 배기 가스 라인 상에 설치되는 구성으로서, 배기 가스 유입공(912)과 배기 가스 유출공(914)이 이격되어 형성되는 구조이다.

배기가스 이동로(920)는, 밸브 하우징(910) 내부를 관통하여 'ㄷ'자 형상으로 다중 절곡되어 형성되는 구성으로서, 일단은 상기 배기가스 유입공에 연통되고 타단은 상기 배기가스 유출공에 연통되어 배기 가스의 통과 경로를 제공하는 구조이다.

이동로 개폐수단(950)은, 배기가스 이동로(920) 중 'ㄷ'자 형상으로 다중 절곡된 부분에 설치되는 구성으로서, 상기 배기가스 이동로(920)를 완전개방 또는 완전폐쇄하는 방식으로 단속할 수 있다.

이때, 상기 이동로 개폐수단(950)이 설치되는 구간에는 상기 배기가스 이동로(920)의 단면 형상을 깔때기 형상(922)으로 형성하고, 상기 이동로 개폐수단(950)의 개폐헤드(952) 단면 형상을 상기 깔때기 형상(922)에 대응되는 원뿔대 형상으로 형성하면, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 개폐헤드(952)의 전후진 구동에 의하여 배기가스 이동로(920)를 용이하게 개폐할 수 있다.

이때 상기 개폐헤드(952)의 후단에는 상기 개폐헤드(952)를 전후진 구동할 수 있는 구동부(954)와, 상기 구동부(954)와 개폐 헤드(952) 사이의 공간을 차단할 수 있는 벨로우즈(956) 등이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 구동부(954)는 기계적인 구동 방식이 아니라, 작업자가 손으로 가압하여 구동할 수 있는 수동 구조를 가지는 것이 바람직하다.

이 경우, 이렇게 다중 절곡된 구조를 가지면, 배기가스 이동로(920) 중 중간 부분에 상기 이동로 개폐수단(950)을 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다. 이동로 개폐수단(950)은 도 16에 도시된 바와 같이, 배기가스 이동로(920) 중 상기 배기가스 유입공(912)과 배기가스 유출공(914) 사이에 설치되며, 상기 배기가스 이동로(920)를 단속하는 구성요소이다. 배기가스 이동로(920)는 배기 동작이 수행되지 않는 동안에는 완전하게 차단되는 것이 바람직하다. 따라서 이동로 개폐수단(950)을 이용하여 배기가스 이동로(920)의 일구간을 완전히 차단하는 것이다.

본 실시예에 따른 이젝터(930)는, 배기가스 이동로(920) 중 상기 배기가스 유출공 측 말단에 설치되는 구성으로서, 상기 밸브 하우징(910) 내부에서 상기 배기가스 유출공 방향으로 불활성 기체를 분사할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배기가스 이동로(920) 중 상기 배기가스 유출공(914) 측 말단에 설치되며, 상기 밸브 하우징(910) 내부에서 상기 배기가스 유출공(914) 방향으로 불활성 기체를 분사하는 구성요소이다. 즉, 상기 이젝터(930)에 의하여 배기가스 유출공(914) 방향으로 불활성 기체를 분사하면 그 후방으로 벤츄리 효과에 의하여 압력 강하가 이루어지고, 도 4에 도시된 바와 같이, 이를 보상하기 위하여 배기가스 이동로(920)를 통하여 진공 챔버 측의 배기가스가 배기가스 유출공(914) 방향으로 이동된다.

이러한 배기가스 이동 현상은 상기 이젝터(930)를 통하여 강한 압력으로 불활성기체가 분사되면 더 강해지고, 약한 압력으로 불활성 기체가 분사되면 약화된다. 따라서 이젝터(930)로 분사되는 불활성 기체의 분사 압력으로 자동 압력 조절 장치에 의한 배기 가스 압력을 조절할 수 있는 것이며, 기구적인 구동부 없이도 진공 챔버의 배기가스 유출 압력을 자동으로 조절할 수 있는 것이다.

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 이젝터(930)를 구체적으로 도 16에 도시된 바와 같이, 소직경 배출구(932), 분사 노즐(934) 및 연결부(936)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 소직경 배출구(932)는 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 배기가스 이동로(920)의 상기 배기가스 유출공(914) 말단에 상기 배기가스 이동로(920)의 다른 부분보다 작은 직경을 가지도록 형성된다. 이는 상기 소직경 배출구(932) 후단의 배기가스 이동로(920)의 압력 감소를 효과적으로 유도하기 위함이다.

다음으로 상기 분사 노즐(934)은 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 배기가스 이동로(920)의 중앙에서 상기 소직경 배출구(932)의 입구 방향으로 설치되어, 상기 소직경 배출구(932)로 불활성 기체를 분사하는 구성요소이다. 상기 분사 노즐(934)은 원통형의 상기 배기가스 이동로(920)의 중심에 설치되어 상기 소직경 배출구(932)의 중앙으로 불활성 기체를 분사할 수 있도록 설치된다. 그리고 상기 분사 노즐(934)의 외면은 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 말단 방향으로 테이퍼진 형상을 가져서 원활한 배기가스 배출이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 연결부(936)는 상기 분사 노즐(934)을 상기 밸브 하우징(910)에 결합하며, 상기 불활성 기체 공급부(940)에서 공급되는 불활성 기체를 전달하는 구성요소이다.

한편, 본 실시예에 따른 불활성 기체 공급부(940)는, 이젝터(930)에 연결되어 설치되는 구성으로서, 이동로 개폐수단(950)이 개방된 상태에서 상기 이젝터(930)에서 분사되는 불활성 기체를 제어된 분사 압력으로 공급하여 상기 공정 챔버 내부 배기 가스 유출 압력을 자동으로 조절할 수 있다.

구체적으로, 불활성 기체 공급부(940)는 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 이젝터(930)에 연결되어 설치되며, 이젝터(930)에서 분사되는 불활성 기체를 제어된 분사 압력으로 공급하는 구성요소이다. 이 불활성 기체 공급부(940)에 의하여 배기가스 배출 압력이 제어되는 것이다.

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 불활성 기체 공급부(940)를 구체적으로 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 압력 제어 본체(942), 불활성기체 공급라인(944), 불활성기체 배출라인(946) 및 압력 제어부(948)로 구성할 수 있다.

먼저 상기 압력 제어 본체(942)는 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 밸브 하우징(910)의 일측에 설치되며, 불활성 기체 이동 통로(941)가 형성되는 구성요소이다. 따라서 압력제어 본체(942)는 상기 불활성 기체 공급부(940)의 다른 구성요소들이 형성되거나 설치될 수 있는 공간을 제공한다.

다음으로 불활성 기체 공급라인(944)은 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 압력 제어 본체(942)의 일측에 연결되어 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로(941)에 불활성 기체를 공급하는 구성요소이다. 이 불활성 기체 공급라인(944)의 타단은 외부에 설치되는 불활성기체 공급탱크(도면에 미도시)에 연결된다.

또한, 불활성 기체 배출라인(946)은 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 압력제어 본체(942)의 타측에 연결되어 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로(941)를 통과한 불활성 기체를 상기 연결부(936)에 전달하는 구성요소이다. 또한 압력 제어부(948)는 압력제어 본체(942)에 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로(941)를 통과하는 불활성 기체의 압력을 제어하는 구성요소이다. 이 압력 제어부(948)의 제어에 의하여 정해진 압력을 불활성 기체가 상기 이젝터(930)로 공급되는 것이다.

본 실시예에서 상기 압력 제어부(948)는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)인 것이, 불활성 기체를 공압을 이용하여 미세하게 조절할 수 있어서 바람직하다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 밸브 하우징(910), 배기가스 이동로(920), 이동로 개폐수단(950), 이젝터(930) 및 불활성 기체 공급부(940)를 구비함으로써, 반도체 제조 공정 등 진공 챔버를 이용하여 대기압보다 낮은 압력 환경에서 이루어지는 공정 중 진공 챔버 내의 가스 배출시에 기구적인 구동부(954) 없이도 챔버 내부 진공도를 일정하게 유지하면서 가스를 배출할 수 있는 피브이 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

10 : 솔레노이드 밸브 구동라인부
11a : 제1 에어 공급라인부
11b : 제2 에어 공급라인부
11c : 제3 에어 공급라인부(또는 분기 에어 공급라인부)
12 : 가스 공급라인부
100 : 모니터
200 : 메인 설비 제어부
300 : 솔레노이드 밸브부
400 : 다이아프램 밸브 응답 산출부
500 : 가스 유량 제어부
600 : 다이아프램 밸브부
610 : 피버 센서부(Fiber Sensor)
620 : 탄성부
630, 630a, 630b : 피스톤 엑츄에이터부
631 : 피스톤부
640 : 블록부
641 : 제1 온도 센서부
642 : 제2 온도 센서부
643 : 히터부
700 : 에어 공급부
800 : 카운터부
801 : 스위치부
802 : 탄성부
803 : 스토퍼부
804a,804b : 가스 압력감지부
910 : 밸브 하우징
912: 배기 가스 유입공
914: 배기 가스 유출공
920 : 배기가스 이동로
922: 깔때기 형상
930 : 이젝터
932: 소직경 배출구
934: 분사 노즐
936: 연결부
940 : 불활성 기체 공급부
941: 불활성 기체 이동 통로
942: 압력제어 본체
944: 불활성 기체 공급라인
946: 불활성 기체 배출라인
948: 압력 제어부
950 : 이동로 개폐수단
952: 개폐헤드
954: 구동부
956: 벨로우즈

Claims (5)

1. 원자층 증착을 위해 웨이퍼로 공급되는 반응 가스의 공급을 제어하도록, 솔레노이드 밸브부(300)로부터 공급된 에어에 의해 상하로 이동됨으로써 웨이퍼로 공급되는 반응 가스의 흐름을 제어하는 피스톤 엑츄에이터부(630)를 탑재하고, 동작 제어명령에 따라 열린시점 또는 닫힘시점을 감지하는 피버 센서부(610)를 장착하는 다이아프램 밸브부(600);
   상기 다이아프램 밸브부(600)에 에어를 공급함으로써 상기 웨이퍼로 공급되는 반응 가스의 공급이 제어되도록 하는 솔레노이드 밸브부(300);
   상기 솔레노이드 밸브부(300)의 동작을 제어하는 메인 설비 제어부(200);
   상기 솔레노이드 밸브부(300)에 동작에 관한 동작 제어명령을 전송한 시점과 상기 다이아프램에서 상기 동작 제어명령에 따라 반응한 반응시점을 입력받아 상기 다이아프램 밸브부(600)의 응답시간과 응답속도를 산출하는 다이아프램 밸브 응답 산출부(400);
   상기 솔레노이드 밸브부(300)를 통해 공급되는 에어를 상기 다이아프램 밸브부(600)로 공급하는 에어 공급라인부;
   상기 솔레노이드 밸브부(300)와 다이아프램 밸브부(600)의 사이 영역에 배치된 상기 에어 공급라인부의 내측에서 상기 솔레노이드 밸브부(300)로부터 공급되는 에어에 의해 기어 치가 회전함으로써 에어 공급을 감지하는 에어 공급 측정부;
   상기 에어 공급 측정부의 기어 치의 회전을 기초로 상기 다이아프램 밸브부(600)의 동작 싸이클 횟수를 감지하는 카운터부(800);
   상기 다이아프램 밸브부(600)가 장착되는 공정 챔버의 배기 가스 라인 상에 설치되고, 배기 가스 유입공(912)과 배기 가스 유출공(914)이 이격되어 형성되는 밸브 하우징(910);
   상기 밸브 하우징(910) 내부를 관통하여 'ㄷ'자 형상으로 다중 절곡되어 형성되며, 일단은 상기 배기가스 유입공에 연통되고 타단은 상기 배기가스 유출공에 연통되어 배기 가스의 통과 경로를 제공하는 배기가스 이동로(920);
   상기 배기가스 이동로(920) 중 'ㄷ'자 형상으로 다중 절곡된 부분에 설치되어, 상기 배기가스 이동로(920)를 완전개방 또는 완전폐쇄하는 방식으로 단속하는 이동로 개폐수단(950);
   상기 배기가스 이동로(920) 중 상기 배기가스 유출공 측 말단에 설치되며, 상기 밸브 하우징(910) 내부에서 상기 배기가스 유출공 방향으로 불활성 기체를 분사하는 이젝터(930);
   상기 이젝터(930)에 연결되어 설치되며, 상기 이동로 개폐수단(950)이 개방된 상태에서 상기 이젝터(930)에서 분사되는 불활성 기체를 제어된 분사 압력으로 공급하여 상기 공정 챔버 내부 배기 가스 유출 압력을 자동으로 조절하는 불활성 기체 공급부(940);
   를 포함하고,
   상기 이젝터(930)는,
   상기 배기가스 이동로(920)의 상기 배기가스 유출공 말단에 상기 배기가스 유출공의 다른 부분보다 작은 직경을 가지도록 형성되는 소직경 배출구(932);
   상기 배기가스 이동로(920)의 중앙에서 상기 소직경 배출구(932)의 입구 방향으로 설치되어, 상기 소직경 배출구(932)로 불활성 기체를 분사하는 분사 노즐(934); 및
   상기 분사 노즐(934)을 상기 밸브 하우징(910)에 결합하며, 상기 불활성 기체 공급부(940)에서 공급되는 불활성 기체를 전달하는 연결부(936);
   를 포함하고,
   상기 불활성 기체 공급부(940)는,
   상기 밸브 하우징(910)의 일측에 설치되며, 불활성 기체 이동 통로(941)가 형성되는 압력제어 본체(942);
   상기 압력 제어 본체의 일측에 연결되어 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로(941)에 불활성 기체를 공급하는 불활성 기체 공급라인(944);
   상기 압력제어 본체(942)의 타측에 연결되어 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로(941)를 통과한 불활성 기체를 상기 연결부(936)에 전달하는 불활성 기체 배출라인(946); 및
   상기 압력제어 본체(942)에 설치되며, 상기 불활성 기체 이동 통로(941)를 통과하는 불활성기체의 압력을 제어하는 압력 제어부(948);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이 모니터링 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 피브이 모니터링 시스템은,
   상기 반응 가스의 공급 유량을 제어하는 가스 유량 제어부(500);
   상기 가스 유량 제어부(500)에서 공급되는 반응 가스가 상기 웨이퍼로 공급되도록 하며, 상기 피스톤 엑츄에이터부(630)에 의해 반응 가스의 흐름이 제어되는 흐름 제어영역이 일측 영역에 형성된 가스 공급라인부;
   상기 흐름 제어영역을 지나 가스 스트림상의 하류 측에 배치되어 상기 반응 가스의 압력을 측정하는 가스 압력 측정부; 및
   상기 가스 유량 제어부(500)에서 공급되는 반응 가스가 상기 웨이퍼로 공급되도록 하며, 반응 가스의 흐름이 제어되는 흐름 제어영역이 일측 영역에 형성된 가스 공급라인부;
   를 포함하고,
   상기 카운터부(800)는,
   상기 가스 공급라인부의 상기 흐름 제어영역을 지나 가스 스트림상의 하류 측에 배치되어 반응 가스의 공급 흐름에 따라 상측 방향으로 이동되고 상기 가스 공급라인부와 수평이 되도록 복원됨으로써 상기 다이아프램 밸브부(600)의 동작 싸이클 횟수를 감지하는 것을 특징으로 하는 피브이 모니터링 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가스 공급라인부는,
   상기 피스톤 엑츄에이터부(630)에 의해 반응 가스의 흐름이 제어되는 흐름 제어영역이 일측 영역에 형성된 구조이고,
   상기 카운터부(800)는,
   상기 흐름 제어영역을 지나 가스 스트림상의 하류 측에 배치되어 반응 가스의 공급 흐름에 따라 상기 다이아프램 밸브부(600)의 동작 횟수를 카운터하고,
   상기 카운터부(800)는,
   상기 가스 공급라인부의 일측 수평면과 동일 선상에 배치됨으로써 반응 가스의 흐름을 방해하지 않도록 장착되고, 반응 가스의 공급 흐름에 따라 수직방향으로 이동하는 가스 압력감지부;
   상기 가스 압력감지부의 수직 이동에 의해 동작하는 스위치부(801);
   상기 가스 압력감지부의 수직 이동을 제한하는 스토퍼부(803); 및
   상기 반응 가스의 공급이 중지되면 상기 가스 압력감지부의 위치를 복원시키도록 하는 복원력을 제공하는 탄성부(802);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이 모니터링 시스템.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 다이아프램 밸브 응답 산출부(400)는,
   상기 솔레노이드 밸브부(300)를 "ON"시키기 위해 상기 메인 설비 제어부(200)에서 동작 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브부(300)로 전송한 밸브열림 제어시점과 상기 동작 제어신호에 따라 상기 피스톤 엑츄에이터부(630)가 동작되어 상기 다이아프램 밸브부(600)가 열린 밸브 열림시점을 상기 피버 센서부(610)로부터 입력받아 밸브 개방 응답시간 및 응답속도를 산출하는 밸브 개방 응답 산출부; 및
   상기 솔레노이드 밸브부(300)를 "OFF"시키기 위해 상기 메인 설비 제어부(200)에서 동작 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브부(300)로 전송한 밸브닫힘 제어시점과 상기 동작 제어신호에 따라 상기 피스톤 엑츄에이터부(630)가 동작되어 상기 다이아프램 밸브부(600)가 닫힌 밸브 닫힘시점을 상기 피버 센서부(610)로부터 입력받아 밸브 닫힘 응답시간 및 응답속도를 산출하는 밸브 닫힘 응답 산출부;
   를 포함하고,
   상기 밸브 개방 응답 산출부는,
   상기 가스 압력 측정부에서 측정된 압력이 기 설정된 압력 이상인 경우에 상기 밸브 열림시점으로 판단하고 밸브 개방 응답시간 및 응답속도를 산출하며,
   상기 밸브 닫힘 응답 산출부는,
   상기 가스 압력 측정부에서 측정된 압력이 기 설정된 압력 이하인 경우에 상기 밸브 닫힘시점으로 판단하고 밸브 닫힘 응답시간 및 응답속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 피브이 모니터링 시스템.
   
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