KR19990056584A - Reaction Gas Analysis System for Semiconductor Manufacturing - Google Patents
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Abstract
봄베 내부에 고압으로 충진되어 있는 반도체 제조용 반응가스의 압력, 중량, 파티클, 수분, 불순물을 동시에 측정하여 데이터를 산출함으로써 봄베 내부의 반응가스 중량 감소에 따른 압력변동과, 반응 가스 중량 감소에 따라서 반응가스가 함유하고 있는 불순물의 농도 변화 및 봄베 내부의 불순물 분포 등을 알 수 있게 되어 불순물 관리 시기 및 봄베의 교환시기를 최적화하는 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템이 개시되고 있다.By measuring the pressure, weight, particles, moisture, and impurities of the reaction gas for semiconductor manufacturing filled with high pressure inside the cylinder at the same time, the data is calculated to react according to the pressure fluctuation caused by the weight of the reaction gas in the cylinder and the weight of the reaction gas. The reaction gas analysis system for semiconductor manufacturing which optimizes the impurity management time and the bomb replacement time by knowing the change in the concentration of impurities contained in the gas and the impurity distribution inside the bomb is disclosed.
Description
본 발명은 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 봄베 내부에 고압으로 충진되어 있는 반도체 제조용 반응가스의 압력, 중량, 파티클, 수분, 불순물을 동시에 측정하여 데이터를 산출함으로써, 봄베 내부의 반응가스 중량 감소에 따른 압력변동과, 반응 가스 중량 감소에 따라서 반응가스가 함유하고 있는 불순물의 농도 변화 및 불순물 분포등을 알 수 있게 되어 불순물 관리 시기 및 봄베의 교환시기를 최적화하는 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a reaction gas analysis system for semiconductor manufacturing, and more particularly, to calculate the data by simultaneously measuring the pressure, weight, particles, moisture, impurities of the reaction gas for semiconductor manufacturing filled with a high pressure inside the bomb, Pressure change due to the decrease of the reaction gas weight and the change in the concentration of the impurity contained in the reaction gas and the distribution of the impurity can be known as the weight of the reaction gas decreases, thereby optimizing the impurity management time and the exchange time of the bomb. A gas analysis system.
일반적으로, 반도체 제조 공정에서 공정을 진행하기 위해서는 많은 종류의 반응가스를 요구한다. 이와 같은 반응 가스는 CVD 설비에 의하여 다양한 막질을 형성하고, 불순물 주입 공정, 박막식각 공정 등에 널리 사용되는 것으로 알려져 있다.In general, many kinds of reaction gases are required to proceed the process in the semiconductor manufacturing process. Such a reaction gas is known to form various films by CVD equipment, and is widely used for impurity implantation, thin film etching, and the like.
이와 같은 반응가스는 무엇보다도 순도가 얼마나 높은가가 가장 중요한 문제이다. 즉, 반도체 공정에 사용되는 반응가스 중에 함유된 수분, 미세 파티클, 공기를 구성하고 있는 산소, 수소 등이 반도체 공정에 불필요하게 관여할 경우, 공정에 치명적인 문제점을 유발시킬 수 있기 때문에 일반적으로 반응가스는 통상 99.99999%의 순도를 만족하는 제품을 사용하고 있다.Above all, how high the purity of the reaction gas is the most important problem. In other words, if moisture, fine particles, oxygen, hydrogen, and the like that are contained in the reaction gas used in the semiconductor process are unnecessarily involved in the semiconductor process, the reaction gas may cause fatal problems. Usually uses products that satisfy the purity of 99.99999%.
이와 같이 고순도로 정제된 반응가스는 봄베라 불리우는 반응가스 용기에 고압으로 충진되어 있다. 물론, 반응가스는 저온 고압으로 인하여 액상으로 충진되어 있는 바, 이는 반응가스의 부피를 최소화하기 위함이다.The highly purified purified reaction gas is filled at high pressure in a reaction gas container called a bomber. Of course, the reaction gas is filled in the liquid phase due to low temperature and high pressure, in order to minimize the volume of the reaction gas.
이와 같은 봄베에 충진되어 있는 반응가스에는 여전히 극미량이기는 하지만 어쩔 수 없이 불순물이 첨가되어 있음은 누구도 부인할 수 없을 것이다. 이 불순물은 저온의 반응가스에 의하여 응결되어 고체상(특히 수분의 경우, 얼음 알갱이의 형태)을 갖는 경향이 있다.There is still a very small amount of reactant gas in the bomb, but no one can deny that it is inevitable. These impurities tend to condense by the low temperature reaction gas and have a solid phase (especially in the case of water, in the form of ice grains).
이 불순물들은 봄베 중 특정 부분 예를 들어, 봄베의 상층부, 봄베의 하층부, 봄베의 중간층 부분에 집중되어 있을 수도 있을 것이며(비중 및 밀도 차이), 불순물이 반응 가스와 매우 균일하게 혼합된 상태로 분포하고 있을 수도 있다.These impurities may be concentrated in certain parts of the bomb, for example the upper part of the bomb, the lower part of the bomb, and the middle part of the bomb (difference in specific gravity and density), and the impurities are distributed in a very uniform mixture with the reactant gas. You may be doing it.
일례로 설명한 반응가스내의 불순물들을 분석하기 위해서는 레이저 빔을 반응가스에 조사하여 불순물의 산란을 유발시킴으로써, 불순물을 계수(counting)하는 레이저 파티클 카운터 장비나, 불순물의 물리적 성질, 예를 들어 비중, 밀도, 끓는점, 어는점 등을 이용하여 분순물의 종류를 분류하여 분석하는 불순물 분석장치 및 반응가스가 포함하고 있는 수분을 측정하는 수분측정장치를 사용하여 각각의 데이터를 산출 반응가스의 분석을 수행한다.In order to analyze the impurities in the reaction gas described as an example, a laser particle counter device that counts impurities by irradiating a laser beam to the reaction gas to induce scattering of impurities, or physical properties such as specific gravity and density of impurities Analysis of the reaction gas is performed using the impurity analyzer for classifying and analyzing the types of impurities using the boiling point, the boiling point and the freezing point, and the moisture measuring device for measuring the moisture contained in the reaction gas.
그러나, 반응가스가 포함하고 있는 수분 측정, 파티클 계수, 불순물 분석등은 각기 다른 측정 설비에서 수행됨으로 인하여 봄베에 포함되어 있는 불순물의 분석이 단편적으로 진행되고 이로 인하여 불순물의 종합분석이 어려운 문제점이 있었다.However, the moisture measurement, particle counting, impurity analysis, etc., contained in the reaction gas are performed in different measuring facilities, and thus the impurity analysis in the bomb is performed in pieces, which makes it difficult to comprehensively analyze impurities. .
따라서, 본 발명 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 반응가스의 중량과 압력 추이를 예상하여 봄베의 최적 교환시기를 예상하고, 이와 더불어 반응가스 내부의 수분 측정 및 파티클 계수와 불순물 분석을 동시에 수행하여 종합적인 불순물 데이터를 산출하여 종합적으로 불순물에 대한 분석을 수행할 수 있도록 함에 있다.Therefore, the reaction gas analysis system for semiconductor manufacturing according to the present invention is devised in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to predict the optimum exchange time of the bomb in anticipation of the weight and pressure of the reaction gas, Moisture measurement in the reaction gas and particle count and impurity analysis are performed at the same time to produce a comprehensive impurity data to comprehensively analyze the impurities.
도 1은 본 발명에 의한 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a reaction gas analysis system for manufacturing a semiconductor according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 분석기에서 분류한 불순물을 그래프로 도시한 도면.Figure 2 is a graph showing the impurities classified in the analyzer according to the present invention.
도 3a는 분석기에서 분석할 공정가스 시료를 추출하는 공정가스 샘플링 장치를 도시한 블록도.Figure 3a is a block diagram showing a process gas sampling device for extracting a process gas sample to be analyzed in the analyzer.
도 3b는 샘플링 장치에 의하여 공정가스 시료를 추출하는 과정을 도시한 블록도.3B is a block diagram showing a process of extracting a process gas sample by a sampling device.
도 4는 본 발명에 의한 반도체 제조용 반응 가스 분석 방법 및 시스템에 의하여 반응 가스를 분석한 그래프.Figure 4 is a graph analyzing the reaction gas by the reaction gas analysis method and system for manufacturing a semiconductor according to the present invention.
이와 같은 본 발명 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템은 반응가스가 고압으로 충진되어 있는 봄베와, 봄베와 연통되어 반응가스의 수분 함량을 측정하는 수분 측정부와, 봄베와 연통되어 반응가스에 포함되어 있는 파티클을 측정하는 파티클 측정부와, 파티클 측정부에 의하여 파티클 측정이 끝난 반응가스를 샘플링하는 샘플링부와, 샘플링부에 의하여 샘플링된 반응가스에 포함되어 있는 불순물을 분석하는 불순물 분석부를 구비한 것을 특징으로 한다.Such a reaction gas analysis system for semiconductor manufacturing according to the present invention includes a bomb filled with the reaction gas at a high pressure, a moisture measuring unit communicating with the bomb to measure the moisture content of the reaction gas, and particles contained in the reaction gas communicating with the bomb. Particle measuring unit for measuring the; and a sampling unit for sampling the reaction gas after the particle measurement by the particle measuring unit, and an impurity analysis unit for analyzing the impurities contained in the reaction gas sampled by the sampling unit do.
바람직하게, 봄베의 중량 및 봄베로부터 방출되는 반응가스 압력은 측정되고, 측정된 측정 데이터는 데이터 저장 장치에 저장되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the weight of the bomb and the reaction gas pressure released from the bomb are measured, and the measured measurement data is stored in a data storage device.
바람직하게, 수분 측정부는 수분과 반응하는 시료를 구비하여 수분을 분석하는 수분 분석장치와, 표준 수분을 발생시켜 표준 수분을 일차적으로 시료와 반응시켜 시료가 반응가스가 함유하고 있는 수분을 측정 할 때 발생하는 편차를 보정시키기 위한 수분 발생장치를 구비한 것을 특징으로 한다.Preferably, the moisture measuring unit includes a moisture analyzer that analyzes moisture by including a sample that reacts with moisture, and generates standard moisture to first react standard moisture with the sample to measure moisture in the reaction gas. Characterized in that the water generator for correcting the deviation occurs.
바람직하게, 시료는 오산화인(P2O5)인 것을 특징으로 한다.Preferably, the sample is characterized in that phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ).
바람직하게, 수분 발생장치에는 수분을 필터링하는 가스 필터가 연결되고, 가스 필터에는 파티클 측정부가 연통되어 수분발생장치에서 발생한 수분이 가스 필터에 의하여 필터링된 후, 필터링되지 않은 수분이 파티클 측정부에서 측정됨으로써 가스 필터의 성능이 테스트 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.Preferably, a gas filter for filtering water is connected to the moisture generating device, and a particle measuring unit is connected to the gas filter so that the moisture generated in the water generating device is filtered by the gas filter, and the unfiltered water is measured by the particle measuring unit. As a result, the performance of the gas filter has a test function.
바람직하게, 가스 필터는 적어도 1 개 이상이고, 각각의 가스 필터는 수분발생장치와 병렬로 연결되어 있으며, 각각의 가스필터에는 수분이 공급되는 것을 선택적으로 차단하는 에어 밸브가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, at least one gas filter is provided, and each gas filter is connected in parallel with a water generating device, and each gas filter is equipped with an air valve for selectively blocking supply of water. do.
바람직하게, 가스 필터는 메탈 필터, 테프론 필터인 것을 특징으로 한다.Preferably, the gas filter is characterized in that the metal filter, Teflon filter.
바람직하게, 파티클 측정부는 레이저 빔 발생장치에 의하여 반응가스에 함유되어 있는 파티클에 레이저를 조사하여 레이저 빔의 산란을 측정함으로써 파티클을 계수하고, 반응가스에 의하여 부식이 발생하지 않도록 사파이어 재질로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, the particle measuring unit is made of sapphire material by counting the particles by irradiating the laser to the particles contained in the reaction gas by the laser beam generator to measure the scattering of the laser beam, and corrosion does not occur by the reaction gas It is characterized by being.
바람직하게, 샘플링부는 반응가스를 일정량 샘플링하는 샘플 루프와, 샘플링 루프에 샘플링된 반응가스를 퍼지(purge)하면서, 샘플링된 반응가스를 상기 불순물 분석부로 이송시키는 헬륨 공급부를 구비한 것을 특징으로 한다.Preferably, the sampling unit includes a sample loop for sampling a predetermined amount of the reaction gas, and a helium supply unit for transferring the sampled reaction gas to the impurity analyzer while purging the reaction gas sampled in the sampling loop.
바람직하게, 불순물 분석부는 샘플 루프에 샘플링된 반응가스를 불순물 종류별로 분류하는 불순물 분류장치와, 불순물 분류장치에 의하여 분류된 불순물을 순차적으로 분석하는 불순물 분석장치를 구비한 것을 특징으로 한다.Preferably, the impurity analyzer includes an impurity classifier for classifying the reaction gas sampled in the sample loop according to the impurity type, and an impurity analyzer for sequentially analyzing the impurities classified by the impurity classifier.
바람직하게, 반응가스가 함유하고 있는 불순물 측정 결과 발생된 데이터는 데이터 저장장치에 저장되고, 저장된 데이터를 기초로하여 반응가스는 종합분석장치에 의하여 종합적으로 분석되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the data generated as a result of the measurement of impurities contained in the reaction gas is stored in the data storage device, and the reaction gas is comprehensively analyzed by the comprehensive analysis device based on the stored data.
이하, 본 발명 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the reaction gas analysis system for manufacturing a semiconductor of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템(100)은 전체적으로 보아 반응 가스가 고압으로 충진되어 있는 봄베(10)와, 반응가스에 함유되어 있는 수분을 측정하는 수분 측정부(20)와, 반응가스가 함유하고 있는 수분을 제거하는 필터의 성능을 측정하는 필터 성능 측정부(30)와 반응가스가 함유하고 있는 입자(particle)를 계수하는 레이저 파티클 측정부(40)를 구비하고 있다. 이에 더하여, 반응가스가 함유하고 있는 불순물을 분석하는 불순물 분석부(50)와, 반응가스의 샘플을 일정량 포집하여 불순물 분석부(50)로 공급하는 반응가스 샘플링 시스템(60)과 반응가스의 유량을 조절하는 유량조절부(MFC;70) 및 측정된 다양한 데이터를 입력받아 이를 저장하는 데이터 저장부(80) 및 데이터 저장부(80)에 저장된 데이터를 분석 및 반도체 제조용 반응가스 분석 시스템(100)의 전반적 제어를 수행하는 제어모듈(미도시)을 구비하고 있다.Referring to FIG. 1, the reaction gas analysis system 100 for manufacturing a semiconductor according to the present invention includes a bomb 10 in which a reaction gas is filled at high pressure, and a moisture measurement unit for measuring moisture contained in the reaction gas ( 20), a filter performance measurement unit 30 for measuring the performance of the filter to remove the water contained in the reaction gas and a laser particle measurement unit 40 for counting particles contained in the reaction gas Doing. In addition, an impurity analyzer 50 analyzing the impurities contained in the reaction gas, a reactive gas sampling system 60 that collects a predetermined amount of the sample of the reaction gas, and supplies the sample to the impurity analyzer 50 and the flow rate of the reaction gas. Reaction gas analysis system 100 for analyzing and storing the data stored in the data storage unit 80 and the data storage unit 80 for receiving and storing the measured flow rate control unit (MFC; Is provided with a control module (not shown) to perform the overall control of.
이들을 보다 상세하게 설명하면, 봄베(10)는 일정한 무게로 소정 반응가스가 고압으로 충진되어 있으며, 이 봄베(10)는 디지털 저울(5)에 올려져 일정 주기로 봄베(10)의 중량 변화가 저장된다.To describe these in more detail, the cylinder 10 is filled with a predetermined reaction gas at a high pressure at a constant weight, and the cylinder 10 is placed on the digital scale 5 so that the weight change of the cylinder 10 is stored at regular intervals. do.
이 봄베(10)에는 봄베(10)의 내부에 충진되어 있는 고압의 반응가스가 선택적으로 유출입되도록 개폐밸브(미도시)가 형성되어 있으며, 개폐밸브에는 제 1 반응 가스관(2)의 일측 단부가 연결되어 있다.The cylinder 10 has an on-off valve (not shown) is formed to selectively flow in and out the high-pressure reaction gas filled in the cylinder 10, one end of the first reaction gas pipe (2) It is connected.
제 1 반응 가스관(2)에는 액상의 반응가스가 쉽게 기화하여 소정 기화압력을 형성하도록 히팅 테입(6)이 감겨져 있다. 또한, 이 제 1 반응가스관(2)에는 2 개의 압력 게이지(8)(9)가 형성되어 있다.The heating tape 6 is wound around the first reaction gas pipe 2 so that the liquid reaction gas is easily vaporized to form a predetermined vaporization pressure. In addition, two pressure gauges 8 and 9 are formed in the first reaction gas pipe 2.
그 중 하나의 압력 게이지는 봄베(10) 개폐밸브로부터 곧바로 나온 반응가스의 압력을 측정하는 제 1 디지털 압력 게이지(8)이고, 나머지 하나의 압력 게이지 실제 공정에 사용되는 압력과 동일하도록 조정된 공정가스의 압력을 나타내는 제 2 디지털 압력 게이지(9)이다.One pressure gauge is the first digital pressure gauge 8 which measures the pressure of the reaction gas coming straight out of the cylinder 10 on / off valve and the process adjusted to be the same as the pressure used in the other pressure gauge actual process. It is the 2nd digital pressure gauge 9 which shows the pressure of gas.
또한, 제 1 반응 가스관(2)의 단부에는 역류를 방지하는 체크 밸브(2a)가 부착되어 있고, 체크 밸브(2a)의 단부에는 제 2 반응 가스관(4)의 일측 단부가 부착되어 있다. 제 2 반응 가스관(4)의 타측 단부는 레이저 파티클 측정부(40)와 연통되어 있다.Further, a check valve 2a for preventing backflow is attached to an end of the first reaction gas pipe 2, and one end of the second reaction gas pipe 4 is attached to an end of the check valve 2a. The other end of the second reaction gas pipe 4 is in communication with the laser particle measuring unit 40.
한편, 제 2 반응 가스관(4)중 일부분에는 반응 가스의 수분 함량을 측정하기 위하여 제 2 반응 가스관(4) 내부에서 플로우되는 반응가스중 일부분을 유도하는 분기관(7)의 일측 단부가 연통되어 있으며, 분기관(7)의 타측 단부는 수분 측정부(20)의 수분분석장치(22)와 연통되어 있다.On the other hand, a portion of the second reaction gas pipe (4) is in communication with one end of the branch pipe (7) for guiding a part of the reaction gas flowing inside the second reaction gas pipe (4) in order to measure the moisture content of the reaction gas The other end of the branch pipe 7 is in communication with the moisture analyzer 22 of the moisture measuring unit 20.
수분 측정부(20)는 앞서 언급한 수분분석장치(22)와 수분발생장치(24)를 구비하고 있다. 수분분석장치(22)에는 반응가스가 함유하고 있는 수분과 화학반응하는 시료 역할을 하는 P2O5셀(오산화인;21)이 형성되어 있어, 반응 가스에 함유되어 있는 수분과 시료(21)가 화학반응함으로써, 시료(21)를 분석하면 반응 가스에 함유된 수분을 측정할 수 있다.The moisture measuring unit 20 includes the above-described moisture analyzer 22 and the moisture generator 24. The moisture analyzer 22 is formed with a P 2 O 5 cell (phosphorus pentoxide 21), which serves as a sample that chemically reacts with the water contained in the reaction gas, and the water and the sample 21 contained in the reaction gas. When the sample 21 is analyzed by the chemical reaction, the moisture contained in the reaction gas can be measured.
그러나, 수분분석장치(22)에서 시료(21)를 분석하는 것만으로는 신뢰성이 크게 저하된다. 이유로는 시료(21)에 의하여 분석된 것보다 실제 반응 가스에 함유되어 있는 수분이 더 많거나 적을 수 있기 때문이다.However, only analyzing the sample 21 in the moisture analyzer 22 greatly reduces the reliability. The reason is that more or less moisture may be contained in the actual reaction gas than that analyzed by the sample 21.
이와 같은 시료(21)에 의한 측정 편차를 줄이기 위해서 수분분석장치(22)에는 수분발생장치(moisture generator;24)가 형성되어 있다. 이 수분발생장치(24)는 정밀하게 일정한 ppb의 수분을 발생시켜 수분분석장치(22)의 P2O5시료(21)로 수분을 공급한다.In order to reduce the measurement deviation caused by the sample 21, a moisture generator 24 is formed in the moisture analyzer 22. The water generator 24 generates water of a precisely constant ppb and supplies water to the P 2 O 5 sample 21 of the water analyzer 22.
예를 들어, 수분발생장치(24)로부터 100ppb의 수분이 발생되어 수분분석장치(22)의 P2O5시료(21)로 수분이 공급되어 시료(21)와 수분의 반응이 완전히 끝나고, 시료(21)를 분석한 결과 수분 함량이 90ppb 엿을 경우, 시료(21)는 약 10%의 측정 편차가 있는 것임으로 이 측정 편차를 실제 반응가스로부터 얻어진 값에 대하여 더해줌으로써 시료에 의한 측정 편차를 어느 정도 보정할 수 있기 때문이다. 이와 같이 보정된 반응가스의 수분 함량 데이터는 기록 보전된다.For example, 100ppb of water is generated from the moisture generator 24 to supply water to the P 2 O 5 sample 21 of the moisture analyzer 22 to completely complete the reaction between the sample 21 and the sample. As a result of analyzing (21), when the moisture content is 90ppb, the sample 21 has a measurement deviation of about 10%. Therefore, this measurement deviation is added to the value obtained from the actual reaction gas to determine the measurement deviation by the sample. This is because it can be corrected to some extent. The water content data of the corrected reaction gas is recorded and preserved.
이와 같은 기능을 수행하기 위해서 수분발생장치(24)와, 수분분석장치(22)는 연결배관(23)에 의하여 연통되어 있다. 수분분석장치(22)에서 반응가스가 분석반응된 후, 반응가스는 스크러버(90)로 입력되어 중화처리된다.In order to perform such a function, the water generating device 24 and the water analyzing device 22 are connected by the connection pipe 23. After the reaction gas is analyzed and reacted in the moisture analyzer 22, the reaction gas is input to the scrubber 90 and neutralized.
한편, 수분발생장치(24)는 수분분석장치(22)이외에도 필터성능 측정부(30)와 연통되어 있다.On the other hand, the water generator 24 is in communication with the filter performance measuring unit 30 in addition to the water analyzer (22).
즉, 수분발생장치(24)와 수분분석장치(22)를 연결하고 있는 연결배관(23)과, 앞서 언급한 제 2 반응가스관(4)을 또다른 연결배관(34)에 의하여 연통시키고, 연결배관(34)의 사이에 가스필터(31,32,35)를 설치함으로써, 상기 가스필터의 성능 테스트가 가능한 것이다.That is, the connecting pipe 23 connecting the water generating device 24 and the water analyzing device 22 and the aforementioned second reaction gas pipe 4 communicate with each other by another connecting pipe 34. By providing the gas filters 31, 32, and 35 between the pipes 34, the performance test of the gas filter is possible.
이때, 가스필터는 적어도 하나 이상이 동시에 부착되어도 무방한 바, 이와 같이 가스필터(31,32,35)가 복수개 형성될 경우 반드시 각각의 가스필터에는 에어 밸브(37a,37b,37c)가 형성되어야 한다.In this case, at least one gas filter may be attached at the same time, and thus, when a plurality of gas filters 31, 32, and 35 are formed, air valves 37a, 37b, and 37c must be formed in each gas filter. do.
상기 가스필터의 종류뿐만 아니라 상기 가스필터의 유무 따라서도 가스필터의 수분성능분석이 가능하여야 함으로 가스 필터를 거치지 않고 곧바로 연결배관(23)으로부터 제 2 반응가스관(4)으로 바이패스되는 바이패스관(38)을 하나 설치하고 바이패스관(38)에도 에어밸브(37d)를 형성하는 것이 바람직하다.The bypass pipe is bypassed directly from the connecting pipe 23 to the second reaction gas pipe 4 without passing through the gas filter because the gas filter should be capable of analyzing the water performance as well as the type of the gas filter. It is preferable to provide one 38 and to form an air valve 37d in the bypass pipe 38 as well.
이와 같이 수분발생장치(24)로부터 일정 ppb를 갖는 수분이 가스필터중 어느 하나에 의하여 필터링된 다음 미처 필터링되지 않은 수분은 제 2 반응 가스관(4)으로부터 공급된 반응가스와 혼합되어 레이저 파티클 측정부(40)로 이동된다.As such, water having a predetermined ppb from the water generator 24 is filtered by any one of the gas filters, and then the unfiltered water is mixed with the reaction gas supplied from the second reaction gas pipe 4 to measure the laser particle. It is moved to 40.
여기서 레이저 파티클 측정부(40)에는 파티클에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 발생부(미도시) 및 부식에 강한 사파이어 셀을 사용하는 것이 바람직하다.In the laser particle measuring unit 40, a laser beam generator (not shown) for irradiating a laser beam to the particles and a sapphire cell resistant to corrosion are preferably used.
이때, 레이저 파티클 측정부(40)에서는 레이저빔에 의하여 산란된 파티클의 입자를 계수한다. 이때, 계수된 파티클 입자의 개수 또한 데이터로 저장된다.At this time, the laser particle measuring unit 40 counts particles of particles scattered by the laser beam. At this time, the number of particle particles counted is also stored as data.
이와 같이 반응가스에 함유되어 있는 파티클을 계수하는 레이저 파티클 측정부(40)는 제 3 반응 가스관(41)에 의하여 샘플링 시스템(60)과 연결된다. 이 제 3 반응 가스관(41)의 소정 위치에는 유량조절부(MFC;Mass Flow Controller;70)가 형성되어 있어 샘플링 시스템(60)으로 봄베(10)로부터 공급된 반응가스를 일정유량으로 공급한다.In this way, the laser particle measuring unit 40 that counts the particles contained in the reaction gas is connected to the sampling system 60 by the third reaction gas pipe 41. At a predetermined position of the third reaction gas pipe 41, a flow rate controller (MFC) is formed to supply the reaction gas supplied from the bomb 10 to the sampling system 60 at a constant flow rate.
샘플링 시스템(60)은 반응가스 일정량을 샘플링하는 샘플 루프(62)와, 샘플 루프(62)를 퍼지(purge)하는 6 웨이 퍼지밸브(6 way purge valve;64) 및 6 웨이 퍼지밸브(64)에 헬륨 가스를 공급하여 반응 가스를 후술될 불순물 분석부(DID part;Discharged Ionization Detecter part;50)로 이송시키는 케리어인 헬륨가스 공급장치(66)로 구성되어 있다.The sampling system 60 includes a sample loop 62 for sampling a predetermined amount of reaction gas, a 6 way purge valve 64 and a 6 way purge valve 64 for purging the sample loop 62. And a helium gas supply device 66 which is a carrier for supplying helium gas to the impurity analyzer (DID part; Discharged Ionization Detecter part 50) to be described later.
이와 같이 구성된 샘플링 시스템(60)을 도 3a, 도 3b를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The sampling system 60 configured as described above will be described in more detail with reference to FIGS. 3A and 3B.
먼저 유량조절부(70)를 일정한 유량으로 통과한 반응 가스는 6 웨이 퍼지밸브(64)중 ①→⑥→샘플루프(62)→③→②→스크러버의 경로를 통과하면서 샘플루프(62)에는 일정량의 샘플용 반응가스가 수집된다.First, the reaction gas that has passed through the flow control unit 70 at a constant flow rate passes through the path of ① → ⑥ → Sample loop 62 → ③ → ② → Scrubber in the 6-way purge valve 64. A certain amount of sample reaction gas is collected.
샘플용 반응가스가 샘플루프(62)에 가득차게되면, 에어 밸브(미도시)들이 작동하여 6 웨이 퍼지밸브(64)들은 ④→③→샘플루프(62)→⑥→⑤→불순물 분석부(50)를 연결하는 루프를 만들고, 에어밸브 ④와 연결되어 있는 헬륨가스 공급장치(66)로부터 헬륨가스를 ④번에 공급함으로써 샘플루프(62)에 채집된 샘플용 반응가스는 위의 역경로를 통과하면서 불순물 분석부(50)로 유입된다.When the reaction gas for the sample is filled in the sample loop 62, air valves (not shown) are operated so that the six-way purge valves 64 are ④ → ③ → sample loop 62 → ⑥ → ⑤ → Impurity analyzer ( The reaction gas for the sample collected in the sample loop 62 by supplying helium gas to No. ④ from the helium gas supply device 66 connected to the air valve ④ is formed in a loop connecting 50). While passing through, it is introduced into the impurity analyzer 50.
이때, 이와 같이 복잡한 경로를 거치면서 샘플용 반응가스를 불순물 분석부(50)로 유입시키는 이유는 다음과 같다.At this time, the reason for introducing the sample reaction gas into the impurity analyzer 50 through the complicated path is as follows.
다양한 종류의 샘플용 반응가스를 분석할 때, 하나의 반응 가스를 샘플링 하고, 샘플루프(62)를 퍼지시키지 않은 상태에서 타 반응 가스를 다시 샘플루프(62)에서 샘플링하였을 경우, 샘플루프(62) 내에 잔존하고 있던 반응가스로 인하여 정확한 분석이 불가능하기 때문이다. 또한 헬륨가스를 쓰는 것은 헬륨 자체가 불활성 가스이기 때문이다.When analyzing various kinds of reaction gas for a sample, when one reaction gas is sampled and another reaction gas is sampled again in the sample loop 62 without purging the sample loop 62, the sample loop 62 is used. This is because an accurate analysis is not possible due to the remaining reaction gas in the tank. Also, helium gas is used because helium itself is an inert gas.
이와 같이 샘플루프(62)에 채집된 후, 불순물 분석부(50)로 입력된 샘플용 반응가스는 도 2에 도시된 바와 같이 일차적으로 칼럼(52)을 거치면서 불순물을 종류별로 분류된다. 이와 같이 종류별로 분류된 샘플용 반응가스는 다시 불순물 분석장치(54)로 순차적으로 입력되고, 불순물 분석장치(54)에서는 정확한 불순물의 양 및 농도등을 분석하여 분석한 결과 데이터를 저장한다.After the sample loop 62 is collected as described above, the sample reaction gas input to the impurity analyzer 50 is first sorted by impurities while passing through the column 52 as illustrated in FIG. 2. The reaction gases for the samples classified according to the type are sequentially input to the impurity analyzer 54, and the impurity analyzer 54 stores the result data obtained by analyzing the exact amount and concentration of impurities.
한편, 앞서 언급한 반응가스에 대한 분석은 봄베(10)에 충진되어 있는 모든 반응가스가 다 소모될 때까지 계속 진행, 반복된다.On the other hand, the above-described analysis of the reaction gas is continued and repeated until all of the reaction gas filled in the bomb 10 is exhausted.
그 이유로는 봄베(10)에 넣어져 있는 반응가스의 중량이 점차 줄어들면서 불순물의 농도가 증가하거나 감소될 수 있으며, 반응가스의 중량이 줄어들면서 반응가스의 기화 압력 또한 저하될 수 있기 때문이다.The reason is that the concentration of impurities may increase or decrease as the weight of the reaction gas in the bomb 10 gradually decreases, and the vaporization pressure of the reaction gas may also decrease as the weight of the reaction gas decreases.
이와 같이 봄베(10)의 중량 및 압력을 계속 측정한 결과 데이터, 수분측정부(20)에 의하여 측정된 수분 함량 데이터, 필터 성능 측정부(30)를 통과한 후 입자를 계수함으로써 발생한 계수 데이터, 불순물 분석부(50)에서 불순물을 분석한 데이터는 계속 누적되어 결국 봄베(10)가 모두 소비되었을 때, 이 데이터를 통하여 매우 다양하고 폭넓은 분석이 이루어질 수 있다.As a result of continuously measuring the weight and pressure of the bomb 10, the water content data measured by the moisture measuring unit 20, the coefficient data generated by counting particles after passing through the filter performance measuring unit 30, When the impurity analysis unit 50 analyzes the impurities continuously accumulating and eventually the cylinders 10 are all consumed, a wide variety of analysis can be performed through this data.
도 4a는 일실시예로 봄베(10)의 중량과 불순물의 농도 사이의 그래프 경향을 도시한 도면이고, 도 4b는 다른 3 종류의 가스 필터를 교체하면서 필터 성능을 그래프로 도시한 도면이다.4A is a diagram showing a graph trend between the weight of the bomb 10 and the concentration of impurities in one embodiment, and FIG. 4B is a graph showing filter performance while replacing three other types of gas filters.
첨부된 도면을 참조하면 봄베(10)의 중량이 점차 감소하면서 농도 또한 감소하는 불순물들로는 A 불순물, B 불순물이 있을 수 있으며, 이와는 반대로 봄베(10)의 중량이 점차 감소할수록 불순물의 농도가 증가하는 C 불순물이 있을 수 있다.Referring to the accompanying drawings, as the weight of the bomb 10 gradually decreases, the concentration may also include impurities such as A impurity and B impurity. On the contrary, as the weight of the bomb 10 decreases, the impurity concentration increases. There may be C impurities.
이와 같은 경우 C 불순물이 공정에 치명적인 영향을 미칠 수 있다면 봄베(10)의 사용할 수 있는 중량을 조절하여 C 불순물에 의한 공정 불량을 미연에 방지할 수 있다.In this case, if the C impurity can have a fatal effect on the process, by adjusting the usable weight of the bomb 10, it is possible to prevent the process failure due to the C impurity in advance.
이와는 반대로 C 불순물이 공정에 미치는 영향이 무시해도 공정 진행에 무리가 없다면 봄베(10)의 사용 가능한 중량을 극대화할 수 있다.On the contrary, even if the impact of the C impurity on the process is negligible, it is possible to maximize the usable weight of the bomb 10 if there is no difficulty in the process.
도 4b는 동일한 조건에서 필터를 F 필터, E 필터, D 필터를 사용하였을 때 필터 성능을 도시한 도면으로 처음 사용할 때에는 D 필터의 성능이 우수하였지만, 시간이 경과할수록 성능이 급격히 저하되고, E 필터, F 필터의 경우 초기 성능과 시간이 경과된 후 성능에 큰 변화가 없음을 알 수 있음으로 소모품의 성능 테스트까지 한번에 할 수 있다.Figure 4b is a diagram showing the filter performance when the filter using the F filter, E filter, and D filter under the same conditions, the performance of the D filter was excellent when the first use, the performance is rapidly degraded over time, E filter In the case of the F filter, the performance of the consumables can be tested at a time because it can be seen that there is no significant change in the performance after the initial performance and time.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 봄베로부터 반응가스가 소모되면서 발생하는 불순물의 농도 변화 및 압력의 불규칙성, 수분 함유 경향, 불순물 종류 및 그 농도 등을 한번에 수행할 수 있고, 수행 후 결과를 종합적으로 분석 가능하여 공정에 좋은 영향을 미치는 인자는 적극적으로 개발하고, 공정에 나쁜 영향을 미치는 인자는 공정에 관여할 수 없도록 하여 공정 불량을 최소화함과, 동시에 공정 불합리 요소를 적극적으로 배재하여 공정의 효율성을 극대화함에 있다.As described in detail above, it is possible to carry out the change in concentration of impurities and the irregularity of pressure, the tendency of water content, the type of impurities and the concentration thereof, which are generated when the reaction gas is consumed from the bomb, and the results are comprehensively analyzed. It is possible to actively develop the factors that have a good effect on the process, and the factors that have the bad effect on the process should not be involved in the process, minimizing the process defects, and at the same time actively eliminating the process irrational factors to improve the efficiency of the process. To maximize.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970076582A KR19990056584A (en) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | Reaction Gas Analysis System for Semiconductor Manufacturing |
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| KR1019970076582A KR19990056584A (en) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | Reaction Gas Analysis System for Semiconductor Manufacturing |
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| KR19990056584A true KR19990056584A (en) | 1999-07-15 |
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ID=66172365
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| KR (1) | KR19990056584A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100820617B1 (en) * | 2000-03-30 | 2008-04-08 | 램 리써치 코포레이션 | A dual slot valve, a method of making a dual slot valve and a method of operating a dual slot valve |
-
1997
- 1997-12-29 KR KR1019970076582A patent/KR19990056584A/en not_active Application Discontinuation
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