KR20010055278A - 반도체장비에서 공정가스 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정가스의 정확한 공급량을 실시간으로 측정하고, 공정가스의 공급 이상 발생시 이를 신속하게 인지할 수 있는 반도체 장비에서 공정가스 공급장치에 관한 것으로써, 공정가스를 반도체 장비로 공급하며, 질소가스에 의해 내부가 퍼지되는 가스 캐비넷과, 가스 캐비넷에 연결되어 공정가스가 반도체 장비로 공급되도록 하거나 질소가스에 의해 내부 퍼지가 되도록 가스 캐비넷의 동작을 제어하는 제어부와, 제어부에 연결되어 가스 캐비넷의 동작 상태 및 제어상태가 표시되는 디스플레이부와, 가스 캐비넷과 반도체 장비 사이에 설치되어 반도체 장비로 공급되는 공정가스량을 계측하고, 계측된 공정가스량이 제어부로 전달되어 디스플레이부에 표시되도록 하는 계측수단을 구비한다.

따라서, 계측수단에 의해 반도체 장비로 공급되는 공정가스량이 계측되어 정확한 공정가스 사용량을 알 수 있게 된다.

Description

반도체장비에서 공정가스 공급장치 {Gas supply apparatus for fabricating semiconductor}

본 발명은 반도체 제조공정에 사용되는 공정가스를 반도체 장비 내로 공급하는 공정가스 공급장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공정가스량을 계측하는 계측수단을 구비하여 공정가스의 정확한 공급량을 실시간으로 계측하고, 공정가스의 공급 이상 발생시 이를 신속하게 인지할 수 있도록 한 반도체 장비에서 공정가스 공급장치이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서는 많은 종류의 공정가스가 반도체 장비 내부로 공급되어 웨이퍼와 상호 반응됨으로써 제조공정이 진행된다.

이와 같이 각각의 반도체 장비로 공정가스를 공급하는 것은 하나의 공정가스 공급장치에 여러 대의 반도체 장비를 연결시켜 공급하는 방식으로 이루어진다.

제 1 도는 공정가스를 반도체 장비 내로 공급하는 공정가스 공급장치를 설명하기 위한 도면으로 공정가스 공급장치는 실질적으로 공정가스를 반도체 장치로 공급하며 질소가스가 공급되어 내부가 퍼지되는 가스 캐비넷(10)과, 가스 캐비넷에 연결되어 반도체 장비로 공정가스가 공급되는 공정가스 및 질소가스에 의한 퍼지를 제어하는 제어부(11)와, 제어부와 컨버터(12)로 연결되어 공급되는 공정가스의 공급 상태 및 가스 캐비넷의 작동상태를 외부에 표시하는 디스플레이부(13)로 구성된다.

여기서, 가스캐비넷(10), 제어부(11) 및 컨버터(12), 디스플레이부(13)는 상호 RS422 통신방식으로 신호를 전달한다.

가스 캐비넷(10)은 고압 및 저압 질소가스가 공급되는 질소가스 공급부(23)와, 질소가스 공급부에 연결되어 질소가스를 공급받으며 공정가스를 반도체 장치로 공급하는 제 1 및 제 2 가스 공급부(20A,20B)와, 제 1 및 제 2 가스 공급부에 각각 연결되어 공정가스 및 질소가스가 공급되고, 공급된 공정가스를 반도체 장치로 공급하거나 질소가스를 통해 내부의 퍼지가 진행되는 제 1 및 제 2 인터록부(21A,21B)와, 제 1 및 제 2 인터록부에 연결되어 공정가스의 압력을 조절하여 반도체 장치로 공급시키는 레귤레이터부(22)와, 제 1 및 제 2 인터록부에 연결되어 공급된 질소가스를 외부로 퍼지시키는 퍼지부(24)로 이루어진다.

이러한 제 1 및 제 2 인터록부(21A,21B)는 제어부(11)에 의해 상호 유기적으로 작동하는 것으로써, 제 1 가스 공급부(20A)에서 공정가스가 제 1 인터록부(21A)를 통해 레귤레이터부(22)로 공급되는 경우, 제 2 인터록부(21B)는 질소가스 공급부(23) 및 퍼지부(24)에 의해 내부가 퍼지되어 공정가스 공급을 준비하는 과정을 수행하도록 제어부(11)에 의해 제어되고, 작동상태가 디스플레이부(13)에 표시된다.

제 1 가스 공급부(20A)는 밸브 셔터(34a)에 의해 개폐되는 가스 실린더(37a)가 있으며, 공정가스를 제 1 인터록부(21A)에 공급하거나, 질소가스 공급부(23)의 질소가스가 제 1 가스 공급부(20A) 내부에 공급되도록 하는 삼방(三方)밸브(30c-1)가 있다.

그리고, 제 1 인터록부(21A)는 제 1 가스 공급부(20A)와 배관으로 연결되어 공정가스 또는 질소가스를 공급 및 차단하는 개폐밸브(30a-1,30b-1)로 이루어지며, 개폐밸브는 어느 하나가 개방되면 나머지 하나는 폐쇄되거나 두 개 모두 동시에 폐쇄되도록 하되 동시에 개방되지 않도록 제어부(11)에 의해 인터록(interlock)제어된다.

또한, 레귤레이터부(22)는 제 1 인터록부(21A)와 배관으로 연결되며, 압력측정센서(32b)로 제 1 인터록부(21A)를 거친 공정가스의 압력을 측정하고, 반도체 장비로 공급될 공정가스의 압력을 압력측정센서(32c)로 공정조건에 맞게 조절하는 레귤레이터(35)로 이루어지며, 압력이 조절된 공정가스는 개폐밸브(30f) 및 필터(33c)를 거쳐 반도체 장치로 공급되도록 한다.

제 2 가스공급부(20B)와 제 2 인터록부(21B)는 제 1 가스 공급부(20A) 및 제 1 인터록부(21A)와 동일한 구조를 가지며, 제 2 인터록부(21B)는 제 1 인터록부(21A)와 배관으로 연결된 레귤레이터부(22)에 함께 연결된다.

이러한 구성으로 이루어짐으로써 진행되는 공정가스 공급은 제 1 가스공급부의 가스 실린더(37a)의 밸브 셔터(34a)가 개방되면 공정가스는 삼방 밸브(30c-1) 및 필터(33a)를 거쳐 제 1 인터록부(21A)로 공급된다.

이때, 제 1 인터록부(21A)는 인터록 제어되는 개폐 밸브(30a-1)가 개방되고, 개폐밸브(30b-1)는 폐쇄되어 공정가스는 레귤레이터부(22)로 공급되고, 레귤레이터부에서 적정압력이 조절되어 개폐밸브(30f)및 필터(33c)를 거쳐 반도체 장비로 공급된다.

그리고, 제 1 가스공급부의 가스 실린더(37a)에서 공정가스의 공급이 완료되면, 제 1 인터록부의 개폐밸브(30a-1)는 폐쇄되어 공정가스 공급이 중단됨과 동시에 제 2 가스공급부의 가스 실린더(37b)의 밸브셔터(34b)가 개방되고, 제 2 인터록부의 개폐밸브(30a-2)는 개방되며 개폐밸브(30b-2)는 폐쇄되어 제 2 가스공급부의 공정가스가 레귤레이터부(22)를 거쳐 반도체 장비로 공급된다.

이러한 공정가스 공급과정을 통해 제 1 또는 제 2 가스공급부의 사용완료된 가스실린더를 교체하고자 할 때 질소가스 공급부(23) 및 퍼지부(24)에 의해 배관 내부가 퍼지가 진행되고, 감압 리크(leak)점검, 가압 리크(leak)점검을 실시한다.

즉, 제 1 가스 공급부(20A)를 통해 공정가스가 반도체 장치로 공급되고 있는 동안, 제 2 가스 공급부(20B) 및 제 2 인터록부(21B)는 질소가스 공급부(23) 및 퍼지부(24)에 의해 퍼지되고 새로운 가스실린더로 교체된다.

질소가스 공급부(23)는 제 1 및 제 2 가스 공급부의 삼방밸브(30c-1,30c-2)에 배관으로 각각 연결되어 질소가스를 공급하며, 퍼지부(24)는 제 1 인터록부(21A) 및 제 2 인터록부(21B)에 배관으로 각각 연결되어 배관 내부의 압력을 저압시킨다.

질소가스 공급부(23)는 퍼지를 위해 저압 상태의 질소가스를 공급하는 배관에 개폐밸브(30d,30e)가 각각 설치되고, 리크(leak)점검을 위한 고압 상태의 질소가스를 공급하는 배관에 개폐밸브(30i)가 설치되고, 개폐밸브(30e)와 개폐밸브(30i)는 상호 인터록 제어된다.

그리고, 퍼지부(24)는 질소가스가 공급되는 배관에 개폐밸브(30h)가 설치되고, 제 1 및 제 2 인터록부(21A,21B)와 연결된 배관에 진공 제너레이터(36)가 설치된다.

이와 같은 구성으로 되어 이루어지는 퍼지는 퍼지부(24)로 질소가스가 공급되면 진공 제너레이터(36)에 의해 질소가스의 압력강하가 발생되면서 배관 내부의 압력을 낮추고, 동시에 질소가스 공급부(23)를 통해 질소가스가 제 1 및 제 2 가스공급부(21A,21B)로 공급되어 배기부(24)로 배기되면서 퍼지를 실시하게 된다.

즉, 제 1 인터록부(21A)를 퍼지하고자 할 때는 개폐밸브(30a-1)는 닫고, 개폐밸브(30b-1)는 개방시켜 제 1 가스공급부의 삼방밸브(30c-1)가 개방되면 질소가스가 배기부(24)로 흘러 나가면서 퍼지하게 된다.

감압리크점검은 제 1 및 제 2 가스 공급부의 밸브셔터(34a,34b)가 완전히 잠겨져 있는지를 점검하는 것으로써, 가스실린더 교체 전에 밸브셔터(34a,34b)가 불완전하게 잠겨져 가스실린더(37a,37b)의 공정가스가 외부로 누출되어 발생되는 안전사고를 예방하기 위해 배기부(24)를 작동시켜 배관 내부의 압력을 저하시킨 다음, 압력측정센서(32a-1,32a-2,32d)를 통해 배관 내부의 압력을 측정하여 압력 저하에 따라 공정가스의 누출여부를 판단하게 된다.

그리고, 가압리크점검은 가스 실린더 교체후 밸브셔터(34a,34b)를 통해 외기가 배관 내부로 유입되는 것을 측정하는 것으로써, 질소가스 공급부(23)를 통해 고압의 질소가스가 제 1 및 제 2 가스공급부(20A,20B)로 채운 다음, 압력측정센서(32a-1,32a-2)를 통해 배관 내부의 압력 상승을 측정하여 압력상승에 따라 공정가스의 누출여부를 판단하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 반도체 장비에서 공정가스 공급장치는 반도체 장비로 공급되는 공정가스량을 정확히 알 수 없다.

즉, 종래에는 공정가스 공급량을 교체되는 가스 실린더의 개수를 통해 간접적으로 측정하고 있으므로 정확한 공정가스 공급량을 알 수 없다.

이는 공정가스가 공급되는 과정에서 리크(leak)되는 것인지, 또는 실제 공정에 사용된 것인지 판단할 수 없게 되는 것이다.

따라서, 정확한 공정가스 공급량 산출에 의한 반도체 생산 원가 산출이 어렵다.

또한, 반도체 장비에 공급되는 공정가스가 과대 또는 과소 공급되는 것을 알 수 없으므로 공정가스의 과대 또는 과소 공급에 의한 반도체 소자의 생산수율 저하의 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로써, 공정가스의 공급을 실시간으로 측정하여 정확한 공정가스 공급량을 계측할 수 있으며, 공정가스의 과대 또는 과소 공급을 차단하는 반도체 장비에서 공정가스 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 장비에서 공정가스 공급장치는 상기의 목적을 달성하고자, 공정가스를 반도체 장비로 공급하며, 질소가스에 의해 내부가 퍼지되는 가스 캐비넷과, 가스 캐비넷에 연결되어 공정가스가 반도체 장비로 공급되도록 하거나 질소가스에 의해 내부 퍼지가 되도록 가스 캐비넷의 동작을 제어하는 제어부와, 제어부에 연결되어 가스 캐비넷의 동작 상태 및 제어상태가 표시되는 디스플레이부와, 가스 캐비넷과 반도체 장비 사이에 설치되어 반도체 장비로 공급되는 공정가스량을 계측하고, 계측된 공정가스량이 제어부로 전달되어 디스플레이부에 표시되도록 하는 계측수단을 구비한다.

제 1 도는 종래의 반도체 장비에서 공정가스 공급장치를 설명하기 위한 도면.

제 2 도는 종래의 반도체 장비에서 공정가스 공급장치의 가스 흐름도.

제 3 도는 본 발명에 따른 반도체 장비에서 공정가스 공급장치를 설명하기 위한 도면.

제 4 도는 본 발명에 따른 반도체 장비에서 공정가스 공급장치의 가스 흐름도.

■도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ■

10,100 : 가스 캐비넷 11,101 : 제어부

12,102 : 컨버터 13,103 : 디스플레이부

104 : 유량 조절 콘트롤러 20A,20B : 가스 공급부

21A,21B : 인터록부 22 : 레귤레이터부

23 : 질소가스 공급부 24 : 퍼지부

30a 내지 30i : 개폐밸브 31a 내지 31i : 체크밸브

32a 내지 32d : 압력측정센서 33a 내지 33c : 필터

34a,34b : 밸브 셔터 35 : 레귤레이터

36 : 진공 제너레이터 37a,37b : 가스 실린더

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 장비에서 공정가스 공급장치에 대한 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

제 3 도는 본 발명에 따른 반도체 장비에서 공정가스 공급장치를 설명하기 위한 도면으로써, 본 발명에 따른 반도체 장비에서 공정가스 공급장치는 가스캐비넷(100), 제어부(101), 컨버터(102), 모니터부(103)로 이루어진다.

그리고, 가스캐비넷(100)에는 반도체 장비로 공급되는 공정가스의 공정가스량을 계측할 수 있는 계측수단(104)이 부착되고, 제 1 및 제 2 가스 공급부(20A,20B)와, 제 1 및 제 2 인터록부(21A,21B), 레귤레이터부(22), 질소가스 공급부(23), 퍼지부(24)가 형성되며, 이에 대한 상세한 설명은 종래의 공정가스 공급장치와 동일하게 구성되어 있으므로 이를 참조한다.

그리고, 계측수단(104)은 레귤레이터부(22)를 통과하여 반도체 장비로 공급되기 전에 공정가스량을 측정하는 것으로써, 반도체 장비와 레귤레이터부(22)를 연결하는 배관의 최종 필터(33c) 후단에 설치된다.

이러한 계측수단(104)으로는 공정가스의 공급량을 계측하는 유량센서와, 유량센서에서 계측된 공정가스량에 따라 개폐가 조절되어 공급량을 조절할 수 있는 개폐밸브를 포함하는 유량조절 콘트롤러로 한다.

유량 조절 콘트롤러(104)는 제어부(101)에 연결되어 유량센서를 통해 계측된 공정가스량이 실시간으로 전달되며, 컨버터(102)를 거쳐 디스플레이부(103)에서 측정값이 표시된다.

여기서, 유량 조절 콘트롤러(104)와 제어부(101)사이의 통신방식은 RS422 통신방식을 사용하며, 제어부(101)와 디스플레이부(103) 사이의 통신방식은 컨버터(102)를 통해 RS232C 통신방식으로 변환되어 전달된다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 장비에서 공정가스 공급장치는 공급되는 공정가스량이 유량 조절 콘트롤러(104)에 의해 실시간으로 측정되어 정확한 사용량이 디스플레이부(103)에 적산방식으로 표시됨으로써 공정가스 사용량을 정확하게 인지할 수 있게 된다.

또한, 유량 조절 콘트롤러(104)에 의해 실시간으로 측정되는 공정가스량에 의해 반도체 장비로 공정가스가 과다 공급되거나 과소 공급되는 경우 이를 인지할 수 있게 되고, 공정가스의 이상 공급시 유량 조절 콘트롤러(104)의 개폐밸브가 작동되어 공급되는 공정가스량을 조절할 수 있게 된다.

상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 장비에서 공정가스 공급장치는 공정가스량이 실시간으로 측정되어 적산방식으로 표시됨으로써 됨으로써 공정가스 사용량을 알 수 있게 되고, 이를 토대로 공정가스 소모량 계측이 가능하게 되어 정확한 반도체 생산원가 산출이 가능하게 된다.

또한, 반도체 장비로 과다 또는 과소 공급되는 공정가스량을 산출할 수 있게 되어 공정가스의 이상 공급시 신속하게 공정가스량 조절이 가능케 되어 반도체 소자의 불량 발생을 방지하게 된다.

Claims (4)

1. 공정가스를 반도체 장비로 공급하며, 질소가스에 의해 내부가 퍼지되는 가스 캐비넷과;

   상기 가스 캐비넷에 연결되어 상기 공정가스가 상기 반도체 장비로 공급되도록 하거나 상기 질소가스에 의해 내부 퍼지가 되도록 상기 가스 캐비넷의 동작을 제어하는 제어부와;

   상기 제어부에 연결되어 상기 가스 캐비넷의 동작 상태 및 제어상태가 표시되는 디스플레이부와;

   상기 가스 캐비넷과 상기 반도체 장비 사이에 설치되어 상기 반도체 장비로 공급되는 공정가스량을 계측하고, 계측된 상기 공정가스량이 상기 제어부로 전달되어 상기 디스플레이부에 표시되도록 하는 계측수단을 구비한 것이 특징인 반도체 장비에서 공정가스 공급장치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 계측수단은 상기 가스 캐비넷의 레귤레이터와 상기 반도체 장비 사이의 배관에 형성된 유량조절 콘트롤러인 것이 특징인 반도체 장비에서 공정가스 공급장치.
3. 청구항 2 에 있어서,

   상기 유량 조절 콘트롤러는 상기 공정가스량을 검출하는 유량 센서와;

   상기 유량 센서에 의해 검출된 상기 공정가스량에 따라 개폐 제어되는 개폐 밸브로 이루어진 것이 특징인 반도체 장비에서 공정가스 공급장치.
4. 청구항 1 에 있어서,

   상기 계측수단은 상기 제어부로 RS422 통신방식으로 신호를 전달하며, 상기 제어부에서 RS232C 통신방식으로 상기 디스플레이부에 신호를 전달하는 것이 특징인 반도체 장비에서 공정가스 공급장치.