KR200355462Y1 - Pressure regulation valve - Google Patents

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KR200355462Y1 KR20-1999-0001071U KR19990001071U KR200355462Y1 KR 200355462 Y1 KR200355462 Y1 KR 200355462Y1 KR 19990001071 U KR19990001071 U KR 19990001071U KR 200355462 Y1 KR200355462 Y1 KR 200355462Y1
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Abstract

본 고안은 반도체 공정에 사용된 가스를 배기하는데 사용되는 압력조절 밸브장치에 있어서, 반응가스가 배기되는 반응가스 배기라인(20), 반응가스 배기라인(20)의 개도를 조절하기 위한 피스톤(14), 질소가스를 공급되는 질소가스 공급라인(40)을 포함하며, 반응가스 배기라인(20)은 피스톤(14)에 의해 개도가 조절되기 전의 프로세스 배기라인(22) 및 피스톤(14)에 의해 개도가 조절된 후의 유틸리티 배기라인(24)으로 구성되고, 질소가스 공급라인(40)은 피스톤(14) 보호용 질소가스를 공급하기 위한 질소가스 라인(42) 및 역류방지를 위한 질소가스 바이어스 흐름라인(44)으로 구성되며, 질소가스 바이어스 흐름라인(44)은 반응가스 배기라인(20)의 유틸리티 배기라인(24)과 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 것에 의해, 피스톤(14)의 개도가 작아지는 경우에도 질소가스가 프로세스 챔버쪽으로 역류하는 현상을 방지할 수 있다는 효과가 있다.The present invention is a pressure regulating valve device used to exhaust the gas used in the semiconductor process, the reaction gas exhaust line 20 through which the reaction gas is exhausted, the piston 14 for adjusting the opening degree of the reaction gas exhaust line 20 And a nitrogen gas supply line 40 for supplying nitrogen gas, and the reaction gas exhaust line 20 is formed by the process exhaust line 22 and the piston 14 before the opening degree is adjusted by the piston 14. It is composed of a utility exhaust line 24 after the opening degree is adjusted, the nitrogen gas supply line 40 is a nitrogen gas line 42 for supplying a nitrogen gas for protecting the piston 14 and a nitrogen gas bias flow line for preventing backflow And the nitrogen gas bias flow line 44 is in communication with the utility exhaust line 24 of the reaction gas exhaust line 20, thereby reducing the opening degree of the piston 14. Even if nitrogen There is an effect that can prevent the developer from flowing back into the process chamber Suga.

Description

압력조절 밸브장치{PRESSURE REGULATION VALVE}PRESSURE REGULATION VALVE

본 고안은 반도체 공정에 사용된 가스를 배기하는데 사용되는 압력조절 밸브장치에 관한 것으로, 특히 질소가스 바이어스 흐름라인이 반응가스 배기라인의 유틸리티 배기라인과 연통된 압력조절 밸브장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure regulating valve device used for exhausting gas used in a semiconductor process, and more particularly, to a pressure regulating valve device in which a nitrogen gas bias flow line is in communication with a utility exhaust line of a reaction gas exhaust line.

반도체 공정에는 여러 가지 공정을 위해 여러 종류의 가스가 반응로에 주입된다. 예를들어, 반응로의 고온을 이용하여 고체 상태의 웨이퍼 표면에 필요한 불순물이나 산화막을 웨이퍼 표면에 주입시키는 확산공정을 위해 주입된 가스는 공정 완료후 배기되어야 하는 바, 가스의 배기량을 일정하게 조절하기 위한 압력조절 밸브장치가 필요하다. 이러한 압력조절 밸브장치는 반응로의 출력부와 반도체 장비의 배기라인 사이에 설치되어 기 설정된 설정값으로 반응로의 튜브 내의 압력을 조절하는 역할을 한다.In the semiconductor process, various gases are injected into the reactor for various processes. For example, the gas injected for the diffusion process of injecting impurities or oxide films necessary for the solid surface of the wafer to the wafer surface by using the high temperature of the reactor should be exhausted after the process is completed. A pressure regulating valve device is needed to This pressure control valve device is installed between the output of the reactor and the exhaust line of the semiconductor equipment serves to adjust the pressure in the tube of the reactor to a predetermined set value.

이러한 압력조절 밸브장치는 일반적으로 사용자와 압력조절 밸브장치 사이의 인터페이스 및 디스플레이로서의 역할을 하는 슈퍼바이저(supervisor)를 포함한다. 슈퍼바이저는 기 설정된 값, 측정된 프로세스 배기 압력등 여러 가지 데이터를 갖고 있다. 이 슈퍼바이저를 통해 사용자는 압력조절 밸브장치를 컨트롤할 수 있는 것이다.Such pressure regulating valve devices generally include a supervisor that serves as an interface and display between the user and the pressure regulating valve device. The supervisor has several data sets, including preset values and measured process exhaust pressures. This supervisor allows the user to control the pressure regulating valve unit.

도 1에는 종래의 압력조절 밸브장치(100)가 개략적으로 도시되어 있다.1 schematically shows a conventional pressure regulating valve device 100.

도시된 바와 같이, 압력조절 밸브장치(100)는 스테퍼 모터(10), 스프링(12),피스톤(14), 반응가스 배기라인(20) 및 질소 공급라인(30)을 포함한다.As shown, the pressure regulating valve device 100 includes a stepper motor 10, a spring 12, a piston 14, a reaction gas exhaust line 20, and a nitrogen supply line 30.

스테퍼 모터(10)는 슈퍼바이저(도시하지 않음)에 의해 그의 구동력이 제어된다.The stepper motor 10 has its driving force controlled by a supervisor (not shown).

스프링(12)은 한쪽 끝단이 스테퍼 모터(10)에 연결되고 다른 끝단은 피스톤(14)에 연결되도록 스테퍼 모터(10)와 피스톤(14) 사이에 설치된다.The spring 12 is installed between the stepper motor 10 and the piston 14 so that one end is connected to the stepper motor 10 and the other end is connected to the piston 14.

밸브의 역할을 하는 피스톤(14)은 스테퍼 모터(10)에 의해 그의 텐션이 조절되는 스프링(12)과 연결되어 있다. 즉, 스프링(12)에 의해 상, 하 운동하여 배기라인의 개도를 조절하는 것에 의해, 프로세스 챔버(도시하지 않음)로부터의 반응가스의 배기량을 조절하는 역할을 한다.The piston 14, which acts as a valve, is connected to a spring 12 whose tension is controlled by the stepper motor 10. That is, by adjusting the opening degree of the exhaust line by moving up and down by the spring 12, it plays a role of adjusting the displacement of the reaction gas from the process chamber (not shown).

반응가스 배기라인(20)은 상술한 피스톤(14)에 의해 개도가 조절되기 전의 프로세스 배기라인(22) 및 상술한 피스톤(14)에 의해 개도가 조절된 후의 유틸리티 배기라인(24)으로 구성되며, 프로세스 챔버에서 소정의 공정이 종료된 후, 공정에 사용된 반응가스가 배출되는 라인이다.The reaction gas exhaust line 20 is composed of a process exhaust line 22 before the opening degree is adjusted by the piston 14 described above and a utility exhaust line 24 after the opening degree is adjusted by the piston 14 described above. After the predetermined process is completed in the process chamber, the reaction gas used in the process is discharged.

질소가스 공급라인(30)은 피스톤(14) 보호용 질소가스를 공급하기 위한 질소가스 라인(32) 및 역류방지를 위한 질소가스 바이어스 흐름라인(34)으로 구성된다. 질소가스 라인(32)은 피스톤(14)의 외부 둘레와 연통되어 있고, 질소가스 바이어스 흐름라인(34)은 반응가스 배기라인(20)의 프로세스 배기라인(22)과 연통되어 있다. 질소가스 공급라인(30)을 통해 실질적으로 전체 공급되는 질소가스 공급량은 약 64Psi(약 65ℓ/min)정도이며, 이 공급량은 질소가스 라인(32)으로 25%(15ℓ/min), 질소가스 바이어스 흐름라인(34)으로 75%(50ℓ/min)정도씩 각각 분할되어 공급된다. 이와 같이, 질소가스 라인(32)을 통해 공급된 질소가스는 피스톤(14)에 이물질이 안착되는 것을 방지하고 표면을 보호하는 역할을 하며, 질소가스 바이어스 흐름라인(34)을 통해 공급된 질소가스는 프로세스 챔버로부터의 반응가스의 역류를 방지하는 역할을 한다.The nitrogen gas supply line 30 includes a nitrogen gas line 32 for supplying nitrogen gas for protecting the piston 14 and a nitrogen gas bias flow line 34 for preventing backflow. The nitrogen gas line 32 is in communication with the outer periphery of the piston 14, and the nitrogen gas bias flow line 34 is in communication with the process exhaust line 22 of the reaction gas exhaust line 20. Substantially total nitrogen gas supplied through the nitrogen gas supply line 30 is about 64 Psi (about 65 l / min), and this supply amount is 25% (15 l / min) to the nitrogen gas line 32 and nitrogen gas bias. 75% (50 L / min) is supplied to the flow line 34 in a divided manner. As such, the nitrogen gas supplied through the nitrogen gas line 32 serves to prevent foreign matter from being seated on the piston 14 and to protect the surface thereof, and the nitrogen gas supplied through the nitrogen gas bias flow line 34. Serves to prevent backflow of the reactant gas from the process chamber.

또한, 질소가스 라인(32)에는 압력 변환기(52)가 개재되어 있는 감지라인(50)이 연통하고 있다. 따라서, 질소가스 라인(32)의 배기량의 변화가 압력 변환기(52)를 통해 계속적으로 감지되며, 감지된 신호가 슈퍼바이저에 전달되면, 슈퍼바이저는 기 입력된 설정값과 감지된 신호를 비교하고, 그 비교에 따라 스테퍼 모터(10)를 구동시켜 스프링(12)의 텐션을 조절한다. 그후, 스프링(12)과 연결된 피스톤(14)이 상, 하 방향으로 이동되는 것에 의해 상술한 반응가스 배기라인(20)을 통해 프로세스 챔버로부터 배기되는 반응가스의 양이 조절된다.The nitrogen gas line 32 also communicates with a sensing line 50 in which a pressure transducer 52 is interposed. Accordingly, a change in the displacement of the nitrogen gas line 32 is continuously sensed through the pressure transducer 52, and when the sensed signal is transmitted to the supervisor, the supervisor compares the preset setting value with the sensed signal. In accordance with the comparison, the stepper motor 10 is driven to adjust the tension of the spring 12. Thereafter, the amount of reaction gas exhausted from the process chamber through the reaction gas exhaust line 20 described above is adjusted by moving the piston 14 connected to the spring 12 in the up and down directions.

그러나, 종래의 압력조절 밸브장치에 있어서는 반응가스의 배기량을 적게 제어할 경우 질소가스 바이어스 흐름라인을 통해 흐르는 질소가스는 피스톤의 개도가 작아지면서 프로세스 챔버쪽으로 질소가스가 역류하는 현상이 발생하여, 프로세스 챔버를 오염시킨다는 문제점이 있었다.However, in the conventional pressure regulating valve device, when the exhaust gas volume of the reaction gas is controlled less, the nitrogen gas flowing through the nitrogen gas bias flow line decreases in the opening degree of the piston, so that nitrogen gas flows back toward the process chamber. There was a problem of contaminating the chamber.

따라서, 본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 고안된 것으로, 반응가스 배기라인의 유틸리티 배기라인을 통해 반응가스의 역류방지를 위한 질소가스를 공급하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is designed to solve such a conventional problem, and an object thereof is to supply nitrogen gas for preventing backflow of the reaction gas through the utility exhaust line of the reaction gas exhaust line.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 반도체 공정에 사용된 가스를 배기하는데 사용되는 압력조절 밸브장치에 있어서, 반응가스가 배기되는 반응가스 배기라인, 반응가스 배기라인의 개도를 조절하기 위한 피스톤, 질소가스를 공급되는 질소가스 공급라인을 포함하며, 반응가스 배기라인은 피스톤에 의해 개도가 조절되기 전의 프로세스 배기라인 및 피스톤에 의해 개도가 조절된 후의 유틸리티 배기라인으로 구성되고, 질소가스 공급라인은 피스톤 보호용 질소가스를 공급하기 위한 질소가스 라인 및 역류방지를 위한 질소가스 바이어스 흐름라인으로 구성되며, 질소가스 바이어스 흐름라인은 반응가스 배기라인의 유틸리티 배기라인과 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a pressure regulating valve device used to exhaust the gas used in the semiconductor process, the reaction gas exhaust line, the piston for controlling the opening degree of the reaction gas exhaust line, It includes a nitrogen gas supply line for supplying nitrogen gas, the reaction gas exhaust line is composed of a process exhaust line before the opening degree is adjusted by the piston and a utility exhaust line after the opening degree is adjusted by the piston, the nitrogen gas supply line is It consists of a nitrogen gas line for supplying a nitrogen gas for protecting the piston and a nitrogen gas bias flow line for preventing backflow, the nitrogen gas bias flow line is characterized in that it is in communication with the utility exhaust line of the reaction gas exhaust line.

본 고안의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above object and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

도 1은 종래의 압력조절 밸브장치의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining the configuration and operation principle of a conventional pressure regulating valve device,

도 2은 본 고안에 따른 압력조절 밸브장치의 구성 및 작동원리를 설명하기 위한 도면.Figure 2 is a view for explaining the configuration and operation principle of the pressure regulating valve device according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of the code for the main part of the drawing>

100 : 압력조절 밸브장치100: pressure regulating valve device

10 : 스테퍼 모터10: stepper motor

12 : 스프링12: spring

14 : 피스톤14: piston

20 : 반응가스 배기라인20: reaction gas exhaust line

22 : 프로세스 배기라인22: process exhaust line

24 : 유틸리티 배기라인24: utility exhaust line

40 : 질소가스 공급라인40: nitrogen gas supply line

42 : 질소가스 라인42: nitrogen gas line

44 : 질소가스 바이어스 흐름라인44: nitrogen gas bias flow line

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 압력조절 밸브장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the pressure regulating valve device according to the present invention.

도 2는 본 고안에 압력조절 밸브장치의 구성 및 그의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 이하의 기재에 있어서, 종래와 동일한 부품에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명한다.2 is a view for explaining the configuration and operation of the pressure regulating valve device according to the present invention. In addition, in the following description, about the component similar to the past, the same code | symbol is demonstrated.

도 2에 도시된 바와 같이, 압력조절 밸브장치(100)는 스테퍼 모터(10), 스프링(12), 피스톤(14), 반응가스 배기라인(20) 및 질소 공급라인(40)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the pressure regulating valve device 100 includes a stepper motor 10, a spring 12, a piston 14, a reaction gas exhaust line 20, and a nitrogen supply line 40.

스테퍼 모터(10)는 종래기술 부분의 설명에서와 마찬가지로, 감지라인(50)에 설치된 압력 변환기(52)의 감지신호를 전달받은 슈퍼바이저에 의해 그의 구동력이 제어된다.As in the description of the prior art, the stepper motor 10 is controlled by the supervisor receiving the sensing signal of the pressure transducer 52 installed in the sensing line 50.

스프링(12)은 한쪽 끝단이 스테퍼 모터(10)에 연결되고 다른 끝단은 피스톤(14)에 연결되도록 스테퍼 모터(10)와 피스톤(14) 사이에 설치된다.The spring 12 is installed between the stepper motor 10 and the piston 14 so that one end is connected to the stepper motor 10 and the other end is connected to the piston 14.

밸브의 역할을 하는 피스톤(14)은 스테퍼 모터(10)에 의해 그의 텐션이 조절되는 스프링(12)과 연결되어 있다. 즉, 스프링(12)에 의해 상, 하 운동하여 배기라인의 개도를 조절하는 것에 의해, 프로세스 챔버(도시하지 않음)로부터의 반응가스의 배기량을 조절하는 역할을 한다.The piston 14, which acts as a valve, is connected to a spring 12 whose tension is controlled by the stepper motor 10. That is, by adjusting the opening degree of the exhaust line by moving up and down by the spring 12, it plays a role of adjusting the displacement of the reaction gas from the process chamber (not shown).

반응가스 배기라인(20)은 상술한 피스톤(14)에 의해 개도가 조절되기 전의 프로세스 배기라인(22) 및 상술한 피스톤(14)에 의해 개도가 조절된 후의 유틸리티 배기라인(24)으로 구성되며, 프로세스 챔버에서 소정의 공정이 종료된 후, 공정에 사용된 반응가스가 배출되는 라인이다.The reaction gas exhaust line 20 is composed of a process exhaust line 22 before the opening degree is adjusted by the piston 14 described above and a utility exhaust line 24 after the opening degree is adjusted by the piston 14 described above. After the predetermined process is completed in the process chamber, the reaction gas used in the process is discharged.

질소가스 공급라인(40)은 2개의 공급라인으로 분기되어 있다. 즉, 질소가스 공급라인(40)은 피스톤(14) 보호용 질소가스를 공급하기 위한 질소가스 라인(42) 및 역류방지를 위한 질소가스 바이어스 흐름라인(44)으로 구성된다. 질소가스 라인(42)은 피스톤(14)의 외부 둘레와 연통되어 있고, 질소가스 바이어스 흐름라인(44)은 반응가스 배기라인(20)의 유틸리티 배기라인(24)과 연통되어 있다. 질소가스 공급라인(40)을 통해 실질적으로 전체 공급되는 질소가스 공급량은 약 64Psi(약 65ℓ/min)정도이며, 이 공급량은 질소가스 라인(42)으로 25%(15ℓ/min), 질소가스 바이어스 흐름라인(44)으로 75%(50ℓ/min)정도씩 각각 분할되어 공급된다. 이와 같이, 질소가스 라인(42)을 통해 공급된 질소가스는 피스톤(14)에 이물질이 안착되는 것을 방지하고 표면을 보호하는 역할을 하며, 질소가스 바이어스 흐름라인(44)을 통해 공급된 질소가스는 프로세스 챔버로부터의 반응가스의 역류 방지 및 벤츄리(venturi) 효과로 배기량을 제어하는 역할을 한다.The nitrogen gas supply line 40 is branched into two supply lines. That is, the nitrogen gas supply line 40 includes a nitrogen gas line 42 for supplying nitrogen gas for protecting the piston 14 and a nitrogen gas bias flow line 44 for preventing backflow. The nitrogen gas line 42 is in communication with the outer circumference of the piston 14, and the nitrogen gas bias flow line 44 is in communication with the utility exhaust line 24 of the reaction gas exhaust line 20. The total nitrogen gas supplied through the nitrogen gas supply line 40 is approximately 64 Psi (about 65 l / min), and this supply amount is 25% (15 l / min) to the nitrogen gas line 42 and the nitrogen gas bias. 75% (50 L / min) is supplied to the flow line 44, respectively. As such, the nitrogen gas supplied through the nitrogen gas line 42 serves to prevent the foreign matter from sitting on the piston 14 and to protect the surface, and the nitrogen gas supplied through the nitrogen gas bias flow line 44. Serves to control the displacement by preventing the backflow of the reaction gas from the process chamber and the venturi effect.

상술한 구성에 있어서, 슈퍼바이저는 그에 입력된 설정값과 압력 변환기(52)에 의해 질소가스 라인(42)의 배기량의 변화에 다른 감지신호값을 비교하고, 그 비교에 따라 스테퍼 모터(10)를 구동시켜 스프링(12)의 텐션을 조절한다. 그후, 스프링(12)과 연결된 피스톤(14)이 상, 하 방향으로 이동되는 것에 의해 상술한 반응가스 배기라인(20)을 통해 프로세스 챔버로부터 배기되는 반응가스의 양이 조절된다.In the above-described configuration, the supervisor compares the set value input thereto with the detection signal value different from the change in the displacement of the nitrogen gas line 42 by the pressure transducer 52, and the stepper motor 10 according to the comparison. To adjust the tension of the spring 12. Thereafter, the amount of reaction gas exhausted from the process chamber through the reaction gas exhaust line 20 described above is adjusted by moving the piston 14 connected to the spring 12 in the up and down directions.

이상, 내용은 본 고안의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 고안이 속하는 분야의 당업자는 본 고안의 요지를 변경시킴이 없이 본 고안에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.In the above description, only one exemplary embodiment of the present invention is illustrated, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make modifications and changes to the present invention without changing the subject matter of the present invention.

따라서, 본 고안에 따른 압력조절 밸브장치에 있어서, 질소가스 바이어스 흐름라인이 반응가스 배기라인의 유틸리티 배기라인과 연통되어 있으므로, 피스톤의 개도가 작아지는 경우에도 질소가스가 프로세스 챔버쪽으로 역류하는 현상을 방지할 수 있다는 효과가 있다.Therefore, in the pressure regulating valve device according to the present invention, since the nitrogen gas bias flow line is in communication with the utility exhaust line of the reaction gas exhaust line, even when the opening degree of the piston is reduced, the nitrogen gas flows back toward the process chamber. There is an effect that can be prevented.

Claims (1)

반도체 공정에 사용된 가스를 배기하는데 사용되는 압력조절 밸브장치에 있어서,In the pressure regulating valve device used to exhaust the gas used in the semiconductor process, 반응가스가 배기되는 반응가스 배기라인(20);A reaction gas exhaust line 20 through which the reaction gas is exhausted; 상기 반응가스 배기라인(20)의 개도를 조절하기 위한 피스톤(14);A piston 14 for adjusting the opening degree of the reaction gas exhaust line 20; 질소가스를 공급되는 질소가스 공급라인(40)을 포함하며,It includes a nitrogen gas supply line 40 for supplying nitrogen gas, 상기 반응가스 배기라인(20)은 상기 피스톤(14)에 의해 개도가 조절되기 전의 프로세스 배기라인(22) 및 상기 피스톤(14)에 의해 개도가 조절된 후의 유틸리티 배기라인(24)으로 구성되고, 상기 질소가스 공급라인(40)은 상기 피스톤(14) 보호용 질소가스를 공급하기 위한 질소가스 라인(42) 및 역류방지를 위한 질소가스 바이어스 흐름라인(44)으로 구성되며, 상기 질소가스 바이어스 흐름라인(44)은 반응가스 배기라인(20)의 유틸리티 배기라인(24)과 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 압력조절 밸브장치.The reaction gas exhaust line 20 is composed of a process exhaust line 22 before the opening degree is adjusted by the piston 14 and a utility exhaust line 24 after the opening degree is adjusted by the piston 14, The nitrogen gas supply line 40 is composed of a nitrogen gas line 42 for supplying nitrogen gas for protecting the piston 14 and a nitrogen gas bias flow line 44 for preventing backflow, and the nitrogen gas bias flow line Reference numeral 44 is a pressure regulating valve device, characterized in that in communication with the utility exhaust line 24 of the reaction gas exhaust line (20).
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