KR20040012306A

KR20040012306A - 원자층증착방법용 박막증착장치의 밸브

Info

Publication number: KR20040012306A
Application number: KR1020020045821A
Authority: KR
Inventors: 백용구; 황철주
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-02-11
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: KR100483208B1

Abstract

웨이퍼가 안착되는 밀폐된 반응영역을 정의하고, 외부의 기체물질을 상기 반응영역으로 유입하는 유입관과, 상기 반응영역을 배기하는 배출관과, 상기 배출관 말단에 부설되는 감압수단을 포함하는 챔버와, 제 1 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 1 공급관을 가지는 제 1 소스기체저장탱크와, 제 2 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 2 공급관을 가지는 제 2 소스기체저장탱크와, 퍼지기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 3 공급관을 가지는 퍼지기체저장탱크를 포함하는 기체공급부를 포함하는 원자층증착방법용 박막증착장치에 있어서, 상기 챔버와 상기 기체공급부를 연결하여 상기 기체물질의 상기 챔버로의 유입을 제어하는 밸브로서, 원통 형상을 가지고 외측면 서로 다른 높이에 각각 상기 제 1 내지 제 3 공급관과, 상기 유입관과, 상기 감압수단과 연결되는 바이패스관이 관통 삽입되는 하우징과; 상기 하우징 내로 수용되는 원기둥 형상을 가지고, 외측면 서로 다른 높이에 각각, 상기 유입관과 연통된 환형요홈 형상의 제 1 유로와, 상기 바이패스관과 연통된 환형요홈 형상의 제 2 유로와, 상기 제 1 공급관과 연통되며 연접하는 2n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 제 1 소스기체유로와, 상기 제 2 공급관과 연통되며 연접하는 2n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 제 2 소스기체유로와, 상기 제 3 공급관과 연통되며 연접하는 4n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 퍼지기체유로를 가지고, 내부로 상기 각 영역을 상기 제 1 유로 또는 상기 제 2 유로 중 선택된 하나와 연결하는 다수의 내부통로를 포함하는 스풀과; 상기 스풀의 길이방향을 축으로 회전시키는 구동수단을 포함하는 밸브를 제공한다.

Description

원자층증착방법용 박막증착장치의 밸브{valve of thin-firm deposition apparatus for atomic layer deposition}

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 웨이퍼(wafer)가 존재하는 밀폐된 반응영역으로 다수의 기체물질을 순차적으로 주입하여, 상기 웨이퍼 상면에서 발생되는 반응생성물을 박막으로 증착하는 원자층증착방법(atomic layer deposition)용 박막증착장치에 있어서, 이들 다수의 기체물질의 주입순서를 제어하는 밸브(valve)에 관한 것이다.

근래에 들어 과학이 발달함에 따라 새로운 물질의 개발 및 처리를 가능하게 하는 신소재 분야가 급속도로 발전하였고, 이러한 신소재 분야의 개발 성과물은 반도체 산업의 비약적인 발전 원동력이 되고 있다.

반도체 소자란, 기판인 웨이퍼(wafer) 상에 에피택시(epitaxy)공정, 박막증착공정, 확산/이온(ion)주입공정, 사진노광공정(photolithography), 에칭공정 등을 통해 각종 요소를 적층하여 구현되는 고밀도 집적회로(LSI: Large Scale Integration)이다. 이들 반도체 제조공정 중 특히 박막증착공정은 반도체 소자의 각 구성요소를 구현하기 위해 필연적으로 전제되고, 이에 전(全) 공정에 걸쳐 수차례 반복되는 매우 중요한 공정이다.

이러한 박막증착공정은 통상 챔버(chamber)를 포함하는 박막증착장치에서 진행되는데, 도 1은 일반적인 박막증착장치 중 특히 원자층증착방법(atomic layer deposition)을 사용하는 박막증착장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.

일반적인 박막증착장치는 목적에 따라 다양한 형태를 가질 수 있지만, 공통적으로 내부로 웨이퍼(미도시)가 안착되는 밀폐된 반응영역을 정의하고, 외부의 기체물질을 이 반응영역 내로 유입시키기 위한 유입관(22)과, 반응영역 내를 배기할 수 있는 배출관(24) 및 이의 말단에 부설되는 펌프 등의 감압수단(30)을 포함하는 챔버(20)와, 이 챔버(20) 내에서 진행되는 박막증착공정에 필요한 기체물질을 저장하고 공급하는 기체공급부(40)로 구분될 수 있다.

이에 챔버(20)의 반응영역 내로 웨이퍼가 인입된 후 밀폐되면, 배출관(24) 말단에 부설된 펌프 등의 감압수단(30)을 통해 챔버(20) 내부를 배기하고, 이후 유입관(22)을 통해 공급되는 기체물질의 화학반응을 통해 반응생성물을 웨이퍼 상에 박막으로 증착하게 된다.

이와 같이 기체물질의 반응생성물을 박막으로 증착하는 방법으로 가장 전통적인 형태는 화학기상증착방법(Chemical Vapour Deposition : CVD)이지만, 근래에 들어 웨이퍼 상면에서 발생되는 화학반응 만을 이용하는 원자층증착방법(Atomic Layer Deposition : ALD)이 개발되어 널리 사용되고 있다. 이 원자층증착방법은 특히 300mm 이상의 대면적 웨이퍼에도 균일한 박막증착이 가능하고, 공정온도의 저온화와 표면 거칠기(surface roughness) 및 표면피복률(step coverage)을 크게 개선할 수 있는 장점을 가지고 있다.

이는 둘 이상의 기체물질 간에 화학반응을 이용한다는 점에서 일반적인 화학기상증착방법과 유사하다 할 수 있지만, 반응영역 내로 다수의 기체물질을 동시에 유입시켜 기상에서 발생된 반응생성물을 웨이퍼에 쌓아 증착시키는 화학기상증착방법과 달리, 원자층증착방법은 반응기체를 서로 분리하여 주입하므로 상호간의 기상반응이 배제되고, 이를 통해 기체물질간의 반응을 웨이퍼 상면으로만 한정하는데 차이가 있다.

이러한 화학기상증착방법을 좀 더 자세히 설명하기 위해, 웨이퍼 상에 A 물질과 B 물질의 화합물인 A+B 로 이루어진 박막을 증착하는 경우를 일례로 든다.

이를 위해 먼저 챔버(20) 내의 반응영역으로 웨이퍼를 안착시킨 후 밀폐하고, 반응영역을 배기함은 전술한 바와 같다.

이후 반응영역 내로 A 물질성분을 포함하는 기체물질을 유입함으로서 웨이퍼 표면에 A 물질을 흡착시키는 제 1 서브단계를 실시하고, 이어 웨이퍼 상에 흡착된 A 물질을 제외한 반응영역 내의 잔류기체를 제거하는 퍼지과정을 제 2 서브단계로 진행한다.

이 퍼지과정은 반응영역 내를 배기하면서 Ar 등의 불활성가스를 유입함으로서 가능하게 된다.

이후 챔버를 배기하는 퍼지공정이 완료되면 제 3 서브단계로 B 성분을 포함하는 기체물질을 반응영역 내로 유입시키게 되는데, 이때 웨이퍼의 상에는 A 물질이 흡착되어 있으므로 B 성분의 일부는 이와 웨이퍼 표면에서 반응하여 A+B 화합물의 얇은 박막을 구성하게 된다. 이후 전술한 제 2 서브단계의 퍼지공정과 동일하게 반응영역을 배기하면서 Ar 등의 불활성 가스를 유입하고, 이를 통해 웨이퍼 상에 증착된 얇은 A+B 화합물 박막을 제외한 잔류물질을 제거하는 제 4 서브단계를 진행하게 된다.

이와같은 제 1 내지 제 4 서브단계를 순차적으로 1회 진행하면 웨이퍼 표면으로 A+B 화합물의 매우 얇은 박막을 증착할 수 있는데, 이후 원하는 두께의 박막이 구현될 때까지 제 1 내지 제 4 서브단계를 수회 내지 수백회 반복 진행하게 된다.

이하 설명의 중복을 피하기 위해 전술한 제 1 내지 제 4 서브단계를 순차적으로 1회 진행하는 것을 원자층증착방법의 단위 박막증착주기라 정의한다.

이와 같은 원자층증착방법을 사용하여 웨이퍼 상에 박막을 증착하기 위해서는, 도 1에 있어서, 기체공급부(40)는 각각 전술한 예의 A 성분을 포함하는 기체물질에 해당되는 제 1 소스기체(S1)를 저장하는 제 1 소스기체저장탱크(42a)와, B 성분을 포함하는 기체물질에 해당되는 제 2 소스기체(S2)를 저장하는 제 2 소스기체저장탱크(42b)와, Ar 등의 불활성 퍼지기체(P)를 저장하는 퍼지기체저장탱크(42c)로 구분될 수 있다.

이때 제 1 소스기체저장탱크(42a)는 제 1 공급관(52)을, 제 2 소스기체저장탱크(42b)는 제 2 공급관(54)을, 퍼지기체저장탱크(42c)는 제 3 공급관(56)을 통해 각각 챔버(20)와 연결되는데, 특히 이들 각 기체저장탱크(42a, 42b, 42c)에서 챔버(20)로 공급되는 기체물질의 유량을 정밀하게 제어하기 위해 제 1 공급관(52)에 제 1 기체유량조절장치(Mass Flow Controller : MFC, 44a)가, 제 2 공급관(54)에 제 2 기체유량조절장치(44b)가, 제 3 공급관(56)에 제 3 기체유량조절장치(44c)가 각각 부설된다.

또한 이 기체공급부(40)와 챔버(20) 사이에는 다수의 밸브를 포함하는 밸브시스템(60)이 설치되어 기체물질의 챔버(20)로의 유입순서를 제어하는데, 이를 위해 제 1 공급관(52)에는 온/오프(on/off) 단속밸브인 제 1 밸브(V1)가, 제 2 공급관(54)에는 온/오프 단속밸브인 제 2 밸브(V2)가, 제 3 공급관(56)에는 온/오프 단속밸브인 제 3 밸브(V3)가 각각 설치된다.

한편, 일반적인 기체유량조절장치는 주어진 시간 내에 정해진 양의 기체물질을 배출하는 기능을 가지고 있는 바, 챔버(20)로 유입되는 각 기체의 공급압력을 고르게 유지하기 위해서, 제 1 내지 제 3 밸브(V1, V2, V3)중 어느 하나가 오프(off)되었을 때 이와 대응된 기체유량조절장치로부터 배출되는 기체물질을 배기할 필요가 있다.

이에 제 1 기체유량조절장치(44a)와 제 1 밸브(V1) 사이의 제 1 공급관(52)에서 분지되어 감압수단(30)과 연결되는 제 1 바이패스(62)관과, 제 2 기체유량조절장치(44a)와 제 2 밸브(V2) 사이의 제 2 공급관(54)에서 분지되어 감압수단(30)과 연결되는 제 2 바이패스관(64)과, 제 3 기체유량조절장치(44a)와 제 3 밸브(V3) 사이의 제 3 공급관(56)에서 분지되어 감압수단(30)과 연결되는 제 3 바이패스관(66)이 구비되고, 이들 제 1 바이패스관(62)에는 온/오프 단속밸브인 제 4 밸브(V4)가, 제 2 바이패스관(64)에는 온/오프 단속밸브인 제 5 밸브(V5)가, 제3 바이패스관(66)에는 온/오프 단속밸브인 제 6 밸브(V6)가 각각 장착된다.

즉, 일반적인 원자층증착방법을 사용하는 박막증착장치의 밸브시스템(60)은, 제 1 기체유량조절장치(44a)에서부터 챔버(20)로 공급되는 제 1 소스기체(S1)를 단속하는 제 1 밸브(V1)와, 제 2 기체유량조절장치(44b)에서부터 챔버(20)로 공급되는 제 2 소스기체(S2)를 단속하는 제 2 밸브(V2)와, 제 3 기체유량조절장치(44c)에서부터 챔버(20)로 유입되는 퍼지기체(P)를 단속하는 제 3 밸브(V3)를 포함하고, 제 1 밸브(V1)가 오프되었을 경우 제 1 공급관(52)의 기체물질을 배기하는 제 1 바이패스관(62) 및 여기에 장착되는 제 4 밸브(V4)와, 제 2 밸브(V2)가 오프되었을 경우 제 2 공급관(54)의 기체물질을 배기하는 제 2 바이패스관(64) 및 여기에 장착되는 제 5 밸브(V5)와, 제 3 밸브(V3)가 오프되었을 경우 제 3 공급관(56)의 기체물질을 배기하는 제 3 바이패스관(66) 및 여기에 장착되는 제 6 밸브(V6)를 포함하고 있다.

따라서 하나의 단위 박막증착주기 동안 제 1 밸브(V1)-제 3 밸브(V3)-제 2 밸브(V2)-제 3 밸브(V3) 순으로 온/오프 동작을 반복하고, 이와 동시에 제 4 밸브(V4)는 제 1 밸브(V1)와, 제 5 밸브(V5)는 제 2 밸브(V2)와, 제 6 밸브(V6)는 제 3 밸브(V3)와 각각 반대되는 동작을 수행한다.

참고로, 이들 각 밸브의 구동관계를 표 1에 정리하였다.

<표 1>

	V1	V2	V3	V4	V5	V6
제 1 서브단계	온	오프	오프	오프	온	온
제 2 서브단계	오프	오프	온	온	온	오프
제 3 서브단계	오프	온	오프	온	오프	온
제 4 서브단계	오프	오프	온	온	온	오프

그러나 전술한 일반적인 원자층증착방법용 박막증착장치는 사용상 몇 가지 문제점을 가지고 있는데, 그 중 하나가 많은 수의 밸브(V1 내지 V6)를 구동함에 따른 오동작의 가능성이 높고, 공정시간 지연되는 점이다.

앞서 설명한 바 있지만, 원자층증착방법을 통해 단위 박막증착주기를 진행할 경우 매우 얇은 두께의 박막을 얻을 수밖에 없고, 이에 수회 내지 수백 회에 걸쳐 박막증착주기를 반복하므로 생산성 면에서 일반적인 화학기상증착방법과 비교해 많이 뒤떨어진다. 따라서 원자층증착방법을 사용할 경우 공정시간을 단축시키는 것은 매우 중요한 과제인데, 일반적인 원자층증착방법용 박막증착장치는 많은 수의 밸브(V1 내지 V6)를 연동시키므로 공정시간이 지연되는 경우가 빈번하고, 이를 위한 제조비용의 증가 및 설치면적의 확대가 불가피한 단점을 가지고 있다.

또한 다수의 밸브(V1 내지 V6)를 연동시킴에 따라 오동작의 가능성이 높고, 이는 결국 박막증착의 제조수율을 저하시킴은 물론 완성된 소자의 신뢰성을 저하시키는 심각한 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 웨이퍼(wafer)가 존재하는 밀폐된 반응영역으로 다수의 기체물질을 순차적으로 주입하여, 이 웨이퍼 상면에서 발생되는 화학반응생성물을 박막으로 증착하는 원자층증착방법용 박막증착장치에 있어서, 보다 단순한 구성을 가지고 신뢰성 있게 상기 다수의 기체물질의 주입순서를 제어할 수 있는 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 원자층증착방법용 박막증착장치의 개략구조도

도 2는 본 발명에 따른 밸브가 포함된 원자층증착방법용 박막증착장치의 개략구조도

도 3은 본 발명에 따른 밸브의 사시도

도 4는 본 발명에 따른 밸브의 일부 절개사시도

도 5는 본 발명에 따른 밸브의 분해사시도

도 6a 내지 도 6d는 각각 본 발명에 따른 밸브에 포함되는 스풀을 서로 다른 높이에 절단하여 도시한 단면도

도 7은 본 발명에 따른 밸브의 동작을 설명하기 위해 스풀의 외측면을 펼쳐 도시한 전개도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

122 : 유입관130 : 감압수단

135 : 구동수단152, 154, 156 : 제 1 내지 제 3 공급관

200 : 스풀300 : 하우징

162 : 바이패스관S1, S2 : 제 1 내지 제 2 소스기체

P : 퍼지기체V : 밸브

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 웨이퍼가 안착되는 밀폐된 반응영역을 정의하고, 외부의 기체물질을 상기 반응영역으로 유입하는 유입관과, 상기 반응영역을 배기하는 배출관과, 상기 배출관 말단에 부설되는 감압수단을 포함하는 챔버와, 제 1 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 1 공급관을 가지는 제 1 소스기체저장탱크와, 제 2 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 2 공급관을 가지는 제 2 소스기체저장탱크와, 퍼지기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 3 공급관을 가지는 퍼지기체저장탱크를 포함하는 기체공급부를 포함하는 원자층증착방법용 박막증착장치에 있어서, 상기 챔버와 상기 기체공급부를 연결하여 상기 기체물질의 상기 챔버로의 유입을 제어하는 밸브로서, 원통 형상을 가지고 외측면 서로 다른 높이에 각각 상기 제 1 내지 제 3 공급관과, 상기 유입관과, 상기 감압수단과 연결되는 바이패스관이 관통 삽입되는 하우징과; 상기 하우징 내로 수용되는 원기둥 형상을 가지고, 외측면 서로 다른 높이에 각각, 상기 유입관과 연통된 환형요홈 형상의 제 1 유로와, 상기 바이패스관과 연통된 환형요홈 형상의 제 2 유로와, 상기 제 1 공급관과 연통되며 연접하는 2n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 제 1 소스기체유로와, 상기 제 2 공급관과 연통되며 연접하는 2n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 제 2 소스기체유로와, 상기 제 3 공급관과 연통되며 연접하는 4n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 퍼지기체유로를 가지고, 내부로 상기 각 영역을 상기 제 1 유로 또는 상기 제 2 유로 중 선택된 하나와 연결하는 다수의 내부통로를 포함하는 스풀과; 상기 스풀의 길이방향을 축으로 회전시키는 구동수단을 포함하는 밸브를 제공한다.

이때 상기 밸브는 상기 스풀의 회전에 의해, 상기 제 1 소스기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 2 소스기체와 상기 퍼지기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 1 동작과, 상기 퍼지기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 제 2 소스기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 2 동작과, 상기 제 2 소스기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 퍼지기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 3 동작과, 상기 퍼지기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 제 2 소스기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 4 동작을 반복하는 것을 특징으로 한다.

이에 상기 퍼지기체유로가 가지는 4n 개의 영역은 실질적으로 동일한 면적의 제 1 내지 제 4 영역이 반복되고, 상기 제 1 소스기체유로는 상기 제 1 내지 제 4 영역 중 선택된 하나와 실질적으로 동일한 면적의 제 5 영역과, 상기 제 1 내지 제 4 영역 중 연속된 세 개의 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 6 영역이 번갈아 배열되며, 상기 제 2 소스기체유로는 제 5 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 7 영역과, 상기 제 6 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 8 영역이 번갈아 배열되고, 상기 다수의 통로는, 상기 제 1 영역과, 제 3 영역과, 제 6 영역과, 제 8 영역을 각각 상기 제 2 유로로 연결하고, 상기 제 2 영역과, 제 4 영역과, 제 5 영역과, 제 7 영역을 각각 상기 제 1 유로로 연결하며, 상기 제 1 공급관이 상기 제 5영역과 연통될 경우 상기 제 2 공급관은 상기 제 8 영역과, 상기 제 3 공급관은 상기 제 1 또는 제 3 영역 중 선택된 하나에 각각 연통되는 것을 특징으로 한다.

특히 이때 상기 제 1 유로와, 제 2 유로와, 제 1 소스기체유로와, 제 2 소스기체유로와, 퍼지기체유로 사이에 각각 개재되는 환형의 패킹을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 감압수단은 펌프이고, 상기 구동수단은 모터인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 웨이퍼가 안착되는 밀폐된 반응영역을 정의하고, 외부의 기체물질을 상기 반응영역으로 유입하는 유입관과, 상기 반응영역을 배기하는 배출관과, 상기 배출관 말단에 부설되는 감압수단을 포함하는 챔버와, 제 1 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 1 공급관을 가지는 제 1 소스기체저장탱크와, 제 2 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 2 공급관을 가지는 제 2 소스기체저장탱크와, 퍼지기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 3 공급관을 가지는 퍼지기체저장탱크를 포함하는 기체공급부를 가지는 원자층증착방법용 박막증착장치에 있어서, 상기 챔버와 상기 기체공급부를 연결하여 상기 기체물질의 상기 챔버로의 유입을 제어하는 밸브로서, 원통 형상을 가지고, 외측면 서로 다른 높이에 각각 상기 제 1 내지 제 3 공급관과, 상기 유입관과, 상기 감압수단과 연결되는 바이패스관이 관통 삽입되는 하우징과; 상기 하우징 내로 수용되는 원기둥 형상을 가지고 외측면 서로 다른 높이에 각각, 상기 유입관과 연통된 환형요홈 형상의 제 1 유로와, 상기 바이패스관과 연통된 환형요홈 형상의 제 2 유로와, 상기 제 3 공급관과 연통되며 실질적으로 동일한 면적의 연접하는 제 1 내지 제 4 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 퍼지기체유로와, 상기 제 1 공급관과 연통되며 상기 제 1 내지 제 4 영역 중 선택된 하나의 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 5 영역과, 상기 제 1 내지 제 4 영역 중 연속되는 세 개의 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 6 영역으로 구분되는 환형요홈 형상의 제 1 소스기체유로와, 상기 제 2 공급관과 연통되며 상기 제 5 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 7 영역과, 상기 제 6 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 8 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 제 2 소스기체유로를 가지고, 내부로, 상기 제 1 영역과, 제 3 영역과, 제 6 영역과, 제 8영역을 각각 상기 제 2 유로에 연결하는 제 1 내지 제 4 내부통로와, 상기 제 2 영역과, 제 4 영역과, 제 5 영역과, 제 7 영역을 각각 상기 제 1 유로에 연결하는 제 5 내지 제 8 내부통로를 포함하는 스풀과; 상기 스풀의 길이방향을 축으로 회전시키는 구동수단을 포함하는 밸브를 제공한다.

이때 상기 제 1 공급관이 상기 제 5 영역과 연통될 경우 상기 제 2 공급관은 상기 제 8 영역과, 상기 제 3 공급관은 상기 제 1 또는 제 3 영역 중 선택된 하나에 각각 연통되어, 상기 제 1 소스기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 2 소스기체와 상기 퍼지기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 1 동작과, 상기 퍼지기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 제 2 소스기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 2 동작과, 상기 제 2 소스기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 퍼지기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 3 동작과, 상기 퍼지기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 제 2 소스기체를 상기 바이패스관으로 유도하는제 4 동작을 반복하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제 1 유로와, 제 2 유로와, 제 1 소스기체유로와, 제 2 소스기체유로와, 퍼지기체유로 사이에 각각 개재되는 환형의 패킹을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 감압수단은 펌프이고, 상기 구동수단은 모터인 것을 특징으로 하는 바, 이하 본 발명에 대한 올바른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이에 도 2는 본 발명에 따른 밸브가 포함된 박막증착장치의 개략적인 구성을 도시한 도면으로, 일반적인 경우와 유사하게 내부에 웨이퍼(미도시)가 안착되는 밀폐된 반응영역을 정의하고, 외부에서 공급되는 기체물질을 상기 반응영역으로 유입되도록 하는 유입관(122)과, 반응영역 내를 배기하는 배출관(124) 및 이의 말단에 부설된 펌프 등의 감압수단(130)을 포함하는 챔버(120)와, 이 챔버(120) 내에서 진행되는 박막증착공정에 필요한 다수의 기체물질을 저장 및 공급하는 기체공급부(140)로 구분될 수 있다.

이때 특히 본 발명은 원자층증착방법용 박막증착장치에 적용될 경우 가장 바람직한 효과를 얻을 수 있는 바, 전술한 기체공급부(140)는 각각 챔버(120)와 연결되는 제 1 공급관(152)을 가지는 제 1 소스기체저장탱크(142a)와, 제 2 공급관(154)을 가지는 제 2 소스기체저장탱크(142b)와, 제 3 공급관(156)을 가지는 퍼지기체저장탱크(142c)로 구분된다.

또한 이들 각 기체저장탱크(152a, 142b, 142c)에서 공급되는 기체의 유량을 정밀하게 제어하기 위해, 제 1 공급관(152)에는 제 1 기체유량조절장치(144a)가,제 2 공급관(154)에는 제 2 기체유량조절장치(144b)가, 제 3 공급관(156)에는 제 3 기체유량조절장치(144c)가 각각 부설됨은 일반적인 경우와 동양(同樣)이라 할 수 있다.

따라서 일반적인 경우와 유사하게 기체공급부(140)와 챔버(120) 사이로는 밸브시스템(160)이 설치되어 기체물질의 유입순서를 제어하는데, 특히 이 밸브시스템(160)은 본 발명에 따른 하나의 밸브(V)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 원자층증착방법을 사용하는 박막증착장치에 있어서, 일정한 순서를 가지고 챔버(120)로 유입되는 다수의 기체물질을 제어할 수 있는 하나의 밸브(V)를 제공하는데, 도시한 바와 같이 이는 각각 서로 다른 기체물질을 배출하는 제 1 내지 제 3 공급관(152, 154, 156)과, 챔버(120)에서 분기한 유입관(122)을 연결하는 구성을 가지고, 특히 감압수단(130)과 연결되는 하나의 바이패스관(162)을 가지고 있다. 또한 이 밸브(V)에는 외부의 모터(M) 등 구동수단(135)이 연결됨이 특이하다 할 수 있다.

도 3 은 본 발명에 따른 밸브(V)만을 한정하여 그 외관을 도시한 사시도이고, 도 4는 이의 일부를 절개하여 도시한 절개사시도이다.

본 발명에 따른 밸브(V)는 크게 원통형상의 하우징(300)과, 이 하우징(300) 내로 길이방향을 따라 수용되는 원기둥형상의 스풀(200)과, 이 스풀(200)을 하우징(300) 내에서 회전할 수 있도록 하는 모터(M) 등 구동수단(135)을 포함하고 있다.

이에 하우징(300)의 외측면으로는 각각 서로 다른 높이에 기체공급부(140)에서 분기한 제 1 내지 제 3 공급관(152, 154, 156)과, 챔버(120)의 유입관(122)과, 감압수단(130)과 연결되는 바이패스관(162)이 관통 삽입된다. 또한 그 내부로 수용되는 스풀(300) 외면으로는 각각 기체물질이 따라 흐를 수 있도록 유도하는 다수의 유로 및 내부로 이들을 적절히 연결하는 다수의 내부통로를 포함하는 바, 간단히 설명하면 제 1 내지 제 3 공급관(152, 154, 156)을 통해 하우징(300) 내로 공급된 기체물질들은, 회전하는 스풀(200)이 가지는 다수의 유로 및 이들을 연결하는 내부통로에 의해 주기적으로 유입관(122) 및 바이패스관(162)으로 배출되는 것이다.

이때 스풀(200)의 외측면에 설치된 유로 및 이들을 연결하는 다수의 내부통로는 설계상 다양하게 변형될 수 있지만, 설명의 편의를 위해 이중 가장 간단한 형태, 즉, 스풀(200)의 1 회전에 의해 1 회의 단위 박박증착주기가 진행되는 경우를 설명한다.

이에 도 5는 본 발명에 따른 밸브(V)를 분해하여 도시한 분해사시도이이고, 도 6a 내지 도 6e는 각각 스풀(200)을 서로 다른 높이에서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.

이를 참조하면, 원기둥 형상을 가지고 길이방향으로 회전되는 스풀(300)에는 각각 외측면을 따라 환형요홈 형상을 가지는 제 1 및 제 2 유로(210, 220)와, 퍼지기체유로(230)와, 제 1 및 제 2 소스기체유로(240, 250)가 설치된다. 이때 스풀(200)이 하우징(300) 내로 수용될 경우 제 1 유로(210)는 챔버의 유입관(122)과, 제 2 유로(220)는 바이패스관(162)과, 퍼지기체유(230)로는 제 3 공급관(156)과, 제 1 소스기체유로(240)는 제 1 공급관(152)과, 제 2 소스기체유로(250)는 제 2 공급관(154)과 각각 연통된다.

이 중 특히 퍼지기체유로(230)와 제 1 내지 제 2 소스기체유로(240, 250)는 각각 몇 개의 구분된 영역을 가지고 있는데, 제 1 내지 제 2 유로(210, 220)가 서로 연통된 하나의 환형요홈 유로를 구성하는 것과 달리, 퍼지기체유로(230)와 제 1 내지 제 2 소스기체유로(240, 250)는 각각 전체적으로 환형요홈의 형상을 이루기는 하지만, 특히 퍼지기체유로(230)는 서로 이웃하는 네 개의 제 1 내지 제 4 영역(230a, 230b, 230c, 230d)으로 구분되고, 제 1 소스기체유로(240)는 이웃하는 두 개의 제 5 및 제 6 영역(240a, 240b)으로, 제 2 소스기체유로(250) 역시 이웃하는 제 7 및 제 8 유로(250a, 250b)로 각각 구분된다.

이는 도 6a 내지 도 6e 를 참조할 경우 보다 쉽게 이해될 수 있는데, 이들 도면은 특히 전술한 제 1 유로(210), 제 1 내지 제 2 소스기체유로(240, 250)와, 퍼지기체유로(230)와, 제 2 유로(220)에 대응되는 높이에서 절단한 단면을 도시하여 차례로 나열한 것이다.

이에 퍼지기체유로(230)는 서로 이웃하는 제 1 내지 제 4 영역(230a, 230b, 230c, 230d)으로 구분되고, 제 1 소스기체유로(240)는 제 5 및 제 6 영역(240a, 240b)으로, 제 2 소스기체유로(250) 역시 서로 이웃하는 제 7 및 제 8 영역(250a, 250b)으로 구분됨을 확인할 수 있을 것이다.

이때 바람직하게는 퍼지기체유로(230)의 제 1 내지 제 4 영역(230a, 230b, 230c, 230d)은 실질적으로 동일한 면적을 가지고, 제 1 소스기체유로(240)의 제 5영역(240a)과, 제 2 소스기체유로(250)의 제 7 영역(250a)은 각각 상기 퍼지기체유로(230)의 제 1 내지 제 4 영역(230a, 230b, 230c, 230d) 중 하나와 실질적으로 동일한 면적을 가지며, 제 1 소스기체유로(240)의 제 6 영역(240b)과 제 2 소스기체유로(250)의 제 8 영역(250b)은 각각 상기 퍼지기체유로(230)의 제 1 내지 제 4 영역(230a, 230b, 230c, 230d) 중 연속된 세 개의 영역과 실질적으로 동일한 면적을 가지고 있다.

또한 이 스풀(200) 내에는 다수의 통로가 설치되어 제 1 내지 제 8 영역(230a, 230b, 230c, 230d, 240a, 240b, 250a, 250b)을 각각 제 1 내지 제 2 유로(210, 220) 중 선택된 하나로 연결하게 되는데, 바람직하게는 각 유로의 영역은 번갈아 가면서 제 1 유로(210) 또는 제 2 유로(220)와 연결되는 것이 유리하다.

이에 퍼지기체유로(230)의 제 1 영역(230a) 및 제 3 영역(230c)과, 제 1 소스기체유로(240)의 제 6 영역(240b)과, 제 2 소스기체유로(250)의 제 8 영역(250b)은 각각 제 2 유로(220)와 연결되고, 그 외 퍼지기체유로(230)의 제 2 영역 및 제 4 영역(230b, 230d)과, 제 1 소스기체유로(240)의 제 5 영역(240a)과, 제 2 소스기체유로(250)의 제 7 영역(250a)은 각각 제 2 유로(220)와 연결된다.

도 7은 본 발명에 따른 밸브에 있어서, 스풀(200)의 외측면을 펼쳐 도시한 전개도로서, 전술한 도 5와, 도 6a 내지 6e 와 비교할 경우 본 발명에 따른 밸브(V)의 스풀(200)이 가지는 다수의 영역(230a, 230b, 230c, 230d, 240a, 240b, 250a, 250b)과 제 1 및 제 2 유로(210, 220)와의 연결구조가 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

이에 도시된 바와 같이 제 1 유로(210)에는 내부를 향하는 제 1 내지 제 4 챔버홀(212, 214, 216, 218)이 설치되고, 제 2 유로(220) 역시 내부를 향하는 제 1 내지 제 4 펌프홀(222, 224, 226, 228)이 설치된다. 또한 퍼지기체유로(230)의 제 1 영역 내지 제 4 영역(230a, 230b, 230c, 230d)에는 각각 내부를 향하는 제 1 내지 제 4 홀(232, 234, 236, 238)이 설치되고, 제 1 소스기체유로(240)의 제 5 영역(240a)과 제 6 영역(240b)에는 각각 제 5 홀(242)과 제 6 홀(244)이 설치되며, 제 2 소스기체유로(250)의 제 7 영역(250a)과 제 8 영역(250b)에는 각각 제 7홀(252)과 제 8홀(254)이 설치되어 있다.

따라서 스풀(200) 내로 설치된 다수의 내부통로는 각각 제 1 챔버홀(212)과 제 1 소스기체유로(240)의 제 5 홀(242)을 연결하는 제 1 통로(282)와, 제 2 챔버홀(214)과 퍼지기체유로(230)의 제 2 홀(234)을 연결하는 제 2 통로(284)와, 제 3 챔버홀(216)과 제 2 소스기체유로(250)의 제 7 홀(252)을 연결하는 제 3 통로(286)와, 제 4 챔버홀(218)과 퍼지기체유로(230)의 제 4 홀(238)을 연결하는 제 4 통로(288)와, 제 1 펌프홀(222)과 퍼지기체유로(230)의 제 1 홀(232)을 연결하는 제 5 통로(292)와, 제 2 펌프홀(224)과 제 1 소스기체유로(240)의 제 6 홀(244)을 연결하는 제 6 통로(294)와, 제 3 펌프홀(226)과 퍼지기체유로(230)의 제 3 홀(236)을 연결하는 제 7 통로(296)와, 제 4 펌프홀(228)과 제 2 소스기체유로(250)의 제 8 홀(254)을 연결하는 제 8 통로(298)가 구비된다.

따라서 본 발명에 따른 밸브(V)는 스풀(200)의 회전에 의해 제 1 소스기체(S1)를 유입관(122)으로 유도함과 동시에 제 2 소스기체(S2)와퍼지기체(P)를 바이패스관(162)으로 유도하는 제 1 동작과, 퍼지기체(P)를 유입관(122)으로 유도함과 동시에 제 1 소스기체(S1)와 제 2 소스기체(S2)를 바이패스관(162)으로 유도하는 제 2 동작과, 제 2 소스기체(S2)를 유입관(122)으로 유도함과 동시에 제 1 소스기체(S1)와 퍼지기체(P)를 바이패스관(162)으로 유도하는 제 3 동작과, 퍼지기체(P)를 유입관(122)으로 유도함과 동시에 제 1 소스기체(S1)와 제 2 소스기체(S2)를 바이패스관(162)으로 유도하는 제 4 동작을 반복하게 된다.

이는 결국 원자층증착방법을 사용하는 박막증착장치에 있어서, 일반적인 다수의 온/오프 밸브들의 연동으로 진행되는 동작과 동일한 기능임을 알수 있다.

이때 도면에는 스풀(200)의 외측면에 설치된 제 1 유로(210)와 제 2 유로(220) 사이로 각각 제 1 내지 제 2 소스기체유로(240, 250)와 퍼지기체유로(230)가 차례로 배열되어 있으나 반드시 이에 한정될 필요는 없고, 제 1 유로(210)와 제 2 유로(220)가 각각 유입관(122)과 바이패스관(162)에 연통되고, 제 1 내지 제 2 소스기체유로(240, 250)가 각각 제 1 공급관(152)과 제 2 공급관(154)에 연통되며, 퍼지기체유로(230)가 제 3 공급관(156)과 연통될 수 있도록 서로 다른 높이를 가진다면 그 높이는 얼마든지 변형이 가능함을 예상할 수 있다.

또한 이들 제 1 내지 제 3 공급관(152, 154, 156)과, 유입관(122) 및 바이패스관(162) 또한 동일 높이에서 그 위치가 자유로울 수 있는 바, 제 1 공급관(152)이 제 1 소스기체유로(240)의 제 5 영역(240a)에 연통될 경우 제 2 공급관(154)은제 2 소스기체유로(250)의 제 8 영역(250b)에, 제 3 공급관(156)은 퍼지기체유로(220)의 제 1 영역(230a)과 제 3 영역(230c) 중 선택된 하나에 연통된다면 올바른 동작을 수행할 수 있을 것이다.

특히 이상에서 설명한 본 발명에 따른 밸브는 가장 단순한 일례로, 스풀(200)의 1 회전에 의해 단위 박막증착주기가 진행되는 것을 설명하였는데, 이의 변형으로 스풀(200)의 1회전에 의해 2회 박막증착주기 이상이 진행되도록 하는 것도 가능할 것이다. 즉, 전술한 예에서는 퍼지기체유로(230)가 가지는 구분된 영역을 4 개, 제 1 소스기체유로(240)와 제 2 소스기체유로(250)가 가지는 영역을 각각 2 개씩으로 상정하였기 때문에 스풀(200)의 1 회전으로 1 회의 단위박막증착주기가 진행되지만, 퍼지기체유로(230)가 제 1 내지 제 4 영역이 반복되는 4n 개의 영역을, 제 1 소스기체유로(240)가 제 5 내지 제 6 영역이 반복되는 2n 개의 영역을, 제 2 소스기체유로(250)가 제 7 내지 제 8 영역이 반복되는 2n 개의 영역을 가진다면, 스풀(200)의 1 회전에 의해 n 회의 박막증착주기가 진행될 것이다.

본 발명은 웨이퍼(wafer)가 존재하는 밀폐된 반응영역으로 다수의 기체물질을 순차적으로 주입하는 원자층증착방법용 박막증착장치에 있어서, 보다 단순한 구성을 가지고 신뢰성 있게 상기 다수의 기체물질의 주입순서를 제어할 수 있는 밸브를 제공한다.

특히 본 발명은 일반적인 박막증착장치에 있어 다수의 연동하는 온/오프 밸브를 대신해 본 발명에 따른 하나의 밸브로 동일한 동작을 수행할 수 있는 바, 박막증착장치의 제조비용의 절감은 물론 설치면적을 대폭 감소할 수 있는 장점을 가지고 있다.

특히 본 발명은 하나의 밸브를 사용하므로 공정시간의 지연을 방지할 수 있으며, 스풀의 회전에 의해 다수의 기체가 제어되는 단순한 방식을 사용함에 따라 오동작의 가능성을 크게 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이에 보다 개선된 반도체 소자의 제조를 가능하게 한다.

Claims

웨이퍼가 안착되는 밀폐된 반응영역을 정의하고, 외부의 기체물질을 상기 반응영역으로 유입하는 유입관과, 상기 반응영역을 배기하는 배출관과, 상기 배출관 말단에 부설되는 감압수단을 포함하는 챔버와, 제 1 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 1 공급관을 가지는 제 1 소스기체저장탱크와, 제 2 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 2 공급관을 가지는 제 2 소스기체저장탱크와, 퍼지기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 3 공급관을 가지는 퍼지기체저장탱크를 포함하는 기체공급부를 포함하는 원자층증착방법용 박막증착장치에 있어서, 상기 챔버와 상기 기체공급부를 연결하여 상기 기체물질의 상기 챔버로의 유입을 제어하는 밸브로서,

원통 형상을 가지고 외측면 서로 다른 높이에 각각 상기 제 1 내지 제 3 공급관과, 상기 유입관과, 상기 감압수단과 연결되는 바이패스관이 관통 삽입되는 하우징과;

상기 하우징 내로 수용되는 원기둥 형상을 가지고, 외측면 서로 다른 높이에 각각, 상기 유입관과 연통된 환형요홈 형상의 제 1 유로와, 상기 바이패스관과 연통된 환형요홈 형상의 제 2 유로와, 상기 제 1 공급관과 연통되며 연접하는 2n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 제 1 소스기체유로와, 상기 제 2 공급관과 연통되며 연접하는 2n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 제 2 소스기체유로와, 상기 제 3 공급관과 연통되며 연접하는 4n 개의 영역으로 구분된 환형요홈 형상의퍼지기체유로를 가지고, 내부로 상기 각 영역을 상기 제 1 유로 또는 상기 제 2 유로 중 선택된 하나와 연결하는 다수의 내부통로를 포함하는 스풀과;

상기 스풀의 길이방향을 축으로 회전시키는 구동수단

을 포함하는 밸브
청구항 1에 있어서,

상기 밸브는 상기 스풀의 회전에 의해,

상기 제 1 소스기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 2 소스기체와 상기 퍼지기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 1 동작과, 상기 퍼지기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 제 2 소스기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 2 동작과, 상기 제 2 소스기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 퍼지기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 3 동작과, 상기 퍼지기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 제 2 소스기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 4 동작을 반복하는 밸브
청구항 1에 있어서,

상기 퍼지기체유로가 가지는 4n 개의 영역은 실질적으로 동일한 면적의 제 1내지 제 4 영역이 반복되고, 상기 제 1 소스기체유로는 상기 제 1 내지 제 4 영역 중 선택된 하나와 실질적으로 동일한 면적의 제 5 영역과, 상기 제 1 내지 제 4 영역 중 연속된 세 개의 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 6 영역이 번갈아 배열되며, 상기 제 2 소스기체유로는 제 5 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 7 영역과, 상기 제 6 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 8 영역이 번갈아 배열되고,

상기 다수의 통로는, 상기 제 1 영역과, 제 3 영역과, 제 6 영역과, 제 8 영역을 각각 상기 제 2 유로로 연결하고, 상기 제 2 영역과, 제 4 영역과, 제 5 영역과, 제 7 영역을 각각 상기 제 1 유로로 연결하며,

상기 제 1 공급관이 상기 제 5 영역과 연통될 경우 상기 제 2 공급관은 상기 제 8 영역과, 상기 제 3 공급관은 상기 제 1 또는 제 3 영역 중 선택된 하나에 각각 연통되는 밸브
청구항 3에 있어서,

상기 제 1 유로와, 제 2 유로와, 제 1 소스기체유로와, 제 2 소스기체유로와, 퍼지기체유로 사이에 각각 개재되는 환형의 패킹

을 더욱 포함하는 밸브
청구항 1에 있어서,

상기 감압수단은 펌프이고, 상기 구동수단은 모터인 밸브
웨이퍼가 안착되는 밀폐된 반응영역을 정의하고, 외부의 기체물질을 상기 반응영역으로 유입하는 유입관과, 상기 반응영역을 배기하는 배출관과, 상기 배출관 말단에 부설되는 감압수단을 포함하는 챔버와, 제 1 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 1 공급관을 가지는 제 1 소스기체저장탱크와, 제 2 소스기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 2 공급관을 가지는 제 2 소스기체저장탱크와, 퍼지기체를 저장하고 이를 외부로 공급하는 제 3 공급관을 가지는 퍼지기체저장탱크를 포함하는 기체공급부를 가지는 원자층증착방법용 박막증착장치에 있어서, 상기 챔버와 상기 기체공급부를 연결하여 상기 기체물질의 상기 챔버로의 유입을 제어하는 밸브로서,

원통 형상을 가지고, 외측면 서로 다른 높이에 각각 상기 제 1 내지 제 3 공급관과, 상기 유입관과, 상기 감압수단과 연결되는 바이패스관이 관통 삽입되는 하우징과;

상기 하우징 내로 수용되는 원기둥 형상을 가지고 외측면 서로 다른 높이에 각각, 상기 유입관과 연통된 환형요홈 형상의 제 1 유로와, 상기 바이패스관과 연통된 환형요홈 형상의 제 2 유로와, 상기 제 3 공급관과 연통되며 실질적으로 동일한 면적의 연접하는 제 1 내지 제 4 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 퍼지기체유로와, 상기 제 1 공급관과 연통되며 상기 제 1 내지 제 4 영역 중 선택된 하나의영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 5 영역과, 상기 제 1 내지 제 4 영역 중 연속되는 세 개의 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 6 영역으로 구분되는 환형요홈 형상의 제 1 소스기체유로와, 상기 제 2 공급관과 연통되며 상기 제 5 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 7 영역과, 상기 제 6 영역과 실질적으로 동일한 면적의 제 8 영역으로 구분된 환형요홈 형상의 제 2 소스기체유로를 가지고,

내부로, 상기 제 1 영역과, 제 3 영역과, 제 6 영역과, 제 8영역을 각각 상기 제 2 유로에 연결하는 제 1 내지 제 4 내부통로와, 상기 제 2 영역과, 제 4 영역과, 제 5 영역과, 제 7 영역을 각각 상기 제 1 유로에 연결하는 제 5 내지 제 8 내부통로를 포함하는 스풀과;

상기 스풀의 길이방향을 축으로 회전시키는 구동수단

을 포함하는 밸브
청구항 6에 있어서,

상기 제 1 공급관이 상기 제 5 영역과 연통될 경우 상기 제 2 공급관은 상기 제 8 영역과, 상기 제 3 공급관은 상기 제 1 또는 제 3 영역 중 선택된 하나에 각각 연통되어,

상기 제 1 소스기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 2 소스기체와 상기 퍼지기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 1 동작과, 상기 퍼지기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 제 2 소스기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 2 동작과, 상기 제 2 소스기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 퍼지기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 3 동작과, 상기 퍼지기체를 상기 유입관으로 유도함과 동시에 상기 제 1 소스기체와 상기 제 2 소스기체를 상기 바이패스관으로 유도하는 제 4 동작을 반복하는 밸브
청구항 6에 있어서,

상기 제 1 유로와, 제 2 유로와, 제 1 소스기체유로와, 제 2 소스기체유로와, 퍼지기체유로 사이에 각각 개재되는 환형의 패킹

을 더욱 포함하는 밸브
청구항 6에 있어서,

상기 감압수단은 펌프이고, 상기 구동수단은 모터인 밸브