KR20060002430A - 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템 - Google Patents

반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20060002430A
KR20060002430A KR1020040051464A KR20040051464A KR20060002430A KR 20060002430 A KR20060002430 A KR 20060002430A KR 1020040051464 A KR1020040051464 A KR 1020040051464A KR 20040051464 A KR20040051464 A KR 20040051464A KR 20060002430 A KR20060002430 A KR 20060002430A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling water
flow rate
semiconductor diffusion
coolant
diffusion device
Prior art date
Application number
KR1020040051464A
Other languages
English (en)
Inventor
이경형
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040051464A priority Critical patent/KR20060002430A/ko
Publication of KR20060002430A publication Critical patent/KR20060002430A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 확산 장치를 냉각하는 냉각수의 흐름을 효과적으로 제어하는 냉각수 유량 제어 시스템에 관한 것으로, 냉각수 입구 배관 상에 설치되고, 냉각수 유량을 측정하는 센서부, 센서부로 유입되는 냉각수 이외의 냉각수가 흘러가는 바이패스부, 반도체 확산 장치에서 정해지는 냉각수 유량 설정값과 실제 측정된 냉각수 유량값을 비교하여 유량 제어 밸브에 제어 신호를 전송하는 제어부, 및 상기 제어부에 의해 밸브의 개도가 조절되어 냉각수 유량을 자동으로 조절할 수 있는 제어 밸브로 구성되어 상기 냉각수의 유량을 자동으로 제어하여, 반도체 확산 장치 냉각 시스템상의 과도 현상에 따른 변화에 즉각적으로 대응할 수 있는 것을 특징으로 하는 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller; MFC)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 본 발명은 반도체 확산 장치 냉각수 유량의 헌팅(hunting) 현상을 방지하고, 그에 따라 반도체 확산 장치의 프로세스 튜브(process tube)의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 효과가 있다.
반도체 확산 설비, 유량 제어 시스템, 질량 유량 제어기(MFC), 유량 헌팅 현상, 냉각수

Description

반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템{Cooling water control system for semiconductor diffusion apparatus}
도 1은 종래의 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템의 구성에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템의 일 실시예의 구성에 대한 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템의 일 실시예에서 사용되는 질량 유량 제어기의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템의 다른 일 실시예의 구성에 대한 개략도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
11,21; 질량 유량 제어기(MFC)
2,23; 레귤레이터 3,12,22; 유량 지시계
14; 센서부 15; 바이패스부
16; 제어부 17; 유량 제어 밸브
본 발명은 반도체 확산 장치를 냉각시키는 냉각수의 유량을 제어하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수 유량의 헌팅(hunting) 현상을 방지하여 반도체 확산 장치에 일정한 유량의 냉각수가 제공될 수 있도록 하는 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템에 관한 것이다.
통상, 반도체 제조 공정 중에는 전기적인 특성을 가지도록 붕소(B)나 인(P) 등의 불순물을 웨이퍼에 주입하기 위해서 물질이 매질을 통해 고농도에서 저농도로 움직이는 확산 현상을 이용하는 확산 공정이 있으며, 이러한 확산 공정을 수행하는 주 장치로 확산을 위해 필요한 고온의 환경을 제공하는 확산로(Diffusion Furnace)가 있다.
상기와 같은 확산로는 입구부에 확산로의 입구와 입구를 개폐하는 도어 사이의 기밀이 유지되게 하는 오링(O-ring)이 패킹 부재로 들어가게 되는데, 고온의 환경인 확산로로 인해 오링이 과열되어 손상되는 것을 방지하기 위해서는 오링을 냉각시키는 냉각 시스템이 필요하다.
한편, 불순물이 웨이퍼 속으로 주입되는 양은 온도의 함수가 되기 때문에 확산 공정을 수행하는 프로세스 튜브는 온도에 매우 민감하게 되므로 확산 공정이 수행되는 동안에는 프로세스 튜브를 장치에서 요구되는 적정한 온도로 유지할 필요가 있다. 이와 같이 프로세스 튜브를 적정한 온도로 유지하기 위해서는 반도체 확산 장치의 냉각수의 유량을 일정하게 유지할 필요가 있고, 이에 따라 냉각수 유량을 제어하는 시스템이 필요하게 된다.
종래의 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템(1)은 도 1에서 도시되는 바와 같이, 냉각수 배관(4) 상에 설치되는 냉각수 유량 지시계(3)의 지시값에 따라 공정 라인에서 근무하는 작업자가 유량 조절 밸브인 레귤레이터(regulator;2)를 수동으로 조작하여 유량을 제어하는 방식이다.
그러나, 반도체 확산 장치 냉각 시스템에 있어서 냉각수 펌프(도시되지 않음)의 출구 압력 변화 또는 냉각수 배관(4)에서 발생하는 슬러지 등으로 인해 냉각수의 유량이 일정하게 유지되지 않고 흔들리는 냉각수 유량 헌팅(hunting) 현상이 발생할 수 있는데, 이와 같은 냉각수 유량 헌팅 현상이 발생하는 경우 상기와 같은 종래의 냉각수 유량 제어 시스템(1)은 작업자가 유량 지시계(3)의 유량 지시값을 기준으로 유량이 안정될 때까지 레귤레이터(2)를 수동으로 조작해야 하는 문제점이 있다.
이와 같이 유량 지시계(4)의 지시값을 기준으로 수동으로 레귤레이터(2)를 조작하여 유량을 조절하게 되면, 유량의 헌팅 현상이 안정화되는데 많은 시간이 소요될 뿐 아니라, 종전의 냉각수 유량값으로 재조정하는 것도 용이하지 않은 문제가 있다.
특히 반도체 확산 장치의 냉각수 유량이 헌팅하게 되면, 그에 따라 확산로 내의 프로세스 튜브의 온도도 헌팅하게 되어, 확산 공정에서 불순물이 웨이퍼에 주입되는 양에 변화가 발생하여 확산 공정에서 요구되는 수준의 정밀도를 보장 받지 못하게 되는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 반도체 확산 장치의 냉각수의 유량을 측정하고, 측정된 유량값을 반도체 확산 장치에서 요구하는 냉각수 유량 설정값과 비교하여 그 차이에 따라 밸브의 개도를 조절하여 냉각수 유량의 헌팅 현상 발생을 방지하고, 헌팅 현상 발생시 신속하게 유량을 안정화 시키는 반도체 확산 장치 냉각수 유량 제어 시스템을 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템은 반도체 확산 장치를 냉각하는 냉각수 입구 배관 상에 상기 냉각수 유량의 헌팅(hunting) 현상의 발생을 방지하기 위해 설치되는 시스템으로서, 냉각수의 유량을 측정하는 센서부와, 상기 냉각수 입구 배관과 동일 선상에 설치되어 센서부로 유입되는 냉각수 이외의 냉각수가 흘러가는 바이패스부와, 센서부에서 측정된 냉각수 유량값을 상기 반도체 확산 장치에서 요구되는 미리 정해진 냉각수 유량 설정값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 냉각수 유량 제어 신호를 생성하는 제어부와, 제어부에서 생성된 상기 냉각수 유량 제어 신호에 따라 밸브의 개도가 제어되는 냉각수 유량 제어 밸브를 포함하는 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller;MFC) 및 상기 냉각수의 진행 방향에 있어서 상기 질량 유량 제어기의 후단에 설치되는 유량 지시계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가 본 발명은 상기의 질량 유량 제어기와 냉각수 유량 지시계 사이에 수동으로 개도를 조절할 수 있는 레귤레이터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 개략적으로 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템(10)은 냉각수 순환 펌프(도시되지 않음)로부터 나온 냉각수가 반도체 확산 장치의 입구부로 들어가는 입구 배관(13) 상에서 설치되는 MFC(11)와 MFC(11) 후단에 설치되는 냉각수 유량 지시계(12)를 포함한다.
도 3에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 MFC(11)는 센서부(14), 바이패스부(15), 제어부(16), 및 유량 제어 밸브(17)를 포함하여 구성된다.
센서부(14)는 냉각수 배관(13)을 통해 흐르는 냉각수의 일정 부분을 센서부(14)로 유도하는 시료 유도관(14a)을 구비하는데, 이와 같은 시료 유도관(14a)을 통해 냉각수의 일부가 센서부(14)로 유입된다.
센서부(14)는 시료 유도관(14a)으로 유입되는 냉각수를 전원부(14e)를 구비하여 가열하는 역할을 하는 가열 코일(14c), 유입되는 냉각수의 상류측의 온도를 측정하는 제 1 감온 코일(14b), 및 냉각수가 가열 코일(14c)을 지나 센서부(14)를 빠져 나가는 측의 온도를 측정하는 제 2 감온 코일(14d)이 구비되어, 냉각수의 흐름에 따라 제 1 감온 코일(14b)와 제 2 감온 코일(14d)사이에 발생하는 온도차를 이용하여 현재 흐르는 냉각수의 유량을 측정한다.
이 경우, 시료 유도관(14a)으로 일정한 유량의 냉각수가 유입되게 하기 위해, 층류기(15a)와 같은 내부 구조를 가지는 바이패스부(15)가 냉각수 배관(13)과 동일 선상으로 시료 유도관(14a) 양단 사이에 설치되어, 시료 유도관(14a)으로 유입되지 않은 냉각수의 유로를 제공한다.
제어부(16)는 반도체 확산 장치에서 확산 공정을 수행하기 위해 필요한 값으로 미리 설정한 냉각수 유량 설정값과 센서부(14)에 의해 측정되는 실제 냉각수 유량값을 비교하고, 비교 결과에 따라 냉각수 유량을 증가시키거나 감소시키도록 유량 제어 밸브(17)의 개도를 조절하는 신호를 생성한다.
유량 제어 밸브(17)는 제어부(16)로부터 밸브 개도에 대한 신호를 받아서 열림 또는 닫힘 동작을 수행하여 냉각수의 유량을 조절한다. 통상 유량 제어 밸브(17)로는 솔레노이드 밸브(solenoid valve), 스로틀 밸브, 또는 벨로우즈 밸브(bellows valve)등이 사용되는데, 특히 비례제어 솔레노이드 밸브가 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템(10)은 이와 같이 MFC(11)의 기능을 이용하여 냉각수의 유량이 일정하게 유지되도록 한다. 다시 말해, 반도체 확산 장치의 냉각 시스템 상의 과도 현상, 즉 메인 펌프의 토출 압력 저하, 냉각수 배관 상에 슬러지와 같은 이물질로 인한 유량의 변동 등이 발생하는 경우에도 MFC(11)는 정해진 냉각수 유량 설정값과 실제 냉각수 유량값을 연속적으로 비교하여 유량 제어 밸브(17)의 개도를 조절함으로써 냉각수 유량이 정해진 냉각수 유량 설정값으로 일정하게 안정화 되어 유지되게 하는 것이다.
도 4에서 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템(20)의 다른 일 실시예는 냉각수 진행 방향에 있어서 냉각수 배관(24) 상의 MFC(21)와 냉각수 유량 지시계(22) 사이에 공정 라인에서 작업하는 작업자가 수동으로 밸브의 개도를 조절하는 레귤레이터(23)를 더 포함하여 구성된다.
이와 같은 레귤레이터(23)는 MFC(21)가 오작동을 하는 경우를 대비하는 백업용 냉각수 유량 조절 밸브로 통상적인 경우는 완전 열림 상태를 유지하나, MFC(21)가 오작동을 하는 경우에는 공정 라인상의 작업자가 냉각수 유량 지시계(22)의 유량 지시값을 기준으로 수동으로 레귤레이터(23) 밸브의 개도를 조절하여 냉각수의 유량을 조절한다.
또한 냉각수 유량의 헌팅 정도가 상당한 경우에는 MFC(21)와 함께 레귤레이터(23) 밸브의 개도를 수동으로 조절하여 냉각수의 유량을 신속하게 안정화 시킨다. 이와 같이 냉각수 유량의 헌팅 정도가 상당한 경우에는 과도 현상을 보다 신속하게 해소하기 위해 작업자에 의한 레귤레이터(23) 밸브의 수동 조작을 허용하여 안정된 냉각수 유량을 형성하도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템은 연속적으로 실제 냉각수의 유량을 측정하여 상기 장치에서 요구되는 냉각수 유량 설정값과 비교하여 냉각수 유량 제어 밸브를 제어함으로써 냉각수 유량을 일정하게 유지하고, 그에 따라 반도체 확산 공정을 수행하는 프로세스 튜브의 온도가 일정하게 유지되도록 하여 양질의 확산 공정이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 반도체 확산 장치의 냉각 시스템 상에서 발생하는 여러 과도 현상에 따른 냉각수 유량의 헌팅 현상을 방지하고, 헌팅 현상이 발생하는 경우에는 신속하게 유량을 안정화 시키는 효과를 가지고 있다.

Claims (2)

  1. 반도체 확산 장치를 냉각하는 냉각수 입구 배관 상에 상기 냉각수 유량의 헌팅(hunting) 현상의 발생을 방지하기 위해 설치되는 시스템으로서,
    상기 냉각수의 유량을 측정하는 센서부와,
    상기 냉각수 입구 배관과 동일 선상에 설치되어 상기 센서부로 유입되는 냉각수 이외의 냉각수가 흘러가는 바이패스부와,
    상기 센서부에서 측정된 냉각수 유량값을 상기 반도체 확산 장치에서 요구되는 미리 정해진 냉각수 유량 설정값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 냉각수 유량 제어 신호를 생성하는 제어부와,
    상기 제어부에서 생성된 상기 냉각수 유량 제어 신호에 따라 개도가 제어되는 냉각수 유량 제어 밸브를 포함하는 질량 유량 제어기 및
    상기 냉각수의 진행 방향에 있어서 상기 질량 유량 제어기의 후단에 설치되는 냉각수 유량 지시계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수의 진행 방향에 있어서, 상기 질량 유량 제어기와 상기 냉각수 유량 지시계 사이에 설치되고, 수동으로 개도를 조절하는 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 확산 장치의 냉각수 유량 제어 시스템.
KR1020040051464A 2004-07-02 2004-07-02 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템 KR20060002430A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040051464A KR20060002430A (ko) 2004-07-02 2004-07-02 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040051464A KR20060002430A (ko) 2004-07-02 2004-07-02 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060002430A true KR20060002430A (ko) 2006-01-09

Family

ID=37105386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040051464A KR20060002430A (ko) 2004-07-02 2004-07-02 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060002430A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100788906B1 (ko) * 2006-07-24 2007-12-27 세메스 주식회사 처리액 공급 방법
KR101115222B1 (ko) * 2010-03-02 2012-02-14 주식회사 엘지실트론 오작동 감지 시스템, 저압 화학 증착 장치 및 그 제어방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100788906B1 (ko) * 2006-07-24 2007-12-27 세메스 주식회사 처리액 공급 방법
KR101115222B1 (ko) * 2010-03-02 2012-02-14 주식회사 엘지실트론 오작동 감지 시스템, 저압 화학 증착 장치 및 그 제어방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100826889B1 (ko) 항온액 순환장치 및 상기 장치에 있어서의 온도제어방법
US10655886B2 (en) Air conditioner and its operating method
US6138708A (en) Mass flow controller having automatic pressure compensator
US20090197212A1 (en) Premix Burner Control System and Method
CN103092229A (zh) 激光器温度稳定控制系统
JP4947292B2 (ja) 燃料温度調整装置
US4637454A (en) Wide range temperature control system for fluids
CN110275561B (zh) 用于控制预混合燃气燃烧器的燃料-氧化剂混合物的设备
KR20060002430A (ko) 반도체 확산 설비의 냉각수 유량 제어 시스템
JP2018059667A (ja) 内部循環型給湯システム
KR20200142017A (ko) 기체나 액체를 일정한 목표 온도로 조절하기 위한 컨디셔닝 장치
KR101572559B1 (ko) 샤프트로에 고온 가스를 공급하기 위한 방법
JPH05230106A (ja) オレフィンの重合における反応器の温度調整方法
JPH11161342A (ja) 純水流量の制御装置
JPH0677948B2 (ja) 金型温度調節装置
JP2007157169A (ja) 半導体製造装置における冷却水供給装置の流量制御システム
KR20190046498A (ko) 열교환기의 유량조절장치
JPS62297912A (ja) 温度制御方法
RU2429435C1 (ru) Способ газодинамической герметизации загрузочных и разгрузочных окон протяжной печи (варианты)
JP2022065370A (ja) 流量制御システム、及びそれを備えた燃焼制御システム
JP2004025078A (ja) 機能性超純水の製造方法及びそれに用いる装置
KR20050090635A (ko) 반도체 제조 설비의 냉각수 유량을 조절하기 위한 장치
JP2005133785A (ja) 供給装置
US20130019956A1 (en) Constant flow rate fluid controller
JPS58224246A (ja) 加熱制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination