KR20060100546A - 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비에서 여러 공정개스들 중 각 공정개스의 압력차이에 의한 역류를 방지하는 개스 역류방지장치에 관한 것이다.

개스용기를 함께 사용하는 복수의 공정설비를 구비한 반도체 제조설비에서 공정설비 간에 개스 역류를 방지장치는, 상기 개스용기를 함께 사용하는 복수의 공정설비의 개스공급장치마다 개스공급 인입라인에 체크밸브를 설치하여 반도체 제조설비에서 개스공급라인 또는 공정설비의 이상으로 인해 인접 공정설비로 혼합개스가 역류되지 않도록 하여 공정불량으로 인한 비용을 절감할 수 있도록 한다.

식각설비, 개스 역류방지, 개스공급, 개스플로우

Description

반도체 제조설비의 개스 역류방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING FLOWING BACKWARD OF PROCESS GAS IN SEMICONDUCTOR MANUFACTURE DEVICE}

도 1은 종래의 반도체 식각설비의 개스공급장치의 구성도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 식각설비의 개스공급장치의 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 업스트림밸브 20: MFC

30: 다운스트림밸브 40: 제1 벤트밸브

50: 제2 벤트밸브 60: 제3벤트밸브

70: 공정챔버 201~204: 제1 내지 제4공정설비

205: 유해성 개스용기 206: 무해성 개스용기

본 발명은 반도체 제조설비의 개스공급장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 벤트라인으로 배기되는 잔류개스가 역류되는 상태를 검출하는 잔류개스 역류검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하게 됨으로써 이루어지고, 이들 반도체장치 제조공정 중 식각, 확산, 화학기상증착 등의 공정은 밀폐된 공정챔버 내에 소정의 분위기하에서 공정가스를 투입함으로써 공정챔버 내의 웨이퍼 상에서 반응토록 하는 공정을 수행하게 된다. 이러한 반도체 제조공정은 대부분 진공상태에서 진행되고 있으며, 진공상태가 설정된 값에서 정확하게 유지되어야만 정밀한 반도체 제조공정을 수행할 수 있다.

그런데 반도체 제조공정 중에 건식식각 공정을 수행하기 위한 식각설비는 여러 종류의 개스가 개별적으로 공급되고, 최후 프로세스 챔버로 투입되기 이전에 혼합 개스로 합하여져 챔버로 공급되는 시스템을 갖추고 있다. 이때 공급되는 공정개스의 공급압력은 일정한 스펙을 갖추고 있으나 개스의 특성에 따라 그 압력이 서로 다르게 공급되고 있다.

도 1은 종래의 반도체 식각설비의 개스 공급장치의 구성도이다.

100, 200, 300, 400은 식각공정을 진행하기 위한 제1 내지 제4 공정설비이다. 500은 제1 내지 제4 공정설비(100, 200, 300,400)로 CL2, BCL3 개스를 각각 공급하는 유해성개스용기(TOXIC GAS BOMBE)이다. 600은 AR, O2, N2, CHF3 개스를 제4 공정설비(400)로 각각 공급하는 무해성 개스용기(NON-TOXIC GAS BOMBE)이다.

상기 제1 내지 제4 공정설비(100, 200, 300,400)는 동일한 구성을 가지며, 제4 공정설비(400)에 그 상세한 구성을 개시한다.

10은 6개의 업스트림밸브(UV1~UV6)로 이루어져 MFC교체 시 유해성 개스용기(500)나 무해성 개스용기(600)로부터 각종 개스가 공급되지 않도록 차단시키는 밸브이다. 20은 제1 내지 제6 MFC(MASS FLOW CONTROLLOR)(MF1~MF6)로 구성되어 각 개스라인의 개스압력을 조절하는 개스플로우 압력조절부이다. 30은 6개의 다운스트림밸브(DV1~DV6)로 구성되어 MFC교체 시 쳄버(70)에 연결된 개스라인으로 개스가 유출되지 않도록 차단시키는 밸브이다. 40은 상기 제1 및 제2 MFC(MF1~MF2)로부터 개스라인을 통해 공급되는 유해성 개스인 CL2, BCL3개스를 공급 또는 차단하기 위한 제1 벤트밸브이다. 50은 상기 제3 내지 제6 MFC(MF3~MF6)로부터 개스라인을 통해 공급되는 무해성 개스인 AR, O2, N2, CHF3개스를 공급 또는 차단하기 위한 제2 벤트밸브이다. 60은 제1 및 제2 벤트밸브(40, 50)를 통해 공급되는 혼합개스를 챔버(70)로 공급하거나 차단하는 제3 벤트밸브이다. 70은 제3 벤트밸브(60)에 연결된 개스공급라인에 연결되어 각종 개스를 공급받아 식각공정을 수행하는 챔버이다.

도 1을 참조하면, 유해성 개스용기(500)는 CL2개스와 BCL3개스를 각각 공급한다. 업스트림밸브(UV1, UV2)와 다운스트림밸브(DV1~DV2) 및 제1, 제3 벤트밸브(40, 60)를 개방시키면 CL2개스 및 BCL3가 제1 및 제2 MFC(MF1~MF2)로 공급된다. CL2개스는 제1 MFC(MF1)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 24psi로 조절된다. BCL3개스는 제2 MFC(MF2)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 18psi로 조절된다. 이때 제1 MFC(MF1~MF2)을 통해 개스량이 조절된 CL2개스와 BCL3개스는 다운스트림밸브(DV1~DV2)와 제1 벤트밸브(40) 및 제3 벤트밸브(60)를 통해 공정챔버(70)로 공급된다.

무해성 개스용기(600)는 AR, O2, N2, CHF3개스를 각각 공급한다. 업스트림밸브(UV3, UV4, UV5, UV6)와 다운스트림밸브(DV3~DV6) 및 제2, 제3 벤트밸브(50, 60)를 개방시키면 AR, O2, N2, CHF3 개스가 제3 내지 제6 MFC(MF3~MF6)로 공급된다. AR개스는 제3 MFC(MF3)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 22psi로 조절된다. O2개스는 제4 MFC(MF4)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 24psi로 조절된다. N2개스는 제5 MFC(MF5)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 23psi로 조절된다. CH3개스는 제6 MFC(MF6)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 19psi로 조절된다. 이때 제1 MFC(MF3~MF6)을 통해 개스량이 조절된 AR, O2, N2, CHF3 개스는 다운스트림밸브(DV3~DV6)와 제2 벤트밸브(50) 및 제3 벤트밸브(60)를 통해 공정챔버(70)로 공급된다.

상기와 같은 종래의 개스공급장치는 공정챔버(70)의 압력이 고진공 상태이므로 모든 개스가 공정챔버(70)로 유입되나 설비이상 예를 들어 공정챔버(70)로 각종 개스를 공급하도록 단속하는 제3 벤트밸브(60)가 고장이 발생되는 경우 공정챔버(70)로 공급되는 각종 개스 중 압력이 낮은 개스라인으로 역류현상이 발생된다. 개스의 역류현상이 발생되면 개스공급라인에 연결된 다른 공정설비로 역류개스가 공급됨으로 인하여 공정불량이 발생하여 막대한 경제적인 손실이 발생하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조설 비에서 개스공급 라인을 통해 개스를 공급할 시 다른 공정챔버로 개스역류현상이 발생되지 않도록 하여 공정불량을 방지하는 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 개스용기를 함께 사용하는 복수의 공정설비를 구비한 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치는,

상기 개스용기를 함께 사용하는 복수의 공정설비의 개스공급장치마다 개스공급 인입라인에 체크밸브를 설치함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 양태에 따른 복수의 공정설비를 구비한 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치는, 상기 복수의 공정설비는; MFC교체 시 유해성 개스용기나 무해성 개스용기로부터 각종 개스가 공급되지 않도록 차단시키는 복수의 업스트림밸브와, 상기 복수의 업스트림밸브를 통해 인입되는 각 개스라인의 개스압력을 각각 조절하는 복수의 MFC와, 상기 MFC교체 시 공정쳄버에 연결된 개스라인으로 개스가 유출되지 않도록 차단시키는 복수의 다운스트림밸브와, 상기 복수의 MFC로부터 개스라인을 통해 공급되는 유해성 개스를 공급 또는 차단하기 위한 제1 벤트밸브와, 상기 복수의 MFC로부터 개스라인을 통해 공급되는 무해성 개스를 공급 또는 차단하기 위한 제2 벤트밸브와, 상기 제1 및 제2 벤트밸브를 통해 공급되는 개스를 상기 공정챔버로 공급하거나 차단하는 제3 벤트밸브와, 유해성 개스용기로부터 공급되는 개스공급 인입라인에 설치되어 상기 유해성 개스를 일방향으로 공급하고 개 스공급라인으로부터 다른 혼합개스가 역류되지 않도록 하는 체크밸브를 포함함을 특징으로 한다.

상기 유해성 개스는 CL2, BCL3임을 특징으로한다.

상기 체크밸브는 BCL3개스공급 인입라인에 설치됨을 특징으로 한다.

상기 체크밸브는, CL2 개스공급 인입라인과 BCL3개스공급 인입라인에 함계 설치됨을 특징으로 한다.

상기 체크밸브는 상기 다수의 공정설비 중 하나의 공정설비에서 다른 공정설비로 혼합개스가 역류됨을 방지함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 식각설비의 개스공급장치의 구성도이다.

201, 202, 203, 204는 식각공정을 각각 진행하기 위한 제1 내지 제4 공정설비이다. 205는 제1 내지 제4 공정설비(201, 202, 203, 204)로 CL2, BCL3 개스를 각각 공급하는 유해성개스용기(TOXIC GAS BOMBE)이다. 206은 AR, O2, N2, CHF3 개스를 제4 공정설비(204)로 각각 공급하는 무해성 개스용기(NON-TOXIC GAS BOMBE)이다.

상기 제1 내지 제4 공정설비(201, 202, 203, 204)는 동일한 구성을 가지며, 제4 공정설비(204)에 그 상세한 구성을 개시한다.

301은 6개의 업스트림밸브(UV1~UV6)로 이루어져 MFC교체 시 유해성 개스용기(205)나 무해성 개스용기(206)로부터 각종 개스가 공급되지 않도록 차단시키는 밸브이다. 302는 제1 내지 제6 MFC(MASS FLOW CONTROLLOR)(MF1~MF6)로 구성되어 각 개스라인의 개스압력을 조절한다. 303은 6개의 다운스트림밸브(DV1~DV6)로 구성되어 MFC교체 시 쳄버(307)에 연결된 개스라인으로 개스가 유출되지 않도록 차단시키는 밸브이다. 304는 상기 제1 및 제2 MFC(MF1~MF2)로부터 개스라인을 통해 공급되는 유해성 개스인 CL2, BCL3개스를 공급 또는 차단하기 위한 제1 벤트밸브이다. 305는 상기 제1 내지 제2 MFC(MF3~MF6)로부터 개스라인을 통해 공급되는 무해성 개스인 AR, O2, N2, CHF3개스를 공급 또는 차단하기 위한 제2 벤트밸브이다. 306은 제1 및 제2 벤트밸브(304, 305)을 통해 공급되는 개스를 챔버(307)로 공급하거나 차단하는 제3 벤트밸브이다. 307은 제3 벤트밸브(306)에 연결된 개스공급라인에 연결되어 각종 개스를 공급받아 식각공정을 수행하는 챔버이다. 체크밸브(308)는 유해성 개스용기(205)로부터 공급되는 CL2개스공급 인입라인에 설치되어 CL2개스를 일방향으로 공급하고 개스공급라인으로부터 다른 혼합개스가 역류되지 않도록 한다. 체크밸브(309)는 유해성 개스용기(205)로부터 공급되는 BCL3개스공급 인입라인에 설치되어 BCL3개스를 일방향으로 공급하고 개스공급라인으로부터 다른 혼합개스가 역류되지 않도록 한다.

도 2를 참조하면, 유해성 개스용기(305)는 CL2개스와 BCL3개스를 각각 공급한다. 업스트림밸브(UV1, UV2)와 다운스트림밸브(DV1~DV2) 및 제1, 제3 벤트밸브 (304, 306)를 개방시키면 유해성 개스용기(205)로부터 개스공급라인을 통해 공급되는 CL2개스 및 BCL3가 체크밸브(308, 309)를 통해 제1 및 제2 MFC(MF1~MF2)로 공급된다. CL2개스는 제1 MFC(MF1)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 24psi로 조절된다. BCL3개스는 제2 MFC(MF2)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 18psi로 조절된다. 이때 제1 MFC(MF1~MF2)를 통해 개스량이 조절된 CL2개스와 BCL3개스는 다운스트림밸브(DV1~DV2)와 제1 벤트밸브(304) 및 제3 벤트밸브(306)를 통해 공정챔버(307)로 공급된다.

무해성 개스용기(206)는 AR, O2, N2, CHF3개스를 각각 공급한다. 업스트림밸브(UV3, UV4, UV5, UV6)와 다운스트림밸브(DV3~DV6) 및 제2, 제3 벤트밸브(305, 306)를 개방시키면 AR, O2, N2, CHF3 개스가 제3 내지 제6 MFC(MF3~MF6)로 공급된다. AR개스는 제3 MFC(MF3)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 22psi로 조절된다. O2개스는 제4 MFC(MF4)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 24psi로 조절된다. N2개스는 제5 MFC(MF5)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 23psi로 조절된다. CH3개스는 제6 MFC(MF6)를 통해 개스량이 자동으로 예컨대 19psi로 조절된다. 이때 제1 MFC(MF3~MF6)을 통해 개스량이 조절된 AR, O2, N2, CHF3 개스는 다운스트림밸브(DV3~DV6)와 제2 벤트밸브(305) 및 제3 벤트밸브(306)를 통해 공정챔버(307)로 공급된다.

상기와 같이 여러 종류의 개스가 개스공급라인을 통해 혼합되어 공정챔버(307)로 인가되면 공정챔버(307)는 식각공정을 수행한다. 이때 개스공급라인의 최종단에 설치된 제3 벤트밸브(306)의 고장으로 개스가 플로우될 통로가 막힌 경우 개스압력이 상대적으로 낮은 개스공급라인(BCL3개스공급라인)으로 역류하게 되는데, 유해성 개스용기(205)에 연결된 개스공급라인에 체크밸브(308, 309)가 설치되어 있으므로 혼합된 개스가 제1 내지 제3 공정설비(201~203)로 역류되지 않고 개스공급라인 상에 잔류하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조설비에서 개스공급라인 또는 공정설비의 이상으로 인해 인접 공정설비로 혼합개스가 역류되지 않도록 하여 공정불량으로 인한 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 개스용기를 함께 사용하는 복수의 공정설비를 구비한 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치에 있어서,

   상기 개스용기를 함께 사용하는 복수의 공정설비의 개스공급장치마다 개스공급 인입라인에 체크밸브를 설치함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치.
2. 개스용기를 함께 사용하는 복수의 공정설비를 구비한 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치에 있어서,

   상기 복수의 공정설비는;

   MFC교체 시 유해성 개스용기나 무해성 개스용기로부터 각종 개스가 공급되지 않도록 차단시키는 복수의 업스트림밸브와,

   상기 복수의 업스트림밸브를 통해 인입되는 각 개스라인의 개스압력을 각각 조절하는 복수의 MFC와,

   상기 MFC교체 시 공정쳄버에 연결된 개스라인으로 개스가 유출되지 않도록 차단시키는 복수의 다운스트림밸브와,

   상기 복수의 MFC로부터 개스라인을 통해 공급되는 유해성 개스를 공급 또는 차단하기 위한 제1 벤트밸브와,

   상기 복수의 MFC로부터 개스라인을 통해 공급되는 무해성 개스를 공급 또는 차단하기 위한 제2 벤트밸브와,

   상기 제1 및 제2 벤트밸브를 통해 공급되는 개스를 상기 공정챔버로 공급하거나 차단하는 제3 벤트밸브와,

   유해성 개스용기로부터 공급되는 개스공급 인입라인에 설치되어 상기 유해성 개스를 일방향으로 공급하고 개스공급라인으로부터 다른 혼합개스가 역류되지 않도록 하는 체크밸브를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 유해성 개스는 CL2, BCL3임을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 체크밸브는 BCL3개스공급 인입라인에 설치됨을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 체크밸브는, CL2 개스공급 인입라인과 BCL3개스공급 인입라인에 함께 설치됨을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치.
6. 제3항에 있어서,

   상기 체크밸브는 상기 다수의 공정설비 중 하나의 공정설비에서 다른 공정설비로 혼합개스가 역류됨을 방지함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 개스 역류방지장치.

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