KR20090002639A - Valve and apparatus and method for treating substrate with the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 밸브를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a valve according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.2 is a view showing a substrate processing apparatus according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 밸브의 구성들을 보여주는 도면이다.3 is a view showing the configuration of the valve shown in FIG.
도 4a 및 도 4d는 밸브의 동작 과정을 설명하기 위한 도면들이다.4A and 4D are diagrams for describing an operation process of the valve.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
1 : 기판 처리 장치1: substrate processing apparatus
20 : 공정챔버20: process chamber
30 : 진공펌프30: vacuum pump
40 : 진공라인40: vacuum line
100 : 밸브100: valve
110 : 하우징110: housing
120 : 플레이트120: plate
130 : 피스톤130: piston
140 : 압력 측정기140: pressure gauge
150 : 에어공급라인150: air supply line
160 : 감지기160: Detector
170 : 제어기170: controller
본 발명은 밸브 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 처리 공정이 수행되는 공정챔버의 압력을 조절하는 진공라인의 유량을 조절하는 밸브 및 이를 구비하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a valve and a substrate processing apparatus and method including the same, and more particularly, a valve for controlling a flow rate of a vacuum line for adjusting a pressure of a process chamber in which a substrate processing process is performed and a substrate having the same. An apparatus and method are provided.
일반적인 반도체 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 공정이 수행되는 공정챔버를 구비한다. 공정시 공정챔버의 내부는 기설정된 압력을 만족하여야 하며, 이를 위해 장치에는 공정챔버 내 압력을 조절하는 부재를 가진다. 이러한 압력조절부재로는 진공펌프(vacuum pump), 공정챔버와 진공펌프를 연결하는 진공라인, 그리고 진공라인에 설치되는 밸브를 가진다.A general semiconductor substrate processing apparatus includes a process chamber in which a process of processing a substrate is performed. During the process, the interior of the process chamber must satisfy a predetermined pressure, for which the apparatus has a member for adjusting the pressure in the process chamber. Such a pressure regulating member has a vacuum pump, a vacuum line connecting the process chamber and the vacuum pump, and a valve installed in the vacuum line.
이 중 밸브는 공정시 진공펌프에 의해 공정챔버로부터 진공펌프로 흡입되는 기체의 유량을 조절한다. 보통 반도체 제조 공정이 수행되는 공정챔버에 설치되는 진공라인(vacuum line)의 유량을 조절하는 부재로는 격리밸브(isolation valve, 이하 '아이솔레이션 밸브')가 사용된다. Among them, the valve controls the flow rate of the gas sucked into the vacuum pump from the process chamber by the vacuum pump during the process. In general, an isolation valve (hereinafter, referred to as an 'isolation valve') is used as a member for adjusting the flow rate of a vacuum line installed in a process chamber in which a semiconductor manufacturing process is performed.
도 1을 참조하면, 일반적인 격리 밸브(10)는 하우징(11), 플레이트(12), 피 스톤(13), 스프링(14), 에어공급라인(15), 그리고 소프트펌핑라인(16)을 가진다. 하우징(12)은 공정챔버(20)와 진공펌프(30)를 연결하는 진공라인(40) 상에 설치된다. 하우징(12)은 내부에 기체가 흐르는 통로(a)가 제공된다. 통로(a)의 일단은 공정챔버(2)와 통하도록 진공라인의 일단(42)과 연결되고, 통로(a)의 타단은 진공펌프(4)와 통하도록 진공라인의 타단(44)과 연결된다. 플레이트(12)는 하우징(11) 내부에서 직선 왕복 이동되어 통로(a)를 개폐한다. 피스톤(13)은 플레이트(12)를 구동한다. 피스톤(13)과 플레이트(12)는 샤프트(12a)에 의해 연결된다. 피스톤(13)은 에어공급공간(b) 상에서 직선으로 왕복 이동되도록 설치된다. 스프링(14)은 에어공급공간(b)에 설치되어, 피스톤(13)을 아래방향으로 가압한다.Referring to FIG. 1, a
그리고, 소프트 펌핑라인(16)은 밸브(10)의 소프트펌핑(soft pumping)을 위해 제공된다. 소프트펌핑은 공정시 플레이트(14)에 의한 개폐 동작을 수행하기 전에 어느 정도의 압력으로 아이솔레이션 밸브(10) 내부를 메인펌핑시의 유량보다 적은 유량으로 펌핑하도록 하여 플레이트(12)가 통로(a)를 개폐할 때 하우징(11) 내부에 충격이 가해지는 것을 방지한다. 소프트펌핑라인(16)의 일단은 진공라인(40)의 일단(42)과 연결되고, 타단은 진공라인(40)의 타단(44)과 연결된다. 소프트 진공라인(16)의 구경은 진공라인(6)의 구경보다 작게 제공된다. 소프트 진공라인(16) 상에는 밸브(16a)가 설치된다.And, the
그러나, 이러한 아이솔레이션 밸브(10)는 소프트 진공라인(16)에 설치되는 밸브(16a)의 오동작시 소프트펌핑이 이루어지지 않아 아이솔레이션 밸브(10) 내부 구성들에 충격이 가해서 밸브(10)가 손상되거나 공정챔버(20)의 압력 조절 효율이 저하될 수 있다.However, the
또한, 일반적인 아이솔레이션 밸브(10)는 단순히 통로(a)의 개폐만을 수행한다. 즉, 아이솔레이션 밸브(10)는 에어(air)의 공급에 의한 구동력에만 의존해서 진공라인(40)을 클로우즈하거나 오픈시키는 동작만을 수행할 뿐이므로, 진공라인(40) 내 유량을 정밀하게 조절하는 기능을 수행하지 못한다.In addition, the
또한, 일반적인 아이솔레이션 밸브(10)는 소프트펌핑을 위한 소프트 진공라인(16)이 구비됨으로써, 그 구조가 복잡하고 유지 보수가 용이하지 않는 문제점이 있다.In addition, since the
본 발명은 기체가 흐르는 라인 내 유량을 효율적으로 조절하는 밸브, 그리고 이를 구비하는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a valve for efficiently controlling the flow rate in a gas flow line, and a substrate processing apparatus and method having the same.
본 발명은 소프트 진공라인의 오작동으로 인해 밸브의 유량 조절 효율이 저하되는 것을 방지하는 밸브, 그리고 이를 구비하는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a valve, and a substrate processing apparatus and method having the same, which prevents the flow rate regulation efficiency of the valve from lowering due to a malfunction of the soft vacuum line.
본 발명은 정밀한 유량 조절이 가능한 밸브, 그리고 이를 구비하는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a valve capable of precise flow rate regulation, and a substrate processing apparatus and method having the same.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밸브는 유체가 흐르는 라인에 설치되어 상기 라인 내부를 흐르는 유체의 유량을 조절하는 밸브에 있어서, 내부에 유체가 흐르는 통로가 제공되는 하우징, 상기 하우징 내부에서 직선 왕복 이동되도 록 설치되어 상기 통로의 개구율을 조절시키는 플레이트, 그리고 상기 플레이트를 구동시키는 구동부를 포함하되, 상기 구동부는 상기 통로를 완전밀폐시키는 제1 위치, 상기 통로를 일부개방시키는 제2 위치, 그리고 상기 통로를 완전 개방시키는 제3 위치 상호간에 상기 플레이트를 이동시킨다.A valve according to the present invention for achieving the above object is a valve for adjusting the flow rate of the fluid flowing in the line through which the fluid flows, the housing provided with a passage through which the fluid flows, the inside of the housing A plate installed to reciprocate linearly to adjust the opening ratio of the passage, and a driving portion for driving the plate, wherein the driving portion includes a first position for completely closing the passage, a second position for partially opening the passage, The plate is then moved between the third positions, which fully open the passage.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 밸브는 상기 하우징 내부에서 상기 통로와 구획되는 구동공간에서 직선왕복이동되도록 설치되는 피스톤, 일단이 상기 플레이트와 연결되고 타단이 상기 피스톤과 연결되는 샤프트, 그리고 상기 구동공간으로 에어를 공급하는 에어공급라인을 더 포함하고, 상기 가스 공급라인은 상기 구동공간의 제1 영역으로 에어를 공급하는 제1 라인, 상기 구동공간의 제2 영역으로 에어를 공급하는 제2 라인, 그리고 상기 구동공간의 제3 영역으로 에어를 공급하는 제3 라인을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 제2 영역 및 제3 영역보다 상기 통로에 인접하게 제공되고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 상기 제3 영역의 사이에 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the valve is a piston installed so as to linearly move in a drive space partitioned with the passage in the housing, one end is connected to the plate and the other end is connected to the piston, and the drive The air supply line further includes an air supply line for supplying air to the space, wherein the gas supply line includes a first line for supplying air to the first region of the driving space, and a second line for supplying air to the second region of the driving space. And a third line for supplying air to a third region of the driving space, wherein the first region is provided closer to the passage than the second region and the third region, and the second region is the first region. It is provided between 1 area | region and the said 3rd area | region.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 밸브는 상기 피스톤의 위치를 감지하는 감지부를 더 포함하되, 상기 감지부는 상기 플레이트가 상기 제1 위치에 위치하였을 때 상기 피스톤의 위치를 감지하는 제1 센서, 상기 플레이트가 상기 제2 위치에 위치하였을 때 상기 피스톤의 위치를 감지하는 제2 센서, 그리고 상기 플레이트가 상기 제3 위치에 위치하였을 때 상기 피스톤의 위치를 감지하는 제3 센서를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the valve further comprises a sensing unit for sensing the position of the piston, the sensing unit is a first sensor for sensing the position of the piston when the plate is located in the first position, the And a second sensor for sensing the position of the piston when the plate is located at the second position, and a third sensor for sensing the position of the piston when the plate is positioned at the third position.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 밸브는 상기 통로 내 압력을 측정하는 압 력 측정기 및 상기 압력 측정기가 측정한 압력값에 따라 상기 가스 공급라인의 가스 공급을 제어하는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 통로의 일부 개방시, 상기 제3 라인에 설치되는 밸브를 개방한 후 제2 센서가 온상태가 이루어지면 상기 제1 라인 및 제2 라인에 설치되는 밸브를 개방한다.According to an embodiment of the present invention, the valve further includes a pressure meter for measuring the pressure in the passage and a controller for controlling the gas supply of the gas supply line according to the pressure value measured by the pressure meter, the controller When the passage is partially opened, the valve installed in the first line and the second line is opened when the second sensor is turned on after opening the valve installed in the third line.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어기는 상기 통로의 완전 개방시, 상기 제3 라인에 설치되는 밸브를 개방한 후 상기 제1 센서가 온상태가 이루어지면, 상기 제1 라인 및 상기 제2 라인에 설치되는 밸브를 클로우즈하는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, when the first sensor is in an on state after opening the valve installed in the third line when the controller is fully open, the first line and the second line. It is characterized by closing the valve installed in the.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판 처리 공정이 수행되는 공정챔버 및 상기 공정챔버 내부 압력을 조절하는 압력 조절부재를 포함하되, 상기 압력 조절부재는 공정챔버 내 기체를 흡입시키는 진공펌프, 상기 공정챔버와 상기 진공펌프를 연결시키는 진공라인, 그리고 상기 진공라인 상에 설치되어 상기 진공라인을 흐르는 기체의 유량을 조절하는 밸브를 포함하고, 내부에 유체가 흐르는 통로가 제공되는 하우징, 상기 하우징 내부에서 직선 왕복 이동되도록 설치되어 상기 통로의 개구율을 조절시키는 플레이트, 그리고 상기 플레이트를 구동시키는 구동부를 포함하되, 상기 구동부는 상기 통로를 완전밀폐시키는 제1 위치, 상기 통로를 일부개방시키는 제2 위치, 그리고 상기 통로를 완전 개방시키는 제3 위치 상호간에 상기 플레이트를 이동시킨다.A substrate processing apparatus according to the present invention for achieving the above object includes a process chamber in which a substrate processing process is performed and a pressure adjusting member for adjusting the pressure inside the process chamber, the pressure adjusting member sucks gas in the process chamber A vacuum pump configured to connect the process chamber and the vacuum pump, and a valve installed on the vacuum line to control a flow rate of gas flowing through the vacuum line, wherein a passage through which a fluid flows is provided. A housing, a plate installed to reciprocate linearly within the housing to adjust an opening ratio of the passage, and a driving portion to drive the plate, wherein the driving portion is a first position that completely closes the passage, and partially opens the passage. To a second position, and to a third position to fully open the passage. Move the plate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 밸브는 상기 하우징 내부에서 상기 통로와 구획되는 구동공간에서 직선왕복이동되도록 설치되는 피스톤, 일단이 상기 플레이 트와 연결되고 타단이 상기 피스톤과 연결되는 샤프트, 그리고 상기 구동공간으로 에어를 공급하는 에어공급라인을 더 포함하고, 상기 가스 공급라인은 상기 구동공간의 제1 영역으로 에어를 공급하는 제1 라인, 상기 구동공간의 제2 영역으로 에어를 공급하는 제2 라인, 그리고 상기 구동공간의 제3 영역으로 에어를 공급하는 제3 라인을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역보다 상기 통로에 인접하게 제공되고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 상기 제3 영역의 사이에 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the valve is a piston which is installed to move in a straight reciprocating in the drive space partitioned with the passage in the housing, one end is connected to the plate and the other end is connected to the piston, and the An air supply line for supplying air to the driving space, wherein the gas supply line includes a first line for supplying air to a first region of the driving space, and a second for supplying air to a second region of the driving space; A line and a third line for supplying air to a third region of the drive space, wherein the first region is provided closer to the passage than the second region and the third region, and the second region is It is provided between the first region and the third region.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 밸브는 상기 피스톤의 위치를 감지하는 감지부를 더 포함하되, 상기 감지부는 상기 플레이트가 제1 위치에 위치하였을 때 상기 피스톤의 위치를 감지하는 제1 센서, 상기 플레이트가 제2 위치에 위치하였을 때 상기 피스톤의 위치를 감지하는 제2 센서, 그리고 상기 플레이트가 제3 위치에 위치하였을 때 상기 피스톤의 위치를 감지하는 제3 센서를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the valve further comprises a sensing unit for sensing the position of the piston, the sensing unit first sensor for sensing the position of the piston when the plate is located in the first position, the plate Is a second sensor for detecting the position of the piston when the position is located in the second position, and a third sensor for detecting the position of the piston when the plate is positioned in the third position.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 기판 처리 공정이 수행되는 공정챔버, 상기 공정챔버 내부 압력 조절을 위해 상기 공정챔버와 연결되는 진공라인, 상기 진공라인과 연결되는 진공펌프, 그리고 상기 진공라인 상에 설치되어 상기 진공라인 내 기체의 유량을 조절하는 밸브를 구비하여 기판을 처리하되, 상기 밸브의 유량 조절은 상기 밸브 내 기체가 흐르는 통로의 개폐율 조절을 위한 플레이트를 소프트펌핑을 위한 위치와 메인펌핑을 위한 위치 상호간에 이동시켜 이루어진다.The substrate processing method according to the present invention for achieving the above object is a process chamber in which a substrate processing process is performed, a vacuum line connected to the process chamber for adjusting the pressure inside the process chamber, a vacuum pump connected to the vacuum line, And a valve installed on the vacuum line to control a flow rate of the gas in the vacuum line to process the substrate, wherein the flow rate control of the valve is performed by soft pumping a plate for adjusting the opening / closing rate of the passage in which the gas flows in the valve. It is made by moving between the position for the position and the main pump for each other.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 소프트펌핑은 상기 진공라인과 연결되며 상기 진공라인의 구경보다 작은 구경을 가지는 소프트 진공라인의 구비없이 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the soft pumping is connected to the vacuum line and is provided without a soft vacuum line having a diameter smaller than that of the vacuum line.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 소프트펌핑은 상기 플레이트가 상기 통로를 일부만 개방함으로써 이루어진다.According to an embodiment of the invention, the soft pumping is done by the plate opening only part of the passageway.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 통로의 개폐율 조절은 상기 통로를 완전밀폐시키는 제1 위치, 상기 통로를 일부개방시키는 제2 위치, 그리고 상기 통로를 완전개방시키는 제3 위치 상호간에 상기 플레이트를 이동시켜 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the opening and closing rate of the passage is controlled by the plate between the first position to completely close the passage, the second position to partially open the passage, and the third position to completely open the passage. It is done by moving.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 플레이트의 제1 위치, 제2 위치, 그리고 제3 위치 상호간의 이동은 상기 밸브 내 상기 플레이트를 이동시키기 위한 피스톤이 설치되는 에어공급공간의 서로 다른 영역으로 에어를 공급하여 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the movement between the first position, the second position, and the third position of the plate moves air to different regions of the air supply space in which a piston for moving the plate in the valve is installed. By supply.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 플레이트의 제1 위치, 제2 위치, 그리고 제3 위치 상호간의 이동은 상기 피스톤을 가압하는 스프링의 구비없이 상기 에어공급공간으로의 에어공급 및 배출만으로 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the movement between the first position, the second position, and the third position of the plate consists of only air supply and discharge to the air supply space without the provision of a spring for urging the piston.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 플레이트의 제1 위치, 제2 위치, 그리고 제3 위치 상호간의 이동은 상기 플레이트를 구동시키는 피스톤의 위치를 감지하는 복수의 센서들을 사용하여 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the movement between the first position, the second position, and the third position of the plate is made using a plurality of sensors for sensing the position of the piston driving the plate.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해지도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달되도록 하 기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
또한, 본 실시예에서는 반도체 제조 공정이 수행되는 공정챔버에 연결되어 공정챔버 내 압력을 조절하는 진공라인에 설치되는 밸브를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 다양한 종류의 라인에 설치되어 라인 내 유체의 유량을 조절하는 모든 밸브 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 및 방법에 적용이 가능하다.In addition, the present embodiment has been described taking a valve installed in a vacuum line that is connected to the process chamber in which the semiconductor manufacturing process is carried out to control the pressure in the process chamber as an example, the present invention is installed in various types of lines of the fluid in the line It is possible to apply to all the valves for adjusting the flow rate and the substrate processing apparatus and method having the same.
(실시예)(Example)
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 밸브의 구성들을 보여주는 도면이다.2 is a view showing a substrate processing apparatus according to the present invention, Figure 3 is a view showing the configuration of the valve shown in FIG.
도 2를 참조하면, 본 발명에 기판 처리 장치(apparatus for treating substrate)(10)는 공정챔버(process chamber)(20) 및 압력조절부재(pressure control member)를 포함한다. 압력조절부재는 진공펌프(vacuum pump)(30), 진공라인(vacuum line)(40), 그리고 밸브(valve)(100)를 구비한다.Referring to FIG. 2, an apparatus for treating
공정챔버(20)는 반도체 기판(이하, 웨이퍼)(W)를 처리하는 공정을 수행한다. 공정챔버(20)는 챔버몸체(chamber body)(22), 척(chuck)(24), 그리고 가스공급부재(gas supply member)(26)를 가진다. 챔버몸체(22)는 내부에 웨이퍼 처리 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 챔버몸체(22)의 일측에는 웨이퍼(W)의 출입이 이루어지는 출입구(22a)가 제공된다. 또한, 챔버몸체(22)의 일측에는 챔버몸체(22) 내 가스가 배출되는 배출구(22b)가 형성된다. 진공펌프(30)는 공정챔버(20) 내부 가스를 흡입한다. 진공펌프(30)는 진공라인(40)에 의해 공정챔버(20)와 연결된다. 진공라 인(40)은 밸브(100)를 기준으로 제1 진공라인(42)과 제2 진공라인(44)으로 나뉜다. 제1 진공라인(42)은 공정챔버(20)의 배출구(22b)와 밸브(100)를 연결하는 라인이고, 제2 진공라인(44)은 밸브(100)와 진공펌프(40)를 연결하는 라인이다. 밸브(100)는 진공라인(40) 상에 설치되어 진공라인(40)의 내부를 흐르는 기체의 유량을 조절한다.The
계속해서, 본 발명에 따른 밸브(100)의 구성들을 상세히 설명한다. 도 3을 참조하면, 밸브(100)는 하우징(housing)(110), 플레이트(plate)(120), 피스톤(piston)(130), 압력측정기(pressure measure part)(140), 에어공급라인(air supply line)(150), 감지기(sensing part)(160), 그리고 제어기(controller)(170)를 포함한다.Subsequently, the configurations of the
하우징(110)은 진공라인(40) 상에 설치된다. 하우징(110)의 일단(112a)은 제1 진공라인(42)과 연결되고, 하우징(110)의 타단(112b)은 제2 진공라인(44)과 연결된다. 하우징(110)의 내부에는 기체가 흐르는 통로(a) 및 피스톤(130)의 구동을 위해 에어가 공급되는 에어공급공간(b)이 형성된다. 통로(a)와 에어공급공간(b)은 구획판(114)에 의해 완전히 구획된다. 통로(a)는 하우징(110)의 일단(112a)으로부터 기체를 유입받으며, 유입받은 기체가 하우징(110)의 타단(112b)으로 이동되도록 하우징(110) 내부에 형성된다. 통로(a)의 중앙에는 조절구(a')가 제공된다. 조절구(a')는 플레이트(120)에 의해 개구율이 조절된다. 조절구(a')의 형성을 위해 하우징(110)의 내부에는 내측 방향으로 돌출되는 돌출부(116)가 형성된다.The
플레이트(120)는 조절구(a')의 개구율을 조절한다. 플레이트(120)는 통로(a) 상에서 직선 왕복 이동되도록 설치된다. 플레이트(120)는 통로(a)의 조절구(a')를 완전히 밀폐시키는 제1 위치(도4a의 L1), 조절구(a')를 일부 개방시키는 제2 위치(도4c의 L2), 그리고 조절구(a')를 완전 개방시키는 제3 위치(도4c의 L3) 상호간에 이동된다. 플레이트(120)는 샤프트(122)에 의해 피스톤(130)과 연결된다.The
피스톤(130)은 에어공급공간(b)에서 직선 왕복 이동되도록 설치된다. 피스톤(130)은 샤프트(122)에 의해 피스톤(130)과 연결된다. 따라서, 피스톤(130)의 이동에 의해 플레이트(120)가 이동된다. 피스톤(130)은 플레이트(120)가 제1 위치(L1)에 위치되었을 경우의 위치(이하, 제1 구동위치), 플레이트(120)가 제2 위치(L2)에 위치되었을 경우의 위치(이하, 제2 구동위치), 그리고 플레이트(120)가 제3 위치(L3)에 위치되었을 경우의 위치(이하, 제3 구동위치) 상호간에 이동된다.The
압력 측정기(140)는 통로(a) 내부 압력을 측정한다. 압력 측정기(140)는 하우징(110)의 일단(112a)에 연결된다. 압력 측정기(140)는 공정시 통로(a) 내부 압력을 측정한 후 이에 대한 데이터를 제어기(170)로 전송한다. The
에어공급라인(150)은 에어공급공간(b)으로 에어를 공급한다. 에어공급라인(150)은 제1 라인(first line)(152), 제2 라인(second line)(154), 그리고 제3 라인(third line)(156)을 포함한다. 제1 라인(152)은 제1 공간(b1)으로 에어를 공급하고, 제2 라인(154)은 제2 공간(b2)으로 에어를 공급하며, 제3 라인(156)은 제3 공간(b3)으로 에어를 공급한다. 제1 내지 제3 라인(152, 154, 156) 각각에는 밸브(152a, 154a, 156a)가 설치된다. 밸브(152a, 154a, 156a)는 제어기(170)에 의해 제어된다.The
감지기(160)는 피스톤(130)의 위치를 감지한다. 즉, 감지기(160)는 제1 센서(first sensor)(162), 제2 센서(second sensor)(164), 그리고 제3 센서(third sensor)(166)를 포함한다. 각각의 센서들(162, 164, 166)로는 피스톤(130)이 기설정된 위치에 위치되었는지 여부에 따라 온/오프(on/off)되는 스위치가 사용된다. 제1 센서(162)는 피스톤(130)이 제1 위치에 위치되면 온(on) 상태가 이루어지도록배치되고, 제2 센서(164)는 피스톤(130)이 제2 위치에 위치되면 온(on) 상태가 이루어지도록 배치되고, 제3 센서(166)는 피스톤(130)이 제3 위치에 위치되면 온(on) 상태가 이루어지도록 배치된다. 따라서, 제2 센서(164)는 제1 센서(162)와 제3 센서(166) 사이에 배치된다.The
제어기(170)는 압력 측정기(140)가 측정한 데이터 및 감지기(160)가 감지한 데이터를 전송받아 밸브(100)를 제어한다. 제어기(170)가 밸브(100)를 제어하는 과정에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
이하, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 공정이 개시되면, 출입구(22a)를 통해 공정챔버(20)의 하우징(22) 내부로 웨이퍼(W)가 반입된 후 척(24)에 로딩(loading)된다. 웨이퍼(W)가 척(24)에 로딩되면, 진공펌프(30)는 진공라인(40)을 통해 하우징(22) 내 기체를 흡입하여 하우징(22)의 내부 압력을 공정압력으로 감압한다. 하우징(22) 내부 압력이 공정압력으로 감압되면, 가스공급부재(26)는 하우징(22) 내부로 공정가스를 공급한다. 공급된 공정가스는 웨이퍼(W)를 처리한 후 배출구(22b)를 통해 하우징(22) 외부로 배출된다. Hereinafter, the process of the
웨이퍼(W)의 처리 공정이 완료되면, 가스공급부재(26)는 하우징(22) 내부로 불활성 가스를 공급하여 하우징(22) 내부 압력을 상승시킨다. 하우징(22) 내부 압력이 일정 압력 이상으로 상승되면, 웨이퍼(W)는 하우징(22)으로부터 반출되어 후속 공정이 수행되는 설비로 이송된다.When the processing of the wafer W is completed, the
계속해서, 본 발명에 따른 밸브(100)의 동작 과정을 상세히 설명한다. 도 4a 및 도 4d는 밸브의 동작 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 보다 상세하게는 도 4a는 밸브(100)의 통로(a)을 밀폐된 상태를 보여주는 도면이고, 도 4b 및 도 4c는 밸브(100)의 통로(a)가 일부 개방된 상태를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 4d는 밸브(100)의 통로(c)가 완전 개방된 상태를 보여주는 도면이다.Subsequently, an operation process of the
도 4a에 도시된 바와 같이, 밸브(100)가 진공라인(40)을 클로우즈(close)하는 경우에는 밸브(100)의 제어기(170)가 제3 라인(156)에 설치된 밸브(156a)를 개방하여 제3 공간(b3)으로 에어가 공급되도록 한다. 제3 공간(b3)으로 공급된 에어에 의해 피스톤(130)은 아래방향(X1)으로 가압되어 하강된다. 피스톤(130)의 하강된 후 플레이트(120)가 제1 위치(L1)에 위치되면, 플레이트(120)는 통로(a)의 조절구(a')을 완전히 밀폐시킨다. 이때, 감지기(160)의 제1 센서(162)는 피스톤(130)을 감지하여 온(on) 상태가 이루어진다.As shown in FIG. 4A, when the
상술한 처리 공정을 수행하는 과정에서 공정챔버(20)의 내부 압력을 감압시키기 위해 진공펌프(30)가 가동되면, 밸브(100)의 소프트 펌핑이 개시된다. 즉, 도 4b를 참조하면, 제어기(170)는 제2 라인(154)의 밸브(154a)를 개방하여 제1 공 간(b1)으로 에어를 공급한다. 제1 공간(b1)으로 공급된 에어에 의해 피스톤(130)은 상방향(X2)으로 가압되어 상승되고, 이에 따라 플레이트(120)는 상방향(X2)으로 이동된다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 피스톤(130)이 상승되어 제2 센서(164)가 온(on) 상태가 이루어지면, 제어기(170)는 제3 라인(156)의 밸브(156a)를 오픈하여 제3 공간(b3)으로 에어를 공급시킨다.When the
여기서, 제2 센서(164)가 온(on) 상태가 이루어지면, 제어기(170)는 피스톤(130)이 양측에서 받는 에어의 압력이 서로 동일하도록 에어공급라인(150)을 제어한다. 즉, 피스톤(130)은 제1 공간(b1)으로 공급되어 피스톤(130)을 상승시키는 에어의 압력과 제2 및 제3 공간(b2, b3)으로 공급되어 피스톤(130)을 하강시키는 에어의 압력을 동시에 받게되는다. 이때, 제어기(170)는 제2 센서(164)이 온(on) 상태가 되었을 때, 피스톤(130)의 위치가 고정되도록 에어공급라인(150)을 제어한다. 따라서, 피스톤(130)의 위치는 정지되고 플레이트(120)는 제2 위치(L2)에서 정지된 상태가 유지되며, 통로(a)는 일부가 개방되어 소프트펌핑(soft pumping)이 수행된다.Here, when the
일정 시간 동안 밸브(100)의 소프트펌핑이 수행되면, 하우징(110)의 일단(112a)의 내부 압력과 타단(112b)의 내부 압력은 대체로 유사하게 조절된다. 이때, 제어기(170)는 소프트펌핑으로 인해 압력 측정기(140)가 측정한 압력값이 기설정된 압력값에 도달되면, 제어기(170)는 공정챔버(10)의 메인펌핑이 수행되도록 밸브(100)를 제어한다. 즉, 제어기(170)는 제2 및 제3 라인(154, 156)의 밸브(154a, 156a)를 클로우즈하여 제2 및 제3 공간(b2, b3)으로의 에어 공급을 중단한다. 따라 서, 피스톤(130)은 제1 공간(b1)으로 공급되는 에어의 압력에 의해 상방향(X2)으로 이동되어 플레이트(120)가 상승된다. 피스톤(130)이 상승되어 제2 센서(164)가 오프(off)된 후 제3 센서(166)가 온(on) 상태가 이루어지면, 통로(a)의 조절구(a')는 완전히 개방된다. 따라서, 진공펌프(30)의 메인 펌핑이 이루어져 공정챔버(20) 내부 압력이 공정압력으로 감압된다.When the soft pumping of the
웨이퍼(W)의 처리 공정이 완료된 후 밸브(100)의 클로우즈가 요구되면, 제어기(170)는 제1 라인(152)의 밸브(152a)를 클로우즈한 후 제3 라인(156)의 밸브(156a)를 오픈한다. 따라서, 피스톤(130)은 제3 영역(b3)으로 공급되는 에어에 의해 아래방향(X1)으로 이동되고, 플레이트(120)는 통로(a)를 완전히 밀폐한다.If closing of the
상술한 바와 같이, 본 발명은 에어의 구동력만으로 피스톤(120)을 단계별로 위치시켜 진공라인(40)의 유량 조절을 수행한다. 특히, 본 발명은 종래의 소프트펌핑을 위한 라인 및 피스톤(130)을 가압하는 스프링(spring)의 구비없이 밸브(100)로 공급되는 에어의 공급압만으로 소프트펌핑 및 메인펌핑을 수행하므로, 소프트펌핑 라인의 오작동으로 인해 밸브의 유량 조절 효율이 저하되는 것을 방지한다.As described above, the present invention performs the flow rate control of the
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구 현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. The foregoing embodiments illustrate the best state for implementing the technical idea of the present invention, the use of other inventions, such as the present invention, the implementation in other states known in the art, and the specific fields of application and uses of the invention. Many changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.
본 발명에 따른 밸브, 그리고 이를 구비하는 기판 처리 장치 및 방법은 기체가 흐르는 라인의 유량을 효율적으로 조절한다.The valve and the substrate processing apparatus and method including the same according to the present invention efficiently regulate the flow rate of a line through which gas flows.
본 발명에 따른 밸브, 그리고 이를 구비하는 기판 처리 장치 및 방법은 소프트펌핑 라인의 구비없이 밸브의 소프트펌핑을 수행한다.The valve according to the present invention, and a substrate processing apparatus and method including the same, perform soft pumping of the valve without providing a soft pumping line.
본 발명에 따른 밸브, 그리고 이를 구비하는 기판 처리 장치 및 방법은 에어의 구동력만으로 라인의 완전밀폐, 일부개방, 그리고 완전개방을 단계별로 수행함으로써 기체의 정밀한 유량 조절이 가능하다.The valve according to the present invention, and a substrate processing apparatus and method having the same, enable precise flow rate control of a gas by performing a step of completely closing, partially opening, and completely opening a line only by driving force of air.
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