KR20090101994A - 케미컬 공급장치 - Google Patents

케미컬 공급장치

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KR20090101994A KR1020080027165A KR20080027165A KR20090101994A KR 20090101994 A KR20090101994 A KR 20090101994A KR 1020080027165 A KR1020080027165 A KR 1020080027165A KR 20080027165 A KR20080027165 A KR 20080027165A KR 20090101994 A KR20090101994 A KR 20090101994A
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Abstract

본 발명은 케미컬 보충시 프로세스 탱크내의 압력이 설정압을 초과할 경우에 설정압이 유지되도록 하기 위해서 프로세스 탱크내의 불활성가스 배기하게 되는데, 이 불활성가스의 배기속도 및 배기량을 감소시켜 프로세스 탱크내의 압력 감소가 지연되도록 함으로써, 보다 효과적으로 단위 시간당 케미컬 공급량 및 분사속도가 균일하게 유지되도록 제어할 수 있고, 이로 인해 웨이퍼상 또는 유리기판상에서 증착막이, 케패시터의 전극과 전극 사이의 절연막이 일정하게 형성되도록 한 케미컬 공급장치를 제공할 수 있다.

Description

케미컬 공급장치{CHEMICAL SUPPLYING APPARATUS}
본 발명은 케미컬 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케미컬 보충시 프로세스 탱크내의 압력이 설정압을 초과할 경우에 설정압이 유지되도록 하기 위해서 프로세스 탱크내의 불활성가스 배기하게 되는데, 이 불활성가스의 배기속도 및 배기량을 감소시켜 프로세스 탱크내의 압력 감소가 지연되도록 함으로써, 보다 효과적으로 단위 시간당 케미컬 공급량 및 분사속도가 균일하게 유지되도록 제어할 수 있고, 이로 인해 웨이퍼상 또는 유리기판상에서 증착막이, 케패시터의 전극과 전극 사이의 절연막이 일정하게 형성되도록 한 케미컬 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자 제조를 위한 식각, 에칭, 확산, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정은 각각 특정한 공정 분위기를 형성하여 공급되는 케미컬로 하여금 웨이퍼상에서 반응토록 하거나 그 반응을 보조토록 하는 것이 대체적이다.
이러한 반도체소자 제조공정에 있어서, 케미컬은 제조되는 반도체소자의 특성을 결정하는 주요 변수로 작용함에 따라 공정의 진행 과정에서 안정된 공정 분위를 비롯하여 케미컬 공급량과 공급압력 및 고순도 등의 조건을 필요로 한다.
한편, 상술한 케미컬로는 공정의 특성에 따라 다양한 형태의 것이 있으며, 여기서는 자연 상태에서 기체로 존재하기 어려운 것이나 그 공급에 따른 유동이 부자연스러운 케미컬에 불활성가스를 혼합시켜 공급토록 하는 것에 대하여 설명하기로 한다.
또한, 상술한 케미컬의 일례로서, 커패시터등의 전극막을 형성하기 위하여 사용되는 TiCL4(사염화 티탄)와 같은 액체 상태에서 기체 상태로 상변화시킨 것으로 하고, 이 케미컬의 유동을 돕기 위한 불활성가스로는 헬륨(He)을 이용할 수 있다.
그리고, 이외에도 케미컬은 LCD 제조 공정중 CVD 공정에도 사용될 수 있는데, 구체적으로는 유리기판상에 케패시터(Capacitor)의 전극과 전극 사이에 절연막을 증착할 때 이때, TiCL4(사염화 티탄) 이외에도 C3H9SiCL(트리메틸클로로실란;TMCS), C8H24N4Ti(테트라키스티타늄;TDMAT), C8H20O4SI(규산에틸;TEOS), C3H9BO3(트리메틸보르산;TMB), (CH3)3PO4(트리메틸포스페이트;TMPO)중 어느 하나를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 불활성가스로는 헬륨 이외에 질소를 사용할 수 있다.
종래 기술에 의한 케미컬 공급장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 불활성가스를 공급하는 불활성가스 공급관(10)과; 케미컬을 공급하는 케미컬 공급관(20)과; 내부 공간에 케미컬이 저장되어 있는 탱크부(31)와, 이 탱크부(31)의 일측에 일체로 형성되어 탱크부(31)의 내외부를 연통시킴과 아울러 불활성가스 공급관(10)에 착탈 가능하게 접속 결합되는 제1 접속 연결관(32)과, 탱크부(31)의 타측에 일체로 형성되어 케미컬 공급관(20)에 착탈 가능하게 접속 결합됨과 아울러 불활성가스 공급관(10)으로 통해 공급되는 불활성가스의 압력에 의해 탱크부(31)내에 저장된 케미컬이 케미컬 공급관(20)으로 공급되도록 하는 제2 접속 연결관(33)을 포함하는 케미컬 저장탱크(30)와; 이 케미컬 저장탱크(30)의 교체시 제2 접속 연결관(33) 및 이에 인접한 케미컬 공급관(20)의 일부내에 잔류하는 케미컬을 잔류 케미컬 배기수단(40)을 이용하여 배기시키시 케미컬간의 계면 접착성이 감소되도록 제2 접속 연결관(33) 및 이에 인접하는 케미컬 공급관(20)의 일부내에 가열하는 히터(50)로 이루어져 있다.
여기서, 잔류 케미컬 배기수단(40)은 탱크부(31)내에 저장된 잔류 케미컬이 일정량 이하일때 케미컬이 일정량 이상 저장된 케미컬 저장탱크(30)로 교체하기 위해, 제1 접속 연결관(32)과 제2 접속 연결관(33)을 각각 불활성가스 공급관(10) 및 케미컬 공급관(20)으로부터 분리시 제2 접속 연결관(33) 및 이에 인접한 케미컬 공급관(20)내에 잔류하는 케미컬이 작업장의 공기중으로 누설되어 작업자의 인체에 악영향을 끼치는 것을 방지하도록 안전한 장소로 배기되도록 하는 역할을 한다.
이러한 잔류 케미컬 배기수단(40)은 일례로 불활성가스 공급관(10)에 분기되는 배기관(41)과, 배기관(41) 상류측의 불활성가스 공급관(10)에서 분기되어 케미컬 공급관(20)에 합류되는 제1바이패스관(42)과, 불활성가스 공급관(10)과 배기관(41)의 분기부에 설치되는 제1방향전환밸브(V1)와, 제1바이패스관(42)과 케미컬 공급관(20)의 합류부에 설치되는 제2방향전환밸브(V2)와, 제1 접속 연결관(32)상에 설치되는 제3 개폐밸브(V3)와, 제2 접속 연결관(32)상에 설치되는 제4개폐밸브(V4)와, 제3개폐밸브(V3)와 제1방향전환밸브(V1) 사이의 불활성가스 공급관(10)상에 설치되는 제5개폐밸브(V5)와, 제4개폐밸브(V4)와 제2방향전환밸브(V2) 사이의 케미컬 공급관(20)상에 설치되는 제6개폐밸브(V6)와, 제5개폐밸브(V5)와 제3개폐밸브(V3) 사이의 불활성가스 공급관(10)에서 분기되어 제6개폐밸브(V6)와 제4개폐밸브(V4) 사이의 케미컬 공급관(20)으로 합류되는 제2바이패스관(43)과, 제2바이패스(43)상에 설치되는 제7개폐밸브(V7)로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 잔류 케미컬 배기수단(40)을 구성하는 밸브들의 개폐 상태에 따라 불활성가스 공급관(10)을 통해 공급되는 불활성가스의 공급 압력을 이용하여 케미컬 저장탱크(30)의 탱크부(31)과 제2 접속 연결관(33) 및 제2방향전환밸브(V2) 전단까지의 케미컬 공급관(20)내의 잔류 케미컬을 배기관(41)을 통해 배기시킴으로써 케미컬 저장탱크(30)를 교체할 수 있게 된다. 그리고, 탱크부(31)내에 일정량 이상의 케미컬이 저장된 케미컬 저장탱크(30)를 새로 교체한 경우에는 잔류 케미컬 배기수단(40)을 구성하는 밸브의 개폐 상태를 배기시의 반대로 하여 불활성가스 공급관(10)을 통해 공급되는 불활성가스의 압력에 의해 탱크부(31)내의 케미컬이 케미컬 공급관(20)을 통해 공급되도록 한다.
한편, 상기 케미컬 공급관(20)을 통해 공급되는 케미컬은 공정챔버(60)에 곧바로 공급되도록 구성할 수 있는데, 이와 같이 시스템을 구성할 경우에는 케미컬 저장탱크(30)내에 케미컬의 잔류량이 설정치 이하가 될때 케미컬 저장탱크(30)를 신규로 교체하여야 한다. 이때 케미컬 저장탱크(30)를 교체하기 위해 공정챔버의 가동을 중단시켜야 하는 문제점이 있다.
이를 위해서, 공정챔버의 가동을 중단하는 일 없이도 케미컬 저장탱크(30)를 교체할 수 있도록, 상기 케미컬 공급관(20)이 연장 형성된 케미컬 보충관(21)을 통해 케미컬이 보충 저장되는 프로세스 탱크(50)로 불활성가스 공급관(52)을 통해 불활성가스를 투입시켜, 상기 프로세스 탱크(50)로 투입되는 불활성가스의 압력에 의해 상기 케미컬이 상기 프로세스 탱크(50)에 연결된 케미컬 최종 공급관(51)을 통해 공정챔버(60)로 공급되도록 이루어지고, 상기 케미컬을 상기 공정챔버(60)로 균일하게 공급되도록 상기 불활성가스 공급관(52)상에 상기 프로세스 탱크(50)내의 압력을 조절하는 압력조절수단을 구비하고 있다.
이 압력조절수단은, 불활성가스 공급관(52)상에 불활성가스의 유동 방향의 상류측에서 하류측으로 갈수록 설치되는 압력조절밸브(70)와, 제1 압력감지수단(71)과, 제2 압력감지수단(72)과, 상기 제1 압력감지수단(71)과 제2 압력감지수단(72) 사이의 상기 불활성가스 공급관(52)상에서 분기되는 배기관(73)과, 상기 불활성가스 공급관(52)과 배기관(73)의 연결부에 설치되어 상기 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 상기 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 하거나 상기 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 상기 배기관(73)으로 배기되도록 유동 방향을 전환하는 방향전환밸브(74)가 설치되어 있다.
여기서, 미설명 부호 75는 제2 압력감지수단(72) 후단측에 프로세스 탱크(50)에 인접하여 불활성가스 공급관(52)상에 설치되는 개폐밸브이고, 부호 76은 프로세스 탱크(50)에 인접하여 케미컬 보충관(21)상에 설치되는 개폐밸브이고, 부호 77은 프로세스 탱크(50)에 인접하여 케미컬 최종 공급관(51)상에 설치되는 개폐밸브이다.
따라서, 케미컬이 저장되는 프로세스 탱크(50)로 불활성가스를 투입시켜, 이 프로세스 탱크(50)로 투입되는 불활성가스의 압력에 의해 케미컬이 케미컬 최종 공급관(51)을 통해 공정챔버로 공급되도록 함으로써, 케미컬 저장탱크(30)를 교체하는 동안에 프로세스 탱크(50)에 저장되어 있는 케미컬을 공정챔버(60)로 공급할 수 있기 때문에 제조설비의 가동이 중단되는 일이 발생되지 않게 된다.
전술한 종래 기술에 케미컬 공급장치에서의 케미컬이 공급되는 순서를 설명하면 다음과 같다.
프로세스 탱크(50)의 내부에 보충 저장된 케미컬을 공정챔버(60)측으로 공급하기 위해서는 1차적으로 개폐밸브(77)를 개방한 다음, 작업자가 제1 압력감지수단(71)의 압력을 확인하면서 압력조절밸브(70)를 조작하여 불활성가스의 공급 압력을 설정치가 되도록 조절한 후, 상기 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 상기 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 방향전환밸브(74)를 조작한다.
다음으로, 개폐밸브(75)를 조작하여 불활성가스가 프로세스 탱크(50)의 내부로 유입되도록 한다.
이렇게 되면, 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스의 압력에 의해 프로세스 탱크(50)내에 저장된 케미컬은 케미컬 최종 공급관(51)을 통해 공정챔버(60)로 공급될 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 프로세스 탱크(50)내의 케미컬을 공정챔버(60)로 공급하는 과정에서, 프로세스 탱크(50)내의 케미컬 사용량이 증가하여 일정량이 감소하게 되면 케미컬 보충관(21)의 유로가 개방되도록 개폐밸브(76)를 조작함과 아울러 케미컬 최종 공급관(51)의 유로가 폐쇄되도록 개폐밸브(77)를 조작하여 케미컬 보충관(21)을 통해 프로세스 탱크(50)내로 케미컬이 보충되도록 한다.
이렇게 되면, 프로세스 탱크(50)내의 압력은 케미컬이 보충됨에 따라 케미컬 보충전의 체적 대비 보충후의 체적 변화로 인하여 상승하게 된다.
상기와 같이 프로세스 탱크(50)내의 압력이 상승하게 되는 것을 제2 압력감지수단(72)을 통해 확인하여 설정치 이상이면, 수동으로 방향전환밸브(74)를 조작하여 상기 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 상기 배기관(73)으로 배기되도록 한다.
그러나, 종래 기술은 배기관(73)을 통해 외부로 배기되는 불활성가스의 배기량이 순간적으로 증가하여, 프로세스 탱크(50)내의 압력이 급격히 감소하게 되며, 이로 인해, 공정챔버(60)측으로 단위 시간당 케미컬 공급량을 균일하지 않아, 웨이퍼상또는 유리기판상에서 증착막이 일정하게 입혀지지 않게 되는 폐단을 유발하였다.
그리고, 종래 기술은 배기관(73)을 통해 외부로 배기되는 불활성가스의 배기량이 순간적으로 증가하여 프로세스 탱크(50)내의 압력이 급격히 감소하기 때문에 케미컬을 공정챔버(60)로 단위 시간당 균일하게 공급하기 위해서는 작업자가 수동으로 압력조절밸브(70)를 재조정하여야 하는 불편한점도 있었고, 불활성가스가 프로세스 탱크(50)로 공급되도록 방향전환밸브(74)를 신속하게 작업자가 조작하여 프로세스 탱크(50)의 급격한 압력 감소를 막기에는 역부족이었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 케미컬 보충시 프로세스 탱크내의 압력이 설정압을 초과할 경우에 설정압이 유지되도록 하기 위해서 프로세스 탱크내의 불활성가스 배기하게 되는데, 이 불활성가스의 배기속도 및 배기량을 감소시켜 프로세스 탱크내의 압력 감소가 지연되도록 함으로써, 보다 효과적으로 단위 시간당 케미컬 공급량 및 분사속도가 균일하게 유지되도록 제어할 수 있고, 이로 인해 웨이퍼상 또는 유리기판상에서 증착막이, 케패시터의 전극과 전극 사이의 절연막이 일정하게 형성되도록 한 케미컬 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 케미컬 보충관을 통해 케미컬이 보충 저장되는 프로세스 탱크로 불활성가스 공급관을 통해 불활성가스를 투입시켜, 상기 프로세스 탱크로 투입되는 불활성가스의 압력에 의해 상기 케미컬이 상기 프로세스 탱크에 연결된 케미컬 최종 공급관을 통해 공정챔버로 공급되도록 이루어지고, 상기 케미컬을 상기 공정챔버로 균일하게 공급되도록 상기 불활성가스 공급관상에 상기 프로세스 탱크내의 압력을 조절하는 압력조절수단을 갖는 케미컬 공급장치에 있어서, 상기 압력조절수단은, 상기 불활성가스 공급관상에 불활성가스의 유동 방향의 상류측에서 하류측으로 갈수록 설치되는 압력조절밸브와, 제1 압력감지수단과, 제2 압력감지수단과, 상기 제1 압력감지수단과 제2 압력감지수단 사이의 상기 불활성가스 공급관상에서 분기되는 배기관과, 상기 불활성가스 공급관과 배기관의 연결부에 설치되어 상기 불활성가스 공급관을 통해 공급되는 불활성가스가 상기 프로세스 탱크로 유동되도록 하거나 상기 프로세스 탱크내의 불활성가스가 상기 배기관으로 배기되도록 유동 방향을 전환하는 방향전환밸브와, 상기 방향전환밸브와 상기 제2 압력감지수단 사이에 설치되어 상기 방향전환밸브에 의해 상기 프로세스 탱크내의 불활성가스가 상기 배기관으로 배기되될때 상기 프로세스 탱크내의 압력 감소를 지연시키는 압력감소 지연수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 케미컬 공급장치에 따르면, 케미컬 보충시 프로세스 탱크내의 압력이 설정압을 초과할 경우에 설정압이 유지되도록 하기 위해서 프로세스 탱크내의 불활성가스 배기하게 되는데, 이 불활성가스의 배기속도 및 배기량을 감소시켜 프로세스 탱크내의 압력 감소가 지연되도록 함으로써, 보다 효과적으로 단위 시간당 케미컬 공급량 및 분사속도가 균일하게 유지되도록 제어할 수 있고, 이로 인해 웨이퍼상 또는 유리기판상에서 증착막을, 케패시터의 전극과 전극 사이의 절연막을 일정하게 형성할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 케미컬 공급장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 케미컬 공급장치의 구성을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
50 : 프로세스 탱크
51 : 케미컬 최종 공급관
52 : 불활성가스 공급관
60 : 공정챔버
70 : 압력조절밸브
71 : 제1 압력감지수단
72 : 제2 압력감지수단
73 : 배기관
74,82,83 : 방향전환밸브
80 : 압력감소 지연수단
81 : 바이패스관
이하, 본 발명에 의한 케미컬 공급장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 케미컬 공급장치의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 케미컬 공급장치는, 불활성가스를 공급하는 불활성가스 공급관(10)과; 케미컬을 공급하는 케미컬 공급관(20)과; 내부 공간에 케미컬이 저장되어 있는 탱크부(31)와, 이 탱크부(31)의 일측에 일체로 형성되어 탱크부(31)의 내외부를 연통시킴과 아울러 불활성가스 공급관(10)에 착탈 가능하게 접속 결합되는 제1 접속 연결관(32)과, 탱크부(31)의 타측에 일체로 형성되어 케미컬 공급관(20)에 착탈 가능하게 접속 결합됨과 아울러 불활성가스 공급관(10)으로 통해 공급되는 불활성가스의 압력에 의해 탱크부(31)내에 저장된 케미컬이 케미컬 공급관(20)으로 공급되도록 하는 제2 접속 연결관(33)을 포함하는 케미컬 저장탱크(30)와; 이 케미컬 저장탱크(30)의 교체시 제2 접속 연결관(33) 및 이에 인접한 케미컬 공급관(20)의 일부내에 잔류하는 케미컬을 잔류 케미컬 배기수단(40)을 이용하여 배기시키기 위해 제2 접속 연결관(33) 및 이에 인접하는 케미컬 공급관(20)의 일부를 가열하는 히터(50)로 이루어지는 것으로, 종래 기술과 동일하다.
여기서, 잔류 케미컬 배기수단(40)은 탱크부(31)내에 저장된 잔류 케미컬이 일정량 이하일때 케미컬이 일정량 이상 저장된 케미컬 저장탱크(30)로 교체하기 위해, 제1 접속 연결관(32)과 제2 접속 연결관(33)을 각각 불활성가스 공급관(10) 및 케미컬 공급관(20)으로부터 분리시 제2 접속 연결관(33) 및 이에 인접한 케미컬 공급관(20)내에 잔류하는 케미컬이 작업장의 공기중으로 누설되어 작업자의 인체에 악영향을 끼치는 것을 방지하도록 안전한 장소로 배기되도록 하는 역할을 한다.
이러한 잔류 케미컬 배기수단(40)은 일례로 불활성가스 공급관(10)에 분기되는 배기관(41)과, 배기관(41) 상류측의 불활성가스 공급관(10)에서 분기되어 케미컬 공급관(20)에 합류되는 제1바이패스관(42)과, 불활성가스 공급관(10)과 배기관(41)의 분기부에 설치되는 제1방향전환밸브(V1)와, 제1바이패스관(42)과 케미컬 공급관(20)의 합류부에 설치되는 제2방향전환밸브(V2)와, 제1 접속 연결관(32)상에 설치되는 제3 개폐밸브(V3)와, 제2 접속 연결관(32)상에 설치되는 제4개폐밸브(V4)와, 제3개폐밸브(V3)와 제1방향전환밸브(V1) 사이의 불활성가스 공급관(10)상에 설치되는 제5개폐밸브(V5)와, 제4개폐밸브(V4)와 제2방향전환밸브(V2) 사이의 케미컬 공급관(20)상에 설치되는 제6개폐밸브(V6)와, 제5개폐밸브(V5)와 제3개폐밸브(V3) 사이의 불활성가스 공급관(10)에서 분기되어 제6개폐밸브(V6)와 제4개폐밸브(V4) 사이의 케미컬 공급관(20)으로 합류되는 제2바이패스관(43)과, 제2바이패스(43)상에 설치되는 제7개폐밸브(V7)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 잔류 케미컬 배기수단(40)을 구성하는 밸브들의 개폐 상태에 따라 불활성가스 공급관(10)을 통해 공급되는 불활성가스의 공급 압력을 이용하여 케미컬 저장탱크(30)의 탱크부(31)과 제2 접속 연결관(33) 및 제2방향전환밸브(V2) 전단까지의 케미컬 공급관(20)내의 잔류 케미컬을 배기관(41)을 통해 배기시킴으로써 케미컬 저장탱크(30)를 교체할 수 있게 된다. 그리고, 탱크부(31)내에 일정량 이상의 케미컬이 저장된 케미컬 저장탱크(30)를 새로 교체한 경우에는 잔류 케미컬 배기수단(40)을 구성하는 밸브의 개폐 상태를 배기시의 반대로 하여 불활성가스 공급관(10)을 통해 공급되는 불활성가스의 압력에 의해 탱크부(31)내의 케미컬이 케미컬 공급관(20)을 통해 공급되도록 한다.
한편, 상기 케미컬 공급관(20)을 통해 공급되는 케미컬은 공정챔버(60)에 곧바로 공급되도록 구성할 수 있는데, 이와 같이 시스템을 구성할 경우에는 케미컬 저장탱크(30)내에 케미컬의 잔류량이 설정치 이하가 될때 케미컬 저장탱크(30)를 신규로 교체하여야 한다. 이때 케미컬 저장탱크(30)를 교체하기 위해 공정챔버의 가동을 중단시켜야 하는 문제점이 있다.
이를 위해서, 공정챔버의 가동을 중단하는 일 없이도 케미컬 저장탱크(30)를 교체할 수 있도록, 케미컬 공급관(20)이 연장 형성된 케미컬 보충관(21)을 통해 케미컬이 보충 저장되는 프로세스 탱크(50)로 불활성가스 공급관(52)을 통해 불활성가스를 투입시켜, 프로세스 탱크(50)로 투입되는 불활성가스의 압력에 의해 상기 케미컬이 프로세스 탱크(50)에 연결된 케미컬 최종 공급관(51)을 통해 공정챔버(60)로 공급되도록 이루어지고, 케미컬을 공정챔버(60)로 균일하게 공급되도록 불활성가스 공급관(52)상에 프로세스 탱크(50)내의 압력을 조절하는 압력조절수단을 구비하고 있다.
여기서, 미설명 부호 75는 제2 압력감지수단(72) 후단측에 프로세스 탱크(50)에 인접하여 불활성가스 공급관(52)상에 설치되는 개폐밸브이고, 부호 76은 프로세스 탱크(50)에 인접하여 케미컬 보충관(21)상에 설치되는 개폐밸브이고, 부호 77은 프로세스 탱크(50)에 인접하여 케미컬 최종 공급관(51)상에 설치되는 개폐밸브이다.
상기 압력조절수단은, 불활성가스 공급관(52)상에 불활성가스의 유동 방향의 상류측에서 하류측으로 갈수록 설치되는 압력조절밸브(70)와, 제1 압력감지수단(71)과, 제2 압력감지수단(72)과, 제1 압력감지수단(71)과 제2 압력감지수단(72) 사이의 불활성가스 공급관(52)상에서 분기되는 배기관(73)과, 불활성가스 공급관(52)과 배기관(73)의 연결부에 설치되어 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 하거나 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 배기관(73)으로 배기되도록 유동 방향을 전환하는 방향전환밸브(74)와, 방향전환밸브(74)와 제2 압력감지수단(72) 사이에 설치되어 방향전환밸브(74)에 의해 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 배기관(73)으로 배기될때 프로세스 탱크(50)내의 압력 감소를 지연시키는 압력감소 지연수단(80)을 포함하여 이루어진다.
상기 압력감소 지연수단(80)은, 바이패스관(81)과, 방향전환밸브(82)(83)를 포함하여 이루어진다.
바이패스관(81)은 방향전환밸브(74)와 제2 압력감지수단(72) 사이의 불활성가스 공급관(52)에 연통되게 설치되되, 일단부(81a)는 불활성가스 공급관(52)상에서 분기되게 설치되며, 타단부(81b)는 일정 간격 이격되어 불활성가스 공급관(52)상에 합류되게 설치된다.
방향전환밸브(82)는 바이패스관(81)의 일단부(81a)와 불활성가스 공급관(52)의 연결부에 설치되어, 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 하거나 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 바이패스관(81)으로 바이패스되도록 유동 방향을 전환하도록 구성된다.
방향전환밸브(83)는 바이패스관(81)의 타단부(81b)와 불활성가스 공급관(52)의 연결부에 설치되어, 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 하거나 바이패스관(71)내의 불활성가스가 배기관(73)으로 유동되도록 유동 방향을 전환하도록 구성된다.
그리고, 본 발명에 의한 바이패스관(81)의 내경은 불활성가스 공급관(52)의 내경보다 작게 형성되는데, 일례로 불활성가스 공급관(52)의 내경의 절반 정도로 형성함이 바람직하다.
여기서, 방향전환밸브(71,82,84)는 통상적으로 알려진 밸브로서 상세한 내부 구성 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 본 발명에 적용된 압력조절수단을 구성하는 모든 압력조절밸브(70), 방향전환밸브(74,82,83) 및 개폐밸브(75,76,77)은 별도의 컨트롤러의 제어에 의해 자동으로 개폐 작동되는 전자밸브 또는 액츄에이터에 의해 작동되는 밸브로 구성된다.
그리고, 본 발명에 적용되는 제1 압력감지수단(71)은 압력조절밸브(70)를 통과한 불활성가스의 압력을 감지하여 컨트롤러에 검출 압력값을 전송하게 된다.
그리고, 본 발명에 적용되는 제2 압력감지수단(72)은 프로세스 탱크(50)내의 압력을 감지하여 컨트롤러에 검출 압력값을 전송하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 케미컬 공급장치에서 프로세스 탱크측에서 케미컬이 공급되는 순서를 설명하면 다음과 같다. 여기서, 본 발명의 모든 밸브는 컨트롤러에 의해 자동 제어됨을 명시한다.
먼저, 프로세스 탱크(50)의 내부에 보충 저장된 케미컬을 공정챔버(60)측으로 공급하기 위해서는 1차적으로 개폐밸브(77)가 개방되도록 제어한 다음, 제1 압력감지수단(71)에서 검출된 불활성가스의 압력을 체크하면서 불활성가스 공급관(52)내로 불활성가스가 설정된 압력으로 유동되도록 압력조절밸브(70)를 제어한다.
이후, 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 방향전환밸브(74)를 제어한다.
다음으로, 개폐밸브(75)를 제어하여 불활성가스가 프로세스 탱크(50)의 내부로 유입되도록 한다.
이렇게 되면, 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스의 압력에 의해 프로세스 탱크(50)내에 저장된 케미컬은 케미컬 최종 공급관(51)을 통해 공정챔버(60)로 공급될 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 프로세스 탱크(50)내의 케미컬을 공정챔버(60)로 공급하는 과정에서, 프로세스 탱크(50)내의 케미컬 사용량이 증가하여 일정량이 감소하게 되면 케미컬 보충관(21)의 유로가 개방되도록 개폐밸브(76)를 제어함과 아울러 케미컬 최종 공급관(51)의 유로가 폐쇄되도록 개폐밸브(77)를 제어하여 케미컬 보충관(21)을 통해 프로세스 탱크(50)내로 케미컬이 보충되도록 한다.
이렇게 되면, 프로세스 탱크(50)내의 압력은 케미컬이 보충됨에 따라 케미컬 보충전의 체적 대비 보충후의 체적 변화로 인하여 상승하게 된다.
이후, 제2 압력감지수단(72)에서 검출된 프로세스 탱크(50)내의 압력이 설정치 이상이면, 방향전환밸브(82)를 제어하여 프로세스 탱크(50)의 불활성가스가 바이패스관(82)을 통해 바이패스되도록 한 다음, 방향전환밸브(83)를 제어하여 바이패스관(82)내의 불활성가스가 다시 방향전환밸브(83)와 방향전환밸브(74) 사이 구간의 불활성가스 공급관(52)으로 유입되도록 한 후, 방향전환밸브(74)를 제어하여 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 상기 배기관(73)으로 배기되도록 한다.
결국, 본 발명은 제2 압력감지수단(72)에서 검출된 프로세스 탱크(50)내의 압력이 설정치 이상일때 불활성가스 공급관(52)의 내경보다 작은 바이패스관(81)으로 불활성가스를 바이패스시킨 후 배기시키기 때문에, 불활성가스가 바이패스관(81)을 통과하면서 종래와 달리 급속하게 배기되지 않게 된다. 즉, 불활성가스의 배기속도 및 배기량이 감소되는 것이다.
따라서, 프로세스 탱크(50)의 압력이 급속하게 감소되지 않고 천천히 지연되면서 감소된다.
이후, 프로세스 탱크(50)내의 압력이 설정된 압력이 되면 불활성가스가 프로세스 탱크(50)로 공급되도록 방향전환밸브(74)를 제어하게 된다.
이상 살펴본 바와 같이 케미컬 보충관(21)을 통해 프로세스 탱크(50)의 내부로 케미컬이 보충 저장될때 마다 프로세스 탱크(50) 내부의 압력이 상승될때마다 전술한 플로우를 반복적으로 실시하게 된다.
따라서, 본 발명은 종래의 수작업에 의한 방법을 벗어나 자동으로 프로세스 탱크(50) 내부의 압력을 항상 설정된 압력이 되도록 유지함으로써, 보다 효과적으로 단위 시간당 케미컬 공급량 및 분사속도를 균일하게 유지되도록 제어할 수 있어, 웨이퍼상에서 증착막을, 케패시터의 전극과 전극 사이의 절연막을 일정하게 형성할 수 있다.

Claims (2)

  1. 케미컬 보충관(21)을 통해 케미컬이 보충 저장되는 프로세스 탱크(50)로 불활성가스 공급관(52)을 통해 불활성가스를 투입시켜, 상기 프로세스 탱크(50)로 투입되는 불활성가스의 압력에 의해 상기 케미컬이 상기 프로세스 탱크(50)에 연결된 케미컬 최종 공급관(51)을 통해 공정챔버로 공급되도록 이루어지고, 상기 케미컬을 상기 공정챔버(60)로 균일하게 공급되도록 상기 불활성가스 공급관(52)상에 상기 프로세스 탱크(50)내의 압력을 조절하는 압력조절수단을 갖는 케미컬 공급장치에 있어서,
    상기 압력조절수단은,
    상기 불활성가스 공급관(52)상에 불활성가스의 유동 방향의 상류측에서 하류측으로 갈수록 설치되는 압력조절밸브(70)와, 제1 압력감지수단(71)과, 제2 압력감지수단(72)과, 상기 제1 압력감지수단(71)과 제2 압력감지수단(72) 사이의 상기 불활성가스 공급관(52)상에서 분기되는 배기관(73)과, 상기 불활성가스 공급관(52)과 배기관(73)의 연결부에 설치되어 상기 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 상기 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 하거나 상기 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 상기 배기관(73)으로 배기되도록 유동 방향을 전환하는 방향전환밸브(74)와, 상기 방향전환밸브(74)와 상기 제2 압력감지수단(72) 사이에 설치되어 상기 방향전환밸브(74)에 의해 상기 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 상기 배기관(73)으로 배기될때 상기 프로세스 탱크(50)내의 압력 감소를 지연시키는 압력감소 지연수단(80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력감소 지연수단(80)은,
    상기 방향전환밸브(74)와 상기 제2 압력감지수단(72) 사이의 불활성가스 공급관(52)에 연통되게 설치되되, 일단부(81a)는 상기 불활성가스 공급관(52)상에서 분기되게 설치되며, 타단부(81b)는 일정 간격 이격되어 상기 불활성가스 공급관(52)상에 합류되게 설치되는 바이패스관(81)과;
    상기 바이패스관(81)의 일단부와 상기 불활성가스 공급관(52)의 연결부에 설치되어, 상기 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 상기 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 하거나 상기 프로세스 탱크(50)내의 불활성가스가 상기 바이패스관(81)으로 바이패스되도록 유동 방향을 전환하는 방향전환밸브(82)와;
    상기 바이패스관(81)의 타단부(81b)와 상기 불활성가스 공급관(52)의 연결부에 설치되어, 상기 불활성가스 공급관(52)을 통해 공급되는 불활성가스가 상기 프로세스 탱크(50)로 유동되도록 하거나 상기 바이패스관(81)내의 불활성가스가 상기 배기관(73)으로 유동되도록 유동 방향을 전환하는 방향전환밸브(83)로 이루어지며,
    상기 바이패스관(81)의 내경은 상기 불활성가스 공급관(52)의 내경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 케미컬 공급장치.
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