KR20130102383A - 증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증착 물질을 공급하기 위한 수동 밸브의 개폐 상태를 검출할 수 있도록 한 증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 증착 물질 공급 장치는 가스 공급부에 연결된 가스 공급 라인을 통해 반송 가스를 공급받고, 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성해 공정 챔버에 연결된 소스 물질 출력 라인에 공급하는 소스 기화 모듈; 상기 소스 기화 모듈의 입력 포트와 상기 가스 공급 라인 사이에 연결되어 상기 가스 공급 라인에 흐르는 가스의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 1 수동 밸브; 및 상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질 출력 라인 사이에 연결되어 상기 소스 물질 출력 라인으로 공급되는 소스 물질의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 2 수동 밸브를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법{DEPOSITION MATERIAL SUPPLYING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 증착 물질을 공급하기 위한 수동 밸브의 개폐 상태를 검출할 수 있도록 한 증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 제조 업계에서는 반도체 칩의 동작 속도를 증대시키고, 단위 면적당 정보 저장 능력을 증가시키기 위하여 반도체 집적 회로 공정에 적용되는 최소 선폭이 꾸준히 줄어드는 추세에 있다. 또한, 반도체 기판 상에 집적화되는 트랜지스터와 같은 반도체 소자의 크기가 서브 하프 마이크론 이하로 축소되고 있다.
이와 같은 반도체 소자는 증착 공정, 포토 공정, 및 식각 공정 등의 반도체 제조 공정의 반복을 통해 제조된다.
상기 반도체 제조 공정 중 증착 공정으로는 졸-겔(sol-gel) 방법, 스퍼터링(sputtering) 방법, 전기 도금(electro-plating) 방법, 증기(evaporation) 방법, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 방법, 분자 빔 에피탁시(molecule beam eptaxy) 방법, 원자층 증착 방법 등이 사용될 수 있다.
화학 기상 증착 방법은 다른 증착 방법보다 반도체 기판 상에 형성되는 박막의 스텝 커버리지(step coverage), 균일성(uniformity) 및 양산성 등 같은 증착 특성이 우수하기 때문에 가장 보편적으로 사용되고 있다.
이와 같은 화학 기상 증착 방법에는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition), APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition), LTCVD(Low Temperature Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등으로 나눌 수 있다.
화학 기상 증착 방법 중 MOCVD 방법은 유기 금속의 열분해 반응을 이용해 반도체 기판 상에 금속 화합물을 형성하는 공정이다. 즉, 상기 MOCVD 공정과 같은 화학 기상 증착 공정은 증착 소스 물질을 기체 상태로 공정 챔버에 유입시켜 반도체 기판 상에서 화학 반응을 통하여 소정의 박막을 증착하는 공정이다.
상기 MOCVD 공정이 수행된 이후에는 상기 화학 기상 증착 설비 내부에 존재하는 잔류 가스 및 반응 생성물을 제거하는 세정 및 퍼지 공정을 수행하게 된다.
상기 MOCVD 공정에서 사용되는 소스 물질이 기체 상태일 경우, 기체 상태의 증착 소스 물질을 공정 챔버의 샤워 헤드에 직접 공급한다.
반면에, 상기 MOCVD 공정에서 사용되는 소스 물질이 상온에서 응축된 액체 상태일 경우, 버블(Bubbling) 방법, 증기류 조절(Vapor Flow Controller) 방법, 액체 공급(Liquid Delivery) 방법 또는 인젝션(injection) 방법을 이용하여 증착 소스 물질을 기화시켜 공정 챔버의 샤워 헤드에 공급한다.
도 1은 종래의 소스 물질 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 각 수동 밸브를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 소스 물질 공급 장치는 소스 기화 모듈(10), 가스 공급 라인(20), 소스 물질 출력 라인(30), 바이패스(Bypass) 라인(40), 퍼지 가스 배출 라인(50), 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1, MV2, MV3, MV5)를 구비한다.
소스 기화 모듈(10)은 탱크(13)에 저장된 소스 원료(11)를 기화시킨다. 그리고, 소스 기화 모듈(10)은 탱크(13)에 연통된 입력 포트(15) 및 출력 포트(17)를 갖는다. 이러한 소스 기화 모듈(10)은 탱크(13)의 가열을 통해 소스 원료(11)를 기화시켜 증착 소스 물질을 생성하고, 입력 포트(15)를 통해 탱크(13) 내부로 공급되는 반송 가스(CG)에 따라 상기 증착 소스 물질을 출력 포트(17)로 출력한다.
가스 공급 라인(20)은 소스 기화 모듈(10)의 입력 포트(15)에 연결되어 소스 기화 모듈(10)의 탱크(13) 내부에 반송 가스(CG)를 공급한다.
소스 물질 출력 라인(30)은 소스 기화 모듈(10)의 출력 포트(17)에 연결되어 소스 기화 모듈(10)의 탱크(13)로부터 기화되어 출력 포트(17)로 출력되는 증착 소스 물질을 공정 챔버로 공급한다.
바이패스 라인(40)은 가스 공급 라인(20)과 소스 물질 출력 라인(30) 사이에 연결되어 가스 공급 라인(20)으로부터 공급되는 퍼지 가스(PG)를 소스 물질 출력 라인(30)과 퍼지 가스 배출 라인(50)으로 공급한다.
퍼지 가스 배출 라인(50)은 바이패스 라인(40)과 소스 물질 출력 라인(30)에 연결되어 가스 공급 라인(20)과 바이패스 라인(40) 및 소스 물질 출력 라인(30)을 경유하여 공급되는 퍼지 가스(PG)를 가스 배출부로 공급한다.
제 1 수동 밸브(MV1)는 소스 기화 모듈(10)의 입력 포트(15)와 가스 공급 라인(21) 사이에 설치되어 가스 공급 라인(21)과 입력 포트(15) 사이의 가스 흐름을 제어한다. 제 2 수동 밸브(MV2)는 소스 기화 모듈(10)의 출력 포트(17)와 소스 물질 출력 라인(30) 사이에 설치되어 출력 포트(17)와 소스 물질 출력 라인(30) 사이의 가스 흐름을 제어한다. 이러한 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브(MV1, MV2) 각각은 소스 기화 모듈(10)에 내장되는 것으로, 소스 기화 모듈(10)의 탱크(13)에 일체화될 수 있다.
제 3 수동 밸브(MV3)는 바이패스 라인(40)에 설치되어 바이패스 라인(40)의 가스 흐름을 제어한다. 제 4 수동 밸브(MV4)는 소스 물질 출력 라인(30)에 설치되어 소스 물질 출력 라인(30)과 공정 챔버 사이의 가스 흐름을 제어한다. 제 5 수동 밸브(MV5)는 퍼지 가스 배출 라인(50)에 설치되어 퍼지 가스 배출 라인(50)과 가스 배출부 사이의 가스 흐름을 제어한다.
제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각은 몸체(61), 몸체(61)에 연통되는 가스 입력 배관(63i)과 가스 출력 배관(63o), 회전에 따라 승강되어 가스 입력 배관(63i)과 가스 출력 배관(63o) 사이를 개방시키거나 폐쇄하는 밸브 개폐 부재(65), 및 밸브 개폐 부재(65)를 회전시키는 핸드 휠(hand Wheel)(65)을 구비한다.
이러한 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각은 핸드 휠(65)의 회전에 따른 밸브 개폐 부재(65)의 승강에 따라 가스 입력 배관(63i)과 가스 출력 배관(63o) 사이를 개방시키거나 폐쇄시킴으로써 가스 입력 배관(61i)과 가스 출력 배관(61o) 사이의 가스 흐름을 제어한다.
예를 들어, 핸드 휠(63)이 정회전되어 밸브 개폐 부재(65)가 하강할 경우, 가스 입력 배관(61i)과 가스 출력 배관(61o) 사이의 가스 흐름은 차단되고, 반대로 핸드 휠(63)이 역회전되어 밸브 개폐 부재(65)가 상승할 경우, 가스 입력 배관(61i)과 가스 출력 배관(61o) 사이의 가스 흐름은 개방될 수 있다.
이와 같은 종래의 소스 물질 공급 장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 및 제 2 수동 밸브(MV1, MV2)와 제 4 수동 밸브(MV4) 각각을 개방시키고, 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각을 폐쇄한다.
그런 다음, 가스 공급 라인(20)에 반송 가스를 공급하여 개방된 제 1 수동 밸브(MV1)를 통해 소스 기화 모듈(10)의 탱크(13) 내부에 반송 가스(CG)를 공급한다. 이에 따라, 소스 기화 모듈(10)에서 기화되는 소스 물질은 반송 가스에 의해 소스 물질 출력 라인(30)을 통해 공정 챔버의 샤워 헤드로 공급된다.
한편, 소스 기화 모듈(10)의 탱크(13)에 저장된 소스 원료(11)가 모두 소진되면, 제 1 및 제 2 수동 밸브(MV1, MV2)와 제 4 수동 밸브(MV4) 각각을 폐쇄시키고, 제 3 수동 밸브(MV3)를 개방한다.
그런 다음, 가스 공급 라인(20)에 퍼지 가스(PG)를 공급하여 개방된 제 3 수동 밸브(MV3)에 연결되는 가스 공급 라인(20), 바이패스 라인(40), 소스 물질 출력 라인(30), 및 퍼지 가스 배출 라인(50)에 퍼지 가스(PG)를 채운다.
그런 다음, 제 5 수동 밸브(MV5)를 개방하고 가스 배출 펌프(미도시)를 구동시켜 퍼지 가스(PG)를 가스 배출부로 펌핑한다. 전술한 제 5 수동 밸브(MV5)의 개폐를 통해 퍼지 가스(PG)를 채우는 과정과 퍼지 가스(PG)를 펌핑하는 과정을 여러 번 반복하는 사이클 퍼지 공정을 통해 소스 물질 출력 라인(30)에 잔류하는 증착 소스 물질을 퍼지(또는 제거)한다.
그런 다음, 전술한 사이클 퍼지 공정이 완료되면, 소스 기화 모듈(10)의 탱크(13)를 교체한다.
이상과 같은, 종래의 증착 물질 공급 장치는 작업자의 수작업에 의해 각 수동 밸브를 개폐시키기 때문에 각 수동 밸브의 개폐 상태를 확인할 수 없다는 단점이 있다.
더욱이, 종래의 증착 물질 공급 장치는 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각이 완전히 폐쇄되지 않은 상태에서 전술한 사이클 퍼지 공정을 수행할 경우 퍼지 가스(PG)의 펌핑시 소스 기화 모듈(10)의 탱크(13)에 잔류하는 소스 물질이 역류하여 각 수동 밸브 및 펌프가 오염되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 증착 물질을 공급하기 위한 수동 밸브의 개폐 상태를 검출할 수 있도록 한 증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 사이클 퍼지 공정을 자동적으로 수행할 수 있도록 한 증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 증착 물질 공급 장치는 가스 공급부에 연결된 가스 공급 라인을 통해 반송 가스를 공급받고, 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성해 공정 챔버에 연결된 소스 물질 출력 라인에 공급하는 소스 기화 모듈; 상기 소스 기화 모듈의 입력 포트와 상기 가스 공급 라인 사이에 연결되어 상기 가스 공급 라인에 흐르는 가스의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 1 수동 밸브; 및 상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질 출력 라인 사이에 연결되어 상기 소스 물질 출력 라인으로 공급되는 소스 물질의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 2 수동 밸브를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 수동 밸브는 회전 장치의 회전 또는 상하운동 장치의 승강에 의해 상기 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하고, 상기 제 2 수동 밸브는 회전 장치의 회전 또는 상하운동 장치의 승강에 의해 상기 제 2 밸브 개폐 정보를 생성할 수 있다. 이때, 상기 회전 장치는 밸브의 개폐를 위한 핸드 휠로 이루어지거나, 평판 형태의 브라켓으로 이루어질 수 있다.
상기 증착 물질 공급 장치는 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부를 연결하는 바이패스 라인에 설치되어 상기 바이패스 라인에 흐르는 가스의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 3 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 3 수동 밸브; 상기 제 1 내지 제 3 수동 밸브 각각으로부터 공급되는 상기 제 1 내지 제 3 밸브 개폐 정보에 기초하여 상기 제 1 내지 제 3 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 모니터링하는 제어부; 상기 가스 공급부에 인접한 가스 공급 라인에 설치되고, 반송 가스를 이용해 상기 소스 물질을 공정 챔버로 공급하는 공정 모드 또는 퍼지 가스를 이용해 상기 소스 물질 출력 라인을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 가스 공급 라인의 가스 흐름을 제어하는 제 1 전자 밸브; 및 상기 소스 물질 출력 라인에 연결되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인에 설치되고, 상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 퍼지 가스 배출 라인의 가스 흐름을 제어하는 제 2 전자 밸브를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 증착 물질 공급 장치는 상기 공정 챔버에 인접한 소스 물질 출력 라인에 설치되어 상기 공정 챔버로 공급되는 소스 물질의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 4 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 4 수동 밸브; 및 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부와 상기 제 4 수동 밸브 사이인 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부에 연결되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인에 설치되어 상기 퍼지 가스 배출 라인으로부터 가스 배출부로 배출되는 퍼지 가스의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 5 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 5 수동 밸브를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 제 4 및 제 5 수동 밸브 각각으로부터 공급되는 상기 제 4 및 제 5 밸브 개폐 정보에 기초하여 상기 제 4 및 제 5 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 더 모니터링할 수 있다.
상기 수동 밸브 각각은 밸브 개폐부를 가지는 몸체; 상기 밸브 개폐부에 연통되도록 상기 몸체에 연결된 가스 입력 배관과 가스 출력 배관; 핸드 휠(hand Wheel)의 회전에 의해 승강되어 상기 밸브 개폐부를 개방 또는 폐쇄시키는 밸브 개폐 부재; 및 상기 핸드 휠의 회전에 따라 밸브 개폐 정보를 생성하여 상기 제어부에 제공하는 센서 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 센서 유닛은 상기 핸드 휠에 설치된 브라켓; 및 상기 몸체에 설치되어 상기 브라켓의 감지 유무에 따라 상기 밸브 개폐 정보를 생성하는 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 센서 유닛은 상기 몸체에 설치되어 상기 핸드 휠과의 거리를 검출하고, 검출된 핸드 휠의 거리와 기준 거리에 기초하여 상기 밸브 개폐 정보를 생성하는 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 증착 물질 공급 장치는 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 제 1 전자 밸브 사이의 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 제 1 전자 밸브를 통과해 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부로 공급되는 가스의 흐름을 제어하는 제 3 전자 밸브; 상기 제 1 및 제 3 전자 밸브 사이인 가스 공급 라인의 제 4 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부를 연결하는 보조 바이패스 라인에 설치되고, 상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 보조 바이패스 라인에 공급되는 가스의 흐름을 제어하는 제 4 전자 밸브; 및 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부와 제 3 분기부 사이의 상기 소스 물질 출력 라인에 설치되고, 상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부로 공급되는 가스의 흐름을 제어하는 제 5 전자 밸브를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 증착 물질 공급 장치의 제어 방법은 반송 가스 또는 퍼지 가스가 공급되는 가스 공급 라인과 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성하는 소스 기화 모듈의 입력 포트 사이에 설치된 제 1 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 소스 물질이 출력되는 상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 소스 물질 출력 라인 사이에 설치된 제 2 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 밸브 개폐 정보에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브의 개폐 상태를 모니터링하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 모니터링 단계는 상기 반송 가스를 이용해 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 공정 모드와 상기 퍼지 가스를 이용해 상기 소스 물질 출력 라인을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드로 구분하고, 상기 공정 또는 퍼지 모드 각각에 대응되도록 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 모니터링할 수 있다.
상기 모니터링 단계는 상기 공정 모드시 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 중 적어도 하나가 폐쇄 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키고, 상기 퍼지 모드시 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시킬 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 증착 물질 공급 장치의 제어 방법은 반송 가스 또는 퍼지 가스가 공급되는 가스 공급 라인과 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성하는 소스 기화 모듈의 입력 포트 사이에 설치된 제 1 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 소스 물질이 출력되는 상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 소스 물질 출력 라인 사이에 설치된 제 2 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부를 연결하는 바이패스 라인에 설치된 제 3 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 3 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 반송 가스를 이용해 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 공정 모드와 상기 퍼지 가스를 이용해 상기 소스 물질 출력 라인을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드에 기초하여 상기 제 1 내지 제 3 밸브 개폐 정보에 따른 상기 제 1 내지 제 3 수동 밸브의 개폐 상태를 모니터링하는 단계; 및 상기 공정 또는 퍼지 모드에 따라서, 상기 가스 공급 라인에 설치된 제 1 전자 밸브를 개방 또는 폐쇄시킴과 동시에 상기 소스 물질 출력 라인에 연결되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인에 설치된 제 2 전자 밸브를 개방 또는 폐쇄시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 모니터링 단계는 상기 공정 모드시 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 폐쇄 상태이고, 상기 제 3 수동 밸브가 개방 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키고, 상기 퍼지 모드시 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 개방 상태이고, 상기 제 3 수동 밸브가 폐쇄 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시킬 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 증착 물질 공급 장치의 제어 방법은 반송 가스 또는 퍼지 가스가 공급되는 가스 공급 라인과 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성하는 소스 기화 모듈의 입력 포트 사이에 설치된 제 1 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 소스 물질이 출력되는 상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 소스 물질 출력 라인 사이에 설치된 제 2 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부를 연결하는 바이패스 라인에 설치된 제 3 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 3 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 공정 챔버에 인접한 소스 물질 출력 라인에 설치된 제 4 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 4 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부와 상기 제 4 수동 밸브 사이인 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부에 연결되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인에 설치된 제 5 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 5 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 상기 반송 가스를 이용해 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 공정 모드와 상기 퍼지 가스를 이용해 상기 소스 물질 출력 라인을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드에 기초하여 상기 제 1 내지 제 5 밸브 개폐 정보에 따른 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브의 개폐 상태를 모니터링하는 단계; 및 상기 공정 또는 퍼지 모드에 따라서, 상기 가스 공급 라인에 연결된 가스 공급부와 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부 사이의 상기 가스 공급 라인에 설치된 제 1 전자 밸브를 개방 또는 폐쇄시킴과 동시에 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부와 제 5 수동 밸브 사이의 상기 퍼지 가스 배출 라인에 설치된 제 2 전자 밸브 각각을 개방 또는 폐쇄시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 모니터링 단계는 상기 공정 모드시 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 폐쇄 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키고, 상기 퍼지 모드시 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 개방 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 폐쇄 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시킬 수 있다.
상기 공정 모드시, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브와 제 1 전자 밸브 각각은 개방 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브와 제 2 전자 밸브 각각은 폐쇄 상태이며, 상기 퍼지 모드시, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브와 상기 제 1 전자 밸브 각각은 개방 상태이고, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브 각각은 폐쇄 상태이며, 상기 제 2 전자 밸브는 소정 주기로 개방 및 폐쇄 상태를 반복할 수 있다.
상기 증착 물질 공급 장치의 제어 방법은 상기 공정 또는 퍼지 모드에 따라서, 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 제 1 전자 밸브 사이의 가스 공급 라인에 설치된 제 3 전자 밸브, 상기 제 1 및 제 3 전자 밸브 사이인 가스 공급 라인의 제 4 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부를 연결하는 보조 바이패스 라인에 설치된 제 4 전자 밸브, 및 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부와 제 3 분기부 사이의 상기 소스 물질 출력 라인에 설치된 제 5 전자 밸브 각각을 개방 또는 폐쇄시키는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 공정 모드시, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브와 제 1, 제 3 및 제 5 전자 밸브 각각은 개방 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브와 제 2 및 제 4 전자 밸브 각각은 폐쇄 상태이며, 상기 퍼지 모드시, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브와 상기 제 1, 제 3 및 제 5 전자 밸브 각각은 개방 상태이고, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브와 제 4 전자 밸브 각각은 폐쇄 상태이며, 상기 제 2 전자 밸브는 소정 주기로 개방 및 폐쇄 상태를 반복할 수 있다.
상기 수동 밸브 각각은 회전 장치 또는 상하운동 장치를 포함하고, 상기 밸브 개폐 정보 각각은 상기 회전 장치의 회전 또는 상하운동 장치의 승강에 의해 생성될 수 있다.
상기 수동 밸브 각각은 핸드 휠에 소정 크기로 설치된 브라켓과 상기 핸드 휠의 회전에 따라 상기 브라켓을 감지하는 센서를 포함하여 구성되고, 상기 센서는 상기 브라켓의 감지 유무에 따라 밸브 개방 상태 또는 밸브 폐쇄 상태에 대응되는 밸브 개폐 정보를 생성할 수 있다.
상기 수동 밸브 각각은 핸드 휠과 상기 핸드 휠과의 거리를 검출하는 센서를 포함하여 구성되고, 상기 센서는 상기 핸드 휠과의 거리를 검출하고, 검출된 핸드 휠의 거리와 기준 거리에 기초하여 밸브 개방 상태 또는 밸브 폐쇄 상태에 대응되는 밸브 개폐 정보를 생성할 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법은 수동 밸브 각각에 설치된 센서 유닛을 이용하여 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 검출함으로써 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 증착 물질 공급 장치 및 이의 제어 방법은 수동 밸브의 모니터링과 더불어 전자 밸브의 제어를 통해 사이클 퍼지 공정을 자동적으로 수행할 수 있다.
도 1은 종래의 소스 물질 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 각 수동 밸브를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 수동 밸브를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 수동 밸브의 밸브 개폐 상태를 감지 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시된 다른 실시 예의 수동 밸브를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 공정 모드시의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 퍼지 모드시의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 공정 모드시의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 퍼지 모드시의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 퍼지 모드시의 다른 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치(100)는 소스 기화 모듈(110), 제 1 및 제 2 수동 밸브(MV1, MV2)를 포함하여 구성된다.
소스 기화 모듈(110)은 입력 포트(115)와 출력 포트(117)를 가지는 탱크(113)에 저장된 소스 원료를 기화시켜 증착 소스 물질을 생성한다.
입력 포트(115)는 제 1 수동 밸브(MV1)의 개폐 상태에 따라 가스 공급 라인(미도시)에 선택적으로 연통된다. 이러한 입력 포트(115)에는 제 1 수동 밸브(MV1)의 개방에 따라 가스 공급 라인으로부터 반송 가스가 공급된다.
출력 포트(117)는 제 2 수동 밸브(MV2)의 개폐 상태에 따라 소스 물질 증착 라인(미도시)에 선택적으로 연통된다. 이러한 출력 포트(115)는 제 2 수동 밸브(MV2)의 개방에 따라 탱크(113)의 내부에서 생성되어 반송 가스에 의해 출력되는 증착 소스 물질을 소스 물질 증착 라인으로 출력한다. 상기 소스 물질 증착 라인은 공정 챔버(미도시)의 샤워 헤드(또는 가스 분배 수단)에 연결되어 있다.
제 1 수동 밸브(MV1)는 소스 기화 모듈(110)의 입력 포트(115)와 상기 가스 공급 라인 사이에 설치되어 개폐 상태에 따라 입력 포트(115)와 가스 공급 라인을 선택적으로 연통시킨다. 또한, 제 1 수동 밸브(MV1)는 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐(또는 온/오프) 정보를 생성하여 외부의 제어부(미도시)로 출력한다. 즉, 제 1 수동 밸브(MV1)는 회전 장치의 회전 또는 상하운동 장치의 승강에 의해 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하고, 생성된 제 1 밸브 개폐 정보를 제어부에 제공한다. 이때, 상기 회전 장치는 밸브의 개폐를 위한 핸드 휠 또는 평판 형태의 브라켓이 될 수 있다.
제 2 수동 밸브(MV2)는 소스 기화 모듈(110)의 출력 포트(115)와 상기 소스 물질 출력 라인 사이에 설치되어 개폐 상태에 따라 출력 포트(117)와 소스 물질 출력 라인을 선택적으로 연통시킨다. 또한, 제 2 수동 밸브(MV2)는 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하여 외부의 제어부(미도시)로 출력한다. 즉, 제 2 수동 밸브(MV2)는 회전 장치의 회전 또는 상하운동 장치의 승강에 의해 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하고, 생성된 제 2 밸브 개폐 정보를 제어부에 제공한다. 이때, 상기 회전 장치는 밸브의 개폐를 위한 핸드 휠 또는 평판 형태의 브라켓이 될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 수동 밸브 각각을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 전술한 제 1 및 제 2 수동 밸브(MV1, MV2) 각각은 몸체(121), 가스 입력 배관(121i), 가스 출력 배관(121o), 밸브 개폐 부재(123), 핸드 휠(hand Wheel)(125), 및 센서 유닛(127)을 포함하여 구성된다.
몸체(121)는 내부 중공부에 마련된 밸브 개폐부(미도시)를 가지도록 형성된다.
가스 입력 배관(121i)은 상기 밸브 개폐부에 연통되도록 몸체(121)의 일측에 설치된다. 이때, 제 1 수동 밸브(MV1)의 가스 입력 배관(121i)은 볼트 커플링 방식에 의해 가스 공급 라인에 연결되고, 제 2 수동 밸브(MV2)의 가스 입력 배관(121i)은 볼트 커플링 방식에 의해 소스 물질 출력 라인에 연결된다.
가스 출력 배관(121o)은 상기 밸브 개폐부에 연통되도록 몸체(121)의 타측에 설치된다. 이때, 제 1 수동 밸브(MV1)의 가스 출력 배관(121o)은 볼트 커플링 방식에 의해 소스 기화 모듈(110)의 입력 포트(115)에 연결되고, 제 2 수동 밸브(MV2)의 가스 출력 배관(121o)은 볼트 커플링 방식에 의해 소스 기화 모듈(110)의 출력 포트(117)에 연결된다.
밸브 개폐 부재(123)는 밸브 개폐부에 연통되도록 상기 밸브 개폐부에 연통되도록 몸체(121)에 승강 가능하게 설치되어 회전에 따라 승강됨으로써 밸브 개폐부를 개방시키거나 폐쇄한다. 즉, 밸브 개폐 부재(123)는 회전에 따른 승강에 따라 밸브 개폐부를 개폐시킴으로써 밸브 개폐부를 경유한 가스 입력 배관(121i)과 가스 출력 배관(121o) 사이의 가스 흐름을 개방시키거나 차단한다.
핸드 휠(125)은 밸브 개폐 부재(123)의 상면에 설치되어 밸브 개폐 부재(123)를 회전시킨다. 즉, 핸드 휠(125)은 작업자의 수작업에 따른 회전에 따라 밸브 개폐 부재(123)를 회전시킴으로써 밸브 개폐 부재(123)를 승강시킨다. 예를 들어, 작업자의 수작업에 의해 핸드 휠(125)이 정회전할 경우 밸브 개폐 부재(123)는 핸드 휠(125)의 정회전에 따라 하강하여 밸브 개폐부를 폐쇄시킨다. 반대로, 작업자의 수작업에 의해 핸드 휠(125)이 역회전할 경우 밸브 개폐 부재(123)는 핸드 휠(125)의 역회전에 따라 상승하여 밸브 개폐부를 개방시킨다.
센서 유닛(127)은 핸드 휠(125)의 회전에 따라 밸브 개폐 정보를 생성하여 제어부에 제공한다. 이를 위해, 센서 유닛(127)은 브라켓(127a), 센서(127b), 및 센서 클램프(127c)를 포함하여 구성된다.
브라켓(127a)은 전도성 재질의 소정 길이의 평판 형태로 형성되어 센서(127b)에 대향되는 핸드 휠(125)의 하면에 설치된다.
센서(127b)는 몸체(121)의 일측면에 설치되어 상기 브라켓(127a)의 감지 유무에 따라 밸브의 개방 또는 폐쇄 상태에 대응되는 밸브 개폐 정보를 생성하여 제어부로 출력한다. 이를 위해, 센서(127b)는 자기, 자계, 자장 등의 방식에 따라 브라켓(127a)을 감지하는 마그네틱(Magnetic) 센서일 수 있다. 이러한 센서(127b)는 브라켓(127a)과의 중첩 유무 및/또는 중첩 거리에 따라 밸브의 개방(또는 온) 상태 또는 밸브의 폐쇄(또는 오프) 상태에 대응되는 밸브 개폐 정보를 생성하게 된다.
구체적으로, 작업자가 핸드 휠(125)을 정회전시켜 수동 밸브(MV1, MV2)를 완전히 폐쇄시키기 위해 핸드 휠(125)의 정회전시키게 된다. 이에 따라 수동 밸브(MV1, MV2)가 정상적으로 완전히 폐쇄되는 경우, 브라켓(127a)은 핸드 휠(125)의 회전과 함께 회전된 후 센서(127b)에 근접되도록 센서(127b)의 상부에 위치함으로써 센서(127b)는 상부에 근접된 브라켓(127a)을 감지하여 밸브 폐쇄 상태의 밸브 개폐 정보를 생성하게 된다.
반면에, 수동 밸브(MV1, MV2)가 완전히 폐쇄되지 않는 경우, 브라켓(127a)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 센서(127b)의 상부에 중첩되지 않고 센서(127b)의 상부를 벗어나 위치하게 됨으로써 센서(127b)는 브라켓(127a)을 감지하지 못하므로 밸브 개방 상태의 밸브 개폐 정보를 생성하게 된다.
센서 클램프(127c)는 몸체(121)에 설치되어 센서(127b)를 지지한다. 이때, 센서 클램프(127c)는 몸체(121)의 띠 형태로 고정됨과 아울러 나사 체결 방식에 의해 센서(127b)와 결합될 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 다른 실시 예의 수동 밸브를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 결부하면, 전술한 제 1 및 제 2 수동 밸브(MV1, MV2) 각각은 몸체(121), 가스 입력 배관(121i), 가스 출력 배관(121o), 밸브 개폐 부재(123), 핸드 휠(125), 및 센서 유닛(137)을 포함하여 구성되는 것으로, 센서 유닛(137)을 제외한 나머지 구성들은 전술한 도 4에 도시된 수동 밸브와 동일하므로 동일한 구성들에 대한 중복 설명은 생략하기로 하고, 이하 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
센서 유닛(137)은 핸드 휠(125)의 높이에 따라 밸브 개폐 정보를 생성하여 제어부에 제공한다. 이를 위해, 센서 유닛(137)은 센서(137a), 및 센서 클램프(137b)를 포함하여 구성된다.
센서(137a)는 핸드 휠(125)의 하면에 중첩되도록 몸체(121)의 일측면에 설치되어 핸드 휠(125)의 회전에 따른 핸드 휠(125)의 높이를 감지하여 밸브 개폐 정보를 생성하여 제어부로 출력한다. 이를 위해, 센서(137a)는 거리를 감지하는 거리(또는 근접) 센서일 수 있다. 이러한 센서(137a)는 핸드 휠(125)의 하면과의 거리를 검출하고, 검출된 거리와 기준 거리와 비교하여 밸브 개방 상태 또는 밸브 폐쇄 상태의 밸브 개폐 정보를 생성하게 된다.
구체적으로, 작업자가 핸드 휠(125)을 정회전시켜 수동 밸브(MV1, MV2)를 완전히 폐쇄시키기 위해 핸드 휠(125)의 정회전시키게 된다. 이에 따라 수동 밸브(MV1, MV2)가 정상적으로 완전히 폐쇄되는 경우, 핸드 휠(125)은 센서(137a)와 기준 거리 또는 기준 거리 이하의 거리(d1)에 위치함으로써 센서(137a)는 폐쇄 상태의 밸브 개폐 정보를 생성하게 된다.
반면에, 수동 밸브(MV1, MV2)가 완전히 폐쇄되지 않는 경우, 핸드 휠(125)은 센서(137a)와 기준 거리 이상의 거리(d2)에 위치함으로써 센서(137a)는 밸브 개방 상태의 밸브 개폐 정보를 생성하게 된다.
센서 클램프(137b)는 몸체(121)에 설치되어 센서(137a)를 지지한다. 이때, 센서 클램프(137b)는 몸체(121)의 띠 형태로 고정됨과 아울러 나사 체결 방식에 의해 센서(137a)와 결합될 수 있다.
이상과 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치(100)는 수동 밸브(MV1, MV2) 각각에 설치된 센서 유닛(127, 137)을 이용하여 수동 밸브(MV1, MV2) 각각의 개방 또는 폐쇄 상태를 검출함으로써 수동 밸브(MV1, MV2) 각각의 개폐 상태를 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치(200)는 소스 기화 모듈(210), 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5), 가스 공급부(220), 제 1 및 제 2 전자 밸브(EV1, EV2), 및 제어부(230)를 포함하여 구성된다.
소스 기화 모듈(210)은 탱크(113)에 저장된 소스 원료를 기화시켜 증착 소스 물질을 생성하는 것으로, 이는 전술한 도 3에 도시된 증착 물질 공급 장치(100)의 소스 기화 모듈(110)과 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
제 1 수동 밸브(MV1)는 소스 기화 모듈(210)의 입력 포트(115)와 가스 공급 라인(201) 사이에 설치된다. 이러한 제 1 수동 밸브(MV1)는 작업자의 수작업에 의한 개폐 상태에 따라 입력 포트(115)와 가스 공급 라인(201)을 선택적으로 연통시킨다. 또한, 제 1 수동 밸브(MV1)는 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보(VS1)를 제어부(230)로 출력한다.
제 2 수동 밸브(MV2)는 소스 기화 모듈(210)의 출력 포트(115)와 소스 물질 출력 라인(202) 사이에 설치된다. 이러한 제 2 수동 밸브(MV2)는 작업자의 수작업에 의한 개폐 상태에 따라 출력 포트(117)와 소스 물질 출력 라인(202)을 선택적으로 연통시킨다. 또한, 제 2 수동 밸브(MV2)는 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보(VS2)를 제어부(230)로 출력한다.
제 3 수동 밸브(MV3)는 가스 공급 라인(201)과 소스 물질 출력 라인(202)의 소정 부분을 직접적으로 연결시키는 바이패스(Bypass) 라인(203)에 설치된다. 즉, 바이패스 라인(203)의 일측은 제 1 수동 밸브(MV1)와 제 1 전자 밸브(EV1) 사이에 대응되는 가스 공급 라인(201)의 제 1 분기부(N1)에 연통되고, 바이패스 라인(203)의 타측은 제 2 수동 밸브(MV1)와 제 4 전자 밸브(EV1) 사이에 대응되는 소스 물질 출력 라인(202)의 제 2 분기부(N2)에 연통된다. 이러한 제 3 수동 밸브(MV3)는 작업자의 수작업에 의한 개폐 상태에 따라 가스 공급 라인(201)과 소스 물질 출력 라인(202)을 선택적으로 연통시킨다. 또한, 제 3 수동 밸브(MV3)는 개폐 상태에 따른 제 3 밸브 개폐 정보(VS3)를 제어부(230)로 출력한다.
제 4 수동 밸브(MV4)는 공정 챔버(240)에 인접한 소스 물질 출력 라인(202)에 설치된다. 이러한 제 4 수동 밸브(MV4)는 작업자의 수작업에 의한 개폐 상태에 따라 소스 물질 출력 라인(202)과 공정 챔버(240)를 선택적으로 연통시킨다. 또한, 제 4 수동 밸브(MV4)는 개폐 상태에 따른 제 4 밸브 개폐 정보(VS4)를 제어부(230)로 출력한다.
제 5 수동 밸브(MV5)는 소스 물질 출력 라인(202)의 제 2 분기부(N2)와 제 4 수동 밸브(MV4) 사이인 소스 물질 출력 라인(202)의 제 3 분기부(N3)에 연통되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인(204)에 설치된다. 이러한 제 5 수동 밸브(MV5)는 작업자의 수작업에 의한 개폐 상태에 따라 퍼지 가스 배출 라인(204)과 가스 배출부(250)를 선택적으로 연통시킨다. 또한, 제 5 수동 밸브(MV5)는 개폐 상태에 따른 제 5 밸브 개폐 정보(VS5)를 제어부(230)로 출력한다.
전술한 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각은, 도 4 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 몸체(121), 가스 입력 배관(121i), 가스 출력 배관(121o), 밸브 개폐 부재(123), 핸드 휠(125), 및 센서 유닛(127/137)을 포함하여 구성되는 것으로, 이러한 구성들에 대한 설명은 전술한 도 4 내지 도 6에 대한 설명으로 대신하기로 한다.
가스 공급부(220)는 제어부(230)의 제어에 따라 반송 가스(CG) 또는 퍼지 가스(PG)를 가스 공급 라인(201)에 공급한다.
제 1 전자 밸브(EV1)는 가스 공급부(220)에 인접한 가스 공급 라인(210)에 설치되어 제어부(230)의 제 1 밸브 구동 신호(VDS1)에 따라 개폐된다. 이러한 제 1 전자 밸브(EV1)는 가스 공급부(220)로부터 공급되는 반송 가스(CG) 또는 퍼지 가스(PG)를 가스 공급 라인(201)에 공급하거나 가스 공급부(220)로부터 가스 공급 라인(201)에 공급되는 반송 가스(CG) 또는 퍼지 가스(PG)를 차단한다.
제 2 전자 밸브(EV2)는 소스 물질 출력 라인(202)의 제 3 분기부(N3)와 제 5 수동 밸브(MV5) 사이, 즉 제 5 수동 밸브(MV5)에 인접한 퍼지 가스 배출 라인(204)에 설치되어 제어부(230)의 제 2 밸브 구동 신호(VDS2)에 따라 개폐된다. 이러한 제 2 전자 밸브(EV2)는 퍼지 가스 배출 라인(204)의 퍼지 가스를 가스 배출부로 배출시키거나 퍼지 가스 배출 라인(204)으로부터 가스 배출부로 배출되는 퍼지 가스를 차단한다.
제어부(230)는 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각으로부터 공급되는 상기 제 1 내지 제 5 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5) 각각에 따라 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 개폐 상태를 모니터링한다.
일 실시 예에 있어서, 제어부(230)는 제 1 내지 제 5 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5) 각각에 따라 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 개폐 상태를 모니터 상에 표시하여 작업자(또는 관리자)에게 제공한다.
다른 실시 예에 있어서, 제어부(230)는 공정 챔버의 공정 정보에 따라 증착 소스 물질을 공정 챔버로 공급하는 공정 모드와 소스 물질 출력 라인(202)을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드로 구분하고, 제 1 내지 제 5 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)에 기초하여 상기 공정 모드와 퍼지 모드 각각에 대응되도록 제 1 내지 제 5 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 모니터링한다.
예를 들어, 상기 공정 모드시, 제어부(230)는 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 증착 물질 공급 장치(200)의 인터락(Interlock)을 발생시킨다. 그리고, 상기 퍼지 모드시 제어부(230)는 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시킨다.
상기 공정 모드시, 제어부(230)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각이 개방 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각이 폐쇄 상태일 경우, 상기 제 1 전자 밸브(EV1)를 개방시키고, 제 2 전자 밸브(EV2)를 폐쇄시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 반송 가스(CG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어한다.
상기 퍼지 모드시, 제어부(230)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각이 폐쇄 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각이 개방 상태일 경우, 상기 제 1 전자 밸브(EV1)를 개방시키고, 상기 제 2 전자 밸브(EV2)를 소정 주기로 개방 상태와 폐쇄 상태를 반복시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 퍼지 가스(PG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 공정 모드시의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 공정 모드시의 동작 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각은 상기 공정 모드에 따른 작업자의 수작업에 의해 개방 상태를 유지하고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각은 상기 공정 모드에 따른 작업자의 수작업에 의해 폐쇄 상태를 유지한다. 이에 따라, 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각은 자신의 밸브 개폐 상태에 따른 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 제어부(230)에 출력하게 된다.
그런 다음, 제어부(230)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 증착 물질 공급 장치(200)의 인터락(Interlock)을 발생시킨다.
반면에, 제어부(230)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각이 상기 공정 모드에 대응되는 개폐 상태를 가질 경우 상기 제 1 전자 밸브(EV1)를 개방시키고, 제 2 전자 밸브(EV2)를 폐쇄시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 반송 가스(CG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어한다.
따라서, 가스 공급부(220)로부터 가스 공급 라인(201)에 공급되는 반송 가스(CG)는 제 1 전자 밸브(EV1)와 제 1 수동 밸브(MV1)를 통해 소스 기화 모듈(210)의 탱크(113) 내부로 공급된다. 이와 함께, 소스 기화 모듈(210)의 탱크(113)로부터 기화되어 생성되는 증착 소스 물질은 반송 가스(CG)에 의해 제 2 수동 밸브(MV2)와 소스 물질 출력 라인(202) 및 제 4 수동 밸브(MV4)를 통해 공정 챔버의 샤워 헤드(또는 가스 분배 수단)로 공급된다.
한편, 소스 기화 모듈(210)의 탱크(113)에 저장된 소스 원료(111)가 모두 소진되면, 소스 기화 모듈(210)의 교체 또는 탱크(113)의 교체를 위한 퍼지 공정을 수행하게 된다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 퍼지 모드시의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 퍼지 모드시의 동작 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각은 상기 퍼지 모드에 따른 작업자의 수작업에 의해 폐쇄 상태를 유지하고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각은 상기 퍼지 모드에 따른 작업자의 수작업에 의해 폐쇄 상태를 유지한다. 이에 따라, 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각은 자신의 밸브 개폐 상태에 따른 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 제어부(230)에 출력하게 된다.
그런 다음, 제어부(230)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 증착 물질 공급 장치(200)의 인터락(Interlock)을 발생시킨다.
반면에, 제어부(230)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각이 상기 퍼지 모드에 대응되는 개폐 상태를 가질 경우 상기 제 1 전자 밸브(EV1)를 개방시키고, 제 2 전자 밸브(EV2)를 폐쇄시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 퍼지 가스(PG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어한다.
이에 따라, 퍼지 가스(PG)는, 도 9a에 도시된 바와 같이, 폐쇄된 밸브(MV1, MV2, MV4, EV2)를 제외한 나머지 개방된 밸브(MV3, EV1)를 통해 가스 공급 라인(201), 바이패스 라인(203), 소스 물질 출력 라인(202), 및 퍼지 가스 배출 라인(204)에 채워진다. 이때, 퍼지 가스(PG)는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 등이 될 수 있으며, 소스 물질 출력 라인(202) 등에 잔류하는 증착 소스 물질을 퍼지하는 역할을 한다.
그런 다음, 제어부(230)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각이 상기 퍼지 모드에 대응되는 개폐 상태를 가지고, 상기 제 1 전자 밸브(EV1)가 개방 상태를 유지하는 상태에서, 제 2 전자 밸브(EV2)를 개방시킴과 아울러 가스 배출부(250)의 가스 배출 펌프(미도시)를 구동시킨다.
이에 따라, 가스 공급 라인(201), 바이패스 라인(203), 소스 물질 출력 라인(202), 및 퍼지 가스 배출 라인(204)에 채워진 퍼지 가스(PG)는 가스 배출 펌프의 펌핑에 의해 가스 배출부(250)로 배출됨으로써 소스 물질 출력 라인(202) 등에 잔류하는 증착 소스 물질 등은 퍼지 가스(PG)에 의해 퍼지(또는 제거)된다.
한편, 제어부(230)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각이 상기 퍼지 모드에 대응되는 개폐 상태를 가지고, 상기 제 1 전자 밸브(EV1)가 개방 상태를 유지하는 상태에서, 제 2 전자 밸브(EV2)를 개방시켜 퍼지 가스(PG)를 채우는 과정과 퍼지 가스(PG)를 펌핑하는 과정을 여러 번 반복하는 사이클 퍼지 공정을 통해 소스 물질 출력 라인(202)에 잔류하는 증착 소스 물질을 퍼지(또는 제거)한다.
이상과 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치(200)는 전술한 제 1 실시 예의 증착 물질 공급 장치(100)와 동일한 효과를 제공할 뿐만 아니라, 수동 밸브(MV1 ~ MV5)의 모니터링과 더불어 제 1 및 제 2 전자 밸브(EV1, EV2)의 제어를 통해 사이클 퍼지 공정을 자동적으로 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치(300)는 소스 기화 모듈(210), 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5), 가스 공급부(220), 제 1 내지 제 5 전자 밸브(EV1 ~ EV5), 및 제어부(330)를 포함하여 구성된다.
상기의 구성을 가지는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치(300)는 제 3 내지 제 5 전자 밸브(EV3, EV4, EV5)를 더 포함하여 구성되는 것을 제외하고, 전술한 도 7에 도시된 증착 물질 공급 장치(200)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
제 3 전자 밸브(EV3)는 제 1 전자 밸브(EV1)와 가스 공급 라인(201)의 제 1 분기부(N1) 사이의 가스 공급 라인(201)에 설치되어 제어부(330)의 제 3 밸브 구동 신호(VDS3)에 따라 개폐된다. 이러한 제 3 전자 밸브(EV3)는 가스 공급부(220)로부터 제 1 전자 밸브(EV1)를 통해 공급되는 반송 가스(CG) 또는 퍼지 가스(PG)를 제 1 및 제 3 수동 밸브(MV1, MV3) 쪽으로 공급하거나, 제 1 및 제 3 수동 밸브(MV1, MV3) 쪽으로 공급되는 반송 가스(CG) 또는 퍼지 가스(PG)를 차단한다.
제 4 전자 밸브(EV4)는 제 1 전자 밸브(EV1)와 제 3 전자 밸브(EV3) 사이인 가스 공급 라인(201)의 제 4 분기부(N4)와 소스 물질 출력 라인(202)의 제 3 분기부(N3)를 연결시키는 보조 바이패스 라인(205)에 설치된다. 즉, 보조 바이패스 라인(205)의 일측은 제 1 전자 밸브(EV1)와 제 3 전자 밸브(EV3) 사이에 대응되는 가스 공급 라인(201)의 제 4 분기부(N4)에 연통되고, 보조 바이패스 라인(204)의 타측은 소스 물질 출력 라인(202)의 제 3 분기부(N3)에 연통된다. 이러한 제 4 전자 밸브(EV4)는 가스 공급부(220)로부터 제 1 전자 밸브(EV1)를 통해 보조 바이패스 라인(204)으로 공급되는 반응 가스(CG) 또는 퍼지 가스(PG)를 소스 물질 출력 라인(202)으로 공급하거나, 보조 바이패스 라인(204)으로부터 소스 물질 출력 라인(202)으로 공급되는 퍼지 가스(PG)를 차단한다.
제 5 전자 밸브(EV5)는 소스 물질 출력 라인(202)의 제 2 및 제 3 분기부(N2, N3) 사이의 소스 물질 출력 라인(202)에 설치된다. 이러한 제 5 전자 밸브(EV5)는 제어부(330)의 제 5 밸브 구동 신호(VDS5)에 따라 개폐되어 소스 물질 출력 라인(202) 상의 가스 흐름을 제어한다.
제어부(330)는 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각으로부터 공급되는 상기 제 1 내지 제 5 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5) 각각에 따라 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 개폐 상태를 모니터링한다.
일 실시 예에 있어서, 제어부(330)는 제 1 내지 제 5 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5) 각각에 따라 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 개폐 상태를 모니터 상에 표시하여 작업자(또는 관리자)에게 제공한다.
다른 실시 예에 있어서, 제어부(330)는 공정 챔버의 공정 정보에 따라 증착 소스 물질을 공정 챔버로 공급하는 공정 모드와 소스 물질 출력 라인(202)을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드로 구분하고, 제 1 내지 제 5 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)에 기초하여 상기 공정 모드와 퍼지 모드 각각에 대응되도록 제 1 내지 제 5 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 모니터링한다. 예를 들어, 상기 공정 모드시, 제어부(330)는 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 증착 물질 공급 장치(200)의 인터락(Interlock)을 발생시킨다. 그리고, 상기 퍼지 모드시 제어부(330)는 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시킨다.
상기 공정 모드시, 제어부(330)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각이 개방 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각이 폐쇄 상태일 경우, 상기 제 1, 제 3, 및 제 5 전자 밸브(EV1, EV3, EV5)를 개방시키고, 제 2 및 제 4 전자 밸브(EV2, EV4)를 폐쇄시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 반송 가스(CG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어한다.
상기 퍼지 모드시, 제어부(330)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각이 폐쇄 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각이 개방 상태일 경우, 상기 제 1, 제 3, 및 제 5 전자 밸브(EV1, EV3, EV5)를 개방, 상기 제 4 전자 밸브(EV4)를 폐쇄, 및 상기 제 2 전자 밸브(EV2)를 소정 주기로 개방 및 폐쇄시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 퍼지 가스(PG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어한다.
또 다른 실시 예에 있어서, 제어부(330)는 퍼지 모드시 제 3 수동 밸브(MV3)의 개방시키지 않고, 상기 제 1 및 제 4 전자 밸브(EV1, EV4)를 개방, 상기 제 3 및 제 5 전자 밸브(EV4, EV5)를 폐쇄, 및 상기 제 2 전자 밸브(EV2)를 소정 주기로 or방 및 폐쇄시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 퍼지 가스(PG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 공정 모드시의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하여 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 공정 모드시의 동작 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각은 상기 공정 모드에 따른 작업자의 수작업에 의해 개방 상태를 유지하고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각은 상기 공정 모드에 따른 작업자의 수작업에 의해 폐쇄 상태를 유지한다. 이에 따라, 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각은 자신의 밸브 개폐 상태에 따른 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 제어부(330)에 출력하게 된다.
그런 다음, 제어부(330)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 증착 물질 공급 장치(200)의 인터락(Interlock)을 발생시킨다.
반면에, 제어부(330)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각이 상기 공정 모드에 대응되는 개폐 상태를 가질 경우 상기 제 1, 제 3, 및 제 5 전자 밸브(EV1, EV3, EV5)를 개방시키고, 제 2 및 제 4 전자 밸브(EV2, EV4)를 폐쇄시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 반송 가스(CG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어한다.
따라서, 가스 공급부(220)로부터 가스 공급 라인(201)에 공급되는 반송 가스(CG)는 제 1 및 제 3 전자 밸브(EV1, EV3)와 제 1 수동 밸브(MV1)를 통해 소스 기화 모듈(210)의 탱크(113) 내부로 공급된다. 이와 함께, 소스 기화 모듈(210)의 탱크(113)로부터 기화되어 생성되는 증착 소스 물질은 반송 가스(CG)에 의해 제 2 수동 밸브(MV2)와 소스 물질 출력 라인(202)과 제 5 전자 밸브(EV5) 및 제 4 수동 밸브(MV4)를 통해 공정 챔버의 샤워 헤드(또는 가스 분배 수단)로 공급된다.
한편, 소스 기화 모듈(210)의 탱크(113)에 저장된 소스 원료(111)가 모두 소진되면, 소스 기화 모듈(210)의 교체 또는 탱크(113)의 교체를 위한 퍼지 공정을 수행하게 된다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 퍼지 모드시의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하여 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치의 퍼지 모드시의 동작 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 각각은 상기 퍼지 모드에 따른 작업자의 수작업에 의해 폐쇄 상태를 유지하고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브(MV3, MV5) 각각은 상기 퍼지 모드에 따른 작업자의 수작업에 의해 폐쇄 상태를 유지한다. 이에 따라, 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각은 자신의 밸브 개폐 상태에 따른 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 제어부(330)에 출력하게 된다.
그런 다음, 제어부(330)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브(MV1, MV2, MV4) 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 증착 물질 공급 장치(200)의 인터락(Interlock)을 발생시킨다.
반면에, 제어부(330)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각의 밸브 개폐 정보(VS1 ~ VS5)를 분석하여 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각이 상기 퍼지 모드에 대응되는 개폐 상태를 가질 경우 상기 제 1, 제 3, 및 제 5 전자 밸브(EV1, EV3, EV5)를 개방시키고, 제 2 및 제 4 전자 밸브(EV2, EV4)를 폐쇄시킴과 아울러 가스 공급 라인(201)에 퍼지 가스(PG)가 공급되도록 가스 공급부(220)를 제어한다.
이에 따라, 퍼지 가스(PG)는, 도 12a에 도시된 바와 같이, 폐쇄된 밸브(MV1, MV2, MV4, EV2, EV4)를 제외한 나머지 개방된 밸브(MV3, EV1, EV3, EV5)을 통해 가스 공급 라인(201), 바이패스 라인(203), 소스 물질 출력 라인(202), 및 퍼지 가스 배출 라인(204)에 채워진다. 이때, 퍼지 가스(PG)는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 등이 될 수 있으며, 소스 물질 출력 라인(202) 등에 잔류하는 증착 소스 물질을 퍼지하는 역할을 한다.
그런 다음, 제어부(330)는, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각이 상기 퍼지 모드에 대응되는 개폐 상태를 가지고, 제 1, 제 3, 및 제 5 전자 밸브(EV1, EV3, EV5)가 개방 상태 및 상기 제 4 전자 밸브(EV4)가 폐쇄 상태를 유지하는 상태에서, 제 2 전자 밸브(EV2)를 개방시킴과 아울러 가스 배출부(250)의 가스 배출 펌프(미도시)를 구동시킨다. 이에 따라, 가스 공급 라인(201), 바이패스 라인(203), 소스 물질 출력 라인(202), 및 퍼지 가스 배출 라인(204)에 채워진 퍼지 가스(PG)는 가스 배출 펌프의 펌핑에 의해 가스 배출부(250)로 배출됨으로써 소스 물질 출력 라인(202) 등에 잔류하는 증착 소스 물질 등은 퍼지 가스(PG)에 의해 퍼지(또는 제거)된다.
한편, 제어부(330)는 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브(MV1 ~ MV5) 각각이 상기 퍼지 모드에 대응되는 개폐 상태를 가지고, 제 1, 제 3, 및 제 5 전자 밸브(EV1, EV3, EV5)가 개방 상태 및 상기 제 4 전자 밸브(EV4)가 폐쇄 상태를 유지하는 상태에서, 제 2 전자 밸브(EV2)를 개방시켜 퍼지 가스(PG)를 채우는 과정과 퍼지 가스(PG)를 펌핑하는 과정을 여러 번 반복하는 사이클 퍼지 공정을 통해 소스 물질 출력 라인(202)에 잔류하는 증착 소스 물질을 퍼지(또는 제거)한다.
다른 한편, 퍼지 모드시 제어부(330)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 제 3 수동 밸브(MV3)가 폐쇄되어 있더라도, 상기 제 1 및 제 4 전자 밸브(EV1, EV4)를 개방시킴과 아울러 상기 제 3 및 제 5 전자 밸브(EV4, EV5)를 폐쇄시킨 상태에서 상기 제 2 전자 밸브(EV2)를 소정 주기로 개방 및 폐쇄시키는 사이클 퍼지 공정을 통해 소스 물질 출력 라인(202)에 잔류하는 증착 소스 물질을 퍼지(또는 제거)할 수도 있다.
이상과 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 증착 물질 공급 장치(200)는 전술한 제 1 실시 예의 증착 물질 공급 장치(100)와 동일한 효과를 제공할 뿐만 아니라, 수동 밸브(MV1 ~ MV5)의 모니터링과 더불어 제 1 내지 제 5 전자 밸브(EV1 ~ EV5)의 제어를 통해 사이클 퍼지 공정을 자동적으로 수행할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 소스 기화 모듈 111: 소스 원료
113: 탱크 115: 입력 포트
117: 출력 포트 MV1, MV2: 수동 밸브
121: 몸체 123: 밸브 개폐 부재
125: 핸드 휠 127: 센서 유닛
127a: 브라켓 127b: 센서
127c: 센서 클램프

Claims (23)

  1. 가스 공급부에 연결된 가스 공급 라인을 통해 반송 가스를 공급받고, 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성해 공정 챔버에 연결된 소스 물질 출력 라인에 공급하는 소스 기화 모듈;
    상기 소스 기화 모듈의 입력 포트와 상기 가스 공급 라인 사이에 연결되어 상기 가스 공급 라인에 흐르는 가스의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 1 수동 밸브; 및
    상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질 출력 라인 사이에 연결되어 상기 소스 물질 출력 라인으로 공급되는 소스 물질의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 2 수동 밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 수동 밸브는 회전 장치의 회전 또는 상하운동 장치의 승강에 의해 상기 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하고,
    상기 제 2 수동 밸브는 회전 장치의 회전 또는 상하운동 장치의 승강에 의해 상기 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 장치는 밸브의 개폐를 위한 핸드 휠로 이루어진 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 장치는 평판 형태의 브라켓으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부를 연결하는 바이패스 라인에 설치되어 상기 바이패스 라인에 흐르는 가스의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 3 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 3 수동 밸브;
    상기 제 1 내지 제 3 수동 밸브 각각으로부터 공급되는 상기 제 1 내지 제 3 밸브 개폐 정보에 기초하여 상기 제 1 내지 제 3 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 모니터링하는 제어부;
    상기 가스 공급부에 인접한 가스 공급 라인에 설치되고, 반송 가스를 이용해 상기 소스 물질을 공정 챔버로 공급하는 공정 모드 또는 퍼지 가스를 이용해 상기 소스 물질 출력 라인을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 가스 공급 라인의 가스 흐름을 제어하는 제 1 전자 밸브; 및
    상기 소스 물질 출력 라인에 연결되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인에 설치되고, 상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 퍼지 가스 배출 라인의 가스 흐름을 제어하는 제 2 전자 밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공정 챔버에 인접한 소스 물질 출력 라인에 설치되어 상기 공정 챔버로 공급되는 소스 물질의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 4 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 4 수동 밸브; 및
    상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부와 상기 제 4 수동 밸브 사이인 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부에 연결되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인에 설치되어 상기 퍼지 가스 배출 라인으로부터 가스 배출부로 배출되는 퍼지 가스의 유량을 제어하고, 개폐 상태에 따른 제 5 밸브 개폐 정보를 출력하는 제 5 수동 밸브를 더 포함하여 구성되고,
    상기 제어부는 상기 제 4 및 제 5 수동 밸브 각각으로부터 공급되는 상기 제 4 및 제 5 밸브 개폐 정보에 기초하여 상기 제 4 및 제 5 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 더 모니터링하는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 1 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수동 밸브 각각은,
    밸브 개폐부를 가지는 몸체;
    상기 밸브 개폐부에 연통되도록 상기 몸체에 연결된 가스 입력 배관과 가스 출력 배관;
    핸드 휠(hand Wheel)의 회전에 의해 승강되어 상기 밸브 개폐부를 개방 또는 폐쇄시키는 밸브 개폐 부재; 및
    상기 핸드 휠의 회전에 따라 밸브 개폐 정보를 생성하여 상기 제어부에 제공하는 센서 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서 유닛은,
    상기 핸드 휠에 설치된 브라켓; 및
    상기 몸체에 설치되어 상기 브라켓의 감지 유무에 따라 상기 밸브 개폐 정보를 생성하는 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서 유닛은,
    상기 몸체에 설치되어 상기 핸드 휠과의 거리를 검출하고, 검출된 핸드 휠의 거리와 기준 거리에 기초하여 상기 밸브 개폐 정보를 생성하는 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 제 1 전자 밸브 사이의 가스 공급 라인에 설치되고, 상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 제 1 전자 밸브를 통과해 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부로 공급되는 가스의 흐름을 제어하는 제 3 전자 밸브;
    상기 제 1 및 제 3 전자 밸브 사이인 가스 공급 라인의 제 4 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부를 연결하는 보조 바이패스 라인에 설치되고, 상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 보조 바이패스 라인에 공급되는 가스의 흐름을 제어하는 제 4 전자 밸브; 및
    상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부와 제 3 분기부 사이의 상기 소스 물질 출력 라인에 설치되고, 상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초한 상기 제어부의 제어에 따라 개방 또는 폐쇄되어 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부로 공급되는 가스의 흐름을 제어하는 제 5 전자 밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치.
  11. 반송 가스 또는 퍼지 가스가 공급되는 가스 공급 라인과 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성하는 소스 기화 모듈의 입력 포트 사이에 설치된 제 1 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 소스 물질이 출력되는 상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 소스 물질 출력 라인 사이에 설치된 제 2 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 밸브 개폐 정보에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브의 개폐 상태를 모니터링하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 모니터링 단계는 상기 반송 가스를 이용해 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 공정 모드와 상기 퍼지 가스를 이용해 상기 소스 물질 출력 라인을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드로 구분하고, 상기 공정 또는 퍼지 모드 각각에 대응되도록 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 각각의 개폐 상태를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 모니터링 단계는,
    상기 공정 모드시 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 중 적어도 하나가 폐쇄 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키고,
    상기 퍼지 모드시 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  14. 반송 가스 또는 퍼지 가스가 공급되는 가스 공급 라인과 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성하는 소스 기화 모듈의 입력 포트 사이에 설치된 제 1 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 소스 물질이 출력되는 상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 소스 물질 출력 라인 사이에 설치된 제 2 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부를 연결하는 바이패스 라인에 설치된 제 3 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 3 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 반송 가스를 이용해 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 공정 모드와 상기 퍼지 가스를 이용해 상기 소스 물질 출력 라인을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드에 기초하여 상기 제 1 내지 제 3 밸브 개폐 정보에 따른 상기 제 1 내지 제 3 수동 밸브의 개폐 상태를 모니터링하는 단계; 및
    상기 공정 또는 퍼지 모드에 기초에 따라서, 상기 가스 공급 라인에 설치된 제 1 전자 밸브를 개방 또는 폐쇄시킴과 동시에 상기 소스 물질 출력 라인에 연결되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인에 설치된 제 2 전자 밸브를 개방 또는 폐쇄시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 모니터링 단계는,
    상기 공정 모드시 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 폐쇄 상태이고, 상기 제 3 수동 밸브가 개방 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키고,
    상기 퍼지 모드시 상기 제 1 및 제 2 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 개방 상태이고, 상기 제 3 수동 밸브가 폐쇄 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  16. 반송 가스 또는 퍼지 가스가 공급되는 가스 공급 라인과 소스 원료를 기화시켜 소스 물질을 생성하는 소스 기화 모듈의 입력 포트 사이에 설치된 제 1 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 1 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 소스 물질이 출력되는 상기 소스 기화 모듈의 출력 포트와 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 소스 물질 출력 라인 사이에 설치된 제 2 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 2 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부를 연결하는 바이패스 라인에 설치된 제 3 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 3 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 공정 챔버에 인접한 소스 물질 출력 라인에 설치된 제 4 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 4 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부와 상기 제 4 수동 밸브 사이인 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부에 연결되는 퍼지 가스(Purge gas) 배출 라인에 설치된 제 5 수동 밸브의 개폐 상태에 따른 제 5 밸브 개폐 정보를 생성하는 단계;
    상기 반송 가스를 이용해 상기 소스 물질을 공정 챔버에 공급하는 공정 모드와 상기 퍼지 가스를 이용해 상기 소스 물질 출력 라인을 퍼지(Purge)하는 퍼지 모드에 기초하여 상기 제 1 내지 제 5 밸브 개폐 정보에 따른 상기 제 1 내지 제 5 수동 밸브의 개폐 상태를 모니터링하는 단계; 및
    상기 공정 또는 퍼지 모드에 따라서, 상기 가스 공급 라인에 연결된 가스 공급부와 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부 사이의 상기 가스 공급 라인에 설치된 제 1 전자 밸브를 개방 또는 폐쇄시킴과 동시에 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부와 제 5 수동 밸브 사이의 상기 퍼지 가스 배출 라인에 설치된 제 2 전자 밸브 각각을 개방 또는 폐쇄시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 모니터링 단계는,
    상기 공정 모드시 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 폐쇄 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 개방 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키고,
    상기 퍼지 모드시 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 개방 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브 중 적어도 어느 하나가 폐쇄 상태일 경우 상기 증착 물질 공급 장치의 인터락(Interlock)을 발생시키는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 공정 모드시, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브와 제 1 전자 밸브 각각은 개방 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브와 제 2 전자 밸브 각각은 폐쇄 상태이며,
    상기 퍼지 모드시, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브와 상기 제 1 전자 밸브 각각은 개방 상태이고, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브 각각은 폐쇄 상태이며, 상기 제 2 전자 밸브는 소정 주기로 개방 및 폐쇄 상태를 반복하는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 공정 또는 퍼지 모드에 따라서, 상기 가스 공급 라인의 제 1 분기부와 상기 제 1 전자 밸브 사이의 가스 공급 라인에 설치된 제 3 전자 밸브, 상기 제 1 및 제 3 전자 밸브 사이인 가스 공급 라인의 제 4 분기부와 상기 소스 물질 출력 라인의 제 3 분기부를 연결하는 보조 바이패스 라인에 설치된 제 4 전자 밸브, 및 상기 소스 물질 출력 라인의 제 2 분기부와 제 3 분기부 사이의 상기 소스 물질 출력 라인에 설치된 제 5 전자 밸브 각각을 개방 또는 폐쇄시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 공정 모드시, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브와 제 1, 제 3 및 제 5 전자 밸브 각각은 개방 상태이고, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브와 제 2 및 제 4 전자 밸브 각각은 폐쇄 상태이며,
    상기 퍼지 모드시, 상기 제 3 및 제 5 수동 밸브와 상기 제 1, 제 3 및 제 5 전자 밸브 각각은 개방 상태이고, 상기 제 1, 제 2, 및 제 4 수동 밸브와 제 4 전자 밸브 각각은 폐쇄 상태이며, 상기 제 2 전자 밸브는 소정 주기로 개방 및 폐쇄 상태를 반복하는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  21. 제 11 항, 제 14 항, 및 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수동 밸브 각각은 회전 장치 또는 상하운동 장치를 포함하고,
    상기 밸브 개폐 정보 각각은 상기 회전 장치의 회전 또는 상하운동 장치의 승강에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  22. 제 11 항, 제 14 항, 및 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수동 밸브 각각은 핸드 휠에 소정 크기로 설치된 브라켓과 상기 핸드 휠의 회전에 따라 상기 브라켓을 감지하는 센서를 포함하여 구성되고,
    상기 센서는 상기 브라켓의 감지 유무에 따라 밸브 개방 상태 또는 밸브 폐쇄 상태에 대응되는 밸브 개폐 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
  23. 제 11 항, 제 14 항, 및 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수동 밸브 각각은 핸드 휠과 상기 핸드 휠과의 거리를 검출하는 센서를 포함하여 구성되고,
    상기 센서는 상기 핸드 휠과의 거리를 검출하고, 검출된 핸드 휠의 거리와 기준 거리에 기초하여 밸브 개방 상태 또는 밸브 폐쇄 상태에 대응되는 밸브 개폐 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 증착 물질 공급 장치의 제어 방법.
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KR20200008385A (ko) * 2018-07-16 2020-01-28 (주)지오엘리먼트 기화량을 일정하게 유지하면서 예비 퍼지가 가능한 기화 시스템 및 기화 방법

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