KR20220125866A - 진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치 - Google Patents

진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220125866A
KR20220125866A KR1020210028988A KR20210028988A KR20220125866A KR 20220125866 A KR20220125866 A KR 20220125866A KR 1020210028988 A KR1020210028988 A KR 1020210028988A KR 20210028988 A KR20210028988 A KR 20210028988A KR 20220125866 A KR20220125866 A KR 20220125866A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
port
valve seat
disk
vacuum
Prior art date
Application number
KR1020210028988A
Other languages
English (en)
Inventor
이재흥
박준성
이강훈
김성완
김현철
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 KR1020210028988A priority Critical patent/KR20220125866A/ko
Priority to US17/543,807 priority patent/US11946138B2/en
Publication of KR20220125866A publication Critical patent/KR20220125866A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
    • F16K51/02—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus specially adapted for high-vacuum installations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36—Valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/126—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a diaphragm, bellows, or the like
    • 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
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1 포트 및 제2 포트와, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 공간에 밸브 시트를 갖는 밸브 플랜지; 상기 밸브 플랜지 내에 배치되며, 상기 밸브 시트에 접촉 가능한 밀착면을 가지고, 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격이 가능하도록 구성된 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 밀착면에 배치되며, 상기 제2 포트 측을 향하는 경사진 면을 갖는 디스크; 및 상기 밸브 바디에 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격을 위한 구동력을 인가하는 액츄에이터;를 포함하는 진공 밸브를 제공한다.

Description

진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치{VACUUM VALVE AND APPARATUS FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR HAVING THE SAME}
본 발명은 진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정은 증착 공정, 사진 공정, 식각공정 및 이온주입 공정 등의 일련의 단위 공정을 포함한다. 일부 단위 공정(예, 증착 공정 및 확산 공정)은 진공 상태에서 챔버(또는 "튜브"라고도 함)에서 공정이 수행되며, 예를 들어, 화학 기상 증착(Chemical Vapour Deposition) 장치, 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 장치, 확산로(diffusion furnace)와 같은 반도체 제조 장치가 사용될 수 있다.
이러한 반도체 제조 장치에서는, 웨이퍼가 배치된 진공 챔버와 진공 펌프의 사이에 진공 밸브가 배치되어 진공 챔버의 압력을 제어할 수 있다. 진공 밸브에 의한 압력 제어 과정에서 진공 챔버 내에 원하지 않는 파티클이 생성되거나 배기관으로부터 파티클이 진공 챔버로 역류하여 공정 불량의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제 중 하나는 파티클 발생 및 역류를 감소시킬 수 있는 진공 밸브를 제공하는데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제 중 하나는 진공 밸브의 개폐과정에서 파티클 발생 및 역류를 감소시킬 수 있는 반도체 제조 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 포트 및 제2 포트와, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 공간에 밸브 시트를 갖는 밸브 시트를 갖는 밸브 플랜지; 상기 밸브 플랜지 내에 배치되며, 상기 밸브 시트에 접촉 가능한 밀착면을 가지고, 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격이 가능하도록 구성된 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 밀착면에 배치되며, 상기 제2 포트 측을 향하는 경사진 면을 갖는 디스크; 및 상기 밸브 바디에 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격을 위한 구동력을 인가하는 액츄에이터;를 포함하는 진공 밸브를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 포트 및 제2 포트와, 상기 제1 및 제2 포트 사이의 유로 상에 마련된 밸브 시트를 갖는 밸브 플랜지; 상기 밸브 플랜지 내에 배치되며, 상기 밸브 시트과 접촉할 때에 상기 유로를 차단하는 밀착면을 가지고, 상기 밀착면이 상기 밸브 시트로부터 이격 가능하도록 구성된 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 밀착면에 배치되며, 상기 밀착면이 상기 밸브 시트에 접촉할 때에 상기 제1 포트 내에 위치하고, 비평탄한 표면을 갖는 디스크; 상기 밸브 바디에 연결된 출력축을 구비하며, 상기 출력축을 통해 상기 밸브 바디에 구동력을 인가하는 액츄에이터; 및 상기 출력축을 둘러싸며, 상기 구동력에 따라 신축되도록 구성된 벨로우즈;를 포함하는 진공 밸브를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 웨이퍼가 배치된 내부 공간을 갖는 챔버; 상기 챔버 내에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급 라인; 상기 챔버 내의 반응 후 잔류 가스를 외부로 펌핑하는 진공 펌프; 상기 챔버에 연결된 제1 배기 라인; 상기 진공 펌프에 연결된 제2 배기 라인; 및 상기 제1 및 제2 배기 라인들 사이에 장착되며, 상기 잔류 가스의 유로를 개폐하도록 구성된 진공 밸브;를 포함하고, 상기 진공 밸브는, 상기 제1 및 제2 배기 라인들에 각각 연결된 제1 및 제2 포트들과 상기 제1 포트 측에 배치된 밸브 시트를 갖는 밸브 플랜지와, 상기 밸브 플랜지 내에 배치되며, 상기 밸브 시트에 접촉 가능한 밀착면을 가지고, 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격이 가능하도록 구성된 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 밀착면에 배치되며, 상기 제2 포트 측을 향하는 경사진 면을 갖는 디스크와, 상기 밸브 바디에 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격을 위한 구동력을 인가하는 액츄에이터를 포함하는 반도체 제조 장치를 제공한다.
진공 압력 제어를 위한 진공 밸브의 디스크의 형상을 개선함으로써 챔버 내 가스의 배출 성능을 향상시키고 와류 현상을 억제함으로써 파티클 발생 및 역류를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 원자층 증착공정을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 진공 밸브의 개방 및 폐쇄 상태를 나타내는 단면도들이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브의 분해 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 진공 밸브의 밸브 바디에 장착된 디스크를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 서로 다른 구조의 디스크를 갖는 진공 밸브들의 부분 개방상태에서의 가스 흐름을 설명하기 위한 개략 단면도들이다.
도 7은 디스크의 경사 각도에 따른 진공 밸브 내부의 컨덕턴스 및 유량 증가율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브의 폐쇄 동작시에 디스크 표면에서의 압력에 대한 시뮬레이션 해석 결과이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브의 완전 폐쇄에서 완전 개방 동작시에 챔버 압력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브에 의한 압력 변경 구간에서의 챔버 압력 변화 거동을 나타내는 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브의 폐쇄 및 개방시 진동을 나타내는 그래프들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 파티클 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브에 채용 가능한 디스크를 나타내는 개략 사시도 및 단면도이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브에 채용 가능한 디스크를 나타내는 개략 사시도 및 단면도이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브에 채용 가능한 디스크를 나타내는 개략 사시도 및 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 제조장치(100)는, 복수의 웨이퍼(W)가 배치된 내부 공간을 갖는 챔버(130)와, 상기 챔버(130) 내에 반응 가스를 공급하는 공급 라인들(110a,110b)과, 상기 챔버(130) 내의 반응 후 잔류 가스를 외부로 펌핑하는 진공 펌프(180)와, 상기 챔버(130) 및 상기 진공 펌프(180)에 각각 연결된 제1 및 제2 배기 라인들(140,150)과, 상기 제1 및 제2 배기 라인들(140,150) 사이에 장착된 진공 밸브(200)를 포함한다.
본 실시예에 따른 반도체 제조장치(100)는, 웨이퍼(W) 상에 박막을 구성하는 원소가 함유된 반응 가스를 공급하여 반응시킴으로써 원하는 박막을 증착하기 위한 증착 장치일 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조장치(100)는, 화학 기상 증착(Chemical Vapour Deposition) 장치 또는 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 장치일 수 있다.
챔버(130)는 웨이퍼 지지대(135)가 배치된 내부 공간과, 공급 라인들(110a,110b)과 연결된 입구와, 제1 배기 라인(140)이 연결된 출구를 포함할 수 있다. 본 실시예에 채용된 챔버(130)는 종형 챔버일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 웨이퍼 지지대(135)는 복수의 웨이퍼(W)가 수직 방향을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 공급 라인들(110a,110b)은 제1 및 제2 공급 라인들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다른 복수개의 라인으로 구성될 수 있다. 제1 및 제2 공급 라인들(110a,110b)은 각각 챔버(130) 내부에 위치한 인젝션 노즐부들(120a,120b)에 연결될 수 있다. 인젝션 노즐부(120a,120b)는 수직 방향으로 배열된 웨이퍼들(W) 각각에 반응 가스를 공급하도록 구성될 수 있다.
반도체 제조 장치(100)에서, 진공 밸브(200)는 챔버의 진공 압력을 제어하는 장치로 사용될 수 있다. 진공 펌프(180)와 함께 진공 밸브(200)를 이용하여 챔버(130)의 내부 공간은 감압/진공 상태로 변경/유지되거나, 챔버(130)의 내부 공간으로부터 잔류 가스 등을 외부로 배출(또는 퍼지(purge))하거나 진공 상태가 해제될 수 있다. 제1 배기 라인(140)으로부터 분기된 라인에는 압력 센서(160)이 장착될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(160)는 캐퍼시턴스 마노메터(capacitance manometer)를 포함할 수 있다.
이러한 진공 밸브(200)의 개폐 동작은 증착 방식에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, CVD 공정의 경우에, 진공 펌프(180)에 의해 챔버(130)의 내부 공간이 감압되도록 진공 밸브(200)를 개방(open)할 수 있으며, 반응 가스의 공급 및 박막 형성 과정에서는 진공 밸브(200)를 폐쇄(close)하여 진공 상태를 유지하고, 이어 반응한 후에 진공 밸브(200)를 개방하여 잔류된 가스는 배출할 수 있다.
본 발명자들은 이러한 진공 밸브(200)의 개폐 동작 과정에서 장치(100) 내의 압력 거동 및 가스 흐름의 변화가 파티클의 생생과 역류의 원인이 될 수 있다는 사실에 주목하였다.
특히, ALD 공정의 경우에는, CVD 공정과 달리 반응 가스를 펄스 단위로 공급하여 원자층 단위로 증착되며, 각 단위마다 진공 펌핑(pumping) 및 퍼지(purge)를 반복적으로 수행되므로, CVD 공정에서보다 복잡한 압력 변화가 수반될 수 있다. 도 2은 실리콘 질화물막 형성을 위한 ALD 공정의 1 사이클을 나타내는 타이밍 챠트이다.
도 1과 함께 도 2를 참조하면, 진공 밸브(200)가 폐쇄된 진공 상태에서 제1 공급 라인(110a)을 통해 챔버(130) 내에 디클로로실란(dichlorosilane, DCS)이 공급되고, 진공 밸브(200)가 개방된 성태에서, 잔류 가스가 퍼지되고 제2 공급 라인을 통해 암모니아(NH3)가 공급되고 반응한 후의 잔류 가스가 퍼지되는 1사이클의 원자층 증착이 반복적으로 수행될 수 있다.
이와 같이, ALD 공정은 각 사이클 마다 진공 밸브(200)의 개폐동작이 반복되어 복잡한 압력 변화가 수반되므로, CVD 공정에 비해 일시적인 역압(back pressure)과 가스 흐름의 국부적 역류(backward flow)에 노출되기 쉽다. 이러한 역압과 역류로 인하여, 챔버(130) 내의 파티클인 부산물이 웨이퍼(W)로 전사될 수 있으며, 특히 인젝션 노줄부(120a,120b) 내로 반응 가스가 침투하여 추가적인 파티클까지 발생할 수 있다
본 실시예에 따른 진공 밸브(200)는, 이러한 파티클 발생 및 역류를 방지하도록 밸브 바디(210), 특히 디스크(240)의 형상을 개선하는 방안을 제안한다. 도 3a 및 도 3b는 도 1의 진공 밸브(200)의 확대 단면도로서, 각각 개방 및 폐쇄 상태를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 실시예에 따른 진공 밸브(200)는, 밸브 시트(valve seat)(215)를 갖는 밸브 플랜지(valve flange)(220)와, 상기 밸브 플랜지(220) 내에 배치되며 상기 밸브 시트(215)에 접촉 가능한 밀착면(220S)을 갖는 밸브 바디(220)와, 상기 밸브 바디(220)의 밀착면(220S)에 배치된 디스크(240)와, 상기 밸브 바디(220)에 구동력을 인가하는 액츄에이터(270)를 포함할 수 있다.
상기 밸브 플랜지(210)는 제1 포트(211) 및 제2 포트(212)를 포함하며, 상기 제1 및 제2 포트(211,212)는 각각 제1 및 제2 배기 라인(140,150)에 연결되어 진공 펌핑을 위한 유로를 제공할 수 있다. 상기 제1 포트(211)와 상기 제2 포트(212)는 거의 수직 방향으로 배열될 수 있다. 상기 밸브 시트(215)는 상기 제1 포트(211) 측에 배치될 수 있다. 상기 밸브 바디(220)는 액츄에이터(270)에 의해 상기 밸브 시트(215)와 접촉되거나 상기 밸브 시트(215)로부터 이격되도록 구성될 수 있으며, 이러한 접촉과 이격에 의해 제1 및 제2 배기 라인(140,150) 사이의 상기 유로를 개방하거나 차단할 수 있다.
상기 밸브 바디의 밀폐면(220S) 상에 위치한 디스크(240)는 그 밀착면(220S)이 상기 밸브 시트(215)에 접촉할 때(도 3a 참조)에 상기 제1 포트(211) 내에 위치하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에 채용된 디스크(240)는 상기 제2 포트(212) 측을 향하도록 경사진 면(240S)을 가질 수 있다. 디스크(240)의 경사진 면(240S)은 상기 밸브 바디(220)의 밀착면(220S)을 기준으로 5°∼20°범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 디스크(240)의 경사진 면(240S)은 상기 밀착면(220S)을 기준으로 10°∼15°범위일 수 있다(도 5b. 참조). 이러한 경사진 면(220S)은 진공 밸브(200)의 개방시에 원활한 가스 흐름을 도모하며, 진공 밸브(200)의 폐쇄 과정에서 파티클의 역류를 방지할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 진공 밸브(200)는 챔버(130)와 진공 범프(180) 사이에 배치되어 챔버(130)로부터 가스를 배출하는 유로의 개방(도 3a 참조)과 차단(도 3b 참조)을 제어하도록 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 액츄에이터(270)는 상기 밸브 바디(220)에 연결된 출력축(275)을 구비하며, 상기 출력축(275)을 통해 상기 밸브 바디(220)에 상기 밸브 시트(215)와의 접촉과 그로부터의 이격을 위한 구동력을 인가할 수 있다. 또한, 상기 진공 밸브(200)는 상기 출력축(275)을 둘러싸는 벨로우즈(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 벨로우즈(250)는 엑츄에이터(275)의 구동력에 따라 신축되도록 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 밸브 바디(220) 및 벨로우즈(250)는 고정판(255)을 통해서 액츄에이터(28)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 밸브 플랜지(210), 밸브 바디(220), 고정판(255)는 강성 및 내압성을 확보하기 위하여 스테인리스나 탄소강 과 같은 금속 재질을 포함할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 상기 밸브 바디(220)는 상기 액츄에이터(270)의 출력축(275)에 의해 상기 밸브 시트(215)로부터 이격되도록 이동될 수 있다. 이러한 이격에 의해 밸브 시트(215)를 갖는 밸브실은 제1 포트(211)와 제2 포트(212)를 연결하여 가스 배출을 위한 유로가 확보될 수 있다. 이러한 유로를 통해서 챔버(130)로부터 배출된 잔류 가스는 진공 펌프(170)를 향해 배출될 수 있다(P1→P2).
도 3b를 참조하면, 상기 밸브 바디(220)는 상기 액츄에이터(270)의 출력축(275)에 의해 상기 밸브 시트(215)를 향해 이동되어 상기 밸브 바디(220)의 밀착면(220S)과 상기 밸브 시트(215)가 밀착될 수 있다. 밸브 바디(220)의 밀착면(220S)은 제1 포트(211)의 중공부의 주위에 마련된 평단면에 의해 제공되는 밸브시트(215)와 접합되도록 구성될 수 있다. 상기 밸브 바디(220)는 밀착면(220S) 상에 장착된 오(O)링(225)을 더 포함할 수 있다. 오링(225)은 밸브 시트(215)에 밀착하여 밀봉력(sealing force)을 가질 수 있는 고무와 같은 탄성 물질을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 진공 밸브(200)의 디스크(220) 표면을 진공 펌프(180)에 연결된 제2 포트(212) 측을 향해 경사진 면(220S)으로 구성함으로써, 유로를 통한 원활한 가스 흐름을 도모하는 동시에, 개폐(특히, 완전 폐쇄) 동작시에 와류 현상을 억제할 수 있다. 그 결과, 챔버(130) 내 가스의 배출 성능을 향상시키는 동시에 파티클 발생 및 역류를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 진공 밸브의 구성은 다양한 구조로 구현될 수 있다. 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 밸브(220)의 분해 단면도이며, 도 5a 및 도 5b는 도 4의 진공 밸브(200)의 밸브 바디(220)에 장착된 디스크(240)를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 진공 밸브를 구성할 수 있는 각 요소로서, 밸브 시트(215)를 갖는 밸브 플랜지(210)와, 경사진 면(240S)을 갖는 디스크(240)와, 밀착면(220S)을 갖는 밸브 바디(220)가 분해되어 도시되어 있다. 본 실시예에서, 디스크(240)와 밸브 바디(220)는 결합 가능한 별도의 구성요소로 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 4와 함께, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 실시예에 채용된 디스크(240)는 상기 밀착면(220S)과 실질적인 공면을 갖는 플레이트(241)와, 상기 플레이트(241) 상에 배치된 돌출부(245)를 포함하며, 상기 경사진 면(240S)은 돌출부(241)의 표면으로 제공될 수 있다. 상기 돌출부(245)는 상기 제1 포트(211)의 내부 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 이러한 돌출부(245)는 진공 밸브(200)의 폐쇄시에 제1 포트(211)의 내부에 위치할 수 있다(도 3a 참조).
디스크(240), 특히 플레이트(241)는 상기 밸브 바디(220)의 밀착면(240S)과 동일한 면에 마련된 부착홈(220G)에 배치될 수 있다. 도 4 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(240)의 체결홀(H)을 통해서 상기 밸브 바디(220)에 나사 등과 같은 체결 수단(247)으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 밸브 바디(220)와 유사하게, 디스크(240)는 강성 및 내압성을 확보하기 위하여 스테인리스나 탄소강 과 같은 금속 재질을 포함할 수 있다. 오링(225)은 상기 디스크(240) 주위의 밀착면(225S) 영역 상에 부착될 수 있다. 이러한 오링(225)은 앞서 설명한 바와 같이, 진공 밸브(200)의 폐쇄시에 가스의 누설이 방지하도록 밸브 시트(215)에 밸브 바디(220)의 밀착면(220S)에 기밀하게 접합시킬 수 있다. 오링(225)의 위치는 이에 한정되지 않으며, 다른 방식으로 장착될 수 있다. 다른 실시예에서, 오링(225)은 디스크(240)의 플레이트(241)와 밸브 바디(220)의 부착홈(220G) 사이에 개재되는 방식으로 장착될 수도 있다.
또한, 본 실시예와 달리, 일부 실시예에서, 상기 디스크(240)와 상기 밸브 바디(220)는 일체로 구현될 수 있다. 이 경우에, 경사진 면(240S)을 제공하는 디스크(240)는 밀착면(220)에 의해 둘러싸인 영역으로부터 돌출된 구조로 제공될 수 있다(도 3a 및 도 3b 참조).
앞서 설명한 바와 같이, 진공 밸브(200)의 디스크(220)는 제2 포트(212) 측을 향해 경사진 면(220S)을 가짐으로써 유로를 통한 원활한 가스 흐름을 도모하는 동시에, 개폐 동작시에 와류 현상을 억제할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 서로 다른 구조의 디스크를 갖는 진공 밸브들의 부분 개방 상태에서의 가스 흐름을 설명하기 위한 개략 단면도들이다.
도 6a에 도시된 진공 밸브(200')는 평판형 디스크(220')를 가지며, 도 6b에 도시된 진공 밸브(200)는 제2 포트(212) 측을 향하도록 경사진 면(220S)의 디스크(220)를 갖는다.
도 1과 함께, 도 6a를 참조하면, 진공 밸브(200')를 차단하는 과정에서 챔버(130)의 배출 가스는 평판형 디스크(220')로 인해 진공 밸브(200) 내부에 일시적으로 정체되거나, 평판형 디스크(220')에 충돌하여 반사되는 가스 입자와 만나 기류의 와류(ew)가 발생할 수 있다. 이러한 정체와 와류로 인한 운동량은 후속 가스 입자에 전달되는 해머링(hammering) 현상이 발생할 수 있다. 가스 유체의 모멘텀이 급격히 변화하여 관내의 압력이 급격히 상승하거나 진동을 유발할 수 있다. 그 결과, 챔버(130) 내의 공정 분산물인 파티클은 원활하게 배출되지 않을 뿐만 아니라, 오히려 역류로 인해 챔버(130) 내에서 다른 파티클이 생성될 수 있다. 이러한 파티클들로 인해 챔버(130) 내의 박막에 디펙트(defect)를 유발하는 원인을 제공할 수 있다.
이와 달리, 도 6b에 도시된 진공 밸브(200)에서는, 밸브 바디(240)의 밀폐면(240S) 상에 위치한 디스크(220)의 표면을 제2 포트(212) 측을 향해 경사지도록 구성함으로써 진공 밸브의 차단 과정(부분적인 개방)에서도 도 6a에 비해 가스 흐름을 크게 방해하지 않고, 상대적으로 원활한 가스 흐름을 도모하면서, 와류 현상을 크게 억제할 수 있다. 그 결과, 챔버(130) 내 가스의 배출 성능을 향상시키는 동시에 파티클 발생 및 역류를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이에 대해서는 도 7 내지 도 12를 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명자들은 가스 입자가 디스크에 충돌하여 정체와 역류 발생시킴에 따라, 이를 개선하고자 디스크를 진공 펌프, 즉 제2 포트 측로 경사지도록 구성함으로써 기체 입자와의 충돌 각도를 줄이고 정체 및 역류 현상을 최소화하는 방안을 제안하며, 진공 밸브 내의 컨덕턴스(conductance) 및 유량 증가율의 관점에서 최적화된 경사 각도 조건을 도출하였다.
본 실시예에 사용된 반도체 제조 장치는 도 1에 도시된 구조와 유사한 배치(batch)형 ALD 장치(KE사의 DJ1206VN)를 사용하였으며, 진공 밸브는 도 3a 및 도 3b에 도시된 진공 밸브와 유사한 진공 압력 제어 장치(auto pressure controller, APC)를 사용하였다.
진공 밸브를 통해서 분당 2.8 리터의 가스가 유입될 때 디스크의 경사각(도 5b의 θ)을 0°(비교예: 평탄한 표면)에서 15°까지 증가시키면서 컨덕턴스와 유속을 측정하였다.
도 7 및 표 1에 나타난 바와 같이, 디스크의 경사각에 따라 컨덕턴스와 유속이 크게 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 디스크의 경사각이 5°,7 °, 10°, 13°로 증가함에 따라 컨덕턴스와 유속 증가율도 함께 증가하는데, 15°이상에서는 다소 감소되는 것으로 확인되었다. 이러한 감소는 13°보다 크게 디스크의 경사각을 높이려면, 동일한 면적의 디스크에서 그 두께를 증가시켜야 하므로, 그에 따라 디스크의 부피 증가가 요구되고, 이러한 부피의 증가가 오히려 컨덕턴스에 방해요소로 작용하는 것으로 이해될 수 있다.
경사각 REF (0°) 5° 7° 10° 13° 15°
유입유량 (slm) 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8
P1 (pa) 56.4 55.7 55.5 55.3 55.1 55.2
P2 (pa) 35.7 35.7 35.7 35.7 35.7 35.7
P1-P2 (pa) 20.7 20 19.8 19.6 19.4 19.5
컨덕턴스(ℓ/s) 0.229 0.237 0.239 0.242 0.244 0.243
유속@P1 (m/s) 58.7 59.7 59.9 60.2 60.8 60.4
이와 같이, 디스크의 경사각은 5°∼20°범위일 때에, 바람직하게는 10°∼15°범위(특히, 13°)에서 컨덕턴스 및 유속의 개선을 통해서 충분한 파티클의 생성 및 역류 개선효과를 기재할 수 있다.
본 발명에 따른 다양한 작용과 효과를 확인하기 위해서, 디스크의 경사각이 13°인 진공 밸브(실시예)와, 0°의 평탄한 디스크를 갖는 진공 밸브(비교예)의 성능을 비교 평가하였다.
우선, 실시예(13°)에 따른 진공 밸브와 비교예(0°)에 따른 진공 밸브의 폐쇄 동작시에 디스크 표면에서의 압력 변화를 시뮬레이션하였다. 도 8에는 실시예에 따른 진공 밸브에서는 폐쇄 동작시에 제1 포트 측에서의 압력을 비교예와 동일한 조건의 결과를 비교하여 시뮬레이션 해석한 결과를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 0.5초간의 동작 시간 동안 제1 포트측(P1)의 압력 흔들림 폭이 1.35pa(비교예)에서 0.68pa(실시예)로 42% 정도 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 감소는 진공 밸브가 폐쇄되는 동안 디스크의 경사진 단면에서 반사되는 가스 입자의 수 또는 운동량이 감소하고, 가스의 배출이 보다 원활해짐에 따라 해머링 현상이 감소된 결과로 이해될 수 있다.
다음으로, 실시예(13°)에 따른 진공 밸브와 비교예(0°)에 따른 진공 밸브의 완전 폐쇄에서 완전 개방 동작시에 챔버의 내부 압력을 변화를 측정하였다.
도 9는 실시예와 비교예에 따른 진공 밸브에서 폐쇄 상태(490pa)에서 개방상태(32pa)로 전환시킨 후에 챔버의 시간대별 내부 압력 변화를 비교하는 그래프이며, 아래 표 2는 밸브 전환에 따른 시간대별 배기율의 변화를 나타낸다.
구분 1s 2s 3s 4s
REF (0°disk) 382.1 69 6.1 0.3
13°disk 412.1 50.5 3.9 0.3
도 9를 참조하면, 실시예에 따른 진공 밸브에서, 개방 동작 후 초기 0 내지 1초 구간 내의 배기율이 412.1pa/s로, 비교예에 따른 진공 밸브의 382.1pa/s보다 약 7.86%로 향상되는 것으로 확인할 수 있었다. 특히, 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예에 따른 진공 밸브에서 배기율을 실질적으로 향상시킬 수 있었다. 이와 같이, 실시예에 따른 진공 밸브는 잔류 프리커서와 공정 부산물을 보다 원활하게 배출하여 파티클의 생성을 억제하고, 이미 생성된 파티클은 더욱 원활히 배출시킬 수 있다.
도 10은 실시예와 비교예에 따른 진공 밸브가 챔버의 압력이 변화하는 과정에서의 순간적(transient) 압력 거동을 관측하여 나타낸 결과이다.
도 10을 참조하면, 비교예에 따른 진공 밸브는 챔버의 압력을 33.2pa에서 490pa로 변화시키는 순간 일시적으로 33.06pa로 떨어지는 현상이 발생하였다. 이는 밸브가 닫히는 순간("B"로 표시됨)에 역압이 발생하여 압력이 하락하였으나, 실시예에 따른 진공 밸브는 동일한 구간에서 A로 표시된 바와 같이 압력의 하락이 거의 발생하지 않았는 것으로 나타났다. 이와 같이, 경사진 면을 갖는 디스크는 밸브의 폐쇄시에 역압 발생을 크게 억제하는 것을 확인할 수 있었다.
도 11a 및 도 11b는 각각 실시예와 비교예에 따른 진공 밸브의 폐쇄 및 개방시 진동을 측정하여 비교한 결과이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 실시예에 따른 진공 밸브의 폐쇄 및 개방시 진동이 비교예에서의 진동보다 크게 감소한 것으로 확인할 수 있다. 특히, 실시예에 따른 진공 밸브의 폐쇄시의 진동은 비교예에서의 진동보다 50% 정도 감소한 결과를 나타내었다. 이러한 진동의 감소로 인해, 역압에 의한 파티클의 추가 발생 및/또는 파티클의 역류를 방지할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
도 12는 실시예와 비교예에 따른 진공 밸브들을 각각 적용하는 ALD 장치들에서 측정된 파티클의 개수를 측정한 결과로서, 각 조건에서 양산 설비의 PM 직후에 파티클의 개수를 측정하였다.
도 12를 참조하면, 동일 조건에서 8개의 샘플에 대한 파티클 개수의 분포를 나타낸다. 비교예에 따른 진공 밸브를 적용한 경우에 파티클의 평균 개수는 16.5개로 나타났으나, 실시예에 따른 진공 밸브를 적용한 경우에 5.25개로 감소되어 약 68.2% 개선된 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 진공 밸브의 디스크 표면을 제2 포트(진공 펌프)측에 향하는 경사진 면을 갖도록 함으로써, 챔버 내 가스 배출이 디스크에 의한 방해를 최소화하여 배기 효율이 증가시키고, 밸브의 개폐 동작시에 역압의 발생도 크게 억제할 수 있다. 특히, ALD 장치의 진공 밸브와 같이 빠른 압력 변동을 주기적으로 반복하는 경우에, 본 발명에 따른 진공 밸브에 의한 배기 특성 개선은 잔류 가스를 빠르게 배출하는 동시에, 해머링 현상을 감소시켜 챔버 내의 웨이퍼 및 박막의 파티클 오염을 크게 감소시킬 수 있다.
진공 밸브 내에서의 가스 흐름은 경사진 면뿐만 아니라 다양한 형태의 비평탄한 면을 이용하여 변화될 수 있으며, 배출 성능 및 역류 방지에도 긍정적인 효과를 기대할 수 있다. 도 13a 내지 도 15b에는 상술된 실시예들에 따른 진공 밸브에 채용될 수 있는 다양한 형태의 디스크가 도시되어 있다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스크(240A)는 복수의 굴곡부를 갖는 표면(240S1)을 가질 수 있다. 이러한 굴곡부의 주기와 방향에 따라 진공 밸브 내에서의 가스 흐름을 영향을 줄 수 있다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스크(240B)는 뿔 구조를 갖는 표면(240S2)을 가질 수 있다. 뿔 구조에 의해 제공되는 경사면이 원활한 가스흐름에 도울 수 있으며, 가스 입자와 충돌에 의한 역압을 개선할 수 있다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면,본 실시예에 따른 디스크(240C)는 진공 펌프(VP) 측을 향해 경사진 하부 영역(SB)과, 상기 진공 펌프(VP) 측과 반대되는 방향으로 경사진 상부 영역(SA)을 갖는 표면(240S3)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하부 영역(SB)은 상기 상부 영역(SA)의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다.
상술된 디스크 구조는 도 4에서 설명된 구조와 유사하게 밸브 바디의 밀착면과 실질적인 공면을 갖는 플레이트와 상기 플레이트 상에 배치되며 상기 비평탄한 면을 갖는 돌출부를 가질 수 있다. 또한, 상기 돌출부는 상기 제1 포트의 내부 직경보다 작은 직경을 가져, 제1 포트 내부에 배치될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
110a: 110b: 공급 라인 120a: 120b: 인젝션 노즐부
130: 진공 챔버 135: 지지대
140: 제1 배기 라인 150: 제2 배기 라인
160: 압력 센서 180: 진공 펌프
200: 진공 밸브 210: 밸브 플랜지
211: 제1 포트 212: 제2 포트
215: 밸브 시트 220: 밸브 바디
220S: 밀착면 225: 오(O)링
240: 디스크 240S: 경사면
241: 플레이트 245: 돌출부
247: 체결부 250: 벨로우즈
255: 고정판 270: 액츄에이터
275: 출력축

Claims (10)

  1. 제1 포트 및 제2 포트와, 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 공간에 위치한 밸브 시트를 갖는 밸브 플랜지;
    상기 밸브 플랜지 내에 배치되며, 상기 밸브 시트에 접촉 가능한 밀착면을 가지고, 상기 밀착면이 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격이 가능하도록 구성된 밸브 바디;
    상기 밸브 바디의 밀착면에 배치되며, 상기 제2 포트 측을 향하도록 경사진 면을 갖는 디스크; 및
    상기 밸브 바디에 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격을 위한 구동력을 인가하는 액츄에이터;를 포함하는 진공 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스크는 상기 밀착면이 상기 밸브 시트에 접촉할 때에 상기 제1 포트 내에 위치하도록 구성된 진공 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스크의 경사진 면은 상기 밀착면을 기준으로 10°∼15°범위인 진공 밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 상기 밸브 바디에 연결된 출력축을 구비하며, 상기 출력축을 통해 상기 밸브 바디에 상기 구동력을 인가하고,
    상기 진공 밸브는 상기 출력축을 둘러싸며, 상기 구동력에 따라 신축되도록 구성된 벨로우즈를 더 포함하는 진공 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디스크는 상기 밀착면과 실질적인 공면을 갖는 플레이트와 상기 플레이트 상에 배치되며 상기 경사진 면을 갖는 돌출부를 갖는 진공 밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 제1 포트의 내부 직경보다 작은 직경을 갖는 진공 밸브.
  7. 제1 포트 및 제2 포트와, 상기 제1 및 제2 포트 사이의 유로 상에 마련된 밸브 시트를 갖는 밸브 플랜지;
    상기 밸브 플랜지 내에 배치되며, 상기 밸브 시트과 접촉할 때에 상기 유로를 차단하는 밀착면을 가지고, 상기 밀착면이 상기 밸브 시트로부터 이격 가능하도록 구성된 밸브 바디;
    상기 밸브 바디의 밀착면에 배치되며, 상기 밀착면이 상기 밸브 시트에 접촉할 때에 상기 제1 포트 내에 위치하고, 비평탄한 면을 갖는 디스크;
    상기 밸브 바디에 연결된 출력축을 구비하며, 상기 출력축을 통해 상기 밸브 바디에 구동력을 인가하는 액츄에이터; 및
    상기 출력축을 둘러싸며, 상기 구동력에 따라 신축되도록 구성된 벨로우즈;를 포함하는 진공 밸브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디스크의 비평탄한 면은 상기 제2 포트 측을 향해 경사진 하부 영역과, 상기 제2 포트 측과 반대되는 방향으로 경사진 상부 영역을 가지고,
    상기 하부 영역이 상기 상부 영역의 면적보다 큰 면적을 갖는 진공 밸브.
  9. 웨이퍼가 배치된 내부 공간을 갖는 챔버;
    상기 챔버 내에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급 라인;
    상기 챔버 내의 반응 후 잔류 가스를 외부로 펌핑하는 진공 펌프;
    상기 챔버에 연결된 제1 배기 라인;
    상기 진공 펌프에 연결된 제2 배기 라인; 및
    상기 제1 및 제2 배기 라인들 사이에 장착되며, 상기 잔류 가스의 유로를 개폐하도록 구성된 진공 밸브;를 포함하고,
    상기 진공 밸브는,
    상기 제1 및 제2 배기 라인들에 각각 연결된 제1 및 제2 포트들과, 상기 제1 포트 측에 배치된 밸브 시트를 갖는 밸브 플랜지와,
    상기 밸브 플랜지 내에 배치되며, 상기 밸브 시트에 접촉 가능한 밀착면을 가지고, 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격이 가능하도록 구성된 밸브 바디와,
    상기 밸브 바디의 밀착면에 배치되며, 상기 제2 포트 측을 향하는 경사진 면을 갖는 디스크와,
    상기 밸브 바디에 상기 밸브 시트와의 접촉과 상기 밸브 시트로부터의 이격을 위한 구동력을 인가하는 액츄에이터를 포함하는 반도체 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반도체 제조 장치는 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 장치인 반도체 제조 장치.
KR1020210028988A 2021-03-04 2021-03-04 진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치 KR20220125866A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210028988A KR20220125866A (ko) 2021-03-04 2021-03-04 진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치
US17/543,807 US11946138B2 (en) 2021-03-04 2021-12-07 Vacuum valve and apparatus for fabricating semiconductor having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210028988A KR20220125866A (ko) 2021-03-04 2021-03-04 진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220125866A true KR20220125866A (ko) 2022-09-15

Family

ID=83116895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210028988A KR20220125866A (ko) 2021-03-04 2021-03-04 진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11946138B2 (ko)
KR (1) KR20220125866A (ko)

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2701581A (en) * 1951-04-13 1955-02-08 Bell & Gossett Co Flow control valve
US3298393A (en) * 1963-11-15 1967-01-17 Kenneth C Mosier Check valve having throttling passage
EP0045141B1 (en) * 1980-07-24 1984-11-21 British Nuclear Fuels PLC Globe valve with insert seat
JP2677536B2 (ja) * 1995-09-01 1997-11-17 シーケーディ株式会社 真空圧力制御システム
US5915410A (en) * 1996-02-01 1999-06-29 Zajac; John Pneumatically operated positive shutoff throttle valve
JP3619032B2 (ja) 1998-11-13 2005-02-09 シーケーディ株式会社 真空圧力制御弁
JP3606754B2 (ja) * 1998-11-27 2005-01-05 シーケーディ株式会社 真空圧力制御弁
JP2002286162A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Megatorr Corp 広帯域可変コンダクタンスバルブ
JP4110512B2 (ja) * 2002-04-18 2008-07-02 Ｓｍｃ株式会社 真空調圧弁
JP4258806B2 (ja) * 2003-09-02 2009-04-30 Ｓｍｃ株式会社 真空調圧用バルブ
JP4196293B2 (ja) 2004-08-02 2008-12-17 Ｓｍｃ株式会社 真空調圧用バルブ
US20070045584A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Diamond Power International, Inc. Low loss poppet valve for a cleaning device and a method of delivering a cleaning fluid therewith
JP4831422B2 (ja) * 2006-07-19 2011-12-07 豊田合成株式会社 流量可変バルブ
JP4296196B2 (ja) 2006-11-15 2009-07-15 シーケーディ株式会社 真空弁
US9328836B2 (en) 2009-11-12 2016-05-03 Schrader Electronics Ltd. Pressure regulator valve seals, systems and methods
WO2013180108A1 (ja) * 2012-05-31 2013-12-05 株式会社石崎製作所 逆止弁および揚水システム
JP6449208B2 (ja) 2016-10-20 2019-01-09 株式会社不二工機 減圧弁
KR101873560B1 (ko) 2017-02-22 2018-07-02 김광엽 압력조절 안전밸브
JP7036756B2 (ja) * 2019-02-04 2022-03-15 Ckd株式会社 真空圧力比例制御弁
JP7160733B2 (ja) 2019-03-20 2022-10-25 コベルコ・コンプレッサ株式会社 吸気調整弁

Also Published As

Publication number Publication date
US11946138B2 (en) 2024-04-02
US20220282372A1 (en) 2022-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7647886B2 (en) Systems for depositing material onto workpieces in reaction chambers and methods for removing byproducts from reaction chambers
JP5233734B2 (ja) ガス供給装置、成膜装置及び成膜方法
US7635502B2 (en) ALD apparatus and method
US7648578B1 (en) Substrate processing apparatus, and method for manufacturing semiconductor device
JP3442604B2 (ja) 混合ガスの供給方法及び混合ガス供給装置並びにこれらを備えた半導体製造装置
US20120094011A1 (en) Film deposition apparatus and film deposition method
US20100116210A1 (en) Gas injector and film deposition apparatus
KR102377033B1 (ko) 반응 챔버를 로딩 챔버로부터 격리하여 오염을 감소시키는 장치 및 방법
US7806383B2 (en) Slit valve
US11626313B2 (en) Apparatus and methods for isolating a reaction chamber from a loading chamber resulting in reduced contamination
JP6891018B2 (ja) 基板処理装置、気化システム及びミストフィルタ並びに半導体装置の製造方法
JP7203207B2 (ja) ガス吸気システム、原子層堆積装置および方法
KR20220125866A (ko) 진공 밸브 및 이를 구비한 반도체 제조 장치
TW202230471A (zh) 熱均勻的沉積站
TW202200817A (zh) 高溫化學氣相沉積蓋
JP2006319207A (ja) 流量制御装置、薄膜堆積装置および流量制御方法
TW202146799A (zh) 用以提供對稱流體流動的真空閥
TW202117217A (zh) 清潔減少滯留區的隔離閥
JP2010043655A (ja) 半導体素子製造用の圧力制御弁およびこれを備える半導体素子製造装置
US20230001529A1 (en) Vacuum machining system having a process chamber with a vacuum regulating valve
JP7473635B2 (ja) デッドボリュームの低減のための清浄なアイソレーションバルブ
US20060169204A1 (en) Substrate treating apparatus
KR20070000516A (ko) 반도체 소자 제조용 공정 챔버의 압력 조절용 버터플라이밸브
WO2023249978A1 (en) Self-adjustable variable orifice check valve for back pressure reduction
TW202248554A (zh) 導流閥組件以及合併該導流閥組件的系統

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination