KR960006132B1 - Gas supply system having a multi-branch - Google Patents
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Abstract
Description
제1A도는 종래의 가스 공급장치의 개략도.1A is a schematic diagram of a conventional gas supply device.
제1B도는 제1도에서의 가스박스(G)의 내부 개략도.FIG. 1B is a schematic internal view of the gas box G in FIG. 1.
제2도는 본 발명의 다분리형 가스 공급 시스템의 내부 개략도.2 is a schematic internal view of a multi-segment gas supply system of the present invention.
제3A도 및 3B도는 본 발명의 다분리형 가스 공급 시스템을 이용한 퍼지공정에서의 가스 흐름도.3A and 3B are gas flow charts in a purge process using the multi-segment gas supply system of the present invention.
제4A도 및 제4B도는 본 발명의 다분리형 가스 공급 시스템을 이용한 리크체크 공정을 나타낸 개략도.4A and 4B are schematic views showing a leak check process using the multi-segment gas supply system of the present invention.
제5도는 본 발명의 다분리형 가스 공급 시스템을 이용한 가스 공급공정에서의 가스 흐름도.5 is a gas flow diagram in a gas supply process using the multi-segment gas supply system of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부흐의 실명Buch's blindness to the main parts of the drawing
G : 가스박스 A : 가스 공급구G: Gas box A: Gas supply port
P : 메인 가스 공급배관 BP1-BP4 : 공급 브랜치관P: Main gas supply pipe BP1-BP4: Supply branch pipe
R1-R4 : 리엑터 AV : 밸브R1-R4: Reactor AV: Valve
RG1-RG4 : 압력 조절기 PT1-PT4 : 압력 감지기RG1-RG4: Pressure Regulator PT1-PT4: Pressure Sensor
BP'1-BP'4 : 제 1퍼지가스 공급 브랜치관BP'1-BP'4: First purge gas supply branch pipe
BP"1-BP"4 : 제 2 퍼지가스 공급 브랜치관BP "1-BP" 4: 2nd purge gas supply branch pipe
VG : 진공 발생기(vacuum generator).VG: vacuum generator.
본 발명은 가스 공급 시스템에 관한 것으로, 특히 특수한 가스를 사용하는 화학, 제약, 반도체 산업 분야에서 가스 공급이 자동제어되는 다분리헝 가스 공급 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas supply system, and more particularly to a multi-segmented gas supply system and control method in which gas supply is automatically controlled in the chemical, pharmaceutical and semiconductor industries using special gases.
반도체 집적회로는, 실리콘 등의 반도체 재료 웨이퍼에 대하여 세척공정, 산화공정, 전기적 특성을 가지도록 하는 불순물 주입공정, 식각공정 등을 포함한 소정의 제조공정들을 거쳐 완성되게 된다.The semiconductor integrated circuit is completed through predetermined manufacturing processes including a cleaning process, an oxidation process, an impurity implantation process, an etching process, and the like for a semiconductor material wafer such as silicon.
이러한 반도체 집적회로는, 최근 반도체 산업의 발달로 그 셀의 크기가 반 마이크로 단위 이하로 고집적화됨에 따라, 제조공정중 아주 미세한 먼지입자나 오염된 공기가 극소량 침투될 경우 누설 접합이나 이상항복 등의 전기적문제를 발생시켜 반도체칩 전체에 치명적인 악영향을 미치게 된다. 따라서 양질의 칩을 얻기 위하여 이러한 아주 미세한 먼지나 오염된 공기를 제거한 고순도의 분위기하에서 반도체 제조공정을 실시하여야 할 필요가 있으며, 또한 식각, 증착 및 스퍼터링 등의 반도체 제조공정을 통하여 반 마이크로 이하 단위 극히 미세한 셀의 구조를 오차없이 정확하게 형상화해야 할 필요가 있다. 즉, 양질의 칩을 얻기 위하여는 셀내의 절연 또는 접촉되는 패턴의 형상이 오차없이 고도의 정확성을 가지고 제조되어야 하므로, 산화공정, 식각공정, 증착공정 또는 스퍼터링공정 등에 있어서 고도의 정밀도를 필요로 하게 된다. 또한, 반도체 제조시, 이온 주입공정 등에서는 그 주입 가스로서 P형의 AsH3, B2H6가스, N형의 PH3가스 등을 주로 사용하는데 이러한 AsH3, B2H6, PH3는 매우 높은 독성을 지니고 있으며 고압으로 용기에 채워져 있게 된다. 따라서 이러한 유독 가스들을 안전하게 사용할 수 있고 고순도를 유지할 수 있는 기구장치가 필요하게 된다. 즉, 기구장치는 2000PsiG 이상의 고압에서도 누설(leakage) 범위가 1×10-10cc/sec(0.0029cc/년) 이하이어야 하며, 먼지는 0.1μ3EA 이하이어야 한다. 그러므로 보다 안전하고 효율성이 높으며 생산성이 뛰어난 장비를 사용해야할 필요가 있게 되어, 이로 인한 제조원가가 상당히 상승하고 있는 현실이다. 그런데 이러한 고가의 장비에도 불구하고 주변 보조기기에 사고가 발생하게 될 경우 관련된 생산 장비 전체를 동작시키지 못하게 되어 투자의 효율가치가 떨어지게 되는 문제점이 있다.Such semiconductor integrated circuits have been highly integrated with the cell size of less than half micro units due to the recent development of the semiconductor industry. Therefore, when very minute dust particles or contaminated air are infiltrated in the manufacturing process, such as leakage junction or abnormal breakdown, This will cause a serious and adverse effect on the entire semiconductor chip. Therefore, in order to obtain high quality chips, it is necessary to perform the semiconductor manufacturing process in a high-purity atmosphere in which such minute dust or contaminated air is removed. Also, the semiconductor manufacturing process such as etching, deposition, and sputtering is extremely small and less than half micro units. There is a need to accurately shape the structure of the fine cell without errors. That is, in order to obtain a high quality chip, the shape of the insulated or contacted pattern in the cell must be manufactured with high accuracy without error, and thus requires a high degree of precision in an oxidation process, an etching process, a deposition process, or a sputtering process. do. Further, semiconductor manufacturing, etc. Ion implantation process as the injection gas of type P A s H 3, B 2 H 6 gas, such A s H 3 to primarily use such PH 3 gas of N-type, B 2 H 6 In addition, PH 3 is extremely toxic and is filled in containers at high pressure. Therefore, there is a need for a device that can safely use these toxic gases and maintain high purity. That is, the apparatus should have a leakage range of 1 × 10 -10 cc / sec (0.0029 cc / year) or less, even at high pressures of 2000 PsiG or higher, and dust of 0.1 μ3EA or less. Therefore, there is a need to use safer, more efficient, and more productive equipment, resulting in a significant increase in manufacturing costs. However, in spite of such expensive equipment, if an accident occurs in the peripheral auxiliary equipment, there is a problem that the efficiency value of investment is reduced because the entire production equipment cannot be operated.
이하에, 이러한 문제점을 가지고 있는 종래의 다분리형 가스 공급 시스템에 관하여 도면 제1도를 참조로하여 설명한다.Hereinafter, a conventional multi-segment gas supply system having such a problem will be described with reference to FIG. 1.
통상적으로 반도체 제조시 사용되는 가스 공급장치는 제1A도에 도시된 바와 같이, 가스박스(G)는 리엑터 공급구(A')를 통하여 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 장치(1), LPCVD장치(2), APCVD(Atmosphere Pressure CVD) 장치(3), PECVD(Plasma enhanced CVD)장치(4)와 배관으로 병렬연결되어 있으며, 상기 배관라인에는 그 각 장치(l,2,3,4) 연결부 앞에 에어블록밸브(AV1,AV2,AV3,AV4)와 압력 조절기(RG1-RG4)와 필터(F1-F4)가 각 브랜치 별로 연속적으로 연결되어 있다.In general, a gas supply device used in semiconductor manufacturing is shown in FIG. 1A, and the gas box G is connected to a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) device 1 and an LPCVD device through a reactor supply port A '. (2), the APCVD (Atmosphere Pressure CVD) device (3), the PECVD (Plasma enhanced CVD) device (4) is connected in parallel with the pipe, each of the devices (l, 2, 3, 4) connection to the pipe line The air block valves AV1, AV2, AV3, AV4, pressure regulators RG1-RG4, and filters F1-F4 are connected to each branch continuously.
참고로 상기의 가스박스(G), 제1B도에 도시된 바와 같이 유독성 또는 비유독성 가스인 반도체 프로세스가스(N2, O2, He, Ar 제외)를 공급하기 위하여, 1BTL 1BOX형태로 구성되며, 상기의 리엑터 공급구와 통하게 되어 있다. 상기의 1BTL 1BOX형 가스박스를 쓰는 것도 바람직하다.For reference, in order to supply the semiconductor process gas (except N 2 , O 2 , He, Ar), which are toxic or non-toxic gases, as shown in FIG. 1B of FIG. It is communicated with the reactor supply port. It is also preferable to use the above 1BTL 1BOX type gas box.
상기의 1BTL 1BOX형 가스박스는 본 출원인에 의한 대한민국 특허 출원 제14808/92호 및 제17749/92호에 기술되어 있으며, 이하에 상기 가스박스에 대해 대략 설명한다(제1B도 참조).The 1BTL 1BOX type gas box is described in Korean Patent Application Nos. 14808/92 and 117749/92 by the present applicant, and the gas box will be described below (see FIG. 1B).
가스실린더(11)내의 프로세스 가스를 리엑터에 공급해주기 위한 공급배관(12)이 설치되고, 그 공급배관에는 에어밸브(V4), 압력조정기(RG), 또 다른 에어밸브(V5), 미세입자를 여과해주는 필터를 차례로 설치하고, 배출배관(15)은, 상기의 공급배관(12)의 프로세스 가스 도입부(I)에서 공급배관(12) 및 퍼지가스 유입배관(13)과 관통하도록 연결된 제1관과, 그리고 에어밸브(V5) 직전의 소정위치에서 공급배관(12)과 관통하도록 연결된 제2관과, 상기 제1관과 제2관이 합류하여 배출구로 연결된 제3관으로 구성되며, 상기 제1관과 제2관 내에는 에어밸브(V5,V7)와 체크밸브(CV6,CV7)가 각각 설치되며, 제3관의 소정위치에는 진공발생기(VG : vacuum generator)가 설치되고, 또 다른 퍼지가스 유입배관(14)이 상기의 진공발생기(VG)에 연결되어 설치되고, 그 가스유입배관(14)내에는 에어밸브(V8) 플로우미터(FM) 및 체크밸브(CV8)가 설치된다.Supply pipe 12 for supplying the process gas in the gas cylinder 11 to the reactor is provided, the supply pipe is an air valve (V 4 ), pressure regulator (RG), another air valve (V 5 ), fine Filters for filtering particles are sequentially installed, and the discharge pipe 15 is connected to the supply pipe 12 and the purge gas inlet pipe 13 at the process gas inlet I of the supply pipe 12. A first pipe and a second pipe connected to the supply pipe 12 at a predetermined position immediately before the air valve V 5 , and a third pipe joined to the outlet by joining the first pipe and the second pipe. In the first and second pipes, air valves (V 5 , V 7 ) and check valves (CV 6 , CV 7 ) are installed, respectively, and a predetermined position of the third pipe (VG: vacuum generator) Is installed, another purge gas inlet pipe (14) is connected to the vacuum generator (VG) is installed, the gas inlet pipe (14) An air valve V 8 flow meter FM and a check valve CV 8 are provided inside.
상기의 구성은 가스실린더(11)와 리엑터 공급구(A') 사이의 공급배관(12)내의 유독성 또는 비독성 가스를 퍼지(purge)하기 위하여 구비되는 것이다.The above configuration is provided for purging toxic or non-toxic gas in the supply pipe 12 between the gas cylinder 11 and the reactor supply port A '.
종래의 가스 공급장치는 상기의 가스박스로부터, 상기 제1(A)도에 도시된 바와 같이 공급배관 라인을 통하여 리엑터로 가스가 공급되는 구성을 가진다.The conventional gas supply device has a configuration in which gas is supplied from the gas box to the reactor through a supply pipe line as shown in FIG. 1A.
이러한 통상의 가스 공급 시스템에 의하면 불충분한 퍼지 등으로 인하여 시스템에 프로세스 가스 등의 잔존하게 되는 등의 문제점이 발생하였을 경우, LPCVD 장치 등에서는 자체적으로 진공을 형성시킬 수 있으므로 밸브를 닫은 후 밸브 후단의 가스를 진공으로 흡입하여 잔존 가스를 제거하면 되지만, APCVD 장치등에서는 자체적으로 진공을 형성시킬 수 없기 때문에 가스박스에서 N2를 공급하여 퍼지하는 공정을 실행하여야 한다. 이렇게 N2가스 퍼지공정 등의 정비공정을 실행하기 위하여는 도시된 4대의 리엑터가 동시에 다운된다든지 또는 진행의 상황을 판단하여 그 정비공정을 차후로 연기해야 하며, 경우에 따라서는 그러한 정비공정을 적시에 하지 못하여 더욱 치명적인 문제가 발생될 수도 있다.According to such a conventional gas supply system, if a problem such as process gas remaining in the system due to insufficient purge occurs, the LPCVD apparatus or the like may generate a vacuum by itself, so that the valve is closed after closing the valve. The gas may be sucked in a vacuum to remove the remaining gas. However, the APCVD apparatus or the like cannot form a vacuum by itself, so a process of purging by supplying N 2 from the gas box should be performed. In order to carry out the maintenance process such as N 2 gas purge process, it is necessary to postpone the maintenance process in the future by judging the four reactors shown at the same time or the progress of the process. Failure to do so in a timely manner can lead to more fatal problems.
또한 각 리엑터 또는 배관에서 리크(leak), 화재(fire) 발생시 전 장비를 다운시켜야 하는 문제점이 발생하게 된다. 또한 가스박스에서 문제가 발생했을 경우 전 장비를 다운시켜야 하는 문제점이 발생하게 된다. 또한 제1A도에 도시된 바와 같이 각 에어밸브, 압력 조절기 등의 미세한 연결틈 사이에는 미세먼지가 유입된 프로세스 가스가 남아있게 되어 오염의 발생원인이 높다.In addition, the leak or fire occurs in each reactor or pipe, a problem arises in that all the equipment must be down. In addition, if a problem occurs in the gas box, there is a problem that all the equipment should be down. In addition, as shown in FIG. 1A, process gas introduced with fine dust remains between fine connection gaps of air valves, pressure regulators, and the like, thereby causing high pollution.
따라서 본 발명의 목적은 비상시 각 리엑터들을 전체적으로 또는 개별적으로 다운시킬 수 있으며, 리크체크 공정, 퍼지공정 등을 전체적으로 또는 개별적으로 작동시킬 수 있으며, 각종 표시기 및 밸브를 자동 또는 수동으로 동작시킬 수 있도록 하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to reduce the total number of reactors individually or individually in an emergency, to operate the leak check process, purge process, or the like as a whole or separately, and to operate various indicators and valves automatically or manually. will be.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다분리형 가스공급 시스템은 가스박스와, 상기 가스박스에 형성된 가스공급구와, 가스공급용으로 그 가스공급구로부터 연장된 공급배관과, 상기 공급배관에 브랜치 형태로 연결된 2 이상의 공급 브랜치관과, 상기 각 브랜치관의 단에 연결된 리엑터 장치를 포함하여 구성되며, 상기 공급배관에는 제1에어밸브가 형성되고, 상기 각 브랜치관에는 제2에어밸브, 압력조절기, 제5에어밸브가 각각 순서대로 연결되고, 퍼지가스 장치 공급구가 설치되고, 상기 퍼지가스 장치의 공급구로부터 배관이 연장되어 제1의 소정부분(a)에서 브랜치되어 각각 제1의 퍼지가스 공급 브랜치관을 형성하고, 이 퍼지가스 공급 브랜치관은 각각 제3에어밸브를 경유하여 메인가스 공급배관의 제2에어밸브 및 압력조절기 사이의 부분에서 관통연결되고, 또한 제2의 소정부분에 진공발생기가 설치되고 여기서 브랜치되어 각각 제2의 퍼지가스 공급 브랜치관을 형성하고, 이 퍼지가스 공급 브랜치관은 제4에어밸브를 경유하여 메인가스공급 브랜치관의 압력조절기 및 제5에어밸브 사이의 부분에서 각각 관통연결되는 특징을 갖는다.In order to achieve the above object, the multi-segment gas supply system of the present invention includes a gas box, a gas supply port formed in the gas box, a supply pipe extending from the gas supply port for gas supply, and a branch form in the supply pipe. And two or more supply branch pipes connected to each other, and a reactor connected to the ends of the branch pipes, wherein the supply pipes include a first air valve, and each branch pipe includes a second air valve, a pressure regulator, The fifth air valves are connected in order, respectively, and a purge gas device supply port is provided, and a pipe is extended from the supply port of the purge gas device and branched from the first predetermined portion (a) to supply the first purge gas, respectively. A branch pipe is formed, and each of the purge gas supply branch pipes is connected to a portion between the second air valve and the pressure regulator of the main gas supply pipe via a third air valve. And a vacuum generator is installed in the second predetermined portion and branches therein to form a second purge gas supply branch pipe, each purge gas supply branch pipe being the main gas supply branch via a fourth air valve. It is characterized in that each through the connection between the pressure regulator of the pipe and the fifth air valve.
본 발명의 또다른 목적은, 상기의 다분리형 가스공급 시스템을 이용하여 퍼지공정, 리크체크 공정, 가스공급공정을 수행하는 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method of performing a purge process, a leak check process, and a gas supply process using the multi-segment gas supply system.
이하에 제2도를 참조로 하여 본 발명의 다분리형 가스공급 시스템의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the preferred embodiment of the multi-segment gas supply system of the present invention will be described in detail.
가스박스(G)가 설치되고, 상기 가스박스(G)에는 가스공급구(A)가 형성되고, 가스공급을 위하여 그 가스공급구(A)로부터 연장된 메인가스 공급배관(P)이 설치되고, 상기 공급배관(P)의 단에는, 예를들면 4개의 메인가스 공급 브랜치관(BP1-BP4)이 형성된다. 상기 공급배관(P)의 브랜치가 형성되는 앞부분에 에어밸브(AV1)이 설치된다. 상기의 제1 내지 제 4브랜치관(BP1-BP4)에는 제 2에어밸브(AV12,AV22,AV32,AV42), 압력 감지기(PT1-PT4) 및 제5에어밸브(AV15,AV25,AV35,AV45)가 각 브랜치 별로 순서대로 연결되어 있다.A gas box G is installed, and a gas supply port A is formed in the gas box G, and a main gas supply pipe P extending from the gas supply port A is installed for gas supply. At the end of the supply pipe P, for example, four main gas supply branch pipes BP1-BP4 are formed. An air valve AV 1 is installed at the front of the branch of the supply pipe P. The first to fourth branch pipes BP1-BP4 include second air valves AV 12 , AV 22 , AV 32 , AV 42 , pressure sensors PT1-PT4, and fifth air valves AV 15 , AV. 25 , AV 35 , and AV 45 ) are connected in order by branch.
N2퍼지가스 장치의 N2퍼지가스 공급구가 설치되고 그로부터 퍼지가스 공급배관이 연장되며 한 일정한부분(a)에서 브랜치되어 상기의 제1 내지 제4브랜치관들과 브랜치 형태로 관통연결됨으로써 제1퍼지가스 공급 브랜치관(BP'1-BP'4)이 형성되는네, 그 관통연결부의 바람직한 위치로는 각각 제2에어밸브(AVl2,AV22,AV32,AV42)와 압력조절기(RG1-RG4) 사이이며, 그 각각의 연결부 직전의 각 제1퍼지가스 공급 브랜치관에는 제 3에어밸브(AVl3,AV23,AV33,AV43)가 각각 설치되고, 퍼지가스의 역류를 방지하기 위하여 각 에어밸브 앞부분에는 체크밸브(CV1l,CV21,CV3l,CV41)가 설치된다. 한편 N2퍼지가스 공급배관은 계속 연장되고 적당한 부분에 에어밸브(AV2), 체크밸브(CV1) 및 진공 발생기(VG)를 순서대로 설치하고 있으며, 상기 진공 발생기(VG) 부분에서 또 다시 브랜치되어 상기의 제1 내지 제4브랜치관들과 브랜치 형태로 관통연결됨으로써 제2퍼지가스 공급 브랜치관(BP''1-BP''4)이 형성되는데, 그 바람직한 위치로는 상기의 압력 감지기(PT1-PT4)와 제5에어밸브(AV15,AV25,AV35,AV45) 사이이며, 그 각각의 연결부 직전의 제 2퍼지가스 공급 브랜치관에는 제 4에어밸브(AV14,AV24,AV34,AV44)가 설치되게 된다. 퍼지가스의 역류를 방지하기 위하여 각 에어밸브 앞부분에는 체크밸브(CV12,CV22,CV32,CV42)가 각각 설치된다.The N 2 purge gas supply port of the N 2 purge gas device is installed therefrom, and the purge gas supply pipe extends therefrom, and is branched at a predetermined portion (a) so as to penetrate through the branch form with the first to fourth branch pipes. 1 purge gas supply branch pipe (BP'1-BP'4) is formed, the preferred position of the through connection portion of the second air valve (AV l2 , AV 22 , AV 32 , AV 42 ) and the pressure regulator ( Third air valves AV l3 , AV 23 , AV 33 and AV 43 are respectively provided in each of the first purge gas supply branch pipes between RG1-RG4 and immediately before their respective connecting portions, to prevent backflow of the purge gas. For this purpose, check valves (CV 1l , CV 21 , CV 3l , CV 41 ) are installed at the front of each air valve. On the other hand, the N 2 purge gas supply pipe continues to extend and the air valve (AV 2 ), the check valve (CV 1 ) and the vacuum generator (VG) are sequentially installed at appropriate portions, and again in the vacuum generator (VG) portion. The branch is connected to the first through fourth branch pipes in the form of a branch through the second purge gas supply branch pipe (BP''1-BP''4) is formed, the preferred position is the pressure sensor Between the PT1-PT4 and the fifth air valves AV 15 , AV 25 , AV 35 , AV 45 , the second purge gas supply branch pipe immediately before the respective connecting portion has a fourth air valve AV 14 , AV 24. , AV 34 , AV 44 ) will be installed. In order to prevent backflow of purge gas, check valves (CV 12 , CV 22 , CV 32 and CV 42 ) are installed in front of each air valve.
또한 가스공급배관의 각 브랜치관의 후단부에는 상기한 제5에어밸브에 이어, 설정치 이상의 가스량이 통과할 경우 누설 또는 부품파손으로 추정하여 가스공급밸브를 차단시키는 신호발생시키는 장치인 익세스 플로우스위치(excess fIow switch)(S1-S4)와 소립자 및 먼지를 제거하는 장치인 필터(F1-F4)가 각 브랜치별로 순대로 설치되고 그 브랜치관들의 단부에는 각 리엑터들이 연결되게 된다.In addition, after the fifth air valve at the rear end of each branch pipe of the gas supply pipe, an access flow switch that generates a signal to shut off the gas supply valve by estimating leakage or component damage when the gas flow rate exceeds the set value. (Excess fIow switch) (S1-S4) and the filter (F1-F4), which is a device for removing small particles and dust are installed in order for each branch, and the reactors are connected to the ends of the branch pipes.
이러한 다분리형 가스공급 시스템을 포함한 반도체 가스공급 장치를 사용하여 실행하는 여러가지 공정, 예를들면 퍼지공정 및 리크체크 공정 및 가스공급공정 등에 관하여 차례로 설명한다.Various processes performed using the semiconductor gas supply apparatus including such a multi-segment gas supply system, for example, a purge process, a leak check process, and a gas supply process will be described in turn.
먼저, 반도체공정 중 상기 가스공급장치의 내부의 독성 또는 비독성 가스를 제거하고자 할 경우 퍼지공정이 실행되게 되는데, 퍼지공정은 2가지 형태로 구분된다.First, when a toxic or non-toxic gas inside the gas supply device is to be removed during a semiconductor process, a purge process is performed. The purge process is divided into two types.
첫째는 진공발생기를 이용한 공급배관 전체의 가스를 배출하는 경우이고, 둘째는 리엑터로 가스를 배출하는 경우이다. 제3A도에 도시한 바와 같이, 첫째, 공급배관 내부의 가스를 배출하는 경우에는, 제2,제3,제4,제5밸브가 모두 닫히고, 에어밸브(AV2)가 열려 진공발생기(VG)가 동작되면 압력감지기(PT5)에서 -14.7Psi 이하의 진공에 도달된 후 제4밸브가 열려 배관 전체 진공이 형성된 후, 제4밸브가 닫히고 에어밸브(AV2)도 닫히며, 제3에어밸브는 열려 N2압력이 공급배관 라인에 미리 설정된 압력(60Psi)만큼 형성되면 제3에어밸브가 닫히며, 그리고 상기의 공정을 차례대로 수회 반복함으로써 수행된다.The first is to discharge gas from the entire supply pipe using a vacuum generator, and the second is to discharge gas to the reactor. As shown in FIG. 3A, first, when the gas inside the supply pipe is discharged, all of the second, third, fourth, and fifth valves are closed, and the air valve AV 2 is opened to open the vacuum generator VG. ), The pressure sensor (PT5) reaches a vacuum of -14.7 Psi or less, and then the fourth valve is opened to form the entire vacuum of the pipe, the fourth valve is closed, and the air valve (AV 2 ) is closed, and the third air The valve is opened and the third air valve is closed when the N 2 pressure is formed at a preset pressure (60 Psi) in the supply pipe line, and is performed by repeating the above process several times in turn.
둘째는 제3B도에 도시된 바와 같이, 리엑터로 가스를 배출하는 경우에는 에어밸브(AV2) 및 에어밸브(AV12,AV14)를 닫고 에어밸브(AV13,AV15)를 열고 N2퍼지가스를 리엑터내로 불어놓고 리엑터를 배기시킴으로써 수행된다.The second is to open the first 3B As shown in Figure, in the case of discharging the gas to the reactor, the air valve (AV 2) and air valve (AV 12, AV 14) the air valve (AV 13, AV 15) close N 2 This is done by blowing purge gas into the reactor and evacuating the reactor.
이 두가지 퍼지공정은 반드시 PT1에서 압력이 0Psi 이하가 된 상태에서 시작되어야 하며, 잔류되어 있는 가스는 반드시 리엑터로 가스를 배출시킨 후에 퍼지공정을 실시하도록 하나 잔류가스를 진공발생기를 통해 외부로 독성의 가스를 배출시키는 일은 없어야 한다.These two purge processes must be started at a pressure of 0 Psi or less in PT1, and the remaining gas must be purged after the gas is discharged to the reactor. There should be no gas emissions.
이러한 퍼지공정은, 각각의 브랜치관의 내부구조가 동일하게 구성되므로 각 브랜치관에 대하여 단독적으로 또는 복합적으로 실행할 수 있게 되어 있으며, 제2도에 도시된 바와 같이, 각 압력조절기(RG1-RG4)와 진공발생기(VG) 부근에는 압력감지기(PTl-PT5)를 설치하여 압력을 아날로그 방식이 아닌 디지탈 방식으로 표시할 수 있도록 하였고, 각종 밸브는 자동 또는 수동으로 솔레노이드 밸브를 이용하여 동작되게 된다.This purge process, because the internal structure of each branch pipe is configured to be the same can be performed alone or in combination for each branch pipe, as shown in Figure 2, each pressure regulator (RG1-RG4) Pressure sensor (PTl-PT5) was installed in the vicinity of the vacuum generator (VG) so that the pressure can be displayed in a digital manner instead of an analog method. Various valves are automatically or manually operated using a solenoid valve.
다음, 이 반도체 장치 분야에서는 절대진공에 가까운 진공이 필수적이고 누설이 없어야 하므로, 누설여부에 대한 체크 공정을 설명한다.Next, in this semiconductor device field, a vacuum close to absolute vacuum is essential and there should be no leakage, so a check process for leakage is described.
모든 물질은 절대진공이라는 형태를 유지할 수 없으며, 시간과 주변환경에 따라 완전한 밀폐구조를 이루었다 하더라도 시간이 흐를때 따라 주변 기압과 교통하게 되어 압력이 상승하게 된다. 압력이 걸려있는 용기나 밸브, 튜브는 극소량이라 할지라도 누설이 발생된다. 가스의 누설 발생시 매우 작은 량이라 하더라도 폭발성, 부식성, 맹독성이면 매우 위험하다. 통상 누설(leak)은 측정할 수 있는 정도가 1x10-11/sec 즉, 0.000 000 000 01cc/sec 이하는 체크 하기에 많은 어려움이 있다. 인체에 대한 유독성은 사람이 노출되어 숨쉬는 공기안에 포함된 유독가스를 100만분의 1(PPM)단위로 나타내며, 노출되는 시간의 함수이다. 이것을 더욱 명백하게 하기 위해 TLV(THRESHOLD LIMIT VALUES)=(사람이 8시간 또는 40시간 일할때 허용되는 안전한 가스량)를 알아보면,All materials cannot maintain the form of absolute vacuum, and even though they are completely sealed according to the time and the surrounding environment, the pressure increases due to communication with the surrounding air pressure over time. Containers, valves, and tubes under pressure can leak, even in very small quantities. Even when a small amount of gas leakage occurs, it is very dangerous if it is explosive, corrosive or toxic. In general, leakage is difficult to check that the degree of measurement is less than 1 × 10 −11 / sec, that is, 0.000 000 000 01 cc / sec. Toxicity to the human body represents the toxic gas contained in the air breathed by human exposure in units of one millionths (PPM) and is a function of the exposure time. To make this clearer, look at TLV (THRESHOLD LIMIT VALUES) = (the safe gas allowance when a person works for 8 or 40 hours),
다음은 단위 시간별 누설율에 대한 양을 CC로 환산한 것이다.The following is the amount of leakage rate per unit time in CC.
보다 더 나은 방법으로는 He 리크 검출기와 Hi-PRESS 리크 테스트가 있지만 보다 정교한 시험방법은 He 리크 검출기를 이용하며, 이는 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 현재는 10-11까지 체크가능한 설비가 나와 있다.Better methods include the He leak detector and the Hi-PRESS leak test, but the more sophisticated test method uses the He leak detector, which is a time-consuming disadvantage. Currently, check out the facilities available to 10-11.
제4A도 및 제4B도는 리크체크를 행하는 부분을 도시하는 것으로서, 제4A도에서는 에어밸브(AV12-AV15)를 모두 닫고 굵은선으로 표시된 부분에서 먼저 압력을 0Psi로 한 후 리크체크 압력을 주입하여 실시하며 일반적으로 24시간 내에도 그대로 0Psi일 경우 리크가 없는 것으로 판단한다.4A and 4B show a leak check portion. In FIG. 4A, all air valves AV 12 -AV 15 are closed and the pressure is 0 Psi at the portion indicated by the thick line. Injecting is carried out. In general, if it is 0 Psi within 24 hours, it is determined that there is no leakage.
제4B도에서는 에어밸브(AV12)에서 리엑터 내부의 밸브까지 굵은선으로 표시된 부분에서 리크를 체크하며, 마찬가지로 24시간 내에 0Psi이면 리크가 없는 것으로 판단한다. 그후, 제5도에 도시된 바와 같이, 시스템에서의 공정처리를 위하여 가스공급공정이 실행되는데, 이 가스공급은 반드시 퍼지공정-리크체크 공정···퍼지공정을 거친 후에 PTl에서의 압력이 0Psi 내지 -14.7Psi가 되었을때에, 에어밸브(AV13,AV14)가 닫히고 에어밸브(AV12,AV15)가 열려 실행되게 되는데, 이 경우 에어밸브(AVl2)가 열린 후 압력감지기(PTl)에서 표시압력이 고압(일반적으로 60Psi 이상) 또는 저압(일반적으로 25Psi 이하)이 아니면 에어밸브(AV15)가 열려 가스를 공급하게 되나, 상기의 고압 또는 저압의 범위를 벗어나면 에어밸브(AV15)는 열리지 않도륵 제어되며, 동시에 경보가 발생하여 (AV12)는 닫히게 된다.In FIG. 4B, the leak is checked at the portion indicated by the thick line from the air valve AV 12 to the valve inside the reactor. Similarly, if 0 Psi is within 24 hours, it is determined that there is no leak. Thereafter, as shown in FIG. 5, a gas supply process is carried out for the process treatment in the system, and this gas supply must go through a purge process-leak check process. To -14.7 Psi, the air valves AV 13 and AV 14 are closed and the air valves AV 12 and AV 15 are opened to be executed. In this case, the pressure sensor PT1 is opened after the air valve AV l2 is opened. ) If the displayed pressure is not high pressure (typically 60 Psi or more) or low pressure (typically 25 Psi or less), the air valve (AV 15 ) is opened to supply gas, but if it is out of the above high pressure or low pressure range, the air valve (AV 15 ) is controlled to not open, and at the same time an alarm is triggered (AV 12 ) to close.
상기의 리크체크 공정 및 가스공급공정도 퍼지공정과 마찬가지로, 각각의 브랜치관의 내부구조가 동일하게 구성되므로 각 브랜치관에 대하여 단독적 또는 복합적으로 실행할 수 있고, 각종 밸브는 자동 또는 수동으로 솔레노이드 밸브를 이용하여 동작되게 된다.Like the purge process, the leak check process and the gas supply process may be performed independently or in combination with each branch pipe, since the internal structure of each branch pipe is the same, and various valves may be operated solely or manually. To operate.
상기에서 설명된 바와 같이, 브랜치로 구성된 공급배관에서 제2도에 도시된 바와 같이 에어밸브(AV1)는 메인밸브 기능을 하게되어, 전체적 셧다운시 에어밸브(AV1)가 가장 먼저 닫히게 된다.As described above, as shown in FIG. 2 in the branch supply pipe, the air valve AV 1 functions as a main valve, so that the air valve AV 1 is closed first when the entire shutdown occurs.
N2퍼지공정을 실행할 경우, 에어밸브(AV12)를 먼저 닫고, 에어밸브(AVl3)를 열게되나 이때는 압력감지기(PT1)에서 압력을 감지받아 0Psi 이하일 경우 에어밸브(AV13)가 열린다. 압력조절기(RG1)가 파손되어 교체할 경우에는 에어밸브(AV12)와 에어밸브(AV15)가 닫히고 에어밸브(AV14)로 N2가스를 희석시킨다음 진공발생기(VG)를 통해 진공상태를 형성시킨 후 빠져나가게 구성되어 있으며 이때 압력변환기(PT5)에서의 진공수치가 -14.7Psi 이상까지 형성되었을 경우에만 에어밸브(AV14)이 열리게 된다. 일반적으로 리엑터에 N2를 공급할 경우 에어밸브(AV12)가 닫히고 압력감지기(PTl)에서의 압력이 0Psi 이하로 된 후 에어밸브(AV13)가 먼저 열리고 N2가스 압력이 설정치까지 도달하게 되면 에어밸브(AV15)가 열리게 하는 장치이다.When the N 2 purge process is performed, the air valve AV 12 is closed first, and the air valve AV l3 is opened, but the air valve AV 13 is opened when the pressure is sensed by the pressure sensor PT1 and is 0 Psi or less. When the pressure regulator RG1 is damaged and replaced, the air valve AV 12 and the air valve AV 15 are closed, and the N 2 gas is diluted with the air valve AV 14 and then vacuumed through the vacuum generator VG. The air valve AV 14 is opened only when the vacuum value at the pressure transducer PT5 is formed to be -14.7 Psi or more. In general, when N 2 is supplied to the reactor, the air valve (AV 12 ) is closed and the pressure in the pressure sensor (PTl) becomes 0 Psi or less, and then the air valve (AV 13 ) is opened first and the N 2 gas pressure reaches the set value. The device opens the air valve AV 15 .
또는 가스를 공급시킬때는 반드시 재 퍼지공정을 거친 후 행하여지며 압력감지기(PTl)에서 압력의 이상여부를 판단하고 익세스플로우스위치(EFS)에서 설정치 이상의 가스가 흐르게 될때 에어밸브(AV12)가 자동적으로 닫히게 된다. 가스를 공급하고자 할 경우에는 상기에서 언급한 대로 퍼지-리크체크-퍼지공정을 완료한 후에 행해야 하며 이것은 본 발명의 다분리형 가스공급 시스템의 수명을 증대시켜주는 역할을 하게 된다. 또한 리엑터에서 문제가 발생되었을 때에는 에어밸브(AV12)가 닫히게 되지만 다분리형 가스공급 시스템내에서 문제점이 발생할 경우 에어밸브(AV1)가 닫히도록 구성된다(도면 제2도 참조).Alternatively, the gas must be supplied after repurging and the pressure sensor (PTl) determines whether there is an abnormal pressure, and when the gas exceeds the set value in the access flow switch (EFS), the air valve AV 12 automatically operates. Will be closed. If gas is to be supplied, it should be done after completing the purge-leak check-purge process as mentioned above, which serves to increase the life of the multi-segment gas supply system of the present invention. In addition, when a problem occurs in the reactor, the air valve AV 12 is closed, but when the problem occurs in the multi-segment gas supply system, the air valve AV 1 is configured to close (see FIG. 2).
리크체크 공정은 두 가지로 구분되어 지는데, 첫번째는 다분리형 자체를 리크체크하는 것이고, 두번째는 리엑터 전단에 연결된 밸브까지 리크체크하는 것이다. 다분리형 자체를 리크체크할시에는 에어밸브(AV12,AV15,AV14)를 닫고 압력감지기(PT1)에서 0Psi 이하가 된 후에 에어밸브(AVl3)을 열어 80Psi 정도 압력을 주입하여 실시하고, 리엑터 전단까지의 리크체크는 상기와 동일하나 에어밸브(AV15)를 연 상태에서 실시하는 것으로서 반드시 퍼지를 행한 후 실시되어야 한다. 이 경우 설정되어 있던 시간에 의해 자동적으로 행하여지며 압력감지기(PTl)에서 그 압력을 감지한다. 안정화 시간을 약 3-10분만 준 후 PT1에서 리크체크를 한 결과 시작시의 압력과 종결시의 압력사이에 차이가 발생할 경우에는 경보를 발생시켜 누설 상태를 가르쳐 준다.The leak check process is divided into two types, the first of which is to check the multi-separation type itself, and the second to leak check the valve connected to the front end of the reactor. When leak checking the multi-slice type itself, close the air valves (AV 12 , AV 15 , AV 14 ), and after reaching 0 Psi or less from the pressure sensor (PT1), open the air valve (AV l3 ) and inject pressure about 80 Psi. The leak check up to the front end of the reactor is the same as above, but the air valve (AV 15 ) is opened and must be purged. In this case, the pressure is automatically detected by the set time and the pressure sensor PTl detects the pressure. After about 3-10 minutes of stabilization time, a leak check is made in PT1, and if there is a difference between the pressure at the start and the pressure at the end, an alarm is generated to indicate the leak condition.
연속적인 사용시 장치의 효율성과 생산성의 증대 및 경비절감에 기여한다.Consecutive use contributes to increased device efficiency, productivity and cost savings.
즉, 장비의 사용중 이상이 발생할 경우 가스공급 시스템의 각 배관라인이 분리되어 있어 전체적으로 셧다운시킬 필요없이 개별적으로 이상이 발생한 공급배관 라인만 다운시켜도 되게 된다. 또한 RS232 통신이 가능하므로 셧다운 리모트 조정 및 가스압력 데이타의 리모트 조정이 가능하다.In other words, if any abnormality occurs during the use of the equipment, each piping line of the gas supply system is separated, so it is not necessary to shut down the entire system. RS232 communication is also available, enabling shutdown remote control and gas pressure data remote control.
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