KR980010382A - Apparatus and method for measuring pressure of vacuum chamber - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공 챔버의 결함으로 유입·유출되는 가스 외에 누설의 요인이 되는 가스 공급 밸브, 진공 배기 밸브에 의해 진공 챔버 내로 유입·유출되는 가스를 측정하는 진공 챔버의 압력 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas supply valve and a pressure measuring apparatus and method for measuring a gas flowed into and out of a vacuum chamber by a gas supply valve and a vacuum exhaust valve in addition to the gas flowing into and out of the vacuum chamber .
본 발명의 목적은 챔버와 가스 밸브와 진공 밸브의 결함에 의해 챔버 내로 유입·유출되는 가스의 유량을 측정하여 설비 결함의 발견을 용이하게 하고 챔버로 유입, 유출되는 공정 가스의 양을 정확히 측정하는데 있다. 본 발명의 효과는 챔버내의 진공압이 불균일하게 되는 요인들을 요인별로 분리하여 측정하여 예상치 못한 공정의 불량을 방지하기 위해 챔버내를 저압으로 형성하여 가스 밸브의 결함에 의한 진공도 저하와, 챔버내를 고압으로 형성하여 진공 밸브의 결함을 발견하여 상기 두가지 측정값으로 챔버 용기 자체의 결함까지 계산하여 공정 가스 압력의 불균일로 인한 공정 불량을 방지하는 효과가 있다.It is an object of the present invention to measure the flow rate of a gas flowing into and out of a chamber due to a defect in a chamber, a gas valve, and a vacuum valve, thereby facilitating the detection of facility defects and accurately measuring the amount of process gas flowing into and out of the chamber have. The effect of the present invention is that the factors causing the vacuum pressure in the chamber to be uneven are separated and measured for each factor, so that the chamber is formed at a low pressure in order to prevent unexpected process failure, And the defects of the vacuum valve are detected and the defects of the chamber container itself are calculated by the two measured values, thereby preventing the process failure due to unevenness of the process gas pressure.
Description
본 발명은 진공 챔버의 압력 측정 장치 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 진공 챔버의 결함으로 유입·유출되는 가스 외에 누설의 요인이 되는 가스 공급 밸브, 진공 배기 밸브에 의해 진공 챔버 내로 유입·유출되는 가스를 측정하는 진공 챔버의 압력 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the pressure of a vacuum chamber, and more particularly, to a vacuum chamber pressure measuring apparatus and method for measuring a pressure of a vacuum chamber, And more particularly, to a vacuum chamber pressure measuring apparatus and method for measuring gas.
최근에 들어서 반도체 집적 회로의 미세 가공 기술이 진보 개량됨에 따라 반도체 집적 소자의 고신뢰성 및 고생산성의 확보가 큰 관심사로 대두되고 있으나 점차 반도체 집적 소자들이 경량화, 고집적화 되면서 제조 공정과 제조 설비는 더욱 복잡해지고 있으며 이에 따라 발생하는 미세한 불량 요인으로 많은 문제점들이 발생하고 있다. 특히, 정밀도를 요하는 반도체 소자 제조 공정중 다수의 공정에서는 공정의 특성에 따라서 높은 진공도를 요구하고 있으나 이와 같은 공정에 필요한 진공상태를 형성시키는 진공 장치에 조작자가 발견하지 못한 결함이 발생되었을 때에는 예상하지 못한 공정 불량이 발생하게 됨으로 진공 상태의 측정과 진공도의 저하를 방지하는 것이 절실히 필요한 실정이다. 이와 같이 공정이 진행되는 종래의 진공 챔버와 진공 챔버에 진공압을 형성시켜 주는 진공 장치의 구성을 첨부된 도면 도1을 참조하여 개략적으로 설명하기로 한다. 웨이퍼가 이송되어 실공정이 진행되는 챔버(13)의 상부에는 설비 외부의 반응 가스가 챔버(13)로 유입되도록 급기관(11)이 연통되어 있고, 급기관(11)에는 챔버(13)로 유입되는 반응 가스를 차단하는 가스 밸브(12)가 연결되어 있다.Recently, as microfabrication technology of semiconductor integrated circuit has been advanced and improved, high reliability and high productivity of semiconductor integrated devices have become a big concern. However, as semiconductor integrated devices become more lightweight and highly integrated, manufacturing process and manufacturing facilities become more complicated And there are many problems due to the minute defects that occur. Particularly, in a semiconductor device manufacturing process requiring high precision, a high degree of vacuum is required in accordance with process characteristics. However, when a defect that an operator can not find in a vacuum device for forming a vacuum state necessary for such a process, It is necessary to prevent the vacuum state from being measured and the degree of vacuum to be lowered. A conventional vacuum chamber in which the process proceeds as described above and a vacuum apparatus for forming vacuum pressure in a vacuum chamber will be schematically described with reference to FIG. The air supply port 11 is communicated with the chamber 13 so that the reaction gas outside the facility is introduced into the chamber 13 at the upper portion of the chamber 13 where the wafer is transferred to the actual process, And a gas valve 12 for blocking an incoming reaction gas is connected.
또한, 챔버(13)의 하부에는 챔버(13)에 진공압을 발생시키는 진공 펌프(16)가 배기관(15)에 의해 챔버(13)와 연통되어 있으며, 배기관(15)에는 진공 밸브(14)가 연결되어 있고 상기 챔버(13)에는 챔버(13) 내부의 압력을 시간별로 측정할 수 있는 압력계(미도시)가 설치되어 있다. 상기 가스 밸브(12)와 상기 진공 밸브(16)는 솔레노이드에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브이다. 이와 같은 구성된 종래의 진공 챔버의 진공압 측정 방법을 첨부된 도면 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.A vacuum pump 16 for generating a vacuum pressure in the chamber 13 communicates with the chamber 13 by an exhaust pipe 15 and a vacuum valve 14 is connected to the exhaust pipe 15 at a lower portion of the chamber 13, And a pressure gauge (not shown) is installed in the chamber 13 to measure the pressure inside the chamber 13 with time. The gas valve (12) and the vacuum valve (16) are solenoid valves operated by a solenoid. A conventional method of measuring vacuum pressure of a vacuum chamber constructed as described above will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
먼저, 챔버(13)내로 유입되는 진공압을 측정하기 위해 가스 밸브(12)를 폐쇄한 후, 진공 펌프(16)를 작동시킴과 동시에 진공 밸브(14)를 개방하여 진공 펌프(16)에 의해 챔버(13)내의 압력이 소정 진공압이 될 때까지 계속 배기시킨다.(단계 1)First, the gas valve 12 is closed to measure the vacuum pressure introduced into the chamber 13, and then the vacuum pump 16 is operated while the vacuum valve 14 is opened and the vacuum pump 16 The chamber 13 is evacuated continuously until the pressure in the chamber 13 reaches a predetermined vacuum pressure. (Step 1)
이후, 소정 진공압에 도달하게 되면 진공 밸브(16)를 폐쇄하고 진공펌프(16)의 작동을 멈춘 후 배기관(14)내를 대기압이 되도록 개방한다. 이어서, 급기관(11)에 부착되어 있는 보조 가스밸브(미도시)를 폐쇄하고, 유독성 공정 가스의 유출을 방지하는 퍼지 시스템(미도시)을 작동하여 보조 가스 밸브(미도시)와 가스 밸브(12)의 사이에 잔류하는 유독성 공정 가스를 배출하고 보조 가스 밸브(미도시)와 가스 밸브(12)사이를 개방하여 상기 보조 가스 밸브(미도시)와 가스 밸브(12) 사이의 급기관(11)을 대기압으로 형성한다.(단계 2) 이후, 단위 시간당 챔버(13)내의 압력 상승을 측정하고 이를 데이터로 출력한다.(단계 3)Thereafter, when the predetermined vacuum pressure is reached, the vacuum valve 16 is closed and the operation of the vacuum pump 16 is stopped, and then the inside of the exhaust pipe 14 is opened to be at atmospheric pressure. Subsequently, an auxiliary gas valve (not shown) attached to the air supply source 11 is closed and a purge system (not shown) for preventing the outflow of toxic process gas is operated to supply an auxiliary gas valve (not shown) and a gas valve 12 between the auxiliary gas valve (not shown) and the gas valve 12 to release the toxic process gas remaining between the auxiliary gas valve (not shown) and the gas valve 12 (Step 2). Thereafter, the pressure rise in the chamber 13 per unit time is measured and outputted as data (Step 3).
측정한 데이터에 의해 챔버(13)내에 압력 상승이 발생했다면 압력이 상승하는 요인으로는 도 2A에 도시된 큰 화살표들이 나타내는 바와 같이, 챔버(13) 용기와, 가스 밸브(12)와, 진공 밸브(16)들의 결함에 의해 챔버(13)내로 가스가 유입될 수 있음을 보여주고 있다.If a pressure rise has occurred in the chamber 13 due to the measured data, as the large arrows shown in FIG. 2A indicate, the cause of the pressure increase is a chamber 13 container, a gas valve 12, The gas can be introduced into the chamber 13 due to defects of the chamber 16.
도2B는 챔버(13)에 기체의 유입이 발생한 데이터를 그래프로 나타낸 것으로서, X축은 시간에 대한 축으로, 나뉘어진 시간의 간격(t1, t2, t3)은 동일하며 Y축은 압력(P)에 대한 축으로 좌표점(Patm, t1)은 챔버(13)내가 대기압인 것을 나타낸다. 이후, 챔버(13)내의 기체가 배기되면서 t1에서 t2로 시간이 증가되면 챔버(13)내는 더이상 배기되지 않는데 이때의 좌표점은 (Pbase, t2)이 되고 이후, t3로 시간이 증가되면서 챔버(13)내의 압력은 유입되는 기체로 인해 압력이 증가되어 t2에서 t3구간에서는 그래프가 양(+)의 기울기를 갖게 되고 상기 챔버(13)내의 압력은 Y축의 Pbase와 Patm의 중간지점이 된다.Figure 2B is as shown of data of Gas generated in the chamber 13 to a graph, the axis of the X-axis represents time, the distance between the divided time (t 1, t 2, t 3) is the same and the Y-axis pressure ( P, the coordinate point P atm , t 1 indicates that the chamber 13 is at atmospheric pressure. Then, does the gas when the exhaust As the time increases from t 1 to t 2 are no longer exhaust that chamber 13 in the chamber 13. At this time, the coordinate point of the two is the time since, t 3 (P base, t 2) The pressure in the chamber 13 is increased due to the introduced gas and the graph has a positive slope in the interval between t 2 and t 3 and the pressure in the chamber 13 is lower than the P base of the Y axis It becomes the middle point of P atm .
챔버의 내부는 챔버의 외부보다 낮은 압력이 형성되어 있으므로 외부에서 챔버 내부로 공기나 기타 가스가 유입되거나 기타 다른 요인으로 인해 챔버내의 진공도가 일정하게 유지되지 못하게 되는데 그 요인으로는 다음과 같은 것들이 주요인으로 작용한다. 첫째로, 챔버의 용기에 미세 크랙이 발생하여 크랙이 발생한 부분으로 유입되는 기체와, 둘째로 초저압의 진공 용기 벽면을 투과하여 유입되는 미세 기체와, 셋째로 챔버 내부에 존재하는 액상 물질의 기화에 의해 발생한 압력과, 넷째로 챔버 내의 개구부인 진공 밸브와 가스 밸브 자체의 결함으로 유입된 기체로 크게 분류할 수 있다.Since the pressure inside the chamber is lower than that of the chamber, the vacuum level in the chamber can not be kept constant due to the introduction of air or other gases from the outside into the chamber. Lt; / RTI > First, a gas is introduced into the chamber where cracks are generated due to microcracks in the chamber. Second, a minute gas is introduced through the wall surface of the ultra-low pressure vacuum vessel. Third, the vaporization of the liquid material in the chamber And the gas introduced into the chamber through the defects of the vacuum valve and the gas valve itself, which are the openings in the chamber.
그러나, 상기 요인들을 각각 분리 해석하기가 어렵고, 특히 네번째 요인인 상기 가스 밸브에 결함이 발생했을 때에는 가스 밸브를 차단하여도 계속 챔버 내로 가스가 유입되고, 진공 밸브에 결함이 발생했을 때에는 가스가 계속 진공 밸브의 결함 부위로 유출되어 이 두 가지 요인중 하나 혹은 동시에 결함이 발생하게 되면 챔버 내의 압력 변화가 심해짐으로 인해 공정의 균일성이 저하되어 공정 불량이 발생하는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 챔버와 가스 밸브와 진공 밸브의 결함에 의해 챔버 내로 유입·유출되는 가스의 유량을 측정하여 설비 결함의 발견을 용이하게 하고 챔버로 유입, 유출되는 공정 가스의 양을 정확히 측정하는데 있다.However, it is difficult to separately analyze the above factors. Particularly when a defect occurs in the gas valve, which is the fourth factor, the gas continuously flows into the chamber even when the gas valve is shut off. When a defect occurs in the vacuum valve, If a defect is generated at one or both of the two factors due to leakage to the defective portion of the vacuum valve, the pressure variation in the chamber becomes severe, and the uniformity of the process is lowered, resulting in a process failure. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for measuring a flow rate of a gas flowing into and out of a chamber by a defect in a chamber, And to accurately measure the amount of process gas flowing into and out of the chamber.
제1도는 진공 챔버와 진공압을 발생시키는 진공 장치의 구성을 간단하게 나타낸 개략도이다.FIG. 1 is a schematic view simply showing the configuration of a vacuum chamber and a vacuum device for generating vacuum pressure.
제2A도는 종래의 기술에 의한 진공압의 측정을 위해 분해된 진공 챔버와 진공 장치를 나타낸 개략도이다.FIG. 2A is a schematic view showing a vacuum chamber and a vacuum device disassembled for measurement of vacuum pressure according to a conventional technique. FIG.
제2B도는 도2A에 의해 측정된 진공 챔버내의 압력 변화를 나타낸 그래프이다.2B is a graph showing the pressure change in the vacuum chamber measured by Fig. 2A.
제3도는 종래의 기술에 의한 챔버내의 압력 측정 방법을 나타낸 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart showing a method of measuring a pressure in a chamber according to a conventional technique.
제4A도는 본 발명에 의해 진공 챔버 내를 저압으로 형성하여 가스공급 밸브의 누설을 측정하기 위한 진공 챔버와 진공 장치를 나타낸 개략도이다.Fig. 4A is a schematic view showing a vacuum chamber and a vacuum apparatus for forming leakage in the gas supply valve by forming the inside of the vacuum chamber at a low pressure by the present invention. Fig.
제4B도는 도4A에 의해 진공 챔버 내로 유입된 가스로 인한 챔버내 압력 변화를 나타낸 그래프이다.4B is a graph showing the pressure change in the chamber due to the gas introduced into the vacuum chamber by FIG. 4A.
제5A도는 본 발명에 의해 진공 챔버 내를 고압으로 형성하여 진공 배기 밸브의 누설을 측정하기 위한 진공 챔버와 진공장치를 나타낸 개략도이다.FIG. 5A is a schematic view showing a vacuum chamber and a vacuum apparatus for forming a vacuum chamber at a high pressure according to the present invention to measure leakage of the vacuum exhaust valve. FIG.
제5B도는 도5A에 의해 진공챔버로 유입된 기체에 의한 압력 변화를 나타낸 그래프이다.5B is a graph showing a change in pressure due to the gas introduced into the vacuum chamber according to FIG. 5A.
제6A, 제6B, 제6C도는 본 발명에 의한 진공 챔버 내로 유입, 유출되는 가스를 측정하는 방법을 보여주는 순서도이다.6A, 6B, 6C are flowcharts showing a method of measuring gas flowing into and out of the vacuum chamber according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
10 : 진공 장치 11 : 급기관10: Vacuum apparatus 11:
12 : 가스 밸브 13 : 진공 챔버12: gas valve 13: vacuum chamber
14 : 진공 밸브 15 : 배기관14: Vacuum valve 15: Exhaust pipe
16 : 진공 펌프16: Vacuum pump
이와 같은 본 발명 진공 챔버의 압력 측정 방법은 급기관에 연결된 가스 개폐 수단을 폐쇄함과 동시에 진공압 발생 장치를 작동시켜 배기관에 연결된 폐가스 개폐 수단을 개방하여 진공 용기 내부를 상기 진공 용기 외부보다 저압으로 만든 후, 상기 폐가스 개폐 수단을 폐쇄하여 상기 급기관과 상기 배기관을 상기 진공 용기의 외부와 동일한 압력으로 형성한 후,상기 진공 용기 내부로 유입되는 기체의 양을 측정하는 제 1 단계와, 상기 가스 개폐 수단을 폐쇄하고 상기 폐가스 개폐수단을 개방하고 상기 진공압 발생장치를 작동시켜 상기 진공용기의 내부를 상기 저압으로 만든 후, 상기 가스 개폐 수단으로 유입되는 기체의 양을 측정하는 제 2 단계와, 상기 가스 개폐 수단을 개방하고 상기 폐가스 개폐 수단을 폐쇄하여 진공 용기를 고압으로 형성한 뒤, 상기 진공 용기와 상기 급기관을 동일 압력으로 만들어 폐가스 개폐 수단으로 유입되는 기체의 양을 측정하는 제 3 단계와, 상기 제 1 단계, 제 2 단계, 제 3 단계에서 측정된 압력 변화치를 제어부에서 비교 연산하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of measuring pressure of the vacuum chamber of the present invention, the gas opening / closing means connected to the air supply source is closed and the vacuum pressure generating device is operated to open the waste gas opening / closing means connected to the exhaust pipe, A first step of closing the waste gas opening and closing means to form the gas supply pipe and the exhaust pipe at the same pressure as the outside of the vacuum container and then measuring the amount of gas introduced into the vacuum container; A second step of closing the opening and closing means, opening the waste gas opening / closing means, activating the vacuum pressure generating device to make the inside of the vacuum container low, and then measuring the amount of gas introduced into the gas opening / The gas opening / closing means is opened and the waste gas opening / closing means is closed to form the vacuum container at a high pressure A third step of measuring the amount of gas introduced into the waste gas opening / closing means by making the vacuum container and the air supply / discharge pipe equal in pressure, and a third step of measuring the pressure change value measured in the first, And a fourth step of performing a comparison operation.
이하, 본 발명 진공 챔버의 압력 측정 장치 및 방법을 첨부된 도면 도 4 내지 도 6에 의해 설명하기로 한다. 선행 공정을 종료한 실공정이 진행되는 챔버(13)의 상부에는 설비 외부의 반응 가스가 챔버(13)로 유입되도록 급기관(11)이 연통되어 있고, 급기관(11)에는 챔버(13)로 유입되는 반응 가스를 차단하는 가스 밸브(12)가 연결되어 있다. 또한, 챔버(13)의 하부에는 챔버(13)에 진공압을 발생시키는 진공 펌프(16)가 배기관(15)에 의해 챔버(13)와 연통되어 있으며 배기관(15)에는 진공 밸브(14)가 연결되어 있다.Hereinafter, an apparatus and method for measuring the pressure of the vacuum chamber of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. The air supply port 11 is communicated with the chamber 13 so that the reaction gas outside the facility is introduced into the chamber 13 at the upper portion of the chamber 13 where the actual process is completed. And a gas valve 12 for blocking the reaction gas flowing into the reaction chamber. A vacuum pump 16 for generating a vacuum pressure in the chamber 13 is communicated with the chamber 13 by an exhaust pipe 15 and a vacuum valve 14 is connected to the exhaust pipe 15 at a lower portion of the chamber 13 It is connected.
챔버(13)에는 챔버(13) 내부의 공정 조건(예: 공정 온도, 가스 유입시간, 가스 분압, 등)을 시간별로 측정할 수 있는 계측부(13)가 설치되어 있다. 한편, 진공 밸브(14)와 가스 밸브(12)는 제어부(20)의 제어에 의해 개폐되고 상기 계측부(13)에 의해 측정된 공정 조건들은 제어부로 입력되어 연산처리부(30)에 의해 연산 후 조작자가 인식할 수 있도록 디스플레이부(40)에서 측정 결과를 표시한다. 이와 같이 구성된 진공 챔버의 압력 측정 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 가스 밸브(12)와 챔버(13)와 진공 밸브(13) 모두의 결함에 의한 압력 상승치를 구하기 위해 가스 밸브(12)를 폐쇄하고(단계 1) 진공 펌프(16)를 작동시킨 후, 진공 밸브(14)를 개방하여 챔버(13)내의 잔류 가스를 배기하고,(단계 2) 이후, 챔버(13)내의 압력이 더이상 변화가 없을 때가지 배기한다.(단계 3)The chamber 13 is provided with a measuring section 13 capable of measuring the process conditions (e.g., process temperature, gas inflow time, gas partial pressure, etc.) inside the chamber 13 by time. The vacuum valve 14 and the gas valve 12 are opened and closed under the control of the control unit 20 and the process conditions measured by the measuring unit 13 are input to the control unit 30, The display unit 40 displays the measurement result. A method of measuring the pressure of the vacuum chamber constructed as above will be described with reference to the accompanying drawings. First, the gas valve 12 is closed (step 1) and the vacuum pump 16 is operated to obtain a pressure increase value due to defects of both the gas valve 12, the chamber 13 and the vacuum valve 13, Vacuum valve 14 is opened to evacuate the residual gas in chamber 13 and after (step 2) evacuation is carried out until the pressure in chamber 13 no longer changes. (Step 3)
이후, 챔버 내에 압력 변화가 없다면 진공 펌프(16)의 작동을 중지시키고 진공 펌프(16)내를 대기압으로 개방한다. 이와 동시에 급기관(11)의 보조 가스 밸브(미도시)와 가스 밸브(12)를 폐쇄한 뒤, 공정 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하는 퍼지 시스템(미도시)에 의해 보조 가스 밸브(미도시)와 가스 밸브(12) 사이에 연결된 급기관(11)에 잔류하고 있는 공정 가스를 퍼지후, 보조 가스 밸브(미도시)와 가스 밸브(12) 사이의 급기관(11)에 대기압을 형성시킨다.(단계 4) 이어서 소정 시간 간격으로 챔버내의 진공도를 측정하고(단계 5), 측정된 데이터 A를 출력한다.(단계 6)Thereafter, when there is no pressure change in the chamber, the operation of the vacuum pump 16 is stopped and the inside of the vacuum pump 16 is opened to the atmospheric pressure. At the same time, an auxiliary gas valve (not shown) is closed by a purge system (not shown) for closing the auxiliary gas valve (not shown) and the gas valve 12 of the air supply source 11, The atmospheric pressure is formed in the air supply pipe 11 between the auxiliary gas valve (not shown) and the gas valve 12 after the process gas remaining in the air supply pipe 11 connected between the gas valve 12 and the gas valve 12 is purged (Step 4) Subsequently, the degree of vacuum in the chamber is measured at predetermined time intervals (Step 5), and the measured data A is outputted. (Step 6)
이때, 데이터 A는 챔버(13)용기와, 진공 밸브(14)와 가스 밸브(12) 모두에서 발생한 결함에 의한 압력 상승치의 총 합계를 출력하게 된다. 다음으로 가스 밸브(12)의 결함에 의해 챔버(13)로 누설되는 가스의 유량을 측정할지를 조작자가 판단 후(단계 7) 가스 밸브의 누설량을 측정하지 않는다면, 측정을 종료하고 가스 밸브(12)의 누설 유량을 측정하려면 후속 단계인 서브스텝 100을 진행한다.At this time, the data A outputs the total sum of the pressure increase values due to defects occurring in both the chamber 13 and the vacuum valve 14 and the gas valve 12. If the operator does not measure the leak amount of the gas valve (step 7) after determining that the flow rate of the gas leaked to the chamber 13 is to be measured by the defect of the gas valve 12, The sub-step 100, which is a subsequent step, is performed.
이와 같이 챔버(13)내를 진공압으로 만든 후 급기관(11)과 배기관(15)을 대기압상태로 개방하여 챔버(13)내로 공기가 유입되는 유량을 측정하는 것은 후속 측정 단계인 서브스텝 100과 200에서 측정된 가스 밸브(12)와 진공 밸브(14)의 결함에 의한 압력 상승 데이터로 챔버와 진공 밸브와 가스 밸브의 결함을 개별적으로 판단할 수 있기 때문이다. 이후, 가스 밸브의 결함에 의해 발생하2는 압력의 변화량을 측정하기 위해 서브 스텝100을 진행할 때를 순서도와, 진공장치와 챔버의 개략도에 의해 설명하면 다음과 같다.Measuring the flow rate of the air flowing into the chamber 13 by opening the chamber 11 and the exhaust pipe 15 to the atmospheric pressure state after making the inside of the chamber 13 into the vacuum pressure is the same as the sub step 100 And the defect of the chamber, the vacuum valve and the gas valve can be judged individually by the pressure rise data obtained by the defects of the gas valve 12 and the vacuum valve 14 measured at 200. Hereinafter, the sub-step 100 is performed to measure the amount of change in the pressure caused by the defect of the gas valve, and the flow chart of the vacuum apparatus and the chamber will be described as follows.
우선 진공 장치와 챔버(13)를 다시 첨부된 도면 도4 (A)와 같이 셋팅하고 가스 밸브(12)를 폐쇄한다.(단계 8)First, the vacuum device and the chamber 13 are set again as shown in FIG. 4A and the gas valve 12 is closed. (Step 8)
이후, 챔버(13)내의 압력이 변화하지 않을 때까지 계속 챔버(13)내의 압력을 하강시키고(단계 9) 더이상 챔버(13)내 압력 변화가 없게되면(단계 10), 진공 밸브(14)를 폐쇄한다.(단계 11) 이때, 진공 펌프(16)는 계속 작동하여 배기관(15)에는 챔버(13)내와 동일한 진공압이 형성되도록 한다.Thereafter, the pressure in the chamber 13 is continuously lowered (step 9) until there is no change in the pressure in the chamber 13 (step 10) and there is no further change in the pressure in the chamber 13 (Step 11) At this time, the vacuum pump 16 continues to operate so that the same vacuum pressure as in the chamber 13 is formed in the exhaust pipe 15.
한편, 폐쇄되어 있는 가스 밸브(12)와 보조 가스 밸브(미도시) 사이 급기관(11)의 공정가스를 모두 퍼지한 후, 가스 밸브(12)와 보조 가스 밸브(미도시) 사이의 급기관(11)을 대기압 상태로 개방한다. 이어서, 챔버(13)내의압력 변화량을 측정하게 되는데(단계 12) 배기관(15)과 챔버(13)내의 형성 압력은 동일함으로 진공 밸브(14)를 통과해서 챔버(13)내로 유입되는 압력은 무시할 정도로 작게 된다. 결국 챔버(13)내에 압력 상승이 발생했다는 것은 챔버(13) 외부 대기압과 챔버(13) 내부 진공압의 계면을 이루고 있는 가스 밸 브(12)를 통과한 기체에 의해 발생한 압력 상승이거나, 챔버(13) 용기의 결함에 의해 압력이 상승한 것이 된다. 이와 같이 측정된 압력의 변화를 첨부된 도면 도4B의 그래프를 참조하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, after all of the process gas of the gas supply / exhaust pipe 11 between the closed gas valve 12 and the auxiliary gas valve (not shown) is purged, (11) is opened at atmospheric pressure. Subsequently, the pressure change in the chamber 13 is measured (step 12). Since the forming pressure in the exhaust pipe 15 and the chamber 13 are the same, the pressure passing through the vacuum valve 14 and flowing into the chamber 13 is negligible . As a result, the occurrence of a pressure rise in the chamber 13 means that the pressure rise caused by the gas passing through the gas valve 12 forming the interface between the atmospheric pressure outside the chamber 13 and the vacuum pressure inside the chamber 13, 13) The pressure is raised by the defect of the container. The change of the measured pressure will be described with reference to the graph of FIG. 4B attached hereto.
X축은 시간의 경과에 따른 시간 축이 되고 Y축은 압력의 변화를 나타낸 압력축이 되며 챔버(13)가 대기압에서 배기되기 시작하는 좌표점은(Patm, t1)이며, 이때 그래프의 기울기 ΔY/ΔX는 음의 기울기를 가지며 계속 챔버(12)가 배기되어 상기 좌표점(Pbase, t2)에서는 기울기가 0이 된다.The X axis is the time axis along with the passage of time, the Y axis is the pressure axis representing the change in pressure, and the coordinate point at which the chamber 13 starts to be exhausted from the atmospheric pressure is (P atm , t 1 ) / DELTAX has a negative slope and the chamber 12 is continuously evacuated so that the slope becomes 0 at the coordinate point P base , t 2 .
이후 t2에서 t3구간의 그래프는 경우에 따라서 두 개의 그래프로 나뉘어 질 수 있는데 첫 번째로 가스 밸브(12)에 결함이 발생하지 않았다면 그래프는 양의 기울기를 가진 완만한 a-graph가 되나, 가스 밸브(12)에 결함이 발생했다면 b-graph 처럼 양의 기울기가 매우 큰 즉, ΔY/ΔX의 값이 매우 커지게 된다. 이후, t3에서의 압력 값을 데이터 B로 출력한다.(단계 13)Then, the graph of t 2 to t 3 can be divided into two graphs according to the case. First, if there is no defect in the gas valve 12, the graph becomes a gentle a-graph having a positive slope, If a defect occurs in the gas valve 12, the value of ΔY / ΔX becomes very large, as in the case of b-graph, where the positive slope is very large. Thereafter, the output pressure value at t 3 to the B data. (Step 13)
이때, 데이터 B는 진공 밸브(14)의 누설량은 측정하지 못하고, 챔버(13)용기와, 가스 밸브(12) 누설량의 총 합계를 출력하고 다음 단계를 진행하기 위해 챔배내를 배기한 후(단계 14) 다시, 진공 밸브(14)의 결함에 의한 압력 변화를 측정하기 위해 서브스텝 200을 진행하게 되는데(단계 15) 이를 첨부된 도면 도5A, 도5B를 참조하여 설명하면 다음과 같다.At this time, the data B can not measure the leakage amount of the vacuum valve 14, and outputs the total sum of the chamber 13 container and the gas valve 12 leakage amount, and exhausts the chamber to proceed to the next step 14, the sub-step 200 proceeds to measure the pressure change due to the defect of the vacuum valve 14 (step 15), which will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
서브 스텝 200이 개시되면 우선, 챔버(13)내에 잔류되어 있는 기체를 완전히 배기 시킨 후, 다시 챔버(13)내의 압력이 증가하지 않을 때까지 계속해서 챔버(13)내로 공정 가스를 유입시키고(단계 16) 더 이상 챔버(13)내 압력의 변화가 발생하지 않는 압력 즉, 챔버(13)와 급기관(11)의 압력이 동일해지면 가스 밸브(12)는 즉시 차단하지만 보조 가스 밸브(미도시)는 계속 개방하여 급기관(11)에는 챔버(13)와 동일한 압력이 형성되도록 한다.(단계 17)When the sub-step 200 is started, the gas remaining in the chamber 13 is completely exhausted, and then the process gas is continuously introduced into the chamber 13 until the pressure in the chamber 13 does not increase again 16) The gas valve 12 is immediately shut off when the pressure at which the change in the pressure in the chamber 13 does not occur, that is, the pressure of the chamber 13 and the gas supply pipe 11 becomes equal, but the auxiliary gas valve (not shown) So that the same pressure as that of the chamber 13 is formed in the air supply tube 11. (Step 17)
챔버(13)와 급기관(11)이 동일 압력이 되면 즉시 진공 밸브(14)를 폐쇄함과 동시에 진공 펌프(16)의 작동을 중지시킨 후, 배기관(15)의 압력을 대기압으로 만들어 준다.(단계 18)The vacuum valve 14 is immediately closed and the operation of the vacuum pump 16 is stopped and the pressure of the exhaust pipe 15 is brought to atmospheric pressure immediately after the chamber 13 and the air supply pipe 11 reach the same pressure. (Step 18)
급기관(11)과 챔버(13)의 압력은 동일함으로 급기관(11)에서 가스가 가스 밸브(12)를 통하여 챔버(13)내로 유입되는 가스의 유량은 매우 미세하여 가스 밸브(12)에 결함이 있어도 가스는 챔버(13)내로 유입되지 않는다. 결국 챔버(13)내에 압력 하강이 발생되면 발생된 압력 하강의 요인은 상기 가스 밸브(12)에 의해 유입된 가스의 유량이 없음으로 진공 밸브(14)의 결함 부분을 통해 가스가 배기된 것과 챔버(13) 용기의 자체 결함 때문인 것이다. 이와 같은 측정 결과를 도면 도5B에 도시된 그래프를 참조하여 설명하면 다음과 같다. X축은 시간의 경과에 따른 시간 축이 되고 Y축은 압력의 변화를 나타낸 압력 축이 되며 챔버(13)가 대기압에서 배기되기 시작하는 좌표점은(Patm, t1)이며 배기가 t2로 진행함에 따라 기울기 ΔY/ΔX는 음의 기울기를 가지며 계속 챔버(13)가 배기되어 상기 좌표점(Pbase, t2)에서는 기울기가 0이 된다.The flow rate of the gas flowing into the chamber 13 through the gas valve 12 in the air supply pipe 11 is very small and the pressure in the gas valve 12 The gas does not flow into the chamber 13 even if there is a defect. As a result, when the pressure drop occurs in the chamber 13, the pressure drop occurs because the gas is discharged through the defective portion of the vacuum valve 14 due to the absence of the flow rate of the gas introduced by the gas valve 12, (13) It is due to the defects of the container itself. The measurement result will be described with reference to the graph shown in FIG. 5B as follows. The X axis is the time axis along with the passage of time and the Y axis is the pressure axis indicating the change in pressure. The coordinate point at which the chamber 13 begins to be exhausted from the atmospheric pressure is (P atm , t 1 ) The slope? Y /? X has a negative slope and the chamber 13 is continuously evacuated to have a slope of zero at the coordinate point (P base , t 2 ).
이후, t2에서 t3구간은 공정 가스를 챔버(13)내로 유입시키는 구간이며 더 이상 공정 가스가 유입되지 않는 좌표점은(Ptop, t3)이 되며 t3이후에는 두 가지 경향을 보여주는 그래프가 나타나게 되는데 먼저, 진공 밸브(14)에 결함이 있다면 진공 밸브(14)의 결함부위로 공정 가스가 배기되어 결국 c-graph와 같이 챔(14)버내 압력이 크게 감소하는 즉 ΔY/ΔX의 변화율이 매우 큰 음의 기울기를 가질 것이며 다음으로 진공 밸브(14)의 결함이 없다면 d-graph와 같이 아주 미세한 음의 기울기 변화만이 발생한다.Thereafter, the interval from t 2 to t 3 is the interval for introducing the process gas into the chamber 13, and the coordinate point (P top , t 3 ) at which the process gas is no longer flowed is a graph showing two trends after t 3 If there is a defect in the vacuum valve 14, the process gas is exhausted to the defective portion of the vacuum valve 14, and the pressure in the chamber 14 is greatly reduced as in the case of c-graph. That is, Will have a very large negative slope and if there is no deficiency of the vacuum valve 14 then only a very fine negative slope change will occur, such as a d-graph.
이후, 측정된 t4에서의 압력값을 데이터 C로 출력한다(단계 19)(단계 20).Then, the outputs of the pressure value from the measured t 4 to the data C (step 19) (step 20).
이때, 데이터 C는 가스 밸브(12)의 누설량은 측정할 수 없지만 챔버(13) 용기와, 진공 밸브(14) 누설량의 총 합계를 출력하게 된다. 제어부(미도시)는 상기 세단 계로 측정된 압력의 변화량으로 연산을 시행하고 연산의 결과를 분석한다.(단계 21)At this time, the data C can not measure the leakage amount of the gas valve 12, but outputs the total sum of the chamber 13 container and the vacuum valve 14 leakage amount. The control unit (not shown) calculates the change amount of the pressure measured in the three-step system and analyzes the result of the calculation. (Step 21)
먼저, 챔버(13)용기와 가스 밸브(12)와 진공 밸브(14)의 누설량의 총 합계 데이터인 상기 데이터 A에서 챔버(13)용기와 가스 밸브(12)의 누설량의 총 합계 데이터인 상기 데이터 B를 감산하게 되면 진공 밸브(14)의 누설량만을 계산할 수 있으며, 상기 데이터 A에서 챔버(13)용기와 진공 밸브(14)의 누설량의 총 합계인 데이터 C를 다시 감산하게 되면 이번에는 가스 밸브(12)의 누설량만을 계산할 수 있다.First, the data (A), which is the total sum of the leakage amounts of the chamber (13) container and the gas valve (12) in the data A, which is the total data of the leakage amounts of the chamber (13), the gas valve Only the leakage amount of the vacuum valve 14 can be calculated by subtracting the amount of leakage of the vacuum valve 14 from the amount of leakage of the vacuum valve 14, 12) can only be calculated.
이번에는 챔버(13)용기의 누설량만을 계산하기 위해 데이터 A에서 상기 계산된 진공밸브(14)와 가스 밸브(11)의 누설량의 합계를 감산하게 되면 순수한 챔버(13)용기의 누설량만을 산출할 수 있다. 이후, 상기 산출된 측정값들을 디스플레이하고, 챔버(13)내의 압력 상승치를 재측정할 것인지를 조작자에게 디스플레이하고, 조작자가 재측정을 원하지 않는다면 측정을 종료하고 재측정을 원한다면 다시 시작의 단계로 피드백한다.(단계 22)This time, only the leakage amount of the pure chamber 13 can be calculated by subtracting the sum of the calculated leakage amount of the vacuum valve 14 and the gas valve 11 from the data A in order to calculate only the leakage amount of the chamber 13 have. Thereafter, the calculated measured values are displayed, and it is displayed to the operator whether the pressure increase value in the chamber 13 is to be remeasured. If the operator does not want remeasurement, the measurement is terminated. If the operator desires remeasurement, (Step 22)
상기 챔버내의 압력 계측은 여러 가지 방법으로 시행할 수 있으나, 특히 본 발명의 압력 계측은 널리 공지된 기체 상태 방정식을 이용하는데 이는 컴퓨터등과 같은 연산처리 수단을 이용해 챔버내의 압력값을 정확히 계산할 수 있기 때문이며 챔버내 압력을 계산하기 위해 기 측정되어야 하는 변수로는 챔버 내부의 온도와, 챔버내의 체적과, 가스 유입시간, 기체 정수, 가스 유량등이며 이를 이용하여 챔버내의 압력값을 정확하게 계산할 수 있다.The pressure measurement in the chamber can be performed by various methods. In particular, the pressure measurement of the present invention uses a well-known gas state equation, which can accurately calculate a pressure value in a chamber by using an arithmetic processing means such as a computer The parameters to be measured in order to calculate the pressure in the chamber include the temperature inside the chamber, the volume in the chamber, the gas inflow time, the gas constant, the gas flow rate, etc., and the pressure value in the chamber can be accurately calculated.
이상에서 살펴본 바와 같이 챔버내의 진공압이 불균일하게 되는 요인들을 요인별로 분리하여 측정하여 예상치 못한 공정의 불량을 방지하기 위해 챔버내를 저압으로 형성하여 가스 밸브의 결함에 의한 진공도 저하와, 챔버내를 고압으로 형성하여 진공 밸브의 결함을 발견하여 상기 두가지 측정값으로 챔버 용기 자체의 결함까지 계산하여 공정 가스 압력의 불균일로 인한 공정 불량을 방지하는 효과가 있다.As described above, in order to prevent unexpected process failure, it is necessary to reduce the degree of vacuum due to the deficiency of the gas valve by forming the inside of the chamber at a low pressure, And the defects of the vacuum valve are detected and the defects of the chamber container itself are calculated by the two measured values, thereby preventing the process failure due to unevenness of the process gas pressure.
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|---|---|---|---|
| KR1019960029802A KR100196901B1 (en) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | Method for measuring pressure of vacuum chamber |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100196901B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100506687B1 (en) * | 1996-10-04 | 2005-10-12 | 죤슨 앤드 죤슨 메디칼 인코포레이티드 | Method and apparatus for detecting water in the vacuum chamber |
| KR100627959B1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-09-25 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Mass Flow Meter |
| KR101223348B1 (en) * | 2011-05-26 | 2013-01-16 | 금오공과대학교 산학협력단 | Apparatus of monitoring vaccum chamber for menufacturing solar cell |
-
1996
- 1996-07-23 KR KR1019960029802A patent/KR100196901B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| KR100506687B1 (en) * | 1996-10-04 | 2005-10-12 | 죤슨 앤드 죤슨 메디칼 인코포레이티드 | Method and apparatus for detecting water in the vacuum chamber |
| KR100627959B1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-09-25 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Mass Flow Meter |
| KR101223348B1 (en) * | 2011-05-26 | 2013-01-16 | 금오공과대학교 산학협력단 | Apparatus of monitoring vaccum chamber for menufacturing solar cell |
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| KR100196901B1 (en) | 1999-06-15 |
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