KR19980027353A - 반도체 제조용 가스공급장치 - Google Patents
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Abstract
반도체소자 제조공정이 진행되는 공정챔버로 공정가스를 공급하는 복수의 봄베(Bombe)를 공정진행중 용이하게 교체할 수 있는 반도체 제조용 가스공급장치에 관한 것이다.
본 발명은, 상부에 형성된 개폐밸브의 제어에 의해서 공정가스를 공급하는 복수의 봄베, 상기 봄베 각각에서 출발하며, 밸브가 각각 설치된 복수의 분기경로, 상기 복수의 분기경로와 각각 연결되어 상기 복수의 분기경로를 통합하고, 공정챔버와 연결되는 통합관, 퍼지가스가 공급되며, 상기 복수의 봄베 탈착부위와 각각 연결되고, 퍼지용 밸브가 설치된 퍼지가스 공급라인, 및 상기 개폐밸브와 상기 밸브 사이에서 상기 분기경로와 분기되고, 배기용 밸브가 설치된 복수의 배기라인을 구비하여 이루어진다.
따라서, 반도체소자 제조공정 진행을 멈추지 않고 용이하게 봄베를 교체할 수 있으므로, 설비가동율이 증가하여 수율이 향상되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체 제조용 가스공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체소자 제조공정이 진행되는 공정챔버로 공정가스를 공급하는 복수의 봄베(Bombe)를 공정진행중 용이하게 교체할 수 있는 반도체 제조용 가스공급장치에 관한 것이다.
통상, 반도체소자 제조공정에는, 복수의 봄베에 나뉘어 담긴 특정 반응가스와 기타 반응가스가 공정챔버로 공급되어 화학반응함에 따라서 생성된 물질을 이용하여 웨이퍼 상에 박막이나 에피층 등을 형성한다.
예를 들면, 저압화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)공정
은, 복수의 봄베에 나누어 담긴 실란(SiH4), 산화질소(N2O) 등의 반응가스가 특정저압의 공정챔버로 각각 유입되어 반응함으로써 발생하는 물질이 웨이퍼 상에 적층되어 유전체나 도체로 작용하는 텅스텐 실리사이드(WSi2), 보론 포스포러스 실리케이트 글래스(Boron Phosphorus Silicate Glass ; BPSG) 등의 막질을 형성한다.
도1은 저압화학기상증착공정이 진행되는 종래의 반도체 제조용 가스공급장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도1을 참조하면, 일정량의 산화질소가 담긴 제 1 봄베(10)와 제 1 분기경로(14)가 연결되고, 다른 일정량의 산화질소가 담긴 제 2 봄베(22)와 제 2 분기경로(26)가 연결된 후, 제 1 분기경로(14) 및 제 2 분기경로(26)가 서로 연결되어 공통점(20)을 형성하도록 되어 있다.
또한, 상기 공통점(20)과 저압화학기상증착공정이 진행되는 공정챔버(38)를 연결시키고, 제 1 분기경로(14) 및 제 2 분기경로(26)를 통합하고, 분기된 배기라인(40)이 형성된 통합관(35)이 형성되어 있다.
또한, 질소가스 등의 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급원(46)에서 출발하는 퍼지가스 공급라인은, 제 1 퍼지가스 공급라인(48) 및 제 2 퍼지가스 공급라인(50)으로 양분되어, 제 1 퍼지가스 공급라인(48)은 제 1 봄베(10)와 제 1 분기경로(14)의 탈착부위에 연결되고, 상기 제 2 퍼지가스 공급라인(50)은 제 2 봄베(22)와 제 2 분기경로(26) 탈착부위에 연결되어 있다.
또한, 상기 제 1 봄베(10) 및 제 2 봄베(22) 상부에는 상기 제 1 봄베(10) 및 제 2 봄베(22)에 담긴 산화질소의 흐름을 단속하는 개폐밸브(12, 24)가 각각 설치되어 있고, 상기 제 1 분기경로(14) 및 제 2 분기경로(26) 상에는 수동으로 개폐동작을 수행하는 매뉴얼밸브(Manual valve : 16, 28) 및 필터(18, 30)가 순차적으로 설치되어 있다.
그리고, 상기 통합관(35) 상에는 산화질소가스의 흐름을 기준으로 가스의 압력을 조절하는 레귤레이터(Regulator 32), 에어밸브(34), 필터(36)가 순차적으로 설치되어 있고, 상기 배기라인(40) 상에는 배기가스의 흐름을 기준으로 에어밸브(42) 및 체크밸브(44)가 순차적으로 설치되어 있다.
또한, 상기 제 1 퍼지가스 공급라인(48) 및 제 2 퍼지가스 공급라인(50) 상에는 퍼지가스의 흐름을 기준으로 체크밸브(52, 56) 및 에어밸브(54, 58)가 순착적으로 설치되어 있다.
따라서, 제 1 봄베(10) 및 제 2 봄베(22)에서 공급되는 산화질소가스는, 개폐밸브(12, 24)가 열림에 따라서 700 내지 800 PSI(Pounds Per Square Inch) 정도의 압력으로 매뉴얼밸브(16, 28) 및 필터(18, 30)를 순차적으로 통과한다. 상기 필터(18, 30)통과시 산화질소가스에 포함된 이물질이 제거되는 필터링공정이 진행된다.
상기 필터(18, 30)를 통과한 산화질소가스는, 레귤레이터(32)를 통과하며 가스의 압력이 조절된 후, 에어밸브(34)를 통과하고, 다시 필터(36)를 통과하며 최종적으로 필터링공정이 진행되어 공정챔버(38)로 공급된다.
상기 공정챔버(38)로 공급된 산화질소가스는 다른 분기경로로 공정챔버(38)에 공급된 실란(SiH4) 등과 함께 저압화학기상증착공정에 사용된다.
이때, 연속적인 공정과정에 제 1 봄베(10) 또는 제 2 봄베(22)에 담긴 산화질소가스의 양이 감소하여 산화질소가스의 압력이 500 PSI 이하로 감소하게 되면, 충분한 양의 산화질소가스가 공정챔버(38)로 공급되지 않아 저압화학기상증차공정의 불량이 발생한다.
그러므로, 봄베(10, 22)에 담긴 산화질소가스의 압력이 600 PSI 정도로 떨어지게 되면, 작업자는 봄베(10, 22) 교체작업을 실시한다.
봄베(10, 22) 교체작업에서는, 먼저 작업자가 저압화학기상증차공정이 진행되는 공정챔버(38)의 동작을 정지시킨다.
이어서, 제 1 봄베(10) 및 제 2 봄베(22) 상부에 설치된 개폐밸브(12, 24) 및 레귤레이터(32)와 필터(36) 사이에 설치된 에어밸브(34)를 잠근 후, 배기라인(40) 상에 설치된 에어밸브(42)를 열어서 라인 상에 존재하는 산화질소가스를 충분히 배기시킨다.
이어서, 봄베(10, 22) 교체작업을 수행한 후, 퍼지가스공급원(46)에서 공급되는 퍼지가스를 제 1 퍼지가스 공급라인(48) 및 제 2 퍼지가스 공급라인(50)으로 공급한다.
상기 제 1 퍼지가스 공급라인(46) 및 제 2 퍼지가스 공급라인(50)으로 공급된 퍼지가스는, 체크밸브(52, 56) 및 에어밸브(54, 58)를 통과한 후, 제 1 분기경로(14) 및 제 2 분기경로(26) 상에 설치된 매뉴얼밸브(16, 28), 필터(18, 30)를 통과한다.
이어서, 퍼지가스는 레귤레이터(32)를 통과한 후, 배기라인(40) 상에 설치된 에어밸브(42) 및 체크밸브(44)를 통과하며 라인 상에 잔존하는 산화질소가스 등의 가스를 외부로 퍼지한다.
그런데, 종래의 산화질소가스가 담긴 봄베를 7일 내지 8일 정도 사용하면, 봄베에 담긴 산화질소가스의 압력이 500 PSI 이하로 급격하게 하강함에 따라 저압화학기상증착공정이 진행되는 공정챔버로 충분한 양의 산화질소가스가 공급되지 않고, 다른 경로를 통해 공정챔버로 공급된 실란 등의 다른 반응가스가 산화질소가스 공급라인으로 유입되어 라인을 오염시켰다.
따라서, 작업자는 복수의 봄베중 특정 봄베의 가스량이 줄어 가스압력이 600 PSI 정도로 떨어지게 되면, 공정챔버의 동작을 멈춘 후, 산화질소가스가 충분히 담긴 새로운 봄베로 교체하는 작업을 진행함으로 인해서 전체 설비를 가동중단시켜야하는 문제점이 있었다.
또한, 분기경로 상에 매뉴얼밸브가 설치되어 있으므로 작업자가 수작업을 하여야하는 번거로움이 있었고, 봄베에서 방출되는 산화질소가스의 압력을 작업자가 공정진행중 육안으로 확인할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 복수의 봄베에서 공급되는 공정가스를 이용하여 반도체소자 제조공정이 진행되는 반도체설비가 동작되는 도중에 설비가동을 중단시키지 않고도 봄베를 교체할 수 있는 반도체 제조용 가스공급장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 분기경로 상에 설치된 밸브를 작업자가 용이하게 제어할 수 있는 반도체 제조용 가스공급장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 봄베에서 방출되는 가스의 압력을 작업자가 육안으로 용이하게 확인 할 수 있는 반도체 제조용 가스공급장치를 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 반도체 제조용 가스공급장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도2는 본 발명에 따른 반도체 제조용 가스공급장치의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 60 : 제 1 봄베 12, 24, 62, 74 : 개폐밸브
14, 64 : 제 1 분기경로 16, 28 : 매뉴얼밸브
18, 30, 36, 82, 88 : 필터 20, 70 : 공통점
22, 72 : 제 2 봄베 26, 76 : 제 2 분기경로
32, 84 : 레귤레이터
34, 42, 54, 58, 68, 80, 86, 102, 106, 112, 116 : 에어밸브
35, 81 : 통합관 38, 90 : 공정챔버
40 : 배기라인
44, 52, 56, 91, 98, 104, 111, 114 : 체크밸브
46, 92 : 퍼지가스공급원 48, 94 : 제 1 퍼지가스 공급라인
50, 96 : 제 2 퍼지가스 공급라인 66, 78 : 압력게이지
108 : 제 1 배기라인 110 : 제 2 배기라인
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조용 가스공급장치는, 상부에 형성된 개폐밸브의 제어에 의해서 공정가스를 공급하는 복수의 봄베, 상기 봄베 각각에서 출발하며, 밸브가 각각 설치된 복수의 분기경로, 상기 복수의 분기경로와 각각 연결되어 상기 복수의 분기경로를 통합하고, 공정챔버와 연결되는 통합관, 퍼지가스가 공급되며, 상기 복수의 봄베 탈착부위와 각각 연결되고, 퍼지용 밸브가 설치된 퍼지가스 공급라인, 및 상기 개폐밸브와 상기 밸브 사이에서 상기 분기경로와 분기되고, 배기용 밸브가 설치된 복수의 배기라인을 구비하여 이루어진다.
상기 복수의 배기라인은 특정지점에서 하나의 라인으로 합쳐지도록 구성되고, 상기 퍼지용 밸브 및 배기용 밸브 그리고 밸브는, 전압인가에 의해서 동작되는 에어밸브를 설치함이 바람직하고, 공정진행중에는 상기 배기용 밸브 및 퍼지용 밸브는 닫힘동작을 수행하고, 라인 퍼지시는 열림동작을 수행함이 바람직하다.
또한, 배기가스의 흐름을 기준으로 상기 배기용 밸브 후단에 배기용 체크밸브가 설치되어 배기가스가 역방향으로 흐르는 것을 방지하고, 퍼지가스의 흐름을 기준으로 상기 퍼지용 밸브 전단에도 퍼지가스가 역방향으로 흐르는 것을 방지하는 퍼지용 체크밸브가 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 복수의 퍼지가스 공급라인과 상기 복수의 분기경로가 연결되는 지점과 상기 배기라인과 상기 복수의 분기경로가 연결되는 지점 사이에 압력게이지를 설치하여 작업자가 상기 봄베에서 방출되는 가스의 압력을 육안으로 용이하게 확인할 수 있도록 할 수도 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 저압화학기상증착공정이 진행되는 반도체 제조용 가스공급장치의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도2를 참조하면, 일정량의 산화질소가 담긴 제 1 봄베(60)와 제 1 분기경로(64)가 연결되고, 다른 일절량의 산화질소가 담긴 제 2 봄베(72)와 제 2 분기경로(76)가 연결된 후, 제 1 분기경로(64) 및 제 2 분기경로(76)가 서로 연결되어 공통점(70)을 형성하도록 되어 있다.
또한, 공통점(70)과 저압화학기상증착공정이 진행되는 공정챔버(90)를 연결시키고, 제 1 분기경로(64) 및 제 2 분기경로(76)를 통합하는 통합관(81)이 형성되어 있다.
또한, 질소가스 등의 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급원(92)에서 출발하는 퍼지가스 공급라인은, 제 1 퍼지가스 공급라인(94) 및 제 2 퍼지가스 공급라인(96)으로 양분되어, 제 1 퍼지가스 공급라인(94)은 제 1 봄베(60)와 제 1 분기경로(64)의 탈착부위에 연결되고, 상기 제 2 퍼지가스 공급라인(96)은 제 2 봄베(72)와 제 2 분기경로(76) 탈착부위에 연결되어 있다.
또한, 상기 제 1 퍼지가스공급라인(94)과 제 1 분기경로(64)가 연결되는 지점과 공통점(70) 사이에서 분기되는 제 1 배기라인(108)이 형성되고, 상기 제 2 퍼지가스 공급라인(96) 및 제 2 분기경로(76)와 연결되는 지점과 공통점(70) 사이에서 분기되는 제 2 배기라인(110)이 형성된 후, 서로 연결되어 하나의 배기라인으로 통합되어 있다.
상기 제 1 봄베(60) 및 제 2 봄베(72) 상부에는 개폐밸브(62, 74)가 각각 설치되어 있고, 상기 제 1 분기경로(64) 및 제 2 분기경로(76) 상에는 통과되는 가스의 압력을 작업자가 육안으로 확인할 수 있는 압력게이지(66, 78) 및 전압인가에 의해서 동작되는 에어밸브(68, 78)가 설치되어 있다.
또한, 상기 통합관(81) 상에는 산화질소가스의 흐름을 기준으로 필터링공정이 진행되는 필터(82), 통과되는 가스의 압력을 제어하는 레귤레이터(84), 가스의 흐름을 단속하는 에어밸브(86), 공정챔버(90)로 공급되는 가스의 최종적인 필터링공정이 진행되는 필터(88)가 순차적으로 설치되어 있다.
또한, 상기 제 1 배기라인(108) 및 제 2 배기라인(110) 상에는 배기가스의 흐름을 기준으로 에어밸브(112, 116) 및 체크밸브(114, 111)가 순차적으로 설치되어 있다.
따라서, 퍼지가스 공급라인 상에 설치된 에어밸브(102, 106) 및 배기라인 상에 설치된 에어밸브(112, 116)가 닫힌 상태에서, 제 1 봄베(60) 및 제 2 봄베(72) 상부에 설치된 개폐밸브(62, 74)가 열리면, 산화질소가스는 압력게이지(66, 78)를 통과하며 그 압력이 측정되며 에어밸브(68, 80)를 통과한다.
이어서, 산화질소가스는 공통점(70)을 통과한 후, 통합관(81) 상에 설치된 필터(82)를 통과하며 1차 필터링공정이 진행된다.
이어서, 산화질소가스는 레귤레이터(84)를 통과하며 그 압력이 조절된 후, 에어밸브(86)를 통과하고 다시 필터(88)를 통과하며 2차 필터링공정이 진행된다.
필터(88)를 통과한 산화질소가스는, 다른 분기경로로 공정챔버(90)에 공급된 실란 등의 기타 공정가스와 저압화학기상증착공정에 사용된다.
이때, 연속적인 공정과정에 제 1 봄베(60)에 담긴 산화질소가스의 양이 감소하여 산화질소가스의 압력이 감소하게 된다면, 작업자는, 먼저 제 1 봄베(60) 상부에 설치된 개폐밸브(62) 및 분기경로(64) 상에 설치된 에어밸브(68)는 닫고, 배기라인(108) 상에 설치된 에어밸브(112)는 열어서 라인 상에 존재하는 산화질소가스를 배기시킨다.
이어서, 작업자는 봄베의 교체작업을 수행한 후, 제 1 퍼지가스 공급라인(94) 상에 설치된 에어밸브(102)를 연다. 이에 따라 퍼지가스공급원(92)에서 공급되는 퍼지가스는 퍼지가스 공급라인(94)에 공급된다.
퍼지가스 공급라인(94)에 공급된 퍼지가스는, 체크밸브(91, 98) 및 에어밸브(102)를 통과한 후, 다시 분기경로(64)로 상에 설치된 압력게이지(66)를 통과하여 배기라인(108)으로 공급된다.
배기라인(108)으로 공급된 퍼지가스는, 에어밸브(112) 및 체크밸브(114)를 통과하며 외부로 배기된다.
제 2 봄베(72)의 교체작업도 전술한 제 1 봄베(60) 교체작업방식으로 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 봄베에 나뉘어 담긴 공정가스가 공정챔버로 공급되어 연속적으로 반도체소자 제조공정이 진행되어 특정 봄베에 담긴 반응가스가 소모됨에 따라 봄베에 담긴 공정가스의 압력이 특정압력 이하가 되면, 작업자는, 반도체소자 제조설비의 공정진행을 멈추지 않고 용이하게 특정 봄베를 교체할 수 있다.
따라서, 반도체소자 제조설비의 가동율이 증가하여 수율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 분기경로 상에 압력게이지가 설치되어 있으므로 작업자가 봄베에서 방출되는 공정가스의 압력변화를 육안으로 용이하게 확인하여 압력변동시 신속하게 대처할 수 있고, 분기경로 상에 전압인가에 의해서 동작되는 에어밸브가 설치되어 있으므로 작업자가 밸브를 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (6)
- 상부에 형성된 개폐밸브의 제어에 의해서 공정가스를 공급하는 복수의 봄베;상기 봄베 각각에서 출발하며, 밸브가 각각 설치된 복수의 분기경로;상기 복수의 분기경로와 각각 연결되어 상기 복수의 분기경로를 통합하고, 공정챔버와 연결되는 통합관;퍼지가스가 공급되며, 상기 복수의 봄베 탈착부위와 각각 연결되고, 퍼지용 밸브가 설치된 퍼지가스 공급라인; 및상기 개폐밸브와 상기 밸브 사이에서 상기 분기경로와 분기되고, 배기용 밸브가 설치된 복수의 배기라인을 구비하여 이루어지는 반도체 제조용 가스공급장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 배기라인은 특정지점에서 하나의 라인으로 합쳐지도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 가스공급장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 퍼지용 밸브 및 배기용 밸브 그리고 상기 복수의 분기경로 상에 설치된 밸브는 에어밸브임을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 가스공급장치.
- 제 3 항에 있어서,배기가스의 흐름을 기준으로 상기 배기용 밸브 후단에 배기용 체크밸브가 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 가스공급장치.
- 제 4 항에 있어서,퍼지가스의 흐름을 기준으로 상기 퍼지용 밸브 전단에 퍼지용 체크밸브가 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 가스공급장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 퍼지가스 공급라인과 상기 복수의 분기경로가 연결되는 지점과 상기 배기라인과 상기 복수의 분기경로가 연결되는 지점 사이에 압력게이지가 더 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 가스공급장치.
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- 1996-10-15 KR KR1019960046077A patent/KR19980027353A/ko not_active Ceased
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