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KR100725098B1 - 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치 및 그 방법 - Google Patents

반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치 및 그 방법 Download PDF

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KR100725098B1
KR100725098B1 KR1020050110106A KR20050110106A KR100725098B1 KR 100725098 B1 KR100725098 B1 KR 100725098B1 KR 1020050110106 A KR1020050110106 A KR 1020050110106A KR 20050110106 A KR20050110106 A KR 20050110106A KR 100725098 B1 KR100725098 B1 KR 100725098B1
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gas
flow
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이현욱
조봉춘
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 제조설비에서 유량조절기의 오동작상태를 감지하는 유량조절기 오동작 감지장치 및 그 방법에 관한 것이다.
반도체 제조설비에서 유량조절기(MFC)의 오동작을 감지하여 웨이퍼 공정불량을 방지하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치는, 공정챔버와 개스공급부 사이에 설치된 개스공급라인과, 상기 개스공급라인에 설치되어 상기 개스공급부로부터 공급되는 개스의 공급량과 공급시간을 제어하는 MFC와, 상기 MFC에 의해 조절된 유량에 대응하는 압력을 측정하여 디지털 처리된 숫자로 표시하는 디지털 압력게이지와, 설정유량에 대응하는 표준압력값을 저장하고 있는 데이터 베이스와, 유량제어명령을 상기 MFC로 발생하여 출력하고 상기 MFC로부터 제어되는 유량값을 받아 상기 유량제어명령에 대응하여 상기 데이터 베이스에 저장되어 있는 유량제어 표준압력값과 상기 디지털 압력게이지로부터 측정된 압력값을 비교하여 설정된 오차범위를 벗어날 시 알람발생제어신호를 출력하는 콘트롤러를 포함한다.
본 발명은 반도체 제조설비의 MFC에서 제어된 유량에 대응하는 압력을 감지하여 미리 설정된 압력과 비교하여 미리 설정된 압력값의 범위를 벗어날 경우 MFC의 페일로 판단하여 알람을 발생하도록 하므로, MFC의 페일로 인하여 공정에러를 사전에 예방할 수 있도록 하여 비용을 절감한다.
개스플로우, MFC, 개스압력, 개스라인, 유량조절

Description

반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치 및 그 방법{METHOD AND APPRATUS FOR SENSING ERROR OPERATION OF MASS FLOW CONTROLLER IN SEMICONDUCTOR PRODUCTION DEVICE}
도 1은 종래의 일반적인 반도체 제조설비의 반응개스공급장치의 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 개스공급장치의 구성도
도 3은 도 2의 MFC(148)의 상세 구조도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MFC(148)의 오동작 상태를 검출하기 위한 제어흐름도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
140: 개스공급부 142: 메인밸브
144: 메인압력 레귤레이터 및 게이지 146: 서브압력 레귤레이터
148: MFC 150: 공정챔버
152: 디지털 게이지 154: 콘트롤러
156: 알람발생부 158: 데이터 베이스
본 발명은 반도체 제조설비의 유량조절기(MFC: MASS FLOW CONTROLLER) 오동작 감지장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 유량조절기의 오동작상태를 감지하는 유량조절기 오동작 감지장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 포토리소그래피(Photo Lithography), 확산, 식각, 산화, 화학기상증착 및 금속배선 등의 공정을 반복수행함에 따라 반도체장치로 제작된다. 이러한 반도체공정의 특성상, 각 공정챔버에서는 각종의 반응개스 및 세정개스 등의 공급과 사용한 잔여개스의 배기가 반복적으로 이루어진다.
각 공정챔버에는 공급되는 개스를 공정의 순서와 종류에 따라서 공급과 배기를 할 수 있도록 개스공급장치와 배기장치가 구비되어 있다. 반응개스 공급장치는 반응에 소요되는 공정개스의 종류별로, 개스를 저장하는 개스공급부와, 공정챔버로 저장된 개스를 운반하는 개스공급라인과, 개스공급라인을 통해서 공정챔버로 공급되는 개스량을 조절하는 개스유량조절기(MFC: Mass Flow Controller)로 구성되어 있다.
반도체 제조설비 중 여러 가지 공정에 있어 동일한 프로세스 공간 내에서 일정시간동안 원하는 유량의 개스를 공급하는 것이 공정의 한 부분이다. 예를들어 공정챔버내에 프로세스 100초 중 처음 20초는 30LPM, 중간 40초는 50LPM, 나중 40초는 80LPM으로 공급하도록 공정이 나누어져 있으며 이를 하나의 개스공급라인내에서 이루기 위해 MFC를 사용한다. MFC의 개스 유량은 반도체 공정에 매우 정밀한 요소로 조금의 변동에 의해 웨이퍼에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 정밀하게 제어되어야 한다.
통상적인 반도체 제조설비의 반응개스공급장치를 도 1에 도시하였다.
외부와 밀페된 공간에서 개스의 공급을 받아 공정을 진행하는 공정챔버(10)와, 공정개스를 저장하는 개스공급부(12)와, 상기 개스공급부(12)에 저장된 개스의 공급유무를 단속하는 메인밸브(14)와, 상기 메인밸브(14)가 개방된 상태에서 개스공급라인을 통해 공급되는 개스의 메인압력을 1차 조절하고, 그 조절개스의 압력값을 아날로그 값으로 표시하는 메인압력 레귤레이터 및 게이지(16)와, 상기 메인압력 레귤레이터 및 게이지(16)를 통해 공급되는 개스의 압력을 2차로 조절하는 서브압력 레귤레이터(18)와, 서브압력 레귤레이터(18)로부터 조절된 압력을 디지털 처리된 숫자로 표시하는 디지털 압력게이지(20)와, 상기 서브압력 레귤레이터(18)로부터 조절된 개스의 공급량과 공급시간을 제어하는 MFC(22)로 구성되어 있다.
도 1에서와 같이 외부와 충분히 밀폐된 공정챔버(10)에는 개스의 공급을 위한 개스공급라인이 연결되어 있으며, 개스공급라인상에는 공정챔버(10)로 공급되는 개스의 양과 공급되는 시간을 조절하기 위하여 MFC(22)가 설치되어 있고, 개스공급라인의 최단부에는 공급되는 개스를 저장하고 있는 개스공급부(12)가 구비되어 있다.
공정챔버(10)는 높은 순도와 정밀도가 요구되는 반도체공정의 특성상 외부의 공기 및 오염물로부터 차단되어 오염원인을 제거하고 웨이퍼상에 각종 화학반응과 공정을 수행할 수 있도록 제작된 것으로 따라서, 반응개스 및 세정액 등의 공급물에는 높은 순도와 더불어 공급량과 공급시간의 정밀한 제어가 필요하게 된다.
MFC(22)는 이러한 반응개스의 공급량과 공급시간을 제어하는 것으로, 도시하지 않았지만 MFC(22)는 제어부와 유량조절밸브로 구성되어 있다.
메인밸브(14)가 개방되면 개스공급부(12)에 저장된 개스는 개스공급라인을 통해 공급된다. 상기 메인밸브(14)는 개스공급라인이나 공정챔버(10), MFC(22)의 유지보수 시 닫고 그 이외에는 개방되도록 한다. 이때 상기 메인밸브(14)가 개방된 상태에서 개스공급라인을 통해 공급되는 개스의 메인압력은 메인압력 레귤레이터 및 게이지(16)에 의해 1차 조절하고, 그 조절개스의 압력값은 아날로그 값으로 표시된다. 이때 개스의 압력은 예컨대 8Kgf/cm2로 조절한다. 서브압력 레귤레이터(18)는 상기 메인압력 레귤레이터 및 게이지(16)를 통해 공급되는 개스의 압력을 2차로 조절한다. 2차로 개스의 압력은 예컨데 3Kgf/cm2로 조절하며 그 조절된 압력값은 디지털 압력게이지(20)에 디지털 처리된 숫자로 표시된다. 상기 서브압력 레귤레이터(18)로부터 압력이 조절된 개스는 MFC(22)로 인가되고, MFC(22)는 상기 서브압력 레귤레이터(18)를 통해 조절된 개스의 공급량과 공급시간을 제어하여 공정챔버(10)로 공급한다.
그런데 공정챔버(10)로 유입되는 반응개스의 양은 웨이퍼 상의 반응정도에 따라서 농도와 밀도 그리고 반응시간에 밀접한 관계를 갖는다. 식각이나 확산, 산화 또는 화학기상증착의 공정에서는 웨이퍼 상의 극히 얇은 박막을 다루기 때문에 반응개스의 유입량과 유입시간이 조금이라도 필요이상으로 많았을 경우에는 반응과도현상을 초래하고 조금이라도 부족했을 경우에는 반응불충분 현상이 일어나 웨이퍼상에 화합물의 물성치가 변하고 회로불량 등의 불량이 발생한다. 이로인해 공정챔버(10)로 공급되는 반응개스의 양을 조절하는 MFC(22)는 높은 정밀도가 요구되며 잦은 유량조절에도 유량이 변하지 않는 충분한 내구성을 가져야 한다.
그러나 높은 정밀도와 충분한 내구성을 모두 만족시키는 MFC(22)는 불량 및 노후화에 따라 정상적인 작동여부를 확인할 수 없으므로 유량조절의 실패에 대하여 실제 웨이퍼의 불량이 발생하지 않는한 알 수가 없어 사전에 아무런 대책이 없었다.
따라서 본 발명의 목적은 반도체 제조설비에서 유량조절기(MFC)의 오동작을 감지하여 웨이퍼 공정불량을 방지하는 유량조절기 오동작 감지장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치는, 공정챔버와 개스공급부 사이에 설치된 개스공급라인과, 상기 개스공급라인에 설치되어 상기 개스공급부로부터 공급되는 개스의 공급량과 공급시간을 제어하는 MFC와, 상기 MFC에 의해 조절된 유량에 대응하는 압력을 측정하여 디지털 처리된 숫자로 표시하는 디지털 압력게이지와, 설정유량에 대응하는 표준압력값을 저장하고 있는 데이터 베이스와, 유량제어명령을 상기 MFC로 발생하여 출력하고 상기 MFC로부터 제어되는 유량값을 받아 상기 유량제어명령에 대응하여 상기 데이터 베이스에 저장되어 있는 유량제어 표준압력값과 상기 디지털 압력게이지로부터 측정된 압력값을 비교하여 설정된 오차범위를 벗어날 시 알람발생제어신호를 출력하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 한다.
상기 콘트롤러의 알람발생 제어신호에 의해 알람을 발생하는 알람발생부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 MFC는, 개스인입단에 연결되어 내부에 밀폐된 일정공간을 갖는 개구부와, 상기 개구부로부터 개스가 통과하는 모세관과, 상기 모세관을 통해 통과하는 개스의 유량을 검출하는 유량검출센서와, 상기 모세관에 연결되어 밀폐된 공간을 갖는 중공실과, 상기 개구부와 상기 중공실 사이에 설치되어 상기 모세관으로 개스가 흐르도록 유도하는 바이패스밸브와, 상기 중공실에 연결되어 소정의 유량제어신호에 의해 개스유량을 조절하는 유량조절밸브와, 상기 유량조절밸브에 연결되어 상기 유량조절밸브를 통해 조절되는 개스를 통과시키는 배출통로와, 상기 유량검출센서로부터 검출된 유량에 따라 일정한 압력이 유지되도록 유량제어신호를 상기 유량조절밸브로 출력하는 컨트롤보드와, 상기 배출통로부터 상기 개스인입단으로 개스의 역류를 방지하는 체크밸브를 포함함을 특징으로 한다.
상기 체크밸브는 상기 배출통로 상에 설치하는 것이 바람직하다.
상기 설정된 오차범위는 상기 표준압력값의 ±0.01Kgf/cm2으로 하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 적용되는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치는, 공정챔버와 개스공급부 사이에 설치된 개스공급라인과, 상기 개스공급라인에 설치되어 상기 개스공급부로부터 공급되는 개스의 공급량과 공급시간을 제어하는 MFC와, 상기 MFC에 의해 조절된 유량에 대응하는 압력을 측정하여 디지털 처리된 숫자로 표시하는 디지털 압력게이지와, 유량제어명령을 상기 MFC로 발생하여 출력하고 상기 MFC로부터 제어되는 유량값을 받아 상기 유량제어명령에 대응하는 유량제어 표준압력값과 상기 디지털 압력게이지로부터 측정된 압력값을 비교하여 설정된 오차범위를 벗어날 시 알람발생제어신호를 출력하는 콘트롤러와, 상기 콘트롤러의 알람발생 제어신호에 의해 알람을 발생하는 알람발생부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지방법은, 공정챔버와 개스공급부 사이에 설치된 개스공급라인으로 개스를 공급하는 단계와, 상기 개스공급라인으로 개스를 공급한 후 MFC에 의해 상기 개스의 공급량과 공급시간을 제어하여 유량을 조절하는 단계와, 상기 MFC에 의해 조절된 유량에 대응하는 압력을 측정하는 단계와, 상기 측정된 압력값과 유량제어 표준압력값을 비교하여 상기 유량조절기의 오동작 상태를 판단하는 단계와, 상기 유량조절의 오동작상태로 판단될 시 알람을 발생하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 개스공급장치의 구성도이다.
외부와 밀페된 공간에서 개스의 공급을 받아 플라즈마에 의한 공정을 진행하는 공정챔버(150)와,
공정개스를 저장하는 개스공급부(140)와,
상기 개스공급부(140)에 저장된 개스의 공급유무를 단속하는 메인밸브(142)와,
상기 메인밸브(142)가 개방된 상태에서 개스공급라인을 통해 공급되는 개스의 메인압력을 1차 조절하고, 그 조절개스의 압력값을 아날로그 값으로 표시하는 메인압력 레귤레이터 및 게이지(144)와,
상기 메인압력 레귤레이터 및 게이지(144)를 통해 공급되는 개스의 압력을 2차로 조절하는 서브압력 레귤레이터(146)와,
서브압력 레귤레이터(146)로부터 조절된 압력을 디지털 처리된 숫자로 표시하는 디지털 압력게이지(152)와,
상기 서브압력 레귤레이터(146)로부터 조절된 개스의 공급량과 공급시간을 제어하는 MFC(148)와,
유량제어명령을 상기 MFC(148)로 발생하여 출력하고 상기 MFC(148)로부터 제어되는 유량값을 받아 상기 유량제어명령에 대응하는 설정된 압력값과 상기 디지털 압력게이지(152)로부터 검출된 압력값을 비교하여 설정된 오차범위를 벗어날 시 알람발생제어신호를 출력하는 콘트롤러(154)와,
상기 콘트롤러(154)에 연결되어 설정유량에 대응하는 표준압력값을 저장하고 있는 데이터 베이스(158)과,
상기 콘트롤러(154)의 알람발생 제어신호에 의해 알람을 발생하는 알람발생부(156)로 구성되어 있다.
도 3은 도 2 중 MFC(148)의 상세구조도이다.
개스공급관에 연결되는 개스인입단(120)과, 상기 개스인입단(120)에 관통연결되어 내부에 밀폐된 일정공간을 갖는 개구부(122)와, 상기 개구부(122)로부터 개스가 통과하는 모세관(128)과, 상기 모세관(128)을 통해 통과하는 개스의 유량을 검출하는 유량검출센서(130)와, 상기 모세관(128)에 연결되어 밀폐된 공간을 갖는 중공실(126)과, 상기 개구부(122)와 상기 중공실(126) 사이에 설치되어 상기 모세관(128)으로 개스가 흐르도록 유도하는 바이패스밸브(124)와, 상기 중공실(126)에 연결되어 소정의 유량제어신호에 의해 개스유량을 조절하는 유량조절밸브(132)와, 상기 유량조절밸브(132)에 연결되어 상기 유량조절밸브(132)를 통해 조절되는 개스를 통과시키는 배출통로(134)와, 배출통로(134)에 연결되어 개스를 배출하기 위한 개스배출단(136)와, 유량검출센서(130)로부터 검출된 유량에 따라 상기 유량 제어명령에 대응하여 미리 설정된 압력이 유지되도록 유량제어신호를 상기 유량조절밸브(132)로 출력하고, 상기 유량검출센서(130)로부터 검출된 유량값을 출력하는 컨트롤보드(138)로 구성되어 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MFC(148)의 오동작 상태를 검출하기 위한 제어흐름도이다.
상술한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예의 동작을 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 외부와 충분히 밀폐된 공정챔버(150)에는 개스의 공급을 위한 개스공급라인이 연결되어 있으며, 개스공급라인상에는 공정챔버(150)로 공급되는 개스의 양과 공급되는 시간을 조절하기 위하여 MFC(148)가 설치되어 있고, 개스공급라인의 최단부에는 공급되는 개스를 저장하고 있는 개스공급부(140)가 구비되어 있다.
공정챔버(150)는 높은 순도와 정밀도가 요구되는 반도체공정의 특성상 외부의 공기 및 오염물로부터 차단되어 오염원인을 제거하고 웨이퍼상에 각종 화학반응과 공정을 수행할 수 있도록 제작된 것으로 따라서, 반응개스 및 세정액 등의 공급물에는 높은 순도와 더불어 공급량과 공급시간의 정밀한 제어가 필요하게 된다.
MFC(148)는 이러한 반응개스의 공급량과 공급시간을 제어한다. 메인밸브(142)가 개방되면 개스공급부(140)에 저장된 개스는 개스공급라인을 통해 공급된다. 상기 메인밸브(142)는 개스공급라인이나 공정챔버(150), MFC(148)의 유지보수 시 닫고 그 이외에는 개방되도록 한다. 이때 상기 메인밸브(142)가 개방된 상태에서 개스공급라인을 통해 공급되는 개스의 메인압력은 메인압력 레귤레이터 및 게이지(144)에 의해 1차 조절되고, 그 조절개스의 압력값은 아날로그 값으로 표시된다. 이때 개스의 압력은 예컨대 8Kgf/cm2로 조절한다. 서브압력 레귤레이터(146)는 상기 메인압력 레귤레이터 및 게이지(144)를 통해 공급되는 개스의 압력을 2차로 조절한다. 2차로 개스의 압력은 예컨데 3Kgf/cm2로 조절하며 그 조절된 압력값은 디지털 압력게이지(152)에 디지털 처리된 숫자로 표시된다. 상기 상기 서브압력 레귤레이터(146)를 통해 압력이 조절된 개스는 MFC(148)로 인가되고, MFC(148)는 상기 서브압력 레귤레이터(146)를 통해 조절된 개스의 공급량과 공급시간을 제어한다.
상기 MFC(148)의 동작을 도 3을 참조하여 설명하면, 개스공급부(140)로부터 개스가 공급되면 개스인입단(120)을 통해 개구부(122)로 인가된다. 개구부(122)로 인가된 개스는 바이패스밸브(124)에 의해 모세관(128)으로 유도되고 상기 모세관(128)을 통한 개스는 중공실(126)로 전달된다. 중공실(126)로 전달된 개스는 유량조절밸브(132)에 의해 유량이 조절된다. 상기 유량조절밸브(132)에 의해 유량이 조절된 개스는 배출통로(134)와 개스배출단(136)을 통해 공정챔버(150)로 공급된다. 이때 유량검출센서(130)는 모세관(128)을 통해 플로우되는 유량을 검출하여 콘트롤보드(138)로 인가한다. 콘트롤보드(138)는 콘트롤러(154)로부터 입력되는 유량제어명령을 받아 상기 유량제어명령에 대응하는 일정한 양의 유량이 플로우되도록 제어한다. 상기 콘트롤보드(138)는 유량검출센서(130)로부터 검출된 개스의 유량을 받아 유량조절밸브(132)를 제어하여 배출통로(134)를 통해 일정한 양이 플로우 되도록 한다. 데이터 베이스(158)는 여러 가지 유량값에 대응하는 표 1과 같은 표준압 력값이 저장되어 있다.
(표 1)
Figure 112005066148756-pat00001
상기 표 1과 같이 MFC(148)에 의하여 변화되는 유량에 따라 개스공급라인의 압력값이 1:1 대응된다.
따라서 개스공급라인의 압력값에 의해 MFC(148)에서 사용하는 유량과 이에 대응하는 압력값을 ±0.01Kgf/cm2 정도의 오차로 설정하여 콘트롤러(154)에서는 데이터 베이스(158)에 저장된 유량에 따른 표준압력값과 디지털 압력게이지(152)로부터 검출된 압력값을 비교하여 MFC(148)의 오동작 상태를 판단한다. 예를 들어 콘트롤러(154)는 유량제어명령을 80LPM으로 발생하여 MFC(148)의 콘트롤보드(138)로 인가할 때 콘트롤보드(138)에서는 표 1에서 보는 바와 같이 79~80LPM범위의 유량을 콘트롤러(154)로 보낸다. 이때 디지털 게이지(152)에서는 개스공급라인에 공급되는 압력값을 측정하여 표시하는 동시에 콘트롤러(154)로 인가한다. 콘트롤러(154)는 상기 디지털 게이지(152)로부터 측정한 압력값을 받아 80LPM에 해당하는 표준압력값 2.84Kgf/cm2과 비교하여 만약 디지털 게이지(142)로부터 측정된 압력값이 2.75Kgf/cm2로 측정되었다면 MFC(148)가 오동작하고 있는 것으로 판단하여 알람발생 제어신호를 출력한다. 알람발생부(156)는 상기 콘트롤러(154)로부터 알람발생 제어신호를 받아 알람을 발생한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MFC(1148)의 오동작 상태를 감지하기 위한 제어 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 101단계에서 콘트롤러(154)는 유량제어명령을 발생하여 MFC(148)로 인가한다. 이때 예를 들어 유량을 50LPM으로 제어하도록 유량 제어명령을 인가하였다면 MFC(148)의 콘트롤보드(138)에서는 유량조절밸브(132)를 제어하여 유량을 조절한다. 즉, 콘트롤보드(138)는 유량검출센서(130)로부터 검출된 유량에 따라 유량조절밸브(132)를 제어하여 50LPM에 해당하는 유량으로 조절한다. 이렇게 유량이 조절된 후 유량검출센서(130)로부터 검출된 유량값은 다시 콘트롤러(154)로 인가된다. 그러면 102단계에서 콘트롤러(154)는 유량검출센서(130)로부터 검출된 유량값을 수신하여 유량이 정상적으로 검출되는지 확인하고 103단계로 진행한다. 상기 103단계에서 콘트롤러(154)는 유량 제어명령에 의해 제어되는 유량에 대응하는 압력값을 디지털 게이지(152)로부터 수신한다. 그런 후 104단계에서 콘트롤러(154)는 디지털 게이지(152)로부터 수신한 압력값과 유량제어명령에 대응하는 표준압력값을 비교하여 디지털게이지(152)로부터 측정된 압력값이 표준압력값의 설정된 범위를 벗어났는지 검사한다. 이때 설정된 범위를 벗어났으면 105단계에서 콘트롤러(154)는 알람발생 제어신호를 발생하여 알람발생부(156)를 구동시켜 알람을 발생 하도록 한다. 그러나 표준압력값의 설정된 범위를 벗어나지 않았으면 106단계에서 정상동작을 수행하도록 한다. 여기서 표준압력값의 설정된 범위는 예를 들어 ±0.01Kgf/cm2 로 정할 수 있고, 콘트롤러(154)는 설정된 유량에 대응하는 표준압력값에서 ±0.01Kgf/cm2을 벗어날 경우 MFC(148)가 오동작을 하고 있는 것으로 판단한다. 예를 들어 콘트롤러(154)는 MFC(148)를 제어하기 위한 설정유량이 20LPM일 경우 표준압력이 2.98~2.99Kgf/cm2인데 디지털 게이지(152)에서 검출된 압력이 2.97Kgf/cm2 이나 3.0Kgf/cm2이 검출되었다면 MFC(148)가 오동작 상태로 판단한다. 예를 들어 콘트롤러(154)는 MFC(148)를 제어하기 위한 설정유량이 30LPM일 경우 표준압력이 2.94~2.95Kgf/cm2인데 디지털 게이지(152)에서 검출된 압력이 2.93Kgf/cm2 이나 2.96Kgf/cm2이 검출되었다면 MFC(148)가 오동작 상태로 판단한다. 예를 들어 콘트롤러(154)는 MFC(148)를 제어하기 위한 설정유량이 40LPM일 경우 표준압력이 2.92Kgf/cm2인데 디지털 게이지(152)에서 검출된 압력이 2.91Kgf/cm2 이나 2.930Kgf/cm2이 검출되었다면 MFC(148)가 오동작 상태로 판단한다. 예를 들어 콘트롤러(154)는 MFC(148)를 제어하기 위한 설정유량이 50LPM일 경우 표준압력이 2.90~2.91Kgf/cm2인데 디지털 게이지(152)에서 검출된 압력이 2.89Kgf/cm2나 2.92Kgf/cm2로 검출되었다면 MFC(148)이 오동작 상태로 판단한다.
상기와 같이 MFC(148)를 통해 개스의 유량을 조절하여 공급하는 상태에서 개스라인의 이상발생 예컨대, 대기노출 또는 개스리크로 인하여 MFC(148)의 개스배출단의 압력이 개스 인입단(120)보다 압력이 높아질 경우 배출통로(134) 상에 체크밸브를 설치하여 역류되지 않도록 하므로 개스라인을 오염시키거나 순도를 떨어뜨리지 않는다.
그런데 공정챔버(150)로 유입되는 반응개스의 양은 웨이퍼 상의 반응정도에 따라서 농도와 밀도 그리고 반응시간에 밀접한 관계를 갖는다. 식각이나 확산, 산화 또는 화학기상증착의 공정에서는 웨이퍼 상의 극히 얇은 박막을 다루기 때문에 반응개스의 유입량과 유입시간이 조금이라도 필요이상으로 많았을 경우에는 반응과도현상을 초래하고 조금이라도 부족했을 경우에는 반응불충분 현상이 일어나 웨이퍼상에 화합물의 물성치가 변하고 회로불량 등의 불량이 발생한다. 이로인해 공정챔버(150)로 공급되는 반응개스의 양을 조절하는 MFC(148)는 높은 정밀도가 요구되며 잦은 유량조절에도 유량이 변하지 않는 충분한 내구성을 가져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조설비의 MFC에서 제어된 유량에 대응하는 압력을 감지하여 미리 설정된 압력과 비교하여 미리 설정된 압력의 범위를 벗어날 경우 MFC의 페일로 판단하여 알람을 발생하도록 하므로, MFC의 페일로 인하여 공정에러를 사전에 예방할 수 있도록 하여 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치에 있어서,
    공정챔버와 개스공급부 사이에 설치된 개스공급라인과,
    상기 개스공급라인에 설치되어 상기 개스공급부로부터 공급되는 개스의 공급량과 공급시간을 제어하는 MFC와,
    상기 MFC에 의해 조절된 유량에 대응하는 압력을 측정하여 디지털 처리된 숫자로 표시하는 디지털 압력게이지와,
    설정유량에 대응하는 표준압력값을 저장하고 있는 데이터 베이스와,
    유량제어명령을 상기 MFC로 발생하여 출력하고 상기 MFC로부터 제어되는 유량값을 받아 상기 유량제어명령에 대응하여 상기 데이터 베이스에 저장되어 있는 유량제어 표준압력값과 상기 디지털 압력게이지로부터 측정된 압력값을 비교하여 설정된 오차범위를 벗어날 시 알람발생제어신호를 출력하는 콘트롤러와,
    상기 콘트롤러의 알람발생 제어신호에 의해 알람을 발생하는 알람발생부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 MFC는,
    개스인입단에 연결되어 내부에 밀폐된 일정공간을 갖는 개구부와,
    상기 개구부로부터 개스가 통과하는 모세관과,
    상기 모세관을 통해 통과하는 개스의 유량을 검출하는 유량검출센서와,
    상기 모세관에 연결되어 밀폐된 공간을 갖는 중공실과,
    상기 개구부와 상기 중공실 사이에 설치되어 상기 모세관으로 개스가 흐르도록 유도하는 바이패스밸브와,
    상기 중공실에 연결되어 소정의 유량제어신호에 의해 개스유량을 조절하는 유량조절밸브와,
    상기 유량조절밸브에 연결되어 상기 유량조절밸브를 통해 조절되는 개스를 통과시키는 배출통로와,
    상기 유량검출센서로부터 검출된 유량에 따라 일정한 압력이 유지되도록 유량제어신호를 상기 유량조절밸브로 출력하는 컨트롤보드와,
    상기 배출통로부터 상기 개스인입단으로 개스의 역류를 방지하는 체크밸브를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 체크밸브는 상기 배출통로 상에 설치됨을 특징으로 하는 반도체 제조설 비의 유량조절기 오동작 감지장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 설정된 오차범위는 상기 표준압력값의 ±0.01Kgf/cm2임을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치.
  6. 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치에 있어서,
    공정챔버와 개스공급부 사이에 설치된 개스공급라인과,
    상기 개스공급라인에 설치되어 상기 개스공급부로부터 공급되는 개스의 공급량과 공급시간을 제어하는 MFC와,
    상기 MFC에 의해 조절된 유량에 대응하는 압력을 측정하여 디지털 처리된 숫자로 표시하는 디지털 압력게이지와,
    유량제어명령을 상기 MFC로 발생하여 출력하고 상기 MFC로부터 제어되는 유량값을 받아 상기 유량제어명령에 대응하는 유량제어 표준압력값과 상기 디지털 압력게이지로부터 측정된 압력값을 비교하여 설정된 오차범위를 벗어날 시 알람발생제어신호를 출력하는 콘트롤러와,
    상기 콘트롤러의 알람발생 제어신호에 의해 알람을 발생하는 알람발생부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 MFC는,
    개스인입단에 연결되어 내부에 밀폐된 일정공간을 갖는 개구부와,
    상기 개구부로부터 개스가 통과하는 모세관과,
    상기 모세관을 통해 통과하는 개스의 유량을 검출하는 유량검출센서와,
    상기 모세관에 연결되어 밀폐된 공간을 갖는 중공실과,
    상기 개구부와 상기 중공실 사이에 설치되어 상기 모세관으로 개스가 흐르도록 유도하는 바이패스밸브와,
    상기 중공실에 연결되어 소정의 유량제어신호에 의해 개스유량을 조절하는 유량조절밸브와,
    상기 유량조절밸브에 연결되어 상기 유량조절밸브를 통해 조절되는 개스를 통과시키는 배출통로와,
    상기 유량검출센서로부터 검출된 유량에 따라 일정한 압력이 유지되도록 유량제어신호를 상기 유량조절밸브로 출력하는 컨트롤보드와,
    상기 배출통로부터 상기 개스인입단으로 개스의 역류를 방지하는 체크밸브를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 체크밸브는 상기 배출통로 상에 설치됨을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 설정된 오차범위는 상기 표준압력값의 ±0.01Kgf/cm2임을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지장치.
  10. 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지방법에 있어서,
    공정챔버와 개스공급부 사이에 설치된 개스공급라인으로 개스를 공급하는 단계와,
    상기 개스공급라인으로 개스를 공급한 후 MFC에 의해 상기 개스의 공급량과 공급시간을 제어하여 유량을 조절하는 단계와,
    상기 MFC에 의해 조절된 유량에 대응하는 압력을 측정하는 단계와,
    상기 측정된 압력값과 유량제어 표준압력값을 비교하여 상기 유량조절기의 오동작 상태를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유량조절의 오동작상태로 판단될 시 알람을 발생하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유량조절기의 오동작 상태를 판단하는 단계에서 상기 오동작은 상기 측정된 압력값이 유량제어 표준압력값의 오차범위를 벗어나는 것을 판단함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 설정된 오차범위는 상기 표준압력값의 ±0.01Kgf/cm2임을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 유량조절기 오동작 감지방법.
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