KR20230154347A - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 기판 처리 방법으로서, 배관을 통해 원료를 이동시키는 과정; 상기 배관을 통과하는 상기 원료의 유량을 측정하는 과정; 측정된 원료의 유량에 따라 상기 원료의 유량을 조절하는 과정; 및 상기 원료를 챔버에 공급하는 과정;을 포함하고, 원료가 챔버 내부로 공급되기 직전에 원료의 유량을 조절함으로써 원료의 유량에 따른 원료의 이동시간을 보상하여 전체 공정 시간을 단축시키고, 기판의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a substrate processing facility and a substrate processing method, which includes a process of moving raw materials through piping; A process of measuring the flow rate of the raw material passing through the pipe; A process of adjusting the flow rate of the raw material according to the measured flow rate of the raw material; and a process of supplying the raw material to the chamber, wherein the overall process time is shortened by compensating for the movement time of the raw material according to the flow rate of the raw material by adjusting the flow rate of the raw material immediately before the raw material is supplied into the chamber, and the overall process time is shortened. Processing efficiency can be improved.
Description
본 발명은 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정 시간을 단축시키고, 기판의 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to substrate processing equipment and a substrate processing method, and more specifically, to a substrate processing equipment and a substrate processing method that can shorten process time and improve substrate processing efficiency.
원자층 증착법(ALD: Atomic Layer Deposition)은 두 종류의 공정 가스를 순차적으로 챔버 내부로 흘려 보내줌으로써 기판상에 원자층을 증착하고 성장시켜 원하는 두께의 박막을 형성시키는 방법이다. 이러한 원자층 증착법은 기판 표면의 화학반응에 의해서만 박막을 형성할 수 있기 때문에, 기판 표면의 요철에 관계없이 균일한 두께의 박막을 성장시킬 수 있다.Atomic Layer Deposition (ALD) is a method of depositing and growing an atomic layer on a substrate by sequentially flowing two types of process gases into the chamber to form a thin film of the desired thickness. Since this atomic layer deposition method can form a thin film only through a chemical reaction on the substrate surface, it is possible to grow a thin film of uniform thickness regardless of the irregularities of the substrate surface.
한편, 원자층 증착법에서 유량조절기(MFC: Mass Flow Controller)를 이용하여 챔버에 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다. 이러한 유량 조절기는 공정 가스가 배출되는 종단의 제어기에서 유량을 제어하는 방식이기 때문에, 밸브 제어를 통해 공정 가스가 유입되는 유량조절기의 전단까지 공정 가스를 충진했다가 사용자가 원하는 값에 따라 필요한 양만큼 챔버에 공정 가스를 공급하게 된다. 그런데 유량조절기는 챔버와 비교적 먼 거리에 설치되기 때문에 챔버에 공정 가스를 공급하기 위해 밸브를 개방하면, 유량조절기의 전단에 충진되어 있던 공정 가스가 챔버까지 이동하는데 비교적 오랜 시간이 걸리는 문제가 있다. 특히, 원자층 증착법을 이용하여 박막을 증착하는 경우, 여러 번의 스텝을 거쳐야 하기 때문에 박막을 증착하는데 소요되는 전체 공정 시간이 증가하므로 생산성이 저하되는 문제가 있다. Meanwhile, in the atomic layer deposition method, a mass flow controller (MFC) is used to control the flow rate of the process gas supplied to the chamber. Since these flow rate regulators control the flow rate from the controller at the end where the process gas is discharged, the process gas is filled up to the front end of the flow rate controller where the process gas flows through valve control, and then supplied in the required amount according to the value desired by the user. Process gas is supplied to the chamber. However, because the flow regulator is installed at a relatively long distance from the chamber, when the valve is opened to supply process gas to the chamber, there is a problem that it takes a relatively long time for the process gas filled in the front of the flow regulator to move to the chamber. In particular, when depositing a thin film using atomic layer deposition, the overall process time required to deposit the thin film increases because multiple steps must be performed, resulting in a decrease in productivity.
본 발명은 공정 시간이 지연되는 것을 억제하여 생산성을 높일 수 있는 기판 처리 설비 및 기판 처리 방법을 제공한다. The present invention provides a substrate processing facility and a substrate processing method that can increase productivity by suppressing process time delays.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비는, 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버에 원료를 공급하기 위한 원료 공급부; 상기 원료 공급부와 상기 챔버 사이에 설치되고, 상기 원료 공급부에서 배출되는 원료의 유량을 측정할 수 있는 유량 측정부; 상기 챔버로 공급되는 원료의 유량을 조절하도록 상기 챔버에 설치되는 유량 조절부; 및 상기 유량 측정부에서 측정되는 원료의 유량에 따라 상기 유량 조절부의 동작을 제어할 수 있는 제어부;를 포함할 수 있다. A substrate processing facility according to an embodiment of the present invention includes a chamber providing a processing space for a substrate; a raw material supply unit for supplying raw materials to the chamber; a flow rate measurement unit installed between the raw material supply unit and the chamber and capable of measuring the flow rate of the raw material discharged from the raw material supply unit; a flow rate controller installed in the chamber to control the flow rate of raw materials supplied to the chamber; and a control unit capable of controlling the operation of the flow rate regulator according to the flow rate of the raw material measured by the flow rate measurement unit.
상기 원료 공급부는, 상기 원료를 이동시키기 위한 제1배관을 포함하고, 상기 유량 측정부는 상기 제1배관에 설치될 수 있다. The raw material supply unit may include a first pipe for moving the raw material, and the flow rate measuring unit may be installed in the first pipe.
상기 유량 측정부는, 상기 원료의 질량 유량을 측정할 수 있는 질량 유량계를 포함할 수 있다.The flow rate measuring unit may include a mass flow meter capable of measuring the mass flow rate of the raw material.
상기 유량 조절부는, 상기 유량 측정부와 이격되도록 배치되고, 상기 챔버에 직접 연결될 수 있다. The flow rate adjusting unit may be arranged to be spaced apart from the flow measuring unit and may be directly connected to the chamber.
상기 챔버는, 상기 제1배관에 연결되는 제2배관을 포함하고, 상기 유량 조절부는, 상기 제2배관을 개폐할 수 있는 밸브 부재; 및 상기 제2배관의 개도를 조절할 수 있고, 상기 밸브 부재와 상기 챔버 사이에 설치되는 액추에이터;를 포함할 수 있다.The chamber includes a second pipe connected to the first pipe, and the flow rate controller includes a valve member capable of opening and closing the second pipe. and an actuator capable of adjusting the opening degree of the second pipe and installed between the valve member and the chamber.
상기 제어부는 상기 유량 측정부로부터 측정된 원료의 유량에 따라 상기 액추에이터의 동작을 제어할 수 있다.The control unit may control the operation of the actuator according to the flow rate of the raw material measured by the flow rate measurement unit.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 기판 처리 방법으로서, 배관을 통해 원료를 이동시키는 과정; 상기 배관을 통과하는 상기 원료의 유량을 측정하는 과정; 측정된 원료의 유량에 따라 상기 원료의 유량을 조절하는 과정; 및 상기 원료를 챔버에 공급하는 과정;을 포함할 수 있다.A substrate processing method according to an embodiment of the present invention includes a process of moving raw materials through piping; A process of measuring the flow rate of the raw material passing through the pipe; A process of adjusting the flow rate of the raw material according to the measured flow rate of the raw material; and a process of supplying the raw material to the chamber.
상기 유량을 측정하는 과정은 제1위치에서 수행하고, 상기 유량을 조절하는 과정은 상기 제1위치와 이격되는 제2위치에서 수행할 수 있다.The process of measuring the flow rate may be performed at a first location, and the process of adjusting the flow rate may be performed at a second location spaced apart from the first location.
상기 유량을 조절하는 과정은 상기 챔버에 설치되는 유량 조절부에서 수행할 수 있다.The process of controlling the flow rate can be performed in a flow rate control unit installed in the chamber.
상기 유량을 조절하는 과정 이전에, 상기 배관에서 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 폐쇄하는 과정을 포함할 수 있다.Before the process of adjusting the flow rate, a process of closing the pipe between the first position and the second position may be included.
상기 유량을 조절하는 과정은, 상기 배관의 개도를 조절하는 과정을 포함할 수 있다.The process of adjusting the flow rate may include the process of adjusting the opening degree of the pipe.
상기 유량을 조절하는 과정은, 측정된 원료의 유량값에 비례하여 상기 배관의 개도를 조절하는 과정을 포함할 수 있다.The process of adjusting the flow rate may include adjusting the opening degree of the pipe in proportion to the measured flow rate value of the raw material.
상기 유량을 조절하는 과정은, 측정된 원료의 유량값이 이전 공정에서 측정된 원료의 유량값보다 크면 상기 배관의 개도를 이전 공정에서보다 감소시키는 과정을 포함할 수 있다.The process of adjusting the flow rate may include reducing the opening of the pipe compared to the previous process if the measured flow rate value of the raw material is greater than the flow rate value of the raw material measured in the previous process.
상기 유량을 조절하는 과정은, 측정된 원료의 유량값이 이전 공정에서 측정된 원료의 유량값보다 작으면 상기 배관의 개도를 이전 공정에서보다 증가시키는 과정을 포함할 수 있다.The process of adjusting the flow rate may include increasing the opening of the pipe compared to the previous process if the measured flow rate value of the raw material is smaller than the flow rate value of the raw material measured in the previous process.
상기 유량을 조절하는 과정은, 원료의 유량값에 대한 개도값이 미리 마련된 데이터 테이블에서, 측정된 원료의 유량값에 대응하는 개도값을 선택하여 상기 배관의 개도를 조절할 수 있다.In the process of adjusting the flow rate, the opening degree of the pipe can be adjusted by selecting an opening value corresponding to the measured flow rate value of the raw material from a data table in which the opening degree value for the flow rate value of the raw material is prepared in advance.
상기 유량을 조절하는 과정 이후에, 상기 배관에서 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 개방하는 과정을 포함할 수 있다.After the process of adjusting the flow rate, a process of opening the pipe between the first position and the second position may be included.
본 발명의 실시예들에 의하면, 공정 가스의 유량에 따라 배관의 개도를 조절함으로써 원료 공급부에서 배출되는 공정 가스를 챔버에 원활하게 공급할 수 있다. 특히, 공정 가스가 챔버로 공급되기 직전에 공정 가스의 유량을 조절하여 챔버에 공급함으로써 공정 가스가 챔버까지 도달하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서 전체 공정 시간이 증가하는 것을 방지하고, 기판 처리 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다. According to embodiments of the present invention, the process gas discharged from the raw material supply unit can be smoothly supplied to the chamber by adjusting the opening degree of the pipe according to the flow rate of the process gas. In particular, the time it takes for the process gas to reach the chamber can be shortened by adjusting the flow rate of the process gas and supplying it to the chamber just before the process gas is supplied to the chamber. Therefore, it is possible to prevent the overall process time from increasing and improve substrate processing efficiency and productivity.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 설비의 요부 구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 순서도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법으로 원료의 유량을 조절하는 상태를 보여주는 도면. 1 is a diagram schematically showing a substrate processing facility according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram schematically showing the main structure of a substrate processing equipment according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams showing a state in which the flow rate of raw materials is adjusted by a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments below and will be implemented in various different forms. The present embodiments are merely intended to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention. It is provided for the purpose of giving. The drawings may be exaggerated to explain embodiments of the present invention, and like symbols in the drawings refer to like elements.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 설비를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 설비의 요부 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다. FIG. 1 is a diagram schematically showing a substrate processing facility according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view schematically showing the main structure of the substrate processing facility according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시 예에 따른 유량 조절 장치는, 챔버에 공급할 액체 상태 또는 기체 상태의 원료의 유량을 조절하기 위한 장치이다. 여기에서 원료는 반도체 제조 공정에서 사용되는 물질일 수 있다. 본 발명의 실시 예는 원료가 반도체 제조 공정에서 사용되는 전구체에 적용된 경우를 예시적으로 설명한다. 그러나 적용범위는 이에 한정되지 다양할 수 있다.The flow rate control device according to an embodiment of the present invention is a device for controlling the flow rate of liquid or gaseous raw materials to be supplied to the chamber. Here, the raw material may be a material used in the semiconductor manufacturing process. An embodiment of the present invention illustratively describes a case where raw materials are applied to a precursor used in a semiconductor manufacturing process. However, the scope of application is not limited to this and may vary.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 설비는, 기판의 처리 공간을 제공하는 챔버(100)와, 챔버(100)에 원료를 공급하기 위한 원료 공급부(200) 및 챔버(100)와 원료 공급부(200) 사이에 설치되고, 원료 공급부(200)에서 배출되는 원료의 유량을 측정할 수 있는 유량 측정부(300)와, 챔버(100)로 공급되는 원료의 유량을 조절하도록 챔버(100)에 설치되는 유량 조절부(110) 및 유량 측정부(300)에서 측정에 되는 원료의 유량에 따라 유량 조절부(110)의 동작을 제어할 수 있는 제어부(400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a substrate processing facility according to an embodiment of the present invention includes a
챔버(100)는 내부에 기판을 처리하는 공간을 가지는 다양한 형상의 용기일 수 있다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 챔버(100)에는 기판이 출입하는 출입구, 챔버(100)의 내부 압력을 조절하는 압력 조절수단(미도시) 및 챔버(100)의 내부를 배기시키는 배기수단 등이 설치될 수 있다. 물론, 챔버(100)의 구성 및 방식은 다양하게 변경될 수 있다.The
또한, 챔버(100)에는 챔버(100) 내부로 원료, 예컨대 공정 가스를 도입시키기 위한 유입구(미도시)가 형성될 수 있다. Additionally, an inlet (not shown) may be formed in the
챔버(100)에는 기판을 지지하기 위한 기판 지지대(미도시)가 설치될 수 있다. 기판 지지대는 하나의 기판을 지지하도록 마련될 수도 있고, 복수의 기판을 지지하도록 마련될 수도 있다. 이때, 후자의 경우, 기판 지지대는 하나의 평면 상에 복수의 기판을 지지하도록 형성될 수도 있고, 복수 개가 상하방향으로 이격되도록 마련될 수도 있다. 이러한 기판 지지대는 기판을 목적하는 온도로 가열하기 위한 가열 수단(미도시)을 포함할 수도 있다. A substrate supporter (not shown) may be installed in the
원료 공급부(200)는 기판을 처리하기 위한 원료, 예컨대 전구체를 챔버(100)에 공급할 수 있다. 이러한 원료 공급부(200)는 액체 상태의 원료를 기화시켜 챔버(100)에 기체 상태의 원료로 공급할 수 있다. 원료 공급부(200)는 액체 상태의 원료를 저장할 수 있는 공간을 제공하는 제1저장기(210)와, 액체 상태의 원료를 가열하여 기화시킴으로써 기체 상태의 원료로 전환시킬 수 있는 기화기(230) 및 제1저장기(210)에 수용되는 액체 상태의 원료를 기화기(230)로 배출시키기 위한 캐리어 가스를 저장할 수 있는 공간을 제공하는 제2저장기(220)를 포함할 수 있다. 또한, 원료 공급부(200)는 제1저장기(210)와 제2저장기(220)를 연결하는 제1연결배관(241)과, 제1저장기(210)와 기화기(230)를 연결하는 제2연결배관(242)을 포함할 수 있다. 이때, 캐리어 가스는 제1연결배관(241)을 통해 제2저장기(220)에서 제1저장기(210)로 주입되고, 액체 상태의 원료와 캐리어 가스는 제2연결배관(242)을 통해 기화기(230)로 주입될 수 있다. 이러한 원료 공급부(200)는 챔버(100)에 연결되어 챔버(100)에 기체 상태의 원료, 예컨대 공정 가스를 공급할 수 있다. 또한, 원료 공급부(200)는 챔버(100)에 원료를 공급하기 위한 제1배관(243)을 포함할 수 있고, 제1배관(243)은 챔버(100)에 설치되는 제2배관(111)에 연결부재(미도시) 등을 통해 서로 연결될 수 있다. 이때, 제2배관(111)의 내경은 제1배관(243)의 내경과 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. The raw material supply unit 200 may supply raw materials for processing a substrate, such as precursors, to the
원료 공급부(200)는 이외에도 다양한 형상 및 구조를 갖도록 마련될 수 있다. 예컨대 원료 공급부(200)는 기체 상태의 원료를 챔버(100)에 직접 공급할 수있도록 마련될 수도 있고, 액체 상태의 원료를 챔버(100)에 공급하도록 마련될 수도 있다. 이와 같은 원료 공급부(200)는 기판 처리 방식에 따라 다양하게 변경될 수 있다. The raw material supply unit 200 may be provided to have various shapes and structures. For example, the raw material supply unit 200 may be provided to directly supply raw materials in a gaseous state to the
유량 측정부(300)는 제1배관(243)에 설치되어, 기화기(230)에서 챔버(100)로 공급되는 기체 상태의 원료, 예컨대 공정 가스의 유량을 측정할 수 있다. 도 2를 참조하면, 유량 측정부(300)는 공정 가스가 이동하는 제1배관(243)에 설치되고, 제1배관(243)을 따라 이동하는 원료의 유량을 측정할 수 있다. 유량 측정부(300)는 공정 가스의 질량 유량을 측정할 수 있는 유량계를 포함할 수 있다. 이러한 유량계는 열식 질량 유량계, 차압식 질량유량계, 코리올리 질량유량계, 각(角)운동량식 질량유량계, 자이로식 질량유량계 및 터빈 질량유량계 중 어느 하나로 마련될 수 있다. The flow
유량 조절부(110)는 공정 가스의 이동 방향에 대해서 유량 측정부(300)의 전방에 이격 배치되고, 챔버(100)에 직접 설치될 수 있다. 즉, 유량 조절부(110)는 챔버(100)에 설치된 제2배관(111)에 설치되어, 공정 가스가 챔버(100)로 공급되기 직전에 공정 가스의 유량을 조절하여 챔버(100)로 공급할 수 있다. 유량 조절부(110)는 제2배관(111)을 개폐할 수 있고, 제2배관(111)의 개도를 조절함으로써 챔버(100)로 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다. 이때, 유량 측정부(300)는 유량 조절부(110)와 이격 배치되며, 공정 가스의 유량이 측정되는 지점과 유량이 조절되는 지점이 이격될 수 있다. 또한, 유량 조절부(110)는 공정 가스가 챔버(100)로 공급, 즉 주입되기 직전에 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다. The flow
유량 조절부(110)는 제2배관(111)을 개폐할 수 있는 밸브 부재(112) 및 제2배관(111)의 개도를 조절할 수 있는 액추에이터(113)를 포함할 수 있다. 제2배관(111) 내부에는 공정 가스가 이동하는 통로, 즉 유로가 형성된다. 여기에서 제2배관(111)의 개도란 제2배관(111) 내부의 유로가 개방된 정도를 의미하고, 제2배관(111)의 개도를 조절하는 것은 제2배관(111) 내부의 유로의 개방된 정도를 조절하는 것을 의미한다. 이때, 제2배관(111)의 개도를 조절하는 것은, 공정 가스가 이동하는 방향에 직교하는 방향으로 제2배관(111)을 절단했을 때 제2배관(111) 내부의 유로 단면적을 조절하는 것을 의미한다. 이처럼, 제2배관(111)의 개도를 조절하는 이유는 공정 가스의 유량은 공정 가스가 이동하는 제2배관(111)의 개도에 비례하여 변화되기 때문이다. The
한편, 챔버(100)는 원료 공급부(200)로부터 비교적 먼 거리에 설치되기 때문에 공정 가스가 원료 공급부(200)에서 챔버(100)까지 이동하는데 비교적 오랜 시간이 소요된다. 따라서 상기와 같은 기능을 가지는 유량 조절부(110)를 챔버(100)에 직접 설치하여, 공정 가스를 챔버(100)의 전단, 즉 제2배관(111)까지 이동시켜 충진했다가 공정이 시작되면, 챔버(100)의 전단에서 공정 가스의 유량을 조절하여 챔버(100)에 공급함으로써 공정 가스가 원료 공급부(200)에서 챔버(100)까지 이동하는 시간을 단축시켜 공정 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, because the
유량 측정부(300)는 제1배관(243)을 따라 이동하는 공정 가스의 유량을 측정하는 기능만 가질 뿐, 제1배관(243)을 개방 또는 폐쇄할 수 있는 기능을 가지지 않는다. 따라서 유량 조절부(110)에 밸브 부재(112)를 설치하여, 공정 가스가 챔버(100) 직전까지 도달한 상태에서 제2배관(111)을 개방시킴으로써 공정 가스가 챔버(100)에 공급되는 시간을 단축시킬 수 있다. 이러한 밸브 부재(112)는 공정 가스의 누설을 방지하는 역할도 할 수 있다. 밸브 부재(112)는 제어부(400)에서 전달되는 신호에 따라 전자적으로 작동하여 제2배관(111) 내부의 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있는 다이어프램 밸브, 솔레노이드 밸브 등으로 마련될 수 있다.The
액추에이터(113)는 밸브 부재(112)와 챔버(100) 사이에 설치되고, 일부가 제2배관(111) 내부에 삽입되도록 설치될 수 있다. 이러한 액추에이터(113)는 제2배관(111)이 연장되는 방향에 대해서 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 제2배관(111)에 설치될 수 있다. 이때, 액추에이터(113)는 제2배관(111)의 내부를 폐쇄시키거나 개방시킬 수 있도록 제2배관(111)에 설치될 수 있다. 즉, 액추에이터(113)는 제2배관(111)의 직경 방향으로 이동하면서 제2배관(111)의 개도를 조절하거나 제2배관(111) 내부의 유로의 단면적 크기를 조절할 수 있다. 이때, 액추에이터(113)는 제2배관(111)의 개도를 조절하는 기능을 하는 것으로, 액추에이터(113)에 의해 제2배관(111) 내부가 폐쇄되더라도 공정 가스의 이동을 완전히 차단시킬 수 없다. 따라서 밸브 부재(112)로 제2배관(111)을 개방하여 챔버(100)로 공정 가스를 공급하거나, 제2배관(111)을 폐쇄하여 챔버(100)로 공급되는 공정 가스를 차단시킬 수 있다. 이러한 액추에이터(113)는 제어부(400)의 제어를 통해 제2배관(111)의 개도를 제어할 수 있다. The
제어부(400)는 공정 단계에 따라 챔버(100)로 공정 가스를 공급하거나, 공정 가스의 공급을 차단하도록 유량 조절부(110)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 유량 측정부(300)와 유량 조절부(110)에 연결되어, 유량 측정부(300)에서 측정되는 공정 가스의 유량에 따라 공정 가스의 유량을 조절하도록 유량 조절부(110)의 동작을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 밸브 부재(112)의 동작을 제어하여, 챔버(100)로 공정 가스를 공급하거나 공정 가스의 공급을 차단할 수 있다. 또는, 제어부(400)는 액추에이터(113)의 동작을 제어하여 제2배관(111)의 개도를 조절함으로써, 챔버(100)로 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다. The
제어부(400)에는 공정 가스의 유량값에 따른 제2배관(111)의 개도 정보가 미리 저장될 수 있다. 이러한 유량값과 개도값은 데이터 테이블로 마련될 수 있다. 아래의 표1은 공정 가스의 유량값에 따른 제2배관(111)의 개도 정보를 예시하는 것으로, 제2배관(111)의 개도는 공정 가스의 유량값과 비례하는 것을 알 수 있다.The
이처럼, 제어부(400)에는 공정 가스의 유량값에 따른 제2배관(111)의 개도값은 미리 설정되어 있고, 제어부(400)는 유량 측정부(300)에서 측정되는 공정 가스의 유량값에 따라 액추에이터(113)의 동작을 제어함으로써 제2배관(111)의 개도를 조절할 수 있다. In this way, the opening value of the
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a substrate processing method according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여주는 순서도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법으로 원료의 유량을 조절하는 상태를 보여주는 도면이다. Figure 3 is a flowchart showing a substrate processing method according to an embodiment of the present invention, and Figures 4 and 5 are diagrams showing a state of controlling the flow rate of raw materials using a substrate processing method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 방법은, 챔버(100)에 원료를 공급하기 위해 배관으로 원료를 이동시키는 과정(S102)과, 배관을 통과하는 원료의 유량을 측정하는 과정(S103)과, 측정된 원료의 유량에 따라 원료의 유량을 조절하고 챔버(100)에 공급하는 과정(S106)을 포함할 수 있다. 이때, 원료의 유량을 측정하는 과정과 원료의 유량을 조절하는 과정은 서로 다른 위치, 예컨대 제1위치와 제2위치에서 수행될 수 있다. 또한, 원료의 유량을 측정하는 제1위치와 원료의 유량을 조절하는 제2위치는 서로 이격될 수 있고, 특히, 제2위치는 챔버(100)의 전단 또는 챔버(100)에 설치된 제2배관(111)에서 수행될 수 있다. Referring to FIG. 3, the substrate processing method according to an embodiment of the present invention includes a process of moving raw materials through a pipe to supply the raw materials to the chamber 100 (S102) and measuring the flow rate of the raw materials passing through the pipe. It may include a process (S103) and a process (S106) of adjusting the flow rate of the raw material according to the measured flow rate of the raw material and supplying it to the
먼저, 기판을 처리하기 위해 원료를 마련(S100)할 수 있다. 원료는 반도체 제조 공정에서 사용되는 전구체를 포함할 수 있고, 전구체는 기체 상태 또는 액체 상태로 마련될 수 있다. 여기에서는 원료 공급부(200)의 기화기(230)에서 액체 상태의 전구체를 기화시켜 기체 상태의 전구체를 챔버(100)로 공급하는 것을 예시하며, 기체 상태의 전구체를 공정 가스라 한다. First, raw materials can be prepared to process the substrate (S100). Raw materials may include precursors used in the semiconductor manufacturing process, and the precursors may be prepared in a gaseous state or a liquid state. Here, it is exemplified that a precursor in a liquid state is vaporized in the
이와 함께 챔버(100)에 공급할 공정 가스의 유량에 따른 제2배관(111)의 개도 정보를 마련(S101)할 수 있다. 이러한 개도 정보는 앞서 설명한 표1과 같은 방식으로 마련될 수 있다. 제2배관(111)의 개도는 공정 가스의 유량값과 비례할 수 있다. In addition, information on the opening degree of the
공정 가스와 개도 정보가 마련되면, 기화기(230)에 연결된 제1배관(243)으로 공정 가스를 배출(S102)시킬 수 있다. 이때, 유량 조절부(110)의 밸브 부재(112)는 공정 가스가 챔버(100)로 유입되지 않도록 챔버(100)에 설치된 제2배관(111)을 폐쇄시킨 상태로 작동될 수 있다. 또한, 유량 조절부(110)의 액추에이터(113)는 제2배관(111)을 모두 개방시킨 상태로 작동되어 있거나, 제2배관(111)을 폐쇄시킨 상태로 작동되어 있을 수 있다. 또는, 액추에이터(113)는 미리 설정된 공정 가스의 유량에 맞추어 제2배관(111)의 일부를 개방시킨 상태로 작동되어 있을 수도 있다. 여기에서는 공정 가스의 유량을 측정하기 액추에이터에는 액추에이터(113)가 제2배관(111)을 모두 개방시킨 상태로 작동된 것으로 예시한다. Once the process gas and opening degree information are prepared, the process gas can be discharged through the
제1배관(243)으로 공정 가스를 배출시키면, 공정 가스는 유량 조절부(110)가 설치된 제2배관(111)까지 이동하게 된다. 이때, 공정 가스는 제2배관(111)에 설치된 밸브 부재(112) 전단까지 이동하게 된다. 이는 밸브 부재(112)가 제2배관(111)을 폐쇄시킨 상태로 작동되어 있기 때문에 공정 가스는 밸브 부재(112)의 전단, 즉 챔버(100)의 전단까지 이동하게 된다. 공정 가스가 제1배관(243)을 따라 이동하면, 제1배관(243)에 설치된 유량 측정부(300)는 공정 가스의 유량을 측정(S103)하고, 측정된 유량값을 제어부(400)로 전달할 수 있다. When the process gas is discharged through the
제어부(400)는 유량 측정부(300)에서 측정된 공정 가스의 유량값, 예컨대 측정 유량값과 개도 정보를 비교하고, 제2배관(111)의 개도 조절 여부를 판단(S104)할 수 있다. 판단 결과, 제2배관(111)의 개도 조절이 필요없는 경우, 제어부(400)는 현재 제2배관(111)의 개도를 그대로 유지(S105)하고, 밸브 부재(112)의 동작을 제어하여 제2배관(111)을 개방시켜 공정 가스를 챔버(100)에 주입할 수 있다. 이처럼, 제2배관(111)의 개도를 그대로 유지하면, 공정 가스가 유량 측정부(300)가 제1배관(243)에서와 동일한 유량으로 유량 조절부(110)를 통과하여 챔버(100)로 주입될 수 있다. The
판단 결과, 제2배관(111)의 개도 조절이 필요한 경우, 제어부(400)는 제2배관(111)의 개도를 감소시킬지 여부를 판단(S107)할 수 있다. 그리고 제2배관(111)의 개도를 감소시켜야 하는 경우, 제어부(400)는 액추에이터(113)의 동작을 제어하여 제2배관(111)의 개도를 감소(S108)시켜 챔버(100)로 공급되는 공정 가스의 유량을 감소시킬 수 있다. 그리고 제어부(400)는 밸브 부재(112)의 동작을 제어하여 제2배관(111)을 개방시켜 공정 가스를 챔버(100)에 주입할 수 있다. 이에 공정 가스는 액추에이터(113)에 의해 개도가 감소된 제2배관(111)을 따라 이동하면서 공정 가스의 유량이 측정된 유량만큼 챔버(100)로 주입될 수 있다. 반면, 제2배관(111)의 개도를 증가시켜야 하는 경우, 제어부(400)는 액추에이터(113)의 동작을 제어하여 제2배관(111)의 개도를 증가(S109)시킬 수 있다. 그리고 제어부(400)는 밸브 부재(112)의 동작을 제어하여 제2배관(111)을 개방시켜 공정 가스를 챔버(100)에 주입할 수 있다. 이때, 제2배관(111)의 개도를 증가시키는 경우는, 이전 공정에서 제2배관(111)의 개도가 감소된 경우에 한하며, 제2배관(111)의 개도를 증가시킴으로써 대유량의 공정 가스를 챔버(100)로 원활하게 주입하기 위함이다. As a result of the determination, if it is necessary to adjust the opening degree of the
여기에서는 제2배관(111)의 개도를 완전히 개방시킨 상태에서 측정되는 공정 가스의 유량값에 따라 제2배관(111)의 개도를 조절하는 것으로 설명하였다. 그러나 이전 공정을 수행하고, 후속 공정을 진행하는 경우 공정 가스의 유량을 일정하게 유지시키기 위하여 제2배관(111)의 개도를 다음과 같이 조절할 수 있다. 즉, 이전 공정과 후속 공정에서 측정되는 공정 가스의 유량값에 오차가 있는 경우, 제2배관(111)의 개도를 조절함으로써 후속 공정에서 공정 가스의 유량을 이전 공정에서 공정 가스의 유량과 동일하게 조절할 수 있다. Here, it has been explained that the opening degree of the
후속 공정을 수행하기 위해 제1배관(243)으로 공정 가스를 이동시키고, 유량 측정부(300)를 이용하여 공정 가스의 유량을 측정할 수 있다. 이때, 측정된 공정 가스의 유량값이 이전 공정에서 측정된 공정 가스의 유량값보다 감소한 경우, 제2배관(111)의 개도는 이전 공정에서 조절된 제2배관(111)의 개도보다 증가시킬 수 있다. 반면, 측정된 공정 가스의 유량값이 이전 공정에서 측정된 공정 가스의 유량값보다 증가한 경우, 제2배관(111)의 개도는 이전 공정에서 조절된 제2배관(111)의 개도보다 감소시킬 수 있다. 이 경우, 제2배관(111)의 개도는 측정되는 공정 가스의 유량값과 반비례하도록 조절될 수 있다. To perform a subsequent process, the process gas can be moved to the
이와 같은 방법으로 공정 가스의 유량에 따라 제2배관(111)의 개도를 조절함으로써 원료 공급부(200), 예컨대 기화기(230)에서 배출되는 공정 가스를 일정한 유량을 갖도록 챔버(100)에 공급할 수 있다. 또한, 공정 가스를 챔버(100)의 전단까지 이동시키고, 챔버(100)의 전단에서 공정 가스의 유량을 조절하여 챔버(100)에 공급함으로써 공정 가스의 이동시간을 단축시켜 공정 가스의 유량 변화에 따른 공정 가스의 이동 시간을 보상하고, 전체 공정 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있다. In this way, by adjusting the opening degree of the
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.It should be noted that the above embodiments of the present invention are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention. The present invention will be implemented in various different forms within the scope of the claims and equivalent technical ideas, and those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical ideas of the present invention. You will be able to.
100: 챔버 110: 유량 조절부
200: 원료 공급부 300: 유량 측정부
400: 제어부 100: Chamber 110: Flow control unit
200: raw material supply unit 300: flow measurement unit
400: Control unit
Claims (16)
상기 챔버에 원료를 공급하기 위한 원료 공급부;
상기 원료 공급부와 상기 챔버 사이에 설치되고, 상기 원료 공급부에서 배출되는 원료의 유량을 측정할 수 있는 유량 측정부;
상기 챔버로 공급되는 원료의 유량을 조절하도록 상기 챔버에 설치되는 유량 조절부; 및
상기 유량 측정부에서 측정되는 원료의 유량에 따라 상기 유량 조절부의 동작을 제어할 수 있는 제어부;를 포함하는 기판 처리 설비. A chamber providing space for processing substrates;
a raw material supply unit for supplying raw materials to the chamber;
a flow rate measurement unit installed between the raw material supply unit and the chamber and capable of measuring the flow rate of the raw material discharged from the raw material supply unit;
a flow rate controller installed in the chamber to control the flow rate of raw materials supplied to the chamber; and
A control unit capable of controlling the operation of the flow rate regulator according to the flow rate of the raw material measured by the flow rate measurement unit.
상기 원료 공급부는,
상기 원료를 이동시키기 위한 제1배관을 포함하고,
상기 유량 측정부는 상기 제1배관에 설치되는 기판 처리 설비. In claim 1,
The raw material supply department,
Includes a first pipe for moving the raw material,
The flow rate measuring unit is a substrate processing equipment installed in the first pipe.
상기 유량 측정부는,
상기 원료의 질량 유량을 측정할 수 있는 질량 유량계를 포함하는 기판 처리 설비. In claim 2,
The flow measurement unit,
A substrate processing facility comprising a mass flow meter capable of measuring the mass flow rate of the raw materials.
상기 유량 조절부는,
상기 유량 측정부와 이격되도록 배치되고, 상기 챔버에 직접 연결되는 기판 처리 설비.In claim 2,
The flow control unit,
A substrate processing facility arranged to be spaced apart from the flow rate measurement unit and directly connected to the chamber.
상기 챔버는,
상기 제1배관에 연결되는 제2배관을 포함하고,
상기 유량 조절부는,
상기 제2배관을 개폐할 수 있는 밸브 부재; 및
상기 제2배관의 개도를 조절할 수 있고, 상기 밸브 부재와 상기 챔버 사이에 설치되는 액추에이터;를 포함하는 기판 처리 설비.In claim 2,
The chamber is,
It includes a second pipe connected to the first pipe,
The flow control unit,
a valve member capable of opening and closing the second pipe; and
A substrate processing facility comprising: an actuator capable of adjusting the opening degree of the second pipe and installed between the valve member and the chamber.
상기 제어부는 상기 유량 측정부로부터 측정된 원료의 유량에 따라 상기 액추에이터의 동작을 제어할 수 있는 기판 처리 설비.In claim 5,
The control unit is a substrate processing equipment capable of controlling the operation of the actuator according to the flow rate of the raw material measured by the flow rate measurement unit.
배관을 통해 원료를 이동시키는 과정;
상기 배관을 통과하는 상기 원료의 유량을 측정하는 과정;
측정된 원료의 유량에 따라 상기 원료의 유량을 조절하는 과정; 및
상기 원료를 챔버에 공급하는 과정;을 포함하는 기판 처리 방법. As a substrate processing method,
The process of moving raw materials through piping;
A process of measuring the flow rate of the raw material passing through the pipe;
A process of adjusting the flow rate of the raw material according to the measured flow rate of the raw material; and
A substrate processing method comprising: supplying the raw material to a chamber.
상기 유량을 측정하는 과정은 제1위치에서 수행하고,
상기 유량을 조절하는 과정은 상기 제1위치와 이격되는 제2위치에서 수행하는 기판 처리 방법. In claim 7,
The process of measuring the flow rate is performed at the first location,
A substrate processing method in which the process of adjusting the flow rate is performed at a second location spaced apart from the first location.
상기 유량을 조절하는 과정은 상기 챔버에 설치되는 유량 조절부에서 수행하는 기판 처리 방법.In claim 8,
A substrate processing method in which the process of controlling the flow rate is performed by a flow rate control unit installed in the chamber.
상기 유량을 조절하는 과정 이전에,
상기 배관에서 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 폐쇄하는 과정을 포함하는 기판 처리 방법. In claim 9,
Before the process of adjusting the flow rate,
A substrate processing method comprising closing the pipe between the first position and the second position.
상기 유량을 조절하는 과정은,
상기 배관의 개도를 조절하는 과정을 포함하는 기판 처리 방법.In claim 9,
The process of controlling the flow rate is,
A substrate processing method including the process of adjusting the opening degree of the pipe.
상기 유량을 조절하는 과정은,
측정된 원료의 유량값에 비례하여 상기 배관의 개도를 조절하는 과정을 포함하는 기판 처리 방법. In claim 7,
The process of controlling the flow rate is,
A substrate processing method comprising adjusting the opening of the pipe in proportion to the measured flow rate of the raw material.
상기 유량을 조절하는 과정은,
측정된 원료의 유량값이 이전 공정에서 측정된 원료의 유량값보다 크면 상기 배관의 개도를 이전 공정에서보다 감소시키는 과정을 포함하는 기판 처리 방법.In claim 7,
The process of controlling the flow rate is,
A substrate processing method comprising reducing the opening degree of the pipe compared to the previous process when the measured flow rate of the raw material is greater than the flow rate of the raw material measured in the previous process.
상기 유량을 조절하는 과정은,
측정된 원료의 유량값이 이전 공정에서 측정된 원료의 유량값보다 작으면 상기 배관의 개도를 이전 공정에서보다 증가시키는 과정을 포함하는 기판 처리 방법.In claim 7,
The process of controlling the flow rate is,
A substrate processing method comprising increasing the opening of the pipe compared to the previous process when the measured flow rate of the raw material is smaller than the flow rate of the raw material measured in the previous process.
상기 유량을 조절하는 과정은,
원료의 유량값에 대한 개도값이 미리 마련된 데이터 테이블에서,
측정된 원료의 유량값에 대응하는 개도값을 선택하여 상기 배관의 개도를 조절하는 기판 처리 방법. In claim 7,
The process of controlling the flow rate is,
In the data table where the opening value for the flow rate of the raw material is prepared in advance,
A substrate processing method that adjusts the opening degree of the pipe by selecting an opening value corresponding to the measured flow rate value of the raw material.
상기 유량을 조절하는 과정 이후에,
상기 배관에서 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이를 개방하는 과정을 포함하는 기판 처리 방법. The method of any one of claims 8 to 11,
After the process of adjusting the flow rate,
A substrate processing method comprising opening the pipe between the first location and the second location.
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KR1020220053459A KR20230154347A (en) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20230154347A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101103297B1 (en) | 2010-05-25 | 2012-01-11 | (주)티티에스 | UNIT FOR SUPPLYING SOURCE and SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS FOR HAVING THE SAME |
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2022
- 2022-04-29 KR KR1020220053459A patent/KR20230154347A/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101103297B1 (en) | 2010-05-25 | 2012-01-11 | (주)티티에스 | UNIT FOR SUPPLYING SOURCE and SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS FOR HAVING THE SAME |
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