WO2024112132A1 - 기판 처리장치 및 그 운용방법 - Google Patents

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백진욱
고형식
이현노
양형모
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    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing device and a method of operating the same, and more specifically, to a substrate processing device and a method of operating the same that can ensure safety while performing a process by supplying toxic gas into a process chamber.
  • a process is carried out by supplying toxic gas into a process chamber. Since these toxic gases are harmful to the human body, it is important to prevent them from leaking to the outside. Even when the opening of the process chamber is opened and closed to transport substrates such as wafers, the toxic gas remaining in the process chamber escapes to the outside. It is necessary to manage what goes out.
  • a person can enter and work in the loading chamber, which is in communication with the process chamber and where substrates are loaded onto the substrate boat, preventing toxic gases remaining in the process chamber from flowing into the loading chamber. It needs to be completely blocked.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2007-0045792
  • the present invention supplies toxic gas into the process chamber and interlocks the opening and closing means of the process chamber until the toxic gas is exhausted from the process chamber while the process is being carried out, thereby removing the toxic gas remaining in the process chamber.
  • a substrate processing apparatus includes a process chamber having an opening on one side; a process gas supply unit that supplies process gas containing toxic gas into the process chamber; an exhaust unit exhausting the inside of the process chamber; Opening and closing means for opening and closing the opening of the process chamber; and a control unit that detects the supply of the toxic gas to interlock the opening and closing means, and releases the interlocking of the opening and closing means according to the internal pressure of the process chamber.
  • the process gas supply unit supplies the toxic gas and includes a first supply line on which at least one of a valve and a flow rate controller is installed, and the control unit controls at least one of the opening of the valve and the gas flow of the flow rate controller. By detecting the opening/closing means, the opening can be interlocked in a closed state.
  • a purge gas supply unit that supplies a purge gas into the process chamber; and a pressure measuring unit that measures the internal pressure of the process chamber, wherein the control unit supplies the purge gas while the valve is closed or the gas flow of the flow controller is not detected.
  • the control unit supplies the purge gas while the valve is closed or the gas flow of the flow controller is not detected.
  • the reference pressure can be determined experimentally through a preliminary test performed under the same conditions as the treatment process using the toxic gas.
  • the control unit may set the pressure maintenance time to be equal to or greater than the residence time of the toxic gas using the residual time of the toxic gas in the process chamber measured in the preliminary test.
  • the control unit may set the reference pressure to the internal pressure of the process chamber measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber in the purge process of supplying the purge gas.
  • the pressure maintenance time may be determined depending on the length of the first supply line and the volume velocity of the toxic gas.
  • a substrate boat in which a plurality of substrates are stacked in multiple stages and can be accommodated in the process chamber; and a loading chamber provided on one side of the process chamber to provide a space for loading the plurality of substrates on the substrate boat, wherein the opening and closing means is provided on one side of the process chamber and opens the opening.
  • a shutter unit that opens and closes; and a cover portion coupled to the lower end of the substrate boat and opening and closing the opening as the substrate boat is raised and lowered. The cover portion may close the opening while the substrate boat is accommodated in the process chamber.
  • a method of operating a substrate processing apparatus includes the steps of closing an opening on one side of the process chamber to perform a processing process using a toxic gas; A process of detecting the supply of the toxic gas; A process of interlocking the opening and closing means for opening and closing the opening; and a process of releasing the interlock of the opening and closing means according to the internal pressure of the process chamber.
  • the process of detecting the supply of the toxic gas includes: detecting the opening of a valve installed in a first supply line that supplies the toxic gas; And a process of detecting a gas flow through a flow controller installed in the first supply line, and in the process of interlocking the opening and closing means, at least one of opening the valve and a gas flow of the flow controller is detected. When detected, the opening/closing means can be interlocked with the opening closed.
  • It may further include a process of setting the reference pressure, and the process of setting the reference pressure may include a process of determining the reference pressure according to the results of a preliminary test conducted under the same conditions as the treatment process.
  • It may further include a process of setting the pressure maintenance time, and the process of setting the pressure maintenance time may include a process of receiving the residence time of the toxic gas in the process chamber measured in the pre-test.
  • a process of setting the reference pressure may be performed, wherein the process of setting the reference pressure is performed while supplying the purge gas at a flow rate equal to the flow rate supplied into the process chamber during the process of supplying the purge gas. It may include a process of receiving the internal pressure of the chamber.
  • a process of setting the pressure maintenance time further comprising setting the pressure maintenance time of the toxic gas calculated using the length of the first supply line and the volume velocity of the toxic gas. It may include a process of inputting the remaining time.
  • the substrate processing device detects the supply of toxic gas through a control unit to interlock the opening and closing means, and releases the interlock of the opening and closing means according to the internal pressure of the process chamber, By blocking the opening of the process chamber from being opened until the toxic gas is completely exhausted, it is possible to prevent the toxic gas remaining in the process chamber from leaking to the outside due to the opening being opened before the toxic gas is completely exhausted. . Accordingly, safety accidents caused by toxic gas can be prevented, and it is also possible to prevent a situation in which all devices in a semiconductor manufacturing facility (FAB) shut down due to leakage of toxic gas.
  • FAB semiconductor manufacturing facility
  • a separate device is used to detect the toxic gas remaining in the process chamber by measuring the internal pressure of the process chamber and releasing the interlock of the opening and closing means when the measured pressure is maintained below the standard pressure for the pressure maintenance time. Even without additional installation, it is possible to prevent a situation (or accident) in which toxic gas remains in the process chamber by opening the opening of the process chamber. At this time, when the internal pressure of the process chamber falls below the standard pressure, the opening of the process chamber is not immediately opened, but the interlock of the opening and closing means is maintained for a pressure maintenance time longer than the residual time of the toxic gas, so that the toxic gas is completely released more effectively. It is possible to prevent the opening from opening before exhaustion.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a conceptual diagram showing the connection relationship between components of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing an opening and closing means according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a flowchart showing a method of operating a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a connection relationship between components of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a substrate processing apparatus 100 includes a process chamber 110 having an opening 111 on one side; a process gas supply unit 120 that supplies process gas containing toxic gas into the process chamber 110; An exhaust unit 130 that exhausts the inside of the process chamber 110; Opening and closing means 140 for opening and closing the opening 111 of the process chamber 110; and a control unit 150 that detects the supply of the toxic gas to interlock the opening and closing means 140 and releases the interlock of the opening and closing means 140 according to the internal pressure of the process chamber 110. May include ;.
  • the process chamber 110 may provide a processing space for a substrate 10, such as a wafer, and may have an opening 111 on one side (e.g., the lower end), through the opening 111.
  • the substrate 10 may be brought into the processing space (i.e., the inside of the process chamber) and a processing process may be performed on a single or multiple substrates 10 .
  • the process chamber 110 may be a process tube made of a heat-resistant material such as quartz or ceramic in a cylindrical shape with a closed top and an open bottom, and a plurality of substrates 10 are accommodated therein.
  • the substrate 10 processing process can be performed in a batch type.
  • the processing space accommodates a substrate boat 180 in which a plurality of substrates 10 are stacked in the longitudinal direction of the process chamber 110, and a processing process (e.g., deposition process) for the substrate 10 is performed.
  • a processing process e.g., deposition process
  • the process gas supply unit 120 may supply process gas containing toxic gas into the process chamber 110, may supply deposition gas for a deposition process inside the process chamber 110, and may supply a deposition gas for a deposition process inside the process chamber 110.
  • Cleaning gas can also be supplied to clean the interior.
  • the process gas may include the deposition gas or the cleaning gas
  • the deposition gas may include the toxic gas
  • the cleaning gas may include the toxic gas
  • the deposition gas and the cleaning gas may include the toxic gas. All may contain the above toxic gases.
  • the toxic gases include ammonia (NH 3 ), hydrogen fluoride (HF), fluorine (F 2 ), chlorine (Cl 2 ), hydrogen chloride (HCl), and dichloro silane (DCS, SiH 2 Cl 2 ).
  • Dichloroethane (DCE, C 2 H 4 Cl 2 ) nitrogen oxide (NO), nitrogen oxide (NO x ), nitrous oxide (N 2 O), etc.
  • the exhaust unit 130 may exhaust the inside of the process chamber 110 and communicate with the inside of the process chamber 110 (i.e., the processing space) to exhaust process residues within the processing space to the outside.
  • the exhaust unit 130 may include an exhaust line 131 connected to the process chamber 110.
  • One side (or one end) of the exhaust line 131 may be connected to the process chamber 110 and communicate with the exhaust port 112 of the process chamber 110, and the other side (or other end) may be connected to the vacuum pump 132. You can. Through this, the process residue can be discharged from the processing space and exhausted to the outside.
  • an exhaust valve 133 may be installed in the exhaust line 131, and the exhaust valve 133 may be configured as an APC (Adaptive Pressure Control) valve to form a vacuum in the process chamber 110, and the vacuum pressure can be adjusted.
  • the exhaust unit 130 may further include a toxic gas dilution unit (not shown) that is connected to the exhaust line 131 and dilutes the toxic gas discharged into the exhaust line 131.
  • the toxic gas dilution unit (not shown) is connected to the exhaust line 131 and can dilute the toxic gas discharged through the exhaust line 131.
  • the toxic gas can be diluted and discharged to the outside. For example, after collecting the process residues containing the toxic gas in a certain space, the collected process residues can be diluted with nitrogen (N 2 ) or the like to discharge the process residues to the outside in a non-toxic state. there is.
  • the opening and closing means 140 may open and close the opening 111 of the process chamber 110, and may block (or close) the opening 111 during a processing process using the toxic gas, thereby allowing the toxic gas to flow into the process chamber 110. ) It can block (or prevent) leakage (or outflow) to the outside.
  • the control unit 150 may detect the supply of the toxic gas and interlock the opening and closing means 140 during a processing process using the toxic gas, and may perform a processing process using the toxic gas (or supply of the toxic gas). After this is finished (or completed), the interlock of the opening and closing means 140 can be released according to the internal pressure of the process chamber 110. For example, for a treatment process using the toxic gas, the opening and closing means 140 may be interlocked before starting or supplying the toxic gas, and the supply of the toxic gas may be terminated (or stopped). After this, if the internal pressure of the process chamber 110 is below the reference pressure, the interlock of the opening and closing means 140 can be released.
  • the substrate processing apparatus 100 detects the supply of the toxic gas through the control unit 150 to interlock the opening and closing means 140, and the opening and closing means (140) according to the internal pressure of the process chamber 110.
  • the opening 111 of the process chamber 110 is blocked from opening until the toxic gas is completely exhausted within the process chamber 110, thereby opening the opening 111 before the toxic gas is completely exhausted.
  • the toxic gas remaining in the process chamber 110 can be prevented from leaking to the outside. Accordingly, safety accidents caused by the toxic gas can be prevented, and a situation in which all devices in the semiconductor manufacturing facility (FAB) are shut down due to leakage of the toxic gas can also be prevented.
  • FAB semiconductor manufacturing facility
  • the process gas supply unit 120 supplies the toxic gas and may include a first supply line 121 in which at least one of the (first) valve 122 and the (first) flow controller 123 is installed.
  • the first supply line 121 may supply the toxic gas to the process chamber 110 by connecting a (first) gas supply source (or gas storage source) for supplying the toxic gas to the process chamber 110, At least one of the valve 122 and the flow controller 123 may be installed.
  • the valve 122 may turn on/off the supply (or flow) of the toxic gas
  • the flow controller 123 may control the flow rate (or flow) of the toxic gas.
  • the flow (or flow rate) of gas can be sensed.
  • control unit 150 may detect at least one of the opening of the valve 122 and the gas flow of the flow controller 123 to interlock the opening and closing means 140 with the opening 111 closed.
  • the control unit 150 determines that the toxic gas is supplied and opens and closes the opening and closing means 140 with the opening 111 closed.
  • the means 140 can be interlocked.
  • control unit 150 may include a valve sensor (not shown) that detects the opening and closing of the valve 122, and may detect the opening (state) of the valve 122 through the valve sensor (not shown). You can. And when a gas flow is detected in the flow controller 123, the control unit 150 can detect the gas flow in the flow controller 123 by receiving (or receiving) a flow detection signal from the flow controller 123. .
  • the supply of the toxic gas may be determined by detecting either the opening of the valve 122 or the gas flow of the flow controller 123. However, in order to increase the accuracy of the judgment, the opening of the valve 122 and the gas flow of the flow controller 123 are detected. In the case where all gas flows are detected, it may be desirable to determine the supply of the toxic gas.
  • the substrate processing apparatus 100 includes a purge gas supply unit 160 that supplies a purge gas into the process chamber 110; and a pressure measuring unit 170 that measures the internal pressure of the process chamber 110.
  • the purge gas supply unit 160 may supply purge gas into the process chamber 110 and purge the toxic gas remaining within the process chamber 110.
  • the purge gas may include nitrogen (N 2 ) gas or an inert gas such as argon (Ar), helium (He), or neon (Ne).
  • the purge gas supply unit 160 supplies the purge gas into the process chamber 110 after the treatment process using the toxic gas is terminated and the supply of the toxic gas is stopped (or stopped) to perform the purge process. This can be performed, and the process residues such as the toxic gas remaining in the process chamber 110 can be purged even after the treatment process using the toxic gas is terminated, and the purged process residues are It can be exhausted through the exhaust unit 130.
  • the purge gas supply unit 160 can supply the purge gas through the purge line 161, and the supply of the purge gas can be turned on/off by the purge valve 162 installed in the purge line 161. .
  • the purge line 161 of the purge gas supply unit 160 may be connected (or in communication) with the first supply line 121. In this case, the toxic gas remaining in the first supply line 121 can be purged. You may.
  • the pressure measuring unit 170 may measure the internal pressure of the process chamber 110, and may directly measure the internal pressure of the process chamber 110, or calculate the internal pressure through other measured value(s) measured directly or indirectly.
  • the internal pressure of the chamber 110 may be measured (or indirectly).
  • the pressure measuring unit 170 is connected to the process chamber 110 as shown in FIG. 2 and can (directly) measure the internal pressure of the process chamber 110, but is connected to the exhaust line 131.
  • the measured vacuum degree and/or vacuum pressure of the process chamber 110 (indirectly ) It is also possible to measure the internal pressure of the process chamber 110, but it is not limited to this, and it is sufficient to measure the internal pressure of the process chamber 110.
  • the control unit 150 supplies the purge gas in a state in which the valve 122 is closed or the gas flow of the flow controller 123 is not detected while maintaining the pressure measured by the pressure measuring unit 170 below the reference pressure. If maintained for a period of time, the interlock of the opening and closing means 140 can be released.
  • the control unit 150 may determine that the supply of the toxic gas is stopped (or stopped) when the valve 122 is closed or the gas flow is not detected by the flow controller 123. Suspension of supply of the toxic gas may be determined by either closure detection or non-detection of the gas flow by the flow controller 123. However, if the valve 122 is closed and the gas flow is not detected by the flow controller 123, the stoppage of the supply of the toxic gas may be determined. It may be desirable to determine that the supply of the toxic gas has been stopped.
  • the purge gas supply unit 160 supplies the purge gas to remove the purge gas remaining in the process chamber 110 and/or the first supply line 121.
  • the toxic gas may be purged, and the control unit 150 may maintain the supply of the toxic gas stopped while the purge gas supply unit 160 supplies the purge gas after the supply of the toxic gas is stopped.
  • the purge process may be performed by supplying the purge gas from the purge gas supply unit 160 while the valve 122 is closed or the gas flow of the flow controller 123 is not detected and the supply of the toxic gas is maintained.
  • the pressure measuring unit 170 may measure the internal pressure of the process chamber 110 while performing the purge process.
  • the internal pressure of the process chamber 110 measured by the pressure measuring unit 170 is below the reference pressure, it may be determined that there is no toxic gas remaining in the process chamber 110.
  • the toxic gas remaining in the first supply line 121 may be purged and supplied into the process chamber 110, and the toxic gas remaining in the exhaust line 131 may be purged due to the opening of the opening 111. Since it may flow back and leak to the outside, the interlock of the opening and closing means 140 should not be released immediately, but the interlock of the opening and closing means 140 may be released (only) when the pressure is maintained below the above reference pressure. You can.
  • the interlock of the opening and closing means 140 can be maintained without releasing the interlock of the opening and closing means 140 until the toxic gas completely escapes from the process chamber 110, and the interlock of the opening and closing means 140 can be maintained.
  • the interlock of the opening and closing means 140 can be maintained.
  • the reference pressure can be experimentally determined through a preliminary test performed under the same conditions as the treatment process using the toxic gas. For example, in a preliminary test performed under the same conditions as the treatment process using the toxic gas, the toxic gas completely escapes from the process chamber 110 and there is no toxic gas remaining in the process chamber 110.
  • the internal pressure of the process chamber 110 may be measured, and the measured pressure (or the internal pressure of the process chamber) may be used as the reference pressure.
  • the substrate processing apparatus 100 of the present invention may further include a reference pressure storage unit (not shown) in which the reference pressure is stored for each processing process such as the deposition process and the cleaning process, and a reference pressure storage unit (not shown) ), the reference pressure(s) obtained by performing the pre-test for each processing process may be stored, and the control unit 150 retrieves the reference pressure from the reference pressure storage unit (not shown) for each processing process. It is possible to determine the interlock release (time) of the opening and closing means 140.
  • the control unit 150 sets the pressure maintenance time to more than the residence time of the toxic gas using the residence time of the toxic gas in the process chamber 110 measured (or measured) in the pre-test.
  • the pressure maintenance time may be set to be equal to or greater than the residual time of the toxic gas by measuring the residual time of the toxic gas in the process chamber 110 in the preliminary test.
  • the residence time of the toxic gas in the process chamber 110 can be measured, the residence time can be measured for each type of toxic gas, and the measured residence time is stored in the residence time storage (not shown). ), etc. can be stored according to the type of toxic gas.
  • the substrate processing apparatus 100 of the present invention may further include a residence time storage unit (not shown) that stores the residence time for each type of toxic gas, and supplies the purge gas to the process chamber 110. While purging the interior, the residual time can be measured until the toxic gas is not included in the process residue discharged to the exhaust line 131 and stored in a residual time storage unit (not shown), and the residual time of the toxic gas can be measured. The residual time can be measured for each type and stored in the residual time storage unit (not shown).
  • a residence time storage unit (not shown) that stores the residence time for each type of toxic gas, and supplies the purge gas to the process chamber 110. While purging the interior, the residual time can be measured until the toxic gas is not included in the process residue discharged to the exhaust line 131 and stored in a residual time storage unit (not shown), and the residual time of the toxic gas can be measured. The residual time can be measured for each type and stored in the residual time storage unit (not shown).
  • a gas detector 135 such as Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy (SP-OES) is installed in the exhaust port 112 and/or the exhaust line 131 of the process chamber 110 to exhaust the process chamber 110. It is possible to detect whether the toxic gas is included in the process residue (or exhaust gas) discharged to the exhaust line 131 through the port 112, and the process residue discharged to the exhaust line 131 The time until the toxic gas is no longer included can be considered as the residence time of the toxic gas.
  • the starting point of the residence time may be after the supply of the toxic gas is stopped, may be during the purge process, or may be when the purge process (or the supply of the purge gas) begins.
  • the gas remaining inside the process chamber 110 By setting the pressure maintenance time longer than the residual time of the toxic gas and maintaining the internal pressure of the process chamber 110 below the reference pressure or longer than the residual time of the toxic gas, the gas remaining inside the process chamber 110
  • the toxic gas can be completely (or completely) removed (or exhausted) within the process chamber 110 without the toxic gas, and the opening/closing means 140 can be operated without the toxic gas remaining inside the process chamber 110. ) can be released to open the opening 111 of the process chamber 110. Accordingly, leakage (or leakage) of the toxic gas from the inside of the process chamber 110 can be fundamentally blocked (or prevented).
  • the toxic gas can escape (or be purged) from the exhaust line 131. It may be desirable to set the pressure maintenance time longer than the gas residence time.
  • control unit 150 can retrieve the residence time from the residence time storage unit (not shown) for each type of toxic gas and set the pressure maintenance time to be longer than the residence time of the toxic gas according to the residence time. .
  • the pressure maintenance time starts from the point when the pressure measured by the pressure measuring unit 170 while supplying the purge gas (i.e., the internal pressure of the process chamber) falls below the reference pressure. It can be determined through time-dependent data when the toxic gas is detected by the detector 135, and the control unit 150 maintains the pressure by checking when the toxic gas is detected and then not detected from the time-sensitive data when the toxic gas is detected. The time can be determined, and when the toxic gas is not detected, it can be determined that all of the toxic gas has escaped (or been discharged).
  • time-specific data on detecting the toxic gas can also be obtained through the preliminary test, and the time-specific data can also be obtained for each type of toxic gas.
  • control unit 150 may use the internal pressure of the process chamber 110 measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber 110 in a purge process for supplying the purge gas.
  • a standard pressure can be set. That is, the reference pressure may be the internal pressure of the process chamber 110 measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber 110 in the purge process of supplying the purge gas, It is not the (actual) purge process that is carried out after the treatment process, but a separate process. Only the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber 110 in the purge process is used without any other gas in advance in the process chamber 110. It may be the internal pressure of the process chamber 110 measured by supply.
  • the flow rate supplied into the process chamber 110 in the purge process may be determined depending on the type of the toxic gas, and the flow rate is the same as the flow rate supplied into the process chamber 110 in the purge process of each treatment process.
  • the internal pressure of the process chamber 110 when only the purge gas is supplied can be measured.
  • the internal pressure of the process chamber 110 can be measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber 110 in the purge process for each processing process, and the internal pressure measured for each processing process can be measured.
  • the internal pressure of the process chamber 110 may be different, and accordingly, the reference pressure may vary for each processing process.
  • the measured internal pressure of the process chamber 110 may be stored as the reference pressure in the reference pressure storage unit (not shown) for each processing process.
  • the internal pressure of the process chamber 110 measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber 110 in the purge process is the purge gas without the toxic gas inside the process chamber 110. Since it is the pressure when there is (or flows) only, the pressure measured through the pressure measuring unit 170 in the purge process is equal to the internal pressure of the process chamber 110 measured while supplying the purge gas at the same flow rate. In the same case, it may be determined that only the purge gas exists (or flows) in the process chamber 110 without other gases, such as the toxic gas.
  • the internal pressure of the process chamber 110 measured while supplying the purge gas at the same flow rate can be used as the reference pressure, and if the pressure measured by the pressure measuring unit 170 is below the reference pressure, It may be determined that the toxic gas is not present (or does not remain) in the process chamber 110.
  • the toxic gas remains in the process chamber 110, the toxic gas is present in addition to the purge gas, so the pressure measured by the pressure measuring unit 170 becomes higher than the reference pressure, and through this, the toxic gas is present in addition to the purge gas. If the pressure measured by the pressure measuring unit 170 is higher than the reference pressure, it may be determined that the toxic gas remains (or exists) in the process chamber 110.
  • the pressure maintenance time may be determined according to the length of the first supply line 121 and the volume velocity of the toxic gas, and the distance from the gas supply source to the exhaust port 112 of the process chamber 110.
  • the residence time of the toxic gas may be calculated according to (for example, the length of the first supply line + the width of the process chamber) and the volumetric velocity of the toxic gas, and according to the calculated residence time of the toxic gas.
  • the pressure maintenance time may be determined to be longer than the residence time.
  • the residence time of the toxic gas may be proportional to the length of the first supply line 121, and may be inversely proportional to the volumetric velocity of the toxic gas, and the pressure maintenance time may also be proportional to the length of the first supply line 121. ) and may be inversely proportional to the volumetric velocity of the toxic gas.
  • Equation 1 The residence time of the toxic gas can be expressed by Equation 1.
  • t res. is the residence time of the toxic gas
  • D is the distance from the gas supply source to the exhaust port of the process chamber
  • V vol. is the volumetric velocity of the toxic gas, where l is the length of the first supply line, and w is the width of the process chamber.
  • volumetric velocity of the toxic gas may be determined depending on the molecular weight of the toxic gas, and may be higher as the molecular weight of the toxic gas decreases.
  • the pressure maintenance time can be easily determined by Equation 1, and the residence time of the toxic gas can be quickly calculated without performing a separate process of supplying gas such as the purge gas into the process chamber 110 in advance. Thus, the pressure maintenance time can be determined.
  • the substrate processing apparatus 100 measures the internal pressure of the process chamber 110, and when the measured pressure is maintained below the reference pressure for the pressure maintenance time, the interconnection of the opening and closing means 140 By releasing the lock, the opening 111 of the process chamber 110 is opened and the toxic gas is detected within the process chamber 110 even without additionally installing a separate device for detecting the toxic gas remaining in the process chamber 110. It is possible to prevent situations (or accidents) where .
  • the opening 111 of the process chamber 110 is not opened immediately, but an opening and closing means ( By maintaining the interlock 140), it is possible to more effectively prevent the opening 111 from opening before the toxic gas is completely exhausted.
  • Figure 3 is a diagram showing an opening and closing means according to an embodiment of the present invention, where Figure 3 (a) shows the cover part and Figure 3 (b) shows the shutter part.
  • the substrate processing apparatus 100 includes a substrate boat 180 in which a plurality of substrates 10 are stacked in multiple stages and can be accommodated in a process chamber 110; and a loading chamber 190 provided on one side of the process chamber 110 to provide a space for loading the plurality of substrates 10 on the substrate boat 180.
  • the substrate boat 180 can be loaded with a plurality of substrates 10 in multiple stages, and can be accommodated in the process chamber 110 to perform a processing process for the substrate 10. That is, the substrate boat 180 can be loaded with the plurality of substrates 10 in multiple stages (or in the vertical direction) to perform the substrate 10 processing process in a batch manner, and the inside of the process chamber 110 ( That is, it may be provided in the processing space) and may be accommodated in the internal space of the process chamber 110 (i.e., the processing space) during the processing process of the substrate 10. At this time, there may be a plurality of substrate boats 180 and may be provided inside each of the plurality of process chambers 110 .
  • the substrate boat 180 may be configured to have a plurality of independent spaces where the plurality of substrates 10 can be individually processed.
  • the loading chamber 190 may be provided (or provided) on one (e.g., lower) side (in the longitudinal direction) of the process chamber 110 and is used for loading a plurality of substrates 10 on the substrate boat 180. Space may be provided, and a plurality of substrates 10 may be loaded into the loading chamber 190 and stacked on the substrate boat 180 in multiple stages. And the substrate boat 180 loaded with a plurality of substrates 10 in the loading chamber 190 is lifted up and down by the boat elevator 185 to perform the substrate 10 processing process and is placed in the internal space of the process chamber 110. It can be accepted.
  • the loading chamber 190 may have an open top so that the substrate boat 180 can be lifted and lowered, and the substrates 10 may be entered and exited on one side (in the width direction) so that a plurality of substrates 10 can be loaded.
  • a passage can be formed.
  • the loading chamber 190 may be connected to a transfer chamber (not shown) and may have a passage connected to the transfer chamber (not shown), through which the substrate 10 is transferred from the transfer chamber (not shown). It may be loaded into the loading chamber 190.
  • a gate valve (not shown) may be installed outside the passage, and the passage may be opened and closed by the gate valve (not shown).
  • the opening and closing means 140 includes a cover portion 141 that is coupled to the lower end of the substrate boat 180 and opens and closes the opening 111 as the substrate boat 180 is raised and lowered. and a shutter unit 142 provided on one side of the process chamber 110 to open and close the opening 111.
  • the cover portion 141 may be coupled to the lower end of the substrate boat 180 and may be raised and lowered together with the substrate boat 180 as the substrate boat 180 is raised and lowered by the boat elevator 185, and the opening 111 ) can be opened and closed.
  • the cover 141 can close the opening 111 while the substrate boat 180 is accommodated in the process chamber 110, and the substrate ( The processing process for 10) may proceed, and after the processing process is completed (or terminated), the cover portion 141 may be lowered together with the substrate boat 180 and the opening 111 may be opened.
  • the shutter unit 142 may be provided on one side (e.g., the bottom) (in the longitudinal direction) of the process chamber 110, and may open and close the opening 111, and allow the substrate boat 180 to descend into the loading chamber.
  • the opening 111 can be closed and the substrate boat 180 is received within the process chamber 110, or the substrate boat 180 is between the process chamber 110 and the loading chamber 190.
  • the opening 111 can be opened when going up or down.
  • the shutter unit 142 rotates (or revolves) around a rotation axis spaced apart from the center of the blocking plate that can block the opening 111, as shown in (b) of FIG. 3, thereby forming the opening ( 111) can be opened and closed.
  • control unit 150 operates the cover part 141 in the deposition process, which is carried out in a state in which the substrate boat 180 is accommodated in the process chamber 110 and the opening part 111 is closed by the cover part 141.
  • the shutter unit closes (or shields) the opening 111. (142) can be interlocked.
  • Figure 4 is a flowchart showing a method of operating a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the operating method of the substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention will be examined in more detail. Details that overlap with those previously described in relation to the substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be omitted. do.
  • a method of operating a substrate processing apparatus includes the process of closing an opening on one side of the process chamber to perform a processing process using toxic gas (S100); Process of detecting the supply of the toxic gas (S200); A process of interlocking the opening and closing means for opening and closing the opening (S300); and a process (S400) of releasing the interlock of the opening and closing means according to the internal pressure of the process chamber.
  • S100 toxic gas
  • S200 Process of detecting the supply of the toxic gas
  • S300 A process of interlocking the opening and closing means for opening and closing the opening
  • S400 a process of releasing the interlock of the opening and closing means according to the internal pressure of the process chamber.
  • the opening on one side of the process chamber is closed to perform a treatment process using toxic gas (S100).
  • a treatment process using toxic gas S100
  • the opening of a process chamber having an opening on one side can be closed with an opening and closing means, and the treatment process using the toxic gas is performed with the opening of the process chamber closed. can do.
  • the supply of the toxic gas is detected (S200). Since the toxic gas is harmful to the human body, if the toxic gas leaks to the outside and escapes to the external environment, a safety accident due to the toxic gas occurs. As a result, the supply of the toxic gas can be detected through the control unit to prevent the toxic gas from leaking (or leaking) to the outside by opening the opening of the process chamber during the supply of the toxic gas. Through this, the supply of the toxic gas can be sensed (or detected), and when the supply of the toxic gas is detected, the opening of the process chamber can be prevented from opening, and thus the toxic gas can be prevented from opening through the opening. It can prevent leakage to the outside.
  • the opening and closing means for opening and closing the opening are interlocked (S300).
  • the control unit may interlock the opening and closing means for opening and closing the opening to prevent the opening of the process chamber from being opened, and accordingly, the opening of the process chamber may be closed during the supply of the toxic gas. is not open, so the toxic gas may not leak out to the outside through the opening.
  • the interlock of the opening and closing means is released according to the internal pressure of the process chamber (S400).
  • the control unit may release the interlock of the opening and closing means according to the internal pressure of the process chamber, and completely (or all) the toxic gas without the toxic gas remaining in the process chamber.
  • the interlock of the opening and closing means may be released to open the opening of the process chamber.
  • the process of detecting the supply of the toxic gas (S200) includes the process of detecting the opening of a valve installed in the first supply line that supplies the toxic gas (S211); and a process of detecting gas flow through a flow controller installed in the first supply line (S212).
  • the opening of the valve installed in the first supply line supplying the toxic gas can be detected (S211).
  • the control unit may detect the opening of a valve installed in a first supply line that supplies the toxic gas to detect whether the toxic gas is being supplied, and when the valve is opened, it may be determined that the toxic gas is supplied. You can.
  • the controller may detect the opening (state) of the valve through a valve sensor that detects the opening and closing of the valve.
  • the gas flow through the flow controller installed in the first supply line can be detected (S212).
  • the control unit may detect the gas flow through a flow controller installed in the first supply line to detect whether the toxic gas is being supplied, and when the gas flow is detected by the flow controller, the toxic gas is supplied. You can judge. For example, when a gas flow is detected in the flow controller, the controller may receive (or receive) a flow detection signal from the flow controller to detect the gas flow in the flow controller.
  • the opening and closing means may be interlocked with the opening closed.
  • the control unit determines that the toxic gas is supplied.
  • the opening and closing means may be interlocked while the opening and closing means closes the opening.
  • a method of operating a substrate processing apparatus includes supplying a purge gas into the process chamber (S350); and measuring the internal pressure of the process chamber (S360).
  • a purge gas may be supplied into the process chamber (S350).
  • a purge gas can be supplied into the process chamber through a purge gas supply unit, and the toxic gas remaining in the process chamber can be purged.
  • the purge gas supply unit may perform a purge process by supplying the purge gas into the process chamber after the treatment process using the toxic gas is terminated and the supply of the toxic gas is stopped (or stopped).
  • Process residues such as the toxic gas remaining in the process chamber may be purged even after the treatment process using the toxic gas is terminated, and the purged process residue may be exhausted through an exhaust unit. .
  • the internal pressure of the process chamber can be measured (S360).
  • the internal pressure of the process chamber can be measured through a pressure measuring unit, and the pressure measuring unit may be connected to the process chamber to measure the internal pressure of the process chamber (directly), and may be connected to the exhaust line of the exhaust unit.
  • the internal pressure of the process chamber can be measured (indirectly) by measuring the vacuum degree and/or the vacuum pressure (or exhaust pressure) of the process chamber through a vacuum sensor. It may be possible.
  • the internal pressure of the process chamber is measured while supplying the purge gas in a state in which the valve is closed or the gas flow of the flow controller is not detected.
  • the pressure measured by the pressure measuring unit is lower than the reference pressure.
  • control unit may determine that the supply of the toxic gas is stopped (or stopped) when the valve is closed or the gas flow is not detected by the flow controller, and when the valve is closed and the flow controller detects the Stopping the supply of the toxic gas may be determined by either non-detection of the gas flow, but it is preferable to determine that the supply of the toxic gas is stopped when the valve is closed and the gas flow is not detected by the flow controller. can do.
  • the purge gas supply unit may supply the purge gas to purge the toxic gas remaining in the process chamber and/or the first supply line, The control unit may maintain supply of the toxic gas while the purge gas supply unit supplies the purge gas after the supply of the toxic gas is stopped.
  • the purge process may be performed while supplying the purge gas from the purge gas supply unit while the valve is closed or the gas flow of the flow controller is not detected and the supply of the toxic gas is maintained, and the pressure measuring unit While performing the purge process, the internal pressure of the process chamber can be measured.
  • the interlock of the opening and closing means can be released (only) when the pressure is maintained below the reference pressure for the pressure maintenance time.
  • the interlock of the opening and closing means can be maintained without releasing the interlock of the opening and closing means until the toxic gas completely escapes from the process chamber, and even after releasing the interlock of the opening and closing means, the interlock of the opening and closing means can be maintained within the process chamber.
  • the interlock of the opening and closing means can be maintained within the process chamber.
  • the operating method of the substrate processing apparatus according to the present invention may further include setting the reference pressure (S50).
  • the reference pressure can be set (S50). If the toxic gas leaks out into the external environment, a safety accident may occur due to the toxic gas, and not only may it be harmful to the human body, but all tens or hundreds of devices within the semiconductor manufacturing facility (FAB) may be damaged. Since problems that require shut down may also occur, it is very important to have a configuration that releases the interlock of the opening and closing means only when the toxic gas completely escapes from the process chamber through the control unit. For this purpose, the reference pressure suitable for the control unit can be set.
  • the process of setting the reference pressure may include a process (S51) of determining the reference pressure according to the results of a preliminary test conducted under the same conditions as the treatment process.
  • the reference pressure can be determined according to the results of a preliminary test conducted under the same conditions as the treatment process (S51). For example, in a preliminary test performed under the same conditions as a processing process using the toxic gas, the process chamber when the toxic gas completely escapes from the inside of the process chamber and there is no toxic gas remaining in the process chamber. The internal pressure may be measured and the measured pressure (or the internal pressure of the process chamber) may be used as the reference pressure. Meanwhile, the process of determining the reference pressure according to the results of the pre-test (S51) stores the reference pressure(s) obtained by performing the pre-test for each processing process, such as the deposition process and the cleaning process, in the reference pressure storage unit.
  • the process may include a process in which the control unit retrieves the reference pressure stored in the reference pressure storage unit for each processing process.
  • the reference pressure(s) obtained by performing the preliminary test for each processing process, such as the deposition process and the cleaning process, may be stored in the reference pressure storage unit, and the control unit may store the reference pressure(s) stored in the reference pressure storage unit for each processing process.
  • the reference pressure stored in the reference pressure storage unit can be retrieved by determining among the reference pressure(s).
  • the control unit may retrieve the reference pressure from the reference pressure storage unit for each processing process and determine the release (time) of the interlock of the opening and closing means.
  • the operating method of the substrate processing apparatus according to the present invention may further include a process (S60) of setting the pressure maintenance time.
  • the pressure maintenance time can be set (S60).
  • the pressure maintenance time suitable for the control unit can be set. At this time, in the process of setting the pressure maintenance time (S60), the pressure maintenance time is set to be longer than the residence time of the toxic gas using the residence time of the toxic gas in the process chamber measured in the pre-test. You can set it.
  • the process of setting the pressure maintenance time (S60) may include the process of receiving the residual time of the toxic gas in the process chamber measured in the preliminary test (S61).
  • the residence time of the toxic gas in the process chamber measured in the preliminary test can be input (S61).
  • the control unit may measure the residual time of the toxic gas in the process chamber in the pre-test, retrieve the residual time of the toxic gas stored in the residual time storage, and receive the residual time of the toxic gas.
  • the residual time of the toxic gas in the process chamber can be measured, the residual time can be measured for each type of toxic gas, and the measured residual time is stored in the residual time storage.
  • a gas detector such as Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy (SP-OES) is installed in the exhaust port of the process chamber and/or the exhaust line to detect the gas discharged into the exhaust line through the exhaust port.
  • SP-OES Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy
  • the residence time of the toxic gas is determined until the process residue discharged through the exhaust line does not contain the toxic gas. You can do this.
  • the starting point of the residence time may be after the supply of the toxic gas is stopped, may be during the purge process, or may be when the purge process (or the supply of the purge gas) begins.
  • the pressure maintenance time By setting the pressure maintenance time to be longer than the residual time of the toxic gas, the internal pressure of the process chamber is maintained below the reference pressure and longer than the residual time of the toxic gas, thereby eliminating the toxic gas remaining inside the process chamber.
  • the toxic gas can be completely (or completely) removed (or exhausted) from the process chamber, and the interlock of the opening and closing means can be released in a state where there is no toxic gas remaining inside the process chamber.
  • the opening can be opened. Accordingly, leakage (or leakage) of the toxic gas from the inside of the process chamber can be fundamentally blocked (or prevented).
  • the remaining time of the toxic gas is longer than the residual time of the toxic gas so that the toxic gas can escape (or be purged) from the exhaust line. It may be desirable to set the pressure maintenance time.
  • the process of setting the reference pressure determines the internal pressure of the process chamber measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber in the process of supplying the purge gas (S350). It may include an input process (S52).
  • the internal pressure of the process chamber measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber can be input (S52).
  • the control unit measures the internal pressure of the process chamber while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber, and sets the reference pressure to the reference pressure storage unit. The stored internal pressure of the process chamber can be retrieved and the internal pressure of the process chamber can be input.
  • the internal pressure of the process chamber can be measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber, and the process measured in this way can be performed.
  • the internal pressure of the chamber can be (set) to the above reference pressure.
  • the reference pressure may be the internal pressure of the process chamber measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber in the purge process (or the process of supplying the purge gas), It is not the (actual) purge process that takes place after the treatment process, but is a separate process and is measured by supplying only the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber in the purge process without any other gas in the process chamber in advance. It may be the internal pressure of the process chamber.
  • the flow rate supplied into the process chamber in the purge process may be determined depending on the type of the toxic gas for each treatment process, and the purge gas has a flow rate equal to the flow rate supplied into the process chamber in the purge process of each treatment process.
  • the internal pressure of the process chamber when only water is supplied can be measured.
  • the internal pressure of the process chamber can be measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber in the purge process for each processing process, and the internal pressure of the process chamber measured for each processing process.
  • the pressure may be different, and accordingly, the reference pressure may vary for each treatment process.
  • the measured internal pressure of the process chamber may be stored as the reference pressure in the reference pressure storage unit for each processing process.
  • the internal pressure of the process chamber measured while supplying the purge gas at the same flow rate as the flow rate supplied into the process chamber is the purge gas without the toxic gas inside the process chamber. Since it is the pressure when there is (or flows) only, the pressure measured through the pressure measuring unit in the process of supplying the purge gas (S350) is the internal pressure of the process chamber measured while supplying the purge gas at the same flow rate. In the same case, it can be determined that only the purge gas exists (or flows) in the process chamber without other gases such as the toxic gas.
  • the internal pressure of the process chamber measured while supplying the purge gas at the same flow rate can be used as the reference pressure, and if the pressure measured by the pressure measuring unit is lower than the reference pressure, the toxicity in the process chamber It can be determined that there is no gas (or no residual gas).
  • the process of setting the pressure maintenance time includes a process of receiving the residual time of the toxic gas calculated using the length of the first supply line and the volume velocity of the toxic gas (S62). It can be included.
  • the residence time of the toxic gas calculated using the length of the first supply line and the volumetric velocity of the toxic gas can be input (S62).
  • the control unit may receive the residual time of the toxic gas calculated using the length of the first supply line and the volumetric velocity of the toxic gas, and may input the residual time of the toxic gas calculated using the length of the first supply line and the volumetric velocity of the toxic gas.
  • the residence time of the toxic gas may be calculated and retrieved from the residence time storage unit, or it may be calculated (directly) using the length of the first supply line and the volumetric velocity of the toxic gas. there is.
  • the control unit may calculate the residence time of the toxic gas using the length of the first supply line and the volumetric velocity of the toxic gas, and the distance from the gas supply source to the exhaust port of the process chamber (e.g., the The residence time of the toxic gas can be calculated according to the length of the first supply line + the width of the process chamber) and the volumetric velocity of the toxic gas, and according to the residual time of the toxic gas calculated in this way, the residence time may be longer than the residual time.
  • the pressure maintenance time can be determined. That is, the pressure maintenance time may be determined according to the length of the first supply line and the volumetric velocity of the toxic gas, and the distance from the gas supply source to the exhaust port of the process chamber and the volumetric velocity of the toxic gas.
  • the residual time of the toxic gas can be calculated, and the pressure maintenance time can be determined to be longer than the residual time according to the calculated residual time of the toxic gas.
  • the residence time of the toxic gas may be proportional to the length of the first supply line, and may be inversely proportional to the volumetric velocity of the toxic gas, and the pressure maintenance time may also be proportional to the length of the first supply line. And, it may be inversely proportional to the volumetric velocity of the toxic gas.
  • the volumetric velocity of the toxic gas may be determined according to the molecular weight of the toxic gas, and may be higher as the molecular weight of the toxic gas decreases.
  • the pressure maintenance time can be easily determined, and the gas such as the purge gas in the process chamber can be easily determined.
  • the pressure maintenance time can be determined by quickly calculating the residence time of the toxic gas without performing a separate process for supplying it.
  • the process is performed until the toxic gas is completely exhausted from the process chamber.
  • the opening is opened before the toxic gas is completely exhausted, thereby preventing the toxic gas remaining in the process chamber from leaking to the outside while measuring the internal pressure of the process chamber.
  • the interlock of the opening and closing means is released, even if a separate device for detecting the toxic gas remaining in the process chamber is not additionally installed.
  • the opening and closing means includes a cover part (or first opening and closing means) that is coupled to the lower end of a substrate boat on which a plurality of substrates are stacked in multiple stages and opens and closes the opening of the process chamber according to the lifting and lowering of the substrate boat and the process chamber. It may be composed (of two opening and closing means) of a shutter part (or a second opening and closing means) provided on one side (in the longitudinal direction) to open and close the opening of the process chamber, and accordingly, the cover part closes the opening to open and close the opening of the process chamber.
  • the deposition process may be performed with the boat accommodated in the process chamber, and the cleaning process may be performed in which the shutter unit closes the opening to clean the interior of the process chamber while the substrate boat is not accommodated in the process chamber. You can proceed.
  • the control unit may interlock the cover portion, and the substrate boat may be stored in the process chamber.
  • the control unit may interlock the shutter unit that closes (or shields) the opening. That is, the opening can be closed by selectively using the cover and the shutter according to the processing process, and the opening and closing means closing the opening among the cover and the shutter can be interlocked during the processing process. You can.
  • the supply of toxic gas is detected through the control unit to interlock the opening and closing means, and the interlock of the opening and closing means is released according to the internal pressure of the process chamber, so that the process chamber is completely exhausted until the toxic gas is completely exhausted.
  • the toxic gas remaining in the process chamber can be prevented from leaking to the outside due to the opening being opened before the toxic gas is completely exhausted. Accordingly, it is possible to prevent safety accidents caused by toxic gases, and it is also possible to prevent situations in which all devices in a semiconductor manufacturing facility stop working due to leakage of toxic gases.
  • a separate device is used to detect the toxic gas remaining in the process chamber by measuring the internal pressure of the process chamber and releasing the interlock of the opening and closing means when the measured pressure is maintained below the standard pressure for the pressure maintenance time. Even without additional installation, it is possible to prevent toxic gas remaining in the process chamber by opening the opening of the process chamber. At this time, when the internal pressure of the process chamber falls below the standard pressure, the opening of the process chamber is not immediately opened, but the interlock of the opening and closing means is maintained for a pressure maintenance time longer than the residual time of the toxic gas, so that the toxic gas is more effectively released. This can prevent the opening from opening before it is completely exhausted.

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Abstract

본 발명은 독성(toxic) 가스를 공정 챔버 내에 공급하여 공정을 진행하면서 안전성을 확보할 수 있는 기판 처리장치 및 그 운용방법에 관한 것으로, 상기 기판 처리장치는 일측에 개구부를 갖는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 독성(toxic) 가스를 포함하는 공정 가스를 공급하는 공정가스 공급부; 상기 공정 챔버 내를 배기하는 배기부; 상기 공정 챔버의 개구부를 개폐하는 개폐 수단; 및 상기 독성 가스의 공급을 검지하여 상기 개폐 수단을 인터락(interlock)시키며, 상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리장치 및 그 운용방법
본 발명은 기판 처리장치 및 그 운용방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 독성(toxic) 가스를 공정 챔버 내에 공급하여 공정을 진행하면서 안전성을 확보할 수 있는 기판 처리장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
일반적으로, 기판 처리장치에서는 독성(toxic) 가스를 공정 챔버 내에 공급하여 공정을 진행하고 있다. 이러한 독성 가스는 인체에 유해하므로, 외부로 누출되는 것을 방지하는 것이 중요하며, 공정 챔버의 개구부를 개폐하여 웨이퍼(wafer) 등의 기판을 반송하는 경우에도 공정 챔버 내에 잔류하는 독성 가스가 외부로 빠져나가는 것을 관리하는 것이 필요하다.
특히, 배치식(batch type) 기판 처리장치에서는 공정 챔버와 연통되어 기판 보트에 기판이 적재되는 로딩 챔버에 사람이 들어가서 작업을 할 수 있으므로, 공정 챔버 내에 잔류하는 독성 가스가 로딩 챔버로 유입되는 것을 철저하게 차단할 필요가 있다.
따라서, 공정 챔버의 개구부를 개폐하면서 공정 챔버에 남아있는 잔류 독성 가스가 외부로 누출되어 발생되는 사고를 방지할 수 있는 기술이 요구된다.
(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2007-0045792호
본 발명은 독성(toxic) 가스를 공정 챔버 내에 공급하여 공정을 진행하면서 공정 챔버 내에서 독성 가스가 배기되기 전까지 공정 챔버의 개구부를 개폐하는 개폐수단을 인터락(interlock)하여 공정 챔버 내에 잔류하던 독성 가스가 외부로 누출되는 사고를 방지하는 기판 처리장치 및 그 운용방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치는 일측에 개구부를 갖는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 독성(toxic) 가스를 포함하는 공정 가스를 공급하는 공정가스 공급부; 상기 공정 챔버 내를 배기하는 배기부; 상기 공정 챔버의 개구부를 개폐하는 개폐 수단; 및 상기 독성 가스의 공급을 검지하여 상기 개폐 수단을 인터락(interlock)시키며, 상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 공정가스 공급부는, 상기 독성 가스를 공급하며, 밸브와 유량 제어기 중 적어도 하나가 설치되는 제1 공급라인을 포함하고, 상기 제어부는 상기 밸브의 개방 및 상기 유량 제어기의 가스 흐름 중 적어도 어느 하나를 감지하여 상기 개폐 수단을 상기 개구부를 폐쇄한 상태로 인터락할 수 있다.
상기 공정 챔버 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스 공급부; 및 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 압력 측정부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 밸브가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기의 가스 흐름이 비감지되는 상태로 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 압력 측정부에서 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 상기 개폐 수단의 인터락을 해제할 수 있다.
상기 기준 압력은 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정과 동일한 조건으로 수행된 사전 테스트를 통해 실험적으로 결정될 수 있다.
상기 제어부는 상기 사전 테스트에서 계측한 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 이용하여 상기 압력유지 시간을 상기 독성 가스의 잔류시간 이상으로 설정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 공정에서 상기 공정 챔버 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력으로 상기 기준 압력을 설정할 수 있다.
상기 압력유지 시간은 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도(volume velocity)에 따라 결정될 수 있다.
복수의 기판이 다단으로 적재되어, 상기 공정 챔버 내에 수용 가능한 기판 보트; 및 상기 공정 챔버의 일측에 구비되어, 상기 기판 보트에 상기 복수의 기판을 적재하기 위한 공간을 제공하는 로딩 챔버;를 더 포함하고, 상기 개폐 수단은, 상기 공정 챔버의 일측에 제공되어, 상기 개구부를 개폐하는 셔터부; 및 상기 기판 보트의 하단부에 결합되어, 상기 기판 보트의 승강에 따라 상기 개구부를 개폐하는 덮개부;를 포함하며, 상기 덮개부는 상기 기판 보트가 상기 공정 챔버 내에 수용되면서 상기 개구부를 폐쇄할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치의 운용방법은 독성(toxic) 가스를 사용하는 처리공정을 수행하기 위해 공정 챔버 일측의 개구부를 폐쇄하는 과정; 상기 독성 가스의 공급을 검지하는 과정; 상기 개구부를 개폐하는 개폐 수단을 인터락(interlock)시키는 과정; 및 상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 독성 가스의 공급을 검지하는 과정은, 상기 독성 가스를 공급하는 제1 공급라인에 설치된 밸브의 개방을 감지하는 과정; 및 상기 제1 공급라인에 설치된 유량 제어기를 통한 가스 흐름을 감지하는 과정 중 어느 하나를 포함하고, 상기 개폐 수단을 인터락시키는 과정에서는 상기 밸브의 개방 및 상기 유량 제어기의 가스 흐름 중 적어도 어느 하나를 감지한 경우에 상기 개폐 수단을 상기 개구부를 폐쇄한 상태로 인터락할 수 있다.
상기 공정 챔버 내에 퍼지 가스를 공급하는 과정; 및 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 과정에서는 상기 밸브가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기의 가스 흐름이 비감지되는 상태로 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 과정에서 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 상기 개폐 수단의 인터락을 해제할 수 있다.
상기 기준 압력을 설정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 기준 압력을 설정하는 과정은 상기 처리공정과 동일한 조건으로 진행한 사전 테스트의 결과에 따라 상기 기준 압력을 결정하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 압력유지 시간을 설정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 압력유지 시간을 설정하는 과정은 상기 사전 테스트에서 계측한 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받는 과정을 포함할 수 있다.
상기 기준 압력을 설정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 기준 압력을 설정하는 과정은 상기 퍼지 가스를 공급하는 과정에서 상기 공정 챔버 내에 공급하는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력을 입력받는 과정을 포함할 수 있다.
상기 압력유지 시간을 설정하는 과정;을 더 포함하고, 상기 압력유지 시간을 설정하는 과정은 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도(volume velocity)를 이용하여 산출된 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리장치는 제어부를 통해 독성(toxic) 가스의 공급을 검지하여 개폐 수단을 인터락(interlock)시키고, 공정 챔버의 내부압력에 따라 개폐 수단의 인터락을 해제함으로써, 공정 챔버 내에서 독성 가스가 완전히 배기되기 전까지 공정 챔버의 개구부가 개방되는 것을 차단하여 독성 가스가 완전히 배기되기 전에 개구부가 개방됨으로 인해 공정 챔버 내에 잔류하던 독성 가스가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 독성 가스로 인한 안전사고를 예방할 수 있고, 독성 가스의 누출로 인해 반도체 제조설비(FAB) 내의 모든 장치가 작동 중지(Shut Down)되는 상황을 방지할 수도 있다.
여기서, 공정 챔버의 내부압력을 측정하고, 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 개폐 수단의 인터락을 해제함으로써, 공정 챔버 내에 잔류하는 독성 가스를 검출하기 위한 별도의 장치를 추가적으로 장착하지 않더라도 공정 챔버의 개구부를 개방하면서 공정 챔버 내에 독성 가스가 잔류하고 있는 상황(또는 사고)을 방지할 수 있다. 이때, 공정 챔버의 내부압력이 기준 압력 이하로 된 경우에 바로 공정 챔버의 개구부를 개방하는 것이 아니라 독성 가스의 잔류시간 이상의 압력유지 시간 동안 개폐 수단의 인터락을 유지함으로써, 더욱 효과적으로 독성 가스가 완전히 배기되기 전에 개구부가 개방되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치를 나타내는 개략단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치의 구성 간 연결관계를 나타내는 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개폐 수단을 나타내는 그림.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치의 운용방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 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. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치를 나타내는 개략단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치의 구성 간 연결관계를 나타내는 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치(100)는 일측에 개구부(111)를 갖는 공정 챔버(110); 상기 공정 챔버(110) 내에 독성(toxic) 가스를 포함하는 공정 가스를 공급하는 공정가스 공급부(120); 상기 공정 챔버(110) 내를 배기하는 배기부(130); 상기 공정 챔버(110)의 개구부(111)를 개폐하는 개폐 수단(140); 및 상기 독성 가스의 공급을 검지하여 상기 개폐 수단(140)을 인터락(interlock)시키며, 상기 공정 챔버(110)의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단(140)의 인터락을 해제하는 제어부(150);를 포함할 수 있다.
공정 챔버(110)는 웨이퍼(wafer) 등의 기판(10)에 대한 처리 공간을 제공할 수 있고, 일측(예를 들어, 하단부)에 개구부(111)를 가질 수 있으며, 개구부(111)를 통해 기판(10)이 상기 처리 공간(즉, 상기 공정 챔버의 내부)에 반입되어 단일 또는 복수의 기판(10)에 대한 처리공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 공정 챔버(110)는 상부가 폐쇄되고 하부가 개방된 원통 형태로 석영(quartz) 또는 세라믹 등의 내열성 재료로 형성되는 공정 튜브일 수 있으며, 내부에 복수의 기판(10)이 수용되어 배치식(Batch type)으로 기판(10) 처리공정이 수행될 수 있다. 여기서, 상기 처리 공간은 복수의 기판(10)이 공정 챔버(110)의 길이방향으로 적층된 기판 보트(180)를 수용하고, 상기 기판(10)에 대한 처리공정(예를 들어, 증착 공정)이 이루어지는 공간일 수 있다.
공정가스 공급부(120)는 공정 챔버(110) 내에 독성 가스를 포함하는 공정 가스를 공급할 수 있으며, 공정 챔버(110)의 내부에 증착 공정을 위한 증착가스를 공급할 수도 있고, 공정 챔버(110)의 내부를 세정하기 위한 세정가스를 공급할 수도 있다. 여기서, 상기 공정 가스는 상기 증착가스 또는 상기 세정가스를 포함할 수 있으며, 상기 증착가스에 상기 독성 가스가 포함될 수도 있고, 상기 세정가스에 상기 독성 가스가 포함될 수도 있으며, 상기 증착가스와 상기 세정가스 모두에 상기 독성 가스가 포함될 수도 있다. 예를 들어, 상기 독성 가스는 암모니아(NH3), 불화수소(HF), 불소(F2), 염소(Cl2), 염화수소(HCl), 디클로로실란(Dichloro Silane; DCS, SiH2Cl2), 디클로로에탄(Dichloroethane; DCE, C2H4Cl2), 산화질소(NO), 질소산화물(NOx), 아산화질소(N2O) 등일 수 있다.
배기부(130)는 공정 챔버(110) 내를 배기할 수 있으며, 공정 챔버(110)의 내부(즉, 상기 처리 공간)와 연통되어, 상기 처리 공간 내의 공정 잔류물을 외부로 배기할 수 있다. 예를 들어, 배기부(130)는 공정 챔버(110)에 연결되는 배기라인(131)을 포함할 수 있다. 배기라인(131)은 일측(또는 일단)이 공정 챔버(110)에 연결되어 공정 챔버(110)의 배기포트(112)와 연통될 수 있고, 타측(또는 타단)이 진공펌프(132)에 연결될 수 있다. 이를 통해 상기 처리 공간으로부터 상기 공정 잔류물이 배출될 수 있고, 외부로 배기될 수 있다. 이때, 배기라인(131)에는 배기밸브(133)가 설치될 수 있으며, 배기밸브(133)를 APC(Adaptive Pressure Control) 밸브로 구성하여 공정 챔버(110)에 진공을 형성할 수 있고, 진공압을 조절할 수 있다. 한편, 배기부(130)는 배기라인(131)과 연결되어 배기라인(131)으로 배출되는 상기 독성 가스를 희석하는 독성가스 희석부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 독성가스 희석부(미도시)는 배기라인(131)과 연결되어 상기 배기라인(131)으로 배출되는 상기 독성 가스를 희석할 수 있으며, 상기 독성 가스를 희석하여 외부로 배출할 수 있다. 예를 들어, 일정 공간에 상기 독성 가스를 포함하는 상기 공정 잔류물을 모은 후에 모인 상기 공정 잔류물을 질소(N2) 등으로 희석하여 독성이 없어진 상태로 상기 공정 잔류물을 외부로 배출할 수 있다.
개폐 수단(140)은 공정 챔버(110)의 개구부(111)를 개폐할 수 있으며, 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정 중에 개구부(111)를 막아(또는 폐쇄하여) 상기 독성 가스가 공정 챔버(110) 밖으로 누출(또는 유출)되는 것을 차단(또는 방지)할 수 있다.
제어부(150)는 상기 독성 가스의 공급을 검지하여 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정 중에 개폐 수단(140)을 인터락시킬 수 있고, 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정(또는 상기 독성 가스의 공급)이 종료(또는 완료)된 후에 공정 챔버(110)의 내부압력에 따라 개폐 수단(140)의 인터락을 해제할 수 있다. 예를 들어, 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정을 위해 상기 독성 가스의 공급을 시작하거나 공급이 시작되기 전에 개폐 수단(140)을 인터락시킬 수 있고, 상기 독성 가스의 공급을 종료(또는 중지)한 후에 공정 챔버(110)의 내부압력이 기준 압력 이하인 경우에 개폐 수단(140)의 인터락을 해제할 수 있다.
이를 통해 공정 챔버(110) 내에서 상기 독성 가스가 완전히(또는 모두) 빠져나가기(또는 배기되기) 전에 개구부(111)가 개방되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 공정 챔버(110) 내에 잔류하던 상기 독성 가스가 외부로 누출되는 것이 원천적으로 차단(또는 방지)될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기판 처리장치(100)는 제어부(150)를 통해 상기 독성 가스의 공급을 검지하여 개폐 수단(140)을 인터락시키고, 공정 챔버(110)의 내부압력에 따라 개폐 수단(140)의 인터락을 해제함으로써, 공정 챔버(110) 내에서 상기 독성 가스가 완전히 배기되기 전까지 공정 챔버(110)의 개구부(111)가 개방되는 것을 차단하여 상기 독성 가스가 완전히 배기되기 전에 개구부(111)가 개방됨으로 인해 공정 챔버(110) 내에 잔류하던 상기 독성 가스가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 상기 독성 가스로 인한 안전사고를 예방할 수 있고, 상기 독성 가스의 누출로 인해 반도체 제조설비(FAB) 내의 모든 장치가 작동 중지(Shut Down)되는 상황을 방지할 수도 있다.
공정가스 공급부(120)는 상기 독성 가스를 공급하며, (제1) 밸브(122)와 (제1) 유량 제어기(123) 중 적어도 하나가 설치되는 제1 공급라인(121)을 포함할 수 있다. 제1 공급라인(121)은 상기 독성 가스를 공급하기 위한 (제1) 가스공급원(또는 가스저류원)과 공정 챔버(110)를 연결하여 공정 챔버(110)에 상기 독성 가스를 공급할 수 있으며, 밸브(122)와 유량 제어기(123) 중 적어도 하나가 설치될 수 있다. 여기서, 밸브(122)는 상기 독성 가스의 공급(또는 흐름)을 온/오프(on/off)할 수 있고, 유량 제어기(123)는 상기 독성 가스의 유량(또는 흐름)을 제어하거나, 상기 독성 가스의 흐름(또는 유량)을 감지(sensing)할 수 있다.
이때, 제어부(150)는 밸브(122)의 개방 및 유량 제어기(123)의 가스 흐름 중 적어도 어느 하나를 감지하여 개폐 수단(140)을 개구부(111)를 폐쇄한 상태로 인터락할 수 있다. 제어부(150)는 밸브(122)가 개방되거나, 유량 제어기(123)에서 가스 흐름이 감지되는 경우에 상기 독성 가스의 공급으로 판단하여 개폐 수단(140)이 개구부(111)를 폐쇄한 상태로 개폐 수단(140)을 인터락할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 밸브(122)의 개폐를 감지하는 밸브센서(미도시)를 포함할 수 있으며, 밸브센서(미도시)를 통해 밸브(122)의 개방(상태)을 감지할 수 있다. 그리고 제어부(150)는 유량 제어기(123)에서 가스 흐름이 감지되는 경우에 유량 제어기(123)로부터 흐름 감지신호를 전달받아(또는 수신하여) 유량 제어기(123)에서의 가스 흐름을 감지할 수 있다. 밸브(122)의 개방과 유량 제어기(123)의 가스 흐름 중 어느 하나만 감지하여 상기 독성 가스의 공급으로 판단할 수도 있으나, 판단의 정확성을 높이기 위해서 밸브(122)의 개방과 유량 제어기(123)의 가스 흐름을 모두 감지하는 경우에 상기 독성 가스의 공급으로 판단하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리장치(100)는 공정 챔버(110) 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스 공급부(160); 및 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정하는 압력 측정부(170);를 더 포함할 수 있다.
퍼지가스 공급부(160)는 공정 챔버(110) 내에 퍼지 가스를 공급할 수 있으며, 공정 챔버(110) 내에 잔류하는 상기 독성 가스를 퍼지(purge)할 수 있다. 여기서, 상기 퍼지 가스는 질소(N2) 가스 또는 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 등의 불활성가스(inert gas)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼지가스 공급부(160)는 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정이 종료되어 상기 독성 가스의 공급이 중지(또는 정지)된 후에 공정 챔버(110) 내에 상기 퍼지 가스를 공급하여 퍼지 공정을 수행할 수 있으며, 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정이 종료된 후에(도) 공정 챔버(110) 내에 잔류하는 상기 독성 가스 등의 상기 공정 잔류물을 퍼지할 수 있고, 퍼지된 상기 공정 잔류물은 배기부(130)를 통해 배기될 수 있다. 그리고 퍼지가스 공급부(160)는 퍼지라인(161)을 통해 상기 퍼지 가스를 공급할 수 있고, 퍼지라인(161)에 설치되는 퍼지밸브(162)에 의해 상기 퍼지 가스의 공급이 온/오프될 수 있다. 한편, 퍼지가스 공급부(160)의 퍼지라인(161)이 제1 공급라인(121)과 연결(또는 연통)될 수도 있으며, 이러한 경우에는 제1 공급라인(121)에 잔류하는 상기 독성 가스를 퍼지할 수도 있다.
압력 측정부(170)는 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정할 수 있으며, 공정 챔버(110)의 내부압력을 직접 측정할 수도 있고, 직간접적으로 측정되는 다른 측정값(들)을 통해 계산적(또는 간접적)으로 챔버(110)의 내부압력을 계측(또는 측정)할 수도 있다. 예를 들어, 압력 측정부(170)는 도 2와 같이 공정 챔버(110)에 연결되어 (직접적으로) 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정할 수(도) 있으나, 배기라인(131)에 연결되는 진공센서(미도시)를 통해 공정 챔버(110)의 진공도 및/또는 상기 진공압(또는 배기압)을 측정하여 측정된 상기 공정 챔버(110)의 진공도 및/또는 상기 진공압으로 (간접적으로) 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정할 수도 있으며, 이에 한정되지 않고 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정할 수 있으면 족하다.
제어부(150)는 밸브(122)가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기(123)의 가스 흐름이 비감지되는 상태로 상기 퍼지 가스를 공급하면서 압력 측정부(170)에서 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 개폐 수단(140)의 인터락을 해제할 수 있다. 제어부(150)는 밸브(122)가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기(123)에서 가스 흐름이 비감지되는 경우에 상기 독성 가스의 공급이 중지(또는 중단)된 것으로 판단할 수 있으며, 밸브(122)의 폐쇄 감지와 유량 제어기(123)의 가스 흐름 비감지 중 어느 하나로 상기 독성 가스의 공급 중지를 판단할 수도 있으나, 밸브(122)가 폐쇄되고, 상기 유량 제어기(123)에서 가스 흐름이 비감지되는 경우에 상기 독성 가스의 공급이 중지된 것으로 판단하는 것이 바람직할 수 있다.
제어부(150)에서 상기 독성 가스의 공급이 중지된 것으로 판단하면, 퍼지가스 공급부(160)는 상기 퍼지 가스를 공급하여 공정 챔버(110) 내 및/또는 제1 공급라인(121)에 잔류하는 상기 독성 가스를 퍼지할 수 있고, 제어부(150)는 상기 독성 가스의 공급이 중지된 후에 퍼지가스 공급부(160)가 상기 퍼지 가스를 공급하는 동안 상기 독성 가스의 공급을 중지 상태로 유지할 수 있다.
밸브(122)가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기(123)의 가스 흐름이 비감지되어 상기 독성 가스의 공급 중지 상태로 유지되는 동안 퍼지가스 공급부(160)에서 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 퍼지 공정을 수행할 수 있고, 압력 측정부(170)는 상기 퍼지 공정을 수행하는 동안 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정할 수 있다.
이때, 압력 측정부(170)에서 측정되는 공정 챔버(110)의 내부압력이 기준 압력 이하로 되는 경우에 공정 챔버(110) 내에 잔류하고 있는 상기 독성 가스가 없는 것으로 판단할 수 있다. 하지만, 제1 공급라인(121)에 잔류하던 상기 독성 가스가 퍼지되어 공정 챔버(110) 내로 공급되고 있을 수도 있고, 배기라인(131)에 잔류하던 상기 독성 가스가 개구부(111)의 개방으로 인해 역류하여 외부로 누출될 수도 있으므로, 바로 개폐 수단(140)의 인터락을 해제하지 않고, 상기 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에(만) 개폐 수단(140)의 인터락을 해제할 수 있다. 이에, 공정 챔버(110) 내에서 상기 독성 가스가 완전히 빠져나갈 때까지는 개폐 수단(140)의 인터락을 해제하지 않고, 개폐 수단(140)의 인터락을 유지할 수 있으며, 개폐 수단(140)의 인터락 해제 후에도 공정 챔버(110) 내에 잔류하는 상기 독성 가스가 없게 하여 공정 챔버(110) 내에 잔류하던 상기 독성 가스가 외부로 누출되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
상기 독성 가스가 외부로 누출되어 외부 환경으로 빠져나오게 되는 경우에는 상기 독성 가스에 의한 안전사고가 발생할 수 있고, 인체에 유해할 수 있을 뿐만 아니라 반도체 제조설비 내의 수십, 수백대의 모든 장치가 작동 중지되어야 하는 문제도 발생하게 되므로, 제어부(150)를 통해 공정 챔버(110) 내에서 상기 독성 가스가 완전히 빠져나갈 때에만 개폐 수단(140)의 인터락을 해제하는 구성은 매우 중요하다.
여기서, 상기 기준 압력은 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정과 동일한 조건으로 수행된 사전 테스트를 통해 실험적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정과 동일한 조건으로 수행된 사전 테스트에서 공정 챔버(110) 내에서 상기 독성 가스가 완전히 빠져나가 공정 챔버(110) 내에 잔류하는 상기 독성 가스가 없을 때의 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정하여 측정된 압력(또는 상기 공정 챔버의 내부압력)을 상기 기준 압력으로 할 수 있다. 한편, 본 발명의 기판 처리장치(100)는 상기 증착 공정, 세정 공정 등 처리공정별로 상기 기준 압력이 저장되는 기준압력 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 기준압력 저장부(미도시)에 각 처리공정별로 상기 사전 테스트를 진행하여 얻어진 상기 기준 압력(들)이 각각 저장될 수 있고, 제어부(150)는 각 처리공정별로 상기 기준압력 저장부(미도시)에서 상기 기준 압력을 불러와 개폐 수단(140)의 인터락 해제(시점)를 판단할 수 있다.
이때, 제어부(150)는 상기 사전 테스트에서 계측(또는 측정)한 공정 챔버(110) 내의 상기 독성 가스의 잔류시간(residence time)을 이용하여 상기 압력유지 시간을 상기 독성 가스의 잔류시간 이상으로 설정할 수 있다. 즉, 상기 압력유지 시간은 상기 사전 테스트에서 공정 챔버(110) 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 계측하여 상기 독성 가스의 잔류시간 이상으로 설정될 수 있다. 상기 사전 테스트에서 공정 챔버(110) 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 계측할 수 있으며, 상기 독성 가스의 종류별로 상기 잔류시간을 계측할 수 있고, 계측된 상기 잔류시간은 잔류시간 저장부(미도시) 등에 상기 독성 가스의 종류별로 저장될 수 있다. 여기서, 본 발명의 기판 처리장치(100)는 상기 독성 가스의 종류별로 상기 잔류시간이 저장되는 잔류시간 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 상기 퍼지 가스를 공급하여 공정 챔버(110) 내를 퍼지하면서 상기 배기라인(131)으로 배출되는 상기 공정 잔류물에 상기 독성 가스가 포함되지 않을 때까지 상기 잔류시간을 계측하여 잔류시간 저장부(미도시)에 저장할 수 있고, 상기 독성 가스의 종류별로 상기 잔류시간을 계측하여 상기 잔류시간 저장부(미도시)에 저장할 수 있다.
예를 들어, 공정 챔버(110)의 배기포트(112) 및/또는 배기라인(131)에 자발광 분광기(Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy; SP-OES) 등의 가스 검출기(135)를 설치하여 배기포트(112)를 통해 배기라인(131)으로 배출되는 상기 공정 잔류물(또는 배기가스)에 상기 독성 가스가 포함되어 있는지를 검출할 수 있으며, 상기 배기라인(131)으로 배출되는 상기 공정 잔류물에 상기 독성 가스가 포함되지 않을 때까지를 상기 독성 가스의 잔류시간으로 할 수 있다. 여기서, 상기 잔류시간의 시작 시점은 상기 독성 가스의 공급이 중지된 이후부터일 수 있으며, 상기 퍼지 공정의 수행 중일 수 있고, 상기 퍼지 공정(또는 상기 퍼지 가스의 공급)이 시작될 때일 수도 있다.
상기 독성 가스의 잔류시간 이상으로 상기 압력유지 시간을 설정하여 공정 챔버(110)의 내부압력을 상기 기준 압력 이하로 상기 독성 가스의 잔류시간 이상 유지함으로써, 공정 챔버(110)의 내부에 잔류하는 상기 독성 가스 없이 공정 챔버(110) 내에서 상기 독성 가스가 모두(또는 완전히) 제거(또는 배기)되도록 할 수 있고, 공정 챔버(110)의 내부에 잔류하는 상기 독성 가스가 없는 상태에서 개폐 수단(140)의 인터락을 해제하여 공정 챔버(110)의 개구부(111)를 개방할 수 있다. 이에 따라 공정 챔버(110)의 내부에서 상기 독성 가스가 유출(또는 누출)되는 것이 원천적으로 차단(또는 방지)될 수 있다. 이때, 개구부(111)의 개방으로 인해 상기 독성 가스가 배기라인(131)에서 역류하는 것도 원천적으로 차단하기 위해 배기라인(131)으로부터도 상기 독성 가스가 빠져나갈(또는 퍼지될) 수 있도록 상기 독성 가스의 잔류시간보다 길게 상기 압력유지 시간을 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
여기서, 제어부(150)는 상기 독성 가스의 종류별로 상기 잔류시간 저장부(미도시)에서 상기 잔류시간을 불러와 상기 잔류시간에 따라 상기 독성 가스의 잔류시간 이상으로 상기 압력유지 시간을 설정할 수 있다.
한편, 상기 압력유지 시간은 상기 퍼지 가스를 공급하면서 압력 측정부(170)에서 측정된 압력(즉, 상기 공정 챔버의 내부압력)이 상기 기준 압력 이하로 된 시점부터 배기라인(131)에 설치된 가스 검출기(135)로 상기 독성 가스를 감지한 시간별 데이터를 통해 결정될 수 있으며, 제어부(150)는 상기 독성 가스를 감지한 시간별 데이터로부터 상기 독성 가스가 감지되다가 언제부터 감지되지 않는지를 확인하여 상기 압력유지 시간을 결정할 수 있고, 상기 독성 가스가 감지되지 않을 때에 상기 독성 가스가 모두 빠져나간(또는 배출된) 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 상기 독성 가스를 감지한 시간별 데이터도 상기 사전 테스트를 통해 얻어질 수 있고, 상기 독성 가스의 종류별로 상기 시간별 데이터를 획득할 수도 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 상기 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 공정에서 공정 챔버(110) 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버(110)의 내부압력으로 상기 기준 압력을 설정할 수 있다. 즉, 상기 기준 압력은 상기 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 공정에서 공정 챔버(110) 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버(110)의 내부압력일 수 있으며, 상기 처리공정 이후에 진행되는 (실제) 상기 퍼지 공정이 아니라 별도의 공정으로 사전에 공정 챔버(110) 내에 다른 가스 없이 상기 퍼지 공정에서 공정 챔버(110) 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스만을 공급하여 측정한 상기 공정 챔버(110)의 내부압력일 수 있다. 각 처리공정마다 상기 독성 가스의 종류에 따라 상기 퍼지 공정에서 공정 챔버(110) 내에 공급되는 유량이 정해질 수 있으며, 각 처리공정의 상기 퍼지 공정에서 공정 챔버(110) 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스만을 공급하였을 때의 상기 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정할 수 있다. 이때, 각 처리공정별로 상기 퍼지 공정에서 공정 챔버(110) 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정할 수 있으며, 각 처리공정별로 측정되는 상기 공정 챔버(110)의 내부압력이 상이할 수도 있고, 이에 따라 각 처리공정별로 상기 기준 압력이 달라질 수도 있다. 여기서, 측정된 상기 공정 챔버(110)의 내부압력은 각 처리공정별로 상기 기준압력 저장부(미도시)에 상기 기준 압력으로 저장될 수 있다.
상기 퍼지 공정에서 공정 챔버(110) 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버(110)의 내부압력은 공정 챔버(110)의 내부에 상기 독성 가스 없이 상기 퍼지 가스만이 있을(또는 흐를) 때의 압력이므로, 상기 퍼지 공정에서 압력 측정부(170)를 통해 측정된 압력이 상기 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버(110)의 내부압력과 동일한 경우에는 상기 독성 가스 등의 다른 가스 없이 공정 챔버(110) 내에 상기 퍼지 가스만이 있다(또는 흐른다)고 판단할 수 있다. 이에, 상기 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버(110)의 내부압력을 상기 기준 압력으로 사용할 수 있으며, 상기 압력 측정부(170)에서 측정된 압력이 상기 기준 압력 이하인 경우에는 공정 챔버(110) 내에 상기 독성 가스가 없다(또는 잔류하지 않는다)고 판단할 수 있다.
한편, 공정 챔버(110) 내에 상기 독성 가스가 잔류하는 경우에는 상기 퍼지 가스에 더해 상기 독성 가스가 있게 되므로, 상기 압력 측정부(170)에서 측정된 압력이 상기 기준 압력보다 높아지게 되며, 이를 통해 상기 압력 측정부(170)에서 측정된 압력이 상기 기준 압력보다 높은 경우에는 (아직) 공정 챔버(110) 내에 상기 독성 가스가 잔류한다(또는 있다)고 판단할 수 있다.
그리고 상기 압력유지 시간은 제1 공급라인(121)의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도(volume velocity)에 따라 결정될 수 있으며, 상기 가스공급원으로부터 공정 챔버(110)의 배기포트(112)까지의 거리(예를 들어, 상기 제1 공급라인의 길이 + 상기 공정 챔버의 폭)와 상기 독성 가스의 체적 속도에 따라 상기 독성 가스의 잔류시간이 산출될 수 있고, 산출된 상기 독성 가스의 잔류시간에 따라 상기 잔류시간 이상으로 상기 압력유지 시간이 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 독성 가스의 잔류시간은 제1 공급라인(121)의 길이에 비례할 수 있고, 상기 독성 가스의 체적 속도에 반비례할 수 있으며, 상기 압력유지 시간도 상기 제1 공급라인(121)의 길이에 비례하고, 상기 독성 가스의 체적 속도에 반비례할 수 있다.
그리고 상기 독성 가스의 잔류시간은 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2023019044-appb-img-000001
(여기서, 상기 tres.는 상기 독성 가스의 잔류시간이며, 상기 D는 상기 가스공급원으로부터 상기 공정 챔버의 배기포트까지의 거리(Distance)이고, 상기 Vvol.은 상기 독성 가스의 체적 속도이며, 상기 l은 상기 제1 공급라인의 길이(length)이고, 상기 w는 상기 공정 챔버의 폭(width)이다.)
또한, 상기 독성 가스의 체적 속도는 상기 독성 가스의 분자량(molecular weight)에 따라 결정될 수 있고, 상기 독성 가스의 분자량이 작을수록 높아질 수 있다.
상기 수학식 1에 의해 용이하게 상기 압력유지 시간을 결정할 수 있고, 사전에 공정 챔버(110) 내에 상기 퍼지 가스 등의 가스를 공급하는 별도의 공정을 수행하지 않고도 빠르게 상기 독성 가스의 잔류시간을 산출하여 상기 압력유지 시간을 결정할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기판 처리장치(100)는 공정 챔버(110)의 내부압력을 측정하고, 측정된 압력이 상기 기준 압력 이하로 상기 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 개폐 수단(140)의 인터락을 해제함으로써, 공정 챔버(110) 내에 잔류하는 상기 독성 가스를 검출하기 위한 별도의 장치를 추가적으로 장착하지 않더라도 공정 챔버(110)의 개구부(111)를 개방하면서 공정 챔버(110) 내에 상기 독성 가스가 잔류하고 있는 상황(또는 사고)을 방지할 수 있다. 또한, 공정 챔버(110)의 내부압력이 상기 기준 압력 이하로 된 경우에 바로 공정 챔버(110)의 개구부(111)를 개방하는 것이 아니라 상기 독성 가스의 잔류시간 이상의 상기 압력유지 시간 동안 개폐 수단(140)의 인터락을 유지함으로써, 더욱 효과적으로 상기 독성 가스가 완전히 배기되기 전에 개구부(111)가 개방되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개폐 수단을 나타내는 그림으로, 도 3의 (a)는 덮개부를 나타내고, 도 3의 (b)는 셔터부를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리장치(100)는 복수의 기판(10)이 다단으로 적재되어, 공정 챔버(110) 내에 수용 가능한 기판 보트(180); 및 공정 챔버(110)의 일측에 구비되어, 기판 보트(180)에 복수의 기판(10)을 적재하기 위한 공간을 제공하는 로딩 챔버(190);를 더 포함할 수 있다.
기판 보트(180)는 복수의 기판(10)이 다단으로 적재될 수 있고, 기판(10) 처리공정을 수행하기 위해 공정 챔버(110)에 수용될 수 있다. 즉, 기판 보트(180)는 배치식으로 기판(10) 처리공정을 수행하기 위해 상기 복수의 기판(10)이 다단으로(또는 상하방향으로) 적재될 수 있으며, 공정 챔버(110)의 내부(즉, 상기 처리 공간)에 제공될 수 있고, 기판(10) 처리공정 시에 공정 챔버(110)의 내부 공간(즉, 상기 처리 공간)에 수용될 수 있다. 이때, 기판 보트(180)는 복수개일 수 있고, 복수개의 공정 챔버(110)의 내부에 각각 제공될 수도 있다. 여기서, 기판 보트(180)는 복수의 기판(10)이 각각 개별적으로 처리될 수 있는 복수의 독립공간을 갖도록 구성될 수도 있다.
로딩 챔버(190)는 공정 챔버(110)의 (길이방향) 일측(예를 들어, 하부)에 구비(또는 제공)될 수 있으며, 기판 보트(180)에 복수의 기판(10)을 적재하기 위한 공간을 제공할 수 있고, 복수의 기판(10)이 로딩 챔버(190)의 내부에 로딩되어 기판 보트(180)에 다단으로 적재될 수 있다. 그리고 로딩 챔버(190)에서 복수의 기판(10)이 적재된 기판 보트(180)는 기판(10) 처리공정을 수행하기 위해 보트 승강기(185)에 의해 승강하여 공정 챔버(110)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 예를 들어, 로딩 챔버(190)는 기판 보트(180)가 승강할 수 있도록 상부가 개방될 수 있고, 복수의 기판(10)이 로딩될 수 있도록 (폭 방향) 일측에 기판(10)이 출입하는 통로가 형성될 수 있다. 여기서, 로딩 챔버(190)는 이송 챔버(미도시)에 연결될 수 있으며, 이송 챔버(미도시)와 연결되는 통로를 가질 수 있고, 이 통로를 통해 기판(10)이 이송 챔버(미도시)로부터 로딩 챔버(190)로 로딩될 수 있다. 상기 통로의 외측에는 게이트 밸브(미도시)가 설치될 수 있고, 상기 통로는 게이트 밸브(미도시)에 의해 개방 및 폐쇄될 수 있다.
개폐 수단(140)은 기판 보트(180)의 하단부에 결합되어, 기판 보트(180)의 승강에 따라 개구부(111)를 개폐하는 덮개부(141); 및 공정 챔버(110)의 일측에 제공되어, 개구부(111)를 개폐하는 셔터부(142);를 포함할 수 있다. 덮개부(141)는 기판 보트(180)의 하단부에 결합될 수 있으며, 보트 승강기(185)에 의한 기판 보트(180)의 승강에 따라 기판 보트(180)와 함께 승강할 수 있고, 개구부(111)를 개폐할 수 있다. 여기서, 덮개부(141)는 기판 보트(180)가 공정 챔버(110) 내에 수용되면서 개구부(111)를 폐쇄할 수 있으며, 덮개부(141)에 의해 개구부(111)가 폐쇄된 상태에서 기판(10)에 대한 처리공정이 진행될 수 있고, 상기 처리공정이 완료(또는 종료)된 후에 기판 보트(180)와 함께 덮개부(141)가 하강하면서 개구부(111)가 개방될 수 있다.
셔터부(142)는 공정 챔버(110)의 (길이방향) 일측(예를 들어, 하부)에 제공될 수 있고, 개구부(111)를 개폐할 수 있으며, 기판 보트(180)가 하강하여 로딩 챔버(190)에 위치할 때에 개구부(111)를 폐쇄할 수 있고, 기판 보트(180)가 공정 챔버(110) 내에 수용되거나, 기판 보트(180)가 공정 챔버(110)와 로딩 챔버(190) 사이에서 승강할 때에 개구부(111)를 개방할 수 있다. 예를 들어, 셔터부(142)는 도 3의 (b)와 같이 개구부(111)를 막을 수 있는 차폐판(blocking plate)이 그 중심과 이격된 회전축을 중심으로 회전(또는 공전)하여 개구부(111)를 개폐할 수 있다.
한편, 제어부(150)는 기판 보트(180)가 공정 챔버(110) 내에 수용되어 덮개부(141)에 의해 개구부(111)가 폐쇄된 상태에서 진행되는 상기 증착 공정에서는 덮개부(141)를 인터락시킬 수 있고, 기판 보트(180)가 공정 챔버(110) 내에 수용되지 않은 상태에서 공정 챔버(110)의 내부를 세정하는 상기 세정 공정에서는 개구부(111)를 폐쇄(또는 차폐)하고 있는 셔터부(142)를 인터락시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치의 운용방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치의 운용방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치의 운용방법은 독성(toxic) 가스를 사용하는 처리공정을 수행하기 위해 공정 챔버 일측의 개구부를 폐쇄하는 과정(S100); 상기 독성 가스의 공급을 검지하는 과정(S200); 상기 개구부를 개폐하는 개폐 수단을 인터락(interlock)시키는 과정(S300); 및 상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 과정(S400);을 포함할 수 있다.
먼저, 독성(toxic) 가스를 사용하는 처리공정을 수행하기 위해 공정 챔버 일측의 개구부를 폐쇄한다(S100). 독성 가스를 사용하는 처리공정을 수행하기 위해 일측에 개구부를 갖는 공정 챔버의 상기 개구부를 개폐 수단으로 폐쇄할 수 있으며, 상기 공정 챔버의 개구부를 폐쇄한 상태에서 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정을 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 독성 가스의 공급을 검지한다(S200). 상기 독성 가스는 인체에 유해하므로, 상기 독성 가스가 외부로 누출되어 외부 환경으로 빠져나오게 되는 경우에는 상기 독성 가스에 의한 안전사고가 발생하게 된다. 이로 인해 상기 독성 가스의 공급 중에 상기 공정 챔버의 개구부를 개방하여 상기 독성 가스가 외부로 유출(또는 누출)되는 것을 방지할 수 있도록 제어부를 통해 상기 독성 가스의 공급을 검지할 수 있다. 이를 통해 상기 독성 가스의 공급을 감지(또는 검출)할 수 있으며, 상기 독성 가스의 공급이 감지된 경우에 상기 공정 챔버의 개구부가 개방되지 않도록 할 수 있고, 이에 따라 상기 개구부를 통해 상기 독성 가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 상기 개구부를 개폐하는 개폐 수단을 인터락(interlock)시킨다(S300). 상기 독성 가스의 공급이 감지되면, 상기 공정 챔버의 개구부가 개방되지 않도록 하기 위해 상기 제어부가 상기 개구부를 개폐하는 개폐 수단을 인터락시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 독성 가스의 공급 중에는 상기 공정 챔버의 개구부가 개방되지 않아 상기 개구부를 통해 상기 독성 가스가 외부로 유출되지 않을 수 있다.
그 다음 상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제한다(S400). 상기 독성 가스의 공급이 종료되면, 상기 제어부가 상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제할 수 있으며, 상기 공정 챔버 내에 잔류하는 상기 독성 가스가 없이 완전히(또는 모든) 상기 독성 가스가 상기 공정 챔버의 내부에서 제거(또는 배기)된 후에 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하여 상기 공정 챔버의 개구부를 개방할 수 있다.
상기 독성 가스의 공급을 검지하는 과정(S200)은 상기 독성 가스를 공급하는 제1 공급라인에 설치된 밸브의 개방을 감지하는 과정(S211); 및 상기 제1 공급라인에 설치된 유량 제어기를 통한 가스 흐름을 감지하는 과정(S212) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 독성 가스를 공급하는 제1 공급라인에 설치된 밸브의 개방을 감지할 수 있다(S211). 상기 제어부가 상기 독성 가스가 공급되고 있는지를 검지하기 위해 상기 독성 가스를 공급하는 제1 공급라인에 설치된 밸브의 개방을 감지할 수 있으며, 상기 밸브가 개방되는 경우에 상기 독성 가스의 공급으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 밸브의 개폐를 감지하는 밸브센서를 통해 상기 밸브의 개방(상태)을 감지할 수 있다.
또한, 상기 제1 공급라인에 설치된 유량 제어기를 통한 가스 흐름을 감지할 수 있다(S212). 상기 제어부는 상기 독성 가스가 공급되고 있는지를 검지하기 위해 상기 제1 공급라인에 설치된 유량 제어기를 통한 가스 흐름을 감지할 수도 있으며, 상기 유량 제어기에서 가스 흐름이 감지되는 경우에 상기 독성 가스의 공급으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 유량 제어기에서 가스 흐름이 감지되는 경우에 상기 유량 제어기로부터 흐름 감지신호를 전달받아(또는 수신하여) 상기 유량 제어기에서의 가스 흐름을 감지할 수 있다.
그리고 상기 개폐 수단을 인터락시키는 과정(S300)에서는 상기 밸브의 개방 및 상기 유량 제어기의 가스 흐름 중 적어도 어느 하나를 감지한 경우에 상기 개폐 수단을 상기 개구부를 폐쇄한 상태로 인터락할 수 있다. 상기 밸브의 개방 및 상기 유량 제어기의 가스 흐름 중 적어도 어느 하나를 감지한 경우(또는 상기 밸브가 개방되거나, 상기 유량 제어기에서 가스 흐름이 감지되는 경우)에 상기 제어부가 상기 독성 가스의 공급으로 판단하여 상기 개폐 수단이 상기 개구부를 폐쇄한 상태로 상기 개폐 수단을 인터락할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리장치의 운용방법은 상기 공정 챔버 내에 퍼지 가스를 공급하는 과정(S350); 및 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 과정(S360);을 더 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버 내에 퍼지 가스를 공급할 수 있다(S350). 퍼지가스 공급부를 통해 상기 공정 챔버 내에 퍼지 가스를 공급할 수 있으며, 상기 공정 챔버 내에 잔류하는 상기 독성 가스를 퍼지(purge)할 수 있다. 예를 들어, 상기 퍼지가스 공급부는 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정이 종료되어 상기 독성 가스의 공급이 중지(또는 정지)된 후에 상기 공정 챔버 내에 상기 퍼지 가스를 공급하여 퍼지 공정을 수행할 수 있으며, 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정이 종료된 후에(도) 상기 공정 챔버 내에 잔류하는 상기 독성 가스 등의 공정 잔류물을 퍼지할 수 있고, 퍼지된 상기 공정 잔류물은 배기부를 통해 배기될 수 있다.
그리고 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정할 수 있다(S360). 압력 측정부를 통해 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정할 수 있으며, 상기 압력 측정부는 상기 공정 챔버에 연결되어 (직접적으로) 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정할 수도 있고, 상기 배기부의 배기라인에 연결되는 진공센서를 통해 상기 공정 챔버의 진공도 및/또는 상기 진공압(또는 배기압)을 측정하여 측정된 상기 공정 챔버의 진공도 및/또는 상기 진공압으로 (간접적으로) 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정할 수도 있다.
상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 과정(S400)에서는 상기 밸브가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기의 가스 흐름이 비감지되는 상태로 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 과정에서 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 상기 개폐 수단의 인터락을 해제할 수 있다. 상기 제어부가 상기 밸브가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기의 가스 흐름이 비감지되는 상태로 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 과정에서 상기 압력 측정부에 의해 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 상기 개폐 수단의 인터락을 해제할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 밸브가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기에서 가스 흐름이 비감지되는 경우에 상기 독성 가스의 공급이 중지(또는 중단)된 것으로 판단할 수 있으며, 상기 밸브의 폐쇄 감지와 상기 유량 제어기의 가스 흐름 비감지 중 어느 하나로 상기 독성 가스의 공급 중지를 판단할 수도 있으나, 상기 밸브가 폐쇄되고, 상기 유량 제어기에서 가스 흐름이 비감지되는 경우에 상기 독성 가스의 공급이 중지된 것으로 판단하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 제어부에서 상기 독성 가스의 공급이 중지된 것으로 판단하면, 상기 퍼지가스 공급부는 상기 퍼지 가스를 공급하여 상기 공정 챔버 내 및/또는 상기 제1 공급라인에 잔류하는 상기 독성 가스를 퍼지할 수 있고, 상기 제어부는 상기 독성 가스의 공급이 중지된 후에 상기 퍼지가스 공급부가 상기 퍼지 가스를 공급하는 동안 상기 독성 가스의 공급을 중지 상태로 유지할 수 있다.
상기 밸브가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기의 가스 흐름이 비감지되어 상기 독성 가스의 공급 중지 상태로 유지되는 동안 상기 퍼지가스 공급부에서 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 퍼지 공정을 수행할 수 있고, 상기 압력 측정부는 상기 퍼지 공정을 수행하는 동안 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정할 수 있다.
이때, 상기 압력 측정부에서 측정되는 상기 공정 챔버의 내부압력이 상기 기준 압력 이하로 되는 경우에 상기 공정 챔버 내에 잔류하고 있는 상기 독성 가스가 없는 것으로 판단할 수 있다. 하지만, 상기 제1 공급라인에 잔류하던 상기 독성 가스가 퍼지되어 상기 공정 챔버 내로 공급되고 있을 수도 있고, 상기 배기라인에 잔류하던 상기 독성 가스가 상기 개구부의 개방으로 인해 역류하여 외부로 누출될 수도 있으므로, 바로 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하지 않고, 상기 기준 압력 이하로 상기 압력유지 시간 동안 유지된 경우에(만) 상기 개폐 수단의 인터락을 해제할 수 있다. 이에, 상기 공정 챔버 내에서 상기 독성 가스가 완전히 빠져나갈 때까지는 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하지 않고, 상기 개폐 수단의 인터락을 유지할 수 있으며, 상기 개폐 수단의 인터락 해제 후에도 상기 공정 챔버 내에 잔류하는 상기 독성 가스가 없게 하여 상기 공정 챔버 내에 잔류하던 상기 독성 가스가 외부로 누출되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리장치의 운용방법은 상기 기준 압력을 설정하는 과정(S50);을 더 포함할 수 있다.
상기 기준 압력을 설정할 수 있다(S50). 상기 독성 가스가 외부로 누출되어 외부 환경으로 빠져나오게 되는 경우에는 상기 독성 가스에 의한 안전사고가 발생할 수 있고, 인체에 유해할 수 있을 뿐만 아니라 반도체 제조설비(FAB) 내의 수십, 수백대의 모든 장치가 작동 중지(Shut Down)되어야 하는 문제도 발생하게 되므로, 상기 제어부를 통해 상기 공정 챔버 내에서 상기 독성 가스가 완전히 빠져나갈 때에만 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 구성은 매우 중요하다. 이를 위해 상기 제어부에 알맞은 상기 기준 압력을 설정할 수 있다.
여기서, 상기 기준 압력을 설정하는 과정(S50)은 상기 처리공정과 동일한 조건으로 진행한 사전 테스트의 결과에 따라 상기 기준 압력을 결정하는 과정(S51)을 포함할 수 있다.
상기 처리공정과 동일한 조건으로 진행한 사전 테스트의 결과에 따라 상기 기준 압력을 결정할 수 있다(S51). 예를 들어, 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정과 동일한 조건으로 수행된 사전 테스트에서 상기 공정 챔버의 내부로부터 상기 독성 가스가 완전히 빠져나가 상기 공정 챔버 내에 잔류하는 상기 독성 가스가 없을 때의 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하여 측정된 압력(또는 상기 공정 챔버의 내부압력)을 상기 기준 압력으로 할 수 있다. 한편, 상기 사전 테스트의 결과에 따라 상기 기준 압력을 결정하는 과정(S51)은 증착 공정, 세정 공정 등 처리공정별로 상기 사전 테스트를 진행하여 얻어진 상기 기준 압력(들)을 기준압력 저장부에 각각 저장하는 과정과 상기 제어부가 각 처리공정별로 상기 기준압력 저장부에 저장된 상기 기준 압력을 불러오는 과정을 포함할 수 있다. 상기 증착 공정, 상기 세정 공정 등 처리공정별로 상기 사전 테스트를 진행하여 얻어진 상기 기준 압력(들)을 상기 기준압력 저장부에 각각 저장할 수 있으며, 상기 제어부가 각 처리공정별로 상기 기준압력 저장부에 저장된 상기 기준 압력(들) 중에서 결정하여 상기 기준압력 저장부에 저장된 상기 기준 압력을 불러올 수 있다. 그리고 상기 제어부가 각 처리공정별로 상기 기준압력 저장부에서 상기 기준 압력을 불러와 상기 개폐 수단의 인터락 해제(시점)를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리장치의 운용방법은 상기 압력유지 시간을 설정하는 과정(S60);을 더 포함할 수 있다.
상기 압력유지 시간을 설정할 수 있다(S60). 상기 제어부에 알맞은 상기 압력유지 시간을 설정할 수 있다. 이때, 상기 압력유지 시간을 설정하는 과정(S60)에서는 상기 사전 테스트에서 계측한 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간(residence time)을 이용하여 상기 독성 가스의 잔류시간 이상으로 상기 압력유지 시간을 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 압력유지 시간을 설정하는 과정(S60)은 상기 사전 테스트에서 계측한 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받는 과정(S61)을 포함할 수 있다.
상기 사전 테스트에서 계측한 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받을 수 있다(S61). 상기 제어부가 상기 사전 테스트에서 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 계측하여 잔류시간 저장부에 저장된 상기 독성 가스의 잔류시간을 불러와 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받을 수 있다. 상기 사전 테스트에서 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 계측할 수 있으며, 상기 독성 가스의 종류별로 상기 잔류시간을 계측할 수 있고, 계측된 상기 잔류시간은 상기 잔류시간 저장부에 상기 독성 가스의 종류별로 저장될 수 있다. 예를 들어, 상기 공정 챔버의 배기포트 및/또는 상기 배기라인에 자발광 분광기(Self-Plasma Optical Emission Spectroscopy; SP-OES) 등의 가스 검출기를 설치하여 상기 배기포트를 통해 상기 배기라인으로 배출되는 상기 공정 잔류물(또는 배기가스)에 상기 독성 가스가 포함되어 있는지를 검출할 수 있으며, 상기 배기라인으로 배출되는 상기 공정 잔류물에 상기 독성 가스가 포함되지 않을 때까지를 상기 독성 가스의 잔류시간으로 할 수 있다. 여기서, 상기 잔류시간의 시작 시점은 상기 독성 가스의 공급이 중지된 이후부터일 수 있으며, 상기 퍼지 공정의 수행 중일 수 있고, 상기 퍼지 공정(또는 상기 퍼지 가스의 공급)이 시작될 때일 수도 있다.
상기 독성 가스의 잔류시간 이상으로 상기 압력유지 시간을 설정하여 상기 공정 챔버의 내부압력을 상기 기준 압력 이하로 상기 독성 가스의 잔류시간 이상 유지함으로써, 상기 공정 챔버의 내부에 잔류하는 상기 독성 가스 없이 상기 공정 챔버 내에서 상기 독성 가스가 모두(또는 완전히) 제거(또는 배기)되도록 할 수 있고, 상기 공정 챔버의 내부에 잔류하는 상기 독성 가스가 없는 상태에서 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하여 상기 공정 챔버의 개구부를 개방할 수 있다. 이에 따라 상기 공정 챔버의 내부에서 상기 독성 가스가 유출(또는 누출)되는 것이 원천적으로 차단(또는 방지)될 수 있다. 이때, 상기 개구부의 개방으로 인해 상기 독성 가스가 상기 배기라인에서 역류하는 것도 원천적으로 차단하기 위해 상기 배기라인으로부터도 상기 독성 가스가 빠져나갈(또는 퍼지될) 수 있도록 상기 독성 가스의 잔류시간보다 길게 상기 압력유지 시간을 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상기 기준 압력을 설정하는 과정(S50)은 상기 퍼지 가스를 공급하는 과정(S350)에서 상기 공정 챔버 내에 공급하는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력을 입력받는 과정(S52)을 포함할 수 있다.
상기 퍼지 가스를 공급하는 과정(S350)에서 상기 공정 챔버 내에 공급하는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력을 입력받을 수 있다(S52). 상기 제어부가 상기 퍼지 가스를 공급하는 과정(S350)에서 상기 공정 챔버 내에 공급하는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하여 상기 기준압력 저장부에 상기 기준 압력으로 저장된 상기 공정 챔버의 내부압력을 불러와 상기 공정 챔버의 내부압력을 입력받을 수 있다. 상기 압력 측정부를 통해 상기 퍼지 가스를 공급하는 과정(S350)에서 상기 공정 챔버 내에 공급하는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정할 수 있으며, 이렇게 측정된 상기 공정 챔버의 내부압력을 상기 기준 압력으로 (설정)할 수 있다. 즉, 상기 기준 압력은 상기 퍼지 공정(또는 상기 퍼지 가스를 공급하는 과정)에서 상기 공정 챔버 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력일 수 있으며, 상기 처리공정 이후에 진행되는 (실제) 상기 퍼지 공정이 아니라 별도의 공정으로 사전에 상기 공정 챔버 내에 다른 가스 없이 상기 퍼지 공정에서 상기 공정 챔버 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스만을 공급하여 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력일 수 있다. 각 처리공정마다 상기 독성 가스의 종류에 따라 상기 퍼지 공정에서 상기 공정 챔버 내에 공급되는 유량이 정해질 수 있으며, 각 처리공정의 상기 퍼지 공정에서 상기 공정 챔버 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스만을 공급하였을 때의 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정할 수 있다. 이때, 각 처리공정별로 상기 퍼지 공정에서 상기 공정 챔버 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정할 수 있으며, 각 처리공정별로 측정되는 상기 공정 챔버의 내부압력이 상이할 수도 있고, 이에 따라 각 처리공정별로 상기 기준 압력이 달라질 수도 있다. 여기서, 측정된 상기 공정 챔버의 내부압력은 각 처리공정별로 상기 기준압력 저장부에 상기 기준 압력으로 저장될 수 있다.
상기 퍼지 가스를 공급하는 과정(S350)에서 상기 공정 챔버 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력은 상기 공정 챔버의 내부에 상기 독성 가스 없이 상기 퍼지 가스만이 있을(또는 흐를) 때의 압력이므로, 상기 퍼지 가스를 공급하는 과정(S350)에서 상기 압력 측정부를 통해 측정된 압력이 상기 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력과 동일한 경우에는 상기 독성 가스 등의 다른 가스 없이 상기 공정 챔버 내에 상기 퍼지 가스만이 있다(또는 흐른다)고 판단할 수 있다. 이에, 상기 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력을 상기 기준 압력으로 사용할 수 있으며, 상기 압력 측정부에서 측정된 압력이 상기 기준 압력 이하인 경우에는 상기 공정 챔버 내에 상기 독성 가스가 없다(또는 잔류하지 않는다)고 판단할 수 있다.
그리고 상기 압력유지 시간을 설정하는 과정(S60)은 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도(volume velocity)를 이용하여 산출된 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받는 과정(S62)을 포함할 수 있다.
상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도를 이용하여 산출된 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받을 수 있다(S62). 상기 제어부에서 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도를 이용하여 산출된 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받을 수 있으며, 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도를 이용해 상기 독성 가스의 잔류시간을 산출하여 상기 잔류시간 저장부에 저장된 상기 독성 가스의 잔류시간을 불러올 수도 있고, 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도를 이용하여 (직접) 산출할 수도 있다. 상기 제어부가 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도를 이용하여 상기 독성 가스의 잔류시간을 산출할 수 있으며, 가스공급원으로부터 상기 공정 챔버의 배기포트까지의 거리(예를 들어, 상기 제1 공급라인의 길이 + 상기 공정 챔버의 폭)와 상기 독성 가스의 체적 속도에 따라 상기 독성 가스의 잔류시간을 산출할 수 있고, 이렇게 산출한 상기 독성 가스의 잔류시간에 따라 상기 잔류시간 이상으로 상기 압력유지 시간을 결정할 수 있다. 즉, 상기 압력유지 시간은 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도에 따라 결정될 수 있으며, 상기 가스공급원으로부터 상기 공정 챔버의 배기포트까지의 거리와 상기 독성 가스의 체적 속도에 따라 상기 독성 가스의 잔류시간이 산출될 수 있고, 이렇게 산출된 상기 독성 가스의 잔류시간에 따라 상기 잔류시간 이상으로 상기 압력유지 시간이 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 독성 가스의 잔류시간은 상기 제1 공급라인의 길이에 비례할 수 있고, 상기 독성 가스의 체적 속도에 반비례할 수 있으며, 상기 압력유지 시간도 상기 제1 공급라인의 길이에 비례하고, 상기 독성 가스의 체적 속도에 반비례할 수 있다. 여기서, 상기 독성 가스의 체적 속도는 상기 독성 가스의 분자량(molecular weight)에 따라 결정될 수 있고, 상기 독성 가스의 분자량이 작을수록 높아질 수 있다.
상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도를 이용하여 상기 독성 가스의 잔류시간을 산출함으로써, 용이하게 상기 압력유지 시간을 결정할 수 있고, 사전에 상기 공정 챔버 내에 상기 퍼지 가스 등의 가스를 공급하는 별도의 공정을 수행하지 않고도 빠르게 상기 독성 가스의 잔류시간을 산출하여 상기 압력유지 시간을 결정할 수 있다.
따라서, 상기 독성 가스의 공급을 검지하여 상기 개폐 수단을 인터락시키고 상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제함으로써, 상기 공정 챔버 내에서 상기 독성 가스가 완전히 배기되기 전까지 상기 공정 챔버의 개구부가 개방되는 것을 차단하여 상기 독성 가스가 완전히 배기되기 전에 상기 개구부가 개방됨으로 인해 상기 공정 챔버 내에 잔류하던 상기 독성 가스가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있으면서 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하고 측정된 압력이 상기 기준 압력 이하로 상기 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 상기 개폐 수단의 인터락을 해제함으로써, 상기 공정 챔버 내에 잔류하는 상기 독성 가스를 검출하기 위한 별도의 장치를 추가적으로 장착하지 않더라도 상기 공정 챔버의 개구부를 개방하면서 상기 공정 챔버 내에 상기 독성 가스가 잔류하고 있는 상황(또는 사고)을 방지할 수 있다.
한편, 상기 개폐 수단은 복수의 기판이 다단으로 적재되는 기판 보트의 하단부에 결합되어 상기 기판 보트의 승강에 따라 상기 공정 챔버의 개구부를 개폐하는 덮개부(또는 제1 개폐수단)와 상기 공정 챔버의 (길이방향) 일측에 제공되어 상기 공정 챔버의 개구부를 개폐하는 셔터부(또는 제2 개폐수단)로 (2개의 개폐 수단으로) 구성될 수 있으며, 이에 따라 상기 덮개부가 상기 개구부를 폐쇄하여 상기 기판 보트가 상기 공정 챔버 내에 수용된 상태로 상기 증착 공정을 진행할 수 있고, 상기 기판 보트가 상기 공정 챔버 내에 수용되지 않은 상태에서 상기 셔터부가 상기 개구부를 폐쇄하여 상기 공정 챔버의 내부를 세정하는 상기 세정 공정을 진행할 수 있다. 이때, 상기 기판 보트가 상기 공정 챔버 내에 수용되어 상기 덮개부에 의해 상기 개구부가 폐쇄된 상태에서 진행되는 상기 증착 공정에서는 상기 제어부가 상기 덮개부를 인터락시킬 수 있고, 상기 기판 보트가 상기 공정 챔버 내에 수용되지 않은 상태에서 상기 공정 챔버의 내부를 세정하는 상기 세정 공정에서는 상기 제어부가 상기 개구부를 폐쇄(또는 차폐)하고 있는 상기 셔터부를 인터락시킬 수 있다. 즉, 처리공정에 따라 상기 덮개부와 상기 셔터부를 선택적으로 사용하여 상기 개구부를 폐쇄할 수 있으며, 상기 덮개부와 상기 셔터부 중 상기 개구부를 폐쇄하고 있는 상기 개폐 수단을 상기 처리공정 중에 인터락시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 제어부를 통해 독성 가스의 공급을 검지하여 개폐 수단을 인터락시키고, 공정 챔버의 내부압력에 따라 개폐 수단의 인터락을 해제함으로써, 공정 챔버 내에서 독성 가스가 완전히 배기되기 전까지 공정 챔버의 개구부가 개방되는 것을 차단하여 독성 가스가 완전히 배기되기 전에 개구부가 개방됨으로 인해 공정 챔버 내에 잔류하던 독성 가스가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 독성 가스로 인한 안전사고를 예방할 수 있고, 독성 가스의 누출로 인해 반도체 제조설비 내의 모든 장치가 작동 중지되는 상황을 방지할 수도 있다. 여기서, 공정 챔버의 내부압력을 측정하고, 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 개폐 수단의 인터락을 해제함으로써, 공정 챔버 내에 잔류하는 독성 가스를 검출하기 위한 별도의 장치를 추가적으로 장착하지 않더라도 공정 챔버의 개구부를 개방하면서 공정 챔버 내에 독성 가스가 잔류하고 있는 상황을 방지할 수 있다. 이때, 공정 챔버의 내부압력이 기준 압력 이하로 된 경우에 바로 공정 챔버의 개구부를 개방하는 것이 아니라 독성 가스의 잔류시간보다 긴 압력유지 시간 동안 개폐 수단의 인터락을 유지함으로써, 더욱 효과적으로 독성 가스가 완전히 배기되기 전에 개구부가 개방되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 일측에 개구부를 갖는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에 독성(toxic) 가스를 포함하는 공정 가스를 공급하는 공정가스 공급부;
    상기 공정 챔버 내를 배기하는 배기부;
    상기 공정 챔버의 개구부를 개폐하는 개폐 수단; 및
    상기 독성 가스의 공급을 검지하여 상기 개폐 수단을 인터락(interlock)시키며, 상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 제어부;를 포함하는 기판 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정가스 공급부는,
    상기 독성 가스를 공급하며, 밸브와 유량 제어기 중 적어도 하나가 설치되는 제1 공급라인을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 밸브의 개방 및 상기 유량 제어기의 가스 흐름 중 적어도 어느 하나를 감지하여 상기 개폐 수단을 상기 개구부를 폐쇄한 상태로 인터락하는 기판 처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 공정 챔버 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지가스 공급부; 및
    상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 압력 측정부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 밸브가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기의 가스 흐름이 비감지되는 상태로 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 압력 측정부에서 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 기판 처리장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 기준 압력은 상기 독성 가스를 사용하는 처리공정과 동일한 조건으로 수행된 사전 테스트를 통해 실험적으로 결정되는 기판 처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는 상기 사전 테스트에서 계측한 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 이용하여 상기 압력유지 시간을 상기 독성 가스의 잔류시간 이상으로 설정하는 기판 처리장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 상기 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 공정에서 상기 공정 챔버 내에 공급되는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력으로 상기 기준 압력을 설정하는 기판 처리장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 압력유지 시간은 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도(volume velocity)에 따라 결정되는 기판 처리장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    복수의 기판이 다단으로 적재되어, 상기 공정 챔버 내에 수용 가능한 기판 보트; 및
    상기 공정 챔버의 일측에 구비되어, 상기 기판 보트에 상기 복수의 기판을 적재하기 위한 공간을 제공하는 로딩 챔버;를 더 포함하고,
    상기 개폐 수단은,
    상기 공정 챔버의 일측에 제공되어, 상기 개구부를 개폐하는 셔터부; 및
    상기 기판 보트의 하단부에 결합되어, 상기 기판 보트의 승강에 따라 상기 개구부를 개폐하는 덮개부;를 포함하며,
    상기 덮개부는 상기 기판 보트가 상기 공정 챔버 내에 수용되면서 상기 개구부를 폐쇄하는 기판 처리장치.
  9. 독성(toxic) 가스를 사용하는 처리공정을 수행하기 위해 공정 챔버 일측의 개구부를 폐쇄하는 과정;
    상기 독성 가스의 공급을 검지하는 과정;
    상기 개구부를 개폐하는 개폐 수단을 인터락(interlock)시키는 과정; 및
    상기 공정 챔버의 내부압력에 따라 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 과정;을 포함하는 기판 처리장치의 운용방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 독성 가스의 공급을 검지하는 과정은,
    상기 독성 가스를 공급하는 제1 공급라인에 설치된 밸브의 개방을 감지하는 과정; 및
    상기 제1 공급라인에 설치된 유량 제어기를 통한 가스 흐름을 감지하는 과정 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 개폐 수단을 인터락시키는 과정에서는 상기 밸브의 개방 및 상기 유량 제어기의 가스 흐름 중 적어도 어느 하나를 감지한 경우에 상기 개폐 수단을 상기 개구부를 폐쇄한 상태로 인터락하는 기판 처리장치의 운용방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 공정 챔버 내에 퍼지 가스를 공급하는 과정; 및
    상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 과정에서는 상기 밸브가 폐쇄되거나 상기 유량 제어기의 가스 흐름이 비감지되는 상태로 상기 퍼지 가스를 공급하면서 상기 공정 챔버의 내부압력을 측정하는 과정에서 측정된 압력이 기준 압력 이하로 압력유지 시간 동안 유지된 경우에 상기 개폐 수단의 인터락을 해제하는 기판 처리장치의 운용방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준 압력을 설정하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 기준 압력을 설정하는 과정은 상기 처리공정과 동일한 조건으로 진행한 사전 테스트의 결과에 따라 상기 기준 압력을 결정하는 과정을 포함하는 기판 처리장치의 운용방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 압력유지 시간을 설정하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 압력유지 시간을 설정하는 과정은 상기 사전 테스트에서 계측한 상기 공정 챔버 내의 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받는 과정을 포함하는 기판 처리장치의 운용방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준 압력을 설정하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 기준 압력을 설정하는 과정은 상기 퍼지 가스를 공급하는 과정에서 상기 공정 챔버 내에 공급하는 유량과 동일한 유량의 상기 퍼지 가스를 공급하면서 측정한 상기 공정 챔버의 내부압력을 입력받는 과정을 포함하는 기판 처리장치의 운용방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 압력유지 시간을 설정하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 압력유지 시간을 설정하는 과정은 상기 제1 공급라인의 길이 및 상기 독성 가스의 체적 속도(volume velocity)를 이용하여 산출된 상기 독성 가스의 잔류시간을 입력받는 과정을 포함하는 기판 처리장치의 운용방법.
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