공정챔버의 가스 공급 장치 및 그 공급방법 document_id A220623040287

본 발명은 반도체 또는 디스플레이 장치 공정의 가스 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 또는 디스플레이 장치 공정 중 여러 가지 가스(Gas)가 반응하는 챔버(Chamber) 내부로 반응가스를 공급하는데 있어서, 입력된 가스량을 정확하게 모니터 하여 제품의 불량률을 줄이기 위한 가스 공급장치 및 그 공급방법에 관한 것이다. 컴퓨터, 텔레비젼 등의 각종 전자 제품에는 필수적으로 다이오드, 트랜지스터, 사이리스터 등의 반도체 소자가 포함되어있는데, 위와 같이 현대 사회의 필수품인 반도체 소자는 산화실리콘에서 고순도의 실리콘을 추출한 것을 단결정으로 성장시키고 이를 원판 모양으로 잘라서 웨이퍼를 만드는 과정, 상기 웨이퍼의 전체 표면에 막을 형성하고 필요한 부분을 제거하여 일정한 패턴을 형성하는 과정, 형성된 패턴에 따라 불순물 이온을 도핑하고 금속배선을 통하여 최초 설계된 회로를 구현하며 필요한 소자로 만들기 위한 패키지 공정 등이 포함된 일련의 웨이퍼 가공 과정을 통해 제조된다. 또한 이러한 반도체 공정은 디스플레이 장치 제조공정에서도 많이 응용되고 있는 실정이다. 위와 같은 반도체 제조공정 또는 디스플레이 장치 제조공정 중 일부공정에서는 공정가스를 챔버내에 주입하여 각각의 목적을 달성하고 있다. 가령, 웨이퍼의 특정 부분 물질을 화학 반응을 통해 제거해 내는 식각(etching)공정이나, 화학 반응을 이용하여 웨이퍼상에 박막을 형성하는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)공정, 실리콘 단결정으로 된 웨이퍼의 특정한 영역에 전기전도특성을 부여하기 위하여 불순물을 첨가하는 이온주입공정 등을 위해 다양한 종류의 가스가 사용되고 있다. 이들 공정가스는 공급라인을 따라 공정이 이루어지는 공정챔버 내부로 공급되어 결국 웨이퍼와 반응하게 된다. 이때 공정에 필요한 가스의 유량을 미리 제어하여 적정량의 가스를 공정챔버에 공급하는데 있어서, 작업자가 입력한 유량과 실제 챔버 내에 공급된 유량이 다르게 된다면, 제품 불량률이 상당히 높아지게 된다. 그러므로, 가스공급기에서의 입력유량과 실제 공급유량의 일치는 공정의 안정성 및 불량률 저하의 면에서 상당히 중요하다. 도 1은 종래의 반도체 공정의 가스 공급장치를 나타낸 것으로, 반도체 공정에 사용하는 가스는 여러종류의 공정가스가 사용 된다. 상기 공정가스는 각각의 가스공급라인(10)마다 장착된 유량제어기(27)(Mass Flow Controller: MFC)를 통해 공정에 필요한 가스유량이 제어되면서 공급된다. 상기 유량제어기(27)를 통해 개별공급라인(20)으로 공급된 가스는 단수라인인 통합공급라인(30)으로 연결되어 각 개별공급라인(20)에서 공급된 각종 가스를 혼합한 공정가스를 생성하며 최종밸브(35)를 통해 공정챔버(50)(Process Chamber)로 주입된다. 그러나 상기 유량제어기(27)에서 입력되는 가스의 유량은 유량제어기 전의 개별공급라인에 병렬로 연결된 유량측정기(Mass Flow Meter: MFM)(25)를 통해 유량을 파악하고 결정하게 되는데, 이 유량측정기가 실제유량을 제대로 측정하지 못한다면, 챔버 내 공급되는 유량과 유량제어기(27)에 입력된 유량은 서로 다르게 되고, 이러한 불일치를 작업자가 외부에서 용이하게 알 수 없어서, 잘못된 가스량을 공정챔버로 계속 주입하게 되어 제품의 불량률을 증가 시키게 된다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 상술한 바와 같은 문제점을 지닌 채 오래도록 공정을 진행하게 되면, 장비의 내구성이 더욱 약화되고, 수리하기 위한 시간이 길어질 뿐 아니라 그 비용이 증가하게 되어 제품의 단가가 증가 된다는 문제점이 있다.