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TWI893971B - 流量控制用閥組件、流量控制方法及包含該閥組件的基板處理裝置 - Google Patents

流量控制用閥組件、流量控制方法及包含該閥組件的基板處理裝置

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TWI893971B
TWI893971B TW113133380A TW113133380A TWI893971B TW I893971 B TWI893971 B TW I893971B TW 113133380 A TW113133380 A TW 113133380A TW 113133380 A TW113133380 A TW 113133380A TW I893971 B TWI893971 B TW I893971B
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valve
gas
supply
air
pressure
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安致遠
金正來
梁承財
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南韓商圓益Ｉｐｓ股份有限公司
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Abstract

本發明的流量控制用閥組件包括：氣體進出部，包含流入基板處理氣體的流入流路、連接到執行基板處理的製程腔室而供給所述氣體的流出流路及連接流入流路和流出流路的閥隔室；閥部，包含膜閥，設置在流入流路的上部、加壓桿，對膜閥施壓而調節流入流路的開口率和所述氣體的流量、及氣動調節單元，控制用於加壓桿的升降驅動的閥調節空氣的供給，從而調節通過閥隔室的所述氣體的流量；以及控制部，控制氣體進出部及閥部的操作。所述控制部如下控制氣動調節單元的驅動：以第一供給壓力供給閥調節空氣而開啟膜閥之後，以低於第一供給壓力的第二供給壓力供給閥調節空氣，以及在第二供給壓力下關閉膜閥。

Description

流量控制用閥組件、流量控制方法及包含該閥組件的基板處理裝置
本發明涉及流量控制用閥組件、流量控制方法及包含該閥組件的基板處理裝置。
近來，隨著半導體元件的集成度的增加，需要對基板處理裝置進行精密的控制。
一般來說，透過在真空氣氛的基板處理裝置中執行薄膜沉積、蝕刻等多種基板處理製程來製造半導體元件。所述基板處理製程是在將基板安置在製程腔室內的基板支撐部的狀態下，透過氣體噴射部向基板噴射製程氣體來執行。在這種過程中，薄膜的沉積速度和均勻度等特性會受到為執行基板處理製程而供給的製程氣體的流量的影響。
所述基板處理裝置包括進行基板處理的製程腔室和向製程腔室內部供給用於基板處理的製程氣體的氣體供給裝置，所述氣體供給裝置包括使原料汽化的汽化器、連接所述汽化器和製程腔室的供給管道、及為了調節流體的流動而設置在所述供給管道上的複數個流量控制閥和感測器。尤其，所述流量控制閥上設置有一個電磁閥，電磁閥透過向閥致動器施加空壓來控制閥的開啟和關閉操作。
但是，具有所述結構的流量控制閥採用了利用一個電磁閥來調節空壓的方式，當空壓驅動的閥致動器的空壓較高時，會呈現閥的開啟速度變快但關閉有所延遲的特性。相反地，當空壓驅動的閥致動器的空壓較低時，所述流量控制閥呈現出閥的開啟時間延遲且關閉速度變快的特性。
如上所述，習知的流量控制閥存在空壓條件導致關閉或開啟時間有所延遲而高速開閉控制較難的問題，因此有必要研究能夠彌補這一問題的方法。
根據一個實施例，提供一種可實現高速開閉控制的流體流量控制用閥組件及流體流量控制方法的技術內容。
基於實施例的流量控制用閥組件包括：氣體進出部，包含流入基板處理氣體的流入流路、連接到執行基板處理的製程腔室而供給所述氣體的流出流路及連接所述流入流路及所述流出流路的閥隔室；閥部，包含膜閥，設置在所述流入流路的上部、加壓桿，對所述膜閥施壓而調節所述流入流路的開口率和所述氣體的流量、及氣動調節單元，控制用於所述加壓桿的升降驅動的閥調節空氣的供給，從而調節通過所述閥隔室的所述氣體的流量；以及控制部，控制所述閥部的操作，其中，所述控制部控制所述氣動調節單元的驅動，以第一供給壓力供給所述閥調節空氣而開啟所述膜閥之後，以低於所述第一供給壓力的第二供給壓力供給所述閥調節空氣，在所述第二供給壓力下關閉所述膜閥。
根據一個實施例，所述閥部包含：閥主體，內部形成容納空間，一側連接到至少一個空氣供給管道，使得所述閥調節空氣進出；以及活塞，劃分所述閥主體的容納空間，在劃分的空間中的其中一個，基於閥調節空氣的進出而沿著所述閥主體的內壁面升降，從而使所述加壓桿升降。並且，所述閥部包含：彈性恢復部件，設置在所述活塞的一側而提供彈性力，使得所述加壓桿對所述膜閥施壓而關閉所述流入流路。
根據一個實施例，所述閥部包含：閥主體，連接到第一空氣供給管道及第二空氣供給管道；以及氣動調節單元，具有分別設置在所述第一空氣供給管道及所述第二空氣供給管道的第一電磁閥及第二電磁閥，所述控制部在開啟所述第一電磁閥並以所述第一供給壓力供給所述閥調節空氣之後，開啟所述第二電磁閥並關閉所述第一電磁閥，以所述第二供給壓力供給所述閥調節空氣，所述第一電磁閥及所述第二電磁閥的最大供給壓力彼此不同。
根據一個實施例，所述氣動調節單元還包含：感應感測器，設置在所述第一電磁閥的一側而用於確認所述第一電磁閥的開放狀態。
根據一個實施例，所述第一電磁閥的最大供給壓力可以是0.45至1MPa，而所述第二電磁閥的最大供給壓力可以是0.1至小於0.45MPa。尤其，所述第一電磁閥的最大供給壓力可以是0.6MPa，而所述第二電磁閥最大供給壓力可以是0.3MPa。
根據一個實施例，所述閥部包含具有設置在所述空氣供給管道的氣動可變電磁閥的氣動調節單元；所述控制部在對所述氣動可變電磁閥施加第一電源並以所述第一供給壓力供給所述閥調節空氣之後，向所述氣動可變電磁閥施加電流量低於所述第一電源的第二電源，從而以所述第二供給壓力供給所述閥調節空氣，所述氣動可變電磁閥可根據被施加的電源的電流量調節開口率。此時，所述第一供給壓力為0.45至1MPa，而所述第二供給壓力為0.1至小於0.45MPa。
另外，基於實施例的基板處理裝置可包括：製程腔室，內部形成用於執行基板處理的處理空間；基板支撐部，設置在所述處理空間內部而安置基板；氣體噴射部，為了所述基板處理而向所述處理空間噴射氣體；氣體供給部，向所述氣體噴射部供給製程氣體；以及如請求項1至9中任一項所述的流量控制用閥組件，設置在所述氣體供給部與所述氣體噴射部之間而調節氣體的流量。
根據一個實施例，應用所述流量控制用閥組件的流量控制方法包括如下步驟：接收氣體供給訊號並以第一供給壓力供給閥調節空氣，開啟所述膜閥，允許氣體通過氣體進出部流動，向製程腔室供給氣體；以低於所述第一供給壓力的第二供給壓力改變所述閥調節空氣的供給，保持所述製程腔室中所述氣體的供給；以及接收氣體阻斷訊號而阻斷所述閥調節空氣的供給，阻斷氣體通過所述氣體進出部流動。
根據一個實施例，向所述製程腔室供給氣體的步驟還包括如下步驟：確認是否以所述第一供給壓力供給閥調節空氣。
基於實施例的流量控制用閥組件在初期施加空壓時，在有利於開啟的供給壓力條件下開啟閥，然後改變供給壓力而以有利於關閉的供給壓力條件開啟閥， 之後阻斷氣體供給，從而可以實現高速開閉控制。據此，可以精密地控制製程氣體的流量，大幅改善基板處理裝置的製程穩定性。
1:基板處理裝置
10、10':閥組件
20:製程腔室
21:腔室主體
22:上蓋
30:基板支撐部
40:氣體噴射部
41:氣體管道
50:氣體供給部
100:氣體進出部
110:流入流路
111:流入孔
130:流出流路
131:流出孔
150:閥隔室
200:閥部
210:閥主體
211:第一空氣供給管道(空氣供給管道)
213:第二空氣供給管道(空氣供給管道)
215:內部流路
220:加壓桿
230:活塞
240:彈性恢復部件
250:膜閥
260、260':氣動調節單元
261:第一電磁閥(電磁閥)
263:第二電磁閥(電磁閥)
265:氣動可變電磁閥(電磁閥)
267:感應感測器
300:控制部
S:基板
S100~S300:步驟
圖1是顯示基於實施例的基板處理裝置的結構圖；圖2是顯示允許氣體流動的狀態下基於實施例1的流量控制用閥組件的結構圖；圖3是顯示阻斷氣體流動的狀態下基於實施例1的流量控制用閥組件的結構圖；圖4是顯示允許氣體流動的狀態下基於實施例2的流量控制用閥組件的結構圖；圖5是顯示阻斷氣體流動的狀態下基於實施例2的流量控制用閥組件的結構圖；以及圖6是顯示基於實施例的流量控制方法的製程圖。
圖1是顯示基於實施例的基板處理裝置的結構圖。
參照圖1，基於實施例的基板處理裝置1包括：流量控制用閥組件10、10'、製程腔室20、基板支撐部30、氣體噴射部40、及氣體供給部50。
所述製程腔室20的內部形成用於處理基板S的處理空間。所述製程腔室20包括位於腔室主體21及腔室主體21的側壁部上端的上蓋22而保持氣密。所述製程腔室20連接到排氣口及真空泵，以排出所述處理空間的製程氣體並調節所述處理空間的真空度。所述製程腔室20可具有用於基板處理的常規的多種形態。
所述基板支撐部30設置在製程腔室20的處理空間內部，使得基板S安置在所述處理空間內。所述基板支撐部30設置在製程腔室20，以使基板S與氣體噴射部40相對。基板支撐部30包括用於安置基板S的基座等。
所述氣體噴射部40以與基板支撐部30相對地設置在製程腔室20，可向所述處理空間噴射製程氣體。所述氣體噴射部40可具有噴頭(shower head)形態、噴嘴(nozzle)形態等多種形態，氣體噴射部40為噴頭形態時，氣體噴射 部40以局部覆蓋製程腔室20上部的形態結合到製程腔室20。尤其，氣體噴射部40以腔室主體21的罩形態結合到上蓋22。
所述氣體供給部50是向氣體噴射部40供給所述製程氣體的裝置，連接到氣體噴射部40。
所述氣體供給部50從液體源或固體源產生製程氣體來進行供給。透過所述流量控制用閥組件10、10'控制所述製程氣體的流量，從而供給到氣體噴射部40。
基於實施例的基板處理裝置1可包括：流量控制用閥組件10、10'，設置在連接到氣體供給部50而運送製程氣體的氣體管道41的一側，用於控制所述製程氣體的流量。
基於實施例的流量控制用閥組件10、10'以陣列結構設置在氣體噴射部40上或與一般用品質流量控制器一起設置在氣體箱(附圖未顯示)內。
基於實施例的基板處理裝置1可透過流量控制用閥組件10、10'實現流量供給的高速控制。據此，基於實施例的基板處理裝置1可精密控制製程氣體的流量並透過氣體噴射部40供給到基板S上。因此，可以大幅改善基於基板處理裝置1的製程穩定性。
基於實施例的基板處理裝置1可以是化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)裝置、電漿增強化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)裝置、原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)裝置中的任意一個。
以下詳細描述基於實施例的流量控制用閥組件10、10'。
基於實施例的流量控制用閥組件10、10'用於控制諸如用於基板處理的氣體等流體的流量，可結合到流體的供給管道上。並且，基於實施例的流量控制用閥組件10、10'也可作為汽化裝置的一部分而設置到所述汽化裝置內。
具體地說，所述流量控制用閥組件10、10'用於調節流體的流量。作為一例，所述流量控制用閥組件10、10'施加空壓來控制膜閥250的開啟及關閉，調節向製程腔室20流動的流體的流量。
圖2是顯示允許氣體流動的狀態下基於實施例1的流量控制用閥組件10的結構圖；圖3是顯示阻斷氣體流動的狀態下基於實施例1的流量控制用 閥組件10的結構圖；圖4是顯示允許氣體流動的狀態下基於實施例2的流量控制用閥組件10'的結構圖；以及圖5是顯示阻斷氣體流動的狀態下基於實施例2的流量控制用閥組件10'的結構圖。
參照圖2至圖5，基於實施例的流量控制用閥組件10、10'包括：氣體進出部100、閥部200、及控制部300。
所述氣體進出部100具有為氣體流動和流通提供通道的作用。為此，所述氣體進出部100可包括：流入流路110、流出流路130、及閥隔室150。
所述流入流路110提供氣體流入的通道。所述流入流路110的一端通過氣體管道41連接到氣體供給部50，從而氣體能夠流入。所述流入流路110的另一端形成流入孔111，氣體通過流入孔111後，沿著所述閥隔室150移動，通過流出流路130供給到製程腔室20。所述流入孔111的上部設置有膜閥250，以控制其打開及關閉。所述流入孔111開啟時，所述氣體流動而流入流出流路130，所述流入孔111關閉時，阻斷氣體的流通。
所述流出流路130的一端連接到執行基板處理的製程腔室20，從而形成將通過流入流路110流動的氣體供給到製程腔室20的通道。所述流出流路130的另一端形成流出孔131，當所述流入孔111開啟時，可流入所述氣體。所述氣體可以是指汽化的氣體，即用於基板處理的製程氣體。所述氣體可以是單一氣體或混合氣體。
所述閥隔室150形成在所述流入流路110與流出流路130之間而提供用於連接所述流入流路110和流出流路130的空間。所述閥隔室150分別連接到所述流入孔111及流出孔131。所述閥隔室150上可設置有用於控制所述流入孔111的打開及關閉的膜閥250。所述閥隔室150可具有在上部設置用於控制所述膜閥250的操作的加壓桿且可升降的結構。
所述閥部200可調節流入孔111的開口率，以調節通過所述氣體進出部100的所述氣體的流量。所述閥部200可根據閥調節空氣的流動而調節所述氣體進出部100的流入孔111的開口率。
為此，所述閥部200可包含：閥主體210、加壓桿220、活塞230、彈性恢復部件240、膜閥250、及氣動調節單元260、260'。
所述閥主體210的內部形成容納空間而使得閥調節空氣能夠進入，可容納加壓桿220、活塞230、彈性恢復部件240等。所述閥主體210可以是上部及下部封閉的圓形或多角形容器形狀。
所述閥主體210與至少一個空氣供給管道211、213分別連接。
參照圖1及圖2，基於實施例1的流量調節裝置10與複數個空氣供給管道211、213分別連接。
所述複數個空氣供給管道211、213分別與形成在所述閥主體210的容納空間內部的內部流路215連接，形成向所述閥主體210的內部容納空間供給閥調節空氣的通道。
作為一例，所述閥主體210可具有上部與第一空氣供給管道211及第二空氣供給管道213分別連接的結構。附圖中雖然僅顯示設置兩個空氣供給管道211、213的結構，但可以根據需要來選擇性地調節設置個數。如上所述，若設置複數個空氣供給管道211、213，在所述複數個空氣供給管道211、213上分別設置一個最大供給壓力不同的電磁閥261、263而作為氣動調節單元260。
參照圖3及圖4，基於實施例2的流量調節裝置10'可具有所述閥主體210連接一個空氣供給管道211的結構。所述一個空氣供給管道211上設置有氣動可變電磁閥265而作為氣動調節單元260'。
並且，所述閥主體210的一側形成排氣流路(附圖未顯示)，可將供給到容納空間內部的閥調節空氣噴射到外部。
所述加壓桿220的一部分容納到所述閥主體210的容納空間，一端容納到所述閥隔室150。所述加壓桿220位於設置到所述閥隔室150的膜閥250的上部。可對所述加壓桿220實施朝向下部的下降驅動來對膜閥250施壓，也可實施朝向上部的上升驅動而調節流入孔111的打開及關閉。所述加壓桿220可採用一端形成彈性加壓端而對膜閥250施壓之常規的多種形態的結構。
所述活塞230劃分所述閥主體210的容納空間，在劃分的空間中的其中一個，基於閥調節空氣的供給或噴射而沿著閥主體210的內壁面升降驅動，從而使所述加壓桿220升降驅動。在所述活塞230的中心區域，加壓桿220以能夠接收驅動力的結構連接。
所述彈性恢復部件240容納到閥主體210的容納空間，設置到所述活塞230的一側而輔助所述活塞230的升降驅動。作為一例，所述彈性恢復部件 240具有如下作用：所述活塞230因空氣供給而形成的空壓而升降，之後解除空壓，使所述活塞230恢復到原來的位置。
所述彈性恢復部件240可呈現為一種螺旋彈簧，施加彈性力而使所述加壓桿220對膜閥250的上面加壓而關閉流入孔111。並且，所述彈性恢復部件240可產生彈性變形而基於螺線管的操作而使加壓桿上升，解除對膜閥250的施壓。
所述膜閥250容納到所述閥隔室150的內部，設置在所述流入孔111的上部。所述膜閥250是具有隔膜形狀的彈性結構物，稱為密封墊片、隔膜閥、傘型止回閥等。
所述膜閥250具有基於加壓桿220的驅動而產生彈性變形因此打開及關閉所述流入孔111的作用。並且，膜閥250可透過調節加壓桿220的施壓條件來調節所述流入孔111的開啟面積，從而控制流體的流量。所述膜閥250在當所述活塞230的升降高度增加時，基於加壓桿220的施加壓力減少而擴大流入孔111的開啟面積。
所述氣動調節單元260透過控制向閥主體210供給的閥調節空氣來調節膜閥的開啟及阻斷。為此，所述氣動調節單元260包括連接到所述空氣供給管道211、213的電磁閥261、263、265。
透過電訊號控制所述電磁閥261、263、265，被施加電源時開啟，通過所述空氣供給管道211、213向閥主體210供給高壓的閥調節空氣。所述電磁閥261、263、265在電源被阻斷時關閉所述空氣供給管道211、213來阻斷閥調節空氣的供給。
尤其，基於實施例的流量控制用閥組件10、10'中，所述氣動調節單元260、260'可控制如下，在初期施加空壓時，以有利於開啟的第一供給壓力供給空氣，允許氣體的流動，之後改變供給壓力，以有利於關閉的第二供給壓力供給空氣而改變供給壓力，因此，可改善流量控制用閥組件10、10'的反應速度。
具體地說，參照圖1及圖2，基於實施例1的流量控制用閥組件10中，所述氣動調節單元260包含最大供給壓力不同的複數個電磁閥261、263。
在所述複數個空氣供給管道211、213上分別設置一個所述電磁閥261、263。所述複數個電磁閥261、263的最大供給壓力彼此不同。亦即，所述複數個電磁閥261、263的最大流路面積和最大供給壓力彼此不同。
基於實施例1的流量控制用閥組件10包括具有第一電磁閥261及第二電磁閥263的氣動調節單元260。透過電訊號分別控制所述複數個電磁閥261、263，可利用螺線管中產生的磁場的力來控制流體的流動。分別在第一空氣供給管道211及第二空氣供給管道213設置一個所述第一電磁閥261及第二電磁閥263。
所述第一電磁閥261的最大供給壓力在0.45至1MPa的範圍內。所述第二電磁閥263的最大供給壓力在相對較低的0.1至小於0.45MPa的範圍內。
更具體地說，所述第一電磁閥261的最大供給壓力為0.45至0.6MPa，而所述第二電磁閥263的最大供給壓力為0.3至小於0.45MPa。尤其，所述第一電磁閥261的最大供給壓力可以是0.6MPa，而所述第二電磁閥263的最大供給壓力可以是0.3MPa。
所述第一電磁閥261呈現出閥的開啟速度變快但關閉有所延遲的特性。所述第二電磁閥263呈現出閥的開啟時間有所延遲但關閉速度變快的特性。
並且，所述氣動調節單元260、260'還可包含感應感測器267。所述感應感測器267具有確認所述電磁閥261、263的開閉與否的作用。所述感應感測器267在被傳遞流體的供給訊號時，確認所述電磁閥261、263的開啟與否，確認為所述電磁閥261、263關閉時，產生檢測訊號並傳送到控制部300，控制部300再產生用於開啟電磁閥261、263的訊號並傳送到電磁閥261、263。
參照圖3及圖4，基於實施例2的流量控制用閥組件10'中，所述氣動調節單元260'可包含根據壓力條件來改變空壓的氣動可變閥。
所述氣動可變電磁閥265呈現出根據螺線管被施加的電流量來調節被輸出的供給壓力的特性。
所述氣動可變電磁閥265施加電源以最大供給壓力達到0.45至1MPa的範圍，通過空氣供給管道211供給閥調節空氣。之後，減少電流量以最大供給壓力達到0.1至0.45MPa的範圍，以減少空氣供給管道211的供給面積的狀態開啟。所述氣動可變電磁閥265可設置在一個空氣供給管道211上。
更具體地說，所述氣動可變電磁閥265的最大供給壓力可以是0.45至0.6MPa，可將供給壓力變為0.1至小於0.45MPa。尤其，可改變為所述氣動可變電磁閥265的最大供給壓力為0.6MPa，最小供給壓力為0.3MPa。
所述控制部300可透過控制閥部200的驅動來調節氣體的流動。
具體地說，所述控制部300向流量控制用閥組件10、10'傳送預設流量值，根據預設流量值控制氣動調節單元260、260的驅動，從而控制被供給到製程腔室20的製程氣體的流量。
所述控制部300在當被傳送流體的供給訊號及流量資訊時，向電磁閥261、263、265施加電源，從而以開啟時間較短的第一供給壓力供給閥調節空氣。並且，完成膜閥250的開啟之後，改變供給壓力而以第二供給壓力供給閥調節空氣。
作為一例，所述控制部300在當被傳送流體的供給訊號及流量資訊時，向第一電磁閥261供給電源，開啟第一空氣供給管道211，以第一供給壓力供給閥調節空氣。此時，所述控制部300利用感測器確認第一電磁閥261的開放狀態。
其次，所述控制部300在確認到第一電磁閥261的開啟時，向第二電磁閥263施加電源來開啟關閉時間較短的第二空氣供給管道213，之後，中斷第一電磁閥261的電源供給。據此，所述控制部300通過第二空氣供給管道213供給閥調節空氣。
之後，所述控制部300在流體的供給結束之後，阻斷施加到所述第二電磁閥263的電源，阻斷通過第二空氣供給管道213供給的閥調節空氣。
亦即，所述控制部300在初期施加空壓時，利用有利於開啟的第一電磁閥261供給閥調節空氣，空壓解除後，利用有理數關閉的第二電磁閥263短時間內阻斷閥調節空氣的供給，將通常需要消耗10ms/delta的流量控制用閥組件的打開及關閉大大縮短到2ms/delta。
並且，所述控制部300在被傳送流體的供給訊號時，施加高電流電源，使得氣動可變電磁閥265以最大供給壓力啟動，從而縮短開啟時間。據此，開啟空氣供給管道211。此時，所述控制部300利用感測器確認氣動可變電磁閥265的開放狀態。
其次，所述控制部300在確認到氣動可變電磁閥265的開啟時，施加相對較低電流的電源，以減少空氣供給管道211的開啟面積，從而降低供給壓力來啟動。
並且，所述控制部300在流體的供給結束的時點，阻斷對氣動可變電磁閥265施加的電源，從而阻斷基於空氣供給管道211的閥調節空氣的供給。
亦即，所述控制部300在初期施加空壓時，為了縮短開啟時間，施加高電流電源而以最大供給壓力啟動地開啟空氣供給管道211。之後，解除空壓時，為了達到有利於關閉的條件，施加相對較低電流的電源，減少空氣供給管道211的開啟面積。據此，將通常需要消耗10ms/delta的流量控制用閥組件的打開及關閉大大縮短到2ms/delta。
如上所述之基於實施例的流量控制用閥組件在初期施加空壓時，在有利於開啟的供給壓力條件下開啟閥，然後改變供給壓力而以有利於關閉的供給壓力條件開啟閥，之後阻斷氣體供給，從而可以實現高速開閉控制。據此，可以精密地控制製程氣體的流量，大幅改善基板處理裝置的製程穩定性。
尤其，基於實施例的流量控制用閥組件在用於執行原子層沉積法(atomic layer deposition,ALD)的基板處理裝置中具有控制氣體供給的用途。
另外，圖6是顯示基於實施例的流量控制方法的製程圖。
參照圖6，基於實施例的流量控制方法包括如下步驟：向製程腔室20供給氣體的步驟(S100)；保持氣體的供給的步驟(S200)；及阻斷氣體的流動的步驟(S300)。基於實施例的流量控制方法可利用基於所述實施例1及實施例2的流量控制用閥組件10、10'中的其中一個來執行。
向所述製程腔室20供給氣體的步驟S100中，控制部300接收氣體供給訊號和流量資訊，產生電源施加訊號而傳送到電磁閥261、265。據此，開啟所述電磁閥261、265而以第一供給壓力供給閥調節空氣。然後，所述加壓桿220被上升驅動而開啟所述膜閥250。並且，允許氣體通過氣體進出部100流動，氣體被供給到製程腔室20。
本步驟中，還可包括確認是否以所述第一供給壓力供給閥調節空氣的步驟。具體地說，利用感應感測器267確認第一電磁閥261或氣動可變電磁 閥265的開放狀態。確認開放狀態而發現第一電磁閥261或氣動可變電磁閥265未開啟時，控制部300可產生電源施加訊號而再次傳送。
其次，保持所述氣體供給的步驟S200中，改變供給壓力，以低於所述第一供給壓力的第二供給壓力供給所述閥調節空氣。
本步驟中，控制部300產生電源施加訊號並傳送到第二電磁閥263，開啟第二電磁閥263而以第二供給壓力供給閥調節空氣。並且，中斷對第一電磁閥261施加電源。而且，控制流量以保持向製程腔室20供給氣體。
或者，本步驟中，控制部300產生氣動可變訊號，為了以低於第一供給壓力的第二供給壓力供給閥調節空氣，減少施加電源的電流量。並且，控制流量以保持向製程腔室20供給氣體。
然後，阻斷所述氣體的流動的步驟S300中，控制部300接收到氣體阻斷訊號後，產生電源阻斷訊號並傳送到電磁閥263、265。基於所述電磁閥263、265中斷閥調節空氣的供給後，加壓桿220通過彈性恢復部件240下降，對膜閥250施壓，阻斷氣體通過流入孔111流入，據此，可以阻斷基於所述氣體進出部100的氣體的流動。
基於實施例的流量控制方法為了形成有利於氣體的流動和阻斷的條件而控制電磁閥的驅動，實現氣體流量供給的高速控制。據此，基於實施例的流體流動控制方法可精密地控制製程氣體的流量，通過氣體噴射部40供給到基板S上。因此，可通過基板處理裝置1大大改善製程穩定性。
10:閥組件
100:氣體進出部
110:流入流路
111:流入孔
130:流出流路
131:流出孔
150:閥隔室
200:閥部
210:閥主體
211:第一空氣供給管道(空氣供給管道)
213:第二空氣供給管道(空氣供給管道)
215:內部流路
220:加壓桿
230:活塞
240:彈性恢復部件
250:膜閥
260:氣動調節單元
261:第一電磁閥(電磁閥)
263:第二電磁閥(電磁閥)
267:感應感測器
300:控制部

Claims (13)

  1. 一種流量控制用閥組件，包括： 一氣體進出部，包含流入基板處理氣體的一流入流路、連接到執行基板處理的一製程腔室而供給所述氣體的一流出流路、及連接所述流入流路及所述流出流路的一閥隔室； 一閥部，包含： 一膜閥，設置在所述流入流路的上部； 一加壓桿，對所述膜閥施壓而調節所述流入流路的開口率和所述氣體的流量；以及 一氣動調節單元，控制用於所述加壓桿的升降驅動的一閥調節空氣的供給，從而調節通過所述閥隔室的所述氣體的流量；以及 一控制部，控制所述閥部的操作， 其中，所述控制部控制所述氣動調節單元的驅動，以一第一供給壓力供給所述閥調節空氣而開啟所述膜閥之後，以低於所述第一供給壓力的一第二供給壓力供給所述閥調節空氣，在所述第二供給壓力下關閉所述膜閥。
  2. 根據請求項1所述的流量控制用閥組件，其中，所述閥部包含： 一閥主體，內部形成一容納空間，一側連接到至少一個空氣供給管道，使得所述閥調節空氣進出；以及 一活塞，劃分所述閥主體的所述容納空間，在劃分的空間中的其中一個，基於所述閥調節空氣的進出而沿著所述閥主體的內壁面升降，從而使所述加壓桿升降。
  3. 根據請求項2所述的流量控制用閥組件，其中，所述閥部包含： 一彈性恢復部件，設置在所述活塞的一側而提供彈性力，使得所述加壓桿對所述膜閥施壓而關閉所述流入流路。
  4. 根據請求項2所述的流量控制用閥組件，其中，所述閥部包含： 所述閥主體，連接到一第一空氣供給管道及一第二空氣供給管道；以及 所述氣動調節單元，具有分別設置在所述第一空氣供給管道及所述第二空氣供給管道的一第一電磁閥及一第二電磁閥， 其中，所述控制部在開啟所述第一電磁閥並以所述第一供給壓力供給所述閥調節空氣之後，開啟所述第二電磁閥並關閉所述第一電磁閥，以所述第二供給壓力供給所述閥調節空氣，以及 其中，所述第一電磁閥及所述第二電磁閥的最大供給壓力彼此不同。
  5. 根據請求項4所述的流量控制用閥組件，其中，所述閥部還包含：一感應感測器，設置在所述第一電磁閥的一側而用於確認所述第一電磁閥的開放狀態。
  6. 根據請求項4所述的流量控制用閥組件，其中，所述第一電磁閥的最大供給壓力是0.45至1 MPa，而所述第二電磁閥的最大供給壓力是0.1至小於0.45 MPa。
  7. 根據請求項6所述的流量控制用閥組件，其中，所述第一電磁閥的最大供給壓力是0.6 MPa，而所述第二電磁閥最大供給壓力是0.3 MPa。
  8. 根據請求項2所述的流量控制用閥組件，其中，所述閥部包含具有設置在所述空氣供給管道的一氣動可變電磁閥的所述氣動調節單元， 其中，所述控制部在對所述氣動可變電磁閥施加第一電源並以所述第一供給壓力供給所述閥調節空氣之後，向所述氣動可變電磁閥施加電流量低於所述第一電源的第二電源，從而以所述第二供給壓力供給所述閥調節空氣，以及 其中，所述氣動可變電磁閥根據被施加的電源的電流量調節開口率。
  9. 根據請求項8所述的流量控制用閥組件，其中，所述第一供給壓力為0.45至1 MPa，而所述第二供給壓力為0.1至小於0.45 MPa。
  10. 一種基板處理裝置，包括： 一製程腔室，內部形成用於執行基板處理的一處理空間； 一基板支撐部，設置在所述處理空間內部而安置所述基板； 一氣體噴射部，為了所述基板處理而向所述處理空間噴射氣體； 一氣體供給部，向所述氣體噴射部供給製程氣體；以及 如請求項1至9中任一項所述的流量控制用閥組件，設置在所述氣體供給部與所述氣體噴射部之間而調節氣體的流量。
  11. 根據請求項10所述的基板處理裝置，其中，所述基板處理裝置用於執行原子層沉積法（atomic layer deposition, ALD）。
  12. 一種流量控制方法，應用請求項1至9中任一項所述的流量控制用閥組件，包括如下步驟： 接收一氣體供給訊號並以一第一供給壓力供給一閥調節空氣，開啟一膜閥，允許氣體通過一氣體進出部流動，向一製程腔室供給氣體； 以低於所述第一供給壓力的一第二供給壓力改變所述閥調節空氣的供給，保持所述製程腔室中所述氣體的供給；以及 接收一氣體阻斷訊號而阻斷所述閥調節空氣的供給，阻斷氣體通過所述氣體進出部流動。
  13. 根據請求項12所述的流量控制方法，其中，向所述製程腔室供給氣體的步驟還包括如下步驟： 確認是否以所述第一供給壓力供給所述閥調節空氣。
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