2022.03.21
MOCVD 공정의 진공압력 정밀제어에 디지털 제어밸브 적용
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자세한 세부 사항
MOCVD 공정의 진공압력 정밀제어에 디지털 제어밸브 적용
개요: 현재 MOCVD 장비 및 프로세스의 진공 압력 제어에 존재하는 문제에 초점을 맞추면 대부분의 장비는 다운스트림 제어 모드만 사용할 수 있으며 스로틀 밸브의 응답 속도가 충분하지 않습니다. 스로틀 밸브의 내식성과 압력 컨트롤러의 획득 정확도는 높지 않습니다. 이 기사에서는 MOCVD 장비를 개선하고 공정 및 제품 품질을 개선하기 위한 해당 솔루션을 제안합니다.
1. 질문
반도체 산업에서 MOCVD는 많은 주목할만한 특징을 가지고 있습니다. 대면적 성장에 사용할 수 있고, 조성과 두께를 정밀하게 제어할 수 있고, 반복성과 성장 속도가 높으며, 복잡한 기판 모양을 덮을 수 있고, 가스 경로를 신속하게 전환하여 가파른 다층 인터페이스를 준비할 수 있으며, 원래 어닐링 등에 적합합니다. , MOCVD 장비의 개발 및 공정 시운전에서는 반응 챔버 형태, 작동 압력, 성장 온도, 베이스 회전 속도, 가스 유량, 입구 온도 등 생산 관련 성장 매개변수를 연구하고 선택하는 것이 필요합니다.
MOCVD의 작동 압력은 일반적으로 10mtorr~500torr 범위입니다. 작동 압력의 정밀한 제어는 반응 챔버의 흐름 안정성을 결정하지만 현재의 진공 압력 제어에는 여전히 다음과 같은 문제가 있습니다.
(1) 그림 1에서 볼 수 있듯이 현재 MOCVD 장비는 기본적으로 작동 압력을 제어하기 위해 다운스트림 모드를 사용합니다. 즉, 배기 끝에 스로틀 밸브를 설치하여 배기 흐름을 조정하여 반응 챔버의 압력 제어에 도달하지만 이는 단지 100~500torr의 작동 압력 범위와 같은 더 높은 압력의 프로세스에 적용 가능합니다. 그러나 일부 프로세스의 저압 요구 사항의 경우 다운스트림 제어 모드를 채택하면 작동 압력에 큰 변동이 발생하여 정확하게 제어할 수 없어 제품 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 낮은 작동 압력의 정밀한 제어를 위해서는 업스트림 제어 모드를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 즉, 입구 끝의 흐름을 제어하여 반응 챔버의 압력을 안정화하는 것입니다.
(2) MOCVD 공정은 항상 온도 변화를 동반하며 온도 변화는 작동 압력의 안정성과 제어 가능성에 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 공기 흡입 및 배기가 필요한 온도 변화 과정에서 작동 압력의 정확한 제어가 필요합니다. 이를 위해서는 흡기 및 배기 제어 밸브의 반응 속도가 최대한 빨라야 하며, 제어 밸브는 완전 개방에서 완전 폐쇄까지 5초 이내, 바람직하게는 1초 이내로 제어되어야 한다.
(3) 일부 MOCVD 작업 가스는 부식성이 있으며 해당 밸브는 장비의 지속적이고 정상적인 작동을 향상시키기 위해 강한 내식성을 가질 수 있습니다.
(4) 현재 대부분의 제어 장치는 PLC 모듈을 사용하지만 24비트 아날로그-디지털 변환 정확도에 도달할 수 있는 PIC 컨트롤러는 거의 없습니다. 작동 압력을 정밀하게 제어하려면 24비트 정밀 PID 컨트롤러를 사용하여 정전용량형 압력 센서의 고정밀 측정 장점을 완전히 적용하는 것이 좋습니다. KAOLU 의 공압 비례 밸브를 사용하는 것도 고객을 위한 최선의 선택입니다.
이 기사에서는 현재 MOCVD 장비 및 프로세스에 존재하는 위의 문제에 대한 해당 솔루션에 중점을 둘 것입니다.
자세한 내용은 다음을 방문하세요.https://www.genndih.com/ko/proportional-flow-control-valve/mid-flow-proportional-valve-0-130L-min.html
2. 압력 정밀 제어 방식
MOCVD의 작동 압력 범위 내에서는 일반적으로 반응 챔버의 작동 압력을 정확하게 제어할 수 있고 특정 범위 내의 모든 설정점에서 일정하게 유지할 수 있어야 합니다. 저압과 고압의 서로 다른 압력 범위의 정밀한 제어를 충족시키기 위해 제안된 압력 제어 방식은 원래의 다운스트림 제어 모드에 업스트림 제어 모드를 추가하는 것입니다. 진공 압력 제어 시스템의 구조는 그림 2에 나타나 있으며, 세부 내용은 다음과 같습니다.
(1) 스테퍼 모터로 구동되는 KAOLU 의 FC 시리즈 공압 비례 밸브를 반응 챔버의 공기 흡입구와 배출구에 각각 설치합니다. 공압 비례 밸브는 공기 흡입구에 직접 설치되고 공압 비례 밸브는 배기 포트와 진공 펌프 사이에 설치됩니다. MOCVD 장비의 경우 공기 셀을 추가하여 들어오는 작업 가스를 비례적으로 혼합한 다음 공압 비례 밸브를 통해 반응 챔버로 들어갈 수 있습니다. 고압 하에서 제어할 경우 공압 비례 밸브의 개방을 고정할 수 있으며 하류 공압 비례 밸브만 조정할 수 있습니다. 낮은 압력에서 제어할 경우 공압 비례 밸브의 개방도를 고정할 수 있으며 상류 공압 비례 밸브만 조정할 수 있습니다. 이는 다양한 압력 제어 요구를 충족할 수 있습니다. (2) 공압 비례 밸브와 전자 니들 밸브 모두 고속 스로틀 밸브가 있습니다. 공압 비례 밸브의 응답 시간은 0.8초입니다. 전자 니들 밸브에는 5초와 1초의 두 가지 응답 속도 모델이 있습니다. 공압식 비례 밸브와 전자 니들 밸브의 밸브 본체는 스테인리스 스틸로 제작되었으며 씰은 FFKM 퍼플루오로에테르 고무로 제작되어 내식성이 뛰어나 다양한 부식성 가스 및 액체에 사용할 수 있습니다.
(3) MOCVD에서는 압력측정을 위해 일반적으로 1000torr 또는 10torr 범위의 정전용량식 압력계를 사용하며 정확도는 ±0.2%에 이른다. ±0.05%의 정확도가 더 높은 진공 압력 센서도 측정에 사용할 수 있습니다. 따라서 고정밀 용량성 압력 센서의 측정 정확도를 일치시키고 제어 정확도를 보장하기 위해 전용 24비트 A/D 획득 고정밀 PID 진공 압력 컨트롤러가 사용됩니다.
요약하면, 위 방식의 구현을 통해 전체 진공 압력 범위에서 압력 변동을 ±1% 이내로 제어할 수 있으며, 반응 챔버의 온도 변화에 따라 압력을 신속하고 일정하게 유지할 수 있으며, 부식 방지 씰이 크게 향상됩니다. 밸브의 수명을 늘립니다. 따라서 KAOLU 의 공압 비례 밸브는 귀하에게 탁월한 선택입니다!
개요: 현재 MOCVD 장비 및 프로세스의 진공 압력 제어에 존재하는 문제에 초점을 맞추면 대부분의 장비는 다운스트림 제어 모드만 사용할 수 있으며 스로틀 밸브의 응답 속도가 충분하지 않습니다. 스로틀 밸브의 내식성과 압력 컨트롤러의 획득 정확도는 높지 않습니다. 이 기사에서는 MOCVD 장비를 개선하고 공정 및 제품 품질을 개선하기 위한 해당 솔루션을 제안합니다.
1. 질문
반도체 산업에서 MOCVD는 많은 주목할만한 특징을 가지고 있습니다. 대면적 성장에 사용할 수 있고, 조성과 두께를 정밀하게 제어할 수 있고, 반복성과 성장 속도가 높으며, 복잡한 기판 모양을 덮을 수 있고, 가스 경로를 신속하게 전환하여 가파른 다층 인터페이스를 준비할 수 있으며, 원래 어닐링 등에 적합합니다. , MOCVD 장비의 개발 및 공정 시운전에서는 반응 챔버 형태, 작동 압력, 성장 온도, 베이스 회전 속도, 가스 유량, 입구 온도 등 생산 관련 성장 매개변수를 연구하고 선택하는 것이 필요합니다.
MOCVD의 작동 압력은 일반적으로 10mtorr~500torr 범위입니다. 작동 압력의 정밀한 제어는 반응 챔버의 흐름 안정성을 결정하지만 현재의 진공 압력 제어에는 여전히 다음과 같은 문제가 있습니다.
(1) 그림 1에서 볼 수 있듯이 현재 MOCVD 장비는 기본적으로 작동 압력을 제어하기 위해 다운스트림 모드를 사용합니다. 즉, 배기 끝에 스로틀 밸브를 설치하여 배기 흐름을 조정하여 반응 챔버의 압력 제어에 도달하지만 이는 단지 100~500torr의 작동 압력 범위와 같은 더 높은 압력의 프로세스에 적용 가능합니다. 그러나 일부 프로세스의 저압 요구 사항의 경우 다운스트림 제어 모드를 채택하면 작동 압력에 큰 변동이 발생하여 정확하게 제어할 수 없어 제품 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 낮은 작동 압력의 정밀한 제어를 위해서는 업스트림 제어 모드를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 즉, 입구 끝의 흐름을 제어하여 반응 챔버의 압력을 안정화하는 것입니다.
(2) MOCVD 공정은 항상 온도 변화를 동반하며 온도 변화는 작동 압력의 안정성과 제어 가능성에 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 공기 흡입 및 배기가 필요한 온도 변화 과정에서 작동 압력의 정확한 제어가 필요합니다. 이를 위해서는 흡기 및 배기 제어 밸브의 반응 속도가 최대한 빨라야 하며, 제어 밸브는 완전 개방에서 완전 폐쇄까지 5초 이내, 바람직하게는 1초 이내로 제어되어야 한다.
(3) 일부 MOCVD 작업 가스는 부식성이 있으며 해당 밸브는 장비의 지속적이고 정상적인 작동을 향상시키기 위해 강한 내식성을 가질 수 있습니다.
(4) 현재 대부분의 제어 장치는 PLC 모듈을 사용하지만 24비트 아날로그-디지털 변환 정확도에 도달할 수 있는 PIC 컨트롤러는 거의 없습니다. 작동 압력을 정밀하게 제어하려면 24비트 정밀 PID 컨트롤러를 사용하여 정전용량형 압력 센서의 고정밀 측정 장점을 완전히 적용하는 것이 좋습니다. KAOLU 의 공압 비례 밸브를 사용하는 것도 고객을 위한 최선의 선택입니다.
이 기사에서는 현재 MOCVD 장비 및 프로세스에 존재하는 위의 문제에 대한 해당 솔루션에 중점을 둘 것입니다.
자세한 내용은 다음을 방문하세요.https://www.genndih.com/ko/proportional-flow-control-valve/mid-flow-proportional-valve-0-130L-min.html
2. 압력 정밀 제어 방식
MOCVD의 작동 압력 범위 내에서는 일반적으로 반응 챔버의 작동 압력을 정확하게 제어할 수 있고 특정 범위 내의 모든 설정점에서 일정하게 유지할 수 있어야 합니다. 저압과 고압의 서로 다른 압력 범위의 정밀한 제어를 충족시키기 위해 제안된 압력 제어 방식은 원래의 다운스트림 제어 모드에 업스트림 제어 모드를 추가하는 것입니다. 진공 압력 제어 시스템의 구조는 그림 2에 나타나 있으며, 세부 내용은 다음과 같습니다.
(1) 스테퍼 모터로 구동되는 KAOLU 의 FC 시리즈 공압 비례 밸브를 반응 챔버의 공기 흡입구와 배출구에 각각 설치합니다. 공압 비례 밸브는 공기 흡입구에 직접 설치되고 공압 비례 밸브는 배기 포트와 진공 펌프 사이에 설치됩니다. MOCVD 장비의 경우 공기 셀을 추가하여 들어오는 작업 가스를 비례적으로 혼합한 다음 공압 비례 밸브를 통해 반응 챔버로 들어갈 수 있습니다. 고압 하에서 제어할 경우 공압 비례 밸브의 개방을 고정할 수 있으며 하류 공압 비례 밸브만 조정할 수 있습니다. 낮은 압력에서 제어할 경우 공압 비례 밸브의 개방도를 고정할 수 있으며 상류 공압 비례 밸브만 조정할 수 있습니다. 이는 다양한 압력 제어 요구를 충족할 수 있습니다. (2) 공압 비례 밸브와 전자 니들 밸브 모두 고속 스로틀 밸브가 있습니다. 공압 비례 밸브의 응답 시간은 0.8초입니다. 전자 니들 밸브에는 5초와 1초의 두 가지 응답 속도 모델이 있습니다. 공압식 비례 밸브와 전자 니들 밸브의 밸브 본체는 스테인리스 스틸로 제작되었으며 씰은 FFKM 퍼플루오로에테르 고무로 제작되어 내식성이 뛰어나 다양한 부식성 가스 및 액체에 사용할 수 있습니다.
(3) MOCVD에서는 압력측정을 위해 일반적으로 1000torr 또는 10torr 범위의 정전용량식 압력계를 사용하며 정확도는 ±0.2%에 이른다. ±0.05%의 정확도가 더 높은 진공 압력 센서도 측정에 사용할 수 있습니다. 따라서 고정밀 용량성 압력 센서의 측정 정확도를 일치시키고 제어 정확도를 보장하기 위해 전용 24비트 A/D 획득 고정밀 PID 진공 압력 컨트롤러가 사용됩니다.
요약하면, 위 방식의 구현을 통해 전체 진공 압력 범위에서 압력 변동을 ±1% 이내로 제어할 수 있으며, 반응 챔버의 온도 변화에 따라 압력을 신속하고 일정하게 유지할 수 있으며, 부식 방지 씰이 크게 향상됩니다. 밸브의 수명을 늘립니다. 따라서 KAOLU 의 공압 비례 밸브는 귀하에게 탁월한 선택입니다!