JP2024516979A - 半導体処理システム - Google Patents

Abstract

プロセスチャンバ（１０８）を含む半導体処理ツール（１０２）と、プロセスチャンバ（１０８）から流体を受け取り、流体の流れを選択可能に導くように構成されたバルブモジュール（１０４）と、プロセスチャンバ（１０８）に冷却流体の流れを供給するように構成された冷却装置（４０２）とを備え、バルブモジュール（１０４）及び冷却装置（４０２）は、積み重ね構成で配置されている、システム。【選択図】 図４

Description

本発明は、半導体処理ツールを備える半導体製造システムなどのシステムに関する。このシステムは、半導体処理ツールで使用される冷却流体と、半導体処理ツールからのプロセスガスの指向流とを提供する。

半導体製造工場は、集積回路チップを製造する。このようなデバイスの製造では、ウェハは、該ウェハが例えば化学蒸着、物理蒸着、インプラント、エッチング及びリソグラフィプロセスを受けるステーションを含む多数の異なる処理ステーションを通して処理される。これらのプロセスの多くは、ガス状環境の使用を伴い、多くの場合、高真空及び減圧ガス圧の使用を必要とする。

真空ポンプは、プロセスチャンバ内でこのような減圧ガス圧を提供し、チャンバの真空排気を提供し、プロセスガスの流れを維持するために使用される。

半導体処理ツールのチャンバ内の圧力が作業真空でない場合、例えば、サービス又は保守管理を可能にするためにガスチャンバが大気圧まで排気された後、チャンバ内の所要の減圧ガス圧を確立するために、いわゆる「ポンプダウンイベント」が実行される。ポンプダウンイベントは、チャンバ内の圧力を所要レベルまで低減させるために、チャンバからガスをポンプ送給することを含む。

真空及び低減システムは、共通のマニホールドを介して共通のポンプを使用して半導体処理ツールの複数のガスチャンバから同時にガスをポンプ送給するために使用される場合がある。本発明者らは、このようなシステムにおいて、複数のチャンバが共通のマニホールドに流体的に接続されているため、それらのチャンバの１つに対してポンプダウンイベントを実行すると、それらのチャンバの他のチャンバ内の状態に影響を及ぼす可能性があることに気付いている。例えば、１つのチャンバでポンプダウンイベントを実行すると、同じマニホールドに接続された他のチャンバに非常に望ましくない変動を引き起こす可能性がある。

本発明の態様は、このような欠点を低減又は除去するような方法で、半導体処理ツールの複数のチャンバからの流体を制御するためのバルブモジュールを提供する。

第１の態様では、プロセスチャンバを含む半導体処理ツールと；プロセスチャンバから流体を受け取り、上記流体の流れを選択可能に導くように構成されたバルブモジュールと；プロセスチャンバに冷却流体の流れを供給するように構成された冷却装置と；を含むシステムが提供され、バルブモジュール及び冷却装置は、積み重ね構成で配置されている。

バルブモジュールは、冷却装置の上に配置することができる。

システムは、バルブモジュールと冷却装置の両方に電力を供給するように構成された共通の電源をさらに備えることができる。

システムは、バルブモジュールと冷却装置の両方に気体流体を供給するように構成された共通の気体流体源をさらに備えることができる。バルブモジュールはバルブを備えることができ、バルブモジュールは、共通の気体流体源から受け取った気体流体を用いてバルブを作動させるように構成することができる。バルブモジュールは、１又は２以上の導管を備えることができ、バルブモジュールは、共通の気体流体源から受け取った気体流体を使用して、１又は２以上の導管をパージするように構成することができる。バルブモジュールは、共通の気体流体源から受け取った気体流体を用いて漏れ試験を行うように構成することができる。

半導体処理ツールは、複数のプロセスチャンバを備えることができる。バルブモジュールは、複数のプロセスチャンバの各々からそれぞれの流体を受け取り、上記それぞれの流体の流れを選択可能に導くように構成することができる。システムは、複数の冷却装置を備えることができ、各々は、冷却流体のそれぞれの流れを複数の冷却チャンバのそれぞれの１つに供給するように構成されている。バルブモジュール及び複数の冷却装置は、積み重ね構成で配置することができる。

さらなる態様では、プロセスチャンバを備える半導体処理ツールを準備するステップと；バルブモジュールがプロセスチャンバから流体を受け取るように配置されるように、バルブモジュールをプロセスチャンバに流体的に接続するステップであって、バルブモジュールは、前記流体の流れを選択可能に導くように構成されている、ステップと；冷却装置が冷却流体の流れをプロセスチャンバに供給するように配置されるように、冷却装置をプロセスチャンバに流体的に接続するステップと；バルブモジュール及び冷却装置を積み重ね構成に配置するステップと；を含む方法が提供される。

配置するステップは、バルブモジュールを冷却装置の上に配置することを含むことができる。

本方法は、共通の電源をバルブモジュールと冷却装置の両方に電気的に接続するステップをさらに含むことができる。

本方法は、バルブモジュールと冷却装置の両方に共通の気体流体源を流体的に接続するステップをさらに含むことができる。バルブモジュールはバルブを備えることができ、本方法は、共通の気体流体源から受け取った気体流体を用いてバルブを作動させるステップをさらに含むことができる。バルブモジュールは、１又は２以上の導管を備えることができ、本方法は、共通の気体流体源から受け取った気体流体を使用して、１又は２以上の導管をパージするステップをさらに含むことができる。本方法は、共通の気体流体源から受け取った気体流体を用いて漏れ試験を行うステップをさらに含むことができる。

半導体製造設備の概略図である（縮尺通りではない）。 半導体製造設備のバルブモジュールの斜視図を示す概略図である（縮尺通りではない）。 半導体製造設備におけるガスのポンプ送給プロセスの特定のステップを示すプロセスフローチャートである。 ２つのバルブモジュールが複数の冷却装置の上部に取り付けられているシステムを示す概略図である（縮尺通りではない）。

図１は、実施形態による半導体製造設備１００の概略図である（縮尺通りではない）。

半導体製造設備１００は、半導体処理ツール１０２、バルブモジュール１０４、及び複数の真空ポンプ１０６を備える。

半導体処理ツール１０２は、半導体ウェハがそれぞれのプロセスを受ける複数のプロセスチャンバ１０８を備える。このようなプロセスの例としては、限定されるものではないが、化学蒸着、物理蒸着、インプラント、エッチング及びリソグラフィプロセスが挙げられる。

複数の真空ポンプ１０６は、バルブモジュール１０４を介して半導体処理ツール１０２のプロセスチャンバ１０８から外に流体（すなわちプロセスガス）をポンプ送給するように構成されている。

バルブモジュール１０４は、複数の入口１１０、複数の多重分岐導管１１２、第１の流体ラインマニホールド１１４、及び第２の流体ラインマニホールド１１６を備える。

入口１１０の各々は、それぞれのプロセスチャンバ１０８に流体連通しており、プロセスチャンバ１０８からポンプ送給された流体を受け取ることができるようになっている。

各多重分岐導管１１２は、それぞれの入口１１０を、第１の流体ラインマニホールド１１４及び第２の流体ラインマニホールド１１６の両方に流体的に接続する。より詳細には、この実施形態では、多重分岐導管１１２は、それぞれの第１の分岐１１８及び第２の分岐１２０を備える分岐導管である。各多重分岐導管１１２の第１の分岐１１８は、それぞれの入口１１０を第１の流体ラインマニホールド１１４に流体的に接続する。各多重分岐導管１１２の第２の分岐１２０は、それぞれの入口１１０を第２の流体ラインマニホールド１１６に流体的に接続する。

バルブモジュール１０４は、複数の圧力センサ１２２をさらに備える。各圧力センサ１２２は、それぞれの入口１１０に、又は入口１１０で又はその近接でそれぞれの多重分岐導管１１２に動作可能に結合されている。

各圧力センサ１２２は、それぞれのプロセスチャンバ１０８に関連する圧力を測定するように構成されている。詳細には、各圧力センサ１２２は、それぞれのプロセスチャンバ１０８から外にポンプ送給されるプロセスガスの圧力を測定するように構成されている。圧力センサ１２２は、プロセスチャンバ１０８の出口のできるだけ近くに配置されることが好ましい。

バルブモジュール１０４は、複数のゲートバルブ、より具体的には複数の第１のゲートバルブ１２４及び複数の第２のゲートバルブ１２６をさらに備える。この実施形態では、第１のゲートバルブ１２４及び第２のゲートバルブ１２６は気体圧バルブである。

第１のゲートバルブ１２４の各々は、第１の分岐１１８のそれぞれの１つの上に配置され、そこを通る流体の流れを制御するように構成されている。

第２のゲートバルブ１２６の各々は、第２の分岐１２０のそれぞれの１つの上に配置され、そこを通る流体の流れを制御するように構成されている。

バルブモジュール１０４は、バルブコントローラ１２８をさらに備える。

バルブコントローラ１２８は、有線又は無線接続（図示せず）を介して、複数の圧力センサ１２２のそれぞれに動作可能に接続され、複数の圧力センサ１２２によって取得された圧力測定値は、バルブコントローラ１２８によって受け取ることができるようになっている。

さらに、バルブコントローラ１２８は、それぞれの気体ライン（図示せず）を介して、第１のゲートバルブ１２４の各々及び第２のゲートバルブ１２６の各々に動作可能に接続される。

図３を参照して以下により詳細に説明するように、バルブコントローラ１２８は、圧力センサ１２２から受け取った圧力測定値に基づいて、第１及び第２のゲートバルブ１２４、１２６の動作を制御するように構成されている。バルブコントローラ１２８は、気体ラインを介して気体流体を伝達することによって、第１及び第２のゲートバルブ１２４、１２６の動作を制御するように構成されている。

バルブモジュール１０４は、複数の手動バルブ（すなわち、人間のオペレータによって手動で操作されるように構成されたバルブ）、より具体的には、複数の第１の手動バルブ１３０、複数の第２の手動バルブ１３２、及び複数の第３の手動バルブ１３４をさらに備える。

この実施形態では、各第１の手動バルブ１３０は、多重分岐導管１１２の圧力センサ１２２と、多重分岐導管１１２が分岐する点との間のそれぞれの多重分岐導管１１２上に配置される。

この実施形態では、各第２の手動バルブ１３２は、多重分岐導管１１２の第１のゲートバルブ１２４と第１の流体ラインマニホールド１１４との間の多重分岐導管１１２のそれぞれの第１の分岐１１８上に配置される。

この実施形態では、各第３の手動バルブ１３４は、多重分岐導管１１２の第２のゲートバルブ１２６と第２の流体ラインマニホールド１１６との間の多重分岐導管１１２のそれぞれの第２の分岐１２０上に配置される。

従って、この実施形態では、第１及び第２のゲートバルブ１２４、１２６の各々は、手動バルブ１３０－１３４のそれぞれの対の間に配置されている。詳細には、各第１のゲートバルブ１２４は、第１の手動バルブ１３０と第２の手動バルブ１３２との間に配置される。また、各第２のゲートバルブ１２６は、第１の手動バルブ１３０と第３の手動バルブ１３４との間に配置される。

この実施形態では、第１の流体ラインマニホールド１１４は、半導体製造プロセスが行われているプロセスチャンバ１０８からプロセスガスがポンプ送給されるマニホールドである。第１の流体ラインマニホールド１１４は、「プロセスガスライン」と見なすことができる。第２の流体ラインマニホールド１１６は、「ポンプダウンガスライン」と見なすことができる。流体ラインマニホールド１１４及び１１６は、ガス流及び真空要件に適したサイズである。

ポンプダウンイベントは、大気圧とすることができるプロセスチャンバ１０８の１又は２以上からガスを排気し、その中の圧力を半導体製造プロセスに適したレベルまで下げるために実行することができる。ポンプダウン中にガスチャンバから排気されるガスは、便宜上、以下ではポンプダウンガスと呼ぶ。この実施形態では、第２の流体ラインマニホールド１１６は、ポンプダウンガスがプロセスチャンバ１０８から外にポンプ送給されるマニホールドである。

上記の構成を実装し、以下に説明される方法ステップを実行するための、バルブコントローラ１２８を含む装置は、何らかの適切な装置、例えば１又は２以上のコンピュータ又は他の処理装置又はプロセッサを構成する又は適合させることによって、及び／又は追加のモジュールを提供することによってもたらすことができる。装置は、コンピュータメモリ、コンピュータディスク、ＲＯＭ、ＰＲＯＭなどの機械可読記憶媒体、又はこれらの任意の組合せ又は他の記憶媒体に記憶された、１又は複数のコンピュータプログラムの形態の命令及びデータを含む、命令を実行し、データを使用するためのコンピュータ、コンピュータのネットワーク、又は１又は２以上のプロセッサを含むことができる。

図２は、バルブモジュール１０４の斜視図を示す概略図であるが、縮尺通りではない。

この実施形態では、例えば、少なくとも入口１１０、多重分岐導管１１２、第１の流体ラインマニホールド１１４、第２の流体ラインマニホールド１１６、ゲートバルブ１２４、１２６、バルブコントローラ１２８、及び手動バルブ１３０、１３２、１３４を含むバルブモジュール１０４の特定の構成要素は、単一の統合ユニット（以下、「第１の統合ユニット」と呼ぶ）として構成又は配置されている。これらの構成要素は、共通のフレーム２００に収容されている。フレーム２００は鋼製とすることができる。

いくつかの実施形態では、圧力センサ１２２は、同様に第１の統合ユニットに含まれ、フレーム２００に収容することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、圧力センサ１２２は、第１の統合ユニットから離れている。例えば、圧力センサ１２２は、第１の統合ユニット、例えば第１の統合ユニットの上部に結合することができる、別個の第２の統合ユニットとして構成又は配置することができる。圧力センサ１２２を含む第２の統合ユニットは、プロセスチャンバ１０８と第１の統合ユニットの入口１１０との間に結合することができる。

図３は、半導体製造設備１００においてガスをポンプ送給するプロセス３００の特定のステップを示すプロセスフローチャートである。

図３のフローチャートに示されて以下に説明されるプロセスステップの一部は省略することができ、又はそのようなプロセスステップは、以下に提示され図３に示されるものとは異なる順序で実行することができることに留意されたい。さらに、全てのプロセスステップは、便宜上及び理解を容易にするために、個別の時間的に連続するステップとして示されているが、それにもかかわらず、プロセスステップのいくつかは、実際には、同時に実行すること、又は少なくとも時間的にある程度重複して実行することができる。

ステップｓ３０２において、半導体製造プロセスがプロセスチャンバ１０８内で実行される。これらの半導体製造プロセスは、プロセスガスを発生させる。

この実施形態では、この段階で、第１のゲートバルブ１２４は開いており、第２のゲートバルブ１２６は閉じている。また、手動バルブ１３０－１３４は全て開いている。

ステップｓ３０４において、第１の流体ラインマニホールド１１４に接続された真空ポンプ１０６は、発生したプロセスガスを、バルブモジュール１０４を介してプロセスチャンバ１０８から外にポンプ送給する。詳細には、この実施形態では、プロセスガスは、各プロセスチャンバ１０８から、それに接続された入口１１０、それに接続された多重分岐導管１１２の第１の分岐１１８（その上に配置された第１のゲートバルブ１２４を通ることを含む）、及び第１の流体ラインマニホールド１１４を順に通ってポンプ送給される。

ステップｓ３０６において、圧力センサ１２２は、プロセスチャンバ１０８に関連する圧力を測定する。詳細には、各圧力センサ１２２は、それぞれの入口１１０を通ってポンプ送給されるプロセスガスの圧力を測定する。この実施形態では、圧力センサ１２２は、実質的に連続的に圧力を測定する。

ステップｓ３０８において、圧力センサ１２２は、測定された圧力値をバルブコントローラ１２８に送る。バルブコントローラ１２８は、受け取った測定圧力値を実質的に連続的に処理する。

ステップｓ３１０において、プロセスチャンバ１０８の１つ（以下、便宜上「第１のプロセスチャンバ１０８」と呼ぶ）が、点検、整備、修理、又は保守のために停止される。この実施形態では、第１のプロセスチャンバ１０８を停止することは、第１のプロセスチャンバ１０８からのガスのポンプ送給を停止することを含む。この実施形態では、これは、オペレータが、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する入口１１０の遮断バルブを閉じることによって達成することができる。この実施形態では、第１のプロセスチャンバ１０８を停止することは、第１のプロセスチャンバ１０８内の圧力をほぼ大気圧まで上昇させることをさらに含むことができる。これは、第１のプロセスチャンバ１０８に接続されたバルブを開き、それによって気体が第１のプロセスチャンバ１０８に流入するのを可能にすることによって達成することができる。

ステップｓ３１２において、人間のオペレータが、第１のプロセスチャンバ１０８の点検、整備、修理、又は保守作業を行う。

点検、整備、修理、又は保守作業の後、半導体製造プロセスをその中で実行できるように第１のプロセスチャンバ１０８内に低ガス圧環境が再構築されることになる。

従って、ステップｓ３１４において、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する遮断バルブが再び開かれ、それによって、第１のプロセスチャンバ１０８からガスをポンプ送給することが可能になる。

ステップｓ３１４における第１のプロセスチャンバ１０８からのこのガスのポンプ送給は、ポンプダウンイベントである。

ステップｓ３１６において、バルブコントローラ１２８は、圧力センサ１２２から受け取った測定圧力値を処理し、ポンプダウンイベントが起こっていることを決定する。

詳細には、この実施形態では、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する測定圧力が第１の閾値を超えること、及び／又は第１のプロセスチャンバ１０８に関連する測定圧力の計算された増加率が第２の閾値を超えることに応答して、第１のプロセスチャンバ１０８に関するポンプダウンイベントが起こっていると決定する。

第１の閾値は、何らかの適切な閾値とすることができる。第２の閾値は、何らかの適切な閾値とすることができる。

いくつかの実施形態では、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する測定された圧力が少なくとも第１の期間にわたって第１の閾値を超えることに応答して、ポンプダウンイベントが第１のプロセスチャンバ１０８に関して起こっていると決定する。第１の期間は、何らかの適切な期間とすることができる。

いくつかの実施形態では、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する測定された圧力の計算された増加率が少なくとも第２の期間にわたって第２の閾値を超えることに応答して、ポンプダウンイベントが第１のプロセスチャンバ１０８に関して起こっていると決定する。第２の期間は、何らかの適切な期間とすることができる。

ステップｓ３１８において、第１のプロセスチャンバ１０８のポンプダウンイベントの検出に応答して、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する第１のゲートバルブ１２４を閉じるように制御する。従って、第１のプロセスチャンバ１０８から第１の流体ラインマニホールド１１４へのガス流は、阻止又は妨害される。

この実施形態では、バルブコントローラ１２８は、第１のゲートバルブ１２４を制御するために、第１のゲートバルブ１２４に気体流体（例えば窒素）を送る。

ステップｓ３２０において、第１のゲートバルブ１２４を閉じることに続いて、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する第２のゲートバルブ１２６を開くように制御する。従って、第１のプロセスチャンバ１０８から第２の流体ラインマニホールド１１６へのガス流が許容される。

この実施形態では、バルブコントローラ１２８は、第２のゲートバルブ１２６を制御するために、第２のゲートバルブ１２６に気体流体を送る。

ステップｓ３２２において、第２の流体ラインマニホールド１１６に接続された真空ポンプ１０６は、バルブモジュール１０４を介して第１のプロセスチャンバ１０８から外にポンプダウンガスをポンプ送給する。詳細には、この実施形態では、ポンプダウンガスは、第１のプロセスチャンバ１０８から、それに接続された入口１１０、それに接続された多重分岐導管１１２の第２の分岐１２０（その上に配置された開いた第２のゲートバルブ１２６を通ることを含む）、及び第２の流体ラインマニホールド１１６を順に介してポンプ送給される。

従って、ポンプダウンガスは、結果として内部に低ガス圧又は真空環境を確立するために、第１のプロセスチャンバ１０８から外にポンプ送給される。

ステップｓ３２４において、バルブコントローラ１２８は、圧力センサ１２２から受け取った測定圧力値を処理し、ポンプダウンイベントが終了したことを決定する。

詳細には、この実施形態では、バルブコントロータ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する測定圧力が第３の閾値以下であること、及び／又は第１のプロセスチャンバ１０８に関連する測定圧力の計算された減少率が第４の閾値以上であることに応答して、第１のプロセスチャンバ１０８のポンプダウンイベントが終了したことを決定する。あるいは、ポンプダウンイベントは、予め設定された期間にわたって実行された後に終了する。

第３の閾値は、何らかの適切な閾値とすることができる。いくつかの実施形態では、第３の閾値は、第１の閾値以下である。

第４の閾値は、何らかの適切な閾値とすることができる。いくつかの実施形態では、第４の閾値は、第２の閾値以下である。

いくつかの実施形態では、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する測定圧力が、少なくとも第３の期間にわたって第３の閾値以下であることに応答して、第１のプロセスチャンバ１０８のポンプダウンイベントが終了したと決定する。第３の期間は、何らかの適切な期間とすることができる。

いくつかの実施形態では、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する測定圧力の計算された減少率が、少なくとも第４の期間にわたって第４の閾値以上であることに応答して、第１のプロセスチャンバ１０８のポンプダウンイベントが終了したと決定する。第４の期間は、何らかの適切な期間とすることができる。

ステップｓ３２６において、第１のプロセスチャンバ１０８のポンプダウンイベントが終了したことを検出することに応答して、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する第２のゲートバルブ１２６を閉じるように制御する。従って、第１のプロセスチャンバ１０８から第２の流体ラインマニホールド１１６へのガス流は、阻止又は妨害される。

ステップｓ３２８において、第２のゲートバルブ１２６を閉じることに続いて、バルブコントローラ１２８は、第１のプロセスチャンバ１０８に関連する第１のゲートバルブ１２４を開くように制御する。従って、第１のプロセスチャンバ１０８から第１の流体ラインマニホールド１１４へのガス流が許容される。

ステップｓ３３０において、半導体製造プロセスは、第１のプロセスチャンバ１０８内で実行することができる。これらの半導体製造プロセスは、プロセスガスを発生させる。

ステップｓ３３２において、第１の流体ラインマニホールド１１４に接続された真空ポンプ１０６は、発生したプロセスガスを、バルブモジュール１０４を介して第１のプロセスチャンバ１０８から外にポンプ送給する。

従って、半導体製造設備１００においてガスをポンプ送給するプロセス３００が提供される。

上述のシステム及び方法は、有利には、並列ガスチャンバ内の状態に悪影響を及ぼすポンプダウンイベントを低減又は排除する傾向がある。これは、プロセスガスがポンプ送給されるマニホールドとは異なる別のマニホールドにポンプダウンガスをポンプ送給することによって達成される傾向がある。

有利には、ポンプダウンイベント及びポンプダウンイベントの終了は、自動的に検出され、軽減される傾向がある。

有利には、上述のバルブモジュールは、半導体処理ツールを真空ポンプに接続する水平マニホールドとインラインで統合することができる。

有利には、上述のバルブモジュールは堅牢である傾向がある。真空モジュールは、例えば、半導体製造設備に納品する前にオフサイトで、又は納品時にオンサイトで、完全に組み立てること、漏れを検査すること、事前に試験することができる。これにより、設置プロセスが簡素化され、設置時間が短縮される傾向がある。

有利には、上述のバルブモジュールはモジュール式で拡張可能である傾向がある。

有利には、バルブモジュールのガス流路の構成要素は、サービス、修理、交換が容易である傾向がある。例えば、各ゲートバルブは、そのゲートバルブの上流側及び下流側の手動バルブを閉じることにより、流体流から隔離することができ、人間のオペレータがゲートバルブのサービス、修理、交換を行うことができる。

有利には、システムの状態及び運転状態は、例えばバルブモジュールのヒューマンマシンインターフェースを介して又は遠隔的に、容易に監視できる傾向がある。

有利には、システム内の各バルブモジュールは、例えばＥｔｈｅｒＣＡＴ又はイーサネットのような通信プロトコルを使用して、システムコントローラによって容易に制御できる傾向がある。

有利には、上述のバルブモジュールは、複数の取り付け選択肢を可能にする。例えば、バルブモジュールは半導体製造設備の天井から吊り下げることができ、これは床面積を費やさないという利点をもたらす。あるいは、バルブモジュールは、据置フレーム又は他の機器の上に取り付けることもできる。

以下では、バルブモジュールが他の機器、具体的には半導体処理ツールのプロセスチャンバの温度を制御するための冷却装置の上に取り付けられる実施形態を説明する。

図４は、２つのバルブモジュール１０４が複数の冷却装置４０２の上に取り付けられているシステム４００を示す概略図である（縮尺通りではない）。冷却装置４０２は、通常、「チラーラック」又は「チラー」と呼ばれる。

システム４００は、６つの冷却装置４０２、２つのバルブモジュール１０４、電源４０４、及び気体供給源４０６を備える。

この実施形態では、バルブモジュール１０４は、図１及び２を参照して上述したものと実質的に同一とすることができる。各バルブモジュール１０４は、流体的に接続されたプロセスチャンバ１０８からそれぞれの複数のポンプ送給された流体流を受け取るように構成されている。

各冷却装置４０２は、それぞれのプロセスチャンバ１０８に流体的に接続されている。各冷却装置４０２は、それが接続されているそれぞれのプロセスチャンバ１０８に冷却流体の流れを供給するように構成されている。冷却流体は、温度を制御するためにプロセスチャンバ１０８内で使用することができる。

この実施形態では、バルブモジュール１０４及び冷却装置４０２は、積み重ね構成で配置される。より具体的には、各バルブモジュールは、３つの冷却装置４０２の上に配置され、これらの冷却装置４０２自体は、例えば、横並び構成で互いに隣接して配置される。

有利には、積み重ね構成は、半導体製造設備内の専有面積の低減をもたらす。

さらに、積み重ね構成は、冷却装置４０２及びバルブモジュール１０４のプロセスチャンバ１０８への接続を容易にする傾向がある。例えば、積み重ね構成は、プロセスチャンバ１０８に対する冷却装置４０２及び／又はバルブモジュール１０４のより近い位置決めを可能にする傾向があり、それにより、導管の長さが短くなり、結果として、設置時間が短くなり困難性が低減する。加えて、導管の長さが短いことに起因して、導管からの漏れ又は導管への損傷の可能性が低減する場合がある。

この実施形態では、電源４０４は、冷却装置４０２及びバルブモジュール１０４の各々に電気的に接続される。電源４０４は、冷却装置４０２及びバルブモジュール１０４の各々に電力を供給するように構成されている。従って、電源４０４は共通の電源であると見なすことができる。

有利には、冷却装置４０２及びバルブモジュール１０４に共通の電源を使用することは、設置を容易にし、占有面積及びケーブル配線の低減を可能にする傾向がある。

この実施形態では、気体供給源４０６は、１又は２以上の導管を介して、冷却装置４０２及びバルブモジュール１０４の各々に流体的に接続される。気体供給源４０６は、冷却装置４０２及びバルブモジュール１０４の各々に気体流体を供給するように構成されている。従って、気体供給源４０６は、共通の気体供給源であると見なすことができる。気体流体は、窒素ガス、又はＣＤＡ（清浄乾燥気体）を含むが、これらに限定されない何らかの適切なタイプのガスとすることができる。

有利には、冷却装置４０２及びバルブモジュール１０４に共通の気体供給源４０６を使用することは、設置を容易にし、占有面積及び気体流体導管の長さの低減をもたらす傾向がある。

この実施形態では、バルブモジュール１０４において、気体供給源４０６から受け取った気体流体は、バルブモジュール１０４のバルブを作動させるために使用することができる。より具体的には、バルブモジュール１０４のバルブコントローラ１２８は、それぞれの気体ラインを介して、気体流体を、第１のゲートバルブ１２４の各々及び第２のゲートバルブ１２６の各々に送り、それによって、第１及び第２のゲートバルブ１２４、１２６を作動させるように構成することができる。従って、気体流体は「バルブ制御流体」と見なすことができる。

この実施形態では、バルブモジュール１０４において、気体供給源４０６から受け取った気体流体は、パージプロセスを実行するために使用して、多重分岐導管１１２の１又は２以上の部分をパージすることができる。より具体的には、手動オペレータは、多重分岐導管１１２の各々のそれぞれのパージポートを介して、気体流体を多重分岐導管１１２の各々の中に送ることができる。気体流体は、多重分岐導管１１２の少なくとも一部を通して強制的に送り込まれ、それによって多重分岐導管１１２の少なくとも一部をパージすることができる。気体流体は、第１の流体ラインマニホールド１１４及び／又は第２の流体ラインマニホールド１１６を通って多重分岐導管１１２から出ることができる。従って、気体流体は「パージ流体」と見なすことができる。パージは、典型的には、バルブモジュール１０４の保守又はサービスの前に、例えば第１のゲートバルブ１２４及び／又は第２のゲートバルブ１２６の交換の前に実行することができる。有利には、第１のゲートバルブ１２４及び／又は第２のゲートバルブ１２６は、第１の手動バルブ１３０、第２の手動バルブ１３２、及び第３の手動バルブ１３４を閉じることによって、システムの残りの部分から隔離することができる。

この実施形態では、バルブモジュール１０４のパージポートは、多重分岐導管１１２の１又は２以上の漏れ試験を行うために使用することができる。より具体的には、バルブモジュール１０４は、パージポートを用いて多重分岐導管１１２からの漏れを検出するための手段をさらに含むことができ、又は、人間のオペレータは、パージポートに取り付けられた適切な検知機器を用いて漏れの存在を検出することができる。

図４に示す実施形態では、６つの冷却装置４０２及び２つのバルブモジュール１０４がある。しかしながら、他の実施形態では、システムは、異なる数の冷却装置及び／又は異なる数のバルブモジュールを備えることができる。

図４に示す実施形態では、バルブモジュール１０４の各々は、３つの冷却装置４０２の上に取り付けられている。しかしながら、他の実施形態では、バルブモジュールの１又は２以上は、異なる数の冷却装置の上に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、１又２以上の冷却装置は、１又は２以上のバルブモジュール又は他の機器の上部に取り付けられる。

上記の実施形態では、バルブモジュールは、ポンプ送給されるプロセスガスを経路指定するために半導体製造設備に実装される。しかしながら、他の実施形態では、バルブモジュールは、異なるシステムに実装され、異なるタイプの流体を経路指定するために使用することができる。

上記の実施形態では、６つのガスチャンバを含む単一の半導体処理ツールが存在する。しかしながら、他の実施形態では、１又は２以上の半導体処理ツールが存在する。半導体処理ツールの１又は２以上は、６以外の異なる数のガスチャンバを備えることができる。

上記の実施形態では、単一のバルブモジュール、又は図４の実施形態では２つのバルブモジュールのいずれかが存在する。しかしながら、他の実施形態では、異なる数のバルブモジュールが存在することができる。

上記の実施形態では、バルブモジュールは、６つの入口及び６つの多重分岐導管を備える。しかしながら、他の実施形態では、バルブモジュールは、６以外の異なる数の入口及び多重分岐導管を備える。

上記の実施形態では、各多重分岐導管は、各分岐に１つの２つのゲートバルブを備える。しかしながら、他の実施形態では、多重分岐導管は、２以外の異なる数のゲートバルブを備える。いくつかの実施形態では、多重分岐導管は、多重分岐導管上の選択された分岐に沿って流体流を導くように操作可能な単一のバルブ（例えば、三方バルブ）を備える。いくつかの実施形態では、各分岐に沿って複数のゲートバルブが配置される。いくつかの実施形態では、多重分岐導管は、３以上の分岐を備え、各分岐はそれぞれの１又は２以上のゲートバルブを含むことができる。

上記の実施形態では、各多重分岐導管は３つの手動バルブを備える。しかしながら、他の実施形態では、多重分岐導管は、３以外の異なる数の手動バルブを備える。例えば、いくつかの実施形態では、手動バルブは省略することができる。いくつかの実施形態では、多重分岐導管は、何らかの適切な方法で多重分岐導管に沿って配置された４以上の手動バルブを備える。

１００ 半導体製造設備
１０２ 処理ツール
１０４ バルブモジュール
１０６ 真空ポンプ
１０８ プロセスチャンバ
１１０ 入口
１１２ 多重分岐導管
１１４ 第１の流体ラインマニホールド
１１６ 第２の流体ラインマニホールド
１１８ 第１の分岐
１２０ 第２の分岐
１２２ 圧力センサ
１２４ 第１のゲートバルブ
１２６ 第２のゲートバルブ
１２８ バルブコントローラ
１３０ 第１の手動バルブ
１３２ 第２の手動バルブ
１３４ 第３の手動バルブ
２００ フレーム
３００ プロセス
Ｓ３０２－Ｓ３３２ ステップ
４００ システム
４０２ 冷却装置
４０４ 電源
４０６ 気体供給源

Claims (15)

1. プロセスチャンバを含む半導体処理ツールと、
   前記プロセスチャンバから流体を受け取り、前記流体の流れを選択的に導くように構成されたバルブモジュールと、
   前記プロセスチャンバに冷却流体の流れを供給するように構成された冷却装置と、
   を備え、
   前記バルブモジュール及び前記冷却装置は、積み重ね構成で配置されている、システム。
2. 前記バルブモジュールは、前記冷却装置の上に配置されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記バルブモジュールと前記冷却装置の両方に電力を供給するように構成された共通の電源をさらに含む、請求項１又は２に記載のシステム。
4. バルブモジュールと冷却装置の両方に気体流体を供給するように構成された共通の気体流体源をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記バルブモジュールはバルブを備え、前記バルブモジュールは、前記共通の気体流体源から受け取った前記気体流体を用いて前記バルブを作動させるように構成されている、請求項４に記載のシステム。
6. 前記バルブモジュールは、１又は２以上の導管を備え、前記バルブモジュールは、前記共通の気体流体源から受け取った前記気体流体を使用して、前記１又は２以上の導管をパージするように構成されている、請求項４又は５記載のシステム。
7. 前記バルブモジュールは、前記共通の気体流体源から受け取った前記気体流体を用いて漏れ試験を行うように構成されている、請求項４から６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記半導体処理ツールは、複数のプロセスチャンバを備え、
   前記バルブモジュールは、前記複数のプロセスチャンバの各々からそれぞれの流体を受け取り、前記それぞれの流体の流れを選択可能に導くように構成され、
   前記システムは、複数の冷却装置を備え、前記冷却装置の各々は、前記冷却流体のそれぞれの流れを、前記複数の冷却チャンバのそれぞれの１つに供給するように構成され、
   前記バルブモジュール及び前記複数の冷却装置は、積み重ね構成で配置されている、
   請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. プロセスチャンバを備える半導体プロセスツールを準備するステップと、
   バルブモジュールが前記プロセスチャンバから流体を受け取るように配置されるように、前記バルブモジュールを前記プロセスチャンバに流体的に結合するステップであって、前記バルブモジュールは、前記流体の流れを選択可能に導くように構成されている、ステップと、
   冷却装置が冷却流体の流れを前記プロセスチャンバに供給するように配置されるように、前記冷却装置をプロセスチャンバに流体的に結合するステップと、
   前記バルブモジュール及び前記冷却装置を積み重ね構成に配置するステップと、
   を含む方法。
10. 前記配置するステップは、前記バルブモジュールを前記冷却装置の上に配置することを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記バルブモジュールと前記冷却装置の両方に共通の電源を電気的に接続するステップをさらに含む、請求項９又は１０に記載の方法。
    を備えるシステム。
12. 前記バルブモジュールと前記冷却装置の両方に共通の気体流体源を流体的に接続するステップをさらに含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記バルブモジュールはバルブを備え、前記方法は、前記共通の気体流体源から受け取った前記気体流体を用いてバルブを作動させるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記バルブモジュールは、１又は２以上の導管を備え、前記方法は、前記共通の気体流体源から受け取った前記気体流体を使用して前記１又は２以上の導管をパージするステップをさらに含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記共通の気体流体源から受け取った前記気体流体を用いて漏れ試験を行うステップをさらに含む、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。

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