KR101245472B1

KR101245472B1 - 가스 이송 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101245472B1
Application number: KR1020067005922A
Authority: KR
Inventors: 마이클 체르니아크
Original assignee: 에드워즈 리미티드
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2013-03-25
Also published as: CN1856593A; WO2005031032A3; TW200523498A; EP1664376B1; GB0322602D0; EP1664376A2; KR20060090981A; ATE439457T1; US20060289071A1; JP2007507099A; DE602004022563D1; US7445023B2; JP5787459B2; CN100549224C; WO2005031032A2; TWI321202B

Abstract

가스 이송 장치는 챔버 입구(4a) 및 챔버 출구(4b)를 갖는 챔버(4)와, 제 1 가스 흐름을 수용하는 제 1 입구(21)와, 제 2 가스 흐름을 수용하는 제 2 입구(22)와, 상기 제 1 가스 흐름을 제 1 진공 펌프(7)로 출력하는 제 1 출구(26)와, 상기 제 2 가스 흐름을 제 2 진공 펌프(8)로 출력하는 제 2 출구(27)와, 각각의 가스 흐름에 대해 제 1 및 제 2 흐름 경로가 각각의 입구와 출구 사이에 형성되도록, 상기 제 1 입구를 상기 제 1 출구에 연결하고 상기 제 2 입구를 상기 제 2 출구에 연결하는 도관 네트워크로서, 제 1 흐름 경로는 상기 챔버 입구 및 상기 챔버 출구를 통과하고, 제 2 흐름 경로는 상기 챔버를 바이패싱하는, 상기 도관 네트워크와, 하나의 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 다른 가스 흐름이 그의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록 상기 네트워크를 통과하는 가스 흐름의 경로를 설정하는 수단을 포함한다.

Description

가스 이송 장치 및 방법{APPARATUS FOR CONVEYING GASES TO AND FROM A CHAMBER}

본 발명은 원자층 적층법(ALD) 또는 화학적 증착법(CVD) 기술에서 통상적으로 이용되는 벤트 런 가스 전환 시스템(vent-run gas switching system)과 같은 프로세스 챔버에 그리고 그로부터 가스를 이송하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 시스템 내의 가스 간의 교차 반응의 기회를 저감하는 이러한 시스템에 대한 개선에 관한 것이다.

벤트 런 가스 전환 시스템(vent-run gas switching system)은 다층 박막의 성장시에 통상적으로 이용되고 있다. 2가지 통상적인 적용예로는 Al₂O₃ 및 TiN막을 제조하는 것이 있다. 이러한 적용에 있어서, 증착되는 2가지 이상의 가스상의 종(species)이 제공된다. 퍼지 가스원(purge gas source)이 제공될 수도 있다. 가스는 가스원과 프로세스 챔버 사이의 전환 시스템에 의해 순차적으로 프로세스 챔버로 전달된다. 임의의 잔여 종, 퍼지 가스 또는 부산물이 펌프에 의해 프로세스 챔버로부터 배기된다.

전형적으로, 퍼지 가스는 증착되는 종의 공급량 사이의 반응 챔버를 통과한다. 퍼지 가스의 목적은 프로세스 챔버로부터 임의의 잔여(증착되지 않음) 종을 제거하여 챔버에 공급된 다음 종과 반응하는 것을 방지하는 것이다. 종이 교차 반응을 허용하면, 다층 막 내에 불순물 및 결함을 초래할 수 있다.

기존의 벤트 런 가스 전환 시스템에 있어서, 프로세스 챔버를 나오는 가스는 진공 펌프로 이끄는 공통 배출구(common foreline)로 유입된다. 임의의 잔여 종의 교차 반응이 배출구 내에서 발생할 수 있고, 이것은 배출구 내에 미립자를 축적하여 펌프 성능을 손상시킬 수 있다. 펌프 성능이 손상되면 프로세스 챔버 내에서 제조된 제품의 품질이 나빠질 수 있다. 게다가, 손상된 펌프를 유지 보수하는데 필요한 프로세스 휴지 시간(process down time)은 제조 비용을 증대시킬 수 있다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 프로세스 챔버로부터의 배출물에 대한 종의 교차 반응이 상당히 감소되는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 챔버 입구 및 챔버 출구를 갖는 챔버와, 제 1 가스 흐름을 수용하는 제 1 입구와, 제 2 가스 흐름을 수용하는 제 2 입구와, 상기 제 1 가스 흐름을 제 1 진공 펌프로 출력하는 제 1 출구와, 상기 제 2 가스 흐름을 제 2 진공 펌프로 출력하는 제 2 출구와, 각각의 가스 흐름에 대해 제 1 및 제 2 흐름 경로가 각각의 입구와 출구 사이에 형성되도록, 상기 제 1 입구를 상기 제 1 출구에 연결하고 상기 제 2 입구를 상기 제 2 출구에 연결하는 도관 네트워크(conduit network)로서, 제 1 흐름 경로는 상기 챔버 입구 및 상기 챔버 출구를 통과하고, 제 2 흐름 경로는 상기 챔버를 바이패싱하는, 상기 도관 네트워크와, 하나의 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 다른 하나의 가스 흐름은 그의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록 상기 네트워크를 통과하는 가스 흐름의 경로를 설정하는 수단을 포함하는 장치가 제공된다.

상기 제 1 가스 흐름용 제 2 흐름 경로의 일부는 상기 제 2 가스 흐름용 제 2 흐름 경로와 공통일 수 있다. 각각의 가스 흐름에 대해, 제 1 흐름 경로는 제 2 흐름 경로로부터 격리될 수 있다.

상기 경로 설정 수단은, 상기 도관 네트워크 내에 위치된 제 1 밸브 시스템과, 상기 제 1 입구로부터의 상기 제 1 가스 흐름을 상기 제 1 가스 흐름의 제 1 및 제 2 흐름 경로 중 선택된 하나로 경로 설정하도록 상기 제 1 밸브 시스템을 제어하는 수단을 포함할 수 있다. 이러한 제어기는 제 2 입구로부터의 제 2 가스 흐름을 제 2 가스 흐름의 제 1 및 제 2 흐름 경로 중 선택된 하나로 경로 설정하도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 경로 설정 수단은 상기 도관 네트워크 내에 위치된 제 2 밸브 시스템과, 선택된 흐름 경로로부터의 상기 제 1 가스 흐름을 상기 제 1 출구로 경로 설정하도록 상기 제 2 밸브 시스템을 제어하는 수단을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 제어기는 선택된 흐름 경로로부터의 제 2 가스 흐름을 제 2 출구로 경로 설정하도록 구성될 수도 있다. 제안된 실시예에 있어서, 단일 제어기는 제 1 및 제 2 밸브 시스템 양자를 제어하기 위해 제공된다. 변형 실시예에 있어서, 개별적인 제어기가 각각의 밸브 시스템을 제어하기 위해 제공될 수 있다.

제어기는 상기 밸브 시스템의 각각의 밸브 개방 정도 및/또는 상기 밸브 시스템의 각각의 밸브가 개방되는 기간을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어기는 상기 밸브 시스템의 밸브의 개방 사이에 사전 결정된 지연 시간을 허용하여 새로운 가스가 도입되기 전에 도관의 임의의 공통 섹션 내의 모든 가스가 확실하게 배출되도록 구성될 수 있다.

제 3 입구는 제 3 가스 흐름을 수용하기 위해 제공될 수 있으며, 이 경우 상기 도관 네트워크는, 상기 제 3 가스 흐름에 대해 상기 제 3 입구와 상기 제 1 출구 사이에 상기 챔버 입구 및 상기 챔버 출구를 통과하는 제 1 흐름 경로가 형성되도록 상기 제 3 입구를 상기 제 1 출구에 연결할 수 있다. 상기 경로 설정 수단은, 상기 제 3 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 상기 제 1 및 제 2 가스 흐름은 각각의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록, 상기 네트워크를 통과하는 각각의 가스 흐름의 경로를 설정하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 도관 네트워크는, 상기 제 3 가스 흐름에 대해 상기 제 3 입구와 상기 제 1 출구 사이에 상기 챔버를 바이패싱하는 제 2 흐름 경로가 형성되도록 상기 제 3 입구를 상기 제 1 출구에 연결할 수 있으며, 상기 경로 설정 수단은, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 가스 흐름 중 하나가 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 나머지 가스 흐름들은 각각의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록, 상기 네크워크를 통과하는 각각의 가스 흐름의 경로를 설정하도록 구성된다.

상기 경로 설정 수단은, 상기 도관 네트워크 내에 위치된 제 3 밸브 시스템과, 상기 제 3 입구로부터의 상기 제 3 가스 흐름을 상기 제 3 가스 흐름의 제 1 및 제 2 흐름 경로 중 선택된 하나로 경로 설정하도록 상기 제 3 밸브 시스템을 제어하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 챔버 입구 및 상기 챔버 출구는 상기 챔버의 가공 섹션에 걸쳐서 균일한 흐름 분포를 제공하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 제 1 가스 흐름을 수용하는 제 1 입구와, 제 2 가스 흐름을 수용하는 제 2 입구와, 상기 제 1 가스 흐름을 출력하는 제 1 출구와, 상기 제 2 가스 흐름을 출력하는 제 2 출구와, 상기 챔버의 입구에 연결 가능한 제 1 챔버 포트와, 상기 챔버의 출구에 연결 가능한 제 2 챔버 포트와, 각각의 가스 흐름에 대해 제 1 및 제 2 흐름 경로가 각각의 입구와 출구 사이에 형성되도록, 상기 제 1 입구를 상기 제 1 출구에 연결하고 상기 제 2 입구를 상기 제 2 출구에 연결하는 도관 네트워크로서, 제 1 흐름 경로는 상기 챔버 포트를 통과하고, 제 2 흐름 경로는 상기 챔버 포트를 바이패싱하는, 상기 도관 네트워크와, 하나의 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 다른 하나의 가스 흐름은 그의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록 상기 네트워크를 통과하는 가스 흐름의 경로를 설정하는 수단을 포함하는, 챔버로 그리고 그로부터 가스를 이송하기 위한 장치가 제공된다.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 상기 챔버에 도관 네트워크를 연결하는 단계로서, 상기 도관 네트워크는, 제 1 가스 흐름을 수용하는 제 1 입구와, 제 2 가스 흐름을 수용하는 제 2 입구와, 상기 제 1 가스 흐름을 출력하는 제 1 출구와, 상기 제 2 가스 흐름을 출력하는 제 2 출구와, 상기 챔버의 입구에 연결 가능한 제 1 챔버 포트와, 상기 챔버의 출구에 연결 가능한 제 2 챔버 포트와, 각각의 가스 흐름에 대해 제 1 및 제 2 흐름 경로가 각각의 입구와 출구 사이에 형성되도록, 상기 제 1 입구를 상기 제 1 출구에 연결하고 상기 제 2 입구를 상기 제 2 출구에 연결하는 도관망(a network of conduits)으로서, 상기 제 1 흐름 경로는 상기 챔버 포트를 통과하고, 상기 제 2 흐름 경로는 상기 챔버 포트를 바이패싱하는, 상기 도관망을 구비하는, 상기 연결 단계와, 하나의 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 다른 하나의 가스 흐름은 그의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록 상기 네트워크를 통과하는 가스 흐름의 경로를 설정하는 단계를 포함하는, 챔버로 그리고 그로부터 가스를 이송하기 위한 방법이 제공된다.

예시를 위해, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 부연 설명할 것이다.

도 1은 종래의 벤트 런 가스 전환 시스템을 도시한 도면,

도 2는 공정 및 퍼지 가스를 챔버로 공급하기 위한 장치를 도시한 도면,

도 3은 도 2의 장치의 전달 메커니즘을 보다 상세하게 도시한 도면.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 벤트 런 가스 전환 시스템은 일련의 밸브식 도관(13 내지 18)에 의해 프로세스 챔버(11) 및 펌프(12)에 연결되는 2개의 가스 공급부(A, B)를 포함한다. 도관(13 내지 16)은 프로세스 챔버(11)를 거쳐서 또는 프로세스 챔버(11)를 바이패싱하는 도관(17)을 거쳐서 펌프(12)로의 가스(A, B)의 흐름을 제어하도록 작동될 수 있는 밸브(13' 내지 16')를 구비한다. 이에 따라, 가스(A, B) 중 하나만이 언제나 챔버로 공급된다.

제 1 가스(A)를 챔버(11)에 공급하기 위해서, 밸브(14')가 개방되고, 제 1 가스(A)는 도관(14)을 통해 챔버(11) 내로 직접 흐르며 도관(18)을 통해 펌프(12)로 배출된다. 제 1 가스(A)의 전달시에, 밸브(15', 16')는 폐쇄되어 있는 한편, 밸브(13')는 개방된다. 따라서, 제 2 가스(B)는 도관(13, 17, 18)을 통해 펌프(12)로 흘러서, 챔버(11)를 바이패싱한다. 제 2 가스(B)를 챔버(11)로 공급하기 위해서, 밸브(15', 16')는 개방되고 밸브(13', 14')는 폐쇄된다. 이러한 구성에 있어서, 제 2 가스(B)는 도관(15)을 통해 챔버(11)로 공급되고 도관(18)을 거쳐서 펌프(12)로 배출된다. 한편, 제 1 가스(A)는 도관(16, 17, 18)을 통해 펌프(12)로 직접 공급되고 챔버(11) 전체를 바이패싱한다.

가스(A, B) 모두가 펌프에 인접한 도관(18)을 통과하여 단일 펌프(12)로 배출됨에 따라, 가스 공급부 사이의 전환이 이루어진 후에 이러한 영역 내에 남아 있는 임의의 잔여 가스 사이의 교차 반응을 위한 범위가 있다.

도 2는 가스를 프로세스 챔버로 공급하기 위한 변형 개선된 장치를 도시하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 3가지 상이한 가스(1, 2, 3)를 프로세스 챔버(4)로 공급할 수 있는 장치가 도시되어 있다. 일반적으로, 가스 중 하나(3)는 퍼지 가스이고, 다른 2가지 가스(1, 2)는 예컨대 다층 반도체 제품 또는 다층 절연체를 형성하도록 프로세스 챔버(4) 내에서 반응되는 프로세스 가스이다. 각각의 가스 공급부는 그 사이에 위치 설정된 도관 네트워크(6)에 의해 프로세스 챔버(4) 및 2개의 펌프(7, 8) 중 하나에 연결된다. 도관 네트워크(6)는, 가스(1, 2, 3)를 네트워크(6)로 전달하는 기능을 하는 각각의 입구 도관(21, 22, 23)에 의해 상류 단부에서 각각의 요구된 가스(1, 2, 3)원에 연결된다. 네트워크(6)는 출구 도관(26, 27)에 의해 하류 단부에서 진공 펌프(7, 8)에 연결되어 가스를 배출 가능하다.

본 예시에 있어서, 3개의 메인 흐름 경로는 입구(21, 22, 23)와 출구(26, 27) 사이의 네트워크(6)에 의해 제공된다. 제 1 경로는 가스가 프로세스 챔버(4)를 통과하도록 구성된다. 하나의 도관(24)은 챔버(4)의 상류에 제공되어, 이 도관(24)의 단부는 챔버의 입구(4a)에 연결된 포트(24')를 형성한다. 제 2 도관(25)은 챔버(4)의 하류에 제공되어, 도관(25)의 단부는 챔버의 출구(4b)에 연결된 또 다른 포트(25')를 형성한다. 본 예시의 제 2 및 제 3 경로는 2개의 바이패스 도관(28, 29)에 의해 제공된다. 이들 도관은 언제나 챔버 내에서 수행되는 프로세스에 의해 요구되지 않은 가스용 변형된 경로를 제공한다. 일반적으로, 네트워크(6)에 의해 제공된 별개의 흐름 경로의 개수는 네트워크에 공급된 가스의 수와 일치한다(본원에서는 3개).

네트워크(6)는, 상술한 바와 같은 네트워크(6)에 의해 제공된 3개의 별개인 유체 경로를 따라서 가스(1, 2, 3) 각각을 전달하도록 배치된 전환 밸브(5a, 5b)의 2개의 뱅크(bank)를 포함한다. 3개의 밸브는 하나의 유체 경로로부터 다른 유체 경로로의 상이한 가스(1, 2, 3)의 신속한 전환을 하도록 솔레노이드 밸브와 같은 신속한 작동 밸브인 것이 바람직하다. 제어기(9)는 프로세스 챔버(4) 내에서 수행되는 특정 프로세스에 따라서 별개의 밸브의 자동 전환을 할 수 있도록 이들 뱅크(5a, 5b) 각각과 연통하여 제공된다. 제어기(9)는 특정 순서로 상이한 밸브의 작동을 시작할 수 있지만, 이러한 작동의 타이밍(timing), 임의의 특정 밸브가 개방되는 지속 기간 및 임의의 특정 밸브의 개방 정도를 제어할 수도 있다. 타이밍은 다른 뱅크(5b) 전에 하나의 뱅크(5a)를 작동하도록 배치될 수 있어서, 후속 가스가 네트워크의 일부 내로 도입되기 전에 하나의 흐름 경로 내에 존재하는 가스를 배치하는 것을 보장한다.

네트워크(6)를 구성하는 밸브 및 도관의 특정 구성이 도 3에 도시되어 있고 그 작동을 참고하여 후술할 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 입구 도관(21, 22, 23)은 네트워크 내에 입구 포트(21', 22', 23')를 형성하고, 마찬가지로 각각의 출구 도관(26, 27)은 네트워크 외부에 출구 포트(26', 27')를 형성한다. 명확성을 위해 도 3에는 도관만을 도시하고 있다.

각각의 가스(1, 2, 3)는 초기에 각각의 입구 도관(21, 22, 23) 내로 공급된다.

제 1 프로세스 가스(1)가 챔버(4)에 제공되는 경우(도 2), 밸브(31, 32, 33, 41, 42)는 개방되고, 나머지 밸브는 폐쇄된다. 이것은 제 1 가스(1)를 입구(21)로부터 밸브(32) 및 도관(24)을 통해, 챔버 입구(4a)를 거쳐서 프로세스 챔버(4) 내로 통과시킨다. 처리 단계에서 소모되지 않은 임의의 잔여 가스(1)는 챔버 출구(4b)를 거쳐, 도관(25) 내로, 그리고 도관(25)으로부터 밸브(41) 및 출구 도관(26)을 통해 펌프(7)로 프로세스 챔버(4) 외부로 통과한다.

한편, 제 2 프로세스 가스(2)는 진공 펌프(8)로 배출되는 경우 입구(22)로부터 밸브(33), 도관(28) 및 밸브(42)를 통해 출구(27)로 직접 통과한다. 이에 따라, 제 2 프로세스 가스(2)는 프로세스 챔버(4) 전체를 바이패싱하고 제 1 프로세스 가스(1)와 혼합되지 않는다. 제 3 가스, 즉 퍼지 가스(3)는 그의 개별적인 입구(23)로부터 밸브(31) 및 도관(29)을 통해 출구(26)로 직접 통과하는데, 이 출구(26)는 제 1 프로세스 가스(1)와 공유하며 그로부터 진공 펌프(7)로 배출된다. 이와 같은 공유는, 진공 펌프(7, 8)의 작동이나 성능에 특히 해로운 부식 특성으로 전술한 부착물 또는 부산물을 형성하도록 상호 반응하지 않는 임의의 가스 사이에서 발생할 수 있다.

일반적으로, 챔버(4)로 도입되는 후속 가스는 퍼지 가스(3)이고, 제 1 스위치 뱅크(5a)의 밸브(31, 32)는 제어기(9)에 의해 폐쇄되는 한편, 이와 동시에 스위치 뱅크(5a)의 밸브(34, 35)는 개방된다. 이러한 방식으로, 제 2 프로세스 가스(2)는 영향을 받지 않고 유지되어 이전과 같이 입구(22)로부터 출구(27)로 직접 통과하지만, 제 1 프로세스 가스(1) 및 퍼지 가스(3)는 흐름 경로를 교환한다. 즉, 제 1 프로세스 가스(1)는 진공 펌프(7)에 배출되는 경우 입구(21)로부터 밸브(35) 및 바이패스 도관(29)을 통해 출구(26)로 경로 설정된다. 한편, 퍼지 가스(3)는 입구(23)로부터 밸브(34) 및 도관(24)을 통해 챔버 입구(4a)를 거쳐서 프로세스 챔버(4) 내로 경로 설정된다. 그 후, 퍼지 가스(3)는 진공 펌프(7)로 배출되는 경우 프로세스 챔버(4)로부터 챔버 출구(4b)를 거쳐서 도관(25) 내로 밸브(41)를 통해 출구(26)로 경로 설정된다.

후속 단계는 제 2 프로세스 가스(2)를 프로세스 챔버로 전달하는 것을 포함한다. 이 경우, 각각의 가스(1, 2, 3)는 새로운 흐름 경로로 이동될 필요가 있고, 스위치 뱅크(5a, 5b)로부터의 모든 밸브는 동시에 작동되어야 한다. 밸브(34, 35, 33, 41, 42)는 제어기(9)에 의해 폐쇄되는 한편, 밸브(31, 36, 37, 43, 44)는 개방되고, 이에 따라 새로운 세트의 3개의 흐름 경로를 형성한다. 제 1 흐름 경로는 제 2 프로세스 가스(2)를 프로세스 챔버(4)에 제공한다. 제 2 가스(2)는 프로세스 챔버 내에서 발생되는 웨이퍼에 관하여 그 기능을 수행하는 경우 입구(22)로부터 밸브(37) 및 도관(24)을 통해 챔버 입구(4a)를 거쳐서 프로세스 챔버(4)로 경로 설정된다. 그 후, 임의의 잔여 가스(2)는 진공 펌프(8)로 배출되는 경우 프로세스 챔버(4)로부터 챔버 출구(4b)를 거쳐서 도관(25) 및 밸브(43)를 통해 출구(27)로 통과된다. 본 구성에 있어서의 제 1 바이패스 루트는 제 1 프로세스 가스(1)를 입구(21)로부터 밸브(36), 도관(28) 및 밸브(44)를 통해 개별적인 출구(26)로 이송한다. 제 2 바이패스 루트는 진공 펌프(7)로 배출될 때 제 1 가스(1)와 혼합되는 경우 제 3 가스, 즉 퍼지 가스(3)를 입구(23)로부터 밸브(31) 및 도관(29)을 통해 출구(26)로 이송한다.

도시된 바와 같이, 제어기(9)에 의한 스위치 밸브(31 내지 37, 41 내지 44)의 적절한 작동에 의해, 각각의 3개의 가스(1, 2, 3)는 2개의 흐름 경로, 즉 챔버(4)를 통과하는 제 1 흐름 경로 및 챔버(4)를 바이패싱하는 제 2 흐름 경로를 구비한다. 이것은 가스를 프로세스 챔버(4)에 순차적으로 그리고 개별적으로 공급할 수 있게 하는 한편, 반응성 프로세스 가스(1, 2) 각각을 각각의 펌프(7, 8)로 이송할 수 있다. 이들 프로세스 가스(1, 2)가 [연결된 출구(26, 27)의 하류에 위치된] 펌프 배출구에 도달하기 전에 소정의 펌프(7, 8)로 향함에 따라서, 교차 반응 및 그에 따른 펌프(7, 8)의 미립자 오염에 대한 기회가 없다.

기술된 구성은 적절한 스위치 뱅크(5a, 5b)로의 연결된 밸브와 함께 또 다른 바이패스 도관을 추가함으로써 2가지 이상의 반응 가스용으로 연장될 수 있다. 펌프의 개수는, 결합시에 부식성 부산물을 생성하거나 또는 펌프의 작동 및 성능에 유해한 미립자 부착물을 형성하는 가스의 분리를 허용하도록 증가될 수도 있다. 개별적인 펌프는 소정의 2가지 이상의 가스가 서로 교차 반응하는 경우에만 필요로 한다. 교차 반응하지 않는 2가지 이상의 가스는 상술한 장치 형태를 이용하여 단일 펌프로 안전하게 향하게 할 수 있다.

가스의 경로를 하나의 유체 경로로부터 다른 유체 경로로 재설정 또는 전환함으로써, 각각의 가스 전달은 연속적으로 펄스를 온/오프시키기 보다는 일정한, 즉 정상 상태의 흐름을 유지할 수 있다. 이것은 유체 흐름의 과도 특성(transient properties)을 감소시키는 기능을 한다. 또한, 단일 입구(4a) 및 출구(4b)를 프로세스 챔버(4)에 제공함으로써, 시스템 자체는 챔버의 작동 섹션 상의 가스 흐름의 과도 거동을 최소화하도록 구성됨을 알 수 있다.

또한, 가스 흐름 과도 특성을 감소시키는 것은 균형 잡힌 흐름 경로, 즉 상이한 흐름 경로의 길이 및 단면적이 서로 호환가능한 흐름 경로를 마련함으로써 성취될 수 있다.

최소의 시간 동안 프로세스 가스에 웨이퍼를 노출시키도록 이러한 과도 거동을 가능한 한 많이 저감하여, 툴(tool)의 처리량을 증가시키고 필요한 소모품을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Claims

챔버로 그리고 상기 챔버로부터 가스를 이송하기 위한 장치에 있어서,

제 1 가스 흐름을 수용하는 제 1 입구(21)와,

제 2 가스 흐름을 수용하는 제 2 입구(22)와,

상기 제 1 가스 흐름을 출력하는 제 1 출구(26)와,

상기 제 2 가스 흐름을 출력하는 제 2 출구(27)와,

상기 챔버의 입구에 연결 가능한 제 1 챔버 포트(24')와,

상기 챔버의 출구에 연결 가능한 제 2 챔버 포트(25')와,

각각의 가스 흐름에 대해 제 1 및 제 2 흐름 경로가 각각의 입구와 출구 사이에 형성되도록, 상기 제 1 입구(21)를 상기 제 1 출구(26)에 연결하고 상기 제 2 입구(22)를 상기 제 2 출구(27)에 연결하는 도관 네트워크(6)로서, 제 1 흐름 경로는 상기 제 1 및 제 2 챔버 포트(24', 25')를 통과하고, 제 2 흐름 경로는 상기 제 1 및 제 2 챔버 포트(24', 25')를 바이패싱하는, 상기 도관 네트워크(6)와,

하나의 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 다른 하나의 가스 흐름은 그의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록, 상기 네트워크를 통과하는 가스 흐름의 경로를 설정하는 수단(5a, 5b)을 포함하는

가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 가스 흐름용 제 2 흐름 경로의 일부는 상기 제 2 가스 흐름용 제 2 흐름 경로와 공통되는

가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,

각각의 가스 흐름에 대해, 제 1 흐름 경로는 제 2 흐름 경로로부터 격리되어 있는

가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 경로 설정 수단은 상기 도관 네트워크(6) 내에 위치된 제 1 밸브 시스템(5a)과, 상기 제 1 입구(21)로부터의 상기 제 1 가스 흐름을 상기 제 1 가스 흐름의 제 1 및 제 2 흐름 경로 중 선택된 하나로 경로 설정하며 상기 제 2 입구(22)로부터의 상기 제 2 가스 흐름을 상기 제 2 가스 흐름의 제 1 및 제 2 흐름 경로 중 선택된 하나로 경로 설정하도록 상기 제 1 밸브 시스템을 제어하는 수단(9)을 포함하는

가스 이송 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 경로 설정 수단은 상기 도관 네트워크(6) 내에 위치된 제 2 밸브 시스템(5b)과, 선택된 흐름 경로로부터의 상기 제 1 가스 흐름을 상기 제 1 출구(26)로 경로 설정하며 선택된 흐름 경로로부터의 상기 제 2 가스 흐름을 상기 제 2 출구(27)로 경로 설정하도록 상기 제 2 밸브 시스템을 제어하는 수단(9)을 포함하는

가스 이송 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

각각의 상기 제어 수단(9)은 상기 밸브 시스템(5a, 5b)의 밸브 개방 정도를 제어하도록 구성된

가스 이송 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

각각의 상기 제어 수단(9)은 상기 밸브 시스템(5a, 5b)의 밸브가 개방되는 기간을 제어하도록 구성된

가스 이송 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

각각의 상기 제어 수단(9)은 상기 밸브 시스템(5a, 5b)의 밸브의 개방 사이에 사전 결정된 지연 시간을 허용하여 새로운 가스가 도입되기 전에 도관의 임의의 공통 섹션 내의 모든 가스가 확실하게 배출되도록 구성된

가스 이송 장치.
제 1 항에 있어서,

제 3 가스 흐름을 수용하는 제 3 입구(23)를 더 포함하며,

상기 도관 네트워크(6)는, 상기 제 3 가스 흐름에 대해 상기 제 3 입구(23)와 상기 제 1 출구(26) 사이에 상기 제 1 및 제 2 챔버 포트(24', 25')를 통과하는 제 1 흐름 경로가 형성되도록 상기 제 3 입구(23)를 상기 제 1 출구(26)에 연결하는

가스 이송 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 경로 설정 수단(5a, 5b)은, 상기 제 3 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 상기 제 1 및 제 2 가스 흐름이 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록, 상기 네트워크를 통과하는 가스 흐름의 경로를 설정하도록 구성된

가스 이송 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 도관 네트워크(6)는 상기 제 3 가스 흐름에 대해 상기 제 3 입구(23)와 상기 제 1 출구(26) 사이에 상기 챔버 포트(24', 25')를 바이패싱하는 제 2 흐름 경로가 형성되도록 상기 제 3 입구(23)를 상기 제 1 출구(26)에 연결하며, 상기 경로 설정 수단은, 상기 가스 흐름 중 하나가 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 나머지 가스 흐름들은 각각의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록, 상기 네크워크(6)를 통과하는 가스 흐름의 경로를 설정하도록 구성된

가스 이송 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 경로 설정 수단은 상기 도관 네트워크 내에 위치된 제 3 밸브 시스템과, 상기 제 3 입구(23)로부터의 상기 제 3 가스 흐름을 상기 제 3 가스 흐름의 제 1 및 제 2 흐름 경로 중 선택된 하나로 경로 설정하도록 상기 제 3 밸브 시스템을 제어하는 수단을 포함하는

가스 이송 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 챔버의 입구 및 상기 챔버의 출구는 상기 챔버의 가공 섹션(working section)에 걸쳐서 균일한 흐름 분포를 제공하도록 구성된

가스 이송 장치.
챔버로 그리고 상기 챔버로부터 가스를 이송하기 위한 방법에 있어서,

상기 챔버(4)에 도관 네트워크(6)를 연결하는 단계로서, 상기 도관 네트워크(6)는, ① 제 1 가스 흐름을 수용하는 제 1 입구(21)와, ② 제 2 가스 흐름을 수용하는 제 2 입구(22)와, ③ 상기 제 1 가스 흐름을 출력하는 제 1 출구(26)와, ④ 상기 제 2 가스 흐름을 출력하는 제 2 출구(27)와, ⑤ 상기 챔버(4)의 입구(4a)에 연결 가능한 제 1 챔버 포트(24')와, ⑥ 상기 챔버(4)의 출구(4b)에 연결 가능한 제 2 챔버 포트(25')와, ⑦ 각각의 가스 흐름에 대해 제 1 및 제 2 흐름 경로가 각각의 입구와 출구 사이에 형성되도록, 상기 제 1 입구(21)를 상기 제 1 출구(26)에 연결하고 상기 제 2 입구(22)를 상기 제 2 출구(27)에 연결하는 도관망(a network of conduits)으로서, 상기 제 1 흐름 경로는 상기 챔버 포트(24', 25')를 통과하고, 상기 제 2 흐름 경로는 상기 챔버 포트(24', 25')를 바이패싱하는, 상기 도관망을 구비하는, 상기 연결 단계와,

하나의 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 다른 하나의 가스 흐름은 그의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록, 상기 네트워크를 통과하는 가스 흐름의 경로를 설정하는 단계를 포함하는

가스 이송 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 가스 흐름용 제 2 흐름 경로의 일부는 상기 제 2 가스 흐름용 제 2 흐름 경로와 공통되는

가스 이송 방법.
제 15 항에 있어서,

각각의 가스 흐름에 대해, 제 1 흐름 경로는 제 2 흐름 경로로부터 격리되어 있는

가스 이송 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 도관 네트워크는 제 3 가스 흐름을 수용하는 제 3 입구(23)를 가지며,

상기 도관망은, 상기 제 3 가스 흐름에 대해 상기 제 3 입구(23)와 상기 제 1 출구(26) 사이에 상기 제 1 및 제 2 챔버 포트(24', 25')를 통과하는 제 1 흐름 경로가 형성되도록 상기 제 3 입구(23)를 상기 제 1 출구(26)에 연결하는

가스 이송 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 제 3 가스 흐름이 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 상기 제 1 및 제 2 가스 흐름은 그들의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록, 상기 네트워크를 통과하는 가스 흐름의 경로가 설정되는

가스 이송 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 도관망은, 상기 제 3 가스 흐름에 대해 상기 제 3 입구(23)와 상기 제 1 출구(26) 사이에 상기 챔버 포트(24', 25')를 바이패싱하는 제 2 흐름 경로가 형성되도록 상기 제 3 입구(23)를 상기 제 1 출구(26)에 연결하며, 상기 가스 흐름 중 하나가 그의 제 1 흐름 경로를 따라 흐르는 경우 나머지 가스 흐름은 그들의 제 2 흐름 경로를 따라 흐르도록, 상기 네크워크를 통과하는 가스 흐름의 경로가 설정되는

가스 이송 방법.
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