KR101700494B1 - 컴팩트한 앰플 열 관리 시스템 - Google Patents

컴팩트한 앰플 열 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101700494B1
KR101700494B1 KR1020147036453A KR20147036453A KR101700494B1 KR 101700494 B1 KR101700494 B1 KR 101700494B1 KR 1020147036453 A KR1020147036453 A KR 1020147036453A KR 20147036453 A KR20147036453 A KR 20147036453A KR 101700494 B1 KR101700494 B1 KR 101700494B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
storage container
rti
opening
thermoelectric device
thermoelectric
Prior art date
Application number
KR1020147036453A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150023495A (ko
Inventor
데이비드 케이. 칼슨
에롤 안토니오 씨. 산체스
켄릭 최
마르셀 이. 조셉슨
데니스 데마르스
엠레 쿠발키
메흐메트 투그룰 사미르
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20150023495A publication Critical patent/KR20150023495A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101700494B1 publication Critical patent/KR101700494B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • C23C16/4482—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material by bubbling of carrier gas through liquid source material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Packages (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

기판 처리에서 이용하기 위한 프리커서의 열 관리를 위한 장치가 여기에 제공된다. 일부 실시예들에서, 기판 처리에서 이용하기 위한 프리커서의 열 관리를 위한 장치는, 액체 또는 고체 프리커서가 내부에 배치되어 있는 저장 컨테이너를 수용하기 위한 크기의 개구를 갖는 바디 - 바디는 열 전도성 재료로 제조됨 - ; 개구 부근에서 바디에 연결된 하나 이상의 열전기 디바이스; 및 하나 이상의 열전기 디바이스에 연결된 히트 싱크를 포함할 수 있다.

Description

컴팩트한 앰플 열 관리 시스템{COMPACT AMPOULE THERMAL MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 반도체 기판 처리에 관한 것이다.
예를 들어, 기판 상에 재료를 퇴적하는 것과 같은 많은 반도체 제조 프로세스에서, 가스들을 제공하기 위해, 고체 및 액체 프리커서들이 이용되고 있다. 그러나, 본 발명자들은 고체 또는 액체 프리커서의 온도를 제어하기 위해 통상적으로 이용되는 종래의 방법들(예를 들어, 워터 배쓰(water bath), 워터 재킷(water jacket), 히터 재킷(heater jacket), 또는 파이어 로드(fire rods))에 관한 다수의 쟁점을 발견하였다. 예를 들어, 종래의 방법들은 구현을 위해 상당한 공간 및 지원 장비를 필요로 한다. 추가로, 일부 프리커서들은 매우 불안정하거나 물과 반응하여, 종래에 이용되던 장비에 관하여 안전에 대한 우려를 불러일으킨다.
따라서, 본 발명자들은 고체 또는 액체 프리커서를 처리하기 위한 개선된 열 관리 시스템을 제공한다.
기판 처리에서 이용하기 위한 프리커서의 열 관리를 위한 방법 및 장치가 여기에 제공된다. 일부 실시예들에서, 기판 처리에서 이용하기 위한 프리커서의 열 관리를 위한 장치는, 액체 또는 고체 프리커서가 내부에 배치되어 있는 저장 컨테이너를 수용하기 위한 크기의 개구를 갖는 바디 - 바디는 열 전도성 재료로 제조됨 - ; 개구 부근에서 바디에 연결된 하나 이상의 열전기 디바이스(thermoelectric devices); 및 하나 이상의 열전기 디바이스에 연결된 히트 싱크를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판 처리에서 이용하기 위한 프리커서의 열 관리를 위한 장치는, 열 전도성 재료로 제조된 바디 - 바디는 2개의 분리가능한 부분, 및 저장 컨테이너를 수용하기 위한 크기의 개구를 포함하고, 개구는 2개의 분리가능한 부분 각각에 적어도 부분적으로 형성되고, 저장 컨테이너는 액체 또는 고체 프리커서를 담도록 구성됨 - ; 개구 부근에서 바디에 연결된 하나 이상의 열전기 디바이스; 하나 이상의 열전기 디바이스에 연결된 히트 싱크; 및 바디의 제1 측 및 제1 측에 대향하는 바디의 제2 측 상에서, 바디의 2개의 분리가능한 부분 각각에 연결되는 열 전도성 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들 및 추가의 실시예들이 이하에 설명된다.
위에서 간략하게 요약하고 이하에 더 상세하게 논의되는 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 이해될 수 있다. 그러나, 본 발명은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예들만을 도시하며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 처리 프리커서들의 열 관리를 위한 장치의 개략적인 상부도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 처리 프리커서들의 열 관리를 위한 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 처리 프리커서들의 열 관리를 위한 장치의 개략적인 상부도이다.
이해를 쉽게 하기 위해, 가능한 경우에는 도면들에 공통인 동일한 구성요소들을 지칭하는 데에 동일한 참조 번호들이 이용되었다. 도면들이 비례에 맞춰 그려지지는 않으며, 명확성을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 구성요소들 및 특징들은 더 이상의 언급 없이도 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있을 것으로 생각된다.
기판 처리 프리커서들의 열 관리를 위한 장치의 실시예들이 여기에 제공된다. 적어도 일부 실시예들에서, 본 발명의 장치는 유리하게는 고체 또는 액체 프리커서를 저장하기 위한 개별 앰플들(ampoules)의 온도 제어(예를 들어, 가열 및/또는 냉각)를 용이하게 한다. 추가로, 적어도 일부 실시예들에서, 본 발명의 장치는 유체들의 이용 없이 앰플들의 온도 제어를 용이하게 하고, 그에 의해 소정 프리커서들에 대한 물 노출에 관한 우려(예를 들어, 오염 또는 불안정성)를 감소시킨다. 더욱이, 적어도 일부 실시예들에서, 본 발명의 장치는 유리하게는 프리커서 재료의 과열의 가능성을 감소시키거나 막기 위해 프리커서의 가열에 이용가능한 총 전력을 제한한다. 추가로, 적어도 일부 실시예들에서, 본 발명의 장치는 더 유리하게는 종래에 이용되던 장비에 비교하여 더 적은 공간을 이용한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 처리 프리커서들의 열 관리를 위한 장치(100)의 개략적인 상부도이다. 일부 실시예들에서, 장치(100)는 개구(104)를 갖는 바디(102)를 일반적으로 포함할 수 있고, 이 개구는, 예를 들어 앰플과 같은, 액체 또는 고체 형태의 프리커서를 보유하고 공급(dispensing)하기 위한 저장 컨테이너(122)를 수용하기 위한 크기로 이루어진다. 본 발명의 장치는 장치와 관련하여 사용되는 프리커서들의 본질에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 일부 응용들은 물을 이용할 수 있고, 일부 Ⅲ/V족 재료 응용들은 TMGa(trimethyl gallium), TMIn(trimethyl indium), TMAl(trimethyl aluminum), TBAs(tertiary butyl arsine), TBP(tertiary butyl phosphine) 등을 이용할 수 있다. Ⅳ족 재료들 및 원자층 퇴적(ALD: atomic layer deposition) 응용을 위해 다른 화학물질들이 이용될 수 있다.
바디(102)는, 프리커서의 온도에 대한 제어에 적합하고 그러한 제어를 용이하게 하는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 바디(102)는 적어도 부분적으로는 높은 열 전도율을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 바디(102)는 알루미늄, 구리, 황동 또는 그와 유사한 것과 같은 금속으로 제조될 수 있다.
개구(104)는, 개구가 저장 컨테이너(122)(예를 들어, 앰플)를 수용하고/거나 저장 컨테이너에의 액세스를 제공할 수 있게 하는 데에 적합한 임의의 치수들을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 개구(104)는 저장 컨테이너(122)가 개구(104) 내에 딱 맞도록(fit snugly) 하는 크기를 가질 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 개구(104)는, 저장 컨테이너(122)가 개구(104) 내의 바디(102)의 표면과 저장 컨테이너(122) 사이에 에어 갭을 두고서 개구(104) 내에 헐겁게 맞도록(fit loosely) 하는 크기를 가질 수 있다. 그러한 실시예들에서, 개구(104) 내부의 용적을 밀봉하기 위해 저장 컨테이너(122)와 바디(102) 사이에서 바디(102)의 상단에 근접하게 밀봉부(118)가 제공될 수 있다. 대안적으로, 또는 그와 함께, 일부 실시예들에서, 저장 컨테이너(122)와 바디 간의 강건한 열 접촉을 유지하기 위해, 개구(104)는 써멀 그리스(thermal grease)와 같은 써멀 컴파운드(thermal compound)로 채워질 수 있다.
일부 실시예들에서, 바디(102)는 저장 컨테이너(122)와의 강건한 열 접촉을 제공하기 위해, 저장 컨테이너(122)를 개구(104) 내에 클램핑하도록 구성될 수 있다. 강건한 열 접촉을 제공함으로써, 저장 컨테이너(122)의 온도는 저장 컨테이너(122)와 바디 사이의 열 전달을 통해 제어될 수 있으며, 그에 의해 유체들(예를 들어, 열 제어 유체들)의 사용 없이 온도의 제어를 허용한다. 유체들 없이 저장 컨테이너(122)의 온도를 제어하는 것은, 그렇지 않았다면 유체와 프리커서 간의 부수적인 접촉에 기인하여 발생할 수 있었을 잠재적인 우려들(예를 들어, 프리커서의 오염 또는 불안정성)을 제거한다. 추가로, 유체를 이용하지 않고서 온도를 제어하면, 바디(102)와 저장 컨테이너(122) 사이의 공간 또는 도관들이 불필요해지고, 그에 의해 종래에 이용되던 장비에 비교하여 전체적인 공간을 더 적게 이용하게 된다.
예를 들어, 점선들(110)에 의해 나타난 바와 같이, 일부 실시예들에서, 바디(102)는 2개의 분리가능한 부분(도시된 제1 부분(124) 및 제2 부분(126))으로 분할될 수 있고, 그러한 2개의 분리가능한 부분은 각각의 부분(124, 126)에 적어도 부분적으로 형성된 개구(104)를 가지며, 그에 의해, 바디(102)의 2개의 부분은 저장 컨테이너(122)를 개구(104) 내에 클램핑하도록 볼트로 고정되거나 다른 방식으로 고정될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 바디(102)의 2개의 부분(124, 126) 사이에 갭이 존재할 수 있고, 이것은 갭 부근의 영역들에서 저장 컨테이너(122)와 바디(102) 사이의 열 전달을 방해할 수 있다. 그러한 것으로서, 일부 실시예들에서, 바디(102)의 2개의 부분 사이에서의 열 전달을 용이하게 하기 위해, 열 전도성 플레이트(112)가 제공될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 열 전도성 플레이트(112)는 바디(102)의 제1 측(128) 또는 제2 측(131) 중 적어도 하나 상에서 바디(102)의 각각의 부분(124, 126)에 연결될 수 있고, 이 제2 측은 제1 측(128)에 대향한다.
일부 실시예들에서, 단열성 재료(thermally insulative material)(114), 예컨대 실리콘 폼(silicone foam) 또는 Teflon®(예를 들어, PTFE(polytetrafluoroethylene))이 열 전도성 플레이트(112)의 외측 표면 상에, 그리고 선택적으로는 바디(102)의 하나 이상의 외측 표면 위에 배치될 수 있다. 단열성 재료(114)는 바디(102)(그리고, 궁극적으로는 개구(104) 내에 배치된 때의 저장 컨테이너(122))에의 그리고 그로부터의 열 전도 경로에 대한 추가적인 수준의 제어를 더할 수 있다. 추가로, 단열성 재료(114)는 히트 싱크(108)가 상승된 온도에 있을 때 장치(100)를 다루기 위해 더 차가운 표면을 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다.
하나 이상의 열전기 디바이스(106), 예컨대 펠티에 디바이스(Peltier device)가 개구(104) 부근에서 바디(102)에 연결될 수 있다. 하나 이상의 열전기 디바이스(106)는 바디(102)를 통해 저장 컨테이너(122)에 열을 제공하거나 저장 컨테이너로부터 열을 제거하도록 동작한다. 하나 이상의 열전기 디바이스(106)는, 바디(102)를 통해 저장 컨테이너(122)에 원하는 양의 열을 제공하거나 이 저장 컨테이너로부터 원하는 양의 열을 제거하는 것을 용이하게 하는 데에 적합한 임의의 구성으로 개구(104) 부근에 배치될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 열전기 디바이스(106)는 개구(104) 부근에서 바디(102)의 대향 측들 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 열전기 디바이스(106)에 제공되는 총 전력은 예를 들어 제어기, 소프트웨어, 기계적 스위치, 또는 그와 유사한 것을 통해 제어될 수 있다. 총 전력을 제어함으로써, 프리커서의 가열에 이용가능한 총 전력이 제한될 수 있고, 그에 의해 프리커서 재료의 과열의 가능성이 감소되거나 방지된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 열전기 디바이스(106)는 적어도 2개의 열전기 디바이스(106)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 열전기 디바이스(106)는 동작 동안 바디(102)에 걸쳐 열 경사(thermal gradient)를 제공할 수 있고, 그에 의해 바디(102)의 더 차가운 쪽으로부터 바디(102)의 더 뜨거운 쪽으로 열을 전달할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 열 경사는 하나 이상의 열전기 디바이스(106)의 구성을 변경함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 열 경사는 적어도 2개의 열전기 디바이스(106)를 함께 적층하여(130에서 팬텀으로 도시됨) 그들 각각의 열 경사가 더해지게 함으로써 증가될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 열전기 디바이스(106)는 약 50 내지 약 60℃의 경사를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 열전기 디바이스(106)는 차가운 쪽에서의 약 -10℃ 내지 뜨거운 쪽에서의 약 50℃의 동작 범위를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 열전기 디바이스(106)가 냉각 모드로 동작하고 있을 때(즉, 저장 컨테이너(122)를 냉각하고 있을 때) 바디(102)로부터의 열 제거를 더 용이하게 하기 위해, 히트 싱크(108)가 각각의 열전기 디바이스(106)에 연결된다. 일부 실시예들에서, 히트 싱크(108)는 바디(102)의 전체 폭에 걸칠 수 있다. 일부 실시예들에서, 단열성 재료(132)(예를 들어, 실리콘 폼, Teflon®(예를 들어, PTFE(polytetrafluoroethylene), 또는 그와 유사한 것)가 하나 이상의 열전기 디바이스(106)를 둘러싸는 부분들에서 히트 싱크(108)와 바디(102) 사이에 제공될 수 있고, 그에 의해, 하나 이상의 열전기 디바이스(106)만이 히트 싱크들(108)과 강건한 열 접촉을 이룬다. 그러한 구성은 유리하게도 하나 이상의 열전기 디바이스(106)를 통해서만 주로 바디(102)로부터의 열 전달을 용이하게 하고, 히트 싱크(108)로부터 바디(102)로의 열 전달을 실질적으로 방지한다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 선택적인 팬(2개의 팬(116)이 도시됨)이 히트 싱크들(108) 부근에 배치될 수 있다. 선택적인 팬들이 존재할 때, 그 팬들은 히트 싱크들(108)로의 공기 유동을 증가시킬 수 있고, 그에 의해 바디로부터의 열 제거를 용이하게 한다. 일부 실시예들에서, 팬들(116)은 도 1에 도시된 것과 같이, 히트 싱크들(108) 각각의 후면측(120)에 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 처리 프리커서들의 열 관리를 위한 예시적인 장치(200)의 사시도이다. 설명을 명확하게 하기 위해, 하나의 히트 싱크(108)가 정면 표면으로부터 제거되어, 장치(200)의 다른 컴포넌트들을 보는 것을 가능하게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 장치(200)는 개구(104)를 둘러싸는 2개의 절반부로 분할되는 바디(102)를 포함한다. 개구(104)는, 액체 또는 고체 프리커서를 보유하고 공급하기 위한 원통형 저장 컨테이너(122)(예를 들어, 앰플)를 유지(retain)한다. 바디(102)의 2개의 절반부는 클램핑, 볼트 연결(bolting), 또는 그와 유사한 것에 의한 것과 같은 임의의 적절한 방식으로 함께 고정될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 바디(102)의 2개의 절반부는 함께 볼트 연결될 수 있다. 열 전도성 플레이트(112)는 예를 들어 볼트 연결에 의해, 바디(102)의 대향 측들에서 바디(102)의 각각의 절반부에 고정된다.
일부 실시예들에서, 4개의 열전기 디바이스(106)가 바디(102)의 각 측에 배치된다. 그러한 실시예들에서, 열전기 디바이스들(106)은 컷아웃들(cut-outs)(210)을 통해 부분적으로 바디(102) 안에 고정될(set into) 수 있다. 열전기 디바이스들(106)을 부분적으로 바디 안에 고정하는 것은, 열전기 디바이스들(106)의 유지를 용이하게 할 수 있고, 열전기 디바이스들(106)을 개구(104)에 더 가깝게, 그에 따라 그 내부에 유지된 저장 컨테이너(122)에 더 가깝게 위치시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 리세스(208)가 바디 내에 형성될 수 있고, 열전기 디바이스들(106)의 동작을 위한 전기 케이블들의 경로를 배정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 저장 컨테이너(122)의 온도, 또는 저장 컨테이너(122)의 내용물(예를 들어, 내부에 담겨진 고체 또는 액체 프리커서)의 온도를 측정하기 위해, 하나 이상의 열전대(하나의 열전대(204)가 도시됨)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 열전대(204)는 저장 컨테이너(122)의 온도를 측정하기 위해 바디(102)에 연결될 수 있다. 다른 열전대들은, 저장 컨테이너(122)의 온도, 또는 저장 컨테이너(122)의 내용물의 온도를 측정하는 것을 용이하게 하기 위해, 예를 들어, 저장 컨테이너(122) 내의 개구(일반적으로 플럼빙(plumbing)(206)이라고 지칭되고, 아래에 논의됨)를 통해 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, 저장 컨테이너(122)는 예를 들어 바디(102)의 절반부들을 함께 볼트 연결함으로써 개구(104) 내에 견고하게 유지되어, 예를 들어 위에서 설명된 것과 같이 바디(102)와 저장 컨테이너(122)의 실질적인 전체 측면 둘레(side perimeter) 사이의 강건한 열 접촉을 용이하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 저장 컨테이너(122)는 예를 들어 저장 컨테이너(122)에의 캐리어 가스의 도입, 및 저장 컨테이너(122)로부터의 캐리어 가스/프리커서 혼합물의 배출을 위한 플럼빙(206)을 포함한다(예를 들어, 밸브들이 부착된 도관들이 도시되어 있음). 그에 따라, 플럼빙(206)은 가스 소스 및 하나 이상의 가스 전달 구역, 예컨대 기판을 처리하기 위한 프로세스 챔버의 하나 이상의 구역, 및 캐리어 가스/프리커서 혼합물을 배기 시스템으로 흘러가게 하기 위한 챔버 포어라인(chamber foreline)에 연결될 수 있다. 다른 플럼빙은 저장 컨테이너(122)를 장치(200)로부터 제거하거나 교체할 필요 없이 저장 컨테이너(122)를 제자리에서 재충전(refilling)하기 위한 도관들 및/또는 포트들; 위에서 논의된 것과 같은 앰플의 내용물의 온도를 측정하기 위한 열전대, 액체 레벨 센서(liquid level sensor), 또는 그와 유사한 것을 위한 액세스를 제공하는 것과 같이, 저장 컨테이너의 내부에의 액세스를 제공하기 위한 포트들을 포함할 수 있다.
상술한 실시예들은 특정한 구성들로 설명되어 있지만, 본 발명의 범위 내에서 다른 변형들이 예상된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 복수의 저장 컨테이너가 바디의 복수의 개구 내에 제공될 수 있다. 추가로, 개구는 반드시 원통형일 필요는 없는 저장 컨테이너의 형상에 대응하도록 형상이 정해질 수 있다. 추가로, 박스형 구조물로서 도시되어 있지만, 바디(102)는 위에서 설명된 바와 같은 앰플의 온도의 제어를 용이하게 하는 데에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 일부 실시예들에서, 바디(102)는 실질적으로 육각형 형상을 가질 수 있다. 그러한 실시예들에서, 열전기 디바이스(106), 히트 싱크(108) 및 선택적인 팬(116)은 바디(102)의 각각의 절반부의 대향 측들(302, 306, 304, 308) 상에 배치될 수 있다.
이와 같이, 기판 처리 프리커서들의 열 관리를 위한 장치의 실시예들이 여기에 제공되었다. 적어도 일부 실시예들에서, 본 발명의 장치는 유리하게는 유체들의 이용 없이, 고체 또는 액체 프리커서를 저장하기 위한 개별 앰플들의 온도 제어(예를 들어, 가열 및/또는 냉각)를 용이하게 하고, 그에 의해 소정 프리커서들에 대한 물 노출에 관한 우려(예를 들어, 오염 또는 불안정성)를 감소시킨다.
상술한 것은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 실시예들 및 추가의 실시예들은 그것의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 고안될 수 있다.

Claims (19)

  1. 기판 처리에서 이용하기 위한 프리커서(precursor)의 열 관리를 위한 장치로서,
    액체 또는 고체 프리커서가 내부에 배치되어 있는 저장 컨테이너(storage container)를 수용하기 위한 크기의 개구를 갖는 바디 - 상기 바디는 열 전도성 재료로 제조되고, 상기 바디는 2개의 분리가능한 부분을 포함하고, 상기 개구는 상기 2개의 분리가능한 부분 각각에 적어도 부분적으로 형성됨 - ;
    상기 개구 부근에서 상기 바디에 연결된 하나 이상의 열전기 디바이스(thermoelectric devices); 및
    상기 하나 이상의 열전기 디바이스에 연결된 히트 싱크
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디는 알루미늄, 구리 또는 황동으로 이루어지는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바디의 하나 이상의 외측 표면 상에 배치된 단열성 재료(thermally insulative material)
    를 더 포함하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바디의 제1 측 또는 상기 제1 측에 대향하는 상기 바디의 제2 측 중 적어도 하나 상에서, 상기 바디의 각각의 부분에 연결된 열 전도성 플레이트
    를 더 포함하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열 전도성 플레이트의 외측 표면 상에 배치된 단열성 재료
    를 더 포함하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열전기 디바이스는 적어도 2개의 열전기 디바이스를 포함하고, 적어도 하나의 열전기 디바이스는 상기 개구 부근에서 상기 바디의 대향 측들 상에 배치되는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 열전기 디바이스는 상기 개구 부근에서 상기 바디의 대향 측들 상에 배치된 4개의 열전기 디바이스를 포함하는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열전기 디바이스는 상기 바디에 걸쳐 열 경사(thermal gradient)를 제공하기 위해 차례로(atop one another) 적층된 적어도 2개의 열전기 디바이스를 포함하는, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 저장 컨테이너는 상기 액체 또는 고체 프리커서를 상기 저장 컨테이너에 제공하기 위한 도관들에 연결되도록 구성된 하나 이상의 포트를 포함하는, 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 히트 싱크가 상기 하나 이상의 열전기 디바이스에 열적으로만 연결되도록, 상기 하나 이상의 열전기 디바이스를 둘러싸는 부분들에서 상기 히트 싱크와 상기 바디 사이에 배치된 단열성 재료
    를 더 포함하는 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열전기 디바이스는 적어도 부분적으로 상기 바디 안에 고정되고(set into the body), 상기 바디는 하나 이상의 리세스를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 리세스는 상기 바디 내에 형성되어, 상기 하나 이상의 열전기 디바이스의 동작을 위한 전기 케이블들의 경로를 배정(route)하도록 구성되는, 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 바디에 연결되어, 상기 저장 컨테이너의 온도를 측정하는 열전대(thermocouple)
    를 더 포함하는 장치.
  13. 기판 처리에서 이용하기 위한 프리커서의 열 관리를 위한 장치로서,
    액체 또는 고체 프리커서가 내부에 배치되어 있는 저장 컨테이너를 수용하기 위한 크기의 개구를 갖는 바디 - 상기 바디는 열 전도성 재료로 제조되고, 상기 저장 컨테이너는 상기 액체 또는 고체 프리커서를 상기 저장 컨테이너에 제공하기 위한 도관들에 연결되도록 구성된 하나 이상의 포트를 포함함 - ;
    상기 개구 부근에서 상기 바디에 연결된 하나 이상의 열전기 디바이스; 및
    상기 하나 이상의 열전기 디바이스에 연결된 히트 싱크
    를 포함하는 장치.
  14. 기판 처리에서 이용하기 위한 프리커서의 열 관리를 위한 장치로서,
    열 전도성 재료로 제조되는 바디 - 상기 바디는 2개의 분리가능한 부분 및 상기 2개의 분리가능한 부분 각각에 적어도 부분적으로 형성된 저장 컨테이너를 수용하기 위한 크기의 개구를 포함하고, 상기 저장 컨테이너는 액체 또는 고체 프리커서를 담도록 구성됨 - ;
    상기 개구 부근에서 상기 바디에 연결된 하나 이상의 열전기 디바이스;
    상기 하나 이상의 열전기 디바이스에 연결된 히트 싱크; 및
    상기 바디의 제1 측 및 상기 제1 측에 대향하는 상기 바디의 제2 측 상에서, 상기 바디의 2개의 분리가능한 부분 각각에 연결된 열 전도성 플레이트
    를 포함하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 바디의 하나 이상의 외측 표면 상에 배치된 단열성 재료
    를 더 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 열 전도성 플레이트의 외측 표면 상에 배치된 단열성 재료
    를 더 포함하는 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 히트 싱크가 상기 하나 이상의 열전기 디바이스에 열적으로만 연결되도록, 상기 하나 이상의 열전기 디바이스를 둘러싸는 부분들에서 상기 히트 싱크와 상기 바디 사이에 배치된 단열성 재료
    를 더 포함하는 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 저장 컨테이너는 상기 액체 또는 고체 프리커서를 상기 저장 컨테이너에 제공하기 위한 도관들에 연결되도록 구성된 하나 이상의 포트를 포함하는, 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열전기 디바이스는 상기 바디에 걸쳐 열 경사를 제공하기 위해 차례로 적층된 적어도 2개의 열전기 디바이스를 포함하는, 장치.
KR1020147036453A 2012-06-05 2013-06-05 컴팩트한 앰플 열 관리 시스템 KR101700494B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261655767P 2012-06-05 2012-06-05
US61/655,767 2012-06-05
US13/902,304 2013-05-24
US13/902,304 US9347696B2 (en) 2012-06-05 2013-05-24 Compact ampoule thermal management system
US13/902,310 2013-05-24
US13/902,310 US9279604B2 (en) 2012-06-05 2013-05-24 Compact ampoule thermal management system
PCT/US2013/044256 WO2013184760A1 (en) 2012-06-05 2013-06-05 Compact ampoule thermal management system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167021711A Division KR101727442B1 (ko) 2012-06-05 2013-06-05 컴팩트한 앰플 열 관리 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150023495A KR20150023495A (ko) 2015-03-05
KR101700494B1 true KR101700494B1 (ko) 2017-01-26

Family

ID=49668610

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167021711A KR101727442B1 (ko) 2012-06-05 2013-06-05 컴팩트한 앰플 열 관리 시스템
KR1020147036453A KR101700494B1 (ko) 2012-06-05 2013-06-05 컴팩트한 앰플 열 관리 시스템

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167021711A KR101727442B1 (ko) 2012-06-05 2013-06-05 컴팩트한 앰플 열 관리 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9347696B2 (ko)
KR (2) KR101727442B1 (ko)
CN (1) CN104335326B (ko)
SG (2) SG11201407234QA (ko)
TW (2) TWI563575B (ko)
WO (1) WO2013184760A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI726944B (zh) * 2015-12-06 2021-05-11 美商應用材料股份有限公司 用於封閉金屬容器的連續液體位準量測偵測器
US10619243B2 (en) * 2016-07-22 2020-04-14 Triratna P. Muneshwar Method to improve precursor utilization in pulsed atomic layer processes
US10557203B2 (en) 2016-12-12 2020-02-11 Applied Materials, Inc. Temperature control system and process for gaseous precursor delivery
CN110313056B (zh) * 2017-01-17 2024-02-20 莱尔德技术股份有限公司 可压缩发泡热界面材料及其制备方法和使用方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100862720B1 (ko) * 2007-07-31 2008-10-10 포아텍 주식회사 화학 용액 용기 온도 조절 장치 및 이를 이용한포토레지스트 도포 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5954911A (en) * 1995-10-12 1999-09-21 Semitool, Inc. Semiconductor processing using vapor mixtures
JPH11225490A (ja) * 1997-12-05 1999-08-17 Seiko Instruments Inc 熱電変換モジュール及び電子機器
US20040261703A1 (en) 2003-06-27 2004-12-30 Jeffrey D. Chinn Apparatus and method for controlled application of reactive vapors to produce thin films and coatings
US7261118B2 (en) 2003-08-19 2007-08-28 Air Products And Chemicals, Inc. Method and vessel for the delivery of precursor materials
GB2424358B (en) * 2005-03-23 2008-07-30 David Anthony Alfille Temperature-controlled container for foodstuffs
US7939422B2 (en) * 2006-12-07 2011-05-10 Applied Materials, Inc. Methods of thin film process
KR100862760B1 (ko) * 2007-04-12 2008-10-13 에스케이 텔레콤주식회사 이동통신망을 이용한 이력 기반 서비스 방법 및 그시스템과 이를 위한 이동통신 단말기
US20090084112A1 (en) * 2007-10-02 2009-04-02 Demetrius Calvin Ham Thermoelectric vehicle engine air cooler
US8132793B2 (en) 2008-09-12 2012-03-13 Msp Corporation Method and apparatus for liquid precursor atomization
US20100186423A1 (en) * 2009-01-23 2010-07-29 Prince Castle Inc. Hot or cold food receptacle utilizing a peltier device with air flow temperature control
KR101072471B1 (ko) 2009-05-19 2011-10-12 주식회사 마이크로이즈 전구체 공급장치 및 이를 포함하는 박막증착시스템
KR101132972B1 (ko) * 2009-12-29 2012-04-09 (주)한동알앤씨 방열구조 엘이디 등기구

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100862720B1 (ko) * 2007-07-31 2008-10-10 포아텍 주식회사 화학 용액 용기 온도 조절 장치 및 이를 이용한포토레지스트 도포 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20130319013A1 (en) 2013-12-05
SG10201702767UA (en) 2017-05-30
KR20160098533A (ko) 2016-08-18
KR101727442B1 (ko) 2017-04-14
TW201411737A (zh) 2014-03-16
TW201705312A (zh) 2017-02-01
US9347696B2 (en) 2016-05-24
TWI579933B (zh) 2017-04-21
CN104335326B (zh) 2017-06-30
SG11201407234QA (en) 2014-12-30
WO2013184760A1 (en) 2013-12-12
KR20150023495A (ko) 2015-03-05
CN104335326A (zh) 2015-02-04
US20130319015A1 (en) 2013-12-05
US9279604B2 (en) 2016-03-08
TWI563575B (en) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI787307B (zh) 高壓及高溫退火腔室
KR101700494B1 (ko) 컴팩트한 앰플 열 관리 시스템
US5996353A (en) Semiconductor processing system with a thermoelectric cooling/heating device
JP6883618B2 (ja) 半導体ウェハ計測方法および半導体ウェハ計測装置
KR20200032269A (ko) 고압 및 고온 어닐링 챔버
US20070283709A1 (en) Apparatus and methods for managing the temperature of a substrate in a high vacuum processing system
US8118939B2 (en) Temperature control unit for bubblers
KR102517907B1 (ko) 전구체 제어 시스템 및 프로세스
US20130133703A1 (en) Vaporized material supply apparatus, substrate processing apparatus having same and vaporized material supply method
US6508062B2 (en) Thermal exchanger for a wafer chuck
US20210358777A1 (en) Temperature-controllable process chambers, electronic device processing systems, and manufacturing methods
US11077443B2 (en) Apparatus for temperature modulation of samples
JP4742431B2 (ja) 熱処理装置
KR100920399B1 (ko) 냉각블럭 및 이를 포함하는 기판처리장치
US9206512B2 (en) Gas distribution system
GB2565916A (en) Chemical reaction assembly
RU2441703C1 (ru) Двухкамерный термоэлектрический термостат
WO2016160665A1 (en) Fluid-assisted thermal management of evaporation sources
CN112005354A (zh) 用于精确流体递送的热稳定的流量计
JP2010135447A (ja) 冷却ブロック及びこれを含む基板処理装置
KR20130084541A (ko) 항온장치 및 이를 포함하는 반도체 제조장치
JPH03212934A (ja) 縦型熱処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 4