KR20000036118A - 분자 오염 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바람직한 수준의 상대 습도, 산소 또는 미립자로 SMIF 포드를 정화하는 분자 오염 제어용 시스템 및 방법에 관한 것이다. SMIF 포드는 그 내부에 포함되는 재료 둘레의 습기, 산소, 및 미립자 함유량을 낮은 수준으로 유지하기 위해 깨끗하고 건조한 기상 작동 유체를 공급하는 체크 밸브와 필터 조립체를 포함하는 입구를 포함한다. 또한, SMIF 포드 출구는 배출 시스템에 연결되는 체크 밸브 및 필터 조립체를 포함한다. SMIF 포드 내부의 정화 가스 흐름은 포드 내부의 층류를 강화하기 위해 하나 이상의 노즐 타워로 향해질 수 있고, 입구 타워와 동일한 기능을 갖는 하나 이상의 출구 타워가 제공될 수도 있다. 정화 가스는 약 100℃ 내지 120℃의 온도로 가열되는 건조제에 노출되어 건조될 수 있고, SMIF 포드 내로 도입시키기 전에 혹은 후에 기준 성분 수준에 대해 테스트될 수 있다. 다중 SMIF 포드는 단일 오염 제어 베이스 유니트에 의해 정화될 수도 있다.

Description

분자 오염 제어 시스템{Molecular Contamination Control System}
표준 기계 인터페이스(SMIF; standard mechanical interface) 박스 또는 포드와 같은 모듈 격리 챔버는 일반적으로 재료의 저장, 운송 및 처리동안 집적회로 제조에 사용되는 웨이퍼, 웨이퍼의 카세트 또는 기판 주위의 환경을 격리 및 제어하기 위한 마이크로환경을 제공한다. 통상적으로 상기 재료의 처리는 일반적으로 "크린 룸(clean room)"으로 알려진 무미립자 환경에서 수행되어 왔다. 그러나, 상기 "크린 룸"을 비오염 상태로 유지하는 것은 특히, 재료의 처리중에 상당한 주의와 노력을 필요로 한다.
SMIF 시스템이 종래의 크린 룸 대신 사용된 한 종래 장치에 있어서, 여과된 공기는 SMIF 박스 내에서 순환되고, 그 공기는 SMIF 박스 내부를 정화하는 데 사용된다. 청결한 공기 환경을 각각 에워싸는 두 공간을 연결하기 위한 무미립자 절감 인터페이스는 도어의 외면상의 불결한 주위 환경으로부터 축적되는 트랩 미립자가 적용되는 각각의 공간상에 연결 도어를 포함한다. 또한, 처리 장치 및 방법이 외부 공기의 반응 튜브로의 유입을 방지하기 위해 반도체 장치의 제조에서 열처리용으로 공지되어 있다. 통상적으로 처리될 물체의 로딩 및 언로딩은 외부 공기의 열처리 챔버로의 유입을 방지하기 위해 가열부 외부의 삽입 지그에 의해 수행된다.
상기 시스템은 SMIF 박스 내의 미립자 수준을 제어할 수 있는 반면에, 산소의 존재는 반도체 재료의 표면을 손상시킬 수도 있다. 반도체 장치 표면상의 천연 산화물의 형성을 방지하기 위한 종래 방법에 있어서, 질화 실리콘층은 실리콘 기판상에 형성된다. 공지된 정화 시스템중 하나는 웨이퍼 로드 위치, 웨이퍼 정화 위치 및 웨이퍼 처리 위치를 제공하는 가동식 외팔보형 정화 시스템이다. 정화 인젝터 및 복귀 배출 튜브는 웨이퍼 로드에 접속하는 엘리펀트 튜브 내에 제공된다. 공지된 다른 시스템에 있어서, 제조용 재료는 냉각 질소 정화 사이클에서 처리되고, 증착과 같은 가스 상태 처리동안의 미립자 및 미립자 발생 결함은 냉각 질소 정화 사이클동안 저레벨 방사 에너지를 적용시키는 것과 같이 미립자 운송 기구를 제어함으로써 감소된다.
또한, SMIF 박스 내에 습기가 존재하는 것은 바람직하지 않다. 집적 회로 웨이퍼 정화용의 한 종래 방법 및 장치는 건조 가스를 사용한다. 적어도 한 종류의 가스는 가스를 마이크로웨이브 플라즈마 발생기를 통해 통과시킴으로써 또는 웨이퍼를 가열하고, 웨이퍼 표면 근처의 가스를 여기시키고, 수중에서의 비가스 정화 물질의 이온화에 의해 유발되는 반응과 유사한 화학 반응을 야기시킴으로써 야기된다. 에칭 공정 후에, 에칭 챔버는 잔류 반응 오염물질의 운반을 돕는 질소와 같은 활성 가스에 의해 정화되고, 종래의 처리 후에 염소, 브롬, 알신, 시레인 등이 존재할 수 있는 증기상태의 할로겐 또는 기(基)를 포함한다.
그러나, 상대 습도, 산소 또는 미립자를 바람직한 수준으로 지속적으로 유지하기 위해 SMIF 포드의 정화 시스템 및 방법이 필요하고, 상기 포드는 제조 설비에서 후속 제조 공정을 대기해야 할 필요가 없다. 이러한 주기는 약 6 분 내지 수 시간 정도로 계산된다. 이상적으로는, SMIF 포드는 약 6 분 미만의 주기 동안 상대 습도, 산소 또는 미립자를 바람직한 수준으로 완벽하게 정화되어야 한다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시킨다.
본 발명은 일반적인 반도체 제조 시스템 및 방법, 특히 반도체 제조용 재료를 바람직한 수준의 상대 습도, 산소, 또는 미립자로 저장 또는 운송하는 데 사용되는 표준 기계 인터페이스 박스 또는 포드(pod)와 같은 모듈 격리 챔버를 정화하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 SMIF 포드 정화용 분자 오염 제어 베이스 유니트에 장착되는 단일 SMIF 포드의 개략도.
도 1b는 본 발명에 따른 SMIF 포드 정화용 분자 오염 제어 베이스 유니트에 장착되는 단일 SMIF 포드의 선택적인 실시예의 개략도.
도 2는 도 1a 및 도 1b의 분자 오염 제어 베이스 유니트의 베이스 플레이트에 SMIF 포드를 장착하는 것을 도시한 부분 단면도.
도 3a는 도 1a 및 도 1b의 분자 오염 제어 베이스 유니트의 베이스 플레이트의 유체 라인을 갖는 체크 밸브 포트의 기계 인터페이스의 확대 단면도.
도 3b는 도 1a 및 도 1b의 분자 오염 제어 베이스 유니트의 베이스 플레이트의 유체 라인을 갖는 체크 밸브 포트의 기계 인터페이스의 선택적인 실시예의 확대 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 향상된 SMIF 포드의 개략도.
도 5는 도 4의 SMIF 포드의 입구 타워를 확대 도시한 개략도.
도 6은 도 4의 SMIF 포드의 입구 타워의 선택적인 실시예를 확대 도시한 개략도.
도 7a는 SMIF 포드의 웨이퍼 지지 아암 내로 일체화된 입구 타워를 구비한 SMIF 포드의 선택적인 실시예를 도시한 도면.
도 7b는 도 7a에 원으로 표시된 부분을 도시한 확대 단면도.
도 8a는 본 발명에 따른 SMIF 포드 정화용 분자 오염 제어 베이스 유니트에 장착되는 단일 SMIF 포드의 개략도.
도 8b는 본 발명에 따른 SMIF 포드 정화용 분자 오염 제어 베이스 유니트에 장착되는 단일 SMIF 포드의 선택적인 실시예의 개략도.
도 9a는 본 발명에 따른 SMIF 포드 정화용 분자 오염 제어 베이스 유니트의 기상 작동 유체 공급 및 배출 라인에 평행하게 연결되는 베이스 플레이트에 장착되는 일련의 복수개의 SMIF 포드의 정면도.
도 9b는 본 발명에 따른 SMIF 포드 정화용 분자 오염 제어 베이스 유니트의 기상 작동 유체 공급 및 배출 라인에 평행하게 연결되는 베이스 플레이트에 장착되는 일련의 복수개의 SMIF 포드의 선택적인 실시예의 정면도.
도 10은 본 발명에 따른 SMIF 포드 정화용 분자 오염 제어 베이스 유니트의 기상 작동 유체 공급 및 배출 라인에 평행하게 연결되는 베이스 플레이트에 타워 내에서 장착되는 일련의 복수개의 SMIF 포드의 정면도.
도 11은 본 발명에 따른 SMIF 포드 정화용 분자 오염 제어 베이스 유니트에의 다중 SMIF 포드의 장착을 도시한 개략도.
본 발명은 바람직한 수준의 상대 습도, 산소, 또는 미립자로 SMIF 포드를 정화하기 위한 향상된 시스템 및 방법을 제공한다. 양호한 실시예에서, SMIF 포드는 정화용 체크 밸브 필터 조립체를 각각 포함하는 입구와 출구를 포함하고, SMIF 포드 내에 함유된 재료 주위의 습기, 산소, 및 미립자를 저레벨로 제어하는 데 사용되는 건조 기상 작동 유체를 포함한다. SMIF 포드 입구는 기상 작동 유체원에 연결되고, 출구는 배출 시스템에 연결된다. 일체형 방향 유량 체크 밸브는 매우 낮은 압력차(예를 들어, 10 밀리바 미만)에서 동작된다.
본 발명의 방법은 정화 가스를 건조제에 노출시켜 건조시키고, 약 100℃로 하지만, 포드의 열감도인 105 내지 120℃ 이하로 정화 가스를 가열시키고, 전처리된 기상 작동 유체를 SMIF 포드 내로 도입시키기 전의 기준 성분 수준에 대해서 테스트함으로써 향상된 정화 처리를 제공한다. 본 발명의 다른 특징은 트랩 습기 또는 미립자인 바람직하지 않은 와동의 형성을 방지하고 포드 내부의 층류를 강화하기 위해, 포드 내의 가스 흐름의 정화 가스 속도를 음속 이하의 층류 속도로 유지시킴으로써 정화 가스의 증가된 입구 유량이 제공된다. 다른 실시예에서, SMIF 포드 내부의 정화 가스는 포드 내부의 층류를 강화하기 위해 하나 이상의 노즐 타워를 사용하는 제품쪽으로 흐르게 된다. 입구 타워와 동일한 기능을 갖는 하나 이상의 출구 타워가 포드 내부의 층류를 강화하기 위해 제공될 수도 있다. 다른 실시예에서, 일체형 타워는 포드 엔벨로프를 통과하는 기상 작동 유체 흐름의 방향을 결정하여 분배하기 위해 제공된다. 상부에 SMIF 포드가 장착될 수 있는 분자 오염 제어 베이스 유니트는 포드 내부 환경의 정화를 향상시키는 특징을 포함할 수도 있다. 본 발명의 방법의 다른 양태에서, 질량 유량 제어는 SMIF 포드 내의 웨이퍼의 "래틀링(rattling)"으로 인해서 미립자가 발생하지 않도록 가스 유량을 제어된 방식으로 상하로 이동시키는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 양태 및 장점은 본 발명의 특징을 예를 들어 도시한 첨부 도면과 하기의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
미립자, 습기 및 산소는 반도체 제조용 재료의 표면을 오염 및 저하시킬 수 있기 때문에, 상기 재료의 국부 제조 환경을 상기 오염에 영향받지 않도록 적절히 정화 및 유지하는 것이 중요하다. 대기중의 오염물질은 수증기, 산소, 및 미립자를 포함할 수 있고, 종래의 제조 공정중에 제조된 오염물질은 염소, 브롬, 알신, 및 시레인 등의 증기 할로겐 또는 기(基)를 포함할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상대 습도, 산소 또는 미립자를 바람직한 수준으로 만들기 위한 SMIF 포드 정화용 시스템 및 방법의 향상을 제공한다.
도 1a, 도 1b, 도 2 및 도 2a를 참조하면, 본 발명의 분자 오염 제어 시스템(10)의 양호한 실시예에서, 챔버를 형성하는 하우징(13)을 갖는 표준 기계 인터페이스(SMIF) 박스 또는 포드(12)는 예를 들어, SMIF 포드를 정화하기 위해 SMIF 포드와 연통되는 유체 내의 압력 약 80 psi에서 질소 가스, 아르곤 가스, 또는 다른 유사한 활성 가스, 또는 가스들의 조합 등과 같은 기상 작동 유체원(15)을 제공하는 분자 오염 제어 베이스 유니트(14)와 조합하여 작동하도록 장착된다. 통상적으로, 가압된 질소 가스와 다른 활성 가스는 약 65 내지 약 125 psi의 압력에서 이용가능하다. 일반적으로, 질소 가스가 양호하고, 시스템 내의 작업 가스의 압력은 SMIF 포드의 입구의 공급압을 최대 약 10 psi로 제한하는 사용 시점 레귤레이터를 사용하여 제어된다. 또한, 진공 펌프(16)는 양호하게는, 기상 작동 유체, 미립자 및 다른 오염물질, 산소, 및 습기를 SMIF 포드로부터 제거하기 위해 SMIF 포드와 유체 흐름이 가능하도록 연통한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, SMIF 포드에 공급되는 기상 작동 유체는 히터(18)에 의해 가열될 수 있고, 건조기(20)에 의해 건조될 수 있다. 기상 작동 유체 또는 정화 가스는, 예를 들어, 정화 가스 내의 임의의 잔류 습기와 화학적으로 반응하며 바람직하지 않은 성분의 정화 가스로의 도입을 방지하는 건조기 내의 건조제로, 질소 또는 다른 활성 가스원으로부터 SMIF 포드까지 흐르는 가스의 노출에 의해 건조될 수 있다. 양호한 실시예에서, 정화 가스는 100℃ 이상의 온도로 가열될 수 있지만, 105℃ 내지 120℃인 포드의 열감도 이하이다. 도 1a 내지 도 1b에 도시된 바와 같이, 질량 유량 제어 밸브(21)는 양호하게는, SMIF 포드로 기상 작동 유체의 공급류를 제어하기 위한 SMIF 포드의 하나 이상의 입구와 기상 작동 유체원 사이를 유체 흐름이 가능하도록 연통한다. 질량 유량 제어는 양호하게는, SMIF 포드 내의 웨이퍼의 "래틀링"에 의해 야기되는 미립자의 발생을 방지하도록 제어된 방식으로 가스 유량을 상하로 이동시키는 데 사용된다. 포드 내의 가스 흐름을 통한 정화 가스의 속도는 트랩 습기 또는 미립자의 바람직하지 않은 와동의 형성을 방지하고 포드 내부의 층류를 강화하는 음속 이하의 층류 속도로 양호하게 유지된다.
도 1a 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에서, 체크 밸브 조립체(22, 24)는 SMIF 포드의 베이스(30) 내에 위치되는 각각의 하나 이상의 입구(26)와 하나 이상의 출구(28) 내로 합체된다. SMIF 포드 베이스의 입구는 공급 라인(32)과 유체 흐름이 가능하도록 연결되고, SMIF 포드 베이스의 출구는 배출 라인(34)과 유체 흐름이 가능하도록 연결되며, 상기 공급 라인과 배출 라인은 SMIF 포드가 장착될 수 있는 분자 오염 제어 베이스 유니트(14)의 베이스 플레이트(36)에 포함된다. SMIF 포드 베이스(30)는 SMIF 포드에 대해 도어로서 작용하고, 때때로 SMIF 포드 도어로 표현된다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 입구의 체크 밸브 조립체는 SMIF 포드 내로 기상 작동 유체의 일방향 흐름을 허용하는 체크 밸브(40)와 미립자 물질을 제거하기 위한 필터(42)를 포함한다. 출구의 체크 밸브 조립체는 통상적으로 SMIF 포드 외부로 기상 작동 유체의 일방향 흐름을 허용하는 체크 밸브(44)만을 필요로 하지만, 입구 체크 밸브와 필터 조립체에서처럼 필터를 포함할 수도 있다. 일체형 방향 유량 체크 밸브는 양호하게는 통상적으로 10 밀리바 이하인 매우 낮은 압력차에서 작동된다. 공급 라인(32)과 배출 라인(34)은 통상적으로 분자 오염 제어 베이스 유니트의 베이스 플레이트로부터 연장되고, 각각 입구 및 출구 내의 공급 라인 및 배출 라인과 밀봉식으로 결합하는 크기인 O-링 시일(46, 48)을 포함한다.
입구와 출구의 체크 밸브 조립체는, 매우 낮은 습기, 매우 낮은 산소, 및 매우 낮은 미립자를 함유하는 SMIF 포드의 함유물 주위의 제어된 대기를 제공하기 위해, 정화된 건조 기상 작동 유체가 SMIF 포드로 유입되도록 한다. SMIF 포드를 정화하기 위한 실질적으로 100% 질소 또는 다른 활성 가스의 기상 작동 유체에 대해서, SMIF 포드의 대기 함유물은 통상적으로 약 0.1% 수준의 상대 습도에 이를 수 있고, 실질적으로 대략 5분 이내에는 산소는 존재하지 않는다. 이상적으로, SMIF 포드는 약 6분 이하의 시간 내에 바람직한 수준의 상대 습도, 산소 또는 미립자로 완전히 정화될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 한 실시예에서, 분자 오염 제어 베이스 유니트 내의 기상 작동 유체 베출 라인은 SMIF 포드를 통한 기상 작동 유체의 흐름을 측정하기 위한 유량계(50)와 공급 라인으로부터 배출 라인까지 예를 들어, 습도, 산소, 및 미립자와 온도용 센서(56)에 의해 직접 측정하기 위해 SMIF 포드로부터의 작동 가스의 흐름을 전환시키는 한쌍의 밸브(52, 54)를 포함한다. 하나의 양호한 실시예에서, 밸브는 공급 라인으로부터 배출 라인까지 기상 작동 유체의 흐름을 제어하는 전자 제어 솔레노이드 밸브(52)와 SMIF 포드로부터 배출 라인을 통과하는 기상 작동 유체의 흐름을 제어하는 전자 제어 솔레노이드 밸브(54)를 포함할 수 있다. 연결 밸브(52)를 폐쇄하고 배출 라인 밸브(54)를 개방함으로써, SMIF 포드로부터 유출되는 기상 작동 유체의 오염 수준은 센서(56)에 의해 측정될 수 있고, 연결 밸브(52)를 개방하고 배출 라인 밸브(54)를 폐쇄함으로써, SMIF 포드 내로의 기상 작동 유체의 도입 전의 기준 성분 수준에 대해서 전처리된 기상 작동 유체가 센서(56)에 의해 테스트된다. 도 1b에 도시된 선택적인 양호한 실시예에서, 작동 가스의 순도는 통상적으로 작동 가스 공급자의 인증으로 공급원에서 제어될 수 있기 때문에, 예를 들어 작동 가스의 조건을 측정하는 설비 또는 연구실에서의 사용 전 테스트는 불필요하고, 배출 라인 내에 포함되는 습도계와 같은 센서(56)에 의한 SMIF 포드로부터 배출되는 가스의 측정은 SMIF 포드로부터 배출되는 기상 작동 유체 내의 오염 수준을 선택적으로 측정하는 데 사용할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에서, SMIF 포드 내부의 정화 가스 또는 기상 작동 유체의 흐름은 입구(26)에 또는 출구(28)에 장착하는 부재(64)에 의해 연결되는 하나 이상의 유일하게 배열된 타워(62)를 사용하는 SMIF 포드 내에 장착되는 웨이퍼 또는 기판 제조용 재료(60)쪽으로 향해지고 그로부터 멀어질 수 있다. 오리피스는 양호하게는, 크기에 따라 등급이 매겨진 노즐(66)로부터 이격된 일련의 형태로 각 타워 내에 제공된다. 입구 타워로서 사용될 때, 노즐 크기의 등급에 따른 효과는 입구 타워 근처에 일정한 속도계를 발생시켜서 SMIF 포드의 내부 둘레의 가스 흐름 방향을 결정한다. 기상 작동 유체는 SMIF 포드와 그 함유물을 정화시켜서 잔류 습기를 수집하고 미입자를 배출구쪽으로 이동시킨다. 도 6에 도시된 하나의 양호한 선택적인 실시예에서, 타워는 일련의 이격된 방사상 슬롯 형성 포트(70)를 갖는 타워(68)로 구성될 수 있다. 또한, 하나 이상의 통기구 타워는 장치열 및 국부 환경에 배출하기 위한 출구 밸브로 흐르도록 입구 타워와 유사한 구조 및 기능을 갖는 출구에 양호하게 연결된다. 따라서, 출구 타워는 도 5에 도시된 바와 같은 또는 도 6에 도시된 선택적인 실시예에서와 같은 구조를 갖는다. 출구 타워로서 사용될 때, 노즐 개구는 포드 내의 보다 느린 기상 작동 유체 속도로부터 배출 라인 내의 보다 빠른 유속까지 기상 작동 유체의 속도를 증가시킨다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 다른 양호한 선택적인 실시예에서, 입구 타워(72)는 포드 엔벨로프를 통과하는 기상 작동 유체의 흐름을 방향을 정해 분배하기 위해 관형 수직 요소(76) 내에 SMIF 포드의 웨이퍼 지지 아암(74) 내로 일체화될 수 있다. SMIF 포드의 대향 측부에 대해서는, 하나 이상의 동일한 출구 또는 배출 타워(도시되지 않음)가 잔여 정화 가스를 배출하기 위해 제공될 수 있다. 일체형 입구 및 출구 타워는 SMIF 포드의 베이스 플레이트 "도어"의 동작을 포함하지 않고, 웨이퍼 처리에 사용되는 지지용 로봇식 장치상에 구속되지 않는다.
본 발명의 시스템 및 방법은 SMIF 포드가 요구되지 않는 동안 즉, 제조 설비에서 다음 제조 공정 또는 단계를 대기하는 동안, 사용하도록 설계된다. 이러한 주기는 약 6분 내지 1시간 이상까지 계산된다. 이상적으로, SMIF 포드는 약 6분 미만의 주기 내에 바람직한 수준의 상대 습도, 산소, 또는 미립자로 완전히 정화된다. 약 0.1% 미만 수준의 상대 습도는 약 5분 이내에 성취된다. 기상 작동 유체 및 정화 가스의 흐름은 통상적으로 20 SCFH까지에서 및 약 0 내지 5 psi까지의 압력에서 제공된다. 가압된 질소 가스와 다른 활성 가스는 통상적으로 약 65 내지 약 125 psi까지에서 이용가능하고, 시스템 내의 작동 가스의 압력은 SMIF 포드의 입구에 대해 최대 약 10 psi까지 공급 압력을 제한하는 사용 시점 레귤레이터를 사용하여 제어된다. SMIF 포드 내의 작동 압력은 통상적으로 약 1 psi이다. 기상 작동 유체 또는 정화 가스는 약 99.999%의 효율로 0.10 내지 2.0 마이크론 정도의 작은 미립자를 제거하기 위해 여과된다.
도 8a에서 본 발명의 시스템 및 방법의 한 양호한 실시예와 도 8b에서 선택적인 양호한 실시예에 도시된 것처럼, 단일 SMIF 포드(80)는 상술된 바와 같은 SMIF 포드까지 및 SMIF 포드로부터의 기상 작동 유체의 공급부를 제공하는 분자 오염 제어 모듈 베이스 유니트(84)의 베이스 플레이트(82)에 통상적으로 수동으로 장착될 수 있다. 도 9a, 도 9b, 도 10 및 도 11에 도시된 본 발명의 시스템 및 방법의 선택적인 양호한 실시예에서, 단일 오염 제어 모듈 베이스 유니트(84)는 복수의 SMIF 포드(80)까지 및 포드로부터의 기상 작동 유체의 공급부를 제공할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 일련의 SMIF 포드는 기상 작동 유체 공급 및 배출 라인(86)에 평행하게 연결되는 페이스 플레이트(82)에 장착될 수 있고, 도 10에 도시된 것처럼, 일련의 SMIF 포드(80)는 기상 작동 유체 공급 및 배출 라인(86)에 평행하게 연결되는 베이스 플레이트(82)에 타워 내에서 장착될 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 10의 다중 포드 구성 내의 단일 SMIF 포드에 대한 도 1a 및 도 1b의 구성과 유사한 도 11에 도시된 바와 같이, 일반적으로 분자 오염 제어 모듈 베이스 유니트(84)는 통상적으로 예를 들어, 80 psi의 압력에서 공급되는 질소 또는 다른 활성 가스일 수 있는 기상 작동 유체의 공급부(85)를 제공한다. 또한, 분자 오염 제어 베이스 유니트는 약 99.999%의 효율로 0.10 내지 2.0 마이크론 정도로 작은 입자를 제거하기 위한 기상 작동 유체의 여과용 필터(88)를 포함할 수도 있다. 분자 오염 제어 베이스 유니트는 양호하게는 SMIF 포드로의 기상 작동 유체의 공급을 제어하는 질량 제어 밸브(21)를 통상적으로 포함하는 정화 제어 조립체(90)를 내포한다. 본 양호한 실시예에서, 정화 제어 조립체는 활성 알루미나, 염화 칼슘, 실리카 겔, 또는 염화 아연과 같은 건조제에의 노출에 의해 기상 작동 유체 또는 정화 가스를 수용하여 건조시키는 건조 챔버(20)를 제공하고, 상기 건조제는 SMIF 포드에 공급되는 정화 가스 내에서 화학 반응하여 임의의 잔류 습기를 제거할 수 있고, 바람직하지 않은 불순물이 정화 가스에 도입되지 않게 한다. 또한, 바람직하지 않은 불순물이 정화 가스에 도입되지 않게 하는 다른 건조제가 사용될 수도 있다.
본 양호한 실시예에서, 정화 제어 조립체는 약 100℃의 온도까지 하지만, 포드의 열감도인 105 내지 120℃ 이하까지 정화 가스를 가열시키는 히터(18)를 제공할 수도 있다. 다중 포드 구성에 대해서, 매니폴드(92)는 통상적으로 기상 작동 유체의 흐름을 SMIF 포드에 분배하기 위해 제공된다. 도 1a에 관해서 상술된 바와 같이, 본 양호한 실시예에서, 정화 제어 유니트는 SMIF 포드로부터 배출되는 기상 작동 유체의 상대 습도, 산소 및 미립자의 농도를 측정하고, SMIF 포드로 도입되기 전의 기준 성분 수준으로 사전처리된 기상 작동 유체의 테스트를 허용하도록, 공급 라인에 연결되는 SMIF 포드로부터의 출구 라인에 센서(56)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 염소, 브롬, 알신, 시레인 등의 종래의 처리 후에 존재할 수 있는 증기포함 할로겐 또는 기와 같은 다른 형태의 오염물질을 측정하기 위해 다른 형태의 센서가 제공될 수도 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 양호하게는 진공 펌프(16)는 기상 작동 유체 또는 정화 가스와 임의의 미립자 오염물질, 및 상기 제조 공정에서 SMIF 포드로부터의 기상 작동 유체 또는 정화 가스에 수반되는 산소 및 습도와 같은 다른 형태의 증기 오염물질을 제거하기 위해 SMIF 포드의 하나 이상의 출구와 유체 흐름이 가능하게 제공될 수도 있다.
본 발명의 특정 형태가 도시되어 설명되었지만, 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈함이 없이 변형이 이루어질 수 있다는 것은 분명하다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 제한되는 것은 아니다.

Claims (26)

  1. 반도체 제조 재료의 환경을 바람직한 수준의 상대 습도, 산소 및 미립자로 정화하기 위한 시스템에 있어서,
    반도체 제조 재료용 챔버를 형성하며 베이스를 포함하는 하우징을 구비한 모듈 격리 캡슐과,
    기상 작동 유체로서 모듈 격리 챔버를 정화하기 위해 상기 모듈 격리 캡슐에 기상 작동 유체를 수용하며 상기 베이스 내에 배치되는 입구와,
    상기 기상 작동 유체를 상기 모듈 격리 캡슐로부터 제거하기 위해 상기 베이스 내에 배치되는 출구와,
    상기 모듈 격리 캡슐을 정화하기 위한 기상 작동 유체원과,
    상기 기상 작동 유체원과 유체 흐름이 가능하도록 연결되는 기상 작동 유체 공급구를 구비한 분자 오염 제어 베이스 조립체를 포함하고;
    상기 입구는 모듈 격리 캡슐 내로 기상 작동 유체의 일방향 흐름을 허용하고 상기 모듈 격리 캡슐로 유입되는 기상 작동 유체를 여과하는 체크 밸브 및 필터 조립체를 포함하고, 상기 출구는 상기 모듈 격리 챔버로부터 제거되는 기상 작동 유체의 일방향 흐름을 허용하는 체크 밸브 조립체를 포함하고, 상기 베이스 조립체 기상 작동 유체 공급구는 모듈 격리 캡슐 입구와 유체 흐름이 누설되지 않게 결합되고, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 모듈 격리 캡슐 출구와 유체 흐름이 누설되지 않게 결합되는 베이스 조립체 배출구를 갖는 정화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 입구는 복수의 이격된 오리피스를 구비한 입구 타워를 포함하는 정화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 이격된 오리피스는 크기에 따라 등급이 매겨진 일련의 노즐을 포함하는 정화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 입구는 복수의 이격된 방사상 슬롯 형성 포트를 구비한 입구 타워를 포함하는 정화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 출구는 복수의 이격된 오리피스를 구비한 출구 타워를 포함하는 정화 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 출구는 복수의 이격된 방사상 슬롯 형성 포트를 구비한 출구 타워를 포함하는 정화 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 기상 작동 유체와 그에 수반되는 미립자 오염물질, 산소, 및 습기를 상기 모듈 격리 캡슐로부터 제거하기 위해 베이스 조립체 배출구와 유체 흐름이 가능하도록 연통되는 진공 펌프를 부가로 포함하는 정화 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 복수의 상기 모듈 격리 캡슐을 짝을 맞추어 수용하는 복수쌍의 상기 베이스 조립체 기상 작동 유체 공급구와 배출구를 포함하는 정화 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 모듈 격리 캡슐에 공급되는 기상 작동 유체를 건조시키는 건조제를 내포하는 건조 챔버를 포함하는 정화 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 모듈 격리 캡슐에 공급되는 기상 작동 유체를 약 100℃ 내지 약 120℃의 온도로 가열하기 위한 히터를 포함하는 정화 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 모듈 격리 캡슐에 공급되는 기상 작동 유체의 상대 습도를 측정하기 위한 센서를 포함하는 정화 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 모듈 격리 캡슐에 공급되는 기상 작동 유체의 산소 농도를 측정하기 위한 센서를 포함하는 정화 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 모듈 격리 캡슐에 공급되는 기상 작동 유체의 미립자 농도를 측정하기 위한 센서를 포함하는 정화 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 모듈 격리 캡슐로부터 배출되는 기상 작동 유체의 상대 습도를 측정하기 위한 센서를 포함하는 정화 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 모듈 격리 캡슐로부터 배출되는 기상 작동 유체의 산소 농도를 측정하기 위한 센서를 포함하는 정화 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 분자 오염 제어 베이스 조립체는 상기 모듈 격리 캡슐로부터 배출되는 기상 작동 유체의 미립자 농도를 측정하기 위한 센서를 포함하는 정화 시스템.
  17. 모듈 격리 챔버를 정화하기 위해 상기 모듈 격리 캡슐로 기상 작동 유체를 수용하도록 베이스 내에 배치되는 입구와 상기 모듈 격리 캡슐로부터 기상 작동 유체를 제거하기 위해 베이스 내에 배치되는 출구를 포함하는 베이스와, 상기 모듈 격리 캡슐을 정화하는 기상 작동 유체원과, 상기 모듈 격리 캡슐 입구와 유체 흐름이 누설되지 않게 결합되는 베이스 조립체 기상 작동 유체 공급구와 상기 모듈 격리 캡슐 출구와 유체 흐름이 누설되지 않게 결합되는 베이스 조립체 배출구를 구비한 분자 오염 제어 베이스 조립체를 구비하는 모듈 격리 캡슐 내부의 바람직한 수준의 상대 습도, 산소 및 미립자로 반도체 제조 재료용 모듈 격리 캡슐 내의 환경을 정화하기 위한 방법에 있어서,
    습기, 산소 및 미립자의 모듈 격리 챔버를 정화하기 위해 기상 작동 유체의 흐름을 모듈 격리 캡슐로 공급하는 공급 단계와,
    포드 내부에 층류를 형성하기 위해 상기 기상 작동 유체의 흐름을 층류 속도로 유지시키는 유지 단계와,
    습기, 산소 및 미립자가 수반되는 기상 작동 유체를 모듈 격리 캡슐로부터 회수시키는 회수 단계를 포함하는 정화 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 기상 작동 유체의 흐름을 층류 속도로 유지시키는 유지 단계는 기상 작동 유체의 흐름을 음속 이하의 층류 속도로 유지시키는 단계를 포함하는 정화 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 모듈 격리 캡슐로 공급되는 기상 작동 유체를 건조시키는 건조 단계를 부가로 포함하는 정화 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 모듈 격리 캡슐로 공급되는 기상 작동 유체를 약 100℃ 내지 약 120℃의 온도로 가열하는 가열 단계를 부가로 포함하는 정화 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 모듈 격리 캡슐로 공급되는 기상 작동 유체의 산소 농도를 측정하는 측정 단계를 부가로 포함하는 정화 방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 모듈 격리 캡슐로 공급되는 기상 작동 유체의 미립자 농도를 측정하는 측정 단계를 부가로 포함하는 정화 방법.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 모듈 격리 캡슐로 공급되는 기상 작동 유체의 상대 습도를 측정하는 측정 단계를 부가로 포함하는 정화 방법.
  24. 제 17 항에 있어서, 상기 모듈 격리 캡슐로부터 배출되는 기상 작동 유체의 상대 습도를 측정하는 측정 단계를 부가로 포함하는 정화 방법.
  25. 제 17 항에 있어서, 상기 모듈 격리 캡슐로부터 배출되는 기상 작동 유체의 산소 농도를 측정하는 측정 단계를 부가로 포함하는 정화 방법.
  26. 제 17 항에 있어서, 상기 모듈 격리 캡슐로부터 배출되는 기상 작동 유체의 미립자 농도를 측정하는 측정 단계를 부가로 포함하는 정화 방법.
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