KR20010006278A - In situ getter pump system and method - Google Patents

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로리머다르시에이취
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사이스 푸어 가스 인코포레이티드
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Abstract

웨이퍼가공시스템은 가공챔버, 영족 및 비영족가스를 펌프하기 위해 가공챔버에 연결된 저압펌프, 영족가스원을 가공챔버에 연결시키는 밸브메카니즘, 가공챔버 내에 배열된 것으로 영족가스가 챔버 내로 유입되는 동안에 어느 비영족가스를 펌프하는 인시튜게터펌프, 및 가공챔버 내에 배열된 웨이퍼를 가공하기 위한 가공메카니즘을 포함한다. 인시튜게터펌프는 다수의 다른 온도에서 작동할 수 있어 이 온도에서 다른 가스를 선택적으로 펌프할 수 있다. 가스분석기는 게터펌프의 온도를 자동적으로 조절하도록 사용됨에 따라 챔버로부터 펌프되는 가스를 조절한다. 본 발명의 다른 실시예는 반도체제조장치의 트랜스퍼챔버 내에 구비된 부가 인시튜게터펌프를 포함한다.The wafer processing system is a processing chamber, a low pressure pump connected to the processing chamber for pumping noble and non-permanent gases, a valve mechanism for connecting a noble gas source to the processing chamber, arranged in the processing chamber, and which noble gas is introduced into the chamber. An in-situ getter pump for pumping non-permanent gas, and a processing mechanism for processing a wafer arranged in the processing chamber. In-situ getter pumps can operate at a number of different temperatures to selectively pump different gases at these temperatures. The gas analyzer adjusts the gas pumped from the chamber as it is used to automatically adjust the temperature of the getter pump. Another embodiment of the present invention includes an additional in-situ getter pump provided in the transfer chamber of the semiconductor manufacturing apparatus.

Description

인시튜 게터펌프시스템 및 방법{In situ getter pump system and method}In situ getter pump system and method

다수의 공정에서 초고진공, 예를 들어 10-7∼10-12Torr가 요구되는데, 예를 들어 싸이클로트론 및 선형 액셀러레이터 등의 고진공 물리기계류에서는 10-8∼10-12Torr의 진공이 필요하다. 또한 반도체 제조업의 반도체 가공장치에서는 대략 10-7∼10-9Torr의 초고진공이 필요하다.Many processes require ultra-high vacuum, such as 10 -7 to 10 -12 Torr, for example high vacuum physical machinery such as cyclotrons and linear accelerators require a vacuum of 10 -8 to 10 -12 Torr. In the semiconductor processing apparatus of the semiconductor manufacturing industry, ultra-high vacuum of approximately 10 -7 to 10 -9 Torr is required.

통상적으로, 챔버 내를 초고진공으로 하기 위해서 일련의 펌프들을 직렬 또는 병렬로 사용한다. 일반적으로 챔버 내의 압력을 약 30∼50mTorr로 감압하는데 기계식 펌프(예를 들어, 오일펌프)가 사용된다. 이들은 비교적 고압의 가스를 펌프만 하기 때문에 종종 "고압" 펌프라 불리고 있다. 그런데 분자펌프, 이온펌프, 크라이오펌프, 터보펌프 등과 같은 고진공 또는 초고진공 펌프시스템은 약 10-7∼10-9Torr로 감압하는데 사용된다. 이들 펌프는 저압 가스를 펌프하기 때문에 종종 "저압" 펌프라 불리고 있다. 특정 챔버에서의 펌프다운(pump-down) 시간은 챔버크기, 펌프용량, 챔버에서 펌프까지 컨덕턴스, 및 소정의 최종 압력과 같은 요인에 따라 다르며 수분 내지 수일걸린다.Typically, a series of pumps are used in series or in parallel to make the chamber extremely ultra vacuum. Generally, a mechanical pump (eg an oil pump) is used to reduce the pressure in the chamber to about 30-50 mTorr. They are often referred to as "high pressure" pumps because they only pump relatively high pressure gases. However, high or ultra high vacuum pump systems such as molecular pumps, ion pumps, cryopumps, turbo pumps, etc. are used to reduce the pressure to about 10 -7 to 10 -9 Torr. These pumps are often referred to as "low pressure" pumps because they pump low pressure gas. The pump-down time in a particular chamber depends on factors such as chamber size, pump capacity, conductance from chamber to pump, and the desired final pressure and may take several minutes to several days.

초고진공 장치에서 게터펌프는 상기한 기계식펌프, 분자펌프, 크라이오펌프와 함께 사용되어 왔다. 게터펌프는 비영족가스와 친화력이 있는 게터재(금속합금)를 포함한다. 예를 들어, 게터재의 조성 및 온도에 따라 수증기 및 수소와 같은 비영족가스를 선택적으로 펌프하는 게터펌프가 설계된다.In ultra-high vacuum apparatuses, getter pumps have been used in combination with mechanical pumps, molecular pumps and cryopumps. The getter pump contains a getter material (metal alloy) which has affinity for non-aliphatic gases. For example, a getter pump is designed that selectively pumps non-permanent gases such as water vapor and hydrogen according to the composition and temperature of the getter material.

예를 들어, 이탈리아 라이네이트의 SAES Getters사에서 제조된 게터펌프는 수년 동안 분자가속기에 설치되어 사용되었다. 게터펌프는 스테인레스스틸 용기에 들어 있는 게터재를 포함한다. 게터펌프는 펌프될 가스 종류, 게터조성 등에 따라 다르지만 상온 내지 450℃에서 작동될 수 있다. 종래의 SAES 게터펌프에 사용된 게터재로는 이탈리아 라이네이트의 SAES Getters사에서 제조된 ST707TM게터재(Zr-V-Fe 합금)가 있다. 또다른 게터재로는 SAES Getters사로부터 입수가능한 ST101TM게터합금, 즉 Zr-Al합금이 있다. 이들 종래의 게터펌프 중 어느 것은 "인시튜(in situ)" 펌프로 생각될 수 있는데, 이 펌프는 고진공 물리기계류 내에 배치되어 있다.For example, a getter pump manufactured by SAES Getters of Linate, Italy, has been installed in a molecular accelerator for many years. The getter pump includes a getter material contained in a stainless steel container. The getter pump may be operated at room temperature to 450 ° C. depending on the type of gas to be pumped and the getter composition. The getter material used in the conventional SAES getter pump is ST707 TM getter material (Zr-V-Fe alloy) manufactured by SAES Getters of Linate, Italy. Another getter material is the ST101 TM getter alloy, Zr-Al alloy, available from SAES Getters. Any of these conventional getter pumps can be thought of as "in situ" pumps, which are disposed in high vacuum physics.

또한 게터펌프는 반도체가공장치용으로 사용할 수 있다. 예를 들어, Briesacher저 논문 "반도체가공장치용 비증발 게터펌프"에, 반도체가공용 가공가스를 정화하는데 게터를 사용하며, 인시튜 정화 및 선택적 불순물 펌핑을 위해 비증발 게터펌프를 사용할 수 있는 것으로 제안되었다.The getter pump can also be used for semiconductor processing equipment. For example, in Briesacher's article "Non-Evaporation Getter Pumps for Semiconductor Processing Devices," a getter is used to purify process gases for semiconductor processing and a non-evaporation getter pump can be used for in-situ purification and selective impurity pumping. It became.

상기한 Briesacher 문헌에는 게터펌프를 스퍼터링시스템에 사용할 수 있다는 두가지 작동시나리오가 개시되어 있다. 첫번째는 그 시스템에 게터펌프를 부가하여 종래의 펌프(예를 들어, 기계식 및 크라이오펌프)와 함께 작동하도록 하는 것이다. 이 시나리오는 시스템 작동을 변경하지 않고 게터펌프를 단지 보조펌프로서 사용하여 챔버 내의 잔류가스중 어느 성분의 가스분압을 낮추게 하는 것이다. 두번째 시나리오는 챔버에 압력을 가해 3 x 10-3∼6 x 10-3Torr로 하여 아르곤이 챔버내로 유입되는 것을 막고 챔버를 밀폐하는 것이다. 그래서 게터펌프를 아르곤의 "인시튜" 정화장치로 기능하는 것으로 말할 수 있다. 그러나 이하에 기술한 바와 같이, 사실 펌프는 "인시튜"가 이니고, 활성재는 가공챔버 내에 있지 않다. 이러한 게터펌프를 사용하는 실험용 가공챔버는 일본국 도호쿠대학 전자학과에서 오미(Ohmi)박사의 지도하에 수년 동안 이용되었다.The Briesacher document mentioned above discloses two operating scenarios in which a getter pump can be used in a sputtering system. The first is to add a getter pump to the system to work with conventional pumps (eg mechanical and cryopumps). This scenario allows the getter pump to be used only as an auxiliary pump, without changing the system operation, to lower the gas partial pressure of any component of the residual gas in the chamber. The second scenario is to pressurize the chamber to 3 x 10 -3 to 6 x 10 -3 Torr to prevent argon from entering the chamber and to seal the chamber. So the getter pump can be said to function as an argon "in-situ" purifier. However, as described below, the pump is in fact "in-situ" and the active material is not in the processing chamber. Experimental processing chambers using these getter pumps have been used for many years under the guidance of Dr. Ohmi at the Department of Electronics, Tohoku University, Japan.

Briesacher 문헌에는 반도체가공장치인 스퍼터링시스템과 함께 사용할 수 있는 게터펌프에 대해 개시되어 있다. 전형적인 스퍼터링시스템의 일예에 있어서, 영족가스(통상 아르곤)는 챔버내로 펌프되고 플라즈마가 생성된다. 이 플라즈마는 아르곤이온을 타깃 원인물질 쪽으로 가속 이동시키고 웨이퍼 표면에 안착시킨다. 게터펌프는, 소정의 가공 가스만이 게터펌프에 의해 펌프되지 않는 영족가스이기 때문에 스퍼터링시스템과 함께 사용하기 적합하다. 따라서 게터펌프는 스퍼터링공정에서 필요한 영족가스의 유동에 영향을 미치지 않고 스퍼터링챔버로부터 분순물 가스를 제거할 수 있다.The Briesacher document discloses a getter pump that can be used with a sputtering system, a semiconductor processing apparatus. In one example of a typical sputtering system, noble gases (usually argon) are pumped into the chamber and plasma is generated. This plasma accelerates the movement of argon ions toward the target causative and deposits on the wafer surface. The getter pump is suitable for use with a sputtering system because only a predetermined process gas is a noble gas which is not pumped by the getter pump. Therefore, the getter pump can remove the impurities gas from the sputtering chamber without affecting the flow of noble gas required in the sputtering process.

Briesacher 문헌은 반도체가공장치에 대한 비증발 게터펌프의 실용성을 학문적으로 분석한 것이다. 따라서 이 이론을 실질적으로 응용한 것에 대해서는 거의 기재되어 있지 않다. 또한 Briesacher 논문에는 "인시튜"라는 용어를 사용하여 게터펌프의 용도에 대한 시나리오를 개시한 반면, 본 명세서에서는 게터펌프가 챔버 외부에 존재하여 챔버가 밀봉되고 아르곤이 챔버 내로 유입되지 않으며 게터펌프의 용적이 챔버용적에 연결될 수 있다고 생각될 때에만 "인시튜"라 생각될 수 있다. 그러나 사실 이것은 "인시튜"가 이니며, 게터펌프 표면은 제한 스로트를 통해 챔버용적에 연결되는 용적내에 있다. 제한스로트는 챔버와 펌프 사이의 컨덕턴스를 상당히 제한한다. 예를 들어, 펌프스로틀을 통해 펌핑하면 25% 이상까지 컨덕턴스를 줄일 수 있으며, 히트실드(가공챔버의 가열된 부재로부터 크라이오펌프에서 활성부재를 보호하기 위한 것임)가 있는 펌프의 스로트를 통해 펌핑하면 60% 이상 컨덕턴스를 줄일 수 있을 것이다.The Briesacher literature is an academic analysis of the practical use of non-evaporative getter pumps for semiconductor processing equipment. Therefore, practical application of this theory is hardly described. The Briesacher article also uses the term "in-situ" to describe a scenario for the use of a getter pump, whereas in this specification the getter pump is present outside the chamber to seal the chamber and prevent argon from entering the chamber. It can be considered "in-situ" only when it is thought that the volume can be connected to the chamber volume. But in fact this is an "in-situ" and the getter pump surface is in a volume that is connected to the chamber volume via a restrictive throat. The restrictive throat significantly limits the conductance between the chamber and the pump. For example, pumping through a pump throttle can reduce conductance by more than 25% and through the throat of a pump with a heat shield (to protect the active element in the cryopump from the heated member of the processing chamber). Pumping will reduce the conductance by more than 60%.

집적회로를 제조하는데 사용되는 스퍼터링시스템은 작동상의 특징을 가지고 있는데, 이러한 특징은 종래의 기술에서 강조되지 않았던 방식으로 인시튜 게터펌프에 의해 증대될 수 있다. 이러한 특징 중 하나는 생산 스퍼터링장치가 여러 가지 압력 및 가스조성으로 작동되어야 한다는 사실이다. 이 특징은, 예를 들어 프린스톤대학의 입자가속기, 즉 통상적으로 고진공으로 유지되는 입자가속기에는 없다. 이러한 특징은 Briesacher 문헌에서 강조된 바 없다. 특히 상용의 스퍼터링기의 스퍼터챔버는 전혀 다른 세가지 환경에 자주 노출된다. 첫번째 환경은 일상적인 보수 또는 수리 때문에 챔버가 대기에 개방되었을 때 나타난다. 이러한 상황하에서 챔버는 대기가스 및 오염물로 오염된다. 두번째 환경은 챔버가 초고진공, 예를 들어 챔버에 부하를 걸거나 부하를 제거할 때, 가공전의 "기준압력"으로 펌프다운시킬 때와 같이 10-7Torr 이하의 상태하에서 작동되는 경우에 나타난다. 세번째 환경은 스퍼터링챔버 내의 아르곤가스의 압력이 미세한 mTorr일 경우 가공중에 나타난다.Sputtering systems used to fabricate integrated circuits have operational characteristics, which can be augmented by an in-situ getter pump in a manner not emphasized in the prior art. One of these features is the fact that production sputtering devices must be operated at various pressures and gas compositions. This feature is absent, for example, in the particle accelerators of Princeton University, ie, particle accelerators which are usually maintained at high vacuum. This feature is not emphasized in the Briesacher literature. In particular, sputter chambers of commercial sputtering machines are frequently exposed to three completely different environments. The first environment appears when the chamber is open to the atmosphere due to routine maintenance or repairs. Under these circumstances the chamber is contaminated with atmospheric gases and contaminants. The second environment occurs when the chamber is operated under conditions of 10 -7 Torr or less, such as when ultra-vacuum, eg when loading or unloading the chamber, when pumping down to the "reference pressure" before processing. A third environment is present during processing if the pressure of argon gas in the sputtering chamber is a fine mTorr.

이러한 작동환경 들을 순환시키기 위해서 통상의 스퍼터링 챔버를 기계식(고압) 펌프 및 크라이오펌프(저압펌프)에 연결한다. 기계식 펌프는 챔버의 압력을 약 30∼50mTorr로 감압시킬 수 있고, 크라이오펌프(또는 터보펌프와 같은 다른 고진공펌프)는 챔버의 압력을 약 10-7∼10-9Torr로 감압시키는데 사용될 수 있다.In order to circulate these operating environments a conventional sputtering chamber is connected to a mechanical (high pressure) pump and a cryopump (low pressure pump). Mechanical pumps may be reducing the pressure in the chamber to about 30~50mTorr, cryopump (or other high vacuum pump such as a turbo pump) may be used to reduce the pressure in the pressure in the chamber to about 10 -7 Torr ~10 -9 .

이들 작동환경 사이의 "과도"시간(transient time)을 최소화하는 것이 바람직하다. 예를 들어 대기압에서 초고진공 상태로 하는 경우 종래의 기계식 펌프와 크라이오펌프는 소정의 체적으로 만드는데 600∼700분 걸린다. 따라서 매번 일상적인 보수 또는 수리를 한 후, 가공하기 위해 스퍼터챔버가 웨이퍼를 어셉트하는데 10시간 이상 걸릴 수 있다. 이것은 스퍼터링기의 "다운시간"을 라이프타임 이상으로 하는데 수천 내지 수백만 달러가 소비될 수 있다.It is desirable to minimize the "transient time" between these operating environments. For example, in the case of an ultra-high vacuum at atmospheric pressure, the conventional mechanical pump and cryopump take 600 to 700 minutes to make a predetermined volume. Therefore, after each routine maintenance or repair, it may take more than 10 hours for the sputter chamber to accept the wafer for processing. This can cost thousands to millions of dollars to extend the "downtime" of a sputtering machine beyond its lifetime.

총 "펌프다운" 시간은 기계식 펌프 보다 크라이오펌프에 좌우되기 때문에, 크라이오펌프의 크기 및 펌프 컨덕턴스를 증가시키는 것이 해결책중 하나이다. "컨덕턴스"란 유체(이 상태에서는 가스)가 한 체적(예를 들어 가공챔버)으로부터 다른 체적(예를 들어 펌프챔버)로 유동되기 쉽다는 것을 의미한다. 컨덕턴스는 두 챔버 사이의 개구부 크기, 즉 크라이오펌프의 스로트 단면적에 따라 한정되며, 펌프될 원자, 분자 및 입자 사이의 경로방향 및 크라이오펌프 내의 활성면적에 따라 한정된다. 불행히도 크라이오펌프의 크기 및 컨덕턴스를 증가시키면 스퍼터링 공정을 지원하기 위해 가공챔버 내로 유동되야 하는 아르곤 양이 증가하게 된다. 이것으로 바람직하지 않는 두가지 부반응이 나타난다. 첫째, 아르곤 가스의 고비용 때문에 공정단가가 극단적으로 증가하게 된다. 둘째, 크라이오펌프에 의해 펌프되는 다량의 아르곤은 자주 재생(regeneration: 트랩된 물질이 펌프로부터 방출되는 경우)시켜야 할 정도로 펌프를 급속히 포화시켜 시스템의 다운타임이 길어질 것이다. 결론적으로 크라이오펌프의 크기를 증가시키는 것은 상업적으로 실행가능성이 없다.Since the total "pumpdown" time depends on the cryopump rather than the mechanical pump, increasing the size and pump conductance of the cryopump is one of the solutions. By "conductance" is meant that fluid (in this state gas) is likely to flow from one volume (eg processing chamber) to another (eg pump chamber). Conductance is defined by the size of the opening between the two chambers, the throat cross-sectional area of the cryopump, and by the path direction between the atoms, molecules and particles to be pumped and the active area in the cryopump. Unfortunately, increasing the size and conductance of the cryopumps increases the amount of argon that must flow into the processing chamber to support the sputtering process. This leads to two undesirable side reactions. First, due to the high cost of argon gas, the unit cost is extremely increased. Second, the large amount of argon pumped by the cryopump will saturate the pump rapidly enough to require frequent regeneration (when trapped material is released from the pump), resulting in longer system downtime. In conclusion, increasing the size of a cryopump is not commercially viable.

일반적으로 대용량의 크라이오펌프를 갖는 것이 재생사이클 사이의 시간 간격을 가능한 한 길게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 그러나 대형 크라이오펌프는 스로트와 컨덕턴스가 커지게 된다. 종래의 기술에 있어서, 배플판은 예를 들어 하나 이상의 구멍 또는 다른 개구부를 포함하는데, 이들은 컨덕턴스를 수용가능한 수준으로 감소시키기 위해 크라이오펌프의 마우스 위에 배치될 수 있다. 한편, 컨덕턴스가 작은 소형 크라이오펌프는 배플판없이 사용될 수 있고 다른 제한메카니즘을 사용할 수도 있다. 그러나, 소형 크라이오펌프로 재생사이클 사이의 시간 간격을 줄일 수 있을 것이다. 또한 이들 해법중 어느 것에 따른 기준압력은 어느 대형 크라이오펌프에 의한 것보다 크다. 이것은 기준압력이 낮으면 낮을 수록 챔버가 깨끗해지기 때문에 바람직하지 않다.It is generally desirable to have a large capacity cryopump because it allows the time interval between regeneration cycles to be as long as possible. However, large cryopumps have increased throat and conductance. In the prior art, the baffle plate comprises, for example, one or more holes or other openings, which can be placed on the mouse of the cryopump to reduce the conductance to an acceptable level. On the other hand, a small cryopump with a small conductance can be used without a baffle plate and other limiting mechanisms can be used. However, a small cryopump may reduce the time interval between regeneration cycles. In addition, the reference pressure according to any of these solutions is greater than with any large cryopump. This is undesirable because the lower the reference pressure, the cleaner the chamber.

스퍼터기의 펌핑챔버에 대한 문제점의 또 다른 해소방안으로 크라이오펌프를 부가하는 것인데, 한 크라이오펌프는 챔버를 기준압력으로 펌프다운시킬 수 있도록 컨덕턴스가 크고, 다른 크라이오펌프는 공정중 챔버를 펌핑할 수 있을 정도로 컨덕턴스가 작다. 그러나 이 해결책 또한 단점을 가지고 있다. 크라이오펌프는 상당량의 공간을 가지려 하기 때문에 작동하기 위해서는 액체 헬륨저온학과 액체 질소저온학이 필요하다. 따라서 반도체 제조장치 주위의 좁은 공간에 크라이오펌프를 부가하는 것은 바람직하지 않다. 또한 크라이오펌프는 매우 비싸기 때문에 값비싼 해결책이 될 것이다. 또 소형 크라이오펌프는 자주 재생해야 할 것이다. 또한 각 크라이오펌프는 값비싸고 부피가 큰 게이트밸브 및 제어시스템이 필요할 것이다. 결국 챔버는 두개의 크라이오펌프를 조정하기 위해 다시 설계되어야 할 것이다.Another solution to the problem of sputtering pumping chambers is to add a cryopump, one of which has a large conductance to pump down the chamber to the reference pressure, and the other cryopump The conductance is small enough to pump. But this solution also has its drawbacks. Since cryopumps have a significant amount of space, they require liquid helium cryogenics and liquid nitrogen cryogenics to operate. Therefore, it is not desirable to add a cryopump in a narrow space around the semiconductor manufacturing apparatus. Cryopumps are also very expensive, making them an expensive solution. Small cryopumps will also need to be rebuilt frequently. Each cryopump will also require an expensive and bulky gate valve and control system. Eventually the chamber will have to be redesigned to accommodate the two cryopumps.

또다른 해결책으로는 다양한 크기의 오리피스를 갖는 배플판을 사용하는 것일 것이다. 이것은 이론적으로는 매력적이나, 대형 크라이오펌프(예를 들어, 마우스 20.3cm)용 배플판은 상용화될 수 없으며, 매우 비싸고 제조하기 곤란할 것이다. 또한 가변 오리피스의 메카니즘에 관련하여 오염문제가 발생할 수도 있다.Another solution would be to use baffle plates with orifices of various sizes. This is attractive in theory, but baffle plates for large cryopumps (eg, 20.3 cm) are not commercially available and will be very expensive and difficult to manufacture. Contamination problems may also arise with regard to the mechanism of the variable orifice.

게터펌프는 가스를 선택적으로 펌프할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 예를 들어, 물질(통상, 금속합금)의 조성 및 그 작동온도를 변경함으로써 다른 가스를 선택적으로 펌프할 수 있다. 예를 들어, 상기한 ST707 합금은 약 350℃에서 비영족가스를 선택적으로 펌프할 수 있으며, 상온(약 25℃)에서 할로겐가스를 선택적으로 펌프할 수 있다. 이러한 게터재의 특징은 본 명세서에 인용참증으로 든 미국특허 제5,238,469호(Briesacher로부터 SAES Pure Gas사로 양도됨)에 개시된 바와 같이, 영족가스 및 질소를 정화하는데 사용되고 있다. 그러나 종래의 기술은 일부 온도에서 일부의 가스를 선택적으로 펌핑하도록 작동되는 인시튜게터펌프를 사용하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.Getter pumps are characterized by the ability to pump gases selectively. For example, other gases may be selectively pumped by changing the composition of the material (usually a metal alloy) and its operating temperature. For example, the above-mentioned ST707 alloy can selectively pump the non-permanent gas at about 350 ° C., and can selectively pump the halogen gas at room temperature (about 25 ° C.). This getter material feature is used to purify noble gases and nitrogen, as disclosed in US Pat. No. 5,238,469, which is hereby incorporated by reference from Brischer to SAES Pure Gas. However, the prior art does not describe the use of an in-situ getter pump which is operated to selectively pump some gas at some temperatures.

종래의 기술에서의 문제점은 늘어나는 반도체제조장치(또는 "시스템")의 "다운시간"에 따른 주기적인 보수이다. 예를 들어, 장치 제조업자는 청소, 검사, 부품교환, 또는 정기적인 구경측정, 예를 들어 한달에 한번 또는 사용시간에 대한 주어진 횟수 이후에 반도체제조장치를 들어 내야 한다. 주기적인 보수 이후에 시스템은 다시 사용하기 전에 충분히 낮은 압력으로 "펌프다운"시켜야 한다. 여기에는 가공챔버를 펌프다운시키는 것을 포함하며, 웨이퍼를 가공챔버로부터 로드 및 언로드하는 것인 로버트아암이 들어 있는 트랜스퍼챔버를 펌프다운시키는 것을 포함한다.A problem with the prior art is the periodic maintenance with increasing "down time" of the semiconductor manufacturing apparatus (or "system"). For example, a device manufacturer must lift a semiconductor manufacturing device after cleaning, inspecting, changing parts, or performing regular calibrations, such as once a month or a given number of times for use. After periodic maintenance, the system must be "pumped down" to a pressure low enough before it can be used again. This includes pumping down the processing chamber and pumping down a transfer chamber containing a Robert arm that loads and unloads a wafer from the processing chamber.

반도체가공장치의 트랜스퍼챔버는 가공챔버의 압력하 또는 그 아래에 두어야 한다. 과거에 트랜스퍼챔버는 기계식 펌프 및 크라이오펌프를 결합하여 펌프다운시켰으나, 트랜스퍼챔버를 펌프다운시키는데 약 8시간이 소요되었다. 이러한 펌프다운시간은 반도체가공을 할 수 없게 하여 수천 달러의 생산손실을 가져온다.The transfer chamber of the semiconductor processing apparatus should be placed under or under the pressure of the processing chamber. In the past, the transfer chamber was pumped down by combining a mechanical pump and a cryopump, but it took about 8 hours to pump down the transfer chamber. This pump down time results in thousands of dollars in production losses due to inability to process semiconductors.

본 발명은 초고진공 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초고진공시스템에서 사용하는 인시튜 게터펌프(in situ getter pump)에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra high vacuum system, and more particularly to an in situ getter pump for use in an ultra high vacuum system.

도 1은 본 발명에 따른 인시튜게터펌프시스템을 포함하는 반도체가공장치를 도시한 시스템도;1 is a system diagram showing a semiconductor processing plant including an in-situ getter pump system according to the present invention;

도 2는 크라이오베플판을 나타낸 도 1의 2-2선 단면도;2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 게터모듈의 측면도;3 is a side view of the getter module according to the present invention;

도 3a는 본 발명의 단일 게터요소를 나타낸 도 3의 3a-3a선 단면도;3A is a cross sectional view taken along line 3A-3A of FIG. 3 showing a single getter element of the present invention;

도 4는 본 발명의 인시튜게터펌프시스템의 또다른 실시예를 나타낸 블럭도;4 is a block diagram showing another embodiment of the in-situ getter pump system of the present invention;

도 5는 본 발명의 인시튜게터펌프시스템의 또다른 실시예를 나타낸 도면;Figure 5 shows another embodiment of the in-situ getter pump system of the present invention;

도 6은 본 발명의 제1 펌프다운공정에 따른 챔버 내의 압력그래프;6 is a pressure graph in a chamber according to the first pump down process of the present invention;

도 7은 본 발명의 제2 펌프다운공정에 따른 챔버 내의 압력그래프;7 is a pressure graph in a chamber according to a second pump down process of the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 공정을 나타낸 프로우챠트;8 is a prochart showing a process according to the present invention;

도 9는 도 8의 단계 162를 상세하게 나타낸 플로우챠트; 및9 is a flowchart detailing step 162 of FIG. 8; And

도 10은 반도체 가공장치의 트랜스퍼챔버 내에 위치한 본 발명에 의한 인시튜게터펌프를 포함하는 반도체가공장치를 나타낸 본 발명의 다른 실시예의 시스템도.10 is a system diagram of another embodiment of the present invention showing a semiconductor preliminary value including an in-situ getter pump according to the present invention located in a transfer chamber of a semiconductor processing apparatus.

본 발명의 웨이퍼가공시스템은 가공챔버, 저압펌프, 및 가공챔버 내에 위치한 인시튜펌프를 포함한다. 저압펌프는 스로틀판으로 가공챔버에 연결되어 있는 크라이오펌프가 바람직하다. 밸브메카니즘은 영족가스원을 가공챔버에 연결하여 영족가스가 가공챔버 내로 연속적으로 유동되게 하고 저압펌프에 의해 챔버 밖으로 펌프되게 한다. 인시튜펌프, 바람직하게는 게터펌프는 영족가스가 챔버 내로 유동되는 동안에 비영족가스를 펌프하면서 영족가스가 전혀 없게 펌프한다.The wafer processing system of the present invention includes a processing chamber, a low pressure pump, and an in-situ pump located within the processing chamber. The low pressure pump is preferably a cryopump connected to the processing chamber by a throttle plate. The valve mechanism connects the noble gas source to the processing chamber so that the noble gas flows continuously into the processing chamber and is pumped out of the chamber by a low pressure pump. An in-situ pump, preferably a getter pump, pumps out non-permanent gas while pumping non-permanent gas while the noble gas flows into the chamber.

게터펌프는 히터가 장착된 하나 이상의 게터모듈을 포함한다. 어느 게터모듈은 수증기와 같은 가스를 선택적으로 펌프할 수 있도록 제1 온도에서 작동될 수 있는 반면, 다른 모듈은 할로겐과 같은 다른 가스를 펌프할 수 있도록 제2 온도에서 작동될 수 있다. 또한 제1 가스를 선택적으로 펌프하도록 제1 온도로 가열되고, 제2 가스를 선택적으로 펌프하도록 제2 온도로 가열되는 단일 모듈이 제공될 수 있다. 히트실드는 게터재가 챔버 내의 가열 또는 냉각된 표면과 격리되도록 하는데 사용되는데, 이에 따라 게터재는 독자적으로 온도조절될 수 있다.The getter pump includes one or more getter modules equipped with a heater. Some getter modules may be operated at a first temperature to selectively pump gases such as water vapor, while other modules may be operated at a second temperature to pump other gases such as halogens. A single module may also be provided that is heated to a first temperature to selectively pump the first gas and is heated to a second temperature to selectively pump the second gas. The heat shield is used to isolate the getter material from the heated or cooled surface in the chamber, so that the getter material can be independently temperature controlled.

웨이퍼가공시스템은 챔버에 연결된 가스분석기, 및 가스분석기에 연결된 인풋과 히터에 연결된 아웃풋이 있는 컨트롤러가 포함되어 있다. 히터를 자동조절하면 게터펌프가 제1 온도에서 작동됨에 따라 제1 가스가 펌프되고, 제1 가스의 농도가 소정의 수준으로 떨어진 후에 게터펌프가 제2 온도에서 작동됨에 따라 제2 가스가 펌프되게 된다. 이것으로 게터펌프는 챔버 내의 가스조성에 따라 가스를 선택적으로 펌프하게 된다.The wafer processing system includes a gas analyzer connected to the chamber, and a controller having an input connected to the gas analyzer and an output connected to the heater. Automatic adjustment of the heater causes the first gas to be pumped as the getter pump is operated at the first temperature, and the second gas to be pumped as the getter pump is operated at the second temperature after the concentration of the first gas has dropped to a predetermined level. do. This allows the getter pump to selectively pump the gas in accordance with the gas composition in the chamber.

본 발명에 따른 가공챔버는 밀봉가능한 봉입물을 포함하며, 인시튜 게터펌프시스템은 하나 이상의 온도에서 작동될 수 있는 봉입물 내에 배치되어 다른 온도에서 다른 비영족가스를 선택적으로 펌프한다. 인시튜펌프는 게터재의 온도에 따라 비영족가스(수소 이외)나 수소를 선택적으로 펌프하도록 조절된 히터를 포함하고 있다. 가공챔버는 가스분석기, 및 가스분석기에 연결된 인풋과 히터에 연결된 아웃풋을 갖는 컨트롤러를 포함하고 있다.The processing chamber according to the invention comprises a sealable enclosure, wherein the in-situ getter pump system is arranged in an enclosure that can be operated at one or more temperatures to selectively pump other non-permanent gases at different temperatures. The in-situ pump includes a heater that is adapted to selectively pump non-organic gas (other than hydrogen) or hydrogen according to the temperature of the getter material. The processing chamber includes a gas analyzer and a controller having an input coupled to the gas analyzer and an output coupled to the heater.

본 발명은 몇 가지 웨이퍼 가공방법을 또한 포함하고 있다. 특히, 본 발명에 따른 웨이퍼를 가공챔버에 배치하는 단계, 챔버를 봉입하는 단계, 영족가스를 챔버 내에 유입시키면서 동시에 외부 저압펌프 및 비영족가스를 펌프하는 챔버 내에 배치된 인시튜펌프로 챔버를 펌핑하는 단계, 및 영족가스를 계속해서 유입시키면서 웨이퍼를 챔버 내에서 가공하는 단계를 포함한다. 영족가스를 챔버 내에 유입시키는 단계 전에 외부 저압펌프와 인시튜펌프로 기준압력에 도달하도록 챔버를 동시에 펌핑하는 단계를 포함하는 방법이 바람직하다. 또한 챔버 내의 가스조성 및 농도를 모니터하는 단계 및 게터재의 온도를 분석자료에 따라 조절하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 한편 게터재의 온도를 사전 프로그램 방식 또는 다른 비피드백(non-feedback) 방식으로 조절할 수 있다. 어렇게 하여 게터재의 흡수특성을 조절할 수 있어 영족가스 흐름내에서 분순물을 펌프할 수 있다.The present invention also includes several wafer processing methods. In particular, placing the wafer in the processing chamber according to the present invention, encapsulating the chamber, pumping the chamber with an in-situ pump disposed in the chamber while introducing the noble gas into the chamber and simultaneously pumping the external low pressure pump and the non-permanent gas. And processing the wafer in the chamber while continuously introducing a noble gas. It is preferred that the method includes simultaneously pumping the chamber to reach a reference pressure with an external low pressure pump and an in-situ pump prior to introducing the noble gas into the chamber. It is also preferable to include the step of monitoring the gas composition and concentration in the chamber and adjusting the temperature of the getter material according to the analytical data. On the other hand, the temperature of the getter material can be adjusted in a pre-programmed or other non-feedback manner. In this way, the absorption characteristics of the getter material can be adjusted to pump the impurities in the noble gas stream.

본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 게터펌프에 반도체제조장치의 트랜스퍼챔버가 구비된다. 게터펌프는 트랜스퍼챔버의 내적에 매우 높은 컨덕턴스를 갖는 인시튜펌프로서 역할을 하고, 현행 크라이오펌프와 함께 작동하여 트랜스퍼챔버를 펌프다운시킨다. 게터펌프는 어떤 가스(특히 수소가스)를 매우 효과적으로 펌프하기 때문에 시스템의 총 펌프다운 시간은 실질적으로 줄어든다.In still another embodiment of the present invention, the getter pump is provided with a transfer chamber of the semiconductor manufacturing apparatus. The getter pump acts as an in-situ pump with a very high conductance in the inner product of the transfer chamber and works with the current cryopump to pump down the transfer chamber. Since the getter pump pumps some gases (especially hydrogen gas) very effectively, the total pumpdown time of the system is substantially reduced.

본 발명의 이점은 반도체제조장치 챔버의 여러가지 작동조건에 적합한 시스템 및 방법을 제공한다는 것이다. 인시튜게터펌프를 구비함에 따라 반도체제조장치에서의 과도시간(transient times)이 상당히 줄어 들 수 있기 때문에 장치의 다운시간을 줄일 수 있고 생산성 및 수익성을 증대시킬 수 있다.An advantage of the present invention is that it provides a system and method suitable for various operating conditions of a semiconductor manufacturing apparatus chamber. With an in-situ getter pump, the transient times in a semiconductor manufacturing device can be significantly reduced, resulting in reduced downtime and increased productivity and profitability.

특히, 스퍼터링시스템챔버 내로부터 선택 가스를 선택적으로 펌프할 수 있도록 다른 온도에서 하나 이상의 게터모듈을 작동할 수 있다는 이점이 있다. 게터모듈의 온도를 자동 조절하기 위한 가스분석기를 사용함에 따라 펌프다운시간이 상당히 줄어 들수 있다.In particular, there is an advantage in that one or more getter modules can be operated at different temperatures to selectively pump selected gases from within the sputtering system chamber. By using a gas analyzer to automatically adjust the temperature of the getter module, the pump down time can be significantly reduced.

또 크라이오펌프와 함께 인시튜게터펌프를 사용할 수 있다는 이점이 있다. 크라이오펌프는 아르곤과 같은 영족가스를 펌프하는데 매우 효과적이고 게터펌프는 비영족가스를 완전히 펌프할 수 있기 때문에 게터펌프의 작동이 챔버를 방해하지 않고 챔버 내의 영족가스의 유동에 영향을 주지 않는다. 또한 인시튜게터펌프는 크라이오펌프에 조력하여 챔버를 펌프다운할 수 있기 때문에 저용량의 크라이오펌프를 사용할 수 있거나, 또는 대형 배플 크라이오펌프를 사용하면서도 보다 낮은 과도기간을 얻을 수 있다.In addition, there is an advantage that the in-situ getter pump can be used together with the cryopump. Since cryopumps are very effective at pumping noble gases such as argon, and getter pumps can pump non-permanent gases completely, the operation of the getter pump does not disturb the chamber and does not affect the flow of noble gases in the chamber. In-situ getter pumps can also assist with cryopumps to pump down chambers, allowing the use of low-capacity cryopumps or lower transient periods while using large baffle cryopumps.

본 발명의 상기와 같은 이점 및 다른 이점이 이하의 상세한 설명 및 도면에 의해 분명해 질 것이다.These and other advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and drawings.

도 1에 도시된 웨이퍼가공시스템(10)은 로버트 웨이퍼핸들러(14)용 제1 봉입물(12), 및 가공챔버(18)를 한정하는 제2 봉입물(16)을 포함하고 있다. 또한 시스템(10)은 기계식 펌프(20), 크라이오펌프(22), 가스배출시스템(24), 플라즈마 발생용 플라즈마발생기(26), 및 수많은 웨이퍼공정(10)의 작동을 조절하기 위한 컨트롤러(28)가 있는 마이크로프로세서를 포함한다. 또한 본 발명은 게터모듈(32), 실드(33), 가변 전력원(34), 잔류가스분석기(RGA: 36), 및 컨트롤러(38) 기재의 마이크로프로세서를 포함하는 인시튜게터시스템를 포함한다. 웨이퍼가공시스템(10)은 로버트 웨이퍼핸들러(14)에 의해 챔버(18) 내에 장착된 반도체(40)를 가공한다.The wafer processing system 10 shown in FIG. 1 includes a first inclusion 12 for the Robert wafer handler 14 and a second inclusion 16 defining the processing chamber 18. The system 10 also includes a controller for controlling the operation of the mechanical pump 20, cryopump 22, gas exhaust system 24, plasma generator 26, and numerous wafer processes 10. 28) with a microprocessor. The invention also includes an in-situ getter system comprising a getter module 32, a shield 33, a variable power source 34, a residual gas analyzer (RGA) 36, and a microprocessor based on the controller 38. The wafer processing system 10 processes the semiconductor 40 mounted in the chamber 18 by the Robert wafer handler 14.

제1 봉입물(12) 및 로버트 웨이퍼핸들러(14)의 상세한 제조방법은 당업계에서 널리 알려져 있다. 봉입물(12)은 슬릿밸브(44, 46)를 통해 접근될 수 있는 로버트챔버(42)를 한정한다. 통상적으로 로버트챔버는 10-7Torr 이하의 초고진공으로 유지된다. 로버트(14)의 목적은 개방된 슬릿밸브(46)를 통해 웨이퍼(40)를 가공챔버(18) 내에 자동위치시키고, 가공완료후 슬릿밸브(46)를 통해 가공된 웨이퍼(40)를 챔버(18)로부터 제거하기 위한 것이다. 슬릿밸브(46)가 개방된 직후에, 가공챔버(18) 및 로버트챔버(42) 내의 압력은 슬릿밸브가 개방될 때의 난류를 최소화하는 수준으로 하는 것이 바람직하다. 웨이퍼(40)가공시 슬릿밸브(46)는 폐쇄된다. 로버트 웨이퍼헨들러(14) 및 게이트밸브(44, 46)는 모두 시스템컨트롤러(28)로 조절된다.Detailed manufacturing methods of the first enclosure 12 and Robert wafer handler 14 are well known in the art. The enclosure 12 defines a Robert chamber 42 that can be accessed through the slit valves 44 and 46. Typically, the Robert chamber is maintained at ultra high vacuum of 10 -7 Torr or less. The purpose of the Robert 14 is to automatically position the wafer 40 into the processing chamber 18 through the open slit valve 46, and to process the wafer 40 processed through the slit valve 46 after completion of the chamber. 18). Immediately after the slit valve 46 is opened, the pressure in the processing chamber 18 and the Robert chamber 42 is preferably at a level that minimizes turbulence when the slit valve is opened. When the wafer 40 is processed, the slit valve 46 is closed. Robert wafer handler 14 and gate valves 44 and 46 are all controlled by system controller 28.

가공챔버(18)을 한정하는 제2 봉입물(16)은 종래의 디자인과 같다. 이것은 제1 봉입물(12)과 같이, 스테인레스스틸 등의 강하고 견고한 물질로 만드는 것이 바람직하다. 슬릿밸브(46) 외에 한쌍의 밸브(48, 50)는 기계식펌프(20) 및 크라이오펌프(22)를 각각 챔버(18)에 연결한다. 챔버(18)가 대기와 통기되면(유지 또는 보수를 위해), 밸브(48)는 개방되고 기계식펌프를 사용하여 챔버를 약 30mTorr로 펌프다운시킨다. 이때 밸브(48)가 폐쇄되고 크라이오펌프밸브(50)가 개방되어 시스템은 약 10-9Torr로 펌프다운된다. 게터펌프(30)는 크라이오펌프(22)를 작동함에 따라(즉, 연속적으로) 작동되는 것이 바람직하다. 챔버가 충분히 낮은 "기준압력"에 다다르면 웨이퍼(40) 가공이 시작된다. 기준압력은 통상 10-7Torr 이하이다.The second enclosure 16 defining the processing chamber 18 is the same as a conventional design. This is preferably made of a strong, rigid material such as stainless steel, such as the first enclosure 12. In addition to the slit valve 46, a pair of valves 48 and 50 connect the mechanical pump 20 and the cryopump 22 to the chamber 18, respectively. Once chamber 18 is vented to the atmosphere (for maintenance or repair), valve 48 opens and pumps the chamber down to about 30 mTorr using a mechanical pump. At this time the valve 48 is closed and the cryopump valve 50 is opened to pump the system down to about 10 -9 Torr. The getter pump 30 is preferably operated by operating the cryopump 22 (ie, continuously). Processing of the wafer 40 begins when the chamber reaches a sufficiently low " reference pressure ". The reference pressure is usually 10 -7 Torr or less.

상기한 "펌프다운" 처리는 당업자에 의해 예측될 수 있을 정도로 간단히 설명된다. 이하에 보다 상세히 설명한다. 챔버(18)가 기계식펌프(20)에 의해 부분적으로 펌프다운된 후에 기계식펌프(20)는 오프되어 밸브(48)에 의해 분리되며 밸브(50)는 크라이오펌프(22)에 개방된다. 이후 챔버는 히트램프(미도시)로 "일광(barked out)"되면 수증기와 다른 가스가 벽으로부터 방출되고 크라이오펌프(22)에 의해 펌프되는 챔버(18)의 내부성분이 방출된다. 또한 게터펌프(30)는 게터펌프의 게터재를 고온, 예를 들어 450℃로 가열함에 따라 활성화된다. 이러한 게터펌프(30)의 활성화는 게터재가 대기에 노출되자 마자 "부동태화"되기 때문에 필요하며 활성화 기간은 일광 기간과 겹치게 된다. 그러나 일광 기간과 활성화 기간은 동시에 일어날 필요는 없다. 챔버가 일단 일광되고 게터재가 활성화되면 게터펌프(30)는 온(on)됨과 동시에 크라이오펌프(22)로 펌프되어 챔버(18)가 급속히 기준 압력으로 다운된다. 이후 당업자가 예측하는 바와 같이, 반도체가공이 진행된다.The "pumpdown" process described above is simply described as can be expected by one skilled in the art. It demonstrates in more detail below. After the chamber 18 is partially pumped down by the mechanical pump 20, the mechanical pump 20 is turned off and separated by the valve 48 and the valve 50 is opened to the cryopump 22. The chamber is then "barked out" into a heat lamp (not shown), where water vapor and other gases are released from the wall and the internal components of chamber 18 pumped by cryopump 22 are released. In addition, the getter pump 30 is activated by heating the getter material of the getter pump to a high temperature, for example, 450 ° C. The activation of this getter pump 30 is necessary because the getter material is "passive" as soon as it is exposed to the atmosphere, and the activation period overlaps with the daylight period. However, the daylight period and the activation period do not have to occur at the same time. Once the chamber is sunshine and the getter material is activated, the getter pump 30 is turned on and pumped to the cryopump 22 so that the chamber 18 rapidly descends to the reference pressure. Then, as one skilled in the art predicts, semiconductor processing proceeds.

스퍼터시스템에서 가공이 시작되기 위해서는 컨트롤러(28)는 밸브(52)를 개방시켜 영족가스(특히 아르곤)가 가스원(54)으로부터 챔버(18) 내로 유입되게 한다. 크라이오펌프(22)는 개방된 상태로 있기 때문에 아르곤가스와 스퍼터링가공 시의 어떤 부산물을 챔버(18)로부터 빨아들인다. 밸브(52)를 조절하여 챔버(18) 내의 아르곤압력을 작은 mTorr, 예를 들어 1 x 10-3∼ 6 x 10-3mTorr로 되게 한다. 인시튜게터펌프(30)는 아르곤(영족가스)을 펌프하지 않기 때문에 아르곤이 챔버(18) 내로 유입되는데 실질적으로 영향을 미치지 않는다. 그러나 게터펌프(30)는 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 아르곤가스가 챔버(18)를 통해 유입되는 동안에 어떤 비영족가스를 펌프하게 된다.To begin processing in the sputter system, the controller 28 opens the valve 52 to allow noble gases (especially argon) to flow from the gas source 54 into the chamber 18. Since the cryopump 22 remains open, it draws in argon gas and some byproducts from the sputtering process from the chamber 18. The valve 52 is adjusted to bring the argon pressure in the chamber 18 to a small mTorr, for example 1 x 10 -3 to 6 x 10 -3 mTorr. Since the in-situ getter pump 30 does not pump argon (a noble gas), argon is introduced into the chamber 18 without substantially affecting it. However, the getter pump 30 will pump some non-permanent gas while argon gas is introduced through the chamber 18, as described in more detail below.

본 명세서에서 사용되는 "인시튜게터펌프"는 활성성분, 즉 활성게터재가 웨이퍼가 가공된 만큼의 동일 공간 내에 위치하는 경우에 게터펌프로 칭해질 수 있다. 사실상 게터펌프챔버는 가공챔버가 될 수 있으며, 역으로도 가능하다. 인시튜게터재와 가공챔버 사이의 컨덕턴스는 외부 게터펌프를 게이트밸브, 도관, 펌프스로트를 통과하여 히트실드를 지나는 챔버에 연결하는 것에 비해 매우 높다. 예를 들어, 히트실드(33)를 갖는 본 발명의 인시튜게터펌프로 최대 이론 펌프속도의 75% 이상(통상적으로 85% 이상)을 달성할 수 있는데, 게이트밸브 등으로 가공챔버에 연결된 외부 게터펌프의 최대 이론펌핑속도의 75%(35% 정도 낮다)에 불과한 것에 비교된다. 컨덕턴스 및 펌핑속도는 직접적인 관련이 있고, 펌핑속도는 주어진 모듈과 게터펌프의 게터표면 사이에 장애가 없는 것 처럼 이론 최대 펌핑속도의 상대백분율로 칭해진다는 것을 주지하여야 한다.As used herein, an "in-situ getter pump" may be referred to as a getter pump when the active ingredient, ie, the active getter material, is located in the same space as the wafer is processed. In fact, the getter pump chamber can be a processing chamber and vice versa. The conductance between the in-situ getter material and the processing chamber is very high compared to connecting the external getter pump through the gate valve, conduit and pump throat to the chamber passing through the heat shield. For example, an in-situ getter pump of the present invention having a heat shield 33 can achieve at least 75% of the maximum theoretical pump speed (typically 85% or more), with an external getter connected to the processing chamber by a gate valve or the like. Compared to 75% (35% lower) of the pump's maximum theoretical pumping speed. It should be noted that conductance and pumping speed are directly related and that the pumping speed is referred to as the relative percentage of the theoretical maximum pumping speed as if there is no obstruction between the getter surface of the given module and the getter pump.

본 발명의 인시튜게터시스템을 추가함으로써 펌프스로트 또는 밸브스로트를 통해 가공챔버에 연결된 종래의 게터펌프 이상으로 펌핑속도가 두배 또는 세배 개량될 수 있다. 히터 최대 이론펌핑속도는 히트실드(33)없이도 도달될 수 있다. 그러나 히트실드(33)는 상기의 일광램프와 같이 챔버(18) 내의 가열된 표면으로부터 게터재를 차단하는 것이 바람직하다. 히트실드는 게터재 및 히터로부터 방사된 열을 회수함으로써 게터재의 온도를 재생하는데 조력한다.By adding the in-situ getter system of the present invention, the pumping speed can be doubled or tripled over conventional getter pumps connected to the processing chamber via a pump throat or valve throat. The heater maximum theoretical pumping speed can be reached without the heat shield 33. However, the heat shield 33 preferably blocks the getter material from the heated surface of the chamber 18 as in the above-mentioned daylight lamp. The heat shield assists in regenerating the temperature of the getter material by recovering heat radiated from the getter material and the heater.

일단 아르곤가스가 챔버(18)를 통해 크라이오펌프로 유입되면 플라즈마발생기(26)가 활성되어 챔버(18) 내에 플라즈마 방전이 일어난다("스트라이크"). 챔버 내에서 플라즈마를 발생시키는 방식에는 당업자에 잘 알려진 바와 같이, 무선주파(RF) 신호를 스퍼터타깃에 적용하는 것을 포함하여 여러 가지 방식이 있다. 당업자에 잘 알려진 바와 같이, 플라즈마는 양전하 아르곤이온을 발생하는데, 아르곤이온은 음전하 또는 접지된 스퍼터 타깃에 충격을 가하여 물질류가 웨이퍼(40) 상에 떨어지게 한다. 물질 형태는 스퍼터타깃의 조성에 좌우된다. 통상적으로 알루미늄, 티탄 및 티탄-텅스텐과 같은 물질은 알루미늄, 티탄 및 티탄-텅스텐을 웨이퍼 표면 상에 각각 침적시키기 위한 스퍼터타깃으로 사용된다.Once argon gas enters the cryopump through chamber 18, plasma generator 26 is activated and a plasma discharge occurs in chamber 18 (“strike”). There are a number of ways to generate plasma in the chamber, including the application of radio frequency (RF) signals to sputter targets, as is well known to those skilled in the art. As is well known to those skilled in the art, the plasma generates positively charged argon ions, which impinge upon the negatively charged or grounded sputter targets to cause the mass of material to fall on the wafer 40. The form of the material depends on the composition of the sputter target. Typically, materials such as aluminum, titanium and titanium-tungsten are used as sputter targets for depositing aluminum, titanium and titanium-tungsten, respectively, on the wafer surface.

본 발명에 따른 인시튜게터펌프시스템(30)은 게터모듈(32), 실드(33), 전압원(34), RGA(36), 및 컨트롤러(38)를 포함한다. 전체 시스템중 일부만이 실질적으로 챔버(18) 내에 배열된다. 그러나 시스템(30)의 활성부, 즉 게터모듈(32)은 챔버(18) 내에 배열된다. 히트실드(33)는 게터모듈(32)의 활성 표면을 챔버 내의 가열된 표면으로부터 보호하기 위해 챔버 내에 위치하는 것이 바람직하다. 히트실드는 게터모듈이 배열되거나 보호되어 챔버 내의 가열된 표면에 의해 간섭이 예방되는 경우에는 제거할 수 있다. 히트실드(33)는, 예를 들어 스테인레스스틸로 만들어진 고정 실드일 수 있으며, 작동시에 개방되고 어느 상태(챔버(18)를 개방하는 경우)에서는 폐쇄되는 가변 실드일 수 있다.The in-situ getter pump system 30 according to the present invention includes a getter module 32, a shield 33, a voltage source 34, an RGA 36, and a controller 38. Only a portion of the overall system is substantially arranged in the chamber 18. However, the active portion of the system 30, ie the getter module 32, is arranged in the chamber 18. The heat shield 33 is preferably located in the chamber to protect the active surface of the getter module 32 from the heated surface in the chamber. The heat shield may be removed if the getter module is arranged or protected to prevent interference by heated surfaces in the chamber. The heat shield 33 may be, for example, a fixed shield made of stainless steel, and may be a variable shield that is opened during operation and closed in any state (when opening the chamber 18).

유지 및 보수시에 챔버(18)를 개방하는 경우와 같은 다른 상황하에서는 인시튜펌프가 작동되지 않도록 게터시스템 컨트롤러(38)는 인터페이스버스(55)를 통해 스퍼터시스템 컨트롤러(28)와 통신되는 것이 바람직하다. 한편 컨트롤러(28, 38)는 당업자가 예측할 수 있는 바와 같이, 단일 컨트롤러 내에 연결될 수 있다.Under other circumstances, such as opening the chamber 18 during maintenance and repair, the getter system controller 38 is preferably communicated with the sputter system controller 28 via the interface bus 55 so that the in-situ pump does not operate. Do. The controllers 28 and 38, on the other hand, may be connected within a single controller, as one of ordinary skill in the art would expect.

게터모듈(32)은 게터모듈(32) 내의 게터재의 온도가 선택되도록 하는 히터(56)를 포함한다. 서모커플(58)은 온도를 피드백하여 게터모듈(32) 내의 게터재의 온도를 정확하게 조절할 수 있도록 하는데 사용된다. 전압원(34)은 케이블(60)에 의해 히터(56)에 연결되고 히터(56)에 전압을 가한다. 전압원은 가변적이라 온 또는 오프될 수 있거나, 또는 여러 가지 다른 전압 또는 전압폭을 얻을 수 있다. 전압원(34)은 온 또는 오프할 수 있으며, 그 전압은 컨트롤러(38)로부터 버스(62)를 거쳐 보내진 신호에 의해 조절된다.The getter module 32 includes a heater 56 to allow the temperature of the getter material in the getter module 32 to be selected. The thermocouple 58 is used to feed back the temperature so as to accurately adjust the temperature of the getter material in the getter module 32. Voltage source 34 is connected to heater 56 by cable 60 and energizes heater 56. The voltage source is variable so it can be turned on or off, or various other voltages or voltage widths can be obtained. Voltage source 34 can be turned on or off, the voltage of which is regulated by a signal sent from controller 38 via bus 62.

잔류가스분석기(RGA: 36)는 센서(64) 및 케이블(66)에 의해 가공챔버(18)에 연결된다. 여기에서 "연결"이란 분석기(36)가 챔버(18) 내의 가스 조성 및 농도에 관한 정보를 받을 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어 분석기는 광검출기를 가짐으로써 광학적으로 챔버(18)에 연결될 수 있는데, 광검출기는 석영 현창(port hole: 미도시)을 통해 챔버(18) 내의 플라즈마를 볼 수 있게 되어 있다. 그러나 바람직한 실시예에 있어서, 분석기는 센서(64) 및 케이블(66)에 의해 챔버(18)에 연결된다.Residual gas analyzer (RGA) 36 is connected to processing chamber 18 by sensor 64 and cable 66. “Connected” here means that the analyzer 36 can receive information about the gas composition and concentration within the chamber 18. For example, the analyzer can be optically connected to the chamber 18 by having a photodetector, which is capable of viewing the plasma in the chamber 18 through a quartz port hole (not shown). In a preferred embodiment, however, the analyzer is connected to the chamber 18 by sensors 64 and cables 66.

적절한 RGA(36)은 뉴욕주 이스트 시라큐즈에 있는 레이볼드 인피콘사로부터 입수할 수 있다(상품명 Transpector). RGA(26)의 목적은 챔버(18) 내에 어떤 가스가 있는지 검출하는 것이고, 그 농도가 얼마인지 검출하기 위한 것이다. 이러한 정보는 버스(68)를 거쳐 컨트롤러(38)에 공급된다.A suitable RGA 36 can be obtained from Raybold Inpicon, Inc., East Syracuse, NY. ). The purpose of the RGA 26 is to detect what gas is in the chamber 18 and to detect what its concentration is. This information is supplied to the controller 38 via the bus 68.

작동시 컨트롤러(38)는 버스(38)를 통해 RGA(36)로부터 챔버(18) 내로 가스 조성 및 농도에 관한 정보를 받는다. 또 컨트롤러는 버스(70)를 거쳐 게터모듈(32) 내의 게터재의 전류온도에 관한 정보를 받는다. 이후 컨트롤러(38)는 게터모듈(32)의 펌핑특성을 바꿀 수 있도록 게터모듈(32) 내의 게터재의 온도를 조절해야 하는지 결정한다. 예를 들어 RGA(36)가 챔버(18) 내에 고농도의 수소가스가 있는지 판단하고, 서모커플(38)이 고온에서 현재 게터모듈(32)이 작동하고 있는지 나타내면 컨트롤러(34)는 버스(62)를 거쳐 전압원(34)에 신호를 보내 전압원(34)이 오프되게 한다. 이로서 게터모듈(32)을 저온으로 냉각시키는 히터(56)를 오프시킨다. 저온에서 상기의 ST707 및 ST101와 같은 게터재는 수소를 격렬하게 흡수하여 챔버(18) 내의 수소농도를 급격히 줄인다. 다른 예에 있어서, RGA(36)가 고준위의 수증기를 검출하고, 게터모듈(32)의 온도가 낮으면 컨트롤러(38)는 전압원(34)이 히터(56)의 열출력을 증가시키게 하여 게터재를 300∼450℃로 가열함으로써 챔버(18)로부터 수증기를 빠르고 효과적으로 펌프하게 한다.In operation, the controller 38 receives information about the gas composition and concentration from the RGA 36 into the chamber 18 via the bus 38. The controller also receives information about the current temperature of the getter material in the getter module 32 via the bus 70. The controller 38 then determines whether the temperature of the getter material in the getter module 32 should be adjusted to change the pumping characteristics of the getter module 32. For example, if the RGA 36 determines that there is a high concentration of hydrogen gas in the chamber 18, and the thermocouple 38 indicates that the getter module 32 is currently operating at high temperatures, the controller 34 may display the bus 62. A signal is sent to the voltage source 34 via the voltage source 34 to be turned off. This turns off the heater 56 which cools the getter module 32 to low temperature. At low temperatures, the getter material such as ST707 and ST101 absorbs hydrogen violently and rapidly reduces the hydrogen concentration in the chamber 18. In another example, if the RGA 36 detects high levels of water vapor and the temperature of the getter module 32 is low, the controller 38 causes the voltage source 34 to increase the heat output of the heater 56 so as to obtain the getter material. Is heated to 300-450 ° C. to allow water vapor to be pumped from the chamber 18 quickly and effectively.

도 2에 도시된 바와 같이, 크라이오펌프(22)는 스로틀판(72)에 의해 게이트밸브(50)에 연결되는 것이 바람직하다. 이전에 예시한 바와 같이, 스로틀판(72)는 가공챔버(18)와 크라이오펌프(22) 사이의 컨덕턴스를 감소시킨다. 예를 들어 크라이오펌프의 마우스가 20.3cm이면 스로틀판(72)은 직경이 20.3cm 보다 약간 크며, 하나 이상의 홀(74; 또는 슬릿과 같은 다른 개구부)을 구비할 수 있고, 이 홀을 통해 가공챔버(18)로부터 크라이오펌프(32) 내로 가스를 유입시킬 수 있다. 크라이오펌프의 컨덕턴스는 통상 약 50∼70%로 감소될 수 있고, 스로틀판 디자인까지 거의 25% 이상 줄일 수 있을 것이다. 이에 따라 자주 재생할 필요가 없는 고용량의 크라이오펌프를 사용할 수 있게 되고, 컨덕턴스가 충분히 낮기 때문에 가공시 과도한 양의 아르곤가스가 챔버(18) 내로 유입될 필요가 없게 된다. 또한 스로틀판(72)없이 균형있게 훨씬 작은 크라이오펌프(22)를 사용할 수 있으며, 크라이오펌프가 아르곤가스로 포화될 때까지 보다 자주 재생해야 할 것이다.As shown in FIG. 2, the cryopump 22 is preferably connected to the gate valve 50 by a throttle plate 72. As previously illustrated, the throttle plate 72 reduces the conductance between the processing chamber 18 and the cryopump 22. For example, if the mouse of the cryopump is 20.3 cm, the throttle plate 72 is slightly larger than 20.3 cm in diameter and may have one or more holes 74 (or other openings, such as slits), which are machined through the holes. Gas may be introduced into the cryopump 32 from the chamber 18. The conductance of the cryopump can typically be reduced to about 50-70% and can be reduced by almost 25% to the throttle plate design. This makes it possible to use a high capacity cryopump that does not need to be regenerated frequently, and because the conductance is low enough, no excessive amount of argon gas needs to be introduced into the chamber 18 during processing. It is also possible to use a much smaller cryopump 22 in balance without the throttle plate 72, and more often it will have to be regenerated until the cryopump is saturated with argon gas.

따라서 인시튜게터펌프시스템(30)은 크라이오펌프(22)와 특별한 관계가 있다. 크라이오펌프(22)의 컨덕턴스가 제한적이어야 하므로 가공시에 과도한 양의 아르곤가스(또는 다른 영족가스)가 필요없고, 인시튜게터펌프는 기준압력으로 펌프다운되는 동안과 반도체웨이퍼 가공시에 부스트 펌핑속도에 이용될 수 있다. 인시튜게터펌프는 아르곤과 같은 영족가스를 펌프하지 않기 때문에 의도적으로 제한된 컨덕턴스를 갖는 크라이오펌프(22)로 사용되는 것이 이상적이다.Thus, the in-situ getter pump system 30 has a special relationship with the cryopump 22. Since the conductance of the cryopump 22 should be limited, no excessive amount of argon gas (or other noble gas) is required during processing, and the insulator getter pump is pumped up during reference processing and boost pumping during semiconductor wafer processing. Can be used for speed. Since the insitu getter pump does not pump noble gases such as argon, it is ideally used as a cryopump 22 with intentionally limited conductance.

도 3에 게터모듈(32)의 구성도가 도시되어 있다. 게터모듈(32)은 일정한 간격을 두고 있는 배열된 다수의 게터요소(74)를 포함한다. 도 3a의 단면적을 살펴보면 각각의 게터요소는 긴 히터(56)에 수납되는 중앙 개구부(홀: 76)가 구비되어 있다. 각 게터요소(74)는 중앙 개구부(76)를 이루면서 축보어를 갖는 실질적으로 디스크형이 바람직하다. 각 게터요소(74)는 한쌍의 대향 면(78, 80)을 가지며, 다수의 게터재(이탈리아, 라이네이트, SAES Getters사 제품, 상품명 ST707 또는 ST101) 중 어느 하나일 수 있다. 이들 게터요소는 본 명세서에 언급된 미국 특허 제5,320,496호(마니니 등; SAES Getters사에 양도됨)에 개시된 바와 같은 다공성 소결 게터요소가 바람직하다. 다공성 게터재는 SAES Getters사에 의해 상품명 ST172로 판매되고 있다. 다공성 게터재의 제조에 관해서는 본 명세서에 언급된 영국특허 제2,077,487호(SAES Getters사에 양도됨)에 개시되어 있다.3 is a block diagram of the getter module 32. The getter module 32 includes a plurality of getter elements 74 arranged at regular intervals. Looking at the cross-sectional area of Figure 3a each getter element is provided with a central opening (hole) (76) accommodated in the long heater (56). Each getter element 74 is preferably substantially disk-shaped with a axial bore forming a central opening 76. Each getter element 74 has a pair of opposing faces 78 and 80, and may be any one of a plurality of getter materials (Italy, Linate, SAES Getters, trade name ST707 or ST101). These getter elements are preferably porous sintered getter elements as disclosed in US Pat. No. 5,320,496 (Manini et al., Assigned to SAES Getters) mentioned herein. Porous getter materials are sold under the trade name ST172 by SAES Getters. The preparation of the porous getter material is disclosed in British Patent No. 2,077,487, assigned to SAES Getters, which is mentioned herein.

도 3의 실시예에 있어서, 게터요소(74a, 74b) 등의 인접 게터요소(74)는 외장면(82a, 82b)을 포함한다. 도 3의 실시예에 있어서, 표면(82a, 82b)는 실질적으로 평탄하고 평행하다. "실질적으로 평탄하다"는 것은 그 표면이 완전 평면과는 수용 가능할 정도의 차이는 있지만 실질적으로 평탄하다는 것을 의미한다. "실질적으로 평행하다"는 것은 수용 가능할 정도의 약간의 차이(예를 들어, 편차 ±5°)가 있지만 실질적으로 평행하다는 것을 의미한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 게터요소는 비평탄면 또는 평행하지 않은 평탄 외장면을 가질 수 있다. 예를 들어, 외장면(표면 82a, 82b 등)은 5°이하의 각도로 교차하는 한 쌍의 평면(완전 평면이 아니라 하더도)으로 규정할 수 있다. 이것은 일부 예에 있어서, 선택 가스의 흡수력을 증대시킨다.In the embodiment of FIG. 3, adjacent getter elements 74, such as getter elements 74a and 74b, include exterior surfaces 82a and 82b. In the embodiment of FIG. 3, surfaces 82a and 82b are substantially flat and parallel. "Substantially flat" means that the surface is substantially flat although there is an acceptable difference from the complete plane. "Substantially parallel" means that there is some acceptable difference (eg, deviation ± 5 °) but is substantially parallel. In an embodiment of the invention, the getter element may have a non-planar surface or a non-parallel flat exterior surface. For example, the exterior surfaces (surfaces 82a, 82b, etc.) can be defined as a pair of planes (even under rather than complete planes) that intersect at an angle of 5 ° or less. This, in some instances, increases the absorption of the selected gas.

히터(56)는 적절한 히팅요소일 수 있다. 히터(56)의 요건은 게터요소(84)를 소정의 작동온도 범위로 가열할 수 있어야 한다. 이 범위는 균일한 것이 바람직하나, 게터모듈의 길이에 따라 온도구배나 온도불연속이 있을 수도 있다.Heater 56 may be a suitable heating element. The requirement of the heater 56 should be able to heat the getter element 84 to a predetermined operating temperature range. This range is preferably uniform, but there may be temperature gradients or temperature discontinuities, depending on the length of the getter module.

예를 들어, ST707 게터재가 사용되는 경우 히터는 작동시에 게터요소(74)를 25∼30℃로 가열하고 활성화시에는 450∼500℃로 가열할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나 수소를 펌프하기 위해 게터모듈(32)을 사용하는 경우는 통상 히터(56)를 가열할 필요가 없다. 이것은 ST707 게터재가 상온에서 수소를 아주 잘 펌프하기 때문이다.For example, when the ST707 getter material is used, it is preferable that the heater can heat the getter element 74 to 25-30 占 폚 in operation and 450-500 占 폚 when activated. However, when the getter module 32 is used to pump hydrogen, it is usually not necessary to heat the heater 56. This is because the ST707 getter material pumps hydrogen very well at room temperature.

그러나 게터요소(74)를 작동온도로 가열하기 위해 히터(56)를 사용하지 않는다 하더라도 게터요소(74) 내의 게터재을 활성화하는데 이들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 450∼500℃로 가열함으로써 ST707 게터재을 활성화(재생)할 수 있으며, 600∼700℃로 가열함으로써 ST101을 활성화할 수 있다. 그러나 게터모듈(32)을 일상적인 보수시에 교체하는 일회용 또는 소모성 물품으로 단순히 생각할 수 있기 때문에 재생은 필요하지 않을 수 있다.However, even if the heater 56 is not used to heat the getter element 74 to an operating temperature, it can be used to activate the getter material in the getter element 74. For example, the ST707 getter material can be activated (regenerated) by heating to 450 to 500 ° C, and the ST101 can be activated by heating to 600 to 700 ° C. However, regeneration may not be necessary because the getter module 32 may simply be thought of as a disposable or consumable item that is replaced during routine maintenance.

히터(56)는 게터요소(74)를 지지하는 중앙 축으로 기술된 반면, 게터요소는 가열되지 않은 축으로 지지되거나 다른 방법으로 지지될 수 있다. 그래서 히터(56)가 게터요소 부근에 위치한 방사램프와 같은 게터요소(74)용 구조체로부터 분리될 수 있다.The heater 56 is described as a central axis that supports the getter element 74, while the getter element may be supported by an unheated axis or otherwise supported. Thus, the heater 56 can be separated from the structure for the getter element 74, such as a spin lamp positioned near the getter element.

상설한 바와 같이, 히터(56)를 제공하기 위한 몇 가지 기술이 있는데, 예를 들어, 저항히터, 유도히터 또는 방사히터를 제공할 수 있다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 히터(56)는 마니니특허에 도시된 바와 같은 저항히터이다. 히터는 주위 또는 상온에서 적어도 게터재의 작동 온도로 가열할 수 있어야 한다. 히터는 게터재를 활성온도로 가열할 수 있어야 한다.As mentioned above, there are several techniques for providing the heater 56, for example, resistance heaters, induction heaters or radiant heaters. However, in a preferred embodiment of the present invention, the heater 56 is a resistance heater as shown in the Manini patent. The heater should be capable of heating at ambient or normal temperature to at least the operating temperature of the getter material. The heater should be able to heat the getter material to the active temperature.

도 4의 본 발명에 따른 가공챔버(84)는 밀폐성 봉입물(86)과, 봉입물(86)에 의해 한정된 챔버(92) 내에 배열된 두개의 게터모듈(88, 90)이 포함되어 있다. 이 시스템(84)은 RGA(90)와 마이크로프로세서로 조절되는 시스템(92)이 포함된다. 물론 이것이 컨트롤러(92)와 같은 모든 컨트롤러를 갖는 경우이기 때문에 수많은 동일한 전기 또는 전자시스템으로 컨트롤러 기능을 달성할 수 있다. 예를 들어 컨트롤러는 아날로그회로, 이산디지탈논리, 마이크로프로세서, 미니컴퓨터 등을 포함할 수 있다. 시스템(84)은 한 쌍의 전압원(94, 96)을 포함한다. 비록 봉입물(86)이 용접 스테인레스스틸로 용이하게 제조될 수 있다하더 라도 종래의 것으로 할 수 있다. 봉입물(86)은 슬릿밸브(미도시) 또는 동등물이 갖추어져 있기 때문에 워크피스를 용이하게 챔버(92) 내에 삽입과 제거를 할 수 있다. 밀봉되면 봉입물(86)은 챔버(92)를 주위환경으로부터 분리한다.The processing chamber 84 according to the present invention of FIG. 4 includes a hermetic enclosure 86 and two getter modules 88, 90 arranged in a chamber 92 defined by the enclosure 86. The system 84 includes an RGA 90 and a microprocessor controlled system 92. Of course, since this is the case with all controllers such as controller 92, controller functionality can be achieved with many of the same electrical or electronic systems. For example, the controller may include analog circuits, discrete digital logic, microprocessors, minicomputers, and the like. System 84 includes a pair of voltage sources 94 and 96. Although the enclosure 86 can be easily manufactured from welded stainless steel, it can be conventional. Since the enclosure 86 is equipped with a slit valve (not shown) or the equivalent, the workpiece can be easily inserted into and removed from the chamber 92. Once sealed, the enclosure 86 separates the chamber 92 from the environment.

게터모듈(88, 90)과 같은 두개 이상(즉, 다수)의 게터모듈이 챔버(92) 내에 갖춰지는 이유가 몇 가지 있다. 예를 들어 두개의 인시튜게터모듈(88, 90)은 간단히 병행하여 작동할 수 있어 인시튜게터시스템의 용량 및 펌핑율을 배가할 수 있다. 또한 게터모듈(88, 90)을 다른 게터재로 만들 수 있으며, 다른 작동온도에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 게터모듈(88)을 ST707 게터재로 만들고 300∼400℃에서 작동하면 수소를 제외한 대부분의 비영족가스를 선택적으로 펌프할 수 있다. 그러나 게터모듈(90)을 ST101 게터재로 만들고 상온에 두면 수소를 선택적으로 펌프한다. 따라서 두개의 게터모듈을 조합하여 광범위한 비영족가스를 펌프할 수 있다.There are several reasons why two or more (ie, multiple) getter modules, such as getter modules 88 and 90, are provided in chamber 92. For example, the two in-situ getter modules 88 and 90 can simply operate in parallel, doubling the capacity and pumping rate of the in-situ getter system. In addition, the getter modules 88 and 90 may be made of different getter materials, and may operate at different operating temperatures. For example, if the getter module 88 is made of ST707 getter material and operated at 300 to 400 ° C., most non-permanent gases except hydrogen may be selectively pumped. However, if the getter module 90 is made of ST101 getter material and placed at room temperature, hydrogen is selectively pumped. Thus, two getter modules can be combined to pump a wide range of non-protonal gases.

시스템(84)을 폐루프방식으로 조절, 즉 피드백 조절하에 작동하는 것이 바람직하다. 서모커플(또는 동등물: 98, 100)을 사용하여 게터모듈(88, 90)의 온도를 각각 모니터할 수 있고, 센서(102)를 RGA 회로(91)로 사용하여 챔버(92) 내의 가스 조성 및 농도를 검출한다. 컨트롤러(93)는 RGA회로(91) 및 서모커플(98, 100)로부터 인풋을 사용하여 신호를 만드는데, 이 신호는 게터모듈(88, 90)의 각 히터(104, 106)에 연결된 전압원(94, 96)을 조절한다.It is desirable to operate the system 84 in a closed loop manner, ie under feedback regulation. Thermocouples (or equivalents: 98, 100) can be used to monitor the temperature of the getter modules 88, 90, respectively, and the gas composition in the chamber 92 using the sensor 102 as the RGA circuit 91. And the concentration is detected. The controller 93 generates a signal using inputs from the RGA circuit 91 and the thermocouples 98 and 100, which signal source 94 is connected to each heater 104 and 106 of the getter modules 88 and 90. , 96).

도 5의 가공시스템(108)은 챔버(112) 및 세개의 게터모듈(114, 116, 118)을 한정하는 밀봉성 봉입물(110)을 포함한다. 각 게터모듈(114∼118)을 독자적으로 조절할 수 있으며, 크기를 달리 할 수 있다는 것을 주지해야 한다. 예를 들어 게터모듈(114)은 ST101 게터재를 포함하고 상온으로 유지되도록 가열하지 않을 수 있기 때문에 수소가스를 선택적으로 펌프할 수 있고, 게터(116)는 300∼450℃로 가열된 ST707 게터재를 포함하여 비영족가스를 펌프할 수 있으며, 게터모듈(118)은 다른 온도에서 작동되는 다른 게터재를 포함하여 게터모듈(114, 116)의 펌핑용량을 보충할 수 있다. 예를 들어, 게터모듈(114, 116, 118)의 히터(120, 122, 124)는 온도컨트롤러(128, 130, 132)에 의해 전압원(126)에 각각 연결된다. 컨트롤러(128∼132)는 서모커플(134, 136, 138)에 의해 감지된 소정의 특정 온도로 히터(120∼124)를 유지한다. 따라서 각 개별 게터모듈(114∼118)용 온도컨트롤러는 폐루프 또는 피드백시스템인 반면, 시스템(108)은 게터모듈(114∼118)이 항상 동일한 온도에서 작동할 수 있는 챔버(112) 내의 가스조성 및 농도에 관해서는 폐루프 또는 피드백시스템이 아니다. 그러나 공정을 잘 기록하기 위해 게터모듈 및 그 작동파라미터를 일정하게 할 수 있어 가장 일반적인 조건하에서 작동할 수 있다.The processing system 108 of FIG. 5 includes a sealable enclosure 110 defining a chamber 112 and three getter modules 114, 116, 118. It should be noted that each getter module 114 to 118 can be adjusted independently and can vary in size. For example, the getter module 114 may include a ST101 getter material and may not be heated to be maintained at room temperature, thereby selectively pumping hydrogen gas, and the getter 116 is heated to 300 to 450 ° C. It may include a non-permanent gas, and the getter module 118 may supplement the pumping capacity of the getter modules 114 and 116, including other getter material operated at different temperatures. For example, heaters 120, 122, 124 of getter modules 114, 116, 118 are connected to voltage source 126 by temperature controllers 128, 130, 132, respectively. The controllers 128-132 maintain the heaters 120-124 at a predetermined specific temperature sensed by the thermocouples 134, 136, 138. Thus, the temperature controller for each individual getter module 114-118 is a closed loop or feedback system, whereas the system 108 is a gas composition in the chamber 112 in which the getter modules 114-118 can always operate at the same temperature. And in terms of concentration, it is not a closed loop or feedback system. However, to get a good record of the process, the getter module and its operating parameters can be kept constant so that they can operate under the most common conditions.

도 6의 그래프는 본 발명에 따른 인시튜게터펌프를 작동하기 위한 방법의 바람직한 일예를 도시한 것이다. 그래프상의 챔버 내의 압력 P는 세로축에 나타나 있고, 시간 T는 가로축에 나타나 있다. 제1 선(140)은 챔버 내의 수증기의 시간별 분압을 나타낸 것이고, 제2 선(142)은 챔버 내의 수소의 시간별 분압을 나타낸 것이다. 수증기(140)와 수소(142)를 결합하면 가공챔버 내의 결합 압력(144)이 된다.6 shows a preferred example of a method for operating an in-situ getter pump according to the invention. The pressure P in the chamber on the graph is shown on the vertical axis and the time T is shown on the horizontal axis. The first line 140 represents the hourly partial pressure of water vapor in the chamber, and the second line 142 represents the hourly partial pressure of hydrogen in the chamber. Coupling water vapor 140 and hydrogen 142 results in a coupling pressure 144 in the processing chamber.

도 6을 참조하면, 활성화 이후 및 펌프다운시에 인시튜게터펌프로서 도 1의 게터모듈(32)과 같은 단일 게터모듈을 사용하는 공정이 설명될 것이다. 도 6의 그래프는 단지 예시를 하기 위한 것에 불과하며, 실제 분압 곡선은 다를 것이다. 이 경우에 게터모듈(32)은 300∼450℃의 범위내, 예를 들어 350℃로 가열하는 경우에 수증기(H2O)를 잘 흡수하는 ST707 게터재를 포함하는 것으로 추측될 것이다. 또한 ST707은 상온, 예를 들어 25℃ 또는 그 정도의 낮은 온도에서 수소를 잘 흡수한다. 이 경우에 RGA(36)는 시간 t=0에서 높은 수준의 수증기가 검출되고 컨트롤러(38)는 전압원(34)이 히터를 온하게 하여 게터모듈(32)을 약 350℃로 가열한다. 이것은 수증기가 챔버로부터 완전히 제거되는 시간 t=T1이 될 때까지 수증기 준위를 급격히 감소시킨다. 그러나 수소분압은 ST707이 고온에서 수소를 잘 흡수할 수 있기 때문에 실질적으로 그대로 유지된다. 일단 RGA(36)가 시간 t=T1에서 챔버(18) 내의 수증기 준위가 낮고 수소 준위(42)가 높다는 것을 검출하게 되면 시스템(38)은 전압원(34)을 오프하여 히터를 오프하고 게터모듈(32)이 냉각되게 하면서 수소를 흡수하게 한다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이, 두개의 다른 온도에서 작동하는 단일 게터모듈은 영족가스가 챔버를 통해 유동하는 것을 방해하지 않으면서 챔버(18)로부터 비영족가스를 급속하고도 효과적으로 제거할 수 있다.Referring to FIG. 6, a process using a single getter module such as getter module 32 of FIG. 1 as an in-situ getter pump after activation and at pump down will be described. The graph of FIG. 6 is for illustration only and the actual partial pressure curve will be different. In this case, the getter module 32 may be assumed to include an ST707 getter material which absorbs water vapor (H 2 O) well in the range of 300 to 450 ° C, for example, at 350 ° C. The ST707 also absorbs hydrogen well at room temperature, for example 25 ° C or lower. In this case, the RGA 36 detects a high level of water vapor at time t = 0 and the controller 38 heats the getter module 32 to about 350 ° C. by turning on the heater of the voltage source 34. This drastically reduces the water vapor level until the time t = T1 when water vapor is completely removed from the chamber. However, the partial pressure of hydrogen remains virtually the same because the ST707 can absorb hydrogen well at high temperatures. Once the RGA 36 detects that the water vapor level in the chamber 18 is low and the hydrogen level 42 is high at time t = T1, the system 38 turns off the voltage source 34 to turn off the heater and the getter module ( Allow 32 to cool while absorbing hydrogen. Thus, as shown in FIG. 6, a single getter module operating at two different temperatures can rapidly and effectively remove non-elastic gas from chamber 18 without disturbing the flow of noble gas through the chamber. .

도 7의 그래프는 도 4에 도시된 시스템(84)과 같은 다중 게터모듈을 갖는 시스템의 작동을 나타낸 것이다. 도 7의 그래프는 단지 예시하기 위한 것에 불과하고 실제 분압 곡선은 다를 것이다. 이 경우에 수증기에 의한 분압은 선(146)으로 나타나며, 수소분압에 의한 분압은 선(148)로 나타난다. 이 경우에 챔버(92) 내의 총 압력은 선(150)으로 나타난다. RGA(91)가 일단 수증기와 수소농도를 검출하게 되면 마이크로프로세서(93)는 전압원(94)을 온하고 전압원(96)은 오프한다. 이에 따라 게터모듈(88)은 약 350℃로 가열됨으로써 챔버(92)로부터 수증기를 급속히 펌프하고, 모듈(90)은 주위온도에서 작동될 수 있기 때문에 챔버(92)로부터 수소를 급속히 펌프할 것이다.The graph of FIG. 7 illustrates the operation of a system with multiple getter modules, such as system 84 shown in FIG. The graph of FIG. 7 is for illustration only and the actual partial pressure curve will be different. In this case, the partial pressure due to water vapor is represented by line 146, and the partial pressure due to hydrogen partial pressure is shown by line 148. In this case the total pressure in chamber 92 is represented by line 150. Once the RGA 91 detects water vapor and hydrogen concentration, the microprocessor 93 turns on the voltage source 94 and turns off the voltage source 96. The getter module 88 will thus rapidly pump water vapor from the chamber 92 by heating to about 350 ° C., and the module 90 will rapidly pump hydrogen from the chamber 92 because it can be operated at ambient temperature.

다중 모듈시스템은 표면이 보다 크기 때문에 보다 큰 펌프속도를 얻을 수 있으며, 여러 종류의 가스를 동시에 펌프할 수 있다는 사실이 주목된다. 그러나 다중 인시튜게터모듈은 단일 게터모듈시스템 보다 시스템을 비싸게 한다.It is noted that multi-module systems can achieve higher pump speeds due to the larger surface and can pump different kinds of gases simultaneously. However, multiple in-situ getter modules make the system more expensive than a single getter module system.

도 8의 본 발명에 따른 웨이퍼가공을 위한 공정(152)은 단계(154)에서 시작하고, 단계(156)에서 크라이오펌프와 함께 인시튜게터펌프를 활성화하여 챔버의 기준압력을 올린다. 이후 단계(158)에서 웨이퍼를 챔버 내에 삽입하고 챔버를 밀봉한다. 단계(160)에서 아르곤을 챔버로 유입시키고, 단계(162)에서 아르곤가스를 계속 유동시키며, 인시튜펌프시스템과 크라이오시스템을 유지하면서 플라즈마를 발생시킨다. 단계(164)에서 플라즈마는 정지되고 아르곤가스는 오프되어 인시튜펌프시스템과 크라이오펌프시스템은 챔버 내의 압력을 줄이게 된다. 이후 가공된 웨이퍼는 단계(166)에서 챔버로부터 제거되고 단계(168)에서 공정이 종료된다.The process 152 for wafer processing according to the present invention of FIG. 8 begins at step 154 and in step 156 activates an in-situ getter pump along with the cryopump to raise the reference pressure of the chamber. In step 158 the wafer is then inserted into the chamber and the chamber is sealed. Argon is introduced into the chamber in step 160, argon gas continues to flow in step 162, and plasma is generated while maintaining the in-situ pump system and the cryo system. In step 164 the plasma is stopped and the argon gas is turned off so that the in-situ pump system and the cryopump system reduce the pressure in the chamber. The processed wafer is then removed from the chamber at step 166 and the process ends at step 168.

도 9에, 도 8의 단계(162)에 상응하는 공정(162)이 도시되어 있다. 공정(162)은 (170)에서 시작되고, 단계(172)에서 챔버 내의 가스조성 및 농도를 모니터한다. 이후 단계(174)에서 모니터링단계 및 어떤 공정순서(heuristics)에 따라 인시튜게터펌프의 작동파라미터을 조정한다. 공정(162)은 (176)에서 종료된다.In FIG. 9, a process 162 corresponding to step 162 of FIG. 8 is shown. Process 162 begins at 170 and monitors gas composition and concentration in the chamber at step 172. Thereafter, in step 174, the operating parameters of the in-situ getter pump are adjusted according to the monitoring step and any process heuristics. Process 162 ends at 176.

도 9에 도시된 공정(162)은 폐루프 또는 피드백공정의 일예이다. 물론 개방계공정은 가변적이고 어느 응용에 바람직할 수 있다. 단계(174)에 언급된 인시튜게터펌프의 작동파라미터는 하나 이상의 게터모듈을 활성화하고 게터모듈 등의 온도를 변경하는 단계를 포함한다. 공정순서는 공정을 최적화하기 위한 시스템설계자의 경험칙이다. 예를 들어, 시스템설계자는 수증기의 분압이 어느 수준에 다다르거나 또는 소정 시간 이후에 게터재 ST707을 갖는 게터모듈의 온도를 350℃에서 주위온도로 떨어뜨릴 것을 결정할 수도 있을 것이다.The process 162 shown in FIG. 9 is an example of a closed loop or feedback process. Of course, open system processes are variable and may be desirable for any application. The operating parameters of the in-situ getter pump referred to in step 174 include activating one or more getter modules and changing the temperature of the getter module or the like. The process sequence is the system designer's rule of thumb for optimizing the process. For example, the system designer may decide to reach a certain level of partial pressure of water vapor or to drop the temperature of the getter module with getter material ST707 from 350 ° C to ambient temperature after a certain time.

도 10에 본 발명에 따른 다른 시스템(10')이 도시되어 있다. 이 시스템(10')의 구성요소는 도 1의 시스템(10)의 구성요소와 실질적으로 같고, 동일한 번호를 사용하였으며 시스템(10')에 대해 재차 기술하지 않는다.In Fig. 10 another system 10 'according to the invention is shown. The components of the system 10 'are substantially the same as the components of the system 10 of FIG. 1, used the same numbers, and do not describe the system 10' again.

도 10에 도시된 바와 같이, 보조 인시튜펌프(178)는 시스템(10')의 로버트챔버(또는 "트랜스퍼챔버": 42) 내에 배치된다. 트랜스퍼챔버(42)를 "펌프다운"시키기 위해 기계식펌프(180)를 먼저 사용하여 트랜스퍼펌프를 예를 들어 30∼50mTorr로 거칠게 펌프한다. 이후 인시튜게터펌프(178)를 크라이오펌프(182)와 동시에 작동하여 트랜스퍼챔버(42)를 펌프다운한다. 인시튜게터펌프(178)와 크라이오펌프 (182)를 "병행"하여 펌핑함으로써 트랜스퍼챔버(42)의 펌프다운시간을 줄일 수 있고, 시스템(10')이 주기적인 유지 또는 다른 이유에 의한 "테이크다운(take down)" 이후에 아주 빠르게 작동할 수 있게 한다.As shown in FIG. 10, an auxiliary in-situ pump 178 is disposed in the Robert chamber (or “transfer chamber”) 42 of the system 10 ′. The mechanical pump 180 is first used to "pump down" the transfer chamber 42 to roughly pump the transfer pump, for example, 30-50 mTorr. The in-situ getter pump 178 is then operated simultaneously with the cryopump 182 to pump down the transfer chamber 42. By pumping the in-situ getter pump 178 and the cryopump 182 in parallel, the pump down time of the transfer chamber 42 can be reduced, and the system 10 ' It allows you to operate very quickly after take down.

펌프다운작동 시에 트랜스퍼챔버(42)의 슬릿밸브(44, 46)를 폐쇄하여 챔버(42)를 밀봉하고, 밸브(184)를 개방하여 기계식펌프(180)을 트랜스퍼챔버(42)에 연결시킨다. 기계식펌프(180)에 의한 거친 펌핑 이후에 밸브(184)를 폐쇄하고 밸브(186)을 개방하여 크라이오펌프(182)를 트랜스퍼챔버(42)에 연결시킨다. 이후 게터펌프(178)와 크라이오펌프(182)를 동시에 작동시켜 챔버(42)를 보다 빠르게 펌프다운시킨다. 챔버(42) 내의 압력센서(188)에 의해 감지될 정도로 챔버가 그 기준압력에 다다르면 밸브(186)가 폐쇄되고 트랜스퍼챔버(42)는 일상적인 방식에 따라 작동될 수 있을 것이다.In the pump down operation, the slit valves 44 and 46 of the transfer chamber 42 are closed to seal the chamber 42, and the valve 184 is opened to connect the mechanical pump 180 to the transfer chamber 42. . After rough pumping by the mechanical pump 180, the valve 184 is closed and the valve 186 is opened to connect the cryopump 182 to the transfer chamber 42. The getter pump 178 and the cryopump 182 are then operated simultaneously to pump down the chamber 42 more quickly. If the chamber reaches its reference pressure to be sensed by the pressure sensor 188 in the chamber 42, the valve 186 will close and the transfer chamber 42 may be operated in a routine manner.

크라이오펌프(182)는 배플판(72)과 같은 배플판을 구비할 필요가 없는데, 이것은 아르곤이 트랜스퍼챔버(42) 내로 펌프되지 않으므로 크라이오펌프(182)의 컨덕턴스가 스로트될 필요가 없기 때문이다. 그러나 크라이오펌프(182)는 스크린(190)을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 스크린은 크라이오펌프 오리피스 내로 작은 물질이 떨어지기 때문에 그에 따른 손상으로부터 크라이오펌프(182) 내부를 보호하기 위한 것이다.The cryopump 182 does not need to have a baffle plate, such as the baffle plate 72, since the argon is not pumped into the transfer chamber 42 so that the conductance of the cryopump 182 does not have to be throated. Because. However, the cryopump 182 preferably includes a screen 190. The screen is intended to protect the interior of the cryopump 182 from damage as a result of the small material falling into the cryopump orifice.

게터펌프(178)는 전술한 게터펌프의 디자인과 비슷하다. 게터펌프(178)는 다수의 다공성 게터디스크(이탈리아 라이네이트의 SAES Getters사 제품)로 제조하는 것이 바람직하다. 게터디스크는 게터디스크 사이에 열을 분사하는데 사용되는 금속 로드(예를 들어, 스테인레스스틸)로 지지되는 것이 바람직하다.Getter pump 178 is similar in design to the getter pump described above. The getter pump 178 is preferably made of a plurality of porous getter disks (manufactured by SAES Getters, ITALY, Italy). The getter disk is preferably supported by a metal rod (eg, stainless steel) used to inject heat between the getter disks.

트랜스퍼챔버 인시튜게터펌프(전술한 가공챔버 인시튜게터펌프와 대조됨)에서, 서모실드는 필요없을 것이다. 이것은 트랜스퍼챔버(42) 내에 펌핑사이클 시에 게터재가 과열될 수 있는 가열된 표면이 없기 때문이다. 그러나 예를 들어 광택 스테인레스스틸로 제조된 열방사기(192)는 게터디스크의 재생사이클 시에 히터(194)로부터 나오는 열에너지가 게터디스크 상으로 반사되도록 게터디스트 근처에 위치하는 것이 바람직하다. 그러나 게터펌프(178)의 컨덕턴스는 가능한 한 높게 유지되도록, 즉 챔버(42)에 대한 컨덕턴스 중 적어도 75%가 되도록 열반사기(192)를 구성하는 것이 바람직하다.In the transfer chamber in-situ getter pump (as opposed to the processing chamber in-situ getter pump described above), the thermoshield will not be needed. This is because there is no heated surface in the transfer chamber 42 where the getter material may overheat during the pumping cycle. However, for example, the heat radiator 192 made of polished stainless steel is preferably located near the getter disc such that the heat energy from the heater 194 is reflected onto the getter disc during the regeneration cycle of the getter disc. However, it is desirable to configure the heat reflector 192 such that the conductance of the getter pump 178 is kept as high as possible, that is, at least 75% of the conductance to the chamber 42.

히터(194)는 게터요소에 가까이 위치하는 방사 석영수은램프가 바람직하다. 따라서 히터(194)는 직접 방사, 열방사기(192)로부터 반사된 방사, 및 금속 지지로드를 통한 열전도에 의해 게터요소를 가열한다. 한편 히터(194)는 게터디스크 부근에 있거나 또는 게터디스크를 지지하는 로드 내에 위치하는 저항히터일 수 있다.The heater 194 is preferably a radiant quartz mercury lamp positioned close to the getter element. The heater 194 thus heats the getter element by direct radiation, radiation reflected from the thermal radiator 192, and thermal conduction through the metal support rod. On the other hand, the heater 194 may be a resistance heater located near the getter disk or in a rod supporting the getter disk.

게터펌프(178)의 온도는 폐피드백루프로 조절되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 마이크로프로세서 기재의 컨트롤러(196)는 히터(194)에 전력을 공급하는 가변 전압원(198)을 조절한다. 온도센서(200)는 컨트롤러(196)에 온도 데이타를 제공한다. 컨트롤러(196)는 시스템컨트롤러에 정보를 제공하고 시스템컨트롤러로부터 명령, 즉 시스템 소프트웨어에 의해 발생된 명령을 받기 위해 시스템컨트롤러 (28)와 통신한다.The temperature of the getter pump 178 is preferably controlled by the closed feedback loop. More preferably, the microprocessor based controller 196 regulates a variable voltage source 198 that powers the heater 194. The temperature sensor 200 provides temperature data to the controller 196. The controller 196 communicates with the system controller 28 to provide information to the system controller and to receive instructions from the system controller, that is, commands generated by the system software.

간소화한 제어시스템은 트랜스퍼챔버 인시튜펌프(192)에 관하여 도시한 것이다. 그러나 가공챔버 인시튜펌프(32)에 관련된 좀더 복잡한 시스템 또한 트랜스퍼챔버 인시튜펌프에 적용할 수 있다. 따라서 트랜스퍼챔버 인시튜펌프는 여러 온도에서 작동할 수 있기 때문에 이와 같은 여러 온도에서 다른 가스를 선택적으로 펌프할 수 있고, 가스분석기를 포함하는 피드백루프로 조절될 수 있다.The simplified control system is shown with respect to transfer chamber in-situ pump 192. However, more complex systems related to the processing chamber in-situ pump 32 can also be applied to the transfer chamber in-situ pump. Thus, the transfer chamber in-situ pump can operate at different temperatures, allowing it to selectively pump other gases at these different temperatures, which can be controlled by a feedback loop including a gas analyzer.

트랜스퍼챔버 인시튜게터펌프(178)는 다중 게터펌프를 포함할 수 있으며, 가공챔버 인시튜게터펌프와 관련되어 언급된 바와 같이 동일 또는 다른 형태의 게터재를 포함할 수 있다. 따라서 이러한 다중펌프의 배치에 대한 논의가 트랜스퍼인시튜펌프와 관련하여 본 명세서에서 논의된다.The transfer chamber in-situ getter pump 178 may comprise multiple getter pumps and may include the same or different types of getter material as mentioned in connection with the processing chamber in-situ getter pump. Thus a discussion of the placement of such multiple pumps is discussed herein in connection with transfer-in-situ pumps.

본 발명은 몇 가기 바람직한 실시예로 기술되었는데, 본 발명의 범위 내에서 다른 변형 또는 변경이 가능하다. 또한 본 발명의 공정 및 장치를 다른 방식으로 시행할 수도 있다. 예를 들어, ST707 및 ST101 게터재가 본 발명의 바람직한 실시예에서 기술되었지만, 다른 게터재 및 화합물 또한 본 발명에 적합하다는 것은 당업자에 자명할 것이다. 또 크라이오펌프는 본 발명에 관련하여 먼저 기술되었지만, 분자펌프, 이온펌프, 터보펌프 등을 또한 이용할 수 있는 것으로 이해될 것이다.While the invention has been described in some preferred embodiments, other variations or modifications are possible within the scope of the invention. It is also possible to implement the processes and apparatus of the present invention in other ways. For example, while ST707 and ST101 getter materials have been described in the preferred embodiments of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that other getter materials and compounds are also suitable for the present invention. In addition, although cryopumps were first described in connection with the present invention, it will be understood that molecular pumps, ion pumps, turbopumps and the like may also be used.

따라서 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 변형 또는 변경이 가능한 것으로 해석된다.Accordingly, the appended claims are to be interpreted as being capable of other changes or modifications without departing from the true spirit and scope of the invention.

Claims (31)

트랜스퍼챔버;Transfer chamber; 상기 트랜스퍼챔버에 연결되는 것으로, 분자펌프, 이온펌프, 크라이오펌프 및 터보펌프로 이루어진 군으로부터 선택된 저압펌프;A low pressure pump connected to the transfer chamber and selected from the group consisting of a molecular pump, an ion pump, a cryopump and a turbo pump; 상기 트랜스퍼챔버 내에 배치되며, 게터모듈과, 상기 게터모듈을 가열할 수 있도록 상기 게터모듈 부근에 배치된 히터와를 포함하는 인시튜게터펌프;An in-situ getter pump disposed in the transfer chamber and including a getter module and a heater disposed near the getter module to heat the getter module; 상기 게터펌프 부근에 배치된 온도센서; 및A temperature sensor disposed near the getter pump; And 상기 온도센서에 연결되며 상기 히터의 온도를 선택적으로 조절하도록 작동되는 컨트롤러,를 포함하는 웨이퍼가공시스템.And a controller coupled to the temperature sensor and operative to selectively adjust the temperature of the heater. 제1항에 있어서, 상기 트랜스퍼챔버에 연결된 기계식펌프를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The wafer processing system of claim 1, further comprising a mechanical pump connected to the transfer chamber. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러에 의해 조절되는 것처럼 상기 게터모듈의 제1 온도는 수소 이외에 적어도 하나 이상의 비영족가스를 펌프하도록 선택되며, 상기 게터모듈의 제2 온도는 수소를 펌프하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The method of claim 1, wherein the first temperature of the getter module is selected to pump at least one non-permanent gas in addition to hydrogen, and the second temperature of the getter module is selected to pump hydrogen as controlled by the controller. Wafer processing system characterized in that. 제3항에 있어서, 상기 히터는 상기 모듈을 재생하도록 제3 온도로 상기 게터모듈을 또한 가열할 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.4. The wafer processing system as recited in claim 3, wherein said heater is further capable of heating said getter module to a third temperature to regenerate said module. 제3항에 있어서, 상기 게터재는 Zr-Al이고, 상기 제1 온도는 300∼400℃, 상기 제2 온도는 25∼100℃인 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The wafer processing system according to claim 3, wherein the getter material is Zr-Al, the first temperature is 300 to 400 ° C, and the second temperature is 25 to 100 ° C. 제1항에 있어서, 상기 게터펌프는 다수의 게터모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The wafer processing system of claim 1, wherein the getter pump comprises a plurality of getter modules. 제6항에 있어서, 상기 다수의 게터모듈은 본질적으로 동일한 형태의 게터재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The wafer processing system of claim 6, wherein the plurality of getter modules include getter materials of essentially the same type. 제6항에 있어서, 상기 게터모듈 중 적어도 두개 이상이 적어도 두개 이상의 다른 게터재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.7. The wafer processing system of claim 6, wherein at least two of the getter modules comprise at least two different getter materials. 제6항에 있어서, 상기 게터펌프는 각각의 게터모듈의 온도를 조절하기 위하여 상기 게터모듈과 결합되어 있는 다수의 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The wafer processing system of claim 6, wherein the getter pump includes a plurality of heaters coupled to the getter module to adjust a temperature of each getter module. 트랜스퍼챔버;Transfer chamber; 상기 트랜스퍼챔버 내에 배치되고, 상기 펌프시스템이 하나 이상의 온도에서 작동하도록 히터가 구비되어 다른 온도에서 다른 비영족가스를 선택적으로 펌프하는 인시튜게터펌프시스템; 및An in-situ getter pump system disposed in the transfer chamber and provided with a heater to operate the pump system at one or more temperatures to selectively pump other non-protonal gases at different temperatures; And 웨이퍼를 상기 트랜스퍼챔버 안과 밖으로 이송하기 위한 로버트이송아암,을 포함하는 웨이퍼가공시스템.And a Robert Transfer Arm for transferring a wafer into and out of the transfer chamber. 제10항에 있어서, 상기 챔버에 연결된 가스분석기; 및11. The apparatus of claim 10, further comprising: a gas analyzer connected to the chamber; And 상기 가스분석기에 연결된 인풋 및 상기 히터에 연결된 아웃풋을 갖는 컨트롤러,를 또한 포함함으로써 상기 온도는 상기 챔버 내의 가스혼합물 분석에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.And a controller having an input coupled to the gas analyzer and an output coupled to the heater, such that the temperature is adjusted in accordance with the gas mixture analysis in the chamber. 제11항에 있어서, 제1 온도는 수소 이외에 적어도 하나 이상의 비영족가스를 펌프하도록 선택되고, 제2 온도는 수소를 펌프하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The wafer processing system of claim 11, wherein the first temperature is selected to pump at least one non-permanent gas in addition to hydrogen, and the second temperature is selected to pump hydrogen. 제12항에 있어서, 상기 게터재는 Zr-Al이고, 상기 제1 온도는 300∼400℃, 상기 제2 온도는 25∼100℃인 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The wafer processing system according to claim 12, wherein the getter material is Zr-Al, the first temperature is 300 to 400 ° C, and the second temperature is 25 to 100 ° C. 제10항에 있어서, 상기 게터펌프시스템은 다수의 게터모듈을 구비하고, 그 각각은 히터와 결합되어 상기 다수의 게터모듈의 온도가 조절되도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.The wafer processing system of claim 10, wherein the getter pump system includes a plurality of getter modules, each of which may be coupled to a heater to adjust the temperature of the plurality of getter modules. 제10항에 있어서, 상기 챔버에 연결된 가스분석기; 및11. The apparatus of claim 10, further comprising: a gas analyzer connected to the chamber; And 상기 가스분석기에 연결된 인풋 및 상기 다수의 히터에 연결된 아웃풋을 갖는 컨트롤러,를 또한 포함함으로써 상기 게터모듈의 온도는 상기 챔버 내의 가스혼합물 분석에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼가공시스템.And a controller having an input coupled to the gas analyzer and an output coupled to the plurality of heaters, such that the temperature of the getter module is adjusted in accordance with the gas mixture analysis in the chamber. 밀봉성 봉입물; 및Sealable enclosures; And 상기 봉입물이 봉입될 때 다른 비영족가스가 다른 온도에서 펌프되도록 하나 이상의 온도에서 작동될 수 있으며, 상기 봉입물 내에 배치된 게터재를 갖는 인시튜게터펌프시스템,을 포함하는 가공시스템.And an in-situ getter pump system having a getter material disposed in the inclusion, wherein the non-permanent gas can be pumped at a different temperature when the inclusion is enclosed. 제16항에 있어서, 상기 인시튜게터펌프는 히터를 포함하며, 제1 온도는 수소 이외에 적어도 하나 이상의 비영족가스를 펌프하도록 선택되고, 제2 온도는 수소를 펌프하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 가공시스템.17. The processing of claim 16 wherein the in-situ getter pump comprises a heater, wherein the first temperature is selected to pump at least one non-permanent gas in addition to hydrogen, and the second temperature is selected to pump hydrogen. system. 제17항에 있어서, 상기 챔버에 연결된 가스분석기; 및18. The apparatus of claim 17, further comprising: a gas analyzer connected to the chamber; And 상기 가스분석기에 연결된 인풋 및 상기 히터에 연결된 아웃풋을 갖는 컨트롤러,를 또한 포함함으로써 상기 온도는 상기 챔버 내의 가스혼합물 분석에 따라 상기 히터에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 가공시스템.And a controller having an input coupled to the gas analyzer and an output coupled to the heater, such that the temperature is controlled by the heater in accordance with the gas mixture analysis in the chamber. 제18항에 있어서, 상기 펌프시스템은 다수의 게터모듈을 포함하고 적어도 두개 이상의 상기 게터모듈은 상기 히터에 의해 다른 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 가공시스템.19. The processing system of claim 18, wherein said pump system comprises a plurality of getter modules and at least two of said getter modules are maintained at different temperatures by said heaters. 인접 게터요소들이 접촉하지 않도록 간격을 두고 떨어져 있으며, 각 게터요소는 중앙에 개구부가 구비되어 있는 게터요소;Spaced apart so that adjacent getter elements do not contact, each getter element comprising: a getter element having an opening at its center; 상기 게터요소를 지지하도록 상기 게터요소의 개구부를 통해 배열되어 있는 금속지지로드; 및A metal support rod arranged through the opening of the getter element to support the getter element; And 상기 게터요소를 방사 가열하고 상기 지지로드를 통해 열전도됨으로써 상기 게터요소를 전도 가열하기 위해 상기 게터요소 및 금속지지로드 부근에 배열된 방사 수정램프히터,를 포함하는 인시튜게터펌프모듈.And a radiation correction lamp heater arranged near the getter element and the metal support rod to conductionally heat the getter element by radially heating the getter element and thermally conducting through the support rod. 제20항에 있어서, 각 게터요소는 상기 중심에 위치한 개구부를 형성하는 축보어를 갖는 실질적으로 디스크형인 것을 특징으로 하는 인시튜게터펌프모듈.21. The in-situ getter pump module according to claim 20, wherein each getter element is substantially disk-shaped with a shaft bore defining an opening located in the center. 제20항에 있어서, 각 게터요소는 한쌍의 대향면을 갖는 것을 특징으로 하는 인시튜게터펌프모듈.21. The in-situ getter pump module according to claim 20, wherein each getter element has a pair of opposing surfaces. 제20항에 있어서, 상기 수정램프로부터 상기 게터요소 쪽으로 방사에너지가 반사되도록 열반사면을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 인시튜게터펌프모듈.21. The in-situ getter pump module according to claim 20, further comprising a heat reflecting surface to reflect radiant energy from the quartz lamp toward the getter element. 트랜스퍼챔버를 봉입하는 단계;Encapsulating the transfer chamber; 영족가스를 펌프하는 외부 저압펌프와, 비영족가스를 펌프하는 것으로 상기 챔버 내에 배치되어 있으며 펌핑속도가 이론 최대 펌핑속도의 적어도 75%인 활성요소를 갖는 인시튜게터펌프와로 상기 트랜스퍼챔버를 펌핑하는 단계;The transfer chamber is pumped with an external low pressure pump for pumping noble gas and an in-situ getter pump having an active element disposed in the chamber for pumping non-permanent gas and having a pumping speed of at least 75% of the theoretical maximum pumping speed. Doing; 반도체웨이퍼를 상기 트랜스퍼챔버를 통해 적어도 하나 이상의 가공챔버로 옮기는 단계; 및Transferring the semiconductor wafer to at least one processing chamber through the transfer chamber; And 집적회로소자를 제조하는 단계에서의 본질적인 단계로서, 상기 적어도 하나 이상의 가공챔버 내에서 상기 웨이퍼를 가공하는 단계,를 포함하는 웨이퍼가공방법.Processing the wafer in the at least one processing chamber as an essential step in the fabrication of an integrated circuit device. 봉입물을 봉입하는 단계; 및Encapsulating the enclosure; And 상기 봉입물 내에 배열되어 있으며, 상기 봉입물이 봉입될 때 다른 비영족가스가 다른 온도에서 펌프되도록 하나 이상의 온도에서 작동할 수 있는 인시튜게터펌프시스템으로 상기 봉입물을 펌핑하는 단계,를 포함하는 챔버를 펌핑하는 방법.Pumping the enclosure into an in-situ getter pump system arranged in the enclosure and operable at one or more temperatures such that when the inclusion is encapsulated another non-permanent gas is pumped at a different temperature; How to pump the chamber. 제25항에 있어서, 적어도 하나 이상의 가스를 선택적으로 펌프하도록 상기 게터펌프시스템의 온도를 조절하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버를 펌핑하는 방법.27. The method of claim 25, further comprising adjusting the temperature of the getter pump system to selectively pump at least one gas. 제26항에 있어서, 상기 조절단계는 폐루프공정인 것을 특징으로 하는 챔버를 펌핑하는 방법.27. The method of claim 26, wherein said adjusting step is a closed loop process. 제26항에 있어서, 상기 조절단계는 개방루프공정인 것을 특징으로 하는 챔버를 펌핑하는 방법.27. The method of claim 26, wherein said adjusting step is an open loop process. 제26항에 있어서, 상기 챔버 내의 가스조성을 모니터하는 단계, 및 상기 조성의 분석에 따라 상기 게터펌프시스템의 온도를 조절하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버를 펌핑하는 방법.27. The method of claim 26, further comprising monitoring a gas composition in the chamber, and adjusting the temperature of the getter pump system in accordance with the analysis of the composition. 제29항에 있어서, 상기 게터펌프시스템은 적어도 두개 이상의 게터모듈을 포함하고, 상기 온도조절단계는 상기 두개의 모듈 사이의 상대온도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 챔버를 펌핑하는 방법.30. The method of claim 29, wherein the getter pump system comprises at least two getter modules, and wherein the temperature control step is capable of adjusting the relative temperature between the two modules. 가공챔버;Processing chamber; 상기 가공챔버 내에 배열된 가공챔버인시튜게터펌프;A situgetter pump which is a processing chamber arranged in the processing chamber; 트랜스퍼챔버;Transfer chamber; 웨이퍼를 상기 가공챔버 안과 바깥으로 이송하기 위해 상기 트랜스퍼챔버 내에 배열된 로버트아암;Robert arms arranged in the transfer chamber to transfer wafers into and out of the processing chamber; 상기 트랜스퍼챔버 내에 배열된 트랜스퍼챔버인시튜게터펌프; 및A transfer chamber pump which is a transfer chamber arranged in the transfer chamber; And 상기 가공챔버 내에 배열된 웨이퍼를 가공하기 위한 가공시스템,을 포함하는 웨이퍼가공시스템.And a processing system for processing wafers arranged in the processing chamber.
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