KR20010041596A

KR20010041596A - 처리 시스템용 전달 라인을 위한 균일 가열 트레이스 및이차 봉쇄 방법

Info

Publication number: KR20010041596A
Application number: KR1020007009790A
Authority: KR
Inventors: 존 브이. 슈미트
Original assignee: 조셉 제이. 스위니; 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2001-05-25
Also published as: US6202656B1; EP1058945A1; US6498898B2; US20010006071A1; WO1999045578A1; JP2002505939A; TW380191B

Abstract

처리 유체를 진공 처리 시스템에 전달하는 유체 전달 시스템은 처리 유체 라인을 감싸는 이차 봉쇄 라인을 포함한다. 정화 가스는 이차 봉쇄 라인을 통하여 처리 유체 라인 주위에 흘러 누설된 처리 유체를 멀리 보낸다. 선택적으로, 가열된 유체는 처리 유체 라인 및 처리 유체를 환류에 의하여 가열하기 위하여 처리 유체 라인 주위에 열 트레이스를 형성하는 이차 봉쇄 라인을 통하여 흐르며, 이에 의하여 이차 봉쇄 라인의 길이 전체를 통하여 정밀한 온도 균일성을 제공한다. 가열된 유체는 대기 환경에 열을 손실하여 처리 유체가 흐르는 온도 변화도를 생성한다. 이차 봉쇄 라인은 그 길이를 따라 온도 변화도를 변경하도록 가열된 유체에 열을 추가하는 가열 엘리먼트를 가질 수 있다. 두 개의 반원형 실린더 섹션은 서로 결합되어 처리 유체 라인의 직선 섹션을 커버하기 위한 이차 봉쇄 라인의 완전 원형 섹션을 형성하도록 한다. 이차 봉쇄 라인은 또한 처리 유체 라인의 각진 섹션, 상호교차부, 밸브 섹션 및 그 외의 불연속 섹션을 커버하는 섹션을 포함한다.

Description

처리 시스템용 전달 라인을 위한 균일 가열 트레이스 및 이차 봉쇄 방법 {UNIFORM HEAT TRACE AND SECONDARY CONTAINMENT FOR DELIVERY LINES FOR PROCESSING SYSTEM}

100mm, 200mm, 300mm 또는 그 외의 직경의 웨이퍼를 처리하는 진공 처리 시스템은 공지되어 있다. 일반적으로, 상기와 같은 진공 처리 시스템은 단일체 플랫폼상에 장착된 중심 전환 챔버를 가진다. 전환 챔버는 시스템에서 처리되는 기판의 이동을 위한 활성에 대한 센터이다. 하나 이상의 처리 챔버 및 로드록 챔버는 전환 챔버상에 배치되며 전환 챔버 로봇은 각각의 처리 챔버와 로드록 챔버사이에서 기판을 전환시키도록 각각의 처리 챔버와 로드록 챔버에 액세스하는 전환 챔버의 중간에 장착된다. 여러 가지 처리 챔버가 기판상의 여러 공정을 수행한다. 예를 들어, 물리 기상 증착(PVD) 챔버 또는 화학 기상 증착(CVD) 챔버는 도체 또는 절연체와 같은 물질층을 기판 표면에 증착하거나; 또는 에칭 챔버는 기판 표면의 일부로부터 물질층을 제거할 수 있거나; 또는 이온 주입 챔버는 기판에 이온 도판트를 주입할 수 있으며; 또는 사전세척 챔버는 산소로 오염된 기판의 층을 제거할 수 있으며; 또는 열처리 챔버는 선행 공정 다음에 기판을 경화하거나 어닐링하기 위하여 기판을 가열할 수 있다. 사실, 반도체 처리 시스템 제조자가 20개 이상의 다른 형태의 처리 챔버를 제공하지 못한다. 세척 대기 분위기로부터 전환 챔버로의 접근은 일반적으로 로드록 챔버를 통해서 이루어진다. 로드록 챔버는 화이트 영역이라고 하는 크린룸 또는 미니환경이라고 하는 기판 핸들링 챔버에 대하여 개방되어, 포드(pod) 로더상에 안착된 포드로부터의 대기 압력에서 크린 환경에 있는 기판을 로드록 챔버로 이송시킨다.

각각의 형태의 처리 챔버는 집적회로 또는 평판 디스플레이 제조시 하나의 특정 단계 또는 일련의 단계들을 수행한다. 예를 들어, 일부 형태의 처리 챔버는 특히 특정 물질을 웨이퍼 표면상에 증착한다. 다른 형태의 처리 챔버는 특히 특정 이온을 웨이퍼에 주입한다. 이들 많은 공정은 소정 가스 또는 액체가 공정을 수행하도록 처리 챔버로 전달될 것을 요구한다. 이들 가스 및 액체는 일반적으로 처리 유체라고 하며 유체 전달 라인을 통하여 제조 장치의 유체 소스로부터 공정 챔버로 전달된다. 예를 들어, 구리의 화학 기상 증착 공정은 공정의 선구체로서 제공되는 금속 유기 화합물(CupraSelect:쿠프라실렉트)을 필요로 할 수 있다. 다른 공정은 알루미늄의 화학 기상 증착을 수행하기 위하여 디메틸아루미늄하이드라이드(DMAH)를 이용할 수 있다. 또다른 공정은 웨이퍼상에 티타늄 질화물 필름을 증착하기 위해 테트라키스디메틸아루미늄하이드라이드(TDMAH)를 이용할 수 있다. 또한 다른 공정은 바륨 스트론튬 티타네이트(BST) 필름을 증착하기 위하여 바륨 및 스트론튬 선구체를 이용할 수 있다. 처리 유체는 기화, 버블링 또는 기타 적당한 처리에 의하여 가스 상태로 변환되어 처리 유체의 증기를 챔버로 이송시킨다.

많은 이러한 처리 유체는 특정 온도 범위 내에 유지되어야하며 경로상의 침전물을 방지하기 유체 라인을 통하여 흐른다. 또한, 이들 많은 처리 유체는 유독성, 자연발화성, 마멸성 또는 그 외의 해로운 성질을 가지고 있어, 특수 보호장치가 대기 환경에 처리 유체가 노출되지 않도록 이용되어야 한다.

특정 온도 범위내에 유지되면서 유체 라인을 통하여 흐르는 이들 처리 유체는 유체 라인을 통하여 적절히 흐르거나 또는 처리를 위한 적정 농도 또는 조건에서 처리 챔버에 유입하기 위하여 가스 상태로 되어야 할 필요가 있을 수 있다. 처리 유체의 농축은 공정의 제어성 또는 재현성을 상실하게 할 수 있어, 웨이퍼로의 처리 유체의 정확한 전달 또는 단일 웨이퍼상에서 증착되는 물질양의 제어가 원활하지 못할 수 있다. 따라서, 이들 처리 유체는 기화 온도이상으로 유지되어, 가스 상태를 유지하도록 하여야 한다. 또한, 많은 이들 처리 유체는 소정 온도 이상에서 분해되거나 또는 그들의 구성 엘리먼트 또는 그 외의 분사로 화학적으로 분리될 수 있는 분자 화합물이다. 따라서, 이들 처리 유체는 분해 온도이하로 유지되어야 한다.

이들 처리 유체중 일부는 기화 온도와 분해 온도사이가 상당히 넓은 범위를 가질 수 있어, 요구되는 온도 범위 내로 유체 라인 및 처리 유체를 유지하는 것이 상당히 용이할 수 있다. 그러나, 다른 처리 유체는 기화 온도와 분해 온도사이가 상당히 좁은 범위를 가질 수 있어, 요구되는 온도 범위 내로 유체 라인 및 처리 유체를 유지하는 것은 전체 유체 전달 라인의 온도가 변화되지 않도록 하기 위하여 상당히 정밀하게 제어되는 전달 공정을 요구할 수 있다. 예를 들어, 쿠프라실렉트는 약 75℃의 기화 온도 및 85℃의 분해 온도를 가진다. 따라서, 쿠프라실렉트는 쿠프라실렉트를 사용하는 공정의 적절한 동작을 유지하는데 필요한 매우 좁은 온도 범위를 가진다. 대조적으로, DMAH는 약 40℃의 기화 온도 및 약 180-200℃의 분해 온도를 가지며, TDMAH는 약 50℃의 기화 온도 및 약 300℃ 이상의 분해 온도를 가진다. 따라서, 이들 화합물은 쿠프라실렉트보다 유지하기 쉬운 상당히 넓은 온도 범위를 가진다.

도 1 처리 유체 소스(10), 처리 챔버(12) 및 그들 사이의 전달 시스템으로 구성된 개략적인 도면을 도시한다. 유체 전달 시스템은 유체 라인(16)을 통하여 처리 유체를 처리 챔버(12)로 전달하기 전에 소스(10) 다음의 열 박스(14)에서 처리 유체를 가열한다. 하나 이상의 유체 라인(도시안됨)은 처리 유체 소스(10)에 부착되고 처리 유체의 흐름을 조절하는 밸브 시스템(도시안됨)에 연결된다. 이들 유체 라인 및 밸브는 일반적으로 열 박스(14)내에 수용된다. 열 박스(14)는 조절 밸브 및 유체 소스(10)에 매우 인접한 유체 라인을 가열하는 폐쇄된 가열 환경이다. 따라서, 처리 유체는 적당한 온도 범위에서 처리 챔버(12)에 전달하기 위한 유체 라인(16)을 유입한다. 열 박스(14)는 처리 챔버(12)에 처리 유체를 전달하는 유체 라인(16)을 가열시키지 않는다.

처리 유체 소스와 처리 챔버사이에는 몇 피트의 유체 전달 라인이 존재하기 때문에, 유체 전달 라인 역시 가열될 수 있다. 만약 그렇지 않으면, 처리 유체는 처리 챔버에 도달하기 전에 유체 라인에서 농축되어 처리 기능을 방해할 수 있다. 도 1b는 열 박스(14)와 처리 챔버(12)사이의 유체 라인(16)을 가열하는 수단을 도시하는 유체 전달 라인의 일부를 도시한다. 유체 라인(16)은 각진 부분(18) 및 섹션(20)을 가지는데, 상기 섹션(20)은 나머지 유체 라인(16)의 직경과 동일하지 않다. 섹션(20)은 유체 라인(16)의 두 부분을 고정 또는 접합하는 결합부이거나 또는 유체 라인(16) 또는 하나 이상의 유체 라인(16)의 교차부를 통한 흐름을 제어하는 밸브 섹션이거나 또는 유체 라인(16)의 외부면에 간섭을 제공하는 유체 라인(16)에 배치되는 다른 라인 섹션일 수 있다.

가열 테이프(22)의 길이는 열 박스(14)와 처리 챔버(12)사이의 유체 라인(16)의 각각의 섹션의 외부면에 접착된다. 가열 테이프(22)는 전류에 의하여 가열되는 반가요성 저항 테이프이다. 가열 테이프(22)는 유체 라인(16) 및 처리 유체를 적절한 온도 범위로 유지하기 위하여 유체 라인(16)의 각각의 섹션을 가열시킨다. 도 1b는 유체 라인(16)의 길이방향으로 부착된 가열 테이프(22)를 도시한다. 그러나, 가열 테이프(22)는 다른 방법과 마찬가지로 유체 라인(16)주위에 감싸일 수 있다.

가열 테이프(22)가 가진 문제는 가열 테이프(22)와 유체 라인(16)의 일부사이에 갭(24)이 빈번하게 발생하여 그사이가 접촉되지 않는 다는 것이다. 냉점(cool spot)은 이들 갭(24) 위치에서 유체 라인(16)내에 발생될 수 있으며, 열점(hot spot)은 가열 테이프(22)가 집중될 수 있는 곳에 발생될 수 있다. 온도 변화는 ±20℃이며, 제대로 조립된 시스템에서도 ±10℃이며, 이는 전술한 바와 같이 쿠프라실렉트와 같은 처리 가스에 상당한 변화를 야기한다. 냉점이 처리 유체의 기화 온도 이하이면, 처리 유체는 유체 라인(16)의 내부의 상기 냉점에서 농축될 것이다. 따라서, 처리 유체의 흐름은 방해되고 시스템은 공정 성능의 제어 및 재현성에 손실을 입는다. 시스템 조작자가 가열 테이프(22)의 온도를 증가시킴으로써 냉점을 보상하고자 할 경우, 시스템은 처리 유체의 분해 온도를 초과할 위험이 있으며 처리 유체는 구성 엘리먼트 또는 그 외의 분자로 분해되며, 이는 처리 챔버(12)에 필요한 공정을 수행하지 못하도록 한다.

가열 테이프(22)의 다른 문제는 화학 기상 증착에서의 많은 열-트레이스 이용은 유체 라인(16) 전체의 농축을 방지하도록 온도 변화에 의존한다는 것이다. 통상적인 가열 테이프(22)에 의해, 온도 변화는 유체 라인(16)을 통하여 불연속적 스텝으로만 생성될 수 있다. 불연속 스텝은 각각의 스텝에 대한 별도의 제어를 요구한다. 추가의 제어가 필요 없는 연속 온도 변화가 바람직하다.

유독성, 자연발화성, 마멸성 또는 그 외의 해로운 성질을 가지고 있는 처리 유체를 전달하는 이들 유체 라인은 누설 유체를 포획하는 이차 봉쇄 수단을 가진다. 포획된 유체는 안전하게 수용되어야 하고 펌프 앨리(alley) 또는 그레이 영역이라고 하는 조립 장치 영역에서 위험물의 추출 또는 처리를 위한 장치에 전달되어야 한다. 통상적인 이차 봉쇄 방법은 유체 라인의 직선 부분의 부피만을 수용하며 직선 부분사이의 조립, 연결 또는 그 외의 불연속 부분을 커버하지 못한다. 그러나, 누설은 직선 부분이외의 유체 라인에서 조립, 연결, 밸브 또는 그 외의 불연속 부분에서 발생할 것이다. 따라서, 통상적인 이차 봉쇄 방법은 전체 유체 라인에서 누설가능성이 있는 위치에서 위험한 유체를 봉쇄하고 제거하기에 적합하지 않다.

본 발명은 집적회로 및 평판 디스플레이의 제조에 이용되는 처리 시스템에서 유체 전달을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 진공 처리 시스템의 유체 전달 라인을 가열하여 흐르는 유체를 가열하고 유체 전달 라인으로부터 누설되는 유체를 봉쇄하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1a는 처리 유체, 처리 챔버 및 이들 사이의 유체 전달 시스템에 대한 종래 도면이다.

도 1b는 유체 전달 라인에 대한 종래 도면이다.

도 2a는 진공 처리 시스템에 대한 사시도이다.

도 2b는 진공 처리 시스템에 대한 평면도이다.

도 3은 이차 봉쇄 라인을 가진 유체 전달 시스템의 측면도이다.

도 4는 일차 봉쇄 라인 및 이차 봉쇄 라인의 단면도이다.

도 5는 이차 봉쇄 라인을 가진 유체 전달 시스템의 다른 실시예의 측면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 실시예의 단면도이다.

도 7a 및 7b는 이차 봉쇄 라인의 직선 섹션의 어셈블리를 도시하는 도면이다.

도 8a 및 8b는 이차 봉쇄 라인의 두 개의 섹션의 단부 대 단부 어셈블리를 도시한다.

도 9는 이차 봉쇄 라인의 각진 섹션의 어셈블리를 도시한다.

도 10은 이차 봉쇄 라인의 상호교차부의 어셈블리를 도시한다.

도 11은 이차 봉쇄 라인의 밸브 섹션의 어셈블리를 도시한다.

도 12는 가열 트레이스에 대한 선택적인 실시예의 사시도를 도시한다.

도 13은 가열 트레이스의 정면도이다.

따라서, 유체 라인의 모든 부분을 커버하는 이차 봉쇄 방법 및 유체 소스 또는 열 박스로부터 처리 챔버로의 유체 라인을 균일하게 가열하는 라인 가열 수단이 필요하다.

진공 처리 시스템은 중심 전환 챔버에 장착된 처리 챔버 및 처리 유체 소스로부터 처리 챔버로 처리 유체를 전달하는 유체 라인을 가진다. 이차 봉쇄 라인은 일차 라인의 모든 길이에 대하여 일차 라인을 감싼다. 질소와 같은 가스 또는 유체는 이차 봉쇄 라인을 통하여 일차 봉쇄 라인 주위에 흐른다. 이 가스는 일차 유체 라인으로부터 누설될 수 있는 처리 유체를 정화한다. 정화 가스는 처리 유체의 안전한 처리를 위하여 처리 유체를 적당한 처리 장치에 전달한다. 정화 가스는 또한 가열될 수 있다. 가열된 가스는 일차 라인을 가열하고, 일차 라인을 통하여 흐르는 처리 유체를 가열하며, 그리고 처리 유체가 누설되지 않도록 한다. 가열된 가스는 일차 라인 주위를 일정하게 흐르기 때문에, 열은 일차 라인의 각 섹션 및 섹션사이의 접합부를 따라 균일하게 분산된다.

가열된 가스는 가열된 가스가 인입 포트에서 인출 포트로 흐를 때 이차 봉쇄 라인의 셀(shell)을 통한 열을 잃을 수 있다. 변화도는 가열된 가스를 위한 인입 포트와 인출 포트의 위치에 따라 증가 또는 감소될 수 있다. 선택적으로, 가열 테이프와 같은 가열 엘리먼트는 이차 봉쇄 라인 주위에 감싸여서 가열된 가스에 추가의 열을 제공할 수 있다. 가열된 가스가 이차 봉쇄 라인을 통하여 흐름 때 열을 잃을 경우, 가열 엘리먼트는 열을 추가로 제공하여 온도 변화가 없도록 하거나 또는 온도 변화를 증가시킨다. 따라서, 처리 유체에 적용되는 온도 범위는 정밀하게 제어될 수 있다.

이차 봉쇄 라인의 셀은 유체 전달 라인의 형상에 맞는 일련의 인터록킹 섹션을 포함한다. 직선 섹션은 실린더형이며, 양쪽 단부에 개구부를 가지고 있지만, 길이 방향 개구부는 양쪽 단부의 개구부사이에서 연장한다. 이차 봉쇄 라인의 섹션은 길이 방향 개구부를 통하여 부분적으로 조립된 일차 봉쇄 라인 위에 느슨하게 조립된다. 이차 봉쇄 라인의 다른 섹션은 제 1섹션과 반대쪽에서 일차 봉쇄 라인주위에 고정되고 제 1섹션의 길이 방향 개구부를 따라 슬라이딩되거나 스냅핑된다. 따라서, 두 개의 섹션은 함께 일차 봉쇄 라인 주위의 완전 실린더형 파이프 섹션을 형성한다. 섹션사이의 크랙 또는 홀은 테이프로 커버되거나 콜크로 채워질 수 있다. 일차 봉쇄 라인을 따라 몇 인치마다 배치된 지지 브레이스는 일차 라인으로부터 이차 라인 셀을 분리하기 위한 스페이서 역할을 하여 가열된 가스가 일차 봉쇄 라인의 모든 주위로 흐르도록 하는 공간을 가지도록 한다.

일차 라인의 여러 가지 접속부 및 다른 불연속부분을 커버하는 여러 가지 이차 봉쇄 라인 어셈블리는 직선 섹션 어셈블리와 동일한 기본 구조로 형성된다. 예를 들어, 각진 섹션 어셈블리는 소정 각도에서 부착된 두 조각의 직선 섹션으로 형성되며, 이들의 길이 방향 개구부는 서로 예각 부분상에서 마주본다. 두 개의 규칙적인 직선 섹션은 각진 섹션의 길이 방향 개구부를 커버한다. 교차부분 어셈블리는 두 개의 규칙적인 직선 섹션을 포함하는데, 하나는 길이 방향 개구부와 대향하는 쪽상에 절단된 원형 개구부를 가지며 T-섹션을 형성하기 위하여 짧은 완전 실린더형 조각으로 조립된다. 다른 직선 섹션은 T-섹션의 길이 방향 개구부로 삽입되고 짧은 실린더형 조각은 다른 섹션 어셈블리를 수용할 수 있다. 일차 라인에서 밸브를 커버하는 밸브 섹션 어셈블리는 상호교차 어셈블리에 대한 동일하거나 유사한 T-섹션을 포함하지만, 실린더형 커버는 밸브에 접근하기 위하여 제거될 수 있는 짧은 실린더형 조각 위에 배치된다. 또한, 커버의 작은 홀은 유압 제어 라인 입력을 제공한다.

다른 실시예에서, 가열 트레이스는 처리 유체 전달 라인을 감싸며 열 접촉이 되도록 유체 전달 라인의 외부면에 맞는 셀을 가지고 있다. 셀은 두 개의 하프셀 섹션을 서로 유지하기 위한 패스너를 제공하기 위하여 매칭 표면에서 플랜지를 가진 두 개의 하프셀 섹션으로 형성된다. 각각의 하프셀 섹션은 일련의 길이방향 홀이 셀 섹션을 통하여 형성될 만큼 충분히 두껍다. 길이 방향 홀의 일부 또는 모두를 통하여 배치된 저항성 와이어와 같은 다수의 케이블 가열기는 가열 트레이스의 길이를 따라 연장한다. 제어기는 케이블 가열기에 대한 정확한 온도 제어를 제공한다. 선택적으로, 열전쌍과 같은 하나 이상의 온도 측정 장치가 주기적 위치에서 하나 이상의 길이 방향 홀을 통하여 배치되어, 제어기가 케이블 가열기의 온도를 원하는 온도로 조절할 수 있도록 한다. 이 실시예는 유체 전달 라인의 온도 전체를 매우 정밀하게 제어하도록 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 설명한다.

그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 통상적인 실시예만을 나타낼 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은

도 2a 및 2b는 본 발명의 진공 처리 시스템(100)의 실시예에 대한 두 가지 구성을 도시한다. 진공 처리 시스템(100) 및 그 기능은 이하에 상세히 설명된다. 일반적으로, 진공 처리 시스템(100)은 전환 챔버(112), 하나 이상의 처리 챔버(114), 하나 이상의 로드록 챔버(118), 하나 이상의 팽창 또는 냉각 약화 챔버(119), 플랫폼 프레임9121), 가스 패널(124) 및 여기서 미니 환경이라고 하는 선택적인 웨이퍼 핸들링 챔버(120)를 포함한다. 진공 처리 시스템(100)이 처리 챔버(114)에서 기판 또는 웨이퍼 상에 수행하는 공정중 일부는 처리 유체의 사용을 요구하여, 처리 챔버(114)는 가스 패널(124)로부터 처리 챔버(114)로 처리 유체를 전달하기 위한 유체 라인(300, 302, 304, 306, 310)을 가진다. 가스 패널(124)은 처리 유체의 특성에 따라 제조 설비의 소스로부터 액체 또는 가스 상태로 처리 유체를 수용하고 처리 챔버(114)에 전달하기 위하여 처리 유체를 가스 상태로 변환시킨다. 처리 유체는 처리 챔버(114)로 전달하기 전에 가스 상태로 변화되는데, 이는 기판상에 수행되는 대부분의 공정은 처리 유체가 진공 형태일 것을 요구하기 때문이다.

유체 라인(300)은 전환 챔버(112)하의 처리 챔버(114)로부터 가스 패널(124)이 연장되는 입력 유체 라인(306) 세트로의 경로에서 시스템 단일체내에 배치되는 것으로 도시된다(도 2b). 유체 라인(302)은 처리 챔버(114)에서 가스 패널(124)로의 직접적인 경로에 배치되는 것으로 도시된다. 유체 라인(302)은 가스 패널(124)로부터 처리 챔버(114) 다음의 기화기(308)로 연장하며, 유체 라인(310)은 기화기(308)로부터 처리 챔버(114)로 연장한다. 유체 라인에 대한 다른 경로 구성 역시 본 발명의 범위내에 있는데, 예를 들어 제조 설비의 처리 유체 소스로 직접 연장하는 시스템(100)으로부터의 별도의 경로를 포함할 수 있다.

많은 이들 처리 유체는 이들이 이용될 수 있는 온도 범위를 가지고 있어, 이들은 균일한 열 트레이스 시스템이 상기 온도 범위내에 유체 라인(300, 302)을 유지하도록 한다. 또한, 많은 이들 처리 유체는 유해하고 누설이 봉쇄되지 않으면 사람 및/또는 자산에 상당한 손상을 주기 때문에, 유체 라인(300, 302)은 누설 유체를 포획하는 이차 봉쇄 시스템을 요구한다. 균일한 열 트레이스 및 이차 봉쇄 시스템은 이하에 설명된다.

처리 챔버(114)에서, 웨이퍼는 무엇보다도 쿠프라실렉트, 디메틸아루미늄하이드라이드(DMAH) 또는 테트라키스디메틸아루미늄하이드라이드(TDMAH)와 같은 몇 개의 여러 처리 유체중 하나 이상의 증기에 노출될 수 있다. 쿠프라실렉트는 화학 기상 증착 공정에서 선구체로서 사용될 수 있는 금속 유기 분자이다. DMAH는 웨이퍼상에 알루미늄 기상 증착을 수행하기 위하여 이용되는 알루미늄 화합물이다. 유사하게, TDMAT는 웨이퍼상에 티타늄 질화물 필름을 증착하기 위하여 이용되는 화합물이다. 이들 처리 유체는 유체 라인(300, 302)을 통하여 처리 챔버(114)에 전달된다.

다른 처리 유체와 마찬가지로, 각각의 이들 처리 유체는 기화 온도를 가지는데, 기화온도 이상에서는 유체가 증발되지만 그 이하에서는 액체로 농축된다. 공정은 일반적으로 증기가 이용될 것을 요구하기 때문에, 기화 온도는 공정을 수행하기 위하여 유체가 공로 전달될 수 있는 최소 온도를 나타낸다. 따라서, 시스템(100)의 동작은 유체 라인(300, 302) 및 이에 의한 처리 유체의 온도를 처리 유체의 기화 온도 이상으로 유지하는 것을 포함한다. 처리 유체 전달 시스템은 기화 온도 이상으로 유체 라인 온도를 유지하기 위하여 균일하게 가열하는 도 3내지 13을 참조로 설명된다.

또한, 다른 처리 유체와 마찬가지로, 각각의 이들 처리 유체는 분해 온도를 가지는데, 분해 온도 이하에서는 유체가 안정되지만, 그 이상에서는 다른 분자 돋는 그 구성 엘리먼트로 분해된다. 따라서, 분해 온도는 공정을 수행하기 위하여 유체가 처리 챔버(114)로 전달될 수 있는 최대 온도를 나타낸다. 따라서, 시스템(100)의 동작은 또한 유체 라인(300, 302) 및 처리 유체의 온도를 처리 유체의 분해 온도 이하로 유지하는 것을 포함한다. 이하에 설명되는 처리 유체 전달 시스템은 또한 유체 라인 온도를 분해 온도 이하로 유지하도록 한다.

전술한 바와 같이, 쿠프라실렉트는 약 75℃의 기화 온도 및 85℃의 분해 온도를 가진다. 따라서, 쿠프라실렉트는 매우 높은 온도 범위를 가지므로 쿠프라실렉트를 이용하는 공정에 대한 적절한 전달 및 성능을 유지하여야 한다. 이에 비하여, DMAH는 약 40℃의 기화 온도 및 약 180-200℃의 분해 온도를 가지며, TDMAH는 약 50℃의 기화 온도 및 약 300℃ 이상의 분해 온도를 가진다. 따라서, 이들 화합물은 쿠프라실렉트보다 유지하기 쉬운 상당히 넓은 온도 범위를 가진다. 상당히 넓은 유효 온도 범위를 가진 이들 처리 유체에 대하여, 필요한 온도 범위내에 전체 유체 전달 라인을 유지하는 것은 상당히 간단하다. 그러나, 상당히 좁은 유효 온도 범위를 가진 처리 유체에 대하여, 필요한 온도 범위내에 전체 라인을 유지하기 위하여 상당히 정밀한 제어가 유체 전달 라인에 이용되어야 한다. 이 경우에, 온도가 제어되어야 하는 전달 라인의 길이를 최소화하기 위하여 가능한 짧은 유체 전달 라인을 형성하는데 필요한 경우가 있어서, 기화기(308)는 처리 챔버(114)에 매우 인접하게 배치되고 매우 짧은 유체 라인(310)으로 처리 챔버(114)에 연결될 필요가 있다. 이하에 설명되는 열 트레이스 시스템은 매우 좁게 한정된 범위내에서 유체 전달 라인의 온도를 유지하기 위한 매우 엄밀한 제어를 제공한다.

실시예 1:

도 3은 이차 봉쇄 라인(202)내에 길이 방향으로 배치된 유체 전달 라인(200)의 개략도이다. 유체 전달 라인(200)은 시스템(100)에 이용되는 처리 유체를 위한 일차 봉쇄 라인이다. 이차 봉쇄 라인(202)은 유체 전달 라인(200)으로부터 유출될 수 있는 처리 유체를 포획하는데, 여러 처리 챔버(104)에 이용되는 많은 처리 유체는 처리 시스템(100)주위의 영역에 손상을 주거나 사람에게 유독하기 때문이다. 처리 유체가 유체 전달 라인(200)의 일부로부터 누설되면, 이차 봉쇄 라인(202)을 통하여 흐르는 질소 또는 그 외의 무독성 또는 불활성 가스와 같은 무해한 정화 가스가 누설된 유체를 멀리 보내고 출구(206)에서 이를 제거한다. 질소 가스는 이차 봉쇄 라인(202)에 사용하기 위한 이상적인 유체인데, 이는 만약 라인(202)의 출구에서 대기 환경으로 누설될 경우, 공기가 이미 일차적으로 질소로 구성되기 때문에 사람에게 해를 주지 않기 때문이다. 처리 유체 누설이 상당히 적을 경우, 누설이 검출되어 시스템(100)이 유체 전달 라인(200)을 수리하기 위하여 중지될 때까지 이차 봉쇄 라인(202)은 이를 안전하게 이송하는 것이 용이할 수 있다. 누설이 상당히 많을 경우, 누설은 시스템 안전 장치에 의하여 빠르게 검출되고 시스템(100)은 처리 유체를 제거하기 위하여 누설 속도가 이차 봉쇄 라인(202)의 용량을 초과하기 전에 중단될 수 있다. 선택적인 실시예에서, 밸브 또는 기타 디바이스는 이차 봉쇄 라인에 배치되어 가스 흐름을 차단하고 이차 봉쇄 또는 시스템(100) 성능의 보전성을 체크하기 위한 품질 또는 온도 감시 장치로의 빠른 접속을 허용한다.

또한, 정화 가스는 가열될 수 있다. 이러한 가열된 유체는 유체 전달 라인(200)을 가열하고 따라서 처리 유체를 가열한다. 유체 입구 또는 인입구(204)는 인라인 가스 가열기를 통하여 유입되는 가열 유체 흐름을 이차 봉쇄 라인(202)에 제공하고; 그리고 유체 출구 또는 인출구(206)는 이차 봉쇄 라인(202)로부터 가열된 유체 흐름을 제거한다. 입구(204)로부터 출구(206)로 가열된 유체가 흐르기 때문에, 유체 전달 라인(200)의 가열은 이러한 거리 전체를 통하여 균일하며 분리된 냉점이 유체 전달 라인(200)에 형성될 수 없다.

이차 봉쇄 라인(202)은 알루미늄과 같이 충분히 영구적이고 구조적으로 튼튼한 물질로 형성될 수 있다. 그러나, 알루미늄 또는 그 외의 양호한 열전도성 물질은 가열된 유체가 입구(204)에서 출구(206)로 흐를 경우 가열된 유체로부터 열 손실을 발생시킨다. 따라서, 처리 유체는 연속적인 온도 변화도를 가지고 흐를 것이다. 온도는 온도 변화에 있어서 적당한 위치에서 온도를 모니터링하는 단일 온도 제어기에 의하여 제어될 수 있다. 온도 변화도는 이차 봉쇄 라인(202)의 표면상에 열 절연층(도시안됨)을 제공함으로써 감소될 수 있다. 열 손실의 양은 처리 유체가 농축되고 시스템(100)의 동작을 중단시키는 냉각을 발생시키지 않도록 주의하여야 한다. 처리 유체가 가열된 유체 출구(206) 근처의 위치(210)에서 가열된 유체 입구(204) 근처의 위치(212)로 흐르면, 온도 변화가 증가하면서 통과할 것이다. 한편, 위치(212)에서 위치(210)로 처리 유체가 흐르면 온도 변화가 감소하면서 통과할 것이다. 처리 유체가 증기로서 처리 챔버(104)에 도달하도록 하기 위하여, 증가하는 온도 변화도를 가지고 처리 유체가 흐르도록 하여, 처리 유체가 처리 챔버(104)에 도달되는 시간 동안 적당히 가열되도록 하는 것이 바람직하다.

도 4는 도 3에 도시된 유체 전달 시스템의 단면도를 도시한다. 일차 봉쇄 라인 또는 유체 라인(200)은 이차 봉쇄 라인(202)과 거의 동심원으로 도시된다. 스페이서 또는 브레이스(214)는 알루미늄과 같은 좁은 스트립 물질이며, 한쪽 단부(216)에 헤어핀 벤드, 반대쪽 단부(218)의 개구부 및 중간에 원형 벤드를 가진다. 스페이서(214)는 개방 단부(218)의 유체 라인(200)상에서 활주하고 중간 원형 벤드(220)가 유체 라인(200)으로 클램핑할 때까지 슬라이딩한다. 이차 봉쇄 라인(202)은 스페이서(214)상에서 슬라이딩한다. 이에 의하여 스페이서(214)는 유체 라인(200)으로부터 멀리 이차 봉쇄 라인(202)을 유지한다. 다른 스페이서(222)는 제 1스페이서(214)로부터 90도로 그리고 제 1스페이서(214)로부터 유체 라인(200)의 몇 인치 밑으로 유체 라인(200)에 배치된다. 이 경우, 스페이서(214, 222)는 몇인지 간격으로 유체 라인(200)상에 배치된다. 상기와 같은 이차 봉쇄 라인(202)의 일반적인 설치는 라인 섹션에 대한 추가의 지지를 요구하지 않는데, 이는 이차 봉쇄 라인(202)이 상대적으로 가볍고 강하기 때문이다. 그러나, 이차 봉쇄 라인(202)이 파손되면 않아야 할 경우, 브레이스가 이차 봉쇄 라인(202)을 인접하는 지지 구조에 연결시켜 구조적 안정성을 제공하도록 한다.

유체 전달 시스템에 대한 선택적인 실시예는 도 5에 도시된다. 이 실시예에서, 유체 라인(200)은 이차 봉쇄 라인(202)에 의하여 감싸이는데, 유체 라인(200)은 인라인 가스 가열기(208)에 의한 가열된 유체 입구(204) 및 출구(206)를 가진다. 또한, 가열 엘리먼트(224)는 이차 봉쇄 라인(202) 주위에 감싸인다. 가열 엘리먼트(224)는 가열 테이프를 포함한 적당한 가열 디바이스일 수 있으며 추가의 열을 이차 봉쇄 라인(202) 및 가열된 유체에 제공한다. 도 6에 도시된 바와 같이 절연층(226)은 열 손실을 방지하기 위하여 가열 엘리먼트(224) 주위를 감쌀 수 있다. 가열 엘리먼트(224)의 제어는 온도 변화도를 변화시키기 위하여 변화될 수 있다. 이 경우, 온도 변화도는 입구(204)에서 시작 온도와 무관하게 제어된다. 가열 엘리먼트(224)는 입구(204)에서 출구(206)으로의 온도 변화도를 단순히 감소시켜 처리 유체의 온도가 입구(204)와 출구(206)사이의 먼 거리 동안에도 온도 범위를 초과하지 않도록 한다. 선택적으로, 가열 엘리먼트(224)는 온도 변화도를 제거하여 처리 유체가 일정 온도로 통과하거나 또는 온도 변화도를 증가시켜 처리 유체가 이차 봉쇄 라인(202)을 통하여 흐를 때 높은 온도가 되도록 한다. 이에 의하여, 처리 유체가 통과하는 온도 변화도 및 온도 범위는 매우 정밀하게 제어될 수 있다. 일차 유체 라인(16)을 가열하기 위하여 가열 테이프(22)를 이용하는 종래 방법과 달리(도 1b), 가열 엘리먼트(224)는 이차 봉쇄 라인(202)에 느슨하게 부착되며 상당히 균일하게 온도를 제공하는데, 이는 흐르는 가열된 유체의 환류 가열이 가열 엘리먼트(224)의 열전도성을 균일하지 못하게 하는 냉점 또는 열점을 평활하게 한다.

이차 봉쇄 라인(202)의 직선 섹션의 어셈블리는 도 7a 및 7b에 도시된다. 이차 봉쇄 라인(202)의 직선 섹션은 단부에서 단부로 실린더(228, 230)의 전체 길이를 연장하는 길이방향 개구부를 가진 두 개의 반원형 실린더(228, 230)를 포함하는 셀을 가진다. 두 개의 실린더(228, 230)는 실린더(230)중 하나를 다른 실린더(228)의 길이방향 개구부에 슬라이딩 또는 스냅핑시킴으로써 완전한 실린더형 파이프 섹션(도 7b)을 형성하도록 서로 조립된다. 각각의 실린더(228, 230)의 길이방향 개구부는 내부 실린더(230)가 내부로 수축되도록 하고 외부 실린더(228)가 외부로 수축되도록 하여, 두 개의 실린더(228, 230)가 서로 쉽게 조립되도록 한다. 또한, 길이 방향 개구부는 유체 라인(200)이 이미 완전히 조립되었더라도, 단순히 실린더(228, 230)를 유체 라인(200)상에 배치함으로써 각각의 실린더(228, 230)가 유체 라인(200)을 감싸도록 한다. 따라서, 이차 봉쇄 라인(202)의 직선 섹션은 완전하게 또는 부분적으로 조립된 유체 라인(200) 주위에 조립될 수 있다.

도 8a 및 8b는 이차 봉쇄 라인(202)의 직선 섹션의 단부 대 단부 어셈블리 방법을 도시한다. 두 개의 반원형 실린더 섹션(228, 230)은 약간의 중첩만을 가지고 서로 슬라이딩되거나 스냅핑된다. 다른 실린더 섹션은 실린더 섹션(228, 230)의 길이 방향 개구부를 폐쇄하여 단일 파이프 섹션을 형성하도록 한다. 필요한 만큼의 많은 실린더 섹션(228, 230)이 유체 라인(200)의 긴 직선 섹션을 완전히 커버하는데 필요한 만큼 긴 파이프를 만들기 위하여 이용될 수 있다. 어셈블리의 실린더 섹션사이의 갭은 테이프로 커버되거나 콜크 또는 기타 적당한 물질로 채워져서 이차 봉쇄 라인(202)을 밀봉시키도록 한다. 또한, 이차 봉쇄 라인 섹션은 유체 라인(200)을 정확하게 측정하지 않거나 유체 라인(200)에 정확하게 매칭되는 프리커팅부를 준비하지 않고도 처리 시스템 측에서 진행 중에 조립될 수 있다. 따라서, 이차 봉쇄 라인의 어셈블리는 매우 간단하고 빠르고 경제적이다.

유체 라인(200)의 각진 섹션을 커버하도록 하는 이차 봉쇄 라인(202)의 각진 섹션의 어셈블리는 도 9에 도시된다. 반원형 실린더(232, 234)의 두 섹션은 코너(236)를 형성하도록 원하는 각도에서 서로 결합된다. 도 9는 90도의 섹션을 도시하지만, 실린더(232, 234)는 어떠한 각도에서도 결합될 수 있다. 두 개의 직선 섹션(238, 240)은 각각 각진 섹션의 각각의 실린더(232, 234)에 서로 조립되어 완전하게 각진 파이프 섹션을 형성하도록 하며, 갭은 테이프 또는 콜크로 처리된다. 선택적으로, 두 개의 직선 섹션(238, 240)은 그 사이에 작은 갭을 가진 각도에서 서로 인접하게 조립되도록 절단될 수 있지만, 갭은 적절하게 커버되거나 충전되기 때문에 추가의 단계는 요구되지 않는다.

유체 라인(200)의 T-상호교차부를 커버하기 위한 이차 봉쇄 라인(202)의 두 라인사이의 상호교차부의 어셈블리는 도 10에 도시된다. 직선의 반원형 실린더 섹션(242)은 길이 방향 개구부의 반대쪽에서 원형 개구부(244)로 절단되며, 완전 원형 파이프 섹션(246)은 개구부(244)를 조립하도록 절단되고 용접, 납땜 또는 접착과 같은 적당한 수단에 의하여 직선 섹션(242)에 결합된다. 직선 실린더 섹션(248)은 직선 섹션(242)의 길이 방향 개구부에 조립되고 갭은 커버되거나 충전되어 상호교차부 파이프를 완성하도록 한다. 파이프 섹션(246)은 유체 라인(200)상에 파이프 섹션(246)을 배치하기 위한 길이 방향 개구부를 가지지 않으며, 상호교차부 어셈블리(242, 246, 248)는 다수의 조립된 유체 라인(200)상에 배치되어야 한다.

유체 라인(200)의 밸브 섹션(250)을 커버하기 위한 이차 봉쇄 라인(202)의 밸브 커버 섹션의 어셈블리는 도 11에 도시된다. 밸브 섹션 어셈블리(252, 254, 256)는 도 10에 도시된 상호교차부 어셈블리(242, 246, 248)와 유사하게 부착된 실린더형 파이프 섹션(254) 및 다른 직선 섹션(256)을 가진 직선 실린더 섹션(252)을 가지지만, 실린더형 파이프 섹션(254)은 실린더형 커버(258)로 커버된다. 실린더형 커버(258)는 밸브(250)에 액세스하기 위하여 제거될 수 있다. 실린더형 커버(258)는 또한 밸브(250)를 제어하기 위하여 시스템(100)으로부터의 유압 제어 라인 입구용의 작은 홀(260)을 가질 수 있다.

실시예 2:

유체 전달 라인(300-306, 310)의 온도를 유지하기 위한 균일한 열 트레이스 시스템(400)에 대한 다른 실시예는 도 12 및 13에 도시된다. 열 트레이스 시스템(400)은 매우 엄격하게 제어되는 온도 범위를 제공하며 특히 기화기(308)에서 처리 챔버(114)로의 짧은 유체 전달 라인(310)에 유용하다. 일부 처리 유체는 매우 좁은 이용 온도 범위를 가지기 때문에, 처리 챔버(114) 위에 또는 근처에 기화기(308)를 배치하고 그 사이에 매우 짧은 전달 라인(310)을 제공할 필요가 있을 수 있다. 기화기(308)는 매우 좁게 한정된 온도 범위내에서 처리 유체를 가스 상태로 변환한다. 전달 라인(310)이 짧으면 라인(310)에서 형성되는 냉점 또는 열점 발생의 가능성을 최소화한다. 또한, 열 트레이스 시스템(400)은 유체 전달 라인(310)의 온도를 엄밀하게 조절한다.

열 트레이스 시스템(400)은 유체 전달 라인(406)을 감싸는 상부 셀(402) 및 하부 셀(404)을 포함한다. 상부 및 하부 셀(402, 404)은 유체 전달 라인(406)의 외부면에 합치되며, 따라서 셀(402, 404)의 내부면(414, 416)은 유체 전달 라인(406)의 외부면(418)과 열전도 접촉되어 유체 전달 라인(406) 및 그를 통하여 흐르는 처리 유체에 열을 전달하도록 한다. 상부 및 하부 셀(402, 404)은 매칭 표면에서 외측으로 연장되는 각각의 플랜지(410, 412)를 가져서 상부 및 하부 셀(402, 404)이 플랜지(410, 412)를 통하여 배치된 스크류와 같은 적당한 패스너(408)에 의하여 서로 결합되도록 한다. 유체 전달 라인에서 밸브, 각진 부분, 상호교차부 및 그 외의 비규칙적인 라인 섹션을 감싸는 셀은 이들 섹션의 외부면에 합치되는 형상을 가진다.

상부 및 하부 셀(402, 404)은 상부 및 하부 셀(402, 404)의 외주변에 균일하게 배치된 다수의 길이방향 홀(420)을 가진다. 다수의 케이블 가열기 또는 가열기 라인(422)은 길이 방향 홀(420)의 일부 또는 전부를 통하여 배치되며 열 트레이스 시스템(400)의 열을 제공한다. 케이블 가열기(422)는 전류가 흐를 때 열을 발생시키는 저항성 케이블과 같은 적당한 형태의 가열기일 수 있다. 케이블 가열기(422)는 마이크로프로세서 제어기 또는 개인용 컴퓨터 시스템과 같은 제어기에 연결되는데, 상기 제어기는 케이블 가열기(422)를 통하여 흐르는 전류를 조절하여 케이블 가열기(422)에 의하여 발생된 열의 양을 증가 또는 감소시키도록 한다. 케이블 가열기(422)로부터의 열은 상부 및 하부 셀(402, 404)을 통하여 유체 전달 라인(406) 및 그를 통하여 흐르는 처리 유체로 전도되어 처리 유체의 온도를 유지하도록 한다. 선택적인 실시예에서, 길이 방향 홀(420)은 액체 또는 가스와 같은 흐르는 가열 유체를 포함하여 유체 전달 라인(406)을 가열한다.

선택적으로, 온도를 측정하기 위한 일련의 열전쌍(424) 또는 그 외의 적당한 디바이스가 열전쌍(424)의 온도를 검출하기 위하여 하나 이상의 길이 방향 홀(420)을 통하여 배치된다. 열전쌍(424)은 케이블 가열기(422)에 의하여 발생된 온도를 조절하는 제어기에 피드백을 제공하도록 제어기에 연결된다. 이 경우, 제어기는 열전쌍(424)의 온도를 모니터링하고 케이블 가열기(422)를 통하는 전류를 열전쌍(424)으로부터 수신된 온도 피드백에 따라 높게 또는 낮게 조절함으로써 열전쌍(424)의 온도를 조정한다. 셀(402, 404)은 유체 전달 라인(406)과 열전도 접촉하고 있기 때문에, 제어기는 매우 좁은 온도 변화도 내에서 유체 전달 라인(406)의 온도를 유지할 수 있다.

일 실시예에서, 각각의 케이블 가열기(422)는 유체 전달 라인(406)의 시작 부분에서 그 종료 부분까지 연속적이다. 다른 실시예에서, 열전쌍(424)을 조립하는 경우에, 각각의 케이블 가열기(422) 및 셀(402, 404)은 섹션으로 분할된다. 셀 섹션은 하부 셀 섹션(404, 405)을 상부 셀 섹션(402)과 중첩시키는 것을 포함하여 적절한 방법으로 서로 결합될 수 있어, 각각의 상부 셀 섹션(402)이 두 개의 하부 셀 섹션(404, 405)의 플랜지(412, 413)에 연결하고, 각각의 바닥 셀 섹션(404, 405)이 두 개의 상부 셀 섹션(402)의 플랜지(410)에 연결한다. 케이블 가열기(422)의 섹션은 셀 섹션(402, 404, 405)으로 연장하며 각각의 단부에서 전기 커넥터와 접속되어 전류가 각각의 케이블 섹션으로 흐르게 한다.

선택적인 실시예에서, 각각의 케이블 가열기(422)는 셀(402, 404)의 개별 세그먼트 및 유체 전달 라인(406)을 가열하기 위한 짧은 케이블 세그먼트로 분할된다. 각각의 케이블 세그먼트는 제어기에 의하여 개별적으로 제어가능하다. 또한, 각각의 세그먼트는 케이블 세그먼트에서 열전쌍(424)의 온도와 관련하여 제어기에 피드백을 제공하는 하나 이상의 열전쌍(424)에 의하여 모니터링된다. 이에 의하여, 제어기는 격리된 위치의 열점 및 냉점을 검출하고 대응하는 케이블 세그먼트에서의 온도를 조절함으로써 밸브, 각진 부분 또는 그 외의 불규칙한 부분과 같은 유체 전달 라인(406)의 특정 섹션의 온도를 정확하게 제어할 수 있다.

시스템:

다시 도 2에서, 전술한 이차 봉쇄 및 열 트레이스 장치 및 방법과 결합되는 진공 처리 시스템이 설명된다. 도 2a는 진공 처리 시스템(100)의 사시도이다. 도 2b는 진공 처리 시스템의 평면도이다. 전술한 바와 같이, 진공 처리 시스템(100)은 시스템(100)을 통하여 웨이퍼 또는 기판을 처리하는 센터로서 중앙 전환 챔버(112)를 포함한다. 전환 챔버(112)는 플랫폼(121)상에 장착된다. 전환 챔버(112)는 면(113)에 부착된 처리 챔버(114)를 가진다. 처리 챔버(114)는 물리 기상 증착 챔버, 화학 기상 증착 챔버, 에칭 챔버 등 모든 처리 챔버일 수 있다. 반도체 처리 시스템 제조자가 20개 이상의 다른 형태의 처리 챔버를 제공하지 못한다. 처리 챔버(114)는 개별 처리 챔버(114)의 구성에 따라 전환 챔버(112) 또는 플랫폼(121)에 의하여 또는 플랫폼상에서 지지된다. 면(113)의 슬릿 밸브(도시안됨)는 전환 챔버(112)와 처리 챔버(114)사이에서 접근 및 격리를 제공한다. 대응적으로, 처리 챔버(114)는 그 표면상에 슬릿 밸브와 정렬되는 개구부(도시안됨)를 가진다.

전술한 바와 같이, 시스템(100)은 처리 유체를 처리 챔버(114) 또는 기화기(308)에 전달하는 유체 라인(300-306)을 통하여 처리 챔버(114)에 연결된 가스 패널(124)을 포함한다. 가스 패널(124)은 제조 설비의 처리 유체 소스에 연결되며, 가스 상태의 처리 유체를 처리 챔버(114)로 전달한다.

전환 챔버(112)는 면(114)에 배치된 두 개의 로드록 챔버(118)를 가진다. 면(115)의 개구부(도시안됨)는 로드록 챔버(118)와 전환 챔버(112)사이에서 접근 및 격리 기능을 제공한다. 대응적으로, 로드록 챔버(118)는 그 표면에 면(115)의 개구부와 정렬되는 개구부를 가진다. 로드록 챔버(118)는 미니 환경(120)에 부착된다. 로드록 챔버(118) 및 미니 환경(120)은 로드록 챔버(118)는 미니 환경(120)사이에서 접근 기능을 제공하는 대응하는 개구부(도시안됨)를 가진다. 미니 환경(120)은 정면에 4개의 포드 로더(122)가 부착되어 있다. 대응하는 도어(123)를 가진 개구부(도시안됨)는 미니 환경(114) 및 포드 로더(122)사이에서 접근 및 격리 기능을 제공한다. 포드 로더(122)는 시스템(100)에서 처리될 웨이퍼(156)를 가진 웨이퍼 포드 또는 카세트(154)를 지지하는 선반이다.

동작시, 시스템(100)에서 처리될 웨이퍼(156)를 수용하는 웨이퍼 포드(154)는 포드 로더(122)의 상부에 배치된다. 다음에 미니 환경 로봇(128)은 웨이퍼 포드(154)에서 웨이퍼를 인출하여 로드록 챔버(118)중 하나로 넣는다. 모든 웨이퍼가 로드록 챔버(118)로 로딩된 후에, 로드록 챔버(118)의 압력은 전환 챔버(112)의 압력과 매칭되도록 감소된다. 전환 챔버 로봇(116)은 로드록 챔버(118)에 대하여 동작하기 시작한다. 전환 챔버 로봇(116)은 로드록 챔버(118)로부터 처리 챔버(114)중 하나로 웨이퍼(150)를 이동시켜 처리한다. 가스 패널(124)은 유체 전달 라인(300-306)을 통하여 처리 유체를 처리 챔버(114)로 유입시킨다. 이차 봉쇄 시스템 및 균일 열 트레이스는 유체 전달 라인(300-306, 310) 및 처리 유체의 온도를 설정된 온도 범위로 유지한다. 처리 챔버(114)는 처리 유체의 증기를 수용하고 증착, 에칭 또는 그 외의 처리를 웨이퍼에 대하여 수행한다. 처리 챔버(114)에서의 처리 수행 후에, 전환 챔버 로봇(116)은 웨이퍼를 다시 로드록 챔버(118)중 하나로 이송한다. 로드록 챔버(118)가 처리된 웨이퍼로 가득 차면, 로드록 챔버(118)의 압력은 미니 환경(120)의 압력으로 복귀하여 미니 환경 로봇(128)이 처리된 웨이퍼를 다시 웨이퍼 포드(154)로 이동시킬 수 있도록 한다.

본 발명이 바람직한 실시예를 기초로 설명되었지만, 다른 실시예가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 결정된다.

Claims

일차 봉쇄 라인에 흐르는 제 1유체를 가열하는 방법에 있어서,

제 2유체를 가열하는 단계;

일차 봉쇄 라인이 배치된 이차 봉쇄 라인을 통하여 일차 봉쇄 라인을 감싸는 상기 제 2유체를 전달하는 단계; 및

일차 봉쇄 라인을 통하여 제 1유체를 전달하는 단계를 포함하며,

상기 일차 봉쇄 라인 및 제 1유체는 제 2유체에 의하여 가열되는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 1항에 있어서, 상기 이차 봉쇄 라인은 상기 일차 봉쇄 라인의 직선 섹션을 따라 일차 봉쇄 라인을 커버하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 1항에 있어서, 상기 이차 봉쇄 라인은 상기 일차 봉쇄 라인의 각진 섹션을 따라 일차 봉쇄 라인을 커버하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 4항에 있어서, 상기 일차 봉쇄 라인의 각진 섹션은 상호교차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 1항에 있어서, 상기 이차 봉쇄 라인은 밸브가 돌출하는 일차 봉쇄 라인의 섹션을 따라 일차 봉쇄 라인을 커버하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 5항에 있어서, 상기 이차 봉쇄 라인은 밸브에 접근하고 밸브를 봉쇄하기 위한 밸브 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 1항에 있어서,

제 1유체가 제 1위치에서 제 2위치로 흐를 때 증가 온도 변화도에서 일차 봉쇄 라인의 적어도 일부를 통하여 제 1유체를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 7항에 있어서,

상기 제 2위치에서 이차 봉쇄 라인으로 제 2유체를 전달하는 단계; 및

상기 제 1위치에서 이차 봉쇄 라인의 외부로 제 2유체를 전달하는 단계를 더 포함하며,

증가 온도 변화도는 제 2유체를 제 2위치에서 제 1위치로 흘림으로써 제 2유체를 냉각시킴으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 1항에 있어서, 제 1유체가 제 1위치에서 제 2위치로 흐를 때 감소 온도 변화도에서 일차 봉쇄 라인의 적어도 일부를 제 1유체를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 9항에 있어서,

상기 제 1위치에서 이차 봉쇄 라인으로 제 2유체를 전달하는 단계; 및

상기 제 2위치에서 이차 봉쇄 라인의 외부로 제 2유체를 전달하는 단계를 더 포함하며,

감소 온도 변화도는 제 2유체를 제 1위치에서 제 2위치로 흘림으로써 제 2유체를 냉각시킴으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 1항에 있어서, 가열 엘리먼트에 의하여 이차 봉쇄 라인의 적어도 일부를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 11항에 있어서,

상기 가열 엘리먼트는 일정한 온도에서 제 2유체를 유지하기 위하여 이차 봉쇄 라인을 가열하며,

제 1유체는 제 1유체가 일차 봉쇄 라인을 통하여 흐를 때 일정한 온도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 11항에 있어서,

상기 가열 엘리먼트는 제 2유체가 이차 봉쇄 라인을 통하여 흐를 때 제 2유체의 온도를 증가시키기 위하여 이차 봉쇄 라인을 가열하며,

제 1유체는 소정 온도 변화도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
제 11항에 있어서, 상기 가열 엘리먼트는 이차 봉쇄 라인에 부착된 가열 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 방법.
처리 시스템의 챔버에 제 1유체를 전달하는 유체 전달 시스템에 있어서,

챔버를 부착하고 제 1유체가 챔버로 흐르도록 하는 일차 봉쇄 라인; 및

상기 일차 봉쇄 라인 주위에 동심적으로 배치되고, 제 2유체가 흐르게 하고 일차 봉쇄 라인을 감싸는 이차 봉쇄 라인을 포함하며,

상기 제 2유체는 일차 봉쇄 라인 및 제 1유체를 가열하는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템.
제 15항에 있어서,

상기 일차 봉쇄 라인은 직선 섹션, 각진 섹션, 상호교차부 및 밸브 섹션으로 구성된 그룹으로부터 선택된 라인 섹션을 포함하며,

상기 이차 봉쇄 라인은 상기 모든 라인 섹션을 감싸는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템.
제 15항에 있어서,

제 1유체는 소정 온도 변화도에서 흐르며,

제 2유체의 온도는 제 2유체가 온도 변화도를 발생시키는 이차 용기를 통하여 흐를 때 변경되는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템.
제 15항에 있어서,

열을 제 2유체에 제공하기 위해 이차 봉쇄 라인에 부착된 가열 엘리먼트를 더 포함하며,

상기 제 1유체는 가열 엘리먼트에 의하여 제 2유체에 제공된 열량에 따라 온도 변화도 또는 일정 온도에서 흐르는 것을 특징으로 하는 유체 전달 시스템.
진공 처리 시스템에 있어서,

처리 물체를 처리하는 제 1챔버;

처리 물체를 통과시키도록 상기 제 1챔버와 연결되어 있으며 처리 물체 상에 소정 공정을 수행하는 제 2챔버;

상기 공정을 수행할 때 사용하는 제 2챔버에 처리 유체를 전달하기 위하여 상기 제 2챔버에 부착된 유체 라인을 포함하는데, 상기 처리 유체는 공정을 수행하기 위하여 유체 라인을 통하여 흘리는데 필요한 조건을 가진 온도 범위를 가지며; 및

유체 라인이 동심적으로 배치되어 있으며 유체 라인을 감싸는 가열된 유체를 수용하는 봉쇄 라인을 포함하며,

상기 유체 라인 및 처리 유체는 가열된 유체에 의하여 가열되며, 상기 처리 유체는 요구되는 온도범위내에 유지되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 19항에 있어서,

상기 유체 라인은 직선 섹션을 포함하며,

봉쇄 라인은 상기 직선 섹션을 따라 유체 라인을 감싸는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 19항에 있어서,

상기 유체 라인은 각진 섹션을 포함하며,

상기 봉쇄 라인은 상기 각진 섹션을 따라 유체 라인을 감싸는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 21항에 있어서, 상기 유체 라인의 각진 섹션은 상호교차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 19항에 있어서,

상기 유체 라인은 밸브가 돌출하는 섹션을 가지며,

봉쇄 라인은 밸브가 돌출하는 유체 라인을 따라 유체 라인을 감싸는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 23항에 있어서, 상기 봉쇄 라인은 상기 밸브에 접근하고 봉쇄하는 밸브 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 19항에 있어서,

봉쇄 라인으로 가열된 유체를 수용하는 봉쇄 라인으로의 입구; 및

가열된 유체 라인을 배출하는 봉쇄 라인으로부터의 출구를 더 포함하며,

가열된 유체는 입구에서 출구로 봉쇄 라인을 통하여 흐르는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 25항에 있어서,

상기 유체 라인은 제 1위치 및 제 2위치를 가지며,

상기 처리 유체는 처리 유체가 제 1위치에서 제 2위치로 흐를 때 봉쇄 라인의 적어도 일부를 통하여 증가 온도 변화도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 26항에 있어서,

상기 제 1위치는 출구에 대응하며,

상기 제 2위치는 입구에 대응하며,

증가 온도 변화도는 가열된 유체가 입구에서 출구로 흐를 때 가열된 유체를 냉각시킴으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 25항에 있어서,

상기 유체 라인은 제 1위치 및 제 2위치를 가지며,

상기 처리 유체는 처리 유체가 제 1위치에서 제 2위치로 흐를 때 봉쇄 라인의 적어도 일부를 통하여 감소 온도 변화도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 28항에 있어서,

상기 제 1위치는 입구에 대응하며,

상기 제 2위치는 출구에 대응하며,

감소 온도 변화도는 가열된 유체가 입구에서 출구로 흐를 때 가열된 유체를 냉각시킴으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 25항에 있어서, 상기 가열된 유체는 미리 가열된 봉쇄 라인으로 유입되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 25항에 있어서,

봉쇄 라인 및 가열된 유체를 가열하기 위하여 봉쇄 라인의 적어도 일부에 부착된 가열 엘리먼트를 더 포함하며,

가열된 유체는 봉쇄 라인에 유입된 후에 가열되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 31항에 있어서,

가열 엘리먼트는 일정 온도에서 가열된 유체를 유지하기 위하여 봉쇄 라인을 가열시키며,

처리 유체는 일정 온도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 31항에 있어서,

가열 엘리먼트는 가열된 유체가 봉쇄 라인을 통하여 흐를 때 가열된 유체의 온도를 증가시키기 위하여 봉쇄 라인을 가열시키며,

제 1유체는 소정 온도 변화도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 25항에 있어서, 상기 가열 엘리먼트는 가열 테이프인 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
진공 처리 시스템에 있어서,

처리 물체를 처리하는 제 1챔버;

처리 물체를 통과시키도록 상기 제 1챔버와 연결되어 있으며 처리 물체 상에 소정 공정을 수행하는 제 2챔버;

상기 공정을 수행할 때 사용하는 제 2챔버에 처리 유체를 전달하기 위하여 상기 제 2챔버에 부착된 유체 라인; 및

유체 라인이 동심적으로 배치되어 있으며 유체 라인을 정화 가스를 수용하는 이차 봉쇄 라인을 포함하며,

상기 유체 라인으로부터 누설되는 처리 유체를 상기 정화 가스에 의하여 정화시키는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 35항에 있어서,

상기 이차 봉쇄 라인은 정화 가스 입구 및 정화 가스 출구를 포함하며,

정화 가스는 누설된 처리 유체를 멀리 보내고 정화 가스 출구를 통하여 누설된 처리 유체를 제거하기 위하여 이차 봉쇄 라인을 통하여 일차 봉쇄 라인 주위에 흐르는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
제 35항에 있어서,

상기 유체 라인은 직선 섹션, 각진 섹션, 상호교차부 및 밸브 섹션으로 구성된 그룹으로부터 선택된 라인 섹션을 포함하며,

상기 이차 봉쇄 라인은 상기 모든 라인 섹션을 감싸는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템.
처리 유체를 전달하기 위하여 일차 봉쇄 라인을 가진 유체 전달 시스템과 함께 이용되는 이차 봉쇄 라인에 있어서,

상기 일차 봉쇄 라인의 적어도 일부를 감싸는 셀을 포함하며,

상기 셀은 상기 일차 봉쇄 라인으로부터 오프셋된 내부면을 가지며, 상기 셀은 정화 가스를 수용하고 일차 봉쇄 라인을 감싸고 정화 가스가 이차 봉쇄 라인을 통하여 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 이차 봉쇄 라인.
제 38항에 있어서, 상기 정화 가스는 일차 봉쇄 라인 및 처리 유체를 연속적인 온도 변화도에서 가열시키기 위하여 가열되는 것을 특징으로 하는 이차 봉쇄 라인.
제 38항에 있어서,

상기 이차 봉쇄 라인은 정화 가스 입구 및 정화 가스 출구를 포함하며, 상기 이차 봉쇄 라인은 상기 일차 봉쇄 라인으로부터 처리 유체의 누설에 대한 이차 봉쇄를 제공하며,

상기 정화 가스는 누설된 처리 유체를 멀리 보내고 정화 가스 출구를 통하여 이를 제거하기 위하여 이차 봉쇄 라인을 통하여 일차 봉쇄 라인 주위에 흐르는 것을 특징으로 하는 이차 봉쇄 라인.
제 38항에 있어서, 상기 셀은:

제 1단부 개구부, 제 2단부 개구부 및 상기 제 1단부 개구부에서 제 2단부 개구부로 연장되는 길이 방향 개구부를 가진 제 1파이프 섹션; 및

제 1단부 개구부, 제 2단부 개구부 및 상기 제 1단부 개구부에서 제 2단부 개구부로 연장되는 길이 방향 개구부를 가진 제 2파이프 섹션을 포함하며,

상기 제 2파이프 섹션은 제 1파이프 섹션과 매칭되어 제 2파이프 섹션이 제 1파이프 섹션의 길이 방향 개구부를 폐쇄하도록 제 1파이프 섹션의 길이 방향 개구부로 삽입됨으로써 파이프를 형성하는 것을 특징으로 하는 이차 봉쇄 라인.
제 41항에 있어서, 상기 제 1파이프 섹션의 길이 방향 개구부 및 제 2파이프 섹션의 길이 방향 개구부는 이차 라인이 일차 라인 주위에 조립되도록 하는 것을 특징으로 하는 이차 봉쇄 라인.
파이프 어셈블리에 있어서,

제 1단부 개구부, 제 2단부 개구부 및 상기 제 1단부 개구부에서 제 2단부 개구부로 연장되는 길이 방향 개구부를 가진 제 1파이프 섹션;

제 1단부 개구부, 제 2단부 개구부 및 상기 제 1단부 개구부에서 제 2단부 개구부로 연장되는 길이 방향 개구부를 가진 제 2파이프 섹션을 포함하며,

상기 제 2파이프 섹션은 제 1파이프 섹션과 매칭되어 제 2파이프 섹션이 제 1파이프 섹션의 길이 방향 개구부를 폐쇄하도록 제 1파이프 섹션의 길이 방향 개구부로 삽입됨으로써 파이프를 형성하는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리.
제 43항에 있어서, 상기 제 1파이프 섹션의 길이 방향 개구부 및 제 2파이프 섹션의 길이 방향 개구부는 이차 라인이 일차 라인 주위에 조립되도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리.
진공 처리 시스템을 조립하는 방법에 있어서,

전환 챔버를 제공하는 단계;

상기 전환 챔버상에 장착된 처리 챔버를 제공하는 단계;

직선 섹션, 각진 섹션, 상호교차부 및 밸브 섹션으로 구성된 그룹으로부터 선택된 직선 섹션을 포함하는 일차 봉쇄 라인을 상기 처리 챔버에 부착하는 단계; 및

상기 모든 직선 섹션을 감싸는 이차 봉쇄 라인을 상기 일차 봉쇄 라인 주위에 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템 조립 방법.
제 45항에 있어서, 상기 이차 봉쇄 라인을 조립하는 단계는;

제 1단부 개구부, 제 2단부 개구부 및 상기 제 1단부 개구부에서 제 2단부 개구부로 연장되는 길이 방향 개구부를 가진 제 1파이프 섹션을 상기 일차 봉쇄 라인 상에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템 조립 방법.
제 45항에 있어서, 제 1단부 개구부, 제 2단부 개구부 및 상기 제 1단부 개구부에서 제 2단부 개구부로 연장되는 길이 방향 개구부를 가진 제 2파이프 섹션을 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템 조립 방법.
제 45항에 있어서, 상기 제 2파이프 섹션은 제 1파이프 섹션과 매칭되어 제 2파이프 섹션이 제 1파이프 섹션의 길이 방향 개구부를 폐쇄하도록 제 1파이프 섹션의 길이 방향 개구부로 삽입됨으로써 파이프를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 시스템 조립 방법.
열 트레이스 시스템에 있어서, 상기 열 트레이스는 처리 유체 전달 라인을 감싸며 열 접촉이 되도록 유체 전달 라인의 외부면에 맞는 셀을 가지고 있으며, 셀은 두 개의 하프셀 섹션을 서로 유지하기 위한 패스너를 제공하기 위하여 매칭 표면에서 플랜지를 가진 두 개의 하프셀 섹션으로 형성되며, 각각의 하프셀 섹션은 일련의 길이방향 홀이 셀 섹션을 통하여 형성될 만큼 충분히 두꺼우며, 길이 방향 홀의 일부 또는 모두를 통하여 배치된 저항성 와이어와 같은 다수의 케이블 가열기는 가열 트레이스의 길이를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 열 트레이스 시스템.
제 49항에 있어서,

다수의 길이 방향 라인중 적어도 하나에 배치되며 제어기에 온도 피드백을 전달할 수 있는 적어도 하나의 온도 측정 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 트레이스 시스템.
제 50항에 있어서,

온도 피드백에 응답하여 상기 제어기는 상기 신호를 변경시켜 적어도 하나의 가열기 라인을 특정 온도로 조절하는 것을 특징으로 하는 열 트레이스 시스템.