KR20010071640A - 다수의 화학 약품들을 공정 툴에 공급하기 위한 시스템 - Google Patents

다수의 화학 약품들을 공정 툴에 공급하기 위한 시스템 Download PDF

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KR20010071640A
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다니엘 피. 샤키
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Abstract

본 발명의 다수의 다른 화학 약품들을 공정 툴에 전달하기 위한 시스템에 관한 것으로, 공정 라인에 연결된 제1 공급 매니폴드에 연결된 제1 공급 캐니스터, 공정 라인에 연결된 제2 공급 매니폴드에 연결된 제2 공급 캐니스터를 포함한다.

Description

다수의 화학 약품들을 공정 툴에 공급하기 위한 시스템{SYSTEM FOR SUPPLY OF MULTIPLE CHEMICALS TO A PROCESS TOOL}
집적 회로의 제조에 사용되는 화학 약품들은 만족할만한 공정 수율(yield)을 얻기 위하여 최고의 순도를 가져야만 한다. 집적 회로의 크기가 증가됨에 따라 원료 화학 약품의 순도를 유지하기 위한 요구가 정비례하여 증가되어 왔다. 이는 라인 스페이싱(line spacing)과 중간층 유전체 두께가 감소될 때 오염 물질들이 집적 회로의 전기적 특성에 보다 심각하게 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
집적 회로의 제조에 사용되는 최고 순도의 한 화학 약품은 테트라에틸오소실리케이트(TEOS)이다. TEOS는 실리콘 디옥사이드 필름을 형성하기 위하여 화학 기상 증착(CVD)과 같은 집적 회로 제조 공정에 광범위하게 사용되어 왔다. 이들 등각 필름들은 향상된 플라즈마 그리고 대기압 반응기(PECVD, APCVD) 내에서 상승된 온도에서의 TEOS의 분자 분해에 따라 발생된다. TEOS는 전형적으로 도프되지 않은 그리고 인과 보론이 도프된 중간층 유전체, 중간 금속(intermetal) 유전체, 측벽 스페이서 및 트렌치 충전(trench filling) 적용예를 위하여 사용된다.
전형적으로, 고순도 TEOS(및 화학적 불순물(dopants))는 작은 체적의 석영컨테이너들로부터 CVD 반응 챔버로 공급되어 왔다. 보다 최근에는, 미국특허 제5,465,766호, 제5,562,132호, 제5,590,695호, 제5,607,220호 및 제5,711,354호에 설명된 바와 같은 스테인레스 스틸 컨테이너들이 개발되어 왔다.
일부 전자 장치들의 생산에서, 다수의 화학 성분들이 반응기로 공급되어 왔으며 따라서 다수의 성분들을 함유하는 층이 형성될 수 있다. 이는 일반적으로 성분들을 예비 혼합하고 그 후 반응기로 이 혼합물을 전달함으로서 수행되어 왔다. 예를 들어, TEOS와 트리에틸보레이트는 붕소로 제위치에 도프된 층을 제공하기 위하여 공정 툴로 공급될 수 있다.
각 성분을 별개로 전달할 수 있어 원하는 결과물을 위하여 툴에서의 성분들의 특성이 쉽게 변화되고 최적화될 수 있는 시스템을 제공하는 것이 매우 바람직할 것이다. 공정 툴로 유입하기 전에 전달 시스템 내에서 화학 약품들을 혼합시킬 수 있는 시스템을 제공하는 것 또한 바람직할 것이다. 다수의 분배점들(dispensing points)을 사용하는 시스템들 보다 좁은 푸트프린트(footprint)를 갖는 단일 유니트를 제공하는 것도 또한 바람직할 것이다.
본 발명은 일반적으로 화학 약품 전달 시스템에 관한 것이다.
도1은 공정 툴으로의 다수의 화학 약품들의 전달 및 제위치에 혼합을 위한 매니폴드(manifold) 및 캐니스터 구조를 도시하는 도면이다.
도2a는 본 발명의 대표적인 매니폴드 구성을 도시한 도면이다.
도2b는 캐니스터가 가동중인 동안 매니폴드 내의 가스의 경로를 도시한 도면이다.
도3은 캐니스터 내의 수두압을 제거하기 위하여 감압 단계 동안의 매니폴드 내의 흐름의 경로를 도시한 도면이다.
도4는 액체 배기 동안의 매니폴드 내의 가스의 흐름을 도시한 도면이다.
도5는 사이클 정화 동안의 매니폴드 내의 가스의 흐름을 도시한 도면이다.
도6은 사이클 정화 동안의 매니폴드 내의 흐름 세정을 도시한도면이다.
도7은 본 발명의 다른 대표적인 매니폴드 구성을 도시한 도면이다.
도8은 사이클 정화 동안이 도7의 매니폴드 내의 가스의 흐름을 도시한 도면이다.
도9는 본 발명의 캐니스터들과 매니폴드들을 수용할 수 있는 대표적인 캐비닛을 도시한 도면이다.
도10은 본 발명의 캐비닛 내의 캐니스터들과 매니폴드들의 비제한적인 대표적인 구성을 도시한 도면이다.
도11은 재충전(refill) 매니폴드(2B)과 공급 매니폴드(2C)의 부재들을 도시한 도면이다.
도12 및 도12a는 다수의 화학 약품들을 공정 툴로 전달하기 위한 부가적인 매니폴드와 캐니스터 구성들을 도시한 도면이다.
도13은 본 발명의 실행에 사용된 매니폴드의 한 실시예를 도시한 도면이다.
도14, 도14a, 도14b, 도14c, 도14d, 도14e 및 도14f는 본 발명의 실행에 사용된 캐비닛의 다양한 외부, 내부 및 절단면을 도시한 도면이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 하나 이상의 필요성, 불이익 및 단점에 대한 해결책을 제공한다.
한 넓은 관점에서, 본 발명은 적어도 하나의 제1 공정 라인에 연결된 제1 매니폴드에 연결된 제1 재충전 캐니스터 및 제1 공정 캐니스터; 적어도 하나의 제2 공정 라인에 연결된 제2 매니폴드에 연결된 제2 재충전 캐니스터 및 제2 공정 캐니스터를 포함하되, 제1 재충전 캐니스터는 제1 매니폴드를 통해 제1 공정 캐니스터에 제1 화학 약품을 재충전하고, 제1 공정 캐니스터는 공정 툴에 제1 화학 약품을 공급하며, 제2 재충전 캐니스터는 제2 매니폴드를 통해 제2 공정 캐니스터에 제2 화학 약품을 재충전하고, 제2 공정 캐니스터는 공정 툴에 제2 화학 약품을 공급하며, 제1 재충전 캐니스터, 제1 공정 캐니스터, 제2 재충전 캐니스터, 제2 공정 캐니스터 및 제1 및 제2 매니폴드는 캐비닛 내에 수용된, 다수의 다른 화학 약품들을 공정 툴로 전달하기 위한 시스템이다. 시스템에 의하여 전달되어질 화학 약품들의 원하는 수에 따라 부가적인 캐니스터들, 매니폴드들 및 공정 라인들이 추가될 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, "공정 라인"은 시스템으로부터 공정 툴로 직접 또는 간접적으로 연결하는 라인을 언급하며, 시스템에 의하여 공급되는 화학 약품을 사용한다. 공정 툴의 비제한적이고 대표적인 한 예가 CVP 반응기이다. 시스템은 단일 캐비닛 내에 수용될 수 있으며, 캐비닛은 캐니스터들 내의 화학 약품들을 위한 차단물(containment)을 제공하며, 매니폴드들은 캐비닛 내에 수용될 수 있다. 일반적으로 다른 화학 약품들은 툴에서 혼합되며, 그러나 화학 약품들은 툴에 도달하기 전에 선택적으로 인-라인(in-line) 혼합될 수 있다.
다른 넓은 관점에서, 본 발명은 제1 재충전 캐니스터와 제1 공정 캐니스터를 적어도 하나의 제1 공정 라인에 연결된 제1 매니폴드에 연결하되, 제1 재충전 캐니스터는 제1 매니폴드를 통해 제1 공정 캐니스터에 제1 화학 약품을 재충전하고, 제1 공정 캐니스터는 제1 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 제2 재충전 캐니스터와 제2 공정 캐니스터를 적어도 하나의 제2 공정 라인에 연결된 제2 매니폴드에 연결하되, 제2 재충전 캐니스터는 제2 매니폴드를 통해 제2 공정 캐니스터에 제2 화학 약품을 재충전하고, 제2 공정 캐니스터는 제2 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 제3 재충전 캐니스터와 제3 공정 캐니스터를 적어도 하나의 제3 공정 라인에 연결된 제3 매니폴드에 연결하되, 제3 재충전 캐니스터는 제3 매니폴드를 통해 제3 공정 캐니스터에 제3 화학 약품을 재충전하고, 제3 공정 캐니스터는 제3 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 그리고 제1 재충전 캐니스터, 제1 공정 캐니스터, 제2 재충전 캐니스터, 제2 공정 캐니스터, 제3 재충전 캐니스터, 제3 공정 캐니스터 및 제1, 제2 및 제3 매니폴드를 캐비닛 내에 수용하는 것을 포함하는, 다수의 다른 화학 약품들을 전달하는 시스템의 제조 방법이다.
어떤 실시예들에서, 각 성분을 분리하여 전달하는 것을 가능하게 하는 시스템을 제공함으로서 공정 툴에서의 성분들의 비율을 용이하게 변경하고 원하는 결과를 위하여 최적화할 수 있다. 특정 실시예들에서, 본 발명은 또한 공정 툴로 유입되기 전에 전달 시스템 내에서 화학 약품들이 혼합되어지는 것을 가능하게 하는 시스템을 제공한다. 더 나아가, 특정 실시예들에서, 본 발명의 시스템들은 유리하게는 단지 하나의 캐비닛을 위한 배기로 인하여 비용 절감을 가져오는 보다 작은 푸트프린트(footprint), 시스템을 위한 유지 및 지원의 간소화를 제공하며, 그렇지 않을 경우 모든 것은 각 시스템이 단지 하나의 공정 캐니스터 또는 한 쌍의 공정/재충전 캐니스터들을 수용하는 다수의 시스템들에 의하여 제공된다. 캐비닛(예를 들어, TEOS)내에서 큰 용량으로 사용되는 화학 약품들을 위하여, 하나 또는 양쪽 캐니스터들은 큰 벌크(bulk) 시스템으로부터(예를 들어, 캐비닛 내에 5 또는 10 갤런의 캐니스터가 차있는 예를 들어, 200리터의 캐니스터와 같은 대용량의 캐니스터로부터) 재충전될 수 있다. 이는 만일 전용 TEOS 라인 및 소스(source)가 다운 (down)되면 패브(fab)가 본 발명의 시스템으로부터 TEOS의 그 소스로 공급될 수 있는 추가된 이득을 갖는다.
다른 넓은 관점에서, 본 발명은 다수의 다른 화학 약품들을 공정 툴로 전달하기 위한 시스템으로부터 공정 툴로 제1 화학 약품, 제2 화학 약품 및 제3 화학 약품을 공급하는, 공정 툴로 다수의 화학 약품들을 공급하는 방법이며, 본 시스템은 적어도 하나의 제1 공정 라인에 연결된 제1 매니폴드에 연결된 제1 재충전 캐니스터와 제1 공정 캐니스터; 적어도 하나의 제2 공정 라인에 연결된 제2 매니폴드에 연결된 제2 재충전 캐니스터와 제2 공정 캐니스터; 적어도 하나의 제3 공정 라인에 연결된 제3 매니폴드에 연결된 제3 재충전 캐니스터와 제3 공정 캐니스터를 포함하되, 제1 재충전 캐니스터는 제1 매니폴드를 통해 제1 공정 캐니스터에 제1 화학 약품을 재충전하고, 제1 공정 캐니스터는 제1 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 제2 재충전 캐니스터는 제2 매니폴드를 통해 제2 공정 캐니스터에 제2 화학 약품을 재충전하고, 제2 공정 캐니스터는 제2 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 제3 재충전 캐니스터는 제3 매니폴드를 통해 제3 공정 캐니스터에 제3 화학 약품을 재충전하고, 제3 공정 캐니스터는 제3 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 그리고 제1 재충전 캐니스터, 제1 공정 캐니스터, 제2 재충전 캐니스터, 제2 공정 캐니스터, 제3 재충전 캐니스터, 제3 공정 캐니스터 및 제1, 제2 및 제3 매니폴드는 캐비닛 내에 수용된 것을 포함한다.
유리하게는, 본 발명의 실행에서 사용될 수 있는 매니폴드들은 낮은 증기압 재료 및 독성 화학 약품을 위한 개선된 세정 효율(purge efficiency)을 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 시스템은 만일 비율이 변화되어진다면 캐니스터 및 그와 유사한 것을 교환할 필요없이 어떠한 원하는 성분 비율로 다수의 화학 반응물의 공급을 가능하게 할 수 있다. 본 발명자들은 공정 툴에 다수의 화학 약품들을 제공하고 또한 모든 단일 캐비닛 내에서 각 화학 약품을 위하여 공정 캐니스터와 재충전 캐니스터 양쪽을 제공하는 시스템을 위하여 존재하는 필요성을 인식하였다. 다수의 화학 약품들을 제공할 수 있는 이전의 시스템들은 각 화학 약품을 위한 단일 캐니스터를 사용하였으고, 따라서 특정 캐니스터가 교환되어질 때 이전의 시스템은 작동이 중지되었다. 본 발명의 중요한 이점은 주어진 재충전 캐니스터가 다시 채워지거나 새로운 재충전 캐니스터로 교체될 때 3종류의 화학 약품들 모두가 공정 툴로 계속적으로 공급될 수 있다는 것이다. 이 이점은 공정 툴이 계속적으로 공급되어지는 것을 허용하며 따라서 시스템의 작동 중지로 인하여 공정 툴은 작동이 중지되지 않는다.
본 발명의 실행에 사용될 수 있는 금속성 캐니스터들(canisters), 화학 약품 재충전 시스템(refill system), 가동 공정들, 부재들, 시작 매니폴드(starting manifold) 시스템 등은 미국특허 제5,465,766호, 제5,562,132호, 제5,590,695호, 제 5,607,002호, 및 제 5,711,354 호 및 1997년 7월 11일 출원한 출원번호 제 08/893,913 호에 설명되어 있으며, 이들의 전체 내용은 여기에서 참고로 설명된다.
본 발명의 시스템 구성의 대표적이고 비제한적인 예가 도1에 도시되어 있다. 도1의 시스템은 밸브들과 라인들을 포함하며, 이들은 중첩되는 범위까지 도7의 도면 부호와 대응되도록 도면 부호가 부여된다. 도1은 일반적으로 3종류의 화학 약품들의 재충전 및 전달을 위하여 제공되는 시스템을 도시한다. 일반적으로, 캐니스터들(110A 및 110B)은 TEOS와 같은 제1 화학 약품을 함유할 수 있다. 매니폴드(2A)은 캐니스터(110A)에 연결된 재충전 매니폴드(2B), 공급 캐니스터(110B)에 연결된 공급 매니폴드(2C)을 포함한다. 점선들 2B 및 2C는 재충전 및 공급 매니폴드들을 표시한다. 그 외에, 시스템(1)은 재충전 매니폴드들(3B 및 4B)과 공급 매니폴드들(3C 및 4C)을 각각 포함하는 매니폴드들(3A 및 4A)을 포함한다. 재충전 매니폴드들(3B 및 4B)은 공급 캐니스터들(110D 및 110F)에 연결된 공급 매니폴드들(3C 및 4C)과 함께 캐니스터들(110C 및 110E)에 연결된다.
도1의 시스템 구성은 본질적으로 동일한 3개의 매니폴드들(2A, 3A 및 4A)을 사용한다. 그러나, 각각의 매니폴드 설계는 개별적으로 그리고 전체적으로 광범위하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 도1이 도7에 도시된 재충전 매니폴드와 대응하는 재충전 매니폴드(2B)의 사용을 도시하고 있는 반면에, 시스템(1)은 도2a 또는여기서 참고로 설명되는 미국특허 제5,465,766호, 제5,562,132호, 제5,590,695호, 제5,607,002호 및 제5,711,354호에 도시된 매니폴드를 대신 사용할 수 있다. 마찬가지로, 공급 매니폴드들은 다른 설계로 될 수 있다.
공급 캐니스터(110B) 내의 수두 압력(head pressure)을 증가시킴으로서, 화학 약품은 라인(121B), CI(101B), 4지(four branch) 공급 밸브(160A)를 통해 4지 공급 매니폴드(162B)으로 강제로 배출될 수 있으며, 화학 약품은 4지 공급 매니폴드로부터 하나 이상의 공정 툴로 분배된다. 출력 라인들은 4지 공급 매니폴드(162B)의 4개의 출구 포트중 어느 포트에 연결될 수 있으며, 이 출력 라인들은 캐니스터, 다른 4지 공급 매니폴드를 함유하는 밸브 매니폴드 박스 또는 공정 툴로 안내한다. 밸브 매니폴드 박스들의 비제한적인 예들이 여기서 참고로 설명된 1998년 5월 24일자 미국특허출원 제09/046,907호에 설명되어 있다. 화학 약품은 유사한 과정에 의하여 공급 캐니스터들(110D, 110F)로부터 분배될 수 있다. 화학 약품은 펌프의 사용에 의하여 공정 툴로 전달될 수 있으며, 펌프는 푸싱(pushing), 기계적인 압력보다는 공압 실린더 또는 화학 약품에 가해지는 압력을 갖는 캐니스터 내의 화학 약품 백(bag) 또는 가스 또는 액체로 백을 채움으로서 압력을 공급하는 캐니스터 내의 백에 의하여 공급 캐니스터들로부터 화학 약품을 회수한다. 도1에서, 4지 매니폴드가 화학 약품을 계속 공급하는 동안에 개방 밸브(17A)를 통해 4지 매니폴드(1632B)에 진공이 제공될 수 있다. 분기된 공급 매니폴드(162B)은 4개의 분기 밸브들을 사용하며, 공급 매니폴드는 어떤 수의 밸브들을 사용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 분기된 공급 매니폴드는 2개 이상의 분기밸브들을 이용할 수 있다. 분기된 공급 매니폴드에서 분기 밸브들의 수에 대한 제한은 없지만, 전형적으로 밸브들의 수는 10개 이하이다. 분기된 공급 매니폴드는 공정 라인에 접속되고 연결된다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 추가적인 이점들은 시스템 내의 단일 처리 제어 유니트의 사용에 의하여 촉진된 단일 오프-사이트(off-site) 컴퓨터에 의한 시스템 제어 능력으로부터의 보다 효율적인 사용과 함께 단일 제어 유니트를 통한 밸브 시퀀스(valve sequence)와 가스 흐름의 제어를 포함한다.
재충전 사이클 동안에, 컨트롤러(도시되지 않음)는 밸브들을 작동시키며 가압된 가스는 레귤레이터(32A)에 의하여 방출되어 CGI(30A), CBV(40A), CP2(70A) 및 CI(90A)를 통해 캐니스터(110A) 내로 유동한다. 유사하게, 레귤레이터(165)에 의한 라인(164B)을 통한 그리고 밸브들(166B, 166C 및 166D)을 통한 비활성 기체의 유입에 의하여 라인 배수와 유동 세정은 쉽게 될 수 있다. 도1은 또한 시스템 내의 압력을 모니터하는 역할을 하는 압력 변환기(75A)를 도시한다.
2개의 압력 변환기를 갖는 시스템들 내에서, 시스템 내에서의 안정적인 압력의 능력이 향상된다. 이 방법에서, 90B를 차단하고 라인 상에 진공을 밀어 넣고 그 후 고정 캐니스터 내의 압력을 점진적으로 떨어트리기 위하여 CI(90B)를 개방함으로서 이 구조는 공정 캐니스터로부터의 수두 압력의 점진적인 배출을 허용한다. 공정 캐니스터 내의 수두압이 너무 높으면 불가능하지 않다면 공정 캐니스터의 재충전이 문제가 된다는 것을 알아야 한다. 공정 캐니스터가 재충전 캐니스터 내의 압력보다 적어도 5 psig만큼 낮은 압력을 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 본발명의 실행을 통한 수두압 감소는 시스템의 사용 과정에서 자동적일 수 있으며 연속적으로 그리고 원래 장소(in situ)에서 일어난다.
도7 및 도8과 관련하여 아래에 설명된 공정에 따라 재충전 매니폴드들(2B, 3B 및 4B)은 감압, 액체 배수, 진공 및 유동 세정 단계를 거칠 수 있다. 감압, 액체 배수, 진공 및 유동 세정 단계들은 재충전 매니폴드들의 적절한 작동을 통해 공급 매니폴드들(2C, 3C 및 4C)에 대하여 이루어질 수 있다.
도2a에 본 발명의 매니폴드 시스템이 도시된다. 도2a에서, 벤츄리 진공 발생기와 같은 진공원(14)은 라인(12)을 통해 진공 공급 밸브(10;"VGS")에 연결될 수 있다. 만일 진공원이 벤츄리 진공 발생기일 경우, VGS(10)는 비활성 기체 라인(11)을 통한 진공원(14)으로의 가스(질소, 헬륨 또는 아르곤과 같은)의 흐름을 제어하는 작용을 한다. 진공원(14)은 또한 배기를 위하여 빠져나가는 배출 라인(13)에 부착될 수 있다. 진공원(14)은 저압 벤트 밸브(20; "LPV"), 캐리어 가스 절연 밸브(30: "CGI"), 캐니스터 바이패스 밸브(40: "CBV") 및 제어 밸브(60: "CP")에 연결될 수 있다. 도면에서의 밸브들 각각을 위하여, 비어있는 삼각형은항상 개방된 라인들을 나타내며, 검은 삼각형은 개방되기 전까지 차단된 상태이다. 도2a에서, 진공원(14)은 라인(15), T자 관(tee; 18) 및 라인(17)을 통해 LPV(20)에; 라인(15), T자 관(18), 라인(16), T자 관(35) 및 라인(37)을 통해 CGI(30)에; 라인 (15), T자 관(18), 라인(16), T자 관(35), 라인(36), T자 관(44) 및 라인(61)을 통해 CBV(40)에 연결된다. 라인(37) 내의 체크 밸브(33)는 매니폴드가 원하는 방출 압력을 능가하지 않는 한 그리고 능가할 때까지 차단된다. 따라서,진공원(14)은 전형적으로 라인(37)을 통해 CGI(30)에 인접(closed off)한다. 일반적으로, 매니폴드 압력이 단위 평방 인치당 약 100 파운드를 초과한다면 체크 밸브(33)는 작동되도록 설정될 수 있다. 시스템 내의 압력이 선택된 수준에 도달한다면 체크 밸브는 가스를 배출하는 작용을 한다. LPV(20)의 기능은 시동 및 캐니스터 교환(change out) 동안에 매니폴드와 캐니스터의 배출과 배기를 제어하는 것이다. 진공 게이지 (22)는 또한 LPV(20)에 연결될 수 있다. 진공 게이지(22)는 세정 주기 동안에 진공을 모니터하는 작용을 할 수 있다. 라인(23)은 LPV(20)를 캐리어 가스 절연 밸브 (30; "CGI")에 연결할 수 있다. 라인(31)은 CGI(30)를 조절기(32)에 연결할 수 있으며, 조절기는 가압된 비활성 가스의 흐름을 공급할 수 있다. 전달 압력 게이지 (36)를 조절기(32) 내에 결합할 수 있어 모든 가동 동안에 조절기 압력 및 압력을 모니터한다.
도2a에서, 라인(34)은 CGI(30)를 CBV(40)에 연결할 수 있다. 라인(41 및 42)은 CBV(40)를 공정 라인 절연 밸브(50; PLI)와 제어 밸브(70; CP2)에 부착할 수 있다. PLI(50)의 작용은 매니폴드 밖으로의 화학 약품의 흐름을 제어하는 것이다. CGI(30)는 매니폴드으로의 가압 가스 공급을 제어하는 작용을 한다. CVB(40)의 기능은 PLI(50)와 라인(71)으로의 압력 또는 진공의 공급을 제어하는 것이다. 라인(51)은 시스템 외부의 장치 또는 재충전되어야할 다른 캐니스터로 화학 약품을 운반할 수 있다. 라인(52)은 PLI(50)를 제어 밸브(80; CP1)에 연결하는 작용을 할 수 있다. 라인(61)은 제어 밸브(60)를 제어 밸브(70)에 연결할 수 있다. T형 관(72)으로부터 제어 밸브(80)와 캐니스터 입구(90; CI)까지 각각 이어진 라인(73및 74)과 함께 라인(71)은 제어 밸브(70)로부터 T형 관 피팅(72; tee fitting)까지 통할 수 있다. CI(90)는 캐니스터의 가압 및 배출을 제어하는 작용을 한다. 제어 밸브(80)는 라인(81)을 통해 캐니스터 배출구(100; CO)에 연결할 수 있다. CO(100)는 화학 약품 전달 동안에 캐니스터(110)로부터의 화약 약품의 흐름 및 캐니스터 교환 동안에 캐니스터 출구 용접물의 세정을 제어한다. CI(90)과 CO(100)는 암 및 수나선 조인트(threaded joint)와 같이 공급 캐니스터 상에서 매니폴드를 대응 구조체에 연결하는 작용을 한다. 캐니스터(110)로의 매니폴드 연결을 위한 피팅들은 일반적으로 CI(90)과 T형 관(72) 사이 또한 CO(100)와 CP1(80) 사이에 존재한다. 만일 CO (100)가 이중 엑티베이터 밸브라면, T형 관(72)은 CI(90)과 직접적인 연결을 위하여 아래로 이동될 수 있어 라인은 이중 엑티베이터를 CI(90)에 직접적으로 연결한다.
캐니스터들(110)에는 다양한 화학 약품들이 적재될 수 있으며, 일반적으로 반도체 제조 분야에서의 사용을 위한 고순도의 화학 약품들이 적재된다. 예를 들어, 캐니스터들은 TEOS, 비소 성분들, 티타늄 성분들, 붕소 성분들 등등을 함유할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 캐니스터(110)는 적어도 화약 약품 내의 미량 금속의 양에 기초한 적어도99.9999% 순물질인 화학 약품이 적어도 부분적으로 충진되어 있다.
도관(conduit), 튜브, 파이프, 통로(passage) 등으로 언급될 수 있는 위에서 언급한 라인들은 예를 들어, 스테인레스 스틸 튜브와 같은 금속 튜브로 구성될 수 있다. 각 밸브는 NUPRO 6L-M2D-111-P-Ⅲ 가스 제어 밸브와 같은 일반적으로 공압으로 작동하는 밸브일 수 있다. 마찬가지로, 조절기는 AP Tech 1806S 3PW F4-F4 조절기와 같은 표준형일 수 있다. 시스템은 압력 피팅 밸브, 용접 및 유사한 것의 사용과 같은 일반적인 방법들을 이용하여 조립될 수 있다. 밸브들은 터치 스크린 제어 패널에 연결된 옴론(Omron) 프로그램 가능한 제어기 박스와 같은 일반적인 공정 제어를 이용하여 제어될 수 있다. 대안적으로, 밸브들은 상표명 ADCS APC 컨트롤러를 이용하여 제어될 수 있으며, 이 컨트롤러는 명령 시퀀스 실행을 위한 입력된(imbedded) 마이크로프로세서를 EEPROM 상에 상주하는 소프트웨어와 통합한다. 예를 들어, 공압 밸브들을 개폐하기 위하여 제어 유니트는 가압된 가스의 흐름을 제어할 수 있다.
사용 중에, 본 발명의 매니폴드는 다음과 같이 작동될 수 있다. 화학 약품을 전달 포인트를 향하여 캐니스터(100) 밖으로 밀기 위하여 매니폴드 내의 밸브들은 적당히 개폐되어 가스를 시스템 및 캐니스터 내로 가압한다. 도2b에서, 라인(120)은 캐니스터(110)로 유입되는 가압된 가스의 경로를 도시하며, 라인(121)은 딥 튜브(111; dip tube)를 통해 캐니스터(110)로부터 배출되는 액체 화학 약품의 경로를 나타낸다. 따라서, 가스원(도시되지 않음)으로부터의 가압 가스는 조절기(32)에 의하여 라인(31) 내로 방출된다. 그후, 가스는 개방 CGI(30)을 통과하며, 그후 라인(34), CBV(40), 라인(71), CI(90)을 통해 캐니스터(110) 내로 유입된다. 입구 가스로부터의 압력은 딥 튜브로 끌어올리며 CO(100), 라인(81), CP1(80), 라인(52), PLI(50) 및 아웃 라인(51; out line)을 통해 집수점(receivingpoint)까지 액체 화학 약품을 상승시킨다.
공급 캐니스터(가득찬 캐니스터일지라도)가 교체될 때, 매니폴드에서 잔류 화학 약품을 제거하기 위하여 라인들은 세정될 수 있다. 첫단계는 감압으로서, 감압은 캐니스터(110 내의 수두압(head pressure)을 제거하는 역할을 한다. 감압은 여러 가지 방법들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 감압이 일어날 수 있는 2가지 절차들이 도2에 묘사되어 있다. 한 가압 방법에서, 실선 130으로 도시된 VGS(10)는 개방되어 가스가 라인(11)으로부터 라인(12)을 통해 진공원(14)으로 흐르는 것을 허용하여 배출을 위하여 라인(13)을 통해 배출되는 흐름과 함께 진공이 발생된다. 진공원(14)에서 발생된 진공은 개방 CPI(60), 라인(62), CP2(70), 라인(71), T자 관(72), 라인(74) 및 개방 CI(90)를 통해 라인(15), T자 관(18), 라인(16), T자 관(35), 라인(36), T자 관(44), 라인(61) 상으로 진공을 잡아당기며, 그로 인하여 진공을 캐니스터(110)의 헤드 공간상으로 잡아당긴다. 대안적으로, 감압은 LPV(20), CP2 및 CI(90)을 개방함으로서 이루어질 수 있어 진공은 실선(135)을 통해 끌려진다.
감압 후, 액체의 라인들(용접물)을 세척하기 위하여 액체 배수가 시작된다. 따라서, 도4에서, 가스는 조절기(32)를 통해 라인(31) 내로 유입된다.CGI(30), CVB(40)와 CO(100)은 개방되어 가스는 라인들(34, 41, 52 및 81)을 통해 흘러 액체 화학 약품은 캐니스터(100) 내로 강제 역류한다. 라인 배수 동안의 가스 흐름이 실선 140으로 도시된다.
그 후, 도5 및 도6에 각각 도시된 바와 같이 진공 단계 및 흐름 세정 단계를포함하는 사이클 세정(cycle purge)이 시작된다. 진공 단계는 도5 내의 실선들 150 및 155로 도시된 구조에 의한 것을 포함하는 다양한 방법들로 달성될 수 있다. 따라서 한 실시예에서, CBV(40)와 LPV(20)은 개방되어 가스가 라인들(11 및 12)을 통해 진공원(14) 내로 흐르는 것을 허용하기 위하여 VGS(10)이 개방될 때 진공은 배기(13)를 통한 배기를 위하여 뽑아 내어지며, 따라서 진공은 라인들(15, 17, 23, 34, 41, 52 및 81) 상으로 당겨진다. 대안적으로, LPV(20)와 CP2(70)는 개방되어 진공은 라인들(15, 17, 23, 34, 42 및 74) 상으로 당겨진다. 더욱이, LPV(20), CP2 (70) 및 CVB(40) 모두는 개방될 수 있어 진공은 라인들(41, 52 및 81)뿐만 아니라 라인들(42, 71, 74) 상으로 당겨질 수 있다. 개방은 교대로 일어날 수 있어 라인들(42/71/74 및 41/52/81)은 간헐적으로 내용물을 배출한다.
사이클 세정의 흐름 세정이 도6에 도시되어 있다. 도6에서, 조절기(32)는 가압된 가스를 라인(31)으로 유입시킨다. CGI(30), CBV(40), CPI(80) 및 CP1(60)이 개방(CI(90) 및 CO(100)는 밀폐됨을 주목)됨으로서 가스는 라인들(34, 41, 52, 73, 71, 62, 61, 36, 16, 15 및 13)을 통해 유동하며 그로 인하여 도6 내에서 실선(160)으로 도시된 바와 같이 매니폴드는 세정된다. LPV(20)은 간헐적으로 개방될 수 있으며, 따라서 라인들(23 및 17)은 세정될 수 있다. 세정 후, 매니폴드 상에 포지티브 압력이 유지되는 동안에 피팅들(fittings)은 일반적으로 차단되며 따라서 수분은 매니폴드으로 들어가지 않는다. 예를 들어, CGI(30), CBV(40) 및 CP2(70)는 개방될 수 있으며 따라서 피팅들이 차단된 후 가스는 라인들(74 및 81) 밖으로 유동한다. 새로운 캐니스터가 설치된 후, 세정 사이클은 일반적으로 반복되어 피팅 내의 물 및 새로운 캐니스터의 용접물뿐만 아니라 매니폴드으로 유입될 수 있는 어떠한 물이나 또는 다른 오염 물질을 제거한다.
LPV(20), 라인들(17 및 23) 및 게이지(22)가 없는 것을 제외하고 도1에 도시된 실시예와 유사한 본 발명의 대안적인 실시예가 도7에 도시된다. 만일 CO(100)가 이중 엑티베이터 밸브(dual activator valve)라면, 이중 액티베이터에 직접적으로 부착된 CI(90)와 제어 밸브(80)에 직접적으로 연결하기 위하여 T형 관(72)은 아래로 이동될 수 있어 라인은 이중 엑티베이터를 CI(90)에 직접적으로 연결하며, 매니폴드 내의 잠재적인 쓸모 없는 레그들(dead legs)의 수가 줄어든다. 도7에 도시된 실시예에서, CBV(40)에 대한 라인(43)은 임의로 제거될 수 있다. 도2에 도시된 동일한 흐름 개략도는 도7의 구성을 위하여 캐니스터(110) 외부로 화학 약품을 밀어내기 위하여 사용될 수 있다. 도7에 도시된 구성의 감압은 도 3 내의 라인 130으로 도시된 흐름 개략도를 사용하여 이루어질 수 있다. 도4 내의 실선 140으로 도시된 액체 배수는 그후 도7의 구성을 위하여 사용할 수 있다. 진공 단계는 라인 180에 의하여 도시된 바와 같이 도8 내에서 설명된 바와 같이 이루어질 수 있다. 도6의 흐름 세정은 도7의 구성을 위하여 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 매니폴드의 가격을 낮추는 감소된 밸브의 수, 누설이 발생될 수 있는 포인트 수의 감소뿐만 아니라 주어진 매니폴드를 위한 밸브 불량에 대한 기회 감소를 포함한 많은 이점들을 갖는다. 본 실시예는 또한 시스템 내의 쓸모 없는 레그들의 수를 줄여 보다 효과적인 흐름 세정의 결과를 낳는다.
본 발명의 전달 시스템을 이용하여 운반될 수 있는 화학 약품들의 형태는 공정 툴 및 원하는 결과물의 형태에 따라 광범위하게 다양할 수 있다. 대표적인 화학 약품들의 비제한적인 예들은 테트라에틸오소실리케이트(TEOS), 트리에틸포스페이트, 트리메틸 포스파이트, 트리메틸 보레이트, 티타늄 테트라클로라이드, 탄탈륨 성분, 및 이와 유사한 것; 염소화 탄화수소와 같은 용매, 아세톤 및 메틸에틸케톤과 같은 케톤, 에틸 아세테이트와 같은 에스테르, 탄화수소, 글리콜, 에테르, 헥사메틸디실라제인(HMDS) 및 이와 유사한 것; 바륨/스트론티움/티탄산염 칵테일(혼합물)과 같은 액체 내에 분산된 고체 성분을 포함한다. 화학 약품들의 이들 예들은 어떠한 방법으로 제한하려는 의도는 아니다. 화학 약품들은 다양한 순도를 가질 수 있으며, 화학 약품들의 혼합물이 사용될 수 있다. 한 실시예에서, 단일 형태의 화학 약품이 사용된다. 주어진 화학 약품은 유리하게는 미량 금속에 대하여 99.999% 또는 그 이상의 순도를 가질 수 있다. 분산이 이용된다면, 트리글라임 또는 테트라하이드로푸란(THF)과 같은 액체 용매로 라인들을 씻어 내리는 것이 바람직하며 따라서 라인들이 가입될 때 라인들 내에서 성분들이 침전되지 않는다. 부가적으로, 본 발명의 어떠한 실시예를 위하여, 라인들 내의 화학 약품의 증발을 촉진하기 위하여 매니폴드가 가열될 수 있다는 것이 고려된다. 이 점에 관하여, 매니폴드는 베리악(variac) 또는 유사한 것에 연결된 가열 테이프로 감겨진 가열 상황에 유지될 수 있다. 흐름 세정 동안에 증발을 쉽게 하기 위하여 가열된 아르곤, 질소 또는 다른 비활성 가스와 같은 가열된 가스가 대안적으로 사용될 수 있었다. 유사하게, 화학 약품 함유 고체 활성 성분들을 위한 증발기가 공정 라인 내의 한 지점에 설치될 수 있다. 여기서 참고로 설명되는 미국특허 제5,362,328호는 증발기의 비제한적인 예를 설명하고 있다. 이들 기술들의 조합이 또한 사용될 수 있다. 또한 어떤 종류의 화학 약품을 위하여, 보다 용이하게 배출된 성분들을 제조하기 위하여 라인 내의 하나 이상의 성분들과 반응하는 활성 화학 약품들로 세정하는 것이 가능할 수 있다.
유리하게는, 본 발명의 시스템은 화학 약품의 혼합물을 이용하는 공정 툴로 3 종류 이상의 화학 약품을 전달하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 시스템은 사용 동안에 화학 약품을 필요로 하는 어떠한 공정 툴에 화학 약품을 제공할 수 있다. 이러한 공정 툴은 화학 기상 증착용 장치, 포토리소그래피용 장치 및 에칭 분야를 위한 장치를 포함할 수 있다. 이러한 공정 툴들은 집적 회로, 메모리 회로, 플랫 패널 디스플레이, 혹은 광섬유 제조, 멀티칩 모듈들(예를 들어, "MCM") 등과 같은 전자 장치들의 제조에 자주 사용된다. 추가로, 본 발명이 집적 회로, 메모리 장치 및 유사한 것의 제조에 사용되는 CVD 반응기와 같은 공정 툴에 TEOS와 같은 화학 약품을 공급하기 위하여 사용될 수 있는 반면에 시스템은 다른 공정들에 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.
압력 변환기는 캐니스터의 여유 포트에 추가될 수 있어 압력 관리 제어를 위하여 가동 동안에 헬륨 또는 기타 유사한 것을 위한 입구 밸브를 닫힘 상태로 유지하게 하며 체적이 줄어들 때만 개방시킨다.
본 발명의 매니폴드는 라인 매니폴드가 화학 약품들을 함유했는지 여부를 결정하기 위하여 예를 들어, 라인(15)에 부착된 센서를 포함할 수 있다. 유사하게, 라인으로부터 샘플 가스가 회수될 수 있고 또한 화학 약품의 존재를 위한 시험을위하여 분석 장치를 이용하여 분석될 수 있는 경우 샘플 포트가 라인(15) 내에 포함될 수 있다.
본 발명의 실행에 사용될 수 있는 캐비닛(310)의 비제한적 대표적인 예가 도9에 도시되어 있다. 캐비닛(310)은 상부 패널(320) 및 바닥 패널(도시되지 않음)과 함께 전방 패널(316), 측부 패널들(312 및 314; 도시되지 않음) 및 후방 패널(318; 보이지 않음)을 포함할 수 있다. 측부 패널들의 규격과 형상은 캐니스터들과 매니폴드들의 크기, 수 및 형상에 따라 광범위하게 변화될 수 있다. 예를 들어, 캐니스터들이 도10에서와 같이 쌍들, 두 개의 딥(deep) 형태로 배열될 수 있는 반면에 단일 캐니스터가 각 화학 약품을 위하여 사용될 수 있으며 또한 전방에서 관찰된 바와 같이 짝이된 캐니스터들이 나란히 위치할 수 있다. 도9를 참고하면, 캐비닛은 한 세트의 도어(330A 및 330B)와 같은 유리한 부품들, 칼라 액정 디스플레이 터치스크린과 같은 사용자 인터페이스(331), 배출 포트(335),화학 약품 유출(chemical spill)의 경우에 오염물 탱크로서 작용하는 베이스(340) 및 캐비닛 내로의 공기의 흐름의 유입을 위한 하부 통풍 슬릿들(345; ventilation splits)의 다양함을 포함할 수 있다. 플로어에 캐비닛(310)을 고정하기 위하여 임의의 플랜지(332)가 사용될 수 있다.
다시 도10을 참고하면, 캐비닛 내의 캐니스터들과 매니폴드들의 비제한적인 대표적인 구성이 도시되어 있다. 도10에서, 제1, 제2 및 제3 재충전 캐니스터들(110A, 110C 및 110E)은 제1, 제2 및 제3 공급 캐니스터들(110B, 110D 및 110F)에 화학 약품을 제공한다. 재충전 및 공급 캐니스터의 각 세트는 동일한화학 약품을 함유하며, 캐니스터의 각 세트는 다른 화학 약품을 함유한다. 도1에 도시된 바와 같이, 공급 및 재충전 캐니스터들의 각 쌍은 전체적인 매니폴드의 부분을 형성하는 공급 및 재충전 매니폴드에 연결될 수 있다. 도10에서, 3개의 종합적인 매니폴드들이 사용되며, 하나의 매니폴드는 각 세트의 캐니스터를 위한 것이다. 도1에 도시된 바와 같은 다수의 세부 사항들이 간략화를 위하여 도10에서는 생략되어졌다. 일반적으로, 캐비닛이 재충전 매니폴드들(2B, 3B 및 4B); 4개의 분기 매니폴드들 (branch manifolds; 162B, 163B 및 164B)을 포함하는 공급(공정) 매니폴드들(2C, 3C 및 4C)을 포함하는 것이 도시된다. 도11은 캐비닛(310) 내에 장착될 수 있는 매니폴드(2A)의 특정 구성 요소들의 3차원적인 대표적인 도면을 도시한다. 도11에서 알 수 있는 바와 같이, 도10 내에서 사용될 수 있는 것과 같은 재충전 매니폴드(2B)과 공급 매니폴드(2C)의 구성 요소들이 도시되며, 4 분기 공급 매니폴드(162B)을 포함한다.
도12 및 도12a는 공정 툴에 다수의 화학 약품들을 전달하기 위한 부가적인 매니폴드 및 캐니스터의 구성을 도시한다. 도12 및 도12a는 도1과 유사하나, 특정 방법에서는 다르다. 도12 및 도12a 내의 시스템(1)은 밸브들과 라인들을 포함하며, 이들은 중첩되는 범위까지 도1의 밸브 및 라인들과 대응하도록 도면부호가 부여되었다. 본 발명의 시스템 구성의 다른 대표적이고 비제한적인 예가 도12에 도시되었다. 도12는 일반적으로 3종류의 화학 약품들의 재충전 및 전달을 위하여 제공되는 시스템(1)을 도시한다.
도12의 시스템 구성은 본질적으로 동일한 3개의 매니폴드들(2A, 3A 및 4A)을사용한다. 공급 캐니스터(110B) 내의 수두압이 증가됨으로서 액체 화학 약품은 라인(121B), CI(101B), 4 분기 공급 밸브(160A)를 통해 4 분기 공급 매니폴드(162B)으로 강제로 밀려나가며, 화학 약품은 4 분기 공급 매니폴드를 통해 하나 이상의 공정 툴로 분배된다. 출력 라인들은 4 분기 공급 매니폴드(162B)의 4개의 출구 포트들중 어느 것에 연결되며, 이 출력 라인은 캐니스터에 이르며, 밸브 매니폴드 박스는 다른 4 분기 공기 매니폴드 또는 공정 툴을 포함한다. 화학 약품은 유사한 공정에 의하여 공급 캐니스터들(110D 및 110F)로부터 분배된다. 밀림(pulling), 기계적 압력보다는 공압 실린더에 의하여 또는 작용하는 압력을 갖는 캐니스터 내의 화학 약품 백(bag)에 의하여 또는 가스 또는 액체로 백을 채움으로서 압력을 공급하는 캐니스터 내의 백에 의하여 공급 캐니스터로부터 화학 약품을 회수하는 펌프의 사용에 의하여 화학 약품은 공정 툴로 전달된다. 도12에서, 진공은 라인(37A)을 통해 제공될 수 있으며, 4분기 매니폴드가 화학 약품을 계속 제공하는 동안 라인은 개방 밸브(17A)를 통해 상기 밸브(17A)를 4 분기 매니폴드(162B)에 연결한다. 진공은 또한 2C 내의 밸브(60B)를 개방함으로서 캐니스터(110B)에 부착된 밸브에 제공될 수 있다. 분기된 공급 매니폴드(163B)은 4개의 분기 밸브를 이용하며, 공급 분기관은 어떠한 수의 밸브를 이용할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 분기된 공급 분기관은 2개 또는 그 이상의 분기 밸브를 사용할 수 있다. 분기된 공급 매니폴드 내에서의 분기 밸브들의 수에 대한 제한은 없지만, 전형적으로 밸브들의 수는 10개 또는 그 이하이다. 분기된 공급 매니폴드는 공정 라인에 연결되고, 공정 라인과 연통되었음을 주목해야 한다. 도12에서, 제어 밸브(80B)는도1에 도시된 바와 같이 입구 밸브(100B)보다는 캐니스터 출구(101B)에 연결되어 있다. 도12에서 2C의 밸브 구성은 2B의 밸브 구성과는 실질적으로 유사하며 도1에 도시된 구성과는 반대임을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 도12에서 2B는 밸브들(60A, 70A, 40A, 30A 및 50A)을 사용하는 반면에 2C는 유사하게 밸브들(60B, 80B, 70B 및 30B)을 이용한다. 도1, 도12 및 도12a에서, 공정 캐니스터들(110B, 110D 및 110F) 각각은 딥 튜브가 연결되는 출구 밸브, 화학 약품이 공정 캐니스터로 공급되는 입구 밸브 및 캐니스터로 포지티브 압력 또는 진공을 공급하는 역할을 하는 제3 밸브를 갖는다. 도12의 구성은 분배 매니폴드들(162B)이 제거되었다는 것을 제외하고는 도12와 실질적으로 유사하다. 이는 특히 제조 공정 동안에 적은 양의 화학 약품을 공급하는 시스템들 또는 만일 단지 단일 툴에 화학 약품이 공급되는 경우에 적용 가능하다. 도12와 도12a에서, 시스템은 실리콘, 인 및 붕소 원을 제공한다.
도13은 본 발명의 실시에 사용된 매니폴드의 한 실시예를 도시한다. 이 구조는 도12 및 도12a에서 사용된다. 따라서, 도13에서, 매니폴드는 2B 및 2C의 부품들이 되며, 예를 들어 여기서 재충전 캐니스터에 연결된 좌측부는 밸브들(30A, 40A, 50A, 60A 및 70A)을 포함하며, 공정 캐니스터에 연결된 우측부는 밸브들(30B, 40B, 50B, 60B 및 70B)을 포함한다. 각 부분은 또한 시스템 내로의 비활성 가스를 계량하는 역할을 하는 조절기들(32A, 32B)과 압력을 모니터하는 역할을 하는 압력 변환기(75A 및 75B)를 포함한다.
도14, 도14a, 도14b, 도14c, 도14d 및 도14f는 본 발명의 실시에 사용된 캐비닛의 다양한 외부, 내부 및 단면도이다. 도14는 본 발명의 캐비닛을 위한 대표적인 상부를 도시한다. 상부(1401)는 캐비닛의 주어진 폭과 길이에 알맞은 적절한 규격을 갖는다. 상부(1401)는 배기 가스를 위한 출구 도관으로서의 역할을 하는 덕트(1402)를 포함한다. 상부는 분배 매니폴드 출구 라인들을 위한 4개의 구멍들 (1403, 1404 및 1405)의 3개 그룹들을 포함한다. 출구 라인들(예를 들어, 스테인레스 스틸 튜브)은 분배 매니폴드에 연결되며 적절한 구멍을 통해 안내되어 그후 공정 툴 또는 유사한 것에 연결되는 것을 생각할 수 있다. 유사하게, 구멍들은 피팅들(암 VCR 피팅들과 같은)에 적합할 수 있으며 따라서 출구 라인들은 피팅들에 연결되고 그후 공정 툴 또는 유사한 것으로의 추가의 라인들은 상부의 외부측 상에서 숫피팅(male fitting)에 연결된다. 도12a에서와 같이 만일 분배 매니폴드들이 생략되면, 그 후 보다 적은 구멍들을 상부에 가공할 필요가 있으며, 또는 도14에 도시된 구성에서와 같이 이미 뚫려진 다수의 구멍들을 갖고 있는 상부가 사용된다면, 개구를 밀폐시키기 위하여 구멍들은 덮여질 수 있다. 상부는 또한 벌크 화학 캐니스터(1405), 비활성 가스원(1406), 벤츄리 진공(1407, 1408 및 1409), 전기 유입구(1410) 및 공기 유입구(1411)를 위한 유입구와 같은 다른 구멍들 또는 피팅들을 포함할 수 있다. 상부(1401)의 본 평면도에서, 제거 가능한 휠들(1412; wheels)과 같은 선택 품목이 도시되어 있으며, 휠은 상부의 좌측부상에 있을 수 있다. 휠들은 베이스에 부착되나, 여기에서는 본 사시도로부터 도시된다. 힌지들 (1413)은 부분(1414)을 부착하기 위한 역할을 하며 따라서, 작업자는 상부로부터 캐비닛의 내부로 접근할 수 있다. 본 실시예에서, 회로 차단기(1415)가 또한 도시되며, 회로 차단기는 내부 전기 기계에 연결되었다.
도14a는 캐비닛의 전방(1420)을 도시한다. 휠들(1412)의 배치가 본 도면에서는 캐비닛의 하부에 부착된 것으로 쉽게 도시된다. 캐비닛의 폭 "W"은 캐비닛 내의 캐니스터의 크기와 수를 기본으로 하여 변화될 것이다. 예를 들어, 한 실시예에서, 캐비닛은 3개의 캐니스터들을 수용하기에 충분하다. 다른 실시예에서, 캐비닛은 4개의 캐니스터들을 수용하기에 충분하다. 도14a에서, 덕트(1402)는 상부로부터 돌출된다. 2개의 도어들(1421a, 1421b)은 전방의 부분을 형성한다. 도어들은 용이한 유입을 위하여 스프링 장착 힌지들을 축으로 할 수 있다. 벤트들(1423a, 1423b)과 마찬가지로 핸들들(1422a, 1422b)은 도어 상에 포함된다. 터치 스크린(1424)은 제어 장치(도시되지 않음)를 위한 지시 입력 수단을 제공한다. 작은 윈도우(1425)는 작업자가 도어들(1421a, 1421b)을 열지 않고 캐비닛 내부를 관찰하도록 한다. 전방(1420)은 상부 영역(1426)과 하부 영역(1427)을 포함한다. 상부 영역(1426)은 캐비닛 내에 포함될 수 있는 매니폴드들, 장치 및 그와 유사한 것들을 위한 추가적인 공간을 제공한다. 하부 영역(1427)은 전형적으로 캐니스터들 상부에 영역을 제공하며, 그 영역은 누설의 경우 안전 차단 영역으로서 작용한다. 차단 영역은 국부투시 라인(1428; phantom line)으로 도시된 바와 같이 일반적으로 각이져 있으며 따라서 액체 화학 약품은 배출 팬(1429; pan)을 향하여 중력 공급될 수 있다. 펌프(도시되지 않음) 또한 포함될 수 있어 배출 팬(1429)으로부터 액체 화학 약품을 펌핑한다.
도14b는 측부들(1430)중 하나를 도시하는 캐비닛의 측면도이다. 이 부분 절단면도에서, 터치 스크린(1424)과 덕트(1402)를 포함하는 특정 구성 요소들의 내부 모습(aspect)이 도시되어 있다. 본 실시예에서, 영역(1431)은 제어 장치를 수용하는 역할을 하는 영역을 한정한다. 제2 요부 영역(1432; recess area) 역시 도시된다. 도14c는 캐비닛의 후부(1435)를 도시한다. 도14 내지 도14c에 도시된 캐비닛은 약 44.75인치(약 114cm)의 캐비닛 폭(휠과 같은 부속물을 포함), 약 28인치(약 71cm)의 깊이 및 덕트에 대한 휠과 함께 약 79 1/8인치(약 198cm)의 높이를 갖는다. 이들 규격은 캐니스터의 수와 크기에 따라 변화할 수 있음을 이해하여야 한다.
도14d 및 도14e는 캐비닛의 절단부 내에 안착된 한 쌍의 캐니스터의 정면도 및 측면도를 나타낸다. 도14d에서, 캐니스터(1440)는 캐비닛의 바닥(1441) 상의 높은 위치에 놓여지며, 선반(1442; shelf) 위에 놓여질 수 있다. 캐비닛의 상부 절반 내에 도시된 밸브들, 조절기 및 튜브는 도1 또는 도12의 매니폴드(2A)에 대응한다. 본 도면이 절단면도이기 때문에 추가적인 캐니스터 쌍들은 캐비닛의 너머지 부분에 수용되어진다. 이 점에서, 도14d는 시스템의 대표적인 "셀(cell)"을 도시한다. 3개의 셀을 갖는 캐비닛이 도14d에 도시된 반면에 부가적인 셀들이 포함될 수 있어 캐비닛은 4쌍의 캐니스터들, 5쌍의 캐니스터들 등을 수용한다는 점을 이해해야 할 것이다. 도14e는 캐니스터 쌍의 측면도를 도시한다. 여기에서 후방 캐니스터(1443)가 캐비닛의 바닥 상에 놓여진 것을 도시한다. 캐니스터들(1440 및 1443) 각각은 도시되지 않은 스테인레스 스틸 튜브에 의하여 매니폴드(2A)의 각 부분에 부착될 수 있다. 들어올려진 캐니스터(1440)는 작업자를 위하여 캐니스터 밖으로의 보다 쉬운 교환을 용이하게 한다. 도14f는 캐니스터들(1440 및 1443)의 사시도이다. 본 도면에서, 캐비닛의 베이스 직상부로 캐니스터를 끌어올리기 위하여 캐니스터(1443)가 선반(1450)상에 놓여질 수 있음을 도시한다. 본 도면은 또한 핸들(1422a)에 연결된 도어를 위한 록킹 메커니즘(1452) 뿐만 아니라 도어(1421a)를 우측부(1453)에 부착하기 위하여 사용될 수 있는 힌지들(1451)의 보다 세부적인 구성을 도시한다.
본 설명으로부터 본 분야의 숙련된 자들에게는 본 발명의 다른 변형과 대안적인 실시예들이 명백해질 것이다. 따라서, 본 설명은 단지 예시적으로 설명되어지며, 본 분야의 숙련된 자들에게 발명의 실시 방법을 알리기 위한 목적인 것이다. 여기에 도시되고 설명된 발명의 형태는 현재의 바람직한 실시예로 받아들인다는 것이 이해될 것이다. 동등한 부재들이 여기서 도시되고 설명된 부재들을 대체할 수 있으며, 본 발명의 특정 특징들은 본 발명의 본 설명의 이점을 가진 후에 본 분야의 숙련된 자들에게 명백하게 될 다른 특징들의 이용에 별개로 활용될 수 있다.

Claims (24)

  1. 다수의 다른 화학 약품들을 공정 툴로 전달하기 위한 시스템에 있어서,
    적어도 하나의 제1 공정 라인에 연결된 제1 매니폴드에 연결된 제1 재충전 캐니스터 및 제1 공정 캐니스터와, 적어도 하나의 제2 공정 라인에 연결된 제2 매니폴드에 연결된 제2 재충전 캐니스터 및 제2 공정 캐니스터를 포함하고,
    제1 재충전 캐니스터는 제1 매니폴드를 통해 제1 공정 캐니스터에 제1 화학 약품을 재충전하고, 제1 공정 캐니스터는 공정 툴에 제1 화학 약품을 공급하고, 제2 재충전 캐니스터는 제2 매니폴드를 통해 제2 공정 캐니스터에 제2 화학 약품을 재충전하고, 제2 공정 캐니스터는 공정 툴에 제2 화학 약품을 공급하고, 제1 재충전 캐니스터, 제1 공정 캐니스터, 제2 재충전 캐니스터, 제2 공정 캐니스터 및 제1 및 제2 매니폴드는 캐비닛 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 제3 공정 라인에 연결된 제3 매니폴드에 연결된 제3 재충전 캐니스터 및 제3 공정 캐니스터를 더 포함하고, 제3 재충전 캐니스터는 제3 매니폴드를 통해 제3 공정 캐니스터를 재충전하고, 제3 재충전 캐니스터와 제3 공정 캐니스터 및 제3 매니폴드는 캐비닛에 수용되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 적어도 하나의 제4 공정 라인에 연결된 제4 매니폴드에 연결된 제4 재충전 캐니스터 및 제4 공정 캐니스터를 더 포함하고, 제4 재충전 캐니스터는 제4 매니폴드를 통해 제4 공정 캐니스터를 재충전하고, 제4 재충전 캐니스터, 제4 공정 캐니스터 및 제4 매니폴드는 캐비닛에 수용되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 캐비닛은 총 6개 또는 8개의 캐니스터를 수용하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 매니폴드들중 적어도 하나는 진공 공급 밸브, 진공 발생기, 압력 배출(vent) 밸브, 가스 입구 밸브, 바이패스(bypass) 밸브, 절연 밸브, 제어 밸브, 캐니스터 입구 밸브, 캐니스터 출구 밸브, 및 캐니스터 입구 커플러를 포함하고,
    진공 공급 밸브는 진공 발생기에 연결되고, 진공 발생기는 압력 배출 밸브 및 제어 밸브에 연결되고, 가스 입구 밸브는 압력 배출 밸브 및 바이패스 밸브에 연결되고, 바이패스 밸브는 절연 밸브와 캐니스터 입구 밸브에 더 연결되고, 절연 밸브는 캐니스터 출구 밸브에도 연결되며, 캐니스터 입구 밸브는 제어 밸브 및 캐니스터 출구 밸브에 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 시스템의 적어도 하나의 매니폴드는 진공 발생기에 연결된 진공 공급 밸브, 진공 발생기와 가스 입구 밸브에 연결된 압력 배출 밸브, 진공 발생기에 연결된 제어 밸브를 포함하며,
    가스 입구 밸브는 바이패스 밸브, 캐니스터 출구 밸브와 바이패스 밸브에 연결된 절연 밸브, 및 바이패스 밸브, 제어 밸브 및 캐니스터 출구 밸브에 연결된 캐니스터 입구 밸브에도 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 제1 재충전 캐니스터는 테트라에틸로소실리케이트를 함유하고, 제2 재충전 캐니스터는 트리에틸포스페이트 또는 트리에틸포스파이트를 함유하고, 제3 재충전 캐니스터는 트리에틸보레이트를 함유하되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 캐비닛은 2개의 측부, 후방부, 상부, 베이스 및 적어도 하나의 도어(door)를 갖는 전방부로 구성되고, 베이스는 선택적으로 부착된 휠을 가지며, 적어도 하나의 도어의 적어도 하나는 터치 스크린(touch screen)을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 캐비닛은 화학 약품을 방수 팬(drain pan)으로 향하게 하는 각진 차단 플로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 다수의 다른 화학 약품들을 전달하는 시스템의 제조 방법에 있어서,
    제1 재충전 캐니스터와 제1 공정 캐니스터를 적어도 하나의 제1 공정 라인에연결된 제1 매니폴드에 연결하는 단계와, 제2 재충전 캐니스터와 제2 공정 캐니스터를 적어도 하나의 제2 공정 라인에 연결된 제2 매니폴드에 연결하는 단계와, 제3 재충전 캐니스터와 제3 공정 캐니스터를 적어도 하나의 제3 공정 라인에 연결된 제3 매니폴드에 연결하는 단계를 포함하고,
    제1 재충전 캐니스터는 제1 매니폴드를 통해 제1 공정 캐니스터에 제1 화학 약품을 재충전하고, 제1 공정 캐니스터는 제1 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 제2 재충전 캐니스터는 제2 매니폴드를 통해 제2 공정 캐니스터에 제2 화학 약품을 재충전하고, 제2 공정 캐니스터는 제2 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 제3 재충전 캐니스터는 제3 매니폴드를 통해 제3 공정 캐니스터에 제3 화학 약품을 재충전하고, 제3 공정 캐니스터는 제3 화학 약품을 공정 툴에 공급하고,
    제1 재충전 캐니스터, 제1 공정 캐니스터, 제2 재충전 캐니스터, 제2 공정 캐니스터, 제3 재충전 캐니스터, 제3 공정 캐니스터 및 제1, 제2 및 제3 매니폴드를 캐비닛 내에 수용하는 것을 포함하는, 다수의 다른 화학 약품들을 전달하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 제4 재충전 캐니스터와 제4 공정 캐니스터를 적어도 하나의 제4 공정 라인에 연결된 제4 매니폴드에 연결하는 단계를 더 포함하고, 제4 재충전 캐니스터는 제4 매니폴드를 통해 제4 공정 캐니스터를 재충전하고, 제4 재충전 캐니스터, 제4 공정 캐니스터 및 제4 매니폴드를 캐비닛 내에 수용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 매니폴드중 적어도 하나는 진공 공급 밸브, 진공 발생기, 압력 배출 밸브, 가스 입구 밸브, 바이패스 밸브, 절연 밸브, 제어 밸브, 캐니스터 입구 밸브, 캐니스터 출구 밸브, 및 캐니스터 입구 커플러를 포함하고,
    진공 공급 밸브는 진공 발생기에 연결되고, 진공 발생기는 압력 배출 밸브 및 제어 밸브에 연결되고, 가스 입구 밸브는 압력 배출 밸브 및 바이패스 밸브에 연결되고, 바이패스 밸브는 절연 밸브와 캐니스터 입구 밸브에 더 연결되고, 절연 밸브는 또한 캐니스터 출구 밸브에도 연결되고, 캐니스터 입구 밸브는 제어 밸브 및 캐니스터 출구 밸브에 연결되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 시스템의 적어도 하나의 매니폴드는 진공 발생기에 연결된 진공 공급 밸브, 진공 발생기와 가스 입구 밸브에 연결된 압력 배출 밸브, 진공 발생기에 연결된 제어 밸브를 포함하고,
    가스 입구 밸브는 바이패스 밸브, 캐니스터 출구 밸브 및 바이패스 밸브에 연결된 절연 밸브, 및 바이패스 밸브, 제어 밸브 및 캐니스터 출구 밸브에 연결된 캐니스터 입구 밸브에도 연결되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 제1 재충전 캐니스터는 테트라에틸로소실리케이트를 함유하고, 제2 재충전 캐니스터는 트리에틸포스페이트 또는 트리에틸포스파이트를 함유하고, 제3 재충전 캐니스터는 트리에틸보레이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서, 캐비닛은 2개의 측부, 후방부, 상부, 베이스 및 적어도 하나의 도어를 갖는 전방부로 구성되고, 베이스는 선택적으로 부착된 휠을 가지고, 적어도 하나의 도어의 적어도 하나는 터치 스크린을 가지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 캐비닛은 화학 약품을 방수 팬으로 향하게 하는 각진 차단 플로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 다수의 다른 화학 약품들을 공정 툴로 전달하기 위한 시스템으로부터 공정 툴로 제1 화학 약품, 제2 화학 약품 및 제3 화학 약품을 공급하는 단계를 구비하는, 공정 툴로 다수의 화학 약품들을 공급하는 방법에 있어서,
    상기 시스템은,
    적어도 하나의 제1 공정 라인에 연결된 제1 매니폴드에 연결된 제1 재충전 캐니스터와 제1 공정 캐니스터와, 적어도 하나의 제2 공정 라인에 연결된 제2 매니폴드에 연결된 제2 재충전 캐니스터와 제2 공정 캐니스터와, 적어도 하나의 제3 공정 라인에 연결된 제3 매니폴드에 연결된 제3 재충전 캐니스터와 제3 공정 캐니스터를 포함하고,
    제1 재충전 캐니스터는 제1 매니폴드를 통해 제1 공정 캐니스터에 제1 화학약품을 재충전하고, 제1 공정 캐니스터는 제1 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 제2 재충전 캐니스터는 제2 매니폴드를 통해 제2 공정 캐니스터에 제2 화학 약품을 재충전하고, 제2 공정 캐니스터는 제2 화학 약품을 공정 툴에 공급하고, 제3 재충전 캐니스터는 제3 매니폴드를 통해 제3 공정 캐니스터에 제3 화학 약품을 재충전하고, 제3 공정 캐니스터는 제3 화학 약품을 공정 툴에 공급하고,
    제1 재충전 캐니스터, 제1 공정 캐니스터, 제2 재충전 캐니스터, 제2 공정 캐니스터, 제3 재충전 캐니스터, 제3 공정 캐니스터 및 제1, 제2 및 제3 매니폴드는 캐비닛 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 적어도 하나의 제4 공정 라인에 연결된 제4 매니폴드에 연결된 제4 재충전 캐니스터와 제4 공정 캐니스터를 더 포함하고, 제4 재충전 캐니스터는 제4 매니폴드를 통해 제4 공정 캐니스터를 재충전하고, 제4 재충전 캐니스터, 제4 공정 캐니스터 및 제4 매니폴드를 캐비닛 내에 수용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 캐비닛은 총 6 또는 8개의 캐니스터를 수용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 매니폴드중 적어도 하나는 진공 공급 밸브, 진공 발생기, 압력 배출 밸브, 가스 입구 밸브, 바이패스 밸브, 절연 밸브, 제어 밸브, 캐니스터입구 밸브, 캐니스터 출구 밸브 및 캐니스터 입구 커플러를 포함하고,
    진공 공급 밸브는 진공 발생기에 연결되고, 진공 발생기는 압력 배출 밸브 및 제어 밸브에 연결되고, 가스 입구 밸브는 압력 배출 밸브 및 바이패스 밸브에 연결되고, 바이패스 밸브는 절연 밸브와 캐니스터 입구 밸브에 더 연결되고, 절연 밸브는 캐니스터 출구 밸브에도 연결되고, 캐니스터 입구 밸브는 제어 밸브 및 캐니스터 출구 밸브에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제17항에 있어서, 시스템의 적어도 하나의 매니폴드는 진공 발생기에 연결된 진공 공급 밸브, 진공 발생기와 가스 입구 밸브에 연결된 압력 배출 밸브, 진공 발생기에 연결된 제어 밸브를 포함하고,
    가스 입구 밸브는 바이패스 밸브, 캐니스터 출구 밸브 및 바이패스 밸브에 연결된 절연 밸브, 및 바이패스 밸브, 제어 밸브 및 캐니스터 출구 밸브에 연결된 캐니스터 입구 밸브에도 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제17항에 있어서, 제1 재충전 캐니스터는 테트라에틸로소실리케이트를 함유하고, 제2 재충전 캐니스터는 트리에틸포스페이트 또는 트리에틸포스파이트를 함유하고, 제3 재충전 캐니스터는 트리에틸보레이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제17항에 있어서, 캐비닛은 2개의 측부, 후방부, 상부, 베이스 및 적어도 하나의 도어를 갖는 전방부로 구성되고, 베이스는 선택적으로 부착된 휠을 가지고, 적어도 하나의 도어의 적어도 하나는 터치 스크린을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 캐비닛은 화학 약품을 방수 팬으로 향하게 하는 각진 차단 플로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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