KR20080012125A - 자연발화성 전구체를 이용한 반도체 처리 장치를 위한 안전특징들 - Google Patents

자연발화성 전구체를 이용한 반도체 처리 장치를 위한 안전특징들 Download PDF

Info

Publication number
KR20080012125A
KR20080012125A KR1020070038484A KR20070038484A KR20080012125A KR 20080012125 A KR20080012125 A KR 20080012125A KR 1020070038484 A KR1020070038484 A KR 1020070038484A KR 20070038484 A KR20070038484 A KR 20070038484A KR 20080012125 A KR20080012125 A KR 20080012125A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pyrophoric
closure
raw material
precursor
seal
Prior art date
Application number
KR1020070038484A
Other languages
English (en)
Inventor
찰스 에이. 배스킨
티모시 프로벤쳐
마이크 마나스코
대연 김
Original Assignee
에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 filed Critical 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드
Publication of KR20080012125A publication Critical patent/KR20080012125A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials

Abstract

반도체 처리 장치는 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 소스 용기로 구성된다. 공기 흡입 레버린스는 상기 밀폐부로부터 연장되며, 입구와 출구를 가진다. 상기 입구는 상기 밀폐부의 외부와 유체 연통되며, 상기 출구는 상기 밀폐부의 내부와 유체 연통된다. 상기 공기 흡입 레버린스는 상기 입구와 상기 출구 사이에서 구불구불한 경로로 정의된다. 상기 밀폐부를 단열하기 위하여, 상기 밀폐부는 상기 처리 장치의 다른 구성요소들로부터 그 밀폐부를 분리시키는 10㎜ 이상의 공기 간격에 의해 실질적으로 둘러싸일 수 있으며, 다른 구성요소들에 손상이 가는 것을 방지한다. 또한, 단열은 그 사이에서 10㎜ 간격을 가지는 이중 벽의 밀폐부를 형성함으로써 이루어질 수 있다. 상기 자연발화성 밀폐부는, 상기 밀폐부에 연관된 반도체 처리 반응기의 배기 덕트 그리고/또는 집진기 보다는 별개의 배기 덕트 그리고/또는 집진기를 가질 수 있다.

Description

자연발화성 전구체를 이용한 반도체 처리 장치를 위한 안전 특징들{Safety features for semiconductor processing apparatus using pyrophoric precursor}
도 1은 원자층 증착법 처리 장치의 프레임 조립체의 일 실시양태를 상측에서 본 사시도.
도 2는 도 1의 프레임 조립체 내에 수용될 수 있는 처리 장치의 일부분의 일 실시양태를 상측에서 본 사시도.
도 3은 도 2의 처리 장치의 자연발화성 전구체 밀폐부 박스의 일 실시양태를 정면에서 본 사시도.
도 3a는 자연발화성 전구체 밀폐부 박스의 대안적인 실시양태의 개략적인 단면도.
도 4는 처리 시스템의 작동을 차단하는 안전 인터록 스위치를 사용하는 일 실시양태의 개략도.
도 5는 도 3의 전구체 밀폐부 박스를, 도어가 제거된 상태에서 정면에서 본 사시도.
도 6은 도 3의 전구체 밀폐부 박스를 배면에서 본 사시도.
도 7은 내부 전구체 소스 용기가 보이는 상태에서, 도 3의 전구체 밀폐부 박스를 정면에서 본 사시도.
도 8은 도 3의 전구체 밀폐부 박스의 공기 흡입부에 착탈 가능한 공기 흡입 레버린스의 일 실시양태를 정면에서 본 사시도.
도 9는 도 8의 공기 흡입 레버린스의 배면도.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 선 단면도.
도 10a는 공기 흡입 레버린스를 통과하는 공기의 흐름을 도시한 도 10과 동일한 단면도.
도 11은 연관된 연기 감지기를 가지는 자연발화성 전구체 밀폐부 박스의 개략도.
도 12는 연관된 화염 감지기를 가지는 자연발화성 안전 밀폐부 박스의 일 실시양태의 사시도.
도 13은 연관된 화염 감지기를 가지는 자연발화성 안전 밀폐부 박스의 다른 실시양태의 사시도.
도 14는 도 12 및 도 13에 도시된 화염 감지기의 상대적인 위치들을 나타내는 자연발화성 안전 밀폐부 박스의 개략도.
도 15는 연관된 화염 감지기를 설치하기 위하여 또다른 위치를 가지는 자연발화성 안전 밀폐부 박스의 다른 실시양태의 사시도.
도 16은 기판 처리 시스템의 일 실시양태의 개략도.
본 출원은 2006년 8월 1일에 제출된 미국 임시출원 제60/835,140호의 우선권을 주장하는 바이다.
본 출원은 미국 특허공개공보 제2005/0000428호와 미국 임시출원 제60/835,140호의 전체 개시 내용을 참조하여 포함한다.
본 발명은 일반적으로 반도체 처리 장비에 관한 것으로, 특히 자연발화성 전구들을 이용하는 장비에 관한 것이다.
반도체 처리 공정 도중에는, 다양한 반응 가스들이 반도체 기판 또는 실리콘 웨이퍼와 같은 웨이퍼를 포함하는 반응 챔버로 투입된다. 반응 가스들의 분사로 인해 기판상에는 원료층들의 증착이 이루어지고, 그 층들은 집적 회로와 같은 아주 미세한 차원의 구조체들을 형성한다. 화학기상 증착법(CVD)은 기판상에서 2개의 전구체 가스들의 화학적 반응을 수반하고, 층의 성장은 전구체들의 벌크 유량(bulk flow) 및/또는 온도에 의존한다.
원자층 증착법(ALD)은 반응 챔버로 2개의 보완적인 전구체들을 교호적으로 투입하는 것을 포함한다. 일반적으로, 제1전구체는 기판의 표면상에 흡수되지만 제2전구체 없이 완전히 분해될 수는 없다. 제1전구체는 기판의 표면을 포화시킬 때까지 흡수되므로, 제2전구체가 도입되기 전까지는 더 이상의 성장은 일어나지 않는다. 이와 같이, 막의 두께는, 전통적인 CVD 처리 공정과 같이 증착 시간보다는 전구체를 분사하는 싸이클의 횟수에 의해 제어된다. 따라서, ALD에서는 막의 두께와 균일함을 정확하게 제어하는 것이 가능해진다. 일부 ALD 전구체 소스들은 분말 또는 액체 형태로 제공된다. 이러한 경우, 전구체 소스들은 반응 공정을 위해 충 분한 양의 증기를 생성하도록 가열될 필요가 있다. ALD 전구체 소스들은 전형적으로 특수한 소스 용기 내부에 저장된다.
ALD 공정에서는 자연발화성 즉, 공기와 접촉시 타기 쉬운 전구체 화학적 성질의 주기적인 사용이 필요하다. 자연발화성 전구체 소스들은 고체(예를 들어, 분말), 액체 또는 기체의 형태일 수 있다. 고체 및 액체 전구체 소스들은 반응 공정을 위해 충분한 양의 증기를 생성하도록 가열될 필요가 있다. 자연발화성 전구체의 일례는 트리메틸 알루미늄(trimethyl aluminum, TMA)이며, 보통 액체 형태이다.
자연발화성 전구체 소스들을 사용하는 ALD 처리 시스템의 문제점 중 하나는, 전구체가 전구체 소스 용기로부터 누출되어 산소와 접촉되어 화재가 발생할 수 있다는 점이다. 이러한 점은 어떤 상황에서 장비 운전자들에게 심각한 안전 위험성을 줄 수 있다. 예를 들어, 트리메틸 알루미늄(TMA)과 같은 자연발화성 원료가 그 소스 용기로부터, 산소농도가 낮고 공기가 통하지 않는 밀폐부 박스로 누출되면, 자연발화성 원료에서는 연기가 난다. 그러나, 밀폐부가 오퍼레이터에 의해 열리게 되면, 산소의 급격한 증가로 인해 자연발화성 원료는 폭발하게 된다. 따라서, 그러한 사고를 방지하고자 자연발화성 소스의 누출을 감지하는 방법 및 장비가 필요로 한다.
본 발명의 일 실시양태에 따르면, 반도체 처리 장치는, 밀폐부; 상기 밀폐부 내에 위치하는 자연발화성 소스 용기; 및 상기 밀폐부로부터 연장된 공기 흡입 레 버린스(labyrinth);를 포함한다. 상기 자연발화성 소스 용기는 자연발화성 원료를 포함하기 위해 채용된다. 상기 레버린스는 입구와 출구를 가진다. 상기 입구는 상기 밀폐부의 외부와 유체 연통(fluid communication)되며, 상기 출구는 상기 밀폐부의 내부와 유체 연통된다. 상기 레버린스는 상기 입구와 상기 출구 사이에서 구불구불한 경로로 정의된다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 반도체 처리 장치는, 밀폐부와 상기 밀폐부 내에 위치하는 자연발화성 소스 용기를 포함한다. 상기 밀폐부는, 그 밀폐부를 설치 또는 현가하기 위한 구조체를 제외한, 반도체 처리 장치의 다른 구성요소들로부터 밀폐부를 분리시키는 10㎜ 이상의 공기 간격에 의해 실질적으로 둘러싸여 있다. 상기 자연발화성 소스 용기는 자연발화성 원료를 포함하기 위해 채용된다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 반도체 처리 장치는, 10㎜ 이상 떨어진 이중 벽에 의해 구획되는 밀폐부; 및 상기 밀폐부 내에 위치하는 자연발화성 소스 용기를 포함한다. 상기 자연발화성 소스 용기는 자연발화성 원료를 포함하기 위해 채용된다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 반도체 처리 장치는, 적어도 하나의 반응기; 상기 반응기로부터 연장된 메인 배기부; 상기 메인 배기부의 하류 측에 연결되는 메인 집진기; 밀폐부; 상기 밀폐부 내에 위치하는 자연발화성 소스 용기; 상기 밀폐부의 내부로부터 연장되며, 상기 밀폐부의 내부와 유체 연통되는 자연발화성 배기 덕트; 상기 자연발화성 배기 덕트의 하류 측에 위치하는 자연발화성 소스 집진기; 하나 이상의 추가적 전구체 소스들; 및 가스 전달 시스템;을 포함한다. 상기 반응기는 기판을 포함하도록 구성되며, 상기 가스 전달 시스템은 상기 자연발화성 원료와 상기 하나 이상의 추가적 전구체 소스들의 증기들을 상기 반응기 내의 기판으로 전달하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 방법은, 밀폐부를 제공하는 단계; 상기 밀폐부 내의 자연발화성 소스 용기를 제공하는 단계; 상기 밀폐부로부터 연장된 공기 흡입 레버린스를 제공하는 단계; 및 상기 밀폐부에 배기 개구부를 제공하는 단계;를 포함한다. 상기 자연발화성 소스 용기는 자연발화성 원료를 포함한다. 상기 레버린스는 입구와 출구를 가진다. 상기 입구는 상기 밀폐부의 외부와 유체 연통(fluid communication)되며, 상기 출구는 상기 밀폐부의 내부와 유체 연통된다. 상기 레버린스는 상기 입구와 상기 출구 사이에서 구불구불한 경로로 정의된다. 상기 방법은, 상기 공기 흡입 레버린스, 상기 밀폐부 및 상기 배기 개구부를 통해 상기 밀폐부의 외부로부터 공기를 빨아들이는 단계;를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 반도체 기판 처리 방법은, 밀폐부를 설치 또는 현가하기 위한 구조체를 제외한, 반도체 처리 장치의 다른 구성요소들로부터 밀폐부를 분리시키는 10㎜ 이상의 공기 간격에 의해 실질적으로 둘러싸인 밀폐부를 제공하는 단계;를 포함한다. 상기 반도체 기판 처리 방법은, 상기 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 소스 용기를 제공하는 단계; 및 캐리어 가스를, 상기 자연발화성 소스 용기를 거쳐 반도체 기판으로 향하도록 하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 반도체 기판 처리 방법은, 10㎜ 이상 떨 어진 이중 벽에 의해 구획되는 밀폐부를 제공하는 단계; 상기 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 소스 용기를 제공하는 단계; 및 캐리어 가스를, 상기 자연발화성 소스 용기를 거쳐 반도체 기판으로 향하도록 하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 반도체 기판 처리 방법은, 기판 처리 반응기 내에 반도체 기판을 배치하는 단계; 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 소스 용기를 제공하는 단계; 추가적 전구체 원료를 포함하는, 적어도 하나의 추가적 전구체 소스 용기를 제공하는 단계; 캐리어 가스를 상기 자연발화성 소스 용기 및 적어도 하나의 추가적 전구체 소스 용기를 거쳐 상기 반응기 내의 기판으로 향하도록 함으로써, 상기 자연발화성 원료 및 상기 추가적 전구체 원료의 증기들을 상기 기판으로 향하도록 하는 단계; 상기 증기들을, 상기 반응기로부터 연장된 메인 배기부를 거쳐 상기 메인 배기부의 하류 측에 위치하는 메인 집진기로 향하도록 하는 단계; 및 상기 밀폐부 안으로부터 자연발화성 배기 덕트를 거쳐 상기 자연발화성 배기 덕트의 하류 측에 위치하는 자연발화성 전구체 집진기로 공기를 빨아 들이는 단계;를 포함한다.
관련 기술을 능가하여 달성된 본 발명 및 장점을 요약하기 위하여, 본 발명의 특정 목적 및 장점을 상기 기재하였다. 물론, 이러한 모든 목적 또는 장점이 본 발명의 임의의 특정 실시양태에 따라 반드시 달성될 수 있다는 것이 아니라는 것은 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, 통상의 기술자는 본원에 교시되거나 제시될 수 있는 다른 목적 또는 장점을 반드시 달성하지 않고도 본원에 교시된 하나 의 장점 또는 일군의 장점들을 달성하거나 최적화하는 방식으로 본 발명을 구체화하거나 실행할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
이러한 모든 실시양태들은 여기에 개시된 본 발명의 범위 내에 있다. 본 발명의 이러한 실시양태들 및 다른 실시양태들은, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시양태들에 대한 상세한 기술로부터 통상의 기술자들에게 명백할 것이며, 본 발명은 개시된 어떤 특정한 실시양태에 의해 한정되는 것은 아니다.
자연발화성 전구체 소스들을 사용하는 ALD 처리 시스템의 문제점 중 하나는, 전구체가 전구체 소스 용기로부터 누출되어 산소와 접촉되어 화재가 발생할 수 있다는 점이다. 이러한 점은 어떤 상황에서 장비 운전자들에게 심각한 안전 위험성을 줄 수 있다. 예를 들어, 트리메틸 알루미늄(TMA)과 같은 자연발화성 원료가 그 소스 용기로부터, 산소농도가 낮고 공기가 통하지 않는 밀폐부 박스로 누출되면, 자연발화성 원료에서는 연기가 난다. 그러나, 밀폐부가 오퍼레이터에 의해 열리게 되면, 산소의 급격한 증가로 인해 자연발화성 원료는 폭발하게 된다. 따라서, 그러한 사고를 방지하고자 자연발화성 소스의 누출을 감지하는 방법 및 장비가 필요로 한다.
프레임 조립체
도 1은 원자층 증착법 처리 장치의 프레임 조립체의 일 실시양태를 상측에서 본 사시도이다. 통상의 기술자라면 도 1은 일 실시양태에 지나지 않고, 예시의 편의를 위해 몇 가지 상세 사항들이 생략되어 있음을 알 수 있을 것이다. 상기 처리 장치는, 종래 기술분야에서 잘 알려진, 기판 카세트 로드 포트 플랫폼(14)과, 기판 이송 챔버(16)와, 로드 록(18)을 포함하는 프론트-엔드 인터페이스(12)를 포함한다. 상기 프레임 조립체(10)는 2개의 기판을 처리할 수 있는 반응기들을 수용하는 구획부(20)를 포함한다. 여기서 사용되는 바와 같이, "반응기"는 처리 반응(예를 들어, CVD 또는 ALD)에 의해 처리될 수 있는 기판이 있는 반응 챔버를 포함하는 장치이다. 상기 반응기는 전구체 가스들을 받을 수 있고, 반응 챔버 내의 온도를 제어하기 위한 히터를 포함할 수도 있다. 본 실시양태의 프레임 조립체(10)는 2개의 반응기들을 수용하고 있으나, 합리적인 장치 크기를 유지하고자 하는 목적을 응당 고려할 때 성능의 향상(예를 들어, 작업 처리량)을 위해 적합한 수의 반응기들이 수용될 수 있다는 사실은 이해할 수 있을 것이다. 반응기 구획부(20)는 도어(21)에 의해 접근된다.
콘트롤 섀시(22)는 처리 장치를 위한 전원 부품들을 수용한다. 구획부(24)는, 테크니션 또는 오퍼레이터가 처리 장치용의 가스 밸브들, 질량 유량 제어기들, 압력 변환기들 및 레귤레이터들을 제어할 수 있는 가스 패널을 수용한다. 구획부(26)는, 오퍼레이터가 점검을 목적으로 기계적인 밸브들을 수동으로 차단할 수 있는 가스 "록-아웃-태그-아웃" 박스를 수용한다. 구획부(28)는, 오퍼레이터가 다양한 공압 로보틱스(예를 들어, 기판을 상승 또는 하강시키는 받침대)를 제어하기 위한 공압 패널을 수용한다. 상기 구획부(28)는 또한, 상세히 후술할 바와 같이, 하나 이상의 전구체 소스 밀폐부 박스들을 수용한다. 상기 구획부(28)는 도어(29)에 의해 접근된다. 통상의 기술자라면, 도 1에 기술되고 보여진 다양한 부품들은 다양한 서로 다른 구성 및 조합에 의해 배열될 수 있으며, 본 발명은 예시된 것에 의해 한정되지 않음을 이해할 것이다.
처리 장치
도 2는 도 1의 프레임 조립체 내에 수용될 수 있는 처리 장치의 일부의 일 실시양태를 상측에서 본 사시도이다. 통상의 기술자라면 도 2는 일 실시양태에 지나지 않고, 예시의 편의를 위해 몇 가지 상세 사항들이 생략되어 있음을 알 수 있을 것이다. 본 실시양태의 장치는, 2개의 반응기(30)(32)들을 포함한다. 반응기(30)(32)들은, 바람직하게, 그 실체가 다르다. 예를 들어, 하나의 반응기는, 어떤 타입의 반응에는 바람직한 샤워헤드 가스 분사기(종래 기술에서 잘 알려진)를 포함할 수도 있지만, 반면에 다른 반응기는, 다른 반응 타입에 보다 적합한 수평 흐름 분사기를 포함할 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 가스 패널(34), 가스 록-아웃-태그-아웃 박스(36) 및 공압 패널(38)이 나타나 있다.
도 2를 참조하면, 처리 장치는 하나 이상의 전구체 소스 밀폐부 박스(40)를 포함한다. 일 실시양태에 따르면, 처리 장치는 자연발화성 전구체 소스를 위한 하나의 밀폐부 박스(40)와 비자연발화성 전구체 소스를 위한 하나의 밀폐부 박스(40)를 포함한다. 그러나, 통상의 기술자라면, 임의의 수량의 밀폐부 박스(40)가 제공될 수 있고, 아마도 의도하는 특수한 반응의 타입에 따라 결정될 것임을 이해할 것이다. 또한, 통상의 기술자라면, 임의의 수량의 밀폐부 박스(40)가 자연발화성 전구체를 위한 것임을 이해할 것이다.
자연발화성 전구체 밀폐부
도 3은 도 2의 처리 장치의 자연발화성 전구체 밀폐부 박스의 일 실시양태를 정면에서 본 사시도이다. 상기 밀폐부 박스(40)는, 밀폐부 본체(42)와, 힌지결합된 도어(44)와, 안전 유리창(46)과, 배기 덕트(48)를 포함한다. 상기 밀폐부 본체(42)는, 바람직하게는, 밀폐부의 외부로부터 내부를 단열시키기 위한 상대적으로 두꺼운 재료로 구성된다. 예를 들면, 상기 밀폐부 본체(42)와 도어(44)는, 스테인리스 스틸(바람직하게는 적어도 12 게이지급의 스테인리스 스틸이며, 용접된)과 같은 난연 재료로 구성될 수 있다. 자연발화성 전구체가 누출되고 밀폐부(40) 내부에서 화재가 발생하는 경우를 대비하여, 상기 밀폐부 본체(42)는, 바람직하게는, 외부 구성요소들로 상당한 열이 전달되어 손상을 입는 것을 방지하도록 구성되어 있다. 또한, 밀폐부 박스(40)를 한층 더 단열시키기 위해 밀폐부 본체(42)를 실질적으로 둘러싸는 에어 재킷을 제공하는 것도 바람직하다. 예를 들면, 밀폐부 본체(42)와 배기 덕트(48)를 지지, 설치 또는 현가하기 위한 구조적인 장치를 제외하고, 외부 구성요소들은, 밀폐부 본체(42) 및/또는 배기 덕트(48)(후술함)로부터 일정 거리(예를 들어, 10mm)보다 가깝게는 배치되지 않는 것이 바람직하다. 추가적으로 또는 추가적으로, 상기 밀폐부 본체(42)는 그 사이에 공기 간격(예를 들어, 적어도 10mm)를 가진 이중 벽으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 3a는 그 사이에 간격을 가지는 내측 벽(43)과 외측 벽(45)에 의해 구획된 밀폐부 박스(40)를 보여준다. 다시 도 3을 참조하면, 상기 도어(44)는, 그 도어가 닫혔을 때 공기를 통하 지 않게 하는 시일(seal)을 제공하여, 도어의 옆기둥과 도어(44) 사이의 접촉영역을 통해 공기가 밀폐부 박스(40)로 들어가거나 또는 밀폐부 박스(40)로부터 나갈 수 없게 한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 도어(29)(44)들 중 어느 하나 또는 둘 다는, 도어가 열렸을 때 시스템의 작동을 방지하는 안전 인터록 스위치에 연결될 수 있다. 이러한 관계에 있어서는, 안전 인터록 스위치는 시스템의 전기부와 연결된 기계적 스위치이다. 상기 안전 인터록 스위치는 그 스위치에 연관된 도어의 위치에 따라 열림 상태 또는 닫힘 상태가 될 수 있다. 도어가 열렸을 때, 상기 스위치는 바람직하게, 전체 시스템 중 적어도 어느 일부분이 전기적으로 작동되지 않게 하여, 기판들을 처리하거나 전구체 가스들이 흐르는 것을 불가능하게 한다. 바람직한 실시양태에 있어서, 각각의 안전 인터록 스위치는 프레임 조립체(10)의 외부 도어(29)와, 밀폐부 박스(40)의 내부 도어(44)를 위해 제공된다. 대신에, 그러한 도어 중 오직 하나의 도어만 안전 인터록 스위치를 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 안전 인터록 스위치는, 도어의 가장자리부에 제1전기접촉점이 형성되고, 도어의 옆기둥에 제2전기접촉점이 형성되며, 상기 도어가 닫혔을 때 상기 2개의 접촉점들이 전기적으로 접촉될 수 있게 배치되도록 구성될 수 있다.
도 4는 처리 시스템의 작동을 차단하는 안전 인터록 스위치를 사용하는 일 실시양태의 개략도이다. 이 시스템에 있어서, 외부 프레임 조립체 도어(29, 도 1)는제1안전 인터록 스위치(50)에 연결되어 있고, 내부 밀폐부 박스 도어(44, 도 3)는 제2안전 인터록 스위치(52)에 연결되어 있다. 박스(56)는 기판 처리 시스템을 나타내며, 하나 이상의 처리 반응기들을 포함할 수도 있다. 박스(54)는 기판 처리 시스템(56)의 작동을 제어하는 전기 제어 시스템을 나타낸다. 바람직하게는 상기 제어 시스템(54)은, 안전 인터록 스위치(50)(52)와 연결되어 스위치들 중 어느 하나가 열림 상태인지(도어(29)(44)들 중 어느 하나가 열려 있다는 것을 의미) 감지할 수 있다. 상기 제어 시스템(54)은 바람직하게는, 도어(29)(44)들 중 어느 하나가 열렸을 때 기판 처리 시스템이 작동되지 않도록 구성되어 있다.
추가적인 안전 수단으로서, 프레임 조립체(10, 도 1)의 외부 도어(29) 및 닐폐부 박스(40, 도 3)의 도어(44)를 열기 위해서 특수한 기계적 툴 또는 키가 요구된다. 본 실시양태에 있어서, 상기 도어들 각각은 상기 툴 또는 키를 사용함으로써 열릴 수 있는 하나 이상의 특수한 래치(latches) 또는 록(locks)을 가진다. 어떤 실시양태들에 있어서, 상기 툴 또는 키가 각각의 도어마다 다르다.
도 3을 참조하면, 밀폐부 도어(44)는 바람직하게는, 오페레이터가 처리 공정 중 밀폐부 박스(40)의 내부를 들여다 볼 수 있도록 하기 위한 안전 유리창(46)을 포함한다. 상기 안전 유리창(46)으로 인해 오퍼레이터는 전구체 소스가 누출되는지 화재가 발생하는지 여부를 시각적으로 감지할 수 있다.
상기 밀폐부 박스(40)으로부터 연장되게 형성된 배기 덕트(48)는, 바람직하게, 스테인리스 스틸과 같은 난연 재료로 형성된다. 본 실시양태에 있어서, 상기 배기 덕트(48)는 1½ 인치 직경의 파이프로 구성된다. 상세히 후술하는 바와 같이, 공기는 밀폐부 박스(40) 내부로부터 상기 배기 덕트(48)를 거쳐 전용 집진기, 예를 들어 처리 장치의 메인 배기부로부터 배기 가스들을 받아들이는 집진기와는 다른 집진기로 빨아들여질 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 처리 장치는 임의의 적합한 수량의 자연발화성 전구체 밀폐 박스를 가질 수 있다. 바람직하게는, 각각의 자연발화성 전구체 밀폐 박스는 전용 집진기로 향하는 배기 덕트를 가진다. 즉, 개별의 자연발화성 전구체의 수가 증가하면, 바람직하게 개별의 집진기의 수도 증가한다.
도 5는 상기 밀폐부 본체(42)의 내부를 나타내기 위해 도어(44)가 제거된 상태에서 전구체 밀폐 박스(40)를 정면에서 본 사시도이다. 예시된 밀폐 박스는, 후술할 전구체 소스 용기를 지지하기 위한 받침대(58)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 받침대(58)의 수직 위치는, 하단의 높이 조정 노브(59)(예를 들면, 상호 협력하는 리드스크류 높이 조정 조립체를 가진)와 같은 것에 의해 조정될 수 있다. 가스 연결 조립체(60)는 바람직하게는, 전구체 소스 용기의 입구와 출구를 연결하도록 구성된다. 상기 가스 연결 조립체(60)는, 기판 처리 공정(예를 들어, ALD)을 위해 기판 반응 챔버로 분사될 수 있는 전구체 증기를 얻기 위해 전구체 소스 용기를 통해 캐리어 가스를 주입하도록 마련되어 있다.
상기 예시된 밀폐부 본체(42)의 후면측 벽은 공기 흡입부(62)를 포함한다. 상술한 바와 같이 일반적으로 행하여지는 바에 의하면, 공기는 바람직하게는, 밀폐부 박스(40)의 내부로부터 배기 덕트(48)를 거쳐 빨아 들여진다. 이와 같은 일은, 상기 배기 덕트(48)의 입구(47) 하류 측에 있는 진공 또는 흡입 펌프를 이용함으로써 이루어질 수 있다. 그러므로, 공기는 클린룸으로부터 공기 흡입부(62)를 거쳐 배기 덕트(48)로 끊임없이 빨아 들여진다. 이러한 공기의 흐름은, 상기 밀폐부 박 스(40) 내부의 화재(자연발화성 전구체 소스의 누출로 인해 발생할 수 있는)가 밀폐부 박스로부터 벗어나 인근의 장비에 손상을 주거나 오퍼레이터에게 해를 끼치는 것을 방지하는 데 이롭게 작용한다. 공기는, 분당 적어도 3-4회 정도 상기 밀폐 박스(40)의 내부 공기를 교체할 수 있는 충분한 속도로, 상기 밀폐 박스(40)로부터 상기 배기 덕트(48)로 빨아 들여지는 것이 바람직하다.
도 6은 도 3 및 도 5의 전구체 밀폐부 박스(40)를 배면에서 본 사시도이며, 또한 공기 흡입부(62)를 나타내고 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시양태의 공기 흡입부(62)는, 상기 밀폐부 본체(42)의 사각 형상의 개구부(67) 상에 고정된 흡입 플레이트(65)에 형성되어 있는 복수의 슬릿(63)들을 포함한다. 본 실시양태의 흡입 플레이트(65)는, 스크류들 또는 너트 및 볼트의 조합 같은 것에 의해 부착을 용이하게 하기 위해 상기 밀폐부 본체(42)의 구멍(39)들에 맞게 정렬된 구멍(69)들을 포함한다. 본 실시양태의 공기 흡입부(62)는 복수의 슬릿(63)들을 포함하고 있으나, 통상의 기술자라면, 공기 흡입부(62)를 통해 바람직한 범위의 흐름을 용이하게 하기 위한 목적을 고려할 때, 임의의 수량, 크기 및 형상의 흡입 개구부들이 제공될 수 있다. 바람직한 실시양태에 있어서, 흡입 플레이트(65)는 제거되고, 상기 공기 흡입부(62)는 상기 흡입 플레이트(65)가 고정되어 있던 부위 상에 단순히 사각 형상의 개구부(67)로 구성된다. 그러한 실시양태에 있어서, 상기 공기 흡입 레버린스(후술할)는, 예를 들어 상기 구멍(39)들을 이용하여 상기 개구부(67) 상에 상기 밀폐부 본체(42)에 직접 부착되는 것이 바람직하다.
도 5를 참조하면, 누출 감지기(64)는 상기 밀폐부 박스(40)의 내부의 바닥면 또는 바닥면 근처에 제공되는 것이 바람직하다. 상기 누출 감지기(64)는 전형적으로 액체 전구체 소스(고체 또는 가스 소스와는 반대적인 개념)의 누출을 감지하는 데만 유용하다. 다양한 형태의 누출 감지기들이 알려져 있고, 상업적으로 유용하다. 일 실시양태로서, 상기 누출 감지기(64)는, 상기 자연발화성 전구체 소스 용기(66, 후술함)와 연관된 밸브들을 자동으로 차단하기 위하여 제어 시스템(예를 들어, 도 4의 제어 시스템 또는 또다른 전기 제어 시스템)과 연동하여 작동한다. 그러므로, 가연성의 전구체가 상기 용기로부터 누출되면, 상기 용기를 거치는 가스들(예를 들어, 캐리어 가스들)의 흐름이, 바람직하게는, 누출로 인해 야기되는 화재 가능성의 악화를 방지하고자 멈추게 된다.
도 7은 도 3, 도 5 및 도 6의 전구체 밀폐부 박스의 받침대(58)에 지지되는 전구체 소스 용기(66)를의 실시양태를 정면에서 본 사시도이다. 상기 소스 용기(66)는 상기 밀폐부 박스(40)의 가스 연결 조립체(60)에 연결된 가스 입구와 출구를 가진다. 상기 소스 용기(66)는 상기 밀폐부 박스(40)의 크기와 형상이 어느 정도냐에 따라, 크기와 형상에서 다양할 수 있다. 일 실시양태로서, 상기 밀폐부 박스(40)는 약 475 mm의 높이를 가지며, 상기 전구체 소스 용기(66)는 약 238 mm의 높이를 가지며 1000 cc의 내부 부피를 가진다. 바람직하게는, 상기 밀폐부 박스(40)의 부피(상기 용기(66)의 부피를 뺀 후의 부피)는 상기 용기(66)의 최대 부피의 적어도 125%를 포함할 정도의 크기다. 그러므로, 전체 전구체 소스가 상기 용기(66)로부터 누출된다 해도, 상기 밀폐부 박스(40)의 가용 부피를 채우지 못하게 될 것이다. 또한, 상기 용기(66)의 부피, 상기 밀폐부 박스(40)의 가용 부피 및 상기 공기 흡입부(62)의 개구부의 수직 위치는, 상기 전구체 소스가 용기로부터 누출되더라도 상기 공기 흡입부(62)로부터는 누출되지 않게 하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 밀폐부 박스(40)는 상기 소스 용기(66)로부터의 자연발화성 원료의 누출에 의해 야기되는 화재를 악화시킬 수 있는 어떠한 가연성의 재료 또는 촉진제를 포함하지 않는다. 상기 박스(40)는 바람직하게는, 어떠한 전기부, 인쇄 회로 기판, 또는 다른 가연성의 재료들을 포함하지 않는다. 또한, 상기 용기를 통해 가스들(예를 들어, 캐리어 가스들)을 흐르게 할 목적으로, 가스 라인들은 상기 밀폐부 박스(40)의 내부에서 상기 용기(66)로부터 연장될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 밀폐부 박스(40)의 내부에서 상기 용기(66)로부터 연장되는 그러한 가스 라인들은 부분들은 불에 쉽게 타지 않는다. 예를 들면, 상기 가스 라인들은 금속 파이프가 될 수 있고, 바람직하게는 플라스틱(PVC와 같은)이 아니다. 그러한 가스 라인들과 연관된 밸브들(예를 들어, 공압적으로 제어되는 밸브들)은 상기 밀폐부 박스(40)의 외부에 위치하는 것이 바람직하다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 밀폐부 박스(40)를 사용할 때, 그 밀폐부 박스를 거쳐 일반적으로 한 방향으로 공기가 흐르게 하는 것 - 상기 공기 흡입부(62)로부터 상기 배기 덕트(48)로 - 이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 바람직하게 공기는, 예를 들면 상기 배기 덕트(48)의 입구(47)의 하류측에 있는 진공 또는 흡입 펌프를 이용하여, 상기 박스(40) 내부로부터 상기 배기 덕트(48)를 통해 빨아 들여진다. 그러나, 어떤 이유로, 공기가 반대 방향으로 흐르기 시작한다면, 자연발화성 원료가 누출될 위험이 있거나 화재가 상기 공기 흡입부(62)를 통해 상기 밀폐부 박스(40)를 벗어나게 되어, 어쩌면 사람에게 해를 끼치고/끼치거나 장비를 손상시킬 수 있다. 그러므로, 사용 도중, 상기 박스(40)를 통한 공기 흐름의 방향을 아는 것이 도움이 된다. 따라서, 밀폐부 배기 드로우 모니터가 상기 자연발화성 밀폐부 박스(40)를 통하는 공기의 흐름(상기 자연발화성 용기(66)로/로부터 연장된 가스 라인들을 통하는 흐름이 아닌)의 방향을 모니터하기 위해 제공된다. 다양한 형태의 공기 흐름 모니터들이 사용될 수 있다. 배기 드로우 모니터 중 하나의 형태는 상기 박스(40)의 내부와 외부 사이의 압력 차이를 측정하는 압력 센서다("외부"는 상기 배기 덕트(48)의 내부가 아니라, 오히려 상기 공기 흡입부(62)의 외부 지역을 포함하는 것으로 이해되고 있다). 외부 압력이 내부 압력보다 크다면, 공기는 바람직한 방향 즉, 상기 배기 덕트(48) 측으로 흐르고 있는 것으로 생각될 수 있다. 그러나, 상기 외부 압력이 상기 내부 압력보다 작다면(예를 들어, 상기 덕트(48)가 막히게 되면 발생할 수 있는 것과 같이), 공기는 아마도 반대 방향으로 흐르게 된다. 상기 배기 드로우 모니터는, 바람직하게는, 상기 공기 흡입부(62)로부터 공기가 흐름으로써 인해 발생되는 잠재적인 위험을 사용자들에게 자동으로 알리기 위해, 그리고/또는 상기 자연발화성 전구체 소스 용기(66)에 연관된 밸브들을 자동으로 차단하기 위해 제어 시스템(예를 들어, 도 4의 제어 시스템(54) 또는 또다른 전기 제어 시스템)에 연동되게 작동된다.
공기 흡입 레버린스
도 8 내지 도 10은 상기 밀폐부 박스(40)의 공기 흡입부(62, 도 5 내지 도 7)에 부착될 수 있는 공기 흡입 레버린스(68)의 일 실시양태를 도시한 것이다. 상기 공기 흡입 레버린스(68)는, 공기가 상기 공기 흡입부(62)를 통해 상기 밀폐부 박스(40)로 들어가기 전에, 공기를 다소 구불구불한 경로를 따라 흐르게 하는 것이다. 자연발화성 전구체 소스 원료가 상기 용기(66, 도 7)로부터 누출되고 화재가 발생하면, 상기 공기 흡입 레버린스(68)는 화염이 상기 밀폐부 박스(40)로부터 빠져나가는 것을, 어쩌면 연기까지도 상기 밀폐부 박스(40)로부터 빠져나가는 것을 방지한다. 상기 공기 흡입 레버린스(68)가 없다면, 그러한 화염은 다른 장비에 손상을 주거나 오퍼레이터에게 해를 끼칠 수 있을 수도 있다. 또한, 상기 밀폐부 박스(40)로부터 빠져나간 연기는 클린룸 환경에 원하지 않은 오염을 야기할 수도 있다.
본 실시양태의 공기 흡입 레버린스(68)는, 상기 흡입 레버린스(68)를 상기 밀폐부 박스(40)의 대응하는 구멍들에 부착하기 위한 스크류 또는 볼트 구멍(72)들을 가진 부착 플랜지(70)를 포함한다. 상기 흡입 레버린스(68)는 또한 본체(74)와, 분할 벽(76)과, 베이스 벽(78)을 포함한다. 본 실시양태의 본체(74)는, 실질적으로는 사각 형상이나, 다른 형상일 수도 있다. 상기 분할 벽(76)은, 상기 본체(74)를 2개의 수직 경로들로 분할한다. 본 실시양태의 분할 벽(76)은 하단 에지부(80)로부터 상단 에지부(83)로 연장된다. 상기 하단 에지부(80)는 상기 본체(74)의 바닥 벽(82)에 합류되고, 상기 상부 에지부(83)는 상기 본체(74)의 상부 벽(84)으로부터 일정 거리 떨어진 채로 마무리된다. 상기 입구(86)는 외측 벽(88)과 상기 분할 벽(76) 사이에서 상기 본체(74)의 하단부에 정의된다. 상기 출 구(90)는 바닥 벽(82)과 상기 베이스 벽(78)의 하단 에지부(92)의 사이에서 상기 본체(74)의 하단부에 정의된다.
도 10을 참조하면, 본 실시양태의 공기 흡입 레버린스(68)는, 상기 입구(86)로부터 도관 접합점(75)까지 연장된 제1도관과, 상기 도관 접합점(75)으로부터 상기 출구(90)까지 연장된 제2도관(77)으로 구성된 구불구불한 경로로 정의된다. 상기 분할 벽(76)은, 상기 입구(86)로부터 도관 접합점(75)까지 연장되며, 상기 도관 접합점을 제외하고 상기 제1도관과 상기 제2도관을 유체적으로(fluidly) 분리한다. 도 10a는 정상적인 처리 공정 동안, 상기 공기 흡입 레버린스(68)를 통하는 공기의 흐름을 보여준다. 언급한 바와 같이, 공기는 상기 레버린스(68), 상기 공기 흡입부(62)를 통하여 구불구불한 경로를 따라 상기 밀폐부 박스(40)로 흘러들어간다.
통상의 기술자라면, 상기 공기 흡입 레버린스(68)를 합리적인 크기로 유지하고자 하는 목적을 고려할 때, 한층 더 구불구불한 공기 흡입 경로를 형성하기 위해 추가적인 분할 벽(76)이 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 바람직하게는, 상기 구불구불한 경로를 통하는 공기는, 60도 이상 180도 이하의 각도, 더욱 바람직하게는 90도 이상 180도 이하의 각도, 더더욱 바람직하게는 120도 이상 180도 이하의 각도로 1회 이상의 방향전환을 거쳐 흐르게 되며, 180도의 방향전환의 경우 공기가 완전히 반대 방향으로 흐르게 되는 것이라 이해될 수 있을 것이다. 바람직하게는, 상기 공기 흡입 레버린스(68)를 통하는 유량 경로의 단면적은 적어도 700 mm2이다. 한 실시양태로서, 그것은 약 987 mm2이다.
본 실시양태는 상기 밀폐부 박스(40)로부터 분리되어 형성되고 그 밀폐부 박스(40)에 부착되는 공기 흡입 레버린스(68)를 포함하지만, 통상의 기술자라면 상기 레버린스(68)와 밀폐부 박스(40)는 일체로 형성될 수 있음을 이해할 것이다.
연기 감지기
바람직한 실시양태에 있어서, 연기 감지기는 상기 밀폐부 박스(40) 내부의 연기를 감지하기 위해 제공된다. 상기 설명된 바와 같이, 상기 전구체 소스 원료가 상기 용기(66)로부터 누출되어 화재가 발생하면 연기가 존재할 것이다. 도 11은 연관된 연기 감지기(94)를 가지는 자연발화성 전구체 밀폐부 박스(40)의 개략도이다. 상기 연기 감지기(94)는 상기 밀폐부 박스(40) 내부 어느 곳이나 배치될 수 있으나, 상기 배기 덕트(48)에서 연기를 감지할 수 있는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 일 실시양태로서, 상기 연기 감지기(94)는 적어도 부분적으로 또는 완전히 상기 배기 덕트의 내부에 배치된다. 처러 공정 동안, 공기는 상기 밀폐부 박스(40)로부터 상기 배기 덕트(48)로 빨아 들여진다. 그러므로, 상기 연기 감지기(94)를 적어도 부분적으로는 상기 배기 덕트(48)의 내부에 또는 상기 배기 덕트(48)의 입구(47) 근처에 배치하지 않는다면, 상기 연기 감지기(94)는 연기를 감지할 수 없게 되는 위험성을 수반할 수도 있다. 상기 연기 감지기는, 바람직하게는, 공기 중의 파티클을 샘플로 하여 분석하는 타입이다. 적합한 연기 감지기(94)는 알려져 있으며, 상업적으로 유용하다.
상술한 바와 같이, 상기 처리 장치는 임의의 적합한 수량의 자연발화성 전구 체 밀폐 박스를 가질 수 있다. 바람직하게는, 각각의 자연발화성 전구체 밀폐 박스에는 적어도 하나의 연기 감지기가 설치되어 있으며, 상기 밀폐 박스로부터 연장된 배기 덕트의 내에 있는 연기를 감지할 수 있다. 어떤 실시양태에 있어서, 추가적인 연기 감지기가 또한 제공되어, 처리 장치의 메인 배기부 내에 있는 연기를 감지할 수 있도록 배치된다. 상기 메인 배기부는 처리 공정의 부산물을 위한 배기 덕트다(즉, 반응기의 하류 측).
누출 감지기(64, 도 5)에 관해 상술한 바와 같이, 상기 연기 감지기(94)는, 연기의 존재를 사용자들에게 자동으로 알리기 위해 그리고/또는 상기 자연발화성 전구체 소스 용기(66)에 연관된 밸브들을 자동으로 차단하기 위해, 제어 시스템(예를 들어, 도 4의 제어 시스템(54) 또는 또 다른 전기 제어 시스템)과 연동하여 작동된다.
화염 감지기
바람직한 실시양태에 있어서, 적어도 하나의 화염 감지기가 상기 밀폐부 박스(40) 내의 화염이 있는지를 감지하도록 제공된다. 도 12는 연관된 화염 감지기(96)를 가지는 자연발화성 안전 밀폐부 박스(40)의 일 실시양태의 사시도이다. 본 실시양태의 화염 감지기(96)는, 바람직하게는, 상기 밀폐부 박스(40) 내의 화재로부터 방사되는 전자기 복사를 기록하기 위해 특정한 스펙트럼 범위(예를 들어, 단파장 영역) 내에서 작동하는 광학 센서로 구성된다. 예를 들면, 상기 화염 감지기(96)는 자와선(UV) / 적외선(IR) 센서로 구성될 수 있다. 적합한 화염 감지기는 알려져 있으며, 상업적으로 유용하다. 본 실시양태에 있어서, 화염 감지기(96)는 밀폐부 박스(40)의 상부 외측 표면에 배치되며, 상기 박스(40)의 모퉁이 근처에 배치된다. 상기 화염 감지기(96)는 상기 박스(40)의 수직 중심선에 보다 가까이 배치될 수도 있다. 다른 실시양태로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 화염 감지기(96)는 상기 밀폐부 박스(40)의 측벽의 외부 표면에 배치된다. 도 14는 도 12 및 도 13의 실시양태들의 화염 감지기의 상대적인 위치들을 나타내는 자연발화성 안전 밀폐부 박스의 개략도이다. 상기 화염 감지기(96)의 위치를 선정할 때, 밀폐부 박스의 내부의 시야성 또는 시야면적을 최대화하는 것을 고려하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 화염 감지기(96)는 상기 밀폐부 박스(40) 내에서 모든 유체("유체"는 기체 또는 액체 중 어느 하나로 구성되는 것으로 이해됨) 연결 관계를 관찰하도록 배치된다. 추가적인 화염 감지기가 그러한 연결 관계를 관찰하도록 제공될 수 있다.
도 15는 연관된 화염 감지기(96)를 설치하기 위한 또 다른 위치(98)를 가진 자연발화성 안전 밀폐부 박스(40)의 또 다른 실시양태의 사시도이다. 마운팅 표면(98)은 그 곳에 부착되는 화염 감지기(96)의 관찰 각도를 최적화하도록 경사져 있다. 도 15에서는 공기 흡입 레버린스(68)가 밀폐부 박스(40)에 부착된 상태로 나타나 있다.
상술한 바와 같이, 상기 처리 장치는 임의의 적합한 수량의 자연발화성 전구체 밀폐부 박스를 가질 수 있다. 바람직하게는, 각각의 자연발화성 전구체 밀폐부 박스에는 적어도 하나의 화염 감지기가 설치된다. 누출 감지기(64, 도 5)에 관해 상술한 바와 같이, 상기 화염 감지기(96)는, 화재의 발생 여부를 사용자들에게 자동으로 알리기 위해 그리고/또는 상기 자연발화성 전구체 소스 용기(66)에 연관된 밸브들을 자동으로 차단하기 위해, 제어 시스템(예를 들어, 도 4의 제어 시스템(54) 또는 또 다른 전기 제어 시스템)과 연동하여 작동된다.
어떤 처리 공정에서는, 전구체 가스의 증기압을 감소시키는 것이 바람직하다. 이러한 것은 열교환기를 가지고 밀폐부 박스(40)의 내부를 냉각시킴으로써 이룰 수 있다. 도 15는 밀폐부 박스(40)의 본체(42)에 있는 추가적 옵션 개구부(97)를 덮는 옵션 커버 플레이트(99)를 보여준다. 상기 개구부(97)와 커버 플레이트(99)는, 펠티어 냉각기(Peltier cooler)와 같은 공기-대-공기 열교환기로 구성된 냉각 장치의 사용을 용이하게 하도록 제공된다. 일반적으로 행하여지는 것은, 상기 개구부(97)를 노출시키며 상기 커버 플레이트(99)는 제거된다. 이후, 적합한 열교환기가 상기 밀폐부 박스의 개구부(97)에 부착된다. 열교환기는 밀폐부 박스(40)의 내부를 냉각시키기 위해 사용되며, 그럼으로써 반응기로 전달되는 전구체의 증기압을 감소시킬 수 있다. 도 15에 도시된 실시양태는, 자연발화성 및 비자연발화성 전구체 모두를 위해 사용될 수 있다. 열교환기를 사용할 필요가 없을 때는 열교환기는 상기 밀폐부 박스로부터 해제될 수 있고, 커버 플레이트(99)가 다시 부착될 수 있다.
어떤 산업분야에서는, 상기 밀폐부 내의 산소 농도를 감소시키기 위해, 자연발화성 전구체를 사용하는 동안 다른 가스(예를 들어, 질소(N2)와 같은 불활성 가 스)를 가지고 자연발화성 전구체 밀폐부를 퍼지하는 방법이 제안되어 왔다. 이러한 접근은 본 실시양태들에는 바람직하지 않다. 산소 농도가 감소하게 되면, 자연발화성 원료의 누출될 경우 화재가 감지 가능하게 되는 것을 방해할 수 있다. 예를 들면, TMA는 단지 미약하게 연기가 날 수 있다. 화재가 감지되지 않으면, 오퍼레이터는 누출을 감지할 수 없을지도 모르고, 밀폐부 박스(40)의 도어(44)를 열 수도 있다. 갑작스런 산소의 증가로 인해 돌발적인 화재가 발생하게 되고 오퍼레이터와 주변의 장비들에 해를 끼치는 결과를 초래하게 된다.
전용 배기부 및 집진기
도 16은 자연발화성 전구체 밀폐부 박스(40)와 소스 용기(66)를 사용하는 기판 처리 시스템의 일 실시양태의 개략도다. 상기 시스템은, 하나 이상의 기판(102)을 처리하기 위한 적어도 하나의 처리 반응기 또는 반응 챔버(100)를 포함한다. 본 실시양태의 반응기(100)는 단일의 기판(102)상에 가스들의 증기 증착을 위한 수평방향의 가스 흐름 반응기다. 그러나, 통상의 기술자라면, 샤워헤드 분사기를 채용한 챔버들, 멀티 기판을 위한 챔버들, 그리고/또는 원자층 증착법, 화학기상 증착법을 위해 설계된 챔버들 등과 같은 다양한 다른 반응 챔버들이 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 개시되어 있지 않으나, 서셉터(susceptor)가 반응 챔버(100) 내에서 기판(102)을 지지하기 위해 제공될 수 있다.
상기 시스템은 자연발화성 전구체 밀폐부 박스(40)와, 상기 밀폐부 박스(40)내에 있으며 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 전구체 소스 용기(66)를 포함 한다. 추가적 자연발화성 전구체 또한 제공될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 공기 흡입 레버린스(62)도, 상술한 바와 같이 바람직하게, 상기 밀폐부 박스(40)에 부착되어 나타나 있다. 배기부(48)는, 상기 밀폐부 박스(40)로부터 진공 펌프 또는 흡입 펌프와 같은 진공 소스부(104)로 연장된다. 전용 자연발화성 전구체 집진기(106)는 상기 진공 소스부(104)에 연결되도록 제공된다.
하나 이상의 추가적 전구체 소스(103)들이 제공된다. 상호연결된 복수의 파이프 또는 튜브로 예시된 가스 전달 시스템(105)은, 상기 기판(102)의 처리를 위해, 상기 용기(66)로부터의 자연발화성 원료의 증기들과 상기 전구체 소스(103)들을 상기 반응 챔버(100)로 전달하도록 구성된다. 개시되어 있지는 않지만, 또한 상기 가스 전달 시스템(105)은, 증기들의 흐름을 제어하기 위해 복수의 밸브들과 제어 시스템을 포함한다. 메인 배기부(108)는 상기 반응 챔버(100)로부터 메인 집진기(110)로 연장된다. 상기 메인 배기부는 처리 가스들과 반응 부산물들을 상기 메인 집진기(110)로 향하게 한다.
유리하게, 상기 용기(66)로부터 누출될 수 있는 미반응의 자연발화성 원료/증기들은 상기 진공 소스부(104)에 의해 상기 전용 집진기(106)로 빨아 들여진다. 그러한 원료/증기들은 상기 메인 집진기로 흐르지 않는다. 전용 자연발화성 전구체 집진기(106)는 특정의 자연발화성 원료에 특별히 적합할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시양태들 및 변형례들에 의해 개시되었으나, 본 발명은 특정하게 개시된 실시양태들을 넘어 다른 대체적인 실시양태들 그리고/또는 용도들, 명백한 변형이나 그와 동등한 것으로까지 확장된다. 따라서, 본 발명은 여 기서의 바람직한 실시양태들의 특정한 개시에 의해 한정되지는 않는다.
본 발명은, 자연발화성 전구체 소스의 누출로 인해 발생할 수 있는 화재를 방지하고, 인근의 장비에 손상을 주거나 오퍼레이터에게 해를 끼치는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (25)

  1. 밀폐부;
    상기 밀폐부 내에서 자연발화성(自然發火性) 원료를 포함하도록 채용된 자연발화성 소스 용기; 및
    상기 밀폐부로부터 연장되며, 상기 밀폐부의 외부와 유체 연통(fluid communication)된 입구와 상기 밀폐부의 내부와 유체 연통된 출구를 가지며, 상기 입구와 상기 출구 사이에서 구불구불한 경로로 정의된 공기 흡입 레버린스(labyrinth);를 포함하는 반도체 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구불구불한 경로를 통해 흐르는 공기는, 60도 이상 180도 이하의 각도로 1회 이상 방향 전환되면서 흐르는 반도체 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐부의 내부로부터 연장되며, 상기 밀폐부의 내부와 유체 연통되는 배기 덕트를 더 포함하는 반도체 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공기 흡입 레버린스, 상기 밀폐부 및 상기 배기 덕트를 통해 공기를 빨 아 들이도록 구성된 진공 소스부를 더 포함하는 반도체 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 배기 덕트 내의 연기를 감지하도록 배치된 연기 감지기를 더 포함하는 반도체 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연기 감지기는, 적어도 그 일부분이 상기 배기 덕트 내에 배치되는 반도체 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    기판을 포함하도록 구성된 적어도 하나의 반응기;
    하나 이상의 추가적 전구체 소스;
    상기 자연발화성 원료와 상기 하나 이상의 추가적 전구체 소스의 증기들을 상기 반응기 내의 기판으로 전달하도록 구성된 가스 전달 시스템;
    상기 반응기로부터 연장된 메인 배기부;
    상기 메인배기부의 하류 측에 위치하는 메인 집진기;
    상기 밀폐부의 내부로부터 연장된 상기 배기 덕트의 하류 측에 위치하는 자연발화성 전구체 집진기;를 더 포함하는 반도체 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공기 흡입 레버린스는, 별도로 형성되며 상기 밀폐부에 부착되는 반도체 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐부 내에 위치하며, 상기 자연발화성 소스 용기로부터 자연발화성 액체가 누출되는 것을 감지하도록 구성된 누출 감지기를 더 포함하는 반도체 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐부 내의 화재를 감지하도록 구성된 화염 감지기를 더 포함하는 반도체 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화염 감지기는 자외선(UV)/적외선(IR) 센서를 포함하는 반도체 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐부 내의 연기를 감지하도록 배치된 연기 감지기를 더 포함하는 반도체 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 공기 흡입 레버린스는,
    상기 입구로부터 도관(conduit) 접합점까지 연장된 제1도관;
    상기 도관 접합점으로부터 상기 출구까지 연장된 제2도관; 및
    상기 입구로부터 도관 접합점까지 연장되며, 상기 도관 접합점을 제외하고 상기 제1도관과 상기 제2도관을 유체적으로(fluidly) 분리하는 분할 벽;을 포함하는 반도체 처리 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐부는, 상기 자연발화성 소스 용기의 외부에, 상기 자연발화성 소스 용기의 부피의 125% 이상인 가용 부피를 가지는 반도체 처리 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐부는, 상기 반도체 처리 장치의 다른 구성요소들로부터 그 밀폐부를 분리시키는 10㎜ 이상의 공기 간격에 의해 실질적으로 둘러싸인 반도체 처리 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐부는, 10㎜ 이상 떨어진 이중 벽에 의해 구획되는 반도체 처리 장 치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐부는 안전 인터록 스위치(safety interlock switch)를 가지는 도어를 포함하며, 상기 안전 인터록 스위치는 상기 도어가 열렸을 때 상기 반도체 처리 장치의 작동을 불가능하게 하는 반도체 처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 밀폐부와 상기 반도체 처리 장치의 다른 구성요소들을 지지하며, 상기 밀폐부에 접근하도록 하는 도어를 가지는 프레임 조립체; 및
    상기 프레임 조립체의 도어가 열렸을 때 상기 반도체 처리 장치가 작동하지 못하도록 구성된 제2안전 인터록;을 더 포함하는 반도체 처리 장치.
  19. 설치용 또는 현가용 구조체를 제외한, 반도체 처리 장치의 다른 구성요소들로부터 분리시키는 10㎜ 이상의 공기 간격에 의해 실질적으로 둘러싸인 밀폐부; 및
    상기 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하도록 채용된 자연발화성 소스 용기;를 포함하는 반도체 처리 장치.
  20. 10㎜ 이상 떨어진 이중 벽에 의해 구획되는 밀폐부; 및
    상기 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하도록 채용된 자연발화성 소스 용기;를 포함하는 반도체 처리 장치.
  21. 기판을 포함하도록 구성된 적어도 하나의 반응기;
    상기 반응기로부터 연장된 메인 배기부;
    상기 메인 배기부의 하류 측에 위치하는 메인 집진기;
    밀폐부;
    상기 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하도록 채용된 자연발화성 소스 용기;
    상기 밀폐부의 내부로부터 연장되며, 상기 밀폐부의 내부와 유체 연통되는 자연발화성 배기 덕트;
    상기 자연발화성 배기 덕트의 하류 측에 위치하는 자연발화성 소스 집진기;
    하나 이상의 추가적 전구체 소스들; 및
    상기 자연발화성 원료와 상기 하나 이상의 추가적 전구체 소스들의 증기들을 상기 반응기 내의 기판으로 전달하도록 구성된 가스 전달 시스템;을 포함하는 반도체 처리 장치.
  22. 밀폐부를 제공하는 단계;
    상기 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 소스 용기를 제공하는 단계;
    상기 밀폐부로부터 연장되며, 상기 밀폐부의 외부와 유체 연통되는 입구와 상기 밀폐부의 내부와 유체 연통되는 출구를 가지며, 상기 입구와 상기 출구 사이의 구불구불한 경로로 정의된 공기 흡입 레버린스를 제공하는 단계;
    상기 밀폐부에 배기 개구부를 제공하는 단계; 및
    상기 공기 흡입 레버린스, 상기 밀폐부 및 상기 배기 개구부를 통해 상기 밀폐부의 외부로부터 공기를 빨아 들이는 단계;를 포함하는 방법.
  23. 설치용 또는 현가용 구조체를 제외한, 반도체 처리 장치의 다른 구성요소들로부터 분리시키는 10㎜ 이상의 공기 간격에 의해 실질적으로 둘러싸인 밀폐부를 제공하는 단계;
    상기 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 소스 용기를 제공하는 단계; 및
    캐리어 가스를, 상기 자연발화성 소스 용기를 거쳐 반도체 기판으로 향하도록 하는 단계;를 포함하는 반도체 기판 처리 방법.
  24. 10㎜ 이상 떨어진 이중 벽에 의해 구획되는 밀폐부를 제공하는 단계;
    상기 밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 소스 용기를 제공하는 단계; 및
    캐리어 가스를, 상기 자연발화성 소스 용기를 거쳐 반도체 기판으로 향하도록 하는 단계;를 포함하는 반도체 기판 처리 방법.
  25. 기판 처리 반응기 내에 반도체 기판을 배치하는 단계;
    밀폐부 내에서 자연발화성 원료를 포함하는 자연발화성 소스 용기를 제공하는 단계;
    추가적 전구체 원료를 포함하는, 적어도 하나의 추가적 전구체 소스 용기를 제공하는 단계;
    캐리어 가스를 상기 자연발화성 소스 용기 및 적어도 하나의 추가적 전구체 소스 용기를 거쳐 상기 반응기 내의 상기 기판으로 향하도록 함으로써, 상기 자연발화성 원료 및 상기 추가적 전구체 원료의 증기들을 상기 기판으로 향하도록 하는 단계;
    상기 증기들을, 상기 반응기로부터 연장된 메인 배기부를 거쳐 상기 메인 배기부의 하류 측에 위치하는 메인 집진기로 향하도록 하는 단계; 및
    상기 밀폐부 안으로부터 자연발화성 배기 덕트를 거쳐 상기 자연발화성 배기 덕트의 하류 측에 위치하는 자연발화성 전구체 집진기로 공기를 빨아 들이는 단계;를 포함하는 반도체 기판 처리 방법.
KR1020070038484A 2006-08-01 2007-04-19 자연발화성 전구체를 이용한 반도체 처리 장치를 위한 안전특징들 KR20080012125A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US83514006P 2006-08-01 2006-08-01
US60/835,140 2006-08-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080012125A true KR20080012125A (ko) 2008-02-11

Family

ID=39340483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070038484A KR20080012125A (ko) 2006-08-01 2007-04-19 자연발화성 전구체를 이용한 반도체 처리 장치를 위한 안전특징들

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080012125A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100896513B1 (ko) * 2008-05-29 2009-05-08 주식회사 창성에이스산업 위험물질 저장장치
KR101414130B1 (ko) * 2012-02-03 2014-07-01 한국표준과학연구원 전구체 샘플링 장치, 및 이를 이용한 전구체 샘플 분석방법
KR20150073596A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 케이씨텍 방폭용 도어 열림 감지장치
CN110220935A (zh) * 2019-07-16 2019-09-10 山西省交通规划勘察设计院有限公司 一种煤矸石自燃试验装置
KR20220078348A (ko) * 2020-12-03 2022-06-10 한국가스안전공사 반도체 전구체 처리 장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100896513B1 (ko) * 2008-05-29 2009-05-08 주식회사 창성에이스산업 위험물질 저장장치
KR101414130B1 (ko) * 2012-02-03 2014-07-01 한국표준과학연구원 전구체 샘플링 장치, 및 이를 이용한 전구체 샘플 분석방법
KR20150073596A (ko) * 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 케이씨텍 방폭용 도어 열림 감지장치
CN110220935A (zh) * 2019-07-16 2019-09-10 山西省交通规划勘察设计院有限公司 一种煤矸石自燃试验装置
CN110220935B (zh) * 2019-07-16 2024-01-30 山西省交通规划勘察设计院有限公司 一种煤矸石自燃试验装置
KR20220078348A (ko) * 2020-12-03 2022-06-10 한국가스안전공사 반도체 전구체 처리 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080032502A1 (en) Safety features for semiconductor processing apparatus using pyrophoric precursor
KR100715075B1 (ko) 원격 플라즈마 발생기가 통합된 반도체 프로세싱 챔버
KR100221983B1 (ko) 처리장치
KR20080012125A (ko) 자연발화성 전구체를 이용한 반도체 처리 장치를 위한 안전특징들
JP2007242791A (ja) 基板処理装置
JPH08195354A (ja) 半導体製造装置の熱処理炉
WO2014129765A1 (ko) 건식 기상 식각 장치
US20080179006A1 (en) Substrate processing apparatus
WO2007131053A2 (en) Batch processing chamber with diffuser plate and injector assembly
KR20060120402A (ko) 샤워헤드를 구비한 화학기상 증착 방법 및 장치
JPH06267873A (ja) 処理装置
US6063198A (en) High pressure release device for semiconductor fabricating equipment
KR20060109294A (ko) 가스 공급 장치 및 성막 장치
US10825697B2 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
KR100895035B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20230028471A (ko) 성막 방법 및 성막 장치
JPH02146400A (ja) シリンダーキャビネット
US6309460B1 (en) Hazardous containment for MBE maintenance
CN115588629A (zh) 设置有提取器室的用于处理多个衬底的设备
KR20180015583A (ko) 덮개체 및 이것을 사용한 기판 처리 장치
JP5376819B2 (ja) 熱処理装置
CN114072538B (zh) 前驱体供应柜
US20020134505A1 (en) Semiconductor substrate processing chamber having interchangeable lids actuating plural gas interlock levels
JP2023173097A (ja) 基板処理装置及び酸素混入抑制方法
KR101939221B1 (ko) 공정 튜브 및 이를 갖는 퍼니스형 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination