KR20230125111A - 반도체 툴용 가스 커패시터 - Google Patents

Abstract

시스템이 제공되고, 상기 시스템은 가스 공급부; 제1 및 제2 서브 회로를 포함하는 유체 회로로서, 상기 제1 서브 회로는 제1 일방향 밸브를 포함하고, 상기 제2 서브 회로는 제2 일방향 밸브 및 상기 제2 일방향 밸브의 하류에 배치되는 가스 커패시터를 포함하는, 상기 유체 회로; 및 상기 유체 회로를 통하여 상기 가스 공급부와 유체 연통하는 공압 작동식 반도체 툴을 포함한다.

Description

반도체 툴용 가스 커패시터

관련 출원에 대한 상호 참조

본 발명은, 2019년 5월 10일에 출원되고, 동일한 명칭과 발명자를 가지고, 본원에 참조로 전부 원용된 미국 특허 가출원 번호 62/846,360의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 반도체 제조에 사용되는 툴에 관한 것이고, 보다 상세하게는 이러한 툴용 가스 커패시터에 관한 것이다.

전형적인 반도체 제조 공정에서, 단일 웨이퍼는 화학적 기상 성막(CVD), 물리적 기상 성막(PVD), 에칭, 평탄화, 및 이온 주입을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 순차적인 가공 단계에 노출된다. 부분적으로 반복 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있고 인간에게 위험한 환경에서 작업할 수 있는 로봇의 능력 때문에, 상기 가공 단계는 전형적으로 로봇에 의해 수행된다.

많은 최신 반도체 가공 시스템은 다수의 공정 챔버를 포함한 로봇 클러스터 툴을 중심으로 한다. 이런 배열은 다수의 순차적 가공 단계가 고도로 제어된 가공 환경 내에서 웨이퍼에 수행될 수 있도록 허용하여서, 외부 오염물에 대한 웨이퍼의 노출을 최소화한다. 클러스터 툴 내 챔버의 결합 뿐만 아니라 상기 챔버가 이용되는 작동 조건 및 파라미터는 특정한 공정 레시피 및 공정 흐름을 이용해 특정 구조를 제조하도록 선택될 수 있다. 일부 통상적으로 사용되는 공정 챔버는 탈가스 챔버, 기판 프리-컨디셔닝 챔버, 냉각 챔버, 이송 챔버, 화학적 기상 성막 챔버, 물리적 기상 성막 챔버 및 에칭 챔버를 포함한다.

도 1은 미국 특허 6,222,337(Kroeker 외)의 일체화된 클러스터 툴(10)의 개략도이다. 웨이퍼는 카세트 로드락(12)을 통하여 클러스터 툴(10)로 도입되고 그로부터 인출된다. 엔드 이펙터(17)를 가지는 로봇(14)은 하나의 프로세싱 챔버(20)로부터 다른 프로세싱 챔버로 웨이퍼를 이송하도록 클러스터 툴(10) 내에 위치한다. 이들 프로세싱 챔버는 카세트 로드락(12), 탈가스 웨이퍼 배향 챔버(20), 전세정 챔버(24), PVD TiN 챔버(22) 및 냉각 챔버(26)를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터(17)는 챔버(18) 내에서 자유롭게 회전할 수 있는 후퇴된 위치에서 도시되어 있다.

제2 로봇(28)은 이송 챔버(30)에 위치하고 냉각 챔버(26), 전세정 챔버(24), CVD A1 챔버(미도시) 및 PVD AlCu 프로세싱 챔버(미도시)와 같은 다양한 챔버 사이에서 웨이퍼를 이송하도록 되어 있다. 도 1에 도시된 챔버의 특정 구성은 단일 클러스터 툴에서 CVD 공정 및 PVD 공정 양자를 가능하게 하는 일체화된 가공 시스템을 제공하도록 설계된다. 마이크로프로세서 컨트롤러(29)는 제조 공정 시퀀스, 클러스터 툴 내의 조건, 및 로봇(14, 28)의 작동을 제어하도록 제공된다.

도 2는 후퇴된 위치 및 연장된 위치 양자에서 도시된 도 1의 자기 결합 로봇의 개략도이다. 로봇(14; 도 1 참조)은 제1 자석 클램프(80)에 단단히 부착되는 제1 스트럿(81), 및 제2 자석 클램프(80')에 단단히 부착되는 제2 스트럿(82)을 포함한다. 제3 스트럿(83)은 피봇(84)에 의해 스트럿(81)에 부착되고 피봇(85)에 의해 엔드 이펙터(86)에 부착된다. 제4 스트럿(87)은 피봇(88)에 의해 스트럿(82)에 부착되고 피봇(89)에 의해 엔드 이펙터(86)에 부착된다. 스트럿(81-83, 87) 및 피봇(84, 85, 88, 89)의 구조는 자석 클램프(80, 80')에 대한 엔드 이펙터(86)의 "개구리 다리(frog leg)" 유형의 연결부를 형성한다.

자석 클램프(80, 80')가 동일한 각 속도를 가지고 동일한 방향으로 회전할 때, 로봇도 또한 동일한 각 속도를 가지고 이런 동일한 방향으로 축(x)을 중심으로 회전한다. 자석 클램프(80, 80')가 동일한 절대 각 속도를 가지고 반대 방향으로 회전할 때, 조립체(14)의 회전은 없지만, 그 대신에 점선 요소(81'-89')에 의해 도시된 위치로 엔드 이펙터(86)의 선형 방사상 운동이 있다.

여전히 도 2를 참조하면, 이러한 웨이퍼를 챔버(32) 내부로 또는 외부로 이송하기 위해서 엔드 이펙터가 챔버(32)의 벽(91)에서 웨이퍼 이송 슬롯(90)을 통하여 연장될 수 있는 것을 보여주기 위해서 웨이퍼(35)는 엔드 이펙터(86)에 로딩된 것으로 나타나 있다. 웨이퍼 이송 슬롯(90)은 일반적으로 공압 작동식 사각형 이송 밸브 또는 슬릿 밸브의 형태를 취하고, 이것의 예는 도 3에 나타나 있다.

여전히 도 2를 참조하면, 동일한 속도로 동일한 방향으로 두 자석 클램프(80, 80')가 회전하는 모드는 인접한 챔버(12, 20, 22, 24, 26; 도 1 참조) 중 하나와 웨이퍼 교환에 적합한 위치로부터 이들 챔버 중 다른 하나와 웨이퍼 교환에 적합한 위치로 로봇을 회전시키는 데 사용될 수 있다. 두 자석 클램프(80, 80')가 반대 방향으로 동일한 속도로 회전하는 모드는 엔드 이펙터를 상기 챔버 중 하나로 연장시킨 후 그것을 챔버로부터 추출하는 데 사용된다. 클램프 회전의 일부 다른 조합은 로봇이 축(x)을 중심으로 회전함에 따라 엔드 이펙터를 연장시키거나 후퇴시키는 데 사용될 수 있다.

반도체 산업에서는 반도체 제조시 처리량을 증가시켜야 한다는 상당한 압력이 있다. 결과적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 유형의 클러스터 툴은 증가한 처리량 요건을 따라가도록 점점 더 빠른 속도로 작동하도록 요구되었다.

작동 중, 클러스터 툴은 종종 특정 프로세싱 챔버를 툴의 나머지로부터 공압적으로 분리하도록 요구된다. 이것은 전형적으로 공압 작동식 슬릿 밸브의 사용을 통하여 달성된다. 슬릿 밸브(101)의 일 실시예의 예시가 도 3에 도시되어 있다 (슬릿 밸브(101)는 도 2의 웨이퍼 이송 슬롯(90)에 안착된다). 도 3에 도시된 특정 슬릿 밸브(101)는 Kurt J. Lesker Company(펜실베니아주 Jefferson Hills 소재)로부터 상업적으로 이용 가능한 V74 시리즈 슬릿 밸브이다. 이 슬릿 밸브(101)는 내부에 배치된 창(105)을 갖는 프레임(103)을 포함하고, 가스 공급 라인(미도시)에 유동적으로 결합되는 공압 유입구(107)를 더 구비한다. 다른 일반적으로 이용되는 슬릿 밸브는, 예를 들어, 제품명 SMC US13394로 시판되는 공압 슬릿 밸브와 같은 SMC Corporation(일본 도쿄 소재)으로부터 이용 가능한 것을 포함한다.

슬릿 밸브는 일반적으로 반도체 제조 장비에서 로드락 챔버와 이송 챔버 사이 또는 이송 챔버와 공정 챔버 사이의 파티션 밸브로서 사용된다. 가스 공급 라인은 슬릿 밸브를 개폐하는 역할을 하는 작동 가스(전형적으로 청정 건조 공기(CDA))를 제공한다.

일 양태에서, 가스 커패시터와 반도체 툴의 조합물이 제공된다. 반도체 툴은 (a) 원격 가스원으로부터 가스를 공급하고 제1 일방향 밸브가 장착된 가스 공급 라인, (b) 중앙 챔버, 및 (c) 복수의 공정 챔버를 포함하고, 상기 복수의 공정 챔버 각각에는 상기 가스 공급 라인과 유체 연통하는 공압 작동식 밸브가 장착되고, 이 공압 작동식 밸브는 상기 공정 챔버가 상기 중앙 챔버와 유체 연통하는 제1 상태로부터 상기 공정 챔버가 상기 중앙 챔버로부터 유동적으로 분리되는 제2 상태로 상기 공정 챔버를 변형시킨다. 상기 가스 커패시터는, 상기 일방향 밸브로부터 하류에 배치되고 상기 복수의 공정 챔버와 유체 연통하는 압축 가스 저장소를 포함한다.

다른 양태에서, 시스템이 제공되고, 상기 시스템은 (a) 가스 공급부; (b) 제1 및 제2 서브 회로를 포함하는 유체 회로로서, 상기 제1 서브 회로는 제1 일방향 밸브를 포함하고, 상기 제2 서브 회로는 제2 일방향 밸브 및 상기 제2 일방향 밸브의 하류에 배치되는 가스 커패시터를 포함하는, 상기 유체 회로; 및 (c) 상기 유체 회로를 통하여 상기 가스 공급부와 유체 연통하는 공압 작동식 반도체 툴을 포함한다.

추가 양태에서, 반도체 툴을 작동하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 (a) 상기 반도체 툴과 결합된 가스 커패시터를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 반도체 툴은 (ⅰ) 원격 가스원으로부터 가스를 공급하고 일방향 밸브가 장착된 가스 공급 라인, (ⅱ) 중앙 챔버, 및 (ⅲ) 복수의 공정 챔버를 포함하고, 상기 복수의 공정 챔버 각각에는 상기 가스 공급 라인과 유체 연통하는 공압 작동식 밸브가 장착되고, 이 공압 작동식 밸브는 상기 공정 챔버가 상기 중앙 챔버와 유체 연통하는 제1 상태로부터 상기 공정 챔버가 상기 중앙 챔버로부터 유동적으로 분리되는 제2 상태로 상기 공정 챔버를 변형시키며, 상기 가스 커패시터는, 상기 일방향 밸브로부터 하류에 배치되고 상기 복수의 공정 챔버와 유체 연통하는 압축 가스 저장소를 포함하고, 상기 일방향 밸브는 크래킹 압력 P _crack 을 특징으로 하고, (b) P _crack 을 초과하는 압력에서, 상기 가스 저장소와 상기 가스 공급 라인 사이 유체 유동이 발생하는 개방 상태로 상기 일방향 밸브를 유지하는 단계를 포함하고, (c) P _crack 미만의 압력에서, 상기 가스 저장소와 상기 가스 공급 라인 사이 유체 유동이 발생하지 않는 폐쇄 상태로 상기 일방향 밸브를 유지하는 단계를 포함한다.

본 발명 및 그 이점에 대한 보다 완전한 이해를 위해, 유사한 도면 번호가 유사한 특징을 나타내는 첨부 도면과 함께 취해진 다음 설명을 이제 참조한다.

도 1은 로봇 웨이퍼 핸들링 시스템이 장착된 종래 기술에 따른 클러스터 툴의 예시이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇의 아암 조립체의 예시도이고, 아암 조립체의 후퇴된 위치 및 연장된 위치를 도시한다.
도 3은 종래 기술의 슬릿 밸브의 정면도이다.
도 4는 도 3의 슬릿 밸브의 측면도이다.
도 5는 원격 가스 공급부 및 복수의 클러스터 툴을 특징으로 하는 반도체 제조 레이아웃의 예시도이다.
도 6은 본원의 교시에 따라 가스 공급부 및 반도체 툴을 포함하고 가스 커패시터가 장착된 시스템의 개략도이다.
도 7은 도 6의 가스 커패시터의 상세도이다.

더 빠른 속도로 클러스터 툴을 작동시키는 경향은 더 많은 슬릿 밸브 작동이 동시에 발생하는 결과를 가져왔다. 클러스터 툴에는 전형적으로 공압 시스템을 위한 작동 가스를 공급하는 긴 길이의 배관이 장착되어 있다. 이 배관은 한정된 유동 용량을 가지기 때문에, (더 높은 처리 속도를 수용하기 위해 필요한 만큼) 더 많은 수의 슬릿 밸브를 동시에 작동시키려면 공압 시스템에 대한 요구를 증가시킨다. 이로 인해 클러스터 툴에서 공압의 급격한 변동이 자주 발생하고, 이는 툴 경보, 챔버 누출 및 슬릿 밸브의 느린 작동으로 이어질 수 있다. 이러한 압력 변동을 줄이고 필요한 흐름 요구 사항을 수용하기 위해, 툴에서 청정 건조 공기(CDA) 압력은 슬릿 밸브의 제안된 한계를 초과하여 종종 증가된다.

설계 능력을 초과하는 CDA 압력에 대한 빈번한 노출 결과, 클러스터 툴 내 슬릿 밸브는 자주 조기 마모를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이것은 종종 밸브 내 O-링 물질의 분해로 나타나고, 이는 입자 생성으로 이어질 수 있다.

한편, 툴 내 CDA 압력이 요구되는 레벨 미만으로 떨어지면, 슬릿 밸브는 충분히 작동하지 않을 수 있고, 이는 슬릿 밸브를 미지의 개방/폐쇄 상태로 둘 수 있다. 이러한 결함이 웨이퍼 이송 중 발생한다면, 로봇 및 웨이퍼는 미지의 위치에 둘 수 있다. 유사하게, CDA 공급부가 고갈되면, 툴 기술자는 웨이퍼 회수를 위한 옵션을 가지지 않을 수 있고, CDA 공급부가 회복되는 것을 대기해야 될 수 있다. 이 시나리오 중 하나는, 툴 기술자가 신속하게 툴로부터 웨이퍼를 제거할 수 있었다면 방지할 수 있는 웨이퍼 스크랩을 유발할 수 있다.

이제, 전술한 문제점들 중 일부 또는 전부는 본원에 개시된 시스템 및 방법으로 처리될 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 시스템의 바람직한 실시예에서, 바람직하게 가압 용기 형태인 가스 커패시터는 슬릿 밸브와 가까운 (그리고 상류의) 위치에서 클러스터 툴에 국부적으로 부가된다. 슬릿 밸브와 유체 연통하는 가스 커패시터는 툴에 국부적으로 작동 가스(바람직하게 CDA)의 추가적인 로컬 저장소를 제공한다. 툴에 국부적으로 이런 추가 저장소의 이용 가능성은 툴에 이용 가능한 CDA의 유효 체적을 증가시면서, 또한 CDA를 공급하는 파이프의 유효 길이를 감소시킨다. 이런 배열은, 증가한 수의 슬릿 밸브의 동시 작동으로부터 발생하는, 압력 변동을 크게 감소시키거나 제거한다. 결과적으로, CDA의 원격 공급이 다수의 툴 및/또는 많은 수의 슬릿 밸브에 동시에 서비스할지라도, 작동 압력은 낮은 값(예컨대, 툴 제조사에 의해 추천된 값)으로 설정될 수 있다.

더욱이, 가스 커패시터는 설비 CDA 압력이 (현재 경우에서처럼) 충분히 강하하면, 툴이 작동을 중단하지만, 충분한 체적 및 압력의 CDA 저장소를 유지하여 툴 내 슬릿 밸브의 수동 작동을 허용하도록 구성될 수 있다. 이것은 공정중 웨이퍼를 회수할 수 있는 수단을 제공하여서, CDA 중단에 수반되는 일부 비용 및 폐기물을 회피한다.

일부 실시예에서, 보조 가스 공급부는 툴로부터 제거할 (또는 유동적으로 또는 공압적으로 분리될) 수 있도록 구성될 수 있다. 이것은 예를 들어 바이패스 라인의 제공을 통하여 달성될 수 있다. 이런 특징은 연관된 툴의 작동을 방해하지 않으면서 그리고 가스 회로로 수분이나 다른 오염물을 도입하지 않으면서 보조 가스 공급부가 유지보수 또는 교체를 위해 제거될 수 있도록 허용한다.

도 5는 반도체 제조 레이아웃의 특정한, 비제한적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 레이아웃(201)은 가스 공급 라인(207)을 통하여 원격 가스 공급부(205)와 유체 연통하는 복수의 클러스터 툴(203)을 포함한다. 각각의 클러스터 툴(203)에는, 충분히 큰 압력 강하의 경우에 가스 공급 라인(207)으로부터 툴을 분리하는 일방향 체크 밸브(209)가 장착된다. 체크 밸브(209)는 바람직하게 가스 공급 라인 내 압력이 미리 정해진 한계값 미만으로 떨어질 때 공압 액추에이터의 신호 압력 라인을 차단하는 기능을 하는 공압 로크업 밸브로서 작용한다. 이것은 전형적으로 툴 내 공압 작동식 액추에이터(슬릿 밸브 내의 것을 포함)가 최종 위치에 유지되게 한다.

체크 밸브(209)는 크래킹 압력 P _crack 을 특징으로 한다. 크래킹 압력을 초과하는 압력에서, 밸브는 원격 가스 공급부와 툴 사이에 유체 유동이 발생하는 개방 상태를 취한다. 유사하게, 크래킹 압력 미만의 압력에서, 밸브는 가스 저장소와 가스 공급 라인 사이 유체 유동이 발생하지 않는 폐쇄 상태를 취한다. 반도체 툴이 작동 중일 때 가스 공급 라인은 전형적으로 작동 압력 변동을 경험한다. 이런 작동 압력 변동은 최대 압력 P _max 및 최소 압력 P _min 을 특징으로 한다. 바람직하게, 체크 밸브는 0 < P _crack < P _min 이도록 설계된다. 전형적으로, P _min > 30 psi, 바람직하게, P _min ≥ 60 psi이다. 전형적으로, P _max < 100 psi, 바람직하게, P _max ≤ 90 psi이다. 더욱이, 전형적으로, 10 psi < P _crack < 60 psi, 바람직하게, 20 psi < P _crack < 50 psi이다.

각각의 클러스터 툴(203)에는 또한 본원에 개시된 유형의 가스 커패시터(211)가 장착되고, 가스 커패시터는 바람직하게 체크 밸브(209)의 하류에 위치한다. 후술하는 바와 같이, 가스 커패시터(211)는 설비로부터 원격의 가스 공급부(205)와 대조적으로 가스의 로컬 공급부로서 역할을 한다. 체크 밸브(209)는 도 5에서 가스 커패시터(211)와 별개의 구성요소로서 도시되지만, 일부 실시예에서, 체크 밸브는 실제로 가스 커패시터의 구성요소인 것을 이해할 것이다.

도 6 및 도 7은 본원의 교시에 따른 가스 커패시터(307)를 포함한 시스템(301)의 제1 특정한, 비제한적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 시스템(301)은 제1 서브 회로(308) 및 제2 서브 회로(310)를 포함하는 유체 회로(306)를 통하여 설비 가스 공급부(305)와 유체 연통하는 공압 동력식 반도체 툴(303)을 포함한다. 제1 서브 회로(308) 및 제2 서브 회로(310)는 제1 T-조인트(309) 및 제2 T-조인트(311)를 통하여 서로 유체 연통한다. 제1 서브 회로(308)는 체크 밸브(313)를 포함하고, 제2 서브 회로는 가스 커패시터(303)를 포함한다. 체크 밸브(313)는 제1 T-조인트(309)로부터 제2 T-조인트(311)로 향하는 방향으로 제1 서브 회로(308)에서 일방향 유동을 유지한다. 반도체 툴(303)에는 매니폴드(321)를 통하여 유체 회로(306)와 유체 연통하는 복수의 슬릿 밸브(323)가 장착된다.

가스 커패시터(303)는 도 7에 더 상세히 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 가스 커패시터(307)는 압력 게이지(343)가 장착된 가스 저장소(314)를 포함한다. 가스 저장소(314)는 바람직하게 가스 실린더, 보다 바람직하게, 알루미늄 가스 실린더이다. 알루미늄은 가스 실린더의 구성에서 흔히 사용되는 다른 금속보다 낮은 오염 위협을 제기하므로 가스 저장소(314)의 구성에 알루미늄을 사용하는 것이 여기에서 바람직하다. 압력 게이지(343)는 바람직하게 필터링된 배기관이 설치되어 있다. 압력 게이지(343)는, 초기 압력을 정상(steady) 상태로 유지하도록 (즉, 가스 커패시터(307)에 누출이 존재하지 않도록) 보장하기 위해서 가스 저장소(314)의 초기 설치 및 충전 중 유용하다.

가스 커패시터(307)는 제1 수동 작동 격리 밸브(335) 및 제2 수동 작동 격리 밸브(337)를 더 포함한다. 제1 격리 밸브(335)는 피팅부(331, 339)와 연관되고, 제2 격리 밸브(337)는 피팅부(333)와 연관된다. 제1 및 제2 격리 밸브(335, 337)는 바람직하게 가스 저장소(314)로부터 바로 상류에 그리고 바로 하류에 각각 배치되어서, 예를 들어 수리 또는 유지보수를 위해 공압 회로(306)로부터 가스 저장소(314)를 쉽게 제거하는 수단을 제공한다. 가스 커패시터(307)는 체크 밸브(341)를 더 장착하고, 상기 체크 밸브는 제1 격리 밸브(335)로부터 제2 격리 밸브(337)로 향하는 방향으로 일방향 유동을 유지한다.

일부 실시예에서, 가스 커패시터(307)는 추가적인 구성요소를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 일부 실시예에서, 가스 커패시터(307) 또는 유체 회로(306)는 바람직하게 모듈식 흡착 건조기인 가스 건조기를 포함할 수 있다. 가스 건조기는 가스 공급부로부터 수증기를 제거하여서, 응축, 부식 및 미생물의 성장을 방지하는 역할을 한다. 일부 실시예에서, 가스 건조기는 적절한 건조제를 구비할 수 있다. 하나 이상의 필터는, 예를 들어, 액체 물, 물 에어로졸, 오일, 미립자, 또는 미생물과 같은 불순물을 제거하도록 가스 커패시터(307) 또는 유체 회로(306)에 또한 제공될 수 있다.

시스템(301)의 정상 사용시, 압력 변동이 유체 회로(306)를 통하여 전파되므로, 체크 밸브(313) 상류의 유체 서브 회로(308) 내 압력이 P _min 미만으로 떨어지지 않기만 하면 체크 밸브(313)는 개방 상태로 유지된다. 이런 압력 변동은 가스 저장소(314)를 통하여 제공하는 압축 가스의 추가의, 국부적인 저장소 때문에 가스 커패시터(307)에 의해 보상된다

그러나, 체크 밸브(313) 라인 상류의 유체 서브 회로(308) 내 압력이 P _crack 미만으로 떨어지면, 체크 밸브(313)가 작동되고 (즉, 체크 밸브(313)를 통한 유체 유동이 허용되는 개방 위치로부터 체크 밸브(313)를 통한 유체 유동이 허용되지 않는 폐쇄 위치로 이동하고), 툴(303)로 가스 공급이 차단된다. 체크 밸브(313)는 일방향 밸브이므로, 체크 밸브(313)의 상류에 있는 제1 서브 회로(318)의 부분은 툴(303)로부터 유동적으로 분리된 상태로 유지되어서, 작동 가스 압력은 체크 밸브(313)의 하류에 있는 제1 서브 회로(308)의 부분에서 유지된다. 유사하게, 체크 밸브(341; 도 7 참조)에 의해 제공된 일방향 유동은, 체크 밸브(341)의 상류에 있는 제2 서브 회로(310)의 부분이 툴(303)로부터 유동적으로 분리된 상태로 유지되어서, 작동 가스 압력이 체크 밸브(313)의 하류에 있는 제2 서브 회로(310)의 부분에서 유지되도록 보장한다. 체크 밸브(313, 341)는 유체의 일방향 유동을 제공하므로, 그리고 가스 커패시터(307)의 가스 저장소(314)는 체크 밸브(341)로부터 하류에 있으므로, 가스 저장소(314)에 의해 제공된 압축 가스의 추가의, 국부적인 저장소는 슬릿 밸브(323) 또는 툴(303)의 다른 공압 작동식 구성요소를 수동으로 작동하는 데 이용될 수 있다. 이것은 설비 가스 공급부(305)가 오프라인 상태로 유지될지라도 웨이퍼 회수 및 슬릿 밸브의 일시적 작동을 허용한다.

본 발명을 실시하기 위해 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함한, 본 발명의 바람직한 실시예가 본원에서 기술된다. 이들 바람직한 실시예의 변형은 전술한 설명을 읽을 때 본 기술분야의 당업자에게 명백해질 수 있다. 본 발명자들은 숙련된 기술자가 그러한 변형을 적절하게 이용할 것으로 기대하고, 본 발명자들은 본 발명이 본원에 구체적으로 기술된 것과 다르게 실시되도록 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용할 수 있는 법에 의해 허용되는 것처럼 본원에 첨부된 청구범위에서 인용된 주제의 모든 수정 및 등가물을 포함한다. 더욱이, 모든 가능한 변형에서 전술한 요소의 임의의 조합은 본원에 달리 표시되지 않거나 문맥에 의해 달리 명백하게 모순되지 않는 한 본 발명에 포함된다.

Claims (20)

1. 반도체 툴과 결합된 가스 커패시터로서, 상기 반도체 툴은:
   원격 가스원으로부터 가스를 공급하고 (a) 일방향 밸브, (b) 중앙 챔버, 및 (c) 복수의 공정 챔버를 구비하는 가스 공급 라인을 포함하고,
   상기 복수의 공정 챔버 각각에는 상기 가스 공급 라인과 유체 연통하는 공압 작동식 밸브가 장착되고, 상기 공압 작동식 밸브는 상기 공정 챔버가 상기 중앙 챔버와 유체 연통하는 제1 상태로부터 상기 공정 챔버가 상기 중앙 챔버로부터 유동적으로 분리되는 제2 상태로 상기 공정 챔버를 변형시키며;
   상기 가스 커패시터는, 상기 일방향 밸브로부터 하류에 배치되고 상기 복수의 공정 챔버와 유체 연통하는 압축 가스 저장소를 포함하는, 가스 커패시터.
2. 제1항에 있어서, 상기 가스 저장소는 상기 반도체 툴 내에 배치되는, 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가스 저장소는 상기 반도체 툴 부근에 배치되는, 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 일방향 밸브는 크래킹 압력 P _crack 을 특징으로 하고; 상기 크래킹 압력을 초과하는 압력에서, 상기 일방향 밸브는 상기 가스 저장소와 상기 가스 공급 라인 사이 유체 유동이 발생하는 개방 상태를 취하고; 상기 크래킹 압력 미만의 압력에서, 상기 일방향 밸브는 상기 가스 저장소와 상기 가스 공급 라인 사이 유체 유동이 발생하지 않는 폐쇄 상태를 취하는, 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 반도체 툴이 작동 중일 때 상기 가스 공급 라인은 작동 압력 변동을 경험하고, 상기 작동 압력 변동은 최대 압력 P _max 및 최소 압력 P _min 을 특징으로 하고, 0 < P _crack < P _min 인, 장치.
6. 제5항에 있어서, P _min > 50 psi인, 장치.
7. 제5항에 있어서, P _min ≥ 60 psi인, 장치.
8. 제5항에 있어서, P _max < 100 psi인, 장치.
9. 제5항에 있어서, P _max ≤ 90 psi인, 장치.
10. 제5항에 있어서, 10 psi < P _crack < 60 psi인, 장치.
11. 제5항에 있어서, 20 psi < P _crack < 50 psi인, 장치.
12. 시스템으로서,
    가스 공급부;
    제1 및 제2 서브 회로를 포함하는 유체 회로로서, 상기 제1 서브 회로는 제1 일방향 밸브를 포함하고, 상기 제2 서브 회로는 제2 일방향 밸브 및 상기 제2 일방향 밸브의 하류에 배치되는 가스 커패시터를 포함하는, 상기 유체 회로; 및
    상기 유체 회로를 통하여 상기 가스 공급부와 유체 연통하는 공압 작동식 반도체 툴
    을 포함하는, 시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 일방향 밸브는 상기 가스 공급부와 상기 반도체 툴 사이에 유체의 일방향 유동을 부여하는, 시스템.
14. 제12항에 있어서, 상기 반도체 툴은 중앙 챔버 및 복수의 공정 챔버를 포함하고, 상기 복수의 공정 챔버 각각에는 상기 유체 회로와 유체 연통하는 공압 작동식 밸브가 장착되는, 시스템.
15. 제12항에 있어서, 각각의 공압 작동식 밸브는, 해당 공압 작동식 밸브와 연관된 공정 챔버가 상기 중앙 챔버와 유체 연통하는 제1 상태와 해당 공압 작동식 밸브와 연관된 공정 챔버가 상기 중앙 챔버로부터 유동적으로 분리되는 제2 상태 사이에서 변형 가능한, 시스템.
16. 제12항에 있어서, 상기 가스 커패시터는 상기 제2 일방향 밸브로부터 하류에 배치되고 상기 복수의 공정 챔버와 유체 연통하는 압축 가스 저장소를 포함하는, 시스템.
17. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 서브 회로는 서로 유체 연통하는, 시스템.
18. 반도체 툴을 작동하기 위한 방법으로서,
    상기 반도체 툴과 결합된 가스 커패시터를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 반도체 툴은 (a) 원격 가스원으로부터 가스를 공급하고 일방향 밸브가 장착된 가스 공급 라인, (b) 중앙 챔버, 및 (c) 복수의 공정 챔버를 포함하고,
    상기 복수의 공정 챔버 각각에는 상기 가스 공급 라인과 유체 연통하는 공압 작동식 밸브가 장착되고, 상기 공압 작동식 밸브는 상기 공정 챔버가 상기 중앙 챔버와 유체 연통하는 제1 상태로부터 상기 공정 챔버가 상기 중앙 챔버로부터 유동적으로 분리되는 제2 상태로 상기 공정 챔버를 변형시키며;
    상기 가스 커패시터는, 상기 일방향 밸브로부터 하류에 배치되고 상기 복수의 공정 챔버와 유체 연통하는 압축 가스 저장소를 포함하고,
    상기 일방향 밸브는 크래킹 압력 P _crack 을 특징으로 하고,
    P _crack 을 초과하는 압력에서, 상기 가스 저장소와 상기 가스 공급 라인 사이 유체 유동이 발생하는 개방 상태로 상기 일방향 밸브를 유지하는 단계를 포함하고,
    P _crack 미만의 압력에서, 상기 가스 저장소와 상기 가스 공급 라인 사이 유체 유동이 발생하지 않는 폐쇄 상태로 상기 일방향 밸브를 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 반도체 툴이 작동 중일 때 상기 가스 공급 라인은 작동 압력 변동을 경험하고, 상기 작동 압력 변동은 최대 압력 P _max 및 최소 압력 P _min 을 특징으로 하고, 0 < P _crack < P _min 인, 방법.
20. 제19항에 있어서, P _min ≥ 60 psi, P _max ≤ 90 psi이고 20 psi < P _crack < 50 psi인, 방법.