KR20240005020A - 진공 펌핑 시스템용 유체 라우팅 - Google Patents

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Abstract

진공 펌핑 시스템용 유체 라우팅 모듈(112)은, 제 1 유체 유입구(110a)와, 제 2 유체 유입구(110b)와, 유체 유출구(114)와, 제 1 유체 유입구(110a)와 유체 유출구(114) 사이에 결합된 제 1 유체 라인(200)과, 제 2 유체 유입구(110b)와 유체 유출구(114) 사이에 결합된 제 2 유체 라인(202)과, 제 1 제한기(204)로서, 제 1 제한기(204)를 통한 유체의 흐름을 제한하도록 구성되고, 제 1 제한기는 제 1 유체 라인(200)을 따라 배치되는, 상기 제 1 제한기(204)와, 제 2 유체 라인(202)을 따라 배치되는 진공 펌프(210)와, 제 1 유체 라인(200) 또는 제 2 유체 라인(202)을 통한 유체 흐름을 선택적으로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 밸브(206, 212, 214)를 포함한다.

Description

진공 펌핑 시스템용 유체 라우팅
본 발명은 반도체 처리 툴로부터 유체를 펌핑하기 위한 진공 시스템을 포함하지만 이에 제한되지 않는 진공 펌핑 시스템과 함께 사용하기 위한 유체 라우팅에 관련된다.
반도체 제조 공장은 집적 회로 칩을 제조한다. 이러한 장치의 제조 시에, 웨이퍼는 웨이퍼가 예를 들면, 화학 기상 증착, 물리적 기상 증착, 임플란트, 에칭 및 리소그래피 공정을 겪는 스테이션을 포함하는 다수의 상이한 공정 스테이션을 통해 처리된다. 이러한 공정의 대부분은 가스상의 주변 환경을 사용하며, 고진공 및 감소된 가스 압력을 사용해야 하는 경우가 많다.
진공 펌프는 공정 챔버에서 이러한 감소된 가스 압력을 제공하고, 챔버 배기를 제공하며, 공정 가스의 흐름을 유지하는데 사용된다.
반도체 처리 툴의 챔버 내부 압력이 작동 진공 상태가 아닌 경우, 예를 들면, 공정 챔버가 서비스 또는 유지보수를 가능하게 하기 위해 대기압으로 통기시킨 후, 챔버에 필요한 감소된 가스 압력을 설정하기 위해 소위 "펌프 다운 이벤트"가 수행된다. 펌프 다운 이벤트는 챔버의 압력을 필요한 수준까지 낮추기 위해 챔버로부터 가스를 펌핑하는 것을 포함한다.
유사하게는, 진공 펌프(예를 들면, 터보 펌프)의 펌핑 챔버 내부 압력이 대기압인 경우, 예를 들면, 진공 펌프가 서비스 또는 유지보수를 위해 비활성화된 후, 펌프 다운 이벤트는 해당 진공 펌프의 펌핑 챔버에 감소된 가스 압력을 설정하기 위해 수행된다.
진공 및 저감 시스템은 공통 매니폴드를 통해 공통 펌프를 사용하여 반도체 처리 툴의 다수의 공정 챔버로부터 동시에 가스를 펌핑하는데 사용될 수도 있다. 본 발명자는 이러한 시스템에서 다수의 챔버 및/또는 다수의 터보 펌프가 공통 매니폴드에 유체적으로 연결될 수도 있기 때문에, 이러한 챔버 및/또는 터보 펌프 중 하나에 대한 펌프 다운 이벤트를 수행하면 해당 챔버 중 다른 챔버 내의 조건에 영향을 미칠 수도 있다는 것을 깨달았다. 예를 들어, 하나의 챔버에 수행된 펌프 다운 이벤트는 동일한 매니폴드에 연결된 다른 챔버에서 매우 바람직하지 않은 변동이 발생되게 할 수도 있다.
본 발명의 관점은 이러한 결함이 감소되거나 제거되는 방식으로 반도체 처리 툴의 다수의 챔버로부터 유체를 제어하기 위한 밸브 모듈을 제공한다.
일 관점에서, 진공 펌핑 시스템용 유체 라우팅 모듈이 제공되며, 유체 라우팅 모듈은 제 1 유체 유입구와, 제 2 유체 유입구와, 유체 유출구와, 제 1 유체 유입구와 유체 유출구 사이에 결합된 제 1 유체 라인과, 제 2 유체 유입구와 유체 유출구 사이에 결합된 제 2 유체 라인과, 제 1 제한기로서, 제 1 제한기를 통한 유체의 흐름을 제한하도록 구성되고, 제 1 제한기는 제 1 유체 라인을 따라 배치되는, 상기 제 1 제한기와, 제 2 유체 라인을 따라 배치된 진공 펌프와, 제 1 유체 라인 또는 제 2 유체 라인을 통한 선택적으로 유체 흐름을 지향시키도록 구성된 하나 이상의 밸브를 포함한다.
하나 이상의 밸브는 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 포함할 수도 있다. 제 1 밸브는 제 1 유체 라인을 따라 배치될 수도 있다. 제 2 밸브는 제 1 유체 라인을 따라 배치할 수도 있다.
유체 라우팅 모듈은 제 2 제한기로서, 제 2 제한기를 통한 유체의 흐름을 제한하도록 구성되고, 제 2 제한기는 제 2 유체 라인을 따라 배치되는, 상기 제 2 제한기와, 제 2 제한기와 평행하게 배열되어 유체의 흐름이 제 2 제한기를 바이패스할 수 있게 하는 바이패스 라인과, 제 2 제한기 또는 바이패스 라인을 통해 유체 흐름을 선택적으로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 추가 밸브를 포함할 수도 있다. 제 2 제한기 및 바이패스 라인은 진공 펌프와 유체 유출구 사이의 제 2 유체 라인을 따라 배치될 수도 있다. 하나 이상의 추가 밸브는 진공 펌프와 제 2 제한기와 바이패스 라인 사이에 배치된 3방향 밸브를 포함할 수도 있다.
진공 펌프는 터보 펌프일 수도 있다.
유체 라우팅 모듈은 하나 이상의 밸브의 작동을 제어하도록 구성된 밸브 컨트롤러를 더 포함할 수도 있다.
유체 라우팅 모듈은 하나 이상의 추가 제 1 유체 유입구와, 하나 이상의 추가 제 2 유체 유입구와, 하나 이상의 추가 유체 유출구와, 하나 이상의 추가 제 1 유체 라인으로서, 각각의 추가 제 1 유체 라인은 각각의 추가 제 1 유체 유입구와 추가 유체 유출구 사이에 결합되는, 상기 하나 이상의 추가 제 1 유체 라인과, 하나 이상의 추가 제 2 유체 라인으로서, 각각의 추가 제 2 유체 라인은 각각의 추가 제 2 유체 유입구와 추가 유체 유출구 사이에 결합되는, 상기 하나 이상의 추가 제 2 유체 라인과, 하나 이상의 추가 제 1 제한기로서, 하나 이상의 추가 제 1 제한기를 통한 유체의 흐름을 제한하도록 구성되고, 각각의 추가 제 1 제한기는 각각의 추가 제 1 유체 라인을 따라 배치되는, 상기 하나 이상의 추가 제 1 제한기와, 하나 이상의 추가 진공 펌프로서, 각각의 추가 진공 펌프는 각각의 추가 제 2 유체 라인을 따라 각각 배치되는, 상기 하나 이상의 추가 진공 펌프와, 추가 제 1 유체 라인 또는 추가 제 2 유체 라인을 통해 유체 흐름을 선택적으로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 추가 밸브를 더 포함할 수도 있다.
유체 라우팅 모듈은 유체 라인 매니폴드를 더 포함할 수도 있다. 유체 유출구 및/또는 하나 이상의 추가 유체 유출구는 유체 라인 매니폴드에 유체적으로 결합될 수도 있다.
또 다른 관점에서, 시스템이 제공되며, 시스템은 공정 챔버를 포함하는 반도체 처리 툴과, 임의의 선행 관점의 유체 라우팅 모듈로서, 제 1 유체 유입구 및 제 2 유체 유입구가 공정 챔버에 유체적으로 결합되는, 상기 유체 라우팅 모듈과, 유체 유출구에 작동 가능하게 결합되는 펌프를 포함한다.
반도체 처리 툴은 하나 이상의 추가 공정 챔버를 더 포함할 수도 있다. 시스템은 하나 이상의 추가 유체 라우팅 모듈을 더 포함할 수도 있으며, 각각의 추가 유체 라우팅 모듈은 임의의 선행 관점에 기재된 유체 라우팅 모듈이며, 각각의 추가 유체 라우팅 모듈의 제 1 유체 유입구 및 제 2 유체 유입구는 각각의 추가 공정 챔버에 유체적으로 결합된다. 시스템은 유체 라인 매니폴드를 더 포함할 수도 있으며, 유체 라우팅 모듈의 유체 유출구와 각각의 유체 라우팅 모듈은 유체 라인 매니폴드에 유체적으로 결합된다. 펌프는 유체 라인 매니폴드에 작동 가능하게 결합될 수도 있다.
또 다른 관점에서는, 진공 펌핑 시스템용 유체 라우팅 모듈을 작동하는 방법이 제공된다. 유체 라우팅 모듈은 선행 관점에 기재된다. 본 방법은 제 1 유체 라인을 통해 유체 흐름을 지향시키고 제 2 유체 라인을 통한 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 하나 이상의 밸브를 제어하는 것과, 하나 이상의 조건이 만족되는 것에 응답하여, 제 2 유체 라인을 통한 유체 흐름을 허용하고 제 1 유체 라인을 통한 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 하나 이상의 밸브를 제어하고, 진공 펌프에 의해, 제 2 유체 라인을 통해 유체를 펌핑하는 것을 포함한다.
하나 이상의 조건은 제 1 유체 유입구 및 제 2 유체 유입구에 유체적으로 결합된 챔버 내의 압력이 제 1 임계 압력 미만인 조건을 포함할 수도 있다.
본 방법은 제 2 제한기를 통해 유체 흐름을 지향시키고 바이패스 라인을 통한 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 하나 이상의 추가 밸브를 제어하는 것과, 하나 이상의 추가 조건이 만족되는 것에 응답하여, 바이패스 라인을 통한 유체 흐름을 허용하고 제 2 제한기를 통한 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 하나 이상의 추가 밸브를 제어하는 것을 더 포함할 수도 있다. 하나 이상의 추가 조건은 진공 펌프의 펌핑 챔버 내 압력이 제 2 임계 압력 미만인 조건을 포함할 수도 있다.
도 1은 반도체 제조 시설의 개략도(축척되어 있지 않음)이다.
도 2는 반도체 제조 시설의 펌핑 모듈의 추가 상세를 도시하는 개략도(축척되어 있지 없음)이다.
도 3은 펌프 다운 이벤트를 포함하여 반도체 제조 시설에서 가스를 펌핑하는 공정의 특정 단계를 도시하는 공정 흐름도이다.
도 1은 일 실시예에서 반도체 제조 시설(100)의 개략도(축척되어 있지 않음)이다.
반도체 제조 시설(100)은 반도체 처리 툴(102), 유체 라우팅 모듈(104) 및 진공 펌프(106)를 포함한다.
반도체 처리 툴(102)은 반도체 웨이퍼가 각각의 공정을 겪는 복수의 공정 챔버(108)를 포함한다. 이러한 공정의 예시는 화학 기상 증착, 물리적 기상 증착, 임플란트, 에칭 및 리소그래피 공정을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
진공 펌프(106)는 유체 라우팅 모듈(104)을 통해 반도체 처리 툴(102)의 공정 챔버(108)로부터 유체(즉, 공정 가스)를 펌핑하도록 구성된다.
유체 라우팅 모듈(104)은 복수의 유입구, 특히 복수의 제 1 유입구(110a) 및 복수의 제 2 유입구(110b)와, 복수의 펌핑 모듈(112)과, 복수의 펌핑 모듈 유출구(114)와, 유체 라인 매니폴드(116)를 포함한다.
각각의 한 쌍의 제 1 및 제 2 유입구(110a, 110b)는 각각의 공정 챔버(108)와 각각의 펌핑 모듈(112) 사이에 유체적으로 연결되고, 그에 따라 유체가 그 공정 챔버(108)로부터 그 제 1 및 제 2 유입구(110a, 110b) 중 하나 또는 양자 모두를 통해 그 펌핑 모듈(112)로 흐를 수도 있다.
펌핑 모듈(112)은 도 2를 참조하여 이하에 보다 상세하게 설명된다.
각 펌핑 모듈(112)은 각각의 펌핑 모듈 유출구(114)에 의해 유체 라인 매니폴드(116)에 유체적으로 연결되고, 그에 따라 유체가 펌핑 모듈(112)로부터 유체 라인 매니폴드(116)로 흐를 수도 있다.
유체 라인 매니폴드(116)는 복수의 펌핑 모듈 유출구(114)와 진공 펌프(106) 사이에 유체적으로 연결된다.
유체 라우팅 모듈(104)은 밸브 컨트롤러(118)를 더 포함한다.
밸브 컨트롤러(118)는 각각의 공압 라인 및/또는 전기 연결부(도시되지 않음)를 통해 펌핑 모듈(112)에 포함된 복수의 밸브 각각에 작동 가능하게 결합된다. 이러한 밸브는 도 2를 참조하여 이하에 상세히 설명된다. 도 3을 참조하여 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 밸브 컨트롤러(118)는 예를 들면, 공압 라인을 통해 공압 유체를 펌핑 모듈(112)로 이송함으로써, 펌핑 모듈(112)의 밸브의 작동을 제어하도록 구성된다.
도 2는 진공 시스템(112)의 추가 상세를 도시하는 개략도(축척되어 있지 않음)이다. 본 실시예에서, 유체 라우팅 모듈(104)의 펌핑 모듈(112)은 서로 실질적으로 동일하다.
본 실시예에서, 제 1 유입구(110a) 및 제 2 유입구(110b)는 펌핑 모듈(112)의 유체 유입구이다. 또한, 펌핑 모듈 유출구(114)는 펌핑 모듈(112)의 유체 유출구이다.
펌핑 모듈(112)은 제 1 유입구(110a)와 펌핑 모듈 유출구(114) 사이에 결합된 제 1 유체 라인(200)과, 제 2 유입구(110b)와 펌핑 모듈 유출구(114) 사이에 결합된 제 2 유체 라인(202)을 포함한다.
펌핑 모듈(112)은 제 1 유체 라인(200)을 따라 배치되는 제 1 제한기(204) 및 제 1 밸브(206)를 더 포함한다. 제 1 제한기(204)는 제 1 유입구(110a)와 제 1 밸브(206) 사이에 배열된다. 제 1 밸브(206)는 제 1 제한기(204)와 펌핑 모듈 유출구(114) 사이에 배열된다.
제 1 제한기(204)는 이를 통한 유체의 흐름을 제한하도록 구성된다.
제 1 밸브(206)는 이를 통한 유체의 흐름을 제어하도록 구성된다. 특히, 본 실시예에서, 제 1 밸브(206)는 밸브 컨트롤러(118)에 의해, 선택적으로 이를 통한 유체의 흐름을 허용하거나 방지하도록 제어되도록 구성된다.
펌핑 모듈(112)은 자동 압력 제어(APC) 모듈(208), 터보 펌프(210), 제 2 밸브(212), 제 3 밸브(214), 제 2 제한기(216) 및 바이패스 도관 또는 라인(218)을 더 포함한다.
APC 모듈(208), 터보 펌프(210), 제 2 밸브(212), 제 3 밸브(214), 제 2 제한기(216) 및 바이패스 라인(218)은 제 2 유체 라인(202)을 따라 배치된다. APC 모듈(208)은 제 2 유입구(110b)와 터보 펌프(210) 사이에 배열된다. 터보 펌프(210)는 APC 모듈(208)과 제 3 밸브(214) 사이에 배열된다. 제 3 밸브(214)는 터보 펌프(210)와 제 2 제한기(216) 사이에 배열된다. 제 2 제한기(216)는 제 3 밸브(214)와 제 2 밸브(212) 사이에 배열된다. 바이패스 라인(218)은 또한 제 3 밸브(214)와 제 2 밸브(212) 사이에 배열되며, 제 2 제한기(216)와 평행하게 배열된다. 제 2 밸브(212)는 제 2 제한기(216)(및 바이패스 라인(218))와 펌핑 모듈 유출구(114) 사이에 배열된다.
APC 모듈(208)은 이를 통한 유체의 흐름을 제어하도록 구성된다. APC 모듈(208)은 컨트롤러를 갖는 이동가능한 밸브를 포함할 수도 있다. APC 모듈(208)의 밸브는 챔버 배기 경로에서 오리피스의 크기를 증가시키거나 감소시키기 위해 APC 모듈(208)의 컨트롤러에 의해 제어 가능한 이동 진자(moving pendulum)를 포함할 수도 있다. APC 모듈(208)은 공정 챔버(108) 내부 압력의 실제 압력 판독값 및 압력 설정점을 수용할 수도 있다. 그 다음에, APC 모듈(208)의 컨트롤러는 실제 압력 측정값이 설정점과 일치할 때까지 제어 알고리즘에 따라 진자를 제어할 수도 있다. 일부 실시예에서, APC 모듈(208)의 밸브는 밸브 컨트롤러(118)에 의해 제어될 수도 있다.
터보 펌프(210)는 제 2 유입구(110b)를 통해 각각의 공정 챔버(108)에 결합된다. 터보 펌프(210)는 공정 챔버(108)로부터 제 2 유체 라인(202)을 통해 펌핑 모듈 유출구(114) 밖으로 배기 가스를 펌핑하도록 구성된다.
본 실시예에서, 제 3 밸브(214)는 터보 펌프(210)로부터 유체의 흐름을 수용하고, 그 유체의 흐름을 제 2 제한기(216) 또는 바이패스 라인(218)을 통해 선택적으로 지향시키도록 배열된 3방향 밸브이다. 제 3 밸브(214)는 밸브 컨트롤러(118)에 의해 제어된다.
제 2 제한기(216)는 유체의 흐름을 제한하도록 구성된다.
바이패스 라인(218)은 제 2 제한기(216)와 평행하게 배열되고, 유체의 흐름이 제 2 제한기(216)를 바이패스할 수 있도록 배열된다. 바이패스 라인(218)은 유체의 흐름이 제 2 제한기(216)를 회피하고 제 3 밸브(214)와 제 2 밸브(212) 사이를 비교적 제한 없이 흐르도록 허용한다.
제 2 밸브(212)는 이를 통한 유체의 흐름을 제어하도록 구성된다. 특히, 본 실시예에서, 제 2 밸브(212)는 밸브 컨트롤러(118)에 의해 선택적으로 이를 통한 유체의 흐름을 허용하거나 방지하기 위해 제어되도록 구성된다.
상기 배열을 구현하기 위한 밸브 컨트롤러(118)를 포함하고, 이하에 설명될 방법 단계를 수행하기 위한 장치는 임의의 적절한 장치, 예를 들면, 하나 이상의 컴퓨터 또는 다른 공정 장치 또는 프로세서를 구성 또는 조정하고, 그리고/또는 추가 모듈을 제공함으로써 제공될 수도 있다. 장치는 컴퓨터 메모리, 컴퓨터 디스크, ROM, PROM 등과 같은 기계 판독가능한 저장 매체 또는 이들 또는 다른 저장 매체의 임의의 조합에 또는 이들 상에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 복수의 컴퓨터 프로그램의 형태의 명령 및 데이터를 포함하여 명령을 구현하고 데이터를 사용하기 위한 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크 또는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있다.
상기 설명된 시스템은 대기압에 있을 수도 있는 하나 이상의 공정 챔버(108)로부터 가스를 배기하여, 그 내부 압력을 반도체 제조 공정에 적합한 수준으로 낮추기 위해 펌프 다운 이벤트를 겪을 수도 있다. 펌프 다운 이벤트는 하나 이상의 펌핑 모듈의 터보 펌프의 펌핑 챔버로부터 가스를 배기하기 위해 수행될 수도 있다.
도 3은 펌프 다운 이벤트를 포함하여 반도체 제조 시설(100)에서 가스를 펌핑하는 공정(300)의 특정 단계를 도시하는 공정 흐름도이다.
도 3의 흐름도에 도시되고 이하에 설명된 공정 단계 중 특정 단계가 생략될 수도 있거나 이러한 공정 단계가 이하에 나타나고 도 3에 도시된 것과 상이한 순서로 수행될 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 게다가, 편의와 이해의 용이함을 위해 모든 공정 단계를 시간적으로 순차적인 개별 단계로 도시했지만, 그럼에도 불구하고 일부 공정 단계가 실제로는 동시에 수행되거나 적어도 일시적으로 어느 정도 중복될 수도 있다.
단계(s302)에서, 반도체 제조 공정은 공정 챔버(108)에서 수행된다. 이러한 반도체 제조 공정은 공정 가스를 발생시킨다.
본 실시예에서, 본 단계에서, 각각의 펌핑 모듈(112)에 대해, 제 1 밸브(206)는 폐쇄되고, 제 2 밸브(212)는 개방되며, 제 3 밸브(214)는 바이패스 라인(218)을 통해 공정 가스 흐름을 지향시키도록 구성된다. 따라서, 단계(s302)에서, 진공 펌프(106)는 공정 가스를 펌핑 모듈(112)의 상대적으로 제한되지 않은 제 2 유체 라인(202)을 통해 공정 챔버(108)로부터 유체 라인 매니폴드(116) 내로 펌핑한다.
단계(s304)에서, 공정 챔버(108) 중 하나(이하, 편의상 "제 1 공정 챔버(108)"라고 함)가 검사, 서비스, 수리 또는 유지 보수를 위해 운전정지된다. 본 실시예에서, 제 1 공정 챔버(108)의 운전정지는 제 1 공정 챔버(108)로부터 가스를 펌핑하는 것을 중지하는 것을 포함한다. 본 실시예에서, 이는 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 제 1 밸브(206) 및 제 2 밸브(212)를 폐쇄함으로써 달성된다. 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 터보 펌프(210)도 운전정지된다. 본 실시예에서, 제 1 공정 챔버(108)를 운전정지하는 것은 제 1 공정 챔버(108)의 압력을 대략 대기압으로 증가시키는 것을 더 포함한다. 이는 제 1 공정 챔버(108)에 결합된 밸브를 개방하여 공기가 제 1 공정 챔버(108) 내부로 유입되도록 함으로써 달성될 수도 있다. 게다가, 본 실시예에서, 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버 내의 압력도 대략 대기압으로 증가된다.
단계(s306)에서, 인간 작업자는 제 1 공정 챔버(108)에 대한 검사, 서비스, 수리 또는 유지보수 작업을 수행한다. 대안적으로 또는 게다가, 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 하나 이상의 구성요소에 대해 검사, 서비스, 수리 또는 유지보수가 수행될 수도 있다.
검사, 서비스, 수리 또는 유지보수 작업 후, 반도체 제조 공정이 내부에서 수행될 수 있도록 제 1 공정 챔버(108)에 낮은 가스 압력 환경이 재설정되어야 한다.
따라서, 단계(s308)에서, 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 제 1 밸브(206)는 밸브 컨트롤러(118)에 의해 개방된다.
단계(s310)에서, 제 1 밸브(206)가 개방된 상태에서, 진공 펌프(106)는 제 1 공정 챔버(108)로부터 제 1 유체 라인(200)을 따라 유체 라인 매니폴드(116) 내로 가스를 펌핑한다.
따라서, 제 1 공정 챔버(108)는 "펌핑 다운"된다. 제 1 공정 챔버(108)로부터의 이 가스 흐름은 제 1 유체 라인(200)을 따라 위치된 제 1 제한기(204)에 의해 제한된다. 유리하게는, 제 1 제한기(204)에 의한 이러한 유량 제한은 병렬 공정 챔버(108) 내의 조건에 해로운 영향을 미치는 제 1 공정 챔버(108)의 펌핑 다운을 감소시키거나 제거하는 경향이 있다.
단계(s312)에서, 제 1 공정 챔버(108)의 펌핑 다운이 완료되는 것에 대응하여, 밸브 컨트롤러(118)는 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 제 1 밸브(206)를 폐쇄한다. 또한, 밸브 컨트롤러(118)는 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 제 2 밸브(212)를 개방한다. 또한, 밸브 컨트롤러(118)는 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 제 3 밸브(214)를 제어하고, 그에 따라 제 3 밸브(214)는 바이패스 라인(218)이 아닌 제 2 제한기(216)를 통해 유체의 흐름을 지향시킨다.
일부 실시예에서, 단계(s312)에서, 밸브 컨트롤러(118)는 또한 이를 통한 유체의 흐름을 방지하거나 저지하도록 APC 모듈(208)을 제어할 수도 있다.
제 1 공정 챔버(108)의 펌핑 다운의 완료는 임의의 적절한 수단에 의해 감지될 수도 있다. 예를 들어, 밸브 컨트롤러(118)는 제 1 공정 챔버(108) 내의 압력의 측정값이 제 1 임계값 이하이거나 및/또는 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 측정된 압력의 계산된 감소율이 제 2 임계값 이하인 것에 대응하여, 제 1 공정 챔버(108)의 펌핑 다운이 완료되었다고 결정할 수도 있다. 제 1 임계값은 임의의 적절한 임계값일 수도 있다. 제 2 임계값은 임의의 적절한 임계값일 수도 있다.
단계(s314)에서, 제 2 밸브(206)가 개방되고 제 3 밸브(214)가 제 2 제한기(216)를 통해 유체 흐름을 지향시킨 상태에서, 진공 펌프(106)는 제 2 유체 라인(202)을 따라 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버로부터 유체 라인 매니폴드(116) 내로 가스를 펌핑한다.
따라서, 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버는 "펌핑 다운"된다. 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버로부터의 이 가스 흐름은 제 2 유체 라인(202)을 따라 위치된 제 2 제한기(216)에 의해 제한된다. 유리하게는, 제 2 제한기(216)에 의한 이러한 유량 제한은 병렬 공정 챔버(108) 내의 조건에 해로운 영향을 미치는 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버의 펌핑 다운을 감소시키거나 제거하는 경향이 있다.
단계(s316)에서, 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버의 펌핑 다운이 완료되는 것에 대응하여, 밸브 컨트롤러(118)는 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 제 3 밸브(214)를 제어하고, 그에 따라 제 3 밸브(214)는 제 2 제한기(216)가 아닌 바이패스 라인(218)을 통해 유체의 흐름을 지향한다.
일부 실시예에서, 단계(s316)에서, 밸브 컨트롤러(118)는 또한 이를 통한 유체의 흐름을 허용하도록 APC 모듈(208)을 제어할 수도 있다.
터보 펌프(210)의 펌핑 챔버의 펌핑 다운의 완료는 임의의 적절한 수단에 의해 감지될 수도 있다. 예를 들어, 밸브 컨트롤러(118)는 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버 내의 압력의 측정값이 제 3 임계값 이하이거나 및/또는 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버와 관련된 측정된 압력의 계산된 감소율이 제 4 임계값 이하인 것에 대응하여, 터보 펌프(210)의 펌핑 챔버의 펌핑 다운이 완료되었다고 결정할 수도 있다. 제 3 임계값은 임의의 적절한 임계값일 수도 있다. 제 4 임계값은 임의의 적절한 임계값일 수도 있다.
단계(s318)에서, 제 1 공정 챔버(108)와 관련된 펌핑 모듈(112)의 제 3 밸브(214)가 바이패스 라인(218)을 통해 유체의 흐름을 지향시키도록 제어된 후, 반도체 제조 공정이 제 1 공정 챔버(108) 내에서 수행될 수도 있다. 이러한 반도체 제조 공정은 공정 가스를 발생시킨다.
단계(s320)에서, 진공 펌프(106)는 제 1 공정 챔버(108)로부터 이와 관련된 펌핑 모듈(112)의 상대적으로 제한되지 않은 제 2 유체 라인(202)을 통해 유체 라인 매니폴드(116) 내로 가스를 펌핑한다.
따라서, 반도체 제조 시설(100)에서 가스를 펌핑하는 공정(300)이 제공된다.
상술된 시스템 및 방법은 병렬 공정 챔버 내의 조건에 악영향을 미치는 펌프 다운 이벤트를 감소시키거나 제거하는데 유리한 경향이 있다. 이는 제한기, 즉 제한된 도관 또는 축소된 직경의 오리피스를 통해 펌프 다운 가스를 펌핑하여 달성하는 경향이 있다.
유리하게는, 펌프 다운 이벤트와 펌프 다운 이벤트의 종료가 자동으로 감지되고 완화되는 경향이 있다.
유리하게는, 상기 설명된 유체 라우팅 모듈은 반도체 처리 툴을 진공 펌프에 연결하는 수평 매니폴드와 인라인으로 통합될 수도 있다.
유리하게는, 상기 설명된 유체 라우팅 모듈은 견고한 경향이 있다. 예를 들어, 진공 모듈은 반도체 제조 시설로 이송하기 전에 현장 밖에서, 또는 이송 시에 현장에서 완전히 조립되고, 누출을 점검하고, 사전 테스트를 거칠 수도 있다. 이는 설치 공정을 간소화하거나 설치 시간이 단축되는 경향이 있다.
유리하게는, 상기 설명된 유체 라우팅 모듈은 모듈식이며 확장 가능한 경향이 있다.
유리하게는, 유체 라우팅 모듈의 가스 스트림의 구성요소는 서비스, 수리 또는 대체가 용이한 경향이 있다.
유리하게는, 시스템의 상태와 작동 조건은 예를 들면, 밸브 모듈의 휴먼 머신 인터페이스를 통해 또는 원격으로 쉽게 모니터링가능한 경향이 있다.
유리하게는, 시스템의 각 유체 라우팅 모듈은 시스템 컨트롤러에 의해, 예를 들면, 이더캣 또는 이더넷과 같은 통신 프로토콜을 사용하여 쉽게 제어가능한 경향이 있다.
유리하게는, 상기 설명된 유체 라우팅 모듈은 다수의 장착 옵션을 허용하다. 예를 들어, 유체 라우팅 모듈은 반도체 제조 시설의 천장에 매달 수도 있으며, 이는 바닥 공간을 차지하지 않는 이점을 제공한다. 대안적으로는, 유체 라우팅 모듈은 플로어 스탠딩 랙이나 다른 장비의 상부에 장착될 수 있다.
상기 실시예에서, 유체 라우팅 모듈은 펌핑된 공정 가스의 라우팅을 위해 반도체 제조 시설에 구현된다. 그러나, 다른 실시예에서, 유체 라우팅 모듈은 상이한 시스템에서 구현되고 상이한 유형의 유체를 라우팅하는데 사용될 수도 있다.
상기 실시예에서, 6개의 공정 챔버를 포함하는 단일 반도체 처리 툴이 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 2개 이상의 반도체 처리 툴이 있다. 하나 이상의 반도체 처리 툴은 6개가 아닌, 상이한 수의 공정 챔버를 포함할 수도 있다.
상기 실시예에서, 6개의 펌핑 모듈을 포함하는 단일 유체 라우팅 모듈이 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 상이한 수의 유체 라우팅 모듈, 즉 다수의 유체 라우팅 모듈이 있을 수도 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 유체 라우팅 모듈은 6개가 아닌, 상이한 수의 펌핑 모듈을 포함할 수도 있다.
상기 실시예에서, 펌핑 모듈은 단일 유출구에 연결된 2개의 유입구를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 하나 이상의 펌핑 모듈은 (2개가 아닌) 상이한 수의 유입구 및 (1개가 아닌) 상이한 수의 유출구를 포함한다.
상기 실시예에서, 각 펌핑 모듈은 상기 설명된 기능성을 제공하도록 구성된 제 1 밸브, 제 2 밸브 및 제 3 밸브를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 하나 이상의 펌핑 모듈은 상기 설명된 기능성을 제공하는 밸브의 상이한 배열 또는 구성을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 펌핑 모듈, 해당 펌핑 모듈의 제 1 및 제 2 밸브는 제 1 유체 라인, 제 2 유체 라인 및 펌핑 모듈 유출구의 접합부에 배치된 3방향 밸브로 대체될 수도 있다. 이 3방향 밸브는 제 1 유체 라인과 제 2 유체 라인 중 선택된 하나로부터 펌핑 모듈 유출구 내로 유체를 지향시키고, 제 1 유체 라인과 제 2 유체 라인 중 다른 하나로부터 펌핑 모듈 유출구 내로 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 구성될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 일부 실시예에서, 제 3 밸브는 바이패스 라인을 따라 배치된 하나 이상의 밸브로 대체될 수도 있다.
일부 실시예에서, APC 모듈은 생략되거나 하나 이상의 밸브로 대체될 수도 있다.
100 : 반도체 제조 시설
102 : 처리 툴
104 : 유체 라우팅 모듈
106 : 진공 펌프
108 : 공정 챔버
110a : 제 1 유입구
110b : 제 2 유입구
112 : 펌핑 모듈
114 : 펌핑 모듈 유출구
116 : 유체 라인 매니폴드
118 : 밸브 컨트롤러
200 : 제 1 유체 라인
202 : 제 2 유체 라인
204 : 제 1 제한기
206 : 제 1 밸브
208 : 자동 압력 제어 모듈
210 : 터보 펌프
212 : 제 2 밸브
214 : 제 3 밸브
216 : 제 2 제한기
218 : 바이패스 도관 또는 라인
300 : 공정
s302 내지 s320 : 단계

Claims (15)

  1. 진공 펌핑 시스템용 유체 라우팅 모듈에 있어서,
    제 1 유체 유입구와,
    제 2 유체 유입구와,
    유체 유출구와,
    상기 제 1 유체 유입구와 상기 유체 유출구 사이에 결합된 제 1 유체 라인과,
    상기 제 2 유체 유입구와 상기 유체 유출구 사이에 결합된 제 2 유체 라인과,
    제 1 제한기로서, 상기 제 1 제한기를 통한 유체의 흐름을 제한하도록 구성되고, 상기 제 1 제한기는 상기 제 1 유체 라인을 따라 배치되는, 상기 제 1 제한기와,
    상기 제 2 유체 라인을 따라 배치된 진공 펌프와,
    상기 제 1 유체 라인 또는 상기 제 2 유체 라인을 통해 유체 흐름을 선택적으로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 밸브를 포함하는
    유체 라우팅 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브는,
    제 1 밸브와,
    제 2 밸브를 포함하고,
    상기 제 1 밸브는 상기 제 1 유체 라인을 따라 배치되고,
    상기 제 2 밸브는 상기 제 1 유체 라인을 따라 배치되는
    유체 라우팅 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 2 제한기로서, 상기 제 2 제한기를 통한 유체의 흐름을 제한하도록 구성되고, 상기 제 2 제한기는 상기 제 2 유체 라인을 따라 배치되는, 상기 제 2 제한기와,
    상기 제 2 제한기와 평행하게 배열되어 유체의 흐름이 상기 제 2 제한기를 바이패스할 수 있게 하는 바이패스 라인과,
    상기 제 2 제한기 또는 상기 바이패스 라인을 통해 유체 흐름을 선택적으로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 추가 밸브를 더 포함하는
    유체 라우팅 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 제한기 및 상기 바이패스 라인은 상기 진공 펌프와 상기 유체 유출구 사이의 상기 제 2 유체 라인을 따라 배치되는
    유체 라우팅 모듈.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가 밸브는 상기 진공 펌프와 상기 제 2 제한기와 상기 바이패스 라인 사이에 배치되는 3방향 밸브를 포함하는
    유체 라우팅 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 펌프는 터보 펌프인
    유체 라우팅 모듈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밸브의 작동을 제어하도록 구성된 밸브 컨트롤러를 더 포함하는
    유체 라우팅 모듈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 추가 제 1 유체 유입구와,
    하나 이상의 추가 제 2 유체 유입구와,
    하나 이상의 추가 유체 유출구와,
    하나 이상의 추가 제 1 유체 라인으로서, 각각의 추가 제 1 유체 라인은 각각의 추가 제 1 유체 유입구와 추가 유체 유출구 사이에 결합되는, 상기 하나 이상의 추가 제 1 유체 라인과,
    하나 이상의 추가 제 2 유체 라인으로서, 각각의 추가 제 2 유체 라인은 각각의 추가 제 2 유체 유입구와 추가 유체 유출구 사이에 결합되는, 상기 하나 이상의 추가 제 2 유체 라인과,
    하나 이상의 추가 제 1 제한기로서, 상기 하나 이상의 추가 제 1 제한기를 통한 유체의 흐름을 제한하도록 구성되고, 각각의 추가 제 1 제한기는 각각의 추가 제 1 유체 라인을 따라 배치되는, 상기 하나 이상의 추가 제 1 제한기와,
    하나 이상의 추가 진공 펌프로서, 각각의 추가 진공 펌프는 각각의 추가 제 2 유체 라인을 따라 배치되는, 상기 하나 이상의 추가 진공 펌프와,
    추가 제 1 유체 라인 또는 추가 제 2 유체 라인을 통해 유체 흐름을 선택적으로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 추가 밸브를 더 포함하는
    유체 라우팅 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    유체 라인 매니폴드를 더 포함하며, 상기 유체 유출구 및 상기 하나 이상의 추가 유체 유출구는 상기 유체 라인 매니폴드에 유체적으로 결합되는
    유체 라우팅 모듈.
  10. 시스템에 있어서,
    공정 챔버를 포함하는 반도체 처리 툴과,
    제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 유체 라우팅 모듈로서, 상기 제 1 유체 유입구 및 상기 제 2 유체 유입구가 상기 공정 챔버에 유체적으로 결합되는, 상기 유체 라우팅 모듈과,
    상기 유체 유출구에 작동 가능하게 결합된 펌프를 포함하는
    시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반도체 처리 툴은 하나 이상의 추가 공정 챔버를 더 포함하고,
    상기 시스템은 하나 이상의 추가 유체 라우팅 모듈을 더 포함하고, 각각의 추가 유체 라우팅 모듈은 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 유체 라우팅 모듈이며, 각각의 추가 유체 라우팅 모듈의 제 1 유체 유입구 및 제 2 유체 유입구는 각각의 추가 공정 챔버에 유체적으로 결합되고,
    상기 시스템은 유체 라인 매니폴드를 더 포함하고, 상기 유체 라우팅 모듈의 유체 유출구 및 각각의 상기 유체 라우팅 모듈은 상기 유체 라인 매니폴드에 유체적으로 결합되며,
    상기 펌프는 상기 유체 라인 매니폴드에 작동 가능하게 결합되는
    시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌핑 시스템용 유체 라우팅 모듈을 작동하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 유체 라인을 통해 유체 흐름을 지향시키고 상기 제 2 유체 라인을 통한 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 상기 하나 이상의 밸브를 제어하는 것과,
    하나 이상의 조건이 만족되는 것에 응답하여, 상기 제 2 유체 라인을 통한 유체 흐름을 허용하고 상기 제 1 유체 라인을 통한 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 상기 하나 이상의 밸브를 제어하고, 상기 진공 펌프에 의해, 상기 제 2 유체 라인을 통해 유체를 펌핑하는 것을 포함하는
    유체 라우팅 모듈 작동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 조건은 상기 제 1 유체 유입구 및 상기 제 2 유체 유입구에 유체적으로 결합된 챔버 내의 압력이 제 1 임계 압력 미만인 조건을 포함하는
    유체 라우팅 모듈 작동 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 유체 라우팅 모듈은 제 3 항에 기재되거나 제 3 항에 종속되는 임의의 청구항에 기재되어 있고,
    상기 방법은,
    상기 제 2 제한기를 통해 유체 흐름을 지향시키고 상기 바이패스 라인을 통한 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 상기 하나 이상의 추가 밸브를 제어하는 것과,
    하나 이상의 추가 조건이 충족되는 것에 응답하여, 상기 바이패스 라인을 통한 유체 흐름을 허용하고 상기 제 2 제한기를 통한 유체 흐름을 방지하거나 저지하도록 하나 이상의 추가 밸브를 제어하는 것을 더 포함하는
    유체 라우팅 모듈 작동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가 조건은 상기 진공 펌프의 펌핑 챔버 내의 압력이 제 2 임계 압력 미만인 조건을 포함하는
    유체 라우팅 모듈 작동 방법.
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