TWI824898B - 高壓熱處理裝置以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組 - Google Patents
高壓熱處理裝置以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI824898B TWI824898B TW111149792A TW111149792A TWI824898B TW I824898 B TWI824898 B TW I824898B TW 111149792 A TW111149792 A TW 111149792A TW 111149792 A TW111149792 A TW 111149792A TW I824898 B TWI824898 B TW I824898B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- buffer
- gas
- pressure
- heat treatment
- ring
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 184
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 30
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
- H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本發明提供一種高壓熱處理裝置以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組，包括：內部腔室，形成用於容納待熱處理的對象物；外部腔室，具備：第一部分及第二部分，相面對地設置以界定容納空間；及內O型環和外O型環，配置於第一部分與第二部分之間的對應區域，在容納空間容納內部腔室；供氣模組，用於以高於大氣壓的第一壓力向內部腔室供給用於熱處理的反應氣體，並以相對於第一壓力設置的第二壓力向外部腔室供給保護氣體；監測模組，具備：緩衝通道，位於內O型環與外O型環之間，並以第三壓力供給緩衝氣體、以及感測單元，用以感測與緩衝氣體相關的環境；以及控制模組，用以基於對與緩衝氣體相關的環境的感測結果，判斷從容納空間經由內O型環流向緩衝通道的氣體是否發生內部洩漏。
Description
本發明涉及一種用於在高壓環境下對於對象物進行熱處理的高壓熱處理裝置以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組。
通常，在半導體製造過程中的離子注入（ion implantation）製程會在晶片的界面産生損壞。退火（annealing）是通過熱處理修復相應晶片的損傷的製程。除了退火之外，在激活雜質、形成薄膜（CVD）、執行銦錫氧化物（Ohmic）接觸合金製程時，也對晶片進行熱處理。
在熱處理過程中，對晶片使用氣體。氣體可以在高壓下供給到容納有晶片的腔室。熱處理結束後，用過的氣體從腔室中排出。排氣後，經熱處理的晶片從腔室中取出。然後，新的晶片和氣體提供到腔室以用於下次熱處理。
腔室具有一定水平以上的密封力，使得供應到的氣體不會洩漏到外部。隨著持續進行熱處理製程，密封力可能會減弱。由於密封力減弱，腔室內的氣體會洩漏到外部。這可能導致熱處理效率降低的問題。
《技術問題》
本發明的一目的在於，提供一種通過掌握腔室中氣體的內部洩漏可以提前阻斷最終的外部洩漏的高壓熱處理裝置、以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組。
《解決問題的手段》
為了達成所述課題，根據本發明一態樣的高壓熱處理裝置，包括：內部腔室，形成用於容納待熱處理的對象物；外部腔室，具備：第一部分及第二部分，相面對地設置以界定容納空間；以及內O型環和外O型環，配置於所述第一部分與所述第二部分之間的對應區域，在所述容納空間容納所述內部腔室；供氣模組，用於以高於大氣壓的第一壓力向所述內部腔室供給用於所述熱處理的反應氣體，並以相對於所述第一壓力設定的第二壓力向所述外部腔室供給保護氣體；監測模組，具備：緩衝通道，位於所述內O型環與所述外O型環之間，並以第三壓力供給緩衝氣體；以及感測單元，用以感測與所述緩衝氣體相關的環境；以及控制模組，用以基於與對所述緩衝氣體相關的環境的感測結果，判斷從所述容納空間經由所述內O型環流向所述緩衝通道的氣體是否發生內部洩漏。
此處，所述監測模組還可以包括緩衝供氣管路，連接至所述供氣模組，用於向所述緩衝通道供給所述緩衝氣體。
此處，還包括排氣模組，用於從所述內部腔室和所述外部腔室排放所述反應氣體和所述保護氣體，所述監測模組還包括緩衝排氣管路，連接於所述排氣模組，用於從所述緩衝通道排放所述緩衝氣體。
此處，所述緩衝排氣管路連接於所述緩衝供氣管路，所述監測模組，還可以包括：緩衝供氣閥，形成為用於控制所述緩衝供氣管路；以及緩衝排氣閥，形成為用於控制所述緩衝排氣管路。
此處，所述感測單元可以包括壓力感測器，連接於所述緩衝供氣管路和所述緩衝排氣管路中的一個，用於在所述緩衝供氣閥和所述緩衝排氣閥被關閉的狀態下，感測所述緩衝氣體的壓力變化。
此處，所述緩衝排氣管路與所述緩衝供氣管路獨立地形成，所述感測單元可以包括氣體感測器，所述氣體感測器設置於所述緩衝排氣管路上，用於感測混合在所述緩衝氣體中的所述反應氣體。
此處，所述監測模組還可以包括壓力調整單元，所述壓力調整單元配置在所述氣體感測器的上游，以將流入所述氣體感測器的流動的壓力降低至參考壓力以下。
此處，所述緩衝通道可以為凹陷形成於所述第一部分和所述第二部分中的至少一個。
此處，所述第三壓力可以設置為低於所述第二壓力。
此處，所述緩衝通道可以形成沿所述內O型環和所述外O型環的圓周方向延伸的環形。
此處，所述控制模組可以控制所述監測模組和所述排氣模組，使得當判斷為發生所述氣體洩漏時，排放所述反應氣體、所述保護氣體及所述緩衝氣體。
根據本發明另一態樣之用於高壓熱處理裝置的氣體監測模組，可以包括：緩衝通道，位於內O型環與外O型環之間，所述內O型環和所述外O型環配置在為了界定以高於大氣壓的壓力供給製程氣體的容納空間而相面對地設置的第一部分與第二部分之間的對應區域；緩衝供氣管路，與所述緩衝通道相連接，用於向所述緩衝通道供給壓力低於所述製程氣體的緩衝氣體；緩衝排氣管路，連接於所述緩衝通道，用於從所述緩衝通道排放所述緩衝氣體；以及感測單元，用以在所述製程氣體經過所述內O型環在所述緩衝通道的內部發生洩漏時，感測與所述緩衝氣體相關的環境。
此處，所述緩衝通道可以形成為沿所述內O型環和所述外O型環的圓周方向延伸的環形。
此處，所述感測單元可以包括壓力感測器，用於根據所述內部洩漏感測所述緩衝氣體的上升的壓力。
此處，還可以包括：緩衝供氣閥，形成為用於控制所述緩衝供氣管路；以及緩衝排氣閥，形成為用於控制所述緩衝排氣管路，其中，所述壓力感測器，用於在所述緩衝供給閥和所述緩衝排氣閥被關閉的狀態下可以感測所述緩衝氣體的壓力。
《發明效果》
根據如上所述構成之本發明的高壓熱處理裝置及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組，在腔室的第一部分與第二部分之間的對應區域設置內O型環和外O型環，並在其之間形成用於供給緩衝氣體的緩衝通道的狀態下，若感測單元感測到與緩衝氣體相關的環境，則控制模組可以基於感測訊息判斷經由內O型環流入緩衝通道的氣體是否發生內部洩漏，從而，可以在腔室內部的氣體洩漏到外部之前掌握露出問題。
進一步地，控制模組在排出腔室內的氣體及緩衝氣體時，可以提前阻斷氣體的外漏。
以下，將參考附圖詳細說明根據本發明較佳實施例的高壓熱處理裝置以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組。在本說明書中，即使不同的實施例，對相同或相似的構件標註相同或相似的元件符號，並用第一次的說明來代替其說明。
圖1是根據本發明一實施例的高壓熱處理裝置100的示意圖。
參考圖1，高壓熱處理裝置100，可以包括：內部腔室110；外部腔室120；供氣模組130；排氣模組140；以及監測模組150。
內部腔室110具有中空型的殼體111。殼體111的容納空間113形成為容納用於熱處理的對象物。殼體111可以由非金屬材料而製成，例如石英，以減少在高溫和高壓製程環境中産生污染物（顆粒）的可能性。在殼體111的下端具備用於開閉容納空間113的門115。當所述門115下降時，容納空間113被打開，以在保持器（省略圖示）安裝所述對象物的狀態投入至容納空間113中。根據配置在內部腔室110的外側的加熱器（省略圖示）運行，容納空間113的溫度可達數百℃。所述對象物例如可以為半導體晶片。在這種情况下，所述保持器可以是能够層疊所述半導體晶片為多層的晶舟（wafer boat）。
外部腔室120是容納內部腔室110的結構。外部腔室120與內部腔室110不同，由於沒有半導體晶片被污染的憂慮，因此，可以由金屬材料而製成。外部腔室120，具體具備中空型的殼體121。殼體121的容納空間123形成為以容納內部腔室110。殼體121可以是本體部121a和蓋部121b結合而成以界定容納空間123。外部腔室120也具備門125，門125可以與門115一起下降來打開容納空間123。
供氣模組130是向腔室110、120供給氣體的結構。供氣模組130可以具有與半導體工廠的公共設施（氣體供給設施）連通的氣體供給器131。氣體供給器131可以選擇氫/氘、氟、氨、氯、氮等作為反應氣體提供至內部腔室110。氣體供給器131可以將例如作為惰性氣體的氮氣作為保護氣體供給至外部腔室120。這些反應氣體及保護氣體可以統稱為製程氣體。所述製程氣體通過反應氣管路133或保護氣管路135注入到內部腔室110或外部腔室120。投入到外部腔室120的保護氣體，具體填充於外部腔室120與內部腔室110之間的空間。
所述製程氣體，可以以高於大氣壓，例如達到數氣壓至數十氣壓的高壓供給。所述反應氣體的壓力為第一壓力、所述保護氣體的壓力為第二壓力時，可以保持所設定的關係。例如，所述第二壓力可以被設置為略高於所述第一壓力。這種壓力差具有所述反應氣體不會從內部腔室110洩漏的優點。
排氣模組140是用於從腔室110、120排放所述製程氣體的結構。為了從內部腔室110排放所述反應氣體，排氣管141連接於內部腔室110的上部並向外部腔室120的外部延長。在排氣管141可以設置氣體排放器143。氣體排放器143可以是用於控制所述反應氣體的排放的閥。
為了從外部腔室120排出所述保護氣體，可以具備與外部腔室120相連通的排氣管145、以及設置於所述排氣管的氣體排放器147。由於這些排氣管141、145互相連通，因此，所述反應氣體以被所述保護氣體稀釋而其濃度降低的狀態排出。
監測模組150是用於判斷所述製程氣體是否通過外部腔室120洩漏的結構。所述製程氣體，具體地，可通過外部腔室120的結合部位洩漏至外部。所述結合部位，例如是本體部121a與蓋部121b或殼體121與門125相結合的部分。在所述結合部位配置用於提高密封力的O型環，但在所述O型環被損壞時，可能通過O型環發生洩漏。由於監測模組150檢測氣體洩漏，因此，也可以稱為氣體監測模組。參考圖3等說明（氣體）監測模組150的詳細結構。
參考圖2說明高壓熱處理裝置100的控制結構。圖2是用於說明圖1的高壓熱處理裝置100的控制結構的流程圖。
參考圖2（及圖1），高壓熱處理裝置100除了上述的供氣模組130等之外，還可以包括：加熱模組160；測量模組170；控制模組180；以及儲存模組190。
加熱模組160是包括上述加熱器的結構。所述加熱器可以配置在外部腔室120的容納空間123中。所述加熱器加熱所述反應氣體以達到反應溫度。
測量模組170是用於測量腔室110、120的環境的結構。測量模組170可以包括：壓力計171；以及溫度計175。壓力計171和溫度計175可以安裝在每個腔室110、120中。
控制模組180是用於控制供氣模組130及排氣模組140等的結構。控制模組180可以基於監測模組150和測量模組170的感測/測量結果，控制供氣模組130等。
儲存模組190是用於儲存控制模組180為了進行控制操作而可以參考的數據、程式等的結構。儲存模組190可以包括快閃記憶體（flash memory）、硬碟（hard disk）、磁碟及光碟中的至少一種類型的儲存介質。
通過所述結構，控制模組180可以基於通過壓力計171獲得的腔室110、120的壓力來控制供氣模組130的動作。根據供氣模組130的動作，腔室110、120中充滿所述第一壓力或所述第二壓力的所述製程氣體。
控制模組180還可以基於通過溫度計175獲得的腔室110、120的溫度來控制加熱模組160的動作。根據加熱模組160的動作，內部腔室110中的所述反應氣體可達到所述反應溫度。
在進行熱處理工作的過程中，控制模組180基於監測模組150的感測結果判斷所述製程氣體在內部洩漏時，可以停止所述熱處理工作。對此參考圖6進行詳細說明。
參考圖3至圖6說明監測模組150的詳細結構及操作。
圖3是更詳細地顯示與圖1的高壓熱處理裝置100的監測模組150相關的結構的局部截面圖。
進一步參考圖3，殼體121可以包括本體部121a和蓋部121b。本體部121a只要是大致具有圓柱形的形狀，蓋部121b可具有與本體部121a的開口上部相對應的形狀。蓋部121b可具有大致呈圓頂的形狀。本體部121a與蓋部121b相互結合以界定容納空間123。這些可以分別稱為第一部分和第二部分。
第一部分121a和第二部分121b中的一部分彼此相面對並接觸。這些接觸的部分可以稱為它們之間的對應區域。在所述對應區域可以配置內O型環122a和外O型環122b。內O型環122a比外O型環122b更靠近容納空間123。內O型環122a和外O型環122b可分別安置在內凹槽123a和外凹槽123b中。內凹槽123a和外凹槽123b凹陷形成在第一部分121a及/或第二部分121b中。
監測模組150被形成為與內O型環122a和外O型環122b相關聯一起動作。具體地，監測模組150可以具有位於內O型環122a與外O型環122b之間的緩衝通道151。緩衝通道151是以第三壓力供給緩衝氣體的空間。所述緩衝氣體為惰性氣體，例如可以為氮氣。所述第三壓力可以設置為低於所述第二壓力。這是為了防止所述緩衝氣體通過內O型環122a滲入容納空間123。
緩衝通道151可以凹陷形成在第一部分121a及/或第二部分121b中。緩衝通道151沿內O型環122a（或外O型環122b）的圓周方向延伸。當緩衝通道151沿內O型環122a的圓周方向在整個角度區間延伸時，緩衝通道151可以具有環形形狀。與此不同地，緩衝通道151可以僅存在於沿內O型環122a的圓周方向的局部角度區間，或者可以分成多個而存在。
為了向緩衝通道151供給所述緩衝氣體，緩衝供氣管路152連接於緩衝通道151。緩衝供氣管路152也可以連接於供氣模組130，由此接受所述緩衝氣體，並供給至緩衝通道151。
緩衝通道151中與所述緩衝氣體相關的環境由例如感測單元158（如圖4所示）感測。所述環境是當所述反應氣體混入所述緩衝氣體中、由此所述緩衝氣體（具體地，所述緩衝氣體和所述製程氣體的混合氣體）的壓力上升等時發生的環境變化。所述環境變化是容納空間123中的所述製程氣體越過內O型環在緩衝通道151的內部發生洩漏IL（參考圖4）的情况下發生。內部洩漏IL，通常是在內O型環損壞時發生。
即使所述感測單元的感測結果對應於所述環境變化，也不意味著所述製程氣體已洩漏到外部腔室120的外部。這是因為存在於緩衝通道151的外部的外O型環122b防止氣體洩漏到外部EL（參考圖4）。因此，對所述環境變化的掌握在提前阻斷所述製程氣體的外部洩漏EL提供了重要機會。
圖4是用於說明圖3的監測模組150的操作方式的示意圖。
進一步參考圖4，監測模組150可以具備用於從緩衝通道151排出所述緩衝氣體的緩衝排氣管路155。緩衝排氣管路155連接於排氣模組140（圖1），使所述緩衝氣體通過排氣模組140排出。
緩衝排氣管路155也可以連接於緩衝供氣管路152。因此，緩衝排氣管路155中靠近緩衝通道151的部分共享緩衝供氣管路152的一部分。在緩衝供氣管路152和緩衝排氣管路155中互相區別的部分分別可以設置緩衝供氣閥153及緩衝排氣閥156。緩衝供氣閥153控制通過緩衝供氣管路152的所述緩衝氣體的供給。同樣地，緩衝排氣閥156控制通過所述緩衝排氣管路155的所述緩衝氣體的排氣。
在緩衝供氣管路152和緩衝排氣管路155的共用部分可以設置感測單元158。感測單元158可以是壓力感測器，用於感測緩衝通道151中所述緩衝氣體的壓力。在緩衝供氣閥153和緩衝排氣閥156被關閉的狀態下，所述壓力感測器感測所述緩衝氣體的壓力。當所述製程氣體IL通過內O型環122a在緩衝通道151內部洩漏IL時，所述壓力感測器感測到高於所述第三壓力的壓力。
與上述不同的是，所述壓力感測器可以設置在緩衝供氣管路152和緩衝排氣管路155的互相區別的部分。所述壓力感測器可以與緩衝供氣管路152和緩衝排氣管路155獨立地直接連通於緩衝通道151，並且，可以感測所述緩衝氣體的壓力變化。
參考圖5說明不同於上述的氣體洩漏監測方式。圖5是用於說明根據圖4的監測模組150的一變形例的監測模組150`的操作方式的示意圖。
進一步參考圖5，監測模組150`的緩衝排氣管路155`與緩衝供氣管路152獨立地形成。因此，這些可以在不同的地點連接於緩衝通道151。
感測單元158`可以為用於感測所述反應氣體的氣體感測器。為了有效地感測所述反應氣體，所述氣體感測器可以設置在緩衝排氣管路155`。所述反應氣體通過內部洩漏IL流入緩衝通道151並混入所述緩衝氣體。
所述氣體感測器具有敏感元件，可能會被所述混合氣體的高壓損壞。為了防止這種情况，在所述氣體感測器的上游可以設置壓力調整單元159`。壓力調整單元159`將流入至所述氣體感測器的流動的壓力降低到參考壓力以下。所述參考壓力被設置為可以保護所述氣體感測器的水平。
參考圖6說明控制模組180基於上述的監測模組150、150`的監測結果應對氣體洩漏的方式。圖6是用於說明根據本發明另一實施例的高壓熱處理裝置100的氣體洩漏應對方法的流程圖。
參考圖6（以及圖1至圖5），控制模組180為了進行熱處理工作控制供氣模組130，並向腔室110、120供給所述製程氣體（S1）。
控制模組180還控制監測模組150、150`，向緩衝通道151供給所述緩衝氣體（S3）。所述緩衝氣體的供給通過緩衝供氣管路152而實現。
監測模組150、150`在控制模組180的控制下感測緩衝通道151中所述緩衝氣體相關的環境（S5）。隨著所述製程氣體通過內O型環122a流入緩衝通道151（內部洩漏IL），感測單元158感測到所述混合氣體的上升的壓力，感測單元158`可以感測所述反應氣體。
控制模組180根據對所述環境的感測結果判斷為發生了內部洩漏IL時（S7），可以停止熱處理工作（S9）。這是因為，由於所述製程氣體發生外部洩漏EL的可能性變大的情况，因此，繼續進行熱處理工作可能會危險。
控制模組180還可以排出所述製程氣體和所述緩衝氣體（S11）。為此，控制模組180可以控制排氣模組140和監測模組150、150`。這是為了通過排出腔室110、120中存在的所有氣體來消除發生氣體外部洩漏EL的危險。
控制模組180還可以産生氣體洩漏警報（S13）。所述警報可以通過視覺和聽覺手段通知給管理員。由此，管理員可以掌握氣體的內部洩漏IL原因，並採取必要的對策，例如更換內O型環122a。藉此，可以徹底解決漏氣的問題。
如上所述的高壓熱處理裝置及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組不限於上述實施例的結構及操作方式。上述實施例可以選擇性地組合每個實施例的全部或局部來進行各種變化。
雖然說明了監測模組150設置在外部腔室120的情况，但其也可以設置在內部腔室110中。設置在內部腔室110中的監測模組可以具有與設置在外部腔室120的監測模組150基本上相同的結構。
100:高壓熱處理裝置
110:內部腔室（腔室）
111:殼體
113:容納空間
115:門
120:外部腔室（腔室）
121:殼體
121a:本體部（第一部分）
121b:蓋部（第二部分）
122a:內O型環
122b:外O型環
123:容納空間
123a:內凹槽
123b:外凹槽
125:門
130:供氣模組
131:氣體供給器
133:反應氣體管路
135:保護氣體管路
140:排氣模組
141:排氣管
143:氣體排放器
145:排氣管
147:氣體排放器
150,150`:監測模組
151:緩衝通道
152:緩衝供氣管路
153:緩衝供氣閥
155,155`:排氣管路
156:緩衝排氣閥
158,158`:感測單元
159`:壓力調整單元
160:加熱模組
170:測量模組
171:壓力計
175:溫度計
180:控制模組
190:儲存模組
IL:內部洩漏
EL:外部洩漏
S1,S3,S5,S7,S9,S11,S13:步驟
圖1是根據本發明一實施例的高壓熱處理裝置的示意圖；
圖2是用於說明圖1的高壓熱處理裝置的控制結構的流程圖；
圖3是更詳細地顯示與圖1的高壓熱處理裝置的監測模組相關的結構的局部截面圖；
圖4是用於說明圖3的監測模組的操作方式的示意圖；
圖5是用於說明根據圖4的監測模組的一變化例的監測模組的操作方式的示意圖；以及
圖6是顯示根據本發明其他實施例的高壓熱處理裝置的氣體洩漏應對方法的流程圖。
100:高壓熱處理裝置
110:內部腔室(腔室)
120:外部腔室(腔室)
121:殼體
121a:本體部(第一部分)
121b:蓋部(第二部分)
122a:內O型環
122b:外O型環
123:容納空間
123a:內凹槽
123b:外凹槽
141:排氣管
150:監測模組
151:緩衝通道
152:緩衝供氣管路
Claims (15)
- 一種高壓熱處理裝置，包括： 一內部腔室，形成用於容納待熱處理的一對象物； 一外部腔室，具備： 一第一部分和一第二部分，相面對地設置以界定一容納空間；以及 一內O型環和一外O型環，配置於所述第一部分與所述第二部分之間的一對應區域，以在所述容納空間容納所述內部腔室； 一供氣模組，用於以高於大氣壓的一第一壓力向所述內部腔室供給用於所述熱處理的一反應氣體，並以相對於所述第一壓力設定的一第二壓力向所述外部腔室供給一保護氣體； 一監測模組，具備： 一緩衝通道，位於所述內O型環與所述外O型環之間，並以一第三壓力供給一緩衝氣體；以及 一感測單元，用以感測與所述緩衝氣體相關的環境；以及 一控制模組，用以基於與對所述緩衝氣體相關的環境的感測結果，判斷從所述容納空間經由所述內O型環流向所述緩衝通道的氣體是否發生內部洩漏。
- 根據請求項1所述的高壓熱處理裝置，其中，所述監測模組還包括：一緩衝供氣管路，連接至所述供氣模組，用於向所述緩衝通道供給所述緩衝氣體。
- 根據請求項2所述的高壓熱處理裝置，還包括：一排氣模組，用於從所述內部腔室和所述外部腔室排放所述反應氣體和所述保護氣體， 其中，所述監測模組還包括一緩衝排氣管路，所述緩衝排氣管路連接於所述排氣模組，用於從所述緩衝通道排放所述緩衝氣體。
- 根據請求項3所述的高壓熱處理裝置，其中，所述緩衝排氣管路連接於所述緩衝供氣管路， 所述監測模組還包括： 一緩衝供氣閥，形成為用於控制所述緩衝供氣管路；以及 一緩衝排氣閥，形成為用於控制所述緩衝排氣管路。
- 根據請求項4所述的高壓熱處理裝置，其中，所述感測單元包括： 一壓力感測器，連接於所述緩衝供氣管路和所述緩衝排氣管路中的一個，用於在所述緩衝供氣閥和所述緩衝排氣閥被關閉的狀態下，感測所述緩衝氣體的壓力變化。
- 根據請求項3所述的高壓熱處理裝置，其中，所述緩衝排氣管路與所述緩衝供氣管路獨立地形成，以及 其中，所述感測單元包括：一氣體感測器，設置在所述緩衝排氣管路上，用於感測混合在所述緩衝氣體中的所述反應氣體。
- 根據請求項6所述的高壓熱處理裝置，其中，所述監測模組還包括：一壓力調整單元，配置在所述氣體感測器的上游，以將流入所述氣體感測器的流動的壓力降低至參考壓力以下。
- 根據請求項1所述的高壓熱處理裝置，其中，所述緩衝通道凹陷形成於所述第一部分和所述第二部分中的至少一個。
- 根據請求項1所述的高壓熱處理裝置，其中，所述緩衝通道形成為沿所述內O型環和所述外O型環的圓周方向延伸的環形。
- 根據請求項1所述的高壓熱處理裝置，其中，所述第三壓力被設置為低於所述第二壓力。
- 根據請求項3所述的高壓熱處理裝置，其中，所述控制模組控制所述監測模組和所述排氣模組，使得當判斷為發生所述氣體洩漏時，排放所述反應氣體、所述保護氣體及所述緩衝氣體。
- 一種用於高壓熱處理裝置的氣體監測模組，包括： 一緩衝通道，位於一內O型環與一外O型環之間，所述內O型環和所述外O型環配置在為了界定以高於大氣壓的壓力供給製程氣體的一容納空間而相面對設置的一第一部分與一第二部分之間的一對應區域； 一緩衝供氣管路，與所述緩衝通道相連接，用於向所述緩衝通道供給壓力低於所述製程氣體的緩衝氣體； 一緩衝排氣管路，連接於所述緩衝通道，用於從所述緩衝通道排放所述緩衝氣體；以及 一感測單元，用以在所述製程氣體經過所述內O型環在所述緩衝通道的內部發生洩漏時，感測與所述緩衝氣體相關的環境。
- 根據請求項12所述之用於高壓熱處理裝置的氣體監測模組，其中，所述緩衝通道形成為沿所述內O型環和所述外O型環的圓周方向延伸的環形。
- 根據請求項12所述之用於高壓熱處理裝置的氣體監測模組，其中，所述感測單元包括： 一壓力感測器，用於根據所述內部洩漏感測所述緩衝氣體的上升的壓力。
- 根據請求項14所述之用於高壓熱處理裝置的氣體監測模組，還包括： 一緩衝供氣閥，用於控制所述緩衝供氣管路；以及 一緩衝排氣閥，用於控制所述緩衝排氣管路， 其中，所述壓力感測器用於在所述緩衝供給閥和所述緩衝排氣閥被關閉的狀態下感測所述緩衝氣體的壓力。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2021-0185712 | 2021-12-23 | ||
| KR1020210185712A KR102441993B1 (ko) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 이중 오링 구조 고압 챔버 가스 누출 감지시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202326913A TW202326913A (zh) | 2023-07-01 |
| TWI824898B true TWI824898B (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=83279678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111149792A TWI824898B (zh) | 2021-12-23 | 2022-12-23 | 高壓熱處理裝置以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (2) | KR102441993B1 (zh) |
| TW (1) | TWI824898B (zh) |
| WO (1) | WO2023121244A1 (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050115679A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-06-02 | Ryuichi Kurosawa | Surface treatment apparatus |
| US7028698B2 (en) * | 2001-12-28 | 2006-04-18 | Brian Nils Hansen | Pressure processing apparatus with improved heating and closure system |
| TW202020417A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-06-01 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 真空閥監控系統以及方法 |
| WO2020116771A1 (ko) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 주식회사 테스 | 기판처리장치 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001015440A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-01-19 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造方法及び装置 |
| TW510807B (en) * | 1999-08-31 | 2002-11-21 | Kobe Steel Ltd | Pressure processing device |
| KR100460150B1 (ko) * | 1999-12-18 | 2004-12-04 | 주성엔지니어링(주) | 반도체소자 제조장치 및 그 작동방법 |
| US6698439B2 (en) * | 2000-07-03 | 2004-03-02 | Tokyo Electron Limited | Processing apparatus with sealing mechanism |
| KR20050038724A (ko) * | 2003-10-22 | 2005-04-29 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 제조 장치 |
| KR101452341B1 (ko) * | 2013-05-28 | 2014-10-23 | 주식회사 테라세미콘 | 기판처리장치 |
| KR20180045434A (ko) | 2016-10-25 | 2018-05-04 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 보트 어셈블리 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
| KR102120493B1 (ko) * | 2018-12-05 | 2020-06-09 | 주식회사 테스 | 기판처리장치 및 기판처리장치의 오링 세정방법 |
| KR20210127443A (ko) * | 2020-04-14 | 2021-10-22 | 주식회사 원익아이피에스 | 기판 처리 장치 |
-
2021
- 2021-12-23 KR KR1020210185712A patent/KR102441993B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-08-30 KR KR1020220108832A patent/KR20230096818A/ko unknown
- 2022-12-20 WO PCT/KR2022/020873 patent/WO2023121244A1/ko unknown
- 2022-12-23 TW TW111149792A patent/TWI824898B/zh active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7028698B2 (en) * | 2001-12-28 | 2006-04-18 | Brian Nils Hansen | Pressure processing apparatus with improved heating and closure system |
| US20050115679A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-06-02 | Ryuichi Kurosawa | Surface treatment apparatus |
| TW202020417A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-06-01 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 真空閥監控系統以及方法 |
| WO2020116771A1 (ko) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 주식회사 테스 | 기판처리장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202326913A (zh) | 2023-07-01 |
| KR20230096818A (ko) | 2023-06-30 |
| KR102441993B1 (ko) | 2022-09-08 |
| WO2023121244A1 (ko) | 2023-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6569236B1 (en) | Device and method for producing single-crystal ingot | |
| JP2018049853A (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体 | |
| JPWO2008156031A1 (ja) | 真空処理装置 | |
| TWI824898B (zh) | 高壓熱處理裝置以及用於該高壓熱處理裝置的氣體監測模組 | |
| JPWO2007111351A1 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US20230142890A1 (en) | Method of Manufacturing Semiconductor Device, Cleaning Method, and Non-transitory Computer-readable Recording Medium | |
| US20220325413A1 (en) | Substrate Processing Apparatus, Heat Insulator Assembly and Method of Manufacturing Semiconductor Device | |
| EP4199047B1 (en) | Gas management assembly for high pressure heat-treatment apparatus | |
| KR20060134465A (ko) | 저압 화학기상 증착설비의 배기장치 | |
| EP4202982B1 (en) | High pressure heat treatment apparatus | |
| KR102668583B1 (ko) | 고압 기판 처리 장치 및 방법 | |
| US20230204288A1 (en) | High pressure heat treatment apparatus | |
| KR102594464B1 (ko) | 고압 열처리 장치 | |
| KR102614455B1 (ko) | 고압 기판 처리 장치 | |
| US20230089509A1 (en) | Furnace opening structure, substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device | |
| JP7344942B2 (ja) | 基板処理装置、クリーニング方法、半導体装置の製造方法及びプログラム | |
| TW202413678A (zh) | 高壓基板處理裝置 | |
| TWI835484B (zh) | 高壓製程及真空製程並用型晶片處理裝置以及利用減壓的晶片處理方法 | |
| KR100796510B1 (ko) | 브이블록 밸브를 구비한 냉각 시스템 및 그 냉각 방법 | |
| JP2024043529A (ja) | 高圧処理装置用ガスボックスアセンブリ | |
| TW202413677A (zh) | 用於高壓處理裝置的氣箱組件 | |
| TW202335086A (zh) | 洩漏檢測裝置，半導體裝置的製造方法，基板處理方法及程式 | |
| JP2011171657A (ja) | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |