特許 7622172 高圧基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-17

(45)【発行日】2025-01-27

(54)【発明の名称】高圧基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20250120BHJP

   H01L 21/31 20060101ALN20250120BHJP

   H01L 21/324 20060101ALN20250120BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 Z

H01L21/31 B

H01L21/324 R

【請求項の数】 26

(21)【出願番号】P 2023151715

(22)【出願日】2023-09-19

(65)【公開番号】P2024043530

(43)【公開日】2024-03-29

【審査請求日】2023-09-19

(31)【優先権主張番号】10-2022-0117353

(32)【優先日】2022-09-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】522494798

【氏名又は名称】エイチピエスピ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＨＰＳＰ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】２６， Ｓａｍｓｕｎｇ １－ｒｏ １－ｇｉｌ， Ｈｗａｓｅｏｎｇ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， １８４４９， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】イム グンヨン

(72)【発明者】

【氏名】ミン ビンホン

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５３９２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３４３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０４１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２２４１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６８３３３０６（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理のための対象物を収容するように形成される第１チャンバ；
前記第１チャンバを包んだまま前記第１チャンバを加熱するように形成される第２チャンバ；
前記第２チャンバの一部を包むように配置される第３－１チャンバと、前記第２チャンバの他の一部を包むように配置される第３－２チャンバとを備える第３チャンバ；及び
前記第１チャンバ内に前記対象物の処理のための工程ガスを第１圧力で供給し、前記第２チャンバと前記第１チャンバの間の空間には保護ガスを前記第１圧力と関連して設定された第２圧力で供給し、前記第３チャンバ内への外部空気の流入を遮断するために前記第３－１チャンバ及び前記第３－２チャンバのそれぞれと前記第２チャンバの間の空間に前記第１圧力及び前記第２圧力より低くて前記第３チャンバの外部の圧力より高い第３圧力で防御ガスを供給するように構成される給気モジュールを含む、高圧基板処理装置。

【請求項2】

前記第３－１チャンバと前記第３－２チャンバは、
互いに独立した領域を占有するように形成される、請求項１に記載の高圧基板処理装置。

【請求項3】

前記第３圧力は、
前記第１圧力及び前記第２圧力より前記外部の圧力に近い値である、請求項１に記載の高圧基板処理装置。

【請求項4】

前記給気モジュールの作動を制御するように構成される制御モジュールをさらに含み、
前記制御モジュールは、
前記第３－１チャンバと前記第３－２チャンバに対して、相異なる基準に従って前記防御ガスを供給するように前記給気モジュールを制御する、請求項１に記載の高圧基板処理装置。

【請求項5】

前記第３－１チャンバ内の環境を感知する第１センサと、前記第３－２チャンバ内の環境を感知する第２センサとを備える感知モジュールをさらに含み、
前記制御モジュールは、
前記感知モジュールの感知結果に基づいて、前記給気モジュールを制御する、請求項４に記載の高圧基板処理装置。

【請求項6】

前記第１センサは、圧力ゲージを含み、
前記制御モジュールは、
前記圧力ゲージで感知された前記第３－１チャンバの圧力が設定圧力未満であると、前記防御ガスを投入して前記第３－１チャンバが前記設定圧力に到達するように前記給気モジュールを制御する、請求項５に記載の高圧基板処理装置。

【請求項7】

前記第２センサは、ガス感知器を含み、
前記制御モジュールは、
前記ガス感知器で感知された前記第３－２チャンバの酸素濃度が設定酸素濃度超過であると、前記防御ガスを投入して前記第３－２チャンバが前記設定酸素濃度に到達するように前記給気モジュールを制御する、請求項５に記載の高圧基板処理装置。

【請求項8】

前記第３－１チャンバに連通する排気モジュール；及び
前記排気モジュールを制御するように構成される制御モジュールをさらに含み、
前記制御モジュールは、
前記第１チャンバにおいて前記対象物に対する処理が正常に実行中には、前記第３－１チャンバに供給された前記防御ガスが排気されないように前記排気モジュールを制御する、請求項１に記載の高圧基板処理装置。

【請求項9】

前記第３－１チャンバ内に配置される感知モジュール；
前記第１チャンバ、前記第２チャンバ、及び前記第３－１チャンバに連通される排気モジュール；及び
前記排気モジュールを制御するように構成される制御モジュールをさらに含み、
前記制御モジュールは、
前記感知モジュールの感知結果に基づいてガス漏れが発生したと判断した場合、前記第１チャンバ、前記第２チャンバ、及び前記第３－１チャンバの少なくとも１つが排気されるように前記排気モジュールを制御する、請求項１に記載の高圧基板処理装置。

【請求項10】

前記制御モジュールは、
前記第３－１チャンバの排気時に、前記工程ガスを希釈するために前記第３－１チャンバに前記防御ガスを供給するように前記給気モジュールを制御する、請求項９に記載の高圧基板処理装置。

【請求項11】

前記給気モジュールは、
前記第３－１チャンバに前記防御ガスを流量を調節して供給するように構成されるガス調節供給器；及び
前記第３－１チャンバの排気時に前記第３－１チャンバに最大設定流量で前記防御ガスを供給するように構成される非常開閉供給器を含む、請求項１０に記載の高圧基板処理装置。

【請求項12】

前記感知モジュールは、圧力ゲージ及びガス感知器の少なくとも１つを含み、
前記制御モジュールは、
前記圧力ゲージで感知された第３－１チャンバの圧力が設定圧力を超過するか、前記ガス感知器が前記工程ガスを感知した場合、前記ガス漏れが発生したと判断する、請求項９に記載の高圧基板処理装置。

【請求項13】

前記対象物は、半導体基板を含み、
前記工程ガスは、水素、重水素、フッ素、アンモニア及び塩素の少なくともつを含み、
前記保護ガス及び前記防御ガスの少なくとも１つは、不活性ガスを含む、請求項１に記載の高圧基板処理装置。

【請求項14】

処理のための対象物を収容するように形成される第１チャンバ；
前記第１チャンバを囲むように配置される第２チャンバ；
前記第２チャンバを囲むように配置される第３チャンバ；
前記第１チャンバ内に前記対象物を処理するための工程ガスを第１圧力で供給し、前記第２チャンバと前記第１チャンバの間の空間には保護ガスを前記第１圧力と関連して設定された第２圧力で供給し、前記第３チャンバ内への外部空気の流入を遮断するために前記第３チャンバと前記第２チャンバの間の空間に前記第３チャンバの外部の圧力より高い第３圧力で防御ガスを供給するように構成される給気モジュール；及び
前記第２チャンバ内に配置され、前記工程ガスの発火点より高い温度で前記工程ガスを加熱するように構成されるヒーティングモジュールを含む、高圧基板処理装置。

【請求項15】

前記第３圧力は、
前記第１圧力及び前記第２圧力より低く、前記第１圧力及び前記第２圧力より前記外部の圧力に近い値である、請求項１４に記載の高圧基板処理装置。

【請求項16】

前記給気モジュールを制御するように構成される制御モジュールをさらに含み、
前記第３チャンバは、
前記第２チャンバの上部を包むように配置される第３上部チャンバ；及び
前記第２チャンバの下部を包むように配置される第３下部チャンバを含み、
前記制御モジュールは、
前記第３上部チャンバと前記第３下部チャンバに対して、相異なる基準に従って前記防御ガスを投入するように前記給気モジュールを制御する、請求項１４に記載の高圧基板処理装置。

【請求項17】

前記第３上部チャンバ内の環境を感知する第１センサと、前記第３下部チャンバ内の環境を感知する第２センサとを備える感知モジュールとをさらに含み、
前記制御モジュールは、
前記感知モジュールの感知結果に基づいて、前記給気モジュールを制御する、請求項１６に記載の高圧基板処理装置。

【請求項18】

前記第１センサは、圧力ゲージを含み、
前記制御モジュールは、
前記圧力ゲージで感知された前記第３上部チャンバの圧力が設定圧力未満であると、前記防御ガスを投入して前記第３上部チャンバが前記設定圧力に到達するように前記給気モジュールを制御する、請求項１７に記載の高圧基板処理装置。

【請求項19】

前記第２センサは、ガス感知器を含み、
前記制御モジュールは、
前記ガス感知器で感知された前記第３下部チャンバの酸素濃度が設定酸素濃度を超過すると、前記防御ガスを投入して前記第３下部チャンバが前記設定酸素濃度に到達するように前記給気モジュールを制御する、請求項１７に記載の高圧基板処理装置。

【請求項20】

前記第３上部チャンバと前記第３下部チャンバは、
互いに独立した領域を占有するように形成される、請求項１６に記載の高圧基板処理装置。

【請求項21】

前記第３チャンバに連通する排気モジュール；及び
前記排気モジュールを制御するように構成される制御モジュールをさらに含み、
前記制御モジュールは、
前記第１チャンバにおいて前記対象物に対する処理が正常に実行中には、前記第３チャンバに供給された前記防御ガスが排気されないように前記排気モジュールを制御する、請求項１４に記載の高圧基板処理装置。

【請求項22】

前記第３チャンバ内に配置される感知モジュール；
前記第１チャンバ、前記第２チャンバ、及び前記第３チャンバに連通する排気モジュール；及び
前記排気モジュールを制御するように構成される制御モジュールをさらに含み、
前記制御モジュールは、
前記感知モジュールの感知結果に基づいてガス漏れが発生したと判断した場合、前記第１チャンバ、前記第２チャンバ、及び前記第３チャンバの少なくとも１つが排気されるように前記排気モジュールを制御する、請求項１４に記載の高圧基板処理装置。

【請求項23】

前記制御モジュールは、
前記第３チャンバの排気時に、前記工程ガスを希釈するために前記第３チャンバに前記防御ガスを供給するように前記給気モジュールを制御する、請求項２２に記載の高圧基板処理装置。

【請求項24】

前記給気モジュールは、
前記第３チャンバに前記防御ガスを流量を調節して供給するように構成されたガス調節供給器；及び
前記第３チャンバの排気時に前記第３チャンバに最大設定流量で前記防御ガスを供給するように構成される非常開閉供給器を含む、請求項２３に記載の高圧基板処理装置。

【請求項25】

前記感知モジュールは、圧力ゲージ及びガス感知器の少なくとも１つを含み、
前記制御モジュールは、
前記圧力ゲージで感知された第３チャンバの圧力が設定圧力を超過するか、前記ガス感知器が前記工程ガスを感知した場合、前記ガス漏れが発生したと判断する、請求項２２に記載の高圧基板処理装置。

【請求項26】

前記対象物は、半導体基板を含み、
前記工程ガスは、水素、重水素、フッ素、アンモニア及び塩素の少なくとも１つを含み、
前記保護ガス及び前記防御ガスの少なくとも１つは、不活性ガスを含む、請求項１４に記載の高圧基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高圧環境において対象物に対する処理を行うために使用される基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、半導体素子の製造工程の実行中に、半導体基板には多様な処理が行われている。前記処理の例としては、酸化、窒化、シリサイド、イオン注入及び化学気相蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程などがある。半導体素子の界面特性を改善するための水素または重水素の熱処理工程もある。

【0003】

処理に使われるガスは大気圧より高い高圧でチャンバに供給されて、半導体基板に作用する。このようなガス漏れの時には、周辺汚染だけでなく発火などの問題が発生する可能性がある。

【0004】

処理工程の温度が高くなるにつれて、前記のような恐れはさらに大きくなる。処理温度がガスの自然発火温度以上であれば、漏れによる発火の恐れがさらに大きくなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の一目的は、処理工程が高温で行われても、工程実行時にガス漏れによる発火危険を構造的に予防できる、高圧基板処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を実現するための本発明の一側面による高圧基板処理装置は、処理のための対象物を収容するように形成される第１チャンバ；前記第１チャンバを包んだまま前記第１チャンバを加熱するように形成される第２チャンバ；前記第２チャンバの一部を包むように配置される第３－１チャンバと、前記第２チャンバの他の一部を包むように配置される第３－２チャンバとを備える第３チャンバ；及び前記第１チャンバ内に前記対象物の処理のための工程ガスを第１圧力で供給し、前記第２チャンバと前記第１チャンバの間の空間には保護ガスを前記第１圧力と連関して設定された第２圧力で供給し、前記第３チャンバ内への外部空気の流入を遮断するために前記第３－１チャンバ及び前記第３－２チャンバのそれぞれと前記第２チャンバの間の空間に前記第１圧力及び前記第２圧力より低くて前記第３チャンバの外部圧力より高い第３圧力で防御ガスを供給するように構成される給気モジュールを含んでもよい。

【0007】

ここで、前記第３－１チャンバと前記第３－２チャンバは、互いに独立した領域を占有するように形成されてもよい。

【0008】

ここで、前記第３圧力は、前記第１圧力及び前記第２圧力より前記外部の圧力に偏った値であってもよい。

【0009】

ここで、前記給気モジュールの作動を制御するように構成される制御モジュールがさらに含まれ、前記制御モジュールは、前記第３－１チャンバと前記第３－２チャンバに対して、相異なる基準に従って前記防御ガスを供給するように前記給気モジュールを制御してもよい。

【0010】

ここで、前記第３－１チャンバ内の環境を感知する第１センサと、前記第３－２チャンバ内の環境を感知する第２センサとを備える感知モジュールがさらに含まれ、前記制御モジュールは、前記感知モジュールの感知結果に基づいて、前記給気モジュールを制御してもよい。

【0011】

ここで、前記第１センサは、圧力ゲージを含み、前記制御モジュールは、前記圧力ゲージで感知された前記第３－１チャンバの圧力が設定圧力未満であれば、前記防御ガスを投入して前記第３－１チャンバが前記設定圧力に到達するように前記給気モジュールを制御してもよい。

【0012】

ここで、前記第２センサは、ガス感知器を含み、前記制御モジュールは、ガス感知器で感知された前記第３－２チャンバの酸素濃度が設定酸素濃度を超過すると、前記防御ガスを投入して前記第３－２チャンバが前記設定酸素濃度に到達するように前記給気モジュールを制御してもよい。

【0013】

ここで、前記第３－１チャンバに連通される排気モジュール；及び前記排気モジュールを制御するように構成される制御モジュールがさらに含まれ、前記制御モジュールは、前記第１チャンバにおいて前記対象物に対する処理が正常に実行中には、前記第３－１チャンバに供給された前記防御ガスが排気されないように前記排気モジュールを制御してもよい。ここで、前記第３－１チャンバ内で配置される感知モジュール；前記第１チャンバ、前記第２チャンバ、及び前記第３－１チャンバに連通される排気モジュール；及び前記排気モジュールを制御するように構成される制御モジュールがさらに含まれ、前記制御モジュールは、前記感知モジュールの感知結果に基づいてガス漏れが発生したと判断した場合、前記第１チャンバ、前記第２チャンバ及び前記第３－１チャンバの少なくとも１つが排気されるように前記排気モジュールを制御してもよい。

【0014】

ここで、前記制御モジュールは、前記第３－１チャンバの排気時に、前記工程ガスを希釈するために前記第３－１チャンバに前記防御ガスを供給するように前記給気モジュールを制御してもよい。

【0015】

ここで、前記給気モジュールは、前記第３－１チャンバに前記防御ガスを流量を調節して供給するように構成されるガス調節供給器；及び前記第３－１チャンバの排気時に前記第３－１チャンバに最大設定流量で前記防御ガスを供給するように構成される非常開閉供給器を含んでもよい。

【0016】

ここで、前記感知モジュールは、圧力ゲージ及びガス感知器の少なくとも１つを含み、前記制御モジュールは、前記圧力ゲージで感知された前記第３－１チャンバの圧力が設定圧力を超過するか、前記ガス感知器が前記工程ガスを感知した場合、前記ガス漏れが発生したと判断してもよい。

【0017】

ここで、前記対象物は、半導体基板を含み、前記工程ガスは、水素、重水素、フッ素、アンモニア及び塩素の少なくとも１つを含み、前記保護ガス及び前記防御ガスの少なくとも１つは不活性ガスを含んでもよい。

【0018】

本発明の他の一側面による高圧基板処理装置は、処理のための対象物を収容するように形成される第１チャンバ；前記第１チャンバを包むように配置された第２チャンバ；前記第２チャンバを包むように配置された第３チャンバ；前記第１チャンバ内に前記対象物の処理のための工程ガスを第１圧力で供給し、前記第２チャンバと前記第１チャンバの間の空間には保護ガスを第１圧力と連関して設定された第２圧力で供給し、前記第３チャンバ内への外部空気の流入を遮断するために前記第３チャンバと前記第２チャンバの間の空間に前記第３チャンバの外部の空気より高い第３圧力で防御ガスを供給するように構成される給気モジュール；及び前記第２チャンバ内に配置され、前記工程ガスの発火点より高い温度で前記工程ガスを加熱するように構成されるヒーティングモジュールを含んでもよい。

【0019】

ここで、前記第３圧力は、前記第１圧力及び前記第２圧力より低く、前記第１圧力及び前記第２圧力より前記外部の圧力に偏った値であってもよい。

【0020】

ここで、給気モジュールを制御するように構成される制御モジュールがさらに含まれ、前記第３チャンバは、前記第２チャンバの上部を包むように配置される第３上部チャンバ；及び前記第２チャンバの下部を包むように配置される第３下部チャンバを含み、前記制御モジュールは、前記第３上部チャンバと前記第３下部チャンバに対して、相異なる基準に従って前記防御ガスを投入するように前記給気モジュールを制御してもよい。

【0021】

ここで、前記第３上部チャンバ内の環境を感知する第１センサと、前記第３下部チャンバ内の環境を感知する第２センサとを備える感知モジュールがさらに含まれ、前記制御モジュールは、前記感知モジュールの感知結果に基づいて、前記給気モジュールを制御してもよい。

【0022】

ここで、前記第１センサは、圧力ゲージを含み、前記制御モジュールは、前記圧力ゲージで感知された前記第３上部チャンバの圧力が設定圧力未満であると、前記防御ガスを投入して前記第３上部チャンバが前記設定圧力に到達するように前記給気モジュールを制御してもよい。

【0023】

ここで、前記第２センサは、ガス感知器を含み、前記制御モジュールは、ガス感知器で感知された前記第３下部チャンバの酸素濃度が設定酸素濃度を超過すると、前記防御ガスを投入して前記第３下部チャンバが前記設定酸素濃度に到達するように前記制御モジュールを制御してもよい。

【0024】

ここで、前記第３上部チャンバと前記第３下部チャンバは、互いに独立した領域を占有するように形成されてもよい。

【0025】

ここで、前記第３チャンバに連通される排気モジュール；及び前記排気モジュールを制御するように構成される制御モジュールがさらに含まれ、前記制御モジュールは、前記第１チャンバにおいて前記対象物に対する処理が正常に実行中には、前記第３チャンバに供給された前記防御ガスが排気されないように前記排気モジュールを制御してもよい。

【0026】

ここで、前記第３チャンバ内に配置される感知モジュール；前記第１チャンバ、前記第２チャンバ、及び前記第３チャンバに連通する排気モジュール；前記排気モジュールを制御するように構成される制御モジュールがさらに含まれ、前記制御モジュールは、前記感知モジュールの感知結果に基づいてガス漏れが発生したと判断した場合、前記第１チャンバ、前記第２チャンバ、及び前記第３チャンバの少なくとも１つが排気されるように排気モジュールを制御してもよい。

【0027】

ここで、前記制御モジュールは、前記第３チャンバの排気時に、前記工程ガスを希釈するために前記第３チャンバに前記防御ガスを供給するように前記給気モジュールを制御してもよい。

【0028】

ここで、前記給気モジュールは、前記第３チャンバに前記防御ガスを流量を調節して供給するように構成されるガス調節供給器；及び前記第３チャンバの排気時に前記第３チャンバに最大設定流量で前記防御ガスを供給するように構成される非常開閉供給器を含んでもよい。

【0029】

ここで、前記感知モジュールは、圧力ゲージ及びガス感知器の少なくとも１つを含み、前記制御モジュールは、前記圧力ゲージで感知された前記第３チャンバの圧力が設定圧力を超過するか、前記ガス感知器が前記工程ガスを感知した場合、前記ガス漏れが発生したと判断してもよい。

【0030】

ここで、前記対象物は、半導体基板を含み、前記工程ガスは、水素、重水素、フッ素、アンモニア及び塩素の少なくとも１つを含み、前記保護ガス及び前記防御ガスの少なくともつは、不活性ガスを含んでもよい。

【発明の効果】

【0031】

前記のように構成される本発明による高圧基板処理装置によれば、処理対象物を収容し、工程ガスを第１圧力で供給される第１チャンバと、第１チャンバを包み、保護ガスを第１圧力と関連して設定された第２圧力で供給される第２チャンバと、第２チャンバを包み、防御ガスを外部の圧力より高い第３圧力で供給されて外気の流入を遮断する第３チャンバとを備えることにより、第１チャンバから工程ガスが漏れても漏れた工程ガスが外気中の酸素と触れて発火する危険を第３チャンバが構造的に予防することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の一実施例による高圧基板処理装置に対する概念図である。

【図2】図１の高圧基板処理装置の制御的構成を説明するためのブロック図である。

【図3】本発明の他の実施例による高圧基板処理装置に対する概念図である。

【図4】第３上部チャンバに対するガス制御方式を説明するためのフローチャートである。

【図5】第３下部チャンバに対するガス制御方式を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の好ましい実施例による高圧基板処理装置用ガスボックスアセンブリについて添付の図面を参照して詳しく説明する。本明細書では、異なる実施例でも同一・類似の構成に対しては同一・類似の参照番号を付与し、その説明は最初の説明に置き換えられる。

【0034】

図１は、本発明の一実施例による高圧基板処理装置１００に対する概念図である。

【0035】

本図を参照すると、高圧基板処理装置１００は、第１チャンバ１１０、第２チャンバ１２０、第３チャンバ１３０、給気モジュール１４０及び排気モジュール１５０を含んでもよい。

【0036】

第１チャンバ１１０は、処理のための対象物を収容する収容空間を形成する。第１チャンバ１１０は、高温と高圧の作業環境において汚染を減少させるために非金属材、例えば、石英で製作されてもよい。図面上には簡略化されているが、第１チャンバ１１０の下段には前記収容空間を開放するドア（図示せず）が備えられる。前記ドアが下降することにより前記収容空間が開放され、前記対象物はホルダー（図示せず）に装着されたまま第１チャンバ１１０に投入される。第１チャンバ１１０の外側に配置されるヒータ（図示せず）の作動により、第１チャンバ１１０は数百～数千℃に達するように加熱される。前記対象物は、例えば、半導体基板であってもよい。その場合、前記ホルダーは前記半導体基板を複数層に積層できるウェハボート（ｗａｆｅｒ ｂｏａｔ）であってもよい。

【0037】

第２チャンバ１２０は、第１チャンバ１１０を全体的に包むように形成される。それにより、第１チャンバ１１０の開放部（下段）及び前記開放部を閉鎖するドアも第２チャンバ１２０により全体的に包まれる。第１チャンバ１１０とは異なり、第２チャンバ１２０は汚染問題から自由であるため、金属材で製作されてもよい。第２チャンバ１２０は、第１チャンバ１１０を収容する内部空間を有する。第２チャンバ１２０も下部にドアを備えるが、第１チャンバ１１０のドアが開放される時、それも一緒に下降して開放できる。

【0038】

第３チャンバ１３０は、第２チャンバ１２０を全体的に包むように形成される。第３チャンバ１３０も第２チャンバ１２０の同様に汚染問題から自由であるため、金属材で製作されてもよい。第３チャンバ１３０は、高圧である第１チャンバ１１０及び第２チャンバ１２０に比べて低圧で運営される特徴を有する。これを強調するために、第３チャンバ１３０は第１チャンバ１１０及び第２チャンバ１２０とは異なるタイプの線で示した。

【0039】

他の代案的な実施例において、第３チャンバ１３０は第２チャンバ１２０の一部分のみを包むように形成することもできる。第２チャンバ１２０の一部分は、第２チャンバ１２０の上部、下部、左側部、右側部、コーナー部またはそれらが組み合わせられた部分であり得る。前記一部分のうち、第２チャンバ１２０の特にガス漏れに弱い部分（連結部位など）を包むように第３チャンバ１３０を構成してもよい。例えば、第３チャンバ１３０は第２チャンバ１２０の一部として、第２チャンバ１２０の開放部（下段）及び前記開放部を閉鎖するドアを全体的に包むように形成されてもよい。

【0040】

給気モジュール１４０は第１チャンバ１１０、第２チャンバ１２０、及び第３チャンバ１３０に対してガスを供給する構成である。給気モジュール１４０はガスのソースとなり、半導体工場のユーティリティライン（ガス供給ライン）に連通されるガス供給ボックス１４１を有する。ガス供給ボックス１４１は、第１ガスライン１４３を介して、第１チャンバ１１０に対して対象物の処理のための工程ガスとして、例えば、水素／重水素、フッ素、アンモニア、塩素、窒素などを選択的に提供する。ガス供給ボックス１４１は、第２ガスライン１４４を介しては、第２チャンバ１２０に対して保護ガスとして、例えば、不活性ガスである窒素、または、アルゴンを提供する。第２チャンバ１２０に投入された保護ガスは、具体的に、第２チャンバ１２０と第１チャンバ１１０の間の空間に供給される。ガス供給ボックス１４１は、第３ガスライン１４５を介して、第３チャンバ１３０に対して防御ガスを提供することができる。前記防御ガスも前記不活性ガスを含んでもよい。第３チャンバ１３０に投入された前記防御ガスは、具体的に、第３チャンバ１３０と第２チャンバ１２０の間の空間に供給される。第３チャンバ１３０に供給される前記防御ガスは、第２チャンバ１２０に供給される保護ガスと同種あるいは異種のガスであってもよい。

【0041】

第１チャンバ１１０に供給される前記工程ガス及び第２チャンバ１２０に供給される前記保護ガスは、大気圧より高い圧力として、例えば、数気圧ないし数十気圧に達する高圧を形成するように供給される。前記工程ガスの圧力が第１圧力であり、前記保護ガスの圧力が第２圧力である時、前記第２圧力は前記第１圧力と関連して設定されることができる。例えば、前記第２圧力は前記第１圧力と実質的に同一であるかそれより多少大きく設定されてもよい。このような圧力関係は、第１チャンバ１１０から前記工程ガスが漏れず、第１チャンバ１１０が破損しないようにする利点を提供する。第３チャンバ１３０に供給される防御ガスの圧力は、第３圧力と規定することができ、前記第１圧力及び前記第２圧力とは異なる特徴を有する。前記第３圧力は第３チャンバ１３０の外部の圧力（通常、大気圧）よりは高いが、前記第１圧力及び前記第２圧力よりは低い。具体的に、前記第３圧力は前記外部の圧力に偏った値であり、大気圧より多少高い水準である。例えば、前記第３圧力は大気圧より数十ないし数百Ｐａ程度高い圧力であってもよい。前記第３圧力は、前記１圧力または前記第２圧力の数分の一、あるいは数十分の一の水準にとどまってもよい。前記第３圧力は外部の空気（酸素）が第３チャンバ１３０内に流入することを遮断する程度に設定される。

【0042】

排気モジュール１５０は前記工程ガス、前記保護ガス、及び前記防御ガスを排気するための構成である。第１チャンバ１１０から前記工程ガスを排気するために、第１チャンバ１１０の上部には第１排気ライン１５１が連通される。第１排気ライン１５１は、第２チャンバ１２０及び第３チャンバ１３０の外に延長される。第１排気ライン１５１には、前記工程ガスの排出を調節するバルブ（図示せず）が設置されてもよい。第２チャンバ１２０／第３チャンバ１３０から前記保護ガス／前記防御ガスを排出するためにも、同様にそれぞれに連通される第２排気ライン１５３／第３排気ライン１５５を備えられる。これらの排気ライン１５１、１５３、１５５は互いに統合されるため、前記工程ガスは排気過程で前記保護ガス及び前記防御ガスに希釈されて濃度が低くなる。

【0043】

高圧基板処理装置１００の制御的構成は、図２を参照して説明する。図２は、図１の高圧基板処理装置の制御的構成を説明するためのブロック図である。

【0044】

本図面（及び図１）を参照すると、高圧基板処理装置１００は、前述の給気モジュール１４０、排気モジュール１５０などに加えて、ヒーティングモジュール１６０、感知モジュール１７０、制御モジュール１８０、及び格納モジュール１９０をさらに含む。

【0045】

ヒーティングモジュール１６０は、前述のヒータを含む構成である。前記ヒータは、第２チャンバ１２０の一構成として区分されてもよいが、本図面のように別途の構成であるヒーティングモジュール１６０として分類されてもよい。ヒーティングモジュール１６０、具体的に、前記ヒータは第２チャンバ１２０内に配置されてもよい。前記ヒータは第１チャンバ１１０に向かって発熱して、前記工程ガスが彼の発火点より高い温度で加熱されるようにすることができる。例えば、前記工程ガスとして水素が使用される場合、水素は自身の発火点である５７５℃以上に加熱されることができる。

【0046】

感知モジュール１７０は、各チャンバの環境を感知するための構成である。感知モジュール１７０としては、圧力ゲージ１７１とガス感知器１７５を採用されてもよい。圧力ゲージ１７１は、第１チャンバ１１０ないし第３チャンバ１３０のそれぞれ個別に設置されてもよい。ガス感知器１７５は第３チャンバ１３０内に設置されて、処理工程の実行中に漏れるガス（具体的に、水素のような活性ガス）、または外部から流入する酸素などを感知する。

【0047】

制御モジュール１８０は、給気モジュール１４０、排気モジュール１５０、及びヒーティングモジュール１６０を制御する構成である。制御モジュール１８０は感知モジュール１７０の感知結果に基づいて、給気モジュール１４０などを制御することができる。

【0048】

格納モジュール１９０は、制御モジュール１８０が制御のために参照できるデータ、プログラムなどを格納する構成である。

【0049】

このような構成によれば、制御モジュール１８０は、チャンバ１１０、１２０、１３０に前記工程ガス、前記保護ガス、または前記防御ガスが供給されるようにするか、チャンバ１１０、１２０、１３０からガスが排気されるようにする。前者のために、制御モジュール１７０は給気モジュール１４０を制御し、後者のために、制御モジュール１７０は排気モジュール１５０を制御する。第３チャンバ１３０に供給された前記防御ガスは、第１チャンバ１１０において基板に対する処理工程が正常に実行中である時に排気されない。

【0050】

制御モジュール１８０は、感知モジュール１７０の感知結果に応じてガス漏れが発生したか否かを判断する。具体的に、圧力ゲージ１７１で感知された第３チャンバ１３０の圧力が設定圧力を超過する場合、または、第３チャンバ１３０に設置されたガス感知器１７５が前記工程ガスを感知した場合などがガス漏れが発生した場合として判断される。

【0051】

制御モジュール１８０はガス漏れが発生したと判断した場合、処理工程を中断させて排気モジュール１５０を作動させる。排気モジュール１５０の作動にり、第１チャンバ１１０、第２チャンバ１２０、及び第３チャンバ１３０の少なくとも１つが排気される。

【0052】

以上の高圧基板処理装置１００の他の形態について図３ないし図５を参照して説明する。

【0053】

まず、図３は、本発明の他の一実施例による高圧基板処理装置に対する概念図である。

【0054】

本図面を参照すると、高圧基板処理装置２００は、前述の実施例の高圧基板処理装置１００と概ね同一であるが、第３チャンバ２３０が第３－１チャンバ２３１と第３－２チャンバ２３５に区分される点、給気モジュール２４０と排気モジュール２５０の第３チャンバ２３０に関する構成が具体化されている点などで多少異なる。第１チャンバ２１０及び第２チャンバ２２０に関連した給気モジュール２４０及び排気モジュール２５０の構成は本図面では省略され、図１の図示に置き換える。

【0055】

第３－１チャンバ２３１と第３－２チャンバ２３５は、互いに独立した領域を占有するように形成されてもよい。例えば、第３－１チャンバ２３１は、第２チャンバ２２０の一部、具体的に、上部を包むように配置される。これにより、第３－１チャンバ２３１は第３上部チャンバ２３１と呼ばされてもよい。第３上部チャンバ２３１は主にガスライン１４３、１４４、１４５（以上、図１参照）を包む。それに対して、第３－２チャンバ２３５は第２チャンバ２２０の他の一部、具体的に、下部を包むように配置される。これにより、第３－２チャンバ２３５は、第３下部チャンバ２３５と呼ばれてもよい。第３下部チャンバ２３５は、主に半導体基板（図示せず）が投入される第２チャンバ２２０の開放部及びそれを閉鎖するドアを全体的に包むことができる。

【0056】

第３上部チャンバ２３１は開放される必要なく閉鎖型で運用されてもよい。それに対して、第３下部チャンバ２３５は半導体基板を投入または排出するためのドア（図示せず）が必要に応じて開放されなければならない。従って、第３下部チャンバ２３５は選択的開放型として運用されてもよい。

【0057】

給気モジュール２４０は、第３上部チャンバ２３１に対する給気のために、第３上部チャンバ２３１に連通される調節ライン２４６ａとバイパスライン２４６ｂを備える。調節ライン２４６ａは半導体工場のユーティリティラインに直接連結され、バイパスライン２４６ｂは調節ライン２４６ａから分岐される。これは、第３ガスライン１４５がガス供給ボックス１４１（図１参照）を経て前記ユーティリティラインに連結される前述の実施例とは異なる。調節ライン２４６ａが前記ユーティリティラインに直接連結されることにより、ガス供給ボックス１４１の誤作動によりガス供給に問題が発生する危険を分散することができる。

【0058】

調節ライン２４６ａにはガス調節供給器２４７ａが設置されてもよい。ガス調節供給器２４７ａは正常作動モードで第３上部チャンバ２３１に前記防御ガスを供給する構成である。ガス調節供給器２４７ａは、前記防御ガスの供給流量を調節して、第３上部チャンバ２３１の設定圧力を維持する機能を担当する。このために、ガス調節供給器２４７ａは圧力ゲージ２７１で感知した圧力に基づいて作動するようになる。

【0059】

バイパスライン２４６ｂには非常開閉供給器２４７ｂが設置されてもよい。非常開閉供給器２４７ｂは前記防御ガスの供給流量を調節することはない。これは非常作動モード｛第３上部チャンバ２３１を排気するモード｝で第３上部チャンバ２３１に前記防御ガスを最大設定流量で供給する構成である。これはまた、正常作動モードでは閉鎖状態を維持する。前記防御ガスが第３上部チャンバ２３１に対して大量に供給されることにより、第３上部チャンバ２３１内の漏れガスはより迅速に排気できる。

【0060】

調節ライン２４６ａにはレギュレータ２４７ｃとマニュアルバルブ２４７ｄも設置できる。レギュレータ２４７ｃは、前記ユーティリティラインから流入する前記防御ガスの流量を調節して、前記最大設定流量を変更できるようにする。マニュアルバルブ２４７ｄは、調節ライン２４６ａを介する前記防御ガスの流動自体を断続するための手動バルブである。

【0061】

第３下部チャンバ２３５に対する給気のためには、給気モジュール２４０は第３下部チャンバ２３５にそれぞれ連通されるメイン調節ライン２４８ａと補助調節ライン２４８ｂを備える。基本的にメイン調節ライン２４８ａを介して前記防御ガスが第３下部チャンバ２３５に対して供給される。メイン調節ライン２４８ａを介する前記防御ガスの供給に限界がある場合には、補助調節ライン２４８ｂを介して前記防御ガスが追加で第３下部チャンバ２３５に供給される。ガス調節供給器２４９ｂがガス調節供給器２４９ａと共に作動することにより、より迅速に前記防御ガスの目標供給量に到達できるようになる。

【0062】

メイン調節ライン２４８ａと補助調節ライン２４８ｂは、それぞれガス調節供給器２４９ａ、２４９ｂを有して、ガス供給量を調節することができる。メイン調節ライン２４８ａのガス調節供給器２４９ａは、補助調節ライン２４８ｂのガス調節供給器２４９ｂより大きな流量で前記防御ガスを供給することができる。ガス調節供給器２４９ａ、２４９ｂは、例えば、ＭＦＣ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であってもよい。メイン調節ライン２４８ａと補助調節ライン２４８ｂには流路自体を開閉するための開閉バルブ２４９ｃ、２４９ｄも設置される。

【0063】

排気モジュール２５０については、第３上部チャンバ２３１に連通される排気ライン２５５を説明する。排気ライン２５５を構成するダクト２５６は、半導体工場のユーティリティライン（ガス排気ライン）に連通されてもよい。ダクト２５６にはゲートバルブ２５７が設置されてもよい。第３上部チャンバ２３１に対する排気が必要な場合、ゲートバルブ２５７は制御モジュール１８０（図２参照）の制御下で開放される。第３下部チャンバ２３５にも排気ライン２５５と類似した構成の排気ラインが設置されてもよい。

【0064】

感知モジュール２７０は、第３上部チャンバ２３１内の環境を感知するために、圧力ゲージ２７１とガス感知器２７５を備える。これらは第３上部チャンバ２３１内に設置されるもので、第１センサと通称してもよい。このようなセンサは、第３下部チャンバ２３５内の環境を感知するために第３下部チャンバ２３５内にも設置されることができる。その場合、第３下部チャンバ２３５に設置されたゲージ及び感知器は第２センサと通称してもよい。

【0065】

制御モジュール１８０（図２参照）は、第３上部チャンバ２３１と第３下部チャンバ２３５に対して相異なる基準に従って前記防御ガスを供給するように給気モジュール２４０を制御する。具体的に、第３上部チャンバ２３１に対しては、その圧力を設定圧力に維持することが基準となりうる。これとは異なり、第３下部チャンバ２３５に対しては、その酸素濃度を設定濃度に維持することが基準になりうる。このような制御のために、制御モジュール１８０は前記第１センサと前記第２センサの感知結果に基づくようになる。以下、これらについて具体的に説明する。

【0066】

図４は、第３上部チャンバに対するガス制御方式を説明するためのフローチャートである。

【0067】

本図面（及び図２ないし図３）を参照すると、圧力ゲージ２７１により第３上部チャンバ２３１内のガスの圧力が感知される（Ｓ１）。

【0068】

制御モジュール１８０は、感知された圧力を第３上部チャンバ２３１に対して設定された設定圧力と比較する（Ｓ２）。

【0069】

感知された圧力が設定圧力未満である場合（Ｓ３）、制御モジュール１８０は前記防御ガスを追加で投入するために給気モジュール２４０を制御する（Ｓ４）。具体的に、制御モジュール１８０はガス調節供給器２４７ａを作動させて、第３上部チャンバ２３１内の圧力が設定圧力に到達するようにする。

【0070】

感知された圧力が設定圧力と同一である場合（Ｓ５）、その状態が維持されればよい。制御モジュール１８０は給気モジュール２４０を作動させない。

【0071】

感知された圧力が設定圧力を超える場合（Ｓ６）、制御モジュール１８０はガス漏れの状況であると判断する（Ｓ７）。これは、第１チャンバ２１０内の工程ガス及び／又は第２チャンバ２２０内の保護ガスが漏れて第３上部チャンバ２３１内に浸透することにより第３上部チャンバ２３１内の圧力が増加した場合であるためである。ガス漏れに対応して、非常開閉供給器２４７ｂが作動して防御ガスが最大設定流量で第３上部チャンバ２３１に投入される。前記防御ガスの投入は漏れガスの濃度を希釈する（Ｓ８）。希釈された漏れガスは、ゲートバルブ２５７の開放によりダクト２５６を介して排気される（Ｓ９）。第３上部チャンバ２３１の排気時に、第１チャンバ１１０及び第２チャンバ１２０も排気ライン１５１、１５３（図１参照）により排気されることができる。第３下部チャンバ２３５はガス漏れの程度が大きくないため、排気されない可能性もあるが、厳密な管理のために一緒に排気される場合もある。

【0072】

ガス漏れ判断（Ｓ７）、希釈（Ｓ８）、及び排気（Ｓ９）は、第３上部チャンバ２３１内のガスを感知して行われることもできる（Ｓ１０）。ガス感知器２７５が工程ガスを感知すると（Ｓ１１）、制御モジュール１８０はガス漏れが発生したと判断する（Ｓ７）。その場合、前述したように希釈（Ｓ８）及び排気（Ｓ９）の段階が順次行われることができる。

【0073】

図５は、第３下部チャンバに対するガス制御方式を説明するためのフローチャートである。

【0074】

本図面を参照すると、前記第２センサのうちガス感知器（２７５を参照）は酸素濃度を感知する（Ｓ２１）。

【0075】

感知された酸素濃度が設定酸素濃度を超過したと判断される場合（Ｓ２３）、制御モジュール１８０は第３下部チャンバ２３５に対する前記防御ガスの投入量を増大させる。このためには、制御モジュール１８０はメイン調節ライン２４８ａを介して必要な量の防御ガスが第３下部チャンバ２３５に追加で供給されるようにする。

【0076】

要求される前記防御ガスの追加供給量が多い場合、制御モジュール１８０はメイン調節ライン２４８ａだけでなく補助調節ライン２４８ｂを介しても前記防御ガスが前記第３下部チャンバ２３５に供給されるようにする。前記防御ガスの供給によって、第３下部チャンバ２３５内の酸素濃度は設定酸素濃度に到達する（Ｓ２５）。

【0077】

感知された酸素濃度が設定酸素濃度以下と判断される場合（Ｓ２３）、制御モジュール１８０は前記防御ガスに対する現在の投入量を維持する（Ｓ２７）。このために、制御モジュール１８０はメイン調節ライン２４８ａを介する前記防御ガスの投入流量が維持されるようにする。第３下部チャンバ２３５は常時一定量のガスを排気するように構成され、この場合、前記防御ガスが持続的に投入されても第３下部チャンバ２３５は大気圧より若干高い水準の圧力を維持することになる。

【0078】

前記のような高圧基板処理装置は、前述の実施例の構成と作動方式に限定されるものではない。前記実施例は、各実施例の全部または一部が選択的に組み合わされて多様な変形ができるように構成されることもできる。

【0079】

例えば、第３下部チャンバ２３５に対してはガス漏れ及び対応について説明していないが、第３上部チャンバ２３１について説明したような作動が第３下部チャンバ２３５に対しても行われることができる。

【符号の説明】

【0080】

１００、２００：高圧基板処理装置
１１０、２１０：第１チャンバ
１２０、２２０：第２チャンバ
１３０、２３０：第３チャンバ
１４０、２４０：給気モジュール
１５０、２５０：排気モジュール
１６０：ヒーティングモジュール
１７０、２７０：感知モジュール
１８０：制御モジュール
１９０：格納モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】