KR20200075892A - 고압 처리 시스템을 위한 컨덴서 시스템 - Google Patents

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진 델마스
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본원에 설명된 실시예들은, 컨덴서를 갖는 고압 처리 시스템 및 이를 활용하기 위한 방법들에 관한 것이다. 처리 시스템은, 프로세스 챔버, 보일러, 컨덴서, 및 하나 이상의 열 교환기를 포함한다. 보일러는, 유체, 이를테면, 증기 또는 초임계 유체를 생성하고, 기판이 처리되는 프로세스 챔버로 유체를 전달한다. 기판을 처리한 후에, 시스템은 감압되고, 유체는 컨덴서로 전달되며, 컨덴서에서 유체가 응축된다.

Description

고압 처리 시스템을 위한 컨덴서 시스템
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 기판 처리 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 설명된 실시예들은, 고압 처리 시스템을 위한 컨덴서 시스템에 관한 것이다.
종래의 기판 처리 시스템들은 종종, 처리 동작들 동안 감소된 압력들에서 동작한다. 기판 세정과 같은 특정 처리 기술에서의 최근 개발들은, 스팀 또는 초임계 유체들과 상용가능한 고압 환경들을 활용한다. 그러나, 종래의 장치는, 초임계 유체 처리와 연관된 고유한 압력 체제들을 수용하도록 갖춰져 있지 않다. 더욱이, 종래의 장치는, 불필요한 치명적인 장치 고장의 위험 없이 고압 동작 환경들을 수용하도록 쉽게 개장(retrofit)될 수 없다
따라서, 고압 처리 시스템을 위한 컨덴서 시스템이 관련 기술분야에 필요하다.
일 실시예에서, 기판 프로세스 시스템이 제공된다. 시스템은, 프로세스 챔버, 제1 도관을 통해 프로세스 챔버와 유체 연통하는 보일러, 및 보일러와 프로세스 챔버 사이에서 제1 도관 상에 배치되는 제1 밸브를 포함한다. 컨덴서는 제2 도관을 통해 프로세스 챔버와 유체 연통하고, 제2 밸브는 컨덴서와 프로세스 챔버 사이에서 제2 도관 상에 배치된다. 열 교환기는 제3 도관을 통해 컨덴서와 유체 연통하고, 제3 밸브는 컨덴서와 열 교환기 사이에서 제3 도관 상에 배치된다.
다른 실시예에서, 기판 처리 시스템이 제공된다. 시스템은, 프로세스 챔버, 제1 도관을 통해 프로세스 챔버와 유체 연통하는 보일러, 및 보일러와 프로세스 챔버 사이에서 제1 도관 상에 배치되는 제1 밸브를 포함한다. 컨덴서는 프로세스 챔버와 유체 연통하고, 제2 밸브는 컨덴서와 프로세스 챔버 사이에서 제2 도관 상에 배치된다. 제1 열 교환기는 프로세스 챔버와 컨덴서 사이에서 제2 도관 상에 배치되고, 유체 수집 유닛은 제3 도관을 통해 컨덴서와 유체 연통한다. 제2 열 교환기는 컨덴서와 유체 수집 유닛 사이에서 제3 도관 상에 배치되고, 제3 밸브는 컨덴서와 제2 열 교환기 사이에서 제3 도관 상에 배치된다.
또 다른 실시예에서, 기판 프로세스 방법이 제공된다. 방법은, 프로세스 챔버로부터 연장되는 도관들을 가열하는 단계, 및 프로세스 챔버와 유체 연통하는 보일러를 가열하는 단계를 포함한다. 프로세스 챔버로부터 상류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들은 폐쇄되고, 프로세스 챔버로부터 하류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들은 개방된다. 기판이 프로세스 챔버 내에 위치되고, 프로세스 챔버가 가열되고, 프로세스 챔버로부터 하류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들이 폐쇄되고, 프로세스 챔버로부터 상류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들이 개방되어, 보일러에 의해 생성된 유체가 프로세스 챔버를 가압하는 것을 가능하게 한다. 프로세스 챔버로부터 하류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들이 개방되고, 프로세스 챔버로부터의 유체가 컨덴서로 유동한다.
본 개시내용의 상기 언급된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이러한 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 유의되어야 한다.
도 1은 본원에 설명된 실시예에 따른 컨덴서를 갖는 고압 처리 시스템의 개략적인 예시이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가적인 언급이 없이도 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있는 것으로 고려된다.
본원에 설명된 실시예들은, 컨덴서를 갖는 고압 처리 시스템 및 이를 활용하기 위한 방법들에 관한 것이다. 처리 시스템은, 프로세스 챔버, 보일러, 컨덴서, 및 하나 이상의 열 교환기를 포함한다. 보일러는, 유체, 이를테면, 증기 또는 초임계 유체를 생성하고, 기판이 처리되는 프로세스 챔버로 유체를 전달한다. 기판을 처리한 후에, 시스템은 감압되고, 유체는 컨덴서로 전달되며, 컨덴서에서 유체가 응축된다.
도 1은 본원에 설명된 실시예에 따른 컨덴서(150)를 갖는 고압 처리 시스템(100)의 개략적인 예시이다. 시스템(100)은, 프로세스 챔버(132), 보일러(130), 하나 이상의 열 교환기(140, 152, 162), 및 컨덴서(150)를 포함한다. 보일러(130)는 프로세스 챔버(132)로부터 상류 구역(170)에 배치되고, 열 교환기들(140, 152, 162) 및 컨덴서(150)는 프로세스 챔버(132)로부터 하류 구역(180)에 배치된다.
시스템(100)은 또한 복수의 유체 소스들(102, 104, 106)을 포함한다. 일 실시예에서, 유체 소스(102)는 프로세스 액체 소스, 예컨대 물 소스이고; 유체 소스(104)는 프로세스 가스 소스, 예컨대, CO2 가스 소스 또는 NH3 가스 소스이고; 유체 소스(106)는 퍼지 가스 소스, 예컨대 불활성 가스 소스, 이를테면, 아르곤 가스 또는 질소 가스 소스이다.
유체 소스(102)는 도관(108)을 통해 보일러(130)와 유체 연통한다. 유체 소스(102)와 보일러(130) 사이에서의 유체 유동을 제어하기 위해, 밸브(110)가 유체 소스(102)와 보일러(130) 사이에서 도관(108) 상에 배치된다. 유체 소스(104)는 도관(112)을 통해 보일러(130)와 유체 연통한다. 유체 소스(104)와 보일러(130) 사이에서의 유체 유동을 제어하기 위해, 밸브(116)가 유체 소스(104)와 보일러(130) 사이에서 도관(112) 상에 배치된다. 보일러로부터 유체 소스(104)로의 유체의 역류를 방지하기 위해, 체크 밸브(114), 이를테면 단방향 유동 밸브가 또한 밸브(116)와 유체 소스(104) 사이에서 도관(112) 상에 배치된다.
동작 시, 보일러(130)는 유체 소스들(102, 104) 중 하나 또는 둘 모두로부터 유체를 수용하고, 프로세스 유체들을 가열하고/거나 가압하여 증기들 및/또는 초임계 유체들을 형성한다. 유체는, 보일러(130)로부터 도관(124)을 통해 도관(128)으로 유동되며, 도관(128)은 프로세스 챔버(132)와 유체 연통한다. 보일러(130)와 프로세스 챔버(132) 사이에서의 유체 유동을 제어하기 위해, 밸브(126)가 도관(128)과 보일러(130) 사이에서 도관(124) 상에 배치된다.
유체 소스(106)는, 도관(118), 및 프로세스 챔버에 결합되는 도관(128)을 통해 프로세스 챔버(132)와 유체 연통한다. 유체 소스(106)와 프로세스 챔버(132) 사이에서의 유체 유동을 제어하기 위해, 밸브(122)가 유체 소스(106)와 도관(128) 사이에서 도관(118) 상에 배치된다. 프로세스 챔버(132)와 유체 소스(106) 사이에서의 유체의 역류를 방지하기 위해, 체크 밸브(120), 이를테면 단방향 유동 밸브가 또한 밸브(122)와 유체 소스(106) 사이에서 도관(118) 상에 배치된다.
밸브들(110, 116, 122)로부터 하류에 각각 배치되는 도관들(108, 112, 118) 각각의 일부분은 응축 제어된다. 예컨대, 그 부분들은, 그 부분들을 통해 유동하는 유체의 응축을 방지하기 위해 재킷처리 및 가열된다. 대안적으로, 그 부분들은, 그 부분들을 통해 유동하는 유체로부터 응축물을 수집하기 위해 p-트랩화된다. 도관들(124, 128)이 또한 응축 제어된다. 도관들(108, 112, 118)과 유사하게, 도관들(124, 128)은, 도관들(124, 128)을 통해 유동하는 유체의 응축을 실질적으로 방지하거나 그 응축물을 수집하기 위해 재킷처리 및 가열되고/거나 p-트랩화될 수 있다.
프로세스 챔버(132)는, 기판 처리를 위한 증기들 및/또는 초임계 유체들을 유지하는 데 활용되는 압력들에서 동작하는 것이 가능한 고압/고온 용기로서 구성된다. 일 실시예에서, 프로세스 챔버(132)는 단일 기판 프로세스 챔버이다. 다른 실시예에서, 프로세스 챔버(132)는, 한 번에 다수의 기판들을 처리하기 위한 배치(batch) 프로세스 챔버이다. 프로세스 챔버(132)는 또한, 다양한 기판 처리 동작들, 이를테면 기판 세정 등을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 프로세스 챔버(132)는, 초임계 기판 세정 프로세스를 수행하도록 구성된다.
프로세스 챔버(132)로부터 하류 구역(180)에 배치된 컨덴서(150)는 프로세스 챔버(132)와 유체 연통한다. 프로세스 챔버(132)로부터 열 교환기(140)로 도관(134)이 연장된다. 프로세스 챔버(132)와 열 교환기(140) 사이에서의 유체 유동을 제어하기 위해, 밸브(136)가 프로세스 챔버(132)와 열 교환기(140) 사이에서 도관(134) 상에 배치된다. 열 교환기(140)로부터 프로세스 챔버(132) 내로의 유체의 역류를 방지하기 위해, 체크 밸브(138), 이를테면 단방향 밸브가 밸브(136)와 열 교환기(140) 사이에서 도관(134) 상에 배치된다.
열 교환기(140)는, 프로세스 챔버(132)로부터 유동하는 유체를 냉각시키는 데 활용된다. 열 교환기(140)에 의해 냉각된 유체들은 도관(144)을 통해 컨덴서(150)로 유동한다. 열 교환기(152)는 또한, 도관(144)에 결합되는 도관(142)을 통해 열 교환기(140)와 유체 연통한다. 도관(142)은, 컨덴서(150)와 열 교환기(140) 사이에서 도관(144)에 결합된다.
열 교환기(140)로부터 컨덴서(150)로 유동하는 유체를 제어하기 위해, 밸브(148), 이를테면 스로틀 밸브 등이 컨덴서(150)와 도관(142) 사이에서 도관(144) 상에 배치된다. 밸브(146)가 도관(144)과 열 교환기(152) 사이에서 도관(142) 상에 배치된다. 밸브(148)가 폐쇄되고 밸브(146)가 개방될 때, 유체는 열 교환기(140)로부터 열 교환기(152)로 유동한다. 열 교환기(140)를 빠져나가는 가스들의 추가적인 냉각 및 가압을 위해, 열 교환기(152)를 포함하는 유체 유동 경로가 활용된다.
도관(154)이 열 교환기(152)로부터 배기부(156)로 연장된다. 프로세스 챔버(132)에서 활용되는 것들로부터 감소된 압력들에서의 냉각된 가스들은, 컨덴서(150)에 도달하기 전에 전환(divert)된다. 배기부(156)는, 예컨대, 가스들을 설비 배기부로 전달함으로써, 시스템(100)으로부터 가스들을 제거한다.
도관(134)은 응축 제어된다. 일 실시예에서, 도관(134)은, 프로세스 챔버(132)로부터 열 교환기(140)로 유동하는 유체의 응축을 방지하기 위해 재킷처리 및 가열된다. 대안적으로, 도관(134)은, 프로세스 챔버(132)로부터 열 교환기(140)로 유동하는 유체로부터 응축물을 수집하기 위해 p-트랩화된다. 도관(134)과 유사하게, 도관(142)이 또한 응축 제어된다. 열 교환기(140)와 밸브(148) 사이의 도관(144)의 부분이 유사하게 응축 제어된다. 전술된 도관들(134, 142, 144)을 응축 제어함으로써, 프로세스 챔버(132)로부터 컨덴서(150)로 유동하는 유체의 조기 응축이 방지되거나 실질적으로 감소된다.
컨덴서(150)는, 프로세스 챔버(132)로부터 수용된 유체를 응축시켜 유체의 수집을 액체로서 더 효율적이게 하는 온도 및 압력 제어 용기이다. 유체를 액체로 응축시킴으로써, 유체는 필터링되어 후속 기판 처리 동작들에서 재활용될 수 있다. 일 실시예에서, 컨덴서(150)는, 컨덴서(150)에서 유체에 노출되는 물질의 표면적을 증가시키기 위한 물리적 피쳐들을 포함한다. 일 예에서, 컨덴서(150) 내에서 유체가 유동하는 표면적을 증가시키기 위해 다공성 스캐폴딩 또는 다공성 필터가 컨덴서 내에 배치된다. 예컨대, 다공성 스캐폴딩 또는 다공성 필터는 소결된 금속 물질로 형성된다. 다른 실시예에서, 더 효율적인 유체 응축을 추가로 용이하게 하기 위해, 연장된 및/또는 토처링된(tortured) 유체 유동 경로들이 컨덴서(150) 내에 배치된다.
일 실시예에서, 컨덴서(150)는, 컨덴서(150)에 전달되는 유체를 추가로 냉각시키기 위해 열 싱크를 포함한다. 열 싱크는, 열 싱크 상에서의 유체의 응축을 촉진시키도록 온도 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 열 싱크는, 컨덴서(150) 내의 표면적을 증가시켜 응축을 용이하게 하기 위해 핀형(finned)이다. 다양한 실시예들에서, 컨덴서(150) 및 열 싱크의 구조들은, 컨덴서(150) 내에서 응축될 유체의 응축 온도 미만이도록 온도 제어된다. 응축이 진행됨에 따라, 컨덴서 내의 압력이 떨어지며, 이는, 컨덴서(150)로부터의 응축된 유체의 유동을 용이하게 하는 데 활용될 수 있는 것으로 또한 고려된다.
수위 센서(level sensor)(164)가 컨덴서(150)에 동작가능하게 결합된다. 수위 센서(164), 이를테면 플로트 등은, 컨덴서(150) 내의 응축된 유체의 양을 결정한다. 일 실시예에서, 컨덴서(150) 내의 유체의 양에 관한 수위 센서(164)로부터 도출된 데이터는, 도관(158)을 통한 컨덴서(150)로부터 유체 수집 유닛(166)으로의 유체 유동을 제어하는 밸브(160)를 동작시키는 데 활용된다. 유체 수집 유닛(166)은 컨덴서(150)로부터 응축된 유체를 수집하고, 임의적으로, 유체를 재사용할 준비를 하기 위해 유체를 필터링할 수 있다. 유체를 유체 수집 유닛(166)에 전달하기 전에, 응축된 유체를 추가로 냉각시키기 위해, 열 교환기(162)가 또한 유체 수집 유닛(166)과 밸브(160) 사이에서 도관(158) 상에 배치된다.
동작 시, 유체는 보일러(130)에서 가열되고/거나 가압되고, 프로세스 챔버(132)로 전달되어 그 내부에 배치된 기판을 처리한다. 기판의 처리 후에, 유체는 컨덴서(150)로 전달되어 응축되고 응축된 유체는 유체 수집 유닛(166)에서 수집된다. 장치(100)를 활용하는 유체 처리 체제들의 다양한 예들이 아래에서 상세히 설명된다.
시스템(100) 내의 압력은 보일러(130)의 온도에 의해 제어된다. 이러한 실시예에서, 밸브(136)는 폐쇄되고, 스로틀 밸브일 수 있는 밸브(126)는 개방된다. 보일러(130)의 온도는, 보일러(130)의 압력이 프로세스 챔버(132)의 온도보다 크도록 설정된다. 이러한 실시예에서, 밸브(126)는 압력 조절기로서 기능하고, 밸브(136)는, 프로세스 챔버(132)의 압력이 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우 프로세스 챔버(132)로부터의 압력 추기부(bleed)로서 기능한다. 다른 실시예에서, 밸브(126)는 유동 제한 벨브로서 기능하고, 밸브(136)는 프로세스 챔버(132) 내의 압력 제어를 용이하게 하기 위한 배압 조절기로서 기능한다. 위에 설명된 실시예들은, 원하는 구현에 따라, 시스템을 통한 유체의 활성 유동이 있게 또는 그러한 활성 유동 없이 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세스 유체를 형성하기 위해 물이 활용된다. 동작 시, 프로세스 챔버(132)는, 밸브(126)를 폐쇄하고 밸브(136) 및 밸브(160)를 개방함으로써 개방된다. 위에 설명된 응축 제어 도관들은, 약 275 ℃ 내지 약 300 ℃의 온도로 가열된다. 보일러(130)는 약 50 bar로 가압되고, 수증기의 형성을 용이하게 하기에 적합한 온도로 가열된다. 기판은 프로세스 챔버(132) 내에 위치되고, 프로세스 챔버(132)는 폐쇄되고, 프로세스 챔버(132)는 유체 소스(106)로부터 퍼지 가스를 전달하기 위해 밸브(122)를 개방함으로써 퍼징된다. 퍼징 후에, 밸브(122)가 폐쇄된다.
프로세스 챔버(132)는 약 450 ℃ 내지 약 500 ℃의 온도로 가열되며, 밸브(136) 및 밸브(160)는 프로세스 챔버(132)의 가열 전에, 그 동안에, 또는 그 후에 폐쇄된다. 밸브(126)는, 프로세스 유체의 전달에 의해 프로세스 챔버(132)를 가압하기 위해 개방된다. 결과적으로, 보일러(130)의 압력 및 온도가 감소될 것이다. 그런 다음, 보일러(130)가 복원되는 동안 밸브(126)가 폐쇄되고, 보일러(130)의 압력이 프로세스 챔버(132)의 압력과 거의 동일할 때 밸브(126)가 재개방된다.
프로세스 챔버(132) 내의 압력이 약 40 bar 내지 약 50 bar일 때 밸브(126)가 폐쇄된다. 기판은 미리 결정된 시간량 동안 처리되고, 그런 다음, 프로세스 챔버(132)를 감압하기 위해 밸브(136)가 개방된다. 프로세스 유체는 컨덴서(150)에서 응축되며, 컨덴서(150)는, 약 50 ℃ 내지 약 80 ℃의 온도 및 약 1 ATM의 압력으로 유지된다. 프로세스 챔버(132) 내의 압력이 안정화되었을 때, 밸브(160)는 개방되고, 응축된 유체는 유체 수집 유닛(166)으로 전달된다. 처리된 기판은, 프로세스 챔버(132)가 냉각되었을 때, 그 다음에 제거된다.
다른 실시예에서, 프로세스 유체를 형성하기 위해 CO2가 활용된다. 동작 시, 프로세스 챔버(132)는, 밸브(126)를 폐쇄하고 밸브(136) 및 밸브(160)를 개방함으로써 "개방"된다. 위에 설명된 응축 제어 도관들은, 약 30 °C 내지 약 100 ℃의 온도로 가열된다. 컨덴서(150)는, 약 8 ℃ 내지 약 10 ℃의 온도로 제어된다. 보일러(130)는 약 100 ℃의 온도로 가열되고, 초임계 CO2의 형성을 용이하게 하기에 적합한 압력으로 유지된다. 기판은 프로세스 챔버(132) 내에 위치되고, 프로세스 챔버(132)는 폐쇄되고, 프로세스 챔버(132)는 유체 소스(106)로부터 퍼지 가스를 전달하기 위해 밸브(122)를 개방함으로써 퍼징된다. 퍼징 후에, 밸브(122)가 폐쇄된다.
프로세스 챔버(132)는 약 80 bar로 가압되고, 약 100 ℃ 사이의 온도로 가열되며, 밸브(136) 및 밸브(160)는 폐쇄된다. 밸브(126)는, 프로세스 유체의 전달에 의해 프로세스 챔버(132)를 가압하기 위해 개방된다. 결과적으로, 보일러(130)의 압력 및 온도가 감소될 것이다. 그런 다음, 보일러(130)가 복원되는 동안 밸브(126)가 폐쇄되고, 보일러(130)의 압력이 프로세스 챔버(132)의 압력과 거의 동일할 때 밸브(126)가 재개방된다.
프로세스 챔버(132) 내의 압력이 약 80 bar 내지 약 100 bar일 때 밸브(126)가 폐쇄된다. 기판은 미리 결정된 시간량 동안 처리되고, 그런 다음, 프로세스 챔버(132)를 감압하기 위해 밸브(136)가 개방된다. 열 교환기(140)는, 프로세스 챔버(132)로부터 유동하는 유체의 온도를 약 100 ℃의 온도로부터 약 50 ℃의 온도로 감소시킨다. 프로세스 유체는 컨덴서(150)에서 응축되며, 컨덴서(150)는, 약 8°C 내지 약 10 ℃의 온도 및 약 45 bar의 압력으로 유지된다. 프로세스 챔버(132) 내의 압력이 안정화되었을 때, 밸브(160)는 개방되고, 응축된 유체는 유체 수집 유닛(166)으로 전달된다. 가스를 제거하고 시스템(100)을 추가로 감압하기 위해 도관들(142 및 154) 중 하나 또는 둘 모두가 개방된다. 처리된 기판은, 프로세스 챔버(132)가 냉각되었을 때, 그 다음에 제거된다.
다른 실시예에서, 프로세스 유체를 형성하기 위해 NH3가 활용된다. 동작 시, 프로세스 챔버(132)는, 밸브(126)를 폐쇄하고 밸브(136) 및 밸브(160)를 개방함으로써 "개방"된다. 위에 설명된 응축 제어 도관들은, 약 50 ℃의 온도로 가열된다. 컨덴서(150)는, -20 ℃의 온도로 제어된다. 보일러(130)는 약 45 ℃의 온도로 가열되고, 초임계 NH3의 형성을 용이하게 하기에 적합한 압력으로 유지된다. 기판은 프로세스 챔버(132) 내에 위치되고, 프로세스 챔버(132)는 폐쇄되고, 프로세스 챔버(132)는 유체 소스(106)로부터 퍼지 가스를 전달하기 위해 밸브(122)를 개방함으로써 퍼징된다. 퍼징 후에, 밸브(122)가 폐쇄된다.
프로세스 챔버(132)는 약 10 bar로 가압되고, 약 500 ℃의 온도로 가열되며, 밸브(136) 및 밸브(160)는 폐쇄된다. 밸브(126)는, 프로세스 유체의 전달에 의해 프로세스 챔버(132)를 가압하기 위해 개방된다. 결과적으로, 보일러(130)의 압력 및 온도가 감소될 것이다. 그런 다음, 보일러(130)가 복원되는 동안 밸브(126)가 폐쇄되고, 보일러(130)의 압력이 프로세스 챔버(132)의 압력과 거의 동일할 때 밸브(126)가 재개방된다.
프로세스 챔버(132) 내의 압력이 약 10 bar 사이일 때 밸브(126)가 폐쇄된다. 기판은 미리 결정된 시간량 동안 처리되고, 그런 다음, 프로세스 챔버(132)를 감압하기 위해 밸브(136)가 개방된다. 열 교환기(140)는, 프로세스 챔버(132)로부터 유동하는 유체의 온도를 약 500 ℃의 온도로부터 약 50 ℃의 온도로 감소시킨다. 프로세스 유체는 컨덴서(150)에서 응축되며, 컨덴서(150)는, 약 -20 ℃의 온도 및 약 2 bar의 압력으로 유지된다. 프로세스 챔버(132) 내의 압력이 안정화되었을 때, 밸브(160)는 개방되고, 응축된 유체는 유체 수집 유닛(166)으로 전달된다. 가스를 제거하고 시스템(100)을 추가로 감압하기 위해 도관들(142 및 154) 중 하나 또는 둘 모두가 개방된다. 처리된 기판은, 프로세스 챔버(132)가 냉각되었을 때, 그 다음에 제거된다.
전술한 내용이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 기판 처리 시스템으로서,
    프로세스 챔버;
    제1 도관을 통해 상기 프로세스 챔버와 유체 연통하는 보일러;
    상기 보일러와 상기 프로세스 챔버 사이에서 상기 제1 도관 상에 배치되는 제1 밸브;
    제2 도관을 통해 상기 프로세스 챔버와 유체 연통하는 컨덴서;
    상기 컨덴서와 상기 프로세스 챔버 사이에서 상기 제2 도관 상에 배치되는 제2 밸브;
    제3 도관을 통해 상기 컨덴서와 유체 연통하는 열 교환기; 및
    상기 컨덴서와 상기 열 교환기 사이에서 상기 제3 도관 상에 배치되는 제3 밸브를 포함하는, 기판 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 챔버는 단일 기판 프로세스 챔버인, 기판 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 챔버는 배치(batch) 기판 프로세스 챔버인, 기판 처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보일러는, 물 소스, 이산화탄소 소스, 또는 암모니아 소스 중 하나 이상과 유체 연통하는, 기판 처리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 챔버와 상기 컨덴서 사이에서 상기 제2 도관 상에 배치되는 제2 열 교환기를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 밸브는, 상기 프로세스 챔버와 상기 제2 열 교환기 사이에서 상기 제2 도관 상에 배치되는, 기판 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 열 교환기와 상기 제2 밸브 사이에서 상기 제2 도관 상에 체크 밸브가 배치되는, 기판 처리 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 도관으로부터 연장되는 제4 도관 상에 배치되는 제3 열 교환기를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 열 교환기와 상기 제3 열 교환기 사이에서 상기 제4 도관 상에 제4 밸브가 배치되는, 기판 처리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 컨덴서는 열 싱크를 포함하는, 기판 처리 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 컨덴서와 동작가능하게 통신하는 수위 센서(level sensor)를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
  12. 기판 처리 시스템으로서,
    프로세스 챔버;
    제1 도관을 통해 상기 프로세스 챔버와 유체 연통하는 보일러;
    상기 보일러와 상기 프로세스 챔버 사이에서 상기 제1 도관 상에 배치되는 제1 밸브;
    제2 도관을 통해 상기 프로세스 챔버와 유체 연통하는 컨덴서;
    상기 컨덴서와 상기 프로세스 챔버 사이에서 상기 제2 도관 상에 배치되는 제2 밸브;
    상기 프로세스 챔버와 상기 컨덴서 사이에서 상기 제2 도관 상에 배치되는 제1 열 교환기;
    제3 도관을 통해 상기 컨덴서와 유체 연통하는 유체 수집 유닛;
    상기 컨덴서와 상기 유체 수집 유닛 사이에서 상기 제3 도관 상에 배치되는 제2 열 교환기; 및
    상기 컨덴서와 상기 제2 열 교환기 사이에서 상기 제3 도관 상에 배치되는 제3 밸브를 포함하는, 기판 처리 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 도관으로부터 연장되는 제4 도관 상에 배치되는 제3 열 교환기를 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 열 교환기와 상기 제3 열 교환기 사이에서 상기 제4 도관 상에 제4 밸브가 배치되는, 기판 처리 시스템.
  15. 기판 프로세스 방법으로서,
    프로세스 챔버로부터 연장되는 도관들을 가열하는 단계;
    상기 프로세스 챔버와 유체 연통하는 보일러를 가열하는 단계;
    상기 프로세스 챔버의 상류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들을 폐쇄하는 단계;
    상기 프로세스 챔버로부터 하류에 위치한 도관 상에 배치되는 밸브들을 개방하는 단계;
    상기 프로세스 챔버 내에 기판을 위치시키는 단계;
    상기 프로세스 챔버를 가열하는 단계;
    상기 프로세스 챔버로부터 하류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들을 폐쇄하는 단계;
    상기 보일러에 의해 생성된 유체가 상기 프로세스 챔버를 가압할 수 있게 하기 위해, 상기 프로세스 챔버로부터 상류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들을 개방하는 단계;
    상기 프로세스 챔버로부터 하류에 위치한 도관들 상에 배치되는 밸브들을 개방하는 단계; 및
    프로세스로부터의 유체를 컨덴서로 유동시키는 단계를 포함하는, 기판 프로세스 방법.
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