KR101543991B1 - 프로세스 챔버로 세정 가스를 공급하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
프로세스 챔버를 세정하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 원격 플라즈마 공급원 및 둘 이상의 프로세싱 영역을 가지는 프로세스 챔버를 포함하는 프로세스 챔버가 제공된다. 각 프로세싱 영역은 프로세싱 영역 내에 배치된 기판 지지 조립체, 기판 지지 조립체 위의 프로세싱 영역 내로 가스를 제공하도록 구성된 가스 분배 시스템, 그리고 기판 지지 조립체 아래의 프로세싱 영역으로 가스를 제공하도록 구성된 가스 통로를 포함한다. 제 1 가스 도관은 원격 플라즈마 공급원으로부터 각 프로세싱 영역 내의 가스 분배 조립체를 통해서 세정 작용제를 유동시키도록 구성되는 한편, 제 2 가스 도관은 제 1 가스 도관으로부터 각 프로세싱 영역의 가스 통로로 상기 세정 작용제의 일부를 전향시키도록 구성된다.
Description
본원 발명의 실시예는 일반적으로 기판 프로세싱 장치의 프로세스 챔버를 세정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원 발명의 실시예는 증착을 위해 사용되는 프로세스 챔버를 세정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
다수의 증착 단계들을 프로세스 챔버 내에서 수행한 후에, 챔버 벽에 형성될 수 있는 바람직하지 못한 증착 잔류물을 제거하기 위해서 프로세스 챔버를 세정할 필요가 있을 것이다. 현재의 화학기상증착(CVD) 또는 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD) 프로세스 챔버를 세정하기 위한 하나의 통상적인 방식은 프로세스 챔버로부터 분리된 원격 플라즈마 공급원(RPS)으로부터 공급되는 세정 플라즈마를 이용하는 것이다. RPS는 일반적으로 불소계 세정 가스로부터 형성된 세정 플라즈마를 제공하고, 상기 세정 플라즈마는 가스 박스, 가스 매니폴드, 및 프로세스 챔버에 설치된 가스 분배 시스템을 포함하는 가스 순환 하드웨어를 통해서 증착 챔버 내로 유동된다.
세정 중에 보다 높은 에칭률을 달성하기 위해서, 일반적으로 세정 플라즈마가 원자 불소 라디칼로 이루어진 활성 형태로 공급된다. 그러나, 일반적으로, RPS로부터 증착 챔버까지의 복잡한 이송 경로로 인해서 원자 불소 라디칼이, 더 낮은 에칭률을 갖는 분자 가스로 조기에 재결합(recombination)된다. 결과적으로, 세정 가스의 전구체 분해 효율이 높은 경우에도 세정 효율이 낮을 수 있을 것이다. 또한, 300 mm 프로세스 챔버와 같은, 큰 부피와 복잡한 기하학적 형상을 가지는 챔버의 경우에, 일반적으로 챔버 펌핑 포트는 챔버로 세정 가스를 전달하기 위해서 이용되는 샤워헤드에 근접해 있다. 그에 따라, 샤워헤드와 펌핑 포트 사이에 위치된 기판 지지 조립체 아래의 열악한 가스 순환이 기판 지지 조립체 아래의 낮은 세정 효율을 초래한다.
그에 따라, 증착 챔버를 세정하기 위한 향상된 장치 및 방법에 대한 필요성이 있다 할 것이다.
프로세스 챔버를 세정하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 원격 플라즈마 공급원 및 둘 이상의 프로세싱 영역을 가지는 프로세스 챔버를 포함하는 프로세스 챔버가 제공된다. 각 프로세싱 영역은 프로세싱 영역 내에 배치된 기판 지지 조립체, 기판 지지 조립체 위의 프로세싱 영역 내로 가스를 제공하도록 구성된 가스 분배 시스템, 그리고 기판 지지 조립체 아래의 프로세싱 영역으로 가스를 제공하도록 구성된 가스 통로를 포함한다. 제 1 가스 도관은 원격 플라즈마 공급원으로부터 각 프로세싱 영역 내의 가스 분배 조립체를 통해서 세정 작용제(agent)를 유동시키도록 구성되는 한편, 제 2 가스 도관은 제 1 가스 도관으로부터 각 프로세싱 영역의 가스 통로로 세정 작용제의 일부를 전향시키도록 구성된다.
다른 실시예에서, 로드록 챔버, 상기 로드록 챔버에 커플링된 이송 챔버, 원격 플라즈마 공급원, 및 상기 이송 챔버에 커플링된 프로세스 챔버를 포함하는 기판 프로세싱 시스템이 제공된다. 이러한 프로세스 챔버는, 적어도 제 1 프로세싱 영역을 가지는 챔버 본체, 상기 제 1 프로세싱 영역 내에 배치된 제 1 기판 지지 조립체, 상기 원격 플라즈마 공급원에 커플링되고 상기 원격 플라즈마 공급원으로부터 제 1 프로세싱 영역 내로 상기 기판 지지 조립체의 위로부터 가스를 제공하도록 구성된 제 1 가스 분배 조립체, 그리고 상기 원격 플라즈마 공급원에 커플링되고 상기 원격 플라즈마 공급원으로부터 제 1 프로세싱 영역 내로 기판 지지 조립체 아래로부터 가스를 제공하도록 구성된 가스 통로를 포함한다.
다른 실시예에서, 프로세스 챔버로 프로세싱 가스를 공급하기 위한 방법이 개시된다. 그러한 방법은 플라즈마 공급원을 제공하는 단계, 플라즈마 공급원으로부터 프로세스 챔버의 상단부를 통해서 프로세스 챔버의 내부 부피로 제 1 부피의 세정 작용제를 유동시키는 단계, 그리고 제 2 부피의 세정 작용제를 기판 지지 조립체의 아래로부터 내부 부피로 유동시키는 단계를 포함한다.
본원 발명의 전술한 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 첨부 도면에 일부가 도시된 실시예들을 참조하여, 간략히 앞서 요약된 본원 발명을 보다 특정하여 설명한다. 그러나, 첨부 도면들은 본원 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시한 것에 불과하고 그에 따라 본원 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 할 것이며, 본원 발명은 다른 균등한 효과의 실시예들도 인정할 것임이 주목되어야 한다.
도 1은 세정 시스템을 가지는 프로세싱 시스템의 일 실시예를 도시한 개략 평면도이다.
도 2는 트윈(twin) 프로세스 챔버의 일 실시예를 도시한 개략 단면도이다.
도 3a는 도 2의 프로세스 챔버에서 사용된 밸브의 일 실시예를 도시한 수평 방향 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 밸브를 도시한 부분적인 등축적(isometric) 개략 절개도이다.
도 3c는 도 3a의 밸브를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 프로세스 챔버 내에서 수행될 수 있는 증착 시퀀스의 일 실시예에 대한 방법의 단계들을 기재한 흐름도이다.
도 5는 플래퍼(flapper)의 다른 실시예의 전개 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 플래퍼의 부분 단면도 및 평면도이다.
도 8a-8b는 밸브 본체의 다른 실시예의 평면도 및 저면도이다.
도 8c는 도 8b의 절단선 8C-8C를 따라서 취한 밸브 본체의 단면도이다.
도 8d는 도 8c의 절단선 8D-8D를 따라 취한 밸브 본체의 단면도이다.
이해를 돕기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에서 공통되는 동일한 구성요소를 나타내기 위해 동일한 참조 부호를 사용하였다. 특별한 언급이 없더라도, 일 실시예에서 개시된 구성요소들이 다른 실시예에서 유리하게 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 세정 시스템을 가지는 프로세싱 시스템의 일 실시예를 도시한 개략 평면도이다.
도 2는 트윈(twin) 프로세스 챔버의 일 실시예를 도시한 개략 단면도이다.
도 3a는 도 2의 프로세스 챔버에서 사용된 밸브의 일 실시예를 도시한 수평 방향 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 밸브를 도시한 부분적인 등축적(isometric) 개략 절개도이다.
도 3c는 도 3a의 밸브를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 프로세스 챔버 내에서 수행될 수 있는 증착 시퀀스의 일 실시예에 대한 방법의 단계들을 기재한 흐름도이다.
도 5는 플래퍼(flapper)의 다른 실시예의 전개 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 플래퍼의 부분 단면도 및 평면도이다.
도 8a-8b는 밸브 본체의 다른 실시예의 평면도 및 저면도이다.
도 8c는 도 8b의 절단선 8C-8C를 따라서 취한 밸브 본체의 단면도이다.
도 8d는 도 8c의 절단선 8D-8D를 따라 취한 밸브 본체의 단면도이다.
이해를 돕기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에서 공통되는 동일한 구성요소를 나타내기 위해 동일한 참조 부호를 사용하였다. 특별한 언급이 없더라도, 일 실시예에서 개시된 구성요소들이 다른 실시예에서 유리하게 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본원 명세서에 기재된 실시예는 하나 또는 둘 이상의 기판 상에서 플라즈마 프로세스(예를 들어, 에칭, CVD, PECVD 등)를 수행하도록 작동될 수 있는 기판 프로세싱 시스템에 관한 것이고, 증착 프로세스 동안에 형성된 잔류물을 제거하기 위해서 플라즈마 세정을 거치게 된다. 기판 프로세싱 시스템의 하나의 도시된 예는 비제한적으로 팩토리 인터페이스(factory interface), 로드록 챔버, 이송 챔버, 및 서로 격리될 수 있고 공통 가스 공급부 및 공통 배기 펌프를 공유할 수 있는 둘 또는 셋 이상의 프로세싱 영역을 구비하는 하나 이상의 프로세스 챔버를 포함한다. 프로세스 챔버의 내부로부터 증착 잔류물을 제거하기 위해서, 원격 플라즈마 공급원은 프로세스 챔버의 상단부 및 하단부로부터 프로세스 챔버의 내부로 공급되는 세정 플라즈마를 생성하도록 작동가능하다. 그에 따라, 프로세스 챔버의 내부가 보다 효율적인 방식으로 세정될 수 있을 것이다.
도 1은 기판 프로세싱 시스템(100)의 실시예를 도시한 개략도이다. 기판 프로세싱 시스템(100)은 기판들이 하나 이상의 로드록 챔버(140)로 로딩되고 하나 이상의 로드록 챔버(140)로부터 언로딩되는 팩토리 인터페이스(110), 기판 핸들링을 위한 로봇(172)을 수용하는 기판 이송 챔버(170), 그리고 상기 이송 챔버(170)에 연결된 하나 이상의 프로세스 챔버(200)를 포함한다. 상기 프로세스 챔버(200)는 에칭, CVD 또는 PECVD 프로세스와 같은, 다양한 플라즈마 프로세스를 수용하고 챔버 하드웨어를 지원할 수 있도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 팩토리 인터페이스(110)는 기판 카셋트(113) 및 기판-핸들링 로봇(115)을 포함할 수 있다. 각 카셋트(113)는 프로세싱을 위해 대기하는 기판들을 담고 있다. 기판-핸들링 로봇(115)은 기판을 로드록 챔버(140) 내로 로딩하기 위한 준비 중에 각 카셋트(113) 내의 기판들을 인덱싱(index)하기 위한 기판 맵핑(mapping) 시스템을 포함할 수 있다.
로드록 챔버(140)는 팩토리 인터페이스(110)와 이송 챔버(170) 사이의 진공 인터페이스를 제공한다. 각 로드록 챔버(140)는 로드록 챔버(140) 내에 적층된 상부 기판 지지부(도시하지 않음) 및 하부 기판 지지부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 상부 기판 지지부 및 하부 기판 지지부는 그 상부에 유입 기판 및 배출 기판을 지지하도록 구성된다. 기판은 슬릿 밸브(146)를 통해서 팩토리 인터페이스(110)와 로드록 챔버(140) 사이에서, 그리고 슬릿 밸브(148)를 통해서 로드록 챔버(140)와 이송 챔버(170) 사이에서 이송될 수 있다. 상부 기판 지지부 및 하부 기판 지지부는 내장형 히터 또는 쿨러와 같이 이송 중에 기판을 가열 또는 냉각하기 위한 온도 제어용 장치(features)를 포함할 수 있다.
이송 챔버(170)는 로드록 챔버(140)와 프로세스 챔버(200) 사이에서 기판을 이송하도록 작동가능한 기판-핸들링 로봇(172)을 포함한다. 보다 구체적으로, 기판-핸들링 로봇(172)은 두 개의 기판을 하나의 챔버로부터 다른 챔버로 동시에 이송하기에 적합한 듀얼 기판-핸들링 블레이드(174)를 구비할 수 있다. 블레이드(174)들은 또한 서로 독립적으로 이동하도록 구성될 수도 있을 것이다. 기판은 슬릿 밸브(176)를 통해서 이송 챔버(170)와 프로세스 챔버(200) 사이에서 이송될 수 있을 것이다. 기판-핸들링 로봇(172)의 이동은 서보 모터 또는 스텝퍼 모터를 포함할 수 있는 모터 구동 시스템(도시하지 않음)에 의해서 제어될 수 있을 것이다.
도 2는 프로세스 챔버(200)의 일 실시예를 도시한 개략 단면도이다. 프로세스 챔버(200)는 2개의 프로세싱 영역(202)을 포함하며, 그러한 프로세싱 영역들에서는 기판들(204)이 동시적인(concurrent) 방식으로 플라즈마 프로세싱될 수 있을 것이다. 각 프로세싱 영역(202)은 프로세스 부피(216)를 부분적으로 한정하는 측벽(212) 및 하단부(214)를 구비한다. 프로세스 부피(216)는 기판(204)이 각 프로세싱 영역(202) 내외로 용이하게 이동할 수 있게 하는 밸브(176)에 의해서 선택적으로 밀봉됨에 따라, 벽(212)에 형성된 접근 포트(도시하지 않음)를 통해서 접근할 수 있을 것이다. 각 프로세싱 영역(202)의 벽(212) 및 하단부(214)가 알루미늄 또는 프로세싱과 양립가능한(compatible) 기타 물질의 일체형 블록으로부터 제조될 수 있을 것이다. 각 프로세싱 영역(202)의 벽(212)은 리드(lid) 조립체(222)를 지지하고, 그리고 또한 배기 포트(226)를 가지는 라이너(224)의 조립체를 포함하며, 상기 배기 포트를 통해서 프로세싱 영역(202)이 진공 펌프(도시하지 않음)에 의해서 균일하게 배기될 수 있을 것이다.
기판 지지 조립체(230)는 각 프로세싱 영역(202) 내의 중심에 배치된다. 일 실시예에서, 지지 조립체(230)의 온도가 제어될 수 있을 것이다. 지지 조립체(230)는 지지 조립체(230) 및 그 상부에 배치된 기판(204)을 사전결정된 온도로 제어가능하게 가열하도록 작동될 수 있는 하나 이상의 매립형 히터(234)를 캡슐화(encapsulate)할 수 있는 알루미늄으로 제조된 지지 베이스(232)를 포함한다. 일 실시예에서, 지지 조립체(230)는 프로세싱되는 물질의 프로세싱 파라미터에 따라서 기판(204)을 약 150 ℃ 내지 약 1000 ℃ 사이의 온도에서 유지하도록 작동될 수 있을 것이다.
각 지지 베이스(232)는 기판(204)을 지지하기 위한 상부측(upper side; 236)를 구비하는 한편, 지지 베이스(232)의 하부측은 스템(stem; 238)에 커플링된다. 스템(238)은 지지 조립체(230)를 승강 시스템(240)에 커플링하며, 상기 승강 시스템은 상승된 프로세싱 위치와, 프로세싱 영역(202) 내외로의 기판 이송을 용이하게 하는 하강된 위치 사이에서 수직으로 지지 조립체(230)를 이동시킨다. 스템(238)은 전기적 및 서모커플(thermocouple) 리드(leads)를 위한 도관을 지지 조립체(230)와 챔버(200)의 다른 부품들 사이에 추가적으로 제공한다. 벨로우즈(242)가 각 프로세싱 영역(202)의 하단부(214)와 스템(238) 사이에 커플링될 수 있을 것이다. 벨로우즈(242)는 프로세스 부피(216)와 각 프로세싱 영역(202) 외부의 대기 사이에 진공 밀봉부를 제공하는 한편 지지 조립체(230)의 수직 이동을 용이하게 한다.
기판(204)의 이송을 용이하게 하기 위해서, 각 지지 베이스(232)가 또한 다수의 개구부(246)를 구비하고, 그러한 개구부를 통해서 승강 핀(248)이 이동가능하도록 장착된다. 승강 핀(248)은 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동하도록 작동될 수 있다. 도 2에 도시된 제 1 위치는 기판(204)이 지지 베이스(232)의 상부측(236) 상에 놓일 수 있게 허용한다. 제 2 위치(도시하지 않음)는 기판(204)이 접근 포트(도시하지 않음)를 통해서 들어오는 기판-핸들링 로봇(172)으로 이송될 수 있도록 지지 베이스(232) 위로 기판(204)을 상승시킨다. 승강 핀(248)의 상향/하향 이동이 가동형(movable) 플레이트(250)에 의해서 구동될 수 있을 것이다.
리드 조립체(lid assembly: 222)는 각 프로세싱 영역(202) 내에서 프로세스 부피(216)에 대한 상부 경계를 제공한다. 리드 조립체(222)는 프로세싱 영역(202)의 서비스를 위해서 분리되거나 개방될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 리드 조립체(222)가 알루미늄으로 제조될 수 있다.
리드 조립체(222)가 입구 포트(260)를 포함할 수 있고, 그러한 입구 포트를 통해서 프로세싱 가스가 프로세싱 영역(202)으로 도입될 수 있을 것이다. 프로세싱 가스는 가스 공급원(261)으로부터 제공되는 증착(또는 에칭) 가스, 또는 원격 플라즈마 공급원(RPS)(262)으로부터 제공되는 세정 플라즈마를 포함할 수 있다. 가스 분배 조립체(270)가 리드 조립체(222)의 내측에 커플링될 수 있다. 가스 분배 조립체(270)는 페이스플레이트(faceplate)(또는 샤워헤드)(276)에 대한 중간에 배치되는 블록커(blocker) 플레이트(274)를 가지는 환형 베이스 플레이트(272)를 포함한다. 블록커 플레이트(274)는 페이스플레이트(276)의 후방면으로 균일한 가스 분배를 제공한다. 입구 포트(260)를 통해서 공급되는 프로세싱 가스가 환형 베이스 플레이트(272)와 블록커 플레이트(274) 사이에서 부분적으로 한정되는 제 1 중공형 부피(278)로 도입되고, 그 다음 상기 블록커 플레이트(274) 내에 형성된 다수의 통로(280)를 통해서 블록커 플레이트(274)와 페이스플레이트(276) 사이의 제 2 부피(282)로 유동한다. 이어서, 프로세싱 가스는 페이스플레이트(276)에 형성된 다수의 통로(284)를 통해서 제 2 부피(282)로부터 프로세스 부피(216)로 도입된다. 페이스플레이트(276)는 절연체 물질(286)을 통해서 챔버 벽(212)과 블록커 플레이트(274)(또는 베이스 플레이트(272))로부터 격리된다. 환형 베이스 플레이트(272), 블록커 플레이트(274) 및 페이스플레이트(276)는 염소계 세정 가스, 불소계 세정 가스, 이들의 조합물 또는 그 외의 선택된 세정 화학물질과 같은 플라즈마로 세정될 수 있는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 양극처리된 알루미늄, 니켈, 또는 다른 양립가능형 금속 합금으로 제조될 수 있다.
프로세싱 가스를 각 프로세싱 영역(202)으로 전달하기 위해서, 가스 순환 시스템이 각 프로세싱 영역(202)과, 가스 공급원(261) 및 RPS(262) 사이에 설치된다. 가스 순환 시스템은 각 프로세싱 영역(202) 상부에서 입구 포트(260)를 가스 공급원(261) 및 RPS(262)에 각각 연결하는 제 1 가스 도관들(290), 그리고 밸브(300)를 통해서 상기 제 1 가스 도관(290)과 연결된 하나 이상의 제 2 가스 도관(294)을 포함한다. 챔버 벽을 통해서 하향 연장되고, 그리고 각 프로세싱 영역(202)의 하단 부분 내로 각각 개방된 하나 또는 둘 이상의 교차-채널(296)을 가로지르는 하나 또는 둘 이상의 통로(292)에 제 2 가스 도관(294)이 커플링된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 개별적인 통로(292, 296)가 각 영역(202)을 밸브(300)에 개별적으로 커플링하는데 이용된다. 또한, 각 영역(202)은, 영역(202)들 중 하나로 세정 가스를 전달하고 그리고 다른 영역들로는 전달하지 않는 것을 포함하여, 세정 가스의 유동이 각 영역(202)으로 선택적으로 그리고 독립적으로 전달될 수 있도록 개별적인 전용 밸브(300)에 의해서 제어되는 상기 각 영역(202)으로의 가스 전달을 가질 수 있음이 또한 고려된다. 즉, 원격 플라즈마 공급원은 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들의 상부 부분들 및 바닥 부분들 중 하나 이상을 향하는 세정 플라즈마를 제공할 수 있다. 세정 플라즈마가 RPS(262)로부터 제공될 때, 밸브(300)가 개방될 수 있으며, 그에 따라 각 프로세싱 영역(202)의 상단부를 통해서 전달되는 세정 플라즈마의 일부가 또한 각 프로세싱 영역(202)의 바닥 부분으로 전향될 수 있을 것이다. 그에 따라, 기판 지지 조립체(230) 아래에서 세정 플라즈마가 정체하는 것이 실질적으로 방지될 수 있고 그리고 기판 지지 조립체(230) 아래의 영역에 대한 세정 효율이 개선될 수 있을 것이다.
도 3a-3b는 밸브(300)의 일 실시예를 도시한 수평 단면도 및 부분적인 개략 등축도이다. 도시된 바와 같이, 밸브(300)는 밸브 본체(330), 플래퍼(302), 밀봉 컵(304), 및 커플링 기구(308)를 포함한다. 밸브 본체(330)는 세정 및 프로세스 화학물질과 함께 사용하기에 적합한 고온 물질로 제조될 수 있을 것이다. 적합한 물질의 예에는 다른 것들 가운데 알루미늄, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 사파이어 및 세라믹이 포함된다. 적합한 물질의 다른 예에는 불소 및 산소 라디칼에 의한 부식에 내성을 가지는 물질이 포함된다. 하나의 실시예에서, 밸브 본체(330)가 알루미늄으로 제조된다. 밸브 본체(330)는 유동이 밸브 본체(330)의 유입구(399)와 한 쌍의 배출구 포트(332) 사이를 통과하는 것을 실질적으로 방지하기 위해서 선택적으로 회전될 수 있는 플래퍼(302)를 수용한다. 유입구(399)는 RPS 공급원(262)에 커플링되도록 구성되는 한편, 배출구 포트(332)는 제 2 가스 도관(294) 및 통로(292)를 통해서 영역(202)으로 커플링되도록 구성된다. 유입구(399) 및 배출 포트(332)가 도관(290, 294)에 대한 누설-방지 연결부를 만들기에 적합한 피팅(fitting)을 수용하도록 구성될 수 있을 것이다.
플래퍼(302)의 액츄에이터 부분은 컵 밀봉부(304)에 의해서 둘러싸이고, 그것은 컵 밀봉부(304)를 밸브 본체(330)에 단단히 고정하기 위해서 사용된다. 플래퍼(302)는 대체로 원통형 형상인 외측 본체(310)와 상기 외측 본체(310)의 대향 측부에 부착되는 유동-방해 플레이트(312)로 분할된다. 일 실시예에서, 외측 본체(310) 및 방해 플레이트(312)를 포함하는 플래퍼(302)가 알루미늄 또는 전술한 바와 같은 다른 물질로 제조된 하나의 분할되지 않은 본체일 수 있을 것이다. 플래퍼(302) 및 본체(330)는 그들 사이에 최소 누설이 발생되도록 정밀 공차(close tolerances)로 제조된다. 그에 따라, 플래퍼(302) 및 본체(330)는 세정 가스 및/또는 기타 종(species)에 의해서 부착 및/또는 마모될 수 있는 개별적인 동적(dynamic) 밀봉부를 필요로 하지 않도록 디자인될 수 있다. 사용시에, 외측 본체(310)를 실질적으로 캡슐화하는 밀봉 컵(304)이 플래퍼(302)의 상대적인 회전을 허용하도록 구성되고, 그리고 가스 순환 시스템의 내부에 상응하는 유동-방해 플레이트(312)의 측부를 외부 환경으로부터 실질적으로 밀봉한다.
플래퍼(302)의 회전은 커플링 기구(308)를 통해서 구동된다. 일 실시예에서, 커플링 기구(308)는 2개의 자화된 단부 부분(318)을 가지는 대체로 U-자 형상이다. 자화된 단부 부분(318)은 매립된 자석들을 구비하고, 그러한 매립된 자석들은 부식성 가스들이 매립된 자석에 직접적으로 접촉하는 것을 방지하도록 플래퍼(302)의 내부에서 완전히 둘러싸이게 된다. 커플링 기구(308)가 밀봉 컵(304)의 위에 배치되고, 이때 2개의 자화된 단부 부분(318)이 외측 본체(310)에 매립된 자석(322)의 2개의 반대 극(320)과 각각 마주한다. 자석(322)은 영구 자석 및/또는 전자석일 수 있다. 밀봉 컵(304)과 커플링 기구(308) 사이에 갭이 존재함에 따라, 밀봉 컵(304)이 커플링 기구(308)와의 고온 접촉으로부터 보호된다. 커플링 기구(308)가 회전될 때, 자화된 단부 부분(318)과 자석(322)의 반대 극(320)들 사이의 자기적 인력이 플래퍼(302)를 회전시킨다. 이러한 방식에서, 유동-방해 플레이트(312)의 배향이 회전에 의해서 가스 유동 통로를 허용하거나(개방 상태, 도 3a에 도시됨) 가스 유동 통로를 폐쇄하도록(폐쇄 상태, 도 3a의 점선으로 도시됨) 변경될 수 있다.
도 3c는 도 3a의 절단선 C-C을 따라 취한 제 2 도관(294)에 커플링된 밸브(300)의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 컵 밀봉부(304)는 플래퍼(302)를 유지하기 위해서 밸브 본체(330)에 체결될 수 있는 칼라(306)를 포함한다. 정지(static) 밀봉부(314)가 밸브 본체(330)와 칼라(306) 사이에 제공되어 누설을 방지할 수 있을 것이다. 정지 밀봉부(314)가 프로세스 및 세정 화학물질과 함께 사용하기에 적합한 물질로 제조될 수 있을 것이며, 불소계 세정 가스를 이용하는 실시예에서 그 물질은 VITON일 수 있다. 밸브(300)는, 이동하는 샤프트 또는 동적인 밀봉부를 구비하지 않기 때문에, 밸브의 서비스 수명이 종래의 디자인에 비해서 크게 연장될 것이고 밸브 부품들의 실질적인 마모가 없이 섭씨 250 도를 넘는 온도에서도 작동될 수 있을 것이다.
플래퍼(302)의 회전은 유동 방해 플레이트(312)의 단부와 밸브 본체(330)의 벽(335) 사이에서 인터페이싱하는 볼 베어링(334), 그리고 외측 본체(310)와 밀봉 컵(304) 사이에서 인터페이싱하는 볼 베어링(336)을 통해서 용이하게 이루어질 수 있을 것이다. 커플링 기구(308)를 통해서 구동됨으로써, 유동 방해 플레이트(312)의 배향이 유입 가스 유동(340)의 통로를 차단 또는 허용하도록 배향될 수 있을 것이고, 예를 들어 세정 가스가 제 2 가스 도관(294) 내로 지향될 수 있을 것이다.
볼 베어링(334, 336) 대신에, 또는 추가적으로, 도 3d에 도시된 바와 같이 베어링(398)이 플래퍼(302)와 밸브 본체(330) 사이에 배치될 수 있을 것이다. 베어링(398)은 불소 및 산소 라디칼에 의한 부식에 대해서 내성을 가지는 물질로 제조될 수 있을 것이며, 일 실시예에서 그러한 물질은 세라믹 물질이다. 베어링(398)은 다수의 롤러(396)를 통해서 하부 레이스(397) 상에서 회전하는 상부 레이스(395)를 포함한다. 상부 레이스(395)는 플래퍼(302)와 접촉한다. 일 실시예에서, 상부 레이스(395)가 플래퍼(302)에 압입 끼워맞춤(press-fit)된다. 하부 레이스(397)가 밸브 본체(330)와 접촉한다. 일 실시예에서, 하부 레이스(397)가 밸브 본체(330)에 대해서 압입 끼워맞춤된다. 롤러(396)는 원통형, 볼 형태, 테이퍼형, 원뿔형 또는 다른 적절한 형상을 가질 수 있을 것이다.
대안적으로, 도 3e에 도시된 바와 같이 하나 또는 둘 이상의 자석 베어링(390)을 이용하여 플래퍼(302)와 밸브 본체(330) 사이에 베어링을 제공할 수 있을 것이다. 자석 베어링(390)은 한 쌍의 척력 자석들을 포함한다. 도 3e에 도시된 실시예에서, 자석 베어링(390)은 플래퍼(302)의 대향 단부에 배치된 두 쌍의 척력 자석들, 즉, 제 1 쌍(392A, 394A) 및 제 2 쌍(392B, 394B)을 포함한다. 자석(394A, 394B)은 플래퍼(302) 내에서 캡슐화되며, 그에 따라 그 자석들은 세정 가스 내에 존재하는 불소 및 산소 라디칼로부터 보호된다. 자석(392A, 392B)은 영구 자석 또는 전자석일 수 있다. 자석 쌍(392A, 394A 및 392B, 394B)은 밸브 본체(330) 내에서 플래퍼(302)를 부양시키는 역할을 하며, 그에 따라 플래퍼(302)는 커플링 기구(308)와의 자기적 상호작용에 의해서 자유롭게 회전될 수 있을 것이다.
커플링 기구(308)가 액츄에이터(390)에 의해서 회전되어 밸브(300)를 개방 및 폐쇄한다. 액츄에이터(390)가 솔레노이드, 공기 모터, 전기 모터, 공압식 실린더, 또는 커플링 기구(308)의 회전 운동을 제어하기에 적합한 다른 액츄에이터일 수 있을 것이다. 액츄에이터(390)가 밸브(300), 프로세스 챔버(200) 또는 다른 적합한 구조물에 장착될 수 있을 것이다.
도 4는 프로세스 챔버(200)의 작동 시퀀스의 일 실시예의 방법 단계들을 도시한 흐름도이다. 시작 단계(402)에서, 에칭 또는 증착 프로세스와 같은 플라즈마 프로세스가 가해지도록 기판이 프로세스 챔버(200)의 프로세싱 영역(202) 내로 도입된다. 단계(404)에서, 밸브(300)가 폐쇄되는 동안에, 프로세스 가스가 가스 공급원(261)으로부터 제 1 도관(290) 및 각 프로세싱 영역(202)의 상단부에 위치하는 가스 분배 플레이트 조립체(270)를 통해서 프로세스 부피(216) 내로 전달된다. 단계(406)에서, 플라즈마 프로세스가 완료된 후에, 기판이 프로세싱 영역(202)으로부터 제거된다. 단계(408)에서, 밸브(300)가 폐쇄 상태에 있는 동안에, 염소계 세정 가스, 불소계 세정 가스, 또는 이들의 조합과 같은, RPS(262)로부터의 세정 작용제가 제 1 도관(290) 및 각 프로세싱 영역(202)의 상단부에 위치하는 가스 분배 플레이트 조립체(270)를 통해서 전달된다. 일 실시예에서, 세정 가스는 NF3, F2, SF6, Cl2, CF4, C2F6, CCl4 또는 C2Cl6 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 각 프로세싱 영역(202)의 상단부를 통해서 세정 가스가 도입되는 동안에, 공급된 세정 플라즈마의 일부를 통로(292)를 통해서 기판 지지 조립체(230) 아래의 각 프로세싱 영역(202)의 하단부(214)로 전향시키기 위하여 일 시간 기간 동안에, 단계(410)에서 밸브(300)가 개방된다. 이러한 부가적인 세정 플라즈마의 유동은 불소 라디칼의 재결합을 감소시키고, 그리고 지지 조립체(230) 아래의 유동 정체를 제거한다. 또한, 전향된 세정 가스를 채널(196)을 통해서 도입하는 것은 챔버(200)의 외부로 펌핑되기에 앞서서 기판 지지 조립체(230) 아래에서 잘-혼합된 난류 유동을 생성한다. 결과적으로, 각 프로세싱 영역(202) 내의 세정률이 개선될 수 있을 것이다. 단계(410)에서 밸브(300)의 개방이 단계(408)에서의 세정 가스의 도입 이전에 또는 그와 동시에 이루어질 수 있음이 고려된다. 단계(412)에서, 일단 세정 작업이 완료되면, 세정 가스의 공급이 종료된다. 또한, 밸브(300)는 RPS 공급원(262)으로부터 도관(290, 294)을 통한 상대적인 유동을 제어하기에 적합한 다른 타입의 밸브일 수 있고, 그러한 제어에는 유동 및 비-유동 조건들 사이에서 도관(290, 294)을 통한 유동들 사이를 전환하는 것, 또는 도관(290, 294)을 통해 선택된 유동 비율의 범위를 제공하는 것이 포함될 수 있음이 고려된다.
그리하여, 전술한 바와 같이, 기판 프로세싱 시스템은 프로세스 챔버의 상단부 및 하단부 양자를 통해서 프로세싱 가스들을 제어가능하게 유동시킬 수 있게 된다. 세정 동안에, 프로세스 챔버의 상단부 및 하단부를 통해 프로세스 부피로(즉, 기판 지지부의 상단측 및 하단측 모두로부터) 동시에 세정 플라즈마의 제어된 공급을 하는 것은 프로세스 부피 내부에서 화학물질 라디칼들이 재결합되는 것을 감소시킬 수 있을 것이다. 지지 조립체 아래에서 세정 가스를 수평 도입하는 것은 챔버 세정을 촉진하는 난류 유동을 생성한다. 또한, 더 낮은 총 질량 유량은 세정 작용제의 더 높은 중량비가 프로세싱 챔버의 하단부 내로 유동하게 한다. 예를 들어, 5000 sccm의 전체 플라즈마 유량하에서 세정 작용제의 42.67의 질량 백분율이 도관(294) 및 통로(292)를 통해서 프로세싱 챔버의 하단부로 지향되는 한편, 15,000 sccm의 전체 플라즈마 유량 하에서 세정 작용제의 28.8 질량 백분율 만이 프로세싱 챔버의 하단부로 유동한다. 결과적으로, 더 낮은 총 플라즈마 유량이 보다 높은 백분율의 세정 작용제를 프로세스 챔버의 하단부로 전향시킬 수 있으며, 그에 따라 프로세스 챔버가 보다 효과적으로 세정될 수 있을 것이다.
도 5는 플래퍼(500)의 다른 실시예를 도시한 전개도이다. 도 6은 플래퍼(500)의 평면도이다. 도 5 및 도 6 양쪽 모두를 참조하면, 플래퍼(500)는 본체(502), 캡(504), 그리고 하나 또는 둘 이상의 자석(506)을 포함한다. 외측 본체(310) 및 방해 플레이트(312)를 포함하는 플래퍼(302)는 알루미늄 또는 전술한 바와 같은 다른 물질로 제조된 하나의 분할되지 않은 본체가 될 수 있을 것이다. 본체(502) 및 캡(504)은 전술한 물질로부터 제조될 수 있을 것이다.
본체(502)는 외측 본체(534) 및 방해 플레이트(538)를 포함한다. 외측 본체(534)는 제 1 단부(530) 내에 형성된 리세스(528)를 구비하고, 상기 리세스(528)는 적어도 캡(504)의 일부를 수용하도록 크기가 결정된다. 일 실시예에서, 캡(504)이 리세스(528) 내로 가압되어 끼워 맞춰지고 그에 따라 캡(504)은 리세스(528) 내에서 회전하지 못한다. 대안적으로, 캡(504)이 회전을 방지하는 방식으로 본체(502)에 대해서 피닝(pinned), 부착, 본딩, 용접되거나 또는 기타 다른 방식으로 체결될 수 있을 것이다.
방해 플레이트(538)는 본체(502)의 제 2 단부(540)로부터 디스크(536)까지 연장된다. 디스크(536)는 플래퍼(500)의 회전을 용이하게 하기 위해서 밸브 본체 내에 형성된 리세스와 인터페이싱하도록 크기가 정해진다. 일반적으로, 디스크(536)는 외측 본체(534)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 디스크(536)의 하단부 표면(532)은 플래퍼(500)의 회전을 돕는 볼 베어링(도시하지 않음)을 수용하기 위한 포켓(520)을 포함한다.
본체(502)의 제 2 단부(540)는 또한 제 2 단부(540)에 형성된 다수의 함몰부(542)를 포함한다. 일 실시예에서, 함몰부(542)는 방사상으로 배향되고 그리고 폴라 어레이(polar array)를 중심으로 균등하게 이격된다. 상부 레이스(395)가 회전 시 플래퍼(500)와 록킹되도록, 함몰부(542)는 상부 레이스(395)로부터 연장되는 돌출부(도시하지 않음)와 정합되도록 구성된다.
도 7은 포켓(520)을 통한 디스크(536)의 부분 단면도이다. 포켓(520)은 본체(502)의 중심선에 대해서 동심적으로 형성된 한쪽이 막힌 홀(blind hole)(606)을 포함한다. 대응 싱크(countersink; 604)가 홀(606)과 동심적으로 형성된다. 대응 싱크(604)는 포켓(520) 내의 볼 베어링의 유지를 돕는 각도로 형성된다.
도 5 및 도 6을 다시 참조하면, 캡(504)은 상단부(516) 및 하단부(518)를 구비하는 원통형 본체(510)를 포함한다. 원통형 본체(510)는 본체(502)의 리세스(528) 내에 끼워지는 직경을 가진다. 본체(502)의 단부(530)가 립(508)에 의해 형성되는 렛지(ledge; 512) 상에 안착되고, 그에 따라 본체(510)가 본체(502) 내로 사전결정된 깊이로 침투되는 것을 셋팅하도록, 본체(510)의 상단부(516)에 립(508)이 형성된다. 또한, 플래퍼(500)의 중심 축선 상에서 볼 베어링(도시하지 않음)이 유지되는 것을 돕기 위해서, 포켓(520) 또한 캡(504) 내에 형성될 수 있을 것이다.
하나 또는 둘 이상의 자석(506)을 수용하기 위해서 교차-홀(514)이 본체(510)를 통해서 형성된다. 교차-홀(514)은 플래퍼(500)의 중심선에 대해서 수직으로 형성된다. 캡(504)이 본체(502)의 리세스(528) 내로 삽입될 때, 하나 또는 둘 이상의 자석(506)이 교차-홀(514) 내에 포획된다.
일 실시예에서, 하나 또는 둘 이상의 자석(506)은 선형 배열로(in a linear arrangement) 적층된 다수의 자석을 포함한다. 도 5의 실시예에서, 하나 또는 둘 이상의 자석(506)은 북극(524), 남극(522) 및 그 사이에 적층된 하나 이상의 자석(526)을 포함한다.
도 8a-8b는 밸브 본체(800)의 다른 실시예의 평면도 및 저면도이다. 일반적으로, 밸브 본체(800)는 일체형 알루미늄 또는 세라믹 부재이나, 밸브 본체(800)는 다른 적절한 물질로도 제조될 수 있을 것이다. 밸브 본체(800)는 상단부 표면(802) 및 하단부 표면(804)을 포함한다. 제 1 보어(810)가 상단부 표면(802)으로부터 본체(800) 내로 형성된다. 제 1 보어(810)가 연장 부분(806) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 연장 부분(806)은 관통하여 형성된 제 1 통로(812)(점선으로 도시함)를 구비한다. 제 1 통로(812)의 단부는 밸브 본체(800)를 원격 플라즈마 공급원(262)으로 연장되는 도관들에 연결하는 역할을 한다. 제 1 통로(812)의 제 2 단부가 제 2 통로(824)(또한 점선으로 도시됨) 내로 T-자형을 이루게 된다(teed). 제 1 보어(810)가 제 1 통로(812)와 정렬되고 그리고 제 1 통로(812)를 통한 제 2 통로(824)로의 유체 유동을 제어하기 위해서 플래퍼를 수용하도록 크기가 정해진다. 다수의 한쪽이 막힌 스레드(threaded) 장착 홀(816)이 밸브 본체(800)의 제 1 측부(802) 내에 형성되어 밀봉 컵(도시하지 않음)을 밸브 본체(800)에 대해서 유지한다.
밸브 본체(800)의 제 2 측부(804)는 제 2 및 제 3 보어(818)를 포함한다. 제 2 및 제 3 보어(818)는 제 1 및 제 2 통로(812, 824)의 교차부의 양 측부 상에서 제 2 통로(824)와 소통한다. 밸브(800)로부터 챔버 본체로 연장되는 도관이 밸브(800)에 대해서 밀봉식으로 커플링될 수 있도록 허용하기 위해서 o-링 홈(820)이 각 보어(818)를 둘러싼다. 본체(800)를 통해서 형성된 장착 홀(822)을 통과하는 체결기구(도시하지 않음)를 이용하여, o-링을 압착하여 제 2 및 제 3 보어(818)에 커플링된 피팅을 밀봉할 수 있을 것이다. 도 8a-8b에 도시된 실시예에서, 4개의 장착 홀(822)이 각 보어(818)와 연관된다.
이제 도 8c의 단면도를 참조하면, 제 2 통로(824)가 플러그(830)에 의해서 양 단부가 밀봉될 수 있을 것이다. 플러그(830)는 압입 끼워맞춤, 용접, 본딩, 부착, 나사 관통되거나, 또는 다른 적절한 수단에 의해서 본체(800)에 대해서 밀봉식으로 커플링될 수 있을 것이다.
이제 도 8d의 단면도를 참조하면, 제 1 보어(810)는 렛지(832)를 포함하고, 상기 렛지(832)는 플래퍼의 외측 본체와 인터페이싱하고/하거나 베어링(398)의 하부 레이스(397)를 지지한다. 플래퍼의 방해 플레이트가 보어(810) 내로 연장되고 그리고 제 1 통로(812)를 통한 유동을 제어하기 위해서 회전될 수 있을 것이다. 또한, 플래퍼와 본체(800) 사이에 배치된 볼(도시하지 않음)의 유지를 돕기 위해서, 제 1 보어(810)의 하단부가 포켓(520)을 포함할 수 있을 것이다. 베어링(398)이 이용되는 실시예에서, 플래퍼(500)가 회전하는 동안에 하부 레이스(397)가 본체(800)에 고정되도록 베어링(398)의 하부 레이스(397)로부터 연장되는 돌출부와 정합되게끔 구성된 다수의 함몰부(840)를 렛지(832)가 포함할 수 있을 것이다.
도 1을 다시 참조하면, 압력 센서(297)가 원격 플라즈마 공급원(262)의 출력 압력의 미터(metric) 표시값을 탐지할 수 있도록 하기 위해서 플랜지 지지부(299)가 원격 플라즈마 공급원(262)의 배출구와 정렬되어 커플링된다. 센서(297)는 마노미터, 압력 게이지 또는 원격 플라즈마 공급원(262)을 빠져나오는 세정 작용제의 압력의 미터 표기값을 획득하기에 적합한 다른 센서의 형태일 수 있다.
도 9는 플랜지 지지부(299)의 일 실시예를 도시한다. 플랜지 지지부(299)는 유입구(902) 및 2개의 배출구(904, 906)를 포함한다. 유입구(902)는 원격 플라즈마 공급원(262)의 배출구에 커플링되고 그리고 플랜지 지지부(299)를 통해서 연장되는 메인 통로(920)를 통해서 제 1 배출구(904)에 유체적으로 커플링된다. 제 1 배출구(904)는 원격 플라즈마 공급원(262)으로부터 밸브(300)로 그리고 입구 포트(260)로 세정 작용제를 제공하는 도관에 커플링된다. 제 2 배출구(906)는 제 2 통로(922)에 의해서 유입구(902)를 제 1 배출구(904)에 커플링하는 메인 통로(920)에 유체적으로 커플링된다. 제 2 배출구(906)는 센서(297)를 수용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 플랜지 지지부(299)는 압력 기밀 조립체로서 조립되는 플랜지 베이스(912), 파이프(914), 엘보우(916) 및 플랜지(918)를 포함한다. 일 실시예에서, 플랜지 베이스(912), 파이프(914), 엘보우(916), 및 플랜지(918)가 알루미늄 또는 스테인리스 스틸로 제조되고 그리고, 예를 들어, 연속적인 용접에 의해서 함께 용접된다. 플랜지 베이스(912)는 원통형 본체(926)를 포함하고, 그 원통형 본체를 통해서 메인 통로(920)가 형성된다. 원통형 본체(926)는 제 1 단부에서 주요 플랜지(928)를 가지고 제 2 단부를 통해서 보조(minor) 플랜지(930)를 가진다.
유입구(902)는 보조 플랜지(930)를 통해서 형성되고 그리고 보조 플랜지(930)의 면(934) 상에서 o-링 홈(932)에 의해서 둘러싸이게 된다. 보조 플랜지(930)의 면(934)은 또한 다수의 장착 홀(도시하지 않음)을 포함하며, 일 실시예에서 그러한 장착 홀은 다수의 관통 홀의 형태를 가진다.
제 1 배출구(904)는 주요 플랜지(928)를 통해서 형성된다. 주요 플랜지(928)의 면(936)은 밀봉 표면을 제공하도록 마무리된다. 주요 플랜지(928)의 면(936)은 또한 다수의 장착 홀(도시하지 않음)을 포함하며, 일 실시예에서 그러한 장착 홀은 다수의 관통 홀의 형태를 가진다.
원통형 본체(926)는 메인 통로(920) 내로 침입하는 홀(938)을 포함한다. 일 실시예에서, 홀(938)은 메인 통로(920)의 중심선과 동축인 본체(926)의 중심선에 대해서 실질적으로 수직으로 형성된다.
파이프(914)를 통해서 형성된 통로(940)가 홀(938)과 유체적으로 커플링되도록 하는 방식으로 원통형 본체(926)에 밀봉 커플링되도록 파이프(914)가 구성된다. 일 실시예에서, 본체(926)에 대한 파이프(914)의 커플링을 용이하도록 하기 위해서, 파이프(914)의 제 1 단부는 테이퍼를 구비하거나 홀(938)로 삽입되는 감소된 외측 직경을 가진다. 파이프(914)를 엘보우(916)에 대해서 커플링하는 것을 돕기 위해서, 파이프(914)의 제 2 단부는 테이퍼를 구비하거나 엘보우(916)로 삽입되는 감소된 외측 직경을 가진다.
플랜지(918)는 통로(960)가 관통하여 형성된 원통형 스템(950)을 포함한다. 스템(950)의 일 단부는 립(952)을 구비한다. 립(952)은 제 2 배출구(906)를 형성하는 포트(954)를 둘러싼다. 포트(954)는 센서(297)를 플랜지 지지부(299)에 커플링하기에 적합한 방식으로 구성된다.
일 실시예에서, 립(952)의 면(956)은 스템(950)을 통한 통로(960)와 동심적인 리세스(958)를 포함한다. 립(952)의 면(956)은 통로(960)의 중심선에 대해서 실질적으로 수직인 배향을 가질 수 있다. 센서(297)를 고정하기 위해서 이용되는 피팅(도시하지 않음)의 커플링을 돕도록, 립(952)의 후방면(962)이 테이퍼링될 수 있다. 일 실시예에서, 립의 후방면이 스템과 약 205도의 각도를 형성한다. 플랜지(918)를 통해서 형성된 통로(960), 엘보우(916)를 통해서 형성된 통로(964), 파이프(914)를 통해서 형성된 통로(940) 및 지지 플랜지(912) 내에 형성된 홀(938)이 제 2 통로(922)를 형성한다.
그에 따라, 플랜지 지지부(299)는, 바람직하지 못하게 재결합을 촉진할 수 있는 방해를 최소화하면서, 원격 플라즈마 공급원(262)으로부터의 세정 작용제를 직접적으로 전달할 수 있게 허용한다. 추가적으로, 플랜지 지지부(299)는 챔버의 상단부로 루팅된(routed) 다른 설비로부터 이격된 편리한 위치에서 센서(297)를 커플링하는 것을 돕는다.
이상에서, 본원 발명의 특정 실시예들을 설명하였지만, 본원 발명의 추가적인 다른 실시예들도 본원 발명의 기본 범위를 벗어나지 않고 안출될 수 있을 것이고, 본원 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의해서 결정된다.
Claims (15)
- 프로세싱 챔버로서:
적어도 제 1 프로세싱 영역 및 제 2 프로세싱 영역을 규정하는 챔버 본체,
제 1 및 제 2 프로세싱 영역들의 상부 부분들을 향하여 플라즈마를 제공하는 원격 플라즈마 공급원,
상기 원격 플라즈마 공급원을 제 1 및 제 2 입구 포트들에 연결하는 가스 도관, 및
상기 가스 도관에 커플링되는 유입구 그리고 제 1 및 제 2 수직 통로들에 커플링되는 하나 이상의 배출구를 갖는 밸브를 포함하며,
상기 챔버 본체는
제 1 프로세싱 영역 위에 형성되고 제 1 프로세싱 영역의 상부 부분 위에 배치되는 제 1 가스 분배 조립체에 커플링되는 제 1 입구 포트,
제 2 프로세싱 영역 위에 형성되고 제 2 프로세싱 영역의 상부 부분 위에 배치되는 제 2 가스 분배 조립체에 커플링되는 제 2 입구 포트,
챔버 벽을 통하여 하향 연장하는 제 1 수직 통로,
제 1 프로세싱 영역의 바닥 부분으로 개방되고 제 1 수직 통로를 가로지르는 하나 또는 둘 이상의 제 1 교차 채널들,
챔버 벽을 통하여 하향 연장하는 제 2 수직 통로, 및
제 2 프로세싱 영역의 바닥 부분으로 개방되고 제 2 수직 통로를 가로지르는 하나 또는 둘 이상의 제 2 교차 채널들을 포함하고,
상기 밸브의 개방에 의해 원격 플라즈마 공급원으로부터 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들의 바닥 부분들로 플라즈마의 일부가 선택적으로 전환되며, 상기 밸브는,
밸브 본체,
상기 밸브 본체에 의해 수납되는 가동형 플래퍼, 및
상기 가동형 플래퍼를 회전시키도록 작동될 수 있는 밸브 본체의 외측에 배치되는 커플링 기구를 포함하는,
프로세싱 챔버.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 플래퍼는
유동 방해 플레이트, 및
상기 유동 방해 플레이트에 부착되는 외부 본체로서, 하나 이상의 자석이 플래퍼의 외부 본체 내에 매립되는, 외부 본체를 포함하는,
프로세싱 챔버.
- 제 3 항에 있어서,
상기 밸브는 밸브 본체에 단단히 고정되는 밀봉 컵을 더 포함하고, 상기 플래퍼의 외부 본체는 원통형이고 밀봉 컵에 의해 둘러싸이는,
프로세싱 챔버.
- 제 4 항에 있어서,
상기 커플링 기구는 자화된 단부 부분들을 갖는 U 형상 본체를 포함하고, 커플링 기구는 외부 본체 내에 매립되는 자석의 2개의 반대 극들을 마주하는 2 개의 자화된 단부 부분들을 갖는 밀봉 컵 외측에 위치되는,
프로세싱 챔버.
- 제 1 항에 있어서,
상기 원격 플라즈마 공급원은 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들의 상부 부분들 및 바닥 부분들 중 하나 이상을 향하는 세정 플라즈마를 제공하고, 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들의 바닥 부분들은 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들 내에 배치되는 기판 지지부들 아래에 있는,
프로세싱 챔버.
- 프로세싱 챔버로서,
제 1 프로세싱 영역 및 제 2 프로세싱 영역을 규정하는 측벽들, 챔버 리드 그리고 챔버 바닥을 포함하는 챔버 본체,
상기 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들의 입구 포트들에 가스 공급원을 연결하는 가스 도관,
상기 가스 도관과 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들의 수직 통로들 사이에 커플링되는 밸브를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들 각각은
챔버 리드를 통하여 형성되는 입구 포트, 및
챔버 벽을 통하여 하향 연장하고 대응 프로세싱 영역으로 개방되는 수직 통로를 포함하고,
상기 가스 도관은 가스 공급원으로부터의 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 가스들을 입구 포트들을 통하여 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들로 전달하고,
상기 밸브의 개방에 의해 가스 공급원으로부터의 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 가스들의 일부가 수직 통로들을 통하여 제 1 및 제 2 프로세싱 영역들로 선택적으로 전환되며, 상기 밸브는,
밸브 본체,
상기 밸브 본체에 의해 수납되는 가동형 플래퍼, 및
상기 가동형 플래퍼를 회전시키도록 작동될 수 있는 밸브 본체의 외측에 배치되는 커플링 기구를 포함하는,
프로세싱 챔버.
- 제 7 항에 있어서,
상기 플래퍼는
유동 방해 플레이트, 및
상기 유동 방해 플레이트에 부착되는 외부 본체로서, 하나 이상의 자석이 플래퍼의 외부 본체 내에 매립되는, 외부 본체를 포함하는,
프로세싱 챔버.
- 제 8 항에 있어서,
상기 커플링 기구는 자기의 상호작용을 통해서 플래퍼를 회전시키는,
프로세싱 챔버.
- 제 9 항에 있어서,
상기 밸브는 밸브 본체에 단단히 고정되는 밀봉 컵을 더 포함하고, 상기 플래퍼의 외부 본체는 원통형이고 밀봉 컵에 의해 둘러싸이는,
프로세싱 챔버.
- 제 10 항에 있어서,
상기 커플링 기구는 자화된 단부 부분들을 갖는 U 형상 본체를 포함하고, 커플링 기구는 외부 본체 내에 매립되는 자석의 2개의 반대 극들을 마주하는 2 개의 자화된 단부 부분들을 갖는 밀봉 컵 외측에 위치되는,
프로세싱 챔버.
- 제 7 항에 있어서,
상기 가스 공급원은 NF3, F2, SF6, Cl2, CF4, C2F6, CCl4 또는 C2Cl6 중 하나 이상을 포함하고, 상기 수직 통로는 대응 프로세싱 영역 내에 배치되는 기판 지지부 아래의 영역을 개방하는,
프로세싱 챔버.
- 제 1 가스 도관과 제 2 가스 도관 사이의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 밸브로서,
밸브 본체,
상기 밸브 본체에 의해 수납되는 가동형 플래퍼를 포함하며, 상기 플래퍼는,
유동 방해 플레이트, 및
상기 유동 방해 플레이트에 부착되는 외부 본체로서, 하나 이상의 자석이 플래퍼의 외부 본체 내에 매립되는, 외부 본체,
상기 플래퍼의 중심선을 중심으로 외부 본체 및 유동 방해 플레이트를 회전시키도록 작동될 수 있는 밸브 본체의 외측에 배치되어 유동 방해 플레이트가 밸브 본체를 통하는 유동을 차단하는 제 1 위치와 유동 방해 플레이트가 밸브 본체를 통하는 유동을 허용하는 제 2 위치 사이에서 플래퍼가 회전하게 하는 커플링 기구를 포함하는,
밸브.
- 제 13 항에 있어서,
상기 커플링 기구는 자기의 상호작용을 통해서 플래퍼를 회전시키도록 구성되는,
밸브.
- 제 13 항에 있어서,
상기 플래퍼의 회전을 촉진하기 위해 유동 방해 플레이트의 단부와 밸브 본체의 벽 사이에서 인터페이싱하는 베어링을 더 포함하는,
밸브.
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