KR101741283B1 - 베벨 에칭 적용에서 개선된 유체 전달을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

베벨 에칭 적용에서 개선된 유체 전달을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 프로세싱 챔버 내에서 기판을 프로세싱하기 위한 복수의 프로세스 유체들을 공급하는 장치가 개시된다. 이 장치는, 복수의 프로세스 유체 공급 밸브들, 및 크로스오버 밸브와 튜닝 공급 밸브 사이에 정의된 유체 공급 네트워크를 포함한다. 이 장치는 튜닝 공급 밸브를 통해서 유체 공급 네트워크에 연결되는 튜닝 유체 공급부를 더 포함한다. 또한, 복수의 프로세스 유체 공급 밸브들을 통해서 유체 공급 네트워크에 접속된 복수의 프로세스 유체들이 이 장치에 더 포함된다. 또한, 기판 지지체를 갖는 프로세스 챔버가 이 장치 내에 포함된다. 프로세스 챔버는 에지 유체 공급부 및 중심 유체 공급부를 더 포함하는데, 에지 유체 공급부는 에지 인에이블 밸브를 통해서 유체 공급 네트워크에 연결되고, 중심 유체 공급부는 중심 인에이블 밸브를 통해서 유체 공급 네트워크에 연결된다. 여기서, 크로스오버 밸브, 에지 인에이블 밸브, 및 중심 인에이블 밸브는 에지 유체 공급부 또는 중심 유체 공급부 중 하나에 튜닝 유체 또는 프로세싱 유체 중 하나를 흐르게 하도록 허용한다.

Description

베벨 에칭 적용에서 개선된 유체 전달을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODS FOR ENHANCED FLUID DELIVERY ON BEVEL ETCH APPLICATIONS}
반도체 웨이퍼들의 제조 동안의 세정 동작들은 더욱 중요해져 왔다. 피쳐 크기를 추가적으로 감소시키기 위한 계속적인 요구 및 제조 동작의 변화 특성으로 인해, 반도체 기판으로부터의 미립자 재료를 제때 제거하는 것은 중요하다. 감소된 피쳐 크기에 대한 계속적인 요구에 걸맞게, 장비 활용을 최대화하고 재구성을 위한 다운타임 (downtime) 을 최소화하기 위한 유연성 (flexibility) 을 제공할 수 있는 프로세스 장비를 구비하는 것이 바람직하다. 다수의 프로세스 동작들을 수행하도록 재구성가능한 프로세스 장비를 가지는 것은 요구되는 툴들의 개수를 감소시킬 수 있어서, 이에 따라 제조 및 유지보수 비용을 잠재적으로 감소시킨다. 또한, 피쳐 크기가 계속해서 감소함에 따라, 반도체 기판들은 오염물질에 점점 더 민감하다.
따라서, 오염물질의 잠재적인 원천을 최소화시키면서 강화된 프로세스 성능을 위한 프로세스 유연성을 제공할 수 있는 강건한 유체 전달 시스템을 제공하는 것이 필요하다.
일 실시형태에서, 반도체 프로세싱 챔버 내에서 기판을 프로세싱하는 복수의 프로세스 유체를 공급하기 위한 장치가 개시된다. 이 장치는, 복수의 프로세스 유체 공급 밸브들, 및 크로스오버 밸브와 튜닝 공급 밸브 사이에 정의된 유체 공급 네트워크를 포함한다. 이 장치는 튜닝 공급 밸브를 통해서 유체 공급 네트워크에 연결되는 튜닝 유체 공급부를 더 포함한다. 이 장치에는 복수의 프로세스 유체 공급 밸브들을 통해서 유체 공급 네트워크에 연결된 복수의 프로세스 유체들이 더 포함된다. 또한, 기판 지지체를 갖는 프로세스 챔버가 이 장치에 포함된다. 프로세스 챔버는 에지 유체 공급부 및 중심 유체 공급부를 더 포함한다. 에지 유체 공급부는 에지 인에이블 밸브를 통해서 유체 공급 네트워크에 연결되고, 중심 공급부는 중심 인에이블 밸브를 통해서 유체 공급 네트워크에 연결된다. 크로스오버 밸브, 에지 인에이블 밸브, 및 중심 인에이블 밸브는 튜닝 유체 또는 프로세스 유체 중 하나가 에지 유체 공급부 또는 중심 유체 공급부 중 하나로 흐르는 것을 허용한다.
다른 실시형태에서, 기판으로 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 유연한 공급을 제공하는 방법이 개시된다. 이 방법은 제 1 공급 네트워크를 통해서 중심 공급부로의 튜닝 유체의 흐름을 인에이블하는 동작을 포함한다. 제 1 공급 네트워크는 닫힌 크로스플로우 밸브 (closed crossflow valve) 를 포함하는 크로스플로우 네트워크 (cross-flow network) 에 커플링된다. 다른 동작 프로세스에서, 제 2 공급 네트워크를 통해서 에지 공급부로의 프로세스 유체 흐름이 인에이블되고, 여기서 제 2 공급 네트워크는 크로스플로우 네트워크에 커플링된다. 또 다른 동작에서, 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 흐름은 디스에이블된다. 다른 동작에서, 제 1 공급 네트워크, 제 2 공급 네트워크, 크로스플로우 네트워크, 중심 공급부 및 에지 공급부는 크로스플로우 네트워크와 중심 공급부 및 에지 공급부 사이에 연결된 퍼지 네트워크를 통해서 퍼징된다. 다른 동작에서, 프로세스 유체의 흐름이 인에이블되고, 여기서 열린 크로스플로우 밸브는 프로세스 유체를 중심 공급부로 보낸다.
본 발명의 다른 양태 및 이점들은, 본 발명의 원리를 예로서 예시하는, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명은, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 이하의 상세한 설명을 참조하여, 추가적인 이점과 함께 가장 잘 이해될 수도 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 반도체 제조에 이용되는 프로세싱 챔버에 대한 유체 공급 시스템의 간략화된 예시적인 개략도를 나타낸다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 챔버의 예시적인 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 따라서 챔버 내의 에지 피드 (edge feed) 의 단면의 예시적인 근접도이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 챔버 내의 중심 피드 (center feed) 의 단면의 예시적인 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 기판의 중심에 튜닝 유체를 그리고 기판의 에지에 프로세스 유체를 보내기 위한 밸브 위치들의 예시적인 도면이다.
도 6a 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 입력 공급 네트워크, 크로스오버 공급 네트워크 및 챔버 공급 네트워크를 퍼징하기 위한 밸브 위치들의 예시적인 도면이다.
도 6b 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 단일 프로세스 가스의 퍼지를 위한 실시형태를 예시한다.
도 6c 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 공급 및 튜닝 라인들의 퍼징을 위해 밸브 위치들에 대한 실시형태를 예시한다.
도 6d 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 챔버 환기 프로세스를 위한 밸브 위치를 예시하는 간략화된 개략도이다.
도 7a 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 기판의 중심으로 프로세스 유체를 보내기 위한 밸브 위치들의 예시적인 설명이다.
도 7b 는, 챔버 내에 배치된 기판의 에지 영역의 에지에 튜닝 유체 및 프로세스 유체를 전달하기 위한 밸브 위치들을 예시한다.
도 8 은, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 흐름을 변경하기 위한 예시적인 설명을 갖는 플로우차트이다.
반도체 프로세싱 장비에 대해 유연성있는 구성을 제공하기 위한 발명이 개시된다. 프로세싱 챔버를 신속하게 재구성하기 위한 능력은 수행될 수 있는 프로세스들의 유형을 고려하는 유연성을 제조업자에게 제공한다. 이는, 재구성을 위해 더 빨라진 제조 시간 및 감소된 툴 다운타임을 유도할 수 있다. 일 실시형태에서, 에지 에칭 프로세스 유체들이 기판의 중심 부근으로 보내지고 부근에서 분배되도록 하게 하는 공급 네트워크가 개시된다. 대안적으로, 일 실시형태에서, 기판의 중심 부근에서 통상적으로 분포된 튜닝 유체는 기판의 에지 부근으로 보내지고 부근에서 분배될 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 프로세스 유체들은 기판의 중심을 향해서 보내질 수 있고, 또는 프로세스 유체는 기판의 중심 및 기판의 에지 모두에 보내질 수 있다. 전술한 특정 예시들은, 예시적인 것으로 의도되며, 이러한 실시형태들의 다양한 조합들이 활용될 수도 있기 때문에 제한적인 것으로서 파악되지 않아야만 한다.
이하 설명에서, 본 발명의 전체적인 이해를 제공하기 위해 다양한 구체적인 세부사항들이 설명된다. 그러나, 본 발명은 이러한 구체적인 세부사항들의 몇몇 또는 모두 없이도 실행될 수도 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 다른 예시에서, 본 발명을 불필요하게 방해하지 않기 위해 주지된 프로세스 단계들은 설명되지 않을 것이다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 반도체 제조에 이용되는 프로세싱 챔버 (100) 에 대한 유체 공급 시스템의 간략화된 예시적 개략도를 예시한다. 프로세싱 챔버 (100) 는 에지 공급부 (126a) 및 중심 공급부 (126b) 를 포함하는 챔버 공급 네트워크 (126) 로 구성된다. 챔버 공급 네트워크 (126) 에는 크로스오버 네트워크 (124) 가 커플링된다. 크로스오버 네트워크 (124) 내에, 크로스플로우 밸브 (116), 에지 인에이블 밸브 (108) 및 중심 인에이블 밸브 (110) 가 존재한다. 에지 인에이블 밸브 (108) 및 중심 인에이블 밸브 (110) 는 이 실시형태에 대해 선택적이며, 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 다른 실시형태들은 크로스오버 네트워크 (124) 내에 추가적인 밸브들을 포함할 수도 있다.
크로스오버 네트워크 (124) 에는 소스 네트워크 (122) 가 커플링된다. 도 1 에 예시된 실시형태에서, 소스 네트워크 (122) 는 5 개의 유체 소스들 (G1 - G5) 을 포함하지만, 그보다 많은 또는 그보다 적은 유체 소스들이 이용될 수도 있다. 일 실시형태에서, G1 은 질소와 같은 튜닝 유체이다. 다른 실시형태들에서, G1 은 임의의 적절한 불활성 가스와 같은 다른 유체일 수도 있고, 또는 아르곤, 헬륨, 네온, 제논 등과 같은 불활성 가스들의 혼합물일 수 있다. 다른 4 개의 유체 소스들 (G2 - G5) 은 챔버 (100) 내에서 수행되는 프로세싱에 의존하여 다양한 비율로 조합될 수 있는 프로세스 유체들이다. 도 1 에 도시된 실시형태에 대해, 유체 소스들 (G2 - G5) 은, 예를 들어, 산소 (O2), 이산화탄소 (CO2), 테트라플루오로메탄 (CF4), 황 테트라플루오라이드 (SF4) 및 SF6 등 또는 이들의 혼합물과 같은 에칭 프로세스에 이용되는 프로세싱 유체들을 포함할 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.
개별적인 유체들 (G1 - G5) 이 각각의 밸브들 (V1 - V5) 을 통해서 개별적으로 분배될 수 있다. 챔버 (100) 가 주로 반도체 기판의 에지 에칭을 수행하도록 구성되는 일 실시형태에서, 튜닝 유체는 크로스오버 네트워크 (124) 를 통해서 중심 공급부 (126b) 에 연결된다. 마찬가지로, 유체 소스들 (G2 - G5) 은 에지 공급부 (126a) 에 연결된다. 그러나, 크로스오버 네트워크 (124) 는 챔버가 구성을 변경하도록 허용하고, 이에 따라 프로세스 유체들 (G2 - G5) 이 중심 공급부 (126b) 로 보내지는 것을 허용한다. 이와 다르게, 크로스오버 네트워크 (124) 는 튜닝 유체가 에지 공급부 (126a) 로 보내지도록 허용할 수 있다.
소스 네트워크 (122) 및 챔버 공급 네트워크 (126) 모두에 퍼지 밸브들 (112, 114, 118 및 120) 모두가 커플링된다. 소스 네트워크 (122), 크로스오버 네트워크 (124) 및 챔버 공급 네트워크 (126) 전체에 걸친 추가적인 밸브들과 관련하여, 퍼지 밸브들은, 크로스오버 네트워크 (124) 내에서 밸브 위치들을 변경하기 전에 소스 네트워크 (122), 크로스오버 네트워크 (124) 및 챔버 공급 네트워크 (126) 내의 유체가 퍼징되는 것을 가능하게 한다. 크로스오버 네트워크 (124) 를 이용하기 전에 각각의 네트워크들을 퍼징 및 세정하는 것은, 각각의 네트워크들 내에서 파티클 발생을 유도할 수 있는 원치않는 반응을 방지할 수 있다. 프로세스 유체 및 튜닝 유체가 서로 반응하지 않는 다른 실시형태에서, 제조공정을 단순화하고 제조 비용을 저감시키기 위해 퍼징 밸브들은 생략될 수도 있다. 도 1 에 예시된 바와 같이, 펌프 (101) 는 밸브 (112 및 114) 와 유체 연통한다. 또한, 펌프 (101) 는 챔버를 퍼징하기 위해 밸브 (103) 를 통해서 챔버 (100) 와 유체 연통한다. 밸브 (103) 위의 박스는 특정 챔버 압력을 유지하기 위해 열리고 닫히는 쓰로틀 제어 밸브를 나타내고, 즉, 쓰로틀 제어 밸브는 밀봉하지 않는다는 것을 이해해야만 한다.
퍼징 시스템이 이용되는지의 여부와 관계없이, 크로스오버 네트워크 (124) 는 에지 공급부 (126a) 에 보내졌던 유체가 중심 공급부 (126b) 로 보내지는 것을 허용한다. 퍼지 밸브들을 포함하는 하나의 이점은, 유체 스위칭 프로세싱 동안 유체 전환 횟수를 감소시키기 위한 잠재력 그리고 압력 시간법 (pressure transient) 에 대한 개선된 제어이다. 퍼지 밸브는, 크로스오버 밸브를 스위칭하기 전에 공급부들 내의 유체들이 빠르게 배출되는 것을 허용한다. 따라서, 퍼지 밸브는 프로세스 챔버로의 유체의 흐름을 변경할 때 더 빠른 전환을 허용할 수 있다.
몇몇 실시형태들에서, 별도의 퍼지 유체가 이용되어 각각의 공급부들을 세정할 수 있다. 튜닝 유체로부터 별도의 퍼지 유체를 갖도록 하는 능력은, 중심 공급부 또는 에지 공급부에 대안적인 화학물질들을 도입함으로써 잠재적인 오염물질 발생을 감소시키면서 강화된 프로세스 제어를 허용한다.
유체 공급부의 구성을 용이하게 변경하도록 하는 능력은, 반도체 기판의 프로세싱 동안 유연성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 튜닝 유체가 중심 공급부 (126b) 에 전달되고 프로세스 유체가 에지 공급부 (126a) 에 전달되도록 흐름을 분리하도록 하는 능력은, 개선된 프로세스 성능 및 잠재적 오염물질 발생의 감소를 허용한다. 또한, 유체 공급부의 구성을 변경하도록 하는 능력은 반도체 기판을 프로세싱하는데 요구되는 프로세싱 챔버들의 전체 개수를 감소시킬 수 있다. 추가적으로, 에지 공급부 (126a) 또는 중심 공급부 (126b) 에 모든 유체들을 보내도록 하는 능력은 강화된 프로세스 성능 및 감소된 오염물질 발생을 갖는 새로운 프로세스들을 개발하는데 있어서 유연성을 제공한다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 챔버 (100) 의 예시적인 단면도이다. 이 단면도는 챔버 (100) 내의 중심 피드 (202) 및 에지 피드 (200) 모두를 예시한다. 에지 피드 (200) 는 도 1 로부터의 에지 공급부에 연결된다. 마찬가지로, 중심 피드 (202) 는 도 1 로부터의 중심 공급부에 연결된다. 따라서, 도 1 의 에지 공급부에 보내진 유체는 에지 피드 (200) 에 의해 챔버 (100) 내에서 분배된다. 유사하게, 도 1 의 중심 공급부로 보내진 유체는 중심 피드 (202) 에 의해 챔버 (100) 내에서 분배된다.
챔버 (100) 내에서, 플레이트 (204) 및 상부 플레이트 (206) 는 가시적이다. 추가적으로, 챔버 라이너 (208) 도 가시적이다. 예시된 실시형태에서, 중심 피드 (202) 및 에지 피드 (200) 는 챔버 (100) 의 상부를 통해서 들어간다. 중심 고립 밸브 (106) 및 에지 고립 밸브 (104) 는 챔버 (100) 상부에서 가시적이다. 예시된 바와 같이, 중심 피드 (202) 는 에지 피드 (200) 의 시야를 막는다. 나타난 실시형태에서, 에지 피드 (200) 는 중심 피드 (202) 뒤에 위치된다.
또한, 에지 피드 (200) 는 기판의 에지를 향해서 방사상으로 연장하는 복수의 브랜치들에 에지 피드 (200) 를 분배하는 매니폴드를 포함한다. 이는, 에지 피드 (200) 로 하여금 챔버 내에서 기판의 에지 주변의 다수의 포인트들에 유체를 분포하도록 허용한다. 일 실시형태에서, 중심 피드에 공급된 유체는 기판의 중심 주변에서 유체의 분포를 더 증진시키기 위해 복수의 포트들을 통해서 분배된다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따라서 챔버 (100) 내의 에지 피드 (200) 의 단면의 예시적인 근접도이다. 챔버 (100) 는 기판 (300) 의 상부 표면에 인접하는 상부 플레이트 (206) 의 바닥 표면과 근접한 위치에 도시된다. 또한, 에지 피드 (200) 의 단면도 가시적이다. 에지 피드 (200) 는 에지 공급부에 공급된 유체가 기판 (300) 의 에지를 향해서 흐르는 것을 허용한다. 유사한 에지 피드들은 기판 (300) 의 주변에 분포된다는 것을 기억한다. 이러한 구성은 프로세스 유체 또는 튜닝 유체가 기판 주위에 고루 분포되도록 허용한다.
일 실시형태에서, 에칭 동작에 대한 프로세스 유체는 에지 피드 (200) 로 지향된다. 기판의 에지가 프로세스 유체에 노출될 때, 이전 프로세싱 동작들로부터 에지상에 형성되었을 수도 있는 재료는 에칭 동작을 통해서 제거될 수 있다. 다른 실시형태에서, 프로세싱 챔버는 재구성될 수도 있어서, 기판의 에지에 튜닝 유체를 공급한다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 챔버 (100) 내의 중심 피드 (202) 의 단면도의 예시이다. 유체는 중심 공급부를 통해서 중심 피드 (202) 로 공급된다. 예시된 실시형태에서, 챔버 내의 매니폴드는 기판 (300) 의 중심에 걸쳐서 중심 피드 (202) 로부터 유체를 분포시킨다. 매니폴드로부터의 분포 포트들의 수는 제한적인 것으로 고려되지 않아야만 하고, 다른 실시형태들은 중심 피드 (202) 에 커플링된 그보다 적은 또는 그보다 많은 분포 포트들을 가질 수 있다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 기판의 중심에 튜닝 유체를 그리고 기판의 에지에 프로세스 유체를 보내기 위한 밸브 위치들의 예시이다. 이 실시형태에서, 튜닝 유체의 흐름은 사선 충진 패턴으로 예시된다. 튜닝 유체는 공급부 G1 으로부터 V1 를 통해서 흐르는 것으로 나타난다. 유사하게, 공급부들 (G2, G3, G4 및 G5) 로부터의 유체는 각각의 밸브들 (V2, V3, V4 및 V5) 를 통해서 흐른다. 이 실시형태에서, 퍼지 밸브들 (118 및 120) 은 크로스오버 네트워크 (124) 에 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 흐름을 증진시키기 위해 닫힌다.
닫힌 크로스오버 밸브 (116) 및 열린 에지 인에이블 밸브 (110) 를 통해서, 튜닝 유체가 챔버 공급부 (126) 로 들어간다. 마찬가지로, 에지 인에이블 밸브 (108) 는 열려 있고, 프로세스 유체는 챔버 공급부 (126) 로 들어간다. 에지 펌프아웃 밸브 (112) 및 중심 펌프아웃 밸브 (114) 모두는 챔버에 유체 흐름을 가능하기 하기 위해 닫힌 것으로 나타난다. 마지막으로, 에지 고립 밸브 (104) 및 중심 고립 밸브 (106) 는 유체가 챔버로 흐르는 것을 허용하기 위해 열린 위치에 있다. 밸브 V1 가 닫혀있는 경우, 프로세스 유체는 에지에 공급되고 튜닝 유체는 챔버 (100) 의 중심 영역으로 전달되지 않는다는 것을 이해해야만 한다.
도 6a 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 입력 공급 네트워크, 크로스오버 공급 네트워크 및 챔버 공급 네트워크를 퍼징하기 위한 밸브 위치들의 예시이다. 전체 유체 공급 네트워크를 퍼징하는 것은, 모든 유량 제어기 (mass flow controller) 가 변경되는 예시에서 임의의 나머지 프로세스 유체 또는 튜닝 유체를 배출시키도록 수행될 수 있다. 예시된 바와 같이, 에지 펌프아웃 밸브 (112), 중심 펌프아웃 밸브 (114), 중심 퍼지 밸브 (118) 및 에지 퍼지 밸브 (120) 는 열려있다. 반대로, 에지 인에이블 밸브 (108), 중심 인에이블 밸브 (110), 및 크로스오버 밸브 (116) 는 닫혀있는 것으로 나타난다. 이는, 중심 퍼지 밸브 (118) 및 에지 퍼지 밸브 (120) 가 조합된 입력 공급 네트워크 및 크로스오버 공급 네트워크로부터 임의의 나머지 유체를 배출시키는 것을 허용한다.
유사하게, 열려있는 에지 고립 밸브 (104) 및 중심 고립 밸브 (106) 에 따라서 열려있는 에지 펌프아웃 밸브 (112) 및 중심 펌프아웃 밸브 (114) 는 챔버 공급부 (126) 내에서 유체가 배출되는 것을 허용한다. 다른 실시형태에서, 에지 펌프아웃 밸브 (112) 및 중심 펌프아웃 밸브 (114) 이 열릴 때, 에지 고립 밸브 (104) 및 중심 고립 밸브 (106) 는 닫힌다. 이는, 필터 (102) 내에 포집된 미립자 또는 미립자들이 퇴거되어 각각의 챔버 공급 라인들로 들어가는 것을 방지하도록 도울 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 에지 인에이블 밸브 (108) 및 중심 인에이블 밸브 (110) 는 열린 상태로 남겨질 수 있어서 이에 따라 퍼지 밸브 (118 및 120) 모두를 펌프아웃 밸브 (112 및 114) 와 관련하여 기능하도록 허용한다. 도 6a 에 예시된 실시형태는 예시적인 것으로서 구성되어야만 한다. 다른 실시형태들은 유체 흐름을 인에이블 또는 디스에이블하기 위해 추가적인 밸브들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 핸드 밸브 (HV) (1-5) 는 이 실시형태에서 프로세스 유체 공급부 (G1 - G5) 를 고립시키도록 제공된다. 또한, 추가적인 밸브, 펌프들, 리사이클링 라인들 및 공급 라인들은 시스템 내에서 적절한 흐름을 유발하기 위해 필요할 수도 있다. 간략화를 위해, 이러한 아이템들은 도면으로부터 생략되었다.
도 6b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 단일 프로세스 가스의 퍼지에 대한 실시형태를 예시한다. 이 실시형태에서, 밸브 (120) 뿐만 아니라 밸브 V3, 108 및 104 가 열려서 G3 및 대응 라인의 퍼징을 인에이블한다. 퍼지 프로세스를 위해, 밸브 (120) 는 열리고, 밸브 (103) 는 닫히며, 챔버 (100) 의 펌프아웃이 발생할 때, 밸브 (120) 는 닫히고 밸브 (103) 는 열린다는 것을 이해해야만 한다. 당업자는, 대응 라인에 따라서 단일 유량 제어기를 변화시키기 위해 이 실시형태가 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
도 6c 는 본 발명의 일 실시형태에 따라서 공급 및 튜닝 라인들의 퍼징을 위해 밸브 위치들에 대한 실시형태를 예시한다. 이 실시형태에서, 밸브 (118 및 120) 는 퍼지 프로세스를 위해 열려 있고, 밸브 (103) 는 닫혀있다. 펌프 아웃 프로세스를 위해, 밸브 (103) 는 열리고, 밸브 (118 및 120) 는 닫힌다. 도 6d 는 본 발명의 일 실시형태에 따라서 챔버 환기 프로세스에 대한 밸브 위치들을 예시하는 간략화된 개략도이다. 일 실시형태에서, 밸브들 (118, 110 및 106) 은 퍼지하기 위해 초기에는 열려있고, 챔버 압력이 일정 압력에 도달할 때, 밸브 (118, 110 및 106) 는 닫힌다. 일 예시적인 실시형태에서, 챔버 압력이 일 분위기 이상일 때, 밸브 (118, 110 및 106) 는 닫힌다.
도 7a 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라서, 프로세스 유체를 기판의 중심으로 보내기 위한 밸브 위치들의 예시이다. 이 실시형태에서, 기판의 중심 모두로 흐르는 프로세스 유체가 사선 해치 패턴으로 도시된다. 프로세스 유체는 유체 공급부들 (G2, G3, G4 및 G5) 를 통해서 공급된다. 크로스오버 밸브 (116) 를 여는 것은 프로세스 유체가 에지 공급부 (126a) 로부터 중심 공급부 (126b) 로 크로스오버하도록 허용한다. 예시된 바와 같이, 중심 인에이블 밸브 (110) 는 열린 위치에 있다. V1 이 열린 후, 튜닝 및 프로세싱 유체가 중심 영역으로 전달된다는 것을 이해해야만 한다.
도 7b 는 챔버 (100) 내에 배치된 기판의 에지 영역의 에지로 튜닝 유체 및 프로세스 유체를 전달하기 위한 밸브 위치들을 예시한다. 이 실시형태에서, 밸브 (104, 108 및 116) 은 에지 영역에 튜닝 유체 및 프로세스 유체를 액세스하도록 인에이블하기 위해 열린다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따라서 프로세스 유체의 흐름을 변경시키기 위한 절차 동작을 예시하는 예시적인 플로우차트이다. 이 절차는 동작 (800) 으로 개시되고, 여기서 튜닝 유체의 프로세스 챔버로의 흐름이 개시된다. 튜닝 유체는, 프로세스 챔버 내에서 분배되기 전에, 입력 공급부, 크로스오버 네트워크, 및 챔버 공급부를 통해서 흐른다. 동작 (802) 은 프로세스 챔버로의 프로세스 유체의 유체 흐름을 개시한다. 프로세스 유체는, 입력 공급부, 크로스오버 네트워크, 및 챔버 공급부를 통해서 프로세스 챔버로 공급된다.
일 실시형태에서, 챔버 공급부는 크로스오버 네트워크에 모두 연결된 에지 공급부 및 중심 공급부를 포함한다. 유사하게, 입력 공급부는 복수의 공급부들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 입력 공급부는 튜닝 유체에 대한 제 1 공급부 및 프로세스 유체에 대한 제 2 공급부를 갖는다. 이 실시형태에서, 튜닝 유체 및 프로세스 유체에 대한 각각의 공급부들 각각은 크로스오버 네트워크에 연결된다.
동작 (804) 를 통해서, 튜닝 유체 및 프로세스 유체 모두의 흐름이 정지된다. 동작 (806) 은 입력 공급부, 크로스오버 네트워크 및 챔버 공급부를 퍼징한다. 동작 (808) 은 크로스오버 네트워크 내의 열린 크로스오버 밸브를 통해서 중심 공급부 및 에지 공급부 모두에 프로세스 유체 또는 튜닝 유체 중 하나를 흐르게 한다. 사전 동작들의 설명은 일 실시형태로서 관찰되어야만 하며 제한적인 것으로서 구성되지 않아야만 한다. 예를 들어, 다른 실시형태에서, 동작 (800) 은 튜닝 유체가 아닌 프로세스 유체를 흐르게 할 수 있다. 유사하게, 동작 (802) 은 프로세스 유체가 아닌 튜닝 유체를 흐르게 할 수 있다. 추가적으로, 일 실시형태에서, 퍼지 동작은 입력 공급부, 크로스오버 네트워크 및 챔버 공급부 내의 비반응성 유체의 흐름을 포함할 수 있다. 이와 같은 동작은, 나머지 프로세스로부터의 잠재적인 오염물질 및 공급부 내의 튜닝 유체를 최소화하도록 이용될 수 있다.
전술한 발명은 이해의 명료성을 목적으로 몇몇 세부사항이 설명되지만, 일정한 변화 및 변형들이 첨부된 청구항의 범위 내에서 실행될 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 본 실시형태들은 예시적인 것으로 그리고 제한적이지 않은 것으로서 고려되어야만 하고, 본 발명은 본 명세서에 주어진 세부사항으로만 제한되지 않지만, 첨부된 청구항의 범위 및 동등물 내에서 변형될 수도 있다.

Claims (18)

  1. 반도체 프로세싱 챔버 내에서 기판을 프로세싱하기 위해 복수의 프로세스 유체들을 공급하기 위한 장치로서,
    크로스오버 밸브와 튜닝 공급 밸브 및 복수의 프로세스 유체 공급 밸브들 사이에 정의된 유체 공급 네트워크;
    상기 튜닝 공급 밸브를 통해서 상기 유체 공급 네트워크에 연결된 튜닝 유체 공급부;
    상기 복수의 프로세스 유체 공급 밸브들을 통해서 상기 유체 공급 네트워크에 연결된 복수의 프로세스 유체들;
    기판 지지체를 갖고, 에지 유체 공급부 및 중심 유체 공급부를 또한 갖는 프로세스 챔버로서, 상기 에지 유체 공급부는 에지 인에이블 밸브를 통해서 상기 유체 공급 네트워크에 연결되고, 상기 중심 유체 공급부는 중심 인에이블 밸브를 통해서 상기 유체 공급 네트워크에 연결된, 상기 프로세스 챔버; 및
    각각의 에지 펌프 밸브 및 중심 펌프 밸브를 통해서 상기 에지 유체 공급부 및 상기 중심 유체 공급부에 연결된 펌프아웃 펌프를 포함하고,
    상기 크로스오버 밸브, 상기 에지 인에이블 밸브, 및 상기 중심 인에이블 밸브는 상기 에지 유체 공급부 또는 상기 중심 유체 공급부 중 하나에 튜닝 유체 또는 프로세스 유체 중 하나를 흐르게 하도록 허용하고,
    상기 펌프아웃 펌프는 상기 유체 공급 네트워크 내의 유체를 배출시키는, 프로세스 유체 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    각각의 에지 퍼지 밸브 및 중심 퍼지 밸브를 통해서 상기 유체 공급 네트워크에 연결된 퍼지 펌프를 더 포함하고,
    상기 퍼지 펌프는 상기 유체 공급 네트워크 내의 유체를 배출시키는, 프로세스 유체 공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 크로스오버 밸브가 닫힐 때, 상기 튜닝 유체는 상기 중심 유체 공급부로 지향되고 상기 프로세스 유체는 상기 에지 유체 공급부로 지향되는, 프로세스 유체 공급 장치.
  5. 프로세스 챔버로의 유체 흐름을 제어하기 위한 공급 네트워크로서,
    튜닝 공급 밸브를 통해서 입력 공급 네트워크에 커플링된 튜닝 유체 공급부;
    프로세스 공급 밸브를 통해서 상기 입력 공급 네트워크에 커플링된 프로세스 유체 공급부;
    크로스오버 밸브를 갖는 크로스오버 네트워크로서, 상기 크로스오버 네트워크는 에지 공급부 및 중심 공급부를 갖는 프로세스 챔버와 상기 입력 공급 네트워크 사이에 커플링되고, 상기 에지 공급부는 에지 공급 밸브를 통해서 상기 크로스오버 네트워크에 커플링되고, 상기 중심 공급부는 중심 유체 공급 밸브를 통해서 상기 크로스오버 네트워크에 커플링된, 상기 크로스오버 네트워크; 및
    각각의 에지 펌프 밸브 및 중심 펌프 밸브를 통해서 상기 에지 공급부 및 상기 중심 공급부에 연결된 펌프아웃 펌프를 포함하고,
    상기 크로스오버 밸브는, 튜닝 유체 또는 프로세스 유체가 상기 에지 공급부 또는 상기 중심 공급부 중 하나에 공급되는지 여부를 정의하고,
    상기 펌프아웃 펌프는 상기 입력 공급 네트워크 내의 유체를 배출시키는, 공급 네트워크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 크로스오버 밸브가 닫힐 때, 상기 튜닝 유체는 상기 중심 공급부로 지향되고 상기 프로세스 유체는 상기 에지 공급부로 지향되는, 공급 네트워크.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세스 유체 공급부는 복수의 프로세스 유체들을 지원하도록 정의되는, 공급 네트워크.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 입력 공급 네트워크와 상기 크로스오버 네트워크 사이에 정의되는 입력 퍼지 시스템을 더 포함하는, 공급 네트워크.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 퍼지 시스템은 상기 튜닝 유체 및 상기 프로세스 유체 중 하나 또는 모두를 퍼지하도록 정의되는, 공급 네트워크.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 크로스오버 네트워크와 상기 프로세스 챔버 사이에 정의된 공급 퍼지를 더 포함하는, 공급 네트워크.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공급 퍼지는 상기 튜닝 유체 및 상기 프로세스 유체 중 하나 또는 모두를 퍼지하도록 정의되는, 공급 네트워크.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 튜닝 유체 공급부는 상기 프로세스 챔버에 인접하여 위치되는 필터를 포함하는, 공급 네트워크.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세스 유체 공급부는 상기 프로세스 챔버에 인접하여 위치되는 필터를 포함하는, 공급 네트워크.
  14. 기판에 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 유연한 공급을 제공하기 위한 방법으로서,
    (a) 닫힌 크로스플로우 밸브 (closed crossflow valve) 를 포함하는 크로스플로우 네트워크 (cross-flow network) 에 커플링된 제 1 공급 네트워크를 통해서 중심 공급부로의 상기 튜닝 유체의 흐름을 인에이블하는 단계;
    (b) 상기 크로스플로우 네트워크에 커플링된 제 2 공급 네트워크를 통해서 에지 공급부로의 상기 프로세스 유체의 흐름을 인에이블하는 단계로서, 상기 프로세스 유체는 상기 에지 공급부로 흐르는, 상기 프로세스 유체의 흐름을 인에이블하는 단계;
    (c) 상기 튜닝 유체 및 상기 프로세스 유체의 흐름을 디스에이블하는 단계;
    (d) 각각의 에지 펌프 밸브 및 중심 펌프 밸브를 통해서 상기 중심 공급부 및 상기 에지 공급부에 연결된 펌프아웃 펌프를 이용하여 상기 제 1 공급 네트워크, 상기 제 2 공급 네트워크, 상기 크로스플로우 네트워크, 상기 중심 공급부 및 상기 에지 공급부 중 적어도 하나를 퍼징하는 단계; 및
    (e) 상기 튜닝 유체 또는 상기 프로세스 유체 중 하나의 흐름을 인에이블하는 단계를 포함하고,
    열린 크로스플로우 밸브는, 상기 튜닝 유체 또는 상기 프로세스 유체 중 하나를 상기 중심 공급부 또는 상기 에지 공급부 중 하나로 보내는, 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 유연한 공급 제공 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 크로스플로우 네트워크와 상기 중심 공급부 및 상기 에지 공급부 사이에 연결된 퍼지 네트워크를 통해서 상기 제 1 공급 네트워크, 상기 제 2 공급 네트워크, 상기 크로스플로우 네트워크, 상기 중심 공급부 및 상기 에지 공급부 중 적어도 하나를 퍼징하는 동작을 더 포함하는, 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 유연한 공급 제공 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 퍼징은 퍼징 유체의 도입을 포함하는, 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 유연한 공급 제공 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 퍼징 유체는 상기 튜닝 유체와 동일한, 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 유연한 공급 제공 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 퍼징 유체는 상기 튜닝 유체와는 상이한, 튜닝 유체 및 프로세스 유체의 유연한 공급 제공 방법.
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