KR101860924B1 - 챔버 실링 부재 - Google Patents

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마이클 헬핀
에릭 쉬로
칼 화이트
프레드 알로코자이
제리 윈클러
토드 던
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에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
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Abstract

반응 챔버는 기판을 프로세싱하기 위한 상부 영역, 기판을 로딩하기 위한 하부 영역, 반응 챔버 내에서 이동가능한 서셉터, 서셉터의 주변 상에 배치되는 제 1 실링 부재, 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치되는 제 2 실링 부재를 포함하고, 제 1 및 제 2 실링 부재들은 상부 영역과 하부 영역 사이에 연통을 제한하도록 선택적으로 서로 맞물려진다.

Description

챔버 실링 부재{CHAMBER SEALING MEMBER}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2011년 11월 23일자로 출원된 U.S. 가출원 61/563,232의 혜택을 주장하며, 그의 개시는 참조에 의해 본원에 포함된다.
박막 성막 반응 챔버들은 일반적으로 단일 챔버 또는 이중 챔버로 제조된다. 이중 챔버 배열에서, 2개의 챔버들이, 하나의 챔버가 다른 챔버 위에 수직하게 배향될 수도 있다. 상부 챔버는 기판의 프로세싱에 사용되는 한편, 하부 챔버는 기판 로딩 및 언로딩에 사용된다. 이중 챔버 반응기들에서 자주 일어나는 문제는 성막 입자들이 하부 챔버 벽들을 코팅하고 더 빈번한 챔버 세정을 필요로 한다는 것이다.
또한, 기판 프로세싱 툴에서 프로세싱되는 기판을 가열하는 것은 곤란할 수 있다. 기판 가열의 변화는 기판내 온도 변화에 이를 수도 있다. 그러한 기판내 온도 변화는 기판내 프로세싱 불균일성에 이를 수도 있다. 일부 세팅들에서, 그러한 불균일성을 나타내는 기판들은 결함있는 디바이스들을 제조할 수도 있다. 또한, 성막 생성물이 하부 프로세싱 챔버에 성막될 수도 있으며, 이는 반응 챔버에서 감소된 온도에 이르고 따라서 불충분한 가열을 극복하기 위하여 증가된 전력 소비에 이른다. 또한, 챔버에서 성막 생성물의 축적은 조기 챔버 세정 필요 및 증가된 비용에 이를 수 있다.
요약
본 문헌의 양태들은 기판들을 프로세싱하기 위한 반응 챔버들에 관한 것이다. 일 양태에서, 반응 챔버는 기판을 프로세싱하기 위한 상부 영역, 기판을 로딩하기 위한 하부 영역, 반응 챔버 내에서 이동가능한 서셉터 (susceptor), 서셉터의 주변 (perimeter) 상에 배치되는 제 1 실링 부재 (sealing member), 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치되는 제 2 실링 부재를 포함하고, 제 1 및 제 2 실링 부재들은 상부 영역과 하부 영역 사이에 연통 (communication) 을 제한하도록 선택적으로 서로 맞물려진다.
일 구현에서, 제 1 실링 부재는 서셉터 상에 제거가능하게 배치될 수도 있다. 제 2 실링 부재는 상부 영역과 하부 영역 사이에 제거가능하게 배치될 수도 있다. 반응 챔버는, 서셉터의 주변과 제 1 실링 부재 사이의 갭 (gap) 을 더 포함할 수도 있다. 반응 챔버가 프로세싱 온도에 있을 때 갭이 감소될 수도 있다. 제 1 실링 부재는 서셉터와 수직으로 이동할 수도 있다.
반응 챔버는, 상부 영역에서 샤워헤드 (showerhead) 를 더 포함할 수도 있고, 제 2 실링 부재는 샤워헤드와 제 1 실링 부재 사이에 고정된다. 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 프로세싱 가스가 제 1 실링 부재와 제 2 실링 부재 사이에서 이동할 수도 있다.
제 1 실링 부재 및 제 2 실링 부재는 석영 (quartz) 으로 구성될 수도 있다.
실링 부재는 서셉터 상에서 셀프 센터링 (self-centering) 될 수도 있다. 제 1 실링 부재는, 상방으로 연장되는 적어도 하나의 돌기를 더 포함할 수도 있다. 제 2 실링 부재는, 하방으로 연장되는 적어도 하나의 돌기를 더 포함할 수도 있다. 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때, 제 1 실링 부재의 적어도 하나의 돌기 및 제 2 실링 부재의 적어도 하나의 돌기가 함께 네스팅 (nesting) 될 수도 있다. 구불구불한 경로가, 제 1 실링 부재와 제 2 실링 부재 사이에서 정의될 수도 있다. 제 1 실링 부재 및 제 2 실링 부재의 적어도 하나의 돌기들은 각각 3개의 돌기들을 더 포함할 수도 있다.
제 2 실링 부재가 유연할 수도 있고 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 제 1 실링 부재가 제 2 실링 부재를 편향시킬 수도 있다. 제 2 실링 부재는 하부 영역 내에서 반응 챔버에 고정될 수도 있다. 제 2 실링 부재는, 복수의 노치 (notch) 들을 더 포함할 수도 있다. 제 2 실링 부재는, 복수의 방사상으로 정렬된 슬릿 (slit) 들을 더 포함할 수도 있다. 제 2 실링 부재는, 방사상으로 정렬된 슬릿들이 서로 오프셋 (offset) 되게 배치된 2개의 제 2 실링 부재들을 더 포함할 수도 있다.
다른 양태에서, 반응 챔버 격리 디바이스는, 반응 챔버 내에서 이동가능하고 서셉터 상에 배치가능한 제 1 실링 부재, 상부 영역과 하부 영역 사이에서 반응 챔버 내에 배치가능한 제 2 실링 부재를 포함하고, 제 1 및 제 2 실링 부재들은 상부 영역과 하부 영역 사이에 연통을 제한하도록 선택적으로 서로 맞물려질 수 있다.
일 구현에서, 제 1 실링 부재는, 상방으로 연장되는 적어도 하나의 돌기를 더 포함할 수도 있고 제 2 실링 부재는 하방으로 연장되는 적어도 하나의 돌기를 더 포함할 수도 있다. 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때, 제 1 실링 부재의 적어도 하나의 돌기 및 제 2 실링 부재의 적어도 하나의 돌기가 함께 네스팅 (nesting) 될 수도 있다. 구불구불한 경로가, 제 1 실링 부재와 제 2 실링 부재 사이에서 정의될 수도 있다. 제 2 실링 부재는 유연하고 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 제 1 실링 부재가 제 2 실링 부재를 편향시킨다.
여기에 제시된 개시의 양태들 및 구현들은 이하 도면 및 상세한 설명에서 설명된다. 특별히 언급되지 않으면, 명세서 및 청구항에 있는 단어 및 문구들에는 적용가능한 기술 분야의 당업자에게 평범한, 일상적인 그리고 익숙한 의미가 주어져야 한다는 것이 의도된다. 본 발명자들은, 본 발명자들이 원한다면 자신의 사전 편찬자가 될 수 있다는 것을 충분히 인식한다. 본 발명자들은, 자신의 사전 편찬자로서, 본 발명자들이 명확히 다르게 진술하고 또한, 그 용어의 "특수한" 정의를 명시적으로 제시하고 평범하고 일상적인 의미와 어떻게 다른지를 설명하지 않으면 명세서 및 청구항에서 용어들의 평범하고 일상적인 의미만을 사용하기로 명시적으로 선택한다. "특수한" 정의를 적용하기 위한 그러한 의도의 명확한 진술이 없으면, 본 발명자들의 의도 및 바램은, 용어들의 간단, 평범하고 일상적인 의미가 명세서 및 청구항들의 해석에 적용되야 한다는 것이다.
본 발명자들은 또한 영어 문법의 정상 수칙들을 인식한다. 따라서, 명사, 용어 또는 문구가 어떤 방식으로 특징지어지거나, 명시되거나 또는 한정되도록 의도되면, 그러한 명사, 용어 또는 문구는 명시적으로 추가적인 형용사, 서술적 용어들 또는 다른 수식어들을 영어 문법의 정상 수칙들에 따라 포함할 것이다. 그러한 형용사, 서술적 용어들 또는 수식어들의 사용이 없다면, 그 의도는 그러한 명사, 용어 또는 문구들에는 위에서 제시된 바처럼 적용가능한 기술 분야의 당업자에게 그들의 평범하고 일상적인 영어 의미가 주어져야 한다는 것이다.
이전 및 다른 양태, 특징, 및 이점들은 상세한 설명 및 도면, 그리고 청구항들로부터 기술 분야의 당업자에게 분명해질 것이다.
이하에서, 본 발명의 실시형태들이 첨부된 도면들과 함께 설명될 것이고, 여기서 같은 부호들은 같은 요소들을 표기하고:
도 1은 기판 로딩 위치에서 제 1 실링 부재 및 제 2 실링 부재를 포함하는 기판 프로세싱 챔버를 개략적으로 도시한다.
도 2는 프로세싱 위치에서, 서셉터, 제 1 실링 부재, 및 제 2 실링 부재를 갖는 기판 프로세싱 챔버를 개략적으로 도시한다.
도 3은 서셉터 및 실링 부재들의 일부의 저면 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 서셉터 및 실링 부재들의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 도 2에서 도 5로 레이블링된 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 6은, 제 2 구현 실링 부재를 갖는 도 2에서 도 5로 레이블링된 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 7은 기판 로딩 위치에서 제 1 실링 부재 및 제 2 실링 부재를 포함하는 기판 프로세싱 챔버를 개략적으로 도시한다.
도 8은 프로세싱 위치에서, 서셉터, 제 1 실링 부재, 및 제 2 실링 부재를 갖는 기판 프로세싱 챔버를 개략적으로 도시한다.
도 9는 제 3 구현 제 2 실링 부재의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 10은 도 8에서 도 10으로 레이블링된 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 11은 제 4 구현 제 2 실링 부재의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 12는, 제 1 및 제 2 실링 부재들이 떼어진 제 4 구현 제 2 실링 부재를 갖는 도 8에서 도 10으로 레이블링된 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 13은 도 12에서 라인 13-13 에 관하여 일반적으로 취해진 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 14는 도 13에서 라인 14-14 에 관하여 일반적으로 취해진 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 15는, 제 1 및 제 2 실링 부재들이 맞물려진 제 4 구현 제 2 실링 부재를 갖는 도 8에서 도 10으로 레이블링된 영역의 단면도를 개략적으로 도시한다.
본 양태들 및 구현들은 기능 블록 컴포넌트들 및 다양한 프로세싱 단계들에 의해 설명될 수도 있다. 그러한 기능 블럭들은 지정된 기능들을 수행하고 다양한 결과들을 달성하도록 구성된 임의의 수의 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트들에 의해 달성될 수도 있다. 예를 들면, 본 양태들은, 다양한 센서들, 검출기들, 흐름 제어 디바이스들, 히터들 등을 채용할 수도 있고, 이들은 다양한 기능들을 수행할 수도 있다. 또한, 본 양태들 및 구현들이 임의의 수의 프로세싱 방법들과 함께 실시될 수도 있고 설명된 장치 및 시스템들은 임의의 수의 프로세싱 방법들을 채용할 수도 있고, 설명된 장치 및 시스템들은 본 발명의 응용들의 예들일 뿐이다.
도 1 및 도 2는, 각각 로딩/언로딩 위치 및 프로세싱 위치에 있는 반응 챔버 (20) 의 도면들을 예시한다. 반응 챔버 (20) 는 상부 영역 (22) 및 하부 영역 (24) 을 포함할 수도 있고, 이들은 인터페이스 플레이트 (26) 에 의해 분리될 수도 있다. 일반적으로, 프로세싱은 상부 영역 (22) 내에서 일어나는 한편, 기판 로딩 및 언로딩은 하부 영역 (24) 내에서 일어난다. 서셉터 (28) 는 기판 장착 표면 (30) 을 포함하고, 기판 로딩 위치와 기판 프로세싱 위치 사이에서 서셉터를 변위시키기 위한 수직으로 이동가능한 엘리베이터 (32) 에 접속된다. 기판 (34) 은 기판 장착 표면 (30) 상에 배치될 수도 있고, 배치된 서셉터 (28) 가 도 2에서 도시된 화살표 (38) 의 방향에서 상방으로 이동될 때 프로세싱 영역 (36) 에 위치될 수도 있고 샤워헤드 (40) 는 프로세싱 영역의 상부 표면을 정의한다. 아래에서 더 자세히 논의될 바처럼, 제 1 실링 부재 (42) 는 서셉터 (28) 상에 배치되고 그로부터 제거가능할 수도 있는 한편, 제 2 실링 부재 (44) 는 상부 영역 (22) 과 하부 영역 (24) 사이에 배치될 수도 있다. 특히, 제 2 실링 부재 (44) 는, 인터페이스 플레이트 (26) 상에 적어도 부분적으로 얹혀지도록 배치될 수도 있거나 또는 인터페이스 플레이트 또는 본 개시의 사상 및 범위를 이탈함이 없이 반응 챔버 (20) 의 임의의 다른 적합한 부분에 접속될 수도 있다.
이제 도 3 및 도 4를 참조하면, 서셉터 (28) 가 제 1 실링 부재 (42) 및 제 2 실링 부재 (44) 가 부착 및 탈착된 채로 각각 도시되어 있다. 서셉터 (28) 는 외부 표면 (46) 및 외부 표면 (46) 바깥쪽으로 연장되는 레지 (ledge; 48) 를 포함한다. 레지 (48) 는 일반적으로 서셉터의 하부 표면 (50) 근처에 배치될 수도 있고, 그 위에 제 1 실링 부재 (42) 를 수취하도록 배열된다. 제 1 실링 부재 (42) 는 하부 부분 (52) 및 상부 부분 (54) 을 포함하고, 하부 부분은 일 구현에서 일반적으로 상부 부분 (54) 안쪽 방사상으로 배치되지만, 임의의 적합한 배열들이 이용될 수도 있다. 하부 부분 (52) 은, 제 1 실링 부재가 상부 영역 (22) 및 하부 영역 (24) 을 분리하는데 사용될 때 서셉터 (28) 의 레지 (48) 상에 얹혀지도록 배열된 바닥 표면 (56) 을 포함할 수도 있다. 상부 부분 (54) 은, 아래에서 더 자세히 논의될 바처럼 구불구불한 경로의 일부를 형성하는 것에 의해 실링을 돕는 상부 표면 (58) 을 포함할 수도 있다. 또한, 하부 부분 (52) 은 내부 표면 (60) 및 외부 표면 (62) 을 포함할 수도 있는 한편, 상부 부분 (54) 은 내부 표면 (64) 및 외부 표면 (66) 을 포함할 수도 있다. 따라서, 상부 부분 (54) 은, 제 1 실링 부재 (42) 의 부분으로서 하부 부분 (52) 으로부터 상방으로 연장되는 것에 의해 돌기로서 기능한다.
제 2 실링 부재 (44) 는, 바닥 표면 (70) 을 갖는 외부 장착 링 (68) 을 포함할 수도 있으며, 외부 장착 링 (68) 은 채널 (72) 을 부분적으로 정의한다. 바닥 표면 (70) 은, 제 2 실링 부재가 상부 영역 (22) 및 하부 영역 (24) 사이에 분리를 제공하는데 사용될 때 인터페이스 플레이트 (26) 와 일반적으로 접촉한다. 외부 링 (68) 은 또한, 반응 챔버에서 다른 컴포넌트들과의 일정하고 일관된 정렬을 보장하는데 사용될 수 있는 복수의 노치들 (74) 을 포함할 수도 있다. 제 2 실링 부재 (44) 는 또한, 일반적으로 하방으로 연장되는 내부 돌기 (78) 와 외부 돌기 (76) 를 포함할 수도 있다. 외부 돌기 (76) 는 외부 표면 (80) 및 내부 표면 (82) 을 포함할 수도 있는 한편, 내부 돌기 (78) 는 외부 표면 (84) 및 내부 표면 (86) 을 포함할 수도 있다. 이 배열에서, 외부 돌기 (76) 의 외부 표면 (80) 은 제 2 실링 부재 (44) 에서 채널 (72) 을 더 정의하는 한편, 내부 돌기 (78) 의 외부 표면 (84) 및 외부 돌기 (76) 의 내부 표면 (82) 은, 서셉터 (28) 가 프로세싱 위치로 상방으로 이동할 때 제 1 실링 부재 (42) 의 상부 영역 (54) 을 수취하기 위한 채널 (88) 을 적어도 부분적으로 정의한다. 하나의 구현에서, 내부 돌기 (78) 및 외부 돌기 (76) 는 바닥 표면 (70) 을 넘어 하방으로 연장될 수도 있는데, 왜냐하면 바닥 표면은 반응 챔버 내의 인터페이스 플레이트 상에 배치되기 때문이다. 다른 구현에서, 내부 돌기 (78) 는 외부 돌기 (76) 보다 더 짧은 거리로 하방으로 연장될 수도 있다. 당업자는, 본 개시의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 실링 부재들에 많은 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 즉시 이해할 것이다.
도 5는 서셉터 (28) 가 프로세싱 위치로 상방으로 이동될 때, 제 2 실링 부재 (44) 의 일부 내에 네스팅되는 제 1 실링 부재 (42) 의 확대 단면도를 예시한다. 특히, 제 1 실링 부재 (42) 의 상부 부분 (54) 은, 외부 돌기 (76), 내부 돌기 (78), 그리고 벽 (90) 사이에 적어도 부분적으로 형성된 채널 (88) 내에 배치된 것으로 보여진다. 화살표 (92) 에 의해 나타낸 가스 경로는 일반적으로, 제 1 및 제 2 실링 부재들에 의해 만들어진 구불구불한 경로에 기인하여 상부 영역 (22) 내로부터 하부 영역 (24) 으로 가스들을 전달할 여지가 덜하다. 가스는, 서셉터 (28) 의 외부 표면 (46) 과 제 1 실링 부재 (42) 의 내부 표면들 (60 및 64) 사이에 형성된 갭 (94) 에 의해 정의된 구불구불한 경로를 통해, 상부 부분 (54) 이 내부에 배치된 채널 (88) 을 통해, 그리고 최종적으로 하부 영역 (24) 으로 이동해야 한다. 구불구불한 경로의 폭 및 길이들은, 상부 영역과 하부 영역들 사이에 가변량의 연통을 허용하거나, 또는 프로세싱 요건들에 따라 상부 영역과 하부 영역 사이에 연통을 허용하지 않도록 최적화될 수도 있다.
제 1 실링 부재 (42) 및 제 2 실링 부재 (44) 양자 모두는, 석영, 루틸, 이트리아, 지르코니아, 인코넬, 티타늄, 베릴륨-구리, 또는 임의의 다른 적합한 재료로 구성될 수도 있다. 일부 구현들에서, 제 1 및 제 2 실링 부재들은, 반응 챔버 (20) 내의 온도에 따라 크기가 증가 또는 감소할 수도 있다. 예를 들면, 제 1 실링 부재 (42) 가 석영으로 구성될 때, 제 1 실링 부재 (42) 는, 반응 챔버 내의 온도가 증가할 때, 그리고 특히 온도가 400 도씨 근처로 증가할 때 팽창 또는 성장하는 경향이 있다. 또한, 제 1 실링 부재 (42) 가 성장할 때, 갭 (94) 은 감소될 수도 있고 제 1 실링 부재 (42) 는 서셉터 (28) 상에서 셀프 센터링 기능을 제공한다.
이제 도 6을 참조하면, 제 1 실링 부재 (42) 및 제 2 실링 부재 (44) 의 다른 양태가 단면으로 나타나 있으며 제 1 실링 부재 (42) 가 서셉터 (28) 와 일체로 형성된다. 특히, 중간 돌기 (96) 가, 서셉터 (28) 로부터 상방으로 연장되는 돌기들 (98, 100 및 102) 에 더하여 제 2 실링 부재 (44) 에 포함된다. 이 배열에서, 제 1 양태의 레지 (48) 가 제 3 돌기들 (98, 100 및 102) 로 교체되고, 이들은 제 2 실링 부재 (44) 로부터 하방으로 연장되는 다양한 돌기들의 각각 사이에 형성된 채널들 (88) 내에 네스팅된다. 이 배열에서, 가스 경로 (92) 는, 가스 흐름 경로를 더 제한하기 위하여 내부에 돌기들 (98, 100 및 102) 을 갖는 복수의 채널들 (88) 을 통해 구불구불한 경로를 따를 필요가 있다. 따라서, 추가 돌기들이 구불구불한 경로에 포함될 때 훨씬 더 적은 가스 흐름 연통이 상부 영역 (22) 과 하부 영역 (24) 사이에 획득된다. 이렇게, 도구 또는 프로세스에 의해 요구되는 가스 흐름의 제한들에 따라 제 1 및 제 2 실링 부재들에서 임의의 수의 돌기들이 이용될 수도 있다는 것이 알려진다. 또한, 돌기들과 그 사이의 개방 공간들간의 거리들이 필요에 따라 최적화될 수도 있다. 최종적으로, 제 1 실링 부재 (42) 에 있는 돌기들은 분리된 제거가능 피스의 부분으로서 형성되거나 또는 서셉터와 일체로 형성될 수도 있는 한편, 제 2 실링 부재 (44) 의 돌기들은 분리된 제거가능 피스로서 형성되거나 또는 필요에 따라 반응 챔버 (20) 또는 인터페이스 플레이트에 일체 형성될 수도 있다.
이제 도 7 내지 도 15을 참조하면, 다른 양태 챔버 실링 디바이스가 나타나 있지만, 나머지 컴포넌트들은 동일하거나 및/또는 유사하다. 제 1 실링 부재 (104) 는 서셉터 (28) 의 레지 (48) 상에 제거가능하게 배치될 수 있는 한편, 제 2 실링 부재 (106) 는 일반적으로 하부 영역 (24) 내에 배치되고 인터페이스 플레이트 (26) 에 제거가능하게 부착된다. 특히, 제 2 실링 부재 (106) 는, 장착 플레이트 (108) 및 복수의 볼트들 (110) 로 인터페이스 플레이트 (26) 에 제거가능하게 고정될 수도 있다. 제 2 실링 부재 (106) 는 하부 영역 (24) 또는 상부 영역 (22) 중 어느 하나에 있는 스프링 실링 부재 (114) 의 외주 (112) 에서 장착 플레이트로 고정될 수도 있다. 스프링 실링 부재 (114) 는 또한, 프로세싱 위치에 도달될 때까지 서셉터 (28) 가 화살표 (38) 와 연관된 방향으로 이동될 때 제 1 실링 부재 (104) 에 의해 편향될 수도 있는 내주 (116) 를 포함할 수도 있다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 스프링 실링 부재 (114) 들은 스프링 실링 부재의 외주 (112) 상의 노치들 (118) 을 갖는 것으로 나타나 있다. 하나의 구현에서, 24개의 노치들이 포함되고, 하나의 볼트가 인터페이스 플레이트 (26) 와 장착 플레이트 (108) 사이에서 그리고 노치들의 각각에서 장착 플레이트 (108) 에 스프링 실링 부재를 고정하는데 사용된다. 도 11에서도 보여지는 바처럼, 복수의 슬릿들 (120) 이, 반응 챔버의 상부 및 하부 영역들간에 최소 및 제어된 전달률 (transfer rate) 을 제공하도록 스프링 실링 부재 (114) 의 내주 (116) 둘레에 포함될 수도 있다. 하나의 구현에서, 슬릿들 (120) 은 내주 (116) 를 따라 방사상으로 정렬될 수도 있고 대략 100개의 슬릿들, 또는 임의의 다른 적합한 개수를 포함할 수도 있다. 스프링 실링 부재가 적절히 고정되고 상부 영역과 하부 영역 사이의 가스 유량이 제어되는 한, 임의의 적합한 수의 노치들 또는 슬릿들이 이용될 수도 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다.
도 7, 도 8 및 도 10은 바이어스되지 않은 위치 (도 7) 및 바이어스된 또는 편향된 위치 (도 8 및 도 10) 에서 있는 스프링 실링 부재 (114) 의 도면들을 예시한다. 바이어스된 또는 편향된 도면들에서, 스프링 실링 부재 (114) 는 제 1 실링 부재 (104) 의 상단 표면 (122) 에 의해 탄성적으로 상방으로 굽어진다. 특히, 상단 표면 (122) 은 이격부 (126) 에 의해 레지 (48) 로부터 분리된 쉘프 (shelf; 124) 의 평탄부 상에 배치된다. 이 배열에서, 스프링 실링 부재 (114) 는 상단 표면 (122) 에서 접촉에 의해 상방으로 굽어지고 이에 의해 상부 영역과 하부 영역 사이의 연통을 제한한다. 흐름 제어 링 (128), 스프링 실링 부재 (114), 서셉터 (28) 및 갭 (94) 사이의 구역이 프로세싱 또는 퍼지 가스의 일부를 수집할 수도 있지만, 이것은 궁극적으로 기판이 언로딩될 때 진공 조치 (vacuum measure), 퍼징 또는 제 1 및 제 2 실링 부재들간의 접속해제에 의해 소멸될 수도 있다.
이제 도 11 - 도 15를 참조하면, 2개의 스프링 실링 부재들 (114) 이 도 12에 특히 도시된 바처럼 하나가 다른 하나의 상부에 오게 배치된다. 특히, 2개 스프링 실링 부재들 (114) 이, 장착 플레이트 (108) 와 인터페이스 플레이트 (26) 사이에 배치되고, 볼트들 (110) 이 그 컴포넌트들 사이에 관계를 유지한다. 도 13 및 도 14는, 상부 스프링 실링 부재 상의 슬릿들 (120) 이 하부 스프링 실링 부재에 있는 슬릿들 (120) 사이에 배치되도록 각각의 실링 부재에 있는 슬릿들 (120) 이 서로로부터 오프셋되게 정렬된 2개의 스프링 실링 부재들 (114) 의 배열을 예시한다. 이 배열에서, 슬릿들 (120) 을 제외하고 도 7 - 도 10 에 관하여 논의된 바처럼 서셉터 (28) 가 프로세싱 위치에 있을 때 아래 영역에 있는 가스 흐름이 하부 영역으로 유입되지 못한다. 예를 들면, 도 14에 보여진 바처럼 2개의 스프링 실링 부재들 (114) 의 배향이, 상부 영역으로부터 슬릿들 (120) 에서의 상부 스프링 실링 부재를 통해 그리고 다음으로 하부 스프링 실링 부재에 있는 슬릿들 (120) 을 통해 가스 흐름을 허용할 수도 있다. 이 배열에서, 구불구불한 경로가 다시 형성되고 이로써 제한 및 제어된 양의 가스 흐름이 프로세스가 요구할 수도 있는 바대로 상부 영역과 하부 영역 사이에 연통할 수도 있다. 이중 스프링 실링 부재 배열은 위에서 논의된 단일 스프링 실링 부재와 유사하게 기능하고, 단지 서셉터 (28) 및 제 1 실링 부재 (104) 가 화살표 (38) 와 연관된 방향으로 상방으로 이동될 때 그리고 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 상부와 하부 영역들 간에 가스 흐름을 제한 및/또는 방지한다. 당업자는, 본 개시의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 임의의 수의 슬릿들 (120) 이 상부와 하부 영역들 간에 원하는 연통에 따라 이용될 수도 있다는 것을 즉시 이해할 것이다.
상세한 설명 전체에 걸쳐, 임의의 가스 흐름 연통은 제어 및/또는 제한된 방식으로 상부 영역 (22) 으로부터 하부 영역 (24) 으로 보내진다. 그럼에도 불구하고, 하부 영역으로부터 상부 영역으로 가스 흐름을 제공하는 것은 본 개시의 사상 및 범위내에 있다. 예를 들면, 하부 영역 내의 퍼지, 비활성, 또는 다른 가스 흐름이, 상부 영역에서의 가스 흐름 압력보다 더 큰 압력으로 제공될 수도 있다. 이 경우에, 하부 영역에서 더 높은 압력은 하부 영역으로부터의 가스 흐름이 상부 영역으로, 위에서 설명되고 정의된 여러 구불구불한 경로들을 통해 연통되는 것을 허용한다. 이 배열은, 하부 영역에서 포켓들 및 갭들 내의 공명 (resonance) 을 제한함으로써 퍼지 시간들을 감소시키거나 또는 하부 영역에서 입자 축적을 감소시키는데 유용할 수도 있다. 어떻든간에, 다양한 실링 부재들 가스 흐름 연통이, 상부와 하부 영역들 간의 가스 흐름의 양 및 방향을 제어하도록 선택적으로 튜닝될 수도 있다.
동작시, 제 1 실링 부재 (42 또는 104) 가 서셉터 (28) 상에 배치되고 특히 적용가능한 경우 레지 (48) 상에 배치될 수도 있다. 다음으로 제 2 실링 부재 (44 또는 106) 는 일반적으로 상부 및 하부 영역들 간에, 또는 인터페이스 플레이트 (26) 와 접촉하게, 또는 제 2 실링 부재 (44) 의 경우에 위 또는 제 2 실링 부재 (106) 의 경우에 아래에 배치된다. 제 1 및 제 2 실링 부재들이 위치된 채로, 서셉터 (28) 가 기판 로딩 위치로 하강되고 여기서 기판이 리프트 핀들 상에 배치된다. 다음으로, 서셉터는, 제 1 실링 부재가 제 2 실링 부재와 구불구불한 경로를 형성할 때까지 화살표 (38) 와 연관된 방향에서 상방으로 이동된다. 일부 구현들에서, 제 1 및 제 2 실링 부재들은, 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 서로 접촉하는 한편, 다른 구현들에서 작은 갭이 제 1 및 제 2 실링 부재들 사이에 남아 있으나, 일반적으로 구불구불한 경로에 포함된다. 어느 양태 또는 구현이 이용되는 지에 상관 없이, 상부 및 하부 영역들 간에 가스 흐름은, 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 제어 및/또는 최소화된다. 프로세스가 완료된 후에, 서셉터는 하부 영역으로 하강되고, 상부와 하부 영역들 간의 규칙적인 연통이 다시, 다른 기판이 서셉터 상에 로딩되고 서셉터가 프로세싱 위치로 다시 한번 이동될 때까지 확립될 수도 있다.
챔버 실링 부재를 위한 방법 및 장치를 위한 이들 및 다른 실시형태들은, 위에서 설명된 챔버 실링 부재들을 위한 장치의 실시형태들에 대해 설명된 개념들, 실시형태들 및 구성들을 포함할 수도 있다. 도시되고 설명된 특정 구현들은 본 발명 및 본 발명의 최선의 모드를 예시하고, 그와 다르게 양태들 및 구현들의 범위를 어느 방식으로도 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 실제로, 간결성을 위해, 시스템의 종래 제조, 접속, 준비 및 다른 기능적 양태들이 상세히 설명되지 않을 수도 있다. 게다가, 여러 도면들에 도시된 접속 라인들은, 다양한 엘리먼트들 사이에 예시적인 기능적 관계들 및/또는 물리적 연결을 나타내도록 의도된다. 많은 대안의 또는 추가적인 기능적 관계 또는 물리적 접속들이 실제 시스템들에 존재할 수도 있거나 및/또는 일부 실시형태들에 부재할 수도 있다.
여기에 사용된 바처럼, 용어 "포함한다", "포함하는" 또는 이들의 임의의 변형은, 엘리먼트들의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 물품, 조성 또는 장치가 기재된 그러한 엘리먼트들만을 포함하는 것이 아니라, 명시적으로 열거되지는 않았으나 그러한 프로세스, 방법, 물품, 조성 또는 장치에 내재하는 다른 엘리먼트들을 또한 포함할 수도 있도록 하는, 비배타적인 포함 (non-exclusive inclusion) 을 레퍼런싱 (referencing) 하도록 의도된다. 본 발명의 실시에 사용된 위에서 설명한 구조들, 배열들, 응용들, 비율들, 엘리먼트들, 재료들, 또는 컴포넌트들의 다른 조합 및/또는 변경들은, 명확하게 기재되지 않은 그러한 것들 이외에, 동일한 것의 일반적인 원리들로부터 이탈함이 없이, 변화되거나 또는 그렇지 않으면 특정 환경들, 제조 명세, 설계 파라미터, 또는 다른 동작 요건들로 특히 적응될 수도 있다.
다수의 변형들이 가능하기 때문에, 여기에 기재된 구성들 및/또는 접근법들은 성질상 예시적이고, 이들 특정 실시형태들 또는 예들은 제한적인 의미로 고려되지 않아야 한다는 것이 이해되야 한다. 여기에 기재된 특정 루틴 또는 방법들은 임의의 수의 프로세싱 전략들 중 하나 이상을 나타낼 수도 있다. 따라서, 예시된 다양한 행위들은 예시된 순서로 수행되거나, 다른 순서로 수행되거나, 또는 일부 경우들에서 생략될 수도 있다.
본 개시의 요지는 다양한 프로세스들, 시스템들 및 구성들의 모든 신규하고 비자명한 조합들 및 부조합, 그리고 여기에 개시된 다른 특징들, 기능들, 행위들 및/또는 특성들, 그리고 그의 임의 및 모든 균등물들을 포함한다.

Claims (25)

  1. 반응 챔버로서,
    기판을 프로세싱하기 위한 상부 영역;
    기판을 로딩하기 위한 하부 영역;
    상기 상부 영역과 상기 하부 영역 사이의 인터페이스 플레이트;
    상기 반응 챔버 내에서 이동가능한 서셉터;
    상기 서셉터가 상기 하부 영역에 있을 때, 상기 서셉터의 주변 상에 배치된 제 1 실링 부재; 및
    상기 상부 영역과 상기 하부 영역 사이에 배치되며, 상기 인터페이스 플레이트의 상부 부분과 맞물리는 바닥 부분을 갖는 제 2 실링 부재를 포함하고,
    상기 제 1 실링 부재 및 상기 제 2 실링 부재는 상기 상부 영역과 상기 하부 영역 사이에 연통 (communication)을 제한하도록 서로 선택적으로 맞물려지는, 반응 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 실링 부재는 상기 서셉터 상에 제거가능하게 배치되는, 반응 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 부재는 상기 상부 영역과 상기 하부 영역 사이에 제거가능하게 배치되는, 반응 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터의 주변과 상기 제 1 실링 부재 사이의 갭을 더 포함하는, 반응 챔버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 반응 챔버가 프로세싱 온도에 있을 때 상기 갭이 감소되는, 반응 챔버.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 실링 부재는 상기 서셉터와 수직으로 이동하는, 반응 챔버.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 영역에서 샤워헤드를 더 포함하고, 상기 제 2 실링 부재는 상기 샤워헤드와 상기 제 1 실링 부재 사이에 고정되는, 반응 챔버.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 프로세싱 가스가 상기 제 1 실링 부재와 상기 제 2 실링 부재 사이에서 이동하는, 반응 챔버.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 실링 부재 및 상기 제 2 실링 부재는 석영으로 구성되는, 반응 챔버.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링 부재는 상기 서셉터 상에 셀프 센터링되는, 반응 챔버.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 실링 부재는, 상방으로 연장되는 적어도 하나의 돌기를 더 포함하는, 반응 챔버.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 부재는, 하방으로 연장되는 적어도 하나의 돌기를 더 포함하는, 반응 챔버.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때, 상기 제 1 실링 부재의 적어도 하나의 돌기 및 상기 제 2 실링 부재의 적어도 하나의 돌기가 함께 네스팅되는, 반응 챔버.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 실링 부재와 상기 제 2 실링 부재 사이에 구불구불한 경로가 정의되는, 반응 챔버.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 실링 부재의 적어도 하나의 돌기 및 상기 제 2 실링 부재의 적어도 하나의 돌기는 각각 3개의 돌기들을 더 포함하는, 반응 챔버.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 부재는 유연하고 상기 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 상기 제 1 실링 부재가 상기 제 2 실링 부재를 편향시키는, 반응 챔버.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 부재는 상기 하부 영역 내에서 상기 반응 챔버에 고정되는, 반응 챔버.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 부재는, 복수의 노치들을 더 포함하는, 반응 챔버.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 부재는, 복수의 방사상으로 정열된 슬릿들을 더 포함하는, 반응 챔버.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 부재는, 방사상으로 정렬된 슬릿들이 서로 오프셋되게 배치된 2개의 제 2 실링 부재들을 더 포함하는, 반응 챔버.
  21. 반응 챔버 격리 디바이스로서,
    반응 챔버 내에서 이동가능하고 서셉터 상에 제거가능하게 배치가능한 제 1 실링 부재로서, 상기 제1 실링 부재는 상부 부분 및 하부 부분을 포함하며, 상기 하부 부분은 상기 상부 부분의 안쪽으로 배치되는, 상기 제1 실링 부재; 및
    상부 영역과 하부 영역 사이에서 상기 반응 챔버 내의 인터페이스 플레이트 상에 배치가능한 제 2 실링 부재를 포함하고,
    상기 제 1 실링 부재 및 상기 제 2 실링 부재는 상기 상부 영역과 상기 하부 영역 사이에 연통 (communication) 을 제한하도록 서로 선택적으로 맞물려질 수 있는, 반응 챔버 격리 디바이스.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 실링 부재는 상방으로 연장되는 적어도 하나의 돌기를 더 포함하고 상기 제 2 실링 부재는 하방으로 연장되는 적어도 하나의 돌기를 더 포함하는, 반응 챔버 격리 디바이스.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때, 상기 제 1 실링 부재의 적어도 하나의 돌기 및 상기 제 2 실링 부재의 적어도 하나의 돌기가 함께 네스팅되는, 반응 챔버 격리 디바이스.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 실링 부재와 상기 제 2 실링 부재 사이에 구불구불한 경로가 정의되는, 반응 챔버 격리 디바이스.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 부재는 유연하고 상기 서셉터가 프로세싱 위치에 있을 때 상기 제 1 실링 부재가 상기 제 2 실링 부재를 편향시키는, 반응 챔버 격리 디바이스.
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