KR102223829B1 - 캐러셀 처리 챔버들을 위한 강성 플레이트를 갖는 대기 리드 - Google Patents

캐러셀 처리 챔버들을 위한 강성 플레이트를 갖는 대기 리드 Download PDF

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Abstract

인젝터 조립체의 처리 측면과 인젝터 조립체의 대기 측면 사이의 상이한 차압의 결과로서 인젝터 조립체의 편향을 감소시키기 위해 인젝터 조립체 위에 용적을 형성하는 리드 조립체들을 포함하는 처리 챔버들이 개시된다.

Description

캐러셀 처리 챔버들을 위한 강성 플레이트를 갖는 대기 리드 {ATMOSPHERIC LID WITH RIGID PLATE FOR CAROUSEL PROCESSING CHAMBERS}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 공정 챔버 리드들에 관한 것이다. 더 자세하게는, 본 개시의 실시예들은 저압 처리 동안 가스 분배 조립체의 변형을 방지하는 공정 챔버 리드들에 관한 것이다.
반도체 장치를 형성하는 공정은 다중 챔버들을 포함하는 기판 처리 플랫폼들에서 일반적으로 수행된다. 일부 예들에서, 다중 챔버 공정 플랫폼 또는 클러스터 툴(cluster tool)의 목적은 제어 환경에서 기판 상에 두 개 또는 그 초과의 공정들을 순차적으로 수행하는 것이다. 그러나, 다른 예들에서 다중 챔버 공정 플랫폼은 기판들에 단지 단일 공정 단계만을 수행할 수 있으며; 추가적인 챔버들은 기판들이 플랫폼에 의해 처리되는 속도를 최대화기 위한 것이다. 후자의 경우에서, 기판들 상에 수행되는 공정은 통상적으로 배치(batch) 공정이며, 여기서 상대적으로 많은 수, 예를 들어 25 또는 50 개의 기판들이 주어진 챔버 내에서 동시에 처리된다. 배치 처리는 경제적으로 실행가능한 방식으로 개별적인 기판들 상에서 수행하기에 너무 시간 소모적인 공정에 대해, 예컨대 ALD 공정 및 몇몇의 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 공정에 대해 특히 유익하다.
기판 처리 플랫폼, 또는 시스템의 효과는 소유 비용(cost of ownership(COO))에 의해 종종 정량화된다. COO는 많은 인자들에 의해 영향을 받지만, 주로 시스템 점유 공간, 즉 제조 플랜트 내에서 시스템을 작동시키는데 요구되는 총 플로어 공간, 및 시스템 처리량, 즉 시간당 처리되는 기판들의 수에 의해 영향을 받는다. 점유 공간은 유지보수에 대해 요구되는 시스템에 인접한 접근 영역들을 통상적으로 포함한다. 그러므로, 비록 기판 처리 플랫폼이 상대적으로 작을 수 있지만, 상기 시스템이 작동 및 유지보수를 위한 모든 측면들로부터의 접근을 요구한다면, 시스템의 유효 점유 공간은 여전히 엄청나게 클 수 있다.
공정 가변성에 대한 반도체 산업의 공차는 반도체 장치들의 사이즈가 축소됨에 따라 계속 감소된다. 이러한 더 엄격한 공정 요구조건들을 충족시키기 위해, 반도체 산업은 더 엄격한 공정 윈도우(window) 요구조건들을 충족시키는 다수의 새로운 공정들을 발전시켰지만, 이러한 공정들은 종종 완료하기 위해 오랜 시간이 걸린다. 예를 들어, 높은 종횡비(high aspect ratio)의 표면, 65 nm 또는 더 작은 상호연결 피쳐 상에 구리 확산 배리어 층을 등각으로 형성하기 위해, ALD 공정을 사용하는 것이 필요할 수 있다. ALD는 CVD와 비교되는 우수한 스텝 커버리지(step coverage)를 입증하는 CVD의 변형이다. ALD는 전계발광 디스플레이(electroluminescent display)들을 제작하는데 본래 사용되었던 원자 층 에피택시(atomic layer epitaxy(ALE))에 기초한다. ALD는 기판 표면 상에 반응성 전구체 분자들의 포화 단층을 증착하기 위해 화학흡착(chemisorption)을 사용한다. 이것은 증착 챔버 내로 적합한 반응성 전구체들의 펄싱(pulsing)을 주기적으로 교번시킴으로써 달성된다. 반응성 전구체의 각각의 주입은, 기판 표면 상에 고른 재료 층을 형성하도록 이전에 증착된 층들에 새로한 원자 층을 제공하기 위해 불활성 가스 정화(purge)에 의해 통상적으로 분리된다. 반응성 전구체 및 불활성 정화 가스들의 사이클들은 바람직한 두께로 재료 층을 형성하기 위해 반복된다. ALD 기술들의 가장 큰 단점은 증착 속도가 통상적인 CVD 기술들보다 적어도 10배 만큼 매우 낮다는 점이다. 예를 들어, 일부 ALD 공정들은 기판의 표면 상에 고품질 층을 증착하기 위해 약 10 내지 약 200 분의 챔버 처리 시간을 요구할 수 있다. 더 양호한 장치 성능을 위해 이러한 ALD 및 에피택시(epitaxy) 공정들을 선택함에 있어서, 종래의 단일 기판 공정 챔버에서 장치를 제작하기 위한 비용은 매우 낮은 기판 공정 처리량으로 인해 증가될 것이다. 그러므로, 이러한 공정들을 실시할 때, 연속적인 기판 공정 방법이 경제적으로 실현가능하기 위해 요구된다.
새로운 세대의 ALD 공정 툴들은 웨이퍼 전반에 걸쳐 그리고 웨이퍼들 사이에 조성 및 두께 균일성을 충족하기 위해 웨이퍼와 증착 소스(인젝터) 사이의 간극의 엄격한 제어를 요구한다. 공정은 웨이퍼와 증착 소스 사이의 다양한 틈새에서 그리고 넓은 범위의 온도들에서 수행될 수 있다. 웨이퍼 면적 전반에 걸친 거리의 균일성을 감시하는 것이 중요할 수 있으며, 상기 거리는 직경이 1 내지 2 미터 정도일 수 있다.
저온 처리 동안, 상측 인젝터 조립체는 1 기압에서 약 1.3 mm 보다 더 큰 과도한 압력을 가진다. 이러한 편향은 너무 커서, 증착되는 필름들의 비-균일성을 초래한다. 챔버 리드와 챔버 몸체 사이의 온도 차들의 영향을 최소화시키는 저압 처리 챔버의 장치 및 방법들에 대한 본 분야의 요구가 존재한다.
본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예들은 챔버 몸체, 서셉터 조립체, 인젝터 조립체 및 챔버 리드를 포함하는 처리 챔버들에 관한 것이다. 챔버 몸체는 바닥 벽 및 측벽을 포함한다. 서셉터 조립체는 중심 축선 주변에서 복수의 기판들을 지지하고 회전시키기 위해 챔버 몸체 내에 있고 상측 표면을 가진다. 인젝터 조립체는 서셉터 조립체 위에 위치되며 후방 표면 및 서셉터 조립체의 상측 표면을 향하고 공정 용적을 형성하는 전방 표면을 가진다. 인젝터 조립체의 외측 주변 에지는 챔버 몸체의 측벽 상에 인젝터 조립체를 지지한다. 챔버 리드는 상측 벽 및 측벽을 포함한다. 측벽은 챔버 몸체의 측벽에 연결가능하다. 인젝터 조립체의 상측 표면 그리고 챔버 리드의 상측 벽 및 측벽은 리드 용적을 형성한다.
챔버 몸체의 측벽이 리지를 가지는 일부 실시예들에서, 인젝터 조립체의 외측 주변 에지는 리지에 의해 지지된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 인젝터 조립체는 전방 표면으로부터 연장하는 외측 주변 에지에서 복수의 페그들을 더 포함하며, 복수의 페그들은 인젝터 조립체를 지지하기 위해 측벽의 리지 상에 위치된다. 일부 실시예들에서, 페그들은 인젝터 조립체와 일치하는 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 인젝터 조립체와 서셉터 조립체 사이의 간극은 실질적으로 최대 약 550℃의 온도 동안에 동일하게 유지된다.
일부 실시예들에서, 공정 용적 및 리드 용적은 유체 연통하여서 둘 모두가 처리 동안 대략 동일한 압력을 가지게 된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들은 공정 용적 내의 압력을 낮추기 위해 공정 용적과 연통하는 진공 소스를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 챔버 리드의 측벽은 인젝터 조립체의 후방 표면의 일부분을 커버링하기 위해 측벽으로부터 안쪽으로 연장하는 립을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 립은 인젝터 조립체의 후방 표면에 대해 유밀(fluid tight) 밀봉을 형성한다. 일부 실시예들은 공정 용적과 연통하는 진공 소스 및 리드 용적과 연통하는 진공 소스를 더 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 진공 소스는 공정 용적 및 리드 용적 모두에 대해 동일하며, 리드 용적 내의 압력은 공정 용적으로부터 별로도 제어될 수 있다.
일부 실시예들에서, 인젝터 조립체는 약 1 미터보다 더 큰 직경을 갖는 디스크형이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 서셉터 조립체는 복수의 기판들을 지지하기 위한 복수의 오목부들을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 각각의 오목부들은 기판을 지지할 수 있는 크기를 가져서, 기판의 상측 표면은 실질적으로 서셉터 조립체의 상측 표면과 동일평면 상에 있다.
일부 실시예들에서, 챔버 리드의 상측 벽은 인젝터 조립체의 후방 표면 위에 약 5 mm 내지 약 0.5 미터의 범위로 이격된다.
하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 인젝터 조립체는 인젝터 조립체의 내측 주변 영역으로부터 인젝터 조립체의 외측 주변 에지를 향하여 반경 방향으로 연장하는 복수의 가스 포트들을 포함하며, 각각의 가스 포트는 외측 주변 영역이 내측 주변 영역보다 더 넓고 서셉터 조립체의 상측 표면을 향하는 복수의 가스 스트림들을 제공하기 위해 인젝터 조립체의 전방 표면에 개구를 가진다.
일부 실시예들에서, 공정 용적이 약 1 mTorr 내지 약 30 Torr의 범위 내의 압력을 가질 때, 인젝터 조립체는 약 0.2 mm 미만으로 편향한다.
본 발명의 추가적인 실시예들은 챔버 몸체, 서셉터 조립체, 인젝터 조립체 및 챔버 리드를 포함하는 처리 챔버들에 관한 것이다. 챔버 몸체는 바닥 벽 및 리지를 포함하는 측벽을 포함한다. 서셉터 조립체는 중심 축선 주변에서 복수의 기판들을 지지하고 회전시키기 위해 챔버 몸체 내에 있다. 서셉터 조립체는 복수의 기판들을 지지하기 위해 복수의 오목부들을 포함하는 상측 표면을 가진다. 인젝터 조립체는 서셉터 조립체 위에 위치되고 서셉터 조립체의 상측 표면을 향하고 공정 용적을 형성하는 후방 표면 및 전방 표면을 가진다. 인젝터 조립체의 외측 주변 에지는 챔버 몸체의 측벽의 리지에 인젝터 조립체를 지지한다. 인젝터 조립체는 전방 표면에 개구를 가지는 복수의 반경 방향으로 배치되는 가스 포트들을 포함하며, 각각의 가스 포트들은 내측 주변 영역으로부터 외측 주변 에지를 향하여 연장하고 내측 영역보다 외측 에지가 더 넓다. 챔버 리드는 상측 벽 및 측벽을 포함한다. 측벽은 챔버 몸체 측벽에 연결가능하며, 인젝터 조립체의 상측 표면 그리고 챔버 리드의 상측 벽 및 측벽은 리드 용적을 형성한다.
일부 실시예들에서, 인젝터 조립체는 전방 표면으로부터 연장하는 외측 주변 에지에 복수의 페그들을 더 포함하며, 복수의 페그들은 인젝터 조립체를 지지하기 위해 측벽의 리지 상에 위치된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 페그들은 인젝터 조립체와 일치하는 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 얻어지고 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에 간단히 요약된 본 발명의 더 구체적인 설명이 첨부 도면들에 예시되는 본 발명의 실시예들을 참조하여 이루어질 것이다. 특정한 주지된 공정들은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 본 발명에서 논의되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 처리 챔버에 대한 부분 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 인젝터 조립체 및 서셉터 조립체에 대한 부분도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 인젝터 조립체의 세그먼트에 대한 부분 정면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 서셉터 조립체의 부분에 대한 사시도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 처리 챔버에 대한 부분 횡단면 사시도를 도시한다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능하다면 도면들에 대해 공통인 동일한 요소들을 지칭하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예들의 요소들 및 특징들이 추가적인 상세한 설명 없이 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다. 그러나, 본 발명이 다른 동일하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있기 때문에, 첨부 도면들은 단지 본 발명의 예시적인 실시예들만을 예시하고 따라서 본 발명의 범주에 대해 제한하는 것으로 고려되지 않는다는 것을 유의해야 한다.
본 발명의 실시예들은 인젝터 조립체 전반에 걸친 압력을 감소시키기 위해 추가되는 상측 돔 조립체(upper dome assembly)를 갖는 처리 챔버들에 관한 것이다. 인젝터 조립체 위의 상측 부분은 하측 챔버와 동일한 압력으로 유지될 수 있거나, 또는 그 압력은 독립적으로 제어될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 페그(peg)들이 인젝터 조립체와 서셉터 사이의 간극을 유지하기 위해 인젝터의 몸체의 열적 팽창과 일치하도록 인젝터 조립체에 대해 추가된다. 인젝터들이 하향으로 팽창할 때, 후방 판(backing plate) 및 페그들은 서셉터와 인젝터 사이의 동일한 간극을 유지하는 동일한 크기만큼 상향으로 팽창한다.
도 1은 챔버 몸체(110) 및 챔버 리드(150)를 포함하는 처리 챔버(100)의 실시예에 대한 부분 사시도를 도시한다. 챔버 몸체는 바닥 벽(112) 및 측벽(114)를 포함한다. 포트(116)은 측벽(114)내 있을 수 있고 다양한 가스들로 챔버 몸체를 펌핑하거나 정화할 수 있는 가스 캐비넷(180)에 연결될 수 있다.
가스 분배 조립체로서 또한 지칭되는 인젝터 조립체(120)는 챔버 내에 위치된다. 인젝터 조립체(120)는 서섹터 조립체(140) 위에 있다. 인젝터 조립체(120)는 서셉터 조립체(140) 및 후방 표면(122)을 향하는 전방 표면(121)을 가진다. 인젝터 조립체(120)의 외측 주변 영역(123)은 챔버 몸체(110)의 측벽(114)의 상측 부분 상에 전체 인젝터 조립체(120)를 지지한다. 인젝터 조립체(120)의 좌측면이 프로파일링된 에지로 도시되는 반면에, 상기 인젝터 조립체의 우측면은 직선 에지 없이 도시된다. 에지 또는 다른 에지 프로파일들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 1에 도시되는 것처럼, 측벽(114)은 리지(ledge)(118)를 포함한다. 리지(118)는 벽 내의 오목한 영역에 의해 형성될 수 있거나(도 1 참조), 상기 리지는 측벽으로부터 챔버 내부 안쪽으로 연장할 수 있다.
도면들에 도시되는 처리 챔버(100)는 서셉터 조립체(140)가 복수의 웨이퍼(60)들을 유지할 수 있는 캐러셀형 챔버이다. 도 2에 도시되는 것처럼, 인젝터 조립체(120)는 복수의 별도의 인젝터 유닛(121)들을 포함할 수 있으며, 웨이퍼가 인젝터 유닛 아래로 이동될 때 각각의 인젝터 유닛(121)은 웨이퍼 상에 필름을 증착시킬 수 있다. 두 개의 파이형(pie-shaped) 인젝터 유닛(121)이 서셉터 조립체(140)의 대략 반대편인 측면들 상에 그리고 그 위에 위치된 것으로 도시된다. 인젝터 유닛(121)의 이러한 수는 단지 예시적인 목적들을 위해 그리고 서셉터 조립체(140) 및 인젝터 조립체(120)의 적층 특성에 대한 이해를 제공하기 위해 도시된다. 다소간의 인젝터 유닛(121)이 포함될 수 있고 일부 실시예에서 인젝터 조립체(120)가 복수의 파이형 유닛들로 구성되지 않는 단일 부품이라는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(140)의 형상에 일치하는 형상을 형성하기 위해 충분한 수의 파이형 인젝터 유닛(121)이 존재한다.
도 3을 참조하면, 인젝터 조립체(120)는 인젝터 조립체(120)의 내측 주변 영역(124)로부터 그 외측 주변 영역(123)을 향하여 반경 방향으로 연장하는 복수의 가스 포트들을 포함한다. 각각의 가스 포트는 내측 주변 영역(124)보다 외측 주변 영역(123)이 더 넓고 서셉터 조립체(140)의 상측 표면을 향하는 복수의 가스 스트림들을 제공하기 위해 인젝터 조립체(120)의 전방 표면(121)에 개구를 가진다.
도 3에 도시되는 인젝터 조립체(120)는 큰 원형(또는 디스크형) 인젝터 조립체(120)의 일부분이거나 디스크형 인젝터 조립체(120)를 형성하기 위해 다른 것들과 결합될 수 있는 개별적인 파이형 세그먼트이다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 것처럼, 용어 "파이형"은 일반적으로 원형 섹터인 몸체를 설명하는데 사용된다. 예를 들어, 파이형 세그먼트는 원형 또는 디스크형 물체의 4분의 1일 수 있다. 파이형 세그먼트의 내측 에지는 뾰족하게 될 수 있거나 평탄한 에지로 꼭대기가 잘리거나 도 3에 도시되는 섹터와 같이 라운딩될 수 있다. 전체 인젝터 조립체(120)는 상당히 클 수 있고 예를 들어 직경이 약 1 미터보다 더 넓거나 직경이 약 1.5 미터보다 더 넓을 수 있다. 일부 실시예들에서, 인젝터 조립체(120)는 직경이 약 1 내지 2 미터의 범위이다.
도 3을 계속 참조하면, 작동 시, 기판은 아치 형상 경로(32)에서 이러한 가스 분배 조립체(120)를 가로질러 통과될 것이다. 통과 시, 기판의 각각의 지점이 진공 포트(V), 제 1 반응 가스 포트(A), 진공 포트(V), 정화 포트(P), 진공 포트(V) 및 제 2 반응 가스 포트(B)에 노출될 것이다. 도시되는 패턴은 기판의 모든 부품들을 두 개의 반응 가스들에 대해 노출할 것이고 기상 반응들을 방지하기 위해 가스들의 분리를 유지할 것이다.
각각의 개별적인 가스 포트들은 가스 분배 조립체(120)의 내측 주변 영역(124)에 근처에 더 좁은 폭을 외측 주변 영역(123)에 근처에 더 큰 폭을 가진다. 개별적인 포트들의 형상 또는 종횡비는 가스 분배 조립체(120)의 세그먼트의 형상 또는 종횡비에 비례하거나 이와 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 경로(32)를 따라서 가스 분배 조립체(120)를 가로질러 통과하는 웨이퍼의 각각의 지점이 각각의 가스 포트 하에서 대략 동일한 잔류 시간을 가지도록 개별적인 포트들이 성형된다. 기판들의 경로는 가스 포트들에 대해 수직할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 가스 분배 조립체들은 기판들에 의해 횡단되는 경로에 실질적으로 수직한 방향으로 연장하는 복수의 긴 가스 포트들을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 것처럼, 용어 "실질적으로 수직한"은 일반적인 이동의 방향이 가스 포트들의 축선에 대해 대략 수직하다는 것을 의미한다. 파이형 가스 포트에 대해, 가스 포트의 축선은 포트의 길이를 따라 연장하는 포트의 너비의 중간 지점으로서 정의되는 선으로 고려될 수 있다.
서셉터 조립체(140)는 챔버 몸체(110) 내의 가스 분배 조립체(120) 아래에 위치된다. 도 1에 도시되는 서셉터 조립체(140)는 디스크형 구성요소이다. 도 4는 서셉터 조립체(140)의 일부분에 대한 정사각형 절취부를 도시한다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 서셉터 조립체(140)는 상측 표면(141), 상측 표면(141) 내의 하나 이상의 오목부(142) 및 바닥 표면(143)을 포함한다. 오목부(142)는 처리될 웨이퍼(60)들의 형상 및 크기에 따른 임의의 적합한 형상 및 크기일 수 있다. 도 1에 도시되는 실시예에서, 오목부(142)는 웨이퍼의 바닥부를 지지하기 위한 평탄한 바닥부를 가지지만, 오목부의 바닥은 변할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 오목부는 오목부의 외측 주변 에지 주변에 계단형 영역들을 가지며, 상기 계단형 영역들은 웨이퍼의 외측 주변 에지를 지지할 수 있는 크기를 가진다. 계단들에 의해 지지되는 웨이퍼의 외측 주변 에지의 크기는 예를 들어 웨이퍼의 두께 및 웨이퍼의 후방 측면 상에 이미 존재하는 피쳐들의 존재에 따라 변할 수 있다.
일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(140)의 상측 표면(141) 내의 오목부(142)는, 오목부(142) 내에 지지되는 웨이퍼(60)가 서셉터(140)의 상측 표면(141)과 실질적으로 동일평면 상에 있는 상측 표면(61)을 가질수 있는 정도의 크기이다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 것처럼, 용어 "실질적으로 동일평면 상에 있는"은 웨이퍼의 상측 표면 및 서셉터 조립체의 상측 표면이 ±0.2 mm 이내의 동일평면 상에 있는 것을 의미한다. 일부 실시예들에서, 상기 상측 표면들은 ± 0.15 mm, ± 0.10 mm 또는 ± 0.05 mm 이내의 동일평면 상에 있다.
도 1의 서셉터 조립체(140)는 서셉터 조립체(140)를 상승시키고, 하강시키고 회전시킬 수 있는 지지 포스트(160)를 포함한다. 서셉터 조립체는 지지 포스트(160)의 중심 내에 히터, 또는 가스 라인들, 또는 전기 구성요소들을 포함할 수 있다. 지지 포스트(160)는 서셉터 조립체(160)와 인젝터 조립체(120) 사이의 간극을 증가시키거나 감소시키는 주요 수단일 수 있으며, 상기 지지 포스트는 인젝터 조립체(120)와 서셉터 조립체(140) 사이의 간극을 설정하기 위한 적합한 위치로 서셉터 조립체(140)를 이동시킨다. 상기 간극은 공정 용적(170)으로서 또한 지칭된다. 이것은 웨이퍼들이 반응 가스들에 대해 노출되고 처리되는 영역이다.
일부 실시예들에서, 간극 거리는 약 0.1 mm 내지 약 5.0 mm의 범위에 있거나, 약 0.1 mm 내지 약 3.0 mm의 범위에 있거나, 약 0.1 mm 내지 약 2.0 mm의 범위에 있거나, 약 0.2 mm 내지 약 1.8 mm의 범위에 있거나, 약 0.3 mm 내지 약 1.7 mm의 범위에 있거나, 약 0.4 mm 내지 약 1.6 mm의 범위에 있거나, 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm의 범위에 있거나, 약 0.6 mm 내지 약 1.4 mm의 범위에 있거나, 약 0.7 mm 내지 약 1.3 mm의 범위에 있거나, 약 0.8 mm 내지 약 1.2 mm의 범위에 있거나, 약 0.9 mm 내지 약 1.1 mm의 범위에 있거나, 약 1 mm 이다.
캐러셀(예를 들어, 서셉터 조립체(140))의 회전은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 연속적인 처리에서, 웨이퍼들은 일정하게 회전하여서 상기 웨이퍼들이 차례로 (또한 인젝터들로 불리는) 각각의 가스 포트에 노출된다. 불연속적인 처리에서, 웨이퍼들은 반복적으로 이동되고 정지될 수 있다. 예를 들어, 캐러셀은 회전할 수 있어서 웨이퍼들이 인젝터의 전방 영역으로부터 인젝터의 후방 영역으로 이동하게 된다. 인젝터들 사이의 멈춤은 각각의 층 증착 사이의 추가적인 처리 단계들(예를 들어, 플라즈마에 대한 노출)을 위한 시간을 제공할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 처리 챔버(100)는 챔버 리드(150)를 포함한다. 리드는 상측 벽(151) 및 챔버 몸체 측벽(114)에 연결될 수 있는 측벽(152)을 포함한다. 챔버 리드(150)가 챔버 몸체 상에 있을 때, 리드 용적(154)은 리드 상측 벽(151), 리드 측벽(152) 및 인젝터 조립체(120)의 후방 표면(122)에 의해 형성된다. 리드 용적(154)의 치수들은 리드 벽들의 높이, 및 리드 그리고 인젝터 조립체의 직경에 따라 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 리드 용적의 크기는 정화될 필요가 있을 수 있는 챔버 내에 너무 많은 용적을 가지는 것을 피하도록 최소화된다.
리드(150)는 리드 용적(154)를 아래로 정화하거나 펌핑하는데 사용될 수 있는 가스 캐비넷(181)에 연결되는 포트(155)를 포함할 수 있다. 처리 조건들 하에 있을 때 인젝터 조립체의 편향을 피하기 위해, 가스 캐비넷(181)을 사용하여 리드 용적(154) 내의 압력을 하강시키는 것이 바람직할 수 있다. 가스 캐비넷(180) 및 가스 캐비넷(181)은 챔버 부품들에 대한 상이한 연결부들을 갖는 동일한 캐비넷일 수 있다. 리드 용적(154) 내의 압력은 공정 용적(170) 내의 압력과 동일할 필요는 없지만, 상기 압력은 인젝터 조립체 위의 영역과 인젝터 조립체 아래의 영역 사이에 달리 형성될 수 있는 차압을 완화시키도록 하강될 수 있다. 일부 실시예들에서, 챔버 리드(150)의 상측 벽(151)은 인젝터 조립체(120)의 후방 표면(122) 위에 약 5 mm 내지 0.5 미터의 범위로 이격된다.
도 5를 참조하면, 인젝터 조립체(120)의 일부 실시예들은 풋(foot)들로서의 역할을 할 수 있는 복수의 페그(127)들을 포함한다. 페그(127)들은 인젝터 조립체(120)의 외측 주변 영역(123)에 위치되고 전방 표면(121)으로부터 연장한다. 인젝터 조립체는 이러한 페그들 상에 놓일 수 있도록 챔버 내에 위치될 수 있으며, 페그들은 측벽(114)의 리지(118) 상에 위치될 수 있다. 페그(127)들은 전도성 또는 절연성인, 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 페그(127)들은 인젝터 조립체(120)와 일치하는 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함한다. 이러한 실시예들에서, 인젝터 조립체(120)가 하향으로 팽창할 때, 후방 판 (인젝터 조립체의 후방 측면) 및 페그(127)들은 서셉터 조립체(140)와 인젝터 조립체(120) 사이의 동일한 간극을 유지하는 동일한 크기만큼 상향으로 팽창한다. 일부 실시예들에서, 인젝터 조립체와 서셉터 조립체의 간극은 최대 약 550℃의 온도 동안 동일한 상태를 실질적으로 유지한다.
인젝터 조립체가 페그(127)에 설정될 때, 인젝터 조립체(120)의 에지들 주변에 간극이 존재할 수 있다는 것을 도 5로부터 알 수 있다. 이것은 공정 용적과 리드 용적 사이에 유체 연통을 허용할 수 있어서, 단일 펌핑 시스템이 둘 모두의 용적들 내의 압력을 동시에 낮출 것이다.
리드(150)는 측벽(152)로부터 안쪽으로 연장하는, 도 1에 도시되는 립(lip)(153)을 또한 포함할 수 있다. 리드(150)는 인젝터 조립체(120)의 후방 표면(122)의 일부분을 커버링할 수 있다. 일부 실시예들에서, 립(153)은 인젝터 조립체(120)의 후방 표면에 대해 유밀 밀봉(fluid tight seal)을 형성하여서, 공정 용적 및 리드 용적은 서로로부터 격리된 상태를 유지된다.
전술된 것이 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가의 실시예가 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 발명될 수 있으며, 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 처리 챔버로서,
    바닥 벽 및 리지(ledge)를 포함하는 측벽을 포함하는 챔버 몸체;
    중심 축선 주변에서 복수의 기판들을 지지하고 회전시키기 위한 챔버 몸체 내의 서셉터 조립체;
    서셉터 조립체 위에 위치되며, 후방 표면 및 서셉터 조립체의 상측 표면을 향하고 공정 용적을 형성하는 전방 표면을 가지는 인젝터 조립체; 및
    상측 벽 및 상기 챔버 몸체의 측벽에 연결가능한 측벽을 포함하는 챔버 리드(chamber lid)를 포함하며,
    상기 서셉터 조립체는 상측 표면을 가지며,
    상기 인젝터 조립체의 외측 주변 에지는 상기 챔버 몸체의 측벽의 리지에 의해 지지되며,
    상기 인젝터 조립체는 상기 인젝터 조립체의 외측 주변 에지의 상기 인젝터 조립체의 전방 표면으로부터 연장하는 복수의 페그들(pegs)을 포함하고, 상기 복수의 페그들은 상기 인젝터 조립체를 지지하기 위해 상기 측벽의 리지 상에 위치되며,
    상기 인젝터 조립체의 후방 표면 그리고 상기 챔버 리드의 상측 벽 및 측벽은 리드 용적을 형성하는,
    처리 챔버.
  2. 처리 챔버로서,
    바닥 벽 및 리지를 포함하는 측벽을 포함하는 챔버 몸체;
    중심 축선 주변에서 복수의 기판들을 지지하고 회전시키기 위한 챔버 몸체 내의 서셉터 조립체;
    서셉터 조립체 위에 위치되며, 후방 표면 및 서셉터 조립체의 상측 표면을 향하고 공정 용적을 형성하는 전방 표면을 가지는 인젝터 조립체; 및
    상측 벽 및 상기 챔버 몸체의 측벽에 연결가능한 측벽을 포함하는 챔버 리드를 포함하며,
    상기 서셉터 조립체는 복수의 기판들을 지지하기 위해 복수의 오목부들을 포함하는 상측 표면을 가지며,
    상기 인젝터 조립체의 외측 주변 에지는 상기 챔버 몸체의 측벽의 리지에 의해 지지되며,
    상기 인젝터 조립체는 상기 인젝터 조립체의 외측 주변 에지의 상기 인젝터 조립체의 전방 표면으로부터 연장하는 복수의 페그들을 포함하고, 상기 복수의 페그들은 인젝터 조립체를 지지하기 위해 측벽의 리지 상에 위치되며,
    상기 인젝터 조립체는 전방 표면에 개구를 가지는 복수의 반경방향으로 배치된 가스 포트들을 포함하며,
    상기 가스 포트들 각각은 내측 주변 영역으로부터 외측 주변 에지를 향하여 연장하고 내측 영역보다 외측 에지가 더 넓으며,
    상기 인젝터 조립체의 후방 표면 그리고 챔버 리드의 상측 벽 및 측벽은 리드 용적을 형성하는,
    처리 챔버.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    페그들은 인젝터 조립체와 매칭하는(matching) 열 팽창 계수를 갖는 재료를 포함하는,
    처리 챔버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    인젝터 조립체와 서셉터 조립체 사이의 간극은 최대 550℃의 온도 동안 실질적으로 동일하게 유지하는,
    처리 챔버.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    공정 용적 및 리드 용적은 유체 연통하여서 둘 모두가 공정 동안 동일한 압력을 가지게 되는,
    처리 챔버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    공정 용적 내의 압력을 낮추기 위해 공정 용적과 연통하는 진공 소스를 더 포함하는,
    처리 챔버.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    챔버 리드의 측벽은 인젝터 조립체의 후방 표면의 일부분을 커버링하기 위해 측벽으로부터 안쪽으로 연장하는 립(lip)을 포함하는,
    처리 챔버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    립은 인젝터 조립체의 후방 표면에 대해 유밀 밀봉(fluid tight seal)을 형성하는,
    처리 챔버.
  9. 제 7 항에 있어서,
    공정 용적과 연통하는 진공 소스 및 리드 용적과 연통하는 진공 소스를 더 포함하는,
    처리 챔버.
  10. 제 9 항에 있어서,
    진공 소스는 공정 용적 및 리드 용적 모두에 대해 동일하며, 리드 용적 내의 압력은 공정 용적과는 별도로 제어될 수 있는,
    처리 챔버.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    인젝터 조립체는 1 미터보다 더 큰 직경을 갖는 디스크형인,
    처리 챔버.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    챔버 리드의 상측 벽이 인젝터 조립체의 후방 표면 위에 5 mm 내지 0.5 미터의 범위로 이격되는,
    처리 챔버.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    공정 용적이 1 mTorr 내지 30 Torr의 범위 내의 압력을 가질 때, 인젝터 조립체는 0.2 mm 미만으로 편향하는,
    처리 챔버.
  14. 삭제
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