KR102347144B1 - 듀얼 로드 락 구성에서의 고온 가열식 지지 페데스탈 - Google Patents

듀얼 로드 락 구성에서의 고온 가열식 지지 페데스탈 Download PDF

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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 가열식 지지 페데스탈을 제공하며, 그 가열식 지지 페데스탈은, 세라믹 재료를 포함하는 바디; 샤프트에 커플링된 바디의 주변부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 지지 암; 및 바디의 표면과 연결되도록 샤프트 내에 그리고 바디를 통해 배치된 진공 도관을 포함한다.

Description

듀얼 로드 락 구성에서의 고온 가열식 지지 페데스탈
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 2개의 챔버 볼륨들을 포함하는 로드 락 챔버에 관한 것이며, 적어도 하나의 챔버 볼륨은 기판을 프로세싱하도록 구성된다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 듀얼 로드 락 챔버에서 사용하기 위한 가열식 지지 페데스탈(heated support pedestal)에 관한 것이다.
[0002] ULSI(ultra-large-scale integrated) 회로 디바이스들은, 반도체 기판, 이를테면 실리콘(Si) 기판 상에 형성되어 디바이스 내의 다양한 기능들을 수행하도록 협력하는 백만 개 초과의 전자 디바이스들(예컨대, 트랜지스터들)을 포함할 수 있다.
[0003] 종래의 전자 디바이스 제조 시스템들은 흔히, 다수의 프로세스 챔버들 및 하나 이상의 로드 락 챔버들을 포함하며, 이 다수의 프로세스 챔버들 및 하나 이상의 로드 락 챔버들은 이송 챔버를 둘러싸고 이송 챔버에 연결된다. 이들 전자 디바이스 제조 시스템들은, 이송 챔버 내에 하우징되어 다양한 프로세스 챔버들과 로드 락 챔버들 사이에서 기판들을 운송하도록 적응된 이송 로봇을 이용한다.
[0004] 특정 전자 디바이스들(예컨대, 기판)의 제조를 위해 요구되는 부가적인 프로세스들을 부가하거나, 또는 특정 툴 내의 부가적인 프로세스들을 부가하기 위해, 로드 락 챔버, 예컨대, 이송 챔버와 상이한 환경 사이에 배치되어 이송 챔버와 상이한 환경으로부터 선택적으로 격리되는 챔버가 활용되어, 그 로드 락 챔버에 배치된 기판에 대해 하나 이상의 프로세스들을 수행할 수 있다. 예컨대, 기판은 로드 락 챔버에 있는 동안 가열될 수 있다. 부가적으로, 로드 락 챔버에 있는 동안 기판에 대해 에칭 프로세스, 예컨대 스퍼터 에칭 세정 프로세스가 수행될 수 있다.
[0005] 그러나, 현재의 로드 락 챔버들 내의 전형적인 지지 페데스탈들은 그 상부에 위치된 기판에 가해질 수 있는 열의 양을 제한하는 알루미늄 재료로 제작된다. 예컨대, 과도한 열이 가해지면 지지 페데스탈이 변형될 것이다. 부가적으로, 특정 에칭 프로세스들에서, 지지 페데스탈은 에칭 프로세스에서 활용되는 일부 가스들과 반응한다.
[0006] 본 개시내용의 실시예들은 가열식 지지 페데스탈을 제공하며, 그 가열식 지지 페데스탈은, 세라믹 재료를 포함하는 바디(body); 바디의 주변부로부터 반경방향 외측으로 연장되고, 샤프트에 커플링된 지지 암; 및 바디의 표면에 형성된 그루브(groove) 패턴에 연결되도록 샤프트 내에 그리고 바디를 통해 배치된 도관을 포함한다.
[0007] 본 개시내용의 일 실시예는 로드 락 챔버를 제공하며, 그 로드 락 챔버는, 제1 챔버 볼륨, 및 제1 챔버 볼륨으로부터 격리된 제2 챔버 볼륨을 정의하는 챔버 바디; 및 제2 챔버 볼륨에 배치된 가열식 지지 페데스탈을 갖는다. 가열식 지지 페데스탈은, 세라믹 재료를 포함하는 바디; 및 샤프트에 커플링된 바디의 주변부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 지지 암을 포함한다. 로드 락 챔버는 또한, 제2 챔버 볼륨에 플라즈마를 공급하기 위해 제2 챔버 볼륨에 연결된 원격 플라즈마 소스를 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 다른 실시예는 로드 락 챔버를 제공하며, 그 로드 락 챔버는, 제1 챔버 볼륨, 및 제1 챔버 볼륨으로부터 격리된 제2 챔버 볼륨을 정의하는 챔버 바디; 및 제2 챔버 볼륨에 배치된 가열식 지지 페데스탈을 갖는다. 가열식 지지 페데스탈은, 세라믹 재료를 포함하는 바디; 샤프트에 커플링된 바디의 주변부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 지지 암; 및 바디의 표면에 형성된 그루브 패턴과 연결되도록 샤프트 내에 그리고 바디를 통해 배치된 진공 도관을 포함한다. 로드 락 챔버는 또한, 제2 챔버 볼륨에 플라즈마를 공급하기 위해 제2 챔버 볼륨에 연결된 원격 플라즈마 소스를 포함한다.
[0009] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1a는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 듀얼 로드 락 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0011] 도 1b는 프로세싱 동안의 도 1a의 듀얼 로드 락 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0012] 도 2는 도 1a의 제2 챔버 바디의 개략적인 평면도이다.
[0013] 도 3은 도 1a의 로드 락 챔버와 함께 활용될 수 있는 가열식 지지 페데스탈 조립체의 일 실시예의 사시도이다.
[0014] 도 4는 도 3의 어댑터의 저면도이다.
[0015] 도 5는 그루브 패턴 및 중앙 진공 통로를 도시하는 가열식 지지 페데스탈 조립체의 개략적인 평면도이다.
[0016] 도 6은 도 1a의 로드 락 챔버와 함께 활용될 수 있는 가열식 지지 페데스탈 조립체의 다른 실시예의 사시도이다.
[0017] 도 7은 도 6의 가열식 지지 페데스탈 조립체의 최하부를 도시하는 사시도이다.
[0018] 도 8은 도 7의 라인들 8-8을 따르는 가열식 지지 페데스탈 조립체의 측면도이다.
[0019] 도 9는 도 8의 측면도의 확대된 단면도이다.
[0020] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예에서 개시되는 엘리먼트들이 구체적인 설명 없이 다른 실시예들에 대해 유익하게 활용될 수 있는 것으로 고려된다.
[0021] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 2개의 챔버 볼륨들을 포함하는 로드 락 챔버에 관한 것이며, 적어도 하나의 챔버 볼륨은 기판을 프로세싱하도록 구성된다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 듀얼 로드 락 챔버에서 사용하기 위한 가열식 지지 페데스탈에 관한 것이다. 가열식 지지 페데스탈의 실시예들은 가열식 지지 페데스탈 상에 배치된 기판을 최대 섭씨 550도 및 섭씨 550도 초과의 높은 온도들까지 가열하는 능력을 포함한다. 본원에서, "높은 온도"는 알루미늄의 고상선 온도(solidus temperature), 예컨대 섭씨 약 550도 내지 섭씨 600도의 온도 또는 그 근처의 온도로서 정의될 수 있다. 이들 높은 온도들에서, 알루미늄 재료들은 편향(deflect) 및/또는 왜곡(distort)될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 부가적으로, 2개의 격리된 챔버 볼륨들을 포함하는 듀얼 로드 락 챔버에 관한 것이며, 여기서, 적어도 하나의 챔버 볼륨은, 예컨대, 불소 함유 가스들과 같은 가스의 반응성 종에 기판을 노출시킴으로써, 기판을 프로세싱하도록 구성된다.
[0022] 본 개시내용의 일 실시예는 바디 조립체에 형성된 적어도 2개의 격리된 챔버 볼륨들을 갖는 로드 락 챔버를 제공한다. 2개의 격리된 챔버 볼륨들은 수직으로 적층될 수 있거나 또는 나란히 배치될 수 있다. 2개의 챔버 볼륨들은 처리량을 증가시키도록 독립적으로 동작가능하다. 일 실시예에서, 제1 챔버 볼륨은 제1 챔버 볼륨에 배치된 기판을 반응성 종에 노출시키도록 구성된다. 제2 챔버 볼륨은 인접 환경들 사이에서, 이를테면, 팩토리 인터페이스의 환경과 이송 챔버의 환경 사이에서 기판을 교환하기 위해서만 활용된다.
[0023] 본 개시내용의 일 실시예는 로드 락 챔버를 제공하며, 그 로드 락 챔버는 로드 락 챔버에서 기판을 가열하기 위한 얇은 가열식 기판 지지 페데스탈, 및 로드 락 챔버에서 기판에 하나 이상의 프로세싱 가스들을 균일하게 공급하기 위해 얇은 가열식 기판 지지 페데스탈 위에 배치된 샤워헤드를 포함한다. 일 실시예에서, 샤워헤드는 샤워헤드를 통해 로드 락 챔버에 반응성 종을 공급하기 위해 원격 플라즈마 소스에 연결된다.
[0024] 도 1a는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 듀얼 로드 락 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 듀얼 로드 락 챔버(100)는 기판(104)을 이송하기 위한 제1 챔버 볼륨(110), 및 기판(104)을 이송 및 프로세싱하기 위한 제2 챔버 볼륨(120)을 포함한다. 제2 챔버 볼륨(120) 및 제1 챔버 볼륨(110)은 서로 수직으로 적층되고, 서로 유동적으로(fluidly) 격리된다.
[0025] 듀얼 로드 락 챔버(100)는 챔버 바디 조립체(103)를 포함한다. 일 실시예에서, 챔버 바디 조립체(103)는 제1 챔버 바디(111) 및 제2 챔버 바디(121)를 포함하며, 제1 챔버 바디(111) 및 제2 챔버 바디(121)는 함께 커플링되어, 제1 및 제2 챔버 볼륨들(120, 110)을 하우징하는 일체형 구조를 정의한다. 제1 챔버 바디(111) 및 제2 챔버 바디(121)가 수직으로 적층되어 있지만, 제1 챔버 바디(111) 및 제2 챔버 바디(121)가 수평으로(예컨대, 나란히) 포지셔닝될 수 있는 것으로 고려된다.
[0026] 제1 챔버 볼륨(110)은 제1 챔버 바디(111), 및 제1 챔버 바디(111)에 부착된 챔버 베이스(112)에 의해 정의된다. 제1 챔버 바디(111)는 최상부 벽(118) 및 측벽들(119)을 갖는다. 최상부 벽(118), 측벽들(119), 및 챔버 베이스(112)는 제1 챔버 볼륨(110)을 에워싼다. 기판(104)을 지지하고, 기판 이송 디바이스들, 이를테면 기판 이송 로봇들과 기판을 교환하도록 구성된, 제1 챔버 볼륨(110) 내의 기판 지지 메커니즘(145)이 제1 챔버 볼륨(110)에 배치된다. 일 실시예에서, 기판 지지 메커니즘(145)은 기판(104)의 후면(104b)을 지지하기 위한 3개 이상의 지지 핀들(113)을 포함한다. 일 실시예에서, 지지 핀들(113)은 제1 챔버 바디(111) 또는 챔버 베이스(112)로부터 연장되도록 고정된다. 지지 핀들(113)은 기판 이송 디바이스들과 상호작용하도록 포지셔닝된다.
[0027] 제2 챔버 볼륨(120) 및 제1 챔버 볼륨(110)은 진공 시스템(150)에 유동적으로 커플링된다. 일 실시예에서, 제2 챔버 볼륨(120) 및 제1 챔버 볼륨(110) 내의 압력들은 서로 독립적으로 제어된다. 약 4 Torr 내지 약 12 Torr의 압력(들)이 제1 챔버 볼륨(110)과 제2 챔버 볼륨(120) 중 하나 또는 둘 모두에 제공될 수 있다.
[0028] 듀얼 로드 락 챔버(100)의 제2 챔버 볼륨(120)은 샤워헤드(129), 가열식 지지 페데스탈(132), 및 리프트 후프 조립체(144)를 포함한다. 샤워헤드(129)는 가열식 지지 페데스탈(132) 위에 배치된다. 리프트 후프 조립체(144)는 제2 챔버 볼륨(120) 내의 프로세싱 환경을 한정하도록 구성된다.
[0029] 제2 챔버 볼륨(120)은 제2 챔버 바디(121)의 측벽들(122), 측벽들(122) 위에 배치된 덮개 라이너(127), 제2 챔버 바디(121)의 최하부 벽(123), 및 제1 챔버 바디(111)의 최상부 벽(118)에 의해 정의된다. 덮개 라이너(127)는 중앙 개구(127c)를 형성하는 내측 립(127a)을 갖는다. 내측 립(127a)은 샤워헤드(129), 및 샤워헤드(129) 위의 소스 어댑터 플레이트(128)를 지지한다. 덮개 라이너(127)는 또한, 샤워헤드(129)를 둘러싸는 공동(127b)을 포함한다. 일 실시예에서, 덮개 라이너(127)는, 챔버 컴포넌트들로의 접근을 가능하게 하기 위해, 제2 챔버 바디(121) 위에 제거가능하게 배치된다.
[0030] 샤워헤드(129)는 복수의 관통 홀(through hole)들(129a)이 관통하여 형성되어 있는 페이스 플레이트(129d), 및 중앙 개구(129e)를 갖는 백 플레이트(129c)를 포함한다. 페이스 플레이트(129d) 및 백 플레이트(129c)는 내측 볼륨(129b)을 에워싼다. 내측 볼륨(129b)은, 페이스 플레이트(129d)를 관통하여 형성되어 있는 관통 홀들(129a)을 통해 제2 챔버 볼륨(120) 내로 제공되는 가스의 (지지 페데스탈(132) 상의 기판에 걸친) 반경방향 균일성을 향상시키기 위한 플리넘(plenum)으로서 역할을 한다.
[0031] 소스 어댑터 플레이트(128)는 샤워헤드(129)의 백 플레이트(129c) 위에 배치된다. 소스 어댑터 플레이트(128)는 샤워헤드(129)의 중앙 개구(129e)와 정렬된 중앙 개구(128a)를 갖는다. 개구들(129e 및 128a)에 배치된 석영 인서트(131)를 통해 원격 플라즈마 소스(130)가 샤워헤드(129)의 내측 볼륨(129b)과 유체 연통한다. 원격 플라즈마 소스(130)로부터의 해리된 반응성 종은 석영 인서트(131), 샤워헤드(129)의 내측 볼륨(129b), 그리고 이어서 샤워헤드(129)의 관통 홀들(129a)을 통해 유동하여 제2 챔버 볼륨(120)에 진입한다.
[0032] 일 실시예에서, 샤워헤드(129)는 플리넘 내의 반응성 종에 노출되는 내측 볼륨(129b)의 표면들이 석영에 의해 라이닝되도록 석영으로 제작된다. 석영 인서트(131) 및 샤워헤드(129)는 원격 플라즈마 소스(130)로부터 제공되는 반응성 종에 금속 챔버 컴포넌트들이 노출되는 것을 차단한다.
[0033] 원격 플라즈마 소스(130)는 일반적으로, 원격 플라즈마 소스(130)를 통해 상부 챔버 볼륨(110)에 하나 이상의 프로세싱 가스를 공급하기 위한 하나 이상의 가스 패널들에 연결된다. 일 실시예에서, 원격 플라즈마 소스(130)는, 기판에 대해 에칭 프로세스가 수행된 후에 기판으로부터 잔류 재료를 제거하기 위해 저감 프로세스를 위한 프로세싱 가스들을 제공하도록 구성된 제1 가스 패널(101), 및 기판으로부터 포토레지스트를 제거하기 위해 애싱(ashing) 프로세스를 위한 프로세싱 가스들을 제공하도록 구성된 제2 가스 패널(102)에 연결된다. 제1 가스 패널(101) 또는 제2 가스 패널(102)에 의해 불소 함유 가스들이 또한 제공될 수 있다.
[0034] 가열식 지지 페데스탈(132)은 듀얼 로드 락 챔버(100)의 제2 챔버 볼륨(120) 내에 피팅(fit)되도록 구성된다. 가열식 지지 페데스탈(132)은 챔버 바디 조립체(103)로부터 실질적으로 열적으로 절연되도록 포지셔닝 및 구성된다. 일 실시예에서, 가열식 지지 페데스탈(132)은, 챔버 바디 조립체(103)가 냉각 상태로 유지되거나 또는 능동적으로 냉각되는 동안, 최대 섭씨 550도 이상까지 기판(104)을 가열하도록 구성된다.
[0035] 일 실시예에서, 가열식 지지 페데스탈(132)은 가열기(135)를 포함한다. 가열기(135)는 저항성 가열 엘리먼트, 또는 열 전달 유체가 통과하여 유동되도록 배열된 도관들일 수 있다. 가열식 지지 페데스탈(132)은 기판(104)의 후면(104b)을 지지하도록 구성된 기판 수용 표면(133)을 갖는다. 본원에서, 가열식 지지 페데스탈(132)은 프로세싱 동안 기판의 후면(104b)을 진공 척킹하도록 구성된 진공 도관(134)을 포함한다. 도시되어 있지 않지만, 가열식 지지 페데스탈(132)은 프로세싱 동안 가열식 지지 페데스탈(132)에 기판(104)을 정전 척킹할 수 있게 하기 위해 정전 퍽을 포함할 수 있다.
[0036] 지지 암(151)은 가열식 지지 페데스탈(132)의 바디(136)로부터 반경방향 외측으로 연장되고, 그리고 바디(136)를 샤프트(137)에 연결하여 바디(136)가 샤프트로부터 캔틸레버링(cantilever)되게 한다. 샤프트(137)는 제2 챔버 바디(121)의 개구(153) 및 제1 챔버 바디(111)의 개구(152)를 통해 연장되고, 그리고 밀봉재(미도시)에 의해 이들과 함께 밀봉된다. 샤프트(137)는 가열식 지지 페데스탈(132)에서 사용하기 위한, 전력 공급 케이블들, 센서들, 및 다른 배선 뿐만 아니라 진공 라인을 위한 통로를 제공한다. 일 실시예에서, 챔버 외부에 배치된, 가열기 전력 소스(138), 센서 신호 수신기(139), 및 척킹 제어 유닛(140)은 샤프트(137) 내의 통로를 통해 가열식 지지 페데스탈(132)에 커플링된다. 일 실시예에서, 척킹 제어 유닛(140)은 지지 페데스탈의 표면에서의 진공 압력을 제어하여 지지 페데스탈의 표면 상의 기판에 대한 척킹력을 제어하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 정전 퍽이 지지 페데스탈(132) 상에 제공되는 경우, 척킹 제어 유닛(140)은 가열식 지지 페데스탈(132)에 정전 척킹 기능을 제공하기 위한 직류 전력 공급부이다.
[0037] 어댑터(141)가 제1 챔버 바디(111) 외부로부터 제1 챔버 바디(111) 및 샤프트(137)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 어댑터(141)는 어댑터(141)에 형성된 냉각 채널들(141a)을 갖는다. 냉각 채널들(141a)이 활용되는 실시예들에서, 냉각 유체를 위한 소스(142)가 냉각 채널들(141a)에 연결되어, 어댑터(141)에 냉각제가 제공되고, 그에 의해, 열이 가열식 지지 페데스탈(132)로부터 어댑터(141)를 지나서 통과하는 것이 방지된다.
[0038] 일부 실시예들에서, 가열식 지지 페데스탈(132)의 바디(136) 뿐만 아니라 샤프트(137)는 세라믹 재료로 제작되는 한편, 어댑터(141)는 알루미늄 재료로 제작된다.
[0039] 듀얼 로드 락 챔버(100)는 또한, 외부 로봇들과 가열식 지지 페데스탈(132) 사이에서 기판들을 이송하기 위한 리프트 후프 조립체(144)를 포함한다. 리프트 후프 조립체(144)는 가열식 지지 페데스탈(132) 주위에서 제2 챔버 볼륨(120) 내에 배치된 링-형상 후프 바디(146)를 포함한다. 후프 바디(146)는 제2 챔버 볼륨(120)의 외측 구역에 배치된 리프트 메커니즘(160)에 커플링된다. 리프트 메커니즘(160)은 제2 챔버 볼륨(120) 내에서 수직으로 후프 바디(146)를 이동시킨다. 일 실시예에서, 리프트 메커니즘(160)은 이의 수직 이동 동안 압력을 유지하는 벨로즈(161)를 포함한다. 리프트 메커니즘(160)은 챔버 바디 조립체(103) 외부에 배치된 전동식 액추에이터(169)에 커플링될 수 있다.
[0040] 3개 이상의 리프트 핑거들(147)이 후프 바디(146)에 부착된다. 리프트 핑거들(147)은 후프 바디(146)로부터 수직 하방으로 그리고 반경방향 내측으로 연장된다. 리프트 핑거들(147)은 제2 챔버 볼륨(120) 외부로부터 제2 챔버 볼륨(120)에 접근하는 기판 이송 디바이스들, 이를테면 로봇들과 가열식 지지 페데스탈(132) 사이에서 기판들을 이송하도록 구성된다. 도 1a는 외부 기판 이송 디바이스, 이를테면 로봇과의 기판 교환을 위한 상부 포지션에 있는 리프트 후프 조립체(144)를 도시한다.
[0041] 도 1b는 기판 프로세싱을 위한 하부 포지션에 있는 리프트 후프 조립체(144)를 도시하는 듀얼 로드 락 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 도 1b에 도시된 하부 포지션에 후프 바디(146)가 있을 때, 리프팅 핑거들(147)은 상부 가열기 플레이트(133)의 상부 표면(133a) 아래에 포지셔닝된다. 후프 바디(146)가 상부 포지션으로 상승됨에 따라, 리프팅 핑거들(147)은 기판(104)과 접촉하여 가열식 기판 지지 조립체(132)로부터 기판(104)을 리프팅하도록 이동한다. 도 1a에 도시된 상부 포지션에 후프 바디(146)가 있는 동안, 외부 기판 이송 디바이스(미도시)는, 리프팅 핑거들(147)로부터 기판(104)을 제거하고 이어서 새로운 기판(104)을 리프팅 핑거들(147) 상에 배치하기 위해, 포트들 중 하나를 통해 제2 챔버 볼륨(120)에 진입할 수 있다. 후프 바디(146)가 다시 하부 포지션으로 하강될 때, 리프팅 핑거들(147) 상에 포지셔닝된 새로운 기판(104)은 프로세싱을 위해 가열식 기판 지지 조립체(132) 상에 배치된다.
[0042] 후프 라이너(145)가 후프 바디(146)에 부착된다. 후프 라이너(145)는 후프 바디(146)로부터 수직 상방으로 연장된다. 일 실시예에서, 후프 라이너(145)는 실질적으로 평탄한 원통형 내측 벽(145a)을 갖는 링이다. 일 실시예에서, 후프 라이너(145)의 내측 벽(145a)의 높이(145b)는 가열식 기판 지지 조립체(132)의 두께보다 훨씬 더 크고, 그리고 내경은 가열식 기판 지지 조립체(132) 및 샤워헤드(129)의 외경들보다 더 크며, 그에 따라, 후프 라이너(145)는 가열식 기판 지지 조립체(132) 및 샤워헤드(129) 주위에 프로세싱 환경을 생성할 수 있다. 도 1a에 도시된 상부 포지션에 후프 바디(146)가 있을 때, 후프 라이너(145)는 덮개 라이너(127) 내에 형성된 공동(127b) 내에 진입할 수 있다. 후프 바디(146)가 하부 포지션에 있을 때, 후프 라이너(145)의 원통형 내측 벽(145a)은 제2 챔버 볼륨(120) 내에서 기판(104), 및 가열식 기판 지지 조립체(132) 바로 위의 구역 주위에 원형 한정 벽을 생성함으로써, 기판(104)에 대해 대칭적인 프로세싱 환경을 제공한다. 후프 라이너(145)의 높이는 샤워헤드(129)의 페이스 플레이트(129d)와 가열식 기판 지지 조립체(132) 사이의 수직 공간을 커버할 정도로 충분히 높다. 일 실시예에서, 후프 라이너(145)는 석영으로 제조된다.
[0043] 도 2는 샤워헤드(129)가 제거된 제2 챔버 바디(121)의 개략적인 평면도이다. 2개의 개구들(225)이 제2 챔버 바디(121)의 내부 내로 그리고 제2 챔버 바디(121)의 내부로부터의 기판 이송을 가능하게 하기 위해 측벽들(122)을 통해 형성된다. 제2 챔버 바디의 내부 내로의 접근을 선택적으로 개방하고, 그에 따라, 외부 환경과 제2 챔버 볼륨 사이의 인터페이스를 제공하기 위해, 슬릿 밸브 도어가 각각의 개구(225) 외부에 제공될 수 있다.
[0044] 도 3은 도 1a, 도 1b, 및 도 2에 도시된 가열식 지지 페데스탈(132)로서 본원에서 사용되는 가열식 지지 페데스탈 조립체(300)의 일 실시예의 사시도이다. 이 실시예에 따른 가열식 지지 페데스탈 조립체(300)는 샤프트(137) 및 어댑터(141)를 포함한다. 가열기 전력 소스(138), 센서 신호 수신기(139), 및 척킹 제어 유닛(140)(도 1a 및 도 1b에 도시됨)에 커플링하기 위한 연결부들(308)이 어댑터(141)로부터 연장된다.
[0045] 일부 실시예들에서, 가열식 지지 페데스탈 조립체(300)의 바디(136)는 약 10 mm 내지 약 18 mm, 이를테면 약 12 mm 내지 약 16 mm의 두께(305)를 갖는다. 바디(136)의 상부 표면(또는 기판 수용 표면)(310)의 중앙 부분은 그루브 패턴(315)을 포함하며, 본원에서, 그루브 패턴(315)은 2개의 동심 원형 그루브들, 약 45도로 동일하게 이격되어 원형 그루브들 사이에서 연장되고 원형 그루브들과 연통하는 8개의 반경방향 그루브들, 및 중앙 오목부를 포함한다(도 3). 그루브 패턴(315)은 대체로 중앙 오목부에 센터링(center)된 중앙 진공 통로(320)에 유동적으로 커플링되며, 그 중앙 진공 통로(320)는 도 1a 및 도 1b에서 도시 및 설명된 바와 같은 척킹 제어 유닛(140)에 유동적으로 커플링된다. 복수의 슬롯들(325)이 바디(136)에 형성되고, 복수의 슬롯들(325)은 리프트 후프 조립체(144)의 리프트 핑거들(147)이 복수의 슬롯들(325) 내로 통과할 수 있게 하여, 리프트 핑거들(147)로부터 바디(136)의 상부 표면으로의 기판 이송을 가능하게 한다. 실시예에서, 바디(136)는 바디(136)와 샤프트(137) 사이의 확산 접합(확산 접합(330)) 또는 다른 적합한 세라믹-세라믹 접합 방법에 의해 샤프트(137)에 커플링된다. 샤프트(137)는 파스너(fasten) 연결(335), 이를테면 스크루들 또는 볼트들을 활용하여 어댑터(141)에 커플링될 수 있다.
[0046] 도 4는 도 3의 어댑터(141)의 저면도이다. 어댑터(141)는 본원에서는 알루미늄으로 제작된 바디(400)를 포함한다. 바디(400)는 도 1a 및 도 1b에 도시된, 가열기 전력 소스(138) 및 가열기(135)에 커플링된 전기 리드들을 위한 단자들(405)을 포함한다. 바디(400)는 또한, 온도 프로브들을 위한 개구들(410), 및 척킹 제어 유닛(140)(도 1a 및 도 1b에 도시됨) 및 중앙 진공 통로(320)(도 3에 도시됨)에 커플링된 개구(415)를 포함한다.
[0047] 도 5는 그루브 패턴(315) 및 중앙 진공 통로(320)를 도시하는 가열식 지지 페데스탈 조립체(300)의 개략적인 평면도이다. 바디(136)의 상부 표면(310) 아래의 도관들(500 및 505)(가상으로 도시됨)은 가열식 지지 페데스탈 조립체(300) 내의 유체 경로들을 제공한다. 도관(500)은 샤프트(137)와 중앙 진공 통로(320) 사이에서 연장되는 진공 통로를 제공한다. 도관(505)은 온도 프로브, 이를테면, 열전대, 적외선 온도 센서, 또는 다른 온도 감지 장치를 하우징하기 위해 제공된다. 이 실시예에 따른 그루브 패턴(315)은 중앙 그루브(515)로부터 외측으로 연장되는 복수의 반경방향 배향 그루브들(510)을 포함한다. 반경방향 배향 그루브들(510)은 하나 이상의 원형 그루브들(520)과 교차한다.
[0048] 도 6은 도 1a, 도 1b, 및 도 2에 도시된 가열식 지지 페데스탈(132)로서 활용될 수 있는 가열식 지지 페데스탈 조립체(600)의 다른 실시예의 사시도이다. 가열식 지지 페데스탈 조립체(600)는 샤프트(137), 및 바디(136)와 샤프트(137) 사이에서 연장되는 금속 지지 암(605)을 포함한다. 가열기 전력 소스(138), 센서 신호 수신기(139), 및 척킹 제어 유닛(140)(도 1a 및 도 1b에 도시됨)에 커플링하기 위한 연결부들(308)이 샤프트(137)로부터 연장된다.
[0049] 이 실시예에서, 바디(136)는 상부 표면(예컨대, 기판 수용 표면)(310)을 둘러싸는 오목한 상부 외측 표면(610)을 포함한다. 외측 표면(610)은, 약 4 mil(약 0.102 밀리미터) 내지 약 20 mil(약 0.508 밀리미터), 이를테면 약 6 mil(약 0.1524 밀리미터) 내지 약 10 mil(약 0.254 밀리미터)만큼, 상부 표면(310)의 평면으로부터 오목할 수 있다. 일 실시예에서, 상부 표면(310)은 상부 표면(310) 상에 배치될 기판의 직경보다 더 작게 되도록 사이즈가 설정되고, 그에 따라, 기판은 상부 표면(310) 위에서 돌출되어 외측 표면(610)의 일부 위에 놓인다. 부가적으로, 기판은 복수의 슬롯들(325) 각각의 내측 부분 위에 적어도 부분적으로 놓일 수 있다. 복수의 슬롯들(325)은 바디(136)에 형성되고, 그리고 리프트 후프 조립체(144)의 리프트 핑거들(147)이 복수의 슬롯들(325)을 통과할 수 있게 하여, 슬롯들(325)의 일부 위에 놓이는 기판의 이송을 가능하게 하기 위해 활용될 수 있다. 중앙 진공 통로(320) 및 그루브 패턴(315)은 바디(136)의 상부 표면(310) 상에 도시된다. 이 실시예에 따른 그루브 패턴(315)은 중앙 그루브(620)로부터 외측으로 연장되는 복수의 제1 반경방향 배향 그루브들(615)을 포함한다. 제1 반경방향 배향 그루브들(615)은 하나 이상의 원형 그루브들(625)과 교차한다. 부가적으로, 그루브 패턴(315)은 원형 그루브들(625) 중 하나로부터 반경방향 외측으로 연장되는 복수의 제2 반경방향 배향 그루브들(630)을 포함한다.
[0050] 일 실시예에서, 상부 표면(310)으로부터의(그리고/또는 외측 표면(610) 위에 놓인) 기판(미도시)의 오버행(overhang)은 기판의 하부 표면과 외측 표면(610) 사이의 가스 유동을 가능하게 한다. 이 가스 유동은 온도 균일성을 가능하게 하고, 그에 따라, 기판으로부터의 막 제거의 균일성을 향상시킨다.
[0051] 도 7은 도 6의 가열식 지지 페데스탈 조립체(600)의 최하부를 도시하는 사시도이다. 도 8은 도 7의 라인들 8-8을 따르는 가열식 지지 페데스탈 조립체(600)의 측면도이다. 도 9는 도 8의 측면도의 확대된 단면도이다.
[0052] 일 실시예에서, 금속 지지 암(605)은 바디(136)와 샤프트(137) 사이에 고정된 캔틸레버식 지지 조립체(700)를 포함한다. 지지 조립체(700)는 패들(paddle)-형상 플레이트(710)에 의해 덮인 링-형상 부재(705)를 포함한다.
[0053] 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 지지 조립체(700)는 환상 스페이서(800)에 의해 바디(136)에 커플링된다. 특히, 환상 스페이서(800)는 링-형상 부재(705)에 형성된 개구(805)에 수용된다. 일부 실시예들에서, 링-형상 부재(705), 환상 스페이서(800), 및 패들-형상 플레이트(710)는 금속 재료, 이를테면, 스테인리스 강 또는 철/니켈/코발트 합금, 예컨대, 펜실베이니아, 필라델피아의 Carpenter Technology Corporation으로부터 입수가능한 KOVAR®로서 시판되는 재료로 제작될 수 있다. 링-형상 부재(705)와 환상 스페이서(800) 사이의 인터페이스(810) 뿐만 아니라 패들-형상 플레이트(710)와 링-형상 부재(705) 사이의 인터페이스는, 이를테면, 전자 빔 용접 또는 다른 적합한 금속 접합 프로세스에 의해 용접될 수 있다.
[0054] 환상 스페이서(800)는, 본원에서는 바디(136)의 세라믹 재료에 브레이징(braze)된 플랜지(900)(도 9에 도시됨)를 포함한다. 환상 스페이서(800)와 바디(136) 사이의 인터페이스를 강화시키는 제1 세라믹 링(820)이 환상 스페이서(800)의 주변부 주위에 포지셔닝된다. 제1 세라믹 링(820)은 플랜지(900)의 하부 표면, 바디(136)의 하부 표면, 및/또는 환상 스페이서(800)의 측벽에 브레이징된다. 각각 패들-형상 플레이트(710) 및 바디(136)와 커플링될 때, 링-형상 부재(705) 및 환상 스페이서(800) 내에 밀봉된 볼륨(825)이 형성된다. 도 1a 및 도 1b에서 도시 및 설명된 바와 같이, 척킹 제어 유닛(140)에 중앙 진공 통로(320)를 연결하기 위해, 밀봉된 볼륨(825)을 통해 도관(830)이 제공된다. 튜브형 도관(905)(도 9에 도시됨)이 도관(830)과 바디(136)의 하부 표면 사이에 포지셔닝된다. 튜브형 도관(905)은, 위에서 설명된 바와 같은 철/니켈/코발트 합금 또는 스테인리스 강과 같은 금속 재료로 제작된다. 튜브형 도관(905)은 바디(136)에 브레이징된 외측 연장 플랜지(910)를 포함한다. 부가적으로, 튜브형 도관(905)과 바디(136) 사이의 인터페이스를 강화시키는 제2 세라믹 링(915)이 튜브형 도관(905)의 주변부 주위에 포지셔닝된다. 제2 세라믹 링(915)은 플랜지(910)의 하부 표면, 바디(136)의 하부 표면, 및/또는 튜브형 도관(905)의 측벽에 브레이징될 수 있다.
[0055] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 세라믹 재료를 포함하는 바디(body);
    지지 암에 의해 상기 바디에 커플링된 축외 샤프트;
    환상 스페이서에 의해 상기 바디에 커플링된 지지 조립체; 및
    상기 바디의 중앙에 형성된 진공 통로에서 상기 바디의 표면과 연결되도록 상기 샤프트 내에 그리고 상기 지지 암 및 상기 지지 조립체를 통해 배치된 진공 도관
    을 포함하고,
    상기 환상 스페이서는 상기 지지 조립체 상에 제공된 링-형상 부재에 형성된 개구에 수용되는,
    가열식 지지 페데스탈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 바디에 형성된 복수의 슬롯들을 포함하며, 상기 슬롯들 각각은 상기 바디의 주변부로부터 방사상 내측 방향을 따라 정렬되는,
    가열식 지지 페데스탈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 바디는 온도 프로브를 위한 채널을 포함하는,
    가열식 지지 페데스탈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 샤프트에 어댑터가 커플링되는,
    가열식 지지 페데스탈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 어댑터는 알루미늄 재료를 포함하는,
    가열식 지지 페데스탈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 암은 금속 재료를 포함하는,
    가열식 지지 페데스탈.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 환상 스페이서의 주변부 주위에 세라믹 링이 포지셔닝되는,
    가열식 지지 페데스탈.
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 링-형상 부재에 패들-형상 플레이트가 커플링되어, 상기 바디와 상기 패들-형상 플레이트 사이에 상기 링-형상 부재 및 상기 환상 스페이서에 의해 한정(bound)되는 밀봉된 볼륨이 형성되는,
    가열식 지지 페데스탈.
  10. 제1 챔버 볼륨, 및 상기 제1 챔버 볼륨으로부터 격리된 제2 챔버 볼륨을 정의하는 챔버 바디;
    상기 제2 챔버 볼륨에 배치된 가열식 지지 페데스탈 ― 상기 가열식 지지 페데스탈은,
    세라믹 재료를 포함하는 바디;
    샤프트에 커플링된 상기 바디의 주변부로부터 반경방향 외측으로 연장되는 지지 암;
    환상 스페이서에 의해 상기 바디에 커플링된 지지 조립체; 및
    상기 바디의 표면에 형성된 그루브 패턴과 연결되도록, 상기 바디의 중앙에 형성된 진공 통로에서 상기 샤프트 내에 그리고 상기 지지 암 및 상기 지지 조립체를 통해 배치된 진공 도관
    을 포함함 ―; 및
    상기 제2 챔버 볼륨에 플라즈마를 공급하기 위해 상기 제2 챔버 볼륨에 연결된 원격 플라즈마 소스
    를 포함하고,
    상기 환상 스페이서는 상기 지지 조립체 상에 제공된 링-형상 부재에 형성된 개구에 수용되는,
    로드 락 챔버.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 가열식 지지 페데스탈은 상기 샤프트에 커플링된 어댑터를 더 포함하는,
    로드 락 챔버.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 어댑터는 알루미늄 재료를 포함하는,
    로드 락 챔버.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 가열식 지지 페데스탈은 온도 프로브를 위한 채널을 더 포함하는,
    로드 락 챔버.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 가열식 지지 페데스탈은 상기 가열식 지지 페데스탈에 형성된 복수의 슬롯들을 더 포함하며, 상기 슬롯들 각각은 상기 바디의 주변부로부터 방사상 내측 방향을 따라 정렬되는,
    로드 락 챔버.
  15. 세라믹 재료를 포함하는 바디;
    환상 스페이서에 의해 상기 바디에 커플링된 지지 암 ― 상기 지지 암은 상기 지지 암에 커플링된 축외 샤프트에 커플링된 상기 바디의 주변부로부터 반경방향 외측으로 연장됨 ―;
    상기 바디에 커플링된 지지 조립체; 및
    상기 바디의 표면과 연결되도록 상기 샤프트 내에 그리고 상기 바디 및 상기 지지 암을 통해 배치된 진공 도관
    을 포함하며,
    상기 바디는 온도 프로브를 위한 채널을 포함하고,
    상기 환상 스페이서는 상기 지지 조립체 상에 제공된 링-형상 부재에 형성된 개구에 수용되는,
    가열식 지지 페데스탈.
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