KR102535097B1 - 볼트리스 (boltless) 기판 지지체 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

기판 지지체는 세라믹 층을 지지하도록 배열된 전도성 베이스플레이트를 포함한다. 전도성 베이스플레이트는 전도성 베이스플레이트에 의해 규정된 수평 면에 수직인 축을 따라 연장하는 제 1 캐비티를 포함한다. 커플링 어셈블리는 제 1 캐비티 내에 배열된다. 커플링 어셈블리는 축을 중심으로 회전하도록 구성되는 기어를 포함한다. 제 1 캐비티 내에 배열된 핀은 기어를 통해 축을 따라 그리고 전도성 베이스플레이트 아래 제 2 캐비티 내로 연장한다. 기어의 회전은 핀이 전도성 베이스플레이트에 대하여 상향 또는 하향 이동하게 한다. 핀이 제 2 캐비티 내로 하향 이동하게 하도록 기어가 회전될 때 핀은 제 2 캐비티 내에 유지된다.

Description

볼트리스 (boltless) 기판 지지체 어셈블리
관련된 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2017년 3월 8일에 출원된 미국 실용신안 출원 번호 제 15/452,976호의 우선권을 주장한다. 상기 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들에서 기판 지지체들의 어셈블리에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템은 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들을 처리하는 데 사용될 수도 있다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 예시적인 프로세스들은, 화학 기상 증착 (CVD : Chemical Vapor Deposition), 원자층 증착 (ALD : Atomic Layer Deposition), 도체 에칭, 유전체 에칭, 그리고/또는 다른 에칭, 증착, 또는 세정 프로세스들을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 기판은 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버 내 페데스탈 (pedestal), 정전 척 (ESC : Electrostatic Chuck) 등과 같은 기판 지지체 상에 배열될 수도 있다. 에칭 동안, 하나 이상의 전구체들을 포함하는 가스 혼합물은 프로세싱 챔버 내로 도입될 수도 있고 플라즈마는 화학 반응들을 개시하는 데 사용될 수도 있다.
기판 지지체는 기판을 지지하도록 배열된 세라믹 층을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 기판은 프로세싱 동안 세라믹 층에 클램핑될 수도 있다. 세라믹 층은 전도성 (예를 들어, 알루미늄) 베이스플레이트 (baseplate) 에 배열될 수도 있다. 베이스플레이트는 절연성 베이스 상에 또한 배열될 수도 있다. 예를 들어, 세라믹 베이스플레이트는 프로세싱 챔버의 하단 표면과 전도성 베이스플레이트 사이에 배열될 수도 있다.
기판 지지체는 세라믹 층을 지지하도록 배열된 전도성 베이스플레이트를 포함한다. 전도성 베이스플레이트는 전도성 베이스플레이트에 의해 규정되는 수평 면에 수직인 축을 따라 연장되는 제 1 캐비티 (cavity) 를 포함한다. 커플링 어셈블리는 제 1 캐비티 내부에 배열된다. 커플링 어셈블리는 축을 중심으로 회전하도록 구성되는 기어를 포함한다. 제 1 캐비티 내에 배열되는 핀은 기어를 통해 축을 따라 그리고 절연성 베이스플레이트 아래 제 2 캐비티 내부로 연장한다. 기어의 회전은 전도성 베이스플레이트에 대하여 상향 또는 하향 이동하게 한다. 핀이 제 2 캐비티 내로 하향 이동하게 하도록 기어가 회전될 때 핀은 제 2 캐비티 내에 유지된다.
본 개시의 적용가능성의 추가 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 분명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 예시의 목적으로만 의도되었으며 개시의 범위를 제한하기 위해 의도된 것이 아니다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부한 도면들로부터 보다 충분히 이해될 것이다.
도 1은 전도성 베이스플레이트를 부착하기 위해 하나 이상의 볼트를 포함하는 예시적인 기판 지지체이다.
도 2는 본 개시에 따른 기판 지지체를 포함하는 예시적인 프로세싱 챔버의 기능적 블록 다이어그램이다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시에 따른 제 1 예시적인 커플링 어셈블리를 포함하는 기판 지지체를 도시한다.
도 3c 및 도 3d는 본 개시에 따른 제 2 예시적인 커플링 어셈블리를 포함하는 기판 지지체를 도시한다.
도 4는 본 개시에 따른 제 3 예시적인 커플링 어셈블리를 포함하는 기판 지지체로서 도시한다.
도 5는 본 개시에 따른 제 4 예시적인 커플링 어셈블리를 포함하는 기판 지지체로서 도시한다.
도 6은 본 개시에 따른 제 5 예시적인 커플링 어셈블리를 포함하는 기판 지지체로서 도시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사하거나 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
도 1은 베이스플레이트 (14) 및 세라믹 층 (18) 을 포함하는 예시적인 기판 지지체 (10) 의 일부를 도시한다. 예를 들어, 베이스플레이트 (14) 는 전도성 알루미늄 베이스플레이트에 대응할 수도 있다. 결합 층 (22) 은 베이스플레이트 (14) 와 세라믹 층 (18) 사이에 형성될 수도 있다. 보호 씰 (26) 은 세라믹 층 (18) 과 베이스플레이트 (14) 사이 결합 층 (22) 의 둘레 주위에 제공될 수도 있다. 기판 (30) 은 세라믹 층 (18) 상에 배열된다.
기판 지지체 (10) 는 에지 링 (예를 들어, 에지 커플링 링) (34) 을 포함할 수도 있다. 에지 링 (34) 은 내측 링 (38) 과 외측 링 (42) 을 포함한다. 일부 예들에서, 에지 링 (34) 은 커플링 링들 (46 및 50) 상에 배열될 수도 있다. 외측 지지체 구조 (54) 는 기판 지지체 (10) 를 둘러쌀 수도 있다. 베이스플레이트 (14) 는 절연성 베이스플레이트 (58) 상에 배열될 수도 있다. 예를 들어, 절연성 베이스플레이트 (58) 는 세라믹을 포함할 수도 있다. 절연성 베이스플레이트는 프로세싱 챔버의 하단 표면 (62) 과 전도성 베이스플레이트 (14) 사이에 배열된다.
전도성 베이스플레이트 (14) 는 볼트 또는 스크류 (66) 와 같은 패스너 (fastener) 를 사용하여 프로세싱 챔버의 절연성 베이스플레이트 (58) 그리고/또는 하단 표면 (62) 에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 볼트 (66) 는 도시된 것처럼 전도성 베이스플레이트 (14) 를 절연성 베이스플레이트 (58) 에 직접 부착할 수도 있고, 또는 프로세싱 챔버의 하단 표면 (62) 내로 절연성 베이스플레이트 (58) 를 통해 연장될 수도 있다. 단지 예를 들면, 볼트 (66) 는 쓰레드될 (threaded) 수도 있고, 비아 (70) 는 전도성 베이스플레이트 (14) 및/또는 절연성 베이스플레이트 (58) 를 통해 또한 쓰레드될 수도 있다.
비아 (70) 의 상부 단부 (74) 는 볼트 (66) 의 헤드 (78) 를 수용하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 헤드 (78) 는 볼트 (66) 보다 큰 직경을 가질 수도 있다. 기판 (30) 의 프로세싱 동안, 플라즈마 발광 및 아크 (arcing) 는 기판 지지체 (10) 의 다양한 컴포넌트들 사이의 갭들에서 좀 더 발생할 수도 있다. 예를 들어, 아크는 전도성 베이스플레이트 (14) 와 커플링 링들 (46 및 50) 과 같은 다른 전도성 구조체들 사이에서 발생할 수도 있다. 아크는 비아 (70) 의 상부 단부 (74) 내부 (예를 들어, 볼트 (66) 와 전도성 베이스플레이트 (14) 및 커플링 링 (50) 중 하나 이상의 사이) 에서 발생할 수도 있다. 다시 말해서, 비아 (70) 는 전도성 베이스플레이트 (14) 를 통해 전적으로 연장되어, 비아 (70) 의 상부 단부 (74) 내부에서 아크가 발생하도록 허용한다.
본 개시의 원칙들에 따른 시스템들과 방법들은 기판 지지체의 전도성 베이스플레이트를 지지 구조체 (예를 들어, 플라즈마 프로세싱 챔버의 절연성 베이스플레이트 또는 하단 표면) 에 부착하도록 구성되는 커플링 어셈블리를 구현한다.
이제 도 2를 참조하면, 예시적인 기판 프로세싱 시스템 (100) 이 도시된다. 단지 예를 들면, 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 RF 플라즈마 및/또는 다른 적합한 기판 프로세싱을 사용하여 에칭을 수행하기 위해 사용될 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 다른 컴포넌트들을 둘러싸고 RF 플라즈마를 담는 프로세싱 챔버 (102) 를 포함한다. 기판 프로세싱 챔버 (102) 는 상부 전극 (104) 및 정전 척과 같은 기판 지지체 (106) 를 포함한다. 동작 동안, 기판 (108) 은 기판 지지체 (106) 상에 배열된다. 특정 기판 프로세싱 시스템 (100) 및 챔버 (102) 가 예로서 도시되지만, 본 개시의 원리들은 리모트 플라즈마 생성 및 전달 (예를 들어, 플라즈마 튜브, 마이크로파 튜브를 사용하여) 등을 구현하는 기판 프로세싱 시스템, 플라즈마를 인시츄로 (in-situ) 생성하는 기판 프로세싱 시스템과 같은 다른 유형들의 기판 프로세싱 시스템들 및 챔버들에 적용될 수도 있다.
단지 예를 들면, 상부 전극 (104) 은 프로세스 가스들을 도입하고 분배하는 샤워헤드 (109) 와 같은 가스 분배 디바이스를 포함할 수도 있다. 샤워헤드 (109) 는 프로세싱 챔버의 상단 표면에 연결된 일 단부를 포함하는 스템 (stem) 부분을 포함할 수도 있다. 베이스 부분은 일반적으로 원통형이고 프로세싱 챔버의 상단 표면으로부터 이격된 위치에서 스템 부분의 반대 단부로부터 바깥쪽으로 방사상으로 연장한다. 샤워헤드의 베이스 부분의 기판-대면 표면 또는 대면 플레이트는 프로세스 가스 또는 퍼지 (purge) 가스가 흐르는 복수의 홀들을 포함한다. 대안적으로, 상부 전극 (104) 은 전도 플레이트를 포함할 수도 있고, 프로세스 가스들은 다른 방식으로 도입될 수도 있다.
기판 지지체 (106) 는 하부 전극으로서 작용하는 전도성 베이스플레이트 (110) 을 포함한다. 베이스플레이트 (110) 은 세라믹 층 (112) 을 지지한다. 일부 예들에서, 세라믹 층 (112) 은 세라믹 멀티존 가열 플레이트와 같은 가열 층을 포함할 수도 있다. 내열 층 (114) (예를 들어, 결합 층) 은 세라믹 층 (112) 과 베이스플레이트 (110) 사이에 배열될 수도 있다. 베이스플레이트 (110) 는 베이스플레이트 (110) 를 통해 냉각제를 흘리기 위해 하나 이상의 냉각제 채널 (116) 을 포함할 수도 있다. 기판 지지체 (106) 는 기판 (108) 의 외측 둘레를 둘러싸도록 배열된 에지 링 (118) 을 포함할 수도 있다.
RF 생성 시스템 (120) 은 RF 전압을 생성하고 상부 전극 (104) 및 하부 전극 (예를 들어, 기판 지지체 (106) 의 베이스플레이트 (110)) 중 하나에 출력한다. 상부 전극 (104) 및 베이스플레이트 (110) 중 다른 하나는 DC 접지, AC 접지 또는 플로팅할 (floating) 수도 있다. 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (120) 은 상부 전극 (104) 또는 베이스플레이트 (110) 에 매칭 및 분배 네트워크 (124) 에 의해 피딩되는 (fed) RF 전압을 생성하는 RF 전압 생성기 (122) 를 포함할 수도 있다. 다른 예들에서, 플라즈마는 유도성으로 또는 리모트로 생성될 수도 있다. 예시 목적들로 도시된 바와 같이, RF 생성 시스템 (120) 은 용량성 커플링 플라즈마 (CCP : Capacitively Coupled Plasma) 에 대응하지만, 본 개시의 원리들은 또한 단지 예를 들면, 변압기 커플링 플라즈마 (TCP : Transformer Coupled Plasma) 시스템, CCP 캐소드 시스템, 리모트 마이크로파 플라즈마 생성 및 전달 시스템 등과 같은 다른 적합한 시스템들에서 구현될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (130) 은 하나 이상의 가스 소스 (132-1, 132-2, … 및 132-N (총괄하여 가스 소스들 (132)) 를 포함하고, N은 0보다 큰 정수이다. 가스 소스들은 하나 이상의 전구체들 및 이들의 혼합물들을 공급한다. 가스 소스들은 또한 퍼지 가스를 공급할 수도 있다. 기화된 전구체가 또한 사용될 수도 있다. 가스 소스들 (132) 은 밸브 (134-1, 134-2, … 및 134-N (총괄하여 밸브들 (134)) 및 질량 유량 제어기 (136-1, 136-2, … 및 136-N (총괄하여 질량 유량 제어기들 (136)) 에 의해 매니폴드 (manifold) (140) 에 연결된다. 매니폴드 (140) 의 출력은 프로세싱 챔버 (102) 에 피딩된다. 단지 예를 들면, 매니폴드 (140) 의 출력은 샤워헤드 (109) 에 공급된다.
온도 제어기 (142) 는 세라믹 층 (112) 에 배열된 열 제어 엘리먼트들 (TCEs : Thermal Control Elements) (144) 과 같은 복수의 가열 엘리먼트들에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 가열 엘리먼트들 (144) 은 멀티-존 가열 플레이트 내 각각의 영역들에 대응하는 매크로 가열 엘리먼트들 및/또는 멀티-존 가열 플레이트의 복수의 영역들에 걸쳐 배치된 마이크로 가열 엘리먼트들의 어레이 (array) 를 포함할 수도 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 온도 제어기 (142) 는 기판 지지체 (106) 및 기판 (108) 의 온도를 제어하기 위해 복수의 가열 엘리먼트들 (144) 를 제어하도록 사용될 수도 있다. 본 개시의 원리들에 따른 가열 엘리먼트들 (144) 각각은 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이 양의 TCR을 갖는 제 1 재료 및 음의 TCR을 갖는 제 2 재료를 포함한다.
온도 제어기 (142) 는 채널들 (116) 을 통한 냉각제 흐름을 제어하도록 냉각제 어셈블리 (146) 와 통신할 수도 있다. 예를 들어, 냉각제 어셈블리 (146) 는 냉각제 펌프 및 저장소를 포함할 수도 있다. 온도 제어기 (142) 는 기판 지지체 (106) 를 냉각시키기 위해 채널들 (116) 을 통해 냉각제를 선택적으로 흘리도록 냉각제 어셈블리 (146) 를 동작시킨다.
밸브 (150) 및 펌프 (152) 는 프로세싱 챔버 (102) 로부터 반응물들을 배출시키기 위해 사용될 수도 있다. 시스템 제어기 (160) 는 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 컴포넌트들을 제어하기 위해 사용될 수도 있다. 로봇 (170) 은 기판들을 기판 지지체 (106) 상으로 전달하고 기판 지지체 (106) 로부터 기판들을 제거하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 로봇 (170) 은 기판 지지체 (106) 와 로드 록 (172) 사이에서 기판들을 옮길 수도 있다. 별개의 제어기들로서 도시되었지만, 온도 제어기 (142) 는 시스템 제어기 (160) 내부에서 구현될 수도 있다. 일부 예들에서, 보호 씰 (176) 은 세라믹 층 (112) 과 베이스플레이트 (110) 사이 결합 층 (114) 의 둘레 주위에 제공될 수도 있다.
본 개시의 기판 지지체 (106) 는 하나 이상의 기계적 커플링 어셈블리들 (180) 을 포함한다. 예를 들어, 커플링 어셈블리 (180) 는 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이 베이스플레이트 (110) 를 절연성 베이스플레이트 (184), 기판 프로세싱 챔버 (102) 의 하단 표면 (188) 등에 부착하도록 구성된다.
이제 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 전도성 베이스플레이트 (204) 및 절연성 베이스플레이트 (208) 를 포함하는 기판 지지체 (200) 의 일부가 도시된다. 기판 지지체 (200) 는 기판 프로세싱 챔버 (216) 의 하단 표면 (212) 상에 배열된다. 예시의 목적으로, 기판 지지체 (200) 의 다른 컴포넌트들 (예를 들어, 세라믹 층, 에지 커플링 링 등) 은 생략된다.
기판 지지체 (200) 하나 이상의 커플링 어셈블리들 (220) 은 베이스플레이트들 (204 및 208) 의 각각의 캐비티들 (cavities) (224 및 228) 내부에 배열된다. 예를 들어, 복수의 커플링 어셈블리들 (220) 은 기판 지지체 (200) 의 둘레 주위에 배열될 수도 있다. 커플링 어셈블리 (220) 은 핀 (232), 기어 (236), 및 너트 (240) 를 포함한다. 도시된 것처럼, 기어 (236) 는 베벨 기어이지만, 커플링 어셈블리 (220) 는 핀 (232) 의 선형 (즉, 위 그리고 아래) 운동으로 기어 (236) 의 회전 운동을 변환하도록 구성되는 다른 적합한 유형의 기어들 (예를 들어, 하이포이드 (hypoid) 베벨 기어, 마이터 (miter) 기어, 페이스 (face) 기어, 등) 을 구현할 수도 있다. 도 3a는 절연성 베이스플레이트 (208) 위에 위치한 전도성 베이스플레이트 (204) 를 도시한다. 도 3b는 커플링 어셈블리 (220) 를 통해 절연성 베이스플레이트 (208) 에 부착되는 전도성 베이스플레이트 (204) 를 도시한다.
핀 (232) 은 기어 (236) 를 통해 연장한다. 핀 (232) 및 기어 (236) 는 축 방향으로 정렬된다. 예를 들어, 캐비티들 (224 및 228) 은 베이스플레이트 (204) 에 의해 규정되는 수평 면에 수직인 축을 따라 연장한다. 핀 (232) 은 기어 (236) 를 통해 캐비티들 (224 및 228) 의 축을 따라 연장한다. 기어 (236) 의 회전은 핀 (232) 을 회전하게 하고 기어 (236) 의 회전 방향에 따라 공유된 축을 따라 너트 (240) 를 통해 캐비티 (228) 내로 상향 또는 캐비티 (228) 내로 하향 이동하게 한다. 예를 들어, 핀 (232) 의 외측 표면 (244), 기어 (236) 의 내측 표면 (248), 및 너트 (240) 의 내측 표면 (252) 은 쓰레드될 수도 있다. 일부 예들에서, 캐비티 (224) 의 내측 표면 (256) 은 쓰레드될 수도 있다. 따라서, 기어 (236) 의 회전은 기어 (236) 의 쓰레드된 내측 표면 (248) 이 핀 (232) 의 쓰레드된 외측 표면 (244) 과 인게이지 (engage) 하게 하고, 그렇게 함으로써 핀 (232) 은 기어 (236) 의 회전의 방향에 따라 회전하고 상향 또는 하향 이동하게 한다.
핀 (232) 이 너트 (240) 내로 하향 이동할 때, 핀 (232) 의 쓰레드된 외측 표면 (244) 은 너트 (240) 의 쓰레드된 내측 표면 (252) 과 인게이지한다. 너트 (240) 는 캐비티 (228) 내부에 유지된다 (즉, 회전하지 않는다). 예를 들어, 너트 (240) 는 육각형 또는 다른 비원형 형상을 가질 수도 있다. 따라서, 너트 (240) 는 캐비티 (228) 내부에서 상향 또는 하향 이동하지 않는다. 예를 들어, 너트 (240) 는 챔버 (260) 내부에 유지될 수도 있고, 또한 육각형 형상을 가질 수도 있다. 이러한 방식으로, 핀 (232) 은 기어 (236) 가 베이스플레이트 (208) 상에 베이스플레이트 (204) 를 장착시키기 위해 회전할 때 캐비티들 (224 및 228) 각각의 내부에 (예를 들어, 기어 (236) 및/또는 캐비티 (224) 의 쓰레드된 내측 표면 (256) 에 의해 그리고 캐비티 (228) 의 너트 (240) 에 의해) 유지된다.
일례에서, 베이스플레이트 (204) 는 상호 보완적인 베벨 기어 또는 피니언 (264) 을 포함한다. 피니언 (264) 은 기어 (236) 와 인게이지한다. 따라서, 피니언 (264) 의 회전은 기어 (236) 로 변환된다. 예를 들어, 피니언 (264) 은 기어 (236) 의 축에 수직인 축 상에서 회전한다. 일례에서, 피니언 (264) 은 제거 가능한 도구 또는 키 (268) 를 사용하여 회전될 수도 있다. 예를 들어, 도구 (268) 는 피니언 (264) 의 노출된 외측 표면 (272) 상의 소켓, 슬롯, 또는 다른 피처 내부에 수용될 수도 있다. 다른 예들에서, 피니언 (280) 을 포함하는 제거 가능한 도구 (276) 는 단일 피스 (piece) 로서 구현될 수도 있다.
도 3c 및 도 3d에서, 커플링 어셈블리 (220) 는 도 3a 및 도 3b에서 기술된 것처럼 커플링 어셈블리 (220) 와 유사한 방법으로 작동되도록 구성된다. 그러나, 전도성 베이스플레이트 (204) 이 도 3c에 도시된 것처럼 절연성 베이스플레이트 (208) 위에 위치할 때, 핀 (232) 은 이미 절연성 베이스플레이트 (208) 내 너트 (240) 내부에 유지된다. 즉, 핀 (232) 은 도 3a에 도시된 것처럼 전도성 베이스플레이트 (204) 로부터 아래쪽 대신 절연성 베이스플레이트 (208) 로부터 위쪽을 향하도록 배열된다. 따라서, 기어 (236) 를 회전시키는 것은 핀 (232) 이 기어 (236) 를 통해 위쪽으로 그리고 캐비티 (224) 내로 이동하도록 하고, 그렇게 함으로써 절연성 베이스플레이트 (208) 를 향해 아래쪽으로 전도성 베이스플레이트 (204) 를 끌어당긴다. 도 3d는 이러한 방식으로 커플링 어셈블리 (220) 을 통해 절연성 베이스플레이트 (208) 에 부착된 전도성 베이스플레이트 (204) 를 도시한다.
상기 기술된 것처럼, 캐비티 (224) 는 베이스플레이트 (204) 의 상측 표면 (284) 으로 연장하지 않는다. 즉, 베이스플레이트 (204) 의 상부 표면 (284) 은 캐비티 (224) 내로 개구부를 포함하지 않는다. 따라서, 캐비티 (224), 핀 (232) 등과 기판 지지체 (200) 의 다른 컴포넌트들 (예를 들어, 베이스플레이트 (204) 에 배열된 에지 링들 및 다른 구조체들) 은 제거된다.
도 4는 커플링 어셈블리 (220) 의 또 다른 예시적인 배열을 도시한다. 이 예에서, 캐비티는 프로세싱 챔버 (216) 의 절연성 베이스플레이트 (208) 를 통해 그리고 하단 표면 (212) 아래로 연장한다. 챔버 (260) 및 너트 (240) 는 하단 표면 (212) 아래에 (예를 들어, 챔버 (216) 의 하부 벽 내) 배열된다. 따라서, 핀 (232) 은 베이스플레이트 (208) 를 완전히 통과하고 챔버 (216) 의 하단 표면 (212) 아래 너트 (240) 내부에 유지된다.
도 5는 커플링 어셈블리 (220) 의 또 다른 예시적인 배열을 도시한다. 이 예에서, 전도성 베이스플레이트는 챔버 (216) 의 하단 표면 (212) 상에 직접적으로 장착되고 절연성 베이스플레이트 (208) 은 제거된다. 따라서, 도 4에 도시된 예와 비슷하게 챔버 (260) 및 너트 (240) 는 하단 표면 (212) 아래에 배열되고 핀 (232) 은 챔버 (216) 의 하단 표면 (212) 아래 너트 (240) 내부에 유지된다.
도 6은 커플링 어셈블리 (220) 의 또 다른 예시적인 배열을 도시한다. 이 예에서, 도 3 내지 도 5에 도시된 예들에 대하여 커플링 어셈블리 (220) 의 방향은 뒤집힌다 (즉, 거꾸로). 따라서, 기어 (236), 피니언 (264), 및 캐비티 (224) 는 절연성 베이스플레이트 (208) 내부에 위치되고 챔버 (260) 및 너트 (240) 는 전도성 베이스플레이트 (204) 내부에 위치된다.
몇 가지 예들이 제공되었지만, 전도성 베이스플레이트 (204) 및/또는 절연성 베이스플레이트 (208) 내부 커플링 어셈블리 (220) 의 다른 적합한 배열들이 구현될 수도 있다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고 본 개시, 그것의 적용 예, 또는 사용들을 어떠한 방식으로도 제한할 의도는 없다. 본 개시의 넓은 가르침은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 이 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면, 명세서, 및 다음의 청구항들의 연구에 따라 명백해지기 때문에 그렇게 제한되어서는 안된다. 방법 내 하나 이상의 단계들이 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시예들 각각이 특정한 피처들을 가지는 것으로 앞서 기술되었지만, 개시의 임의의 실시예에 관하여 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상 임의의 실시예들의 피처들과 조합되거나 그리고/또는 구현될 수 있으며, 그 조합이 명시적으로 기술되지 않았다고 해도 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시예들은 상호 배타적이지 않으며, 또 다른 실시예들과 하나 이상 실시예들의 치환들은 이 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등) 사이 공간적 그리고 기능적인 관계는 “연결된”, “인게이지된”, “커플링된”, “인접한”, “옆에”, “상에”, “위에”, “아래에”, 및 “배치된” 을 포함하는 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. 상기 개시에 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 기술될 때 “직접적인” 으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 그 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중재 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적 관계가 될 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간 하나 이상의 중재 엘리먼트들이 존재하는 (공간적으로 또는 기능적으로) 간접적인 관계가 될 수 있다. 본 명세서에 사용된 것처럼, A, B, 및 C 중 적어도 하나의 구문은 비배타적 논리 OR을 사용하여 논리 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 이해되어야 하고, “적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C” 를 의미하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
일부 구현 예에서, 제어기는 상기 기술된 예시들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱을 위한 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정한 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 유량 시스템 등) 을 포함하는 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전, 동안, 그리고 이후 그들의 동작을 제어하기 위한 전자 장치들과 통합될 수도 있다. 전자 장치들은 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 “제어기” 로서 일컬어진다. 제어기는 프로세싱 요구사항 및/또는 시스템 유형에 따라, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정, 진공 설정, 전력 설정, 무선 주파수 (RF : Radio Frequency) 생성기 설정, RF 매칭 회로 설정, 주파수 설정, 플로우 레이트 설정, 유체 전달 설정, 위치 및 동작 설정들, 특정 시스템과 연결되거나 인터페이스된 툴 및 다른 이동 툴들 및/또는 로드 록들 내부 및 외부로 웨이퍼 이송들을 포함하는 본 명세서에 개시된 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션 (instruction) 을 수신하고, 인스트럭션을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작을 가능하게 하고, 엔드포인트 측정을 가능하게 하는 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 가지는 전자 장치들로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어 형태의 칩들, DSPs (Digital signal Processors), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로컨트롤러들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼에 대한 특정한 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는 다양한 개별적인 설정들의 (또는 프로그램 파일들) 형태로 제어기로 또는 시스템으로 통신되는 인스트럭션일 수도 있다. 동작 파라미터들은, 일부 실시예에서, 하나 이상의 층, 재료, 금속, 산화물, 실리콘, 이산화규소, 표면, 회로, 및/또는 웨이퍼 다이들 (dies) 의 제작 동안 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하기 위해 프로세스 엔지니어들에 의해 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합된, 시스템에 커플링된, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹된, 또는 이것들의 조합인 컴퓨터에 커플링된 부분일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 허용할 수 있는 “클라우드” 내에 있을 수도 있고 또는 fab 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부일 수도 있다. 컴퓨터는 제작 동작들의 현재 진행을 모니터하고, 과거 제작 동작들의 이력을 검토하고, 복수의 제작 동작들에서 경향 또는 성능 메트릭을 검토하고, 현재 프로세싱을 변경하고, 현재 프로세싱을 따를 프로세싱 단계를 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하도록 시스템에 원격 액세스를 가능하게 할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 시스템에 프로세스 레시피를 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 파라미터들 및/또는 설정들의 입력 또는 프로그래밍을 가능하게 하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있고, 그 다음 원격 컴퓨터에서 시스템에 통신된다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작 동안 수행되는 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 명시하는 데이터의 형태로 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들이 수행될 프로세스의 유형 및 제어기가 인터페이스하도록 또는 제어하도록 구성되는 툴의 유형에 특정될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 것처럼, 본 명세서에서 기술된 프로세스들과 제어들처럼 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작업하는 하나 이상 별개의 제어기들을 포함하는 것과 같이 제어기는 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산된 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하기 위해 결합하는 원격으로 위치한 (플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부에서와 같은) 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 수 있다.
제한 없이, 반도체 웨이퍼들의 제작 및/또는 제조에 연관되거나 사용될 수도 있는 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, 물리적 기상 증착 (PVD : Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, 화학적 기상 증착 (CVD : Chemical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, 원자 층 증착 (ALD : Atomic Layer Deposion) 챔버 또는 모듈, 원자 층 에칭 (ALE : Atomic Layer Etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 챔버 또는 모듈, 및 다른 반도체 프로세싱 시스템을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (18)

  1. 세라믹 층을 지지하도록 배열되는 전도성 베이스플레이트로서, 상기 전도성 베이스플레이트에 의해 규정된 수평 면에 수직인 축을 따라 연장하는 제 1 캐비티 (cavity) 를 포함하는, 상기 전도성 베이스플레이트; 및
    상기 제 1 캐비티 내에 배열된 커플링 어셈블리 (assembly) 를 포함하고,
    상기 커플링 어셈블리는,
    상기 제 1 캐비티 내에 배열되고 상기 축을 중심으로 회전하도록 구성되는 기어, 및
    상기 제 1 캐비티 내에 배열된 핀을 포함하고,
    상기 핀은 상기 기어를 통해 상기 축을 따라 그리고 상기 전도성 베이스플레이트 아래 제 2 캐비티 내부로 연장하고,
    상기 기어의 회전은 상기 핀이 상기 전도성 베이스플레이트에 대하여 상향 또는 하향으로 이동하게 하도록 상기 핀의 회전을 야기하고,
    상기 핀이 상기 제 2 캐비티 내로 하향 이동하게 하도록 상기 기어가 회전될 때 상기 핀은 상기 제 2 캐비티 내에 유지되고, 그리고
    상기 핀은 상기 전도성 베이스플레이트의 상부 표면으로 연장하지 않는, 기판 지지체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 캐비티는,
    (i) 상기 전도성 베이스플레이트 아래에 배열된 절연성 베이스플레이트, 및
    (ii) 기판 프로세싱 챔버의 하부 벽
    중 적어도 하나 내에 위치되는, 기판 지지체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 베이스플레이트는 절연성 베이스플레이트 상에 배열되고,
    상기 제 2 캐비티는 상기 절연성 베이스플레이트 내에 위치되는, 기판 지지체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 베이스플레이트는 기판 프로세싱 챔버의 하단 표면 상에 배열되고,
    상기 제 2 캐비티는 상기 기판 프로세싱 챔버의 상기 하단 표면 아래에 위치되는, 기판 지지체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 베이스플레이트는 절연성 베이스플레이트 상에 배열되고,
    상기 절연성 베이스플레이트는 기판 프로세싱 챔버의 하단 표면 상에 배열되며,
    상기 제 2 캐비티는 상기 절연성 베이스플레이트를 통해 그리고 상기 기판 프로세싱 챔버의 상기 하단 표면 아래로 연장되는, 기판 지지체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 캐비티는 너트를 포함하고,
    상기 핀은 상기 제 2 캐비티의 상기 너트 내에 유지되는, 기판 지지체.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀의 외측 표면, 상기 기어의 내측 표면, 및 상기 제 1 캐비티의 내측 표면 중 적어도 하나는 쓰레드되는 (threaded), 기판 지지체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기어는 베벨 기어 (bevel gear) 인, 기판 지지체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플링 어셈블리는 상기 기어와 인터페이스하도록 배열된 피니언 (pinion) 을 더 포함하고,
    상기 피니언의 회전은 상기 기어의 회전으로 변환되는, 기판 지지체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 피니언은 상기 기어의 축에 수직인 축 상에서 회전하는, 기판 지지체.
  12. 세라믹 층으로 지지하도록 배열되는 전도성 베이스플레이트로서, 상기 전도성 베이스플레이트에 의해 규정되는 수평 면에 수직인 축을 따라 연장하는 제 1 캐비티를 포함하는, 상기 전도성 베이스플레이트;
    상기 전도성 베이스플레이트와 기판 프로세싱 챔버의 하부 벽 사이에 배열된 절연성 베이스플레이트로서, 제 2 캐비티를 포함하는, 상기 절연성 베이스플레이트; 및
    상기 전도성 베이스플레이트의 상기 제 1 캐비티 내에 배열된 커플링 어셈블리를 포함하고,
    상기 커플링 어셈블리는,
    상기 제 1 캐비티 내에 배열되고 상기 축을 중심으로 회전하도록 구성된 기어, 및
    상기 제 1 캐비티 내에 배열된 핀을 포함하고,
    상기 핀은 상기 기어를 통해 그리고 상기 축을 따라 상기 절연성 베이스플레이트의 상기 제 2 캐비티 내부로 연장하고,
    상기 기어의 회전은 상기 핀이 상기 전도성 베이스플레이트에 대하여 상향 또는 하향 이동하게 하도록 상기 핀의 회전을 야기하고,
    상기 핀이 상기 제 2 캐비티 내로 하향 이동하게 하도록 상기 기어가 회전될 때 상기 핀은 상기 제 2 캐비티 내에 유지되고, 그리고
    상기 핀은 상기 전도성 베이스플레이트의 상부 표면으로 연장하지 않는, 기판 지지체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 캐비티는 너트를 포함하고,
    상기 핀은 상기 제 2 캐비티의 상기 너트 내에 유지되는, 기판 지지체.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 핀의 외측 표면, 상기 기어의 내측 표면, 및 상기 제 1 캐비티의 내측 표면 중 적어도 하나는 쓰레드되는, 기판 지지체.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 기어는 베벨 기어인, 기판 지지체.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 커플링 어셈블리는 상기 기어와 인터페이스하도록 배열된 피니언을 더 포함하고,
    상기 피니언의 회전은 상기 기어의 회전으로 변환되는, 기판 지지체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 피니언은 상기 기어의 축에 수직인 축에서 회전하는, 기판 지지체.
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