KR19980080903A - 유지보수동안 진공을 보존하는 격리밸브를 가진 챔버 - Google Patents

유지보수동안 진공을 보존하는 격리밸브를 가진 챔버 Download PDF

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KR19980080903A
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로버트이. 데벤포트
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조셉제이.스위니
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Abstract

본 발명은 챔버의 일부분을 진공으로 보존함으로써 소모품을 교체하거나 정해진 유지보수를 실행한 후 진공을 만드는데 필요한 시간을 줄이는 진공 챔버를 제공한다. 특히, 챔버는 챔버의 제 1 부분내에 자주 교체되는 소모품이나 부품을 격리하므로, 챔버의 제 1 부분에서만 주위 환경에 노출되고 다시 진공으로 만들어야 할 공기 또는 가스량을 줄인다. 게이트 밸브는 챔버벽으로 형성되든지 또는 밸브체에 의해 제공되어 있는 밸브 시이트에 밀봉체 형상으로 제공되어 있다.

Description

유지보수동안 진공을 보존하는 격리밸브를 가진 챔버
본 발명은 챔버의 한 부분을 진공으로 보존하면서 챔버의 다른 부분의 유지보수 또는 여러 접근을 허용하기 위한 격리 밸브를 가진 진공 처리 챔버에 관한 것이고, 특히, 챔버의 다른 부분에서의 유지보수후 챔버를 펌프 다운(펌프로 진공을 만듬)하는데 필요한 시간을 감소하기 위해서 챔버의 일부분을 진공으로 보존할 수 있는 게이트 밸브에 관한 것이다.
진공 챔버는 많은 여러 산업의 여러 공정에서 양호하게 사용되어 왔다. 진공 조건과 진공의 목적은 한 공정 또는 챔버로부터 다른 것으로 넓게 변화할 수 있다. 많은 적용 분야에서, 진공 챔버는 추가로 챔버내의 상태를 변경하거나 챔버내의 약간의 작동을 수행하게 될 어떤 장비나 부재와 협력하여 작동하거나 실제로 포함할 것이다. 더욱이, 진공 챔버는 전형적으로 챔버 환경에서 조절되거나 챔버내의 장비에 의해 처리되어지는 공작물을 포함할 것이다. 어느 경우에서도, 종종 챔버내의 공작물 또는 장비의 어떤 부분을 교체하는 것이 필요하거나 바람직하다. 그러나, 주위 환경에 대한 챔버를 개방하면 진공이 제거되고, 챔버내의 다른 상태를 혼란시키며, 가스 성분의 방출을 허용하고 오염물의 출입을 허용한다. 챔버내에서 진공을 재설정하기 위해서, 다양한 펌프는 단일 또는 조합으로, 챔버로부터 가스를 빼내는 특정 분야에 따라서 사용될 수 있다. 인식될 수 있는 바와 같이, 펌프는 가스 유속의 범위에 걸쳐서 작동되고 압력 범위를 얻도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 윈심 펌프는 전형적으로 높은 가스 유속과 단지 적은 진공압이 바람직한 경우에 사용된다. 한편, 저온 펌프는 충분히 유속이 낮고 강한 진공이 바람직한 분야에 가장 흔히 사용된다.
사용할 때 특정 분야 또는 펌프 형태에 무관하게, 챔버를 진공으로 만드는데 많은 시간과 에너지가 요구되는 것을 알고 있어야 한다. 통상적으로, 늘어나는 시간과 에너지량은 약 5 내지 약 24 시간의 범위이고 큰 생산성과 효율성의 손실을 나타낸다. 그러므로, 진공챔버와 진공챔버내에서 수행되는 공정의 생산성과 효율성을 증가하는데 많은 연구 노력을 기울이고 있다. 이들 노력의 결과는 많은 다른 방향을 취한다. 예를 들어, 집적 회로 제조와 같은 고 진공 분야에서는, 러핑 펌프(roughing pump)는 약 10-3토르 정도로 진공을 만들고 다음에 저온 펌프로 약 10-7내지 약 10-9토르 정도로 고 진공을 설정한다. 이 방법으로, 각 펌프의 강도는 펌프 시간을 최소화하는데 사용된다. 다른 예는 챔버를 개방해야할 주기를 늘려 챔버내의 신뢰성과 장비 수명을 증가하는 노력을 포함한다.
집적 회로의 제작에 사용된 전형적인 진공 공정은 물리 증착(PVD)과 화학 증착(CVD)를 포함한다. 기판 또는 공작물로 금속의 물리 증착의 전형적인 진공 챔버의 간단한 단면은 도 1 에 도시되어 있다. 일반적으로, 챔버(20)는 적어도 하나의 가스 입구(27)와 배기 펌프(도시 생략)에 연결된 배기 출구(28)를 가지는, 챔버 밀폐벽(24)을 포함하고 있다. 기판지지 부재(26)는 챔버의 하단부에 배치되어 있고, 타깃(22)은 챔버(20)의 상단부에 수용되어 있다. 타깃(22)은 밀폐벽(24)으로부터 전기적으로 절연되어 있고 밀폐벽은 적합하게 점지되어 있으므로, 음전압은 접지 밀폐벽에 대해서 타깃(22)상에 유지될 것이다. 시일드(40)는 챔버내에 위치될 수 있으며 지지부재가 챔버내로 하향으로 수축되면 클램프 링(30)이 지지부재(26)에 현수될 수 있는 환형 상향 벽(41)을 포함할 수 있다. 챔버(20)로 새로운 반도체 기판을 수용하기 위한 준비시, 기판 지지부재(26)는 클램프 링과 시일드 아래로 구동 기구(42)에 의해 하강되므로, 지지부재의 바닥은 핀 위치설정 플랫폼(36)에 가깝게 있다. 지지부재(26)는 3 개 이상의 수직 보어(도시 생략)를 포함하며, 이들의 각각은 수직으로 미끄럼가능한 핀(34)을 포함한다. 지지부재가 단지 상술한 하강 위치에 있으면, 각 핀의 바닥 팁은 플랫폼(36)에 의지하며, 각 핀의 상부 팁은 지지부재의 상부면위로 돌출한다. 핀의 상부 팁은 여기에 기판을 수용하기 위한 지지부재의 상부면위로 돌출한다. 핀의 상부 팁은 여기에 기판의 수용용 지지부재의 상부면에 평행한 평면을 형성한다.
종래의 로봇 암(도시 생략)은 기판(12)을 챔버(20)로 운반하고 핀(34)의 상부팁(도시 생략)위에 기판을 놓는다. 리프트 기구(43)는 핀 플랫폼을 상향으로 이동하고, 기판의 하측면에 대향해서 핀의 상부팁을 놓고 추가로 기판을 로봇 블레이드로 내린다. 그리고 나서 로봇 블레이드는 챔버(20)로부터 수축하고 리프트 기구는 지지부재를 올리므로 핀은 지지부재(26)내에 아래로 미끄러지므로써, 지지부재의 상부상에 기판을 하강한다.
리프트 기구(42)는 연속해서 지지부재(26)를 상승할 수 있으므로, 기판의 주변은 상향벽(41)상에 지탱하는 클램프 링(30)과 접촉한다. 클램프 링의 내경은 전형적으로 기판의 에지를 시일드하도록 기판의 내경보다 약간 작은 크기로 되어 있다. 지지부재는 연속해서 상향으로 이동해서 타깃 표면으로부터 설정 거리로 기판을 위치시킬 수 있다.
도 1에 도시한 예시적인 스퍼터링 챔버(20)의 경우에서, 증착 공정은 가스 입구(27)를 통해서 챔버로 스퍼터링 공정 가스(전형적으로 아르곤)를 공급하고, DC 전원(21)으로부터 스퍼터링 타깃(22)으로 음 전압을 가하므로써 개시된다. 전압은 아르곤 가스를 플라즈마 상태로 여기하여, 아르곤 이온을 음으로 바이어스된 타깃에 충돌시켜 재료를 타깃에서 스퍼터 오프된다. 스퍼터링된 재료는 시일드, 클램프 링 또는 챔버의 다른 내부면 또는 부품상에 증착된 재료의 일부분을 제외하고는 기판상에 증착한다. 필름층이 기판상에 증착된 후, 기판은 챔버로 기판을 운반하는 연속 단계를 역전함으로써 챔버(20)로부터 제거된다.
챔버의 형상과 타깃(22)과 같은 챔버 소모품의 개선으로 진공 챔버의 생산성과 효율성을 증가하지만, 추가의 개선이 바람직하다. 그러므로, 소모품을 교체하거나 정해진 유지보수를 실행한 후 진공으로 만드는데 필요한 시간을 줄이는 진공 챔버의 필요성이 남아 있다. 챔버가 챔버을 진공으로 보존할 수 있는 경우가 바람직하다. 특히, 자주 교체되는 소모품 또는 부품을 챔버의 나머지부분과 격리하는 챔버를 가지므로서 챔버의 최소의 부분만 주위 환경에 노출하여 진공을 해야할 공간량을 최소화하는 챔버를 가지는 것이 바람직하다.
도 1은 종래의 물리 증착 챔버의 단면도.
도 2 내지 도 6은 챔버의 밸브 포트에 부착된 격리밸브를 가진 도 1의 PVD챔버의 간단한 단면도.
도 7은 격리밸브와 밸브포트사이에 삽입된 제 2 밸브를 가지는 도 1의 PVD챔버의 간단한 단면.
도 8은 밸브판에 결합된 DC 전원을 가진 본 발명의 밸브 조립체와 챔버의 변경 실시예의 간단한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
50: 챔버 52: 밸브 포트
54: 제 1 부분 55: 리드
56: 공정 키트 또는 스퍼터 타깃
57: 지지부재 58: 제 2 부분
59: 진공 포트 60: 격리 밸브
62: 판 64: 밸브 시이트
본 발명은 교체가능한 부재를 포함하는 제 1 부분과, 공작물 지지부재과 진공포트를 포함하는 제 2 부분과, 제 1, 2 부분사이의 밀폐부의 내벽을 따라서 있는 밸브 시이트를 포함하는 밀폐부를 가진 물리 증착 챔버를 제공한다. 밀폐부는 밀폐부의 제 2 부분과 밸브 시이트를 밀봉가능하게 결합하고 진공 기밀 밀봉을 형성하도록, 하우징, 격리판과 하우징내의 완전히 수축한 위치와 밀폐부로 완전히 연장한 위치사이로 격리판을 이동하기 위한 작동기를 가진 격리 밸브와 작용한다.
본 발명의 다른 양태는 챔버의 제 2 부분내에 교체가능한 부재의 교체동안 물리 증착 챔버의 제 1 부분을 진공으로 유지하기 위한 장치를 제공한다. 이 장치는 챔버내의 포트에 결합된 제 2 밸브를 포함하며, 상기 제 2 밸브는 폐쇄되어 챔버와 진공 기밀 밀봉을 형성할 수 있다. 그리고 상술한 격리 밸브는 제 2 밸브에 분리가능하게 연결될 수 있다.
본 발명은 또한 처리 키트(process kit)를 포함하는 제 1 부분과, 공작물 지지부재와 진공 포트를 포함하는 제 2 부분과, 제 1, 2 부분사이의 밀폐부의 내벽을 따라 있는 격리 밸브 시이트와, 격리 밸브 시이트의 일부분을 따라 있는 격리 밸브 포트와, 격리 밸브 포트위에 위치설정된 제 2 밸브를 포함하는 다수의 처리 밀폐부를 가진 반도체 제조 시스템을 제공한다. 제 2 밸브는 격리판이 연장하지 않을 때 밀폐부와 격리판 저장 캐비티사이의 진공 기밀 밀봉을 형성할 수 있다. 이 방법으로, 격리 밸브는 물리 증착 챔버와 같은 다수의 밀폐부에 호환가능하게 결합될 수 있다.
본 발명은 또한 진공 챔버내에 처리 키트를 교체하는 방법을 제공한다. 방법은 진공 기밀 밸브를 폐쇄하여, 진공하에서, 챔버의 주부분으로부터 처리 키트를 포함하는 챔버의 제 1 부분을 격리하는 단계를 포함한다. 그리고 나서 챔버의 제 1 부분내의 진공은 챔버의 제 1 부분에 대해 리드를 개방하기전 완화된다. 챔버의 제 1 부분으로부터의 이전 처리 키트는 새로운 처리 키트로 교체되고 챔버의 제 1 부분을 리드로 폐쇄한다. 그리고 나서 격리 밸브를 개방하기전 챔버의 제 1 부분내에서 진공이 이루어진다.
상술한 본 발명의 특징 요소, 장점과 목적을 얻을 수 있는 방법은 본 발명의 아래에 보다 특정한 설명으로부터 상세히 이해될 수 있으며, 간단히 말하면, 첨부의 도면에 도시한 실시예를 참고함으로써 보다 더 상세히 이해될 것이다.
그러나, 첨부 도면은 단지 본 발명의 통상적인 실시예를 설명하였고 본 발명의 청구 범위를 제한하고자 하는 생각은 없다는 점을 알아주기 바란다. 즉 본 발명은 다른 동등한 효과를 가진 실시예를 허용할 수 있다.
본 발명은 챔버의 한 부분을 진공으로 보존하므로써 소모품의 교체와 정해진 유지보수를 수행한 후 진공을 만드는데 필요한 시간을 감소하는 진공 챔버를 제공한다. 특히 챔버는 챔버의 제 1 부분내의 자주 교체되는 소모품 또는 부품을 격리함으로서 챔버의 제 1 부분만 주위 환경에 노출하여 다시 진공으로 해야할 공기 또는 가스의 량을 감소한다.
본 발명의 진공 챔버는 유지 보수를 요하는 교체가능한 부재 또는 다른 부재를 포함하는 제 1 부분과, 다른 챔버 부품, 부재 또는 공작물을 포함하는 제 2 부분을 포함하는 밀폐부를 포함한다. 밸브 시이트는 밀폐부 또는 밸브체의 내벽에 형성되고 제 1, 2 부분사이의 경계면을 형성한다. 제 1 부분은 교체가능한 부재의 접근 또는 변경적으로 일반적인 접근 통로 또는 여러개의 품목의 접근 개구를 위해 특별히 설계된 리드 또는 도어를 가진다.
본 발명의 한 양태에서, 격리밸브는 밀폐부의 내벽상의 밸브 시이트와 제거가능한 결합을 위해 밀폐부상의 밸브 포트와 결합되어 있다. 밸브는 밸브 시이트와 짝을 이뤄 챔버의 두 부분사이 진공 기밀 밀봉을 형성하는 프로필을 가지는 강성 격리판을 에워싸는 진공 기밀 하우징을 가진다. 작동기는 밸브 시이트와 밀봉가능하게 결합하도록 하우징으로 완전히 수축된 위치와 밀폐부로 완전히 팽창된 위치사이로 격리판을 밀고 이동하기 위해서 밸브에 제공되어 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 제 2 격리 밸브는 챔버 밸브 포트와 격리판사이에 끼워져 있다. 제 2 격리 밸브는 격리 밸브가 사용중이지 않을 때 챔버 밸브 포트를 밀봉하도록 설계되어 있으므로써, 증착으로부터 격리 밸브를 시일드하고 또한 유지 보수를 위해 또는 가능하게 간단히 장비된 다중 챔버와 협력하여 사용하기 위해 챔버로부터 격리 밸브를 제거시킬 수 있게 허용한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 격리 밸브 시이트는 챔버의 내측벽(도 2 내지 도 7에 도시한 바와 같이)으로 가공될 수 있거나 챔버의 제 1, 2 부분사이에 장착된 분리 부재로서 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 격리밸브는 챔버의 격리부분과 직면하는 측면상에 형성된 아노드를 가질 것이고 타깃이 챔버의 제 1부분내에서 교체되는 동일한 시간 주기동안 챔버의 제 1 부분이 플라즈마에 의해 청소되도록 허용한다. 더욱이, 제 2 격리밸브는 공작물 지지부재(57)바로 위에 배치될 수 있으므로 플라즈마 청소 공정동안 여기에 형성된 어떠한 정전 척 또는 지지부재(57)를 보호한다.
도 2를 참조하면, PVD 챔버(50)의 간단한 단면이 도시되어 있으며 챔버의 밸브 포트(52)에 부착된 격리밸브(60)을 가진다. 진공 챔버가 PVD 챔버이면, 제 1 부분(54)이 공정 키트 또는 스퍼터 타깃(56)을 포함하고, 제 2 부분(58)이 지지부재(57)와 진공 포트(59)를 포함하는 것이 양호하다. 본 발명의 격리밸브(60)는 제 1 부분(54)의 정해진 작업동안 제 2 부분(58)을 진공으로 유지함으로써 PVD 챔버(50)을 진공으로 재설정하는데 필요한 시간을 줄인다. 교체가능한 부재에 바로 인접하게 밸브 포트(52)를 위치설정함으로써, 이들 부재가 완전한 공정 키트이거나 간단한 스퍼터 타깃(56)을 포함하든지, 챔버(50)의 제 2 부분에 남아 있는 진공은 보존된다. 그러므로, 챔버로 들어가는 가스량은 제 1 부분(54)의 가스 함유 볼륨보다 더 크기 않고, 단지 이 부분의 챔버만 다시 진공으로 만들면 된다. 제 1 부분(54)에서의 리드(55)가 개방되면, 부재를 교체하고, 그리고 나서 도어 또는 리드(55)를 챔버(50)에 대해 재밀봉하고, 챔버의 제 1 부분만을 진공을 만든다. 제 1 부분(54)의 볼륨을 최소화하고 밀폐부의 제 2 부분(58)을 챔버의 가스 함유 볼륨의 주된 부분으로 하는 것이 바람직하다. 그 외에, 제 1 부분을 공정시 사용된 모든 소모품을 포함하는 크기로 정할 수 있으며, 스퍼터 증착의 경우에, 타깃과 시일드, 또는 단지 타깃과 같은 소모품의 일부분만을 포함하는 크기로 정할 수 있다. 추가로, 다양한 소모품의 수명이 다른 경우에, 다중 밸브를 사용해서 챔버의 여러 부분을 격리할 수 있어, 챔버의 나머지 부분의 진공을 파손하지 않고 여러 계획에서 다른 소모품 부품을 교환할 수 있거나 소모품을 남겨둘 수 있다.
여기서 챔버(50)의 제 1 부분의 진공을 방출해야 하므로 도어 또는 리드는 개방될 것이다. 양호한 진공 방출은 리드(55)를 개방하고 교체가능한 부재(56)의 접근을 위해서 진공을 줄이기 위한 진공 제어기 또는 밸브(72)와 가스 포트(70)이다. 더욱이, 챔버(50)는 제 2 격리밸브(63) 또는 플라즈마 청소동안 공작물 지지부재(57)를 격리하기 위해서 배치된 다른 셔터 밸브를 선택적으로 포함할 수 있다. 이 제 2 격리밸브(63)는 특히 편의되어지는 판(62)을 가지는 제 1 격리밸브(60)와 조합해서 사용가능하다(도 8 참조).
도 3을 참조하면, 도 2의 PVD 챔버(50)의 간단한 단면도가 도시되어 있으며, 챔버(50)의 내벽상에 밸브 시이트(64)와 밀봉가능하게 결합하도록 챔버로 연장된 판(62)을 가진 격리밸브(60)를 가진다. 진공 격리 부분(58)과 직면하는 판(62)의 에지는 적합하게 여기에 고정된 0형 링을 가질 것이다. 격리판(62)의 위치에서 보면, 윗 부분(54)의 진공을 진공 제어기(72)를 개방하고 가스 포트(70)를 통해 가스의 도입을 허용함으로써 방출하면서. 아래 부분(58)을 진공으로 유지할 수 있다.
도 3에 있는 밸브 포트 시일드(66)는 격리 밸브판(62)의 통로로부터 상향으로 밀린다는 것을 주목해주기 바란다. 밸브 포트 시일드가 많은 다른 형상을 취할 수 있지만, 도 3에서는 힌지된 플랩 또는 다중 힌지된 플랩으로 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 챔버(50)는 증착으로부터 밸브 포트(52)를 보호하는 스퍼터 시일드 조립체(100)로 도시되어 있다. 조립체(100)는 적합하게 원형 기판(12)과 기판 지지부재(57)와 협동하고 챔버(50) 전체와 밸브 포트(52)상의 초과 증착을 방지하도록 하는 원통형이다. 상 하부 시일드 부재(102, 104)는 적합하게 제각기 리드(55)와 챔버(50) 측벽에 결합되어 있으므로, 이들은 이격된 거리로 떨어져 제 위치에 고정되어 격리판(62)이 통과할 수 있기에 충분한 슬롯을 형성한다. 제거가능한 시일드 부재(106)는 상 하부 시일드 부재(102, 104)사이에 형성된 슬롯을 커버하도록 시일드 부재(102, 104)에 인접하게 원심적으로 위치설정되어 있다. 이동가능한 부재(106)는 어떠한 기계, 전기 또는 자석 수단에 의해 슬롯을 개방하도록 작동될 수 있다.
여전히, 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 양태가 밸브판(62)에 결합된 DC전원을 제공한다. 밸브판이 폐쇄된 위치에 있을 때(도 3과 도 4 참조), 밸브판(62)은 연속적인 사용을 위해서 증착된 재료를 제거하고 청소하기 위해서, 챔버 스퍼터 시일드 조립체(100)의 반응 에지를 허용하도록 전기적으로 편의 된다. 편의된 밸브판(62)과 에칭을 수행하는 주된 이익중 하나는 타깃(56)이 거친 에칭 환경으로부터 보호 될 수 있다는 것이다. 또한 적합하게, 기판 지지부재(57)를 보호하기 위해서, 도 2내의 격리 밸브(63)와 같은 셔터 기구를 사용하는 것이 적합하다.
도 4를 참조하면, 도 3의 PVD 챔버(50)의 간단한 단면이 도시되어 있고 리드(55)가 제거되고 여기에 부착된 새로운 스퍼터 타깃(56')을 가진다. 챔버의 아래 부분(58)내의 진공은 교란되지 않음을 주목해 주기 바란다.
제 1 부분의 가스 포트(70)는 도 4에 도시되어 있고 리드(55)를 관통하지만, 리드가 챔버(50)상에 위치설정될 때(도 5에 도시한 바와 같이), 가스 포트가 제 1 부분(54)과 연통하는 것만이 중요하다. 특히, 가스 포트(70)는 도 7에 도시한 바와 같이 밸브 시이트(64)위의 챔버(50)의 측벽(74)내에 들어 있을 수 있다. 어느쪽 형상이든 챔버에 인접한 주위부품 또는 장치내에 작동적이고 양호하다.
도 5를 참조하면, 도 4의 PVD 챔버(50)의 간단한 단면이 도시되어 있고 여기에는 새로운 스퍼터 타깃(56')가 설치되어 있고 리드(55)가 재위치설정되어 있다. 챔버에 리드(55)를 다시 제 위치에 놓으므로, 제 1 부분(54)내의 진공은 다양한 방법으로 재설정될 수 있다. 먼저, 가스 포트 밸브(72)는 폐쇄되고 격리밸브(62)가 서서히 개방되어 제 1 부분(54)에서 나온 가스가 진공상태로 남아 있는 제 2 부분(58)으로 누설하는 것을 허용할 수 있다. 그러나, 밸브판(62)의 어느 한쪽의 측면상의 비균일 압력은 밸브의 개방을 어렵게 만들거나 밸브 시이트(64) 또는 어느 관련 가스켓에 손상을 일으킬 수 있다. 더욱이, 진공을 가스 포트(70)에 연결하고 가스 포트 밸브(72)를 개방함으로서 제 1 부분(54)내에 진공을 만들 때까지 격리밸브(60)는 개방되지 않는다. 진공은 러핑 펌프와 저온 펌프의 조합 사용과 같은, 종래 기술에서 이용가능한 어떠한 방법으로도 만들 수 있다. 생각하면, 진공 매니폴드 또는 다른 밸브와 파이핑 장치는 펌프의 싱글 세트가 변경적으로 또는 약간의 조합으로 챔버의 제 1, 2 부분(54, 58) 양쪽의 역할을 하도록 허용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 5의 PVD 챔버의 간단한 단면도를 도시하며, 밸브 포트(52)를 커버하도록 아래의 위치에 있는 밸브 포트 시일드(66)와 밸브 하우징(68)으로 수축된 격리 밸브판(62)을 가진다. 도 2 내지 도 6의 연속 단계를 완료하면, 챔버(50)는 다시 한번 기판(12)을 처리할 준비를 한다.
도 7을 참조하면, 도 1의 PVD 챔버의 간단한 단면이 도시되어 있으며, 격리 밸브 하우징(68)과 챔버의 밸브 포트(52)사이에 삽입된 제 2 밸브(80)를 가진다. 격리 밸브(60)와 제 2 밸브(80) 양자는 적합하게 게이트 형태 밸브이다. 이 형상에서, 제 2 밸브(80)는 처리 환경으로부터 격리 밸브(60)를 보호하도록 작동기(82)에 의해 폐쇄될 수 있으로써, 격리 밸브가 다 챔버 기능을 하도록 허용한다. 그러나, 제 2 밸브 판은 격리밸브의 작동기(61)를 개방하기전 개방되어야 하므로, 격리판(62)은 제 2 밸브 개구(86)를 통해서 챔버(50)로 연장할 수 있다. 제 2 밸브가 존재하면, 격리밸브 판 또는 스텀(62)이 이들을 관통하기 위해서 길어야 한다는 것을 알아야 한다.
밸브 포트(52), 격리밸브(60)와 선택적으로 제 2 밸브(80)사이의 진공 기밀 연결부(88)가 종래의 알려진 방법으로 설정될 수 있으면, 양호한 연결은 0링과 유지홈(92)을 가지는 가공된 편평한 표면(90)이다. 챔버(50)내의 진공이 증가되면, 밀봉된 연결부(88)는 점점 기밀하게 되어진다. 그러나, 밸브(60, 80)가 챔버의 측면으로부터 연장할 수 있기 때문에, 일반적으로 이들 부재사이에 기계적인 패스너(94)를 제공하는 것이 필요할 것이다. 패스너는 볼트, 훅크, 클램프, 스프링등을 포함하는 종래의 패스너일 수 있다. 제 2 밸브(80)가 사용되고 격리밸브(60)가 자주 분리되면, 양호한 패스너는 클램프, 훅크 또는 스프링과 같은 신속한 접속/해제 형태이다.
상술한 챔버(50)는 진공 챔버내의 처리 키트를 교체하는데 양호하게 사용될 수 있으며, 다음 단계를 포함한다.
a) 진공하에서 챔버의 주된 부분으로부터 처리 키트를 포함하는 챔버의 제 1 부분을 격리하도록 진공 기밀 격리밸브를 에워싸는 단계와, b) 챔버의 제 1 부분의 진공을 빼내는 단계와, c) 챔버의 제 1 부분에 대해 리드를 개방하는 단계와, d) 챔버의 제 1 부분으로부터 이전의 처리 키트와 새로운 처리 키트를 교체하는 단계와, e) 챔버의 제 1 부분을 폐쇄하는 단계와, f) 챔버의 제 1 부분내에 진공을 만드는 단계와, g)격리 밸브를 개방하는 단계를 포함한다. 양호한 방법에서, 진공 챔버는 물리 증착 챔버이고 처리 키트는 스퍼터 타깃을 포함한다. 더욱 양호하게 챔버의 주된 부분은 기판 지지부재를 포함한다.
본 발명에 의해서, 자주 교체되는 소모품 또는 부품을 챔버의 나머지부분과 격리하는 챔버를 가지므로서 챔버의 최소의 부분만 주위 환경에 노출하여 다시 진공을 해야할 공간량을 최소화하므로서, 소모품을 교체하거나 정해진 유지보수를 실행한 후 진공으로 만드는데 필요한 시간을 줄일 수 있다.
상술한 내용은 본 발명의 양호한 실시예에 관한 것이며, 본 발명의 다른 추가의 실시예를 본 발명의 기본 범주로부터 벗어나지 않고 만들 수 있다. 본 발명의 범주는 아래의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (19)

  1. 물리 증착 챔버에 있어서,
    교체가능한 부재를 포함하는 제 1 부분과, 공작물 지지부재와 진공 포트를 포함하는 제 2 부분과, 제 1, 2 부분사이의 밀폐부의 내벽을 따라 있는 밸브 시이트를 가진 밀폐부와,
    상기 밀폐부와 결합되고, 하우징, 격리판과 상기 밸브 시이트와 밀봉적으로 결합하고 상기 밀폐부의 제 2 부분과 진공 기밀 시일을 형성하도록 상기 하우징으로 완전히 수축한 위치와 상기 밀페부로 완전히 연장된 위치사이로 격리판을 이동하기 위한 작동기를 가진 격리밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀폐부의 제 2 부분은 주된 부분인 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분은 최소화되는 가스 함유 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 교체가능한 부재는 스퍼터 타깃인 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 교체가능한 부재는 처리 키트를 포함하는 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 격리밸브 하우징은 격리판 저장 캐비티를 형성하며, 상기 챔버는 추가로 상기 격리밸브 하우징과 밀폐부사이에 배치된 제 2 밸브를 포함하며, 상기 제 2 밸브는 상기 격리판이 완전히 수축한 위치에 있을 때 상기 밀폐부와 상기 격리판 저장 캐비티사이에 진공 기밀 밀봉을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 격리밸브는 제 2 밸브로부터 분리가능한 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 밀폐부의 제 1 부분은 진공을 빼내고 공급하기 위한 가스 포트와 진공 제어기를 가지는 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  9. 제 1 항에 있어서, 고정된 상, 하부 원통형 시일드 부재와 이동가능한 시일드 부재를 가진 시일드 조립체를 추가로 포함하며, 상기 격리판의 통로에 충분히 알맞게 상기 상, 하부 원통형 시일드 부재사이에 슬롯을 형성하도록 서로 이격된 거리로 떨어지게 상기 상부 원통형 시일드 부재는 리드에 결합되고 상기 하부 원통형 시일드 부재는 챔버벽에 결합되어 있으며, 상기 이동가능한 부재는 상기 슬롯을 커버하는 위치와 상기 슬롯을 언커버하는 위치사이로 작동가능한 것을 특징으로 하는 물리 증착 챔버.
  10. 챔버의 제 2 부분내에서 교체가능한 부재의 교체동안 물리 증착 챔버의 제 1 부분을 진공으로 유지하기 위한 장치에 있어서,
    상기 챔버의 포트에 결합되어 있고, 상기 챔버와 진공 밀봉 시일을 형성하도록 폐쇄될 수 있는 제 2 밸브와,
    제 2 밸브에 결합되고, 하우징과, 격리판과, 밸브 시이트와 결합해서 밀폐부의 제 1 부분과 진공 기밀 밀봉을 형성하도록 상기 하우징으로 완전히 수축한 위치와 개방된 상기 제 2 밸브와 챔버 포트를 통해서 챔버로 완전히 연장한 위치사이로 상기 격리판을 이동하기 위한 작동기를 가진 격리밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 격리밸브는 상기 제 2 밸브로부터 분리가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 밸브 시이트는 상기 밸브 하우징내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 밸브 시이트는 상기 챔버의 벽내에 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 교체가능한 부재는 스퍼터 타깃인 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 반도체 제조 시스템에 있어서,
    처리 키트를 포함하는 제 1 부분과, 공작물 지지부재와 진공 포트를 포함하는 제 2 부분과 상기 제 1, 2 부분사이의 밀폐부의 내벽을 따라서 있는 격리밸브 시이트와, 상기 격리밸브 시이트의 한 부분을 따라서 있는 격리 밸브 포트와, 상기 격리밸브 시이트위에 위치설정되어 있고, 격리판이 연장하지 않을 때 격리 판 저장 캐비티와 밀폐부사이에 진공 기밀 밀봉을 형성할 수 있는 제 2 밸브를 포함하는 다수의 처리 밀폐부와,
    상기 다수의 밀폐부와 호환가능하게 결합될 수 있으며, 격리판과, 격리판 저장 캐비티를 형성하는 하우징과, 상기 밸브 시이트와 밀봉적으로 결합하고 상기 밀폐부의 제 2 부분과 진공 기밀 밀봉을 형성하도록 상기 하우징으로 완전히 수축한 위치와 상기 밀폐부로 완전히 연장한 위치사이로 상기 격리판을 이동하기 위한 작동기를 가진 격리밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 공정 밀폐부는 물리 증착 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 진공 챔버내의 처리 키트를 교체하기 위한 방법에 있어서,
    a) 진공하에서 챔버의 주된 부분으로부터 처리 키트를 포함하는 챔버의 제 1 부분을 격리하도록 진공 기밀 격리밸브를 에워싸는 단계와,
    b) 상기 챔버의 제 1 부분의 진공을 빼내는 단계와,
    c) 상기 챔버의 제 1 부분에 대해 리드를 개방하는 단계와,
    d) 상기 챔버의 제 1 부분으로부터 이전의 처리 키트와 새로운 처리 키트를 교체하는 단계와,
    e) 상기 챔버의 제 1 부분을 폐쇄하는 단계와,
    f) 상기 챔버의 제 1 부분내에 진공을 만드는 단계와,
    g)상기 격리 밸브를 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 진공 챔버는 물리 증착 챔버이고 상기 처리 키트는 스퍼터 타깃을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 챔버의 주된 부분은 기판 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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