KR200486353Y1 - 기판 프로세싱 시스템을 위한 윈도우 조립체 - Google Patents
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Abstract
인라인(inline) 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 장치가 본원에서 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체는, 내측 표면 및 외측 표면을 갖는 윈도우 본체, 및 윈도우 본체의 내측 표면 및 외측 표면 중 각각의 표면 상에 그리고 윈도우 본체의 외측 엣지에 근접하여 배치된 하나 또는 그 초과의 몰딩된(molded) 시일들을 포함할 수 있고, 윈도우 본체는, 중앙의 반투명 부분 및 중앙의 반투명 부분 주위에 배치되고 내측 표면 및 외측 표면 중 각각의 표면 상에 배치된 표면 처리된 부분을 포함하며, 중앙의 반투명 부분은 복사열 램프(radiant heat lamp)로부터 방출된 복사열을 중앙의 반투명 부분을 통해서 통과시키도록 구성되고, 표면 처리된 부분은 복사열 램프로부터 방출된 복사열의 전체 내부 반사들을 최소화하도록 구성된다.
Description
[0001] 본 고안의 실시예들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 장비에 관한 것이다.
[0002] 비정질(amorphous) 및 다결정질(polycrystalline) 태양 전지들은, 광을 에너지로 변환시키는 전지들의 효율이 제한된다. 단결정(single crystal) 고 이동도(high mobility) 재료들은 훨씬 더 높은 효율을 낼 수 있지만, 전형적으로 훨씬 더 비싸다. 종래의 장비는, 극한의 요건들을 갖고 그리고 매우 높은 비용이 수반되는 반도체 어플리케이션들을 위해 디자인된다. 그러나, 이러한 시스템들은 모두, 높은 비용을 갖고, 높은 처리량의 자동화(automation)를 할 수 없다.
[0003] 광전지 어플리케이션들을 위한 매우 낮은 비용의 에피택셜(epitaxial) 증착을 높은 처리량으로 달성하기 위해, 본 고안자들은, 단순히 모든 것을 더 크게 만드는 것보다는, 근본적인 변화가 요구된다고 생각한다. 예를 들어, 본 고안자들은, 높은 비용의 재료들, 소모품들, 및 자동화 난제들 때문에 배치 반응기들(batch reactors)은 처리량이 제한된다는 것을 관찰하였다. 수소, 질소, 물, 및 전구체들의 매우 높은 유량들이 또한 요구된다. 또한, 두꺼운 필름들을 성장시킬 때, 상당한 양의 위험한 부산물들이 생성된다.
[0004] 에피택셜 프로세스들을 위해 연속적인 반응기들이 수차례 시도되었지만, 생산에 알맞지도(production worthy) 않았고 양호한 전구체 사용을 달성하지도 못했다. 주요한 문제는 열악한 필름 품질 및 지나친 유지보수이다.
[0005] 반면, 단일 웨이퍼 반응기들은 (전기적인)전력 및 전구체들의 매우 비효율적인 활용을 갖고, 웨이퍼당 더 낮은 처리량을 갖는다. 게다가, 단일 웨이퍼 반응기들은 복잡한 기판 리프트/회전 메커니즘들을 필요로 한다. 따라서, 단일 웨이퍼 반응기들이 매우 높은 품질, 낮은 금속 오염 수준들, 및 양호한 두께 균일성 및 저항률(resistivity)을 가질 수 있더라도, 이러한 결과물들을 얻기 위해서는 웨이퍼당 비용이 매우 높다.
[0006] 또한, 에피택셜 시스템들에서의 복사 가열(radiant heating)의 경우, 이러한 시스템들에서 사용되는 윈도우 조립체들은 상당한 온도 구배들 및 차압들(pressure differentials)을 견뎌야 한다. 몇몇 에피택셜 시스템들은, 상당한 온도 구배들 및 차압들을 윈도우들이 견딜 수 있게 생성하기 위해, 제조하는 데에 비싼 용접(welding) 및 기계가공(machining)을 요구하는 원형 돔(circular domed) 윈도우들을 사용한다. 부가적으로, 시일들(seals)은 높은 온도들 및 상당한 압축 하중들(compressive loads)을 견뎌야 한다. 따라서, 간단하고 낮은 비용의 윈도우들 및 상승된 온도들에서 기밀 밀봉(hermetic sealing)을 허용하는 시일들에 대한 필요가 존재한다.
[0007] 따라서, 본 고안자들은, 높은 전구체 활용, 간단한 자동화, 낮은 비용, 및 높은 처리량 및 프로세스 품질을 갖는 상대적으로 간단한 반응기 디자인 중 일부 또는 전부를 제공할 수 있는 기판 프로세싱 툴의 실시예들을 제공하였다. 부가적으로, 본 고안자들은, 상당하게 더 낮은 비용으로 윈도우 크기의 규모 확대(scale-up)를 허용하는 윈도우 조립체의 실시예들을 제공하였다.
[0008] 인라인(inline) 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 장치가 본원에서 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체는, 내측 표면 및 외측 표면을 갖는 윈도우 본체, 및 윈도우 본체의 내측 표면 및 외측 표면 중 각각의 표면 상에 그리고 윈도우 본체의 외측 엣지에 근접하여 배치된 하나 또는 그 초과의 몰딩된(molded) 시일들을 포함할 수 있고, 윈도우 본체는, 중앙의 반투명 부분 및 중앙의 반투명 부분 주위에 배치되고 내측 표면 및 외측 표면 중 각각의 표면 상에 배치된 표면 처리된 부분을 포함하며, 중앙의 반투명 부분은 복사열 램프(radiant heat lamp)로부터 방출된 복사열을 중앙의 반투명 부분을 통해서 통과시키도록 구성되고, 표면 처리된 부분은 복사열 램프로부터 방출된 복사열의 전체 내부 반사들을 최소화하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 인라인 기판 프로세싱 툴은, 각각의 기판 지지 표면들을 갖는, 서로 마주보는(opposing) 한 쌍의 기판 지지부들 및 베이스를 갖는 기판 캐리어, 및 선형 배열로 서로 커플링된 복수의 모듈들 ― 복수의 모듈들을 통해 기판 캐리어를 안내하는 것을 용이하게 하기 위해 복수의 모듈들의 축방향(axial) 길이를 따라 제공된 트랙을 포함함 ―,을 포함하고, 복수의 모듈들 중 적어도 하나의 모듈은, 적어도 하나의 모듈의 내측 용적에 복사열을 제공하기 위한 가열 램프; 및 윈도우 조립체를 포함하고, 윈도우 조립체는, 내측 표면 및 외측 표면을 갖는 윈도우 본체, 및 윈도우 본체의 내측 표면 및 외측 표면 중 각각의 표면 상에 그리고 윈도우 본체의 외측 엣지에 근접하여 배치된 하나 또는 그 초과의 몰딩된 시일들을 포함하고, 윈도우 본체는, 중앙의 반투명 부분 및 중앙의 반투명 부분 주위에 배치되고 내측 표면 및 외측 표면 중 각각의 표면 상에 배치된 표면 처리된 부분을 포함하며, 표면 처리된 부분은 가열 램프로부터 방출된 복사열의 전체 내부 반사들을 최소화한다.
[0009] 본 고안의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 이하에서 설명된다.
[0010] 앞서 간략히 요약되고 이하에서 더 상세하게 논의되는 본 고안의 실시예들이, 첨부된 도면들에 도시된 본 고안의 예시적 실시예들을 참조하여, 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 고안의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 고안의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 고안의 실시예들이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0011] 도 1은 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 인덱스형(indexed) 인라인 기판 프로세싱 툴을 도시하고;
[0012] 도 2a는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 기판 프로세싱 툴의 모듈들에서 사용하기 위한 윈도우 조립체의 측단면도이며;
[0013] 도 2b는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 기판 프로세싱 툴의 모듈들에서 사용하기 위한 윈도우 조립체의 단부 단면도(cross sectional end view)이고;
[0014] 도 3은 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 기판 프로세싱 툴의 모듈이며;
[0015] 도 4는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 가스 유입구의 개략적인 평면도이고; 그리고
[0016] 도 5는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 기판 캐리어이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 요소들을 나타내는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 도시된 것은 아니며(not drawn to scale), 명료함을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이, 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 통합될 수 있다는 점이 고려된다.
[0011] 도 1은 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 인덱스형(indexed) 인라인 기판 프로세싱 툴을 도시하고;
[0012] 도 2a는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 기판 프로세싱 툴의 모듈들에서 사용하기 위한 윈도우 조립체의 측단면도이며;
[0013] 도 2b는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 기판 프로세싱 툴의 모듈들에서 사용하기 위한 윈도우 조립체의 단부 단면도(cross sectional end view)이고;
[0014] 도 3은 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 기판 프로세싱 툴의 모듈이며;
[0015] 도 4는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 가스 유입구의 개략적인 평면도이고; 그리고
[0016] 도 5는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 기판 캐리어이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 요소들을 나타내는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 도시된 것은 아니며(not drawn to scale), 명료함을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이, 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 통합될 수 있다는 점이 고려된다.
[0018] 에피택셜 실리콘 증착을 위한 높은 용적, 낮은 비용의 시스템의 실시예들이 본원에서 제공된다. 범위를 제한하지는 않지만, 본 고안자들은, 본 고안의 기판 프로세싱 시스템이, 태양 전지 제조 어플리케이션들에 대해 특히 유리할 수 있다고 생각한다. 부가적으로, 에피택셜 실리콘 증착을 위한 높은 용적, 낮은 비용의 시스템에서 사용하기 위해 상당하게 더 낮은 비용으로 윈도우 크기의 규모 확대를 허용하는 윈도우 조립체들의 실시예들이 본원에서 제공된다.
[0019] 본 고안의 시스템은, 다수-단계 기판 프로세스들을 수행하는 데에 활용되는 종래의 기판 프로세싱 툴들과 비교할 때, 비용 효과적이고 간단한 제조 가능성 및 에너지 및 비용 효율적인 사용을 유리하게 제공할 수 있다.
[0020] 예를 들어, 기본 디자인 컴포넌트들은, 비용 절감을 유지하기 위해 표준 형태들의 쉽게 입수 가능한 재료들을 사용함으로써 비용을 억제하고 제조를 간략화하기 위해, 편평한 플레이트들에 기초한다. 높은 신뢰도의 선형 램프들이 사용될 수 있다. 특정 램프들은 특정 어플리케이션을 위해 최적화될 수 있다. 램프들은 에피택셜 증착 반응기들에서 전형적으로 사용되는 유형으로 이루어질 수 있다. 시스템 내의 유동장들(flow fields)은 또한, 낭비를 최소화하기 위해 각각의 특정 어플리케이션에 대해 최적화될 수 있다. 이러한 디자인은 퍼지 가스 요건들을 최소화하고 전구체 활용을 최대화한다. 배기 채널들로부터, 증착된 재료의 제거를 용이하게 하기 위해 배기 시스템에 세정 가스가 부가될 수 있다. 인라인 프로세싱을 용이하게 하기 위해 로드 및 언로드 자동화가 또한 분리될 수 있다. 복잡한 자동화는 오프라인으로 핸들링될 수 있다(handled). 최대의 시스템 유연성(system flexibility)을 위해 기판들은 캐리어들(서셉터들) 상에 사전 로딩되고(preloaded), 이로써, 다른 단계들로의 통합을 용이하게 한다. 시스템은 시스템 구성의 유연성을 제공한다. 예를 들어, 다층 구조들 또는 더 높은 처리량을 위해, 다수의 증착 챔버들(또는 스테이션들)이 포함될 수 있다.
[0021] 에피택셜 실리콘 증착을 위한 높은 용적, 낮은 비용의 시스템의 실시예들은, 단독형(standalone) 기판 프로세싱 툴, 클러스터 기판 프로세싱 툴, 또는 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴을 사용하여 수행될 수 있다. 도 1은 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)이다. 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)은 일반적으로, 원하는 반도체 어플리케이션을 위해 기판 상에 임의의 프로세스를 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)은, 예를 들어, 에피택셜 증착 프로세스와 같은, 하나 또는 그 초과의 증착 프로세스들을 수행하도록 구성될 수 있다.
[0022] 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)은 일반적으로, 선형 배열로 함께 커플링된 복수의 모듈들(112)(제 1 모듈(102A), 제 2 모듈(102B), 제 3 모듈(102C), 제 4 모듈(102D), 제 5 모듈(102E), 제 6 모듈(102F), 및 제 7 모듈(102G)이 도시됨)을 포함한다. 기판은, 화살표(122)에 의해 표시된 바와 같이, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)을 통해 이동할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 기판들은, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)을 통한 하나 또는 그 초과의 기판들의 이동을 용이하게 하기 위해, 예를 들어, 도 5-8과 관련하여 이하에서 설명되는 기판 캐리어들(502, 602, 및 702)과 같은, 기판 캐리어 상에 배치될 수 있다.
[0023] 복수의 모듈들(112) 중 각각의 모듈은, 원하는 프로세스의 부분을 수행하도록 개별적으로 구성될 수 있다. 원하는 프로세스의 부분만 수행하도록 모듈들 중 각각의 모듈을 활용함으로써, 복수의 모듈들(112) 중 각각의 모듈은, 프로세스의 그 부분과 관련하여 가장 효율적인 방식으로 동작하도록 특별히 구성되고 그리고/또는 최적화될 수 있고, 이로써, 다수-단계 프로세스들을 수행하는 데에 활용되는 종래에 사용되는 툴들과 비교하여, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)을 더 효율적으로 만든다.
[0024] 부가적으로, 각각의 모듈에서 원하는 프로세스의 부분을 수행함으로써, 각각의 모듈에 제공되는 프로세스 자원들(예를 들어, 전력, 또는 프로세스 가스들, 등)은, 모듈이 완료하도록 구성된 프로세스의 부분만을 완료하는 데에 요구되는 프로세스 자원의 양으로 결정될 수 있고, 이로써, 다수-단계 프로세스들을 수행하는 데에 활용되는 종래에 사용되는 툴들과 비교하여, 본 고안의 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)을 추가적으로 더 효율적으로 만든다.
[0025] 또한, 분리된 모듈들은 유리하게, 하나 또는 그 초과의 기판들 상에 상이한 도펀트들: 예를 들어, 10미크론의 p++ 도펀트들; 10미크론의 p+ 도펀트들; 10미크론의 n개의 도펀트들의 층들을 증착시키는 것을 허용한다. 한편, 종래의 단일 챔버들은 상이한 도펀트들의 증착을 금지하는데, 이는 도펀트들이 서로 간섭을 일으키기 때문이다. 부가적으로, 분리된 챔버들에서 에피택셜 층이 적층되는(built up) 인라인 선형 증착은, 모듈들(이하에서 논의됨) 사이에서의 퍼지 가스의 사용에 기인하여, 기판으로부터 캐리어 위로의 에피택셜 실리콘(Si)의 브리징(bridging) 또는 과성장(over growth)을 방지하는 것을 돕고, 하나의 모듈로부터 다음 모듈로 스테이지를 이송하는 동안 에칭 효과를 제공한다.
[0026] 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)의 예시적인 구성에서, 몇몇 실시예들에서, 제 1 모듈(102A)은, 예를 들어, 기판으로부터 및/또는 기판 캐리어로부터 불순물들을 제거하기 위해 그리고/또는 증착을 위한 적합한 분위기(atmosphere) 내에 기판을 도입하기 위해, 퍼지 가스를 제공하도록 구성될 수 있다. 제 2 모듈(102B)은, 증착을 수행하기에 적합한 온도로 기판의 온도를 상승시키기 위해 온도 램프(temperature ramp)를 수행하거나 예열(preheat)하도록 구성될 수 있다. 제 3 모듈(102C)은, 재료들의 증착 이전에, 기판으로부터 휘발성 불순물들을 제거하기 위해 베이크(bake)를 수행하도록 구성될 수 있다. 제 4 모듈(102D)은, 기판 상에 원하는 재료를 증착시키도록 구성될 수 있다. 제 5 모듈(102E)은, 예를 들어, 어닐링 프로세스와 같은 증착-후(post-deposition) 프로세스를 수행하도록 구성될 수 있다. 제 6 모듈(102F)은, 기판을 냉각시키도록 구성될 수 있다. 제 7 모듈(102G)은, 예를 들어, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)로부터의 제거 이전에, 기판 및/또는 기판 캐리어로부터 프로세스 잔류물들을 제거하기 위해, 퍼지 가스를 제공하도록 구성될 수 있다. 특정 프로세스들이 필요하지 않은 실시예들에서, 프로세스의 그러한 부분을 위해 구성된 모듈은 생략될 수 있다. 예를 들어, 증착 후에 어닐링이 필요하지 않은 경우, 어닐링을 위해 구성된 모듈(예를 들어, 상기 예시적인 실시예에서의 제 5 모듈(102E))은 생략될 수 있거나, 또는 상이한 원하는 프로세스를 위해 구성된 모듈로 교체될 수 있다.
[0027] 기판 프로세싱 툴(100)의 몇몇 실시예들은, 인접하는(abutting) 기판 캐리어들을 모듈들(102A-102G)을 통해 연속적으로 이송할 수 있는, 인라인 "푸싱(pushing) 메커니즘"(도시되지 않음) 또는 다른 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 인덱스형 운송은, 캐리어 모듈들을 인-라인 반응기를 통해 앞으로 구동하기 위해, 공압 플런저-유형 푸시 메커니즘을 사용할 수 있다.
[0028] 복수의 모듈들 중 일부 또는 전부는, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)의 다른 모듈들과 관련하여 격리된 프로세싱 용적을 유지하는 것을 용이하게 하기 위해, 예를 들어, 배리어(118)에 의해, 인접한 모듈들로부터 격리되거나 또는 차폐될(shielded) 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 배리어(118)는, 모듈들을 서로 격리시키거나 또는 실질적으로 격리시키기 위해 인접한 모듈들 사이에 제공되는, 공기 또는 불활성 가스로 이루어진 것과 같은, 가스 커튼일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 가스 커튼들은, 모듈 또는 캐리어들의 원치 않는 위치들에서의 원치 않는 교차 오염 또는 증착을 제한하기 위해, 각각의 모듈의 또는 (증착 또는 도핑 모듈들과 같은) 원하는 모듈들의 전체 4개의 수직 벽들을 따라 제공될 수 있다. 그러한 격리는 또한, 탄소 또는 수분과 같은 오염물들이 반응 구역/기판들에 도달하는 것을 방지한다.
[0029] 몇몇 실시예들에서, 배리어(118)는, 하나의 모듈로부터 다음 모듈로 기판 캐리어가 이동하는 것을 허용하도록 개방될 수 있고, 그리고 모듈을 격리시키도록 폐쇄될 수 있는 게이트 또는 도어일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)은 가스 커튼들 및 게이트들 양자 모두를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 가스 커튼들을 몇몇 모듈들을 분리시키는 데에 사용하고 게이트들을 다른 모듈들을 분리시키는 데에 사용할 수 있으며, 그리고/또는 가스 커튼들 및 게이트들을 몇몇 모듈들을 분리시키는 데에 사용할 수 있다. 일단 푸시 메커니즘이 기판 캐리어들을 각각의 챔버의 원하는 포지션으로 전달하면, 도어/게이트 조립체(및 챔버 라이너 엘리먼트들)는, 각각의 챔버 내에 밀폐(enclosed) 영역을 형성하기 위해, 기판 캐리어 주위에 시일을 형성한다. 도어 메커니즘이 개방되거나 폐쇄될 때, 챔버들 사이에서의 교차 오염을 방지하기 위해, 가스 유동(즉, 가스 퍼지, 또는 가스 커튼)이 각각의 도어와 그의 인접한 캐리어들 사이에 제공된다. 제공된 가스 유동은, 프로세싱 툴(100)의 바닥부에 배치된 하나 또는 그 초과의 배기 포트들에 의해 수용된다.
[0030] 몇몇 실시예들에서, 격리는, 가스 커튼의 위치에 따라 질소 또는 아르곤 가스를 사용하는 퍼지 가스 커튼들에 의해 제공된다. 예를 들어, 더 뜨거운 프로세싱 영역들에서의 가스 커튼은 아르곤 가스를 사용하여 형성될 것이다. 더 뜨거운 프로세싱 영역들로부터 떨어진, 게이트들 근처의 더 차가운 영역들에서의 가스 커튼들은 동작 비용을 최소화하도록 질소에 의한 것일 수 있다. 질소 가스 커튼들은 각각의 모듈의 차가운 불활성 섹션들에서만 사용될 수 있다.
[0031] 몇몇 실시예들에서, 로드 모듈(104)은 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)의 제 1 단부(114)에 배치될 수 있고, 언로드 모듈(106)은 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)의 제 2 단부(116)에 배치될 수 있다. 존재하는 경우, 로드 모듈(104) 및 언로드 모듈(106)은, 각각, 기판을 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)에 제공하고 그로부터 기판을 제거하는 것을 용이하게 할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 로드 모듈(104) 및 언로드 모듈(106)은, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)의 외부의 분위기 조건들로부터 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100) 내의 조건들(진공 압력들을 포함할 수 있음)로의 기판들의 이송을 용이하게 하기 위해, 진공 펌프 다운(pump down) 및 분위기 압력으로의 복귀(back to atmospheric pressure) 기능들을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 기판 캐리어 이송 로봇들이 활용되어, 기판 캐리어를 제공하고, 로드 모듈(104) 및 언로드 모듈(106)로부터 기판 캐리어를 제거할 수 있으며, 이로써 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)로의 그리고 그로부터의 기판 캐리어의 자동화된 로딩 및 언로딩을 제공할 수 있다.
[0032] 몇몇 실시예들에서, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)을 통해 기판 캐리어를 안내하는 것을 용이하게 하기 위해, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)의 축방향 길이를 따라 트랙(120)이 제공될 수 있다. 트랙(120)은, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)이 상부에 장착되는 설비의 바닥(floor)을 따라 또는 다른 베이스 표면을 따라 제공될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 각각의 모듈은, 트랙(120)을 따라 그리고 각각의 각자 모듈을 통해 기판 캐리어를 이동시키는 것을 용이하게 하기 위해, 트랙(120)이 모듈의 노출된 바닥부 부분을 따라 포지셔닝될 수 있게 조립되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 트랙(120)은, 선형 어레이로 한번에 조립되어 모듈들의 바닥부 표면에 장착될 수 있다. 대안적으로, 트랙(120)의 부분들은, 모듈들 전체가 선형 어레이로 조립된 이후에 완전한 트랙(120)이 형성되도록, 각각의 개별 모듈의 바닥부 표면에 장착될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 트랙(120)은, 트랙(120)을 따른 기판 캐리어의 낮은 마찰 이동을 용이하게 하기 위해, 휠들, 볼 베어링들, 또는 다른 유형들의 롤러들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 도 2와 관련하여 이하에서 설명되는 바와 같이, 트랙(120)은, 트랙(120)을 따른 기판 캐리어의 낮은 마찰 이동을 용이하게 하기 위해, 낮은 마찰 재료로 제조될 수 있거나 그러한 재료로 코팅될 수 있다.
[0033] 몇몇 실시예들에서, 세정 모듈(110)이 로드 모듈(104)과 언로드 모듈(106) 사이에 배치될 수 있다. 존재하는 경우, 세정 모듈(110)은 기판 캐리어를 세정하고, 그리고/또는 (복귀 경로 화살표(108)에 의해 표시된 바와 같이) 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)을 통하는 후속 실행(run)을 위해 기판 캐리어가 다른 하나 또는 그 초과의 기판들을 수용하도록 준비시킬 수 있다. 이로써, 기판 캐리어들은 수차례 재사용될 수 있다.
[0034] 도 2a는, 상기 설명된 복수의 모듈들(112)의 모듈들 중 하나 또는 그 초과의 모듈들로서, 그리고 몇몇 실시예들에서, 기판 상에 재료들의 증착을 위해 구성된 모듈로서 사용될 수 있는, 모듈(102D)과 같은, 모듈의 예시적인 구성의 단면도를 도시한다. 전반적으로 이하에서 특정 모듈(102D)의 측면에서 논의되지만, 이하의 논의는 일반적으로, 오직 증착 프로세스를 위해 특별히 요구되는 컴포넌트들 및/또는 구성들을 제외하고, 모든 모듈들에 적용된다.
[0035] 도 2를 참조하면, 몇몇 실시예들에서, 모듈(102D)은 일반적으로 엔클로저(202)를 포함한다. 엔클로저(202)는 반도체 프로세싱을 위해 적합한 임의의 재료, 예를 들어, 알루미늄, 또는 스테인리스 스틸, 등과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 엔클로저(202)는, 주어진 크기의 하나 또는 그 초과의 기판들을 운반하도록 구성된 기판 캐리어(예를 들어, 이하에서 설명되는 기판 캐리어(502))를 수용할 뿐만 아니라 원하는 유량 및 프로파일을 용이하게 하기에 적합한 임의의 치수들을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 엔클로저는 약 24인치 또는 약 36인치의 높이 및 길이와 약 6인치의 깊이를 가질 수 있다.
[0036] 몇몇 실시예들에서, 엔클로저(202)는, 엔클로저(202)를 형성하기 위해 복수의 플레이트들을 함께 커플링시킴으로써 조립될 수 있다. 각각의 엔클로저(202)는, 프로세스의 원하는 부분을 수행할 수 있는 특정 모듈(예를 들어, 모듈(102D))을 형성하도록 구성될 수 있다. 그러한 방식으로 엔클로저(202)를 조립함으로써, 엔클로저(202)는, 단순하고 비용 효과적인 프로세스를 통해 다수의 어플리케이션들을 위한 다수 수량들로 생산될 수 있다.
[0037] 엔클로저의 하부 표면(206)은 기판 캐리어를 지지하고, 기판 캐리어가 모듈(102D)을 통해 복수의 모듈들 중 인접한 모듈로 선형으로 이동하기 위한 경로를 제공한다. 몇몇 실시예들에서, 하부 표면(206)은 트랙(120)으로서 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 하부 표면(206)은, 하부 표면(206)에 커플링된, 트랙(120) 또는 그러한 트랙의 부분을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 하부 표면(206) 또는 트랙(120)은, 모듈(102D)을 통한 기판 캐리어의 이동을 용이하게 하기 위해, 코팅, 예를 들어, 니켈 합금(NiAl) 함유 코팅과 같은 건식 윤활제(dry lubricant)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 또는 조합하여, 몇몇 실시예들에서, 모듈(102D)을 통한 기판 캐리어의 이동을 용이하게 하기 위해, 복수의 롤러들(228로 점선으로 도시됨)이 하부 표면(206) 위에 배치될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 복수의 롤러들(228)은, 예를 들어, 석영(SiO2)과 같이, 프로세스 환경에 비-반응성인 임의의 재료로 제조될 수 있다.
[0038] 몇몇 실시예들에서, (예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 배리어(118)를 형성하기 위해) 배리어(219)가 엔클로저(202)의 제 1 단부(216) 및/또는 제 2 단부(218)에 근접하여 배치될 수 있다. 존재하는 경우, 배리어(219)는, 모듈들 간의 교차 오염 또는 환경들의 혼합을 방지하기 위해, 복수의 모듈들 중 각각의 모듈을 인접한 모듈로부터 격리시킨다. 몇몇 실시예들에서, 배리어(219)는, 모듈(102D) 위에 배치된 (예를 들어, 가스 유입구(208)와 같은) 가스 유입구에 의해 제공되는 가스의, 예를 들어, 퍼지 가스의 스트림일 수 있다. 대안적으로, 또는 조합하여, 몇몇 실시예들에서, 배리어(219)는 이동 가능한 게이트일 수 있다. 게이트는 특정 프로세스들 동안, 예를 들어, 시퀀스의 증착 부분 동안 부가적인 격리를 제공한다. 몇몇 실시예들에서, 기판 캐리어를 모듈(102D) 내의 원하는 포지션에 고정시키는 것을 용이하게 하기 위해, 그리고/또는 프로세싱 동안 기판 캐리어와 배리어(219) 사이에 시일을 형성하기 위해, 하나 또는 그 초과의 노치들(notches)(2개의 노치들(224, 226)이 도시됨)이 게이트에 형성될 수 있다.
[0039] 몇몇 실시예들에서, 게이트는 알루미늄, 또는 폴리싱된 스테인리스 스틸, 등과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로세싱 시스템의 더 뜨거운 영역들에 있는 게이트들은 높은 온도들을 견디기 위해 석영으로 만들어질 수 있다.
[0040] 몇몇 실시예들에서, 모듈(102D)은, 하나 또는 그 초과의 가스들을, 엔클로저(202)에 형성된 관통 홀들(231)을 통해 엔클로저(202) 내에 제공하기 위해, 엔클로저(202)의 정상부(230)에 근접하여 배치된 가스 유입구(208)를 포함할 수 있다. 가스 유입구(208)는 원하는 프로세스 가스 유동을 엔클로저(202)에 제공하기에 적합한 임의의 방식으로 구성될 수 있다. 2개의 기판 캐리어들 사이의 반응 구역에 프로세스 가스들을 수용하기 위해, 그리고/또는 기판 캐리어들과 모듈 벽들 사이에 퍼지 가스들을 수용하기 위해, 2개의 기판 캐리어들 사이에 가스 주입이 제공될 수 있다.
[0041] 몇몇 실시예들에서, 모듈(102D)은, 엔클로저(202)의 바닥부(204)에 형성된 통로들(233)을 통한 엔클로저(202)로부터의 가스들의 제거를 용이하게 하기 위해, 가스 유입구(208)의 맞은편인, 엔클로저(202)의 부분(예를 들어, 바닥부(204))에 커플링된 배기부(221)를 포함할 수 있다.
[0042] 몇몇 실시예들에서, 모듈(102D)은, 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 엔클로저(202)에 배치된 윈도우 조립체(214)와 같이, 엔클로저의 하나 또는 그 초과의 측들(sides)에 배치된 하나 또는 그 초과의 윈도우들을 포함할 수 있다. 윈도우 조립체(214)는, 예를 들어, 엔클로저(202)의 내부의 맞은편에서 윈도우 조립체(214)의 측 상에 배치된 복사열 램프로부터, 복사열(268)(예를 들어, IR 투과(IR transmission))이 엔클로저(202) 내에 제공되는 것을 허용한다. 몇몇 실시예들에서, 윈도우 조립체(214)는, 엔클로저(202) 내의 프로세싱 환경에 노출될 때 열화를 견디면서, 윈도우 조립체(214)의 부분을 통한 복사열의 통과를 허용하기에 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있는 윈도우 본체(290)를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 윈도우 본체(290)는 투명하고(clear) 편평한 석영(SiO2)으로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 선택된 석영은 낮은 수분 함량을 갖고, 이는 윈도우 본체(290)의 부분을 통한 IR 투과를 최대화한다. 다른 적합한 반투명 재료들이 또한 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 윈도우 본체(290)는 약 6-8mm 두께일 수 있지만, 프로세싱 환경 요건들에 따라 다른 두께가 사용될 수 있다.
[0043] 몇몇 실시예들에서, 윈도우 본체(290)는 복사열(268)(예를 들어, IR 투과)이 엔클로저(202) 내에 제공되는 것을 허용하는 중앙의 반투명 부분(254)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 중앙의 반투명 부분(254)의 모든 날카로운 엣지들은, 기계가공된 표면들이고 라운드 처리되며(rounded) 화염-폴리싱된다(Fire-Polished). 몇몇 실시예들에서, 윈도우 본체(290)는, 복사열 램프(도 3과 관련하여 이하에서 더 상세하게 논의됨)로부터 방출된 복사열(268)의 전체 내부 반사들(TIR)을 최소화하기 위해, 윈도우의 양쪽 표면들(즉, 내측 표면 및 외측 표면) 상에 형성된, 비드 블라스팅된(bead blasted) 부분(252)을 더 포함한다. 복사열(268)의 TIR을 최소화함으로써, 비드 블라스팅된 부분(252)은 유리하게, 시일 표면들에서의 광 파이핑(light piping) 및 열 전도성을 최소화한다. 부가적으로, 비드 블라스팅된 부분(252)을 형성하기 위한 비드 블라스팅의 사용은, 윈도우 조립체(214)를 제조하는 데에 요구되는 기계가공의 양을 최소화하고, 종래의 윈도우 조립체들에서 용접하는 것과 같이 반투명 재료에 대해 불투명 재료를 용접하는 것에 대한 필요를 없앤다. 이는 유리하게, 제조 비용을 낮추고, 더 적은 제조 변동성을 생성한다. 몇몇 실시예들에서, 윈도우 본체(290)의 비드 블라스팅은 오염을 최소화하기 위해 깨끗한 순수(clean virgin) 재료로 이루어지며, 윈도우 본체(290)의 구조적 무결성을 열화시키지 않는 방식으로 수행된다. 몇몇 실시예들에서, 비드 블라스팅된 부분(252)은 약 1인치 내지 약 4인치 두께의 폭을 가질 수 있고, 도 2a에 도시된 바와 같이, 윈도우 조립체(214)의 둘레에 근접하여 배치될 수 있다.
[0044] 몇몇 실시예들에서, 윈도우 조립체(214)는, 상이하게 펌핑되는 진공 채널을 갖는 이중 시일을 포함하는 차동 진공 시일(250)을 포함할 수 있다. 차동 진공 시일(250)은 유리하게, 높은 온도들(예를 들어, 약 600℉ 내지 약 800℉)에서의 시일 투과성(seal permeability)에 관한 문제들을 다루고, 차동 시일 펌핑되는 지역 내에서의 베이스 압력을 모니터링함으로써, 시일 무결성의 연속적인 실시간 모니터링을 제공한다. 몇몇 실시예들에서, 차동 진공 시일(250)은, 오염물 배리어들로서 그리고 로드 베어링 시일들로서 역할을 하는 몰딩된 시일들(280) 사이에 배치된다. 몰딩된 시일들(280)은 몰딩된 플루오로카본 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 시일일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 몰딩된 시일들(280)은 직사각형 가스켓들, 원형 o-링들, 또는 다른 유형의 시일일 수 있다.
[0045] 몇몇 실시예들에서, 윈도우 조립체(214)는 유지 구조(270)에 의해 모듈(102)에 유지될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 유지 구조(270)는 윈도우 조립체(214)를 4개의 측들 상에 지지하는 프레임일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 유지 구조(270)는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 모듈(102) 내에 윈도우 조립체(214)를 유지하기 위해, 모듈(102)에 견고하게(rigidly) 장착된 견고하게 장착된 부분(258), 및 견고하게 장착된 부분(258)에 커플링된 유지 부분(256)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 유지 부분(256)은 견고하게 장착된 부분(258)에 볼트 결합되거나(bolted), 용접되거나, 클램핑되거나, 그 밖에 유사하게 될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 유지 구조(270)는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는, 그러한 구조가 내부에 배치되는 모듈(102)의 프로세싱 환경을 견딜 수 있는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다. 도 2b는, 견고하게 장착된 부분(258)에 커플링된 유지 부분(256)을 포함하는 유지 구조(270)의 하부 부분의 상세 부분들을 도시한다. 그러나, 도 2b와 관련하여 설명된 유지 구조(270)의 하부 부분의 특징들 중 적어도 일부는 또한, 유지 구조(270)의 상부 부분에 적용될 수 있음을 당업자들은 이해해야 한다.
[0046] 유지 구조(270)는, 견고하게 장착된 부분(258)에 유지 부분(256)을 커플링시킴으로써 형성된 홈(groove; 272)을 포함한다. 홈(272) 내에는 윈도우 본체(290)가 배치되고, 이로써, 윈도우 본체(290)를 지지한다. 몇몇 실시예들에서, 일단 윈도우 본체(290)가 홈(272) 내에 배치되면, 홈(272)의 바닥부에 갭(264)이 형성될 수 있다. 유지 구조(270)는, 몰딩된 시일들(280)을 수용하는 하나 또는 그 초과의 리세스들(262)을 포함한다. 유지 구조(270)는 또한, 이하에서 논의되는 복사열 램프들에 의해 윈도우 조립체가 가열될 때 윈도우 조립체를 냉각시키는 복수의 수냉 채널들(266)을 포함할 수 있다.
[0047] 도 3을 참조하면, 몇몇 실시예들에서, 모듈(102D)은 엔클로저(202)의 측들(306, 308)에 커플링된 하나 또는 그 초과의 가열 램프들(2개의 가열 램프들(302, 304)이 도시됨)을 포함할 수 있다. 가열 램프들(302, 304)은 윈도우 조립체(214)를 통해서 복사열을 엔클로저(202) 내에 제공한다. 가열 램프들(302, 304)은, 모듈(102D) 내에서 프로세스의 원하는 부분을 수행하기 위해, 엔클로저 내에 충분한 복사열을 제공하기에 적합한 임의의 유형의 가열 램프일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 가열 램프들(302, 304)은, 약 0.9미크론, 또는 몇몇 실시예들에서는, 약 2미크론의 파장의 복사열을 제공할 수 있는 선형 램프들 또는 구역화된(zoned) 선형 램프들일 수 있다. 다양한 모듈들의 램프들을 위해 사용되는 파장들은 원하는 어플리케이션에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 파장은 원하는 필라멘트 온도를 제공하도록 선택될 수 있다. 낮은 파장 벌브들(bulbs)은 덜 비싸고, 전력을 덜 사용하며, 예열을 위해 사용될 수 있다. 더 긴 파장 벌브들은, 예를 들어, 증착 프로세스들을 위한 더 높은 프로세스 온도들을 제공하는 것을 용이하게 하기 위해, 높은 전력을 제공한다.
[0048] 몇몇 실시예들에서, 열 에너지를 기판 캐리어들에 그리고 궁극적으로 기판들에 제공하기 위해, 하나 또는 그 초과의 구역들에 적외선(IR) 램프들이 제공될 수 있다. 윈도우들과 같이, 증착이 요구되지 않는 챔버의 부분들은, IR 광 에너지를 흡수하지 않고 가열되지 않을 재료들로 제조될 수 있다. 그러한 열 관리는, 증착이 실질적으로 원하는 지역들로 억제되도록(contained) 유지한다. 예를 들어, 모듈의 측들의 정상부로부터 바닥부까지의 수평 밴드들(horizontal bands)에서의, IR 램프들의 하나 또는 그 초과의 구역들은, 증착 또는 다른 프로세싱의 공핍 영향들(depletion effects) 또는 다른 수직 불-균일성들을 보상하기 위해, 수직 온도 구배들을 제어하는 것을 용이하게 한다. 몇몇 실시예들에서, 온도는 또한, 구역들 사이에서뿐만 아니라 시간에 걸쳐 조절될 수 있다. 도 4와 관련하여 상기 설명된 가스 주입 조절에 부가하여, 이러한 유형의 그래놀라(granular) 온도 제어는, 또는 이들의 조합들은, 기판들의 정상부에서 바닥부까지로 뿐만 아니라 측방향(lateral) 엣지에서 엣지까지의 기판 프로세싱 결과들(예를 들어, 증착된 필름의 두께 또는 도펀트 농도 및/또는 깊이의 균일성)의 제어를 용이하게 할 수 있다.
[0049] 도 4는 본 고안의 몇몇 실시예들에 따른, 가스 유입구의 개략적인 평면도이다. 몇몇 실시예들에서, 가스 유입구(208)는, 복수의 가스 오리피스들(410)을 갖는 가스 분배 플레이트(402)를 포함할 수 있다. 가스 오리피스들(410)은 프로세스 가스들의 원하는 유동을 엔클로저(202) 내에 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 가스 오리피스들(410)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 내측 가스 홀들(408) 및 복수의 외측 가스 슬롯들(406)을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 내측 가스 홀들(408)은, 프로세스를 용이하게 하기 위해, 엔클로저(202)의 중앙 지역에 프로세스 가스들의 높은 속도의 사류(jet flow)를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 외측 가스 슬롯들(406)은, 기판 캐리어들에 배치된 기판들 위에 프로세스 가스들의 더 낮은 속도의 층류(laminar flow)를 제공할 수 있다.
[0050] 도 5는 본원에서 설명되는 본 고안의 실시예들과 사용될 수 있는 기판 캐리어(502)의 적어도 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 기판 캐리어(502)는 둘 또는 그 초과의 기판들을 지지할 수 있고, 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)을 통해, 또는 클러스터 기판 프로세싱 툴(도시되지 않음)에, 둘 또는 그 초과의 기판들을 운반할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기판 캐리어(502)는 일반적으로, 베이스(512), 및 서로 마주보는 한 쌍의 기판 지지부들(508, 510)을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 기판들(도 5에 도시된 기판(504, 506))은 프로세싱을 위해 기판 지지부들(508, 510) 중 각각의 지지부 상에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기판 지지부들(508, 510)은 기판 캐리어(502) 상에 고정되며, 기판들이 서로 대면하고 그 사이에 반응 구역을 정의하는 상태로, 서로에 대해 예각으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 기판 지지부들(508, 510)은 수직으로부터 약 2도 내지 10도의 각도로 유지될 수 있다.
[0051] 베이스(512)는 프로세싱 동안 기판 지지부들(508, 510)을 지지하기에 적합한, 예를 들어, 그라파이트와 같은 임의의 재료로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 베이스(512)에 제 1 슬롯(526) 및 제 2 슬롯(528)이 형성될 수 있으며, 그에 따라 제 1 슬롯(526) 및 제 2 슬롯(528) 내에 기판 지지부들(508, 510)이 적어도 부분적으로 배치되는 것을 허용하여서, 기판 지지부들(508, 510)을 프로세싱을 위해 원하는 포지션에 유지한다. 몇몇 실시예들에서, 기판 지지부들(508, 510)은 일반적으로 약간 외측으로 경사지며, 그에 따라 기판 지지 표면들은 전반적으로 서로 마주보고 그리고 "v" 형상으로 배열된다. 몇몇 실시예들에서, 베이스(512)는 절연 재료로 제조되고, 온도 관리를 위해, 투명한 석영 또는 반투명한 석영이거나, 또는 투명한 석영과 반투명한 석영의 조합일 수 있다.
[0052] 베이스(512)의 바닥부 표면(527)에 채널(514)이 배치되고, 베이스(512)의 정상부 표면(529)으로부터 채널(514)까지 베이스(512)를 통해 개구부(518)가 배치되어서, 하나 또는 그 초과의 가스들이 베이스(512)를 통해 유동하는 경로를 형성한다. 예를 들어, 기판 캐리어(502)가, 상기 설명된 모듈(102D)과 같은 모듈에 배치되는 경우, 개구부(518) 및 채널(514)은 가스 유입구(예를 들어, 상기 설명된 가스 유입구(208))로부터 모듈의 배기부(예를 들어, 상기 설명된, 모듈(102D)의 배기부(221))로의 가스의 유동을 가능하게 한다. 캐리어는 석영으로 제조될 수 있으며, 배기부 및 세정 채널들이 석영 내로 기계가공되거나, 금속 베이스가 석영 아래에 배치될 수 있다. 베이스(512)를 통한 유동을 고르게 하는(evening out) 것을 용이하게 하기 위해 배플(baffle)이 제공될 수 있다.
[0053] 몇몇 실시예들에서, 베이스(512)는, 베이스(512) 내에 배치되고 채널(514)에 외접하는(circumscribing) 도관(516)을 포함할 수 있다. 도관(516)은, 도관(516)으로부터 채널(514)로의 가스의 유동을 허용하기 위해 도관(516)을 채널(514)에 유체적으로(fluidly) 커플링시키도록 도관(516)의 길이를 따라 형성된 하나 또는 그 초과의 개구부들을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기판 캐리어(502)가 모듈에 배치되어 있는 동안, 채널(514)로부터, 증착된 재료의 제거를 용이하게 하기 위해, 세정 가스가 도관(516) 및 채널(514)에 제공될 수 있다. 세정 가스들은, 배기부 내에서의 프로세스 부산물들의 증착을 방지하기 위해, 하나 또는 그 초과의 배기부들에 근접하여 제공될 수 있고, 이로써, 세정//유지보수를 위해 필요한 유휴시간(downtime)을 감소시킬 수 있다. 세정 가스는 특정 재료를 모듈로부터 제거하기에 적합한 임의의 가스일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 세정 가스는 염화수소(HCl), 또는 염소 가스(Cl2), 등과 같은 하나 또는 그 초과의 염소 함유 가스들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 몇몇 실시예들에서, 채널을 통해 유동하는 배기 가스들과 채널의 표면들 사이에 배리어를 형성함으로써 채널(514) 상의 재료의 증착을 최소화하기 위해, 불활성 가스가 도관(516) 및 채널(514)에 제공될 수 있다.
[0054] 기판 지지부들(508, 510)은 프로세싱 동안 기판(504, 506)을 지지하기에 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 기판 지지부들(508, 510)은 그라파이트로 제조될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 그라파이트는, 열화에 대한 저항력을 제공하고 그리고/또는 기판 오염을 최소화하기 위해, 예를 들어, 실리콘 탄화물(SiC)로 코팅될 수 있다.
[0055] 서로 마주보는 기판 지지부들(508, 510)은, 베이스(512)로부터 상방으로 그리고 외측으로 연장되는 각각의 기판 지지 표면들(520, 522)을 포함한다. 따라서, 기판들(504, 506)이 기판 지지부들(508, 510) 상에 배치될 때, 기판들(504, 506) 중 각각의 기판의 정상부 표면(505, 507)은 서로 대면한다. 프로세싱동안 기판들(504, 506)이 서로를 향해 대면하는 것은 유리하게, 양쪽 기판들(504, 506)에 동일하고 대칭적인 양의 열을 제공하는 복사 공동(radiant cavity)을 기판들 사이에(예를 들어, 기판 지지부들(508, 510) 사이의 지역(524)에) 생성하고, 따라서, 기판들(504, 506) 사이의 프로세스 균일성을 촉진한다.
[0056] 몇몇 실시예들에서, 프로세싱 동안에, 프로세스 가스들이 기판 지지부들(508, 510) 사이의 지역(524)에 제공되면서, 기판 지지부들(508, 510)의 후면(back side)(530, 532)에 근접하여 배치된 열 소스들(예를 들어, 상기 설명된 가열 램프들(302, 304))이 기판들(504, 506)에 열을 제공한다. 열 소스와 기판 지지부 사이에 프로세스 가스들을 제공하는 종래의 프로세싱 시스템들과 비교하여, 기판 지지부들(508, 510) 사이의 지역(524)에 프로세스 가스들을 제공하는 것은 유리하게, 모듈들의 내부 컴포넌트들에 대한 프로세스 가스들의 노출을 감소시키고, 따라서, 모듈들 내의 냉점들(cold spots)(예를 들어, 모듈들의 벽들, 또는 윈도우들, 등) 상의 재료 증착을 감소시킨다. 부가적으로, 본 고안자는, 기판 지지부들(508, 510)의 후면(530, 532)을 통해 기판들(504, 506)을 가열시킴으로써, 모듈 내의 임의의 불순물들이, 기판들(504, 506)이 아닌, 기판 지지부들(508, 510)의 후면(530, 532) 상에 증착될 것이고, 이로써, 유리하게, 기판들(504, 506)의 정상에, 높은 순도 및 낮은 입자 수(particle count)를 갖는 재료들의 증착을 허용한다는 것을 관찰하였다.
[0057] 상기 도면들에서 설명된 바와 같이 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)의 작동 시에, 기판 캐리어(502)에 배치된 기판들의 제 1 세트(예를 들어, 기판들(504, 506))를 갖는 기판 캐리어(502)가 제 1 모듈(예를 들어, 제 1 모듈(102A))에 제공된다. 존재하는 경우, 제 1 모듈의 제 1 측 및/또는 제 2 측 상의 배리어(예를 들어, 배리어(118) 또는 배리어(219))는, 제 1 모듈을 격리시키는 것을 용이하게 하기 위해, 폐쇄되거나 턴온될 수 있다(turned on). 그 후, 프로세스의 제 1 부분(예를 들어, 증착 프로세스의 퍼지 단계)이 기판들의 제 1 세트 상에서 수행될 수 있다. 프로세스의 제 1 부분이 완료된 이후, 제 2 기판 캐리어에 배치된 기판들의 제 2 세트를 갖는 제 2 기판 캐리어가 제 1 모듈에 제공된다. 제 2 기판 캐리어가 제 1 모듈에 제공될 때, 제 2 기판 캐리어는 제 1 캐리어를 제 2 모듈(예를 들어, 제 2 모듈(102B))로 푸싱한다. 그 후, 프로세스의 제 1 부분이 제 1 모듈에서 기판들의 제 2 세트 상에서 수행되는 동안, 프로세스의 제 2 부분은 제 2 모듈에서 기판들의 제 1 세트 상에서 수행된다. 후속 기판 캐리어들의 부가는 고정된 포지션에(즉, 원하는 모듈 내에) 각각의 기판 캐리어를 제공하는 것을 반복하고, 따라서 기판 캐리어들의 기계적 인덱싱을 제공한다. 프로세스가 완료될 때, 기판 캐리어들은 언로드 모듈(예를 들어, 언로드 모듈(106))을 통해 인덱스형 인라인 기판 프로세싱 툴(100)로부터 제거될 수 있다.
[0058] 전술한 내용은 본 고안의 실시예들에 관한 것이지만, 본 고안의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 고안의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있다.
Claims (20)
- 인라인(inline) 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체로서,
내측 표면 및 외측 표면을 갖는 윈도우 본체;
상기 윈도우 본체의 상기 내측 표면 및 상기 외측 표면 중 각각의 표면 상에 그리고 상기 윈도우 본체의 외측 엣지 옆에 배치된 하나 또는 둘 이상의 몰딩된(molded) 시일들; 및
진공 채널을 갖는 이중 시일을 포함하고, 상기 하나 또는 둘 이상의 몰딩된 시일들 옆에 배치된 차동 진공 시일(differential vacuum seal);을 포함하고,
상기 윈도우 본체는,
중앙의 반투명 부분; 및
상기 중앙의 반투명 부분 주위에 배치되고 상기 내측 표면 및 상기 외측 표면 중 각각의 표면 상에 배치된 표면 처리된 부분을 포함하며,
상기 중앙의 반투명 부분은 복사열 램프(radiant heat lamp)로부터 방출된 복사열을 상기 중앙의 반투명 부분을 통해서 통과시키도록 구성되고, 상기 표면 처리된 부분은 상기 복사열 램프로부터 방출된 복사열의 전체 내부 반사들을 감소시키도록 구성되며,
상기 차동 진공 시일은 2개의 몰딩된 시일들 사이에 배치되는,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 차동 진공 시일은, 상기 차동 진공 시일의 펌핑되는 지역 내의 베이스 압력을 모니터링함으로써, 시일 무결성의 연속적인 실시간 모니터링을 허용하는,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 중앙의 반투명 부분은 IR 복사선(radiation)에 반투명한 재료로 제조되는,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 중앙의 반투명 부분은 투명하고(clear) 편평한 석영(SiO2)으로 제조되는,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 표면 처리된 부분은, 상기 표면 처리된 부분의 내측 및 외측 표면 상에서 비드 블라스팅된(bead blasted),
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 표면 처리된 부분의 폭은 1인치 내지 4인치이고, 상기 윈도우 조립체의 둘레를 따라 배치되는,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 또는 둘 이상의 몰딩된 시일들은, 몰딩된 플루오로카본 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 시일들인,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 또는 둘 이상의 몰딩된 시일들은, 직사각형 가스켓 또는 원형 O-링 중 하나인,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 윈도우 본체는 6mm 내지 8mm 두께인,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 표면 처리된 부분은, 상기 하나 또는 둘 이상의 시일들의 표면들에서의 열 전도성 및 광 파이핑(light piping)을 감소시키는,
인라인 기판 프로세싱 툴에서 사용하기 위한 윈도우 조립체. - 인라인 기판 프로세싱 툴로서,
각각의 기판 지지 표면들을 가지고 서로 마주보는(opposing) 한 쌍의 기판 지지부들 및 베이스를 갖는 기판 캐리어; 및
선형 배열로 서로 커플링된 복수의 모듈들 ― 상기 복수의 모듈들은 상기 복수의 모듈들을 통해 상기 기판 캐리어를 안내하기 위해 상기 복수의 모듈들의 축방향(axial) 길이를 따라 제공된 트랙을 포함함 ―;을 포함하고,
상기 복수의 모듈들 중 하나 이상의 모듈은,
상기 하나 이상의 모듈의 내측 용적에 복사열을 제공하기 위한 가열 램프;
윈도우 조립체;를 포함하며,
상기 윈도우 조립체는,
내측 표면 및 외측 표면을 갖는 윈도우 본체; 및
상기 윈도우 본체의 상기 내측 표면 및 상기 외측 표면 중 각각의 표면 상에 그리고 상기 윈도우 본체의 외측 엣지 옆에 배치된 하나 또는 둘 이상의 몰딩된 시일들; 및
진공 채널을 갖는 이중 시일을 포함하는 차동 진공 시일;을 포함하고,
상기 윈도우 본체는, 중앙의 반투명 부분 및 상기 중앙의 반투명 부분 주위에 배치되고 상기 내측 표면 및 상기 외측 표면 중 각각의 표면 상에 배치된 표면 처리된 부분을 포함하며, 상기 표면 처리된 부분은 상기 가열 램프로부터 방출된 복사열의 전체 내부 반사들을 감소시키며,
상기 차동 진공 시일은 2개의 몰딩된 시일들 사이에 배치되는,
인라인 기판 프로세싱 툴. - 삭제
- 삭제
- 제 13 항에 있어서,
상기 차동 진공 시일은, 상기 차동 진공 시일의 펌핑되는 지역 내의 베이스 압력을 모니터링함으로써, 시일 무결성의 연속적인 실시간 모니터링을 허용하는,
인라인 기판 프로세싱 툴. - 제 13 항에 있어서,
상기 중앙의 반투명 부분은 IR 복사선에 반투명한 재료로 제조되는,
인라인 기판 프로세싱 툴. - 제 13 항에 있어서,
상기 중앙의 반투명 부분은 투명하고 편평한 석영(SiO2)으로 제조되는,
인라인 기판 프로세싱 툴. - 제 13 항에 있어서,
상기 표면 처리된 부분은, 상기 표면 처리된 부분의 내측 및 외측 표면 상에서 비드 블라스팅된,
인라인 기판 프로세싱 툴. - 제 13 항에 있어서,
상기 표면 처리된 부분의 폭은 1인치 내지 4인치이고, 상기 윈도우 조립체의 둘레를 따라 배치되는,
인라인 기판 프로세싱 툴.
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