KR20080105951A - 슬릿 밸브 - Google Patents
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Abstract
향상된 밀봉 성능을 갖는 프로세스 챔버용 밸브 조립체의 실시예들이 여기 개시된다. 일부의 실시예에서, 프로세스 챔버용 밸브 조립체는, 벽 내에 배치되며 기판이 통과하여 이송될 수 있는 개구를 갖춘 하우징과; 상기 개구를 선택적으로 밀봉시키기 위해 상기 하우징의 상기 벽과 실질적으로 평행한 평면에서 상기 하우징에 이동가능하게 연결되는 도어와; 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 벽에 실질적으로 수직인 방향으로 압축성 밀봉 부재를 압축함으로써 사이에 밀봉을 형성하기 위해 상기 도어의 상부면과 상기 하우징의 대응하는 표면 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 압축성 밀봉 부재와; 그리고 상기 압축성 밀봉 부재가 상기 하우징의 프로세스 챔버 상의 환형에 노출되는 것을 제한하기 위한 기구를 포함한다.
Description
본 발명은 대체로 프로세싱 기판에 대해 사용되는 챔버들을 프로세싱하는 것에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 프로세스 챔버 내의 조건으로 인한 품질 저하로부터 슬릿 밀봉 부재를 보호하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
기판 상에 집적 회로(IC)를 제조하기 위한 프로세싱 시스템은 대체로 IC를 형성하는 여러 미세구조물 및 구조물을 형성하도록 기판에 대해 여러 프로세스를 실시하기 위한 프로세스 챔버를 포함한다.
이 프로세스 챔버는 대체로 프로세스 챔버 내외로 기판을 용이하게 출입시키는 한편, 프로세싱하는 동안 챔버를 선택적으로 밀봉하기 위한 슬릿 밸브(slit valve)를 포함한다. 이러한 슬릿 밸브는 대체로 챔버에 물리적인 접근을 제공하기 위한, 종종 슬릿 밸브 개구라고도 불리는 긴 개구를 갖춘 하우징을 포함한다. 예컨대, 이 슬릿 밸브 개구는 프로세스 챔버와 이 프로세스 챔버에 연결되는 이송 챔버 사이에서 기판을 이송시키는데 사용될 수 있다. 이 슬릿 밸브는 도어, 및 이 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 밀봉을 제공하는 압축성 밀봉 부재를 더 포함한다. 압축성 밀봉 부재는 대체로 (챔버의 내부 또는 외부로의 누출을 방지하기 위해, 챔 버 내부의 비-대기 상태(non-atmospheric condition)를 유지시키기 위해, 등) 프로세스 챔버 내의 기밀식 밀봉을 유지시킨다.
그러나, (화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 에칭 프로세스 등과 같은) 다수의 프로세스는 통상적으로 종종 프로세스 챔버 내에 휘발성의 부식성 가스를 생성시킨다. 이들 부식성 가스들은 슬릿 밸브의 압축성 밀봉 부재를 공격할 수 있다. 이러한 공격은 압축성 밀봉 부재의 품질을 저하시키며, 압축성 밀봉 부재의 입자 형성 및/또는 고장을 야기한다(이것은 프로세스 챔버 내부의 프로세스 조건의 불안정성 또는 프로세스 가스들의 누설을 야기한다). 대안으로, 밀봉 부재(및/또는 슬릿 밸브 또는 슬릿 밸브의 부품)는 초과 시간 동안 상기한 품질 저하를 방지하기 위해 빈번하게 교환될 수 있으며, 이에 의해 가동 중지 시간을 증가시키고 수리 비용이 발생되며 프로세스 수율을 보다 떨어뜨린다.
따라서, 프로세스 챔버 내에 존재하는 가스들에 대한 압축성 밀봉 부재의 노출을 감소시키는 슬릿 밸브에 대한 필요성이 존재한다.
향상된 밀봉 성능을 갖는 프로세스 챔버용 밸브 조립체의 실시예들이 여기 개시된다. 일부의 실시예에서, 프로세스 챔버용 밸브 조립체는, 벽 내에 배치되며 기판이 통과하여 이송될 수 있는 개구를 갖춘 하우징과; 상기 개구를 선택적으로 밀봉시키기 위해 상기 하우징의 상기 벽과 실질적으로 평행한 평면에서 상기 하우징에 이동가능하게 연결되는 도어와; 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 벽에 실질적으로 수직인 방향으로 압축성 밀봉 부재를 압축함으로써 사이에 밀봉을 형성하기 위해 상기 도어의 상부면과 상기 하우징의 대응하는 표면 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 압축성 밀봉 부재와; 그리고 상기 압축성 밀봉 부재가 상기 하우징의 프로세스 챔버 상의 환형에 노출되는 것을 제한하기 위한 기구를 포함한다.
일부의 실시예에서, 기판 프로세싱 시스템은, 측벽 내에 형성되는 개구를 구비하는 프로세스 챔버, 및 상기 개구를 선택적으로 밀봉하기 위해 상기 개구에 근접하게 배치되는 밸브 조립체를 포함하며, 상기 밸브 조립체가, 벽 내에 배치되며 기판이 통과하여 이송될 수 있는 개구를 갖춘 하우징, 상기 개구를 선택적으로 밀봉시키기 위해 상기 하우징의 상기 벽과 실질적으로 평행한 평면에서 상기 하우징 에 이동가능하게 연결되는 도어, 압축성 밀봉 부재로서, 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 벽에 실질적으로 수직인 방향으로 상기 압축성 밀봉 부재를 압축함으로써 사이에 밀봉을 형성하기 위해 상기 도어의 상부면과 상기 하우징의 대응하는 표면 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 압축성 밀봉 부재, 및 상기 압축성 밀봉 부재가 상기 하우징의 프로세스 챔버 상의 환형에 노출되는 것을 제한하기 위한 기구를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 있어서, 밸브 조립체의 제조 방법이 개시된다. 일부의 실시예에서, 이러한 밸브 조립체 제조 방법은, 하우징, 도어 및 압축성 밀봉 부재를 갖춘 밸브 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 하우징이 벽 내에 형성된 개구를 구비하며, 상기 도어가 상기 벽에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 하우징에 이동가능하게 연결되고, 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재가 상기 도어와 상기 하우징 사이에 밀봉을 형성시키는, 밸브 조립체를 제공하는 단계와, 그리고 상기 밸브 조립체에 매니폴드를 제공하는 단계로서, 상기 매니폴드가, 상기 매니폴드에 유체소통가능하게 연결되도록 구성되는 유입구 및 복수의 가스 구멍, 및 상기 매니폴드에 전달되는 압축 가스가 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재에 영향을 주거나 근접하게 유동하는 가스 커튼을 형성시키도록 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재에 근접한 영역을 구비하는, 상기 밸브 조립체에 매니폴드를 제공하는 단계를 포함한다.
아래에 본 발명의 상기한 특징들을 보다 명확히 이해될 수 있도록, 일부가 첨부된 도면에 도시되어 있는 실시예들을 참조하여 앞서 간단히 요약된 사항들을 보다 상세히 설명한다.
여기에서, 도면에서 공통인 동일한 요소들을 지시하기 위해 가능한 한 동일한 도면 부호를 사용한다. 도면에 사용되는 이미지들은 도해적인 목적을 위해 단순화되었고 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다.
본 발명은 반도체 프로세싱 장치와 같은 프로세스 챔버 내에 사용하기 위한 슬릿 밸브를 제공하며, 여기서, 슬릿 밸브는 예컨대 부식성 가스로 인한 손상을 주는 환경에 노출될 수 있다. 이 슬릿 밸브는 대체로 하우징, 도어, 압축성 밀봉 부재, 및 압축성 밀봉 부재를 보호하기 위한 보호 기구를 포함한다. 하우징은 이 하우징의 벽 내에 배치되는 개구(opening)를 포함하여, 예컨대 하나의 챔버로부터 다른 챔버로 하우징을 통해 기판을 이송하기에 용이하다. 하우징은 개구 위에 배치되며 벽에 실질적으로 수직하게 형성된 밀봉면을 더 포함한다. 도어는 하우징의 벽에 실질적으로 평행한 평면에서 하우징에 이동가능하게 결합되며 개구를 선택적으로 밀봉하기 위해 사용된다. 압축성 밀봉 부재는 하우징의 밀봉면과 맞물리고 도어가 폐쇄 위치일 때 함께 시일(seal)을 형성하기 위해 도어의 상부면 상에 배치된다.
보호 기구는 하우징의 프로세스 챔버 측에서 압축성 밀봉 부재가 환경에 노출되는 것을 제한한다. 일부의 실시예들에서, 하우징은 매니폴드로부터 하우징의 외부면으로 연장되는 복수의 가스 구멍(hole)을 갖는 밀봉면에 근접한 하우징 내에 형성된 매니폴드를 포함할 수 있다. 복수의 가스 구멍은 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 압축성 밀봉 부재에 영향을 미치는 압축성 가스의 전달을 용이하게 해서, 압축성 밀봉 부재와 다른 프로세스 가스들이 접촉하는 것을 제한하는 가스 커튼(gas curtain)을 형성한다. 대안으로 또는 병합 형태로, 하우징은 물리적 배리어(barrier)를 포함할 수 있다. 물리적 배리어는 사이에 작은 간극(gap)을 형성하기 위해 도어가 폐쇄 위치인 경우 압축성 밀봉 부재와 충분히 근접하여 배치될 수 있다. 물리적 배리어는 프로세스 챔버 내에 존재할 수도 있는 프로세스 가스에의 직접적인 노출로부터 압축성 밀봉 부재를 보호한다.
여기에서는 반도체 프로세싱 장치에 사용되는 것으로서 설명하지만, 여기에 개시되는 슬릿 밸브 조립체는 챔버 내부의 부식성 환경이 슬릿 밸브 졸비체의 밀봉을 공격하는 것을 방지하는 것이 바람직한 임의의 챔버 내에 사용될 수 있다. 예컨대, 도 1은 본 발명의 일부의 실시예에 따른 예시적인 기판 프로세싱 시스템(100)을 도시하는 단순화된 블록도이다. 일부의 실시예에서, 기판 프로세싱 시스템(100)은 반도체 프로세싱 장치와 같은 진공 프로세싱 시스템일 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템(100)은 내부에 배치되는 기판 지지부(118)를 갖춘 프로세스 챔버(104)를 포함할 수 있다. 통상적으로 다양한 프로세스 챔버 내에 존재하는 (예컨대 프로세스 가스 유입구, 배출 펌프, 제어기, RF 발생기 또는 다른 플라즈마 공급원 등과 같은) 추가의 부품들이 명확한 도시를 위해 생략되어 있다.
기판들은 통상적으로 기판들이 원하는 조립 순서를 통해 이동될 때 프로세스 챔버(104) 내외로 이송된다. 예컨대, 이송 챔버(102)는 기판 지지부(118) 상으로 용이하게 배치시키거나 또는 기판 지지부(118)로부터 용이하게 제거하기 위해 프로 세스 챔버(104)에 결합될 수 있다. 프로세스 챔버(104)의 내외로 기판을 용이하게 이송시키기 위해 이송 챔버(102) 및 프로세스 챔버(104)의 각각의 인접하는 벽 내에 개구(106)가 배치된다. 개구(106)를 용이하게 선택적으로 밀봉시키기 위해 개구(106)와 근접한 위치에 밸브 조립체(108)가 배치된다.
밸브 조립체(108)는 챔버(104)를 선택적으로 밀봉시키도록 이동가능한 도어(110)를 포함한다. 이러한 도어(110)는 개구(106)의 평면에 대체로 평행한 방향으로 이동가능할 수 있다. 공압 액츄에이터(pneumatic actuator), 유압식 액츄에이터, 모터 등과 같은 액츄에이터(112)는 하나 이상의 로드(112)를 통해 도어(110)에 결합된다. 따라서, 액츄에이터(112)의 작동은 도어(110)의 선택적인 개방 및 폐쇄를 제어한다.
도 2a, 도 2b, 도 2c는 각각 본 발명의 일부의 실시예들에 따른 밸브 조립체(108)의 사시도, 정면도 및 측면도이다. 밸브 조립체(108)는 대체로 개구, 도어 압축성 밀봉 부재, 및 압축성 밀봉 부재를 보호하기 위한 보호 기구를 포함한다. 예컨대, 도 2a에 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(108)는 이 밸브 조립체(108)의 벽 내에 배치되는 개구(204)를 갖는 하우징을 포함할 수 있다. 이러한 개구(204)는 기판을 통과하여 용이하게 이송될 수 있는 크기를 갖는다. 하우징(202)은 알루미늄과 같은 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있으며, 아래에 설명되는 바와 같은 압축성 밀봉 부재와의 시일을 용이하게 형성하도록 위에 형성되는 하나 이상의 밀봉면을 포함할 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예에서, 하우징(202)은 개구(204) 위에 배치되는 상부 밀봉면(207A) 및 개구(204) 아래에 배치되는 하부 밀 봉면(207B)을 구비할 수 있다. 상부 밀봉면(207A) 및 하부 밀봉면(207B)은 벽(203)에 실질적으로 수직하게 형성될 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(108)는 도어(206)를 더 포함한다. 이러한 도어(206)는 하우징(202)의 벽(203)에 실질적으로 평행한 평면에서 개구(204)에 근접한 하우징(202)에 이동가능하게 결합되며, 개구(204)를 선택적으로 밀봉하기 위해 (압축성 밀봉 부재와 함께) 사용된다. 본 발명의 일부의 실시예에서, 도어(206)의 개방 및 폐쇄는 선형 이동에 의해서만 달성된다. 이러한 도어(206)는 하우징(202)에 대해 적합한 것으로서 상기한 바와 동일한 물질로 제조될 수 있다.
이러한 도어(206)는 대체로 (하우징(202) 내의 상부 밀봉면(207A) 및 하부 밀봉면(207B)과 같은) 하우징 내에 제공되는 밀봉면들과 결부되는 대응하는 표면을 구비한다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예에서, 그리고 도 2c에 구체적으로 도시된 바와 같이, 도어(206)는 상부 밀봉면(207A)과 결부되도록 구성되는 제1 표면(209A) 및 하부 밀봉면(207B)과 결부되도록 구성되는 제2 표면(209B)을 포함할 수 있다. 일부의 실시예에서, 확고한 밀봉을 용이하게 하기 위해, 하우징(202) 상의 상부 밀봉면(207A) 및 하부 밀봉면(207B) 및 도어(206) 상의 제1 표면(209A) 및 제2 표면(209B)은 도어(206)의 이동 방향에 실질적으로 수직하게 배치될 수 있고/또는, 상부 밀봉면(207A) 및 하부 밀봉면(207B) 및 제1 표면(209A) 및 제2 표면(20B)은 서로 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다.
압축성 밀봉 부재는 도어(206)와 하우징(202) 사이에 (예컨대, 상부 밀봉 면(207A) 및 하부 밀봉면(207B)과 제1 표면(209A) 및 제2 표면(209B) 사이에) 배치될 수 있어서, 도어(206)가 폐쇄 위치에 있는 경우 사이에 용이하게 시일(밀봉)을 형성한다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예에서, 그리고 도 2c에 구체적으로 도시된 바와 같이, 도어(206)가 페쇄 위치에 있는 경우 하우징(202)의 상부 밀봉면(207A) 및 하부 밀봉면(207B)을 맞물리기 위해, 상부 시일(208A)(예컨대, O-링, 가스킷 등)은 도어(206)의 제1 표면(209A) 상에 배치될 수 있으며 하부 시일(208B)은 도어(206)의 제2 표면(209B) 상에 배치될 수 있다. 대안으로, 하나 이상의 시일(208A, 208B)이 하우징(202)의 상부 밀봉면(207A) 및 하부 밀봉면(207B) 각각의 위에 배치될 수 있다. 여기에 설명하는 바와 같은 밀봉 성능을 제공하기 위해, 원하는 표면들 (예컨대, 하우징(202)의 상부 밀봉면(207A) 및 하부 밀봉면(207B) 또는 도어(206)의 제1 표면(209A) 및 제2 표면(209B)) 을 따라 배치되는 단일 밀봉 요소가 제공될 수도 있다.
압축성 밀봉 부재 (예컨대, 시일(208A, 208B)는 (예컨대, 압축성이며 프로세스 압력 하에서 원하는 시일을 형성할 수 있는) 사용 중에 원하는 밀봉 특성을 제공하기에 기능적으로 적합한 (예컨대, 프로세스 온도, 압력, 프로세스 가스 등과 호환가능한) 임의의 프로세스 호환성 물질로 제조된다. 예컨대, 압축성 밀봉 부재는 퍼플로로(perfluoro) 탄성중합체 물질, 또는 보다 구체적으로 상표면 Chemraz® E-38, 513 및 520 물질 등과 같은 탄성중합체 물질로 형성될 수 있다.
밸브 조립체(108)는 압축성 밀봉 부재를 보호하기 위해 하나 이상의 보호 기 구를 더 포함한다. 이러한 보호 기구는 플라즈마(plasma)로부터의 부식성 가스 및/또는 반응 종(species)을 포함할 수 있는 프로세스 챔버 내부의 프로세스 환경에 대한 압축성 밀봉 부재의 노출을 제한함으로써 압축성 밀봉 부재를 보호할 수 있다.
일부의 실시예에서, 프로세스 챔버 내부의 임의의 부식성 요소가 압축성 밀봉 부재와 접촉하는 것을 방지 또는 제한하기 위해 불활성 가스의 블랭킷(blanket) 또는 가스 커튼이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예에서, 하우징(202)은 하우징을 따라 분포되는 복수의 가스 구멍(210)을 구비하며 내부에 배치되는 매니폴드(211)를 더 포함할 수 있다. 이러한 매니폴드(211)는 상부 밀봉면(207A) 및 하부 밀봉면(207B) 중 하나 이상에 근접하게 배치될 수 있다. 가스 구멍(210)은 압축성 밀봉 부재에 영향을 미치도록 또는 불활성 가스가 압축성 밀봉 부재에 근접하게 유동하게 하도록 불활성 가스의 유동을 인도하도록 배치되어, 프로세스 챔버 내부에 압축성 밀봉 부재와 임의의 부식성 가스 사이에 가스 커튼을 형성시킨다.
매니폴드(211)의 크기, 개수 및 구성은 가스 커튼의 분포 및 유량을 제어하기 위해 원하는 대로 선택될 수 있다. 일부의 실시예에서, 매니폴드(211)의 직경은 약 6.35 mm +/- 약 0.08 mm일 수 있다. 복수의 가스 구멍(210)의 크기, 간격, 기하학적 형상, 개수는 가스 커튼의 분포 유량을 제어하기 위해 원하는 대로 선택될 수 있다. 본 발명의 일부의 실시예에서,가스 구멍의 직경은 약 0.30 mm +/- 약 0.01 mm일 수 있다. 또한, 복수의 가스 구멍(210) 중 임의의 하나 이상의 방향은 가스 커튼의 유동 방향을 제어하기 위해 원하는 대로 선택될 수 있다. 예컨대, 개구(204)의 일측면에 근접하여 배치되는 복수의 가스 구멍(210)의 일부분은 밸브 조립체(208)의 측면들과 근접한 압축성 밀봉 부재를 향해 가스 커튼의 일부분을 인도하도록 수평 또는 수직 중 하나 이상의 방향으로 기울어질 수 있다.
가스 공급부(도시 안됨)에 매니폴드(211)를 결합시키기 위해 유입구가 대체로 제공될 수 있다. 예컨대, 도 5는 본 발명의 일부의 실시예에 따라 매니폴드(211)를 나타내는 하우징(202)의 정면의 단면을 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 실시예에서, 매니폴드(211)는 하우징(202)의 바닥 부분에 배치되는 유입구(506)로부터 하우징(202)을 통해 상부 밀봉면(207A)에 근접한 위치로 경로가 정해진다(도 2a 내지 도 2c 참조). 유입구(506)는 가스 공급원(도시 안됨)으로부터 가스 라인으로의 연결을 위한 적합한 체결구(fitting)를 구비할 수 있다.
도 5에 도시된 유입구(506)의 위치는 단지 도해를 위한 것이며, 유입구의 다른 위치 또는 유입구 및/또는 매니폴드(211)의 다른 개수가 고려될 수 있다. 유입구(506)의 크기 및 매니폴드(211)의 크기는 밸브 조립체(208) 내부에 원하는 가스 유동을 제공하기 위한 임의의 적합한 크기일 수 있다. 본 발명의 일부의 실시예에서, 유입구(506)의 직경은 약 6.35 mm +/- 약 0.08 mm일 수 있다. 도 2a 내지 도 2c의 하우징(202)의 상부 부분에 도시되어 있지만, 매니폴드(211)(또는 다른 유사한 매니폴드)는 (하우징의 측면들, 하부 부분, 각각의 측면 등과 같은) 하우징의 다른 부분들 내에 제공될 수 있으며, 또는 대안으로 또는 병합되어, 도어(206) 내부의 하나 이상의 위치에 제공될 수 있다.
매니폴드(211)는 예컨대 하우징(202)을 관통하는 복수의 구멍 및 선택적으로 매니폴드(211)의 원하는 경로를 형성하기 위한 구멍들의 밀봉 부분들을 기계가공함으로써, 임의의 적합한 방법으로 형성될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 복수의 구멍(550, 560, 570, 580)이 하우징(202) 안으로 기계가공될 수 있다. 이들 구멍(550, 560, 570, 580)은 하우징(202)을 통한 유체 통로를 형성하도록 교차한다. 구멍(550, 560, 570, 580)의 선택적인 부분들은 매니폴드(211)를 형성하도록 (도면부호 562, 572, 582의 가상선으로 도시된 바와 같이) 밀봉될 수 있다. 예컨대 하우징(202)에 적어도 부분적으로 외부로 매니폴드의 경로를 정하는 방법, (수직으로 분기된 하우징의 절반부와 같이) 하우징의 조립체 상에 매니폴드를 형성하는 복수-피스의 하우징 중 하나 이상의 피스 내에 매니폴드를 형성하는 방법, 등에 의해서와 같이, 매니폴드를 형성하기 위한 다른 수단들이 사용될 수 있음을 고려한다.
도 2a 내지 도 2c를 다시 참조하면, 작동 중에, 도어(206)가 폐쇄 위치에 있는 동안(예컨대, 프로세싱 동안), 가스 공급원(도시 안됨)으로부터 매니폴드(211)로 불활성 가스가 제공될 수 있다. 이 불활성 가스는 복수의 가스 구멍(210)을 통해 매니폴드(211)에서 유출되어 압축성 밀봉 부재(208)에 근접한 가스 커튼을 형성한다. 압축 가스는 질소, 희가스, 또는 프로세스 챔버 내부에서 발생하는 프로세스에 유해하지 않으며 시일의 물질에 불활성인 다른 가스와 같은 임의의 프로세스 호환성 불활성 가스일 수 있다.
본 발명의 일부의 실시예에서, 가스 커튼은 프로세스 가스를 공급하기에 앞 서 또는 프로세스 챔버 내부에서 프로세싱을 시작하기에 앞서 형성될 수 있어서, 프로세스 챔버 내부의 임의의 부식성 환경에 압축성 밀봉 부재가 초기에 노출되는 것을 방지한다. 본 발명의 일부의 실시예에서, 압축 가스는 미리정해진 유량으로 공급될 수 있어서, 원하는 대로의 가스 커튼을 형성하고 챔버 내부의 임의의 부식성 환경에 압축성 밀봉 부재의 노출을 제한한다. 본 발명의 일부의 실시예에서, 가스 커튼은 프로세스 챔버를 퍼징(purging)한 후, 및/또는 도어(206)를 개방한 후에 프로세스를 완료한 후 미리정해진 시간 동안 계속해서 제공될 수 있어서, 프로세스 챔버 내부의 임의의 부식성 환경에 대한 압축성 밀봉 부재의 노출을 추가로 제한한다. 미리정해진 시간은 압축성 밀봉 부재(208)를 실제로 품질을 저하시키지 않는 미리정해진 제한에 도달하기 위해 프로세스 가스의 집중을 위해 요구되는 시간에 근거하여 계산된다.
대안으로 또는 병합되어, 압축성 밀봉 부재와 프로세스 챔버 내부의 임의의 부식성 요소와의 접촉을 방지 또는 제한하기 위해 물리적 배리어 또는 장애물이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예에서, 하우징(202)은 압축성 밀봉 부재(시일(208A-B))와 개구(204) 사이(또는 프로세스 챔버의 내부)에 배치되는 물리적 배리어(212)를 더 포함한다. 이러한 물리적 배리어(212)는 (도 2c에 도시된 바와 같이) 사이에 작은 갭(216)을 형성하도록 압축성 밀봉 부재에 충분히 근접하게 배치될 수 있다. 이 물리적 배리어(212)는 돌출부(또는 대응하는 오목부), 선반(ledge), 립(lip), 플랜지, 보스(boss), 벽, 표면, 또는 도어(206)가 폐쇄 위치에 있는 경우 압축성 밀봉 부재와 개구(204) 사이 (또는 프로세스 챔버의 내부)에 장애물을 제공하는 다른 구조재 또는 요소 중 하나 이상일 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예에서, 시일(208A-B)을 보호하기 위해 하우징(202)의 개구(204)의 상부 부분 내에 벽(214)이 제공된다. 다른 방법으로 기재하면, 밀봉면(208A)이 오목부 내에 형성되거나 선반이 개구(204)의 상부 부분 내에 형성될 수 있다. 물리적 배리어(212)는 임의의 적합한 수단에 의해 형성될 수 있다. 본 발명의 일부의 실시예에서, 물리적 배리어(212)는 개구(204)의 상부 부분 내에 오목부를 기계가공하는 방법, 개구(204)의 상부면에 물질의 층을 부착시키는 방법 등에 의해 형성될 수 있다. (예컨대, 접합, 납땜, 용접 등에 의해) 개구(204)의 상부면에 물질의 층을 부착시키는 경우, 매니폴드(211)의 적어도 일부분이 물질의 층과 개구(204) 사이에 배치될 수 있다.
작동에 있어서, 벽(214)(또는 다른 물리적 배리어(212))은, 도어(206)가 폐쇄 위치에 있는 경우 압축성 밀봉 부재(예컨대, 시일(208A))와 프로세스 챔버 내의 부식성 가스가 용이하게 접촉하게 되는 것을 제한한다. 물리적 배리어(212)는 부식성 가스의 유동이 압축성 밀봉 부재에 도달하는 것을 제한하는 사이에 배치된 작은 간극(216)을 형성하도록 압축성 밀봉 부재에 충분히 근접하게 배치된다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예에서, 시일(208B)은 개구(206)의 하부 부분 내의 선반 아래에 배치되며 유사하게 보호된다.
밸브 조립체(208)의 하우징(202)은 예컨대 도 1과 관련하여 상기한 로드(114) 및 액츄에이터(112)에 의해 도어(206)가 용이하게 작동하기 하기 위해 하나 이상의 개구(도시 안됨)를 더 포함할 수 있다. 하우징(202) 내에 개구를 필요 로 하지 않는 하우징(202)의 다른 구성이 사용될 수 있음이 고려된다.
상기한 바와 같이, 가스 커튼 및 물리적 배리어 기구는 개별적으로 제공될 수 있다. 예컨대, 도 3은 본 발명의 일부의 실시예에 따라 단지 물리적 배리어(312)만을 갖춘 밸브 조립체(308)를 도시한다. 밸브 조립체(308)는 아래에 기술하는 바를 제외하고 밸브 조립체(208)와 유사하다. 밸브 조립체(308)는 하우징(302)의 개구(304)의 상부 부분 내에 배치되는 벽(314)을 도시적으로 갖춘 하우징(302)을 포함한다. 벽(314), 또는 다른 물리적 배리어(312)(상기한 물리적 배리어(212) 및 벽(214)과 유사함)는 물리적 배리어(312)와 압축성 밀봉 부재(시일(208A)) 사이에 작은 간극(316)을 형성한다. 벽(314) 또는 다른 물리적 배리어(312)는 도 2a 내지 도 2c와 관련하여 상기한 바와 같이 형성되고 기능할 수 있다.
본 발명의 일부의 실시예에서, 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부의 실시예에 따라 단지 가스 커튼만을 갖춘 밸브 조립체(408)가 제공될 수 있다. 이러한 밸브 조립체(408)는 아래에 기재하는 바를 제외하고 밸브 조립체(108)와 유사하다. 이 밸브 조립체(418)는 하우징(402)의 개구(404)의 상부 부분 내에 배치되는 복수의 가스 구멍(410) 및 매니폴드(411)를 도해적으로 갖춘 하우징(402)을 포함한다. 매니폴드(411) 및 복수의 가스 구멍(410)은 도 2a 내지 도 2c의 복수의 가스 구멍(210) 및 매니폴드(211)와 관련하여 상기한 바와 같이 형성되며 기능한다.
따라서, 향상된 시일 수명과 성능을 갖는 슬릿 밸브 조립체의 실시예들이 여 기에 제공되었다. 밸브 조립체는 유리하게 밸브가 설치되는 프로세스 챔버 내의 임의의 부식성 환경에 도어의 밀봉 요소의 노출을 제한한다. 또한, 밸브 조립체가 병합되는 프로세싱 시스템가 여기에 설명되었다. 또한, 매니폴드 조립체가 현존 프로세싱 시스템 안에 개장될 수 있다.
예컨대, 하나 이상의 매니폴드가 하우징 내에, 및/도는 선택적으로 밸브 조립체의 도어 내에 형성될 수 있다. 복수의 가스 구멍이 밸브 조립체의 원하는 영역에 매니폴드를 유체소통가능하게 연결시켜서, 상기한 바와 같이 용이하게 가스 커튼을 생성시키고 유지시킨다. 매니폴드는 유체를 가스 구멍에 용이하게 연결시키는 영역 내에 배치되는 하나 이상의 부분과 유입구를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부의 실시예에서, 매니폴드는 복수의 가스 구멍을 천공함으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 일부의 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 기본 범위에서 벗어나지 않으면서 본 발명의 다른 추가의 실시예들이 고안될 수 있으며, 본 발명의 기본 범위는 다음의 청구의 범위에 의해 결정된다.
도 1은 본 발명의 일부의 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템의 단순화된 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일부의 실시예들에 따른 밸브 조립체의 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일부의 실시예들에 따른 밸브 조립체의 정면도이다.
도 2c는 본 발명의 일부의 실시예들에 따른 밸브 조립체의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일부의 실시예들에 따른 밸브 조립체의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일부의 실시예들에 따른 밸브 조립체의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일부의 실시예들에 따른 밸브 조립체의 정면의 단면도이다.
Claims (22)
- 프로세스 챔버용 밸브 조립체로서:벽 내에 배치되며 기판이 통과하여 이송될 수 있는 개구를 갖춘 하우징과;상기 개구를 선택적으로 밀봉시키기 위해 상기 하우징의 상기 벽과 실질적으로 평행한 평면에서 상기 하우징에 이동가능하게 연결되는 도어와;압축성 밀봉 부재로서, 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 벽에 실질적으로 수직인 방향으로 상기 압축성 밀봉 부재를 압축함으로써 사이에 밀봉을 형성하기 위해 상기 도어의 상부면과 상기 하우징의 대응하는 표면 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 압축성 밀봉 부재와; 그리고상기 압축성 밀봉 부재가 상기 하우징의 프로세스 챔버 상의 환형에 노출되는 것을 제한하기 위한 기구;를 포함하는프로세스 챔버용 밸브 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 하우징은,상기 개구 위에 배치되며 상기 벽과 실질적으로 수직하게 배치되는 밀봉면을 더 포함하는프로세스 챔버용 밸브 조립체.
- 제 2 항에 있어서,상기 압축성 밀봉 부재는 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 하우징의 상기 밀봉면과 맞물리기 위해 상기 도어의 상부면 상에 배치되는프로세스 챔버용 밸브 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기구는 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재와 상기 개구 사이에 배치되는 물리적 배리어를 포함하는프로세스 챔버용 밸브 조립체.
- 제 4 항에 있어서,상기 물리적 배리어는 돌출부, 선반, 립, 플랜지, 보스, 벽, 표면 또는 구조재 중 하나 이상을 포함하는프로세스 챔버용 밸브 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 기구는,상기 밀봉면에 근접한 상기 하우징 내에 형성되는 매니폴드, 및상기 하우징 내에 형성되며, 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재 상에 영향을 미치도록 매니폴드로 압축 가스가 전달될 수 있게 하기 위해 상기 매니폴드로부터 상기 하우징의 외부면으로 연장되는 복수의 가스 구멍을 포함하는프로세스 챔버용 밸브 조립체.
- 제 6 항에 있어서,상기 기구는 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재와 상기 개구 사이에 배치되는 물리적 배리어를 더 포함하는프로세스 챔버용 밸브 조립체.
- 제 7 항에 있어서,상기 물리적 배리어는 돌출부, 선반 또는 오목부 중 하나 이상을 포함하는프로세스 챔버용 밸브 조립체.
- 기판 프로세싱 시스템으로서,측벽 내에 형성되는 개구를 구비하는 프로세스 챔버, 및상기 개구를 선택적으로 밀봉하기 위해 상기 개구에 근접하게 배치되는 밸브 조립체를 포함하며, 상기 밸브 조립체가,벽 내에 배치되며 기판이 통과하여 이송될 수 있는 개구를 갖춘 하우징,상기 개구를 선택적으로 밀봉시키기 위해 상기 하우징의 상기 벽과 실질적으로 평행한 평면에서 상기 하우징에 이동가능하게 연결되는 도어,압축성 밀봉 부재로서, 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 벽에 실질적으로 수직인 방향으로 상기 압축성 밀봉 부재를 압축함으로써 사이에 밀봉을 형성하기 위해 상기 도어의 상부면과 상기 하우징의 대응하는 표면 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 압축성 밀봉 부재, 및상기 압축성 밀봉 부재가 상기 하우징의 프로세스 챔버 상의 환형에 노출되는 것을 제한하기 위한 기구를 포함하는기판 프로세싱 시스템.
- 제 9 항에 있어서,상기 하우징은상기 개구 위에 배치되며 상기 벽과 실질적으로 수직하게 배치되는 밀봉면을 더 포함하는기판 프로세싱 시스템.
- 제 10 항에 있어서,상기 압축성 밀봉 부재는 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 하우징의 상기 밀봉면과 맞물리기 위해 상기 도어의 상부면 상에 배치되는기판 프로세싱 시스템.
- 제 9 항에 있어서,상기 기구는 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재와 상기 개구 사이에 배치되는 물리적 배리어를 포함하는기판 프로세싱 시스템.
- 제 9 항에 있어서,상기 물리적 배리어는 돌출부, 선반, 립, 플랜지, 보스, 벽, 표면 또는 구조재 중 하나 이상을 포함하는기판 프로세싱 시스템.
- 제 9 항에 있어서,상기 기구는,상기 밀봉면에 근접한 상기 하우징 내에 형성되는 매니폴드, 및상기 하우징 내에 형성되며, 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재 상에 영향을 미치도록 매니폴드로 압축 가스가 전달될 수 있게 하기 위해 상기 매니폴드로부터 상기 하우징의 외부면으로 연장되는 복수의 가스 구멍을 포함하는기판 프로세싱 시스템.
- 제 9 항에 있어서,상기 기구는 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재와 상기 개구 사이에 배치되는 물리적 배리어를 더 포함하는기판 프로세싱 시스템.
- 제 9 항에 있어서,상기 물리적 배리어는 돌출부, 선반 또는 오목부 중 하나 이상을 포함하는기판 프로세싱 시스템.
- 밸브 조립체의 제조 방법으로서,하우징, 도어 및 압축성 밀봉 부재를 갖춘 밸브 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 하우징이 벽 내에 형성된 개구를 구비하며, 상기 도어가 상기 벽에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 하우징에 이동가능하게 연결되고, 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재가 상기 도어와 상기 하우징 사이에 밀봉을 형성시키는, 밸브 조립체를 제공하는 단계와, 그리고상기 밸브 조립체에 매니폴드를 제공하는 단계로서, 상기 매니폴드가, 상기 매니폴드에 유체소통가능하게 연결되도록 구성되는 유입구 및 복수의 가스 구멍, 및 상기 매니폴드에 전달되는 압축 가스가 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재에 영향을 주거나 근접하게 유동하는 가스 커튼을 형성시키도록 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재에 근접한 영역을 구비하는, 상기 밸브 조립체에 매니폴드를 제공하는 단계를 포함하는밸브 조립체 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 밸브 조립체에 매니폴드를 제공하는 단계는,상기 도어 내에 매니폴드를 형성시키는 단계를 포함하는밸브 조립체 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 밸브 조립체에 매니폴드를 제공하는 단계는,상기 하우징 내에 매니폴드를 형성시키는 단계를 포함하는밸브 조립체 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 하우징 내에 매니폴드를 형성시키는 단계는,상기 하우징을 관통하는 복수의 구멍을 형성시키는 단계; 및상기 매니폴드의 원하는 경로를 형성시키도록 상기 복수의 구멍의 일부분들을 선택적으로 밀봉시키는 단계를 포함하는밸브 조립체 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 밸브 조립체에 매니폴드를 제공하는 단계는,상기 도어 또는 상기 하우징 중 하나 이상에 매니폴드를 연결시키는 단계를 포함하는밸브 조립체 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,사이에 작은 간극을 형성시키도록 상기 도어가 폐쇄 위치에 있는 경우 상기 압축성 밀봉 부재의 위치에 근접한 상기 개구 내에 돌출부를 형성시키는 단계를 더 포함하는밸브 조립체 제조 방법.
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