KR20090035020A - 튜브에 히터를 구비한 로드락 챔버 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 가열된 로드락 챔버를 포함한다. 일 실시예에서, 가열된 로드락 챔버는 내부에 적어도 부분적으로 배치된 다수의 램프 어셈블리를 갖는 챔버 바디를 포함한다. 전달 튜브는 챔버 바디 안으로 연장하고 로드락 챔버의 내부 부피로부터 램프를 격리시키는(isolating) 압력 배리어를 제공한다. 다른 실시예에서, 전달 튜브의 개방 단부는 챔버 바디의 측벽을 통해 연장한다. 전달 튜브의 폐쇄 단부는 챔버 바디의 내부 부피에 의해 둘러싸이고 이격된 관계로 챔버 바디의 상부 아래에서 지지된다. 튜브의 개방 단부는 챔버 바디의 측벽에 밀봉되고 이에 의해 튜브의 내부는 대기에 개방된다.
Description
본 발명의 실시예는 일반적으로 진공 프로세싱 시스템을 위한 로드락 챔버에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 가열된 로드락 챔버에 관한 것이다.
두 개의 빠르게 발전하는 기술 영역은 박막 트랜지스터 및 광기전성 소자이다. 평면 패널(flat panel) 기술에 의해 형성된 박막 트랜지스터(TFT)는 컴퓨터와 텔레비젼 모니터, 휴대폰 디스플레이, 개인 휴대 단말기(PDAs), 및 다수의 다른 소자와 같은 활성 매트릭스 디스플레이(active matrix display)에 일반적으로 이용된다. 일반적으로 평면 패널은 사이에 샌드위치된 액정 물질층을 갖는 두 개의 유리 플레이트를 포함한다. 유리 플레이트 중 적어도 하나는 그 위에 배치된 하나의 전도성 필름을 포함하고, 여기에 전력 소스가 커플링된다. 전력 소스로부터 전도성 필름으로 공급되는 전력은 액정 물질의 배향을 변경시키고, 이에 의해 패턴 디스플레이를 만든다.
광기전성 소자(PV) 또는 솔라 셀은 태양광을 직류 전류(DC) 전력으로 변환시 키는 소자이다. PV 또는 솔라 셀은 일반적으로 패널 상에 하나 이상의 p-n 접합을 갖는다. 각각의 접합은 반도체 물질 내에 두 개의 상이한 영역을 포함하고, 여기서 일 측부는 p-유형 영역으로 표시되고 나머지 영역은 n-유형 영역으로 표시된다. PV 셀의 p-n 접합이 태양광(광자로부터의 에너지로 이루어진)에 노출될 때, 태양광은 PV 효과를 통해 직접 전기로 변환된다. 일반적으로, 높은 품질의 실리콘계 물질은 고효율 접합 소자(즉, 단위 구역 당 높은 전력 출력)를 만드는데 바람직하다. 비정질 실리콘(a-Si) 필름은 종래의 저온 플라즈마 향상 화학 기상 증착(PECVD) 프로세스에서 제조하는데 있어서의 적은 비용 때문에 PV 솔라 셀에서 실리콘계 패널 물질로서 널리 이용되어왔다.
스피럴링 에너지 비용을 오프셋하도록(offset spiraling energy costs) 더욱 효과적인 PV 소자에 대한 소망 및 평면 패널 기술의 시장의 허용과 함께, 더 큰 패널, 향상된 생산 속도 및 낮은 제조 비용에 대한 요구는 장비 제작자들이 평면 패널 디스플레이 및 PV 소자 제조기에 대한 더 큰 크기의 기판을 수용하는 새로운 시스템을 개발하는 것에 대한 동기를 불러일으켰다. 현재 기판 프로세싱 장비는 약 2 제곱 미터보다 약간 큰 기판을 수용하도록 일반적으로 구성된다. 더 큰 기판 크기를 수용하도록 구성된 프로세싱 장비가 머지 않은 미래에 구체화될 것이다.
이러한 큰 기판을 제작하는 장비는 제조장치에 대한 실질적인 투자를 의미한다. 종래의 시스템은 크고 값비싼 하드웨어를 요구한다. 이러한 투자를 오프셋하기 위해, 높은 기판 처리량이 매우 요구된다.
로드락 챔버 내에서 기판의 가열 및/또는 냉각은 높은 시스템 처리량을 얻기 위한 중요한 태양이다. 미래의 프로세싱 시스템이 더 큰 크기의 기판을 프로세스하도록 구상되기 때문에, 대면적 기판의 균일하고 빠른 가열 및 냉각에 대한 필요가 큰 관심거리이다. 특히, 진공에 노출된 큰 표면 구역에 의한 편향은 히터, 기판 및 챔버 바디 사이의 균일한 공간을 유지하는데 있어서의 난제를 의미한다. 또한, 로드락 챔버 내에서 기판을 가열하는데 이용되는 종래의 저항성 히터 및 램프를 위한 전기적 연결이 진공에 노출되기 때문에, 이 연결은 챔버 하드웨어에 손상을 입히고 및/또는 이후에 원하지 않는 오염의 소스가 되는 입자를 생성할 수 있는 아킹(arcing)을 겪는다. 이와 같이, 균일한 온도 조절을 향상시키는 진보, 하드웨어 수명, 오염 제어 및 높은 열 전달 속도는 매우 바람직하다.
따라서, 대면적 기판의 빠르고 균일한 가열 및 냉각을 촉진하는 향상된 로드락 챔버에 대한 요구가 있다.
본 발명의 실시예는 가열된 로드락 챔버를 포함한다. 일 실시예에서, 가열된 로드락 챔버는 적어도 부분적으로 내부에 배치된 다수의 램프 어셈블리를 갖는 챔버 바디를 포함한다. 각각의 램프 어셈블리는 램프를 수용하는 전달 튜브를 포함한다. 전달 튜브(transmissive tube)는 챔버 바디 안으로 연장하고 로드락 챔버의 내부 부피로부터 램프를 격리시키는 압력 배리어를 제공한다.
다른 실시예에서, 가열된 로드락 챔버는 하나 이상의 램프 어셈블리를 갖는 챔버 바디를 포함한다. 램프 어셈블리는 내부에 램프를 수용하는 전달 튜브를 포함한다. 전달 튜브의 개방 단부는 챔버 바디의 측벽을 통해 대기에 노출된다. 전달 튜브의 폐쇄 단부는 챔버 바디의 내부로 연장하고 이에 의해 둘러싸인다. 전달 튜브의 폐쇄 단부는 챔버 바디에 형성된 내부 부피의 실링(ceiling) 아래에서 이격된 관계로 지지된다.
다른 실시예에서, 가열된 로드락 챔버는 적어도 제 1 및 제 2 램프 어셈블리를 갖는 챔버 바디를 포함한다. 각각의 램프 어셈블리는 내부에 램프를 수용하는 전달 튜브를 포함한다. 제 1 램프 어셈블리의 제 1 전달 튜브의 개방 단부는 챔버 바디의 제 1 측벽을 통해 연장한다. 제 2 램프 어셈블리의 제 2 전달 튜브의 개방 단부는 챔버 바디의 제 2 측벽을 통해 연장한다. 전달 튜브의 폐쇄 단부는 챔버 바디의 내부로 서로를 향해 연장한다. 이 튜브는 로드락 챔버의 내부 부피로부터 램프를 격리하는 압력 배리어를 제공한다.
다른 실시예에서, 가열된 로드락 챔버는 실링에 설치된 단일 브래킷(bracket)에 의해 지지되는 대향 전달 튜브를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 가열된 로드락 챔버는 챔버의 길이로 연장하는 긴 바아에 의해 지지되는 다수의 대향 전달 튜브 쌍을 포함한다. 바아의 단부는 오직 챔버 측벽에 부착되고, 따라서 챔버 실링의 이동으로부터 튜브를 디커플링시킨다(decoupling).
본 발명의 상기 언급된 특징들이 더욱 자세하게 얻어지고 이해될 수 있도록, 상기에서 간략히 요약된 본 발명의 더욱 상세한 설명은 첨부된 도면에서 도시된 실 시예를 참고로 하여 이루어진다. 그러나, 첨부된 도면은 오직 전형적인 본 발명의 실시예 만을 도시하고, 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되며, 본 발명은 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 로드락 챔버의 일 실시예를 갖는 예시적인 클러스터 툴의 평면도이다.
도 2는 도 1의 섹션 라인 2-2를 따라 취해진 로드락 챔버의 단면도이다.
도 3은 도 1의 로드락 챔버의 부분 단면도이다.
도 4a는 도 1의 로드락 챔버의 다른 부분 단면도이다.
도 4b는 로드락 챔버의 내부의 다른 실시예의 부분 등축도이다.
도 4c는 로드락 챔버의 내부의 다른 실시예의 부분 단면도이다.
도 5는 도 1의 로드락 챔버의 다른 부분 단면도이다.
도 6a는 램프 어셈블리의 일 실시예를 도시하는 도 1의 로드락 챔버의 부분 단면도이다.
도 6b는 램프 어셈블리의 다른 실시예를 도시하는 도 1의 로드락 챔버의 부분 단면도이다.
도 6c는 램프 어셈블리의 다른 실시예를 도시하는 도 1의 로드락 챔버의 부분 단면도이다.
도 7-8은 로드락 챔버 내에서 지지되는 램프 어셈블리의 폐쇄 단부의 부분 단면도이다.
도 9-11은 내부에 지지되는 다수의 램프 어셈블리를 갖는 로드락 챔버의 상 이한 실시예의 부분 단면도이다.
이해를 돕기 위해, 동일한 도면 부호가 도면에서 공통적인 동일한 요소를 지칭하도록 가능한 한 이용되었다. 일 실시예의 요소는 추가적인 언급이 없다면 다른 실시예에서 유리하게 이용될 수 있는 것으로 이해해야한다.
대면적 기판의 효과적인 가열에 적절한 로드락 챔버가 제공된다. 로드락 챔버들의 특정 실시예가 미국 캘리포니아 산타 클라라의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 구입 가능한 구성의 로드락 챔버를 참고로 하여 이하에서 제공되지만, 본 발명의 피쳐(feature) 및 방법은 다른 제작자로부터의 로드락 챔버를 포함한 다른 로드락 챔버들에 대해서도 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 가열된 로드락 챔버(104)의 일 실시예를 갖는 예시적인 클러스터 툴(100)의 평면도이다. 클러스터 툴(100)은 전달 챔버(106)로 로드락 챔버(104)에 의해 커플링된 팩토리 인터페이스(102)를 포함한다. 팩토리 인터페이스(102)는 일반적으로 다수의 기판 저장 카세트(114) 및 대기 로봇(atmospheric robot; 112)을 포함한다. 대기 로봇(112)은 카세트(114) 및 로드락 챔버(104) 사이에서 기판(116)의 전달을 촉진한다. 다수의 기판 프로세싱 챔버(108)는 전달 챔버(106)에 커플링된다. 진공 로봇(110)은 전달 챔버(106)에 배치되어 로드락 챔버(104) 및 프로세싱 챔버(108) 사이에서 기판(116)의 전달을 촉진시킨다.
로드락 챔버(104)는 일반적으로 내부에 하나 이상의 기판 저장 슬롯을 갖는 적어도 하나의 주위와 격리 가능한(environmentally-isolatable) 공동을 포함한다. 일정한 실시예에서, 다수의 주위와 격리 가능한 공동이 제공될 수 있고, 각각의 공동은 내부에 형성된 하나 이상의 기판 저장 슬롯을 갖는다. 로드락 챔버(104)는 팩토리 인터페이스(102)의 주위 또는 대기 환경과 전달 챔버(106)에서 유지된 진공 환경 사이에서 기판(116)을 전달시키도록 작동된다.
도 1에서 점선으로 도시된 것과 같은 다수의 램프 어셈블리(120)는 로드락 챔버(104)를 통해 팩토리 인터페이스(102) 및 전달 챔버(106) 사이에서 통과하는 기판의 이동 방향에 일반적으로 수직하게 로드락 챔버에 걸쳐 연장한다. 램프 어셈블리(120)는 전력 소스(122)에 커플링되고 이에 의해 로드락 챔버(104)에 배치된 기판은 선택적으로 가열될 수 있다. 다섯 개의 램프 어셈블리(120)가 도 1에서 도시된 실시예에서 도시되지만, 로드락 챔버(104)는 가열 요구사항 및 기하구조 제한사항(geometry constraint)에 맞도록 선택된(selected commiserate with) 그보다 더 많거나 적은 램프 어셈블리(120)를 포함하도록 구성될 수 있다.
도 2는 적어도 하나의 램프 어셈블리(120)를 갖는 본 발명의 로드락 챔버(104)의 일 실시예를 도시한다. 로드락 챔버(104)는 다수의 기판 전달 공동(cavities)을 갖도록 도시되지만, 이 중 하나는 내부에 배치된 램프 어셈블리(120)를 가지고, 램프 어셈블리(120)는 기판 전달을 위해 이용되는 적어도 하나의 공동을 갖는 어떠한 로드락 챔버에서 이용될 수 있으며, 이는 공동 당 단일 기판을 넘는 공간을 갖는 로드락 챔버를 포함한다.
로드락 챔버(104)는 스테인리스강, 알루미늄 또는 다른 적절한 물질과 같은 단단한 물질로 제조된 바디 어셈블리(202)를 포함한다. 바디 어셈블리(202)는 누수 방지 구조로 구성요소의 어셈블리로부터 제작될 수 있다. 본 발명으로부터 이득을 얻도록 이루어질 수 있는 하나의 적절한 바디 어셈블리는 2006년 1월 13일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/332,781호에서 설명된다. 대안적으로, 바디 어셈블리(202)는 단일 블록 물질로 제작될 수 있거나 및/또는 다른 구성을 가질 수 있다. 본 발명으로부터 이득을 얻도록 이루어질 수 있는 다른 로드락 챔버들은 2006년 1월 13일 출원된 미국 특허출원 제 11/332,781호, 2004년 4월 26일 출원된 미국 특허출원 제 10/832,795호, 2000년 9월 15일 출원된 미국 특허출원 제 09/663,862호, 2004년 5월 10일 출원된 미국출원 제 10/842,079호, 및 2006년 6월 2일 출원된 미국 특허출원 제 11/421,793호를 포함한다. 상기 모든 미국 특허출원들은 여기서 그 전체가 참조로 인용된다.
일 실시예에서, 바디 어셈블리(202)는 다수의 링 형태의 바디(248)를 샌드위치하는 상부 플레이트(204) 및 바닥부 플레이트(206)를 포함한다. 내부 플레이트(298)는 바디(248) 사이에 배치된다. 플레이트(204, 206, 298)는 바디(248)의 각각의 내부에 형성된 내부 부피(220)를 에워싼다. 도 2에서 도시된 실시예에서, 상부 및 하부 내부 부피(220)는 기판 전달 공동(208, 210)으로서 구성되고, 중간 바디(248)에 의해 경계지어진 내부 부피(220)는 가열 공동(212)으로서 구성된다.
도 2에서 도시된 실시예에서, 램프 어셈블리(120)는 가열 공동(212)에서 배치된 채로 도시된다. 그러나, 램프 어셈블리는 다른 전달 공동(208, 210) 중 하나에서 또는 공동(208, 210, 212)의 조합으로 교번적으로 배치될 수 있다.
상부 및 바닥부 플레이트(204, 206)는 바디(248)와 상부 및 바닥부 플레이트(204, 206) 중 적어도 하나 사이에서 상대적 이동을 허용하는 방식으로 다수의 죔쇠에 의해 바디(248)에 밀봉되게 커플링된다. 예를 들면, 상부 및 바닥부 플레이트(204, 206) 중 적어도 하나는 용접 없이 바디(248)에 커플링된다. 플레이트(204, 206)로부터 측벽으로 가해진 힘이 크게 고려되지 않는 실시예에서, 상부 및 바닥부 플레이트(204, 206)와 바디(248)는 용접에 의해 커플링될 수 있다.
도 3에서 도시된 바디 어셈블리(202)의 부분 단면도를 추가적으로 참고하면, 적어도 하나의 스페이서(316)가 바디(248)의 상부면(304) 및 상부 플레이트(204)의 하부면(302) 사이에 제공된다. 스페이서(316)는 상부 플레이트(204) 및 챔버 바디(248)를 분리시키고, 이에 의해 갭(306)이 그 사이에 형성된다. 일 실시예에서, 스페이서(316)는 챔버 바디(248)의 상부면의 평면 구역보다 훨씬 작은 평면 구역을 갖는 부재이다. 예를 들면, 다수의 스페이서(316)가 챔버 바디(248)의 일 측부를 따라서 상부면(304) 상에 배치될 수 있다.
진공 또는 다른 응력 조건 하에서 상부 플레이트(204)가 챔버 바디(248)와 접촉하는 것을 막으면서 가스켓 또는 오링(o-ring; 386)이 플레이트 및 바디 사이에서 진공 시일(seal)을 유지하도록 적절하게 압축되도록 스페이서(316)의 두께가 선택된다. 유사하게, 하나 이상의 스페이서(316)가 바닥부 플레이트(206) 및 챔버 바디(248) 사이에 제공되고 이에 의해 그 사이의 갭(306)을 유지시킨다.
도 3에서 도시된 실시예에서, 제 1 스페이서(312) 및 제 2 스페이서(314)가 상부 플레이트(204) 및 챔버 바디(248) 사이에 배치되도록 도시된다. 스페이 서(312, 314)는 스페이서 및 챔버 바디(248) 및/또는 상부 플레이트(204) 사이의 마찰 계수보다 그 자체(즉, 스페이서(312) 내지 스페이서(314)) 사이에서의 더 낮은 마찰 계수를 갖는 물질로 제작된다. 따라서, 챔버 바디(248) 및 상부 플레이트(204)가 진공, 열적 또는 다른 힘에 의해 서로 상대적으로 이동하기 때문에, 상부 플레이트(204) 및 바디(248)가 접촉하는 것을 막으면서 상부 플레이트(204) 및 제 1 스페이서(312)는 제 2 스페이서(314)(및 바디(248))에 걸쳐 측면적으로 이동하는 것이 자유롭다.
일 실시예에서, 스페이서(312, 314)는 디스크이다. 디스크는 어셈블리의 각각에 대해 바디 어셈블리(202)를 고정하는데 이용되는 볼트(282) 주위로 배치된 워셔일 수 있다. 슬라이딩 구성요소(예를 들어 스페이서(312, 314))가 바디(248)의 상부면(304)에 대해 감소된 접촉 구역을 가지기 때문에, 움직임을 시작하는데 필요한 힘이 감소된다. 또한, 스페이서(312, 314)의 접촉면이 가스켓(286)의 외부로 향하기 때문에, 스페이서(312, 314)의 슬라이딩 동안 생성된 입자가 로드락 챔버(104)의 내부 부피(220)로 들어가는 것을 막는 것이 유리하다. 스페이서(316)는 립(rib) 또는 다른 피쳐의 형태일 수 있고, 이는 플레이트 및 바디 사이에서 연장하여 그 사이의 갭을 유지시킨다. 또한, 스페이서는 플레이트 또는 바디로 통합될 수 있다. 스페이서(316)는 립 또는 다른 피쳐의 형태일 수 있고, 이는 플레이트 및 바디 사이에서 연장하여 그 사이의 갭을 유지시킨다. 또한, 스페이서는 플레이트 또는 바디로 통합될 수 있다(즉, 단일 구성을 가짐).
도 3에서 도시된 실시예에서, 리세스(308)는 제 2 스페이서(314)를 위치시키 도록 바디(248)의 상부면(304)에 형성된다. 선택적으로, 리세스(미도시)는 제 1 스페이서(312)를 위치시키도록 상부 플레이트(204)에 형성될 수 있다. 리세스(미도시(308))는 선택된 깊이를 갖고, 이에 의해 스페이서(314)는 상부면(304)을 넘어 연장하며 이로써 제 1 스페이서(312)가 바디(248)에 대해 측면적으로 슬라이드하는 것이 자유롭다는 것을 보장한다.
로드락 챔버(104)의 상부 플레이트(204) 상에 미치는 힘의 효과를 추가적으로 최소화하기 위해, 적어도 하나의 슬롯(318)이 그 안에 형성된다. 상부 플레이트의 에지 상에서 움직임의 효과를 최소화하면서 상부 플레이트(204)의 중앙 영역이 움직이고, 편향되고 및/또는 팽창하는 것을 가능하게 한다. 시일 어셈블리(320)는 슬롯(318)에 배치되어 로드락 챔버(104)의 내부 부피(220)로의 누수를 막는다. 도 3에서 도시된 실시예에서, 시일 어셈블리(320)는 클램프 블록(324)의 상부 플레이트(204)에 클램프된 가스켓 또는 벨로우즈(322)를 포함한다. 유사하게, 상기에서 도시된 것처럼, 바닥부 플레이트(206)는 시일 어셈블리(320)에 의해 밀봉된 하나 이상의 슬롯(330)을 포함한다. 벨로우즈(322)는 커버(미도시)로 보호될 수 있고 이에 의해 깨진 유리 또는 다른 파편이 벨로우즈(322)를 손상시키는 것을 막는다.
도 2로 다시 돌아가면, 두 개의 기판 액세스 포트(216)가 바디(248)의 대향 측벽을 통해 형성되고 이에 의해 기판 전달 공동(208, 210)의 내부 부피(220)로부터 기판의 유입 및 배출을 가능하게 한다. 오직 하나의 포트(216)가 도 2에서 도시된다. 가열 공동(212)은 전달 챔버(106)에 커플링된 바디(248)의 일 측부 상에 형성된 적어도 하나의 기판 액세스 포트(216)를 포함하고, 이에 의해 전달 공동(212)의 내부 부피(220)가 진공 로봇(110)(도 1에서 도시됨)에 의해 액세스될 수 있다. 기판 액세스 포트(216)는 이 기술 분야에서 잘 알려진 슬릿 밸브 도어에 의해 선택적으로 밀봉된다. 본 발명으로부터 이익을 얻도록 이루어질 수 있는 하나의 슬릿 밸브 도어는 여기서 그 전체가 참조로 인용되고 타나세 등에 의해 2004년 6월 14일 출원된 "굽은 슬릿 밸브 도어"란 명칭의 미국 특허 출원 제 10/867,100호에서 설명된다.
가열 공동(212)은 선택적으로 제 2 기판 액세스 포트(도 2에서 미도시)를 가질 수 있다. 제 2 기판 액세스 포트는 슬릿 밸브 도어에 의해 선택적으로 밀봉될 수 있거나 또는 기판 액세스 포트가 공동 유지를 위해 주로 이용되기 때문에 블랭크 플레이트에 의해 대안적으로 밀봉될 수 있다.
일 실시예에서, 플레이트(204, 206, 298) 중 적어도 하나는 온도 조절 플레이트로서 구성될 수 있다. 하나 이상의 통로(224)가 플레이트(204, 206, 298)에 형성될 수 있고 유체 소스(228)에 커플링될 수 있다. 유체 소스(228)는 플레이트(204, 206, 298)의 온도, 궁극적으로는 기판(116)의 온도를 조절하기(즉, 가열하고 및/또는 냉각하기) 위해 통로(142)를 통해 순환하는 열전달 유체를 제공한다. 플레이트(204, 206, 298)를 냉각함에 의해, 프로세싱으로부터 돌아오는 뜨거운 기판은 공동(208, 210) 내에 배치된 개별적인 종래의 냉각 플레이트를 이용하지 아니한 채 효과적으로 냉각될 수 있다.
가열 공동(212)은 기판(116)을 가열하도록 선택적으로 이용되며 내부 부 피(220)를 통해 배치된 하나 이상의 램프 어셈블리(120)를 일반적으로 포함한다. 도 2에서 도시된 단면도에서, 하나의 램프 어셈블리(120)가 바디 어셈블리(202)의 측벽들 사이에서 연장하도록 도시된다. 각각의 램프 어셈블리(120)는 전력 소스(122)에 커플링될 수 있고 이에 의해 내부 부피(120)에 배치된 각각의 램프 어셈블리는 독립적으로 제어될 수 있으며 이로써 예를 들어 제 2 영역보다 빠르게 기판의 제 1 영역을 가열함에 의해 및/또는 균일하게 가열함에 의해 기판(116)의 온도 프로파일이 원하는 대로 맞추어 지도록 한다. 일 실시예에서, 램프 어셈블리(120)는 기판(216)의 중앙부가 기판의 주변부와 상이한 속도로 가열되도록 배열되고 및/또는 제어된다. 가열 속도는 주변에 비해 중앙에서 더 빠르거나 또는 그 반대일 수 있다.
도 2 및 4a를 참고하면, 다수의 기판 지지 구조물(218)이 전달 공동(208, 210)의 내부 부피(220)에 배치된다. 기판 지지 구조물(218)은 단일 기판을 각각 지지하도록 일반적으로 구성된다. 지지 구조물(218)의 높이(elevation)는 선택적으로 제어되고 이에 의해 냉각된 플레이트(또는 램프 어셈블리(120))에 대한 기판의 접근이 선택적으로 조정될 수 있다. 또한, 지지 구조물(218)의 높이는 포트(216)를 통해 기판 교환을 촉진하도록 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 기판 지지물(218)은 하나 이상의 액츄에이터(294)에 커플링되고 이에 의해 각각의 공동 내의 개별적인 지지물(218)은 독립적으로 제어될 수 있다. 다른 기판 지지 구조물이 대안적으로 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 기판 지지 구조물(218)은 액츄에이터(294)에 커플링된 플레 이트 또는 다수의 바아(296)를 포함한다. 바아(296)는 그 위에서 지지된 기판의 하부면을 지나서 나아가도록(span beyond) 구성되고 이에 의해 액츄에이터(294)로의 바아의 커플링을 촉진시킨다.
다수의 핀(226)이 바아(296)로부터 연장할 수 있고 이에 의해 그 위에서 기판(116)을 지지한다. 기판(116)을 지지하는 핀(226)의 단부는 둥근 형태일 수 있거나 및/또는 기판 스크래칭을 피하기 위해서 그리고 핀(226) 및 기판(116)의 바닥면 사이의 동적 마찰을 감소시키기 위해서 볼을 포함할 수 있다. 도 2에서 도시된 실시예에서, 볼은 각각의 핀(226)의 말단부에 배치된다. 볼에 의해 제공되는 감소된 마찰은 기판에 스크래치 없이 핀(226) 상에서 지지되면서 기판을 쉽게 펼치고 수축시키는(expand and contract) 것을 가능하게 한다. 다른 적절한 기판 지지대는 2003년 3월 5일 출원된 미국 특허 제 6,528,767호, 2001년 10월 27일 출원된 미국 특허출원 제 09/982,406호, 및 2003년 2월 27일 출원된 미국 특허출원 제 60/376,857호에서 설명되고, 이들 모두는 여기서 그 전체가 참조로서 인용된다. 핀(226)은 로봇식 엔드 이팩터(robotic end effector)로 기판 교환을 촉진시키도록 일반적으로 배열된다. 또한, 핀(226)은 내부에서 기판을 지지하기 위한 가열 공동(212)의 플로어를 형성하는 내부 플레이트(298)에 커플링된다.
기판 및 챔버 바디(248) 사이의 열전달을 향상시키기 위해, 기판 지지대(218)는 전달 공동(208, 210)의 플로어(또는 실링)에 인접하게 그 위에서 기판 지지대를 이동시킬 수 있다. 기판 및 전달 공동 플로어/실링 사이의 거리는 기판 온도에 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들면 프레싱으로부터 돌아오는 뜨거운 기 판은 240℃를 초과하는 온도를 가질 수 있다. 성형을 위한 열적 응력 및/또는 응축(condensation)을 막기 위해, 뜨거운 기판은 전달 공동 플로어/실링으로부터 먼 거리에서 유지될 수 있다. 뜨거운 기판이 예를 들어 약 140℃까지 충분히 냉각되었다면, 차가운 기판은 열 전달 효율을 향상시키도록 전달 공동 플로어/실링에 더욱 가깝게 이동될 수 있고 이에 의해 차가운 기판이 더 빠른 속도로 얻어지는 것을 가능하게 하며, 이는 또한 기판 처리량을 향상시킨다.
전달 공동(208, 210)의 플로어/실링 및 기판 사이의 열 전달을 추가적으로 향상시키기 위해, 기판 지지대(218)는 전달 공동의 플로어 및/또는 실링에 꼭 맞도록 구성될 수 있다. 이는 기판 및 챔버 바디 어셈블리(202) 사이의 거리가 최소화되게 하고, 일 실시예에서 챔버 바디 어셈블리(202)와 접촉하도록 기판을 위치시켜 통로(224)를 통해 움직이는 열전달 유체와의 열교환을 최대한 이용한다.
도 5는 기판 지지대(218)와 꼭 맞도록(interfit) 구성된 내부 플레이트(298)의 일 실시예의 단면도를 도시한다. 플레이트(298)는 슬롯(502)(도 5에서 하나가 도시됨)을 포함하고, 이 슬롯은 기판 지지대(218)의 바아(296)가 내부에서 이동하는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 바아(296)가 슬롯(502)의 바닥부로 움직이기 때문에 슬롯(502)의 깊이는 플레이트(298)에 의해 핀(226)으로부터 기판이 리프트되는 것을 가능하게 하도록 선택될 수 있다. 대안적으로, 슬롯(502) 또는 바아(296)의 움직임은 기판이 통로(224)를 통해 순환하는 유체에 의해 효과적으로 냉각되도록 플레이트에 대해 가까이 근접한 채로 핀(226) 상에서 지지되는 기판(116)을 유지시키도록 구성될 수 있다. 제 2 전달 공동(210)은 경계 내부 플레이트(298)의 하부에 형성된 슬롯(502)과 유사하게 구성된다.
도 4b는 로드락 챔버의 내부의 다른 실시예의 부분적인 등축도이다. 도 4b에서 도시된 실시예에서, 하부 기판 지지대(444)의 높이를 제어하는 액츄에이터(404)는 상부 기판 지지대(442)에 형성된 피쳐(440)를 통과하고, 이에 의해 액츄에이터(402, 406)가 정렬되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 기판 지지대(442, 444)는 로드락 챔버의 내부 부피 내에서 동일한 투입된(projected) 표면 구역(예를 들어 풋프린트)을 갖도록 구성될 수 있고, 이에 의해 로드락 챔버 바디의 벽이 기판 지지대(442, 444)에 더 가까이 배치되는 것을 가능하게 하며, 이는 로드락 챔버의 내부 부피를 감소시켜 유리하게 낮은 펌핑 및 배출 시간을 초래한다. 도 4b에서 도시된 실시예에서, 피쳐(440)는 상부 기판 지지대(442)를 통해 형성된 홀이다. 대안적으로 피쳐(440)는 상부 및 하부 기판 지지대(442, 444) 사이의 노치, 그루브, 슬롯, 컷아웃(cut-out) 또는 다른 기하학적 불일치(geometric disparity)일 수 있고, 이는 하부 기판 지지대(444)의 높이를 제어하는 액츄에이터(440)가 상부 기판 지지대(442)에 의한 방해 없이 하부 지지 플레이트(444)에 커플링되는 것을 가능하게 한다. 또한, 액츄에이터(402, 404)의 쌍은 동심적으로 정렬되고, 도 4c에서 도시된 것처럼 하부 액츄에이터의 구동 로드(464)는 상부 기판 지지대(442)의 피쳐(440) 및 상부 액츄에이터(402)의 로드(462)를 통해 끼워넣어진다.
도 2를 다시 참고하면, 압력 제어 시스템(250)이 로드락 챔버(104)에 커플링되고 이에 의해 바디 어셈블리(202)의 내부 부피(220) 내의 압력을 제어한다. 압력 제어 시스템(250)은 가스 소스(252) 및 배출 시스템(254)을 일반적으로 포함한 다. 가스 소스(252)는 챔버 바디 어셈블리(202)를 통해 형성된 적어도 하나의 입구 포트(260)에 커플링된다. 가스 소스(252)는 챔버 바디 어셈블리(202)의 내부 부피(220) 내의 압력을 올리고 및/또는 조절하는데 이용되는 배기 가스를 제공한다. 예를 들면, 가스 소스(252)는 전달 공동(208, 210)의 내부 부피(220) 안으로 배기 가스를 유동시킬 수 있고 이에 의해 진공 환경으로부터 대기 환경으로 기판(116)의 전달을 촉진한다. 일 실시예에서, 배기 가스는 질소, 헬륨, 에어 또는 다른 적절한 가스 중 적어도 하나를 포함한다. 선택적으로, 가열 공동(212)은 입구 포트를 포함하지 않을 수 있고, 일 실시예에서 공동(212)은 작동 진공 압력에서 일정하게 유지될 수 있다.
입구 제어 밸브(256)는 가스 소스(252) 및 입구 포트(260) 사이에 배치되고 이에 의해 바디 어셈블리(202)의 내부 부피(220)로 배기 가스의 유동을 선택적으로 제어한다. 입구 제어 밸브(256)는 진공 조건 하에서 실질적으로 누수 방지 시일(leak-tight seal)을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 가스 소스(252)는 배기 가스의 유동 속도, 온도 및/또는 습도와 같은 배기 가스의 특성을 제어하도록 구성된다.
도 2에서 도시된 실시예에서, 입구 포트(260)는 배기 통로(238)에 의해 하나 이상의 확산기(240)로 커플링된다. 확산기(240)는 상부 플레이트(204)(또는 다른 플레이트)의 내측부에 형성되고, 이에 의해 내부 부피(220)로 유동하는 가스는 기판(116)의 상부를 향해 배향된다. 이 배열은 기판(116)을 프로세스한 이후 로드락 챔버(104)를 배기하면서 기판(116)을 냉각시키는 것을 유리하게 돕는다.
일 실시예에서, 확산기(240)는 플레이트(204, 298)의 바닥면에 형성된 리세스(232)에 형성된다. 캡(244)은 플레이트에서 플레넘(plenum; 242)을 형성하는 리세스(232)를 커버한다. 연결 홀(236)은 플레넘(242)을 배기 통로(238)로 유체적으로 커플링시킨다. 다수의 구멍(276)이 캡(244)을 통해 형성되고 이에 의해 화살표(234)에 의해 도시된 것처럼 배기 가스가 가스 소스(252)로부터 플레넘(242)을 통해 내부 부피(220) 안으로 유동하는 것을 가능하게 한다. 확산기(240)는 주로 로드락 챔버(104) 안으로 배기 가스를 향하게 할 의도이지만, 확산기(240)는 챔버(104)의 내부 부피(220)를 비우는데도 이용될 수 있다.
배출 시스템(254)은 챔버 바디 어셈블리(202)를 통해 형성된 적어도 하나의 배출 포트(262)에 일반적으로 커플링된다. 배출 시스템(254)은 로드락 챔버(104)의 내부 부피(220)로부터 가스를 제거하도록 구성된다. 배출 시스템(254)은 하나 이상의 진공 펌프(미도시)를 포함할 수 있고 배출 시스템(미도시)을 촉진하도록 궁극적으로 커플링될 수 있다. 예를 들면, 배출 시스템(254)은 내부 부피(220)로부터 가스를 펌프 아웃(pump out)할 수 있고 이에 의해 대기 환경으로부터 진공 환경으로 기판(116)의 전달을 촉진한다.
배출 제어 밸브(258)는 배출 시스템(254) 및 배출 포트(262) 사이에 배치되고 이에 의해 바디 어셈블리(202)의 내부 부피(220)를 빠져나가는 가스의 유동을 선택적으로 제어한다. 배출 제어 밸브(258)는 입구 제어 밸브(256)와 일반적으로 유사하고 진공 조건 하에서 거의 누수 방지 시일을 제공할 수 있다.
제어기(280)는 그 작동을 제어하도록 로드락 챔버(104)에 커플링된다. 제어 기(280)는 중앙 프로세싱 유닛(CPU; 282), 지지 회로(286) 및 메모리(284)를 포함한다. CPU(282)는 다양한 챔버 및 하위 프로세서를 제어하기 위한 산업적 설정에서 이용될 수 있는 어떠한 형태의 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 지지 회로(286)는 종래의 방식으로 프로세서를 지지하기 위해 CPU(282)에 커플링된다. 이러한 회로는 캐쉬, 전력 서플라이, 시계 회로, 입력/출력 회로, 하위 시스템 및 이와 유사한 것을 포함한다. 메모리(284)는 CPU(282)에 커플링된다. 메모리(284) 또는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 어떠한 다른 형태의 로컬 혹은 원격 디지털 저장부와 같은 하나 이상의 쉽게 이용 가능한 메모리일 수 있다.
도 6a는 램프 어셈블리(120)의 일 실시예를 도시하는 로드락 챔버(104)의 부분 단면도이다. 램프 어셈블리(120)는 일반적으로 램프(104)를 수용하는 튜브(602)를 포함한다. 램프(104)는 내부 부피(220)에 배치된 기판을 복사적으로 가열하는데 적절한 탄소 IR 램프 또는 다른 램프일 수 있다.
튜브(602) 및/또는 램프(604)의 상부면은 반사 물질로 코팅될 수 있고 이에 의해 램프(604)에 의해 생성된 에너지는 기판의 아래 방향으로 향하여 가열 효율을 증가시킨다. 일 실시예에서, 코팅은 금을 포함한다.
튜브(602)는 램프(604)에 의해 생성된 복사열이 바디 어셈블리(202)의 내부 부피(220)에 배치된 기판(116)을 효율적으로 가열하는 것을 가능하게 하는데 적절한 전달 물질로 일반적으로 제작된다. 일 실시예에서, 튜브(602)는 석영으로 제작된다. 튜브(602)의 지름 및 두께는, 튜브(602)가 진공 조건에 의해 둘러싸일 때 압력 차이 경험(pressure differential experience)에 의해 부서지는 것을 막도록 일반적으로 선택된다.
튜브(602)는 일반적으로 개방 단부(606) 및 폐쇄 단부(608)를 포함한다. 튜브(602)는 바디(248)의 측벽(614)을 통해 형성된 구멍(612)을 통해 배치된다. 튜브(602)는 개방 단부(606)에 형성된 플레어된 플랜지(flared flange; 610)를 포함한다. 폐쇄 단부(608)는 일반적으로 바디 어셈블리(202)에 형성된 내부 부피(220) 안으로 연장한다.
튜브(602)는 장착 어셈블리(616)에 의해 바디 어셈블리(202)에 커플링된다. 장착 어셈블리(616)는 일반적으로 장착 블록(618), 리테이너(retainer; 620) 및 캡(622)을 포함한다. 장착 어셈블리(616)는 일반적으로 구멍(632)을 포함하고, 이 구멍을 통해 튜브(602)의 폐쇄 단부(608)가 연장한다.
리테이너(620)는 일반적으로 그 형태가 환형이고 다수의 죔쇠(624)에 의해 장착 블록(618)에 커플링된다. 리테이너(620)의 내부 지름은 일반적으로 튜브(602)의 플랜지(610)의 외부 지름 미만이다. 이는 튜브(602)의 개방 단부(606)가 구멍(632)을 통과하여 바디 어셈블리(202)의 내부 부피(220)로 들어가는 것을 막는다.
캡(622)은 다수의 죔쇠(626)에 의해 장착 블록(618)에 커플링된다. 캡(622)은 리테이너(620)에 대해 튜브(602)의 플랜지(610)를 붙잡는다. 제 1 시일(628)은 캡(622) 및 장착 블록(618) 사이에 배치된다. 제 2 시일(630)은 캡(622) 및 튜브(602)의 플랜지 사이에 배치된다. 제 3 시일(640)은 장착 블록(618) 및 바 디(248) 사이에 배치된다. 죔쇠(626)가 바디(248)에 대해 장착 블록(618)을 그리고 장착 블록(618)에 대해 캡(622)을 압축하기 때문에, 시일(628, 630, 640)은 진공 시일을 제공하도록 압축되고, 이에 의해 바디 어셈블리(202)의 외부로부터 내부 부피(220)를 격리시킨다. 또한, 튜브(602) 및 장착 어셈블리(616) 사이에 배치된 제 2 시일(630)은 바디 어셈블리(202)의 내부 부피로부터 튜브(602)의 내부를 유체적으로 격리시킨다.
램프 어셈블리(120)는 상부 또는 바닥부보다 작은 구역을 갖는 바디 어셈블리(202)의 벽으로부터 주로 지지되기 때문에, 압력 변화 및/또는 바디 편향에 의한 램프 어셈블리(120)의 이동은 최소화된다. 또한, 기판 및 램프 어셈블리(120) 사이의 공간은 거의 균일한 거리에서 유지된다.
튜브(602)의 개방 단부(606)는 챔버 바디(202)의 외부의 대기에 노출되고, 이에 의해 대기 환경에 대해 로드락 챔버의 내부 부피(220)를 노출시키지 아니한 채 램프(204)가 튜브(602)로부터 교체 및/또는 삽입되는 것을 가능하게 한다. 또한, 램프(604)는 납제품(leads)을 포함하고, 이 납제품은 내부 부피(220)(예를 들어 대기 압력에서)의 외부의 커넥터(636) 및 와이어(642)에 의해 커플링될 수 있다. 또한, 램프 또는 램프 전기적 연결과 관련된 어떠한 입자는 유체적으로 기판으로부터 격리되고, 이에 의해 이러한 소스로부터 입자 오염의 가능성을 제거한다.
와이어(642)는 챔버 바디(202)의 외부에 배치된 체이스(chase; 638) 또는 다른 와이어 도관을 통해 루트가 정해질(routed through) 수 있다. 체이스(638)는 내부 부피(220)로 연장하는 다수의 램프 어셈블리(120)가 단일 위치로부터 서비스 되는 것을 가능하게 한다.
도 6b는 램프 어셈블리(660)의 다른 실시예를 도시하는 로드락 챔버(104)의 부분 단면도이다. 램프 어셈블리(660)는 일반적으로 램프(604)를 수용하는 튜브(662)를 포함한다. 튜브(662)는 일반적으로 개방 단부(666) 및 폐쇄 단부(668)를 포함한다. 폐쇄 단부(668)는 일반적으로 바디 어셈블리(202)에 형성된 내부 부피(220) 안으로 연장한다. 튜브(662)는 바디(248)의 측벽(614)을 통해 형성된 구멍(612)을 통해 배치된다.
튜브(662)는 장착 어셈블리(670)에 의해 바디 어셈블리(202)에 커플링된다. 장착 어셈블리(670)는 일반적으로 장착 블록(680) 및 시일 리테이너(682)를 포함한다. 장착 어셈블리(670)는 일반적으로 구멍(678)을 포함하고, 이 구멍을 통해 튜브(662)의 폐쇄 단부(668)가 연장한다.
장착 블록(680)은 일반적으로 그 형태가 환형이고 다수의 죔쇠(684)에 의해 벽(614)에 커플링된다. 장착 블록(680)의 내부 지름은 일반적으로 튜브(662)의 외부 지름보다 크다.
시일 리테이터(682)는 다수의 죔쇠(686)에 의해 장착 블록(680)에 커플링된다. 시일 리테이너(682)는 튜브(662) 및 장착 블록(680) 사이의 제 1 시일(690)을 붙잡는다. 제 1 시일(690)은 장착 어셈블리(670) 및 튜브(662) 사이의 누수를 방지한다.
제 2 시일(630)은 장착 블록(680) 및 바디(248) 사이에 배치된다. 죔쇠(684)는 바디(248)에 대해 장착 블록(618)을 추진하기(urge) 때문에, 시일(684) 은 진공 시일을 제공하도록 압축되고 이에 의해 바디 어셈블리(202)의 외부로부터 내부 부피(220)를 격리시킨다.
튜브(662)의 개방 단부(666)는 챔버 바디(202)의 외부의 대기에 노출된다. 따라서, 램프(204)는 대기 환경으로 로드락 챔버의 내부 부피(220)의 노출 없이 튜브(662)로부터 삽입되고 및/또는 교체될 수 있다.
도 6c는 램프 어셈블리(650)의 다른 실시예를 도시하는 로드락 챔버(104)의 부분적 단면도이다. 이 램프 어셈블리(650)는 일반적으로 하나 이상의 램프(652)를 수용하는 튜브(654)를 포함한다. 이 튜브(654)는 일반적으로 챔버의 외부에 배치되거나 또는 적어도 개방된 두 개의 개방 단부(656)를 포함한다. 튜브(654)의 중앙부는 일반적으로 바디 어셈블리(202)에 형성된 내부 부피(220)를 통해 연장한다. 튜브(662)는 바디(248)의 측벽(614)을 통해 형성된 구멍을 통해 배치된다. 튜브(662)의 각각의 개방 단부(656)는 상기에서 설명된 것처럼 장착 어셈블리(670)에 의해 바디(248)의 각각의 측벽(614)으로 밀봉된다.
튜브(662)는 실질적으로 관통하여(therethrough) 연장하는 하나의 램프(642)를 수용할 수 있거나 또는 내부에 다수의 램프(652)를 수용할 수 있다. 램프(652)는 튜브(654)의 개방 단부(656)로부터 액세스될 수 있다.
도 7-8은 챔버 바디(202) 내부에서 지지되는 램프 어셈블리(120)의 폐쇄 단부(608)의 부분 단면도이다. 도 7-8에서 도시된 실시예에서, 다수의 램프 어셈블리(120)가 일렬로 배열된다. 쌍을 형성하는 각각의 램프 어셈블리(120)는 로드락 챔버(104)의 대향(facing) 측벽(614)을 통해 형성된 구멍(612)을 통해 연장한다. 램프 어셈블리(120)의 각각의 쌍은 안내부(700)에 의해 지지되는 폐쇄 단부(608)를 갖는다. 도 8에서 점선으로 도시된 것처럼, 안내부(700)는 챔버의 길이로 뻗어 있는 단일 바아(800)의 형태일 수 있다. 단일 바아(800)는 바디(248)의 대향 측벽에 대해 단독으로 커플링될 수 있고, 실링의 이동은 램프 어셈블리로부터 디커플링되며, 이에 의해 램프 어셈블리 및 기판 사이의 거의 일정한 공간을 유지시킨다. 대향 램프 어셈블리 구성은 챔버 바디의 내부 부피로 뻗어 있고, 더 짧은 램프(604)가 튜브(602)에서 이용된다. 짧은 램프(604)(즉, 내부 챔버 폭 미만)는 램프 교체 동안 적은 여유 공간을 필요로 한다. 짧은 램프 피쳐는 도 1에서 도시된 것처럼 로드락 챔버(104)의 매우 인접한 프로세싱 챔버(108)의 밀접한 접근성에 의해 유리하다.
도 7에서 도시된 실시예에서, 튜브(602)의 폐쇄 단부(608)는 안내부(700)에 의해 지지된다. 안내부(700)는 튜브(602)의 폐쇄 단부(608)를 수용하는 홀(702)을 포함한다. 각각의 홀(702)은 튜브(602)가 스크래치 되는 것을 막고 설치 동안 안내부로서 작용하는 것을 막도록 챔퍼(chamber) 및 반경을 갖는다. 전용 안내부는 도 7-8에서 도시된 것과 같은 두 개의 튜브(602)에 대해 각각의 튜브(602)에 대해 이용될 수 있거나 또는 도 8에서 점선으로 도시된 것처럼 다수의 대향 튜브 쌍에 대해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 홀(702)은 튜브(602)와 충분한 여유 공간을 갖고 이에 의해 측벽으로부터 캔틸레버된(cantilevered) 방향으로 램프 어셈블리(120)가 지지되는 것을 보장하며, 이에 의해 균일한 램프-대-기판 공간 균일성을 향상시킨다.
안내부(700)는 일반적으로 내부 부피(220)의 실링(704)에 커플링된다. 안내부(700)는 실링(704)에 대해 이격된 관계로 램프 어셈블리(120)를 지지한다. 도 7에서 도시된 실시예에서, 실링(704)은 내부 플레이트(298)의 하면이다. 다른 실시예에서, 안내부는 상부 플레이트(204)의 바닥부, 바닥부 플레이트(206), 또는 바디 어셈블리(202)의 다른 부분에 커플링될 수 있다.
도 9-11은 내부에서 지지되는 다수의 램프 어셈블리를 갖는 로드락 챔버의 상이한 실시예의 부분 단면도이다. 일반적으로, 도 9-11의 실시예는 기판 온도 균일성을 향상시키는 방식으로 배열된 램프 어셈블리를 갖는다.
도 9에서 도시된 실시예에서, 로드락 챔버(900)의 부분 단면도는 제 1 측벽(904)으로부터 챔버 부피(906)로 연장하는 제 1 다수의 램프 어셈블리(902)를 갖고 제 2 대향 측벽(910)으로부터 챔버 부피(906)로 연장하는 제 2 다수의 램프 어셈블리(908)를 갖도록 도시된다. 램프 어셈블리(902, 908)는 상기에서 설명된 것처럼 구성되는 것이 일반적이다.
대향 램프 어셈블리(902, 908)의 각각의 쌍은 개략적으로 동축 배열로 정렬되는 것이 일반적이다. 제 1 측벽(904)으로부터 챔버 부피(906)로 연장하는 인접 제 1 램프 어셈블리(902)의 길이는 제 1 램프 어셈블리(902)의 단부(912)가 서로 엇갈리게 하도록(staggered), 예를 들어 챔버 부피(906) 안으로 상이한 거리로 연장하도록 선택된다. 유사하게, 제 2 측벽(910)으로부터 챔버 부피(906)로 연장하는 인접한 제 2 램프 어셈블리(908)의 길이는 제 2 램프 어셈블리(908)의 단부(914)가 챔버 부피(906) 안으로 상이한 거리로 서로 엇갈리게 되어 대향 단 부(912, 914)의 각각의 쌍이 인접한 대향 단부(912, 914)의 쌍과 제 1 측벽(904)으로부터 상이한 거리만큼 오프셋되도록 선택된다. 램프 어셈블리(902, 908)의 대향 단부(912, 914)의 서로 엇갈리는 배열은 큰 선형 저온 영역이 기판의 중앙 아래의 직선 라인으로 램프 어셈블리(902, 906)의 단부(912, 914) 아래의 기판 상에서 형성되는 것을 막는다.
도 10에서 도시된 실시예에서, 로드락 챔버(1000)의 부분 단면도는 제 1 측벽(1004)으로부터 챔버 부피(1006)로 연장하는 제 1 다수의 램프 어셈블리(1002) 및 제 2 대향 측벽(1010)으로부터 챔버 부피(1006)로 연장하는 제 2 다수의 램프 어셈블리(1008)를 갖도록 도시된다. 램프 어셈블리(1002, 1008)는 일반적으로 상기에서 설명한 것처럼 구성된다.
대향 램프 어셈블리(1002, 1008)의 각각의 쌍은 일반적으로 축방향 오프셋 배열로 정렬된다. 제 1 램프 어셈블리(1002)는 챔버 부피(1006)에 걸쳐 절반을 넘는 거리만큼 제 1 측벽(1004)으로부터 연장된다. 또한, 제 2 램프 어셈블리(1008)는 챔버 부피(1006)에 걸쳐 절반을 넘는 거리만큼 제 2 측벽(1010)으로부터 연장한다. 그 길이는 인접 램프 어셈블리(1002, 1008)의 단부(1012, 1014)가 겹치도록, 예를 들어 인접 램프 어셈블리(1002, 1008)의 단부(1012, 1014)가 서로를 넘어서 연장하도록 선택된다. 이러한 서로 엇갈리고 오프셋된 배열에서, 인접 램프 어셈블리(1002, 1008)의 단부(1012, 1014) 사이에 존재하는 낮은 열전달 구역은 서로 엇갈리게 되어 램프 어셈블리(1002, 1008)에 의해 가열되는 기판의 온도 균일성은 증가된다.
상기에서 설명된 다양한 실시예에서, 램프 어셈블리는 로드락 챔버의 벽과 수직한 관계로 일반적으로 배향되고, 로드락 챔버의 벽으로부터 연장한다. 그러나, 램프 어셈블리는 대안적으로 로드락 챔버의 벽에 대해 예각(actuate angle)으로 배향될 수 있고, 이 로드락 챔버 벽으로부터 연장한다. 예를 들면, 도 11에서 도시된 실시예에서, 로드락 챔버(1100)의 대향 측벽(1106, 1108)으로부터 연장하는 각진 램프 어셈블리(1102, 1104)는 각(1120)을 이룰 수 있다. 이 각(1120)은 벽(1106)에 수직한 방향을 갖는 가상 라인(1124) 및 램프 어셈블리(1102)의 중앙 라인(1122) 사이에서 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 각(1120)은 약 1 내지 약 10도 또는 약 1 내지 약 5도와 같은, 약 1 내지 약 30도일 수 있다. 램프 어셈블리(1104)의 중앙라인(1126)은 램프 어셈블리(1102)의 중앙라인(1122)와 평행할 수 있다. 램프 어셈블리(1102, 1104)는 도 11에서 도시된 것처럼 서로 엇갈리고 오프셋될 수 있으며, 다른 실시예에서 도 9에서 도시된 것처럼 동축으로 서로 엇갈릴 수 있다. 또한, 각진 램프 어셈블리는 가열된 기판의 온도 균일성이 향상되도록 램프 어셈블리의 새로운 단부와 관련된 낮은 열 출력을 혼합한다(blend the low heat output associated new the ends of the lamp assembly).
따라서, 가열된 로드락 챔버가 제공되었다. 단부 지지된 램프 어셈블리는 진공 조건 하에 있을 때 챔버 바디의 상부에 의해 겪는 편향으로부터 램프의 위치를 디커플링시키고, 이에 의해 배기 및 진공 사이클 동안 램프 및 기판 사이의 거리에서의 변화를 최소화한다. 또한, 램프의 전기적 연결부가 진공 환경 밖에 위치하기 때문에, 진공 환경 내의 아킹이 제거된다. 또한, 대향 튜브 설계는 로드락 챔버에 가깝에 인접하여 배치된 인접 챔버들과의 진공을 깨지 않은 채 램프 교체를 촉진한다.
이전의 내용은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 그 기본 범위로부터 벗어나지 아니한 채 고안될 수 있다. 본 발명의 범위는 이하의 청구항에 의해 결정된다.
Claims (25)
- 가열된 로드락 챔버로서,내부 부피 및 둘 이상의 기판 액세스 포트를 갖는 챔버 바디; 및상기 챔버 바디의 내부 부피로 부분적으로 또는 전체적으로 연장하는 다수의 램프 어셈블리를 포함하고,상기 램프 어셈블리의 각각은,램프; 및상기 챔버 바디의 내부 부피로 연장하며 상기 챔버 바디의 내부 부피로부터 상기 램프를 격리시키는 압력 배리어를 제공하는 전달 튜브를 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 1 항에 있어서,상기 전달 튜브가,상기 챔버 바디의 내부 부피에 배치된 폐쇄 단부; 및상기 챔버 바디 외부의 대기 환경에 상기 램프를 노출시키는 개방 단부를 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 1 항에 있어서,상기 전달 튜브가 상기 튜브의 상부면을 코팅하는 반사 물질을 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 3 항에 있어서,상기 반사 물질이 금을 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 1 항에 있어서,상기 전달 튜브가 석영으로 제작되는,가열된 로드락 챔버.
- 제 1 항에 있어서,상기 전달 튜브가 진공 프로세싱 조건에 의해 둘러싸이고 상기 전달 튜브의 내부가 거의 대기 압력에 있을 때, 상기 전달 뷰트는 부서짐을 막도록 선택된 기하구조를 갖는,가열된 로드락 챔버.
- 제 1 항에 있어서,상기 램프가 탄소 IR 램프를 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 7 항에 있어서,상기 램프가 연장된 u-형태의 부재를 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 1 항에 있어서,상기 램프가 상기 램프의 상부면을 코팅하는 반사 물질을 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 9 항에 있어서,상기 반사 물질이 금을 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 1 항에 있어서,상기 다수의 램프 어셈블리는,상기 챔버 바디의 제 1 벽으로부터 연장하는 램프 어셈블리의 제 1 그룹; 및상기 챔버 바디의 제 2 벽으로부터 연장하는 램프 어셈블리의 제 2 그룹을 추가로 포함하고,상기 램프 어셈블리의 제 1 및 제 2 그룹이 평행한 중앙라인을 갖는,가열된 로드락 챔버.
- 제 11 항에 있어서,상기 램프 어셈블리의 중앙라인이 상기 제 1 벽의 방향에 수직하게 배향되지 않는,가열된 로드락 챔버.
- 제 1 항에 있어서,상기 다수의 램프 어셈블리가,상기 챔버 바디의 제 1 벽으로부터 연장하는 제 1 램프 어셈블리; 및상기 챔버 바디의 제 2 벽으로부터 연장하는 제 2 램프 어셈블리를 추가로 포함하고,상기 제 1 및 제 2 램프 어셈블리가 동축 중앙라인을 갖는,가열된 로드락 챔버.
- 제 13 항에 있어서,상기 다수의 램프 어셈블리가,상기 챔버 바디의 제 1 벽으로부터 연장하는 제 3 램프 어셈블리; 및상기 챔버 바디의 제 2 벽으로부터 연장하는 제 4 램프 어셈블리를 추가로 포함하고,상기 제 3 및 제 4 램프 어셈블리가 동축 중앙라인을 가지며,상기 제 1 및 제 2 램프 어셈블리의 단부가 상기 제 3 및 제 4 램프 어셈블리의 단부와 정렬되는,가열된 로드락 챔버.
- 제 13 항에 있어서,상기 다수의 램프 어셈블리가,상기 챔버 바디의 제 1 벽으로부터 연장하는 제 3 램프 어셈블리; 및상기 챔버 바디의 제 2 벽으로부터 연장하는 제 4 램프 어셈블리를 추가로 포함하고,상기 제 3 및 제 4 램프 어셈블리가 동축 중앙라인을 가지며,상기 제 1 및 제 2 램프 어셈블리의 단부가 상기 챔버 부피 안으로 상이한 거리만큼 투입되는(project),가열된 로드락 챔버.
- 가열된 로드락 챔버로서,내부 부피 및 둘 이상의 기판 전달 포트를 갖는 챔버 바디; 및하나 이상의 램프 어셈블리를 포함하고,상기 하나 이상의 램프 어셈블리가, 램프 및 내부에 상기 램프를 수용하는 전달 튜브를 포함하며,상기 전달 튜브는,상기 챔버 바디의 측벽을 통해 연장하는 개방 단부로서, 상기 전달 튜브의 내부가 대기에 개방되도록 상기 챔버 바디의 측벽에 밀봉된, 개방 단부; 및상기 챔버 바디의 내부 부피로 연장하고 상기 챔버 바디에 의해 둘러 싸인 폐쇄 단부로서, 상기 챔버 바디의 상부에 대해 이격된 관계로 지지되는, 폐쇄 단부를 추가로 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 16 항에 있어서,상기 튜브의 중앙라인이 상기 챔버 바디의 바닥부에 평행한 방향을 갖는,가열된 로드락 챔버.
- 제 17 항에 있어서,상기 튜브의 중앙라인의 방향이 상기 챔버 바디의 벽과 수직이 아니고, 챔버 바디의 벽으로부터 상기 튜브가 연장하는,가열된 로드락 챔버.
- 가열된 로드락 챔버로서,A) 제 1 및 제 2 대향 측벽 사이에 형성된 내부 부피를 갖는 챔버 바디;B) 평행한 관계로 지지되는 다수의 제 1 램프 어셈블리로서,램프; 및내부에 상기 램프를 수용하는 전달 튜브를 추가로 포함하고,상기 전달 튜브가,개방 단부로서, 상기 개방 단부를 통해 상기 램프를 상기 챔버 바디의 제 1 측벽을 통해 빼낼 수 있는, 개방 단부; 및상기 챔버 바디의 내부로 그리고 제 2 측벽을 향해 연장하는 폐쇄 단부로서, 상기 전달 튜브가 상기 로드락 챔버의 내부 부피로부터 상기 램프를 격리시키는 압력 배리어를 제공하는, 폐쇄 단부를 포함하는,평행한 관계로 지지되는 다수의 제 1 램프 어셈블리; 및C) 평행한 관계로 지지되는 다수의 제 2 램프 어셈블리로서,램프; 및내부에 상기 램프를 수용하는 전달 튜브를 추가로 포함하고,상기 전달 튜브가,개방 단부로서, 상기 개방 단부를 통해 상기 램프를 상기 챔버 바디의 제 2 측벽을 통해 빼낼 수 있는, 개방 단부; 및상기 챔버 바디의 내부로 그리고 제 1 측벽을 향해 연장하는 폐쇄 단부로서, 상기 전달 튜브가 상기 로드락 챔버의 내부 부피로부터 상기 램프를 격리시키는 압력 배리어를 제공하는, 폐쇄 단부를 포함하는,평행한 관계로 지지되는 다수의 제 2 램프 어셈블리를 포함하는,가열된 로드락 챔버.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 램프 어셈블리의 중앙라인이 상기 챔버 바디의 바닥부와 평행한 방향을 갖고,상기 제 1 램프 어셈블리 중 하나의 중앙라인이 상기 제 2 램프 어셈블리 중 하나의 중앙라인과 동축에 있는,가열된 로드락 챔버.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 램프 어셈블리의 폐쇄 단부가 정렬되는,가열된 로드락 챔버.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 램프 어셈블리의 폐쇄 단부가 서로 엇갈리는,가열된 로드락 챔버.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 램프 어셈블리 및 상기 제 2 램프 어셈블리가 서로 끼워지는(interleave),가열된 로드락 챔버.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 램프 어셈블리 및 상기 제 2 램프 어셈블리가 상기 챔버 바디의 벽과 평행하지 않은 방향으로 배열되고, 상기 챔버 바디의 벽으로부터 상기 램프 어셈블리의 각각이 연장되는,가열된 로드락 챔버.
- 제 24 항에 있어서,상기 제 1 램프 어셈블리 및 상기 제 2 램프 어셈블리가 서로 끼워지는,가열된 로드락 챔버.
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