KR20090046917A - 디커플드 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 가지는 로드 록 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 디커플링된 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 가지는 로드 록 챔버를 포함한다. 일 실시예에서, 로드 록 챔버는 메인 조립체, 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 및 시일 조립체를 포함한다. 상기 메인 조립체는 내부에 형성된 기판 이송 공동을 구비한다. 두 개의 기판 접근 포트들이 메인 조립체를 통해서 형성되고 상기 공동에 유체적으로 커플링된다. 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실은 접근 포트들 중 하나에 인접하고 정렬되어 배치되는 개구를 구비한다. 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실은 메인 조립체로부터 디커플링된다. 시일 조립체는 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 메인 조립체에 커플링시킨다.

Description

디커플드 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 가지는 로드 록 챔버{LOAD LOCK CHAMBER WITH DECOUPLED SLIT VALVE DOOR SEAL COMPARTMENT}
개략적으로 설명하여, 본 발명의 실시예는 진공 프로세싱 시스템을 위한 로드 록 챔버에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 디커플드 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 가지는 로드 록 챔버에 관한 것이다.
두 개의 급격하게 변화되는 기술 분야들의 예를 들면 박막 트랜지스터 및 광전지 장치가 있다. 평판형 패널 기술에 의해서 형성된 박막 트랜지스터(TFT)는 컴퓨터 및 텔레비젼 모니터, 휴대폰 디스플레이, 개인 휴대용 정보 단말기(PDAs), 및 계속적으로 증가되는 다른 장치들과 같은 능동 매트릭스 디스플레이에서 일반적으로 이용된다. 일반적으로, 평판형 패널은 액정 물질이 사이에 샌드위치된 두 개의 유리 플레이트를 포함한다. 유리 플레이트들 중 하나 이상은 전원에 커플링되고 상부에 배치되는 전도성 필름을 포함한다. 전원으로부터 전도성 필름으로 공급되는 전력은 결정 물질의 배향을 변화시켜, 패턴 디스플레이를 생성한다.
광전지 장치(PV) 또는 태양 전지(cell; 셀)는 태양광선을 직류(DC) 전력으로 변환한다. PV 또는 태양 전지는 통상적으로 패널 상에 형성된 하나 이상의 p-n 정크션을 구비한다. 각 정크션은 반도체 재료 내에 두 개의 상이한 영역들을 포함하 며, 이때 일 측부는 p-타입 영역으로 그리고 다른 측부는 n-타입 영역으로 지칭된다. PV 셀의 p-n 정크션이 태양 광선(광자로부터의 에너지를 포함)에 노출될 때, 태양 광선은 PV 효과를 통해서 직접적으로 전기로 전환된다. 일반적으로, 고효율(즉, 단위 면적당 높은 전력 출력) 정크션 장치를 제조하기 위해서 고품질 실리콘계 물질이 요구된다. 비정질 실리콘(a-Si) 필름이 PV 셀에서의 실리콘계 패널 물질로서 널리 이용되고 있는데, 이는 통상적인 저온 플라즈마 화학기상증착(PECVD) 프로세스에서의 제조 비용이 저렴하기 때문이다.
상승하는 에너지 비용을 상쇄(offset)시키기 위한 보다 효율적인 PV 장치를 위한 평판 패널 기술 및 요구사항을 시장에서 허용하는 경우에, 대형 패널, 높아진 제조 속도(rates) 및 낮은 제조 비용에 대한 요구는 제조업자들에게 새로운 시스템을 개발하도록 압력을 가하였으며, 그러한 새로운 시스템은 평판 패널 디스플레이 및 PV 장치 제조를 위한 보다 큰 기판을 수용할 것이다. 현재의 기판 프로세싱 장비는 일반적으로 약 2 평방 미터 보다 약간 큰 기판을 수용하도록 구성된다. 그보다 큰 대형 기판을 수용하도록 구성된 프로세싱 장비는 가까운 장래에 실현될 것이다.
그러한 대형 기판을 제조하기 위한 장비는 제조장치(fabricators)에 대한 상당한 투자를 의미한다. 종래의 시스템은 대형의 그리고 고가의 하드웨어를 요구한다. 로드 록 챔버의 작동 중에 발생되는 큰 압력차로 인해서, 로드 록 챔버의 벽은 휘어짐을 방지하기 위해서 반드시 매우 두꺼워야 한다. 챔버 휘어짐은 수많은 프로세싱 문제들에 기여하거나 및/또는 일으키며, 그러한 문제들 중 일부는 열 조 정 피쳐(thermal regulating features) 및 기판 사이의 불균일한 간격, 프로세싱 챔버 내에서의 기판 지지부의 이동, 시일 수명의 단축, 그리고 입자 발생 문제들을 포함하며, 상기의 불균일한 간격은 불균일한 열전달을 초래하고, 상기의 기판 지지부 이동은 로봇 핸드오프 문제(robotic handoff issues)를 초래할 수 있다. 그러나, 이러한 문제점들을 완화시키기 위해서 필요한 정도까지 벽 두께를 증대시키는 것은 챔버 본체의 중량 및 비용을 허용가능할 수 없을 정도로 증대시킬 수 있으며, 그에 따라, 챔버 휘어짐을 제한 및/또는 차단할 수 있는 다른 해결책이 매우 바람직할 것이다.
그에 따라, 대형 기판의 효율적인 이송을 위한 로드 록 챔버가 요구되고 있다.
본 발명의 실시예들은 디커플드 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 구비하는 로드 록 챔버를 포함한다. 일 실시예에서, 로드 록 챔버는 메인 조립체, 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 및 시일 조립체를 포함한다. 상기 메인 조립체는 내부에 형성된 기판 이송 공동을 구비한다. 두 개의 기판 접근 포트들이 메인 조립체를 통해서 형성되고 상기 공동에 유체적으로(fluidly) 커플링된다. 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실은 접근 포트들 중 하나에 인접하고 정렬되어 배치되는 개구(aperture)를 구비한다. 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실은 메인 조립체로부터 디커플링된다. 시일 조립체는 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 메인 조립체에 커플링시킨다.
다른 실시예에서, 로드 록 챔버는 메인 조립체, 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실, 슬릿 밸브 도어 및 환형 탄성 시일을 포함한다. 상기 메인 조립체는 기판 이송 공동을 구비한다. 두 개의 기판 접근 포트들이 메인 조립체를 통해서 형성되고 상기 공동에 유체적으로 커플링된다. 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실이 기판 이송 통로를 구비한다. 기판 이송 통로는 상기 메인 조립체의 접근 포트들 중 하나와 정렬되는 인접 포트를 구비한다. 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실은 메인 조립체로부터 디커플링된다. 슬릿 밸브 도어는 도어 시일 격실의 실링 면(face)과 결합되어 기판 이송 통로를 선택적으로 실링한다. 환형 탄성 시일은 메인 조립체에 대한 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 사이에 시일을 형성한다.
또 다른 실시예에서, 로드 록 챔버는 메인 조립체, 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실, 슬릿 밸브 도어 및 환형 탄성 시일을 포함한다. 메인 조립체는 기판 이송 공동 및 두 개의 기판 접근 포트를 포함한다. 두 개의 기판 접근 포트는 메인 조립체를 통해서 공동에 유체적으로 커플링된다. 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실은 기판 이송 통로를 구비하며, 상기 기판 이송 통로 내에는 슬릿 밸브 도어가 배치된다. 슬릿 밸브 도어는 도어 시일 격실의 실링 면과 선택적으로 결합되도록 작동되어 기판 이송 통로를 선택적으로 실링시킨다. 환형 탄성 시일은 메인 조립체에 대한 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 사이에 시일을 형성한다.
본 발명의 전술한 특징들, 특별한 기술 및 간단한 요약을 위해, 실시예를 참조한 도면이 참조된다. 그러나 첨부된 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예를 도시할 뿐이며 본 발명의 청구범위를 제한하지 않음을 주지하여야 하며, 본 발명의 범위는 균등한 다른 실시예들에 영향을 미친다.
이하의 도면에서, 이해를 돕기 위해, 가능한 경우에 동일한 구성요소에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였다. 추가적인 설명이 없더라도, 일 실시예의 구성요소들이 다른 실시예에서 유리하게 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 로드 록 챔버의 하나의 실시예를 구비하는 예시적인 클러스터 툴의 평면도이다.
도 2는 도 1 의 선 2-2를 따라 취한 로드 록 챔버의 단면도이다.
도 3은 도 1의 로드 록 챔버의 부분 단면도이다.
도 4는 로드 록 챔버로부터 팩토리 인터페이스(factory interface)를 실링하기 위해서 이용되는 슬릿 밸브 도어의 위치를 도시한, 챔버 본체 조립체의 단순화된 단면도이다.
도 5는 시일 조립체의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6은 시일 링의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7은 시일 링의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 8A-B는 클램프 블록의 세그먼트(segment)의 평면도 및 단면도이다.
도 9A-B는 다른 클램프 블록의 세그먼트의 평면도 및 단면도이다.
도 10은 로드 록 챔버로부터 이송 챔버를 실링하기 위해서 이용되는 슬릿 밸브 도어의 위치를 도시한, 챔버 본체 조립체의 단순화된 단면도이다.
도 11A는 도 1의 로드 록 챔버의 또 다른 부분 단면도이다.
도 11B는 로드 록 챔버의 내부의 다른 실시예를 도시한 부분적인 등축도이 다.
도 11C는 로드 록 챔버의 내부의 또 다른 실시예를 도시한 부분적인 등축도이다.
도 12는 도 1의 로드 록 챔버의 또 다른 부분 단면도이다.
도 13은 램프 조립체의 일 실시예를 도시한, 도 1의 로드 록 챔버의 부분 단면도이다.
도 14-15는 로드 록 챔버 내에서 지지되는 램프 조립체의 폐쇄된 단부의 부분 단면도이다.
대형 기판을 효과적으로 이송하기에 적합한 디커플드 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 가지는 로드 록 챔버가 제공된다. 슬릿 밸브 도어 시일 격실이 로드 록 챔버의 메인 챔버 본체 조립체에 비해서 상당히 적은 표면적을 가지기 때문에, 챔버 본체 조립체의 격실에 인가되는 힘, 예를 들어 열팽창 또는 압력이나 다른 힘으로 인한 휘어짐이 슬릿 밸브 도어 시일 격실로부터 차단되고, 그에 따라 시일 격실에 대해서 큰(significant) 이동이나 휘어짐을 부여하지 않는다. 그에 따라, 디커플드라는 용어는, 챔버의 진공 무결성(integrity)의 손상없이, 챔버 본체 조립체가 실링에 대해서 상대적으로 이동 또는 휘어질 수 있는 능력을 규정한다. 바람직하게도, 이러한 디커플링은 시일 격실에 형성된 슬릿 밸브 도어 실링 표면들을 작동 공차 이내에서 유지하며, 작동 중에 입자 발생을 줄이는데 기여하며, 슬릿 밸브 도어 시일의 서비스 수명을 연장시킨다. 비록, 주요 실시예가 로드 록 챔버로서 설 명되어 있지만, 다른 진공 챔버들, 예를 들어 기판 이송, 화학기상증착, 물리기상증착, 열처리, 에칭, 이온 주입, 또는 기타 진공 챔버들도 본 명세서에 설명된 디커플드 시일 격실 구성을 이용하여 구성될 수 있을 것이다. 또한, 비록 미국 캘리포니아 산타클라라에 소재하는 Applied Materials, Inc.로부터 구입이 가능한 구성의 로드 록 챔버를 참조하여 디커플드 시일 격실을 가지는 챔버의 특정 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 특징들이 다른 로드 록 챔버, 열 챔버, 및/또는 진공 프로세싱 챔버들, 그리고 다른 제조업자들이 공급하는 상기와 같은 챔버들에서도 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 로드 록 챔버(104)의 일 실시예를 가지는 예시적인 클러스터 툴(100)의 평면도이다. 클러스터 툴(100)은 로드 록 챔버(104)에 의해서 이송 챔버(106)에 커플링된 팩토리 인터페이스(102)를 포함한다. 일반적으로, 팩토리 인터페이스(102)는 다수의 기판 저장 카셋트(114) 및 대기압 로봇(112)을 포함한다. 대기압 로봇(112)은 카셋트(114)와 로드 록 챔버(104) 사이에서의 기판(116) 이송을 돕는다. 다수의 기판 프로세싱 챔버(108)가 이송 챔버(106)에 커플링된다. 진공 로봇(110)이 이송 챔버(106) 내에 배치되어 로드 록 챔버(104)와 프로세싱 챔버(108) 사이에서의 기판 이송을 돕는다.
일반적으로, 로드 록 챔버(104)는 하나 이상의 기판 저장 슬롯이 내부에 형성된 하나 이상의 분위기-격리 가능 공동(environmentally-isolatable cavity)을 포함한다. 일부 실시예에서, 다수의 분위기-격리 가능 공동이 제공될 수 있으며, 그 각각에는 하나 이상의 기판 저장 슬롯이 형성될 수 있다. 로드 록 챔버(104)는 이송 챔버(106) 내에서 유지되는 진공 분위기와 팩토리 인터페이스(102)의 주변 또는 대기압 분위기 사이에서 기판(116)을 이송하도록 작동된다.
도 1에서 점선으로 도시된 다수의 램프 조립체(120)는, 팩토리 인터페이스(102)와 이송 챔버(106) 사이에서 로드 록 챔버(104)를 통과하는 기판의 이송 방향에 대체적으로 수직으로, 로드 록 챔버(104)를 가로질러 연장한다. 램프 조립체(120)는 전원(122)에 커플링되며, 그에 따라 로드 록 챔버(104) 내에 배치된 기판들이 선택적으로 가열될 수 있게 한다. 비록, 도 1의 실시예에서 5개의 램프 조립체(120)가 도시되어 있지만, 가열 요건이나 기하학적 제한을 고려하여 선택된 그보다 많거나 적은 수의 램프 조립체(120)를 포함하도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 램프 조립체(120) 대신에 또는 그에 추가하여, 다른 타입의 히터들이 이용될 수도 있을 것이다.
일반적으로, 로드 록 챔버(104)는 하나 이상의 디커플드 슬릿 밸브 도어 시일 격실 및 메인 조립체(140)를 구비하는 본체 조립체(160)를 포함한다. 슬릿 밸브 도어 시일 격실은 로드 록 챔버(104)의 내부를 분위기적으로 격리하기 위해서 슬릿 밸브 도어가 실링되는 표면을 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실(142)이 메인 조립체(140)와 팩토리 인터페이스(102) 사이에 배치되고, 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실(144)이 메인 조립체(140)와 이송 챔버(106) 사이에 배치된다.
도 2는 도 1의 로드 록 챔버(104)를 보다 구체적으로 도시한다. 비록, 로드 록 챔버(104)가 다수의 기판 이송 공동을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 그들 중 하나의 내부에는 램프 조립체(120)가 배치되며, 공동 당(per cavity) 하나의 기판 보다 큰 용량을 가지는 로드 록 챔버들을 포함하여, 기판 이송을 위해서 이용되는 하나 이상의 공동을 가지는 임의의 로드 록 챔버 내에서 상기 램프 조립체(120)가 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일반적으로, 본체 조립체(160)는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 다른 적절한 물질과 같은 강성(rigid) 물질로부터 제조된다. 본체 조립체(160)는 부품들의 조립에 의해서 누설이 없는 구조물로 제조될 것이다. 메인 조립체(140)는 하나의 하위 부품(subcomponents)의 또는 그 조립체일 수 있다. 본 발명이 유리하게 적용될 수 있는 하나의 적절한 본체 조립체가 2006년 1월 13일자로 출원된 미국 특허출원 제 11/332,781에 개시되어 있다. 본 발명이 유리하게 적용될 수 있는 하나의 적절한 본체 조립체가 2004년 4월 26일자로 출원된 미국 특허출원 제 10/832,795, 2000년 9월 15일자로 출원된 미국 특허출원 제 09/663,862, 2004년 5월 10일자로 출원된 미국 특허출원 제 10/842,079, 그리고 2006년 6월 2일자로 출원된 미국 특허출원 제 11/421,793 등에 개시되어 있다. 상기 모든 미국 특허출원 전체가 본 명세서에서 참조된다.
하나의 실시예에서, 메인 조립체(140)는 상부 플레이트(204) 및 바닥 플레이트(206)를 포함하며, 상기 플레이트들은 다수의 링-형상 본체(248)를 샌드위치시킨다. 내부 플레이트(298)가 상기 본체(248)들 사이에 배치된다. 플레이트(204, 206, 298)들은 각 본체(248) 내부에 형성된 내부 체적부(220)를 둘러싼다. 도 2에 도시된 실시예에서, 상부 및 하부 내부 체적부(220)들이 기판 이송 공동(208, 210) 으로서 구성되는 한편, 중간 본체(248)에 의해서 경계지어지는 내부 체적부(220)는 가열 공동(212)으로서 구성된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 램프 조립체(120)가 가열 공동(212) 내에 배치되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 그 대신에, 램프 조립체들이 다른 이송 공동(208, 210)들 중에서 하나의 내부에 또는 공동(208, 210, 212)들의 임의 조합의 내부에 배치될 수 있을 것이다.
상부 플레이트(204) 및 바닥 플레이트(206)는 다수의 체결구에 의해서 상부 플레이트(204) 및 바닥 플레이트(206) 중 하나 이상과 본체(248) 사이의 상대적인 운동을 허용하는 방식으로 본체(248)에 실링방식으로 커플링된다. 예를 들어, 상부 플레이트(204) 및 바닥 플레이트(206) 중 하나 이상이 용접 없이 본체(248)에 커플링된다. 플레이트(204, 206)로부터 측벽으로 인가되는 힘이 큰 문제가 되지 않는 실시예에서, 상부 플레이트(204) 및 바닥 플레이트(206) 그리고 본체(248)는 용접에 의해서 커플링될 수 있다.
도 3에 도시된 본체 조립체(160)의 부분 단면도를 추가적으로 참조하면, 하나 이상의 스페이서(316)가 상부 플레이트(204)의 하부 표면(302)과 본체(248)의 상부 표면(304) 사이에 제공된다. 스페이서(316)는 상부 플레이트(204)와 챔버 본체(248)를 분리시켜, 그 사이에 갭(306)이 형성되게 한다. 일 실시예에서, 스페이서(316)는 챔버 본체(248)의 상부 표면(304)의 평평한 면적 보다 상당히 좁은 평평한 면적을 가지는 부재이다. 예를 들어, 다수의 스페이서(316)가 챔버 본체(248)의 일 측부를 따라서 상부 표면(304) 상에 배치될 수 있다.
가스킷 또는 o-링(386)이 적절하게 압착되어 플레이트들과 본체 사이에 진공 시일이 유지될 수 있도록 하는 동시에, 진공 또는 다른 응력(stress) 조건하에서 상부 플레이트(204)가 챔버 본체(248)와 접촉하는 것을 방지할 수 있도록, 스페이서(316)의 두께가 선택된다. 유사하게, 하나 이상의 스페이서(316)가 바닥 플레이트(206)와 챔버 본체(248) 사이에 제공되어 그 사이에서 갭(306)을 유지한다.
도 3에 도시된 실시예에서, 제 1 스페이서(312) 및 제 2 스페이서(314)가 상부 플레이트(204)와 챔버 본체(248) 사이에 배치된 것으로 도시되어 있다. 스페이서(312, 314)는 스페이서와 챔버 본체(248) 및/또는 상부 플레이트(204) 사이의 마찰 계수 보다 적은 자체들 간의(between itself)(예를 들어, 스페이서(312) 대 스페이서(314)) 마찰 계수를 가지는 물질로 제조된다. 그에 따라, 챔버 본체(248) 및 상부 플레이트(204)가 진공, 열적인 힘, 또는 다른 힘으로 인해서 서로에 대해서 이동함에 따라, 상부 플레이트(204)와 본체(248)가 접촉하는 것을 방지하면서, 상부 플레이트(204)와 제 1 스페이서(312)가 제 2 스페이서(314)(및 본체(248))를 가로질러 측방향으로 자유롭게 병진이동(translate)된다.
일 실시예에서, 스페이서(312, 314)들이 디스크이다. 디스크들은 용이한 조립을 위해서 본체 조립체(160)를 고정하는데 이용되는 볼트(282) 주위에 배치된 와셔일 수 있다. 활주 부품(예를 들어, 스페이서(312, 314))이 본체(248)의 상부 표면(304)에 대해서 감소된 접촉 면적을 가짐에 따라, 이동을 시작하는데 필요한 힘이 감소된다. 또한, 스페이서(312, 314)들의 접촉 표면이 가스킷(286)의 외측에 있기 때문에, 바람직하게도, 스페이서(312, 314)들의 활주 동안에 생성되는 입자들 이 로드 록 챔버(104)의 내부 체적부(220)로 유입되는 것이 방지된다. 스페이서(316)가 플레이트들과 본체 사이에서 연장하여 그 사이에서 갭을 유지하는 리브(rib) 또는 다른 피쳐 형태일 수 있을 것이다. 또한, 스페이서가 플레이트들 또는 본체로 통합될 수도 있을 것이다. 스페이서(316)가 플레이트들과 본체 사이에서 연장하여 그 사이에서 갭을 유지하는 리브 또는 다른 피쳐 형태일 수 있을 것이다. 또한, 스페이서가 플레이트들 또는 본체로 통합될 수도 있을 것이다(즉, 일체형 구성).
도 3에 도시된 실시예에서, 제 2 스페이서(314)를 위치시키기 위해서, 리세스(308)가 본체(248)의 상부 표면(304) 내에 형성된다. 선택적으로, 제 1 스페이서(312)를 위치시키기 위해서, 리세스(도시 하지 않음)가 상부 플레이트(204) 내에 형성될 수도 있을 것이다. 제 1 스페이서(312)가 본체(248)에 대해서 자유롭게 측방향으로 활주되는 것을 보장하기 위해서 스페이서(314)가 상부 표면(304)을 넘어서 연장하도록, 리세스(도시 하지 않음)(308)의 깊이가 선택된다.
선택적으로, 로드 록 챔버(104)의 상부 플레이트(204)(및 다른 수평 플레이트)에 작용하는 힘의 영향을 최소화하기 위해서, 하나 이상의 슬롯(도시 하지 않음)이 그 내부에 형성될 수 있다. 슬롯은 상부 플레이트(204)의 중심 영역이 이동, 편향(deflect) 및/또는 팽창할 수 있게 허용하면서도, 상부 플레이트의 엣지에 대한 이동의 영향을 최소화할 수 있다. 슬롯 내에 배치된 실링 조립체는 로드 록 챔버(104)의 내부 체적으로의 누설을 방지하기 위한 것이다. 편향을 완하(mitigating)하기 위한 슬롯을 가지는 로드 록 챔버가, 2006년 1월 13일자로 출 원되고 본 명세서에 전체가 참조되는 미국 특허출원 제 11/332,781 호에 개시되어 있다.
도 2를 다시 참조하면, 두 개의 기판 접근 포트(216)가 본체(248)의 대향하는 측벽들을 통해서 형성되어 기판 이송 공동(208, 210)의 내부 체적부(220)로부터 기판의 진입 및 진출을 허용한다. 포트(216)들 중 하나 만이 도 2에 도시되어 있다. 가열 공동(212)은 이송 챔버(106)에 결합된 본체(248)의 측부에 형성된 하나 이상의 기판 접근 포트(216)를 포함함으로써, 이송 공동(212)의 내부 체적부(220)가 진공 로봇(110)(도 1 참조)에 의해서 접근될 수 있게 한다. 가열 공동(212)은 그러한 가열 공동(212)과 팩토리 인터페이스(102) 사이의 기판 이송을 허용하기 위한 제 2 의 기판 접근 포트(도 2에 도시되지 않음)를 선택적으로 구비할 수 있다. 제 2 기판 접근 포트는 슬릿 밸브 도어에 의해서 선택적으로 실링될 수 있으며, 또는 그 대신에, 블랭크(blank) 플레이트에 의해서 실링될 수도 있는데, 이는, 이러한 구성의 로드 록 조립체에서, 기판 접근 포트가 주로 공동의 유지보수에 사용되기 때문이다.
도 4는 로드 록 챔버(104)의 팩토리 인터페이스 측부 상에서 기판 접근 포트(216)를 실링하기 위해서 이용되는 슬릿 밸브 도어(400)의 위치를 나타내는 챔버 본체 조립체(106)의 단순화된 단면도이다. 로드 록 챔버(104)의 이송 챔버 측부 상에 슬릿 밸브 도어(400)를 위치시키는 것은 도 10과 관련하여 이하에서 보다 구체적으로 설명될 것이다. 슬릿 밸브 도어(400)는 슬릿 밸브 시일 격실(142, 144) 내에 수용된다. 슬릿 밸브 도어(400)는 본체 메인 조립체(140)의 공동을 선택적으 로 격리시키기 위해서 그리고 압력 배리어(barrier)를 제공하기 위해서 이용된다. 폐쇄된 위치에서, 슬릿 밸브 도어(400)는 가스 및 기판이 포트(216)를 통해서 이동하는 것을 방지한다. 소위 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 개방된 위치에서, 슬릿 밸브 도어(400)는 기판 접근 포트들을 통한 유동을 방지한다. 본 발명에서 채용될 수 있는 슬릿 밸브 도어의 한 예가, 2004일자로 출원되고 본 명세서에서 전체가 참조되는 Tanase 등의 "CURVED SLIT VALVE DOOR"라는 명칭의 미국 특허출원 제 10/867,100 호에 기재되어 있다.
도 4에 도시된 실시예에서, 시일 격실(142)은 이송 통로(402)를 포함하고, 상기 이송 통로를 통해서 기판이 로드 록 챔버(104)와 팩토리 인터페이스(102) 사이에서 이송된다. 이송 통로(402)는 기판 이송 포트(406) 및 도어 공동(404)을 가진다. 기판 이송 포트(406)는 시일 격실(142)의 제 1 측부(420) 상에서 시일 격실(142)을 빠져나오며(exit; 통과하며) 메인 조립체(140)의 기판 접근 포트(216)와 대략적으로 정렬된다. 도어 공동(404)은 시일 격실(142)의 제 2 측부(420)에서 시일 격실(142)을 빠져나오며, 그 곳에서 공동(404)은 팩토리 인터페이스(102)로 대략적으로 개방된다. 통과하여 이송되는 기판(및 로봇)의 공차(clearance)를 허용하는 개방 위치와 이송 통로(402)를 유효하게 실링하는 폐쇄 위치(도시된 바와 같음) 사이에서 도어(400)가 내부 회전될 수 있도록 허용할 수 있게, 도어 공동(404)의 크기가 결정된다.
시일 면(408)이 도어 공동(404)과 이송 포트(406) 사이에서 이송 통로(402) 내에 형성된다. 시일 면(408)은 도 4에 수직 배향된 상태로 도시되어 있으나, 도 어(400)를 작동시키는 액츄에이터(도시 하지 않음)의 이동거리를 줄이기 위해서 수직으로 경사질 수도 있을 것이다.
시일 조립체(410)가 시일 격실(142)과 메인 조립체(140) 사이에 배치된다. 시일 조립체(410)는 시일 격실(142)과 메인 조립체(140) 사이의 진공 밀봉 시일(vacuum tight seal)을 제공하고, 포트(216, 406)를 둘러싼다.
도 5는 시일 조립체(410)의 일 실시예의 단면을 도시한다. 개략적으로 설명하면, 시일 조립체(410)는 시일 격실(142) 및 메인 조립체(140)의 엣지에 형성된 리세스(504) 내로 끼워지는 다수의 클램프 블록(502) 및 시일 링(500)을 포함한다. 시일 링(500)은 VITON과 같은 폴리머, 또는 진공 조건하에서 사용하기에 적합한 기타 가스킷 물질로 제조될 수 있을 것이다. 대안적으로, 시일 링(500)이 금속화처리된(metallized) 벨로우즈일 수 있다.
클램프 블록(502)은 두 개의 이격된 환형 링들 내에 정렬될 수 있고, 여기에서 각 클램프 링은 시일 링(500)의 대향 엣지를 실링하기 위한 것이다. 일반적으로, 클램프 블록(502)은 금속, 세라믹, 또는 폴리머와 같은 강질(stiff) 물질로 부터 제조된다. 일반적으로, 클램프 블록(502)의 물질은 후술하는 바와 같이 링(500)을 압축할 수 있을 정도로 충분한 강질 특성을 가지도록 선택된다.
일반적으로, 체결구(514)는 클램프 블록(502) 및 시일 링(500)을 통해서 형성된 홀(516, 518)을 통과하고 메인 조립체(140) 및 시일 격실(142) 내에 각각 형성된 나사형 홀(520)과 결합된다. 체결구(514)가 조여짐에 따라(tightened), 각 클램프 블록(502)은 시일 격실(142) 및 메인 조립체(140)에 대항하여(against) 시 일 링(500)의 대향 엣지들을 각각 압착하여, 그 사이에 시일을 형성한다. 시일 격실(142) 및 메인 조립체(140)가 분리되어 유지되기 때문에, 즉 갭이 그 사이에 형성되기 때문에, 메인 조립체(140)의 이동 및/또는 편향이 시일 격실(142)로 전달되지 않는데, 이는 시일 링(500)의 가요성 때문이다. 그에 따라, 메인 조립체(140)를 시일 격실(142)에 고정하기 위한 다른 별도의 강성 체결구 또는 다른 강성의 요소가 없이도 시일 조립체(410)가 메인 조립체(140)의 거의 모든 이동 및/또는 편향을 수용함에 따라, 메인 조립체(140)의 이동 및/또는 편향이 시일 격실(142)로부터 디커플링되고, 그에 따라 확실하고 신뢰가능한 시일을 위한 도어 조립체(400) 및 시일 면(408)의 배향을 유지하게 되고, 그리고 긴 시일 수명 및 감소된 입자 발생을 위해서 시일 면-대-도어의 슬라이딩 이동을 실질적으로 제거할 수 있게 된다.
도 6-7을 추가로 참조하면, 일반적으로, 시일 링(500)은 포트(216, 406)를 형성하는 벽들에 대해서 피팅(fit)되도록 성형된 환형 링이다. 도 7에 도시된 실시예에서, 시일 링(500)은 대체적으로 장방형 형태를 가지나, 포트를 둘러싸기 위한 다른 기하학적 형상도 이용될 수 있을 것이다. 시일 링(500)은 튜브 형태를 가지는 평평한 리본을 형성하는 내측의 제 1 측부(702) 및 외측의 제 2 측부(704)를 구비한다. 시일 링(500)은 외측의 제 2 측부(704)로부터 돌출하는 웨이브(wave; 510)를 포함한다. 메인 조립체(140) 및 플레이트(142)의 부분에 형성되는 리세스(504)는 링(500)이 실링식으로 클램핑되는 바닥부(506)를 포함한다. 트로프(trough; 508)가 리세스(504)의 바닥부(506) 내에 형성되어 상기 웨이브(510)를 수용한다. 상기 트로프(508)와 바닥부(506)의 측벽들 사이의 인터페이스(512)가 링(500)에 대한 손상을 방지하기 위해서 라운딩 처리될 수 있을 것이다. 유사하게, 진공에 노출될 때 시일 링(500)이 날카로운 모서리에 걸리는 것ㅇ르 방지하기 위해서, 클램프 블록(502)의 내측 바닥 모서리 역시 라운딩 처리된다. 링(500)의 제 1 측부(420)가 진공에 놓이게 됨에 따라, 웨이브(510)가 클램프 블록(502)에 대항하여 평평해짐으로써 시일을 지지할 것이다. 시일 링(500) 내의 홀(518)이 진공 분위기에 노출되기 때문에, 릿지(ridges; 706)가 홀(518) 내측으로 링(500)의 제 1 및 제 2 측부(420, 422) 상에 제공되어 리세스(504)의 바닥부(506) 및 클램프 블록(502)의 각 표면과 링(500) 사이에 접촉 압력을 집중시켜 진공 무결성을 보다 잘 유지할 수 있게 한다.
클램프 블록(502)은 금속 또는 다른 적적할 물질로 제조될 수 있다. 클램프 블록(502)은 환형 형태일 수 있고 링(510)의 클램핑을 허용하도록 약간 가요성을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 클램프 블록(502)은 용이한 조립을 위해서 다수의 클램프 세그먼트로부터 제조될 수 있다.
예를 들어, 도 8A-B 그리고 도 9A-B에 도시된 실시예에서, 클램프 블록의 쌍이 클램프 세그먼트들을 포함할 수 있다. 클램프 세그먼트들은 도시된 바와 같이 쌍으로 정렬되거나, 또는 엇갈려서(staggered) 배치될 수 있을 것이다. 링(500)의 내측의 제 1 측부(702)를 실질적으로 덮도록, 클램프 세그먼트들이 서로 근접하여 체결될 수 있다. 클램프 세그먼트들은 링의 내측의 제 1 측부(702)를 실질적으로 덮도록 정렬될 수 있는 임의 형상 및 크기의 세그먼트들을 포함한다. 도 8A-B 그리고 도 9A-B에 도시된 실시예에서, 클램프 블록(502)은 다수의 모서리 세그먼 트(500A) 및 다수의 직선형 세그먼트(500)(B)를 포함한다. 도 8A의 단면 및 도 8B의 평면도에 도시된 바와 같이, 모서리 세그먼트(500A)는 리세스(504)가 포트(216, 406)의 둘레를 따르도록 곡선형이 되거나 꺽였을 때 그 리세스(504)의 모서리와 실질적으로 일치(match)되는 벤드(802)를 가진다. 도 9A의 단면 및 도 9B의 평면도에 도시된 바와 같이, 직선형 세그먼트(500)(B)는 하나의 직선형 세그먼트(500)(B)로서 또는 다수의 인접된(abutted) 직선형 세그먼트(500)(B)들로서 리세스(504)의 선형 부분 또는 직선형 부분을 따라 링(500)을 덮을 수 있는 크기를 가진다. 클램프 블록(502)이 다른 구성을 가질 수 있을 것이다.
도 10은 챔버 본체 조립체(106)를 단순화하여 도시한 단면도로서, 시일 격실(144)내에 수용되고 로드 록 챔버(104)의 이송 챔버 측부 상의 기판 접근 포트(216)를 시일하도록 이용되는 슬릿 밸브 도어(400)의 위치를 도시한다. 일반적으로, 시일 격실(144)은 이송 통로(1002)를 포함하며, 그러한 이송 통로를 통해서 기판이 로드 록 챔버(104)와 이송 챔버(106) 사이에서 이송된다. 이송 통로(1002)는 기판 이송 포트(1006), 기판 이송 개구(aperture; 1010) 및 도어 공동(1004)을 구비한다. 기판 개구(1010)는 시일 격실(144)의 제 1 측부(1020) 상의 시일 격실(144)을 통해 빠져나오고(형성되고) 메인 조립체(140)의 기판 접근 포트(216)와 대체적으로 정렬된다. 기판 이송 포트(1006)는 시일 격실(144)의 제 2 측부(1022) 상에서 시일 격실(144)을 빠져나오고 일반적으로 이송 챔버(106)로 개방된다. 도어 공동(1004)이 포트(1006)와 개구(1010) 사이에 형성된다. 일반적으로, 통과하여 이송되는 기판(및 로봇)의 공차(clearance)를 허용하는 개방 위치와 이송 통 로(1002)를 유효하게 실링하는 폐쇄 위치(도시된 바와 같음) 사이에서 도어(1000)가 내부 회전될 수 있도록 허용할 수 있게, 도어 공동(1004)의 크기가 결정된다.
시일 면(1008)이 도어 공동(1004)과 이송 포트(1006) 사이에서 이송 통로(1002) 내에 형성된다. 시일 면(1008)은 도 10에 수직 배향된 상태로 도시되어 있으나, 도어(1000)를 작동시키는 액츄에이터(도시 하지 않음)의 이동거리를 줄이기 위해서 수직으로 경사질 수도 있을 것이다. 립(lip; 1012)이 시일 면(1008)으로부터 원주방향으로 연장하여 도어(400)에 대한 유닛 로딩(unit loading)을 증대시킬 수 있을 것이다.
시일 조립체(410)가 시일 격실(144)과 메인 조립체(140) 사이에 배치된다. 시일 조립체(410)는 시일 격실(144)과 메인 조립체(140) 사이의 진공 밀봉 시일(vacuum tight seal)을 제공하고, 포트(216, 406)를 둘러싸며, 도 5-9와 관련하여 전술한 바와 같이 구성된다. 시일 조립체(410)가 시일 격실(144)을 메인 조립체(140)에 커플링하는 가요성 부재를 가진다. 그에 따라, 금속 체결 수단, 체결구, 용접부 등과 같은 강성의 부재가 시일 격실(144)을 메인 조립체(140)에 직접적으로 커플링하지 않기 때문에, 메인 조립체(140)에 작용하는 이동 및/또는 힘이 시일 격실(144)로부터 격리된다. 이는, 시일 수명 및 신뢰성을 개선할 뿐만 아니라, 시일 마찰(rubbing)/마모로 인한 입자 발생도 감소시킨다.
도 2를 다시 참조하면, 하나 이상의 플레이트(204, 206, 298)가 온도 조정 플레이트로서 구성될 수 있다. 하나 이상의 통로(224)가 상기 플레이트(204, 206, 298) 내에 형성되고 유체 공급원(228)과 커플링될 수 있다. 유체 공급원(228)은 열 전달 유체를 제공하며, 그러한 열 전달 유체는 통로(224)를 통해서 순환되어 플레이트(204, 206, 298)의 온도를 조정(즉, 가열 및/또는 냉각)하고, 최종적으로는 기판(116)의 온도를 조정한다. 플레이트(204, 206, 298)를 냉각함으로써, 공동(208, 210) 내부에 배치된 별도의 종래의 냉각 플레이트를 이용하지 않아도, 프로세싱으로부터 복귀되는 고온의 기판이 효과적으로 냉각될 수 있을 것이다.
일반적으로, 가열 공동(212)은 기판(116)을 가열하기 위해서 선택적으로 이용가능하고 내부 체적부(220)를 통해서 배치되는 하나 이상의 램프 조립체(120)를 포함한다. 도 2에 도시된 단면도에서, 하나의 램프 조립체(120)가 본체 조립체(160)의 측벽들 사이에서 연정하는 것으로 도시되어 있다. 내부 체적부(120) 내에 배치된 각각의 램프 조립체가 독립적으로 제어될 수 있도록 각 램프 조립체(120)가 전원(122)에 커플링될 수 있을 것이며, 그에 따라 예를 들어 기판을 균일하게 가열하거나 및/또는 기판의 하나의 영역을 제 2 영역 보다 신속하게 가열함으로써, 기판(116)의 온도 프로파일을 원하는대로 조절할 수 있을 것이다. 하나의 실시예에서, 기판(116)의 중심이 기판의 주변부와 상이한 속도로 가열되도록 램프 조립체(120)가 정렬 및/또는 제어된다.
도 2 및 도 11A-B를 참조하면, 기판 지지 구조물(218)이 이송 공동(208, 210)의 내부 체적부(220) 내에 배치된다. 일반적으로, 기판 지지 구조물(218)은 적층된 배향된(stacked orientation) 두 개의 기판을 지지하도록 구성된다. 냉각된 플레이트(또는 램프 조립체(120))에 대한 접근도를 조절할 수 있도록, 지지 구조물(218)의 높이가 제어된다. 지지 구조물(218)의 높이는 또한 포트(216)를 통한 기판 교환을 용이하게 할 수 있도록 제어될 수 있을 것이다. 하나의 실시예에서, 각 기판 지지부(218)가 하나 이상의 액츄에이터(294)에 커플링됨으로써, 각 공동 내의 기판 지지부(218)의 높이가 독립적으로 제어될 수 있을 것이다. 그 대신에 다른 기판 지지 구조물을 이용할 수도 있을 것이다. 또한, 하나 이상의 액츄에이터를 이용하여, 지지 구조물들의 높이가 공동들 사이에서 동기화되게 할 수도 있을 것이다.
하나의 실시예에서, 기판 지지 구조물(218)이 액츄에이터(294)에 커플링된 플레이트 또는 다수의 바아(296)를 포함한다. 액츄에이터(294)에 대한 바아의 커플링을 용이하게 하기 위해서, 바아(296)들은 그 바아들의 위쪽에서 지지되는 기판의 아래쪽에 걸쳐지도록(span) 구성될 수 있을 것이다.
하나 이상의 핀(226)이 각 바아(296)로부터 연장하여 기판(116)을 지지할 수 있을 것이다. 기판(116)을 지지하는 핀(226)의 단부들이 라운딩되거나 및/또는 볼을 포함함으로써, 기판(116)의 바닥 표면과 핀(226) 사이의 운동 마찰(dynamic friction)을 줄일 수 있고 또 기판 스크래칭을 감소시킬 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 볼이 각 핀(226)의 말단부에 배치된다. 볼들에 의해서 제공되는 감소된 마찰은, 기판들이 핀(226) 상에서 지지되는 동안에 기판의 스크래칭 없이 용이하게 팽창 및 수축될 수 있게 허용한다. 다른 적절한 기판 지지부가 2003년 5월 3일자로 출원된 미국 특허 제 6,528,767호; 2001년 10월 27일자로 출원된 미국 특허출원 제 09/982,406 호; 그리고 2003년 2월 27일자로 출원된 미국 특허출원 제 60/376,857 호에 기재되어 있으며, 상기 특허들 전체가 본원에서 참조된다. 일반 적으로, 핀(226)들은 로봇 엔트 이펙터(robotic end effector)를 이용하여 기판을 용이하게 교환할 수 있도록 정렬된다. 핀(226)들이 기판을 지지하기 위한 가열 공동(212)의 바닥을 형성하는 내부 플레이트(298)에 추가적으로 커플링된다.
기판과 챔버 본체(248) 사이의 열전달을 촉진하기 위해서, 기판 지지부(218)가 이송 공동(208, 210)의 바닥(또는 천장)에 근접하도록 기판을 이동시킬 수 있을 것이다. 기판과 이송 공동 바닥/천장 사이의 거리는 기판의 온도를 기초로 조정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 프레싱(pressing)으로부터 복귀되는 고온 기판은 240 ℃를 초과하는 온도를 가질 것이다. 응축 및/또는 열적 응력의 형성을 방지하기 위해서, 고온 기판이 이송 공동 바닥/천장으로부터 먼 거리에서 유지될 것이다. 고온 기판이 충분히 냉각되면, 예를 들어 140 ℃로 냉각되면, 열전달 효율을 높일 수 있도록 낮은 온도의 기판이 기판 공동 바닥/천장에 보다 근접하도록 이동되며, 그에 따라 낮은 기판 온도가 보다 빠른 속도로 얻어질 수 있게 하고, 이러한 것은 또한 기판의 생산량을 증대시킬 것이다.
기판과 이송 공동(208, 210)의 바닥/천장 사이의 열 전달을 보다 개선하기 위해서, 기판 지지부(218)가 이송 공동의 바닥 및/또는 천장과 인터피팅(interfit)되도록 구성할 수 있을 것이다. 이는, 기판과 챔버 본체 조립체(160) 사이의 거리가 최소화될 수 있게 허용하고, 일부 실시예에서는 기판이 챔버 본체 조립체(160)와 접촉하여 배치될 수 있게 허용함으로써, 통로(224)를 통해서 유동하는 열전달 유체와 완전한(full) 열 교환이 될 수 있을 것이다.
도 12는 기판 지지부(218)와 인터피팅되도록 구성된 내부 플레이트(298)의 일 실시예를 단면 도시한다. 플레이트(298)는 기판 지지부(218)의 바아(296)가 내부에서 이동하는 것을 허용하도록 구성된 슬롯(1202)(도 12에는 하나가 도시됨)을 포함한다. 일 실시예에서, 바아(296)가 슬롯(1202)의 바닥부로 이동할 때 플레이트(198)에 의해서 기판이 핀(226)으로부터 상승될 수 있도록, 슬롯(1202)의 깊이가 선택된다. 그 대신에, 기판이 통로(224)를 통해서 순환하는 유체에 의해서 효과적으로 냉각되도록 핀(226) 상에서 지지되는 기판(116)을 플레이트에 밀접하게 접근하여 유지할 수 있도록, 슬롯(1202), 또는 바아(296)의 이동은 구성될 수 있을 것이다. 유사하게, 제 2 이송 공동(210)이 내부 플레이트(298)를 바운딩(bounding)하는 하부 부분에 형성된 슬롯(1202)과 함께 구성된다.
도 11C는 로드 록 챔버의 내부의 다른 실시예를 도시한 부분적인 등축도이다. 도 11C에 도시된 실시예에서, 제 1 액츄에이터(1104)가 하부 기판 지지부(1144)의 높이를 제어하고, 제 2 액츄에이터(1102)가 상부 기판 지지부(1142)의 높이를 제어하며, 그에 따라 하나의 공동 내에서 개별적인 기판의 높이를 독립적으로 제어할 수 있게 허용한다. 제 1 액츄에이터(1104)가 상부 기판 지지부(1142) 내에 형성된 피쳐(feature; 1140)를 통과하며, 그에 따라 액츄에이터(1102, 1106)가 정렬될 수 있다. 따라서, 기판 지지부(1142, 1144)가 로드 록 챔버의 내부 체적부 내에서 동일한 돌출 표면적(예를 들어, 풋프린트; footprint)을 가지도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 로드 록 챔버 본체의 벽들이 기판 지지부(1142, 1144)에 근접 배치될 수 있게 하며, 이는 로드 록 챔버의 내부 체적부를 감소시켜 펌핑 및 배기 시간을 줄이는 바람직한 결과를 초래한다. 이러한 실시예에서, 피 쳐(1140)는 상부 기판 지지부(1142)를 통해서 형성된 홀일 수 있다. 그 대신에, 피쳐(1140)가 노치(notch), 홈, 슬롯, 절개부, 또는 상부 기판 지지부(1142)와 하부 기판 지지부(1144) 사이의 다른 기하학적 불일치 부분(disparity)이 될 수도 있을 것이며, 그러한 불일치 부분은 하부 기판 지지부(1144)의 높이를 제어하는 액츄에이터(1140)가 상부 기판 지지부(1142)에 의한 방해 없이 하부 지지 플레이트(1144)에 커플링될 수 있게 한다. 또한, 액츄에이터(1102, 1104)의 쌍이 동심적으로 정렬될 수 있을 것이며, 이때 도 11C에 도시된 바와 같이, 하부 액츄에어터의 액츄에이션 로드(1164)가 상부 기판 지지부(1142)의 피쳐(1140) 및 상부 액츄에이터(1102)의 로드(1162)를 통해서 망원경식으로 접힐 수 있을 것이다.
다시 도 2를 참조하면, 압력 제어 시스템(250)이 로드 록 챔버(104)에 커플링되어 본체 조립체(160)의 내부 체적부(220) 내의 압력을 제어한다. 일반적으로, 압력 제어 시스템(250)은 가스 공급원(252) 및 배기 시스템(254)을 포함한다. 가스 공급원(252)은 챔버 본체 조립체(160)를 통해서 형성된 하나 이상의 유입구 포트(260)에 커플링된다. 가스 공급원(252)은 챔버 본체 조립체(160)의 내부 체적부(220) 내부의 압력을 상승 및/또는 조정하기 위해서 이용되는 벤트 가스(vent gas)를 제공한다. 예를 들어, 기판(116)을 진공 분위기로부터 대기 분위기로 이송하는 것을 돕기 위해서, 가스 공급원(252)이 이송 공동(208, 210)의 내부 체적부(220) 내로 벤트 가스를 유동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 벤트 가스가 질소, 헬륨, 공기, 또는 기타 적절한 가스 중 하나 이상을 포함한다. 선택적으로, 일 실시예에서 공동(212)이 작업 진공 압력에서 항상 유지될 것이기 때문에, 가열 공 동(212)이 유입구 포트를 포함하지 않을 수 있을 것이다.
유입구 제어 밸브(256)가 가스 공급원(252)과 유입구 포트(260) 사이에 배치되어 본체 조립체(160)의 내부 체적부(220) 내로의 벤트 가스 유동을 선택적으로 제어한다. 유입구 제어 밸브(256)는 진공 조건하에서 실질적인 누설-방지 시일을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 가스 공급원(252)은 벤트 가스의 유량, 온도 및/또는 습도와 같은 벤트 가스의 특성을 제어하도록 구성된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 유입구 포트(260)는 벤트 통로(238)에 의해서 하나 이상의 확산기(240)에 커플링된다. 확산기(240)는 상부 플레이트(204)(또는 다른 플레이트)의 내측 측부에 형성되어, 내부 체적부(220)로 유동하는 가스가 기판(116)의 상부를 향할 수 있게 한다. 바람직하게도, 이러한 구성은, 기판의 프로세싱 후에 로드 록 챔버(104)를 환기시키는 동안에 기판(116)을 냉각시키는 것을 돕는다.
일 실시예에서, 확산기(240)는 플레이트(204, 298)의 바닥부 표면내에 규정된 리세스(232)내에 형성된다. 캡(244)이 리세스(232)를 덮어서 플레이트 내의 플리넘(plenum; 242)을 형성한다. 연결 홀(236)이 플리넘(242)을 벤트 통로(238)로 유체적으로 커플링시킨다. 다수의 개구(276)가 캡(244)을 통해서 형성되어, 화살표(234)로 도시된 바와 같이, 벤트 가스가 가스 공급원(252)으로부터 플리넘(242)을 통해서 내부 체적부(220)로 유동할 수 있게 허용한다. 비록, 확산기(240)가 벤팅 가스들을 로드 록 챔버(104) 내로 주로 지향시키기 위한 것이지만, 확산기(240)가 챔버(104)의 내부 체적부(220)를 배기하는데 이용될 수도 있을 것이다.
일반적으로, 배기 시스템(254)이 챔버 본체 조립체(160)를 통해서 형성된 하나 이상의 배기 포트(262)에 커플링된다. 배기 시스템(254)은 로드 록 챔버(104)의 내부 체적부(220)로부터 가스를 제거하도록 구성된다. 배기 시스템(254)은 하나 이상의 진공 펌프(도시 하지 않음)를 포함할 수 있고 설비의 배기 시스템(도시 하지 않음)에 최종적으로 커플링될 수 있을 것이다. 예를 들어, 배기 시스템(254)은 대기 분위기로부터 진공 분위기로의 기판 이송을 돕기 위해서 내부 체적부(220)로부터 가스를 펌핑 배출할 수 있을 것이다.
배기 제어 밸브(258)가 배기 시스템(254)과 배기 포트(262) 사이에 배치되어 본체 조립체(160)의 내부 체적부(220)를 빠져나가는 가스의 유동을 선택적으로 제어할 수 있다. 통상적으로, 배기 제어 밸브(258)는 유입구 제어 밸브(256)와 유사하고 진공 조건하에서 실질적인 누설-방지 시일을 제공할 수 있다.
제어부(280)가 로드 록 챔버(104)에 커플링되어 그 작동을 제어한다. 제어부(280)는 중앙처리유닛(CPU; 282), 지원 회로(286) 및 메모리(284)를 포함한다. CPU(282)는 다양한 챔버들을 제어하기 위해서 산업적으로 셋팅될 수 있는 컴퓨터 프로세서 및 서브프로세서(subprocessors)들 중 하나의 임의 형태가 될 수 있을 것이다. 지원 회로(286)는 종래의 방식으로 프로세서를 지원하기 위해서 CPU(282)에 커플링된다. 이들 회로는 캐시, 전원, 클럭 회로, 입력/출력 회로, 서브시스템, 등을 포함한다. 메모리(284)가 CPU(112)에 커플링된다. 메모리(284), 또는 컴퓨터-판독 가능한 매체는 로컬 또는 원격지의(local or remote) 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 다른 형태의 디지털 저장부와 같은 하나 이상의 용이하게 이용가능한 메모리일 수 있다.
도 13은 램프 조립체(120)의 일 실시예를 도시하는 로드 록 챔버(104)의 부분 단면도이다. 일반적으로, 램프 조립체(120)는 램프(104)를 수용하는 튜브(1302)를 포함한다. 램프(104)는 내부 체적부(220) 내에 배치된 기판을 복사 가열하기 위한 탄소 IR 램프, 또는 다른 적절한 램프일 수 있다.
램프(1304)에 의해서 발생되는 에너지를 기판을 향해서 아래쪽으로 지향시켜 가열 효율을 높일 수 있도록, 램프(1304) 및/또는 튜브(1302)의 상부 표면이 반사 물질로 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 코팅이 금을 포함할 수 있다.
일반적으로, 튜브(1302)는 램프(1304)에 의해서 발생되는 복사 열이 본체 조립체(160)의 내부 체적부(220)에 배치된 기판(116)을 효과적으로 가열할 수 있도록 허용하는 적절한 투명 물질로 제조된다. 일 실시예에서, 튜브(1302)는 석영으로 제조된다. 일반적으로, 튜브(1302)가 진공 조건으로 둘러싸일 때 발생하는 압력차로 인해서 붕괴되는 것을 방지하도록, 튜브(1302)의 지름 및 두께가 선택된다.
일반적으로, 튜브(1302)는 개방 단부(1306) 및 폐쇄 단부(1308)를 포함한다. 튜브(1302)는 본체(248)의 측벽(1314)을 통해서 형성된 개구(1312)를 통해서 배치된다. 튜브(1302)는 개방 단부(1306)에 형성된 펼쳐진 플랜지(1310)을 포함한다. 일반적으로, 폐쇄 단부(1308)는 본체 조립체(160)내에 형성된 내부 체적부(220) 내로 연장한다.
튜브(1302)는 장착 조립체(1316)에 의해서 본체 조립체(160)에 커플링된다. 일반적으로, 장착 조립체(1316)는 장착 블록(1318), 리테이너(1320) 및 캡(1322)을 포함한다. 일반적으로, 장착 조립체(1316)는 개구(1332)를 포함하며, 그러한 개구를 통해서 튜브(1302)의 폐쇄 단부(1308)가 연장한다.
일반적으로, 리테이너(1320)는 환형 형태이고 다수의 체결구(1324)에 의해서 장착 블록(1318)에 커플링된다. 일반적으로, 리테이너(1320)의 내경은 튜브(1302)의 플랜지(1310)의 외경 보다 작다. 이는, 튜브(1302)의 개방 단부(1306)가 개구(1332)를 통과하는 것을 방지하고 그리고 본체 조립체(160)의 내부 체적부(220) 내로 연장하는 것을 방지한다.
캡(1322)이 다수의 체결구(1326)에 의해서 장착 블록(1318)에 커플링된다. 캡(1322)은 튜브(1302)의 플랜지(1310)를 리테이너(1320)에 대해서 고정(capture)한다. 제 1 시일(1328)이 캡(1322)과 장착 블록(1318) 사이에 배치된다. 제 2 시일(1330)이 캡(1322)과 튜브(1302)의 플랜지(1310) 사이에 배치된다. 제 3 시일(1340)이 장착 블록(1318)과 본체(248) 사이에 배치된다. 체결구(1326)가 캡(1322)을 장착 블록(1318)에 대해 가압하고 장착 블록(1318)을 본체(248)에 대해 가압함에 따라, 시일(1328, 1330, 1340)이 압축되어 진공 시일을 제공하며, 그에 따라 내부 체적부(220)를 본체 조립체(160)의 외부로부터 격리시킨다. 또한, 튜브(1302)와 장착 조립체(1316) 사이에 배치된 제 2 시일(1330)이 튜브(1302)의 내부를 본체 조립체(160)의 내부 체적부로부터 유체적으로 격리시킨다.
램프 조립체(120)가 상부 또는 바닥부 보다 적은 면적의 본체 조립체(160)의 벽으로부터 주로 지지되기 때문에, 압력 변화 및/또는 본체 편향으로 인한 램프 조립체(120)의 이동이 최소화된다. 또한, 기판과 램프 조립체(120) 사이의 간격이 실질적으로 균일한 거리로 유지된다.
튜브(1302)의 개방 단부(206)가 챔버 본체(202) 외부의 대기에 노출되며, 그에 따라 로드 록 챔버의 내부 체적부(220)를 대기 분위기에 노출시키지 않고, 램프(204)를 튜브(1302) 내로 삽입 및/또는 교체할 수 있다. 또한, 램프(1304)가 내부 체적부(220) 외부에서(예를 들어, 대기압에서) 커넥터(1336) 및 와이어(1342)에 커플링될 수 있는 리드(leads; 1334)를 포함하며, 그에 따라 아아크 발생(arcing) 및 관련 입자 생성의 가능성을 줄일 수 있다. 또한, 램프 또는 램프들의 전기적 커넥션들과 관련한 입자들이 기판과 완전히 격리되며, 그에 따라 이들 오염원으로부터 입자 오염될 가능성을 감소시킬 수 있다.
와이어(1342)가 챔버 본체(202)의 외부에 배치된 체이스(chase; 1338) 또는 다른 와이어 도관을 통해서 배선(routed)될 수 있다. 체이스(1338)는 내부 체적부(220) 내로 연장하는 다수 램프 조립체(120)가 하나의 위치로부터 서비스될 수 있게 허용한다.
도 14-15는 챔버 본체(202) 내에서 지지되는 램프 조립체(120)의 폐쇄 단부(1308)의 부분 단면도이다. 도 14-15에 도시된 실시예에서, 램프 조립체(120)의 다수의 쌍들이 열(rows)로 정렬된다. 한 쌍을 형성하는 각 램프 조립체(120)는 로드 록 챔버(104)의 마주하는 측벽(1314)을 통해서 형성된 개구(612)를 통해서 연장한다. 램프 조립체(120)의 각 쌍은 가이드(1400)에 의해서 지지되는 폐쇄 단부(1308)를 가진다. 도 15에 점선으로 도시한 바와 같이, 가이드(1400)는 단일 바아(1500) 형태일 수 있다. 챔버 본체의 내부 체적부에 걸쳐지는 대향하는 램프 조 립체 구성은 튜브(1302)에 사용되는 램프(1304)를 보다 짧게 만든다. 보다 짧아진(즉, 내부 챔버 폭 보다 짧은) 램프(1304)는 램프 교체 중에 보다 적은 공차를 요구한다. 짧은 램프 특성이 바람직한데, 이는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로드 록 챔버(104)의 측벽들에 근접한 프로세싱 챔버(108)들의 밀접한 근접도 때문이다.
도 14에 도시된 실시예에서, 튜브(1302)의 폐쇄 단부(1308)가 가이드(1400)에 의해서 지지된다. 가이드(1400)는 튜브(1302)의 폐쇄 단부(1308)를 수용하는 홀(1402)을 포함한다. 각 튜브(1302)에 대해서 전용 가이드를 이용할 수도 있을 것이다. 일 실시예에서, 홀(1402)은 튜브(1302)와 충분한 공차를 가짐으로써, 램프 조립체(120)가 측벽들로부터 외팔보형(cantilevered) 배향 상태로 지지될 수 있게 허용하고, 그에 따라 균일한 램프-대-기판 간격 균일성을 개선한다.
일반적으로, 가이드(1400)가 내부 체적부(220)의 천장(1404)에 커플링된다. 가이드(1400)는 램프 조립체(120)를 천장(1404)과 이격된 관계로 홀딩한다. 도 14에 도시된 실시예에서, 천장(1404)은 내부 플레이트(298)의 하부에 있다. 다른 실시예에서, 가이드는 상부 플레이트(204)의 바닥부, 바닥 플레이트(206), 또는 본체 조립체(160)의 다른 부분에 커플링될 수 있을 것이다.
따라서, 가열된 로드 록 챔버가 제공된다. 단부가 지지된 램프 조립체는 진공 조건하에서 챔버 본체의 상부에 의해서 발생되는 편향으로부터 램프의 위치를 디커플링시키며, 그에 따라 벤트 및 진공 사이클 동안에 기판과 램프 사이의 거리 변화를 최소화시킨다. 또한, 램프들의 전기 커넥션들이 진공 분위기의 외부에 위치되기 때문에, 진공 분위기 내의 아아크 발생이 방지된다. 또한, 대향하는 튜브 디자인으로 인해서, 로드 록 챔버에 근접하여 배치된 인접 챔버들의 진공을 손상시키지 않고도 램프들을 용이하게 교체할 수 있게 된다.
이상의 설명이 본 발명의 바람직한 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예도 본 발명의 기본적인 범위 내에서 가능할 것이다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서 결정된다.

Claims (20)

  1. 로드 록 챔버로서:
    메인 조립체, 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실, 및 시일 조립체를 포함하며,
    상기 메인 조립체는 기판 이송 공동 및 상기 메인 조립체를 통해서 형성된 2개의 기판 접근 포트를 구비하고, 상기 2개의 기판 접근 포트들이 상기 공동에 유체적으로(fluidly) 커플링되며,
    상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실이 상기 접근 포트들 중 하나에 인접하고 정렬되어 배치되는 개구를 구비하며, 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실이 상기 메인 조립체로부터 디커플링되며,
    상기 시일 조립체가 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 상기 메인 조립체에 커플링시키는
    로드 록 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일 조립체가 상기 메인 조립체에 대해서 클램핑되는 제 1 측방향 엣지 및 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실에 대해서 클램핑되는 제 2 측방향 엣지를 구비하는 리본 형상 가스킷을 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 리본이 환형이고 가요성을 가지는
    로드 록 챔버.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 리본이:
    상기 제 1 측방향 엣지를 따라 정렬되는 다수의 제 1 홀; 및
    상기 제 2 측방향 엣지를 따라 정렬되는 다수의 제 2 홀을 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 홀을 통과하는 체결구들에 의해서 상기 메인 조립체에 커플링되는 하나 이상의 제 1 클램프 블록; 및
    상기 다수의 제 2 홀을 통과하는 체결구들에 의해서 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실에 커플링되는 하나 이상의 제 2 클램프 블록을 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일 조립체가:
    상기 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 개구를 둘러싸는 실질적으로 장방형인 튜브를 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 리본이:
    상기 다수의 제 1 홀의 내측에서 상기 리본으로부터 연장하는 제 1 환형 릿지; 및
    상기 다수의 제 2 홀의 내측에서 상기 리본으로부터 연장하는 제 2 환형 릿지를 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 리본이:
    상기 제 1 및 제 2 측방향 엣지들 사이의 환형 웨이브를 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 조립체 및 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실이:
    상기 시일 조립체에 의해서 커플링되는 마주하는 측부들(facing sides)을 더 포함하며,
    상기 마주하는 측부들이 계단형 리세스, 상기 리세스의 상부 부분 내에 배치된 시일 조립체, 상기 시일 조립체에 의해서 둘러싸인 상기 기판 접근 포트와 상기 시일 조립체 사이에 위치된 리세스의 하부 부분을 함께 형성하는
    로드 록 챔버.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 리세스의 상부 부분과 하부 부분 사이의 인터페이스가 라운딩 처리되는
    로드 록 챔버.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 조립체 내로 연장하는 다수의 석영 튜브; 및
    상기 각각의 튜브 내에 배치되는 램프를 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일 조립체를 상기 메인 조립체에 대해 고정하는 제 1 클램프 블록, 및
    상기 시일 조립체를 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실에 대해 고정하는 제 2 클램프 블록을 더 포함하며,
    상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실과 마주하는 상기 제 1 클램프 블록의 하부 모서리가 라운딩 처리되며, 상기 메인 조립체와 마주하는 상기 제 2 클램프 블록의 하부 모서리가 라운딩 처리되는
    로드 록 챔버.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일 조립체를 상기 메인 조립체에 대해 고정하는 다수의 제 1 클램프 블록, 및
    상기 시일 조립체를 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실에 대해 고정하는 다수의 제 2 클램프 블록을 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 클램프 블록이:
    4개 이상의 L-형상 모서리 섹션을 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 클램프 블록이 상기 시일 조립체에 의해서 둘러싸인 기판 접근 포트 내에 배치되는
    로드 록 챔버.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 접근 포트들 중 하나에 인접하여 정렬되는 개구를 가지며, 상기 메인 조립체로부터 디커플링되는 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실; 및
    상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실을 상기 메인 조립체에 커플링시키는 제 2 시일 조립체를 더 포함하는
    로드 록 챔버.
  17. 로드 록 챔버로서:
    메인 조립체, 기판 이송 통로를 가지는 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실, 슬릿 밸브 도어, 및 환형 탄성 시일을 포함하며,
    상기 메인 조립체가 기판 이송 공동, 제 1 기판 접근 포트, 및 상기 메인 조립체를 통해서 형성된 제 2 기판 접근 포트를 구비하고, 상기 접근 포트들이 상기 공동에 유체적으로 커플링되며,
    상기 기판 이송 통로가 상기 제 1 접근 포트에 인접하여 정렬되는 포트를 가지고, 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실이 상기 메인 조립체로부터 디커플링되며,
    상기 슬릿 밸브 도어가 상기 제 1 슬릿 도어 시일 격실의 실링 면과 결합되어 상기 제 1 기판 이송 통로와 상기 제 1 기판 접근 포트를 선택적으로 시일하며,
    상기 환형 탄성 시일이 상기 메인 조립체 및 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 사이에 시일을 형성하는
    로드 록 챔버.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 및 상기 메인 조립체가 이격되어-분리된 관계를 가지는
    로드 록 챔버.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 환형 탄성 시일은 상기 메인 조립체를 통한 상기 제 1 기판 포트의 중심선과 중첩되는 또는 평행하게 배향되는 중심선을 가지는 실질적으로 원통형인 형태를 가지는
    로드 록 챔버.
  20. 로드 록 챔버로서:
    메인 조립체로서, 상기 메인 조립체가 기판 이송 공동 및 상기 메인 조립체를 통해서 형성된 6개 이상의 기판 접근 포트를 포함하고, 상기 기판 접근 포트가 상기 공동에 유체적으로 커플링되는, 메인 조립체;
    제 1 기판 이송 통로, 제 2 기판 이송 통로, 및 제 3 기판 이송 통로를 가지는 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실로서, 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 상기 기판 이송 통로들이 상기 메인 조립체의 각각의 제 1, 제 2, 및 제 3 기판 접근 포트와 정렬되고, 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실이 상기 메인 조립체에 대해 서 이격되어-분리된 관계로 배치되는, 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실;
    상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 내에 배치되는 제 1 슬릿 밸브 도어로서, 상기 제 1 슬릿 밸브 도어가 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 실링 면에 선택적으로 결합되어 상기 제 1 기판 이송 통로를 선택적으로 시일하는, 제 1 슬릿 밸브 도어;
    상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 내에 배치되는 제 2 슬릿 밸브 도어로서, 상기 제 2 슬릿 밸브 도어가 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 실링 면에 선택적으로 결합되어 상기 제 2 기판 이송 통로를 선택적으로 시일하는, 제 2 슬릿 밸브 도어;
    상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실 내에 배치되는 제 3 슬릿 밸브 도어로서, 상기 제 3 슬릿 밸브 도어가 상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 실링 면에 선택적으로 결합되어 상기 제 3 기판 이송 통로를 선택적으로 시일하는, 제 3 슬릿 밸브 도어;
    상기 제 1 슬릿 밸브 도어 시일 격실과 상기 메인 조립체 사이에 시일을 형성하는 제 1 의 원통형 탄성 시일;
    제 1 기판 이송 통로, 제 2 기판 이송 통로, 및 제 3 기판 이송 통로를 가지는 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실로서, 상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 상기 기판 이송 통로들이 상기 메인 조립체의 각각의 제 4, 제 5, 및 제 6 기판 접근 포트와 정렬되고, 상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실이 상기 메인 조립체에 대해서 이격되어-분리된 관계로 배치되는, 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실;
    상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실 내에 배치되는 제 4 슬릿 밸브 도어로서, 상기 제 4 슬릿 밸브 도어가 상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 실링 면에 선택적으로 결합되어 상기 제 4 기판 이송 통로를 선택적으로 시일하는, 제 4 슬릿 밸브 도어;
    상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실 내에 배치되는 제 5 슬릿 밸브 도어로서, 상기 제 5 슬릿 밸브 도어가 상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 실링 면에 선택적으로 결합되어 상기 제 5 기판 이송 통로를 선택적으로 시일하는, 제 5 슬릿 밸브 도어;
    상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실 내에 배치되는 제 6 슬릿 밸브 도어로서, 상기 제 6 슬릿 밸브 도어가 상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실의 실링 면에 선택적으로 결합되어 상기 제 6 기판 이송 통로를 선택적으로 시일하는, 제 6 슬릿 밸브 도어; 그리고
    상기 제 2 슬릿 밸브 도어 시일 격실과 상기 메인 조립체 사이에 시일을 형성하는 제 2 의 원통형 탄성 시일을 포함하는
    로드 록 챔버.
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