KR20090048356A - 기판 처리 챔버용 다중 포트 펌핑 시스템 - Google Patents

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Abstract

반도체 제조 챔버로부터 유체를 퍼징하기 위한 배기 포어라인이 제시된다. 포어라인은 챔버에 독립적으로 연결되는 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 포함할 수 있다. 반도체 제조 시스템은 또한 제 1, 제 2 및 제 3 인터페이스 포트를 가지는 기판 챔버를 포함한다. 시스템은 또한 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 가지는 다중 포트 포어라인을 포함할 수 있으며 제 1 포어라인 포트는 제 1 인터페이스 포트로 연결되고, 제 2 포어라인 포트는 제 2 인터페이스 포트로 연결되고, 제 3 포어라인 포트는 제 3 인터페이스 포트로 연결된다. 시스템은 다중 포트 포어라인으로 연결되는 배출 진공을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 챔버용 다중 포트 펌핑 시스템 {MULTI-PORT PUMPING SYSTEM FOR SUBSTRATE PROCESSING CHAMBERS}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 그 내용이 전체적으로 참조되고 발명의 명칭이 " 유전체 증착 챔버에서 감소된 세정 압력을 위한 다중 포트 펌핑 시스템 "이고, 2007년 11월 8일에 출원된, 미국 가 출원 제 60/986,332호의 35 USC 119(e) 하의 이익을 청구한다.
현대 반도체 장치의 제조시 주요 단계들 중 하나는 웨이퍼의 기판 상에 실리콘 산화물 층과 같은 층의 형성이다. 널리 알려진 바와 같이, 이 같은 층은 화학적 증착(CVD)에 의해 증착될 수 있다. 종래의 열 CVD 공정에서 반응 가스는 원하는 필름을 형성하기 위해 열 유도 화학 반응이 발생하는 기판 표면으로 공급된다. 종래의 플라즈마 CVD 공정에서, 제어된 플라즈마는 에너지 또는 원하는 필름을 생산하기 위해 반응성 가스 내의 반응성 종을 분해하고 및/또는 전압을 가하는 예를 들면 무선 주파수(RF) 또는 마이크로파 에너지를 이용하여 형성된다.
처리 챔버의 벽과 같은 영역 상에 원하지 않는 증착은 또한 이와 같은 CVD 공정 동안 발생한다. 본 산업에서 알려진 바와 같이, 인시츄 챔버 세정 작동으로 챔버 벽의 내부 상에 생성되는 원하지 않는 증착 재료를 제거하는 것이 통상적이다. 통상적인 챔버 세정 기술은 챔버 벽 및 다른 영역으로부터 증착 재료를 제거하기 위하여 불소와 같은 식각세정 가스(etchant gas)의 이용을 포함한다. 일부 공정에서, 식각세정 가스는 챔버 내로 도입되어 식각세정 가스가 챔버 벽으로부터 증착 재료와 반응하여 제거하도록 플라즈마가 형성된다. 이 같은 세정 절차는 모든 웨이퍼 또는 모든 n 웨이퍼에 대한 증착 단계들 사이에서 공통적으로 수행된다.
일부 반도체 제조자는 인시츄 플라즈마 세정에 대한 하나의 선택예로서 원격의 플라즈마 세정 공정을 적용하며, 식각세정 플라즈마가 마이크로파 플라즈마 시스템, 토로이달(toroidal) 플라즈마 발생기 또는 유사 장치와 같은 고밀도 플라즈마에 의해 기판 처리 챔버로부터 원격에 발생되는 원격의 플라즈마 세정 절차가 적용될 수 있다. 식각세정 플라즈마로부터 분리된 종은 이어서 이 종들이 생성된 원하지 않는 증착물과 반응하여 에칭하여 제거될 수 있는 기판 처리 챔버로 전달된다. 원격의 플라즈마 세정 절차는 때때로 제조자에 의해 이용되며, 이는 이 절차들이 인시츄 플라즈마 세정 보다 " 더 부드러운 " 에칭을 제공하기 때문이다, 즉 플라즈마가 챔버 부품과 접촉하지 않기 때문에 챔버 부품에 대한 적은 이온 충격 및/또는 물리적 손상이 있다.
하나의 공지된 타입의 원격의 플라즈마 세정 절차에서, 삼불화 질소화물(NF3)이 마이크로파 파워에 의해 작동되는 원격 플라즈마 시스템(RPS) 내로 도입된다. RPS는 NF3를 증착 챔버 내의 챔버 측벽 및 다른 노출 표면 상에 생성되는 잔류물 증착 재료(예를 들면, 실리콘 산화물)와 반응하도록 기판 처리 챔버로 전달되는 반응성 불소 그룹(예를 들면, 래디컬 F 원자 및 이온)으로 해리한다. RPS 시스템은 종종 증착 챔버의 외부면(예를 들면, 챔버의 상부)에 종종 장착되고 활성화된 세정 가스는 챔버로 유동한다.
활성화된 세정 가스는 헬륨 또는 아르곤(Ar)과 같은 캐리어 가스가 선택적으로 추가될 수 있는 활성화된 NF3 소스를 포함할 수 있다. 활성화된 세정 가스가 RPS로부터 증착 챔버 내로 유동하는 비율은 종종 RPS의 구성에 의해 제한된다. 예를 들면, MKS 인스트루먼트, 아이엔씨.에 의해 제조된 ASTRONe RPS는 4.0 SLM 유동 동안 레이팅되고 ASTRONex RPS 시스템은 6.0 SLM 유동 동안 레이팅된다. 챔버를 통하여 순환하는 활성 세정 가스의 유동을 유지하기 위하여, 포어라인이 배기(예를 들면, 건조) 펌프로 챔버가 연결되도록 개방되어 유지된다. 건조 펌프에 의해 당겨지는 진공은 세정 가스가 포어라인을 통하여 챔버로 배출되도록 한다.
어플라이드 머티어리얼즈에 의해 제조되는, 300 mm Ultimata HDP-CVD 챔버에서, 세정 가스가 배기되는 포어라인의 일 부분이 챔버와 러핑 펌프 사이로 연결되는 단일 포트에 연결된다. 포트는 고정된 크기이며 챔버 압력의 증가 없이 소정의 지점을 넘어 세정 가스의 증가된 유입 유동을 수행할 수 없는 제한된 유동 용량을 가진다. 따라서, 위에서 언급된 ASTRON RPS 유닛이 3OO mm 울티마(Ultima) 챔버와 함께 이용될 때, 활성화된 세정 가스의 유량은 통상적으로 2 내지 4.5 분당 표준 리터(SLM)의 범위내에 있다. 이와 같은 유량에서 챔버 압력은 효과적인 세정 동안 이상적인 범위 내로 용이하게 유지될 수 있다. 10 내지 15 SLM의 범위에 있는 활성화된 세정 가스의 유동을 발생할 수 있는 더 높은 유동 RPS 유닛일 때, 단일 포트 포어라인은 가스를 충분히 빠른 속도로 제거할 수 없으며 챔버 압력은 활성화된 세정 가스의 세정 효율에서의 감소를 초래하는 이상적인 범위 위로 상승한다. 예를 들면, 세정 가스 압력이 약 9 Torr 위로 올라갈 때, 더 많은 가스가 이용되어 세정 속도가 실제로 낮은 챔버 압력에 비해 감소된다. 세정 가스의 입력 유량 상의 이러한 제한은 더 긴 챔버 세정 시간을 초래하여 처리량 또는 생산성이 감소된다.
위에서, 발명가들은 입력 유량이 증가될 때 최적 레벨로 증착 챔버 내의 세정 가스 압력을 유지할 수 있는 새로운 포어라인 설계에 대한 요구를 인정하고 있다. 본 발명의 실시예는 다중 포트(예를 들면, 두개 또는 더 이상의 포트)가 챔버로부터 소모된 세정 가스를 제거하기 위하여 포어라인에 이용될 수 있는 개선된 포어라인 설계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 기판 처리 챔버로부터 유체를 퍼징하기 위한 다중 포트 배기 포어라인이 제공되며 포어라인은 챔버에 독립적으로 연결되는 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 포함한다. 제 1, 제 2 및 제 3 포트는 서로 유체적으로 연결되어 배출 진공으로 작동적으로 연결되는 단일 포트 내로 통합된다. 하나의 특정 실시예에서, 3개의 포트는 배출 진공으로 연결되는 제 4 포트를 가지는 크로스 피팅과 교차한다.
또 다른 실시예에 따라, 챔버 내의 기판 처리 영역을 가지는 기판 처리 챔버, 챔버의 기판 처리 영역 내에서 기판 처리 동안 기판을 고정하기 위해 기판 처리 챔버 내에 위치하는 기판 수용면을 가지는 기판 지지부, 및 터보 분자 펌프, 챔버로부터 터보 분자 펌프를 유체적으로 차단하기 위해 폐쇄될 수 있는 게이트 밸브 및 배기 포어라인으로 유체적으로 연결되는 제 1 및 제 2 가스 배기 통로를 포함하는 가스 배기 시스템을 포함하는 기판 처리 시스템이 제공된다. 제 1 가스 배기 통로는 기판 처리 챔버로부터 배기 포어라인으로 터브 분자 펌프를 통하여 펌핑되는 가스를 배출하기 위하여 기판 처리 시스템 상에 위치하는 포트로 연결되는 제 1 도관을 포함한다. 제 2 배기 통로는 게이트 밸브가 챔버로부터 터보 분자 펌프를 유체적으로 차단하도록 폐쇄될 때 기판 처리 챔버로부터 배기 포어라인 내로 가스를 배출하기 위하여 기판 처리 시스템 상에 위치되는 제 2 및 제 3 인터페이스 포트로 연결되는 적어도 제 2 및 제 3 도관을 포함한다. 기판 처리 시스템의 일부 실시예에서,게이트 밸브가 챔버로부터 터보 분자 펌프를 유체적으로 차단되게 폐쇄될 때 기판 처리 챔버로부터 배기 포어라인 내로 가스를 배출하기 위하여, 제 2 가스 배기 통로는 기판 처리 시스템 상에 위치하는 제 4 인터페이스 포트에 연결되는 제 4 도관을 포함한다. 또한, 일부 실시예에서, 제 2, 제 3 및 제 4 인터페이스 포트는 기판 지지부 아래 위치하고 서로로부터 약 90도 이격되고 실질적으로 동일한 수평 평면에 위치한다. 기판 처리 시스템은 러핑 펌프를 포함할 수 있으며, 러핑 펌프는 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 도관 뿐만 아니라 제 2, 제 3 및 제 4 도관 과 러핑 펌프 사이의 제 2 가스 통로에 작동적으로 연결되는 제 2 트로틀 밸브에 작동적으로 연결된다.
일 실시예에서, 기판 처리 챔버를 세정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 챔버 내로 활성화된 세정 가스 혼합물을 도입하며, 챔버 내의 잔류 재료와 세정 혼합물의 적어도 일부분과 반응하고, 유체적으로 서로 연결되어 진공 펌프로 작동적으로 연결되는 다중 배기 포트를 통하여 반응 챔버로부터 혼합물을 세정하기 위하여 제거되는 것이 도입된다. 세정 가스 혼합물은 원격 플라즈마 시스템에서 챔버 외부에 형성된 플라즈마로부터 발생된 불소-함유 화합물이다. 하나의 특정 실시예에서, 세정 가스 혼합물은 삼불화 질소화물를 포함하고 활성화된 세정 가스는 불소 이온 및 불소 래디컬을 포함하며 챔버 압력이 9 Torr 또는 그 아래에서 유지되는 동안 10 내지 15 SLM의 유량으로 챔버 내로 도입된다.
또 다른 실시예에서, 기판 처리 챔버를 가지는 기판 처리 시스템 및 터보 분자 펌프, 기판 처리 챔버로부터 터보 분자 펌프와 유체적으로 차단하기 위하여 폐쇄될 수 있는 게이트 밸브 및 배기 포어라인으로 유체적으로 연결되는 제 1 및 제 2 가스 배기 통로를 포함하는 배기 가스 시스템을 작동시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 (ⅰ) 챔버 내로 기판을 이송하는 단계 및 기판이 챔버 내에 위치할 때 챔버 내로 하나 또는 그 이상의 공정 가스를 도입함으로써 기판 상의 기판 처리 작업을 수행하는 단계 및 터보 분자 펌프로부터 하류부의 제 1 포트에서 챔버로 유체적으로 연결되는 제 1 배기 통로를 통하여 터보 분자 펌프를 구비한 배기 포어라인 내로 챔버로부터 하나 또는 그 이상의 공정 가스를 배기하는 단계를 포함하며, 원하지 않는 잔류물 재료가 기판 공정 작동 동안 기판 처리 챔버의 내부면에 형성되며, (ⅱ) 챔버로부터 기판을 이송하는 단계, 챔버로부터 터보 분자 펌프를 차단하도록 게이트 밸브를 폐쇄하는 단계 및 활성화된 세정 가스 혼합물을 챔버 내로 도입함으로써 챔버 세정 작업을 수행하는 단계, 잔류물 재료와 세정 혼합물의 적어도 일 부분을 반응하는 단계, 그리고 터보 분자 펌프로부터 상류부의 챔버로 유체적으로 연결되는 적어도 제 2 및 제 3 포트를 가지는 제 2 배기 통로를 통하여 챔버로부터 세정 가스 혼합물을 제거하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 제 2 배기 통로는 터보 분자 펌프로부터 상류부의 챔버에 유체적으로 연결되는 제 4 포트를 더 포함한다.
하나의 특정 실시예에서, 본 발명은 종래의 반도체 증착 챔버의 트로틀 밸브 상에 이용가능한 3개의 진공 인터페이스 포트를 이용한다. 터보 분자 펌프의 상류부에 있는 3개의 포트는 서로 그리고 배기 포어 라인으로 유체적으로 연결되어 현 챔버의 주요 및 고가의 재설계에 대한 요구 없이 증가된 펌핑 성능을 허용하도록 한다. 본 발명의 실시예는 또한 현 챔버의 펌핑 성능이 증가되도록 현 챔버가 단일 포트 포어라인 설계로부터 2개 또는 3개의 포트 전방 설계로 개장되도록 한다.
부가 실시예 및 특징은 후술되는 상세한 설명에 부분적으로 제시되고 부분적으로 상세한 설명의 심사시 본 기술분야의 기술자에게 명백하게 되고 본 발명의 실시예 의해 습득될 수 있다. 본 발명의 특징 및 장점은 상세한 설명에서 설명된 수단, 조합 및 방법에 의해 실현되어 얻어질 수 있다.
본 발명의 특성 및 장점의 추가 이해는 상세한 설명 및 조면의 나머지 부분을 참조함으로써 이해될 수 있으며, 여기에서 동일한 도면 부호가 유사한 부품을 참조하도록 수개의 도면을 통하여 이용된다. 일부의 경우에서, 서브라벨은 도면부호와 관련되며 하이펀은 다수의 유사한 부품들 중 하나를 나타낸다. 설명 없이 도면부호에 현 서브라벨이 인용될 때, 이 같은 다수의 유사한 부품 모두를 인용하는 것으로 의도된다.
도 1은 고 밀도 플라즈마 화학 증착(HDP-CVD) 시스템(10)의 개략적인 단면도이며, 이 시스템에는 본 발명에 따라 기술은 챔버 세정 작업 동안 시스템(10)의 펌핑 성능을 증가시키도록 적용될 수 있다. CVD 시스템(10)은 다른 구성 요소 중에 서, 챔버 바디(12), 기판 지지부(14)(예를 들면, 정전자기 척), 가스 노들(16, 18), 챔버 돔(20), 원격 플라즈마 세정 시스템(22) 및 진공 시스템(24)를 포함한다. 챔버 바디(12), 돔(20) 및 기판 지지부(14)는 처리 영역(15)을 형성하도록 조합되며 이 영역에서 기판(2)은 화학 증착 작업과 같은, 기판 처리 작업 동안 위치된다. 편리함을 위해, 본 발명에 직접 관계되지 않는 시스템(10)의 다양한 특징은 도 1에서 생략되며 본 명세서에서 논의되지 않는다. 예를 들면, 시스템(10)은 가스를 가스 노즐(16, 18) 뿐만 아니라 소스로 전달하는 가스 분배 시스템 및 챔버 내로 도입되는 공정 가스로부터 챔버 내에 플라즈마를 형성하도록 에너지를 제공하기 위하여 챔버에 연결되는 바이어스 플라즈마 시스템을 포함한다.
진공 시스템(24)은 챔버(12)의 하부를 형성하고 챔버를 진공 시스템으로 연결하는 바디 부재(26), 및 3개의 블레이드 트로틀 밸브(30)를 수용하고 가스 밸브(32) 및 터보 분자 펌프(34)에 부착되는 트로틀 바디(28)를 포함하여 기판 처리 작업 동안 약 1mTorr 만큼 낮은 챔버 압력의 정확하고 안정된 제어를 허용한다. 게이트 밸브(32)는 트로틀 바디(30) 및 처리 영역(15)으로부터 펌프(34)를 차단할 수 있다.
진공 시스템(245)은 또한 부가 차단 밸브(40 및 42), 엔드포인트 감지기(44), 부가 트로틀 밸브(46) 및 러핑 펌프(48)를 포함한다. 기판 처리 작업 동안, 차단 밸브(40)가 폐쇄되고 게이트 밸브(32) 및 차단 밸브(42)가 개방된다. 가스는 포트(52) 및 가스 도관(50a)을 통하여 포어라인(50) 내로 배기된다. 기판 처리 작업 동안 압력은 트로틀 밸브(30)에 의해 제어된다. 챔버 세정 작업 동안, 게이트 밸브(32) 및 차단 밸브(42)가 폐쇄되고 밸브(40)가 개방된다. 세정 가스는 포트(54) 및 가스 도관(50b)을 통하여 포어라인(50) 내로 배기된다. 챔버 세정 작업 동안 압력은 트로틀 밸브(46)에 의해 제어된다. 가스 도관(50a 및 50b)은 가스 포어라인(50)의 부분이다.
어플라이드 머티어리얼즈에 의해 제조되는 소정의 울티마 HDP-CVD 챔버와 같은 소정의 CVD 챔버에서, 바디 부재(26) 및 트로틀 바디(28)는 일체형 하우징을 형성하도록 서로 용접된다. 상기 하우징 상의 포트(54)는 고정 크기이고 적절한 피팅에 의해 포어라인으로 연결될 수 있다. 하우징은 또한 도 1에 도시되지 않은 두 개의 부가 포트를 포함한다(포트(56, 58)로서 도 2에 도시됨). 이러한 부가 포트(56, 58)는 포트(54)로서 챔버(10) 상에 거의 동일한 높이에 위치하지만(다라서 실질적으로 동일한 수평면) 포트(54)의 좌측 및 우측에 대해 90도로 위치하여 각각 도면 페이지를 향하여 도면페이지로부터 반대측으로 직면하게 된다. 각각의 포트(54, 56, 58)는 게이트 밸브(32) 및 터보 분자 펌프(34)로부터 상류부에 있다(기판 처리 및 챔버 세정 작업 동안 챔버 내로 및 챔버로부터의 가스 유동에 대해).
이러한 부가 포트는 통상적으로 챔버(10)로의 헬륨 가스의 퍼지 또는 압력 게이지와 같은 장치를 연결하기 위하여 이용된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서, 이러한 부가 포트(56, 58)는 적절한 피팅으로 포어라인으로 직접 연결되어 챔버 세정 작동 동안 통로 관통 포트(54)에 부가하여 포어라인으로의 가스 유동 통로를 제공하여 챔버 세정 작업 동안 챔버(10)의 펌핑 성능을 증가시킨다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 포어라인(60)의 단순화된 개략도를 보여준 다. 도 1의 포어라인 부분(50b)을 대체할 수 있는 포어라인(60)은 챔버(10)와 같은 기판 처리 챔버 상의 3개의 포트(54, 56, 58)에 각각 연결되는 가스 도관 섹션(62, 64, 66)을 포함한다. 섹션(62, 64, 66)은 교차하여 크로스 피팅(68)에서 서로 유체적으로 연결되며, 크로스 피팅은 포어라인의 나머지 및 러핑 펌프(48)에 도 2에 도시된 포어라인의 부분을 연결하기 위하여 이용될 수 있다. 개별 차단 밸브(70, 71 및 72)는 각각 크로스 피팅(68) 및 포트(54, 56 및 58) 각각 사이에 위치한다. 또 다른 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 포트(54, 56 및 58)에 연결된 포어라인의 각각의 세그먼트에 대해 개별 차단 밸브(70 내지 72)를 이용하는 대신, 단일 차단 밸브(74)는 크로스 피팅(68)과 러핑 펌프(48) 사이에 위치된다. 더욱이, 엔드 포인트 감지기(44) 및 트로틀 밸브(46)는 도 2 및 3에 도시된 각각의 실시예에 크로스 피팅(68)과 러핑 펌프(48) 사이의 포어라인에 작동적으로 연결될 수 있다.
소정의 울티마 HDP-CVD 챔버에서, 중앙 포트(포트(54))는 측부 포트(포트(56, 58)) 보다 더 큰 직경 개구를 가진다. 따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 실시예는 이 같은 챔버와 관련하여 이용될 때, 챔버에 섹션(64 및 66)를 연결하기 위하여 이용되는 다양한 커넥터는 중앙 커넥터(62)의 직경보다 챔버로의 연결 지점에서 작은 직경을 가진다. 일 실시예에서, 크로스 피팅(68)은 동일한 크기의 커플링으로 각각의 3개의 포어라인 섹션(62, 64 및 66)으로 연결되고 상기 커플링은 포트(54)로 연결하기 위하여 이용되는 커플링과 지경이 동일하다. 따라서, 이러한 실시예에서 다양한 어댑터가 포어라인의 전체 길이 및 각각의 부분을 따라 적절한 정합 및 가스 타이트 밀봉을 보장하도록 섹션(64, 66)의 변화를 변화시키기 위해 이용될 수 있다. 본 기술분야의 기술자는 본 발명이 도 2 및 도 3에 도시된 구성을 형성하기 위해 이용되는 소정의 특별한 부분 또는 본 발명의 다른 구성으로 제한되지 않는다. 더욱이, 기술자는 이같은 부분이 설계 선택의 문제이며 많은 섹션, 파이프, 밸브, 커플링, 클램프, 오링 및 특별한 챔버를 위해 설계된 장치를 형성하기 위해 필요한 다른 부분을 포함할 수 있다는 것을 인정하게 될 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 포어라인(60)이 조립된 반도체 제조 시스템(100)의 개략적인 사시도이다. 시스템(100)은 예를 들면 300 mm 울티마 HDP-CVD 증착 챔버 또는 다른 타입의 챔버일 수 있다. 시스템(100)은 기판 웨이퍼 상에 유전체 층(실리콘 이산화물, 실리콘 옥시니트라이드, 실리톤 질화물, 등)을 증착 및/또는 에칭하기 위해 이용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 포어라인(60)은 개략적으로 트로틀 밸브의 높이에서 챔버의 바닥 근처에 3개의 출력 포트로 연결되고 서로로부터 90도로 배향된다. 챔버로부터 제 1 인터페이스 포트(54)는 KF50 크기의 커플러로 포어라인의 제 1 섹션으로 연결된다. 제 1 포트(54)에 대해 90도인 제 2 및 제 3 챔버 인터페이스 포트(56, 58)는 각각 KF25 크기의 커플러로 포어라인의 제 2 및 제 3 섹션으로 연결된다. 이러한 실시예에서, 3개의 포어라인 포트는 기판 처리 작업 동안 포어라인의 하부 섹션 및 밸브(42)를 통한 가스 유동으로부터 포어라인의 섹션(62, 64, 및 66)을 차단할 수 있는 차단 밸브(74)로 연결되는 제 4 포트를 가지는, 크로스 피팅(68)으로 교차한다. 도 4에 도시된 것은 벨로우즈(102)이며, 벨로우즈는 포어 라인의 더 용이한 설치 및 향상된 조립이 가능하게 하는 서로에 대해 포어라인의 다양한 섹션의 위치로 일부 조정될 수 있다.
도 4에 도시된 시스템의 실시예는 일부 실시예에서 도 1에 도시된 감지기(44)와 같은, 엔드 포인트 감지기(EPD)로 대체되는 파이프 섹션(104)을 포함한다. 이러한 EPD는 챔버 내의 세정 가스의 압력이 세정 사이클 또는 공정의 마지막을 표기하기에 충분히 낮을 때를 감지한다. 트로틀 밸브(46)는 또한 섹션(104)의 하류부의 포어라인에 위치하지만 섹션(104)의 상류부 또는 커넥터(68)와 러핑 펌프 사이의 포어라인을 따라 다른 위치에 용이하게 위치할 수 있다.
전술된 바와 같이, 상술된 바와 같은 다중 포어라인은 챔버 세정 작업 동안 활성화된 세정 가스의 증가된 유동을 허용하기 위한 챔버 세정 작업 동안 증가된 펌핑 용량을 제공할 수 있다. 예를 들면, 구비한 300 mm 울티마 HDP-CVD 챔버에 도 4와 관련하여 설명된 바와 같이 터보 분자 펌프의 상류부의 3개의 포트 포어이 개장될 때, 시스템은 높은 유량(RPS)에 대한 충분한 펌핑 성능을 가져서 10 내지 15 SLM의 속도로 챔버 내로 활성화된 세정 가스를 도입하도록 하며 챔버 압력을 9 Torr로 그리고 특히 챔버 압력을 활성화된 세정 가스의 15 SLM 유량에서 6 Torr로 유지되도록 한다. 발명가는 또한 챔버 세정 작업 동안 다중 포어라인이 향상된 세정 균일도를 제공하는 것을 알았다. 개선된 균일도는 적어도 부분적으로 챔버 바디의 내부 주변부의 180도 이상 서로로부터 이격된 다중 포트로부터 세정 가스를 펌핑하기 때문이다.
수 개의 실시예가 설명되었지만, 다양한 변형예, 다른 구성 및 등가물이 본 발명의 사상으로부터 이탈하지 않고 이용될 수 있는 것이 본원 발명의 기술자에 의해 인정될 것이다. 예를 들면, 배기 세정 가스용 포어라인으로 두 개의 부가 포트를 부가하는 것이 각각 공개된 도 2 내지 도 4, 본 발명의 일 부 실시예는 압력 게이지 또는 헬륨 공급원의 연결과 같은 다른 목적을 위해 제 3 포트를 제외하고 두 개의 부가 포트 중 하나만을 이용할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 본 발명은 HDP-VD 챔버에 대해 주로 설명되었지만, 또한 다른 타입의 증착 챔버 뿐만 아니라 에칭 챔버 및 다른 챔버가 적용될 수도 있다. 또한, 다수의 널리 공지된 공정 및 요소가 본 발명을 불필요하게 불명료하게 하지 않도록 설명되지 않는다. 따라서, 상술된 상세한 설명은 본 발명의 범위를 제한하지 않아야 한다.
상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용된 바와 같이, 다른 명백한 기재가 없는 한, 단수 형태의 표현 및 단복수 형태를 특별히 표시하지 않은 표현은 복수 형태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 그에 따라, 예를 들어, "공정(process)"은 다수의 공정들을 포함할 수 있으며, "전극"은 하나 이상의 전극 및 소위 당업자에게 공지된 균등물 등을 포함할 수 있다.
또한, 상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용되는 "포함", "구비" 등의 용어는 규정된 특징들, 정수들, 성분들 또는 단계들의 존재를 특정하기 위한 것이지, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 성분들, 단계들, 또는 그룹의 존재나 추가를 배제하기 위한 것은 아니다.
도 1은 챔버 세정 작동 동안 배출 펌프로 증착 챔버를 유체적으로 연결하는 종래의 단일 포트 포어라인을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 포어라인을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 포어라인을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 포어라인이 장착된 HDP-CVD 챔버의 개략적인 사시도.

Claims (15)

  1. 기판 처리 시스템으로서,
    내부에 기판 처리 영역을 가지는 기판 처리 챔버,
    상기 챔버의 기판 처리 영역 내에서의 기판 처리 동안 기판을 고정하기 위해 상기 기판 처리 챔버 내에 위치하는 기판 수용면을 가지는, 기판 지지부, 및
    터보 분자 펌프, 상기 챔버로부터 상기 터보 분자 펌프를 유체적으로 차단하기 위해 폐쇄될 수 있는 게이트 벨브, 및 배기 포어라인(foreline)으로 유체적으로 연결되는 제 1 및 제 2 가스 배기 통로를 포함하는, 가스 배기 시스템을 포함하며,
    상기 제 1 가스 배기 통로는 상기 기판 처리 챔버로부터 상기 배기 포어라인으로 상기 터보 분자 펌프를 통하여 펌핑되는 가스를 배출하기 위하여 상기 기판 처리 시스템 상에 위치하는 포트로 연결되는 제 1 도관을 포함하며,
    상기 제 2 배기 통로는 상기 기판 처리 시스템 상에 위치하는 제 2 및 제 3 인터페이스 포트로 연결되는 적어도 제 2 및 제 3 도관을 포함하여, 상기 게이트 밸브가 상기 챔버로부터 상기 터보 분자 펌프를 유체적으로 차단하기 위해 폐쇄될 때, 상기 기판 처리 챔버로부터 상기 배기 포어라인으로 가스를 배출하도록 하는,
    기판 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 배기 통로는 상기 기판 처리 시스템 상에 위치하는 제 4 인터페이스 포트로 연결되는 제 4 도관을 포함하여, 상기 게이트 밸브가 상기 챔버로부터 상기 터보 분자 펌프를 유체적으로 차단하도록 차단할 때, 상기 기판 처리 챔버로부터 상기 배기 포어라인 내로 가스를 배출하도록 하는,
    기판 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2, 제 3 및 제 4 인터페이스 포트는 실질적으로 동일한 평면 내에 위치하고, 서로 약 90도 이격되는,
    기판 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2, 제 3 및 제 4 도관은 단일 크로스 피팅(cross fitting)에서 함께 유체적으로 연결하는,
    기판 처리 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 가스 배기 시스템은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 도관으로부터 하류부의 배기 포어라인으로 작동적으로 연결되는 러핑 펌프(roughing pump)를 더 포함하는,
    기판 처리 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 인터페이스 포트는 상기 기판 지지부 아래 위치되는,
    기판 처리 시스템.
  7. 기판 처리 챔버를 세정하는 방법으로서,
    상기 챔버 내로 활성화된 세정 가스 혼합물을 도입하는 단계,
    상기 챔버 내에서 잔류물 재료와 상기 세정 혼합물의 적어도 일부분이 반응하는 단계,
    서로 유체적으로 연결되고 진공 펌프로 작동적으로 연결되는 다중 배기 포트를 통하여 상기 반응 챔버로부터 상기 세정 혼합물을 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 세정 가스 혼합물은 상기 챔버 외부의 플라즈마로 노출되는 불소 함유 혼합물을 포함하는,
    기판 처리 챔버 세정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 활성화된 불소는 원격 플라즈마 시스템에서 원격의 플라즈마로 노출됨으로써 활성화되는,
    기판 처리 챔버 세정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 활성화된 세정 가스 혼합물은 NF3 를 포함하고 상기 활성화된 세정 가스는 불소 이온 및 불소 래티컬을 포함하며 10 내지 15 SLM의 유량으로 상기 챔버 내로 도입되고 챔버 압력이 9 Torr 또는 그 아래로 유지되는,
    기판 처리 챔버 세정 방법.
  10. 가스 배기 시스템 및 기판 처리 챔버를 포함하며, 터보 분자 펌프, 상기 기판 처리 챔버로부터 상기 터보 분자 펌프를 유체적으로 차단하도록 페쇄될 수 있는 게이트 밸브, 및 배기 포어라인으로 유체적으로 연결되는 제 1 및 제 2 가스 배기 통로를 포함하는, 기판 처리 시스템의 작동 방법으로서,
    기판을 상기 챔버 내로 이송하고 상기 기판이 상기 챔버 내에 위치하는 동안 상기 챔버 내로 하나 또는 그 이상의 공정 가스를 도입함으로써 상기 기판 상의 기판 처리 작업을 수행하고 상기 터보 분자 펌프로부터 하류부의 제 1 포트로 상기 챔버에 유체적으로 연결되는 제 1 배기 통로를 통하여 상기 터보 분자 펌프를 구비하는 상기 배기 포어라인 내로 상기 챔버로부터 하나 또는 그 이상의 공정 가스를 배출하는 단계로서, 상기 기판 처리 작업 동안 상기 기판 처리 챔버의 내부면 상에 원하지 않는 잔류물 재료가 생성되는, 기판 이송, 기판 공정 작업 수행, 및 상기 하나 또는 그 이상의 공정 가스 배기 단계, 및
    상기 챔버로부터 상기 기판을 이송하고, 상기 챔버로부터 상기 터보 분자 펌프를 차단하도록 상기 게이트 밸브를 폐쇄하는 단계 및 상기 챔버 내로 활성화된 세정 가스 혼합물을 도입하여 상기 잔류물 재료와 상기 세정 혼합물의 적어도 일 부분을 반응시킴으로써 챔버 세정 작업을 수행하고, 상기 터보 분자 펌프로부터 상류부의 상기 챔버에 유체적으로 연결되는 적어도 제 2 및 제 3 포트를 가지는 제 2 배기 통로를 통하여 상기 챔버로부터 상기 세정 가스 혼합물을 제거하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 시스템 작동 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 배기 통로는 상기 터보 분자 펌프로부터 상류부에 상기 챔버에 유 체적으로 연결되는 제 4 포트를 포함하는,
    기판 처리 시스템 작동 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 세정되는 활성화된 세정 가스 혼합물을 제거하는 단계는 불소 이온 및 상기 챔버에 작동적으로 연결되는 원격의 플라즈마 시스템에 발생되는 불소 이온 및 불소 래디컬을 포함하는,
    기판 처리 시스템 작동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 불소 이온 및 불소 래디컬은 NF3로부터 발생되는,
    기판 처리 시스템 작동 방법.
  14. 기판 처리 챔버로부터 유체를 퍼징하기 위한 배기 포어라인으로서,
    상기 포어라인은 상기 챔버에 독립적으로 연결되는 제 1, 제 2 및 제 3 포트를 포함하는,
    기판 처리 시스템 작동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 포트는 배출 진공부로 연결되는 단일 포트 내로 통합되는,
    기판 처리 시스템 작동 방법.
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