KR20110040957A - 화학 처리 및 열처리용의 생산성이 높은 처리 시스템 및 동작 방법 - Google Patents

화학 처리 및 열처리용의 생산성이 높은 처리 시스템 및 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110040957A
KR20110040957A KR1020117004516A KR20117004516A KR20110040957A KR 20110040957 A KR20110040957 A KR 20110040957A KR 1020117004516 A KR1020117004516 A KR 1020117004516A KR 20117004516 A KR20117004516 A KR 20117004516A KR 20110040957 A KR20110040957 A KR 20110040957A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
heat treatment
substrate
coupled
processing system
Prior art date
Application number
KR1020117004516A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101569956B1 (ko
Inventor
제이 알 월래스
토마스 하멜린
히로유키 다카하시
아서 에이치 라플람
그레고리 알 휘만
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/183,763 external-priority patent/US8303715B2/en
Priority claimed from US12/183,828 external-priority patent/US8303716B2/en
Priority claimed from US12/183,650 external-priority patent/US8323410B2/en
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20110040957A publication Critical patent/KR20110040957A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101569956B1 publication Critical patent/KR101569956B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
    • H01L21/76825—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. by exposing the layer to particle radiation, e.g. ion implantation, irradiation with UV light or electrons etc.

Abstract

복수의 기판을 처리하기 위한 화학 처리 시스템 및 열처리 시스템을 구비하는 고생산성의 처리 시스템이 개시되어 있다. 화학 처리 시스템은 건식 비플라즈마 환경에서 복수의 기판을 화학적으로 처리하도록 구성되어 있다. 열처리 시스템은 화학 처리 시스템에서 화학적으로 처리된 복수의 기판을 열적으로 처리하도록 구성되어 있다.

Description

화학 처리 및 열처리용의 생산성이 높은 처리 시스템 및 동작 방법{HIGH THROUGHPUT PROCESSING SYSTEM FOR CHEMICAL TREATMENT AND THERMAL TREATMENT AND METHOD OF OPERATING}
본원은, 2007년 3월 6일자로 출원되고 발명의 명칭이 "PROCESSING SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMING HIGH THROUGHPUT NON-PLASMA PROCESSING"(ES-099)인 계류 중의 미국 특허 출원 제11/682,625호(ES-099); 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "HEATER ASSEMBLY FOR HIGH THROUGHPUT CHEMICAL TREATMENT SYSTEM"인 공동 계류 중의 미국 특허 출원 제12/183,597호(ES-135); 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "HIGH THROUGHPUT CHEMICAL TREATMENT SYSTEM AND METHOD OF OPERATING"인 공동 계류 중의 미국 특허 출원 제12/183,650호(ES-147); 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "SUBSTRATE HOLDER FOR HIGH THROUGHPUT CHEMICAL TREATMENT SYSTEM"인 공동 계류 중의 미국 특허 출원 제12/183,694호(ES-148); 동일자로 출원되고 발명의 명칭이 "HIGH THROUGHPUT THERMAL TREATMENT SYSTEM AND METHOD OF OPERATING"인 계류 중의 미국 특허 출원 제12/183,763호(ES-149)에 관한 것이다. 이들 출원의 전체 내용은 본원 명세서에 전체적으로 참고로 인용된다.
본 발명은 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 화학 처리 및 열처리용의 생산성이 높은 처리 시스템에 관한 것이다.
재료 처리 방법에 있어서는, 기판의 표면으로부터 재료를 제거하기 위하여, 예컨대 에칭 공정, 세정 공정 등을 포함한 다양한 공정이 활용되고 있다. 패턴 에칭 중에는, 기판의 표면층에 트렌치, 비아, 콘택트 비아 등의 미세 피처(fine features)가 형성된다. 예컨대, 패턴 에칭은 포토레지스트와 같이 방사선 민감성 재료의 박층을 기판의 상면에 도포하는 것을 포함한다. 리소그래피 기술을 이용하여 방사선 민감성 재료의 층에 패턴을 형성하고, 이 패턴을 하나의 건식 에칭 공정 또는 일련의 건식 공정을 이용하여 기층에 전사한다.
또한, 박막에 피처를 에칭하기 위하여 방사선 민감성 재료의 층, 하나 이상의 소프트 마스크층 및/또는 하드 마스크층을 포함하는 다층 마스크가 구현될 수도 있다. 예컨대, 하드 마스크를 이용하여 박막에 피처를 에칭할 때에는, 박막에 대한 메인 에칭 단계에 선행하는 별도의 에칭 단계를 이용하여 방사선 민감성 재료의 층의 마스크 패턴이 하드 마스크층으로 전사된다. 예컨대, 하드 마스크는 이산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4) 및 탄소를 포함한 실리콘 처리를 위한 여러 재료로부터 선택될 수도 있다. 또한, 박막에 형성된 피처의 최소 배선폭을 줄이기 위하여, 하드 마스크층을 측방향으로 트리밍할 수도 있다. 그 후, 기층에 패턴을 전사하기 전 또는 후에 건식 세정 공정을 이용하여 하나 이상의 마스크층 및/또는 처리 중에 기판에 퇴적되는 임의의 잔류물을 제거할 수도 있다. 패턴 형성, 트리밍, 에칭 또는 세정 단계 중 하나 이상은, 기판으로부터 재료를 제거하기 위한 건식 비플라즈마 공정을 활용할 수도 있다. 예컨대, 건식 비플라즈마 공정은, 노출면층의 계면 화학성질(surface chemistry)을 개질시키기 위하여 기판의 노출면을 화학적으로 처리하는 것과 화학적으로 개질된 계면 화학성질을 없애기 위하여 개질된 노출면을 후처리하는 것으로 이루어진 2단계의 공정을 갖는 화학적 제거 공정을 포함할 수도 있다. 화학적 제거 공정은 한 물질을 다른 물질에 대하여 매우 높은 선택도로 제거하고 있지만, 이 공정은 생산성이 낮기 때문에, 그다지 실용적이지 않다.
에칭 공정은 통상적으로, 기판 반송 스테이션, 하나 이상의 프로세스 모듈 및 기판 핸들링 시스템을 구비하는 단일의 기판 처리 클러스터 툴을 이용하여 실행되고, 상기 기판 핸들링 시스템은 하나의 기판을 하나 이상의 각 프로세스 모듈의 내외로 로딩 및 언로딩하도록 구성된다. 단일 기판 구조로 인하여, 하나의 기판 내에서 그리고 각각의 기판에 있어서 지속적이고 반복 가능한 프로세스 특징을 제공하는 방식으로 챔버 당 하나의 기판을 처리할 수 있다. 상기 클러스터 툴이 기판 상의 다양한 피처를 처리하는데 필요한 특징을 제공하고는 있지만, 반도체 처리 분야에 있어서는 필요한 프로세스 특징을 제공하면서 프로세스 모듈의 생산성을 증가시키는 것이 요구되고 있다.
본 발명은 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 화학 처리 및 열처리용의 생산성이 높은 처리 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 복수의 기판을 처리하기 위한 화학 처리 시스템 및 열처리 시스템을 구비하는 생산성이 높은 처리 시스템에 관한 것이다. 화학 처리 시스템은 건식 비플라즈마 환경에서 복수의 기판을 화학적으로 처리하도록 구성되어 있다. 열처리 시스템은 화학 처리 시스템에서 화학적으로 처리된 복수의 기판을 열적으로 처리하도록 구성되어 있다.
실시예에 따르면, 복수의 기판을 화학적으로 처리하기 위한 처리 시스템이 제공되며, 이 처리 시스템은 화학 처리 시스템과 열처리 시스템을 포함하고, 상기 화학 처리 시스템은, 화학 처리 챔버와, 화학 처리 챔버 내에 장착되고 지지면에 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성된 온도 제어식 기판 홀더와, 화학 처리 챔버에 결합되고, 2개 이상의 기판의 노출면층을 화학적으로 개질시키기 위하여 화학 처리 챔버 내의 처리 공간에 하나 이상의 가스를 도입하도록 구성된 가스 주입 조립체와, 가스 주입 조립체에 결합되고 가스 주입 조립체의 온도를 상승시키도록 구성된 히터 조립체와, 화학 처리 챔버에 결합된 진공 펌핑 시스템을 구비하고, 상기 열처리 시스템은 열처리 챔버와, 열처리 챔버 내에 장착되고, 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성되며, 화학적으로 개질된 노출면층을 열적으로 처리하기 위하여 2개 이상의 기판의 열처리 기판 온도를 상승시키는 메커니즘을 갖는 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더와, 전달면과 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더 사이에서 2개 이상의 기판을 수직 방향으로 이동시키도록 열처리 챔버에 결합된 기판 승강기 조립체와, 열처리 챔버에 결합되고 열처리의 가스상 생성물을 배기하도록 구성된 진공 펌핑 시스템과, 화학 처리 시스템과 열처리 시스템에 결합된 격리 조립체를 구비하고, 상기 격리 조립체는 화학 처리 시스템 및 열처리 시스템의 내외로 2개 이상의 기판을 반송하도록 구성된 전용 기판 핸들러를 구비한다.
도 1은 일 실시예에 따른 제1 처리 시스템 및 제2 처리 시스템용의 전달 시스템의 개략적인 측면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 전달 시스템의 개략적인 평면도이고,
도 3은 다른 실시예에 따른 제1 처리 시스템 및 제2 처리 시스템용의 전달 시스템의 개략적인 측면도이고,
도 4는 다른 실시예에 따른 제1 처리 시스템 및 제2 처리 시스템용의 전달 시스템의 개략적인 평면도이고,
도 5는 일 실시예에 따른 화학 처리 시스템의 단면 측면도이고,
도 6은 도 5에 도시된 화학 처리 시스템의 단면 측면도의 분해도이고,
도 7a는 일 실시예에 따른 기판 홀더의 평면도이고,
도 7b는 도 7a에 도시된 기판 홀더의 측면도이고,
도 7c는 일 실시예에 따른 화학 처리 시스템에 있어서의 기판 홀더 및 펌핑 시스템의 레이아웃을 나타내는 평면도이고,
도 7d는 다른 실시예에 따른 기판 홀더의 평면도이고,
도 8a는 일 실시예에 따른 리프트핀 조립체의 평면도이고,
도 8b는 도 8a에 도시된 리프트핀 조립체의 측면도이고,
도 8c는 일 실시예에 따른 기판 홀더에 있어서의 리프트핀 정렬 장치의 분해도이고,
도 9는 일 실시예에 따른 히터 조립체의 단면도이고,
도 10a는 일 실시예에 따른 히터 조립체의 평면도이고,
도 10b는 도 10a에 도시된 히터 조립체의 측면도이고,
도 11a 및 도 11b는 일 실시예에 따른 열처리 시스템의 단면 측면도이고,
도 12는 일 실시예에 따른 기판 승강기 조립체의 평면도이고,
도 13은 다른 실시예에 따른 기판 승강기 조립체의 평면도이고,
도 14는 일 실시예에 따른 화학 처리 시스템과 열처리 시스템의 동작 방법을 도시하고,
도 15는 건식 비플라즈마 공정을 이용하여 에칭 속도에 대한 예시적인 데이터를 도시하고,
도 16은 일 실시예에 따른 건식 비플라즈마 에칭 공정을 이용하여 기판을 에칭하는 방법을 도시한다.
생산성이 높은 비플라즈마 공정을 실행하기 위한 장치 및 방법을 다양한 실시예로 개시하고 있다. 그러나 당업자는, 특정의 세부사항 중 하나 이상을 포함하지 않고, 또는 다른 대체물 및/또는 추가의 방법, 재료 또는 구성 요소를 이용하여 다양한 실시예를 실행할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 경우에 따라서는, 본 발명의 다양한 실시예가 명확하지 않게 되는 경우를 피하기 위하여 공지의 구조, 재료 또는 조작에 대해서는 상세하게 설명하거나 도시하지 않는다. 마찬가지로, 설명의 편의상, 본 발명의 철저한 이해를 돕기 위하여 특정의 넘버, 재료 및 구조를 설명하고 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명을 특정의 세부 사항 없이 실행할 수 있다. 또한, 도면에 도시된 다양한 실시예가 단지 예시적으로 제시된 것이고, 반드시 실척으로 도시된 것은 아니라는 점을 이해해야 한다.
본 명세서 전체에 있어서, "일 실시예(one embodiment)", "실시예(an embodiment)" 또는 실시예의 변형은, 실시예와 관련하여 설명한 특정의 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미하는 것이고, 이들이 모든 실시예에 존재하는 것을 나타내는 것은 아니다. 따라서 본 명세서의 전체에 걸쳐 여러 부분에 기재되어 있는 "일 실시예에 있어서" 또는 "실시예에 있어서" 등의 어구의 표현이 반드시 본 발명의 동일 실시예를 언급하는 것은 아니다. 또한, 특정의 특징, 구조, 재료 또는 특성을 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합할 수도 있다. 다른 실시예에서는, 다양한 추가의 층 및/또는 구조를 구비할 수도 있고, 및/또는 개시된 특징을 생략할 수도 있다.
본 발명을 이해하는 데에 가장 도움이 되도록, 다양한 조작을 다수의 개별 조작으로서 차례로 설명하기로 한다. 그러나 설명의 순서로부터, 이들 조작이 반드시 순서에 의존하는 것으로 해석해서는 안 된다. 특히, 이들 조작을 명세서에 개시하는 순서로 실행할 필요는 없다. 개시된 조작을 개시된 실시예와 상이한 순서로 실행할 수도 있다. 추가의 실시예에서는, 다양한 추가의 조작을 실행할 수도 있고, 및/또는 개시된 조작을 생략할 수도 있다.
일반적으로 복수의 기판을 높은 생산성으로 처리하기 위한 시스템 및 방법이 요구되고 있고, 특히 복수의 기판을 높은 생산성으로 화학 처리 및 열처리하기 위한 시스템 및 방법이 요구되고 있다. 복수의 기판 홀더와 스테이션마다의 전용 핸들러를 사용함으로써, 복수의 기판의 화학 처리 및 열처리의 생산성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 1은 복수의 기판을 처리하기 위한 처리 플랫폼(100)의 측면도를 도시한다. 예컨대, 처리 공정은, 건식 비플라즈마 에칭 공정 또는 건식 비플라즈마 세정 공정을 포함할 수도 있다. 예컨대, 마스크층을 트리밍하거나, 기판의 표면으로부터 잔류물 및 기타 오염물을 제거하는 공정을 사용할 수 있다. 또한, 예컨대, 처리 공정은 화학 산화물 제거 공정을 포함할 수도 있다.
처리 플랫폼(100)은 제1 처리 시스템(110)과, 이 제1 처리 시스템(110)에 결합된 제2 처리 시스템(120)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제1 처리 시스템(110)은 화학 처리 시스템이고, 제2 처리 시스템(120)은 열처리 시스템이다. 다른 실시예에 있어서, 제2 처리 시스템(120)은 수 세정(water rinsing) 시스템과 같은 기판 세정 시스템이다. 또한 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 처리 시스템(110)과 제2 처리 시스템(120)의 내외로 복수의 기판을 반송하도록 전달 시스템(130)이 제1 처리 시스템(110)에 결합되어 있고, 또한 이 전달 시스템은 다수 요소 제작 시스템(140; multi-element manufacturing system)과 복수의 기판을 교환하는데도 사용된다. 다수 요소 제작 시스템(140)은, 기판의 카세트를 주변 조건과 저압 조건 사이에서 순환시킬 수 있도록 하는 로드록 요소를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 처리 시스템(110, 120)과, 전달 시스템(130)은 예컨대, 다수 요소 제작 시스템(140) 내에 처리 요소를 포함할 수 있다. 전달 시스템(130)은, 복수의 기판을 제1 처리 시스템(110), 제2 처리 시스템(120) 및 다수 요소 제작 시스템(140) 사이에서 이동시키기 위한 전용 핸들러(160)를 구비할 수 있다. 예컨대, 전용 핸들러(160)는 복수의 기판을 처리 시스템[제1 처리 시스템(110) 및 제2 처리 시스템(120)]과 다수 요소 제작 시스템(140) 사이에서 반송하는 데에 전용일 수 있지만, 본 발명의 실시예가 이로 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 다수 요소 제작 시스템(140)으로 인하여, 에칭 시스템, 증착 시스템, 코팅 시스템, 패터닝 시스템, 계측 시스템 등과 같은 장치를 포함하는 처리 요소의 내외로 기판을 반송할 수 있게 되어 있다. 제1 및 제2 처리 시스템에서 일어나는 공정을 격리시키기 위하여, 격리 조립체(150)를 활용하여 각 시스템을 결합시키고 있다. 예컨대, 격리 조립체(150)는 열적 격리를 제공하는 단열 조립체 또는 진공 격리를 제공하는 게이트 밸브 조립체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 물론, 처리 시스템(110, 120)과 전달 시스템(130)을 임의의 순서로 배치할 수도 있다.
도 2는 복수의 기판을 처리하기 위한, 도 1에 도시된 처리 플랫폼(100)의 평면도를 도시한다. 이 실시예에 있어서는, 동일한 기판 처리 시스템에서 기판(142A)을 다른 기판(142B)과 병렬로 처리한다. 도시하지 않은 변형예에 있어서, 기판(142A, 142B)을 차례로(front-to-back) 처리할 수도 있지만, 이 실시예로 한정되는 것은 아니다. 도 2의 각 처리 시스템에는 단지 2개의 기판이 도시되어 있지만, 각 처리 시스템에서 2개 이상의 기판을 병렬로 처리할 수도 있다.
도 2를 계속해서 참조하면, 처리 플랫폼(100)은 다수 요소 제작 시스템(140)으로부터 연장되고 서로 병렬로 동작하도록 구성된 제1 처리 요소(102) 및 제2 처리 요소(104)를 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 처리 요소(102)는 제1 처리 시스템(110)과 제2 처리 시스템(120)을 포함할 수 있고, 전달 시스템(130)은 전용 기판 핸들러(160)를 활용하여 기판(142)을 제1 처리 요소(102)의 내외로 이동시킬 수 있다.
대안으로, 도 3은 다른 실시예에 따른, 복수의 기판을 처리하기 위한 처리 플랫폼(200)의 측면도를 도시한다. 예컨대, 처리 공정은, 건식 비플라즈마 에칭 공정 또는 건식 비플라즈마 세정 공정을 포함할 수도 있다. 예컨대, 마스크층을 트리밍하거나, 기판의 표면으로부터 잔류물 및 기타 오염물을 제거하는 공정을 사용할 수 있다. 또한, 예컨대, 처리 공정은 화학 산화물 제거 공정을 포함할 수도 있다.
처리 플랫폼(200)은 제1 처리 시스템(210) 및 제2 처리 시스템(220)을 포함하고, 제1 처리 시스템(210)은 도시된 바와 같이 수직 방향으로 제2 처리 시스템(220)의 위에 배치된다. 예컨대, 제1 처리 시스템(210)은 화학 처리 시스템이고, 제2 처리 시스템(220)은 열처리 시스템이다. 대안으로, 제2 처리 시스템(220)은 수 세정(water rinsing) 시스템과 같은 기판 세정 시스템이다. 또한 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 처리 시스템(210)의 내외로 기판을 반송하기 위하여 전달 시스템(230)이 제1 처리 시스템(210)에 결합될 수 있고, 제2 처리 시스템(220)의 내외로 기판을 반송하기 위하여 전달 시스템(230)이 제2 처리 시스템(220)에 결합될 수 있다. 전달 시스템(230)은 제1 처리 시스템(210), 제2 처리 시스템(220) 및 다수 요소 제작 시스템(240; multi-element manufacturing system) 사이에서 복수의 기판을 이동시키기 위한 전용의 핸들러(260)를 포함할 수도 있다. 전용 핸들러(260)가 처리 시스템[제1 처리 시스템(210)과 제2 처리 시스템(220)]과 다수 요소 제작 시스템(240) 사이에서 기판을 반송하는데 전용으로 사용될 수 있지만, 본 발명이 이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 전달 시스템(230)은 하나 이상의 기판 카세트(도시 생략)에 의해 기판을 교환할 수도 있다. 도 3에는 2개의 처리 시스템만이 도시되어 있지만, 다른 처리 시스템이 전달 시스템(230)이나 에칭 시스템, 증착 시스템, 코팅 시스템, 패터닝 시스템, 계측 시스템 등을 비롯한 다수 요소 제작 시스템(240)에 액세스할 수 있다. 제1 및 제2 처리 시스템에서 발생하는 공정들을 격리시키기 위하여 격리 조립체(250)를 사용하여 각 시스템을 결합할 수 있다. 예컨대, 격리 조립체(250)는 열적 격리를 제공하는 단열 조립체와 진공 격리를 제공하는 게이트 밸브 조립체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 예컨대 전달 시스템(230)이 격리 조립체(250)의 일부로서 작용할 수도 있다.
일반적으로, 도 1에 도시된 처리 플랫폼(100)의 제1 처리 시스템(110) 및 제2 처리 시스템(120) 중 적어도 하나는 복수의 기판의 통과를 허용하도록 적어도 2개의 반송용 개구를 구비한다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 처리 시스템(120)은 2개의 반송용 개구를 구비하며, 제1 반송용 개구는 제1 처리 시스템(110)과 제2 처리 시스템(120) 사이에서 기판의 통과를 허용하고, 제2 반송용 개구는 전달 시스템(130)과 제2 처리 시스템(120) 사이에서 기판의 통과를 허용한다. 그러나 도 1 및 도 2에 도시된 처리 플랫폼(100) 및 도 3에 도시된 처리 플랫폼(200)과 관련하여, 각 처리 시스템은 복수의 기판의 통과를 허용하도록 적어도 하나의 반송용 개구를 각각 구비한다.
다른 실시예에 따르면, 도 4는 복수의 기판을 처리하기 위한 처리 플랫폼(300)의 평면도를 도시한다. 예컨대, 처리 공정은, 건식 비플라즈마 에칭 공정 또는 건식 비플라즈마 세정 공정을 포함할 수도 있다. 예컨대, 마스크층을 트리밍하거나, 기판의 표면으로부터 잔류물 및 기타 오염물을 제거하는 공정을 사용할 수 있다. 또한, 예컨대, 처리 공정은 화학 산화물 제거 공정을 포함할 수도 있다.
처리 플랫폼(300)은 제1 처리 시스템(310), 제2 처리 시스템(320), 그리고 제1 전달 시스템(330) 및 옵션의 제2 전달 시스템(330')에 결합된 옵션의 보조 처리 시스템(370)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제1 처리 시스템(310)은 화학 처리 시스템이고, 제2 처리 시스템(320)은 열처리 시스템이다. 다른 실시예에 있어서, 제2 처리 시스템(320)은 수 세정 시스템과 같은 기판 세정 시스템이다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전달 시스템(330)과 옵션의 제2 전달 시스템(330')은 제1 처리 시스템(310) 및 제2 처리 시스템(320)에 결합되고, 복수의 기판을 제1 처리 시스템(310) 및 제2 처리 시스템(320)의 내외로 반송하도록 구성되며, 또한 다수 요소 제작 시스템(340)과 복수의 기판을 교환하도록 구성되어 있다. 다수 요소 제작 시스템(340)은 기판의 카세트를 주변 조건과 저압 조건 사이에서 순환시킬 수 있도록 하는 로드록 요소를 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 처리 시스템(310, 320)과 제1 및 옵션의 제2 전달 시스템(330, 330')은, 예컨대 다수 요소 제작 시스템(340) 내에 처리 요소를 포함할 수 있다. 제1 처리 시스템(310), 제2 처리 시스템(320), 옵션의 보조 처리 시스템(370) 및 다수 요소 제작 시스템(340) 사이에서 복수의 기판을 이동시키기 위하여, 제1 전달 시스템(330)은 제1 전용 핸들러(360)를 구비할 수 있고, 옵션의 제2 전달 시스템(330')은 옵션의 제2 전용 핸들러(360')를 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다수 요소 제작 시스템(340)으로 인하여, 에칭 시스템, 증착 시스템, 코팅 시스템, 패터닝 시스템, 계측 시스템 등을 포함하는 처리 요소의 내외로 기판을 반송할 수 있게 되어 있다. 또한, 다수 요소 제작 시스템(340)으로 인하여 보조 처리 시스템(370)의 내외로 기판을 반송할 수 있게 되어 있으며, 보조 처리 시스템(370)은 에칭 시스템, 증착 시스템, 코팅 시스템, 패터닝 시스템, 계측 시스템 등을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 시스템에서 발생하는 공정들을 격리시키기 위하여, 격리 조립체(350)를 사용하여 각 시스템을 결합하고 있다. 예컨대, 격리 조립체(350)는 열적 격리를 제공하는 단열 조립체와, 진공 격리를 제공하는 게이트 밸브 조립체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 물론, 처리 시스템(310, 320)과 전달 시스템(330)을 임의의 순서로 배치할 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 동일한 처리 시스템에서 2개 이상의 기판(342)을 병렬로 처리할 수 있다. 도시하지 않은 변형예에 있어서, 기판(342)을 차례로(front-to-back) 처리할 수도 있지만, 이 실시예로 한정되는 것은 아니다. 도 4의 각 처리 시스템에는 단지 2개의 기판이 도시되어 있지만, 각 처리 시스템에서 2개 이상의 기판을 병렬로 처리할 수도 있다.
도 5, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 전술한 바와 같은 처리 플랫폼은 복수의 기판을 화학적으로 처리하기 위한 화학 처리 시스템(500)과, 복수의 기판을 열적으로 처리하기 위한 열처리 시스템(1000)을 포함할 수 있다. 예컨대, 처리 플랫폼은 화학 처리 시스템(500)과, 이 화학 처리 시스템(500)에 결합된 열처리 시스템(1000)을 포함한다. 화학 처리 시스템(500)은 온도 제어가 가능한 화학 처리 챔버(510)를 포함한다. 열처리 시스템(1000)은 온도 제어가 가능한 열처리 챔버(1010)를 포함한다. 화학 처리 챔버(510)와 열처리 챔버(1010)는 단열 조립체를 이용하여 서로 열적으로 격리될 수 있고, 게이트 밸브 조립체를 이용하여 서로 진공 격리될 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 화학 처리 시스템(500)은 화학 처리 챔버(510) 내에 장착되고 지지면에 2개 이상의 기판(545)을 지지하도록 구성된 온도 제어식 기판 홀더(540)와, 화학 처리 챔버(510)의 상부에 결합된 상부 조립체(520)와, 화학 처리 챔버(510)에 결합되어 그 내부를 진공 배기시키는 진공 펌핑 시스템(580)을 더 포함한다.
상부 조립체(520)는, 화학 처리 챔버(510)에 결합되어 화학 처리 챔버(510) 내의 처리 공간(512)에 하나 이상의 공정 가스를 도입하도록 구성된 가스 주입 조립체(550)를 구비하여 2개 이상의 기판(545)의 노출면층을 화학적으로 개질시킨다. 또한, 상부 조립체(520)는, 가스 주입 조립체(550)에 결합되어 가스 주입 조립체(550)의 온도를 상승시키도록 구성된 히터 조립체(530)를 포함한다.
화학 처리 챔버(510)는, 복수의 기판(545)을 화학 처리 챔버(510)의 내외로 반송할 수 있도록 하는 개구(514)를 구비한다. 화학 처리 챔버(510)의 개구(514)는, 복수의 기판(545)을 화학 처리 챔버(510)와 열처리 챔버(1010) 사이에서 반송할 수 있게 하는 열처리 챔버(1010)의 개구(1016)와 공통의 통로를 구획할 수 있다.
처리 중에, 공통의 통로는 두 챔버(510, 1010)에서의 독립적인 처리를 허용하기 위하여 게이트 밸브 조립체(518)를 이용하여 밀봉 폐쇄될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 게이트 밸브 조립체(518)는 공압 구동 시스템과 같은 구동 시스템(516)을 포함할 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같은 전달 시스템과의 기판 교환을 허용하도록 열처리 챔버(1010)에 반송용 개구(1014)를 형성할 수 있다. 예컨대, 열처리 챔버(1010)를 전달 시스템(도시 생략)으로부터 열적으로 격리시키기 위하여 제2 단열 조립체(도시 생략)를 구현할 수도 있다. 반송용 개구(1014)가 열처리 챔버(1010)의 일부로서 도시되어 있지만(도 1 참조), 반송용 개구(1014)는 열처리 챔버(1010) 대신에 화학 처리 챔버(510)에 형성될 수도 있고(도 1에 도시된 위치와 반대의 챔버 위치), 화학 처리 챔버(510)와 열처리 챔버(1010) 모두에 형성될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 화학 처리 시스템(500)은 기판(545)을 열적으로 제어하고 처리하기 위한 여러 동작 기능을 제공하는 온도 제어식 기판 홀더(540)를 구비한다. 기판 홀더(540)는 복수의 기판(545)의 온도를 조정 및/또는 상승시키도록 구성된 하나 이상의 온도 제어 요소를 포함한다.
하나 이상의 온도 제어 요소는 기판(545)을 가열하거나 및/또는 냉각하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 온도 제어식 기판 홀더(540)는, 기판 홀더(540)로부터 열을 수용하고 열교환기 시스템(도시 생략)으로 열을 전달하는 열전달 유체의 재순환 유동을 갖는 냉각 시스템을 구비할 수도 있고, 대안으로 열교환기 시스템(도시 생략)으로부터 열을 수용하고 기판 홀더(540)로 열을 전달하는 열전달 유체의 재순환 유동을 갖는 가열 시스템을 구비할 수도 있다. 다른 실시예에 있어서, 온도 제어 요소는 저항 가열 소자 또는 열전 가열기/냉각기를 포함할 수도 있다. 이들 온도 제어 요소는 기판 홀더(540), 화학 처리 챔버(510)의 챔버벽 및 상부 조립체(510)의 온도를 제어하도록 활용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 6은 전술한 기능 중 일부를 실행하기 위한 기판 홀더를 도시하는 도면이다. 도 6에 있어서는, 도 5에 도시된 온도 제어식 기판 홀더(540)의 분해 단면도가 도시되어 있다. 기판 홀더(540)는, 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성된 상면과, 상면과 반대측의 하면 및 가장자리면을 갖는 온도 제어식 기판 테이블(542)과, 온도 제어식 기판 테이블(542)의 하면에 결합되는 챔버 결합 부품(612)과, 챔버 결합 부품(612)의 바닥과 화학 처리 챔버(510)의 하부 챔버벽(610) 사이에 배치된 절연 부품(614)을 포함한다. 챔버 결합 부품(612)은 화학 처리 챔버(510)의 하부 챔버벽(610)으로부터 간격을 두고 온도 제어식 기판 테이블(542)을 지지하도록 구성된 2개 이상의 지지 칼럼(613)을 포함할 수 있으며, 2개 이상의 지지 칼럼(613) 각각은 제1 단부가 온도 제어식 기판 테이블(542)의 하면에 결합되고 제2 단부가 화학 처리 챔버(510)의 하부 챔버벽(610)에 결합된다.
온도 제어식 기판 테이블(542)과 챔버 결합 부품(612)은 예컨대, 알루미늄, 스테인리스강, 니켈 등의 전기 및 열 도전성 재료로 제조될 수도 있다. 절연 부품(614)은 예컨대 석영, 알루미나, 테플론(Teflon) 등과 같이 열 도전성이 비교적 낮은 내열성 재료로 제조될 수 있다.
온도 제어식 기판 테이블(542)은 냉각 채널, 가열 채널, 저항성 발열 소자, 열전 디바이스 등의 온도 제어 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 온도 제어식 기판 테이블(542)은 온도 제어식 기판 테이블(542)의 내부에 형성된 유체 채널(544)을 포함한다. 유체 채널(544)은 유체 입구 도관(546) 및 유체 출구 도관(548)을 구비한다.
기판 홀더 온도 제어 시스템(560)은 열전달 유체의 온도를 제어하도록 구성되고 배치된 유체 서멀 유닛(fluid thermal unit)을 포함한다. 유체 서멀 유닛은 유체 저장 탱크, 펌프, 가열기, 냉각기 및 유체 온도 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 기판 홀더 온도 제어 시스템(560)은 유체 서멀 유닛을 이용하여 열전달 유체의 유입 유동(562)의 공급과 열전달 유체의 유출 유동(564)의 배기를 용이하게 한다. 기판 홀더 온도 제어 시스템(560)은, 유체 서멀 유닛에 결합되어 열전달 유체의 온도를 모니터링하거나, 조정하거나, 제어하는 기능 중 적어도 하나를 실행하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함한다.
예컨대, 기판 홀더 온도 제어 시스템(560)은, 온도 제어식 기판 테이블(542)에 결합되어 기판 홀더의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서로부터의 온도 측정치를 수용할 수 있다. 또한, 예컨대, 기판 홀더 온도 제어 시스템(560)은 기판 홀더의 온도를 기판 홀더의 목표 온도와 비교한 후에, 컨트롤러를 사용하여 열전달 유체의 온도를 조정하거나 열전달 유체의 유량을 조정할 수 있으며, 이들 모두를 실행하여 기판 홀더의 온도와 기판 홀더의 목표 온도 사이의 차이를 줄일 수 있다.
또한, 예컨대, 기판 홀더 온도 제어 시스템(560)은 온도 제어식 기판 테이블(542)에 결합된 복수의 온도 센서로부터 복수의 온도 측정치를 수용할 수 있고, 컨트롤러를 활용하여 복수의 기판 홀더의 온도를 모니터링하거나, 조정하거나 또는 제어하는 기능 중 적어도 하나를 실행하여 온도 제어식 기판 테이블(542)의 온도 균일성을 변경시킬 수 있다.
유체 채널(544)은 예컨대, 온도 제어식 기판 테이블(542)을 전도-대류 가열 또는 냉각하기 위하여, Fluorinert, Galden HT-135 등의 유체의 유량을 허용하는, 온도 제어식 기판 테이블(542) 내의 나선형 또는 서펜타인(serpentine) 통로일 수 있다. 대안으로, 온도 제어식 기판 테이블(542)은 각 소자를 통한 전류의 흐름 방향에 따라 기판을 가열하거나 냉각할 수 있는 열전 디바이스의 어레이를 포함할 수 있다. 열전 디바이스의 예로는, Advanced Thermoelectric에서 시판하는 Model ST-127-1.4-8.5M(72 W의 최대 열전달 파워가 가능한 40 mm×40 mm×3.4 mm의 열전 디바이스)일 수 있다.
단일의 유체 채널(544)이 도시되어 있지만, 온도 제어식 기판 테이블(542)은, 온도 제어식 기판 테이블(542)의 내부에 형성되는 하나 이상의 추가의 유체 채널을 포함할 수도 있으며, 하나 이상의 추가의 유체 채널은 각각 추가의 입구 단부와 추가의 출구 단부를 구비하고, 추가의 입구 단부 각각과 추가의 출구 단부 각각은 2개 이상의 지지 칼럼(613)을 통하여 열전달 유체를 수용 및 복귀시키도록 구성되어 있다.
절연 부품(614)은 단열 갭을 더 포함하여 온도 제어식 기판 테이블(542)과 화학 처리 챔버(510) 사이에 추가의 단열을 제공할 수도 있다. 단열 갭은 펌핑 시스템(도시 생략)이나 진공 펌핑 시스템(580)의 일부로서의 진공 라인을 이용하여 배기될 수도 있고, 및/또는 열전도율을 변경하기 위하여 가스 공급원(도시 생략)에 결합될 수도 있다. 예컨대, 가스 공급원은, 열전달 가스를 기판(545)의 이면측에 결합하는데 사용되는 이면측 가스 공급원일 수 있다.
각 부품(542, 612, 614)은, 하나의 부품을 다른 부품에 고정하고 온도 제어식 기판 홀더(540)를 화학 처리 챔버(510)에 고정하기 위한 (볼트와 태핑 구멍과 같은) 체결 장치를 더 포함한다. 또한, 각 부품(542, 612, 614)은 각 부품에 대한 전술한 유틸리티의 통과를 용이하게 하며, 화학 처리 챔버(510)의 진공 완전성을 유지할 필요가 있을 때에 엘라스토머 o-링과 같은 진공 시일을 활용하고 있다.
또한, 온도 제어식 기판 홀더(540)는, 기판(545)을 온도 제어식 기판 홀더(540)에 전기적으로(또는 기계적으로) 클램핑하기 위하여 정전 클램핑 시스템(도시 생략)(또는 기계적 클램핑 시스템)을 포함할 수 있다. 정전 클램프(ESC)는 세라믹 층, 세라믹 층에 매립된 클램핑 전극, 전기 접속부를 이용하여 클램핑 전극에 결합된 고전압(HV) DC 전압 공급부를 구비한다. ESC는 예컨대 단극일 수도 있고, 쌍극일 수도 있다. 이러한 클램프의 구조 및 구현은 정전 클램핑 시스템 분야의 당업자에게는 널리 알려져 있다.
또한, 온도 제어식 기판 홀더(540)는 열전달 가스를 공급하기 위한 이면측 가스 공급 시스템(도시 생략)을 포함할 수 있다. 예컨대, 열전달 가스를 기판(545)의 이면측에 이송하여 기판(545)과 온도 제어식 기판 홀더(540) 사이의 가스-갭 열 전도를 촉진시킬 수 있다. 예컨대, 기판(545)의 이면측에 공급된 열전달 가스는 헬륨, 아르곤, 크세논, 크림톤, 공정 가스 등의 불활성 가스 또는 산소, 질소 또는 수소 등의 다른 가스를 포함할 수 있다. 이러한 시스템은 상승된 온도 또는 하강된 온도에서 기판의 온도 제어가 필요한 때에 활용될 수 있다. 예컨대, 이면측 가스 시스템은 투존(중심-가장자리) 시스템 등의 멀티존 가스 분배 시스템을 포함할 수 있고, 여기서 이면측 가스 갭 압력은 기판(545)의 중심과 가장자리 사이에서 독립적으로 변경될 수 있다.
또한, 온도 제어식 기판 홀더(540)는, 제1 기판을 온도 제어식 기판 테이블(542)의 상면에 대하여 승강시키도록 구성된 제1열의 리프트핀(576)과, 제2 기판을 온도 제어식 기판 테이블(542)의 상면에 대하여 승강시키도록 구성된 제2열의 리프트핀(576)을 구비하는 리프트핀 조립체(570)를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 리프트핀 조립체(570)는, 리프트핀 지지 부재(574)와, 화학 처리 챔버(510)의 피드스루(616; feed-through)를 매개로 하부 챔버벽(610)에 관통 결합된 구동 시스템(572)을 구비하고, 이 구동 시스템은, 제1열의 리프트핀(576)이 제1열의 리프트핀 구멍을 통하여 이동하고, 제2열의 리프트핀(576)이 제2열의 리프트핀 구멍을 통하여 이동하도록 리프트핀 지지 부재(574)를 이동시키도록 구성되어 있다.
온도 제어식 기판 홀더(540)의 온도는 서모커플(예컨대, K 타입 서모커플, PT 센서 등)과 같은 온도 검출 장치를 이용하여 모니터링될 수 있다. 또한, 기판 홀더 온도 제어 시스템(560)은 기판 홀더(540)에 대한 피드백으로서의 온도 측정치를 활용하여 기판 홀더(540)의 온도를 제어할 수 있다. 예컨대, 유체의 유량, 유체의 온도, 열전달 가스의 유형, 열전달 가스의 압력, 클램핑력, 저항성 발열 소자의 전류 또는 전압, 열전 디바이스의 전류 또는 극성 중 적어도 하나를 조정하여 기판 홀더(540)의 온도 및/또는 기판(545)의 온도 변경에 영향을 끼칠 수 있다.
이제 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 기판 홀더의 평면도 및 측면도가 도시되어 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 기판 홀더(740)는, 2개의 기판(745, 745')을 지지하도록 구성된 인접하는 상면(760)과, 상면(760)과 반대측의 하면(762) 및 가장자리면(764)을 갖는 온도 제어식 기판 테이블(742)을 포함한다. 또한, 온도 제어식 기판 테이블(742)은 2개의 기판(745, 745')의 온도를 조정하거나 및/또는 제어하도록 구성되어 있다. 기판 홀더(740)는 유체 채널(744)을 통한 열전달 유체의 유동을 공급 및 배기하도록 구성된 유체 입구 도관(746)과 유체 출구 도관(748)을 더 포함한다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 유체 입구 도관(746)은 2개 이상의 지지 칼럼 중 하나를 관통하여 형성되어 있으며, 유체 입구 도관(746)은 유체 서멀 유닛으로부터의 열전달 유체를 수용하고 열전달 유체를 유체 채널(744)의 입구 단부에 공급하도록 구성되어 있다. 또한, 유체 출구 도관(748)은 2개 이상의 지지 칼럼 중 다른 하나를 관통하여 형성되어 있으며, 유체 출구 도관(748)은 유체 채널(744)의 출구 단부로부터 열전달 유체를 수용하도록 구성되어 있다. 온도 제어식 기판 테이블(742)은 상부 섹션(741)과 하부 섹션(743)을 구비하고, 유체 채널(744)은 두 섹션을 결합하기 전에 상부(741) 또는 하부(743) 또는 이들 모두에 형성된다. 상부 섹션(741)과 하부 섹션(743)은 사이에 시일을 배치한 상태로 두 섹션을 체결함으로써 또는 이들 섹션을 함께 용접함으로써 결합될 수 있다.
유체 채널(744)은 서펜타인 형상을 가질 수 있지만, 유체 채널의 형상은 임의의 형상일 수도 있다. 예컨대, 도 7d는 보다 감겨 있는 경로의 유체 채널(744')을 갖는 기판 홀더(740')를 도시한다.
도 7c를 참조하면, 화학 처리 챔버의 하부벽의 진공 펌핑 포트(780) 및 챔버벽(720)에 대한 온도 제어식 기판 테이블(742)의 예시적인 공간 관계를 도시하기 위하여 온도 제어식 기판 테이블(742)의 평면도가 도시되어 있다. 온도 제어식 기판 테이블(742)은 화학 처리 챔버를 통한 진공 펌핑 포트(780)로의 유동 컨덕턴스(flow conductance)를 개선하도록 형상화되어 있다.
도 7a, 도 7b, 도 7d, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 기판 홀더(740)는, 제1열의 리프트핀(751)이 온도 제어식 기판 테이블(742)을 통과할 수 있게 하여 제1 기판(745)을 온도 제어식 기판 테이블(742)의 상면(760)에 대하여 승강시키도록 구성된 제1열의 3개의 리프트핀 구멍(750)과, 제2열의 리프트핀(751')이 온도 제어식 기판 테이블(742)을 통과할 수 있게 하여 제2 기판(745')을 온도 제어식 기판 테이블(742)의 상면(760)에 대하여 승강시키도록 구성된 제2열의 3개의 리프트핀 구멍(750')을 갖는 리프트핀 조립체를 더 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 리프트핀 조립체는 리프트핀 지지 부재(752)와, 화학 처리 챔버(510)의 벽(710)에 관통 결합된 피스톤 부재(754)를 갖는 구동 시스템을 포함하고, 상기 구동 시스템은, 제1열의 리프트핀(751)이 제1열의 리프트핀 구멍(750)을 통하여 이동하고 제2열의 리프트핀(751')이 제2열의 리프트핀 구멍(750')을 통하여 이동하는 방식으로 리프트핀 지지 부재(752)를 이동시키도록 구성되어 있다. 제1열의 리프트핀(751)은 제1열의 리프트핀 구멍(750)과 정렬되고 이들을 통과하도록 구성되어 있으며, 제1열의 리프트핀(751)의 각 리프트핀은 제1 기판과 접촉하도록 구성된 제1 접촉 단부와 리프트핀 지지 부재(752)에 결합된 제1 지지 단부를 갖는다. 제2열의 리프트핀(751')은 제2열의 리프트핀 구멍(750')과 정렬되고 이들을 통과하도록 구성되어 있으며, 제2열의 리프트핀(751')의 각 리프트핀은 제2 기판에 접촉하도록 구성된 제2 접촉 단부와 리프트핀 지지 부재(752)에 결합된 제2 지지 단부를 갖는다. 피스톤 부재(754)는 리프트핀 지지 부재(752)에 결합되고, 벽(710)의 피드스루를 관통하여 미끄럼 이동함으로써 리프트핀 지지 부재(752)를 수직 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다.
도 8c에 도시된 바와 같이, 제1열의 리프트핀 구멍(750)의 각 리프트핀 구멍과 제2열의 리프트핀(751')은 리프트핀 구멍의 공칭 치수(747')보다 큰 플레어 치수(747)의 플레어형 단부를 갖는 인서트(749)를 포함할 수도 있다. 인서트(749)를 사용함으로써, (메인터넌스 전, 중 또는 후에) 기판 홀더(740)를 조립하는 중에, 제1열의 리프트핀(751)과 제1열의 리프트핀 구멍(750)의 정렬과, 제2열의 리프트핀(751')과 제2열의 리프트핀 구멍(750')의 정렬을 돕는다.
또한 도 8b에 도시된 바와 같이, 온도 제어식 기판 테이블(742)은 하면(762) 및/또는 가장자리면(764)에 결합된 스커트(790)를 선택적으로 포함할 수도 있다. 스커트(790)는 온도 제어식 기판 테이블(742)의 하측 및 리프트핀 조립체에 퇴적되어 있는 공정 잔류물 및 오염물의 양을 줄이는 것을 도울 수도 있다. 또한, 스커트(790)는 온도 제어식 기판 테이블(742)의 하측[즉, 하면(762)] 및 리프트핀 조립체에 의해 공정 반응물의 포집량을 줄이는 것을 도울 수도 있다.
전술한 바와 같이, 상부 조립체(520)는, 화학 처리 챔버(510)에 결합되고 처리 공간에 하나 이상의 공정 가스를 도입하도록 구성된 가스 주입 조립체(550)와, 가스 주입 조립체(550)에 결합되고 가스 주입 조립체(550)의 온도를 상승시키도록 구성된 히터 조립체(530)를 포함한다.
가스 주입 조립체(550)는 가스 분배 조립체를 갖는 샤워헤드 가스 주입 시스템과, 가스 분배 조립체에 결합되어 하나 이상의 가스 분배 플리넘을 형성하도록 구성된 하나 이상의 가스 분배 플레이트를 포함할 수도 있다. 도시하지는 않지만, 하나 이상의 가스 분배 플리넘은 하나 이상의 가스 분배 배플판을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 가스 분배판은 하나 이상의 가스 분배 오리피스를 더 포함하여, 하나 이상의 가스 분배 플리넘으로부터 화학 처리 챔버(510) 내의 공정 공간(512)으로 공정 가스를 분배한다. 또한, 하나 이상의 가스 공급 라인이 예컨대 가스 분배 조립체를 통하여 하나 이상의 가스 분배 플리넘에 결합되어 하나 이상의 가스를 포함한 공정 가스를 공급할 수 있다. 공정 가스는 예컨대, NH3, HF, H2, O2, CO, CO2, Ar, He 등을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 가스 주입 조립체(550)는 적어도 2종의 가스를 포함하는 공정 가스를 화학 처리 챔버(510) 내로 분배하도록 구성될 수도 있다. 가스 주입 조립체(550)는 가스 공급 시스템(556)으로부터의 제1 공정 가스를 도입하기 위한 제1열의 오리피스(552)와, 가스 공급 시스템(556)으로부터의 제2 공정 가스를 도입하기 위한 제2열의 오리피스(556)를 포함할 수도 있다. 예컨대, 제1 공정 가스는 HF를 함유할 수 있고, 제2 공정 가스는 NH3와, 선택적으로 Ar을 함유할 수도 있다.
(추가의 상세부가 도시된 도 5의 분해도인) 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 조립체(820)는 가스 주입 조립체(850)와, 가스 주입 조립체(850)에 결합되어 가스 주입 조립체(850)의 온도를 상승시키도록 구성된 히터 조립체(830)를 포함한다. 가스 주입 조립체(850)는 적어도 2종의 가스를 포함하는 공정 가스를 분배하도록 구성된다. 가스 주입 조립체(850)는, 제1열의 오리피스(852)를 통하여 공정 공간(812)에 제1 공정 가스를 도입하도록 구성된 제1 가스 분배 플리넘(856)과, 제2열의 오리피스(854)를 통하여 공정 공간(812)에 제2 공정 가스를 도입하도록 구성된 제2 가스 분배 플리넘(858)을 갖는 가스 분배 조립체를 포함한다. 제1 가스 분배 플리넘(856)은 가스 공급 시스템(870)으로부터 제1 통로(855)를 통하여 제1 공정 가스를 수용하도록 구성되고, 제2 가스 분배 플리넘(858)은 가스 공급 시스템(870)으로부터 제2 통로(857)를 통하여 제2 공정 가스를 수용하도록 구성된다. 도시하지는 않지만, 가스 분배 플리넘(856, 858)은 하나 이상의 가스 분배 배플판을 포함할 수 있다.
공정 가스는 예컨대, NH3, HF, H2, O2, CO, CO2, Ar, He 등을 포함할 수 있다. 이러한 배치의 결과로, 제1 공정 가스와 제2 공정 가스는 공정 공간(812) 내부를 제외하고는 어떠한 상호작용도 없이 공정 공간(812)에 독립적으로 도입될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 히터 조립체(530)는 가스 주입 조립체(550)에 결합되고 가스 주입 조립체(550)의 온도를 상승시키도록 구성된다. 히터 조립체(530)는 복수의 발열 소자(532)와 복수의 발열 소자에 파워를 결합하도록 구성된 전원(534)을 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 히터 조립체(830)는 가스 주입 조립체(850)의 상면에 결합된 복수의 저항성 발열 소자(831, 832, 833, 834)를 포함한다. 히터 조립체는, 복수의 저항성 발열 소자(831, 832, 833, 834)에 결합되어 복수의 저항성 발열 소자(831, 832, 833, 834)의 각각에 전류를 결합하도록 구성된 전원(860)을 더 포함한다. 전원(860)은 직류(DC) 전원을 포함할 수도 있고 교류 전원(AC)을 포함할 수도 있다. 또한, 복수의 저항성 발열 소자(831, 832, 833, 834)는 직렬로 연결될 수도 있고 병렬로 연결될 수도 있다.
또한, 히터 조립체(830)는 절연 부재(836)와, 복수의 저항성 발열 소자(831, 832, 833, 834)를 가스 주입 조립체(850)의 상면에 부착하도록 구성된 클램프 부재(838)를 더 포함할 수 있다. 또한, 히터 조립체(830)는 열 실드(840)와, 복수의 저항성 발열 소자(831, 832, 833, 834)를 차폐하고 열 실드(841)가 가스 주입 조립체(850)의 상면으로부터 간격을 두고 유지하도록 구성된 하나 이상의 칼럼(842)을 포함할 수도 있다. 대안으로, 단열 폼(heat insulation foam)에 의해 단열을 제공할 수도 있다.
이제 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 다른 실시예에 따른, 히터 조립체(930)와 가스 주입 조립체(950)를 포함하는 상부 조립체(920)의 평면도 및 측면도가 도시되어 있다. 상부 조립체(920)는 플레이트 부재(922)와 하부 부재(924)를 구비할 수 있다. 히터 조립체(930)는 상면을 갖는 플레이트 부재(922)와, 플레이트 부재(922)의 상면에 결합된 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938)를 포함한다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 각각은 180도의 주축 벤드(major axis bend)를 갖는 발열 소자를 포함한다. 예컨대, 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 각각은 플레이트 부재(922)의 상면에 고정 결합된 제1 단부(933)와 전원에 결합되도록 구성된 제2 단부(931)와, 제1 단부(933)와 제2 단부(931) 사이에 위치된 굴곡부와, 제1 단부(933)와 굴곡부 사이에서 연장되는 제1 직선부와, 제2 단부(931)와 굴곡부 사이에서 연장되는 제2 직선부를 갖는다.
제1 직선부는 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 각각에 대하여 제2 직선부에 실질적으로 평행할 수 있다. 또한, 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 중 하나의 저항성 발열 소자의 제1 직선부와 제2 직선부는 다른 복수의 저항성 발열 소자의 제1 직선부 및 제2 직선부에 실질적으로 평행할 수 있다. 또한, 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938)는 플레이트 부재(922)의 상면에 쌍으로 배치될 수 있다. 아울러, 플레이트 부재(922)의 상면에 결합된 하나 이상의 스페이서(940)가 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 중 하나의 저항성 발열 소자를 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 중 다른 저항성 발열 소자에 대하여 위치 결정하도록 배치될 수도 있다.
가스 분배 시스템을 균일하게 가열하거나 및/또는 그 온도 프로파일을 제어하기 위하여, 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938)는 서로 엇갈리는 방식으로 배치될 수 있고, 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 중 적어도 2개의 저항성 발열 소자는 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 중 적어도 2개의 발열 저항 소자의 첫 번째 저항 소자의 제1 단부(933)가 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938) 중 적어도 2개의 발열 저항 소자의 두 번째 저항 소자의 굴곡부의 내부 가장자리에 인접하게 위치하도록 배치되어 있다.
복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938)는 예컨대, 텅스텐, 니켈 크롬 합금, 알루미늄 철 합금, 질화알루미늄 등으로 제작된 저항성 발열 소자를 포함할 수도 있다. 저항성 발열 소자의 제작에 사용되는 시판 재료의 예로는 칸탈(Kanthal), 니크로탈(Nikrothal), 아크로탈(Akrothal)을 포함할 수 있고, 이들은 코네티컷 베텔에 소재하는 Kanthal Corporation에서 제조하는 금속 합금의 등록 제품명이다. 칸탈족은 페라이트 합금(FeCrAl)을 포함하고, 니크로탈족은 오스테나이트 합금(NiCr, NiCrFe)을 포함한다. 일례에 따르면, 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938)의 각각은 (미국 몬타나주 63146 세인트루이스 랙랜드 로드 12001에 소재하는) Watlow Electric Manufacturing Company에서 시판되는 Watlow FIREBAR
Figure pct00001
발열 소자를 포함할 수도 있다. 대안으로 또는 추가로, 실시예에 따라서는 냉각 소자를 채용할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 상부 조립체(920)는 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938)에 전력을 결합하도록 구성된 전원을 더 포함한다. 전원은 직류(DC) 전원을 포함할 수도 있고, 교류(AC) 전원을 포함할 수도 있다. 복수의 저항성 발열 소자(932, 934, 936, 938)는 직렬로 연결될 수도 있고, 병렬로 연결될 수도 있다. 또한, 가스 주입 조립체(950)의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서(960)를 가스 주입 조립체(950)에 결합할 수도 있다. 온도 센서(960)는 서모커플(예컨대, K 타입의 서모커플, Pt 센서 등)을 포함할 수도 있다. 히터 조립체(930)와 온도 센서(960)에 결합된 컨트롤러는 가스 주입 조립체(950)의 상기 온도를 모니터링하고, 조정하거나, 제어하는 것 중 적어도 하나를 실행하도록 구성된다. 예컨대, 전압, 전류, 파워 등에서 적어도 하나를 조정하여 가스 주입 조립체(950) 및/또는 상부 조립체(920)의 온도 변화에 영향을 끼칠 수 있다. 또한, 복수의 온도 센서를 활용하여 가스 주입 조립체(950) 및/또는 상부 조립체(920)에 대한 온도 분배를 모니터링하거나, 조정하거나 및/또는 제어할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 화학 처리 시스템(500)은 높은 온도로 유지되는 온도 제어식 화학 처리 챔버(510)를 더 포함할 수도 있다. 예컨대, 벽 발열 소자(도시 생략)가 벽 온도 제어 유닛(도시 생략)에 결합될 수 있고, 벽 발열 소자는 화학 처리 챔버(510)에 결합되도록 구성될 수 있다. 발열 소자는 예컨대, 텅스텐, 니켈 크롬 합금, 알루미늄 철 합금, 질화알루미늄 등으로 제작된 저항성 발열 소자, 필라멘트를 포함할 수도 있다. 저항성 발열 소자의 제작에 사용되는 시판 재료의 예로는 칸탈(Kanthal), 니크로탈(Nikrothal), 아크로탈(Akrothal)을 포함할 수 있고, 이들은 미국 코네티컷주 베텔에 소재하는 Kanthal Corporation에서 제조하는 금속 합금의 등록 제품명이다. 칸탈족은 페라이트 합금(FeCrAl)을 포함하고, 니크로탈족은 오스테나이트 합금(NiCr, NiCrFe)을 포함한다. 전류가 필라멘트를 통하여 흐를 때에는, 파워가 열로서 소산되므로, 벽 온도 제어 유닛은 예컨대 제어 가능한 DC 파워 서플라이를 포함할 수도 있다. 예컨대, 벽 발열 소자는 (미국 몬타나주 63146 세인트루이스 랙랜드 로드 12001에 소재하는) Watlow Electric Manufacturing Company에서 시판되는 적어도 하나의 Watlow FIREROD
Figure pct00002
카트리지 히터를 포함할 수도 있다. 또한, 화학 처리 챔버(510) 내에 냉각 소자를 채용할 수도 있다. 화학 처리 챔버(510)의 온도는 서모커플(예컨대, K 타입의 서모커플, Pt 센서 등)과 같은 온도 검출 장치를 이용하여 검출될 수 있다. 또한, 컨트롤러는 화학 처리 챔버(510)의 온도를 제어하기 위하여 벽 온도 제어 유닛에 대한 피드백으로서 온도 측정치를 활용할 수도 있다.
계속해서 도 5를 참조하면, 진공 펌핑 시스템(580)은 진공 펌프와 게이트 밸브를 구비하여 챔버 압력을 조절할 수 있다. 진공 펌프는 예컨대, 약 5000 리터/초( 및 그 이상)에 이르는 펌핑 속도가 가능한 터보 분자 진공 펌프(TMP)를 포함할 수 있다. 예컨대, TMP는 Seiko STP-A803 진공 펌프 또는 Ebara ET1301W 진공 펌프일 수 있다. TMP는 통상적으로 약 50 mTorr 미만의 저압 처리에 유용하다. 고압(즉, 약 100 mTorr 초과) 또는 처리량이 작은 처리(즉, 가스 유동이 없는 처리)의 경우에는, 기계적 부스터 펌프 및 건식 러핑 펌프를 사용할 수 있다.
계속해서 도 5를 참조하면, 화학 처리 시스템(500)은 마이크로프로세서, 메모리, 및 디지털 I/O 포트를 구비하는 제어 시스템(590)을 더 포함할 수 있고, 이 디지털 I/O 포트는 온도 및 압력 검출 장치와 같은 화학 처리 시스템(500)과 통신하여 화학 처리 시스템(500)으로부터의 출력을 모니터링할 뿐만 아니라, 화학 처리 시스템으로의 입력을 작동시키기에 충분한 제어 전압을 발생시킬 수 있다. 또한, 제어 시스템(590)은, 화학 처리 챔버(510), 온도 제어식 기판 홀더(540), 상부 조립체(520), 히터 조립체(530), 가스 주입 조립체(550), 진공 펌핑 시스템(580), 기판 홀더 온도 제어 시스템(560), 리프트핀 조립체(570) 및 게이트 밸브 조립체(518)와 결합되어 이들과 정보를 교환할 수 있다. 예컨대, 메모리에 기억된 프로그램을 활용하여, 공정 레시피에 따라 화학 처리 시스템(500)의 전술한 구성 요소로의 입력을 작동시킬 수 있다.
제어 시스템(590)은 화학 처리 시스템(500)에 대하여 근거리에 위치할 수도 있고, 인터넷 또는 인트라넷을 통하여 화학 처리 시스템(500)에 대하여 원거리에 위치할 수도 있다. 이에 따라, 제어 시스템(590)은 직접 연결, 인트라넷 또는 인터넷 중 적어도 하나를 이용하여 화학 처리 시스템(500)과 데이터를 교환할 수 있다. 제어 시스템(590)은 커스토머 사이트(즉, 디바이스 메이커 등)의 인트라넷에 결합될 수도 있고, 벤더 사이트(즉, 장비 제조업자)의 인트라넷에 결합될 수도 있다. 또한, 다른 컴퓨터(즉, 컨트롤러, 서버 등)가 제어 시스템(590)에 액세스하여 직접 연결, 인트라넷, 또는 인터넷 중 적어도 하나를 통하여 데이터를 교환할 수 있다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 열처리 시스템(1000)은, 열처리 챔버(1010) 내에 장착되고 그 지지면에 2개 이상의 기판(1045)을 지지하도록 구성된 기판 홀더(1040)와, 열처리 챔버(1010)의 상부에 결합된 상부 조립체(1020)와, 열처리 챔버(1010)에 결합되어 열처리 챔버(1010)를 진공 배기시키는 진공 펌핑 시스템(1080)을 더 포함한다.
기판 홀더(1040)는, 2개 이상의 기판(1045)을 지지하도록 구성된 하나 이상의 받침대(1042)를 갖는 온도 제어식 기판 홀더를 포함한다. 하나 이상의 받침대(1042)는 열 배리어(1044) 및 절연 부재(1046)를 이용하여 열처리 챔버(1010)로부터 열적으로 절연될 수도 있다. 예컨대, 상기 하나 이상의 받침대(1042)는 알루미늄, 스테인리스강 또는 니켈로 제조될 수 있고, 절연 부재(1046)는 테플론, 알루미나 또는 석영과 같은 열 절연체로 제조될 수 있다. 또한, 하나 이상의 받침대(1042)는 2개 이상의 기판(1045)의 오염을 줄이기 위하여 보호 배리어로 코팅될 수도 있다. 예컨대, 하나 이상의 받침대(1042)의 일부 또는 전부에 피복된 코팅은 실리콘과 같은 증착 재료를 포함할 수 있다.
기판 홀더(1040)는 내부에 매립되어 있는 하나 이상의 발열 소자와 발열 소자에 결합된 기판 홀더 온도 제어 유닛(1060)을 더 포함한다. 발열 소자는 예컨대, 텅스텐, 니켈 크롬 합금, 알루미늄 철 합금, 질화알루미늄 등으로 제작된 저항성 발열 소자, 필라멘트를 포함할 수도 있다. 저항성 발열 소자의 제작에 사용되는 시판 재료의 예로는 칸탈(Kanthal), 니크로탈(Nikrothal), 아크로탈(Akrothal)을 포함할 수 있고, 이들은 미국 코네티컷주 베텔에 소재하는 Kanthal Corporation에서 제조하는 금속 합금의 등록 제품명이다. 칸탈족은 페라이트 합금(FeCrAl)을 포함하고, 니크로탈족은 오스테나이트 합금(NiCr, NiCrFe)을 포함한다. 전류가 필라멘트를 통하여 흐를 때에는, 파워가 열로서 소산되므로, 기판 홀더 온도 제어 유닛(1060)은 예컨대 제어 가능한 DC 파워 서플라이를 포함할 수도 있다. 예컨대, 온도 제어식 기판 홀더(1040)는, (미국 몬타나주 63146 세인트루이스 랙랜드 로드 12001에 소재하는) Watlow Electric Manufacturing Company에서 시판되며 약 400℃ 내지 약 450℃의 최대 작동 온도가 가능한 캐스트인 히터(cast-in heater), 또는 마찬가지로 Watlow에서 시판되며 약 300℃의 높은 작동 온도와 약 23.25 W/㎠에 이르는 파워 밀도가 가능한 질화알루미늄 재료를 포함하는 필름 히터를 포함할 수 있다.
기판 홀더(1040)의 온도는 서모커플(예컨대, K 타입의 서모커플)과 같은 온도 검출 장치를 이용하여 모니터링될 수 있다. 또한, 컨트롤러는 기판 홀더(1040)의 온도를 제어하기 위하여 기판 홀더 온도 제어 유닛(1060)에 대한 피드백으로서 온도 측정치를 활용할 수 있다.
또한, (미국 콜로라도주 80525 포트 콜린스 샤프 포인트 드라이브 1625에 소재하는) Advanced Energies, Inc.에서 시판하는 광섬유 온도계, 즉 약 ± 1.5℃의 정밀도로 약 50℃ 내지 약 2000℃의 측정이 가능한 Model No. OR2000F, 또는 2002년 7월 2일자로 출원된 계류 중의 미국 특허 출원 10/168,544에 개시된 바와 같은 밴드 에지 온도 측정 시스템과 같은 온도 검출 장치를 이용하여 기판 온도를 모니터링할 수 있으며, 상기 미국 출원의 내용은 전체적으로 본원 명세서에 참고로 인용된다.
계속해서 도 11a를 참조하면, 열처리 챔버(1010)는 선택된 온도로 온도 제어되고 유지된다. 예컨대, 서멀 벽 발열 소자(도시 생략)는 서멀 벽 온도 제어 유닛(도시 생략)에 결합될 수 있고, 열처리 챔버(1010)에 결합되도록 구성될 수 있다. 발열 시스템은 예컨대, 텅스텐, 니켈 크롬 합금, 알루미늄 철 합금, 질화알루미늄 등으로 제작된 저항성 발열 소자를 포함할 수도 있다. 저항성 발열 소자의 제작에 사용되는 시판 재료의 예로는 칸탈(Kanthal), 니크로탈(Nikrothal), 아크로탈(Akrothal)을 포함할 수 있고, 이들은 코네티컷 베텔에 소재하는 Kanthal Corporation에서 제조하는 금속 합금의 등록 제품명이다. 칸탈족은 페라이트 합금(FeCrAl)을 포함하고, 니크로탈족은 오스테나이트 합금(NiCr, NiCrFe)을 포함한다. 전류가 필라멘트를 통하여 흐를 때에는, 파워가 열로서 소산되므로, 서멀 벽 온도 제어 유닛은 예컨대 제어 가능한 DC 파워 서플라이를 포함할 수도 있다. 예컨대, 서멀 벽 발열 소자는 (미국 일리노이주 60510 바타비아 킹스랜드 드라이브 1310에 소재하는) Watlow에서 시판되는 적어도 하나의 FIREROD
Figure pct00003
카트리지 히터를 포함할 수도 있다. 또한, 화학 처리 챔버(510) 내에 냉각 소자를 채용할 수도 있다. 대안으로, 또는 추가로, 열처리 챔버(1010)에 냉각 소자를 채용할 수도 있다. 열처리 챔버(1010)의 온도는 서모커플(예컨대, K 타입 서모커플, PT 센서 등)과 같은 온도 검출 장치를 이용하여 모니터링될 수 있다. 또한, 컨트롤러는 서멀 벽 온도 제어 유닛에 대한 피드백으로서의 온도 측정치를 활용하여 열처리 챔버(1010)의 온도를 제어할 수 있다.
도 11a를 계속해서 참고하면, 열처리 시스템(1000)은 상부 조립체(1020)를 더 포함한다. 상부 조립체(1020)는 예컨대, 열처리 챔버(1010) 내의 처리 공간(1012)에 퍼지 가스, 공정 가스 또는 클리닝 가스를 도입하기 위한 가스 주입 시스템(1050)을 포함할 수 있다. 대안으로, 열처리 챔버(1010)는 상부 조립체와 별개의 가스 주입 시스템을 포함할 수도 있다. 예컨대, 퍼지 가스, 공정 가스 또는 클리닝 가스를 측벽을 통하여 열처리 챔버(1010)에 도입할 수 있다. 적어도 하나의 힌지, 핸들, 그리고 뚜껑을 폐쇄 상태로 걸기 위한 걸쇠(clasp)를 갖는 커버 또는 뚜껑을 포함할 수 있다. 변형예에 있어서, 상부 조립체(1020)는 기판 승강기 조립체(1070)의 블레이드(1074, 1074'; 도 12 참조) 위에 있는 기판(1045')을 가열하기 위한 일련의 텅스텐 할로겐 램프와 같은 복사 히터를 포함할 수 있다. 이 경우에, 기판 홀더(1040)는 열처리 챔버(1010)로부터 배제될 수도 있다.
여전히 도 11a를 참조하면, 상부 조립체(1020)는 온도 제어식이며, 선택된 온도로 유지된다. 예컨대, 상부 조립체(1020)는 상부 조립체 온도 제어 유닛(도시 생략)에 결합될 수 있고, 상부 조립체 발열 소자(도시 생략)는 상부 조립체(1020)에 결합되도록 구성될 수 있다. 발열 소자는 예컨대, 텅스텐, 니켈 크롬 합금, 알루미늄 철 합금, 질화알루미늄 등으로 제작된 저항성 발열 소자, 필라멘트를 포함할 수 있다. 저항성 발열 소자의 제작에 사용되는 시판 재료의 예로는 칸탈(Kanthal), 니크로탈(Nikrothal), 아크로탈(Akrothal)을 포함할 수 있고, 이들은 미국 코네티컷주 베텔에 소재하는 Kanthal Corporation에서 제조하는 금속 합금의 등록 제품명이다. 칸탈족은 페라이트 합금(FeCrAl)을 포함하고, 니크로탈족은 오스테나이트 합금(NiCr, NiCrFe)을 포함한다. 전류가 필라멘트를 통하여 흐를 때에는, 파워가 열로서 소산되므로, 상부 조립체 온도 제어 유닛은 예컨대 제어 가능한 DC 파워 서플라이를 포함할 수도 있다. 예컨대, 상부 조립체 발열 소자는 약 1400W(또는 약 5 W/in2의 전력 밀도)가 가능한 듀얼존 실리콘 고무 히터(두께는 약 1.0 ㎜)를 포함할 수 있다. 상부 조립체(1020)의 온도는, 서모커플(예컨대, K 타입 서모커플, PT 센서 등)과 같은 온도 검출 장치를 이용하여 모니터링될 수 있다. 또한, 컨트롤러는 상부 조립체 온도 제어 유닛에 대한 피드백으로서의 온도 측정치를 활용하여 상부 조립체(1020)의 온도를 제어할 수 있다. 대안으로, 또는 추가로, 상부 조립체(1020)는 냉각 소자를 포함할 수 있다.
이제 도 11a, 도 11b 및 도 12를 참조하면, 열처리 시스템(1000)은 기판 승강기 조립체(1070)를 더 포함한다. 기판 승강기 조립체(1070)는 기판(1045)을 받침대(1042, 1042')의 상면으로 하강시킬 뿐 아니라, 기판(1045')을 받침대(1042, 1042')의 상면으로부터 유지면으로, 또는 이들 사이의 전달면으로 상승시키도록 구성되어 있다. 전달면에서, 기판(1045')은, 기판을 화학 처리 챔버(510) 및 열처리 챔버(1010)의 내외로 전달하는데 사용되는 전달 시스템에 의해 교환될 수 있다. 유지면에서, 기판(1045')은 다른 쌍의 기판을 전달 시스템과, 화학 처리 챔버(510) 및 열처리 챔버(1010) 사이에서 교환하는 중에 냉각될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 기판 승강기 조립체(1070)는 한 쌍의 블레이드(1074, 1074')를 구비하고, 각각의 블레이드는 기판(1045')을 수용하는 3개 이상의 탭(1076, 1076')을 갖는다. 또한, 블레이드(1074, 1074')는 구동 아암(1072, 1072')에 결합되어 기판 승강기 조립체(1070)를 열처리 챔버(1010)에 결합하며, 각각의 구동 아암(1072, 1072')은 구동 시스템(1078)에 의해 구동되어, 열처리 챔버(1010) 내에서 블레이드(1074, 1074')의 수직 이동을 허용한다. 탭(1076, 1076')은 상승 위치의 기판(1045')을 파지하고, 하강 위치에 있을 때 받침대(1042, 1042') 내에 형성된 수용 공동(1077)에 대기하도록 구성되어 있다. 구동 시스템(1078)은 예컨대, 실린더 행정 길이, 실린더 행정 속도, 위치 정밀도, 비회전 정밀도 등을 포함한 다양한 사양을 만족시키도록 설계된 공압 구동 시스템을 포함하고, 이 구동 시스템의 설계는 공압 구동 시스템 설계 분야의 당업자에게 알려져 있다.
대안으로, 도 11a, 도 11b 및 도 13에 도시된 바와 같이, 열처리 시스템(1000)은 기판 승강기 조립체(1070')를 더 포함한다. 기판 승강기 조립체(1070')는, 기판(1045)을 인접한 받침대(1042'')의 상면에 대하여 하강 및 상승시키고, 기판(1045')을 받침대(1042'')의 상면으로부터 유지면, 또는 이들 사이의 전달면으로 상승시키도록 구성된다. 전달면에서, 기판(1045')은 화학 처리 챔버(510) 및 열처리 챔버(1010)의 내외로 기판을 전달하는데 사용되는 전달 시스템에 의해 교환될 수 있다. 유지면에서, 기판(1045')은 다른 쌍의 기판을 전달 시스템과, 화학 처리 챔버(510) 및 열처리 챔버(1010) 사이에서 교환하는 중에 냉각될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 기판 승강기 조립체(1070')는, 기판(1045')을 수용하는 3개 이상의 탭(1076'', 1076'')을 2세트 포함하는 하나의 블레이드(1074'')를 구비한다. 또한, 하나의 블레이드(1074'')는 구동 아암(1072'')에 결합되어 기판 승강기 조립체(1070')를 열처리 챔버(1010)에 결합하며, 구동 아암(1072'')은 전술한 바와 같이, 구동 시스템(1078)에 의해 구동되어, 열처리 챔버(1010) 내에서 블레이드(1074'')의 수직 이동을 허용한다. 탭(1076'', 1076'')은, 상승 위치의 기판(1045')을 파지하고, 하강 위치에 있을 때 받침대(1042'') 내에 형성된 수용 공동에 대기하도록 구성되어 있다. 구동 시스템(1078)은 예컨대, 실린더 행정 길이, 실린더 행정 속도, 위치 정밀도, 비회전 정밀도 등을 포함한 다양한 사양을 만족시키도록 설계된 공압 구동 시스템을 포함하고, 이 구동 시스템의 설계는 공압 구동 시스템 설계 분야의 당업자에게 알려져 있다.
또한, 도 11a에 도시된 바와 같이, 열처리 시스템(1000)은, 기판이 유지면에 위치되어 있는가 여부를 식별하기 위하여 하나 이상의 검출기(1022)를 갖는 기판 검출 시스템을 더 포함한다. 기판 검출 시스템은 하나 이상의 광학 창(1024)을 통하여 광학적으로 액세스할 수 있다. 기판 검출 시스템은 예컨대, 키엔스 디지털 레이저 센서를 포함할 수 있다.
계속해서 도 11a를 참조하면, 열처리 시스템(1000)은 진공 펌핑 시스템(1080)을 더 포함한다. 진공 펌핑 시스템(1080)은 예컨대, 진공 펌프와, 게이트 밸브 또는 버터플라이 밸브와 같은 스로틀 밸브를 포함할 수 있다. 진공 펌프는 예컨대, 약 5000 리터/초( 및 그 이상)에 이르는 펌핑 속도가 가능한 터보 분자 진공 펌프(TMP)를 포함할 수 있다. TMP는 통상적으로 약 50 mTorr 미만의 저압 처리에 유용하다. 고압(즉, 약 100 mTorr 초과)의 경우에는, 기계적 부스터 펌프 및 건식 러핑 펌프를 사용할 수 있다.
여전히 도 11a를 참조하면, 열처리 시스템(1000)은, 마이크로프로세서, 메모리, 및 디지털 I/O 포트를 구비하는 제어 시스템(1090)을 더 포함할 수 있고, 이 디지털 I/O 포트는 열처리 시스템(1000)과 통신하여 열처리 시스템(1000)으로부터의 출력을 모니터링할 뿐만 아니라, 열처리 시스템으로의 입력을 작동시키기에 충분한 제어 전압을 발생시킬 수 있다. 또한, 제어 시스템(1090)은 기판 홀더 온도 제어 유닛(1060), 상부 조립체(1020), 가스 주입 조립체(1050), 기판 검출 시스템, 진공 펌핑 시스템(1080) 및 기판 승강기 조립체(1070)와 결합되어 이들과 정보를 교환할 수 있다. 예컨대, 메모리에 기억된 프로그램을 활용하여, 공정 레시피에 따라 열처리 시스템(1000)의 전술한 구성 요소로의 입력을 작동시킬 수 있다.
제어 시스템(1090)은 열처리 시스템(1000)에 대하여 근거리에 위치할 수도 있고, 인터넷 또는 인트라넷을 통하여 열처리 시스템(1000)에 대하여 원거리에 위치할 수도 있다. 이에 따라, 제어 시스템(1090)은 직접 연결, 인트라넷 또는 인터넷 중 적어도 하나를 이용하여 열처리 시스템(1000)과 데이터를 교환할 수 있다. 제어 시스템(1090)은 커스토머 사이트(즉, 디바이스 메이커 등)의 인트라넷에 결합될 수도 있고, 벤더 사이트(즉, 장비 제조업자)의 인트라넷에 결합될 수도 있다. 또한, 다른 컴퓨터(즉, 컨트롤러, 서버 등)가 제어 시스템(1090)에 액세스하여 직접 연결, 인트라넷, 또는 인터넷 중 적어도 하나를 통하여 데이터를 교환할 수 있다.
변형예에 있어서, 제어 시스템(590)과 제어 시스템(1090)은 동일한 제어 시스템일 수도 있다.
도 14는 화학 처리 시스템과 열처리 시스템을 포함하는 처리 플랫폼을 작동시키는 방법을 제공한다. 이 방법은, 단계 1410에서 시작하는 플로우차트(1400)로서 도시되어 있고, 기판 전달 시스템을 이용하여 복수의 기판을 화학 처리 시스템에 전달한다. 기판은 하나 이상의 기판 홀더 내에 수용된 리프트핀에 의해 수용되고, 기판은 하나 이상의 기판 홀더로 하강한다. 그 후, 기판은 처리를 위하여 하나 이상의 기판 홀더에 놓일 수 있다. 대안으로, 기판은, 정전 클램핑 시스템 등의 클램핑 시스템을 이용하여 하나 이상의 기판 홀더에 고정될 수도 있고, 기판의 이면에 열전달 가스가 공급된다.
단계 1420에서는, 기판의 화학 처리를 위한 하나 이상의 화학 처리 파라미터를 설정한다. 예컨대, 하나 이상의 화학 처리 파라미터는 화학 처리의 처리 압력, 화학 처리의 벽 온도, 화학 처리의 기판 홀더 온도, 화학 처리의 기판 온도, 화학 처리의 가스 분배 시스템 온도, 화학 처리의 가스 유량 중 적어도 하나를 포함한다. 예컨대, 다음 사항 중 하나 이상이 발생할 수 있다. 1) 벽 온도 제어 유닛 및 제1 온도 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여 화학 처리 챔버를 위한 화학 처리의 챔버 온도를 설정한다. 2) 가스 분배 시스템의 온도 제어 유닛과 제2 온도 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여 화학 처리 챔버를 위한 화학 처리의 가스 분배 시스템 온도를 설정한다. 3) 적어도 하나의 온도 제어 요소 및 제3 온도 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여 화학 처리의 기판 홀더의 온도를 설정한다. 4) 온도 제어 요소, 이면 가스 공급 시스템 및 클램핑 시스템 중 적어도 하나와, 기판 홀더 내의 제4 온도 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여, 화학 처리의 기판 온도를 설정한다. 5) 진공 펌핑 시스템과 가스 분배 시스템 중 적어도 하나와, 압력 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여, 화학 처리 챔버 내의 처리 압력을 설정한다. 및/또는 6) 가스 분배 시스템 내의 하나 이상의 질량 유량 컨트롤러에 결합된 컨트롤러를 이용하여 하나 이상의 공정 가스의 질량 유량을 설정한다.
단계 1430에서는, 제1 시간 주기 동안 단계 1420에서 설명한 조건 하에서 기판을 화학적으로 처리한다. 제1 시간 주기는 예컨대, 약 10초 내지 약 480초의 범위일 수 있다.
단계 1440에서는, 기판을 화학 처리 시스템으로부터 열처리 시스템으로 전달한다. 이 기간 동안에, 선택적인 기판 클램프가 제거되고, 기판의 이면측으로의 열전달 가스의 선택적인 유동이 종료된다. 기판은, 리프트핀 조립체를 이용하여 하나 이상의 기판 홀더로부터 전달면으로 수직 방향으로 승강된다. 전달 시스템은 리프트핀으로부터 기판을 수용하고, 기판을 열처리 시스템 내에서 위치 결정한다. 여기서, 기판 승강기 조립체는 전달 시스템으로부터 기판을 수용하고, 그 기판을 기판 홀더로 하강시킨다.
단계 1450에서는, 기판의 열처리를 위한 하나 이상의 열처리 파라미터를 설정한다. 예컨대, 하나 이상의 열처리 파라미터는 열처리의 벽 온도, 열처리의 상부 조립체의 온도, 열처리의 기판 온도, 열처리의 기판 홀더 온도 및 열처리의 처리 압력 중 적어도 하나를 포함한다. 예컨대, 다음 사항 중 하나 이상이 발생할 수 있다. 1) 벽 온도 제어 유닛 및 열처리 챔버 내의 제1 온도 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여 열처리의 벽 온도를 설정한다. 2) 상부 조립체 온도 제어 유닛과 상부 조립체 내의 제2 온도 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여 열처리의 상부 조립체 온도를 설정한다. 3) 기판 홀더 온도 제어 유닛 및 가열된 기판 홀더 내의 제3 온도 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여 열처리의 기판 홀더 온도를 설정한다. 4) 기판 홀더 온도 제어 유닛 및 가열된 기판 홀더 내의 제4 온도 검출 장치와, 기판에 결합된 컨트롤러를 활용하여, 열처리의 기판 온도를 설정한다. 및/또는 5) 진공 펌핑 시스템, 가스 분배 시스템 및 압력 검출 장치에 결합된 컨트롤러를 활용하여, 열처리 챔버 내의 열처리 압력을 설정한다.
단계 1460에서는, 제2 시간 주기 동안 단계 1450에서 설명한 조건 하에서 기판을 열적으로 처리한다. 제2 시간 주기는 예컨대, 약 10초 내지 약 480초의 범위일 수 있다.
일례로서, 도 5의 화학 처리 시스템과 도 11a 및 도 11b의 열처리 시스템을 포함하는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같은 처리 플랫폼은 건식 비플라즈마 에칭 공정 또는 건식 비플라즈마 클리닝 공정을 실행하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 공정을 사용하여 마스크층을 트리밍할 수도 있고, 기판의 표면으로부터 잔류물 및 기타 오염물을 제거할 수도 있다. 또한, 예컨대, 공정은 화학 산화물 제거 공정을 포함할 수도 있다.
처리 플랫폼은 기판 상의 산화물 표면층과 같은 노출된 표면층을 화학적으로 처리하기 위한 화학 처리 시스템을 포함하고, 노출면 상에의 공정 화학물질의 흡착이 표면층의 화학적 개질에 영향을 끼친다. 또한, 처리 플랫폼은 기판을 열적으로 처리하기 위한 열처리 시스템을 포함하기 때문에, 기판 온도를 상승시켜, 기판 상의 화학적으로 개질된 노출면을 제거한다.
화학 처리 시스템에서, 공정 공간은 대기압 초과, 대기압 또는 감압 조건 하에서 동작할 수 있다. 이하의 예에서는, 공정 공간이 감압 조건하에서 동작한다. HF와 선택적으로 NH3를 포함하는 공정 가스를 도입한다. 대안으로, 공정 가스는 캐리어 가스를 더 포함할 수 있다. 캐리어 가스는 예컨대, 아르곤, 크세논, 헬륨 등의 불활성 가스를 포함할 수 있다. 처리 압력의 범위는 약 1 mTorr 내지 약 1000 mTorr일 수 있다. 대안으로, 처리 압력의 범위는 약 10 mTorr 내지 약 500 mTorr일 수 있다. 공정 가스의 유량의 범위는 각 가스종에 대하여 약 1 sccm 내지 약 10000 sccm일 수 있다. 대안으로, 가스의 유량 범위는 약 10 sccm 내지 약 500 sccm일 수 있다.
또한, 화학 처리 챔버는 약 10℃ 내지 약 200℃의 범위의 온도로 가열될 수 있다. 대안으로, 챔버의 온도 범위는 약 30℃ 내지 약 100℃의 범위일 수 있다. 또한, 가스 분배 시스템은 약 10℃ 내지 약 200℃의 범위의 온도로 가열될 수 있다. 대안으로, 가스 분배 시스템의 온도는 약 30℃ 내지 약 100℃의 범위일 수 있다. 기판은 약 10℃ 내지 약 80℃의 범위의 온도로 유지될 수 있다. 대안으로, 기판의 온도는 약 25℃ 내지 약 60℃의 범위일 수 있다.
열처리 시스템에 있어서, 열처리 챔버는 약 20℃ 내지 약 200℃의 범위의 온도로 가열될 수 있다. 대안으로, 챔버의 온도 범위는 약 100℃ 내지 약 150℃의 범위일 수 있다. 또한, 상부 조립체는 약 20℃ 내지 약 200℃의 범위의 온도로 가열될 수 있다. 대안으로, 상부 조립체의 온도는 약 100℃ 내지 약 150℃의 범위일 수 있다. 기판 홀더는 약 100℃를 넘는 온도, 예컨대 약 100℃ 내지 약 200℃의 범위의 온도로 가열될 수 있다. 기판은 약 100℃를 넘는 온도, 예컨대 약 100℃ 내지 약 200℃의 범위의 온도로 가열될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 화학 처리 챔버(510; 도 5)와 열처리 챔버(1010; 도 11a 및 도 11b)를 구성하는 하나 이상의 표면은 보호 배리어로 코팅될 수 있다. 보호 배리어는 세라믹 코팅, 플라스틱 코팅, 중합체 코팅, 증착 코팅 등을 포함할 수도 있다. 예컨대, 보호 배리어는 폴리이미드(예컨대, Kapton
Figure pct00004
), 폴리테트라플루오로에틸렌 수지(예컨대, Teflon
Figure pct00005
PTFE), 폴리플루오로알콕시(PFA) 코폴리머 수지(예컨대, Teflon
Figure pct00006
PFA), 플루오르화 에틸렌 프로필렌 수지(예컨대, Teflon
Figure pct00007
FEP), 표면 양극산화층, 세라믹 스프레이 코팅(알루미나, 이트리아 등), 플라즈마 전기분해 산화층 등을 포함할 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 화학 산화물 제거 공정이 실행되고, HF와 NH3를 포함하는 공정 가스가 화학 처리 시스템에 도입되어 SiO2 막의 표면층을 화학적으로 개질시킨다. 그 후, SiO2 막의 화학적으로 개질된 표면층이 열처리 시스템에서 제거된다. 도 15에 도시된 바와 같이, SiO2 막의 에칭량(㎚)은, 소정 세트의 공정 조건(즉, 압력, 온도 등)에 대한 HF 분압(mTorr)의 함수로서 제공된다. 제1 세트의 데이터(점선, 빈 사각형)에 대하여, 화학 처리 시스템에서 화학 처리에 노출된 표면은 베어 알루미늄(bare aluminum)을 포함한다. 제1 세트의 데이터와 동일한 공정 조건을 이용한 제2 세트의 데이터(실선, 십자형)에 대하여, 화학 처리 시스템에서 화학 처리에 노출된 하나 이상의 표면은 PTFE가 도포된 코팅을 포함한다. 이 예에서, PTFE는 화학 처리 시스템 내의 기판 홀더의 하측에 도포된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 화학 처리에 노출된 하나 이상의 베어 알루미늄의 표면에 코팅을 피복함으로써, 에칭량이 증가한다. 코팅에 의해 HF 반응제의 집적이 감소하므로, 이들 표면 상에서 NH4F의 형성 시의 노출된 알루미늄 표면에서 소모하는 HF의 양이 감소하는 것을 예상된다.
도 16을 참고하면, 일 실시예에 따른 건식 비플라즈마 에칭율을 증가시키는 방법이 제공된다. 이 방법은, 화학 처리 시스템에서의 화학 처리 공정을 실행하는 단계 1610에서 시작하는 플로우차트로서 도시되어 있다. 화학 처리 공정은 건식 비플라즈마 화학 산화물 제거 공정을 포함할 수 있고, 여기서는 하나 이상의 기판을 HF와 선택적으로 NH3를 포함하는 가스 환경에 노출시킨다. 가스 환경은 비활성 가스(noble gas)와 같은 희석액을 더 포함할 수도 있다.
단계 1620에서는, 열처리 시스템에서 열처리 공정을 실행한다. 열처리 공정은, 화학 처리 공정에서 화학적으로 개질된 표면층을 제거하기 위하여 하나 이상의 기판의 온도를 상승시키는 것을 포함할 수 있다.
단계 1630에서는, 각 세트의 화학 처리 공정 및 열처리 공정의 단계에 대하여 얻어진 에칭량을 증가시키기 위하여 화학 처리 챔버 내의 하나 이상의 표면에 코팅을 피복한다. 코팅은 이상에서 설명한 재료 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 코팅에 의해, 화학 처리 시스템의 내면 상에 플루오르화 암모늄(NH4F)이 수착되는 것을 방지하거나 줄일 수도 있다. 화학 처리 시스템의 내면은 화학 처리 챔버, 온도 제어식 기판 홀더, 또는 가스 주입 조립체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 특정의 예시적인 실시예만을 상세하게 설명하였지만, 당업자는 이러한 발명의 신규한 교시 내용 및 이점으로부터 실질적으로 벗어나지 않으면서 실시예에 있어서 많은 변형이 가능하다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 따라서 이러한 모든 변형예는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 한다.

Claims (61)

  1. 복수의 기판을 화학적으로 처리하기 위한 처리 시스템으로서,
    화학 처리 챔버, 이 화학 처리 챔버 내에 장착되고 그 지지면에 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성된 온도 제어식 기판 홀더, 상기 화학 처리 챔버에 결합되고 하나 이상의 공정 가스를 상기 화학 처리 챔버 내의 공정 공간에 도입하여 상기 2개 이상의 기판 상의 노출면층을 화학적으로 개질시키도록 구성된 가스 주입 조립체, 이 가스 주입 조립체에 결합되고 가스 주입 조립체의 온도를 상승시키도록 구성된 히터 조립체, 그리고 상기 화학 처리 챔버에 결합된 진공 펌핑 시스템을 포함하는 화학 처리 시스템;
    열처리 챔버, 이 열처리 챔버 내에 장착되고, 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성되며, 상기 화학적으로 개질된 노출면층을 열적으로 처리하기 위하여 상기 2개 이상의 기판의 열처리 기판 온도를 상승시키는 기구를 갖는 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더, 전달면과 상기 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더 사이에서 상기 2개 이상의 기판을 수직 방향으로 이동시키도록 상기 열처리 챔버에 결합된 기판 승강기 조립체, 상기 열처리 챔버에 결합되고 상기 열처리의 가스상 생성물을 배기시키도록 구성된 진공 펌핑 시스템을 포함하는 열처리 시스템;
    상기 화학 처리 시스템 및 상기 열처리 시스템에 결합되고, 상기 2개 이상의 기판을 상기 화학 처리 시스템 및 상기 열처리 시스템의 내외로 전달하도록 구성된 전용 기판 핸들러를 포함하는 격리 조립체
    를 구비하는 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학 처리 시스템과 상기 열처리 시스템 중 적어도 하나와 결합되는 컨트롤러를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 화학 처리 챔버의 온도, 화학 처리의 가스 분배 시스템의 온도, 화학 처리의 기판 홀더의 온도, 화학 처리의 기판의 온도, 화학 처리의 처리 압력, 화학 처리의 가스 유량, 열처리 챔버의 온도, 열처리의 기판 홀더의 온도, 열처리의 기판의 온도, 열처리의 처리 압력 및 열처리의 가스 유량 중 적어도 하나를 설정하고, 모니터링하고, 조정하는 것 중 적어도 하나를 실행하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 격리 조립체는 열적 격리와 진공 격리 중 적어도 하나를 제공하는 것인 처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가스 주입 조립체는, 상기 화학 처리 챔버 내의 하나 이상의 공정 가스에 노출되는 온도 제어부를 포함하는 것인 처리 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화학 처리 챔버의 온도는 제어되는 것인 처리 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 공정 가스는 제1 공정 가스와 제2 공정 가스를 포함하고, 상기 가스 주입 조립체는 상기 제1 공정 가스를 상기 제2 공정 가스와는 독립적으로 도입하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가스 주입 조립체는, 상기 제1 공정 가스와 제2 공정 가스를 상기 2개 이상의 기판 위로 분배하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 공정 가스는 HF를 포함하고, 상기 제2 공정 가스는 NH3를 포함하는 것인 처리 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 온도 제어식 기판 홀더는,
    상기 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성된 상기 지지면과, 상기 상면과 반대측의 하면 및 가장자리면을 갖는 온도 제어식 기판 테이블;
    상기 온도 제어식 기판 테이블의 내부에 형성된 폐쇄 유체 채널;
    상기 온도 제어식 기판 테이블을 상기 화학 처리 챔버의 벽으로부터 간격을 두고 지지하도록 구성된 2개 이상의 지지 칼럼으로서, 상기 기판 테이블의 상기 하면에 결합된 제1 단부와 상기 화학 처리 챔버의 상기 벽에 결합된 제2 단부를 각각 갖는 것인 2개 이상의 지지 칼럼
    을 구비하는 것인 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 온도 제어식 기판 홀더는,
    열전달 유체의 온도를 제어하도록 구성되고 배치된 유체 서멀 유닛;
    상기 2개 이상의 지지 칼럼 중 하나를 관통하여 형성된 제1 유체 도관으로서, 상기 유체 서멀 유닛으로부터 상기 열전달 유체를 수용하고 상기 폐쇄 유체 채널 시스템의 입구 단부에 상기 열전달 유체를 공급하도록 구성된 것인 제1 유체 도관;
    상기 2개 이상의 지지 칼럼 중 다른 하나를 관통하여 형성된 제2 유체 도관으로서, 상기 폐쇄 유체 채널 시스템의 출구 단부로부터 상기 열전달 유체를 수용하도록 구성된 것인 제2 유체 도관
    을 더 구비하는 것인 처리 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 온도 제어식 기판 홀더는,
    제1 기판을 상기 온도 제어식 기판 테이블의 상기 상면에 대하여 승강시키도록 상기 온도 제어식 기판 테이블을 통한 제1열의 리프트핀의 통과를 허용하도록 구성된 제1열의 3개의 리프트핀 구멍;
    제2 기판을 상기 온도 제어식 기판 테이블의 상기 상면에 대하여 승강시키도록 상기 온도 제어식 기판 테이블을 통한 제2열의 리프트핀의 통과를 허용하도록 구성된 제2열의 3개의 리프트핀 구멍
    을 더 구비하는 것인 처리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    리프트핀 지지 부재;
    상기 제1열의 리프트핀 구멍과 정렬되고 이 구멍을 관통하도록 구성된 제1열의 리프트핀으로서, 상기 제1 기판과 접촉하도록 구성된 제1 접촉 단부와, 상기 리프트핀 지지 부재에 결합된 제1 지지 단부를 각각 구비하는 것인 제1열의 리프트핀;
    상기 제2열의 리프트핀 구멍과 정렬되고 이 구멍을 관통하도록 구성된 제2열의 리프트핀으로서, 상기 제2 기판과 접촉하도록 구성된 제2 접촉 단부와, 상기 리프트핀 지지 부재에 결합된 제2 지지 단부를 각각 구비하는 것인 제2열의 리프트핀;
    상기 화학 처리 챔버에 결합되는 구동 시스템으로서, 상기 제1열의 리프트핀이 상기 제1열의 리프트핀 구멍을 통하여 이동하고, 상기 제2열의 리프트핀이 상기 제2열의 리프트핀 구멍을 통하여 이동하도록, 상기 리프트핀 지지 부재를 이동시키도록 구성된 것인 구동 시스템
    을 더 구비하는 기판 홀더.
  13. 제1항에 있어서, 히터 조립체를 더 구비하고,
    상기 히터 조립체는,
    상면을 갖는 플레이트 부재;
    상기 플레이트 부재의 상기 상면에 결합된 복수의 저항성 발열 소자를 구비하고,
    상기 복수의 저항성 발열 소자 각각은, 상기 플레이트 부재의 상기 상면에 고정 결합된 제1 단부, 전원에 결합되도록 구성된 제2 단부, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치된 굴곡부, 상기 제1 단부와 상기 굴곡부 사이에서 연장되는 제1 직선부, 상기 제2 단부와 상기 굴곡부 사이에서 연장되는 제2 직선부를 포함하고,
    상기 복수의 저항성 발열 소자 중 적어도 2개는 상기 플레이트 부재의 상기 상면 상에 맞물림 쌍(interlaced pair)으로서 배치되어 있고,
    상기 전원은 직류(DC) 전원 또는 교류(AC) 전원을 포함하는 것인 처리 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 화학 처리 챔버는 비플라즈마 화학 처리가 가능하도록 구성되고, 상기 열처리 챔버는 비플라즈마 열처리가 가능하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 열처리 챔버에 결합된 상기 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더는 복수의 온도 제어식 기판 홀더를 포함하고, 이들 복수의 온도 제어식 기판 홀더 각각은 상기 2개 이상의 기판 중 하나의 기판을 개별적으로 지지하는 것인 처리 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 상기 기판 승강기 조립체는 상기 2개 이상의 기판 각각에 대하여 별도의 리프트 조립체를 포함하고, 상기 2개 이상의 기판 각각에 대한 상기 별도의 리프트 조립체는 상기 2개 이상의 기판 중 하나를 지지하도록 구성된 블레이드 요소와, 이 블레이드 요소에 결합되고 이 블레이드 요소를 수직 방향으로 이동시키도록 구성된 구동 시스템을 구비하는 것인 처리 시스템.
  17. 제17항에 있어서, 상기 구동 시스템은 공압식 구동 시스템을 포함하는 것인 처리 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 상기 열처리 시스템은, 상기 열처리 챔버에 퍼지 가스를 도입하기 위한 수단을 포함하는 것인 처리 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 퍼지 가스는 N2를 포함하는 것인 처리 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 상기 격리 조립체는, 상기 열처리 시스템에 직접 연결되고 상기 열처리 시스템을 통해 상기 화학 처리 시스템에 결합된 전달 시스템을 구비하고, 상기 전달 시스템은, 상기 2개 이상의 기판을 상기 열처리 시스템의 내외로, 그리고 상기 열처리 시스템을 통과함으로써 상기 화학 처리 시스템의 내외로 전달하도록 구성된 상기 전용 기판 핸들러를 포함하는 것인 처리 시스템.
  21. 복수의 기판을 화학적으로 처리하기 위한 처리 시스템으로서,
    화학 처리 챔버;
    상기 화학 처리 챔버 내에 장착되고 그 지지면에 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성된 온도 제어식 기판 홀더;
    상기 화학 처리 챔버에 결합되고, 상기 2개 이상의 기판 상의 노출면층을 화학적으로 개질하기 위하여 하나 이상의 공정 가스를 상기 화학 처리 챔버 내의 공정 공간에 도입하도록 구성된 가스 주입 조립체;
    상기 가스 주입 조립체에 결합되고, 가스 주입 조립체의 온도를 상승시키도록 구성된 히터 조립체;
    상기 화학 처리 챔버에 결합된 진공 펌핑 시스템
    을 구비하는 처리 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 가스 주입 조립체는, 상기 화학 처리 챔버 내의 상기 하나 이상의 공정 가스에 노출된 온도 제어부를 포함하는 것인 처리 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 상기 화학 처리 챔버의 온도는 제어되는 것인 처리 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 상기 화학 처리 챔버가 다른 처리 시스템에 결합되는 것인 처리 시스템.
  25. 제21항에 있어서, 상기 화학 처리 챔버는 열처리 시스템과 기판 세정 시스템 중 적어도 하나에 결합되는 것인 처리 시스템.
  26. 제21항에 있어서, 상기 하나 이상의 공정 가스는 제1 공정 가스와 제2 공정 가스를 포함하고, 상기 가스 주입 조립체는, 상기 제1 공정 가스를 상기 제2 공정 가스와는 독립적으로 상기 공정 공간 내로 도입하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 가스 주입 조립체는, 제1 가스 분배 플리넘 및 제1 가스 분배 플레이트와, 제2 가스 분배 플리넘 및 제2 가스 분배 플레이트를 구비하고, 상기 제1 가스 분배 플레이트는, 제1열의 하나 이상의 오리피스와, 상기 제1 공정 가스를 상기 제1 가스 분배 플레이트의 상기 제1열의 하나 이상의 오리피스를 통하여 상기 공정 공간에 결합하기 위한 제2열의 하나 이상의 오리피스를 갖고, 상기 제2 가스 분배 플레이트에는 통로가 형성되어, 상기 제2 공정 가스를 상기 제2 가스 분배 플레이트의 상기 통로와 상기 제1 가스 분배 플레이트의 상기 제2열의 하나 이상의 오리피스를 통하여 상기 공정 공간에 결합하는 것인 처리 시스템.
  28. 제26항에 있어서, 상기 가스 주입 조립체는, 상기 제1 공정 가스와 제2 공정 가스를 상기 2개 이상의 기판 위로 분배하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  29. 제21항에 있어서, 상기 제1 공정 가스는 HF를 포함하고, 상기 제2 공정 가스는 NH3를 포함하는 것인 처리 시스템.
  30. 제21항에 있어서, 상기 온도 제어식 기판 홀더는,
    상기 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성된 상기 지지면과, 이 지지면과 반대측의 하면 및 가장자리면을 갖는 온도 제어식 기판 테이블;
    상기 온도 제어식 기판 테이블의 내부에 형성된 유체 채널;
    상기 온도 제어식 기판 테이블을 상기 화학 처리 챔버의 벽으로부터 간격을 두고 지지하도록 구성된 2개 이상의 지지 칼럼으로서, 상기 온도 제어식 기판 테이블의 상기 하면에 결합된 제1 단부와 상기 화학 처리 챔버의 상기 벽에 결합된 제2 단부를 각각 갖는 것인 2개 이상의 지지 칼럼
    을 구비하는 것인 처리 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 상기 온도 제어식 기판 홀더는,
    열전달 유체의 온도를 제어하도록 구성되고 배치된 유체 서멀 유닛;
    상기 2개 이상의 지지 칼럼 중 하나를 관통하여 형성된 제1 유체 도관으로서, 상기 유체 서멀 유닛으로부터 상기 열전달 유체를 수용하고 상기 유체 채널의 입구 단부에 상기 열전달 유체를 공급하도록 구성된 것인 제1 유체 도관;
    상기 2개 이상의 지지 칼럼 중 다른 하나를 관통하여 형성된 제2 유체 도관으로서, 상기 유체 채널의 출구 단부로부터 상기 열전달 유체를 수용하도록 구성된 것인 제2 유체 도관
    을 더 구비하는 것인 처리 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 상기 온도 제어식 기판 홀더는,
    상기 유체 서멀 유닛에 결합되고, 상기 열전달 유체의 상기 온도를 모니터링하거나, 조정하거나, 제어하는 것 중 적어도 하나를 실행하도록 구성된 컨트롤러와,
    상기 온도 제어식 기판 테이블에 결합되고, 기판 홀더의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서를 더 구비하며,
    상기 컨트롤러는 기판 홀더의 상기 온도를 기판 홀더의 목표 온도와 비교하고, 상기 컨트롤러는, 기판 홀더의 상기 온도와 기판 홀더의 상기 목표 온도 사이의 차이를 줄이기 위하여 상기 열전달 유체의 온도, 또는 상기 열전달 유체의 유량, 또는 이들의 조합을 조정하는 것인 처리 시스템.
  33. 제30항에 있어서, 상기 온도 제어식 기판 홀더는,
    제1 기판을 상기 온도 제어식 기판 테이블의 상기 상면에 대하여 승강시키도록 상기 온도 제어식 기판 테이블을 통한 제1열의 리프트핀의 통과를 허용하도록 구성된 제1열의 3개의 리프트핀 구멍;
    제2 기판을 상기 온도 제어식 기판 테이블의 상기 상면에 대하여 승강시키도록 상기 온도 제어식 기판 테이블을 통한 제2열의 리프트핀의 통과를 허용하도록 구성된 제2열의 3개의 리프트핀 구멍
    을 더 구비하는 것인 처리 시스템.
  34. 제33항에 있어서,
    리프트핀 지지 부재;
    상기 제1열의 리프트핀 구멍과 정렬되고 이 구멍을 관통하도록 구성된 제1열의 리프트핀으로서, 상기 제1 기판과 접촉하도록 구성된 제1 접촉 단부와, 상기 리프트핀 지지 부재에 결합된 제1 지지 단부를 각각 구비하는 것인 제1열의 리프트핀;
    상기 제2열의 리프트핀 구멍과 정렬되고 이 구멍을 관통하도록 구성된 제2열의 리프트핀으로서, 상기 제2 기판과 접촉하도록 구성된 제2 접촉 단부와, 상기 리프트핀 지지 부재에 결합된 제2 지지 단부를 각각 구비하는 것인 제2열의 리프트핀;
    상기 화학 처리 챔버에 결합되는 구동 시스템으로서, 상기 제1열의 리프트핀이 상기 제1열의 리프트핀 구멍을 통하여 이동하고, 상기 제2열의 리프트핀이 상기 제2열의 리프트핀 구멍을 통하여 이동하도록, 상기 리프트핀 지지 부재를 이동시키도록 구성된 것인 구동 시스템
    을 더 구비하는 처리 시스템.
  35. 제21항에 있어서, 상기 히터 조립체는,
    상면을 갖는 플레이트 부재;
    상기 플레이트 부재의 상기 상면에 결합된 복수의 저항성 발열 소자를 구비하고,
    상기 복수의 저항성 발열 소자 각각은, 상기 플레이트 부재의 상기 상면에 고정 결합된 제1 단부, 전원에 결합되도록 구성된 제2 단부, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치된 굴곡부, 상기 제1 단부와 상기 굴곡부 사이에서 연장되는 제1 직선부, 상기 제2 단부와 상기 굴곡부 사이에서 연장되는 제2 직선부를 포함하고,
    상기 복수의 저항성 발열 소자 중 적어도 2개는, 상기 적어도 2개의 저항성 발열 소자 중 제1 발열 소자의 제1 단부가 상기 적어도 2개의 저항성 발열 소자 중 제2 발열 소자에 있어서 상기 굴곡부의 내부 가장자리에 인접하게 위치하도록 배치되어 있고,
    상기 전원은 직류(DC) 전원 또는 교류(AC) 전원을 포함하는 것인 처리 시스템.
  36. 제21항에 있어서, 상기 화학 처리 챔버는 비플라즈마 화학 처리가 가능하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  37. 제21항에 있어서, 상기 화학 처리 챔버는, HF와 선택적으로 NH3를 포함하는 가스 환경에서 사용되도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  38. 제21항에 있어서, 상기 화학 처리 챔버의 적어도 일부, 상기 온도 제어식 기판 홀더의 적어도 일부, 또는 상기 가스 주입 조립체의 적어도 일부, 또는 이들 중 2개 이상의 임의의 조합에 코팅이 피복되는 것인 처리 시스템.
  39. 제38항에 있어서, 상기 코팅은 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 것인 처리 시스템.
  40. 제21항에 있어서, 상기 코팅은, 상기 코팅이 피복되어 있는, 상기 화학 처리 챔버, 상기 온도 제어식 기판 홀더, 또는 상기 가스 주입 조립체의 표면, 또는 이들의 임의의 조합에 플루오르화 암모늄(NH4F)이 수착(收着)되는 것을 방지하거나 줄이는 재료를 포함하는 것인 처리 시스템.
  41. 기판을 화학적으로 처리하기 위하여 처리 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    화학 처리 챔버, 이 화학 처리 챔버 내에 장착되고 그 지지면에 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성된 온도 제어식 기판 홀더, 상기 화학 처리 챔버에 결합되고 하나 이상의 공정 가스를 상기 화학 처리 챔버 내의 공정 공간에 도입하여 상기 2개 이상의 기판 상의 노출면층을 화학적으로 개질하도록 구성된 가스 주입 조립체, 이 가스 주입 조립체에 결합되고 가스 주입 조립체의 온도를 상승시키도록 구성된 히터 조립체, 진공 펌핑 시스템을 포함하고, 컨트롤러가 결합되어 있는 열처리 시스템에 2개 이상의 기판을 전달하는 단계;
    상기 컨트롤러를 이용하여 상기 화학 처리 시스템에 대한 화학 처리 파라미터를 설정하는 단계로서, 상기 하나 이상의 화학 처리 파라미터는, 화학 처리의 처리 압력, 화학 처리 챔버의 온도, 화학 처리의 상부 조립체의 온도, 상기 하나 이상의 공정 가스의 유량, 화학 처리의 기판의 온도, 화학 처리의 기판 홀더의 온도 중 적어도 하나를 포함하는 것인 단계;
    상기 2개 이상의 기판 상의 노출면층을 화학적으로 개질시키기 위하여 상기 화학 처리 파라미터를 이용하여 상기 화학 처리 시스템에서 상기 2개 이상의 기판을 처리하는 단계
    를 포함하는 방법.
  42. 복수의 기판을 열적으로 처리하기 위한 처리 시스템으로서,
    온도가 제어되는 열처리 챔버;
    상기 열처리 챔버 내에 장착되고, 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성되며, 화학적으로 개질된 노출면층을 열적으로 처리하기 위하여 상기 2개 이상의 기판의 열처리 기판 온도를 상승시키는 기구를 갖는 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더;
    상기 열처리 챔버에 결합되어 상기 2개 이상의 기판을 상기 열처리 챔버의 내외로 전달하도록 구성된 전달 시스템;
    전달면과 상기 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더 사이에서 2개 이상의 기판을 수직 방향으로 이동시키도록 상기 열처리 챔버에 결합되는 기판 승강기 조립체;
    상기 열처리 챔버에 결합되고 상기 열처리의 가스상 생성물을 배기시키도록 구성된 진공 펌핑 시스템
    을 포함하는 처리 시스템.
  43. 제42항에 있어서, 상기 열처리 챔버는, 상기 2개 이상의 기판 상의 상기 노출면층을 화학적으로 개질시키도록 구성된 화학 처리 챔버에 결합되도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  44. 제42항에 있어서, 상기 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더는, 상기 2개 이상의 기판 모두를 지지하도록 구성된 하나의 온도 제어식 기판 홀더를 포함하는 것인 처리 시스템.
  45. 제42항에 있어서, 상기 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더는, 복수의 온도 제어식 기판 홀더를 포함하고, 상기 복수의 온도 제어식 기판 홀더 각각은, 상기 2개 이상의 기판 중 하나의 기판을 개별적으로 지지하는 것인 처리 시스템.
  46. 제42항에 있어서, 상기 기판 승강기 조립체는, 상기 2개 이상의 기판을 지지하도록 구성된 하나의 블레이드 요소와, 이 하나의 블레이드 요소에 결합되고 이 하나의 블레이드 요소를 수직 방향으로 이동시키도록 구성된 구동 시스템을 구비하는 것인 처리 시스템.
  47. 제46항에 있어서, 상기 구동 시스템은 공압식 구동 시스템을 포함하는 것인 처리 시스템.
  48. 제42항에 있어서, 상기 기판 승강기 조립체는 상기 2개 이상의 기판 각각에 대하여 별도의 리프트 조립체를 포함하고, 상기 2개 이상의 기판 각각에 대한 상기 별도의 리프트 조립체는 상기 2개 이상의 기판 중 하나를 지지하도록 구성된 블레이드 요소와, 이 블레이드 요소에 결합되고 이 블레이드 요소를 수직 방향으로 이동시키도록 구성된 구동 시스템을 구비하는 것인 처리 시스템.
  49. 제48항에 있어서, 상기 구동 시스템은 공압식 구동 시스템을 포함하는 것인 처리 시스템.
  50. 제42항에 있어서, 상기 열처리 챔버에 결합되고, 상기 기판 승강기 조립체 상의 상기 2개 이상의 기판의 존재를 검출하도록 구성된 기판 검출 시스템을 더 구비하는 처리 시스템.
  51. 제42항에 있어서, 상기 열처리 챔버, 상기 온도 제어식 기판 홀더, 상기 기판 승강기 조립체 및 상기 진공 펌핑 시스템 중 적어도 하나에 결합되는 컨트롤러를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 열처리 챔버의 온도, 열처리의 기판 홀더의 온도, 열처리의 기판의 온도 및 열처리의 처리 압력 중 적어도 하나를 설정하고, 모니터링하고, 조정하는 것 중 적어도 하나를 실행하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  52. 제42항에 있어서, 상기 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더는, 박막 히터, 캐스트인(cast-in) 히터, 저항 소자, 가열 채널, 복사 램프, 및 열전 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는 것인 처리 시스템.
  53. 제42항에 있어서, 상기 열처리 챔버는, 냉각 채널, 가열 채널, 저항성 발열 소자, 복사 램프 및 열전 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는 것인 처리 시스템.
  54. 제42항에 있어서, 온도가 제어되는 상부 조립체를 더 구비하는 처리 시스템.
  55. 제54항에 있어서, 상기 상부 조립체는, 상기 열처리 챔버에 퍼지 가스를 도입하는 것과 상기 기판 승강기 조립체 상의 상기 기판의 존재를 검출하는 것 중 적어도 하나를 실행하도록 구성되는 것인 처리 시스템.
  56. 제42항에 있어서, 상기 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더는 각각 금속으로 제조되고, 각각의 상기 온도 제어식 기판 홀더의 적어도 하나의 표면은 코팅을 포함하는 것인 처리 시스템.
  57. 제56항에 있어서, 상기 코팅은 증착 공정을 이용하여 피복되는 실리콘 함유 재료를 포함하는 것인 처리 시스템.
  58. 기판을 열적으로 처리하기 위하여 처리 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    열처리 챔버, 이 열처리 챔버 내에 장착된 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더, 전달면과 상기 하나 이상의 온도 제어식 기판 홀더 사이에서 2개 이상의 기판을 수직 방향으로 이동시키도록 상기 열처리 챔버에 결합되는 기판 승강기 조립체 및 진공 펌핑 시스템을 구비하고, 컨트롤러가 결합되어 있는 열처리 시스템에 2개 이상의 기판을 전달하는 단계;
    상기 컨트롤러를 이용하여 상기 열처리 시스템에 대한 열처리 파라미터를 설정하는 단계로서, 상기 하나 이상의 열처리 파라미터는, 열처리의 처리 압력, 열처리 챔버의 온도, 열처리의 기판의 온도 및 열처리의 기판 홀더의 온도 중 적어도 하나를 포함하는 것인 단계;
    상기 기판 상의 화학적으로 개질된 노출면층을 증발시키기 위하여 상기 열처리 파라미터를 이용하여 상기 열처리 시스템에서 상기 기판을 처리하는 단계
    를 포함하는 방법.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 열처리의 챔버의 온도 범위는 약 20℃ 내지 약 200℃이고,
    상기 열처리의 기판 홀더의 온도 범위는 약 100℃를 초과하며,
    상기 열처리의 기판 홀더의 온도 범위는 약 100℃를 초과하는 것인 방법.
  60. 제58항에 있어서, 상기 열처리의 챔버의 온도 범위는 약 100℃ 내지 약 150℃이고,
    상기 열처리의 기판 홀더의 온도 범위는 약 150℃를 초과하며,
    상기 열처리의 기판 홀더의 온도 범위는 약 100℃를 초과하는 것인 방법.
  61. 제58항에 있어서, 상기 컨트롤러를 이용하여 상기 열처리 시스템에 대한 상기 열처리 파라미터를 설정하는 상기 단계는, 상기 열처리 챔버에 도입되는 퍼지 가스의 유량을 설정하는 것을 더 포함하는 것인 방법.
KR1020117004516A 2008-07-31 2009-07-13 화학 처리 및 열처리용의 생산성이 높은 처리 시스템 및 동작 방법 KR101569956B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/183,650 2008-07-31
US12/183,763 US8303715B2 (en) 2008-07-31 2008-07-31 High throughput thermal treatment system and method of operating
US12/183,828 US8303716B2 (en) 2008-07-31 2008-07-31 High throughput processing system for chemical treatment and thermal treatment and method of operating
US12/183,650 US8323410B2 (en) 2008-07-31 2008-07-31 High throughput chemical treatment system and method of operating
US12/183,828 2008-07-31
US12/183,763 2008-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110040957A true KR20110040957A (ko) 2011-04-20
KR101569956B1 KR101569956B1 (ko) 2015-11-17

Family

ID=41610672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117004516A KR101569956B1 (ko) 2008-07-31 2009-07-13 화학 처리 및 열처리용의 생산성이 높은 처리 시스템 및 동작 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5356522B2 (ko)
KR (1) KR101569956B1 (ko)
CN (1) CN102105312B (ko)
WO (1) WO2010014384A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180014206A (ko) * 2015-06-26 2018-02-07 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 다른 필름 또는 마스크에 대한 실리콘-함유 반사 방지 코팅 또는 실리콘 산질화물의 제어 가능한 식각 선택비에 따른 기상 식각

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5119297B2 (ja) * 2010-06-30 2013-01-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
CN104269368A (zh) * 2014-08-29 2015-01-07 沈阳拓荆科技有限公司 一种利用前端模块为晶圆加热的装置及方法
CN104269369A (zh) * 2014-08-29 2015-01-07 沈阳拓荆科技有限公司 一种通过真空装载腔为晶圆预热的装置及方法
KR102568797B1 (ko) * 2018-06-21 2023-08-21 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 기판 처리 시스템
US10714317B1 (en) 2019-01-04 2020-07-14 Axcelis Technologies, Inc. Reduction of condensed gases on chamber walls via heated chamber housing for semiconductor processing equipment
US20240027295A1 (en) * 2022-07-19 2024-01-25 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for lamp housing crack detection

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7877161B2 (en) * 2003-03-17 2011-01-25 Tokyo Electron Limited Method and system for performing a chemical oxide removal process
US20040182315A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-23 Tokyo Electron Limited Reduced maintenance chemical oxide removal (COR) processing system
US7029536B2 (en) * 2003-03-17 2006-04-18 Tokyo Electron Limited Processing system and method for treating a substrate
JP5046506B2 (ja) * 2005-10-19 2012-10-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置，基板処理方法，プログラム，プログラムを記録した記録媒体
JP4854317B2 (ja) * 2006-01-31 2012-01-18 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法
US20070238301A1 (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Cabral Stephen H Batch processing system and method for performing chemical oxide removal
US7718032B2 (en) * 2006-06-22 2010-05-18 Tokyo Electron Limited Dry non-plasma treatment system and method of using
JP4913485B2 (ja) * 2006-06-29 2012-04-11 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及び記録媒体
JP4817991B2 (ja) * 2006-06-29 2011-11-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法
CN101205605B (zh) * 2006-12-18 2012-01-11 东京毅力科创株式会社 用于热增强和等离子体增强气相沉积的装置及操作方法
JP4833878B2 (ja) * 2007-01-31 2011-12-07 東京エレクトロン株式会社 基板の処理方法及び基板処理装置
US20080217293A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Tokyo Electron Limited Processing system and method for performing high throughput non-plasma processing
JP2009094307A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Tokyo Electron Ltd エッチング方法及び記録媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180014206A (ko) * 2015-06-26 2018-02-07 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 다른 필름 또는 마스크에 대한 실리콘-함유 반사 방지 코팅 또는 실리콘 산질화물의 제어 가능한 식각 선택비에 따른 기상 식각

Also Published As

Publication number Publication date
CN102105312B (zh) 2014-06-11
KR101569956B1 (ko) 2015-11-17
JP2011530169A (ja) 2011-12-15
WO2010014384A1 (en) 2010-02-04
JP5356522B2 (ja) 2013-12-04
CN102105312A (zh) 2011-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8303716B2 (en) High throughput processing system for chemical treatment and thermal treatment and method of operating
US8287688B2 (en) Substrate support for high throughput chemical treatment system
US7964058B2 (en) Processing system and method for chemically treating a substrate
US7079760B2 (en) Processing system and method for thermally treating a substrate
US7462564B2 (en) Processing system and method for treating a substrate
US20080217293A1 (en) Processing system and method for performing high throughput non-plasma processing
US8303715B2 (en) High throughput thermal treatment system and method of operating
US20050218114A1 (en) Method and system for performing a chemical oxide removal process
WO2005122216A1 (en) Processing system and method for treating a substrate
EP1730768A2 (en) Method and system for adjusting a chemical oxide removal process using partial pressure
KR101569956B1 (ko) 화학 처리 및 열처리용의 생산성이 높은 처리 시스템 및 동작 방법
US8323410B2 (en) High throughput chemical treatment system and method of operating
EP1730770A2 (en) Processing system and method for treating a substrate
US8115140B2 (en) Heater assembly for high throughput chemical treatment system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181030

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191029

Year of fee payment: 5