KR20140001880A - 웨이퍼 습식 프로세싱을 위한 폐쇄형 챔버 - Google Patents

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Abstract

단일 웨이퍼 습식 프로세싱을 위한 폐쇄형 챔버 프로세스 모듈에 대한 개선된 설계는 챔버를 상부에서부터 밀폐하기 위해 결합 리드 및 가스 샤워헤드를 이용한다. 하나 이상의 매체 아암들이 액체를 챔버 내의 웨이퍼 상으로 분배한다. 매체 아암들은 챔버 내부에 장착되지만, 챔버 벽을 통해 챔버 바깥쪽에 장착된 구동 유닛으로 통과하는 링키지에 의해 연결된다.

Description

웨이퍼 습식 프로세싱을 위한 폐쇄형 챔버{CLOSED CHAMBER FOR WAFER WET PROCESSING}
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼와 같은 웨이퍼 형상의 물품들의 표면을 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼들은 에칭, 세정 (cleaning), 연마 (polishing), 및 재료 증착 (deposition) 과 같은 다양한 표면 처리 프로세스들을 거친다. 이러한 프로세스들을 수용하기 위해, 예를 들어 미국 특허 제 4,903,717 호 및 제 5,513,668 호에 설명되어 있는 바와 같이, 단일 웨이퍼는 회전가능 캐리어 (carrier) 와 연관된 척 (chuck) 에 의해 하나 이상의 처리 유체 (treatment fluid) 노즐들에 관하여 지지될 수도 있다.
반도체 웨이퍼들 상에 제조되는 디바이스들의 소형화의 증가에 따라, 산소-함유 분위기에서 그들 웨이퍼들을 프로세싱하는 것은 더욱 문제가 되었다. 예를 들어, 웨이퍼들이 주위 공기에 대해 개방된 스테이션들 (stations) 에서 습식 프로세싱을 받을 때, 공기의 산소 함유량은 웨이퍼의 전면 측의 구리의 원하지 않는 부식을 야기한다.
따라서, 프로세싱 모듈에서 로딩된 웨이퍼에 대해 다양한 프로세스들을 수행하는 것을 허용하면서도, 가스 분위기가 제어될 수 있는 웨이퍼 프로세싱 스테이션들에 대한 필요가 존재한다.
미국 특허 제 6,273,104 호에서, 도 6 및 도 7 은 포트 (pot) 개구보다 작아서 그 포트로 밀폐할 수 없는 샤워헤드를 묘사한다.
미국 특허 제 6,807,974 호 및 제 6,915,809 호에서, 가스 주입부 (30) 는 오직 웨이퍼의 건조 동안에만 밀폐된 챔버를 제공한다고 하고 있고, 반면, 웨이퍼의 습식 프로세싱 동안에는, 훨씬 더 큰 바깥쪽 인클로저 (enclosure) (1) 만이 프로세스 모듈 및 연관된 구동 메커니즘의 격리부일 뿐이다. 또한, 이들 특허들의 가스 주입부 (30) 및 액체 주입부 (4) 는 동시에 작업할 수 없다.
본 발명자는, 바람직하게는 단일 웨이퍼 습식 프로세싱을 위해 설계된, 개선된 폐쇄형 챔버 모듈 (closed chamber module) 을 개발하였다. 이 폐쇄형 챔버 모듈에서, 웨이퍼 상으로 매체 (media) 를 분배하기 위한 아암들 (arms) 이 챔버 내에 장착되고, 대기 포지션으로부터 서비스 포지션 (service position) 으로 이동가능하다. 폐쇄형 챔버 모듈은 챔버를 밀폐하는 가동 상부 리드 (movable upper lid) 를 포함하고, 이는 또한 바람직하게는 가스를 챔버 내로 공급하도록 구성된다.
본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 이점들은, 첨부 도면들을 참조하여 주어진, 본 발명의 바람직한 실시형태들의 이하의 상세한 설명을 읽은 후에 더욱 명백하게 될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 폐쇄형 챔버 모듈의 바람직한 실시형태의 투시도이다.
도 2 는 도 1 과 유사한 모습이고, 모듈의 로딩 또는 언로딩을 허용하도록 샤워헤드 리드가 상승되어 모듈로부터 멀어진 모습이다.
도 3 은 도 1 실시형태를 하방으로부터 본 투시도이고, 모듈을 동작시키기 위해 사용되는 다양한 메커니즘들을 보여준다.
도 4 는 도 1 실시형태의 다른 투시도이고, 축면을 따라 절단하여 그 내부 컴포넌트들을 나타낸다.
도 5 는 도 1 실시형태의 축 단면도이고, 도 4 의 것과 동일한 평면의 것이다.
도 6 은 매체 공급 아암들 중 하나의 피봇형 마운팅을 횡단하는 평면에서의 도 1 실시형태의 축 단면도이다.
도 7 은 이 실시형태의 스핀 척을 구동 및 상승 및 하강시키기 위한 메커니즘을 나타내는 단면도이다.
도 8 은 대기 포지션에서의 매체 공급 아암들을 나타내는, 도 1 실시형태의 방사상 단면도이다.
도 9 는 매체 공급 아암들 중 하나의 피봇형 마운팅의 부분적 투시도이다.
도 10 은 도 1 실시형태의 방사상 단면도이고, 여기서, 매체 공급 아암들 중 하나가 그것의 서비스 포지션으로 피봇되어 있다.
도 11 은 상부 챔버 커버가 제거된, 도 1 실시형태의 투시도이다.
도 1 을 참조하면, 폐쇄형 챔버 모듈 (10) 은 베이스 플레이트 (15) 상에 탑재되고, 바람직하게는 실린더형 챔버 벽 (30) 및 일련의 스크루 (screw) 등에 의해 그 챔버 벽 (30) 에 고정된 환상의 (annular) 챔버 커버 (32) 에 의해 구성된다. 챔버 모듈 (10) 은 그것의 상단이 샤워 헤드 리드 (20) 에 의해 폐쇄되고, 이 샤워 헤드 리드는 그것의 외주 (outer periphery) 에서 환상의 상부 챔버 커버 (30) 의 내주 (inner periphery) 를 밀폐 (seal) 한다.
리드 (20) 는 리드 아암 (lid arm; 22) 에 고정되고, 이 리드 아암은 리드 (20) 를 도 1 에 도시된 폐쇄 포지션으로부터 도 2 에 도시된 개방 포지션으로 이동시키고, 그것은 다시 리드 지지 샤프트 (26) 상에 포지셔닝된다 (positioned). 가스 공급 라인 (24) 은 샤워 헤드 리드 (20) 에 가스를 공급한다.
이하 설명될 각각의 매체 공급 아암들에 대해 제 1 및 제 2 구동 유닛들 (52, 62) 이 제공되고, 매체 공급 아암들에 대한 피봇형 이동 (pivotal movement) 메커니즘을 위해 각각의 커버들 (54, 64) 로 리드 (lead) 한다. 참조 부호 56 은 제 1 매체 공급 라인에 대한 리드-인 (lead-in) 을 나타낸다.
이 실시형태의 폐쇄형 챔버 모듈은 3 개의 내부 레벨들을 가지고, 이들 각각은 연관된 가스 배출부 (exhaust) 를 가지며, 도 1 에서의 참조 부호들 82, 84, 및 86 은 각각 하위, 중위, 및 상위 레벨에 대한 연관된 배출부들을 나타내고, 81, 83, 및 85 는 그들 배출부들을 위한 연관된 하위, 중위, 및 상위 가스 흡인부 (suction) 를 나타낸다.
이제 도 2 를 참조하면, 폐쇄형 챔버 모듈이 개방 포지션에서 도시되어 있고, 이는 챔버에 대해 샤워 헤드 리드를 상방으로 상승시키는 것과, 그것을 중공 샤프트 (hollow shaft; 18) 를 수용하는 리드 지지 샤프트 (26) 주위로 피봇 (pivot) 시키는 것을 수반한다.
챔버 내부에는, 스핀 척 (70) 이 보이고, 이 척은 이 실시형태에서 양면형 척이다. 대기 포지션에 있는 제 2 매체 공급 아암 (63), 및 상위, 중위, 및 하위 레벨들 (34, 35, 36) 도 보인다.
도 3 에서, 샤워 헤드 구역 (25) 이 샤워 헤드 리드 (20) 의 아래측에 보이고, 이 구역은 또한 복수의 가스 개구들에 추가하여 중앙 가스 노즐 (23) 을 포함한다.
모터 (27) 는 링크 (19) 를 구동하고, 이는 다시 중공 샤프트 (18) 를 구동한다 (도 4 참조). 모터 (27) 는 따라서 샤워 헤드 리드 (20) 의 피봇형 이동을 구동한다. 모터 (28) 는 샤워 헤드 리드 (20) 를 상승 및 하강시키기 위한 리프팅 (lifting) 모터이고, 한편, 29 는 중공 샤프트 (18) 내에 수용되는 가스 공급 라인들 (21, 24) 을 위한 리드-인을 나타낸다.
선회 (spin) 모터 (72) 는 스핀 척 (70) 을 선회시키고, 한편, 모터 (76) 는 스핀 척 (70) 을 슬라이더 (slider; 74) 를 통해 상승 및 하강시킨다. 하부 챔버 커버 (31) 는, 이하 설명되는 바와 같이, 스핀 척의 벨로우즈 (bellows) 를 수용한다.
도 4 에서, 상위, 중위, 및 하위 레벨들 (34, 35, 36) 이 더 용이하게 보인다. 이들 레벨들 및 그들의 각각의 배출부들 (86, 84, 82) 의 구조는 공동 소유된 출원 WO 2004/084278 A1 에서 설명되어 있는 바와 같을 수도 있다. 중앙 가스 노즐 (23) 을 위한 가스 공급 라인 (21), 챔버의 내부 분위기로부터 구동 메커니즘을 격리시키도록 기능하는 확장 벨로우즈 (75), 척 구동 메커니즘을 챔버의 아래측에 연결하는 프레임 (77), 척의 저부 (bottom) 노즐들에 공급하는 비회전형 노즐 헤드 (79), 및 그 저부 노즐 헤드 (79) 를 수용하는 비회전형 중공 샤프트 (78) 또한 도 4 에서 볼 수 있다.
도 5 의 축 단면도는, 챔버 저부를 정의하는 플레이트 (37), 대기 포지션으로 도시된 제 1 매체 공급 아암 (53), 및 그 아암 (53) 을 위한 적하 영역 (stowage area; 55) 과 함께, 전술한 컴포넌트들을 더욱 자세히 도시하고 있다. 샤프트 (18) 는, 그 샤프트 (18) 에 대해 부여되는 회전 및 병진 운동들이 이하 설명되는 리드 아암 (22) 및 리드 (20) 에도 부여되도록, 리드 아암 (22) 에 단단하게 고정된다.
도 6 의 축단면도에서, 횡단면은 제 1 매체 공급 아암 (53) 에 대한 피봇 메커니즘의 커버 (54) 를 통과한다. 이 각도에서, 제 2 매체 공급 아암 (63) 은 그것의 대기 포지션에서 충분하게 가시적이다. 참조 부호 17 은 가스 샤워헤드 리드 (20) 를 갖는 압력 균등화 챔버를 나타낸다. O-링 또는 V-시일과 같은 환상의 시일 (seal; 33) 은 환상의 상부 챔버 커버 (32) 에 부착되거나 거기에 얹혀져 샤워헤드 리드 (20) 와의 시일을 형성한다.
이제 도 7 로 가서, 스핀 척 캐리어 (73) 를 회전시키기 위한 메커니즘은, 스핀 척 캐리어 (73) 를 회전 구동하는 회전 중공 샤프트 (71), 챔버의 내부 분위기로부터 구동 메커니즘을 차폐 (shield) 하는 확장 벨로우즈 (75), 척 구동 메커니즘을 챔버의 아래측에 연결하는 프레임 (77), 척의 저부 노즐들에 공급하는 비회전형 노즐 헤드 (79), 및 저부 노즐 헤드 (79) 를 수용하는 비회전형 중공 샤프트 (78) 를 포함한다.
비회전형 중공 샤프트 (90) 는 회전형 중공 샤프트 (71) 를 둘러싸고, 이는 다시 비회전형 중공 샤프트 (78) 를 둘러싸며, 이들 3 개의 샤프트들은 서로에 대해 동축이다. 회전식 샤프트 시일 베어링 (91) 은 챔버 분위기로부터 동축 샤프트들을 밀폐하고, 상호연결된 회전식 중공 샤프트 (78) 및 척 캐리어 (73) 를 지지하며, 한편, 베어링 (92) 은 비회전형 상부 링 (94) 을 회전형 샤프트 (71) 와 연결시킨다. 멤브레인 (membrane) 커버 (93) 는 하부 챔버 커버 (31) 내에, 그리고 벨로우즈 (75) 에 대한 그것의 내주 시일들에, 그리고 챔버 저부 (37) 에 대한 그것의 외주 시일들에 꼭 맞게 되어 있다.
도 8 에서, 실린더형 챔버 벽 (30) 을 통한 방사상 단면은, 대기 포지션에서의 제 1 및 제 2 매체 공급 아암들 (53 및 63) 을 나타내고, 도 8 에서의 파선은, 매체 아암들 (53, 63) 의 분배단들이, 그들이 도시된 대기 포지션으로부터, 그 매체 아암의 분배 단이 스핀 척에 걸쳐 대략 중앙에 오게 되는 서비스 포지션으로 움직임에 따라 이동하는 아치형 경로를 추적하고 있다. 실제로는 매체 아암들 중 오직 하나만이 사용될 것이고, 따라서, 그것의 임의의 주어진 시간에서 서비스 위치에 있을 것이고, 즉, 매체 공급 아암들 (53, 63) 이 종종 도시된 바와 같이 양자 모두 대기 포지션에 있을 것이지만, 사용에 있어서는, 통상적으로 오직 일방 또는 타방 만이 서비스 포지션에 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 양 매체 공급 아암들 (53, 63) 은 동시에 움직일 수 있고, 하지만 양자택일로 중앙에 접근하며, 이것은 적절한 소프트웨어 명령들에 의해 달성될 수 있다.
매체 공급 아암들 (53, 63) 에 대한 서비스 포지션에 대해 언급하자면, 하나보다 많은 서비스 포지션이 있을 수 있고, 또는, 그 점에 있어서, 아암들은 그들이 주변의 대기 포지션으로부터 반경 안쪽으로 이동함에 따라 서비스에 있을 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 서비스 포지션은, 중앙의 가장 안쪽의 포지션 뿐만 아니라, 매체 공급 아암의 분배단이 척 상에 지지된 웨이퍼 위에 포지셔닝되는 임의의 위치를 지칭할 수 있다. 예를 들어 서비스 포지션은 웨이퍼의 프로세싱 동안 중앙으로부터 에지를 향해 그리고 본래 있던 자리로 이동할 것이다.
도 9 는 매체 공급 및 분배 아암들을 그들의 대기 및 서비스 포지션들 사이에서 구동하기 위한 메커니즘을 더 상세하게 나타낸다. 커버 (64) 는, 구동 메커니즘의 내부 컴포넌트들을 보는 것을 허용하기 위해 도 9 에서 파선으로만 나타내었다. 실제로는, 커버 (64) 는 챔버의 실린더형 벽 (30) 에 밀폐된 방식으로 장착된 고체 재료로 이루어질 것이고, 그 실린더형 벽 (30) 은 커버 (64) 에 의해 둘러싸인 절단부를 가져 거기를 통한 링크 (67) 의 통과를 허용하며, 링크 (67) 는 제 2 매체 아암 (63) 을 그것의 말단부 상에 반송하고, 예를 들어 스플라인 (spline) 연결에 의해 구동 유닛 (62) 의 출력 샤프트에 연결된다. 출력 샤프트 (68) 는 시일된 베어링을 통해 하방으로부터 커버 (64) 를 관통하고, 따라서 구동 유닛 (62) 은 챔버의 외부에 배치되며 챔버 내에 존재하는 가혹한 화학적 환경으로부터 보호된다.
따라서, 구동 유닛 (62) 이 작동될 때, 링크 (67) 는 구동 유닛 (62) 의 동작 사이클에 의해 지시되는 움직임의 범위에 걸쳐 피봇될 것이며, 이는 매체 공급 아암 (63) 의 그것의 대기 포지션으로부터 그것의 서비스 포지션까지의 변위에 대응한다. 실린더형 챔버 벽 (30) 에서의 절단부의 사이즈는 따라서 그 피봇 운동의 범위를 수용하도록 크기가 맞춰진다.
리드-인 (66) 은 챔버 내부의 제 2 매체 라인 (61) 에 연결된다. 리드-인 (66) 은 예를 들어 시일된 방식으로 챔버의 실린더형 벽 (30) 을 가로지르는 유체 커플링 (coupling) 일 수도 있고, 챔버 바깥쪽의 그것의 단부에서 유입 배관에 연결되고 챔버 내부의 그것의 단부에서 제 2 매체 라인 (61) 에 연결된다.
도 9 에서는, 제 2 매체 공급 아암 (63) 에 대한 적하 영역 (65) 을 벽 (30) 과 함께 정의하는 실린더형 챔버 벽 (30) 의 방사상으로 안쪽에 위치결정되는 내부 챔버 백이 또한 보인다. 그 내부 벽에는, 매체 공급 아암 (63) 이 적하 영역 (65) 에서 그것의 대기 위치로부터, 아암 (63) 의 분배단이 스핀 척의 중앙 위에 위치되는 그것의 서비스 포지션으로 이동됨에 따라 그 매체 공급 아암 (63) 의 아래쪽으로 달린 분배단의 통과를 허용하기 위한 절단부 (69) 가 형성된다.
제 1 및 제 2 매체 공급 아암들 (53 및 63) 에는 이 실시형태에서 본질적으로 동일한 구동 메커니즘들이 장착되므로, 일방의 유닛의 다양한 컴포넌트들의 설명이 타방의 유닛에도 또한 적용되고, 이러한 설명은 본원에서 반복되지 않을 것이다. 또한, 발명의 본 실시형태에는 2 개의 매체 분배 아암들이 장착되지만, 이러한 아암들 및 그들의 연관된 구동 메커니즘들의 수는 오직 하나일 수 있을 것이고, 또는, 그 반대로, 3 개 또는 그 이상일 수도 있을 것이다.
도 10 에서, 제 1 매체 아암 (53) 은 그것의 대기 포지션에 남아 있는 반면, 제 2 매체 공급 아암 (63) 은 서비스 포지션으로 피봇되며, 여기서, 아래쪽으로 달린 아암 (63) 의 분배 노즐은 스핀 척의 중앙 위에 위치된다. 제 2 매체 라인 (61) 은 서비스 포지션에서의 아암 (63) 과 함께 더욱 잘 보인다. 그 라인 (61) 은 도 10 에서 개략적으로 묘사되었지만, 라인 (61) 의 길이는 링크의 방사상 안쪽 단부의 운동의 범위를 수용하기에 충분하고 따라서 그것의 유연성 또한 그러함을 알 수 있을 것이다.
도 11 의 투시도는 도 10 에 대응하고, 제 위치의 커버 (54) 를 도시한 반면 커버 (64) 는 매체 아암 (63) 에 대한 구동 링키지 (linkage) 를 드러내도록 제거되어 있다.
사용 시, 챔버는 그 안에서 프로세싱될 웨이퍼의 로딩을 허용하기 위해 개방될 것이다. 이것은 먼저, 베이스 플레이트 (15) 의 아래측에 포스트 (post) 들에 의해 고정된 모터 (28) 를 작동시키는 것을 수반하고, 모터 (28) 는 그 베이스 플레이트에 대해 정적이며 (도 3 참조), 하지만, 그것의 출력 샤프트는 연장될 때 리드-인 (29) 이 상방으로 변위되게끔 하고, 그것과 함께 샤프트 (18), 리드 아암 (22), 및 리드 (20) 도 마찬가지다. 샤프트 (18) 는 바람직하게는 리드-인 (29) 내에 저널 (journal) 되어, 그것이 리드-인과 함께 상승되지만 리드-인 (29) 에 대해 회전가능하게 된다.
일단 리드 (20) 가 챔버를 개방하도록 상승되면, 모터 (27) 는 샤프트 (18) 의 축 주위의 운동의 아치형 범위에서 링크 (19) 를 구동하기 위해 다음으로 작동된다. 링크 (19) 가 샤프트 (18) 에 회전가능하지 않게 고정되므로, 이러한 운동은 샤프트 (18) 를 회전시키고 그것과 함께 리드 아암 (22) 및 리드 (20) 도 회전시켜, 리드 (20) 는 상부 환상 챔버 커버 (32) 에 의해 정의된 개구로부터 도 2 에서 도시된 위치까지 스윙된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 모터 (27) 는 그 자신이 피봇을 통해 베이스 플레이트 (15) 의 아래측에 장착되어, 링크 (19) 의 피봇 운동을 허용한다. 링크 (19) 는, 모터 (28) 에 의해 구동되는 샤프트 (18) 의 수직 변위 동안 샤프트 (18) 에 스플라인되고 거기에 대해 슬라이딩될 수도 있고, 또는, 링크 (19) 는 샤프트 (18) 에 단단하게 고정되어, 모터 (28) 가 동작될 때 그것이 그 위에서 수직으로 슬라이딩할 수도 있는 피봇 연결을 통해 그것의 대향 단에서 모터 (27) 에 의해 구동될 수도 있다.
챔버가 도 2 에 도시된 바와 같이 개방된 후에, 프로세싱될 웨이퍼가 그 안에 로딩된다. 웨이퍼들을 스핀 척 상으로 운반 및 로딩하기 위한 장치는 당해 기술분야에서 잘 알려져 있다. 웨이퍼를 받기 위해, 모터 (76) 는 슬라이더 (74) 를 통해 스핀 척 (70) 을 상부 환상 챔버 커버 (32) 에서 정의되는 개구 근방의 위치로 상승시키도록 작동된다. 특히, 스핀 척 (70) 은, 그것이 커버 (32) 의 개구 바로 아래에, 그 개구 바로 위에, 또는 그 개구와 같은 높이에 있는 포지션으로 상승될 수도 있다.
상부 환상 커버 (32) 에서의 개구의 직경은 챔버에서 프로세싱될 웨이퍼의 외경보다 명백하게 더 커야만 하지만, 바람직하게는 상당히 더 큰 직경의 것은 아니다. 예를 들어, 300mm 실리콘 웨이퍼의 경우에, 커버 (32) 의 개구는 대략 320mm 의 직경을 갖는다. 일반적으로, 챔버의 상단에서의 개구의 직경은 프로세싱될 웨이퍼의 직경을 50% 보다 많이 초과해서는 안되고, 바람직하게는 20% 이하, 더욱 바람직하게는 10% 이하 만큼 초과한다.
스핀 척 (70) 은 미리 결정된 직경, 이 경우에는 300mm 의 직경의 웨이퍼를 유지 (hold) 하도록 구성된다. 스핀 척 (70) 은 주변의 일련의 그립 (grip) 핀들을 포함하고, 이는 웨이퍼가 프로세싱 동안 옆으로 슬라이딩하는 것을 방지한다. 스핀 척 (70) 이 베르누이 (Bernoulli) 척으로서 구현되는 경우, 척을 통해 공급되고 웨이퍼 아래 방사상 바깥쪽으로 통과하는 질소 가스 유동은 웨이퍼의 하방 지지를 제공한다. 다르게는, 그립 핀들은, 예를 들어 웨이퍼의 주변 에지에 상보적인 형상을 가짐으로써, 척에 상대적인 그것의 작용 포지션에 웨이퍼를 유지하여 측방 지지 및 하방 지지 양자 모두를 제공하는, 방사상 안쪽에 면하는 면들을 갖도록 구성될 수도 있다.
스핀 척 (70) 은 그 다음 모터 (76) 에 의해 상위, 중위, 및 하위 레벨들 (34, 35, 36) 중 하나에서의 작용 포지션으로 하강되고, 그 후, 스핀 모터 (72) 는 스핀 척 (70) 을 선회시키기 시작한다. 액체 및 기체의 임의의 원하는 조합이 그 다음 챔버 내부에 공급될 수 있고, 그 액체는 매체 공급 아암들 (53, 63) 을 통한 것이고, 기체는 샤워헤드 리드 (20) 를 통한 것이다.
챔버를 밀폐하는 시일들 중 하나 이상은 미리 결정된 레벨의 과압력에서 챔버의 외부로의 가스의 제어된 누출을 허용하도록 설계되는 것이 바람직하다. 그런 식으로, 샤워헤드 리드 (20) 로부터 및/또는 샤프트 (78) 를 통해 가스를 과도한 압력의 축적으로 공급하는 것을 계속하면서 웨이퍼의 프로세싱 동안 챔버 내에 실질적으로 산소가 없는 분위기가 유지될 수 있다. 이 설계는 또한 완전히 불침투성 시일들의 유지보수 또는 진공의 사용에 의존할 필요 없이 산소의 배제를 허용한다.
이 실시형태의 설계는 가스 샤워헤드 및 매체 공급 아암들이 기체 및 액체를 동시에 챔버 내부로 공급하는 것을 허용하는 것을 이해할 것이다. 또한, 매체 공급 아암들 (53, 63) 및 그들의 연관된 구동 메커니즘들의 설계는 아암들이 챔버 내부에 배치되도록 하는 반면 그들의 각각의 구동 유닛들은 챔버 외부에 장착되도록 하는 것을 허용한다. 이것은 이러한 프로세싱 모듈들에 종종 사용되는 매우 부식성이 강한 화학물질들에 대한 그들 구동 유닛들의 노출을 방지하는 상당한 이점을 제공한다.
본 발명이 그것의 다양한 예시적인 실시형태들과 함께 설명되었지만, 그 실시형태들은 첨부된 청구항들의 진정한 범위 및 사상에 의해 부여되는 보호의 범위를 제한하는 구실로서 사용되어서는 아니된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (15)

  1. 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치로서,
    폐쇄형 프로세스 챔버, 상기 폐쇄형 프로세스 챔버 내에 위치된 척, 상기 챔버 내에 배치된 적어도 하나의 프로세스 액체 분배 디바이스, 및 상기 적어도 하나의 프로세스 액체 분배 디바이스에 대한 구동 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은 상기 적어도 하나의 분배 디바이스를 주변의 대기 포지션으로부터, 상기 적어도 하나의 분배 디바이스의 분배단이 상기 척의 방사상 안쪽으로 이동된 하나 이상의 활동 포지션으로 이동시키도록 상기 적어도 하나의 분배 디바이스에 구동가능하게 연결되며, 상기 구동 유닛은 상기 챔버의 외부에 장착되는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 반도체 웨이퍼들의 단일 웨이퍼 습식 프로세싱을 위한 프로세스 모듈의 컴포넌트인, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 척은 상기 챔버로부터 아래쪽으로 연장되는 구동 샤프트를 갖는 스핀 척인, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는, 폐쇄 포지션으로부터 개방 포지션으로 이동가능하여 웨이퍼 형상의 물품이 상기 챔버 내에 도입되거나 상기 챔버로부터 제거되는 것을 허용하는 리드를 포함하며, 상기 리드는 상기 폐쇄 포지션에 있을 때 상기 챔버 내로 가스를 주입하기 위한 가스 노즐들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세스 액체 분배 디바이스는 상기 리드가 상기 폐쇄 포지션에 있는 동안 상기 챔버 내로 액체를 분배하도록 동작가능한, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드를 상기 폐쇄 포지션으로부터 상기 개방 포지션으로 이동시키는 구동 메커니즘을 더 포함하고, 상기 구동 메커니즘은 상기 리드를 상기 챔버에 대해 상방으로 및 측방으로 모두 변위시키도록 구성되는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 챔버의 측면 하우징에 장착된 모터이고, 상기 모터의 출력 샤프트는 상기 측면 하우징 내로 통과하여, 상기 챔버 내로 통과하여 상기 적어도 하나의 액체 분배 디바이스에 연결되는 링크를 구동하는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세스 액체 분배 디바이스는 매체 공급 아암이고, 상기 매체 공급 아암은 상기 챔버 내에 피봇가능하게 장착되어 주변의 대기 포지션으로부터, 상기 매체 공급 아암의 분배단이 상기 척의 방사상 안쪽으로 이동된 하나 이상의 활동 포지션들로 이동가능한, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 매체 공급 아암은, 상기 챔버의 벽을 통과하는 링크에 피봇가능하게 연결된 일단과, 분배 노즐이 제공된 대향단을 갖는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드는, 상기 가스 노즐들이 배치되는 구역을 포함하는 가스 샤워헤드이고, 상기 구역은 상기 폐쇄형 프로세스 챔버에서 처리될 웨이퍼 형상의 물품의 면적의 적어도 50% 를 커버하는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드는 상기 척 상에 수용된 웨이퍼 형상의 물품에 대해 평행하게 배열되는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 척은 상기 폐쇄형 프로세스 챔버에 대해 수직으로 이동가능하고, 적어도 3 개의 정지 포지션들을 가지도록 구성되며, 상기 적어도 3 개의 정지 포지션들은 웨이퍼 형상의 물품을 상기 척에 로딩 및 언로딩하기 위한 최상위 포지션, 및 상기 챔버 내의 적어도 2 개의 하위 포지션들이고, 상기 적어도 2 개의 하위 포지션들의 각각은 상기 챔버의 구분되는 프로세스 레벨에 대응하는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐쇄형 프로세스 챔버는 복수의 중첩된 프로세스 레벨들을 포함하고, 상기 복수의 중첩된 프로세스 레벨들의 각각은 거기에 연결된 각각의 가스 배출부를 가지며, 상기 가스 배출부들은 개별적으로 제어가능한, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐쇄형 프로세스 챔버는 베이스 플레이트의 상부 면 상에 탑재되고, 상기 척에 대한 구동 유닛을 더 포함하며, 상기 척에 대한 상기 구동 유닛은 상기 베이스 플레이트의 하부 면에 매달린 하우징에 장착되는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드를 상기 폐쇄 포지션으로부터 상기 개방 포지션으로 이동시키는 구동 메커니즘은 베이스 플레이트의 하부 면에 장착되고, 상기 폐쇄형 프로세스 챔버는 상기 베이스 플레이트의 상부 면 상에 탑재되는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
  15. 제 4 항에 있어서,
    상기 챔버는 상부 원형 개구를 가지고, 상기 리드는 상기 챔버의 개구보다 크며, 상기 챔버의 벽을 향해 아래쪽으로 눌러질 때 상기 리드가 상부 챔버 벽에 대해 밀폐하도록 시일이 제공되는, 웨이퍼 형상의 물품들을 프로세싱하기 위한 장치.
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