KR20140070364A - 가스 커튼을 구비한 이동식 마이크로챔버 시스템 - Google Patents

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KR20140070364A
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알리 샤지
앤드류 비. 코우
레이몬드 엘리스
제임스 티. 맥훠터
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울트라테크 인크.
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Abstract

가스 커튼을 구비한 이동식 마이크로챔버가 개시된다. 이동식 마이크로챔버는 처리되는 기판을 지지하는 이동식 스테이지 조립체와 광-액세스 피처를 구비한 상부부재를 갖는다. 이동식 스테이지 조립체는 마이크로챔버 및 마이크로챔버 주변 갭을 형성하도록 상부부재와 관련하여 배치된다. 불활성 가스가 마이크로챔버 주변 갭에 유입되어 마이크로챔버의 인접한 외측에 가스 커튼을 형성한다. 가스 커튼은 이동식 스테이지 조립체가 상부부재와 관련하여 이동할 때 주변 환경의 반응 가스가 마이크로챔버 안으로 들어가는 것을 실질적으로 차단한다.

Description

가스 커튼을 구비한 이동식 마이크로챔버 시스템{MOVABLE MICROCHAMBER SYSTEM WITH GAS CURTAIN}
본 발명은 마이크로챔버, 더 구체적으로는 가스 커튼을 구비한 이동식 마이크로챔버 시스템에 관한 것이다.
본 명세서에서 언급된 모든 공개 및 특허 문헌의 전체 내용은 참조에 의해 본 명세서에 병합된다.
반도체 제조 분야에서 사용되는 종래의 프로세스 챔버 시스템은 비교적 크고 고정적이며 웨이퍼 기판 위에 특정 프로세스 단계를 실행하기 위해 실제로 필요한 것보다 훨씬 더 많은 반응물 또는 가스가 충전될 필요가 있다. 또한, 어떤 가스 종류는 부식성이 있는 반면 다른 가스 종류는 유독성 있으며, 따라서 그와 같은 가스를 가능하면 소량 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 미국 특허 제5,997,963호에 개시된 것과 같은 마이크로챔버 시스템(microchamber system)이 개발되었다. 상기 마이크로챔버 시스템은 처리를 위해 처리가스를 마이크로챔버 내에 밀봉하는 비교적 작은-체적의 챔버를 갖는다.
상기 마이크로챔버 시스템은 실온에서 실시되는 종래의 반도체 공정을 위해 유용한 것이 증명되었지만, 동일한 마이크로챔버 시스템은, 어닐링 공정을 활성화하기 위해 기판 온도를 상승시킬 필요가 있는 웨이퍼의 레이저 어닐링과 같은 고온 반도체 공정 응용에 대해, 효과적으로 사용될 수 없다. 특히, 높은 기판 온도에 관련된 열적 변형은 마이크로챔버 시스템에서 사용되는 공기-베어링에 고장을 일으킬 수 있다.
가스 커튼을 구비한 이동식 마이크로챔버 시스템이 개시된다. 마이크로챔버 시스템은 광-액세스 피처(light-access feature)를 구비한 상부부재와, 처리되는 기판을 지지하는 스테이지 조립체를 갖는다. 스테이지 조립체는 상부부재(top member)와 관련하여 배치되어 마이크로챔버 및 마이크로챔버 주변 갭을 형성한다. 스테이지 조립체는 외주(outer peripheral)를 갖는다. 상기 마이크로챔버 주변 갭 안으로 불활성 가스가 유입되어 마이크로챔버의 바깥쪽에, 즉 스테이지 조립체의 외주에 인접하여 가스 커튼을 형성한다. 상기 가스 커튼은, 스테이지 조립체가 상부부재와 관련하여 이동할 때, 주변 환경의 반응 가스가 마이크로챔버로 진입하는 것을 실질적으로 방지한다.
본 발명의 일 측면은 주변 환경으로부터의 반응 가스에 노출하지 않고 기판을 처리하는 마이크로챔버 시스템이다. 이 시스템은 1개 이상의 광-액세스 피처를 가진 상부부재를 구비한다. 상기 시스템은 또한 기판을 지지하는 스테이지 조립체를 갖는다. 이 스테이지 조립체는 마이크로챔버 및 마이크로챔버 주변 갭을 형성하도록 상기 상부부재에 대하여 배치된다. 상기 스테이지 조립체는 외주를 가지며, 상기 상부부재에 대하여 이동 가능하다. 상기 마이크로챔버는 상기 반응 가스의 선택된 양을 갖거나 상기 반응 가스의 상당한 양을 갖지 않는 가스를 포함한다. 상기 시스템은 상기 스테이지 조립체에 기체 소통식으로 접속된 1개 이상의 가스공급시스템을 포함한다.
상기 스테이지 조립체는 상기 스테이지 조립체 외주에 인접한 가스 커튼을 형성하기 위해 상기 1개 이상의 가스공급시스템으로부터 상기 마이크로챔버 주변 갭 안으로 상기 가스의 흐름을 지원한다. 상기 가스 커튼은 상기 스테이지 조립체가 상기 상부부재에 대하여 이동할 때 상기 주변 환경의 반응 가스가 상기 마이크로챔버에 들어가는 것을 실질적으로 차단한다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 1개 이상의 광-액세스 피처가 관통 구멍과 창 중 1개 이상을 포함하는 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 1개 이상의 광-액세스 피처가 1개 이상의 레이저 빔이 상기 상부부재를 통과하여 상기 기판 위에 도달하는 것을 허용하는 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 가스가 질소, 아르곤, 헬륨 및 네온을 포함하는 가스의 그룹으로부터 선택된 하나인 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 반응 가스가 산소인 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 1개 이상의 가스공급시스템이 상기 가스를 상기 마이크로챔버에 공급하는 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 스테이지 조립체가 냉각된 척 조립체를 포함하는 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 상부부재가 냉각되는 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 스테이지 조립체가 부분적으로 상기 마이크로챔버 주변 갭을 형성하는 링 부재를 포함하는 마이크로챔버 시스템이다. 상기 스테이지 조립체는 상기 1개 이상의 가스공급시스템으로부터 상기 마이크로챔버 주변 갭으로의 상기 가스의 흐름을 지원하는 구멍들의 어레이를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 마이크로챔버 주변 갭이 0.01 mm 내지 2 mm 범위의 너비를 가지는 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 마이크로챔버 주변 갭이 0.1 mm 내지 1 mm 범위의 너비를 가지는 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 스테이지 조립체가 상기 상부부재에 대하여 최대 속도(VM)를 가지고, 상기 마이크로챔버 주변 갭으로 들어가는 상기 가스가 VG < VM을 만족시키는 가스 속도(VG)를 가지는 마이크로챔버 시스템이다.
본 발명의 또 다른 측면은 마이크로챔버 외부의 주변 환경에 존재하는 반응 가스에 기판을 노출하지 않고 기판을 처리하는 방법이다. 이 방법은 상기 마이크로챔버 내에서 이동식 스테이지 조립체 위에 상기 기판을 지지하는 단계를 포함한다. 상기 마이크로챔버는 상기 고정식 상부부재와 상기 이동식 스테이지 조립체에 의해 형성된다. 상기 이동식 스테이지 조립체는 상기 고정식 상부부재와 함께 마이크로챔버 주변 갭을 형성하는 링 부재를 구비한다. 상기 이동식 스테이지 조립체는 또한 외주를 구비한다. 상기 방법은 또한 제1 가스를 상기 마이크로챔버 안으로 도입하는 단계를 포함하며, 상기 제1 가스는 상기 반응 가스의 상당한 양을 갖지 않거나 선택된 양의 상기 반응 가스를 가진다. 상기 방법은 상기 이동식 스테이지 조립체의 상기 외주에 인접한 가스 커튼을 형성하기 위해 링 부재를 통해 마이크로챔버 주변 갭 안으로 제2 가스를 도입하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 상기 이동식 스테이지 조립체를 고정식 상부부재에 대하여 이동시키는 단계를 추가로 포함한다. 상기 가스 커튼은 주변 환경의 상기 반응 가스가 상기 이동식 스테이지 조립체의 이동 동안 상기 마이크로챔버로 들어가는 것을 차단한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 제1 및 제2 가스가 동일한 가스인 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 상부부재의 1개 이상의 광-액세스 피처를 통해 상기 주변 환경으로부터 상기 마이크로챔버 안으로 통과하는 1개 이상의 레이저 빔으로 상기 기판을 처리하는 단계를 추가로 포함하는 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 1개 이상의 레이저 빔이 1개 이상의 어닐링 레이저 빔을 포함하는 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 1개 이상의 레이저 빔이 상기 마이크로챔버 내의 상기 선택된 양의 반응 가스와 반응하여 상기 기판을 변경하는 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 1개 이상의 광-액세스 피처가 관통 구멍과 창 중 1개 이상을 포함하는 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 스테이지 조립체가 상기 상부부재에 대하여 최대 속도(VM)를 가지고, VG < VM을 만족시키는 가스 속도(VG)로 상기 마이크로챔버 주변 갭에 들어가는 가스를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 마이크로챔버 주변 갭이 0.01 mm 내지 2 mm 범위의 너비를 가지는 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 마이크로챔버 주변 갭이 0.1 mm 내지 1mm 범위의 너비를 가지는 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 제1 및 제2 가스가 질소, 아르곤, 헬륨 및 네온을 포함하는 그룹에서 선택되는 1개 이상의 가스인 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 스테이지 조립체는 가열된 척을 포함하는 기판 처리 방법이다. 그리고 상기 방법은 상기 가열된 척을 사용하여 상기 기판을 가열하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 스테이지 조립체 및 상기 상부부재를 냉각하는 단계를 추가로 포함하는 기판 처리 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 마이크로챔버 외부의 주변 환경에 존재하는 반응 가스에 기판을 노출하지 않고 기판을 처리하는 방법이다. 이 방법은 상기 마이크로챔버 내에서 이동식 스테이지 조립체 위에 상기 기판을 지지하는 단계를 포함한다. 상기 마이크로챔버는 고정식 상부부재와 상기 이동식 스테이지 조립체에 의해 형성된다. 상기 이동식 스테이지 조립체는 상기 고정식 상부부재와 함께 마이크로챔버 주변 갭을 형성하는 링 부재 및 외주를 구비한다. 상기 방법은 또한 상기 마이크로챔버 내에 진공을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 이동식 스테이지 조립체의 외주에 인접한 가스 커튼을 형성하기 위해 상기 링 부재를 통해 마이크로챔버 주변 갭 안으로 가스를 도입하는 단계를 포함한다. 상기 가스 커튼을 형성하기 위해 사용된 상기 가스는 상기 반응 가스의 상당한 양을 갖지 않거나 상기 반응 가스의 선택된 양을 갖는다. 상기 마이크로챔버 내의 상기 진공은 상기 가스의 일부를 상기 마이크로챔버 주변 갭으로부터 상기 마이크로챔버 안으로 유입한다. 상기 방법은 또한 상기 이동식 스테이지 조립체를 상기 고정식 상부부재에 대하여 이동시키는 단계를 포함하며, 상기 가스 커튼은 주변 환경의 상기 반응 가스가 상기 마이크로챔버로 들어가는 것을 차단한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 다음 상세한 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로는 다음의 상세한 설명, 청구범위, 첨부된 도면을 포함하여 본 명세서에 설명된 바와 같은 발명을 실시하는 것에 의해 인식되거나 또는 설명으로부터 당업자에게 용이하게 인식될 것이다. 전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 청구항들의 성질과 특성을 이해하기 위한 개관 또는 골격을 제공하기 위한 것으로 단지 예시일 뿐이다.
본 발명에 의하면, 어닐링 공정을 활성화하기 위해 기판 온도를 상승시킬 필요가 있는 웨이퍼의 레이저 어닐링과 같은 고온 반도체 공정 응용에서 효과적으로 사용될 수 있는 마이크로챔버 시스템을 제공할 수 있다. 따라서, 높은 기판 온도에 관련된 열적 변형이 마이크로챔버 시스템에서 사용되는 공기-베어링에 고장을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
첨부 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 여러 실시예를 도시하고 상세한 설명과 함께 본 발명의 동작과 원리를 설명하는 역할을 한다. 따라서, 아래와 같은 첨부된 도면과 함께 발명의 상세한 설명을 참조함으로써 본 발명은 더욱 완전히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 여기서 개시되는 마이크로챔버 시스템의 일 실시예의 개략적인 단면도(X-Z 평면에서)이고;
도 1b는 도 1a의 마이크로챔버 시스템의 마이크로챔버의 주요 구성요소들의 분해 단면도이고;
도 2a는 도 1a의 실시예 마이크로챔버의 평면도로서, 상부부재에 단일의 관통 구멍의 형태의 광-액세스 피처를 구비하고;
도 2b는 도 1a의 또 다른 실시예 마이크로챔버의 평면도로서, 상부부재는 2개의 관통 구멍의 형태의 광-액세스 피처를 구비하고;
도 3은 도 1a의 마이크로챔버 시스템의 상세 단면도이고;
도 4a 및 도 4b는 척(chuck) 조립체 및 링(ring) 부재의 실시예 구성의 평면도이고;
도 4c는 마이크로챔버의 일부의 확대 단면도로서 링 부재의 상부면의 실시예 채널 및 구멍과 함께 링 부재의 상부를 도시하고;
도 5a 내지 도 5c는 도 3의 마이크로챔버 시스템의 개략적인 측면도로서 화살표(AR)와 같이 이동하는, 상부부재와 관련된 스테이지 조립체의 이동을 도시하고;
도 6은 상이한 너비(WG3), 즉 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm 및 1 mm에 대하여 가스 유량(SLM: standard liters per minute)과 가스 속도 VG(m/s)의 관계를 도시하는 그래프로서, 스테이지 조립체의 최대속도 VM(m/s)의 예가 그래프 위에 0.5 m/s에서 파선으로 표시되어 있으며,
도 7은 도 3과 유사한 도면으로서 마이크로챔버 시스템의 일 실시예를 도시하며 마이크로챔버는 1개 이상의 관통 구멍 대신에 상부부재에 창(window) 형태의 광-액세스 피처를 포함한다.
이제 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 가능한 한, 동일한 또는 유사한 참조 번호와 기호가 동일하거나 유사한 부분을 나타내도록 도면 전체에서 사용된다. 도면에서 축척은 필수적인 것은 아니며, 당해 기술분야의 숙련된 기술자는 본 발명의 주요 측면을 도시하기 위해 도면의 어느 부분이 간략화되었는지 인식할 수 있을 것이다.
아래에 제시되는 청구항들은 상세한 설명에 포함되어 그 일부를 구성한다.
도면들 중 일부에서 기준으로서 직교좌표계가 도시되어 있으며 방향 또는 지향에 대해 제한하는 것을 의도하지 않는다.
도 1a는 마이크로챔버 시스템(이하, "시스템")(10)의 일 실시예의 개략적인 단면도(X-Z 평면에서)이다. 도 1b는 도 1a의 마이크로챔버 시스템의 마이크로챔버의 주요 구성요소들의 분해 단면도이다. 도 2a는 도 1a의 시스템(10)의 평면도로서(X-Y 평면에서), 선(1-1)은 도 1에 대해서 취해진 단면을 나타낸다.
시스템(10)은 상부면(22), 하부면(24) 및 외부 에지(26)를 갖는 상부부재(20)를 포함한다. 일 실시예에서, 상부부재(20)는 일반적으로 직사각형 형상이고 평행한 상부면 및 하부면(22, 24)을 가진다. 일 실시예에서, 상부부재(20)는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 것과 같이 냉각된다. 일 실시예에서, 상부부재(20)는 1개 이상의 레이저 빔(40)을 상부부재(20)로 통과시키는 1개 이상의 광-액세스 피처(30)를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 1개 이상의 광-액세스 피처(30)는 1개 이상의 관통 구멍(through openings)을 포함하지만, 도 7과 관련하여 이하에서 설명되는 또 다른 실시예에서는, 상기 광-액세스 피처(30)는 1개 이상의 창을 포함할 수 있다.
시스템(10)은 또한 상부면(62), 하부면(64) 및 외부 에지(66)를 갖는 척(chuck)(60)을 포함한다. 척(60)은 일반적으로 원통 형상이고 Z-중심선(CZ)에 중심을 두며, 상부면(62)은 상부부재(20)의 하부면(24)에 인접하고 평행하다. 척(60)의 상부면(62)과 상부부재(20)의 하부면(24)은 50 ㎛ 내지 1 mm의 범위에서 거리(D1)만큼 떨어져 있으며, 따라서 거리(높이) D1을 가진 마이크로챔버(70)를 형성한다.
척(60)의 상부면(62)은 상부면(52), 하부면(54) 및 외부 에지(56)를 가진 반도체 기판(이하, "기판")(50)을 지지한다. 일 실시예에서, 기판(50)은 실리콘 웨이퍼이다. 기판(50)은 반도체 디바이스를 생성하기 위해 처리된 후 레이저 빔(40)에 의해 추가로 처리되고 있는 제품 웨이퍼일 수 있다. 기판(50)은 도 2a의 평면도에서 파선 원으로 표시되어 있다. 일 실시예에서, 척(60)이 가열되며, 추가의 실시예에서, 기판(50)을 최대 약 400℃의 웨이퍼 온도(TW)까지 가열한다. 일 실시예에서, 상기 1개 이상의 레이저 빔(40)은 1개 이상의 어닐링 레이저 빔, 즉 예를 들면 도펀트 확산과 같은 어닐링 공정을 기판에서 수행할 수 있는 1개 이상의 레이저 빔을 포함한다.
시스템(10)은 또한 상부면(82), 하부면(84) 및 외부 에지(86)를 가진 열적 절연층(80)을 포함한다. 열적 절연층(80)은 척(60)의 하부면(64)에 바로 인접하여 배치됨으로써 서로 열적 교환을 하도록 한다. 실시예들에서, 열적 절연층(80)은 유리 또는 세라믹 재료로 만들어지거나, 갭이 된다. 일 실시예에서, 열적 절연층(80)의 상부면(82)은 척(60)의 하부면(64)과 밀접한 접촉을 이룬다.
시스템(10)은 또한 척(60)에 의해 그리고 기판(50)에 입사하는 레이저 빔(40) 때문에 발생된 열을 아래 설명된 것과 같이 열적으로 관리하는 냉각장치(90)를 포함한다. 실시예 냉각장치(90)는 상부면(92), 하부면(94) 및 외부 에지(96)를 포함한다. 냉각장치(90)는 지지면(100)과 내부벽(102)들에 의해 형성되는 오목부(98)를 포함한다. 오목부(98)는 열적 절연층(80)이 지지면(100)에 의해 지지되도록 열적 절연층(80) 및 척(60)을 수용한다. 일 실시예에서, 냉각장치(90)의 내부벽(102)과 열적 절연층(80) 및 척(60)의 외부 에지(86, 66)는 갭(G1)을 형성한다. 추가의 실시예에서, 냉각장치(90)는 지지면(100)으로부터 하부면(94)까지 가스 흐름 경로를 제공하는 1개 이상의 가스-흐름 채널(104)을 포함하며, 따라서 갭(G1)에 들어가는 마이크로챔버(70) 내의 가스(202)는 냉각장치(90)의 하부면(94)을 통과해 마이크로챔버(70) 밖으로 흐를 수 있다. 상기 열적 절연층(80)은 또한 공기 갭일 수도 있다.
시스템(10)은 또한 상부면(122)과 하부면(124)을 가진 이동식 스테이지(120)를 포함한다. 시스템(10)은 또한 냉각장치(90)의 외부 에지(96)에 인접하여 배치된 링 부재(150)를 포함한다. 링 부재(150)는 몸체(151)를 구비하고 상부면(152), 하부면(154), 내부면(155) 및 외부 에지(156)를 포함한다. 척(60), 열적 절연층(80) 및 냉각장치(90)의 조합은 척 조립체(68)를 구성한다. 척 조립체(68), 이동식 스테이지(120) 및 링 부재(120)의 조합은 이동식 스테이지 조립체(128)를 구성한다. 상부부재(20)는 이동식 스테이지 조립체(128)에 대하여 고정되어 있다. 이동식 스테이지 조립체(128)는 외주(129)를 구비하며, 이것은 일 실시예에서 링 부재(150)의 외부 에지(156)에 의해 부분적으로 형성된다.
이동식 스테이지(120)는 상부면(122) 위에 냉각장치(90)를 지지한다. 이동식 스테이지(120)는, 필요에 따라 이동식 스테이지(120)를 이동시키고 이동식 스테이지(120)를 위치 설정하는 동시에 또한 기준 위치와 관련하여 이동식 스테이지(120)의 위치를 추적하는 포지셔너(positioner)(126)에 조작 가능하게 접속된다. 이동식 스테이지(120)는 X-Y 평면에서 이동식 스테이지(120)의 이동을 허용하는 방식으로 상부면(132)을 갖는 압반(platen)(130) 위에 조작 가능하게 지지된다.
상부부재(20)의 하부면(24), 링 부재(150)의 외부 에지(156) 및 압반(130)의 상부면(132)은 가스 커튼 영역(158)을 형성한다.
일 실시예에서, 이동식 스테이지(120)와 척(60)은 포지셔너(126)에 조작 가능하게 접속된 단일 또는 듀얼-부품을 구성하도록 통합된다. 상부부재(20)는, 레이저 빔(40)이 기판(50)의 전체 상부면(52)에 노광하도록 척(60)이 상부부재(20)에 대하여 이동하기에 충분히 X-방향에서 길다.
도 4는 기판(50), 척(60) 및 링 부재(150)의 평면도이다. 링 부재(150)는, 링 부재(150)의 내부면(155)이 냉각장치(90)의 외부 에지(96)에 인접하고 그 사이에 환형 갭(G2)을 형성하도록, 냉각장치(90)에 대하여 배치되어 있다. 일 실시예에서, 환형 갭(G2)은 외부로 연결된다(즉, 주변 환경(8)으로). 일 실시예에서, 환형 갭(G2)의 너비(WG2)는 0.5 mm 내지 2 mm의 범위에 있다. 도 4c에서 명확히 도시된 것과 같이, 링 부재(150)의 상부면(152)과 상부부재(20)의 하부면(24)은 너비(WG3)를 가진 마이크로챔버 주변 갭(G3)을 형성한다. 일 실시예에서, 너비(WG3)는 0.01 mm 내지 2 mm의 범위에 있지만, 또 다른 실시예에서는 0.1 mm 내지 1mm의 범위에 있다. 마이크로챔버 주변 갭(G3)은 마이크로챔버(70)의 주변을 따라 형성되기 때문에 그렇게 지칭된다.
시스템(10)은 또한 1개 이상의 가스공급시스템(200)과 1개 이상의 냉각제공급시스템(250)을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 가스공급시스템(200)은 마이크로챔버(70)에 가스(202)를 공급하는 반면, 또 다른 가스공급시스템(200)은 링 부재(150)에 가스(202)를 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 다른 가스공급시스템(200)이 다른 가스(202)들을 공급하지만, 또 다른 실시예에서는 다른 가스공급시스템(200)들이 동일한 가스(202)를 공급한다.
또 다른 실시예에서, 마이크로챔버(70)와 링 부재(150)에 가스(202)를 제공하기 위해 단일의 가스공급시스템(200)이 채용된다. 일 실시예에서, 마이크로챔버(70)는 가스(202)를 포함하지만 주변 환경(8)에 존재하는 반응 가스를 실질적으로(substantially) 포함하지 않는다. 여기서 사용된 "반응 가스를 실질적으로 포함하지 않는다"는 것은 기판(50)에 대해 마이크로챔버(7) 내에서 실행되고 있는 처리에 실질적인 영향을 주기에 충분한 반응 가스가 없다는 의미이다. 실시예 가스(202)는 네온, 아르곤, 헬륨 및 질소와 같은 1개 이상의 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가스(202)는 1개 이상의 불활성 가스로 구성된다. 또 다른 실시예에서, 가스(202)는 산소와 같은 1개 이상의 반응 가스를 특정한 양 포함한다.
가스(202) 내에 산소와 같은 특정 양의 반응 가스를 가지는 것은 마이크로챔버(70) 내 상기 반응 가스의 양이 변경되지 않도록 주변 환경(8)에 존재하는 동일한 반응 가스가 마이크로챔버(70)로 들어가는 것을 방지하는 것이 여전히 필요하다는 것이다. 일 실시예에서, 가스(202) 내 상기 특정 양의 반응 가스는 1개 이상의 레이저 빔(40)과 반응하여 기판(50)을 변경한다.
링 부재(150)는, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 것과 같이 그리고 아래에서 더욱 상세히 설명되는 것과 같이, 링 부재(150)의 외부 에지(156)에 인접하여 가스 커튼(202C)을 형성하기 위해 마이크로챔버 주변 갭(G3) 안으로 가스(202)의 흐름을 제어하도록 구성된다. 각각의 냉각제 공급장치(250)는 물 또는 물-글리세린 혼합물과 같은 냉각제(252)의 흐름을 제어하도록 구성된다.
시스템(10)은 또한, 가스공급시스템(200)과 냉각제공급시스템(250)에 조작 가능하게 접속되어, 아래에 설명된 것과 같이, 가스 커튼(202C)을 형성하기 위해 상기 시스템(200, 250)들의 동작을 제어하는 제어유닛(300)을 포함한다. 시스템(10)은 또한 예를 들면 1개 이상의 가스-흐름 채널(104)을 통해 마이크로챔버(70)에 기체 소통식으로(pneumatically) 접속된 진공시스템(260)을 포함한다. 진공시스템(260)은 마이크로챔버(70) 내에 진공을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 3은 시스템(10)의 일 실시예의 더 상세한 개략도이다. 도 3의 시스템(10)은 상부부재(20)에 관통 구멍 형태를 가진 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)를 포함한다. 도 2b는 도 2a와 유사하며 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)를 도시하는 도 3의 시스템(10)의 평면도이다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)는 X-중심선(CX) 위에 중심을 두고 Z-중심선(CZ)의 양쪽에 위치한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)는 장방형의 단면 형상을 가지며 상부부재(20)의 상부면(22)으로부터 하부면(24)까지 X-Z 평면에서 안쪽으로 경사를 이루고 있다. 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)는 상부부재(20)를 통해 제1 및 제2 레이저 빔(40A, 40B)을 통과시키도록 크기가 결정된다. 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)가 Z-중심선(CZ)에 대하여 비스듬히 상부부재(20)에 입사되는 경우에 있어서, 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)의 각각의 각도는 제1 및 제2 레이저 빔(40A, 40B) 입사 각도에 대략 정합하도록 만들어질 수 있다. 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)는 제1 및 제2 레이저 빔(40A, 40B)이 기판(50)에서 중첩하도록 설정될 수 있다는 것을 알 수 있다.
링 부재(150)는, 링 부재(150)의 상부면(152) 위의 복수의 구멍(164)에 기체 소통식으로 접속된 채널(162)들을 바디(151) 내에 포함한다. 일 실시예에서, 구멍(164)들은 링 부재(150)의 외부 에지(156)에 가까이 배치된다. 도 4a는 냉각장치(90)의 외부 에지(96)를 둘러싸는 링 부재(150)를 구비한 척 조립체의 실시예 구성의 평면도이며, 냉각장치(90)와 링 부재(150)는 원형이다. 도 4b는 도 4a와 유사하며 냉각장치(90)와 링 부재(150)가 더욱 장방형(예컨대, 모서리가 둥근 사각형) 형상을 가진 또 다른 실시예 구성을 도시한다. 도 4a 및 도 4b의 실시예들에서, 링 부재(150) 내 구멍(164)들은 링 부재(150)의 내부면(155)보다 외부 에지(156)에 더 가까지 배치되어 있다.
도 4c는 시스템(10)의 일부의 확대 단면도로서 링 부재(150)의 상부를 실시예 채널(162)과 함께 도시한다. 채널(162)은 링 부재(150)의 적어도 일부의 둘레에 형성된다. 도 4c에는 또한, 채널(162)을 링 부재(150)의 상부면(152)에 접속하는 다수의 구멍(164)들 중 하나가 도시되어 있다.
링 부재(150)의 일 실시예 구성에서, 인치당 5개 내지 50개의 구멍이 존재한다. 구멍(164)들의 실시예 크기(지름)는 0.02 내지 0.05 인치의 범위에 있다.
일 실시예에서, 각각의 가스공급시스템(200)은 흐름제어장치(210)에 기체 소통식으로 접속된 가스공급원(204)을 포함한다. 흐름제어장치(210)는, 도 3에서 예를 들어 도시한 것과 같이, 예컨대 제1 및 제2 광-액세스 피처(30A, 30B)의 반대쪽에, 마이크로챔버(70)에 기체 소통식으로 접속된다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 가스공급원(204)은 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 가스(202)를 압축 공급한다. 일 실시예에서, 흐름제어장치(210)는 대량 흐름제어기 또는 조절기이다.
일 실시예에서, 마이크로챔버(70)에 가스(202)를 공급하기 위해 2개의 가스공급시스템(200)이 사용되지만, 제3의 가스공급시스템이 링 부재(150)에 기체 소통식으로 접속된다. 구체적으로, 제3 가스공급시스템(200)은 제3 흐름제어장치(210)에 기체 소통식으로 접속된 제3 가스공급원(204)을 가지며, 제3 흐름제어장치(210)는 차례로 링 부재(150)의 출력 채널(162)에 기체 소통식으로 접속된다. 일 실시예에서, 제3 가스공급원(204)은 가스(202)를 압축 공급하며, 이 가스는 일 실시예에서 다른 가스공급시스템(200)에 의해 공급된 것과 동일한 가스이다.
일 실시예에서, 시스템(10)은 또한 마이크로챔버(70) 내에 위치하는 가스센서 헤드(272)를 포함하는 가스센서(270)를 포함한다. 가스센서(270)는 반응 가스(예컨대, 산소)의 존재를 검출하도록 설정되며, 시스템(10)은 주변 환경(8)으로부터 마이크로챔버(70) 안으로 상기 반응 가스가 진입하는 것을 실질적으로 차단하도록 설계된다.
일 실시예에서, 제어유닛(300)은 마이크로프로세서 컨트롤러(이하, "마이크로컨트롤러")(310)에 전기적으로 접속된 D/A(Digital-to-Analog) 컨버터(304)를 포함한다. D/A 컨버터(304)는 또한 시스템(10)의 흐름제어장치(210)에 전기적으로 접속된다. 마이크로컨트롤러(310)는 또한 가스센서(270)에 전기적으로 접속되며 가스센서(270)에 의해 검출된 하나 이상의 가스(202)를 나타내는 가스센서 신호(SG)를 수신한다.
일 실시예에서, 상부부재(20)는 냉각제공급시스템(250)에 유동적으로(fluidly) 접속된 1개 이상의 냉각제 채널(256)을 포함한다. 상기 하나 이상의 냉각제 채널(256)은 상부부재(20)를 통해 냉각제(252)를 순환시켜 상부부재(20)를 냉각시키도록 설정된다. 링 부재(150)와 냉각장치(90)는 또한 그것들 각각의 냉각제공급시스템(250)에 유동적으로 접속되고 링 부재(150)와 냉각장치(90)를 통한 냉각제(252)의 흐름을 지원하는 냉각제 채널(256)을 포함한다.
시스템(10)의 동작 시, 마이크로컨트롤러(310)는 각각의 가스공급시스템(200)으로부터 마이크로챔버(70) 안으로 및 마이크로챔버 주변 갭(G3) 안으로 가스(202)의 흐름을 개시한다. 이것은 일 실시예에서 마이크로컨트롤러(310)가 제1 디지털제어신호(S1D)를 D/A 컨버터(304)에 송신함으로써 달성되며, D/A 컨버터(304)는 제1 디지털제어신호(S1D)를 제1 아날로그 제어 신호(S1A)로 변환한다. 제1 아날로그 제어 신호(S1A)는 제1 및 제2 흐름제어장치(210)에 제공되며, 제2 흐름제어장치(210)는 제1 및 제2 가스공급시스템(200)으로부터 마이크로챔버(70)로 흐르는 가스(202)의 양을 조절한다. 가스센서(270)는, 마이크로챔버(70) 내 대기압이 가스(202)에 의해 구성되고 산소와 같은 원치 않는 반응 가스의 상당한 양(substantial amount)을 포함하지 않은 것을 확인하기 위해, 사용된다.
한편, 마이크로컨트롤러(310)는 제2 디지털 제어 신호(S2D)를 D/A 컨버터(304)에 송신하며, D/A 컨버터(304)는 제2 디지털제어신호(S2D)를 제2 아날로그 제어 신호(S2A)로 변환한다. 제2 아날로그 제어 신호(S2A)는 링 부재(150)에 기체 소통식으로 접속된 제3 흐름제어장치(210)에 제공된다. 이것은 해당하는 가스공급원(204)으로부터 마이크로채널(162)로 흘러서 링 부재(150)의 구멍(164)들 밖으로 흐르는 가스(202)의 양을 조절하는 기능을 한다. 구멍(164)들 밖으로 나가는 가스(202)는 마이크로챔버 주변 갭(G3) 안으로 흐른다. 구멍(164)들 밖으로 나가서 마이크로챔버 주변 갭(G3) 안으로 흐르는 가스(202)의 대부분은 마이크로챔버(70)로부터 흘러나가 가스 커튼 영역(158) 내로 누설되며, 그에 의해, 도 5a 내지 도 5c에서 도시된 것과 같이, 가스 커튼(202C)를 형성한다.
마이크로챔버 주변 갭(G3)에 대한 너비(WG3)의 범위는 전술한 미국 특허 제5,997,963호에 개시된 것과 같은 종래의 마이크로챔버에 대한 공기-베어링 갭보다 훨씬 더 크다는 것을 알 수 있으며, 상기 공기-베어링 갭의 너비는 5 ㎛ 정도이다. 따라서 상기 특허 '963의 공기-베어링은 진공 생성 및 공기압에 의해 제공되는 대항력들의 조합을 사용하여 상부부재(20)를 아주 근접하여 지지한다. 상기 공기-베어링 갭은 주변 환경으로부터 마이크로챔버를 분리하는 효과적인 방법을 제공하지만, 그것의 1차적인 기능은 공기압을 사용하여 슬라이딩 갭을 제공하는 것이다. 공기-베어링 갭은 공기압의 힘과 진공 생성의 힘 사이의 균형에 의해 형성된다. 상기 갭은 일반적으로 매우 작으며 표면 결함과 압축 실패로 인해 훨씬 더 축소될 수 있다.
마이크로챔버 주변 갭(G3)의 크기(너비)(WG3)는 링 부재(150)와 상부부재(20) 사이의 기계적 공간 배치에 의해 결정된다. 마이크로챔버 주변 갭(G3)의 크기(너비)(WG3)는 공기-베어링 갭보다 훨씬, 예를 들면 약 100X의 비율로 더 크다. 또한, 마이크로챔버 주변 갭(G3)은 상부부재(20)의 표면 결함이나 평탄도 변동에 실질적으로 관계없으며 이는 그러한 평탄도 변동이나 표면 결함이 마이크로챔버 주변 갭(G3)의 너비(WG3)의 작은 부분일 뿐이기 때문이다.
따라서, 공기-베어링은 표면 접촉 및 상호 손상을 피하기 위해 인터페이스 표면들의 쌍이 극히 평탄하고 균일할 것을 요구한다. 공기-베어링을 구비한 마이크로챔버가 상당한 양의 열을 받고 온도 변화가 큰 경우에 있어서, 상기 공기-베어링의 인터페이스 표면들은 열적 변형으로 인해 필요한 평탄도를 더 이상 유지할 수 없다.
한편, 일 실시예에서, 마이크로컨트롤러(310)는 상부부재(20)와 냉각장치(90)에 유동적으로 접속된 2개의 냉각제공급시스템(250)을 작동시킴으로써 상부부재(20)와 냉각장치(90) 내의 냉각제(252)의 흐름을 개시한다. 이 작동은 제3 및 제4 디지털 신호(S3D, S4D)를 사용하여 이루어지며, 이 신호들은 필요하다면 D/A 컨버터(304)에 보내 아날로그 신호로 만들어질 수 있다.
일 실시예에서, 진공시스템(260)은 마이크로챔버(70) 내에 진공을 생성하기 위해 사용되며, 가스(202)는 마이크로챔버 주변 갭(G3) 안으로 흐른다. 마이크로챔버(70) 내에 생성된 진공은 가스(202)의 일부를 마이크로챔버(70) 안으로 유입하는 기능을 하며, 다른 가스공급시스템(200)으로부터 마이크로챔버(70) 안으로 가스(202)를 흐르게 할 필요를 제거한다.
일단 마이크로챔버(70)와 마이크로챔버 갭(G3) 안으로 가스(202)의 흐름이 형성되고 냉각제(252)의 순환이 상부부재(20)와 냉각장치(90) 내에서 형성되면, 포지셔너(126)가 제어신호(S5D)에 의해 작동되어 이동식 스테이지(120)를 이동시킨다. 제1 및 제2 레이저 빔(40A, 40B)은 대응하는 광-액세스 피처(30A, 30B)를 통과하고, 제1 및 제2 레이저 빔(40A, 40B)은 제1 및 제2 레이저 빔(40A, 40B)에 대한 기판(50)의 이동으로 인해 기판(50)의 표면(52)에 대해 주사한다. 도 5a 내지 도 5c는 마이크로챔버 시스템(10)의 개략적인 측면도로서 화살표(AR)와 같이 이동하는, 상부부재(20)에 대한 이동식 스테이지 조립체(128)의 이동을 도시한다.
이동식 스테이지 조립체(128), 및 조립체(128)에 의해 척(60) 위에 지지된 기판(50)이 상부부재(20)에 대하여 전후로 이동할 때, 가스(202)는 구멍(164)들로부터 마이크로챔버 주변 갭(G3) 안으로 흘러서 마이크로챔버(7)로부터 배출된다. 가스(202)의 이러한 흐름은 마이크로챔버 주변 갭(G3)을 빠져나가서 가스 커튼 영역(158) 안으로 유입될 때 난류가 되며, 상기 가스 커튼 영역(158)에서 가스(202)는 임의의 반응 가스 또는 주변 환경(8)의 가스의 유입을 차단하는 가스 커튼(202C)을 형성한다. 한편, 마이크로챔버(70) 내의 가스(202)의 일부는 갭(G1, G2) 안으로 흘러들어가며, 상기 갭(G1, G2)들은, 환형 갭(G2)에 기체 소통식으로 접속된 것으로 도시된 1개 이상의 가스-흐름 채널(104)에 의해 개략적으로 도시된 것과 같이, 주변 환경(8)으로 연결된다.
도 5a는 위치 P1에서 X-방향으로 이동하는 이동식 스테이지 조립체(128)를 도시하며, 레이저 빔(40A, 40B)이 기판(50)의 상부면(52)의 좌측 에지 근처에 입사하고 있다. 도 5b는 전체 주사의 대략 중간인 위치 P2에서 X-방향으로 여전히 이동하는 이동식 스테이지 조립체(128)를 도시하며, 레이저 빔(40A, 40B)은 기판(50)의 대략 중간에서 기판(50)의 상부면(52) 위에 입사하고 있다. 도 5c는 전체 주사의 끝 부분 P3에 있는 이동식 스테이지 조립체(128)를 도시하며, 이동식 스테이지 조립체(128)는 반대 방향으로(+X 방향) 이동하면서 감속, 정지, 및 최대 속도(VM)까지 가속한다. 이 과정은 반대 방향의 위치에서 역시 반복된다.
일 실시예에서, 이동식 스테이지(120)는 레이저 빔(40A, 40B)이 기판(50)에서 이전에 주사되지 않은 부분을 주사할 수 있도록 Y-방향으로 척(60)을 이동시키도록 설정된다. 이동식 스테이지 조립체(128)는 전후로 이동하고, 끝 부분(P1, P3)에서 가속 및 감속하며, 소정의 주사 동안 전술한 최대 속도(VM)에 도달한다.
주변 환경(8)에 존재하는 1개 이상의 반응 가스가 마이크로챔버(70) 안으로 들어가는 것을 방지하는 가스 커튼(202C)을 형성하는 시스템(10)의 능력은 이동식 스테이지 조립체(128)의 최대 속도(VM), 구멍(164)들을 빠져나가는 가스(202)의 속도(VG), 및 마이크로챔버 주변 갭(G3)의 너비(WG3)의 기능이다. 도 6은 상이한 너비(WG3), 즉 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm 및 1 mm에 대하여 가스 유량(SLM)과 가스 속도 VG(m/s)의 관계를 도시하는 그래프이다. 이동식 스테이지 조립체(128)의 최대 속도 VM(m/s)가 그래프 위에 0.5 m/s에서 파선으로 표시되어 있다.
주변 환경(8)에 존재하는 1개 이상의 반응 가스가 마이크로챔버(70) 안으로 들어가는 것을 방지하기 위해, 가스 속도 VG(m/s)는 이동식 스테이지 조립체(128)의 최대 속도 VM(m/s)보다 커야 한다. 도 6의 그래프는 0.5 m/s의 최대 속도(VM)에서 마이크로챔버 주변 갭(G3)의 너비(WG3)는 약 0.6 mm를 초과할 수 없음을 지시한다.
가스(202)의 질량이 시스템(10) 내에 포함된 이동식 장치의 질량보다 훨씬 더 작기 때문에, 감속 및 가속에 의한 관성 효과는 무시할 수 있으며, 시스템(10)의 시작과 정지 동안에 가스 흐름 패턴에서 현저한 차이는 관찰되지 않았다.
도 7은 시스템(10)의 개략도로서 도 3과 유사하지만, 광-액세스 피처(30A, 30B)가 제1 및 제2 관통 구멍에 의해 형성되는 대신에, 상부부재(20)가 창(32)으로 밀폐되는 점이 다르다. 창(32)은 레이저 빔(40A, 40B)의 광의 파장에서 실질적으로 투과성이 있다. 일 실시예에서, 창(32)은 용융 석영으로 만들어진다. 상부부재(20)의 냉각은 창(32)을 냉각시킨다. 일 실시예에서, 상부부재(20)는 상이한 유형의 광-액세스 피처(30)들, 예를 들면 1개의 관통 구멍 및 1개의 창(32)을 포함하는 것도 가능하다.
도 7에서 시스템(10)의 창(32)의 설계는 낮은 파워의 레이저 응용에 적합하며 기판(50)에 대한 높은 수준의 보호를 제공하는 동시에 가스 소비를 감소시키는 이점을 갖는다. 또한 마이크로챔버(70) 내에 도입된 가스(202)가 사람에게 해로운 응용에서 유용하며, 창(32)은 마이크로챔버(70)로부터 주변 환경(8)으로 빠져나갈 수 있는 가스(202)의 양을 제한하는 기능을 한다.
본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않으면서 본 발명에 대해 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 청구항과 그 균등물의 범위 안에 있는 한 본 발명에 대한 변경과 변형을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
8: 주변 환경 10: 마이크로챔버 시스템
20: 상부부재
30, 30A, 30B: 광-액세스 피처(light-access feature)
40, 40A, 40B: 레이저 빔 50: 기판
60: 척(chuck) 68: 척 조립체
70: 마이크로챔버 80: 열적 절연층
90: 냉각장치 120: 이동식 스테이지
126: 포지셔너(positioner) 128: 이동식 스테이지 조립체
130: 압반(platen) 150: 링 부재
151: 링 부재 몸체 158: 가스 커튼 영역
162: 채널 164: 구멍
200: 가스공급시스템 202: 가스
202C: 가스 커튼 204: 가스공급원
210: 흐름제어장치 250: 냉각제공급시스템
252: 냉각제 256: 냉각제 채널
260: 진공시스템 270: 가스센서
272: 가스센서 헤드 300: 제어유닛
304: D/A 컨버터 310: 마이크로컨트롤러
G1, G2, G3: 갭(gap) SG: 가스센서 신호
S1D, S2D, S3D, S4D, S5D: 디지털제어신호
S1A, S2A: 아날로그제어신호

Claims (25)

  1. 주변 환경으로부터의 반응 가스에 노출하지 않고 기판을 처리하는 마이크로챔버 시스템에 있어서,
    1개 이상의 광-액세스 피처를 가진 상부부재;
    외주를 구비하고, 마이크로챔버 및 마이크로챔버 주변 갭을 형성하도록 상기 상부부재에 대하여 배치되며, 상기 상부부재에 대하여 이동 가능하고, 상기 기판을 지지하는 스테이지 조립체; 및
    상기 스테이지 조립체에 기체 소통식으로 접속된 1개 이상의 가스공급시스템;을 포함하고,
    상기 마이크로챔버는 상기 반응 가스의 선택된 양을 갖거나 상기 반응 가스의 상당한 양을 갖지 않는 가스를 포함하고,
    상기 스테이지 조립체는, 상기 스테이지 조립체가 상기 상부부재에 대하여 이동할 때 상기 주변 환경의 반응 가스가 상기 마이크로챔버에 들어가는 것을 실질적으로 차단하고 상기 스테이지 조립체 외주에 인접한 가스 커튼을 형성하기 위해, 상기 1개 이상의 가스공급시스템으로부터 상기 마이크로챔버 주변 갭 안으로 상기 가스의 흐름을 지원하는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1개 이상의 광-액세스 피처는 관통구멍과 창 중 1개 이상을 포함하는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 1개 이상의 광-액세스 피처는 1개 이상의 레이저 빔이 상기 상부부재를 통과하여 상기 기판 위에 도달하는 것을 허용하는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스는 질소, 아르곤, 헬륨 및 네온을 포함하는 가스의 그룹으로부터 선택된 하나인, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 가스는 산소인, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 1개 이상의 가스공급시스템은 상기 가스를 상기 마이크로챔버에 공급하는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지 조립체는 냉각된 척 조립체를 포함하는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부부재는 냉각되는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지 조립체는 링 부재를 포함하고,
    상기 링 부재는 부분적으로 상기 마이크로챔버 주변 갭을 형성하고 상기 1개 이상의 가스공급시스템으로부터 상기 마이크로챔버 주변 갭으로의 상기 가스의 흐름을 지원하는 구멍들의 어레이를 포함하는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 주변 갭은 0.01 mm 내지 2 mm 범위의 너비를 가지는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 마이크로챔버 주변 갭은 0.1 mm 내지 1 mm 범위의 너비를 가지는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지 조립체는 상기 상부부재에 대하여 최대 속도(VM)를 가지고, 상기 마이크로챔버 주변 갭으로 들어가는 상기 가스는 VG < VM을 만족시키는 가스 속도(VG)를 가지는, 기판 처리용 마이크로챔버 시스템.
  13. 마이크로챔버 외부의 주변 환경에 존재하는 반응 가스에 기판을 노출하지 않고 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 마이크로챔버 내에서 이동식 스테이지 조립체 위에 상기 기판을 지지하는 단계;
    제1 가스를 상기 마이크로챔버 안으로 도입하는 단계;
    상기 이동식 스테이지 조립체의 상기 외주에 인접한 가스 커튼을 형성하기 위해 링 부재를 통해 마이크로챔버 주변 갭 안으로 제2 가스를 도입하는 단계; 및
    상기 이동식 스테이지 조립체를 고정식 상부부재에 대하여 이동시키는 단계;를 포함하고,
    상기 마이크로챔버는 상기 고정식 상부부재와 상기 이동식 스테이지 조립체에 의해 형성되고, 상기 이동식 스테이지 조립체는 상기 고정식 상부부재와 함께 마이크로챔버 주변 갭을 형성하는 링 부재 및 외주를 구비하고,
    상기 제1 가스는 상기 반응 가스의 상당한 양을 갖지 않거나 선택된 양의 상기 반응 가스를 가지고,
    상기 가스 커튼은 주변 환경의 상기 반응 가스가 상기 이동식 스테이지 조립체의 이동 동안 상기 마이크로챔버로 들어가는 것을 차단하는, 기판 처리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가스는 동일한 가스인, 기판 처리 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 상부부재의 1개 이상의 광-액세스 피처를 통해 상기 주변 환경으로부터 상기 마이크로챔버 안으로 통과하는 1개 이상의 레이저 빔으로 상기 기판을 처리하는 단계를 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 1개 이상의 레이저 빔은 1개 이상의 어닐링 레이저 빔을 포함하는, 기판 처리 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 1개 이상의 레이저 빔은 상기 마이크로챔버 내의 상기 선택된 양의 반응 가스와 반응하여 상기 기판을 변경하는, 기판 처리 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 1개 이상의 광-액세스 피처는 관통 구멍과 창 중 1개 이상을 포함하는, 기판 처리 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 스테이지 조립체는 상기 상부부재에 대하여 최대 속도(VM)를 갖고, VG < VM을 만족시키는 가스 속도(VG)로 상기 마이크로챔버 주변 갭에 들어가는 가스를 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 마이크로챔버 주변 갭은 0.01 mm 내지 2 mm 범위의 너비를 가지는, 기판 처리 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 마이크로챔버 주변 갭은 0.1 mm 내지 1mm 범위의 너비를 가지는, 기판 처리 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가스는 질소, 아르곤, 헬륨 및 네온을 포함하는 그룹에서 선택되는 1개 이상의 가스인, 기판 처리 방법.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 스테이지 조립체는 가열된 척을 포함하고,
    상기 가열된 척을 사용하여 상기 기판을 가열하는 단계를 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  24. 제 13 항에 있어서,
    상기 스테이지 조립체 및 상기 상부부재를 냉각하는 단계를 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
  25. 마이크로챔버 외부의 주변 환경에 존재하는 반응 가스에 기판을 노출하지 않고 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 마이크로챔버 내에서 이동식 스테이지 조립체 위에 상기 기판을 지지하는 단계;
    상기 마이크로챔버 내에 진공을 형성하는 단계;
    외주에 인접한 가스 커튼을 형성하기 위해 링 부재를 통해 마이크로챔버 주변 갭 안으로 가스를 도입하는 단계; 및
    상기 이동식 스테이지 조립체를 고정식 상부부재에 대하여 이동시키는 단계;를 포함하고,
    상기 마이크로챔버는 상기 고정식 상부부재와 상기 이동식 스테이지 조립체에 의해 형성되고, 상기 이동식 스테이지 조립체는 상기 고정식 상부부재와 함께 상기 마이크로챔버 주변 갭을 형성하는 상기 링 부재 및 상기 외주를 구비하고,
    상기 가스는 상기 반응 가스의 상당한 양을 갖지 않거나 상기 반응 가스의 선택된 양을 갖고,
    상기 진공은 상기 가스의 일부를 상기 마이크로챔버 주변 갭으로부터 상기 마이크로챔버 안으로 유입하고,
    상기 가스 커튼은 주변 환경의 상기 반응 가스가 상기 마이크로챔버로 들어가는 것을 차단하는, 기판 처리 방법.
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