KR20150020120A - 다중―포트 밸브 어셈블리를 갖는 플라즈마 프로세싱 디바이스 - Google Patents
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Abstract
플라즈마 프로세싱 디바이스는 플라즈마 전극 어셈블리, 웨이퍼 스테이지, 플라즈마 생성 가스 유입구, 복수의 진공 포트들, 적어도 하나의 진공 펌프 및 다중-포트 밸브 어셈블리를 포함한다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치한 운동가능한 실링 플레이트 (movable seal plate) 를 포함할 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트는, 닫힌 상태에서 복수의 진공 포트들과 완전하게 중첩하고, 부분적으로 열린 상태에서 복수의 진공 포트들과 부분적으로 중첩하고, 열린 상태에서 복수의 진공 포트들과 실질적으로 중첩되지 않게 형상 및 크기를 갖는 횡형 포트 실링 표면부를 포함할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 (coupled) 횡방향 액추에이터 (transverse actuator) 및 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 실링 액추에이터를 포함한다.
Description
본 명세서는 전반적으로 플라즈마 프로세싱 디바이스에 관한 것이며, 특히 플라즈마 프로세싱 디바이스를 위한 밸브들에 관한 것이다.
플라즈마 프로세싱 디바이스는 통상적으로 하나 이상의 진공 펌프들에 연결된 플라즈마 프로세싱 챔버를 포함한다. 플라즈마 프로세싱 디바이스는 챔버와 진공 펌프 간의 유체 연통을 조정하는 하나 이상의 밸브를 포함한다. 본 명세서에서 기술된 실시예들은 다중-포트 밸브 어셈블리를 갖는 플라즈마 프로세싱 디바이스에 관한 것이다. 일 실시예에 따라서, 플라즈마 프로세싱 디바이스는 플라즈마 전극 어셈블리, 웨이퍼 스테이지, 플라즈마 생성 가스 유입구, 복수의 진공 포트들, 적어도 하나의 진공 펌프 및 다중-포트 밸브 어셈블리를 포함한다. 플라즈마 전극 어셈블리 및 웨이퍼 스테이지는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치하며, 플라즈마 생성 가스 유입구는 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체적으로 연통할 수도 있다. 진공 펌프는 진공 포트들 중 적어도 하나를 통해서 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체적으로 연통할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치한 운동가능한 실링 플레이트 (movable seal plate) 를 포함할 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트는, 닫힌 상태에서 복수의 진공 포트들과 완전하게 중첩하고, 부분적으로 열린 상태에서 복수의 진공 포트들과 부분적으로 중첩하고, 열린 상태에서 복수의 진공 포트들과 실질적으로 중첩되지 않게 형상 및 크기를 갖는 횡형 포트 실링 표면부 (transverse port sealing surface) 를 포함할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 (coupled) 횡방향 액추에이터 (transverse actuator) 를 포함하며, 횡방향 액추에이터는 닫힌 상태, 부분적으로 열린 상태와 열린 상태 간에서 운동가능한 실링 플레이트를 횡방향으로 천이시키는데 충분한 횡방향 작동 범위를 규정하며, 횡방향은 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면과 대체적으로 정렬되도록 배향된다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 (coupled) 실링 액추에이터 (sealing actuator) 를 포함하며, 실링 액추에이터는 실링된 상태와 실링되지 않은 상태 간에서 실링 체결 및 분리 경로를 따라서 앞뒤로 운동가능한 실링 플레이트를 천이시키는데 충분한 실링 작동 범위를 규정하며, 실링 체결 및 분리 경로는 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면과 대체적으로 수직하게 배향된다.
다른 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 디바이스는 플라즈마 전극 어셈블리, 웨이퍼 스테이지, 플라즈마 생성 가스 유입구, 복수의 진공 포트들, 적어도 하나의 진공 펌프 및 다중-포트 밸브 어셈블리를 포함한다. 플라즈마 전극 어셈블리 및 웨이퍼 스테이지는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치한다. 플라즈마 생성 가스 유입구는 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체적으로 연통할 수도 있다. 진공 펌프는 진공 포트들 중 적어도 하나를 통해서 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체적으로 연통할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치한 운동가능한 실링 플레이트 (movable seal plate) 를 포함할 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트는, 닫힌 상태에서 복수의 진공 포트들과 완전하게 중첩하고, 부분적으로 열린 상태에서 복수의 진공 포트들과 부분적으로 중첩하고, 열린 상태에서 복수의 진공 포트들과 실질적으로 중첩되지 않게 형상 및 크기를 갖는 횡형 포트 실링 표면부를 포함할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 (coupled) 횡방향 액추에이터 (transverse actuator) 를 포함하며, 횡방향 액추에이터는 닫힌 상태, 부분적으로 열린 상태와 열린 상태 간에서 운동가능한 실링 플레이트를 횡방향으로 천이시키는데 충분한 횡방향 작동 범위를 규정하며, 횡방향은 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면과 대체적으로 정렬되도록 배향된다. 횡방향 액추에이터는 회전 운동 액추에이터를 포함하며 운동가능한 실링 플레이트는 중심 축을 포함하는 회전 운동가능한 실링 플레이트를 포함할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 (coupled) 실링 액추에이터 (sealing actuator) 를 포함하며, 실링 액추에이터는 실링된 상태와 실링되지 않은 상태 간에서 실링 체결 및 분리 경로를 따라서 앞뒤로 운동가능한 실링 플레이트를 천이시키는데 충분한 실링 작동 범위를 규정하며, 실링 체결 및 분리 경로는 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면과 대체적으로 수직하게 배향된다.
본 명세서에서 기술되는 실시예들의 추가적인 특징들 및 장점들은 이하의 상세한 설명에서 제시되며 이러한 설명으로부터 본 기술 분야의 당업자에게 용이하게 명백해질 것이거나 다음의 상세한 설명, 청구항들 및 첨부된 도면들을 포함하여, 본 명세서에서 기술된 실시예들을 실시함으로써 용이하게 인지될 것이다.
전술한 대체적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 다양한 실시예들을 기술하여서 청구된 청구 대상의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부 도면들은 다양한 실시예들의 심도있는 이해를 제공하기 위해서 포함되며 본 명세서 내에 포함되며 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 본 명세서에서 기술되는 다양한 실시예들을 예시하며 이하 설명과 함께 청구된 청구 대상의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리를 포함하는 플라즈마 프로세싱 디바이스의 절취된 전방을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 닫힌 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 열린 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 부분적으로 열린 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 5의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 5의 베어링 어셈블리의 절취부를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 닫힌 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 열린 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 부분적으로 열린 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 5의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 5의 베어링 어셈블리의 절취부를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다중-포트 밸브 어셈블리의 베어링 어셈블리의 단면을 개략적으로 도시한다.
이제, 플라즈마 프로세싱 장치의 다양한 실시예들이 상세하게 참조될 것이며, 플라즈마 프로세싱 장치들의 실례들은 첨부 도면들에서 예시된다. 가능할때마다, 동일한 참조부호는 도면들 전체에 걸쳐서 동일한 또는 유사한 요소들을 지칭하는데 사용될 것이다. 일 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 디바이스는 플라즈마 프로세싱 디바이스의 플라즈마 프로세싱 챔버와 거기에 부착된 진공 펌프들 간의 유체 연통을 조정할 수도 있는 다중-포트 밸브 어셈블리를 포함할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리는 닫힌 위치에 있는 동안에 다수의 진공 포트들을 실링하고 열린 또는 부분적으로 열린 상태에서 유체 연통을 가능하게 하도록 동작가능할 수도 있는 운동가능한 실링 플레이트 (seal plate) 를 포함할 수도 있다. 실링 플레이트는 단일 실링 플레이트를 운동시키는 하나 이상의 액추에이터들을 사용하여서 닫힌 위치와 열린 위치 간에서 운동될 수도 있다. 이로써, 각 진공 포트는 개별 액추에이터 및 실링 플레이트를 갖는 그 소유의 밸브 어셈블리를 요구하지 않을 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 다중-포트 밸브 어셈블리는 플라즈마 프로세싱 챔버 또는 진공 펌프 내에서 기판을 오염시킬 수도 있는 그리스 (grease) 를 요구하지 않을 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 다중-포트 밸브 어셈블리는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 수용될 수 있으며 이로써 플라즈마 프로세싱 디바이스의 감소된 크기를 가능하게 한다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 프로세싱 디바이스 (100) 가 도시된다. 일반적으로, 플라즈마 프로세싱 디바이스 (100) 는 예를 들어서 실리콘 또는 유리와 같은 기판으로부터 형성된 기판 (112) 으로부터 재료를 에칭 제거하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어서, 기판 (112) 은 예를 들어서 300 mm 웨이퍼, 450 mm 웨이퍼, 또는 임의의 다른 크기의 웨이퍼와 같은 실리콘 웨이퍼일 수도 있다. 일 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 디바이스 (100) 는 적어도 하나의 플라즈마 프로세싱 챔버 (110), 플라즈마 전극 어셈블리 (118), 웨이퍼 스테이지 (120), 플라즈마 생성 가스 유입구 (130), 적어도 하나의 진공 펌프 (150), 복수의 진공 포트들 (142) 및 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 를 포함할 수도 있다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 는 상단 벽 (114), 측벽들 (116) 및 진공 연결 벽 (140) 을 포함할 수도 있다. 복수의 진공 포트들 (142) 은 진공 연결 벽 (140) 을 통해서 배치될 수도 있다. 진공 연결 벽 (140) 이 도 1에서 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 하단 상에 도시되었지만, 이러한 위치는 단지 예시적이며, 진공 연결 벽 (140) 은 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 임의의 벽일 수도 있다. 적어도 하나의 진공 펌프 (150) 각각은 진공 포트들 (142) 중 적어도 하나를 통해서 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 와 유체적으로 연통할 수도 있다. 일 실시예에서, 각 진공 펌프 (150) 는 개별 진공 포트 (142) 를 통해서 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 와 유체적으로 연통한다. 예를 들어서, 각각이 각기 개별 진공 펌프들 (150) 에 연결되도록 진공 연결 벽 (140) 내에 배치된 3 개의 진공 포트들 (142) 이 존재할 수도 있다.
플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 는 내부 영역 (122) 을 포함하며 이 내부 영역 내에서 적어도 하나의 플라즈마 전극 어셈블리 (118) 및 웨이퍼 스테이지 (120) 이 위치될 수도 있다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 는 예를 들어서 진공 펌프들 (150) 의 동작 후에 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 가 닫힌 상태로 있는 동안에 그의 내부 영역 (122) 내에서 저압을 유지시키도록 동작가능할 수도 있다. 플라즈마 생성 가스 유입구 (130) 가 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 와 유체적으로 연통하며 플라즈마 생성 가스를 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 내로 전달할 수도 있다. 플라즈마 생성 가스는 이온화되어서 기판 (112) 을 에칭하는데 사용될 수도 있는 플라즈마 상태 가스로 변환될 수도 있다. 예를 들어서, 에너지화된 소스 (무선 주파수 (RF), 마이크로웨이브, 또는 다른 소스) 가 플라즈마 가스를 생성하도록 프로세스 가스에 에너지를 인가할 수 있다. 플라즈마는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 내에 수용된 웨이퍼와 같은 기판 (112) 을 에칭할 수도 있다. 플라즈마 전극 어셈블리 (118) 는 샤워헤드 전극을 포함하며 기판 상에서의 에칭의 패턴을 특정하도록 동작할 수 있다. 예를 들어서, 미국 특허 공개 번호 2011/0108524는 이러한 플라즈마 프로세싱 디바이스의 일 실시예를 개시한다.
다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 포함할 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 횡방향 (transverse) 포트 실링 표면부 (141) 를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 내에 위치할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 베어링 어셈블리 (200) 를 더 포함할 수도 있다. 베어링 어셈블리 (200) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 동작을 제약시키도록 동작가능할 수도 있다. 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 의 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 열린 또는 부분적으로 열린 상태에 있는 동안에 각각이 플라즈마 프로세싱 디바이스 (100) 와 유체적으로 연통할 수도 있는 진공 펌프들 (150) 이 도시된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "열린 상태"는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 과 진공 펌프들 (150) 간이 유체적으로 연통하는, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 의 상태를 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "닫힌 상태" 또는 "실링된 상태 (sealed state)"는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 과 진공 펌프들 (150) 간이 유체적으로 연통하지 않는, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 의 상태를 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 열린 상태 (때로 "완전하게 열린 상태"로도 지칭됨), 부분적으로 열린 상태, 및 닫힌 상태는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 위치 또는 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 의 위치 중 어느 하나를 지칭할 수 있으며, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 특정 상태에 있는 것으로 언급되는 경우와 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 가 특정 상태에 있는 것으로 언급되는 경우는 상호교환가능하게 사용될 수도 있다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 과 진공 펌프들 (150) 간이 유체 연통 상태 (완전하게 열린 상태, 부분적으로 열린 상태 또는 닫힌 상태) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 위치에 의해서 결정된다.
이제, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 가 진공 연결 벽 (140) 에 커플링된 것으로 도시된다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 횡형 포트 실링 표면부 (141) (운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 하측면부) 를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 횡형 포트 실링 표면부 (141) 는 실질적으로 편평하다. 횡형 포트 실링 표면부 (141) 는 (도 2에 도시된) 닫힌 상태에서 복수의 진공 포트들 (142) 과 완전하게 중첩하고, (도 4에 도시된) 부분적으로 열린 상태에서 복수의 진공 포트들 (142) 과 부분적으로 중첩하고, (도 3에 도시된) 열린 상태에서 복수의 진공 포트들 (142) 과 실질적으로 중첩되지 않게 형상 및 크기를 가질 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 단일 구조체를 포함할 수 있으며 적어도 2 개의 실링 로브들 (sealing lobes) (144) 를 포함할 수도 있다. 각 실링 로브 (144) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 닫힌 상태에 있는 동안에 진공 포트 (142) 와 중첩할 수도 있다. 실링 로브들 (144) 은 대응하는 개별 진공 포트들 (142) 을 중첩하도록 서로에 대해서 크기를 갖고 위치할 수도 있다. 도 2 내지 도 4는 3 개의 대응하는 실링 로브들 (144) 을 포함하는 실링 플레이트와 함께 3 개의 진공 포트들 (142) 을 포함하는 진공 연결 벽 (140) 을 도시하지만, 진공 연결 벽 (140) 은 임의의 개수의 진공 포트들 (142) 및 이에 대응하는 개수의 실링 로브들 (144) 을 포함할 수도 있다. 예를 들어서, 도 10은 2 개의 대응하는 실링 로브들 (144) 을 포함하는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 와 함께 2 개의 진공 포트들 (142) 을 포함하는 진공 연결 벽 (140) 을 개략적으로 도시한다. 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 베어링 어셈블리 (200) 를 포함할 수도 있다. 베어링 어셈블리 (200) 는 예를 들어서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 와 진공 연결 벽 (140) 간에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 아래에 배치될 수 있으며 진공 연결 벽 (140) 위에 배치될 수 있다.
다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 공급 관통 포트 (feed through port) (145) 를 포함할 수도 있다. 공급 관통 포트 (145) 는 플라즈마 프로세싱 디바이스 (100) 상으로 구성되는 때에 플라즈마 전극 어셈블리 (118) 의 적어도 부분을 둘러쌀 수도 있으며, 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역과 이를 둘러싸는 분위기 간의 유체 유동을 방지하도록 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 가 플라즈마 프로세싱 디바이스 (110) 주변을 피팅하게 할 수도 있다. 일 실시예에서, 플라즈마 전극 어셈블리 (118) 의 원통 형상 섹션 주변을 피팅하도록 공급 관통 포트 (145) 는 실질적으로 원형으로 형성될 수도 있다. 그러나, 공급 관통 포트 (145) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 자유 운동을 가능하게 하는 임의이 형상을 가질 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 공급 관통 포트 (145) 를 둘러서 위치하며 적어도 2 차원으로 공급 관통 포트 (145) 를 완전하게 둘러쌀 수도 있다.
도 2는 횡형 포트 실링 표면부 (141) 가 복수의 진공 포트들 (142) 과 완전하게 중첩하도록 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 위치하는 닫힌 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 를 도시한다. 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 닫힌 상태에 있는 동안에 기밀 실링 (hermetic seal) 으로부터 유체 연통을 막을 수도 있다. 도 3은 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 복수의 진공 포트들 (142) 과 실질적으로 중첩하지 않게 위치하는 열린 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 를 도시한다. 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 열린 상태에 있는 동안에 유체 연통을 실질적으로 막지 않는다. 도 4는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 복수의 진공 포트들 (142) 과 부분적으로 중첩하게 위치하는 부분적으로 열린 상태에서의 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 를 도시한다. 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 부분적으로 열린 상태에 있는 동안에 유체 연통을 부분적으로 막는다. 부분적으로 열린 상태는 진공 펌프들 (150) 을 쓰로틀링 (throttle) 하는데 사용될 수도 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 횡방향으로 운동할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "횡방향 (transverse)"은 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 실링 표면부와 대체적으로 정렬되게 배향되는 방향을 말한다. 예를 들어서, 도 2 내지 도 4에서, "횡방향"은 실질적으로 x 축과 y 축의 평면에 놓인다. 예를 들어서, 실링 플레이트 (170) 는 회전형 또는 회전 경로를 따라서 운동할 수 있으며 이로써 본 명세서에서 회전식 실링 플레이트로서 지칭될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 회전 운동가능한 실링 플레이트일 수도 있다. 회전 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 중심 축을 중심으로 회전할 수도 있다. 이러한 회전 운동가능한 실링 플레이트는 도 2 내지 도 4의 실시예들에서 도시된다.
몇몇 실시예들에서, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 횡방향 액추에이터 (transverse actuator) 를 포함할 수도 있다. 횡방향 액추에이터는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 커플링되고 횡방향 작동 범위 (transverse range of actuation) 를 규정할 수도 있다. 횡방향 작동 범위는 닫힌 상태, 부분적으로 열린 상태와 열린 상태 간에서 횡방향으로 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 천이시키는데 충분할 수도 있다. 횡방향 액추에이터는 예를 들어서 닫힌 상태와 열린 상태 간에서 횡방향으로 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 천이 (transitioning) 시킬 수 있는 임의의 기계적 컴포넌트일 수도 있다. 일 실시예에서, 횡방향 액추에이터는 직접적 기계적 접촉에 의해서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 커플링될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 횡방향 액추에이터는 비-접촉 수단을 통해서, 예를 들어서 자석 방식으로 커플링될 수도 있다. 일 실시예에서, 횡방향 액추에이터는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 중심 축을 중심으로 회전할 수 있게 하는 회전 운동 액추에이터를 포함한다.
운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 실링 체결/분리 경로로 운동할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "체결 경로 (engaging path)" 또는 "분리 경로 (disengaging path)" 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 실링 표면부와 대체적으로 수직하게 배향된 경로를 말한다. 예를 들어서, 체결 경로 방향은 실질적으로 z 축 방향이다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 실링 체결/분리 경로의 방향으로 적어도 약 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm, 20 mm, 50 mm 또는 그 이상만큼 이동하게 동작가능할 수 있다. 일 실시예에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 실링 체결/분리 경로의 방향으로 약 10 mm 내지 약 15 mm 만큼 이동하게 동작가능하다.
몇몇 실시예들에서, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 가 실링 액추에이터를 포함할 수도 있다. 실링 액추에이터는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 커플링되며 실링 작동 범위를 규정할 수 있다. 실링 작동 범위는 실링된 상태와 실링되지 않은 상태 간에서 실링 체결 및 실링 분리 경로를 따라서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 앞뒤로 천이시키기에 충분할 수도 있다. 일 실시예에서, 실링 액추에이터는 직접적 기계적 접촉에 의해서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 커플링될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 실링 액추에이터는 비-접촉 수단을 통해서, 예를 들어서 자석 방식으로 커플링될 수도 있다.
일 실시예에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 횡?향으로 그리고 실링 체결/분리 경로 방향으로 운동할 수도 있다.
이제 도 3을 참조하면, 일 실시예에서, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 적어도 하나의 O-링 (148) 을 포함할 수도 있다. O-링 (148) 은 하나 이상의 진공 포트들 (142) 을 둘러서 위치할 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 닫힌 상태에 있는 동안에 각 O-링 (148) 과 직접적으로 접촉될 수도 있다. O-링 (148) 은 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 닫힌 상태에 있는 동안에 기밀 실링을 형성하는 것을 지원할 수 있다.
일 실시예에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 횡방향 및 실링 방향으로의 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동에 의해서 닫힌 상태, 부분적으로 열린 상태와 열린 상태 간에서 천이한다. 몇몇 실시예들에서, 횡방향 및 실링 방향으로의 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동은 각기 횡방향 액추에이터 및 실링 액추에이터에 의해서 작동될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 횡방향 액추에이터 및 실링 액추에이터는 횡방향 및 실링 방향으로의 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동을 작동시킬 수 있는 단일 액추에이터를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 도 2에 도시된 닫힌 상태는 진공 연결 벽 (140) 과 접촉하며 진공 포트들 (142) 과 중첩하는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 포함할 수도 있다. 기밀 실링이 형성될 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 실링 액추에이터에 의해서 z 축 방향으로 진공 연결 벽 (140) 에 대해서 유지될 수도 있다.
부분적으로 열린 상태로 운동하기 위해서, 실링 액추에이터는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 진공 연결 벽 (140) 으로부터 멀어지게 z 축 방향으로 운동하게 할 수 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 진공 연결 벽 (140) 으로부터 멀어지게 z 축 방향으로 운동한 후에, 횡방향 액추에이터가 예를 들어서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 도 4에 도시된 부분적으로 열린 상태로 회전시키는 것과 같이, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 횡방향으로 운동시킬 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 도 3에 도시된 열린 상태에 이르도록 더 회전할 수도 있다. 예를 들어서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 도 2의 실시예에서 도시된 닫힌 상태와 열린 상태 간에서 약 60도만큼만 회전할 필요가 있다.
운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 열린 상태로부터 닫힌 상태로 이동시키기 위해서, 횡방향 액추에이터가 예를 들어서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 도 4에 도시된 부분적으로 열린 상태로 회전시키는 것과 같이, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 횡방향으로 운동시킬 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 진공 포트들 (142) 과 완전하게 중첩할 때까지 횡방향 액추에이터에 의해서 더 회전될 수도 있다. 일단 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 진공 포트들 (142) 과 중첩하게 되면, 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 와 진공 펌프들 (150) 간의 유체 연통을 허용하지 않는 기밀 실링이 생성될 때까지 실링 액추에이터는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 진공 연결 벽 (140) 을 향해서 운동시킬 수도 있다.
다른 실시예들에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 z 축 방향으로의 운동을 사용하지 않고서 열린 상태와 닫힌 상태 간에서 운동할 수도 있다. 예를 들어서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 진공 연결 벽 (140) 과 언제나 접촉하면서 이 진공 연결 벽 (140) 에 걸쳐서 슬라이딩할 수도 있다. 다른 실시예에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 횡방향으로의 운동을 사용하지 않고서 열린 상태와 닫힌 상태 간에서 운동할 수도 있다. 예를 들어서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 유체 연통을 허용하고 유체 연통을 허용하지 않도록 오직 z 축 방향으로만 운동할 수도 있다.
도 1 및 도 5 내지 도 7를 참조하면, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 베어링 어셈블리 (200) 를 더 포함할 수도 있다. 베어링 어셈블리 (200) 는 횡방향으로, 실링 체결 및 분리 경로 방향으로 또는 이 두 방향으로의 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동을 제약하도록 동작가능할 수도 있다. 베어링 어셈블리들 (200) 의 몇몇 실시예들이 본 명세서에서 기술되지만, 베어링 어셈블리 (200) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 운동을 제약할 수 있는 임의의 기계적 또는 다른 디바이스 또는 시스템일 수도 있다. 예를 들어서, 일 실시예에서, 베어링 어셈블리 (200) 는 트랙 (186) 과 같은 가이딩 수단에 의해서 제약되는 운동 범위를 규정할 수도 있다.
이제 도 5 내지 도 7를 참조하면, 일 실시예에서, 베어링 어셈블리 (200) 는 트랙 (186) 및 휠들 (wheel) (184) 을 포함하는 캐리지 (180) 를 포함한다. 휠들 (184) 은 회전하고 캐리지 (180) 의 운동을 가능하게 하도록 캐리지 (180) 에 커플링될 수도 있다. 도 5는 트랙 (186) 상의 휠들 (184) 을 포함하는 이러한 베어링 어셈블리 (200) 의 실시예의 절취도이다. 휠들 (184) 은 트랙 (186) 과 직접 접촉하면서 안착될 수 있다. 트랙 (186) 및 캐리지 (180) 는 원형일 수 있으며 휠들 (184) 의 원형 운동 범위를 규정한다. 베어링 어셈블리 (200) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) (도 5에서는 미도시됨) 에 기계적으로 커플링되며 실링 액추에이터의 운동을 운동가능한 실링 플레이트 (170) 로 전달할 수 있는 하나 이상의 플레이트 부착 부재들 (182) 을 더 포함할 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 도 5의 베어링 어셈블리 (200) 의 휠 섹션을 통한 단면도가 도시된다. 휠 (184) 은 원형일 수도 있는 트랙 (186) 의 방향으로 회전 및 운동하는데 자유롭도록 캐리지 (180) 에 커플링될 수도 있다. 휠 (184) 은 트랙 (186) 과 운동가능한 실링 플레이트 (170) 간에서 이들과 접촉할 수도 있다. 휠 (184) 은 트랙 (186) 에 대해서 회전 방향으로 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 자유 운동을 가능하게 할 수도 있다.
이제 도 7을 참조하면, 플레이트 부착 부재 (182) 를 도시하는 도 5의 베어링 어셈블리 (200) 의 절취도가 도시된다. 플레이트 부착 부재 (182) 는 트랙 (186) 에 기계적으로 커플링될 수 있으며 트랙 (186) 은 액추에이터 커플링 부착부 (190) 에 기계적으로 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터 커플링 부착부 (190) 는 실링 액추에이터를 포함할 수도 있다. 예를 들어서, 액추에이터 커플링 부착부 (190) 는 플레이트 부착 부재 (182), 캐리지 (180) 및 트랙 (186) 의 z 방향 운동을 유발하고 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 z 방향 운동을 유발할 수 있다. 액추에이터 커플링 부착부 (190) 는 챔버의 진공 부분을 주변 분위기로부터 실링하는 진공 시일로서 동작할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 액추에이터 커플링 부착부 (190) 는 벨로즈 (bellows) (192) 를 포함할 수도 있다. 벨로즈 (192) 는 액추에이터 커플링 부착부 (190) 가 z 방향으로 이동할 때에 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 주변 분위기 영역 (122) 으로부터 챔버의 진공 부분을 분리시키는 역할을 할 수 있다.
이제 도 8를 참조하면, 베어링 어셈블리 (200) 의 다른 실시예의 단면도가 도시된다. 이러한 실시예에서, 베어링 어셈블리 (200) 는 트랙 (186) 에 대해서 횡방향으로 배향되는 휠들 (184) 을 포함한다. 베어링 어셈블리 (200) 는 각기 트랙 (186) 에 커플링된 액추에이터 커플링 부착부 (190) 및 플레이트 부착 부재 (182) 를 포함할 수도 있다. 도 8의 실시예에서, 휠 (184) 은 돌출된 (contoured) 트랙 (186) 과 맞게 홈이 형성될 수도 있다. 휠들 (184) 은 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 직접적으로 커플링될 수도 있다. 도 8은 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 커플링된 플레이트 부착 부재 (182) 를 도시하며, 이는 플레이트 부착 부재 (182) 가 운동을 운동가능한 실링 플레이트 (170) 로 전달할 수 있게 한다. 이러한 실시예에서, 트랙 (186) 및 플레이트 부착 부재 (182) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 가 휠들 (184) 상에서 회전하는 동안에 정지 상태로 유지된다. 플레이트 부착 부재 (182) 는 횡방향으로 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동을 작동시키지 않지만, 액추에이터 커플링 부착부 (190) 가 공압식 액추에이터와 같은 실링 액추에이터에 의해서 z 방향으로 운동할 때에 실링 방향으로 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동을 작동시킨다.
이제 도 9를 참조하면, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 의 다른 실시예가 도시된다. 몇몇 실시예들에서, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 상호개재된 (interleaved) 실링 연장부들 (193,194,195,196) 을 포함하는 래버린스 설계부 (labyrinth design) (191) 를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 실링 연장부 (193,196) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 로부터 연장되며 적어도 하나의 실링 연장부 (194,195) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 실링 표면부 반대편의 챔버 부재 (197) 로부터 연장될 수도 있다. 그러나, 임의의 개수의 실링 연장부들 (193,194,195,196) 이 챔버 부재 (197) 또는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 로부터 연장될 수도 있다. 일 실시예에서, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 휠들 (184) 의 각 측면 상에 래버린스 설계부 (191) 를 포함할 수도 있다. 래버린스 설계부 (191) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 으로부터 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 외부로의 입자들의 이동 및 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 외부로부터 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 으로의 입자들의 이동을 막도록 동작할 수도 있다.
래버린스 설계부 (191) 를 포함하는 플라즈마 프로세싱 디바이스 (100) 의 일 실시예에서, 실링 액추에이터가 운동가능한 실링 플레이트 (170), 캐리지 (180), 휠들 (184), 트랙 (186), 실링 연장부 (196) 및 실링 연장부 (193) 의 실링 방향으로의 운동을 작동시킬 수 있다. 진공 연결 벽 (140), 실링 연장부들 (194,195) 및 챔버 부재 (197) 는 정지 상태로 유지될 수도 있다.
일 실시예에서, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 의 적어도 일부는 정전 방식으로 대전된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 정전 방식으로 대전된다는 것은 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 의 섹션을 통과하는 전하를 말한다. 예를 들어서, 일 실시예에서, 상호개재된 (interleaved) 실링 연장부들 (193,194,195,196) 의 적어도 하나는 정전 방식으로 대전될 수도 있다. 대전은 입자들을 끌어당기거나 방향을 바꾸는 역할을 할 수도 있다. 예를 들어서, 대전은 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 으로부터 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 외부로의 입자들의 이동 및 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 외부로부터 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 으로의 입자들의 이동을 막도록 동작할 수도 있다.
이제 도 10을 참조하면, 일 실시예에서, 횡방향 액추에이터는 기계적 크랭크 (164) 를 포함할 수도 있다. 기계적 크랭크 (164) 는 실링 플레이트 (170) 를 횡방향으로 운동시키도록 동작가능할 수도 있다. 기계적 크랭크 (164) 는 커플링 지점 (165) 에서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 커플링된 크랭크 샤프트 (162) 를 포함할 수도 있다. 커플링 지점 (165) 은 기계적 크랭크 (164) 를 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 기계적으로 커플링시키며 커플링 지점 (165) 은 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 에지를 따라서 슬라이딩하게 된다. 크랭크 샤프트 (162) 는 횡방향으로 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 운동시키도록 회전할 수도 있다. 크랭크 샤프트 (162) 는 회전하여서 커플링 지점 (165) 이 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 에지를 따라서 슬라이딩하게 하며 이 운동을 운동가능한 실링 플레이트 (170) 에 전달한다. 일 실시예에서, 크랭크 샤프트 (162) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 외부로부터 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 내부 영역 (122) 으로 연장될 수도 있다. 크랭크 샤프트 (162) 의 회전은 모터 또는 다른 기계적 수단에 의해서 제어될 수도 있다.
다른 실시예에서, 횡방향 액추에이터는 자기적 시스템을 포함할 수도 있다. 예를 들어서, 실링 플레이트 (170) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 외측에 위치한 제 2 자기적 컴포넌트에 자기적으로 커플링될 수 있는 제 1 자기적 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 제 2 자기적 컴포넌트의 운동은 횡방향으로의 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동을 작동시킬 수도 있다.
다른 실시예에서, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 페로-유체성 시일 (174) 을 포함할 수도 있다. 도 11은 페로-유체성 시일 (174) 의 실시예의 단면도이다. 페로-유체성 시일 (174) 은 페로-유체 (ferro-fluid) (172) 를 포함한다. 일 실시예에서, 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 플레이트 부재 (178) 를 포함하며, 페로-유체 (172) 는 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 플레이트 부재 (178) 와 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 실링 표면 반대편의 챔버 부재 (146) 간에서 위치할 수도 있다. 페로-유체성 시일 (174) 은 페로-유체 (172) 의 형태로 된 물리적 장벽에 의해서 기밀 시일을 유지하면서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 회전시키는데 사용될 수 있는 자기 유체 실링 시스템 (magnetic liquid sealing system) 일 수도 있다.
다른 실시예에서, 다중-포트 밸브 어셈블리 (160) 는 자기적 액추에이터 시스템을 포함할 수도 있다. 자기적 액추에이터 시스템은 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 부상시키도록 동작가능할 수도 있다. 도 12는 부상하는 실링 플레이트 (170) 의 실시예의 단면도이다. 실링 플레이트 (170) 는 진공 연결 벽 (140) 의 형상에 대해 맞게 돌출된 플레이트 부재 (176) 를 포함할 수도 있다. 운동가능한 실링 플레이트 (170) 는 제 1 자기적 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 제 1 자기적 플레이트는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 의 외측에 위치한 제 2 자기적 컴포넌트에 자기적으로 커플링될 수도 있다. 자기적 시스템은 횡방향 및 실링 방향으로의 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동을 작동시킬 수 있다.
이러한 실시예에서, 횡방향 액추에이터는 자기적 액추에이터 시스템을 포함하며, 실링 액추에이터는 자기적 액추에이터 시스템을 포함할 수 있다. 횡방향 액추에이터 및 실링 액추에이터는 동일한 자기적 액추에이터 시스템을 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 실시예에서, 자기적 액추에이터 시스템은 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 부상시키고 그의 운동을 닫힌 상태에서 열린 상태로 그리고 이와 반대로 작동시키도록 동작가능하다.
횡방향으로, 실링 방향으로 또는 이 두 방향으로의 운동가능한 실링 플레이트 (170) 의 운동을 작동시키고/시키거나 제약하도록 동작가능한 기계적 시스템들의 다양한 실시예들이 상술되었지만, 이들은 단지 예시적이며 다른 기계적 시스템들이 닫힌 상태, 부분적으로 열린 상태 및 열린 상태 간에서 운동가능한 실링 플레이트 (170) 를 천이시키는데 사용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
용어들 "실질적으로" 및 "약"은 임의의 정량적 비교, 값, 측정, 또는 다른 표현에 기여할 수 있는 내재적인 불확정성 정도를 나타내는데 본 명세서에서 사용될 수 있다는 것이 주목된다. 이러한 용어들은 또한 본 명세서에서 해당 논의 대상의 기본적인 기능에는 변화를 주지 않으면서 진술된 기준으로부터 정량적 표현이 변할 수 있는 정도를 표현하는데 사용된다.
다양한 수정 및 변경이 청구된 청구 대상의 범위으로부터 벗어나지 않으면서 본 명세서에서 기술되는 실시예들에 대해서 이루어질 수도 있다. 따라서, 이러한 수정 및 변경이 첨부된 청구항들의 범위 및 그들의 균등 범위 내에 해당되면 본 명세서는 본 명세서에서 기술되는 다양한 실시예들의 그러한 수정 및 변경을 포함한다고 의도된다.
Claims (20)
- 플라즈마 프로세싱 챔버, 플라즈마 전극 어셈블리, 웨이퍼 스테이지, 플라즈마 생성 가스 유입구, 복수의 진공 포트들, 적어도 하나의 진공 펌프 및 다중-포트 밸브 어셈블리를 포함하는 플라즈마 프로세싱 디바이스로서,
상기 플라즈마 전극 어셈블리 및 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치되며,
상기 플라즈마 생성 가스 유입구는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체적으로 연통하며,
상기 진공 펌프는 상기 진공 포트들 중 적어도 하나를 통해서 상기 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체적으로 연통하며,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치한 운동가능한 실링 플레이트 (movable seal plate) 를 포함하며,
상기 운동가능한 실링 플레이트는, 닫힌 상태에서 상기 복수의 진공 포트들과 완전하게 중첩하고, 부분적으로 열린 상태에서 상기 복수의 진공 포트들과 부분적으로 중첩하고, 열린 상태에서 상기 복수의 진공 포트들과 실질적으로 중첩되지 않게 형상 및 크기를 갖는 횡형 포트 실링 표면부 (transverse port sealing surface) 를 포함하며,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 (coupled) 횡방향 액추에이터 (transverse actuator) 를 포함하며, 상기 횡방향 액추에이터는 상기 닫힌 상태, 상기 부분적으로 열린 상태와 상기 열린 상태 간에서 상기 운동가능한 실링 플레이트를 횡방향으로 천이시키는데 충분한 횡방향 작동 범위를 규정하며, 상기 횡방향은 상기 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면과 대체적으로 (predominantly) 정렬되도록 배향되며,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 (coupled) 실링 액추에이터 (sealing actuator) 를 포함하며, 상기 실링 액추에이터는 실링된 상태와 실링되지 않은 상태 간에서 실링 체결 및 분리 경로를 따라서 앞뒤로 상기 운동가능한 실링 플레이트를 천이시키는데 충분한 실링 작동 범위를 규정하며, 상기 실링 체결 및 분리 경로는 상기 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면과 대체적으로 수직하게 배향되는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 횡방향 액추에이터는 회전 운동 액추에이터를 포함하며,
상기 운동가능한 실링 플레이트는 중심 축을 포함하는 회전 운동가능한 실링 플레이트를 포함하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 2 항에 있어서,
상기 회전 운동가능한 실링 플레이트는 복수의 실링 로브들 (lobes) 을 포함하며,
상기 실링 로브들은 대응하는 개별 진공 포트들을 중첩하도록 서로에 대한 위치 및 크기를 갖는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 2 항에 있어서,
상기 회전 운동가능한 실링 플레이트는 다수의 진공 포트들과 중첩할 수 있는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 횡방향으로의, 상기 실링 체결 및 분리 경로의 방향으로의, 또는 이 두 방향으로의 상기 운동가능한 실링 플레이트의 운동을 제약하도록 동작가능한 베어링 어셈블리를 더 포함하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 5 항에 있어서,
상기 베어링 어셈블리는 트랙 및 휠들을 포함하는 캐리지를 포함하며,
상기 휠들은 상기 트랙과 상기 운동가능한 실링 플레이트 간에서 상기 트랙 및 상기 운동가능한 실링 플레이트와 접촉하게 위치하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리의 적어도 일부는 정전 방식으로 대전되는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상호개재된 (interleaved) 실링 연장부들을 포함하는 래버린스 (labyrinth) 설계부를 포함하며,
적어도 하나의 실링 연장부는 상기 운동가능한 실링 플레이트로부터 연장되며,
적어도 하나의 실링 연장부는 상기 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면 반대편의 챔버 부재로부터 연장되는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 8 항에 있어서,
상기 상호개재된 실링 연장부들 중 적어도 하나는 정전 방식으로 대전되는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 운동가능한 실링 플레이트와 상기 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면 반대편의 챔버 부재 간에서 위치한 페로-유체를 포함하는 페로-유체성 시일 (ferro-fluidic seal) 을 포함하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 횡방향 액추에이터는 자기적 (magnetic) 액추에이터 시스템을 포함하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 횡방향 액추에이터는 상기 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 크랭크 샤프트를 포함하는 기계적 크랭크를 포함하며,
상기 크랭크 샤프트는 상기 운동가능한 실링 플레이트를 횡방향으로 운동시키도록 회전하며,
상기 크랭크 샤프트는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 외부로부터 상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 내부로 연장된,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 횡방향 액추에이터 및 상기 실링 액추에이터는 자기적 액추에이터 시스템을 포함하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 13 항에 있어서,
상기 자기적 액추에이터 시스템은 상기 운동가능한 실링 플레이트를 부상시키도록 동작가능한,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마 프로세싱 디바이스는 각 진공 포트를 둘러서 위치한 O-링을 더 포함하며,
상기 운동가능한 실링 플레이트는 닫힌 상태에 있는 동안에 각 O-링과 직접적으로 접촉하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 플라즈마 프로세싱 챔버, 플라즈마 전극 어셈블리, 웨이퍼 스테이지, 플라즈마 생성 가스 유입구, 복수의 진공 포트들, 적어도 하나의 진공 펌프 및 다중-포트 밸브 어셈블리를 포함하는 플라즈마 프로세싱 디바이스로서,
상기 플라즈마 전극 어셈블리 및 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치하며,
상기 플라즈마 생성 가스 유입구는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체적으로 연통하며,
상기 진공 펌프는 상기 진공 포트들 중 적어도 하나를 통해서 상기 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체적으로 연통하며,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 위치한 운동가능한 실링 플레이트를 포함하며,
상기 운동가능한 실링 플레이트는, 닫힌 상태에서 상기 복수의 진공 포트들과 완전하게 중첩하고, 부분적으로 열린 상태에서 상기 복수의 진공 포트들과 부분적으로 중첩하고, 열린 상태에서 상기 복수의 진공 포트들과 실질적으로 중첩되지 않게 형상 및 크기를 갖는 횡형 포트 실링 표면부를 포함하며,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 횡방향 액추에이터를 포함하며, 상기 횡방향 액추에이터는 상기 닫힌 상태, 상기 부분적으로 열린 상태와 상기 열린 상태 간에서 상기 운동가능한 실링 플레이트를 횡방향으로 천이시키는데 충분한 횡방향 작동 범위를 규정하며, 상기 횡방향은 상기 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면과 대체적으로 정렬되도록 배향되며,
상기 횡방향 액추에이터는 회전 운동 액추에이터를 포함하며 상기 운동가능한 실링 플레이트는 중심 축을 포함하는 회전 운동가능한 실링 플레이트를 포함하며,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 운동가능한 실링 플레이트에 커플링된 실링 액추에이터를 포함하며, 상기 실링 액추에이터는 실링된 상태와 실링되지 않은 상태 간에서 실링 체결 및 분리 경로를 따라서 앞뒤로 상기 운동가능한 실링 플레이트를 천이시키는데 충분한 실링 작동 범위를 규정하며, 상기 실링 체결 및 분리 경로는 상기 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면과 대체적으로 수직하게 배향되는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 16 항에 있어서,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상기 횡방향으로의, 상기 실링 체결 및 분리 경로의 방향으로의, 또는 이 두 방향으로의 상기 운동가능한 실링 플레이트의 운동을 제약하도록 동작가능한 베어링 어셈블리를 더 포함하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 17 항에 있어서,
상기 베어링 어셈블리는 트랙 및 휠들을 포함하는 캐리지를 포함하며,
상기 휠들은 상기 트랙과 상기 운동가능한 실링 플레이트 간에서 상기 트랙 및 상기 운동가능한 실링 플레이트와 접촉하게 위치하는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 16 항에 있어서,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리의 적어도 일부는 정전 방식으로 대전되는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
- 제 16 항에 있어서,
상기 다중-포트 밸브 어셈블리는 상호개재된 실링 연장부들을 포함하는 래버린스 설계부를 포함하며,
적어도 하나의 실링 연장부는 상기 운동가능한 실링 플레이트로부터 연장되며,
적어도 하나의 실링 연장부는 상기 운동가능한 실링 플레이트의 실링 표면 반대편의 챔버 부재로부터 연장되는,
플라즈마 프로세싱 디바이스.
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