KR20150044421A - 로드 록 구성의 저감 및 스트립 프로세스 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 둘 또는 셋 이상의 격리된 챔버 용적들을 포함하는 로드 록 챔버를 제공하고, 하나의 챔버 용적이 기판을 프로세싱하도록 구성되고 다른 챔버 용적은 기판에 대해서 냉각을 제공하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예는 챔버 본체 조립체 내에 형성된 적어도 2개의 격리된 챔버 용적들을 가지는 로드 록 챔버를 제공한다. 적어도 2개의 격리된 챔버 용적들이 수직으로 적층될 수 있을 것이다. 반응성 종들을 이용하여 내부에 배치된 기판을 프로세스하기 위해서 제 1 챔버 용적이 이용될 수 있을 것이다. 제 2 챔버 용적이 냉각형 기판 지지부를 포함할 수 있을 것이다.

Description

로드 록 구성의 저감 및 스트립 프로세스 챔버{ABATEMENT AND STRIP PROCESS CHAMBER IN A LOAD LOCK CONFIGURATION}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 반도체 기판 상에 소자들을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명의 실시예들은 기판을 프로세싱하도록 구성된 하나의 챔버 용적을 포함하는 로드 록 챔버에 관한 것이다.
초대규모 집적(ULSI) 회로들이, 실리콘(Si) 기판과 같은 반도체 기판 상에 형성되고 소자 내에서 여러 가지 기능들을 실시하기 위해서 협력하는 백만개 초과의 전자 소자들(예를 들어, 트랜지스터들)을 포함할 수 있을 것이다. 전형적으로, ULSI 회로들 내에서 사용되는 트랜지스터들은 상보적 금속-산화물-반도체(CMOS) 전계 효과 트랜지스터들이다.
트랜지스터들 및 다른 전자 소자들의 제조에 있어서, 플라즈마 에칭이 일반적으로 이용된다. 트랜지스터 구조물을 형성하기 위해서 이용되는 플라즈마 에칭 프로세스 중에, 필름 적층체(stack)의 하나 이상의 층들(예를 들어, 이산화 하프늄(HfO2), 이산화 실리콘(SiO2), 금속 재료들, 등의 층)이, 브롬화 수소(HBr), 염소(Cl2), 4불화 탄소(CF4), 등과 같은 적어도 하나의 할로겐-함유 가스를 포함하는 에칭제들에 전형적으로 노출된다. 그러한 프로세스들은 할로겐-함유 잔류물이 에칭된 피쳐들(features), 에칭 마스크들, 및 기판 상의 임의 개소의 표면들 상에 축적되도록 유도한다.
비-진공형 분위기(예를 들어, 팩토리 인터페이스들 또는 기판 저장 카셋트들 내)에 노출될 때 및/또는 연속적인 프로세싱 중에, 기체 할로겐들 및 할로겐-기반의 반응물들(예를 들어, 브롬(Br2), 염소(Cl2), 염화 수소(HCl), 등)이 에칭 중에 증착된 할로겐-함유 잔류물들로부터 방출될 수 있을 것이다. 방출된 할로겐들 및 할로겐-기반의 반응물들이 입자 오염을 생성하고 프로세싱 시스템들의 내부 및 팩토리 인터페이스들의 부식을 유발할 뿐만 아니라, 기판 상의 금속 층들의 노출된 부분들의 부식을 유발한다. 프로세싱 시스템들 및 팩토리 인터페이스들의 세정 및 부식된 부분들의 교체는 시간 소모적이고 고비용인 과정이다.
에칭된 기판들 상에서 할로겐-함유 잔류물들을 제거하기 위한 몇몇 프로세스들이 개발되었다. 예를 들어, 에칭된 기판이 원격 플라즈마 반응기 내로 이송되어 에칭된 기판을 가스 혼합물에 노출시킬 수 있을 것이고, 그러한 가스 혼합물은 할로겐-함유 잔류물들을 비-부식성의 휘발성 화합물들로 변환하고, 그러한 화합물들은 가스-배출될 수 있고 반응기의 외부로 펌핑될 수 있을 것이다. 그러나, 그러한 프로세스는 부가적인 단계와 함께 전용(dedicated) 프로세스 챔버를 필요로 하며, 그에 따라 툴 비용의 증가, 제조 생산성 및 처리량(throughput)의 감소를 유도하여, 높은 제조 비용을 초래한다.
그에 따라, 기판으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거하기 위한 개선된 방법 및 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 기판을 프로세싱하기 위한 장치들 및 방법들을 제공한다. 특히, 본 발명의 실시예들은, 예를 들어 내부에 위치된 기판을 반응성 종들에 노출시킴으로써, 기판을 프로세싱할 수 있는 로드 록 챔버를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 로드 록 챔버를 제공한다. 로드 록 챔버는 서로로부터 격리된 제 1 챔버 용적 및 제 2 챔버 용적을 형성하는 챔버 본체 조립체를 포함한다. 제 1 챔버 용적이 기판 이송을 위해서 구성된 2개의 개구부들을 통해서 2개의 분위기들에 선택적으로 연결될 수 있고, 제 2 챔버 용적이 2개의 분위기들 중 적어도 하나에 선택적으로 연결된다. 로드 록 챔버는, 제 1 챔버 용적 내에 배치되고 상부에서 기판을 지지 및 냉각하도록 구성된 냉각형 기판 지지 조립체, 제 2 챔버 용적 내에 배치되고 기판을 상부에서 지지하도록 구성된 가열형 기판 지지 조립체, 및 상기 제 2 챔버 용적 내에 배치되고 내부에 배치된 기판을 프로세싱하기 위해서 프로세싱 가스를 제 2 챔버 용적으로 제공하도록 구성되는 가스 분배 조립체를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 이중 로드 록 챔버를 제공한다. 이중 로드 록 챔버는 일체형 챔버 본체 조립체 내에 나란히(side by side) 배치된 제 1 로드 록 챔버 및 제 2 로드 록 챔버를 포함한다. 제 1 로드 록 챔버 및 제 2 로드 록 챔버의 각각은 서로로부터 격리된 제 1 챔버 용적 및 제 2 챔버 용적을 포함한다. 제 1 챔버 용적은 기판 이송을 위해서 구성된 2개의 개구부들을 통해서 2개의 분위기들에 선택적으로 연결될 수 있고, 제 2 챔버 용적은 2개의 프로세싱 분위기 중 적어도 하나에 선택적으로 연결된다. 각각의 로드 록 챔버는 또한 제 1 챔버 용적 내에 배치되고 기판을 상부에서 지지 및 냉각하도록 구성된 냉각형 기판 지지 조립체, 제 2 챔버 용적 내에 배치되고 기판을 상부에서 지지하도록 구성된 가열형 기판 지지 조립체, 및 상기 제 2 챔버 용적 내에 배치되고 내부에 배치된 기판을 프로세싱하기 위해서 프로세싱 가스를 제 2 챔버 용적으로 제공하도록 구성되는 가스 분배 조립체를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 기판으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거하기 위한 방법을 제공한다. 그러한 방법은 기판 프로세싱 시스템의 이송 챔버에 커플링된 로드 록 챔버의 제 1 챔버 용적을 통해서 기판 프로세싱 시스템으로 기판을 이송하는 단계, 할로겐을 포함하는 화학물질로 상기 기판 프로세싱 챔버의 이송 챔버에 커플링된 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들 내에서 기판을 에칭하는 단계, 상기 로드 록 챔버의 제 2 챔버 용적 내에서 에칭된 기판으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거하는 단계, 및 할로겐-함유 잔류물을 제거한 후에 로드 록 챔버의 냉각형 기판 지지 조립체 내에서 기판을 냉각시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 앞서 인용한 특징들이 구체적으로 이해될 수 있는 방식으로, 앞서서 간략하게 요약한 본 발명의 보다 특별한 설명은 첨부된 도면들에 일부가 도시된 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명이 다른 동일한 효과의 실시예들에 대해서도 인정되기 때문에, 첨부 도면들이 본 발명의 전형적인 실시예들만을 도시한 것이고 그에 따라 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 주지하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 록 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1과 상이한 상황(status)에서의 도 1의 로드 록 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드 록 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드 록 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 5a는 상승(lift) 조립체를 보여주는 도 4의 로드 록 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상승 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트윈(twin) 로드 록 챔버 구성의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 록 챔버들을 포함하는 클러스터 툴 시스템의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 프로세싱 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 프로세싱을 위한 방법을 도시한 흐름도이다.
이해를 돕기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에서 공통되는 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하여 표시하였다. 구체적인 언급이 없어도, 하나의 실시예에서 개시된 요소들이 다른 실시예들에서 유리하게 이용될 수 있다는 것을 생각할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들은 반도체 기판 상에서 소자들을 제조하기 위한 장치들 및 방법들을 제공한다. 보다 특히, 본 발명의 실시예들은 둘 또는 셋 이상의 격리된 챔버 용적들을 포함하는 로드 록 챔버가 제공하고, 하나의 챔버 용적이 기판을 프로세싱하도록 구성되고 다른 챔버 용적이 기판으로 냉각을 제공하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예는 챔버 본체 조립체 내에 형성된 적어도 2개의 격리된 챔버 용적들을 가지는 로드 록 챔버를 제공한다. 적어도 2개의 격리된 챔버 용적들이 수직으로 적층될 수 있을 것이다. 2개의 챔버 용적들이 처리량을 증가시키기 위해서 독립적으로 동작될 수 있다. 반응성 종들을 이용하여 내부에 배치된 기판을 프로세스하기 위해서, 예를 들어 기판으로부터 할로겐 잔류물을 제거하기 위해서 또는 기판으로부터 포토레지스트를 제거하기 위해서 제 1 챔버 용적이 이용될 수 있을 것이다. 제 2 챔버 용적이 팩토리 인터페이스의 주변 분위기와 이송 챔버의 진공 분위기와 같은 인접한 분위기들 사이의 기판 교환을 위한 2개의 개구부들을 가진다. 일 실시예에서, 냉각형 기판 지지부가 제 2 챔버 용적 내에 배치될 수 있을 것이다. 냉각형 기판 지지부는 프로세스된 기판들이 진공 분위기를 빠져나가기 전에 냉각될 수 있게 하고, 그에 따라, 온난(warm) 기판을 주변 대기에 노출시키는 것에 의해서 초래될 수 있는, 실리콘 산화와 같은, 바람직하지 못한 반응들을 방지한다. 일 실시예에서, 기판 지지 선반이 제 2 챔버 용적 내에 배치되어 제 2 챔버 용적 내에서 부가적인 기판을 수용할 수 있을 것이고, 그에 따라 진입 및 진출 기판들이 교차 오염을 방지하고 처리량을 개선하기 위해서 분리된 슬롯들을 가질 수 있을 것이다. 로드 록 챔버 내에서 기판들을 프로세싱하기 위한 챔버 용적을 포함하는 것에 의해서, 부가적인 프로세싱 챔버들을 수용하기 위해서 부가적인 위치들이 프로세싱 시스템 내에서 이용가능해 지고, 그에 따라 프로세싱 시스템의 풋프린트(footprint)를 증가시키지 않고도 처리량을 증가시킬 수 있다. 부가적으로, 냉각형 기판 지지부를 로드 록 챔버 내에서 이용하는 것은, 프로세스되는 기판이 대기에 노출될 때 바람직하지 못한 반응들을 감소시키는 것에 의해서 프로세스 품질을 개선한다.
본 발명의 다른 실시예는 3개의 챔버 용적들을 가지는 로드 록 챔버를 포함한다. 제 3 챔버 용적이 기판을 프로세싱하기 위한 제 1 챔버 용적과 냉각형 기판 지지부를 가지는 제 2 챔버 용적 사이에서 함께 적층될 수 있을 것이다. 제 2 챔버 용적과 유사하게, 제 3 챔버 용적이, 팩토리 인터페이스의 주변 분위기 및 이송 챔버의 진공 분위기와 같은 인접한 격리된 분위기들 사이의 기판 교환을 위한 2개의 개구부들을 가진다. 예를 들어, 제 3 챔버 용적을 이용하여 진입 기판들을 팩토리 인터페이스로부터 이송 챔버로 이송할 수 있을 것인 한편, 제 2 챔버 용적을 이용하여 이송 챔버로부터 팩토리 인터페이스로 진출 기판들을 이송할 수 있을 것이다. 진입 및 진출 기판들이 동일한 챔버 용적을 공유하지 않기 때문에, 교차 오염 가능성이 실질적으로 배제된다. 또한, 진입 및 진출 기판들을 위한 분리된 챔버 용적들을 이용하는 것이 또한 시스템을 위한 탄력성(flexibility)을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 록 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 로드 록 챔버(100)는, 3개의 챔버 용적들(110, 120 및 130)을 형성하는 챔버 본체 조립체(110)를 가진다. 3개의 챔버 용적들(110, 120, 및 130)이 수직으로 함께 적층되고 서로로부터 격리된다. 챔버 용적들(110 및 120)이 기판(104)을 이송하도록 구성되고, 챔버 용적(120)은 기판(104)을 프로세싱하도록 구성된다.
일 실시예에서, 챔버 본체 조립체(110)가 측벽(111) 및 측벽(112)을 포함한다. 측벽(111) 및 측벽(112)이 반대 방향들로 대면하여 2개의 분위기들과 인터페이스한다. 측벽(111)이 팩토리 인터페이스 내에 존재하는 것과 같은 주변 분위기에 연결되도록 구성될 수 있는 한편, 측벽(112)은 이송 챔버 내에 존재하는 진공 분위기와 같은 진공 분위기에 연결되도록 구성될 수 있을 것이다. 로드 록 챔버(100)가 측벽들(111, 112)에 연결된 2개의 분위기들 사이에서 기판들을 교환하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 챔버 본체 조립체(110)가 챔버 덮개(116), 챔버 하단부(115) 및 내부 벽들(113, 114)을 더 포함할 수 있을 것이다. 내부 벽들(113, 114)은 로드 록 챔버(100)의 내부를 3개의 챔버 용적들(120, 130 및 140)로 분할한다. 챔버 용적들(130, 140)은 기판 교환을 위한 로드 록들로서 기능하고, 챔버 용적(120)은 기판 프로세싱을 위해서 구성된다.
챔버 용적(120)은 측벽들(111, 112), 기판 덮개(116) 및 내부 벽(113) 사이에 형성된다. 챔버 용적(120)의 내외로 기판이 이송될 수 있도록 하기 위해서, 개구부(121)가 측벽(112)을 통해서 형성된다. 슬릿 밸브(122)가 개구부(121)를 선택적으로 밀봉하도록 배치된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 챔버 용적(120)은 기판 교환을 위한 하나의 개구부(121)만을 가지고, 그에 따라, 챔버 용적(120)은 2개의 분위기들 사이에서 기판들을 교환하기 위한 로드 록으로서 기능할 수 없다. 동작 중에, 챔버 용적(120)은 개구부(121)를 통해서 진공 프로세싱 분위기에 선택적으로 연결될 수 있다. 선택사항으로서, 챔버 용적(120)과 팩토리 인터페이스의 분위기 사이의 기판 교환을 가능하게 하기 위해서, 부가적인 기판 교환 개구부가 측벽(111)을 통해서 형성될 수 있을 것이다.
가열형 기판 지지 조립체(125)가 기판(104)을 지지 및 가열하기 위해서 챔버 용적(120) 내에 배치된다. 일 실시예에 따라서, 가열형 기판 지지 조립체(125)는 메립형 가열 요소(127)를 포함한다. 챔버 본체 조립체(110)와 가열형 기판 지지 조립체(125) 사이의 열 교환을 감소시키기 위해서, 열 절연체(126)가 가열형 기판 조립체(125)와 내부 벽(113) 사이에 배치될 수 있을 것이다. 가스 분배 샤워헤드(123)가 가열형 기판 지지 조립체(125) 위에서 챔버 용적(120) 내에 배치된다. 상승 후프 조립체(124)가 가열형 기판 지지 조립체(125) 및 가스 분배 샤워헤드(123) 주위에서 이동가능하게 배치된다. 상승 후프 조립체(124)가 챔버 용적(120) 내의 기판 지지 조립체(125) 바로 주위 내에서 프로세싱 분위기를 한정하도록 구성될 뿐만 아니라, 가열형 기판 지지 조립체(125) 및 기판 이송 로봇들(미도시)에 대해서 기판들을 로딩 및 언로딩하도록 동작될 수 있다.
가스 패널들(101, 102)을 이용하여 가스 분배 샤워헤드(123)를 통해서 챔버 용적(120) 내로 프로세싱 가스들을 제공할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 원격 플라즈마 공급원(103)이 가스 패널들(101, 102)과 가스 분배 샤워헤드(123) 사이에 배치될 수 있을 것이고, 그에 따라 프로세싱 가스들의 분해된 종들이 챔버 용적(120)으로 공급될 수 있을 것이다. 대안적으로, RF 전원이 가스 분배 샤워헤드(123)와 가열형 기판 지지 조립체(125) 사이에 인가되어, 챔버 용적(120) 내에서 플라즈마를 생성할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 가스 패널(101)이 에칭 후에 잔류 재료를 제거하기 위한 저감 프로세스를 위해서 프로세싱 가스들을 제공할 수 있을 것이고, 가스 패널(102)이 포토레지스트를 제거하기 위한 애싱(ahsing) 프로세스를 위해서 프로세싱 가스들을 제공할 수 있을 것이다.
로드 록 챔버의 챔버 용적 내에서 기판을 프로세싱하기 위한 장치들 및 방법들에 대한 보다 구체적인 설명이 2011년 3월 1일자로 출원되고 명칭이 "Abatement and Strip process Chamber in a Dual Loadlock Configuration"인 미국 가특허출원 제 61/448,027 호에서 확인될 수 있다.
챔버 용적(130)은 내부 벽들(113, 114) 및 측벽들(111, 112)에 의해서 형성된다. 챔버 용적(130)은 챔버 용적(120)과 챔버 용적(140) 사이에서 챔버 본체 조립체(110) 내에서 수직으로 적층된다. 개구부(131, 132)가 측벽들(112, 111)을 통해서 형성되어, 챔버 용적(130)과 챔버 본체 조립체(110) 외부의 2개의 분위기들 사이의 기판 교환을 허용한다. 슬릿 밸브(133)가 개구부(131)를 선택적으로 밀봉하도록 배치된다. 슬릿 밸브(134)가 개구부(132)를 선택적으로 밀봉하도록 배치된다. 챔버 용적(130)은 기판을 상부에서 유지 또는 저장하기 위한 적어도 하나의 기판 슬롯을 가지는 기판 지지 조립체를 포함할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 챔버 용적(130)은, 기판(104)을 상부에서 지지하기 위한 셋 또는 넷 이상의 기판 지지 핀들(135)을 포함한다. 셋 또는 넷 이상의 기판 지지 핀들(135)이 챔버 용적(130) 내에 고정적으로 배치될 수 있을 것이다. 선반, 엣지 링, 브래킷들과 같은 다른 적합한 기판 지지부가 기판을 상부에서 지지하기 위해서 챔버 용적(130) 내에 배치될 수 있을 것이다.
챔버 용적(130)은 로드 록 챔버로서의 역할을 할 수 있을 것이고 측벽들(111, 112)에 연결된 2개의 분위기들 사이에서 기판들을 교환하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 챔버 용적(130)은 또한 테스팅 또는 챔버 세정을 위한 더미(dummy) 기판들을 저장하기 위해서 이용될 수 있을 것이다.
챔버 용적(140)은 측벽들(111, 112), 내부 벽(114) 및 챔버 하단부(115)에 의해서 형성된다. 챔버 용적(140)은 챔버 용적(130) 아래에 배치된다. 개구부(141, 142)가 측벽들(112, 111)을 통해서 형성되어, 챔버 용적(140)과 챔버 본체 조립체(110) 외부의 2개의 분위기들 사이의 기판 교환을 허용한다. 슬릿 밸브(143)가 개구부(141)를 선택적으로 밀봉한다. 슬릿 밸브(144)가 개구부(142)를 선택적으로 밀봉한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 슬릿 밸브(133)는 개구부(141)를 가로막지 않도록 디자인되는 한편, 슬릿 밸브(133)는 개구부(131)를 밀봉하도록 배치된다. 개구부들(131, 141)이 서로에 대해서 영향을 미치지 않고 독립적으로 개방 및 폐쇄될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 슬릿 밸브(133)가 개구부(141)를 막지 않게(clear from) 배치된 2개의 폴들(poles)을 통해서 액추에이터에 커플링된 도어를 포함할 수 있을 것이다. 슬릿 밸브(133)의 도어는 개방 및 폐쇄 동안 개구부(141)의 전방을 지나간다. 그러나, 슬릿 밸브(133)가 폐쇄 위치 및 개방 위치에 있을 때 개구부가 가로막히지는 않는다. 다른 적합한 디자인들을 이용하여 슬릿 밸브들(133, 143)의 독립적인 동작을 가능하게 할 수 있을 것이다.
기판(104)을 챔버 용적(140) 내에서 지지 및 냉각하도록, 냉각형 기판 지지 조립체(152)가 구성된다. 냉각형 기판 지지 조립체(152)는 기판 지지 표면(147)을 가지는 디스크 형상의 본체(145)를 포함한다. 복수의 냉각 채널들(146)이 디스크 형상의 본체(145) 내에 형성된다. 냉각 유체 공급원(148)이 냉각 채널들(146)로 커플링되어, 디스크 형상의 본체(145) 및 그 상부에 배치된 기판(104)의 온도를 제어할 수 있을 것이다. 상승 핀들(149)을 이용하여 기판(104)을 디스크 형상의 본체(145)로부터 상승시킬 수 있을 것이다. 상승 핀들(149)이 액추에이터(151)에 커플링된 플레이트(150)에 부착될 수 있을 것이다.
챔버 용적(140)은 로드 록 챔버로서의 역할을 할 수 있을 것이고 측벽들(111, 112)에 연결된 2개의 분위기들 사이에서 기판을 교환하기 위해서 이용된다. 냉각형 기판 지지 조립체(152)가 기판(104)에 대해서 냉각을 제공하는 한편 챔버 용적(140)을 통과한다.
도 2는 각각의 챔버 용적(120, 130, 140)을 도 1에 도시된 것과 상이한 상태로 도시한 로드 록 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 도 1에서, 챔버 용적(120)은 상승 후프 조립체(124)가 상승된 그리고 슬릿 밸브(122)가 개방된 기판 로딩/언로딩 상태이다. 도 2에서, 챔버 용적(120)은 기판(104) 주위에서 프로세싱 용적을 한정하기 위해서 상승 후프 조립체(124)가 하강되고 슬릿 밸브(122)가 폐쇄된 프로세싱 위치에 있다. 도 1에서, 슬릿 밸브(134)가 개방되고 슬릿 밸브(133)가 폐쇄된 상태에서, 챔버 용적(130)은 측벽(111)에 연결된 주변 분위기에 개방되어 있다. 도 2에서, 슬릿 밸브(134)가 폐쇄되고 슬릿 밸브(133)가 개방된 상태에서, 챔버 용적(130)은 측벽(112)에 연결된 진공 분위기에 개방되어 있다. 도 1에서, 슬릿 밸브(143)가 폐쇄되고 슬릿 밸브(144)가 폐쇄된 상태에서, 챔버 용적(140)은 측벽(112)에 연결된 진공 분위기에 개방되어 있다. 기판(104)이 냉각되도록 냉각형 기판 지지 조립체(152) 상에 놓인다. 도 2에서, 슬릿 밸브(143)가 개방되고 슬릿 밸브(144)가 폐쇄된 상태에서, 챔버 용적(140)은 측벽(111)에 연결된 주변 분위기에 개방되어 있다. 상승 핀들(149)이 개구부(141)와 정렬된 로딩/언로딩 위치에 기판(104)을 위치시키기 위해서 상승된다.
프로세싱 분위기와 팩토리 인터페이스 사이의 인터페이스를 제공하기 위해서, 로드 록 챔버(100)가 기판 프로세싱 시스템에서 이용될 수 있을 것이다. 통상적인 로드 록 챔버들에 비교하여, 로드 록 챔버(100)가 기판 프로세싱 시스템에 대한 몇몇 개선들을 제공할 수 있을 것이다. 첫 번째로, 기판 프로세싱 챔버 용적이 로드 록을 위해서 챔버 용적들 위에 적층되게 함으로써, 로드 록 챔버(100)는 부가적인 프로세싱 툴이 진공 이송 챔버에 커플링될 수 있게 허용하기 위한 공간을 제거하고(free), 그에 따라 프로세싱 시스템의 풋프린트를 증가시키지 않고도 시스템 처리량을 개선한다. 챔버 용적(120)을 프로세싱에 전용화함으로써, 대기로부터 진공 상태로 챔버 용적(120)을 펌핑할 필요성이 배제되고, 그에 따라 프로세싱 처리량을 개선한다. 두 번째로, 로드 록으로서 2개의 챔버 용적들을 가짐으로써, 로드 록 챔버(100)가 기판들의 진입 및 진출을 위한 분리된 경로들을 제공할 수 있을 것이고, 그에 따라 프로세스 전의 기판과 프로세스 후의 기판 사이에서 교차 오염을 실질적으로 방지할 수 있을 것이다. 세 번째로, 챔버 용적 내에 냉각형 기판 지지 조립체를 제공하는 것에 의해서, 로드 록 챔버(100)는, 프로세스된 기판이 프로세싱 시스템을 빠져나가기 전에, 프로세스된 기판에 대해서 냉각을 제공할 수 있을 것이다. 로드 록 챔버(100)는 프로세스된 기판들 상에서의 바람직하지 못한 반응들을 감소시키는데, 이는 냉각된 기판들이 프로세싱 시스템을 진출한 후에 대기 분위기와 반응할 가능성이 낮기 때문이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드 록 챔버(300)의 개략적인 단면도이다. 로드 록 챔버(300)는, 로드 록 챔버(300)의 챔버 본체 조립체(310)가 챔버 용적들(120 및 140) 사이에 배치된 챔버 용적(130)을 포함하지 않는다는 것을 제외하고, 도 1 및 2의 로드 록 챔버(100)와 유사하다. 로드 록 챔버(300)에서, 챔버 용적(140)은 기판들의 진입 및 진출 모두를 위한 로드 록으로서 이용될 수 있을 것이다. 대안적으로, 챔버 용적(120)은, 측벽(111)을 통해서 형성된 제 2 개구부(323) 및 상기 개구부(323)를 선택적으로 밀봉하도록 구성된 슬릿 밸브(324)를 이용하는 로드 록으로서 이용될 수 있을 것이다. 로드 록 챔버(100)에 대비하여, 로드 록 챔버(300)가 적은 수의 구성요소들을 가지고, 그에 따라, 적은 비용이 소요되고, 유지보수가 더 용이할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드 록 챔버(400)의 개략적인 단면도이다. 로드 록 챔버(300)와 유사하게, 로드 록 챔버(400)의 챔버 본체 조립체(410)가 2개의 챔버 용적들, 상기 챔버 용적(120) 아래에 배치된 챔버 용적(430)을 형성한다. 챔버 용적(120)은 기판 프로세싱을 위해서 전용화될 수 있을 것이고, 챔버 용적(120)은 항상 진공하에서 유지됨에 따라, 개구부(121)를 통해서 로드 록 챔버(400)의 일 측부에 대해서만 개방될 수 있을 것이다.
챔버 용적(430)은 상기 냉각형 기판 지지 조립체(152) 위에 배치되고 기판(104)을 상부에서 지지하도록 구성된 기판 지지 선반(454)을 포함할 수 있을 것이다. 챔버 용적(430)을 이용하여 하나의 기판(104)을 기판 지지 선반(454) 상에서 유지할 수 있을 것이고 다른 기판(104)을 냉각형 기판 지지 조립체(152) 상에서 유지 및/또는 냉각할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 기판 지지 선반(454)이 진입 기판들을 위해서 전용화될 수 있을 것이고 냉각형 기판 지지 조립체(152)가 진출 기판들을 위해서 전용화될 수 있을 것이며, 그에 따라 기판 진입과 기판 진출 사이에 직접적인 오염 가능성이 실질적으로 배제될 수 있을 것이다. 대안적으로, 챔버 용적(430)은 2개의 기판들을 동시적으로 이송하기 위해서 이용될 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 기판 지지 선반(454)이 냉각형 기판 지지 조립체(152) 위에 이동가능하게 배치되어 기판 교환을 가능하게 할 수 있을 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 지지 선반(454)이 링(452)으로부터 연장하는 하나 또는 둘 이상의 기둥들(453)을 포함할 수 있을 것이다. 기둥들(453)은 기판(104)에 대한 지지를 제공하도록 구성된다. 하나 또는 둘 이상의 기둥들(453)을 챔버 용적(430) 내에서 수직으로 이동시키기 위해서, 링(452)이 상승 조립체(450)에 커플링될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 기판을 냉각형 기판 지지 조립체(152)로부터 상승시키기 위해서 또는 기판을 냉각형 기판 지지 조립체(152)로 하강시키기 위해서, 상승 조립체(450)가 또한 상승 핀들(149)에 연결된 링(451)에 커플링될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 기판 지지 선반(454) 및 상승 핀들(140)을 동시적으로 이동시키도록 상승 조립체(450)가 구성될 수 있을 것이다. 상승 핀들(149)이 냉각형 기판 지지 조립체(152) 상에 배치된 기판(104)을 픽업하기 위해서 상승될 때, 기판 지지 선반(454)이 또한 위쪽으로 이동되어, 로딩 또는 언로딩을 위한 상승 핀들(149) 상의 기판(104)과 기판 지지 선반(454) 사이의 충분한 간격을 보장한다.
도 5a는 상승 조립체(450)를 도시한 도 4의 로드 록 챔버(400)의 개략적인 단면도이고, 도 5b는 상승 조립체(450)의 개략적인 사시도이다. 상승 조립체(450)는 샤프트(504)에 커플링되고 샤프트(504)를 회전시키도록 구성된 모터(502)를 포함할 수 있을 것이다. 샤프트(504)가 기판 지지 선반(454) 및 상승 핀들(149)을 각각 구동하기 위한 나사산형 부분들(506 및 508)을 가질 수 있을 것이다. 나사산형 부재(510)가 나사산형 부분(506)에 커플링되고, 그에 따라 샤프트(504)의 회전이 나사산형 부재(510)를 샤프트(504)를 따라서 이동시킨다. 샤프트(512)가 나사산형 부재(510)와 링(452) 사이에 고정적으로(fixedly) 커플링되어 나사산형 부재(510)의 수직 운동을 링(452) 및 기둥들(453)로 전달한다. 유사하게, 나사산형 부재(514)가 나사산형 부분(508)에 커플링되고, 그에 따라 샤프트(504)의 회전은 나사산형 부재(514)를 샤프트(504)를 따라서 이동시킨다. 샤프트(516)가 나사산형 부재(514)와 링(452) 사이에 고정적으로 커플링되어, 나사산형 부재(514)의 수직 이동을 링(451) 및 샤프트 핀들(149)로 전달할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 샤프트들(512, 516)이 도 5a에 도시된 바와 같이 동심적으로 배치될 수 있을 것이다. 대안적으로, 샤프트들(512, 516)이 서로로부터 이격되어 배치될 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 나사산형 부분들(506 및 508)이 상이한 피치들을 가질 수 있을 것이고, 그에 따라, 샤프트(504)가 모터(502)에 의해서 회전될 때, 나사산형 부재들(510, 514)이 상이한 속도들(그에 따라 상이한 거리들)로 이동할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 상승 핀들(149)이 기판 지지 선반(454) 보다 더 빨리 이동하도록, 그에 따라, 기판 지지 선반(454)이 상승 핀들(149) 보다 적은 운동 범위를 가지도록, 나사산형 부분들(506 및 508)의 피치들이 셋팅될 수 있을 것이다. 기판 지지 선반(454) 및 상승 핀들(149)을 가능한 한 짧은 거리들 내에서 이동시키는 것에 의해서, 챔버 용적(430)의 높이가 최소화될 수 있고, 그에 의해서 펌핑 시간 및 요건들이 감소될 수 있다. 일 실시예에서, 상승 핀들(149)이 기판 지지 선반(454)의 약 2배로 빨리 이동한다.
로드 록 챔버(400)가 기판들을 프로세싱하도록 전용화된 챔버 용적들(120)을 제공할 수 있는 한편(즉, 주변 분위기들에 대한 직접적인 경로가 없다), 교차 오염을 방지하기 위해서 진입 및 진출 기판들을 위한 냉각 및 분리형 경로들을 제공할 수 있을 것이다. 그에 따라, 로드 록 챔버(400)가 처리량을 증가시키기 위해서, 오염을 감소시키기 위해서, 그리고 고온 기판들 상에서의 바람직하지 못한 반응들을 감소시키기 위해서 이용될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 로드 록 챔버들이 생산성을 배가하기 위해서 쌍들로서 이용될 수 있을 것이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트윈 로드 록 챔버(600) 구성의 개략적인 단면도이다. 트윈 로드 록 챔버(600)는 일체형 챔버 본체 조립체(610) 내에서 나란히 배치된 2개의 로드 록 챔버들(100A, 100B)을 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 로드 록 챔버들(100A, 100B)이 서로 거울 상이 될 수 있을 것이다. 로드 록 챔버들(100A, 100B)이 서로 독립적으로 또는 동시적으로 동작할 수 있을 것이다.
로드 록 챔버들(100A, 100B)은 도 1의 로드 록 챔버(100)와 유사하다. 로드 록 챔버(100A)는 챔버 용적들(120A, 130A, 140A)을 포함하고 로드 록 챔버(100B)는 챔버 용적들(120B, 130B, 140B)을 포함한다. 로드 록 챔버들(100A, 100B)이 챔버 용적들(120A, 120B) 내에서 기판들을 프로세싱하기 위한 가스 공급원들(101, 102)을 공유할 수 있을 것이다. 각각의 챔버 용적(120A, 120B)은 제어 밸브들(604A, 604B)을 통해서 진공 펌프(602A, 602B)에 커플링될 수 있을 것이다. 진공 펌프들(602A, 602B)은 챔버 용적(120A, 120B) 내에서 진공 분위기를 유지하도록 구성된다. 챔버 용적들(130A, 140A, 130B, 140B)은 기판 교환을 위한 로드 록 용적들로서 기능한다. 일 실시예에서, 챔버 용적들(130A, 140A, 130B, 140B)이 하나의 진공 펌프(606)를 공유할 수 있을 것이다. 제어 밸브들(608A, 610A, 608B, 610B)이 펌프(606)와 챔버 용적들(130A, 140A, 130B, 140B) 사이에 커플링되어 독립적인 제어를 가능하게 할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 로드 록 챔버들이 클러스터 툴에서 기판 프로세싱 시스템과 팩토리 인터페이스 사이의 인터페이스를 제공하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 록 챔버들을 포함하는 클러스터 툴 시스템(700)의 평면도이다. 클러스터 툴 시스템(700)은 본 발명의 실시예들에 따른 하나 또는 둘 이상의 로드 록 챔버들을 포함한다. 도 7의 클러스터 툴 시스템(700)은 트윈 로드 록 챔버(600)를 포함하여 도시된 것이다. 그러나, 로드 록 챔버들(100, 300 및 400)이 또한 이용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
클러스터 툴 시스템(700)은 시스템 제어기(744), 복수의 프로세싱 챔버들(712) 및 진공 기판 이송 챔버(708)에 커플링되는 트윈 로드-록 챔버(600)를 포함한다. 일 실시예에서, 이송 챔버(708)가 복수의 측부들을 포함할 수 있을 것이고, 각각의 측부가 트윈 로드 록 챔버(600)의 트윈 프로세싱 챔버(712)와 접촉하도록 구성된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 3개의 트윈 프로세싱 챔버들(712)이 이송 챔버(708)에 커플링된다. 트윈 로드 록 챔버(600)가 이송 챔버(708)에 커플링된다. 팩토리 인터페이스(704)가 트윈 로드 록 챔버(600)의 로드 록 챔버들(100A, 100B)에 의해서 이송 챔버(708)에 선택적으로 커플링된다.
기판들의 이송을 돕기 위해서, 팩토리 인터페이스(704)가 적어도 하나의 도킹 스테이션(702) 및 적어도 하나의 팩토리 인터페이스 로봇(706)을 포함할 수 있을 것이다. 트윈 로드 록 챔버(600)의 로드 록 챔버들(100A, 100B)의 각각이 팩토리 인터페이스(704)에 커플링된 2개의 포트들 및 이송 챔버(708)에 커플링된 3개의 포트들을 가진다. 로드 록 챔버들(100A, 100B)은, 이송 챔버(708)의 진공 분위기와 팩토리 인터페이스(704)의 실질적으로 주변(예를 들어, 대기) 분위기 사이의 기판 교환을 돕기 위해서, 로드 록 챔버들(100A, 100B) 내의 챔버 용적들을 감압 펌핑하고 환기하는 압력 제어 시스템(미도시)에 커플링된다.
이송 챔버(708)는, 로드 록 챔버들(100A, 100B)과 프로세싱 챔버들(712) 사이에서 기판들을 이송하기 위해서 내부에 배치된 진공 로봇(710)을 가진다. 일 실시예에서, 진공 로봇(710)이 2개의 블레이드들을 가지고 로드 록 챔버들(100A, 100B)과 프로세싱 챔버들(712) 사이에서 2개의 기판들을 동시에 이송할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 프로세스 챔버들(712)이 에칭 챔버이다. 예를 들어, 에칭 챔버가 Applied Materials, Inc.로부터 입수할 수 있는 디커플드 플라즈마 소오스(Decoupled Plasma Source; DPS) 챔버일 수 있을 것이다. DPS 에칭 챔버는 유도 공급원을 이용하여 고-밀도 플라즈마를 생성하고, 기판을 바이어스시키기 위한 무선-주파수(RF)의 공급원을 포함한다. 대안적으로, 프로세스 챔버들(712) 중 적어도 하나가 또한 Applied Materials, Inc.로부터 입수할 수 있는 HARTTM, E-MAX®, DPS®, DPS II, PRODUCER E, 또는 ENABLER® 에칭 챔버일 수 있을 것이다. 다른 제조자들로부터의 에칭 챔버들을 포함하는, 다른 에칭 챔버들이 이용될 수 있을 것이다. 에칭 챔버들이 기판(924)을 내부에서 에칭하기 위해서 할로겐-함유 가스를 이용할 수 있을 것이다. 할로겐-함유 가스의 예들은 브롬화 수소(HBr), 염소(Cl2), 4불화 탄소(CF4), 등을 포함한다. 기판(924)을 에칭한 후에, 할로겐-함유 잔류물들이 기판 표면에 남아 있을 수 있을 것이다.
할로겐-함유 잔류물들이 로드 록 챔버들(100A, 100B) 중 적어도 하나에서 열적 저감 프로세스에 의해서 제거될 수 있을 것이다. 예를 들어, 열처리 프로세스가 로드 록 챔버들(100A, 100B)의 챔버 용적들(120A, 120B) 중 하나 또는 양자 모두에서 실시될 수 있을 것이다. 저감 프로세스에 대해서 대안적으로 또는 부가적으로, 애싱 프로세스가 로드 록 챔버들(100A, 100B)의 챔버 용적들(120A, 120B) 중 하나 또는 양자 모두에서 실시될 수 있을 것이다.
시스템 제어기(744)가 시스템(700)의 클러스터 툴에 커플링된다. 시스템 제어기(744)는, 프로세스 챔버들(712)의 직접적인 제어를 이용하여, 또는 대안적으로, 프로세싱 챔버들(712) 및 클러스터 툴 시스템(700)과 연관된 컴퓨터들(또는 제어기들)을 제어함으로써, 클러스터 툴 시스템(700)의 동작을 제어한다. 동작 중에, 시스템 제어기(744)는 각각의 챔버들 및 시스템 제어기(744)로부터의 데이터 수집 및 피드백을 가능하게 하여, 클러스터 툴 시스템(700)의 성능을 최적화할 수 있게 한다. 시스템 제어기(744)는 일반적으로 중앙 처리 유닛(CPU)(738), 메모리(740), 및 지원 회로(742)를 포함한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 기판을 프로세싱하기 위한 방법(800)을 도시한 흐름도이다. 방법(800)은, 챔버 용적들을 가지는 로드 록 챔버들(100A, 100B)을 가지는 도 7의 클러스터 툴 시스템(700) 내에서 실시될 수 있을 것이다. 방법(800)이, 다른 제조자들로부터의 시스템들을 포함하는, 다른 적합한 프로세싱 시스템들에서 실시될 수 있을 것이다.
방법(800)은, 로드 록 챔버들(100A, 100B)의 챔버 용적들(130A, 130B)과 같은, 팩토리 인터페이스에 커플링된 로드 록 챔버의 제 1 챔버 용적 내에서, 도 7의 팩토리 인터페이스(704)와 같은 팩토리 인터페이스로부터 상부에 층을 가지는 기판을 수용하는 것에 의해서, 박스(810)에서 시작된다.
박스(820)에서, 기판을 포함하는 제 1 챔버 용적이, 로드 록 챔버에 커플링된 이송 챔버의 진공 레벨과 같은 진공 레벨까지 감압 펌핑될 수 있을 것이다. 이어서, 기판이 로드 록 챔버로부터 이송 챔버로 이송된다. 일 실시예에서, 로드 록 챔버의 제 1 챔버 용적이 진입 기판들만을 위한 경로들을 제공하도록 전용화될 수 있을 것이다.
박스(830)에서, 기판이 하나 또는 둘 이상의 프로세스들을 위해서 이송 챔버에 커플링된 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들로 이송된다. 프로세스는, 할로겐-함유 가스를 이용하여, 패터닝된 마스크 아래의 기판들 상의, 폴리머 필름과 같은, 하나 또는 둘 이상의 필름들을 에칭하는 단계를 포함할 수 있을 것이다. 패터닝된 마스크가 포토레지스트 및/또는 하드 마스크를 포함할 수 있을 것이다. 할로겐-함유 가스의 적합한 예들은, 비제한적으로, 브롬화 수소(HBr), 염소(Cl2), 4불화 탄소(CF4), 등을 포함한다. 에칭 프로세스가 기판 상에 할로겐-함유 잔류물을 남길 수 있을 것이다.
선택적으로, 기판이, 프로세싱 챔버들 내에서 프로세스되기에 앞서서 예열을 위해서 이송 챔버를 통해서 로드 록 챔버의 제 1 챔버 용적으로부터 로드 록 챔버의 제 2 챔버 용적으로 이송될 수 있을 것이다. 예를 들어, 기판이, 가열된 기판 지지부(125) 상에서 예열되도록 챔버 용적(130)으로부터 챔버 용적(120)으로 이송될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 기판이 약 20 ℃ 내지 약 400 ℃의 온도로 예열될 수 있을 것이다.
박스(840)에서, 이송 챔버에 연결된 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들 내에서 프로세스된 후에, 기판이 로드 록 챔버의 제 2 챔버 용적으로 이송된다. 로드 록 챔버(100)의 챔버 용적(120)과 같은 제 2 챔버 용적이 기판 프로세싱에 대해서 전용화될 수 있을 것이다. 프로세싱 레시피에 따라, 로드 록 챔버의 제 2 챔버 용적은 상이한 프로세스들에 대해 구성될 수 있다.
박스(850)에서, 열처리 프로세스를 기판 상에서 실시하여, 팩토리 인터페이스 또는 다른 위치들에서 대기 조건들에 노출되기에 앞서서, 박스(830)의 프로세싱 중에 생성된 기판으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거할 수 있을 것이다. 예를 들어, 할로겐-함유 잔류물들을 제거하기 위해서, 기판이 로드 록 챔버(100)의 챔버 용적(120)으로 이송될 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 할로겐-함유 잔류물들을 제거하기 위해서, 로드 록 챔버의 제 2 챔버 용적 내에서 에칭된 기판에 대해서 열처리가 실시될 수 있을 것이다. 예를 들어, 기판이 로드 록 챔버(100)의 챔버 용적(120)의 가열형 기판 지지 조립체(125) 상에 배치될 수 있을 것이다. 가열형 기판 지지 조립체(125)가 기판을, 약 5초 내지 약 30초에서, 약 20 ℃ 내지 약 1000 ℃, 예를 들어 약 150 ℃ 내지 약 300 ℃, 예를 들어 약 250 ℃의 온도로 가열한다. 가열형 기판 지지 조립체(125)에 의한 기판의 급속 가열은, 프로세싱 챔버들 중 하나 내에서 잔류물들이 제거되는 경우에 직면할 수 있는 프로세스 사이클 시간의 증가 없이, 에칭된 기판 상의 할로겐-함유 잔류물들의 제거를 허용한다. 일 실시예에서, 할로겐-함유 잔류물들이 에칭된 기판으로부터 제거될 때까지, 미리 결정된 시간 기간에 가열형 기판 지지 조립체(125)에 의해서 기판이 가열될 수 있을 것이다.
다른 실시예에서, 가스 혼합물의 플라즈마를 이용하여, 할로겐-함유 잔류물들을 비-부식성 휘발성 화합물들로 변환시키는 것을 촉진할 수 있을 것이고, 그에 의해서 에칭된 기판 표면으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거하는 효율을 증가시킬 수 있을 것이다. 가스 혼합물이 O2, O3, 수증기(H2O)와 같은 산소-함유 가스, H2, 포밍 가스(forming gas), 수증기(H2O), 알칸들, 알켄들, 등과 같은 수소-함유 가스, 질소(N2), 아르콘(Ar), 헬륨(He), 등과 같은 불활성 가스를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 가스 혼합물이 산소, 질소 및 수소-함유 가스를 포함할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 수소-함유 가스가 수소(H2) 및 수증기(H2O) 중 적어도 하나이다.
다른 실시예에서, 열처리 프로세스가, 마스크 층들 또는 포토레지스트 층을 기판으로부터 제거하기 위해서 클러스터 툴 시스템 내에서 기판을 에칭한 후에, 로드 록 챔버의 챔버 용적 내에서 실시되는 애싱 프로세스의 형태일 수 있을 것이다. 애싱 프로세스 중에, 산소-계 플라즈마가 로드 록 챔버의 챔버 용적으로 공급될 수 있는 한편, 기판의 온도가 15 내지 300 ℃에서 유지될 수 있을 것이다. 비제한적으로, O2 O3, N2O, H2O, CO, CO2, 알콜들, 및 이러한 가스들의 여러 가지 조합들을 포함하는, 여러 가지 산화 가스들이 이용될 수 있을 것이다. 발명의 다른 실시예들에서, 비제한적으로, N2, H2O, H2, 포밍 가스, NH3, CH4, C2H6, 여러 가지 할로겐화된 가스들(CF4, NF3, C2F6, C4F8, CH3F, CH2F2, CHF3), 이러한 가스들의 조합들 등을 포함하는 비산화 가스들이 이용될 수 있을 것이다. 다른 실시예들에서, 마스크 및/또는 포토레지스트 층이 박스(850)에서 동시적으로 제거될 수 있을 것이다.
박스(860)에서, 기판이 로드 록 챔버의 제 2 챔버로부터 이송 챔버를 통해서 로드 록 챔버의 제 3 챔버 용적으로 이송될 수 있을 것이다. 진출 기판들에 대한 경로를 제공하기 위해서, 로드 록 챔버의 제 3 챔버 용적이 전용화될 수 있을 것이다. 제 3 챔버 용적이 로드 록 챔버(100)의 챔버 용적(140)일 수 있을 것이다.
박스(870)에서, 기판이 로드 록 챔버의 제 3 챔버 용적 내에서 냉각된다. 기판이, 냉각을 위해서, 로드 록 챔버(100)의 냉각형 기판 지지 조립체(152)와 같은, 냉각형 기판 지지 조립체로 하강될 수 있을 것이다.
박스(880)에서, 제 3 챔버 용적이 대기압으로 환기되고 냉각된 기판이 팩토리 인터페이스로 복귀된다. 기판이 대기에 노출되기에 앞서서 냉각되기 때문에, 실리콘 산화와 같은 바람직하지 못한 반응들이 감소된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 기판을 프로세싱하기 위한 방법(900)을 도시한 흐름도이다. 방법(900)이 전술한 로드 록 챔버들(300, 400)과 같은 2개의 챔버 용적들을 갖춘 로드 록 챔버들을 가지는 클러스터 툴 내에서 실시된다는 것을 제외하고, 방법(900)은 방법(800)과 유사하다.
박스(910)에서, 상부에 배치된 층을 가지는 기판이 도 7의 팩토리 인터페이스(704)와 같은 팩토리 인터페이스로부터 상기 팩토리 인터페이스에 커플링된 로드 록 챔버의 제 1 챔버 용적으로 이송된다. 일 실시예에서, 로드 록 챔버(300)가 이용될 때, 기판이 챔버 용적(140)으로 이송될 수 있고, 그에 따라 챔버 용적(120)은 기판들을 프로세싱하는 것으로 전용화될 수 있다. 다른 실시예에서, 로드 록 챔버(400)가 이용될 때, 기판이 챔버 용적(430)의 기판 지지 선반(454)으로 이송될 수 있을 것이다.
박스(920)에서, 기판을 포함하는 제 1 챔버 용적이 로드 록 챔버에 커플링된 이송 챔버의 진공 레벨과 동일한 진공 레벨로 감압 펌핑될 수 있을 것이다. 이어서, 기판이 로드 록 챔버로부터 이송 챔버로 이송된다.
박스(930)에서, 방법(800)의 박스(830)와 유사하게, 기판이 하나 또는 둘 이상의 프로세스들을 위해서 이송 챔버에 커플링된 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들로 이송된다. 프로세스들은, 할로겐-함유 가스를 이용하여, 패터닝된 마스크 아래의 기판들 상의, 폴리머 필름과 같은, 하나 또는 둘 이상의 필름들을 에칭하는 단계를 포함할 수 있을 것이다.
박스(940)에서, 이송 챔버에 연결된 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들 내에서 프로세스된 후에, 잔류물들 및/또는 하드 마스크 또는 포토레지스트를 제거하기 위해서, 기판이 로드 록 챔버의 제 2 챔버 용적으로 이송된다. 로드 록 챔버(300) 또는 로드 록 챔버(400)의 챔버 용적(120)과 같은, 제 2 챔버 용적이 기판 프로세싱에 대해서 전용화될 수 있을 것이다. 프로세스 레시피에 의존하여, 로드 록 챔버의 제 2 챔버 용적이 상이한 프로세스들에 대해서 구성될 수 있을 것이다. 박스(850)에서 설명된 프로세스들과 유사하게, 박리 프로세스, 애싱 프로세스, 또는 박리 및 애싱 프로세스들 모두가 기판에 대해서 실시되어, 할로겐-함유 잔류물들, 하드 마스크, 및 포토레지스트의 임의의 희망 조합을 제거할 수 있을 것이다.
박스(950)에서, 기판은, 냉각되도록, 로드 록 챔버의 제 2 챔버로부터 이송 챔버를 통해서 로드 록 챔버의 챔버 용적으로 다시 이송될 수 있을 것이다.
박스(960)에서, 기판이 로드 록 챔버의 제 1 챔버 용적 내에서 냉각된다. 기판이, 냉각을 위해서, 로드 록 챔버(300 또는 400)의 냉각형 기판 지지 조립체(152)와 같은 냉각형 기판 지지 조립체까지 하강될 수 있을 것이다.
박스(970)에서, 제 1 챔버 용적이 대기압으로 환기되고 냉각된 기판이 팩토리 인터페이스로 복귀된다.
전술한 내용이 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고도, 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 안출될 수 있을 것이고, 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의해서 결정된다.

Claims (15)

  1. 로드 록 챔버로서:
    서로로부터 격리된 제 1 챔버 용적 및 제 2 챔버 용적을 정의하는 챔버 본체 조립체 － 상기 제 1 챔버 용적은 기판 이송을 위해서 구성된 2개의 개구부들을 통해서 2개의 분위기들에 선택적으로 연결될 수 있고, 상기 제 2 챔버 용적은 2개의 분위기들 중 적어도 하나에 선택적으로 연결됨－;
    상기 제 1 챔버 용적 내에 배치되고 상부에 기판을 지지 및 냉각하도록 구성된 냉각형 기판 지지 조립체;
    상기 제 2 챔버 용적 내에 배치되고 상부에 기판을 지지하도록 구성된 가열형 기판 지지 조립체; 및
    상기 제 2 챔버 용적 내에 배치되고 내부에 배치된 기판을 프로세싱하기 위해서 프로세싱 가스를 상기 제 2 챔버 용적에 제공하도록 구성되는 가스 분배 조립체를 포함하는,
    로드 록 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각형 기판 지지 조립체에 대해서 이동가능한 상승 핀 조립체를 더 포함하고, 상기 상승 핀 조립체는 상기 냉각형 기판 지지 조립체와 외부 기판 핸들링 디바이스 사이에서 기판을 이송하도록 구성되는,
    로드 록 챔버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 챔버 본체 조립체는 2개의 개구부들을 통해서 2개의 분위기들에 선택적으로 연결될 수 있는 제 3 챔버 용적을 추가적으로 정의하고, 상기 제 2 챔버 용적은 상기 제 1 및 제 2 챔버 용적들 사이에서 수직으로 적층되는(stacked),
    로드 록 챔버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 챔버 용적 내에 배치된 기판 지지 조립체를 더 포함하는,
    로드 록 챔버.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버 용적 내에서 상기 냉각형 기판 지지 조립체 위에 이동가능하게 배치되는 기판 지지 선반을 더 포함하는,
    로드 록 챔버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상승 핀 조립체 및 상기 기판 지지 선반에 대해서 동시적으로 구성되는 상승 조립체를 더 포함하는,
    로드 록 챔버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상승 조립체는:
    모터에 의해서 회전되도록 이루어진 샤프트;
    상기 샤프트와 상기 상승 핀 조립체 사이에 커플링된 제 1 나사산형 부재; 및
    상기 샤프트와 상기 기판 지지 선반 사이에 커플링된 제 2 나사산형 부재 － 상기 샤프트의 회전은 상기 제 1 및 제 2 나사산형 부재들을 수직으로 이동시킴 －;를 포함하는,
    로드 록 챔버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상승 조립체는 상기 기판 지지 선반 및 상기 상승 핀 조립체를 상이한 속도들로 이동시키는,
    로드 록 챔버.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 지지 선반은:
    링; 및
    상기 링에 부착된 기둥 － 상기 기둥은 상기 제 2 나사산형 부재에 커플링됨 －;을 포함하는,
    로드 록 챔버.
  10. 이중 로드 록 챔버로서:
    일체형 챔버 본체 조립체 내에 나란히 배치된 제 1 로드 록 챔버 및 제 2 로드 록 챔버를 포함하고,
    상기 제 1 로드 록 챔버 및 제 2 로드 록 챔버의 각각은:
    서로로부터 격리된 제 1 챔버 용적 및 제 2 챔버 용적 － 상기 제 1 챔버 용적은 기판 이송을 위해서 구성된 2개의 개구부들을 통해서 2개의 분위기들에 선택적으로 연결될 수 있고, 상기 제 2 챔버 용적은 2개의 프로세싱 분위기들 중 적어도 하나에 선택적으로 연결됨 －;
    상기 제 1 챔버 용적 내에 배치되고 상부에 기판을 지지 및 냉각하도록 구성된 냉각형 기판 지지 조립체;
    상기 제 2 챔버 용적 내에 배치되고 상부에 기판을 지지하도록 구성된 가열형 기판 지지 조립체; 및
    상기 제 2 챔버 용적 내에 배치되고 내부에 배치된 기판을 프로세싱하기 위해서 프로세싱 가스를 제 2 챔버 용적에 제공하도록 구성되는 가스 분배 조립체를 포함하는,
    이중 로드 록 챔버.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 로드 록 챔버들의 각각은 2개의 개구부들을 통해서 2개의 분위기들에 선택적으로 연결될 수 있는 제 3 챔버 용적을 가지고, 상기 제 2 챔버 용적은 상기 제 1 및 제 2 챔버 용적들 사이에 수직으로 적층되는,
    이중 로드 록 챔버.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 로드 록 챔버들의 각각은 상기 제 1 챔버 용적 내에서 상기 냉각형 기판 지지 조립체 위에 이동가능하게 배치되는 기판 지지 선반을 더 포함하는,
    이중 로드 록 챔버.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 로드 록 챔버들의 상기 제 2 챔버 용적들 및 상기 제 3 챔버 용적들에 커플링된 진공 펌프를 더 포함하는,
    이중 로드 록 챔버.
  14. 기판으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거하기 위한 방법으로서:
    기판 프로세싱 시스템의 이송 챔버에 커플링된 로드 록 챔버의 제 1 챔버 용적을 통해서 기판 프로세싱 시스템으로 기판을 이송하는 단계;
    기판 프로세싱 챔버의 이송 챔버에 커플링된 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들 내에서 할로겐을 포함하는 화학물질로 기판을 에칭하는 단계;
    상기 로드 록 챔버의 제 2 챔버 용적 내에서 상기 에칭된 기판으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거하는 단계; 및
    할로겐-함유 잔류물을 제거한 후에 상기 로드 록 챔버의 냉각형 기판 지지 조립체 내에서 기판을 냉각시키는 단계를 포함하는,
    기판으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 냉각형 기판 지지 조립체가 상기 로드 록 챔버의 제 1 챔버 용적 또는 제 3 챔버 용적 내에 배치되고, 상기 기판을 냉각시키는 단계가 상기 이송 챔버를 통해서 상기 제 2 챔버 용적으로부터 상기 제 1 챔버 용적 또는 상기 제 3 챔버 용적으로 기판을 이송하는 단계를 포함하는,
    기판으로부터 할로겐-함유 잔류물들을 제거하기 위한 방법.
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