KR20150079485A - 웨이퍼-형상 물체들의 표면들을 처리하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치는 기밀 인클로저를 제공하는 폐쇄형 프로세스 챔버를 포함한다. 회전 척이 폐쇄형 프로세스 챔버 내에 위치되고, 그 위에 웨이퍼 형상 물체를 홀딩하도록 구성된다. 리드가 폐쇄형 프로세스 챔버의 상부 부분에 고정된다. 리드는, 환상 챔버, 환상 챔버와 연통하고 폐쇄형 프로세스 챔버의 외측으로 대면하는 리드의 표면에서 개방되는 가스 유입구들, 및 환상 챔버와 연통하고 폐쇄형 프로세스 챔버의 내측으로 대면하는 리드의 표면에서 개방되는 가스 유출구들을 포함한다.

Description

웨이퍼-형상 물체들의 표면들을 처리하기 위한 장치{APPARATUS FOR TREATING SURFACES OF WAFER-SHAPED ARTICLES}
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼들과 같은 웨이퍼-형상 물체들의 표면들을 처리하기 위한 장치에 관한 것으로, 하나 이상의 처리 유체들이 폐쇄형 프로세스 챔버 내로부터 회수될 수도 있다.
반도체 웨이퍼들은 에칭, 세정, 연마 및 재료 증착과 같은 다양한 표면 처리 프로세스들을 겪는다. 이러한 프로세스들을 수용하기 위해, 예를 들어, 미국 특허 제 4,903,717 호 및 제 5,513,668 호에 기술된 바와 같이, 단일 웨이퍼가 회전가능한 캐리어와 연관된 척에 의해 하나 이상의 처리 유체 노즐들과 관련하여 지지될 수도 있다.
대안적으로, 예를 들어, 국제 공개 번호 제 WO 2007/101764 및 미국 특허 제 6,485,531 호에 기술된 바와 같이, 웨이퍼를 지지하도록 구성된 링 로터 (ring rotor) 형태의 척이 폐쇄형 프로세스 챔버 내에 위치될 수도 있고 능동 자기 베어링을 통한 물리적 접촉 없이 구동될 수도 있다.
많은 애플리케이션들에서, 폐쇄형 프로세스 챔버는 소정의 프로세스 전 또는 연속하는 프로세스들 사이에 오존 또는 질소와 같은 불활성 가스를 사용하여 퍼지되어야 한다. 부가적으로, 많은 애플리케이션들에서, 폐쇄형 프로세스 챔버는 또한 탈이온수를 사용한 린스에 의해서, 세정되어야 한다.
폐쇄된 챔버 단일 웨이퍼 습식 프로세싱을 위한 개선된 설계가 공동으로 소유되고, 공동으로 계류중인 미국 출원 공개 번호 제 2013/0134128 호에 기술되고, 챔버용 리드는 둘러싸는 챔버 벽의 에지로부터 회복되거나 매우 작은 갭에 유지된 유체 분배 링을 구비한다. 그러나, 환상 갭의 에지를 손상시키지 않고 챔버를 실제로 조립하는 것은 어렵다는 것이 증명되었다. 또한, 링이 회복력이 있는 재료로 이루어질 때, 이러한 재료가 고온 프로세싱 동안 확장될 수 있어서, 갭이 부분적으로 닫히고 퍼지 기능을 손상시킬 수 있다는 것이 발견되었다.
본 발명자들은 웨이퍼-형상 물체들을 처리하기 위한 개선된 장치, 및 이러한 장치에 사용하기 위한 개선된 리드를 개발하였다.
따라서, 일 양태에서, 본 발명은, 기밀 인클로저 (gas-tight enclosure) 를 제공하는 하우징을 포함하는, 폐쇄형 프로세스 챔버를 포함하는 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치에 관한 것이다. 회전 척이 폐쇄형 프로세스 챔버 내에 위치되고, 그 위에 웨이퍼 형상 물체를 홀딩하도록 구성된다. 리드 (lid) 가 폐쇄형 프로세스 챔버의 상부 부분에 고정되고, 리드는, 환상 챔버, 환상 챔버와 연통하고 폐쇄형 프로세스 챔버의 외측으로 대면하는 리드의 표면에서 개방되는 가스 유입구들, 및 환상 챔버와 연통하고 폐쇄형 프로세스 챔버의 내측으로 대면하는 리드의 표면에서 개방되는 가스 유출구들을 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 리드는 복합 섬유-강화 재료 (composite fiber-reinforced material) 로 형성된 상부 플레이트 및 폐쇄형 프로세스 챔버와 대면하고 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱 (chemically-resistant plastic) 으로 형성된 하부 플레이트를 포함하고, 환상 챔버는 하부 플레이트 내에 형성된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 환상 챔버는 리드의 하부 영역에 형성된 방사상-내측으로 연장하는 홈부 및 홈부의 외측 부분에 피팅 (fit) 되어 환상 챔버를 폐쇄하는 링에 의해 규정된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 환상 챔버는 하부 플레이트의 주변 영역 내에 형성된 방사상-내측으로 연장하는 홈부 및 홈부의 외측 부분에 피팅되어 환상 챔버를 폐쇄하는 링에 의해 규정된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 리드의 하부 영역 및 링은 각각 PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy), PPS (polyphenylenesulfide), PEEK (polyetheretherketone), PS/PES (polystyrene/polyethylstyrene), ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PCTFE (homopolymer of chlorotrifluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), 및 ECTFE (ethylene chlorotrifluoroethylene) 로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택된 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱으로 형성된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 적어도 3 개의 가스 유입구들이 있다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 적어도 60 개의 가스 유출구들, 바람직하게 적어도 80 개의 가스 유출구들, 및 보다 바람직하게 적어도 100 개의 가스 유출구들이 있다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 가스 노즐들은 가스 유입구 각각에 각각 피팅되고 가스 공급 도관 또는 매니폴드에 연결되도록 구성된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 제 1 추가 가스 유출구들은 폐쇄형 프로세스 챔버의 내측으로 대면하는 리드의 표면에서 개방되고, 제 1 추가 가스 유출구들은 환상 챔버의 방사상으로 내측에 위치되고, 제 1 추가 가스 유출구들은 리드 아래에서 회전하는 가스 플로우를 생성하도록 배향된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 제 2 추가 가스 유출구들은 폐쇄형 프로세스 챔버의 내측으로 대면하는 리드의 표면에서 개방되고, 제 2 추가 가스 유출구들은 환상 챔버의 방사상으로 내측에 위치되고, 제 2 추가 가스 유출구들은 리드의 방사상 외측으로 지향되는 가스 플로우를 생성하도록 배향된다.
다른 양태에서, 본 발명은 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위해 사용된 프로세스 챔버를 폐쇄하기 위한 리드에 관한 것이다. 리드는 환상 챔버, 환상 챔버와 연통하고 리드의 외측으로 대면하는 표면에서 개방되는 가스 유입구들, 및 환상 챔버와 연통하고 리드의 내측으로 대면하는 표면에서 개방되는 가스 유출구들을 포함한다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 리드는 복합 섬유-강화 재료로 형성된 상부 플레이트 및 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱으로 형성된 하부 플레이트를 포함하고, 환상 챔버는 하부 플레이트 내에 형성된다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 환상 챔버는 리드의 하부 영역에 형성된 방사상-내측으로 연장하는 홈부 및 홈부의 외측 부분에 피팅되어 환상 챔버를 폐쇄하는 링에 의해 규정된다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 환상 챔버는 하부 플레이트의 주변 영역 내에 형성된 방사상-내측으로 연장하는 홈부 및 홈부의 외측 부분에 피팅되어 환상 챔버를 폐쇄하는 링에 의해 규정된다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 리드의 하부 영역 및 링은 각각 PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy), PPS (polyphenylenesulfide), PEEK (polyetheretherketone), PS/PES (polystyrene/polyethylstyrene), ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PCTFE (homopolymer of chlorotrifluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), 및 ECTFE (ethylene chlorotrifluoroethylene) 로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택된 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱으로 형성된다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 적어도 3 개의 가스 유입구들이 있다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 적어도 60 개의 가스 유출구들, 바람직하게 적어도 80 개의 가스 유출구들, 및 보다 바람직하게 적어도 100 개의 가스 유출구들이 있다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 가스 노즐들이 가스 유입구 각각에 각각 피팅되고 가스 공급 도관 또는 매니폴드에 연결되도록 구성된다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 제 1 추가 가스 유출구들이 리드의 내측으로 대면하는 표면에서 개방되고, 제 1 추가 가스 유출구들은 환상 챔버의 방사상으로 내측에 위치되고, 제 1 추가 가스 유출구들은 리드 아래에서 회전하는 가스 플로우를 생성하도록 배향된다.
본 발명에 따른 리드의 바람직한 실시예들에서, 제 2 추가 가스 유출구들이 리드의 내측으로 대면하는 표면에서 개방되고, 제 2 추가 가스 유출구들은 환상 챔버의 방사상으로 내측에 위치되고, 제 2 추가 가스 유출구들은 리드의 방사상 외측으로 지향되는 가스 플로우를 생성하도록 배향된다.
본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 주어진 이하의 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 기술을 읽은 후에 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로세스 챔버의 설명적인 측 단면도이고, 내부 커버가 제 1 위치에 위치될 때가 도시된다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로세스 챔버의 설명적인 측 단면도이고, 내부 커버가 제 2 위치에 위치될 때가 도시된다.
도 3은 본 발명에 따른 리드의 실시예의 단면 사시도이다.
도 4는 도 3의 일부를 확대한 도면이다.
도 5는 선행하는 실시예의 하부 플레이트 (60) 의 측면도이다.
도 6은 도 5의 선 VI-VI를 따라 취해진 단면도이다.
도 7은 도 5의 VII의 상세도이다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 웨이퍼-형상 물체들의 표면들을 처리하기 위한 장치는 외측 프로세스 챔버 (1) 를 포함하고, 상기 챔버는 PFA (perfluoroalkoxy) 수지로 코팅된 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 실시예의 챔버는 주 실린더형 벽 (10), 하부 부분 (12) 및 상부 부분 (15) 을 갖는다. 상부 부분 (15) 으로부터 보다 좁은 실린더형 벽 (34) 이 연장하고, 이는 리드 (36) 에 의해 닫힌다.
회전 척 (30) 이 챔버 (1) 의 상부 부분에 배치되고, 실린더형 벽 (34) 으로 둘러싸인다. 회전 척 (30) 은 장치의 사용 동안 웨이퍼 W를 회전가능하게 지지한다. 회전 척 (30) 은 링 기어 (38) 를 포함하는 회전 구동부를 포함하고, 링 기어 (38) 은 웨이퍼 W의 주변 에지를 선택적으로 접촉하고 방출하기 위한 복수의 편심 이동가능한 그립핑 (gripping) 부재들을 인게이지하고 구동한다.
이 실시예에서, 회전 척 (30) 은 실린더형 벽 (34) 의 내부 표면에 인접하게 제공된 링 로터이다. 스테이터 (stator)(32) 는 실린더형 벽 (34) 의 외측 표면에 인접한 링 로터에 대향하여 제공된다. 링 로터 (30) 및 스테이터 (32) 는 링 로터 (30) (및 따라서 지지된 웨이퍼 W) 가 능동 자석 베어링을 통해 회전될 수도 있어서 모터로서 기능한다. 예를 들어, 스테이터 (32) 는 로터 상에 제공된 대응하는 영구 자석들을 통해 회전 척 (30) 을 회전가능하게 구동하도록 능동적으로 제어될 수도 있는 복수의 전자기 코일들 또는 권선들을 포함할 수 있다. 회전 척 (30) 의 축상 및 방사상 베어링은 또한 스테이터의 능동적인 제어에 의해 또는 영구 자석들에 의해 달성될 수도 있다. 따라서, 회전 척 (30) 은 기계적 접촉없이 공중부양되고 (levitated) 회전가능하게 구동될 수도 있다. 대안적으로, 로터의 자석들이 챔버 외부의 외측 로터 상에 원주방향으로 배열된 대응하는 HTS-자석들 (high-temperature-superconducting magnets) 에 의해 홀딩되는 수동 베어링에 의해 로터가 홀딩될 수도 있다. 이러한 대안적인 실시예에서, 링 로터의 자석 각각은 외측 로터의 대응하는 HTS-자석에 피닝된다 (pinned). 따라서, 내측 로터는 물리적으로 연결되지 않고 외측 로터와 동일하게 운동할 수 있다.
리드 (36) 는 설계가 개선되었고, 복합 섬유-강화 재료로 형성된 상부 플레이트 (50) 및 프로세스 챔버 내부로 대면하고 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱, 이 실시예에서, ECTFE로 형성된 하부 플레이트 (60) 를 포함한다. 이 실시예에서 상부 플레이트 (50) 와 하부 플레이트 (60) 사이에 스테인리스 스틸 플레이트 (70) (도 3 참조) 가 샌드위치된다.
도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 리드 (36) 는 프로세스 챔버 내부로 대면하는 하부 플레이트 (60) 의 표면 상에서 발생하는 프로세스 기체들의 응결을 방지하는 온도로 하부 플레이트 (60) 를 가열하기 위한 전기적 가열 층 (62) 을 더 포함할 수도 있다. 전기적 가열 층 (62) 은 실리콘 고무 히터인 것이 바람직하다.
스페이서 플레이트 (64) 는 환상 스페이서 (66) 가 그러한 바와 같이, 하부 플레이트 (60) 와 접촉하도록 눌려진 전기적 가열 층 (62) 을 유지하고, 환상 스페이서 (66) 는 스테인리스 스틸인 것이 바람직하다.
리드 (36) 는 보어들 (bores)(58) 을 통과하는 볼트들 (미도시) 에 의해 프로세스 챔버에 고정될 수도 있다.
이제 도 4 내지 도 7을 참조하면, 리드 (36) 의 하부 플레이트 (60) 는 하부 플레이트 (60) 의 주변부에서 개방되는 방사상 내측으로 연장하는 환상 홈부 (65) 를 갖게 형성된다. 링 (66) 은 환상 챔버를 형성하기 위해 환상 홈부 (65) 의 개구에 피팅된다. 하부 플레이트 (60) 내의 상부 개구들은 환상 챔버와 연통하고, 가스 공급부에 부착되어 퍼지 가스를 환상 챔버 내로 공급하는 노즐들 (54) 을 수용한다. 바람직하게 적어도 3 개의 이러한 노즐들 (54) 이 있다.
퍼지 가스는 환상 챔버로부터 연장하고 하부 플레이트 (60) 의 하부 표면에서 개방되는 훨씬 많은 수의 훨씬 작은 유출구들 (67) 을 통해 환상 챔버를 나오고, 하부 플레이트의 하부 표면은 리드가 제자리에 있을 때 폐쇄형 프로세스 챔버를 내측으로 대면한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서 120 개의 유출구들 (67) 이 있지만, 이러한 유출구들의 수는 물론 목표 가스 플로우 프로파일을 생성하기 위해 원하는 대로 변할 수 있다.
제 1 추가적인 가스 유출구들 (63) 은 또한 하부 플레이트 (60) 의 하부 표면에서 개방되지만, 환상 챔버의 방사상 내측으로 위치된다. 제 1 추가적인 가스 유출구들 (63) 은 별도의 가스 노즐들 (57) 에 의해 공급된다. 제 2 추가적인 가스 유출구들 (67) 이 또한 하부 플레이트 (60) 의 하부 표면에서 개방되고, 제 1 추가적인 가스 유출구들 (63) 과 유사하게, 환상 챔버의 방사상 내측으로 위치된다. 이들 제 2 추가적인 가스 유출구들 (67) 은 유사하게 개별 가스 노즈들 (59) 에 의해 공급된다.
도 6을 참조하면, 제 1 추가적인 가스 유출구들 (63) 이 또한 상기 리드 아래에서 회전하는 가스 플로우를 생성하도록 배향되는 것을 볼 수 있다. 특히, 3 개의 제 1 추가적인 가스 유출구들 (63) 이 함께 도 6에서 원형 화살표로 표시된 바와 같이, 일반적으로 시계 방향으로 회전하는 퍼지 가스 플로우를 생성한다.
한편, 스테이터 (32) 및 링 로터 (30) 는 척을 반시계 방향으로 회전시키도록 동작한다. 척 간의 반대 방향 회전 및 제 1 추가적인 가스 유출구들 (63) 을 통한 퍼지 가스의 플로우는 폐쇄형 프로세스 챔버 내, 특히 웨이퍼 W상부 영역 내의 척 주변의 특히 철저하고 효율적인 퍼지를 제공하는 것이 발견되었다.
이 효과는 제 2 추가적인 유출구들 (69) 의 제공에 의해 더 개선될 수 있고, 제 2 추가적인 유출구들 (69) 은 자신의 퍼지 가스 플로우를 하부 플레이트 (60) 의 방사상 외측으로 지향시키지만, 또한 하부 플레이트 (60) 내에 형성된 환상 챔버의 내측으로 위치된다.
리드 설계의 성능을 비교하기 위한 시뮬레이션들이 공동으로 소유되고 공동 계류중인 미국 출원 공개 번호 제 2013/0134128 호의 퍼지 링을 사용하여 본 명세서에 기술된 바와 같이 수행된다. 350 또는 400 rpm의 스피드로 회전되는 300 ㎜ 직경의 웨이퍼들에 대해, 개선된 속도 및 균일성을 갖는 퍼지 가스의 플로우 패턴들은 퍼지 가스의 훨씬 낮은 플로우 레이트들을 특정함에도 불구하고 본 설계로 획득될 수 있다는 것이 발견되었다.
예를 들어, 40 lpm (liters per minute) 또는 75 lpm의 총 플로우 레이트의 가스성 질소를 사용하여, 120 lpm의 플로우 레이트의 이전의 설계에 비해 플로우 패턴이 개선되었다. 본 설계에서, 40 lpm의 플로우 레이트는 유출구들 (67) 을 통한 25 lpm 플로우 및 추가적인 가스 유출구들 (63, 69) 을 통한 15 lpm 플로우를 특정함으로써 획득되고 그리고 75 lpm의 플로우 레이트는 유출구들 (67) 을 통한 50 lpm 플로우 및 추가적인 가스 유출구들 (63, 69) 을 통한 25 lpm 플로우를 특정함으로써 획득된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 W는 회전 척 (30) 으로부터 하향으로 매달리고 (hang), 전술한 실시예들의 유입구 (56) 를 통해 공급된 유체들이 웨이퍼 W의 상향으로 대면하는 표면을 침해하도록 파지 부재들 (40) 에 의해 지지된다는 것을 주의한다.
웨이퍼 W가 예를 들어, 300 ㎜ 또는 450 ㎜ 직경의 반도체 웨이퍼인 경우, 웨이퍼 W의 상향으로 대면하는 측면은 디바이스 측면 또는 웨이퍼 W의 반대 측면일 수 있고, 이는 웨이퍼가 회전 척 (30) 상에 위치되는 방식에 따라 결정되고, 이는 결국 프로세스 챔버 (1) 내에서 수행되는 특정한 프로세스에 영향을 받는다.
도 1의 장치는 프로세스 챔버 (1) 에 대하여 이동가능한, 내부 커버 (2) 를 더 포함한다. 도 1에 도시된 내부 커버 (2) 는 회전 척 (30) 이 프로세스 챔버 (1) 의 외측 실린더형 벽 (10) 과 연통하는, 제 1 위치 또는 개방 위치에 있다. 이 실시예에서 내부 커버 (2) 는 일반적으로 컵-형상이고, 세워진 실린더형 벽 (21) 에 의해 둘러싸인 베이스 (20) 를 포함한다. 내부 커버 (2) 는 또한 베이스 (20) 를 지지하고 프로세스 챔버 (1) 의 하부 벽 (14) 을 통과하는 중공형 샤프트 (hollow shaft)(22) 를 포함한다.
중공형 샤프트 (22) 는 주 프로세스 챔버 (1) 내에 형성된 보스 (boss)(12) 에 의해 둘러싸이고, 이들 엘리먼트들은 중공형 샤프트 (22) 가 프로세스 챔버 (1) 와 기밀 시일을 유지하면서 보스 (12) 에 대하여 배치되게 하는 동적 시일을 통해 연결된다.
실린더형 벽 (21) 의 상단부에 환상 디플렉터 부재 (annular deflector member)(24) 가 부착되고, 환상 디플렉터 부재는 상향으로 대면하는 표면 상에 가스켓 (26) 을 보유한다. 내부 커버 (2) 는 바람직하게 베이스 (20) 를 통과하는 유체 매질 유입구 (28) 를 포함하여, 프로세스 유체들 및 린스 액이 웨이퍼 W의 하향으로 대면하는 표면 상에서 챔버 내로 도입될 수도 있다.
내부 커버 (2) 는 또한 배출 파이프 (25) 내로 개방되는 프로세스 액 배출 개구 (23) 를 포함한다. 배출 파이프 (25) 는 내부 커버 (2) 의 베이스 (20) 에 단단하게 장착되어, 기밀 시일을 유지하는 동안 배출 파이프 (25) 가 하단 벽 (14) 에 대하여 축방향으로 슬라이딩하게 하여 동적 시일 (17) 을 통해 배출 파이프 (25) 가 프로세스 챔버 (1) 의 하단 벽 (14) 을 통과한다.
배기 개구 (16) 는 프로세스 챔버 (1) 의 벽 (10) 을 통과하고, 적절한 배기 도관에 연결된다.
도 1에 도시된 위치는 웨이퍼 W의 로딩 및 언로딩에 대응한다. 특히, 웨이퍼 W는 리드 (36) 를 통해 또는 보다 바람직하게, 챔버 벽 (10) 의 측면 도어 (미도시) 를 통해 회전 척 (30) 상에 로딩될 수 있다. 그러나, 리드 (36) 가 제자리에 있을 때 및 임의의 측면 도어가 폐쇄될 때, 프로세스 챔버 (1) 는 기밀이고, 규정된 내부 압력을 유지할 수 있다.
도 2에서, 내부 커버 (2) 는 웨이퍼 W의 프로세싱에 대응하는, 제 2, 또는 닫힌 위치로 이동된다. 즉, 웨이퍼 W가 회전 척 (30) 상에 로딩된 후, 내부 커버 (2) 는 중공형 샤프트 (22) 에 대해 작용하는 적절한 모터 (미도시) 에 의해 프로세스 챔버 (1) 에 대하여 상향으로 이동된다. 내부 커버 (2) 의 상향으로의 운동은 환상 디플렉터 부재 (24) 가 프로세스 챔버 (1) 의 상부 부분 (15) 의 내부 표면과 접촉할 때까지 계속된다. 특히, 환상 디플렉터 부재 (24) 에 운반된 가스켓 (26) 은 상부 부분 (15) 의 하측에 대항하여 시일하는 반면, 상부 부분 (15) 에 의해 운반된 가스켓 (18) 은 환상 디플렉터 부재 (24) 의 상부 표면에 대항하여 시일한다.
내부 커버 (2) 가 도 2에 도시된 바와 같이 자신의 제 2 위치에 도달할 때, 따라서 폐쇄형 프로세스 챔버 (1) 내의 제 2 챔버 (48) 가 생성된다. 또한 내부 챔버 (48) 는 프로세스 챔버 (1) 의 나머지 부분으로부터 기밀 방식으로 시일된다. 또한, 내부 챔버 (48) 는 프로세스 챔버 (1) 의 나머지 부분으로부터 개별적으로 벤팅 (vent) 되는 것이 바람직하고, 이는 이 실시예에서 내부 챔버 (48) 내부로 열리는 배기 포트 (46) 를 제공함으로써, 일반적으로 프로세스 챔버 (1) 를 서빙하는 배기 포트 (16) 및 도 2의 구성에서 프로세스 챔버 (1) 의 나머지 부분과 독립적으로 달성된다.
웨이퍼의 프로세싱 동안, 프로세싱 유체들은 프로세싱 중인 웨이퍼의 에칭, 세정, 린싱, 및 다른 목표된 표면 처리와 같은, 다양한 프로세스들을 수행하기 위해 웨이퍼 W를 회전시키도록 매질 유입구들 (56 및/또는 28) 을 통해 지향될 수도 있다.
따라서 전체 프로세스 챔버 (1) 내에 내부 챔버 (48) 를 제공하는 것은 웨이퍼 프로세싱에 사용된 가스들 및 액체들이 프로세스 챔버의 외부 환경으로부터 보다 양호하게 격리되게 하여 환경적으로 폐쇄된 챔버들의 안전성을 강화하고, 기화된 이소프로필 알콜, 오존 등과 같은 프로세스 가스, 화학적 퓸, 고온 증기가 툴 주변으로 방출될 위험이 줄어들 수 있다.
전술한 기술 및 본 명세서에 도시된 구체적인 실시예들은 본 발명 및 이의 원리들을 단순히 예시하고, 수정들 및 추가들이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 쉽게 가능할 수도 있다는 것이 이해되고, 따라서, 첨부된 청구항들의 범위에 의해서만 제한되는 것이 이해될 것이다.

Claims (20)

  1. 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치로서,
    폐쇄형 프로세스 챔버를 포함하고,
    상기 폐쇄형 프로세스 챔버는,
    기밀 인클로저 (gas-tight enclosure) 를 제공하는 하우징;
    상기 폐쇄형 프로세스 챔버 내에 위치된 회전 척 (rotary chuck) 으로서, 상기 회전 척은 그 위에 웨이퍼 형상 물체를 홀딩하도록 구성되는, 상기 회전 척; 및
    상기 폐쇄형 프로세스 챔버의 상부 부분에 고정된 리드 (lid) 를 포함하고,
    상기 리드는,
    환상 챔버,
    상기 환상 챔버와 연통하고 상기 폐쇄형 프로세스 챔버의 외측으로 대면하는 상기 리드의 표면에서 개방되는 가스 유입구들, 및
    상기 환상 챔버와 연통하고 상기 폐쇄형 프로세스 챔버의 내측으로 대면하는 상기 리드의 표면에서 개방되는 가스 유출구들을 포함하는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드는 복합 섬유-강화 재료 (composite fiber-reinforced material) 로 형성된 상부 플레이트 및 상기 폐쇄형 프로세스 챔버와 대면하고 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱 (chemically-resistant plastic) 으로 형성된 하부 플레이트를 포함하고, 상기 환상 챔버는 상기 하부 플레이트 내에 형성되는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 환상 챔버는 상기 리드의 하부 영역에 형성된 방사상-내측으로 연장하는 홈부 및 상기 홈부의 외측 부분에 피팅 (fit) 되어 상기 환상 챔버를 폐쇄하는 링에 의해 규정되는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 환상 챔버는 상기 하부 플레이트의 주변 영역 내에 형성된 방사상-내측으로 연장하는 홈부 및 상기 홈부의 외측 부분에 피팅되어 상기 환상 챔버를 폐쇄하는 링에 의해 규정되는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 리드의 상기 하부 영역 및 상기 링은 각각 PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy), PPS (polyphenylenesulfide), PEEK (polyetheretherketone), PS/PES (polystyrene/polyethylstyrene), ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PCTFE (homopolymer of chlorotrifluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), 및 ECTFE (ethylene chlorotrifluoroethylene) 로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택된 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱으로 형성되는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    적어도 3 개의 상기 가스 유입구들을 포함하는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    적어도 60 개의 상기 가스 유출구들, 바람직하게 적어도 80 개의 상기 가스 유출구들, 및 보다 바람직하게 적어도 100 개의 상기 가스 유출구들을 포함하는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 유입구 각각에 각각 피팅되고 가스 공급 도관 또는 매니폴드에 연결되도록 구성된 가스 노즐들을 더 포함하는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐쇄형 프로세스 챔버의 내측으로 대면하는 상기 리드의 표면에서 개방되는 제 1 추가 가스 유출구들을 더 포함하고,
    상기 제 1 추가 가스 유출구들은 상기 환상 챔버의 방사상으로 내측에 위치되고, 상기 제 1 추가 가스 유출구들은 상기 리드 아래에서 회전하는 가스 플로우를 생성하도록 배향되는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 폐쇄형 프로세스 챔버의 내측으로 대면하는 상기 리드의 표면에서 개방되는 제 2 추가 가스 유출구들을 더 포함하고,
    상기 제 2 추가 가스 유출구들은 상기 환상 챔버의 방사상으로 내측에 위치되고, 상기 제 2 추가 가스 유출구들은 상기 리드의 방사상 외측으로 지향되는 가스 플로우를 생성하도록 배향되는, 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위한 장치.
  11. 웨이퍼-형상 물체들을 프로세싱하기 위해 사용된 프로세스 챔버를 폐쇄하기 위한 리드로서,
    환상 챔버,
    상기 환상 챔버와 연통하고 상기 리드의 외측으로 대면하는 표면에서 개방되는 가스 유입구들, 및
    상기 환상 챔버와 연통하고 상기 리드의 내측으로 대면하는 표면에서 개방되는 가스 유출구들을 포함하는, 리드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    복합 섬유-강화 재료로 형성된 상부 플레이트 및 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱으로 형성된 하부 플레이트를 포함하고, 상기 환상 챔버는 상기 하부 플레이트 내에 형성되는, 리드.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 환상 챔버는 상기 리드의 하부 영역에 형성된 방사상-내측으로 연장하는 홈부 및 상기 홈부의 외측 부분에 피팅되어 상기 환상 챔버를 폐쇄하는 링에 의해 규정되는, 리드.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 환상 챔버는 상기 하부 플레이트의 주변 영역 내에 형성된 방사상-내측으로 연장하는 홈부 및 상기 홈부의 외측 부분에 피팅되어 상기 환상 챔버를 폐쇄하는 링에 의해 규정되는, 리드.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 리드의 상기 하부 영역 및 상기 링은 각각 PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy), PPS (polyphenylenesulfide), PEEK (polyetheretherketone), PS/PES (polystyrene/polyethylstyrene), ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PCTFE (homopolymer of chlorotrifluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), 및 ECTFE (ethylene chlorotrifluoroethylene) 로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택된 화학적으로-내성을 갖는 플라스틱으로 형성되는, 리드.
  16. 제 11 항에 있어서,
    적어도 3 개의 상기 가스 유입구들을 포함하는, 리드.
  17. 제 11 항에 있어서,
    적어도 60 개의 상기 가스 유출구들, 바람직하게 적어도 80 개의 상기 가스 유출구들, 및 보다 바람직하게 적어도 100 개의 상기 가스 유출구들을 포함하는, 리드.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 유입구 각각에 각각 피팅되고 가스 공급 도관 또는 매니폴드에 연결되도록 구성된 가스 노즐들을 더 포함하는, 리드.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 리드의 내측으로 대면하는 표면에서 개방되는 제 1 추가 가스 유출구들을 더 포함하고,
    상기 제 1 추가 가스 유출구들은 상기 환상 챔버의 방사상으로 내측에 위치되고, 상기 제 1 추가 가스 유출구들은 상기 리드 아래에서 회전하는 가스 플로우를 생성하도록 배향되는, 리드.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 리드의 내측으로 대면하는 표면에서 개방되는 제 2 추가 가스 유출구들을 더 포함하고,
    상기 제 2 추가 가스 유출구들은 상기 환상 챔버의 방사상으로 내측에 위치되고, 상기 제 2 추가 가스 유출구들은 상기 리드의 방사상 외측으로 지향되는 가스 플로우를 생성하도록 배향되는, 리드.
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