KR20150140226A - 다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털 - Google Patents

다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털 Download PDF

Info

Publication number
KR20150140226A
KR20150140226A KR1020150078063A KR20150078063A KR20150140226A KR 20150140226 A KR20150140226 A KR 20150140226A KR 1020150078063 A KR1020150078063 A KR 1020150078063A KR 20150078063 A KR20150078063 A KR 20150078063A KR 20150140226 A KR20150140226 A KR 20150140226A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
assembly
drive shaft
susceptor
wafer
Prior art date
Application number
KR1020150078063A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102374534B1 (ko
Inventor
조셉 유도브스키
카우샬 강아크헤드카
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/706,405 external-priority patent/US10351956B2/en
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20150140226A publication Critical patent/KR20150140226A/ko
Priority to KR1020170094812A priority Critical patent/KR102374532B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102374534B1 publication Critical patent/KR102374534B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

진공 성능들을 갖는 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털을 포함하는 반도체 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치 및 방법들이 개시된다. 웨이퍼들은, 프로세싱동안 충분한 힘이 웨이퍼가 이동하는 것을 방지하도록, 최상부 표면과 바닥 표면 사이의 차압을 받으며, 차압은 모터 조립체와의 인터페이스를 통해 웨이퍼의 후면(back side)에 감소된 압력을 인가함으로써 발생된다.

Description

다중-웨이퍼 캐러셀 ＡＬＤ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털{INTEGRATED TWO-AXIS LIFT-ROTATION MOTOR CENTER PEDESTAL IN MULTI-WAFER CAROUSEL ALD}
[0001] 본 개시물의 실시예들은 일반적으로, 프로세싱 동안 기판을 지지하는 장치 및 방법들에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시물의 실시예들은 높은(large) 가속력들 하에서 서셉터 상에 기판들을 지지하기 위해 차압(differential pressure)을 이용하는 장치 및 방법들에 관한 것이다.
[0002] 일부 CVD 및 ALD 프로세싱 챔버들에서, 본원에서 웨이퍼들로서 또한 지칭되는 기판들은 전구체 주입기 및/또는 히터 조립체에 대해 이동한다. 이러한 이동이 마찰력의 가속력보다 더 큰 가속력들을 생성하는 경우, 웨이퍼는 변위되어 손상 또는 관련 문제들을 야기할 수 있다. 탈축(off-axis)으로 배치된 웨이퍼들은 이동하는/회전하는 서셉터 상에서 높은 가속도/감속도(deceleration)로 미끄러질 수 있다. 웨이퍼 자체의 중량으로부터의 마찰은, 보다 높은 처리량이 요구되는 툴들 상에 웨이퍼를 지지하기에 불충분할 수 있다.
[0003] 프로세스 동안 회전력들이 웨이퍼를 이동시키는 것(dislodging)을 방지하기 위해, 웨이퍼를 제 위치에(in place) 클램핑 또는 척킹하기 위한 부가적인 하드웨어가 이용될 수 있다. 부가적인 하드웨어는 값이 비싸고, 설치가 어려우며, 이용하기 어려울 수 있고 그리고/또는 사용중에 웨이퍼들에 손상을 야기할 수 있다.
[0004] 따라서, 웨이퍼 및 하드웨어에 대한 뜻하지 않은(accidental) 손상을 방지하기 위해, 프로세싱 동안 웨이퍼를 적소에 유지할 수 있는 방법들 및 장치에 대한 필요성이 기술분야에 존재한다.
[0005] 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예들은 최상부(top) 부분 및 바닥(bottom) 부분을 갖는 모터 하우징을 포함하는 모터 조립체에 관한 것이다. 드라이브 샤프트가 모터 하우징의 최상부 부분으로부터 일정 거리(a distance) 만큼 연장하며, 그 내부에 공동을 갖는다. 모터 하우징 내의 드라이브 샤프트를 중심 축을 중심으로 회전시키도록 모터 하우징 내에 제 1 모터가 있다. 모터 하우징의 바닥 부분에 인접하여 제 2 모터가 있으며, 제 2 모터는 중심 축을 따라 중공형 샤프트 및 제 1 모터를 이동시키도록 모터 하우징 내의 적어도 하나의 레일과 소통한다.
[0006] 본 개시물의 부가적인 실시예들은, 모터 하우징, 드라이브 샤프트, 제 1 모터, 제 2 모터, 시일 하우징(seal housing) 및 물 재킷(water jacket)을 포함하는 모터 조립체에 관한 것이다. 모터 하우징은 최상부 부분 및 바닥 부분을 갖는다. 드라이브 샤프트는 모터 하우징의 최상부 부분으로부터 일정 거리 만큼 연장한다. 드라이브 샤프트는 그 내부에 공동을 가지며, 적어도 하나의 채널이 공동에 대한 유체 연결을 형성한다. 제 1 모터는 모터 하우징 내의 드라이브 샤프트를 중심 축을 중심으로 회전시키기 위해 모터 하우징 내에 있다. 제 2 모터는 모터 하우징의 바닥 부분에 인접하며, 제 1 모터 및 중공형 샤프트를 중심 축을 따라 이동시키기 위해 모터 하우징 내의 적어도 하나의 레일과 소통한다. 시일 하우징은 모터 하우징 내에 있으며, 그 내부에 가스 용적을 갖는다. 시일 하우징은 드라이브 샤프트의 일부분 주위에 위치된다. 가스 용적은, 적어도 하나의 채널을 통해 드라이브 샤프트 내의 공동과 유체 소통(fluid communication)한다. 물 재킷은 시일 하우징에 의해 부분적으로 둘러싸이는 드라이브 샤프트의 하부 부분과 접촉한다.
[0007] 본 개시물의 추가의 실시예들은 프로세싱 챔버들에 관한 것이며, 프로세싱 챔버 내에 적어도 하나의 가스 분배 조립체를 포함한다. 서셉터 조립체가 적어도 하나의 가스 분배 조립체 아래에 있고, 최상부 표면, 바닥 표면, 및 웨이퍼를 지지하기 위한, 최상부 표면 내의 적어도 하나의 리세스(recess)를 포함한다. 모터 조립체는 모터 하우징, 드라이브 샤프트, 제 1 모터, 및 제 2 모터를 포함한다. 모터 하우징은 최상부 부분 및 바닥 부분을 갖는다. 드라이브 샤프트는 모터 하우징의 최상부 부분으로부터 일정 거리 만큼 연장하며, 그 내부에 공동을 갖는다. 제 1 모터는 모터 하우징 내의 드라이브 샤프트를 중심 축을 중심으로 회전시키기 위해 모터 하우징 내에 있다. 제 2 모터는 모터 하우징의 바닥 부분에 인접한다. 제 2 모터는, 적어도 하나의 가스 분배 조립체에 더 가까이 그리고 그로부터 멀리 서셉터 조립체를 이동시키도록, 중심 축을 따라 중공형 샤프트 및 제 1 모터를 이동시키기 위해, 모터 하우징 내의 적어도 하나의 레일과 소통한다. 드라이브 샤프트 내의 공동과 서셉터 조립체 내의 적어도 하나의 리세스의 바닥 표면 사이에서 적어도 하나의 통로가 연장하며, 드라이브 샤프트의 공동에 형성되는 진공이 적어도 하나의 통로를 통해 서셉터 조립체 내의 리세스와 유체 소통한다.
[0008] 본 개시물의 상기 열거된 특징들이 획득되고 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시물의 보다 구체적인 설명이 본 개시물의 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들은 첨부된 도면들에 도시되어 있다. 첨부된 도면들은 본 개시물의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 개시물의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 본 개시물이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 프로세싱 챔버의 부분적 횡단면도를 도시하고; 그리고
[0010] 도 2는 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 가스 분배 조립체의 일부에 대한 도면을 도시하며;
[0011] 도 3은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 프로세싱 챔버의 부분적인 횡단면도를 도시하고;
[0012] 도 4는 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 프로세싱 챔버의 부분적인 횡단면도를 도시하며;
[0013] 도 5는 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 가시적인 진공 통로들을 갖는 서셉터 조립체 내의 리세스의 사시도를 도시하고;
[0014] 도 6은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 서셉터 조립체의 단면 사시도를 도시하며;
[0015] 도 7은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 진공 통로들을 갖는 서셉터 조립체의 부분적인 횡단면도를 도시하고;
[0016] 도 8은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 진공 통로들을 갖는 서셉터 조립체의 부분적인 횡단면도를 도시하며;
[0017] 도 9는 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 서셉터 조립체의 부분적인 횡단면도를 도시하고; 그리고
[0018] 도 10은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 모터 조립체의 횡단면도를 도시한다.
[0019] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통적인 동일한 요소들을 지시하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가 언급 없이도 다른 실시예들에서 유리하게 이용될 수 있는 것으로 생각된다.
[0020] 본 개시물의 실시예들은, 웨이퍼 및 하드웨어에 대한 뜻하지 않은 손상을 방지하거나 최소화하기 위해, 프로세싱 동안 웨이퍼를 적소에 유지할 수 있는 방법들 및 장치를 제공한다. 본 개시물의 특정 실시예들은, 높은 회전 속도들에서 웨이퍼들을 제 위치에 유지하기에 충분한 크기를 갖는, 고유의(unique) 전구체 주입기 디자인으로부터 발생되는(developed) 차압(differential pressure)을 생성하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 이용되는 바와 같이, "웨이퍼", "기판", 등의 용어들은 교환가능하게 이용된다. 일부 실시예들에서, 웨이퍼는 강성인, 별도의(discrete) 기판이다.
[0021] 일부 공간적 ALD 챔버들에서, 증착을 위해 사용되는 전구체들은 웨이퍼 표면에 대해 매우 가까이에서 주입된다. 기체 역학(gas dynamics)을 발생시키기 위해, 주입기 채널들은 주위 챔버보다 더 높은 압력으로 독립적으로 제어된다. 웨이퍼의 후면 측(back side)과 웨이퍼의 전면 측(front side) 사이에 차압을 생성함으로써, 상대적으로 더 큰 가속력에 대해 웨이퍼를 유지하기에 적합한 양압력(positive pressure force)이 발생될 수 있다.
[0022] 본 개시물의 실시예들은 높은 가속력들 하에서 서셉터 상에 기판들(웨이퍼들)을 지지하기 위한 차압의 이용에 관한 것이다. 높은 가속력들은, 캐러셀-타입(carousel-type) 프로세싱 챔버들에서 겪을 수 있는 높은 회전 속도들의 결과로서, 보다 높은 웨이퍼 처리량을 위한, 보다 큰 배치 크기들 및 프로세싱 속도들 또는 보다 높은 왕복운동(reciprocating) 동작으로부터 나타난다.
[0023] 일부 실시예들에서, 웨이퍼들은 주입기 조립체 아래의 서셉터 상의 얕은 포켓들 내에 놓인다. 서셉터는 열 전달, 개선된 기체 역학을 제공할 수 있고, 그리고/또는 기판들에 대한 캐리어 전달수단(carrier vehicle)으로서 작용할 수 있다.
[0024] 본 개시물의 실시예들은 서셉터-바닥의 내측 직경으로부터 웨이퍼 포켓까지의, 진공을 위한 각을 이룬(angled) 홀을 갖는 서셉터들에 관한 것이다. 서셉터는 회전 샤프트 및 샤프트 아래의 회전 모터를 통해 진공 소스에 연결될 수 있다. 서셉터가 탄화 규소 코팅된(SiC) 그래파이트로 제조된다면, 예를 들면 홀 직경의 3배마다(every three times hole diameter), 이격되어 있는 부가적인 홀들이 SiC 코팅의 보다 양호한 침투를 위해 서셉터의 최상부 또는 바닥으로부터 제공될 수 있다. 여분의(redundant) 홀들은 진공을 위해 플러깅된다(plugged). 그래파이트 플러그들은, SiC 코팅 이전에 압입(press-fit)될 수 있으며, 그 후 서셉터가 SiC 코팅된다. 일부 실시예들에서, SiC 코팅된 서셉터 상의 스레딩된(threaded) SiC 코팅된 플러그들 및 제 2 SiC 코팅이, 보다 부식성인 적용예들에 대해 SiC에 의한 그래파이트의 보다 양호한 밀봉을 위해 적용될 수 있다.
[0025] 도 1은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 프로세싱 챔버(100)의 일부를 도시한다. 프로세싱 챔버(100)는 챔버에 반응성 가스들을 분배하기 위한, 적어도 하나의 가스 분배 조립체(110)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예는 단일한 가스 분배 조립체(110)를 갖지만, 당업자들은 임의의 적합한 개수의 가스 분배 조립체들이 있을 수 있음을 이해할 것이다. 각각의 조립체 사이에 공간들을 갖는 또는 그 사이에 사실상 어떠한 공간도 갖지 않는 복수의 조립체들이 존재할 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 웨이퍼(120)가 가스 스트림들의 일관된 반복(consistent repetition)을 효과적으로 겪도록(see), 서로 옆에 위치되는 복수의 가스 분배 조립체들(110)이 존재한다.
[0026] 다양한 타입들의 가스 분배 조립체들(110)이 이용될 수 있지만(예를 들면, 샤워헤드들), 설명의 용이함을 위해, 도 1에 도시된 실시예는 복수의 실질적으로 평행한 가스 채널들(111)을 도시한다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 이용되는 바와 같이, "실질적으로 평행한"이라는 용어는 가스 채널들(111)의 세장형 축(elongate axis)이 동일한 일반적 방향으로 연장하는 것을 의미한다. 가스 채널들(111)의 평행(parallelism)에 약간의 결점들이 있을 수 있다. 그러나, 당업자들은, 캐러셀-타입 프로세싱 챔버가, 웨이퍼의 중심 축으로부터 오프셋된 중심 축을 중심으로 웨이퍼들을 회전시킬 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 구성에서, 실질적으로 평행하지 않은 가스 채널들(111)이 유용할 수 있다. 도 2를 참조하면, 가스 분배 조립체(110)는 파이형 세그먼트일 수 있으며, 파이형 세그먼트에서 가스 채널들(111)은 파이 형상의 내측 에지(115)로부터 파이-형상의 외측 에지(116)를 향해 연장한다. 가스 채널들(111)의 형상은 또한 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 채널들(111)은 내측 에지(115)로부터 외측 에지(116)로 연장하는 채널의 길이를 따라 실질적으로 균일한 폭을 갖는다. 일부 실시예들에서, 가스 채널(111)의 폭(W)은 내측 에지(115)로부터 외측 에지(116)로 연장하는 채널의 길이(L)를 따라 증가한다. 이는 도 2에 도시되며, 도 2에서 가스 채널들(111)들은 내측 에지(115) 근처에서 보다 작은 폭을 갖고 외측 에지(116) 근처에서 보다 넓은 폭을 갖는다. 일부 실시예들에 따르면, 폭의 변화의 종횡비는 위치의 방사상 차이와 동일할 수 있어서, 각각의 채널의 에지들이 동일 지점으로부터 연장한다. 이는 웨이퍼의 모든 지점들이 가스 채널 아래에서 대략 동일한 체류 시간을 갖도록 초래할 수 있다. 달리 말하면, 각각의 채널 폭은 서셉터의 회전 중심으로부터의 거리에 따라 변화할 수 있다.
[0027] 다시 도 1을 참조하면, 복수의 가스 채널들(111)은 적어도 하나의 제 1 반응 가스(A) 채널, 적어도 하나의 제 2 반응 가스(B) 채널, 적어도 하나의 퍼지 가스(P) 채널 및/또는 적어도 하나의 진공(V) 채널을 포함할 수 있다. 제 1 반응 가스(A) 채널(들), 제 2 반응 가스(B) 채널(들), 및 퍼지 가스(P) 채널(들)로부터 유동하는 가스들은 웨이퍼(120)의 최상부 표면(121)을 향하여 지향된다. 가스 유동은 화살표들(112)로 도시된다. 가스 유동의 일부는, 화살표들(113)로 도시된 바와 같이, 웨이퍼(120)의 표면(121)을 수평으로 가로질러, 진공(V) 채널(들)을 통해 프로세싱 영역의 위로 그리고 그 외부로 이동한다. 좌측으로부터 우측으로 이동하는 기판은 각각의 프로세스 가스들에 차례로 노출되어, 기판 표면 상에 층을 형성할 것이다. 기판은, 가스 분배 조립체 아래에서 왕복 동작으로 기판이 이동되는 단일 웨이퍼 프로세싱 시스템에 있을 수 있거나, 하나 또는 그 초과의 기판들이 가스 채널들 아래를 지나면서 중심 축을 중심으로 회전되는 캐러셀-타입 시스템 상에 있을 수 있다. 도 2는 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 캐러셀-타입 시스템의 일부를 도시한다. 도 2의 배향에서, 프로세스 가스들은 도면(drawing sheet)의 평면의 외부로 유동하는 것으로 간주될 수 있다. 경로(127)를 따르는 기판은 각각의 프로세스 가스들에 차례로 노출될 것이다. 경로(127)는 약 90°를 에워싸는 호로서 도시되지만, 당업자들은 경로(127)가 아치형 경로의 임의의 부분 및 임의의 길이일 수 있음을 이해할 것이다.
[0028] 도 3은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예의 횡단면도를 도시한다. 가스 분배 조립체(110)의 횡단면 부분은, 예를 들면 도 2의 퍼지 가스 포트의 길이를 따라 취한 것으로 생각될 수 있다. 가스 분배 조립체(110) 아래에는 서셉터 조립체(130)가 위치될 수 있다. 서셉터 조립체(130)는 최상부 표면(131), 바닥 표면(132) 및 최상부 표면(131) 내의 적어도 하나의 리세스(133)를 포함한다. 리세스(133)는 프로세싱되는 웨이퍼들(120)의 형상 및 크기에 따른 임의의 적합한 형상 및 크기일 수 있다. 도시된 실시예에서, 리세스(133)는 리세스(133)의 외측 둘레 에지(outer peripheral edge) 주위에 2개의 단차(step) 영역들(134)을 갖는다. 단차 영역들(134)은 웨이퍼(120)의 외측 주변 에지(122)를 지지하는 크기로 만들어질 수 있다. 단차 영역들(134)에 의해 지지되는, 웨이퍼(120)의 외측 둘레 에지(122)의 양은, 예를 들면 이미 웨이퍼의 후면 측(123) 상에 있는 피쳐들의 존재 및 웨이퍼의 두께에 따라 달라질 수 있다.
[0029] 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(130)의 최상부 표면(131) 내의 리세스(133)는, 리세스(133) 내에 지지되는 웨이퍼(120)가 서셉터 조립체(130)의 최상부 표면(131)과 실질적으로 동일 평면상의 최상부 표면(121)을 갖도록 하는 크기로 만들어진다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 동일 평면상의" 라는 용어는, 웨이퍼의 최상부 표면과 서셉터 조립체의 최상부 표면이 ±0.2 mm 이내로 동일 평면상임을 의미한다. 일부 실시예들에서, 최상부 표면들은 ± 0.15 mm, ± 0.10 mm 또는 ± 0.05 mm 이내로 동일 평면상이다.
[0030] 리세스의 바닥(135)은, 리세스(133)의 바닥으로부터 서셉터 조립체(130)를 통하여 서셉터 조립체(130)의 드라이브 샤프트(160)로 연장하는 적어도 하나의 통로(140)를 갖는다. 통로(들)(140)는 임의의 적합한 형상 및 크기일 수 있으며, 리세스(133)와 드라이브 샤프트(160) 사이에 유체 소통을 형성할 수 있다. 도 3에 도시된 통로(140)는 리세스의 바닥에 대해 각도를 이룬다. 일부 실시예들에서, 통로(140)는 리세스와의 유체 소통을 형성하는 하나 초과의 레그를 포함한다. 예를 들면, 통로(140)의 주요 부분은 서셉터의 최상부 표면 또는 바닥 표면에 평행하게 연장할 수 있으며, 통로의 주요 부분에 대해 터닝된(turned) 제 2 레그에 연결될 수 있다. 드라이브 샤프트(160)는, 드라이브 샤프트(160)의 공동(161) 내에 (진공으로 언급되는) 감소된 압력의 영역을 형성하는 진공 소스(165)에 연결될 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 이러한 문맥에서 사용되는 "진공"이라는 용어는 프로세싱 챔버의 압력보다 낮은 압력을 갖는 영역을 의미한다. 일부 실시예들에서, 진공 또는 감소된 압력의 영역은 약 50 Torr 미만, 또는 약 40 Torr 미만, 또는 약 30 Torr 미만, 또는 약 20 Torr 미만, 또는 약 10 Torr 미만, 또는 약 5 Torr 미만, 또는 약 1 Torr 미만, 또는 약 100 mTorr 미만, 또는 약 10 mTorr 미만의 압력을 갖는다.
[0031] 공동(161)은, 외부 진공의 손실이 있는 경우, 공동(161) 내의 진공이 감소된 압력으로 유지될 수 있도록, 진공 플리넘으로서 작용할 수 있다. 공동(161) 내의 진공이 통로(140)를 통해 웨이퍼(120)의 후면 측(123) 상으로 흡인될(draw) 수 있도록, 통로(140)가 공동(161)과 소통된다.
[0032] 웨이퍼(120) 아래의 리세스(133) 내의 진공 또는 부분적인 진공으로 인해, 웨이퍼(120) 위의 반응 영역(102) 내의 압력은 리세스(133) 내의 압력보다 더 크다. 이러한 차압(pressure differential)은 프로세싱 동안 웨이퍼(120)가 이동하는 것을 방지하기에 충분한 힘을 제공한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 웨이퍼(120) 아래의 리세스(133) 내의 압력은 웨이퍼(120) 위의 압력 및 프로세싱 챔버(100) 내의 압력보다 더 낮다.
[0033] 가스 분배 조립체(110)에 의해 방출되는 가스 스트림들로부터 웨이퍼(120)의 최상부 표면(121)에 인가되는 압력은, 웨이퍼 아래의 감소된 압력과 함께, 웨이퍼를 제 위치에 유지하도록 돕는다. 이는 웨이퍼들이 중심 축으로부터 오프셋되고 중심 축을 중심으로 회전되는 캐러셀-타입 프로세싱 챔버들에서 특히 유용할 수 있다. 서셉터 조립체의 회전과 연관되는 원심력은 웨이퍼가 중심 축으로부터 멀리 슬라이딩되게 할 수 있다. 진공에 의해 웨이퍼의 후면 측에 인가되는 압력에 대한 가스 분배 조립체로부터의 가스 압력에 기인한, 웨이퍼의 바닥 측에 대한 웨이퍼의 최상부 측 상의 차압은 웨이퍼의 이동을 방지하도록 돕는다. 가스 분배 조립체의 가스 채널들은 동시에(예를 들면, 함께 제어되는 모든 출력 채널들 ― 반응 가스들 및 퍼지 채널들), 그룹들로(예를 들면, 함께 제어되는 모든 제 1 반응 가스 채널들) 또는 독립적으로(예를 들면, 인접하는 채널로부터 별도로 제어되는 가장 좌측의 채널, 등) 제어될 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "출력 채널들", "가스 채널들", "가스 주입기들" 등의 용어는, 프로세싱 챔버 내로 가스가 통과하여 주입되는, 슬롯, 채널 또는 노즐 타입 개구를 의미하도록 교환가능하게 이용된다. 일부 실시예들에서, 제 1 반응 가스 채널, 제 2 반응 가스 채널, 및 적어도 하나의 퍼지 가스 채널은 독립적으로 제어된다. 독립적인 제어는 서셉터 조립체의 리세스 내에 위치되는 웨이퍼의 최상부 표면 상에 양압(positive pressure)을 제공하는데 유용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 개별적인 제 1 반응 가스 주입기, 제 2 반응 가스 주입기, 퍼지 가스 주입기 및 펌프 채널은 개별적으로 그리고 독립적으로 제어될 수 있다.
[0034] 웨이퍼의 최상부 표면과 웨이퍼의 바닥 표면 사이의 차압은, 예를 들면, 가스 분배 조립체로부터의 가스들의 압력, 가스 분배 조립체로부터의 가스들의 유량, 가스 분배 조립체와 웨이퍼 또는 서셉터 표면 사이의 거리 및 진공 압력을 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 이용되는 바와 같이, 차압은 웨이퍼 아래의 압력에 대한 웨이퍼 위의 압력의 크기(measure)이다. 웨이퍼 위의 압력은 웨이퍼 표면에 인가되는 압력 또는 프로세싱 챔버(100)의 반응 영역(102) 내의 압력이다. 웨이퍼 아래의 압력은, 리세스 내의 압력인, 서셉터 조립체(130)에서 진공 압력의 바닥 표면 상의 압력이다. 차압의 크기는 웨이퍼가 척킹되는 정도에 직접적으로 영향을 줄 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨이퍼(120)의 최상부 표면(121)과 웨이퍼(120)의 바닥 표면(123) 사이의 차압은 약 15 torr 초과, 또는 약 10 torr 초과, 또는 약 5 torr 초과이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 웨이퍼(120)의 최상부 표면(121)과 리세스(133) 내의 압력 사이의 차압은, 약 200 rpm의 회전 속도에서 약 320 mm의 볼트 중심 반경에 300 mm 웨이퍼를 유지하기에 충분히 큰 척킹력과 동일하다.
[0035] 일부 실시예들에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 프로세싱 챔버(100)는 가열 조립체(150)를 포함한다. 가열 조립체는, 서셉터 조립체(130)의 아래 및/또는 가스 분배 조립체(110)가 아닌, 서셉터 조립체(130)의 대향 측 상을 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 프로세싱 챔버 내의 임의의 적합한 위치에 위치될 수 있다. 가열 조립체(150)는 웨이퍼(120)의 온도를 프로세스에서 유용한 온도들로 상승시키기 위해 프로세싱 챔버에 충분한 열을 제공한다. 적합한 가열 조립체들은, 서셉터 조립체(130)의 바닥 표면을 향해 복사 에너지(radiant energy)를 지향시키는 복사 히터들(예를 들면, 복수의 램프들) 및 저항 히터들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
[0036] 가스 분배 조립체(110)와 웨이퍼(120)의 최상부 표면(121) 사이의 거리는 조정될 수 있으며, 가스 분배 조립체로부터의 가스 유동들의 효율 및 차압에 영향을 미칠 수 있다. 거리가 너무 크면, 가스 유동들은 웨이퍼의 표면과 만나기 전에 외측으로 확산되어, 더 낮은 차압 및 덜 효율적인 원자 층 증착 반응을 초래할 수 있다. 거리가 너무 작으면, 가스 유동들은 표면을 가로질러 가스 분배 조립체의 진공 포트들로 유동할 수 없을 수 있으며, 큰 차압을 초래할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨이퍼 표면과 가스 분배 조립체 사이의 갭은 약 0.5 mm 내지 약 2.0 mm의 범위 이내, 또는 약 0.7 mm 내지 약 1.5 mm의 범위 이내, 또는 약 0.9 mm 내지 약 1.1 mm의 범위 이내, 또는 약 1.0 mm이다.
[0037] 도 3에 도시된 리세스(133)는 웨이퍼(120)의 외측 둘레 에지(122) 주위에서 웨이퍼(120)를 지지한다. 리세스(133)의 두께, 강성 및/또는 진공 압력에 따라, 이러한 배열은 웨이퍼의 성공적인 척킹을 초래하여, 서셉터 조립체(130)의 회전 또는 이동중에 웨이퍼의 이동을 방지하거나 최소화할 수 있다. 그러나, 웨이퍼가 두껍지 않거나 뻣뻣하지(stiff) 않은 경우, 또는 리세스(133)의 진공 압력이 너무 낮은 경우, 웨이퍼의 중심 부분이 웨이퍼(120)의 외측 둘레 에지(122)보다 가스 분배 조립체(110)로부터 더 멀리 떨어지도록, 웨이퍼(120)가 편향될 수 있다.
[0038] 도 4는 보다 큰 지지 표면적을 제공함으로써 웨이퍼의 편향을 방지하도록 돕는 다른 실시예를 도시한다. 여기서, 웨이퍼(120)는 후면 측(123)의 대부분(majority)에 걸쳐서 서셉터 조립체(130)에 의해 지지된다. 이 도면은 서셉터 조립체의 횡단면을 도시한다. 서셉터 조립체(130)의 중심 부분(137)은 자유 부유(free floating)하는 것이 아니라, 횡단면도와 상이한 평면에서 서셉터의 나머지에 연결된다. 통로(140)는 드라이브 샤프트(160)로부터, 또는 드라이브 샤프트(160) 내의 공동(161)으로부터 리세스(133) 쪽으로 연장한다. 통로(140)는 서셉터 조립체(130)의 최상부 표면(131) 쪽으로 연장하는 채널(146)에 연결된다. 진공은 채널(146) 및 통로(140)를 통하는 진공에 의해 서셉터 조립체(130)에 웨이퍼(120)를 척킹한다.
[0039] 도 5는 도 4의 서셉터 조립체와 유사한 서셉터 조립체(130)의 사시도를 도시한다. 도시된 서셉터 조립체(130)는 웨이퍼의 외측 둘레 에지(122)(미도시)를 지지하기 위한, 비교적 큰 단차 영역(134)을 갖는 리세스(133)를 갖는다. 리세스(133)는 채널(146)을 드라이브 샤프트 내의 진공에 연결하는 넓은(large) 통로(140)를 포함한다. 도시된 채널은 대문자 세타(theta)와 같이 성형되어, 링의 직경에 걸쳐서 연장하는 채널 부분(또는 교차 그루브(cross groove))을 갖는 채널 링을 제공한다. 서셉터 조립체(130)의 중심 부분(137)은, 중심 부분(137) 및 단차 영역(134)이 웨이퍼를 동시에 지지하도록, 단차 영역(134)과 대략 동일 평면상에 있을 수 있다.
[0040] 도 6은 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 서셉터 조립체(130)의 사시도를 도시한다. 여기서, 통로(140)는 드라이브 샤프트(160)로부터 리세스(133) 쪽으로 연장되어, 진공 플리넘으로서 작용하는 공동(161)을 리세스 내의 채널(146)과 연결한다. 통로(140)는 서셉터 조립체(130)의 최상부 표면(131)을 통로(140)와 연결하는 복수의 홀들(147)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(130)의 최상부 표면(131)과 서셉터 조립체(130)의 바닥 표면(132) 중 하나로부터 통로(140)로 연장하는 적어도 하나의 홀이 존재한다. 이러한 홀들(147)은 통로(140)의 내측이 코팅될 수 있게 하기 위해 서셉터 조립체의 제조 중에 생성될(예를 들면, 드릴가공될) 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(130)는 탄화규소 코팅을 갖는다. 일부 실시예들의 서셉터 조립체는 탄화규소 코팅된 그래파이트이다. 홀들(147)은 통로(140) 상에 탄화규소가 코팅될 수 있게 하며, 그 후 플러그들(148)로 밀봉된다. 플러그들은, 탄화규소, 탄화규소 코팅된 그래파이트, 탄화규소 코팅을 갖는 물질 및 그래파이트를 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다. 플러그들(148)이 홀들(147) 내로 삽입된 후, 서셉터 조립체는 홀들(147)의 부가적인 밀봉을 제공하기 위해, 다시 탄화규소로 코팅될 수 있다. 플러그들(148)은 압입(예를 들면, 마찰 끼워맞춤)될 수 있거나, 상보적인 나사의 나사산들에 의해 홀들(147)에 연결될 수 있거나, 또는 어떤 다른 기계적 연결(예를 들면, 에폭시)에 의해 연결될 수 있다.
[0041] 탄화규소 코팅된 서셉터 조립체(130)의 준비 중에, 홀들(147)은 탄화규소가 통로(140)를 코팅하기에 유용한 통로를 제공한다. 홀들(147)의 크기 및 간격은 코팅의 효율에 영향을 미칠 수 있다. 홀들(147)은 홀 직경의 증분들만큼(in increments) 이격될 수 있다. 예를 들면, 홀들의 직경이 5 mm라면, 간격은 5x mm일 수 있으며, 이때 x는 임의의 적합한 값이다. 예를 들면, 간격은 홀 직경의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10배일 수 있다. 홀들(147)은 통로(140)의 길이를 따라 임의의 적합한 지점들에 위치될 수 있으며, 통로(140) 길이에 걸쳐서 고르게 분포될 필요는 없다. 도 6에 도시된 바와 같이, 홀들(147)은, 통로(140)가 서셉터 조립체(130)의 최상부 표면(131)으로부터 가장 먼, 서셉터 조립체(130)의 내측 부분을 향해 집중된다.
[0042] 통로들(140)은 웨이퍼(120)를 척킹하기 위해 리세스(133)에 진공을 공급하는데 이용될 수 있다. 그러나, 웨이퍼가 프로세싱될 때, 진공이 너무 강해서, 프로세싱된 웨이퍼를 리세스로부터 쉽게 제거할 수 없을 수 있다. 웨이퍼의 제거를 용이하게 하기 위해, 통로들(140)은 또한 웨이퍼(120)의 후면 측을 향해 가스의 유동을 제공하도록 이용될 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 후면 측에 양압을 제공하는 것은 서셉터 조립체로부터 웨이퍼가 용이하게 제거될 수 있게 한다.
[0043] 도 9는 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 서셉터 조립체의 개략도를 도시한다. 여기서, 드라이브 샤프트 내의 공동(161)으로 이어지는 통로(140)에 리세스(133)가 연결된다. 통로(140) 내에는 밸브(171)가 위치된다. 밸브(171)는 커넥터(141)를 통하여 통로(140)와 공동(161) 사이의 유체 연결을 허용할 수 있다. 공동(161) 내에 진공 또는 감소된 압력의 영역이 형성된다면, 밸브는 커넥터(141) 및 통로(140)를 통하여 리세스(133)에 공동(161)을 연결할 수 있다. 밸브(171)는 통로(140)와 공동(161) 사이의 유체 연결을 차단하도록 스위칭될 수 있다. 밸브는 통로(140)를 격리시키는 닫힌 위치로 설정될 수 있거나, 커넥터(142)를 통해 디척킹 가스 플리넘(173)과 통로(140) 사이에 연결이 형성되는 위치로 설정될 수 있다. 디척킹 가스 플리넘(173)은 디척킹 가스 소스(175)와 유체 소통하는 것으로 도시된다. 디척킹 가스 소스(175)는, 질소, 아르곤, 헬륨, 또는 불활성 가스를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 임의의 적합한 가스를 포함할 수 있다.
[0044] 도 7은 서셉터 조립체(130)의 다른 실시예를 도시한다. 여기서, 통로(140)는 서셉터 조립체(130)의 외측 에지로부터 리세스(133)의 바닥에 대해 대체로 평행하게 연장한다. 플러그(148)가 통로(140)의 단부를 막는다. 통로의 제 1 부분(140a)은 제 2 부분(140b)을 향해 나아가며 드라이브 샤프트(160) 내로 연장한다. 채널(146)은 리세스(133)의 대략 중심에서 통로(140)로부터 리세스(133)의 바닥으로 연장한다. 복수의 스탠드오프들(149)이 리세스(133)의 바닥(135)으로부터 단차 영역(134)의 제 1 단차의 높이까지 연장한다. 복수의 스탠드오프들(149)은 휨(bowing)을 방지하거나 최소화하도록 웨이퍼에 대한 지지를 제공한다. 스탠드오프들(149)은, 진공이 전체 리세스에 영향을 미치도록 허용하기 위해, 리세스 주위에 갭들을 두고 위치된다.
[0045] 도 8은 서셉터 조립체(130)의 다른 실시예를 도시한다. 여기서, 리세스는 초기 단차 영역(134)의 높이보다 점진적으로 더 높아지는 복수의 단차들을 포함한다. 제 1 단차 영역(134a)은 제 1 높이를 갖는다. 제 2 단차 영역(134b)은 제 1 높이 초과의 제 2 높이를 갖는다. 제 3 단차 영역(134c)은 제 2 높이 초과의 제 3 높이를 갖는다. 3개의 단차 영역들이 도시되지만, 당업자들은 임의의 개수의 단차 영역들이 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 도시된 실시예에서, 제 1, 제 2 및 제 3 단차 영역들의 높이들은 리세스의 중심을 향하여 증가한다. 일부 실시예들에서, 개별적인 단차 영역들의 높이들은, 리세스의 중심에 대한 영역의 위치와 별개로, 일부 영역들이 다른 영역들보다 더 높은 높이를 갖도록 변할 수 있다.
[0046] 개별적인 단차 영역들의 직경 및 높이들은 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 단차 영역(134a)은 초기의 단차 영역(134)에 대해 약 10 ㎛ 내지 약 90 ㎛의 범위 내의 높이를 갖는다. 웨이퍼(120)가 초기 단차 영역(134) 상에 놓이기 때문에, 초기 단차 영역(134)이 서셉터 조립체(130)의 최상부 표면(131)의 레벨 아래에 있을지라도, 제 1 높이는 초기 단차 영역(134)에 대해 측정된다. 일부 실시예들에서, 제 1 높이는 약 20 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 범위, 또는 약 30 ㎛ 내지 약 70 ㎛의 범위, 또는 약 40 ㎛ 내지 약 60 ㎛의 범위 이내이다.
[0047] 도 8에 도시된 실시예에서, 일부 실시예들의 제 2 단차 영역(134b)은 약 35 ㎛ 내지 약 115 ㎛의 범위의 높이를 가지며, 제 1 단차 영역(134a)의 높이보다 더 높다. 일부 실시예들에서, 제 2 단차 영역(134b)은 약 45 ㎛ 내지 약 105 ㎛의 범위, 또는 약 55 ㎛ 내지 약 95 ㎛의 범위, 또는 약 65 ㎛ 내지 약 85 ㎛의 범위의 높이를 갖는다.
[0048] 도 8에 도시된 실시예에서, 제 3 단차 영역(134c)은 약 60 ㎛ 내지 약 140 ㎛의 범위의 높이를 가지며, 제 2 단차 영역(134b)의 높이보다 높다. 일부 실시예들에서, 제 3 단차 영역(134c)은 약 70 ㎛ 내지 약 130 ㎛의 범위, 또는 약 80 ㎛ 내지 약 120 ㎛의 범위, 또는 약 90 ㎛ 내지 약 110 ㎛의 범위의 높이를 갖는다.
[0049] 스탠드오프들(149)의 높이는, 스탠드오프가 위치되는 특정 단차 영역의 높이에 따라 다를 수 있다. 도 8을 참조하면, 제 3 단차 영역 내의 스탠드오프들은 제 1 단차 영역 내의 스탠드오프들보다 더 높다. 일부 실시예들의 스탠드오프들은, 리세스 내에 위치된 웨이퍼가 서셉터 조립체의 최상부 표면과 실질적으로 동일 평면에 있도록, 스탠드오프의 최상부를 초기 단차 영역과 실질적으로 동일 평면으로 만들기에 충분한 높이를 갖는다.
[0050] 진공 소스(165)는 밸브(162)를 통해 공동(161)에 연결될 수 있다. 밸브(162)는, 진공 소스(165)로부터의 진공의 손실이 있는 경우에, 진공 소스(165)로부터 공동(161)을 격리시키기 위해 이용될 수 있다. 이는, 진공 소스가 재연결되거나 수리되는 동안까지 서셉터 조립체 상의 웨이퍼들이 척킹되어 유지되도록, 공동(161)이 진공 플리넘으로서 작용하도록 허용한다.
[0051] 서셉터 조립체(130) 내의 각각의 개별적인 리세스들(133)은 별도의 통로(140) 및 밸브(171)를 포함할 수 있다. 이는 각각의 개별적인 리세스(133)가 공동(161) 내의 진공으로부터 격리되도록 허용한다. 예를 들면, 프로세싱되는 웨이퍼(120)는 프로세싱 챔버의 로딩/언로딩 구역에 대해 회전될 수 있다. 밸브(171)는 웨이퍼의 후면 측 상에 양압을 야기하도록, 닫히거나 디척킹 가스 플리넘(173)으로 스위칭되어, 로봇이 웨이퍼를 픽업하도록 허용할 수 있다. 웨이퍼를 픽업한 후, 밸브는 닫힐 수 있어서, 리세스(133) 내의 압력은 챔버의 압력과 동일해질 것이다. 리세스 내에 새로운 웨이퍼가 배치될 수 있으며, 밸브(171)는 새로운 웨이퍼를 척킹하기 위해 공동(161)과의 유체 연결을 허용하도록 다시 스위칭될 수 있다.
[0052] 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따르면, 서셉터의 리프트 및 회전을 위한 통합된 2-축 모터들에 의해 구동되는, 캐러셀 스타일 서셉터 상의 중심 페디스털이, 예를 들면 웨이퍼들을 척킹/디척킹하기 위해 진공 또는 질소를 포함시키는(incorporating) 데에 또한 이용될 수 있다. 부가적으로, 일부 실시예들은, 예를 들면 플라즈마 처리 동안, 시일들과 모터 마그넷들 및 웨이퍼들의 전기 접지를 유지하기 위해, 물 또는 냉각제를 활용한다.
[0053] 도 10을 참조하면, 본 개시물의 하나 또는 그 초과의 실시예에 대해 이용되는 모터 조립체(200)의 개략도가 제공된다. 모터 조립체(200)는 최상부 부분(203) 및 바닥 부분(204)을 갖는 모터 하우징(202)을 갖는다. 도시된 모터 조립체(200)는, 하우징(202)의 측부들(207)과 일체로 형성될 수 있거나 개별적인 컴포넌트들일 수 있는 바닥(206)을 포함한다.
[0054] 모터 조립체(200)는 모터 하우징(202)의 최상부 부분(203)으로부터의 드라이브 샤프트(210)를 포함한다. 드라이브 샤프트(210)는 바디(213) 및 그 안의 공동(212)을 포함한다. 공동(212)은 가스 또는 진공 소스와 유동 소통할 수 있으며, 하기에서 더 설명되는 바와 같이 플리넘으로서 작용할 수 있다.
[0055] 드라이브 샤프트(210)는, 공동을 내부에 유지하면서 웨이퍼 프로세싱 동안 서셉터 조립체를 지지할 수 있는 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 드라이브 샤프트(210)는 스테인리스 스틸을 포함하는 물질로 제조된다. 드라이브 샤프트(210)의 치수들은, 예를 들면, 서셉터 조립체의 크기 및 중량, 또는 서셉터 조립체 상에 지지되는 다른 컴포넌트에 따라 변할 수 있다.
[0056] 드라이브 샤프트(210)는 모터 하우징(202)으로부터 거리(D) 만큼 연장한다. 이러한 거리(D)는 프로세싱 전에, 프로세싱 동안 그리고/또는 프로세싱 후에 변하거나 변경될 수 있다. 사용시, 모터 조립체(200)는 서셉터 조립체를 지지하고 회전시킨다. 드라이브 샤프트(210)가 모터 하우징(202)으로부터 연장하는 거리(D)는 서셉터 및 그 위에 지지되는 임의의 웨이퍼들의 수직 높이에 직접적으로 관련된다.
[0057] 드라이브 샤프트(210)는 모터 하우징(202) 내에 위치되는 제 1 모터(220)와 접촉하고 있다. 제 1 모터(220)는 모터 하우징(202) 내에서 중심 축(211)을 중심으로 드라이브 샤프트(210)를 회전시킨다. 드라이브 샤프트(210)는 제 1 모터에 접촉, 마찰, 또는 하드웨어에 의해 연결될 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 드라이브 샤프트(210)는 제 1 모터(220)에 연결되는 모터/샤프트 인터페이스(222)에 연결된다. 모터/샤프트 인터페이스(222)는, 스테인리스 스틸 또는 알루미늄을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 임의의 적합한 물질일 수 있다. 모터/샤프트 인터페이스(222) 물질은 하기에서 설명되는 드라이브 샤프트(210) 또는, 시일 하우징(240)의 팽창 계수와 유사한 팽창 계수를 가질 수 있다. 제 1 모터(220)는 드라이브 샤프트(210)를 회전시킬 수 있는 임의의 적합한 타입의 모터일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 모터(220)는 중공형 드라이브 샤프트(210)에 직접적으로 커플링되는 다이렉트 드라이브 모터이다.
[0058] 다이렉트 드라이브 모터는 하나의 볼 스크류 모터와 2개의 대칭적 기계 레일들의 결합으로 상승되고 하강될 수 있다. 일부 실시예들에서, 볼 스크류는 샤프트 틸팅을 최소화하기 위해 가능한 중심에 가깝게 위치된다. 모터 하우징(202)의 바닥 부분(204)에 인접하여 제 2 모터(230)가 위치된다. 제 2 모터(230)는, 볼 스크류 모터를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 임의의 적합한 타입의 모터일 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 제 2 모터(230)는 모터 하우징(202) 외부에 위치되지만, 모터 하우징 내에 또한 배치될 수 있다. 제 2 모터(230)는, 중심 축(211)의 길이를 따라 드라이브 샤프트(210) 및 제 1 모터(220)를 이동시키기 위해, 모터 하우징(202) 내의 적어도 하나의 레일(232)과 소통한다. 중심 축(211)의 길이를 따르는 이동은, 모터 하우징(202)의 최상부 부분(203)으로부터 드라이브 샤프트(210)가 연장하는 거리(D)를 변화시킨다. 제 2 모터 스크류(236)를 따라 너트(234)가 위치된다. 스크류(236)의 회전은 너트(234)가 스크류(236)의 길이를 따라 이동하게 한다.
[0059] 제 2 모터(230)는 조립체(200)의 중심 축(211)에 대한 임의의 위치에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 모터(230)는, 이동 중에 모터 조립체의 랙킹(racking)을 최소화하기 위해, 중심 축(211)에 가능한 가깝게 위치된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 모터 조립체는 원형이며(round), 제 2 모터(230)의 기능적 컴포넌트들(예를 들면, 스크류, 너트 및 레일)은 중심 축(211)으로부터 측정된 모터(220)의 반경의 50% 내에 위치된다.
[0060] 일부 실시예들에서, 모터 하우징(202) 내에는 적어도 2개의 대칭적 레일들(232)이 존재한다. 2개의 레일들은 중심 축(211)의 어느 한 측(either side) 또는 스크류(236)의 어느 한 측 상에 위치될 수 있다. 예를 들면, 도 10에 도시된 단일 레일(single rail)(232)은, 너트(234)가 동시에 접촉하는 2개의 피스들일 수 있다.
[0061] 모터 조립체(200)는 또한, z-세타 모터에 대한 다이나믹 시일들(dynamic seals)의 조합을 위한 시일 하우징(240)을 포함할 수 있으며, 시일 하우징은 고속 회전 드라이브 샤프트(210)에 대해, 그 측부 상에 홀들을 갖는 진공 채널을 제공한다. 시일 하우징(240)은 모터 하우징(202) 내에 그리고 드라이브 샤프트(210)의 적어도 일부 주위에 위치될 수 있다. 일부 실시예들의 시일 하우징(240)은 진공 소스(241) 또는 가스 소스(미도시) 중 하나 또는 그 초과의 소스 내로 유체 소통한다. 진공 소스(241) 또는 가스 소스는 포트(242)를 통해 시일 하우징에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시일 하우징(240)은 가스 또는 진공을 유지하기 위한 가스 용적(243)을 포함한다. 진공 소스(241)가 시일 하우징(240)에 연결될 때, 가스 용적(243)은 진공 하에 있다. 가스 소스(미도시)가 시일 하우징(240)에 연결될 때, 가스 용적(243)은 가스를 유지시킬 수 있다.
[0062] 도 10에 도시된 바와 같이, 드라이브 샤프트(210)는 시일 하우징(240)의 가스 용적(243)과 드라이브 샤프트의 공동(212) 사이의 유체 연결을 형성하는 적어도 하나의 채널(215)을 포함할 수 있다. 시일 하우징(240)은 시일 하우징(240)과 드라이브 샤프트(210) 사이의 기밀 밀봉을 형성하기 위한 적어도 하나의 o-링(245)을 포함한다. 도 10에 도시된 실시예에서, 채널(215) 위와 아래에 위치되는 것으로 도시된 2개의 o-링들(245)이 존재한다. o-링들(245)은 기밀 밀봉을 보장하는 것을 도우면서, 공동(212)으로부터 채널(215)을 통해, 시일 하우징(240) 가스 용적(243) 내로 그리고 최종적으로 진공 소스(241)로 가스들이 유동할 수 있게 한다. 진공 소스 대신 가스 소스가 이용되는 경우, 가스 유동 경로는 반대이다.
[0063] 일부 실시예들에서, 드라이브 샤프트 내의 적어도 하나의 채널(215)은 중심 축(211)에 대해 실질적으로 수직으로 연장한다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 이에 관하여 사용된 "실질적으로 수직"이라는 용어는 중심 축(211)에 대한 채널(215) 축의 각도가 약 45도와 같거나 그보다 크다는 것을 의미한다. 일부 실시예들에서, 중심 축(211)에 대한 채널 축의 각도는, 약 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 또는 85도보다 크다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 중심 축에 대한 채널 축의 각도는 약 85 내지 약 90도의 범위, 또는 약 80 내지 약 90도의 범위이다.
[0064] 드라이브 샤프트(210) 내에 형성된 채널들(215)의 개수는 임의의 적합한 개수일 수 있다. 일부 실시예들에서, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 그보다 많은 별도의 채널들이 드라이브 샤프트(210)의 본체(213)를 통하여 연장하여, 공동(212)과 가스 용적(243) 사이의 유체 연결을 형성한다. 일부 실시예들에서, 바디(213)를 통하여 연장하는 4개의 교차-드릴가공된 채널들(cross-drilled channels)이 존재한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 단일 구역 20 mm 직경 진공이 서셉터에 피딩되고, 샤프트 립 시일(최상부 o-링(245))과 쿼드 시일(하부 o-링(245)) 사이의 원형 포켓 내에 제공되며, 그 후 4개의 측부 홀들 또는 채널들을 통하여 샤프트를 차지한다(taken up). 일부 실시예들에서, 드라이브 샤프트(210) 내의 공동은 100 mm 직경을 가지며, 웨이퍼 교체중에 웨이퍼들의 나머지를 척킹되도록 유지하기 위한 진공 저장소(reservoir)로서 이용될 수 있다.
[0065] 진공 격리는, 스테인리스 스틸 벨로우즈(260), 및/또는 시일 하우징(240)에 수용되는 다이나믹 립 시일들(o-링들(245))의 조합을 이용하여 보조되거나 달성될 수 있다. 프로세싱 환경으로부터 시일 하우징(240)의 가스 용적(243)을 더 격리시키기 위해, 모터 하우징(202)의 최상부(205)와 시일 하우징 사이에 벨로우즈(260)가 위치된다. 모터 하우징(202)의 최상부(205)는 임의의 적합한 방법에 의해 모터 하우징 측부들(207)에 연결될 수 있다. 최상부(205)는 기계적으로 측부들(207)에 부착되는 별도의 컴포넌트일 수 있거나, 측부들(207)과 일체형으로 형성될 수 있다. 벨로우즈(260)는, 중심 축(211)의 길이를 따라 모터(220), 드라이브 샤프트(210) 및 시일 하우징(240)의 이동 중에 팽창하고 수축한다.
[0066] 서셉터를 지지하는 로터 샤프트가, 다이렉트-드라이브 모터 마그넷들에 대한 열전도를 방지하도록 냉각되어 자기 소거(demagnetization)를 야기할 수 있다. 다이렉트 드라이브 모터일 수 있는 제 1 모터(220)는 시일 하우징(240)을 통하여 물을 흐르게 함으로써 수냉각될(water cooled) 수 있다. 부가적으로, 실시예에 따라서, 서셉터가 550℃까지의 프로세스 온도들로 종종 가열되기 때문에, 드라이브 샤프트(210)의 바닥 단부는 과열로 인한 모터 마그넷들 및 다이나믹 시일들에 대한 손상을 방지하도록 냉각된다. 이는, 샤프트에 대한 물 재킷의 압입 연결을 통해 시일들까지 흐르는 물을 이용하여 드라이브 샤프트(210) 아래에 수 회전식 유니온(water rotary union) 또는 물 재킷(270)을 부착, 접촉 또는 볼팅(bolting)함으로써 실행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 물 재킷(270)은 모터/샤프트 인터페이스(222)를 통하여 연장하는 드라이브 샤프트(210)의 바닥과 접촉한다. 물 재킷(270)은 드라이브 샤프트(210)의 하부 부분에 연결될 수 있지만, 이 둘 사이의 단순 접촉이 드라이브 샤프트(210)를 냉각시키기에 충분할 수 있다. 드라이브 샤프트(210)의 회전 동안, 물 재킷(270)은 또한 회전할 수 있거나, 정지되어 유지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시일 하우징(240)은 물 재킷(270)의 일부 주위에 위치된다.
[0067] 물 재킷으로서 언급되었지만, 당업자들은 임의의 타입의 냉각제가 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들면, 자동차 부동액이 물 대신에 이용될 수 있다. 물 재킷(270)은 일반적으로, 우수한 열의 전도체인 물질로 제조된다. 일부 실시예들에서, 물 재킷은 알루미늄으로 제조된다.
[0068] 도 10에 도시된 실시예에서, 물 재킷(270)은 재킷/유니온 인터페이스(274)를 통해 회전식 유니온(272)에 연결된다. 회전식 유니온(272)은 드라이브 샤프트(210)의 회전 동안 정지되어 유지될 수 있지만, 물 재킷(270)은 드라이브 샤프트(210)와 회전한다. 이는 유입구 튜브(275)를 통하여 정지된 회전식 유니온(272)으로 유동하는 냉각제(가스 또는 액체)에 의해 달성될 수 있다. 그 후 냉각제는 재킷/유니온 인터페이스(274)까지 유동하며, 재킷/유니온 인터페이스에서 튜브는 물 재킷(270) 내의 대응하는 튜브에 그리고 나서 배출구 튜브(276) 외부로 연결된다.
[0069] 전기 와이어들이 서셉터까지 이르게 하기 위해, 전기 멀티-전도체 슬립 링이 수 회전식 유니온 아래에 볼팅될 수 있다. 샤프트의 바닥에 장착된 슬립 링에 의해, 서셉터로부터 드라이브 샤프트(210)를 통하여 아래로 전기적 연결이 이루어질 수 있다. 슬립 링 및 모터/샤프트 인터페이스(222)(모터/샤프트 유니온으로서 또한 언급됨)는 동일한 컴포넌트 또는 상이한 컴포넌트들일 수 있다. 서셉터 상에 웨이퍼들을 접지시키기 위한 복수의(multiple) 와이어들 및 복수의 구역들에서의 서셉터 온도들을 체크하기 위한 복수의 열전쌍 와이어들이 드라이브 샤프트(210), 물 재킷(270)을 통해, 전기 피드 도관(277)을 통해 연장할 수 있다.
[0070] 본 개시물의 일부 실시예들은, 도 10의 모터 조립체와 같은, 모터 조립체(200), 및 드라이브 샤프트(210)의 최상부 부분(217)과 소통하는 서셉터를 포함하는 서셉터 조립체들에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 드라이브 샤프트(210)의 최상부 부분(217)에 토크 플레이트(280)가 연결된다. 토크 플레이트(280)는 드라이브 샤프트(210)와 서셉터 조립체(130) 사이의 인터페이스를 형성한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 토크 플레이트(280)와 서셉터 조립체(130) 사이에 반사기 플레이트(282)가 위치된다. 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(130)로부터의 열은 평행하게 적층된 복수의 스테인리스 스틸 플레이트들(반사기 플레이트들(282))에 의해 점진적으로 감소된다. 샤프트 주위의 히터로부터의 열(도 3 참조)은 드라이브 샤프트 주위의 17-4 PH 스틸 반사기 실드들을 이용하여 다시 반사되어, 샤프트를 보다 저온으로(cooler) 유지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 서셉터를 통해 전도되는 남아있는 열은, 샤프트 아래의 수 회전식 유니온과 함께, 전술된 물 재킷을 사용하여 샤프트를 수 냉각시킴으로써 감소된다. 물 또는 냉각제는 드라이브 샤프트의 두께 내의 건-드릴 홀들(gun-drill holes)을 통해 또는 압입 알루미늄 물 재킷 아래의 수 회전식 유니온을 모터 샤프트에 볼팅함으로써 빠져나갈(passed) 수 있다.
[0071] 일부 실시예들에서, 각도를 이루는 홀들이 서셉터 바닥의 내측 직경으로부터 척킹/디척킹을 위한 각각의 웨이퍼 포켓들까지 제공된다. 각도를 이루는 홀들은 진공 누출을 방지하기 위한 높은 온도들의 페이스 시일들(face seals) 없이, 정밀 기계가공된 편평한 플레이트들과 함께 중공형 드라이브 샤프트에 연결될 수 있다. 중공형 샤프트는 외부 진공 손실의 경우, 진공 플리넘과 같이 작용할 수 있다.
[0072] 일부 실시예들에서, 도 5 및 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 서셉터 조립체(130)는 서셉터 조립체(130)의 최상부 표면(131)의 복수의 리세스들(133)을 포함한다. 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 통로들(140)은 드라이브 샤프트(210)의 공동(212)으로부터 서셉터 조립체(130)의 리세스들(133)로 연장한다. 일부 실시예들에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 통로들(140)은 통로와 유체 소통하는 밸브를 포함할 수 있다. 다중-구역 진공 척킹은 캐러셀 상의 각각의 웨이퍼 포켓의 독립적인 제어를 가능하게 하며, 이는 웨이퍼 교환을 돕는다. 진공 구역들의 각각은 서셉터를 지지하는 로터 샤프트를 통해 연결되고, 서셉터까지의 전기적 피드들 및 다양한 유체들, 예를 들면, 웨이퍼 디척킹 또는 퍼징을 위한 질소 가스를 위한 도관일 수 있으며; 멀티-구역 진공은 척킹을 위해 적용될 수 있다.
[0073] 본 개시물의 실시예들에 이용하기 위한 기판들은 임의의 적합한 기판일 수 있다. 상세한 실시예들에서, 기판은 강성의 별개의(discrete), 일반적으로 평면인 기판이다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 이용된 바와 같이, "별개의"라는 용어는 기판에 대해 나타낼 때, 기판이 일정한 치수를 갖는 것을 의미한다. 특정 실시예들의 기판은 200 mm 또는 300 mm 직경의 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼이다.
[0074] 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 이용된 바와 같이, "반응성 가스", "반응성 전구체", "제 1 전구체", "제 2 전구체" 등의 용어들은 기판 표면 또는 기판 표면 상의 층과 반응할 수 있는 가스들 및 가스 종들을 나타낸다.
[0075] 일부 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 층들은 플라즈마 강화 원자 층 증착(PEALD) 프로세스 동안 형성될 수 있다. 일부 프로세스들에서, 플라즈마의 이용은, 표면 반응들이 유리하고 알맞게(likely) 되는, 여기된 상태로 종을 촉진시키기에 충분한 에너지를 제공한다. 프로세스에 플라즈마를 도입하는 것은 연속적이거나 펄스형(pulsed)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 전구체들(또는 반응 가스들)의 연속적인 펄스들 및 플라즈마는 층을 프로세싱하기 위해 이용된다. 일부 실시예들에서, 시약들(reagents)은 국소적으로(즉, 프로세싱 영역 내에서) 또는 원격으로(즉, 프로세싱 영역 외부에서) 이온화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 이온화는, 이온들 또는 다른 에너제틱한(energetic) 또는 발광 종들이 증착 필름과 직접 접촉하지 않도록, 증착 챔버의 상류에서 발생할 수 있다. 일부 PEALD 프로세스들에서, 플라즈마는 프로세싱 챔버 외부에서, 이를테면 원격 플라즈마 발생기 시스템에 의해서 발생된다. 플라즈마는 당업자들에게 공지된 임의의 적합한 플라즈마 발생 프로세스 또는 기술에 의해 발생될 수 있다. 예를 들면, 플라즈마는 마이크로파(MW) 주파수 발생기 또는 무선 주파수(RF) 발생기 중 하나 또는 그 초과에 의해 발생될 수 있다. 플라즈마의 주파수는 이용중인 특정 반응 종들에 따라 조절될 수 있다. 적합한 주파수들은, 그에 제한되는 것은 아니지만 2 MHz, 13.56 MHz, 40 MHz, 60 MHz 및 100 MHz를 포함한다. 플라즈마들은 본원에서 개시된 증착 프로세스들 동안 이용될 수 있지만, 플라즈마들은 필수적이지 않을 수 있다. 실제로, 다른 실시예들은 플라즈마가 없는 매우 온건한(mild) 조건들 하에서의 증착 프로세스들에 관한 것이다.
[0076] 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 기판은 층을 형성하기 이전에 그리고/또는 층을 형성한 이후에 프로세싱을 받는다. 이러한 프로세싱은 동일한 챔버에서 또는 하나 또는 그 초과의 별도의 프로세싱 챔버들에서 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 추가의 프로세싱을 위해 제 1 챔버로부터 별도의 제 2 챔버로 이동된다. 기판은 제 1 챔버로부터 별도의 프로세싱 챔버로 직접적으로 이동될 수 있거나, 기판은 제 1 챔버로부터 하나 또는 그 초과의 이송 챔버들로 이동된 후 별도의 프로세싱 챔버로 이동될 수 있다. 따라서, 프로세싱 장치는 이송 스테이션과 소통하는 복수의 챔버들을 포함할 수 있다. 이러한 종류의 장치는 "클러스터 툴" 또는 "클러스터링된 시스템" 등으로 지칭될 수 있다.
[0077] 일반적으로, 클러스터 툴은, 기판-중심 찾기 및 배향, 탈가스(degassing), 어닐링, 증착 및/또는 에칭을 포함한 다양한 기능들을 수행하는 복수의 챔버들을 포함하는 모듈형 시스템이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 클러스터 툴은 적어도 제 1 챔버 및 중앙 이송 챔버를 포함한다. 중앙 이송 챔버는 프로세싱 챔버들 및 로드 록 챔버들 사이에서 기판들을 왕복시킬 수 있는 로봇을 수용할 수 있다. 이송 챔버는 전형적으로, 진공 조건에서 유지되며, 하나의 챔버로부터 다른 챔버로 그리고/또는 클러스터 툴의 전방 단부에 위치된 로드록 챔버로 기판들을 왕복시키기 위한 중간 스테이지를 제공한다. 본 개시물에 대해 적응될 수 있는 2개의 주지된 클러스터 툴들은 Centura® 및 Endura®이며, 이 둘은 모두 캘리포니아 산타 클라라에 소재한 Applied Materials, Inc.로부터 입수 가능하다. 그러한 하나의 스테이지화된(staged) 진공 기판 프로세싱 장치의 세부사항들은, 1993년 2월 16일자로 발행된, Tepman 등의, 발명의 명칭이 "Staged-Vacuum Wafer Processing Apparatus and Method"인 U.S.특허 제5,186,718호에서 개시된다. 그러나, 챔버들의 정확한 배열 및 조합은 본원에서 설명된 바와 같은 프로세스의 특정 단계들을 수행하기 위한 목적들을 위해 변경될 수 있다. 이용될 수 있는 다른 프로세싱 챔버들은, 제한되지는 않지만, 주기적 층 증착(CLD), 원자 층 증착(ALD), 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 에칭, 사전-세정, 화학적 세정, RTP와 같은 열처리, 플라즈마 질화, 탈가스, 배향, 히드록실화(hydroxylation) 및 다른 기판 프로세스들을 포함한다. 클러스터 툴 상의 챔버에서 프로세스들을 실행함으로써, 후속 필름을 증착하기 전에 산화가 없으므로 대기중의 불순물들에 의한 기판의 표면 오염이 방지될 수 있다.
[0078] 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 기판은 연속적으로 진공 또는 "로드 록" 조건들 하에 있으며, 하나의 챔버로부터 다음 챔버로 이동될 때 대기(ambient air)에 노출되지 않는다. 따라서, 이송 챔버들은 진공 하에 있으며, 진공 압력 하에서 "펌핑다운(pumped down)"된다. 불활성 가스들은 프로세싱 챔버들에 또는 이송 챔버들에 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판의 표면 상에 실리콘 층을 형성한 이후에 반응물들의 일부 또는 전부를 제거하기 위한 퍼지 가스로서 불활성 가스가 이용된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 퍼지 가스는 반응물들이 증착 챔버로부터 이송 챔버 및/또는 부가적인 프로세싱 챔버로 이동하는 것을 방지하도록, 증착 챔버의 출구에서 주입된다. 따라서, 불활성 가스의 유동은 챔버의 출구에 커튼(curtain)을 형성한다.
[0079] 기판은 단일 기판 증착 챔버들에서 프로세싱될 수 있으며, 이러한 챔버들에서, 단일 기판은 다른 기판이 프로세싱되기 전에, 로딩되고, 프로세싱되고, 언로딩된다. 기판은 또한, 컨베이어 시스템과 같이 연속적인 방식으로 프로세싱될 수 있으며, 이러한 시스템에서 복수의 기판들은 챔버의 제 1 부분으로 개별적으로 로딩되고, 챔버를 통해 이동하며, 챔버의 제 2 부분으로부터 언로딩된다. 챔버 및 관련 컨베이어 시스템의 형상은 직선 경로 또는 곡선 경로를 형성할 수 있다. 부가적으로, 프로세싱 챔버는 캐러셀일 수 있으며, 이러한 캐러셀에서, 복수의 기판들이 중심 축을 중심으로 이동되며, 캐러셀 경로 전체에 걸쳐서 증착, 에칭, 어닐링, 세정, 등의 프로세스들에 노출된다.
[0080] 프로세싱 중에, 기판은 가열되거나 냉각될 수 있다. 그러한 가열 또는 냉각은 기판 지지부의 온도 변경 및 가열된 또는 냉각된 가스들의 기판 표면으로의 유동을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 수단에 의해 달성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부는 기판 온도를 전도성으로 변화시키도록 제어될 수 있는 히터/냉각기를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 사용중인 가스들(반응 가스들 또는 불활성 가스들)은 기판 온도를 국소적으로 변화시키도록 가열되거나 냉각된다. 일부 실시예들에서, 히터/냉각기는 기판 온도를 대류식으로 변화시키도록 기판 표면에 인접하여 챔버 내에 위치된다.
[0081] 기판은 또한, 프로세싱 중에 정지되어 있거나 회전될 수 있다. 회전하는 기판은 연속적으로 회전되거나 개별적인 단계들로 회전될 수 있다. 예를 들면, 기판은 프로세스 전체에 걸쳐서 회전될 수 있거나, 기판은 상이한 반응 또는 퍼지 가스들에 대한 노출 사이에서 작은 양만큼 회전될 수 있다. 프로세싱 동안 기판을 회전시키는 것은(연속적으로 또는 단계적으로), 예를 들면 가스 유동 기하형상들의 국소적 변화성의 영향을 최소화함으로서 보다 균일한 증착 또는 에칭을 생성하는 것을 도울 수 있다.
[0082] 본원의 개시물은 특정 실시예들에 대하여 설명되었지만, 이러한 실시예들은 본 개시물의 응용예들 및 원리들의 단지 예시임이 이해되어야 한다. 본 개시물의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 본 개시물의 방법 및 장치에 대한 다양한 변형예들 및 변화들이 이루어질 수 있음이 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시물은 첨부된 청구항들 및 등가물들의 범주 이내인 변형예들 및 변화들을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 모터 조립체로서:
    최상부 부분 및 바닥 부분을 갖는 모터 하우징;
    상기 모터 하우징의 상기 최상부 부분으로부터 일정 거리(a distance) 만큼 연장하며 내부에 공동을 가지는 드라이브 샤프트;
    상기 모터 하우징 내의 상기 드라이브 샤프트를 중심 축을 중심으로 회전시키기 위한, 상기 모터 하우징 내의 제 1 모터; 및
    상기 모터 하우징의 상기 바닥 부분에 인접한 제 2 모터 ― 상기 제 2 모터는 상기 중심 축을 따라 상기 제 1 모터 및 중공형 샤프트를 이동시키기 위해 상기 모터 하우징 내의 적어도 하나의 레일과 소통함 ―;를 포함하는
    모터 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 하우징 내의 시일 하우징(seal housing)을 더 포함하고, 상기 시일 하우징은 상기 드라이브 샤프트의 일부 주위에 위치되는
    모터 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시일 하우징은 진공 소스와 유체 소통하는
    모터 조립체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 드라이브 샤프트는, 상기 드라이브 샤프트의 상기 공동과 상기 시일 하우징 사이에 유체 연결을 형성하는 적어도 하나의 채널을 포함하는
    모터 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 시일 하우징은, 상기 시일 하우징과 상기 드라이브 샤프트 사이에 기밀 시일(gas-tight seal)을 형성하는 o-링을 포함하는
    모터 조립체.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 드라이브 샤프트의 하부 부분과 접촉하는 물 재킷(water jacket)을 더 포함하는
    모터 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시일 하우징은 상기 물 재킷의 일부 주위에 위치되는
    모터 조립체.
  8. 모터 조립체로서:
    최상부 부분 및 바닥 부분을 갖는 모터 하우징;
    상기 모터 하우징의 상기 최상부 부분으로부터 일정 거리 만큼 연장하는 드라이브 샤프트 ― 상기 드라이브 샤프트는 내부에 공동을 가지며, 적어도 하나의 채널이 상기 공동에 대한 유체 연결을 형성함 ― ;
    상기 모터 하우징 내의 상기 드라이브 샤프트를 중심 축을 중심으로 회전시키기 위한, 상기 모터 하우징 내의 제 1 모터;
    상기 모터 하우징의 상기 바닥 부분에 인접하는 제 2 모터 ― 상기 제 2 모터는 상기 중심 축을 따라 상기 제 1 모터 및 중공형 샤프트를 이동시키기 위해 상기 모터 하우징 내의 적어도 하나의 레일과 소통함 ― ;
    상기 모터 하우징 내의 시일 하우징 ― 상기 시일 하우징은 그 내부에 가스 용적을 가지며 상기 드라이브 샤프트의 일부 주위에 위치되고, 상기 가스 용적은 상기 적어도 하나의 채널을 통하여 상기 드라이브 샤프트 내의 상기 공동과 유체 소통함 ― ; 및
    상기 시일 하우징에 의해 부분적으로 둘러싸이는 상기 드라이브 샤프트의 하부 부분과 접촉하는 물 재킷;을 포함하는
    모터 조립체.
  9. 서셉터 조립체로서:
    제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 모터 조립체; 및
    상기 드라이브 샤프트의 상기 최상부 부분과 소통하는 서셉터;를 포함하는
    서셉터 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 드라이브 샤프트와 상기 서셉터 사이의 인터페이스를 형성하는 토크 플레이트를 더 포함하는
    서셉터 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 토크 플레이트와 상기 서셉터 사이의 반사기 플레이트(reflector plate)를 더 포함하는
    서셉터 조립체.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 서셉터는 상기 서셉터의 최상부 표면 내에 복수의 리세스들을 포함하는
    서셉터 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 드라이브 샤프트의 상기 공동으로부터 상기 서셉터 내의 상기 리세스들로 연장하는 복수의 통로들을 더 포함하는
    서셉터 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    통로와 유체 소통하는 밸브를 더 포함하는
    서셉터 조립체.
  15. 프로세싱 챔버로서:
    상기 프로세싱 챔버 내의 적어도 하나의 가스 분배 조립체;
    상기 적어도 하나의 가스 분배 조립체 아래의 서셉터 조립체 ― 상기 서셉터 조립체는 최상부 표면, 바닥 표면, 및 웨이퍼를 지지하기 위한, 상기 최상부 표면 내의 적어도 하나의 리세스를 포함함 ―; 및
    제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 모터 조립체;를 포함하는
    프로세싱 챔버.
KR1020150078063A 2014-06-05 2015-06-02 다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털 KR102374534B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170094812A KR102374532B1 (ko) 2014-06-05 2017-07-26 다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462008485P 2014-06-05 2014-06-05
US62/008,485 2014-06-05
US14/706,405 US10351956B2 (en) 2013-03-14 2015-05-07 Integrated two-axis lift-rotation motor center pedestal in multi-wafer carousel ALD
US14/706,405 2015-05-07

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170094812A Division KR102374532B1 (ko) 2014-06-05 2017-07-26 다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150140226A true KR20150140226A (ko) 2015-12-15
KR102374534B1 KR102374534B1 (ko) 2022-03-14

Family

ID=55021256

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150078063A KR102374534B1 (ko) 2014-06-05 2015-06-02 다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털
KR1020170094812A KR102374532B1 (ko) 2014-06-05 2017-07-26 다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170094812A KR102374532B1 (ko) 2014-06-05 2017-07-26 다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털

Country Status (3)

Country Link
KR (2) KR102374534B1 (ko)
CN (1) CN105280483B (ko)
TW (1) TWI665753B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9964863B1 (en) 2016-12-20 2018-05-08 Applied Materials, Inc. Post exposure processing apparatus
CN108962810A (zh) * 2017-05-24 2018-12-07 北京北方华创微电子装备有限公司 一种承载基座及预清洗装置
US11499666B2 (en) * 2018-05-25 2022-11-15 Applied Materials, Inc. Precision dynamic leveling mechanism with long motion capability

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02310393A (ja) * 1989-05-22 1990-12-26 Nec Corp 半導体基板鍍金装置
KR20010029869A (ko) * 1999-07-01 2001-04-16 조셉 제이. 스위니 기판 처리챔버의 서셉터에 인가된 에너지를 반사시키는 장치
KR20080014072A (ko) * 2005-06-08 2008-02-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 회전 기판 지지부 및 그 이용 방법
JP2012199408A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5186718A (en) * 1989-05-19 1993-02-16 Applied Materials, Inc. Staged-vacuum wafer processing system and method
US5273553A (en) * 1989-08-28 1993-12-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for bonding semiconductor substrates
US5356476A (en) * 1992-06-15 1994-10-18 Materials Research Corporation Semiconductor wafer processing method and apparatus with heat and gas flow control
JPH07183266A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 回転式基板処理装置
US20090120368A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Applied Materials, Inc. Rotating temperature controlled substrate pedestal for film uniformity
JP5187231B2 (ja) * 2009-02-24 2013-04-24 株式会社安川電機 プリアライナ装置、ウェハ搬送システム、半導体製造装置、半導体検査装置およびウェハのアライメント方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02310393A (ja) * 1989-05-22 1990-12-26 Nec Corp 半導体基板鍍金装置
KR20010029869A (ko) * 1999-07-01 2001-04-16 조셉 제이. 스위니 기판 처리챔버의 서셉터에 인가된 에너지를 반사시키는 장치
KR20080014072A (ko) * 2005-06-08 2008-02-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 회전 기판 지지부 및 그 이용 방법
JP2012199408A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102374532B1 (ko) 2022-03-14
CN105280483A (zh) 2016-01-27
TWI665753B (zh) 2019-07-11
KR20170090391A (ko) 2017-08-07
KR102374534B1 (ko) 2022-03-14
CN105280483B (zh) 2020-10-30
TW201546948A (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190109036A1 (en) Spring-Loaded Pins For Susceptor Assembly And Processing Methods Using Same
US10351956B2 (en) Integrated two-axis lift-rotation motor center pedestal in multi-wafer carousel ALD
US11984343B2 (en) Apparatus and methods for semiconductor processing
US11427912B2 (en) High temperature rotation module for a processing chamber
KR20150119901A (ko) 인젝터 대 기판 갭 제어를 위한 장치 및 방법들
KR102374532B1 (ko) 다중-웨이퍼 캐러셀 ａｌｄ에서 통합된 2-축 리프트-회전 모터 중심 페디스털
US10658223B2 (en) Apparatus for prevention of backside deposition in a spatial ALD process chamber
TWI783445B (zh) 熱控制的蓋堆疊組件
TW202302904A (zh) 熱噴淋頭
KR20230087601A (ko) 더 높은 처리량 및 더 빠른 전이 시간을 위한 반도체 프로세싱 챔버 아키텍처
KR20150120423A (ko) 기판들의 차압 척킹을 위한 장치 및 방법들
US20240141492A1 (en) Semiconductor manufacturing susceptor pocket edge for process improvement
US12094748B2 (en) Bipolar esc with balanced RF impedance
WO2019152514A1 (en) Gas injector insert segment for spatial ald

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant