KR20160062065A - 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어 - Google Patents

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KR20160062065A
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carrier
substrate carrier
electrode
rti
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KR1020167010409A
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존 엠. 화이트
주오퀴안 왕
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

프로세싱 시스템에서 사용하도록 적응된 기판 캐리어는 전극 어셈블리 및 지지 베이스를 포함한다. 전극 어셈블리는, 기판 캐리어에 기판을 고정시키기 위한 정전 척킹 력을 생성하도록 구성된다. 지지 베이스는, 지지 베이스에 형성된 가열/냉각 레저부아를 갖는다. 전극 어셈블리 및 지지 베이스는, 프로세싱 시스템 내의 운반을 위해 구성된 일체형 바디를 형성한다. 퀵 디스커넥트는 바디에 커플링되고, 바디가 열 조절 매체의 소스로부터 디커플링되는 경우에, 가열/냉각 레저부아에 열 조절 매체를 트랩핑하도록 구성된다.

Description

통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어{SUBSTRATE CARRIER WITH INTEGRATED ELECTROSTATIC CHUCK}
[0001] 본 발명의 실시예들은 일반적으로, 기판 캐리어에 관한 것이고, 더 상세하게는, 수직 및 다른 프로세싱 시스템들에서 사용하는데 적합한 통합된(integrated) 정전 척을 갖는 기판 캐리어에 관한 것이다.
[0002] 플라즈마 디스플레이 패널들, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들, 및 액정 디스플레이들은, 플랫 패널 디스플레이들을 위해 빈번하게 사용된다. 액정 디스플레이들(LCD)은 일반적으로, 액정 재료의 층이 사이에 샌드위칭된, 함께 접합된 2개의 글래스 기판들을 포함한다. 글래스 기판은 반도체 기판일 수 있거나, 또는 투명한 기판, 예컨대 글래스, 석영, 사파이어, 또는 클리어(clear) 플라스틱 막일 수 있다. LCD는 또한, 백 라이팅을 위해 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
[0003] 플랫 패널 디스플레이들 또는 솔라 패널들의 제조 동안에, 글래스 또는 투명한 기판 상에 재료 층들을 증착하기 위한 플라즈마 프로세스들이, 플랫 패널 디스플레이들 또는 솔라 패널들을 포함하는 구조들을 형성하기 위해, 반복적으로 수행될 수 있다. 몇몇 프로세싱 시스템들은, 프로세싱 동안에, 수직 배향(orientation)으로 기판을 홀딩(hold)한다. 수직 배향으로 기판을 프로세싱하는 동안에, 종종, 기판의 마스크 부분을 제어하는 것이 어렵다. 종종, 마스크는 기판에 대해 한번 클램핑되고, 따라서, 그러한 정렬은 전체 증착 프로세스 전반에 걸쳐 유지된다. 마스크의 팽창 또는 리포지셔닝(repositioning)이 수용될 수 없다.
[0004] 게다가, 수직 배향으로 프로세싱되는 기판들은 종종, 기계적인 클램핑 력(clamping force)을 사용하여, 기판 캐리어 상에 홀딩된다. 이송 그리고 때때로 프로세싱 동안에 기판을 홀딩하기 위해 사용되는 통상적인 기계적인 클램핑 캐리어들은 종종, 높은 기계적인 클램핑 력으로 인해, 기판 손상을 초래할 수 있다. 부가하여, 통상적인 기계적인 클램핑 캐리어들은 일반적으로, 에지들에서 기판을 홀딩하고, 따라서, 기판을 고정적으로 픽업하기 위해 충분한 클램핑 력이 적용되는 것을 보장하기 위해, 기판의 에지들과의 고도로 집중된 물리적인 접촉을 초래한다. 기판의 에지들에 집중되는 이러한 기계적인 접촉은 불가피하게, 접촉 오염 또는 물리적인 손상을 생성하여, 바람직하지 않게, 기판을 오염시킨다. 특히, 스마트 폰들, 플라즈마 디스플레이 패널들, LED, 또는 솔라 셀 애플리케이션들을 위해 사용되는 기판들의 경우에, 얇은 기판들이 종종 활용되고, 따라서, 손상 없이 기판들을 이송하는 것의 어려움이 증가된다.
[0005] 통상적인 플라즈마 프로세싱 애플리케이션들에서, 챔버 내의 온도는 상이한 범위들에서 제어될 수 있다. 유기 재료들이 글래스 기판 상에 형성되는 몇몇 애플리케이션들에서, 플라즈마 프로세스에서 제어되는 온도는 전형적으로, 섭씨 250 도 미만이다. 수직 프로세싱 시스템에서, 플라즈마 프로세싱 동안의 기판 캐리어에 대한 온도 제어는, 기판 캐리어에 대한 온도의 불량한 제어가 재료 증착 실패를 초래할 수 있을 뿐만 아니라, 기판 캐리어 상에 배치된 기판에 대한 척킹 능력에 영향을 미쳐서, 불가피하게, 기판들을 홀딩하는 캐리어의 능력에 악영향을 미치는, 기판 캐리어의 일관되지 않는 또는 바람직하지 않은 전기 특성들을 초래하기 때문에, 어렵게 되었다. 따라서, 프로세싱 동안에 얇은 기판들을 척킹하는 능력, 뿐만 아니라, 강화된 열 저항 및 온도 제어를 갖는 기판 캐리어를 갖는 것이 바람직할 것이다.
[0006] 마스크와 효과적으로 인터페이싱(interfacing)하면서, 수직 배향으로 기판을 유지하는데 적합한, 프로세싱 시스템에서 기판들을 이송하기 위한 방법 및 장치에 대한 필요성이 존재한다.
[0007] 프로세싱 시스템에서 사용하도록 적응된 기판 캐리어는 전극 어셈블리 및 지지 베이스를 포함한다. 전극 어셈블리는 기판 캐리어에 기판을 고정시키기 위한 정전 척킹 력을 생성하도록 구성된다. 지지 베이스는, 지지 베이스에 형성된 가열/냉각 레저부아(reservoir)를 갖는다. 전극 어셈블리 및 지지 베이스는, 프로세싱 시스템 내의 운반을 위해 구성된 일체형(unitary) 바디를 형성한다. 커넥터(connector)는 바디에 커플링되고, 가열/냉각 레저부아에 진입하도록 열 조절 매체를 전달하도록 구성된다.
[0008] 다른 실시예에서, 기판 캐리어, 로딩 스테이션, 및 프로세싱 챔버를 포함하는 프로세싱 시스템이 제공된다. 기판 캐리어는, 정전 척킹 력을 생성하도록 구성된 전극 어셈블리, 및 가열/냉각 레저부아가 내부에 형성된 지지 베이스를 포함한다. 전극 어셈블리 및 지지 베이스는, 프로세싱 시스템 내의 운반을 위해 구성된 일체형 바디를 형성한다. 기판 캐리어는 또한, 바디에 커플링된 퀵 디스커넥트(quick disconnect)를 포함한다. 퀵 디스커넥트는, 바디가 열 조절 매체의 소스로부터 디커플링되는(decoupled) 경우에, 가열/냉각 레저부아에 열 조절 매체를 트랩핑하도록 구성된다. 로딩 스테이션은, 전력 소스 및 열 조절 매체의 소스를 캐리어에 연결시키도록 적응된다. 프로세싱 챔버는 캐리어를 수용하도록 적응되고, 캐리어는, 캐리어 상에 정전기적으로 커플링된 기판을 갖는다.
[0009] 또 다른 실시예에서, 프로세싱 시스템에서 기판을 운반하기 위한 방법이 제공되며, 그 방법은, 기판 로딩 스테이션에 배치된 기판 캐리어 상으로 기판을 이송하는 단계, 기판 캐리어에 기판을 정전기적으로 척킹하는 단계, 및 기판 로딩 스테이션으로부터 프로세싱 챔버로, 실질적으로 수직인 배향으로, 기판 캐리어에 정전기적으로 척킹되어 있으면서, 기판을 이송하는 단계를 포함한다.
[0010] 또 다른 실시예에서, 프로세싱 시스템에서 사용하도록 적응된 기판 캐리어가 제공되며, 기판 캐리어는, 지지 베이스, 지지 베이스 상에 배치된, 인터리빙된(interleaved) 전극 핑거(finger)들이 내부에 형성된 전극 어셈블리, 및 지지 베이스에 커플링되고, 전극 어셈블리에 대해 전력 소스를 전기적으로 연결해제(disconnect)시키도록 구성된 커넥터를 포함하고, 지지 베이스 및 전극 어셈블리는, 프로세싱 시스템 내에서 운반되도록 적응된 일체형 바디를 구성한다.
[0011] 독립적으로 어드레싱 가능한 전극 어셈블리들을 갖는 캐리어 상에 배치되면서 기판을 프로세싱하기 위한 방법들이 또한 제공된다. 일 예에서, 기판을 프로세싱하기 위한 방법이 제공되며, 그 방법은, 제 1 척킹 모드에서 동작하는 복수의 독립적으로 제어가능한 전극 어셈블리들을 활용하여, 캐리어에 기판을 척킹하는 단계, 프로세싱 챔버 내로 척킹된 기판을 이송하는 단계, 및 전극 어셈블리들 중 적어도 하나가 제 1 척킹 모드에서 동작하는 상태를 유지하면서, 전극 어셈블리들 중 적어도 하나를 제 1 척킹 모드로부터 제 2 척킹 모드로 선택적으로 변화시키는 단계를 포함한다.
[0012] 다른 예에서, 기판을 프로세싱하기 위한 방법이 제공되며, 그 방법은, 온-보드(on-board) 제어기에 의해 제어되는 온-보드 전력 소스로부터, 운반가능한 캐리어의 복수의 전극 어셈블리들로 제 1 척킹 전력을 선택적으로 제공하는 단계, 프로세싱 챔버 내로 척킹된 기판을 이송하는 단계, 및 전극 어셈블리들 중 적어도 하나에 제 1 척킹 전력이 여전히 제공되면서, 온-보드 전력 소스로부터 전극 어셈블리들 중 적어도 하나로 제 2 척킹 전력을 선택적으로 제공하는 단계를 포함한다.
[0013] 본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된, 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0014] 도 1a 내지 도 1d는, 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어 상에 보유된 기판과 함께 사용되는 프로세싱 시스템을 예시하는 개략도들을 도시한다.
[0015] 도 1e는, 다른 실시예에 따른, 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어를 갖는 프로세싱 시스템의 개략적인 표현이다.
[0016] 도 2는, 프로세싱 시스템 내에서 기판 캐리어를 이동시키기 위해 활용되는 구동 시스템의 부분적인 단면도이다.
[0017] 도 3a는, 기판 캐리어의 정면도이다.
[0018] 도 3b는, 기판 캐리어가 내부에 배치된 프로세싱 챔버의 일 실시예의 개략적인 상단 단면도이다.
[0019] 도 4a는, 몇몇 실시예들에 따른, 기판 캐리어의 통합된 정전 척을 갖는 기판 지지 플레이트의 일 실시예의 분해도를 도시한다.
[0020] 도 4b는, 수직 배향의 기판 캐리어의 일 실시예의 측면도를 도시한다.
[0021] 도 5a는, 수평 배향으로 포지셔닝된, 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어의 기판 지지 플레이트의 횡단면도를 도시한다.
[0022] 도 5b는, 수직 배향으로 포지셔닝된, 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어의 횡단면도를 도시한다.
[0023] 도 5c는, 수직 배향으로 포지셔닝된, 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어의 다른 실시예의 횡단면도를 도시한다.
[0024] 도 6은, 전극 어셈블리의 어레이를 예시하는 기판 캐리어의 정면도를 도시한다.
[0025] 도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따라 제공된, 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어를 사용하여, 기판을 이송하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
[0026] 도 8a 내지 도 8c는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법의 다양한 스테이지들에 대응하는, 캐리어 및 노즐의 순차적인 도면들이다.
[0027] 도 9는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법의 흐름도이다.
[0028] 도 10은, 전극 어셈블리들의 어레이를 갖는 캐리어의 개략도이다.
[0029] 도 11은, 기판을 프로세싱하기 위한 방법의 다른 흐름도이다.
[0030] 이해를 용이하게 하기 위하여, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해 가능한 경우에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이, 추가적인 설명 없이 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0031] 본 발명은 일반적으로, 프로세싱 동안에 수직 배향으로 기판을 유지하는데 적합한 기판 캐리어, 및 이를 사용하기 위한 방법들에 관한 것이다. 기판 캐리어는 통합된 정전 척을 포함한다. 기판 캐리어는, 원하는 온도 범위 내에서, 기판 캐리어 상에 배치된 기판의 온도를 제어가힉 위해, 온도 제어가능할 수 있다.
[0032] 본원에서 논의되는 실시예들은, 수직 증착 시스템, 예를 들어 수직 CVD 또는 수직 PVD 챔버, 예컨대, 캘리포니아, 산타클라라의 Applied Materials, Inc.로부터 입수가능한 변형된 AKT New AristoTM Twin PVD 시스템을 활용하여 실시될 수 있다. 본 발명의 실시예들이, 비-인라인(즉, 클러스터) 시스템들을 포함하고, 다른 제조자들에 의해 판매되는 시스템들을 포함하는 다른 프로세싱 시스템들에서 또한 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본원에서 설명되는 기판 캐리어가 특히, 수직 프로세싱 시스템들에서 사용하는데 유익하지만, 기판 캐리어는, 수평 배향과 같이 비-수직으로 기판을 보유하는 프로세싱 시스템들에 대해 동등하게 적응된다는 것이 또한 유의되어야 한다.
[0033] 도 1a 내지 도 1d는, 챔버(110) 내에서 진행되고 있는 기판들(206) 상으로의 증착을 제어하기 위해 활용되는, 예컨대 제 1 마스크(132a) 및 제 2 마스크(132b)와 같은 마스크들(132)에 대하여 다양한 포지션들에 있는 증발 소스(100)를 갖는 프로세싱 챔버(110)를 예시한다. 상이한 포지션들 사이에서의 증발 소스(100)의 이동은 화살표들(109B, 109C, 및 109D)에 의해 표시된다. 도 1a 내지 도 1d는, 증발 도가니(crucible)(104) 및 분배 파이프(106)를 갖는 증발 소스(100)를 도시한다. 노즐(10)은 기판(206) 상에 재료를 지향시키기 위해 파이프(106)로부터 연장된다. 분배 파이프(106)는 지지부(102)에 의해 지지된다. 추가로, 몇몇 실시예들에 따르면, 증발 도가니(104)가 또한, 지지부(102)에 의해 지지될 수 있다. 동작 시에, 예컨대 제 1 기판(121a) 및 제 2 기판(121b)과 같은 기판들(206)이 프로세싱 챔버(110)에 제공된다. 제 1 기판(121a) 및 제 2 기판(121b)은, 아래에서 도 2 및 도 3a를 참조하여 더 상세히 설명되는, 예컨대 제 1 기판 캐리어(151a) 및 제 2 기판 캐리어(151b)와 같은 각각의 기판 캐리어(151)에 지지되고, 척킹된다. 제 1 마스크(132a) 및 제 2 마스크(132b)는 증발 소스(100)와 기판들(121a, 121b) 사이에 제공된다. 제 1 마스크(132a) 및 제 2 마스크(132b)는, 기판 캐리어(151) 내로 통합된, 예컨대 제 1 정전 척(150a) 및 제 2 정전 척(150b)과 같은, 예컨대 정전 척(150)과 같은 각각의 마스크 척킹 어셈블리에 의해 척킹된다. 도 1a 내지 도 1d에서 예시된 바와 같이, 기판들(121a 및 121b) 상에 층을 증착하기 위해, 분배 파이프(106)로부터 유기 재료가 증발된다. 제 1 마스크(132a) 및 제 2 마스크(132b)는, 층 증착 동안에, 기판의 부분들을 마스킹한다.
[0034] 도 1a에서, 제 1 기판 캐리어(151a) 및 제 2 기판 캐리어(151b)가 활성이면서, 증발 소스(100)가 제 1 포지션에서 도시된다. 도 1b에서 도시된 바와 같이, 제 1 통합된 정전 척(150a)은 제 1 기판(121a)이 제자리에 척킹되게 한다. 제 1 기판(121a) 위에 포지셔닝된 것으로 도시된 제 1 마스크(132a)는, 제 1 기판(121a)의 적절한 부분 위에서, 제 1 통합된 정전 척(150a)에 의해, 제자리에 척킹된다. 제 1 마스크(132a)가 제자리에 있으면서, 프로세싱 챔버(110)에서의 제 1 기판(121a)은, 화살표(109B)에 의해 표시된 바와 같은, 증발 소스의 병진(translational) 이동에 의해, 예컨대 유기 재료와 같은 재료의 층으로 증착된다. 제 1 기판(121a)이 제 1 마스크(132a)를 통해 유기 재료의 층으로 증착되는 동안에, 예컨대 도 1a 내지 도 1d에서의 우측 상의 기판과 같은 제 2 기판(121b)이 교환될 수 있다. 도 1b는 제 2 기판(121b)을 위한 제 2 운반 트랙(124b)을 도시한다. 도 1b에서 제 2 기판(121b)이 제자리에 있지 않기 때문에, 제 2 기판 캐리어(151b) 및 제 2 통합된 정전 척(150b)은 척킹을 위해 활성화되지 않는다. 제 1 기판(121a)이 유기 재료의 층으로 증착된 후에, 증발 소스(100)의 분배 파이프(106)의 노즐(10)은, 제 2 기판(121b)으로 노즐(10)을 포인팅하기 위해, 도 1c에서 화살표(109C)에 의해 표시된 바와 같이 회전된다.
[0035] 제 1 기판(121a) 상의 유기 재료의 증착 동안에, 그러면, 제 2 기판(121b)은 제 2 기판 캐리어(151b)에 척킹된다. 제 2 마스크(132b)는 제 2 기판에 관하여 포지셔닝되고 정렬되며, 이어서, 제 2 기판(121b) 위에서 제 2 통합된 정전 척(150b)에 제 2 마스크(132b)가 척킹된다. 따라서, 도 1c에서 도시된 회전 후에, 제 2 기판(121b)은, 화살표(109D)에 의해 표시된 바와 같이, 파이프(106) 및 노즐(10)이 기판(121b)에 걸쳐 병진됨(translated)에 따라, 제 2 마스크(132b)를 통해 유기 재료의 층으로 코팅될 수 있다. 제 2 기판(121b)이 유기 재료로 코팅되는 동안에, 제 1 마스크(132a)는 제 1 통합된 정전 척(150a)으로부터 척킹해제될(unchucked) 수 있다. 제 1 마스크(132a)가 척킹해제되면서, 그러면, 제 1 기판(121a)은, 제 1 통합된 정전 척(150a)으로부터의 척킹해제를 위해, 챔버(110)로부터 제거될 수 있다. 도 1d는 제 1 기판(121a)의 포지션에서 제 1 운반 트랙(124a)을 도시한다.
[0036] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 제 1 기판(121a) 및 제 2 기판(121b)은, 실질적으로 수직인 포지션에서 유기 재료로 코팅된다. 즉, 도 1a 내지 도 1d에서 도시된 도면들은 증발 소스(100)를 포함하는 장치의 상면도들이다. 분배 파이프는 증기 분배 샤워헤드, 특히 선형 증기 분배 샤워헤드일 수 있다. 그에 의해, 분배 파이프는, 본질적으로 수직으로 연장되는 라인 소스를 제공한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 본질적으로 수직으로는, 특히 기판 배향을 나타내는 경우에, 10° 또는 그 미만의 수직 방향으로부터의 편차를 허용하는 것으로 이해된다. 이러한 편차는, 수직 배향으로부터 약간의 편차를 갖는 기판 캐리어가 더 안정적인 기판 포지션을 야기할 수 있기 때문에, 제공될 수 있다. 게다가, 유기 재료의 증착 동안의 기판 배향은 본질적으로 수직인 것으로 고려되고, 이는, 수평 기판 배향과 상이한 것으로 고려된다. 그에 의해, 기판들의 표면은, 하나의 기판 치수(dimension)에 대응하는 하나의 방향으로 연장되는 라인 소스, 및 다른 기판 치수에 대응하는 다른 방향을 따르는 병진 이동에 의해 코팅된다. 더욱이, 예시적인 수직 프로세스 챔버를 위한 수직 포지션에 관하여 설명되었지만, 이러한 구성 및/또는 챔버는 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본원에서 설명되는 실시예들은, 수평 챔버들, 또는 더 많거나 또는 더 적은 기판들을 프로세싱할 수 있는 챔버들에 대해, 동등하게 순응한다.
[0037] 본원에서 설명되는 몇몇 예들은 특히, 예컨대 OLED 디스플레이 제조를 위한 그리고 대면적 기판들 상의 유기 재료들의 증착에 관한 것이다. 다른 예들은 SiO2, SiO, SiON 등과 같은 비-유기 재료들을 증착하기 위해 활용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 대면적 기판들, 또는 하나 또는 그 초과의 기판들을 지지하는 캐리어들, 즉 대면적 캐리어들은 적어도 0.174 m2의 사이즈를 가질 수 있다. 캐리어의 사이즈는, 약 1.4 m2 내지 약 8 m2, 예컨대 약 2 m2 내지 약 9 m2, 또는 심지어 최대 12 m2일 수 있다. 기판은 재료 증착을 위해 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예컨대, 기판은, 글래스(예컨대, 소다-석회 글래스, 붕규산염 글래스 등), 금속, 폴리머, 세라믹, 화합물 재료들, 탄소 섬유 재료들, 또는 증착 프로세스에 의해 코팅될 수 있는 임의의 다른 재료 또는 재료들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료로 제조될 수 있다.
[0038] 본원에서 설명되는 일 예에 따르면, 제 1 통합된 정전 척(150a) 및 제 2 통합된 정전 척(150b)은 프로세스 챔버 내에 통합될 수 있거나, 또는 기판 캐리어(151)와 통합될 수 있다. 기판 캐리어(151)와 통합될 수 있는 실시예들은 도 2, 도 3a, 및 도 3b를 참조하여 설명되는 실시예들을 포함한다.
[0039] 도 1e는, 통합된 정전 척(150)(도 1a 내지 도 1d에서 150a, 150b로서 도시됨)을 갖는 기판 캐리어(151)(도 1a 내지 도 1d에서 151a, 151b로서 도시됨)를 활용하도록 구성된, 일 실시예에 따른 수직 선형 프로세싱 시스템(101)의 개략적인 표현이다. 프로세싱 시스템(101)은 증착, 에칭, 주입(implantation), 어닐링, 또는 다른 진공 프로세스를 위해 구성될 수 있다. 시스템(101)은 약 90,000 mm2 초과의 표면 면적을 갖는 기판들을 프로세싱하도록 사이징될(sized) 수 있고, 몇몇 실시예들에서, 2,000 옹스트롬 두께의 재료 층을 증착하는 경우에, 시간 당 90개 초과의 기판들을 프로세싱하는 것이 가능할 수 있다. 시스템(101)은, 트윈 프로세스 라인 구성/레이아웃을 형성하기 위해 공통 시스템 제어 플랫폼(162)에 의해 함께 커플링된 2개의 별개의 프로세스 라인들(174A, 174B)을 포함한다. 공통 전력 공급부(예컨대, AC 전력 공급부), 공통 및/또는 공유된 펌핑 및 배기 컴포넌트들, 및 공통 가스 패널이 트윈 프로세스 라인들(174A, 174B)을 위해 사용될 수 있다. 각각의 프로세스 라인(174A, 174B)는, 시스템 총계가 시간 당 90개 초과의 기판들인 경우에, 시간 당 45개 초과의 기판들을 프로세싱할 수 있다. 또한, 시스템이 단일 프로세스 라인 또는 2개 초과의 프로세스 라인들을 사용하여 구성될 수 있고, 부가적으로, 시스템이 상이한 사이즈들의 기판들을 프로세싱하도록 구성될 수 있는 것이 고려된다.
[0040] 수직 기판 프로세싱의 경우에, 트윈 프로세싱 라인들(174A, 174B)에 대해 수개의 이익들이 존재한다. 프로세싱 시스템(101)의 챔버들이 수직으로 배열되기 때문에, 시스템(101)의 풋프린트는 단일의 통상적인 수평 프로세싱 라인과 대략 동일하다. 따라서, 대략 동일한 풋프린트 내에, 2개의 프로세싱 라인들(174A, 174B)이 존재하고, 이는, 팹(fab)에서의 플로어 공간을 보존하는 것에서 제조자에 대해 유익하다. "수직"이라는 용어의 의미를 이해하는 것을 돕기 위해, 플랫 패널 디스플레이를 고려하며, 컴퓨터 모니터와 같은 플랫 패널 디스플레이는 길이, 폭, 및 두께를 갖는다. 플랫 패널 디스플레이가 수직인 경우에, 길이 또는 폭이 그라운드 평면으로부터 수직적으로 연장되는 한편, 두께는 그라운드 평면에 대해 평행하다. 역으로, 플랫 패널 디스플레이가 수평인 경우에, 길이 및 폭 양자 모두는 그라운드 평면에 대해 평행한 한편, 두께는 그라운드 평면에 대해 수직적이다. 대면적 기판들의 경우에, 길이 및 폭은 기판의 두께보다 다수 배 더 크다.
[0041] 각각의 프로세싱 라인(174A, 174B)은 기판 스택킹 모듈(162A, 162B)을 포함하고, 기판 스택킹 모듈(162A, 162B)로부터, 프레시(fresh) 기판들(즉, 시스템(101) 내에서 아직 프로세싱되지 않은 기판들)이 리트리빙되고(retrieved), 프로세싱된 기판들이 저장된다. 대기 로봇(atmospheric robot)들(164A, 164B)은 기판 스택킹 모듈들(162A, 162B)로부터 기판들을 리트리빙하고, 듀얼 기판 로딩 스테이션(166A, 166B) 내로 기판들을 배치한다. 기판 스택킹 모듈(162A, 162B)이, 수평 배향으로 스택킹된 기판들을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 기판 스택킹 모듈(162A, 162B)에 배치된 기판들은, 기판들이 듀얼 기판 로딩 스테이션(166A, 166B)에서 홀딩되는 방법과 유사하게, 수직 배향으로 유지될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그 후에, 프레시 기판들은 듀얼 기판 로드 락 챔버들(168A, 168B) 내로 이동되고, 그 후에, 듀얼 기판 프로세싱 챔버(110)(도 1e에서 110A, 110B로서 도시되고, 도 1a 내지 도 1d에서 110으로서 도시됨)로 이동된다. 그 후에, 이제 프로세싱된 기판은 듀얼 기판 로드 락 챔버들(168A, 168B) 중 하나를 통해 듀얼 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B) 중 하나로 리터닝되고, 듀얼 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B) 중 그 하나에서, 그 기판은 대기 로봇(164A, 164B) 중 하나에 의해 리트리빙되고, 기판 스택킹 모듈들(162A, 162B) 중 하나로 리터닝된다.
[0042] 시퀀스는, 기판이 단지 하나의 라인으로 이동하지만, 동시에 프로세싱 라인들(174A, 174B) 양자 모두에 관하여 논의될 것이다. 각각의 로봇(164A, 164B)은, 기판들을 픽업(pick up)하기 위해, 동시에 또는 개별적으로, 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B) 양자 모두에 접근할 수 있다. 로봇들(164A, 164B)은, 지지 표면 상에 배치된 기판 캐리어(151) 상에 기판들을 로딩한다. 도 1e의 실시예에서, 지지 표면은 플립 테이블(180)의 형태이다. 플립 테이블(180)은, 기판 캐리어(151)를, 대략 90 도, 예컨대, 실질적으로 수평인 배향과 실질적으로 수직인 배향 사이에서 회전시키도록 구성된다. 플립 테이블(180)은, 수직 포지션에 있는 경우에 기판 캐리어(151)를 보유하고, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같은, 기판 캐리어(151)와 유틸리티들 사이의 연결을 허용하기 위해, 플랜지(flange)(182)를 포함할 수 있다. 캐리어(151)는 로딩 스테이션들(166A, 166B)에 배치되고, 기판들을, 기판 스택킹 모듈들(162A, 162B)로부터 로드 락 챔버(168A, 168B)로, 그리고 그 후에, 프로세싱 챔버들(110A, 110B)로 이송하도록 구성된다. 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240)는, 적어도, 기판 캐리어(151)가 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B), 로드 락 챔버들(168A, 168B), 또는 프로세싱 챔버들(110A, 110B) 중 하나 또는 그 초과에 위치되는 동안에, 기판 캐리어(151)와 인터페이싱하도록 구성된다. 더 구체적으로, 기판 캐리어(151)는, 기판 캐리어(151)에 기판을 척킹하기 위한 정전 척킹 력, 및 기판 캐리어(151)의 온도가 조절될 수 있도록, 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240) 중 하나 또는 그 초과에 일시적으로 커플링될 수 있다. 대안적으로, 척킹 전력 소스(240)는, 기판이 기판 캐리어에 고정되는 전체 기간에 걸쳐 척킹 력이 제어될 수 있도록, 기판 캐리어(151) 내에 배치된, 배터리, 캐패시터, 또는 다른 디바이스들과 같은 에너지 저장 디바이스(도 3a에서 440으로서 도시됨)의 형태일 수 있다. 기판 캐리어(151)의 정전 척킹 력 및 온도가 어떻게 제어되는지에 관한 세부사항들은, 아래에서 도 5a 및 도 5b를 참조하여 더 논의될 것이다.
[0043] 동작 동안에, 기판 캐리어들(151)은, 기판 스택킹 모듈들(162A, 162B)로부터 기판들을 수용하기 위해, 실질적으로 수평인 또는 수직인 배향으로 로딩 스테이션들(166A, 166B)에 배치된다. 도 1e에서 도시된 실시예에서, 로딩 스테이션(166A)은, 기판 스택킹 모듈(162A)로 리터닝되고 있는, 프로세싱 챔버(110A)에서 기판 캐리어(151) 상에 있으면서 프로세싱된 기판을 수용하기 위해, 실질적으로 수직인 배향으로 도시되는 한편, 로딩 스테이션(166B)은, 기판 스택킹 모듈들(162B)로부터, 프로세싱 챔버(110A)에서 프로세싱될 기판을 수용하기 위해, 기판 캐리어(151)를 홀딩하면서 수평 배향으로 도시된다. 적어도, 실질적으로 수직인 배향으로 있으면서, 그리고 선택적으로, 또한, 수평 배향으로 있으면서, 기판 캐리어들(151)은, 기판 캐리어들(151)의 온도가, 미리 정의된 값으로 세팅될 수 있고, 기판이 기판 캐리어(151)에 척킹될 수 있도록, 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240)에 커플링된다. 로딩 스테이션(166B)이 수평 배향으로 있는 실시예에서, 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240)가 기판 캐리어(151)로부터 디커플링된 후에, 기판 캐리어(151)는, 실질적으로 수직인 배향으로 로드 락 챔버(168B) 내로 기판 캐리어(151)를 이송하기 위해, 약 90 도 회전될 수 있다. 예컨대, 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240)는 대안적으로, 기판 캐리어들(151)이 실질적으로 수직인 배향으로 회전되기 전에, 그 동안에, 또는 그 후에, 기판 캐리어들(151)로부터 디스인게이징(disengage)될 수 있다.
[0044] 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240)가 또한, 필요에 따라, 기판 캐리어(151)에 가스, 유체, 및 전력을 제공하는 것을 용이하게 하기 위해, 기판이 프로세싱되기 전에, 그 동안에, 또는 그 후에, 로드 락 챔버들(168A, 168B) 또는 프로세싱 챔버들(110A, 110B) 중 하나 또는 그 초과에 기판 캐리어(151)가 위치되는 동안에, 기판 캐리어(151)에 연결될 수 있는 것이 유의된다.
[0045] 각각 기판이 정전기적으로 척킹된 실질적으로 수직인 기판 캐리어들(151)은, 프로세싱을 위한 듀얼 기판 프로세싱 챔버들(110A, 110B)로의 이송을 위해 준비되도록, 듀얼 기판 로드 락 챔버들(168A, 168B) 내로 이송된다. 프로세싱 챔버들(110A, 110B)은, 화학 기상 증착 챔버, 물리 기상 증착 챔버, 에칭 챔버, 플라즈마 처리 챔버, 주입 챔버, 어닐링 챔버, 또는 다른 워크피스(즉, 기판) 프로세싱 챔버일 수 있다. 프로세싱 후에, 캐리어들(151) 상에 배치된 기판들은, 로드 락 챔버들(168A, 108B)로, 로딩 스테이션들(166A, 166B)로 되돌아 이송된다. 프로세싱된 기판들이 로딩 스테이션들(166A, 166B) 상에 로딩되면, 기판 캐리어들(151)은, 기판 캐리어들(151)로부터의 프로세싱된 기판들의 제거, 및 기판 스택킹 모듈들(162A, 162B)로의 프로세싱된 기판들의 이송을 용이하게 하기 위해, 실질적으로 수평인 배향으로 회전된다.
[0046] 도 2는, 로딩 스테이션들(166A, 166B)로부터 로드 락 챔버들(168A, 168B) 및/또는 프로세싱 챔버들(110A, 110B)로 기판(206)을 이동시키기 위해 사용되는, 기판 캐리어(151)의 구동 시스템(200)의 부분적인 단면도이다. 도 2의 실시예에서, 구동 시스템(200)은 플립 테이블(180)의 플랜지(182)에서 예시된다. 간결성을 위해 도시되지 않았지만, 로드 락 챔버들(168A, 168B) 및 프로세싱 챔버들(110A, 110B)이 또한, 시스템(101) 내에서 기판 캐리어(151)를 이동시키기 위해, 그들 내부에 배치된 구동 시스템들(200)을 갖는다.
[0047] 기판 캐리어(151)는, 기판 지지 표면(276), 바닥 표면(274), 및 측면들(294)을 갖는 바디(270)를 포함한다. 기판 지지 표면(276)은, 기판 지지 표면(276)에 정전기적으로 척킹된 기판(206)을 갖도록 구성되는 한편, 바닥 표면(274)은, 기판 지지 표면(276)에 관하여 캐리어(151)의 반대편 측 상에 있다. 측면들(294)은 기판 지지 표면(276)과 바닥 표면(274)을 연결시키고, 일반적으로, 기판 캐리어(151)의 두께를 정의한다. 기판 지지 표면(276), 따라서 바디(270)는 일반적으로, 직사각형 형상과 같은 다각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 바디(270)가 대안적으로, 원형과 같은 다른 형상을 가질 수 있는 것이 고려된다.
[0048] 가이드 레일(272)이 바디(270)의 측면(294)으로부터 연장된다. 가이드 레일(272)은 기판 지지 표면(276)의 평면에 대해 실질적으로 수직적인 배향을 가질 수 있다. 가이드 레일(272)은 구동 시스템(200)의 이송 메커니즘과 인터페이싱하도록 구성된다. 일 실시예에서, 이송 메커니즘은, 가이드 레일(272)을 수용하는 오목한 시브(sheave)를 갖는 롤러(278)이다.
[0049] 구동 시스템(200)은 롤러(278)를 작동시키기 위한 모터(280)를 포함하고, 모터(280)는 따라서, 시스템(101) 내의 기판 캐리어(151)의 모션을 제어한다. 일 실시예에서, 모터(280)는, 벨트(290)를 구동시키는 시브 또는 기어(292)에 커플링된다. 벨트(290)는 시브 또는 기어(288)와 인터페이싱된다. 기어(288)는, 기판 캐리어(151)의 레일(272)과 인게이징(engage)되는 롤러(278)에 커플링된 샤프트(284)에 커플링된다. 샤프트(284)는 테이블(180)의 플랜지(182)(및 그러한 구역들에서의 구동 시스템들(200)을 위한 챔버들(108A, 108B, 110A, 및 110B)의 바닥 벽)를 통과한다. 밀봉부(282)는, 롤러(278) 및 기어(288)에 커플링된, 샤프트(284)의 구역들 사이의, 진공 누설과 같은 누설을 방지하기 위해, 샤프트(284)와 인게이징된다.
[0050] 도 3a는, 수직 배향의, 도 1a 내지 도 1e의 기판 캐리어(151)의 정면도를 예시한다. 기판 캐리어(151)의 정전 척(150)은 전극 어셈블리들(406)의 어레이를 포함한다. 전극 어셈블리들(406)은 독립적으로 제어가능할 수 있고, 독립가능할 수 있고, 교체가능할 수 있고, 고정가능할 수 있다. 통합된 정전 척(150)의 각각의 전극 어셈블리(406)는, 분배된 전극들(408, 410)의 적어도 2개의 세트들을 포함한다. 전극들(408, 410)은, 기판 캐리어(151)의 기판 지지 표면(276)에 기판을 고정시키기에 충분한 정전 력을 생성하도록 전극들(408, 410)이 에너자이징될(energized) 수 있도록, 임의의 원하는 구성으로 배열될 수 있다. 전극들(408, 410)의 상이한 세트들은 동등하게 이격될 수 있거나, 또는 임의의 다른 원하는 구성으로 배열될 수 있다. 예컨대, 전극들(408, 410)의 세트들은, 열들, 행들, 어레이들, 또는 원하는 척킹 특성들을 제공하도록 구성된 다른 패턴들로 배열될 수 있다. 전극들(408, 410)의 배열에 관한 세부사항들은, 도 4a를 참조하여 아래에서 더 논의될 것이다. 각각의 전극(408, 410)은, 필요에 따라, 상이한 전압들 또는 극성들로 차징될(charged) 수 있고, 따라서, 정전 력을 생성할 수 있다. 전극들(408, 410)의 다수의 세트들은, 세라믹 척 바디(270)의 기판 지지 표면(276)에 걸쳐 정전 력을 측방향으로 분배하도록 구성될 수 있다.
[0051] 제 1 전극(408)은, 제 2 전극(410)의 복수의 전극 핑거들(422)과 인터리빙된 복수의 전극 핑거들(420)을 포함할 수 있다. 전극 인터리빙된 핑거들(420, 422)이, 통합된 정전 척(150)의 대면적에 걸쳐 분배되는 국부적인 정전 인력을 제공하는 것으로 생각되고, 여기에서, 그 집합(aggregation)은, 더 적은 척킹 전압을 활용하면서, 높은 척킹 력을 제공한다. 전극 핑거들(420, 422)은 상이한 길이들 및 기하형상을 갖도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 전극 핑거들(420, 422)은, 약 0.1 mm 내지 약 20 mm, 예컨대 약 0.25 mm 내지 약 10 mm의 폭을 가질 수 있고, 이는, 척킹될 재료 타입에 따라 변화될 수 있다. 원하는 경우에, 전극 핑거들(420, 422)은, 서로에 대해 인터리빙하면서, 상이한 사이즈들을 갖도록 구성될 수 있다. 전극 핑거들(420, 422)은, 원하는 수의 전극 핑거들(420, 422)이 형성될 때까지, 선택적으로 그리고 반복적으로 형성될 수 있다.
[0052] 통합된 정전 척(150)의 전극 어셈블리들(406) 각각은, 통합된 정전 척(150)의 원하는 구역 내에서 제공되는 척킹 력의 미세한 튜닝을 가능하게 하기 위해, 개별적으로 제어가능할 수 있다. 유사하게, 전극 어셈블리(406)의 그룹들은, 예컨대, 함께 제어가능할 수 있다. 임의의 수의 전극 어셈블리(406)가 임의의 원하는 패턴 또는 조합으로 함께 제어가능할 수 있는 것이 고려된다. 통합된 정전 척(150) 내의 전극 어셈블리(406)의 개별적인 또는 그룹 제어는, 제어 전자기기들(356)에 의해 제어될 수 있고, 캐리어(151)에 다양한 타입들의 기판들을 척킹하도록 적응될 수 있다. 제어 전자기기들(356)은 기판 캐리어(151)에 온-보드될 수 있고, 즉, 기판 캐리어(151) 상에 포함될 수 있다.
[0053] 전력 소스(240)가 또한, 전극 어셈블리(406)의 전극들(408, 410)에 전기적으로 커플링될 수 있고, 원하는 경우에, 전극 어셈블리(406)에 척킹 또는 디-척킹 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 전력 소스(240)는 또한, 제어 전자기기들(356)과 전기적으로 소통할 수 있다. 따라서, 제어 전자기기들(356)은, 전력 소스(240)로부터 독립적으로 전극 어셈블리들(406) 각각으로 전기 신호들을 전달하는 것을 제어하도록 적응될 수 있다.
[0054] 통합된 정전 척(150)은, 약 5 내지 약 500개의 전극 어셈블리들(406), 예컨대 약 200 내지 약 300개의 전극 어셈블리들(406)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 통합된 정전 척(150)은 약 225개의 전극 어셈블리들(406)을 갖는다. 다른 실시예에서, 통합된 정전 척(150)은 3개의 전극 어셈블리들(406)의 약 75개의 그룹들을 갖는다. 그리드-형 패턴으로 배열된 것으로 도시되어 있지만, 전극 어셈블리(406)의 어레이들은, 원하는 척킹 능력들을 수용하기 위해, 바디(270) 상에 임의의 형상 또는 패턴으로 구성될 수 있다.
[0055] 통합된 정전 척(150)에 포함된 전극 어셈블리들(406)이 정사각형 또는 직사각형 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 임의의 형상의 전극 어셈블리(406)가, 통합된 정전 척(150)을 형성하기 위해 활용될 수 있는 것이 고려된다. 일 실시예에서, 각각의 전극 어셈블리(406)의 폭(312)은, 약 100 mm 내지 약 200 mm, 예컨대 약 150 mm 내지 약 175 mm일 수 있다. 각각의 전극 어셈블리(406)의 길이(314)는, 약 100 mm 내지 약 200 mm, 예컨대 약 140 mm 내지 약 150 mm일 수 있다. 길이(314) 및 폭(312)이 또한, 다른 사이즈들을 가질 수 있다.
[0056] 통합된 정전 척(150)에 의해 점유되는 면적은 바디(270)의 사이즈와 상관될 수 있고, 전체 바디(270)를 커버(cover)할 수 있거나, 또는 바디(270)의 일부만을 커버할 수 있다. 도시된 바와 같이, 통합된 정전 척(150)은 캐리어 바디(270)의 일부를 커버한다. 일 실시예에서, 통합된 정전 척(150)의 폭(308)은, 약 1000 mm 내지 약 3000 mm, 예컨대 약 2000 mm 내지 약 2500 mm일 수 있다. 통합된 정전 척(150)의 길이(310)는, 약 1000 mm 내지 약 3000 mm, 예컨대 약 2000 mm 내지 약 2500 mm일 수 있다. 그러나, 이전에 언급된 바와 같이, 통합된 정전 척(150)의 사이즈는 일반적으로, 바디(270)의 사이즈, 및 기판 캐리어(151)와 함께 사용하도록 의도된 기판의 사이즈에 대응할 것이다.
[0057] 이전에 설명된 바와 같이, 통합된 정전 척(150)이 위에 배치된 바디(270)는, 바디(270)에 커플링된, 제어 전자기기들(356), 전력 소스(240), 가스 소스(244), 및 유체 소스(242)를 가질 수 있다. 캐리어 바디(270)는, 알루미늄, 티타늄, 스테인리스 스틸, 및 이들의 합금들 및 조합들과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 캐리어 바디(270)는 정사각형 형상 또는 직사각형 형상일 수 있지만, 캐리어 바디(270)가 다른 형상들을 가질 수 있는 것이 고려된다.
[0058] 배터리, 캐패시터 등과 같은 에너지 저장 디바이스(440)가 캐리어 바디(270)에 커플링될 수 있거나 또는 배치될 수 있고, 전력을 저장하고, 통합된 정전 척(150)에 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 에너지 저장 디바이스(440) 및 제어 전자기기들(356)은, 통합된 정전 척(150) 근처에서 캐리어 바디(270)에 커플링된다. 다른 실시예에서, 에너지 저장 디바이스(440)는 캐리어 바디(270)로부터 원거리에 위치될 수 있지만, 통합된 정전 척(150) 및 제어 전자기기들(356)과 전기적으로 소통할 수 있다. 예컨대, 에너지 저장 디바이스(440)는 프로세싱 챔버 내에 위치될 수 있고, 기판을 척킹하고 기판 캐리어(151)로부터 디-척킹하는 것이 바람직한 경우에, 제어 전자기기들(356) 및 통합된 정전 척(150)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 에너지 저장 디바이스(440)는, 척킹 전력 소스(240)에 일시적으로 연결됨으로써, 또는 시스템(101) 내부의 다양한 위치들에 포지셔닝된 유도성 전력 소스들로부터의 유도성 차징을 통해, 리차징될(recharged) 수 있다.
[0059] 동작 시에, 하나 또는 그 초과의 기판들은 기판 캐리어(151)와 접촉하도록 배치될 수 있고, 제어 전자기기들(356)은, 에너지 저장 디바이스(440)로 하여금, 통합된 정전 척(150) 내에 배치된 하나 또는 그 초과의 전극 어셈블리(406)에 제 1 척킹 전압을 제공하게 할 수 있다. 통합된 정전 척(150)은 원하는 양의 시간 동안(즉, 프로세싱 동안) 기판을 척킹하고, 그 후에, 제어 전자기기들(356)은, 에너지 저장 디바이스(440)로 하여금, 기판 캐리어(151)로부터 기판을 디-척킹하기 위해, 제 2 척킹 전압을 제공하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 챔버 내에(또는 근처에) 배치된 센서들은 제어 전자기기들(356)과 소통할 수 있고, 기판을 척킹하고 그리고/또는 디-척킹하는 것이 바람직한 경우에, 제어 전자기기들(356)에 신호들을 제공할 수 있다. 전력 소스(240) 및 제어 전자기기들(356)이, 통합된 정전 척(150) 아래에서 캐리어 바디(270)에 커플링된 것으로 도시되어 있지만, 에너지 저장 디바이스(440) 및 제어 전자기기들(356)이, 임의의 바람직한 위치에서, 예컨대, 통합된 정전 척(150) 위에서, 또는 통합된 정전 척(150) 옆에서, 캐리어 바디(270)에 커플링될 수 있거나 또는 배치될 수 있는 것이 고려된다.
[0060] 도 3b는, 프로세싱 챔버(110A)의 일 실시예를 도시한다. 프로세싱 챔버(110B)는 유사하게 구성된다. 프로세싱 챔버(110A)는, 기판 캐리어(151)를 이동시키기 위한 구동 시스템들(200)이 배치된 바닥(309)을 갖는 챔버 바디(305)를 포함한다. 도 3b에서 예시된 각각의 캐리어(151)에 대해 하나의 구동 시스템들(200)만이 도시되어 있지만, 복수의 구동 시스템들(200)(미도시)이 캐리어들(151) 아래에 위치된다. 챔버 바디(305)는, 프로세싱 챔버(110A)와 로드 락 챔버(168A) 사이에서 기판(206)을 이송하는 경우에 캐리어들(151)이 통과하는 밀봉가능한 슬릿 밸브 통로(311)를 포함한다.
[0061] 챔버 바디(305)는, 복수의 가스 소스들(301) 및 플라즈마 생성기들(303)이 내부에 배치된 내부 볼륨(307)을 에워싼다. 가스 소스들(301)은, 내부 볼륨(307)에 프로세싱 가스들을 제공하기 위해 가스 패널(미도시)에 커플링된다. 프로세싱 가스들의 예들은, 특히 SiN, SiO, 및 SiON 중 적어도 하나를 포함하는, 기판 상의 막의 증착을 위해 적합한 가스들을 포함한다. 플라즈마 생성기들(303)은 마이크로파 소스, 또는 플라즈마가 지속될 수 있도록 내부 볼륨(307) 내에서 프로세싱 가스들을 에너자이징하는데 적합한 다른 디바이스일 수 있다. 일 실시예에서, 가스 소스들(301)은, 캐리어(151) 상에 보유된 기판들(206)과 플라즈마 생성기들(303) 사이에 배치된다.
[0062] 시스템(101)에서 기판을 프로세싱하기 위해, 기판(206)은 먼저, 대기 로봇(164A, 164B)에 의해 기판 스택킹 모듈(162A, 162B)로부터 리트리빙되고, 듀얼 기판 로딩 스테이션(166A, 166B) 내로 배치된다. 일 실시예에서, 기판(206)은 듀얼 기판 로딩 스테이션(166A, 166B)에서 기판 캐리어(151) 상에 배치될 수 있다. 기판(206)이 듀얼 기판 로딩 스테이션(166A, 166B)에 로딩되면, 기판 캐리어(151)는 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240)에 연결된다. 그 후에, 기판 캐리어(151) 상에 고정적으로 기판(206)을 척킹하기 위해, 척킹 전력 소스(240)로부터 캐리어(151)로 척킹 전력이 공급될 수 있다. 게다가, 냉각 또는 가열 유체(예컨대, 온도 조절 매체)가 선택적으로, 기판 캐리어(151) 상에 배치된 기판(206)의 온도를 제어하기 위해, 유체 소스(242)로부터 기판 캐리어(151)로 공급될 수 있다. 게다가, 기판 캐리어(151)와 기판(206) 사이의 인터페이스에서의 가스가 선택적으로, 인터페이스에 우수한 밀봉 표면을 제공하기 위해, 펌핑 다운될(pumped down) 수 있다. 일 실시예에서, 기판(206)이, 프로세싱 동안에 기판 캐리어(151)로부터 떨어지지 않고, 기판 캐리어(151) 상에 고정적으로 그리고 계속 척킹될 수 있는 것을 보장하기 위하여, 에너지 저장 디바이스(440)가 선택적으로, 기판 캐리어(151) 상에서의 기판 운반 및 프로세싱 동안에 척킹 전력을 지속적으로 공급하기 위해, 기판 캐리어(151)와 통합될 수 있다.
[0063] 기판 캐리어(151)와, 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240) 사이의 연결은, 임의의 적합한 방식으로, 예컨대, 플러그 및 소켓 커넥터들, 블레이드 커넥터(blade connector)들, 스크류 단자(screw terminal)들, 퀵 디스커넥트들, 바나나 커넥터(banana connector)들 등을 사용하여 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 기판 캐리어(151)는, 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240) 각각을 기판 캐리어(151)와 각각 커플링시키기 위해, 메이팅 커넥터들(351a, 351b, 351c)과 해제가능하게(releasably) 상호연결된 커넥터들(350a, 350b, 350c)을 포함한다. 메이팅 커넥터들(351a, 351b, 351c)은, 기판 캐리어(151)의 이동을 용이하게 하기 위해, 커넥터들(350a, 350b, 350c)과 연결되는 제 1 상태와, 커넥터들(350a, 350b, 350c)로부터 연결해제되고 클리어링(clear)되는 제 2 상태 사이에서, 메이팅 커넥터들(351, 351b, 351c)을 이동시키는 액추에이터들(352a, 352b, 352c)에 커플링된다. 가스 및 유체 소스들(244, 242)에 커플링되는 커넥터들(350a, 350c) 중 하나 또는 양자 모두는 선택적으로, 메이팅 커넥터들(351a, 351c)로부터 디커플링되는 경우에, 커넥터들(350a, 350c)을 통하는 유동을 방지하기 위해, 내부 체크 또는 격리 밸브들을 포함할 수 있다. 프로세싱 시스템의 다른 영역들은, 동일한 또는 유사한 디바이스들을 활용하여, 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240)를 기판 캐리어(151)와 커플링시킬 수 있고, 디커플링시킬 수 있다.
[0064] 기판(206)이 원하는 온도로 그리고 기판 캐리어(151) 상에 고정적으로 척킹된 후에, 가스 소스(244), 유체 소스(242), 및 척킹 전력 소스(240)는, 시스템(101)의 프로세싱 챔버들에서의 추가적인 프로세싱을 위한, 캐리어(151)에 여전히 정전기적으로 척킹된 기판(206)의 이송을 허용하기 위해, 기판 캐리어(151)로부터 연결해제될 수 있다. 슬릿 밸브 도어가 개방되고, 기판 캐리어(151) 상에 배치된 기판(206)이 로드 락 챔버(168A, 168B) 내로 운반된다. 그 후에, 로드 락 챔버(168A, 168B)는, 대략, 인접한 프로세싱 챔버(110A, 110B)의 진공 레벨로 진공배기된다(evacuated). 그 후에, 슬릿 밸브 도어가 개방되고, 기판 캐리어(151) 상에 배치된 기판(206)이 프로세싱 챔버(110A, 110B) 내로 운반된다. 프로세싱 후에, 시스템(101)으로부터 기판(206)을 제거하기 위해, 시퀀스가 반대로 된다.
[0065] 도 4a는, 기판 캐리어(151)의 일 실시예의 분해도를 도시한다. 기판 캐리어(151)는, 강성 지지 베이스(404) 상에 배치된 통합된 정전 척(150)을 포함한다. 통합된 정전 척(150)은, 도 3a를 참조하여 위에서 논의된 바와 같은 전극 어셈블리(406), 및 전극 어셈블리(406) 상에 배치된 인캡슐레이팅 부재(encapsulating member)(402)를 포함한다. 통합된 정전 척(150) 및 강성 지지 베이스(404)는 함께, 기판 캐리어(151)의 바디(270)를 형성한다. 강성 지지 베이스(404)는 기판 캐리어(151)의 바닥 표면(274)을 정의하는 한편, 인캡슐레이팅 부재(402)는 기판 캐리어(151)의 기판 지지 표면(276)을 정의한다. 도시되어 있지는 않지만, 바디(270)는, 바디(270)를 통해 연장되는 리프트 핀 홀들을 포함할 수 있다.
[0066] 도 4a의 실시예에서, 강성 지지 베이스(404)는, 유사한 형상 및 사이즈를 갖는 기판(206)이 그것에 고정되게 허용하기 위해, 전극 어셈블리(406) 및 인캡슐레이팅 부재(402)의 형상 및 사이즈와 실질적으로 매칭하는 (측면들(294)에 의해 정의되는) 주변부를 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 강성 지지 베이스(404), 전극 어셈블리(406), 및 인캡슐레이팅 부재(402)가, 기판(206)과 같은 워크피스의 기하형상을 수용하기 위해, 필요에 따라 선택되는 대안적인 형상 또는 기하형상을 가질 수 있다는 것이 유의된다. 예컨대, 기판 캐리어(151)가 직사각형 에어리얼 범위(aerial extent)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 기판 캐리어(151)의 에어리얼 범위가 대안적으로, 원형 기판을 수용하기 위한 원형 기하학적 형태와 같이, 상이한 기판들을 수용하기 위한 다른 기하학적 형태들을 가질 수 있는 것이 고려된다.
[0067] 일 실시예에서, 강성 지지 베이스(404)는 절연성 재료, 예컨대 유전체 재료 또는 세라믹 재료로 제조될 수 있다. 세라믹 재료들 또는 유전체 재료들의 적합한 예들은, 폴리머들(즉, 폴리이미드), 실리콘 산화물, 예컨대 석영 또는 글래스, 알루미늄 산화물(Al2O3), 알루미늄 질화물(AlN), 이트륨 함유 재료들, 이트륨 산화물(Y2O3), 이트륨-알루미늄-가넷(YAG), 티타늄 산화물(TiO), 티타늄 질화물(TiN), 실리콘 탄화물(SiC) 등을 포함한다. 선택적으로, 강성 지지 베이스(404)는, 전극 어셈블리(406)를 향하면서 강성 지지 베이스(404)의 표면 상에 배치된 유전체 층을 갖는 금속 또는 금속성 바디일 수 있다.
[0068] 전극 어셈블리(406)는 강성 지지 베이스(404) 상에 배치되고, 적어도 2개의 분배된 전극들(408, 410)을 포함한다. 각각의 전극(408, 410)은, 각각의 전극(408, 410)에 척킹 전압이 인가되는 경우에, 상이한 전압들 또는 극성들로 차징될 수 있고, 따라서, 정전 력을 생성할 수 있다. 전극 어셈블리들(406)의 전극들(408, 410)은, 기판 캐리어(151)의 폭의 적어도 2배의 거리를 따라 정전 력을 분배하도록 구성된다. 각각의 전극(408, 410)은, 다른 전극의 복수의 기하학적 형태들 사이에 인터리빙되거나 또는 개재된(interposed) 복수의 기하학적 형태들을 가질 수 있다. 도 4a에서 도시된 바와 같이, 전극(408)을 구성하는 복수의 전극 핑거들(420)은, 전극(410)을 구성하는 복수의 전극 핑거들(422)과 인터리빙된다. 분배된 전극들(408, 410)의 인터리빙된 핑거들(420, 422)이, 집합 시에, 더 적은 척킹 전력을 사용하면서 높은 척킹 력을 제공하는, 기판 캐리어(151)의 대면적에 걸쳐 분배되는 국부적인 정전 인력을 제공하는 것으로 생각된다. 전극 핑거들(420, 422)은 상이한 형상들, 길이들, 및 기하형상을 갖도록 형성될 수 있다. 일 예에서, 전극 핑거들(420, 422) 중 하나 또는 양자 모두는, 상호연결된 전극 아일랜드(island)들(424)로부터 형성될 수 있다. 전극 아일랜드들(424) 사이의 상호연결들(426)은, 도 4a에서 도시된 바와 같이, 전극들(408, 410)의 평면 내에 있을 수 있거나, 또는 점퍼들 및/또는 비아들의 형태와 같이, 평면 외부에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 전극 핑거(420, 422)는 약 0.25 mm 내지 약 10 mm의 폭(416)을 갖는다.
[0069] 일 실시예에서, 전극 어셈블리(406)는, 인접한 인캡슐레이팅 부재(402) 및 강성 지지 베이스(404)와 유사한 열 팽창 계수를 갖는, 알루미늄 실리콘 합금과 같은 금속성 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 전극 어셈블리(406)의 열 팽창 계수는 약 4 μm/(m*K) 내지 약 6 μm/(m*K)이고, 일반적으로, 인캡슐레이팅 부재(402)의 열 팽창 계수의 20 퍼센트 내에 있다.
[0070] 제 1 전극(408)의 전극 핑거들(420) 각각 사이에, 제 2 전극(410)의 전극 핑거들(422)을 수용하기 위해, 공간들(433)이 정의된다. 공간들(433)은, 강성 지지 베이스(404) 또는 인캡슐레이팅 부재(402) 중 적어도 하나로 충전되거나(filled), 또는 유전체 스페이서 재료로 충전되는 에어 갭일 수 있다.
[0071] 비아들(460, 462)은, 척킹 전력 소스(240)에 제 1 및 제 2 전극들(408, 410)을 커플링시키기 위해, 강성 지지 베이스(404)를 통해 형성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 선택적인 온-보드 전력 소스(440)가 강성 지지 베이스(404)에 배치될 수 있고, 기판(206)을 척킹하기 위한 전력을 제공하기 위해, 비아들(460, 462)에 의해 제 1 및 제 2 전극들(408, 410)에 연결될 수 있다. 온-보드 전력 소스(440)는, 배터리, 캐패시터, 수퍼캐패시터(supercapacitor), 울트라배터리(ultrabattery), 또는 다른 적합한 에너지 저장 디바이스일 수 있다. 예컨대, 온-보드 전력 소스(440)는 리튬 이온 배터리일 수 있고, 시스템(101) 또는 강성 지지 베이스(404)로부터 제거되지 않고, 온-보드 전력 소스(440)를 리차징하기 위해, 강성 지지 베이스(404)의 외부 상에 단자 연결들(도 3b에서 커넥터(350b)로서 도시됨)을 가질 수 있다.
[0072] 인캡슐레이팅 부재(402)는, 일체형 구조로서 기판 캐리어(151)의 바디(270)를 형성하기 위해, 전극 어셈블리(406)를 샌드위칭하면서, 강성 지지 베이스(404) 상에 배치된다. 인캡슐레이팅 부재(402)는, 기판(206)이 척킹되는 절연성 표면을 제공하기 위해, 전극 어셈블리(406) 상에 포지셔닝된다. 인캡슐레이팅 부재(402)는, 아래에 놓인 전극 어셈블리(406)의 열 특성들과 실질적으로 매칭하는, 예컨대 열 팽창 계수와 같은 열 특성들을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 인캡슐레이팅 부재(402)를 제조하기 위해 활용되는 재료는 또한, 강성 지지 베이스(404)를 제조하기 위해 활용된다.
[0073] 인캡슐레이팅 부재(402), 전극 어셈블리(406), 및 강성 지지 베이스(404)가 함께 스택킹된 후에, 인캡슐레이팅 부재(402), 전극 어셈블리(406), 및 강성 지지 베이스(404)를 함께 융합시켜서, 기판 캐리어(151)의 바디(270)를 구성하는 라미네이팅된(laminated) 구조를 형성하기 위해, 어닐링 프로세스와 같은 본딩 프로세스가 수행된다. 인캡슐레이팅 부재(402), 전극 어셈블리(406), 및 강성 지지 베이스(404)가, 예컨대 섭씨 300 도 초과와 같은 고온 환경에서 동작하도록 요구될 수 있는 실시예들에서, 이러한 3개의 컴포넌트들을 제조하기 위해 활용되는 재료들은, 어닐링 프로세스 동안에 높은 열 처리를 견딜 수 있는, 세라믹 재료들 또는 글래스 재료들과 같은 열 저항 재료들로부터 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 인캡슐레이팅 부재(402) 및 강성 지지 베이스(404)는, 우수한 강도 및 내구성, 뿐만 아니라, 우수한 열 전달 특성들을 제공하는, 세라믹 재료, 글래스 재료, 또는 세라믹과 금속 재료의 합성물로부터 제조될 수 있다. 인캡슐레이팅 부재(402) 및 강성 지지 베이스(404)를 제조하기 위해 선택되는 재료들은, 높은 열 부하들 하에서 응력 또는 고장을 야기할 수 있는 열 팽창 미스매칭을 감소시키기 위해, 중간의 전극 어셈블리(406)와 실질적으로 매칭되는 열 팽창 계수를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 인캡슐레이팅 부재(402)의 열 팽창 계수는 약 2 μm/(m*K) 내지 약 8 μm/(m*K)이다. 인캡슐레이팅 부재(402) 및 강성 지지 베이스(404)를 제조하는데 적합한 세라믹 재료들은, 실리콘 탄화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 이트륨 함유 재료들, 이트륨 산화물(Y2O3), 이트륨-알루미늄-가넷(YAG), 티타늄 산화물(TiO), 또는 티타늄 질화물(TiN)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시예에서, 인캡슐레이팅 부재(402) 및 강성 지지 베이스(404)는, 분산된 세라믹 입자들을 갖는 금속과 같은, 세라믹과 금속의 상이한 조성을 포함하는 합성물 재료로 제조될 수 있다.
[0074] 동작 동안에, 정전 력을 생성하기 위해, 제 1 전극(408)에 전하가 인가될 수 있고, 제 2 전극(410)에 상이한 전하가 인가될 수 있다. 상이한 전하는, 제 1 전극(408)에 인가되는 전하와 반대의 전하, 그 전하보다 더 낮은 전하, 또는 그 전하보다 더 높은 전하일 수 있다. 척킹 동안에, 전극들(408, 410)에 의해 생성되는 정전 력은, 인캡슐레이팅 부재(402)의 기판 지지 표면(276)에 기판(206)을 고정적으로 홀딩한다. 척킹 전력 소스(240)로부터 공급되는 전력이 턴 오프됨에 따라, 전극들(408, 410) 사이의 인터페이스(418)에 존재하는 전하들이 긴 시간의 기간에 걸쳐 유지될 수 있고, 따라서, 전력이 제거된 후에, 기판(206)이 기판 캐리어(151)에 척킹된 상태로 유지되게 허용할 수 있다. 기판 캐리어(151) 상에 홀딩된 기판을 해제(release)시키기 위하여, 인터페이스(418)에 존재하는 전하를 제거하기 위해, 반대의 극성의 전력의 짧은 펄스가 더 신속하게 전극들(408, 410)에 제공될 수 있다.
[0075] 전극들(408, 410)은 또한, 선택적으로, 기판 캐리어(151)에 (도 1a 내지 도 1d에서 도시된 바와 같은) 마스크(132a, 132b) 및 기판(206)을 척킹하는 제 1 모드, 및 적어도, 기판 캐리어(151)에 마스크(132a, 132b)를 척킹하지 않는 제 2 모드에서 동작될 수 있다. 일 예에서, 제 1 모드는, 전극 어셈블리(406)가 바이폴라(bipolar) 정전 척으로서 동작하게 하는 방식으로, 전극 어셈블리(406)의 전극들(408, 410)을 에너자이징할 수 있다. 바이폴라 정전 척으로서 동작하면, 기판 캐리어(151)에 커플링된 전극 어셈블리(406)의 제 1 전극(408)은 제 1 포지티브 전압으로 에너자이징되는 한편, 기판 캐리어(151)에 커플링된 전극 어셈블리(406)의 제 2 전극(410)은 제 1 네거티브 전압으로 에너자이징된다. 생성된 결과적인 바이폴라 정전 력은, 기판 캐리어(151)에, 접지된 금속 마스크(132a, 132b) 및 기판(206) 양자 모두를 척킹할 것이다. 유니폴라(unipolar)(즉, 모노-폴라) 정전 척으로서 동작하면, 기판 캐리어(151)에 커플링된 전극 어셈블리(406)의 제 1 전극(408)은 포지티브 전압으로 에너자이징되는 한편, 기판 캐리어(151)에 커플링된 전극 어셈블리(406)의 제 2 전극(410)은 제로(zero) 전압으로 또는 거의 제로 전압으로 에너자이징된다. 생성된 결과적인 유니폴라 정전 력은, 캐리어(151)에, 접지된 금속 마스크(132a, 132b)를 척킹할 수 있는 힘을 생성하지 않거나, 또는 거의 생성하지 않으면서, 기판 캐리어(151)에 기판(206)만을 척킹할 것이다. 기판 캐리어(151)에 온-보드된 제어 전자기기들(356)이 독립적으로, 어떤 전극 어셈블리들(406)이 제 1 또는 제 2 모드에서 동작될 것인지를 어드레싱(즉, 선택)할 수 있기 때문에, 따라서, 제어 전자기기들(356)은 또한, 금속 마스크(132a, 132b)의 어떤 부분들이 기판 캐리어(151)에 척킹되는지를 선택한다.
[0076] 도 4b는, 수직 배향의 기판 캐리어(151)의 측면도를 도시한다. 위에서 도 4a에서 논의된 바와 같이, 기판 캐리어(151)는, 강성 지지 베이스(404) 상에 배치된 통합된 정전 척(150)을 포함한다. 복수의 전자 리드들(490)은, 강성 지지 베이스(404)에 존재하는 제어 전자기기들(356)에 전극 어셈블리(406)를 전기적으로 커플링시킬 수 있다. 대안적으로, 제어 전자기기들(356)에 정전 척(150)을 커플링시키는 리드들은, 기판 캐리어(151) 또는 베이스(404) 외부 상에서, 예컨대 그루브들(미도시)에서 라우팅될 수 있다. 밀봉 리지(ridge), 일래스토머릭(elastomeric) 밀봉, 또는 o-링(555)은, 아래에서 도 5a 내지 도 5c에서 더 논의되는 바와 같이, 기판(206) 아래로 열 전달 매체를 한정하는 방식으로, 기판(206)과 접촉하기 위해, 기판 지지 표면(276) 위로 돌출되면서 존재한다.
[0077] 도 5a는, 통합된 전극 어셈블리(406)를 갖는 기판 캐리어(151)의 횡단면도를 도시한다. 기판 캐리어(151)가, 로봇 블레이드들, 컨베이어들, 수직 또는 수평 기판 지지부들, 또는 기판 포지셔닝 또는 이송이 요구되는 프로세싱 시스템 내의 다른 위치와 같은 임의의 다른 적합한 위치 또는 디바이스들 상에 배치될 수 있거나, 그러한 임의의 다른 적합한 위치 또는 디바이스들에 임베딩될 수 있거나, 주입될 수 있거나, 또는 설치될 수 있다는 것이 유의된다. 게다가, 기판 캐리어(151)는, 기판 캐리어(151)가 주변 분위기, 진공 조건들, 또는 임의의 높은 압력 조건들을 겪는 프로세싱 장비들을 포함하는 다른 프로세싱 툴들 및 장비에서 사용될 수 있다.
[0078] 도 5a의 횡단면도에서 도시된 바와 같이, 기판(206)에서 반대 극성들을 갖는 전하들, 즉 포지티브 전하들 및 네거티브 전하들을 유도하기 위해, 제 1 전극(408)에 네거티브 전하가 인가될 수 있고, 제 2 전극(410)에 포지티브 전하가 인가될 수 있으며, 그에 의해, 기판 캐리어(151)의 기판 지지 표면(276)에 기판(206)을 척킹하는 정전 력이 생성될 수 있다. 예컨대, 제 1 전극(408)의 전극 핑거들(420) 상의 네거티브 전하들은, 기판 캐리어(151)의 기판 지지 표면(276) 상에 기판(206)을 고정적으로 포지셔닝하기 위한 정전 력을 생성하기 위해, 기판(206)이 포지티브 전하들(504)을 국부적으로 생성하게 유도할 수 있다. 유사하게, 제 2 전극(410)의 전극 핑거들(422) 상의 포지티브 전하들은, 기판(206)이 네거티브 전하들(502)을 국부적으로 생성하게 유도할 수 있다. 제 1 및 제 2 전극(408, 410)의 인터리빙 전극 핑거들(420, 422)로 인해, 국부화된 정전기장이 분배되는 인터페이스(418)는 통상적인 바이-폴라 정전 척들과 비교하여 매우 길고, 그에 의해, 전극 어셈블리(406)로부터 전력이 제거된 뒤 훨씬 후에도, 연장된 기간들 동안, 기판 캐리어(151)의 기판 지지 표면(276)에 기판(206)을 보유하는 정전 력을 생성한다. 전극 어셈블리(406)에 전력이 공급되지 않는 긴 척킹 시간은, 기판 파괴 및 손상을 감소시키는 것을 도우면서, 특히, 200 μm 미만의 얇은 기판에서, 기판(206) 상에 형성되는 차징 결함들의 가능성을 감소시킨다. 더욱이, 긴 인터페이스(418)는, 통상적인 정전 척들과 비교하여 더 적은 전력을 활용하면서, 기판(206)을 척킹하기에 충분한 정전 력이 생성되게 허용한다.
[0079] 도 3b를 참조하여 이전에 논의된 바와 같이, 기판 캐리어(151)는, 퀵 전기 디스커넥트들을 포함하는 퀵/인스턴트 연결해제 메커니즘을 포함할 수 있다. 커넥터(350b)는, 접촉 패드, 플러그 및 소켓 커넥터, 바나나 커넥터, 스페이드 커넥터(spade connector), 및 스크류 단자 중 적어도 하나일 수 있다. 도 5a에서 도시된 실시예에서, 커넥터(350b)는, 전력 소스(240)가 전극 어셈블리(406)로부터 신속하게 그리고 자동적으로 연결해제되게 허용하기 위한 접촉 패드들(594)의 형태이다. 접촉 패드들(594)은 강성 지지 베이스(404)의 바닥 표면(274) 또는 측면들(294) 상에 형성될 수 있다. 접촉 패드들(594)은 비아들(460, 462)을 통해 전극 어셈블리(406)에 커플링된다. 액추에이터(352b)(도 3b에서 도시됨)는, 전극 어셈블리(406)가 전력 소스(240)에 의해 에너자이징되게 허용하기 위해, 그리고/또는 전력 소스(240)가 선택적인 에너지 저장 디바이스(440)(도 5a에서 도시되지 않음)를 주기적으로 리차징하게 허용하기 위해, 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B), 및 선택적으로 프로세싱 챔버들(110A, 110B)에 배치될 수 있다. 자동적인 연결 및 연결해제는, 접촉 패드들(594)이, 수동적인 개입 없이, 시스템(101)이 동작하고 있는 동안에, 전극 어셈블리(406)가 전력 소스(240)로부터 연결/연결해제되게 허용하는 것을 의미하도록 의도된다. 다른 소스들(242, 244)의 연결/연결해제는 유사하게 구성될 수 있다.
[0080] 위에서 논의된 바와 같이, 기판 캐리어(151)는 기판(206)의 온도를 열적으로 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서, 캐리어(151)의 지지 베이스(404)는 냉각/가열 레저부아(508)를 포함한다. 레저부아(508)는, 유체 소스(242)로부터 유체, 가스, 또는 이들의 조합과 같은 온도 조절 매체를 수용하도록 구성된다. 레저부아(508)는, 도 5a에서 유입구 포트(510) 및 배출구 포트(512)로서 도시된 커넥터들(350c)을 통해 유체 소스(242)에 연결된다. 냉각/가열 레저부아(508)는, 예컨대, 캐리어(151)의 하나의 구역에서 다른 구역에 비하여, 더 큰 볼륨의 온도 조절 매체를 순환시킴으로써, 기판 지지 표면(276)의 측방향 온도 프로파일을 제어하도록 구성될 수 있다. 유체 소스(242)에 커플링된 동안에 레저부아(508)를 통해 온도 조절 매체가 순환될 수 있지만, 포트들(510, 512) 각각은, 캐리어(151)가 유체 소스(242)로부터 연결해제되고 시스템(101)을 통해 이동되는 동안에, 캐리어(151)의 레저부아(508) 내에 온도 조절 매체가 트랩핑된 상태로 유지되게 허용하는 통합형(integral) 체크 또는 격리 밸브들을 포함할 수 있다. 트랩핑된 온도 조절 매체는, 부가적인 온도 제어 피처들이 없는 기판 지지부와 비교하여 더 긴 기간들 동안 원하는 온도로 또는 원하는 온도 근처로 기판(206)을 보유하는 역할을 하는 열 소스(또는, 온도 차이들에 따라, 싱크)를 제공한다. 기판 지지 표면(276), 및 기판 지지 표면(276) 상에 보유된 기판(206)의 온도는 복수의 온도 센서들(미도시)을 사용하여 모니터링될 수 있다.
[0081] 기판(206)과 기판 캐리어(151)의 기판 지지 표면(276) 사이의 열 교환들을 더 강화하기 위해, 이들 사이에 열 전달 매체가 제공될 수 있다. 열 전달 매체는, 기판 캐리어(151)의 바디(270)를 통하는 가스 통로(524)를 통해 기판 지지 표면(276)에 제공된다. 열 전달 매체는, 가스 소스(244)로부터, 바디(270)를 통해 형성된 통로(524)를 통해, 기판(206) 아래에 배치된 기판 지지 표면(276)의 부분(522)으로 공급되는 백사이드 가스의 형태일 수 있다. 헬륨, 아르곤, 질소 등과 같은 열 전달 매체는 기판 지지 표면(276)과 기판(206) 사이에 우수한 열 전도를 제공한다. 통로(524)는 커넥터(350a)에서 끝난다. 커넥터(350a)는, 가스 소스(244)가 제거된 후에, 기판 캐리어(151)의 기판 지지 표면(276)과 기판(206) 사이에 열 전달 매체 가스의 잔여의 양이 보유되게 허용하는 통합형 체크 밸브 또는 격리부를 포함할 수 있다. 기판 캐리어(151)와 기판(206) 사이의 열 전달 매체의 트랩핑은, 기판(206) 아래로 열 전달 매체를 한정하는 방식으로 기판(206)과 접촉하기 위해, 기판 지지 표면(276) 위로 돌출되는, 밀봉 리지, 일래스토머릭 밀봉, 또는 o-링(555)에 의해 보조될 수 있다. 열 전달 매체는, 기판 캐리어(151) 상에 기판(206)을 척킹하는 것을 보조하기 위해, 1 Torr 내지 3 Torr와 같은 원하는 압력으로, 기판 지지 표면(276)의 부분(522)과 기판(206) 사이에 도입될 수 있다. 부가적으로, 기판 캐리어(151)로부터 기판이 해제되는 경우에, 캐리어(151)로부터 기판(206)을 해제시키는 것을 돕기 위해, 기판 지지 표면(276)과 기판(206) 사이의 인터페이스에 열 전달 매체 또는 다른 가스가 공급될 수 있다.
[0082] 기판 지지 표면(276)과 기판(206) 사이의 구역은 선택적으로, 척킹 전에, 캐리어(151)에 기판(206)을 고정시키는 것을 보조하기 위해, 통로(524)(또는 다른 통로)를 통해 진공배기될 수 있다. 예컨대, 가스 소스(244)는 또한, 캐리어(151)에 기판(206)을 일시적으로 고정시키는 진공을 생성하기 위해, 통로(524)를 통해 진공을 드로잉(draw)하도록 구성될 수 있고, 그 후에, 캐리어(151)에 기판(206)을 정전기적으로 고정시키기 위해, 전극 어셈블리(406)에 전력이 제공될 수 있다. 기판(206)이 캐리어(151)에 정전기적으로 고정되면, 기판 지지 표면(276)과 기판(206) 사이의 구역은, 위에서 설명된 바와 같이, 열 전달 매체로 차징될 수 있다.
[0083] 도 5b는, 수직 배향으로 회전된 기판 캐리어(151)의 횡단면도를 도시한다. 수직 배향으로 있는 경우에, 기판 캐리어(151)의 가이드 레일(272)은 일반적으로, 캐리어(151)가 도 2에서 도시된 바와 같은 구동 시스템(200)과 인터페이싱하게 허용하기 위해, 기판(206) 아래로 배향된다(orientated). 기판 캐리어(151)의 가이드 레일(272)이, 기판 위로부터 캐리어와 인게이징하는 구동 시스템들과 인터페이싱하기 위해, 기판(206) 위로 배향될 수 있는 것이 고려된다.
[0084] 도 5c는, 강성 지지 베이스(404)와 인캡슐레이팅 부재(402) 사이에 배치된 부가적인 팽창 보상 층(545)을 갖는 기판 캐리어(151)의 또 다른 실시예의 횡단면도를 도시한다. 팽창 보상 층(545)은 인캡슐레이션 부재의 열 팽창 계수와 유사한 열 팽창 계수를 갖지만, 지지 베이스(404)에 쉽게 부착가능하도록 선택된다. 본 실시예에서, 전극 어셈블리(406)는 인캡슐레이팅 부재(402)에 배치될 수 있다. 팽창 보상 층(545)은 대안적으로, 지지 베이스(404)의 열 팽창 계수와 정전 척(150)의 열 팽창 계수 사이의 열 팽창 계수를 가질 수 있다. 따라서, 팽창 보상 층(545)은, 열 팽창에서의 차이들로 인한, 강성 지지 베이스(404)로부터의 인캡슐레이팅 부재(402)의 디라미네이션(delamination)을 방지하는 역할을 한다. 일 실시예에서, 팽창 보상 층(545)은 KOVARTM 재료와 같은 니켈-코발트 철 합금(nickel-cobalt ferrous alloy)이다. 팽창 보상 층(545)은 또한, 전극 어셈블리들(406)의 각각의 하나 또는 그룹이, 별개의 팽창 보상 층(545)을 사용하여, 베이스(404)에 부착되도록, 세그먼팅될(segmented) 수 있다.
[0085] 도 5c에서 도시된 실시예에서, 백사이드 가스를 공급하기 위해 캐리어(151)의 바디(270)를 통하는 가스 통로(524), 및/또는 강성 지지 베이스(404)에 형성된 냉각/가열 레저부아(508)가 선택적으로 제거될 수 있다. 냉각/가열 레저부아(508)가 존재하지 않는 실시예들에서, 프로세싱 동안의 기판에서의 온도 변화들을 둔화시키는 것을 보조하는 열 레저부아를 제공하기 위해, 강성 지지 베이스(404)의 질량이 증가될 수 있다.
[0086] 도 6은, 강성 지지 베이스(404) 상에 배치된 별개의 임베딩된 전극 어셈블리들(602)(이들 중 몇몇은 602A, 602B, 및 602C로서 레이블링됨(labeled))의 어레이를 갖는 기판 캐리어(600)의 다른 실시예를 도시한다. 도 4에서 도시된 바와 같은 단일의 큰 전극 어셈블리(406) 대신에, 다수의 전극 어셈블리들(602)이 캐리어(600)의 표면에 걸쳐 어레이로 배열된다. 전극 어셈블리들(602)은, 동시에 에너자이징될 수 있거나, 개별적으로 에너자이징될 수 있거나, 또는 하나 또는 그 초과의 전극 어셈블리들(602)의 그룹들로 에너자이징될 수 있다. 프로세싱 동안에, 기판 캐리어(600)와 함께 기판(206)은 열 팽창을 겪을 수 있다. 다수의 전극 어셈블리들(602)을 활용하는 것은, 기판 캐리어(600)에 대한 변형 또는 손상을 초래할 수 있는, 기판 캐리어(600)가 열 프로세싱 동안에 과도하게 응력을 받는 것을 방지하기 위해, 전극 어셈블리들(602)이 열 팽창으로 인해 별개로 이동하게 허용할 수 있다고 생각된다. 복수의 탄성 커플링(604)은, 기판 캐리어(600)의 각각의 전극 어셈블리(602)를, 약간의 모션을 허용하면서, 원하는 상대적인 위치들로 유지하기 위해, 인접한 전극 어셈블리들(602)에 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 전극 어셈블리(602)는 전극 어셈블리들(602) 사이에 정의된 개구들(606)에 걸쳐 탄성 커플링들(604)에 의해 분리될 수 있고, 이는, 캐리어(600)에 대한 과도한 응력을 생성하지 않으면서, 온도 변화들을 겪는 경우에, 전극 어셈블리들(602)이 변위되게 허용할 것이다.
[0087] 다른 실시예에서, 전극 어셈블리들(602)은, 워크피스(예컨대, 기판) 및/또는 마스크가 상이한 시간들에서 상이한 위치들에서 캐리어(600)에 홀딩될 수 있도록, 선택적으로, 에너자이징될 수 있고, 디-에너자이징될 수 있다. 따라서, 전극 어셈블리들(602)이, 예컨대, 워크피스에 걸쳐 측면 방향으로, 캐리어(600)에 대해 워크피스를 활동적으로 보유하는 시퀀싱에 의해, 열 팽창으로 인한 응력이, 온도에서의 변화에 걸쳐 전체 기판을 지속적으로 홀딩하는 캐리어들과 비교하여 감소될 수 있다.
[0088] 도 7은, 통합된 정전 척을 갖는 기판 캐리어를 사용하여, 수직 프로세싱 시스템을 통해 기판을 이송하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 기판을 이송하기 위해 활용되는 기판 캐리어는, 도 1 내지 도 5c를 참조하여 위에서 논의된 바와 같은 기판 캐리어(151), 또는 본 개시의 피처들을 포함하도록 적응된 다른 적합한 기판 캐리어일 수 있다.
[0089] 방법(700)은, 프로세싱 시스템(101) 또는 다른 프로세싱 시스템에서, 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B)에 배치된, 기판 캐리어(151)와 같은 기판 캐리어 상에, 위에서 설명된 기판(206)과 같은 기판을 이송함으로써, 블록(702)에서 시작된다. 기판(206)은, 캐리어(151)가 실질적으로 수평인 배향으로 있는 동안에, 예컨대, 플립 테이블(180) 상에 배치된 동안에, 기판 캐리어(151) 상에 로딩될 수 있다.
[0090] 블록(704)에서, 기판 캐리어(151)는 유체 소스(242)에 연결된다. 기판 캐리어(151)는, 필요에 따라 임의의 순서로, 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B), 기판 로드 락 챔버들(168A, 168B), 또는 기판 프로세싱 챔버(110A, 110B) 중 임의의 것에서, 기판(206)이 캐리어(151) 상에 로딩되기 전에, 그 동안에, 또는 그 후에, 유체 소스(242)에 연결될 수 있다.
[0091] 위에서 논의된 바와 같이, 유체 소스(242)는 지지 베이스(404)에 형성된 냉각/가열 레저부아(508)에 온도 조절 매체를 제공할 수 있다. 온도 조절 매체는, 프로세싱 전에, 그 동안에, 또는 그 후에 기판 온도를 조절하기 위해, 섭씨 약 5 도 내지 섭씨 약 120 도 사이의 온도로 제어될 수 있다.
[0092] 블록(706)에서, 척킹 전력 소스(240)가 전극 어셈블리(406)에 연결된다. 척킹 전력 소스(240)는, 기판 캐리어(151) 상에 기판(206)을 고정적으로 척킹하기 위해 활용되는 정전 척킹 력을 생성하기 위하여, 전극 어셈블리(406)에 DC 또는 AC 전력을 공급한다. 일 실시예에서, 척킹 전력 소스(240)는, 캐리어(151)로부터 원거리에 기판(206)을 척킹하기 위해, 전력을 유도성으로 커플링시킬 수 있다. 정전 척킹 력은, 캐리어(151)가 수직 배향으로 있는 동안에, 캐리어(151)에 기판(206)을 홀딩하기에 충분하다. 대안적으로, 기판은, 캐리어(151)에 온-보드되어 배치된 에너지 저장 디바이스(440)에 의해 전극 어셈블리(406)에 제공되는 전력을 사용하여 척킹될 수 있다.
[0093] 유사하게, 기판 캐리어(151)는, 필요에 따라 임의의 순서로, 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B), 기판 로드 락 챔버들(168A, 168B), 또는 기판 프로세싱 챔버(110A, 110B) 중 임의의 것에서, 기판(206)이 캐리어(151) 상에 로딩되기 전에, 그 동안에, 또는 그 후에, 척킹 전력 소스(240)에 연결될 수 있다.
[0094] 블록(708)에서, 가스 소스(244)는, 기판 캐리어(151)에 기판(206)을 진공 척킹하는 것, 또는 열 전달 매체를 제공하는 것 중 적어도 하나를 위해, 캐리어(151)에 연결된다. 일 실시예에서, 기판(206)이 기판 지지 표면(276)에 정전기적으로 척킹되기 전에, 가스 소스(244)는, 기판 캐리어(151)에 기판(206)을 고정시키는 것을 보조하기 위하여, 기판 지지 표면(276)과 기판(206)의 배면 사이에 존재하는 가스들을 펌핑하기 위해 활용된다. 기판(206)이 캐리어(151)에 진공 척킹되는 실시예들에서, 열 전달 매체는 선택적으로, 기판이 기판 캐리어(151)에 정전기적으로 척킹된 후에, 기판 지지 표면(276)과 기판(206)의 배면 사이에 제공될 수 있다.
[0095] 유사하게, 기판 캐리어(151)는, 필요에 따라 임의의 순서로, 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B), 기판 로드 락 챔버들(168A, 168B), 또는 기판 프로세싱 챔버(110A, 110B) 중 임의의 것에서, 기판(206)이 캐리어(151) 상에 로딩되기 전에, 그 동안에, 또는 그 후에, 가스 소스(244)에 연결될 수 있다.
[0096] 방법(700)의 블록들(704, 706, 및 708)에서 설명된 프로세스가 상이한 순서로 또는 동시에 수행될 수 있다는 것이 유의된다.
[0097] 블록(710)에서, 캐리어(151)에 연결된 소스들이 연결해제될 수 있는지를 결정하기 위해, 검사 프로세스가 수행될 수 있다. 예컨대, 소스들(240, 242, 244)은, 기판 지지 표면(276) 및/또는 기판(206)이 미리 결정된 온도에 도달되고, 기판이 기판 지지 표면(276) 상에 고정적으로 척킹되고, 열 전달 매체가 캐리어(151)의 기판 지지 표면(276)과 기판(206) 사이의 인터페이스에 제공되면, 블록(718)에서 연결해제될 수 있다. 기판 또는 캐리어의 온도가 원하는 온도에 도달되지 않은 경우에, 레저부아(508)에 제공되는 온도 조절 매체들은, 기판 또는 캐리어의 원하는 온도에 도달될 때까지, 지속적으로 순환될 수 있거나, 또는 온도가 조정될 수 있다. 유사하게, 기판이 기판 지지 표면(276) 상에 고정적으로 척킹되었는지를 결정하기 위해, 검사 프로세스가 수행될 수 있다. 기판(206)이 아직 캐리어(151) 상에 고정적으로 척킹되지 않은 경우에, 척킹 전력이, 더 긴 기간 동안, 또는 더 높은 전압으로, 전극 어셈블리(406)에 인가될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 기판 지지 표면(276)과 기판(206) 사이의 인터페이스가 또한, 정전 력을 제공하기 전에, 진공배기될 수 있다.
[0098] 블록(718)에서, 소스들(240, 242, 244)이 기판 캐리어(151)로부터 디커플링된 후에, 기판 캐리어(151)는, 로드 락 챔버들(168A, 168B)로의 이송, 그리고 추가로, 기판들(206)의 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버들(110A, 110B)로의 이송을 위해 준비된다.
[0099] 캐리어가 온-보드 전력 소스(440)를 포함하는 몇몇 실시예들에서, 블록(702)에서 설명된 프로시저, 및 전력 소스(240)에 대한 다른 언급들이 생략될 수 있다.
[00100] 블록(720)에서, 기판 캐리어(151) 상에 척킹된 기판(206)은, 로드 락 챔버들(168A, 168B)을 통해, 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버들(110A, 110B)로 이송된다. 대안적으로, 위에서 논의된 바와 같이, 블록들(704, 706, 708)에서 설명된 프로세스는 또한, 기판 로드 락 챔버들(168A, 168B)에서 그리고/또는 기판 프로세싱 챔버(110A, 110B)에서 수행될 수 있다.
[00101] 기판 캐리어(151)가 수평 포지션으로 있는 경우에, 캐리어들(151)은, 로드 락 챔버들(168A, 168B)에 진입하기 전에, 실질적으로 수직인 배향으로 회전된다. 캐리어들(151) 상에 배치된 기판들(206)이 프로세싱 챔버들(110A, 110B)에서 프로세싱된 후에, 기판 캐리어들(151)은, 시스템(101)을 통해 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B)로 되돌아 이동된다. 기판 캐리어들(151)이 기판 로딩 스테이션들(166A, 166B)로 되돌아 오면, 유체 소스(242), 척킹 전력 소스(240), 및 가스 소스(244)는, 기판의 온도를 제어하기 위해, 예컨대 기판을 냉각시키기 위해, 그리고 기판(206)이 캐리어(151)로부터 해제될 수 있고 로봇들(164A, 164B)에 의해 기판 스택킹 모듈(162A, 162B)로 리터닝될 수 있도록, 전극 어셈블리(406)에 디척킹 신호를 제공하기 위해, 캐리어들(151)에 재-연결될 수 있다.
[00102] 몇몇 실시예들에서, 소스들(240, 242, 또는 244) 중 하나 또는 그 초과는, 기판들(206)이 프로세싱되는 동안에, 프로세싱 챔버들(110A, 110B)에서 캐리어(151)에 일시적으로 재연결될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 캐리어들(151)이 프로세싱 챔버들(110A, 110B)로부터 제거될 수 있도록, 기판들이 프로세싱된 후에, 소스들(240, 242, 또는 244)이 캐리어(151)로부터 연결해제된다.
[00103] 위에서 설명된 기판 캐리어(151)는 기판의 프로세싱 동안에 상이한 방식들로 활용될 수 있다. 전극 어셈블리들의 그룹들 또는 각각이 개별적으로 그리고 어드레싱 가능하게 제어가능한 실시예들에서, 캐리어(151)는, 프로세싱 동안에, 기판 및/또는 마스크(131)의 상이한 부분들을 척킹하고 해제시키기 위해 활용될 수 있다. 프로세싱 동안에 기판(206) 및/또는 마스크(131)의 상이한 부분들을 선택적으로 해제시키고 척킹하는 것은, 마스크(131)의 열 팽창에 의해 야기되는 응력들을 해제시키고, 그리고/또는 프로세싱 동안에, 마스크(131)를 동적으로 정렬시키는 능력을 강화한다. 다음은, 기판(206) 상에 재료를 증착하는 동안에, 마스크(131)의 부분들을 선택적으로 척킹하고 해제시키는 캐리어(151)를 활용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법들의 몇몇 예들이다. 예들은 예시적이고, 캐리어(151)가 다른 방법들을 활용하여 기판을 프로세싱하도록 쉽게 적응되는 것이 고려된다.
[00104] 도 8a 내지 도 8c는, 도 9에서 예시되는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법(900)의 일 실시예에 대응하는, 캐리어(800) 및 노즐(804)의 순차적인 도면들이다. 먼저 도 8a를 참조하면, 디스펜스(dispense) 노즐(804)이 캐리어(800)에 관하여 제 1 포지션에 있으면서, 프로세싱 챔버(110)와 같은 프로세싱 챔버에 포지셔닝된 캐리어(800)의 상면도가 개략적으로 예시된다. 노즐(804) 및 캐리어(800)는, 노즐(804)이, 도 8a 내지 도 8c에서 도시되지 않은 기판 상에 재료의 층을 증착하기 위해, 캐리어(800)에 걸쳐 횡단하도록, 서로에 관하여 이동하도록 구성된다. 도 8a에서 도시된 예에서, 노즐(804)은 캐리어(800)의 제 1 에지(806) 근처에 포지셔닝되고, 제 1 에지(806) 반대편에 있는, 캐리어(800)의 제 2 에지(808)를 향하여 캐리어(800)에 걸쳐 제 1 방향으로 이동한다.
[00105] 캐리어(800)는, 캐리어(151)를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 또한 전극 열들(802)로서 일괄적으로 지칭되는, 전극 어셈블리들의 열들(8021 내지 802N)로서 도시된 복수의 전극 어셈블리들을 갖도록 구성된다. 각각의 전극 열(8021-N) 내의 각각의 전극 어셈블리는, 주어진 전극 어셈블리의 전극 쌍 내에서, 전극 열(802) 내의 전극 어셈블리들 사이에서, 또는 하나 또는 그 초과의 다른 전극 열들(802)에 관하여 하나의 전극 열(802)에서, 위에서 설명된 바와 같이 개별적으로 에너자이징될 수 있는 전극들의 쌍을 포함한다. 따라서, 전극 어셈블리 내의 각각의 전극은, 다른 전극 어셈블리들에 관하여 어드레싱 가능하게 그리고 개별적으로 에너자이징될 수 있다. 이는, 전극 어셈블리들이, 마스크 및 기판을 척킹하는 제 1 모드, 및 적어도, 마스크를 척킹하지 않는 제 2 모드에서 동작되게 허용한다. 제 2 모드는 마스크를 척킹하도록 동작가능할 수 있다. 예컨대, 동작의 제 1 모드에서, 전극 어셈블리들은, 바이폴라 정전 척으로서 동작하도록, 제어기에 의해 에너자이징될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 동작의 유니폴라 모드에서 동작되는 경우에, 캐리어(800)는, OLED 증착 프로세스들에서 활용되는 접지된 미세한 금속 마스크와 같은 마스크 및 기판 양자 모두를 캐리어(800)에 척킹하도록 동작될 수 있다. 다른 예에서, 동작의 제 2 모드에서, 전극 어셈블리들은, 바이폴라 정전 척으로서 동작하도록, 제어기에 의해 에너자이징될 수 있다. 동작의 바이폴라 모드에서 동작되는 경우에, 캐리어(800)는, 캐리어(800)에 기판만을 척킹하도록 동작될 수 있고, 즉, 금속 마스크는 캐리어(800)에 척킹되지 않는다.
[00106] 이제 부가적으로 도 9를 참조하면, 증착 방법(900)이, 블록(902)에서 기판 상에 유기, 무기, 또는 하이브리드 유기/무기 재료 중 적어도 하나를 증착하는 것으로 시작된다. 증착 프로세스는, 예컨대, 노즐(804)이 대략, 제 1 에지(806)에 가장 가까운 전극 열(8021) 전방에 포지셔닝되면서, 기판의 제 1 에지(806)에서 시작된다. 노즐(804)은 증발 프로세스를 통해 유기 재료를 증착하는데 적합한 프로세스 가스를 디스펜싱한다. 대안적으로, 재료의 층은, 예컨대, 특히 플라즈마 강화 화학 기상 증착과 같은 다른 기법들을 활용하여, 기판 상에 증착될 수 있다.
[00107] 노즐(804)이 전극 열(8021) 근처에 포지셔닝되면서, 전극 열(8021) 내의 전극 어셈블리들은, 기판 및 마스크 양자 모두를 캐리어(800)에 척킹하기 위해, 유니폴라 모드로 동작하고 있을 수 있다. 전극 열(8021)에 있지 않는, 즉, 전극 열들(8022-N) 내의 다른 전극 어셈블리들은, 캐리어(800)에 마스크는 척킹하지 않고 기판만을 척킹하기 위해, 바이폴라 모드로 동작하고 있을 수 있다.
[00108] 블록(904)에서, 도 8b에서 예시된 바와 같이, 캐리어(800)의 제 1 에지로부터 멀어지게 횡단하는 노즐(804)은, 전극 열(8021)로부터, 대략 전극 열(8022) 전방의 포지션으로 이동한다. 노즐(804)이 전극 열(8022) 근처에 포지셔닝되는 경우에, 전극 열(8022) 내의 전극 어셈블리들은, 기판 및 마스크 양자 모두를 캐리어(800)에 척킹하기 위해, 바이폴라 모드에서 동작하는 것으로부터 유니폴라 모드로 스위칭한다. 전극 열(8022)에 있지 않는, 즉, 전극 열들(8021 및 8023-N) 내의 다른 전극 어셈블리들은, 캐리어(800)에 마스크를 척킹하지 않고 기판만을 척킹하기 위해, 바이폴라 모드로 동작할 수 있다.
[00109] 블록(906)에서, 도 8c에서 예시된 바와 같이, 캐리어(800)의 제 1 에지(806)로부터 멀어지게 제 1 방향으로 여전히 횡단하는 노즐(804)은, 전극 열(8022)로부터, 대략 전극 열(8023) 전방의 포지션으로 이동한다. 노즐(804)이 전극 열(8023) 근처에 포지셔닝되는 경우에, 전극 열(8023) 내의 전극 어셈블리들은, 기판 및 마스크 양자 모두를 캐리어(800)에 척킹하기 위해, 바이폴라 모드에서 동작하는 것으로부터 유니폴라 모드로 스위칭한다. 전극 열(8023)에 있지 않는, 즉, 전극 열들(8021-2 및 8024-N) 내의 다른 전극 어셈블리들은, 캐리어(800)에 마스크를 척킹하지 않고 기판만을 척킹하기 위해, 바이폴라 모드로 동작할 수 있다.
[00110] 블록(908)에서, 노즐(804) 전방에 포지셔닝된 전극 열(802) 내의 전극 어셈블리들을 바이폴라 모드로 동작시키면서, 노즐(804) 전방에 포지셔닝되지 않은 전극 열들(802) 내의 다른 전극 어셈블리들을 유니폴라 모드로 동작시키는 패턴은, 노즐(804)이 전극 열(802N)에 인접한, 캐리어(800)의 제 2 단부(808)에 도달할 때까지, 계속된다. 블록(908)의 완료 시에 노즐(804)이 기판에 걸쳐 완전히 횡단됨에 따라, 증착 재료의 균일한 층이 기판의 폭에 걸쳐 증착되었다.
[00111] 따라서, 증착 방법(900) 동안에, 노즐(804)과 정렬된 전극 열들(802)의 전극 어셈블리들만이, 마스크를 척킹하는 방식으로 동작되는 한편, 노즐(804)로부터 측방향으로 오프셋된 전극 열들(802)의 전극 어셈블리들은, 마스크를 척킹하지 않고 기판을 척킹하는 방식으로 동작된다. 제어기는, 캐리어의 다양한 전극 어셈블리들에 관한 노즐(804)의 포지션에 대해 전극 어셈블리의 상태(즉, 동작의 모드)를 동기화(synchronize)시키기 위해, 전극 어셈블리들 각각에 적절한 신호를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기는, 노즐 전진의 미리 정의된 레이트, 및 증착 프로세스의 시작 시간에 기초하여, 전극 어셈블리들의 동작의 모드(즉, 마스크 척킹, 비-마스크 척킹)를 선택할 수 있다. 다른 하나의 실시예에서, 제어기는, 캐리어에 관한 노즐(804)의 감지된 포지션에 기초하여, 전극 어셈블리들의 동작의 모드를 선택할 수 있다. 다른 동기화 기법들이 활용될 수 있는 것이 고려된다.
[00112] 도 10은, 기판을 프로세싱하기 위한 다양한 방법들을 예시하기 위해 제공되는, 전극 어셈블리들의 어레이를 갖는 캐리어(1000)의 개략도이며, 그러한 방법들의 예들은 도 11의 흐름도에서 도시된다. 캐리어(1000)는, 캐리어(151)를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, (일괄적으로 1002라고 지칭되는) 전극 어셈블리들의 어레이를 갖도록 구성된다. 캐리어(1000)의 수평 및 수직 중심에 있는 전극 어셈블리는, 도 11에서 예시된, 기판을 프로세싱하는 방법(1100)을 설명하기 위한 레퍼런스의 포인트(point of reference)로서, 전극 어셈블리(1002C,C)로서 지정된다. 어레이에서의 전극 어셈블리들(1002)은, 캐리어(1000)의 상부 가장-좌측 코너에서의 전극 어셈블리(1002C-N,C+J), 캐리어의 상부 가장-우측 코너에서의 전극 어셈블리(1002C+M,C+J), 캐리어(1000)의 하부 가장-좌측 코너에서의 전극 어셈블리(1002C-N,C-K), 캐리어(1000)의 하부 가장-우측 코너에서의 전극 어셈블리(1002C+M,C-K) 사이에서 연장된다. M, N, K, 및 J는 포지티브 정수들이고, 데카르트(Cartesian) 그리드에서 중심으로부터의 전극 어셈블리들의 수를 나타낸다. 전극 어셈블리들(1002)의 그룹들 또는 각각은, 마스크를 척킹하거나 또는 척킹하지 않는 모드들로 개별적으로 동작된다.
[00113] 이제 부가적으로 도 11을 참조하면, 증착 방법(1100)은, 블록(1102)에서 기판 상에 유기, 무기, 또는 하이브리드 유기/무기 재료 중 적어도 하나를 증착하는 것으로 시작된다. 증착될 수 있는 재료들의 예들은, 특히 SiN, SiO, 및 SiON과 같은 실리콘-함유 재료들을 포함한다. 재료의 층은, 도 1a 내지 도 1e에서 도시된 프로세싱 챔버(110)와 같은 프로세싱 챔버, 또는 다른 적합한 프로세싱 챔버에서 증착될 수 있다. 블록(1102)에서, 전극 어셈블리들(1002)을 유니폴라 모드로 동작시킴으로써, 마스크 및 기판이 캐리어(1000)에 균일하게 척킹된다.
[00114] 블록(1104)에서, 재료가 여전히 기판에 증착되고 있는 동안에, 그리고 기판이 캐리어(1000)에 척킹된 상태로 유지되는 동안에, 마스크 응력 완화 프로세스가 수행된다. 마스크 응력 완화 프로세스는 선택적으로, 마스크의 가열 또는 냉각으로 인한 마스크의 임의의 팽창(또는 수축)을 허용하기 위해, 순차적인 방식으로 마스크를 디척킹하고 리척킹(rechuck)한다.
[00115] 동작의 모드에서, 전극 어셈블리들은, 순차적인 방사상 외측으로의 마스크 디척킹/리척킹 시퀀스로 동작된다. 마스크는, 동작의 유니폴라 모드로부터 바이폴라 모드로 저극 어셈블리의 동작을 변화시킴으로써 디척킹될 수 있는 한편, 마스크는, 동작의 바이폴라 모드로부터 유니폴라 모드로 전극 어셈블리의 동작을 변화시킴으로써 리척킹될 수 있다. 예컨대, 전극 어셈블리들(1002C+1,C+1, 1002C-1,C+1, 1002C+1,C-1, 및 1002C-1,C-1)인, 전극 어셈블리(1002C,C) 바로 외측에 있는 전극 어셈블리들은, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작되는 한편, 외측 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작한다. 다음으로, 전극 어셈블리들(1002C+2,C+2, 1002C-2,C+2, 1002C+2,C-2, 및 1002C-2,C-2)인, 전극 어셈블리들(1002C+1,C+1, 1002C-1,C+1, 1002C+1,C-1, 1002C-1,C-1) 바로 외측에 있는 전극 어셈블리들은, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작되고, 외측 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작한다. 순차적으로 외측 전극 어셈블리들로 마스크를 디척킹하는 시퀀스는, 전극 어셈블리들(1002C-N,C+J, 1002C-N,C-K, 1002C+M,C+J, 및 1002C+M,C-K)이 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작될 때까지 계속되며, 이는, 마스크가 외측으로 팽창하게 허용하면서 여전히 캐리어 상의 중심에 놓이게 허용함으로써, 마스크에서 생성되는 열 응력들을 완화시킨다.
[00116] 동작의 다른 모드에서, 전극 어셈블리들(1002X,C+1 및 1002X,C-1)인, 중심 전극 어셈블리(1002C,C) 바로 위에 그리고 아래에 있는 전극 어셈블리들은, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작되는 한편, 외측 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작하며, 여기에서, X는 포지티브 정수 또는 C이다. 다음으로, 전극 어셈블리들(1002X,C+2, 및 1002X,C-2)인, 전극 어셈블리들(1002X,C+1 및 1002X,C-1) 바로 외측에 있는 전극 어셈블리들은, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작되는 한편, 외측 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작한다. 순차적으로 외측 전극 어셈블리들로 마스크르 디척킹하는 시퀀스는, 전극 어셈블리들(1002X,C+J, 및 1002X,C-K)이, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작될 때까지 계속되고, 이는, 마스크가 여전히 캐리어 상의 중심에 놓이면서, 마스크가 수직 방향으로 외측으로 팽창하게 허용한다. 중심 전극 어셈블리(1002C,C) 위의 전극 어셈블리들의 동작에 의한 마스크의 디척킹 및 척킹은, 중심 전극 어셈블리(1002C,C) 아래의 전극 어셈블리들과 동시에, 순차적으로, 또는 다른 순서로 발생할 수 있다.
[00117] 수직 방향에서의 응력 완화 전에, 그 후에, 또는 그 동안에, 전극 어셈블리들은 수평 방향에서 응력을 완화시키도록 동작될 수 있다. 예컨대, 전극 어셈블리들(1002C+1,Y 및 1002C-1,Y)인, 중심 전극 어셈블리(1002C,C) 바로 우측 그리고 좌측에 있는 전극 어셈블리들은, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작되는 한편, 외측 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작하고, 여기에서, Y는 포지티브 정수 또는 C이다. 다음으로, 전극 어셈블리들(1002C+2,Y 및 1002C-2,Y)인, 전극 어셈블리들(1002C+1,Y 및 1002C-1,Y) 바로 외측에 있는 전극 어셈블리들은, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작되는 한편, 외측 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작한다. 순차적으로 외측 전극 어셈블리들로 마스크를 디척킹하는 시퀀스는, 전극 어셈블리들(1002C+M,Y 및 1002C-N,Y)이, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작될 때까지 계속되며, 이는, 마스크가 여전히 캐리어 상의 중심에 놓이면서, 마스크가 수평 방향으로 외측으로 팽창하게 허용한다. 중심 전극 어셈블리(1002C,C) 우측의 전극 어셈블리들의 동작에 의한 마스크의 디척킹 및 척킹은, 중심 전극 어셈블리(1002C,C) 좌측의 전극 어셈블리들과 동시에, 순차적으로, 또는 다른 순서로 발생할 수 있다.
[00118] 동작의 또 다른 모드에서, 전극 어셈블리들(1002)은, 단독으로, 또는 제 2 에지에서 반대편 에지로의 시퀀스로 적어도 마스크를 디척킹하고 리체킹하는 것과 함께, 제 1 에지에서 반대편 에지로의 시퀀스로 적어도 마스크를 디척킹하고 리체킹하도록 동작될 수 있고, 여기에서, 제 1 및 제 2 에지들은 서로에 대해 수직적이다. 예컨대, 전극 어셈블리들(1002C-N,Y)의 최외측 열은 마스크를 디척킹하도록 동작되는 한편, 외측 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작하고, 여기에서, Y는 포지티브 정수 또는 C이다. 다음으로, 전극 어셈블리들(1002C-N-1,Y)인, 전극 어셈블리들(1002C-N,Y) 바로 내측에 있는 전극 어셈블리들의 열은, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작되는 한편, 다른 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작한다. 순차적으로 외측 전극 어셈블리들로 마스크를 디척킹하는 시퀀스는, 전극 어셈블리들(1002C+M,Y)이, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작될 때까지 계속되며, 이는, 기판이 여전히 캐리어에 척킹되면서, 마스크가 수평 방향으로 외측으로 팽창하게 허용한다.
[00119] 수평 방향에서의 응력 완화 전에, 그 후에, 또는 그 동안에, 전극 어셈블리들은 수직 방향에서 응력을 완화시키도록 동작될 수 있다. 예컨대, 전극 어셈블리들(1002X,C-K)의 최외측 행은 마스크를 디척킹하도록 동작될 수 있는 한편, 다른 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작하고, 여기에서, X는 포지티브 정수 또는 C이다. 다음으로, 전극 어셈블리들(1002X,C-K-1)인, 전극 어셈블리들(1002X,C-K) 바로 위에 있는 전극 어셈블리들의 열은, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작되는 한편, 다른 전극들(1002)은 마스크를 척킹하도록 동작한다. 순차적으로 외측 전극 어셈블리들로 마스크를 디척킹하는 시퀀스는, 전극 어셈블리들(1002X,C+J)이, 적어도 마스크를 디척킹하도록 동작될 때까지 계속되며, 이는, 기판이 여전히 캐리어에 척킹되면서, 마스크가 수직 방향으로 외측으로 팽창하게 허용한다.
[00120] 또한, 전극 어셈블리들의 디척킹 및 리척킹의 진행이, 캐리어(1000)의 측면에 대해 평행하지 않은 방향들, 예컨대, 캐리어(1000)의 에지에 대해 비-수직적인 방향으로 진행될 수 있는 것이 고려된다.
[00121] 캐리어가 프로세싱 시스템을 통해 운반되면서, 캐리어로부터 연결해제될 수 있는 온도 제어 및 정전 척킹 피처들을 갖는 기판 캐리어를 활용함으로써, 프로세싱 시스템 및 연관된 컴포넌트들이 단순화될 수 있고, 그에 의해, 더 빠른 스루풋 및 더 긴 서비스 간격들에 기여할 수 있다. 수직 배향으로 정전기적으로 척킹된 다수의 기판들을 프로세싱하는 것은, 제조자의 수익들을 증가시킬 수 있는 제조 비용을 감소시킬 뿐만 아니라, 생산물 수율 및 프로세스 신뢰성을 개선한다. 게다가, 기판 캐리어가 수직 프로세싱 시스템의 맥락으로 본원에서 설명되었지만, 기판 캐리어는 또한, 수평 시스템들에서 사용하도록 적응될 수 있다.
[00122] 전술한 바가 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 고안될 수 있고, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (21)

  1. 프로세싱 시스템에서 사용하도록 구성된 기판 캐리어로서,
    정전 척킹 력(chucking force)을 생성하도록 구성된 전극 어셈블리;
    가열/냉각 레저부아(reservoir)가 내부에 형성된 지지 베이스 ― 상기 전극 어셈블리 및 상기 지지 베이스는, 프로세싱 시스템 내의 운반을 위해 구성된 일체형(unitary) 바디를 형성함 ―; 및
    상기 지지 베이스에 커플링되고, 상기 가열/냉각 레저부아 내로 열 조절 매체를 전달하도록 구성된 커넥터(connector)
    를 포함하는,
    기판 캐리어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 캐리어에 온-보드되어(on-board) 배치되고, 상기 전극 어셈블리에 커플링된 에너지 저장 디바이스
    를 더 포함하는,
    기판 캐리어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디의 기판 지지 표면에서 빠져나가는(exiting) 통로; 및
    상기 통로에 커플링되고 상기 커넥터에 형성된 통합형(integral) 체크 밸브
    를 더 포함하는,
    기판 캐리어.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 통로의 외측으로 상기 바디의 기판 지지 표면 위로 돌출(projecting)되는, 밀봉 리지(ridge), 일래스토머릭(elastomeric) 밀봉부, 또는 o-링
    을 더 포함하는,
    기판 캐리어.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디의 측면으로부터 연장되는 레일
    을 더 포함하는,
    기판 캐리어.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레일은, 상기 시스템을 통해 상기 바디를 운반하도록 구성된 구동 시스템과 인터페이싱(interface)하도록 구성되는,
    기판 캐리어.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 디바이스는,
    배터리, 캐패시터, 수퍼캐패시터(supercapacitor), 및 울트라배터리(ultrabattery) 중 적어도 하나
    를 더 포함하는,
    기판 캐리어.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는,
    복수의 분배된 전극들
    을 포함하는,
    기판 캐리어.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배된 전극들은,
    제 2 전극과 인터리빙(interleaving)하는 적어도 제 1 전극
    을 더 포함하는,
    기판 캐리어.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은, 상기 제 2 전극의 복수의 핑거(finger)들과 인터리빙하는 복수의 핑거들을 갖는,
    기판 캐리어.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는,
    독립적으로 제어가능한 전극 어셈블리들의 어레이
    를 포함하는,
    기판 캐리어.
  12. 프로세싱 시스템으로서,
    (a) 기판 캐리어 ― 상기 기판 캐리어는,
    정전 척킹 력을 생성하도록 구성된 전극 어셈블리, 및
    가열/냉각 레저부아가 내부에 형성된 지지 베이스 ― 상기 전극 어셈블리 및 상기 지지 베이스는, 프로세싱 시스템 내의 운반을 위해 구성된 일체형 바디를 형성함 ―, 및
    상기 지지 베이스에 커플링되고, 상기 가열/냉각 레저부아 내로 열 조절 매체를 전달하도록 구성된 커넥터
    를 포함함 ―;
    (b) 상기 캐리어를 수용하도록 구성된 프로세싱 챔버 ― 상기 캐리어는, 상기 캐리어 상에 정전기적으로 커플링된 기판을 가짐 ―; 및
    (c) 상기 지지 베이스의 커넥터에 자동적으로 커플링되도록 동작가능한 메이팅(mating) 커넥터
    를 포함하는,
    프로세싱 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 메이팅 커넥터는, 로딩 스테이션, 로드 락 챔버, 및 프로세싱 챔버 중 적어도 하나에 위치되는,
    프로세싱 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 캐리어에 온-보드된 제어기
    를 더 포함하며,
    상기 제어기는 각각의 전극 어셈블리의 상태를 제어하도록 구성되는,
    프로세싱 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 커넥터와 상기 메이팅 커넥터를 커플링시키고 디커플링(decouple)시키도록 구성된 액추에이터
    를 더 포함하는,
    프로세싱 시스템.
  16. 프로세싱 시스템에서 기판을 운반하기 위한 방법으로서,
    기판 캐리어 상으로 기판을 이송하는 단계;
    상기 기판 캐리어에 형성된 가열/냉각 레저부아에 열 전달 매체를 제공하는 단계;
    상기 기판 캐리어에 상기 기판을 정전기적으로 척킹하는 단계;
    상기 기판 캐리어로부터 열 전달 매체의 소스를 디커플링시키는 단계; 및
    상기 기판 캐리어에 정전기적으로 척킹되어 있으면서 상기 기판을 이송하는 단계
    를 포함하는,
    기판을 운반하기 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 캐리어가 프로세싱 챔버에 포지셔닝되어 있는 동안에, 상기 기판 캐리어에 형성된 가열/냉각 레저부아 내로 온도 조절 유체를 공급하는 단계
    를 더 포함하는,
    기판을 운반하기 위한 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판 캐리어 내부에 상기 온도 조절 유체를 트랩핑(trapping)하는 단계
    를 더 포함하는,
    기판을 운반하기 위한 방법.
  19. 제 20 항에 있어서,
    프로세싱 챔버에서, 또는 기판 로딩 스테이션에서, 상기 기판 캐리어로부터 전력 소스를 자동적으로 연결해제(disconnecting)시키는 단계
    를 더 포함하는,
    기판을 운반하기 위한 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판 캐리어가, 프로세싱 챔버, 로드 락 챔버, 또는 기판 로딩 스테이션 중 적어도 하나에 있는 동안에, 상기 기판 캐리어에 전력 소스를 자동적으로 연결시키는 단계
    를 더 포함하는,
    기판을 운반하기 위한 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판을 이송하는 단계는,
    프로세싱 챔버 내로 실질적으로 수직인 배향(orientation)으로 상기 기판 캐리어를 이송하는 단계
    를 더 포함하는,
    기판을 운반하기 위한 방법.
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