KR20190036508A - 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법 및 진공 챔버를 세정하기 위한 압축기의 사용 - Google Patents

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볼프강 부쉬벡
디이터 하아스
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용은 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 진공 챔버 및 압축기를 포함한다. 진공 챔버는 유입구 및 배출구를 포함한다. 압축기는 배출구에 연결된 유입구 측 및 유입구에 연결된 배출구 측을 포함한다.

Description

진공 챔버를 세정하기 위한 시스템, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법 및 진공 챔버를 세정하기 위한 압축기의 사용
[0001] 실시예들은 가열에 의한, 구체적으로는 고온 가스들을 이용한 진공 챔버의 세정과 관련된다. 실시예들은, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법, 및 진공 챔버를 세정하기 위한 압축기의 사용에 관한 것이다.
[0002] 코팅된 재료들은 몇몇 애플리케이션들에서 그리고 몇몇 기술 분야들에서 사용될 수 있다. 예컨대, 코팅된 재료들은, 이를테면, 반도체 디바이스들을 생성하기 위한 마이크로일렉트로닉스의 분야에서 사용될 수 있다. 또한, 디스플레이들을 위한 기판들이 코팅될 수 있다. 추가의 애플리케이션들은 절연 패널들, 유기 발광(OLED) 패널들, 박막 트랜지스터(TFT)들을 갖는 기판들, 컬러 필터들 등을 포함한다.
[0003] 기판 상에서의 층 증착을 위한 기법들은, 예컨대, 열적 증발(thermal evaporation), 화학 기상 증착(CVD; chemical vapor deposition) 및 물리 기상 증착(PVD; physical vapor deposition), 이를테면, 스퍼터링 증착을 포함한다.
[0004] 증착되는 층들의 품질에 영향을 미치는 하나의 팩터는 진공 챔버 내의 진공 품질 및 진공 챔버 내의 오염이다. 프로세싱, 제조, 전달, 이송, 저장, 및 어셈블리 챔버들은 오염에 매우 민감하다. 그러한 챔버들의 내부 표면들과의 인간 상호작용은 종종 챔버들의 표면들에 의해 흡착되는 탄화수소(HC) 오염을 초래한다. 탄화수소들에 의한 오염은 생산 디바이스들의 수명을 현격하게 감소시킨다. 따라서, 진공 챔버들 내측의 모든 표면들은, 예컨대, 초청정 진공(UCV; ultra clean vacuum)을 달성하기 위해 그리고 오염을 회피하기 위해 집중적인 세정을 필요로 한다.
[0005] 인간 조작자들에 의한 내부 표면들의 습식 세정은 매우 시간 소모적이고 노동 집약적이다. 또한, 인간 조작자들은 새로운 HC 오염들을 시스템 내에 초래할 수 있으며, 많은 표면들에 효과적으로 도달하지 못할 수 있다. 또한, 세정은 진공 챔버 내측의 컴포넌트들, 즉, 센서들, 전자 컴포넌트들 등을 손상시킬 수 있다.
[0006] 진공 챔버 세정에 대한 이전의 접근법들은 또한 플라즈마 소스 처리들을 포함한다. 그러나, 플라즈마 소스 세정 효율은 플라즈마 소스 유입구 포지션으로부터의 거리에 따라 감소된다. 더욱이, 오존과 같은 반응성 플라즈마 가스들의 과도한 사용은 챔버들의 내부 부분들, 이를테면, 실링들을 손상시킬 수 있다.
[0007] 상기 내용을 고려하면, 진공 챔버를 세정하기 위한 개선된 시스템들 및 진공 챔버를 세정하기 위한 방법들이 유리하다.
[0008] 상기 내용을 고려하여, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법, 및 진공 챔버를 세정하기 위한 압축기의 사용이 제공된다. 본 개시내용의 추가의 양상들, 이익들, 및 특징들은 청구항들, 설명 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
[0009] 본 개시내용의 양상에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 진공 챔버 및 압축기를 포함한다. 진공 챔버는 유입구 및 배출구를 포함한다. 압축기는 배출구에 연결된 유입구 측 및 유입구에 연결된 배출구 측을 포함한다.
[0010] 본 개시내용의 다른 양상에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 퍼지 가스를 압축하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은, 압축된 퍼지 가스를 이용하여 진공 챔버를 가열하는 단계를 포함한다.
[0011] 본 개시내용의 또 다른 양상에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 압축기의 사용이 제공된다. 사용은 통상적으로, 진공 챔버를 세정하기 위한, 무-접촉 압축기(contact-free compressor), 오일-프리 압축기(oil-free compressor), 그리스-프리 압축기(grease-free compressor), 자기 구동 압축기, 자기 부상 베어링 압축기 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 압축기를 사용하는 것을 포함한다.
[0012] 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 첨부 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이고, 하기에서 설명된다:
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 진공 챔버 및 압축기를 포함하는 시스템을 도시하고;
도 2는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 진공 챔버, 압축기 및 압력 증가 유닛을 포함하는 시스템을 도시하고;
도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 진공 챔버, 압축기 및 펌핑 유닛을 포함하는 시스템의 개략도를 도시하고;
도 4는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 진공 챔버, 압축기, 펌핑 유닛, 및 압력 조정 유닛들을 포함하는 시스템의 개략도를 도시하고;
도 5a는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 진공 챔버, 압축기 및 원격 플라즈마 소스를 포함하는 시스템의 개략도를 도시하고;
도 5b는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 진공 챔버, 압축기, 원격 플라즈마 소스 및 내부 플라즈마 소스를 포함하는 시스템의 개략도를 도시하고;
도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 진공 챔버를 세정하기 위한 방법을 예시하는 흐름도를 도시하고;
도 7은 본원에서 설명되는 실시예들에 따라 진공 챔버를 세정하기 위한 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다.
[0013] 이제, 다양한 실시예들이 상세하게 참조될 것이며, 다양한 실시예들의 하나 또는 그 초과의 예들은 각각의 도면에서 예시된다. 각각의 예는 설명으로 제공되고, 제한으로서 의도되지 않는다. 예컨대, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 또는 설명되는 피처(feature)들은, 또 다른 추가의 실시예를 산출하기 위해, 임의의 다른 실시예에 대해 또는 임의의 다른 실시예와 함께 사용될 수 있다. 본 개시내용은 그러한 변형들 및 변화들을 포함하도록 의도된다.
[0014] 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 또는 유사한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 달리 명시되지 않는 한, 일 실시예의 부분 또는 양상의 설명은 다른 실시예의 대응하는 부분 또는 양상에 또한 적용된다.
[0015] 본 개시내용에서, 시스템은, 가스 연결(gaseous connection)되어 있는 하나 또는 그 초과의 컴포넌트들, 예컨대, 폐쇄형 시스템으로서 이해되어야 한다.
[0016] 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 진공 챔버(110)를 포함할 수 있다. 본 개시내용에서, 진공 챔버는 기판을 위한 수용측(recipient)으로서 이해되어야 한다. 예컨대, 진공 챔버는 디스플레이 제조를 위한, 예컨대, OLED 디스플레이들을 위한 대면적 기판과 같은 기판을 제조, 프로세싱, 전달, 이송, 저장, 또는 어셈블링하도록 구성될 수 있다. 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템은, 진공 챔버로부터, 예컨대, 진공 챔버 내의 내부 표면들로부터 오염물들을 제거하도록 구성된다. 예컨대, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템은 진공 챔버 내의 내부 표면 상의 재료의 탈착(desorption)을 촉진할 수 있다.
[0017] 본원에서 설명되는 실시예들은, 진공 챔버 내의 진공 및 시스템 내에서 제조되는 디바이스의 품질에 영향을 미칠 수 있는 바람직하지 않은 오염물들을 제거할 수 있다. 예컨대, 그러한 오염물들은, 탄화수소들, 물 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
[0018] 본 개시내용에서, 탄화수소들은, 실질적으로 수소 및 탄소 원자들로 이루어진 유기 화합물들일 수 있다. 예컨대, 탄화수소들은 방향족 탄화수소들, 알칸들, 알켄들, 사이클로알칸들 및 알킨계 화합물들을 포함할 수 있다. 본원에서 개시되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 탄화수소들은 인간으로부터 비롯되는 것일 수 있다. 예컨대, 인간 피부는 스테로이드 전구체 스쿠알렌, 트리테르펜을 포함할 수 있다. 또한, 인간 피부는 탄화수소들과 쉽게 접촉하여 이를 흡착할 수 있다. 예컨대, 인간 피부는, 이를테면, 가솔린, 스티로폼, 페인트, 세탁 세제들, 윤활유들, 샴푸, 방부제 및 화장품으로부터 석유 파생물들을 흡착할 수 있다.
[0019] 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 진공 챔버는 유입구(111) 및 배출구(112)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 유입구는 배출구로부터 멀리 떨어져 배열될 수 있다. 따라서, 유입구를 통해 진공 챔버 내에 제공되고 그리고 배출구를 통해 진공 챔버로부터 제거되는 가스는 진공 챔버 또는 진공 챔버의 적어도 일부를 통과한다. 예컨대, 유입구는 진공 챔버의 배출구 반대편에 배열될 수 있다. 진공 챔버는 제1 벽 및 제1 벽 반대편의 제2 벽을 포함할 수 있다. 제1 벽 및 제2 벽은 제1 측부 벽 및 제2 측부 벽일 수 있거나, 또는 제1 벽은 최상부 벽일 수 있고, 제2 벽은 최하부 벽일 수 있다. 유입구는 제1 벽에 제공될 수 있고, 배출구는 반대편의 제2 벽에 제공될 수 있다. 유입구에서 진입하는 가스가 배출구에서 진공 챔버를 나가기 전에 챔버의 많은 부분을 통과한다면 유익하다.
[0020] 또한, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 압축기(120)를 포함할 수 있다. 압축기는 유입구 측(121) 및 배출구 측(122)을 가질 수 있다. 유입구 측(121)은 진공 챔버(110)의 배출구(112)에 연결될 수 있고, 배출구 측(122)은 진공 챔버의 유입구(111)에 연결될 수 있다. 압축기 유입구 측(121)은, 예컨대 제1 도관(131)을 이용하여 진공 챔버(110)의 배출구(112)와 유체 연통한다. 압축기 배출구 측(122)은, 예컨대 제2 도관(132)을 이용하여 진공 챔버(110)의 유입구(111)와 유체 연통한다. 가스 순환은 진공 챔버에 연결된 도관들 및 압축기에 의해 제공될 수 있다.
[0021] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 진공 챔버는 디스플레이 제조를 위한 진공 챔버이다. 진공 챔버는, 진공 챔버 내에 적어도 GEN 4, 구체적으로는 적어도 GEN 7.5의 사이즈를 갖는 기판을 갖기 위한 사이즈를 갖는다. 또한, 진공 챔버는 수직 기판 이송 및/또는 수직 기판 배향을 위해 구성될 수 있다. 수직 기판 배향은, 압축된 퍼지 가스를 이용하여 세정하기가 유리한 길이, 폭 및/또는 높이의 비율들을 초래한다.
[0022] 압축기는 시스템 내의, 예컨대 제2 도관 내의 압력을 증가시킬 수 있다. 압축기는 가스 압축기일 수 있다. 예컨대, 압축기는 시스템 내의 가스의 압력을 증가시킬 수 있다. 폐쇄형 시스템에서, 압축기는 가스의 온도를 증가시킬 수 있다. 압축기는 시스템을 통해 가스를 이송할 수 있다. 예컨대, 압축기는 진공 챔버 내에 고온 가스를 이송할 수 있다.
[0023] 진공 챔버를 세정하기 위한 방법을 실시할 수 있는, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템이 제공될 수 있다. 진공 챔버를 세정하기 위한 압축기의 사용이 제공될 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 유입구(111) 및 배출구(112)를 갖는 진공 챔버, 및 배출구(112)에 연결된 유입구 측(121) 및 유입구(111)에 연결된 배출구 측(122)을 갖는 압축기(120)를 포함한다. 압축기는 시스템의 부분 내의 가스의 압력을 증가시킨다. 증가된 압력은 가스의 가열을 초래한다. 고온 가스는 진공 챔버를 통해 안내된다. 고온 가스는 내측으로부터 진공 챔버의 벽들을 가열하고 그리고/또는 진공 챔버 내의 컴포넌트들을 가열한다. 진공 챔버의 벽들 및/또는 진공 챔버 내의 컴포넌트들의 상승된 온도는 오염물질들의 탈착을 촉진한다. 세정이 제공될 수 있다.
[0024] 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 압축기는 진공 챔버 내의 퍼지 가스를 압축하도록 구성될 수 있다. 퍼지 가스는 시스템의 구역들을 세정하는 가스일 수 있다. 예컨대, 순수 가스, 다수의 가스들의 혼합물, 건조된 가스, 또는 다수의 가스들의 건조된 혼합물들이 퍼지 가스로서 사용될 수 있다. 퍼지 가스는, 특히 압축기에 의해 초래된 상승된 온도를 감안하여, 진공 챔버 내에 증착된 재료의 탈착을 촉진하는 것이 가능할 수 있다. 예컨대, 본원에서 개시되는 일부 실시예들에 따르면, 퍼지 가스는 진공 챔버의 내부 표면들 상에 증착된 탄화수소들 또는 물과 상호작용할 수 있다. 본 개시내용에서, 퍼지 가스는, 건조 공기, 질소(N2), 아르곤(Ar), 산소(O2), O2/N2, O2/건조 공기, 오존(O3), 반응성 산소종(ROS; reactive oxygen species), 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 특히, 퍼지 가스는 O2를 포함할 수 있다. 예컨대, 본원에서 개시되는 일부 실시예들에 따르면, 압축기는 O2를 압축하도록 구성될 수 있다. 또한, 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 퍼지 가스는 프로세스 동안 변화될 수 있다. 예컨대, 본 개시내용에서, 압축기는 교번적인 퍼지 가스들로서 O2 및 N2 또는 O2 및 건조 공기를 압축하도록 구성될 수 있다. 또한, 퍼지 가스는, 예컨대, 단파장 자외선 UV-C 광 소스, 이를테면, UV-C LED 램프의 이용에 의해 생성될 수 있는 ROS 또는 O3일 수 있다.
[0025] 본 개시내용에서, 건조 공기는 적은 수증기를 갖는 공기로서 이해되어야 한다. 예컨대, 일부 실시예들에 따르면, 건조 공기는 10% 미만의 상대 습도를 가질 수 있는데, 즉, 시스템 내의 주어진 온도 및 압력에서의 물의 평형 증기압에 대한 수증기의 분압의 퍼센티지가 10% 미만이다.
[0026] 진공 챔버 내에서의 오염을 감소시키기 위해, 퍼지 가스의 청결(cleanliness) 외에도, 부가적으로 또는 대안적으로, 활용되는 디바이스들의 청결이 유리하다. 도 1에 예시적으로 도시된 압축기(120)는 그리스 프리 및/또는 오일-프리 압축기일 수 있다. 압력으로 압축된 가스는, 추가의 오염을 초래할 수 있는 그리스들 또는 오일과 혼합될 수 없다. 또한, 압축기의 베어링 또는 구동부는 비접촉식일 수 있는데, 즉, 압축기의 이동 부분들은 다른 압축기 컴포넌트들과 기계적인 접촉을 하지 않는다. 특히, 압축기는 자기 부상 구동부 및/또는 자기 부상 베어링을 가질 수 있다. 비접촉식 이동 부분들은 오일 또는 그리스에 대한 필요성을 감소시키며, 기계적 마찰에 의한 입자 생성을 추가로 감소시킬 수 있다.
[0027] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 압축기는, 무-접촉 압축기, 오일-프리 압축기, 그리스-프리 압축기, 자기 구동 압축기, 자기 부상 베어링 압축기 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
[0028] 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 압축기는 대략 15 kW 내지 대략 20 kW, 이를테면, 대략 17 kW의 전기 전력을 가질 수 있다. 또한, 압축기는 대략 5 kW 내지 대략 10 kW, 이를테면, 대략 7 kW 내지 대략 8 kW의 유효 가열 전력을 가질 수 있다. 본 개시내용에서, 압축기는 대략 5000 m3/h의 공칭 펌핑 속도를 가질 수 있다. 또한, 압축기는 대략 150 mbar (1.5 * 104 Pa)의 압력에서 대략 400 Hz 내지 대략 600 Hz, 이를테면, 대략 550 Hz의 주파수를 가질 수 있다. 예컨대, 압축기는 터보 블로어(turbo blower)일 수 있다.
[0029] 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템은 유입구 및 배출구를 갖는 진공 챔버; 및 배출구에 연결된 유입구 측 및 유입구에 연결된 배출구 측을 갖는 압축기를 포함할 수 있다. 도 2에 예시적으로 도시되는 바와 같이, 일부 실시예들에 따르면, 시스템(200)은 압력 증가 유닛, 이를테면, 배관(piping), 도관(132), 및/또는 스로틀(throttle)(230)을 더 포함할 수 있다.
[0030] 본 개시내용에서, 압력 증가 유닛은 가스 유동에 대한 저항을 제공하도록 구성된 어레인지먼트로서 이해되어야 한다. 이러한 저항을 극복하기 위해, 압축기(120)는 시스템(200) 내의 압력을 높인다(build up). 예컨대, 본 개시내용에서, 압력 증가 유닛은 배관 시스템, 이를테면, 강성 배관(rigid piping)일 수 있다. 또한, 배관은 열적으로 격리될 수 있다.
[0031] 도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시내용에서, 압력 증가 유닛은 스로틀(230)일 수 있다. 본 개시내용에서, 스로틀은 유체 유동을 관리하도록 구성된 어레인지먼트로서 이해될 수 있다. 예컨대, 스로틀은 수축(constriction) 또는 차단(obstruction)에 의해 시스템 내의 가스 유동을 관리할 수 있다. 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 스로틀(230)은 진공 챔버(110)의 유입구(111) 근처에 배열될 수 있다. 또한, 압력 증가 유닛은, 강성 배관, 스로틀 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
[0032] 도 1에서, 압축기(120)는 제1 도관(131)과 제2 도관(132) 사이에 제공된다. 압축기(120)는 진공 챔버(110)의 배출구(112) 가까이에 제공된다. 제1 도관(131)은 압축기(120)의 배출구 측(122)과 진공 챔버(110)의 유입구(111) 사이의 제2 도관(132)보다 더 짧다. 제2 도관(132), 예컨대 배관의 길이는 증가된 압력을 제공한다. 증가된 압력은 퍼지 가스의 가열을 초래한다. 도 2에서, 압축기(120)의 배출구 측(122)과 진공 챔버(110)의 유입구(111) 사이의 제2 도관(132)은 도 1과 비교하여 더 짧다. 따라서, 스로틀(230)은 압력을 조절하기 위해 제공된다.
[0033] 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(300)은 가스 유입구(341), 가스 배출구(342) 및 펌핑 유닛(340)을 더 포함할 수 있다. 정상 동작 동안, 가스 유입구(341), 가스 배출구(342), 및 펌핑 유닛(340), 예컨대 진공 펌프는 진공 챔버 내에 프로세스 가스를 제공하는 데 활용될 수 있다. 프로세스 가스는, 예컨대 증착, 에칭 등 동안의 기판의 프로세싱을 위한 가스일 수 있다. 본 개시내용의 실시예들에 따라 진공 챔버를 세정하기 위해, 가스 유입구(341), 가스 배출구(342) 및 펌핑 유닛(340)은, 세정 프로세스를 위해 퍼지 가스를 삽입하거나, 퍼지 가스를 제거하거나, 또는 퍼지 가스를 교체하는 데 활용될 수 있다. 따라서, 퍼지 가스 시스템이 제공될 수 있다.
[0034] 본 개시내용에서, 펌핑 유닛, 예컨대 진공 펌프는 로터리 펌프, 건식 스크루 펌프들, 터보분자 펌프(turbomolecular pump), 확산 펌프일 수 있다. 펌핑 유닛은 또한, 예컨대 상이한 타입들의 2개 또는 그 초과의 펌프들의 조합들을 포함할 수 있다.
[0035] 도 4에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(400)은 압력 조정 유닛(450)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템은 하나 또는 그 초과의 압력 조정 유닛들(450)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 본 개시내용에서, 압력 조정 유닛은 가스 유입구(341)에서의 가스 유동 및/또는 가스 배출구(342)에서의 가스 유동을 제어할 수 있다. 따라서, 진공 챔버 내의 압력은 하나 또는 그 초과의 압력 조정 유닛들을 이용하여 제어될 수 있다. 예컨대, 본 개시내용에서, 압력 조정 유닛은 스로틀, 이를테면, 조정가능 스로틀일 수 있다. 도 4에 예시적으로 도시된 바와 같이, 압력 조정 유닛(450)은 퍼지 가스 유입구(341) 근처에 배열될 수 있다. 또한, 도 4에 예시적으로 도시된 바와 같이, 압력 조정 유닛(450)은 퍼지 가스 배출구(342) 또는 펌핑 유닛(340) 근처에 배열될 수 있다.
[0036] 도 5a 및 5b에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(500)은 플라즈마 소스(560)를 더 포함할 수 있다. 플라즈마 소스는 에너지를 공급하도록, 즉, 가스를 여기시키도록 그리고 플라즈마를 발생시키도록 구성된다. 예컨대, 플라즈마 소스는 자외선 UV 플라즈마 소스일 수 있다.
[0037] 본원에서 개시되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 플라즈마 소스는 원격 플라즈마 소스일 수 있다. 예컨대, 플라즈마 소스는 진공 챔버로부터 멀리 있을 수 있고 진공 챔버에 가스 연결(gaseous connection)될 수 있다. 도 5a는 진공 챔버(110)와 유체 연통하는 원격 플라즈마 소스를 도시한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 도 5b에 예시적으로 도시된 바와 같이, 원격 플라즈마 소스는 또한, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템의 도관에 제공될 수 있다. 다른 예들에 따르면, 부가적으로 또는 대안적으로, 플라즈마 소스는 진공 챔버 내측에 배열될 수 있다. 예컨대, 플라즈마 소스는 진공 챔버 내측의 내부 플라즈마 소스일 수 있다.
[0038] 위에서 설명된 바와 같이, 플라즈마 소스를 이용한 진공 챔버의 세정은 열등한(inferior) 세정 프로세스만을 초래할 수 있는데, 왜냐하면, 플라즈마의 세정 효율은, 플라즈마 소스로부터의 세정될 컴포넌트들의 증가하는 거리들에 대해 감소되기 때문이다. 여기된 원자들 및 분자들의 재조합으로 인해, 플라즈마의 세정 효율이 소진될(exhausted) 수 있다. 그러나, 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 퍼지 가스 압축기 및 플라즈마 소스를 이용한 세정의 조합이 제공될 수 있다. 진공 챔버의 퍼지 가스 압축기 세정은 플라즈마를 활용함으로써 추가로 개선될 수 있다. 본 개시내용에서, 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템은 또한, 도 3에 예시적으로 도시된 퍼지 가스 시스템(340, 341, 342)과 도 5a 및 5b에 예시적으로 도시된 플라즈마 소스 또는 소스들(560)의 조합을 포함할 수 있다.
[0039] 또 다른 실시예들에 따르면, 진공 챔버(110) 내의 컴포넌트들 또는 진공 챔버(110)의 벽 부분들로부터의 탈착을 촉진하기 위해, UV 소스(570)가 추가로 제공될 수 있다. UV 소스(570)는 진공 챔버(110) 내에 제공될 수 있거나, 또는 UV 소스의 전자기 방사가 진공 챔버 내로 안내될 수 있다.
[0040] 도 6 및 7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법이 본원에서 개시된다. 예컨대, 본 개시내용에서, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은 퍼지 가스를 압축하는 단계(박스(610))를 포함한다. 본 개시내용에서, 퍼지 가스를 압축하는 것은 퍼지 가스의 압력을 증가시키는 것 또는 퍼지 가스의 온도를 증가시키는 것으로 이해될 수 있다. 예컨대, 퍼지 가스는, 대략 100 mbar (1.0 * 104 Pa) 내지 대략 300 mbar (3.0 * 104 Pa)의 범위, 예컨대 대략 150 mbar (1.5 * 104 Pa)의 압력에 도달하도록 압력을 증가시키기 위해 압축될 수 있다. 또한, 퍼지 가스는, 대략 20℃의 온도로부터, 대략 100℃ 내지 대략 120℃의 범위의 온도로 증가시키기 위해 압축될 수 있다. 예컨대, 퍼지 가스는 압축기, 이를테면, 자기 부상 구동 터보 블로어에 의해 압축될 수 있다.
[0041] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은 압축된 퍼지 가스를 이용하여 진공 챔버를 가열하는 단계(박스(620))를 포함한다. 압축된 퍼지 가스는 진공 챔버를 가열하는 데 사용된다. 예컨대, 압축된 퍼지 가스는 진공 챔버의 내부 표면들을 대략 50℃ 내지 대략 150℃의 범위의 온도로 가열하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 진공 챔버의 내부 표면들은 대략 100℃ 내지 대략 150℃, 대략 100℃ 내지 대략 120℃, 대략 70℃ 내지 대략 120℃, 대략 70℃ 내지 대략 100℃, 또는 대략 50℃ 내지 대략 100℃의 범위의 온도로 가열될 수 있다. 또한, 압축된 퍼지 가스는 진공 챔버의 컴포넌트들 또는 내부 벽들을 가열하는 데 사용될 수 있다.
[0042] 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법에서 사용되는 압축된 또는 고온 퍼지 가스는 진공 챔버 내에 증착된 재료의 탈착을 촉진하는 것이 가능할 수 있다. 예컨대, 본원에서 개시되는 일부 실시예들에 따르면, 고온 퍼지 가스는 진공 챔버의 내부 표면들 상에 증착된 탄화수소들 또는 물과 상호작용할 수 있다. 본 개시내용에서, 고온 퍼지 가스는, 건조 공기, N2, Ar, O2, O2/N2, O2/건조 공기, O3, ROS, 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 특히, 퍼지 가스는 O2를 포함할 수 있다. 예컨대, 본원에서 개시되는 일부 실시예들에 따르면, 고온 퍼지 가스는 O2일 수 있다. 또한, 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 퍼지 가스는 변화될 수 있다. 예컨대, 본 개시내용에서, O2 및 N2 또는 O2 및 건조 공기의 하나 또는 그 초과의 반복들은 진공 챔버를 세정하기 위한 방법에서 교번적인 고온 퍼지 가스들로서 이용될 수 있다. 따라서, 유리하게, 진공 챔버의 내부 표면들에서의 오염은 고온 퍼지 가스에 의해 적어도 부분적으로 탈착될 수 있다.
[0043] 도 7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은, 퍼지 가스를 압축하는 단계(박스(710)) 및 압축된 퍼지 가스를 이용하여 진공 챔버를 가열하는 단계(박스(720))를 포함한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은, 압축된 또는 고온 퍼지 가스를 진공 챔버로부터 적어도 부분적으로 제거하는 단계(박스(730))를 더 포함할 수 있다. 따라서, 유리하게, 진공 챔버의 내부 표면들로부터 탈착된 재료는 진공 챔버로부터 적어도 부분적으로 제거될 수 있다.
[0044] 도 7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은, 진공 챔버 내에서 대략 100 mbar (1.0 * 104 Pa) 내지 대략 300 mbar (3.0 * 104 Pa)의 고온 퍼지 압력을 유지하면서 진공 챔버 내에 깨끗한 퍼지 가스를 도입하는 단계(박스(740))를 더 포함할 수 있다.
[0045] 본 개시내용에서, 고온 퍼지 압력은 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템 내의 압축된 또는 고온 퍼지 가스의 압력으로서 이해될 수 있다. 예컨대, 고온 퍼지 압력은 대략 100 mbar (1.0 * 104 Pa) 내지 대략 300 mbar (3.0 * 104 Pa), 대략 100 mbar (1.0 * 104 Pa) 내지 대략 150 mbar (1.5 * 104 Pa), 대략 150 mbar (1.5 * 104 Pa) 내지 대략 200 mbar (2.0 * 104 Pa), 대략 180 mbar (1.8 * 104 Pa) 내지 대략 240 mbar (2.4 * 104 Pa), 대략 190 mbar (1.9 * 104 Pa) 내지 대략 200 mbar (2.0 * 104 Pa)의 범위로, 또는 대략 150 mbar (1.5 * 104 Pa)로 유지될 수 있다.
[0046] 일부 실시예들에 따르면, 깨끗한 퍼지 가스는, 건조 공기, N2, Ar, O2, O2/N2, O2/건조 공기, O3, ROS, 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 특히, 깨끗한 퍼지 가스는 O2, N2, 또는 건조 공기, 이를테면, O2일 수 있다.
[0047] 도 7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은, 오존(O3) 플라즈마, 반응성 산소종(ROS; reactive oxygen species) 플라즈마, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 플라즈마를 진공 챔버 내에 도입하는 단계(박스(750))를 더 포함할 수 있다. 본 개시내용에서, ROS는 산소를 함유하는 반응성 화학 종으로서 이해되어야 한다. 예컨대, ROS는 과산화물들, 초산화물, 히드록실 라디칼, 또는 일중항 산소일 수 있다. 본원에서 개시되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 플라즈마는, 대략 0.1 mbar (10 Pa) 내지 대략 1 mbar (100 Pa)의 플라즈마 처리 압력으로 진공 챔버 내에 도입될 수 있다.
[0048] 본 개시내용에서, 플라즈마 처리 압력은 진공 챔버를 세정하기 위한 시스템 내의 플라즈마의 압력으로서 이해될 수 있다. 예컨대, 플라즈마 처리 압력은 대략 0.5 mbar (50 Pa) 내지 대략 0.9 mbar (90 Pa), 대략 0.1 mbar (10 Pa) 내지 대략 0.5 mbar (50 Pa), 또는 대략 0.5 mbar (50 Pa) 내지 대략 1 mbar (100 Pa)의 범위로 유지될 수 있다.
[0049] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 하나 또는 그 초과의 고온 퍼지 처리들(박스(740)) 또는 하나 또는 그 초과의 플라즈마 소스 처리들(박스(750)), 또는 둘 모두는 순서대로 또는 교번적으로 수행될 수 있다. 예컨대, 고온 퍼지 처리(박스(740)) 다음에 플라즈마 소스 처리(박스(750))가 뒤따를 수 있거나, 또는 그 반대의 경우도 가능하다.
[0050] 또한, 일부 실시예들에 따르면, 퍼지 가스 또는 플라즈마는 변화될 수 있다. 예컨대, 퍼지 가스는, 대략 100 mbar (1.0 * 104 Pa) 내지 대략 300 mbar (3.0 * 104 Pa), 대략 100 mbar (1.0 * 104 Pa) 내지 대략 150 mbar (1.5 * 104 Pa), 대략 150 mbar (1.5 * 104 Pa) 내지 대략 200 mbar (2.0 * 104 Pa), 이를테면, 대략 150 mbar (1.5 * 104 Pa), 대략 200 mbar (2.0 * 104 Pa), 또는 대략 240 mbar (2.4 * 104 Pa)로 진공 챔버 내의 고온 퍼지 압력을 유지하면서, O2와 N2 사이에서 또는 O2와 건조 공기 사이에서 또는 O2와 O3 또는 ROS 사이에서 교번될 수 있다. 또한, 예컨대, 플라즈마는, 대략 0.1 mbar (10 Pa) 내지 대략 1 mbar (100 Pa), 이를테면, 대략 0.1 mbar (10 Pa) 또는 대략 1 mbar (100 Pa)로 진공 챔버 내의 플라즈마 처리 압력을 유지하면서, O3와 ROS 사이에서 교번될 수 있다.
[0051] 본 개시내용에서, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은 진공 챔버 내의 압력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 방법은 진공 챔버 내의 압력을 대략 1.0 * 10-7 mbar (1.0 * 10-5 Pa) 내지 대략 1.0 * 10-6 mbar (1.0 * 10-4 Pa)의 범위의 값으로 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은 초기에 또는 최종적으로, 진공 챔버 내의 압력을 대략 1.0 * 10-6 mbar (1.0 * 10-4 Pa) 미만으로 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 진공 챔버를 통해 고온 퍼지 가스를 공급(feeding)하기 위한 감압, 퍼지 가스 삽입, 및 퍼지 가스 가열은 몇몇 사이클들로, 예컨대, 2회 내지 그 초과의 횟수들로, 이를테면, 5회 내지 그 초과의 횟수들로 제공될 수 있다.
[0052] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 방법은 인간 상호작용 없이 수행될 수 있다. 새로운 탄화수소들의 도입이 감소될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 챔버를 세정하기 위한 압축기의 사용이 본원에서 개시된다.
[0053] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.
[0054] 특히, 이 서면 설명은, 최상의 모드(best mode)를 포함하는 본 개시내용을 개시하기 위해, 그리고 또한, 임의의 당업자로 하여금 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제조하고 사용하고 그리고 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 설명된 청구대상을 실시할 수 있도록 하기 위해, 예들을 사용한다. 전술한 내용에서 다양한 특정 실시예들이 개시되었지만, 위에서 설명된 실시예들의 상호 비-배타적인 특징들은 서로 조합될 수 있다. 특허가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되며, 다른 예들은 그들이 청구항들의 문언(literal language)과 상이하지 않은 구조적 엘리먼트들을 갖는 경우 또는 그들이 청구항들의 문언과 실질적이지 않은 차이들만을 갖는 등가의 구조적 엘리먼트들을 포함하는 경우, 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (17)

  1. 진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500)으로서,
    유입구(111) 및 배출구(112)를 갖는 상기 진공 챔버; 및
    상기 배출구(112)에 연결된 유입구 측(121) 및 상기 유입구(111)에 연결된 배출구 측(122)을 갖는 압축기(120)를 포함하는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 시스템은 압력 증가 유닛(230)을 더 포함하는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 압력 증가 유닛은, 강성 배관(rigid piping), 스로틀(throttle) 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 퍼지 가스 유입구(341), 퍼지 가스 배출구(342), 및 펌핑 유닛(340)을 더 포함하는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 압력 조정 유닛(450)을 더 포함하는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 플라즈마 소스(560)를 더 포함하는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 진공 챔버 내의 표면 상의 재료의 탈착(desorption)을 촉진하도록 구성되는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 재료는, 탄화수소들, 물 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기는, 무-접촉 압축기(contact-free compressor), 오일-프리 압축기(oil-free compressor), 그리스-프리 압축기(grease-free compressor), 자기 구동 압축기, 자기 부상 베어링 압축기 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기는 15 내지 20 kW의 전기 전력 및/또는 5 내지 10 kW의 유효 가열 전력을 갖는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기는 상기 진공 챔버 내의 퍼지 가스를 압축하도록 구성되고, 상기 퍼지 가스는, 건조 공기, N2, Ar, O2, O2/N2, O2/건조 공기, O3, ROS, 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    진공 챔버(110)를 세정하기 위한 시스템(100, 200, 300, 400, 500).
  12. 진공 챔버를 세정하기 위한 방법으로서,
    퍼지 가스를 압축하는 단계; 및
    압축된 퍼지 가스를 이용하여 상기 진공 챔버를 가열하는 단계를 포함하는,
    진공 챔버를 세정하기 위한 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 압축된 퍼지 가스를 상기 진공 챔버로부터 적어도 부분적으로 제거하는 단계; 및
    상기 진공 챔버 내에서 100 mbar (1.0 * 104 Pa) 내지 300 mbar (3.0 * 104 Pa)의 퍼지 압력을 유지하면서 상기 진공 챔버 내에 깨끗한 퍼지 가스를 도입하는 단계를 더 포함하는,
    진공 챔버를 세정하기 위한 방법.
  14. 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
    상기 진공 챔버 내에서 0.1 mbar (10 Pa) 내지 1 mbar (100 Pa)의 플라즈마 처리 압력으로 상기 진공 챔버 내에 O3, ROS 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 플라즈마를 도입하는 단계를 더 포함하는,
    진공 챔버를 세정하기 위한 방법.
  15. 제12 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 및 상기 깨끗한 퍼지 가스는, 건조 공기, N2, Ar, O2, O2/N2, O2/건조 공기, O3, ROS, 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 개별적으로 선택되는,
    진공 챔버를 세정하기 위한 방법.
  16. 진공 챔버를 세정하기 위한 압축기의 사용.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 압축기는, 무-접촉 압축기, 오일-프리 압축기, 그리스-프리 압축기, 자기 구동 압축기, 자기 부상 베어링 압축기 및 이들의 임의의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    압축기의 사용.
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