KR20190112149A - 프로세싱 챔버들을 위한 가스 분배 장치 - Google Patents

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데일 알. 두 보이스
키엔 엔. 추크
카티크 자나키라만
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본원에서 설명되는 구현들은 일반적으로, 기판 상에 재료를 증착하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 구현에서, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버는 챔버 바디 및 기판 지지부를 포함하며, 기판 지지부는 챔버 바디 내에 배치되고 그리고 기판 지지부 상에 기판을 지지하도록 적응된다. 프로세싱 챔버는 기판 지지부 위에 프로세스 가스를 지향시키기 위해 기판 지지부 위에 포지셔닝된 복수의 가스 유입구들을 포함한다. 이동가능 확산기는 피벗팅 마운트를 통해 기판 지지부에 인접하게 피벗식으로 장착된다. 이동가능 확산기는 증착 헤드를 포함하며, 증착 헤드는, 프로세스 가스를 기판 지지부를 향해 지향시키기 위한 복수의 유입 개구들, 및 이동가능 확산기에 의해 기판 지지부 위에 배치된 프로세스 가스에 대한 배기를 제공하기 위한 복수의 배기 개구들을 갖는다.

Description

프로세싱 챔버들을 위한 가스 분배 장치
[0001] 본원에서 설명되는 구현들은 일반적으로, 반도체 기판 프로세싱 시스템들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 구현들은 반도체 기판 프로세싱 시스템들에서 증착 프로세스들을 수행하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
[0002] 집적 회로들의 제조에 있어서, 증착 프로세스들, 이를테면, 화학 기상 증착(CVD; chemical vapor deposition) 또는 플라즈마 강화 CVD 프로세스들은 반도체 기판들 상에 다양한 재료들의 필름들을 증착하는 데 사용된다. 본원에서, 그러한 프로세스들은 통칭하여 CVD 프로세스들로 지칭된다. CVD 프로세스가 완료된 후에, 필름들은 분석된다. 분석은 종종, 기판의 표면 상에 증착된 재료가 두께 및 다른 필름 특성들에 있어서 불균일하며, 따라서 최종 제조되는 디바이스의 성능에 부정적으로 영향을 미친다는 것을 드러낸다.
[0003] 따라서, 프로세싱 챔버들 내의 기판들 상에서의 증착 균일성을 개선하기 위한 장치 및 방법이 필요하다.
[0004] 본원에서 설명되는 구현들은 일반적으로, 기판 상에 재료를 증착하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 일 구현에서, 장치는 일반적으로 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버를 포함한다. 일 구현에서, 프로세싱 챔버는 기판 지지부를 갖는 챔버 바디를 포함하며, 기판 지지부는 챔버 바디 내에 배치되고 그리고 기판 지지부 상에 기판을 지지하도록 적응된다. 프로세싱 챔버는 또한, 기판 지지부 위에 프로세스 가스를 지향시키기 위해 복수의 가스 유입구들을 포함한다. 프로세싱 챔버는 피벗팅 마운트(pivoting mount)를 통해 기판 지지부에 인접하게 피벗식으로(pivotally) 장착된 이동가능 확산기를 더 포함한다. 이동가능 확산기는, 프로세스 가스를 기판 지지부를 향해 지향시키기 위해 이동가능 확산기에 형성된 복수의 유입 개구들로 이어지는 아암 프로세스 가스 유동 경로(arm process gas flow path), 및 이동가능 확산기에 의해 기판 지지부 위에 배치된 프로세스 가스에 대한 배기를 제공하기 위해 이동가능 확산기에 형성된 복수의 배기 개구들로 이어지는 배기 유동 경로를 갖는다.
[0005] 다른 구현에서, 프로세싱 챔버는 챔버 바디, 및 기판을 지지하기 위해 챔버 바디 내에 배치된 기판 지지부를 포함한다. 기판 지지부 위에 프로세스 가스를 지향시키기 위해, 복수의 가스 유입구들이 기판 지지부 위에 포지셔닝된다. 이동가능 확산기는 기판 지지부에 인접하게 장착된다. 이동가능 확산기는 프로세스 가스를 기판 지지부를 향해 지향시키기 위한, 이동가능 확산기의 유입 개구들로 이어지는 아암 프로세스 가스 유동 경로를 갖는다. 이동가능 확산기는 복수의 동작 포지션들로 회전가능하며, 이동가능 확산기의 유입 개구들은 복수의 동작 포지션들 각각에 대해 기판 지지부의 상이한 영역 위에 포지셔닝된다.
[0006] 다른 구현에서, 프로세싱 챔버는, 기판의 선택된 증착 영역 위의 동작 포지션으로 이동가능 확산기를 회전시키는 단계를 포함하는, 프로세싱 챔버 내의 기판을 프로세싱하는 방법을 제공한다. 이동가능 확산기는 복수의 유입 개구들 및 복수의 배기 개구들을 갖는다. 방법은 증착 유동 기간 동안에 이동가능 확산기의 유입 개구들로부터 기판의 선택된 증착 영역 상으로 프로세스 가스를 주입하는 단계를 포함한다. 방법은 증착 유동 기간 동안에 이동가능 확산기의 유입 개구들로부터 주입된 프로세스 가스를 이동가능 확산기의 배기 개구들을 통해 배기하는 단계를 포함한다. 방법은 증착 유동 기간 동안에 기판 위에 그리고 이동가능 확산기의 유입 개구들 위에 포지셔닝된 복수의 가스 유입구들로부터 격리 가스(isolation gas)를 주입하는 단계를 포함한다. 방법은 증착 유동 기간 동안에 가스 유입구들로부터의 격리 가스를 챔버 바디 내의 진공 포트를 통해 배기하는 단계를 포함한다.
[0007] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 구현들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 선택된 구현들만을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 구현들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0008] 도 1은 일 구현에 따른 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0009] 도 2는 일 구현에 따른 이동가능 확산기의 포지션들을 예시하는 프로세싱 챔버의 간략화된 평면도를 도시한다.
[0010] 도 3a는 일 구현에 따른 이동가능 확산기 어셈블리의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0011] 도 3b는 일 구현에 따른 이동가능 확산기 어셈블리의 증착 헤드의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0012] 도 4a는 일 구현에 따른 이동가능 확산기의 개략적인 최상부 사시 분해도를 도시한다.
[0013] 도 4b는 일 구현에 따른 이동가능 확산기의 개략적인 최하부 사시 분해도를 도시한다.
[0014] 도 5는 일부 구현들에 따라 프로세싱 챔버 내에서 기판을 프로세싱하기 위한 리페어 동작 모드(repair operational mode)의 흐름도이다.
[0015] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통적인 동일한 엘리먼트들을 가리키기 위해 가능한 경우 동일한 도면부호들이 사용되었다. 부가적으로, 일 구현의 엘리먼트들은, 본원에서 설명되는 다른 구현들에서의 활용을 위해 유리하게 적응될 수 있다.
[0016] 본원에서 설명되는 구현들은 일반적으로, 웨이퍼 또는 기판 상에 재료를 증착하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 장치는 일반적으로, CVD 프로세싱 챔버, 이를테면, PECVD 프로세싱 챔버를 포함한다. 본원에서, 어느 프로세싱 챔버든 CVD 프로세싱 챔버로 지칭될 수 있다. 장치는 기판들을 프로세싱하는 데 사용되는 다른 프로세싱 챔버들을 포함할 수 있다. 프로세싱 챔버는 내부에 프로세스 가스 영역을 가지며, 프로세스 가스는 가스 유입구들을 통해 프로세스 가스 영역 내로 도입된다. 프로세싱 챔버는 또한, 기판 표면 상에 재료의 균일한 증착을 실행하기 위해 기판의 표면에 프로세스 가스를 제공하도록 구성된 샤워헤드를 포함할 수 있다. 방법들은 일반적으로, 기판의 표면에 프로세스 가스를 주입하는 단계, 및 기판 상의 프로세스 가스를 열적으로 분해하는 단계를 포함한다. 추가의 프로세스 가스는, 기판 표면 상에 균일한 증착을 실행하기 위해, 이동가능 확산기를 통해 기판의 표면의 선택된 증착 영역들에 제공된다.
[0017] 도 1은 프로세싱 챔버(100)의 구현의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 1의 이미지들은 예시적인 목적들을 위해 간략화되었으며, 실척대로 도시되지 않았다. 프로세싱 챔버(100)는, 기판(102)의 상부 표면 상의 재료의 증착을 포함하여, 하나 이상의 기판들(102)을 프로세싱하는 데 사용될 수 있다. 프로세싱 챔버(100)는 챔버 바디(104), 및 챔버 바디(104)에 커플링된 페이스 플레이트(106)를 포함한다. 페이스 플레이트(106)는 리드 어셈블리로 지칭될 수 있다. 챔버 바디(104)는 챔버 측벽(110), 최하부(112), 및 챔버 내부(105)를 포함한다. 챔버 내부(105)에는 챔버 바디(104)를 보호하기 위한 라이너(114)가 포지셔닝된다. 페이스 플레이트(106)는 복수의 가스 유입구들(120)을 갖는 샤워헤드(116)를 포함한다. 기판(102)을 상부에 지지하도록 적응된 기판 지지부(122)는 프로세싱 챔버(100) 내에서 챔버 바디(104)의 최하부(112)와 샤워헤드(116) 사이에 배치된다. 기판 지지부(122)는 기판 지지부(122) 상에 지지된 기판(102)을 원하는 프로세싱 온도까지 가열하기 위해 가열 엘리먼트들(124)을 포함한다. 전력 공급부(126)는 가열 엘리먼트들(124)에 전력을 제공하기 위해 전력 라인(128)에 의해 가열 엘리먼트들(124)에 커플링된다.
[0018] 기판 지지부(122)는 상승된 프로세싱 포지션에 있는 것으로 도시되지만, 기판 지지부 액추에이터(130)에 의해 프로세싱 포지션과 로딩 포지션 사이에 수직으로 포지셔닝될 수 있다. 기판 지지부(122)에 대한 로딩 포지션은 프로세싱 포지션 아래에 있고, 기판(102)이 기판 지지부(122)로부터 제거되는 것을 가능하게 한다. 그 다음으로, 로봇(도시되지 않음)은 프로세싱 챔버(100)에 진입하여, 기판(102)과 맞물려서 기판(102)을 챔버 측벽(110)의 개구(도시되지 않음)를 통해 프로세싱 챔버(100)로부터 제거할 수 있다. 기판 지지부(122)는 또한, 기판(102)의 균일한 프로세싱을 용이하게 하기 위해 프로세싱 동안에 기판 지지부 액추에이터(130)에 의해 회전되도록 적응된다. 프로세싱 챔버(100)는, 기판(102)을 유지 및 릴리즈하기 위한, 프로세스의 종료의 검출을 위한, 내부 진단 등을 위한 종래의 시스템들을 포함한다. 그러한 시스템들은 도 1에서 지원 시스템들(132)로서 집합적으로 도시된다.
[0019] 기판 지지부(122)는, 프로세싱 포지션에 로케이팅되어 있는 동안, 챔버 바디(104)의 내부 볼륨에 프로세스 가스 영역(134)을 정의한다. 프로세스 가스 영역(134)은, 기판 지지부(122)가 프로세싱 포지션에 로케이팅되어 있는 동안, 페이스 플레이트(106)와 기판 지지부(122) 사이에 로케이팅된 내부 챔버 볼륨을 포함한다.
[0020] 가스 패널(136)로부터 공급된 프로세스 가스는 샤워헤드(116)를 통해 프로세스 가스 영역(134) 내로 도입된다. 더 구체적으로, 가스 패널(136)은 페이스 플레이트(106)에 커플링되고, 가스 패널(136)은 프로세스 가스를 페이스 플레이트(106)의 하나 이상의 가스 챔버들(도시되지 않음) 내로, 그리고 샤워헤드(116)로, 그리고 그 다음으로, 샤워헤드(116)의 가스 유입구들(120)을 통해 프로세스 가스 영역(134)으로 공급한다. 프로세스 가스는 기판(102)의 상부 표면으로 유동한다. 프로세스 가스는 진공 포트(140)를 통해 챔버로부터 제거되고, 프로세스 가스의 제거는 진공 포트(140)에 커플링된 진공 펌프(142)에 의해 용이해진다. 가스 패널(136)은 또한, 격리 또는 퍼지 가스를 페이스 플레이트(106)에 공급할 수 있다.
[0021] 도 1은 기판(102)의 선택된 증착 영역들 상에 프로세스 가스를 유동시키는 데 사용되는 이동가능 확산기 어셈블리(144)의 구현을 도시한다. 이동가능 확산기 어셈블리(144)는 챔버 바디(104)에 장착되며, 이동가능 아암 또는 이동가능 확산기(146), 지지 하우징(150), 아암 하우징(152), 및 아암 커버(154)를 포함한다. 이동가능 확산기(146)는 기판 지지부(122)의 주변에 인접하게 피벗식으로 장착된다. 지지 하우징(150)은 챔버 바디(104)의 채널에 배치되고, 챔버 바디(104)의 최하부(112)로부터 챔버 바디(104)의 챔버 최상부 표면(111)에 인접한 영역으로 연장된다. 지지 하우징(150)은 볼트들을 이용하여 챔버 바디(104)에 커플링되거나 또는 다르게는 종래방식으로 부착될 수 있다. 이동가능 확산기 어셈블리(144)는, 이동가능 확산기(146)를 챔버 바디(104)에 장착하는 데 사용되는 컴포넌트들 중 하나로서, 도 3a의 구현에서 도시된 칼라 플레이트(collar plate)(158)를 포함할 수 있다.
[0022] 아암 하우징(152)은 챔버 바디(104)의 챔버 최상부 표면(111)에 부착되고, 아암 커버(154)는 종래의 방식으로, 이를테면, 볼트들에 의해 아암 하우징(152)에 부착된다. 아암 하우징(152)과 아암 커버(154)는, 이동가능 확산기(146)가 기판 지지부(122)를 통해 그리고 기판 지지부(122) 위로 연장되도록, 챔버 바디(104)의 챔버 측벽(110) 위에 개구를 정의한다. 아암 커버(154)는 아암 커버 최상부 표면을 갖고, 페이스 플레이트(106)는, 샤워헤드(116)를 포함하는 페이스 플레이트(106)가 이동가능 확산기(146) 위에 배치되도록, 아암 커버 최상부 표면에서 아암 커버(154)에 의해 지지된다. 이는, 샤워헤드(116)가 기판 지지부(122) 위에 배치되도록, 페이스 플레이트(106)가 동작 포지션에 있는 동안, 이동가능 확산기(146)가 기판 지지부(122) 위에 포지셔닝되는 것을 가능하게 한다.
[0023] 이동가능 확산기(146)는, 지지 하우징(150)으로부터 기판 지지부(122) 위로 연장되는 세장형 아암 섹션을 포함한다. 이동가능 확산기(146)는 지지 하우징(150)에 피벗식으로 장착되며, 아암 커버(154)와 상부 섹션 부재(156) 사이에 밀봉을 제공하는 밀봉부들(160)을 갖는 상부 섹션 부재(156)를 포함한다. 기판 지지부(122) 위의 선택된 위치들에 이동가능 확산기(146)를 포지셔닝할 때, 이동가능 확산기(146)의 회전을 고려하여 로터리 밀봉부(rotary seal)가 구현에서 사용된다. 구현에서, 가압식 환형 밀봉부가 사용될 수 있다. 가압식 가스 공급부(178)는, 가압식 환형 밀봉부가 사용될 때, 밀봉부들(160)에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 진공 펌프(142)는 가압식 가스 공급부(178)를 제공하기 위해 밀봉부들(160)에 커플링될 수 있다. 이동가능 확산기 액추에이터(162), 이를테면, 서보 모터는 상부 섹션 부재(156)에서 이동가능 확산기(146)에 커플링된다. 이동가능 확산기 액추에이터(162)는, 이동가능 확산기(146)를 기판 지지부(122) 및 기판(102) 위의 선택된 위치들에 포지셔닝하기 위해 이동가능 확산기(146)를 선택적으로 회전시킨다.
[0024] 이동가능 확산기(146)는 기판 지지부(122)에 걸쳐 연장되는 이동가능 확산기(146)의 단부 섹션에 포지셔닝된 증착 헤드(164)를 포함한다. 증착 헤드(164)는 복수의 유입 개구들(170)을 갖는 확산기 샤워헤드(166)를 포함한다. 증착 헤드(164)의 확산기 샤워헤드(166) 및 유입 개구들(170)은 이동가능 확산기(146)의 아암 프로세스 가스 유동 경로(172)에 커플링된다. 이동가능 확산기(146)의 아암 프로세스 가스 유동 경로(172)는 증착 헤드(164)로부터 이동가능 확산기(146)의 길이를 따라 연장되어, 지지 하우징(150)의 하우징 프로세스 가스 유동 경로(174)와 커플링된다. 지지 하우징(150)의 하우징 프로세스 가스 유동 경로(174)는 확산기 프로세스 가스 공급부(176)에 커플링된다.
[0025] 제어기(180)는 프로세싱 챔버(100)의 동작을 제어하는 데 사용된다. 제어기(180)는 가스 패널(136), 이동가능 확산기 액추에이터(162), 가압식 가스 공급부(178), 기판 지지부(122), 기판 지지부 액추에이터(130), 및 전력 공급부(126)에 커플링된다. 제어기(180)는 저장 메모리, 프로세서, 및 입력/출력 유닛을 포함할 수 있다. 제어기(180)는, 이동가능 확산기(146)의 동작 및 이동가능 확산기(146)의 증착 헤드(164)의 포지셔닝 및 증착 헤드(164)로부터 기판(102)의 선택된 증착 영역들 위로의 프로세스 가스의 유동을 제어한다.
[0026] 도 2에서, 이동가능 확산기(146)의 포지셔닝을 설명하는 목적을 위해 이동가능 확산기(146)의 간략화된 평면도가 도시된다. 도 2의 이미지는 이동가능 확산기(146)의 포지셔닝을 도시하기 위한 예시적인 목적을 위해 간략화되었으며, 페이스 플레이트(106) 및 다른 컴포넌트들은 도시되지 않았다. 챔버 바디(104)는 프로세싱 챔버(100)의 내부 영역(105)으로 이어지는 최상부 개구 주변부(186)를 갖는다. 이동가능 확산기(146)는 피벗식으로 장착되고 피벗 포인트(184)를 중심으로 회전한다. 이동가능 확산기(146)는 도 2에서 3개의 상이한 포지션들에 도시된다.
[0027] 이동가능 확산기(146)는, 이동가능 확산기(146)가 동작하지 않을 때 사용되는 보관 포지션(storage position)을 갖는다. 보관 포지션에 있을 때, 이동가능 확산기(146)는 도 2에서 실선들로 도시되고 146-1로 라벨링된다. 보관 포지션에 있을 때, 이동가능 확산기(146)는, 프로세싱 챔버(100)의 외측 주변 섹션(182)에 포지셔닝되도록 그리고 프로세싱 챔버(100)의 내부 영역(105) 위에 놓이지 않도록, 최상부 개구 주변부(186)의 외측에 포지셔닝된다. 보관 포지션에 있을 때, 이동가능 확산기(146)는, 페이스 플레이트(106)의 샤워헤드(116)의 동작과 간섭하지 않거나 또는 챔버 바디(104)의 최상부 개구를 통한 프로세싱 챔버(100)로부터의 라이너(114)의 제거와 간섭하지 않는다. 구현에서, 이동가능 확산기(146)는 만곡된 세장형 섹션을 갖는다(도 4a 및 도 4b 참조). 이러한 만곡된 세장형 섹션은, 이동가능 확산기(146)가 프로세싱 챔버(100)의 내부 영역(105)의 최상부 개구 주변부(186)에 오버행(overhang)되지 않도록, 이동가능 확산기(146)를 포지셔닝하는 것을 돕는다.
[0028] 이동가능 확산기(146)의 증착 헤드(164)는, 이동가능 확산기(146)를 회전시킴으로써, 아크 경로(188)를 따라 기판 지지부(122)의 중심으로 이동가능하다. 증착 헤드(164)는 아크 경로(188) 상의 임의의 포인트에서 이동가능하다. 증착 헤드(164)가 기판 지지부(122)의 중심 포지션에 있을 때, 이동가능 확산기(146)는 점선들로 도시되고 146-3로 라벨링된다. 증착 헤드(164)가 보관 포지션과 중심 포지션 사이의 중간 포지션에 있을 때, 이동가능 확산기(146)는 점선들로 도시되고 146-2로 라벨링된다. 제어기(180)는, 이동가능 확산기(146) 및 증착 헤드(164)를 선택된 위치들로 회전시키도록 이동가능 확산기 액추에이터(162)(도 1에 도시됨)에 신호들을 전송하는 데 사용된다. 선택된 위치들에 포지셔닝될 때, 이동가능 확산기(146)는, 제어기(180)로부터의 신호들에 대한 응답으로 선택된 위치에서 기판 지지부(122) 상의 기판(102)에 프로세스 가스를 증착시킨다.
[0029] 도 3a 및 도 3b에서, 이동가능 확산기(146)의 다른 구현의 개략적인 단면이 도시된다. 도 3a 및 도 3b의 이미지들은 예시적인 목적들을 위해 간략화되었으며, 실척대로 도시되지 않았다. 이러한 구현에서, 이동가능 확산기(146)는 아암 프로세스 가스 유동 경로(172) 및 아암 배기 유동 경로(190) 둘 모두를 갖는다. 마찬가지로, 이동가능 확산기(146)의 증착 헤드(164)는 유입 개구들(170) 및 배기 개구들(192) 둘 모두를 포함한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 아암 프로세스 가스 유동 경로(172) 및 아암 배기 유동 경로(190)는 이동가능 확산기(146)의 세장형 섹션을 따라, 챔버 바디(104)의 챔버 측벽(110)으로부터 증착 헤드(164)로 연장된다. 증착 헤드(164)는 이동가능 확산기(146)의 아암 프로세스 가스 유동 경로(172)에 커플링된 프로세스 가스 챔버(194)를 포함한다. 프로세스 가스 챔버(194)의 최하부에는 복수의 유입 개구들(170)을 갖는 원형 형상을 갖는 확산기 샤워헤드(166)가 있다. 화살표들(196)은 이동가능 확산기(146)의 아암 프로세스 가스 유동 경로(172)를 통과하는 프로세스 가스의 유동을 예시한다. 화살표(200)는 프로세스 가스 챔버(194) 내에서의 프로세스 가스 유동을 예시한다. 화살표들(202)은 확산기 샤워헤드(166) 내의 유입 개구들(170)을 통과하는 프로세스 가스의 유동을 예시한다.
[0030] 이동가능 확산기(146)의 증착 헤드(164)는 이동가능 확산기(146)의 아암 배기 유동 경로(190)에 커플링된 복수의 배기 개구들(192)을 포함한다. 증착 헤드(164)의 복수의 배기 개구들(192)은, 유입 개구들(170) 및 확산기 샤워헤드(166)의 주변 둘레에 포지셔닝되고, 유입 개구들(170) 둘레에 원형 형상을 형성한다. 화살표들(204)은, 증착 헤드(164)의 배기 개구들(192)을 통한, 그 다음으로, 이동가능 확산기(146)의 아암 배기 유동 경로(190) 내로의 배기의 유동을 예시하며, 화살표들(206)은 배기의 유동을 예시한다.
[0031] 도 3a에 도시된 바와 같이, 이동가능 확산기 어셈블리(144)의 지지 하우징(150)은 지지 하우징(150) 내에 하우징 프로세스 가스 유동 경로(174)를 포함한다. 지지 하우징(150)의 하우징 프로세스 가스 유동 경로(174)는 이동가능 확산기(146)의 아암 프로세스 가스 유동 경로(172)에 커플링된다. 화살표들(196)은 지지 하우징(150)으로부터 이동가능 확산기(146)로의 프로세스 가스의 유동을 예시한다. 환형 회전 밀봉부들(215-1 및 215-2)은 지지 하우징(150)의 하우징 프로세스 가스 유동 경로(174)의 일부를 정의하며, 프로세스 가스는, 이동가능 확산기(146)의 아암 프로세스 가스 유동 경로(172)에 진입하기 전에 환형 회전 밀봉부들(215-1 및 215-2) 사이를 통과한다.
[0032] 하우징 배기 유동 경로(210)는 지지 하우징(150)의 환형체에 로케이팅되고, 하우징 배기 유동 경로(210)는 챔버 바디(104)의 챔버 측벽(110) 및 지지 하우징(150)에 의해 정의된다. 지지 하우징(150)은 환형 채널(annulus channel) 또는 하우징 배기 유동 경로(210)를 제공하도록 사이즈가 정해지고 원통형일 수 있다. 지지 하우징(150)의 하우징 배기 유동 경로(210)는 챔버 바디(104)의 챔버 측벽(110)의 측벽 개구(113)에 커플링된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 측벽 개구(113)는 챔버 바디(104)의 챔버 바디 내부(105)에 연결된다. 하우징 배기 유동 경로(210)로부터의 배기는, 화살표들(206)에 의해 예시된 바와 같이 측벽 개구(113)를 통해, 그리고 챔버 바디 내부(105)로 유동하며, 여기서 배기는 진공 포트(140)를 통해 유동한다. 프로세싱 챔버(100)를 위한 진공 펌프(142)는 이동가능 확산기(146)의 아암 배기 유동 경로(190) 및 지지 하우징(150)의 하우징 배기 유동 경로(210)를 위한 진공 흡인을 제공할 수 있다. 다른 실시예들에서, 하우징 배기 유동 경로(210)는 연장되어 진공 펌프(142)와 연결될 수 있거나, 또는 추가의 펌프가 하우징 배기 유동 경로(210)에 연결되어 배기 개구들(192)을 위한 진공을 생성할 수 있다.
[0033] 도 3a에 도시된 바와 같이, 구현은 차동식으로 펌핑되는 밀봉 시스템(212)을 가질 수 있다. 차동식으로 펌핑되는 밀봉 시스템(212)에서, 가압된 가스는 가압식 가스 공급부(178)(도 1 참조)로부터, 환형 회전 밀봉부들(215-1 및 215-2) 사이의 차동 펌핑 경로(214)로 펌핑되고, 그 다음으로, 가압된 가스는 지지 하우징(150)을 통해 유동한다. 차동 펌핑 경로(214) 내에서의 가스 유동은 화살표들(220)로 도시된다. 가압된 가스는 환형 회전 밀봉부들(215-1 및 215-2)을 위한 압력 밀봉을 제공한다.
[0034] 도 4a 및 도 4b는 이동가능 확산기(146)의 구현의 분해도를 도시한다. 도 4a 및 도 4b의 이미지들은 예시적인 목적들을 위해 간략화되었으며, 실척대로 도시되지 않았다. 이동가능 확산기(146)는 바디 부재(240), 최상부 플레이트(244), 최하부 플레이트(246), 피벗 마운트(248), 및 상부 섹션 부재(156)를 포함한다. 바디 부재(240)는, 도 2와 관련하여 이전에 논의된 바와 같이, 이동가능 확산기(146)가 보관 포지션에 배치되는 것을 가능하게 하기 위해, 만곡된 형상을 갖는다. 바디 부재(240)는 최상부 채널(252) 및 최하부 채널(254)을 포함한다. 최상부 채널(252)은 이동가능 확산기(146)의 아암 프로세스 가스 유동 경로(172)를 형성한다. 최하부 채널(254)은 이동가능 확산기(146)의 아암 배기 유동 경로(190)를 형성한다. 증착 헤드(164)는, 상부 섹션 부재(156) 및 피벗 마운트(248) 반대편에 로케이팅된다. 최상부 채널(252)은 최상부 플레이트(244) 및 최하부 표면(256)에 의해 정의된다. 최상부 플레이트(244)는, 최상부 플레이트(244)와 바디 부재(240)가 어셈블링 포지션(assembled position)에서 연결되어 최상부 채널(252)을 형성할 때, 최상부 채널 측벽(262) 상의 립(lip)(260) 상에 지지된다. 최상부 채널(252)의 최상부 채널 개구(264)는 도 3a에 도시된 지지 하우징(150)의 하우징 프로세스 가스 유동 경로(174)와 커플링될 것이다. 최상부 채널(252)은 증착 헤드(164)의 유입 개구들(170) 및 프로세스 가스 챔버(194)로 개방된다.
[0035] 최하부 채널(254)은 최하부 플레이트(246) 및 최상부 표면(266)에 의해 정의된다. 최하부 플레이트(246)는, 최하부 플레이트(246) 및 바디 부재(240)가 어셈블링 포지션에서 연결될 때, 최하부 채널 측벽(272) 상의 최하부 채널 립(도시되지 않음) 상에 지지된다. 최하부 채널(254)의 최하부 채널 개구(274)는, 도 3a에 도시된 지지 하우징(150)의 환형체 내의 하우징 배기 유동 경로(210)와 커플링될 것이다. 최하부 채널(254)은, 최하부 채널(254)로 개방되는 배기 개구들(192)을 갖는다.
[0036] 이동가능 가스 확산기는 알루미늄으로 제조될 수 있다. 일부 구현들에서, 이동가능 확산기(146)는, 세라믹 재료들, 이를테면, 석영, 실리콘 카바이드, 사파이어, 실리콘 카바이드로 코팅된 실리콘, 실리콘 카바이드로 코팅된 그래파이트, 유리상 탄소(glassy carbon)로 코팅된 그래파이트, 또는 강철, 니켈, 또는 코팅된 금속들을 포함하는 금속들, 또는 프로세스 환경과 관련하여 안정적인 임의의 다른 재료로 제조될 수 있다.
[0037] 프로세싱 챔버(100)의 동작 동안, 프로세스 가스는, 페이스 플레이트(106) 상에 로케이팅된 샤워헤드(116)의 유입구들을 통해 프로세스 가스 영역(134) 내로 도입되고, 증착 균일성을 증가시키기 위해 회전될 수 있는 기판(102) 위로 유동된다. 프로세스 가스는, 기판(102) 상에 재료를 증착시키기 위해 열적으로 분해된다. 그러나, 프로세스 가스는 기판(102) 위에 균일하게 증착되지 않을 수 있다. 예컨대, 기판(102)의 중심 근처의 재료 증착은 기판(102)의 외측 에지 둘레의 재료 증착보다 더 클 수 있다. 그러한 예에서, 이동가능 확산기(146)는 기판(102)의 외측 에지 근처의 재료 증착을 증가시키기 위해, 기판(102)의 주변 근처에 추가의 프로세스 가스를 제공하는 데 활용될 수 있다. 이동가능 확산기(146)로부터의 추가의 프로세스 가스는, 페이스 플레이트(106) 상의 샤워헤드(116)로부터의 프로세스 가스의 도입 이전에 또는 그 도입에 후속하여 제공될 수 있다.
[0038] 구현에서, 페이스 플레이트(106) 상의 샤워헤드(116)는 1차 가스 분배 유닛으로서의 역할을 하고, 이동가능 확산기(146)는 2차 가스 분배 유닛으로서의 역할을 한다. 1차 가스 분배 유닛은 프로세스 가스를 프로세싱 챔버(100) 내로 도입하고, 프로세스 가스는 첫 번째 단계에서 기판(102) 상에 증착된다. 기판(102)은, 프로세스 가스가 기판(102) 위에 균일하게 증착되었는지를 결정하기 위해 그리고 프로세스 가스가 균일하게 증착되지 않은 임의의 영역들을 식별하기 위해, 평가된다. 프로세스 가스가 프로세스 가스의 균일한 층을 증착하지 않은 경우 복수의 불균일 기판 영역들이 존재할 수 있거나, 또는 선택된 기판 영역들 상에 추가의 프로세스 가스가 증착될 필요가 있는 다른 불규칙성들 또는 이유들이 존재할 수 있다.
[0039] 제어기(180)는, 좌표계를 사용하여, 선택된 기판 영역들의 위치를 매핑하는 데 사용될 수 있다. 좌표계는 기판(102)의 표면 상의 선택된 기판 영역들의 위치를 식별하는 데 사용된다. 각각의 선택된 영역의 좌표는 제어기(180)에 저장되며, 제어기(180)는, 이동가능 확산기(146)를 선택된 기판 영역들의 각각의 개별 위치로 지향시키기 위해 저장된 좌표를 사용하도록 지정된 프로그램을 포함한다. 이동가능 확산기(146)는, 균일하지 않거나, 또는 추가의 프로세스 가스의 증착으로부터 이익을 얻을 다른 특성들을 갖는 것으로 검출된, 기판(102)의 선택된 증착 영역들 상에 프로세스 가스를 증착하기 위해, 2차 가스 분배 유닛으로서 기능할 수 있다. 이동가능 확산기(146)는 복수의 동작 포지션들로 회전가능하며, 이동가능 확산기(146)의 유입 개구들(170)은 동작 포지션들 각각에 대해 기판 지지부(122) 및 지지되는 기판(102)의 상이한 영역 위에 포지셔닝된다. 이동가능 확산기(146)는 증착 헤드(164)를 선택된 영역 위에 배치하기 위해 선택된 영역으로 회전한다. 그 다음으로, 제어기(180)는, 증착 헤드(164)의 유입 개구들(170)을 통해 기판(102)의 선택된 영역으로 프로세스 가스를 유동시키도록 프로세싱 챔버(100)를 제어할 수 있다. 구현에서, 제어기(180)는 또한, 증착 헤드(164)를 통한 프로세스 가스의 유동 동안에 기판(102) 및 기판 지지부(122) 위로 퍼지 가스를 유동시키도록 페이스 플레이트(106)의 샤워헤드(116)를 제어할 수 있다. 프로세스의 이 단계에서의 퍼지 가스의 유동은 기판(102)의 선택된 영역으로의, 증착 헤드(164)에 의한 프로세스 가스의 유동을 제어하는 것을 돕는다.
[0040] 다른 구현들에서, 이동가능 확산기(146)는 1차 가스 분배 시스템으로서 사용될 수 있다. 예컨대, 증착 헤드(164)는 기판(102) 위에서 제1 포지션에 포지셔닝되고, 프로세스 가스는 증착 헤드(164) 아래에 배치된 기판(102)의 영역들 상으로 분배된다. 그 다음으로, 증착 헤드(164)는 제2 포지션으로 회전되고, 제2 포지션에서, 프로세스 가스를 분배하는 프로세스가 반복된다. 이러한 프로세스 단계들은, 증착 헤드(164)가 기판(102)의 전체 표면 영역에 걸쳐 프로세스 가스를 유동시킬 때까지, 반복될 수 있다.
[0041] 실시예들은, 프로세싱 챔버(100)에서 균일한 재료 증착을 제공하도록 적응된다. 기판(102) 위에 포지셔닝된 이동가능 확산기(146)는 증착 불균일성의 보정들을 가능하게 한다. 이동가능 확산기(146)의 이동뿐만 아니라 이를 통한 가스의 유동은 제어기(180)에 의해 제어되며, 이는 프로세스 반복성을 가능하게 한다. 기판들(102) 상의 증착 균일성 증가는 기판들(102)의 품질 및 최종 제조되는 디바이스들의 효율을 증가시킨다.
[0042] 동작 시에, 프로세싱 챔버(100)는, 이동가능 확산기(146)가 기판(102)의 선택된 증착 영역들 상에 증착 재료를 증착하는 데 사용되는 리페어 동작 모드에서 동작될 수 있다. 프로세싱 챔버(100)는 또한, 이동가능 확산기(146)가 기판(102) 상에 증착 재료를 연속적으로 증착하는 연속적 동작 모드에서 동작될 수 있다. 기판(102)은 챔버 바디(104) 내로 로딩되고, 기판 지지부(122)에 의해 지지된다.
[0043] 도 5는 프로세싱 챔버(100) 내의 기판(102)에 대한 리페어 동작 모드에 대한 흐름도(500)를 도시한다. 블록(502)에서, 프로세스 가스가, 이동가능 확산기(146) 위에 포지셔닝된 가스 유입구들(120)을 통해 기판(102) 상으로 주입된다. 프로세스 가스는 기판 지지부(122) 위에 로케이팅된 샤워헤드(116)의 복수의 가스 유입구들(120)을 통해 챔버 바디(104)의 프로세스 가스 영역(134) 내로 주입된다. 이동가능 확산기(146)는 보관 포지션에 포지셔닝되는 한편, 프로세스 가스는 샤워헤드(116)의 가스 유입구들(120)로부터 유동된다.
[0044] 샤워헤드(116)의 가스 유입구들(120)로부터의 프로세스 가스는 기판(102) 상에 증착 층을 형성한다. 증착 층은 또한, 증착 필름으로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 샤워헤드(116)의 가스 유입구들(120)로부터의 프로세스 가스는 기판(102) 상에 베이스 증착 층을 형성한다. 베이스 증착 층은, 프로세싱 챔버(100) 내에서의 증착 동작들 동안에 프로세싱 챔버(100)가 기판(102) 상에 형성하는 제1 증착 층이다. 프로세스 가스 영역(134) 내로의 그리고 기판(102) 상으로의 프로세스 가스의 도입은 제어기(180)에 의해 제어된다. 샤워헤드(116)의 가스 유입구들(120)은 리페어 동작 모드를 위한 1차 가스 분배 유닛으로서의 역할을 한다.
[0045] 샤워헤드(116)에 의해 기판(102) 상에 증착 층이 형성된 후에, 기판(102)의 검사가 수행된다. 검사는, 추가의 증착 재료가 필요한, 기판(102)의 하나의 또는 복수의 선택된 증착 영역들을 식별할 수 있다. 검사는, 증착 층이 균일하지 않은, 기판(102)의 영역을 식별할 수 있다. 예컨대, 기판(102)의 중심 근처의 재료 증착은 기판(102)의 외측 에지보다 더 클 수 있다. 그러한 예에서, 이동가능 확산기(146)는 기판(102)의 외측 에지 근처의 증착 재료를 증가시키기 위해, 기판(102)의 주변 근처의 선택된 증착 영역들에 추가의 프로세스 가스를 제공하는 데 활용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(102)의 검사는, 검사 후에 프로세싱 챔버(100)로부터 기판(102)을 제거하고 프로세싱 챔버(100) 내로 기판(102)을 로딩하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 기판(102) 상의 기판(102) 기준 노치(reference notch)는 검사 후에 기판 지지부(122) 상에 기판(102)을 정렬하는 데 사용된다.
[0046] 추가의 증착 재료의 적용을 위해 지정된, 기판(102)의 선택된 증착 영역들의 위치 정보가 제어기(180)에 입력된다. 선택된 증착 영역에 대한 위치 정보는 기판(102)의 선택된 증착 영역을 식별하는 좌표를 포함할 수 있다. 선택된 증착 영역은 기판(102)의 표면의 일부 상에 로케이팅된다. 일부 실시예들에서, 선택된 증착 영역은, 증착 헤드(164)의 확산기 샤워헤드(166)의 사이즈에 대응하는 사이즈이다. 선택된 증착 영역은 기판 기준 노치와 관련하여 참조될 수 있다. 위치 정보는 기판 기준 노치와 관련하여, 선택된 증착 영역을 식별할 수 있다.
[0047] 선택된 증착 영역에 대한 증착 특징이 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 증착 특징은 검사에 적어도 부분적으로 기반한다. 다른 실시예들에서, 증착 특징은 프로세싱 챔버(100) 내에서의 하나 이상의 기판들(102)의 프로세싱으로부터의 정보에 기반할 수 있다. 예컨대, 증착 특징은 기판(102) 상의 증착 층의 두께에 대응할 수 있다. 이러한 예에서, 이동가능 확산기(146)에 의한, 선택된 증착 영역 상에 증착될 증착 재료의 양은 증착 특징에 기반하여 결정된다. 일부 실시예들에서, 선택된 증착 영역에 대한 증착 특징은 제어기(180)에 입력된다. 제어기(180)는 각각의 선택된 증착 영역에 대한 복수의 증착 특징들을 저장할 수 있다.
[0048] 검사 프로세스 후에 기판(102)을 리페어하기 위해, 제어기(180)는 기판(102)의 선택된 증착 영역 위에 증착 헤드(164)를 포지셔닝하도록 이동가능 확산기(146) 및 기판 지지부(122) 둘 모두를 제어한다. 선택된 증착 영역은 확산기 샤워헤드(166)의 유입구 개구들(170) 아래에 배치된, 기판(102)의 영역이다. 블록(504)에서, 이동가능 확산기(146)는 기판(102)의 선택된 증착 영역 위의 동작 포지션으로 회전된다. 이동가능 확산기(146)는 보관 포지션으로부터 기판(102)의 선택된 증착 영역 위의 포지션으로 회전된다. 제어기(180)는 선택된 증착 영역에 대한 위치 정보를 사용하여 이동가능 확산기(146)의 이동 및 기판 지지부(122)의 회전을 제어한다. 더 구체적으로, 제어기(180)는, 증착 헤드(164)가 선택된 증착 영역 위에 포지셔닝되도록, 이동가능 확산기(146)를 회전시키기 위해 이동가능 확산기 액추에이터(162)에 신호를 전송하거나 또는 기판 지지부(122)를 회전시키기 위해 기판 지지부 액추에이터(130)에 신호를 전송한다. 제어기(180)는, 증착 헤드(164)를 선택된 증착 영역 위에 포지셔닝하기 위해, 이동가능 확산기(146) 및 기판 지지부(122) 중 단지 하나 또는 둘 모두의 이동을 제어할 수 있다.
[0049] 증착 헤드(164)는 선택된 증착 영역 위에 포지셔닝된다. 블록(506)에서, 프로세스 가스는 증착 유동 기간 동안에 이동가능 확산기(146)의 유입 개구들(170)로부터 기판의 선택된 증착 영역 상으로 주입된다. 증착 유동 기간은, 프로세스 가스를 증착 헤드(164)로부터 선택된 증착 영역으로 주입하기 위한 시간 기간이다. 증착 헤드(164)는 증착 유동 기간 동안에 프로세스 가스를 선택된 증착 영역에 주입한다. 선택된 증착 영역 상에 증착 층을 증착하기 위해 일정량의 프로세스 가스가 증착 헤드(164)로부터 주입되도록, 증착 유동 기간이 계산된다. 증착 헤드에 의해 증착되는 증착 층은 리페어 증착 층으로 지칭될 수 있다. 리페어 증착 층은, 선택된 증착 영역과 연관된 증착 특징에 대응할 수 있다. 예컨대, 증착 특징은 확산기 증착 층에 대해 선택된 증착 두께에 대응할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부(122)는 증착 유동 기간 동안 정지 상태(stationary)를 유지하도록 제어기(180)에 의해 제어된다.
[0050] 이동가능 확산기(146)가 선택된 증착 영역 위에 포지셔닝될 때 그리고 증착 유동 기간 동안, 제어기(180)는, 증착 헤드(164)의 유입구들을 통한 프로세스 가스 유동, 증착 헤드(164)의 배기 개구들(192)을 통한 배기, 및 샤워헤드(116)의 가스 유입구들(120)을 통한 격리 가스를 제어한다. 더 구체적으로, 제어기(180)는, 증착 유동 기간 동안에 이동가능 확산기(146)의 증착 헤드(164)에 프로세스 가스를 공급하도록 확산기 프로세스 가스 공급부(176)를 제어한다. 프로세스 가스는 확산기 프로세스 가스 공급부(176)로부터 지지 하우징(150)의 하우징 프로세스 가스 유동 경로(174) 및 이동가능 확산기(146)의 아암 프로세스 가스 유동 경로(172)를 통해 증착 헤드(164)로 유동한다. 프로세스 가스는, 프로세스 가스가 유입 개구들(170) 아래에 있는 기판(102)의 선택된 증착 영역에 대해 유동하기에 충분한 속도로 증착 헤드(164)의 유입 개구들(170)을 통해 주입된다.
[0051] 제어기(180)는, 선택된 증착 영역 위의 프로세스 가스 영역(134)에서 프로세스 가스를 위한 배기를 제공하기 위해, 진공을 배기 개구들(192)에 인가하도록 진공 펌프(142)를 제어한다. 블록(508)에서, 프로세스 가스는 증착 유동 기간 동안에 이동가능 확산기(146)로부터 이동가능 확산기(146)의 배기 개구들(192)을 통해 배기된다. 배기 개구들(192)을 통해 유동하는 프로세스 가스는 반응된 프로세스 가스를 포함하며, 그 반응된 프로세스 가스는 기판(102) 상에 증착 재료를 증착하기 위해 기판(102)과 상호작용한 프로세스 가스이다. 반응된 프로세스 가스는 배기물 또는 배출물로 지칭될 수 있다. 증착 유동 기간 동안, 배기는 배기 개구들 내로 유동하여, 이동가능 확산기(146)의 아암 배기 유동 경로(190)를 통해, 지지 하우징(150)의 하우징 배기 유동 경로(210)를 통해, 진공 펌프(142)로 유동한다.
[0052] 증착 헤드(164)의 배기 개구들(192)을 통한 배기 유동은 선택된 증착 영역 위의 프로세스 가스를 배기하도록 기능한다. 증착 헤드(164)를 통한 배기 유동은, 선택된 증착 영역 외측에 있는, 기판(102)의 영역들에서 기판(102) 상에 증착되는 프로세스 가스의 양을 감소시킨다. 더 구체적으로, 프로세스 가스는 증착 헤드(164)의 유입 개구들(170)로부터 주입되어, 증착 헤드(164) 아래에 있는 선택된 기판 영역과 반응하여, 반응된 프로세스 가스를 생성한다. 증착 헤드(164)의 배출구들에서의 진공은, 반응된 프로세스 가스를 배기 개구들(192)을 통해 그리고 아암 배기 유동 경로(190) 내로 끌어당겨서(pull), 반응된 프로세스 가스를 제거한다. 증착 헤드(164)의 유입 개구들(170)을 둘러싸기 위한 배기 개구들(192)의 포지셔닝은, 반응된 프로세스 가스를 증착 헤드(164)의 위치에서 제거하는 이점을 제공한다. 증착 헤드(164)의 배기 개구들(192)은, 선택된 증착 영역 외측의, 기판(102)의 영역들로 유동하는 반응된 프로세스 가스의 양을 감소시킨다.
[0053] 제어기(180)는 격리 가스를 페이스 플레이트(106) 및 샤워헤드(116)의 가스 유입구들(120)에 공급하도록 가스 패널(136)을 제어한다. 블록(510)에서, 격리 가스는 증착 유동 기간 동안에 기판(102) 위에 포지셔닝된 가스 유입구들(120)로부터 주입된다. 증착 유동 기간 동안, 격리 가스는 샤워헤드(116)에 의해 기판(102) 위의 프로세스 가스 영역(134) 내로 주입된다. 샤워헤드(116)로부터의 격리 가스는, 프로세스 가스를, 증착 헤드(164) 아래에 배치된 선택된 증착 영역으로 격리시키도록 기능한다. 샤워헤드(116)로부터의 격리 가스, 및 증착 헤드(164)를 통한 배기 유동은, 선택된 증착 영역 외측에 있는, 기판(102)의 영역들로 유동하는 (반응된 프로세스 가스를 포함한) 프로세스 가스의 양을 감소시키는 이점을 제공한다. 블록(512)에서, 가스 유입구들(120)로부터의 격리 가스는 증착 유동 기간 동안에 챔버 바디(104) 내의 진공 포트(140)를 통해 배기된다. 페이스 플레이트(106)의 샤워헤드(116)로부터의 격리 가스는 챔버 바디(104)의 진공 포트(140)에서 배기되고, 격리 가스의 일부는 증착 헤드(164)의 배기 개구들(192)을 통해 배기될 수 있다.
[0054] 증착 유동 기간의 종료 시에, 제어기(180)는, 증착 헤드(164)로의 프로세스 가스의 공급을 차단(shut-off) 및 중단하도록 확산기 프로세스 가스 공급부(176)를 제어한다. 일부 실시예들에서, 제어기(180)는, 증착 헤드(164)가 상이한 선택된 증착 영역으로 이동하기 전의 시간에서, 샤워헤드(116)의 가스 유입구들(120)로의 격리 가스의 공급을 차단 및 중단하도록 가스 패널(136)을 제어한다. 다른 실시예들에서, 증착 헤드(164)가 하나의 선택된 증착 영역으로부터 다른 선택된 증착 영역으로 이동함에 따라, 유동 격리 가스는 계속된다. 일부 실시예들에서, 제어기(180)는, 증착 헤드(164)가 하나의 선택된 증착 영역으로부터 다른 선택된 증착 영역으로 이동하기 전에, 배기 개구들(192) 및 진공 포트(140)를 통한 배기 유동을 중단시키기 위해 진공 펌프(142)를 차단하도록 진공 펌프(142)를 제어한다. 다른 실시예들에서, 증착 헤드(164)가 하나의 선택된 증착 영역으로부터 다른 선택된 증착 영역으로 이동함에 따라, 진공 펌프(142)는 증착 헤드(164)를 통한 배기 유동을 생성하기 위해 동작을 계속한다.
[0055] 일부 실시예들에서, 제어기(180)에 의한 이동가능 확산기(146)의 이동은 위치 정보 및 증착 특징들에 기반할 수 있다. 프로세싱 챔버(100) 및 이동가능 확산기(146)는 복수의 선택된 증착 영역들을 리페어하기 위해 리페어 동작 모드에서 동작될 수 있다. 예컨대, 증착 헤드(164)는 제1 선택된 증착 영역 상에 증착 재료를 주입하는 데 사용될 수 있다. 그 다음으로, 이동가능 확산기(146)는 제2 선택된 증착 영역으로 증착 헤드(164)를 이동시키기 위해 회전되며, 여기서 증착 헤드(164)는 제2 선택된 증착 영역 상에 기판 재료를 주입한다. 일부 실시예들에서, 증착 헤드(164)는 복수의 상이한 시간들에서, 선택된 증착 영역들 중 하나의 선택된 증착 영역 위에 포지셔닝된다. 증착 헤드(164)는, 리페어 동작 모드에서 동작될 때, 제어기(180)에 의해 다수의 선택된 증착 영역들로 이동될 수 있다. 이동가능 확산기(146)는, 이동가능 확산기(146)를 회전시킴으로써 또는 기판 지지부(122)를 회전시킴으로써, 선택된 증착 영역 위에 포지셔닝될 수 있다.
[0056] 연속적인 동작 모드를 위해, 위치 정보 및 증착 특징 정보가 제어기(180)에 로딩된다. 위치 정보 및 증착 특징 정보는, 기판(102) 상에 형성될 증착 층을 정의하는 증착 프로파일 정보를 제공한다. 예컨대, 증착 특징 정보는 기판(102) 상에 증착될 증착 층의 두께를 포함할 수 있다. 증착 층의 두께는 기판(102) 상의 상이한 위치들에서 변화할 수 있다. 위치 정보 및 증착 특징 정보는 실험에 의해 전개될 수 있다.
[0057] 연속적인 동작 모드를 위해, 기판(102)이 챔버 바디(104) 내로 로딩되고, 기판 지지부(122)에 의해 지지된다. 제어기(180)는, 기판(102)을 회전시키도록 기판 지지부(122)의 기판 지지부 액추에이터(130)를, 그리고 증착 헤드(164)를 회전시키도록 이동가능 확산기 액추에이터(162)를 제어한다. 증착 헤드(164)는 시작 위치에서 기판(102)의 선택된 증착 영역 위에 포지셔닝된다. 제어기(180)는, 증착 유동 기간 동안에 기판(102)의 제1 선택된 증착 영역 상에 증착 층을 증착하기 위해, 리페어 동작 모드와 관련하여 설명된 바와 같이 증착 헤드(164)를 동작시킨다.
[0058] 이동가능 확산기(146)는 연속적인 동작 모드에서 1차 가스 분배 유닛으로서 사용된다. 이동가능 확산기(146)는, 프로세싱 챔버(100)가 연속적인 동작 모드를 사용할 때, 1차 가스 분배 유닛으로서 페이스 플레이트(106)의 가스 유입구들(120)을 대체한다. 이동가능 확산기(146)는 기판(102) 상에 베이스 증착 층을 증착하도록 기능한다. 베이스 증착 층은, 프로세싱 챔버(100)에 의해 기판(102) 상에 증착되는 제1 층이다.
[0059] 제1 선택된 증착 영역 상에 증착 재료를 증착한 후에, 제어기(180)는, 기판(102)의 제2 선택된 증착 영역에 증착 헤드(164)를 포지셔닝하도록 이동가능 확산기(146) 및 기판 지지부(122)의 이동을 제어한다. 제어기(180)는, 증착 유동 기간 동안에 기판(102)의 제2 선택된 증착 영역 상에 증착 층을 증착하기 위해, 리페어 동작 모드와 관련하여 설명된 바와 같이 증착 헤드(164)를 동작시킨다. 연속적인 동작 모드에서, 증착 헤드(164)는, 기판(102)에 대한 증착 프로파일에 대응하는 증착 층을 기판(102) 상에 제공하기 위해, 상이한 선택된 증착 영역들로 계속 이동한다. 연속적인 동작 모드의 일부 실시예들에서, 증착 헤드(164)는, 증착 층의 불균일성을 리페어하기 위해 추가의 증착 재료를 필요로 하는 것으로 지정된 기판(102)의 일부만이 아니라 전체적으로, 기판(102)에 대한 증착 프로파일에 대응하는 기판 층을 증착하는 데 사용된다.
[0060] 연속적인 동작 모드의 일부 실시예들에서, 제어기(180)는, 증착 헤드(164)가 하나의 선택된 증착 영역으로부터 다른 선택된 증착 영역으로 이동함에 따라, 증착 헤드(164)로부터 증착 재료를 연속적으로 주입하도록 이동가능 확산기(146)를 제어한다. 제어기(180)는, 선택된 증착 영역들 상에 증착되는 증착 재료의 양을 제어하기 위해, 기판(102) 및 기판 지지부(122)의 회전 레이트, 이동가능 확산기(146)의 회전 레이트, 및 증착 헤드(164)로부터의 증착 재료의 주입 레이트를 제어한다. 증착 헤드(164)가 기판(102) 위를 이동함에 따라, 연속적인 증착 층이 기판(102) 상에 형성된다. 연속적인 동작 모드의 일부 실시예들에서, 기판(102)이 회전함에 따라 이동가능 확산기(146)가 기판(102)의 상이한 선택된 증착 영역들 위를 이동할 때, 프로세스 가스는 증착 헤드(164)의 유입 개구들(170)로부터 계속해서 주입된다. 예컨대, 일부 실시예에서, 이동가능 확산기(146)가 기판(102) 둘레를 360° 이동하는 경로 또는 완전한 경로를 만들 때, 프로세스 가스는 유입 개구들(170)로부터 계속해서 주입된다. 다른 예에서, 이동가능 확산기(146)가 이동가능 확산기(146)에 대한 아크 경로(188)를 따라 반경방향으로 회전할 때, 프로세스 가스는 유입 개구들(170)로부터 계속해서 주입된다.
[0061] 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.

Claims (15)

  1. 챔버 바디;
    상기 챔버 바디 내에 배치된 기판 지지부;
    상기 기판 지지부 위에 포지셔닝된 복수의 가스 유입구들; 및
    피벗팅 마운트(pivoting mount)를 통해 피벗식으로(pivotally) 장착된 이동가능 확산기를 포함하며,
    상기 피벗팅 마운트는 상기 기판 지지부에 인접하게 배치되고,
    상기 이동가능 확산기는,
    프로세스 가스를 상기 기판 지지부를 향해 지향시키기 위한 복수의 유입 개구들을 갖는 증착 헤드; 및
    복수의 배기 개구들을 포함하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 배기 개구들은 상기 증착 헤드의 복수의 유입 개구들 둘레에 배치되는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 증착 헤드는 상기 피벗팅 마운트 반대편의, 상기 이동가능 확산기의 단부에 배치되는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 유입구들은 상기 챔버 바디에 대한 리드 어셈블리(lid assembly)에 배치되는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 증착 헤드는 상기 피벗팅 마운트의 중심 축을 중심으로 상기 기판 지지부의 중심과 상기 기판 지지부의 주변 사이의 아크 경로 상의 복수의 포지션들로 이동가능한,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 유입구들은 상기 기판 지지부 위에 배치되고, 그리고 상기 이동가능 확산기는, 상기 이동가능 확산기가 상기 복수의 가스 유입구들과 상기 기판 지지부 사이에 포지셔닝되는 동작 포지션으로 회전가능한,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 바디는 진공 포트를 더 포함하고,
    상기 이동가능 확산기는, 상기 진공 포트 및 상기 복수의 배기 개구들에 커플링된 아암 배기 유동 경로(arm exhaust flow path)를 포함하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  8. 챔버 바디;
    상기 챔버 바디 내에 배치된 기판 지지부;
    상기 기판 지지부 위에 프로세스 가스를 지향시키기 위해 상기 기판 지지부 위에 포지셔닝된 복수의 가스 유입구들; 및
    상기 기판 지지부에 인접하게 장착된 이동가능 확산기를 포함하며,
    상기 이동가능 확산기는 상기 이동가능 확산기의 복수의 유입 개구들에 커플링된 아암 프로세스 가스 유동 경로를 갖고, 상기 이동가능 확산기는 복수의 동작 포지션들로 회전가능하고, 상기 이동가능 확산기의 복수의 유입 개구들은 상기 복수의 동작 포지션들 각각에서 상기 기판 지지부의 상이한 영역 위에 포지셔닝되는,
    프로세싱 챔버.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 이동가능 확산기는 상기 이동가능 확산기의 복수의 배기 개구들, 및 상기 복수의 배기 개구들에 커플링된 아암 배기 유동 경로를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 챔버 바디는 상기 챔버 바디에 채널을 포함하고, 하우징 배기 유동 경로가 상기 챔버 바디의 채널에 배치되고 그리고 상기 이동가능 확산기의 아암 배기 유동 경로에 커플링되는,
    프로세싱 챔버.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 챔버 바디에 로케이팅된 지지 하우징을 더 포함하며,
    상기 지지 하우징은 상기 복수의 유입 개구들에 커플링된 하우징 프로세스 가스 유동 경로, 및 상기 복수의 배기 개구들에 커플링된 상기 하우징 배기 유동 경로를 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 복수의 배기 개구들은 상기 이동가능 확산기의 복수의 유입 개구들 주위에 배치되는,
    프로세싱 챔버.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 챔버 바디는 최상부 개구를 갖고, 상기 이동가능 확산기는 보관 포지션(storage position)으로 회전가능하고, 상기 이동가능 확산기는 상기 챔버 바디의 최상부 개구 외측에 배치되는,
    프로세싱 챔버.
  14. 프로세싱 챔버 내의 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
    상기 기판의 선택된 증착 영역 위의 동작 포지션으로 이동가능 확산기를 회전시키는 단계 ― 상기 이동가능 확산기는 복수의 유입 개구들 및 복수의 배기 개구들을 가짐 ―;
    증착 유동 기간 동안에 상기 이동가능 확산기의 복수의 유입 개구들로부터 상기 기판의 선택된 증착 영역 상으로 프로세스 가스를 주입하는 단계;
    상기 증착 유동 기간 동안에 상기 이동가능 확산기의 복수의 유입 개구들로부터 주입된 프로세스 가스를 상기 이동가능 확산기의 복수의 배기 개구들을 통해 배기하는 단계;
    상기 증착 유동 기간 동안에 상기 기판 위에 그리고 상기 이동가능 확산기의 복수의 유입 개구들 위에 포지셔닝된 복수의 가스 유입구들로부터 격리 가스(isolation gas)를 주입하는 단계; 및
    상기 증착 유동 기간 동안에 상기 복수의 가스 유입구들로부터의 격리 가스를 챔버 바디 내의 진공 포트를 통해 배기하는 단계를 포함하는,
    프로세싱 챔버 내의 기판을 프로세싱하는 방법.
  15. 제17 항에 있어서,
    상기 증착 유동 기간 이전에 상기 복수의 가스 유입구들을 통해 상기 기판 상으로 프로세스 가스를 주입하는 단계를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버 내의 기판을 프로세싱하는 방법.
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