KR20210028275A - 기판 프로세싱 시스템을 위한 유전체 윈도우를 갖는 허니콤 (honeycomb) 주입기 - Google Patents

기판 프로세싱 시스템을 위한 유전체 윈도우를 갖는 허니콤 (honeycomb) 주입기 Download PDF

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KR20210028275A
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나타니엘 잭슨 수모브스키
엠바리쉬 샤트르
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

기판 프로세싱 챔버를 위한 어셈블리가 기판 프로세싱 챔버의 상부 표면에 배치되도록 구성된 석영 유전체 윈도우, 석영 유전체 윈도우를 통해 연장하는 제 1 개구부를 포함하는 석영 유전체 윈도우의 리세스, 및 가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리를 포함한다. 가스 주입기 어셈블리는 가스 주입기가 제 1 개구부를 통해 연장하도록 리세스 내에 배치된다. 가스 주입기는 고체 이트리아로 구성되고 그리고/또는 이트리아 코팅을 갖는 외측 표면을 포함한다.

Description

기판 프로세싱 시스템을 위한 유전체 윈도우를 갖는 허니콤 (honeycomb) 주입기
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 7월 31일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 62/712,415 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들을 위한 가스 주입기들에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
반도체 웨이퍼들과 같은 기판들의 제작 동안, 에칭 프로세스들 및 증착 프로세스들은 프로세싱 챔버 내에서 수행될 수도 있다. 기판은 프로세싱 챔버 내에서 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 또는 페데스탈과 같은 기판 지지부 상에 배치된다. 프로세스 가스들이 도입되고, 플라즈마는 프로세싱 챔버 내에서 스트라이킹된다.
프로세싱 챔버는 TCP (Transformer Coupled Plasma) 반응기 코일들을 포함할 수도 있다. 전력 소스에 의해 생성된 무선 주파수 (Radio Frequency; RF) 신호가 TCP 반응기 코일들에 공급된다. 유전체 윈도우가 프로세싱 챔버의 상부 표면에 통합된다. 유전체 윈도우는 RF 신호가 TCP 반응기 코일들로부터 프로세싱 챔버의 내부로 전송되게 하는 동안 프로세싱 챔버의 진공 시일 (seal) 을 유지한다. RF 신호는 플라즈마를 생성하기 위해 프로세싱 챔버 내의 가스 분자들을 여기시킨다.
기판 프로세싱 챔버를 위한 어셈블리가 기판 프로세싱 챔버의 상부 표면에 배치되도록 구성된 석영 유전체 윈도우, 석영 유전체 윈도우를 통해 연장하는 제 1 개구부를 포함하는 석영 유전체 윈도우의 리세스, 및 가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리를 포함한다. 가스 주입기 어셈블리는 가스 주입기가 제 1 개구부를 통해 연장하도록 리세스 내에 배치된다. 가스 주입기는 고체 이트리아 (yttria) 로 구성되고 그리고/또는 이트리아 코팅을 갖는 외측 표면을 포함한다.
다른 특징들에서, 가스 주입기는 복수의 가스 유출구들을 포함하는 가스 주입기로 구성된 허니콤 (honeycomb) 에 대응한다. 어셈블리는 제 2 개구부를 포함하는, 리세스 내에 배치된 인서트를 더 포함하고, 가스 주입기는 제 2 개구부를 통해 연장한다. 제 2 개구부는 배요넷 (bayonet) 개구부에 대응한다. 인서트는 플라스틱 및 석영 중 적어도 하나로 구성된다. 어셈블리는 제 2 개구부 내에 가스 주입기 어셈블리를 고정하도록 구성된 너트 어셈블리를 더 포함한다. 너트 어셈블리는 트위스트-앤드-록 (twist-and-lock) 동작을 위해 구성된다. 어셈블리는 너트 어셈블리와 가스 주입기 사이에 배치된 무선 주파수 (RF) 차폐부를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 어셈블리는 RF 차폐부와 가스 주입기 어셈블리의 가스 연결 블록 사이에 배치된 시일을 더 포함한다. RF 차폐부는 너트 어셈블리의 메인 바디를 수용하도록 구성된 슬롯을 포함한다. 슬롯은 인서트 위에 배치된다. 가스 주입기는 제 2 개구부 내에 배치된 플랜지를 포함하고, RF 차폐부의 하부 플랜지는 가스 주입기의 플랜지 및 인서트 위에 위치된다.
다른 특징들에서, 어셈블리는 가스 주입기와 유전체 윈도우 사이의 홈 내에 배치된 시일을 더 포함한다. 시일은 O-링이다. 어셈블리는 제 2 개구부를 포함하는 리세스 내에 배치된 인서트를 더 포함하고, 가스 주입기는 제 2 개구부를 통해 연장하고, 가스 주입기는 제 2 개구부 내에 배치된 플랜지를 포함한다. 플랜지의 높이는 제 1 개구부의 깊이 및 인서트의 높이 중 적어도 하나와 실질적으로 동등하다. 플랜지의 상부 표면은 인서트의 상부 표면과 같은 높이이다.
기판 프로세싱 챔버를 위한 어셈블리가 기판 프로세싱 챔버의 상부 표면에 배치되도록 구성된 석영 유전체 윈도우, 석영 유전체 윈도우를 통해 연장하는 제 1 개구부를 포함하는 석영 유전체 윈도우의 중앙 리세스, 제 2 개구부를 포함하는 중앙 리세스 내에 배치된 인서트, 및 가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리를 포함한다. 가스 주입기 어셈블리는 가스 주입기가 제 2 개구부를 통해 연장하도록 중앙 리세스 내에 배치된다. 가스 주입기는 복수의 가스 유출구들을 포함하고 고체 이트리아로 구성되고 그리고/또는 이트리아 코팅을 갖는 외측 표면을 포함한다.
다른 특징들에서, 어셈블리는 제 2 개구부 내에 가스 주입기 어셈블리를 고정하도록 구성된 너트 어셈블리를 더 포함한다. 가스 주입기는 제 2 개구부 내에 배치된 플랜지를 포함한다. 플랜지의 높이는 플랜지의 상부 표면이 인서트의 상부 표면과 같은 높이이도록 제 1 개구부의 깊이 및 인서트의 높이 중 적어도 하나와 실질적으로 동등하다.
본 개시의 추가 적용 가능성의 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1a는 본 개시에 따른 유전체 윈도우를 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 예이다.
도 1b 및 도 1c는 본 개시에 따른 예시적인 유전체 윈도우를 도시한다.
도 1d 및 도 1e는 본 개시에 따른 예시적인 가스 주입기 어셈블리를 도시한다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 개시에 따른 가스 주입기를 도시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
기판 프로세싱 시스템이 프로세싱 챔버의 상부 표면에 통합된 유전체 윈도우를 포함할 수도 있다. 가스 주입기 어셈블리가 프로세싱 챔버 내로 프로세스 가스들을 주입하도록 유전체 윈도우의 개구부 내에 배치된다. 일부 예들에서, 유전체 윈도우는 중앙 리세스 및 리세스 내에 배치된 인서트를 포함한다. 인서트는 가스 주입기 어셈블리를 수용하도록 구성된 배요넷 (bayonet) 개구부를 포함한다.
유전체 윈도우는 세라믹 또는 석영과 같은 재료로 구성될 수도 있고, 또 다른 재료로 코팅되거나 코팅되지 않을 수도 있다. 가스 주입기 어셈블리는 세라믹, 석영, 이트리아, 등과 같은 하나 이상의 재료들을 포함할 수도 있고, 또 다른 재료로 코팅되거나 코팅되지 않을 수도 있는 가스 주입기를 포함한다. 상이한 가스 주입기 어셈블리들은 상이한 타입들의 유전체 윈도우들 및/또는 상이한 리세스 설계들, 상이한 치수들, 등을 갖는 윈도우들과 인터페이싱하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 석영 유전체 윈도우는 (예를 들어, 세라믹에 대해) 보다 취성일 (brittle) 수도 있고, 따라서 가스 주입기 어셈블리의 삽입에 의해 유발된 칩핑 (chipping) 에 민감하다. 따라서, 리세스, 배요넷, 및/또는 다른 피처들의 구성들은 조정을 필요로 할 수도 있고, 가스 주입기는 조정된 구성들을 수용하기 위해 수정을 필요로 할 수도 있다. 다른 예들에서, 가스 주입기 어셈블리와 유전체 윈도우 사이의 시일 (seal) 의 유효성은 가스 주입기 어셈블리와 유전체 윈도우의 재료들 및 구성들에 종속될 수도 있다. 허니콤 (honeycomb) 구성을 갖는 예시적인 유전체 윈도우 및 가스 주입기 어셈블리가 미국 특허 번호 제 9,947,512 호에 보다 상세히 기술되고, 이는 전체가 참조로서 본 명세서에 인용된다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 허니콤 구성을 갖는 가스 주입기들은 기판 프로세싱과 연관된 핵심 결함들을 감소시키고 수율을 증가시킨다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "허니콤"은 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이 복수의 가스 유출구들을 갖는 가스 주입기를 나타낸다.
일부 예들에서, 석영 유전체 윈도우가 석영, 세라믹, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 알루미나, 실리콘 나이트라이드, 등을 포함하는 가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리와 인터페이싱하도록 구성될 수도 있다. 반대로, 세라믹 유전체 윈도우가 이트리아 가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리와 인터페이싱하도록 구성될 수도 있다. 그러나, 종래의 설계들은 고체 이트리아 가스 주입기 또는 이트리아 코팅을 갖는 비-이트리아 가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리와 인터페이싱하도록 구성된 석영 유전체 윈도우를 포함하지 않는다. 예를 들어, 고 순도 석영 및 이트리아가 상대적으로 취성이기 때문에, 가스 주입기 어셈블리와 유전체 윈도우 사이에 충분한 시일을 유지하면서 설치 동안 석영 유전체 윈도우 및 이트리아 가스 주입기의 칩핑을 방지하는 것은 어렵다. 예를 들어, 기존의 석영 유전체 윈도우들은 석영 가스 주입기를 고정하기 위해 클립을 사용하고, 이는 고체 이트리아 및/또는 이트리아 코팅된 가스 주입기에 충분한 시일을 제공하지 않을 것이다.
본 개시에 따른 석영 유전체 윈도우 및 가스 주입기 어셈블리는 고체 이트리아 또는 이트리아 코팅을 갖는 비-이트리아 재료로 구성된 가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리와 함께 사용하기 위해 구성된다. 유전체 윈도우는 가스 주입기 어셈블리를 고정하기 위해 어댑터 (예를 들어, 배요넷 어댑터) 및 너트 어셈블리를 수용하도록 구성된 중앙 리세스 및 인서트를 포함한다. 어댑터는 가스 주입기 또는 유전체 윈도우를 손상시키지 않고 가스 주입기와 유전체 윈도우 사이의 O-링 시일의 압축을 용이하게 하고 보장한다. 또한, 이트리아는 다른 가스 주입기 재료들보다 플레이킹 (flaking) 및 다른 입자 생성 결함들에 보다 덜 민감하고, 이는 프로세싱된 기판들에서 보다 적은 결함들을 발생시킨다.
이제 도 1a를 참조하면, 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템 (10) 의 예가 도시된다. 기판 프로세싱 시스템 (10) 은 코일 구동 회로 (11) 를 포함한다. 일부 예들에서, 코일 구동 회로 (11) 는 RF 소스 (12) 및 튜닝 회로 (13) 를 포함한다. 튜닝 회로 (13) 는 하나 이상의 유도 TCP 코일들 (16) 에 직접 연결될 수도 있다. 대안적으로, 튜닝 회로들 (13) 은 선택 가능한 반전 회로 (15) 에 의해 하나 이상의 코일들 (16) 에 연결될 수도 있다. 튜닝 회로 (13) 는 RF 소스 (12) 의 출력을 목표된 주파수 및/또는 목표된 위상으로 튜닝하고, 코일들 (16) 의 임피던스를 매칭시키고 TCP 코일들 (16) 사이에 전력을 분할한다. 반전 회로 (15) 는 하나 이상의 TCP 코일들 (16) 을 통해 전류의 극성을 선택적으로 스위칭하도록 사용된다.
플레넘 (20) 이 고온 및/또는 저온 공기 플로우로 유전체 윈도우 (24) 의 온도를 제어하도록 TCP 코일들 (16) 과 유전체 윈도우 (24) 사이에 배치될 수도 있다. 유전체 윈도우 (24) 는 프로세싱 챔버 (28) 의 일 측면을 따라 배치된다. 프로세싱 챔버 (28) 는 기판 지지부 (또는 페데스탈) (32) 를 더 포함한다. 기판 지지부 (32) 는 정전 척 (ESC), 또는 기계적 척 또는 다른 타입의 척을 포함할 수도 있다. 프로세스 가스는 프로세싱 챔버 (28) 로 공급되고 플라즈마 (40) 는 프로세싱 챔버 (28) 내부에서 생성된다. 플라즈마 (40) 는 기판 (34) 의 노출된 표면을 에칭한다. RF 소스 (50) 및 바이어스 매칭 회로 (52) 가 이온 에너지를 제어하기 위한 동작 동안 기판 지지부 (32) 를 바이어싱하도록 사용될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (56) 이 프로세싱 챔버 (28) 로 프로세스 가스 혼합물을 공급하도록 사용될 수도 있다. 가스 전달 시스템 (56) 은 프로세스 및 불활성 가스 소스들 (57), 밸브들 및 질량 유량 제어기들과 같은 가스 계량 시스템 (58), 및 매니폴드 (59) 를 포함할 수도 있다. 가스 전달 시스템 (60) 은 밸브 (61) 를 통해 플레넘 (20) 으로 가스 (62) 를 전달하도록 사용될 수도 있다. 가스는 TCP 코일들 (16) 및 유전체 윈도우 (24) 를 냉각하도록 사용되는 냉각 가스 (공기) 를 포함할 수도 있다. 히터/냉각기 (64) 가 기판 지지부 (32) 를 미리 결정된 온도로 가열/냉각하도록 사용될 수도 있다. 배기 시스템 (65) 이 퍼지 또는 배기에 의해 프로세싱 챔버 (28) 로부터 반응 물질들을 제거하기 위한 밸브 (66) 및 펌프 (67) 를 포함한다.
제어기 (54) 가 에칭 프로세스를 제어하도록 사용될 수도 있다. 제어기 (54) 는 시스템 파라미터들을 모니터링하고 가스 혼합물의 전달, 플라즈마의 스트라이킹, 유지 및 소화, 반응 물질들의 제거, 냉각 가스의 공급, 등을 제어한다. 부가적으로, 이하에 상세히 기술된 바와 같이, 제어기 (54) 는 코일 구동 회로 (11), RF 소스 (50), 및 바이어스 매칭 회로 (52), 등의 다양한 양태들을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 스위칭된 커패시터들을 갖는 TCCT 매칭 네트워크를 사용하는 프로세싱 챔버들은 공동으로 양도된 미국 특허 번호 제 9,515,633 호에 도시되고 기술되고, 이는 전체가 참조로서 본 명세서에 인용된다.
온도 제어기 (68) 가 기판 지지부 (32) 에 배치된 TCEs (Thermal Control Elements) 와 같은 복수의 가열 엘리먼트들 (70) 에 연결될 수도 있다. 가열 엘리먼트들 (70) 은 이로 제한되는 것은 아니지만, 멀티-존 가열 플레이트의 각각의 존들에 대응하는 매크로 가열 엘리먼트들 및/또는 멀티-존 가열 플레이트의 복수의 존들에 걸쳐 배치된 마이크로 가열 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수도 있다. 온도 제어기 (68) 는 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이 기판 지지부 (32) 및 기판 (34) 의 온도를 제어하기 위해 복수의 가열 엘리먼트들 (70) 을 제어하도록 사용될 수도 있다.
본 개시에 따른 유전체 윈도우 (24) 는 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이 고체 이트리아 및/또는 이트리아 코팅된 가스 주입기 (도 1a에 미도시) 를 수용하도록 구성된 석영 유전체 윈도우이다.
이제 도 1b, 도 1c, 도 1d 및 도 1e를 참조하면, 본 개시의 원리들에 따른 예시적인 유전체 윈도우 (100) 및 이트리아로 구성된 가스 주입기 (108) 를 포함하는 가스 주입기 어셈블리 (104) 가 보다 상세히 도시된다. 예를 들어, 가스 주입기 (108) 는 고체 이트리아로 구성될 수도 있고, 또는 이트리아 코팅을 갖는 비-이트리아 재료를 포함할 수도 있다. 즉, 가스 주입기 (108) 의 외측 표면은 이트리아 코팅을 포함할 수도 있다. 유전체 윈도우 (100) 는 석영 (예를 들어, 고 순도 석영) 으로 구성된다. 유전체 윈도우 (100) 는 가스 주입기 (108) 를 수용하도록 구성된 중앙 리세스 (112) 를 포함한다. 중앙 리세스 (112) 는 유전체 윈도우 (100) 를 통해 연장하는 개구부 (116) 를 포함한다. 도 1b 및 도 1c는 유전체 윈도우 (100) 의 도면을 도시하는 한편, 도 1d 및 도 1e는 유전체 윈도우 (100) 및 유전체 윈도우 (100) 내에 설치된 가스 주입기 어셈블리 (104) 를 포함하는 어셈블리를 도시한다.
가스 주입기 어셈블리 (104) 는 가스 주입기 (108) 가 유전체 윈도우 (100) 의 개구부 (116) 를 통해 연장하도록 중앙 리세스 (112) 내에 배치된다. 예를 들어, 인서트 (120) (예를 들어, 디스크와 같은 환형 인서트) 가 중앙 리세스 (112) 내에 배치된다. 플라스틱, 석영, 또는 또 다른 유전체 재료로 구성될 수도 있는 인서트 (120) 는 가스 주입기 어셈블리 (104) 를 수용하도록 구성된 개구부 (124) (예를 들어, 배요넷 개구부) 를 포함한다.
가스 주입기 (108) (예를 들어, 복수의 가스 유출구들 (128) 을 포함하는 허니콤 구성 가스 주입기) 는 개구부 (124) 및 개구부 (116) 를 통해 프로세싱 챔버 (28) 내로 연장한다. 너트 어셈블리 (132) 가 개구부 (124) 내에 가스 주입기 어셈블리 (104) 를 고정한다. 예를 들어, 너트 어셈블리 (132) 는 미국 특허 번호 제 9,947,512 호에 기술된 바와 같이 트위스트-앤드-록 (twist-and-lock) 동작을 위해 구성된다. RF 차폐부 (136) 가 너트 어셈블리 (132) 와 가스 주입기 (108) 사이에 배치된다. 예를 들어, RF 차폐부 (136) 는 구리, 알루미늄, 등과 같은 금속을 포함하고, 그리고/또는 금속 (예를 들어, 은) 으로 코팅될 수도 있다.
가스 주입기 어셈블리 (104) 는 가스 주입기 어셈블리 (104) 의 각각의 컴포넌트들 사이에 가스 시일을 제공하기 위해 하나 이상의 O-링들을 포함한다. 예를 들어, O-링 (140) 이 가스 주입기 (108) 와 유전체 윈도우 (100) 사이에 (예를 들어, 홈 내에) 배치된다. O-링 (144) 이 RF 차폐부 (136) 와 가스 연결 블록 (148) 사이에 배치된다. O-링 (152) 이 가스 주입기 (108) 와 가스 연결 블록 (148) 사이에 배치된다.
가스 주입기 (108) 는 유전체 윈도우 (100) 의 인서트 (120) 내에 가스 주입기 (108) 를 고정하도록 구성된 플랜지 (예를 들어, 환형 플랜지) (156) 를 포함한다. 이트리아는 취성이고 손상에 보다 민감하기 때문에, 플랜지 (156) 의 높이/깊이는 이트리아 이외의 재료들을 포함하는 가스 주입기들보다 크고, 플랜지 (156) 는 O-링 (140) 을 위한 홈을 포함하고 압력 하에서 크랙될 수 있다. 예를 들어, 플랜지 (156) 의 수직 높이는 개구부 (112) 의 깊이 및 인서트 (120) 의 높이와 실질적으로 동등할 수도 있다 (예를 들어, 0.05", 또는 1.25 ㎜ 이내). 단지 예를 들면, 플랜지 (156) 의 높이는 0.5" (+/- 0.05"), 또는 12.7 ㎜이다. 따라서, 플랜지 (156) 의 상부 표면은 인서트 (120) 의 상부 표면과 같은 높이이다.
RF 차폐부 (136) 는 너트 어셈블리 (132) 의 메인 바디 (164) 를 수용하도록 구성된 슬롯 (160) 을 포함한다. 예를 들어, 슬롯 (160) 은 인서트 (120) 의 위에 (즉, 내부가 아님) 배치된다. 또한, RF 차폐부 (136) 의 하부 플랜지 (168) 는 플랜지 (156) 및 인서트 (120) 위에 있다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 개시의 원리들에 따른 이트리아 (예를 들어, 고체 이트리아 또는 이트리아 코팅을 갖는 또 다른 재료) 로 구성된 예시적인 가스 주입기 (200) 의 대안적인 도면들을 도시한다. 예를 들어, 도 2a는 가스 주입기 (200) 의 등축도들을 도시한다. 도 2b는 가스 주입기 (200) 의 단면도를 도시한다. 도 2c는 가스 주입기 (200) 의 측면도를 도시한다. 도 2d는 도 2b에 도시된 피처 (204) 의 확대도를 도시한다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도 임의의 다른 실시 예들의 피처들에서 그리고/또는 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)", 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치와 통합될 수도 있다. 전자장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드 포인트 측정들을 인에이블하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (Chemical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, ALD 챔버 또는 모듈, ALE (Atomic Layer Etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (20)

  1. 기판 프로세싱 챔버를 위한 어셈블리에 있어서,
    기판 프로세싱 챔버의 상부 표면에 배치되도록 구성된 석영 유전체 윈도우;
    상기 석영 유전체 윈도우 내의 리세스 (recess) 로서, 상기 리세스는 상기 석영 유전체 윈도우를 통해 연장하는 제 1 개구부를 포함하는, 상기 리세스; 및
    가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리로서, 상기 가스 주입기 어셈블리는 상기 가스 주입기가 상기 제 1 개구부를 통해 연장하도록 상기 리세스 내에 배치되는, 상기 가스 주입기 어셈블리를 포함하고,
    상기 가스 주입기는 (i) 고체 이트리아 (yttria) 로 구성되고 (ii) 이트리아 코팅을 갖는 외측 표면을 포함하는 것 중 하나인, 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 주입기는 복수의 가스 유출구들을 포함하는 가스 주입기로 구성된 허니콤 (honeycomb) 에 대응하는, 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리세스 내에 배치된 인서트를 더 포함하고, 상기 인서트는 제 2 개구부를 포함하고 상기 가스 주입기는 상기 제 2 개구부를 통해 연장하는, 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 개구부는 배요넷 (bayonet) 개구부에 대응하는, 어셈블리.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 인서트는 플라스틱 및 석영 중 적어도 하나로 구성되는, 어셈블리.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 개구부 내에 상기 가스 주입기 어셈블리를 고정하도록 구성된 너트 어셈블리를 더 포함하는, 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 너트 어셈블리는 트위스트-앤드-록 (twist-and-lock) 동작을 위해 구성되는, 어셈블리.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 너트 어셈블리와 상기 가스 주입기 사이에 배치된 무선 주파수 (RF) 차폐부를 더 포함하는, 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 RF 차폐부와 상기 가스 주입기 어셈블리의 가스 연결 블록 사이에 배치된 시일 (seal) 을 더 포함하는, 어셈블리.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 RF 차폐부는 상기 너트 어셈블리의 메인 바디를 수용하도록 구성된 슬롯을 포함하는, 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 슬롯은 상기 인서트 위에 배치되는, 어셈블리.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 주입기는 상기 제 2 개구부 내에 배치된 플랜지를 포함하고, 상기 RF 차폐부의 하부 플랜지는 (i) 상기 가스 주입기의 상기 플랜지 및 (ii) 상기 인서트 위에 위치되는, 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 주입기와 상기 유전체 윈도우 사이의 홈 내에 배치된 시일을 더 포함하는, 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 시일은 O-링인, 어셈블리.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 리세스 내에 배치된 인서트를 더 포함하고,
    상기 인서트는 제 2 개구부를 포함하고 상기 가스 주입기는 상기 제 2 개구부를 통해 연장하고, 그리고
    상기 가스 주입기는 제 2 개구부 내에 배치된 플랜지를 포함하는, 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 플랜지의 높이는 (i) 상기 제 1 개구부의 깊이 및 (ii) 상기 인서트의 높이 중 적어도 하나와 실질적으로 동등한, 어셈블리.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 플랜지의 상부 표면은 상기 인서트의 상부 표면과 같은 높이인, 어셈블리.
  18. 기판 프로세싱 챔버를 위한 어셈블리에 있어서,
    기판 프로세싱 챔버의 상부 표면에 배치되도록 구성된 석영 유전체 윈도우;
    상기 석영 유전체 윈도우 내의 중심 리세스로서, 상기 중심 리세스는 상기 석영 유전체 윈도우를 통해 연장하는 제 1 개구부를 포함하는, 상기 중심 리세스;
    상기 중앙 리세스 내에 배치된 인서트로서, 상기 인서트는 제 2 개구부를 포함하는, 상기 인서트; 및
    가스 주입기를 포함하는 가스 주입기 어셈블리로서, 상기 가스 주입기 어셈블리는 상기 가스 주입기가 상기 제 2 개구부를 통해 연장하도록 상기 중앙 리세스 내에 배치되는, 상기 가스 주입기 어셈블리를 포함하고,
    상기 가스 주입기는 복수의 가스 유출구들을 포함하고, 그리고 (i) 고체 이트리아로 구성되고 (ii) 이트리아 코팅을 갖는 외측 표면을 포함하는 것 중 하나인, 어셈블리.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 개구부 내에 상기 가스 주입기 어셈블리를 고정하도록 구성된 너트 어셈블리를 더 포함하고, 상기 가스 주입기는 상기 제 2 개구부 내에 배열된 플랜지를 포함하는, 어셈블리.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 플랜지의 높이는 상기 플랜지의 상부 표면이 상기 인서트의 상부 표면과 같은 높이이도록 (i) 상기 제 1 개구부의 깊이 및 (ii) 상기 인서트의 높이 중 적어도 하나와 실질적으로 동등한, 어셈블리.
KR1020217006204A 2018-07-31 2019-07-29 기판 프로세싱 시스템을 위한 유전체 윈도우를 갖는 허니콤 (honeycomb) 주입기 KR20210028275A (ko)

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