KR20210039422A - 플라즈마로 작업편을 처리하기 위한 시스템 - Google Patents

플라즈마로 작업편을 처리하기 위한 시스템 Download PDF

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토마스 브이. 볼든
제임스 하로운
봅 콘드래쉬오프
존 균
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노드슨 코포레이션
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Abstract

작업편 홀더 조립체의 단열을 포함하여 플라즈마로 작업편 처리를 위한 시스템, 방법 및 장치가 설명된다. 장치는 플라즈마를 생성하기 위한 처리 공간을 적어도 부분적으로 한정하는 챔버를 포함한다. 상기 장치는 챔버의 하단부를 적어도 부분적으로 한정하고 베이스 조립체의 개구를 한정하는 내부 주변부를 갖는 베이스 조립체를 포함한다. 상기 장치는 개구 내에 적어도 부분적으로 위치된 작업편 홀더 조립체를 추가로 포함한다. 상기 작업편 홀더 조립체는 가열 요소(들) 및 작업편을 수용하도록 구성된 상면을 가진 몸체를 포함한다. 베이스 조립체의 내부 주변부와 몸체의 외부 주변부 사이에 갭이 한정된다. 갭은 몸체로부터 베이스 조립체를 열적으로 절연하도록 구성된다.

Description

플라즈마로 작업편을 처리하기 위한 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018 년 7 월 30 일에 가출원된 미국 특허 제 62/712,051 호의 이익을 청구하며, 그 개시 내용은 본원에 참고로 합체되어 있다.
기술 분야
본 발명은 작업편 처리를 위한 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 플라즈마에 의한 작업편 처리에 관한 것이다.
플라즈마 처리 시스템은 일반적으로 다양한 산업 응용 분야에서 작업편의 표면 특성을 수정하는데 사용된다. 예컨대, 플라즈마 처리 시스템은 반도체 응용, 태양 전지판, 수소 연료 전지 부품, 자동차 부품 및 평판 디스플레이에 사용되는 직사각형 유리 기판에서 집적 회로, 전자 패키지 및 인쇄 회로 기판의 표면을 플라즈마 처리하는데 일상적으로 사용된다.
그러나, 플라즈마 처리는 많은 독특한 도전을 제시한다. 예컨대, 열 발생은 특히 처리 중에 작업편을 고온으로 유지해야 하는 플라즈마 처리 중에 여전히 일반적인 문제로 남아 있다. 확인되지 않은 열 발생은 생산 시설이 플라즈마 처리 시스템 또는 장치에 대한 가드 또는 장벽과 같이 이러한 위험을 해결하기 위해 값 비싼 조치를 취하지 않는 한 작업자가 화상을 입을 위험이 있는 작업 환경을 생성할 수 있다. 이러한 안전 조치에는 일반적으로 각 시스템 또는 장치에 대한 추가 바닥 공간이 필요하다. 과도한 열은 원치 않는 열로 손실된 에너지를 보상하는데 필요한 추가 에너지로 인해 운영 비용을 증가시킬 수도 있다. 이들 및 다른 단점은 본 발명에서 다루어진다.
본 명세서에는 플라즈마 처리 또는 처리의 다양한 측면과 관련된 시스템, 방법 및 장치가 개시되어 있다. 작업편 홀더 조립체의 단열에 관한 예시적인 장치에서, 장치는 작업편의 플라즈마 처리를 수행하기 위해 플라즈마를 생성하기 위한 처리 공간을 적어도 부분적으로 한정하는 챔버를 포함한다. 장치는 챔버의 하단부를 적어도 부분적으로 한정하는 베이스 조립체를 추가로 포함한다. 베이스 조립체의 내부 주변부는 베이스 조립체의 개구를 한정한다. 장치는 베이스 조립체의 개구 내에 적어도 부분적으로 위치되는 작업편 홀더 조립체를 추가로 포함한다. 작업편 홀더 조립체는 외부 주변부와 상면으로 구성된 작업편 홀더 몸체를 포함한다. 상면은 작업편을 수용하도록 구성된다. 하나 이상의 가열 요소는 또한 작업편 홀더 조립체를 형성하고 작업편 홀더 몸체와 적어도 부분적으로 접촉한다. 베이스 조립체의 내부 주변부와 작업편 홀더 몸체의 외부 주변부는 작업편 홀더 몸체를 적어도 부분적으로 둘러싸고 작업편 홀더 몸체로부터 베이스 조립체를 열적으로 절연하는 갭을 한정한다.
플라즈마 처리된 작업편의 냉각을 모니터링하는 것과 관련된 예시적인 방법에서, 작업편은 플라즈마 처리를 수행하도록 구성된 장치에 배치된다. 플라즈마 처리가 완료되면, 작업편은 온도 센서가 장착된 비가열 냉각 스테이션에 배치된다. 온도 센서를 통해, 작업편의 온도가 임계 값 미만이라는 것을 결정한다. 온도가 임계 값 미만이라는 결정에 따라 작업편이 냉각 스테이션에서 멀어지게 이동한다.
플라즈마 처리된 작업편의 냉각을 모니터링하는 것과 관련된 예시적인 시스템에서, 시스템은 운송 장치, 플라즈마 처리 장치 및 비가열 냉각 스테이션을 포함한다. 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 처리를 수행하도록 구성되고 운송 장치는 작업편을 수용하도록 구성된다. 비가열 냉각 스테이션은 온도 센서로 구성된다. 운송 장치는 플라즈마 처리 장치에 작업편을 위치시키고, 플라즈마 처리가 완료되면 작업편을 비가열 냉각 스테이션에 배치하도록 구성된다. 운송 장치는 또한 온도 센서를 통해 작업편의 온도가 임계 값 미만이라는 것을 결정하도록 구성된다. 온도가 임계 값 미만인 것으로 결정되면, 운송 장치는 추가 배치를 위해 작업편을 수용하도록 구성된다.
플라즈마 처리 장치의 전극 또는 베이스 조립체의 다른 플라즈마 여기 소스와 같은 베이스 조립체를 액체 냉각하는 것과 관련된 예시적인 장치에서, 장치는 처리 공간을 부분적으로 한정하는 챔버를 포함한다. 장치는 또한 베이스 조립체를 포함하고, 베이스 조립체는 상면을 갖는다. 베이스 조립체의 상면은 적어도 부분적으로 챔버의 하단부와 베이스 조립체의 개구를 한정한다. 가열된 작업편 홀더는 베이스 조립체의 개구 내에 위치하며 작업편을 수용하도록 구성된다. 장치는 작업편을 처리하기 위해 처리 공간에 플라즈마를 제공하도록 작동 가능한 플라즈마 여기 소스를 추가로 포함한다. 장치는 플라즈마 여기 소스의 근위에 있고 플라즈마 여기 소스를 냉각하기 위해 액체를 수용하도록 구성된 액체 냉각 도관을 추가로 포함한다.
장치의 챔버 내의 균일한 진공과 관련된 예시적인 장치에서, 장치는 공정 가스를 수용하기 위한 처리 공간을 부분적으로 한정하는 챔버를 포함한다. 플라즈마로 작업편을 처리하는 동안 챔버는 진공 상태이다. 장치는 처리 공간의 하단부를 한정하는 베이스 조립체를 추가로 포함한다. 베이스 조립체는 주변부를 갖고 작업편을 수용하도록 구성된 작업편 홀더를 포함한다. 베이스 조립체는 주변부를 갖고 작업편 홀더의 주변부를 둘러싸는 배플 조립체를 추가로 포함한다. 베이스 조립체는 배플 조립체의 주변부를 둘러싸는 챔버 베이스를 추가로 포함한다. 작업편 홀더는 처리 공간의 하단부의 적어도 제 2 부분을 한정하는 상면을 갖는다. 장치는 처리 공간에 공정 가스를 도입하기 위해 챔버에 공정 가스 공급 포트를 포함한다. 장치는 작업편을 처리하기 위해 공정 가스로부터 처리 공간에 플라즈마를 제공하기 위해 전극과 같은 플라즈마 여기 소스를 포함한다. 상기 장치는 플라즈마로 작업편을 처리하는 동안 상기 처리 공간을 비우기 위해 배플 조립체의 전체 주변부 주위에서 연속적으로 연장되는 배기 개구를 포함한다.
본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 실시예를 예시하고 설명과 함께 방법 및 시스템의 원리를 설명하는 역할을 한다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템의 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템의 베이스 조립체의 적어도 일부의 평면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템의 구성요소의 분해 사시도를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 조립체의 일부의 하향식으로 확대된 도면을 도시한다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 조립체의 일부의 확대 사시도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 조립체의 예시적인 챔버 베이스 및 전극의 하향식 평면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부에 위치된 챔버 베이스의 부분 및 전극의 하향식 평면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 조립체의 구성요소의 분해 사시도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 조립체의 사시 단면도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 조립체의 부분들의 사시, 확대 단면도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 조립체의 사시 단면도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법 흐름도를 도시한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 플라즈마 처리 시스템(10)은 베이스 조립체(14) 위에 위치된 리드 조립체(12)를 포함한다. 베이스 조립체(14)는 그 상면(24)에 작업편(26)을 지지하도록 구성된 작업편 홀더 또는 척(22)을 갖는 작업편 홀더 조립체(20)를 포함한다. 작업편(26)은 도 2에 도시되어 있고 도면에서 가시성을 위해 작업편 홀더 조립체(20) 위에 매달려 위치한다. 베이스 조립체(14)는 하나 이상의 적층된 리프트 플레이트(31)를 가지며, 비가공 작업편(26)을 작업편 홀더(22) 상으로 선택적으로 낮추고 가공된 작업편(26)을 작업편 홀더(22)로부터 상승시키도록 구성된 리프트 메커니즘(30)을 추가로 포함한다. 적층된 리프트 플레이트(31)는 세라믹일 수 있다.
베이스 조립체(14)는 전극(40)을 추가로 포함한다. 리드 조립체(12)는 마찬가지로 베이스 조립체(14)의 전극(40)과 함께 작업편(26)을 처리하는데 필요한 플라즈마 생성을 야기하는 대응 상부 전극(미도시)을 포함한다. 베이스 조립체(14)는 전술한 작업편 홀더 조립체(20), 리프트 메커니즘(30) 및 전극(40)을 포함하는 베이스 조립체(14)의 다양한 다른 구성요소를 일반적으로 지지하는 챔버 베이스(50)를 추가로 포함한다. 챔버 베이스(50)는 각각 상면(52)을 갖는 하나 이상의 수직 측벽(51)을 포함한다.
베이스 조립체(14)는 챔버 베이스(50)의 바닥에 부착되고 비반응 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 처리 부산물을 진공 펌프(61)로 끌어 당기는 진공 공간으로 구성된 진공 플레이트(60)를 추가로 포함한다. 진공 펌프(61)는 플라즈마 생성을 용이하게 하기에 충분히 낮은 대기 이하 수준에서 처리 공간의 전체 압력을 유지하도록 작동한다. 진공 도관(62)은 진공 공간으로부터 이어지는 진공 플레이트(60)의 포트에서 진공 플레이트(60)의 바닥에 부착된다. 진공 도관(62)은 진공 공간으로부터 진공 펌프(61)로 끌어 당겨진 공정 가스, 플라즈마 및 기타 부산물의 유동을 가능하게 한다.
리드 조립체(12)는 베이스 조립체(14)에 대해 리드 조립체(12)를 수직으로 상승 및 하강시키도록 구성된 위치결정 장치(16)에 기계적으로 결합된다. 도시된 실시예에서, 위치결정 장치(16)는 일측에서 리드 조립체(12)에 각각 부착되고 다른 측에서 한 쌍의 수직 레일 중 하나에 장착된 한쌍의 결합기를 포함한다. 수직 레일상의 결합기의 수직 이동은 마찬가지로 베이스 조립체(14)를 향하거나 멀어지는 리드 조립체(12)의 이동을 야기한다. 도 1 및 도 2에 도시된 위치결정 장치(16)는 하나의 예시적인 구성이고 다른 위치결정 메커니즘이 유사한 실행을 위해 사용될 수 있다.
상승 위치에서, 리드 조립체(12)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 베이스 조립체(14)와 접촉하지 않는다. 하강(즉, 폐쇄) 위치에서, 리드 조립체(12) 및 베이스 조립체(14)는 서로 접촉한다. 도시된 실시예에서, 리드 조립체(12)는 각각 하부 에지(19)를 갖는 수직 측벽(18)을 포함한다. 리드 조립체(12)가 베이스 조립체(14)와 접촉하도록 하강될 때, 리드 조립체(12)의 측벽(18)의 하부 에지(19) 및 챔버 베이스(50)의 측벽(51)의 대응하는 상면(52)은 서로 동일한 높이로 결합한 다. 리드 조립체(12)의 측벽(18)과 챔버 베이스(50)의 측벽(51)의 플러시 결합(flush engagement)은 리드 조립체(12)와 베이스 조립체(14) 사이의 밀봉을 형성한다. 리드 조립체(12)의 측벽(18)과 챔버 베이스(51)의 측벽(51)의 플러시 결합은 리드 조립체(12)와 베이스 조립체(14) 사이에 밀봉을 형성하기 위한 하나의 예시적인 구성일 뿐이며, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
리드 조립체(12)가 베이스 조립체(14)와 플러시 결합되어 그 사이에 밀봉을 형성할 때, 챔버는 리드 조립체(12)와 베이스 조립체(14)의 내부 치수에 의해 한정된다. 챔버의 상단 부분은 리드 조립체(12)의 하나 이상의 구성요소에 의해 한정될 수 있다. 상부 전극, 특히 상부 전극의 바닥면은 챔버의 상단 부분을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 또한, 리드 조립체(12)의 측벽(18) 중 하나 이상의 내면은 챔버의 상단 부분을 적어도 부분적으로 더 한정할 수 있다.
챔버의 바닥 부분은 일반적으로 도 3의 하향식 평면도에서 가장 잘 보이는 바와 같이 베이스 조립체(14)의 하나 이상의 구성요소의 상면에 의해 한정될 수 있다. 챔버의 바닥 부분은 적어도 부분적으로 작업편 홀더(22)의 상면(24)에 의해 한정된다. 챔버의 바닥 부분의 제 1 부분은 작업편 홀더(22)의 상면(24)에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있고 챔버의 바닥 부분의 제 2 부분은 작업편 홀더(22) 이외의 베이스 조립체(14)의 상면에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 리프트 메커니즘(30)의 적층된 리프트 플레이트(31) 중 하나 이상이 챔버의 바닥 부분을 적어도 부분적으로 추가로 한정할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 적층된 리프트 플레이트(31)의 최상단 리프트 플레이트(31)의 상면(33)은 챔버의 바닥 부분을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 다른 실시예에서, 배플 플레이트(70)는 또한 챔버의 바닥 부분을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 또한, 베이스 조립체(14)의 전극(40)은 또한 챔버의 바닥 부분을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 전극(40)은 도시된 실시예에서 하나 이상의 적층된 리프트 플레이트(31)에 의해 전극(40)의 상면(41) 상에 부분적으로 덮여 있다. 그럼에도 불구하고, 전극(40)의 노출된 외부 주변부의 상면(41)은 챔버의 바닥 부분을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 또한, 챔버 베이스(50)는 챔버의 바닥 부분, 특히 챔버 베이스(50)의 임의의 노출된 상면을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다.
일부 실시예에서, 리프트 메커니즘(30)은 없거나 또는 다른 유형의 리프트 메커니즘으로 대체될 수 있다. 이러한 실시예에서, 챔버의 바닥 부분은 베이스 조립체(14)의 최상부 구성요소에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있다. 예컨대, 그러한 구성을 갖는 베이스 조립체(14)는 본원에 기술된 배플 플레이트와 동일하거나 또는 유사한 배플 플레이트를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 리프트 플레이트(31)는 고정 플레이트 또는 다른 유형의 고정 구성요소로 대체될 수 있다. 고정 플레이트 또는 다른 고정 구성요소는 예컨대 평평하거나 실질적으로 평평한 상면으로 구성될 수 있다. 편평하거나 실질적으로 편평한 상면은 챔버의 바닥 부분을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다.
리드 조립체(12)와 베이스 조립체(14)의 밀봉 결합에 의해 그렇게 한정될 때, 처리 공간은 그 안에 위치된 작업편(26)을 플라즈마 처리하기에 적합하다. 작업편(26)의 처리 동안, 전력 공급부(34)로부터의 전력이 베이스 조립체(14)의 전극(40)과 리드 조립체(12)의 상부 전극 사이에 인가되고 처리 공간에서 전자기장을 생성한다. 전자기장은 처리 공간에 존재하는 공정 가스의 원자 또는 분자(가스 공급부(36)에 의해 제공됨)를 플라즈마 상태로 여기시키고, 이는 플라즈마 처리 지속시간 동안 전력 공급부(34)로부터의 전력 인가에 의해 유지된다.
플라즈마로부터의 성분 종은 원하는 표면 개질을 수행하기 위해 작업편(26)상의 노출된 재료와 접촉하고 상호 작용한다. 플라즈마는 공정 가스의 화학적 성질, 처리 영역 내부의 압력 및 전극에 인가되는 전력 및/또는 주파수와 같은 파라미터를 선택함으로써 작업편(26)의 원하는 표면 개질을 수행하도록 구성된다. 처리 시스템은 플라즈마 공정(예: 에칭 공정)이 사전 결정된 종점에 도달했을 때 자동으로 인식하는 종점 인식 시스템(미도시)을 포함할 수 있으며, 또는 대안적으로 플라즈마 공정이 공정 레시피의 경험적으로 결정된 시간을 기준으로 시간을 측정할 수 있다.
언급된 바와 같이, 베이스 조립체(14)는 플라즈마 처리 동안 작업편(26)을 지지하도록 구성된 작업편 홀더(22)를 포함하는 작업편 홀더 조립체(20)를 포함한다. 예컨대, 작업편 홀더(22)의 상면(24)은 작업편(26)을 지지할 수 있다. 작업편 홀더 조립체(20)는 작업편(26)의 플라즈마 처리 전 및/또는 동안과 같이 작업편 홀더(22)에 의해 지지되는 작업편(26)에 열을 전달하도록 추가로 구성된다. 따라서, 작업편 홀더(22) 자체가 가열된다. 이를 위해, 작업편 홀더 조립체(20)는 작업편 홀더(22)의 근위에 위치하거나, 접촉하거나, 또는 그 안에 적어도 부분적으로 내장된 하나 이상의 가열 요소를 포함한다. 일부 실시예에서, 작업편 홀더(22)는 가열되지 않을 수 있고 따라서 가열 요소는 작업편 홀더 조립체(20)에서 생략될 수 있다.
또한 이미 언급한 바와 같이, 베이스 조립체(14)는 플라즈마 처리를 예상하는 경우와 같이 유지된 작업편(26)을 작업편 홀더(22) 상으로 선택적으로 하강시키도록 구성된 리프트 메커니즘(30)을 추가로 포함할 수 있다. 마찬가지로, 리프트 메커니즘(30)은 플라즈마 처리의 완료시와 같이 작업편 홀더(22) 상의 작업편(26) 위치로부터 작업편(26)을 선택적으로 상승시키도록 구성된다. 리프트 메커니즘(30)은 (집합적으로 또는 개별적으로) 내부 주변부(32)를 갖는 하나 이상의 적층된 리프트 플레이트(31)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 리프트 플레이트(31)는 각각 개별적으로 이동 가능한 둘 이상의 세그먼트로 형성될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 상단 리프트 플레이트(31)는 세그먼트(31a 내지 31d)로 구성된다. 일 예에서, 세그먼트(31a, 31b, 31d)는 세그먼트(31c)가 고정되어 있는 동안 작업편 홀더(22)로부터 작업편(26)을 들어 올리기 위해 상승될 수 있다.
하나 이상의 리프트 플레이트(31)는 각각의 리프트 플레이트(31)에서 중심 개구(35)를 각각 한정할 수 있다. 개구(35)는 작업편(26)의 외부 주변부가 리프트 플레이트(31) 개구(35)의 내부 주변부(32)(또는 적어도 그 일부)에서 리프트 플레이트(31)에 의해 지지되도록 예상되는 작업편(26)의 크기에 따라 크기가 결정된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 리프트 플레이트(31)의 최하부 위치로 이동될 때, 적어도 작업편 홀더(22)의 상부 부분은 리프트 플레이트(들)(31)의 개구(35) 내에 위치한다. 작업편(26)이 최하부 위치로 이동할 때 작업편(26)을 지지한다면, 작업편(26)은 플라즈마 치료를 위해 작업편 홀더(22) 위에 놓일 준비가 되어 있을 것이다. 일부 실시예에서, 작업편 홀더(22)의 상면(24)은 최상단 리프트 플레이트(31)의 상면(33)과 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 작업편 홀더(22)는 최상단 리프트 플레이트(31)의 개구(35)로부터 약간 돌출될 수 있다. 작업편 홀더(22)로부터 작업편(26)을 제거하기 위해, 하나 이상의 리프트 플레이트(31)가 최하부 위치로부터 상승된다. 작업편(26)의 림은 적어도 하나의 상승된 리프트 플레이트(31)의 개구(35)의 내부 주변부(32)의 적어도 일부에 의해 포획되고 상승된다. 베이스 조립체(14)는 레이저 센서와 같은 하나 이상의 위치 센서(17)로 구성되어, 리프트 플레이트(31) 및/또는 작업편(26) 중 하나 이상의 위치를 검출하는 동시에 리프트 메커니즘(30)에 의해 상승 또는 하강된다.
플라즈마 처리 시스템(10)은 하나 이상의 냉각 도관과 같은 베이스 조립체(14)의 냉각 시스템에 공급하는 냉각 공급부(38)를 포함한다. 하나 이상의 냉각 도관은 전극(40)과 같은 베이스 조립체(14)의 하나 이상의 구성요소에 내장될 수 있다.
대상 작업편(26)의 예시적인 플라즈마 처리 작업에서, 리드 조립체(12)는 상승 위치에 있고 작업편(26)은 리프트 메커니즘(30)에 의해 작업편 홀더(22) 상에 위치된다. 리드 조립체(12)는 하강해서 베이스 조립체(14)와 접촉하여 둘 사이에 밀봉을 형성한다. 이에 의해 처리 공간을 제공하는 챔버가 형성된다. 챔버는 진공 펌프(61)에 의해 진공 상태로 유지된다. 가스 공급부(36)로부터의 공정 가스는 리드 조립체(12)의 공정 가스 입구(37)를 통해 챔버의 처리 공간으로 제공된다. 리드 조립체(12)의 상부 전극 및 베이스 조립체(14)의 전극(40)은 전력 공급부(34)에 의해 활성화되어 플라즈마가 공정 가스로부터 처리 공간에 생성되도록 한다. 작업편(26)의 플라즈마 처리가 완료되면, 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물은 진공 펌프(61)에 의해 챔버로부터 비워진다.
공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물은 베이스 조립체(14)의 다양한 구성요소 내부 및/또는 사이에 형성된 하나 이상의 채널 또는 유동 경로를 통해 비워진다. 예시적인 유동 경로는 분리된 수직 부분과 수평(즉, 측방향) 부분을 포함할 수 있다. 예시적인 유동 경로는 수직 부분과 수평 부분 사이에서 교번할 수 있다. 유동 경로의 수직 부분은 베이스 조립체(14)의 하나 이상의 구성요소를 통과하는 수직 통로에 의해 한정될 수 있다. 유동 경로의 수평 부분은 베이스 조립체(14)의 두 구성요소들 사이에 한정될 수 있다. 유동 경로의 하나 이상의 수평 부분의 수평 길이는 유동 경로의 수직 부분 중 하나 이상의 수직 높이보다 크다. 유동 경로의 2 개 이상의 수평 부분의 수평 길이는 유동 경로의 2 개 이상의 수직 부분의 수직 높이 모두보다 크다.
리드 조립체(12)는 베이스 조립체(14)로부터 들어 올려지고 플라즈마 처리된 작업편(26)이 제거된다. 그 다음, 플라즈마 처리 작업의 추가 반복이 수행될 수 있다.
균일한 진공을 가진 플라즈마 챔버
유사한 참조 번호는 도면에서 유사한 특징을 지칭하는 도 4 내지 도 8을 참조하면, 플라즈마 처리 시스템(10)의 구성요소에 의해 한정된 플라즈마 챔버 내에 제공된 균일한 진공에 관한 플라즈마 처리 시스템(10)의 양태는 이제 적어도 부분적으로 설명된다. 플라즈마 처리 시스템(10)의 이러한 양태에 대한 설명은 이 하위 섹션에 국한되지 않는다. 플라즈마 챔버 내에 제공된 균일한 진공에 관한 플라즈마 처리 시스템(10)의 동일하거나, 추가적이거나, 대안적인 양태가 본 발명 전체에서 발견될 수 있다.
도 4는 리프트 메커니즘(30), 배플 플레이트(70), 작업편 홀더 조립체(20), 챔버 베이스(50) 및 진공 플레이트(60)를 포함하는 베이스 조립체(14)의 여러 구성요소의 수직 분해 사시도를 도시한다. 커넥터 등은 예시의 명확성을 위해 도 4에서 제외되었다. 도 5a 및 도 5b는 배플 플레이트(70)와 전극(40) 사이에 한정된 하나 이상의 갭(77)을 포함하는 베이스 조립체(14)의 부분의 확대도를 도시한다. 도 6은 전극(40)과 챔버 베이스(50) 사이의 끼워짐을 도시하는 전극(40)과 챔버 베이스(50)의 하향식 평면도를 도시한다. 도 7은 전극(40) 아래에 음영으로 도시된 챔버 베이스(50)의 부분과 함께 전극(40)의 하향식 평면도를 도시한다. 도 8은 배플 플레이트(70), 전극(40), 챔버 베이스(50) 및 진공 플레이트(60)의 수직 분해 사시도를 도시한다. 도 8은 전술한 구성요소들을 통한 전술한 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 유동 경로를 더 도시한다.
챔버 베이스(50)로부터 시작하여, 챔버 베이스(50)의 상부 부분은 일반적으로 전극(40)을 적어도 부분적으로 지지한다. 챔버 베이스(50)와 전극(40) 사이의 결합은 그 사이의 열적 파손에 의해 제한될 수 있다. 하나 이상의 O-링[예: 제 1 채널 O-링(94) 및 제 2 채널 O-링(92)] 또는 다른 유형의 밀봉 요소는 실질적으로 챔버 베이스(50)와 전극(40) 사이의 접촉 지점을 제공하지만, 그렇지 않으면 그 사이의 공간(즉, 열 브레이크)을 허용한다. 진공 플레이트(60)는 챔버 베이스(50)의 밑면에 고정된다. 즉, 진공 플레이트(60)는 챔버 베이스(50)의 플로어(80)의 바닥면(82)에 연결된다. 이미 언급한 바와 같이, 챔버 베이스(50)는 각각 상면(52) 및 내면(53)을 갖는 외측벽(51)을 포함한다. 측벽(51)은 일반적으로 챔버 베이스(50)의 내부 구성요소를 측부로 둘러싼다.
챔버 베이스(50)는 챔버의 처리 공간에서 플라즈마 처리로부터 유래된 진공 흡입 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 흐름을 수용하도록 구성된 채널(58)을 추가로 포함한다. 채널(58)은 일반적으로 밀폐된 도관으로 형성될 수 있고 챔버 베이스(50) 내에서 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 측방향(즉, X 및 Z 축을 따라) 흐름을 야기하도록 구성될 수 있다. 채널(58)은 채널(58)의 상단면에 있는 하나 이상의 개구로부터 공정 가스 및 플라즈마의 흐름을 수용할 수 있다. 공정 가스 및 플라즈마의 흐름은 채널(58)의 바닥면에 있는 하나 이상의 개구를 통해 채널(58)을 빠져나갈 수 있다. 채널(58)에 대한 하나의 상단 개구는 채널(58)의 원주를 따라 채널(58)로부터 적어도 하나의 하부 개구로부터 오프셋될 수 있다. 서로로부터 오프셋되어, 적어도 하나의 상단 개구 및 적어도 하나의 바닥 개구는 수직(Y) 축을 공유하지 않는다. 예컨대, 채널(58)에 대한 2 개 이상의 상단 개구는 채널(58)로부터 2 개 이상의 바닥 개구로부터 오프셋될 수 있다. 다른 예로서, 채널(58)에 대한 각각의 상단 개구는 채널(58)로부터 각각의 바닥 개구로부터 오프셋될 수 있다.
적어도 도 4 내지 도 8에 도시된 실시예에서, 채널(58)의 측부는 동심원 구조 즉, 외부 원형 구조(56) 및 외부 원형 구조(56)에 대해 이격된 관계인 내부 원형 구조(55)에 의해 한정된다. 채널(58)은 유사하게 연속(X 및 Z 축에서) 원형 채널로 형성된다. 채널(58)의 바닥은 챔버 베이스(50)의 플로어(80)의 상면(81)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 채널(58)의 상단은 전극(40)의 바닥면(미도시)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 제 1 채널 O-링(94) 및 제 2 채널 O-링(92)은 각각 외부 원형 구조(56) 및 내부 원형 구조(55)의 상단에 위치한다. 베이스 조립체(14)가 조립될 때, 제 1 채널 O-링(94) 및 제 2 채널 O-링(92)은 각각 전극(40)과 외부 원형 구조(56) 및 내부 원형 구조(55) 사이의 밀봉을 제공한다.
채널(58)은 챔버 베이스(50)의 플로어(80)를 통해 적어도 부분적으로 한정되고 통과하는 하나 이상의 하향 통로(54)로 구성된다. 하나 이상의 통로(54)는 채널(58)로부터 진공 플레이트(60)에 의해 한정된 진공 공간(64)으로의 진공 흡입 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 흐름을 허용한다. 하나 이상의 통로(54)는 채널(58)의 상이한 위치에 형성될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 통로(54)는 채널(58)의 원주 주위에 균일하게 분포될 수 있다. 예컨대, 2개의 통로(54)는 채널(58)에서 서로 반대편에 위치할 수 있다. 즉, 2개의 통로(54)는 서로 약 180도만큼 오프셋될 수 있다. 다른 예로서, 3개의 통로(54)가 약 120도 간격으로 채널(58)에 위치할 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 통로(54)는 채널(58) 주위에 불규칙한 간격으로 위치할 수 있다. 적어도 도 4 내지 도 8에 도시된 실시예에서, 채널(58)은 채널(58) 주위에 약 90도 간격으로 위치하는 4개의 통로(54)로 구성된다. 채널(58)은 또한 채널(58)의 원주 주위에 위치된 하나 이상의 스페이서(57)로 구성된다. 스페이서(57)는 채널(58)의 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 흐름에 난류를 유발할 수 있어, 챔버 내 진공의 균일성을 촉진한다.
챔버 베이스(50)는 플라즈마 처리 동안 주위 압력으로 유지되는 내부 공간(83)으로 구성된다. 내부 공간(83)은 내부 원형 구조(55)의 내면(85)에 의해 측부에서 한정된다. 내부 공간(83)은 플로어(80)의 상면(81)에 의해 바닥에서 한정되고, 주로 작업편 홀더 조립체(20)에 의해 상단[예: 도 9 및 도 10에 도시된 절연체 피스(104)의 바닥면(106)] 및 더 적은 정도로 전극(40)에서 한정된다. 내부 공간(83) 내에서, 챔버 베이스(50)의 플로어(80)는 만입부(84)로 구성된다. 만입부는 챔버 베이스(50)의 몸체에 형성되고 주변부 환경으로 나가는 한 쌍의 보어(96)(도 6)로 개방되어 내부 공간(83)이 주변 압력으로 유지될 수 있게 한다.
작업편 홀더 조립체(20) 및 전극(40)은 일반적으로 챔버 베이스(50) 위에 수직으로 위치한다. 작업편 홀더 조립체(20)는 전극(40)에 결합되고 전극(40)은 챔버 베이스(50)에 결합된다. 작업편 홀더 조립체(20)는 작업편 홀더 조립체(20)의 플랜지(23)를 전극의 중심 개구의 내부 주변부(49)에서 전극(40)과 결합함으로써 전극(40)에 결합되어, 플랜지(23)가 전극(40)의 밑면 근위에 있지만 접촉하지 않는다. 이렇게 결합되면, 작업편 홀더(22)의 적어도 상부 부분이 전극(40)의 중심 개구를 통해 돌출된다. 전극(40)은 차례로 챔버 베이스(50)에 결합되어 전극(40)의 측벽(44)의 외면(47)이 챔버 베이스(50)의 측벽(51)의 내면(53)에 대해 동일 높이로 이격된다. 작업편 홀더 조립체(20)가 전극(40)에 결합되고 전극(40)이 챔버 베이스(50)에 결합될 때, 작업편 홀더 조립체(20)는 챔버 베이스(50)의 플로어(80) 위에 위치하지만, 직접 접촉하지는 않으므로 챔버 베이스(50)의 내부 공간(83)의 상한을 한정한다.
전극(40)은 상면(43)을 갖는 오목한 플로어(42)로 구성된다. 플로어(42)의 외부 경계는 전극(40)의 측벽(44)의 내면(48)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 플로어(42)의 외부 경계는 대응하는 모서리 요소(88)의 볼록한 에지(89)에 의해 적어도 부분적으로 더 한정된다. 모서리 요소(88)의 상면은 측벽(44)의 상면과 같은 높이에 있다. 모서리 요소(88)는 측벽(44)의 일부를 포함하는 것으로 고려될 수 있다. 모서리 요소(88) 중 하나는 리프트 스프링 조립체(88a)일 수 있다.
하나 이상의 상승된 커넥터 또는 장착 보스(45)는 측벽(44)의 내면(48) 옆에 있는 오목한 플로어(42)의 주변부에 위치한다. 일부 실시예에서, 상승된 커넥터(45)(또는 유사한 상승된 구조)는 오목한 플로어(42)의 그 밖의 위치에 위치한다. 상승된 커넥터(45)에 결합함으로써, 배플 플레이트(70)는 전극(40)에 결합된다. 상승된 커넥터(45)의 높이는 오목한 플로어(42)와 전극(40)의 측벽(44)의 상면 사이의 수직 중간 지점에 있을 수 있다. 배플 플레이트(70)는 배플 플레이트(70)의 내부 주변부(75) 및 전극(40)의 내부 주변부(49)의 근위인 커넥터(103)(도 9 및 도 10)를 통해 전극(40)과 추가로 결합된다. 커넥터(103)를 수용하도록 구성된 전극(40)의 부분은 상승된 커넥터(45)와 동일하거나 유사한 높이로 오목한 플로어(42)로부터 상승된다. 오목한 플로어(42)로부터 상승하면, 상승된 커넥터(45)는 오목한 플로어(42)의 상면(43)과 배플 플레이트(70)의 바닥면(78)(도 4 내지 도 8에서는 완전히 보이지 않음) 사이에 내부 공간(97)이 한정될 수 있게 한다. 내부 공간(97)은 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)와 전극(40)의 측벽(44), 오목한 플로어(42)에 형성된 하나 이상의 통로(46) 사이에 형성된 갭(77)으로부터의 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 측방향(X 및 Z축) 흐름을 적어도 부분적으로 제공한다.
오목한 플로어(42)는 전극(40)을 통해 아래를 향하는 하나 이상의 통로(46)를 한정한다. 도 4 내지 도 8에 도시된 실시예는 본 개시 내용이 그렇게 제한되지는 않지만 4개의 통로(46)를 포함한다. 예컨대, 오목한 플로어(42)는 하나의 통로(46), 두개의 통로(46) 또는 둘 초과의 통로(46)를 한정할 수 있다. 통로(46)는 전극(40)의 내부 공간으로부터 챔버 베이스(50)의 채널(58)로 진공 흡입 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 하향 흐름을 제공한다. 통로(46)는 오목한 플로어(42)의 다양한 위치에 위치할 수 있다. 예컨대, 통로(46)는 전극(40)의 내부 주변부(49)에 의해서 한정된 개구를 중심으로 한 이론적 원주 주위에 일정한 간격으로 위치할 수 있다. 이 이론적 원주의 중심은 전극(40)의 중심으로 간주될 수 있다. 예컨대, 두개의 통로(46)를 갖는 실시예는 서로 반대편(즉, 서로 약 180도)에 위치한 두개의 통로(46)를 가질 수 있다. 3개의 통로(46)를 갖는 실시예는 이론적 원주 주위에 약 120도 간격으로 위치된 3개의 통로(46)를 가질 수 있다. 4개의 통로(46)를 갖는 실시예는 이론적 원주 주위에 약 90도 간격으로 통로(46)를 위치시킬 수 있다.
챔버 베이스(50)의 채널(58)에 위치한 통로(54)와 관련하여 위에서 언급한 바와 같이, 전극(40)의 통로(46)는 통로(54)로부터 측방향으로 오프셋되도록(예: 공통 수직 축이 없도록) 위치된다. 예컨대, 적어도 하나의 통로(46)는 적어도 하나의 통로(54)로부터 오프셋될 수 있다. 다른 예로서, 적어도 2개의 통로(46)는 적어도 2개의 통로(54)로부터 오프셋될 수 있다. 또한 전극(40)의 통로(46)는 도 4 내지 도 8에 도시된 실시예에서와 같이 챔버 베이스(50)의 모든 통로(54)로부터 오프셋될 수 있다.
전극(40)의 통로(46)와 챔버 베이스(50)의 통로(54) 사이의 오프셋은 전극(40)의 중심 및/또는 챔버 베이스(50)의 내부 원형 구조(55) 또는 외부 원형 구조(56)에 의해서 한정된 원주 중심[예: 챔버 베이스(50)의 중심 또는 베이스 조립체(14)를 통과하는 공정 가스, 플라즈마 및 플라즈마 부산물의 흐름과 관련된 챔버 베이스(50)의 적어도 일부]에 대한 상대 오프셋의 정도로 지칭될 수 있다. 예컨대, 상대 오프셋의 정도는 도 4 내지 도 8에 도시된 실시예의 경우와 같이 약 45 도일 수 있다. 다른 예로서, 상대 오프셋의 정도는 적어도 또는 약 15도, 적어도 또는 약 30도, 적어도 또는 약 60도, 적어도 또는 약 75도, 적어도 또는 약 90도, 적어도 또는 약 120도, 또는 적어도 또는 약 180도일 수 있다. 상대적 오프셋은 전극(40)의 적어도 하나의 통로(46) 및 챔버 베이스(50)의 가장 가까운 통로(54)의 상대적 오프셋을 지칭할 수 있거나 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 상대적 오프셋은 전극(40)의 적어도 하나의 통로(46) 및 챔버 베이스(50)의 가장 가까운 두개의 통로(54)의 상대적 오프셋을 지칭할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 어느 경우든 도 4 내지 도 8에 도시된 실시예에 적용될 수 있다.
배플 플레이트(70)는 일반적으로 전극(40)과 배플 플레이트(70)를 결합하기 위해 전극(40)의 상승된 커넥터(45)에 결합될 수 있다. 전극(40)과 결합될 때, 배플 플레이트(70)의 상면(72)은 상승된 모서리(88)의 상면을 포함하는 전극(40)의 상면(41)과 동일 높이에 있다. 배플 플레이트(70)는 배플 플레이트(70)의 중심에서 개구(71)를 한정하는 내부 주변부(75)를 포함한다. 배플 플레이트(70)의 내부 주변부(75)는 전극(40)의 내부 주변부(49)와 실질적으로 수직으로 정렬된다. 개구(71)는 작업편 홀더(22)를 수용하도록 구성된다.
배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)는 일반적으로 상승된 모서리(88)의 볼록한 에지(89)와 형상이 일치하는 오목한 에지(76)를 포함한다. 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)는 전극(40)의 측벽(44)의 내면(48)[볼록 에지(89)를 포함할 수 있음]의 근위에 있지만 직접 접촉하지 않는다. 일부 실시예에서, 외부 주변부(74)의 전체는 측벽(44)의 내면(48)의 근위에 있지만, 직접 접촉하지는 않는다. 다른 실시예에서, 외부 주변부(74)는 측벽(44)의 내면(48)과 부분적으로 접촉하고 부분적으로 측벽(44)의 내면(48)의 근위에 있지만 측벽(44)의 내면(48)과 직접 접촉하지는 않는다. 또 다른 실시예에서, 외부 주변부(74)의 대부분은 측벽의 내면(48)의 근위에 있지만 접촉하지 않으며, 외부 주변부(74)의 소수는 측벽(44)의 내면(48)과 접촉한다.
배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)와 전극(40)의 측벽(44)의 내면(48) 사이의 공간적 관계는 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물이 형성된 챔버의 처리 공간으로부터 흐르는 갭(77)을 한정한다. 갭(77)은 배플 플레이트(70) 및/또는 전극(40)의 대응하는 측부의 길이(또는 그 일부)를 따라 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 결합된 배플 플레이트(70) 및 전극(40)의 일측부 상의 갭(77)은 이 갭(77)이 인접한 측부의 제 2 갭(77)과 인접하도록 실질적으로 측부의 전체 길이에 걸쳐 연장될 수 있다. 결합된 배플 플레이트(70) 및 전극(40)의 각각의 측부상의 갭(77)은 그렇게 구성될 수 있고, 따라서 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74) 주위에서 파손없이 완전히 연장되는 갭(77)을 제공한다. 다른 실시예에서, 갭(77)은 결합된 배플 플레이트(70) 및 전극(40)의 측부의 길이의 대부분을 따라 연장되지만, 인접한 측부의 제 2 갭(77)과 인접하지 않는다. 따라서, 갭(77)(여기서는 결합된 배플 플레이트(70) 및 전극(40)의 각 측부의 각각의 갭(77)을 총칭 함)은 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)의 대부분 주위로 연장될 수 있지만 갭(77)의 파손을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 결합된 배플 플레이트(70) 및 전극(40)의 측부에 대응하는 갭(77)(집합적으로 일련의 파손된 일련의 갭(77)을 지칭함)은 하나 이상의 파손없이 측부의 길이의 대부분을 연장하지 않는다. 그러나 갭(77)(다시 집합적으로 파손된 일련의 갭(77)을 지칭함)은 그럼에도 불구하고 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)의 대부분을 덮을 수 있다.
도 4 내지 도 8에 도시된 실시예에서, 갭(77)은 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)의 대부분 주위에 형성되지만 결합된 배플 플레이트(70) 및 전극(40)의 모서리에서 파손된다. 구체적으로, 리프트 메커니즘(30)(예: 리프트 플레이트(31))의 모서리는 전극(40)의 상승된 모서리(88) 위에 위치하여, 배플 플레이트(70)의 오목한 에지(76) 및 상승된 모서리(88)의 볼록한 에지(89) 사이의 공간을 통해서 공정 가스 및 플라즈마의 흐름을 전극(40)의 내부 공간(97)으로 안내하는 것을 방지한다. 추가적으로, 전극(40)의 상승된 커넥터(45) 각각은 효과적으로 갭(77)에서 짧은 파손을 야기한다.
갭(77)은 베이스 조립체(14)의 수직 단면에서 볼 때 수직 부분(77a)(도 10 참조) 및 수평 부분(77b)(도 10 참조)으로 구성될 수 있다. 갭(77)의 수직 부분(77a)은 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)와 전극(40)의 측벽(44)의 내면(48)에 의해 한정된다. 도 10에 도시된 단면에서 볼 때, 수직 부분(77a)은 Y 축을 따라 연장되지만 X 축을 따라 제한된다. 따라서, 갭(77)의 수직 부분(77a)에서 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 수직 유동이 용이해 진다. 그러나 수직 부분(77a)의 수평 유동은 심각하게 제한된다. 갭의 수평 부분(77b)은 전극(40)의 오목한 플로어(42)와 배플 플레이트(70)의 바닥면(78)에 의해 한정된다. 갭(77)의 수평 부분(77b)은 특히 측벽(44)의 내면(48)으로부터 전극(40)의 내부 주변부(49)까지 내향 방향으로 전극(40)과 배플(70) 사이의 내부 공간(97)과 실질적으로 대응할 수 있다. 수직 부분(77a)과 대조적으로, 갭(77)의 수평 부분(77b)은 수평 X축(도 10의 단면에서 볼 때)를 따라 연장되지만 수직 Y 축을 따라 연장되지 않는다. 따라서, 갭(77)의 수평 부분(77b)에서 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 흐름은 수평 X 축을 따라 촉진되지만 수직 Y 축을 따라 심각하게 제한된다.
갭(77)의 치수는 베이스 조립체(14)를 통한 공정 가스 및 플라즈마의 흐름을 변경하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 갭(77)의 0.5mm 내지 2mm의 폭[배플 플레이트(70)에서 전극(40)까지]은 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 흐름을 제한하기 위해 감소될 수 있는 반면, 갭(77)의 폭은 공정 가스, 플라즈마 및 다른 플라즈마 부산물의 흐름을 증가시키기 위해 증가될 수 있다. 갭(77)의 길이방향 치수는 유사한 효과로 구성될 수 있다.
리프트 메커니즘(30)은 배플 플레이트(70) 및/또는 전극(40)에 결합되고, 최하부 리프트 플레이트(31)의 바닥면이 배플 플레이트(70)의 상면(72) 및 전극(40)의 상승된 모서리(88)의 상면과 접촉한다. 리프트 메커니즘(30)의 모서리는 상승된 모서리(88)의 볼록한 에지(89)와 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)의 오목한 에지(76) 사이에 한정된 공간을 덮는다. 중심 개구(35)는 리프트 메커니즘(30)에 안정되고 작업편 홀더(22)를 적어도 부분적으로 수용하도록 구성된다.
챔버 베이스(50) 아래에서, 진공 플레이트(60)의 측벽(66)의 상면(68)이 챔버 베이스(50)의 바닥면(82)에 결합된다. 진공 공간(64)은 챔버 베이스(50)의 바닥면(82), 측벽(66)의 내면(67) 및 진공 플레이트(60)의 플로어(65)에 의해 한정된다. 진공 공간(64)은 하나 이상의 통로(54)를 통해 채널(58)로부터 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물을 수용하도록 구성된다. 진공 플레이트(60)의 플로어(65)는 진공 공간(64)의 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물이 진공 펌프(61)로 유동할 수 있도록 포트(63)[예: 단일 포트(63)만]로 구성된다.
특히 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 베이스 조립체(14)의 모서리의 확대도가 도시되어 있다. 도 5a는 실질적으로 하향식으로 본 도면을 예시하고 도 5b는 사시도를 도시한다. 도 5a 및 도 5b는 적어도 부분적으로 갭(77)을 한정하는 배플 플레이트(70)와 전극(40) 사이의 이격된 관계의 예시를 명확하게 하기 위해 제공된다. 예컨대, 도 5a 및 도 5b는 갭(77)의 내면(예: 배플 플레이트(70)의 중심에 대해)이 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)에 의해 한정되는 것을 도시한다. 갭(77)의 외면은 전극(40)의 측벽(44)의 내면(48)에 의해 한정된다. 도 5a는 상승된 커넥터(45) 중 2 개를 추가로 도시하고, 이 특정 상승된 커넥터(45)는 상승된 모서리(88)에 의해 야기되는 갭(77)의 파손을 확장시킨다. 전극 O-링(90) 또는 다른 유형의 밀봉 요소는 전극(40)의 측벽(44)의 상면에 위치한다. 전극 O-링(90)은 적어도 부분적으로 리드 조립체(12)의 하나 이상의 구성요소로 밀봉을 생성한다. 챔버 베이스 O-링(86) 또는 다른 유형의 밀봉 요소는 챔버 베이스(50)의 측벽(51)의 상면(52)에 위치한다. 챔버 베이스 O-링(86)은 적어도 부분적으로 리드 조립체(12)의 대응 표면과 밀봉을 생성한다.
특히 도 6을 참조하면, 전극(40) 및 챔버 베이스(50)의 하향식 평면도가 도시된다. 도 6은 전극(40)과 챔버 베이스(50)의 상대적 위치를 적어도 부분적으로 도시한다. 전극(40)의 좌측 하부 모서리(도시된 바와 같이)는 참조 문자 A로 표시되고 전극(40)의 우측 상부 모서리(도시된 바와 같이)는 참조 문자 B로 표시된다. 챔버 베이스(50)의 좌측 하부 모서리(도시된 바와 같이)는 참조 문자 A'로 표시되고 챔버 베이스(50)의 상부 우측 모서리는 참조 문자 B'로 표시된다. 전극(40)과 챔버 베이스(50)가 결합될 때, A 및 B로 표시된 전극(40)의 모서리는 각각 A' 및 B'로 표시된 챔버 베이스(50)의 모서리와 정렬된다. 도 6은 챔버 베이스(50)의 내부 공간(83)을 주변부 환경으로 개방하여 배선을 허용하는 보어(96)를 추가로 도시한다.
특히 도 7을 참조하면 전극(40)의 하향식 평면도가 도시된다. 도 7은 챔버 베이스(50)가 베이스 조립체(14)에서 전극(40) 아래에 위치한다는 것을 반영하기 위해 음영으로 도시된 챔버 베이스(50)의 통로(54) 및 채널(58)을 추가로 도시한다. 도시된 바와 같이, 전극(40)은 4개의 통로(46)로 구성되고 챔버 베이스(50)는 마찬가지로 4개의 통로(54)로 구성된다. 채널(58)은 채널(58) 바로 위의 통로(46)의 위치와 실질적으로 대응하도록 위치된다. 따라서, 전극(40)의 내부 공간(97)에 있는 진공 흡입 공정 가스, 플라즈마 및 다른 플라즈마 부산물은 통로(46)를 통해 채널(58) 안으로 아래로 이동한다. 일단 채널(58)에서 그리고 전극(40)의 통로(46)와 챔버 베이스(50)의 통로(54) 사이의 상대적 오프셋 때문에, 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물은 채널(58)에서 시계 방향 및/또는 반 시계 방향(챔버 베이스(50)의 평면도에 따라)으로 유동해야 한다.
도 7은 또한 전극(40)의 통로(46)의 예시적인 간격, 챔버 베이스(50)의 통로(54)의 예시적인 간격, 및 전극(40)의 통로(46) 및 챔버 베이스(50)의 통로(54)의 예시적인 상대적 오프셋을 도시한다. 이들 예에서, 전극(40)의 통로(46)는 90도 간격으로 균일하게 이격된다. 챔버 베이스(50)의 통로(54)는 마찬가지로 90도 간격으로 균일하게 이격된다. 전극(40)의 통로(46)와 챔버 베이스(50)의 통로(54) 사이의 상대적 오프셋은 45도이다. 예컨대, 통로(54a) 및 통로(54b)는 통로(46a)에 가장 가까운 통로(54)이다. 통로(54a, 54b) 각각은 통로(46a)로부터 45도만큼 오프셋된다.
도 8은 진공 플레이트(60), 챔버 베이스(50), 전극(40) 및 배플 플레이트(70)의 수직 분해 사시도를 도시한다. 도 8은 베이스 조립체(14)를 통한 진공 흡입 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물의 예시적인 유동 경로(98)를 추가로 도시한다. 초기에, 공정 가스 및 플라즈마는 형성된 챔버의 처리 공간 내에 있다. 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물은 처리 공간으로부터 그리고 갭(77)(도 8에 명시적으로 도시하지 않음)을 통해 흐르고, 여기서는 배플 플레이트(70)의 외부 주변부(74)에서 유동 경로(98)의 하향 회전으로 표시된다. 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물은 갭(77)을 통해 오목한 플로어(42)와 배플 플레이트(70)의 바닥면(78) 사이의 내부 공간(97)으로 유동한다. 내부 공간(97)의 낮은 수직 프로파일로 인해, 유동 경로(98)는 일반적으로 측방향으로 강제된다. 이 예에서, 공정 가스 및 플라즈마는 전극(40)의 표시된 통로(46)로 측방향으로 흐르고 통로(46)를 통해 챔버 베이스(50)의 채널(58)로 아래쪽으로 흐른다. 채널(58)에서 공정 가스 및 플라즈마는 시계 방향, 시계 반대 방향 또는 이들의 조합으로 흐른다. 도시된 예에서, 유동 경로(98)의 적어도 일부는 챔버 베이스(50)의 표시된 통로(54)를 향해 반 시계 방향으로 이동한다. 통로(54)를 통해 유동하는 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물은 챔버 베이스(50)의 바닥면(82), 측벽(66)의 내면(67) 및 진공 플레이트(60)의 플로어(65)에 의해 한정되는 진공 공간(64) 안으로 당겨진다. 진공 공간(64)의 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물은 진공 펌프(61)에 의해 당겨져서 처음에는 진공 플레이트(60)의 포트(63)를 통과한 다음 진공 도관(62)을 통과한다.
베이스 조립체(14)는 적어도 부분적으로 그렇게 구성되고 이를 통한 결과적인 유동 경로(예: 유동 경로(98))는 함께 인발된 리드 조립체(12) 및 베이스 조립체(14)에 의해 형성된 챔버 및/또는 처리 공간의 개선된 유동 특성에 기여할 수 있다. 예컨대, 개선된 흐름 특성은 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물이 처리 공간으로부터 베이스 조립체(14) 안으로 및 베이스 조립체(14)를 통해서 진공 흡입될 때와 같은, 공정 가스, 플라즈마 및 기타 플라즈마 부산물 흐름의 개선된 균일성을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 적어도 부분적으로 구성된 베이스 조립체(14)는 배기를 위한 단일 경로로 인해 필요한 것보다 적은 진공 밀봉을 허용할 수 있다. 또한, 적어도 부분적으로 그렇게 구성된 베이스 조립체(14)는 연속적인 매니폴드로서 작용하는 진공 플레이트(60)를 가로 질러 진공을 분배함으로써 진공 공간(64)을 비우기 위해 단일 포트 액세스[예: 포트(63)]의 사용을 허용할 수 있다.
열적으로 절연된 작업편 홀더
유사한 참조 번호는 도면에서 유사한 특징을 지칭하는 도 9 및 도 10을 참조하여, 이제 열 절연 작업편 홀더 조립체(예: 척)와 관련된 플라즈마 처리 시스템(10)의 양태가 적어도 부분적으로 설명될 것이다. 플라즈마 처리 시스템(10)의 이러한 양태에 대한 설명은 이 하위 섹션에 국한되지 않는다. 열적으로 절연된 작업편 홀더 조립체와 관련된 플라즈마 처리 시스템(10)의 동일하거나, 추가적이거나, 대안적인 양태가 본 발명 전체에 걸쳐 발견될 수 있다.
도 9는 베이스 조립체(14)의 사시 단면도를 도시한다. 도 10은 베이스 조립체(14)의 일부의 사시, 확대 단면도를 도시한다.
작업편 홀더 조립체(20) 및 베이스 조립체(14)의 근위 구성요소는 작업편 홀더 조립체(20)를 베이스 조립체(14)의 다른 근위 구성요소로부터 열적으로 절연하도록 개별적으로 그리고 집합적으로 구성된다. 즉, 작업편 홀더 조립체(20) 및 베이스 조립체(14)의 근위 구성요소는 작업편 홀더 조립체(20)로부터 베이스 조립체(14)의 근위 부분으로의 열 전달을 최소화하도록 구성된다. 예컨대, 작업편 홀더 조립체(20)는 작업편 홀더(22), 작업편 홀더(22)에 열을 제공하도록 구성된 하나 이상의 가열 요소(25), 및 작업편 홀더(22) 이외의 베이스 조립체(14)의 다른 구성요소로의 열 전달을 최소화하도록 구성된 절연체 피스(104)를 포함한다. 다른 예로서, 작업편 홀더 조립체(20) 및 베이스 조립체(14)의 근위 구성요소는 작업편 홀더(22)와 베이스 조립체(14)의 근위 구성요소 사이의 갭(110)을 유지하도록 개별적으로 또는 집합적으로 구성된다. 갭(110)은 작업편 홀더(22)와 베이스 조립체(14)의 근위 구성요소 사이에 열적 파손을 제공한다.
가열 요소(25)는 예컨대 하나 이상의 저항 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소(25)는 작업편 홀더(22)와 접촉하고 작업편 홀더(22)로 열 전달을 수행하도록 위치될 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 작업편 홀더 조립체(20)에서, 가열 요소는 작업편 홀더(22)내에 부분적으로 내장되어, 가열 요소(25)의 바닥이 절연체 피스(104)의 상단면(105)과 같은 높이가 되도록 한다. 가열 요소(25)를 작업편 홀더(22) 내에 내장함으로써, 작업편 홀더(22)로의 열 전달을 최대화하고 다른 구성요소로의 열 손실을 최소화한다. 예컨대, 작업편 홀더(22)는 가열 요소(25)의 3개의 측부(내측, 외측 및 상단측)에서 가열 요소(25)로부터 열을 직접 흡수한다. 가열 요소(25)는 일련의 동심원 링으로 형성되고, 다른 배열도 고려된다. 작업편 홀더(22)에는 작업편 홀더(22)의 온도를 측정하기 위해 열전대와 같은 온도 센서(102)가 장착된다.
절연체 피스(104)는 원형 가열 요소(25)와 교대로 배열된 커넥터(99)로 작업편 홀더(22)에 결합된다. 결합될 때, 절연체 피스(104)는 일반적으로 절연체 피스(104) 상단면(105)을 통해 가열 요소(25) 및 작업편 홀더(22)의 바닥과 플러시 결합 상태로 유지된다. 절연체 피스(104)는 또한 작업편 홀더(22) 및 가열 요소(25)에 대한 바닥 커버로서 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 작업편 홀더 조립체(20)는 절연체 피스(104) 아래에 위치하는 별도의 커버로 구성될 수 있다. 절연체 피스(104)는 온도 센서(102)를 작업편 홀더 조립체(20)와 챔버 베이스(50) 사이의 주변 압력 내부 공간(83)에 노출시키는 중심 개구(113)로 구성된다. 절연체는 적어도 230℃을 견디도록 구성할 수 있다. 절연체 피스(104)는 약 .69 W/mK의 열 전도율 및 약 982 ℃의 최대 서비스 온도를 갖는 Mica로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 커넥터(99)는 금속 클램프와 같은 클램프일 수 있다. 클램프는 스테인리스 스틸로 만들어질 수 있으며 프로파일이 낮다. 클램프는 절연체 피스(104) 아래에 위치할 수 있다. 각 가열 요소(25)를 고정하기 위해 클램프 중 하나보다 많은 수를 사용할 수 있지만, 가열 요소(25) 당 3개의 클램프가 제공될 수 있다. 각 클램프는 또한 2개의 가열 요소(25)와 같이 하나 이상의 가열 요소에 걸쳐 있을 수 있다. 클램프는 가열 요소(25)와 작업편 홀더(22) 사이의 인터페이스를 개선하여 작업편 홀더(22)로의 열 전달 효율을 개선할 수 있다. 따라서, 가열 요소(25)의 에너지 및 온도는 작업편 홀더(22)의 원하는 온도를 달성하기 위해 낮출 수 있다.
작업편 홀더(22)는 작업편 홀더(22)가 전극(40)에 결합되는 외부 플랜지(23)로 구성된다. 결합될 때, 플랜지(23)의 상단면(109)은 전극(40)의 내부 주변부(49) 근처에서 전극(40)의 바닥면(108)의 근위에 있지만 직접 접촉하지 않는다. 이러한 결합에 의해 제공된 플랜지(23)의 상단면(109)과 전극(40)의 바닥면(108) 사이의 공간은 작업편 홀더(22)와 베이스 조립체(14)의 다른 근위 구성요소 사이의 갭(110)의 수평 부분을 형성할 수 있다. 작업편 홀더(22)의 플랜지(23)는 볼트 커넥터와 같은 하나 이상의 커넥터를 사용하여 전극(40)에 결합된다. 커넥터는 상기 커넥터용 플랜지(23)의 개구 및 전극(40)이 도 4에 도시되어 있지만, 도 9 및 도 10에 도시된 단면에서 보이지 않는다.
플랜지(23)의 상단면(109)과 전극(40)의 바닥면(108) 사이에 O-링(107) 또는 다른 유형의 밀봉 요소가 제공된다. O-링(107)은 열 전달을 최소화하도록 구성된 재료로 만들어진다. 커넥터 외에, O-링(107)은 작업편 홀더(22)와 전극(40) 사이의 추가 접촉 지점이다. 도 9 및 도 10에 도시된 실시예에서, 이러한 접촉 지점은 커넥터와 O-링(107)으로만 제한된다. 작업편 홀더(22)와 전극(40) 사이의 열 전달을 위한 잠재적인 경로는 마찬가지로 커넥터와 제 1 채널 O-링(94)으로 제한된다. 따라서 커넥터와 제 1 채널 O-링(94)은 (위치, 재료, 크기 등에서) 작업편 홀더(22)(및 작업편 홀더 조립체(20))와 전극(40) 사이의 열 전달을 최소화하도록 구성된다. 예컨대, O-링(107)은 실질적으로 플랜지(23)의 외부 주변부에 배치되어서, 가열 요소(25)로부터 최대, 거의 최대 또는 그렇지 않으면 상당한 거리에 위치된다.
갭(110)은 수직(또는 실질적으로 수직) 제 1 부분(110a) 및 수평(또는 실질적으로 수평) 제 2 부분(110b)을 포함한다. 수평 제 2 부분(110b)은 플랜지(23)의 상단면(109) 및 전극(40)의 바닥면(108)에 대응하고 이에 의해 한정된다. 갭(110)의 수평 제 2 부분(110b)에서의 파손은 제 1 채널 O-링(94) 및 전극(40)과 플랜지(23) 사이의 커넥터에 의해 야기된 것으로 제한된다. 갭(110)의 수평 제 2 부분(110b)은 수직 제 1 부분(110a)과 인접하다.
수직 제 1 부분(110a)은 일반적으로 작업편 홀더(22)의 측부(112)에 대응한다. 수직 제 1 부분(110a)은 작업편 홀더(22)의 상면(24)과 플랜지(23) 사이에서 작업편 홀더(22)의 측부(112)에 걸쳐 있다. 갭(110)의 수직 제 1 부분(110a)은 작업편 홀더(22)의 측부(112)에 의해 적어도 부분적으로 내측에 한정된다. 수직 제 1 부분(110a)의 외측은 전극(40)의 내부 주변부(49)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 수직 제 1 부분(110a)의 외측은 배플 플레이트(70)의 내측 주변부(75)에 의해 적어도 부분적으로 추가로 한정된다. 수직 제 1 부분(110a)의 외측은 리프트 메커니즘(30)의 리프트 플레이트(31)의 내부 주변부(32)에 의해 적어도 부분적으로 더욱 추가 한정된다.
갭(110)의 수직 제 1 부분(110a)은 플랜지(23)와 작업편 홀더(22)의 상면(24) 사이의 수직 방향으로 연속적이고 끊어지지 않는다. 갭(110)의 수직 제 1 부분(110a)은 작업편 홀더(22)의 측부(112) 주위로 수평으로 연속적이고 끊어지지 않는다. 따라서, 갭(110)의 수직 제 1 부분(110a)은 끊어지지 않고, [작업편 홀더 조립체(20) 자체의 다른 구성요소들 옆에서] 작업편 홀더(22)의 측부(112)와 베이스 조립체(14)의 다른 구성요소 사이에 접촉 지점이 존재하지 않는다.
냉각 도관(120)은 전극(40)에 내장되고 냉각제를 통과시키도록 구성되어 전극(40) 및 다른 구성요소의 근위 부분으로부터 열을 흡수한다. 제 1 채널 O-링(94) 및 플랜지(23)와 전극(40) 사이의 커넥터의 근위인 냉각 도관(120)의 위치는 작업편 홀더(22)로부터의 열 전달을 더욱 억제한다.
일 실시예에서, 플라즈마 처리 시스템(10)은 복수의 작업편(26)을 처리하기 위한 작업 공간을 한정하는 인클로저와 연관된다. 작업 공간은 대기압으로 유지된다. 작업편 입력 장치는 예컨대 로봇으로부터 인클로저 외부로부터 복수의 작업편을 수용하도록 구성된다. 플라스마 처리 시스템(10)과 같은 플라스마 처리 장치는 인클로저 내에 위치되고 플라스마 처리 장치의 진공 조건 하에서 플라스마 처리를 수행하도록 구성된다. 진공 상태의 압력은 대기압보다 낮다. 운송 장치는 작업편 입력 장치로부터 작업편을 수용하고 플라즈마 처리를 위해 플라즈마 처리 장치에 작업편을 위치시키도록 구성된다. 작업편을 수용할 때 인클로저가 대기압에 있지만, 인클로저의 크기는 적용된 진공이 인클로저를 신속하게 비우고 진공 상태를 효과적으로 유지할 수 있을만큼 충분히 작다.
본 발명의 하나 이상의 양태에 따라 구성된 베이스 조립체(14)에 의해 수많은 이점이 실현된다. 예컨대, 갭(110)의 수직 제 1 부분(110a)에 걸쳐 임의의 직접적인 접촉 지점을 제거하고 따라서 직접적인 열 전달에 의해 갭(110)의 수평 제 2 부분(110b)에 걸쳐 직접 접촉 지점을 커넥터 및 제 1 채널 O-링(94)으로 제한함으로써, 작업편 홀더 조립체(20)의 우수한 단열이 달성된다. 가열 요소(25) 및 절연체 피스(104)의 구성은 또한 단열에 기여할 뿐만 아니라 가열 요소(25)로부터 작업편 홀더(22)로의 보다 효율적인 열 전달을 허용한다. 단열은 인간의 접촉에 안전한 온도에서 베이스 조립체(14)의 다른 구성요소를 유지할 수 있다. 베이스 조립체(14)의 다른 구성요소를 접촉에 안전한 온도로 유지함으로써, 가드 또는 열 장벽에 대한 필요성이 제거되거나 감소되고 작업자 안전이 개선되고 플라즈마 처리 시스템(10)의 설치 면적이 감소된다. 또한, 베이스 조립체(14)의 다른 구성요소에 대한 열 손실이 적고 가열 요소(25)로부터 작업편 홀더(22)로의 열 전달이 개선되기 때문에, 가열 요소(25)에 전력을 공급하는데 필요한 에너지가 줄어들어 작동 비용이 절감된다. 개선된 단열 및 열 전달은 또한 플라즈마 처리 시스템(10)을 위한 감소된 가열 시간을 제공한다.
전극용 액체 냉각
도 9 및 도 10을 추가로 참조하고 유사한 참조 번호는 도면에서 유사한 특징을 지칭하는 도 11에 대한 추가 참조를 참조하면, 전극 액체 냉각과 관련된 플라즈마 처리 시스템(10)의 양태가 이제 적어도 부분적으로 설명될 것이다. 플라즈마 처리 시스템(10)의 이러한 양태에 대한 설명은 이 하위 섹션에 국한되지 않는다. 전극 액체 냉각과 관련된 플라즈마 처리 시스템(10)의 동일하거나, 추가적이거나, 대안적인 양태가 본 발명 전체에 걸쳐 발견될 수 있다.
도 11은 베이스 조립체(14)의 사시 단면도를 도시한다. 도 11에 도시된 베이스 조립체(14)는 대략 전극(40)에서 수평으로(XZ 평면에서) 단면이다. 따라서, 도 11은 챔버 베이스(50)의 채널(58)로 이어지는 통로(46)로 구성된 전극(40)을 도시한다. 작업편 홀더(22)의 측부(112) 및 전극(40)의 내부 주변부(49)가 더 도시된다.
전극(40)은 전극(40) 내에 내장된 냉각 도관(120)으로 구성된다. 냉각 도관(120)은 일반적으로 전극(40)의 주변부를 둘러싸고 있다. 베이스 조립체(14)에서 냉각 도관(120)의 수직(Y 축) 위치는 갭(110)의 수평 제 2 부분(110b)의 수직 위치에 대략 대응한다. 냉각 도관(120)의 수직 위치는 추가적으로 제 1 채널 O-링(94)의 수직 위치에 대략 대응한다. 냉각 도관은 제 1 전극(40)의 4개의 측부에 각각 대응하는 제 1 부분(120a), 제 2 부분(120b), 제 3 부분(120c) 및 제 4 부분(120d)으로 구성된다.
냉각 도관(120)은 냉각 공급부(38)(도 2)에 의해 공급된다. 예컨대 물이 냉각제로 사용될 수 있지만 다른 유형의 냉각제가 사용될 수도 있다. 전극(40)은 냉각 공급부(38)로부터 냉각제를 수용하기 위한 냉각제 입구(122)로 구성된다. 냉각제는 냉각제 입구(122)를 통해 냉각 도관(120)의 제 1 부분(120a)으로 전달된다. 따라서 냉각제는 냉각제 도관(120) 내에서 전극(40)을 통해 흐른다. 냉각제가 냉각 도관(120)을 통해 흐를 때, 냉각제는 작업편 홀더 조립체(20)의 단열을 넘어서는 열과 같은 전극(40)으로부터의 열을 흡수한다. 냉각제는 처리 공간에서 플라즈마 발생 및 리드 조립체(12)의 전극과의 전기 전도성으로 인한 열을 더 흡수한다. 냉각 도관(120)의 위치는 O-링(107), 제 1 채널 O-링(94) 및 제 2 채널 O-링(92) 근처의 열 전달을 더욱 억제한다.
전극(40)은 냉각 도관(120)을 통과한 냉각제가 냉각 도관(120)의 제 4 부분(120d)을 빠져 나가는 냉각제 출구(124)로 구성된다. 가열된 냉각제는 수용된 냉각제로부터 열을 발산하기 위해 하나 이상의 방열판 등이 장착될 수 있는 냉각 공급부(38)로 반환될 수 있다. 냉각 공급부(38)는 냉각제를 냉각 도관(120)으로 다시 재순환시킬 수 있다.
액체 냉각 전극(40)으로 구성된 플라즈마 처리 시스템(10)에 의해 수많은 이점이 실현된다. 예컨대, 액체 냉각 전극(40)에 관한 본 발명의 적어도 일부 양태에 따라 구성된 플라즈마 처리 시스템(10)이 달리 가능한 것보다 더 콤팩트하게 할 수 있다. 그렇게 구성되지 않은 시스템에서는 가열된 작업편 홀더와 시스템 구성요소 사이에 더 큰 공기 공간이 필요하다.
작업편 냉각 모니터링
유사한 참조 번호가 도면에서 유사한 특징을 지칭하는 도 12 및 도 13을 참조하여, 작업편 냉각 모니터링과 관련된 작업편 처리 시스템(200)의 양태가 이제 적어도 부분적으로 설명될 것이다. 작업편 처리 시스템(200)의 이러한 양태에 대한 설명은 이 하위 섹션에 국한되지 않는다. 작업편 냉각 모니터링과 관련된 작업편 처리 시스템(200)의 동일하거나, 추가적이거나, 대안적인 양태가 본 발명 전체에서 발견될 수 있다.
도 12는 작업편(226)[예: 도 1 내지 도 10과 관련하여 설명된 작업편(26)]에 플라즈마 처리를 수행하도록 구성된 작업편 처리 시스템(200)을 도시한다. 작업편 처리 시스템(200)은 작업편(226)에 플라즈마 처리를 수행하도록 구성된 플라즈마 처리 장치(220)를 포함한다. 플라즈마 처리 장치(220)는 도 1 내지 도 10과 관련하여 설명된 플라즈마 처리 시스템(10)과 동일하거나 유사할 수 있다.
작업편 처리 시스템(200)은 장치, 스테이션, 작업편 보관 또는 운송 컨테이너 등 사이에서 작업편(226)을 운송하도록 구성된 운송 장치(250)를 추가로 포함한다. 작업편 처리 시스템(200)은 온도 센서(232)로 구성된 냉각 스테이션(230)을 추가로 포함한다. 냉각 스테이션(230)은 비가열 냉각 스테이션일 수 있다. 냉각 스테이션(230)은 운송 장치(250)로부터 플라즈마 처리된 작업편(226)(도 11에 음영으로 도시됨)를 수용하고 작업편(226)이 냉각될 때 작업편(226)의 온도를 측정하도록 구성된다.
냉각 스테이션(230)은 제어기(240)에 통신 가능하게 연결될 수 있고, 따라서 냉각 스테이션(230)은 작업편 온도에 관한 메시지를 제어기에 전송할 수 있다. 예시의 명확성을 위해 도 11에 표시되지 않았지만, 제어기(240)는 플라즈마 처리 장치(220), 운송 장치(250) 및 제 2 장치(260)를 포함하는 작업편 처리 시스템(200)의 다른 구성요소와 통신 가능하게 연결될 수 있다.
제어기는 범용 컴퓨터, 특수 하드웨어, 다른 형태의 컴퓨팅 장치, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 임의의 경우에, 제어기에는 프로세서와 메모리가 장착되어 있다. 메모리는 프로세서에 의해 실행될 때 제어기로 하여금 작업편 냉각 모니터링과 관련된 동작을 포함하여 여기에 설명된 동작을 수행하게 하는 명령을 저장할 수 있다. 제어기(240)는 컴퓨터 네트워크 인터페이스를 포함하는 하나 이상의 통신 인터페이스를 더 구비할 수 있다. 제어기(240)는 키보드, 포인팅 장치 및 모니터와 같은 제어기(240)와의 인간 상호 작용을 허용하기 위해 하나 이상의 입력 및/또는 출력 장치를 더 구비할 수 있다.
제어기(240)는 작업편 처리 시스템(200)의 하나 이상의 구성요소와 통합될 수 있다. 예컨대, 제어기(240)는 냉각 스테이션(230), 플라즈마 처리 장치(220) 및/또는 운송 장치(250)와 통합될 수 있다. 따라서, 이와 같이 구성된 냉각 스테이션(230), 플라즈마 처리 장치(220) 및/또는 운송 장치(250)는 적어도 작업편(226)을 냉각하는 것과 관련하여 작업편 냉각 시스템(200)의 작동을 관리하고 지시할 수 있다.
제어기(240)는 작업편(226)의 온도를 설명하는 온도 데이터 및 경과된 냉각 시간과 같은 다른 관련 양태를 포함하는 데이터를 냉각 스테이션(230)으로부터 수신하도록 구성된다. 제어기(240)는 온도 데이터를 처리하고, 온도 데이터에 기초하여 작업편(226)이 충분히 냉각되고 관련 처리 동작을 진행할 준비가 되어 있는지를 결정한다. 예컨대, 제어기(240)는 작업편이 다른 장치, 스테이션, 컨테이너 등으로 운송되어야 한다고 결정할 수 있다. 예로서, 제어부(240)는 작업편의 온도가 임계 온도 값 미만인지 결정할 수 있다. 그렇다면, 제어기(240)는 작업편(226)의 냉각이 완료된 것으로 간주되어야 한다는 메시지를 냉각 스테이션(230)에 전송할 수 있다. 또는 제어기(240)가 작업편(226)이 임계 온도 값 미만이 아니라고 결정하는 경우, 제어기(240)는 작업편(226)이 추가 냉각을 위해 냉각 스테이션(230)에 유지되어야 함을 나타내는 메시지를 냉각 스테이션(230)에 전송할 수 있다.
작업편 처리 시스템은 작업편의 추가 처리를 구현하도록 구성된 장치와 같은 제 2 장치(260)를 추가로 포함할 수 있다. 작업편 처리 시스템(200)은 처리된 작업편(226)을 수용하도록 구성된 전방 개구 유니버설(또는 통합된) 포드(FOUP) 또는 설비 전방 단부 모듈(EFEM)과 같은 작업편 컨테이너(270)를 포함하거나 이와 관련된다.
도 13은 냉각 스테이션(230)과 같은 냉각 스테이션에서 작업편 냉각을 모니터링하는 것과 관련된 흐름도(300)를 도시한다. 단계 310에서 작업편[예: 작업편(226)]은 플라즈마 처리 공정을 수행하도록 구성된 장치[예: 플라즈마 처리 장치(220)]에 위치한다. 이에 의해 플라즈마 처리 공정이 작업편상에서 수행될 수 있다. 단계 320에서, 플라즈마 처리 공정의 완료 후, 작업편은 예컨대 운송 장치(250)에 의해 비가열 냉각 스테이션에 배치된다.
단계 330에서, 작업편의 온도는 냉각 스테이션과 관련된 온도 센서[예: 온도 센서(232)]를 통해 결정된다. 냉각 스테이션은 예컨대 온도 센서를 포함할 수 있다. 작업편의 온도를 기반으로 작업편의 온도가 임계 온도 값 미만으로 결정된다. 임계 온도 값은 예컨대 작업편이 추가 처리를 위해 진행할 수 있는 최대 온도일 수 있다. 온도가 임계 온도 값 미만이라는 결정은 냉각 스테이션과 통신하는 제어기[예: 제어기(240)]에 의해 수행될 수 있다. 제어기는 작업편의 온도가 임계 온도 값 미만인지 여부를 나타내는 메시지를 냉각 스테이션에 보낼 수 있다. 제어기는 추가적으로 또는 대안적으로 운송 장치가 냉각 스테이션으로부터 작업편을 제거하도록 지시하는 메시지를 운송 장치에 전송할 수 있다.
단계 340에서, 온도가 임계 온도 값 아래로 떨어졌다는 결정에 기초하여, 작업편은 냉각 스테이션으로부터 멀어진다. 작업편은 예컨대, 운송 장치에 의해 냉각 스테이션에서 멀어질 수 있다. 작업편은 다양한 종류의 추가 처리를 위해 제 2 장치[예: 제 2 장치(260)]로 운송될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 작업편은 보관 또는 다른 운송을 위해 컨테이너[예: 작업편 컨테이너(270)]에 놓여질 수 있다.
여기에 설명된 작업편 냉각 모니터링과 관련된 양태는 많은 이점을 제공한다. 예컨대, 이러한 양태는 더 빠른 작업편 처리를 제공하고 더 나은 품질의 작업편을 처리한다. 예컨대, 사전 결정된 고정 냉각 시간을 사용하는 냉각 스테이션은 작업편이 필요 이상으로 냉각 스테이션과 함께 놓여질 수 있으므로 처리량 효율성이 감소한다. 사전 결정된 고정된 냉각 시간을 사용하는 냉각 스테이션은 또한 작업편이 조기에 냉각 스테이션으로부터 이동하도록 신호를 보낼 수 있으며, 그에 따라 만족스럽지 않은 품질의 플라즈마 처리된 작업편의 수를 증가시킬 수 있다.
명세서 및 첨부된 특허 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태의 용어는 문맥 상 달리 명백하게 지시하지 않는 한 복수 지시 대상을 포함한다. 범위는 본원에서 "약" 하나의 특정 값 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지 포함한다. 유사하게, 값이 "약" 선행 항목을 사용하여 근사치로 표현될 때 특정 값이 다른 실시예를 형성함을 이해할 수 있을 것이다. 각 범위의 종점은 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과 독립적으로 모두 중요하다는 것이 더 이해될 것이다.
본원에서 값의 범위를 인용하는 것은 본원에서 달리 지시하지 않는 한, 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 언급하는 약식 방법으로서의 역할을 하는 것으로 의도되며, 각각의 개별 값은 마치 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 포함된다. 본원에 설명된 모든 방법은 본원에서 달리 지시되거나 문맥 상 명백하게 모순되지 않는 한 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다.
"선택적" 또는 "선택적으로"는 이후에 설명되는 이벤트 또는 상황이 발생하거나 발생하지 않을 수 있음을 의미하며, 설명에는 상기 이벤트 또는 상황이 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우가 포함된다.
본 명세서의 설명 및 청구범위 전체에 걸쳐, 단어 "포함하는" 및 "포함하는"과 같은 단어의 변형은 "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미하며, 예컨대, 다른 구성요소, 정수 또는 단계를 배제하려는 의도는 아니다. "예시적인"은 "의 예"를 의미하며 바람직하거나 이상적인 실시예의 표시를 전달하려는 것이 아니다. "와 같은"은 제한적인 의미가 아니라 설명 목적으로 사용된다.
개시된 방법 및 시스템을 수행하기 위해 사용될 수 있는 구성요소가 개시된다. 이들 및 다른 구성요소가 본원에 개시되고, 이들 구성요소의 조합, 하위 세트, 상호 작용, 그룹 등이 개시될 때, 각각의 다양한 개별 및 집합적 조합 및 이들의 순열에 대한 특정 참조는 명시적으로 개시되지 않을 수 있지만, 각각은 모든 방법 및 시스템에 대해 본원에서 구체적으로 고려되고 설명된다는 것이 이해된다. 이것은 개시된 방법의 단계를 포함하지만 이에 제한되지 않는 본 출원의 모든 양태에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가 단계가 있다면, 이들 추가 단계 각각은 개시된 방법의 임의의 특정 실시예 또는 실시예의 조합으로 수행될 수 있다는 것이 이해된다.
방법 및 시스템이 바람직한 실시예 및 특정 예와 관련하여 설명되었지만, 본원의 실시예는 모든 양태에서 제한적이라기 보다 예시적인 것으로 의도되기 때문에 범위가 제시된 특정 실시예로 제한되는 것으로 의도되지 않는다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 설명된 임의의 방법은 결코 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구범위가 실제로 그 단계에 따르는 순서를 언급하지 않거나 단계가 특정 순서로 제한되어야 한다고 청구범위 또는 설명에서 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우, 임의의 관점에서 순서가 추론되는 것을 의도하지 않는다, 이는 단계 또는 작동 흐름의 배열과 관련된 논리 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 일반 의미; 명세서에 기술된 실시예의 수 또는 유형을 포함하여 해석에 대한 가능한 비 표현적 근거를 유지한다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 범위 또는 정신을 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본원에 개시된 명세서 및 실시를 고려하면 다른 실시예가 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 예는 단지 예시적인 것으로 간주되며, 진정한 범위 및 정신은 다음의 청구범위에 의해 표시되는 것으로 의도된다.

Claims (46)

  1. 플라즈마로 작업편(workpiece)을 처리하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
    처리 공간을 부분적으로 한정하는 챔버;
    상면 및 내부 주변부를 갖는 베이스 조립체로서, 상기 베이스 조립체의 상면은 상기 챔버의 하단부를 적어도 부분적으로 한정하고, 상기 베이스 조립체의 내부 주변부는 상기 베이스 조립체의 개구를 한정하는, 상기 베이스 조립체; 및
    상기 베이스 조립체의 개구 내에 위치된 작업편 홀더 조립체를 포함하고,
    상기 작업편 홀더 조립체는:
    외부 주변부 및 상면을 갖는 작업편 홀더 몸체로서, 상기 상면은 상기 작업편을 수용하도록 구성되는, 상기 작업편 홀더 몸체, 및
    상기 작업편 홀더 조립체의 작업편 홀더 몸체와 적어도 부분적으로 접촉하는 하나 이상의 가열 요소를 포함하고,
    상기 베이스 조립체의 내부 주변부와 상기 작업편 홀더 몸체의 외부 주변부는 적어도 부분적으로 상기 작업편 홀더 몸체를 둘러싸는 갭을 한정하고, 상기 갭은 상기 베이스 조립체를 상기 작업편 홀더 몸체로부터 열적으로 절연시키는, 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업편 홀더 몸체의 바닥 부분은 상기 작업편 홀더 조립체를 상기 베이스 조립체에 배타적으로 결합시키는 플랜지를 포함하는, 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜지의 상단면은 배타적으로 하나 이상의 커넥터에 의해 상기 베이스 조립체의 언더컷(undercut)에 결합되는, 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 갭의 실질적으로 수평한 부분은 상기 베이스 조립체의 언더컷과 상기 플랜지의 상단면에 의해 한정되고, 상기 갭의 실질적으로 수평한 부분의 대부분은 상기 하나 이상의 커넥터에 의해 끊어지지 않는(unbroken), 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 플랜지의 상단면의 원주는 밀봉 요소로 구성되고, 상기 밀봉 요소는 상기 베이스 조립체의 언더컷과의 접촉을 제공하는, 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 작업편 홀더 몸체와 상기 베이스 조립체 사이의 직접적인 전도성 열 전달은 배타적으로 상기 하나 이상의 커넥터와 상기 밀봉 요소로만 제한되는, 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 베이스 조립체의 전극은 상기 베이스 조립체의 언더컷을 포함하는, 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전극을 적어도 부분적으로 지지하는 챔버 베이스를 추가로 포함하고, 밀봉 요소가 상기 챔버 베이스와 상기 전극 사이에 열적 차단(thermal break)을 제공하기 위해 상기 챔버 베이스와 상기 전극 사이에 위치하는, 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 갭의 실질적인 수직 부분은 상기 작업편 홀더 몸체의 외부 측벽 및 상기 베이스 조립체의 내부 주변부에 의해 한정되는, 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 갭의 실질적인 수직 부분은 상기 작업편 홀더 몸체의 외부 측벽을 완전히 둘러싸는, 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 작업편 홀더 몸체의 바닥 부분은 상기 작업편 홀더 조립체를 상기 베이스 조립체에 결합시키는 플랜지를 포함하고, 상기 갭의 실질적인 수직 부분은 상기 작업편 홀더 몸체의 상면으로부터 상기 플랜지까지 수직으로 걸쳐 있는, 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 베이스 조립체와 상기 작업편 홀더 몸체 사이에서 상기 갭의 실질적인 수직 부분을 통한 직접적인 접촉이 없는, 처리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 가열 요소는 둘 이상의 동심 링들로 구성되는, 처리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 가열 요소는 상기 작업편 홀더 몸체의 바닥면에 적어도 부분적으로 내장되는, 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 작업편 홀더 몸체의 바닥면은 상기 하나 이상의 가열 요소의 각각의 하나 이상의 바닥면과 같은 높이인, 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    절연체 피스가 상기 작업편 홀더 몸체의 바닥면에 결합되고, 상기 절연체 피스는 상기 하나 이상의 가열 요소의 하나 이상의 바닥면을 덮는, 처리 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업편 홀더 몸체는 온도 센서로 구성되는, 처리 장치.
  18. 작업편을 처리하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    플라즈마 처리를 수행하도록 구성된 장치에 상기 작업편을 위치시키는 단계;
    상기 플라즈마 처리 완료 후, 온도 센서를 포함하는 비가열 냉각 스테이션에 상기 작업편을 위치시키는 단계;
    상기 온도 센서를 통해 상기 작업편의 온도가 임계 값 미만이라는 것을 결정하는 단계; 및
    상기 작업편의 온도가 상기 임계 값 미만이라는 상기 결정에 따라 상기 냉각 스테이션으로부터 상기 작업편을 멀어지게 이동시키는 단계를 포함하는, 작업편을 처리하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 냉각 스테이션으로부터 상기 작업편을 멀어지게 이동시키는 단계는 플라즈마 처리를 수행하도록 구성된 상기 장치와 관련된 제 2 장치로 상기 작업편을 이동시키는 단계를 포함하는, 작업편을 처리하기 위한 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 냉각 스테이션으로부터 상기 작업편을 멀어지게 이동시키는 단계는 상기 작업편을 수용하도록 구성된 컨테이너로 상기 작업편을 이동시키는 단계를 포함하는, 작업편을 처리하기 위한 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 컨테이너는 전방 개구 유니버설 포드(Front Opening Universal Pod;FOUP) 및 설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module;EFEM) 중 적어도 하나를 포함하는, 작업편을 처리하기 위한 방법.
  22. 작업편을 처리하기 위한 시스템으로서,
    상기 작업편을 수용하도록 구성된 운송 장치;
    플라즈마 처리를 수행하도록 구성된 플라즈마 처리 장치; 및
    온도 센서를 포함하는 비가열 냉각 스테이션을 포함하고,
    상기 운송 장치는:
    상기 플라즈마 처리 장치에 상기 작업편을 위치시키고,
    상기 플라즈마 처리 완료 후 상기 비가열 냉각 스테이션에 상기 작업편을 위치시키고,
    상기 온도 센서를 통해 상기 작업편의 온도가 임계 값 미만이라는 것을 결정하고; 및
    상기 작업편의 온도가 상기 임계 값 미만이라는 상기 결정에 따라 추가 배치를 위해 상기 운송 장치에 의해 상기 작업편을 수용하도록 추가로 구성되는, 작업편을 처리하기 위한 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 비가열 냉각 스테이션은 상기 플라즈마 처리 장치와 관련된 제 2 장치를 포함하는, 작업편을 처리하기 위한 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 비가열 냉각 스테이션은 상기 작업편을 수용하도록 구성된 컨테이너를 포함하는, 작업편을 처리하기 위한 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 컨테이너는 전방 개구 유니버설 포드(FOUP) 및 설비 전방 단부 모듈(EFEM)중 적어도 하나를 포함하는, 작업편을 처리하기 위한 시스템.
  26. 플라즈마로 작업편을 처리하기 위한 장치로서, 상기 장치는:
    처리 공간을 부분적으로 한정하는 챔버;
    상면을 갖는 챔버 베이스로서, 상기 챔버 베이스의 상면은 적어도 부분적으로 상기 챔버의 하단부를 한정하고, 상기 챔버 베이스의 상면은 상기 챔버 베이스의 개구를 한정하는, 상기 챔버 베이스;
    상기 챔버 베이스의 개구 내에 위치되고 상기 작업편을 수용하도록 구성된 가열된 작업편 홀더;
    상기 작업편을 처리하기 위해 상기 처리 공간에 플라즈마를 제공하도록 작동 가능한 플라즈마 여기 소스; 및
    상기 플라즈마 여기 소스의 근위에 위치하는 액체 도관으로서, 상기 플라즈마 여기 소스를 냉각시키기 위해 액체를 수용하도록 구성된, 상기 액체 도관을 포함하는, 처리 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스는 전극을 포함하는, 처리 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 액체 도관은 상기 전극과 적어도 부분적으로 접촉하는, 처리 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 액체 도관은 상기 전극 내에 적어도 부분적으로 내장되는, 처리 장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 액체 도관은 실질적으로 상기 전극의 주변부 주위로 연장되는, 처리 장치.
  31. 플라즈마로 작업편을 처리하기 위한 장치로서,
    공정 가스를 수용하기 위한 처리 공간을 부분적으로 한정하는 챔버로서, 플라즈마로 상기 작업편을 처리하는 동안 진공하에 있는, 상기 챔버;
    상기 처리 공간의 하단부를 한정하는 베이스 조립체로서, 상기 베이스 조립체는 주변부를 가지며 상기 작업편을 수용하도록 구성된 작업편 홀더, 주변부를 가지며 상기 작업편 홀더의 주변부를 둘러싸는 배플 조립체, 및 상기 배플 조립체의 주변부를 둘러싸는 챔버 베이스를 포함하고, 상기 작업편 홀더는 상기 처리 공간의 하단부의 적어도 제 1 부분을 한정하는 상면을 갖고, 상기 배플 조립체는 상기 처리 공간의 하단부의 적어도 제 2 부분을 한정하는 상면을 갖는, 상기 베이스 조립체;
    상기 처리 공간에 상기 공정 가스를 도입하기 위한 상기 챔버 내의 공정 가스 공급 포트;
    상기 작업편을 처리하기 위해 상기 공정 가스로부터 상기 처리 공간에 플라즈마를 제공하도록 작동 가능한 플라즈마 여기 소스; 및
    플라즈마로 상기 작업편을 처리하는 동안 상기 처리 공간을 비우기 위해 상기 배플 조립체의 주변부의 대부분 주위에서 연속적으로 연장되는 배기 개구를 포함하는, 처리 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 베이스 조립체는 상기 처리 공간이 상기 베이스 조립체로부터 비워지는 유동 경로를 한정하는, 처리 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 유동 경로는 제 2 수직 부분으로부터 수직으로 오프셋된 제 1 수직 부분을 포함하는, 처리 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 수직 부분은 제 1 수직 통로에 의해 한정되고, 상기 제 2 수직 부분은 제 2 수직 통로에 의해 한정되고, 상기 제 2 수직 통로는 상기 제 1 수직 통로로부터 수직으로 오프셋되는, 처리 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 소스는 전극을 포함하고 상기 전극은 상기 베이스 조립체에서 상기 챔버 베이스와 상기 배플 조립체 사이에 수직으로 위치되고, 상기 제 1 수직 통로는 상기 전극에 의해 한정되고 상기 제 2 수직 통로는 상기 챔버 베이스에 의해 한정되는, 처리 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 배플 조립체와 상기 전극은 결합되어 상기 배플 조립체와 상기 전극 사이의 내부 공간을 한정하고, 상기 배플 조립체와 상기 전극 사이의 내부 공간은 상기 배기 개구를 통한 상기 처리 공간의 비우기 이후 즉시 상기 유동 경로의 일부를 한정하는, 처리 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 배플 조립체와 상기 전극 사이의 내부 공간에 의해 한정된 상기 유동 경로의 일부는 상기 전극에 의해 한정된 상기 제 1 수직 통로 이전에 제 1 측방향 부분을 포함하는, 처리 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 전극은 상기 챔버 베이스에 결합되고 상기 제 1 수직 통로는 상기 챔버 베이스로 통과하는, 처리 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 챔버 베이스는 상기 제 1 수직 통로에 후속하는 상기 유동 경로의 제 2 측방향 부분을 한정하도록 구성된 원형 채널을 한정하는, 처리 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 유동 경로의 제 1 측방향 부분의 측방향 및 상기 유동 경로의 제 2 측방향 부분의 측방향은 실질적으로 서로 반대인, 처리 장치.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 2 수직 통로는 상기 챔버 베이스의 원형 채널의 플로어(floor)에 의해 한정되는, 처리 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    진공 플레이트가 상기 챔버 베이스의 바닥 단부에 결합되고, 상기 결합된 챔버 베이스 및 상기 진공 플레이트는 진공 소스에 연결된 진공 포트로 구성된 진공 공간을 한정하는, 처리 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 진공 공간은 상기 유동 경로의 제 3 측방향 부분을 한정하고, 상기 유동 경로의 제 3 측방향 부분은 상기 진공 공간 및 상기 진공 포트의 주변부로부터 측방향으로 연장되는, 처리 장치.
  44. 제 35 항에 있어서,
    상기 전극은 2 개 이상의 수직 통로들을 한정하고 상기 챔버 베이스는 2 개 이상의 수직 통로들을 한정하고, 상기 전극에 의해 한정된 2 개 이상의 수직 통로들은 상기 챔버 베이스에 의해 한정된 상기 2 개 이상의 수직 통로들 각각으로부터 수직으로 오프셋되는, 처리 장치.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 전극에 의해 한정된 2 개 이상의 수직 통로들은 4개의 수직 통로들을 포함하고, 상기 챔버 베이스에 의해 한정된 상기 2 개 이상의 수직 통로들은 4개의 수직 통로들을 포함하고, 상기 전극에 의해 한정된 상기 4개의 수직 통로들은 상기 전극 및 상기 챔버 베이스 중 적어도 하나의 중심에 대해 적어도 30도만큼 상기 챔버 베이스에 의해 한정된 상기 4개의 수직 통로들 각각으로부터 수직으로 오프셋되는, 처리 장치.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 전극에 의해 한정된 상기 4개의 수직 통로들은 상기 전극 및 상기 챔버 베이스 중 적어도 하나의 중심에 대해 45도만큼 상기 챔버 베이스에 의해 한정된 상기 4개의 수직 통로들 각각으로부터 수직으로 오프셋되는, 처리 장치.
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