KR20230038781A - 다중 프로세스 반도체 프로세싱 시스템 - Google Patents

다중 프로세스 반도체 프로세싱 시스템 Download PDF

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니틴 파탁
비나이 케이. 프라바카르
바드리 엔. 라마무르티
바이렌 칼세카르
주안 카를로스 로샤-알바레즈
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

예시적인 기판 프로세싱 시스템들은 복수의 프로세싱 구역들을 포함할 수 있다. 시스템들은 복수의 프로세싱 구역들과 유체적으로 커플링되는 이송 구역을 정의하는 이송 구역 하우징을 포함할 수 있다. 시스템들은 복수의 기판 지지부들을 포함할 수 있다. 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부는 이송 구역과 복수의 프로세싱 구역들 중 연관된 프로세싱 구역 사이에서 수직으로 병진 가능할 수 있다. 시스템들은 이송 구역 하우징을 통해 연장되는 회전 가능 샤프트를 포함하는 이송 장치를 포함할 수 있다. 이송 장치는 또한 회전 가능 샤프트와 커플링되는 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 시스템들은 복수의 포어라인 테일들을 포함하는 배기 포어라인을 포함할 수 있다. 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일은 복수의 프로세싱 구역들의 별개의 프로세싱 구역과 유체적으로 커플링될 수 있다. 시스템들은 복수의 스로틀 밸브들을 포함할 수 있다.

Description

다중 프로세스 반도체 프로세싱 시스템
[0001] 본 출원은 2020년 7월 19일자로 출원된 "MULTIPLE PROCESS SEMICONDUCTOR PROCESSING SYSTEM"이라는 명칭의 미국 특허출원 제16/932,795호에 대한 우선권을 주장하며, 그 특허출원은 이로써 그 전체 내용이 인용에 의해 본원에 통합된다.
[0002] 본 기술은 반도체 프로세스들 및 장비에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 기술은 다수의 프로세싱 구역들을 갖는 반도체 프로세싱 시스템들에 관한 것이다.
[0003] 반도체 프로세싱 시스템들은 종종 클러스터 툴들을 활용하여 다수의 프로세스 챔버들을 함께 통합시킨다. 이 구성은 제어된 프로세싱 환경으로부터 기판을 제거하지 않으면서 여러 순차적인 프로세싱 동작들의 수행을 용이하게 할 수 있거나, 또는 다양한 챔버들에서 한 번에 다수의 기판들에 대해 유사한 프로세스가 수행되도록 허용할 수 있다. 이들 챔버들은, 예를 들어 탈가스 챔버들, 전처리 챔버들, 이송 챔버들, 화학 기상 증착 챔버들, 물리 기상 증착 챔버들, 에칭 챔버들, 계측 챔버들 및 다른 챔버들을 포함할 수 있다. 클러스터 툴에서의 챔버들의 조합뿐만 아니라 이러한 챔버들이 구동되는 동작 조건들 및 파라미터들은, 특정 프로세스 레시피들 및 프로세스 흐름들을 사용하는 특정 구조들을 제작하도록 선택된다.
[0004] 일부 프로세싱 시스템들은 함께 연결된 다수의 프로세싱 구역들 및 이송 구역들을 포함할 수 있다. 컴포넌트들의 레이아웃 및 구성에 따라, 시스템을 통해 전달되는 전구체들에 대해 상이한 구역들이 유체적으로 액세스 가능할 수 있다. 전구체들의 플라즈마 강화 종을 포함하는 증착 및 세정 전구체들이 시스템의 구역들에 액세스할 수 있는 경우, 증착 또는 손상이 시스템 내에서 발생할 수 있다. 추가로, 특정 레이아웃들 및 흐름 패턴들은 상이한 프로세싱 구역들 사이의 압력 차이들을 제한할 수 있는데, 이는 동시에 수행될 수 있는 프로세스들의 유형들을 제한할 수 있고, 시스템의 상이한 구역들을 배기시키는 데 문제가 될 수 있다.
[0005] 따라서, 반도체 프로세싱 챔버들 및 시스템들 내에서 재료들을 효율적으로 흐르게 하고 배기하는 데 사용될 수 있는 개선된 시스템들 및 컴포넌트들에 대한 필요성이 존재한다. 이러한 그리고 다른 요구 사항들이 본 기술에 의해 해결된다.
[0006] 예시적인 기판 프로세싱 시스템들은 복수의 프로세싱 구역들을 포함할 수 있다. 시스템들은 복수의 프로세싱 구역들과 유체적으로 커플링되는 이송 구역을 정의하는 이송 구역 하우징을 포함할 수 있다. 시스템들은 복수의 기판 지지부들을 포함할 수 있다. 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부는 이송 구역과 복수의 프로세싱 구역들 중 연관된 프로세싱 구역 사이에서 수직으로 병진 가능할 수 있다. 시스템들은 이송 구역 하우징을 통해 연장되는 회전 가능 샤프트를 포함하는 이송 장치를 포함할 수 있다. 이송 장치는 또한 회전 가능 샤프트와 커플링되는 엔드 이펙터(end effector)를 포함할 수 있다. 시스템들은 복수의 포어라인 테일(foreline tail)들을 포함하는 배기 포어라인을 포함할 수 있다. 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일은 복수의 프로세싱 구역들의 별개의 프로세싱 구역과 유체적으로 커플링될 수 있다. 시스템들은 복수의 스로틀 밸브들을 포함할 수 있다. 복수의 스로틀 밸브들 중 일 스로틀 밸브는 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일에 통합될 수 있다.
[0007] 일부 실시예들에서, 시스템들은 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부 주위로 연장되는 복수의 퍼지 채널들을 포함할 수 있다. 복수의 퍼지 채널들의 각각의 퍼지 채널은 복수의 기판 지지부들 중 일 기판 지지부에 근접한 이송 구역 하우징을 통해 연장될 수 있다. 복수의 프로세싱 구역들의 각각의 프로세싱 구역은 별개의 리드 스택에 의해 위에서부터 적어도 부분적으로 정의될 수 있다. 각각의 리드 스택은 기판 프로세싱 시스템의 배기부와 유체적으로 커플링되는 펌핑 라이너(pumping liner)를 포함할 수 있다. 각각의 펌핑 라이너는 복수의 퍼지 채널들을 통해 전달되는 퍼지 가스에 대한 각각의 프로세싱 구역으로부터의 배기 흐름 경로를 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 시스템들은 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부로부터 연장되는 초킹 라이너(choking liner)를 포함할 수 있다. 각각의 초킹 라이너는 기판 지지부가 프로세싱을 위해 상승된 포지션에 있을 때, 연관된 프로세싱 구역과 이송 구역 사이에 유체 연통을 제공하는 복수의 애퍼처들을 정의할 수 있다. 복수의 기판 지지부들은 이송 구역 주위에 분포되는 적어도 3개의 기판 지지부들을 포함할 수 있다. 이송 장치는 복수의 기판 지지부들 사이의 중앙에 위치될 수 있다.
[0008] 본 기술의 일부 실시예들은 반도체 프로세싱 방법들을 망라할 수 있다. 방법들은 기판 프로세싱 시스템의 복수의 리드 스택들을 통해 하나 이상의 프로세싱 전구체들을 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 리드 스택들의 각각의 리드 스택은 복수의 프로세싱 구역들 중 일 프로세싱 구역에 유체적으로 액세스한다. 복수의 프로세싱 구역들의 각각의 프로세싱 구역은 복수의 리드 스택들 중 일 리드 스택 및 복수의 기판 지지부들 중 일 기판 지지부에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있다. 방법들은 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 사이에 압력 차이를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 이송 구역을 정의하는 이송 구역 하우징을 통해 연장되는 복수의 퍼지 채널들을 통해 기판 프로세싱 시스템의 이송 구역으로 퍼지 가스를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 이송 구역은 복수의 프로세싱 구역들의 각각의 프로세싱 구역과 유체적으로 커플링될 수 있다. 방법들은 복수의 리드 스택들의 각각의 리드 스택의 펌핑 라이너를 통해 프로세싱 전구체들 및 퍼지 가스를 배기하는 단계를 포함할 수 있다.
[0009] 일부 실시예들에서, 압력 차이는 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 사이에서 약 10 Torr 이상일 수 있다. 기판 프로세싱 시스템은 이송 구역에 포지셔닝된 이송 장치를 포함할 수 있다. 이송 장치는 이송 구역 하우징을 통해 연장되는 회전 가능 샤프트를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터는 회전 가능 샤프트와 커플링될 수 있다. 엔드 이펙터는 퍼지 소스와 유체적으로 커플링되는 중앙 애퍼처를 정의하는 중앙 허브를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터는 또한 복수의 기판 지지부들의 기판 지지부들의 수와 동일한 수의 아암(arm)들을 갖는 복수의 아암들을 포함할 수 있다. 전달하는 단계는, 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 중에서 제1 프로세싱 구역에 제1 전구체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은, 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 중에서 제2 프로세싱 구역에 제2 전구체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 전구체 또는 제2 전구체는 증착 전구체일 수 있다.
[0010] 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부는 또한 각각의 기판 지지부로부터 기판 프로세싱 시스템의 이송 구역을 향해 연장되는 초킹 라이너를 포함할 수 있다. 각각의 초킹 라이너는 기판 지지부가 프로세싱을 위해 상승된 포지션에 있을 때, 프로세싱 구역과 이송 구역 사이에 유체 연통을 제공하는 복수의 애퍼처들을 정의할 수 있다. 퍼지 가스는 초킹 라이너에 정의되는 복수의 애퍼처들을 통해 이송 구역으로부터 전달될 수 있다. 기판 프로세싱 시스템은 복수의 포어라인 테일들을 포함하는 시스템 포어라인을 포함할 수 있다. 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일은 복수의 프로세싱 구역들의 별개의 프로세싱 구역과 유체적으로 커플링될 수 있다. 기판 프로세싱 시스템은 복수의 스로틀 밸브들을 포함할 수 있다. 복수의 스로틀 밸브들 중 일 스로틀 밸브는 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일에 통합될 수 있다. 방법들은, 복수의 스로틀 밸브들 중 제2 스로틀 밸브와 별도로 복수의 스로틀 밸브들 중 제1 스로틀 밸브를 조절하여 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 사이의 압력 차이를 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세싱 전구체들은 퍼지 가스에 의해 기판 프로세싱 시스템의 이송 구역으로 흐르는 것이 제한 또는 방지될 수 있다.
[0011] 이러한 기술은 종래의 시스템들 및 기법들에 비해 많은 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 퍼지 채널들은 프로세싱 전구체들이 시스템 내의 이송 구역에 진입하는 것을 제한 또는 방지할 수 있다. 추가로, 시스템들은 시스템 내의 상이한 프로세싱 구역들 내에서 상이한 프로세스들이 수행되게 하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 및 다른 실시예들은 많은 장점들 및 특징들과 함께, 아래의 설명 및 첨부된 도면들과 함께 보다 상세히 설명된다.
[0012] 본 명세서의 나머지 부분들 및 도면들을 참조함으로써 개시된 기술의 특성 및 장점들에 대한 추가적인 이해가 실현될 수 있다.
[0013] 도 1a는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 툴의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0014] 도 1b는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템의 개략적인 부분 단면도를 도시한다.
[0015] 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 프로세싱 시스템의 이송 섹션의 개략적인 등각 투영도를 도시한다.
[0016] 도 3은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 프로세싱 시스템의 예시적인 배기 시스템의 개략적인 등각 투영도를 도시한다.
[0017] 도 4는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 퍼지 가스 전달 시스템의 개략적인 부분 등각 투영도를 도시한다.
[0018] 도 5는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 프로세싱 시스템의 개략적인 부분 단면도를 도시한다.
[0019] 도 6은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 반도체 프로세싱 방법에서 선택된 동작들을 도시한다.
[0020] 도면들 중 몇몇은 개략도들로 포함되어 있다. 도면들은 예시 목적들을 위한 것이며, 실척대로 또는 비율대로 도시된 것으로 구체적으로 언급되지 않는 한, 실척대로 또는 비율대로 도시된 것으로 간주되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 추가로, 개략도들로서, 도면들은 이해를 돕기 위해 제공되며 실제 표현들과 비교하여 모든 양상들 또는 정보를 포함하지 않을 수 있으며, 예시 목적들을 위해 과장된 자료를 포함할 수 있다.
[0021] 첨부 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피쳐들은 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 추가로, 동일한 유형의 다양한 컴포넌트들은 유사한 참조 라벨 다음에 유사한 컴포넌트들을 구별하는 문자에 의해 구별될 수 있다. 제1 참조 라벨만이 명세서에서 사용되는 경우, 그 설명은 문자에 무관하게 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 중 어느 하나에도 적용 가능하다.
[0022] 기판 프로세싱은 웨이퍼 또는 반도체 기판 상에 재료들을 추가, 제거 또는 그렇지 않으면 수정하기 위한 시간 집약적인 동작들을 포함할 수 있다. 기판의 효율적인 이동은 대기열 시간(queue time)들을 감소시키고 기판 스루풋을 개선할 수 있다. 클러스터 툴 내에서 프로세싱되는 기판들의 수를 개선하기 위해, 메인프레임에 추가 챔버들이 통합될 수 있다. 이송 로봇들 및 프로세싱 챔버들은 툴을 늘림으로써 지속적으로 추가될 수 있지만, 이는 클러스터 툴의 풋프린트가 스케일링됨에 따라 공간 비효율적으로 될 수 있다. 따라서, 본 기술은 정의된 풋프린트 내에 증가된 수의 프로세싱 챔버들을 갖는 클러스터 툴들을 포함할 수 있다. 이송 로봇들에 대한 제한된 풋프린트를 수용하기 위해, 본 기술은 로봇으로부터 측방향 외측으로 프로세싱 챔버들의 수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 종래의 클러스터 툴들은, 중앙에 위치된 이송 로봇의 섹션들 주위에 포지셔닝된 하나 또는 2개의 프로세싱 챔버들을 포함하여, 로봇을 중심으로 반경방향으로 챔버들의 수를 최대화할 수 있다. 본 기술은 챔버들의 다른 행 또는 그룹으로서 측방향 외측으로 추가 챔버들을 통합함으로써 이러한 개념을 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 본 기술은 하나 이상의 로봇 액세스 포지션들 각각에서 액세스 가능한 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그보다 많은 프로세싱 챔버들을 포함하는 클러스터 툴들과 함께 적용될 수 있다.
[0023] 그러나, 추가적인 프로세스 위치들이 추가됨에 따라, 중앙 로봇으로부터 이들 위치들에 액세스하는 것은 각각의 위치에서의 추가적인 이송 능력들 없이는 더 이상 실현가능하지 않을 수 있다. 일부 종래의 기술들은, 전이(transition) 동안 기판들이 안착된 상태로 유지되는 웨이퍼 캐리어들을 포함할 수 있다. 그러나, 웨이퍼 캐리어들은 기판들 상의 열적 불균일성 및 입자 오염에 기여할 수 있다. 본 기술은, 추가적인 웨이퍼 포지션들에 액세스하기 위해 중앙 로봇과 협력하여 동작할 수 있는 캐러셀(carousel) 또는 이송 장치, 그리고 프로세싱 챔버 구역들과 수직으로 정렬되는 이송 섹션을 통합함으로써 이들 문제들을 극복한다. 그런 다음, 기판 지지부는 이송 구역과 프로세싱 구역 사이에서 수직으로 병진운동하여, 프로세싱을 위해 기판을 전달할 수 있다.
[0024] 이송 구역들이 프로세싱 구역들에 유체적으로 액세스 가능할 수 있는 경우, 프로세스 가스들 또는 플라즈마 강화 종은 프로세싱 구역을 통해 침투하여 이송 구역 내로 진입할 수 있다. 증착 전구체들, 세정 가스들, 또는 다른 재료들을 포함할 수 있는 이러한 활성 전구체들은, 증착 또는 다른 프로세스 상호작용들이 이송 구역 내에서 발생하게 할 수 있고, 증착 또는 손상이 이송 구역 컴포넌트들 상에서 발생하게 할 수 있다. 본 기술은 하나 이상의 퍼지 가스들을 이송 구역으로 전달하여 프로세싱 전구체들이 이송 구역에 진입하는 것을 제한 또는 방지하는 것을 도움으로써 이러한 문제들을 극복할 수 있다. 추가로, 이러한 퍼지 가스들을 활용함으로써 그리고 이들의 흐름을 제어함으로써 그리고 추가 시스템 컴포넌트들을 통합함으로써, 본 기술은 시스템의 다양한 프로세싱 구역들 내에서 상이한 프로세스들이 수행되도록 허용할 수 있으며, 이는 본 기술의 일부 실시예들에 따라 시스템들의 기능성을 증가시킬 수 있다.
[0025] 나머지 개시내용은 본 구조들 및 방법들이 채용될 수 있는 4-포지션 이송 구역들과 같은 특정 구조들을 일상적으로 식별할 것이지만, 기판 프로세싱 시스템들 또는 컴포넌트들이 임의의 수의 다른 시스템들 또는 챔버들에서 동등하게 채용될 수 있음은 쉽게 이해될 것이다. 따라서, 이 기술은 임의의 특정 챔버들에만 단독으로 사용하는 것과 같이 제한적인 것으로 간주되어서는 아니된다. 더욱이, 본 기술에 대한 토대를 제공하기 위해 예시적인 툴 시스템이 설명될 것이지만, 본 기술은 설명될 동작들 및 시스템들의 일부 또는 전부로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 수의 반도체 프로세싱 챔버들 및 툴들과 통합될 수 있음은 이해되어야 한다.
[0026] 도 1a는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 증착, 에칭, 베이킹 및 경화 챔버들의 기판 프로세싱 툴 또는 프로세싱 시스템(100)의 일 실시예의 평면도를 도시한다. 도면에서, 전면 개방 통합 포드(front-opening unified pod)들(102)의 세트는 다양한 크기들의 기판들을 공급하는데, 이 기판들은 로봇 아암들(104a 및 104b)에 의해 팩토리 인터페이스(factory interface)(103) 내에 수용되며, 챔버 시스템들 또는 쿼드 섹션(quad section)들(109a-c) 각각에 포지셔닝되는 기판 프로세싱 구역들(108) 중 하나에 전달되기 전에 로드 록(load lock) 또는 저압 유지 영역(106)에 배치되고, 챔버 시스템들 또는 쿼드 섹션들(109a-c)은 각각 복수의 프로세싱 구역들(108)과 유체적으로 커플링되는 이송 구역을 갖는 기판 프로세싱 시스템일 수 있다. 쿼드 시스템이 예시되어 있지만, 독립형 챔버들, 트윈 챔버들 및 기타 다수의 챔버 시스템들을 포함하는 플랫폼들이 본 기술에 의해 동등하게 망라됨은 이해되어야 한다. 이송 챔버(112)에 하우징되는 제2 로봇 아암(110)은 유지 영역(106)으로부터 쿼드 섹션들(109)로 그리고 역으로 기판 웨이퍼들을 수송하는 데 사용될 수 있으며, 제2 로봇 아암(110)은 프로세싱 시스템들 또는 쿼드 섹션들의 각각이 연결될 수 있는 이송 챔버에 하우징될 수 있다. 각각의 기판 프로세싱 구역(108)은 주기적 층 증착, 원자층 증착, 화학 기상 증착, 물리 기상 증착뿐만 아니라, 에칭, 사전 세정, 어닐링, 플라즈마 프로세싱, 탈가스, 배향 및 다른 기판 프로세스들을 포함하는 임의의 수의 증착 프로세스들을 포함하는 다수의 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 갖춰질 수 있다.
[0027] 각각의 쿼드 섹션(109)은, 제2 로봇 아암(110)으로부터 기판들을 수용하고 제2 로봇 아암(110)으로 기판들을 전달할 수 있는 이송 구역을 포함할 수 있다. 챔버 시스템의 이송 구역은 제2 로봇 아암(110)을 갖는 이송 챔버와 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서 이송 구역은 로봇이 측방향으로 접근할 수 있다. 후속 동작들에서, 이송 섹션들의 컴포넌트들은 기판들을 위에 놓인(overlying) 프로세싱 구역들(108)로 수직으로 병진시킬 수 있다. 유사하게, 이송 구역들은 또한 각각의 이송 구역 내의 포지션들 사이에서 기판들을 회전시키도록 동작 가능할 수 있다. 기판 프로세싱 구역들(108)은 기판 또는 웨이퍼 상에 재료 막을 증착, 어닐링, 경화 및/또는 에칭하기 위한 임의의 수의 시스템 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 구성에서, 쿼드 섹션(109a 및 109b)에서의 프로세싱 구역들과 같은 두 세트의 프로세싱 구역들이 기판 상에 재료를 증착하는 데 사용될 수 있으며, 쿼드 섹션(109c)의 프로세싱 챔버들 또는 구역들과 같은 제3 세트의 프로세싱 챔버들은 증착된 막들을 경화, 어닐링 또는 처리하는 데 사용될 수 있다. 다른 구성에서는, 예시된 모든 12개의 챔버들과 같은 모든 세 세트의 챔버들이 기판 상에 막을 증착 및/또는 경화하도록 구성될 수 있다.
[0028] 도면에 예시된 바와 같이, 제2 로봇 아암(110)은 다수의 기판들을 동시에 전달 및/또는 회수하기 위한 2개의 아암들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 쿼드 섹션(109)은 이송 구역의 하우징의 표면을 따라 2개의 액세스부들(107)을 포함할 수 있으며, 이는 제2 로봇 아암과 측방향으로 정렬될 수 있다. 액세스부들은 이송 챔버(112)에 인접한 표면을 따라 정의될 수 있다. 예시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 제1 액세스부는 쿼드 섹션의 복수의 기판 지지부들 중 제1 기판 지지부와 정렬될 수 있다. 추가로, 제2 액세스부는 쿼드 섹션의 복수의 기판 지지부들 중 제2 기판 지지부와 정렬될 수 있다. 제1 기판 지지부는 제2 기판 지지부에 인접할 수 있으며, 일부 실시예들에서 2개의 기판 지지부들은 기판 지지부들의 제1 행을 정의할 수 있다. 예시된 구성에 도시된 바와 같이, 기판 지지부들의 제2 행은 이송 챔버(112)로부터 측방향 외측으로 기판 지지부들의 제1 행 뒤에 포지셔닝될 수 있다. 제2 로봇 아암(110)의 2개의 아암들은 2개의 아암들이 쿼드 섹션 또는 챔버 시스템에 동시에 진입하여 하나 또는 2개의 기판을 이송 구역 내의 기판 지지부들로 전달 또는 회수하는 것을 허용하도록 이격될 수 있다.
[0029] 설명된 이송 구역들 중 임의의 하나 이상이 상이한 실시예들에 도시된 제작 시스템으로부터 분리된 추가 챔버들과 통합될 수 있다. 재료 막들에 대한 증착, 에칭, 어닐링 및 경화 챔버들의 추가 구성들이 프로세싱 시스템(100)에 의해 고려된다는 것은 이해될 것이다. 추가로, 기판 이동과 같은 특정 동작들 중 임의의 동작을 수행하기 위한 이송 시스템들을 통합할 수 있는 임의의 수의 다른 프로세싱 시스템들이 본 기술과 함께 활용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 언급된 유지 및 이송 영역들과 같은 다양한 섹션들에서 진공 환경을 유지하면서 다수의 프로세싱 챔버 구역들로의 액세스를 제공할 수 있는 프로세싱 시스템들은, 이산 프로세스들 사이에 특정 진공 환경을 유지하면서 다수의 챔버들에서 동작들이 수행되는 것을 허용할 있다.
[0030] 도 1b는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 이를테면 챔버 시스템을 통한 예시적인 프로세싱 툴의 일 실시예의 개략적인 입면 단면도를 도시한다. 도 1b는 임의의 쿼드 섹션(109)에서의 임의의 2개의 인접한 프로세싱 구역들(108)을 관통하는 단면도를 예시할 수 있다. 입면도는 이송 구역(120)과 하나 이상의 프로세싱 구역들(108)의 구성 또는 유체 커플링을 예시할 수 있다. 예를 들어, 연속 이송 구역(120)은 이송 구역 하우징(125)에 의해 정의될 수 있다. 하우징은 다수의 기판 지지부들(130)이 배치될 수 있는 개방된 내부 용적을 정의할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 예시된 바와 같이, 예시적인 프로세싱 시스템들은 이송 구역 주위에서의 하우징 내에 분포되는 복수의 기판 지지부들(130)을 포함하여 4개 이상을 포함할 수 있다. 다수의 다른 구성들이 또한 사용될 수 있지만, 기판 지지부들은 예시된 바와 같이 페데스탈(pedestal)들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 페데스탈들은 이송 구역(120)과 이송 구역 위에 놓인 프로세싱 구역들 사이에서 수직으로 병진 가능할 수 있다. 기판 지지부들은 챔버 시스템 내의 제1 포지션과 제2 포지션 사이의 경로를 따라 기판 지지부의 중심축을 따라 수직으로 병진 가능할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서 각각의 기판 지지부(130)는 하나 이상의 챔버 컴포넌트들에 의해 정의되는 위에 놓인 프로세싱 구역(108)과 축방향으로 정렬될 수 있다.
[0031] 개방된 이송 구역은 다양한 기판 지지부들 사이에서, 이를테면 회전 방식으로 기판들을 맞물리게 하고 이동시키는 캐러셀과 같은 이송 장치(135)의 능력을 제공할 수 있다. 이송 장치(135)는 중심축을 중심으로 회전 가능할 수 있다. 이는, 프로세싱 시스템 내의 프로세싱 구역들(108) 중 임의의 구역 내에서의 프로세싱을 위해 기판들이 포지셔닝되는 것을 허용할 수 있다. 이송 장치(135)는, 기판 지지부들 주위에서의 이동을 위해 기판들의 위, 아래로부터 기판들과 맞물릴 수 있거나, 또는 기판들의 외부 에지들과 맞물릴 수 있는 하나 이상의 엔드 이펙터들을 포함할 수 있다. 이송 장치는 전술한 로봇(110)과 같은 이송 챔버 로봇으로부터 기판들을 수용할 수 있다. 그런 다음, 이송 장치는 추가 기판들의 전달을 용이하게 하기 위해 기판들을 교번하는 기판 지지부들로 회전시킬 수 있다.
[0032] 일단 포지셔닝되고 프로세싱을 기다리고 있다면, 이송 장치는 기판 지지부들 사이에 엔드 이펙터들 또는 아암들을 포지셔닝할 수 있으며, 이는 기판 지지부들이 이송 장치(135)를 지나 상승되는 것을 허용하고, 이송 구역으로부터 수직으로 오프셋될 수 있는 프로세싱 구역들(108) 내로 기판들을 전달하는 것을 허용한다. 예를 들어, 그리고 예시된 바와 같이, 기판 지지부(130a)는 프로세싱 구역(108a) 내로 기판을 전달할 수 있는 한편, 기판 지지부(130b)는 프로세싱 구역(108b) 내로 기판을 전달할 수 있다. 이는 다른 2개의 기판 지지부들 및 프로세싱 구역들에 대해 발생할 뿐만 아니라, 추가 프로세싱 구역들이 포함되는 실시예들에서 추가적인 기판 지지부들 및 프로세싱 구역들에 대해 발생할 수 있다. 이러한 구성에서, 기판 지지부들은, 이를테면 제2 포지션에서 기판들을 프로세싱하기 위해 동작가능하게 맞물려질 때, 아래로부터 프로세싱 구역(108)을 적어도 부분적으로 정의할 수 있고, 프로세싱 구역들은 연관된 기판 지지부와 축방향으로 정렬될 수 있다. 프로세싱 구역들은 페이스플레이트(faceplate)(140)뿐만 아니라 다른 리드 스택 컴포넌트들에 의해 위에서부터 정의될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 프로세싱 구역은 개별 리드 스택 컴포넌트들을 가질 수 있지만, 일부 실시예들에서 컴포넌트들은 다수의 프로세싱 구역들(108)을 수용할 수 있다. 이러한 구성에 기초하여, 일부 실시예들에서, 각각의 프로세싱 구역(108)은, 챔버 시스템 또는 쿼드 섹션 내의 각각의 다른 프로세싱 구역으로부터 위에서부터 유체적으로 격리되면서, 이송 구역과 유체적으로 커플링될 수 있다.
[0033] 일부 실시예들에서 페이스플레이트(140)는 프로세싱 구역(108) 내에 로컬 플라즈마를 생성하기 위한, 시스템의 전극으로서 동작할 수 있다. 예시된 바와 같이, 각각의 프로세싱 구역은 별개의 페이스플레이트를 활용 또는 통합할 수 있다. 예를 들어, 페이스플레이트(140a)는 프로세싱 구역(108a) 위에서부터 정의하도록 포함될 수 있고, 페이스플레이트(140b)는 프로세싱 구역(108b) 위에서부터 정의하도록 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부는 페이스플레이트와 기판 지지부 사이에 용량성-커플링 플라즈마를 생성하기 위한 컴패니언(companion) 전극으로서 동작할 수 있다. 펌핑 라이너(145)는 체적 기하학적 구조에 따라 측방향으로 또는 반경방향으로 프로세싱 구역(108)을 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 다시, 각각의 프로세싱 구역에 대해 별개의 펌핑 라이너들이 활용될 수 있다. 예를 들어, 펌핑 라이너(145a)는 프로세싱 구역(108a)을 적어도 부분적으로 반경방향으로 정의할 수 있고, 펌핑 라이너(145b)는 프로세싱 구역(108b)을 적어도 부분적으로 반경방향으로 정의할 수 있다. 실시예들에서, 블로커(blocker) 플레이트(150)는 리드(155)와 페이스플레이트(140) 사이에 포지셔닝될 수 있고, 다시, 각각의 프로세싱 구역 내의 유체 분배를 용이하게 하기 위해 별개의 블로커 플레이트들이 포함될 수 있다. 예를 들어, 블로커 플레이트(150a)는 프로세싱 구역(108a)을 향한 분배를 위해 포함될 수 있고, 블로커 플레이트(150b)는 프로세싱 구역(108b)을 향한 분배를 위해 포함될 수 있다.
[0034] 리드(155)는 각각의 프로세싱 구역에 대한 별개의 컴포넌트일 수 있거나, 또는 하나 이상의 공통 양상들을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 리드(155)는 개별 프로세싱 구역들로의 유체 전달을 위한 다수의 애퍼처들(160)을 정의하는 단일 컴포넌트일 수 있다. 예를 들어, 리드(155)는 프로세싱 구역(108a)으로의 유체 전달을 위한 제1 애퍼처(160a)를 정의할 수 있고, 리드(155)는 프로세싱 구역(108b)으로의 유체 전달을 위한 제2 애퍼처(160b)를 정의할 수 있다. 추가적인 애퍼처들이 포함되는 경우 각각의 섹션 내의 추가 프로세싱 구역들에 대해 정의될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 쿼드 섹션(109) 또는 4개 초과의 또는 4개 미만의 기판들을 수용할 수 있는 다중-프로세싱-구역 섹션은 플라즈마 배출물들을 프로세싱 챔버 내로 전달하기 위한 하나 이상의 원격 플라즈마 유닛들(165)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 챔버 프로세싱 구역에 대해 개별 플라즈마 유닛들이 통합될 수 있지만, 일부 실시예들에서는 더 적은 원격 플라즈마 유닛들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 단일 원격 플라즈마 유닛(165)이 특정 쿼드 섹션에 대한 모든 챔버들까지 다수의 챔버들, 이를테면, 2개, 3개, 4개 또는 그보다 많은 챔버들에 대해 사용될 수 있다. 본 기술의 실시예들에서 프로세싱 또는 세정을 위한 플라즈마 배출물들의 전달을 위해 파이핑이 원격 플라즈마 유닛(165)으로부터 각각의 애퍼처(160)로 연장될 수 있다.
[0035] 일부 실시예들에서, 퍼지 채널(170)은 각각의 기판 지지부(130)에 근접하거나 인접한 이송 구역 하우징을 통해 연장될 수 있다. 예를 들어, 이송 구역 내로 전달될 유체 커플링된 퍼지 가스에 대한 유체 액세스를 제공하기 위해 복수의 퍼지 채널들이 이송 구역 하우징을 통해 연장될 수 있다. 퍼지 채널들의 수는, 프로세싱 시스템 내의 기판 지지부들의 수보다 많거나 적은 수를 포함하여, 상이하거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 퍼지 채널(170)은 각각의 기판 지지부 아래에 있는 이송 구역 하우징을 통해 연장될 수 있으며, 다수의 퍼지 채널들이 일부 실시예들에서 각각의 기판 지지부 주변에 분포될 수 있다. 예시된 2개의 기판 지지부들(130)의 경우, 제1 퍼지 채널(170a)은 기판 지지부(130a)에 근접한 하우징을 통해 연장될 수 있으며, 제2 퍼지 채널(170b)은 기판 지지부(130b)에 근접한 하우징을 통해 연장될 수 있다. 임의의 추가적인 기판 지지부들은 유사하게 이송 구역 내로 퍼지 가스를 제공하기 위해 이송 구역 하우징을 통해 연장되는 배관형 퍼지 채널을 가질 수 있다는 것은 이해되어야 한다.
[0036] 퍼지 가스가 하나 이상의 퍼지 채널들을 통해 전달될 때, 퍼지 가스는 프로세싱 시스템으로부터의 모든 배기 경로들을 제공할 수 있는 펌핑 라이너들(145)을 통해 유사하게 배기될 수 있다. 결과적으로, 일부 실시예들에서, 프로세싱 전구체들 및 퍼지 가스들 양방 모두는 펌핑 라이너들을 통해 배기될 수 있다. 퍼지 가스들은 연관된 펌핑 라이너로 상방으로 흐를 수 있고, 예를 들어 퍼지 채널(170b)을 통해 흐르게 되는 퍼지 가스는 펌핑 라이너(145b)로부터 프로세싱 시스템에서 배기될 수 있다. 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 퍼지 가스의 흐름은 프로세싱 전구체들이 시스템의 이송 구역으로 침투하는 것을 제한하도록 전달될 수 있다. 추가로, 다양한 프로세싱 구역들 사이의 중앙 구역들에서 프로세싱 전구체들의 축적을 제한하기 위해, 본 기술의 일부 실시예들에서 추가 퍼지 가스가 이송 장치(135)를 통해 그리고 그 주변에서 흐를 수 있다.
[0037] 언급된 바와 같이, 프로세싱 시스템(100), 또는 보다 구체적으로 프로세싱 시스템(100) 또는 다른 프로세싱 시스템들과 통합되는 쿼드 섹션들 또는 챔버 시스템들은 예시된 프로세싱 챔버 구역들 아래에 포지셔닝되는 이송 섹션들을 포함할 수 있다. 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 챔버 시스템(200)의 이송 섹션의 개략적인 등각 투영도를 도시한다. 도 2는 위에서 설명된 이송 구역(120)의 양상들의 추가적인 양상들 또는 변형들을 예시할 수 있고, 설명된 컴포넌트들 또는 특성들 중 임의의 컴포넌트 또는 특성을 포함할 수 있다. 도시된 시스템은 다수의 컴포넌트들이 포함될 수 있는 이송 구역을 정의하는 이송 구역 하우징(205)을 포함할 수 있다. 이송 구역은 도 1a의 쿼드 섹션들(109)에 예시된 프로세싱 챔버 구역들(108)과 같이 이송 구역과 유체적으로 커플링되는 프로세싱 챔버들 또는 프로세싱 구역들에 의해 위에서부터 적어도 부분적으로 추가적으로 정의될 수 있다. 이송 구역 하우징의 측벽은 위에서 논의된 바와 같이 이를테면 제2 로봇 아암(110)에 의해, 기판들이 전달 및 회수될 수 있게 통과하는 하나 이상의 액세스 위치들(207)을 정의할 수 있다. 액세스 위치들(207)은 일부 실시예들에서 이송 구역 하우징(205) 내에 밀폐 환경을 제공하기 위해 도어(door)들 또는 다른 밀봉 기구들을 포함하는 슬릿 밸브들 또는 다른 밀봉 가능한 액세스 포지션들일 수 있다. 2개의 이러한 액세스 위치들(207)로 예시되어 있지만, 일부 실시예들에서는 단일 액세스 위치(207)만이 포함될 수 있을 뿐만 아니라, 이송 구역 하우징의 다수의 측면들 상의 액세스 위치들도 포함될 수 있다는 것은 이해되어야 한다. 또한, 예시된 이송 섹션은 임의의 수의 기하학적 구조들 또는 형상들을 특징으로 하는 기판들을 포함하여, 200mm, 300mm, 450mm, 또는 더 큰 또는 더 작은 기판들을 포함하는 임의의 기판 크기를 수용하도록 크기가 지정될 수 있다는 것은 이해되어야 한다.
[0038] 이송 구역 하우징(205) 내에는 이송 구역 체적 주위에 포지셔닝되는 복수의 기판 지지부들(210)이 있을 수 있다. 4개의 기판 지지부들이 예시되어 있지만, 임의의 수의 기판 지지부들이 본 기술의 실시예들에 의해 유사하게 망라된다는 것은 이해되어야 한다. 예를 들어, 약 3개, 4개, 5개, 6개, 8개 이상, 또는 더 많은 기판 지지부들(210)이 본 기술의 실시예들에 따른 이송 구역들에 수용될 수 있다. 제2 로봇 아암(110)은 액세스부(207)를 통해 기판 지지부들(210a 또는 210b) 중 어느 하나 또는 양방 모두에 기판을 전달할 수 있다. 유사하게, 제2 로봇 아암(110)은 이들 위치들로부터 기판들을 회수할 수 있다. 리프트 핀(lift pin)들(212)은 기판 지지부들(210)로부터 돌출될 수 있고, 로봇이 기판들 아래에 액세스하는 것을 허용할 수 있다. 리프트 핀들은 기판 지지부들 상에 고정될 수 있거나, 기판 지지부들이 아래로 오목할 수 있는 위치에 고정될 수 있거나, 또는 일부 실시예들에서는 리프트 핀들이 추가로 기판 지지부들을 통해 상승 또는 하강될 수 있다. 기판 지지부들(210)은 수직으로 병진 가능할 수 있고, 일부 실시예들에서는, 이송 구역 하우징(205) 위에 포지셔닝되는 기판 프로세싱 시스템들의 프로세싱 챔버 구역들, 이를테면 프로세싱 챔버 구역들(108)까지 연장될 수 있다.
[0039] 이송 구역 하우징(205)은 정렬 시스템들을 위한 액세스부(215)를 제공할 수 있으며, 이는, 예시된 바와 같이 이송 구역 하우징의 애퍼처를 통해 연장될 수 있고 그리고 레이저, 카메라, 또는 인접한 애퍼처를 통해 돌출 또는 트랜스밋하는(transmitting) 다른 모니터링 디바이스와 함께 동작할 수 있으며 그리고 병진되는 기판이 적합하게 정렬되었는지 여부를 결정할 수 있는 정렬기를 포함할 수 있다. 이송 구역 하우징(205)은 또한 기판들을 포지셔닝하고 다양한 기판 지지부들 사이에서 기판들을 이동시키기 위해 다수의 방식들로 동작될 수 있는 이송 장치(220)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 이송 장치(220)는 기판 지지부들(210a, 210b) 상의 기판들을 기판 지지부들(210c, 210d)로 이동시킬 수 있고, 이는 추가 기판들이 이송 챔버 내로 전달되는 것을 허용할 수 있다. 추가적인 이송 동작들은 위에 놓인 프로세싱 구역들에서 추가적인 프로세싱을 위해 기판 지지부들 사이에서 기판들을 회전시키는 것을 포함할 수 있다.
[0040] 이송 장치(220)는 이송 챔버 내로 연장되는 하나 이상의 샤프트들을 포함할 수 있는 중앙 허브(225)를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터(235)에는 샤프트가 커플링될 수 있다. 엔드 이펙터(235)는 중앙 허브로부터 반경방향으로 또는 측방향 외측으로 연장되는 복수의 아암들(237)을 포함할 수 있다. 아암들이 연장되는 중앙 본체로 예시되어 있지만, 엔드 이펙터는 다양한 실시예들에서 샤프트 또는 중앙 허브와 각각 커플링되는 별개의 아암들을 추가적으로 포함할 수 있다. 임의의 개수의 아암들이 본 기술의 실시예들에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서 아암들(237)의 수는 챔버에 포함되는 기판 지지부들(210)의 수와 유사하거나 동일할 수 있다. 따라서, 예시된 바와 같이, 4개의 기판 지지부들에 대해 이송 장치(220)는 엔드 이펙터로부터 연장되는 4개의 아암들을 포함할 수 있다. 아암들은 직선형 프로파일들 또는 아치형 프로파일들과 같은 임의의 수의 형상들 및 프로파일들을 특징으로 할 수 있을 뿐만 아니라, 기판을 지지하기 위한 그리고/또는, 이를테면 정렬 또는 맞물림을 위해 기판으로의 액세스를 제공하기 위한 후크들, 링들, 포크들 또는 다른 설계들을 포함하는 임의의 수의 원위 프로파일들을 포함할 수 있다.
[0041] 전술한 바와 같이, 일부 실시예들에서 중앙 퍼지는 프로세싱 구역 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 4개의 기판 지지부들(210) 각각이, 스템(stem)에 근접하고 이송 챔버 하우징을 통해 연장되는 퍼지 채널을 포함할 때, 흐름들은 중앙 허브(225) 위로 연장되지 않을 수 있다. 결과적으로, 이 구역으로 흐를 수 있는 프로세싱 전구체들은 축적될 수 있고, 이송 구역으로부터 퍼지되지 않을 수 있다. 이러한 효과를 제한 또는 방지하기 위해, 일부 실시예들에서 본 기술은 이송 장치를 통해 그리고/또는 이송 장치 주위에 추가 퍼지를 전달할 수 있다. 흐름은 아래에서 설명되는 바와 같이 엔드 이펙터 아래로부터 연장될 수 있고, 흐름은 또한 중앙 허브를 통해 정의되는 중앙 애퍼처(240)를 통해 연장될 수 있다. 애퍼처는 엔드 이펙터가 커플링될 수 있는 이송 장치의 회전 가능 샤프트와 같은 샤프트로부터 이송 구역 내로의 유체 액세스를 제공할 수 있다. 퍼지 소스는 중앙 애퍼처를 통한 퍼지 경로를 제공하기 위해 샤프트와 유체적으로 커플링될 수 있다.
[0042] 엔드 이펙터(235), 또는 엔드 이펙터의 컴포넌트들 또는 부분들은 이송 또는 이동 동안 기판들과 접촉하는 데 사용될 수 있다. 엔드 이펙터뿐만 아니라 이들 컴포넌트들도 전도성 및/또는 절연성 재료들을 포함하는 다수의 재료들로 이루어거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 재료들은 위에 놓인 프로세싱 챔버로부터 이송 챔버 내로 통과할 수 있는 전구체들 또는 다른 화학물질들과의 접촉을 견디도록 코팅되거나 또는 도금될 수 있다.
[0043] 추가로, 재료들은 온도와 같은 다른 환경 특성을 견디도록 제공 또는 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부들은 지지부 상에 배치되는 기판을 가열하도록 동작 가능할 수 있다. 기판 지지부들은 표면 또는 기판 온도를 약 100℃ 이상, 약 200℃ 이상, 약 300℃ 이상, 약 400℃ 이상, 약 500℃ 이상, 약 600℃ 이상, 약 700℃ 이상, 또는 약 800℃ 이상, 또는 더 높은 온도들로 증가시키도록 구성될 수 있다. 이들 온도들 중 임의의 온도가 동작들 동안 유지될 수 있고, 따라서 이송 장치(220)의 컴포넌트들은 이들 언급된 또는 망라된 온도들 중 임의의 온도에 노출될 수 있다. 결과적으로, 일부 실시예들에서, 재료들 중 임의의 재료는 이들 온도 체제들을 수용하도록 선택될 수 있으며, 상대적으로 낮은 열팽창 계수들 또는 다른 유익한 특성들을 특징으로 할 수 있는 세라믹들 및 금속들과 같은 재료들을 포함할 수 있다.
[0044] 컴포넌트 커플링들은 또한 고온 및/또는 부식성 환경들에서의 동작에 적응될 수 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터들 및 단부 부분들이 각각 세라믹인 경우, 커플링은, 프레스 피팅(press fitting)들, 스냅(snap) 피팅들, 또는 온도에 따라 팽창 및 수축할 수 있는 그리고 세라믹들에 균열을 야기할 수 있는, 추가 재료들을 포함하지 않을 수 있는 볼트들과 같은 다른 피팅들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서 단부 부분들은 엔드 이펙터들과 연속적일 수 있고, 엔드 이펙터들과 일체형으로 형성될 수 있다. 동작 또는 동작 중 저항을 용이하게 할 수 있는 임의의 수의 다른 재료들이 활용될 수 있으며, 유사하게 본 기술에 의해 망라된다.
[0045] 도 3은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 프로세싱 시스템의 예시적인 배기 시스템(300)의 개략적인 등각 투영도를 도시한다. 도면은 전술한 프로세싱 시스템들 및 컴포넌트들의 양상들을 예시할 수 있으며, 시스템의 추가적인 양상들을 예시할 수 있다. 도면은 프로세싱 시스템의 배기 시스템의 예시를 용이하게 하기 위해 제거되는 다수의 컴포넌트들을 갖는 시스템을 예시할 수 있다. 배기 시스템(300)은 다른 곳에서 설명되거나 예시된 프로세싱 시스템들의 임의의 부분의 임의의 양상을 포함할 수 있고, 다른 곳에서 설명된 시스템들 중 임의의 시스템과 통합되는 배기 시스템의 양상들을 예시할 수 있음은 이해되어야 한다. 예를 들어, 배기 시스템(300)은 이전에 설명된 리드 스택 컴포넌트들 중 일부가 제거된 시스템을 예시할 수 있다. 각각의 프로세싱 위치에 펌핑 라이너를 포함하는 것과 같이, 컴포넌트들이 여전히 통합될 수 있음은 이해되어야 한다.
[0046] 전술한 바와 같이, 본 기술의 일부 실시예들에 따른 프로세싱 시스템들은 전술한 챔버 섹션(200)의 임의의 양상을 포함할 수 있는 이송 구역(310)으로부터 수직으로 병진될 수 있는 기판 지지부들(305)을 포함할 수 있다. 기판 지지부들(305) 각각은 연관된 프로세싱 구역으로 연장될 수 있으며, 여기서 이들은 아래로부터 프로세싱 구역을 적어도 부분적으로 정의할 수 있으며, 페이스플레이트 또는 다른 리드 스택 컴포넌트들은 위에서부터 프로세싱 구역을 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 펌핑 라이너들은 프로세싱 구역들을 반경방향으로 적어도 부분적으로 정의할 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 배기 시스템에 재료들을 전달할 수 있는 위에 설명된 바와 같은 배기 경로를 제공할 수 있다. 각각의 펌핑 라이너는 포어라인으로 이어질 수 있는 포어라인 테일(315)로의 액세스를 제공할 수 있다. 포어라인은 포어라인 테일들(315) 각각을, 시스템으로부터 재료들을 인출(draw)하도록 구성되는 펌핑 시스템(318)과 유체적으로 커플링할 수 있다. 예시된 바와 같이, 각각의 포어라인 테일(315)은 예시된 바와 같이 외부 위치에서 별개의 프로세싱 구역과 커플링될 수 있지만, 펌핑 라인들은 전술한 바와 같이 반경방향 인출 펌핑 라이너를 위한 실시예들에서 임의의 수의 위치들에서 연결될 수 있다.
[0047] 예시된 바와 같이, 포어라인 테일들(315)은 이송 구역(310)으로부터를 포함하여 프로세싱 시스템으로부터의 유일한 배기 경로들일 수 있다. 추가로, 도시된 바와 같이, 기판 지지부들(305)은, 개별 리드 스택 컴포넌트들을 지지할 수 있고 기판 지지부들 주위에 프로세싱 구역들을 적어도 부분적으로 정의할 수 있는 하부 리드 플레이트(lower lid plate)(320)와 같은 리드 스택 컴포넌트들로 완전히 안착 또는 밀봉되지 않을 수 있다. 하부 리드 플레이트(320)는 또한 위에서부터 이송 구역을 정의할 수 있다. 그런 다음, 결과적으로, 각각의 프로세싱 구역은 기판 지지부들 주위에서 이송 구역과 유체적으로 커플링될 수 있다. 퍼지 가스가 기판 지지부들에 근접한 퍼지 채널들로부터 흐르는 경우, 이에 따라 가스는, 펌핑 라이너들을 통해 그리고 배기 시스템 내로 흐르기 전에, 하부 리드 플레이트를 통해 그리고 기판 지지부들 주위에서 펌핑 라이너들까지 인출될 수 있다. 따라서, 펌핑 라이너들은 펌핑 라이너들 위에서부터 전달될 수 있는 프로세싱 전구체들뿐만 아니라 펌핑 라이너들 아래에서 이송 구역으로부터 전달될 수 있는 퍼지 가스들 양방 모두에 대해 각각의 프로세싱 구역으로부터의 배기 흐름 경로를 정의할 수 있다.
[0048] 각각의 프로세싱 구역이 각각의 기판 지지부 주위에서 프로세싱 구역으로부터 유사한 양들의 퍼지 가스를 전달하는 것을 포함할 수 있는 유사한 동작을 수행하고 있을 때, 퍼지 가스가 일반적으로, 연관된 프로세싱 구역으로 상방으로 흐를 수 있고 기판 지지부들을 가로질러 또는 기판 지지부들 사이에서 흐르지 않을 수 있기 때문에, 예시된 중앙 구역은 구역을 가로질러 많은 흐름을 갖지 않을 수 있다. 이송 구역 내의 프로세싱 재료들 또는 전구체들의 축적을 제한하기 위해, 추가 퍼지 흐름은 본 기술의 일부 실시예들에 대해서는 위에서 논의된 바와 같이 중앙에서 이송 구역으로 전달될 수 있다.
[0049] 아래에서 추가로 논의되는 일부 실시예들에서, 본 기술에 따른 시스템들은 상이한 프로세싱 구역들 내에서 상이한 프로세스들을 수행하는 데 사용될 수 있고, 이들 상이한 프로세스들은 동시에 수행될 수 있다. 증착 또는 에칭 전구체들과 같은 상이한 전구체들을 흐르게 함으로써 다양한 구역들에서 다수의 상이한 프로세스들이 수행될 수 있다. 설명된 바와 같은 퍼지 가스들을 활용함으로써, 추가적인 증착 재료 또는 에칭제들을 생성할 수 있는 이송 구역에서의 이들 가스들의 상호 혼합(intermix) 및 이들 재료들의 흐름은 이송 구역에서 서로 상호 작용하는 것을 제한 또는 방지할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 추가 컴포넌트들 또는 흐름 제어들을 포함함으로써 동시에 수행될 수 있는 프로세스들의 범위가 더 증가될 수 있다.
[0050] 상대적으로 유사한 프로세싱 압력들에서 별개의 프로세스들이 수행되는 경우, 시스템은 별개의 구역들에서 유사한 퍼지 흐름들로, 그리고 상대적으로 유사한 배기량(exhaust rate)으로 균형을 유지할 수 있다. 그러나, 본 기술은 또한 다양한 프로세싱 구역들 내에서 상이한 프로세싱 압력들에서 발생할 수 있는 프로세싱을 용이하게 할 수 있다. 상이한 압력들에서 발생할 수 있는 프로세싱 중 고려 사항은 배기 시스템을 통과하는 압력이 동일 또는 유사하지 않을 수 있다는 것이다. 다수의 펌핑 시스템들이 일부 실시예들에 통합될 수 있지만, 본 기술은 각각의 포어라인 테일(315)에 스로틀 밸브(325)를 포함할 수 있다. 본 기술의 일부 실시예들에서 독립적으로 제어될 수 있는 스로틀 밸브들을 가짐으로써, 단일 펌핑 시스템(318)은 복수의 프로세싱 구역들의 각각의 프로세싱 구역에 대한 배기 펌프로서 동작하는 데 활용될 수 있다. 별개의 프로세싱 구역들에서 유입 유량(flow rate)들을 조정하고 스로틀 밸브들을 독립적으로 동작시킴으로써, 상이한 프로세싱 압력들에서 발생하는 프로세스들이 상이한 프로세싱 구역들에서 동시에 수행될 수 있다.
[0051] 상이한 프로세싱 구역들 내에서 상이한 압력들을 유지하는 데 사용될 수 있는 전구체들의 상이한 유량들은 프로세싱 시스템의 이송 구역으로의 전구체 또는 배출물 흐름의 가능성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서 퍼지 가스 전달 시스템들이 또한 디커플링(decouple)될 수 있으며, 이는 상이한 프로세싱 구역들을 향해 상이한 퍼지량(purge rate)들이 전달되는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 더 높은 프로세싱 압력에서 동작하는 프로세싱 구역은 전술한 바와 같이 이송 구역으로부터 전달되는 증가된 퍼지 가스 흐름을 제공함으로써 수용될 수 있다. 증가된 퍼지 가스 흐름은 프로세싱 배출물들, 부산물들 또는 전구체들이 이송 구역에 진입하는 것을 차단하도록 작용할 수 있거나, 또는 침투를 제한할 수 있다.
[0052] 이전에 예시된 바와 같이, 배기는 프로세싱 구역으로부터 반경방향 외측으로 펌핑 라이너에 형성되는 플레넘(plenum)으로 인출될 수 있다. 그런 다음, 재료들은 펌핑 라이너의 에지에서, 연관된 포어라인 테일로 인출될 수 있다. 퍼지 가스들을 전달하는 것은 또한 기판 지지부 주위에 반경방향으로 실질적으로 동일한 분포를 보장하도록 수행될 수 있으며, 이는 프로세싱 전구체들에 대한 보다 균일한 효과를 보장할 수 있고 프로세싱 중인 기판에 대한 영향을 제한할 수 있다. 도 4는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 퍼지 가스 전달 시스템(400)의 개략적인 부분 등각 투영도를 도시한다. 예시는 전술한 이송 구역 하우징(125)의 임의의 양상을 포함할 수 있는 이송 구역 하우징(405) 아래에 도시할 수 있다. 도면은 이송 구역 내의 하나의 기판 지지 구역에 있을 수 있는 이송 구역 하우징의 일 섹션을 도시할 수 있다. 도면은 하나의 기판 지지부 주위에서의 시스템의 일부분을 예시할 수 있지만, 컴포넌트들은 시스템의 임의의 기판 지지부 또는 개별 프로세싱 구역에 또는 그 주위에 포함될 수 있음은 이해되어야 한다. 전술한 퍼지 채널들(170)과 유사하게, 퍼지 채널들(410)은 기판 지지 페데스탈 주위로 연장될 수 있고, 기판 지지부의 플래튼(platen) 부분의 반경방향 외측과 같이 기판 지지부 근방의 이송 구역 하우징을 통해 연장될 수 있다.
[0053] 일부 실시예들에서 퍼지 채널들은 각각의 기판 지지부를 둘러싸는 복수의 퍼지 채널들로의 전달을 용이하게 할 수 있는 플레넘(415)으로부터 공급될 수 있다. 예를 들어, 각각의 기판 지지부 주변의 각각의 퍼지 채널들의 세트 주위에 플레넘이 형성될 수 있다. 불활성 또는 비반응성 가스 소스와 같은 퍼지 소스(420)는 일부 실시예들에서 각각의 플레넘과 유체적으로 커플링될 수 있다. 예를 들어, 별도로 제어 가능한 소스가 각각의 플레넘과 커플링될 수 있으며, 이는 상이한 퍼지 가스 유량들이 각각의 별개의 기판 지지부 주위로 전달되는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 더 높은 압력 프로세싱을 위해, 프로세싱 구역으로부터 증가된 압력에 대응하도록, 퍼지 채널들(410)을 통해 더 큰 유량의 퍼지 가스가 전달될 수 있다. 프로세싱 구역과 이송 구역 사이의 유체 흐름을 추가로 제어하기 위해, 일부 실시예들에서는 초킹 라이너가 각각의 프로세싱 구역과 이송 구역 사이에 통합될 수 있다.
[0054] 도 5는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 프로세싱 시스템(500)의 개략적인 부분 단면도를 도시한다. 프로세싱 시스템(500)은 전술한 임의의 시스템의 임의의 특징, 컴포넌트 또는 양상을 포함할 수 있고, 본 기술의 실시예들에 따라 임의의 시스템과 통합될 수 있는 추가적인 특징들을 예시할 수 있다. 도면은 하나의 기판 지지부 주위에서의 시스템의 일부분을 예시할 수 있지만, 컴포넌트들은 시스템의 임의의 기판 지지부 또는 개별 프로세싱 구역에 포함될 수 있음은 이해되어야 한다. 시스템(500)은 이송 구역 하우징(505), 및 이송 구역 하우징 상에 안착될 수 있고 개별 프로세싱 구역들을 정의할 수 있는 리드 플레이트(510)를 포함할 수 있다. 이들 컴포넌트들은 전술한 바와 같은 구조적 컴포넌트들과 동일할 수 있다. 기판 지지부(515)는 프로세싱 구역에 대해 이전에 설명된 바와 같이 이송 구역으로부터 위에 놓인 리드 스택을 향해 리드 플레이트 내로 또는 리드 플레이트를 통해 연장될 수 있다.
[0055] 전술한 바와 같이, 일부 실시예들에서 추가 흐름 컴포넌트들이 이송 구역으로 프로세싱 재료들의 진입을 추가로 제한하기 위해 시스템과 통합될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 초킹 라이너(520)는 각각의 기판 지지부 상에 안착될 수 있고 기판 지지부로부터 이송 구역을 향해 수직으로 연장될 수 있다. 초킹 라이너는 근위 단부(proximal end)에서 기판 지지부 상에 안착될 수 있고, 원위 단부에서 반경방향 외측으로 연장될 수 있다. 그런 다음, 기판 지지부가 동작 포지션으로 상승될 때 외향 연장부가 리드 플레이트(510)에 대해 안착할 수 있다. 초킹 라이너는 프로세싱 구역과 이송 구역 사이의 추가적인 흐름을 차단하기 위해 예시된 바와 같이 리드 플레이트와 접촉할 수 있다. 도시된 바와 같이, 초킹 라이너(520)는 반경방향 외향 연장부를 통해 복수의 애퍼처들(525)을 정의할 수 있고, 이는 초킹 라이너가 리드 플레이트에 대해 맞물릴 때 연관된 프로세싱 구역과 이송 구역 사이에 유체 연통을 제공할 수 있다. 애퍼처들(525)은 초킹 라이너를 통한 균일한 흐름을 허용하기 위해 기판 지지부 주위에서 반경방향으로 연장될 수 있다. 애퍼처들은 임의의 양의 초크를 제공하도록 크기가 정해질 수 있으며, 이는 시스템 내의 임의의 유체 흐름 또는 압력에 기초할 수 있다. 예를 들어, 애퍼처들은 약 10mm 이하로 크기가 정해질 수 있고, 약 9mm 이하, 약 8mm 이하, 약 7mm 이하, 약 6mm 이하, 또는 약 5mm 이하, 약 4mm 이하, 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 약 1mm 이하, 또는 그 미만일 수 있다.
[0056] 갭(530)은 기판 지지부와 리드 플레이트 사이에 형성되어 이송 구역으로부터 상방으로 흐르는 퍼지 가스에 대한 난류 또는 다른 와류 형성을 제한할 수 있다. 갭은 리드 스택의 펌핑 라이너 근방의 초킹 라이너의 근위 구역에서 리드 스택과 초킹 라이너 사이의 공간을 확장할 수 있다. 갭(530)은 임의의 크기일 수 있으며, 초킹 라이너를 통해 형성되는 애퍼처들(525)의 직경과 적어도 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(530)은 애퍼처들(525)의 직경의 적어도 약 1.5배일 수 있고, 직경의 적어도 약 2.0배, 직경의 적어도 약 2.5배, 직경의 적어도 약 3.0배, 직경의 적어도 약 3.5배, 직경의 적어도 약 4.0배 이상, 직경의 적어도 약 4.5배 이상, 직경의 적어도 약 5.0배 이상, 또는 그 초과일 수 있다. 초킹 라이너를 통합함으로써, 구역들 내에서 상이한 프로세스들을 동작시킬 때 다수의 프로세싱 구역들 사이에서 상이한 퍼지 흐름들이 보다 쉽게 제어될 수 있다.
[0057] 전술한 시스템들은 반도체 프로세싱을 수행하는 데 사용될 수 있으며, 일부 실시예들에서는 다수의 상이한 프로세스들을 동시에 수행하는 데 사용될 수 있다. 도 6은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 반도체 프로세싱 방법(600)에서 선택된 동작들을 도시한다. 이 방법은 본 명세서 전반에 걸쳐 설명된 임의의 특징들 또는 컴포넌트들을 포함할 수 있는 전술한 프로세싱 시스템(100)을 포함하는 다양한 프로세싱 시스템들에서 수행될 수 있다. 방법은 반도체 프로세싱 또는 챔버 세정 동안 프로세싱 시스템의 이송 구역 내에서 퍼지 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 전술한 바와 같이 재료들이 이송 구역 내에 축적되는 것을 제한할 수 있다. 방법(600)은 본 기술에 따른 방법들의 일부 실시예들과 구체적으로 연관되거나 연관되지 않을 수 있는 다수의 선택적 동작들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 더 넓은 범위의 구조적 형성 및 수행된 동작들을 제공하기 위해 많은 동작들이 설명되었지만 기술에 중요하지 않거나, 쉽게 이해될 수 있는 대안적인 방법론에 의해 수행될 수 있다. 방법들은, 전술한 이송 장치 또는 배기 시스템들의 임의의 양상을 포함하여, 전술한 임의의 컴포넌트, 구성 또는 양상을 포함하는 임의의 프로세싱 챔버 또는 시스템에서 수행될 수 있다. 방법들은 또한 본 기술의 실시예들에 따른 퍼징(purging)으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 프로세싱 챔버들에서 수행될 수 있다.
[0058] 방법(600)은 나열된 동작들을 시작하기 전에 추가 동작들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 추가적인 프로세싱 동작들은 기판들을 이송 구역으로 전달하는 것, 기판 지지부들 사이에서 기판들을 회전시키는 것, 및 프로세싱 시스템 또는 임의의 다른 프로세싱 챔버 내에서 임의의 양의 기판 프로세싱을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 이를테면 이송 구역 내의, 기판이 안착될 수 있는 기판 지지부는 전술한 바와 같이 이송 구역 위에 놓일 수 있는 프로세싱 구역으로 병진될 수 있다. 동작(605)에서, 하나 이상의 프로세싱 전구체들이 프로세싱 구역으로 전달될 수 있으며, 이는 전술한 바와 같이 이를테면 개별 리드 스택들을 통해 다수의 프로세싱 구역들로의 전달을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 각각의 프로세싱 구역은 연관된 리드 스택, 기판 지지부, 및 프로세싱 및 퍼지 재료들이 시스템으로부터 배기될 수 있는 펌핑 라이너에 의해 적어도 부분적으로 정의될 수 있다.
[0059] 일부 실시예들에서, 전술한 바와 같이 상이한 프로세싱 구역들에서 상이한 프로세싱 동작들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 프로세스는 제1 전구체 또는 제1 전구체 세트를 활용하는 제1 챔버 또는 제1 챔버 세트에서 수행될 수 있고, 제1 프로세스와 상이한 제2 프로세스는 제2 전구체 또는 제2 전구체 세트를 활용하는 제2 챔버 또는 제2 챔버 세트에서 수행될 수 있다. 프로세스들은 온도, 압력, 흐름 및 구역들 간에 유사하거나 상이한 재료 조건들의 임의의 세트를 포함하는 임의의 수의 상이한 양상들을 특징으로 할 수 있다. 임의의 수의 상이한 동작들이 수행될 수 있으며, 다음의 예들은 본 기술에 의해 망라되는 능력들 또는 프로세스들을 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 제1 프로세스는 기판 전처리 동작을 포함할 수 있는 반면, 제2 프로세스는 증착 동작을 포함할 수 있다. 추가로, 일부 실시예들에서, 제1 프로세스는 제1 증착 동작을 포함할 수 있고, 제2 프로세스는 상이한 증착 동작을 포함할 수 있다. 그러한 프로세스는 예를 들어 메모리 스택들과 같은 다수의 재료 층들을 갖는 재료 스택들의 형성을 허용할 수 있으며, 이는 포지션들 사이에서 기판들을 회전시킴으로써 형성이 수행되는 것을 허용하며, 이는 프로세싱 툴 상에서 다수의 챔버들을 활용하는 것과 비교하여 스루풋을 극적으로 감소시킬 수 있다.
[0060] 각각의 프로세싱 구역이 기판 지지부에 의해 가열될 수 있기 때문에, 하나의 프로세싱 구역으로부터 다음 프로세싱 구역으로의 온도들은 임의의 프로세스에 대해 쉽게 조절될 수 있다. 압력은 또한 프로세싱 구역들 사이에서 조절될 수 있으며, 이는 전술한 바와 같이 본 기술의 실시예들에 따른 컴포넌트들을 활용하여 유량들, 퍼지 가스 전달 및 배기 라인 스로틀링(throttling)을 조정함으로써 수용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 전술한 바와 같은 초킹 라이너는 각각의 프로세싱 구역과 통합될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서 선택적인 동작(610)에서 2개의 프로세싱 구역들 사이에 압력 차이가 생성될 수 있다. 예를 들어, 제1 프로세스는 약 20 Torr 이하, 약 15 Torr 이하, 약 10 Torr 이하, 약 5 Torr 이하, 또는 그 미만인 제1 동작 압력에서 수행될 수 있다. 인접 프로세싱 구역 또는 시스템의 추가 프로세싱 구역에서 동시에 수행되는 제2 프로세스는 유사하거나 상이한 동작 압력에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 제2 프로세스는 약 10 Torr 이상, 약 15 Torr 이상, 약 20 Torr 이상, 약 25 Torr 이상, 또는 그 초과인 압력에서 수행될 수 있다. 동시 동작 동안 프로세싱 구역들 사이의 차이는 약 1 Torr 이상일 수 있고, 약 5 Torr 이상, 약 10 Torr 이상, 약 15 Torr 이상, 약 20 Torr 이상, 또는 그 초과일 수 있다.
[0061] 동작(615)에서 하나 이상의 퍼지 가스들이 각각의 프로세싱 구역 아래로 연장되는 이송 구역으로 전달될 수 있다. 퍼지 가스는, 지지부를 둘러싸는 것을 포함하여 각각의 기판 지지부에 근접하게 포지셔닝될 수 있고 이송 구역 하우징을 통해 연장될 수 있는, 전술한 바와 같은 하나 이상의 퍼지 채널들을 통해 흐를 수 있다. 퍼지 가스는 일부 실시예들에서 회전 가능 샤프트를 통해 추가로 제공될 수 있으며, 이는, 이를테면 이송 장치의 중앙 허브에 의해 정의되는 중앙 애퍼처를 통해, 이송 구역으로 추가 퍼지 가스를 전달할 수 있다. 추가로, 퍼지 가스는 이송 장치의 샤프트 주위에서의 이송 구역의 최하부(bottom)에 있는 배플(baffle)을 통해 또는 전술한 바와 같이 이송 장치의 샤프트의 애퍼처들을 통해 전달될 수 있다.
[0062] 전술한 바와 같이 압력 차이들을 제공하기 위해, 전달되는 전구체들의 유량들이 조정할 수 있다. 이는, 일정한 퍼지 유량이 각 스테이션에서 제공되는 경우, 프로세싱 구역으로부터 이송 구역으로의 확산 포텐셜을 증가시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서 퍼지 가스 전달은 스테이션들 사이에서 조정될 수 있으며, 더 높은 압력에서 동작하는 스테이션들에서 더 높은 퍼지 가스 유량이 제공될 수 있다. 다양한 퍼지 가스 레이트(rate)들을 제공하는 것은, 프로세싱 전구체들이 기판 프로세싱 시스템의 이송 구역으로 흐르는 것이 제한 또는 방지될 수 있음을 또한 보장할 수 있다. 동작(620)에서, 프로세싱 시스템은 하나 이상의 프로세싱 전구체들, 프로세싱의 부산물들뿐만 아니라 이송 구역을 통해 전달되는 퍼지 가스를 배기할 수 있다. 전술한 바와 같이 펌핑 라이너 및 배기 시스템을 통해 퍼지 가스를 배기함으로써, 퍼지 가스는 프로세싱 전구체들이 이송 구역 내에 축적되는 것을 제한 또는 방지되도록 하는 배리어를 제공할 수 있다. 배기 흐름들은 수행되는 프로세싱에 따라 구역들 간에 상이할 수 있기 때문에, 일부 실시예들에서 배기 라인들은 중앙 펌핑 시스템으로의 흐름을 제어할 수 있는 전술한 바와 같은 개별 스로틀 밸브들을 포함할 수 있다. 제1 스로틀 밸브는 제2 스로틀 밸브와 별도로 조절될 수 있거나, 또는 시스템의 각각의 스로틀 밸브는 프로세싱 동안에 압력 차이를 유지하기 위해 그룹들로 또는 개별적으로 동작될 수 있다.
[0063] 퍼지 가스들은 시스템의 하나 이상의 컴포넌트들과 불활성이거나 비반응성일 수 있는 임의의 재료들을 포함할 수 있고, 질소, 아르곤, 헬륨, 수소, 산소 또는 임의의 다른 프로세스 전구체들 또는 캐리어 가스들을 포함할 수 있으며, 이는 수행되는 프로세스에 미치는 영향을 제한할 수 있다. 프로세싱 구역으로부터의 프로세싱 전구체들의 흐름을 제한하기 위한 배리어 또는 커튼을 제공하도록 퍼지 가스가 전달될 수 있기 때문에, 흐름은 프로세싱 전구체들의 흐름보다 적을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 퍼지 채널들 각각으로부터 전달되는 퍼지 가스는 연관된 리드 스택을 통해 전달되는 프로세싱 전구체들의 흐름의 체적의 약 90% 이하로 전달될 수 있다. 추가로, 전달되는 퍼지 가스는 프로세싱 전구체들의 흐름의 체적의 약 85% 이하일 수 있고, 약 80% 이하, 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 약 60% 이하, 약 55% 이하, 약 50% 이하, 또는 그 미만일 수 있다.
[0064] 전술한 바와 같이, 프로세싱 재료들의 축적이 발생할 수 있는 데드 존(dead zone)들의 형성을 방지하기 위해 이송 장치의 위와 아래로 전달되는 퍼지 가스가 제공될 수 있다. 각각의 프로세싱 구역으로의 균형 잡힌 유량들에 대한 전달의 영향을 제한하기 위해, 중앙으로 전달되는 퍼지 가스의 양은 일부 실시예들에서 임의의 개별 퍼지 채널로 전달되는 양보다 적을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 이송 장치를 통해 그리고/또는 이송 장치 주위에서 중앙으로 전달되는 퍼지 가스는, 개별 기판 지지부에 근접한 임의의 개별 퍼지 채널로부터 전달되는 체적의 약 80% 이하일 수 있다.
[0065] 이송 장치 주위에서 그리고/또는 이송 장치를 통해 전달되는 퍼지 가스의 체적은 이송 구역의 체적, 리드 스택들을 통해 전달되는 전구체들의 체적뿐만 아니라 프로세싱 및 챔버 구성의 임의의 다른 특성에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이송 장치 샤프트를 통해 그리고/또는 이송 장치 샤프트 주위에서 전달되는 퍼지 가스의 총 체적은 약 20 slm 이하일 수 있고, 약 15 slm 이하, 약 10 slm 이하, 약 5 slm 이하, 약 1 slm 이하, 약 0.5 slm 이하, 약 0.3 slm 이하, 또는 그 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서 전달은 약 3 slm 이하의 레이트일 수 있으며, 이는 이송 장치에 대한 열 효과들을 제한할 수 있지만, 더 높은 압력 프로세싱 동작 동안 더 높은 유량들이 제공될 수 있다. 이송 장치가 퍼지 가스용 흐름 경로들을 제공할 수 있기 때문에, 퍼지 가스의 유량은 일부 실시예들에서 아암들 또는 이송 장치의 임의의 양상을 따라 냉각을 제한하도록 제어될 수 있다. 본 기술의 일부 실시예들에 따라 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있는 프로세싱 시스템의 이송 구역을 통해 퍼지 가스를 제공함으로써, 프로세스 전구체들의 흐름이 이송 구역 내로 흐르는 것 및/또는 축적되는 것이 제한 또는 방지될 수 있고, 다양한 프로세싱 조건들은 다수의 기판 프로세싱 동작들 동안 별개의 프로세싱 구역들에서 유지될 수 있다.
[0066] 앞의 설명에서, 설명의 목적을 위해, 본 기술의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 많은 세부사항이 제시되었다. 그러나, 특정 실시예들은 이러한 세부사항 중 일부 없이 또는 추가 세부사항으로 실시될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
[0067] 몇몇 실시예들을 개시하였지만, 실시예들의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 수정들, 대안 구성들 및 등가물들이 사용될 수 있음은 당업자에 의해 인지될 것이다. 추가로, 본 기술을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 다수의 잘 알려진 프로세스들 및 엘리먼트들은 설명되지 않았다. 따라서, 상기 설명은 기술의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 아니된다. 추가로, 방법들 또는 프로세스들은 순차적으로 또는 단계적으로 설명될 수 있지만, 동작들은 동시에 수행되거나 또는 나열된 것과는 상이한 순서들로 수행될 수 있음을 이해해야 한다.
[0068] 값들의 범위가 주어진 경우, 그러한 값들의 범위의 상위 한계값과 하위 한계값 사이에 존재하는 각각의 값은, 문맥상 달리 명백히 표시되어 있지 않은 한 하위 한계값의 최소 자릿수의 단 단위 값의 10분의 1까지 또한 구체적으로 기재된 것으로 해석된다. 명시된 범위 내의 임의의 명시된 값들 또는 그 범위에 속하는 명시되지 않은 값들과 그러한 명시된 범위 내의 임의의 다른 명시된 값 또는 그 범위에 속하는 다른 값 사이에 존재하는 각각의 소범위가 포함된다. 이러한 소범위의 상위 한계값 및 하위 한계값은 독립적으로 그러한 범위에 포함되거나 그러한 범위에서 제외될 수 있고, 각각의 범위는, 상위 한계값과 하위 한계값 중 하나 또는 둘 모두가 그러한 소범위에 포함되든지, 둘 모두가 그러한 소범위에서 제외되는지 간에, 구체적으로 제외된 임의의 한계값이 명시된 범위에 있는 한, 또한 본 기술에 포함된다. 명시된 범위가 한계값들 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 경우, 그렇게 포함된 한계값들 중 하나 또는 둘 모두를 제외한 범위들이 또한 포함된다.
[0069] 본원에서 그리고및 첨부된 청구항들에 사용된 바와 같이, 단수 형태들은 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지칭들을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "샤프트"에 대한 지칭은 복수의 이러한 샤프트들을 포함하며, "애퍼처"에 대한 지칭은 당업자에게 알려진 하나 이상의 커넥터들 및 그 등가물에 대한 지칭을 포함하는 식이다.
[0070] 또한, 본 명세서에서 그리고 다음의 청구항들에서 사용되는 경우, "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)", "함유한다(contain)", "함유하는(containing)", "포함한다(include)", 그리고 "포함하는(including)"이란 단어들은 진술된 특징들, 인티저(integer)들, 컴포넌트들 또는 동작들의 존재를 특정하는 것으로 의도되지만, 이들은 하나 이상의 다른 특징들, 인티저들, 컴포넌트들, 동작들, 액트들 또는 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. 기판 프로세싱 시스템으로서,
    복수의 프로세싱 구역들;
    상기 복수의 프로세싱 구역들과 유체적으로 커플링되는 이송 구역을 정의하는 이송 구역 하우징;
    복수의 기판 지지부들 － 상기 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부는 상기 이송 구역과 상기 복수의 프로세싱 구역들 중 연관된 프로세싱 구역 사이에서 수직으로 병진 가능함 －;
    이송 장치 － 상기 이송 장치는,
    상기 이송 구역 하우징을 통해 연장되는 회전 가능 샤프트, 및
    상기 회전 가능 샤프트와 커플링되는 엔드 이펙터(end effector)를 포함함 －;
    복수의 포어라인 테일(foreline tail)들을 포함하는 배기 포어라인 － 상기 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일은 상기 복수의 프로세싱 구역들의 별개의 프로세싱 구역과 유체적으로 커플링됨 －; 및
    복수의 스로틀 밸브들을 포함하며,
    상기 복수의 스로틀 밸브들 중 일 스로틀 밸브는 상기 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일에 통합되는, 기판 프로세싱 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부 주위로 연장되는 복수의 퍼지 채널(purge channel)들을 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 퍼지 채널들의 각각의 퍼지 채널은 상기 복수의 기판 지지부들 중 기판 지지부에 근접한 상기 이송 구역 하우징을 통해 연장되는, 기판 프로세싱 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 프로세싱 구역들의 각각의 프로세싱 구역은 위에서부터 적어도 부분적으로 별개의 리드 스택(lid stack)에 의해 정의되며, 각각의 리드 스택은 상기 기판 프로세싱 시스템의 배기부와 유체적으로 커플링되는 펌핑 라이너(pumping liner)를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    각각의 펌핑 라이너는 상기 복수의 퍼지 채널들을 통해 전달되는 퍼지 가스에 대한 각각의 프로세싱 구역으로부터의 배기 흐름 경로를 적어도 부분적으로 정의하는, 기판 프로세싱 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부로부터 연장되는 초킹 라이너(choking liner)를 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    각각의 초킹 라이너는, 상기 기판 지지부가 프로세싱을 위해 상승된 포지션에 있을 때, 연관된 프로세싱 구역과 상기 이송 구역 사이에 유체 연통을 제공하는 복수의 애퍼처들을 정의하는, 기판 프로세싱 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판 지지부들은 상기 이송 구역 주위에 분포되는 적어도 3개의 기판 지지부들을 포함하고, 상기 이송 장치는 상기 복수의 기판 지지부들 사이의 중앙에 위치되는, 기판 프로세싱 시스템.
  9. 반도체 프로세싱 방법으로서,
    기판 프로세싱 시스템의 복수의 리드 스택들을 통해 하나 이상의 프로세싱 전구체들을 전달하는 단계 － 상기 복수의 리드 스택들의 각각의 리드 스택은 복수의 프로세싱 구역들 중 일 프로세싱 구역에 유체적으로 액세스하며, 상기 복수의 프로세싱 구역들의 각각의 프로세싱 구역은 상기 복수의 리드 스택들 중 일 리드 스택 및 복수의 기판 지지부들 중 일 기판 지지부에 의해 적어도 부분적으로 정의됨 －;
    상기 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 사이에 압력 차이를 형성하는 단계;
    상기 기판 프로세싱 시스템의 이송 구역으로, 상기 이송 구역을 정의하는 이송 구역 하우징을 통해 연장되는 복수의 퍼지 채널들을 통해 퍼지 가스를 전달하는 단계 － 상기 이송 구역은 상기 복수의 프로세싱 구역들의 각각의 프로세싱 구역과 유체적으로 커플링됨 －; 및
    상기 복수의 리드 스택들의 각각의 리드 스택의 펌핑 라이너를 통해 상기 프로세싱 전구체들 및 상기 퍼지 가스를 배기하는 단계를 포함하는, 반도체 프로세싱 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압력 차이는 상기 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 사이에서 약 10 Torr 이상인, 반도체 프로세싱 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기판 프로세싱 시스템은 상기 이송 구역에 포지셔닝되는 이송 장치를 포함하며,
    상기 이송 장치는,
    상기 이송 구역 하우징을 통해 연장되는 회전 가능 샤프트, 및
    상기 회전 가능 샤프트와 커플링되는 엔드 이펙터를 포함하며,
    상기 엔드 이펙터는 퍼지 소스와 유체적으로 커플링되는 중앙 애퍼처를 정의하는 중앙 허브를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는 상기 복수의 기판 지지부들의 기판 지지부들의 수와 동일한 수의 아암(arm)들을 갖는 복수의 아암들을 더 포함하는, 반도체 프로세싱 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전달하는 단계는,
    상기 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 중에서 제1 프로세싱 구역에 제1 전구체를 전달하는 단계; 및
    상기 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 중에서 제2 프로세싱 구역에 제2 전구체를 전달하는 단계를 포함하는, 반도체 프로세싱 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전구체 또는 상기 제2 전구체는 증착 전구체인, 반도체 프로세싱 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 기판 지지부들의 각각의 기판 지지부는, 각각의 기판 지지부로부터 상기 기판 프로세싱 시스템의 상기 이송 구역을 향해 연장되는 초킹 라이너를 더 포함하는, 반도체 프로세싱 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    각각의 초킹 라이너는 상기 기판 지지부가 프로세싱을 위해 상승된 포지션에 있을 때, 상기 프로세싱 구역과 상기 이송 구역 사이에 유체 연통을 제공하는 복수의 애퍼처들을 정의하는, 반도체 프로세싱 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 퍼지 가스는 상기 초킹 라이너에 정의되는 상기 복수의 애퍼처들을 통해 상기 이송 구역으로부터 전달되는, 반도체 프로세싱 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 기판 프로세싱 시스템은 복수의 포어라인 테일들을 포함하는 시스템 포어라인을 더 포함하며,
    상기 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일은 상기 복수의 프로세싱 구역들의 별개의 프로세싱 구역과 유체적으로 커플링되는, 반도체 프로세싱 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기판 프로세싱 시스템은 복수의 스로틀 밸브들을 더 포함하며,
    상기 복수의 스로틀 밸브들 중 일 스로틀 밸브는 상기 복수의 포어라인 테일들의 각각의 포어라인 테일에 통합되는, 반도체 프로세싱 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 스로틀 밸브들 중 제2 스로틀 밸브와 별도로 상기 복수의 스로틀 밸브들 중 제1 스로틀 밸브를 조절하여 상기 복수의 프로세싱 구역들 중 2개의 프로세싱 구역들 사이의 압력 차이를 유지하는 단계를 더 포함하는, 반도체 프로세싱 방법.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세싱 전구체들은 상기 퍼지 가스에 의해 상기 기판 프로세싱 시스템의 상기 이송 구역으로 흐르는 것이 제한 또는 방지되는, 반도체 프로세싱 방법.
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