KR20230104704A - 프로세스 챔버에 가스를 전달하기 위한 장치 및 시스템 - Google Patents

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KR20230104704A
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크리스토퍼 에스. 올센
라라 하우릴책
토빈 카우프만-오스본
웬페이 장
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본원에서 설명된 실시예들은 일반적으로 메인프레임 도어와 프로세스 챔버 사이에 배치된 가스 조립체에 관한 것이다. 가스 조립체는 프로세싱 볼륨에 멀티존 가스 교차 유동 분포를 제공한다. 존들 각각은 독립적으로 제어된다. 존들은 각각 단일 노즐을 포함하고, 존들은 각각 다수의 노즐들에 유체적으로 커플링된 플레넘(plenum)을 포함하거나 또는 이들의 조합을 포함한다. 노즐들 이를테면, 노즐들과 함께 포함된 플레넘들은 매니폴드의 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 매니폴드 내에 배치된다. 노즐들의 출구는 매니폴드의 제2 주 표면과 유체 연통하고 프로세스 챔버의 볼륨과 유체 연통한다. 다수의 독립적으로 제어되는 존들은 유동 민감성 화학 프로세스들을 위한 질량 유동의 제어성(controllability)을 제공한다. 가스 조립체는 진공 메인프레임 로봇에 커플링되도록 구성된 어댑터 플레이트를 포함한다.

Description

프로세스 챔버에 가스를 전달하기 위한 장치 및 시스템
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 프로세스 챔버에 가스를 전달하기 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.
[0002] 전자 디바이스 제조 시스템들은 예컨대, 디개싱(degassing), 사전 세정 또는 세정, 증착(예컨대, 화학 기상 증착, 물리적 기상 증착 및/또는 원자층 증착), 코팅, 산화, 질화, 에칭(예컨대, 플라즈마 에칭) 등을 포함하는 임의의 수의 기판 프로세스들을 수행하도록 구성된 하나 이상의 프로세스 챔버들을 포함한다. 기판들은 반도체 웨이퍼들, 유리 플레이트들 또는 패널들 및/또는 전자 디바이스들 또는 회로 컴포넌트들을 만드는 데 사용되는 다른 워크피스들을 포함한다. 기판들은 슬릿 밸브를 갖는 조립체와 같은 챔버 포트 조립체를 통해 프로세스 챔버와 이송 챔버 사이에서 이송된다. 챔버 포트 조립체는 이송 챔버 및 프로세스 챔버의 챔버 포트들 사이의 인터페이스를 제공한다. 챔버 하드웨어로부터의 미립자 물질은 챔버 포트 조립체를 통한 기판의 이송 동안 기판으로 이동할 수 있다. 미립자 물질은 기판의 프로세싱에 영향을 미치는데 이를테면, 전자 디바이스 결함을 증가시킨다.
[0003] 따라서, 오염물들을 기판에 또는 프로세스 볼륨들에 도입하지 않고 프로세스 챔버들 내에서 그리고 프로세스 챔버들 사이에서 기판을 프로세싱하고 이송하기 위한 장치들 및 시스템들이 필요하다.
[0004] 일 실시예에서, 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제2 주 표면 내 개구까지 연장되는 제1 주 표면 내 개구에 의해 정의되는 컷아웃(cut out)을 갖는 어댑터 플레이트를 갖는 매니폴드(manifold)가 제공된다. 하나 이상의 플레넘(plenum)들이 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 매니폴드 내에 배치된다. 플레넘들 각각은 개구의 바닥 표면 및 제2 주 표면의 개구와 유체 연통하는 하나 이상의 노즐들을 포함하고, 하나 이상의 플레넘들 각각은 개개의 유동 제어 밸브들에 커플링된다.
[0005] 다른 실시예에서, 기판 지지부가 내부에 배치되어 있는 프로세스 챔버를 갖는 프로세스 시스템이 제공된다. 프로세스 시스템은 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 매니폴드를 갖는 가스 조립체를 포함한다. 하나 이상의 가스 라인들이 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 매니폴드 내에 배치되고, 가스 라인들 각각은 프로세스 챔버의 프로세스 볼륨과 유체 연통하는 노즐을 포함한다. 매니폴드는 제2 주 표면에서 프로세스 챔버에 커플링되고 메인프레임 도어는 제1 주 표면에서 매니폴드에 커플링된다.
[0006] 다른 실시예에서, 제1 주 표면, 제2 주 표면, 제1 주 표면에서 제2 주 표면으로 연장되는 개구를 포함하는 매니폴드를 포함하는 가스 유동 시스템이 제공된다. 하나 이상의 플레넘들이 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 매니폴드 내에 배치된다. 플레넘들 각각은 하나 이상의 노즐들을 포함한다. 하나 이상의 노즐들은 제2 주 표면과 유체 연통하고, 하나 이상의 가스 라인들은 매니폴드 내에 배치된다. 가스 라인들 중 적어도 2개가 서로에 대해 독립적으로 제어된다. 가스 라인들 각각은 매니폴드의 상부 표면 상에 가스 출구를 포함한다. 이송 시스템 메인프레임 도어는 슬롯을 포함하는 프로세스 챔버 및 제1 주 표면에 커플링된다. 슬롯은 하나 이상의 노즐들과 유체 연통한다.
[0007] 본 개시내용의 위에 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주의되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0008] 도 1은 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도를 예시한다.
[0009] 도 2는 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략적 부분 측단면도를 예시한다.
[0010] 도 3a는 일 실시예에 따라 멀티존 가스 조립체 당 단일 노즐의 개략적인 정면 단면도를 예시한다.
[0011] 도 3b는 실시예에 따라 멀티존 가스 조립체당 다중 노즐의 개략적인 정면 단면도를 예시한다.
[0012] 도 4a는 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략적인 부분 단면 평면도를 예시한다.
[0013] 도 4b는 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략적인 부분 단면 평면도를 예시한다.
[0014] 도 5a 내지 도 5d는 일부 실시예들에 따른 어댑터 플레이트들 및 편향기 인서트들의 개략적인 측단면도들을 예시한다.
[0015] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 설명 없이 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있는 것으로 고려된다.
[0016] 본원에서 설명된 실시예들은 일반적으로 프로세스 챔버에 커플링된 가스 조립체에 관한 것이다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 가스 조립체는 메인프레임(예컨대, 이송 챔버)과 프로세스 챔버 사이에 배치된다. 프로세스 챔버에 커플링되고 메인프레임(예컨대, 이송 챔버) 로케이션으로부터 분리된 로케이션들과 같이 가스 조립체를 위한 다른 로케이션들이 또한 고려된다. 가스 조립체는 프로세스 챔버의 프로세싱 볼륨 내에 멀티존 가스 교차 유동 분포(multi-zone gas cross-flow distribution)를 제공한다. 존들 각각은 독립적으로 제어된다. 존들 각각은 단일 노즐, 다수의 노즐들에 유체적으로 커플링된 플레넘, 또는 이들의 조합을 포함한다. 노즐들 및/또는 노즐들과 함께 포함된 플레넘은 매니폴드의 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 매니폴드 내에 배치된다. 노즐들의 출구는 매니폴드의 제2 주 표면과 유체 연통하고 프로세스 챔버의 프로세싱 볼륨과 유체 연통한다. 다수의 독립적으로 제어되는 존들은 유동 민감성 화학 프로세스들을 위한 질량 유동의 제어성(controllability)을 제공한다. 가스 조립체는 진공 메인프레임 도어에 커플링되도록 구성된 어댑터 플레이트를 포함한다.
[0017] 도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른 전자 디바이스 제조 시스템(100)을 예시한다. 전자 디바이스 제조 시스템(100)은 다수의 기판들을 동시에 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 기판들은 반도체 웨이퍼들, 유리 플레이트들 또는 패널들, 및/또는 전자 디바이스들 또는 회로 컴포넌트들을 만드는 데 사용되는 다른 워크피스들을 포함한다. 전자 디바이스 제조 시스템(100)은 이송 챔버(102), 복수의 프로세스 챔버들(104) 및 하나 이상의 로드록 챔버들(106)을 포함하며, 이들 각각은 진공 압력에서 동작할 수 있다. 이송 챔버(102)는 각각의 프로세스 챔버(104) 및 각각의 로드록 챔버(106)로 그리고 이들로부터 기판들을 이송하도록 구성된 로봇(미도시)을 포함한다.
[0018] 프로세스 챔버들(104)은 각각 예컨대, 증착(예컨대, CVD(chemical vapor deposition), PVD(physical vapor deposition) 및/또는 원자층 증착), 산화, 질화, 코팅, 에칭(예컨대, 플라즈마 에칭), 폴리싱, 세정, 리소그래피, 디개싱 등을 포함하는 동일하거나 상이한 기판 프로세스를 수행한다. 다른 기판 프로세스들은 부가적으로 또는 대안적으로 프로세스 챔버들(104)에 의해 수행될 수 있다. 각각의 프로세스 챔버(104) 내에서, 하나 이상의 기판들이 프로세싱된다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(104)는 에피택시 챔버 또는 라디칼 산화 챔버 이를테면, 인 시튜 증기 생성 챔버(in situ steam generation chamber)이다.
[0019] 로드록 챔버들(106)은 각각 배치-유형(batch-type) 또는 단일 기판-유형 로드록 챔버이다. 로드록 챔버들(106)은 팩토리 인터페이스(108)에 커플링될 수 있고 팩토리 인터페이스(108)와 이송 챔버(102) 사이에 제1 진공 인터페이스를 제공할 수 있다.
[0020] 팩토리 인터페이스(108)는 하나 이상의 FOUP(front opening unified pod)들(110)에 커플링될 수 있다. 각각의 FOUP(110)는 다수의 기판들을 홀딩하기 위한 고정식 카세트를 갖는 컨테이너이다. FOUP들(110)은 각각 팩토리 인터페이스(108)와 함께 사용되도록 구성된 전방 개방 인터페이스를 갖는다. 다른 실시예들에서, 임의의 적합한 유형의 포드 및/또는 로드 포트(load port)가 FOUP들(110) 대신 사용될 수 있다. 팩토리 인터페이스(108)는 FOUP들(110)과 로드록 챔버들(106) 사이의 선형, 회전 및/또는 수직 움직임을 통해 임의의 시퀀스 또는 방향으로 기판들을 이송하도록 구성된 하나 이상의 로봇들(미도시)을 가질 수 있다. 전자 디바이스 제조 시스템(100)은 다른 적합한 수의 FOUP들(110)을 갖는다.
[0021] 제어기(112)는 전자 디바이스 제조 시스템(100) 내 그리고 전자 디바이스 제조 시스템(100)을 통한 기판들의 프로세싱 및 이송의 일부 또는 전부를 제어한다. 제어기(112)는 예컨대, 범용 컴퓨터일 수 있고 그리고/또는 마이크로프로세서 또는 다른 적합한 CPU(central processing unit), 전자 디바이스 제조 시스템(100)을 제어하는 소프트웨어 루틴을 저장하기 위한 메모리, 입력/출력 주변기기들 및 지원 회로들(이를테면, 예컨대 전력 공급기들, 클록 회로들, 로봇들을 구동하기 위한 회로들, 캐시 등)을 포함할 수 있다.
[0022] 이송 챔버(102)는 이송 챔버(102)와 각각의 챔버(예컨대, 프로세스 챔버(104), 로드록 챔버(106)) 사이의 각각의 인터페이스에 슬릿 밸브들과 같은 메인프레임 도어들(114)을 포함한다. 매니폴드(124)는 개개의 프로세스 챔버에 커플링된 각각의 메인프레임(114) 사이에 배치된다. 대안적으로, 매니폴드(124)는 메인프레임 도어들(114)과 분리되고 구별되는 로케이션들에서 각각의 프로세스 챔버에 커플링된다. 메인프레임 도어(114)는 임의의 적합한 방식을 사용하여 이를테면, 복수의 패스너들로 매니폴드(124)에 직접 부착된다. 패스너들은 나사산이 있는 나사(threaded screw)들 또는 볼트들일 수 있다. 하나 이상의 O-링들이 메인프레임 도어(114)와 매니폴드(124) 사이 그리고 매니폴드(124)와 프로세스 챔버(104) 사이에 배치되어 그 사이에 기밀 밀봉을 제공한다. 기밀 밀봉은 챔버 중 어느 하나도 내부의 진공 압력을 잃지 않고 기판들이 챔버들 사이를 통과하도록 허용한다. 유사하게, 매니폴드(124)의 제2 측은 인터페이싱 프로세스 챔버(104)의 측벽에 커플링된다. 이송 챔버(102), 프로세스 챔버(104) 및 로드록 챔버들(106) 각각은 하나 이상의 포트들(미도시)을 갖는다. 포트는 실질적으로 수평으로 배향된 기판들이 로봇 또는 다른 적합한 메커니즘을 통해 자신을 통과하도록 허용하게 구성된 챔버의 측벽 내 개구이다. 챔버 포트들은 신장된 슬롯들 또는 슬릿들이거나 챔버 포트들을 통해 기판을 통과시키기에 적합한 임의의 형상이다. 매니폴드(124)는 매니폴드(124)와 인터페이싱하는 챔버 포트들(예컨대, 메인프레임 도어에 대한 포트 및 프로세스 챔버에 대한 포트)에 대응하는 개구를 포함한다. 개구는 계란형, 타원형, 장방형, 원형, 직사각형과 같은 임의의 적합한 형상이다.
[0023] 도 2는 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략적 측단면도를 예시한다. 매니폴드(124)는 메인프레임 도어(114)와 프로세스 챔버(104) 사이에 배치된다. 기판은 이송 챔버(102)로부터, 메인프레임 도어(114) 내 포트를 통해, 매니폴드(124)의 개구(220)를 통해, 그리고 프로세스 챔버(104)의 포트를 통해 이송된다. 개구(220)는 매니폴드(124)를 통해 매니폴드(124)의 제1 주 표면(210)으로부터 제2 주 표면(212)로 연장된다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 매니폴드(124)는 메인프레임 도어(114)와 인터페이싱하는 제1 주 표면(210) 및 프로세스 챔버(104)와 인터페이싱하는 제2 주 표면(212)을 포함한다. 매니폴드의 제3 표면(214)으로부터 매니폴드의 개구(220)의 하부 표면(218)으로 y-방향(예컨대, 수직)으로 연장되는 복수의 가스 통로들(222)이 제공된다. 가스 통로들(222)이 매니폴드(124)의 바닥 표면(예컨대, 제3 표면(214))으로부터 매니폴드(124)의 개구(220)의 하부 표면(218)으로 연장되는 것으로 묘사되지만, 매니폴드(124)의 최상부 표면(216)으로부터 매니폴드의 개구(220)의 상부 표면(219)으로 또는 메인프레임 도어(114)와 인터페이싱하는 매니폴드(124)의 측으로부터 연장되는 것과 같은 다른 배향들이 고려된다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 주 표면으로부터 제2 주 표면까지의 매니폴드의 폭은 약 0.5인치 내지 약 1인치 이를테면, 약 0.7인치이다. 일 예에서, 매니폴드(124)는 프로세스 챔버(104)가 메인프레임 도어(114) 또는 이송 챔버(102)에 직접 커플링되도록 원래 설계되거나 구성된 기존 시스템들에 대해 쉽게 개조된다. 메인프레임 도어(114)의 포트를 에워싸는 메인프레임 도어(114)의 제1 주 표면에 메인프레임 홈(215)이 형성된다. 메인프레임 도어(114)의 홈(215)은 매니폴드(124)의 제1 주 표면(210)과 인터페이싱한다. 홈(215)은 메인프레임 도어(114)와 매니폴드(124) 사이에 기밀 밀봉을 제공하기 위해 O-링과 같은 밀봉을 수용하도록 구성된다. 프로세스 챔버(104)와 인터페이싱하는 매니폴드(124)의 제2 측(212)에 매니폴드 홈(217)이 형성된다. 홈(217)은 개구(220)를 에워싸고 매니폴드(124)와 프로세스 챔버(104) 사이에 기밀 밀봉을 제공하기 위해 O-링과 같은 밀봉을 수용하도록 구성된다.
[0024] 도 3a는 일 실시예에 따라 존 당 단일 노즐을 갖는 멀티존 가스 조립체(300A)의 개략적인 정면 단면도를 예시한다. 도 3a에 묘사된 가스 조립체(300A)는 복수의 존들을 포함하고, 각각의 존은 단일 노즐(304)을 포함한다. 존들(예컨대, 노즐들(304)) 각각은 서로에 대해 독립적으로 제어된다. 각각의 존은 독립적으로 제어되는 질량 유동 제어 밸브들(306)을 포함한다. 질량 유동 제어 밸브들(306)은 가스 소스(308)에 커플링된다. 가스 소스(308)는 질소, 수소, 산소 또는 이들의 조합과 같은 임의의 가스를 포함한다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 매니폴드(124)는 약 2개 내지 약 9개의 가스 유동 존들을 포함한다. 각각의 노즐들은 독립적으로 제어된다(예컨대, 존 당 하나의 노즐). 각각의 존은 폭이 동일하거나, 부가적인 제어의 원하는 양에 기초하여 적어도 두 개의 존들은 폭이 동일하지 않다. 더 작은 폭들을 갖는 더 많은 수의 존들은 더 큰 폭들을 갖는 더 적은 수의 존들에 비해 더 많은 튜닝성을 제공한다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 기판의 에지들에서의 부가적인 튜닝성을 위해 에지의 부가적인 존들이 제공된다. 달리 말하면, 단위 길이 당 존들의 수(예컨대, 존 밀도)는 매니폴드(124)의 중앙 구역에 비해 매니폴드(124)의 측방향 외향 에지들에서 더 클 수 있다. 편향기(302)는 개구(220)의 하부 및 상부 표면에 실질적으로 평행한(예컨대, 가스 유동 방향에 수직) 후드(예컨대, 선반)를 제공한다. 편향기는 적어도 부분적으로 개구 내로 연장되고 노즐들(304)로부터 프로세스 볼륨 내로 가스 유동을 편향시키도록 구성된다. 이론에 얽매이지 않고, 편향기는 노즐들(304)로부터 프로세스 볼륨으로 제공되는 초음속 가스들의 유동을 제한하는 충돌 지점을 제공하는 것으로 여겨진다. 결과적인 가스 유동은 독립적으로 제어되는 존들의 사용과 함께, 가스 조립체로부터 프로세스 볼륨으로 커스터마이징 가능한 유동(예컨대, 균일하거나 비-균일 유동) 및 프로세스들에 걸친 개선된 반복성을 제공한다.
[0025] 도 3b는 일 실시예에 따라 존 당 다수의 노즐들을 갖는 멀티존 가스 조립체(300B)의 개략적인 정면 단면도를 예시한다. 도 3b에 묘사된 가스 조립체(300B)는 약 2개 내지 약 9개의 존들을 제공하며, 각각의 존은 플레넘(310)을 포함하고, 플레넘(310)은 플레넘(310) 당 약 4개 내지 약 6개의 노즐들과 같은 복수의 노즐들(304)을 갖는다. 각각의 플레넘(310)은 개개의 질량 유동 밸브(306)를 통해 독립적으로 제어되는 가스 라인(312)에 커플링된다. 하나 이상의 가스 통로들(313)이 매니폴드(124)에 형성된다. 하나 이상의 가스 통로들(313) 각각은 매니폴드(124)의 제3 표면(314)으로부터 하나 이상의 플레넘들(310)로 연장된다. 가스 통로들 각각은 가스 라인을 수용하도록 구성되거나 가스 라인과 유체 연통한다. 플레넘들(310)은 폭이 동일하거나 대안적으로, 원하는 양의 질량 유동 제어에 기초하여 폭이 변동된다. 각각의 플레넘은 플레넘 당 균일한 수의 노즐들을 갖거나, 또는 대안적으로, 적어도 하나의 플레넘이 적어도 하나의 다른 플레넘보다 많이 갖는다. 패스너들을 수용하기 위한 복수의 패스너 개구들(320)이 매니폴드(124) 상에 배치된다. 패스너들을 수용하기 위한 복수의 패스너 개구들(320)이 매니폴드(124)의 둘레 주위에서 제1 주 표면으로부터 제2 주 표면까지 배치된다.
[0026] 도 4a는 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략적인 평면 단면도를 예시한다. 메인프레임 도어(114)는 매니폴드(124)의 제1 주 표면에 커플링된다. 도 3a 및 도 3b와 관련하여 설명된 노즐들의 출구들과 같은 복수의 가스 라인 출구들(304)이 도시된다. 예로서, 도 4a는 3개의 독립적으로 제어되는 존들(410A, 410B, 410C)을 묘사한다. 존들(410A 및 410C)은 3개의 노즐들을 포함하고 존(410B)은 4개의 노즐들을 포함한다. 노즐들로부터의 가스는 프로세스 챔버 측벽 내의 슬롯(예컨대, 슬릿 밸브 개구)을 통해 프로세스 볼륨의 측 내로 교차-유동(cross-flow)으로서 제공된다. 편향기(302)(도 3a에 도시됨)는 가스들의 측방향 유동을 용이하게 하기 위해 제공될 수 있다. 가스는 기판 지지부(406)의 표면 및/또는 기판 지지부(406) 상에 배치된 기판에 걸쳐 유동된다.
[0027] 도 4b는 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도를 예시한다. 도 4b는 편향기(402)를 둘러싸거나 그리고/또는 지지하는 어댑터 플레이트(414)를 갖는 매니폴드(124)를 제공한다. 어댑터 플레이트(414)는 메인프레임 도어(114)에 근접한 제1 부분(414A) 및 프로세스 챔버(104)에 근접한 제2 부분(414B)을 갖는다.
[0028] 도 5a 내지 도 5d는 어댑터 플레이트(414) 및 편향기(402)를 갖는 가스 조립체(500)의 개략적인 측단면도들을 예시한다. 어댑터 플레이트(414)는 프로세스 챔버(104)로부터, 어댑터 플레이트(414)의 어퍼처를 통해, 그리고 메인프레임 도어(114)로 연장되는 패스너(516)에 의해 프로세스 챔버(104) 및 메인프레임 도어(114)에 커플링된다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 편향기(402)는 제거 가능한 인서트와 같은 제거 가능한 편향기이다. 도면들이 2개의 별개의 부분들로서 어댑터 플레이트(414) 및 편향기(402)를 묘사하지만, 편향기(402)와 일체형인 어댑터 플레이트(414)가 또한 고려된다. 편향기(402)는 후드(502), 플레넘(504), 노즐 출구(506) 및 후드(502)를 지지하는 백보드(510)를 포함한다. 노즐 출구(506)와 후드(502) 사이의 거리(508)는 약 0.5mm 내지 약 3mm 이를테면, 약 1mm 내지 약 2mm이다. 후드(502)와 개구(220)의 최상부 표면 사이에 갭(512)이 또한 제공된다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 갭(512)의 높이는 도 5a에 도시된 바와 같이 개구(220)의 높이와 동일하다. 대안적으로, 후드(502)는 갭(512)의 높이가 도 5b에 도시된 바와 같이 개구(220)의 높이보다 작도록 개구(220) 내로 연장된다. 노즐 출구들(506)은 개구(220)의 하부 표면(218)과 실질적으로 동일 평면에 있다. 메인프레임 장치로부터의 제2 가스 유동은 갭을 통해 도입될 수 있다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 편향기(402)는 메인프레임 도어의 포트를 통해 어댑터 플레이트 내에 설치되는 제거 가능한 인서트이다. 편향기(402)는 어댑터 플레이트(414) 내 어퍼처를 통해 삽입되는 정지 플레이트(514)를 사용하여 제 자리에 고정된다. 어댑터 플레이트(414)의 어퍼처의 바닥은 편향기 표면의 최상부 표면과 동일 평면에 있거나 편향기의 어퍼처에 피팅(fit)된다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 어댑터 플레이트(414)의 어퍼처의 바닥은 개구(220)의 바닥과 동일 평면에 있다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 편향기(402)는 하나 이상의 노즐들의 출구(506)를 포함하는 제거 가능한 인서트의 표면(415)으로부터 어댑터 플레이트(414)의 개구의 바닥 표면(417)으로 연장되며, 하나 이상의 노즐들이 편향기(402)를 향해 배향된다. 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 편향기는 어댑터 플레이트(414)와 일체형이고 하나 이상의 노즐들의 출구(506)를 포함하는 어댑터 플레이트(414)의 표면(415)으로부터 어댑터 플레이트(414)의 개구의 바닥 표면(417)으로 연장되며, 하나 이상의 노즐들이 편향기를 향해 배향된다.
[0029] 도 4b를 다시 참조하면, 편향기(402)의 후드(502)는 메인프레임 도어(114)에 근접한 포지션으로부터 프로세스 챔버(104)에 근접한 포지션으로 x 방향으로 연장된다. 후드(502)의 리딩 에지와 프로세스 챔버(104)에 근접한 어댑터 플레이트(414) 부분 사이에 복수의 갭들(408)이 제공된다. 갭들(408)은 가스가 노즐 출구들로부터 프로세싱 챔버의 프로세스 볼륨 내로 흐르는 통로를 제공한다. 각각의 갭은 가스가 빠져나가기 위한 플레넘 또는 노즐에 대응한다. 편향기(402)는 복수의 핀들(404)을 더 포함한다. 각각의 핀(404)은 인접한 갭들(408)을 분리한다. 각각의 핀은 하나 이상의 노즐들(506)의 출구를 갖는 제거 가능한 인서트의 표면으로부터 후드(502)로 연장된다.
[0030] 핀들(404)은 편향기(402)의 종축에 수직(예컨대, x 방향)이거나, 핀들(404)은 제2 주 표면의 평면에 대해 예각 또는 둔각으로 각을 이룬다.
[0031] 본원에서 설명된 다른 실시예들과 결합될 수 있는 일부 실시예들에서, 편향기(402)는 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이 후드를 포함하지 않는다. 도 5c는 매니폴드 개구(220)의 하부 표면(218)과 실질적으로 동일 평면에 있는 노즐 출구(506)가 있는 최상부 표면을 갖는 제거 가능한 편향기와 같은 편향기를 묘사한다. 노즐 출구들(506)은 개구의 하부 표면(218)에 수직으로 그리고 상향으로 배향된다. 대안적으로, 노즐 출구들(506)은 도 5d에 도시된 바와 같이 프로세스 챔버(104)를 향해 배향된다. 노즐 출구들(506)은 수평축에 대해 약 0도 내지 약 90도의 각도로 배향된다.
[0032] 요약하면, 메인프레임 도어와 프로세스 챔버 사이에 배치된 다수의 독립적으로 제어되는 퍼지 존들을 갖는 가스 조립체가 제공된다. 가스 조립체는 균일하고(및/또는 비-균일함), 커스터마이징 가능하고, 제어 가능한 교차 유동 분포를 프로세싱 볼륨 내로 제공한다. 가스 조립체는 에피택시, 라디칼 산화, ISSG(in situ steam generation), 반도체 반응기들과 같은 교차-유동 프로세스 챔버와 같은 임의의 프로세스 챔버에 유용하다. 가스 조립체는 인접한 챔버(예컨대, 이송 챔버)의 메인프레임 도어로부터 멀어지게 프로세스 챔버를 이동시키고 가스 조립체를 배치함으로써 기존 프로세스 챔버에 대해 개조될 수 있다.
[0033] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 부가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.
[0034] 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 공칭 값으로부터 +/- 10% 변동을 지칭한다. 이러한 변동은 본원에서 제공된 임의의 값에 포함될 수 있음을 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 매니폴드로서,
    제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 개구를 포함하는 어댑터 플레이트(adapter plate) ― 상기 개구는 상기 제1 주 표면으로부터 상기 제2 주 표면으로 상기 어댑터 플레이트를 통해 연장됨 ―;
    상기 어댑터 플레이트 내에 배치된 하나 이상의 플레넘(plenum)들 ― 상기 하나 이상의 플레넘들은 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 상기 어댑터 플레이트에 형성되고, 상기 하나 이상의 플레넘들은 하나 이상의 노즐들에 의해 상기 개구에 유체적으로 커플링됨 ―;
    상기 어댑터 플레이트에 형성된 하나 이상의 가스 통로들 ― 상기 하나 이상의 가스 통로들 각각은 상기 어댑터 플레이트의 제3 표면으로부터 상기 하나 이상의 플레넘들로 연장됨 ―; 및
    상기 제1 주 표면에 형성된 홈을 포함하고, 상기 홈은 상기 제1 주 표면에 형성되고 상기 개구를 에워싸는, 매니폴드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터 플레이트는 패스너(fastener)들을 수용하기 위한 복수의 패스너 개구들을 포함하고, 상기 복수의 패스너 개구들은 상기 어댑터 플레이트의 둘레 주위에서 상기 제1 주 표면으로부터 상기 제2 주 표면까지 배치되는, 매니폴드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 플레넘들은 약 2개 내지 약 9개의 플레넘들을 포함하고, 각각의 플레넘은 1개 내지 8개의 노즐들을 포함하는, 매니폴드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드는, 상기 어댑터 플레이트 내에 배치된 제거 가능한 인서트(insert)를 포함하고, 상기 제거 가능한 인서트는 상기 하나 이상의 플레넘들 및 상기 하나 이상의 노즐들을 포함하는, 매니폴드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 노즐들의 출구를 포함하는 상기 어댑터 플레이트의 표면으로부터 상기 어댑터 플레이트의 개구의 바닥 표면까지 연장되는 편향기를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 노즐들은 상기 편향기를 향해 배향되는, 매니폴드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 편향기는 상기 어댑터 플레이트의 개구 내로 연장되는 후드를 포함하고, 상기 하나 이상의 노즐들의 출구를 포함하는 상기 어댑터 플레이트의 표면은 상기 개구의 바닥 표면과 실질적으로 동일 평면에 있는, 매니폴드.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 개구는 직사각형이고, 상기 편향기는 상기 개구의 바닥 표면과 실질적으로 평행하고 동일 평면에 있는 후드를 포함하는, 매니폴드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 어댑터 플레이트의 제1 주 표면과 상기 어댑터 플레이트의 제2 주 표면으로부터의 거리보다 작은, 상기 후드의 리딩 에지 사이의 갭을 더 포함하는, 매니폴드.
  9. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 노즐 출구들을 포함하는 상기 어댑터 플레이트의 표면을 더 포함하고, 상기 표면은 상기 어댑터 플레이트의 개구의 바닥 표면과 실질적으로 동일 평면에 있는, 매니폴드.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유동 제어 밸브들을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 유동 제어 밸브들 각각은 상기 하나 이상의 플레넘들의 개개의 플레넘에 유체적으로 커플링되고, 각각의 유동 제어 밸브는 독립적으로 제어되는, 매니폴드.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 플레넘들 각각은 내부에 배치된 상이한 수의 노즐들을 갖는, 매니폴드.
  12. 프로세스 시스템으로서,
    기판 지지부를 포함하는 프로세스 챔버;
    가스 조립체 ― 상기 가스 조립체는,
    제1 주 표면 및 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 개구를 갖는 매니폴드 ― 상기 개구는 상기 제1 주 표면으로부터 상기 제2 주 표면으로 상기 매니폴드를 통해 연장됨 ―;
    상기 매니폴드에 형성되고 상기 프로세스 챔버의 프로세스 볼륨과 유체 연통하는 하나 이상의 가스 통로들을 포함하고, 상기 매니폴드는 상기 제2 주 표면에서 상기 프로세스 챔버에 커플링됨 ―; 및
    상기 제1 주 표면에서 상기 매니폴드에 커플링된 메인프레임 도어를 포함하는, 프로세스 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    하나 이상의 유동 제어 밸브들을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 유동 제어 밸브들 각각은 개개의 가스 라인에 유체적으로 커플링되고, 상기 하나 이상의 유동 제어 밸브들 중 적어도 2개는 독립적으로 제어되는, 프로세스 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 매니폴드는 상기 매니폴드 내에 배치된 하나 이상의 플레넘들을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 플레넘들은 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 상기 매니폴드에 형성되고, 상기 하나 이상의 플레넘들은 하나 이상의 노즐들에 의해 상기 개구에 유체적으로 커플링되는, 프로세스 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 가스 조립체는 각각의 노즐로부터 상기 프로세스 볼륨 내로 가스를 재지향시키도록 구성된 편향기를 더 포함하는, 프로세스 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 편향기는 후드를 더 포함하고, 상기 후드는 각각의 노즐로부터 약 1mm 내지 약 3mm 떨어져 배치되는, 프로세스 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 편향기는 상기 프로세스 챔버의 개구에 유체적으로 커플링된 개구를 형성하는, 프로세스 시스템.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 프로세스 챔버는 에피택시 챔버 또는 라디칼 산화 챔버인, 프로세스 시스템.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 가스 통로들 각각에 유체적으로 커플링된 가스 소스를 더 포함하는, 프로세스 시스템.
  20. 가스 유동 시스템으로서,
    제1 주 표면, 제2 주 표면, 상기 제1 주 표면으로부터 상기 제2 주 표면으로 연장되는 개구, 및 하나 이상의 플레넘들을 포함하는 매니폴드 ― 상기 하나 이상의 플레넘들은 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 상기 매니폴드 내에 배치되고, 상기 플레넘들 각각은 하나 이상의 노즐들을 포함하고, 상기 하나 이상의 노즐들은 상기 제2 주 표면과 유체 연통하고, 상기 매니폴드의 제3 표면으로부터 상기 하나 이상의 플레넘들로 하나 이상의 가스 라인들이 연장되고, 상기 가스 라인들 중 적어도 2개는 독립적으로 제어됨 ―;
    상기 제1 주 표면에 커플링된 이송 시스템 메인프레임 도어; 및
    챔버 개구를 포함하는 프로세스 챔버를 포함하고, 상기 챔버 개구는 상기 하나 이상의 노즐들과 유체 연통하는, 가스 유동 시스템.
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