KR20230158610A - 고온 증착 시퀀스에서 동작하는 저온 페데스탈의 전도성 냉각 - Google Patents

고온 증착 시퀀스에서 동작하는 저온 페데스탈의 전도성 냉각 Download PDF

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라비 벨란키
제프 클레벤저
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Abstract

페데스탈은 베이스 부분, 스템 부분, 및 베이스 부분에 배치된 (arrange) 히터를 포함한다. 스템 부분은 베이스 부분의 중심 영역에 부착된 제 1 단부를 갖는다. 히터는 베이스 부분의 중심 영역에 배치된 제 1 루프를 포함한다. 제 1 루프의 제 1 둘레는 스템 부분의 제 1 단부의 제 2 둘레보다 더 작거나 같다.

Description

고온 증착 시퀀스에서 동작하는 저온 페데스탈의 전도성 냉각
본 개시는 일반적으로 기판 프로세싱 시스템들, 더 구체적으로 고온 증착 시퀀스에서 동작하는 저온 페데스탈의 전도성 냉각에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 툴은 통상적으로 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들 상에서 증착, 에칭, 및 다른 처리들을 수행하는 복수의 스테이션들을 포함한다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 프로세스들의 예들은 이로 제한되는 것은 아니지만, 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition; CVD) 프로세스, 화학적 강화된 플라즈마 기상 증착 (chemically enhanced plasma vapor deposition; CEPVD) 프로세스, 플라즈마 강화된 화학적 기상 증착 (plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD) 프로세스, 스퍼터링 물리적 기상 증착 (physical vapor deposition; PVD) 프로세스, 원자 층 증착 (atomic layer deposition; ALD) 및 PEALD (plasma enhanced ALD) 를 포함한다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 프로세스들의 추가적인 예들은 이로 제한되는 것은 아니지만, 에칭 (예를 들어, 화학적 에칭, 플라즈마 에칭, 반응성 이온 에칭, 등) 프로세스 및 세정 프로세스를 포함한다.
프로세싱 동안, 기판은 스테이션의 페데스탈과 같은 기판 지지부 상에 배치된다 (arrange). 증착 동안, 하나 이상의 전구체들을 포함하는 가스 혼합물들이 스테이션 내로 도입되고, 그리고 플라즈마는 화학 반응들을 활성화하도록 선택 가능하게 (optionally) 스트라이킹될 (strike) 수도 있다. 에칭 동안, 에칭 가스들을 포함하는 가스 혼합물들이 스테이션 내로 도입되고, 그리고 플라즈마는 화학 반응들을 활성화하도록 선택 가능하게 스트라이킹될 수도 있다. 컴퓨터-제어된 로봇은 통상적으로 기판들이 프로세싱되는 시퀀스로 일 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 기판들을 이송한다.
ALD에서, 가스 (gaseous) 화학 프로세스는 재료의 표면 (예를 들어, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 표면) 상에 박막을 순차적으로 증착한다. 대부분의 ALD 반응들은 재료의 표면과 순차적인, 자기-제한 방식으로 한 번에 하나의 전구체가 반응하는 전구체들 (반응 물질들) 이라고 하는 적어도 2 개의 화학 물질들을 사용한다. 별개의 전구체들에 대한 반복된 노출을 통해, 박막이 재료의 표면 상에 점진적으로 증착된다. 열적 ALD (thermal ALD; T-ALD) 는 가열된 스테이션에서 수행된다. 스테이션은 진공 펌프 및 제어된 불활성 가스의 플로우를 사용하여 대기압 미만의 압력 (sub-atmospheric pressure) 으로 유지된다. ALD 막으로 코팅될 기판은 스테이션 내에 배치되고 (place) 그리고 ALD 프로세스를 시작하기 전에 스테이션의 온도와 평형을 이루게 된다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2021년 3월 25일에 출원된 인도 가출원 번호 제 202141012976 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
페데스탈은 베이스 부분, 스템 부분, 및 베이스 부분에 배치된 (arrange) 히터를 포함한다. 스템 부분은 베이스 부분의 중심 영역에 부착된 제 1 단부를 갖는다. 히터는 베이스 부분의 중심 영역에 배치된 제 1 루프를 포함한다. 제 1 루프의 제 1 둘레는 스템 부분의 제 1 단부의 제 2 둘레보다 더 작거나 같다.
다른 특징들에서, 스템 부분은 원추형 (conical) 부분 및 원통형 (cylindrical) 부분을 포함한다. 원추형 부분은 베이스 부분에 부착된 제 1 단부 및 제 1 단부보다 더 작은 직경을 갖는 제 2 단부를 갖는다. 원통형 부분은 더 작은 직경을 갖고 그리고 원추형 부분의 제 2 단부로부터 연장한다.
다른 특징들에서, 스템 부분은 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함한다. 제 1 부분은 베이스 부분에 부착된 제 1 단부 및 제 1 단부보다 더 작은 단면적을 갖는 제 2 단부를 갖는다. 제 2 부분은 더 작은 단면적을 갖고 그리고 제 1 부분의 제 2 단부로부터 연장한다.
또 다른 특징에서, 스템 부분은 0.25 내지 0.35 인치의 두께를 갖는 벽을 포함한다.
또 다른 특징에서, 히터는 제 1 루프를 둘러싸고 그리고 스템 부분의 제 1 단부의 제 2 둘레보다 더 큰 제 3 둘레를 갖는 제 2 루프를 포함한다.
또 다른 특징에서, 히터는 제 1 루프와 동심이고 (concentric) 스템 부분의 제 1 단부의 제 2 둘레보다 더 큰 원주를 갖는 제 2 루프를 포함한다.
또 다른 특징에서, 히터는 제 1 루프와 동심이고 제 1 루프보다 3 배 더 큰 직경을 갖는 제 2 루프를 포함한다.
또 다른 특징에서, 히터는 제 1 루프와 동심이고 페데스탈의 외경의 4/5인 직경을 갖는 제 2 루프를 포함한다.
또 다른 특징에서, 제 1 단부로부터 원추형 부분의 하강 각도는 스템 부분의 높이에 대해 25 내지 30 도이다.
또 다른 특징에서, 원추형 부분의 제 1 높이는 스템 부분의 제 2 높이의 1/3이다.
또 다른 특징에서, 스템 부분은 모놀리식 (monolithic) 이다.
또 다른 특징에서, 스템 부분은 Y-형상이다.
또 다른 특징에서, 스템 부분은 원통형이다.
또 다른 특징에서, 제 1 부분은 컵 형상이다.
또 다른 특징에서, 제 1 부분은 다각형의 형상을 갖는다.
또 다른 특징에서, 페데스탈은 스템 부분에 장착된 냉각 어셈블리를 더 포함한다.
또 다른 특징에서, 페데스탈은 스템 부분의 높이를 따라 페데스탈을 이동시키도록 냉각 어셈블리에 부착된 리프트 어셈블리를 더 포함한다.
여전히 다른 특징들에서, 페데스탈은 베이스 부분 및 스템 부분을 포함한다. 베이스 부분은 베이스 부분의 중심 영역에 배치된 제 1 루프를 갖고 그리고 제 1 루프를 둘러싸는 제 2 루프를 포함하는 히터를 포함한다. 스템 부분은 베이스 부분의 중심 영역에 부착된 제 1 단부를 갖는다. 히터의 제 1 루프의 제 1 둘레는 스템 부분의 제 1 단부의 제 2 둘레보다 더 작거나 같다. 제 2 루프의 제 3 둘레는 스템 부분의 제 1 단부의 제 2 둘레보다 더 크고 그리고 베이스 부분의 제 4 둘레보다 더 작다.
또 다른 특징에서, 스템 부분은 0.25 내지 0.35 인치의 두께를 갖는 벽을 포함한다.
또 다른 특징에서, 페데스탈은 스템 부분의 제 2 단부에 장착된 냉각 어셈블리를 더 포함한다.
본 개시의 추가 적용 가능의 영역들은 상세한 기술 (description), 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 기판들을 프로세싱하기 위한 복수의 스테이션들을 포함하는 기판 프로세싱 툴의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 기판을 프로세싱하도록 구성된 일 스테이션을 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 일 예를 도시한다.
도 3은 도 1의 기판 프로세싱 툴에서 스테이션들 사이에서 기판을 이송하도록 사용된 링 어셈블리의 일 예를 도시한다.
도 4는 테이퍼링된 (taper) 스템이 없는 페데스탈의 일 예의 측단면도를 도시한다.
도 5는 테이퍼링된 스템을 갖는 페데스탈의 일 예의 측단면도를 도시한다.
도 6은 도 4의 페데스탈에 사용된 히터의 일 예의 평면도를 도시한다.
도 7은 도 5의 페데스탈에 사용된 히터의 일 예의 평면도를 도시한다.
도 8은 페데스탈 리프트 어셈블리에 페데스탈의 스템 부분을 장착하도록 사용된 장착 어셈블리의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
복수의 스테이션들을 포함하는 일부 기판 프로세싱 툴들에서, 기판 및 링 어셈블리는 유닛으로서 함께 스테이션들을 통해 순환된다 (cycle). 일부 프로세스들에서, 스테이션들 중 일 스테이션 (이하 제 1 스테이션) 은 다른 스테이션들보다 더 낮은 온도에서 동작한다. 링 어셈블리가 더 고온의 (hot) 스테이션으로부터 더 저온의 (cool) 스테이션 (즉, 제 1 스테이션) 으로 이송될 때, 상대적으로 많은 양의 열이 링 어셈블리에 의해 더 저온의 스테이션에 전달된다. 통상적으로, 페데스탈의 스템 부분 상에 장착되고 페데스탈 리프트 어셈블리에 부착되는 장착 어셈블리는 페데스탈로부터 가능한 한 많은 열을 끌어내도록 (pull) (예를 들어, 냉각제, 대류 냉각, 또는 다른 방법들을 사용하여) 냉각된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 페데스탈의 히터를 제어하도록 사용되는 비례-적분-미분 (Proportional-Integral-Derivative; PID) 제어기의 다양한 설정들은 제어의 언더-슈트 (under-shoot) 및 오버-슈트 (over-shoot) 로 인한 가열을 감소시키도록 변경될 수 있다.
그러나, 일부 프로세스들에 대해, 이들 기법들은 제 1 스테이션의 온도 설정점이 예를 들어 약 445 ℃에서 동작하는 다른 스테이션들과 함께 약 170 ℃의 목표된 설정점과 반대로 대략 220 ℃가 되게 한다. 이들 프로세스들을 위한 표준 페데스탈들은 예를 들어 약 445 ℃의 온도 설정점을 위해 설계된다. 이들 페데스탈들은 스테이션에 대한 더 큰 표면 손실들을 수용하고 그리고 스템 열 손실들을 최소화하도록 설계된 히터 및 스템을 갖는다. 그러나, 더 낮은 온도들에서, 표면 손실들은 비선형적으로 감소하는 한편, 스템 손실들은 선형으로 감소하고, 이는 표준 페데스탈들로 하여금 상대적으로 저온 중심 영역을 갖게 한다.
제 1 스테이션의 온도 설정점을 대략 150 ℃로 낮추고 페데스탈들의 중심 영역들이 상대적으로 저온이 되는 것을 방지하기 위해, 본 개시는 페데스탈들에 대한 새로운 히터 설계를 제공하고 그리고 변경된 열 전도도 및 상이한 단면을 갖는 페데스탈들을 위한 장착 스템을 제공한다. 구체적으로, 장착 스템은 증가된 벽 두께 및 페데스탈의 베이스 부분에 부착되는 상단 단부에서 플레어링된 (flare) (또한 테이퍼링된다고도 (taper) 하는) Y-형상 프로파일을 갖는다. 새로운 히터 설계는 페데스탈의 중심에서 원형 영역 내에 위치된 내측 루프를 포함하고, 여기서 원의 원주는 스템의 Y-형상 프로파일의 2 개의 프롱들 (prongs) 을 통과한다. 새로운 히터 설계 및 스템의 증가된 두께 및 단면은 제 1 스테이션으로 하여금 목표된 온도 (예를 들어, 약 150 ℃) 에서 페데스탈을 유지하게 하는 한편, 다른 스테이션들의 페데스탈들이 상대적으로 더 높은 온도에서 동작하게 한다.
이하에 상세히 기술된 바와 같이, 새로운 히터 설계는 페데스탈 스템의 부착 반경 내에 히터의 일부 (내측 루프) 를 포지셔닝함으로써 페데스탈에 걸쳐 더 균일한 방사상 온도를 제공하도록 열을 분배한다. 새로운 히터는 히터가 페데스탈의 OD에서 상대적으로 더 적은 열을 제공하고 페데스탈의 중심에서 상대적으로 더 많은 열을 제공하도록 직경들을 갖는 내측 루프 및 외측 루프를 갖는다. 스템은 주로 페데스탈의 중심으로부터 열을 제거하는, 플레어링되지 않은 스템과 비교하여 스템을 통한 전도에 의해 제거된 열의 더 균일한 분배를 허용하도록 상단 단부에서 플레어링된다. 예를 들어, 스템의 플레어링된 상단 부분은 히터의 내측 루프로 하여금 스템의 부착 반경 내에 배치되게 (place) 하고 그리고 더 우수한 열적 균일도를 위해 스템 전도 구역 (conduction zone) 의 내부에 열이 인가되게 하는, 일반적으로 Y-형상이다. 더 두꺼운 스템 벽은 스템의 베이스에 장착된 냉각된 장착 어셈블리에 상승된 열 전도도를 제공한다. 이들 특징들은 폐루프 (closed loop) 제어로 정확한 온도 설정점들을 제공하기 위해 최소 히터 듀티 사이클을 유지함으로써 더 낮은 온도 설정점에서의 제어를 허용한다. 테이퍼링된 스템의 반경 내에 포지셔닝된 히터 부분 및 더 두꺼운 벽의 스템은 훨씬 더 높은 설정점들에서 동작하는 다른 페데스탈들과 함께 기능하는 동안 낮은 설정점에서 균일한 온도들을 제공할 수 있는 페데스탈을 발생시킨다. 본 개시의 이들 및 다른 특징들은 이하에 더 상세히 기술된다.
본 개시는 다음과 같이 구체화된다. 처음에, 맥락을 제공하기 위해, 복수의 스테이션들을 포함하는 기판 프로세싱 툴의 일 예가 도 1을 참조하여 도시되고 기술되고; 그리고 기판을 프로세싱하도록 구성된 일 스테이션을 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 일 예가 도 2를 참조하여 도시되고 기술된다. 기판 프로세싱 툴의 스테이션들 사이에서 기판을 이송하도록 사용된 링 어셈블리의 일 예가 도 3을 참조하여 도시되고 기술된다. 표준 페데스탈 및 히터의 예들은 도 4 및 도 6을 참조하여 도시되고 기술된다. 본 개시에 따라 설계된 페데스탈 및 히터의 예들은 도 5 및 도 7을 참조하여 도시되고 기술된다. 완전성을 위해, 페데스탈 리프트 어셈블리에 페데스탈의 스템 부분을 장착하도록 사용된 장착 어셈블리의 일 예가 도 8을 참조하여 도시되고 기술된다.
도 1은 기판 프로세싱 툴 (10) 의 일 예를 개략적으로 도시한다. 단지 예를 들면, 기판 프로세싱 툴 (10) 은 4 개의 (또는 임의의 수의) 스테이션들: 제 1 스테이션 (12), 제 2 스테이션 (14), 제 3 스테이션 (16), 및 제 4 스테이션 (18) 을 포함한다. 예를 들어, 스테이션들 (12, 14, 16, 및 18) 각각은 기판 상에서 하나 이상의 각각의 프로세스들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이송 로봇 (20) 은 프로세싱을 위해 제 1 스테이션 (12) 으로부터 제 2 스테이션 (14) 으로, 제 2 스테이션 (14) 으로부터 제 3 스테이션 (16) 으로, 그리고 제 3 스테이션 (16) 으로부터 제 4 스테이션 (18) 으로 기판을 이송한다. 기판이 제 4 스테이션 (18) 에서 프로세싱된 후, 이송 로봇 (20) 은 기판을 제 1 스테이션 (12) 으로 이송한다. 기판이 제 1 스테이션 (12) 으로부터 제거되고, 그리고 새로운 기판이 제 1 스테이션 (12) 내로 로딩되고, 그리고 상기 사이클이 반복된다.
기판은 통상적으로 링 어셈블리 (도 3에 도시됨) 와 함께 일 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 이송된다. 이송 로봇 (20) 은 일 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 기판 및 링 어셈블리를 유닛으로서 이송한다. 링 어셈블리는 환형이고 그리고 링 어셈블리의 환형 부분으로부터 수직으로 하향으로 연장하고 이어서 방사상으로 내향으로 연장하는 적어도 3 개의 핑거들을 포함한다. 기판은 이송 동안 핑거들 상에 받쳐진다 (rest on). 링 어셈블리 및 기판이 스테이션의 페데스탈 상에 하강될 때, 기판은 페데스탈 상에 받쳐지고, 그리고 링 어셈블리는 핑거들이 기판과 콘택트하지 않도록 페데스탈 상에 받쳐진다.
기판 프로세싱 툴 (10) 의 기판 상에서 수행된 일부 프로세스들에서, 제 1 스테이션 (12) 의 페데스탈은 다른 3 개의 스테이션들 (14, 16, 및 18) 의 페데스탈들보다 더 낮은 온도 설정점을 갖는다. 예를 들어, 제 1 스테이션 (12) 의 페데스탈의 온도 설정점은 약 150 ℃일 수도 있는 한편, 다른 3 개의 스테이션들 (14, 16, 및 18) 의 페데스탈들의 온도 설정점은 약 450 ℃일 수도 있다. 링 어셈블리는 세라믹 재료로 이루어지고 그리고 기판 프로세싱 동안 페데스탈들로부터 열을 흡수한다. 따라서, 기판 및 링 어셈블리가 제 4 스테이션 (18) 으로부터 제 1 스테이션 (12) 으로 이송될 때, 링 어셈블리는 제 1 스테이션 (12) 의 페데스탈의 온도 설정점보다 훨씬 더 고온이다. 결과적으로, 링 어셈블리는 상대적으로 많은 양의 열을 제 1 스테이션 (12) 의 페데스탈에 전달한다. 링 어셈블리에 의해 페데스탈에 전달된 열은 페데스탈의 히터가 턴 오프될 (turn off) 때에도 페데스탈의 온도를 목표된 온도 설정점 이상으로 상승시킨다.
페데스탈들의 스템에 장착된 냉각된 장착 어셈블리 (도 2 및 도 8에 도시됨) 는 페데스탈들로부터 열을 끌어내도록 (즉, 인출하도록 (draw)) 사용된다. 그러나, 냉각된 장착 어셈블리에 의해 끌어내진 열의 양은 페데스탈의 스템의 열 전도도에 의해 제한된다. 결국, 스템의 열 전도도는 스템 벽의 두께에 종속된다. 본 개시는 두꺼운 벽을 포함하는 스템 설계를 제공한다 (대략적인 치수들의 예들이 이하에 제공된다). 부가적으로, 페데스탈의 베이스 부분에 부착되는 스템의 상부 부분은 플레어링되고 (즉, 스템의 상부 부분은 방사상으로 외향으로 연장함) 깔때기 (funnel) 처럼 하향으로 테이퍼링된다. 일반적으로, 스템의 상부 부분은 문자 Y의 형상을 갖는다 (도 5 참조). Y-형상 스템은 두꺼운 스템 벽을 통한 전도에 의해 제거된 열의 더 균일한 분배를 허용한다.
부가적으로, 페데스탈의 중심 영역이 저온이 되는 것을 방지하기 위해, 본 개시는 문자 Y의 2 개의 프롱들 사이에 놓인 페데스탈의 원형 영역에 배치된 (arrange) 내측 루프를 갖는 히터를 제공한다 (도 5 및 도 7 참조). 즉, 히터의 내측 루프는 Y-형상 스템의 2 개의 프롱들 상에 놓이거나 2 개의 프롱들을 교차하는 원주를 갖는 원 내에 놓인다. 히터의 내측 루프가 놓인 원의 직경은 Y-형상 스템의 2 개의 프롱들 사이의 거리보다 더 작거나 같다. 따라서, 스템의 상단 단부의 단면적은 히터의 내측 루프를 둘러싼다 (circumscribe). 두꺼운 스템 벽, Y-형상 스템, 및 Y-형상 스템의 단면적 내에 배치된 내측 루프를 갖는 히터는 더 낮은 온도 설정점들을 갖는 페데스탈들에서 균일한 온도들을 제공하는 한편, 훨씬 높은 더 높은 설정점들에 있는 다른 페데스탈들과 함께 동작한다.
도 2는 열적 원자 층 증착 (thermal atomic layer deposition; T-ALD) 또는 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition; CVD) 과 같은 프로세스를 사용하여 기판을 프로세싱하도록 구성된 스테이션 (102) 을 포함하는 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 일 예를 도시한다. 예를 들어, 스테이션 (102) 은 도 1에 도시된 기판 프로세싱 툴 (10) 의 스테이션들 (12, 14, 16, 및 18) 중 임의의 스테이션으로서 사용될 수 있다.
스테이션 (102) 은 기판 지지부 (예를 들어, 페데스탈) (104) 를 포함한다. 페데스탈 (104) 은 베이스 부분 (106) 및 스템 부분 (108) 을 포함한다. 프로세싱 동안, 기판 (110) 및 링 어셈블리 (111) 는 페데스탈 (104) 의 베이스 부분 (106) 상에 배치되고, 그리고 기판 (110) 은 진공 클램핑 (미도시) 을 사용하여 페데스탈 (104) 의 베이스 부분 (106) 에 클램핑된다. 스템 부분 (108) 은 일반적으로 Y-형상이다. 히터 (112) 가 프로세싱 동안 기판 (110) 을 가열하도록 베이스 부분 (106) 내에 배치된다 (dispose). Y-형상 스템 부분 (108) 및 히터 (112) 는 도 5 및 도 7을 참조하여 이하에 더 상세히 도시되고 기술된다. 하나 이상의 온도 센서들 (114) 은 페데스탈 (104) 의 온도를 센싱하도록 베이스 부분 (106) 내에 배치된다.
스테이션 (102) 은 스테이션 (102) 내로 프로세스 가스들을 도입하고 분배하기 위해 샤워헤드와 같은 가스 분배 디바이스 (120) 를 포함한다. 가스 분배 디바이스 (이하, 샤워헤드) (120) 는 알루미늄 또는 합금과 같은 금속으로 이루어진다. 샤워헤드 (120) 는 베이스 부분 (122) 및 스템 부분 (124) 을 포함할 수도 있다. 스템 부분 (124) 은 스테이션 (102) 의 상단 플레이트에 연결된 일 단부를 포함한다. 베이스 부분 (122) 은 일반적으로 원통형 (cylindrical) 이고 그리고 스테이션 (102) 의 상단 플레이트로부터 이격된 위치에서 스템 부분 (124) 의 반대편 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장된다. 베이스 부분 (122) 의 기판-대면 표면은 대면플레이트 (126) 를 포함한다. 대면플레이트 (126) 는 프로세스 가스들이 스테이션 (102) 내로 흐르는 복수의 유출구들 또는 피처들 (예를 들어, 슬롯들 또는 쓰루 홀들 (through holes)) 을 포함한다. 도시되지 않지만, 샤워헤드 (120) 는 또한 히터를 포함할 수도 있다. 또한, 샤워헤드 (120) 는 또한 샤워헤드 (120) 의 온도를 센싱하기 위한 하나 이상의 온도 센서들 (128) 을 포함할 수도 있다.
가스 전달 시스템 (130) 은 하나 이상의 가스 소스들 (132-1, 132-2, …, 및 132-N) (집합적으로, 가스 소스들 (132)) 을 포함하고, 여기서 N은 양의 정수이다. 가스 소스들 (132) 은 밸브들 (134-1, 134-2, …, 및 134-N) (집합적으로 밸브들 (134)) 및 질량 유량 제어기들 (mass flow controllers; MFC) (136-1, 136-2, …, 및 136-N) (집합적으로 MFC들 (136)) 에 의해 매니폴드 (140) 에 연결된다. 매니폴드 (140) 의 출력은 스테이션 (102) 에 피딩된다 (feed). 가스 소스들 (132) 은 프로세스 가스들, 세정 가스들, 퍼지 가스들, 불활성 가스들, 등을 스테이션 (102) 에 공급할 수도 있다.
냉각 어셈블리 (150) (도 8에 더 상세히 도시됨) 는 페데스탈 (104) 의 스템 부분 (108) 의 베이스에 장착된다. 냉각제 공급부 (152) 는 밸브 (154) 를 통해 냉각제 (예를 들어, 물) 를 냉각 어셈블리 (150) 에 공급한다. 냉각 어셈블리 (150) 를 통해 흐르는 냉각제는 도 8을 참조하여 이하에 더 상세히 설명된 바와 같이 페데스탈 (104) 의 스템 부분 (108) 으로부터 열을 인출한다. 또한 도 8을 참조하여 더 상세히 도시되고 기술된, 페데스탈 리프트 어셈블리 (155) 는 냉각 어셈블리 (150) 에 부착된다. 페데스탈 리프트 어셈블리 (155) 는 페데스탈 (104) 을 샤워헤드 (120) 에 대해 수직으로 위아래로 이동시킨다.
제어기 (160) 가 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 컴포넌트들을 제어한다. 제어기 (160) 는 페데스탈 (104) 의 히터 (112), 샤워헤드 (120) 의 히터, 및 페데스탈 (104) 및 샤워헤드 (120) 의 온도 센서들 (114 및 128) 에 연결된다. 제어기 (160) 는 페데스탈 (104) 및 기판 (110) 의 온도를 제어하도록 히터 (112) 에 공급된 전력을 제어한다. 제어기 (160) 는 또한 샤워헤드 (120) 의 온도를 제어하도록 샤워헤드 (120) 내에 배치된 히터에 공급되는 전력을 제어할 수도 있다. 제어기 (160) 는 도 8을 참조하여 더 상세히 기술된 바와 같이 냉각제 공급부 (152) 및 밸브 (154) 를 제어함으로써 냉각 어셈블리 (150) 로의 냉각제의 공급을 제어한다. 제어기 (160) 는 페데스탈 (104) (및 기판 (110)) 과 샤워헤드 (120) 사이의 갭을 제어하도록 페데스탈 리프트 어셈블리 (155) 를 제어한다.
진공 펌프 (158) 는 기판 프로세싱 동안 스테이션 (102) 내부에 대기압 미만의 (sub-atmospheric) 압력을 유지한다. 밸브 (156) 는 스테이션 (102) 의 배기 포트에 연결된다. 밸브 (156) 및 진공 펌프 (158) 는 스테이션 (102) 내 압력을 제어하고 밸브 (156) 를 통해 스테이션 (102) 으로부터 반응 물질들을 배기하도록 사용된다. 제어기 (160) 는 진공 펌프 (158) 및 밸브 (156) 를 제어한다.
도 3은 링 어셈블리 (111) 의 일 예를 도시한다. 도 3은 링 어셈블리 (111) 및 기판 (110) 의 측단면도를 도시한다. 링 어셈블리 (111) 는 환형 부분 (200) 및 복수의 핑거들 (202) 을 포함한다. 핑거들 (202) 은 환형 부분 (200) 으로부터 수직으로 하향으로 연장하고 이어서 방사상 내향으로 연장한다. 기판 (110) 이 도 1에 도시된 기판 프로세싱 툴 (10) 내에서 일 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 이송될 때, 기판 (110) 은 링 어셈블리 (111) 의 핑거들 (202) 상에 받쳐진다. 링 어셈블리 (111) 및 기판 (110) 이 스테이션 (102) 의 페데스탈 (104) 상에 하강될 때, 기판 (110) 은 페데스탈 (104) 상에 받쳐지고, 그리고 링 어셈블리 (111) 는 프로세싱 동안 핑거들 (202) 이 기판 (110) 과 콘택트하지 않도록 페데스탈 (104) 상에 받쳐진다.
도 4 내지 도 7은 페데스탈들의 2 개의 예들―플레어링된 스템을 갖지 않는 일 예 (도 4) 및 플레어링된 스템을 갖는 또 다른 예 (도 5)― 및 각각의 히터들을 도시한다. 이하에 기술된 엘리먼트들의 직경들 및 두께들과 같은 다양한 피처들의 치수들의 비제한적인 예들은 다양한 피처들의 기술의 흐름을 중단하지 않도록 도 4 내지 도 7을 기술한 후 제공된다.
도 4는 테이퍼링된 스템이 없는 페데스탈 (250) 의 측단면도를 도시한다. 페데스탈 (250) 은 베이스 부분 (252) 및 스템 부분 (254) 을 포함한다. 베이스 부분 (252) 은 서로 납땜되거나 (braze) 확산 결합되는 (diffusion bond) 적어도 3 개의 금속 플레이트들 (270, 272, 274) 을 포함한다. 도시되지 않지만, 금속 플레이트 (270) 는 기판 (예를 들어, 도 2에 도시된 기판 (110)) 을 진공 클램핑하기 위한 피처들을 포함한다. 스템 부분 (254) 은 원통형이고, 금속성이고, 베이스 부분 (252) 에 (금속 플레이트 (274) 에) 직각으로 부착된다. 스템 부분 (254) 은 원통형 벽 (256) 을 포함한다. 벽 (256) 은 두께 T1을 갖는다. 스템 부분 (254) 은 직경 D1을 갖는다. 히터 (260) 가 금속 플레이트들 (272 및 274) 사이에 베이스 부분 (252) 에 배치된다. 예를 들어, 히터 (260) 는 전기적으로 절연된 저항성 엘리먼트를 포함한다. 제어기 (160) (도 2에 도시됨) 는 히터 (260) 에 공급된 전력을 제어한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 히터 (260) 는 스템 부분 (254) 의 직경 D1 외부에 놓인 내측 루프 (도 6에 도시된 엘리먼트 (264)) 를 포함한다.
도 5는 플레어링되거나 테이퍼링된 스템을 갖는 페데스탈 (300) 의 측단면도를 도시한다. 예를 들어, 페데스탈 (300) 은 도 2에 도시된 스테이션 (102) 에서 그리고 도 1에 도시된 기판 프로세싱 툴 (10) 의 스테이션들 (12, 14, 16, 및 18) 에서 사용될 수도 있다. 페데스탈 (300) 은 베이스 부분 (302) 및 스템 부분 (304) 을 포함한다. 베이스 부분 (302) 은 서로 납땜되거나 확산 결합되는 적어도 3 개의 금속 플레이트들 (330, 332, 334) 을 포함한다. 도시되지 않지만, 금속 플레이트 (330) 는 기판 (예를 들어, 도 2에 도시된 기판 (110)) 을 진공 클램핑하기 위한 피처들을 포함한다.
스템 부분 (304) 은 금속성이고 일반적으로 Y-형상이다. 예를 들어, 스템 부분 (304) 은 제 1 원추형 (conical) 부분 (310) (상부 부분) 및 제 2 원통형 부분 (312) (하부 부분) 을 포함한다. 원추형 부분 (310) 은 베이스 부분 (304) 에 (금속 플레이트 (334) 에) 부착되는 제 1 단부에서 제 1 직경을 갖는다. 원추형 부분 (310) 은 제 1 직경보다 더 작은, 제 2 직경을 갖는 원통형 부분 (312) 에 부착되는 제 2 단부에서 제 2 직경을 갖는다.
스템 부분 (304) (즉, 원추형 부분 (310) 및 원통형 부분 (312)) 은 벽 (306) 을 포함한다. 벽 (306) 은 T1보다 더 큰 두께 T2를 갖는다. 히터 (320) 가 베이스 부분 (302) 에 (금속 플레이트들 (332 및 334) 사이에) 배치된다. 예를 들어, 히터 (320) 는 전기적으로 절연된 저항성 엘리먼트를 포함한다. 제어기 (160) (도 2에 도시됨) 는 히터 (320) 에 공급된 전력을 제어한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 히터 (320) 는 원추형 부분 (310) 의 제 1 직경 D2 내부에 놓인 내측 루프 (도 7에 도시된 엘리먼트 (324)) 를 갖는다.
스템 부분 (304) 의 상부 부분은 형상이 원추형일 필요는 없고 임의의 다른 형상일 수 있다. 예를 들어, 스템 부분 (304) 의 상부 부분은 또한 하부 원통형 부분 (312) 보다 더 큰 직경을 갖는 원통형일 수 있다. 다른 형상들의 비제한적인 예들은 컵 형상, 다각형 형상, 등을 포함한다. 또한, 원추형 부분 (310) 의 벽이 각도 (α) 로 테이퍼링되는 것으로 도시되지만, 벽은 대신 만곡될 (curve) 수도 있다. 일반적으로, 스템 부분 (304) 의 상부 부분은 원통형 부분 (312) 에 부착되는 하부 단부로부터 페데스탈 (300) 의 베이스 부분 (302) 에 부착되는 상단 단부로 방사상으로 외향으로 점진적으로 연장한다. 형상과 무관하게, 베이스 부분 (302) 에 부착되는 스템 부분 (304) 의 상부 단부의 단면적은 히터 (320) 의 내측 루프 (도 7에 도시된 엘리먼트 (324)) 를 둘러싼다.
또한, 스템 부분 (304) 은 스템 부분 (304) 의 상부 부분 및 하부 부분이 상이한 형상들인 대신 단일 형상일 수 있다. 스템 부분 (304) 의 단일 형상의 비제한적인 예들은 원통형 형상, 다각형 형상, 등을 포함한다. 형상과 무관하게, 스템 부분 (304) 의 단일 형상의 단면적은 히터 (320) 의 내측 루프 (도 7에 도시된 엘리먼트 (324)) 를 둘러싼다.
게다가, 일부 예들에서, 스템 부분 (304) 은 모놀리식 (monolithic) 일 수도 있다. 즉, 원추형 부분 (310) 및 원통형 부분 (312) 은 단일 엘리먼트일 수도 있다. 대안적으로, 스템 부분 (304) 의 원추형 부분 (310) 및 원통형 부분 (312) 은 별개의 엘리먼트들일 수도 있다.
도 6은 페데스탈 (250) 에 사용된 히터 (260) 의 평면도를 도시한다. 도시된 바와 같이 히터 (260) 는 페데스탈 (250) 의 베이스 부분 (252) 전체에 분포되는 코일 (262) 을 포함한다. 예를 들어, 히터 (260) 는 직경 d1을 갖는 내측 루프 (264) 및 직경 d2를 갖는 외측 루프 (266) 를 포함한다. 내측 루프 (264) 의 직경 d1은 페데스탈 (250) 의 스템 부분 (254) 의 직경 D1보다 더 크다. 외측 루프 (266) 의 직경 d2는 외측 루프 (266) 가 거의 페데스탈 (250) 의 베이스 부분 (252) 의 외경 D로 연장하도록 한다. 외측 루프 (266) 의 직경 d2와 페데스탈 (250) 의 베이스 부분 (252) 의 외경 D 사이의 차는 d3이다. 이들 직경들의 치수들의 예들은 이하에 제공된다.
도 7은 페데스탈 (300) 에 사용된 히터 (320) 의 평면도를 도시한다. 도시된 바와 같이 히터 (320) 는 페데스탈 (300) 의 베이스 부분 (302) 전체에 분포되는 코일 (322) 을 포함한다. 예를 들어, 히터 (320) 는 직경 d4를 갖는 내측 루프 (324) 및 직경 d5를 갖는 외측 루프 (326) 를 포함한다. 내측 루프 (324) 의 직경 d4는 페데스탈 (300) 의 스템 부분 (302) 의 상부 원추형 부분 (310) 의 직경 D2보다 더 작거나 같다. 내측 루프 (324) 의 직경 d4는 또한 페데스탈 (250) 에 사용된 히터 (260) 의 내측 루프 (264) 의 직경 d1보다 더 작다. 일반적으로 말하면, 스템 부분 (304) 의 상부 부분의 형상과 무관하게, 내측 루프 (324) 의 둘레 (또는 단면적) 는 베이스 부분 (302) 에 부착되는 스템 부분 (304) 의 상부 단부의 둘레 (또는 단면적) 보다 더 작거나 같다.
외측 루프 (326) 의 직경 d5는 외측 루프 (326) 가 페데스탈 (300) 의 베이스 부분 (302) 의 외경 D에 가깝게 연장하지 않도록 한다. 외측 루프 (326) 의 직경 d5는 페데스탈 (250) 에 사용된 히터 (260) 의 외측 루프 (266) 의 직경 d2보다 더 작다. 외측 루프 (326) 의 직경 d5와 페데스탈 (300) 의 베이스 부분 (302) 의 외경 D 사이의 차는 d6이고, 이는 d3보다 더 크다.
다음은 상기 기술된 다양한 직경들 및 두께들의 치수들의 비제한적인 예들이다. 예를 들어, 페데스탈들 (250 및 300) 의 외경 D는 14 인치일 수 있다. 다음의 다른 치수들의 예들은 참조로서 D = 14 인치를 사용하여 제공된다. 예를 들어, 페데스탈 (250) 의 스템 부분 (254) 의 벽 (256) 의 두께 T1은 T1 = 0.09 내지 0.1 인치일 수 있다. 예를 들어, 페데스탈 (300) 의 스템 부분 (304) 의 벽 (306) 의 두께 T2는 T2 = 0.25 내지 0.35 인치일 수 있다.
예를 들어, 또한 페데스탈 (300) 의 스템 부분 (304) 의 원통형 부분 (312) 의 직경 및 스템 부분 (304) 의 원추형 부분 (310) 의 하부 단부의 직경인, 페데스탈 (250) 의 스템 부분 (254) 의 직경 D1은 D1 = 3 인치일 수 있다. 예를 들어, 스템 부분 (304) 의 원추형 부분 (310) 의 상부 단부의 직경 D2는 D2 = 4.0 내지 4.5 인치일 수 있다. 따라서, 원추형 부분 (310) 의 상부 단부의 직경 D2 대 원추형 부분 (310) 의 하부 단부의 직경 D1의 비는 약 4:3일 수도 있다.
일반적으로, 스템 부분 (304) 의 상부 부분의 형상 (즉, 원추형, 컵 형상, 등) 과 무관하게, 스템 부분 (304) 의 상부 부분의 상부 단부의 단면적 대 스템 부분 (304) 의 상부 부분의 하부 단부의 단면적의 비는 약 4:3일 수도 있다. 또한, 예를 들어, 베이스 부분 (302) 에 부착되는 상부 단부로부터 원통형 부분 (312) 에 부착되는 하부 단부로의 원추형 부분 (310) 의 하강 각도 α는 스템 부분 (304) 의 수직 축 (즉, 높이) 에 대해 약 25 내지 30 도일 수 있다.
페데스탈 (300) 의 스템 부분 (304) 의 상부 부분이 다각형이면, 베이스 부분 (302) 에 부착된 스템 부분 (304) 의 상부 부분의 단면적은 히터 (320) 의 내측 루프 (324) 를 둘러싸기에 충분하다. 페데스탈 (300) 의 스템 부분 (304) 이 단일 원통형 엘리먼트이면, 단일 원통형 엘리먼트의 직경은 D2 = 4.0 내지 4.5 인치일 수도 있다. 페데스탈 (300) 의 스템 부분 (304) 이 단일 다각형 엘리먼트이면, 스템 부분 (304) 의 단면적은 히터 (320) 의 내측 루프 (324) 를 둘러싸기에 충분하다.
또한, 예를 들어, 히터 (320) 의 내측 루프 (324) 의 직경 d4는 원추형 부분 (310) 의 상부 단부의 직경 D2보다 더 작거나 같고, 여기서 D2 = 4.0 내지 4.5 인치이고; 그리고 히터 (320) 의 외측 루프 (326) 의 직경 d5는 약 11 인치일 수도 있다. 따라서, 히터 (320) 의 내측 루프 (324) 의 직경 d4 대 외측 루프 (326) 의 직경 d5의 비는 약 1:3일 수도 있다.
부가적으로, 예를 들어, 스템 부분 (304) 의 높이 (또는 길이) 는 약 7 인치일 수도 있고, 그리고 단차 (step) 부분 (304) 의 상부 부분의 높이는 약 2.5 내지 3 인치일 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 스템 부분 (304) 의 상부 부분의 높이는 스템 부분 (304) 의 높이의 대략 1/3일 수도 있다. 게다가, 예를 들어, 히터 (260) 의 외측 루프 (266) 의 직경 d2는 약 12.5 인치일 수도 있고; 그리고 히터 (320) 의 외측 루프 (326) 의 직경 d5는 약 11 인치일 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 히터 (260) 의 외측 루프 (266) 와 페데스탈 (250) 의 외경 D 사이의 거리 d3은 대략 (14 - 12.5) = 1.5 인치일 수도 있고, 그리고 히터 (320) 의 외측 루프 (326) 와 페데스탈 (300) 의 외경 D 사이의 거리 d6는 약 (14 - 11) = 3 인치일 수도 있다. 또한, 예를 들어, 히터 (320) 의 외측 루프 (326) 의 직경 d5는 페데스탈 (300) 의 외경 D의 대략 4/5 또는 80 ％일 수도 있다.
도 8은 페데스탈 리프트 어셈블리 (402) 에 페데스탈 (300) 의 스템 부분 (304) 을 장착하도록 사용된 장착 어셈블리 (400) 의 일 예를 개략적으로 도시한다. 장착 어셈블리 (400) (도 2에서 엘리먼트 (150) 로 도시됨) 는 스템 부분 (304) 의 원통형 부분 (312) 의 베이스에 장착된다. 예를 들어, 장착 어셈블리 (400) 는 하나 이상의 클램프들 (미도시) 을 포함할 수도 있다. 이에 더하여, 장착 어셈블리 (400) 는 냉각제 (예를 들어, 물) 가 순환될 수 있는 튜브 또는 도관 (404) 을 포함한다. 대안적으로, 도시되지 않지만, 대류 냉각과 같은 다른 냉각 장치들 (arrangements) 이 사용될 수도 있다. 장착 어셈블리 (400) 를 통해 흐르는 냉각제는 페데스탈 (300) 의 스템 부분 (304) 으로부터 열을 인출한다. 따라서, 장착 어셈블리 (400) 는 또한 냉각 어셈블리로 지칭될 수도 있다.
구체적으로, 장착 어셈블리 (400) 내의 도관 (404) 은 밸브 (154) (도 2에 도시됨) 를 통해 냉각제 공급부 (152) 로부터 냉각제를 수용한다. 도관 (404) 을 통한 냉각제 플로우는 제어기 (160) (또한 도 2에 도시됨) 에 의해 제어된다. 예를 들어, 제어기 (160) 는 페데스탈 (300) 의 온도에 기초하여 도관 (404) 을 통해 흐르는 냉각제의 온도 및/또는 플로우 레이트를 제어할 수 있다. 도관 (404) 을 통해 흐르는 냉각제의 온도 및/또는 플로우 레이트를 제어함으로써, 스템 부분 (304) 을 통한 전도에 의해 페데스탈 (300) 로부터 냉각제에 의해 인출된 열의 양이 제어될 수 있다. 스템 부분 (304) 의 두꺼운 벽 (306) 및 Y-형상은 스템 부분 (304) 을 통한 전도에 의해 제거된 열의 더 균일한 분배를 허용한다.
페데스탈 리프트 어셈블리 (402) 는 장착 어셈블리 (400) 에 부착된다. 페데스탈 리프트 어셈블리 (402) (도 2에서 엘리먼트 (156) 로 도시됨) 는 페데스탈 (300) 의 베이스 부분 (302) 이 놓인 평면에 수직인 수직 축을 따라 페데스탈 (300) 을 이동시킨다. 예를 들어, 페데스탈 리프트 어셈블리 (402) 는 스텝퍼 모터 (410) 및 볼 스크루 (ball screw) 및 선형 베어링 (미도시) 을 포함하는 볼 스크루 드라이브 (412) 를 포함한다. 제어기 (160) 는 샤워헤드 (120) (도 2에 도시됨) 에 대해 페데스탈 (300) 을 수직으로 상하로 이동시키도록 스텝퍼 모터 (410) 를 제어한다.
장착 어셈블리 (400) 는 페데스탈 리프트 어셈블리 (402) 와 독립적으로 냉각을 제공한다. 즉, 페데스탈 리프트 어셈블리 (402) 는 장착 어셈블리 (400) 에 의해 제공된 냉각을 위해 불필요하다. 오히려, 통상적으로 페데스탈 리프트 어셈블리 (402) 와 함께 사용되는 장착 어셈블리 (400) 에 도관 (404) 을 부가함으로써, 장착 어셈블리 (400) 는 상기 기술된 바와 같이 냉각을 제공하는 부가적인 목적을 제공하도록 (serve) 사용된다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서 및 이하의 청구항들의 연구 시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 임의의 다른 실시 예들의 피처들로 및/또는 임의의 다른 실시 예들의 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 또 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 관계 및 기능적 관계는, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)" 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱을 위한 플랫폼 또는 플랫폼들 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에, 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자 장치 (electronics) 와 통합될 수도 있다. 전자 장치는 시스템들 또는 시스템의 서브 파트들 또는 다양한 컴포넌트들을 제어할 수도 있는 "제어기 (controller)"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정들, 진공 설정들, 전력 설정들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정들, RF 매칭 회로 설정들, 주파수 설정들, 플로우 레이트 설정들, 유체 전달 설정들, 위치 및 동작 설정들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드 록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 가능하게 하고, 엔드포인트 측정들을 가능하게 하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자 장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기와 통신하는 또는 시스템과 통신하는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 컴퓨터의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 팹 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다.
일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 가 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는, 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
따라서, 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 이산적인 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 (spin-rinse) 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, 물리적 기상 증착 (physical vapor deposition; PVD) 챔버 또는 모듈, 화학적 기상 증착 (CVD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 증착 (ALD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 에칭 (atomic layer etch; ALE) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (20)

  1. 베이스 부분;
    상기 베이스 부분의 중심 영역에 부착된 제 1 단부를 갖는 스템 부분; 및
    상기 베이스 부분에 배치된 (arrange) 히터로서, 상기 베이스 부분의 상기 중심 영역에 배치된 제 1 루프를 포함하는 상기 히터를 포함하고, 상기 제 1 루프의 제 1 둘레는 상기 스템 부분의 상기 제 1 단부의 제 2 둘레보다 더 작거나 같은, 페데스탈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스템 부분은,
    상기 베이스 부분에 부착된 상기 제 1 단부 및 상기 제 1 단부보다 더 작은 직경을 갖는 제 2 단부를 갖는 원추형 (conical) 부분; 및
    상기 더 작은 직경을 갖고 그리고 상기 원추형 부분의 상기 제 2 단부로부터 연장하는 원통형 (cylindrical) 부분을 포함하는, 페테스탈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스템 부분은,
    상기 베이스 부분에 부착된 상기 제 1 단부 및 상기 제 1 단부보다 더 작은 단면적을 갖는 제 2 단부를 갖는 제 1 부분; 및
    상기 더 작은 단면적을 갖고 그리고 상기 제 1 부분의 상기 제 2 단부로부터 연장하는 제 2 부분을 포함하는, 페데스탈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스템 부분은 0.25 내지 0.35 인치의 두께를 갖는 벽을 포함하는, 페데스탈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 제 1 루프를 둘러싸고 그리고 상기 스템 부분의 상기 제 1 단부의 상기 제 2 둘레보다 더 큰 제 3 둘레를 갖는 제 2 루프를 포함하는, 페데스탈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 제 1 루프와 동심이고 (concentric) 상기 스템 부분의 상기 제 1 단부의 상기 제 2 둘레보다 더 큰 원주를 갖는 제 2 루프를 포함하는, 페데스탈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 제 1 루프와 동심이고 상기 제 1 루프보다 3 배 더 큰 직경을 갖는 제 2 루프를 포함하는, 페데스탈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 제 1 루프와 동심이고 상기 페데스탈의 외경의 4/5인 직경을 갖는 제 2 루프를 포함하는, 페데스탈.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 단부로부터 상기 원추형 부분의 하강 각도는 상기 스템 부분의 높이에 대해 25 내지 30 도인, 페데스탈.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 원추형 부분의 제 1 높이는 상기 스템 부분의 제 2 높이의 1/3인, 페데스탈.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 스템 부분은 모놀리식 (monolithic) 인, 페데스탈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스템 부분은 Y-형상인, 페데스탈.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 스템 부분은 원통형인, 페데스탈.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 컵 형상인, 페데스탈.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 다각형의 형상을 갖는, 페데스탈.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 스템 부분에 장착된 냉각 어셈블리를 더 포함하는, 페데스탈.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스템 부분의 높이를 따라 상기 페데스탈을 이동시키도록 상기 냉각 어셈블리에 부착된 리프트 어셈블리를 더 포함하는, 페데스탈.
  18. 베이스 부분의 중심 영역에 배치된 제 1 루프를 갖고 그리고 상기 제 1 루프를 둘러싸는 제 2 루프를 포함하는 히터를 포함하는, 상기 베이스 부분; 및
    상기 베이스 부분의 상기 중심 영역에 부착된 제 1 단부를 갖는 스템 부분을 포함하고;
    상기 히터의 상기 제 1 루프의 제 1 둘레는 상기 스템 부분의 상기 제 1 단부의 제 2 둘레보다 더 작거나 같고; 그리고
    상기 제 2 루프의 제 3 둘레는 상기 스템 부분의 상기 제 1 단부의 상기 제 2 둘레보다 더 크고 그리고 상기 베이스 부분의 제 4 둘레보다 더 작은, 페데스탈.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 스템 부분은 0.25 내지 0.35 인치의 두께를 갖는 벽을 포함하는, 페데스탈.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 스템 부분의 제 2 단부에 장착된 냉각 어셈블리를 더 포함하는, 페데스탈.
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