KR20240010383A - 기판 프로세싱 시스템들을 위한 저온 매니폴드 어셈블리 - Google Patents

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KR20240010383A
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가브리엘 드 지저스 소토
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버를 위한 매니폴드 어셈블리는 매니폴드를 포함한다. 매니폴드는 냉각제 어셈블리의 제 1 채널로부터 프로세싱 챔버로 제 1 온도로 액체 냉각제를 흘리도록 구성된 제 1 밸브 어셈블리를 포함한다. 제 1 밸브 어셈블리는 극저온 (cryogenic temperature) 으로 액체 냉각제를 흘리도록 구성된다. 매니폴드는 제 1 밸브 어셈블리와 연관된 튜빙 (tubing) 을 포함하는 제 1 용접 블록, 냉각제 어셈블리의 제 2 채널로부터 프로세싱 챔버로 제 1 온도보다 더 높은 제 2 온도로 액체 냉각제를 흘리도록 구성된 제 2 밸브 어셈블리, 및 제 2 밸브 어셈블리와 연관된 튜빙을 포함하는 제 2 용접 블록을 더 포함한다. 절연성 하우징은 제 1 밸브 어셈블리, 제 1 용접 블록, 및 제 2 용접 블록을 인클로징한다 (enclose). 절연성 하우징은 절연성 재료의 복수의 층들로 구성된다.

Description

기판 프로세싱 시스템들을 위한 저온 매니폴드 어셈블리
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들에서 기판 지지부들의 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 시스템들은 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들을 처리하기 위해 사용될 수도 있다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 예시적인 프로세스들은 이로 제한되는 것은 아니지만, 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition; CVD), 원자 층 증착 (atomic layer deposition; ALD), 도전체 에칭, 유전체 에칭, 및/또는 다른 에칭, 증착, 또는 세정 프로세스들을 포함한다. 기판은 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버의 페데스탈, 정전 척 (electrostatic chuck; ESC), 등과 같은 기판 지지부 상에 배치될 (arrange) 수도 있다. 에칭 동안, 하나 이상의 가스들을 포함하는 에칭 가스 혼합물들은 프로세싱 챔버 내로 도입될 수도 있고 플라즈마가 화학 반응들을 개시하기 위해 사용될 수도 있다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2021년 5월 19일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 63/190,493 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버를 위한 매니폴드 어셈블리는 매니폴드를 포함한다. 매니폴드는 냉각제 어셈블리의 제 1 채널로부터 프로세싱 챔버로 제 1 온도로 액체 냉각제를 흘리도록 구성된 제 1 밸브 어셈블리를 포함한다. 제 1 밸브 어셈블리는 극저온 (cryogenic temperature) 으로 액체 냉각제를 흘리도록 구성된다. 매니폴드는 제 1 밸브 어셈블리와 연관된 튜빙 (tubing) 을 포함하는 제 1 용접 블록, 냉각제 어셈블리의 제 2 채널로부터 프로세싱 챔버로 제 1 온도보다 더 높은 제 2 온도로 액체 냉각제를 흘리도록 구성된 제 2 밸브 어셈블리, 및 제 2 밸브 어셈블리와 연관된 튜빙을 포함하는 제 2 용접 블록을 더 포함한다. 절연성 하우징은 제 1 밸브 어셈블리, 제 1 용접 블록, 및 제 2 용접 블록을 인클로징한다 (enclose). 절연성 하우징은 절연성 재료 (insulative material) 의 복수의 층들로 구성된다.
다른 특징들에서, 제 1 밸브 어셈블리는 프로세싱 챔버로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 (arrange) 저온 (cold) 공급 밸브, 프로세싱 챔버로부터 액체 냉각제를 수용하도록 구성된 저온 리턴 밸브, 및 저온 공급 밸브의 유입구 및 저온 리턴 밸브의 유출구와 유체로 연통하는 (in fluid communication) 저온 바이패스 (bypass) 밸브를 포함한다. 제 2 밸브 어셈블리는 프로세싱 챔버로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 고온 (hot) 공급 밸브, 프로세싱 챔버로부터 액체 냉각제를 수용하도록 구성된 고온 리턴 밸브, 및 고온 공급 밸브의 유입구 및 고온 리턴 밸브의 유출구와 유체로 연통하는 고온 바이패스 밸브를 포함한다.
다른 특징들에서, 매니폴드 어셈블리는 냉각제 어셈블리로부터 제 1 밸브 어셈블리로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 1 공급 튜브, 제 1 밸브 어셈블리로부터 냉각제 어셈블리로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 1 리턴 튜브, 냉각제 어셈블리로부터 제 2 밸브 어셈블리로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 2 공급 튜브, 및 제 2 밸브 어셈블리로부터 냉각제 어셈블리로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 2 리턴 튜브를 더 포함한다. 제 1 공급 튜브, 제 1 리턴 튜브, 제 2 공급 튜브, 및 제 2 리턴 튜브는 절연성 재료의 복수의 층들로 구성된 컨포멀한 절연체 (conformal insulation) 내에 인클로징된다.
다른 특징들에서, 절연성 재료의 복수의 층들은 증기 배리어의 복수의 층들과 교번한다. 절연성 재료의 복수의 층들 각각은 10 ㎜ 이하의 두께를 갖는다. 절연성 하우징은 제 1 밸브 어셈블리를 인클로징하지만 제 2 밸브 어셈블리를 인클로징하지 않는 연장부를 포함한다. 연장부는 제 1 밸브 어셈블리의 밸브들 사이 및 주변 중 적어도 하나에 캐비티를 포함한다. 연장부는 캐비티와 유체로 연통하는 퍼지 유입구 및 퍼지 유출구를 포함한다.
다른 특징들에서, 시스템은 매니폴드 어셈블리를 포함하고 그리고 퍼지 유입구와 연통하는 퍼지 어셈블리를 더 포함한다. 퍼지 어셈블리는 제 1 밸브 어셈블리의 표면들로부터 응결을 선택적으로 퍼지하도록 구성된다. 기판 프로세싱 시스템은 매니폴드 어셈블리를 포함하고 그리고 매니폴드 어셈블리와 유체로 연통하는 냉각제 채널을 포함하는 기판 지지부를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 극저온은 -60 ℃ 이하이고 그리고 절연성 재료는 -60 ℃에서 14 ㎽/m·K 미만의 열 전도도를 갖는다.
극저온 에칭 (cryogenic etching) 을 수행하도록 구성된 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템은 냉각제 어셈블리 및 매니폴드 어셈블리를 포함한다. 냉각제 어셈블리는 제 1 채널을 통해 제 1 온도로 액체 냉각제를 제공하고 그리고 제 2 채널 및 매니폴드 어셈블리를 통해 제 2 온도로 액체 냉각제를 제공하도록 구성된다. 제 1 온도는 극저온이고 그리고 제 2 온도는 제 1 온도보다 더 높다. 매니폴드 어셈블리는 제 1 채널로부터 프로세싱 챔버로 극저온인 제 1 온도로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 1 공급 밸브, 제 1 채널을 통해 프로세싱 챔버로부터 냉각제 어셈블리로 액체 냉각제를 리턴하도록 구성된 제 1 리턴 밸브, 제 2 채널로부터 프로세싱 챔버로 제 2 온도로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 2 공급 밸브, 및 제 2 채널을 통해 프로세싱 챔버로부터 냉각제 어셈블리로 액체 냉각제를 리턴하도록 구성된 제 2 리턴 밸브를 포함한다.
다른 특징들에서, 극저온은 -60 ℃ 이하이고, 온도 제어 시스템은 제 1 공급 밸브 및 제 1 리턴 밸브를 인클로징하는 절연성 하우징을 더 포함하고, 그리고 절연성 하우징은 -60 ℃에서 14 ㎽/m·K 미만의 열 전도도를 갖는 절연성 재료의 복수의 층들로 구성된다. 절연성 하우징은 절연성 재료의 복수의 층들과 교번하는 증기 배리어의 복수의 층들을 포함한다. 절연성 재료의 복수의 층들 각각은 10 ㎜ 이하의 두께를 갖는다.
다른 특징들에서, 온도 제어 시스템은 냉각제 어셈블리로부터 제 1 공급 밸브로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 1 공급 튜브, 제 1 리턴 밸브로부터 냉각제 어셈블리로 액체 냉각제를 리턴하도록 구성된 제 1 리턴 튜브, 냉각제 어셈블리로부터 제 2 공급 밸브로 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 2 공급 튜브, 및 제 2 리턴 밸브로부터 냉각제 어셈블리로 액체 냉각제를 리턴하도록 구성된 제 2 리턴 튜브를 더 포함한다. 제 1 공급 튜브, 제 1 리턴 튜브, 제 2 공급 튜브, 및 제 2 리턴 튜브는 절연성 재료의 복수의 층들로 구성된 컨포멀한 절연체 내에 인클로징된다.
다른 특징들에서, 절연성 하우징은 제 1 공급 밸브와 제 1 리턴 밸브 사이 및 주변 중 적어도 하나에 규정된 캐비티를 포함한다. 온도 제어 시스템은 절연성 하우징 내의 퍼지 유입구를 통해 캐비티와 유체로 연통하는 퍼지 어셈블리를 더 포함한다. 퍼지 어셈블리는 제 1 공급 밸브 및 제 1 리턴 밸브의 표면들로부터 응결을 퍼지하도록 구성된다. 온도 제어 시스템은 제 1 공급 밸브의 유입구 및 제 1 리턴 밸브의 유출구와 유체로 연통하는 제 1 바이패스 밸브 및 제 2 공급 밸브의 유입구 및 제 2 공급 밸브의 유출구와 유체로 연통하는 제 2 바이패스 밸브를 더 포함한다.
본 개시의 추가 적용 가능 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 본 개시에 따른 예시적인 기판 프로세싱 시스템이다.
도 2는 본 개시에 따른 예시적인 매니폴드 어셈블리를 포함하는 온도 제어 시스템이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시에 따른 예시적인 매니폴드 어셈블리를 도시한다.
도 3d 및 도 3e는 도 3a, 도 3b 및 도 3c의 매니폴드 어셈블리의 절연성 하우징의 연장부를 도시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
냉각 시스템들은 냉각제 유체를 사용하여 정전 척들 (electrostatic chucks; ESCs) 과 같은 기판 지지부들을 냉각하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 고압 냉각된 가스들 또는 다양한 액체 냉각제들과 같은 냉각제 유체들은 기판 지지부의 베이스플레이트 내의 냉각제 채널들을 통해 흐른다. 냉각 용량 및 온도 범위는 기계적 한계들로 인해 제한될 수도 있다. 예를 들어, 폐쇄된 사이클 액체 칠러들 (chillers) 은 복수 단계들의 냉각에 대한 필요성으로 인해 동작 온도들이 -20 ℃ 미만으로 떨어지기 때문에 매우 비싸진다. 반대로, 폐쇄된-플로우 (closed-flow) 냉각제 가스들에 대해, 요구되는 가스 플로우는 상대적으로 크고, 가스가 제곱 인치 당 수백 파운드 범위의 압력들로 압축될 것을 요구한다. 훨씬 더 큰 냉각을 요구하는 적용 예들 (예를 들어, -20 ℃ 미만의 온도들을 요구하는 극저온 에칭 (cryogenic etching)) 에서, 매니폴드, 용접부들, 밸브들, 등과 같은 냉각 시스템의 기계적 컴포넌트들 상에 상당한 응결이 형성될 수도 있다. 일부 예들에서, 컴포넌트들은 동결되고 (freeze) 동작을 간섭할 (interfere) 수도 있고 그리고 밸브들은 고장날 (fail) 수도 있다.
본 개시에 따른 듀얼 온도 제어 시스템은 극저온 에칭 동안 응결을 최소화하면서 -60 ℃ 이하에서 정확한 냉각을 제공하는 냉각제 어셈블리를 구현한다. 냉각제 어셈블리는 매니폴드 및 밸브들을 통해 기판 지지부의 냉각제 채널들에 냉각제를 공급하는 듀얼 채널 칠러 (예를 들어, 냉각제 펌프 및 저장부 (reservoir)) 를 포함한다. 예를 들어, 매니폴드는 고온 (hot) 및 저온 (cold) 냉각제를 각각 공급하고 혼합하도록 구성된 2 개의 용접 블록들 (예를 들어, 저온 측 및 고온 측) 을 포함한다. 용접 블록들 각각은 3 개의 밸브들 (예를 들어, 각각의 공급 밸브, 리턴 밸브, 및 바이패스 (bypass) 밸브) 을 포함한다. 따라서, 냉각제 어셈블리는 넓은 범위 (예를 들어, -60 ℃ 이하로부터 80 ℃까지) 의 냉각제 온도를 제어하기 위해 별개의 고온 및 저온 공급 경로들 및 별개의 고온 및 저온 리턴 경로들을 제공하도록 구성된다.
저온 측 용접 블록 및 밸브들은 목표된 냉각 온도들을 유지하고 응결을 최소화하도록 구성된 컨포멀한 절연체 (conformal insulation) (예를 들어, Cryogel Z 절연체) 내에 인클로징된다 (enclose). 갭 또는 캐비티가 절연체 및 용접 블록 내에 규정된다. 캐비티는 용접 블록 및 밸브들 상의 응결을 방지 및/또는 제거하기 위해 극저온 에칭 동안 (예를 들어, 분자 질소 (N2), 압축된 건조 공기, 등을 사용하여) 능동적으로 퍼지될 수도 있다.
이제 도 1을 참조하면, 일 예시적인 기판 프로세싱 시스템 (100) 이 도시된다. 단지 예를 들면, 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 무선 주파수 (radio frequency; RF) 플라즈마를 사용하는 극저온 에칭 및/또는 다른 기판 프로세싱을 수행하기 위해 사용될 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 다른 컴포넌트들을 인클로징하고 RF 플라즈마를 담는 프로세싱 챔버 (102) 를 포함한다. 기판 프로세싱 챔버 (102) 는 상부 전극 (104) 및 정전 척 (ESC) 과 같은 기판 지지부 (106) 를 포함한다. 동작 동안, 기판 (108) 이 기판 지지부 (106) 상에 배치된다 (arrange). 특정한 기판 프로세싱 시스템 (100) 및 프로세싱 챔버 (102) 가 일 예로서 도시되지만, 본 개시의 원리들은 리모트 (remote) 플라즈마 생성 및 (예를 들어, 플라즈마 튜브, 마이크로파 튜브를 사용하여) 전달을 구현하거나 플라즈마를 인 시츄 (in-situ) 생성하는 기판 프로세싱 시스템과 같은, 다른 타입들의 기판 프로세싱 시스템들 및 프로세싱 챔버들에 적용될 수도 있다.
단지 예를 들면, 상부 전극 (104) 은 프로세스 가스들을 도입하고 분배하는 샤워헤드 (110) 와 같은 가스 분배 디바이스를 포함할 수도 있다. 샤워헤드 (110) 는 프로세싱 챔버 (102) 의 상단 표면에 연결된 일 단부를 포함하는 스템 (stem) 부분을 포함할 수도 있다. 베이스 부분은 일반적으로 원통형이고 (cylindrical), 프로세싱 챔버의 상단 표면으로부터 이격되는 위치에서 스템 부분의 반대편 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장한다. 샤워헤드 (110) 의 베이스 부분의 기판-대면 표면 또는 대면플레이트는 복수의 홀들을 포함하고 이를 통해 프로세스 가스 또는 퍼지 가스가 흐른다. 대안적으로, 상부 전극 (104) 은 전도성 플레이트를 포함할 수도 있고 그리고 프로세스 가스들이 또 다른 방식으로 도입될 수도 있다.
기판 지지부 (106) 는 하부 전극으로서 작용하는 전도성 베이스플레이트 (112) 를 포함한다. 베이스플레이트 (112) 는 세라믹 층 (114) 을 지지한다. 본딩 층 (116) (예를 들어, 접착 층 및/또는 열적 본딩 층) 이 세라믹 층 (114) 과 베이스플레이트 (112) 사이에 배치될 수도 있다. 베이스플레이트 (112) 는 베이스플레이트 (112) 를 통해 냉각제를 흘리기 위한 하나 이상의 냉각제 채널들 (118) 을 포함할 수도 있다. 기판 지지부 (106) 는 기판 (108) 의 외측 주변부를 둘러싸도록 (surround) 배치된 에지 링 (120) 을 포함할 수도 있다.
RF 생성 시스템 (122) 이 RF 전압을 생성하고 상부 전극 (104) 및 하부 전극 (예를 들어, 기판 지지부 (106) 의 베이스플레이트 (112)) 중 하나로 출력한다. 상부 전극 (104) 및 베이스플레이트 (112) 중 다른 하나는 DC 접지될 수도 있거나, AC 접지될 수도 있거나, 또는 플로팅 (float) 할 수도 있다. 본 예에서, RF 전압은 하부 전극에 공급된다. 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (122) 은 매칭 및 분배 네트워크 (126) 에 의해 상부 전극 (104) 또는 베이스플레이트 (112) 에 피딩되는 (feed) RF 전압을 생성하는 RF 전압 생성기 (124) 를 포함할 수도 있다. 다른 예들에서, 플라즈마는 유도적으로 (inductively) 또는 리모트로 (remotely) 생성될 수도 있다. 예시적인 목적들로 도시된 바와 같이, RF 생성 시스템 (122) 은 용량 커플링 플라즈마 (capacitively coupled plasma; CCP) 시스템에 대응하지만, 본 개시의 원리들은 또한 단지 예를 들면, 전달 커플링 플라즈마 (transformer coupled plasma; TCP) 시스템들, CCP 캐소드 시스템들, 리모트 마이크로파 플라즈마 생성 및 전달 시스템들, 등과 같은 다른 적합한 시스템들에서 구현될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (130) 이 하나 이상의 가스 소스들 (gas sources) (132-1, 132-2, … 및 132-N) (집합적으로 가스 소스들 (132)) 을 포함하고, 여기서 N은 0보다 더 큰 정수이다. 가스 소스들은 하나 이상의 에칭 가스들 및 이들의 혼합물들을 공급한다. 가스 소스들은 또한 캐리어 가스 및/또는 퍼지 가스를 공급할 수도 있다. 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 출력이 프로세싱 챔버 (102) 에 피딩된다. 단지 예를 들면, 매니폴드 (140) 의 출력은 샤워헤드 (110) 에 피딩된다.
온도 제어기 (142) 는 채널들 (118) 을 통한 냉각제 플로우를 제어하기 위해 냉각제 어셈블리 (146) 와 통신할 수도 있다. 본 개시에 따른 냉각제 어셈블리 (146) 는 이하에 더 상세히 기술된 바와 같이 매니폴드 및 밸브들을 통해 냉각제 채널들 (118) 에 냉각제를 공급하는 (예를 들어, 냉각제 펌프 및 저장부를 포함하는) 듀얼 채널 칠러로서 구성된다. 온도 제어기 (142) 는 기판 지지부 (106) 를 냉각하기 위해 채널들 (118) 을 통해 냉각제를 선택적으로 흘리도록 냉각제 어셈블리 (146) 를 동작시킨다.
밸브 (150) 및 펌프 (152) 가 프로세싱 챔버 (102) 로부터 반응 물질들을 배기하도록 사용될 수도 있다. 시스템 제어기 (160) 가 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 컴포넌트들을 제어하도록 사용될 수도 있다. 로봇 (170) 이 기판 지지부 (106) 상으로 기판들을 전달하고, 기판 지지부 (106) 로부터 기판들을 제거하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, 로봇 (170) 은 기판 지지부 (106) 와 로드 록 (172) 사이에서 기판들을 이송할 수도 있다. 별개의 제어기들로 도시되지만, 온도 제어기 (142) 는 시스템 제어기 (160) 내에서 구현될 수도 있다.
본 개시에 따른 기판 지지부 (106) 에서, 에지 링 (120) 과 베이스플레이트 (112) 의 상부 표면 사이에 계면 (180) 이 규정된다. 예를 들어, 에지 링 (120) 은 베이스플레이트 (112) 의 상부 표면에 콘택트할 수도 있고 지지될 수도 있다. 헬륨과 같은 열 전달 가스가 열 전달 가스 소스 (182) 로부터 계면 (180) 으로 공급된다. 열 전달 가스는 에지 링 (120) 의 냉각 (즉, 에지 링 (120) 으로부터 베이스플레이트 (112) 로의 열 전달) 을 용이하게 한다. 별개로 도시되었지만, 열 전달 가스 소스 (182) 는 가스 전달 시스템 (130) 내에서 구현될 수도 있다. 온도 제어기 (142) (및/또는 시스템 제어기 (160)) 는 에지 링 (120) 의 온도를 조정하기 위해 계면 (180) 에 공급된 열 전달 가스의 압력을 조정하도록 구성될 수도 있다.
이제 도 2를 참조하면, 온도 제어 시스템 (예를 들어, 듀얼 온도 제어 시스템) (200) 은 본 개시에 따른 예시적인 매니폴드 어셈블리 (204) 를 포함한다. 매니폴드 어셈블리 (204) 는 냉각제 어셈블리 (208) 와 프로세싱 챔버 (212) (예를 들어, 프로세스 스테이션 또는 모듈) 사이에 배치된다. 온도 제어 시스템 (200) 및 매니폴드 어셈블리 (204) 는 기판 지지부 (예를 들어, 페데스탈의 베이스플레이트, ESC, 등) (220) 의 냉각제 채널들 (216) 에 액체 냉각제를 공급한다. 예를 들어, 프로세싱 챔버 (212) 는 기판 지지부 (220) 상에 배치된 기판 상에서 극저온 에칭을 수행하도록 구성된다.
냉각제 어셈블리 (208) 및 매니폴드 어셈블리 (204) 는 극저온 에칭 동안 응결을 최소화하면서 극저온 (cryogenic temperature) (예를 들어, -60 ℃ 이하) 으로 정확한 냉각을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 냉각제 어셈블리 (208) 는 펌프 (224) 및 상이한 온도들의 액체들을 저장하는 하나 이상의 냉각제 저장부들 (228) 을 포함하는 듀얼 채널 칠러로서 구성된다. 냉각제 저장부들 (228) 중 제 1 냉각제 저장부는 제 1 온도 범위 (예를 들어, -60 ℃ 이하로부터 20 ℃까지) 내로 유지되는 액체 냉각제를 저장할 수도 있는 한편, 냉각제 저장부들 (228) 중 제 2 저장부는 제 2 온도 범위 (예를 들어, 20 ℃로부터 80 ℃까지) 내로 유지되는 액체 냉각제를 저장한다. 따라서, 냉각제 어셈블리 (208) 는 저온 측 (예를 들어, 저온 공급 및 리턴 튜빙 (tubing) 을 포함하는 저온 또는 저온-측 채널 (232)) 및 고온 측 (예를 들어, 고온 공급 및 리턴 튜빙을 포함하는 고온 또는 고온-측 채널 (236)) 모두를 통해 매니폴드 어셈블리 (204) 로 냉각제를 제공한다.
매니폴드 어셈블리 (204) 는 집합적으로 용접 블록들 (240) 로서 지칭되는, 제 1 (예를 들어, 저온-측) 용접 블록 (240-1) 및 제 2 (예를 들어, 고온-측) 용접 블록 (240-2) 을 포함한다. 용접 블록 (240-1) 은 저온 채널 공급 튜브 (246) 및 냉각제 채널들 (216) 의 유입구 (248) 와 유체로 연통하는 (in fluid communication) 저온 공급 밸브 (244) 및 저온 채널 리턴 튜브 (256) 및 냉각제 채널들 (216) 의 유출구 (260) 와 유체로 연통하는 저온 리턴 밸브 (252) 를 포함한다. 이 방식으로, 냉각제 어셈블리 (208) 는 용접 블록 (240-1) 의 저온 공급 밸브 (244) 를 통해 저온 액체 냉각제를 제공하고 그리고 저온 액체 냉각제는 용접 블록 (240-1) 의 저온 리턴 밸브 (252) 를 통해 냉각제 어셈블리 (208) 로 리턴한다. 일부 예들에서, 액체 냉각제가 냉각제 채널들 (216) 에 공급되지 않을 때 (즉, 저온 공급 밸브 (244) 및 저온 리턴 밸브 (252) 가 폐쇄될 때) 온도 및 압력 일관성을 유지하기 위해 액체 냉각제로 하여금 냉각제 어셈블리 (208) 내외로 흐르게 하도록, 저온 바이패스 밸브 (262) 는 저온 공급 밸브 (244) 의 유입구와 저온 리턴 밸브 (252) 의 유출구 사이에 연결된다.
반대로, 용접 블록 (240-2) 은 고온 채널 공급 튜브 (266) 및 냉각제 채널들 (216) 의 유입구 (248) 와 유체로 연통하는 고온 공급 밸브 (264) 및 고온 채널 리턴 튜브 (272) 및 냉각제 채널들 (216) 의 유출구 (260) 와 유체로 연통하는 고온 리턴 밸브 (270) 를 포함한다. 이 방식으로, 냉각제 어셈블리 (208) 는 용접 블록 (240-2) 의 고온 공급 밸브 (264) 를 통해 고온 액체 냉각제를 제공하고 그리고 고온 액체 냉각제는 용접 블록 (240-2) 의 고온 리턴 밸브 (270) 를 통해 냉각제 어셈블리 (208) 로 리턴한다. 일부 예들에서, 고온 바이패스 밸브 (276) 는 고온 공급 밸브 (264) 의 유입구와 고온 리턴 밸브 (270) 의 유출구 사이에 연결된다.
온도 제어기 (280) 는 기판 지지부 (220) 를 목표된 온도로 유지하기 위해 기판 지지부 (220) 로 액체 냉각제를 공급하도록 냉각제 어셈블리 (208) 및 매니폴드 어셈블리 (204) 를 제어한다. 예를 들어, 온도 제어기 (280) 는 목표된 온도를 유지하기 위해 밸브들 (244, 252, 264, 및 270) 을 제어함으로써 선택적으로 저온 채널 (232), 고온 채널 (236) 을 통해 액체 냉각제를 공급하고, 그리고/또는 저온 채널 (232) 및 고온 채널 (236) 로부터 냉각제를 블렌딩한다.
이하에 더 상세히 기술된 바와 같이 적어도 저온 채널 공급 튜브 (246) 및 저온 채널 리턴 튜브 (256) 는 -60 ℃ 이하로 냉각제 온도들을 유지하고 응결을 최소화하도록 컨포멀한 절연체 내에 인클로징된다. 단지 예를 들면, 절연체는 Cryogel Z 절연체를 포함한다. 일부 예들에서, 다른 튜빙 (예를 들어, 유입구 (248) 및 유출구 (260) 에 커플링된 튜빙, 고온 채널 공급 튜브 (266), 고온 채널 리턴 튜브 (272), 등) 이 절연체 내에 인클로징된다.
컨포멀한 절연체로 구성된 절연성 하우징 (예를 들어, 절연 층, 블랭킷, 등) (284) 은 저온-측 용접부 블록 (240-1) 을 인클로징한다. 갭 또는 캐비티 (도 2에 미도시; 이하에 더 상세히 기술됨) 가 절연체 및 용접 블록 (240-1) 내에 규정된다. 예를 들어, 캐비티는 저온 공급 밸브 (244), 저온 리턴 밸브 (252), 및 저온 바이패스 밸브 (262) 주변 및/또는 사이에 규정된다. 캐비티는 용접 블록 및 밸브들 상의 응결을 방지 및/또는 제거하기 위해 극저온 에칭 동안 (예를 들어, 압축된 건조 공기를 사용하여) 능동적으로 퍼지될 수도 있다. 예를 들어, 절연성 하우징 (284) 내에 규정된 캐비티와 유체로 연통하는 퍼지 어셈블리 (예를 들어, 퍼지 가스 소스, 퍼지 밸브, 등) (286) 는 응결을 퍼지하기 위해 캐비티 내로 퍼지 가스 (예를 들어, 클린 건조 공기) 를 선택적으로 흘리도록 구성된다. 퍼지 어셈블리 (286) 는 온도 제어기 (280), 시스템 제어기 (160) 등에 응답할 수도 있다. 퍼지 가스 및 응결은 대기와 연통하는 퍼지 벤트 또는 유출구 (288) 를 통해 절연성 하우징 (284) 으로부터 벤팅된다 (vent).
이제 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 및 도 3e를 참조하면, 본 개시에 따른 예시적인 매니폴드 어셈블리 (300) 가 도시된다. 도 3a는 매니폴드 어셈블리 (300) 의 평면도이다. 도 3b는 매니폴드 어셈블리 (300) 의 등각도이다. 도 3c는 매니폴드 어셈블리 (300) 의 측단면도이다. 매니폴드 어셈블리 (300) 는 (예를 들어, 저온-측 채널 (232), 저온-측 용접 블록 (240-1), 등에 대응하여) 저온 측 (304) 및 (예를 들어, 고온-측 채널 (236), 고온-측 용접 블록 (240-1) 에 대응하여) 고온 측 (308) 을 포함한다. 예를 들어, 매니폴드 어셈블리 (300) 의 저온 측 (304) 은 저온 채널 공급 튜브 (312) 및 저온 채널 리턴 튜브 (314) 를 포함한다. 매니폴드 어셈블리 (300) 의 고온 측 (308) 은 고온 채널 공급 튜브 (316) 및 고온 채널 리턴 튜브 (318) 를 포함한다. 공급 튜브 (320) 는 (예를 들어, 유입구 (248) 를 통해) 매니폴드 어셈블리 (300) 로부터 기판 지지부의 냉각제 채널들로 냉각제를 공급한다. 리턴 튜브 (322) 는 (예를 들어, 유출구 (260) 를 통해) 매니폴드 어셈블리 (300) 로 냉각제를 리턴한다.
튜브들 (312, 314, 316, 318, 320, 및 322) 각각은 스테인리스 스틸로 구성될 수도 있고 그리고 컨포멀한 절연체 (324) 내에 인클로징된다. 예를 들어, 컨포멀한 절연체 (324) 는 이하에 더 상세히 기술된 바와 같이, 절연성 재료 (insulative material) 의 하나 이상의 층들을 포함한다. 매니폴드 어셈블리 (300) 는 또한 절연체의 하나 이상의 층들로 구성된 절연성 하우징 (328) 내에 인클로징된다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 절연성 하우징 (328) 은 저온-측 용접 블록 (332), 고온-측 용접 블록 (미도시), 및 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 를 인클로징한다. 절연성 하우징 (328) 내에 인클로징된 매니폴드 어셈블리 (300) 의 부분들은 대기로부터 시일링된다 (seal).
도시된 바와 같이, 절연성 하우징 (328) 은 고온-측 밸브 어셈블리 (340) 를 인클로징하지 않는다. 예를 들어, 절연성 하우징 (328) 은 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 를 별개로 인클로징하는 구획 또는 연장부 (344) (도 3d 및 도 3e에 더 상세히 도시됨) 를 포함한다. 이 방식으로, 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 는 냉각제 온도들을 유지하고 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 상의 응결을 최소화하도록 고온-측 밸브 어셈블리 (340) 로부터 격리된다.
캐비티 (346) 는 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 의 컴포넌트들 (예를 들어, 밸브들) 주변 및 사이에 절연성 하우징 (328) 의 연장부 (344) 내에 규정된다. 퍼지 유입구 (348) 및 퍼지 유출구 또는 벤트 (350) 는 캐비티 (346) 와 유체로 연통한다. 따라서, 도 2에 상기 기술된 바와 같이 캐비티 (346) 는 캐비티 (346) 내로부터 응결을 방지 및/또는 제거하기 위해 극저온 에칭 동안 (예를 들어, 압축된 건조 공기 (352) 를 사용하여) 능동적으로 퍼지될 수도 있다. 예를 들어, 압축된 건조 공기 (352) 를 캐비티 (346) 내로 흘리는 것은 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 의 외부 표면을 퍼지한다. 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 가 없는 캐비티 (346) 가 도 3e에 도시된다.
컨포멀한 절연체 (324) 및 절연성 하우징 (328) 은 온도가 감소함에 따라 감소하는 매우 낮은 열 전도도를 갖는 컨포멀한 (예를 들어, 가요성 또는 반-가요성인) 절연성 재료의 하나 이상의 층들을 각각 포함한다. 예를 들어, 절연성 재료는 100 ℃에서 18 ㎽/m·K 미만, 실온에서 14 내지 18 ㎽/m·K, 및 -60 ℃에서 14 ㎽/m·K 이하의 열 전도도를 갖는다. 단지 예를 들면, 절연성 재료는 Cryogel Z 블랭킷 또는 막을 포함한다.
컨포멀한 절연체 (324) 는 절연성 재료와 증기 배리어 (예를 들어, 증기 배리어 테이프) 의 교번하는 층들과 같은, 복수의 층들에 도포될 수도 있다. 예를 들어, 절연성 재료의 제 1 층은 대응하는 튜브에 인접하게 배치될 (dispose) 수도 있고, 증기 배리어 테이프의 제 1 층은 절연성 재료의 제 1 층 상에 배치되고, 절연성 재료의 제 2 층은 증기 배리어 테이프의 제 1 층 상에 배치되는 등을 한다. 일 예에서, 컨포멀한 절연체 (324) 는 증기 배리어 테이프의 층들과 교번하는 적어도 3 개의 절연성 재료의 층들을 포함한다. 절연성 재료의 층 각각은 10 ㎜ 이하 (예를 들어, 5 ㎜) 의 두께를 가질 수도 있다.
유사하게, 절연성 하우징 (328) 은 증기 배리어 테이프의 층들과 교번하는 절연성 재료의 복수의 층들 (예를 들어, 증기 배리어 테이프의 층들과 교번하는 적어도 3 개의 절연성 재료 층들) 을 사용하여 형성된다. 절연성 하우징 (328) 내의 구조적 컴포넌트들 사이의 갭들 (예를 들어, 용접부들, 튜빙, 등 주변 및 사이의 갭들) 은 에어로겔과 같은 절연성 겔로 충진될 수도 있다. 반대로, 절연성 하우징 (328) 의 연장부 (344) 는 또한 상기 기술된 바와 같이 캐비티 (346) 를 규정하면서 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 를 인클로징하도록 성형된다. 즉, 연장부의 절연성 재료는 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 에 정확하게 컨포멀하지 (conform) 않고 (즉, 갭들을 갖지 않고) 그리고 캐비티 (346) 는 또 다른 재료로 충진되지 않는다. 이 방식으로, 캐비티 (346) 는 상기 기술된 바와 같이 저온-측 밸브 어셈블리 (336) 의 표면들의 퍼징을 용이하게 한다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들 (teachings) 은 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 (digital signal processors; DSPs), 주문형 반도체 (Application Specific Integrated Circuits; ASICs) 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.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 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, 공통 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 이산 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 원격으로 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
제한 없이, 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 (chemical vapor deposition; CVD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 증착 (atomic layer deposition; 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.
상기 주지된 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 (21)

  1. 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버를 위한 매니폴드 어셈블리에 있어서,
    매니폴드로서,
    냉각제 어셈블리의 제 1 채널로부터 프로세싱 챔버로 제 1 온도로 액체 냉각제를 흘리도록 구성된 제 1 밸브 어셈블리로서, 상기 제 1 밸브 어셈블리는 극저온 (cryogenic temperature) 으로 상기 액체 냉각제를 흘리도록 구성되는, 상기 제 1 밸브 어셈블리;
    상기 제 1 밸브 어셈블리와 연관된 튜빙 (tubing) 을 포함하는 제 1 용접 블록,
    상기 냉각제 어셈블리의 제 2 채널로부터 상기 프로세싱 챔버로 제 2 온도로 상기 액체 냉각제를 흘리도록 구성된 제 2 밸브 어셈블리로서, 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 더 높은, 상기 제 2 밸브 어셈블리, 및
    상기 제 2 밸브 어셈블리와 연관된 튜빙을 포함하는 제 2 용접 블록을 포함하는, 상기 매니폴드; 및
    상기 제 1 밸브 어셈블리, 상기 제 1 용접 블록, 및 상기 제 2 용접 블록을 인클로징하는 (enclose) 절연성 하우징을 포함하고,
    상기 절연성 하우징은 절연성 재료 (insulative material) 의 복수의 층들로 구성되는, 매니폴드 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (i) 상기 제 1 밸브 어셈블리는 상기 프로세싱 챔버로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 (arrange) 저온 (cold) 공급 밸브, 상기 프로세싱 챔버로부터 상기 액체 냉각제를 수용하도록 구성된 저온 리턴 밸브, 및 상기 저온 공급 밸브의 유입구 및 상기 저온 리턴 밸브의 유출구와 유체로 연통하는 (in fluid communication) 저온 바이패스 (bypass) 밸브를 포함하고, 그리고 (ii) 상기 제 2 밸브 어셈블리는 상기 프로세싱 챔버로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 고온 (hot) 공급 밸브, 상기 프로세싱 챔버로부터 상기 액체 냉각제를 수용하도록 구성된 고온 리턴 밸브, 및 상기 고온 공급 밸브의 유입구 및 상기 고온 리턴 밸브의 유출구와 유체로 연통하는 고온 바이패스 밸브를 포함하는, 매니폴드 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각제 어셈블리로부터 상기 제 1 밸브 어셈블리로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 1 공급 튜브, 상기 제 1 밸브 어셈블리로부터 상기 냉각제 어셈블리로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 1 리턴 튜브, 상기 냉각제 어셈블리로부터 상기 제 2 밸브 어셈블리로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 2 공급 튜브, 및 상기 제 2 밸브 어셈블리로부터 상기 냉각제 어셈블리로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 2 리턴 튜브를 더 포함하는, 매니폴드 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 공급 튜브, 상기 제 1 리턴 튜브, 상기 제 2 공급 튜브, 및 상기 제 2 리턴 튜브는 상기 절연성 재료의 복수의 층들로 구성된 컨포멀한 절연체 (conformal insulation) 내에 인클로징되는 (enclose), 매니폴드 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 재료의 상기 복수의 층들은 증기 배리어의 복수의 층들과 교번하는, 매니폴드 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 재료의 상기 복수의 층들 각각은 10 ㎜ 이하의 두께를 갖는, 매니폴드 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 하우징은 상기 제 1 밸브 어셈블리를 인클로징하지만 상기 제 2 밸브 어셈블리를 인클로징하지 않는 연장부를 포함하는, 매니폴드 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 제 1 밸브 어셈블리의 밸브들 사이 및 주변 중 적어도 하나에 캐비티를 포함하는, 매니폴드 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 캐비티와 유체로 연통하는 퍼지 유입구 및 퍼지 유출구를 포함하는, 매니폴드 어셈블리.
  10. 제 9 항에 기재된 매니폴드 어셈블리를 포함하고 그리고 상기 퍼지 유입구와 연통하는 퍼지 어셈블리를 더 포함하는, 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 퍼지 어셈블리는 상기 제 1 밸브 어셈블리의 표면들로부터 응결을 선택적으로 퍼지하도록 구성되는, 시스템.
  12. 제 1 항에 기재된 매니폴드 어셈블리를 포함하고 그리고 상기 매니폴드 어셈블리와 유체로 연통하는 냉각제 채널을 포함하는 기판 지지부를 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 극저온은 -60 ℃ 이하이고 그리고 상기 절연성 재료는 -60 ℃에서 14 ㎽/m·K 미만의 열 전도도를 갖는, 매니폴드 어셈블리.
  14. 극저온 에칭 (cryogenic etching) 을 수행하도록 구성된 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템에 있어서,
    (i) 제 1 채널을 통해 제 1 온도로 액체 냉각제를 제공하고 그리고 (ii) 제 2 채널을 통해 제 2 온도로 액체 냉각제를 제공하도록 구성된 냉각제 어셈블리; 및
    매니폴드 어셈블리를 포함하고, 상기 매니폴드 어셈블리는,
    상기 제 1 채널로부터 프로세싱 챔버로 극저온인 상기 제 1 온도로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 1 공급 밸브로서, 상기 제 1 공급 밸브,
    상기 제 1 채널을 통해 상기 프로세싱 챔버로부터 상기 냉각제 어셈블리로 상기 액체 냉각제를 리턴하도록 구성된 제 1 리턴 밸브,
    상기 제 2 채널로부터 상기 프로세싱 챔버로 상기 제 1 온도보다 더 높은 상기 제 2 온도로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 2 공급 밸브, 및
    상기 제 2 채널을 통해 상기 프로세싱 챔버로부터 상기 냉각제 어셈블리로 상기 액체 냉각제를 리턴하도록 구성된 제 2 리턴 밸브를 포함하는, 온도 제어 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 극저온은 -60 ℃ 이하이고, 상기 온도 제어 시스템은 상기 제 1 공급 밸브 및 상기 제 1 리턴 밸브를 인클로징하는 절연성 하우징을 더 포함하고, 상기 절연성 하우징은 -60 ℃에서 14 ㎽/m·K 미만의 열 전도도를 갖는 절연성 재료의 복수의 층들로 구성되는, 온도 제어 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연성 하우징은 상기 절연성 재료의 상기 복수의 층들과 교번하는 증기 배리어의 복수의 층들을 포함하는, 온도 제어 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연성 재료의 상기 복수의 층들 각각은 10 ㎜ 이하의 두께를 갖는, 온도 제어 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 냉각제 어셈블리로부터 상기 제 1 공급 밸브로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 1 공급 튜브;
    상기 제 1 리턴 밸브로부터 상기 냉각제 어셈블리로 상기 액체 냉각제를 리턴하도록 구성된 제 1 리턴 튜브;
    상기 냉각제 어셈블리로부터 상기 제 2 공급 밸브로 상기 액체 냉각제를 공급하도록 구성된 제 2 공급 튜브; 및
    상기 제 2 리턴 밸브로부터 상기 냉각제 어셈블리로 상기 액체 냉각제를 리턴하도록 구성된 제 2 리턴 튜브를 더 포함하고,
    상기 제 1 공급 튜브, 상기 제 1 리턴 튜브, 상기 제 2 공급 튜브, 및 상기 제 2 리턴 튜브는 상기 절연성 재료의 복수의 층들로 구성된 컨포멀한 절연체 내에 인클로징되는, 온도 제어 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연성 하우징은 상기 제 1 공급 밸브와 상기 제 1 리턴 밸브 사이 및 주변 중 적어도 하나에 규정된 캐비티를 포함하는, 온도 제어 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 절연성 하우징 내의 퍼지 유입구를 통해 상기 캐비티와 유체로 연통하는 퍼지 어셈블리를 더 포함하고, 상기 퍼지 어셈블리는 상기 제 1 공급 밸브 및 상기 제 1 리턴 밸브의 표면들로부터 응결을 퍼지하도록 구성되는, 온도 제어 시스템.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 공급 밸브의 유입구 및 상기 제 1 리턴 밸브의 유출구와 유체로 연통하는 제 1 바이패스 밸브; 및
    상기 제 2 공급 밸브의 유입구 및 상기 제 2 리턴 밸브의 유출구와 유체로 연통하는 제 2 바이패스 밸브를 더 포함하는, 온도 제어 시스템.
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