KR20240021679A - 기판 운동 방지를 위한 전면 및 후면 압력 모니터링 - Google Patents

기판 운동 방지를 위한 전면 및 후면 압력 모니터링 Download PDF

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KR20240021679A
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송치 가오
군 헝 웡
잭 첸
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

압력 제어 시스템은 제 1 센서, 제 2 센서, 배기 밸브 및 제어기를 포함한다. 제 1 센서는 프로세싱 챔버 내에서 전면 압력을 검출하도록 구성된다. 전면 압력은 프로세싱 챔버 내 기판 지지부 상에 배치된 (dispose) 기판 상의 하향력을 나타낸다. 제 2 센서는 기판의 후면 상의 후면 압력을 검출하도록 구성된다. 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 프로세싱 챔버의 전면 압력을 감소시키도록 배기 밸브를 제어하고; 그리고 프로세싱 챔버의 전면 압력의 감소로부터 가스의 제거 동안 그리고 전면 압력 및 후면 압력에 기초하여, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되지 않도록 배기 밸브의 개방을 조절하도록 구성된다.

Description

기판 이동 (movement) 방지를 위한 전면 및 후면 압력 모니터링
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들에 관한 것이고, 보다 구체적으로 기판 이동 방지를 위한 압력 제어 시스템들에 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 웨이퍼와 같은 기판 상의 막을 증착, 에칭, 애시, 세정 또는 달리 막의 처리를 수행하도록 사용될 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템들은 통상적으로 프로세싱 챔버, 가스 분배 디바이스 및 기판 지지 어셈블리를 포함한다. 프로세싱 동안, 기판은 기판 지지 어셈블리 상에 배치된다. 상이한 가스 혼합물들이 프로세싱 챔버 내로 도입될 수도 있다. 무선 주파수 (RF) 플라즈마 및/또는 열은 화학 반응들을 활성화하기 위해 사용될 수도 있다.
프로세싱 전에, 기판은 프로세싱 챔버 내로 이송되고 기판 지지부의 리프트 핀들 상에 배치된다. 이어서 리프트 핀들은 기판 지지부의 바디 상에 기판을 배치하도록 하강된다. 프로세싱 챔버는 프로세스 레시피에 따라 가압된다. 프로세싱에 후속하여, 기판은 리프트 핀들을 통해 기판 지지부로부터 리프팅되고 이어서 프로세싱 챔버가 감압된다. 기판은 감압 후에 프로세싱 챔버로부터 제거된다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2021년 6월 14일에 출원된 미국 가출원 번호 제 63/210,444 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
압력 제어 시스템이 제공되고 제 1 센서, 제 2 센서, 배기 밸브 및 제어기를 포함한다. 제 1 센서는 프로세싱 챔버 내에서 전면 압력을 검출하도록 구성된다. 전면 압력은 프로세싱 챔버 내 기판 지지부 상에 배치된 (dispose) 기판 상의 하향력을 나타낸다. 제 2 센서는 기판의 후면 상의 후면 압력을 검출하도록 구성된다. 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 프로세싱 챔버의 전면 압력을 감소시키도록 배기 밸브를 제어하고; 그리고 프로세싱 챔버의 전면 압력의 감소로부터 가스의 제거 동안 그리고 전면 압력 및 후면 압력에 기초하여, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되지 않도록 배기 밸브의 개방을 조절하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 전면 압력의 감소 동안, 압력 차 값을 제공하기 위해 전면 압력을 후면 압력과 비교하고; 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하거나 압력 차 값이 제 2 문턱 값 이하일 때, 배기 밸브를 제 1 개방 상태로부터 제 1 개방 상태보다 더 폐쇄된 상태인 제 2 개방 상태로 전이하고; 그리고 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하지 않거나 압력 차 값이 제 2 문턱 값 초과일 때, 배기 밸브를 제 1 개방 상태로부터 제 1 개방 상태보다 더 개방된 상태인 제 3 개방 상태로 전이하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 전면 압력이 후면 압력 이하일 때 배기 밸브를 폐쇄하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 기판을 프로세싱하는 동안 또는 프로세싱 후 중 적어도 하나에서 배기 밸브의 개방을 조절하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 압력 제어 시스템은 후면 밸브를 더 포함한다. 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 프로세싱 동안 기판의 후면으로부터 가스를 연속적으로 인출하기 위해 후면 밸브를 개방하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 제어기는 적어도 전면 압력과 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하도록 배기 밸브를 조절하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는, 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 전면 압력의 감소 동안, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되는 것을 방지하는 것 또는 적어도 전면 압력과 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하는 것 중 적어도 하나 동안 프로세싱 챔버의 감압 레이트를 최대화하기 위해 배기 밸브의 개방을 최대화하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 전면 압력의 감소 동안, 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만인지 여부를 결정하고; 그리고 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만일 때, 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 리프트 핀들을 작동시키도록 구성된다. 다른 특징들에서, 미리 결정된 압력은 4 내지 5 Torr이다.
다른 특징들에서, 제어기는 제 1 전면 압력을 제공하도록 프로세싱 챔버를 가압하고; 레시피의 제 1 부분에 따라 기판을 프로세싱하고; 제 1 전면 압력보다 낮은 제 2 전면 압력을 제공하도록 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고; 그리고 레시피의 제 2 부분에 따라 기판을 프로세싱하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 제 1 전면 압력은 4 내지 5 Torr보다 더 크다.
다른 특징들에서, 기판 지지부는 기판 지지부 상의 제자리에 기판을 홀딩하도록 기계적 컴포넌트들 및 전기적 컴포넌트들이 없다. 제어기는 프로세싱 챔버를 가압함으로써 기판이 기판 지지부 상에서 이동하는 것을 방지하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 기판 지지부는 정전 척 (electrostatic chuck) 으로 구현된다. 제어기는 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 전면 압력의 감소 동안, 기판을 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 리프팅하기 전에 기판의 정전 클램핑을 중단하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 프로세싱 챔버를 적어도 부분적으로 감압하기 위해 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 제어기는 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 프로세싱 챔버의 전면 압력을 미리 결정된 압력 미만으로 감소시키도록 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 압력 제어 시스템은 펌프를 더 포함한다. 제어기는 프로세싱 챔버를 감압하도록 프로세싱 챔버로부터 가스를 인출하도록 펌프를 작동시키도록 구성된다.
다른 특징들에서, 압력 제어 시스템은 프로세싱 챔버로부터 펌프로 연장하는 배기 라인; 기판 지지부의 바디의 채널로부터 배기 라인으로 연장하는 후면 라인; 및 후면 라인에 연결되고 후면 라인을 통한 가스의 플로우를 제어하도록 구성된 후면 밸브를 더 포함한다. 배기 밸브는 후면 라인으로부터 업스트림의 배기 라인에 부착된다. 다른 특징들에서, 후면 센서는 후면 라인 내의 압력을 검출한다.
다른 특징들에서, 압력 제어 시스템을 동작시키는 방법이 제공된다. 방법은, 프로세싱 챔버 내에서 전면 압력을 검출하는 단계로서, 전면 압력은 프로세싱 챔버 내 기판 지지부 상에 배치된 기판 상의 하향력을 나타내는, 전면 압력 검출 단계; 기판의 후면 상의 후면 압력을 검출하는 단계; 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 프로세싱 챔버의 전면 압력을 감소시키도록 배기 밸브를 제어하는 단계; 및 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 전면 압력의 감소 동안 그리고 전면 압력 및 후면 압력에 기초하여, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되지 않도록 배기 밸브의 개방을 조절하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 전면 압력의 감소 동안, 압력 차 값을 제공하기 위해 전면 압력을 후면 압력과 비교하는 단계; 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하거나 압력 차 값이 제 2 문턱 값 이하일 때, 배기 밸브를 제 1 개방 상태로부터 제 1 개방 상태보다 더 폐쇄된 상태인 제 2 개방 상태로 전이하는 단계; 및 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하지 않거나 압력 차 값이 제 2 문턱 값 초과일 때, 배기 밸브를 제 1 개방 상태로부터 제 3 개방 상태로 전이하는 단계를 더 포함한다. 제 3 개방 상태는 제 1 개방 상태보다 더 개방된 상태이다.
다른 특징들에서, 방법은 전면 압력이 후면 압력 이하일 때 배기 밸브를 폐쇄하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하는 단계 및 기판 프로세싱 동안 또는 기판 프로세싱 후 중 적어도 하나에서 배기 밸브의 개방을 조절하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 프로세싱 동안 기판의 후면으로부터 가스를 연속적으로 인출하도록 후면 밸브를 개방하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 방법은 적어도 전면 압력과 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하도록 배기 밸브를 조절하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 전면 압력의 감소 동안, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되는 것을 방지하는 것 또는 적어도 전면 압력과 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하는 것 중 적어도 하나 동안 프로세싱 챔버의 감압 레이트를 최대화하기 위해 배기 밸브의 개방을 최대화하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 전면 압력의 감소 동안, 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만인지 여부를 결정하는 단계; 및 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만일 때, 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 리프트 핀들을 작동시키는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 미리 결정된 압력은 4 내지 5 Torr이다.
다른 특징들에서, 방법은 제 1 전면 압력을 제공하도록 프로세싱 챔버를 가압하는 단계; 레시피의 제 1 부분에 따라 기판을 프로세싱하는 단계; 프로세싱 챔버를 감압하고 제 1 전면 압력보다 낮은 제 2 전면 압력을 제공하도록 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하는 단계; 및 레시피의 제 2 부분에 따라 기판을 프로세싱하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 제 1 전면 압력은 4 내지 5 Torr보다 더 크다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버를 가압함으로써 기판이 기판 지지부 상에서 이동하는 것을 방지하는 단계를 더 포함한다. 기판 지지부는 기판을 기판 지지부 상의 제자리에 홀딩하기 위한 기계적 및 전기적 컴포넌트들이 없다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 프로세싱 챔버의 전면 압력의 감소 동안, 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하기 전에 기판의 정전 클램핑을 중단하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 방법은 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 프로세싱 챔버를 적어도 부분적으로 감압하기 위해 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 프로세싱 챔버의 전면 압력을 미리 결정된 압력 미만으로 감소시키기 위해 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버를 감압하도록 프로세싱 챔버로부터 가스를 인출하도록 펌프를 구동하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 압력 제어 시스템이 제공되고 제 1 센서, 제 2 센서, 배기 밸브 및 제어기를 포함한다. 제 1 센서는 프로세싱 챔버 내에서 전면 압력을 검출하도록 구성된다. 전면 압력은 프로세싱 챔버 내 기판 지지부 상에 배치된 (dispose) 기판 상의 하향력을 나타낸다. 제 2 센서는 기판의 후면 상의 후면 압력을 검출하도록 구성된다. 제어기는 프로세싱 챔버를 감압하도록 배기 밸브를 제어하고; 그리고 프로세싱 챔버의 감압 동안 그리고 전면 압력 및 후면 압력에 기초하여, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되지 않도록 배기 밸브의 포지션을 조절하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버의 감압 동안, 압력 차 값을 제공하기 위해 전면 압력을 후면 압력과 비교하고; 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하거나 압력 차 값이 제 2 문턱 값 이하일 때, 배기 밸브를 제 1 포지션으로부터 제 1 포지션보다 더 폐쇄된 포지션인 제 2 포지션으로 전이하고; 그리고 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하지 않거나 압력 차 값이 제 2 문턱 값 초과일 때, 배기 밸브를 제 1 포지션으로부터 제 1 포지션보다 더 개방된 포지션인 제 3 포지션으로 전이하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 전면 압력이 후면 압력 이하일 때 배기 밸브를 폐쇄하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버를 감압하고 기판을 프로세싱하는 동안 또는 프로세싱 후 중 적어도 하나에서 배기 밸브의 포지션을 조절하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 압력 제어 시스템은 후면 밸브를 더 포함한다. 제어기는 프로세싱 챔버의 프로세싱 및 감압 동안 기판의 후면으로부터 가스를 연속적으로 인출하도록 후면 밸브를 개방하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 제어기는 적어도 전면 압력과 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하도록 배기 밸브를 조절하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는, 프로세싱 챔버의 감압 동안, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되는 것을 방지하는 것 또는 적어도 전면 압력과 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하는 것 중 적어도 하나 동안 프로세싱 챔버의 감압 레이트를 최대화하기 위해 배기 밸브의 개방을 최대화하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 프로세싱 챔버의 감압 동안, 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만인지 여부를 결정하고; 그리고 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만일 때, 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 리프트 핀들을 작동시키도록 구성된다. 다른 특징들에서, 미리 결정된 압력은 4 내지 5 Torr이다.
다른 특징들에서, 제어기는 제 1 전면 압력을 제공하도록 프로세싱 챔버를 가압하고; 레시피의 제 1 부분에 따라 기판을 프로세싱하고; 제 1 전면 압력보다 낮은 제 2 전면 압력을 제공하도록 프로세싱 챔버를 감압하고; 그리고 레시피의 제 2 부분에 따라 기판을 프로세싱하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 제 1 전면 압력은 4 내지 5 Torr보다 더 크다.
다른 특징들에서, 기판 지지부는 기판을 기판 지지부 상의 제자리에 홀딩하기 위한 기계적 컴포넌트들 및 전기적 컴포넌트들이 없고, 제어기는 프로세싱 챔버를 가압함으로써 기판이 기판 지지부 상에서 이동하는 것을 방지하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 기판 지지부는 정전 척 (electrostatic chuck) 으로 구현된다. 제어기는 프로세싱 챔버의 감압 동안, 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하기 전에 기판의 정전 클램핑을 중단하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제어기는 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 프로세싱 챔버를 적어도 부분적으로 감압하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 제어기는 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 미리 결정된 압력 미만으로 프로세싱 챔버를 감압하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 압력 제어 시스템은 펌프를 더 포함한다. 제어기는 프로세싱 챔버를 감압하도록 프로세싱 챔버로부터 가스를 인출하도록 펌프를 작동시키도록 구성된다.
다른 특징들에서, 압력 제어 시스템은 프로세싱 챔버로부터 펌프로 연장하는 배기 라인; 기판 지지부의 바디의 채널로부터 배기 라인으로 연장하는 후면 라인; 및 후면 라인에 연결되고 후면 라인을 통한 가스의 플로우를 제어하도록 구성된 후면 밸브를 더 포함한다. 배기 밸브는 후면 라인으로부터 업스트림의 배기 라인에 부착된다. 다른 특징들에서, 후면 센서는 후면 라인 내의 압력을 검출한다.
다른 특징들에서, 압력 제어 시스템을 동작시키는 방법이 제공된다. 방법은, 프로세싱 챔버 내에서 전면 압력을 검출하는 단계로서, 전면 압력은 프로세싱 챔버 내 기판 지지부 상에 배치된 기판 상의 하향력을 나타내는, 전면 압력 검출 단계; 기판의 후면 상의 후면 압력을 검출하는 단계; 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 프로세싱 챔버를 감압하도록 배기 밸브를 제어하는 단계; 및 프로세싱 챔버의 감압 동안 그리고 전면 압력 및 후면 압력에 기초하여, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되지 않도록 배기 밸브의 포지션을 조절하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버의 감압 동안, 압력 차 값을 제공하기 위해 전면 압력을 후면 압력과 비교하는 단계; 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하거나 압력 차 값이 제 2 문턱 값 이하일 때, 배기 밸브를 제 1 포지션으로부터 제 1 포지션보다 더 폐쇄된 포지션인 제 2 포지션으로 전이하는 단계; 및 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하지 않거나 압력 차 값이 제 2 문턱 값 초과일 때, 배기 밸브를 제 1 포지션으로부터 제 1 포지션보다 더 개방된 포지션인 제 3 포지션으로 전이하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 전면 압력이 후면 압력 이하일 때 배기 밸브를 폐쇄하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버를 감압하는 단계 및 기판 프로세싱 동안 또는 기판 프로세싱 후 중 적어도 하나에서 배기 밸브의 포지션을 조절하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버의 감압 및 프로세싱 동안 기판의 후면으로부터 가스를 연속적으로 인출하도록 후면 밸브를 개방하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 방법은 적어도 전면 압력과 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하도록 배기 밸브를 조절하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버의 감압 동안, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되는 것을 방지하는 것 또는 적어도 전면 압력과 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하는 것 중 적어도 하나 동안 프로세싱 챔버의 감압 레이트를 최대화하기 위해 배기 밸브의 개방을 최대화하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버의 감압 동안, 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만인지 여부를 결정하는 단계; 및 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만일 때, 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 리프트 핀들을 작동시키는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 미리 결정된 압력은 4 내지 5 Torr이다.
다른 특징들에서, 방법은 제 1 전면 압력을 제공하도록 프로세싱 챔버를 가압하는 단계; 레시피의 제 1 부분에 따라 기판을 프로세싱하는 단계; 제 1 전면 압력보다 낮은 제 2 전면 압력을 제공하도록 프로세싱 챔버를 감압하는 단계; 및 레시피의 제 2 부분에 따라 기판을 프로세싱하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 제 1 전면 압력은 4 내지 5 Torr보다 더 크다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버를 가압함으로써 기판이 기판 지지부 상에서 이동하는 것을 방지하는 단계를 더 포함하고, 기판 지지부는 기판 지지부 상의 제자리에 기판을 홀딩하기 위한 기계적 컴포넌트들 및 전기적 컴포넌트들이 없다.
다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버의 감압 동안, 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하기 전에 기판의 정전 클램핑을 중단하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 방법은 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 프로세싱 챔버를 적어도 부분적으로 감압하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하도록 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 미리 결정된 압력 미만으로 프로세싱 챔버를 감압하는 단계를 더 포함한다. 다른 특징들에서, 방법은 프로세싱 챔버를 감압하도록 프로세싱 챔버로부터 가스를 인출하도록 펌프를 구동하는 단계를 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 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 압력 제어 시스템을 포함하는 예시적인 기판 프로세싱 시스템을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 기판 프로세싱 시스템에 사용된 기판 지지 어셈블리 및 리프트 핀들의 예를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시에 따른 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하는 것을 포함하는 프로세싱 챔버 내 압력을 감소시키기 위한 방법을 예시한다.
도 4는 도 3a 및 도 3b의 방법의 부분들을 예시하는 타이밍도 및 플롯이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따라 전통적으로 기판 이동과 연관된 고압으로부터 전이하도록 가스를 제거하는 것을 포함하는 프로세싱 챔버 내 압력을 감소시키기 위한 방법을 예시한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 개시에 따른 프로세싱 챔버를 감압하기 위해 가스의 제거를 포함하는 다중 압력 전이 프로세스를 예시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
프로세싱 전에, 기판은 프로세싱 챔버 내에 그리고 기판 지지부 상에 배치된다 (dispose). 기판 지지부는 기판의 이동 (movement) 을 방지하기 위해 기계적 컴포넌트들 및/또는 전기적 컴포넌트들로 구성되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 기판 지지부는 기판을 홀딩하기 (hold) 위한 기계적 픽스처 (mechanical fixture) 및/또는 기판을 기판 지지부의 바디에 클램핑하기 위한 정전 클램핑 전극들 (electrostatic clamping electrodes) 을 포함하지 않을 수도 있다. 기판은 대신 기판의 대향하는 표면들 사이에 생성된 압력 차로 인해 제자리에 홀딩될 수도 있다. 가스가 프로세싱 챔버 내로 도입되고 프로세싱 챔버 내의 압력이 상승하면, 기판의 하단 측면 상의 압력보다 더 큰 기판의 상단 측면 상의 압력으로 인해, 기판은 이동하지 않는다. 기판의 상단 측면의 압력은 전면 압력으로 지칭되고 기판의 하단 측면 상의 압력은 후면 압력으로 지칭된다. 기판은 진공 하에 있을 때 제공된 기준 압력 (base pressure) 보다 더 높은 전면 압력에서 프로세싱된다.
프로세싱 챔버는 프로세싱 동안 그리고/또는 프로세싱에 후속하여 프로세싱 챔버로부터 기판의 제거 전에 감압될 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 용어들 "감압하다 (depressure)", "감압된 (depressurized)", "감압하는 (depressurizing)" 및 "감압 (depressurization)"은 프로세싱 챔버 내에서 전면 압력 및/또는 후면 압력을 감소시키기 위해 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거를 지칭한다. 예로서, 레시피는 프로세싱 챔버의 감압을 필요로 하는, 고압으로부터 저압으로 감소하도록 전면 압력을 요구할 (call for) 수도 있다. 감압 동안, 전면 압력은 감소된 압력으로 그리고/또는 기준 압력 이상의 저압으로 감소될 수도 있고 또는 기준 압력으로 감소될 수도 있다. 감압 동안, 후면 압력이 전면 압력을 초과하도록 전면 압력이 후면 압력 이하로 (below) 강하할 (drop) 가능성 (chance) 이 있다.
기판의 전면 상의 영역이 감압되는 레이트가 기판의 후면 상의 영역이 감압되는 레이트보다 더 빠르기 때문에 전면 압력은 후면 압력 이하로 강하될 수도 있다. 가스가 프로세싱 챔버로부터 펌핑되는 (pump out) 가스 배기 라인은 통상적으로 가스가 기판의 후면 상의 영역으로부터 인출되는 후면 라인보다 직경 및/또는 단면적이 상당히 크다. 후면 라인을 통한 가스 플로우 레이트 (또는 가스 전도 레이트) 는 가스 배기 라인을 통한 가스 플로우 레이트보다 상당히 더 낮다. 그 결과, 전면 압력은 더 빨리 강하되고 후면 압력 이하로 강하될 수 있다. 전면 압력이 높을수록, 후면 압력 강하가 발생할 가능성이 높다. 더 높은 전면 압력들에서, 후면 압력은 진공에서 기준 압력으로부터 예를 들어 1 내지 2 Torr만큼 높은 압력으로 더 높게 크리프하는 (creep) 경향이 있다. 후면 압력이 전면 압력보다 더 클 때 기판은 미리 결정된 프로세싱 포지션으로부터 이동할 수도 있다. 이러한 이유로, 종래의 기판 프로세싱은, 특히 기판이 언급된 압력 차에 의해서만 제자리에 홀딩될 때, 기판 이동에 연관된 위험으로 인해 감압을 요구하지 않는 레시피들로 제한되었다.
전통적으로 그리고 프로세싱 챔버 내에서 기판을 프로세싱하는 것에 후속하여, 기판 상의 하향 압력을 극복하기 위해 기판 지지부의 리프트 핀들이 상향으로 구동된다. 이는 프로세싱 챔버가 감압되기 전에 발생한다. 프로세싱 챔버 내 압력은 기판 이동을 방지하기 위해 기판이 리프팅될 때까지 기판 상의 하향 압력을 유지하도록 유지된다. 기판이 리프팅될 때, 전면 압력은 기판의 전면과 후면 사이에 더 이상 압력 차가 없도록 신속하게 강하된다. 챔버 내의 가스는 후면 상의 영역으로 이동하여, 전면 및 후면 상의 압력을 균등화한다 (equalize).
프로세싱 동안 전면 압력이 높을수록, 리프트 핀들을 상향으로 구동하고 기판 상의 전면 하향 압력을 극복하기 위해 프로세싱에 후속하여 더 많은 힘이 필요하다. 전면 압력이 높을수록, 기판이 리프팅될 때 기판이 "팝핑 (popping)" 그리고/또는 시프팅될 가능성이 더 크다. 이는 기판이 리프트 핀들 상에서 일시적으로 호핑 오프 (hopping off) 및/또는 시프팅하는 것을 발생시키는 압력 차의 신속한 변화 때문이다. 높은 전면 압력은 기판 상에 높은 하향력을 유발하고 기계적 리프트 핀 상승 동작 동안 기판은 기판 지지부의 바디의 상단 표면에 대해 "팝핑" 또는 슬라이딩한다. 또한, 프로세싱 챔버 압력이 높을수록, 리프팅될 때 기판의 이동이 더 커진다. 이 이동은 일관되지 않고 상이한 방향일 수 있다. 고압에서의 프로세싱의 결과로서 기판 이동의 가능성 때문에, 프로세싱 압력들은 통상적으로 미리 결정된 압력 문턱 값 (예를 들어, 4 내지 5 Torr) 미만으로 제한된다. 미리 결정된 압력 문턱 값 이하에서, 기판은 기판을 리프팅할 때 팝핑을 경험하지 않는 경향이 있고 통상적으로 포지션의 시프팅이 무시할 만하거나 전혀 없다. 그러나, 챔버 압력이 미리 결정된 압력 문턱 값 이상으로 상승함에 따라, 기판 이동량은 증가한다.
본 명세서에 제시된 예들은 프로세싱 동안 그리고 프로세싱 후에 기판의 전면과 후면 사이의 압력 차를 유지하는 것을 포함하는 프로세싱 챔버의 제어된 신속한 펌프 다운을 제공하는 것을 포함한다. 압력 차는 전면 압력이 후면 압력보다 더 크게 한다. 제어된 신속한 펌프 다운은 프로세싱 동안 그리고 프로세싱 후 기판 이동을 방지한다. 이는 기판의 이동 위험이 있는, 제어되지 않은 신속한 펌프 다운과는 다르다. 프로세싱 동안 그리고 프로세싱에 후속하여 이 압력 차를 유지함으로써, 대응하는 프로세싱 챔버는 신속하게 감압될 수 있고, 이는 프로세싱과 연관된 시간을 감소시키고 증가된 쓰루풋을 허용한다. 일 실시 예에서, 감압의 레이트는 초과된다면 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되고 웨이퍼 "슬라이드" 이벤트를 유발하는 최대 레이트로 상승된다. 프로세싱 챔버의 감압은 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 기판을 리프팅하기 전에 발생할 수 있고, 이는 프로세싱 챔버로 하여금 더 짧은 시간 기간 내에 감압되게 한다.
도 1은 압력 제어 시스템 (102) 을 포함하는 예시적인 기판 프로세싱 시스템 (100) 을 도시한다. 압력 제어 시스템 (102) 은 기판 (104) 의 전면 압력 (P1로 지정됨) 과 후면 압력 (P2로 지정됨) 사이의 압력 차를 제어한다. 압력 제어 시스템 (102) 은 기판 (104) 의 프로세싱 전, 프로세싱 동안, 그리고 프로세싱에 후속하여 압력 차를 제어할 수도 있다.
기판 프로세싱 시스템 (100) 은 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 일부 컴포넌트들을 둘러싸고 (enclose) (사용된다면) RF 플라즈마를 담는 프로세싱 챔버 (106) 를 더 포함한다. 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 가스 분배 플레이트 (gas distribution plate; GDP) (108) (때때로 샤워 헤드로 지칭됨) 및 기판 지지부 (110) 를 포함한다. 기판 (104) 이 기판 지지부 (110) 상에 배치된다. GDP (108) 는 기판 (104) 의 프로세싱 동안 프로세스 가스들을 도입하고 분배한다.
플라즈마가 사용된다면, 플라즈마는 직접 또는 리모트 플라즈마일 수 있다. 이 예에서, RF 생성 시스템 (120) 이 RF 전압을 생성하고, GDP (108) 또는 기판 지지부 (110) 로 RF 전압을 출력한다 (다른 하나는 DC 접지되거나, AC 접지되거나, 플로팅될 수도 있다). 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (120) 은 매칭 네트워크 (124) 에 의해 GDP (108) 또는 기판 지지부 (110) 에 피딩되는 (feed) RF 전압을 생성하는, RF 전압 생성기 (122) 를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 플라즈마는 리모트 플라즈마 소스 (126) 에 의해 전달될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (140) 은 하나 이상의 가스 소스들 (142-1, 142-2, …, 및 142-N) (집합적으로 가스 소스들 (142)) 을 포함하고, 여기서 N은 양의 정수이다. 가스 소스들 (142) 은 하나 이상의 에칭 가스 혼합물들, 전구체 가스 혼합물들, 세정 가스 혼합물들, 애싱 가스 혼합물들, 등을 프로세싱 챔버 (106) 에 공급한다. 기화된 전구체가 또한 사용될 수도 있다. 가스 소스들 (142) 은 밸브들 (144-1, 144-2, … 및 144-N) (집합적으로 밸브들 (144)) 및 질량 유량 제어기들 (mass flow controllers; MFCs) (146-1, 146-2, … 및 146-N) (집합적으로 MFC들 (146)) 에 의해 매니폴드 (148) 에 연결된다. 매니폴드 (148) 의 출력이 프로세싱 챔버 (106) 에 피딩된다. 단지 예를 들면, 매니폴드 (148) 의 출력은 GDP (108) 에 피딩된다. 일 실시 예에서, 기판 (104) 의 후면으로 가스의 플로우가 없다. 예를 들어, 기판 (104) 의 후면으로의 헬륨의 플로우가 없다.
기판 지지부 (110) 는 기판 지지부 (110) 의 바디 (154) 의 상단 표면 (152) 에 기판 (104) 을 정전 클램핑하기 위한 하나 이상의 전극들 (150) 을 포함하는 정전 척일 수도 있다. 정전 척으로 도시되지만, 기판 지지부 (110) 는 기판 지지부 (110) 의 바디 (154) 상의 제자리에 기판 (104) 을 홀딩하기 위한 기계적 컴포넌트들 및/또는 전기적 컴포넌트들의 페데스탈 보이드로서 구현될 수도 있다. 바디 (154) 는 하나 이상의 플레이트들을 포함할 수도 있다. 기판 지지부 (110) 는 바디 (154) 를 가열하기 위한 하나 이상의 가열 엘리먼트들 (160) 을 포함할 수도 있다. 예로서, 가열 엘리먼트들 (160) 은 하나 이상의 가열 코일들을 포함할 수도 있다.
제어기 (170) 는 압력 제어 시스템 (102) 을 포함하는 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 동작을 제어한다. 제어기 (170) 는 전면 (또는 챔버) 압력 센서 (180) 및 후면 압력 센서 (182) 로부터의 피드백 신호들에 기초하여 압력 차를 제어할 수도 있다. 센서들 (180, 182) 은 압력계들로서 구현될 수도 있다. 전면 압력 센서 (180) 는 프로세싱 챔버 (106) 내의 압력을 측정한다. 후면 압력 센서 (182) 는 진공 하에서 기판 (104) 의 후면 (또는 하단 측면) (186) 으로부터 가스가 인출되는 후면 라인 (184) 내의 압력을 측정할 수도 있다. 압력 측정 값들은 가스의 제거 및 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스의 제거 레이트를 포함하여 감압을 제어하도록 사용되는 피드백 정보로서 제공된다. 후면 라인 (184) 은 기판 지지부의 바디 (154) 를 통해 기판 (104) 과 바디 (154) 사이의 영역으로 연장할 수도 있다.
도시된 바와 같이, 후면 라인 (184) 은 바디 (154) 로부터 배기 라인 (188) 으로 연장하고 후면 밸브 (190) 를 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 후면 밸브 (190) 는 ON (또는 완전히 개방된) 상태 및 OFF (또는 완전히 폐쇄된) 상태를 갖는 2 상태 밸브로서 구현된다. 후면 라인 (184) 은 바디 (154) 의 채널 (191) 로부터 배기 밸브 (192) 로부터 다운스트림 지점으로 연장한다. 채널 (191) 은 바디 (154) 의 하나 이상의 플레이트들을 통해 상단 표면 (152) 으로 수직으로 연장할 수도 있다.
배기 밸브 (192) 는 배기 라인 (188) 내에 위치되고 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스의 플로우를 제어하도록 사용된다. 배기 밸브 (192) 는 완전히 개방된 상태, 부분적으로 개방된 상태 및 폐쇄된 상태 사이에서 조정될 수도 있다. 예로서, 배기 밸브 (192) 는 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절하고 따라서 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스의 플로우를 조절하기 위한 가변 (또는 무한한) 포지션 조정성을 갖는 쓰로틀 플레이트 (194) 를 포함할 수도 있다. 또 다른 예로서, 배기 밸브 (192) 는 버터플라이 밸브 및/또는 다른 적합한 타입의 밸브일 수도 있다. 일 실시 예에서, 밸브의 플레이트 (또는 디스크) 의 포지션 각각은 대응하는 개방 상태를 갖는다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, 배기 밸브 (192) 의 포지션은 배기 밸브 (192) 의 개방을 조정하도록 사용되는 배기 밸브 (192) 의 플레이트 (또는 디스크) 및/또는 다른 컴포넌트의 포지션을 지칭할 수도 있다. 배기 라인 (188) 이 프로세싱 챔버 (106) 의 하단부로부터 연장하는 것으로 도시되지만, 배기 라인 (188) 은 다른 곳에 위치될 수도 있다. 또 다른 예로서, 배기 라인 (188) 은 프로세싱 챔버 (106) 의 측면으로부터 연장할 수도 있다. 배기 라인 (188) 은 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스를 인출하도록 사용된다. 펌프 (196) 가 배기 라인 (188) 에 연결되고 프로세싱 챔버 (106) 로부터 그리고 후면 라인 (184) 으로부터 가스를 인출한다. 가스는 기판 (104) 과 바디 (154) 사이에서 기판 (104) 의 에지들 둘레에서 누설될 수 있고 펌프 (196) 를 통해 후면 (186) 으로부터 인출될 수 있다.
제어기 (170) 는 밸브들 (190, 192) 및 펌프 (196) 의 동작을 제어한다. 일 실시 예에서, 펌프 (196) 는 기판 (104) 의 프로세싱 동안 그리고 후속하여 연속적으로 온되고, 낮은 후면 압력을 유지하기 위해 후면 라인 (184) 으로부터 가스를 연속적으로 인출한다. 일 실시 예에서, 기판 (104) 의 후면은 기판 (104) 의 후면 상의 최소 압력을 유지하도록 끊임없이 펌핑된다. 최소 압력은 가스의 제거 및 프로세싱 챔버의 감압 동안 감소될 수도 있다.
후면 밸브 (190) 는 기판 (104) 의 프로세싱 동안 그리고 프로세싱에 후속하여 ON 상태에 있을 수도 있다. 제어기 (170) 는 P1이 P2보다 더 크게 유지되도록, P1과 P2 사이의 압력 차를 제어하도록 쓰로틀 플레이트 (194) 의 포지션 및/또는 배기 밸브 (192) 의 개방 상태를 조절 및/또는 조정할 수도 있다. 일 실시 예에서, 전면 압력 P1은 후면 압력 P2와 미리 결정된 안전 마진의 합 이상이다. 미리 결정된 안전 마진은 예를 들어, 전면 압력 P1의 5 내지 30 ％일 수도 있다. 일 실시 예에서, 안전 마진은 전면 압력 P1의 적어도 5 ％이다. 또 다른 실시 예에서, 안전 마진은 전면 압력 P1의 5 내지 15 ％이다. 안전 마진은 기판 (104) 이 리프트 핀들을 통해 바디 (154) 의 상단 표면 (152) 으로부터 리프팅될 수 없도록 너무 크지 않도록 설정된다.
제어기 (170) 는 히팅 엘리먼트들 (160) 로 공급된 전류량을 제어함으로써 기판 지지부의 온도를 제어할 수도 있다. 이 제어는 하나 이상의 온도 센서들 (예를 들어, 온도 센서 (198) 가 도시됨) 로부터의 온도 신호들에 기초할 수도 있다. 제어기 (170) 는 또한 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 다른 컴포넌트들을 제어할 수도 있다. 단지 예를 들면, 제어기 (170) 는 프로세스 가스들의 플로우를 제어하도록 가스 전달 시스템 (140) 을 제어하고; 온도, 압력, 전력, 등과 같은 프로세스 파라미터들을 모니터링하고; 플라즈마를 스트라이킹 (strike) 및 소화하고, 반응 물질들을 제거하는, 등 할 수도 있다. 제어기 (170) 는 GDP (108) 와 기판 지지부 (110) 사이의 갭 G의 사이즈를 조정하기 위해 기판 지지부 (110) 에 대해 GDP (108) 및 다른 상부 챔버 컴포넌트들을 이동시키기 위한 모터 (199) 를 더 제어할 수도 있다. 제어기 (170) 는 기판 지지부 (110) 상에 기판 (104) 의 배치 및 프로세싱 챔버 (106) 로부터 기판 (104) 의 제거를 위해 GDP (108) 를 기판 지지부 (110) 로부터 이동시킨다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 기판 프로세싱 시스템 (100) 에서 사용될 수도 있는 예시적인 기판 지지 어셈블리 (200) 및 예시적인 리프트 핀들 (202) 을 도시한다. 다른 리프트 핀 어셈블리들이 도 1의 구현 예에 포함될 수도 있다. 기판 지지 어셈블리 (200) 는 기판 지지부의 바디의 상단 표면 상에 기판을 배치하고; 그리고 대응하는 프로세싱 챔버로부터 제거를 위해 바디로부터 기판을 리프팅하기 위한 리프트 핀들을 포함하는 예시적인 예시로서 제공된다. 기판 지지 어셈블리 (200) 는 도 1의 프로세싱 챔버 (106) 내에 배치될 수도 있고 기판 지지 플레이트 (또한 상단 플레이트로 지칭됨) (210), 지지 컬럼 (212), 및 베이스 (214) 를 포함할 수도 있다. 베이스 (214) 는 리프트 핀들 및 리프트 핀 홀더 어셈블리들이 설치되는 링 형상의 플랫폼 또는 구조체 (또한 리프트 링으로 지칭됨) 를 포함할 수도 있다. 지지 컬럼 (212) 은 베이스 (214) 에 대해 이동할 수도 있다.
리프트 핀 홀더 어셈블리들 (220) 은 베이스 (214) 상의 기판 지지 플레이트 (210) 아래에 배치된다. 리프트 핀 홀더 어셈블리들 (220) 각각은 베이스 부분 (226), 리프트 핀들 (202) 중 하나, 및 리프트 핀 홀더 (234) 를 포함한다. 일부 예들에서, 리프트 핀 홀더 어셈블리들 (220) 및 리프트 핀들 (202) 은 일반적으로 실린더 형상이다. 리프트 핀들 (202) 은 리프트 핀들 (202) 을 리프트 핀 홀더 어셈블리들 내로 록킹하는데 유용한 원형 홈들 (grooves) (231) 을 포함한다.
하나 이상의 가이드 엘리먼트들 (240) 이 리프트 핀들 (202) 을 가이드하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 가이드 엘리먼트들 (240) 은 기판 지지 플레이트 (210) 의 하단 표면에 부착되는 실린더형 지지부들 (243) 을 포함한다. 실린더형 지지부들 (243) 각각은 리프트 핀 (202) 의 중간 부분을 수용하기 위한 보어 (245) 를 포함한다. 유사하게, 기판 지지 플레이트 (210) 는 리프트 핀들 (202) 의 상부 부분을 수용하기 위한 보어들 (241) 을 포함한다.
사용 동안, 베이스 (214) 는 기판 지지 플레이트 (210) 의 상부 표면에 대한 리프트 핀들 (202) 의 상부 단부의 높이를 가변시키도록 (예를 들어, 도 1의 제어기 (170) 및 적합한 액추에이터들을 사용하여) 기판 지지 플레이트 (210) 에 대해 모터 (246) 를 통해 상승 및 하강될 수도 있다. 그 결과, 리프트 핀들 (202) 은 기판 지지 플레이트 (210) 위로 기판 (222) 을 리프팅하거나 기판 지지 플레이트 (210) 상으로 로딩될 기판 (222) 을 수용하도록 포지셔닝된다. (248) 에 도시된 바와 같이 기판 (222) 과 기판 지지 플레이트 (210) 의 상부 표면 사이에 간격 (clearance) 이 제공된다. 기판 지지 플레이트 (210) 는 후면 라인 (184) 에 연결된 도 1의 채널 (191) 과 유사한 채널과 같은 후면 라인에 연결된 채널을 포함할 수도 있다.
도 3a 및 도 3b 및 도 5a 내지 도 6c는 도 1의 압력 제어 시스템 (102) 및 제어기 (170) 에 의해 구현될 수도 있고 도 2a의 기판 지지 어셈블리의 사용을 포함할 수도 있는 감압 방법들을 도시한다. 방법들의 동작들 중 적어도 일부는 반복적으로 수행될 수도 있다. 방법들은 프로세싱 챔버로부터 가스를 신속하게 제거하고 따라서 기판 프로세싱 동안 그리고/또는 기판 프로세싱에 후속하여 프로세싱 챔버 (106) 를 신속하게 감압하기 위한 알고리즘들의 구현을 포함한다. 전면 압력은 후면 압력 이하로 강하되지 않고 신속하게 감소된다.
도 3a 및 도 3b는 (300) 에서 시작할 수도 있는 감압 방법을 도시한다. (300) 에서, 기판 (104) 은 리프트 핀들 (202) 상에 배치된다. (302) 에서, 대응하는 프로세싱 챔버가 펌핑 다운된다. 이는 프로세싱 챔버 (106) 를 배기하고 프로세싱 챔버 (106) 내의 압력을 감소시키고 기판 (104) 밑의 가스 포켓을 방지하도록 배기 밸브 (192) 를 개방하는 것 및 펌프 (196) 를 동작시키는 것을 포함할 수도 있다. (304) 에서, 제어기 (170) 는 예를 들어, 대응하는 기판 지지부 (110) 의 바디 (154) 또는 플레이트 (210) 상에 기판을 배치하도록 리프트 핀들 (202) 을 아래로 이동시킨다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 정전 클램핑할 수도 있다.
(306) 에서, 제어기 (170) 는 프로세스 레시피에 따라 최초 프로세스 압력 레벨로 프로세싱 챔버를 가압한다. 최초 압력 레벨은 저압 이하일 수도 있다. 예를 들어, 최초 프로세스 압력은 4 내지 5 Torr 이하일 수도 있다. (308) 에서, 제어기 (170) 는 예를 들어, 홈 포지션으로부터 프로세싱 포지션으로 GDP (108) 를 아래로 이동시킨다. 프로세싱 포지션은 GDP (108) 와 기판 지지부 사이의 미리 결정된 갭에 대응한다. 동작 (306) 이 수행되는 동안 동작 (308) 이 수행될 수도 있다.
(310) 에서, 기판 (104) 은 프로세스 레시피에 따라 프로세싱된다. 프로세싱 동안, 제어기 (170) 는 전면 압력을 프로세스 압력 레벨로 유지하도록 배기 밸브 (192) 의 포지션을 조절하는 것을 포함할 수도 있는 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절할 수도 있다. 이는 에칭, 증착 및/또는 세정 동작들과 같은 다양한 프로세싱 동작들을 포함할 수도 있다. 프로세싱 동안, 프로세싱 챔버 (106) 내의 압력은 저압 이하 (예를 들어, 4 내지 5 Torr 이하) 이다. 기판 프로세싱은 기판 (104) 내부 및/또는 기판 (104) 상에 피처들의 형성을 포함할 수도 있다.
(312) 에서, 기판 (104) 의 프로세싱에 후속하여, 제어기 (170) 는 기판 지지부로부터 위로 GDP (108) 를 이동시키기 시작한다. (313) 에서, 제어기는 프로세싱 챔버 (106) 를 감압하고 배기 밸브 (192) 의 개방을 제어함으로써 압력 차를 제어하도록 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스 제거를 시작할 수도 있다. 제어기 (170) 는 기준 압력 또는 미리 결정된 설정점 (setpoint) 압력으로 프로세싱 챔버 (106) 의 펌프 다운을 시작하도록 배기 밸브 (192) 를 개방할 수도 있다. 동작 (313) 이 수행되는 동안 동작 (312) 이 수행될 수도 있다.
(314) 에서, 센서들 (180, 182) 은 제어기 (170) 에서 수신되는 압력 신호들을 생성한다. (315) 에서, 제어기 (170) 는 차압 조건이 만족되는지 여부를 결정하고, 이는 전면 압력이 (i) 후면 압력보다 더 큰지, 그리고/또는 (ii) 후면 압력보다 더 큰 미리 결정된 양보다 더 큰지 여부를 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 미리 결정된 양은 상기 기술된 미리 결정된 안전 마진과 동일할 수도 있다. 일 실시 예에서, 안전 마진이 유지된다. 예로서, 후면 압력은 전면 압력으로부터 차감될 수도 있고 미리 결정된 안전 마진과 비교될 수도 있다. 이 차가 안전 마진보다 크거나 같으면, 차압 조건이 만족되고, 그렇지 않으면 차압 조건이 만족되지 않는다. 또 다른 실시 예에서, 안전 마진이 유지되지 않고 제어기 (170) 는 단순히 전면 압력이 후면 압력보다 더 큰지 체크한다. 전면 압력이 더 크면, 차압 조건이 만족된다. 차압 조건이 만족되지 않으면, 동작 (316) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (317) 이 수행된다.
(316) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 의 감압을 중단할 수도 있고 또는 밸브 (192) 를 더 폐쇄된 상태 (또는 포지션) 로 전이함으로써 감압 레이트를 늦출 수도 있다. 이는 배기 밸브 (192) 를 폐쇄하는 것을 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 밸브 (192) 는 전면 압력이 후면 압력보다 더 클 때까지 그리고/또는 후면 압력과 안전 마진의 합보다 더 클 때까지 점진적으로 폐쇄된다. 동작 (314) 은 동작 (316) 에 후속하여 수행될 수도 있다.
(317) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버의 감압을 시작하거나 계속한다. 이는 전면 압력 및 후면 압력의 차에 기초하여 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절함으로써 전면 압력 및 감압 레이트를 제어하는 것을 포함할 수도 있다. 개방 조절은 전면 압력의 급격한 강하를 방지한다. 제어기 (170) 는 전면 압력과 후면 압력 사이의 차의 변화 레이트를 모니터링할 수도 있다. 차가 너무 빠르게 감소하면, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 배기 레이트를 늦추도록 배기 밸브 (192) 를 부분적으로 폐쇄함으로써 배기 밸브 (192) 를 통한 개구부의 사이즈를 감소시킬 수도 있다. 차압의 변화 레이트가 미리 결정된 문턱 값을 초과하면, 배기 밸브 (192) 는 보다 폐쇄된 상태로 전이될 수도 있다. 차가 미리 결정된 레이트 미만으로 감소하고, 변화하지 않고, 그리고/또는 증가한다면, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스의 플로우를 증가시키도록 배기 밸브 (192) 를 더 개방할 수도 있다. 차압의 변화 레이트가 미리 결정된 문턱 값을 초과하지 않는다면, 배기 밸브 (192) 는 더 개방된 상태로 전이될 수도 있다. 제어기 (170) 는 동작들 (313, 314, 315 및 317) 동안, 전면 압력이 후면 압력 이하로 강하되는 것을 방지하면서 프로세싱 챔버의 감압 레이트를 최대화하도록 배기 밸브 (192) 의 개방을 최대화할 수도 있다. 이는 또한 차압 안전 마진을 유지하는 동안 발생할 수도 있다. 제어기 (170) 는 배기 밸브 (192) 를 더 개방하는 것을 방지하는 상기 언급된 조건들 중 하나가 만족될 때까지 배기 밸브 (192) 의 개방을 계속해서 증가시킬 수도 있다.
동작들 (314 내지 317) 은 동작들 (318 내지 320) 과 병행하여 (in parallel with) 수행될 수도 있다.
(318) 에서, 제어기 (170) 는 GDP (108) 가 상승되었는지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇다면, 동작 (319) 및 동작 (320) 이 수행될 수도 있다. (319) 에서, 제어기 (170) 는 가스 분배 플레이트 원점 복귀 (homing) 를 수행한다. GDP (108) 를 이동시키도록 사용된 모터 (199) 는 스텝퍼 모터일 수도 있고 제어기 (170) 는 스텝퍼 모터의 포지션을 0으로 원점 복귀할 수도 있다. (320) 에서, 제어기 (170) 는 리프트 핀들 (202) 을 위로 이동시킬 수도 있다. 이는 기판 (104) 상에 남아 있는 하향 압력을 극복하는 것을 포함한다. 일단 기판 (104) 이 기판 지지부의 플레이트 또는 바디와 콘택트하지 않으면, 전면 압력 및 후면 압력이 균등화된다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 리프팅하기 전에 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 클램핑하는 것을 중단한다. 일 실시 예에서, 동작 (320) 은 전면 압력이 제 1 미리 결정된 문턱 값 (예를 들어, 2 Torr) 미만일 때 수행된다. 일 실시 예에서, 동작 (320) 은 동작 (324) 에 의해 도시된 바와 같이, 동작 (322) 이후까지 수행되지 않는다. 동작 (322) 은 동작들 (317, 319 및 320) 에 후속하여 수행될 수도 있다.
(322) 에서, 제어기 (170) 는 (320) 에서 감압을 시작한 후 제 1 감압 기간이 만료되었는지 여부 및/또는 전면 압력이 제 1 미리 결정된 문턱 값 이하인지 여부를 결정할 수도 있다. 제 1 미리 결정된 문턱 값은 2000 mT (milli-Torr) 일 수도 있다. 일 실시 예에서, 제어기 (170) 는 리프트 핀들 (202) 의 상향 이동을 허용하기 전에 전면 압력이 500 내지 2000 mT인지 여부를 결정한다. 그렇다면, 동작 (324) 및 동작 (326) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (314) 이 수행될 수도 있다.
(324) 에서, 제어기 (170) 는 상기 기술된 바와 같이 리프트 핀들 (202) 을 위로 이동시킬 수도 있다. (326) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버의 감압을 계속한다. 일단 기판이 기판 지지부 (110) 의 바디 (154) 의 상단 표면 (152) 으로부터 리프팅되면, (i) 배기 밸브 (192) 는 아직 완전히 개방되지 않았다면, 감압 레이트를 최대화하기 위해, 완전히 개방될 수도 있고, (ii) 기판 (104) 의 전면과 후면 사이의 압력 차는 더 이상 유지되지 않는다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 리프팅하기 전에 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 클램핑하는 것을 중단한다. 동작 (326) 이 수행되는 동안 동작 (324) 이 수행될 수도 있다.
(328) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 압력이 제 2 미리 결정된 문턱 값 이하인지 그리고/또는 기준 압력인지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇다면, 동작 (330) 은 프로세싱 챔버 (106) 로부터 기판 (104) 을 제거하도록 수행될 수도 있다.
도 4는 도 3a 및 도 3b의 감압 방법의 부분들을 예시하는 예시적인 타이밍도 (400) 및 플롯 (402) 을 도시한다. 타이밍도 (400) 는 4 개의 기간들을 예시한다. 동작 (310) 에 대응하는, 제 1 기간이 도시된다. 제 2 기간은 동작들 (312, 313, 317) 에 대응하여 도시된다. 제 3 기간이 도시되고 동작들 (317, 319, 320) 에 대응한다. 리프트 핀들이 제 3 기간 동안 위로 이동되는 것으로 도시되지만, 리프트 핀들은 동작 (324) 으로 나타낸 바와 같이 제 4 기간 동안 위로 이동될 수도 있다. 제 4 기간이 도시되고 적어도 동작 (326) 에 대응한다. 예로서, 제 2 기간은 길이가 3 초일 수도 있고, 제 3 기간은 길이가 2 초일 수도 있고, 그리고 제 4 기간은 길이가 2 초일 수도 있다.
플롯 (402) 은 전면 압력 곡선 (404), 후면 압력 곡선 (406) 및 배기 밸브 개방 곡선 (408) 을 포함한다. 도시된 바와 같이, 전면 압력은 도 1의 프로세싱 챔버 (106) 로부터의 가스의 제거 그리고 그 결과로 프로세싱 챔버 (106) 의 감압 동안 감소된다. 프로세싱 챔버 (106) 의 감압 동안, 후면 압력은 또한 감소하지만, 전면 압력보다 상당히 더 느린 레이트로 감소한다. 차압 ΔP가 도시된다. 차압은 후면 압력에 대한 전면 압력의 언더슈트 (undershoot) 를 방지한다. 도 1의 제어기 (170) 는 적어도 제 2 기간 및 제 3 기간 동안 전면 압력이 후면 압력 이하로 감소하는 것을 방지하도록 배기 밸브 (192) 의 포지션 및 따라서 개방을 제어한다. 전면 압력은 도시된 바와 같이 제 4 기간 동안 후면 압력 이하로 감소할 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 전통적으로 기판 이동과 연관된 고압으로부터 전이하기 위한 감압 방법을 도시한다. 예로서, 고압은 4 내지 5 Torr보다 더 클 수도 있다. 일 실시 예에서, 고압은 4 Torr보다 더 크다. 또 다른 실시 예에서, 고압은 5 Torr보다 더 크다. 또 다른 예로서, 고압은 4 내지 8 Torr일 수도 있다. 방법은 리프트 핀들 (202) 상에 배치되는 기판 (104) 을 포함하는, (500) 에서 시작될 수도 있다. (502) 에서, 대응하는 프로세싱 챔버가 펌핑 다운된다. 이는 프로세싱 챔버 (106) 를 배기하고 프로세싱 챔버 (106) 내의 압력을 감소시키고 기판 (104) 밑의 가스 포켓을 방지하도록 배기 밸브 (192) 를 개방하는 것 및 펌프 (196) 를 동작시키는 것을 포함할 수도 있다. (504) 에서, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 예를 들어, 대응하는 기판 지지부 (110) 의 바디 (154) 또는 플레이트 (210) 상에 배치하도록 리프트 핀들 (202) 을 아래로 이동시킨다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 정전 클램핑할 수도 있다.
(506) 에서, 제어기 (170) 는 프로세스 레시피에 따라 최초 프로세스 압력 레벨로 프로세싱 챔버를 가압한다. 최초 프로세싱 압력 또는 후속 압력은 4 내지 8 Torr일 수도 있다. (508) 에서, 제어기 (170) 는 GDP (108) 를 예를 들어, 홈 포지션으로부터 프로세싱 포지션으로 아래로 이동시킨다. 프로세싱 포지션은 GDP (108) 와 기판 지지부 (110) 사이의 미리 결정된 갭에 대응한다. 동작 (506) 이 수행되는 동안 동작 (508) 이 수행될 수도 있다.
(510) 에서, 기판 (104) 은 프로세스 레시피에 따라 프로세싱된다. 프로세싱 동안, 제어기 (170) 는 전면 압력을 프로세스 압력 레벨로 유지하도록 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절할 수도 있다. 이는 에칭, 증착 및/또는 세정 동작들과 같은 다양한 프로세싱 동작들을 포함할 수도 있다. 이는 기판 (104) 내부 및/또는 기판 (104) 상에 피처들을 형성하는 것을 포함할 수도 있다.
(512) 에서, 기판 (104) 의 프로세싱에 후속하여, 제어기 (170) 는 기판 지지부로부터 위로 GDP (108) 를 이동시키기 시작한다. (513) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스의 제거 및 감압을 시작할 수도 있고 배기 밸브 (192) 의 개방을 제어함으로써 압력 차를 제어할 수도 있다. 동작 (512) 이 수행되는 동안 동작 (513) 이 수행될 수도 있다.
(514) 에서, 센서들 (180, 182) 은 제어기 (170) 에서 수신되는 압력 신호들을 생성한다. (515) 에서, 제어기 (170) 는 차압 조건이 만족되는지 여부를 결정하고, 이는 전면 압력이 (i) 후면 압력보다 더 큰지, 그리고/또는 (ii) 후면 압력보다 더 큰 미리 결정된 양보다 더 큰지 여부를 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 미리 결정된 양은 상기 기술된 미리 결정된 안전 마진과 동일할 수도 있다. 일 실시 예에서, 안전 마진이 유지된다. 예로서, 후면 압력은 전면 압력으로부터 차감될 수도 있고 미리 결정된 안전 마진과 비교될 수도 있다. 이 차가 안전 마진보다 크거나 같으면, 차압 조건이 만족되고, 그렇지 않으면 차압 조건이 만족되지 않는다. 또 다른 실시 예에서, 안전 마진이 유지되지 않고 제어기 (170) 는 단순히 전면 압력이 후면 압력보다 더 큰지 체크한다. 전면 압력이 더 크면, 차압 조건이 만족된다. 차압 조건이 만족되지 않으면, 동작 (516) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (517) 이 수행된다.
(516) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 의 감압을 중단할 수도 있고 또는 밸브 (192) 를 더 폐쇄된 상태로 전이함으로써 감압 레이트를 늦출 수도 있다. 이는 배기 밸브 (192) 를 폐쇄하는 것을 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 밸브 (192) 는 전면 압력이 후면 압력보다 더 클 때까지 그리고/또는 후면 압력과 안전 마진의 합보다 더 클 때까지 점진적으로 폐쇄된다. 동작 (514) 은 동작 (516) 에 후속하여 수행될 수도 있다.
(517) 에서, 제어기 (170) 는 (317) 에서 수행된 것과 유사한 동작들을 수행할 수도 있고 프로세싱 챔버 (106) 의 감압을 시작하거나 계속할 수도 있다. 이는 전면 압력 및 후면 압력의 차에 기초하여 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절함으로써 전면 압력 및 감압 레이트를 제어하는 것을 포함할 수도 있다. 제어기 (170) 는 전면 압력과 후면 압력 사이의 차의 변화 레이트를 모니터링할 수도 있다. 차가 너무 빠르게 감소하면, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 배기 레이트를 늦추도록 배기 밸브 (192) 를 부분적으로 폐쇄함으로써 배기 밸브 (192) 를 통한 개구부의 사이즈를 감소시킬 수도 있다. 차가 미리 결정된 레이트 미만으로 감소하고, 변화하지 않고, 또는 증가한다면, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스의 플로우를 증가시키도록 배기 밸브 (192) 를 더 개방할 수도 있다.
동작들 (514 내지 517) 은 동작들 (518 내지 520) 과 병행하여 수행될 수도 있다.
(518) 에서, 제어기 (170) 는 GDP (108) 가 상승되었는지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇다면, 동작 (519) 및 동작 (520) 이 수행될 수도 있다. (519) 에서, 제어기 (170) 는 가스 분배 플레이트 원점 복귀를 수행한다. (520) 에서, 제어기 (170) 는 동작 (320) 에 대해 상기 기술된 바와 같이 리프트 핀들 (202) 을 위로 이동시킬 수도 있다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 리프팅하기 전에 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 클램핑하는 것을 중단한다. 일 실시 예에서, 동작 (520) 은 동작 (524) 에 의해 도시된 바와 같이, 동작 (522) 이후까지 수행되지 않는다. 동작 (522) 은 동작들 (517, 519 및 520) 에 후속하여 수행될 수도 있다.
(522) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 내 압력이 제 2 미리 결정된 문턱 값 이하인지 여부를 결정할 수도 있다. 제 2 미리 결정된 문턱 값은 예를 들어, 4 내지 5 Torr 이하인 압력을 지칭할 수도 있다. 이 동작은 프로세싱에 후속하여 그리고 감압 동안 기판 (104) 의 팝핑 및/또는 시프팅을 최소화하도록 수행될 수도 있다. 도 5b에는 도시되지 않지만, 제어기 (170) 는 또한 (520) 에서 감압을 시작한 이후 제 2 감압 기간이 만료되었는지 여부를 결정할 수도 있다. 일 실시 예에서, 전면 압력이 제 2 미리 결정된 문턱 값 이하이면, 동작들 (524 및 526) 이 수행되고, 그렇지 않으면 동작 (514) 이 수행된다. 또 다른 실시 예에서, 전면 압력이 제 2 미리 결정된 문턱 값 이하이고 제 2 감압 기간이 만료되면, 동작들 (524 및 526) 이 수행되고, 그렇지 않으면 동작 (514) 이 수행된다.
(524) 에서, 제어기 (170) 는 상기 기술된 바와 같이 리프트 핀들 (202) 을 위로 이동시킬 수도 있다. (526) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버의 감압을 계속한다. 일단 기판이 기판 지지부 (110) 의 바디 (154) 의 상단 표면 (152) 으로부터 리프팅되면, (i) 배기 밸브 (192) 는 아직 완전히 개방되지 않았다면, 감압 레이트를 최대화하기 위해, 완전히 개방될 수도 있고, (ii) 기판 (104) 의 전면과 후면 사이의 압력 차는 더 이상 유지되지 않는다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 리프팅하기 전에 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 클램핑하는 것을 중단한다. 동작 (526) 이 수행되는 동안 동작 (524) 이 수행될 수도 있다.
(528) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 압력이 제 2 미리 결정된 문턱 값 이하인지 그리고/또는 기준 압력인지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇다면, 동작 (530) 은 프로세싱 챔버 (106) 로부터 기판 (104) 을 제거하도록 수행될 수도 있다.
도 6a 내지 도 6c는 감압을 포함하는 다중 압력 전이 프로세스를 도시한다. 방법은 리프트 핀들 (202) 상에 배치되는 기판 (104) 을 포함하는, (600) 에서 시작될 수도 있다. (602) 에서, 대응하는 프로세싱 챔버가 펌핑 다운된다. 이는 프로세싱 챔버 (106) 를 배기하고 프로세싱 챔버 (106) 내의 압력을 감소시키고 기판 (104) 밑의 가스 포켓을 방지하도록 배기 밸브 (192) 를 개방하는 것 및 펌프 (196) 를 동작시키는 것을 포함할 수도 있다. (604) 에서, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 예를 들어, 대응하는 기판 지지부 (110) 의 바디 (154) 또는 플레이트 (210) 상에 배치하도록 리프트 핀들 (202) 을 아래로 이동시킨다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 정전 클램핑할 수도 있다.
(606) 에서, 제어기 (170) 는 프로세스 레시피에 따라 최초 프로세스 압력 레벨로 프로세싱 챔버를 가압한다. 최초 압력 레벨은 고압 (예를 들어, 4 내지 8 Torr), 또는 저압 (예를 들어, 4 내지 5 Torr 이하) 일 수도 있다. (608) 에서, 제어기 (170) 는 GDP (108) 를 예를 들어, 홈 포지션으로부터 프로세싱 포지션으로 아래로 이동시킨다. 프로세싱 포지션은 GDP (108) 와 기판 지지부 사이의 미리 결정된 갭에 대응한다. 동작 (608) 이 수행되는 동안 동작 (606) 이 수행될 수도 있다.
(610) 에서, 기판 (104) 은 프로세스 레시피에 따라 프로세싱된다. 프로세싱 동안, 제어기 (170) 는 전면 압력을 제 1 프로세스 압력 레벨로 유지하도록 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절할 수도 있다. 이는 에칭, 증착 및/또는 세정 동작들과 같은 다양한 프로세싱 동작들을 포함할 수도 있다. 이는 기판 (104) 내부 및/또는 기판 (104) 상에 피처들을 형성하는 것을 포함할 수도 있다.
(612) 에서, 제어기 (170) 는 현재 프로세싱 챔버 압력과 상이한, 상이한 프로세싱 챔버 압력에서 또 다른 프로세스 단계가 있는지 여부를 결정한다. 그렇지 않다면, 동작 (612) 및 동작 (613) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (616) 이 수행될 수도 있다.
(613) 에서, 제어기 (170) 는 기판 지지부로부터 위로 GDP (108) 를 이동시키기 시작한다. (614) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 그 결과로 감압을 시작할 수도 있고 배기 밸브 (192) 의 개방을 제어함으로써 압력 차를 제어할 수도 있다. 동작 (614) 이 수행되는 동안 동작 (613) 이 수행될 수도 있다. 동작들 (634 및 638) 은 동작들 (613 및 614) 에 후속하여 수행될 수도 있다.
(616) 에서, 제어기 (170) 는 다음 프로세싱 챔버 압력이 현재 프로세싱 챔버 압력 미만인지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇지 않다면, 동작 (630) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (618) 이 수행될 수도 있다.
(618) 에서, 센서들 (180, 182) 은 제어기 (170) 에서 수신되는 압력 신호들을 생성한다. (620) 에서, 제어기 (170) 는 차압 조건이 만족되는지 여부를 결정하고, 이는 전면 압력이 (i) 후면 압력보다 더 큰지, 그리고/또는 (ii) 후면 압력보다 더 큰 미리 결정된 양보다 더 큰지 여부를 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 미리 결정된 양은 상기 기술된 미리 결정된 안전 마진과 동일할 수도 있다. 일 실시 예에서, 안전 마진이 유지된다. 예로서, 후면 압력은 전면 압력으로부터 차감될 수도 있고 미리 결정된 안전 마진과 비교될 수도 있다. 이 차가 안전 마진보다 크거나 같으면, 차압 조건이 만족되고, 그렇지 않으면 차압 조건이 만족되지 않는다. 또 다른 실시 예에서, 안전 마진이 유지되지 않고 제어기 (170) 는 단순히 전면 압력이 후면 압력보다 더 큰지 체크한다. 전면 압력이 더 크면, 차압 조건이 만족된다. 차압 조건이 만족되지 않으면, 동작 (622) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (624) 이 수행된다.
(622) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 의 감압을 중단할 수도 있고 또는 밸브 (192) 를 더 폐쇄된 상태로 전이함으로써 감압 레이트를 늦출 수도 있다. 이는 배기 밸브 (192) 를 폐쇄하는 것을 포함할 수도 있다. 일 실시 예에서, 밸브 (192) 는 전면 압력이 후면 압력보다 더 클 때까지 그리고/또는 후면 압력과 안전 마진의 합보다 더 클 때까지 점진적으로 폐쇄된다. 동작 (618) 은 동작 (622) 에 후속하여 수행될 수도 있다.
(624) 에서, 제어기 (170) 는 (317) 에서 수행된 것과 유사한 동작들을 수행할 수도 있고 프로세싱 챔버 (106) 의 감압을 시작하거나 계속할 수도 있다. 이는 전면 압력 및 후면 압력의 차에 기초하여 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절함으로써 전면 압력 및 감압 레이트를 제어하는 것을 포함할 수도 있다. 제어기 (170) 는 전면 압력과 후면 압력 사이의 차의 변화 레이트를 모니터링할 수도 있다. 차가 너무 빠르게 감소하면, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 배기 레이트를 늦추도록 배기 밸브 (192) 를 부분적으로 폐쇄함으로써 배기 밸브 (192) 를 통한 개구부의 사이즈를 감소시킬 수도 있다. 차가 미리 결정된 레이트 미만으로 감소하고, 유지되고, 또는 증가한다면, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스의 플로우를 증가시키도록 배기 밸브 (192) 를 더 개방할 수도 있다.
(628) 에서, 제어기 (170) 는 프로세스 챔버 압력이 다음 프로세스 압력에 있는지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇다면, 동작 (632) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (618) 이 수행될 수도 있다.
(630) 에서, 프로세싱 챔버 (106) 내의 압력은 다음 프로세싱 압력으로 상승된다.
(632) 에서, 기판 (104) 은 다음 프로세싱 챔버 압력에서 그리고 프로세스 레시피에 따라 프로세싱된다. 프로세싱 동안, 제어기 (170) 는 전면 압력을 다음 프로세스 압력 레벨로 유지하도록 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절할 수도 있다. 이는 에칭, 증착 및/또는 세정 동작들과 같은 다양한 프로세싱 동작들을 포함할 수도 있다. 이는 기판 (104) 내부 및/또는 기판 (104) 상에 피처들을 형성하는 것을 포함할 수도 있다.
(634) 에서, 센서들 (180, 182) 은 제어기 (170) 에서 수신되는 압력 신호들을 생성한다. (635) 에서, 제어기 (170) 는 차압 조건이 만족되는지 여부를 결정하고, 이는 전면 압력이 (i) 후면 압력보다 더 큰지, 그리고/또는 (ii) 후면 압력보다 더 큰 미리 결정된 양보다 더 큰지 여부를 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 미리 결정된 양은 상기 기술된 미리 결정된 안전 마진과 동일할 수도 있다. 일 실시 예에서, 안전 마진이 유지된다. 예로서, 후면 압력은 전면 압력으로부터 차감될 수도 있고 미리 결정된 안전 마진과 비교될 수도 있다. 이 차가 안전 마진보다 크거나 같으면, 차압 조건이 만족되고, 그렇지 않으면 차압 조건이 만족되지 않는다. 또 다른 실시 예에서, 안전 마진이 유지되지 않고 제어기 (170) 는 단순히 전면 압력이 후면 압력보다 더 큰지 체크한다. 전면 압력이 더 크면, 차압 조건이 만족된다. 차압 조건이 만족되지 않으면, 동작 (636) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (637) 이 수행된다.
(636) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 의 감압을 중단한다. 이는 배기 밸브 (192) 를 폐쇄하는 것을 포함할 수도 있다. 동작 (634) 은 동작 (636) 에 후속하여 수행될 수도 있다.
(637) 에서, 제어기 (170) 는 (317) 에서 수행된 것과 유사한 동작들을 수행할 수도 있고 프로세싱 챔버 (106) 의 감압을 시작하거나 계속할 수도 있다. 이는 전면 압력 및 후면 압력의 차에 기초하여 배기 밸브 (192) 의 개방을 조절함으로써 전면 압력 및 감압 레이트를 제어하는 것을 포함할 수도 있다. 제어기 (170) 는 전면 압력과 후면 압력 사이의 차의 변화 레이트를 모니터링할 수도 있다. 차가 너무 빠르게 감소하면, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 배기 레이트를 늦추도록 배기 밸브 (192) 를 부분적으로 폐쇄함으로써 배기 밸브 (192) 를 통한 개구부의 사이즈를 감소시킬 수도 있다. 차가 미리 결정된 레이트 미만으로 감소하고, 변화하지 않고, 또는 증가한다면, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 (106) 로부터 가스의 플로우를 증가시키도록 배기 밸브 (192) 를 더 개방할 수도 있다.
동작들 (634 내지 637) 은 동작들 (638 내지 640) 과 병행하여 수행될 수도 있다.
(638) 에서, 제어기 (170) 는 GDP (108) 가 상승되었는지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇다면, 동작 (639) 및 동작 (640) 이 수행될 수도 있다. (639) 에서, 제어기 (170) 는 가스 분배 플레이트 원점 복귀를 수행한다. (640) 에서, 제어기 (170) 는 동작 (640) 에 대해 상기 기술된 바와 같이 리프트 핀들 (202) 을 위로 이동시킬 수도 있다. 일 실시 예에서, 동작 (640) 은 동작 (644) 에 의해 도시된 바와 같이, 동작 (642) 이후까지 수행되지 않는다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 리프팅하기 전에 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 클램핑하는 것을 중단한다. 동작 (642) 은 동작들 (637, 639, 및 640) 에 후속하여 수행될 수도 있다.
(642) 에서, 제어기 (170) 는 (640) 에서 감압을 시작한 후 제 1 감압 기간이 만료되었는지 여부 및/또는 프로세싱 챔버 내 압력이 도 3b의 동작 (322) 의 제 1 미리 결정된 문턱 값 및/또는 도 5b의 동작 (522) 의 제 2 미리 결정된 문턱 값 이하인지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇다면, 동작 (644) 및 동작 (646) 이 수행될 수도 있고, 그렇지 않으면 동작 (634) 이 수행될 수도 있다.
(644) 에서, 제어기 (170) 는 상기 기술된 바와 같이 리프트 핀들 (202) 을 위로 이동시킬 수도 있다. (646) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버의 감압을 계속한다. 일단 기판이 기판 지지부 (110) 의 바디 (154) 의 상단 표면 (152) 으로부터 리프팅되면, (i) 배기 밸브 (192) 는 아직 완전히 개방되지 않았다면, 감압 레이트를 최대화하기 위해, 완전히 개방될 수도 있고, (ii) 기판 (104) 의 전면과 후면 사이의 압력 차는 더 이상 유지되지 않는다. 기판 지지부 (110) 가 정전 척이면, 제어기 (170) 는 기판 (104) 을 리프팅하기 전에 기판 (104) 을 기판 지지부 (110) 에 클램핑하는 것을 중단한다. 동작 (646) 이 수행되는 동안 동작 (644) 이 수행될 수도 있다.
(648) 에서, 제어기 (170) 는 프로세싱 챔버 압력이 제 2 미리 결정된 문턱 값 이하인지 그리고/또는 기준 압력인지 여부를 결정할 수도 있다. 그렇다면, 동작 (650) 은 프로세싱 챔버 (106) 로부터 기판 (104) 을 제거하도록 수행될 수도 있다.
상기 기술된 도 3a 및 도 3b 및 도 4a 내지 도 6c의 방법들의 동작들은 예시적인 예들을 의미한다. 동작들은 적용 예에 따라 순차적으로, 동기화되어, 동시에, 연속적으로, 오버랩핑되는 시간 기간들 동안 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 임의의 동작들이 구현 예 및/또는 이벤트들의 시퀀스에 따라 수행되지 않거나 스킵되지 않을 수도 있다.
전술한 기술 (description) 은 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 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기"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, 포지션 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.
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.
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 (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.
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 (34)

  1. 프로세싱 챔버 내에서 전면 압력을 검출하도록 구성된 제 1 센서로서, 상기 전면 압력은 상기 프로세싱 챔버 내 기판 지지부 상에 배치된 (dispose) 기판 상의 하향력 (downforce) 을 나타내는, 상기 제 1 센서;
    상기 기판의 후면 상의 후면 압력을 검출하도록 구성된 제 2 센서;
    배기 밸브; 및
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 감소시키도록 상기 배기 밸브를 제어하고, 그리고
    상기 프로세싱 챔버로부터 상기 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안 그리고 상기 전면 압력 및 상기 후면 압력에 기초하여, 상기 전면 압력이 상기 후면 압력 이하로 강하되지 (drop) 않도록 상기 배기 밸브의 개방을 조절하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 프로세싱 챔버로부터 상기 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안, 압력 차 값을 제공하기 위해 상기 전면 압력을 상기 후면 압력과 비교하고;
    상기 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하거나 상기 압력 차 값이 제 2 문턱 값 이하일 때, 상기 배기 밸브를 제 1 개방 상태로부터 상기 제 1 개방 상태보다 더 폐쇄된 상태인 제 2 개방 상태로 전이하고; 그리고
    상기 압력 차 값의 상기 변화 레이트 중 적어도 하나가 상기 제 1 문턱 값을 초과하지 않거나 상기 압력 차 값이 상기 제 2 문턱 값 초과일 때, 상기 배기 밸브를 상기 제 1 개방 상태로부터 상기 제 1 개방 상태보다 더 개방된 상태인 제 3 개방 상태로 전이하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전면 압력이 상기 후면 압력 이하일 때 상기 배기 밸브를 폐쇄하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 감소시키고 그리고 상기 기판을 프로세싱하는 동안 또는 프로세싱 후 중 적어도 하나에서 상기 배기 밸브의 상기 개방을 조절하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    후면 밸브를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력의 감소 및 상기 프로세싱 챔버의 프로세싱 동안 상기 기판의 상기 후면으로부터 가스를 연속적으로 인출하도록 상기 후면 밸브를 개방하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 적어도 상기 전면 압력과 상기 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하도록 상기 배기 밸브를 조절하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 프로세싱 챔버로부터 상기 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안, 상기 전면 압력이 상기 후면 압력 이하로 강하되는 것을 방지하는 것 또는 적어도 상기 전면 압력과 상기 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하는 것 중 적어도 하나 동안 상기 프로세싱 챔버의 감압 레이트를 최대화하기 위해 상기 배기 밸브의 개방을 최대화하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안, 상기 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만인지 여부를 결정하고; 그리고
    상기 전면 압력이 상기 미리 결정된 압력 미만일 때, 상기 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 상기 기판을 리프팅하도록 리프트 핀들을 작동시키도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 압력은 4 내지 5 Torr인, 압력 제어 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    제 1 전면 압력을 제공하도록 상기 프로세싱 챔버를 가압하고;
    레시피의 제 1 부분에 따라 상기 기판을 프로세싱하고;
    상기 제 1 전면 압력보다 더 낮은 제 2 전면 압력을 제공하도록 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고; 그리고
    상기 레시피의 제 2 부분에 따라 상기 기판을 프로세싱하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 전면 압력은 4 내지 5 Torr보다 더 큰, 압력 제어 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 상기 기판을 상기 기판 지지부 상의 제자리에 홀딩하기 (hold) 위한 기계적 컴포넌트들 및 전기적 컴포넌트들이 없고; 그리고
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버를 가압함으로써 상기 기판이 상기 기판 지지부 상에서 이동하는 것을 방지하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 정전 척 (electrostatic chuck) 으로서 구현되고; 그리고
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버로부터 상기 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안, 상기 기판을 상기 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 리프팅하기 전에 상기 기판의 정전 클램핑을 중단하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 상기 기판을 리프팅하도록 상기 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 상기 프로세싱 챔버를 적어도 부분적으로 감압하기 위해 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 상기 기판을 리프팅하도록 상기 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 미리 결정된 압력 미만으로 감소시키도록 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    펌프를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 감소시키기 위해 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 인출하도록 상기 펌프를 작동시키도록 구성되는, 압력 제어 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버로부터 상기 펌프로 연장하는 배기 라인;
    상기 기판 지지부의 바디의 채널로부터 상기 배기 라인으로 연장하는 후면 라인; 및
    상기 후면 라인에 연결되고 상기 후면 라인을 통한 가스의 플로우를 제어하도록 구성된 후면 밸브를 더 포함하고,
    상기 배기 밸브는 상기 후면 라인으로부터 업스트림에 상기 배기 라인에 부착되는, 압력 제어 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 후면 센서는 상기 후면 라인 내의 압력을 검출하는, 압력 제어 시스템.
  19. 압력 제어 시스템을 동작시키는 방법에 있어서,
    프로세싱 챔버 내에서 전면 압력을 검출하는 단계로서, 상기 전면 압력은 상기 프로세싱 챔버 내 기판 지지부 상에 배치된 기판 상의 하향력을 나타내는, 상기 전면 압력 검출 단계;
    상기 기판의 후면 상의 후면 압력을 검출하는 단계;
    상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 감소시키도록 배기 밸브를 제어하는 단계; 및
    상기 프로세싱 챔버로부터 상기 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안 그리고 상기 전면 압력 및 상기 후면 압력에 기초하여, 상기 전면 압력이 상기 후면 압력 이하로 강하되지 않도록 상기 배기 밸브의 개방을 조절하는 단계를 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버로부터 상기 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안, 압력 차 값을 제공하기 위해 상기 전면 압력을 상기 후면 압력과 비교하는 단계;
    상기 압력 차 값의 변화 레이트 중 적어도 하나가 제 1 문턱 값을 초과하거나 상기 압력 차 값이 제 2 문턱 값 이하일 때, 상기 배기 밸브를 제 1 개방 상태로부터 상기 제 1 개방 상태보다 더 폐쇄된 상태인 제 2 개방 상태로 전이하는 단계; 및
    상기 압력 차 값의 상기 변화 레이트 중 적어도 하나가 상기 제 1 문턱 값을 초과하지 않거나 상기 압력 차 값이 상기 제 2 문턱 값 초과일 때, 상기 배기 밸브를 상기 제 1 개방 상태로부터 상기 제 1 개방 상태보다 더 개방된 상태인 제 3 개방 상태로 전이하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 전면 압력이 상기 후면 압력 이하일 때 상기 배기 밸브를 폐쇄하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하고 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 감소시키는 단계 그리고 상기 기판을 프로세싱하는 동안 또는 프로세싱 후 중 적어도 하나에서 상기 배기 밸브의 상기 개방을 조절하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력의 감소 및 상기 프로세싱 챔버의 프로세싱 동안 상기 기판의 상기 후면으로부터 가스를 연속적으로 인출하도록 후면 밸브를 개방하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  24. 제 19 항에 있어서,
    적어도 상기 전면 압력과 상기 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하도록 상기 배기 밸브를 조절하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버로부터 상기 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안, 상기 전면 압력이 상기 후면 압력 이하로 강하되는 것을 방지하는 것 또는 적어도 상기 전면 압력과 상기 후면 압력 사이의 안전 마진을 유지하는 것 중 적어도 하나 동안 상기 프로세싱 챔버의 감압 레이트를 최대화하기 위해 상기 배기 밸브의 개방을 최대화하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버로부터 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안, 상기 전면 압력이 미리 결정된 압력 미만인지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 전면 압력이 상기 미리 결정된 압력 미만일 때, 상기 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 상기 기판을 리프팅하도록 리프트 핀들을 작동시키는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 압력은 4 내지 5 Torr인, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  28. 제 19 항에 있어서,
    제 1 전면 압력을 제공하도록 상기 프로세싱 챔버를 가압하는 단계;
    레시피의 제 1 부분에 따라 상기 기판을 프로세싱하는 단계;
    상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 감소시키고 상기 제 1 전면 압력보다 더 낮은 제 2 전면 압력을 제공하도록 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하는 단계; 및
    상기 레시피의 제 2 부분에 따라 상기 기판을 프로세싱하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 전면 압력은 4 내지 5 Torr보다 더 큰, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  30. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버를 가압함으로써 상기 기판이 상기 기판 지지부 상에서 이동하는 것을 방지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 기판 지지부는 상기 기판 지지부 상의 제자리에 상기 기판을 홀딩하도록 기계적 컴포넌트들 및 전기적 컴포넌트들이 없는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  31. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버로부터 상기 가스의 제거 및 상기 전면 압력의 감소 동안, 상기 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 상기 기판을 리프팅하기 전에 상기 기판의 정전 클램핑을 중단하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  32. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판 지지부의 바디의 상단 표면으로부터 상기 기판을 리프팅하도록 상기 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 상기 프로세싱 챔버를 적어도 부분적으로 감압하기 위해 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  33. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판의 바디의 상단 표면으로부터 상기 기판을 리프팅하도록 상기 기판 지지부의 리프트 핀들을 작동시키기 전에 상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 미리 결정된 압력 미만으로 감소시키기 위해 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 제거하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
  34. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버의 상기 전면 압력을 감소시키기 위해 상기 프로세싱 챔버로부터 가스를 인출하도록 펌프를 구동하는 단계를 더 포함하는, 압력 제어 시스템 동작 방법.
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