KR20240035423A - 고온 증기 전달 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20240035423A
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processing chamber
lid
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비아치슬라브 바바얀
퀴웨이 리앙
토빈 카우프만-오스본
루도빅 고뎃
스리니바스 디. 네마니
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용은 일반적으로 반도체 프로세싱 장치에 관한 것이다. 일 실시예에서, 본원에서는 프로세싱 챔버가 개시된다. 프로세싱 챔버는, 내부 볼륨(interior volume)을 정의하는, 챔버 바디(chamber body) 및 리드(lid) ― 리드는, 캡(cap)을 갖는 하우징을 지지하도록 구성됨 ―; 내부 볼륨 내에 배치되는 기판 지지부; 캡에 커플링되며, 프로세싱 챔버의 내부 볼륨에 대해 개방되는(open) 배출구를 갖는 기화기(vaporizer) ― 기화기는, 기판 지지부와 기화기 사이에 정의되는 프로세싱 영역에 전구체 가스를 전달하도록 구성됨 ―; 및 기화기 근처에 배치되며, 기화기를 가열하도록 구성되는 가열기(heater)를 포함한다.

Description

고온 증기 전달 시스템 및 방법{HIGH TEMPERATURE VAPOR DELIVERY SYSTEM AND METHOD}
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 반도체 프로세싱 장치에 관한 것으로서, 보다 특정하게는, 높은 비등점(boiling temperature)들을 갖는 전구체들을 전달하기 위한 장치에 관한 것이다.
[0002] 서브-하프 미크론(sub-half micron) 및 그 보다 작은 피처(feature)들을 신뢰성있게 생산하는 것이, 반도체 디바이스들의 차세대 VLSI(very large scale integration) 및 ULSI(ultra large scale integration)를 위한 중요한 기술 과제들 중 하나이다. 하지만, 회로 기술의 한계들에 가까워짐(pushed)에 따라, VLSI 및 ULSI 기술의 축소하는 치수들은 프로세싱 성능들에 대해 부가적인 요구들을 제기하였다. VLSI 및 ULSI 성공을 위해서는 그리고 회로 밀도를 증가시키기 위한 계속된 노력을 위해서는, 기판 상에 게이트 구조들을 신뢰성있게 형성하는 것이 중요하다.
[0003] 차세대 디바이스들에 대해 회로 밀도들이 증가함에 따라, 이를 테면 비아들, 트렌치들, 컨택들, 게이트 구조들 및 다른 피처들과 같은 인터커넥트(interconnect)들, 뿐만 아니라 이들 사이의 유전체 재료들의 폭들이 45 nm 및 32 nm 치수들 및 그 이상으로 감소된다. 차세대 디바이스들 및 구조들의 제조를 가능하게 하기 위해, 반도체 칩들에서의 피처들의 3차원(3D) 스택킹(stacking)이 종종 활용된다. 특히, FinFET(fin field effect transistor)들이 반도체 칩들에 3차원(3D) 구조들을 형성하기 위해 종종 활용된다. 통상의 2차원 대신 3차원으로 트랜지스터들을 배열함으로써, 다수의 트랜지스터들이 집적 회로(IC)들에서 서로에 대해 매우 가깝게 배치될 수 있다. 회로 밀도들 및 스택킹이 증가함에 따라, 이전에 증착된 재료들 상에 이후의 재료들을 선택적으로 증착하는 능력이 중요하게 되었다.
[0004] 따라서, 반도체 칩들 또는 다른 반도체 디바이스들의 3차원(3D) 스택킹에 대해 적합한 선택적 증착을 위한 개선된 장치가 필요하다.
[0005] 일 실시예에서, 본원에서는 프로세싱 챔버가 개시된다. 프로세싱 챔버는, 내부 볼륨(interior volume)을 정의하는, 챔버 바디(chamber body) 및 리드(lid) ― 리드는, 캡(cap)을 갖는 하우징을 지지하도록 구성됨 ―; 내부 볼륨 내에 배치되는 기판 지지 어셈블리; 프로세싱 챔버의 내부 볼륨 내에서 프로세싱 챔버의 캡에 커플링되는 기화기(vaporizer) ― 기화기는, 기판 지지 어셈블리와 기화기 사이에 정의되는 프로세싱 영역에 전구체 가스를 전달하도록 구성됨 ―; 및 기화기 근처에 배치되며, 기화기를 가열하도록 구성되는 가열기(heater)를 포함한다.
[0006] 다른 실시예에서, 본원에서는 프로세싱 챔버가 개시된다. 프로세싱 챔버는, 내부 볼륨을 정의하는, 챔버 바디 및 리드 ― 리드는, 캡을 갖는 하우징을 지지하도록 구성되고, 캡은 캡의 온도를 제어하기 위한 수냉식(water cooled) 베이스 플레이트를 포함함 ―; 내부 볼륨 내에 배치되는 기판 지지 어셈블리; 열 격리기(thermal isolator)에 의해 내부 볼륨 내에서 프로세싱 챔버의 캡에 커플링되는 기화기 ― 기화기는, 기판 지지 어셈블리와 기화기 사이에 정의되는 프로세싱 영역에 전구체를 전달하도록 구성됨 ―; 및 기화기 근처에 배치되며, 기화기를 100℃ 내지 600℃의 온도로 가열하도록 구성되는 가열기를 포함한다.
[0007] 일 실시예에서, 복수의 기판들을 프로세싱하기 위한 기판 프로세싱 플랫폼이 본원에서 개시된다. 기판 프로세싱 플랫폼은 회전식 트랙 메커니즘(rotary track mechanism), 복수의 프로세싱 챔버들 및 이송 로봇(transfer robot)을 포함한다. 복수의 프로세싱 챔버들은 회전식 트랙 메커니즘 둘레에 어레이로 배치된다. 하나의 프로세싱 챔버는, 내부 볼륨을 정의하는, 챔버 바디 및 리드 ― 리드는, 캡을 갖는 하우징을 지지하도록 구성됨 ―; 내부 볼륨 내에 배치되는 기판 지지 어셈블리; 프로세싱 챔버의 내부 볼륨 내에서 프로세싱 챔버의 캡에 커플링되는 기화기 ― 기화기는, 기판 지지 어셈블리와 기화기 사이에 정의되는 프로세싱 영역에 전구체 가스를 전달하도록 구성됨 ―; 및 기화기 근처에 배치되며, 기화기를 가열하도록 구성되는 가열기를 포함한다. 이송 로봇은 복수의 기판들을 운반하고(carry) 그리고 기판들을 기판 프로세싱 플랫폼 내외로 동시에 이송하도록 구성된다.
[0008] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 일 실시예에 따른, 기판 위쪽에 장착된 기화기 및 가열된 측벽들을 갖는 프로세싱 챔버를 예시한다.
[0010] 도 2는 일 실시예에 따른, 기화기 및 내부 열 차폐물(internal heat shield)을 갖는 프로세싱 챔버를 예시한다.
[0011] 도 3은 일 실시예에 따른, 가열된 측벽들 및 멀티-노즐 기화기(multi-nozzle vaporizer)를 갖는 프로세싱 챔버를 예시한다.
[0012] 도 4는 일 실시예에 따른, 크로스-플로우 구성(cross-flow configuration)을 갖는 프로세싱 챔버를 예시한다.
[0013] 도 5는 일 실시예에 따른 멀티-챔버 프로세싱 시스템을 예시한다.
[0014] 이해를 촉진시키기 위해, 도면들에 대해 공통적인 동일한 엘리먼트들을 가리키기 위해 가능한 경우 동일한 도면부호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 피처(feature)들이 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 예상된다.
[0015] 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 예시적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0016] 도 1은 일 실시예에 따른 프로세싱 챔버(100)를 예시한다. 예를 들어, 프로세싱 챔버(100)는 화학 기상 증착(CVD) 챔버, 또는 높은 끓는점(boiling point)들 및 낮은 증기압(vapor pressure)들을 갖는 전구체들을 전달하는 임의의 프로세싱 챔버일 수 있다. 프로세싱 챔버(100)는, 측벽들(104), 바닥부(bottom)(105) 및 리드(106)를 갖는 챔버 바디(102)를 포함한다. 측벽들(104) 및 리드(106)는 내부 볼륨(108)을 정의한다. 일 실시예에서, 측벽들(104) 및 리드(106)는 가열된다. 예를 들어, 측벽들(104) 및 리드(106)는 250℃의 온도로 가열될 수 있는 한편, 기판 지지 어셈블리(126)는 220℃로 가열될 수 있다. 일 실시예에서, 기판 지지 어셈블리(126)는 가열형(heated) 기판 지지 어셈블리일 수 있다. 예를 들어, 기판 지지 어셈블리(126)는 약 190℃의 온도, 또는 측벽들(104) 보다 약 20 - 30℃ 더 낮은 온도로 가열될 수 있다. 외부 열 차폐물(external heat shield)(140)이, 가열된 측벽들(104) 및 리드(106)로부터 사용자들을 보호하기 위해 챔버 바디(102) 둘레에 포지셔닝될(positioned) 수 있다. 기판 이송 포트(110)가, 내부 볼륨(108) 내외로 기판들을 이송하기 위해 측벽(104)에 형성된다.
[0017] 전구체 전달 시스템(112)이 내부 볼륨(108) 내로 전구체 재료를 공급하기 위해 프로세싱 챔버(100)에 커플링된다. 일 실시예에서, 전구체는 ODPA(octadecylphosphonic acid), 육염화텅스텐(tungsten hexachloride), 도데케인치올(dodecanethiol) 등을 포함할 수 있다. 배기 포트(exhaust port)(115)가 프로세싱 챔버(100)에 커플링되어, 내부 볼륨(108) 내의 압력을 제어하기 위해 내부 볼륨(108)과 소통(communication)할 수 있다. 프로세싱 챔버(100) 내의 가스 압력은 압력 센서(119)에 의해 모니터링될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 프로세싱 챔버(100)의 압력은 1 mtorr 내지 200 torr의 압력으로 유지된다.
[0018] 기판 지지 어셈블리(126)가 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(108) 내에 배치된다. 기판 지지 어셈블리(126)는 프로세싱 동안 기판(미도시)을 지지하도록 구성된다. 기판 지지 어셈블리(126)는 기판 지지 어셈블리(126)를 통해 이동가능하게(movably) 배치되는 복수의 리프트 핀들(128)을 포함한다. 리프트 핀들(128)은 기판 지지 어셈블리(126)의 지지 표면(130)으로부터 돌출하도록(project) 구동될 수 있으며, 이에 의해, 이송 로봇(미도시)에 의한 이송을 용이하게 하기 위해 기판을 기판 지지 어셈블리(126)에 대해 이격된 관계(spaced-apart relation)로 배치할 수 있다.
[0019] 리드(106)는 하우징(134)을 지지하도록 구성된다. 하우징(134)은, 리드(106) 반대편에 배치되는 캡(136)을 포함하며, 기화기(114)를 둘러싼다. 기화기는 캡(136)으로부터 서스펜딩(suspend)될 수 있거나, 또는 하우징(134)의 다른 부분에 커플링될 수 있다. 기화기(114)는, 내부 볼륨(108)에 대해 직접적으로 개방되는(open) 배출구 포트(142)를 포함한다. 기화기(114)는, 전구체 전달 시스템(112)에 의해 공급되는 전구체들을, 기판 지지 어셈블리(126)와 기화기(114) 사이에 정의되는 프로세싱 영역(124)에 공급될 증기로 변환시키도록 구성된다. 전구체들은 실온에서 액체 또는 고체일 수 있다. 캡(136)을 과열(overheating)로부터 보호하기 위해, 열 격리기(113)가 캡(136)과 기화기(114) 사이에 배치될 수 있다. 가열 엘리먼트(heating element)(122)가 하우징(134) 내에서 기화기(114) 근처에 포지셔닝된다. 일 실시예에서, 가열 엘리먼트(122)는 캡(136) 또는 하우징(134)에 의해 지지된다. 가열 엘리먼트(122)는 기화기(114) 내의 전구체를 가열하도록 구성된다. 가열 엘리먼트(122)는, 예를 들어, 램프, 발광 다이오드, 레이저, 저항성 가열기(resistive heater), 또는 임의의 적합한 가열기일 수 있다. 일 실시예에서, 가열 엘리먼트(122)는, 전구체가 100℃ 내지 600℃의 온도에 도달하도록 기화기(114)를 가열한다. 캡(136)은, 하우징(134) 및 캡(136)의 온도를 제어하는 것을 돕도록 구성된 수냉식 베이스 플레이트(144)를 포함할 수 있다.
[0020] 제어기(190)가 프로세싱 챔버(100)에 커플링된다. 제어기(190)는 중앙 처리 유닛(CPU)(192), 메모리(194), 및 지원 회로들(196)을 포함한다. 제어기(190)는, 기화기(114)에 의해 프로세싱 영역(124)에 공급되는 가스의 레이트(rate), 및 측벽들(104), 바닥부(105) 및 기판 지지 어셈블리(126)의 온도들을 제어하기 위해 활용된다. 기판 지지 어셈블리(126)의 온도를 기화기(114)의 온도 보다 낮게 유지하게 되면, 챔버 바디(102)의 측벽들(104) 상으로의 증착을 감소시키는 것을 돕는다. CPU(192)는 산업 환경(industrial setting)에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서일 수 있다. 소프트웨어 루틴들은 메모리(194), 이를 테면 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플로피 또는 하드 디스크 드라이브, 또는 다른 형태의 디지털 저장소에 저장될 수 있다. 지원 회로들(196)은 통상적으로 CPU(192)에 커플링되며, 그리고 캐시, 클록 회로들, 입력/출력 서브시스템들, 전력 공급부들 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 루틴들은, CPU(192)에 의해 실행될 때, CPU(192)를, 본 개시내용에 따라 프로세스들이 수행되도록 프로세싱 챔버(100)를 제어하는 특수 목적 컴퓨터(제어기)(190)로 전환(transform)시킨다. 소프트웨어 루틴들은 또한, 챔버로부터 원격에 위치되는 제 2 제어기(미도시)에 의해 저장되고 그리고/또는 실행될 수 있다.
[0021] 제어기(190)는 복수의 제어기들을 포함하는 제어 시스템을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제어기(190)는 가열기 제어기, 멀티채널(multichannel) 가열기 제어기, 및 메인 제어기를 포함할 수 있다. 가열기 제어기는 기화기(114)의 가열 엘리먼트들에 전력을 공급하도록 구성된다. 멀티채널 가열기 제어기는, 측벽들(104), 리드(106), 기판 지지 어셈블리(126), 및 내부 열 차폐물(도 2에 도시됨)을 가열하도록 구성된다. 메인 제어기는, 배기 포트(115)의 위치 및 기화기(114)의 온도를 변화시킴으로써, 챔버(100)의 압력을 조절하도록 구성된다. 메인 제어기는 또한, 사용자 입력 및 레시피 파라미터들에 기초하여 멀티채널 가열기 제어기에 세트 포인트(set point)들을 제공한다.
[0022] 도 2는 다른 실시예에 따른 프로세싱 챔버(200)를 예시한다. 프로세싱 챔버(200)는 프로세싱 챔버(100)와 실질적으로 유사하다. 프로세싱 챔버(200)는, 측벽들(204), 바닥부(205) 및 리드(206)를 갖는 챔버 바디(202)를 포함한다. 측벽들(204), 리드(206), 및 바닥부(205)는 내부 볼륨(208)을 정의한다. 일 실시예에서, 측벽들(204) 및 리드(206)는 수냉식 챔버 벽들이다. 수냉식 챔버 측벽들(204) 및 리드(206)는 챔버 바디(202)의 온도를 제어하는 것을 돕는다.
[0023] 리드(206)는 하우징(234)을 지지하도록 구성된다. 하우징(234)은 리드(206) 반대편에 배치되는 캡(236)을 포함하며, 기화기(114)를 둘러싼다. 기화기(114)는 캡(236)으로부터 서스펜딩될 수 있거나, 또는 하우징(234)의 다른 부분에 커플링될 수 있다. 내부 열 차폐물(210)이 내부 볼륨(208) 내에서 하우징(234) 또는 캡(236)에 장착된다. 열 격리기들(211)이, 하우징(234) 또는 캡(236)과 내부 열 차폐물(210) 사이에 포지셔닝된다. 내부 열 차폐물(210)은 챔버 바디(202)로부터 이격된다. 내부 열 차폐물(210)은 기화기(114)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 챔버 바디(202)의 리드(206) 및 측벽들(204)을 고온으로 가열하는 대신, 내부 열 차폐물(210)이 가열될 수 있다. 내부 열 차폐물(210)은 챔버 바디(202) 상에서의 의도하지 않은 응축(condensation)을 막고, (이를 테면 도 1에서의 외부 열 차폐물(140)과 같은) 외부 열 차폐물에 대한 필요성을 없애며, 그리고 챔버 벽들 및 리드를 가열해야 하는 필요성을 또한 없앰으로써, 결과적으로 에너지 효율적인 시스템이 되게 한다. 일 실시예에서, 내부 열 차폐물(210)은, 내부 열 차폐물(210)의 볼륨 내의 가스 압력을 측정하도록 구성되는 내부 압력 센서(231)를 포함하는 한편, 압력 센서(119)는 내부 열 차폐물(210) 외부에서의 프로세싱 챔버(200)의 압력을 모니터링한다.
[0024] 기화기(114)는, 내부 열 차폐물(210)을 통해 연장하는 배출구 포트(142)를 포함한다. 배출구 포트(142)는, 기판 지지 어셈블리(126)의 지지 표면(130) 상에 배치된 기판과 열 차폐물(210) 사이의 프로세싱 영역(124) 내의 공간(space)에 대해 개방된다(open). 다른 실시예에서, 샤워헤드(미도시)가, 균일한 증기 분배를 위해 내부 열 차폐물(210) 내에 통합될 수 있다. 배출구 포트(142)는 샤워헤드에서의 플리넘(plenum)(미도시) 내로 개방될 것이다. 샤워헤드는 열 차폐물과 동일한 온도로 가열될 것이다.
[0025] 일 실시예에서, 프로세싱 챔버(200)는 캡(236)에 커플링되는 제 1 액추에이터(212)를 더 포함한다. 캡(236)은 벨로우즈(214)에 의해 하우징(234)에 커플링된다. 벨로우즈(214)는, 프로세싱 챔버(200)의 내부 볼륨(208) 내의 진공을 유지하면서 액추에이터(212)가 캡(236)을 z-방향으로 이동시키도록 허용한다. 캡(236)을 z-방향으로 이동시키게 되면, 캡(236)에 커플링된 기화기(114) 및 내부 열 차폐물(210)을 들어올리고 낮춘다. 내부 열 차폐물(210)을 낮추게 되면, 내부 열 차폐물(210)과 기판 사이의 프로세싱 영역(124) 내의 간격(spacing)을 감소시키며, 프로세스 가스들을 기판 바로 위로 국한시킨다(confine). 이는 프로세스 가스들의 효율적인 프로세스 재료 및 에너지 활용을 초래한다. 일 실시예에서, 내부 열 차폐물(210)은 내부 열 차폐물(210)의 베이스(base)에 오링(oring)(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 오링은, 기판 위의 캐비티(cavity)가 프로세싱 챔버(200)의 베이스 압력(base pressure) 보다 더 높은 압력으로 가압될 수 있도록 허용하여, 효율적인 프로세스 재료 활용을 초래한다. 이는, 내부 열 차폐물(210) 내에 포지셔닝되는 내부 압력 센서(231)에 의해 측정된다.
[0026] 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버(200)는 기판 지지 어셈블리(126)에 커플링되는 제 2 액추에이터(216)를 포함할 수 있다. 제 2 액추에이터(216)는 기판 지지 어셈블리(126)를 z-방향으로 이동시키도록 구성된다. 기판 지지 어셈블리(126)를 z-방향으로 위쪽으로 이동시키게 되면, 기판 지지 어셈블리(126)를 내부 열 차폐물(210)에 대해 더 가깝게 포지셔닝하며, 그에 따라, 액추에이터(212)가 내부 열 차폐물(210)을 낮추는 것과 유사하게, 프로세싱 영역(124)이 국한된다. 벨로우즈(250)가 챔버 바디(202)의 바닥부(205)에 커플링되어, 액추에이터(216)가 기판 지지 어셈블리(126)를 이동시킬 때 진공을 유지한다.
[0027] 도 3은 프로세싱 챔버(300)의 다른 실시예를 예시한다. 프로세싱 챔버(300)는 프로세싱 챔버들(200 및 100)과 실질적으로 유사하다. 프로세싱 챔버(300)는, 측벽들(304), 바닥부(305) 및 리드(306)를 갖는 챔버 바디(302)를 포함한다. 측벽들(304), 리드(306), 및 바닥부(305)는 내부 볼륨(308)을 정의한다. 일 실시예에서, 측벽들(304) 및 리드(306)는 가열된다. 예를 들어, 측벽들(304) 및 리드(306)는 250℃의 온도로 가열될 수 있다. 외부 열 차폐물(340)이 챔버 바디(302) 둘레에 포지셔닝되어, 가열된 측벽들(304) 및 리드(306)로부터 사용자들을 보호할 수 있다. 다른 실시예에서, 내부 열 차폐물(210)과 유사한 내부 열 차폐물이, 측벽들(304) 및 리드(306)를 가열하는 대신에 사용될 수 있다.
[0028] 리드(306)는 하우징(334)을 지지하도록 구성된다. 하우징(334)은 리드(306) 반대편에 배치되는 캡(336)을 포함하며, 기화기(314)를 둘러싼다. 기화기(314)는 캡(336)으로부터 서스펜딩될 수 있거나, 또는 하우징(334)의 다른 부분에 커플링될 수 있다. 기화기(314)는, 내부 볼륨(308)에 대해 직접적으로 개방되는 복수의 배출구 포트들(316)을 포함한다. 기화기(314)는, 전구체 전달 시스템(112)에 의해 공급되는 전구체를, 기화기(314)와 기판 지지 어셈블리(126) 사이에 정의되는 프로세싱 영역(324)에 공급될 증기로 변환시키도록 구성된다. 복수의 배출구들(316)은 기판에 대해 증기의 균일한 유동(flow)이 분배되도록 허용한다. 복수의 가열 엘리먼트들(322)이 기화기(314) 근처에 포지셔닝된다. 일 실시예에서, 가열 엘리먼트들(322)은, 캡(336)과 기화기(314) 사이에서, 캡(336)에 장착된다. 가열 엘리먼트들(322)은 기화기(314) 내의 전구체를 가열하도록 구성된다. 가열 엘리먼트들(322)은, 예를 들어, 램프, 발광 다이오드, 레이저, 저항성 가열기, 또는 임의의 적합한 가열 엘리먼트들일 수 있다. 일 실시예에서, 가열 엘리먼트들(322)은, 전구체가 100℃ 내지 600℃의 온도에 도달하도록 기화기(314)를 가열한다. 복수의 가열 엘리먼트들(322) 및 복수의 배출구들(316)은 기판의 표면에 걸쳐서 상이한 프로세싱 구역들을 가능하게 한다.
[0029] 도 4는 다른 실시예에 따른 프로세싱 챔버(400)를 예시한다. 프로세싱 챔버(400)는 프로세싱 챔버(100)와 실질적으로 유사하다. 프로세싱 챔버(400)는, 측벽들(404), 바닥부(405) 및 리드(406)를 갖는 챔버 바디(402)를 포함한다. 측벽들(404), 리드(406), 바닥부(405)는 내부 볼륨(408)을 정의한다. 일 실시예에서, 측벽들(404) 및 리드(406)는 가열된다. 예를 들어, 측벽들(404) 및 리드(406)는 250℃의 온도로 가열될 수 있다. 외부 열 차폐물(440)이 챔버 바디(402) 둘레에 포지셔닝되어, 가열된 측벽들(404) 및 리드(406)로부터 사용자들을 보호할 수 있다. 내부 볼륨(408) 내외로 기판들을 이송하기 위해, 기판 이송 포트(110)가 측벽(404)에 형성된다.
[0030] 리드(406)는 하우징(434)을 지지하도록 구성된다. 하우징(434)은 리드(406) 반대편에 배치되는 캡(436)을 포함하며, 기화기(114)를 둘러싼다. 기화기(114)는 캡(436)으로부터 서스펜딩될 수 있거나, 또는 하우징(434)의 다른 부분에 커플링될 수 있다. 기화기(114)는, 내부 볼륨(408)에 대해 직접적으로 개방되는 배출구 포트(142)를 포함한다. 리드(406)는 기판 지지 어셈블리(126)의 중심선(422)의 제 1 측(side)(420)에 하우징을 지지한다. 따라서, 기화기(114)는 기판 지지 어셈블리(126)의 중심선(422)의 제 1 측(420)에서 캡(436)에 커플링된다. 배기 포트(115)가, 제 1 측(420) 반대편의, 중심선(422)의 제 2 측(426)에 포지셔닝된다. 기화기(114) 및 배기 포트(115)를 중심선(422)의 반대 측들에 포지셔닝하게 되면, 프로세싱 영역(424)에서 기판(미도시)의 표면에 걸쳐서 증기의 크로스-플로우(cross-flow)를 가능하게 한다.
[0031] 대안적으로, 다른 실시예에서, 하우징(434)은, 기판의 표면에 걸쳐서 증기의 크로스-플로우를 제공하기 위해, 측벽(404)에 의해 수평으로(horizontally) 지지될 수 있다. 기화기(114)는 기판 지지 어셈블리(126)의 중심선(422)의 제 1 측(420)에서 측벽(404) 상에 포지셔닝된다.
[0032] 다른 실시예에서, 챔버(400)는 수직 챔버 구성을 포함할 수 있으며, 여기에서, 기판은 수직 기판 지지 어셈블리 상에 수직으로 장착되며, 기판의 표면에 걸쳐서 정상부(top)로부터 바닥부로 가스가 유동한다.
[0033] 도 5는 일 실시예에 따른 기판 프로세싱 시스템(500)의 개략도를 예시한다. 프로세싱 시스템(500)은 복수의 프로세싱 챔버들(506)을 갖는 프로세싱 플랫폼(502)을 포함한다. 프로세싱 플랫폼(502)은 이송 챔버(504)에 커플링된다. 이송 챔버(504)는 그 내에 배치된 듀얼 블레이드 로봇(dual blade robot)(505)을 포함하며, 듀얼 블레이드 로봇(505)은 프로세싱 플랫폼(502) 내외로 2개의 기판들(미도시)을 이송하도록 구성된다. 선택적으로, 다중 버퍼 스테이션들(multiple buffer stations)(508)이 프로세싱 챔버들(506) 사이에 배치되어, 각각의 프로세싱 챔버(506)를 공간적으로 분리하고 그리고/또는 기판 가열 또는 경화를 수행한다.
[0034] 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 기판들이 프로세싱 챔버들(506) 내에 순환적으로(rotationally) 배치될 수 있다. 기판 프로세싱 동안, 회전식 트랙 메커니즘(510)이 제 1 회전 속도로 수평 방향(512)(예를 들어, 시계방향 또는 반시계방향)으로 회전하도록 구성되며, 그에 따라, 복수의 기판들은, 프로세싱 챔버들(506) 및 버퍼 스테이션들(508)의 각각 아래에서 회전하고 이들을 통과한다.
[0035] 프로세싱 챔버들(506)은 기판들에 전구체를 증착하도록 구성된 프로세싱 챔버들(100, 200, 300, 또는 400) 중 임의의 프로세싱 챔버일 수 있다. 프로세싱 챔버(506)는 또한, 기판의 노출된 표면들로부터 자연 산화물들, 오염물질들 또는 이들 모두를 제거하기 위한 사전-세정(pre-clean) 프로세싱 챔버, 증착-후 처리 챔버(post-deposition treatment chamber), 및 기판의 표면 상에 구조를 형성하기 위한 증착 챔버를 포함할 수 있다.
[0036] 전술한 내용들이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 프로세싱 챔버로서,
    내부 볼륨(interior volume)을 정의하는, 챔버 바디(chamber body) 및 리드(lid) ― 상기 리드는, 캡(cap)을 갖는 하우징을 지지하도록 구성됨 ―;
    상기 내부 볼륨 내에 배치되는 기판 지지부;
    상기 캡에 커플링되며, 상기 프로세싱 챔버의 상기 내부 볼륨에 대해 개방되는(open) 배출구를 갖는 기화기(vaporizer) ― 상기 기화기는, 상기 기판 지지부와 상기 기화기 사이에 정의되는 프로세싱 영역에 전구체 가스를 전달하도록 구성됨 ―; 및
    상기 기화기 근처에 배치되며, 상기 기화기를 가열하도록 구성되는 가열기(heater)를 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  2. 프로세싱 챔버로서,
    내부 볼륨을 정의하는, 챔버 바디 및 리드 ― 상기 리드는, 캡을 갖는 하우징을 지지하도록 구성되고, 상기 캡은 상기 리드의 온도를 제어하기 위한 수냉식(water cooled) 베이스 플레이트를 포함함 ―;
    상기 내부 볼륨 내에 배치되는 기판 지지 어셈블리;
    열 격리기(thermal isolator)에 의해 상기 내부 볼륨 내에서 상기 프로세싱 챔버의 상기 캡에 커플링되는 기화기 ― 상기 기화기는, 상기 기판 지지 어셈블리와 상기 기화기 사이에 정의되는 프로세싱 영역에 전구체를 전달하도록 구성됨 ―; 및
    상기 기화기 근처에 배치되며, 상기 기화기를 100℃ 내지 600℃의 온도로 가열하도록 구성되는 가열기를 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 챔버 바디는:
    가열된 벽들;
    가열된 리드(lid); 및
    상기 가열된 벽들 및 상기 가열된 리드에 근접하게 포지셔닝되는(positioned) 열 차폐물(heat shield)을 포함하며,
    상기 기판 지지부는 가열되는,
    프로세싱 챔버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 캡은 수냉식 베이스 플레이트를 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세싱 영역 내에 배치되는 내부 열 차폐물(internal heat shield)을 더 포함하고, 상기 내부 열 차폐물은 상기 챔버 바디로부터 이격되고, 상기 기화기를 적어도 부분적으로 둘러싸며, 상기 내부 열 차폐물은 가열되는,
    프로세싱 챔버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는:
    상기 내부 열 차폐물에 커플링되는 액추에이터(actuator)를 더 포함하고,
    상기 액추에이터는 상기 내부 열 차폐물을 상기 캡과 상기 기판 지지부 사이에서 이동시키도록 구성되는,
    프로세싱 챔버.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판 지지부를 상기 리드 쪽으로 이동시키도록 동작가능한 액추에이터를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기화기의 배출구는 복수의 개구(opening)들을 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 지지부의 중심선의 제 1 측(side)에 포지셔닝되는 배기 포트(exhaust port)를 더 포함하고, 상기 기화기는 상기 기판 지지부의 중심선의 제 2 측에 배치되는,
    프로세싱 챔버.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열기는, 저항성 가열기(resistive heater), 할로겐 램프들, 발광 다이오드들, 레이저들 및 플래시 램프(flash lamp)들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    프로세싱 챔버.
  11. 복수의 기판들을 프로세싱하기 위한 기판 프로세싱 플랫폼으로서,
    회전식 트랙 메커니즘(rotary track mechanism);
    상기 회전식 트랙 메커니즘 둘레에 어레이(array)로 배치되는 복수의 프로세싱 챔버들; 및
    상기 복수의 기판들을 운반하고(carry) 그리고 상기 기판들을 상기 기판 프로세싱 플랫폼 내외로 동시에 이송하도록 구성되는 이송 로봇(transfer robot)을 포함하고,
    상기 프로세싱 챔버들 중 하나의 프로세싱 챔버는:
    내부 볼륨을 정의하는, 챔버 바디 및 리드 ― 상기 리드는, 캡을 갖는 하우징을 지지하도록 구성됨 ―;
    상기 내부 볼륨 내에 배치되는 기판 지지부;
    상기 캡에 커플링되고, 상기 프로세싱 챔버의 상기 내부 볼륨에 대해 개방되는 배출구를 갖는 기화기 ― 상기 기화기는, 상기 기판 지지부와 상기 기화기 사이에 정의되는 프로세싱 영역에 전구체 가스를 전달하도록 구성됨 ―; 및
    상기 기화기 근처에 배치되는 가열기를 더 포함하는,
    복수의 기판들을 프로세싱하기 위한 기판 프로세싱 플랫폼.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는:
    가열된 벽들;
    가열된 리드; 및
    상기 가열된 벽들 및 상기 가열된 리드 둘레에 포지셔닝되는 열 차폐물을 더 포함하며,
    상기 기판 지지부는 가열되는,
    복수의 기판들을 프로세싱하기 위한 기판 프로세싱 플랫폼.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는:
    상기 프로세싱 영역에 배치되고, 상기 챔버 바디로부터 이격되며, 상기 기화기를 적어도 부분적으로 둘러싸는 내부 열 차폐물을 더 포함하며,
    상기 내부 열 차폐물은 가열되는,
    복수의 기판들을 프로세싱하기 위한 기판 프로세싱 플랫폼.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는:
    상기 내부 열 차폐물에 커플링되는 액추에이터를 더 포함하고,
    상기 액추에이터는 상기 내부 열 차폐물을 상기 캡과 상기 기판 지지부 사이에서 이동시키도록 구성되는,
    복수의 기판들을 프로세싱하기 위한 기판 프로세싱 플랫폼.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는:
    상기 기판 지지부의 중심선의 제 1 측에 포지셔닝되는 배기 포트를 더 포함하고,
    상기 기화기는 상기 기판 지지부의 중심선의 제 2 측에 배치되는,
    복수의 기판들을 프로세싱하기 위한 기판 프로세싱 플랫폼.
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