KR20100095427A

KR20100095427A - 프로세싱 챔버의 개구를 밀봉하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20100095427A
Application number: KR1020107011958A
Authority: KR
Inventors: 시니치 쿠리타; 타카유키 마츠모토; 로빈 엘. 티너; 존 엠. 화이트; 수하일 앤워
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-08-30
Also published as: CN101842514A; CN101842514B; US20090114153A1; WO2009058562A1; TW200931570A; US9458538B2; US20120103989A1; TWI524447B; KR101588565B1

Abstract

프로세싱 챔버의 개구를 밀봉하는 방법 및 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 본 발명은 챔버의 벽 내에 개구를 밀봉하기 위해 프로세싱 챔버의 벽 내에 통합된 밀폐 부재를 제공한다. 다른 실시예에서, 본 발명은 챔버 내부로부터 프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하도록 구성된 폐쇄 부재를 제공한다.

Description

프로세싱 챔버의 개구를 밀봉하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SEALING AN OPENING OF A PROCESSING CHAMBER}

[0001] 본 발명의 실시예들은 일반적으로 전자 소자 제조에 관한 것으로, 상세하게는 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 개구의 개선된 밀봉을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

[0002] 평판 패널 디스플레이, 텔레비젼 또는 컴퓨터 모니터의 제조에 있어서, 태양 전지 어레이 및 그와 유사한 것, 다양한 유전체, 반도체, 그리고 전도성 층들이 기판의 표면상에 순차적으로 증착된다. 이러한 기판들은 유리, 폴리머, 금속, 또는 기타 전자 소자가 그 표면 상에 형성될 수 있는 적절한 기판 물질로 이루어질 수 있다. 제조 효율의 증대 및/또는 생산 비용의 절감을 위해, 처리될 기판의 크기가 점차 커지고 있다. 그 결과, 기판의 표면상에 층들을 형성하기 위한 프로세싱 챔버의 크기도 점차 커지고 있다.

[0003] 기판 프로세싱 챔버는 통상적으로 밀봉 가능한 개구를 통해 기판 전달 챔버와 소통하는데, 이러한 개구는 수평으로 배향된 기판들의 삽입과 제거를 수용하도록 폭이 넓고 비교적 짧다. 슬릿 밸브라고도 알려진 챔버 격리(isolation) 밸브가 이러한 개구를 밀봉하기 위해 프로세싱 챔버 주변에 배치될 수 있다.

[0004] 예를 들어, 격리 밸브의, 도어라고도 알려진, 밀봉 플레이트가 연장되어 상기 개구를 밀봉하고, 후퇴되어 개구를 통한 기판의 통과를 허용할 수 있도록 격리 밸브가 프로세싱 챔버에 부착될 수 있다.

[0005] 불행히도, 기판의 크기 그리고 이에 상응하는 프로세스 챔버 내 개구의 크기가 지속적으로 커짐에 따라, 플라즈마 균일성, 가스 유동, 파티클 오염, 및 온도 균일성과 관련하여 현재의 밀봉 시스템에 있어서의 문제점 또한 커지고 있다. 따라서, 프로세스 챔버의 개구를 밀봉하는 개선된 방법 및 장치에 대한 요구가 있다.

[0006] 본 발명의 실시예들은 일반적으로, 클러스터 타입의 기판 프로세싱 시스템에 사용될 수 있는 프로세싱 챔버의 개구를 밀봉하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공한다.

[0007] 본 발명의 일 실시예에서, 프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 장치가 프로세싱 체적(processing volume)에 인접하는 전방 플레이트와 벽의 후방 플레이트 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 폐쇄 부재, 상기 폐쇄 부재와 벽의 전방 플레이트 사이에 배치되는 전도성 범퍼, 및 개구에 대해 수직 및 수평 양쪽으로 폐쇄 부재를 이동시키도록 구성되는 전개 기구(deployment mechanism)를 포함한다. 일 실시예에서, 폐쇄 부재는 개구로부터 수직으로 떨어져 연장되는 연장부를 갖는다.

[0008] 일 실시예에서, 프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법은 폐쇄 부재의 연장부를 통해 개구에 대해 벽의 전방 플레이트 및 후방 플레이트 사이에 적어도 부분적으로 배치된 인클로저 부재를 이동시키기 위해 전개 기구를 작동시키는 단계 및 챔버 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위해 전방 플레이트와 접촉하게 도어 부재를 이동시키는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 폐쇄 부재는 도어 부재 및 브레이싱 부재(bracing member)를 포함한다.

[0009] 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버는 프로세싱 체적에 인접한 전방 플레이트, 후방 플레이트, 및 이를 통해 연장하는 개구를 구비한 벽, 전방 플레이트 및 후방 플레이트 사이에 구성된 폐쇄 부재, 및 개구에 대해 폐쇄 부재를 이동시키도록 구성된 전개 기구를 포함한다.

[0010] 본 발명의 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버는 바닥 및 벽을 관통해 연장되는 개구를 구비한 벽을 갖는 챔버 몸체, 챔버 몸체 내에 배치된 폐쇄 부재 및 개구에 대해 폐쇄 부재를 이동시키도록 구성된 전개 기구를 포함한다. 일실시예에서, 폐쇄 부재는 그 위에 배치되는 하나 이상의 전기 전도성 밀봉 부재를 갖는다.

[0011] 본 발명의 또 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법은 폐쇄 부재의 연장부를 통해 개구에 대해 프로세싱 챔버 내에 배치된 인클로저 부재를 이동시키기 위해 전개 기구를 작동시키는 단계, 챔버 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위해 벽과 접촉하게 프로세싱 챔버 내에 둘러싸인 폐쇄 부재의 도어 부재를 이동시키는 단계, 및 도어 부재 및 챔버 벽 사이의 전기 접촉을 형성하는 단계를 포함한다.

[0012] 본 발명의 상기 인용된 특징, 특히 위에 짧게 요약된 본 발명의 상세한 설명이 세부적으로 이해될 수 있는 방식이 실시예를 참조될 수 있도록 하기 위해, 소정의 실시예는 첨부된 도면으로 설명된다. 그러나, 본 발명이 다른 동등하게 유효한 실시예에 수용될 수 있기 때문에 첨부된 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예들을 도시하고 그 범위를 제한하도록 고려되지 않는다는 것이 유의되어야 한다.

[0013] 도 1은 본 발명으로부터 장점으로 적합하게 구성될 수 있는 예시적인 기판 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도이다.
[0014] 도 2a는 관련 챔버 격리 밸브에 인접하게 위치되는, 그 안에 발생된 플라즈마를 구비한, 종래 기술 프로세싱 챔버의 개략적인 횡단면도이다.
[0015] 도 2b는 도 2a의 챔버 격리 밸브의 부분 확대도이다.
[0016] 도 3a는 그 안에 발생된 플라즈마를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세싱 챔버의 개략적인 횡단면도이다.
[0017] 도 3b는 도 3a의 챔버의 벽에 대한 부분 확대도이다.
[0018] 도 4는 그 안에 발생된 플라즈마를 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로세싱 챔버의 개략적인 횡단면도이다.
[0019] 도 5는 본 발명에 따른 래비린스 씰(labyrinth seal)의 일 실시예에 대한 개략적인 횡단면도이다.
[0020] 도 6은 본 발명에 따른 래비린스 씰의 다른 실시예에 대한 개략적인 횡단면도이다.

[0021] 본 발명의 실시예는 일반적으로 클러스터-타입 기판 프로세싱 시스템에서 사용될 수 있는 프로세싱 챔버의 개구를 밀봉하기 위한 개선된 방법 및 장치를 포함한다.

[0022] 도 1은 본 발명으로부터 장점으로 적합하게 구성될 수 있는 예시적인 기판 프로세싱 시스템(100)의 개략적인 평면도이다. 기판 프로세싱 시스템(100)은 로드 록(load lock, 120), 전달 챔버(130), 전달 로봇(140), 및 다중 기판 프로세싱 챔버들(150)을 포함할 수 있다.

[0023] 로드 록(120)은 대기 압력에 전체 시스템을 가압하는 것 없이 기판 프로세싱 시스템(100)의 진공 환경 내로 하나 이상의 기판들의 유입을 허용한다.

[0024] 기판들은 프로세싱 챔버들(150) 내에서 프로세싱된다. 프로세싱 챔버들(150)은 플라즈마 화학 기상 증착(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD) 챔버일 수 있다. 기판 프로세싱 챔버들(150)은 또한 물리 기상 증착(PVD) 챔버들과 같이, 다른 타입의 프로세싱 챔버들일 수 있다. 전형적으로, 기판 프로세싱 챔버들(150)은 상이한 프로세싱들이 상당히 상이한 레벨의 진공을 요구할 수 있기 때문에 부적합한 프로세싱 가스들의 침투를 최소화하도록 서로 격리된다.

[0025] 전달 챔버(130) 내에서, 전달 로봇(140)은 기판 프로세싱 챔버들(150) 및 로드 록(120) 사이에서 기판들을 전달한다. 기판 프로세싱 시스템(100)의 각각의 챔버(150)는 하나 이상의 챔버 격리 밸브들(160)에 의해 모든 다른 챔버들로부터 격리될 수 있다. 이러한 챔버 격리 밸브들(160)은 전달 챔버(130) 및 관련 프로세싱 챔버(150) 또는 로드 록 챔버(120) 사이에 위치된다.

[0026] 도 2a는 관련 챔버 격리 밸브(160)와 인접하게 위치된 프로세싱 챔버(150)와 같이, 프로세싱 챔버의 일 실시예의 개략적인 횡단면도이다. 예를 들어, 프로세싱 챔버(150)는 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD) 챔버일 수 있다. 하나의 적절한 플라즈마 화학 기상 증착 챔버는 캘리포니아 산타 클라라에 위치한 어플라이드 머트리얼즈사로부터 입수 될 수 있다. 도 2b는 챔버 격리 밸브(160)의 부분 확대도이다.

[0027] 챔버(150)는 일반적으로 벽들(202), 벽(203), 바닥(204), 샤워헤드(210), 및 기판 지지대(230)를 포함하며, 이는 누적적으로 프로세싱 체적(206)을 형성한다. 프로세싱 체적(206)은 기판(102)이 챔버(150) 안으로 및 밖으로 전달될 수 있도록 개구(208)를 통해 접근된다. 챔버 격리 밸브(160)는 기판이 전달되고 있을 때 개구(208)에 접근을 허용하기 위해 및 기판이 전달되지 않고 있을 때 개구(208)를 밀봉하기 위해 챔버(150)에 인접하게 위치된다. 이러한 배치는 챔버 개구(208) 및 챔버 격리 밸브(160)에 대한 세장형 터널(elongated tunnel, 209)을 생성한다. 전형적인 챔버 구성에서, 세장형 터널(209)의 길이는 대략 20 cm 또는 그보다 더 클 수 있다.

[0028] 챔버 격리 밸브(160)는 그 안에 포함된 기판의 프로세싱을 위해 프로세싱 챔버(150)의 가압을 허용하도록 인접 프로세싱 챔버(150)에 개구(208)를 밀봉한다. 통상적인 챔버 격리 밸브들은 전형적으로 평판 패널들과 같은 큰 기판들의 플라즈마-프로세싱과 관련된 큰 압력 차를 수용하도록 설계되지 않는다. 개선된 장치 및 방법은 폐쇄될 때 격리 밸브 도어 상에 지지하는 브레이싱 힘을 가하는 챔버 격리 밸브에 이동 가능한 브레이싱 부재를 통합하는 것을 발전시켜 왔다. 챔버 격리 밸브에 브레이싱 부재 및 브레이싱 힘을 통합하는 방법 및 장치는 아래의 상세한 설명 및 본 발명의 개시와 모순되지 않는 범위내에서 참조된, 쿠리타(Kurita) 등에 2006년 8월 8일에 등록된 미국 특허 7,086,638호에 설명된다.

[0029] 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 챔버 격리 밸브(160)는 챔버 개구(208)를 밀봉하기 위한 폐쇄 부재(263)를 포함할 수 있다. 챔버 격리 밸브(160)는 그 안에서 폐쇄 부재(263)의 적어도 일부가 이동 가능하게 배치될 수 있는 밸브 하우징(265)을 또한 포함할 수 있다. 챔버 격리 밸브(160)가 프로세싱 챔버(150)의 개구(208)와 관련되어 사용되도록 하기 위해, 챔버 격리 밸브(160)의 밸브 하우징(265)이 프로세싱 챔버(150)에 맞닿게 위치되어, 밀봉될 개구(208)에서, 밸브 하우징(265) 및 프로세싱 챔버(160) 사이에 밀봉이 형성된다.

[0030] 폐쇄 부재(263)는 챔버 개구(208)를 밀봉하기 위해 챔버 격리 밸브 도어(267)를 포함할 수 있다. 폐쇄 부재(263)는 챔버 격리 밸브 도어(267)에 대해 이동 가능한 브레이싱 부재(269)를 또한 할 수 있다. 예를 들어, 브레이싱 부재(269)는 챔버 격리 밸브 도어(267)로부터 떨어져 연장하고 및 도어를 향하여 후퇴하기 적합하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 브레이싱 부재(269)는 예를 들어, 챔버 격리 밸브 도어(267)가 전술된 바와 같이 챔버 개구(208)를 밀봉하는 위치에 있을 때 챔버 격리 밸브 도어(267)를 브레이싱하거나 지지(buttress)하도록 구성될 수 있다.

[0031] 밸브 하우징(265)은 인클로저(273), 인클로저(273)에 대한 제 1 개구(275), 및 인클로저(273)에 대한 제 2 개구(277)를 형성할 수 있다. 제 1 개구(275)는 전달 챔버(150)의 내부에 인접하여 접근을 허락할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 개구(277) 및 인클로저(273)는 제 1 개구(275) 및 챔버 개구(208)의 공통 축선을 따라 정렬되며, 폐쇄 부재(263)가 개방 위치에 있을 때 밸브 하우징(265)을 통해 및 프로세싱 챔버(150) 안으로 및 밖으로 기판들의 통과를 허용하도록 크기화된다. 제 1 개구(275)는 세장형 터널(209)의 연장을 상응하게 형성한다.

[0032] 큰 압력차가 존재하는 프로세싱 챔버를 밀봉하기 위해 의도된 챔버 격리 밸브(160)의 실시예에서, 밸브 하우징(265)은 제 2 개구(277)가 형성된 후방 플레이트(279)를 또한 포함할 수 있다. 후방 플레이트(279)는 밀봉하는 동안 폐쇄 부재(263)의 챔버 격리 밸브 도어(267)를 브레이싱하기 위해 브레이싱 부재(269)가 후방 플레이트(279)를 접촉하여 후방 플레이트(279)에 대해 밀도록 구성될 수 있다. 탄성 중합체 O-링(266)이 브레이싱 부재(269) 및 후방 플레이트(279) 사이의 압력 타이트 씰(pressure tight seal)을 제공하도록 브레이싱 부재(269) 및 후방 플레이트(279) 사이에 배치될 수 있다. 덧붙여, 전도성 범퍼(268)가 또한 브레이싱 부재(269) 및 후방 플레이트(279) 사이에 배치될 수 있다. 밸브 하우징(265)은 전방 플레이트(281)를 포함하고, 그 내에 제 1 개구(275)가 형성된다. 전방 플레이트(281)는 폐쇄 부재(263)의 챔버 격리 밸브 도어(267)가 전방 플레이트(281)를 접촉하여 제 1 개구(275) 주위를 밀봉하도록 구성될 수 있다. 밸브 도어(267)는 밸브 하우징(265)의 전방 플레이트(281)와 밸브 도어(267) 사이의 압력 씰(pressure seal)을 제공하기 위해 O-링(266)을 포함할 수 있다.

[0033] 도 2a 및 도 2b는 또한 격리 밸브(160)에 인접하게 위치된 프로세싱 챔버(150)에 의해 발생된 플라즈마(201)의 개략적인 횡단면도이다. 무선 주파수(RF) 리턴 경로가 프로세싱 동안 플라즈마(201)를 포함하는 프로세싱 챔버(150)의 내부 표면들을 따라 형성된다. 따라서, RF 리턴 경로가 개구(208)에 플라즈마(201)를 포함하도록 격리 밸브(160)를 통해 형성될 수 있다. 리턴 경로가 전도성 접촉을 통해 격리 밸브 하우징(265) 및 프로세싱 챔버 벽(203) 사이에서 형성될 수 있다. 덧붙여, 리턴 경로는 전도성 범퍼(268)를 통해 제공되는 밸브 하우징(265) 및 브레이싱 부재(269) 사이의 전도성 접촉을 통해 격리 밸브(160)의 제 2 개구(277)에 걸쳐 계속될 수 있다.

[0034] 그러나, 플라즈마(201)가 실질적으로 계속된다 할지라도, 이러한 구성과 관련된 문제들이 존재한다. 먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 발생된 플라즈마(201)는 기판(102)에 대해 균일하지 않다. 사실, 개구(208)에 생성된 세장형 터널(209)의 길이 때문에, 플라즈마(201)는 상당한 거리를 개구(208) 내로 연장한다. 이것은 플라즈마(201)가 격리 밸브(160)의 상기 위의 참조된 플라즈마 봉쇄(containment)에 도달하기 위해 이송할 수 있는 상당한 거리 때문에 발생한다. 이러한 불-균일 플라즈마 발생은 기판(102) 상의 실질적, 불-균일 증착의 결과가 된다.

[0035] 추가적으로, 챔버 개구(208)와 관련된 세장형 터널(209)에 트랩되게 되는 가스의 경향으로 인해, 프로세싱 챔버(150)의 가스 유동은 개구(208)에서 억제된다. 챔버 개구(208)에서 이러한 "터널링 효과"는 개구(208)가 위치되는 프로세싱 챔버 벽(203)을 따라 불-균일 온도 분포를 가져오는 것으로 또한 나타난다. 이러한 상황들 양쪽은 또한 기판(102) 상으로 물질의 불-균일 증착에 기여한다.

[0036] 종래의 구성과 관련된 다른 문제점은 챔버 개구(208)의 세장형 터널(209)의 잔여 프로세싱 필름의 생성이다. 세장형 터널(209)에서 이러한 과도한 잔여 프로세싱 필름은 터널(209)의 챔버 표면들 상의 과도한 물질 증착을 가져온다. 상응하게, 이러한 증착들은 전달 동안 기판(102) 상으로 박리(flake off)되어, 기판(102)이 오염되는 결과를 가져올 수 있다.

[0037] 대조적으로, 본 발명의 실시예는 개구(208)에서 세장형 터널(209)의 제거를 통해 격리 밸브(160)의 RF 리턴 경로까지의 거리를 단축하여 전술된 구성을 상당히 개선한다. 도 3a는 플라즈마(301)를 발생시키는 프로세싱 챔버(350)의 개략적인 횡단면에 의해 도시된 본 발명의 일 실시예를 도시한다.

[0038] 앞서 기술된 챔버(150)와 유사하게, 프로세싱 챔버(350)는 벽들(302), 벽(303), 바닥(304), 샤워헤드(310), 및 기판 지지대(330)를 일반적으로 포함하며, 이는 누적적으로 프로세싱 체적(306)을 형성한다. 기판 지지대(330)는 기판(102)을 지지하기 위해 표면(336)을 수용하는 기판 및 기판 지지대(330)을 상승시키고 하강시키기 위한 리프트 시스템(336)에 연결된 스템(334)을 포함할 수 있다. 리프트 핀들(338)은 표면(332)을 수용하는 기판에서 및 기판까지 기판(102)을 이동시키도록 기판 지지대(330)를 관통해 이동가능하게 배치될 수 있다. 기판 지지대(330)는 벽들(302) 및 기판 지지대(330)의 주변 사이에 RF 경로를 제공하기 위해 RF 리턴 스트랩들(331)을 또한 포함할 수 있고, 이는 RF 전원(322)까지 RF 리턴 경로를 단축한다. 리턴 스트랩들의 예시들은 본 발명의 개시와 모순되지 않는 범위까지 전체적으로 본 발명에서 양쪽이 참조된, 2000년 2월 15일에 로(Law) 등에게 등록된 미국 특허 6,024,044호 및 2006년 12월 20일에 박(Park) 등에게 출원된 미국 특허 출원 11/613,934호에 개시된다.

[0039] 샤워헤드(310)는 서스펜션(314)에 의해 그 주변부에서 백킹 플레이트(backing plate, 312)에 연결될 수 있다. 샤워헤드(310)는 처짐을 방지하고 및/또는 샤워헤드(310)의 직진성/곡선을 제어하는데 조력하도록 하나 이상의 센터 지지대들(316)에 의해 백킹 플레이트(312)에 또한 연결될 수 있다. 가스공급원(320)은 표면(332)을 수용하는 기판에 백킹 플레이트(312)를 통해 및 샤워헤드(310)를 통해 가스를 제공하도록 백킹 플레이트(312)에 연결될 수 있다. 진공 펌프(309)는 목표된 압력에서 프로세싱 체적(306)을 제어하기 위해 챔버(350)에 연결될 수 있다. 이후 RF 전원(322)은 샤워헤드(310)에 RF 전력을 제공하기 위해 백킹 플레이트(312) 및/또는 샤워헤드(310)에 연결되어서 플라즈마가 샤워헤드(310) 및 기판 지지대(330) 사이에서 가스들로부터 발생되도록 전기장이 샤워헤드 및 기판 지지대 사이에서 생성된다. 대략 0.3 MHz와 대략 200 MHz 사이의 주파수와 같은 다양한 RF 주파수들이 사용될 수 있다. 일 실시예에서 RF 전원은 13.56 MHz의 주파수로 제공된다. 샤워헤드들의 예시들은 본 발명의 개시와 모순되지 않는 범위까지 전체적으로 본 발명에서 모두 참조된, 화이트(White) 등에게 2002년 11월 12일 등록된 미국 특허 6,477,980호, 최(Choi) 등에게 2006년 11월 17일에 발행된 미국 공개공보 2005/0251990호, 및 켈러(Keller) 등에게 2006년 3월 23일 발행된 미국 공개공보 2006/0060138호에 개시된다.

[0040] 유도성으로 연결된 원격 플라즈마 소스와 같은, 원격 플라즈마 소스(324)가 가스공급원(320) 및 백킹 플레이트(312) 사이에 또한 연결될 수 있다. 프로세싱 기판들 사이에서, 챔버 구성요소들을 세정하도록 원격 플라즈마가 발생되어 제공하도록 하기 위해 세정 가스가 원격 플라즈마 소스(324)에 제공될 수 있다. 세정 가스는 샤워헤드에 제공될 RF 전원(322)에 의해 또한 여기될 수 있다. 적절한 세정 가스들이 포함될 수 있으나, NF₃, F₂, and SFQ로 제한되지 않는다. 원격 플라즈마 소스들의 예시들은 본 발명의 개시와 모순되지 않는 범위까지 본 발명에서 참조된, 섕(Shang) 등에게 1998년 8월 4일 등록된 미국 특허 5,788,778호에 개시된다.

[0041] 도 2a에 도시된 실시예에 유사하게, 기판(102)이 챔버(350) 안으로 및 밖으로 전달될 수 있도록 프로세싱 체적(306)은 챔버 벽(303)의 개구(308)를 통해 접근된다. 그러나, 종래 구성들과는 반대로, 챔버 벽(303)은 기판이 전달되고 있을 때 개구(308)에 통합적으로 접근을 허용하고 기판이 전달되고 있지 않을 때 개구(308)를 밀봉하도록 구성될 수 있다.

[0042] 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 챔버 벽(303)의 부분 확대도이다. 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 챔버 벽(303)은 전방 플레이트(381) 및 후방 플레이트(379)를 포함할 수 있고 그 사이에서 폐쇄 부재(363)의 적어도 일부가 챔버 개구(308)를 밀봉하기 위해 이동 가능하게 배치될 수 있다. 폐쇄 부재(363)는 챔버 개구(308)를 밀봉하기 위해 도어(367)를 포함할 수 있다. 도어(367)는 챔버 개구(308)에 압력 타이트 씰을 유지하기 위해 탄성 부재(366)를 포함할 수 있다. 탄성 부재(366)는 실리콘-기반 엘라스토머와 같은 탄성 중합체 물질을 포함할 수 있다. 덧붙여, 도어(367)는 금속 함침된(impregnated) 실리콘-기반 엘라스토머와 같은 전기 전도성 탄성 중합체 물질들로 구성될 수 있는 전도성 범퍼(368)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 전도성 범퍼(368)는 알루미늄 판금 스테인레스강(aluminum plated stainless steel), 고니켈 합금강, 크롬-니켈 합금강, 등을 포함하는 금속 범퍼일 수 있다. 대안적으로, 전방 플레이트(381)는 탄성 부재(366) 및/또는 전도성 범퍼(368)를 포함할 수 있다.

[0043] 폐쇄 부재(363)는 도어(367)에 대해 이동 가능한 브레이싱 부재(369)를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 브레이싱 부재(369)는 도어(367)로부터 떨어져 연장하고 및 도어 쪽으로 후퇴하도록 구성될 수 있다. 또한, 브레이싱 부재(369)는 예를 들어, 도어(367)가 챔버 개구(308)를 밀봉하는 위치에 있을 때 도어(367)를 브레이싱하거나 지지(buttress)하도록 구성될 수 있다. 덧붙여, 브레이싱 부재(369)는 압력 타이트 씰을 유지하기 위해 탄성 부재(366)를 포함할 수 있다. 더욱이, 브레이싱 부재(369)는 또한 전도성 부재(368)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 후방 플레이트(379)는 탄성 부재(366) 및/또는 전도성 부재(368)를 포함할 수 있다.

[0044] 챔버 개구(308)에 대한 폐쇄 부재(363)의 이동을 제공하기 위해, 폐쇄 부재(363)는 또한 도어(367)로부터 이격되는 연장부(371)를 또한 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 도어(367)로부터 이격되는 연장부(371)의 단부가 챔버 벽(303)의 내부에 또는 외부에 배치되는 전개 기구(372)에 의해 조작될 수 있다. 전개 기구(372)는 공압적-구동 선형 엑츄에이터들의 결합일 수 있다. 전개 기구(372)는 폐쇄 부재(363)를 하나의 유닛으로서, 즉 연장부(371)를 통해 챔버 격리 밸브 도어(367) 및 브레이싱 부재(369)를 함께 이동시키는 것에 의해 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 전개 기구(372)는 연장부(371)을 통해 챔버 개구(308)를 향하여 및/또는 챔버 개구로부터 떨어져 수평으로 폐쇄 부재(363)를 수평하게 이동시킬 수 있다. 덧붙여, 전개 기구(372)는 연장부(371)를 통해 폐쇄 부재(363)를 수직으로 이동시킬 수 있다.

[0045] 프로세싱 챔버 벽(303)은 인클로저(373)를 형성할 수 있다. 전방 플레이트(381)에 포함된 챔버 개구(308)는 프로세싱 체적(306) 및 인클로저(373) 사이에서 접근을 허용한다. 제 2 챔버 개구(377)는 인클로저(373) 및 도 1의 전달 챔버(130)와 같은 전달 챔버 사이에서 접근을 허용한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 챔버 개구(377) 및 인클로저(373)는 챔버 개구(308)와의 공통 축선을 따라 정렬되며, 폐쇄 부재(363)가 개방 위치에 있을 때 챔버 벽(303)을 통해 및 프로세싱 챔버(350) 안으로 및 밖으로 기판들의 통과를 허용하도록 크기화된다.

[0046] 큰 압력차가 존재하는 프로세싱 챔버를 밀봉하도록 의도된 챔버 벽(303)의 실시예에서, 후방 플레이트(379)는 브레이싱 부재(369)가 후방 플레이트(379)와 접촉하여 밀봉 동안 폐쇄 부재(363)의 밸브 도어(367)를 브레이싱하기 위해 후방 플레이트(379)에 대해 밀게 하도록 구성될 수 있다. 전방 플레이트(381)는 폐쇄 부재(363)의 도어(367)가 전방 플레이트(381)를 접촉하여 챔버 개구(308) 주위를 밀봉하게 하도록 구성될 수 있다.

[0047] 도어 부재(367)에 대해 브레이싱 부재(369)의 이동을 제공하기 위해, 엑츄에이터(370)가 브레이싱 부재(369) 및/또는 도어 부재(367) 내에서 사용될 수 있다. 엑츄에이터(370)는 후방 플레이트(379)에 대해 브레이싱 부재(369)에 힘을 가하기 위해 가압된 가스의 외부 소스를 통해 팽창될 수 있는 압력 셀을 갖는 공압 엑츄에이터일 수 있다.

[0048] 챔버 바닥(304), 벽들(302), 및 벽(303)은 RF 리턴 경로를 제공하고, 이는 플라즈마(301)를 포함한다. 덧붙여, RF 리턴 경로는 전도성 범퍼(368)에 의해 제공된 전방 플레이트(381) 및 도어 부재(367) 사이에 전도성 접촉을 통해 챔버 벽(303)의 챔버 개구(308)에 걸쳐 계속될 수 있다. 이러한 구성은 상응하는 챔버 개구(208) 주위에 플라즈마(201)를 포함하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 실시예의 구성보다 챔버 개구(308)에서 플라즈마(301)를 포함하기 위한 상당히 더 단축된 RF 리턴 경로로 귀착될 수 있다. 바람직하게, 전방 플레이트(381)의 내부 챔버 표면과 도어 부재(367) 사이의 거리는 대략 10 cm이거나 또는 더 적다.

[0049] 도 4는 플라즈마(401)를 발생시키는 프로세싱 챔버(450)의 개략적인 횡단면에 의해 표시된 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 이전에 기술된 챔버들과 유사하게, 프로세싱 챔버(450)는 벽들(402), 벽(403), 바닥(404), 샤워헤드(410), 및 기판 지지대(430)을 포함하며, 이것은 누적적으로 프로세싱 체적(406)을 형성한다. 또한, 이전의 실시예와 유사하게, 프로세싱 체적(406)은 기판(102)이 챔버(450) 안으로 및 밖으로 전달될 수 있도록 챔버 벽(403)의 개구(408)를 통해 접근된다. 그러나, 종래 기술의 구성들과 반대로, 폐쇄 부재(463)는 기판이 전달될 때 개구(408)에 접근을 허용하고 기판이 프로세싱되고 있을 때 챔버(450)의 내부로부터 개구(408)를 밀봉하도록 구성된다.

[0050] 일 실시예에서, 폐쇄 부재(463)는 도어(467) 및 상기 도어(467)로부터 이격되는 연장부(471)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 도어(467)로부터 이격된 연장부(471)의 단부는 챔버 바닥(404) 아래에 배치된 전개 기구(472)에 의해 조작될 수 있다. 전개 기구(472)는 연장부(471)를 통해 폐쇄 부재(463)를 수직으로 이동시킬 수 있다.

[0051] 일 실시예에서, 도어(467)는 텅 부재(tongue member, 482)를 갖는 상부 표면, 제 1 리세스부(484) 및 제 2 리세스부(486)를 포함한다. 제 1 리세스부(484) 및 제 2 리세스부(486)는 각각 챔버 개구(408)에서 진공 밀봉을 유지하기 위해 그 표면에 배치되는 탄성 부재(468)를 추가적으로 포함한다. 탄성 부재(468)는 금속 함침된 실리콘-기반 엘라스토머와 같이 전기 전도성 탄성 중합체 물질들로 구성될 수 있다. 대안적으로, 탄성 부재(468)는 알루미늄 판금 스테인레스강, 고니켈 합금강, 크롬-니켈 합금강, 등을 포함하는 범퍼일 수 있다.

[0052] 일 실시예에서, 벽(403)은 개구(408) 위에 배치되는 상단부(451) 및 개구 아래에 배치되는 하단부(456)를 포함한다. 상단부(451)는 그 안에 배치되는 그루브(452)를 포함할 수 있다. 하단부(456)는 립(lip, 457)을 포함할 수 있다.

[0053] 일 실시예에서, 텅 부재(482)는 도어(467)가 개구(408)를 밀봉하기 위해 폐쇄된 위치에 있을 때 그루브(452) 내로 삽입된다. 덧붙여, 도어(467)의 제 1 리세스부(484) 상에 배치된 탄성 부재(468)는 상단부(451)를 접촉할 수 있으며, 도어(467)가 개구(408)를 밀봉하기 위해 그 폐쇄 위치에 있을 때 도어(467)의 제 2 리세스부(486) 상에 배치된 탄성 부재(468)는 벽(403)의 하단부(456)의 립(457)을 접촉할 수 있다.

[0054] 이러한 구성은 벽(403)에 도어의 래비린스 씰을 형성한다. 즉, 벽(403)의 상단부(451)에 도어(467)의 상부 표면의 "텅 및 그루브" 배치는 임의의 여기된 가스가 개구(408) 주위에 밀봉된 표면들에 도달하기 위해 이송되기에 어렵고 긴 경로가 된다. 이것은 도어(467)가 개구(408)를 통해 접근을 허용하는 개방 위치까지 이동될 때 도어(467) 및 벽(403) 사이의 전기 접촉 영역이 제거될 수 있는 여분의 증착들로 코팅되는 것을 방지한다.

[0055] 위에서-참조 래비린스 씰은 본 발명에 적용 가능한 다양한 구성들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 그루브(452)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 벽(403)에 분리 부재(500, 600)를 부착하는 것에 의해 형성될 수 있다. 도 5에서, 리세스(510)는 부재(500)의 하부 표면에 형성되며, 상기 부재가 이후 벽(403)의 내측 표면에 부착된다. 도 6에서 리세스(490)는 벽(403)의 내측 표면에 형성되며 부재(600)가 벽에 부착된다.

[0056] 도 4에 도시된 일 실시예에서, 챔버 바닥(404), 벽들(402), 및 벽(403)은 플라즈마(401)를 포함하기 위해 RF 리턴 경로를 형성한다. 덧붙여, RF 리턴 경로는 챔버(450)의 내부 상에서 벽(403)과 도어(467) 사이의 전도성 접촉을 통해 챔버 벽(403)의 챔버 개구(408)에 걸쳐 계속될 수 있다. 이것은 상응하는 챔버 개구(208) 주위에 플라즈마(201)를 포함하기 위해 도 2에 도시된 것과 같이, 종래 실시예에서의 구성보다 챔버 개구(408)에서 플라즈마(401)를 포함하기 위한 상당히 더 단축된 RF 리턴 경로로 귀착된다. 바람직하게, 도어(467)의 내부 표면(459)은 벽(403)의 내부 측면과 실질적으로 동일 평면(flush with)이다.

[0057] 전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 개구(208, 308, 408)에 대한 세장형 터널을 제거함으로써 RF 리턴 경로를 단축하는 것에 의해 종래의 프로세싱 챔버 구성들과 관련된 문제점들을 해결한다. 사실상, 도 3 및 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의해 발생된 플라즈마(301, 401)는 실질적으로 기판(102) 주위에서 실질적으로 균일하다. 이러한 실질적으로 균일한 플라즈마 발생은 기판(102) 상에 실질적으로 균일한 증착으로 귀착된다.

[0058] 상응하게, 프로세싱 챔버(350, 450)에서 가스 유동은 개구(308, 408)에서 세장형 터널의 제거로 인해 실질적으로 개선된다. 또한, 챔버 벽(303, 403)을 따라 온도 분포는 종래기술의 실시예와 비교하여 실질적으로 균일하다. 이러한 양쪽의 상황들은 기판(102) 상으로 실질적으로 균일한 증착에 기여한다.

[0059] 본 발명의 실시예는 또한 개구(308, 408)에서 잔여 프로세싱 필름의 생성을 감소시킨다. 이로써, 이러한 감소는 개구(308, 408)에서 증착되는 물질의 양 및 전달하는 동안 기판(102)의 오염에 대한 잠재성을 실질적으로 감소시킨다.

[0060] 전술한 실시예가 슬라이딩-타입 폐쇄 부재를 도시하는 동안, 플랩-타입 밸브들과 관련된 필요한 수정예들을 통합한 플랩-타입 폐쇄 부재가 본 발명의 특정 실시예 내에 동등하게 적용될 수 있다.

[0061] 전술한 것이 본 발명의 실시예에 지향되는 동안, 본 발명의 다른 추가적인 실시예가 본 발명의 기본 범주로부터 벗어남 없이 발명될 수 있으며, 본 발명의 범주는 후속하는 청구범위에 의해 결정된다.

Claims

프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 장치로서,
프로세싱 체적에 인접한 상기 벽의 전방 플레이트와 상기 벽의 후방 플레이트 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 폐쇄 부재 - 상기 폐쇄 부재는 상기 개구로부터 수직으로 떨어져 연장되는 연장부를 구비함 -;
상기 폐쇄 부재와 상기 벽의 전방 플레이트 사이에 배치되는 전도성 범퍼; 및
상기 개구에 대해 수직 및 수평 양쪽으로 상기 폐쇄 부재를 이동시키도록 구성된 전개 기구를 포함하는,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 폐쇄 부재가 상기 전방 플레이트를 접촉하여 상기 개구를 밀봉하도록 구성된 도어 부재 및 상기 도어 부재에 대해 이동 가능하고 상기 후방 플레이트와 접촉하도록 구성된 브레이싱 부재를 포함하며,
상기 도어 부재가 전기 전도성 탄성 부재를 포함하는,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 도어 부재를 상기 전방 플레이트에 대해 브레이싱(brace against)하도록 상기 도어 부재로부터 떨어지게 그리고 상기 후방 플레이트와 접촉하게 상기 브레이싱 부재를 이동시키도록 구성된 엑츄에이터를 더 포함하는,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 장치.
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법으로서,
폐쇄 부재의 연장부를 통해 상기 개구에 대해 인클로저를 이동시키도록 전개 기구를 작동시키는 단계 - 상기 폐쇄 부재가 상기 벽의 전방 플레이트와 후방 플레이트 사이에 배치되며, 상기 폐쇄 부재가 도어 부재 및 브레이싱 부재를 가짐-;
상기 챔버 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위해 상기 전방 플레이트와 접촉하게 상기 도어 부재를 이동시키는 단계를 포함하는
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 도어 부재와 상기 챔버 벽의 전방 플레이트 사이에 전기 접촉을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 도어 부재가 상기 개구를 밀봉하기 위한 전기 전도성 탄성 부재를 포함하는,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법.
제 5 항에 있어서,
엑츄에이터를 통해 상기 도어 부재에 대해 상기 브레이싱 부재를 이동시키는 단계를 더 포함하는,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 도어 부재를 상기 벽에 대해 브레이싱(brace against)하기 위해 상기 챔버 벽의 후방 플레이트와 접촉하게 상기 브레이싱 부재를 이동시키도록 상기 엑츄에이터를 작동시키는 단계를 더 포함하는,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법.
프로세싱 체적에 인접한 전방 플레이트, 후방 플레이트, 및 이를 관통해 연장되는 개구를 구비한 벽;
상기 전방 플레이트와 상기 후방 플레이트 사이에 구성된 폐쇄 부재; 및
상기 개구에 대해 상기 폐쇄 부재를 이동시키도록 구성된 전개 기구를 포함하는,
프로세싱 챔버.
제 8 항에 있어서,
상기 폐쇄 부재는 상기 전방 플레이트와 접촉하여 상기 개구를 밀봉하도록 구성된 도어 부재 및 상기 후방 플레이트를 접촉하도록 구성된 상기 도어 부재에 대해 이동 가능한 브레이싱 부재를 포함하며,
상기 도어 부재가 상기 전방 플레이트와 접촉할 때 상기 도어 부재와 상기 전방 플레이트 사이에 전기 접촉이 형성되는,
프로세싱 챔버.
제 9 항에 있어서,
상기 도어 부재를 상기 전방 플레이트에 대해 브레이싱(brace against)하기 위해 상기 도어 부재로부터 떨어지게 그리고 상기 후방 플레이트와 접촉하게 상기 브레이싱 부재를 이동시키도록 구성된 엑츄에이터를 더 포함하는,
프로세싱 챔버.
바닥 및 벽을 구비한 챔버 몸체 - 상기 벽은 이를 관통하여 연장되는 개구를 가짐 -;
상기 챔버 몸체 내에 배치된 폐쇄 부재 - 상기 폐쇄 부재는 그 위에 배치되는 하나 이상의 전기 전도성 밀봉 부재를 가짐 - ; 및
상기 개구에 대해 상기 폐쇄 부재를 이동시키도록 구성된 전개 기구를 포함하는,
프로세싱 챔버.
제 11 항에 있어서,
상기 벽이 그 하부 표면에 배치된 그루브를 구비한 상단부 및 그로부터 연장되는 립을 구비한 하단부를 포함하며,
상기 폐쇄 부재가 그 상부 표면으로부터 연장되는 텅 부재 및 그 위에 배치되는 전기 전도성 탄성 부재를 구비한 리세스를 갖는
프로세싱 챔버.
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법으로서,
폐쇄 부재의 연장부를 통해 상기 개구에 대해 인클로저를 이동시키도록 전개 기구를 작동시키는 단계, - 상기 폐쇄 부재가 상기 프로세싱 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 상기 폐쇄 부재가 상기 프로세싱 챔버 내에 둘러싸인 도어 부재를 포함함 -;
상기 챔버 벽에 있는 상기 개구를 밀봉하기 위해 상기 벽과 접촉하게 상기 도어 부재를 이동시키는 단계; 및
상기 도어 부재와 상기 챔버 벽 사이에 전기 접촉을 형성하는 단계를 포함하는,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법.
제 13 항에 있어서,
래비린스 씰을 형성하도록 상기 벽에 형성된 리세스 내에 상기 도어 부재의 텅 부재를 삽입하는 단계를 더 포함하는,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 도어 부재의 내부 표면이 상기 벽의 내부 표면과 실질적으로 동일 평면인,
프로세싱 챔버의 벽에 있는 개구를 밀봉하기 위한 방법.