KR20240001985A - 퍼지 메커니즘을 갖는 스핀들 어셈블리 및 퍼지 메커니즘을 갖는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 - Google Patents

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파마르 라비
쿠마르 가르그 아툴
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

기판 프로세싱 시스템의 스테이션들 사이에서 기판을 이송하기 위한 스핀들 어셈블리는 퍼지 메커니즘을 포함한다. 기판을 프로세싱하기 위해 스테이션 내에 배치된 링 상에 장착된 리프트 핀 어셈블리들을 작동시키기 위한 리프트 핀 드라이브 어셈블리는 퍼지 메커니즘을 포함한다. 퍼지 메커니즘들을 통해 불활성 가스를 흘림으로써, 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리 상의 증착이 감소되거나 제거될 수 있다.

Description

퍼지 메커니즘을 갖는 스핀들 어셈블리 및 퍼지 메커니즘을 갖는 리프트 핀 드라이브 어셈블리{SPINDLE AND LIFT PIN DRIVE ASSEMBLY WITH PURGE MECHANISMS}
본 개시는 일반적으로 기판 프로세싱 시스템들, 보다 구체적으로 퍼지 메커니즘들을 갖는 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 툴은 통상적으로 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들 상에서 증착, 에칭, 및 다른 처리들을 수행하는 복수의 스테이션들을 포함한다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 프로세스들의 예들은 CVD (chemical vapor deposition) 프로세스, CEPVD (chemically enhanced plasma vapor deposition) 프로세스, PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) 프로세스, PVD (sputtering physical vapor deposition) 프로세스, ALD (atomic layer deposition) 및 PEALD (plasma enhanced ALD) 를 포함한다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 프로세스들의 부가적인 예들은 에칭 (예를 들어, 화학적 에칭, 플라즈마 에칭, 반응성 이온 에칭, 등) 프로세스 및 세정 프로세스를 포함한다.
프로세싱 동안, 기판은 스테이션의 페데스탈과 같은 기판 지지부 상에 배치된다. 증착 동안, 하나 이상의 전구체들을 포함하는 가스 혼합물들이 스테이션 내로 도입되고, 플라즈마는 화학 반응들을 활성화하도록 선택 가능하게 (optionally) 스트라이킹될 (strike) 수도 있다. 에칭 동안, 에칭 가스들을 포함하는 가스 혼합물들이 스테이션 내로 도입되고, 플라즈마는 화학 반응들을 활성화하도록 선택 가능하게 스트라이킹될 수도 있다. 컴퓨터-제어된 스핀들은 기판들이 프로세싱되는 시퀀스로 일 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 기판들을 이송하도록 인덱싱 플레이트를 동작시킨다.
ALD에서, 가스 화학 프로세스는 재료의 표면 (예를 들어, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 표면) 상에 박막을 순차적으로 증착한다. 대부분의 ALD 반응들은 재료의 표면과 순차적인, 자기-제한 방식으로 한 번에 하나의 전구체가 반응하는 전구체들 (반응 물질들) 이라고 하는 적어도 2 개의 화학 물질들을 사용한다. 분리된 전구체들에 대한 반복된 노출을 통해, 박막이 재료의 표면 상에 점진적으로 증착된다. 열적 ALD (Thermal ALD; T-ALD) 는 가열된 스테이션에서 수행된다. 스테이션은 진공 펌프 및 제어된 불활성 가스의 플로우를 사용하여 대기압 이하의 압력 (sub-atmospheric pressure) 으로 유지된다. ALD 막으로 코팅될 기판은 스테이션 내에 배치되고 ALD 프로세스를 시작하기 전에 스테이션의 온도와 평형을 이루게 된다.
기판 프로세싱 시스템의 스테이션들 사이에서 기판을 이송하기 위한 스핀들 어셈블리는 스핀들 및 제 1 도관을 포함한다. 스핀들은 베이스 부분, 스템 부분, 장착 플레이트, 및 샤프트를 포함한다. 베이스 부분은 실린더형이다. 스템 부분은 베이스 부분으로부터 연장한다. 스템 부분은 실린더형이고 베이스 부분보다 사이즈가 작다. 장착 플레이트는 스테이션들 사이에서 기판 프로세싱 시스템에 스핀들을 장착하도록 스템 부분에 부착된다. 샤프트는 스테이션들 사이에서 기판을 이송하도록 허브 및 플레이트를 작동시키도록 스핀들의 베이스 부분 및 스템 부분을 통해 연장한다. 제 1 도관은 가스를 수용하도록 베이스 부분에 부착된 제 1 유입구 및 허브와 플레이트 사이의 갭을 통해 가스를 지향시키도록 장착 플레이트에 피팅된 (fit) 제 1 유출구를 포함한다.
부가적인 특징들에서, 스핀들 어셈블리는 제 2 도관을 더 포함한다. 제 2 도관은 가스를 수용하도록 베이스 부분에 부착된 제 2 유입구 및 장착 플레이트에 피팅된 제 2 유출구를 포함하고, 제 2 유출구는 허브와 플레이트 사이의 갭을 통해 가스를 지향시킨다.
부가적인 특징들에서, 제 1 도관은 제 1 부분, 제 2 부분, 및 제 3 부분을 포함한다. 제 1 부분은 베이스 부분의 외측 표면을 따라 제 1 유입구로부터 연장한다. 제 1 부분은 베이스 부분에 부착된다. 제 2 부분은 베이스 부분의 상부 표면을 따라 스템 부분의 외측 표면을 향해 제 1 부분으로부터 방사상 내측으로 연장한다. 제 3 부분은 스템 부분의 외측 표면을 따라 제 2 부분으로부터 장착 플레이트로 연장한다. 제 1 유출구는 제 3 부분의 원위 단부에 있다.
부가적인 특징들에서, 스핀들 어셈블리는 제 2 도관을 더 포함한다. 제 2 도관은 가스를 수용하기 위한 제 2 유입구, 제 1 부분, 제 2 부분, 제 3 부분, 및 제 2 유출구를 포함한다. 제 2 도관의 제 1 부분은 베이스 부분의 외측 표면을 따라 제 2 유입구로부터 연장한다. 제 2 도관의 제 1 부분은 베이스 부분에 부착된다. 제 2 도관의 제 2 부분은 베이스 부분의 상부 표면을 따라 스템 부분의 외측 표면을 향해 제 2 도관의 제 1 부분으로부터 방사상 내측으로 연장한다. 제 2 도관의 제 3 부분은 스템 부분의 외측 표면을 따라 제 2 도관의 제 2 부분으로부터 장착 플레이트로 연장한다. 제 2 도관의 제 2 유출구는 장착 플레이트에 피팅된 제 2 도관의 제 3 부분의 원위 단부에 있다. 제 2 유출구는 허브와 플레이트 사이의 갭을 통해 가스를 지향시킨다.
부가적인 특징들에서, 스핀들 어셈블리는 스테이션들 사이에서 기판을 이송하기 위해 허브 및 플레이트를 작동시키도록 샤프트에 커플링된 드라이브를 더 포함한다.
부가적인 특징들에서, 시스템은 스핀들 어셈블리를 포함하고 가스를 제 1 도관으로 공급하기 위한 가스 소스를 더 포함한다.
부가적인 특징들에서, 시스템은 스핀들 어셈블리를 포함하고 제 1 도관 및 제 2 도관에 가스를 공급하기 위한 가스 소스를 더 포함한다.
부가적인 특징들에서, 시스템은 스핀들 어셈블리를 포함하고 가스 소스로부터 제 1 도관 및 제 2 도관으로의 가스의 공급을 제어하기 위한 제어기를 더 포함한다.
부가적인 특징들에서, 스핀들 어셈블리는 스템 부분과 허브 사이의 샤프트에 부착된 열 차폐부를 더 포함한다. 열 차폐부의 외경은 스핀들의 베이스 부분의 직경보다 작고 스핀들의 스템 부분의 직경보다 크다. 제 1 유출구로부터의 가스는 열 차폐부 둘레에서 허브와 플레이트 사이의 갭으로 흐른다.
부가적인 특징들에서, 스템 부분의 상부 단부는 플랜지를 형성하는 방사상 외측으로 연장한다. 스핀들은 장착 플레이트와 플랜지 사이에 배치된 벨로우즈를 더 포함한다. 제 1 유출구로부터의 가스는 벨로우즈 둘레에서 허브와 플레이트 사이의 갭으로 흐른다.
부가적인 특징들에서, 스핀들 어셈블리는 스핀들을 냉각하기 위해 냉각제를 운반하도록 스템 부분 둘레에 감기는 제 2 도관을 더 포함한다.
부가적인 특징들에서, 스핀들 어셈블리는 스핀들을 냉각하기 위해 냉각제를 운반하도록 스템 부분 둘레에 감기는 복수의 도관들을 더 포함한다.
부가적인 특징들에서, 시스템은 스핀들 어셈블리를 포함하고 그리고 냉각제를 복수의 도관들에 공급하기 위한 냉각제 공급부를 더 포함한다.
부가적인 특징들에서, 시스템은 스핀들 어셈블리를 포함하고 냉각제 공급부로부터 복수의 도관들로 냉각제의 공급을 제어하기 위한 제어기를 더 포함한다.
또 다른 특징들에서, 기판을 프로세싱하기 위해 스테이션에 배치된 링 상에 장착된 리프트 핀 어셈블리들을 작동시키기 위한 리프트 핀 드라이브 어셈블리는 베이스 부분, 샤프트, 환형 링, 및 벨로우즈를 포함한다. 베이스 부분은 가스를 수용하도록 베이스 부분의 제 1 단부에 유입구 및 유입구로부터 베이스 부분의 제 2 단부로 베이스 부분을 통해 드릴링된 제 1 통로를 포함한다. 샤프트는 베이스 부분의 제 2 단부에 부착된 제 1 단부 및 스테이션의 링에 부착된 제 2 단부를 갖는다. 샤프트는 제 2 통로 및 제 3 통로를 포함한다. 제 2 통로는 샤프트를 통해 종방향으로 드릴링된다. 제 2 통로는 제 1 통로와 유체로 연통한다. 제 3 통로는 샤프트를 통해 횡방향으로 드릴링된다. 제 3 통로는 제 2 통로와 유체로 연통한다. 환형 플레이트는 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 스테이션에 장착하도록 샤프트 둘레에 배치된다. 벨로우즈는 베이스 부분의 제 2 단부와 환형 플레이트 사이에 배치된다. 제 3 통로는 유입구로부터 벨로우즈를 통해 그리고 환형 플레이트와 샤프트 사이의 갭을 통해 샤프트의 제 2 단부와 링 사이의 조인트로 흐르도록 가스를 지향시킨다.
부가적인 특징들에서, 베이스 부분은 반실린더형 (semi-cylindrical) 바디의 제 1 단부에 있는 유입구 및 반실린더형 바디의 제 2 단부에 있는 원형 영역을 포함하는 반실린더형 바디를 포함한다. 제 1 통로는 유입구로부터 반실린더형 바디 및 원형 영역을 통해 연장한다.
부가적인 특징들에서, 제 2 통로는 샤프트의 제 2 단부에 근접하게 종단되고, 제 3 통로는 샤프트와 벨로우즈 사이의 영역에서 개방된다.
부가적인 특징들에서, 샤프트는 샤프트의 제 2 단부에 근접한 샤프트를 통해 횡방향으로 드릴링된 제 4 통로를 포함한다. 제 4 통로는 제 2 통로와 유체로 연통하고 샤프트의 제 2 단부와 링 사이의 조인트를 향해 흐르도록 가스를 지향시킨다.
부가적인 특징에서, 샤프트는 실린더형이고 베이스 부분의 원형 영역보다 직경이 작다.
부가적인 특징들에서, 환형 플레이트는 베이스 부분의 원형 영역보다 직경이 크고, 벨로우즈들은 베이스 부분의 원형 영역으로부터 환형 플레이트로 연장한다.
부가적인 특징들에서, 시스템은 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 포함하고, 유입구에 연결된 도관, 및 도관을 통해 유입구에 가스를 공급하기 위한 가스 소스를 더 포함한다.
부가적인 특징에서, 시스템은 도관을 통해 가스 소스로부터 유입구로의 가스의 공급을 제어하기 위한 제어기를 더 포함한다.
부가적인 특징에서, 리프트 핀 드라이브 어셈블리는 샤프트에 평행한 방향으로 리프트 핀 어셈블리들과 함께 링을 이동시키기 위해 샤프트를 작동시키도록 베이스 부분의 제 2 단부에 커플링된 드라이브를 더 포함한다.
부가적인 특징들에서, 시스템은 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 포함하고, 링, 링 상에 장착된 리프트 핀 어셈블리들, 및 샤프트에 평행한 방향으로 리프트 핀 어셈블리들과 함께 링을 이동시키도록 샤프트를 작동시키도록 베이스 부분의 제 2 단부에 커플링된 드라이브를 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 기판들을 프로세싱하기 위한 복수의 스테이션들을 포함하는 기판 프로세싱 툴의 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 기판을 프로세싱하도록 구성된 도 1의 툴의 스테이션들 중 하나를 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시에 따른 각각의 퍼지 메커니즘들을 갖는 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리와 함께 툴의 2 개의 스테이션들을 도시하는 도 1의 툴의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 퍼지 메커니즘을 보다 상세히 도시하는 도 3의 스핀들의 정면도를 도시한다.
도 5는 퍼지 메커니즘을 보다 상세히 도시하는 도 4의 스핀들의 배면도를 도시한다.
도 6은 도 4의 스핀들의 평면도를 도시한다.
도 7은 퍼지 메커니즘을 보다 상세히 도시하는 도 3의 리프트 핀 드라이브 어셈블리의 정면도를 도시한다.
도 8은 도 7의 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 도 1의 툴에 장착하기 위해 사용된 장착 브래킷을 도시한다.
도 9는 도 7의 리프트 핀 드라이브 어셈블리의 평면도를 도시한다.
도 10은 도 7의 리프트 핀 드라이브 어셈블리의 저면도를 도시한다.
도 11은 도 7의 리프트 핀 드라이브 어셈블리의 단면도를 도시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
툴의 스테이션에서 페데스탈 상에 배치된 기판을 프로세싱하기 위해 몇몇 프로세스들이 사용될 수도 있다. 일부 프로세스들에서, 기판을 프로세싱하기 위해 사용된 재료들 (예를 들어, 텅스텐) 은 기판 및 페데스탈 주위로 흐르거나 확산할 수도 있다. 재료들은 스테이션 아래에 위치된 리프트 핀 드라이브 어셈블리 상에 증착될 수도 있다. 재료들은 또한 툴의 스테이션에 인접하게 위치된 스핀들 (spindle) 상에 증착될 수도 있다. 시간이 흐름에 따라, 증착은 스핀들의 강 유체 시일 (ferrofluidic seal) 을 오염시킬 (corrupt) 수 있고 스핀들 교체를 필요로 하는 스핀들 동작의 에러를 유발할 수 있다. 증착으로 인해, 리프트 핀 드라이브 어셈블리는 기판들을 손상시킬 수 있는 (예를 들어, 스크랩하거나 (scrap) 파괴할 수 있는) 리프트 핀들을 동작시키기 위해 부가적인 토크들 (torques) 을 필요로 한다. 손상을 방지하기 위해, 리프트 핀 드라이브 어셈블리가 교체되어야 한다.
본 개시는 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 위한 퍼지 메커니즘들을 제공한다. 이하에 상세히 설명된 바와 같이, 퍼지 메커니즘들을 통해 불활성 가스를 흘림으로써, 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리 상의 증착이 감소되거나 제거될 수 있다. 따라서, 퍼지 메커니즘들은 스핀들 에러들을 상당히 감소시키고, 기판들에 대한 손상을 방지하고, 서비스 중단들을 감소시키고, 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리의 수명을 연장시킬 수 있다. 본 개시의 이들 및 다른 특징들은 이하에 상세히 기술된다.
본 개시는 다음과 같이 구체화된다. 처음에, 퍼지 메커니즘들이 사용될 수 있는 환경을 예시하기 위해, 복수의 스테이션들을 포함하는 툴 및 툴의 스테이션을 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 예들이 도 1 및 도 2를 참조하여 기술된다. 퍼지 메커니즘들을 채용하는 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리가 도 3을 참조하여 도시되고 기술된다. 퍼지 메커니즘을 갖는 스핀들이 도 4 내지 도 6을 참조하여 더 상세히 도시되고 기술된다. 퍼지 메커니즘을 갖는 리프트 핀 드라이브 어셈블리가 도 7 내지 도 11을 참조하여 더 상세히 도시되고 기술된다.
툴의 예
도 1은 기판 프로세싱 툴 (10) 의 예를 개략적으로 도시한다. 예를 들어, 기판 프로세싱 툴 (10) 은 4 개 (또는 임의의 수) 의 스테이션들: 제 1 스테이션 (12), 제 2 스테이션 (14), 제 3 스테이션 (16), 및 제 4 스테이션 (18) 을 포함한다. 예를 들면, 스테이션들 (12, 14, 16, 및 18) 각각은 기판 상에서 하나 이상의 각각의 프로세스들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 스핀들 (20) 은 스테이션 각각의 기판 상에서 수행된 프로세스들에 따라 스테이션들 (12, 14, 16, 및 18) 사이에서 기판을 이송하도록 인덱싱 플레이트 (도 3에 도시됨) 를 동작시킨다. 스핀들 (20) 은 라인 A-A를 따라 취해진 툴 (10) 의 단면도를 도시하는, 도 3을 참조하여 이하에 더 상세히 도시되고 기술된다.
예를 들어, 일부 프로세스들에서, 스핀들 (20) 은 제 1 스테이션 (12) 으로부터 제 2 스테이션 (14) 으로, 제 2 스테이션 (14) 으로부터 제 3 스테이션 (16) 으로, 그리고 제 3 스테이션 (16) 으로부터 제 4 스테이션 (18) 으로 프로세싱을 위해 기판을 이송하도록 인덱싱 플레이트를 동작시킨다. 기판이 제 4 스테이션 (18) 에서 프로세싱된 후, 스핀들 (20) 은 기판을 제 1 스테이션 (12) 으로 이송하도록 인덱싱 플레이트를 동작시킨다. 이어서 기판이 제 1 스테이션 (12) 으로부터 제거되고, 새로운 기판이 제 1 스테이션 (12) 내로 로딩되고, 상기 사이클이 반복된다.
기판 프로세싱 시스템의 예
도 2는 T-ALD (thermal atomic layer deposition) 또는 CVD (chemical vapor deposition) 와 같은 프로세스를 사용하여 기판을 프로세싱하도록 구성된 스테이션 (102) 을 포함하는 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 예를 도시한다. 예를 들어, 스테이션 (102) 은 도 1에 도시된 기판 프로세싱 툴 (10) 의 임의의 스테이션들 (12, 14, 16, 및 18) 을 포함한다.
스테이션 (102) 은 기판 지지부 (예를 들어, 페데스탈) (104) 를 포함한다. 페데스탈 (104) 은 베이스 부분 (106) 및 스템 부분 (108) 을 포함한다. 프로세싱 동안, 기판 (110) 및 캐리어 링 (111) 이 페데스탈 (104) 의 베이스 부분 (106) 상에 배치된다. 기판 (110) 은 진공 또는 다른 클램핑 메커니즘 (미도시) 을 사용하여 페데스탈 (104) 의 베이스 부분 (106) 에 클램핑된다. 스핀들 (20) (도 3 참조) 은 도 3을 참조하여 이하에 더 상세히 기술된 바와 같이 캐리어 링 (111) 과 함께 기판 (110) 을 이송하도록 인덱싱 플레이트 (도 3에 도시됨) 를 동작시킨다.
복수의 리프트 핀 어셈블리들 (도 3 참조) 은 기판 (110) 이 스테이션 (102) 내외로 이송될 때 페데스탈 (104) 의 베이스 부분 (106) 에 대해 기판 (110) 을 리프팅 및 하강시키도록 사용된다. 리프트 핀 어셈블리들은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (도 3 참조) 에 의해 위아래로 리프팅되는 (lift) 리프트 핀 링 (도 3 참조) 상에 놓인다.
페데스탈 (104) 의 스템 부분 (108) 은 일반적으로 Y-형상이다. 그러나, 페데스탈 (104) 의 스템 부분 (108) 은 임의의 다른 형상일 수 있다. 예를 들어, 페데스탈 (104) 의 스템 부분 (108) 은 실린더형일 수 있다. 히터 (112) 가 프로세싱 동안 기판 (110) 을 가열하도록 페데스탈 (104) 의 베이스 부분 (106) 내에 배치된다. 하나 이상의 온도 센서들 (114) 은 페데스탈 (104) 의 온도를 센싱하도록 베이스 부분 (106) 내에 배치된다.
스테이션 (102) 은 가스 분배 디바이스 (예를 들어, 샤워헤드) (120) 를 포함한다. 샤워헤드 (120) 는 도시된 바와 같이 듀얼 플레넘 샤워헤드 또는 단일 플레넘 샤워헤드일 수 있다. 샤워헤드 (120) 는 스테이션 (102) 내로 프로세스 가스들을 도입하고 분배하도록 사용된다. 샤워헤드 (120) 는 베이스 부분 (122), 백 플레이트 (124), 및 스템 부분 (126) 을 포함한다.
샤워헤드 (120) 의 베이스 부분 (122) 은 샤워헤드 (120) 의 백 플레이트 (124) 에 부착된다. 베이스 부분 (122) 및 백 플레이트 (124) 는 일반적으로 실린더형이다. 베이스 부분 (122) 은 1 또는 2 개의 플레넘들을 포함한다. 백 플레이트 (124) 의 상부 단부는 방사상으로 외측으로 연장하고 스테이션 (102) 의 측벽에 부착되는 플랜지 (125) 를 포함한다. 스템 부분 (126) 의 일 단부는 백 플레이트 (124) 의 중심에 부착된다. 스템 부분 (126) 의 원위 단부는 툴 (10) 의 상단 플레이트에 부착된다. 스템 부분 (126) 은 프로세스 가스들이 샤워헤드 (120) 의 단일 플레넘 또는 듀얼 플레넘에 공급되는, 보어들을 포함한다.
샤워헤드 (120) 의 베이스 부분 (122) 의 기판-대면 표면은 프로세스 가스들이 스테이션 (102) 내로 흐르는, 복수의 유출구들 또는 피처들 (예를 들어, 슬롯들 또는 쓰루 홀들) 을 포함한다. 샤워헤드 (120) 는 플랜지 (125) 근방의 백 플레이트 (124) 의 상부 영역에 배치된 히터 (미도시) 를 포함한다. 샤워헤드 (120) 는 샤워헤드 (120) 의 온도를 센싱하기 위한 하나 이상의 온도 센서들 (128) 을 포함한다.
가스 전달 시스템 (130) 은 복수의 가스 소스들 (132-1, 132-2, …, 및 132-N) (집합적으로, 가스 소스들 (132)) 을 포함하고, 여기서 N은 양의 정수이다. 가스 소스들 (132) 은 밸브들 (134-1, 134-2, …, 및 134-N) (집합적으로 밸브들 (134)) 에 의해 질량 유량 제어기들 (136-1, 136-2, …, 및 136-N) (집합적으로 질량 유량 제어기들 (136)) 에 연결된다. 가스 소스들 (132) 은 프로세스 가스들, 퍼지 가스들, 불활성 가스들, 세정 가스들, 등을 프로세싱 챔버 (102) 에 공급할 수도 있다. 하나 이상의 가스 소스들 (132) 은 매니폴드 (140) 를 통해 샤워헤드 (120) 의 플레넘들 중 하나에 프로세스 가스들을 공급한다. 듀얼 플레넘 샤워헤드가 사용될 때, 하나 이상의 가스 소스들 (132) 은 샤워헤드 (120) 의 제 2 플레넘으로 프로세스 가스들을 공급한다. 이에 더하여, 가스 소스들 (132) 중 하나는 도 3을 참조하여 상세히 도시되고 이하에 기술된 바와 같이, 스핀들 (20) 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리에 퍼지 가스 (예를 들어, 불활성 가스) 를 공급한다.
냉각 어셈블리 (150) 는 페데스탈 (104) 의 스템 부분 (108) 의 베이스에 장착된다. 냉각제 공급부 (152) 는 밸브 (154) 를 통해 냉각제 (예를 들어, 물) 를 냉각 어셈블리 (150) 로 공급한다. 냉각 어셈블리 (150) 를 통해 흐르는 냉각제는 페데스탈 (104) 의 스템 부분 (108) 으로부터 열을 인출한다 (draw). 페데스탈 리프트 어셈블리 (155) 는 냉각 어셈블리 (150) 에 부착된다. 페데스탈 리프트 어셈블리 (155) 는 페데스탈 (104) 을 샤워헤드 (120) 에 대해 수직으로 위아래로 이동시킨다.
냉각제 공급부 (152) 는 샤워헤드 (120) 의 온도를 제어하기 위해 샤워헤드 (120) (도 3, 도 6a 및 도 6b 참조) 로 냉각제를 공급한다. 이에 더하여, 냉각제 공급부 (152) 는 또한 도 3을 참조하여 상세히 도시되고 이하에 기술된 바와 같이 스핀들 (20) 에 냉각제를 공급한다.
제어기 (160) 가 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 컴포넌트들을 제어한다. 제어기 (160) 는 페데스탈 (104) 의 히터 (112), 샤워헤드 (120) 의 히터, 및 페데스탈 (104) 및 샤워헤드 (120) 의 온도 센서들 (114 및 128) 에 연결된다. 제어기 (160) 는 페데스탈 (104) 의 온도를 제어하도록 히터 (112) 로 공급된 전력을 제어한다. 제어기 (160) 는 또한 샤워헤드 (120) 의 온도를 제어하도록 샤워헤드 (120) 내에 배치된 히터로 공급되는 전력을 제어한다. 제어기 (160) 는 페데스탈 (104) 및 샤워헤드 (120) 에 각각 배치된 온도 센서들 (114 및 128) 로부터 수신된 피드백에 기초하여 페데스탈 (104) 및 샤워헤드 (120) 의 히터들에 공급된 전력을 제어한다.
제어기 (160) 는 온도 센서 (114) 에 의해 센싱된 페데스탈 (104) 의 온도에 기초하여 밸브 (154) 를 제어함으로써 냉각 어셈블리 (150) 로의 냉각제의 공급을 제어한다. 이에 더하여, 제어기 (160) 는 또한 스핀들 (20) 로의 냉각제의 공급을 제어한다. 제어기 (160) 는 스핀들 (20), 리프트 핀 드라이브 어셈블리, 및 스핀들 (20) 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리로의 퍼지 가스의 공급을 제어한다. 제어기 (160) 는 페데스탈 (104) (및 기판 (110)) 과 샤워헤드 (120) 사이의 갭을 제어하도록 페데스탈 리프트 어셈블리 (155) 를 제어한다.
진공 펌프 (158) 는 기판 프로세싱 동안 스테이션 (102) 내부에 대기압 이하의 (sub-atmospheric) 압력을 유지한다. 밸브 (156) 는 스테이션 (102) 의 배기 포트에 연결된다. 밸브 (156) 및 진공 펌프 (158) 는 스테이션 (102) 내 압력을 제어하고 밸브 (156) 를 통해 스테이션 (102) 으로부터 반응 물질들을 배기하도록 사용된다. 제어기 (160) 는 또한 진공 펌프 (158) 및 밸브 (156) 를 제어한다.
사용시, 스테이션 (102) 에서 수행된 증착 프로세스들에 사용된 재료들 (예를 들어, 텅스텐) 중 일부는 기판 (110) 및 페데스탈 (104) 주위로 흐르거나 확산하는 경향이 있고 스테이션 (102) 아래에 위치된 리프트 핀 드라이브 어셈블리 상 및 스테이션 (102) 에 인접하게 위치된 스핀들 (20) 상에 증착되는 경향이 있다 (도 3 참조). 시간이 흐름에 따라, 증착은 스핀들 (20) 의 강 유체 시일을 손상시킬 수 있고 스핀들 교체를 필요로 하는 스핀들 동작의 에러들을 유발할 수 있다. 부가적인 특징에서, 증착으로 인해, 리프트 핀 드라이브 어셈블리는 또한 기판 (110) 을 손상시킬 수 있는 (예를 들어, 스크랩하거나 파괴할 수 있는) 리프트 핀들을 동작시키기 위해 부가적인 토크를 필요로 한다. 손상을 방지하기 위해, 리프트 핀 드라이브 어셈블리가 교체되어야 한다.
대신, 이하에 상세히 설명된 바와 같이, 본 개시는 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 위한 퍼지 메커니즘들을 제공함으로써 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리 상의 증착을 제거하거나 상당히 감소시킨다. 퍼지 메커니즘들을 통해 불활성 가스를 흘림으로써, 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리 상의 증착이 감소되거나 제거될 수 있다. 퍼지 메커니즘들은 스핀들 에러들을 감소시키고, 기판들에 대한 손상을 방지하고, 서비스 중단들을 감소시키고, 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리의 수명을 연장시킨다.
퍼지 메커니즘을 갖는 스핀들 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리
도 3은 도 1에 도시된 라인 A-A를 따라 취해진 툴 (10) 의 단면도를 개략적으로 도시한다. 도시된 도면에서, 스핀들 (20) 은 스테이션들 (12 및 16) 사이에 위치된다. 스핀들 (20) 은 실린더형이다. 스핀들 드라이브 (22) (예를 들어, 모터 및 드라이버 회로, 집합적으로 드라이브 어셈블리로 지칭됨) 가 스핀들 (20) 의 베이스에 연결된다. 스핀들 드라이브 (22) 는 이하에 기술된 바와 같이 스핀들 (20) 의 중심을 통해 수직으로 상향 연장하는 스핀들 (20) 의 샤프트 (24) 를 동작시킨다. 스핀들 (20) 및 스핀들 드라이브 (22) 는 집합적으로 스핀들 어셈블리로 지칭될 수 있다. 제어기 (160) (도 2에 도시됨) 는 스핀들 드라이브 (22) 를 제어한다.
스핀들 드라이브 (22) 는 샤프트 (24) 를 수직 축을 따라 수직으로 위아래로 이동할 수 있다. 부가적으로, 스핀들 드라이브 (22) 는 또한 수직 축을 중심으로 샤프트 (24) 를 회전시킬 수 있다. 샤프트 (24) 의 원위 단부는 툴 (10) 의 인덱싱 플레이트 (28) 에 연결된 허브 (26) 에 연결된다. 인덱싱 플레이트 (28) 는 툴 (10) 의 스테이션들의 웰들의 개구부들과 수평이다 (level with).
기판을 일 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 이송하기 위해, 스핀들 드라이브 (22) 는 샤프트 (24) 가 허브 (26) 에 의해 제공된 관절을 사용하여 인덱싱 플레이트 (28) 를 리프팅하고 회전시키도록 스핀들 (20) 을 동작시킨다. 구체적으로, 스핀들 드라이브 (22) 는 샤프트 (24) 를 수직으로 상향으로 이동시키고, 이는 인덱싱 플레이트 (28) 를 리프팅한다. 캐리어 링 (111) (도 2에 도시됨) 은 복수의 (예를 들어, 3 개의) 핑거들 (미도시) 을 포함한다. 핑거들은 캐리어 링 (111) 의 주변부로부터 측 방향으로 (즉, 방사상으로 외측으로) 연장하는 돌출부들이다. 캐리어 링 (111) 의 핑거들은 인덱싱 플레이트 (28) 의 각각의 리세스들 상에 놓인다. 샤프트 (24) 가 인덱싱 플레이트 (28) 를 리프팅할 때, 캐리어 링 (111) 및 기판 (110) 은 인덱싱 플레이트 (28) 와 함께 리프팅된다.
후속하여, 스핀들 드라이브 (22) 는 샤프트 (24) 를 회전시키고, 이는 결국 캐리어 링 (111) 및 기판 (110) 과 함께 인덱싱 플레이트 (28) 를 회전시킨다. 캐리어 링 (111) 및 기판 (110) 과 함께 인덱싱 플레이트 (28) 를 회전시킴으로써, 캐리어 링 (111) 및 기판 (110) 은 일 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 (예를 들어, 스테이션 (12) 에서 스테이션 (16) 으로) 이송된다. 기판 (110) 및 캐리어 링 (111) 이 또 다른 스테이션 (예를 들어, 스테이션 (16)) 로 이동된 후, 스핀들 드라이브 (22) 는 샤프트 (24) 를 하강시킨다. 샤프트 (24) 를 하강시키는 것은 캐리어 링 (111) 및 기판 (110) 과 함께 인덱싱 플레이트 (28) 를 하강시키고, 캐리어 링 (111) 및 기판 (110) 은 다른 스테이션 (예를 들어, 스테이션 (16)) 의 페데스탈 상에 놓인다.
스테이션 (12) 은 웰 (30) 을 포함한다. 웰 (30) 은 실린더형이다. 페데스탈 (32) (예를 들어, 도 2에 도시된 페데스탈 (104)) 이 웰 (30) 내에 배치된다. 복수의 (예를 들어, 3 개의) 리프트 핀 어셈블리들 (34-1, 34-2, 및 34-3) (34-3은 도시된 도면에서 보이지 않음 (not visible), 집합적으로 리프트 핀 어셈블리들 (34)) 이 기판 (110) 이 스테이션 (12) 내외로 이송될 때 페데스탈 (32) 의 베이스 부분 (36) 에 대해 기판 (110) 을 리프팅 및 하강시키기 위해 사용된다.
리프트 핀 어셈블리 (34) 각각은 리프트 핀 홀더 내로 삽입되는 리프트 핀을 포함한다. 도시된 도면에서, 리프트 핀 어셈블리 (34-1) 는 리프트 핀 (38-1) 및 리프트 핀 홀더 (40-1) 를 포함한다. 리프트 핀 어셈블리 (34-2) 는 리프트 핀 (38-2) 및 리프트 핀 홀더 (40-2) 를 포함한다. 도시된 도면에서 보이지 않지만, 리프트 핀 어셈블리 (34-3) 는 리프트 핀 (38-3) 및 리프트 핀 홀더 (40-3) 를 포함한다. 리프트 핀들 (38-1, 38-2, 및 38-3) 을 집합적으로 리프트 핀들 (38) 이라고 한다. 리프트 핀 홀더들 (40-1, 40-2, 및 40-3) 을 집합적으로 리프트 핀 홀더들 (40) 이라고 한다.
스테이션 (12) 은 웰 (30) 의 하단부에서 웰 (30) 내에 배치된 리프트 핀 링 (42) 을 포함한다. 리프트 핀 어셈블리들 (34) 은 리프트 핀 링 (42) 상에 배치된다. 예를 들어, 리프트 핀 홀더들 (40) 은 리프트 핀 링 (42) 상에 120도 이격되어 장착된다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 스테이션 (12) 아래 웰 (30) 의 하단부에 장착된다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 다음과 같이 리프트 핀 링 (42) 및 리프트 핀 어셈블리들 (34) 을 동작시킨다.
리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 도 7 내지 도 10을 참조하여 이하에 상세히 도시되고 기술된다. 간략하게, 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 리프트 핀 드라이브 (46) (예를 들어, 서보 모터 및 드라이버 회로) 를 포함한다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 베이스 부분 (또한 플랜지로 지칭됨) (49) 에 용접되는 샤프트 (48) 를 포함한다. 샤프트 (48) 는 패스너 (fastener) 를 사용하여 리프트 핀 링 (42) 에 연결된다. 베이스 부분 (49) 은 리프트 핀 드라이브 (46) 에 연결된다. 리프트 핀 드라이브 (46) 는 수직 축을 따라 위아래로 베이스 부분 (49) 및 샤프트 (48) 를 이동시킨다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 수직 축을 따라 리프트 핀 링 (42) 을 위아래로 이동시킨다. 리프트 핀 어셈블리들 (34) 은 리프트 핀 링 (42) 과 함께 이동한다. 리프트 핀들 (38) 은 페데스탈 (32) 의 베이스 부분 (36) 의 각각의 보어들을 통과한다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 가 수직 축을 따라 위아래로 리프트 핀 링 (42) 을 이동시킬 때, 리프트 핀들 (38) 은 기판 (110) 을 리프팅 및 하강시킨다.
제어기 (160) (도 2에 도시됨) 는 상기 기술된 스핀들 (20) 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 동작들을 제어하고 조정한다. 따라서, 스핀들 (20) 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 캐리어 링 (111) 및 기판 (110) 을 툴 내에서 일 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 (예를 들어, 스테이션 (12) 에서 스테이션 (16) 으로) (도 1에 도시됨) 이송하도록 상기 기술된 바와 같이 제어기 (160) 에 의해 동작된다.
도시된 예에서, 스테이션 (16) 은 웰 (31) 을 포함한다. 웰 (31) 은 실린더형이다. (예를 들어, 도 2에 도시된 페데스탈 (104) 과 유사한) 페데스탈 (33) 이 웰 (31) 내에 배치된다. 스테이션 (16) 은 리프트 핀 어셈블리들 (34) 및 리프트 핀 링 (42) 을 포함하지 않고 따라서 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 포함하지 않는다. 그러나, 일부 예들에서, 스테이션 (16) 은 또한 리프트 핀 어셈블리들 (34) 및 리프트 핀 링 (42) 과 유사한 엘리먼트들을 포함할 수도 있고 따라서 또한 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 포함할 수도 있다.
스핀들 (20) 및 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 퍼지 메커니즘들이 이제 상세히 기술된다. 스핀들 (20) 의 퍼지 메커니즘은 도 4 내지 도 6에 보다 상세히 도시된다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 퍼지 메커니즘은 도 7 내지 도 11에 보다 상세히 도시된다.
도 3 내지 도 6에서, 스핀들 (20) 은 베이스 부분 (50) 및 스템 부분 (52) 을 포함한다. 베이스 부분 (50) 및 스템 부분 (52) 은 실린더형이다. 스템 부분 (52) 은 베이스 부분 (50) 보다 작은 직경을 갖는다. 스템 부분 (52) 은 베이스 부분 (50) 으로부터 수직으로 상향으로 연장한다.
환형 플레이트 (54) 는 스템 부분 (52) 둘레에 클램핑된다. 환형 플레이트 (54) 는 스테이션들 (12, 16) 의 웰들 (30, 31) 의 하단 영역들 (및 툴 (10) 의 다른 스테이션들의 웰들의 하단 영역들) 과 대략 수평이다. 스핀들 (20) 은 툴 (10) 의 스테이션들의 웰들의 하단 영역들 근방의 툴 (10) 에 환형 플레이트 (54) 를 패스닝 (예를 들어, 볼트 체결 (bolting)) 함으로써 툴 (10) 에 장착된다. 패스너들의 예들은 69-1, 69-2, 69-3에 도시된다 (집합적으로 패스너들 (69); 임의의 수의 패스너들 (69) 이 사용될 수 있다). 따라서, 환형 플레이트 (54) 는 또한 장착 플레이트 (54) 로 지칭될 수 있다.
하나 이상의 냉각 채널들 (예를 들어, 도관들) (56) 이 베이스 부분 (50) 의 상단 단부와 환형 플레이트 (54) 사이에서 스템 부분 (52) 둘레에 감겨진다 (wind). 예를 들어, 제 1 도관 및 제 2 도관 (56-1, 56-2) (집합적으로 도관들 (56)) 이 도 4에 도시된다. 냉각제 공급부 (도 2에 도시됨) 에 의해 공급된 냉각제 (예를 들어, 물) 는 스핀들 (20) 을 냉각하도록 도관들 (56) 을 통해 순환된다.
스템 부분 (52) 의 원위 단부는 스템 부분 (52) 의 원위 단부로부터 방사상으로 외측으로 연장하는 플랜지 (58) 를 포함한다. 플랜지 (58) 의 직경은 베이스 부분 (50) 의 직경보다 작다. 플랜지 (58) 의 직경은 환형 플레이트 (54) 의 직경과 거의 같다. 스핀들 (20) 은 환형 플레이트 (54) 와 플랜지 (58) 사이에 배치된 벨로우즈 (bellows) (55) 를 포함한다. 샤프트 (24) 는 베이스 부분 (50) 의 하단부로부터 베이스 부분 (50) 및 스템 부분 (52) 을 통해 연장하고, 스템 부분 (52) 의 원위 단부로부터 위로 연장한다.
열 차폐부 (59) 가 플랜지 (58) 위에 배치된다. 예를 들어, 열 차폐부 (59) 는 2 개의 플레이트들을 포함하는 클램쉘 (clamshell) 타입 구조체일 수 있다. 열 차폐부 (59) 는 플랜지 (58) 와 샤프트 (24) 의 원위 단부 사이의 영역에서 샤프트 (24) 둘레에 클램핑된다. 열 차폐부 (59) 는 툴 (10) 의 스테이션들로부터의 열로부터 스핀들 (20) 을 차폐한다. 열 차폐부 (59) 는 또한 스테이션들로부터 스핀들 (20) 을 향한 가스들의 플로우를 감소시킨다. 스핀들 (20) 을 향한 가스들의 플로우는 이하에 기술된 바와 같이 퍼지 메커니즘에 의해 더 감소된다. 열 차폐부 (59) 의 외경은 플랜지 (58) 의 직경 및 스템 부분 (52) 의 직경보다 크다. 열 차폐부 (59) 의 외경은 베이스 부분 (50) 의 직경보다 작다. 플랜지 (58), 열 차폐부 (59), 스템 부분 (52), 및 베이스 부분 (50) 의 직경들은 도시되고 기술된 것과 상이하게 설계될 수 있다.
스핀들 (20) 을 위한 퍼지 메커니즘은 하나 이상의 가스 통로들 (예를 들어, 도관들) (60-1, 60-2) (집합적으로 가스 통로들 (60) 또는 가스 도관들 (60)) 을 포함한다. 가스 통로들 (60) 은 이하에 기술된 바와 같이 스핀들 (20) 의 주변부 상에 배치된다. 도시되고 기술된 가스 통로들 (60) 의 배치들 및 위치들은 단지 예일 뿐이고, 가스 통로들 (60) 은 도시되고 기술된 것과 상이하게 배치될 수 있다. 2 개의 가스 통로들 (60) 이 예를 들어 도시되지만, 하나의 가스 통로 (60) 이면 충분하다. 다음의 기술은 제 1 가스 통로 (60-1) 의 동작을 설명한다. 제 1 가스 통로 (60-1) 에 대한 이하의 기술은 사용된다면 제 2 가스 통로 (60-2) (도 5 및 도 6에 도시됨) 에 동일하게 적용된다.
제 1 가스 통로 (즉, 제 1 도관) (60-1) 는 스핀들 (20) 의 베이스 부분 (50) 의 외측 표면에 부착된다. 제 1 가스 통로 (60-1) 는 불활성 가스가 제 1 가스 통로 (60-1) 내로 공급되는 유입구를 포함한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 가스 전달 시스템 (130) 의 가스 소스들 (132) 중 하나가 불활성 가스를 제 1 가스 통로 (60-1) 로 공급할 수도 있다.
제 1 가스 통로 (60-1) 는 베이스 부분 (50) 의 상단 단부 둘레에서 벤딩되고 (bend), 샤프트 (24) 를 향해 방사상 내측으로 연장하고, 상향으로 벤딩되고, 스템 부분 (52) 을 따라 상향으로 계속해서 연장한다. 제 1 가스 통로 (즉, 제 1 도관) (60-1) 는 스템 부분 (52) 의 외측 표면에 부착된다. 제 1 가스 통로 (60-1) 는 스템 부분 (52) 과 스테이션 (12) 의 웰 (30) 의 하단부 사이의 갭을 통과한다. 제 1 가스 통로 (60-1) 의 원위 단부는 클램프 (67-1) 를 사용하여 환형 플레이트 (54) 에 연결된다 (환형 플레이트 (54) 내 홀 내에 피팅된다 (fit)) (제 2 가스 통로 (60-2) 를 위해 사용된 제 2 클램프 (67-2) 는 도 5에 도시됨). 제 1 가스 통로 (60-1) 의 원위 단부는 유출구를 포함한다.
불활성 가스는 제 1 가스 통로 (60-1) 를 통해 흐르고 제 1 가스 통로 (60-1) 의 원위 단부에서 유출구로부터 흐른다. 제 1 가스 통로 (60-1) 의 원위 단부에서 유출구로부터 흐르는 불활성 가스는 도 3에 화살표들로 도시된 상향 방향으로 흐른다. 불활성 가스는 허브 (26) 와 인덱싱 플레이트 (28) 사이의 갭으로부터 흐른다.
불활성 가스의 상향 플로우는 스테이션들로부터의 프로세스 가스들이 스핀들 (20) 을 향해 하향으로 흐르는 것을 방지한다. 따라서, 툴 (10) 내에서 수행된 기판 프로세싱 및 다른 프로세스들 (예를 들어, 세정) 동안 사용된 재료들은 제 1 가스 통로 (60-1) (및 사용된다면 제 2 가스 통로 (60-2)) 에 의해 제공된 퍼지 메커니즘에 의해 스핀들 (20) 상에 증착되는 것이 방지된다.
도 2에 도시된 가스 전달 시스템 (130) 및 제어기 (160) 는 제 1 가스 통로 (60-1) (및 사용된다면 제 2 가스 통로 (60-2)) 로의 불활성 가스의 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 불활성 가스는 고정된 플로우 레이트로 연속적으로 제 1 가스 통로 (60-1) 를 통해 흐를 수 있다. 불활성 가스는 가변 플로우 레이트로 연속적으로 제 1 가스 통로 (60-1) 를 통해 흐를 수 있다. 불활성 가스는 플로우 기간 및 플로우가 없는 기간을 포함하는 버스트들로 제 1 가스 통로 (60-1) 를 통해 흐를 수 있다. 또한, 플로우 기간 및 플로우가 없는 기간은 상이한 듀티 사이클들로 가변될 수 있다. 게다가, 플로우 레이트는 상이한 플로우 기간들 동안 가변될 수 있다.
일부 예들에서, 제 1 가스 통로 (60-1) 를 통한 불활성 가스의 플로우는 제 2 가스 통로 (60-2) 를 통한 불활성 가스의 플로우와 상이하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 기술된 일 타입의 제어는 제 1 가스 통로 (60-1) 를 통한 불활성 가스의 플로우를 제어하도록 사용될 수도 있고 상기 기술된 또 다른 타입의 제어는 제 2 가스 통로 (60-2) 를 통한 불활성 가스의 플로우를 제어하기 위해 사용될 수도 있다.
도 4는 스핀들 (20) 의 정면도를 도시한다. 도 3을 참조하여 상기 기술된 스핀들 (20) 의 컴포넌트들은 도 4에서 보다 명확하게 보인다. 스핀들 (20) 의 컴포넌트들은 도 3을 참조하여 이미 상기 기술되었기 때문에, 컴포넌트들은 간결성을 위해 다시 기술되지 않는다. 도 4는 2 개의 냉각 채널들 (예를 들어, 도관들) (56) 의 유입구들 및 유출구들을 도시한다. 예를 들어, 제 1 냉각 채널 (56-1) 은 유입구 (57-1) 및 유출구 (57-2) 를 갖는다. 제 2 냉각 채널 (56-2) 은 유입구 (59-1) 및 유출구 (59-2) 를 갖는다. 다시, 제 1 냉각 채널 및 제 2 냉각 채널 (56-1, 56-2) 중 임의의 하나가 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 냉각 채널들 (56) 은 모두 생략될 수도 있다.
도 5는 스핀들 (20) 의 배면도를 도시한다. 이 도면에서, 제 1 가스 통로 및 제 2 가스 통로 (60-1, 60-2) 모두가 보인다. 도 5에 도시된 다른 모든 엘리먼트들은 도 3을 참조하여 이미 기술되었고 따라서 간결성을 위해 다시 기술되지 않는다. 제 1 가스 통로 및 제 2 가스 통로 (60-1, 60-2) 사이의 원주형 간격 및 도 4 및 도 5에 도시된 제 1 가스 통로 및 제 2 가스 통로 (60-1, 60-2) 의 라우팅은 단지 예이다. 제 1 가스 통로 및 제 2 가스 통로 (60-1, 60-2) 는 툴 (10) 의 다른 컴포넌트들의 배열들에 따라 스핀들 (20) 둘레에 임의의 적합한 방식으로 배치되고 라우팅될 수 있다.
도 6은 스핀들 (20) 의 평면도를 도시한다. 이 도면은 제 1 가스 통로 및 제 2 가스 통로 (60-1, 60-2) 의 유출구들 (61-1 및 61-2) 을 도시한다. 도 6에 도시된 다른 모든 엘리먼트들은 도 3을 참조하여 이미 기술되었고 따라서 간결성을 위해 다시 기술되지 않는다.
퍼지 메커니즘을 갖는 리프트 핀 드라이브 어셈블리
도 7 내지 도 11은 본 개시에 따른 퍼지 메커니즘을 갖는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 더 상세히 도시한다. 도 7은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 정면도를 도시한다. 도 8은 스테이션 (12) 의 웰 (30) 의 하단부에서 툴 (10) 에 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 장착하도록 사용된 장착 브래킷을 도시한다. 도 9는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 평면도를 도시한다. 도 10은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 저면도를 도시한다. 도 11은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 내의 가스 통로들을 보다 상세히 도시하는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 단면도를 도시한다.
도 7은 외부에서 보이는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 엘리먼트들을 도시하는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 정면도를 도시한다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 내부 컴포넌트들은 도 10에 도시된 라인 B-B를 따라 취해진 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 단면도에서 보인다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 에 대한 이하의 기술은 도 7 내지 도 11을 참조한다.
리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 샤프트 (48) 를 포함한다. 샤프트 (48) 의 하부 단부는 도 11에 도시된 바와 같이 베이스 부분 (또한 플랜지로 지칭됨) (49) 의 상부 단부에 용접된다. 베이스 부분 (49) 의 하부 단부는 도 3에 도시된 바와 같이 리프트 핀 드라이브 (46) 에 연결되고 이하에 더 상세히 기술된다. 샤프트 (48) 는 실린더형이다. 베이스 부분 (302) 은 반실린더형 (semi-cylindrical) 이다. 구체적으로, 리프트 핀 드라이브 (46) 에 연결된 하부 단부를 포함하는 베이스 부분 (49) 의 벌크는 반실린더형이다; 베이스 부분 (49) 의 상부 단부는 원형 디스크-형상 영역 (51) 을 포함한다. 샤프트 (48) 는 베이스 부분 (49) 보다 직경이 보다 작다. 샤프트 (48) 는 또한 원형 영역 (51) 보다 직경이 보다 작다. 샤프트 (48) 의 원위 단부는 도 3에 도시된 바와 같이 리프트 핀 링 (42) 에 연결된다. 샤프트 (48) 의 원위 단부는 리프트 핀 링 (42) 의 하단부에 장착되는 핀들 (63-1, 63-2) 을 포함한다. 패스너 (예를 들어, 스크루) 가 샤프트 (48) 를 리프트 핀 링 (42) 에 패스닝하도록 사용된다. 패스너는 리프트 핀 링 (42) 의 상단부로부터 샤프트 (48) 의 원위 단부의 중심으로 패스닝된다.
리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 샤프트 (48) 둘레에 배치된 환형 플레이트 (65) 를 포함한다. 환형 플레이트 (65) 는 도 8에 도시된 장착 브래킷 (76) 을 사용하여 스테이션 (12) (도 3에 도시됨) 의 웰 (30) 의 하단부에 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 장착하도록 사용된다. 따라서, 환형 플레이트 (65) 는 또한 장착 플레이트 (65) 로 지칭될 수 있다. 환형 플레이트 (65) 는 베이스 부분 (49) 의 직경 및 원형 영역 (51) 의 직경보다 큰 외경을 갖는다. 환형 플레이트 (65) 는 샤프트 (48) 의 직경보다 약간 큰 내경을 갖는다. 따라서, 환형 플레이트 (65) 의 내경과 샤프트 (48) 의 외벽 사이에 작은 갭이 존재한다.
리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 환형 플레이트 (65) 와 베이스 부분 (49) 의 상부 단부 (즉, 원형 영역 (51)) 사이에 배치된 벨로우즈 (62) 를 포함한다. 벨로우즈 (62) 는 리프트 핀 드라이브 (46) 가 수직 축을 따라 위아래로 샤프트 (48) 를 드라이빙할 때 수직 축을 따라 플렉스 (flex) (압축 및 팽창) 한다. 벨로우즈 (62) 및 환형 플레이트 (65) 와 샤프트 (48) 사이의 갭은 이하에 기술된 바와 같이 퍼지 메커니즘을 발효시키도록 (effectuate) 활용된다.
도 8은 장착 브래킷 (76) 을 도시한다. 장착 브래킷 (76) 은 일반적으로 L-형상이다. 장착 브래킷 (76) 은 수직 부분 (77) 및 수평 부분 (78) 을 포함한다. 리프트 핀 드라이브 (46) 의 샤프트 (47) (도 3에 도시됨) 는 장착 블록 (미도시) 을 사용하여 수직 부분 (77) 에 장착된다. 장착 블록은 수직 부분 (77) 의 홀들 (71-1, 71-2, 71-3, 및 71-4) 을 통과하는 패스너들을 사용하여 수직 부분 (77) 에 패스닝된다.
장착 브래킷 (76) 의 수직 부분 (77) 은 장착 블록을 사용하여 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 베이스 부분 (49) 에 장착된다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 베이스 부분 (49) 은 쓰레드된 홀들 (70-1, 70-2, …70-6) (집합적으로 홀들 (70)) 을 포함한다. 패스너들은 장착 브래킷 (76) 의 수직 부분 (77) 상의 장착 블록에 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 장착하도록 홀들 (70) 을 통과한다.
따라서, 리프트 핀 드라이브 (46) 의 샤프트 (47) 는 장착 블록을 사용하여 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 베이스 부분 (49) 및 장착 브래킷 (76) 의 수직 부분 (77) 에 연결된다. 장착 블록은 리프트 핀 드라이브 (46) 의 샤프트 (47) 에 연결되고 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 베이스 부분 (49) 의 편평한 표면과 장착 브래킷 (76) 의 수직 부분 (77) 사이에 샌드위치된다.
장착 브래킷 (76) 의 수평 부분 (78) 은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 환형 플레이트 (65) 의 상단부에 장착된다. 장착 브래킷 (76) 의 수평 부분 (78) 은 원형 개구부 (80) 를 포함한다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 샤프트 (48) 는 원형 개구부 (80) 를 통과한다. 장착 브래킷 (76) 의 수평 부분 (78) 은 환형 플레이트 (65) 의 대응하는 홀들 (72-1, 72-2, 72-3, 및 72-4) (도 9 및 도 10에 도시됨, 집합적으로 홀들 (72)) 과 정렬하는 수평 부분 (78) 의 림 (rim) 내의 홀들을 포함한다. 패스너들 (79-1, 79-2, 79-3, 79-4) (집합적으로 패스너들 (79)) 은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 웰 (30) 의 하단부에 패스닝하도록 환형 플레이트 (65) 의 홀들 (72) 을 통과하고 장착 브래킷 (76) 의 수평 부분 (78) 의 림의 홀들을 통과한다.
수평 부분 (78) 은 장착 브래킷 (76) 을 스테이션 (12) 의 웰 (30) 의 하단부와 정렬시키기 위한 정렬 핀 (81) 을 포함한다. 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 둘러싸는 (enclose) 커버 또는 인클로저 (미도시) 는 쓰레드된 홀들 (82-1, 82-2) 에 패스닝된 패스너들을 사용하여 장착 브래킷 (76) 에 부착된다. 장착 브래킷 (76) 이 웰 (30) 의 하단부에서 툴 (10) 에 패스닝될 때, 장착 브래킷 (76) 의 수평 부분 (78) 위 (즉, 환형 플레이트 (65) 위) 의 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 부분이 삽입되고 그리고 스테이션 (12) 의 웰 (30) 아래 툴 (10) 내의 캐비티 (53) (도 3에 도시됨) 에 둘러싸여 있다.
이제 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 퍼지 메커니즘이 기술된다. 베이스 부분 (49) 의 하부 단부는 (도 11에서 보이는) 유입구를 포함한다. 도관 (64) 이 유입구에 연결된다. 불활성 가스는 도관 (64) 을 통해 공급된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 가스 전달 시스템 (130) 의 가스 소스들 (132) 중 하나는 도관 (64) 에 불활성 가스를 공급할 수도 있다.
리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 는 도 11을 참조하여 더 상세히 도시되고 기술된 바와 같이 베이스 부분 (49) 및 샤프트 (48) 를 통해 드릴링된 가스 통로들 (보어들) 을 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 가스 통로들은 유입구로부터 베이스 부분 (49) 을 통해 샤프트 (48) 내로 연장한다. 샤프트 (48) 는 불활성 가스가 샤프트 (48) 의 외벽과 벨로우즈 (62) 의 내벽 사이의 공간 내로 흐르는 유출구들을 포함한다. 불활성 가스는 환형 플레이트 (65) 와 샤프트 (48) 사이의 작은 갭을 통해 흐르고 (도 3에 도시된) 캐비티 (53) 를 통해 도 11에서 화살표로 도시된 상향 방향으로 흐른다. 불활성 가스는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 샤프트 (48) 와 리프트 핀 링 (42) 사이의 조인트를 향해 캐비티 (53) 를 통해 흐른다.
불활성 가스는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 샤프트 (48) 와 리프트 핀 링 (42) 사이의 조인트를 통해 웰 (30) 내로 확산된다. 불활성 가스의 상향 플로우는 스테이션 (12) 으로부터의 프로세스 가스들이 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 향해 하향으로 흐르는 것을 방지한다. 따라서, 기판 프로세싱 및 스테이션 (12) 에서 수행된 다른 프로세스들 (예를 들어, 세정) 동안 사용된 재료들은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 내의 가스 통로들에 의해 제공된 퍼지 메커니즘에 의해 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 상에 증착되는 것이 방지된다.
도 9 및 도 10은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 평면도 및 저면도를 각각 도시한다. 이들 도면들에서, 환형 플레이트 (65) 내의 홀들 (72) 이 보인다. 이들 도면들에 도시된 다른 엘리먼트들은 이미 상기 기술되었고 따라서 간결성을 위해 다시 기술되지 않는다.
도 11은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 내의 가스 통로들을 더 상세히 도시한다. 제 1 통로 (74-1) 는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 베이스 부분 (49) 을 통해 종방향으로 (longitudinally) 드릴링된다. 제 1 통로 (74-1) 는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 수직 축을 따라 드릴링된다. 제 1 통로 (74-1) 는 베이스 부분 (49) 의 하부 단부의 유입구로부터 베이스 부분 (49) 의 상부 단부 근방으로 드릴링된다. 제 1 통로 (74-1) 의 길이는 베이스 부분 (49) 의 높이보다 작다.
제 2 통로 (74-2) 는 베이스 부분 (49) 에 걸쳐 횡방향으로 (transversely) 드릴링된다. 제 2 통로 (74-2) 는 베이스 부분 (49) 의 폭에 걸쳐 드릴링된다. 제 2 통로 (74-2) 는 제 1 통로 (74-1) 의 원위 단부가 제 2 통로 (74-2) 에 연결되도록 드릴링된다. 플러그 (75) 는 베이스 부분 (49) 의 개구부 (73) (도 7에 도시됨) 를 시일링하도록 사용된다. 구체적으로, 플러그 (75) 는 제 1 통로 (74-1) 및 제 2 통로 (74-2) 의 교차점 (junction) 에 보다 가까운 제 2 통로 (74-2) 의 제 1 단부 (즉, 개구부 (73)) 내로 삽입된다. 제 2 통로 (74-2) 의 길이는 베이스 부분 (49) 의 폭보다 작다. 따라서, 제 2 통로 (74-2) 의 제 1 단부와 달리, 제 2 통로 (74-2) 의 제 2 단부는 베이스 부분 (49) 의 개구부를 통해 베이스 부분 (49) 을 나가지 않는다.
제 3 통로 (74-3) 는 제 2 통로 (74-2) 의 제 2 단부로부터 베이스 부분 (49) 의 상부 단부를 통해 드릴링된다. 제 3 통로 (74-3) 는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 수직 축을 따라 베이스 부분 (49) 을 통해 종방향으로 드릴링된다. 따라서, 도관 (64), 베이스 부분 (49) 의 하부 단부의 유입구, 및 제 1 통로, 제 2 통로, 및 제 3 통로 (74-1, 74-2, 74-3) 는 서로 유체로 연통한다.
제 4 통로 (74-4) 는 샤프트 (48) 의 하부 단부로부터 샤프트 (48) 의 길이의 절반보다 길게 그리고 샤프트 (48) 의 전체 길이보다 짧게 관통하여 드릴링된다. 따라서, 제 4 통로 (74-4) 의 길이는 샤프트 (48) 의 높이보다 작다. 제 4 통로 (74-4) 는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 의 수직 축을 따라 샤프트 (48) 를 통해 종방향으로 드릴링된다. 샤프트 (48) 가 베이스 부분 (49) 에 용접될 때, 제 4 통로 (74-4) 는 베이스 부분 (49) 내의 제 3 통로 (74-3) 와 정렬되고 유체로 연통한다. 따라서, 도관 (64), 베이스 부분 (49) 의 하부 단부의 유입구, 및 제 1 통로, 제 2 통로, 제 3 통로, 및 제 4 통로 (74-1, 74-2, 74-3, 74-4) 는 서로 유체로 연통한다.
부가적으로, 2 개의 횡방향 통로들은 샤프트 (48) 의 폭을 통해 드릴링된다. 제 1 횡방향 통로 (74-5) 는 샤프트 (48) 의 길이를 따라 대략 중간 지점에 드릴링된다. 제 1 횡방향 통로 (74-5) 는 샤프트 (48) 와 벨로우즈 (62) 사이의 영역 내로 개방된다. 제 1 횡방향 통로 (74-5) 는 샤프트 (48) 와 벨로우즈 (62) 사이의 영역과 유체로 연통한다.
제 2 횡방향 통로 (74-6) 는 또한 샤프트 (48) 의 폭을 통해 드릴링된다. 제 2 횡방향 통로 (74-6) 는 대략 제 4 통로 (74-4) 의 원위 단부 근방 (즉, 리프트 핀 링 (42) 에 연결되는 샤프트 (48) 의 원위 단부 근방) 에 드릴링된다. 제 2 횡방향 통로 (74-6) 는 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 가 툴 (10) 에 장착될 때 캐비티 (53) (도 3에 도시됨) 내로 개방된다. 제 2 횡방향 통로 (74-6) 는 캐비티 (53) 와 유체로 연통한다.
제 1 횡방향 통로 및 제 2 횡방향 통로 (74-5, 74-6) 은 제 4 통로 (74-4) 와 유체로 연통한다. 따라서, 도관 (64), 베이스 부분 (49) 의 하부 단부의 유입구, 제 1 통로, 제 2 통로, 제 3 통로 및 제 4 통로 (74-1, 74-2, 74-3, 74-4), 및 제 1 횡방향 통로 통로 및 제 2 횡방향 통로 통로 (74-5, 74-6) 는 서로 유체로 연통한다.
불활성 가스가 도관 (64) 을 통해 공급될 때, 불활성 가스는 유입구를 통해 제 1 통로, 제 2 통로, 제 3 통로, 및 제 4 통로 (74-1, 74-2, 74-3, 74-4) 내로 흐른다. 불활성 가스는 제 1 횡방향 통로 및 제 2 횡방향 통로 (74-5, 74-6) 로부터 흐른다. 제 1 횡방향 통로 (74-5) 로부터 흐르는 불활성 가스는 상기 기술된 환형 플레이트 (65) 와 샤프트 (48) 사이의 갭을 통해 흐른다. 환형 플레이트 (65) 와 샤프트 (48) 사이의 갭으로부터 흐르는 불활성 가스, 및 제 2 횡방향 통로 (74-6) 로부터 흐르는 불활성 가스는 화살표들로 도시된 상향 방향으로 캐비티 (53) 를 통해 흐른다. 불활성 가스는 샤프트 (48) 와 리프트 핀 링 (42) 사이의 조인트를 향해 캐비티 (53) 를 통해 흐른다.
불활성 가스는 샤프트 (48) 와 리프트 핀 링 (42) 사이의 조인트를 통해 웰 (30) 내로 확산된다. 불활성 가스의 상향 플로우는 스테이션 (12) 으로부터의 프로세스 가스들이 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 를 향해 하향으로 흐르는 것을 방지한다. 따라서, 기판 프로세싱 및 스테이션 (12) 에서 수행된 다른 프로세스들 (예를 들어, 세정) 동안 사용된 재료들은 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 내의 가스 통로들에 의해 제공된 퍼지 메커니즘에 의해 리프트 핀 드라이브 어셈블리 (44) 상에 증착되는 것이 방지된다.
도 2에 도시된 가스 전달 시스템 (130) 및 제어기 (160) 는 도관 (64) 으로의 불활성 가스의 공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 불활성 가스는 고정된 플로우 레이트로 연속적으로 도관 (64) 을 통해 흐를 수 있다. 불활성 가스는 가변 플로우 레이트로 연속적으로 도관 (64) 을 통해 흐를 수 있다. 불활성 가스는 플로우 기간 및 플로우가 없는 기간을 포함하는 버스트들로 도관 (64) 을 통해 흐를 수 있다. 또한, 플로우 기간 및 플로우가 없는 기간은 상이한 듀티 사이클들로 가변될 수 있다. 게다가, 플로우 레이트는 상이한 플로우 기간들 동안 가변될 수 있다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시 (disclosure) 의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구 시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다.
방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 임의의 다른 실시 예들의 피처들로 및/또는 임의의 다른 실시 예들의 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 또 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "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 전자장치들 (electronics) 과 통합될 수도 있다. 전자장치들은 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 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 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 불가능하게 하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 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 설정사항들 (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 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다.
일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 시스템에 프로세스 레시피들을 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
따라서, 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (Chemical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, ALD (Atomic Layer Deposition) 챔버 또는 모듈, ALE (Atomic Layer Etch) 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 (24)

  1. 기판 프로세싱 시스템의 스테이션들 사이에서 기판을 이송하기 위한 스핀들 어셈블리에 있어서,
    스핀들로서,
    실린더형인 베이스 부분;
    상기 베이스 부분으로부터 연장하고, 실린더형이고 상기 베이스 부분보다 작은 사이즈인 스템 부분;
    기판 프로세싱 시스템의 스테이션들 사이에서 상기 기판 프로세싱 시스템에 상기 스핀들을 장착하도록 상기 스템 부분에 부착된 장착 플레이트; 및
    상기 스테이션들 사이에서 상기 기판을 이송하도록 허브 및 플레이트를 작동시키도록 상기 스핀들의 상기 베이스 부분 및 상기 스템 부분을 통해 연장하는 샤프트를 포함하는, 상기 스핀들; 및
    제 1 도관으로서,
    가스를 수용하도록 상기 베이스 부분에 부착된 제 1 유입구; 및
    상기 허브와 상기 플레이트 사이의 갭을 통해 상기 가스를 지향시키도록 상기 장착 플레이트에 피팅된 (fit) 제 1 유출구를 포함하는, 상기 제 1 도관을 포함하는, 스핀들 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 도관으로서,
    상기 가스를 수용하도록 상기 베이스 부분에 부착된 제 2 유입구; 및
    상기 장착 플레이트에 피팅된 제 2 유출구로서, 상기 제 2 유출구는 상기 허브와 상기 플레이트 사이의 상기 갭을 통해 상기 가스를 지향시키기 위한, 상기 제 2 유출구를 포함하는, 상기 제 2 도관을 더 포함하는, 스핀들 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도관은,
    상기 베이스 부분의 외측 표면을 따라 상기 제 1 유입구로부터 연장하고, 상기 베이스 부분에 부착되는 제 1 부분;
    상기 베이스 부분의 상부 표면을 따라 상기 스템 부분의 외측 표면을 향해 상기 제 1 부분으로부터 방사상 내측으로 연장하는 제 2 부분; 및
    상기 스템 부분의 상기 외측 표면을 따라 상기 제 2 부분으로부터 상기 장착 플레이트로 연장하는 제 3 부분으로서, 상기 제 1 유출구는 상기 제 3 부분의 원위 단부에 있는, 상기 제 3 부분을 포함하는, 스핀들 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 2 도관으로서,
    상기 가스를 수용하기 위한 제 2 유입구;
    상기 베이스 부분의 상기 외측 표면을 따라 상기 제 2 유입구로부터 연장하는 상기 제 2 도관의 제 1 부분으로서, 상기 베이스 부분에 부착되는, 상기 제 2 도관의 제 1 부분;
    상기 베이스 부분의 상기 상부 표면을 따라 상기 스템 부분의 상기 외측 표면을 향해 상기 제 2 도관의 상기 제 1 부분으로부터 방사상 내측으로 연장하는 상기 제 2 도관의 제 2 부분;
    상기 제 2 도관의 상기 제 2 부분으로부터 상기 스템 부분의 상기 외측 표면을 따라 상기 장착 플레이트로 연장하는 상기 제 2 도관의 제 3 부분; 및
    상기 장착 플레이트에 피팅된 상기 제 2 도관의 상기 제 3 부분의 원위 단부의 상기 제 2 도관의 제 2 유출구로서, 상기 허브와 상기 플레이트 사이의 상기 갭을 통해 상기 가스를 지향시키는, 상기 제 2 유출구를 포함하는, 상기 제 2 도관을 더 포함하는, 스핀들 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이션들 사이에서 상기 기판을 이송하도록 상기 허브 및 상기 플레이트를 작동시키도록 상기 샤프트에 커플링된 드라이브를 더 포함하는, 스핀들 어셈블리.
  6. 제 1 항에 기재된 스핀들 어셈블리를 포함하고, 상기 가스를 상기 제 1 도관에 공급하기 위한 가스 소스를 더 포함하는, 시스템.
  7. 제 2 항에 기재된 스핀들 어셈블리를 포함하고, 상기 가스를 상기 제 1 도관 및 상기 제 2 도관에 공급하기 위한 가스 소스를 더 포함하는, 시스템.
  8. 제 2 항에 기재된 스핀들 어셈블리를 포함하고, 가스 소스로부터 상기 제 1 도관 및 상기 제 2 도관으로의 상기 가스의 공급을 제어하기 위한 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스템 부분과 상기 허브 사이의 상기 샤프트에 부착된 열 차폐부를 더 포함하고, 상기 열 차폐부의 외경은 상기 스핀들의 상기 베이스 부분의 직경보다 작고 상기 스핀들의 상기 스템 부분의 직경보다 크고, 상기 제 1 유출구로부터의 상기 가스는 상기 열 차폐부 둘레에서 상기 허브와 상기 플레이트 사이의 상기 갭으로 흐르는, 스핀들 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스템 부분의 상부 단부는 플랜지를 형성하는 방사상 외측으로 연장하고, 상기 스핀들은 상기 장착 플레이트와 상기 플랜지 사이에 배치된 벨로우즈를 더 포함하고, 상기 제 1 유출구로부터의 상기 가스는 상기 벨로우즈 둘레에서 상기 허브와 상기 플레이트 사이의 상기 갭으로 흐르는, 스핀들 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 스핀들을 냉각하도록 냉각제를 운반하기 위해 상기 스템 부분 둘레에 감기는 제 2 도관을 더 포함하는, 스핀들 어셈블리.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스핀들을 냉각하도록 냉각제를 운반하기 위해 상기 스템 부분 둘레에 감기는 복수의 도관들을 더 포함하는, 스핀들 어셈블리.
  13. 제 12 항에 기재된 스핀들 어셈블리를 포함하고, 그리고 상기 복수의 도관들로 상기 냉각제를 공급하기 위한 냉각제 공급부를 더 포함하는, 시스템.
  14. 제 12 항에 기재된 스핀들 어셈블리를 포함하고, 냉각제 공급부로부터 상기 복수의 도관들로의 상기 냉각제의 공급을 제어하기 위한 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  15. 기판을 프로세싱하기 위해 스테이션 내에 배치된 링 상에 장착된 리프트 핀 어셈블리들을 작동시키기 위한 리프트 핀 드라이브 어셈블리에 있어서,
    베이스 부분으로서,
    가스를 수용하기 위한 상기 베이스 부분의 제 1 단부의 유입구; 및
    상기 유입구로부터 상기 베이스 부분의 제 2 단부로 상기 베이스 부분을 통해 드릴링된 제 1 통로를 포함하는, 상기 베이스 부분;
    상기 베이스 부분의 상기 제 2 단부에 부착된 제 1 단부 및 상기 스테이션의 링에 부착된 제 2 단부를 갖는 샤프트로서, 상기 샤프트는,
    상기 샤프트를 통해 종방향으로 (longitudinally) 드릴링되고, 상기 제 1 통로와 유체로 연통하는 제 2 통로; 및
    상기 샤프트를 통해 횡방향으로 (transversely) 드릴링되고, 상기 제 2 통로와 유체로 연통하는 제 3 통로를 포함하는, 상기 샤프트;
    상기 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 상기 스테이션에 장착하도록 상기 샤프트 둘레에 배치된 환형 플레이트; 및
    상기 베이스 부분의 상기 제 2 단부와 상기 환형 플레이트 사이에 배치된 벨로우즈를 포함하고, 상기 제 3 통로는 유입구로부터 상기 벨로우즈를 통해 그리고 상기 환형 플레이트와 상기 샤프트 사이의 갭을 통해 상기 샤프트의 상기 제 2 단부와 상기 링 사이의 조인트로 흐르도록 상기 가스를 지향시키는, 리프트 핀 드라이브 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 베이스 부분은,
    반실린더형 (semi-cylindrical) 바디의 제 1 단부에 상기 유입구를 포함하는, 상기 반실린더형 바디; 및
    상기 반실린더형 바디의 제 2 단부의 원형 영역을 포함하고,
    상기 제 1 통로는 상기 유입구로부터 상기 반실린더형 바디 및 상기 원형 영역을 통해 연장하는, 리프트 핀 드라이브 어셈블리.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 통로는 상기 샤프트의 상기 제 2 단부에 근접하게 종단되고; 그리고
    상기 제 3 통로는 상기 샤프트와 상기 벨로우즈 사이의 영역에서 개방되는, 리프트 핀 드라이브 어셈블리.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 샤프트의 상기 제 2 단부에 근접한 상기 샤프트를 통해 횡방향으로 드릴링된 제 4 통로를 포함하고, 상기 제 4 통로는 상기 제 2 통로와 유체 연통하고 그리고 상기 샤프트의 상기 제 2 단부와 상기 링 사이의 상기 조인트를 향해 흐르도록 상기 가스를 지향시키는, 리프트 핀 드라이브 어셈블리.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 샤프트는 실린더형이고 상기 베이스 부분의 상기 원형 영역보다 직경이 작은, 리프트 핀 드라이브 어셈블리.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 환형 플레이트는 상기 베이스 부분의 상기 원형 영역보다 직경이 크고, 그리고 상기 벨로우즈는 상기 베이스 부분의 상기 원형 영역으로부터 상기 환형 플레이트로 연장하는, 리프트 핀 드라이브 어셈블리.
  21. 제 15 항에 기재된 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 포함하고,
    상기 유입구에 연결된 도관; 및
    상기 도관을 통해 상기 유입구에 상기 가스를 공급하기 위한 가스 소스를 더 포함하는, 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 도관을 통해 상기 가스 소스로부터 상기 유입구로의 상기 가스의 공급을 제어하기 위한 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 샤프트에 평행한 방향으로 상기 리프트 핀 어셈블리들과 함께 상기 링을 이동시키도록 상기 샤프트를 작동시키도록 상기 베이스 부분의 상기 제 2 단부에 커플링된 드라이브를 더 포함하는, 리프트 핀 드라이브 어셈블리.
  24. 제 15 항에 기재된 리프트 핀 드라이브 어셈블리를 포함하고,
    상기 링;
    상기 링 상에 장착된 상기 리프트 핀 어셈블리들; 및
    상기 샤프트에 평행한 방향으로 상기 리프트 핀 어셈블리들과 함께 상기 링을 이동시키도록 상기 샤프트를 작동시키도록 상기 베이스 부분의 상기 제 2 단부에 커플링된 드라이브를 더 포함하는, 시스템.
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