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KR102710354B1 - 기판 프로세싱 장치를 위한 유체 유입 조립체 - Google Patents

기판 프로세싱 장치를 위한 유체 유입 조립체 Download PDF

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KR102710354B1
KR102710354B1 KR1020237031148A KR20237031148A KR102710354B1 KR 102710354 B1 KR102710354 B1 KR 102710354B1 KR 1020237031148 A KR1020237031148 A KR 1020237031148A KR 20237031148 A KR20237031148 A KR 20237031148A KR 102710354 B1 KR102710354 B1 KR 102710354B1
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KR
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fluid inlet
inlet pipe
inlet assembly
elastic element
assembly
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티모 말리넨
배이뇌 킬피
마르코 푸다스
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피코순 오와이
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Abstract

기판 프로세싱 장치를 위한 유체 유입 조립체로서, 밀봉된 압력 용기의 벽을 통과하도록 구성된 유체 유입 파이프; 상기 밀봉된 압력 용기 외부의 상기 유체 유입 파이프 둘레의 탄성 요소; 및 제1 및 제2 단부 부분을 포함하고, 상기 탄성 요소는 제1 및 제2 단부 부분들 사이에 결합되는, 유체 유입 조립체.

Description

기판 프로세싱 장치를 위한 유체 유입 조립체{A FLUID INLET ASSEMBLY FOR A SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 전체적으로 기판 프로세싱 반응기들 및 그것의 작동 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전적으로 그러한 것은 아니지만, 본 발명은 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 반응기들에 관한 것이다.
이 단원은 현재 기술을 나타내는 여기에 설명된 그 어떤 기술도 받아들이지 않으면서 유용한 배경 정보를 설명한다.
증착 반응기와 같은 다양한 기판 프로세싱 장치들은 통상적으로 주변 압력으로부터 진공 압력에 도달하는 상이한 압력 영역들에 있는 부분들을 가진다. 진공 부분들은 통상적으로 주변 압력에서의 크기로 맞춰지며, 온도 및 압력에서의 차이는 소망스럽지 않은 장소에서 변형을 일으킨다. 특히 압력이 감소되는 챔버들로의 화학제 유입 파이프는 통상적으로 주변 압력 영역들로부터 또는 주변 압력 영역들을 통하여 안내되며, 대부분의 경우에 상이한 온도들의 세트를 가지는 영역들을 통하여 안내된다. 이것은 화학제 유입 파이프들에 현저한 스트레스를 일으키며, 이는 중요한 장소에 고장을 일으킬 수 있다. 챔버로의 화학제 유입부의 예는 미국 특허 US 8,741,062 B1호에 개시되어 있다.
본 발명의 특정 실시예들의 목적은 유체 유입 조립체를 가진 향상된 장치를 제공하거나, 또는 적어도 현존 기술에 대한 대안을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 제1 양상에 따라서 기판 프로세싱 장치가 제공되며, 이것은:
밀봉된 압력 용기;
상기 밀봉된 압력 용기의 벽에 부착된 유체 유입 조립체;를 포함하고, 상기 유체 유입 조립체는 벽을 통과하는 유체 유입 파이프를 가지고, 상기 기판 프로세싱 장치는:
유체 유입 조립체에 있으면서 유체 유입 파이프 둘레에서 유체 유입 파이프를 벽에 결합하는 탄성 요소를 더 포함하고, 탄성 요소의 내부 표면 및 외부 표면 중 하나는 압력 용기내에 퍼진 압력을 받고, 상기 내부 표면 및 외부 표면 중 다른 하나는 주변 압력을 받고, 유체 유입 파이프는 내부에서 운반되는 유체가 탄성 요소와 접촉하는 것을 방지한다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 개시된 장치는 압력이 조절된 유입 클램핑(inlet clamping)을 제공한다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 탄성 요소는 압력 용기의 내부에 퍼진 압력과 주변 압력 사이의 압력 차이에 기인하여 압력 용기에 대하여 가압되도록 구성된다.
반응 용기가 폐쇄 챔버이거나 또는 폐쇄 가능한 챔버인 특정의 예시적인 실시예들에서 압력 용기는 밀봉된 수단이다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 탄성 요소는 장치 또는 조립체의 고정된 부분들 사이의 변위하에 변형되도록 구성된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 탄성 요소는 개스 밀폐되거나 또는 거의 개스 밀폐된다. 탄성 요소가 단지 거의 개스 밀폐(mostly gas tight)되는 때, 요소를 통한 개스 누설은 바람직스럽게는 분리된 압력 영역들을 유지하도록 오직 소량의 누설이다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 밀봉된 압력 용기는 밀봉된 반응 챔버인 내측 챔버를 둘러싸는 외측 챔버를 형성한다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유체 유입 조립체는 반응 챔버 벽에 부착된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 유체 유입 조립체는 반응 챔버를 둘러싸는 외측 챔버에 부착된다. 그러므로, 구현예에 따라서, 상기 식별된 밀봉 압력 용기는 외측 챔버 또는 반응 챔버를 지칭할 수 있다 (반응 챔버를 둘러싸는 외측 챔버를 가지거나 또는 가지지 않는 반응 챔버를 지칭할 수 있다).
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 파이프는 장치의 내부(또는 반응 챔버)를 통하여 내측으로 유입 파이프의 적어도 일부를 제거함으로써 분해되도록 구성된다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 파이프는 장치(또는 반응 챔버)로부터 멀어지게 지향되는 방향으로 유입 파이프의 적어도 일부를 외측으로 제거함으로써 분해되도록 구성된다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 파이프는 반응 챔버 벽에 대하여 고정된 위치에 있도록 구성된다. 그러한 실시예들에서, 유입 파이프는 다른 지점들 또는 조인트들에서 굽혀지거나 또는 변형되도록 구성될 수 있다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 파이프는 반응 챔버 벽에 대하여 회전 가능한 위치에 있도록 구성된다. 그러한 실시예들에서, 유입 파이프는 다른 지점들 또는 조인트들에서 굽혀지거나 또는 변형되도록 구성될 수 있다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 탄성 요소는 유입 파이프에 기계적인 압력을 일으키도록 구성된다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 기계적인 압력의 방향은 반응 챔버를 향하는, 내측이다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 파이프는 내측에서 서로 미끄러지도록 구성된 2개의 파이프들로 형성된다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 반응 챔버는 유입 파이프를 제 위치에 잠기게 하는 칼러(collar)를 포함한다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 파이프에는 상기 유입 파이프를 따라서 열을 분배하는 열 분배 요소가 설치된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 열 분배 요소는 유입 파이프의 전체 길이 방향 거리에 걸쳐 연장된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 열 분배 요소는 유입 파이프의 전체 길이 방향 거리중 오직 일부에 걸쳐 연장된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 열 분배 요소는 단일 부분으로 형성된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 열 분배 요소는 복수개의 부분들로 형성된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 열 분배 요소는 활성 히터 요소이거나 활성 히터 요소를 포함한다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 열 분배 요소는 주변 압력 상태에 위치된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 열 분배 요소는 (압력 용기의) 진공 측에 위치된다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 열 분배 요소는 밀봉된 압력 용기의 벽의 피드쓰루(feedthrough) 지점에 걸쳐 연장된다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 파이프가 반응 챔버를 만나는 접촉 지점은 비 영구적인(non-permanent) 고정 지점이다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 접촉 지점은 밀봉(seal)되고 그리고/또는 힘이 가해진다(enforced).
본 발명의 예시적인 제2 양상에 따르면, 방법이 제공되는데, 상기 방법은:
밀봉된 압력 용기의 벽에 부착된 유체 유입 조립체를 상기 밀봉된 압력 용기에 제공하는 단계를 포함하고, 상기 유체 유입 조립체는, 벽을 통과하는 유체 유입 파이프 및, 유체 유입 조립체에 있는 유체 유입 파이프의 둘레에서 유체 유입 파이프를 벽에 결합하는 탄성 요소를 가지고, 탄성 요소의 내부 표면 및 외부 표면 중 하나는 압력 용기내에 퍼진 압력을 받고 상기 내부 표면 및 상기 외부 표면 중 다른 하나는 주변 압력을 받으며, 유체 유입 파이프는 내부에서 운반되는 유체가 탄성 요소와 접촉되는 것을 방지하고, 상기 방법은,
탄성 요소의 수축을 통하여 유입 파이프에 기계적인 압력을 일으키는 단계를 더 포함하고, 상기 기계적인 압력의 방향은 압력 용기 내부를 향한다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 기계적인 압력은 주변 압력과 압력 용기내에 퍼진 압력 사이의 압력 차이에 의해 야기된다.
본 발명의 상이한 비 제한적인 예의 양상들 및 실시예들이 위에 설명되었다. 상기 실시예들은 단지 본 발명의 구현예들에서 사용될 수 있는 선택된 양상들 또는 단계들을 설명하도록 사용된다. 일부 실시예들은 본 발명의 특정한 예시적인 양상들만을 참조하여 제시될 수 있다. 대응하는 실시예들은 다른 예시적인 양상들에도 적용된다는 점이 이해되어야 한다. 실시예들의 그 어떤 적절한 조합이라도 형성될 수 있다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 오직 하나의 예로서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 특정의 예시적인 실시예들에 따른 기판 프로세싱 장치의 일부를 도시한다.
도 2는 도 1의 유체 유입 조립체의 확대 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 유체 유입 조립체의 단면도를 도시한다.
도 4는 선행의 실시예에 개시된 특정 부분들을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 특정 예시적인 실시예들에 따른 기계적인 제한부들의 작동을 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 유체 유입 조립체의 단면을 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 유체 유입 조립체의 단면을 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 유체 유입 조립체의 단면을 도시한다.
도 9는 특정의 예시적인 실시예에 따른 반응 챔버 벽과 유입 파이프 사이의 접촉 지점의 다른 단면을 도시한다.
다음의 설명에서, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALK) 기술은 일 예로서 사용된다. 그러나, 본 발명은 ALD 기술에 한정되는 것은 아니며, 상이한 온도 및/또는 압력 범위를 적용하는 광범위의 기판 프로세싱 장치에서 사용될 수 있고, 예를 들어, 화학적 증기 증착(CVD) 반응기에서 사용될 수 있다. 기판 프로세싱 장치는 진공 증착 장치들일 수 있다. 대안으로서, 본 발명은 증착(deposition)이 아닌 프로세스를 수행하는 장치에 적용될 수 있으며, 예를 들어 소결(sintering) 또는 원자층 에칭(Atomic Layer Etching, ALE)과 같은 에칭에서 사용된다.
ALD 성장 메커니즘의 기본은 당업자에게 공지되어 있다. ALD는 적어도 2 가지의 반응 선구체 종(reactive precursor species)들을 적어도 하나의 기판에 순차 도입하는 것에 기초한 특별한 화학적 증착 방법이다. 그러나, 예를 들어 PEALD 와 같은 플라즈마 보조(plasma-assisted) ALD 또는 광자 증진(photon-enhanced) ALD를 사용할 때 상기 반응 선구체들중 하나는 에너지로 대체될 수 있어서, 단일 선구체 ALD 프로세스들에 이르게 된다. 예를 들어, 금속과 같은 순수 원소의 증착은 오직 하나의 선구체를 필요로 한다. 선구체 화학 물질이 증착될 2 진 물질(binary material)의 원소들 양쪽을 모두 포함할 때, 산화물과 같은 2 원소성 화합물(binary compound)은 하나의 선구체 화학 물질을 가지고 만들 수 있다. ALD에 의해 성장된 박막(thin film)은 밀집(dense)되고, 핀홀(pinhole)이 없으며 균일한 두께를 가진다.
도 1은 특정의 예시적인 실시예에 따른 기판 프로세싱 장치(100)의 부분들을 도시한다. 반응 공간(112)은 반응 챔버내의 한정된 체적이다. 소망의 기판 프로세싱, 즉, 소망의 화학적 반응은 반응 공간(112)내 기판(101)의 표면에서 발생된다. 프로세싱 동안에, 특정의 예시적인 실시예들에서 기판(101)은 반응 챔버내에 있는 기판 홀더(substrate holder, 110)에 의해 지지된다.
반응 챔버는 반응 챔버 벽(또는 벽들)(130)에 의해 한정된 압력 용기이다. 특정의 예시적인 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 장치(100)는 다른 압력 용기인, 외측 챔버를 포함한다. 외측 챔버는 반응 챔버를 둘러쌈으로써 반응 챔버 벽(130)과 외측 챔버(외측) 벽(140) 사이에서 중간 공간(114)을 폐쇄한다.
프로세싱 동안에, 반응 챔버내 반응 공간(112)은 진공이다. 장치(100)가 증착 반응기인 경우에, 예를 들어 ALD 또는 CVD 반응기인 경우에, 반응 챔버/반응 공간(112)내 압력은 예를 들어 1 마이크로바아 내지 0.1 바아(bar)이거나, 또는 보다 바람직스럽게는 0.1 내지 1 mbar 일 수 있다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 중간 공간(114)은 반응 챔버내 압력 보다 높은 압력을 가지며, 예를 들어 대략 10 mbar를 가진다. 중간 공간(114)은 히터를 포함할 수 있다. 압력 구성은 예를 들어 반응 화학 물질이 히터들과 접촉하는 것을 방지한다.
주변 컨디션(온도, 압력)은 전체적으로 외측 챔버 벽(140)의 외측에 퍼져있다. 주변 온도 및 압력이 퍼져 있는 외측 챔버 벽(140)의 외측의 공간은 참조 번호 116으로 표시되어 있다.
(비록 다른 실시예에서, 예를 들어 외측 챔버가 없는 실시예에서, 대응하는 유체 유입 조립체가 반응 챔버 벽(130)에 대신 부착될 수 있을지라도) 유체 유입 조립체(120)는 외측 챔버 벽(140)에 부착되어 반응 공간(112)에 소망의 화학 물질을 공급한다.
도 2는 유체 유입 조립체(120)의 확대된 단면도이다. 유체 유입 조립쳬(120)는 일 단부에서 유체 유입 파이프(201)에 부착되고 다른 단부에서 챔버 벽(140)의 외측 표면에 부착된다. 실제의 실시예에서, 유체 유입 조립체는 조립체의 제1 단부에서 제1 단부 부분(209)을 포함하고 조립체의 반대 단부에서 제2 단부 부분(206)을 포함한다. 단부 부분(206,209)들은 플랜지(flange) 또는 유사체일 수 있다. 유체 유입 파이프(201)는 조립체(120) 안에서 챔버 벽(140)을 통하여 침투한다. 유체 유입 조립체(120)는 유체 유입 파이프(201) 둘레에 탄성 요소(205)를 더 포함하여, 유입 파이프를 벽(140)에 결합시킨다. 탄성 요소(205)는 개스 밀폐되거나 또는 거의 개스 밀폐될 수 있다. 실제 실시예에서, 탄성 요소(205)는 단부 부분(206,209) 사이에 위치된다. 단부 부분 또는 플랜지(206)는 볼트(207)와 같은 고정 요소들에 의하여 챔버 벽(140)에 부착될 수 있다. 단부 부분(209)은 예를 들어 VCR(Vacuum Coupling Radiation) 연결에 의하여 유체 유입 파이프(201)에 부착될 수 있다. 유체 유입 파이프(201) 둘레의 진공 간극은 외측 챔버 벽(140)을 통해 조립체(120) 안의 공간으로 연장되며, 상기 공간은 탄성 요소(205)의 내부 표면에 의해 한정된다. 탄성 요소(205)의 내부 표면은 따라서 중간 공간(114) 안에 퍼진 압력을 받게 되며, 탄성 요소(205)의 외부 표면은 주변 압력을 받는다. 도시된 해법에서, 내부 표면도 반응 공간(112)의 압력을 어느 정도 받게 된다.
이전에 언급된 바와 같이, 기판 프로세싱 장치(100)의 작동중에 중간 공간(114) 안의 압력은 주변 압력과 상이하다. 압력 차이는 탄성 요소(205)가 수축(즉, 변형)하게 하여, 유입 파이프(201)가 그 자체를 반응 챔버를 향하여 민다.
체적(112,114)들이 예를 들어 유지 관리 기간 동안 주변 압력으로 가압될 때, 이것은 유입 파이프(201)를 외측으로 수축시키는 효과를 가지면서 탄성 요소(205)가 그것의 원래 길이를 다시 가지게 한다. 이것은 또한 탄성 요소(205)의 강성도(stiffness)를 감소시켜서, 필요할 때 장치로부터 하나 이상의 부분들을 제거하는 것을 용이하게 하도록 탄성 요소의 그 어떤 방향 또는 각도에서도 움직일 수 있게 한다.
도 2에 도시된 바와 같은 특정의 예시적인 실시예들에서, 유체 유입 파이프(201)는 2개의 파이프, 즉, 파이프(201) 및 대직경 파이프(202)로 형성된다. 유체 유입 파이프(201)는 대직경 파이프(202) 안으로 진입하고, 대직경 파이프 안에서 (짧은) 거리로 이동하며 다음에 불연속된다. 따라서 파이프(201, 202)들은 특정의 거리에서 겹친다. 대직경 파이프는 불연속부로부터 반응 챔버 벽(130)으로 연장된다. 파이프(201,202) 사이의 끼움(fitting)은, 도 2에서 이중 화살표로 도시된 바와 같이, 압력 변화에 기인하여 유입 구성체(120)가 수축하거나 또는 신장될 때 파이프(201)가 대직경 파이프(202) 안에서 수평 방향으로 오직 미끄러지는 것을 허용하는 빈틈없는 끼움(tight fitting)이다. 대직경 파이프(202)는 파이프(202)의 위치를 잠기게 하는 반경 방향 연장부(211)를 가진다. 대직경 파이프(202)는 반응 챔버의 방향으로부터, 반경 방향 연장부가 반응 챔버 벽(130)과 접촉하여 파이프(202)의 더 이상의 수평 움직임을 방지하는 위치로 밀려질 수 있다. 칼러(collar, 212)는 반경 방향 연장부의 다른 측에 내려져서 파이프(202)가 뒤로 움직이는 것을 방지함으로써, 파이프(202)를 수평 위치에 잠기게 한다. 유지 관리하는 동안, 파이프(202)는 반응 챔버를 통해 밖으로 당겨질 수 있다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 구성체(120)는 하나 이상의 기계적인 제한부(limiter, 208)를 포함하며, 이것은 유입 구성체(120)의 수평 움직임을 제한하고, 특히 탄성 요소(205)의 수평 움직임을 제한한다. 기계적인 제한부(208)들은 회전 대칭을 가질 필요가 없는 독립적인 바아 요소(bar elements)로서 구현될 수 있다. 제한부(들)는 단부 부분(206,209) 사이에 부착될 수 있다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 구성체(120)는 파이프(201) 둘레에 튜브형 열 전도체(204)를 포함한다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 구성체(120)는 파이프(202) 둘레에 다른 튜브형 열 전도체(203)를 포함한다. 열 전도체(203,204)들은 하나 이상의 히터(heater)로부터 열을 수용할 수 있거나, 또는 이들은 활성 히터(active heater) 자체일 수 있다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 유입 파이프(201 및/또는 202) 둘레에서 히터 요소의 상부에 열 분배 요소가 있다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 열 전도체(들)는 온도 차이를 평형화시키고 바람직한 열 그래디언트(heat gradient)를 만든다. 유입 파이프의 가열은 유입 유체가 기판(101)에 도달하기 전에 유입 유체 온도를 증가시킨다. 특정의 예시적인 실시예에서, 파이프(201)에 연결된 화학적 소스(chemical source)는 가열 소스(heated source)이다. 이들 실시예들에서, 가열 소스로부터 기판으로의 전체 경로는 냉점(cold spot)의 발생을 회피하도록 가열되어야만 한다.
상기 설명된 유체 유입 조립체(120)는 압력 조절 유입 클램핑(pressure adjusted inlet clamping)을 제공한다. 탄성 요소(205)는 예를 들어 벨로우즈와 같은 주름 형태(pleated form)를 가진 튜브에 의하여, 또는 특정의 예시적인 실시예에서 스프링에 의하여 구현될 수 있다. 언급된 바와 같이, 압력 용기의 내부에 퍼져 있는 압력과 주변 압력 사이의 압력 차이에 기인하여, 유입 조립체(120)는 반응 챔버 또는 다른 압력 용기에 대하여 가압되도록 구성된다. 그러나, 유체 유입 조립체(120) 또는 탄성 요소(205)의 상기 설명된 변형(수축 또는 신장 작용)은 다른 예시적인 실시예들에서, 기계적인 작동에 의한 것과 같이 다른 수단에 의해 작동될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 실시예들에서, 예를 들어, 모터(들) 또는 기억 형상 합금(memory shape alloys)들이 작동을 구현하도록 이용될 수 있다.
구현예에 따라서 유체 유입 조립체(120)는 기계적으로 빈틈없는 유입 파이프의 연결을 대응 부분(counterpart)에 대하여 구성하며, 이것은 예를 들어 반응 챔버 벽(130), 칼러(212) 및/또는 대직경 파이프(202)일 수 있다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 탄성 요소(205)는 반응 챔버 벽(130)에 대한 유입 파이프(201,202)의 움직임을 허용한다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 압력, 온도 또는 장치의 다른 구조체들에 의하여, 예를 들어 뚜껑에 의하여 유도되는 스트레스에 의해 움직임이 야기된다. 상기 움직임은 실제에 있어서 그 어떤 방향 및 각도일 수도 있다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 펄스 밸브(pulsing valve)와 같은 하나 이상의 다른 부분들은 유입 파이프로부터 매달리도록 위치되어, 탄성 요소(205)의 움직임을 제한하지 않는다. 탄성 요소(205)는 유입 파이프(201)로 안내된 화학 물질과 접촉되지 않는다. 따라서, 요소(205)를 통한 잠재적인 물질의 누설은 반응 공간(112)내에서의 화학 반응에 영향을 미치지 않는다.
도 3은 다른 예시적인 실시예에 따른 유체 유입 조립체(120)의 단면도를 도시한다. 도시된 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예들에 대응하며, 예외적으로 선행의 실시예들에서 압력 영역(114)내에 위치되었던 열 도전체(204)가 주변 압력 영역(116)에 위치된다. 동시에 단부 부분(209)이 유체 유입 파이프(201)에 접합되는 부착 지점은 반응 챔버를 향하여 이동되었다. 열 도전체(204)는 대안으로서 활성 히터(active heater)일 수 있다.
도 4는 유체 유입 파이프(201,202)들의 접합 지점을 도시한다. 파이프(201)는 대직경 파이프(202)내에서 미끄러지도록 허용된다. 도 4는 파이프(202)에 의해 포함되는 반경 방향 연장부도 도시한다. 도 4는 칼러(212)를 더 도시한다. 칼러는 개구를 가지며, 상기 개구는 파이프(202)가 그것을 통해 맞춰질 수 있을 정도로 꽉 끼지만(tight) 연장부(211)가 그것을 통해 끼워지는 것을 방지함으로써 파이프(202)의 잠금 효과를 제공한다.
도 5a 및 도 5b는 기계적인 제한부(들)(208)의 작동을 도시하는 단면도이다. 도 5a는 탄성 요소(205)의 외측 표면이 그것의 내측 표면과 같은 압력을 받는 상황을 도시하는 반면에, 도 5b는 압력이 내측 표면에서 낮은 상황을 도시한다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 기계적인 제한부(208)의 예는 2개의 연결된 바아(208', 208")로 형성된다. 바아(208')는 단부 부분(206)에 부착되고, 바아(208")는 단부 부분(209)에 부착된다. 바아(208')는 2개의 단부 정지부들을 포함하고 바아(208")는 돌출 부분을 포함하여, 상기 돌출 부분이 단부 정지부들 사이에서 움직이도록 허용됨으로써 탄성 요소(205)의 길이 방향 움직임에 대한 단부 지점을 설정한다.
도 5a의 상황에서, 탄성 요소(205)는 정상 길이이며, 돌출 부분은 단부 부분(209)에 인접한 단부 정지부에 인접해 있다. 도 5b의 상황에서 탄성 요소(205)는 길이 방향으로 수축하는 경향이 있고, 돌출 부분은 (단부 부분(206)에 인접한) 다른 단부 정지부와 함께 최대 수축의 한계를 설정한다. 여기에서 제한부들은 수평 방향에서의 움직임을 제한하도록 도시될지라도, 구현예에 따라서 그 어떤 방향에서도 움직임의 범위를 제한하는 것이 가능해질 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
도 6은 다른 예시적인 실시예들에 따른 유체 유입 조립체(120)의 단면도를 도시한다. 도시된 실시예는 전체적으로 도 1 및 도 2에 도시된 실시예들에 대응한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 유체 유입 파이프(201)는 반응 챔버 벽(130)으로 내내 연장되며, 파이프(201)는 반경 방향 연장부(211)를 포함한다. 대직경 파이프(202)는 생략되어 있다.
도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 유체 유입 조립체(120)의 단면도를 도시한다. 도시된 실시예는 전체적으로 도 6에 도시된 실시예에 해당한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 반경 방향 연장부(211)는 반응 챔버 벽(130)의 유입 조립체 측에 위치되는 반면에, 도 6에 도시된 실시예에서 반경 방향 연장부(211)는 반응 챔버 벽(130)의 반응 챔버 측상에 위치된다. 탄성 요소(205)의 수축은 유체 유입 파이프(201)를 반응 챔버 벽(130)에 대하여 그리고/또는 반응 챔버 벽(130)을 향하여 가압한다. 반경 방향 연장부(211)는 파이프(201)의 길이 방향 움직임에 대한 제한부로서의 기능을 한다. 히터(들) 또는 열 전도체(들)(203, 204)는 서로 선(line)을 이루거나 또는 하나가 다른 하나의 위에 있는 분리된 요소들로서 구현될 수 있다. 또는, 요소(203, 204)들은 하나의 단일 요소로서 구현될 수 있다. 더욱이, 진공측 안에 위치하는 대신에, 히터(204)는 주변 압력 영역내에 위치될 수 있다 (예를 들어 도 3에 도시된 바와 유사하게 주변 측으로부터 유입 파이프(201)의 표면을 완전히 원형으로 둘러싸거나 또는 상기 표면을 따라서 연장된 홈 안에 위치시킴으로써 그렇게 할 수 있다). 유지 관리하는 동안, 유입 파이프(201)는 조립체(120)와 함께 (벽(140)의) 외측으로부터 밖으로 당겨질 수 있다.
도 8은 다른 예시적인 실시예에 따른 유체 유입 조립체(120)의 단면도를 도시한다. 전체적으로 도시된 실시예는 도 7에 도시된 실시예에 대응한다. 그러나, 도 8에서, 유입 파이프가 반응 챔버 또는 벽(130)과 만나는 접촉 지점의 시일(sealing) 또는 강화부(reinforcement)는 보다 상세하게 설명된다. 도 8에 따르면, 유체 유입 조립체는 파이프(201)와 반응 챔버 벽(130) 사이에 오 링(O-ring)과 같은 시일(801)을 포함할 수 있어서, 중간 공간(114)으로의 화학제 누설을 감소시킨다. 접촉 지점은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 도 7에 도시된 단차와 같은 연결(step like connection) 및 도 8에 도시된 시일 구현 대신에 또는 그에 추가하여, 원추 유형 연결, 볼 형상 또는 반구 형상 연결(semi-sphere shaped connection), 챔버 벽(130)에서의 적절한 대응 형상을 가진 그 어떤 표면 연결이라도 구현될 수 있다. 접촉 지점은 예를 들어 스텝 조인트(step joint), 라운드 조인트(round joint), 볼 조인트(ball joint) 또는 분리된 실린더(separate cylinder)에 의해 강화될 수 있다.
도 9는 유입 파이프(201)와 반응 챔버 벽(130) 사이의 접촉 지점(또는 접합 지점)(901)이 회전 가능하게 배치되는 하나의 구현예를 도시한다. 유입 파이프(201)는 만곡되거나 또는 볼 형상 단부를 포함하고, 반응 챔버 또는 챔버 벽(130)은 오목한 대응 표면(concave counter surface)을 포함한다. 필요하다면 유입 파이프(201)는 형성된 조인트 또는 접합 지점(joining point)에서 회전 움직임이 허용된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 접합 지점에서 벽(130)을 통한 피드쓰루 개구(feedthrough opening)는 유입 파이프(201)의 내측 직경 보다 큰 직경을 가질 수 있다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 반응 챔버 벽(130)의 내부 측에서 조인트가 구현된다.
다른 대안의 실시예들에서, 탄성 요소(205)는 분리 요소가 아니지만, 챔버(140)의 일체화 부분이도록 제조된 요소이다. 더욱이, 개시된 실시예들은 탄성 요소(205)의 위치를 제한하도록 의도되지 않지만, 그것이 연결되는 부분들중 하나 이상의 움직임을 허용하도록 기계적 기능을 제한하도록 의도된다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 중간 공간(114)의 압력이 반응 챔버내 압력보다 높은 압력 구성은 반응 화학제들이 탄성 요소(205)와 접촉하는 것을 방지한다.
특정의 대안의 실시예들에서, 중간 공간(114)은 주위 영역(116)의 압력보다 높은 압력을 가진다. 그러한 조건들에서, 유입 조립체(120)의 기계적인 압력은 밀봉된 압력 용기 또는 반응 챔버의 내측으로부터 외측을 향하여 만들어질 수 있다.
특정의 예시적인 실시예들에서, 요소(120)상에 가해진 기계적인 압력은 기계적인 액튜에이터 또는 스프링 부하(spring load)에 의하여 완전하게 만들어지거나, 또는 대체되거나 또는 강제될 수 있다.
특정의 대안의 실시예들에서, 기판 프로세싱 장치는 2개 이상의 벽들을 포함하며, 유입 조립체는 벽들 각각에 걸쳐서 작동된다.
그 어떤 특정의 실시예라도 그에 대한 설명은 직접적으로 다른 개시된 실시예에 적용 가능하다. 이것은 개시된 장치의 작동 및 구조와 관련하여 모두 적용된다.
특허 청구항들의 범위 및 해석을 제한하지 않으면서, 여기에 개시된 예시적인 실시예들의 하나 이상의 특정 기술적 효과들은 다음에 나열된다. 기술적 효과는 화학제 유입 파이프 및 관련 구조들에서의 바람직스럽지 않은 스트레스를 감소시키는 것이다. 다른 기술적 효과는 압력 또는 다른 수단에 의해 조절될 수 있는 유입 파이프 클램핑(inlet pipe clamping)이다. 다른 기술적 효과는 챔버 피드스루(chamber feedthrough)에서의 향상된 열 분배 및 냉점(cold spots)의 회피이다. 다른 기술적 효과는 향상된 서비스 가능성이다.
상기에서 설명된 기능들 또는 방법 단계들의 일부는 상이한 순서로 및/또는 서로 동시에 수행될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 더욱이, 상기 설명된 기능들 또는 방법 단계들중 하나 이상은 선택적일 수 있거나 또는 조합될 수 있다.
상기 설명은 특정 구현예들에 대한 비 제한적인 예 및 본 발명의 실시예들에 의하여 본 발명을 수행하도록 발명자들이 현재 숙고하는 최상의 양식에 대한 완전하고 유익한 설명을 제공하였다. 그러나, 본 발명은 상기 제시된 실시예들의 세부 사항에 제한되지 않으며, 본 발명의 특징들로부터 이탈하지 않으면서 등가 수단을 이용하여 다른 실시예에서 구현될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 상기 개시된 실시예들의 특징들중 일부는 다른 특징들의 대응하는 사용 없이 유리하게 이용될 수 있다. 따라서, 상기 설명은 본 발명의 원리에 대한 오직 예시적인 것으로만 간주되어야 하며, 그것을 제한하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 오직 첨부된 특허 청구 범위에 의해서만 제한된다.
100. 기판 프로세싱 장치 112. 반응 공간
101. 기판 114. 중간 공간
130. 챔버 벽 140. 외측 챔버 벽

Claims (16)

  1. 기판 프로세싱 장치를 위한 유체 유입 조립체에 있어서,
    밀봉된 압력 용기의 벽을 통과하도록 구성된 유체 유입 파이프로서, 상기 밀봉된 압력 용기는 밀봉된 반응 챔버인 내측 챔버를 둘러싸는 외측 챔버를 형성하는, 상기 유체 유입 파이프;
    상기 밀봉된 압력 용기 외부의 상기 유체 유입 파이프 둘레의 탄성 요소; 및
    제1 및 제2 단부 부분들
    을 포함하고,
    상기 탄성 요소는 제1 및 제2 단부 부분들 사이에 결합되는,
    유체 유입 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 요소의 내측 표면 및 외측 표면 중 하나는 상기 밀봉된 압력 용기내에 퍼져 있는 압력을 받고, 상기 탄성 요소의 내측 표면 및 외측 표면 중 다른 하나는 상기 밀봉된 압력 용기 외부에 퍼져 있는 주변 압력을 받고, 상기 유체 유입 파이프는 내부에서 운반되는 유체가 탄성 요소와 접촉되는 것을 방지하는,
    유체 유입 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 요소는 유체 유입 조립체의 제1 및 제2 단부 부분들 사이의 변위하에 변형되도록 구성되는,
    유체 유입 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 요소는 상기 유체 유입 파이프에 기계적인 압력을 일으키도록 구성되는,
    유체 유입 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기계적인 압력의 방향은 상기 밀봉된 압력 용기의 내부를 향해 내향인,
    유체 유입 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 단부 부분들 사이에 결합되며, 상기 유체 유입 파이프의 종축의 방향으로 조절가능한 길이를 갖는 적어도 하나의 조절가능한 제한부를 포함하는,
    유체 유입 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유체 유입 파이프 둘레의 상기 탄성 요소는 상기 유체 유입 파이프와 상기 적어도 하나의 조절가능한 제한부 사이에 위치되는,
    유체 유입 조립체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조절가능한 제한부는 상기 탄성 요소의 움직임, 그로 인해 상기 유체 유입 조립체의 움직임을 제한하도록 구성되는,
    유체 유입 조립체.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 탄성 요소는 적어도 상기 적어도 하나의 조절가능한 제한부와 동일한 방향으로 변형하도록 구성되는,
    유체 유입 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유체 유입 파이프를 따라서 열을 분배하도록 상기 유체 유입 파이프 둘레에 적어도 하나의 열 분배 요소를 포함하는,
    유체 유입 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열 분배 요소는 상기 밀봉된 압력 용기 외부의 상기 유체 유입 파이프의 길이에 걸쳐 그리고 상기 밀봉된 압력 용기의 벽의 피드쓰루(feed-through) 지점에 걸쳐 연장되거나, 또는 상기 적어도 하나의 열 분배 요소는 상기 유체 유입 파이프의 전체 길이에 걸쳐 연장되는,
    유체 유입 조립체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열 분배 요소는 상기 유체 유입 파이프 내의 유체에 대한 온도 차이를 평형화시키고 바람직한 열 그래디언트(heat gradient)를 생성하도록 구성되는,
    유체 유입 조립체.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 유체 유입 파이프는 상기 밀봉된 반응 챔버와 접촉 지점을 갖도록 구성되는,
    유체 유입 조립체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 유체 유입 파이프는 내측에서 서로 미끄러지도록 배치된 2개의 파이프들로 형성되는,
    유체 유입 조립체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유체 유입 파이프는, 상기 유체 유입 파이프의 적어도 일부를 제거함으로써 분해되도록 구성되는,
    유체 유입 조립체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 유체 유입 파이프는 상기 밀봉된 압력 용기의 벽에 대하여 고정된 위치에 있도록 구성되는,
    유체 유입 조립체.
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