KR20230054436A - 기판 프로세싱 시스템의 공압 (pneumatic) 밸브들을 제어하기 위한 대기 (standby) 솔레노이드 밸브들을 갖는 솔레노이드 뱅크 - Google Patents
기판 프로세싱 시스템의 공압 (pneumatic) 밸브들을 제어하기 위한 대기 (standby) 솔레노이드 밸브들을 갖는 솔레노이드 뱅크 Download PDFInfo
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Abstract
기판 프로세싱 시스템을 위한 유체 제어 시스템은 M 개의 솔레노이드 밸브들 및 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들에 각각 유체로 연결되도록 구성된 (M + N) 개의 유입구들로서, M 및 N은 0보다 더 큰 정수들인, (M + N) 개의 유입구들을 포함한다. M 개의 출력부들은 M 개의 공압 (pneumatic) 밸브들에 유체로 연결되도록 구성된다. 밸브 스위칭 시스템은, M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 M 개의 유입구들 중 1 개 내지 N 개를 각각 선택적으로 차단하도록; 그리고 N 개의 대기 (standby) 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개로부터 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 M 개의 출력부들 중 1 개 내지 N 개에 각각 유체를 공급하도록 구성된다.
Description
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들에 관한 것이고, 더 구체적으로 기판 프로세싱 시스템에 프로세스 가스들을 공급하는 공압 (pneumatic) 밸브들을 제어하기 위한 대기 (standby) 밸브들을 갖는 솔레노이드 뱅크에 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 웨이퍼들과 같은 기판들 상에서 처리들을 수행한다. 기판 처리들의 예들은 증착, 애싱, 에칭, 세정 및/또는 다른 프로세스들을 포함한다. 기판을 처리하기 위해 프로세스 가스 혼합물들이 프로세싱 챔버로 공급될 수도 있다. 플라즈마는 화학 반응들을 강화시키기 위해 가스들을 점화하도록 사용될 수도 있다.
원자 층 증착 (atomic layer deposition; ALD) 을 사용하여 막을 증착할 때, 기판은 전구체 가스 혼합물에 노출된다. 프로세싱 챔버는 퍼지되고 그리고 기판은 전구체를 변환하기 위해 반응 물질 가스 혼합물에 노출된다. 그 후, 프로세싱 챔버는 다시 퍼지된다. 사이클 각각 동안 증착은 일반적으로 막의 단일 층 (monolayer) 으로 제한된다. 다른 적용 예들에서, 막은 플라즈마-강화된 원자 층 증착 (plasma-enhanced atomic layer deposition; PEALD) 을 사용하여 증착된다. PEALD 사이클 각각은 통상적으로 전구체 도즈 (dose), 도즈 퍼지, 무선 주파수 (radio frequency; RF) 플라즈마 도즈, 및 RF 퍼지 단계를 포함한다.
스테이지 각각 동안, 상이한 가스 혼합물들은 샤워헤드 또는 다른 가스 분배 디바이스를 사용하여 프로세싱 챔버로 전달될 수도 있다. ALD 사이클 각각이 막의 단일 층을 증착하기 때문에, ALD 사이클들은 목표된 두께를 갖는 막을 증착하도록 매우 신속하게 반복된다. 이는 전구체, 반응 물질 및/또는 퍼지 가스들을 제어하는 밸브들이 신속하게 개방되고 폐쇄되어야 한다는 것을 의미한다. 솔레노이드 밸브들은 종종 전구체, 반응 물질 및/또는 퍼지 가스들을 제어하는 밸브들을 공압으로 작동시키기 (actuate) 위해 불활성 가스를 공급하도록 사용된다. 높은 수의 사이클들 및 빠른 스위칭 시간들로 인해, 솔레노이드 밸브들은 고장나는 경향이 있고 그리고 빈번한 교체를 필요로 한다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2020년 8월 21일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 63/068,439 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
기판 프로세싱 시스템을 위한 유체 제어 시스템은 M 개의 솔레노이드 밸브들 및 N 개의 대기 (standby) 솔레노이드 밸브들에 각각 유체로 연결되도록 (fluidly connect) 구성된 (M + N) 개의 유입구들로서, M 및 N은 0보다 더 큰 정수들인, (M + N) 개의 유입구들을 포함한다. M 개의 출력부들은 M 개의 공압 (pneumatic) 밸브들에 유체로 연결되도록 구성된다. 밸브 스위칭 시스템은, M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 M 개의 유입구들 중 1 개 내지 N 개를 각각 선택적으로 차단하도록; 그리고 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개로부터 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 M 개의 출력부들 중 1 개 내지 N 개에 각각 유체를 공급하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 인클로저 (enclosure) 는 (M + N) 개의 유입구들 및 M 개의 출력부들과 유체로 연통하는 (fluid communication) N 개의 캐비티들을 포함한다. N 개의 샤프트들은 N 개의 캐비티들 내에 배치된다 (arrange). N 개의 샤프트들 각각은, 제 1 직경을 갖는 제 1 샤프트 부분들 및 제 2 직경을 갖는 제 2 샤프트 부분들을 포함하는 원통형 바디; 축 방향으로 연장하는 캐비티; 및 M 개의 상이한 각도들로 캐비티로부터 제 1 샤프트 부분들 중 적어도 하나로 외향으로 연장하는 M 개의 보어들을 포함한다.
다른 특징들에서, N 개의 모터들은 N 개의 샤프트들을 선택적으로 회전시킨다. M 개의 시일링 (sealing) 링들은 M 개의 보어들에 각각 대응하는 이격된 축 방향 위치들에서 제 1 샤프트 부분들 중 적어도 하나 상에 배치된다.
다른 특징들에서, M 개의 시일링 링들 각각은 환형 바디, 및 환형 바디의 마주 보는 축 방향 측면들 상에서 방사상 외향으로 연장하고 그리고 N 개의 캐비티들 중 하나의 내측 표면과 시일링하도록 구성된 제 1 환형 돌출부 (projection) 및 제 2 환형 돌출부를 포함한다. M 개의 시일링 링들 각각은, 제 1 환형 돌출부와 제 2 환형 돌출부 사이에서 축 방향으로 연장하는 차단부; 및 차단부를 통해 방사상으로 연장하는 보어를 더 포함한다. 중심 캐비티는 제 1 환형 돌출부와 제 2 환형 돌출부 사이에서 그리고 차단부의 마주 보는 원주 방향 측면들 사이에서 환형 바디의 방사상 외측 표면 둘레로 연장한다.
다른 특징들에서, M 개의 시일링 링들 각각의 보어는 M 개의 보어들 중 대응하는 보어들과 축 방향으로 정렬된다. N 개의 차단 링들은 제 1 샤프트 부분들 중 다른 샤프트 부분들 상의 이격된 축 방향 위치들에 배치된다. N 개의 샤프트들 각각은 제 1 샤프트 부분들 중 인접한 샤프트 부분들 사이의 제 2 샤프트 부분들 중 적어도 하나 상에 보어를 더 포함한다. 보어는 N 개의 샤프트들 각각의 캐비티에 유체로 커플링된다.
다른 특징들에서, 제어기는 M 개의 솔레노이드 밸브들의 동작을 모니터링하도록; M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나가 올바르게 동작하지 않을 때를 결정하도록; 그리고 N 개의 모터들 중 적어도 하나로 하여금 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나로부터의 유체 플로우를 차단하기 위해 그리고 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 하나로부터 유체 플로우를 공급하기 위해 N 개의 샤프트들 중 적어도 하나를 회전시키게 하도록 구성된다.
기판 프로세싱 시스템에서 공압 밸브들을 스위칭하기 위한 방법은, M 개의 솔레노이드 밸브들 및 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들에 각각 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 (M + N) 개의 유입구들을 연결하는 단계로서, M 및 N은 0보다 더 큰 정수들인, 유입구 연결 단계; 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 M 개의 유출구들을 M 개의 공압 밸브들에 연결하는 단계; M 개의 솔레노이드 밸브들의 동작을 모니터링하는 단계; 및 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나가 고장난 것을 검출한 것에 응답하여, M 개의 솔레노이드 밸브들 중 고장난 솔레노이드 밸브에 대응하는 (M + N) 개의 입력부들 중 하나를 차단하도록; 그리고 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 하나를 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 고장난 솔레노이드 밸브에 대응하는 M 개의 유출구들 중 하나에 유체로 연결하도록, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 N 개의 모터들 중 하나로 하여금 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 N 개의 샤프트들 중 하나를 회전시키게 하기 위해, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 사용하는 단계를 포함한다.
시스템은, M 개의 솔레노이드 밸브들 및 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들에 각각 유체로 연결되도록 구성된 (M + N) 개의 유입구들로서, M 및 N은 0보다 더 큰 정수들인, (M + N) 개의 유입구들을 포함한다. 시스템은, M 개의 공압 밸브들에 유체로 연결되도록 구성된 M 개의 출력부들을 포함한다. 시스템은, M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 M 개의 유입구들 중 1 개 내지 N 개를 각각 선택적으로 차단하도록; 그리고 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개로부터 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 M 개의 출력부들 중 1 개 내지 N 개에 각각 유체를 공급하도록 구성된 밸브 스위칭 시스템을 포함한다. 시스템은, (M + N) 개의 유입구들 및 M 개의 출력부들과 유체로 연통하는 N 개의 캐비티들을 포함하는 인클로저; N 개의 캐비티들 내에 배치된 N 개의 샤프트들; 및 N 개의 샤프트들을 각각 선택적으로 회전시키는 N 개의 모터들을 포함한다.
다른 특징들에서, N 개의 샤프트들 각각은, 제 1 직경을 갖는 제 1 샤프트 부분들 및 제 2 직경을 갖는 제 2 샤프트 부분들을 포함하는 원통형 바디; 축 방향으로 연장하는 캐비티; 및 M 개의 상이한 각도들로 캐비티로부터 제 1 샤프트 부분들 중 적어도 하나로 외향으로 연장하는 M 개의 보어들을 포함한다.
다른 특징들에서, 시스템은, M 개의 보어들에 각각 대응하는 이격된 축 방향 위치들에서 제 1 샤프트 부분들 중 적어도 하나 상에 배치된 M 개의 시일링 링들을 더 포함한다. M 개의 시일링 링들 각각은 환형 바디, 및 환형 바디의 마주 보는 축 방향 측면들 상에서 방사상 외향으로 연장하고 그리고 N 개의 캐비티들 중 하나의 내측 표면과 시일링하도록 구성된 제 1 환형 돌출부 및 제 2 환형 돌출부를 포함한다.
다른 특징들에서, M 개의 시일링 링들 각각은, 제 1 환형 돌출부와 제 2 환형 돌출부 사이에서 축 방향으로 연장하는 차단부; 차단부를 통해 방사상으로 연장하는 보어; 및 제 1 환형 돌출부와 제 2 환형 돌출부 사이에서 그리고 차단부의 마주 보는 원주 방향 측면들 사이에서 환형 바디의 방사상 외측 표면 둘레로 연장하는 중심 캐비티를 더 포함한다.
다른 특징들에서, M 개의 시일링 링들 각각의 보어는 M 개의 보어들 중 대응하는 보어들과 축 방향으로 정렬된다.
다른 특징들에서, 시스템은, 제 1 샤프트 부분들 중 다른 샤프트 부분들 상의 이격된 축 방향 위치들에 배치된 N 개의 차단 링들을 더 포함한다.
다른 특징들에서, N 개의 샤프트들 각각은 제 1 샤프트 부분들 중 인접한 샤프트 부분들 사이의 제 2 샤프트 부분들 중 적어도 하나 상에 보어를 더 포함하고; 그리고 보어는 N 개의 샤프트들 각각의 캐비티에 유체로 커플링된다.
다른 특징들에서, 시스템은, M 개의 솔레노이드 밸브들의 동작을 모니터링하도록; M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나가 올바르게 동작하지 않을 때를 결정하도록; 그리고 N 개의 모터들 중 적어도 하나로 하여금 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나로부터의 유체 플로우를 차단하기 위해 그리고 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 하나로부터 유체 플로우를 공급하기 위해 N 개의 샤프트들 중 적어도 하나를 회전시키게 하도록 구성된 제어기를 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 (description) 및 첨부된 도면들로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 가스 전달 시스템을 위한 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 3은 본 개시에 따른 가스 전달 시스템을 위한 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 일 예의 평면도이다.
도 4는 본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 인클로저 (enclosure) 의 일 예의 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 샤프트들의 일 예의 부분적인 사시도이다.
도 6a는 본 개시에 따른 시일링 (sealing) 링의 사시도이다.
도 6b는 본 개시에 따른 또 다른 시일링 링의 사시도이다.
도 7은 본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 위한 샤프트들 및 시일링 링들의 일 예의 평면도이다.
도 8은 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 동작시키기 위한 방법의 일 예의 플로우 차트이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
도 1은 본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 포함하는 기판 프로세싱 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 가스 전달 시스템을 위한 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 3은 본 개시에 따른 가스 전달 시스템을 위한 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 일 예의 평면도이다.
도 4는 본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 인클로저 (enclosure) 의 일 예의 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 샤프트들의 일 예의 부분적인 사시도이다.
도 6a는 본 개시에 따른 시일링 (sealing) 링의 사시도이다.
도 6b는 본 개시에 따른 또 다른 시일링 링의 사시도이다.
도 7은 본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 위한 샤프트들 및 시일링 링들의 일 예의 평면도이다.
도 8은 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 동작시키기 위한 방법의 일 예의 플로우 차트이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템은 M 개의 솔레노이드 스위치들 및 N 개의 대기 (standby) 솔레노이드 스위치들을 포함하고, 여기서 M 및 N은 0보다 더 큰 정수들이다. M 개의 솔레노이드 스위치들 중 하나가 고장날 때, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템은 M 개의 솔레노이드 스위치들 중 고장난 솔레노이드 스위치를 N 개의 대기 솔레노이드 스위치들 중 하나로 교체한다. 그 결과, 기판 프로세싱 시스템은 M 개의 솔레노이드 스위치들의 1 개 내지 N 개의 고장에도 불구하고 다운타임 (downtime) 없이 동작을 계속할 수 있다.
본 개시에 따른 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템이 원자 층 증착 (atomic layer deposition; ALD) 또는 플라즈마-강화된 원자 층 증착 (plasma-enhanced atomic layer deposition; PEALD) 을 수행하는 기판 프로세싱 시스템의 맥락에서 기술될 것이지만, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템은 다양한 다른 타입들의 기판 프로세싱 시스템들에서 또는 기판 프로세싱 시스템들과 관련되지 않은 다른 시스템들에서 유체 플로우를 제어하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템은 원자 층 에칭 (atomic layer etch; ALE) 에 사용될 수 있다. 이제 도 1을 참조하면, ALD 또는 PEALD를 수행하기 위한 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 일 예가 도시된다. 기판 프로세싱 시스템 (110) 은 플라즈마를 스트라이킹하거나 스트라이킹하지 않고 ALD를 수행하도록 사용될 수도 있다. 플라즈마가 사용된다면, 플라즈마는 용량 커플링 플라즈마 (capacitively coupled plasma; CCP) 를 사용하여 스트라이킹될 수 있지만, 유도 커플링 플라즈마 (inductively coupled plasma; ICP) 또는 다른 적합한 방법들이 사용될 수도 있다.
기판 프로세싱 시스템 (110) 은 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 다른 컴포넌트들을 둘러싸고 (사용된다면) RF 플라즈마를 담는, 프로세싱 챔버 (122) 를 포함한다. 기판 프로세싱 시스템 (110) 은 상부 전극 (124) 및 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 과 같은 기판 지지부 (126) 를 포함한다. 동작 동안, 기판 (128) 이 기판 지지부 (126) 상에 배치된다 (arrange).
단지 예를 들면, 상부 전극 (124) 은 프로세스 가스들을 도입하고 분배하는 샤워헤드와 같은 가스 분배 디바이스 (129) 를 포함할 수도 있다. 가스 분배 디바이스 (129) 는 프로세싱 챔버의 상단 표면에 연결된 일 단부를 포함하는 스템 부분을 포함할 수도 있다. 환형 바디는 일반적으로 원통형이고, 프로세싱 챔버의 상단 표면으로부터 이격되는 위치에서 스템 부분의 마주 보는 단부로부터 방사상 외향으로 연장한다. 샤워헤드의 환형 바디의 기판-대면 표면, 또는 대면플레이트는 복수의 홀들을 포함하고, 이를 통해 전구체, 반응 물질들, 에칭 가스들, 불활성 가스들, 캐리어 가스들, 다른 프로세스 가스들 또는 퍼지 가스가 흐른다. 대안적으로, 상부 전극 (124) 은 전도성 플레이트를 포함할 수도 있고, 프로세스 가스들은 또 다른 방식으로 도입될 수도 있다.
기판 지지부 (126) 는 하부 전극으로서 작용하는 베이스 플레이트 (130) 를 포함한다. 베이스 플레이트 (130) 는 세라믹 멀티-존 가열 플레이트에 대응할 수도 있는, 가열 플레이트 (132) 를 지지한다. 본딩 층 및/또는 내열 층 (134) 이 가열 플레이트 (132) 와 베이스 플레이트 (130) 사이에 배치될 수도 있다. 베이스 플레이트 (130) 는 베이스 플레이트 (130) 를 통해 냉각제를 흘리기 위한 하나 이상의 채널들 (136) 을 포함할 수도 있다.
RF 생성 시스템 (140) 이 RF 전압을 생성하고, 상부 전극 (124) 및 하부 전극 (예를 들어, 기판 지지부 (126) 의 베이스 플레이트 (130)) 중 하나로 RF 전압을 출력한다. 상부 전극 (124) 및 베이스 플레이트 (130) 중 다른 하나는 DC 접지되거나, AC 접지되거나, 또는 플로팅할 수도 있다. 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (140) 은 매칭 및 분배 네트워크 (144) 에 의해 상부 전극 (124) 또는 베이스 플레이트 (130) 에 피딩되는 RF 플라즈마 전력을 생성하는 RF 생성기 (142) 를 포함할 수도 있다. 다른 예들에서, 플라즈마는 유도적으로 또는 리모트로 (remotely) 생성될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (150) 은 하나 이상의 가스 소스들/질량 유량 제어기들 (mass flow controllers; MFCs) (152-1, 152-2, … 및 152-N) (집합적으로 가스 소스들/MFC들 (152)) 을 포함하고, 여기서 N은 0을 초과하는 정수이다. 가스 소스들/MFC들 (152) 은 공압 (pneumatic) 밸브들 (154-1, 154-2, … 및 154-N) (집합적으로 밸브들 (154)) 및 충전 볼륨들/유입구들 (156-1, 156-2, … 및 156-N) (집합적으로 충전 볼륨들/유입구들 (156)) 에 의해 매니폴드 (160) 에 연결된다. 단일 가스 전달 시스템 (150) 이 도시되지만, 2 개 이상의 가스 전달 시스템들이 사용될 수 있다.
온도 제어기 (163) 가 가열 플레이트 (132) 에 배치된 복수의 열적 제어 엘리먼트들 (thermal control elements; TCEs) (164) 에 연결될 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 기판 지지부 (126) 및 기판 (128) 의 온도를 제어하기 위해 복수의 TCE들 (164) 을 제어하도록 사용될 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 채널들 (136) 을 통한 냉각제 플로우를 제어하도록 냉각제 어셈블리 (166) 와 연통할 수도 있다. 예를 들어, 냉각제 어셈블리 (166) 는 냉각제 펌프, 저장부 및/또는 하나 이상의 온도 센서들을 포함할 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 기판 지지부 (126) 를 냉각하기 위해 채널들 (136) 을 통해 냉각제를 선택적으로 흘리도록 냉각제 어셈블리 (166) 를 동작시킨다.
밸브 (170) 및 펌프 (172) 가 프로세싱 챔버 (122) 로부터 반응 물질들을 배기하도록 사용될 수도 있다. 시스템 제어기 (180) 가 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들을 제어하도록 사용될 수도 있다. 이하에 더 기술될 바와 같이, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 은 솔레노이드 밸브들 및 대기 솔레노이드 밸브들을 포함한다. 솔레노이드 밸브들 중 하나가 고장날 때, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템은 고장난 솔레노이드 밸브를 연결 해제하고 (disconnect) 그리고 대기 솔레노이드 밸브들 중 하나를 연결한다.
이제 도 2를 참조하면, 가스 전달 시스템을 위한 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 이 도시된다. 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템은 M 개의 솔레노이드 밸브들 및 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들을 포함하고, 여기서 M 및 N은 0보다 더 큰 정수들이다. 전술한 기술 (description) 이 M = 5 개의 솔레노이드 밸브들 및 N = 2 개의 대기 솔레노이드 밸브들을 갖는 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 에 관한 것이지만, 부가적인 또는 더 적은 솔레노이드 밸브들 및/또는 대기 솔레노이드 밸브들이 사용될 수 있다.
매니폴드 블록들 (214-1, 214-2, …, 및 214-5) 은 솔레노이드 밸브들 (216-1, 216-2, …, 및 216-5) (집합적으로 솔레노이드 밸브들 (216)) 과 제 1 회전 샤프트 선택기 (218-1) 사이에 배치된다. 매니폴드 블록들 (224-1 및 224-2) (집합적으로 매니폴드 블록들 (224)) 은 대기 솔레노이드 밸브들 (226-1 및 226-2) (집합적으로 대기 솔레노이드 밸브들 (226)) 과 제 1 회전 샤프트 선택기 (218-1) 사이에 배치된다. 제 2 회전 샤프트 선택기 (218-2) 는 제 1 회전 샤프트 선택기 (218-1) 에 인접하게 배치된다.
회전하는 샤프트 선택기들 (218-1 및 218-2) (집합적으로 회전하는 샤프트 선택기들 (218)) 각각은 대응하는 모터 (230-1 및 230-2) (집합적으로 모터들 (230)) 에 의해 회전된다. 제 2 회전 샤프트 선택기 (218-2) 의 유체 출력부들은 공압 밸브들 (154-1, 154-2, …, 및 154-5) (집합적으로 공압 밸브들 (154)) 의 제어 입력부들에 연결된다. 이 예에서, 공압 밸브들 (154) 은 가스 소스들/MFC들 (152-1, 152-2, …, 및 152-5) 과 충전 볼륨들/유입구들 (156-1, 156-2, … 및 156-5) 사이에 배치된다.
솔레노이드 밸브들 (216) 및 대기 솔레노이드 밸브들 (226) 의 출력부들은 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 공압 밸브들 (154) 을 스위칭하도록 사용된다. 다음의 예는 솔레노이드 밸브 (216-2) 가 먼저 고장난 다음 솔레노이드 밸브 (216-1) 가 나중에 고장난다고 가정한다. 솔레노이드 밸브 (216-2) 가 올바르게 동작하지 않을 때, 회전 샤프트 선택기 (218-1) 는 고장난 솔레노이드 밸브 (216-2) 의 출력부를 차단하고 그리고 공압 밸브들 (154-2) 중 대응하는 밸브를 제어하기 위해 유체를 공급하도록 대기 솔레노이드 밸브 (226-1) 의 출력부를 연결한다. 솔레노이드 밸브 (216-1) 가 올바르게 동작하지 않을 때, 회전 샤프트 선택기 (218-2) 는 고장난 솔레노이드 밸브 (216-1) 의 출력부를 차단하고 그리고 공압 밸브들 (154-1) 중 대응하는 밸브를 제어하기 위해 유체를 공급하도록 대기 솔레노이드 밸브 (226-2) 의 출력부를 연결한다.
제어기 (240) (독립형 (standalone) 이거나 제어기 (180) 와 결합될 수도 있음) 는 솔레노이드 밸브들 (216) 및 대기 솔레노이드 밸브들 (226) 의 동작을 제어한다. 제어기 (240) 는 밸브 포지션 피드백을 수신하고 그리고 솔레노이드 밸브들 (216) 의 동작을 진단한다. 예를 들어, 대응하는 공압 밸브 (154) 가 폐쇄되어야 할 때 MFC들 (156) 이 플로우를 센싱하면 그리고/또는 대응하는 공압 밸브가 개방되어야 할 때 MFC들이 플로우를 센싱하지 않으면 고장이 표시될 수도 있다. 대안적으로, 포지션 센서들은 공압 밸브들의 상태들을 센싱하도록 사용될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 이 더 상세히 도시된다. 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 은 밸브 스위칭 시스템 (300) 을 하우징하는 인클로저 (enclosure) (310) 를 포함한다. 솔레노이드 밸브/매니폴드 어셈블리들 (314-1, 314-2, …, 및 314-5) 및 대기 솔레노이드 밸브/매니폴드 어셈블리들 (316-1, 316-2, …, 및 316-5) 은 인클로저 (310) 의 제 1 측면을 따라 배치된다. 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 은 인클로저 (310) 의 제 2 측면을 따라 배치된 모터들 (324 및 326) 을 포함한다. 인클로저 (310) 의 출력부들 (330-1, 330-2, …, 및 330-5) (집합적으로 출력부들 (330)) 은 인클로저 (310) 의 (제 1 측면의 마주 보는) 제 3 측면 상에 배치된다.
이제 도 4를 참조하면, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 을 위한 인클로저 (310) 가 도시된다. 인클로저 (310) 는 인클로저 (310) 의 제 2 측면으로 개방되는 제 1 캐비티 (420) 및 제 2 캐비티 (430) 를 포함한다. 제 1 캐비티 (420) 및 제 2 캐비티 (430) 의 마주 보는 단부들 (426 및 436) 은 폐쇄된다. 인클로저 (310) 는 제 1 캐비티 (420) 내로 인클로저의 제 1 측면 상의 보어들 (또는 유입구들) (414-1, 414-2, …, 및 414-7) 을 포함한다. 인클로저 (310) 는 제 1 캐비티 (420) 로부터 제 2 캐비티 (430) 로의 보어들 (424-1, 424-2, …, 및 424-7) 을 포함한다. 인클로저 (310) 는 제 2 캐비티 (430) 로부터 인클로저 (310) 의 제 3 측면을 통해 보어들 (또는 유출구들) (424-1, 424-2, …, 및 424-5) 을 포함한다.
이제 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 의 샤프트들 (500 및 550) 이 도시된다. 샤프트 (500) 는 제 2 샤프트 부분들 (520, 522, 및 526) 보다 더 큰 직경을 갖는 제 1 샤프트 부분들 (510, 530 및 532) 을 포함한다. 제 2 샤프트 부분 (520) 은 제 1 샤프트 부분들 (510 및 530) 사이에 배치된다. 제 2 샤프트 부분 (522) 은 제 1 샤프트 부분들 (530 및 532) 사이에 배치된다. 제 2 샤프트 부분 (526) 은 제 1 샤프트 부분 (532) 으로부터 축 방향으로 연장한다. 샤프트 (500) 는 축 방향으로 연장하는 캐비티 (540) 및 상이한 각도 포지션들 (angular positions) 에서 캐비티 (540) 로부터 외향으로 연장하는 M 개의 보어들 (514) 을 포함한다. 일부 예들에서, 캐비티 (540) 는 샤프트의 중심과 축 방향으로 정렬되고 그리고 보어들 (514) 은 M 개의 상이한 방사상 방향들로 연장한다. 샤프트들이 2 개의 상이한 직경들로 도시되지만, 샤프트 직경은 단일 직경일 수 있거나 또는 3 개 이상의 상이한 직경들이 사용될 수 있다.
도 5a에서, 제 2 샤프트 부분 (522) 은 캐비티 (540) 로부터 제 2 샤프트 부분 (520) 의 방사상 외측 표면으로 외향으로 연장하는 보어 (542) 를 포함한다. 도 5b에서, 샤프트 (550) 는 샤프트 (500) 와 유사하다. 그러나, 제 2 샤프트 부분 (520) 은 (도 5a에 도시된 바와 같이 제 2 샤프트 부분 (522) 상의 보어 (542) 대신) 보어 (552) 를 포함한다.
이제 도 6a를 참조하면, 시일링 (sealing) 링들 (610) 은 보어들 (514) 이 위치되는 M 개의 위치들에서 제 1 샤프트 부분 (510) 둘레로 배치된다. 시일링 링 (610) 은 방사상 외향으로 연장하는 환형 돌출부들 (projections) (615 및 616) (중앙 환형 캐비티 (618) 의 마주 보는 측면들 상에 위치됨) 을 갖는 환형 바디 (614) 를 포함한다. 중심 환형 캐비티 (618) 는 환형 바디 (614) 의 방사상 외측 표면 둘레로 거의 전체적으로 연장한다. 차단부 (626) 는 환형 돌출부들 (615 및 616) 과 유사한 직경을 갖고 그리고 중심 환형 캐비티 (618) 의 일부를 차단하도록 배치된다. 차단부 (626) 는 방사상 내향으로 연장하고 그리고 환형 바디 (614) 를 통과하는 보어 (630) 를 포함한다. 일부 예들에서, 보어들 (514 및 630) 은 대략 동일한 직경들을 갖는다. 시일링 링들의 보어들 (630) 은 샤프트들 (500 또는 550) 의 보어들 (514) 과 정렬된다.
일부 예들에서, 샤프트 (500) 는 제 1 캐비티 (420) 내에 배치되고 그리고 샤프트 (550) 는 제 2 캐비티 (430) 내에 배치된다. 인클로저 (310) 의 보어들 (414-1 내지 414-5) 은 시일링 링들 (610) 의 중심 환형 캐비티들 (618) 과 정렬된다. 보어 (414-6) 는 제 1 샤프트 부분들 (510 및 530) 사이에서 제 2 샤프트 부분 (520) 과 정렬된다. 보어 (414-7) 는 제 1 샤프트 부분들 (530 및 532) 사이에서 제 2 샤프트 부분 (522) 과 정렬된다.
시일링 링들 (610) 의 내측 표면은 제 1 샤프트 부분 (510) 에 유체 시일을 제공한다. 시일링 링들 (610) 의 외측 표면 (예를 들어, 환형 돌출부들 (615 및 616)) 은 캐비티들 (420 또는 430) 의 내경들에 시일을 제공한다. 차단부 (626) 의 보어 (630) 가 보어들 또는 유출구들 (424 및/또는 434) 과 오정렬될 (misalign) 때 유체는 중심 환형 캐비티 (618) 내에서 흐른다. 즉, 유체는 중심 환형 캐비티 (618) 의 시일링 링들 (610) 둘레로 그리고 보어들 또는 유출구들 (424 및/또는 434) 을 통해 흐른다. 차단부 (626) 의 보어 (630) 가 보어들 또는 유출구들 (424 및/또는 434) 과 정렬될 때, 중심 환형 캐비티 (618) 내의 유체는 차단부 (626) 에 의해 차단되고 그리고 샤프트 (500 또는 550) 의 캐비티 (540) 로부터의 유체는 보어들 또는 유출구들 (424 및/또는 434) 을 통해 흐를 수 있다.
일부 예들에서, 시일링 링들 (610) 은 샤프트들 (500 또는 550) 상의 시일링 링들 (610) 의 각도 포지션을 변화시키지 않고 캐비티들 (420 및 430) 의 내경들에 대한 샤프트들 (500 및 550) 의 회전을 허용하도록 캐비티들 (420 및 430) 의 내경을 갖는 마찰 계면과 비교하여 제 1 샤프트 부분들 (510) 과 더 높은 마찰 계면을 갖는다. 일부 예들에서, 스플라인들 (splines), 접착제 또는 핀들은 샤프트들 (500 또는 550) 에 대한 시일링 링들 (610) 의 상대적인 배향을 유지하도록 사용된다.
이제 도 6b을 참조하면, 환형 시일링 링 (710) 은 내측 표면 (714), 외측 표면 (716) 및 측면들 (718) 을 포함하는 환형 바디 (712) 를 포함하도록 도시된다.
이제 도 7을 참조하면, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 을 위한 샤프트들 (500 및 550) 및 복수의 시일링 링들 (610) 이 도시된다. 시일링 링들 (610-1, 610-2, …, 및 610-5) 은 샤프트들 (500 및 550) 의 제 1 샤프트 부분 (510) 상에 장착된 것으로 도시된다. 시일링 링들 (610) 은 보어들 (514) 과 정렬된다. 환형 시일링 링들 (710-1 및 710-2) 은 유체가 보어들 (542 또는 552) 내로 흐르는 것을 보장하도록 제 1 샤프트 부분들 (530 및 532) 상에 각각 배치된다. 모터들 (324 및 326) 은 스플라인 샤프트들 (734 및 744) 에 의해 제 2 샤프트 부분들 (526) 에 연결된다.
도 7에 도시된 예에서, 유체 플로우는 실선 및 점선 모두로 도시된다. 실선은 시일링 링 (610) 의 전면 둘레로 흐르는 유체를 나타내고 그리고 점선은 시일링 링 (610) 의 후면 둘레로 또는 샤프트들 (500 및 550) 중 하나의 캐비티 (540) 를 통해 흐르는 유체를 나타낸다. 이 예에서, 솔레노이드 밸브/매니폴드 어셈블리 (314-1) 와 연관된 솔레노이드 밸브가 동작하고 그리고 시일링 링 (610-1) 은 차단부 (626) 가 도 4의 보어 (414-1) 또는 보어 (424-1) 와 정렬되지 않도록 회전된다. 시일링 링 (610-1) 의 차단부 (626) 가 상단면 상에 있기 때문에, 유체는 시일링 링 (610-1) 의 후면 둘레로 흐른다. 유체는 보어 (424-1) 를 통해, 샤프트 (550) 의 시일링 링 (610-1) 둘레로 그리고 보어 (434-1) 를 통해 대응하는 공압 밸브 (154-1) 로 흐른다.
솔레노이드 밸브/매니폴드 어셈블리 (314-5) 와 연관된 솔레노이드 밸브는 동작하지 않고 그리고 대기 솔레노이드 밸브들 중 하나는 유체를 공급하도록 구성된다. 유체는 보어 (542) 내로 흐르고 그리고 샤프트 (500) 의 캐비티 (540) 를 통해 보어 (514) 로 전달된다. 유체는 시일링 링 (610-5) 의 차단부 (626) 내의 보어 (630) 로부터 흐른다. 유체는 대응하는 공압 값 (154-5) 을 공급하도록 보어 (424-5) 를 통해, 시일링 링 (610-5) 의 후면 둘레로 그리고 보어 (434-5) 를 통해 흐른다.
도시되지 않지만, 대기 솔레노이드 밸브/매니폴드 어셈블리 (316-2) 와 연관된 대기 솔레노이드 밸브가 유체를 전달할 때, 유체는 보어 (424-7) 를 통해 샤프트 (500) 의 제 2 샤프트 부분 (528) 둘레로, 보어 (414-7) 를 통해, 샤프트 (550) 의 제 2 샤프트 부분 둘레로, 보어 (552) 내로, 샤프트 (550) 의 캐비티 (540) 를 통해 정렬된 시일링 링들 중 하나로 이동한다.
이제 도 8을 참조하면, 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 동작시키기 위한 일 방법의 일 예의 플로우 차트 (800) 가 도시된다. (810) 에서, 방법은 기판 프로세싱 툴이 동작하는지 여부를 결정한다. 참이면, 방법은 (814) 에서 계속되고 대응하는 공압 밸브들을 작동시키기 (actuate) 위해 필요에 따라 솔레노이드 밸브들을 온/오프 (on and off) 한다. (818) 에서, 방법은 솔레노이드 밸브들 중 하나가 고장났는지 여부를 결정한다. (818) 이 참이면, 방법은 고장들의 수가 대기 솔레노이드 밸브의 수보다 더 큰지 여부를 결정한다. (822) 가 참이면, 툴의 동작이 중단된다.
(822) 가 거짓이면, 모터들 중 대응하는 모터는 (826) 에서 작동되고 (828) 에서 회전하여 차단부 (626) 및 보어 (630) 가 상기 기술된 바와 같이 샤프트의 보어 (514) 와 정렬하도록 (826) 에서 샤프트들 중 하나를 정렬한다. (832) 에서, 대기 솔레노이드 밸브는 공압 밸브를 제어하기 위해 유체를 공급하도록 작동된다.
솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템 (190) 은 솔레노이드 밸브들의 고장들을 검출함으로써 그리고 대기 솔레노이드 밸브들에서 스위칭함으로써 기판 프로세싱 시스템의 업타임 (up-time) 을 증가시킨다.
전술한 기술은 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 장치들은 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기 (controller)"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 (radio frequency; RF) 생성기 설정들, RF 매칭 회로 설정들, 주파수 설정들, 플로우 레이트 설정들, 유체 전달 설정들, 위치 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 (digital signal processors; DSPs), 주문형 집적 회로들 (application specific integrated circuits; ASICs) 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 조합으로될 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 제작 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 (20)
- 기판 프로세싱 시스템을 위한 유체 제어 시스템에 있어서,
M 개의 솔레노이드 밸브들 및 N 개의 대기 (standby) 솔레노이드 밸브들에 각각 유체로 연결되도록 (fluidly connect) 구성된 (M + N) 개의 유입구들로서, M 및 N은 0보다 더 큰 정수들인, 상기 (M + N) 개의 유입구들;
M 개의 공압 (pneumatic) 밸브들에 유체로 연결되도록 구성된 M 개의 출력부들; 및
밸브 스위칭 시스템으로서,
M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 상기 M 개의 유입구들 중 1 개 내지 N 개를 각각 선택적으로 차단하도록; 그리고
상기 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개로부터 상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 상기 M 개의 출력부들 중 1 개 내지 N 개에 각각 유체를 공급하도록 구성되는, 상기 밸브 스위칭 시스템을 포함하는, 유체 제어 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 (M + N) 개의 유입구들 및 상기 M 개의 출력부들과 유체로 연통하는 (fluid communication) N 개의 캐비티들을 포함하는 인클로저 (enclosure) 를 더 포함하는, 유체 제어 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 N 개의 캐비티들 내에 배치된 (arrange) N 개의 샤프트들로서, 상기 N 개의 샤프트들 각각은,
제 1 직경을 갖는 제 1 샤프트 부분들 및 제 2 직경을 갖는 제 2 샤프트 부분들을 포함하는 원통형 바디;
축 방향으로 연장하는 캐비티; 및
M 개의 상이한 각도들로 상기 캐비티로부터 상기 제 1 샤프트 부분들 중 적어도 하나로 외향으로 연장하는 M 개의 보어들을 더 포함하는, 유체 제어 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 N 개의 샤프트들을 각각 선택적으로 회전시키기 위한 N 개의 모터들을 더 포함하는, 유체 제어 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 M 개의 보어들에 각각 대응하는 이격된 축 방향 위치들에서 상기 제 1 샤프트 부분들 중 적어도 하나 상에 배치된 M 개의 시일링 (sealing) 링들을 더 포함하는, 유체 제어 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 M 개의 시일링 링들 각각은,
환형 (annular) 바디; 및
상기 환형 바디의 마주 보는 축 방향 측면들 상에서 방사상 외향으로 연장하고 그리고 상기 N 개의 캐비티들 중 하나의 내측 표면과 시일링하도록 구성된 제 1 환형 돌출부 (projection) 및 제 2 환형 돌출부를 포함하는, 유체 제어 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 M 개의 시일링 링들 각각은,
상기 제 1 환형 돌출부와 상기 제 2 환형 돌출부 사이에서 축 방향으로 연장하는 차단부;
상기 차단부를 통해 방사상으로 연장하는 보어; 및
상기 제 1 환형 돌출부와 상기 제 2 환형 돌출부 사이에서 그리고 상기 차단부의 마주 보는 원주 방향 측면들 사이에서 상기 환형 바디의 방사상 외측 표면 둘레로 연장하는 중심 캐비티를 더 포함하는, 유체 제어 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 M 개의 시일링 링들 각각의 상기 보어는 상기 M 개의 보어들 중 대응하는 보어들과 축 방향으로 정렬되는, 유체 제어 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 샤프트 부분들 중 다른 샤프트 부분들 상의 이격된 축 방향 위치들에 배치된 N 개의 차단 링들을 더 포함하는, 유체 제어 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 N 개의 샤프트들 각각은 상기 제 1 샤프트 부분들 중 인접한 샤프트 부분들 사이의 상기 제 2 샤프트 부분들 중 적어도 하나 상에 보어를 더 포함하고; 그리고
상기 보어는 상기 N 개의 샤프트들 각각의 상기 캐비티에 유체로 커플링되는, 유체 제어 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 M 개의 솔레노이드 밸브들의 동작을 모니터링하도록;
상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나가 올바르게 동작하지 않을 때를 결정하도록; 그리고
상기 N 개의 모터들 중 적어도 하나로 하여금 상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나로부터의 유체 플로우를 차단하기 위해 그리고 상기 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 하나로부터 유체 플로우를 공급하기 위해 상기 N 개의 샤프트들 중 적어도 하나를 회전시키게 하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 유체 제어 시스템. - 기판 프로세싱 시스템에서 공압 밸브들을 스위칭하기 위한 방법에 있어서,
M 개의 솔레노이드 밸브들 및 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들에 각각 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 (M + N) 개의 유입구들을 연결하는 단계로서, M 및 N은 0보다 더 큰 정수들인, 상기 유입구 연결 단계;
상기 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 M 개의 유출구들을 M 개의 공압 밸브들에 연결하는 단계;
상기 M 개의 솔레노이드 밸브들의 동작을 모니터링하는 단계; 및
상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나가 고장난 것을 검출한 것에 응답하여, 상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 상기 고장난 솔레노이드 밸브에 대응하는 상기 (M + N) 개의 입력부들 중 하나를 차단하도록; 그리고 상기 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 하나를 상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 상기 고장난 솔레노이드 밸브에 대응하는 상기 M 개의 유출구들 중 하나에 유체로 연결하도록, 상기 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 N 개의 모터들 중 하나로 하여금 상기 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템의 N 개의 샤프트들 중 하나를 회전시키게 하기 위해, 상기 솔레노이드 뱅크 스위칭 시스템을 사용하는 단계를 포함하는, 스위칭 방법. - M 개의 솔레노이드 밸브들 및 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들에 각각 유체로 연결되도록 구성된 (M + N) 개의 유입구들로서, M 및 N은 0보다 더 큰 정수들인, 상기 (M + N) 개의 유입구들;
M 개의 공압 밸브들에 유체로 연결되도록 구성된 M 개의 출력부들;
밸브 스위칭 시스템으로서,
M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 상기 M 개의 유입구들 중 1 개 내지 N 개를 각각 선택적으로 차단하도록; 그리고
상기 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개로부터 상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 1 개 내지 N 개의 고장난 솔레노이드 밸브들에 대응하는 상기 M 개의 출력부들 중 1 개 내지 N 개에 각각 유체를 공급하도록 구성된, 상기 밸브 스위칭 시스템;
상기 (M + N) 개의 유입구들 및 상기 M 개의 출력부들과 유체로 연통하는 N 개의 캐비티들을 포함하는 인클로저;
상기 N 개의 캐비티들 내에 배치된 N 개의 샤프트들; 및
상기 N 개의 샤프트들을 각각 선택적으로 회전시키는 N 개의 모터들을 포함하는, 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 N 개의 샤프트들 각각은,
제 1 직경을 갖는 제 1 샤프트 부분들 및 제 2 직경을 갖는 제 2 샤프트 부분들을 포함하는 원통형 바디;
축 방향으로 연장하는 캐비티; 및
M 개의 상이한 각도들로 상기 캐비티로부터 상기 제 1 샤프트 부분들 중 적어도 하나로 외향으로 연장하는 M 개의 보어들을 더 포함하는, 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 M 개의 보어들에 각각 대응하는 이격된 축 방향 위치들에서 상기 제 1 샤프트 부분들 중 적어도 하나 상에 배치된 M 개의 시일링 링들을 더 포함하고, 상기 M 개의 시일링 링들 각각은,
환형 바디; 및
상기 환형 바디의 마주 보는 축 방향 측면들 상에서 방사상 외향으로 연장하고 그리고 상기 N 개의 캐비티들 중 하나의 내측 표면과 시일링하도록 구성된 제 1 환형 돌출부 및 제 2 환형 돌출부를 포함하는, 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 M 개의 시일링 링들 각각은,
상기 제 1 환형 돌출부와 상기 제 2 환형 돌출부 사이에서 축 방향으로 연장하는 차단부;
상기 차단부를 통해 방사상으로 연장하는 보어; 및
상기 제 1 환형 돌출부와 상기 제 2 환형 돌출부 사이에서 그리고 상기 차단부의 마주 보는 원주 방향 측면들 사이에서 상기 환형 바디의 방사상 외측 표면 둘레로 연장하는 중심 캐비티를 더 포함하는, 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 M 개의 시일링 링들 각각의 상기 보어는 상기 M 개의 보어들 중 대응하는 보어들과 축 방향으로 정렬되는, 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 샤프트 부분들 중 다른 샤프트 부분들 상의 이격된 축 방향 위치들에 배치된 N 개의 차단 링들을 더 포함하는, 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 N 개의 샤프트들 각각은 상기 제 1 샤프트 부분들 중 인접한 샤프트 부분들 사이의 상기 제 2 샤프트 부분들 중 적어도 하나 상에 보어를 더 포함하고; 그리고
상기 보어는 상기 N 개의 샤프트들 각각의 상기 캐비티에 유체로 커플링되는, 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 M 개의 솔레노이드 밸브들의 동작을 모니터링하도록;
상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나가 올바르게 동작하지 않을 때를 결정하도록; 그리고
상기 N 개의 모터들 중 적어도 하나로 하여금 상기 M 개의 솔레노이드 밸브들 중 하나로부터의 유체 플로우를 차단하기 위해 그리고 상기 N 개의 대기 솔레노이드 밸브들 중 하나로부터 유체 플로우를 공급하기 위해 상기 N 개의 샤프트들 중 적어도 하나를 회전시키게 하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 시스템.
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Legal Events
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20240812 Comment text: Request for Examination of Application |