KR100914075B1 - 일체형 쉴드를 가진 받침대 - Google Patents

일체형 쉴드를 가진 받침대 Download PDF

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Abstract

일반적으로, 기판 지지용 기판 지지 부재가 제공된다. 일 실시예에서, 기판 지지용 기판 지지 부재는 하부 쉴드에 결합된 바디를 포함한다. 바디는 기판과 하부면을 지지하는 상부면을 가진다. 하부 쉴드는 중앙부와 립을 가진다. 립은 바디의 외향 반경 방향으로 놓이며 제 1면에 의해 정의된 평면을 향해 돌출된다. 립은 바디로부터 이격 관계로 놓인다. 하부 쉴드는 프로세싱 챔버내에 놓인 상부 쉴드와 경계를 이루어 플라즈마가 부재 아래로 이동되는 것을 실질적으로 방지하는 미로형 갭을 형성한다. 하부 쉴드는, 다른 실시예에서, 짧은 RF 접지 복귀 경로를 가진 플라즈마를 제공한다.

Description

일체형 쉴드를 가진 받침대{PEDESTAL WITH INTEGRAL SHIELD}
본 발명의 실시예는 반도체 프로세싱 챔버내의 기판을 지지하기 위한 쉴드를 가진 받침대에 관한 것이다.
반도체 기판 프로세싱에서, 형태의 크기와 선폭이 점점 작아지는 경향은 반도체 작업물, 또는 기판상에서의 마스크, 에칭, 그리고 증착에 대한 더욱 정확한 능력을 중요시하고 있다. 플라즈마 에칭은 0.25 미크론보다 작은 임계 치수를 얻는데 특별히 중요하다.
통상적으로, 에칭은 지지 부재에 의해 지지된 기판에 걸쳐 낮은 압력의 프로세싱 영역에 공급되는 작업 가스에 RF 전력을 인가함으로써 달성된다. 결과적인 전기장은 작업 가스를 플라즈마로 여기시키는 프로세싱 영역내에서 반응 지역을 형성한다. 지지 부재는 이온이 지지 부재 위에 지지된 기판으로 향하는 플라즈마의 내측으로 유도되도록 바이어스된다. 이온은 기판 주변의 플라즈마 경계를 향하여 이동하며 경계 층을 떠날 때 가속된다. 가속된 이온은 기판의 표면으로부터 물질을 제거하거나 에칭하는데 필요한 에너지를 발생시킨다. 가속된 이온이 프로세싱 챔버 내측의 다른 품목을 에칭할 수 있기 때문에, 플라즈마가 기판 위의 프로세싱 영역에 제한시키는 것이 중요하다.
도 1은 플라즈마 제한을 위해 제공되는 예시적인 프로세싱 챔버(100)를 도시하였다. 프로세싱 챔버(100)는 수직으로 이동가능한 기판 지지 부재(104)가 내측에 놓여진 챔버 바디(102)를 포함한다. 지지 부재(104)는 일반적으로 기판을 바이어스 하기 위한 하나 이상의 전극을 포함한다. 챔버 바디(102)는 일반적으로 리드(106)와, 바닥부(108)와, 그리고 측벽부(110)를 포함한다. 코일(112)은 리드(106) 근처에 놓여지며 전력원(114)에 연결된다. 고리형 쉴드(116)는 측벽부(110) 또는 리드(106)에 결합되며 지지 부재(104)를 둘러싸고 있다. 커버 링(118)은 지지 부재(104)의 위치가 낮아질 때 쉴드(116)의 J-섹션(120)에 지지된다.
지지 부재(104)가 도 1에 도시된 바와 같이 프로세싱 위치로 상승됨에 따라, 지지 부재의 주변은 커버 링(118)에 접촉하면서, 커버 링(118)은 쉴드(116)로부터 올려진다. 커버 링(118)과 쉴드(116)의 J-섹션(120)이 미로 또는 갭을 생성하면서 중간에 개재되기 때문에, 지지 부재(104)와 리드(106) 사이에 한정된 프로세스 영역(122)내에 형성된 플라즈마는 지지 부재(104) 아래의 영역(124)에서 이동하지 않으며 여기에서 플라즈마를 떠난 이온은 챔버에 인접한 챔버 요소를 에칭할 수 있다.
지지 부재에 의해 올려진 커버 링의 이용이 상업적으로는 성공적일지라도, 세라믹 지지 부재를 이용한 프로세싱 챔버내의 커버 링은 일반적으로 바람직스럽지 못하다. 일반적으로, 세라믹 지지 부재가 매번 프로세싱 위치로 상승되고, 커버 링은 세라믹 지지 부재에 충돌한다. 몇개의 기판을 처리하는 과정에서 커버 링과 세라믹 지지 부재간의 반복된 충돌은 세라믹의 취약한 성질로 인하여 바람직하지 못하다. 세라믹 지지 부재는 반복된 충돌후에 종종 손상되며 얇게 조각나고, 파손될 수 있으며 미립자를 생성한다. 이는 세라믹 지지 부재를 조기에 교체시키며 열악한 처리 공정을 일으키며 결손율을 증가시킨다.
그리하여, 프로세싱 챔버내의 세라믹 지지 부재상에 기판을 지지하기 위한 개선된 방법과 장치의 필요성이 대두된다.
본 발명의 일 관점에서, 기판 지지 부재에 결합되는 하부 쉴드가 제공된다. 일 실시예에서, 하부 쉴드는 중앙부와 주변으로부터 연장된 립을 포함한다. 중앙부는 개구의 측벽에 놓인 그루브를 갖는 개구를 포함한다. 립은 프로세싱 챔버내에 놓인 상부 쉴드와 경계짓는데 사용되어 플라즈마가 하부 쉴드의 아래로 이동하는 것을 방지하는 미로형 갭을 형성한다.
본 발명의 다른 관점에서, 기판 지지용 지지 부재가 제공된다. 일 실시예에서, 기판 지지용 지지 부재는 하부 쉴드와 결합된 바디를 포함한다. 바디는 상부면과 하부면을 가진다. 상부면은 기판을 지지하는데 사용된다. 하부 쉴드는 중앙부와 립을 가진다. 립은 바디의 방사상 외향으로 놓이며 상부면에 의해 정의된 평면을 향하여 상방으로 돌출된다. 립은 바디로부터 이격된 관계로 놓인다. 하부 쉴드는 플라즈마가 지지 부재 아래로 이동하는 것을 방지한다. 하부 쉴드는, 일 실시예에서, 프로세싱 챔버 내측에서 RF 접지 복귀 경로의 부분을 제공한다.
본 발명의 다른 관점에서, 기판을 처리하기 위한 프로세싱 챔버가 제공된다. 일 실시예에서, 프로세싱 챔버는 고리형 상부 쉴드를 가진 챔버 바디와 그 내측에 놓인 지지 부재를 포함한다. 챔버 바디는 바닥과, 벽 및 리드를 가져 내부 용적을 형성한다. 상부 쉴드는 내부 용적내의 리드 아래에 놓인다. 지지 부재는 내부 용적내에 놓이며 하부 쉴드에 연결된 바디를 가진다. 바디는 상부면과 하부면을 가진다. 상부면은 기판을 지지하는데 사용된다. 하부 쉴드는 중앙부와 립을 가진다. 립은 바디의 방사상 외향으로 놓이며 제 1면에 의해 정의된 평면을 향하여 상방으로 돌출된다. 립은 바디로부터 이격된 관계로 놓인다. 립과 상부 쉴드는 실질적으로 플라즈마가 지지 부재 아래로 이동하는 것을 방지한다.
본 발명의 전술한 특징과, 장점 및 목적이 상세히 이해될 수 있도록, 첨부 도면에 도시된 실시예에 의해 앞에서 간단히 요약된 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 도시한 것이며 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주되어서는 아니되고, 본 발명에 대하여 다른 유효한 실시예가 동등하게 허용될 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래 기술의 프로세싱 챔버를 도시한 단면도,
도 2는 공정 부분에 놓인 지지 부재에 연결된 하부 쉴드를 가진 프로세싱 챔버의 일 실시예의 단면도,
도 3은 도 2의 하부 쉴드의 상부 사시도,
도 4는 도 2의 하부 쉴드의 저면 사시도,
도 5는 도 2의 쉴드에서 절개선 5-5를 따라 도시된 부분 절개도,
도 6은 도 2에서 지지 부재가 이송 위치에 있는 챔버의 단면도.
이해를 쉽게 하기 위해, 도면에서 공통인 동일 부재에 대해서는 가능한 동일한 참조부호를 사용하였다.
일반적으로, 프로세싱 챔버내 세라믹 받침대상의 기판을 지지하기 위한 장치와 방법이 제공된다. 본 발명의 다른 관점에서는, 유도형 RF 복귀 경로를 제공하기 위한 장치와 방법이 제공된다. 비록 본 발명이 예비 세척 챔버의 일 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 세라믹 기판 지지 받침대를 이용하거나 또는 유도 RF 복귀가 필요한 여타의 챔버를 이용하는 것을 알 수 있을 것이다.
도 2는 스퍼터 에칭 챔버(200)의 일 실시예의 단면도이다. 챔버(200)는 미국 캘리포니아 산타클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 상용화된 예비-세척 Ⅱ 챔버(Pre-Clean Ⅱ Chamber)와 같은 듀얼 주파수 에칭 프로세싱 챔버이다. 그러나, 다른 프로세싱 챔버도 본 발명으로부터 도움이 된다. 일반적으로, 챔버(200)는 챔버 바디(202)와, 챔버(200)의 프로세싱 영역(206)내에 놓인 기판 지지 부재(204)와, 챔버 바디(202)의 외측에 놓인 유도 코일(210)에 연결된 RF 전력원(208)과, 그리고 정합 회로(214)를 통해 기판 지지 부재(204)에 연결된 전력원(212)를 포함한다.
챔버 바디(202)는 측벽(216)과, 바닥(218) 및 리드(220)를 포함한다. 엑세스 포트(222)는 측벽(216)에 놓여 기판을 들여오거나 챔버(200)로부터 내보낼 수 있게 한다. 포트(222)는 슬릿 밸브(226)에 의해 선택적으로 밀봉되어 처리 공정 동안에 프로세싱 영역(206)을 격리시킨다. 기판이 포트(222)를 통과해서 기판 지지 부재로부터 기판(224)을 회수하거나 제위치에 놓도록 이송 로봇(미도시)이 이용된다. 단일 슬릿 밸브를 이용하는 장점은 1993년 7월 13일자로 테프만 등에 허여된 미국 특허 5,226,632호에 설명되었다.
일 실시예에서, 리드(220)는 프로세싱 영역(206) 위에서 측벽(216)에 놓인 석영체 돔이다. 유도 코일(210)은 일반적으로 리드(220)의 둘레에 놓이며 정합 회로(228)를 통해 RF 전력원(208)에 연결된다. RF 전력원(208)은 처리 공정 동안에 프로세싱 영역(206)에 가해지는 작업 가스로부터 형성된 플라즈마에 전력을 유도성으로 연결한다. 코일(210)은 도 2에 도시된 바와 같이 리드(220)를 중심으로 수직으로 적층될 수 있고, 돔으로부터 등거리로 놓여질 수 있거나 다른 구성으로 정렬가능하다.
가스원(230)은 챔버(200)에 놓인 가스 유입구(232)에 연결되어 처리 공정 동안에 프로세스 가스를 프로세싱 영역(206)으로 안내한다. 프로세싱 영역(206)과 유체 연통된 가스 배출구(234)는 처리 공정 동안이나 또는 그 이전에 챔버(200)를 비우게 한다. 쓰로틀 밸브(236) 및 가스 배출구(234)에 연결된 진공 펌프(238)는 처리 공정 동안에 챔버(200)의 프로세싱 영역(206) 내측의 규정 압력을 유지한다.
고리형 상부 쉴드(240)는 일반적으로 챔버 바디(202) 내측에 놓이며 프로세싱 영역(206)을 경계짓는다. 상부 쉴드(240)는 일반적으로 리드(220) 또는 측벽(216)에 연결된다. 상부 쉴드(240)는 다수의 기판이 처리된 이후에 교체되는 "프로세스 키트(process kit)"의 일부로서 교체가능할 것이다. 상부 쉴드(240)는 일반적으로 전도성 재료로 구성되거나 코팅된다. 일 실시예에서, 상부 쉴드(240)는 알루미늄으로 제조되며 제 1단부(294)에서 측벽(216)과 전기적으로 연결되고 원통부(296)로 내향 연장되며 제 2단부(298)에서 종결된다.
전도성 가요 스트랩(242)은 상부 쉴드(240)와 기판 지지 부재(204)에 전기적으로 연결된다. 전도성 스트랩(242)는 일반적으로 전도성 및 내구성 재료로 구성된다. 일 실시예에서, 스트랩(242)은 베릴륨-구리로 구성된다. 다른 전도성 가요 재료도 이용될 수 있다. 스트랩(242)은 챔버(200) 내측에서 기판 지지 부재(204)의 수직 이동을 허용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 기판 지지 부재(204)는 바디(244)와, 인서트(246)와, 하부 쉴드(248)와, 클램프 판(250)과, 벨로우즈(252)와, 그리고 샤프트(272)를 포함한다. 바디(244)는 일반적으로 고리 형태이며 통상적으로 세라믹 또는 석영과 같은 유전성 재료로 구성된다. 바디(244)는 일반적으로 상부면(254)과 하부면(256)을 포함한다. 상부면(254)은 상기 리드(220)와 직면하도록 배향된다. 상부면(254)은 일반적으로 그 내측에 형성되어 적어도 인서트(246)의 부분을 유지하는 리세스(258)를 포함한다.
인서트(246)는 일반적으로 바디(244)의 상부면(254)보다 다소 높게 연장되며 그 위에서 기판(224)을 지지하는 정상면(260)을 포함한다. 선택적으로, 정상면(260) 및/또는 상부면(254)은 유전성 재료(286)로 코팅되거나 덮여질 수 있다. 인서트(246)는 샤프트(272)를 관통한 컨덕터(274)에 의해 처리 공정 동안 인서트(246)를 전기적으로 바이어스시키는 전력원(212)에 연결된다. 인서트(246)의 정상면(260)은 일반적으로 바디(244)의 상부면(254) 위로 연장되어 기판(224)의 주 변이 상부면(254) 위로 연장되며 기판의 바닥과 상부면(254) 사이에 갭을 형성한다. 선택적으로 기판 지지 부재(204)는 히터 또는 유체 컨덕트(미도시)와 같은 온도 제어 장치를 포함하여 처리 공정 동안 기판(224)의 온도를 조절한다.
하부 쉴드(248)는 일반적으로 바디(244)와 벨로우즈(252) 사이에 놓여진다. 하부 실드(248)는 바디(244)로부터 방사상 외측으로 연장되며 알루미늄과 같은 전기적으로 전도성 재료로 구성되거나 코팅된다. 하부 쉴드(248)는 샤프트(248)를 통해 전기적으로 접지된다. 하부 쉴드(248)는 교체가능하다. 일 실시예에서, 하부 쉴드(248)는 다수의 기판이 처리된 이후에 교체되는 "프로세스 키트"의 일부이다.
하부 쉴드(248)는 립(264)으로 방사상 연장된 중앙부(262)를 포함한다. 립(264)은 중앙부(262)로부터 상방으로 경사져 있으며, 바디(244)의 제 1면(254)에 의해 정의된 평면(270)을 향해 돌출된다. 일 실시예에서, 립(264)은 중앙부(262)에 실질적으로 수직(즉, 15도 이내)이다. 도 2에 도시된 실시예에서, 립(264)은 중앙부(262)에 수직이며 상부 쉴드(240)와 측벽(216)에 평행하다. 상승 위치에서, 립(264)은 제 2단부(298)와 상부 쉴드(240)의 원통부(296)의 바깥에 끼워져 미로형 갭(292)이 형성되어 플라즈마가 프로세싱 영역(206)에서 벗어나는 것을 방지한다.
립(264)은 바디(244)로부터 이격된 관계로 구성된다. 립(264)은 일반적으로 상부 쉴드(240)의 방사상 외측에 위치된다. 일 실시예에서, 립(264)은 기판 지지 부재(204)가 프로세스 위치에 있을 때 상부 쉴드(240) 위에 겹쳐지기에 충분한 길이를 가진다. 립(264)의 길이와 리프트 핀(미도시)의 이동은 부재(204)가 도 6에 도시된 하부 위치에 놓여질 때 기판(224)의 회수가 기판 지지 부재(204)에 의해 간섭되는 것을 방지하도록 구성되어야 한다.
도 2에 도시된 일 실시예에서, 하부 쉴드(248)는 바디(244)의 하부면(256) 및 바디(244)에 체결 또는 고정되는 클램프 판(250) 사이에 놓여진다. 클램프 판(250)은 샤프트(272)에 연결되는데, 샤프트는 챔버(200)의 외측에 위치된 리프트 기구(276)가 도 2에 도시된 상부의 프로세싱 위치와 도 6에 도시된 바와 같은 기판 이송이 용이한 하부 위치 사이에서 기판 지지 부재(204)를 이동시킬 수 있게 한다. 클램프 판(250)은 일반적으로 알루미늄과 같은 RF 전도성 재료로 구성되며, 다른 고정 방법이 이용가능하지만 통상적으로 용접에 의해 샤프트(242)에 연결된다.
일반적으로, 다수의 고정구(278)는 하부 쉴드(248)를 바디(244)에 결합한다. 일 실시예에서, 고정구(278)는 하부 쉴드(248)를 관통하여 바디(244)에 놓인 나사산 홀(280) 내측에 나사결합된다. 이와는 달리, 하부 쉴드(248)는 클램프 판(250)에 고정가능하다. 선택적으로, 하부 쉴드(248)와 클램프 판(250)은 단일 부재로 병합가능하다.
하부 쉴드(248)는 받침대(204)와 샤프트(272)를 통해 전기적으로 접지된다. 하부 쉴드(248)와 샤프트(272)간의 양호한 전기적 접촉을 증진시키기 위해, 전도성 부재(282)가 그 사이에 놓여질 수 있다. 전도성 부재(282)는 전도성 그리이스, 풀, 점착제, 금속박편 또는 하부 쉴드(248) 및 클램프 판(250) 사이의 전기적 전도를 증진시키는 기타 재료일 수 있으며 이는 샤프트(272)에 전기적으로 결합된다. 이와는 달리, 전도성 부재는 하부 쉴드(248)와 바디(244) 사이에 놓여질 수 있다. 도 2에 도시된 일 실시예에서, 전도성 부재(282)는 베릴륨, 구리와 같은 전도성 재료로 형성되어 하부 쉴드(248)에 형성된 그루브(284)에 부분적으로 놓여지는 스프링을 포함한다. 이와는 달리, 전도성 부재(282)를 유지하는 그루브(284)는 클램프 판(250)에 놓여질 수 있거나 또는 클램프 판(250) 및 하부 쉴드(248) 양쪽에 놓여질 수 있다.
도 3은 상부면(310)을 도시한 하부 쉴드(248)의 일 실시예의 사시도이다. 일반적으로, 하부 쉴드(248)는 중앙 개구(306)를 가지며 이는 클램프 판(250)으로써 하부 쉴드(248)를 중앙에 두게 한다. 다수의 리프트 핀 홀(302)은 하부 쉴드(248)를 관통하며 이는 리프트 핀(290; 도 2에 도시)이 관통되게 한다. 다수의 설치 홀(304)이 하부 쉴드(248)를 관통하여 고정구(278)가 바디(244)와 경계를 이루게 한다.
도 4는 하부면(410)을 도시한 하부 쉴드(248)의 일 실시예의 사시도이다. 일반적으로, 하부면(410)은 립(264)으로부터 연장된 설치 링(402) 및 중앙부(262)로부터 연장된 보스(414)를 가진다. 설치 링(402)은 리프트 핀(290)이 작동될 때 리프트 판(288; 도 2에 도시)을 바닥면(410)에 가깝게 이동시킬 수 있는 노치(406)을 포함할 수 있다. 또한, 설치 링(402)은 설치 링(402)의 내측부상에서 접하도록 지향된 하나 이상의 설치면(404)을 포함한다.
도 5를 참조하면, 설치면(404)은 스트랩(242)을 하부 쉴드(248)에 설치하기 위한 평판 경계부를 제공한다. 평판 경계부는 양호한 전기적 전도성을 제공하며 스트랩(242)을 평판 구성으로 유지하며 이는 가요성을 증진시킨다. 또한, 장부 맞 춤 핀(dowel pin; 502)과 같은 하나 이상의 위치 요소가 스트랩(242)과 하부 쉴드(248) 사이에 놓일 수 있어 스트랩(242)이 하부 쉴드(248)에 부착되는 것을 용이하게 한다.
도 4를 다시 참조하면, 보스(414)는 개구(306)와 동심원으로 놓인 보어(412)를 포함한다. 그루브(284)는 개구(306) 또는 보어(412)의 측벽(416)에 놓인다. 도 4에 도시된 일 실시예에서, 개구(306)는 하부 쉴드(248)를 클램프 판(250)에 위치시키는데 이용되고 보어(412)는 전도성 부재(282)를 유지하는 그루브(284)를 내장하는데 이용된다.
도 2를 다시 참조하면, 벨로우즈(252)는 하부 쉴드(248) 또는 클램프 판(250)과 챔버 바닥(218) 사이에 결합된다. 벨로우즈(252)는 부재(204)의 수직 이동이 허용되는 동안에 기판 지지 부재(204)와 챔버 바디(202) 사이에 진공 밀봉을 제공한다.
상부 쉴드(254)와 하부 쉴드(248)를 전기적으로 결합하는 전도성 가요 스트랩(242)은 상부 쉴드(254)와 전기적으로 접촉하는 프로세싱 영역(206)에 있는 플라즈마에 대한 짧은 RF 복귀 경로를 제공한다. 상부 쉴드(254)와 접촉하는 플라즈마는 경로를 통해 접지되며, 이 경로는 스트랩(242), 하부 쉴드(248), 전도성 부재(282), 클램프 블레이드(250) 및 샤프트(272)를 포함한다. 짧은 RF 복귀는 챔버 벽상의 전압 축적을 최소화시키며 벽과 벨로우즈에 의존하는 대부분의 종래의 프로세싱 챔버에 대한 복귀 경로의 전압 강하를 감소시켜 플라즈마로부터 접지 샤프트(272)까지의 복귀 경로를 제공하는데 유리하다.
일 실시예에서, 고정구(266)는 하부 쉴드(248)를 관통하며 스트랩(242)에 있는 나사산 홀(268)에 끼워져 스트랩(242)과 하부 쉴드(248)를 전기적으로 결합한다. 스트랩(242)은 전도성 점착제, 리벳, 클램핑, 스테이킹, 대응 터미널 또는 기타 전도성 연결 장치와 같은 여타의 장치에 의해 하부 쉴드(248)에 전기적으로 결합될 수 있다.
작동에 있어서, 도 6에 도시된 하부 위치에 있는 동안 기판(224)은 지지 부재(204) 상에 놓인다. 리프트 기구(276)는 지지 부재(204)와 기판(224)을 도 2에 도시된 처리 공정 위치로 상승시킨다. 처리 공정 위치에서, 상부 쉴드(240)와 하부 쉴드(248)는 미로형 갭(292)을 형성하면서 끼워진다.
아르곤과 같은 작업 가스는 가스 유입구(232)를 통해 프로세싱 영역(206)으로 안내된다. 작업 가스는 선택적으로 헬륨, 아르곤, 니트로겐 및 기타 비-반응성 가스를 포함할 수 있다. 선택적으로, 작업 가스는 수소, 산소 또는 가스를 포함한 플루오르와 같은 반응성 요소를 포함할 수도 있다.
반응을 활성화시키기 위해, 전도성 연결 및/또는 용량성 연결을 통해 프로세싱 영역(206)내의 작업가스로부터 플라즈마가 형성된다. 초기 플라즈마는 바람직하게는 약 3초동안 약 1W 내지 약 200W사이 및 약 100㎑ 내지 약 100㎒사이에서 기판 지지 부재(204)를 바이어스시킴으로써 타격된다. 이와는 달리, 초기 플라즈마는 전력을 유도성 코일(210)에 인가시키거나 또는 기타 점화 방법 또는 장치에 의해 발생된다.
반응 기간 동안에, 기판 지지 부재(204)가 약 0W 내지 약 200W사이에서 바이 어스되는 동안 약 100㎑ 내지 약 60㎒사이에서 1W 내지 약 1000W사이로 바이어스된다. 이와는 달리, 반응 기간 동안, 프로세싱 영역(206)내의 플라즈마는 단지 유도성 코일(210)에 의해서만 유지된다. 이와는 달리, 프로세싱 영역(206)내의 플라즈마는 유도성 연결에 의해서만, 용량성 연결에 의해서만, 또는 유도성 및 용량성 연결 양자의 조합에 의하여 처리 공정 동안 여기되며 유지될 수 있다.
처리 공정 동안에, 챔버 압력은 쓰로틀 밸브(236)의 개폐 상태를 제어함으로써 바람직하게는 약 0.5mTorr 내지 약 100mTorr 사이에서 유지된다. 선택적으로, 처리 공정 동안의 기판(224)의 온도는 기판 지지 부재(204) 내측의 온도 제어 장치(미도시)에 의해 제어된다.
플라즈마는 상부 쉴드(240) 및 하부 쉴드(248) 사이에 형성된 미로형 갭(292)에 의하여 프로세싱 영역(206)으로부터 벗어나는 것이 방지된다. 또한, 하부 쉴드(248)를 통한 짧은 RF 복귀 경로는 챔버(200)의 효율을 향상시킨다.
전술한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것으로, 본 발명의 기본적 범주에서 벗어나지 않은채 본 발명의 기타 다른 실시예가 안출될 수 있다. 예를 들어, 천연 산소 및 다른 오염물이 구리가 아닌 층으로부터 제거될 수 있다. 본 발명의 범위는 이후의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (53)

  1. 챔버의 립 또는 벽에 연결된 상부 고리형 쉴드를 가진 플라즈마 프로세싱 챔버내의 기판 지지 부재에 고정되는 하부 쉴드로서:
    제 1면 및 상기 제 1면에 대향된 제 2면을 가진 중앙부;
    일부분 이상이 상기 중앙부를 관통하며 측벽을 가진 보어;
    상기 측벽에 놓이는 그루브; 그리고
    상기 중앙부의 일부의 상기 제 1면으로부터 돌출되며, 상기 기판 지지 부재로부터 이격된 관계로 유지되도록 구성된 립을 포함하는,
    하부 쉴드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙부는 상기 중앙부를 관통하는 다수의 설치 홀 및 다수의 리프트 핀 홀을 더 포함하는,
    하부 쉴드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드에 전기적으로 결합된 RF 복귀 스트랩을 수용하는 하나 이상의 나사산 홀을 더 포함하는,
    하부 쉴드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 립은 RF 복귀 스트랩을 수용하는 하나 이상의 나사산 홀를 더 포함하는,
    하부 쉴드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2면상에 놓이며 내부 직경을 가진 설치 링; 그리고
    상기 설치 링에 형성되며 상기 내부 직경에 접하도록 배향된 설치면을 더 포함하는,
    하부 쉴드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 설치면은 RF 복귀 스트랩을 수용하는 하나 이상의 나사산 홀을 더 포함하는,
    하부 쉴드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 립과 중앙부는 일부 이상이 알루미늄으로 구성되거나 일부 이상이 알루미늄으로 코팅되는,
    하부 쉴드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 립은 상기 하부 쉴드의 하단부에 의해 한정된 직경보다 더 큰 직경을 가지는,
    하부 쉴드.
  9. 챔버의 벽에 연결된 고리형 쉴드의 내측으로 놓인 기판 지지 부재를 가진 플라즈마 프로세싱 챔버에 사용되는 RF 복귀 하부 쉴드로서,
    제 1면 및 상기 제 1면에 대향되는 제 2면을 가진 RF 전도성 중앙부;
    일부분 이상이 상기 중앙부를 관통하며 측벽을 가진 보어;
    상기 측벽에 놓인 그루브;
    상기 중앙부의 일부의 상기 제 1면으로부터 돌출되며, 상기 기판 지지 부재로부터 이격된 관계로 유지되도록 구성된 RF 전도성 립;
    상기 제 2면에 놓이며 내부 직경을 가진 설치 링;
    상기 설치 링에 형성되며 상기 내부 직경에 접하도록 배향된 설치면; 그리고
    RF 복귀 스트랩을 수용하는 상기 설치면에 놓이는 하나 이상의 나사산 홀을 포함하는,
    RF 복귀 하부 쉴드.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 설치부는 상기 설치부를 관통하는 다수의 설치 홀 및 다수의 리프트 핀 홀을 더 포함하는,
    RF 복귀 하부 쉴드.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 보어의 내향으로 동심원상에 놓인 상기 중앙부를 통해 연장하는 개구를 더 포함하는,
    RF 복귀 하부 쉴드.
  12. 기판을 지지하기 위한 부재로서,
    상기 기판을 지지하는 상부면과, 하부면을 가진 바디; 그리고
    상기 바디에 결합되고, 중앙부와 립을 가지며, 상기 중앙부의 제 1면이 상기 하부면에 인접하여 놓이며 상기 립이 상기 바디의 외향의 반경 방향으로 놓이며 상기 바디로부터 이격된 관계로 상기 제 1면에 의해 한정된 평면을 향하여 돌출되는 하부 쉴드를 포함하는,
    기판 지지 부재.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 상부면내에 놓인 인서트를 가진 상기 상부면 내측에 형성된 리세스를 더 포함하는,
    기판 지지 부재.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 립은 상기 중앙부에 대해 실질적으로 수직하게 돌출되는,
    기판 지지 부재.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드의 제 2면 또는 상기 바디의 하부면에 결합된 클램프 판을 더 포함하는,
    기판 지지 부재.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 클램프 판 또는 상기 하부 쉴드에 결합된 벨로우즈를 더 포함하는,
    기판 지지 부재.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 바디에 결합된 샤프트를 더 포함하고, 상기 하부 쉴드가 상기 샤프트에 전기적으로 결합되는,
    기판 지지 부재.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 립은 상기 바디의 상기 상부면 위로 연장하지 않는,
    기판 지지 부재.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 바디는 세라믹인,
    기판 지지 부재.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 바디는 석영인,
    기판 지지 부재.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 인서트는 전도체인,
    기판 지지 부재.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드는 전도성 재료로 구성되거나 전도성 재료로 코팅되는,
    기판 지지 부재.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드에 근접하여 놓인 클램프 판; 그리고
    상기 하부 쉴드와 상기 클램프 판 또는 바디 사이에 놓이는 전도성 부재를 더 포함하는,
    기판 지지 부재.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는 스프링인,
    기판 지지 부재.
  25. 기판 지지 부재로서,
    상기 기판을 지지하는 상부면과, 하부면을 가진 세라믹 바디; 그리고
    상기 바디에 고정되며, 중앙부와 립을 가지고, 상기 중앙부의 제 1면이 상기 하부면에 인접하여 놓이며 상기 립이 상기 바디의 외향의 반경 방향으로 놓이며 상기 바디로부터 이격된 관계로 상기 제 1면에 의해 한정된 평면을 향하여 돌출되는 전도성 하부 쉴드를 포함하는,
    기판 지지 부재.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 상부면에 형성된 리세스에 놓인 전도성 인서트를 더 포함하는,
    기판 지지 부재.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드의 제 2면 또는 상기 바디의 하부면에 결합된 클램프 판; 그리고
    상기 클램프 판 또는 상기 하부 쉴드에 결합된 벨로우즈를 더 포함하는,
    기판 지지 부재.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 바디에 결합되는 샤프트를 더 포함하며,
    상기 하부 쉴드는 상기 샤프트에 전기적으로 결합되는,
    기판 지지 부재.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 바디는 석영이며 상기 인서트는 티타튬인,
    기판 지지 부재.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드는 알루미늄인,
    기판 지지 부재.
  31. 기판을 지지하기 위한 부재로서,
    상기 기판을 지지하는 상부면과, 하부면을 가진 세라믹 바디;
    상기 상부면에 형성된 리세스에 놓인 전도성 인서트;
    상기 바디의 상기 하부면에 근접하여 놓인 클램프 판;
    상기 바디에 결합되고, 중앙부와 립을 가지며, 상기 중앙부의 제 1면이 상기 하부면에 인접하여 놓이며 상기 립이 상기 바디의 외향의 반경 방향으로 놓이며 상기 바디로부터 이격된 관계로 상기 제 1면에 의해 한정된 평면을 향하여 상기 중앙부에 대해 실질적으로 수직하게 돌출되는 전도성 하부 쉴드; 그리고
    상기 하부 쉴드와 상기 클램프 판 또는 바디 사이에 놓이는 전도성 부재를 포함하는,
    기판 지지 부재.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는 스프링인,
    기판 지지 부재.
  33. 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버로서,
    내부 용적을 형성하는 바닥, 벽 및 리드를 가진 챔버 바디;
    상기 내부 용적내의 상기 리드 아래에 놓인 고리형 상부 쉴드;
    상기 기판을 지지하는 상부면과 하부면을 가지고, 상기 내부 용적내에 놓인 바디;
    중앙부와 립을 가지며, 상기 중앙부의 제 1면이 상기 하부면에 인접하여 놓이며 상기 립이 상기 바디의 외향의 반경 방향으로 놓이며 상기 바디로부터 이격된 관계로 상기 제 1면으로부터 실질적으로 수직하게 돌출되는 하부 쉴드; 그리고
    상기 하부 쉴드와 상기 상부 쉴드에 전기적으로 결합되는 가요성 스트랩을 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 립은 상기 바디와 상기 쉴드 사이에서 반경 방향으로 놓이는,
    프로세싱 챔버.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 바디는 석영인,
    프로세싱 챔버.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 상부면에 놓인 인서트를 가지는 상기 상부면 내측에 형성된 리세스를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 인서트는 티타튬인,
    프로세싱 챔버.
  38. 제 33 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드는 알루미늄인,
    프로세싱 챔버.
  39. 제 33 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드의 제 2면 또는 상기 바다의 하부면에 결합된 클램프 판을 더 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드와 바디 또는 클램프 판 사이에 놓인 전도성 부재를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 클램프 판 또는 하부 쉴드에 연결된 벨로우즈를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 클램프 판에 결합된 샤프트를 더 포함하고,
    상기 하부 쉴드는 상기 샤프트에 전기적으로 결합되는,
    프로세싱 챔버.
  43. 제 33 항에 있어서,
    상기 립은 상기 바디의 상기 상부면 위로 연장하지 않는,
    프로세싱 챔버.
  44. 제 33 항에 있어서,
    상기 립과 상부 쉴드는 미로형 갭을 형성하는,
    프로세싱 챔버.
  45. 제 33 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드내에 형성된 그루브에서 일부 이상이 놓이는 전도성 부재를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 전도성 부재는 스프링인,
    프로세싱 챔버.
  47. 제 33 항에 있어서,
    상기 챔버 바디 내측에 놓인 기판상에서 예비 세척 공정이 수행되는,
    프로세싱 챔버.
  48. 프로세싱 챔버용 교체가능형 프로세스 키트로서,
    제 1직경을 가진 단부에서 종결된 원통부를 가지는 전도성의 고리형 상부 쉴드; 그리고
    전도성 하부 쉴드를 포함하고,
    상기 전도성 하부 쉴드는,
    제 1면 및 상기 제 1면에 대향된 제 2면을 가지는 중앙부;
    상기 중앙부의 일부의 상기 제 1면으로부터 돌출되고 상기 고리형 상부 쉴드의 원통부의 단부 직경보다 큰 직경을 가지고 기판 지지 부재로부터 이격 관계를 유지하도록 구성되는 립을 포함하며,
    상기 전도성 하부 쉴드는,
    일부 이상이 상기 중앙부를 관통하고 측벽을 가진 보어; 그리고
    상기 측벽에 놓인 그루브를 더 포함하는,
    프로세싱 챔버용 교체가능형 프로세스 키트.
  49. 삭제
  50. 제 48 항에 있어서,
    상기 중앙부는 상기 중앙부를 관통하는 다수의 설치홀과 다수의 리프트 핀 홀을 더 포함하는,
    프로세싱 챔버용 교체가능형 프로세스 키트.
  51. 제 48 항에 있어서,
    상기 쉴드에 전기적으로 결합된 RF 복귀 스트랩을 수용하는 하나 이상의 나나산 홀을 더 포함하는,
    프로세싱 챔버용 교체가능형 프로세스 키트.
  52. 제 48 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드는,
    상기 제 2면에 놓이며 내부 직경을 가지는 설치 링; 그리고
    상기 설치 링에 형성되며 상기 내부 직경에 접하도록 배향된 설치면을 더 포함하는,
    프로세싱 챔버용 교체가능형 프로세스 키트.
  53. 제 48 항에 있어서,
    상기 하부 쉴드와 상기 상부 쉴드중 어느 하나 이상은 일부 이상이 알루미늄으로 구성되거나 일부 이상이 알루미늄으로 코팅되는,
    프로세싱 챔버용 교체가능형 프로세스 키트.
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