KR101394085B1 - 기판 프로세싱 챔버용 타겟 및 프로세스 키트 - Google Patents

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Abstract

프로세스 키트는 기판의 돌출 에지 상에 그리고 기판 프로세싱 챔버 상에 프로세스 증착물이 증착되는 것을 감소시키기 위해 기판 프로세싱 챔버 내의 기판 지지부 주위에 배치되는 링 조립체를 포함한다. 상기 프로세스 키트는 증착 링, 커버 링, 및 승강 방지 브래킷을 포함하며, 또한 일체형 실드를 포함할 수 있다. 또한, 타겟이 개시된다.

Description

기판 프로세싱 챔버용 타겟 및 프로세스 키트{PROCESS KIT AND TARGET FOR SUBSTRATE PROCESSING CHAMBER}
본 발명의 실시예는 기판 프로세싱 챔버용 프로세스 키트 및 타겟에 관한 것이다.
본 출원은 2005년 10월 31일자로 출원된 미국 가출원 제 60/732,324 호에 우선권을 주장하며, 상기 가출원은 그 전체가 여기에서 참조로서 통합된다.
반도체 웨이퍼 및 디스플레이와 같은 기판의 프로세싱 중에, 기판이 프로세스 챔버내에 배치되고, 프로세싱 조건들이 챔버내에서 셋팅되어, 기판상에서 물질을 증착 또는 에칭한다. 통상적인 프로세스 챔버는, 프로세스 존(zone)을 둘러싸는 외장 벽(enclosure wall), 챔버내로 가스를 공급하는 가스 공급부, 기판을 프로세싱하기 위해 프로세스 가스로 에너지를 공급하는 가스 에너자이저(energizer), 기판을 홀딩하는 기판 지지부, 및 소비된 가스를 제거하고 챔버내의 가스 압력을 유지하기 위한 가스 배기부를 포함하는 챔버 컴포넌트들을 구비한다. 그러한 챔버들은 예를 들어 CVD, PVD 및 에칭 챔버를 포함할 수 있다. PVD 챔버에서, 스퍼터링된 타겟 물질이 타겟과 마주하는 기판상에 증착되게 하도록 타겟이 스퍼터링된다. 스퍼터링 프로세스에서, 비활성 또는 활성 가스가 챔버내로 공급되고, 타겟은 통상적으로 전기적으로 바이어스되며, 기판은 전기적 플로팅 전위(floating potential)에서 유지되어, 타겟의 스퍼터링을 야기하는 플라즈마를 챔버내에서 생성한다.
PVD 챔버는, PVD 증착물이 내부 챔버 벽이나 기타 영역에 형성되는 것을 감소시키도록 기판 지지부에 위치되는 챔버 컴포넌트들을 포함하는 프로세스 키트를 포함할 수 있다. 통상적인 PVD 챔버 프로세스 키트는, 예를 들어, 증착, 커버 및/또는 새도우(shadow) 링을 포함할 수 있으며, 이 모든 것들은 기판의 둘레부(periphery) 주위에(about) 위치된다. 여러 가지 형상의 링이 배열되어 스퍼터링 증착물(deposit)을 수용하며, 그렇지 않은 경우에, 기판의 노출된 후방 표면 또는 지지부의 측면 상에 스퍼터링 증착물이 축적될 것이다. 프로세스 키트는, 또한 PVD 스퍼터링 증착물을 수용하는 수용 표면으로서 작용함으로써 챔버 측벽을 보호하는 챔버 실드(shield) 및 라이너(liner)를 포함할 수 있으며, 그렇지 않으면 PVD 스퍼터링 증착물은 챔버의 측벽에 증착될 것이다. 프로세스 키트 컴포넌트들은 또한 상기 표면들에 스퍼터링 증착물이 축적되는 것을 감소시키며, 만약 상기 스퍼터링 증착물들이 축적된다면 결국 박리되어 기판상에 부착되는(deposit) 오염물질 입자를 형성할 것이다. 키트 컴포넌트들은 또한 에너지화된 플라즈마에 의한 내부 챔버 구조물의 부식을 감소시킨다. 또한 키트 컴포넌트들은 축적된 증착물들의 세정을 위해 용이하게 제거가능하게 설계될 수 있을 것이다. 예를 들어 1000개의 기판 배치(batch)의 프로세싱 후에, 통상적으로 프로세스 키트 컴포넌트들이 제거되고 예를 들어 HF 및 HNO3 를 포함하는 산성 용액으로 세정되어, 기판 프로세스 사이클 동안에 키트 컴포넌트들에 축적된 스퍼터링된 증착물들을 제거한다.
챔버의 내측벽에 형성되는 스퍼터링된 증착물의 양을 감소시키기 위해 서로 관련된 형상을 가지고 정렬되는 컴포넌트들을 포함하는 프로세스 키트를 구비하는 것이 바람직하다. 축적된 증착물의 감소는, 세정을 위해 챔버를 중단하거나 분해할 필요가 없이, 많은 수의 기판들이 챔버 내에서 연속하여 프로세싱될 수 있게 허용한다. 챔버 세정이 필요할 때마다, 그 결과로서 생기는(resultant) 챔버의 중단시간(downtime)이 기판의 프로세싱 비용을 증가시킬 것이다. 따라서, 챔버의 내부 표면의 세정을 위해 챔버를 중단하지 않으면서, 챔버가 기판상으로 물질을 스퍼터링하도록 동작될 수 있는 시간의 양을 최대화하는 것이 바람직하다.
또한, 예를 들어 알루미늄 PVD 프로세스와 같은 특정 PVD 프로세스에서, 스퍼터링된 알루미늄 증착물이 기판 둘레부 주위의 여러 증착, 커버, 및 기타 링들 사이의 갭 내에 축적되고, 그리고 기판의 후방면에 형성된다. 축적된 스퍼터링된 증착물들은 기판이 증착 링에 부착되도록 하여 기판이 지지부로부터 제거되도록 할 때 기판 손상을 야기한다. 기판을 링에 부착되도록 하는 링 부분들에 증착물을 축적하지 않고 지지부의 측면 및 기판의 후방면상에서의 증착을 감소시킬 수 있는 링을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 기판이 지지부로부터 승강될 때 기판 및/또는 증착 링에 대한 손상을 감소시킬 수 있도록, 부분적으로 부착된 증착 링이 기판과 함께 상승하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
기판을 둘러싸는 라이너 및 실드가 챔버내의 스퍼터링 플라즈마에 노출되어 가열될 때 다른 문제가 발생한다. 통상적으로, 실드 및 라이너는, 챔버내의 저압 환경에서 이들 주변의 챔버 컴포넌트들과 이러한 컴포넌트들의 온도를 허용가능한 레벨로 낮출 만큼 충분한 양의 열을 교환하지 않는다. 이러한 컴포넌트들의 과다한 가열은 해로운데, 이는 컴포넌트들의 열팽창이 열 응력을 유발하고, 이러한 열 응력은 프로세스 사이클이 완료된 후에 실드 및 라이너상에 형성된 스퍼터링된 증착물의 박리(peeling) 또는 분쇄(spalling)를 초래하기 때문이다. 따라서, 기판의 프로세싱 동안에 실드 및 라이너를 낮은 또는 감소된 온도에서 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이러한 특징, 양상, 및 이점들은 본 발명의 예시들을 설명하고 있는 이하의 상세한 설명, 특허청구범위, 및 첨부 도면과 관련하여 보다 분명히 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 특징들 각각은 단지 특정한 도면의 맥락에서 이용되는 것이 아니라 본 발명에 있어서 일반적으로 이용될 수 있을 것이며, 상기 발명은 이러한 특징들의 임의의 조합을 포함할 것이다.
도 1은 프로세스 키트의 실시예를 가지는 기판 프로세싱 챔버의 개략적 측단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프로세스 키트의 측단면도이다.
도 3은 도 2의 프로세스 키트의 사시도이다.
도 4a는 승강 방지(anti-lift) 브래킷을 위한 유지 브래킷의 사시도이다.
도 4b는 승강 방지 브래킷을 위한 유지 브래킷이 위치된 것을 도시한 지지부의 후방면의 사시도이다.
도 5는 기판 지지부를 둘러싸는 증착 링 상에 리세스 포켓(recessed pocket)내의 홀딩 포스트상으로 활주하는(sliding) 승강 방지 브래킷의 사시도이다.
도 6은 기판 지지부 주위의 증착 링의 홀딩 포스트상에 장착된 후의 상태를 도시한 승강 방지 브래킷의 사시도이다.
도 7은 구속 빔(restraint beam)의 프롱(prong)을 핀과 결합시켜 조립체를 함께 유지하는 세라믹 절연부 상으로 활주하는 승강 방지 브래킷의 전개 사시도이다.
도 8은 승강 방지 브래킷, 세라믹 절연부, 핀, 및 구속 빔을 기판 지지부(130)상에 조립된 상태로 도시한 사시도이다.
도 9는 그 내부의 다각형 도관을 도시한 열교환기의 상부 단면도이다.
도 10은 기판 및 지지부로부터의 거리의 함수로서 컴포넌트들상에 형성된 증착물의 두께를 도시한 프로세스 키트의 스케일링된 기하학적 구조(scaled geometry)에 대해 얻어진 모델링 결과를 나타낸 그래프이다.
기판(104)을 프로세싱할 수 있는 적절한 프로세스 챔버(100)의 예가 도 1에 도시되어 있다. 챔버(100)는 프로세스 존(106)을 둘러싸는 외장 벽(108)을 포함하고, 상기 외장 벽(180)은 측벽(116), 바닥 벽(120), 및 천장(124)을 포함한다. 챔버(100)는 챔버(106)들 사이에서 기판(104)을 이송하는 로봇 팔(arm) 메커니즘에 의해 연결된 상호연결 챔버들의 클러스터를 가지는 멀티-챔버 플랫폼(도시 안 됨)의 일부일 수 있다. 도시된 버전에서, 프로세스 챔버(100)는 스퍼터 증착 챔버(물리 기상 증착 또는 PVD 챔버라고도 한다)를 포함하며, 그러한 스퍼터 증착 챔버는 탄탈륨, 탄탈륨 나이트라이드, 티타늄, 티타늄 나이트라이드, 구리, 텅스텐, 텅스텐 나이트라이드, 및 알루미늄 중 하나 이상과 같은 물질을 기판(104)상에 스퍼터링 증착시킬 수 있다.
챔버(100)는 기판(104)을 지지하기 위해 받침대(134)를 포함하는 기판 지지부(130)를 포함한다. 받침대(134)는 프로세싱 동안에 기판(104)을 지지하고 수용하는 기판 수용 표면(138)을 구비하고, 전기 저항식 히터 또는 히터 열교환기(도시 안 됨)와 같은 히터 또는 정전기 척(chuck)을 포함할 수 있다. 작동중에, 기판(104)은 챔버(100)의 측벽(116)내의 기판 로딩 유입구(도시 안 됨)를 통해 챔버(100)내로 도입되고 기판 지지부(130)상에 배치된다. 기판(104)을 지지부(130) 상에 배치하는 동안에, 지지부(130)는 지지부 승강 벨로우즈(support lift bellows)에 의해 승강 또는 하강될 수 있으며 그리고/또는 승강 핑거 조립체(도시 안 됨)는 지지부(130)상으로 기판을 승강 및 하강하도록 이용될 수 있다. 받침대(134)는 플라즈마 동작 동안에 전기적 플로팅 전위 상태로 유지될 수 있거나 또는 접지될 수 있다.
챔버(100)는 기판(104)과 마주하는 스퍼터링 표면(142)을 포함하는 스퍼터링 타겟(140)을 더 포함하고, 상기 스퍼터링 표면은 기판(104)상으로 스퍼터링되는 물질을 포함한다. 타겟(140)은 통상적으로 유전체 또는 절연체 물질로 제조되는 절연부(144)에 의해 챔버(100)로부터 전기적으로 절연된다. 타겟(140)은 전기적으로 플로팅된 지지부(130) 및/또는 챔버 컴포넌트들의 벽 전방에 있는 실드(150)에 대하여 타겟(140)으로 바이어스 전압을 인가하는 타겟 전원(148)에 연결된다. 타겟(140), 실드(150), 지지부(130), 및 타겟 전원(148)에 연결된 기타 챔버 컴포넌트들은 가스 에너자이저(152)로서 동작하여, 스퍼터링 가스의 플라즈마를 형성한다. 가스 에너자이저(152)는 또한 소스(source) 코일(153)을 포함할 수 있으며, 상기 소스 코일은 그 코일을 통해 전류를 인가함으로써 챔버(100)내에 플라즈마를 생성하는데 이용된다. 생성된 플라즈마는 타겟(140)의 스퍼터링 표면(142)에 에너지적으로(energetically) 충돌하고(impinge) 상기 표면을 타격하여(bombard) 표면(142)으로부터 기판(104)으로 물질을 스퍼터링한다.
스퍼터링 가스가 가스 전달 시스템(160)을 통해 챔버(100)로 도입되고, 상기 가스 전달 시스템(160)은 가스 공급원(162)으로부터 질량 유동 제어부와 같은 가스 유동 제어 밸브(166)를 가지는 도관(164)을 통해 가스를 제공하여서 설정된 가스의 유량을 통과시킨다. 가스들은 혼합 매니폴드(mixing manifold)(도시 안 됨)로 공급되고, 상기 매니폴드에서 가스들이 혼합되어 원하는 프로세스 가스 조성을 형성하고 챔버(100)내의 가스 배출구를 가지는 가스 분배기(168)로 공급된다. 프로세스 가스는 아르곤 또는 크세논과 같은 비-반응성 가스를 포함할 수 있으며, 그러한 비-반응성 가스는 에너지적으로 타겟으로 충돌할 수 있고 그 타겟으로부터 물질을 스퍼터링할 수 있다. 프로세스 가스는 또한 스퍼터링된 물질과 반응하여 기판(104)상에 층을 형성할 수 있는 산소-함유 가스 및 질소-함유 가스 중 하나 이상과 같은 반응성 가스를 포함할 수 있다. 소비된 프로세스 가스 및 부산물은 소비된 가스를 수용하고 그 소비된 가스를 스로틀 밸브(176)를 구비하는 배기 도관(174)로 전달하여 챔버(100)내의 가스 압력을 제어하기 위한 배기 포트(172)를 포함하는 배기부(170)를 통해 챔버(100)로부터 배기된다. 배기 도관(174)은 하나 이상의 배기 펌프(178)에 연결된다. 통상적으로, 챔버(100)내의 스퍼터링 가스의 압력은, 예를 들어 1 mTorr 내지 400 mTorr 가스 압력의 진공 환경과 같은 대기압 이하(sub-atmospheric) 레벨로 설정된다.
챔버(100)는 제어부(180)에 의해 제어되고, 상기 제어부는, 챔버(100)내의 기판(104)을 프로세싱하도록 챔버(100)의 컴포넌트들을 동작시키는 명령어 세트를 구비하는 프로그램 코드를 포함한다. 예를 들어, 제어부(180)는 기판 이송 및 기판 지지부(130)를 동작시키기 위한 기판 위치결정(positioning) 명령어 세트; 챔버(100)로의 스퍼터링 가스의 유동을 설정하기 위해 가스 유동 제어 밸브를 동작시키기 위한 가스 유동 제어 명령어 세트; 챔버(100)내의 압력을 유지하기 위해 배기 스로틀 밸브를 동작시키기 위한 가스 압력 제어 명령어 세트; 가스 에너지화 전력 레벨을 설정하기 위해 가스 에너자이저를 동작시키기 위한 가스 에너자이저 제어 명령어 세트; 챔버(100)내의 여러 컴포넌트들의 온도를 설정하기 위해 온도 제어 시스템을 제어하기 위한 온도 제어 명령어 세트; 및 챔버(100)내의 프로세스를 모니터링하기 위한 프로세스 모니터링 명령어 세트를 포함하는 프로그램 코드를 포함할 수 있다.
챔버는 여러 컴포넌트들을 포함하는 프로세스 키트(200)를 포함하며, 상기 키트는, 예를 들어, 컴포넌트 표면으로부터 스퍼터링 증착물을 세정하기 위해, 부식된 컴포넌트들을 교체하거나 수리하기 위해서, 또는 챔버를 기타 프로세스에 적응시키기 위해, 챔버(100)로부터 용이하게 제거될 수 있다. 하나의 버전에서, 프로세스 키트(200)는 기판 지지부(130)의 둘레 벽(204) 주위에 배치하기 위한 링 조립체(202)를 포함하며, 상기 둘레 벽은 기판의 돌출 엣지(206)에 못미쳐 종료된다. 링 조립체(202)는, 기판(104)의 돌출 엣지(206) 또는 지지부(130)의 둘레 벽(204)상에 스퍼터 증착물이 형성되는 것을 감소시키기 위해 서로 협력하는 증착 링(208) 및 커버 링(212)을 포함한다.
도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 증착 링(208)은 지지부(130)의 둘레 벽(204)을 둘러싸고 그 주위로 연장하는 환형 밴드(216)를 포함한다. 환형 밴드(216)는 상기 밴드로부터 횡방향으로 연장하고 상기 지지부(130)의 둘레 벽(204)에 실질적으로 평행한 내측 립(218)을 포함한다. 내측 립(218)은 기판(104)의 돌출 엣지(206) 바로 아래쪽에서 종료된다. 내측 립(218)은 지지부(130) 및 기판(104)의 둘레를 둘러싸는 증착 링(208)의 내측 둘레부를 규정하여 프로세싱 동안에 기판(104)에 의해 덮이지 않는 지지부(130) 영역을 보호한다. 예를 들어, 내측 립(218)은 프로세싱 환경에 노출될 지지부(130)의 둘레 벽(204)을 둘러싸고 적어도 부분적으로 덮어서, 둘레 벽(204)상에 스퍼터링 증착물이 증착되는 것을 감소시키거나 완전히 방지한다. 유리하게도, 지지부(130)가 세정을 위해 분해될 필요가 없도록, 증착 링(208)의 노출된 표면으로부터 스퍼터링 증착물을 세정하기 위해 증착 링(208)이 용이하게 제거될 수 있다. 증착 링(208)은 또한 지지부(130)의 노출된 측면들을 보호하여 에너지화된 플라즈마 종에 의한 이들의 부식을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 통상적으로, 증착 링(208)은 스테인레스 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속으로부터 제조되거나, 또는 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 물질로부터 제조될 수 있다.
도 2 및 도 3 에 도시된 버전에서, 증착 링(208)의 환형 밴드(216)는 상기 환형 밴드(216)의 중심 부분을 따라 연장하는 상승 릿지(224)를 구비한다. 상기 상승 릿지(224)는 상기 커버 링(212)으로부터 이격되어 그 사이에 회선형 갭(229)을 형성하는 편평한 상부 표면(228)을 구비하며, 상기 갭은 회선형 갭으로 플라즈마 종이 침투하는 것을 감소시키는 미로로서 작용한다. 개방 내측 채널(230)은 내측 립(218)과 상승 릿지(224) 사이에 놓인다. 개방 내측 채널(230)은 방사상 내측으로 연장하여 기판(104)의 돌출 엣지(206) 아래에서 적어도 부분적으로 종료된다. 내측 채널(230)은 내측 립(218)에 결합된 제 1 의 둥근 모서리(232) 및 상승 릿지(224)에 결합된 약간 경사진 표면(234)을 구비한다. 매끄러운 모서리(232) 및 경사진 표면(234)은 증착 링(208)의 세정 동안에 이러한 부분들로부터 스퍼터링 증착물의 제거를 용이하게 한다. 증착 링(208)은 또한 상승 릿지(224)로부터 방사상 외측에 위치되고 커버 링(212)을 지지하는 역할을 하는 렛지(ledge)(236)를 구비한다. 또한, U-자형 채널(237)이 상승 릿지(224)와 렛지(236) 사이에 제공되어 회선형 통로를 그 사이에 형성하고, 상기 회선형 통로는, 통로를 통해 플라즈마 또는 가스형 종(species)이 통과하여 유동하는 것을 추가적으로 방지하여 통로의 방사상 외측 영역에 프로세스 증착물이 증착되는 것을 감소시킨다. 따라서, 증착 링의 윤곽 및 프로파일은 이러한 영역들을 통해 프로세스 증착물이 통과하는 것을 감소시키도록 형상이 결정된다. 종래 기술의 설계와 달리, 기판(104)이 활주하는 경우에 또는 챔버(100)내에서 잘못 배치되는 경우에 기판(104)을 유지하기 위한 핀들이 증착 링(208)에 필요치 않게 되는데, 이는 챔버내로의 기판의 이송중에 기판이 챔버내에 정확하게 위치되기 때문이다.
링 조립체(202)의 커버 링(212)은 증착 링(208)을 둘러싸고 적어도 부분적으로 덮어서, 증착 링(208)을 수용하고 따라서 그 증착 링(208)을 스퍼터링 증착물 덩어리로부터 차폐한다. 스퍼터링 플라즈마에 의한 부식에 대해 내성을 가질 수 있는 물질, 예를 들어 스테인레스 스틸, 티타늄 또는 알루미늄과 같은 금속 물질, 또는 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 물질로부터 커버 링(212)이 제조된다. 하나의 버전에서, 커버 링(212)이 티타늄으로 제조된다. 커버 링(212)은 증착 링(208)의 렛지(236)에 안착하는 발판(246)을 구비하여 커버 링(212)을 지지하는 환형 쐐기부(244)를 포함한다. 발판(246)은 쐐기부(244)로부터 하향 연장하여 실질적으로 링(208)의 균열(cracking)이나 파단(fracturing) 없이 증착 링(208)을 가압한다.
커버 링(212)의 환형 쐐기부(244)는 타겟과 지지부(130) 사이의 프로세스 존 내에서 스퍼터링 플라즈마를 수용하기 위한 경계로서 작용하는 경사 표면(248)을 구비한다. 상기 경사 표면(248)은 스퍼터링 증착물이 증착되고 용이하게 제거될 수 있는 매끄럽고 연속적인 표면을 제공한다. 하나의 버전에서, 경사 표면(248)은 기판(104)의 프로세싱 표면에 의해 형성된 평면에 수직인 축선에 대해 각도를 이루어 경사진다. 하나의 버전에서, 상기 각도는 약 60°이상이고, 약 65 내지 85°, 또는 심지어는 약 80°일 수도 있다. 커버 링(212)의 경사 표면의 각도는 기판(104)의 돌출 엣지(206)에 가장 근접한 스퍼터링 증착물이 적층되는 것(buildup)을 최소화하도록 설계되며, 만약 돌출 엣지(206)에 가장 근접한 스퍼터링 증착물이 적층되면 기판(104)에 걸쳐 얻어지는 증착 균일성에 부정적인 영향을 미칠 것이다.
쐐기부(244)는 증착 링(208)의 내측 채널(230)위에 가로놓인(overlie) 돌출 가장자리(252)로 테이퍼링된다. 상기 돌출 가장자리(252)는 둥근 엣지(256)에서 종료되고 평평한 바닥 표면(268)을 갖는다. 돌출 가장자리(252)는 증착 링(208)의 개방 내측 채널상에 스퍼터링 증착물이 증착되는 것을 감소시킨다. 유리하게도, 돌출 가장자리(252)는 증착 링(208)의 개방 내측 채널 폭의 약 절반 이상에 상응하는 거리 만큼 돌출한다. 예를 들어, 만약 내측 채널(230)이 약 12mm 이상의 폭을 가진다면, 돌출 가장자리(252)는 약 6mm 이상의 폭을 가진다. 돌출 가장자리(252)는 증착 링(208)의 개방 내측 채널(230) 위쪽으로 돌출하여 증착 링(208)의 개방 내측 채널(230)의 일부를 덮는 기판의 둘레 엣지(206)에 가깝게 도달한다. 또한, 돌출 가장자리(252)는 상승 릿지(253)를 구비하며, 상기 상승 릿지는 하부 증착 링(208)의 표면(234)의 윤곽을 따르고 그 윤곽과 매칭되는 프로파일을 가지는 외부 형상을 가진다. 이렇게 형상화되고 거의 매칭되는 윤곽을 가지는 형상부들이 스퍼터링 증착물이 기판의 둘레 돌출 엣지(206)에 증착되는 것을 방지하고, 또한 지지부(130)의 둘레 벽(204)상의 증착물을 감소시킨다. 또한, 스퍼터링된 증착물 및 가스형 플라즈마 종(species)이 둘레 엣지(206) 상으로 유동하는 것을 방지함으로써 채널(230)의 표면에서 증착이 일어나도록 강제한다. 따라서, 커버 링(212)과 증착 링(208) 사이에서 회선적이고 좁은 유동 경로를 형성하여 프로세스 증착물이 둘레 엣지(206)로 유동하는 것을 방지하기 위해, 증착 링(208)의 개방 내측 채널(230)과 협력하고 상보적이 되도록 돌출 가장자리(252)의 윤곽의 크기, 형상 및 위치가 결정된다. 좁은 유동 경로는 또한 커버 링(212) 및 증착 링(208)의 매칭(mating) 표면들상에 낮은-에너지 스퍼터 증착물들이 축적되는 것을 제한하며, 그렇지 않은 경우에는 이들이 기판(104)의 둘레 돌출 엣지(206)에 또는 서로 달라 붙게 될 것이다. 기판 돌출 엣지(206) 아래쪽으로 연장하는 증착 링(208)의 개방 내측 채널(230)은 커버 링(212)의 돌출 가장자리(252)로부터의 쉐도우(shadowing)과 관련하여 설계되어, 예를 들어, 알루미늄 스퍼터링 챔버(100)내에서 최소 3900㎛ 의 알루미늄 스퍼터 증착물을 수집하는 한편, 두개의 링(208, 212)의 매칭 표면상에서의 스퍼터 증착을 감소시키거나 실질적으로 방지한다.
커버 링(212)은 또한 환형 쐐기부(244)로부터 아래쪽으로 연장하는 한 쌍의 원통형 벽(260)을 구비한다. 원통형 벽(260)은 쐐기부(244) 발판(246)의 방사상 외측에 위치된다. 원통형 벽(260)은 내측 벽(260a) 및 외측 벽(260b)을 포함하며, 상기 내측 벽(260a)은 외측 벽(260b) 보다 높이가 낮다. 내측 벽(260a)의 방사상 내측 표면(262)은 증착 링(208)의 방사상 외측 표면(264)의 경사 각도와 매칭되도록 경사져서 또 다른 회선형 통로(266)를 형성하며, 상기 회선형 통로는 글로우 방전 및 플라즈마 종(species)이 주변 영역으로 이동하는 것을 방해한다. 통상적으로, 외측 벽(260b)의 높이는 내측 벽(260a)의 높이의 약 1.2배 이상이다. 예를 들어, 내경이 약 154mm 인 커버 링(212)의 경우에, 외측 벽(260b)의 높이는 약 25mm 부터이고, 내측 벽(260a)의 높이는 약 19mm 부터이다.
다른 버전에서, 프로세스 키트(200)는 또한 승강 방지 브래킷(270)을 포함하며, 상기 승강 방지 브래킷은 도 3 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 챔버(100)내의 기판 지지부(130)의 둘레부 주위에서 증착 링(208)을 유지하는데 사용된다. 승강 방지 브래킷(270)은 지지부(130) 및 증착 링(208)의 추가적인 구조적 형상부와 협력한다. 예를 들어, 증착 링(208)은 포켓(274)으로부터 연장하는 홀딩 포스트(holding post)(278)를 구비하는 두개의 둘레 리세스형 포켓(274)을 포함하여 양측에 한 쌍의 승강 방지 브래킷(270)을 수용하며, 상기 양측부들 중 하나가 도 5에 도시되어 있다. 포켓 쌍들이 지지부(130)를 가로질러 다른 하나와 정반대로 대향하여 위치된다. 이러한 버전에서, 도 4a 및 도 4b 에 도시된 바와 같이, 구속 빔(280)은 또한 지지부(130)의 후방 표면(276)상에 장착되어 승강 방지 브래킷(270)을 홀딩한다. 구속 빔(280)은 지지부(130)의 후방 표면(276)내에서 원형 링(284)의 방사상 외측으로 연장하는 두개의 대향하는 평평한 프롱(prong)(282a, 282b)을 포함한다. 두개의 대향하는 평평한 프롱(282a, 282b)은 원형 링(284)에 결합되는 수직 팔(vertical arm)(286a, 286b)상에 장착된다. 원형 링(284)은 지지부(130) 후방부내의 리세스(287)에 적합하도록 형상 및 크기가 결정된다.
승강 방지 브래킷(270)은 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이 구속 빔(280)의 프롱 단부(282a)를 수용하는 관통 채널(294)을 포함하는 블록(290)을 포함한다. 관통 채널(294)은 구속 빔(280)의 프롱(282a) 보다 큰 크기의 타원형 슬롯(296)을 포함한다. 블록(290)에 부착된 유지 후프(298)는 증착 링(208)의 리세스 포켓(274)내의 홀딩 포스트(278)상에서 활주하도록 크기가 정해진다. 조립 동안에, 승강 방지 브래킷(270)이 증착 링(208)의 외측 둘레부와 나란히 위치되고 관통 채널(294)의 슬롯(296)이 화살표(283)로 도시된 바와 같이 구속 빔(280)의 프롱(282)상으로 활주되어, 그에 따라 도 5 에 도시된 바와 같이 유지 후프(298)의 접근 홀(299)이 홀딩 포스트(278) 바로 위쪽에 있게 된다. 이어서, 화살표(285)로 도시된 바와 같이 승강 방지 브래킷(270)이 하강되어, 유지 후프(298)가 낙하되고(drop down) 홀딩 포스트(278)를 둘러싸서 도 6 에 도시된 바와 같이 브래킷(270)의 블록(290)의 중량이 증착 링(208)을 안정적으로 유지시키도록 허용한다. 예를 들어, 증착 링이 기판(104)에 부착될 때, 그 증착 링(208)이 위쪽으로 잡아당겨질 때, 승강 방지 브래킷(270)은 오직 구속 빔(280)과 결합된다(engated). 이러한 설계는 정상적인 사용시에 세라믹 증착 링(208)과 커버 링(212)에 대한 열적 및 기계적 변형을 최소화시킨다.
도 7 및 도 8 에는, 챔버(100)내의 기판 지지부(130)의 둘레부 주위에서 증착 링(208)을 유지하기 위해 사용되는 승강 방지 브래킷(270)을 포함하는 조립체의 다른 버전이 도시되어 있다. 이러한 버전에서, 승강 방지 브래킷(270)은 구속 빔(280)의 평평한 프롱(282a, 282b)에 결합되는 세라믹 절연부(400)에 부착된다. 승강 방지 브래킷(270)은 세라믹 절연부(400)의 블록(404) 외측으로 연장하는 렛지(402)상으로 활주한다. 세라믹 절연부(400)는 지지부(130)와 증착 링(208) 사이의 전기적 경로에 절연 부재를 제공함으로써 구속 빔(280)을 기타 컴포넌트들로부터 전기적으로 절연시키는 작용을 한다. 증착 링(208)이 금속으로 제조된 경우에, 전기적 경로의 차단은 이들 두 구조물들 사이의 전기적 간섭을 감소시키는 역할을 한다. 세라믹 절연부(400)의 블록(404)은 또한 구속 빔(280)을 안착시키기(resting) 위한 리세스형 표면(408)을 구비한다. 핀(414)이 세라믹 절연부(400)를 구속 빔(280)의 프롱(282a)의 마주하고 평행한 연장부(420a, 420b)내의 매칭 홀(422a, 422b)과 연결시킬 수 있도록, 블록(404)내의 관통-홀(410)이 제공된다. 핀(414)은 프롱(282a)의 평행한 연장부(420a, 420b)의 표면에 대하여 안착하는 평평한 엣지 및 관통 홀을 통해 통과되는 두개의 감소 직경 포스트(418a, 418b)를 구비한다. 핀(414)은 스테인레스 스틸과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 세라믹 절연부의 렛지(402)는 블록(404)으로부터 방사상 외측으로 연장하고 승강 방지 브래킷(270)의 수용 표면(430)에 대한 정지부로서 작용하는 돌출부(protrusion)(424)를 구비한다. 통상적으로, 세라믹 절연부(400)는 알루미늄 산화물과 같은 세라믹으로부터 가공된다. 하나의 세라믹 구조물이 설명되었지만, 다른 세라믹 구조물 블록들 또한 구속 빔(280)과 승강 방지 브래킷(270) 사이의 경로에 배치되어 구속 빔(280)과 기판 지지부(130) 사이에 배치된 세라믹 블록(도시 안 됨)과 같은 구조물들을 그들의 계면에서 추가로 격리시킬 수 있다는 것을 주지하여야 한다.
또한, 프로세스 키트(200)는 기판 지지부(130)를 향하는 스퍼터링 타겟의 스퍼터링 표면, 기판 지지부(130)의 외측 둘레부, 및 챔버(100)의 측벽(116)의 쉐도우를 둘러싸는 일체형 원통형 실드(150)를 포함할 수 있다. 실드(150)는 스퍼터링 타겟(140)의 스퍼터링 표면으로부터 기원하는 스퍼터링 증착물이 지지부(130)의 표면들상에, 그리고 챔버(100)의 측벽(116) 및 바닥벽(120)상에 증착되는 것을 감소시키는 역할을 한다. 실드(150)는 기판 지지부(130) 및 스퍼터링 타겟(140)의 스퍼터링 표면(142)을 둘러싸도록 크기가 정해진 지름을 가지는 원통형 외측 밴드(314)를 포함한다. 상기 외측 밴드(314)는 상단부(316) 및 하단부(318)를 구비한다. 상단부(316)는 스퍼터링 타겟(140)의 경사진 둘레 표면(322)에 인접하고 방사상 외측으로 테이퍼링된 표면(320)을 구비한다. 실드(150)는 기판 지지부(130)의 둘레 엣지(204)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 원통형 내측 밴드(328)와 결합하기 위해 외측 밴드(314)의 바닥 단부(318)로부터 방사상 내측으로 연장하는 베이스 플레이트(324)를 더 포함한다. 상기 내측 밴드(328)의 높이는 외측 밴드(314)의 높이 보다 낮으며, 예를 들어, 상기 내측 밴드(328)의 높이는 외측 밴드(314)의 높이 보다 0.8 배 작다. 이번에도 내측 밴드(328)와 외측 밴드(314) 사이의 갭, 그리고 커버 링(212)의 외측 벽(260b)과 내측 벽(260a) 사이의 갭은 각각 이 영역내로 플라즈마 종이 유입되는 것을 방지하고 방해하는 역할을 한다.
일체형 실드(150)의 외측 밴드(314), 베이스 플레이트(324) 및 내측 밴드(328)는 단일 피스인 일체형 단일 구조물을 포함한다. 예를 들어, 전체 실드(150)는 300 계열 스테인레스 스틸로 제조될 수 있다. 이는, 예를 들어 완전한 실드를 구성하기 위해 2 또는 3 개의 개별적인 피스로 이루어진 다수의 컴포넌트를 포함하는 종래 실드 보다 유리하며, 상기 종래 실드는 세정을 위해 실드를 제거하는 것이 보다 힘들고 어려웠다. 또한, 단일 피스 실드(150)는 세정이 보다 더 곤란한 모서리 또는 계면들 없이 스퍼터링 증착에 노출되는 연속적인 표면(326)을 가진다. 또한, 단일 피스 실드(150)는, 플라즈마가 실드를 가열할 때 프로세스 동안의 냉각뿐만 아니라 주기적인 유지보수 동안의 가열 모두에 대해, 다수의 실드 보다 열적으로 더 균일하다. 단일 피스 실드(150)는 열 교환기(330)에 대한 하나의 열적 계면만을 가진다. 단일 피스 실드(150)는 또한 프로세스 사이클 동안에 스퍼터 증착으로부터 챔버 벽(180)을 실드한다. 실드(150)는 또한 타겟(140)과 챔버(100) 사이의 아크 발생(arcing)을 방지하면서 플라즈마의 성형(shape)을 돕기 위한 타겟(140)의 영역내의 윤곽 갭("다크 스페이스(darkspace)"라고 한다)을 생성한다.
열 교환기(330)는 열 팽창 응력을 감소시키기 위해 실드(150)를 냉각시키는데 이용되었었다. 기판 프로세싱 챔버내에 형성된 플라즈마로의 노출에 의해 실드(150)의 부분들이 과다하게 가열될 수 있다. 실드(150)의 과다한 가열은 실드의 열 팽창을 초래하고, 이는 실드상에 형성된 스퍼터링 증착물이 실드로부터 박리되어 기판(104)상에 낙하되고 기판을 오염시키는 원인이 된다. 열 교환기(330)는 스테인레스 스틸과 같은 금속으로 제조된 플레이트(332)를 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 플레이트(332)는 원통형 실드(150) 둘레에 적합하도록 크기가 정해진 원형 개구(336)를 포함하는 내측 둘레(335), 및 육각형 측부(340)를 가지는 외측 둘레(338)를 구비한다.
열 교환기(330)는 다각형 도관(334)을 구비하여 플레이트(332)를 냉각시키기 위해 상기 다각형 도관(334)을 통해 열 교환 유체를 유체 공급원(도시 안 됨)으로부터 유동시킨다. 다각형 도관(334)은 원형 개구(336) 둘레의 다각형 패턴으로 상호연결되는 다수의 레그(344)를 포함한다. 레그(343a-344h)는 플레이트(332)의 외측 둘레의 육각형 측부(340)를 관통하여 예각으로 각각 드릴링된(drilled)되며, 상기 예각은 약 20 내지 약 45°이다. 도관(334)은 또한 계면을 밀봉하기 위해 플레이트(345a-345c)내의 홈(349a-349c)내의 타원형 O-링(347a-347c)을 구비하는 커버 플레이트(345a-345c)에 의해 각각 덮여지는 채널(342a-342c)을 포함한다. 다각형 도관(334)은 또한 열 교환 유체를 수용하고 배출하기 위한 유입구(346) 및 배출구(348)를 구비한다. 유입구(346) 및 배출구(348)는 매니폴드(350)내로 공급하기 위한 채널(352a, 352b)을 포함한다.
열교환 유체는 다각형 도관(334)을 통해 유동하여 실드(150)와 열을 교환하며 그 온도를 제어한다. 적절한 열교환 유체는, 예를 들어 물일 수 있다. 실드(150)의 온도를 제어하는 것은 플라즈마 환경내에서 실드의 팽창을 감소시켜, 실드로부터 스퍼터링 증착물이 박리되는 것을 제한한다. 실드(150)를 열 교환기(330)에 체결하는 것은 실드와 열 교환기 플레이트 사이에 보다 양호한 열 전달을 제공한다. 실드(150)는 체결구(358)에 의해 열교환기에 체결되고, 이러한 버전에서, 실드는 렛지(360)를 포함하며, 상기 렛지(360)는 상기 렛지(360)를 관통하여 연장하는 실질적으로 수직인 개구부(362)를 구비한다. 체결구(358)는 렛지(360)에서의 개구부(362)를 통과하여 실드(150)를 열 교환기(330)에 체결할 수 있도록 형상 및 크기가 정해진다. 유리하게, 열 교환기(330)는 소스 코일(153) 및 타겟(140)을 챔버(100)에 통합시키며, 또한 실드(150)를 홀딩한다. 수냉 방식(water-cooling)은 또한 프로세스 동안에 단일 피스 실드(150)의 보다 큰 열적 안정성을 제공한다.
스퍼터링 타겟(140)은 통상적으로 고강도 알루미늄 합금으로 제조되고 스퍼터링 표면(142)을 포함하는 스퍼터링 플레이트(374)를 지지하는 백킹 플레이트(backing plate)(370)를 포함한다. 타겟(140)의 백킹 플레이트(370)는 통상적으로 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 물질로 제조되는 링(ring) 형태의 절연부(144)에 의해 챔버(100)로부터 분리되고 전기적으로 절연된다. 스퍼터링 플레이트(374)는 기판(104)으로 스퍼터링되는 고순도 스퍼터링 물질, 예를 들어 통상적으로 순도가 99.99% 이상인 알루미늄, 탄탈륨, 티타늄 및 다른 이러한 금속들로 구성된다. 스퍼터링 플레이트(374)는 실드(150)의 경사진 표면(320)에 인접한 경사진 엣지(322)를 구비한 둘레부를 포함하며, 상기 둘레부는 다른 플라즈마 지연 회선형 미로로서 작용하는 갭(380)을 실드(150)와의 사이에 형성한다.
다른 버전에서, 타겟(140)의 백플레이트는 스퍼터링 플레이트(374)의 반경을 지나서 연장하는 둘레 렛지(390)를 포함한다. 둘레 렛지(390)는 절연부(144)상에 안착함으로써 타겟(140)을 지지하며 절연부(144) 또는 챔버 측벽(116)에 체결될 수 있다. 둘레 렛지(390)는 스퍼터링 플레이트(374)의 경사진 엣지(322)를 지나 연장하고 챔버(100)내의 절연부(144)상에 안착하는 외측 발판 섹션(392)을 포함한다. 둘레 렛지(390)는 절연부(144) 및 실드(150)상에 스퍼터링 증착물이 증착되는 것을 감소시키도록 형상 및 크기가 결정되는 내측 범프(394)를 포함한다. 선행하는 홈(396)과 조합된 범프(394)는 챔버 벽(108), 절연부(144) 및 열 교환기(330)의 바람직하지 못한 영역상에서의 플라즈마의 형성 및 스퍼터링 프로세스 증착물의 증착을 감소시킨다. 범프(394)는 타겟(140)과 절연부(144) 사이의 갭을 통해 플라즈마 및 스퍼터링된 종의 이동 또는 유동을 방지하도록 형상, 크기 및 위치가 결정된다. 특히 범프(394)는 타겟과 절연부 사이의 갭내로 작은-각도로 스퍼터링된 증착물이 침투하는 것을 방지한다. 범프(394)는 높이가 약 1.5 내지 약 2mm인 곡선형 단면을 포함한다.
프로세스 키트(200) 및 타겟(140)의 여러 컴포넌트들은, 세정하기 위해 프로세스 키트를 제거하지 않고 프로세스 키트가 챔버 내에서 이용될 수 있는 프로세스 온-타임(on-time) 및 프로세스 사이클의 수를 상당히 증대시킨다. 이는, 세정하기 어려운 기판 둘레의 컴포넌트들 상에 형성된 스퍼터링 증착물의 양을 감소시킴으로써 달성된다. 타겟(140) 및 프로세스 키트(200)의 컴포넌트들은 스퍼터링 영역(106)내에서 증가된 전력 및 압력을 허용하도록 설계됨으로써, 타겟(140)에 인접하고 실드(150)의 상단부(316)에 인접한 다크스페이스 영역내의 온도를 감소시켜 높은 증착 생산성을 획득할 수 있다. 또한, 이는 열 교환기(330)를 이용하여 실드(150)의 열적 균일성을 개선한다. 또한, 프로세스 키트(200)는, 키트(200)가 교환되어야하기 전까지 그리고 유지보수 사이클의 실시 전까지, 적어도 85%가 더 많은 알루미늄이 챔버 내에서 증착되게 허용하도록 설계된다. 이는 챔버의 작동시간을 상당히 개선하고 프로세스 생산성을 또한 증가시킨다.
도 10 은, 지지부(130) 및 기판(104)으로부터의 거리를 함수로 하여 커버 링(212)과 증착 링(208)상에 형성된 증착물의 두께를 나타내는, 알루미늄 스퍼터 증착에서의 프로세스 키트의 스케일링된 기하학적 구조에 대해 얻어진 모델링 결과의 그래프이다. 모델링 프로그램은 PVD ProTM 프로그램이었고, 이는 타겟 및 기타 챔버 컴포넌트들의 기하학적 구조뿐만 아니라 증착되는 금속의 타입에 대한 파라미터를 이용하였다. 상기 모델은 증착 링(208) 및 커버 링(212)의 위치 및 형상에 대한 몇가지 상이한 형태를 비교할 수 있게 허용하였다. 이에 따라, 커버 링(212)의 엣지(252)의 가시선(line of sight)뿐만 아니라 증착 링(208)내의 홈(230)의 표면상에 알루미늄 증착물을 최소한으로 축적하기 위한 최적화를 허용하였다. 본 명세서에서 제시된 설계들을 획득하기 위해 공지된 성능의 기하학적 구조를 모델링함으로써, 그리고 프로토타입 하드웨어의 시운전(test run)을 이용하여 모델링 정확도가 결정되었다. 챔버 컴포넌트의 형상 및 설계 형태와 그 컴포넌트들 사이의 공간과 갭을 변경하는 것은 컴포넌트들의 표면상에서의 증착 물질의 두께를 상당히 변화시켰다는 것을 알 수 있다. 또한, 증착 링(ring) 상의 증착물의 양의 증가 속도(rate)는, x-축상의 0.5 내지 1.5의 그래프의 선형 구간의 동일 각도로서 도시된바와 같이 기판 중심으로부터의 거리가 증가하는 것과 거의 동일하게 유지되었다. 상이한 형태들에 대하여, 순수(net) 증착량의 수직방향 변화가 있으나, 곡선의 형상은 실질적으로 동일하게 유지된다.
본 발명은 본 발명의 바람직한 특정 버전들을 참조하여 설명되었지만; 다른 버전들도 가능하다. 예를 들어, 프로세스 키트(200) 및 링 조립체(202)는, 소위 당업자에게 분명한 바와 같이, 다른 타입의 용도, 예를 들어 에칭, CVD 및 에칭 챔버에 대해서도 사용될 수 있다. 증착 링(208), 커버 링(212), 실드(150) 및 승강 방지 브래킷(270)의 다른 형상 및 형태 또한 사용될 수 있다. 따라서, 첨부되는 청구범위의 사상 및 범위는 본 명세서에 기재된 바람직한 버전에 대한 설명으로 제한되지는 않아야 한다.
세정하기 위해 프로세스 키트를 제거하지 않고 프로세스 키트가 챔버 내에서 이용될 수 있는 프로세스 온-타임(on-time) 및 프로세스 사이클의 수를 상당히 증대시키고, 그에 따라 생산성을 높일 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판 프로세싱 챔버 내의 기판 지지부 주위에(about) 증착 링을 유지하기 위한 홀딩 조립체로서,
    상기 증착 링은 홀딩 포스트를 갖는 둘레 리세스 포켓을 포함하며,
    상기 홀딩 조립체는,
    (a) 상기 기판 지지부에 부착될 수 있으며 두 개의 단부를 구비하는 구속 빔; 및
    (b) 승강 방지 브래킷; 을 포함하며,
    상기 승강 방지 브래킷은,
    (i) 구속 빔의 하나의 단부를 수용하기 위한 관통 채널을 구비하는 블록; 및
    (ii) 상기 블록에 부착되는 유지 후프; 를 포함하고,
    상기 유지 후프는 상기 증착 링의 둘레 리세스 포켓 내의 상기 홀딩 포스트 상에서 활주하도록 크기가 정해지며,
    상기 유지 후프가 상기 홀딩 포스트를 둘러싸도록 상기 구속 빔의 단부 상으로 상기 관통 채널이 활주하도록 구성되는,
    홀딩 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구속 빔은 프롱 단부를 구비하며,
    상기 관통 채널은 상기 프롱 단부보다 큰 크기인 타원형 슬롯을 구비하는,
    홀딩 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강 방지 브래킷과 상기 구속 빔 사이에 위치되는 세라믹 절연체를 더 포함하는,
    홀딩 조립체.
  4. 스프터링 타겟의 스퍼터링 표면을 둘러쌀 수 있는 일체형 실드로서,
    상기 스퍼터링 타겟은 챔버의 측벽 및 기판 지지부 상에 스퍼터링 증착물이 증착되는 것을 감소시키도록 기판 프로세싱 챔버 내의 상기 기판 지지부를 마주보고,
    상기 실드는,
    (a) 원통형 외측 밴드로서, 상기 기판 지지부 및 상기 스퍼터링 타겟의 스퍼터링 표면을 둘러싸는 크기의 직경을 가지며 상단부 및 하단부를 가지는 원통형 외측 밴드;
    (b) 상기 외측 밴드의 하단부로부터 방사상 내측으로 연장하는 베이스 플레이트; 및
    (c) 원통형 내측 밴드로서, 상기 베이스 플레이트에 결합되며 상기 기판 지지부의 둘레 엣지를 부분적으로 또는 전체적으로 둘러싸는, 원통형 내측 밴드; 를 포함하며,
    상기 외측 밴드의 상단부는, 상기 스퍼터링 타겟에 인접하고 방사상 외측으로 테이퍼링된 표면을 구비하는,
    일체형 실드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    (i) 상기 외측 밴드, 상기 베이스 플레이트 및 상기 내측 밴드가 일체형 구조를 가진다는 특징; 및
    (ii) 상기 내측 밴드가 상기 외측 밴드보다 더 작은 높이를 가진다는 특징;
    중의 하나 이상의 특징을 가지는,
    일체형 실드.
  6. 기판 프로세싱 챔버 내의 원통형 실드를 냉각시키기 위한 열 교환기로서,
    상기 열 교환기는,
    (a) 플레이트로서, 원통형 실드 주위에 피팅(fit)되도록 크기가 정해지는 원형 개구를 구비하는 내측 둘레를 구비하는 플레이트, 및
    (b) 상기 플레이트 내의 다각형 도관으로서, 열 교환 유체가 관통하여 유동하는, 다각형 도관; 을 구비하며,
    상기 다각형 도관은 상기 원형 개구 주위의 다각형 패턴으로 상호연결되는 복수의 레그를 구비하고,
    상기 다각형 도관은 유입구 및 배출구를 구비하는,
    열 교환기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 플레이트는 육각형 측부를 가지는 외측 둘레를 구비하는,
    열 교환기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 레그는 상기 육각형 측부를 관통하여 예각으로 드릴링되며,
    상기 예각은 20도 내지 45도인,
    열 교환기.
  9. 실드 내에 피팅될 수 있으며 기판 프로세싱 챔버 내의 절연체 상에 안착될 수 있는 스퍼터링 타겟으로서,
    상기 스퍼터링 타겟은,
    (a) 스퍼터링 플레이트로서, 기판 상으로 스퍼터링될 스퍼터링 물질로 구성되며 경사진 엣지를 구비하는 스퍼터링 플레이트; 및
    (b) 상기 스퍼터링 플레이트를 지지하기 위한 백킹 플레이트; 를 구비하며,
    상기 백킹 플레이트는 둘레 렛지 및 내측 범프를 구비하고,
    상기 둘레 렛지는 상기 스퍼터링 플레이트의 경사진 엣지를 지나 연장하며,
    상기 둘레 렛지는 상기 챔버 내의 절연체 상에 안착하는 외측 발판 섹션을 구비하며,
    상기 내측 범프는 상기 절연체 및 실드 상에 스퍼터링 증착물이 증착되는 것을 감소시키도록 형태 및 크기가 정해지는,
    스퍼터링 타겟.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 범프는 높이가 1.5 mm 내지 2 mm인 곡선형 단면을 가지는,
    스퍼터링 타겟.
  11. 기판 프로세싱 챔버의 측벽 및 기판 지지부 상에 스퍼터링 증착물이 증착되는 것을 감소시키기 위해 기판 프로세싱 챔버 내의 상기 기판 지지부와 마주보는 스퍼터링 타겟의 스퍼터링 표면 주위에 배치하기 위한 프로세스 키트로서,
    상기 지지부는 둘레 벽 및 구속 빔을 포함하며,
    상기 둘레 벽은 기판의 돌출 엣지 아래에서 종료되고,
    상기 프로세스 키트는:
    (a) 상기 지지부를 둘러싸는 환형 밴드를 포함하는 증착 링으로서, 상기 지지부의 둘레 벽과 평행하고 상기 기판의 돌출 엣지 아래에서 종료되며 환형 밴드로부터 횡방향으로 연장하는 내측 립; 상승 릿지; 상기 내측 립과 상승 릿지 사이에 있고 상기 기판의 돌출 엣지 아래에서 부분적으로 또는 전체적으로 연장하는 내측 개방 채널; 상기 상승 릿지의 방사상 외측의 렛지; 및 홀딩 포스트를 구비하는 둘레 리세스 포켓;을 포함하는 증착 링;
    (b) 상기 증착 링을 부분적으로 또는 전체적으로 덮는 커버 링으로서, 상기 증착 링의 렛지 상에 안착하는 발판을 포함하고 상기 증착 링의 개방 내측 채널 위에 가로놓인 돌출 가장자리(brim) 및 상부 경사 표면을 포함하는 환형 쐐기부; 및 상기 환형 쐐기부로부터 하향 연장하는 하나 또는 복수의 원통형 벽;을 포함하는 커버 링; 및
    (c) 승강 방지 브래킷으로서, 상기 지지부의 구속 빔의 단부를 수용하기 위한 관통 채널을 포함하는 블록; 및 상기 증착 링의 리세스 포켓 내의 홀딩 포스트 위로 활주하기 위한 크기를 가지는 유지 후프;를 포함하는 승강 방지 브래킷; 을 포함하는,
    프로세스 키트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 증착 링은 상기 상승 릿지의 방사상 외측에 위치하고 상기 환형 밴드로부터 횡방향으로 연장하는 외측 립을 더 포함하는,
    프로세스 키트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    (i) 상기 상부 경사 표면은 상기 기판에 수직인 축선에 대해 60도 이상인 각도로 경사진다는 특징;
    (ii) 상기 원통형 벽은 외측 벽 및 상기 외측 벽보다 작은 높이를 갖는 내측 벽을 구비한다는 특징;
    (iii) 상기 돌출 가장자리는 둥근 엣지를 갖는다는 특징; 및
    (iv)) 상기 환형 쐐기부는 평평한 바닥 표면을 갖는다는 특징;
    중의 하나 이상의 특징을 가지는,
    프로세스 키트.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 블록은 상기 블록을 상기 지지부에 체결하기 위한 체결부를 수용하기 위한 수직 관통 홀을 포함하는,
    프로세스 키트.
  15. 제 11 항에 있어서,
    일체형 실드를 더 포함하며,
    상기 일체형 실드는:
    (a) 원통형 외측 밴드로서, 상기 기판 지지부 및 스퍼터링 타겟의 스퍼터링 표면을 둘러싸는 크기인 직경을 가지며 상단부 및 하단부를 가지는 원통형 외측 밴드;
    (b) 상기 외측 밴드의 하단부로부터 방사상 내측으로 연장하는 베이스 플레이트; 및
    (c) 원통형 내측 밴드로서, 상기 베이스 플레이트에 결합되고 상기 기판 지지부의 둘레 엣지를 부분적으로 또는 전체적으로 둘러싸는 원통형 내측 밴드; 를 포함하며,
    상기 원통형 외측 밴드의 상단부는, 상기 스퍼터링 타겟에 인접하고 방사상 외측으로 테이퍼링된, 표면을 가지는,
    프로세스 키트.
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