KR101504085B1 - non-contact process kit - Google Patents

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칼 브라운
푸닛 바자즈
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

비접촉 프로세스 키트를 갖는 물리기상증착 챔버와 함께, 물리기상증착(PVD) 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트가 제공된다. 일 실시예에서, 프로세스 키트는 대체로 원통형인 실드를 포함하고, 상기 실드는 실질적으로 편평한 원통형 본체, 상기 본체로부터 하부로 연장하는 하나 이상의 긴 원통형 링, 및 상기 본체의 상부 표면으로부터 상부로 연장하는 장착부를 포함한다. 다른 실시예에서, 프로세스 키트는 대체로 원통형인 증착 링을 포함한다. 상기 증착 링은 실질적으로 편평한 원통형 본체, 상기 본체의 외측 부분에 결합되는 하나 이상의 하부로 연장하는 u-채널, 상기 본체의 내측 영역의 상부 표면으로부터 상부로 연장하는 내측 벽, 및 상기 내측 벽으로부터 방사상 내측으로는 기판 지지 선반을 포함한다.Along with a physical vapor deposition chamber having a non-contact process kit, a process kit for use in a physical vapor deposition (PVD) chamber is provided. In one embodiment, the process kit includes a generally cylindrical shield, the shield comprising a substantially flat cylindrical body, at least one elongated cylindrical ring extending downwardly from the body, and a mounting portion extending upwardly from an upper surface of the body, . In another embodiment, the process kit includes a generally cylindrical deposition ring. The deposition ring includes a substantially flat cylindrical body, an u-channel extending into at least one lower portion coupled to an outer portion of the body, an inner wall extending upwardly from an upper surface of the inner region of the body, And includes a substrate support shelf inside.

Description

비접촉 프로세스 키트{NON-CONTACT PROCESS KIT}[0001] NON-CONTACT PROCESS KIT [0002]

본 발명의 실시예는 일반적으로 반도체 처리 챔버용 프로세스 키트 및 프로세스 키트를 갖는 반도체 처리 챔버에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 물리기상증착 챔버에서 사용하기에 적합한 실드 및 링을 포함하는 프로세스 키트에 관한 것이다.Embodiments of the present invention generally relate to semiconductor processing chambers having process kits and process kits for semiconductor processing chambers. More particularly, the present invention relates to a process kit comprising a shield and a ring suitable for use in a physical vapor deposition chamber.

물리기상증착(PVD) 또는 스퍼터링은 전자 소자들의 제조시 가장 일반적으로 사용되는 프로세스들 중 하나이다. PVD는 진공 챔버 내에서 실행되는 플라즈마 프로세스이며, 진공 챔버 내에서는 마이너스로 바이어스된 타겟이 비교적 무거운 원자(예를 들면, 아르곤(Ar))를 갖는 비활성 가스 또는 이러한 비활성 가스를 포함하는 가스 혼합물의 플라즈마에 노출된다. 비활성 가스의 이온에 의한 타겟의 충격(bombardment)으로 타겟 물질의 원자가 방출된다. 방출된 원자는 챔버 내에 배치된 기판 지지 페디스털 상에 놓이는 기판상에 증착되는 필름으로서 축적된다. Physical vapor deposition (PVD) or sputtering is one of the most commonly used processes in the fabrication of electronic devices. PVD is a plasma process carried out in a vacuum chamber in which a negatively biased target is an inert gas having a relatively heavy atom (for example argon (Ar)) or a plasma of a gas mixture comprising such an inert gas Lt; / RTI > Atoms of the target material are released by the bombardment of the target by the ions of the inert gas. The released atoms accumulate as a film deposited on a substrate that rests on a substrate support pedestal disposed within the chamber.

프로세스 키트는 챔버 내에 배치되어, 기판에 대하여 챔버 내에서 희망 영역에 처리 영역을 형성하는 것을 도울 수 있다. 프로세스 키트는 통상적으로 커버 링, 증착 링, 및 그라운드 실드(ground shield)를 포함한다. 방출된 원자 및 플라즈마를 처리 영역에 한정시키는 것(confining)은, 더 높은 비율의 방출된 원자가 기판상에 증착되기 때문에, 챔버 내의 다른 성분들을 증착된 물질이 없도록 유지하는 것을 돕고, 타겟 물질의 보다 효과적인 사용을 촉진한다. 증착 링은 추가적으로 기판 지지 페디스털의 둘레 상의 증착을 방지한다. 커버 링은 내측 링과 외측 링을 포함할 수 있으며, 일반적으로 증착 링과 그라운드 실드 사이에 미로 간격(labyrinth gap)을 형성하여 기판 아래에서의 증착을 방지하는데 사용된다. 커버 링은 또한 기판의 에지 아래에서의 또는 기판의 에지에서의 증착을 제어하는 것을 돕도록 활용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 커버 링은 그라운드 실드에 포함될 수 있다.A process kit may be disposed within the chamber to assist in forming a processing region in the desired region within the chamber relative to the substrate. Process kits typically include a cover ring, a deposition ring, and a ground shield. Confining the emitted atoms and plasma to the processing region helps to keep the other components in the chamber free of the deposited material because a higher proportion of the emitted atoms is deposited on the substrate, Promotes effective use. The deposition ring additionally prevents deposition on the periphery of the substrate support pedestal. The cover ring may include an inner ring and an outer ring and is typically used to form a labyrinth gap between the deposition ring and the ground shield to prevent deposition below the substrate. The cover ring may also be utilized to help control deposition below the edge of the substrate or at the edge of the substrate. In one embodiment of the invention, the cover ring may be included in a ground shield.

종래의 링 및 실드 디자인은 확고한 처리 히스토리(processing history)를 갖더라도, 임계 치수의 감소는 챔버 내의 오염원에 대한 주의를 증가시킨다. 기판 지지 페디스털이 이송 위치와 처리 위치 사이에서 상승 및 하강할 때, 링과 실드가 주기적으로 서로 접촉하기 때문에, 통상적인 디자인은 미립자 오염(particulate contamination)의 잠재적인 원인이다. Although conventional ring and shield designs have a robust processing history, a reduction in critical dimension increases attention to contamination within the chamber. Since the ring and shield periodically contact each other when the substrate support pedestal rises and falls between the transfer position and the treatment position, the conventional design is a potential source of particulate contamination.

또한, 종래의 커버 링 디자인은 챔버 벽 또는 기판 지지 페디스털과 같은 온도 제어 소스에 일반적으로 연결되지 않기 때문에, 커버 링의 온도는 프로세스 주기동안 변동이 심할 수 있다. 커버 링의 가열 및 냉각은 커버 링 상에 증착된 물질들 내에 응력을 증가시켜서, 응력을 받은 물질들을 박리(flaking)되기 쉽게 하며 입자(particle)가 발생되기 쉽게 한다. 따라서, 발명자는 챔버 오염을 최소화하는데 기여하는 프로세스 키트를 갖는 것이 유리할 것임을 깨달았다. Also, since the conventional cover ring design is not generally connected to a temperature control source such as a chamber wall or a substrate support pedestal, the temperature of the cover ring may vary during the process cycle. The heating and cooling of the cover ring increases the stresses in the materials deposited on the cover ring, making the stressed materials easier to flake and to facilitate the generation of particles. Thus, the inventors have realized that it would be advantageous to have a process kit that contributes to minimizing chamber contamination.

따라서, 기술상 개선된 프로세스 키트에 대한 요구가 존재한다.Thus, there is a need in the art for an improved process kit.

본 발명은 일반적으로 물리기상증착(PVD) 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트 및 서로 끼우는(interleaving) 프로세스 키트를 갖는 PVD 챔버를 제공한다. 일 실시예에서, 프로세스 키트는 서로 끼우는 증착 링 및 그라운드 실드를 포함한다. 증착 링은 넓은 페디스털 접촉 표면 및 복수의 기판 지지 버튼을 갖도록 형성된다. PVD 챔버 내에 설치될 때, 서로 끼우는 증착 링 및 그라운드 실드는 유리하게 기판 지지 페디스털 및 챔버 벽과 접촉하도록 유지됨으로써, 그 위에 증착되는 필름들로부터 프로세스 오염물을 실질적으로 최소화하는 우수하고 예측 가능한 온도 제어를 돕는다. 또한, 서로 끼우는 증착 링 및 그라운드 실드는 유리하게 PVD 챔버 내에서 사용중에 접촉하지 않도록 형성됨으로써, 종래의 디자인에 존재하는 잠재적인 입자 발생원을 제거한다. The present invention generally provides a PVD chamber having a process kit for use in a physical vapor deposition (PVD) chamber and a process kit interleaving. In one embodiment, the process kit includes a deposition ring and a ground shield that sandwich each other. The deposition ring is formed with a wide pedestal contact surface and a plurality of substrate support buttons. When installed in a PVD chamber, the interspersed deposition rings and ground shields are advantageously held in contact with the substrate support pedestal and the chamber walls, thereby providing an excellent and predictable temperature that substantially minimizes process contamination from the films deposited thereon Help control. In addition, the interspersed deposition rings and ground shields are advantageously formed so that they do not touch during use in the PVD chamber, thereby eliminating potential particle sources present in conventional designs.

일 실시예에서, 본 발명의 프로세스 키트는 대체로 원통형인 실드를 포함하고, 상기 실드는 실질적으로 편평한 원통형 본체, 상기 본체로부터 하부로 연장하는 하나 이상의 긴 원통형 링 및 상기 본체의 상부 표면으로부터 상부로 연장하는 장착부를 구비한다.In one embodiment, the process kit of the present invention comprises a generally cylindrical shield, the shield comprising a substantially flat cylindrical body, at least one elongated cylindrical ring extending downwardly from the body, As shown in Fig.

다른 실시예에서, 프로세스 키트는 대체로 원통형인 증착 링을 포함한다. 상기 증착 링은 실질적으로 편평한 원통형 본체, 상기 본체의 외측 부분에 결합되는 하나 이상의 하부로 연장하는 u-채널, 상기 본체의 내측 영역의 상부 표면으로부터 상부로 연장하는 내측 벽, 및 상기 내측 벽으로부터 방사상 내측으로 연장하는 기판 지지 선반을 포함한다.In another embodiment, the process kit includes a generally cylindrical deposition ring. The deposition ring includes a substantially flat cylindrical body, an u-channel extending into at least one lower portion coupled to an outer portion of the body, an inner wall extending upwardly from an upper surface of the inner region of the body, And a substrate support shelf extending inwardly.

또 다른 실시예에서, PVD 챔버의 사용중에 접촉하지 않도록 형성되는, 서로 끼우는 그라운드 실드 및 증착 링을 포함하는 PVD 챔버가 제공된다. In yet another embodiment, a PVD chamber is provided that includes a sandwiched ground shield and a deposition ring that are formed so as not to contact during use of the PVD chamber.

상기 간단히 요약되어 있는 본 발명에 대한 보다 상세한 설명은 첨부 도면에 도시된 실시예를 참조로 이루어질 수 있다. 그러나 첨부 도면은 본 발명의 단지 통상적인 실시예를 도시하며, 따라서 본 발명이 다른 동등하게 유효한 실시예를 허용할 수 있도록 그 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않음에 주의해야 한다. A more particular description of the invention, briefly summarized above, may be had by reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings. It is to be noted, however, that the appended drawings illustrate only typical embodiments of this invention and are therefore not to be considered limiting of its scope, for the invention may admit to other equally effective embodiments.

도 1은 프로세스 키트의 일 실시예를 갖는 반도체 처리 시스템의 단순화된 단면도이고,1 is a simplified cross-sectional view of a semiconductor processing system having one embodiment of a process kit,

도 2는 도 1의 기판 지지 페디스털과 접하는(interfaced) 프로세스 키트의 부분 단면도이며,Figure 2 is a partial cross-sectional view of a process kit interfaced with the substrate support pedestal of Figure 1,

도 3은 기판 지지 페디스털과 접하는 프로세스 키트의 다른 실시예의 부분 단면도이며,Figure 3 is a partial cross-sectional view of another embodiment of a process kit in contact with a substrate support pedestal,

도 4는 기판 지지 페디스털과 접하는 프로세스 키트의 다른 실시예의 부분 단면도이며,Figure 4 is a partial cross-sectional view of another embodiment of a process kit in contact with a substrate support pedestal,

도 5는 기판 지지 페디스털과 접하는 프로세스 키트의 다른 실시예의 부분 단면도이며,Figure 5 is a partial cross-sectional view of another embodiment of a process kit in contact with a substrate support pedestal,

도 6은 기판 지지 페디스털과 접하는 프로세스 키트의 다른 실시예의 부분 단면도이다.Figure 6 is a partial cross-sectional view of another embodiment of a process kit in contact with a substrate support pedestal.

이해를 돕기 위해, 도면에서 공유하고 있는 동일한 요소를 지시하기 위해, 가능한 동일한 참조 부호가 사용되었다. 일 실시예에서 개시된 요소는 특정한 설 명 없이 다른 실시예에서 유리하게 활용될 수 있는 것으로 예상된다. To facilitate understanding, identical reference numerals have been used, where possible, to designate identical elements that are common to the figures. It is contemplated that the elements disclosed in one embodiment may be advantageously utilized in other embodiments without specific description.

본 발명은 일반적으로 물리기상증착(PVD) 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트를 제공한다. 프로세스 키트는 유리하게 미립자 오염을 발생시키는 데 대한 잠재성을 감소시키며, 이는 더 긴 챔버 부품 수명과 함께 더 큰 프로세스 균일성 및 반복성을 증진시킨다. The present invention generally provides a process kit for use in a physical vapor deposition (PVD) chamber. Process kits advantageously reduce the potential for generating particulate contamination, which enhances greater process uniformity and repeatability with longer chamber part life.

도 1은 프로세스 키트(114)의 일 실시예를 갖는 예시적인 반도체 처리 챔버(150)를 도시한다. 프로세스 키트(114)는 서로 끼우는 증착 링(102) 및 그라운드 실드(162)를 포함한다. 본 발명으로부터 이익을 얻어 적응될 수 있는 처리 챔버의 일례는 캘리포니아 산타 클라라에 소재한 Applied Materials, Inc.로부터 입수 가능한 IMP VECTRA™ PVD 처리 챔버이다. 다른 제조업자로부터의 처리 챔버를 포함한, 다른 처리 챔버가 본 발명으로부터 이익을 얻어 적응될 수 있는 것으로 생각된다.FIG. 1 illustrates an exemplary semiconductor processing chamber 150 having one embodiment of a process kit 114. The process kit 114 includes a deposition ring 102 and a ground shield 162 that sandwich each other. An example of a processing chamber that may be adapted for benefit from the present invention is an IMP VECTRA (TM) PVD processing chamber available from Applied Materials, Inc. of Santa Clara, California. It is contemplated that other processing chambers, including processing chambers from different manufacturers, may be adapted for benefit from the present invention.

예시적인 처리 챔버(150)는 챔버 본체(152)를 포함하고, 챔버 본체는 배기 가능한(evacuable) 내측 체적(160)을 형성하는 바닥(154)과 덮개 조립체(156)와 측벽(158)을 갖는다. 챔버 본체(150)는 통상적으로 용접된 스테인리스 강 플레이트 또는 알루미늄의 단일 블록으로 제조된다. 측벽(158)은 일반적으로 처리 챔버(150)로부터 기판(104)의 출입을 제공하도록 밀봉 가능한 접근 포트(미도시)를 포함한다. 측벽(158)에 배치되는 펌핑 포트(122)는 펌핑 시스템(120)에 결합되며, 펌핑 시스템은 내측 체적(160)의 압력을 배출 및 제어한다. 챔버(150)의 덮개 조립체(156)는 일반적으로 환형인 실드(162)를 지지하고, 이 실드는 내측 체적(160) 내에서 형성되는 플라즈마를 기판(104) 상의 영역에 한정시키도록 증착 링(102)과 서로 끼운다. The exemplary processing chamber 150 includes a chamber body 152 having a bottom 154 and a cover assembly 156 and side walls 158 that define an evacuable internal volume 160 . The chamber body 150 is typically made of a welded stainless steel plate or a single block of aluminum. The sidewalls 158 generally include a sealable access port (not shown) to provide for the entry and exit of the substrate 104 from the process chamber 150. The pumping port 122 disposed in the side wall 158 is coupled to the pumping system 120 and the pumping system discharges and controls the pressure of the inner volume 160. The cover assembly 156 of the chamber 150 supports a generally annular shield 162 which shields the plasma formed within the interior volume 160 to a deposition ring 102).

페디스털 조립체(100)는 챔버(150)의 바닥(154)으로부터 지지된다. 페디스털 조립체(100)는 처리중에 기판(104)과 함께 증착 링(102)을 지지한다. 페디스털 조립체(100)는 리프트 기구(118)에 의해 챔버(150)의 바닥(154)에 결합되며, 리프트 기구는 (도시된 바와 같은) 상부와 하부 위치 사이에서 페디스털 조립체(100)를 이동시키도록 형성된다. 상부 위치에서, 증착 링(102)은 이격되는 관계로 실드(162)와 서로 끼워진다. 하부 위치에서, 증착 링(102)은 실드(162)로부터 분리되어, 측벽(158)에 배치된 접근 포트를 통해 링(102)과 실드(162) 사이에서 기판(104)이 챔버(150)로부터 제거되도록 한다. 추가로, 하부 위치에서, 리프트 핀들(도 2에 도시됨)이 페디스털 조립체(100)를 통해 이동되어, 페디스털 조립체(100)로부터 기판(104)을 이격시켜서, 단일 블레이드 로봇(미도시)과 같이 처리 챔버(150)의 외부에 배치되는 웨이퍼 이송 기구를 이용하여 기판(104)의 교환을 돕는다. 통상적으로 페디스털 조립체(100)와 챔버 바닥(154) 사이에 벨로우즈(186)가 배치되어 챔버 본체(152)의 내측 체적(160)을 페디스털 조립체(100)의 내측 및 챔버의 외측으로부터 격리시킨다.The pedestal assembly 100 is supported from the bottom 154 of the chamber 150. The pedestal assembly 100 supports the deposition ring 102 with the substrate 104 during processing. The pedestal assembly 100 is coupled to the bottom 154 of the chamber 150 by a lift mechanism 118 that lifts the pedestal assembly 100 between the upper and lower positions (as shown) As shown in FIG. In the upper position, the deposition ring 102 is interdigitated with the shield 162 in a spaced relationship. The deposition ring 102 is separated from the shield 162 to allow the substrate 104 to move from the chamber 150 between the ring 102 and the shield 162 through the access port disposed in the sidewall 158 To be removed. 2) is moved through the pedestal assembly 100 to separate the pedestal assembly 100 from the pedestal assembly 100 to form a single blade robot (not shown) The wafer transfer mechanism disposed outside the processing chamber 150 as shown in FIG. A bellows 186 is typically positioned between the pedestal assembly 100 and the chamber bottom 154 to allow the interior volume 160 of the chamber body 152 to be moved from the inside of the pedestal assembly 100 and from the outside of the chamber Isolate.

페디스털 조립체(100)는 일반적으로 플랫폼 하우징(108)에 밀봉 결합되는 기판 지지부(140)를 포함한다. 플랫폼 하우징(108)은 통상적으로 스테인리스 강 또는 알루미늄과 같은 금속 물질로 제조된다. 기판 지지부(140)를 열적으로 조절하기 위해 플랫폼 하우징(108) 내에는 냉각 플레이트(124)가 일반적으로 배치된다. 본 발명으로부터 이득을 얻어 적응될 수 있는 한 페디스털 조립체(100)는 1996년 4월 16일자로 Davenport 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,507,499호에서 설명된다. The pedestal assembly 100 generally includes a substrate support 140 that is sealingly coupled to the platform housing 108. The platform housing 108 is typically made of a metal material such as stainless steel or aluminum. A cooling plate 124 is generally disposed within the platform housing 108 to thermally regulate the substrate support 140. A pedestal assembly 100 is described in U.S. Pat. No. 5,507,499 issued to Davenport et al. On April 16, 1996, as long as it can be adapted to benefit from the present invention.

기판 지지부(140)는 알루미늄 또는 세라믹으로 구성될 수 있다. 기판 지지부(140)는 정전 척, 세라믹 본체, 히터, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 기판 지지부(140)는 정전 척이며, 상기 정전 척은 그 내부에 매립된 전도성 층(112)을 갖는 유전체(dielectric body; 106)를 포함한다. 유전체(106)는 통상적으로 열붕소질화물(pyrolytic boron nitride), 알루미늄 질화물(aluminum nitride), 실리콘 질화물, 알루미나, 또는 등가의 물질과 같이, 높은 열 전도성 유전체 물질로 제조된다. The substrate support 140 may be made of aluminum or ceramic. The substrate support 140 may be an electrostatic chuck, a ceramic body, a heater, or a combination thereof. In one embodiment, the substrate support 140 is an electrostatic chuck, and the electrostatic chuck includes a dielectric body 106 having a conductive layer 112 embedded therein. Dielectric 106 is typically made of a highly thermally conductive dielectric material, such as pyrolytic boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, alumina, or equivalent materials.

덮개 조립체(156)는 일반적으로 덮개(130), 타겟(132), 스페이서(182) 및 마그네트론(134)을 포함한다. 덮개(130)는 도 1 도시된 바와 같이, 폐쇄 위치에 있을 때, 측벽(158)에 의해 지지된다. 스페이서(182)와 덮개(130)와 측벽(158) 사이에는 씰들(136 : seals)이 배치되어 이들 사이의 진공 누출을 방지한다. The lid assembly 156 generally includes a lid 130, a target 132, a spacer 182, and a magnetron 134. The lid 130 is supported by the side wall 158 when in the closed position, as shown in Fig. Seals 136 are disposed between the spacer 182 and the lid 130 and the side wall 158 to prevent vacuum leakage therebetween.

타겟(132)은 덮개(130)에 결합되며 처리 챔버(150)의 내측 체적(160)에 노출된다. 타겟(132)은 PVD 프로세스 중에 기판(104) 상에 증착되는 물질을 제공한다. 스페이서(182)는 타겟(132)과 덮개(130)와 챔버 본체(152) 사이에 배치되어 타겟(132)을 덮개(130) 및 챔버 본체(152)로부터 전기적으로 격리시킨다. The target 132 is coupled to the lid 130 and exposed to the interior volume 160 of the processing chamber 150. The target 132 provides a material that is deposited on the substrate 104 during the PVD process. A spacer 182 is disposed between the target 132 and the lid 130 and the chamber body 152 to electrically isolate the target 132 from the lid 130 and the chamber body 152.

타겟(132) 및 페디스털 조립체(100)는 전력원(184)에 의해 서로에 대해 바이어스된다. 가스 소스(미도시)로부터 체적(160)으로 아르곤과 같은 가스가 공급된다. 플라즈마는 가스로부터 타겟(132)과 기판(104) 사이에 형성된다. 플라즈마 내의 이온들은 타겟(132)을 향해 가속되어, 타겟(132)으로부터 물질이 떼어지게 한다. 떼어진 타겟 물질은 기판(104) 상에 증착된다. The target 132 and the pedestal assembly 100 are biased relative to each other by a power source 184. A gas such as argon is supplied to the volume 160 from a gas source (not shown). Plasma is formed between the target 132 and the substrate 104 from the gas. The ions in the plasma are accelerated toward the target 132, causing the material to separate from the target 132. The detached target material is deposited on the substrate 104.

마그네트론(134)은 처리 챔버(150)의 외측 상의 덮개(130)에 결합된다. 마그네트론(134)은 하나 이상의 회전식 마그넷 조립체(138)를 포함하며, 회전식 마그넷은 PVD 처리중에 타겟(132)의 균일한 소모를 돕는다. 활용될 수 있는 한 마그네트론은 1999년 9월 21일자로 Or 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,953,827호에서 설명된다. The magnetron 134 is coupled to the lid 130 on the outside of the processing chamber 150. The magnetron 134 includes one or more rotary magnet assemblies 138 that assist in the uniform consumption of the target 132 during PVD processing. As far as it can be utilized, the magnetron is described in U.S. Patent No. 5,953,827, issued September 21, 1999 to Or et al.

힌지 조립체(110)는 처리 챔버(150)에 덮개 조립체(156)를 결합시킨다. 동력 설비된(motorized) 액츄에이터(116)가 힌지 조립체(110) 및/또는 덮개(130)에 결합되어 개방부와 폐쇄부 사이에서 덮개 조립체(156)의 이동을 용이하게 할 수 있다. The hinge assembly 110 engages the cover assembly 156 with the process chamber 150. A motorized actuator 116 may be coupled to the hinge assembly 110 and / or the lid 130 to facilitate movement of the lid assembly 156 between the opening and the closure.

도 2는 기판 지지 페디스털 조립체(100)와 접하는 프로세스 키트(114)의 부분 단면도이다. 도시되지는 않았지만, 프로세스 키트(114)의 실드(162)는 덮개 조립체(156)에 대해 고정된 높이로 챔버 본체(152)에 장착된다. 증착 링(102)은 상승된 위치 또는 프로세스 위치로 도시되며, 이 위치에서 증착 링(102)과 그라운드 실드(162) 사이에 미로 간격(250)이 형성되어, 플라즈마 및 증착 종(deposition species)을 기판(104)과 타겟(132) 사이에 형성되는 영역 내에 한정시킨다. 증착 링(102) 및 그라운드 실드(162)는 배리어를 추가로 제공하며, 배리어는 타겟(132)으로부터 방출된 물질이 챔버의 다른 부분 상에 부주의하게 증착되는 것을 방지한다. 따라서, 증착 링(102) 및 그라운드 실드(162)는 기판(104) 상에 증착되는 물질 층으로 타겟(132)이 효율적으로 변형되도록 돕는다. 2 is a partial cross-sectional view of a process kit 114 in abutment with a substrate support pedestal assembly 100. FIG. Although not shown, the shield 162 of the process kit 114 is mounted to the chamber body 152 at a fixed height relative to the lid assembly 156. The deposition ring 102 is shown in an elevated or process position in which a labyrinth spacing 250 is formed between the deposition ring 102 and the ground shield 162 to provide plasma and deposition species And is defined within the region formed between the substrate 104 and the target 132. The deposition ring 102 and the ground shield 162 additionally provide a barrier that prevents the material emitted from the target 132 from being inadvertently deposited on other portions of the chamber. Thus, the deposition ring 102 and the ground shield 162 help efficiently transform the target 132 into a layer of material deposited on the substrate 104.

그라운드 실드(162)는 편평하며 실질적으로 원통형인 본체(202)를 갖고, 금속과 같은 전도성 물질로 제조 및/또는 코팅될 수 있다. 그라운드 실드(162)로 사용하기 적합한 금속은 특히 스테인리스 강 및 티타늄을 포함한다. 그라운드 실드(162)용으로 선택되는 물질은 챔버 내에서 사전 형성되는 프로세스와 양립하도록 선택되어야 한다. 본체(202)는, 본체(202)와 페디스털 조립체(100)의 중심선이 실질적으로 동심이 되도록, 챔버 본체(152)에 장착된다. 도 2의 실시예에 도시된 본체(202)의 중심선(200)은 실질적으로 수직한 방위로 배향된다. 중심선(200)의 위치는 단지 예시적이며, 도면의 다른 특징과 함께 비례하지 않는다. The ground shield 162 has a body 202 that is flat and substantially cylindrical and may be made and / or coated with a conductive material such as a metal. Suitable metals for use as the ground shield 162 include, in particular, stainless steel and titanium. The material selected for the ground shield 162 should be selected to be compatible with the process that is preformed in the chamber. The body 202 is mounted to the chamber body 152 such that the centerline of the body 202 and pedestal assembly 100 are substantially concentric. The centerline 200 of the body 202 shown in the embodiment of Figure 2 is oriented in a substantially vertical orientation. The location of the centerline 200 is exemplary only, and is not proportional to other features of the drawings.

본체(202)는 상부 표면(204), 하부 표면(206), 외측 벽(220) 및 내측 에지(224)를 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 상부 표면(204) 및 하부 표면(206)은 상부 표면(204)의 경사 표면(226)을 제외하고, 중심선(200)에 실질적으로 수직하며, 경사 표면은 본체(202)의 내측 에지(224) 쪽으로 하부로 경사진다.The body 202 includes an upper surface 204, a lower surface 206, an outer wall 220, and an inner edge 224. 2, the upper surface 204 and lower surface 206 are substantially perpendicular to the centerline 200, except for the inclined surface 226 of the upper surface 204, Is inclined downward toward the inner edge (224) of the base (202).

실드 또는 커버 링을 구성할 수 있는 내측 및 외측 링(208, 210)은 하부 표면(206)으로부터 하부로 연장한다. 링(208, 210)은 (본체(202)의 일반적인 형상에 비해) 일반적으로 긴 원통이다. 도 2에 도시된 실시예에서, 링(208, 210)은 대체로 평행하며 이격된 관계로 배향된다. 외측 링(210)은 또한 외측 벽(220)의 외경과 동일한 외경을 가질 수 있다.The inner and outer rings 208, 210, which may form a shield or a covering ring, extend downwardly from the lower surface 206. The rings 208, 210 are generally long cylinders (compared to the general shape of the body 202). In the embodiment shown in FIG. 2, the rings 208, 210 are oriented in a generally parallel, spaced relationship. The outer ring 210 may also have the same outer diameter as the outer diameter of the outer wall 220.

장착 섹션(212)은 외측 벽(220)을 따라 상부 표면(204)으로부터 상부로 연장한다. 장착 섹션(212)은 내측 벽(214), 내측 테이퍼(216), 외측 벽(222) 및 장착 플랜지(218)를 포함한다. 내측 벽(214)은 상부 표면(204)으로부터 내측 테이퍼(216)까지 실질적으로 수직한 배향으로 상부로 연장한다. 내측 테이퍼(216)는 상부로 및 외측으로 연장하여 (도 1에 도시된) 타겟(130)과 실드(162) 사이에 간극을 제공한다. 외측 벽(222)은 일반적으로 본체(202)의 외측 벽(220)의 외경보다 더 큰 직경을 갖는다. The mounting section 212 extends upwardly from the upper surface 204 along the outer wall 220. The mounting section 212 includes an inner wall 214, an inner taper 216, an outer wall 222, and a mounting flange 218. The inner wall 214 extends upwardly in an orientation that is substantially perpendicular from the top surface 204 to the inner taper 216. The inner taper 216 extends upwardly and outwardly to provide a gap between the target 130 and the shield 162 (shown in FIG. 1). The outer wall 222 generally has a larger diameter than the outer diameter of the outer wall 220 of the body 202.

장착 플랜지(218)는 외측 벽(222)으로부터 외측으로 연장하며, 본체(152) 및/또는 덮개 조립체(156)와 맞물려 실드(162)를 적소에 고정시킨다. 장착 플랜지(218)는 복수의 구멍들 및/또는 슬롯들을 포함하여 본체(152) 및/또는 덮개 조립체(156)에 대한 결합을 용이하게 할 수 있다. 실드(162)가 장착되는 본체(152) 및/또는 덮개 조립체(156)는 열적으로 조절되기 때문에, 장착 플랜지(218)의 온도 제어는 전도를 통해 가능해진다. The mounting flange 218 extends outwardly from the outer wall 222 and engages the body 152 and / or the cover assembly 156 to secure the shield 162 in place. The mounting flange 218 may include a plurality of holes and / or slots to facilitate engagement with the body 152 and / or the cover assembly 156. The temperature control of the mounting flange 218 is enabled by conduction because the body 152 and / or the cover assembly 156 to which the shield 162 is mounted is thermally regulated.

그라운드 실드(162)의 일부 부분들은 코팅, 텍스처(textured), 또는 달리 처리(treated)될 수 있다. 일 실시예에서, 그라운드 실드(162)는 적어도 일부의 표면상에서 거칠어진다. 거칠어짐(Roughening)(예를 들면, 텍스처링)은 다른 적합한 프로세스 중에서 에칭, 엠보싱(embossing), 연삭(abrading), 비드 분사(bead blasting), 그릿 분사(grit blasting), 연마(grinding), 또는 샌딩(sanding)에 의해 이루어질 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 그라운드 실드(162)의 모든 표면은 비드 분사된다. 비드 분사된 그라운드 실드의 표면은 일반적으로 약 250 마이크로인치 또는 그보다 큰 중심선 평균 거칠기를 갖는다. Some portions of the ground shield 162 may be coated, textured, or otherwise treated. In one embodiment, the ground shield 162 is roughened on at least some surfaces. Roughening (e. G., Texturing) may be performed by any suitable process including etching, embossing, abrading, bead blasting, grit blasting, grinding, or by sanding. In the embodiment shown in Figure 2, all surfaces of the ground shield 162 are bead sprayed. The surface of the bead sprayed ground shield generally has a center line average roughness of about 250 microinches or greater.

증착 링(102)은 편평하며 실질적으로 원통형인 본체(252)를 가지며, 전도성 또는 비전도성 물질로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 증착 링(102)은 석영과 같은 세라믹 물질, 알루미늄 산화물 또는 다른 적합한 물질로 제조된다. The deposition ring 102 has a body 252 that is flat and substantially cylindrical and can be made of a conductive or non-conductive material. In one embodiment, the deposition ring 102 is made of a ceramic material, such as quartz, aluminum oxide, or other suitable material.

본체(252)는 일반적으로 외측 부분(274), 내측 부분(276), 하부 표면(256) 및 상부 표면(254)을 포함한다. 상부 표면(254)은 홈(258)을 포함하며, 홈은 실드(162)와 링(102)이 서로 가까이 위치될 때 실드(162)의 립(228)을 수용한다. 하부 표면(256)은 페디스털 조립체(100)의 둘레에 형성된 선반(240) 상에 놓도록 형성된다. 하부 표면(256)은 선반(240)과의 우수한 열 접촉을 촉진하도록 편평할 수 있고 및/또는 매끄러운 표면 마무리될 수 있다. 하부 표면(256)과 선반(240) 사이의 (통상적인 디자인에 비해) 비교적 큰 접촉 영역은 본체(252)의 비교적 얇은 링 단면적과 함께 링(102)과 페디스털 조립체(100) 사이에 우수한 열 전달을 제공한다. 따라서, 링(102)의 온도는 페디스털 조립체(100)와의 열 전달을 통해 일정한 온도로 쉽게 유지될 수 있다.The body 252 generally includes an outer portion 274, an inner portion 276, a lower surface 256 and an upper surface 254. The upper surface 254 includes a groove 258 that receives the lip 228 of the shield 162 when the shield 162 and the ring 102 are positioned proximate to each other. A lower surface 256 is formed to rest on the shelf 240 formed around the pedestal assembly 100. The lower surface 256 may be flat and / or smooth surface finish to promote good thermal contact with the shelf 240. A relatively large contact area (as compared to the conventional design) between the lower surface 256 and the shelf 240 is excellent between the ring 102 and the pedestal assembly 100 with a relatively thin ring cross-sectional area of the body 252 Provides heat transfer. Thus, the temperature of the ring 102 can be easily maintained at a constant temperature through heat transfer with the pedestal assembly 100.

일 실시예에서, 하나 또는 그보다 많은 온도 제어 요소(246)가 페디스털 조립체(100) 내에서 선반(240) 바로 아래에 배치되어, 기판(104)의 온도를 제어하도록 활용되는 페디스털 조립체(100)의 특징과 독립적으로 링(102)의 온도 제어를 향상시킬 수 있다. 온도 제어 요소(246)는, 열 전달 유체가 통과하여 유동하도록 하는 하나 또는 그보다 많은 도관, 저항 가열식 요소 등을 포함할 수 있다. 온도 제어 요소(246)의 출력은 전력원, 열전달 유체 공급원 등과 같은 하나 또는 그보다 많은 적합한 온도 제어 소스(248)에 의해 제어된다. One or more temperature control elements 246 are disposed in pedestal assembly 100 directly below shelf 240 to control the temperature of substrate 104. In one embodiment, The temperature control of the ring 102 can be improved independently of the characteristics of the ring 100. The temperature control element 246 may include one or more conduits, resistive heating elements, or the like to allow heat transfer fluid to flow therethrough. The output of the temperature control element 246 is controlled by one or more suitable temperature control sources 248, such as a power source, a heat transfer fluid source,

내측 벽(260)은 내측 부분(276)으로부터 기판 지지 플랜지(262)까지 상부로 연장한다. 내측 벽(260)은 페디스털 조립체(100)의 상부 표면(244)에 대해 선반(240)을 결합시키는 단(242)과 벽(260) 사이의 간격을 유지하도록 선택되는 내경을 갖는다. 내측 벽(260)은 페디스털 조립체(100)의 상부 표면(244)과 링(102)의 플랜지(262) 사이의 간격을 유지하도록 선택되는 높이를 갖는다.The inner wall 260 extends upwardly from the inner portion 276 to the substrate support flange 262. The inner wall 260 has an inner diameter selected to maintain the spacing between the end 260 and the end 242 joining the shelf 240 to the upper surface 244 of the pedestal assembly 100. The inner wall 260 has a height selected to maintain the spacing between the upper surface 244 of the pedestal assembly 100 and the flange 262 of the ring 102.

기판 지지 플랜지(262)는 내측 벽(260)의 상단으로부터 내측으로 연장하며, 페디스털 조립체(100)의 상부 표면(244)의 외측 에지를 덮는다. 일 실시예에서, 플랜지(262)는 내측 벽(260)에 대체로 수직하며, 하부 및 상부 표면(256, 254)에 평행하다. 플랜지(262)는 복수의 기판 지지 버튼(264)을 포함하고, 기판 지지 버튼은 플랜지(262)의 상부 표면상에서 이격된 기판(104)을 지지한다. 버튼(264)은 둥글린 형상, 원통형 형상, 절두형(truncated) 원뿔 형상, 또는 다른 적합한 형상을 가질 수 있다. 버튼(264)은 기판(104)과 링(102) 사이의 접촉을 최소화한다. 버튼(264)과 기판(104) 사이의 최소 접촉은 링(102)과 기판(104) 사이의 열 전달을 최소화하면서 잠재적인 입자 발생을 감소시킨다. 일 실시예에서, 3개의 버튼(264)은 원형 배열(polar array)로 대칭적으로 배열되며, 약 1mm의 높이를 갖는다. The substrate support flange 262 extends inwardly from the top of the inner wall 260 and covers the outer edge of the top surface 244 of the pedestal assembly 100. In one embodiment, the flanges 262 are generally perpendicular to the inner wall 260 and parallel to the lower and upper surfaces 256, 254. The flange 262 includes a plurality of substrate support buttons 264 that support the substrate 104 spaced on the upper surface of the flange 262. The button 264 may have a rounded shape, a cylindrical shape, a truncated conical shape, or other suitable shape. The button 264 minimizes contact between the substrate 104 and the ring 102. The minimal contact between the button 264 and the substrate 104 reduces potential particle generation while minimizing the heat transfer between the ring 102 and the substrate 104. In one embodiment, the three buttons 264 are symmetrically arranged in a polar array and have a height of about 1 mm.

상부로 향하는 u-채널(266)은 일반적으로 본체(252)의 외측 부분(274)에 형성된다. u-채널(266)은 바닥(270)에 의해 외측 레그(272)에 결합되는 내측 레그(268)를 갖는다. 내측 레그(268)는 본체(252)의 하부 표면(256)으로부터 하부로 연장하며, 링(102)과 페디스털 조립체(100) 사이의 간격을 유지하도록 선택되는 내경을 갖는다.An upwardly facing u-channel 266 is generally formed in the outer portion 274 of the body 252. The u-channel 266 has an inner leg 268 that is coupled to the outer leg 272 by a bottom 270. The inner leg 268 extends downwardly from the lower surface 256 of the body 252 and has an inner diameter selected to maintain the spacing between the ring 102 and the pedestal assembly 100.

내측 및 외측 레그(268, 272)는 (링(102)의 본체(252)에 비해) 각각 전체적으로 긴 원통 형상을 갖는다. 도 2에 도시된 실시예에서, 레그(268, 272)는 대체로 평행하게 이격된 관계로 배향되며, 그라운드 실드(162)의 내측 링(208)과 서로 끼우도록 형성된다. The inner and outer legs 268 and 272 (as compared to the body 252 of the ring 102) each have a generally cylindrical shape as a whole. In the embodiment shown in FIG. 2, the legs 268, 272 are oriented in a generally parallel spaced relationship and are configured to mate with the inner ring 208 of the ground shield 162.

레그(268, 272)와 내측 링(208) 사이의 간격은 미로 간격(250)의 외측 영역을 형성한다. 미로 간격(250)의 내측 영역은 실드(162)의 립(228)과 증착 링(102)의 벽(260)과 홈(258) 사이에 형성된다. 립(228)과 증착 링(102) 사이의 간격은 페디스털 조립체(100)를 향하는 기판(104)의 측면상에 증착을 촉진하거나 최소화하도록 선택될 수 있다.The spacing between the legs 268, 272 and the inner ring 208 forms an outer region of the labyrinth spacing 250. The inner region of the labyrinth gap 250 is defined between the lip 228 of the shield 162 and the wall 260 of the deposition ring 102 and the groove 258. The spacing between the lip 228 and the deposition ring 102 may be selected to promote or minimize deposition on the side of the substrate 104 toward the pedestal assembly 100.

미로 간격(250)의 내측 영역으로의 입구가 기판(104)에 의해 부분적으로 덮히고 내측 체적(160) 내의 스퍼터 타겟 물질의 궤도로부터 빗나가기 때문에, 종래의 디자인에 비해 미로 간격(250) 내의 증착 강화 및 브리징(deposition build up and bridging)이 덜 일어날 것이며, 이에 따라 프로세스 키트(114)의 세척 사이의 사용 기간을 연장시킨다. 또한, 프로세스 키트(114)의 증착 링(102) 및 그라운드 실드(162)는 절대로 접촉하게 되지 않기 때문에, 잠재적인 입자 발생원이 제거된다. 또한, 프로세스 키트(114)의 그라운드 실드(162) 및 증착 링(102)이 이들의 지지 구조물(예를 들면, 페디스털 조립체(100) 및 챔버 본체(152)/덮개 조립체(156))과 우수한 열 접촉을 유지하기 때문에, 키트(114)의 열 제어가 향상된다. 향상된 열 제어는 키트(114) 상에 증착된 필름의 응력 관리를 가능하게 하여, 종래의 디자인에 비해 입자 발생을 덜 시킨다.Because the entrance to the inner region of the labyrinth interval 250 is partially covered by the substrate 104 and deviates from the trajectory of the sputter target material within the inner volume 160, Deposition build up and bridging will occur less frequently, thereby extending the period of use between cleaning of the process kit 114. In addition, since the deposition ring 102 and the ground shield 162 of the process kit 114 never come into contact, the potential source of particles is eliminated. It should also be appreciated that the ground shield 162 and deposition ring 102 of the process kit 114 may be connected to these support structures (e.g. pedestal assembly 100 and chamber body 152 / shroud assembly 156) Because of the excellent thermal contact maintained, the thermal control of the kit 114 is improved. Enhanced thermal control enables stress management of the films deposited on the kit 114, resulting in less particle generation compared to conventional designs.

도 3은 기판 지지 페디스털(100)과 접하는 프로세스 키트(300)의 다른 실시예의 단면도이다. 프로세스 키트(300)는 미로 간격(350)을 형성하도록 서로 끼워지는 그라운드 실드(304) 및 증착 링(302)을 일반적으로 포함한다.3 is a cross-sectional view of another embodiment of a process kit 300 in contact with a substrate support pedestal 100. FIG. The process kit 300 generally includes a ground shield 304 and a deposition ring 302 that fit together to form a labyrinth gap 350.

그라운드 실드(304)는 전술한 그라운드 실드와 대체로 유사하다. 도 3에 도시된 실시예에서, 실드(304)는 원통형 본체(306)를 포함하고, 원통형 본체는 상부 표면(308), 하부 표면(310), 내측 에지(312) 및 외측 벽(314)을 갖는다. 상부 표면(308)은 경사 표면(316)을 포함한다. 본체(306)의 하부 표면(310)은 내측 및 외측 링(208, 210)을 포함한다. 일 실시예에서, 내측 에지(312)는 경사 표면(316)을 실질적으로 절두(truncates)한다. The ground shield 304 is substantially similar to the above-described ground shield. 3, the shield 304 includes a cylindrical body 306 having a top surface 308, a bottom surface 310, an inner edge 312, and an outer wall 314 . The top surface 308 includes an inclined surface 316. The lower surface 310 of the body 306 includes inner and outer rings 208, 210. In one embodiment, the inner edge 312 substantially truncates the sloped surface 316. In one embodiment,

증착 링(302)은 전술한 증착 링과 대체로 유사하며, 링(302)의 상부 표면(254) 상에 형성된 트랩(352)을 추가한다. 트랩(352)은 링(302)의 상부 표면(254)과 트랩 벽(trap wall; 360) 사이에 형성된다. The deposition ring 302 is substantially similar to the deposition ring described above and adds a trap 352 formed on the top surface 254 of the ring 302. A trap 352 is formed between the upper surface 254 of the ring 302 and the trap wall 360.

트랩 벽(360)은 링(302)의 상부 표면(254)으로부터 립(356)으로 연장하는 링(354)을 포함한다. 립(356)은 상부 표면(254)과 내측 벽(260)의 연결점을 향해 내측으로 및 하부로 연장한다. 립(356)의 원위 단부는, 트랩(352)의 상부 천장이 립(356)의 원위 단부보다 더 높도록, 링(354) 옆의 립(356)의 일부보다 상부 표면(254)에 일반적으로 더 가깝다. 이러한 기하학적 구조는 증착 강화 없이 증착 물질의 포착을 용이하게 하여, 기판(104)과 립(356) 사이에 형성된 간격의 브리징(bridging)을 방지한다. The trap wall 360 includes a ring 354 extending from the upper surface 254 of the ring 302 to the lip 356. The lip 356 extends inwardly and downward toward the connection point of the upper surface 254 and the inner wall 260. The distal end of the lip 356 is generally located on the upper surface 254 rather than a portion of the lip 356 next to the ring 354 such that the upper ceiling of the trap 352 is higher than the distal end of the lip 356. [ It is closer. This geometry facilitates capture of the deposition material without deposition enhancement, thereby preventing bridging of the spacing formed between the substrate 104 and the lip 356.

일 실시예에서, 링(354)의 상부 표면은 정점(apex; 366)에서 만나는 외측 경사 벽(362)과 내측 경사 벽(364)을 포함한다. 내측 경사 벽(364)은 정점(366)으로부터 립(356)까지 하부로 연장한다. 외측 경사 벽(362)은 정점(366)으로부터 외측 트랩 벽(368)까지 하부로 연장한다. 증착 링(302)의 외측 경사 벽(362) 및 실드(304)의 내측 에지(312)는 내측 체적(160)의 처리 영역으로부터 미로 간격(350)으로의 입구를 형성한다. In one embodiment, the upper surface of the ring 354 includes an outer inclined wall 362 and an inner inclined wall 364 that meet at apex 366. In one embodiment, Inner sloping wall 364 extends downward from apex 366 to lip 356. The outer ramp wall 362 extends downward from the apex 366 to the outer trap wall 368. The outer ramp wall 362 of the deposition ring 302 and the inner edge 312 of the shield 304 form an inlet from the processing volume of the inner volume 160 to the labyrinth gap 350.

도 3의 프로세스 키트(300)는 미로 간격(350)을 통한 플라즈마 격리 구조(plasma isolation feature)를 트랩(352)을 통한 에지 증착 제어로부터 분리한다. 추가로, 이 실시예에서 정합하는 증착 링(302)을 제조하는데 필요한 재료에 대한 상당한 증가 없이, 실드(304)의 내경과 외경 사이의 간격이 실질적으로 감소되기 때문에, 제조 비용이 감소된다. The process kit 300 of FIG. 3 separates the plasma isolation feature through the labyrinth spacing 350 from the edge deposition control through the trap 352. Additionally, the fabrication cost is reduced because, in this embodiment, the gap between the inner and outer diameters of the shield 304 is substantially reduced, without a significant increase in the material required to fabricate the matching deposition ring 302.

도 4는 기판 지지 페디스털(100)과 접하는 프로세스 키트(400)의 다른 실시예의 단면도이다. 프로세스 키트(400)는 미로 간격(450)을 형성하도록 서로 끼워지는 그라운드 실드(404) 및 증착 링(402)을 일반적으로 포함한다.4 is a cross-sectional view of another embodiment of a process kit 400 in contact with a substrate support pedestal 100. FIG. Process kits 400 generally include a ground shield 404 and a deposition ring 402 that fit together to form a maze clearance 450.

그라운드 실드(404)는 도 1 및 도 2를 참조로 전술된 그라운드 실드와 대체로 유사하다. 도 4에 도시된 실시예에서, 실드(404)는 편평한 원통형 본체(406)를 포함하고, 원통형 본체는 상부 표면(408), 하부 표면(410), 내측 에지(412) 및 외측 벽(414)을 갖는다. 상부 표면(408)은 경사 표면(416)을 포함한다. 본체(406)의 하부 표면(410)은 원통형 링(418)을 갖는다.The ground shield 404 is generally similar to the ground shield described above with reference to Figures 1 and 2. 4, the shield 404 includes a flat cylindrical body 406 having a top surface 408, a bottom surface 410, an inner edge 412, and an outer wall 414. In this embodiment, Respectively. The top surface 408 includes an inclined surface 416. The lower surface 410 of the body 406 has a cylindrical ring 418.

원통형 링(418)은 하부로 및 외측으로 연장하며, 증착 링(402)과 서로 끼운다. 도 4에 도시된 실시예에서, 링(418)은 실드(404)의 중심선에 대해 약 5 내지 35도의 배향을 갖는다.The cylindrical ring 418 extends downward and outward and fits together with the deposition ring 402. In the embodiment shown in FIG. 4, the ring 418 has an orientation of about 5 to 35 degrees with respect to the centerline of the shield 404.

증착 링(402)은 전술된 증착 링과 대체로 유사하며, 경사진 u-채널(420)을 추가로 갖는다. u-채널(420)은 바닥(426)에 의해 외측 레그(424)에 결합되는 내측 레그(422)를 포함한다. 레그(422, 424)는 링(402)의 중심선에 대해 약 5 내지 35도의 배향을 갖는다. 도 4에 도시된 실시예에서, 레그(422, 424)는 실드(404)의 원통형 링(418)과 동일한 각도로 배향된다. The deposition ring 402 is generally similar to the deposition ring described above, and has an inclined u-channel 420 additionally. The u-channel 420 includes an inner leg 422 that is coupled to the outer leg 424 by a bottom 426. The legs 422 and 424 have an orientation of about 5 to 35 degrees with respect to the centerline of the ring 402. In the embodiment shown in FIG. 4, the legs 422,424 are oriented at the same angle as the cylindrical ring 418 of the shield 404.

외측 레그(424)의 원위 단부의 내경은 일반적으로 링(418)의 원위 단부를 해제하도록 선택되어서, 실드(404) 및 증착 링(402)은 기판 교환을 용이하게 하기 위해 페디스털 조립체(100)가 하강될 때, 간섭 없이 분리될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같은 프로세스 위치로 페디스털 조립체(100)가 상승될 때, 레그(422, 424) 및 링(418)은 미로 간격(450)의 외측 부분을 형성한다.The inner diameter of the distal end of the outer leg 424 is generally selected to release the distal end of the ring 418 so that the shield 404 and the deposition ring 402 can be removed from the pedestal assembly 100 When it is lowered, it can be separated without interference. Legs 422 and 424 and ring 418 form an outer portion of maze clearance 450 when pedestal assembly 100 is raised to a process position as shown in FIG.

선택적으로, (가상으로 도시된) 연장부(430)가 외측 레그(424)의 원위 단부에 형성될 수 있다. 연장부(430)는 길어지며 미로 간격(450)에 대해 추가의 회전(turns)을 더한다. 연장부(430)는 플랜지(432) 및 말단 링(434)을 포함한다. 플랜지(432)는 외측 레그(424)의 원위 단부로부터 말단 링(434)까지 외측으로 연장한다. 말단 링(434)은 페디스털 조립체(100)가 도시된 바와 같은 상승 위치에 있을 때, 실드(404)의 외측 벽(414)을 이격된 관계로 둘러싸도록 선택되는 내경을 갖는다.Optionally, an extension 430 (shown in phantom) may be formed at the distal end of the outer leg 424. The extension 430 is elongated and adds additional turns to the maze interval 450. The extension 430 includes a flange 432 and a distal ring 434. The flange 432 extends outwardly from the distal end of the outer leg 424 to the distal ring 434. The distal ring 434 has an inner diameter selected to surround the outer wall 414 of the shield 404 in spaced relationship when the pedestal assembly 100 is in the raised position as shown.

도 4의 프로세스 키트(400)는 제조하는데 경제적이며, 전술한 바와 같이종래의 디자인에 비해 이점을 갖는다.The process kit 400 of FIG. 4 is economical to manufacture and has advantages over conventional designs, as described above.

도 5는 기판 지지 페디스털(100)과 접하는 프로세스 키트(500)의 다른 실시예의 단면도이다. 프로세스 키트(500)는 미로 간격(550)을 형성하도록 서로 끼워지는 그라운드 실드(504) 및 증착 링(502)을 일반적으로 포함한다. 5 is a cross-sectional view of another embodiment of a process kit 500 in contact with a substrate support pedestal 100. FIG. Process kits 500 generally include a ground shield 504 and a deposition ring 502 that fit together to form a maze gap 550.

그라운드 실드(504)는 도 3 및 도 4를 참조로 전술된 그라운드 실드와 대체로 유사하다. 도 5에 도시된 실시예에서, 실드(504)는 원통형 본체(506)를 포함하고, 원통형 본체는 상부 표면(308), 하부 표면(310), 내측 에지(312) 및 외측 벽(314)을 갖는다. 상부 표면(308)은 경사 표면(316)을 포함한다. 본체(306)의 하부 표면(310)은 원통형 링(418)을 포함한다. 원통형 링(418)은 하부로 및 외측으로 연장하며, 증착 링(502)과 서로 끼운다. The ground shield 504 is generally similar to the ground shield described above with reference to Figures 3 and 4. 5, the shield 504 includes a cylindrical body 506 having a top surface 308, a bottom surface 310, an inner edge 312, and an outer wall 314 . The top surface 308 includes an inclined surface 316. The bottom surface 310 of the body 306 includes a cylindrical ring 418. The cylindrical ring 418 extends downward and outward and fits together with the deposition ring 502.

증착 링(502)의 내측 부분은 도 3을 참조로 전술된 증착 링(302)과 대체로 유사하다. 링(502)은 링(502)의 상부 표면(254) 상에 형성된 트랩(352)을 포함한다. 트랩(352)은 상부 표면(254)과 트랩 벽(360) 사이에 형성된다. 트랩 벽(360)은 링(354), 립(356) 및 정점(366)에서 만나는 경사 표면(362, 364)을 포함한다. The inner portion of the deposition ring 502 is substantially similar to the deposition ring 302 described above with reference to FIG. Ring 502 includes a trap 352 formed on top surface 254 of ring 502. Trap 352 is formed between upper surface 254 and trap wall 360. Trap wall 360 includes ring 354, lip 356 and sloped surfaces 362 and 364 that meet at apex 366.

증착 링(502)의 외측 부분은 도 4를 참조로 전술된 증착 링(402)과 대체로 유사하다. 링(502)은 경사진 u-채널(420)을 포함한다. u-채널(420)은 바닥(426)에 의해 외측 레그(424)에 결합되는 내측 레그(422)를 포함한다. 레그(422, 424)는 전술한 바와 같이, 실드(504)의 원통형 링(418)과 서로 끼워지도록 형성된다.The outer portion of the deposition ring 502 is substantially similar to the deposition ring 402 described above with reference to FIG. The ring 502 includes a sloped u-channel 420. The u-channel 420 includes an inner leg 422 that is coupled to the outer leg 424 by a bottom 426. The legs 422 and 424 are formed to fit together with the cylindrical ring 418 of the shield 504, as described above.

도 6은 기판 지지 페디스털(100)과 접하는 프로세스 키트(600)의 다른 실시예의 단면도이다. 프로세스 키트(600)는 미로 간격(650)을 형성하도록 서로 끼워지는 그라운드 실드(662) 및 증착 링(620)을 일반적으로 포함한다. 증착 링(620) 및 실드(662)는 전술한 바와 같은 그라운드 실드(162) 및 증착 링(102)과 실질적으로 유사하며, 따라서 유사한 구성은 간결성을 위해 더 설명하지 않고 동일한 참조 부호로 제시된다. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of a process kit 600 in contact with a substrate support pedestal 100. As shown in FIG. The process kit 600 generally includes a ground shield 662 and a deposition ring 620 sandwiched together to form a maze gap 650. The deposition ring 620 and the shield 662 are substantially similar to the ground shield 162 and the deposition ring 102 as described above and thus similar configurations are provided with the same reference numerals without further explanation for brevity.

도 6에 도시된 실시예에서, 증착 링(620)의 내측 벽(260)은 기판 지지 단부(622)를 갖는다. 기판 지지 단부(622)는 내측 벽(260)의 방사상 내측으로 연장하지 않는다. 기판 지지 단부(622)는 페디스털 조립체(100)의 표면(244) 상에서 기판(104)을 지지하도록 형성되는 기판 안착 표면을 제공하며, 일 실시예에서 실질적으로 편평하며 링(620)의 중심선에 대해 수직하다. 일 실시예에서, 내측 벽(260)은 약 0.45 인치의 높이를 갖는다. 증착 링 플랜지(262)의 하부 표면(256)과 내측 벽(260) 사이의 교차점은 예를 들면 45도 각도로 경사가 형성되어, 페디스털 조립체(100)에 추가 간극을 제공할 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 6, the inner wall 260 of the deposition ring 620 has a substrate support end 622. The substrate support end 622 does not extend radially inward of the inner wall 260. The substrate support end 622 provides a substrate seating surface that is configured to support the substrate 104 on the surface 244 of the pedestal assembly 100 and is substantially planar in one embodiment, Lt; / RTI > In one embodiment, the inner wall 260 has a height of about 0.45 inches. The intersection between the lower surface 256 of the deposition ring flange 262 and the inner wall 260 can be angled, for example at a 45 degree angle, to provide additional clearance to the pedestal assembly 100.

도 6에 도시된 일 실시예에서, 증착 링(620)은 점선(624)으로 지시된 바와 같이, 그 상부 표면에 또한 텍스처될 수 있다. 텍스처된 표면은 링(620) 상에 증착된 물질에 대한 향상된 점착성을 제공하여, 증착된 물질의 입자 또는 박편이 링(620)으로부터 쉽게 분리되지 않으며 처리 과정에 걸쳐서 쉽게 처리 오염물이 되지 않는다. 이렇게 점착된 증착 물질은 현장(in-situ) 및/또는 현장외(ex-situ)의 세척 프로세스를 활용하여 링(620)으로부터 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 링은 전술된 바와 같이 텍스처될 수 있다.6, the deposition ring 620 may also be textured on its upper surface, as indicated by dashed line 624. The textured surface provides enhanced tackiness for the material deposited on the ring 620 such that the particles or flakes of the deposited material are not easily separated from the ring 620 and do not readily become a processing contaminant during processing. This deposited deposition material may be removed from the ring 620 utilizing an in-situ and / or ex-situ cleaning process. In one embodiment, the ring may be textured as described above.

그라운드 실드(662)는 장착 섹션(212)을 포함하고, 장착 섹션은 상부의 외경(604)에 형성되는 단(606)을 갖는다. 단(606)은 외경(604)을 실질적으로 수평한 상부 표면(602)에 결합시킨다. 전이 반경(608)은 그라운드 실드(662)의 외측 벽(222) 및 상부의 외측 벽(604)을 결합시킨다.The ground shield 662 includes a mounting section 212 and the mounting section has an end 606 formed in the upper outer diameter 604. The end 606 couples the outer diameter 604 to the substantially horizontal upper surface 602. The transition radius 608 couples the outer wall 222 of the ground shield 662 and the upper outer wall 604.

립(610)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상부의 외측 벽(604)으로부터 및 전이 반경(608) 너머로 하향 연장한다. 립(610)은 처리 챔버와 그라운드 실드(662) 사이에 감소된 접촉 영역을 제공한다. The lip 610 extends downwardly from the upper outer wall 604 and beyond the transition radius 608, as shown in FIG. The lip 610 provides a reduced contact area between the process chamber and the ground shield 662.

그라운드 실드(662)의 상부의 내측 표면은 점선(652)으로 지시된 바와 같이 텍스처될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 그라운드 실드의 텍스처된 표면은 증착 물질의 향상된 점착성을 제공하여 증착 재료가 후에 프로세스 오염물이 되지 않을 수 있다. The inner surface of the top of the ground shield 662 may be textured as indicated by the dashed line 652. As discussed above, the textured surface of the ground shield provides enhanced tackiness of the deposition material so that the deposition material may not become a process contaminant later.

그라운드 실드(662)의 립(228)은 실드 본체(202)의 하부 표면(206)과 립(228) 사이의 전이부에 형성되는 홈(612)을 또한 포함할 수 있다. 이 홈(612)은 링(620)의 홈(258) 내에 증착된 대량의 물질을 수용하도록 링(620)과 실드(662) 사이에 추가의 간극을 제공한다.The lip 228 of the ground shield 662 may also include a groove 612 formed in the transition between the lower surface 206 of the shield body 202 and the lip 228. This groove 612 provides additional clearance between the ring 620 and the shield 662 to accommodate the large amount of material deposited within the groove 258 of the ring 620.

전술된 프로세스 키트와 같이, 도 6의 프로세스 키트(600)는 제조하기에 경제적이며, 전술된 바와 같이 종래의 디자인에 비해 이점을 갖는다.Like the process kit described above, the process kit 600 of FIG. 6 is economical to manufacture and has advantages over conventional designs, as described above.

따라서, 프로세스 키트의 증착 링과 그라운드 실드가 작동중에 접촉하지 않기 때문에, 미립자 발생에 대한 잠재성이 유리하게 감소하는, PVD 프로세스 챔버용 프로세스 키트가 설명되었다. 또한, 키트의 링 및 실드는 온도 제어되는 표면과 접촉하여 유지되기 때문에, 프로세스 키트의 온도는 열 주기(thermal cycling)를 감소 및/또는 제거시키도록 제어될 수 있으며, 이에 따라 프로세스 키트 상에 증착되는 물질 내에 포함된 응력을 관리할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로세스 키트는 소형 디자인 및 종래의 프로세스 키트에 존재하는 제 3 링의 제거로 인해, 매력적인 제조 비용을 제공한다. Thus, a process kit for a PVD process chamber has been described wherein the potential for particulate generation is advantageously reduced because the deposition ring and ground shield of the process kit do not contact during operation. Also, since the ring and shield of the kit are held in contact with the temperature-controlled surface, the temperature of the process kit can be controlled to reduce and / or eliminate thermal cycling, Lt; RTI ID = 0.0 > material. ≪ / RTI > In addition, the process kits of the present invention provide attractive manufacturing costs due to the compact design and removal of the third ring present in conventional process kits.

전술한 바는 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이지만, 그 기본 범주를 벗어나지 않고 본 발명의 다른 추가의 실시예가 안출될 수 있으며, 본 발명의 범주는 이어지는 특허청구범위에 의해 결정된다. While the foregoing is directed to preferred embodiments of the invention, other and further embodiments of the invention may be devised without departing from the basic scope thereof, and the scope of the invention is determined by the claims that follow.

Claims (28)

프로세스 키트로서:As a process kit: 원통형 실드를 포함하고, 상기 실드는:A cylindrical shield, the shield comprising: 내측 단부까지 아래로 점점 감소하는(taper down) 상부 표면을 갖는 편평한 원통형 본체;A flat cylindrical body having an upper surface that tapers down to an inner end; 상기 본체로부터 아래쪽으로 연장하는 하나 이상의 긴 원통형 링; 및At least one elongated cylindrical ring extending downwardly from the body; And 상기 본체의 외측 벽으로부터 상기 본체의 상부 표면 위쪽으로 연장하는 장착부;를 구비하며,And a mounting portion extending from an outer wall of the main body to an upper surface of the main body, 상기 장착부는, 상기 본체의 외측 벽을 지나 방사상 외측으로 연장하는 장착 플랜지, 상기 본체의 상부 표면으로부터 연장하는 내측 벽, 및 상기 내측 벽의 상부 단부로부터 방사상 외측으로 및 위쪽으로 연장하는 내측 테이퍼를 갖는,The mounting portion includes a mounting flange extending radially outward beyond an outer wall of the body, an inner wall extending from an upper surface of the body, and an inner taper extending radially outwardly and upwardly from an upper end of the inner wall , 프로세스 키트.Process kit. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 본체는 스테인리스 강 또는 티타늄 중 하나 이상으로 제조되는,Wherein the body is made of one or more of stainless steel or titanium, 프로세스 키트.Process kit. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 본체는 전도성 물질로 제조 또는 코팅되는,The body is made of or coated with a conductive material, 프로세스 키트.Process kit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 하나 이상의 긴 원통형 링은 상기 본체의 중심선에 대해 외측으로 5 내지 35도의 배향을 갖는,Wherein the at least one elongate cylindrical ring has an orientation of 5 to 35 degrees outward relative to a centerline of the body, 프로세스 키트.Process kit. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 하나 이상의 긴 원통형 링은:Wherein the at least one elongated cylindrical ring comprises: 내측 링; 및An inner ring; And 상기 내측 링에 대해 평행하게 이격되는 외측 링;을 더 포함하는,Further comprising: an outer ring spaced parallel to the inner ring; 프로세스 키트.Process kit. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 본체의 내측 에지는 경사진 표면을 절두하고(truncate), 상기 내측 에지는 상기 본체의 중심선에 대해 평행한,Wherein the inner edge of the body truncates the sloped surface and the inner edge is parallel to the centerline of the body, 프로세스 키트.Process kit. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 원통형 증착 링을 더 포함하고, 상기 증착 링은:Further comprising a cylindrical deposition ring, said deposition ring comprising: 상부 표면, 및 기판 지지 페디스털의 선반(ledge) 상에 지지되도록 구성되는 하부 표면을 갖는, 편평한 원통형 본체;A flat cylindrical body having a top surface and a bottom surface configured to be supported on a ledge of a substrate support pedestal; 상기 본체의 외측 부분에 결합되며 하부로 연장하는 하나 이상의 u-채널;One or more u-channels coupled to an outer portion of the body and extending downward; 상기 본체의 내측 영역의 상부 표면으로부터 위쪽으로 연장하며 기판 지지 표면을 갖는 내측 벽; 및An inner wall extending upwardly from an upper surface of an inner region of the body and having a substrate support surface; And 상기 내측 벽으로부터 방사상 내측으로 연장하는 기판 지지 선반;을 구비하며,And a substrate support shelf extending radially inwardly from the inner wall, 상기 실드와 상기 증착 링은, 상기 실드의 하나 이상의 긴 원통형 링에 상기 u-채널이 끼워지도록(interleaved) 배치되는,Wherein the shield and the deposition ring are disposed interleaved with the u-channel in one or more elongate cylindrical rings of the shield, 프로세스 키트.Process kit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 프로세스 키트로서:As a process kit: 원통형 증착 링을 포함하고, 상기 증착 링은:A cylindrical deposition ring, said deposition ring comprising: 상부 표면, 및 기판 지지 페디스털의 선반 상에 지지되도록 구성되는 하부 표면을 갖는, 편평한 원통형 본체;A flat cylindrical body having a top surface and a bottom surface configured to be supported on a shelf of a substrate support pedestal; 상기 본체의 외측 부분에 결합되며 하부로 연장하는 하나 이상의 u-채널; 및One or more u-channels coupled to an outer portion of the body and extending downward; And 상기 본체의 내측 영역의 상부 표면으로부터 위쪽으로 연장하며 기판 지지 표면을 갖는 내측 벽;을 구비하는,And an inner wall extending upwardly from an upper surface of the inner region of the body and having a substrate support surface, 프로세스 키트.Process kit. 제 20 항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 증착 링은:The deposition ring comprising: 상기 내측 벽으로부터 방사상 내측으로 연장하는 선반; 및A shelf extending radially inwardly from the inner wall; And 상기 기판 지지 표면을 형성하고 상기 선반의 상부 표면 상에 배치되는 복수의 버튼들;을 더 포함하는,Further comprising: a plurality of buttons forming the substrate support surface and disposed on an upper surface of the shelf; 프로세스 키트.Process kit. 제 21 항에 있어서,22. The method of claim 21, 상기 복수의 버튼들은, 원형 배열(polar array)로 균등하게 이격되는 3개의 버튼들을 더 포함하는,The plurality of buttons further comprising three buttons that are evenly spaced in a polar array, 프로세스 키트.Process kit. 제 20 항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 u-채널의 개구(opening)가 위쪽을 향하는,Wherein the opening of the u-channel is upward, 프로세스 키트.Process kit. 제 20 항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 u-채널은:The u-channel is: 상기 증착 링의 본체에 결합되는 제 1 레그;A first leg coupled to the body of the deposition ring; 상기 제 1 레그로부터 외측으로 이격되는 제 2 레그; 및A second leg spaced outwardly from the first leg; And 상기 레그들을 연결하는 바닥;을 더 포함하는,Further comprising: a floor connecting said legs; 프로세스 키트.Process kit. 삭제delete 제 24 항에 있어서,25. The method of claim 24, 상기 본체는 스테인리스 강 또는 티타늄 중 하나 이상으로 제조되는,Wherein the body is made of one or more of stainless steel or titanium, 프로세스 키트.Process kit. 제 20 항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 증착 링의 본체는:The body of the deposition ring comprises: 상기 증착 링의 상부 표면으로부터 위쪽으로 연장하는 트랩 벽; 및A trap wall extending upwardly from an upper surface of the deposition ring; And 상기 증착 링의 상부 표면의 내측 부분 위에 현수(overhang)되도록 상기 트랩 벽으로부터 아래쪽으로 및 내측으로 연장하는 립;을 더 포함하는,And a lip extending downwardly and inwardly from the trap wall to overhang on an inner portion of the upper surface of the deposition ring. 프로세스 키트.Process kit. 제 27 항에 있어서,28. The method of claim 27, 상기 트랩 벽의 상부 표면은 정점(apex)에서 외측 경사 벽과 만나는 내측 경사 벽을 더 포함하는,Wherein the upper surface of the trap wall further comprises an inner inclined wall which meets an outer inclined wall at an apex, 프로세스 키트.Process kit.
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