KR101643133B1 - 물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크 - Google Patents

물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크 Download PDF

Info

Publication number
KR101643133B1
KR101643133B1 KR1020117009308A KR20117009308A KR101643133B1 KR 101643133 B1 KR101643133 B1 KR 101643133B1 KR 1020117009308 A KR1020117009308 A KR 1020117009308A KR 20117009308 A KR20117009308 A KR 20117009308A KR 101643133 B1 KR101643133 B1 KR 101643133B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shutter disk
step portion
thermal expansion
aluminum
expansion coefficient
Prior art date
Application number
KR1020117009308A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110082005A (ko
Inventor
칼 엠. 브라운
제이슨 샬러
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20110082005A publication Critical patent/KR20110082005A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101643133B1 publication Critical patent/KR101643133B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3447—Collimators, shutters, apertures

Abstract

물리 기상 증착 챔버에서 기판 지지체를 차폐하기 적절한 셔터 디스크가 제공된다. 일 실시예에서, 셔터 디스크는 최상부 표면과 바닥 표면 사이에 위치된 외경을 포함하는 디스크-형상 본체를 포함한다. 디스크-형상 본체는 상기 바닥 표면을 상기 외경에 연결하는 이중 스텝부를 포함한다.

Description

물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크{SHUTTER DISK FOR PHYSICAL VAPOR DEPOSITION CHAMBER}
[0001] 본 발명의 실시예는 일반적으로 반도체 프로세스 챔버 분야, 그리고 보다 구체적으로는 반도체 프로세스 챔버들에서 사용하기 위한 셔터 디스크에 관한 것이다.
[0002] 기존의 반도체 소자 형성은 제어된 프로세싱 환경에서 다중 기판들(예를 들면, 반도체 웨이퍼들)을 프로세싱하는 능력을 가진 멀티 챔버 프로세싱 시스템(예를 들면, 클러스터 도구)을 형성하도록 전형적으로 결합된 하나 또는 그 이상의 프로세스 챔버들에서 일반적으로 수행된다. 프로세스 균일성을 유지하고 프로세스 챔버의 최적 성능을 보장하기 위해, 다양한 컨디셔닝 작업들이 주기적으로 수행된다. 예를 들어, 물리적 기상 증착(PVD) 프로세싱 챔버에서, 하나의 일반적으로 사용되는 컨디셔닝 작업은 "번-인(burn-in)" 프로세스이며, 여기서 상기 PVD 프로세싱 챔버에 배치된 타겟이 플라즈마 이온들에 의해 이온-충격(bombard)되어서 기판 프로세스들을 수행하기에 앞서 타겟으로부터 산화물들 또는 다른 오염물들을 제거한다. 다른 일반적으로 사용되는 컨디셔닝 작업은 "페이스팅(pasting)" 프로세스이며, 여기서 커버링이 프로세스 챔버 표면들 상에 증착된 물질 위에 적용되어서 상기 물질이 프로세스 챔버 표면들로부터 플래킹(flaking)되어서 후속 프로세스들 동안 기판을 오염시키는 것을 방지한다.
[0003] 전술한 컨디셔닝 작업들 모두에서, 셔터 디스크는 프로세스 챔버 내에 배치된 기판 지지체의 최상부에 있는 이송 로봇을 통해 위치될 수 있어서 기판 지지체 위의 임의의 물질들의 증착을 방지한다. 따라서, 셔터 디스크의 형상은 기판 지지체 커버리지(coverage)와 함께 로봇 핸들링의 위치 정밀도 및 배치 모두에 대해 중요한데, 이는 어느 한 쪽의 에러가 컨디셔닝 작업들 동안 기판 지지체의 상부 표면의 바람직하지 않은 노출을 초래할 수 있기 때문이다.
[0004] 또한, 종래의 셔터 디스크들은 일반적으로, 증착된 물질의 추가 무게로 인한 변형을 견디기에 충분한 기계적 강성을 갖는 물질로 만들어진다. 예를 들어, 셔터 디스크는 일반적으로 스테인리스 강(SST)과 같은 금속 합금, 또는 탄화 규소(SiC)와 같은 세라믹을 포함한다. 그러나, 이러한 물질들로 구축된 셔터 디스크는 상당한 무게가 나가서, 셔터 디스크를 안전하게 조종할 수 있는 이송 로봇의 제공 및 유지로 인한 비용 증가를 초래한다. 또한, 열팽창 계수(CTE)는 범위가 제한되므로, 셔터 디스크와 증착된 물질들의 열팽창 계수들 사이의 잠재적으로 상당한 차이가 야기되고, 셔터 디스크의 표면과 증착된 물질 사이의 접착력 감소를 초래하여, 증착된 물질의 벗겨짐 또는 플래킹의 위험을 증가시키고 아래에 있는 기판 지지체를 오염시킨다. 이 문제를 완화시키기 위해, 셔터 디스크의 표면은 접착력을 높이기 위한 연마 블라스팅 프로세스(abrasive blasting process)를 통해 텍스처 가공될(textured) 수 있다. 그러나, SST 또는 SiC와 같은 물질들의 경도로 인해, 이러한 프로세스들은 어렵고 비용이 많이 든다.
[0005] 그러므로, 향상된 셔터 디스크가 요구된다.
[0006] 물리 기상 증착 챔버 내의 기판 지지체를 차폐시키는데 적합한 셔터 디스크가 제공된다. 일 실시예에서, 셔터 디스크는 최상부 표면과 바닥 표면 사이에 배치되는 외경을 갖는 디스크형 본체를 포함한다. 디스크형 본체는 외경에 바닥 표면을 연결시키는 이중 스텝부를 포함한다.
[0007] 다른 실시예에서, 셔터 디스크는 디스크형 본체를 포함한다. 본체는 최상부 표면과 바닥 표면 사이에 배치된 외경을 갖는다. 외측 스텝부와 내측 스텝부는 바닥 표면 상에 형성되고, 외측 스텝부는 내측 스텝부보다 본체 내로 더 연장된다. 본체의 중심선과 실질적으로 평행한 외벽은 내측 스텝부에 외측 스텝부를 연결시킨다. 환형 그루브는 내측 스텝부의 방사상 안쪽에 배치된 바닥 표면 내에 형성된다.
[0008] 다른 실시예에서, 조정된 열팽창 계수를 갖는 셔터 디스크가 제공된다. 일부 실시예들에서, 조정된 열팽창 계수를 갖는 셔터 디스크가 2 개 이상의 구성요소들을 포함하는 제 1 물질로부터 형성된 본체를 포함할 수 있는데, 2 개 이상의 구성요소들의 서로에 대한 각각의 비율은 본체의 최상부에 증착될 제 2 물질의 열 팽창의 계수와 실질적으로 유사한 본체의 열팽창 계수를 제공하도록 선택된다.
[0009] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버는 그 내부에 배치된 기판 최상부에 증착될 물질들을 포함하는 타겟을 갖는 내측 용적을 형성하는 챔버 본체; 상기 기판을 지지하기 위해 챔버 본체 내에 배치된 기판 지지체; 상기 기판 지지체를 보호하기 위한 셔터 디스크; 및 기판 지지체로 셔터 디스크를 이송시키기 위해 챔버 본체에 이동가능하게 커플링된 이송 로봇; 을 포함할 수 있으며, 상기 셔터 디스크는 2 개 이상의 구성요소들을 갖는 복합 물질로부터 형성된 본체를 포함하고, 상기 2 개 이상의 구성요소들의 서로에 대한 각각의 비율은 셔터 디스크 상에 증착될 물질들의 열팽창 계수와 실질적으로 유사한 본체의 열팽창 계수를 제공하도록 선택된다.
[0010] 일부 실시예들에서, 조정된 열팽창 계수를 갖는 셔터 디스크는 최상부 표면, 바닥 표면 및 최상부 표면을 바닥 표면에 커플링시키는 둘레 표면을 갖는 본체를 포함할 수 있고, 본체는 약 1:4 내지 약 7:3의 알루미늄 대 실리콘의 비율로 제공된 알루미늄 및 실리콘을 포함하며 상기 본체는 상기 본체 최상부에 증착될 물질의 열팽창 계수와 실질적으로 유사한 열팽창 계수를 갖는다.
삭제
[0011] 위에서 간단하게 요약되고 아래에 보다 상세하게 설명된 본 발명의 실시예들은, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 예시적 실시예들을 참조하여 이해될 수 있다. 그러나, 본 발명은 균등하게 효과적인 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부된 도면들은 이러한 발명의 단지 예시적 실시예들을 도시할 뿐이며, 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 함에 주의해야 한다.
[0012] 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 셔터 디스크의 평면도이다.
[0013] 도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 도 1의 예시적 셔터 디스크의 중심선에서 본 부분 횡단면도를 도시한다.
[0014] 도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 셔터 디스크의 다른 실시예의 중심선에서 본 부분 횡단면도를 도시한다.
[0015] 도 4는 본 발명의 일부 실시예들과 관련하여 사용하기 적합한 예시적 프로세싱 챔버의 개략적인 다이어그램이다.
[0016] 이해를 돕기 위해, 도면들에 공통된 동일한 구성요소들을 지칭하기 위해, 가능한 한, 동일한 도면 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 구성요소들 및 특징들은 다른 인용없이 바람직하게 다른 실시예들에서 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0017] 본 발명의 실시예들은 일반적으로 반도체 제조 프로세싱 챔버들, 그리고 보다 구체적으로는 셔터 디스크들에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 프로세스 챔버들의 컨디셔닝 작업들에 사용하기 위한 셔터 디스크를 포함한다. 본 발명의 장치는 바람직하게, 변형에 강하고 조정된 열팽창 계수 및 개선된 접착력 특성들을 제공하는 가볍고 비용 효율적인 셔터 디스크를 제공할 수 있다.
삭제
[0018] 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 예시적인 셔터 디스크의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 도 1의 예시적 셔터 디스크의 중심선에서 본 횡단면도를 도시한다. 본 발명을 가장 잘 이해하기 위해, 독자는 도 1 및 도 2를 동시에 참조해야 한다. 본 발명에서 디스크로서 기술되고 있다할 지라도, 셔터 디스크는 특정한 프로세싱 챔버 내에서 작업하도록 요구되는 대로 임의의 적합한 기하형태를 가질 수 있다.
[0019] 셔터 디스크(100)는 일반적으로 본체(102) 및 외측 표면(128)을 포함한다. 외측 표면(128)은 적어도 최상부 표면(104) 및 바닥 표면(106)과 외경(108)을 포함한다. 외경 측면에서 논의되고 디스크로서 지칭된다 할지라도, 셔터 디스크(100)는 둥근 형태로 제한되지 않으며 본 발명에서 개시된 프로세스 챔버에 사용하기에 적합한 임의의 형태를 가질 수 있다. 바닥 표면(106)은 안정적이고 정밀한 이동을 촉진하기 위해 이송 로봇(미도시)의 구성요소들과 인터페이스하는 하나 이상의 피처(107)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 본체(102)의 바닥 표면(106) 상에 형성된 피처(107)는 환형 그루브(120) 및/또는 막힌 홀(140)(점선 도시)이다. 환형 그루브(120) 및 막힌 홀(140)은 본체(102)의 중심선(109)에 맞춰 정렬되어서 로봇(미도시)과 인터페이스하기 위해 알려진 기준 위치(reference location)를 제공한다.
[0020] 최상부 표면(104)은 일반적으로 평면이고 본체(102)의 중심선(109)에 실질적으로 수직인 배향을 갖는다. 바닥 표면(106)도 또한 일반적으로 평면이고 본체(102)의 중심선(109)에 실질적으로 수직인 배향을 갖는다. 일부 실시예들에서, 본체(102)는 약 6 인치 내지 약 12 인치, 예를 들어 약 6, 8, 또는 11.85 인치의 외경(108), 및 최상부 표면(104)과 바닥 표면(106) 사이에 약 0.1 내지 약 0.25 인치, 예를 들어 약 0.15 인치의 두께를 갖는다.
[0021] 일부 실시예에서, 이중 스텝부(110)는 도 2에서 도시된 바와 같이, 바닥 표면(106)의 외측 부분에 형성될 수 있다. 이중 스텝부(110)는 내측 스텝부(112) 및 외측 스텝부(114)를 포함한다. 내측 스텝부(112) 및 외측 스텝부(114)는 바닥 표면(106)에 실질적으로 평행하다. 내벽(116)은 바닥 표면(106)으로부터 내측 스텝부(112)를 분리시킨다. 외측 스텝부(114)는 바닥 표면(106)으로부터를 기준으로 할 때 내측 스텝부(112)보다 본체(102) 내로 더 연장된다. 외측 스텝부(114)는 내측 스텝부(112)의 방사상 외측에 배치되어 외경(108)에 커플링된다. 외측 스텝부(114)는 외벽(118)에 의해 내측 스텝부(112)로부터 분리된다. 외벽(118)과 내벽(116)은 본체(102)의 중심선(109)에 실질적으로 평행하다. 일부 실시예들에서, 외측 스텝부(114)와 최상부 표면(104) 사이의 전이부(transition)는 둥글 수 있으며, 예를 들어, 외경(108)은 전체 반경(full radius)을 가질 수 있다.
[0022] 그루브(120)는 내측 스텝부(112)의 방사상 내측으로 본체(102)의 바닥 표면(106)에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 그루브(120)는 내측 그루브 벽(122), 외측 그루브 벽(124) 및 그루브 바닥(126)을 포함한다. 내측 그루브 벽(122) 및 외측 그루브 벽(124)은 본체(102)의 중심선(109)에 실질적으로 평행하다. 그루브 바닥(126)은 본체(102)의 중심선(109)에 실질적으로 수직이다. 일부 실시예들에서, 그루브 바닥(126)은 바닥 표면(106)으로부터를 기준으로 할 때 외측 스텝부(114)보다 본체(102) 내로 더 연장된다.
[0023] 본체(102)는 셔터 디스크(100)의 최상부에 증착될 수 있는 물질들의 추가 무게로 인한 변형을 견디기에 충분한 기계적 경도를 갖는 임의의 적합한 물질로 구축될 수 있다. 일부 실시예들에서, 물질은 또한 셔터 디스크(100)가 이송 로봇에 의해 쉽게 조작될 수 있도록 경량일 수 있다. 일부 실시예들에서, 본체(102)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄 실리콘 합금 또는 다른 적합한 물질로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본체(102)는 알루미늄 실리콘(AlSi)과 같은 금속 복합 물질로 제조될 수 있다. 본체(102)는 원하는 형상을 형성하기에 적합한 임의의 방법, 예를 들어 기계가공(machining), 압출, 스탬핑, 몰드 캐스팅(mold casting), 다이 캐스팅, 스프레이 캐스팅, 스프레이 증착 등을 통해 제조될 수 있다.
[0024] 일부 실시예들에서, 본체(102)는 셔터 디스크(100)의 표면(128)과 증착되는 물질 사이의 적절한 접착을 촉진하기 위해 셔터 디스크(100) 최상부에 증착되는 제 2 물질과 실질적으로 유사한 열팽창 계수(CTE)를 갖는 제 1 물질을 포함하여서, 증착 물질이 플래킹(flaking)되는 것(예, 떨어져 내림)을 방지하며 입자 발생을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 티타늄 (Ti) 또는 티타늄 질화물(TiN)이 (예를 들면, 약 9 내지 11 ppm/℃인 열팽창 계수를 갖는)셔터 디스크(100) 최상부에 증착될 실시예들에서, 본체(102)는 약 9 내지 11 ppm/℃, 또는 약 11 ppm/℃인 열팽창 계수를 갖는 알루미늄 실리콘(AlSi)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본체(102)를 형성하는데 사용되는 물질의 구성요소들의 비율은 조정 가능한 열팽창 계수의 범위를 제공하도록 변화될 수 있다. 예를 들어, 본체(102)가 알루미늄 실리콘을 포함하는 그러한 실시예들에서, 알루미늄 대 실리콘 비율은 약 1:4에서 약 7:3까지 일 수 있어서, 약 5 내지 약 17 ppm/℃인 열팽창 계수를 초래한다. 예를 들어, 알루미늄 대 실리콘의 비율이 약 1:3.5 내지 1:4.5, 및 가장 바람직하게 1:4인 실시예들에서, 열팽창 계수는 약 5 ppm/℃일 수 있다. 알루미늄 대 실리콘의 비율이 약 3:6.5 내지 3:7.5 및 가장 바람직하게 3:7인 실시예들에서, 열팽창 계수는 약 7 ppm/℃일 수 있다. 알루미늄 대 실리콘의 비율이 약 1:0.75 내지 1:1.25 및 가장 바람직하게 1:1인 실시예들에서, 열팽창 계수는 약 11 ppm/℃일 수 있다. 알루미늄 대 실리콘의 비율이 약 7:2.5 내지 7:3.5 및 가장 바람직하게 7:3인 실시예들에서, 열팽창 계수는 약 17 ppm/℃일 수 있다.
[0025] 일부 실시예들에서, 본체(102)의 표면(128)은 상부에 증착된 물질과의 접착력 개선을 촉진하도록 텍스처 가공될 수 있고, 이에 의해 증착된 물질이 셔터 디스크(100)로부터 떨어져 내리는 것을 방지한다. 본체(102)의 표면(128)은 본체(102)의 표면(128)을 적절히 텍스처 가공하거나 거칠게 하기에 적합한 임의의 프로세스, 예를 들어 그릿 블라스팅(grit blasting), 샌드 블라스팅, 비드 블라스팅(bead blasting) 등과 같은 연마 블라스팅 프로세스에 의해 텍스처 가공될 수 있다. 본체(102)가 알루미늄 실리콘을 포함하는 일부 실시예들에서, 본체(102)의 표면(128)은 적합한 프로세스에 의해, 예를 들어 그릿 블라스팅 프로세스를 통해 최대 약 600 내지 약 800 Ra의 평균 거칠기로 텍스처 가공될 수 있다.
[0026] 일부 실시예들에서, 본체(102)의 표면(128)의 적어도 일부가 코팅(142)으로 커버될 수 있다. 코팅(142)은 트윈-아크-스프레이 알루미늄 증착(twin-arc-spray aluminum deposition) 또는 다른 적합한 코팅일 수 있다. 코팅(142)을 수용하는 표면들은 전술된 바와 같이 텍스처 가공될 수 있다. 일 실시예에서, 코팅(142)은 본체(102)의 최상부 표면(104) 및 외경(108) 상에 위치된다.
[0027] 일부 실시예들에서, 조정된 열팽창 계수를 갖는 셔터 디스크를 형성하는 방법이 또한 제공된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 본체(102)는 2 개 이상의 구성 요소들을 포함하는 제 1 물질로부터 형성될 수 있으며, 서로에 대한 2 개 이상의 구성요소들의 각각의 비율은 본체 최상부에 증착될 제 2 물질의 열팽창 계수와 실질적으로 유사한 본체(102)의 열팽창 계수를 제공하기 위해 선택된다. 일부 실시예들에서 제 1 물질의 구성요소들은 알루미늄 및 실리콘일 수 있다. 알루미늄 대 실리콘의 비율은 전술한 원하는 열팽창 계수를 제공하도록 (예를 들면, 알루미늄 대 실리콘의 비율은, 약 5 내지 약 17 ppm/℃인 열팽창 계수가 얻어지도록, 약 1:4 내지 약 7:3일 수 있다) 선택될 수 있다. 제 2 물질의 열팽창 계수가 결정될 수 있으며 제 1 물질의 구성요소들의 비율은 제 2 물질의 열팽창 계수와 실질적으로 매칭되는 열팽창 계수를 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 티타늄(Ti) 또는 티타늄 질화물(TiN)은 셔터 디스크(100) 최상부에 증착되어야 한다. 티타늄(Ti) 또는 티타늄 질화물 (TiN)의 열팽창 계수는 약 9 내지 11 ppm/℃이다. 이와 같이, 본체(102)는 약 9 내지 11 ppm/℃, 또는 약 11 ppm/℃인 열팽창 계수를 제공하도록 알루미늄 대 실리콘의 제어된 비율을 갖는 알루미늄 및 실리콘을 포함할 수 있다.
[0028] 도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 셔터 디스크(300)의 다른 실시예의 중심선에서 본 부분 단면도이다. 셔터 디스크(300)는 셔터 디스크(100)를 참조하여 전술된 물질들로부터 제조될 수 있다.
[0029] 일 실시예에서, 셔터 디스크(300)는 최상부 표면(304), 외경(332) 및 바닥 표면(306)을 갖는 본체(302)를 포함한다. 일 실시예에서, 외경(332)은 전체 반경을 갖는 것과 같이 만곡될 수 있다. 일 실시예에서, 외경(332)과 최상부 표면(304) 사이의 교차부는 경사 표면(320)이다. 경사 표면(320)은 약 45도와 같이, 약 30 내지 60 도의 각도(334)를 형성할 수 있다. 최상부 표면(304)은 본체(302)의 중심선(109)에 전체적으로 수직하다. 외경(332)은 외경(332) 및 바닥 표면(306)의 내측으로 배치된 외경 벽(324)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 외경 벽(324)은 본체(302)의 중심선(109)과 실질적으로 평행하게 배향된다.
[0030] 바닥 표면(306)은 기판 지지체의 상부 표면 상에 본체(302)를 지지하는, 외측 지지체 표면(316) 및 내측 지지체 표면(318)으로서 도 4에 도시된 2 개 이상의 패드들을 포함한다. 외측 지지체 표면(316)은 외경 벽(324)에 인접하게 배치된다. 내측 지지체 표면(318)은 본체(302)의 중심선(109) 인근에 배치된다.
[0031] 본체(302)의 바닥 표면(306)은 로봇 엔드 이팩터의 중심 위치 핀(442)(도 4에 도시됨)을 수용하기 위한 선택적인 막힘 홀(140)을 포함할 수 있다. 막힘 홀(140)은 본체(302)의 중심선(109)에 맞춰 정렬된다.
[0032] 이중 스텝부(308)가 지지 패드들(지지체 표면들(316, 318))과 본체(302)의 바닥 표면(306) 사이에 형성된다. 이중 스텝부(308)는 2 개의 외측 스텝부들(310, 312)을 갖는데, 외측 스텝부(312)가 외측 스텝부(310)의 외측에 위치되어 외측 스텝부(310)보다 실질적으로 더 크다. 내측 스텝부(314)가 외측 스텝부들(310, 312) 사이에 형성되고 외측 스텝부들(310, 312)보다 본체(302) 내로 더 나아간다.
[0033] 일 실시예에서, 본체(102)의 적어도 일부가 코팅(142)에 의해 커버될 수 있다. 코팅(142)을 수용할 수 있는 본체(102)의 일부들은 최상부 표면(304), 외경(332) 및 경사 표면(320)을 포함한다. 코팅(142)은 전술된 바와 같이 트윈-아크-스프레이 알루미늄 증착 또는 다른 적합한 코팅일 수 있다. 코팅(142)을 수용하는 표면은 또한 전술된 바와 같이 텍스처 가공될 수 있다.
[0034] 도 4는 본 발명의 일부 실시예들과 관련하여 사용하기 위한 예시적인 프로세스 챔버(400)의 개략적인 다이어그램이다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(400)는 다중-챔버 프로세싱 시스템(예를 들면, 클러스터 툴)을 형성하도록 결합된 복수의 챔버들 중 하나일 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(400)는 증착 챔버, 예를 들어, 물리적 기상 증착(PVD) 챔버일 수 있다. 본 발명에 따라 변경될 수 있는 예시적인 프로세스 챔버 및 클러스터 툴은 2006년 3월 7일에 발행된 미국 특허 번호 7008517호에 기술되어 있다.
[0035] 프로세스 챔버(400)는 챔버 본체(402) 및 배출가능 프로세스 용적(evacuable process volume, 406)을 형성하는 리드 조립체(404)를 포함한다. 챔버 본체(402)는 일반적으로 측벽들(408) 및 바닥(410)을 포함한다. 측벽들은 일반적으로 액세스 포트, 펌핑 포트(액세스 및 펌핑 포트들은 미도시) 및 셔터 디스크 포트(412)를 포함하는 복수의 개구들을 포함한다. 밀봉가능한(sealable) 액세스 포트(미도시)는 프로세스 챔버(400)로부터 기판(미도시)을 유입 및 배출시킬 수 있게 한다. 펌핑 포트는 프로세스 용적(406) 내의 압력을 배출하고 제어하는 펌핑 시스템(미도시)에 커플링된다. 셔터 디스크 포트(412)는 셔터 디스크(100/300)가 도 4에 도시된 바와 같이 제거 위치(cleared position)에 있을 때 셔터 디스크(100/300)의 적어도 일부가 통과하는 것을 허용하도록 구성된다. 하우징(416)은 일반적으로 셔터 디스크 포트(412)를 커버하여서 프로세스 용적(406) 내의 진공의 완전성(integrity)을 유지한다.
[0036] 챔버 본체(402)의 리드 조립체(404)는 일반적으로 그로부터 매달린, 쉐도우 링(420)을 지지하는 환형 쉴드(418)를 지지한다. 쉐도우 링(420)은 일반적으로 쉐도우 링(420)의 중심을 통과해 노출된 기판의 일부에 증착을 한정하도록 구성된다. 리드 조립체(404)는 일반적으로 타겟(422) 및 마그네트론(424)을 포함한다.
[0037] 마그네트론(424)이 프로세싱 동안 타겟 물질의 균일한 소비를 강화하는 반면, 타겟(422)은 증착 프로세스 동안 기판 상에 증착되는 물질을 제공한다. 타겟(422) 및 기판 지지체(426)는 파워 소스(428)에 의해 서로 상대적으로 바이어스된다. 불활성 가스, 예를 들어, 아르곤은 가스 소스(430)로부터 프로세스 용적(406)으로 공급된다. 플라즈마가 가스로부터 타겟(422)과 기판 사이에 형성된다. 플라즈마 내의 이온들은 타겟(422)을 향해 가속되어 물질이 타겟(422)으로부터 이동되게 한다. 이동된 타겟 물질은 기판을 향해 유인되어 기판 상에 물질의 필름을 증착한다.
[0038] 기판 지지체(426)는 일반적으로 챔버 본체(402)의 바닥(410) 상에 배치되어 프로세싱 동안 기판을 지지한다. 셔터 디스크 메커니즘(432)은 일반적으로 기판 지지체(426)에 인접하게 배치된다. 셔터 디스크 메커니즘(432)은 일반적으로 셔터 디스크(100)를 지지하는 블레이드(434) 및 샤프트(438)에 의해 블레이드(434)에 커플링된 액츄에이터(436)를 포함한다.
[0039] 블레이드(434)는 도 4에 도시된 제거 위치와 기판 지지체(426)와 실질적으로 동심이 되도록 셔터 디스크(100/300)를 위치시킨 제 2 위치(도 4에 점선으로 도시됨) 사이에서 이동될 수 있다. 제 2 위치에서, 셔터 디스크(100/300)는 타겟 번-인(burn-in) 및 챔버 패이스팅 프로세스들(chamber pasting processes) 동안 기판 지지체(426)로 (리프트 핀들을 활용하여) 이송될 수 있다. 블레이드(434)는 타겟 번-인 및 챔버 페이스팅 프로세스들 동안 제거 위치로 복귀된다. 액츄에이터(436)는 제거 위치 및 제 2 위치 사이에서 블레이드(434)를 이동시키는 샤프트(438)를 일정한 각도만큼 회전시키도록 구성될 수 있는 임의의 장치일 수 있다.
[0040] 블레이드(434)는 셔터 디스크(100/300)의 바닥의 중심에 형성된 막힘 홀(140)과 짝을 이루도록 크기가 정해진 중심 위치 핀(442)을 선택적으로 포함할 수 있다. 중심 위치 핀(442)은 셔터 디스크(100/300)를 블레이드(434) 상의 미리 정해진 위치에 위치시켜서 더 정확한 기판 이송을 촉진시킨다.
[0041] 전술한 내용은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 다른 또는 추가적인 본 발명의 실시예들이 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어남없이 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 후속하는 청구범위들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 본체를 포함하는, 조정된 열팽창 계수를 갖는 셔터 디스크로서,
    상기 본체는 최상부 표면, 바닥 표면 및 상기 최상부 표면을 상기 바닥 표면에 커플링시키는 둘레 표면을 갖고,
    상기 바닥 표면은 상기 둘레 표면에 인접한 외측 스텝부, 상기 외측 스텝부에 인접한 내측 스텝부 및 상기 바닥 표면에 형성된 환형 그루브를 가지며,
    상기 내측 스텝부는 상기 외측 스텝부의 방사상 내측에 배치되고,
    상기 환형 그루브는 상기 내측 스텝부의 방사상 내측에 배치되며,
    상기 본체의 두께는 상기 외측 스텝부로부터 상기 내측 스텝부로 증가하고,
    상기 본체는 1:4 내지 7:3의 알루미늄 대 실리콘의 비율로 제공된 알루미늄 및 실리콘을 포함하는 제 1 물질로 형성되며, 그리고
    상기 알루미늄 대 실리콘의 비율은 상기 본체의 최상부에 증착될 티타늄(Ti)을 포함하는 제 2 물질의 열팽창 계수에 상응하는 상기 본체의 열팽창 계수를 제공하는,
    셔터 디스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 물질의 열팽창 계수는 5 내지 17 ppm/℃인,
    셔터 디스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 최상부 표면, 상기 바닥 표면 및 상기 둘레 표면 중 하나 이상은 텍스처 가공되는(textured),
    셔터 디스크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 최상부 표면, 상기 바닥 표면 및 상기 둘레 표면 중 하나 이상은 최대 600 내지 800 Ra의 평균 거칠기로 텍스처 가공되는,
    셔터 디스크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 물질은 스프레이(spray)로 형성된 복합 물질인,
    셔터 디스크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 물질의 열팽창 계수는 9 내지 11 ppm/℃인,
    셔터 디스크.
  7. 챔버 본체, 기판 지지체, 상기 기판 지지체를 보호하기 위한 셔터 디스크 및 이송 로봇을 포함하는 프로세스 챔버로서,
    상기 챔버 본체는 그 내부에 배치된 기판의 최상부에 증착될 티타늄(Ti)을 포함하는 타겟을 갖는 내측 용적을 형성하고,
    상기 기판 지지체는 상기 기판을 지지하기 위해 상기 챔버 본체 내에 배치되며,
    상기 셔터 디스크는 본체를 포함하되, 상기 본체는 최상부 표면, 바닥 표면 및 상기 최상부 표면을 상기 바닥 표면에 커플링시키는 둘레 표면을 갖고, 상기 바닥 표면은 상기 둘레 표면에 인접한 외측 스텝부, 상기 외측 스텝부에 인접한 내측 스텝부 및 상기 바닥 표면에 형성된 환형 그루브를 가지며, 상기 내측 스텝부는 상기 외측 스텝부의 방사상 내측에 배치되고, 상기 환형 그루브는 상기 내측 스텝부의 방사상 내측에 배치되며, 상기 본체의 두께는 상기 외측 스텝부로부터 상기 내측 스텝부로 증가하고, 상기 본체는 1:4 내지 7:3의 알루미늄 대 실리콘의 비율로 제공된 알루미늄 및 실리콘을 포함하는 복합 물질로 형성되며, 그리고 상기 알루미늄 대 실리콘의 비율은 상기 셔터 디스크 상에 증착될 티타늄(Ti)의 열팽창 계수에 상응하는 상기 본체의 열팽창 계수를 제공하고,
    상기 이송 로봇은 상기 기판 지지체로 상기 셔터 디스크를 이송시키기 위해 상기 챔버 본체에 이동가능하게 커플링되는,
    프로세스 챔버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복합 물질의 열팽창 계수는 5 내지 17 ppm/℃인,
    프로세스 챔버.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복합 물질은 스프레이로 형성된 복합 물질인,
    프로세스 챔버.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 최상부 표면, 상기 바닥 표면 및 상기 둘레 표면 중 하나 이상은 텍스처 가공되는,
    프로세스 챔버.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 최상부 표면, 상기 바닥 표면 및 상기 둘레 표면 중 하나 이상은 최대 600 내지 800 Ra의 평균 거칠기로 텍스처 가공되는,
    프로세스 챔버.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판의 최상부에 증착될 물질들의 열팽창 계수는 9 내지 11 ppm/℃인,
    프로세스 챔버.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020117009308A 2008-09-22 2009-09-21 물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크 KR101643133B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9909008P 2008-09-22 2008-09-22
US61/099,090 2008-09-22
US12/542,501 US8807075B2 (en) 2008-09-22 2009-08-17 Shutter disk having a tuned coefficient of thermal expansion
US12/542,501 2009-08-17

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167019848A Division KR101888830B1 (ko) 2008-09-22 2009-09-21 물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110082005A KR20110082005A (ko) 2011-07-15
KR101643133B1 true KR101643133B1 (ko) 2016-07-27

Family

ID=42036321

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167019848A KR101888830B1 (ko) 2008-09-22 2009-09-21 물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크
KR1020117009308A KR101643133B1 (ko) 2008-09-22 2009-09-21 물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167019848A KR101888830B1 (ko) 2008-09-22 2009-09-21 물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8807075B2 (ko)
KR (2) KR101888830B1 (ko)
CN (1) CN102160146B (ko)
TW (1) TWI484052B (ko)
WO (1) WO2010033904A2 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9252002B2 (en) 2012-07-17 2016-02-02 Applied Materials, Inc. Two piece shutter disk assembly for a substrate process chamber
CN103911585A (zh) * 2013-01-08 2014-07-09 旭晖应用材料股份有限公司 遮罩
US9147558B2 (en) * 2013-01-16 2015-09-29 Applied Materials, Inc. Finned shutter disk for a substrate process chamber
US9564348B2 (en) * 2013-03-15 2017-02-07 Applied Materials, Inc. Shutter blade and robot blade with CTE compensation
CN104746034B (zh) * 2013-12-31 2017-09-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Pvd腔室遮挡盘检测装置和pvd腔室
JP7404268B2 (ja) 2018-04-18 2023-12-25 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 自己センタリング特徴を有するツーピースシャッタディスクアセンブリ
US11251028B2 (en) 2018-05-12 2022-02-15 Applied Materials, Inc. Pre-clean chamber with integrated shutter garage
WO2020236240A1 (en) * 2019-05-22 2020-11-26 Applied Materials, Inc. Substrate support cover for high-temperature corrosive environment
US20230073011A1 (en) * 2021-09-03 2023-03-09 Applied Materials, Inc. Shutter disk for physical vapor deposition (pvd) chamber

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381660A (en) 1967-06-09 1968-05-07 Nat Res Corp Vapor deposition apparatus including pivoted shutters
US20040182698A1 (en) 2002-02-20 2004-09-23 Applied Materials, Inc. Shutter disk and blade for physical vapor deposition chamber
US20050051517A1 (en) 2003-08-12 2005-03-10 Oehrlein Gottlieb S. Method and system for nanoscale plasma processing of objects
US20070258075A1 (en) 2006-05-03 2007-11-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for processing a semiconductor wafer and method of forming the same

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140482A (en) * 1990-10-04 1992-08-18 Hitachi, Ltd. Guide arm with affixed printed circuit board for magnetic disk drive
US5223112A (en) * 1991-04-30 1993-06-29 Applied Materials, Inc. Removable shutter apparatus for a semiconductor process chamber
US6190513B1 (en) * 1997-05-14 2001-02-20 Applied Materials, Inc. Darkspace shield for improved RF transmission in inductively coupled plasma sources for sputter deposition
US6162297A (en) * 1997-09-05 2000-12-19 Applied Materials, Inc. Embossed semiconductor fabrication parts
EP1912253A3 (en) 2000-03-13 2009-12-30 OHMI, Tadahiro Method of forming a dielectric film
JP3860954B2 (ja) * 2000-07-07 2006-12-20 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ リアルタイムパーティクルフィルタを具備したプラズマ処理装置
US20020090464A1 (en) 2000-11-28 2002-07-11 Mingwei Jiang Sputter chamber shield
US6440879B1 (en) 2001-01-05 2002-08-27 Integrated Device Technology, Inc. Physical vapor deposition apparatus with modified shutter disk and cover ring
US6669829B2 (en) 2002-02-20 2003-12-30 Applied Materials, Inc. Shutter disk and blade alignment sensor
CN100383278C (zh) 2002-02-28 2008-04-23 日本瑞翁株式会社 部分镀敷方法、部分镀敷树脂基材以及多层电路基板的制造方法
US20050064247A1 (en) * 2003-06-25 2005-03-24 Ajit Sane Composite refractory metal carbide coating on a substrate and method for making thereof
TWI356100B (en) * 2003-07-24 2012-01-11 Applied Materials Inc Shutter disk and blade for physical vapor depositi
US6847057B1 (en) * 2003-08-01 2005-01-25 Lumileds Lighting U.S., Llc Semiconductor light emitting devices
US20050048876A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-03 Applied Materials, Inc. Fabricating and cleaning chamber components having textured surfaces
TWI270162B (en) * 2004-01-27 2007-01-01 Macronix Int Co Ltd Physical vapor deposition process and apparatus thereof
US8460519B2 (en) 2005-10-28 2013-06-11 Applied Materials Inc. Protective offset sputtering
JP5183058B2 (ja) * 2006-07-20 2013-04-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 急速温度勾配コントロールによる基板処理
CN101179005B (zh) * 2006-11-10 2010-10-27 Tes股份有限公司 排气系统及使用此系统制造薄膜的半导体制造装置与方法
US7795054B2 (en) * 2006-12-08 2010-09-14 Samsung Led Co., Ltd. Vertical structure LED device and method of manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381660A (en) 1967-06-09 1968-05-07 Nat Res Corp Vapor deposition apparatus including pivoted shutters
US20040182698A1 (en) 2002-02-20 2004-09-23 Applied Materials, Inc. Shutter disk and blade for physical vapor deposition chamber
US20050051517A1 (en) 2003-08-12 2005-03-10 Oehrlein Gottlieb S. Method and system for nanoscale plasma processing of objects
US20070258075A1 (en) 2006-05-03 2007-11-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for processing a semiconductor wafer and method of forming the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010033904A2 (en) 2010-03-25
CN102160146A (zh) 2011-08-17
TW201024432A (en) 2010-07-01
CN102160146B (zh) 2013-12-25
KR101888830B1 (ko) 2018-09-20
WO2010033904A3 (en) 2010-07-22
US20100071625A1 (en) 2010-03-25
KR20110082005A (ko) 2011-07-15
TWI484052B (zh) 2015-05-11
US8807075B2 (en) 2014-08-19
KR20160090402A (ko) 2016-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11049761B2 (en) Shutter disk for physical vapor deposition chamber
KR101643133B1 (ko) 물리 기상 증착 챔버용 셔터 디스크
US9689070B2 (en) Deposition ring and electrostatic chuck for physical vapor deposition chamber
CN112088227B (zh) 具有整合遮件库的预清洁腔室
US9252002B2 (en) Two piece shutter disk assembly for a substrate process chamber
KR101724269B1 (ko) 기판 프로세스 챔버를 위한 핀형 셔터 디스크
TWI829685B (zh) 具有自定心特徵的兩件式快門盤組件

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant