KR101969039B1

KR101969039B1 - 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치

Info

Publication number: KR101969039B1
Application number: KR1020177034770A
Authority: KR
Inventors: 앨런 리치; 도니 영; 케이스 에이. 밀러; 무하마드 라시드; 스티브 산소니; 우데이 파이
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2019-04-15
Also published as: US8702918B2; TW201337018A; US20130153412A1; KR20140108277A; TWI577817B; CN103998644A; CN103998644B; KR20170137952A; WO2013090532A1

Abstract

일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 장치는, 챔버 본체; 챔버 본체 정상부에 배치된 덮개; 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질로 구성된 타겟을 포함하는 타겟 조립체; 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내측 벽을 갖는 환형 암공간 쉴드; 암공간 쉴드의 외측 에지에 인접하여 배치된 밀봉 링; 및 지지 부재를 포함할 수 있고, 지지 부재는 지지 부재의 외측 단부 부근에서 덮개에 커플링되고, 밀봉 링과 환형 암공간 쉴드를 지지하도록 방사상 내측으로 연장되며, 지지 부재와 밀봉 링 그리고 밀봉 링과 타겟 조립체 사이에 시일이 형성되도록, 덮개에 커플링될 때 충분한 압축을 제공한다.

Description

플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치{APPARATUS FOR ENABLING CONCENTRICITY OF PLASMA DARK SPACE}

본 발명의 실시예들은 일반적으로 물리 기상 증착 프로세싱 장비에 관한 것이다.

물리 기상 증착(PVD) 챔버에서, 스퍼터링 타겟과 같은 통전된 전극과, 타겟의 에지 부근에 배치되고 "암공간 쉴드"라 호칭되는 접지된 쉴드 사이에 암공간 영역이 존재한다. 기존의 PVD 챔버에서, 암공간 쉴드는 전형적으로, 타겟과는 별개로, PVD 챔버의 주 본체에 장착된다. 타겟은 전형적으로 PVD 챔버의 제거가능한 덮개에 장착되고 그런 다음에 프로세싱을 위해 챔버 본체 상으로 하강하게 된다. 그러나, 본 발명자들은 이러한 구성이 바람직하지 않게, 암공간 쉴드와 타겟이 부정확하게 정렬되는 결과를 초래한다는 것을 발견하였다.

본 발명자들은, 타겟에 인가되는(applied) 무선 주파수(RF) 에너지의 주파수가 증가함에 따라, 암공간 영역이 임의의 플라즈마 불규칙도(plasma irregularity)와 아크 이벤트들(arc events)을 제어하는데 있어서 더 중요해지고, 이는 PVD 챔버에서의 증착 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 더 발견하였다.

따라서, 본 발명자들은 PVD 프로세싱을 위한 개선된 장치를 제공하였다.

물리 기상 증착 방법들 및 장치가 제공된다. 일부 실시예들에서, 물리 기상 증착 장치는, 챔버 본체; 챔버 본체 정상부에 배치된 덮개; 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질로 구성된 타겟을 포함하는 타겟 조립체; 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내측 벽을 갖는 환형 암공간 쉴드; 암공간 쉴드의 외측 에지에 인접하여 배치된 밀봉 링; 및 지지 부재를 포함할 수 있고, 지지 부재는 지지 부재의 외측 단부 부근에서 덮개에 커플링되고, 밀봉 링과 환형 암공간 쉴드를 지지하도록 방사상 내측으로 연장되며, 지지 부재와 밀봉 링 그리고 밀봉 링과 타겟 조립체 사이에 시일이 형성되도록, 덮개에 커플링될 때 충분한 압축을 제공한다.

일부 실시예들에서, 물리 기상 증착 장치는, 기판 프로세스 챔버에 이동가능하게 커플링되도록 구성된 덮개; 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질로 구성된 타겟을 포함하는 타겟 조립체; 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내측 벽을 갖는 환형 암공간 쉴드; 지지 부재; 및 암공간 쉴드의 외측 에지에 인접하고 지지 부재와 타겟 조립체 사이에 배치된 밀봉 링을 포함할 수 있으며, 지지 부재는 지지 부재의 외측 단부 부근에서 덮개에 커플링되고 방사상 내측으로 연장되며, 덮개에 커플링될 때 타겟 조립체에 대해 환형 암공간 쉴드를 편향시키는(bias) 피쳐를 포함하고, 그리고 지지 부재는, 지지 부재와 밀봉 링 그리고 밀봉 링과 타겟 조립체 사이에 시일이 형성되도록, 덮개에 커플링될 때 충분한 압축을 제공한다.

본 발명의 다른 및 추가적인 실시예들에 대해 이하에서 설명한다.

첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 예시적 실시예들을 참조하여, 앞서 간략히 요약되고 이하에서 더 상세하게 논의되는 본 발명의 실시예들이 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지지 부재와 주변 구조의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지지 부재와 주변 구조의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지지 부재의 평면도를 도시한다.
이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에서 공통되는 동일한 요소들을 표시하는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 도면들은 실척으로 도시되지 않았고(not drawn to scale), 명료함을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있는 것으로 고려된다.

개선된 물리 기상 증착 프로세싱 장비를 위한 방법들 및 장치들이 본원에서 제공된다. 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 물리 기상 증착 챔버, 또는 프로세스 챔버(100)의 개략적인 단면도를 도시한다. 적합한 PVD 챔버들의 예들에는 캘리포니아주 산타 클라라에 소재한 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드로부터 상업적으로 이용가능한 ENDURA^® PVD 프로세싱 챔버가 포함된다. 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드 또는 다른 제조사들로부터의 다른 프로세싱 챔버들이 또한, 본원에 개시된 본 발명의 장치로부터의 이익을 향유할 수 있다.

일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(100)는 챔버 본체(136) 정상부에 배치된 챔버 덮개(134)를 갖는다. 챔버 덮개(134)는, 예컨대, 타겟을 설치하거나 교체하기 위해 또는 프로세스 챔버(100)에 대한 유지 보수를 실시하기 위해, 챔버 본체(136)로부터 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 챔버 덮개는 타겟 조립체(138), 암공간 쉴드(178), 밀봉 링(182), 및 암공간 쉴드(178)와 밀봉 링(182)을 지지하는 지지 부재(184)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 피드 구조(feed structure; 110)는 RF 전력 및, 선택적으로, DC 전력을 타겟에 커플링하기 위해, 챔버 덮개(134)에 커플링될 수 있다.

일부 실시예들에서, 타겟 조립체(138)는 타겟(106)과 타겟 백킹 플레이트(target backing plate; 146)를 포함한다. 타겟(106)은, 금속 또는 금속 산화물과 같이, 스퍼터링 중에 기판(104) 상에 증착될 물질을 포함한다. 일부 실시예들에서, 타겟 백킹 플레이트(146)는, RF 및 DC 전력이 타겟 백킹 플레이트(146)를 통해 타겟(106)에 커플링될 수 있도록, 구리-아연, 구리-크롬, 또는 타겟과 동일한 물질과 같은, 도전성 물질을 포함할 수 있다. 대안적으로, 타겟 백킹 플레이트(146)는 비도전성일 수 있고, 전기 피드스루들(electrical feedthroughs) 등과 같은 도전성 요소들(미도시)을 포함할 수 있다.

지지 부재(184)는 밀봉 링(182) 및 암공간 쉴드(178)와 같은 하나 또는 둘 이상의 이상의 챔버 컴포넌트들을 지지하기 위해 챔버 덮개(134)에 커플링될 수 있다. 지지 부재(184)는 암공간 쉴드(178)와 타겟(106)을 수용하기 위해 중앙 개구를 갖는 대체로 평면인 부재일 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 부재(184)는 형상이 원형 또는 디스크-형일 수 있으나, 형상은 챔버 덮개의 대응하는 형상 및/또는 프로세스 챔버(100)에서 프로세싱될 기판의 형상에 따라 달라질 수 있다. 사용시, 챔버 덮개(134)가 개방 또는 폐쇄될 때, 지지 부재(184)는 타겟(106)에 대해 적절하게 정렬된 상태로 암공간 쉴드(178)를 유지함으로써, 챔버 조립체 또는 챔버 덮개(134)의 개폐로 인한 오정렬의 위험을 최소화한다.

일부 실시예들에서, 지지 부재(184)는 지지 부재(184)의 외측 둘레 에지 부근에서 챔버 덮개(134)에 커플링될 수 있고, 밀봉 링(182)과 암공간 쉴드(178)를 지지하기 위해 방사상 내측으로 연장될 수 있다. 밀봉 링(182)은 원하는 단면을 갖는 링 또는 다른 환형 형상일 수 있다. 밀봉 링은 밀봉 링(182)의 일 측 상의 지지 부재(184) 및 밀봉 링(182)의 다른 측 상의 타겟 백킹 플레이트(146)와의 인터페이싱(interfacing)을 용이하게 하기 위해 2개의 대향하는 평면이면서 대체로 평행한 표면들을 포함할 수 있다. 밀봉 링(182)은 세라믹과 같은 유전체 물질로 제조될 수 있다.

암공간 쉴드(178)는 일반적으로 타겟(106)의 외측 에지 주변에 배치된다. 일부 실시예들에서, 밀봉 링(182)은 암공간 쉴드(178)의 외측 에지에 인접하여(즉, 암공간 쉴드(178)의 방사상 외측에) 배치된다. 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)는 세라믹과 같은 유전체 물질로 제조된다. 유전체인 암공간 쉴드(178)를 제공함으로써, 암공간 쉴드와 RF 핫(RF hot)인 인접 컴포넌트들 간의 아킹(arcing)을 회피하거나 최소화할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)는 스테인리스 스틸, 알루미늄 등과 같은 도전성 물질로 제조된다. 도전성 암공간 쉴드(178)를 제공함으로써, 프로세스 챔버(100) 내에서 더 균일한 전계가 유지될 수 있고, 이에 의해서 내부의 기판들의 더 균일한 프로세싱을 촉진할 수 있다. 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)의 하부 부분은 도전성 물질로 제조될 수 있고, 암공간 쉴드(178)의 상부 부분은 유전체 물질로 제조될 수 있다.

도 2는 도 1의 프로세스 챔버(100)의 지지 부재(184)와 주변 구조의 더 상세한 도면을 도시한다. 일부 실시예들에서, 지지 부재(184)는 지지 부재(184)의 외주 부근에서 챔버 덮개(134)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 지지 부재(184)는 볼트 등과 같은 복수의 패스너들(202)에 의해 챔버 덮개(134)에 커플링된다. 예컨대, 도 4는 도 2에 도시된 패스너들(202)을 용이하게 하기 위해 외주 주위에 분산된 복수의 개구들(402)을 갖는 지지 부재(184)의 평면도를 도시한다. 8개의 개구들(402)이 도시되어 있으나, 챔버 덮개와 지지 부재의 구성에 따라 더 많거나 더 적은 패스너들이 사용될 수 있다.

지지 부재(184)는, 챔버 덮개(134)에 커플링되는 경우, (덮개 내부와 같이) 진공으로 유지되지 않는 프로세스 챔버(100)의 부분들과 (프로세스 챔버(100)의 내부 속과 같이) 진공으로 유지될 수 있는 프로세스 챔버(100)의 부분들 사이에 시일 형성을 용이하게 한다. 예컨대, 시일(204)은 밀봉 링(182)과 타겟 백킹 플레이트(146) 사이에 배치될 수 있고, 시일(206)은 밀봉 링(182)과 지지 부재(184) 사이에 배치될 수 있으며, 이에 따라, 지지 부재(184)가 설치될 때, 충분한 힘이 인가되어 시일들(204, 206)을 압축하여 이 위치들에서 진공 시일을 형성한다. 시일들(204, 206) 뿐만 아니라 본원에 개시된 다른 시일들은, O-링, 또는 개스킷(gasket) 등과 같은 임의의 적합한 시일일 수 있다. 예컨대, 챔버 덮개(134)가 상부 챔버 어댑터(142)의 정상부에서 폐쇄 위치에 있을 때, 챔버 덮개(134)와 상부 챔버 어댑터(142) 사이에 시일을 제공하기 위해, 지지 부재(184)와 상부 챔버 어댑터(142) 사이에 시일(220)이 제공될 수 있다.

일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)의 내측 벽과 타겟(106)의 외측 에지 사이에 갭(208)을 유지하기 위해 정렬 피쳐들이 제공될 수 있다. 정렬 피쳐들은 더 균일한 갭의 유지를 용이하게 할 수 있으며, 바람직하지 않게 아킹으로 이어질 수 있는 타겟(106)과 암공간 쉴드(178)의 접촉 또는 근접촉(near contact)을 방지할 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 타겟 백킹 플레이트(146)의 바닥 표면으로부터 복수의 핀들(210)이 연장될 수 있다. 예컨대, 핀들은 타겟 백킹 플레이트(146)에 형성된 대응하는 홀들에 억지 끼워맞춤(press fit)되거나 고정될 수 있다. 핀들(210)은 암공간 쉴드(178)의 정상부 표면 내에 배치된 대응하는 복수의 슬롯들(212)과 인터페이싱하거나 그 속에 끼워맞춤 되도록 타겟 백킹 플레이트(146)의 바닥 표면으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장되는 부분들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)의 좌우 이동(side-to-side movement)을 방지하고 암공간 쉴드(178)의 내측 벽과 타겟(106)의 외측 에지 사이에 갭(208)을 유지하는 적어도 3세트들의 정렬 피쳐들(예컨대, 3개의 핀들(210)과 3개의 슬롯들(212))이 있다. 암공간 쉴드(178)와 타겟 백킹 플레이트(146) 사이의 정렬을 유지하면서, 열팽창 및 수축의 속도들(rates)의 차이로 인한 암공간 쉴드(178)와 타겟 백킹 플레이트(146)의 상대 운동을 용이하게 하기 위해, 슬롯(212)의 방사상 길이가 핀들(210)의 직경보다 더 크도록, 슬롯들(212)이 방사상으로 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 핀(210)은 정렬 피쳐들 내에 포획된 가스들의 배출을 허용하기 위해 핀(210)을 통해 축 방향으로 배치된 중공 통로(215)를 가질 수 있다.

암공간 쉴드(178)가 유전체인 실시예들에서, 지지 부재(184)는 타겟 조립체(138)에 대해 암공간 쉴드(178)를 편향시키는 복수의 바이어싱 피쳐들을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 바이어싱 피쳐(302)는 지지 부재(184)의 리세스 내에 유지되는 볼(ball; 304)을 포함할 수 있다. 리세스의 바닥으로부터 멀리 볼(304)을 편향시키기 위해, 볼(304)과 리세스의 바닥 사이에 스프링(306)이 배치될 수 있다. 리세스 내부에 볼(304)을 유지하기 위해 유지 링(308)과 같은 유지 피쳐가 지지 부재(184)에 고정될 수 있다. 유지 링(308)의 직경은, 지지 부재(184)의 리세스 내에 볼(304)을 유지하면서, 볼(304)의 원하는 부분이 리세스로부터 연장되어 암공간 쉴드(178)에 접촉할 수 있도록 선택될 수 있다. 또한, 볼들(304)을 움직임으로써(moving over) 방사상 운동을 허용하여, 컴포넌트들 간의 러빙(rubbing)으로 인한 입자 발생이 감소되거나 제거될 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 일부 실시예들에서, 피드 구조(110)는 RF 에너지 및, 선택적으로, DC 에너지를 타겟(106)에 커플링한다. 특정 피드 구조(110)가 이하에서 설명되지만, 다른 구성들을 갖는 다른 피드 구조들이 또한 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 피드 구조(110)는 타겟(106)에 RF 및 DC 에너지를 제공하기 위해 각각 이용될 수 있는 RF 전력 공급원(118) 및, 선택적으로, DC 전력 공급원(120)에 커플링될 수 있는 제 1 단부(114)를 갖는 본체(112)를 포함할 수 있다. 제 1 단부(114)에 대향하는 피드 구조(110)의 제 2 단부(116)는 챔버 덮개(134)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 본체(112)는 제 1 단부(114)로부터 제 2 단부(116)까지 본체(112)를 통하여 배치된 중앙 개구(115)를 더 포함한다. 피드 구조(110)는 RF 전력 공급원(118)과 DC 전력 공급원(120)으로부터의 RF 및 DC 에너지를 전도하기 위한 적합한 도전성 물질들로 제작될 수 있다.

일부 실시예들에서, 챔버 덮개(134)는 피드 구조(110)를 통해 인가된 에너지를 도전성 부재(125)를 통해 타겟(106)의 주연 에지에 분배하기 위해 공급원 분배 플레이트(122)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 일부 실시예들에서, 본체(112)의 제 2 단부(116)는 공급원 분배 플레이트(122)에 커플링될 수 있다. 공급원 분배 플레이트는 공급원 분배 플레이트(122)를 통하여 배치되고 본체(112)의 중앙 개구(115)와 정렬된 홀(124)을 포함한다. 공급원 분배 플레이트(122)는 피드 구조(110)로부터의 RF 및 DC 에너지를 전도하기 위한 적합한 도전성 물질들로 제작될 수 있다.

도전성 부재(125)는 공급원 분배 플레이트(122)의 주연 에지 부근에서 공급원 분배 플레이트(122)의 타겟-대면 표면(128)에 커플링된 제 1 단부(126)를 갖는 관형 부재일 수 있다. 도전성 부재(125)는 타겟(106)의 주연 에지 부근에서 타겟(106)의 공급원 분배 플레이트-대면 표면(132)에(또는 타겟(106)의 타겟 백킹 플레이트(146)에) 커플링된 제 2 단부(130)를 더 포함한다.

챔버 덮개(134)의 외부 표면들을 커버하기 위해 접지 쉴드(140)가 제공될 수 있다. 접지 쉴드(140)는, 예컨대, 챔버 본체(136)의 접지 연결부를 통해, 접지에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 접지 쉴드(140)는 피드 구조(110)가 접지 쉴드(140)를 통과하여 공급원 분배 플레이트(122)에 커플링될 수 있도록 하는 중앙 개구를 가질 수 있다. 접지 쉴드(140)는 알루미늄, 또는 구리 등과 같은 임의의 적합한 도전성 물질을 포함할 수 있다. RF 및 DC 에너지가 접지로 직접 라우팅되는(routed) 것을 방지하기 위해, 접지 쉴드(140)와 공급원 분배 플레이트(122)의 외측 표면들, 도전성 부재(125), 및 타겟(106)(및/또는 타겟 백킹 플레이트(146)) 사이에 절연 갭(139)이 제공된다. 절연 갭은 공기 또는 어떤 다른 적합한 유전체 물질, 예를 들어 세라믹, 플라스틱 등으로 충전될(filled) 수 있다.

챔버 본체(136)는 기판(104)을 그 위에 수용하기 위한 기판 지지 페데스탈(102)을 포함한다. 기판 지지 페데스탈(102)은 (도시된 바와 같은) 챔버 벽(108) 또는 접지된 쉴드일 수 있는 접지된 인클로저 벽 내에 위치될 수 있다. 접지 쉴드(140)는 타겟(106) 위의 프로세스 챔버(100)의 적어도 일부분들을 커버할 수 있다.

일부 실시예들에서, 챔버 본체(136)는 상부 챔버 어댑터(142)의 렛지(ledge; 176)에 연결된 접지된 바닥 쉴드(180)를 더 포함할 수 있다. 바닥 쉴드(180)는 하방으로 연장되며, 대체로 일정한 직경을 갖는 대체로 관형인 부분을 포함할 수 있다. 바닥 쉴드(180)는 상부 챔버 어댑터(142)의 벽들과 챔버 벽(108)을 따라 기판 지지 페데스탈(102)의 정상부 표면 아래로 하방으로 연장되고, 그리고 기판 지지 페데스탈(102)의 정상부 표면에 도달할 때까지 상방으로 회귀한다. 커버 링(186)은, 기판 지지 페데스탈(102)이 하부의 로딩 위치에 있을 때에는 바닥 쉴드(180)의 상방으로 연장되는 내측 부분(188)의 정상부 상에 놓이지만, 기판 지지 페데스탈(102)이 상부의 증착 위치에 있을 때에는 기판 지지 페데스탈(102)을 스퍼터 증착으로부터 보호하기 위해 기판 지지 페데스탈(102)의 외주 상에 놓인다.

바닥 쉴드(180)는 암공간 쉴드(178)의 내측 직경, 또는 내측 직경과 실질적으로 동일한 중앙 개구, 또는 대응하는 중앙 개구를 가질 수 있으며, 이에 따라, 프로세스 챔버(100) 내에 형성된 플라즈마를 위한 더 균일한 프로세싱 윈도우를 제공한다. 일부 실시예들에서, 원하는 위치에 바닥 쉴드(180)를 유지하기 위해 복수의 정렬 피쳐들이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 2에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예들에서, 상부 챔버 어댑터(142)의 표면으로부터 복수의 핀들(214)이 연장될 수 있다. 예컨대, 핀들은 상부 챔버 어댑터(142)에 형성된 대응하는 홀들에 억지 끼워맞춤 되거나 그렇지 않으면 고정될 수 있다. 핀들(214)은 바닥 쉴드(180) 내에 배치된 대응하는 복수의 슬롯들(216)과 인터페이싱하거나 그 속에 끼워맞춤 되도록 상부 챔버 어댑터(142)의 표면으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장되는 부분들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 바닥 쉴드(180)의 좌우 이동을 방지하고 암공간 쉴드(178)와 바닥 쉴드(180)의 정렬을 유지하는 적어도 3세트들의 정렬 피쳐들(예컨대, 3개의 핀들(214)과 3개의 슬롯들(216))이 있다. 바닥 쉴드(180)와 암공간 쉴드(178) 사이의 정렬을 유지하면서, 열팽창 및 수축의 속도들의 차이로 인한 바닥 쉴드(180)와 상부 챔버 어댑터(142)의 상대 운동을 용이하게 하기 위해, 슬롯(216)의 방사상 길이가 핀들(214)의 직경보다 더 크도록, 슬롯들(216)이 방사상으로 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 핀들(214)을 설치할 때 가스들의 포획을 방지하기 위해 상부 챔버 어댑터를 통해 통로(218)가 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상부 챔버 어댑터(142)에 바닥 쉴드(180)를 고정하기 위해, 하나 또는 둘 이상의 패스너들이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 3에 나타낸 바와 같이, 볼트(310)와 같은 패스너가, 상부 챔버 어댑터(142)에 배치된 대응하는 홀을 통해 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 링(312)은 볼트들(310)과 일치하여(in line with) 상부 챔버 어댑터(142) 내의 리세스에 배치될 수 있다. 볼트들(310)은 상부 챔버 어댑터(142)에 바닥 쉴드(180)를 클램핑하기 위해 링(312)에 나사 결합될 수 있다.

따라서, 본원에서는 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치를 제공한다. 본 발명의 장치는 암공간 쉴드와 타겟 사이에서 개선된 갭 제어와 플라즈마 암공간 영역의 개선된 동심을 유리하게 허용한다.

이상의 설명은 본 발명의 실시예들에 관한 것이나, 본 발명의 기본적인 범위를 벗어나지 않고 다른 및 추가적인 실시예들이 안출될 수 있다.

Claims

기판 프로세싱 장치로서,
챔버 본체;
상기 챔버 본체의 정상부에 배치된 덮개;
상기 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질의 타겟을 포함하는 타겟 조립체;
상기 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내측 벽을 갖는 환형 암공간 쉴드(annular dark space shield);
상기 암공간 쉴드의 외측 에지의 방사상 외측에 배치된 밀봉 링; 및
지지 부재;를 포함하고,
상기 지지 부재가 상기 지지 부재의 외측 단부 부근에서 상기 덮개에 직접적으로 커플링되고 방사상 내측으로 연장하여, 상기 지지 부재의 상부 표면이 상기 밀봉 링과 상기 환형 암공간 쉴드를 아래에서부터 지지하며, 이로써 상기 지지 부재와 상기 밀봉 링 사이에 제 1 시일이 형성되고, 상기 밀봉 링과 상기 타겟 조립체 사이에 제 2 시일이 형성되는,
기판 프로세싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 밀봉 링은 유전체 물질로 제조된,
기판 프로세싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 암공간 쉴드는 유전체 물질로 제조된,
기판 프로세싱 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 유전체 물질은 세라믹인,
기판 프로세싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 암공간 쉴드는 도전성 물질로 제조된,
기판 프로세싱 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 도전성 물질은 스테인리스 스틸 및 알루미늄 중 하나 이상인,
기판 프로세싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 암공간 쉴드의 내측 벽과 상기 타겟의 외측 에지 사이에 균일한 방사상 갭을 유지하기 위한 정렬 피쳐를 더 포함하는,
기판 프로세싱 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 정렬 피쳐는:
상기 타겟의 바닥 표면에 커플링되고, 상기 타겟의 바닥 표면으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장되는 부분들을 갖는 복수의 핀들; 및
상기 암공간 쉴드의 정상부 표면 내에 배치되고, 상기 복수의 핀들의 상기 연장되는 부분들을 수용하도록 구성된 대응하는 복수의 슬롯들;을 포함하는,
기판 프로세싱 장치.
제 8 항에 있어서,
각각의 핀은 상기 핀을 통해 축 방향으로 배치된 중공 통로를 포함하는,
기판 프로세싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 타겟 조립체에 대해 상기 환형 암공간 쉴드를 편향시키는(bias) 복수의 바이어싱 피쳐들을 더 포함하는,
기판 프로세싱 장치.
제 10 항에 있어서,
각각의 바이어싱 피쳐는 상기 지지 부재의 리세스 내에 유지되는 볼을 포함하고, 상기 볼의 일부분이 상기 리세스로부터 연장되도록 상기 볼을 상기 리세스의 바닥으로부터 멀리 편향시키기 위해 상기 볼과 상기 리세스의 바닥 사이에 배치된 스프링을 갖는,
기판 프로세싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 부재를 챔버 본체 어댑터에 커플링하는 하부 정렬 피쳐를 더 포함하는,
기판 프로세싱 장치.
기판 프로세싱 장치로서,
기판 프로세스 챔버에 이동가능하게 커플링되도록 구성된 덮개;
상기 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질의 타겟을 포함하는 타겟 조립체;
상기 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내측 벽을 갖는 환형 암공간 쉴드;
지지 부재로서, 상기 지지 부재는 상기 지지 부재의 외측 단부 부근에서 상기 덮개에 직접적으로 커플링되고 방사상 내측으로 연장하며, 상기 지지 부재가 상기 덮개에 커플링되면 상기 타겟 조립체에 대해 상기 환형 암공간 쉴드를 편향시키는(bias) 피쳐(feature)를 포함하는, 지지 부재; 및
상기 암공간 쉴드의 외측 에지의 방사상 외측에, 그리고 상기 지지 부재와 상기 타겟 조립체 사이에 배치된, 밀봉 링;을 포함하고,
상기 지지 부재와 상기 밀봉 링 사이에 제 1 시일이 형성되고, 상기 밀봉 링과 상기 타겟 조립체 사이에 제 2 시일이 형성되는,
기판 프로세싱 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 타겟 조립체는 백킹 플레이트 상에 배치된 타겟 물질을 더 포함하는,
기판 프로세싱 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 지지 부재는 립(lip)을 구비한 환형 플레이트를 더 포함하고, 상기 립은 상기 환형 플레이트의 내측 직경 부근에서 상방으로 연장되는,
기판 프로세싱 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 타겟 조립체에 대해 상기 환형 암공간 쉴드를 편향시키는 복수의 바이어싱 피쳐들을 더 포함하는,
기판 프로세싱 장치.
제 16 항에 있어서,
각각의 바이어싱 피쳐는 상기 지지 부재의 리세스 내에 유지되는 볼을 포함하고, 상기 볼의 일부분이 상기 리세스로부터 연장되도록 상기 볼을 상기 리세스의 바닥으로부터 멀리 편향시키기 위해 상기 볼과 상기 리세스의 바닥 사이에 배치된 스프링을 갖는,
기판 프로세싱 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 암공간 쉴드의 내측 벽과 상기 타겟의 외측 에지 사이에 균일한 방사상 갭을 유지하기 위한 정렬 피쳐를 더 포함하는,
기판 프로세싱 장치.
삭제
제 18 항에 있어서,
상기 정렬 피쳐는:
상기 타겟의 바닥 표면에 커플링되고, 상기 타겟의 바닥 표면으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장되는 부분들을 갖는 복수의 핀들; 및
상기 암공간 쉴드의 정상부 표면 내에 배치되고, 상기 복수의 핀들의 상기 연장되는 부분들을 수용하도록 구성된 대응하는 복수의 슬롯들;을 포함하는,
기판 프로세싱 장치.