KR102306695B1 - 스마트 챔버 및 스마트 챔버 컴포넌트들 - Google Patents

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브라이언 티. 웨스트
로날드 베른 샤우어
로저 엠. 존슨
마이클 에스. 콕스
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

프로세스 챔버는, 챔버 덮개 조립체(chamber lid assembly)를 갖는 챔버 본체 - 챔버 덮개 조립체는 챔버 본체 상에 배치됨 -, 챔버 덮개 조립체에 커플링된 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들, 및 챔버 덮개 조립체에 인접하여 배치되는, 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들과 통신하는 하나 또는 그 초과의 안테나들을 포함한다.

Description

스마트 챔버 및 스마트 챔버 컴포넌트들{SMART CHAMBER AND SMART CHAMBER COMPONENTS}
[0001] 본 개시물의 실시예들은 챔버 내의 또는 챔버 상의 컴포넌트들을뿐만 아니라 챔버에서 수행되는 프로세스들을 모니터링하기 위한 능력들을 갖는 챔버에 관한 것이다. 더 구체적으로, 전송/수신 능력들이 구비된 하나 또는 그 초과의 통합형(integral) 모니터링 디바이스들을 갖는 챔버 및/또는 챔버 컴포넌트들에 관한 것이다.
[0002] 전자 디바이스들의 제조에서, 소모성 컴포넌트들 및/또는 다수의 사이클들(cycles) 이후에 최종적으로 교체를 필요로 하는 컴포넌트들을 갖는 프로세싱 챔버들에서 많은 열 프로세스들이 수행된다. 다른 열 프로세스들 중에서도, 에칭, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD), 물리 기상 증착(PVD), 및 어닐링과 같은 이러한 열 프로세스들에서 활용되는 컴포넌트들은, 만족스럽고 안전한 작동을 보장하기 위해, 성실한(diligent) 모니터링을 요구한다. 부가적으로, 챔버에서의 효율적인 그리고/또는 안전한 사용을 제공하고 최종 제품의 만족스러운 결과들을 제공하기 위해, 많은 소모품들은 특정 기준에 의해 제한된다. 일 예에서, 몇몇 PVD 프로세스들은, 집적 회로들 및 디스플레이들의 제조에서 기판 상에 증착 재료(deposit material)를 스퍼터링하기 위해 스퍼터링 타겟을 사용한다. 전자기 에너지는, 기판 상에 얇은 필름을 형성하기 위해 스퍼터링 타겟으로부터 기판 상으로의 재료의 스퍼터링을 용이하게 하도록 스퍼터링 타겟에 인가된다.
[0003] 그러나, 몇몇 스퍼터링 타겟들은, 챔버가 전달할 수 있는 전력 인가(power application)와 상이할 수 있는 특정 전력 인가에 대해서 레이팅된다(rated). 예컨대, 챔버는 스퍼터링 타겟에 고전력을 전달할 수 있지만, 특정한 스퍼터링 타겟은, 기판 상에서의 만족스러운 증착 및 안전한 작동을 가능하게 하기 위해, 챔버의 능력보다 훨씬 적은 전력 인가에 대해서 레이팅될 수 있다. 사용자가, 스퍼터링 타겟에 대한 레이팅보다 더 큰 전력을 활용한다면, 기판 상에서의 적합한 증착이 획득되지 않을 수 있다. 부가적으로, 스퍼터링 타겟에 전달되는 전력은 스퍼터링 타겟을 손상시킬 수 있다. 특정 스퍼터링 타겟에 대한 레이팅된 전력 인가와 챔버의 능력 사이의 미스매치(mismatch)는 챔버의 다른 소모성 컴포넌트들 및/또는 챔버에서 수행되는 프로세스들에게까지 퍼질 수 있다.
[0004] 따라서, 챔버에서 수행되는 프로세스들 또는 컴포넌트에 대한 모니터링, 식별(identification) 및/또는 제어의 기준(metric)을 제공하는 능력을 포함하는 챔버 및/또는 챔버 컴포넌트에 대한 필요가 존재한다.
[0005] 본원에서 개시되는 실시예들은, 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들을 갖는 프로세스 챔버에 관한 것이다. 모니터링 디바이스들은, 다른 데이터 또는 정보 중에서도, 프로세스 챔버의 다양한 컴포넌트들에 대한 식별 정보를 포함할 수 있다.
[0006] 일 실시예에서, 프로세스 챔버가 제공된다. 프로세스 챔버는, 챔버 덮개 조립체(chamber lid assembly)를 갖는 챔버 본체 - 챔버 덮개 조립체는 챔버 본체 상에 배치됨 -, 챔버 덮개 조립체에 커플링된 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들, 및 챔버 덮개 조립체에 인접하여 배치되는, 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들과 통신하는 하나 또는 그 초과의 안테나들을 포함한다.
[0007] 다른 실시예에서, 스퍼터링 챔버를 위한 스퍼터링 타겟이 제공된다. 스퍼터링 타겟은, 전면 표면(frontside surface) 및 후면 표면(backside surface) - 후면 표면은 복수의 원형 그루브들(grooves), 및 원형 그루브들을 가로지르는(cutting through) 적어도 하나의 아치형(arcuate) 채널을 가짐 - 을 갖는 백킹 플레이트(backing plate), 및 모니터링 디바이스를 포함한다. 스퍼터링 타겟은 또한, 백킹 플레이트의 전면 표면 상에 장착된 스퍼터링 플레이트를 포함한다.
[0008] 다른 실시예에서, 마그네트론(magnetron)이 제공된다. 마그네트론은 자석, 자석에 인접한 균형추 포지션(counterweight position), 및 마그네트론의 금속성 컴포넌트에 커플링된 모니터링 디바이스를 포함한다.
[0009] 본 개시물의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된, 본 개시물의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시물의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 개시물의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시물이, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1은, 일 실시예에 따른 프로세스 챔버의 단면도이다.
[0011] 도 2는, 일 실시예에 따른 마그네트론의 정사도(orthographic view)이다.
[0012] 도 3은, 백킹 플레이트 상에 장착된 스퍼터링 플레이트를 포함하는 스퍼터링 타겟의 일 실시예의 측단면도이다.
[0013] 도 4는 백킹 플레이트의 후면 표면의 사시도(perspective view)이다.
[0014] 도 5는 스퍼터링 플레이트의 전방 표면의 평면도이다.
[0015] 도 6은 스퍼터링 타겟의 둘레 에지의 프로파일의 측단면도이다.
[0016] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 엘리먼트들을 나타내기 위해, 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시되는 엘리먼트들이, 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에서 유익하게 사용될 수 있다는 점이 고려된다.
[0017] 도 1은 예시적인 프로세스 챔버(100)(예컨대, 물리 기상 증착(PVD) 또는 스퍼터 프로세스 챔버, 또는 화학 증착 챔버(CVD))를 예시한다. 프로세스 챔버(100)는, 예컨대, MEMS의 제조 동안 기판(190) 상에서의 AlN(aluminum nitride) 재료들의 스퍼터 증착에 적합한 PVD 챔버일 수 있다. 그러나, 프로세스 챔버(100)는 CVD 챔버 또는 기판들의 열 프로세싱에 적합한 다른 챔버일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0018] 프로세스 챔버(100)는 챔버 본체(108)를 포함하고, 챔버 본체(108)는 챔버 본체 내에 정의된 프로세싱 용적(118)을 갖는다. 챔버 본체(108)는 측벽들(110) 및 바닥부(112)를 갖는다. 프로세스 챔버(100)의 챔버 본체(108) 및 관련된 컴포넌트들의 치수들은 제한되지 않으며, 일반적으로, 챔버 내에서 프로세싱될 기판(190)의 크기에 비례하여 그보다 더 크다. 그러나, 임의의 적합한 기판 크기가 프로세싱될 수 있기 때문에, 프로세스 챔버(100)는 그에 따라서 크기가 정해질 수 있다. 적합한 기판 크기들의 예들은, 200mm 직경, 300mm 직경, 또는 450mm 직경을 갖는 기판을 포함한다.
[0019] 챔버 덮개 조립체(104)는 챔버 본체(108)의 정상부 상에 장착된다. 챔버 본체(108)는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 다른 적합한 재료들로 제조될 수 있다. 기판 액세스 포트(138)는 챔버 본체(108)의 측벽(110)을 통해 형성되며, 프로세스 챔버(100)의 안과 밖으로의 기판(190)의 이송을 용이하게 한다. 액세스 포트(138)는 기판 프로세싱 시스템의 이송 챔버 및/또는 다른 챔버들에 커플링될 수 있다.
[0020] 기판 지지부(150)는 챔버 본체(108)의 내부에 배치된다. 기판 지지부(150)는 기판 지지부(150)의 정상부와 챔버 덮개 조립체(104) 사이의 간격을 제어하기 위해 이동 가능할 수 있다. 일 실시예에서, 기판 지지부(150)는 정전 척(ESC)(152)을 포함한다.
[0021] 가스 소스(132)는 프로세스 가스들을 프로세싱 용적(118) 내에 공급하기 위해 챔버 본체(108)에 커플링된다. 일 실시예에서, 프로세스 가스들은, 필요하다면, 반응성 가스들, 비-반응성 가스들, 및 불활성 가스들을 포함할 수 있다. 가스 소스(132)에 의해 제공될 수 있는 프로세스 가스들의 예들은, 특히, 아르곤 가스(Ar), 헬륨(He), 네온 가스(Ne), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 질소 가스(N2), 산소 가스(O2), 수소 가스(H2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4), 일산화 탄소(CO), 및/또는 이산화 탄소(CO2)를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 일 실시예에서, 가스 소스(132)는 N2 및 Ar을 챔버 용적 내에 공급한다.
[0022] 프로세스 가스가 프로세스 챔버(100) 내에 도입된 후에, 가스는 플라즈마를 형성하기 위해 에너자이징된다(energized). 프로세스 안테나(142), 예컨대, 하나 또는 그 초과의 인덕터 코일들(inductor coils)은 프로세스 챔버(100)에 인접하여 제공될 수 있다. 안테나 전력 공급부(140)는, 플라즈마를 형성하기 위해, 프로세스 가스에 에너지, 예컨대, RF(radio frequency) 에너지를 유도 결합하도록(inductively couple), 프로세스 안테나(142)에 전력을 공급할 수 있다. 플라즈마는, 프로세스 챔버(100)에서 기판 지지부(150)와 덮개 조립체(104) 사이에 정의된 프로세스 구역에 형성될 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 기판(190) 아래의 캐소드 및 기판(190) 위의 애노드를 포함하는 프로세스 전극들은 플라즈마를 생성하기 위해 RF 전력을 커플링하는데 사용될 수 있다. 프로세스 챔버(100)의 다른 컴포넌트들의 작동을 또한 제어하는 제어기(180)는 안테나 전력 공급부(140)의 작동을 제어할 수 있다.
[0023] 덮개 조립체(104)는 일반적으로, 타겟(120) 및 타겟(120)에 커플링된 접지 쉴드 조립체(ground shield assembly; 130)를 포함한다. 타겟(120)은, PVD 프로세스 동안 스퍼터링될 수 있고 기판(190)의 표면 상에 증착될 수 있는 재료 소스를 제공한다. 타겟(120)은 DC 스퍼터링 동안 플라즈마 회로의 캐소드로서 역할을 할 수 있다. 덮개 조립체(104)는, 프로세싱 동안 타겟(120)으로부터 재료들의 효율적인 스퍼터링을 강화시키는, 타겟(120) 위에 장착된 마그네트론(102)을 더 포함할 수 있다. 마그네트론(102)은 쉽고 빠른 프로세스 제어뿐만 아니라 테일러진(tailored) 필름 특성들도 허용하면서, 기판(190)에 걸쳐서 AlN과 같은 필름의 균일한 증착 및 일관된 타겟 침식(consistent target erosion)을 보장한다. 마그네트론 조립체의 예들은 특히, 선형(linear) 마그네트론, 사형(serpentine) 마그네트론, 나선형(spiral) 마그네트론, 이중-디지테이팅된(double-digitated) 마그네트론, 직사각형화된(rectangularized) 나선형 마그네트론을 포함한다.
[0024] 프로세스 챔버(100)는 또한, 모니터링 디바이스들, 예컨대, 타겟(120)에 커플링된 모니터링 디바이스(173A) 및 마그네트론(102)에 커플링된 모니터링 디바이스(173B)를 포함한다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 각각은, 데이터를 저장하고 하나 또는 그 초과의 안테나들(175)을 통해서 데이터를 제어기(180)로 전송하고 그리고/또는 데이터를 제어기(180)로부터 수신할 능력이 있는 RFID(radio frequency identification) 칩일 수 있다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은, 다른 명령들 중에서도, 프로세스 레시피(recipe)와 관련된 데이터, 챔버(100)에서의 가스 유동, 전력 인가 파라미터들 및 타이밍(timing), 프로세싱 동안의 압력 파라미터들, 마그네트론(102)에 대한 회전 파라미터들을 포함하는 명령들(그러나 이에 제한되지는 않음)을 제어기(180)에 전송할 수 있다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은 또한, 제어기(180)로부터 프로세스 정보를 수신할 수 있다. 제어기(180)로부터 수신된 정보는 모니터링 디바이스들(173A, 173B)에 저장될 수 있다. 대안적으로, 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 각각은 스캐너에 의해 바코드 판독 가능할(barcode readable) 수 있다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 각각은, 작동들을 적어도 판독/기록할 수 있는 메모리 및 제어기를 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 안테나(175)는 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 각각에 대해 전용일 수 있거나, 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 각각과 공유될 수 있다. 안테나들(175)은 커버(177)의 내부 표면에 직접적으로(directly) 커플링될 수 있거나, 커버(177)의 내부 표면에 커플링된 선반(shelf)(도시되지 않음) 상에 배치될 수 있다. 안전성 및 보안성 강화로서, 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 내에 포함된 데이터는 사유 수단(proprietary means)에 의해 암호화될 수 있다. 암호화의 응용 및 이익은, 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 내의 데이터의 내용들을 추가적으로 인증하고(authenticate) 검증한다(verify)는 점이다. 데이터는: 컴포넌트에 대한 시리얼 번호 또는 다른 식별자, 컴포넌트의 제조 날짜, 컴포넌트에 대한, 서비싱을 시작한 첫째 날짜(first date in service), 컴포넌트의 프로세스 시간들, 및 컴포넌트와 컴포넌트의 만료(expiration)에 대해 안전한 수명(service life)을 예측하는데 사용될 수 있는 임의의 다른 데이터와 같은 정보를 포함할 수 있다.
[0025] 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은 챔버(100)에서 활용되는 주파수들과 상이한 주파수에서 작동할 수 있다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)의 주파수는 제 1 또는 고주파수 범위, 예컨대, UHF(ultra-high frequency) 범위를 포함할 수 있는 반면, 챔버(100)는 제 1 주파수 범위 미만인 제 2 주파수 범위, 예컨대, HF(high frequency) 범위 또는 VHF(very high frequency) 범위에서 작동할 수 있다. 일 예에서, 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은 약 840-930MHz의 범위에서 작동 가능할 수 있는 반면, 챔버(100)는 13MHz 범위(RF 바이어스(bias))에서 또는 약 400KHz(DC, 펄스형(pulsed) DC)의 주파수들에서 작동한다. 따라서, 상이한 주파수들은, 챔버(100)의 작동으로부터의 간섭이 없는, 모니터링 디바이스들(173A, 173B)의 작동을 허용한다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)로/로부터 연속적으로(continuously) 판독하고 그리고/또는 기록할 필요는 없을 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 모니터링 디바이스들(173A, 173B)로/로부터의 판독 및/또는 기록은 기판 프로세싱 기간들 사이에 수행될 수 있다. 챔버가 기판을 프로세싱하지 않는 이러한 기간들 동안에, 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은, 각각의 컴포넌트들이 완전하게 작동적(fully operational)이라는 것을 점검하고 그리고/또는 확정하도록 질의를 받을 수 있고(queried), 그리고 결과들을 모니터링 디바이스들(173A, 173B)에 다시 기록한다(write back).
[0026] 일 예에서, 기판이 프로세싱된 후에, 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은 질의를 받을 수 있고, 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은, 기판이 프로세싱된 후의 클록들(clocks) 및 카운터들(counters)의 결과들의 다시 기록(write back)에 의해 업데이트될(updated) 수 있다. 질의는 또한, 모든 것이 작동적이라는 것을 확정할 수 있고, 다른 기판은 프로세싱을 위해 준비될 수 있다. 부가적으로, 이러한 질의/판독/기록 기간 동안, 상당한 챔버 유휴시간(downtime)이 발생하지 않도록 그리고 처리량이 영향받지 않도록, 기판 이송 프로세스들이 수행될 수 있다. 펌핑 포트(192)는 챔버 본체(108)의 바닥부(112)를 통해 형성된다. 펌핑 디바이스(194)는, 프로세싱 용적(118)을 진공배기하고(evacuate) 프로세싱 용적(118) 내의 압력을 제어하도록, 프로세싱 용적(118)에 커플링된다.
[0027] 타겟(120)(또는 타겟 플레이트)은 증착 층을 위해 활용되는 재료로, 또는 프로세스 챔버(100)에서 형성되어야 할 증착 층의 엘리먼트들로 제조될 수 있다. 고전압 전력 공급부, 예컨대, 전력 소스(144)는, 타겟(120)으로부터의 재료들을 스퍼터링하는 것을 용이하게 하기 위해, 타겟(120)에 연결된다. 타겟(120)은, 실리콘(Si), 티타늄(Ti) 금속, 탄탈륨 금속(Ta), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 금속, 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 이들의 합금들, 이들의 조합들, 등을 함유하는 재료로 제조될 수 있다. 부가적으로, 프로세싱 동안 타겟으로부터의 전자 방출(electron emission)은 타겟의 n-형 또는 p-형 도핑(doping)에 의해 제어될 수 있다. 타겟(120)은 보론(B)과 같은 전도성 엘리먼트로 도핑될 수 있다. 일 실시예에서, 타겟(120)은, AlN 층을 형성하기 위해서 기판(190) 상의 질소 이온들과 결합되는 Al 이온들을 생성하도록, Al 합금을 포함할 수 있다.
[0028] 타겟(120)은 일반적으로 둘레 부분(128) 및 중앙 부분(124)을 포함한다. 둘레 부분(128)은 챔버의 측벽들(110) 위에 배치된다. 타겟(120)의 중앙 부분(124)은, 기판 지지부(150) 상에 배치된 기판(190)의 표면을 향하여 살짝 연장된 만곡부(curvature)를 가질 수 있다. 타겟(120)과 기판 지지부(150) 사이의 간격은 약 50mm 내지 약 150mm으로 유지될 수 있다. 타겟(120)의 직경, 구성, 재료들, 형상, 및 치수는 특정 프로세스 또는 기판 요건들에 대해서 변화될 수 있다는 것이 주지된다. 타겟(120)은 또한, 함께 타겟을 형성하는, 세그먼트화된(segmented) 재료들 또는 인접한 타일들(tiles)을 포함할 수 있다.
[0029] 덮개 조립체(104)의 접지 쉴드 조립체(130)는 접지 프레임(106) 및 접지 쉴드(122)를 포함한다. 접지 프레임(106)은 타겟(120)을 프로세스 챔버(100)의 다른 컴포넌트들로부터 전기적으로 절연할 수 있다. 접지 쉴드 조립체(130)는 또한, 다른 챔버 쉴드 부재, 타겟 쉴드 부재, 암부 쉴드(dark space shield), 및 암부 쉴드 프레임을 포함할 수 있다. 접지 쉴드(122)는, 프로세싱 용적(118)에서 타겟(120)의 중앙 부분 아래의 상부 프로세싱 영역(126)을 정의하는 접지 프레임(106)에 의해 둘레 부분(128)에 커플링된다. 접지 프레임(106)은 접지 쉴드(122)를 타겟(120)으로부터 전기적으로 절연하면서, 측벽들(110)을 통해 프로세스 챔버(100)의 챔버 본체(108)에 접지 경로를 제공한다. 접지 쉴드(122)는, 프로세싱 동안 생성된 플라즈마를 상부 프로세싱 영역(126) 내에 국한시키고(constrain), 타겟(120)의 한정된 중앙 부분(124)으로부터 타겟 소스 재료를 이동시키며(dislodge), 이에 의해, 이동된 타겟 소스가, 챔버 측벽들(110) 보다는 기판 표면 상에 주로 증착되는 것을 허용한다. 일 실시예에서, 접지 쉴드(122)는 당 업계에 알려진 프로세스들, 예컨대, 용접, 글루잉(gluing), 고압 압축, 등에 의한, 하나 또는 그 초과의 작업물(work-piece) 파편들(fragments) 및/또는 다수의 이러한 피스들(pieces) 본딩(bonding)에 의해 형성될 수 있다.
[0030] 제어기(180)는 프로세스 챔버(100)에 커플링된다. 제어기(180)는 CPU(central processing unit)(184), 메모리(182), 및 지원 회로들(186)을 포함한다. 제어기(180)는 프로세스 시퀀스(sequence)를 제어하기 위해 활용되어, 가스 소스(132)로부터 프로세스 챔버(100) 내로의 가스 유동들을 조절하고 타겟(120)의 이온 충돌(ion bombardment)을 제어한다. CPU(184)는 산업 현장(industrial setting)에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서일 수 있다. 소프트웨어 루틴들(routines)은 메모리(182), 예컨대, 랜덤 액세스 메모리, 리드 온리 메모리, 플로피 또는 하드 디스크 드라이브, 또는 다른 형태의 디지털 저장소에 저장될 수 있다. 지원 회로들(186)은 통상적으로 CPU(184)에 커플링되고, 캐쉬, 클록 회로들, 입력/출력 서브시스템들, 전력 공급부들, 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 루틴들은, CPU(184)에 의해 실행될 때, CPU를, 본 개시물에 따라서 프로세스들이 수행되도록 프로세스 챔버(100)를 제어하는 특정 목적의 컴퓨터(제어기)(180)로 변화시킨다. 소프트웨어 루틴들은 또한, 프로세스 챔버(100)로부터 원격으로(remotely) 로케이팅된 제 2 제어기(도시되지 않음)에 의해 저장될 수 있고 그리고/또는 실행될 수 있다. 소프트웨어 루틴들은 또한, 모니터링 디바이스들(173A 및/또는 173B)로부터 수신된 데이터에 의해 변경될 수 있다.
[0031] 프로세싱 동안, 재료는 타겟(120)으로부터 스퍼터링되고, 기판(190)의 표면 상에 증착된다. 가스 소스(132)에 의해 공급되는 프로세스 가스들로부터 형성되는 플라즈마를 유지하기 위해, 타겟(120) 및 기판 지지부(150)는 서로에 대해 그리고/또는 접지부에 대해, 전력 소스(144)에 의해 바이어싱된다. 플라즈마로부터의 이온들은 타겟(120)을 향하여 가속되고 타겟(120)을 타격하여, 타겟 재료들로 하여금 타겟(120)으로부터 이동되도록 한다. 이동된 타겟 재료 및 반응성 프로세스 가스들은 함께, 원하는 조성들로 기판(190) 상에 층을 형성한다. RF, DC 또는 고속 스위칭 펄스형(fast switching pulsed) DC 전력 공급부들, 또는 이들의 조합들은, 스퍼터링 조성 및 스퍼터링된 재료에 대한 증착 레이트들(rates)의 정밀한 제어를 위해 튜닝 가능한(tunable) 타겟 바이어스를 제공한다.
[0032] 챔버 본체(108)의 바닥부(112)를 통해 연장되는 샤프트(164)는 리프트 메커니즘(160)에 커플링된다. 리프트 메커니즘(160)은 하부 이송 포지션과 상부 프로세싱 포지션 사이에서 기판 지지부(150)를 이동시키도록 구성된다. 벨로우즈(bellows; 162)는 샤프트(164)를 에워싸고 기판 지지부(150)에 커플링되어 이들 사이에 가요성 밀봉부(flexible seal)를 제공하며, 이에 의해, 프로세스 챔버(100)에 대한, 프로세싱 용적(118)의 진공 무결성(vacuum integrity)을 유지한다.
[0033] 상기 논의된 바와 같이, 기판 지지부(150)는 척 전극(158)을 갖는 ESC(electro-static chuck)를 포함한다. ESC(152)는 DC 전력 공급부(166)에 의해 전력을 공급받고, 프로세싱 동안 전도성 기판들(190)과 유전체 양자 모두를 유지하기 위해 반대 전하들의 인력을 이용한다. ESC(152)는 유전체 본체(153) 내에 매립된(embedded) 척 전극(158)을 포함한다. DC 전력 공급부(166)는 약 200 내지 약 2000볼트의 DC 척킹 전압을 척 전극(158)에 제공할 수 있다. DC 전력 공급부(166)는 또한, 기판(190)을 척킹하고 디-척킹(de-chucking)하기 위해 DC 전류를 전극으로 지향시킴으로써 척 전극(158)의 작동을 제어하도록, 시스템 제어기(180)를 포함할 수 있다.
[0034] 몇몇 실시예들에서, 층 증착 프로세스의 상이한 상들(different phases) 동안 기판(190)에 대한 바이어스. 그러므로, 바이어스는 소스(154)(예컨대, DC 및/또는 RF 소스)로부터, 기판 지지부(150)의 바이어스 전극(156)(또는 척 전극(158))에 제공될 수 있고, 이로써, 증착 프로세스의 하나 또는 그 초과의 상 동안에 기판(190)은 플라즈마에서 형성된 이온들과 충돌될 것이다.
[0035] 새도우 프레임(136)은 기판 지지부(150)의 둘레 영역 상에 배치되고, 타겟(120)으로부터 스퍼터링되는 소스 재료의 증착을 기판 표면의 원하는 부분으로 한정하도록 구성된다. 챔버 쉴드(134)는 챔버 본체(108)의 내측 벽 상에 배치될 수 있으며, 기판 지지부(150) 주위에 배치된 새도우 프레임(136)을 지지하도록 구성된, 프로세싱 용적(118)으로 내측으로 연장되는 립(lip)을 갖는다. 프로세싱을 위해 기판 지지부(150)가 상부 포지션으로 상승될 때, 기판 지지부(150) 상에 배치된 기판(190)의 외측 에지는 새도우 프레임(136)에 의해 맞물리고, 새도우 프레임(136)은 리프팅 업되어(lifted up) 챔버 쉴드(134)로부터 떨어져 이격된다. 기판 이송 액세스 포트(138)에 인접한 이송 포지션으로 기판 지지부(150)가 하강될 때, 새도우 프레임(136)은 챔버 쉴드(134) 상에 다시 셋팅된다(set back). 리프트 핀들(도시되지 않음)은, 이송 로봇 또는 다른 적합한 이송 메커니즘에 의한 기판(190)으로의 액세스를 용이하게 하기 위해 기판(190)을 기판 지지부(150) 위로 리프팅하도록, 기판 지지부(150)를 통해 선택적으로 이동된다.
[0036] 도 2는, 일 실시예에 따른 마그네트론(200)의 정사도이다. 마그네트론(200)은 도 1의 챔버(100)에서 사용 가능할 수 있다. 마그네트론(200)은 지지 플레이트(202), 복수의 U 형상 자석들(204), 제 1 자극 피스(206) 및 제 2 자극 피스(208)를 포함한다. 지지 플레이트(202)는 황동(brass)으로 만들어질 수 있으며, 자극 피스들은 스테인리스 스틸로 만들어질 수 있다. 제 1 자극 피스(206)는 루프(loop)일 수 있고, U 자석들(204) 각각의 일 단부(205)는 루프 상에 배치된다. 제 2 자극 피스(208)는 플레이트일 수 있고, U 자석들(204) 각각의 다른 단부(207)는 플레이트 상에 배치된다. 자극 피스들(206, 208)은 동일 평면 상에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 자석들은 원통형 자석들로 만들어지거나 원통형 자석들을 포함하며, 주 정상부 플레이트(main top plate)는 자석 SST(410 합금)이고 바닥부 극 피스들은 또한 410으로 만들어진다.
[0037] 도 2에 도시된 바와 같이, 모니터링 디바이스(173B)는 마그네트론(200)의 주변부에 포지셔닝되는 것으로 도시된다. 모니터링 디바이스(173B)는 마그네트론(200)의 금속성 부재, 예컨대, 균형추(214)에 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 모니터링 디바이스(173B)는 RFID 태그(216)이다. RFID 태그(216)는 세라믹 재료로 커버되고 코팅될 수 있거나, 그렇지 않으면, 세라믹 재료로 만들어진 하우징을 포함할 수 있다. RFID 태그(216)를 균형추(214) 상에 설치하기 위한 가능성있는 장착 방법들은, 에폭시 포팅(epoxy potting), 스크류드-인 하우징(screwed-in housing), 균형추(214)에 체결되는 커버, 스프링 클립들(spring clips), 등을 포함한다. 대안적인 모니터링 디바이스들이 또한 잠재적으로 응용 가능하다. 예컨대, 접착식(stick-on) RFID 태그(216) 또는 바코드 태그가 또한 사용될 수 있다. 일 실시예에서, RFID 태그(216)의 후면은, 안테나(175)(도 1에 도시됨)를 통한 판독성(readability)을 강화시키기 위해, 금속 후면판(backplane)과 접촉하거나 금속 후면판에 매우 근접해있다. 부가적으로, 안테나(175)(도 1에 도시됨)를 통한 판독성을 강화하기 위해, 약 1mm 내지 약 5mm의 간격이 RFID 태그(216)를 둘러쌀 수 있다.
[0038] 마그네트론(200)의 둘레 상에서의 모니터링 디바이스(173B)의 포지션은 마그네트론(200)에 의해 생성되는 자기장으로부터의 간섭을 최소화한다. 부가적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 마그네트론(200)의 정상부 측 상에서의 모니터링 디바이스(173B)의 포지셔닝은, 모니터링 디바이스(173B)를 안테나(175)(도 1에 도시됨)에 더 근접하여 위치시킨다.
[0039] 도 3-6은 스퍼터링 타겟(300)의 예시적인 실시예의 다양한 도면들이다. 타겟(300)은, 감소된 침식 그루브 및 마이크로크랙킹(microcracking) 상태로, 스퍼터링된 재료를 기판 상에 증착시키기 위해, 도 1의 챔버(100)에서 사용 가능할 수 있다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에서, 스퍼터링 타겟(300)은 백킹 플레이트(305) 및 스퍼터링 플레이트(310)를 포함한다. 스퍼터링 플레이트(310) 및 백킹 플레이트(305)는, 백킹 플레이트와 스퍼터링 플레이트 양자 모두로서 역할을 하는, 동일한 고-순도 재료로 만들어진 단일 구조를 포함하는 모놀리스(monolith)일 수 있거나, 스퍼터링 타겟을 형성하기 위해 함께 본딩된 개별 구조들일 수 있다. 스퍼터링 플레이트(310)는, 스퍼터링 표면(320)으로서 역할을 하는 중앙 원통형 메사(mesa)(315)를 포함하고, 중앙 원통형 메사는, 도 1의 챔버(100)에서의 타겟(300)의 사용 동안에 기판(190)(도 1에 도시됨)의 평면에 대해 평행하게 유지되는 정상부 평면(322)을 갖는다. 스퍼터링 플레이트(310)는 금속 또는 금속 화합물(metal compound)로 만들어진다. 예컨대, 스퍼터링 플레이트(310)는, 예컨대, 알루미늄, 구리, 코발트, 니켈, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐, 및 이들의 합금들로 구성될 수 있다. 스퍼터링 플레이트(310)는 또한, 예컨대, 탄탈륨 질화물, 텅스텐 질화물, 또는 티타늄 질화물과 같은 금속 화합물일 수 있다. 하나의 버전(version)에서, 스퍼터링 플레이트(310)는 고 순도 레벨, 예컨대, 적어도 약 99.9% 또는 심지어 적어도 약 99.99%로 티타늄을포함한다. 부가적으로, LiPON, LiPON(B), VOX(Vanadium Oxide)와 같은 유전체 재료들이, 스퍼터링 플레이트(310)의 재료를 위해 사용될 수 있다.
[0040] 하나의 버전에서, 스퍼터링 플레이트(310)는 백킹 플레이트(305) 상에 장착된다. 백킹 플레이트(305)는, 스퍼터링 플레이트(310)를 지지하기 위한 전방 표면(324) 및 스퍼터링 플레이트(310)의 반경을 넘어서 연장되는 환형 플랜지(flange)(326)를 갖는 별도의 구조일 수 있다. 환형 플랜지(326)는 주변의 원형 표면을 포함하고, 도 1의 챔버(100)에 도시된 접지 프레임(106) 상에 놓이는 외측 플랜지(328)를 갖는다. 접지 프레임(106)은 백킹 플레이트(305)를 챔버(100)로부터 전기적으로 절연하고 분리시키며, 전형적으로, 세라믹 재료, 예컨대, 알루미늄 산화물로 만들어진 링이다.
[0041] 백킹 플레이트(305)는, 높은 열 전도성을 갖도록 그리고 백킹 플레이트 내에서 열 전달 유체를 순환시키도록 선택된 재료로 만들어진다. 백킹 플레이트(305)의 적절하게 높은 열 전도성은 적어도 약 200W/mK, 예컨대, 약 220 내지 약 400W/mK이다. 그러한 열 전도성 레벨들은, 타겟(300)에서 생성되는 열을 효율적으로 소산시킴으로써(dissipating) 타겟(300)이 더 긴 프로세스 시간 기간들 동안 작동되는 것을 허용한다. 하나의 버전에서, 백킹 플레이트(305)는 금속, 예컨대, 구리 또는 알루미늄으로 만들어진다. 다른 버전에서, 백킹 플레이트(305)는, 예컨대, 구리-아연(네이발 황동(naval brass)), 또는 크롬-구리 합금과 같은 금속 합금을 포함한다. 하나의 예시적인 실시예에서, 백킹 플레이트(305)는, Cr(0.8%), Cu(96.1%), Ni(2.5%) 및 Si(0.6%)의 컴포넌트 양들(component weights)을 갖는 합금인 C18000을 포함한다. 백킹 플레이트(305)는 또한, 하나 또는 그 초과의 본딩된 플레이트들을 포함하는 개별 구조일 수 있다. 백킹 플레이트(305)는 편평할 수 있거나 접시형(dished)일 수 있다.
[0042] 백킹 플레이트(305)는 또한, 연장된 시간 기간 동안의 타겟(300)의 작동을 여전히 허용하면서 침식 그루빙(grooving)을 감소시키기 위해 바람직한 범위 내에 있는 전기 저항을 가질 수 있다. 전기 저항은, 타겟(300)이 스퍼터링 동안 전기적으로 바이어싱되거나 차징되는 것을 허용하기에 충분히 낮아야 한다. 그러나, 전기 저항은 또한, 타겟(300)에서의 와전류들(eddy currents)의 영향을 감소시키기에 충분히 높아야 하는데, 이는, 와전류가 타겟(300)을 통하는 경로를 따라서 이동할 때 와전류에 의해 생성되는 열이, 경로를 따라서 마주치는 전기 저항에 비례하기 때문이다. 하나의 버전에서, 백킹 플레이트(305)의 전기 저항은 약 2 내지 약 5 마이크로 옴 센티미터(μohm cm) 또는 심지어 약 2.2 내지 약 4.1μohm cm이다.
[0043] 예시적인 백킹 플레이트(305)는 구리-크롬을 포함하는 금속 합금으로 만들어진다. 구리-크롬의 저항은, 구리-크롬의 온도들이 썹씨 600도를 넘을 때까지 변하지 않으며, 이는, 정상적인 스퍼터링 프로세스 온도들을 초과하기에 충분히 높다. 하나의 버전에서, 구리-크롬 합금은 약 80:1 내지 약 165:1의 구리 대 크롬의 비율을 포함한다. 구리-크롬 합금은, wt%가 약 98.5 내지 약 99.1wt%인 구리, 및 wt%가 약 0.6 내지 약 1.2wt%인 크롬을 포함한다. 구리-크롬 합금은 약 340W/mK의 열 전도성 및 약 2.2μohm cm의 전기 저항을 갖는다.
[0044] 일 실시예에서, 백킹 플레이트(305)는 전방 표면(324)에 대향하는(oppose) 후면 표면(330)을 포함한다. 후면 표면(330)은, 동심(concentric) 패턴의 원형 그루브들(332)(또는 그루브들(334a 및 334b), 및 교차하는 아치형 채널들(336)을 갖는다. 원형 그루브들(332)은 릿지들(ridges; 338)에 의해 분리될 수 있다. 교차하는 아치형 채널들(336)은, 교차점에서 그루브(332)에 대한 국부적인 수평 접선(localized horizontal tangent)에 대해 60 내지 90도의 범위의 각도들로 원형 그루브들(332)을 가로지른다(cut through). 교차하는 그루브들은 원형 그루브들(332)의 연속적인 트렌치 구조를 분절시켜서(break up), 교차점들에서 그루브들(332) 간에 열 전달 유체가 순환하는 것을 허용한다. 교차하는 아치형 채널들(336)은 원형 그루브들(332)의 연속적인 트렌치 구조들 내에서의 열 전달 유체의 정체(stagnation)를 상당히 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
[0045] 스퍼터링 타겟(300)은, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 모니터링 디바이스(173A)를 포함한다. 일 실시예에서, 모니터링 디바이스(173A)는 RFID 태그(216)이다. 일 구현예에서, RFID 태그(216)는 백킹 플레이트(305)의 환형 플랜지(326)의 둘레에 형성된 포켓(pocket; 356)에 배치된다. 안테나(175)(도 1에 도시됨)를 통한 판독성을 강화하기 위해, 약 1mm 내지 약 5mm의 간격이 RFID 태그(216)를 둘러쌀 수 있도록, 포켓(356)은 RFID 태그(216)의 치수들보다 더 크게 크기가 정해질 수 있다. RFID 태그(216)는 포켓(356) 내에서 백킹 플레이트(305)의 금속성 재료 상에 장착될 수 있다. 포켓(356) 내에서 금속성 재료로부터 떨어진 RFID 태그(216)의 간격은 RFID 태그(216)의 기능성을 강화한다. RFID 태그(216)는 세라믹 재료로 커버되고 코팅될 수 있거나, 그렇지 않으면, 세라믹 재료로 만들어진 하우징을 포함할 수 있다. RFID 태그(216)를 백킹 플레이트(305)의 환형 플랜지(326) 상에 설치하기 위한 가능성있는 장착 방법들은, 에폭시 포팅, 스크류드-인 하우징, 스크류 인 커버, 스프링 클립들, 등을 포함한다. 접착식 RFID 태그(216) 또는 바코드 태그가 또한 사용될 수 있다. 일 실시예에서, RFID 태그(216)의 후면은, 안테나(175)(도 1에 도시됨)를 통한 판독성(readability)을 강화시키기 위해, 금속 후면판(backplane)과 접촉하거나 금속 후면판에 매우 근접해있다.
[0046] 스퍼터링 타겟(300)의 둘레 상에서의 모니터링 디바이스(173A)의 포지션은 전자기장으로부터의 간섭을 최소화할 수 있다. 부가적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 스터퍼링 타겟(300)의 정상부 측 상에서의 모니터링 디바이스(173A)의 포지셔닝은, 모니터링 디바이스(173A)를 안테나(175)(도 1에 도시됨)에 더 근접하여 위치시킨다.
[0047] 다시 후면 표면(330)을 참조하면, 도 3 및 6에 도시된 바와 같이, 아치형 채널들(336)은 또한, 백킹 플레이트(305)의 후면 표면(330)에 대해 상향으로 테이퍼진 커브형 팁(curved tip) 영역(340)을 가질 수 있다. 커브형 팁 영역(340)은 외측 원형 그루브(334b)의 반경 주위에서 시작한다.
[0048] 그루브들(332) 및 채널들(336)은, 미리 형성된 백킹 플레이트(305)를 기계가공(machining)함으로써, 예컨대, 선반(lathe) 또는 밀링(milling)에 의해 컷팅함으로써 형성될 수 있다. 결과적인 릿지들(338) 및 그루브들(332)의 코너들은 또한, 코너들에서의 침식 및 응력 집중을 감소시키기 위해, 기계가공 프로세스에서 라운드 처리될(rounded) 수 있다.
[0049] 하나의 버전에서, 스퍼터링 플레이트의 스퍼터링 표면(320)은, 도 3-6에 도시된 바와 같이, 프로세스 증착물들(deposits)의 플레이킹(flaking)을 감소시키도록 프로파일링된다(profiled). 예시적인 실시예에서, 둘레 경사진 림(peripheral inclined rim; 342)은 스퍼터링 표면(320)의 정상부 평면(322)을 둘러싼다. 경사진 림(342)은, 적어도 약 8도, 예컨대, 약 10도 내지 약 20도, 또는 심지어 약 15도의 각도만큼, 스퍼터링 표면(320)의 평면(322)에 대해 경사진다. 아치형 립(348)은 경사진 림(342) 주위에 포지셔닝되고, 경사진 림(342)으로부터 상향으로 그리고 외측으로 연장되는 커브형 부분을 포함한다. 커브형 부분은, 스퍼터링 표면(320)의 평면에 대해 실질적으로 평행하고 그리고 립(348)의 둘레 에지(344)로부터 내측으로 연장되는 내측 렛지(346)에서 종결된다. 내측 렛지(346)는, 아치형 립(348)의 둘레 에지(344)로부터 내측으로 리세스된 원통 리세스형(recessed) 측벽(350)에 연결된다. 내측 렛지(346)는 또한, 타겟(300)이 프로세스 챔버(100)에 설치된 동안, 리세스형 측벽(350)으로부터 플레이킹되어 떨어지는 프로세스 증착물들을 받아내는(catch) 표면을 제공한다.
[0050] 리세스형 측벽(350)은 백킹 플레이트(305)의 환형 플랜지(326)에 연결된다. 환형 플랜지(326)는 스퍼터링 표면(320)의 평면에 대해 실질적으로 평행하고, 외측 플랜지(328)를 포함한다. 외측 플랜지(328)는 접지 프레임(106(도 1에 도시됨) 상에 놓일 수 있고, 유체들의 밀봉을 위한 o-링 그루브(360)를 포함할 수 있다. 타겟(300)의 측 표면들 및 환형 플랜지(326)의 부분들은, 스퍼터링된 재료의 더 양호한 접착을 제공하고 그리고 이러한 표면들로부터 재료의 플레이킹을 감소시키기 위해, 보호성 코팅(354)으로 코팅될 수 있다.
[0051] 하나의 버전에서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 내측 플랜지 표면(352) 및 리세스형 측벽(350)은 보호성 코팅(354), 예컨대, 트윈-와이어 아크 스프레이형 알루미늄 코팅(twin-wire arc sprayed aluminum coating)으로 코팅된다. 200 내지 300마이크로-인치의 거칠기(roughness)를 달성하기 위해, 코팅 전에, 내측 플랜지 표면(352) 및 리세스형 측벽(350)은 그리스가 제거되고(degreased) 실리콘 탄화물 디스크(silicon carbide disc)와 접지된다. 코팅(354)은 스퍼터링 플레이트(310)의 리세스형 측벽(350) 및 백킹 플레이트(305)의 내측 플랜지 표면(352)을 커버하도록 연장된다. 코팅(354)은 약 500 내지 약 900마이크로-인치의 최종 표면 거칠기, 및 약 5 내지 약 10mils의 두께를 갖는다. 코팅(354)은 타겟(300)의 에지들을 보호하고, 이러한 표면들에 대한, 스퍼터링된 재료의 더 양호한 접착을 제공한다.
[0052] 본원에서 설명되는 실시예들은, 마그네트론(102) 또는 타겟(120)의 본체에 부착될 수 있거나 내부에 매립될 수 있는 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 형태의 식별 디바이스를 제공한다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은 바코드 또는 다른 형태의 고유한 시각적 식별을 포함할 수 있다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은 고유하게 식별되는 무선 주파수 디바이스 또는 다른 전자 태그 디바이스를 포함할 수 있다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은 비-휘발성 메모리(400)(도 4에 도시됨)를 포함할 수 있다.
[0053] 비-휘발성 메모리는 마그네트론(102) 또는 타겟(120)에 대한 정보를 저장하는데 활용될 수 있는 비트들(bits)을 포함할 수 있다. 정보는, 마그네트론(102) 또는 타겟(120)의 프로세스 제한들을 고유하게 식별하고 그리고/또는 포함하는 고정형(fixed) 또는 가변형(variable) 데이터 중 하나 또는 양자 모두를 포함할 수 있다. 정보는 제조 날짜, 서비싱을 시작한 첫째 날짜, 활성 프로세스에서의 시간, 및 프로세스 가스 용적들 및/또는 RF 에너지의 누적 시간들을 더 포함할 수 있다. 정보는, 마그네트론(102) 및 타겟(120)에 대한 예측적인 수명-종료 한계(predictive end-of-life limits)들을 더 포함할 수 있다. 한계들은 정의될 수 있고, 디바이스 내의 다른 데이터(연혁적인(historical) 데이터를 포함할 수 있음) 또는 외부에 저장된 다른 데이터(연혁적인 데이터를 포함할 수 있음)와 비교될 수 있다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)의 데이터는 탬퍼링(tampering) 및/또는 인가되지 않은 관찰(viewing)을 방지하기 위해 암호화될 수 있다.
[0054] 프로세스 챔버(100)는, 프로세스 챔버(100) 및/또는 컴포넌트들에 대한 안전한 작동 한계들을 확립하기 위해, 모니터링 디바이스들(173A, 173B) 내의 데이터를 사용할 수 있다. 안전한 작동 한계들은, 최대 RF 전력, 양립 가능한(compatible) 프로세스들 및 프로세스 재료들, 양립 가능한 프로세싱 툴들, 및 툴 및 운영자 안전성뿐만 아니라 프로세스 균일성을 강화하는데 사용될 수 있는 다른 정보를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
[0055] 본원에서 설명되는 실시예들은, 프로세싱 시스템 메인프레임에, 일 실시예에서, 최대 4개의 독립적인 안테나들(175)을 판독할 수 있는 RFID 판독 모듈을 포함한다. 각각의 안테나(175)는, 타겟(120)의 림 내에 설치된 모니터링 디바이스(173A) 및, 또한, 회전식 마그네트론(102) 상에 로케이팅된 모니터링 디바이스(173B)로부터 각각의 안테나(175)가 데이터를 수신하고 송신할 수 있도록, PVD 챔버 소스(덮개)의 둘레 위에 포지셔닝될 수 있다. 제어기(180)의 소프트웨어는, 각각의 증착 전에 또는 이후에, 또는 시스템이 중단된 임의의 시간에, 타겟(120)의 모니터링 디바이스(173A)를 판독할 수 있다. 유사하게, 모니터링 디바이스(173B)는, 각각의 증착 전에 또는 이후에, 또는 시스템이 중단된 임의의 시간에, 제어기(180)의 소프트웨어에 의해 판독될 수 있다.
[0056] 정보는 모니터링 디바이스들(173A, 173B)로부터 둘 다 판독될 수 있고, 명기된 작동 수명을 갖는 컴포넌트들의 사용을 기록하기 위해, 간격을 두고(at intervals) 모니터링 디바이스들(173A, 173B)에 다시 기록될 수 있다. 예컨대, 타겟(120) 상의 모니터링 디바이스(173A)는 각각의 증착 프로세스를 기록할 수 있고, 얼마나 많은 부가적인 증착 프로세스들이 이용 가능한지를 (컴퓨터 스크린을 통해) 직원에게 통지할 수 있다. 모니터링 디바이스들(173A, 173B)은 또한, 식별 목적들을 위해서 사용될 수 있을뿐만 아니라, 프로세스 레시피 데이터 및 프로세싱 한계들을 포함할 수 있다. 예컨대, 타겟(120)의 전력 레이팅이 제어기(180)에 전달될 수 있고, 전력 인가가 그러한 레이팅 내에 있도록 제어기(180)에 명령할 수 있다.
[0057] 파트 번호 및 시리얼 번호와 같은 정보 이외의 데이터는, 사용 한계들의 부주의한 또는 의도적인 수정에 대한 가능성을 제거하기 위해, 암호화될 수 있다. 그런 다음에, 제어기(180)에 의한, 모니터링 디바이스들(173A, 173B)을 갖는 승인된 컴포넌트들의 검출은, 그러한 검출이 없었다면 챔버 및/또는 기판들을 보호하기 위해 차단되었을(locked out) 수 있는 더 높은 전력 증착 레시피들의 적용을 허용하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 컴포넌트들이 고전력 작동에 대해서 승인된 것으로 식별되지 않는다면, 프로세스 챔버(100)는 여전히 기능하도록 허용될 수 있지만, 오직, 식별된 컴포넌트들에 대해 수용 가능한 것으로 알려진 전력 레벨들에서만 기능하도록 허용될 수 있다. 챔버에서의 RFID 태그들의 사용의 결과들은 테스트들에서 증명되었다. 안전성 및 보안성 강화로서, RFID 칩 내에 포함된 데이터는 사유 수단에 의해 암호화될 수 있다.
[0058] 전술한 내용은 본 개시물의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시물의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 본 개시물의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 본 개시물의 범위는 이하의 청구항들에 의해서 결정된다.

Claims (16)

  1. 프로세스 챔버로서,
    챔버 덮개 조립체(chamber lid assembly) 및 챔버 컴포넌트를 갖는 챔버 본체 - 상기 챔버 덮개 조립체는 상기 챔버 본체 상에 배치되며 상기 챔버 컴포넌트는 상기 챔버 본체 내에 배치됨 -;
    상기 챔버 컴포넌트의 주변부 영역에 커플링된 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들; 및
    상기 챔버 덮개 조립체 내에 배치되며, 상기 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들과 통신하는 하나 또는 그 초과의 안테나들을 포함하는,
    프로세스 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들은 상기 챔버 덮개 조립체의 컴포넌트들에 대한 식별(identification) 정보를 포함하는,
    프로세스 챔버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정보는 고정형(fixed) 데이터 및 가변형(variable) 데이터 중 하나 또는 양자 모두를 포함하는,
    프로세스 챔버.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 정보는 제조 날짜, 서비싱을 시작한 첫째 날짜(first date in service), 활성 프로세스(active process)에서의 시간, 무선 주파수 인가(application)의 누적 시간들, 및 이들의 조합들을 포함하는,
    프로세스 챔버.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 정보는 수명 종료 한계들(end of life limits)을 포함하는,
    프로세스 챔버.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 정보는 작동 파라미터들(operating parameters)을 포함하는,
    프로세스 챔버.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들 각각은 무선 주파수 식별 디바이스를 포함하는,
    프로세스 챔버.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 모니터링 디바이스들 각각은 메모리를 포함하는,
    프로세스 챔버.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 덮개 조립체는 마그네트론(magnetron) 및 스퍼터링 타겟(sputtering target)을 포함하는,
    프로세스 챔버.
  10. 스퍼터링 챔버를 위한 스퍼터링 타겟으로서,
    상기 스퍼터링 타겟은,
    전면 표면(frontside surface) 및 후면 표면(backside surface)을 가지며 상기 스퍼터링 챔버 내에 위치된 하나 또는 그 초과의 안테나들을 포함하는 백킹 플레이트(backing plate) - 상기 후면 표면은 서로로부터 이격된 복수의 원형 그루브들(grooves); 및 상기 원형 그루브들을 가로지르는(cutting through) 적어도 하나의 아치형(arcuate) 채널을 가짐 -;
    상기 백킹 플레이트의 상기 후면 표면의 주변부 영역에 커플링된 모니터링 디바이스; 및
    상기 백킹 플레이트의 상기 전면 표면 상에 장착된 스퍼터링 플레이트를 포함하는,
    스퍼터링 챔버를 위한 스퍼터링 타겟.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 모니터링 디바이스는 무선 주파수 식별 태그를 포함하는,
    스퍼터링 챔버를 위한 스퍼터링 타겟.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 모니터링 디바이스는 상기 타겟으로부터의 식별 정보를 포함하는,
    스퍼터링 챔버를 위한 스퍼터링 타겟.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정보는 제조 날짜, 서비싱을 시작한 첫째 날짜, 활성 프로세스에서의 시간, 무선 주파수 인가의 누적 시간들, 및 이들의 조합들을 포함하는,
    스퍼터링 챔버를 위한 스퍼터링 타겟.
  14. 스퍼터링 챔버를 위한 마그네트론으로서,
    자석;
    상기 자석에 인접한 균형추 포지션(counterweight position); 및
    상기 마그네트론의 주변부 영역에서 상기 마그네트론의 금속성 컴포넌트에 커플링된 모니터링 디바이스를 포함하고,
    상기 스퍼터링 챔버는 상기 스퍼터링 챔버 내에 위치된 하나 또는 그 초과의 안테나들을 포함하는,
    스퍼터링 챔버를 위한 마그네트론.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 모니터링 디바이스는 상기 마그네트론으로부터의 식별 정보를 포함하는,
    스퍼터링 챔버를 위한 마그네트론.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 정보는 제조 날짜, 서비싱을 시작한 첫째 날짜, 활성 프로세스에서의 시간, 무선 주파수 인가의 누적 시간들, 및 이들의 조합들을 포함하는,
    스퍼터링 챔버를 위한 마그네트론.
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