KR20050014803A - 기판 처리 챔버용 레이저 천공 표면 - Google Patents

기판 처리 챔버용 레이저 천공 표면

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KR20050014803A
KR20050014803A KR10-2004-7016131A KR20047016131A KR20050014803A KR 20050014803 A KR20050014803 A KR 20050014803A KR 20047016131 A KR20047016131 A KR 20047016131A KR 20050014803 A KR20050014803 A KR 20050014803A
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gas
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recess
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KR10-2004-7016131A
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홍 왕
용시앙 헤
이싱 린
에드윈 씨. 웰돈
클리포드 스토우
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

기판 처리 챔버는 챔버 내부에 노출되는 표면을 갖는다. 노출된 표면은 서로로부터 이격되는 하나의 패턴의 리세스를 가지며 각각의 리세스는 개구, 측벽 및 바닥 벽을 갖는다. 리세스는 하나의 위치에서 구조물의 일 부분을 증발시키기에 충분하게 긴 시간 동안 구조물의 표면상의 상기 위치로 펄스형 레이저 비임을 향하도록 함으로써 형성된다. 부재는 또한 다수의 레이저 천공 가스 유출구를 구비한 엔클로저를 가지는 가스 분배기일 수 있으며 상기 다수의 레이저 천공 가스 유출구는 엔클로저로 플라즈마의 침입을 감소시키기 위해 상이한 직경을 가진 제 1 및 제 2 개구를 갖는다. 레이저 천공 가스 유출구는 또한 원형 엣지를 갖는다.

Description

기판 처리 챔버용 레이저 천공 표면{LASER DRILLED SURFACES FOR SUBSTRATE PROCESSING CHAMBERS}
기판 처리 챔버는 전자 부재를 제조하도록 프로세스 가스에서 기판을 처리하기 위해 이용된다. 통상적으로, 챔버는 가스가 도입될 수 있는 프로세스 영역을 둘러싸고 플라즈마를 형성하도록 활성화될 수 있는 주위 벽을 포함한다. 챔버는 화학적 또는 물리적 증착에 의해 기판에 재료를 증착하거나 기판으로부터 재료를 에칭하기 위해 이용될 수 있거나, 또는 다른 목적으로 이용될 수 있다. 또한 챔버는 예를 들면 기판 지지체, 가스 분배기, 및 다른 타입의 쉴드와 같은 다른 부재를 포함할 수 있다. 기판의 처리 동안, 챔버에 발생되는 프로세스 잔류물은 챔버 벽 및 부재와 같은, 챔버 내부의 노출 표면에 증착된다.
그러나, 매우 두꺼운 프로세스 잔류물이 내부 챔버 표면에 축적될 때, 잔류물은 종종 얇은 조각으로 떨어져 처리되는 기판을 오염시킨다. 이는 특히 스퍼터링 프로세스에서 스퍼터링된 재료의 두꺼운 잔류물이 노출된 내부 챔버 표면에 축적되는 것이 문제점이 된다. 표면의 온도 상승에 의해 축적된 잔류물과 하부 구조물 사이의 열 팽창 부정합 스트레스가 발생될 때 두꺼운 잔류물이 얇은 조각으로떨어지게 된다. 또한 CVD 증착물이 내부 챔버 표면에 축적되기 때문에 플라스마 강화 및 열 CVD 프로세스에서의 문제점이 된다. 따라서, 챔버는 부재로부터 축적된 잔류물을 세척하기 위해 통상적으로 가끔 중단된다. 이 같은 챔버 중단시간은 매우 경쟁적인 전자 산업에서는 바람직하지 않다.
세척 주기를 감소시키기 위해, 내부 챔버 표면은 때때로 스퍼터링된 재료와 같은 프로세스 잔류물의 부착을 강화하는 코팅 층으로 코팅된다. 이 같은 표면 코팅은 예를 들면, 본 명세서에서 전체적으로 참조되고 2001년 6월 27일에 출원되며 발명의 명칭이 "텍스처화된 표면을 가진 부재를 가지는 챔버 및 제조 방법(CHAMBER HAVING COMPONENTS WITH TEXTURED SURFACES AND METHOD OF MANUFACTURE)"인 린(Lin) 등의 일반 양도된 미국 특허 출원 제 09/895,862호에 설명되어 있다. 이 같은 내부면은 챔버가 오래동안 작동되고 세척하지 않고 프로세스 주기의 수를 증가시키는 반면, 축적된 증착물 및 하부 코팅은 표면으로부터 미소하게 균열되거나 얇은 조각으로 갈라진다. 챔버에서의 플라즈마는 이 같은 미소 균열 및 손상 영역을 관통하여 챔버의 누출 표면을 침식한다. 세척 없이 증가되는 처리 주기 및 더 두꺼운 프로세스 잔류물을 견딜 수 있는 내부면을 갖는 챔버 벽 및 부재를 제조하는 것이 바람직하다.
기판을 처리하기 위해 챔버로 가스 또는 기판 아래로 열 전달 가스를 공급하기 위해 사용되는 가스 분배기 와 같은 부재의 제조시 또 다른 문제점이 발생한다. 이러한 가스 분배기 중 일부는 높은 종횡비를 가지는 대형의 매우 미세한 가스 유출 구멍을 갖는다. 예를 들면, 기판을 향하는 샤워헤드 가스 분배기는 4이상의 종횡비를 가지고 직경이 0.25 mm(약 0.01 인치) 보다 작은 크기의 구멍을 가질 수 있다. 다수의 미세 구멍은 기판의 표면에 걸쳐 더욱 균일하게 프로세스 가스의 흐름을 뿌리지만 특히 부서지기 쉬운 세라믹 재료로 제조된 가스 분배기에서 제조하기가 어렵다. 미세한 구멍을 형성하기 위한 종래의 기계적 천공 방법은 종종 비균일한 크기를 가지거나 불균등하게 이격된 구멍 또는 부서지고 거친 엣지를 가진 구멍을 초래하고, 구멍 주위 영역에서 미소 균열이 발생할 수도 있다. 챔버에 형성된 전기적으로 하전된 가스 상태의 종의 플라즈마가 가스 분배기의 구멍으로 유입되어 가스 분배기에서의 바람직하지 않은 아킹 또는 글로 방전이 발생할 때 또 다른 문제점이 발생한다. 이러한 방전은 구멍을 침식시킬 수 있다. 따라서, 이 같은 부재에 미세한 구멍을 제조하는 방법에 대한 요구가 있으며, 또한 바람직하지 않은 아킹 및 글루 방전을 감소시키는 구멍을 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예는 기판을 처리하기 위한 기판 처리 챔버에 관한 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 챔버의 개략도이며,
도 1b는 모두 챔버의 기판 지지체에 놓여 있는 기판을 둘러싸는, 증착 링, 커버 링, 상부 및 하부 쉴드를 보여주는, 본 발명에 따른 또 다른 처리 챔버에 있는 다양한 쉴드를 개략적으로 도시한 측면도이며,
도 2는 처리 챔버의 부재의 레이저 비임 천공된 리세스의 측단면도이며,
도 3a는 처리 챔버의 부재에 형성되는 사각형 리세스의 측단면도이며,
도 3b는 증착 재료를 수집하는 도 3a의 리세스의 측단면도이며,
도 4a는 처리 챔버의 부재에 형성되는 각도진 리세스의 측단면도이며,
도 4b는 증착 재료를 수집하는 도 4a의 리세스의 측단면도이며,
도 4c는 도 4a의 리세스의 평면도이며,
도 5는 가스 분배기의 계단형 가스 유출구의 측단면도이며,
도 6은 가스 분배기의 사다리꼴 단면을 가지는 가스 유출구의 측단면도이다.
도 7은 도 1a에 도시된 챔버를 작동시키기에 적합한 제어기의 실시예의 개략도이다.
하나의 양상에서, 기판 처리 챔버용 부재는 챔버에서 플라즈마에 적어도 부분적으로 노출되는 표면을 가지는 구조물을 포함하며, 노출된 표면은 서로로부터 이격되는 하나의 패턴의 레이저 천공된 리세스를 가지며, 각각의 리세스는 개구, 측벽, 및 바닥 벽을 갖는다.
기판 처리 챔버용 키트는 다수의 부재를 포함할 수 있다. 하나의 타입의 키트는 예를 들면 증착 링, 커버 링, 상부 가스 쉴드, 하부 가스 쉴드를 포함하는 쉴드인 부재를 포함한다.
부재는 챔버에서 플라즈마를 적어도 부분적으로 노출하는 표면을 가지고, 구조물에 리세스를 형성하도록 펄스형 레이저 비임을 구조물의 일 부분을 증발시키도록 구조물의 표면에서의 하나의 위치로 향하도록 하며, 구조물의 표면에 하나의 패턴의 이격된 리세스를 형성하도록 구조물의 표면의 다른 위치에서 펄스형 레이저 비임을 향하도록 하는 구조물을 형성함으로써 제조될 수 있다.
또 다른 양상에서, 기판 처리 챔버로 프로세스 가스를 분배하기 위한 프로세스 가스 분배기가 엔클로저, 엔클로저로 프로세스 가스를 제공하기 위한 가스 도관, 및 기판 처리 챔버로 프로세스 가스를 분배하도록 엔클로저에 다수의 레이저 천공된 가스 유출구를 포함한다. 적어도 일부 가스 유출구는 엔클로저 내부에 제 1 직경을 가지는 제 1 개구 및 챔버 내부에 제 2 직경을 가지는 제 2 개구를 갖도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 또는 부가하여, 적어도 일부 가스 유출구가 원형 엣지를 가질 수 있다.
이러한 본 발명의 특징, 양상, 및 장점은 후술되는 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 본 발명의 일 예를 도시한 도면을 참조하여 더욱 용이하게 이해할 수 있다. 그러나, 각각의 특징은 일반적으로 발명에서 사용될 수 있지만 단지 특별한 도면의 내용에서는 사용되지 않을 수 있으며, 본 발명은 이러한 특징의 조합을 포함한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 처리 챔버(100)의 실시예들은 기판(110) 상에 물질을 증착하거나(CVD), 기판(110) 상에 물질을 스퍼터링하거나(PVD), 또는 기판(110)으로부터 물질을 제거(에칭)하기 위해, 열을 갖거나 또는 플라즈마 상태의 가스를 에너지화함으로써 기판(110)을 처리하는데 사용된다. 예컨대, 후속되는 프로세스들을 위해 기판을 세척하고 준비하기 위해, 이온 및 중성자를 기판에 충돌시킴으로써 기판(110)으로부터 에칭 물질을 스퍼터링하도록 가스가 에너지화될 수 있다. 하나의 양상에서, 챔버(100)는 밑에 놓인 금속층의 산화에 의해 기판(110) 상에 형성된 본래의 산화물층을 세척하는데 사용되어, 기판(110) 상의 세척된(cleaned off) 밑에 놓인 금속층과 양호한 전기 접속을 이루는 금속층을 증착하기 위해, 후속되는 금속 증착 프로세스가 실행될 수 있다. 챔버(100)는 또한 타깃(121)으로부터 기판(110) 상에 물질을 스퍼터링하는데 사용될 수 있다. 처리되는 기판(110)은 통상 반도체 웨이퍼 또는 유전체 플레이트이며, 반도체, 유전체 또는 전도 재료일 수 있다. 통상적인 반도체 재료는 원소 실리콘 또는 실리콘 화합물 및 갈륨 비소와 같은 실리콘 함유 재료를 포함한다. 유전체 재료는 이산화규소, 도핑되지 않은 실리케이트 유리, 포스포실리케이트 유리(phosphosilicate glass; PSG), 보로포스포실리케이트 유리(BPSG), 질화규소, 및 TEOS 증착 유리를 포함한다. 반도체 재료는 알루미늄, 구리, 텅스텐 규화물, 코발트 규화물, 티타늄/티타늄 니트라이드, 및 탄탈/탄탈 니트라이드를 포함한다.
처리 챔버(100)의 일 부분 또는 모두 금속 또는 세라믹 재료로부터 제조될 수 있다. 처리 챔버(100)를 제조하기 위해 사용될 수 있는 금속은 알루미늄, 양극산화처리 알루미늄, "하이네스(HAYNES) 242", "AI-6061", "SS304", "SS 316", 및 때때로 선호되는 양극산화처리된 알루미늄 중 인코넬(INCONEL)을 포함한다. 예를 들면, 하나의 버젼에서, 처리 챔버(100)는 석영과 같은, RF 파장이 실질적으로 투과할 수 있는 세라믹 재료로 제조되는 챔버(100)에 있는 프로세스 영역(340) 주위의 챔버 벽(120)을 포함한다. 챔버 벽(120)은 챔버(100)의 측벽(130), 바닥 벽(135), 또는 천장(140)을 포함할 수 있다. 천장(140)은 다중 반경의 호 형상을 가진 도 1a에 도시된 바와 같이 형성된 돔형일 수 잇거나 도 1b에 도시된 바와 같이 평평한 형상일 수 있다. 하우징(152)은 프로세싱 챔버의 외부의 전기 및 자기장이챔버(100)의 작동을 간섭하는 것을 방지하기 위해 이용된다.
도 1b에 도시된 실시예에서, 챔버(100)는 플라즈마로부터 챔버(100)의 부재 또는 벽을 차폐하고, 플라즈마 또는 다이렉트 플라즈마 또는 기판(110)을 향하거나 기판으로부터 제거되는 스퍼터링된 종에 형성된 잔류물 재료(250)를 수용하여 챔버(100)의 내부에 노출된 표면(195)을 가지는 쉴드(150)를 포함하는 다수의 부재(410)를 갖는다. 쉴드(150)는 또한 각각 기판(110) 및 지지부(160)에 대한 상부 및 하부 가스 쉴드(392, 394)를 포함할 수 있다. 쉴드(150)는 또한 측벽(130) 또는 천장(140)에 인접하여 위치하는 라이너(395)와 같은, 챔버의 내부벽의 일 부분을 덮을 수 있다. 쉴드(150)는 알루미늄, 티타늄, 스테인레스 강 및 산화 알루미늄으로 제조될 수 있다.
챔버(100)용 키트는 예를 들면, 증착 링(390), 커버 링(391), 및 상부 및 하부 가스 쉴드(392, 394)를 포함하는 쉴드(150)와 같은, 한 세트의 부재(410)를 포함하지만, 또한 본 기술분야의 기술자에게 명백한 바와 같은 다른 부재 세트일 수 있다. 키트는 때때로 교체되거나 수리되거나, 세척되는 것이 요구되는, 일반적으로 하나 이상의 챔버 부재(410)로서 판매된다. 예를 들면, 챔버에서 다수의 기판의 처리 후 때때로 세척되는 것이 요구될 수 있는 증착 링(390) 및 커버 링(391)과 같은 쉴드(150)를 포함하는 쉴드 부재의 키트일 수 있다. 때때로 챔버 부재(410)의 키트가 교체되는 것이 요구되기 전에 챔버에서 100개 또는 500개의 기판이 처리된다. 키트 부재는 또한 예를 들면, 프로세스 잔류물 및 잔류물 코팅을 벗겨내고 부재(410)에 새로운 코팅을 도포함으로써 새롭게 할 수 있다.
본 발명의 하나의 양상에서, 레이저 비임 드릴(300)이 도 2에 도시된 바와 같이 기판 처리 챔버(100)의 부재(410)의 표면(195)로 하나의 패턴의 리세스(200)을 레이저 천공하기 위해 사용된다. 부재(410)의 표면(195)은 챔버(100)의 프로세스 존(340) 내에서 가스 또는 플라즈마에 노출될 수 있다. 각각의 리세스(200)는 개구(230), 측벽(210, 211) 및 바닥 벽(220)을 구비한다. 부재(410)는 표면(195)에 알루미늄, 스테인레스 강, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄과 같은 금속을 포함하고 있다. 예컨대, 부재(410)는 상술한 쉴드(150) 가운데 하나일 수 있으며, 쉴드의 키트를 포함하는 부재에 대해 특히 유용하다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 부재(410)의 표면(195) 내의 레이저 천공된 리세스(200)는 플라즈마에서 프로세스 잔류물(250)의 접착을 향상시킨다. 리세스(200)는 프로세스 잔류물(250)이 수집될 수 있는 구조물(190) 내에 개구를 포함하며, 이러한 개구에 의해 프로세스 잔류물(250)이 구조물(190)에 단단히 부착될 수 있다. 이와 같이 직조된 표면(195)은 프로세스 잔류물(250)의 높은 수준의 접착을 제공한다. 이들 프로세스 잔류물(250)에 단단히 접착시킴으로써, 이와 같이 직조된 표면(195)은 부재(410)로부터 프로세스 잔류물(250)이 엷은 조각으로 벗겨지는 것을 거의 방지한다. 프로세스 잔류물(250)과 구조물(190) 사이의 기계적인 고착력(locking force)은 리세스(200)의 간격, 리세스(200)의 프로파일, 및 구조물 표면(195)의 국부적인 곡률을 포함하는 몇 가지 요인에 좌우한다.
일 실시예에서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 리세스(200)의 측벽(210, 211)은 바닥 벽(220)에 대해 경사져 있다. 예컨대, 측벽(210, 211)은 구조물(190)의 평평한 표면(195)으로부터 약 60도 내지 85도의 각도(θ)로 경사질 수 있다. 일 실시예에서, 측벽(210, 211)은 리세스(200)의 크기가 리세스(200) 안으로 깊이로 증가하도록 경사져 있다. 리세스(200)의 경사진 측벽(210, 211)에 의해, 횡단면은 챔버 안으로의 리세스(200)의 개구(230)에서의 제 1 크기와 리세스(200)의 바닥 벽(220)에서의 제 2 크기를 가지며, 제 2 크기는 제 1 크기보다 크다. 예컨대, 제 1 크기는 적어도 약 20 미크론일 수 있으며, 제 2 크기는 적어도 약 30 미크론일 수 있다.
리세스(200)는 도 4c에 도시된 형상을 가질 수 있는데, 여기서, 실선에서 도시된 바와 같이 개구(230)의 형상은 거의 원형이며, 점선으로 도시된 바와 같이 리세스(200)의 바닥부(220)의 형상은 거의 달걀형 또는 타원형일 수 있다. 이와 같이 쐐기형(wedge shaped) 리세스(200)가 테이퍼형 횡단면을 가짐으로써, 프로세스 잔류물(250)이 리세스(200)에 충진될 수 있고 표면(195)에 보다 강력하게 부착되어 유지될 수 있다. 리세스(200)의 바닥(220)에 축적된 보다 큰 형상의 프로세스 잔류물(250)이 보다 협소한 크기의 개구(230)를 용이하게 통과해서 표면(195)에 프로세스 잔류물(250)을 보다 단단히 유지시키도록 작용하기 때문에, 쐐기형 리세스(200)는 표면(195)의 잔류물(250)을 단단히 유지한다. 따라서, 경사진 벽의 리세스(200)는 프로세스 잔류물(250)의 보유를 향상시킨다. 프로세스 잔류물(250)이 리세스(200)에 유입되고 리세스 내에서 고화되기 때문에, 그리고 리세스의 개구가 리세스(200) 안으로 보다 깊이 들어가면서 보다 넓어지는 테이퍼 형상을 가지기 때문에, 도 4b에 도시된 바와 같이, 고화된 프로세스 잔류물(250)이 리세스(200) 내에 머물러 있게 된다. 리세스(200) 내부의 고화된 프로세스 잔류물(250)은 구조물(190)의 표면(195) 상의 잔류물(250)에 강력하게 접착되며, 따라서, 구조물(190)에 표면 잔류물(250)을 단단히 유지시킨다.
일 양상에서, 부재(410)의 노출된 표면(195)은 직조된 표면을 형성하도록 리세스(200)의 패턴으로 거의 완전히 덮힐 수 있다. 이러한 패턴은 예컨대, 규칙적으로 이격된 배열의 리세스(200)를 포함할 수 있으며, 이들 리세스(200) 사이의 간격은 직조된 표면(195)에 의해 프로세스 잔류물(250)의 흡수 및 보유를 최적화하도록 선택된다. 예컨대, 표면(195) 상에 보다 많은 프로세스 잔류물(250)이 수집된다면, 리세스(200)는 노출된 표면(195)을 가로질러 보다 밀집되어 이격될 수 있어서, 표면이 보다 많은 양의 잔류물을 수용할 수 있게 한다.
도 2를 참조하면, 레이저 비임 드릴(300)은 노출된 표면(195) 상에 레이저 비임(310)을 인도하여 노출된 표면(195)의 물질을 기화시키며, 노출된 표면(195) 내에 리세스(200)를 효과적으로 생성시키고 깊게 한다. 일 실시예에서, 레이저 비임 드릴(300)은 초과된 시간동안 변조되는 강도를 가지는 펄스형 레이저 비임(310)을 발생시키는 레이저 비임 발생기(320)를 포함한다. 이러한 펄스형 레이저 비임(310)은 피크 펄스 파워(peak pulse power)를 사용하여 열 손실을 최소화하면서 물질(335)의 기화 또는 액화를 향상시킴으로써, 리세스(200)의 형상에 대한 보다 향상된 제어를 제공한다. 레이저 에너지는 물질(335)로의 과도한 열 전달없이 물질(335)의 분자의 층들을 계속해서 해리시킨다. 레이저 비임 드릴(300)은 바람직하게는, 예컨대, 약 360 나노미터 미만, 예컨대 약 350 나노미터의 파장을 가지는 초음파 레이저 비임을 발생시키는 엑시머 레이저를 포함한다. 400 나노미터보다 긴 파장을 갖는 레이저 비임을 사용하면 작업편 안으로 상당한 열 발생을 야기하며, 이러한 열 발생은 질 나쁜 표면 조직과 잠재적인 미소 균열을 가져온다.
레이저 비임 드릴(300)은 피크 펄스 동력, 펄스 기간, 및 펄스 주파수 중 하나 이상을 변경시킴으로써 제어될 수 있다. 펄스화된 레이저 비임(310)은 레이저 비임(310)에 노출된 재료의 소정 두께를 제거하기 위해 충분히 높은 피크 동력 레벨에서 작동된다. 예를 들어, 텍스춰드 표면(textured surface)을 형성하기 위해, 펄스화된 레이저 비임(310)은 구조물(190)의 전체 두께에 걸쳐 천공하지 않고 구조물(190) 내에서 종료되는 바닥 벽(220)을 갖는 리세스(200)를 형성하기 위해 충분히 높은 소정의 동력 레벨에서 작동된다. 그러나, 리세스(295)를 형성하기 위해, 레이저 비임 동력 레벨은 구조물(190)의 두께를 통해 구멍을 천공하도록 설정된다. 그러므로, 레이저 비임 드릴(300)은 구조물(190)의 표면 상에 있는 리세스(200) 또는 구조물(190)을 통해 연장하는 리세스(200)를 형성할 수 있는 레이저 비임을 발생시킨다. 레이저 비임 드릴(300)은 일반적으로 소정 구조물의 정확한 구멍을 드릴할 수 있는 고동력의 펄스화된 UV 레이저 시스템이며, 리세스(200) 엣지의 지름, 깊이, 경사 각도, 테이퍼 각도, 및 라운딩 정도를 설정하기 위해 제어될 수 있다.
레이저 비임 드릴(300)은 천공에 대해 약 100 이하의 높은 종횡비를 갖는 펄스화된 레이저 비임(310)을 제공한다. 레이저 비임(310)은 구조물(190) 상의 지점에 포커스되고 이 지점에서 재료를 충분히 높은 온도로 가열하여 액상 및/또는 기상을 형성시킴으로써 재료를 변형하여 구멍이 형성된다. 상기 사이트로부터 액상및 기상의 제거에 의해 펄스-바이-펄스(pulse-by-pulse) 상태로 소정의 구멍 구조물이 형성된다. 예를 들어, UV 펄스화된 엑시머 레이저는 약 10 내지 약 30나노초의 펄스 폭(각각의 펄스 시간), 약 10 내지 약 400와트의 평균 동력 레벨, 및 약 100Hz 내지 약 10,000Hz의 펄스 주파수에서 작동될 수 있다. 10 내지 30나노초의 펄스화된 레이저 작업 중에, 고상으로부터 액상 및 기상으로의 재료의 변태는 충분히 신속하여 구조물(190) 본체에 열이 전달될 실질적인 시간이 없다. 그러므로, 고동력의 UV 펄스화된 레이저 비임은 레이저 마이크로 가공 프로세스 중에 열에 의해 영향받는 구조물(190)의 영역의 크기를 효과적으로 최소화시켜 국부적인 미소 균열을 최소화시킨다.
레이저 비임 드릴(300)은 레이저 비임(310)의 공급원과 구조물(190) 사이의 거리를 결정하고, 그에 따라 레이저 비임(310)을 포커스시키는 자동 포커싱 메카니즘(도시 않음)을 포함할 수 있는 광학 시스템(330)을 포함한다. 예를 들어, 자동 포커싱 메카니즘은 구조물(190)로부터의 광 비임을 반영하고 반사된 광 비임을 탐지하여 구조물(190)의 표면(195)으로부터의 거리를 결정한다. 탐지된 광 비임은 예를 들어 간섭 방법에 의해 분석될 수 있다. 이러한 자동 포커싱 메카니즘은 구조물(190)의 표면(195)이 평탄하지 않을 때와 같이 레이저 비임(310)을 보다 적절하게 포커싱함으로써 개선된 레이저 천공을 제공한다.
레이저 비임 드릴(300)은 가스 스트림(355)을 구조물(190)의 천공된 영역으로 지향시키는 가스 제트 공급원(342)을 더 포함할 수도 있다. 가스 스트림은 천공 속도와 균일성을 개선시키고 기화된 재료로부터 포커싱 렌즈(330)를 보호하기위해 레이저 천공되는 영역으로부터 기화된 재료(335)를 제거한다. 상기 가스는 예를 들어 불활성 가스를 포함할 수도 있다. 가스 제트 공급원(342)은 스트림 가스를 구조물(190) 상에 포커스시키고 지향시키기 위해 구조물(190)로부터 소정의 이격된 거리에서 노즐(345)을 포함한다.
레이저 천공되는 구조물(190)은 일반적으로 이동 가능한 스테이지 상에 장착되어 레이저 비임 드릴(300)이 구조물 표면 상의 상이한 지점에 위치되어 구조물 내에 리세스(200)를 천공한다. 예를 들어, 적절한 스테이지는 ±5미크론의 해상도와 50mm/초의 최대 속도를 가지면서 X, Y, Z 방향으로 ±1 미크론의 증분 이동을 할 수 있는 4-5축 이동 시스템일 수 있다.
기판 처리 챔버(100)의 부재(410)을 제조하는 방법은 구조물(190)을 형성하는 초기 단계를 포함한다. 리세스(200)는 그 후 펄스화된 레이저 비임(310)을 구조물(190)의 표면(195) 상의 위치를 향해 지향시켜 구조물(190)의 일부를 기화시킴으로써 레이저 천공된다. 펄스화된 레이저 비임(310)은 구조물(190)의 또다른 위치 상에 지향되어 구조물 내에 또다른 리세스(200)를 형성하기 위해 구조물(190)의 표면(195) 상의 또다른 위치에 지향된다. 이러한 단계들은 구조물(190)의 표면(195) 내에 리세스(200)의 패턴을 형성하기 위해 반복된다. 구조물(190) 내에 리세스(200)를 형성하는 이러한 프로세스는 노출된 표면(195) 전체가 실질적으로 리세스(200)로 덮힐때까지 반복된다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼 경사진 측벽(210, 211)을 갖는 리세스(200)를 형성하기 위해, 펄스화된 레이저 비임(310)은 구조물(190)의 표면(195)과 약 60 내지 약 85도의 각(θ)을 갖는 경사진측벽(210, 211)을 형성하도록 선택되는 입사각(θ2, θ3)으로 구조물(190)의 표면(195) 상에 지향된다. 예를 들어 도 4a를 참조하면, 제 1 레이저 비임(311a)은 구조물(190)의 측벽(211)을 형성하기 위해 약 60 내지 약 85도의 입사각(θ2)으로 구조물(190)의 표면(195) 상에 지향되고 그 후 제 2 레이저 비임(311b)으로 도시된 것처럼 리세스(200)의 다른 경사진 측벽(210)을 형성하기 위해 약 95 내지 약 120도의 입사각(θ3)으로 구조물(190)의 표면(195) 상에 지향될 수도 있다.
도 1a를 다시 참조하면, 본 발명의 또다른 측면은 기판(110)을 처리하기 위해 챔버(100)의 프로세스 구역(340) 내에 프로세스 가스를 제공하는데 유용한 가스 분배기(260)를 포함한다. 에칭 프로세스에서, 가스 분배기(260)는 에칭 가스를 프로세스 구역(340)에 제공하는 반면, 증착 프로세스에서 가스 분배기(260)는 증착 가스를 제공한다. 스퍼터링 에칭 프로세스에서, 에칭 가스는 기판 재료와 화학적으로 반응하지 않는 아르곤 또는 크세논과 같은 불활성 가스를 포함할 수도 있다. 가스 분배기(260)는 프로세스 가스가 챔버(100) 내부에 이송되기 전에 프로세스 가스를 함유하는 프로세스 가스 공급원(280)에 연결된다.
일반적으로, 가스 분배기(260)는 가스를 프로세스 구역(340) 내로 전달하기 전에 프로세스 가스를 수용하고 유지하는 공동(126) 주위의 엔클로저(125)를 포함한다. 가스 도관(262)은 프로세스 가스를 가스 공급원(280)으로부터 엔클로저(125)로 이송시키기 위해 제공된다. 엔클로저(125)는 기판(110) 위로 가스를 방출시키는 가스 방출 샤워헤드의 내부 공동을 둘러싸는 쉘과 같이, 프로세스 가스 공급원(280)과 프로세스 구역(340) 중간에 있을 수도 있다. 엔클로저(125)는 공동(126)을 형성하도록 서로 결합되는 하부벽, 측벽, 및 상부벽을 포함한다. 엔클로저(125)의 하나 이상의 벽은 챔버(100)의 프로세스 구역(340) 내의 분위기에 노출되는 표면(411)을 갖는다. 벽들 각각은 별도의 구조물이거나 단일 구조물로 제조될 수도 있다. 엔클로저(125)는 알루미늄, 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 옥사이드, 실리콘 카바이드 또는 석영으로 제조될 수도 있다.
엔클로저(125) 내의 다수의 레이저 천공된 가스 배출구(265)는 프로세스 가스를 챔버(100)의 프로세스 구역(340) 내로 분배시킨다. 선택적으로, 레이저 천공된 가스 배출구(265)는 프로세스 가스의 흐름을 챔버(100)의 프로세스 구역(340) 내에 균일하게 분배시키기 위해 가스 트렌치 커버(266)에서 이격된다. 예를 들어, 엔클로저(125)는 프로세스 구역(340)으로부터 가스 트렌치 커버(266)의 대향 측부에 있을 수도 있다. 가스 배출구(265)는 챔버(100) 내에 프로세스 가스의 균일한 분산을 제공하기 위해 가스 트렌치 커버(266) 내에 위치된다. 예를 들어, 가스 배출구(265)는 프로세스 가스를 기판(110) 주위에 유입시키기 위해 기판(110)의 주변에 위치될 수도 있다. 가스 분배기(260)는 약 1 개 내지 약 20,000 개의 가스 배출구(265)를 포함할 수도 있다.
적어도 소정의 가스 배출구(265)는 프로세스 가스가 엔클로저(125)로 재유입되는 것을 방지하면서 프로세스 구역(340)으로 유입되는 것을 허용하기 위해 테이퍼진다. 개개 가스 배출구(265)는 엔클로저(125)에 있는 제 1 직경(d1)을 갖는 제 1 개구와 엔클로저(125) 외부에 있는 제 2 직경(d2)을 갖는 제 2 개구를 포함하여가스 배출구(265)가 테이퍼진다. 일반적으로 제 2 직경(d2)이 제 1 직경(d1) 보다 작다. 예를 들어, 제 2 직경(d2)은 약 0.25mm(약 0.01인치)와 같이 약 1mm(약 0.04인치) 이하일 수도 있고, 제 1 직경(d1)은 약 2.3mm(약 0.09인치)와 같이 약 2.5mm(약 0.10인치) 이하일 수도 있다.
가스 배출구(265)를 갖도록 가스 분배기(260)를 형성하는 단계는 엔클로저(125)의 적어도 일부분이고 그 위에 표면(411)을 갖는 구조물(264)을 형성하는 초기 단계를 포함한다. 예를 들어, 구조물(264)은 가스 트렌치 커버(266)의 일부일 수도 있다. 펄스화된 레이저 비임(310)은 구조물 내에 가스 배출구(265)를 레이저 드릴하기 위해 구조물(264)의 표면(411) 상으로 지향된다. 포커스된 비임(310)의 횡단면 구조는 레이저 천공 프로세스 중에 제 1 및 제 2 직경(d1, d2) 중 어느 하나로 설정된다. 비임(310)의 비임 크기(폭)는 또한 테이퍼진 가스 배출구(265)를 형성하기 위해 레이저 천공 프로세스 중에 조절될 수 있다. 예를 들어, 비임 크기는 비임 공급원 전방의 조리개를 개폐시키거나 그 치수를 변경하도록 비임을 포커싱시킴으로써 조절될 수도 있다.
테이퍼진 가스 배출구(265)의 제 2 직경(d2)은 챔버의 프로세스 구역(340) 내에 형성된 플라즈마가 엔클로저(125)로 유입되는 것을 제한하기 위해 제 1 직경(d1) 보다 충분히 작다. 예를 들어, 제 1 직경(d1)은 약 1.3mm 이상일 수도 있고 제 2 직경(d2)은 약 0.3mm 이하일 수도 있다. 테이퍼진 가스 배출구(265)는 계단식 구멍을 갖는 종래의 구멍과 유리하게 비교되며 가공 중에 그리고 양극 프로세스(anodization process) 후에 구멍 내의 미소 균열을 감소시킨다.
또 다른 실시예에서, 가스 출구(265)는 도 5에서 도시된 것처럼 제 1 직경(d1)을 가지는 출구(265)의 길이 일부 및 제 2 직경(d2)을 가지는 길이 일부로 단계져 있는 단면적을 갖는다. 상기 단계진 출구는 제 1 직경을 갖춘 제 1 레이저 비임(310)을 상기 구조물(190)의 제 1 깊이까지 가한 후에, 제 2 직경을 갖춘 제 2 레이저 비임(310)을 제 2 깊이까지 가하여 제조된다.
바람직한 실시예에서, 가스 출구(265)는 도 6에서 도시된 것처럼, 실질적으로 연속하여 테이퍼진 단면적을 포함한다. 단면적이 연속적으로 그리고 평평하게 테이퍼짐으로 해서, 프로세스 가스가 돌발적 장애물 없이 가스 출구(265)를 통해 흐를 수 있게 된다. 이렇게 평평하게 테이퍼진 구멍은, 구조물(190) 상의 한 지점에 유지된채 펄스가 가해지는 시간 내내 직경이 연속적으로 감소하는 비임 크기를 갖는 레이저 비임(310)을 상기 구조물(190)에 가함으로써 제조될 수 있다. 연속적으로 테이퍼진 단면적은, 제조 과정 동안 미세한 균열이 발생하는 경향이 있는 단계진 단면적에서 처럼 예리한 과도 엣지가 존재하지 않기 때문에 유리하다.
가스 출구(265)는 대략 제 1 직경(d1) 또는 제 2 직경(d2) 정도인 평평한 윤곽을 갖는 원형 엣지(412)를 더 포함한다. 원형 엣지(412)로 인해 프로세스 가스는, 울퉁불퉁한 엣지에 의해 발생되는 공기 역학적 장애물 없이, 부드럽게 가스 출구(265) 외부로 흐를 수 있다. 이것은 프로세스 가스가 가스 출구(265) 내부로 또는 외부로 보다 효율적으로 흐를 수 있도록 한다. 대략 제 1 직경(d1) 또는 제 2 직경(d2)인 원형 엣지(412)를 얻기 위하여, 레이저 천공 프로세스 동안 레이저 비임(310)의 비임 크기는 예를 들어 레이저 비임(310) 전방의 구멍 크기를 변경하는것처럼 보다 작은 크기로부터 보다 큰 크기로 조정된다. 유리하게는, 레이저 비임 원형 엣지는 실질적으로 엣지 주변에 미세한 균열이 없다. 종래의 기계적 천공 방법은 구멍에 원형 엣지를 만드는 능력에 있어 제한적이며, 또한 특히 세라믹 재료와 같은 취성 또는 비-연성 재료의 경우에 가공된 엣지 주위에 미세한 균열을 종종 발생시킨다.
챔버 부재(410)에 홈(200)의 패턴 또는 가스 분배기(260)의 가스 출구(265)를 천공하기 위해 레이저 비임을 사용함으로써 기계적 천공에 비해 높은 정밀성 및 작은 직경 가공이 가능하다. 더 나아가, 공구 단부와 구조물(190, 264) 사이에 어떠한 접촉도 없으며 구조물(190, 264)에 버어(burr)도 발생하지 않기 때문에, 레이저 비임 천공기(300)는 보다 오랜 시간 지속적이고 확실하다. 레이저 천공 작업은, 레이저 직경이 용이하게 변경됨으로 해서 위에서 설명된 홈(200) 또는 가스 출구(265)가 다양한 직경을 가질 때 특히 유리하다.
도 1a를 다시 참조하면, 처리 챔버(100)은 챔버(100) 내로의 프로세스 가스의 흐름을 제어하기 위해 하나 이상의 질량 흐름 제어기(도시되지 않음)를 더 포함한다. 가스 배기 장치(270)는 사용된 프로세스 가스와 같은 가스를 챔버(100)로부터 배출시키기 위해 제공된다. 가스 배기 장치(270)는 가스를 수용하는 펌핑 채널(도시되지 않음), 챔버(100) 내의 프로세스 가스의 압력을 제어하기 위한 스로틀 밸브(도시되지 않음), 및 하나 이상의 배기 펌프(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 배기 펌프는 예를 들어, 350 l/s 레이볼트 터보 펌프(Leybold turbo pump)와 같은 터보 펌프 또는 기계적 펌프를 포함할 수 있다. 가스 배기 장치(270)는 또한, 프로세스 가스로부터 바람직하지 않은 가스를 줄이기 위한 장치를 포함할 수 있다.
챔버(100) 내의 압력 및 가스 구성 성분은, 일반적으로 아르곤으로 수 밀리토르의 압력까지 챔버(100)를 백-필링(back-filling)하기 전에 적어도 약 10-7토르까지 챔버(100)의 프로세스 구역(340)을 비움으로써 얻어진다. 이러한 가스 압력에서, 기판(110)은 챔버(100) 내에서 상승될 수 있다. 일 실시예에서, 처리 챔버(100)는 처리 챔버(100) 내의 기판(110)의 높이를 조절하기 위해 작업자에 의해 회전될 수 있는 손잡이(도시되지 않음)를 포함한다.
선택적으로, 또한 처리 챔버(100)는 프로세스 가스를 플라즈마로 활성화시키기 위해 가스 활성 장치(331)를 포함한다. 가스 활성 장치(331)는 처리 챔버의 프로세스 구역(340) 내 또는 처리 챔버(100)(도시되지 않음)로부터 상류 방향의 원거리 영역 내에서 프로세스 가스에 에너지를 가한다. 일 유형에서, 가스 활성 장치(331)는 하나 이상의 유도 코일(360)을 갖춘 안테나(350)를 포함한다. 유도 코일(360)은 처리 챔버(100)의 중심을 기준으로 원형적 대칭을 이룰 수 있다. 통상적으로, 안테나(350)는 프로세스 가스에 가해지는 강한 유도성 플럭스를 제공하도록 위치되고 형상화되는 하나 이상의 솔레노이드를 포함한다. 안테나(350)가 처리 챔버(100)의 천장(140) 근처에 위치될 때, 천장(140)의 인접하는 부분은 RF 전력과 같은 안테나(350)에 의해 방출되는 전자기 방사선에 투과되는 이산화규소와 같은 유전 물질로 제조될 수 있다. 안테나 전력 공급원(370)은 예를 들어, 통상 약 50kHz 내지 약 60 MHz, 보다 통상적으로는 약 400 kHz 및 약 100 내지 5000 와트의 전력 레벨로 안테나에 RF 전력을 공급한다. 또한, RF 매치 네트워크(도시되지 않음)가 RF 전력을 프로세스 가스의 임피던스에 맞추도록 제공될 수 있다. 또 다른 유형에서, 가스 활성 장치(331)는 프로세스 가스를 활성화하기 위해 프로세스 구역(340) 내에서 전기장을 발생시키는 전극(205)을 포함한다. 이러한 유형에서, 전극 전력 공급원(240)은 예를 들어, 약 50 kHz 내지 약 60 MHz의 주파수, 보다 통상적으로는 약 13.56 MHz의 주파수로 전극(205)에 전력을 제공한다. 이와 달리 또는 추가적으로, 가스 활성 장치(331)는 마이크로파 가스 작동기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
프로세스 챔버(100)는 프로세스 챔버(100) 내에서 기판(110)을 지지하기 위한 기판 지지체(160)를 포함한다. 지지부(160)는 기판 수용면(180)을 갖는 유전층(170)에 의해 도포되는 전극(205)을 포함할 수 있다. 전극 전력 공급원(240)은 가스를 활성화시키기 위해 예를 들어, RF 바이어스 전압과 같은 DC 또는 AC 바이어스 전압을 전극(205)에 제공한다. 전극(205) 아래에는 챔버(100)의 벽(120)으로부터 전극(205)을 전기 절연시키기 위해 석영판과 같은 유전판(191)이 있으며, 이러한 유전판의 일부는 전기적으로 접지 또는 부유(floating)될 수 있거나, 그렇지 않으면 전극(205)에 대해 전기적으로 바이어스될 수 있다. 전기적으로 바이어스된 전극(205)은 기판(110)을 향해 스퍼터 이온(sputter ion)을 가속화 및 활성화시킴으로써 기판(110)의 에칭이 가능하다. 전기적으로 유동되는 벽(120)의 적어도 일부는 바람직하게는 접지되어, 음 전압이 접지되거나 부유되는 챔버 벽(120)에 대하여기판(110) 상에 유지될 수 있다. 선택적으로, 지지부(160)는 또한 기판(110)을 지지부(160)에 정전기적으로 유지할 수 있는 정정기 척(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 또는 DC 전압이 정전기적 인력을 발생시키기 위해 전극(205)에 가해질 수 있다.
기판 지지체(160)의 전극(205)은 또한, 예를 들어 열 전달 가스 공급원(도시되지 않음)으로부터 상기 면(180)에 연 전달 가스를 공급하기 위해 제공되는 가스 채널(도시되지 않음)과 같은, 상기 전극을 통해 연장되는 하나 이상의 채널(도시되지 않음)을 포함한다. 열 전달 가스, 통상적으로 헬륨은 기판(110)과 지지부(160) 사이의 열 전달을 촉진한다. 다른 채널(도시되지 않음)에 의해 리프트 핀(도시되지 않음)이 리프트 기구(도시되지 않음)에 의한 기판(110)의 장착 또는 장착 해제를 위해 전극(205)을 통해 연장될 수 있다. 처리 챔버(100)는 또한 기판(110)의 처리 및 특성을 변경 또는 개선시키기 위해 프로세스 챔버(100) 내에서 지지부(160)를 하강 또는 상승시키는 지지부 리프팅 기구(162)를 포함한다.
처리 챔버(100)는 예를 들어, 처리 챔버(100)의 작동 동안 계속하여 프로세스 상태를 모니터링하거나 탐지하기 위해 또는 기판(110) 상에 실행되는 프로세스를 모니터링하기 위해 사용되는 하나 이상의 탐지기(도시되지 않음)를 포함하는 프로세스 모니터링 시스템과 같은 추가적인 시스템을 포함할 수 있다. 탐지기는 이에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 광전 배증관이나 광학적 탐지 시스템과 같은 방사선 감지 장치(도시되지 않음), 일예로 압력계를 들 수 있는 압력 게이지와 같은 압력 감지 장치(도시되지 않음), 열전쌍이나 저항 온도 센서(RTD)와 같은 온도 감지 센서(도시되지 않음), 챔버 부재(410)에 가해지는 전류 및 전압을 측정하기 위한 전류계 및 전압계(도시되지 않음), 또는 프로세스 챔버(100) 내의 프로세스 상태의 측정 및 측정 가능한 프로세스 상태와 관련하여 변화하는 전기 신호와 같은 출력 신호의 제공이 가능한 소정의 다른 장치를 포함한다. 예를 들어, 프로세스 모니터링 시스템이 기판(110) 상에서 처리되는 층의 두께를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
제어기(480)는 다양한 챔버 부재 및 시스템으로부터의 전기 신호 및 상기 부재 및 시스템으로의 전기 신호를 수용하고 전달함으로써 챔버(100)의 작동을 제어한다. 예를 들어, 처리 챔버(100) 내의 프로세스 모니터링 시스템에 의해 측정되는 프로세스 상태가 전기 신호로서 제어기(480)에 전달될 수 있으며, 이로 인해, 신호가 한계값(threshold value)에 도달할 때 프로세스 상태를 변경한다. 일 실시예에서, 제어기(480)는 처리 챔버(100)를 작동하는데 적합한 집적 회로를 가지는 전기 회로 설계를 구비하는 전기적 하드웨어를 포함한다. 일반적으로, 제어기(480)는 데이타 입력의 수용, 알고리즘의 형성, 유용한 출력 신호의 생성하기 위해 적용되고, 또한 탐지기로부터 데이터 신호를 탐지하기 위해서 그리고, 처리 챔버(100)의 프로세스 상태를 제어하거나 모니터링 하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 도시된 것처럼, 제어기(480)는 (ⅰ) 주변 제어 부재를 구비한 메모리 시스템에 상호 연결되는 중앙 처리 장치(CPU)(5)를 가지는 컴퓨터, (ⅱ) 처리 챔버(100)의 특정 부재(410)를 작동하는 주문형 집적회로(ASICs)(도시되지 않음), 및 (ⅲ) 적합한 지지 회로를 따르는 제어기 인터페이스(506)를 포함할 수 있다.통상적인 중앙 처리 장치(500)는 파워 피씨(상표)(Power PCTM), 펜티엄(상표)(PentiumTM), 및 그 외 다른 프로세서들을 포함한다. 주문형 집적회로는 데이터 및 처리 챔버(100)로부터의 다른 정보의 검색과 같은 특정 업무 또는 특정 챔버 부재(410)의 작동을 위해 프로그램되고 설계된다. 제어기 인터페이스 보드는 예를 들어, 프로세스 모니터링 시스템으로부터의 신호를 처리하고 데이터 신호를 중앙 처리 장치(500)에 제공하는 것과 같은 특정 신호 처리 업무에 사용된다. 특정 지지 회로는 예를 들어, 코-프로세서(co-processor), 클럭 회로(clock circuit), 캐쉬(cache), 전원 공급원, 및 중앙 처리 장치(500)와 관련된 공지된 부재들을 포함한다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(500)는 종종 랜덤 액세스 메모리(RAM)(510), 리드-온리 메모리(도시되지 않음), 플로피 디스크 드라이브(491), 하드 디스크 드라이브(492), 및 당업계에 잘 알려진 다른 저장 장치와 관련된다. 램(510)은 프로세스 실행동안 현재 시스템에 사용되는 컴퓨터 프로그램 코드(600)를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 제어기 인터페이스(506)는 제어기(480)를 가스 활성 장치(331)와 같은 다른 챔버 부재에 연결시킨다. 중앙 처리 장치(CPU)(500)의 출력이 디스플레이(530) 또는 다른 연결 장치로 전송된다. 입력 장치(540)에 의해, 작업자가 제어기(480)의 소프트웨어를 변경하기 위해 또는 작업을 제어하기 위해 제어기(480) 내에 데이터를 입력하는 것이 가능하다. 예를 들어, 작업자와 컴퓨터 시스템 사이의 인터페이스는 음극선 관(CRT) 모니터(도시되지 않음) 및 라이트 펜(도시되지 않음)일 수 있다. 라이트 펜은 펜의 끝에 있는 광 센서로 음극선 관 모니터에 의해 방출되는 빛을 탐지한다. 특정 화면 또는 기능을 선택하기 위해, 작업자는 음극선 관 모니터의 표시 영역을 접촉시키고 펜 상의 버튼을 누른다. 접촉된 영역은 색깔이 변경되거나, 새로운 메뉴나 화면이 라이트 펜과 음극선 관 모니터 사이의 교신을 확실히 하기 위해 표시된다. 키보드, 마우스, 또는 지시 교신 장치(pointing communication device)와 같은 다른 장치들 역시 제어기(480)와 교신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 2 개의 모니터(도시되지 않음)가 사용되며, 이 중 하나는 작업자용 클린 룸 벽에 장착되고, 다른 하나는 지원 기술자용 벽 뒤에 장착된다. 양 모니터 모두(도시되지 않음) 동시에 동일한 정보를 표시하지만, 하나의 펜만이 사용 가능하다.
비록, 본 발명에 대한 소정의 바람직한 유형에 대하여 상당히 상세하게 설명되고 있지만, 다른 유형들도 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 화학 기상 증착(CVD) 처리 챔버 또는 에칭 챔버와 같은 다른 처리 챔버와 함께 사용될 수 있다. 또한, 처리 챔버(100)는 당업자에게 명백한 다른 동등한 구성을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 처리 챔버(100)의 하나 이상의 부재(410)가 다른 레이저 천공된 미세 구조물을 포함할 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항은 본 원에 포함된 바람직한 유형에 대한 설명에 한정되지 않아야 한다.

Claims (34)

  1. 기판 처리 챔버용 부재로서,
    상기 챔버 내에서 적어도 부분적으로 노출되는 표면을 갖는 구조물을 포함하며, 상기 표면이 서로로부터 이격되어 있는 레이저 천공된 리세스 패턴을 가지며, 상기 각각의 리세스가 개구, 측벽, 및 바닥 벽을 가지는,
    기판 처리 챔버용 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면의 실질적으로 모든 부분이 상기 리세스로 덮여 있는,
    기판 처리 챔버용 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리세스는 상기 표면에 대해 경사져 있는 측벽을 가지는,
    기판 처리 챔버용 부재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 측벽은 상기 표면에 대해 약 60 내지 약 85도의 각도로 경사져 있는,
    기판 처리 챔버용 부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구가 제 1 크기를 가지고 상기 바닥 벽이 제 2 크기를 가지며, 상기 제 1 크기가 상기 제 2 크기보다 작은,
    기판 처리 챔버용 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조물은 쉴드인,
    기판 처리 챔버용 부재.
  7. 제 1 항에 따른 부재를 갖춘 기판 처리 챔버로서,
    (a) 기판 지지체와,
    (b) 상기 챔버에 가스를 제공하는 가스 분배기와,
    (c) 상기 가스에 전류를 인가하는 가스 에너자이저, 및
    (d) 상기 챔버로부터 가스를 배출하는 가스 배기구를 더 포함하는,
    기판 처리 챔버.
  8. 기판 처리 챔버용 부재의 제조 방법으로서,
    (a) 챔버 내부에서 거의 부분적으로 노출되는 표면을 갖춘 구조물을 형성하는 단계와,
    (b) 상기 구조물에 리세스를 형성하기 위해 상기 구조물의 일부분을 기화시키도록 상기 구조물 표면에 있는 위치에 펄스형 레이저 비임을 지향시키는 단계, 및
    (c) 상기 구조물 표면에서 서로 이격되어 있는 리세스 패턴을 형성하도록 상기 구조물의 표면에 있는 다른 위치에서 상기 (b)단계를 반복하는 단계를 포함하는,
    기판 처리 챔버용 부재의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 경사진 측벽을 갖춘 리세스를 형성하도록 상기 구조물의 표면에 펄스형 레이저 비임을 지향시키는 단계를 포함하는,
    기판 처리 챔버용 부재의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 펄스형 레이저 비임이 상기 구조물의 표면에 대해 약 60 내지 약 85도, 또는 약 95 내지 약 120도의 입사각을 형성하도록 상기 구조물의 표면에 상기 펄스형 레이저 비임을 지향시키는 단계를 포함하는,
    기판 처리 챔버용 부재의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 펄스형 레이저 비임은 상기 (b) 단계에서, 상기 구조물 내에서 종결되는 바닥 벽을 갖춘 리세스를 형성하기에 충분히 높은 동력치로 설정되는,
    기판 처리 챔버용 부재의 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 노출된 표면의 실질적으로 모든 부분이 상기 리세스로 덮일 때까지 반복되는,
    기판 처리 챔버용 부재의 제조 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 제 1 크기의 개구 및 제 2 크기의 바닥 벽을 갖춘 리세스를 형성하도록 상기 구조물의 표면에 상기 펄스형 레이저 비임을 지향시키는 단계를 포함하며, 상기 제 1 크기가 상기 제 2 크기보다 작은,
    기판 처리 챔버용 부재의 제조 방법.
  14. 제 8 항의 방법에 따라 제조된 부재로서,
    상기 부재는 기판 처리 챔버용 쉴드로서 적합한 형상을 가지는,
    제 8 항에 따른 부재.
  15. 프로세스 가스를 기판 처리 챔버로 분배하는 프로세스 가스 분배기로서,
    (a) 인클로저와,
    (b) 상기 인클로저에 프로세스 가스를 제공하는 가스 도관, 및
    (c) 상기 프로세스 가스를 상기 기판 처리 챔버로 분배하는, 상기 인클로저 내부의 레이저 천공된 복수의 가스 출구를 포함하며, 상기 가스 출구의 적어도 일부가 상기 인클로저 내부로 제 1 직경을 갖는 제 1 개구 및 상기 기판 처리 챔버 내부로 제 2 직경을 갖는 제 2 개구를 포함하며, 상기 제 2 직경이 상기 제 1 직경보다 작은,
    프로세스 가스 분배기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가스 출구는 실질적으로 연속해서 테이퍼진 횡단면을 포함하는,
    프로세스 가스 분배기.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 개구는 둥근 엣지를 가지는,
    프로세스 가스 분배기.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 직경은 상기 챔버 내부에 형성된 플라즈마가 상기 인클로저 내측으로 침입하는 것을 제한하기에 충분하도록 상기 제 1 직경보다 작은,
    프로세스 가스 분배기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 직경은 약 0.3 mm보다 작고 상기 제 1 직경은 적어도 약 1.3 mm인,
    프로세스 가스 분배기.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 인클로저는 알루미늄, 질화 알루미늄, 산화 알루미늄, 실리콘 카바이드 또는 석영을 포함하는,
    프로세스 가스 분배기.
  21. 제 15 항에 따른 가스 분배기 및 챔버를 갖춘 기판 처리 챔버로서,
    (a) 가스 분배기와 대향하는 기판 지지체와,
    (b) 상기 가스 분배기에 의해 챔버 내측으로 도입되는 가스에 전류를 인가하는 가스 에너자이저, 및
    (c) 상기 챔버로부터 가스를 배출하는 배기구를 포함하는,
    기판 처리 챔버.
  22. 제 15 항에 따른 가스 분배기를 형성하는 방법으로서,
    (a) 상기 인클로저의 적어도 일부분을 형성하는 구조물을 형성하는 단계, 및
    (b) 관통하는 가스 출구를 레이저 천공하도록 상기 구조물의 표면에 펄스형 레이저 비임을 지향시키는 단계를 포함하는,
    가스 분배기의 형성 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 제 1 직경으로부터 제 2 직경으로, 또는 이와는 반대로 상기 펄스형 레이저 비임의 크기를 조절하는 단계를 포함하는,
    가스 분배기의 형성 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 실질적으로 연속해서 테이퍼진 횡단면을 갖는 가스 출구를 형성하도록 상기 펄스형 레이저 비임의 크기를 연속해서 조절하는 단계를 포함하는,
    가스 분배기의 형성 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 가스 출구의 엣지를 둥글게 가공하도록 상기 펄스형 레이저 비임의 크기를 조절하는 단계를 포함하는,
    가스 분배기의 형성 방법.
  26. 프로세스 가스를 기판 처리 챔버 내측으로 분배하는 프로세스 가스 분배기로서,
    (a) 인클로저와,
    (b) 상기 인클로저에 프로세스 가스를 제공하는 가스 도관, 및
    (c) 상기 프로세스 가스를 상기 기판 처리 챔버 내측으로 분배하기 위한 레이저 천공된 복수의 가스 출구를 포함하며, 상기 가스 출구의 적어도 일부는 둥근 엣지를 가지는,
    프로세스 가스 분배기.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 가스 출구는 상기 인클로저 내부로 제 1 직경을 갖는 제 1 개구 및 상기 기판 처리 챔버 내부로 제 2 직경을 갖는 제 2 개구를 포함하며, 상기 제 2 직경이 상기 제 1 직경 보다 작은,
    프로세스 가스 분배기.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 가스 출구는 실질적으로 연속해서 테이퍼진 횡단면을 가지는,
    프로세스 가스 분배기.
  29. 제 23 항에 따른 가스 분배기 및 챔버를 갖춘 기판 처리 챔버로서,
    (a) 상기 가스 분배기와 대향하는 기판 지지체와,
    (b) 상기 가스 분배기에 의해 상기 챔버 내측으로 도입되는 가스에 전류를 인가하는 가스 에너자이저, 및
    (c) 상기 챔버로부터 가스를 배출시키는 배기구를 포함하는,
    기판 처리 챔버.
  30. 기판 처리 챔버용 키트로서,
    챔버 내부에서 적어도 부분적으로 노출되는 표면을 갖춘 구조물를 각각 포함하는 복수의 부재를 포함하며, 상기 표면은 서로로부터 이격된 레이저 천공된 리세스 패턴을 가지며, 상기 각각의 리세스는 개구, 측벽, 및 바닥 벽을 가지는,
    기판 처리 챔버용 키트.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 표면의 실질적으로 모든 부분은 리세스로 덮여 있는,
    기판 처리 챔버용 키트.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 부재는 쉴드인,
    기판 처리 챔버용 키트.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 부재는 증착 링, 커버 링, 상부 가스 쉴드, 및 하부 가스 쉴드를 포함하는,
    기판 처리 챔버용 키트.
  34. 기판 처리 챔버용 키트로서,
    증착 링, 커버 링, 상부 가스 쉴드, 및 하부 가스 쉴드를 포함하는 복수의 부재를 포함하며, 상기 각각의 부재는 상기 챔버 내부에서 적어도 부분적으로 노출되는 표면을 갖춘 구조물을 포함하며, 상기 표면의 실질적으로 모든 부분은 서로로부터 이격된 레이저 천공된 리세스 패턴으로 덮여 있으며, 상기 리세스는 개구, 측벽, 및 바닥 벽을 가지는,
    기판 처리 챔버용 키트.
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