KR20050061497A - 플라즈마 처리시스템내의 개선된 증착차폐방법 및 장치 - Google Patents

플라즈마 처리시스템내의 개선된 증착차폐방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리시스템내의 처리공간을 둘러싸기 위한 개선된 증착차폐부를 개시하며, 여기에서, 증착차폐부의 설계 및 제조는 증착차폐부의 실질적인 최소한의 부식을 허용하면서 처리공간내의 청정한 처리플라즈마를 유효하게 제공한다.

Description

플라즈마 처리시스템내의 개선된 증착차폐방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR AN IMPROVED DEPOSITION SHIELD IN A PLASMA PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 플라즈마 처리시스템용의 개선된 구성부품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 챔버벽을 보호하기 위하여 플라즈마 처리시스템내에 채택된 증착차폐부에 관한 것이다.
반도체산업에서 집적회로(IC)의 제조는 전형적으로는 기판에 물질을 증착하거나 또는 제거하는데 필요한 플라즈마 반응로내에서 표면처리화학반응을 발생시키고 이를 도와주도록 플라즈마를 채택하고 있다. 일반적으로, 플라즈마는 공급된 처리가스로 이온화 충돌을 지탱하기에 충분한 에너지를 전자에 부여하기 위하여 가열함으로써 진공조건하에서 플라즈마 반응로내에서 형성된다. 또한, 가열된 전자들은 해리 충돌을 지탱하기 위하여 충분한 에너지를 가질 수 있으며, 따라서 소정조건(예를 들면, 챔버압력, 유량등)하의 특정한 가스의 집합이 선택되어 챔버내에서 특정한 처리(예를 들면, 기판으로부터 물질이 제거되는 에칭처리 또는 기판에 물질들이 더해지는 증착처리)를 수행하는데 적절한 하전종(charged species)의 집단 및 화학적 반응종들을 생성하게 된다.
비록 하전종(이온 등)의 집단 및 화학적 반응종의 형성이 기판의 표면에 플라즈마 처리시스템(즉, 재료에칭, 재료증착등)의 기능을 수행하기 위하여 필요한 것이기 하지만, 처리챔버의 내부상에 다른 성분표면들이 물리적 및 화학적 반응종에 노출되고, 부식될 수 있다. 플라즈마 처리시스템내의 노출된 성분의 부식은 플라즈마 처리성능의 점진적인 저하로, 또한 궁극적으로는 시스템의 완전한 고장으로 이르게 된다.
처리플라즈마에 노출됨에 의하여 받게 되는 충격을 최소화하기 위하여, 플라즈마처리에 노출되어 충격을 받는 것으로 알려져 있는 플라즈마 처리시스템의 구성부들은 보호배리어(protective barrier)로 피복되어 있다. 예를 들어, 알루미늄으로 제조된 구성부들은 플라즈마에 보다 저항적인 산화알루미늄의 표면층을 생성하도록 산화피막처리될 수 있다. 다른 예를 들면, 실리콘, 석영, 알루미나, 탄소 또는 실리콘카바이드등으로 만들어진 것과 같은 소비부품 또는 교환가능한 부품들이, 빈번한 교체시에 많은 비용이 필요할 수 있는 보다 고가의 부품의 표면을 보호하도록 처리챔버내에 삽입될 수 있다. 또한, 처리플라즈마 및 기판상에 형성되는 장치로 원하지않는 오염물, 불순물등이 도입되는 것을을 최소화하는 표면재료를 선택하는 것이 바람직하다.
양자의 경우에 있어서, 보호배리어의 일체성에 기인한 것이건, 또는 보호배리어의 제조의 일체성에 기인한 것이건, 보호피막의 불가피한 손실 및, 교환가능한 부품의 소비적인 속성은 플라즈마 처리시스템의 주기적인 보수유지를 필요로 한다. 이러한 주기적인 보수유지는 플라즈마 처리의 비운전시간 및 새로운 플라즈마 처리챔버 구성부품에 관련된 과도할 수도 있는 비용을 발생하게 된다.
본 발명의 이들 및 다른 장점들은 첨부된 도면과 관련한 후술하는 본 발명의 예시적 실시예의 상세한 기술내용으로부터 보다 명백하게 되고, 명확하게 이해될 수 있다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착차폐부를 포함하여 구성되는 플라즈마 처리시스템의 단순화된 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리시스템용 증착차폐부의 평면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리리스템용 증착차폐부의 부분단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리리스템용 증착차폐부의 확대단면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 플라즈마 처리시스템용 증착차폐부의 하부끝단면의 확대도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리시스템용 증착차폐부내의 개구의 확대도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리시스템용 개구의 주된 축에 다른 개구의 확대단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리리스템용 개구의 고정면 및 결합면의 단면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리리스템용 증착차폐부를 생성하는 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리리스템용 증착차폐부를 생성하기 위한 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 플라즈마 처리리스템용 증착차폐부를 생성하기 위한 방법을 나타낸다.
본 발명은 플라즈마 처리시스템내의 처리공간을 둘러싸기 위한 개선된 증착차폐부로서, 그 증착차폐부의 설계 및 제조가 상술한 단점을 제거할 수 있는 증착차폐부를 제공한다.
본 발명의 목적은, 내부 표면과, 외부 표면과, 상부 끝단면 및 하부 끝단면을 가지는 실린더를 포함하여 구성되는 플라즈마 시스템에 결합될 수 있는 증착차폐부를 제공하는 것이다. 하부 끝단면은 끝단 립면을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 각각 증착차폐부의 상부끝단면 및 하부끝단면에 결합되고 플라즈마 처리시스템에 그 증착차폐부를 부착하도록 구성된 다수개의 고정 리셉터를 포함하는 증착차폐부를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 증착차폐부를 통하여 처리공간에 접근할 수 있는 개구를 포함하여 구성되는 증착차폐부를 제공하는 것이다. 이 개구는 제 1 개구면과, 제 2 개구면, 및 결합면을 포함하여 구성되며, 결합면은 고정면을 포함하는 한개 이상의 탭이 형성된 구멍을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 증착차폐부가 처리플라즈마와 마주 대하는 증착차폐부의 다수개의 노출된 면상에 형성된 보호배리어를 더욱 포함하여 구성되도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 증착차폐부의 노출된 면들이 증착차폐부의 내부면, 증착차폐부의 상부끝단면 및 증착차폐부의 하부끝단면의 끝단립면을 포함하여 구성되도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 증착차폐부가 개구의 제 1 개구면과 같은 부가적인 노출된 면을 포함하여 구성될 수 있는 것이며, 결합면은 증착차폐부내의 개구의 고정면을 배제하는 것이다.
본 발명은 또한, 증착차폐부를 제조하는 공정과; 증착차폐부상에 표면 산화피막층을 형성하기 위하여 증착차폐부를 산화피막하는 공정과; 표면 산화피막층을 제거하기 위하여 증착차폐부상의 노출된 면을 가공하는 공정 및; 증착차폐부의 노출면에 보호배리어를 형성하는 공정을 포함하여 구성되는 플라즈마 처리리스템내의 증착차폐부를 제조하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 증착차폐부를 제조하는 공정과; 표면 산화피막층의 형성을 방지하기 위하여 증착차폐부상에 노출된 표면을 마스킹하는 공정과; 층착차폐부상에 표면 산화피막층을 형성하기 위하여 증착차폐부를 산화피막하는 공정; 및 증착차폐부의 노출면상에 보호배리어를 형성하는 공정을 포함하여 구성되는 플라즈마 처리시스템내의 증착차폐부를 제조하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명은 증착차폐부를 제조하는 공정과; 증착차폐부의 노출면상에 보호배리어를 형성하는 공정을 포함하여 구성되는 플라즈마 처리시스템내의 증착차폐부를 제조하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명은 플라즈마에 실제적으로 노출되지 않는 다른 구성부들을 가공하는 것도 임의로 포함할 수 있다. 그러한 구성부들은 산화피막층과 접촉하지 않도록 (예를 들면 보다 나은 기계적인 또는 전기적인 접촉을 제공하기 위하여) 마스킹될 수 있다.
본 발명은 또한 보호배리어가 형성되는 노출면을 제공하기 위하여 가공 및 마스킹하는 복합적인 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1에 나타낸 플라즈마 처리시스템(1)은 플라즈마 처리챔버(10)와, 상부 어셈블리(20)와, 전극판(24)과, 기판(35)을 지지하기 위한 기판홀더(30), 및 플라즈마 처리챔버(10)내에 감압분위기(11)를 제공하기 위한 진공펌프(도시않됨)에 결합된 펌핑관(40)을 포함하여 구성된다. 플라즈마 처리챔버(10)는 기판(35)에 인접한 처리공간(12)내에 처리플라즈마의 형성을 용이하게 한다. 플라즈마 처리리스템(1)은 200mm 기판, 300mm 기판, 또는 그보다 대형의 기판을 처리하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에 있어서, 상부어셈블리(20)는 적어도 한개의 커버와, 가스주입 어셈블리 및 상부 전극임피던스 매칭회로를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 전극판(24)은 RF전원에 결합될 수 있다. 다른 선택적인 실시예에서, 상부 어셈블리(20)는 커버 및 전극판(24)을 포함하여 구성되며, 여기에서 전극판(24)은 플라즈마 처리챔버(10)와 동일한 전위로 유지된다. 예를 들어, 플라즈마 처리챔버(10), 상부 어셈블리(20), 및 전극판(24)은 접지전위에 전기적으로 접속될 수 있다.
플라즈마 처리챔버(10)는, 예를 들면, 처리공간(12)내의 처리플라즈마로부터 플라즈마 처리챔버(10)를 보호하기 위한 증착차폐부(14), 및 감시구(16)을 더욱 포함하여 구성된다. 감시구(16)는 감시창 증착차폐부(18)의 뒤쪽에 결합된 감시창(17)을 포함하여 구성되며, 감시창 플랜지(19)는 감시창(17)을 감시창 증착차폐부(18)에 결합하도록 구성될 수 있다. O링과 같은 밀봉부재들이, 감시창(17)과 감시창 증착차폐부(18)의 사이 및 감시창 증착차폐부(18)와 플라즈마 처리챔버(10)의 사이에 마련될 수 있다. 예를 들어 감시구(16)는 처리공간(12)내의 처리플라즈마로부터의 광학적 방출을 감시하도록 할 수 있다. 기판홀더(30)는, 예를 들면, 플라즈마 처리챔버(10) 및 기판홀더(30)에 결합된 벨로우즈(52)에 의하여 둘러싸이는 수직의 평행이동장치(50)를 더욱 포함하여 구성되며, 플라즈마 처리챔버(10)내의 감압분위기(11)로부터 평행이동장치(50)를 밀폐하도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 예를 들어, 벨로우즈 차폐부(54)는 기판홀더(30)에 결합될 수 있으며, 벨로우즈(52)를 처리플라즈마로부터 보호하도록 구성될 수 있다. 기판홀더(10)는, 예를 들면 초점링(60) 및 차폐링(62)의 적어도 한개와 결합될 수 있다. 더욱이, 배플판(64)이 기판홀더(30)의 둘레로 연장될 수 있다.
기판(35)은, 예를 들면 기판올더(30)내에 수납된 기판 리프트핀(도시않됨)에 의하여 받아들여지는 로봇식 기판반송시스템을 통하여 챔버공급구(도시않됨) 및 슬롯밸브(도시않됨)을 통하여 플라즈마 처리챔버(10)의 안팎으로 이송될 수 있으며 그 안에 수납된 장치에 의하여 기계적으로 수직이동한다. 일단 기판(35)이 기판반송 시스템으로부터 수납되면, 기판홀더(30)의 상부면상으로 내려진다.
기판(35)은, 예를 들면 정전식 클램프시스템을 통하여 기판홀더(30)상에 고정된다. 또한, 기판홀더(30)는, 예를 들면 기판홀더(30)로부터의 열을 수납하여 열교환시스템(도시않됨)으로 열을 전달하거나, 또는 가열시, 열교환시스템으로부터의 열을 반송하는 재순환 냉매플로우를 포함하는 냉각시스템을 포함한다. 또한, 예를 들어 기판(35)과 기판홀더(30) 사이의 가스-간극 열전도를 개선하기 위하여 뒤쪽의 가스시스템을 통하여 기판(35)의 뒤쪽으로 가스가 보내질 수 있다. 이러한 시스템은 기판의 온도제어가 승온 또는 감온으로 필요할 때 이용될 수 있다. 기타 실시예에 있어서는, 예를 들면 저항가열소자와 같은 가열소자나, 또는 열-전자히터/쿨러가 포함될 수 있다.
도 1에 도시한 실시예에 있어서, 기판홀더(30)는 처리공간(12)내의 처리플라즈마에 RF 전원이 결합되는 전극을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판홀더(30)는 RF 제너레이터(도시않됨)로부터 기판홀더(30)로 임피던스 매칭회로(도시않됨)로 RF전원의 전달을 통한 RF 전압으로 전기적으로 바이어스될 수 있다. RF바이어스는 플라즈마를 형성 및 유지하기 위하여 전자를 가열하는데 사용될 수 있다. 본 구성에 있어서, 시스템은 반응이온에칭(RIE) 리액터로서 기능할 수 있으며, 여기에서 챔버 및 상수 가스주입 전극은 접지면으로 사용될 수 있다. RF바이어스용의 전형적인 주파수는 1MHz 내지 100MHz 이며, 바람직하게는 13.56MHz 이다. 플라즈마처리용 RF시스템은 당업계에 공지되어 있다.
선택적으로, 처리공간(12)내에서 형성된 처리플라즈마는 평행판, 용량결합 플라즈마(CCP)원, 유도결합 플라즈마(ICP)원, 이들의 조합, 및 DC 마그네트 시스템을 사용하여 형성될 수 있다. 선택적으로, 처리공간(12)내의 처리플라즈마는 전자사이클로트론 공명(ECR)을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 있어서는, 처리공간(12)내의 처리플라즈마는 헬리콘파를 일으킴으로써 형성될 수 있다. 다른 실시예에 있어서는, 처리공간(12)내의 처리플라즈마는 전달표면파에 의하여 형성될 수 있다.
이제 도 2(평면도) 및 도 3(부분단면도)에 도시된 본 발명의 도시된 실시예를 참조하면, 증착차폐부(14)는 내부면(82), 외부면(84), 상부끝단면(86) 및 하부끝단면(88)을 가지는 실린더를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 예를 들면, 증착차폐부(14)의 내부면(82)로부터 외부면(84)까지의 간격으로 나타낸 증착차폐부(14)의 두께는 1 내지 50mm 의 범위일 수 있다. 바람직하게는, 두께는 5 내지 20mm 의 범위이며, 바람직하게는 두께는 적어도 10mm 이다.
증착차폐부(14)는, 예를 들면, 각각의 고정리셉터(100)가 상부끝단면(86) 및 하부끝단면(88)에 결합된 다수개의 고정리셉터(100)를 포함하여 구성될 수 있으며, 증착차폐부(14)를 플라즈마 처리시스템(1)에 결합하도록 고정기구(볼트와 같은)를 수납하도록 구성될 수 있다. 도 4는 증착차폐부(14) 및 다수개의 고정리셉터(100)중의 한개의 확대도를 나타낸다. 고정리셉터(100)는 진입영역(102)과, 진입공동(104)과, 배출관통공(106) 및 내부 고정면(108)을 포함하여 구성된다. 또한, 내부 고정면(108)은, 예를 들면, 제 1 진입면(110)과, 제 1 립면(112)과, 제 2 진입면(114)과, 제 2 립면(116) 및 배출면(118)을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 증착차폐부(14)가 형성된 고정리셉터(100)의 수는 0 내지 100개일 수 있다. 바람직하게는, 고정리셉터(100)의 수는 5 내지 20개이며, 바람직하게는, 고정 리셉터(100)의 수는 적어도 8개이다.
부가적으로, 증착차폐부(14)는, 예를 들면, 고정기구(볼트와 같은)(도시않됨)를 수납하도록 구성되고 또한 상부어셈블리(20)과 같은 플라즈마 처리챔버(10)의 구성부와 함께 증착차폐부(14)와 결합되도록 구성된 한개 이상의 탭이 형성된 리셉터 구멍(119)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 증착차폐부(14)를 가지는 탭이 형성된 리셉터 구멍(119)의 수는 0 내지 20개일 수 있다. 바람직하게는 탭이 형성된 리셉터 구멍(119)의 수는 1 내지 10이며, 보다 바람직하게는, 탭이 형성된 리셉터 구멍(119)의 수는 적어도 2개이다.
도 5는 증착차폐(14)의 하부끝단면(88)의 확대도를 제공하며, 여기에서 하부끝단면(88)은 도시한 바와 같이 끝단 립면(120)을 더욱 포함하여 구성된다.
도 1을 참조하면, 예를 들어 증착차폐부(14)는, 증착차폐부(14)를 통하여 처리공간(12)으로의 억세스를 수용하기 위하여 개구(130)를 더욱 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 개구(130)는 증착차폐부(14)내에 형성되지 않는다. 선택적인 실시예에 있어서, 개구(130)는 도 1에서 도시한 바와 같은 감시창 증착차폐부 또는 증착차폐부 플러그(도시않됨)중의 적어도 한개의 삽입부를 수용하도록 증착차폐부(14)내에 형성된다. 보다 상세하게는, 본 출원과 동일자 출원으로서 공동계류중인 발명의 명칭이 “플라즈마 처리시스템내의 개선된 감시구 증착차폐부용 방법 및 장치”인 미국특허출원 10/XXX,XXX, 변리사 파일번호 226276US6YA를 전체적으로 참조할 수 있다.
도 6 및 7에 있어서는, 각각 개구(130)의 주축을 따른 개구(130)의 단면도 및 증착차폐부(14)내의 개구(130)의 확대도가 나타내어져 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 개구(130)는 증착차폐부(14)의 내부면(82)에 결합된 제 1 개구면(132)과, 증착차폐부(14)의 외부면(84)에 결합된 제 2 개구면(134) 및 제 1 개구면(132)과 제 2 개구면(134)에 결합된 결합면(136)을 더욱 포함하여 구성된다. 부가적으로, 결합면(136)은 증착차폐부(14)에 챔버 플러그(도시않됨) 또는 감시창 증착차폐부(도시않됨)중의 적어도 한개를 결합하기 위하여 나사산이 형성된 패스너(도시않됨)를 수납하기 위하여 적어도 한개의 탭이 형성된 구멍(138)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 결합면(136)은 탭이 형성된 구멍(138)에 인접하고 그의 내에 연장된 고정면(140)을 더욱 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 예를 들면, 개구(130)의 폭(주축에 따른)은 1 내지 100mm 이다. 바람직하게는 폭은 10 내지 40mm 이며, 보다 바람직하게는, 적어도 25mm 이다. 또한, 예를 들어 개구(130)의 높이 (부축에 따른)는 1 내지 100mm L이다. 바람직하게는 그 높이는 10 내지 40mm 이며, 보다 바람직하게는 높이는 적어도 15mm 이다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 증착차폐부(14)는 증착차폐부(14)의 다수개의 노출면(145)상에 형성된 보호 배리어(150)를 더욱 포함하여 구성된다. 본 발명의 실시예에 있어서, 노출면(145)은 증착차폐부(14)의 내부면(82)과, 증착차폐부(14)의 상부끝단면(86) 및 증착차폐부(14)의 하부끝단면(88)의 끝단 립면(120)을 포함하여 구성될 수 있다. 선택적으로, 노출면은 개구(130)의 제 1 개구면(132)과, 개구(130)의 고정면(140)을 배제한 결합면(136)을 더욱 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 보호 배리어(150)는 Al2O3 와 같은 알루미늄산화물을 포함하는 조성물을 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 보호 배리어(150)는 Al2O3 및 Y2O3 의 혼합물을 포함하여 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 보호 배리어(150)는 III족원소(원소주기율표의 III족) 및 란타논 원소중의 적어도 하나로 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, III족 원소는 이트륨, 스칸듐 및 란타늄중의 적어도 하나를 포함하여 구성돌 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 란타논은 세륨, 디스프로슘 및 유로퓸중의 적어도 하나를 포함하여 구성될수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 화합물형성 보호배리어(150)는 이트리아(Y2O3), Sc2O3, Sc2F3, YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3 및 DyO3 중의 적어도 한개를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 증착차폐부(14)상에 형성된 보호 배리어(150)는 최소한의 두께를 포함하여 구성되며, 여기에서 최소한의 두께는 노출면(145)중의 적어도 하나를 가로지르는 일정한 값으로서 특정화될 수 있다. 다른 실시예에 있어서는, 최소한의 두께는 노출면(145)을 가로질러 가변될 수 있다. 선택적으로, 최소한의 두께는 노출면의 제 1 부분에 걸쳐서 일정할 수 있으며 노출면의 제 2 부분에 걸쳐서는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 가변적인 두께는 굴곡면, 구석 또는 구멍상에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 최소한의 두께는 0.5 미크론 내지 500미크론의 범위일 수 있다. 바람직하게는 최소한의 두께는 100 미크론 내지 200 미크론이며, 보다 바람직하게는 최소한의 두께는 적어도 120 미크론이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1에서 기술된 플라즈마 처리시스템내의 증착차폐부를 형성하는 방법을 나타낸다. 플로우도(300)는 증착차폐부(14)(상술한 바와 같음)를 제조하는 것으로 (310)에서 시작한다. 차폐부를 제조하는 것은 가공, 주조, 연마, 단조 및 그라인딩중의 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상술한 각 부품들중의 하나가 밀링, 선반등의 종래의 기술에 기계적인 도면상에 개시된 세부에 따라서 가공된다. 예를 들어 밀링 또는 선반과 같은 구성부의 가공기술은 기계분야의 당업자에게 주지된 것이다. 예를 들어, 증착차폐부는 알루미늄으로부터 제조된다.
(320)에서, 증착차폐부는 표면 산화피막층을 형성하도록 산화피막처리된다. 예를 들어, 알루미늄으로부터 증착차폐부를 제조할 때, 표면 산화피막층은 산화알루미늄(Al2O3)을 더욱 포함할 수 있다. 알루미늄 구성부의 산화피막방법은 표면산화피막 가공업계의 당업자에게 주지된 것이다.
(330)에서는, 표면 산화피막층은 통상적인 가공기술을 사용하여 노출면(145)으로부터 제거된다. 본 발명의 실시예에 있어서, 노출면은 증착차폐부의 내부면과, 증착차폐부의 상부끝단면 및 증착차폐부의 하부끝단면의 끝단 립면을 포함하여 구성된다. 선택적으로, 노출면은 개구의 제 1 개구면과, 증착차폐부내의 개구의 고정면을 배제한 결합면을 더욱 포함하여 구성될 수 있다. 이 단계에서, 또는 별도의 단계에서, 부가적인 비노출면도 마찬가지로 가공될 수 있다. 그러한 비노출면은 부품과 부품이 결합되는 곳 사이의 보다 나은 기계적 또는 전기적 접촉을 제공하기 위하여 가공될 수 있다.
(340)에서, 보호배리어는 노출면(145)상에 형성된다. 보호배리어는, 이트리아(Yttria)의 경우, 세라믹 분무코팅분야의 당업자에게는 주지된 (열) 분무코팅기술을 사용하여 형성될 수 있다. 선택적인 실시예에 있어서, 보호배리어의 형성은 열분무 코팅을 연마(또는 평탕화)하는 공정을 더욱 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 열분무 코팅을 연마하는 것은 분무면에 샌드페이퍼가공을 하는 것을 포함하여 구성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1에서 기술된 플라즈마 처리시스템내의 증착차폐부를 제작하는 방법을 나타낸다. 플로우차트(400)는 증착차폐부(14)를 제조하는 (410)으로 시작한다(상술한 바와 같음). 증착차폐부를 제조하는 것은 가공, 주조, 연마, 단조 및 그라인딩중의 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 각 구성부들의 하나는 밀링, 선반등의 종래의 기술에 기계적인 도면상에 개시된 세부에 따라서 가공된다. 예를 들어 밀링 또는 선반과 같은 구성부의 가공기술은 기계분야의 당업자에게 주지된 것이다. 예를 들어, 증착차폐부는 알루미늄으로부터 제조된다.
(420)에서, 노출면들은 그의 위에 표면 산화피막층의 형성을 방지하도록 마스킹될 수 있다. 이 공정에서, 또는 별도의 단계에서, 부가적인 비노출면도 마스킹될 수 있다. 그러한 비노출면은 부품과 부품이 결합되는 곳 사이의 보다 나은 기계적 또는 전기적 접촉을 제공하기 위하여 마스킹될 수 있다. 표면 마스킹 및 언마스킹기술은 표면코팅 및 표면 산화피막 가공업계의 당업자에게 주지된 것이다.
(430)에서, 증착차폐부는 남아있는 언마스킹된 표면상에 표면 산화피막층을 형성하도록 산화피막처리된다. 예를 들어, 알루미늄으로부터 증착차폐를 제조할 때, 표면 산화피막층은 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하여 구성될 수 있다. 알루미늄 구성부의 산회피막방법은 표면산화피막 기술의 당업자에게 주지된 것이다.
(440)에서, 보호배리어(150)는 노출면(145)상에 형성된다. 보호배리어는, 예를 들면 Yttria를 포함하여 구성되며, 세라믹 분무코팅업계의 당업자에게 주지되어 있는 (열)분무코팅기술을 사용하여 형성될 수 있다. 선택적인 실시예에 있어서, 보호배리어를 형성하는 것은 열분무 코팅을 연마(또는 평탄화)하는 것을 더욱 포함하여 구성된다. 예를 들면, 열분무 코팅을 연마하는 것은 분무면상에 샌드페이퍼가공을 실시하는 것을 포함하여 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 1에 기술한 플라즈마 처리시스템내의 증착차폐부를 제조하는 방법을 나타낸다. 플로우차트(500)는 증착차폐부(14)를 제조하는 (510)으로 시작한다(상술한 바와 같음). 증착차폐부를 제조하는 것은 가공, 주조, 연마, 단조 및 그라인딩중의 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 각 구성부들의 하나는 밀링, 선반등의 종래의 기술에 기계적인 도면상에 개시된 세부에 따라서 가공된다. 예를 들어 밀링 또는 선반과 같은 구성부의 가공기술은 기계분야의 당업자에게 주지된 것이다. 예를 들어, 증착차폐부는 알루미늄으로부터 제조된다.
(520)에서, 보호배리어는 증착차폐부의 노출면상에 형성된다. 보호배리어는, 예를 들면 Yttria를 포함하여 구성되며, 세라믹 분무코팅업계의 당업자에게 주지되어 있는 (열)분무코팅기술을 사용하여 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 노출면들은 증착차폐부의 내부면과, 증착차폐부의 상부끝단면 및 증착차폐부의 하부끝단면의 끝단 립면을 포함하여 구성된다. 선택적으로, 노출면들은 개구의 제 1 개구면과, 증착차폐부내의 개구의 고정면을 제외한 결합면을 더욱 포함하여 구성될 수 있다. 선택적으로, 노출면들은 증착차폐부상의 모든 면을 포함하여 구성된다. 선택적인 실시예에 있어서, 보호배리어를 형성하는 것은 열분무 코팅을 연마(또는 평탄화)하는 것을 더욱 포함하여 구성된다. 예를 들면, 열분무 코팅을 연마하는 것은 분무면상에 샌드페이퍼가공을 실시하는 것을 포함하여 구성될 수 있다.
제 9 내지 11을 참조하여 개시된 노출면(145)상에 보호배리어(150)를 형성하는 공정들은, 가공 및 마스킹의 조합을 이용하도록 변형될 수 있다. 그러한 변형된 공정들에 있어서는, 적어도 한개의 노출면(145)이 그의 위에 산화피막층의 형성을 방지하도록 마스킹될 수 있는 반면, 기타 노출면(145)들은 산화피막이 형성된다. 언마스킹된 노출면(145)들이 가공되고, 마스킹된 노출면들이 언마스킹된다. 그리고, 보호배리어(150)가 노출면(145)상에 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 노출되지 않은 부가적인 표면들은 본 방법의 실시시에 가공될 수 있다(예를 들면 산화피막층이 형성된 것보다 더 나은 기계적 또는 전기적 접촉을 제공하기 위하여).
비록 본 발명의 특정한 예시적인 실시예들만이 상기에서 기술되었으나, 당업자라면 본 발명의 신규한 특징 및 장점을 벗어나지 않고서도 이들 실시예에서 많은 변형이 가능하다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 변형들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 의도된 것이다.
[관련출원의 상호참조]
본 출원은 본 출원과 동일자로 출원된 미국특허출원 번호 10/XXX,XXX호, 발명의 명칭 "플라즈마 처리시스템내의 증착차폐부를 갖는 개선된 상부전극판용 방법 및 장치", 변리사파일 번호가 226272US6YA로 공동계류중인 미국특허출원과; 본 출원과 동일자로 출원된 미국특허출원 번호 10/XXX,XXX호, 발명의 명칭 "플라즈마 처리시스템내의 개선된 배플판용 방법 및 장치", 변리사파일 번호가 226274US6YA로 공동계류중인 미국특허출원과; 본 출원과 동일자로 출원된 미국특허출원 번호 10/XXX,XXX호, 발명의 명칭 "플라즈마 처리시스템내의 개선된 배플판용 방법 및 장치", 변리사파일 번호가 228411US6YA로 공동계류중인 미국특허출원과; 본 출원과 동일자로 출원된 미국특허출원 번호 10/XXX,XXX호, 발명의 명칭 "플라즈마 처리시스템내의 개선된 상부전극판용 방법 및 장치", 변리사파일 번호가 225277US6YA 공동계류중인 미국특허출원과; 본 출원과 동일자로 출원된 미국특허출원 번호 10/XXX,XXX호, 발명의 명칭 "플라즈마 처리시스템내의 개선된 광학창 증착차폐용 방법 및 장치", 변리사파일 번호가 226276US6YA 공동계류중인 미국특허출원 및; 본 출원과 동일자로 출원된 미국특허출원 번호 10/XXX,XXX호, 발명의 명칭 "플라즈마 처리시스템내의 개선된 벨로우즈차폐용 방법 및 장치", 변리사파일 번호가 226277US6YA 공동계류중인 미국특허출원과 관련된 것이다. 이들 출원의 전체 내용은 전체적으로 본원의 내용과 일체적으로 관련된다.

Claims (55)

  1. 내부면과, 외부면과, 상부끝단면 및 하부 끝단면을 포함하여 구성되며, 상기 하부끝단면은 끝단 립면을 더욱 포함하여 구성되는 실린더; 및
    증착차폐부의 다수개의 노출면에 결합되며, 이들 노출면은 상기 내부면, 외부면, 상부끝단면 및 하부 끝단면을 포함하여 구성되는 보호 배리어를 포함하여 구성되는 플라즈마 처리시스템내의 처리공간을 포위하기 위한 개선된 증착차폐부.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 증착차폐부는 각각 증착차폐부의 상부끝단면 및 하부끝단면에 결합되어 상기 플라즈마 처리시스템에 상기 증착차폐부를 결합하도록 구성된 다수개의 고정 리셉터를 더욱 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 고정리셉터의 각각은, 진입영역, 진입공동, 배출관통공 및 내부 고정면을 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 다수개의 고정리셉터의 각각의 상기 내부 고정면은, 제 1 진입면, 제 1 립면, 제 2 진입면, 제 2 립면 및 배출면을 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 증착차폐부는 상기 증착차폐부를 통하여 처리공간에 접근할 수 있도록 개구를 더욱 포함하는 개선된 증착차폐부.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 개구는 제 1 개구면, 제 2 개구면 및 결합면을 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 결합면은 적어도 한개의 나사산이 형성된 구멍 및 그에 결합된 고정면을 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  8. 제 1 항에 있어서, 금속을 더욱 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄을 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 보호배리어는 적어도 III족 원소 및 란타논 원소중의 하나를 함유하는 화합물을 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 III족 원소는 이트륨(Yttrium),스칸듐(Scandium) 및 란타늄(Lanthanum)중의 적어도 하나를 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 란타논 원소는 세륨(Cerium), 디스프로슘(Dysprosium) 및 유로퓸(Europium)중의 적어도 하나를 포함하여 구성되는 개선된 증착차페부.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 보호배리어는 Y2O3, Sc2O3, Sc2F3,YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3 및 DyO3 중의 적어도 한개를 포함하여 구성되는 개선된 증착차폐부.
  14. 제 1 항에 있어서, 보호 배리어는 최소두께를 포함하여 구성되며, 상기 최소두께는 상기 노출면중의 적어도 하나를 가로질러 일정한 개선된 증착차폐부.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 보호배리어는 가변두께를 포함하여 구성되며, 상기 가변두께는 0.5 내지 500미크론의 범위인 개선된 증착차폐부.
  16. 제 6 항에 있어서, 상기 다수개의 노출면은 상기 개구의 상기 제 1 개구면과, 상기 증착차폐부내의 상기 개구의 상기 결합면을 더욱 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  17. 제 7 항에 있어서, 상기 다수개의 노출면은, 상기 개구의 상기 제 1 개구면과, 상기 증착차폐부내의 상기 개구의 상기 고정면을 제외한 상기 결합면을 더욱 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 다수개의 노출면들은 상기 개구의 상기 제 2 개구면을 더욱 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  19. 제 7 항에 있어서, 상기 다수개의 노출면들은 상기 개구의 상기 제 1 개구면과, 상기 증착차폐부내의 상기 개구의 상기 고정면을 포함하는 상기 결합면을 더욱 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 다수개의 노출면들은 상기 개구의 상기 제 2 개구면을 더욱 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 외부면은 산화피막층을 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 제 2 개구면은 산화피막층을 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 결합면은 금속면을 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  24. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더는 200mm 이상의 직경을 포함하여 이루어지는 개선된 증착차폐부.
  25. 내부면과, 외부면과, 상부끝단면 및 하부끝단면을 포함하여 구성되며, 상기 하부끝단면은 끝단립면을 더욱 포함하여 구성되는 증착차폐부를 제조하는 공정; 및,
    상기 증착차폐부의 상기 내부면과, 상기 증착차폐부의 상기 상부끝단면 및, 상기 증착차폐부의 상기 하부끝단면을 포함하는 노출면상에 보호배리어를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는, 플라즈마 처리시스템내의 처리공간을 둘러싸기 위한 개선된 증착차폐부를 제조하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 증착차폐부상에 표면산화피막층을 형성하기 위하여 상기 증착차폐부에 산화피막처리를 행하는 공정; 및
    상기 노출면상의 상기 표면산화 피막층을 제거하는 공정을 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제거공정은 가공, 평탄화, 연마 및 그라인딩작업중의 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 방법.
  28. 제 25 항에 있어서, 표면산화 피막층의 형성을 방지하기 위하여 상기 증착차폐부상의 상기 노출면을 마스킹하는 공정과;
    상기 증착차폐부의 언마스킹면상에 표면산화 피막층을 형성하기 위하여 상기 증착차폐부를 산화피막하는 공정; 및
    상기 노출면을 언마스킹하는 공정을 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 제조공정은, 가공, 코팅, 마스킹, 언마스킹, 주조, 연마, 단조 및 그라인딩중의 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 방법.
  30. 제 25 항에 있어서, 상기 형성공정은, 분무, 가열 및 냉각중의 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 방법.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 방법은 상기 보호배리어를 평탄화하는 것을 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  32. 제 25 항에 있어서, 상기 증착차폐부는 증착차폐부의 상부끝단면 및 하부끝단면에 결합되어 상기 플라즈마 처리시스템에 상기 증착차폐부를 결합하기 위하여 고정기구를 수납하도록 구성된 다수개의 고정 리셉터를 더욱 포함하여 구성되는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 다수의 고정리셉터의 각각은, 진입영역, 진입공동, 배출관통공 및 내부 고정면을 포함하여 구성되는 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 다수개의 고정리셉터의 각각의 상기 내부 고정면은, 제 1 진입면, 제 1 립면, 제 2 진입면, 제 2 립면 및 배출면을 포함하여 구성되는 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 제 1 진입면, 상기 제 1 립면, 상기 제 2 진입면, 상기 제 2 립면 및 상기 배출면을 가공하는 것을 더욱 포함하여 구성되는 방법.
  36. 제 25 항에 있어서, 상기 증착차폐부는 상기 증착차폐부를 통하여 상기 처리공간에 접근할 수 있도록 개구를 더욱 포함하는 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 개구는 제 1 개구면, 제 2 개구면 및 결합면을 포함하여 이루어지는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 결합면은 나사산이 형성된 구멍 및 그에 결합된 고정면중의 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 다수개의 노출면은 상기 개구의 상기 제 1 개구면과, 상기 증착차폐부내의 상기 개구의 상기 결합면을 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  40. 제 38 항에 있어서, 상기 다수개의 노출면은, 상기 개구의 상기 제 1 개구면 및, 상기 개구의 상기 고정면을 제외한 상기 결합면을 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  41. 제 37 항에 있어서, 상기 다수개의 노출면은 상기 개구의 상기 제 2 개구면을 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  42. 제 25 항에 있어서, 금속을 더욱 포함하여 이루어지는 방법.
  43. 제 42 항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄을 포함하여 이루어지는 방법.
  44. 제 25 항에 있어서, 상기 보호배리어는 적어도 III족 원소 및 란타논 원소중의 하나를 함유하는 화합물을 포함하여 구성되는 방법.
  45. 제 44 항에 있어서, 상기 III족 원소는 이트륨(Yttrium), 스칸듐(Scandium) 및 란타늄(Lanthanum)중의 적어도 하나를 포함하여 구성되는 방법.
  46. 제 44 항에 있어서, 상기 란타논 원소는 세륨(Cerium), 디스프로슘(Dysprosium) 및 유로퓸(Europium)중의 적어도 하나를 포함하여 구성되는 방법.
  47. 제 25 항에 있어서, 상기 보호배리어는 Y2O3, Sc2O3, Sc2F3,YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3 및 DyO3 중의 적어도 한개를 포함하여 구성되는 방법.
  48. 제 25 항에 있어서, 보호 배리어는 최소두께를 포함하여 구성되며, 상기 최소두께는 상기 노출면중의 적어도 하나를 가로질러 일정한 방법.
  49. 제 25 항에 있어서, 상기 보호배리어는 가변두께를 포함하여 구성되며, 상기 가변두께는 0.5 내지 500미크론의 범위인 방법.
  50. 내부면과, 외부면과, 상부끝단면 및 하부끝단면을 포함하여 구성되며, 상기 하부끝단면은 끝단립면을 더욱 포함하여 구성되는 증착차폐부를 제조하는 공정과;
    상기 증착차폐부상에 표면산화 피막층을 형성하기 위하여 상기 증착차폐부에 산화피막가공을 행하는 공정과;
    상기 표면산화 피막층을 제거하기 위하여 상기 증착차폐부상의 노출면을 가공하고, 상기 노출면은 상기 증착차폐부의 상기 내부면과, 상기 증착차폐부의 상기 상부끝단면 및, 상기 증착차폐부의 상기 하부끝단면을 포함하여 이루어지는 가공공정; 및
    그 노출면상에 보호배리어를 형성하는 공정을 포함하여 구성되는 플라즈마 처리시스템내의 처리공간을 둘러싸기 위한 개선된 증착차폐부를 제조하는 방법.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 보호배리어는 III족 원소 및 란타논 원소중의 적어도 하나를 함유하는 화합물을 포함하여 이루어지는 방법.
  52. 제 50 항에 있어서, 상기 보호배리어는 Y2O3, Sc2O3, Sc2F3,YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3 및 DyO3 중의 적어도 한개를 포함하여 구성되는 방법.
  53. 내부면과, 외부면과, 상부끝단면 및 하부끝단면을 포함하여 구성되며, 상기 하부끝단면은 끝단립면을 더욱 포함하여 구성되는 증착차폐부를 제조하는 공정과;
    상기 표면산화 피막층의 형성을 방지하기 위하여 상기 증착차폐부상의 노출면을 마스킹하고, 상기 노출면은 상기 증착차폐부의 상기 내부면과, 상기 증착차폐부의 상기 상부끝단면 및, 상기 증착차폐부의 상기 하부끝단면의 상기 끝단 립면을 포함하여 이루어지는 마스킹공정과;
    상기 증착차폐부상에 표면산화 피막층을 형성하기 위하여 상기 증착차폐부에 산화피막가공을 행하는 공정; 및
    그 노출면상에 보호배리어를 형성하는 공정을 포함하여 구성되는 플라즈마 처리시스템내의 처리공간을 둘러싸기 위한 개선된 증착차폐부를 제조하는 방법.
  54. 제 53 항에 있어서, 상기 보호배리어는 III족 원소 및 란타논 원소중의 적어도 하나를 함유하는 화합물을 포함하여 이루어지는 방법.
  55. 제 53 항에 있어서, 상기 보호배리어는 Y2O3, Sc2O3, Sc2F3,YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3 및 DyO3 중의 적어도 한개를 포함하여 구성되는 방법.
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