KR20070009450A - 서셉터를 조화하여 정전하를 감소시키는 장치 - Google Patents

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KR20070009450A
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Abstract

기판 지지체 및 이를 제조하는 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에서, 기판 지지체는 전기 절연 코팅으로 덮인 기판 지지 표면을 갖는 전기 전도성 몸체를 포함한다. 기판 지지 표면에 중심을 갖는 코팅의 적어도 일부는 약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감(surface finish)을 갖는다. 다른 실시예에서, 기판 지지체는 그 상부의 기판을 지지하도록 적응된 몸체의 일부에 약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감을 갖는 양극산화된 알루미늄 몸체를 포함한다. 일 실시예에서, 기판 지지 어셈블리는 기판 지지 표면을 갖는 전기 전도성 몸체, 상기 전도성 몸체를 지지하도록 적응된 기판 지지 구조를 포함하며, 상기 전도성 몸체는 전기 절연 코팅에 의해 덮여 있다.

Description

서셉터를 조화하여 정전하를 감소시키는 장치{REDUCING ELECTROSTATIC CHARGE BY ROUGHENING THE SUSCEPTOR}
도1은 본 발명의 기판 지지 어셈블리를 갖는 처리 챔버의 일 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다;
도2는 기판 지지 어셈블리의 다른 실시예의 부분 단면도를 도시한다;
도2의 A는 기판 지지 어셈블리의 다른 실시예의 부분 단면도를 도시한다;
도3은 기판 지지 어셈블리를 제조하는 방법의 일 실시예의 흐름도이다;
도4는 기판 지지 어셈블리를 제조하는 방법의 다른 실시예의 흐름도이다;
도5는 기판 지지 어셈블리의 다른 실시예의 부분 단면도이다;
도6은 기판 지지 어셈블리의 다른 실시예의 부분 단면도이다;
도7은 기판 지지 어셈블리의 다른 실시예의 부분 단면도이다;
도7a은 기판 지지 어셈블리의 다른 실시예의 부분 단면도이다;
도8은 기판 지지 어셈블리를 제조하는 방법의 일 실시예의 흐름도이다;
도9는 일 실시예에서, 기판 지지 어셈블리의 전개도이다;
도10은 도9의 기판 지지 어셈블리측면도이다.
이해를 돕기 위하여 도면에 공통된 동일한 요소들을 지정하기 위하여 가능한 곳에는 동일한 도면 부호가 사용되었다.
본 발명의 실시예는 일반적으로 반도체 처리에서 이용되는 기판 지지체 및 이를 제조하는 방법을 제공한다.
액정 디스플레이 또는 평면 패널은 컴퓨터 및 텔레비전 모니터, PDA, 휴대폰 등과 같은 능동 매트릭스 디스플레이용으로 일반적으로 사용된다. 일반적으로, 평면 패널은 사이에 샌드위치된 액정 물질의 층을 갖는 두 개의 글라스 플레이트를 포함한다. 적어도 하나의 글라스 플레이트는 전원에 연결되고 플레이트 상부에 배치되는 적어도 하나의 전도성 막을 포함한다. 전원으로부터 전도성 막에 공급되는 전력은 액정물질의 배향을 변경시키면서, 디스플레이에서 보여지는 문장 또는 그래픽과 같은 패턴을 생성한다. 평면 패널을 생산하기 위해 빈번하게 사용되는 한 가지 제조 방법은 플라즈마 인헨스드(enhanced) 화학 기상 증착(PECVD)이다.
플라즈마 인헨스드 화학 기상 증착은 일반적으로 평면 패널 또는 반도체 웨이퍼와 같은 기판상에 박막을 증착하기 위하여 채용된다. 플라즈마 인헨스드 화학 기상 증착은 일반적으로 기판을 포함하는 진공 챔버로 전구체 가스를 도입하는 것에 의해 성취된다. 전구체 가스는 전형적으로 챔버의 상부 근처에 위치된 분배 플레이트를 통해 보내진다. 챔버에 있는 전구체 가스는 챔버에 결합된 하나 이상의 RF 소스로부터 챔버에 RF 전력을 인가함으로써 플라즈마 내부로 구동(가령 여기)된다. 여기된 가스는 반응하여 기판의 표면에 물질의 층을 형성하며, 이는 온도 제 어된 기판 지지체상에 위치된다. 기판이 저온 폴리실리콘의 층을 수용하는 어플리케이션에서, 기판 지지체는 400℃를 초과하여 가열될 수 있다. 반응중에 생성된 휘발성 부산물은 배출 시스템을 통하여 챔버로부터 펌핑된다.
일반적으로 평면 패널 제조용으로 이용되는 대면적 기판은 종종 550mm ×650mm를 초과하는 대형이며, 표면 면적에 있어 4제곱미터 이상이 계획되고 있다. 상응하여, 대면적 기판을 처리하기 위해 이용되는 기판 지지체는 기판의 대형 표면 면적을 수용하도록 비례하여 크다. 고온용 기판 지지체는 일반적으로 주조되며, 하나 이상의 가열 요소와 열전쌍을 알루미늄 몸체에 캡슐화한다. 기판 지지체의 크기에 기인하여, 하나 이상의 강화 부재가 일반적으로 기판 지지체의 강도 및 성능을 상승된 동작 온도(가령, 일부 막에서 수소 함량을 최소화하기 위하여 350℃를 초과하며 500℃에 접근)에서 향상시키기 위하여 기판 지지체내에 배치된다. 알루미늄 기판 지지체는 그 후 보호 코팅을 제공하기 위하여 양극산화된다.
이러한 방법으로 구성된 기판 지지체가 양호한 처리 성능을 보여왔음에도 불구하고, 종종 보다 얇은 막 두께의 스폿(spot)으로써 나타나는, 막 두께에 있어서의 작은 국부 변화가 관측되었고, 이는 대면적 기판에 형성되는 차세대 장치에 유해하다. 부드러운 기판 지지 표면과 함께, 글라스 두께 및 평편도에 있어서의 전형적으로 약 50 마이크로인치의 변화는 글라스 기판을 가로지르는 어떤 영역에 국부적인 커패시턴스 변화를 생성하며, 이에 의해 국부적인 플라즈마 불균일을 생성하게 되며, 결과적으로 증착 변화, 가령 얇은 증착된 막 두께의 스폿에 이르게 된다. 기판 지지체의 플라즈마 컨디셔닝(conditioning)을 에이징(aging)하고 수정하 는 것은, 특히 처리를 위하여 기판을 챔버로 전달하기 전의 확장된 챔버 진공 정화(purge)와 함께 수행될 때, 얇은 스폿 형성을 완화시키는 것으로 나타났다. 그러나, 이 방법에 의해 요구되는 결과적인 시간 및 물질 소비와 비용 및 처리량에 대한 바람직하지 않은 효과는 보다 효과적인 해법을 얻는 것을 원하게 한다.
기판 크기가 약 370mm × 470mm의 크기에서 약 1200mm × 1040mm의 크기로, 또는 심지어는 1800mm × 2200mm의 크기로 증가해왔기 때문에, 다른 새로운 결함 모드가 평면 패널 디스플레이 장치의 제조에 있어서 중요한 이슈가 되어왔다. 차세대 기판의 크기가 계속해서 성장할 때, 각각의 기판에 있어서의 평면 패널 제조자에 의한 대폭적인 투자에 기인하여 결함 감소의 중요성은 갈수록 중요해진다. 게다가, 막 균일성에 대한 보다 정밀한 내성을 요구하는 장치 임계 치수(critical dimension) 감소의 계속된 향상와 더불어, 막 두께 변화의 감소 및/또는 제거는 대면적 기판에 형성된 차세대 장치의 경제적인 생산을 위한 중요한 요인이 된다.
또한, 기판 제조 공정의 효율성은 두 개의 관련된 중요한 요인에 의해 측정되며, 이들은 장치 수율과 소유 비용(Cost of Ownership; CoO)이다. 이러한 인자들은 이들이 전자 제품을 제조하는 비용 및 따라서 시장에서의 장치 제조자의 경쟁력에 직접 영향을 미치기 때문에 중요하다. 수많은 요인에 의해 영향을 받지만, CoO는 처리 하드웨어의 초기 비용과 소모품 하드웨어의 대체 비용에 의해 크게 영향받는다. CoO를 감소시키고자 하는 노력으로, 전자 장치 제조자들은 소량의 처리 수율 성능에 영향을 주지 않고 가장 크고 가장 높은 이득 마진을 얻기 위하여 처리 하드웨어 및 소모품 비용을 최적화하기 위하여 막대한 양의 시간을 사용한다. CoO 계산에 있어서의 다른 중요한 요인은 시스템 신뢰도 및 시스템 가동시간이다. 이러한 요인들은 클러스터 툴의 수익성 및/또는 유용성에 매우 중요한데, 이는 시스템이 기판을 처리할 수 없는 시간이 길면 길수록, 클러스터 툴로 기판을 처리하는 상실된 기회에 기인하여 사용자가 보다 많은 돈을 잃게 된다. 따라서, 클러스터 툴 사용자들과 제조자들은 신뢰할 수 있는 공정, 신뢰할 수 있는 하드웨어, 및 증가된 가동시간을 갖는 신뢰할 수 있는 시스템을 개발하려고 많은 양의 시간을 사용한다.
대면적 기판 PECVD 타입 처리에 있어서 문제점이라고 발견된 하나의 결점은 전자-자기 방전(ESD) 금속선 아킹(arcing) 문제라고 산업계에서 알려진 결점이다. 기판 크기가 증가할 때, 플라즈마 증착중에 더 길고 더 큰 ESD 금속선에서 유도되는 유도 전류는 플라즈마 유도된 아킹으로부터의 기판에 대한 손상을 주된 되풀이되는 문제로 만들기에 충분히 크다. 이 문제점은 일반적으로 보다 작은 반도체 장치 제조 응용(가령, 150mm 내지 300mm의 원형 실리콘 기판)에서는 발생되지 않는데, 이는 ESD 방전선에 연결되는 평면 패널 디스플레이 응용에서의 게이트 금속선이 일반적으로 약 5 내지 10마이크로미터(㎛)의 폭이며, 1미터 또는 2미터 길이일 수 있지만, 전형적인 반도체 응용에서는 게이트 금속선이 90 나노미터 크기의 차수이며 기껏해야 10 밀리미터 길이이기 때문이다. ESD 선의 평면 패널 디스플레이 기판에서의 폭은 전형적으로 크기에 있어서 일반적으로 1mm이상이며, 약 1미터 내지 2미터 사이의 길이일 수 있다. 평면 패널 디스플레이 응용에서의 ESD 금속선은 따라서 기판에 아킹 손상을 발생시킬 플라즈마 처리 동안 충전량을 수집할 수 있는 안테나로써 작용하는 경향이 있다. 따라서, 접지로의 방전 경로의 저항을 증가시킴으로써 플라즈마와의 상호반응에 기인한 아킹의 기회를 감소시킬 보다 큰 필요성이 존재한다. 반도체 기판보다 훨씬 큰 평면 패널 기판의 두께(가령 0.7mm)는 크고 보다 작은 크기의 평면 패널 디스플레이 타입 기판으로부터 현저히 변화되지 않았음에 주의하여야 한다.
1200mm × 1040mm, 즉 대형의 기판의 처리에서 발생해온 다른 결점은 PECVD와 같은 기판상에서 플라즈마 처리를 수행한 후 기판의 후면에서 발견되는 입자의 수의 증가이다. 글라스 기판 크기가 증가할 때 플라즈마 처리 동안 정전하를 포획하는 능력이 증가하고, 따라서 이에 의해 처리 챔버에서 발견된 입자들이 기판 표면에 유인되고, 여기서 이 입자들이 포획된 전하에 의해 유지된다고 믿어진다.
휘어짐 및 정전하의 문제는, 서로 다른 기판 물질의 크기 및 특성에 기인하여, 평면 패널 디스플레이 응용과 반도체 응용에 있어서 서로 다르다고 믿어진다. 마찰전기 공정, 즉 두 물질을 서로와 접촉하게 한 후 서로로부터 분리하는 공정에 의해 발생된 정전하는, 다수의 요인에 의해 영향받으며, 이들 중 두 개는 두 요소 사이의 표면 접촉의 양과 두 물질의 일함수이다. 평면 패널과 반도체 응용 사이의 한 가지 차이점은 이러한 응용들 각각에서 사용되는 기판 물질(가령, 글라스 대 실리콘(또는 게르마늄))의 특성에 있어서의 차이이며, 이는 일함수로서 알려진 물질 특성과 관련이 있다. 일반적으로, 일함수는 물질의 자유 전자(물질의 최외곽 껍질을 순환하는 전자)를 유지하는 물질 능력을 기술한다. 일반적으로, 큰 일함수를 갖는 물질(가령, 실리콘)은 이들이 주어진 물질과 접촉하여 배치된 후 그 물질로부 터 분리될 때, 보다 작은 일함수를 갖는 물질(가령, 글라스)보다 그들의 전자를 덜 포기할 것 같다. (참조: "Triboelectric Generation: Getting Charged" in EE-Evaluation Engineering, November, 2000 written by Ryne C. Allen.) 따라서, 정전하 생성 문제가 처리되는 기판이 접촉하게 되는 물질에 종속하지만, 평면 패널 디스플레이 기판과 반도체 기판에서 생성되는 전하의 양과 전하의 극성은 동일하지 않을 것이다.
제2 마찰전기 요인, 즉, 부품들 사이의 접촉량은 요소들 사이의 접촉이 크면 클수록 보다 많은 전하가 접촉하고 있는 요소들 사이에 전달될 것이고 어쩌면 아킹할 수 있음을 의미한다. 두 요소의 표면 조도의 양은 두 부품 사이의 접촉량에 직접적인 영향을 미친다. 따라서, 1998년 6월 2일에 출원된 USP 6,063,203과 같은 일부 선행 기술 응용은 서셉터(기판 지지체)의 표면을 1 내지 8 마이크로미터의 Ra로 조화하는 공정을 제안하지만, 상기 문헌은 두 기판 요소들 사이에 접촉을 증가시키고 조도(粗度)를 감소시키는 조화된 서셉터 표면을 연마(polishing)하는 최종 단계를 요한다. 감소된 조도, 및 이에 따라 증가된 두 기판 요소들 사이의 접촉은 기판과 기판 지지체 사이의 마찰전기 전하 전달을 증가시킬 것이며, 따라서 아크(arc)를 형성하거나 입자를 유인하는 충분한 포획된 전하를 생성할 가능성을 증가시킨다. 교체 이론은 선행 기술에서 기재된 조화된 표면을 연마하는 단계가 두 부품(즉, 서셉터 표면과 글라스 기판) 사이의 개선된 전기 접촉과 같은 기판 지지체의 표면을 조화하는 것으로부터 얻어지는 이점 중 일부를 제거한다고 생각된다는 것이다. 개선된 전기 접촉은 조화된 표면의 날카로운 첨단 또는 보다 높은 점에서 의 보다 큰 접촉 스트레스에 의해 생성된다고 믿어지며, 이는 플라즈마 처리 중에 두 부품 사이의 전하 형성을 감소시키며, 따라서 기판 표면으로의 입자 유인 및 아킹의 기회를 감소시킨다고 생각된다.
따라서, 위에서 발생된 이러한 모든 문제들을 해결하는 개선된 기판 지지체에 대한 필요성이 있다.
기판 지지체 및 이를 제조하는 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에서, 기판 지지체는 기판 지지 표면을 갖는 전기 전도성 몸체, 몸체에 배치된 전기 절연 코팅, 및 약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감(surface finish)을 갖는 기판 지지 표면의 중앙 상부에 배치된 코팅의 적어도 일부를 포함한다.
일 실시예에서, 기판 지지체가, 기판 지지 표면을 갖는 몸체, 처리중에 상기 몸체를 구조적으로 지지하도록 적응된 하나 이상의 지지체를 갖는 기판 지지 구조, 및 약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감으로 증착 후 처리되는 기판 지지 표면에 배치된 전기 절연 코팅을 포함하는 대면적 기판을 지지하도록 적응된다.
다른 실시예에서, 기판 지지체는, 기판 지지 표면에 대면적 기판을 지지하기에 적절한 알루미늄 몸체를 제공하는 단계, 및 기판 지지 표면상에 약 330 내지 약 1000 마이크로인치 사이의 표면 조도를 갖는 양극산화된 코팅을 형성하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조된다.
또 다른 실시예에서, 기판 지지 표면을 갖는 전기 전도성 몸체 - 상기 기판 지지 표면은 베어(bare) 알루미늄이며 약 140 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감을 갖음 - 를 포함하는, 대면적 기판을 지지하도록 적응된 기판 지지체가 제공된다.
또 다른 실시예에서, 대면적 기판을 지지하도록 적응된 기판 지지체로서, 약 80 내지 약 1000 마이크로인치의 표면 마감으로 처리된 기판 지지 표면을 갖는 베어(bare) 알루미늄 몸체, 및 처리중에 상기 알루미늄 몸체를 구조적으로 지지하도록 적응된 하나 이상의 지지체를 갖는 기판 지지 구조를 포함하는 기판 지지체가 제공된다.
이상에서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 기재는 첨부된 도면에 도시된 그 실시예를 참조하여 취해질 수 있다. 그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 도시하며, 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 생각되지 않아야 하며, 이는 본 발명이 다른 균등하게 효과적인 실시예를 허용할 수 있기 때문이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 일반적으로 대면적 기판 지지체 및 이를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은 캘리포니아 산타 클라라 소재 어플라이드 머티어리얼즈 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)의 AKT 디비젼으로부터 이용가능한 플라즈마 인헨스드(plasma enhanced) 화학 기상 증착(PECVD) 시스템과 같은 대면적 기판을 처리하는 플라즈마 인헨스드 화학 기상 증착 시스템을 참조하여 이하에 도식적으로 기 재된다. 일 실시예에서, 처리 챔버는 적어도 약 2000cm2의 표면적을 갖는 대면적 기판을 처리하도록 적응된다. 다른 실시예에서, 처리 챔버는 적어도 약 6,716cm2(가령, 730mm×920mm)의 표면적을 갖는 기판을 처리하도록 적응된다. 그러나, 본 발명은 다른 시스템 구성, 가령 물리 기상 증착 시스템, 이온 주입 시스템, 식각 시스템, 다른 화학 기상 증착 시스템, 및 기판 지지체상에 있는 기판을 처리하는 것이 소망되는 임의의 다른 시스템에서 유용성을 갖는다는 것이 이해되어야 한다.
도1은 플라즈마 인헨스드 화학 기상 증착 시스템(100)의 일 실시예의 단면도이다. 시스템(100)은 일반적으로 가스 소스(104)에 연결된 챔버(102)를 포함한다. 챔버(102)는 처리 볼륨(112)을 형성하는 벽(106), 바닥(108) 및 뚜껑 어셈블리(110)를 갖는다. 처리 볼륨(112)은 일반적으로 대면적 글라스 기판(140)의 챔버(102) 내부 및 외부로의 이동을 용이하게 하는 벽(106)에 있는 부분(비도시)을 통해 액세스된다. 벽(106)과 바닥(108)은 일반적으로 알루미늄 또는 처리에 적합한 다른 물질의 단일 블록으로부터 제조된다. 뚜껑 어셈블리(110)는 처리 볼륨(112)을 다양한 펌핑 요소(비도시)에 연결된 배기 포트(비도시)에 연결하는 펌핑 플레넘(pumping plenum; 114)을 포함한다.
뚜껑 어셈블리(110)는 벽(106)에 의해 지지되며 챔버(102)에 기여하도록 제거될 수 있다. 뚜껑 어셈블리(110)는 일반적으로 알루미늄으로 구성된다. 분배 플레이트(118)는 뚜껑 어셈블리(110)의 내부측(120)에 결합된다. 분배 플레이 트(118)는 일반적으로 알루미늄으로 제조된다. 중앙 섹션은 가스 소스(104)로부터 공급되는 처리 가스 및 다른 가스들이 처리 볼륨(112)에 이를 통해 전달되는 천공된 영역을 포함한다. 분배 플레이트(118)의 천공된 영역은 분배 플레이트(118)를 통해 지나가는 가스의 챔버(102)로의 균일한 분배를 제공하도록 구성된다.
기판 지지 어셈블리(138)는 챔버(102) 안쪽의 중앙에 배치된다. 기판 지지 어셈블리(138)는 처리중에 대면적 글라스 기판(140)(이하 "기판(140)")을 지지한다.
코팅된 서셉터 디자인
일 실시예에서, 기판 지지 어셈블리(138)는 일반적으로 기판(140)을 지지하는 전도성 몸체(124)의 적어도 일부에 대해서 전기 절연 코팅(180)으로 덮힌 전도성 몸체(124)를 포함한다. 약 200 내지 약 2000 마이크로-인치의 표면 마감(surface finish)을 갖는 전기 절연 코팅(180)은 기판 지지 어셈블리(138)의 고가의 에이징(aging) 또는 플라즈마 처리 없이도 증착 균일성을 증진시킨다고 믿어진다. 표면 마감은 평균 표면 조도(粗度)(average surface roughness; Ra) 또는 산술 평균(AA)에 의해 특징지워진다. 전기 절연 코팅(180)은 몸체(124)의 다른 부분을 덮어도 좋다. 보다 거친 표면이 글라스 기판 두께 변화의 효과를 상쇄시켜 기판 전체에 걸쳐 일층 균일한 커패시턴스를 제공하며, 이에 의해 플라즈마 및 증착 균일성을 향상시키며, 증착된 막에서 얇은 스폿의 형성을 실질적으로 제거한다고 믿어진다.
또한, 기판과 전기 절연 코팅(180) 사이의 감소된 접촉은 접촉하고 있는 표 면 면적의 감소된 양에 의해 발생되는 전하 전달을 감소시키거나, 또는 증가된 조도가 전기 접촉을 증진시키며 이는 두 부분 사이의 전하의 차를 감소시킨다고 믿어지므로, ESD 금속선 아킹의 가능성과 기판의 표면으로의 입자 유인이 감소할 것이다.
전도성 몸체(124)는 금속 또는 다른 적합한 전기 전도성 물질로 제조될 수 있다. 전기 절연 코팅(180)은 무엇보다도 화염 용사(flame spraying), 플라즈마 용사, 고에너지 코팅, 화학 기상 증착, 용사, 접착막, 스퍼터링 및 캡슐화(encapsulating)를 포함하는(이에 한정되지는 않음) 다양한 증착 또는 코팅 처리에 의해 부가될 수 있는 산화물, 질화규소, 이산화규소, 이산화 알루미늄, 오산화탄탈, 탄화규소, 폴리이미드와 같은 유전체 물질일 수 있다.
일 실시예에서, 기판 지지 어셈블리(138)는 적어도 하나의 내장된 가열 요소(132) 및 열전쌍(190)을 캡슐화하는 알루미늄 전도성 몸체(124)를 포함한다. 적어도 제1 강화 부재(116)가 가열 요소(132) 부근의 몸체(124)에 일반적으로 내장된다. 제2 강화 부재(166)가 제1 강화 부재(116)와 대향하는 가열 요소(132)의 측부에서 전도성 몸체(124) 내부에 배치된다. 강화 부재(116, 166)는 금속, 세라믹, 또는 기타의 보강 물질로 이루어진다. 일 실시예에서, 강화 부재(116, 166)는 알루미늄 산화물 섬유로 이루어진다. 대안으로, 강화 부재(116, 166)는 알루미늄 산화물 입자, 실리콘 탄화물 섬유, 실리콘 산화물 섬유, 또는 유사 물질과 결합된 알루미늄 산화물 섬유로 이루어진다. 강화 부재(116, 166)는 느슨한 물질을 포함해도 좋고 또는 플레이트와 같은 미리 제조된 형상이어도 좋다. 대안으로, 강화 부 재(116, 166)는 다른 형상 및 기하구조를 포함해도 좋다. 일반적으로, 강화 부재(116, 166)는 알루미늄이 후술하는 주조 공정 동안 부재(116, 166)에 스며들게 할 수 있는 약간의 다공성을 갖는다.
기판 지지 어셈블리(138)에 배치된 전극과 같은 가열 요소(132)는 전력 소스(130)에 결합되며 그 위에 배치된 기판 지지 어셈블리(138)와 기판(140)을 소정의 온도로 제어가능하게 가열한다. 일반적으로, 가열 요소(132)는 기판을 약 150 내지 적어도 약 460℃의 균일한 온도로 유지한다.
일반적으로, 기판 지지 어셈블리(138)는 기판을 지지하는 하부측(126)과 상부측(134)을 갖는다. 하부측(126)은 여기에 결합되는 회전축 커버(144)를 갖는다. 회전축 커버(144)는 일반적으로 여기에 회전축(142)의 부착을 위한 장착 표면을 제공하는 기판 지지 어셈블리(138)에 결합되는 알루미늄 링이다.
일반적으로, 회전축(142)은 회전축 커버(144)로부터 연장하며, 상승된 위치(비도시) 및 하강된 위치 사이에서 기판 지지 어셈블리(138)를 이동시키는 승강 시스템(비도시)에 기판 지지 어셈블리(138)를 결합한다. 주름상자(bellow; 16)는 처리 볼륨(112)과 챔버(102) 외부의 대기 사이에 진공 시일(seal)을 제공하는 한편 기판 지지 어셈블리(138)의 이동을 용이하게 한다. 회전축(142)은 부가적으로, 기판 지지 어셈블리(138)와 시스템(100)의 다른 요소들 사이에 전기적 및 열전쌍 리드용 도관을 제공한다.
기판 지지 어셈블리(138)는 일반적으로 접지되어 분배 플레이트(118)로 전력 소스(122)에 의해 공급되는 RF 전력이 기판 지지 어셈블리(138)(또는 챔버의 뚜껑 어셈블리 내부 또는 근처에 위치된 다른 전극)와 분배 플레이트(118) 사이의 처리 볼륨(112)에 배치된 가스를 여기시킨다. 전력 소스(122)로부터의 RF 전력은 일반적으로 화학 기상 증착 공정을 구동하기 위하여 기판의 크기와 상응하도록 선택된다.
기판 지지 어셈블리(138)는 또한 둘레를 에워싸는 섀도우 프레임(shadow frame; 148)을 지지한다. 일반적으로 섀도우 프레임(148)은 기판과 기판 지지 어셈블리(138)의 에지에서의 증착을 방지하므로 기판은 기판 지지 어셈블리(138)에 들러붙지 않는다.
기판 지지 어셈블리(138)는 다수의 승강 핀(150)을 수용하고 어셈블리를 관통하여 배치되는 다수의 홀(128)을 갖는다. 승강 핀(150)은 일반적으로 세라믹의 또는 양극산화된(anodized) 알루미늄으로 구성된다. 일반적으로, 승강 핀(150)은 승강 핀(150)이 통상의(즉, 기판 지지 어셈블리(138)에 대해 접힌된) 위치에 있을 때, 기판 지지 어셈블리(138)의 상부측(134)과 실질적으로 동일 평면이거나 이로부터 약간 움푹 들어간 제1 단부(160)를 갖는다. 제1 단부는 일반적으로 승강 핀(150)이 홀(128)을 통해 떨어지는 것을 방지하도록 플레어 형성(flare)된다. 또한, 승강 핀(150)은 기판 지지 어셈블리(138)의 하부측(126) 밑으로 연장하는 제2 단부(164)를 갖는다. 승강 핀(150)은 상부측(134)으로부터 돌출하도록 승강 플레이트(154)에 의해 기판 지지 어셈블리(138)에 대해 구동되며, 이에 의해 기판을 기판 지지 어셈블리(138)와 이격되어 떨어진 관계로 배치한다.
승강 플레이트(154)는 지지체 표면의 하부측(126) 부근에 배치된다. 승강 플레이트(154)는 회전축(142)의 일부를 에워싸는 칼라(collar; 156)에 의해 액추에이터에 연결된다. 주름상자(146)는 회전축(142)과 칼라(156)가 독립적으로 이동할 수 있고 챔버(102) 외부의 환경으로부터 처리 볼륨(112)의 고립을 유지할 수 있게 해주는 상부 부분(168)과 하부 부분(170)을 포함한다. 일반적으로, 승강 플레이트(154)는 기판 지지 어셈블리(138)와 승강 플레이트(154)가 서로에 대해 더욱 가깝게 이동할 때 상부측(134)으로부터 승강 핀(150)을 신장시키도록 구동된다.
도2 및 도2의 A는 기판 지지 어셈블리(138)의 다른 실시예의 부분단면도이며, 이 실시예는 혼동을 피하기 위하여 지지 어셈블리(200)로 이후 표시된다. 이 지지 어셈블리(200)는 알루미늄일 수 있고, 양극산화된 코팅(210)으로 실질적으로 덮힌 몸체(202)를 포함한다. 몸체(202)는 하나 이상의 결합된 부재 또는 내부에 내장된 가열 요소(132)를 갖는 단일의 주조된 몸체로 이루어질 수 있다. 본 발명으로부터 이득이 되도록 적응될 수 있는 기판 지지 어셈블리의 예는 미국특허출원 일련번호 10/308,385(2002년 12월 2일 출원) 및 09/921,104(2001년 8월 1일 출원)에 개시되어 있고, 이들은 그 전체가 참조에 의해 본원에 포함된다.
몸체(202)는 일반적으로 기판 지지 표면(204)과 대향하는 대향 장착 표면(206)을 포함한다. 장착 표면(206)은 회전축(142)과 결합된다(도1 참조) 양극산화된 코팅(210)은 몸체(202)의 적어도 기판 지지 표면(204)을 덮고 기판(140)과 기판 지지 표면(204) 사이의 격리 층을 제공한다.
도2의 A를 참조하면, 코팅(210)은 외부 표면(212)과 내부 표면(214)을 포함한다. 내부 표면(214)은 일반적으로 몸체(202)에 직접 배치된다. 일 실시예에서, 양극산화된 코팅은 약 0.3 mil(7.6 마이크로미터) 내지 약 2.16 mil(54.9 마이크로미터) 사이의 두께를 갖는다. 이 범위 외부에 해당하는 두께를 갖는 양극산화된 코팅은 온도 사이클 동안 실패하거나, PECVD 증착에 의해 형성되는 SiN, αSi 및 n+α-Si 대면적 막에서 스폿팅(spotting)을 충분히 감소시키지 않는 경향이 있다.
도2 및 도2의 A를 참조하면, 기판 지지 표면(204) 상부에 위치된 외부 표면(212)의 부분(218)은 그 위에 기판(140)을 지지하도록 구성된 기하구조를 갖는다. 외부 표면(212)의 부분(218)은 기판(140)상에 증착된 막의 균일한 두께를 촉진하는 미리 정의된 조도(roughness)의 코팅된 표면 마감(216)을 갖는다. 코팅된 표면 마감(216)은 약 200 내지 약 2000 마이크로인치의 조도를 갖는다. 코팅된 표면 마감(216)은 유리하게도 향상된 막두께 균일성에 이르게 되고, 특히 기판 지지체를 컨디셔닝(가령 에이징)하는 것 없이 국부적인 두께 불균일(얇은 증착의 스폿)을 실질적으로 제거한다고 밝혀졌다. 기판 지지 컨디셔닝의 제거는 일반적으로 플라즈마 에이징 처리에서 소비되는 시간과 물질 모두를 보존하고, 사이클들 사이의 진공 정화(purge)를 제거하며, 이의 제거는 향상된 시스템 처리량에 이르게 된다. 일 실시예에서, 코팅된 표면 마감(216)은 약 330 마이크로인치의 조도를 갖는다.
양극산화된 코팅(210)의 코팅된 표면 마감(216)은 (미리 정의된 표면 마감(208)을 얻기 위하여) 기판(140) 하부의 외부 기판 지지 표면(204)의 적어도 일부(220)를 처리함으로써 및/또는 기판(140)을 지지하는 적어도 양극산화된 코팅(210)을 처리함으로써 성취될 수 있다. 기판 지지 표면(204)의 표면 마감(208)은 비드 블라스팅(bead blasting), 연마 블라스팅, 그라인딩, 엠보싱, 샌 딩(sanding), 텍스처링(texturing), 에칭, 또는 미리 정의된 표면 조도를 제공하는 다른 방법을 포함하는 여러 방법으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 몸체(202)의 기판 지지 표면(204)의 표면 마감(208)은 약 200 내지 약 2000 마이크로인치이다. 다른 실시예에서, 표면 마감(208)은 약 330 마이크로인치이다.
선택적으로, 기판(140) 하부에 위치된 부분(220)을 결합하는 기판 지지 표면(204)의 스트립(224)은 제조비용을 최소화하기 위하여 처리되지 않고 남겨질 수 있다. 이는 마감(216)과는 다른 마감을 갖는 처리되지 않은 스트립(224) 위의 양극산화된 코팅(210)의 스트립(222)에 이르게 되지만, 스트립(222)이 기판(140)을 넘어서 존재할 때, 스트립(222)의 표면 마감은 막 증착 균일성에 영향을 미치지 않는다. 일 실시예에서, 양극산화된 코팅(210)의 스트립(222)은 이것이 인접하는 양극산화된 코팅(210)의 부분(218)보다 더욱 부드러운 표면 마감을 갖는다.
도3은 지지 어셈블리(138)를 제조하는 방법(300)의 일 실시예를 도시한다. 본 방법은 몸체(202)의 기판 지지 표면(204)을 준비하는 것에 의해 단계 302에서 시작한다. 준비 단계(302)는 일반적으로 기판 마감(208)이 약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이에 있도록 기판 지지 표면(204)을 작업(working)하거나 그렇지 않으면 처리(treating)하는 것을 포함한다. 표면 마감(208)은 평균 표면 조도(Ra) 또는 산술 평균(AA)에 의해 특징지워진다. 일 실시예에서, 준비 단계(302)는 비드 블라스팅, 연마 블라스팅, 그라인딩, 엠보싱, 샌딩(sanding), 텍스처링(texturing), 에칭, 또는 미리 정의된 표면 조도, 가령 약 330 마이크로인치를 제공하는 다른 방법을 포함할 수 있다. 500 마이크로인치 내지 2000 마이크로인치 이상의 표면 조도를 얻기 위해서는, 밀링(milling), 레이드 커팅(lathe cutting), 널링(knurling), 화염 커팅(flame cutting) 또는 다른 유사한 금속 제거 기법을 이용하는 것이 일반적이다.
단계 302의 일 실시예에서, 기판 지지 표면(204)은 약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 범위에 있는 원하는 조도를 얻기 위하여 가령, 알루미늄(Al), 알루미나(Al2O3), 티타늄(Ti), 또는 스테인리스 스틸과 같은 물질로 화염 용사되거나, 아크 용사되거나, 또는 플라즈마 용사된다. 일 측면에 있어서, 기판 지지 표면(204)은 약 200 내지 약 2000 마이크로인치의 조도를 얻기 위하여 아크 용사된 알루미늄 물질로 코팅된다.
일 실시예에서, 기판 지지 표면(204)은 미리 정의된 표면 마감으로 비드 블라스팅(bead blast)된다. 비드 블라스팅은 몸체(202)를 가닛(garnet), 세라믹, 또는 글라스 비드로 충돌시키는 것을 포함한다.
다른 실시예에서, 비드는 약 125 내지 약 375 미크론의 평균 직경을 갖는 산화알루미늄이다. 비드는 약 200 내지 약 2000 마이크로인치의 표면 마감(208)을 생성하기에 충분한 배출 속도를 갖는 노즐을 통해 제공된다.
준비 단계(302)의 완결 이후에, 몸체는 단계 304에서 양극산화된다. 양극산화 단계(304)는 일반적으로 약 0.3 내지 약 2.16 mil 사이의 두께를 갖는 양극산화된 층을 부가하는 것을 포함한다. 양극산화된 코팅(212)의 외부 표면(210)에 대한 결과적인 코팅된 표면 마감(216)은 약 200 내지 약 2000 마이크로인치이고, 바람직 하게는 약 300 내지 약 100 마이크로인치이며, 보다 바람직하게는 약 330 내지 약 500 마이크로인치이다.
도4는 지지 어셈블리(138)을 제조하는 방법(400)의 다른 실시예를 도시한다. 본 방법은 몸체(202)를 양극산화함으로써 단계 402에서 시작한다. 단계 404에서, 양극산화된 코팅(210)의 외부 표면(212)의 적어도 일부(218)는 조화된(roughened) 코팅된 표면 마감(216)을 제공하도록 처리된다. 대안으로, 외부 표면(212)의 다른 부분이 처리되어도 좋다.
처리 단계(404)는 비드 블라스팅, 연마 블라스팅, 그라인딩, 밀링, 엠보싱, 샌딩, 텍스처링, 에칭, 또는 미리 정의된 표면 조도를 제공하는 다른 방법을 포함해도 좋다. 일 실시예에서, 처리 단계(404)는 약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이, 바람직하게는 약 300 내지 약 1000 마이크로인치 사이, 보다 바람직하게는 약 330 내지 약 500 마이크로인치 사이의 외부 표면의 표면 마감에 이른다.
도5는 균일한 증착 두께를 증진시키도록 구성된 지지 어셈블리(500)의 다른 실시예의 부분 단면도이다. 지지 어셈블리(500)는 양극산화된 코팅(506)에 의해 실질적으로 캡슐화되는 알루미늄 지지 몸체(502)를 포함한다. 가열 요소(504)는 지지 몸체(502)에 결합되어 지지 어셈블리(500)의 상부 표면에 위치된 기판(140)의 온도를 제어한다. 가열 요소(504)는 저항성 가열기거나, 또는 몸체(502)와 결합되거나 이에 대향하여 배치된 다른 온도 제어 장치이어도 좋다. 대안으로, 몸체(502)의 하부 부분(512)는 가열 요소(504)와 몸체(502) 사이의 직접 접촉을 제공하기 위하여 양극산화가 없을 수 있다. 선택적으로, 열전도성 물질의 게재층(비도 시)이 가열 요소(504)와 몸체(502)의 하부 부분(512) 사이에 배치될 수 있다.
기판(140)을 지지하는 양극산화된 코팅(506)의 상부 부분(508)은 기판(140)상에 막의 균일한 증착을 증진시키도록 구성된 표면 마감(510)을 갖는다. 일 실시예에서, 표면 마감(510)은 약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이, 바람직하게는 약 300 내지 약 1000 마이크로인치 사이, 보다 바람직하게는 약 330 내지 약 500 마이크로인치 사이의 조도를 갖는다. 표면 마감(510)은 상술된 방법을 포함하여 다양한 방법을 통해 생성되어도 좋다.
도6은 가열기 어셈블리(600)의 다른 실시예를 도시한다. 가열기 어셈블리(600)는 그 상부에 적어도 부분적으로 형성된 양극산화된 코팅(606)을 갖는 알루미늄 몸체(602)를 포함한다. 가열 요소(604), 즉 온도 제어된 유체가 이를 통해 순환되는 도관이, 몸체(602)의 바닥면에 대향하여 배치되어, 기판(140)의 온도 제어를 용이하게 한다. 선택적으로, 가열 요소(604)와 몸체(602) 사이의 온도 균일성을 증진시키기 위하여 열전도성 플레이트(614)가 가열 요소(604)와 몸체(602) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 열전도성 플레이트(614)는 구리 플레이트이다.
클램프 플레이트(608)는 몸체(602)에 형성된 나사형성된 홀(612)에 장착되는 다수의 패스터(610)(그 중 하나가 도6에 도시됨)에 의해 몸체(602)에 결합된다. 클램프 플레이트(608)는 몸체(602)와 함께 가열 요소(604)를 샌드위치(sandwitch)시키며, 이에 의해 열 전달을 향상시킨다.
기판(140)을 지지하는 양극산화된 코팅(606)의 일부(620)는 기판(140)상에 막의 균일한 증착을 증진시키도록 구성된 표면 마감(622)을 갖는다. 표면 마감(622)은 전술한 것과 유사하게 생성될 수 있다.
따라서, 대면적 기판상에 배치된 막의 균일한 증착을 증진시키는 지지 어셈블리가 제공된다. 기판을 지지하는 지지 어셈블리의 알루미늄 몸체를 덮고 있는 양극산화된 코팅의 적어도 일부는 증착 균일성을 증진시키기는 미리 정의된 표면 조도로 조직화되며(textured), 이에 의해 지지 어셈블리의 시간을 소비하는 에이징과 이와 관련된 비용을 실질적으로 제거한다.
코팅되지 않은 서셉터
도7 및 도7a는 코팅되지 않은 기판 지지 어셈블리(138)의 다른 실시예의 부분 단면도이며, 혼동을 피하기 위하여 기판 지지 어셈블리(700)로써 이후 표시될 것이다. 지지 어셈블리(700)는 베어(bare)의, 즉 코팅되지 않은 몸체(702)를 포함한다. 몸체(702)는 하나 이상의 결합된 부재들 또는 내부에 내장된 가열 요소(132)를 갖는 단일의 주조된 몸체로 이루어진다. 일 실시예에서, 몸체(702)는 가령 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 또는 스테인리스 스틸과 같은 금속으로부터 제조된다.
몸체(702)는 일반적으로 기판 지지 표면(704)과 대향하는 장착 표면(706)을 포함한다. 장착 표면(706)은 회전축(142)에 결합된다(도1 참조).
도7 및 도7a을 참조하면, 기판 지지 표면(704)은 상부에 기판(140)을 지지하도록 구성된 기하구조를 갖는다. 기판 지지 표면(704)의 기판 접촉 부분(720)은 기판(140)상에 증착된 막의 균일한 두께를 촉진시키는 미리 정의된 조도의 표면 마 감(714)을 갖는다. 표면 마감(714)은 약 80 내지 약 2000마이크로인치의 조도를 갖는다. 표면 마감(714)은 유리하게도 향상된 막 두께 균일성에 이르게 되고, 특히 국부적인 두께 불균일(얇은 증착의 스폿)을 실질적으로 제거한다고 알려져 왔다. 일 실시예에서, 표면 마감(714)은 약 140 마이크로인치 이상의 조도를 갖는다. 다른 실시예에서, 표면 마감(714)은 약 340 마이크로인치 이상의 조도를 갖는다. 일 측면에 있어서, 기판 지지 어셈블리(700)를 형성하는 비용을 줄이기 위하여 기판 접촉 부분(720) 외부의 영역(722), 측부 에지(734) 및 대향하는 장착 표면(706)을 조화되지 않거나 부분적으로 조화된 상태로 남겨두는 것이 바람직할 수 있다.
도8은 지지 어셈블리(138)를 제조하는 방법(800)의 일 실시예를 도시한다. 본 방법은 몸체(702)의 지지 표면(704)을 준비하는 것에 의해 단계 802에서 시작한다. 준비 단계(802)는 일반적으로 표면 마감(714)이 약 140 내지 약 2000 마이크로인치 사이, 바람직하게는 약 300 내지 약 1000 마이크로인치 사이, 더욱 바람지하게는 약 330 내지 약 1000 마이크로인치 사이에 있도록 지지 표면(704)을 작업(working)하거나 그렇지 않으면 처리(treating)하는 것을 포함한다. 마감(714)은 평균 표면 조도(Ra) 또는 산술 평균(AA)에 의해 특징지워진다. 일 실시예에서, 준비 단계(802)는 비드 블라스팅, 연마 블라스팅, 그라인딩, 엠보싱, 샌딩, 텍스처링, 에칭, 또는 미리 정의된 표면 조도, 가령 약 330 마이크로인치를 제공하는 다른 방법을 포함할 수 있다. 500 마이크로인치 내지 2000 마이크로인치 이상의 표면 조도를 얻기 위해서는, 밀링, 레이드 커팅, 널링, 화염 커팅 또는 다른 유사한 금속 제거 기법을 이용하는 것이 일반적이다.
일 실시예에서, 기판이 그 위에 지지되는 거친 표면을 형성하기 위하여 선택적인 표면 코팅 단계(804)가 사용된다. 표면 코팅 단계(804)는 약 140 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 범위에 있는 원하는 조도를 얻기 위하여, 가령, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 또는 스테인리스 스틸과 같은 종래의 화염 용사되거나, 아크 용사되거나, 또는 플라즈마 용사된 금속을 이용하여 지지 표면(704)상에서 수행된다. 일 측면에 있어서, 몸체(702)의 기판 지지 표면(704)은 약 140 마이크로인치의 조도를 얻기 위하여 아크 용사된 알루미늄 물질로 코팅된다.
선택적인 단계(804)의 다른 실시예에서, 약 80 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 조도를 얻기 위하여 종래의 화염 용사, 아크 용사 또는 플라즈마 용사 처리를 이용하여 지지 표면(704)상에 세라믹 또는 금속 산화물 코팅이 증착된다. 가령, 산화 알루미늄(Al2O3)가 약 약 140 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 조도를 얻기 위하여 지지 표면(704)상에 증착될 수 있다.
기판 지지 구조
위에서 논의된 본 발명의 다양한 측면은 일반적으로 기판 지지 어셈블리(가령 요소 138, 200, 700)의 다양한 특성 또는 특징을 향상시킴으로써 대면적 기판상에서 기판 처리 결과를 향상시킬 수 있는 다양한 실시예를 논의하였다. 대면적 기판에서 바람직하고 반복가능한 처리 결과를 얻기 위해서는, 기판과 기판 지지체 사이의 접촉이 비교적 균일하고 반복가능한 것을 일반적으로 보장할 필요가 있다. 접촉이 비교적 균일하고 반복가능한 것을 일반적으로 보장하기 위해서, 기판 지지 표면은 일반적으로 소정의 반복가능한 형상으로 형성되고 유지될 필요가 있다. 도9 및 도10을 참조하면, 기판 구조(910)의 크기와 처리 중에 일반적으로 얻어지는 온도(가령 일반적으로 150℃ 내지 460℃)에 기인하여, 기판 지지체(902)에 구조적인 지지체(가령 요소 910)을 제공하여 중력에 기인한 편향 및 기판 지지체(902)가 형성되는 물질의 연화(softening)를 방지할 필요가 종종 있다. 이러한 이슈는 알루미늄으로 제조되는 기판 지지체(902)를 이용할 때 이러한 온도들에서의 알루미늄 물질의 본성에 기인하여 일반적으로 생긴다. 고온 처리중에 편향에 저항하도록 적응된 기판 지지체(902)의 내부인 지지 구조의 예시적인 디자인은 공유로 양도된 USP 6,554,907에 추가적으로 기재되어 있고, 이는 청구된 발명과 불일치하지 않는 범위내에서 그 전체가 본원에 참조에 의해 포함된다. 고온 처리중에 편향에 저항하도록 적응된 기판 지지체(902)의 외부인 지지 구조의 예시적인 디자인은 공유로 양도된 미국 특허출원번호 11/143,506 [AMAT 9182](2005년 6월 2일 출원)에 추가적으로 기재되어 있고, 이는 미국 가출원 번호 60/587,173(2004년 7월 12일 출원)의 이익을 향유하며, 상기 특허는 청구된 발명과 불일치하지 않는 범위내에서 그 전체가 본원에 참조에 의해 포함된다.
도9는 도1에 도시된 기판 지지 어셈블리(138)을 대신하여 사용될 수 있는 기판 지지 구조(910)의 사시도이다. 도10은 기판 지지 표면(904)상에 위치된 기판(140)을 갖는 완전히 조립된 방위에서의 기판 지지 구조(910)의 측면도를 도시한다. 도9 및 도10의 기판 지지 구조(910)는 일반적으로 기판 지지체(902) 아래의 베이스 구조(914)를 포함한다. 일 측면에 있어서, 기판 지지체(902)는 접속점(901)에 축(142)에 의해 연결되고 지지되는 베이스 구조(914)에 의해 지지된다. 일 실시예에서, 베이스 구조(914)는 기판 지지체(902)에 연속된 지지를 제공하도록 적응되어 기판 지지 표면(904)이 다양한 처리를 수행하기 전, 수행하는 중, 및 수행하고 나서 소정의 미리 결정된 형상을 유지하는 것을 보장한다. 기판 지지 구조(910)와 결합되어 기재되는 기판 지지체(902)는, 일반적으로 (가령, 요소 202, 502, 602, 702와 관련하여 기재된) 전술한 처리 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다.
베이스 구조(914)는 일반적으로 기판 지지체(902)를 지지하도록 적응된, 신장된 베이스 지지 플레이트(915)와 다수의 측면 지지 플레이트(917)를 포함한다. 도9에 도시된 구조에서, 측면 지지체는 일반적으로 베이스 지지 플레이트(915)를 횡단하는 방향으로 배치된다. 일 측면에 있어서, 플레이트(915, 917)가 충분한 강도 및 경도의 물질로 제조되어 처리 온도 및 압력 조건하에서 기판 지지체(902)의 중량을 지지하고 유지하는 것이 바람직하다. 가령, 플레이트(915, 917)는 알루미나(Al2O3)와 같은 세라믹 물질 또는 300 시리즈 스테인리스 스틸과 같은 열 저항 금속으로 제조된다.
비록 도9의 도면이 설명을 위해 전개된 기판 지지 구조(910)를 도시하고 있지만 기판 지지체(902)는 플레이트(915, 917)의 바로 위에 놓여 있다는 것이 이해되어야 한다. 기판 지지체(902) 및 지지 플레이트(915, 917)는 처리중에 서로에 대해 이동하지 않는 것으로 기대된다. 또한, 도9를 참조하면, 하나의 지지 플레이트(915)와, 네 개의 개별 측면 지지 플레이트(917)가 도시되어 있지만, 지지 플레이트(915, 917)의 임의의 수가 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
일 실시예에서, 베이스 지지 플레이트(915)는 기판 지지체(902) 및 지지된 기판(140)(도10 참조)에 비평면 프로파일을 분배하기 위하여 비평면 형상으로 형성될 수 있다. 이 실시예에서, 베이스 구조(914)는 신장된 베이스 지지 플레이트(915), 이 베이스 지지 플레이트(915)를 일반적으로 횡단하여 배치된 다수의 측면 지지 플레이트(917), 및 기판 지지체(902)를 지지하고 소망의 비평면 프로파일을 획득하도록 측면 지지 플레이트(917)상에 배치된 변하는 두께를 갖는 다수의 끼움쇠(shim; 918)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 끼움쇠(918)의 두께는 약 0.4mm 내지 약 3.5mm이다. 이 실시예에서, 끼움쇠(918)는 측면 지지 플레이트(917)의 단부에 위치되지만; 끼움쇠(918)가 측면 지지 플레이트(917)의 다른 부분에 위치될 수 있다. 지지 플레이트(917)의 형상 및/또는 끼움쇠(918)의 사용이 기판 지지체(902)의 사전 형상화(pre-shaping)를 허용할 것이라고 믿어지며, 이는 가열된 기판이 처리중에 기판 지지체(902)의 평면 배향을 따를 것이므로 처리중에 기판으로의 원하는 평면 배향으로 해석될 것이다.
본 발명의 교시를 포함하는 다양한 바람직한 실시예가 도시되고 상세히 기재되어 왔지만, 당업자라면 이러한 교시를 또한 포함하는 많은 다른 변형된 실시예를 쉽게 고안할 수 있을 것이다.
본 발명에 따라 개선된 기판 지지체를 제공함으로써, 보다 거친 표면이 글라스 기판 두께 변화의 효과를 상쇄시켜 기판 전체에 걸쳐 일층 균일한 커패시턴스를 제공하며, 이에 의해 플라즈마 및 증착 균일성을 향상시키며, 증착된 막에서 얇은 스폿의 형성을 실질적으로 제거한다. 또한, 기판과 전기 절연 코팅 사이의 감소된 접촉은 접촉하고 있는 표면 면적의 감소된 양에 의해 발생되는 전하 전달을 감소시키거나, 또는 증가된 조도가 전기 접촉을 증진시키며 이는 두 부분 사이의 전하의 차를 감소시킨다고 믿어지므로, ESD 금속선 아킹의 가능성과 기판의 표면으로의 입자 유인이 감소한다.

Claims (25)

  1. 대면적 기판을 지지하도록 적응된 기판 지지체로서,
    기판 지지 표면을 갖는 전기 전도성 몸체;
    몸체에 배치된 전기 절연 코팅; 및
    약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감(surface finish)을 갖는 기판 지지 표면의 중앙 상부에 배치된 코팅의 적어도 일부를 포함하는, 기판 지지체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 몸체가 적어도 일부분 알루미늄 몸체로 제조되며 상기 코팅은 양극산화(anodizing)층인, 기판 지지체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 양극산화된 코팅은 약 0.3 내지 약 2.16 mil의 두께를 갖는, 기판 지지체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 표면은 약 300 내지 약 1000 마이크로인치의 표면 마감을 갖는, 기판 지지체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기판 지지 표면은 비드 블라스팅(bead blast)되는, 기판 지지체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 표면에 배치된 코팅은,
    상기 기판 지지 표면상에 중심을 둔 코팅의 상기 일부를 에워싸며 약 200 마이크로인치 미만의 표면 마감을 갖는 스트립(strip)을 더 포함하는, 기판 지지체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 표면은,
    약 300 내지 약 1000 마이크로인치 사이의 표면 마감을 갖는 중앙 영역; 및
    상기 중앙 영역을 에워싸고 약 300 마이크로인치 미만의 표면 마감을 갖는 주변 영역을 더 포함하는, 기판 지지체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 표면의 표면 면적은 적어도 2,000㎠인, 기판 지지체.
  9. 대면적 기판을 지지하도록 적응된 기판 지지체로서,
    기판 지지 표면을 갖는 몸체;
    처리중에 상기 몸체를 구조적으로 지지하도록 적응된 하나 이상의 지지체를 갖는 기판 지지 구조; 및
    약 200 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감으로 증착 후 처리되는 기판 지지 표면에 배치된 전기 절연 코팅을 포함하는, 기판 지지체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 몸체는 알루미늄이며 상기 코팅은 양극산화층인, 기판 지지체.
  11. 제9항에 있어서, 상기 기판 지지 표면은, 비드 블라스팅(bead blasting), 연마 블라스팅, 그라인딩, 엠보싱, 샌딩(sanding), 텍스처링(texturing), 에칭, 밀링(milling), 레이드 커팅(lathe cutting), 널링(knurling), 화염 커팅(flame cutting) 중 적어도 하나에 의해 처리되는, 기판 지지체.
  12. 제9항에 있어서, 상기 기판 지지 표면은 약 125 내지 약 375 마이크론의 평균 직경을 갖는 산화알루미늄 매체로 블라스팅되는, 기판 지지체.
  13. 대면적 기판을 지지하도록 적응된 기판 지지 표면을 갖는 전도성 몸체를 제공하는 단계; 및
    기판 지지 표면을 코팅하는 단계 - 상기 코팅은 약 330 내지 약 1000 마이크로인치 사이의 표면 조도를 갖음 - 를 포함하는 공정에 의해 제조된 기판 지지체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 코팅은 알루미늄을 포함하는 전도성 몸체상에서 수행되는 양극산화된 코팅인, 기판 지지체.
  15. 제13항에 있어서, 상기 전도성 몸체 어셈블리를 제공하는 단계는:
    하나 이상의 지지체를 갖는 기판 지지 구조를 제공하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 지지체상에 전도성 몸체를 위치시키는 단계를 더 포함하는, 기판 지지체.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 몸체에 약 300 내지 약 2000 마이크로인치의 표면 마감을 생성하도록 코팅 이전에 상기 기판 지지 표면을 처리하는 단계를 더 포함하는, 기판 지지체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기판 지지 표면을 처리하는 단계는, 비드 블라스팅(bead blasting), 연마 블라스팅, 그라인딩, 엠보싱, 샌딩(sanding), 텍스처링(texturing), 에칭, 밀링(milling), 레이드 커팅(lathe cutting), 널링(knurling), 및 화염 커팅(flame cutting)으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 처리를 수행하는 것을 더 포함하는, 기판 지지체.
  18. 제16항에 있어서, 상기 기판 지지 표면을 처리하는 단계는:
    기판 지지 표면을 비드 블라스팅하는 단계 - 비드 블라스팅은 기판 지지 표면을 약 125 내지 약 375 마이크론의 평균 직경을 갖는 비드로 충돌시키는 것을 포함하는 - 를 더 포함하는, 기판 지지체.
  19. 제13항에 있어서, 상기 공정은 상기 전도성 몸체에 가열 요소를 캡슐 화(encapsulating)하는 단계 - 상기 전도성 몸체는 알루미늄을 포함함 - 를 더 포함하는, 기판 지지체.
  20. 제13항에 있어서, 상기 공정은 상기 기판 지지 표면에 대향하는 전도성 몸체에 가열 요소를 결합시키는 단계를 더 포함하는, 기판 지지체.
  21. 약 300 내지 약 2000 마이크로인치의 표면 마감을 얻기 위하여, 대면적 기판을 지지하도록 적응된 알루미늄 기판 지지 표면을 처리하는 단계; 및
    약 0.3 내지 약 2.16 mil의 두께로 기판 지지 표면을 양극산화(anodizing)하는 단계 - 상기 기판 지지 표면의 적어도 중앙 부분 상부에 배치된 양극산화된 코팅의 표면 마감은 약 300 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감을 갖음 - 를 포함하는 공정에 의해 제조된 기판 지지체.
  22. 기판 지지 표면을 갖는 전기 전도성 몸체 - 상기 기판 지지 표면은 베어(bare) 알루미늄이며 약 140 내지 약 2000 마이크로인치 사이의 표면 마감을 갖음 - 를 포함하는, 대면적 기판을 지지하도록 적응된 기판 지지체.
  23. 대면적 기판을 지지하도록 적응된 기판 지지체로서,
    약 80 내지 약 1000 마이크로인치의 표면 마감으로 처리된 기판 지지 표면을 갖는 베어(bare) 알루미늄 몸체; 및
    처리중에 상기 알루미늄 몸체를 구조적으로 지지하도록 적응된 하나 이상의 지지체를 갖는 기판 지지 구조를 포함하는, 기판 지지체.
  24. 제23항에 있어서, 상기 기판 지지 표면은, 비드 블라스팅(bead blasting), 연마 블라스팅, 그라인딩, 엠보싱, 샌딩(sanding), 텍스처링(texturing), 에칭, 밀링(milling), 레이드 커팅(lathe cutting), 널링(knurling), 및 화염 커팅(flame cutting)으로 구성된 군으로부터 선택된 공정에 의해 처리되는, 기판 지지체.
  25. 제23항에 있어서, 상기 기판 지지 표면은 약 125 내지 약 375 마이크론의 평균 직경을 갖는 산화알루미늄 매체로 블라스팅되는, 기판 지지체.
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