KR20110002432A - 플라즈마 처리 동안 작업편을 지지하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

동시적 양 측면의 플라즈마 처리를 위해 플라즈마 처리 시스템의 처리 공간 내측에서 다수의 작업편들을 동시에 지지하기 위한 장치 및 방법. 본 장치는 처리 공간 내측에 지지되도록 구성된 캐리어 판과 캐리어 판의 두께를 통해 연장하는 복수의 제1 개구를 갖는 고정구일 수 있다. 캐리어 판은 작업편들 각각의 제1 측면 및 제2 측면이 상기 복수의 제1 개구들 중 각각의 하나를 통해 플라즈마에 노출되도록 외주 에지의 환형 영역 위에서 작업편들 각각과 접촉하도록 구성된다.

Description

플라즈마 처리 동안 작업편을 지지하기 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHODS FOR SUPPORTING WORKPIECES DURING PLASMA PROCESSING}

본 발명은 일반적으로 플라즈마로 다수의 작업편들을 처리하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다.

디스크 드라이브들은 다양한 용례들, 특히, 컴퓨터 산업에서 널리 사용된다. 특히, 디스크 드라이브들은 플래터(platter) 상에 자화가능한 형태로 대량의 데이터/정보를 저장하기 위해 사용된다. 플래터는 모터 구동 스핀들 상에 지지되며, 하드 디스크 드라이브에 의해 회전된다. 데이터/정보는 하나 이상의 기록 헤드들을 사용하여 플래터 상의 매체를 자화하도록 기록되고, 하나 이상의 헤드들을 사용하여 자기 매체로부터 판독된다.

각 기록 헤드는 플래터 상에 증착된 자기 매체 내의 자화가능한 재료의 박막의 영역을 선택적으로 자화하는 자기장을 인가한다. 통상적으로, 플래터는 알루미늄 합금이나 유리 같은 비자성 재료로 이루어지고, 자기 매체는 플래터의 양 측면들 상에 증착된다. 기록 헤드에 의해 발생된 자기장이 제거된 이후, 플래터의 다양한 영역들 내의 자기 매체는 자화를 유지한다. 자화의 방향은 인가된 자기장의 방향과 일치하며, 이는 이진 형태로 디지털식으로 기록된 데이터/정보의 불휘발성 저장을 가능하게 한다. 플래터의 자기 매체 내에 수록된 자화의 패턴은 후속하여 기록 헤드 내에 전기적 응답을 발생할 수 있으며, 이는 저장된 데이터/정보가 판독될 수 있게 한다.

패턴화된 자기 기록 매체는 디스크 드라이브 플래터의 저장 밀도를 증가시키기 위한 유망한 접근법으로 고려되고 있다. 불연속 트랙 기록(DTR) 및 비트 패턴화 매체(BPM)는 현용의 레벨들을 초과하여 용량을 증대시킬 수 있는 두 가지 특정 패터닝 기술들이다. 자기 기록 매체의 패터닝시 사용하기 위해 이용될 수 있는 비교적 새로운 프로세스는 임프린트 리소그래피(imprint lithography)이며, 이는 포토리소그래피의 제약에 의해 제한을 받지 않는다.

임프린트 리소그래피는 마스터 템플릿(master template)을 이용하여 자기 기록 매체 상에 분배된 액체 레지스트 내에 패턴을 각인하고, 그후, 마스터 템플릿을 통해 전달되는 방사선으로 패턴화된 액체 레지스트를 광경화한다. 템플릿이 제거된 이후, 레지스트의 광경화된 패턴은 마스터 템플릿 상의 패턴의 모사체인 에치 마스크를 형성한다. 에치 마스크는 마스터 템플릿 상의 융기 및 오목 형상부의 패턴의 경면 대칭 이미지로서 변화된 두꺼운 영역과, 비교적 얇은 영역을 포함한다. 얇은 영역 내의 레지스트는 반응성 이온 에칭 같은 이방성 건식 에칭 프로세스를 사용하여 제거된다. 두께 편차로 인해, 얇은 영역이 제거된 이후에 에치 마스크의 비교적 두꺼운 영역 내에는 레지스트가 남게 된다. 건식 에칭은 에치 마스크로부터 하위 층으로 패턴을 전달하기 위해 다양한 에칭 수단(etching recipe)으로 계속된다.

패턴화된 마스크의 얇아진 영역으로부터 경화된 레지스트를 제거하기 위한 효과적이고, 비용 효율적인 방법 및 장치가 필요하다.

일 실시예에서, 플라즈마로 작업편의 제1 측면 및 제2 측면을 동시에 건식 에칭하도록 처리 공간 내측에 복수의 작업편들을 지지하기 위해 사용되는 장치가 제공된다. 이 장치는 처리 공간의 내측에 지지되도록 구성된 캐리어 판과, 캐리어 판의 두께를 통해 연장하는 복수의 제1 개구들을 포함하는 고정구를 포함한다. 캐리어 판은 복수의 제1 개구들 중 각각의 하나가 각 작업편의 제1 측면 및 제2 측면을 플라즈마에 노출시키도록 외주 에지의 환형 영역 위에서 각 작업편들과 접촉하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 플라즈마로 작업편들의 제1 측면 및 제2 측면을 동시에 건식 에칭하도록 처리 공간 내측에서 복수의 작업편을 지지하는데 사용하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 처리 공간 내측에 지지되도록 구성된 캐리어 판과, 캐리어 판으로부터 외향 돌출하는 복수의 기둥들을 갖는 고정구를 포함한다. 기둥들 각각은 캐리어 판에 부착된 제1 섹션을 포함하고, 제1 섹션은 작업편들 중 각각의 하나를 통해 연장하는 중앙 개구와 접촉함으로써 작업편들 중 각각의 하나를 지지하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 플라즈마 챔버 내의 복수의 작업편들의 제1 측면 및 제2 측면을 동시에 건식 에칭하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 각 작업편의 제1 측면 및 제2 측면이 덮여지지 않은 상태로 플라즈마 챔버 내측에서 제1 전극 및 제2 전극 사이에 작업편들을 지지하는 단계와, 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 발생시키는 단계와, 건식 에칭을 수행하도록 작업편들 각각의 제1 측면 및 제2 측면을 플라즈마에 동시에 노출시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 고정구는 다수의 작업편들(예를 들어, 디스크 드라이버 플래터들)의 양 측면들이 균일하게, 이방성으로, 동시에 플라즈마 에칭될 수 있게 한다. 고정구는 픽 앤 플레이스(pick and place) 로봇들을 사용한 자동화에 순응할 수 있으며, 특정 실시예에서, 표면 영역에서 에지 제거가 불필요하거나 최소화된다. 이 고정구는 다수의 작업편들이 단일 플라즈마 프로세스로 처리될 수 있기 때문에 높은 처리량을 조장한다. 고정구는 각인된 에치 마스크의 얇은 영역들로부터 잔류 레지스트 재료를 제거하는 임프린트 리소그래피에 후속한 플라즈마 처리 프로세스에 사용될 수 있다. 고정구는 레지스트의 제어식 에싱(ashing) 같은 다른 유형의 플라즈마 프로세스들에 사용될 수 있으며, 작업편들을 처리하기 위해 사용되는 다른 유형의 재료의 제거에 사용될 수 있다.

본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고 있으며, 상술한 본 발명의 개괄적 설명과 함께 본 발명의 실시예들의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 플라즈마 처리 시스템에 사용하기 위한 고정구의 상면 사시도.
도 2는 대체로 도 1의 선 2-2를 따라 취한 단면도.
도 3은 도 2의 부분 확대도.
도 4는 작업편을 보유하는 고정구가 도시되어 있는 도 3과 유사한 확대도.
도 5는 플라즈마 처리 시스템에 사용하기 위한 대안 실시예에 따른 고정구의 상면 사시도.
도 6은 플라즈마 처리 시스템 내부에 배치된 도 1의 고정구의 단면도.
도 7은 도 6의 부분 확대도.
도 8은 플라즈마 처리 시스템에 사용하기 위한 대안 실시예에 따른 고정구의 상면 사시도.
도 9는 플라즈마 처리 시스템 내부에 배치된 도 8의 고정구를 도시하는 도 6과 유사한 단면도.
도 10은 도 9의 부분 확대도.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 고정구(10)는 복수의 작업편들(12)이 주기적으로 로딩(load)되고, 플라즈마 처리 시스템의 플라즈마 챔버 내부에 수평으로 배치되고, 플라즈마에 노출시키기 위해 작업편들(12)을 보유하며, 플라즈마 챔버로부터 제거되고, 플라즈마 처리된 작업편들(12)의 언로딩(unload)되도록 구성되어 있다. 고정구(10)는 캐리어 트레이 또는 판(14)을 포함하고, 이 캐리어 트레이 또는 판은 작업편들(12)을 보유하도록 치수설정 및 성형된 복수의 개구(16)들 및 이 개구들(16)과는 다른 형상 및 치수의 하나 이상의 추가적 개구들(18)의 형태의 지지부들을 구비한다. 개구들(18)은 작업편들(12)을 보유하도록 치수설정 및 성형되지 않으며, 후술된 바와 같은 다른 기능을 갖는다.

개구들(16)은 정사각형 어레이로 배열될 수 있으며, 이는 대표적 실시예에서는 9개의 작업편들(12)을 지지할 수 있는 3 x 3 정사각형 어레이이다. 다른 실시예들에서, 16 개(예를 들어, 4 x 4 정사각형 어레이에서), 25 개(예를 들어, 5 x 5 정사각형 어레이에서) 또는 더 많은 개구들(16)이 제공될 수 있다. 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자는 개구들(16)이 또한 비대칭적 배열을 가질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 대표적 실시예에서 원형 또는 라운드형인 개구들(16)은 개구들(16) 내에 배치된 작업편들(12)보다 작은 직경을 가지며, 작업편들은 대표적인 실시예에서 디스크 형 또는 라운드형이고, 비교적 평탄하며, 얇다. 사용시, 개구들(16) 전체에 작업편들(12)이 배치될 수 있거나, 단지 부분적으로 작업편들(12)이 배치될 수 있다.

고정구(10)는 자기 데이터/정보 저장 및 검색 매체, 예를 들어, 하드 디스크의 형태인 작업편들(12)의 제조시 특정 유용성을 갖는다. 이들 작업편들(12)은 통상적으로 고정된 외경의 디스크들 또는 플래터들이며, 각각은 원형 중앙 개구(13)를 가지고, 이 원형 중앙 개구는 조립되어 디스크 드라이브에 사용될 때, 모터 구동 스핀들 상에 위치된다. 작업편(12)의 중앙 개구(13)의 내주 에지로부터 외주 에지(15)까지의 플래터의 양 측면들의 반경방향 범위의 대부분은 데이터 저장 및 검색 전용이며, 이를 위해 자기 기록 매체로 코팅된다. 작업편(12)의 각 측면은 중앙 개구(13)로부터 외주 에지(15)까지 연장한다. 작업편(12)이 개구(16) 내에 배치되어 있을 때, 캐리어 판(14)의 개구(16)는 중앙 개구(13)를 제외하면 막혀진다.

개구들(16) 각각은 평면형 상부 또는 상단 면 또는 표면(34)으로부터 평면형 하부 또는 저부 면 또는 표면(38)까지 캐리어 판(14)의 전체 두께를 통해 연장하고, 중심선(20) 형태의 종축을 중심으로 중심설정된다. 캐리어 판(14) 내에 형성된 환형 경사면(22)은 평면형 상단 표면(34)으로부터 개구(16)의 중심선(20)을 향해 절두원추형으로 내향 및 하향으로 각진다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 환형 각진 표면(22)은 환형 측벽(24)과 환형 립(26)을 포함하는 홈에 의해 중단되며, 환형 립(26)은 코너(25)에서 환형 측벽(24)과 만난다. 환형 측벽(24)은 코너(28)에서 환형 경사면(22)과 교차하고, 환형 립(26)은 코너(32)에서 개구(16)를 둘러싸는 내주 림(30)과 교차한다. 환형 측벽(24), 환형 립(26), 환형 경사면(22) 및 내주 림(30)은 개구(16)의 중심선(20)을 중심으로 중심설정되며, 개구(16) 둘레로 원주방향으로 연장한다. 환형 립(26)은 환형 경사면(22)과는 다른 각도로 중심선(20)을 향한 경사로 경사진다. 대표적 실시예에서, 환형 립(26)은 상단 표면(34)을 포함하는 평면과 대략 평행한 평면 내에 포함되는 평탄한 또는 평면형 표면으로 구성된다.

각 개구(16)는 작업편(12)의 직경 보다 미소하게 작은, 중심선(20)으로부터 환형 측벽(24)까지 측정된 반경(R)을 특징으로 한다. 개구들(16)의 치수 및 크기와 기하학적 형상은 작업편들(12)을 위한 제원에 따라 변할 수 있다. 캐리어 판(14)은 임의의 적절한 고체 전기 전도성 재료로 이루어질 수 있다.

환형 경사면(22)은 캐리어 판(14)의 평면형 상단 표면(34)에 대해 환형 측벽(24) 및 환형 립(26)이 오목화되도록 작용한다. 환형 립(26)은 작업편(12)의 외주 에지(15)를 둘러싸는 환형 영역과 접촉하도록 구성되고, 환형 측벽(24)은 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이 환형 립(26) 상에 올려놓아질 때 개구(16)에 대한 작업편(12)의 측방향 이동을 규제한다. 환형 경사면(22)의 경사각은 작업편(12)의 외부 에지와만 접촉하면서 환형 립(26)을 향해 작업편(12)을 안내함으로써 작업편(12)을 개구(16) 내로 로딩하는 것을 돕는다. 환형 측벽(24) 및 환형 립(26)은 개구(16) 내의 작업편(12)의 재현가능한 위치설정을 제공하도록 협력한다. 궁극적으로 환형 립(26)과 접촉 관계를 갖는 외주 에지(15)를 따른 작업편(12)의 환형 영역은 폭이 좁아지며, 이는 작업편(12)이 최소의 표면적에 걸쳐 지지될 수 있게 한다. 일 실시예에서, 환형 립(26)의 폭은 약 0.5 mm이며, 환형 측벽(24)의 깊이는 유사하게 약 0.5 mm이다. 플라즈마 챔버 내측에 배치될 때, 캐리어 판(14)은 환형 경사면(22)이 상향 지향되도록 배치되고, 각 작업편(12)은 개구들(16) 중 하나를 둘러싸는 환형 립(26) 상에 올려놓아지며, 각 환형 립(26)은 작업편(12)의 중량을 지지한다.

각 개구(16) 둘레에는 다른 환형 경사면(36)이 중심선(20)을 향해 캐리어 판(14)의 평면형 저부 표면(38)에 대해 내향 및 하향으로 각진다. 절두원추 형상을 갖는 환형 경사면(36)은 개구(16) 둘레로 원주방향으로 연장한다. 결과적으로, 캐리어 판(14)도 평면형 저부 표면(38)에 대하여 각 개구(12) 둘레에서 환형 경사면(34)에 의해 오목화된다. 캐리어 판(14)의 평면형 상단 및 저부 표면들(34, 38)은 캐리어 판(14)의 두께만큼 분리된 대략 평행한 평면들 내에 수용된다. 환형 경사면(36)은 환형 립(26)에 인접한 내주 림(30)과 합쳐지고, 환형 경사면들(22, 36)은 중심선(20)으로부터 거리가 감소함에 따라 캐리어 판(14)의 재료를 효과적으로 박화시키도록 협력한다. 환형 경사면들(22, 36)에 의해 제공된 테이퍼는 작업편들(12)의 대향한 전방 및 후방 표면들 위의 플라즈마 균일성을 촉진하는 것을 돕는 것으로 믿어진다.

또한, 개구들(18) 각각은 평면형 상단 표면(34)으로부터 평면형 저부 표면(38)으로 캐리어 판(14)의 전체 두께를 통해 연장한다. 대표적 실시예에서, 개구들(18)은 라운드형 단부들을 갖는 세장형 슬롯들이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 개구들(18)은 외향 지향 외부 에지들(42, 43, 44, 45)을 포함하는 캐리어 판(14)의 외부 림(40)과 개구들(16) 사이에서 외주에 배열된다. 외부 림(40)은 외부 림(40)과 상단 표면(34)이 트레이를 형성하도록 평면형 상단 표면(34)을 포함하는 평면 위로 돌출한다. 개구들(18)은 개구들(18) 중 하나가 개구들(16)과 에지들(42 내지 45) 중 각각의 하나 사이에 배치되도록 캐리어 판(14) 둘레에 대칭적 배열로 공간적으로 분포된다. 이하에 더 상세히 설명될 바와 같이, 개구들(18)은 캐리어 판(14)의 하나의 측면(34)으로부터 캐리어 판(14)의 대향 측면(38)으로 플라즈마 및 처리 가스를 위한 유동 경로들의 배열을 제공한다. 일반적으로, 예시적 플라즈마 처리 시스템(50)에 대해 후술된 바와 같이 처리 가스가 수평 배향 캐리어 판(14)으로부터 진입하고 캐리어 판(14) 아래로 배출될 때 유동 경로들은 측면(34)으로부터 측면(38)으로 연장한다(도 6).

외부 에지들(42, 43, 44, 45) 각각은 외부 림(40)과 표면(38) 사이의 사이각(θ)이 둔각(즉, 90°보다 큼)이 되도록 평면형 표면(38)에 대해 경사진다. 본 기술 분야에 대한 통상적인 지식을 가진 자들은 외주 에지들(42, 43, 44, 45)이 협력하는 한, 모든 외주 에지들(42, 43, 44, 45)의 수보다 작은 수의 외주 에지가 경사질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

구멍들(120)은 캐리어 판(14)의 외부 림(40) 외주 둘레에 배치된다. 이들 구멍들(120)은 픽 앤 플레이스 로봇 또는 다른 캐리어 판(14)의 이동을 위한 자동화장치에 의해 결합되도록 구성된 위치를 나타내며, 예로서, 플라즈마 챔버로 그리고 상기 플라즈마 챔버로부터 고정구(10)의 개구들(16) 내로 로딩된 고정구(10) 및 작업편들(12)을 전달하는데 사용될 수 있다.

유사 참조 번호들이 도 1 내지 도 4의 유사 특징부들을 지시하는 도 5를 참조하면, 대안 실시예에 따라서, 고정구(48)는 개구들(16)을 포함하지만, 개구들(18)은 없다. 개구들(16)을 위해 가용한 표면 영역의 증가로 인해, 개구들(16)의 수가 증가될 수 있다. 이는 고정구(10)(도 1 내지 도 4)에 비해 고정구(48)의 용량을 증가시키지만, 캐리어 판(14)의 대향 측면(38)에 대한 캐리어 판(14)의 하나의 측면(34)으로부터 작업편들(12) 각각 내의 중앙 개구(13)에 의해 형성된 개방 공간으로의 처리 가스 및 플라즈마를 위한 유동 경로들을 제한한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 플라즈마 처리 시스템(50)은 일반적으로 덮개(54) 및 덮개(54)가 그 위에 올려놓아지는 베이스(56)를 가지는 인클로져(enclosure;52)와, 상부 전극(58)과, 하부 전극(60) 및 상부 및 하부 전극들(58, 60) 사이에 배치된 한 쌍의 분리 링들(62, 64)을 포함한다. 밀봉 부재들(66, 68)은 인클로져(52)의 내부가 처리 공간(70)을 형성하도록 상부 및 하부 전극들(58, 60)과 분리 링들(62, 64) 사이에 각각 압축되어 있는 진공 밀봉부들을 제공하며, 이 처리 공간(70)은 플라즈마 처리 시스템(50)의 대기압 환경으로부터 격리되고, 조립체는 플라즈마를 발생하기 위한 환경이 내부에 공급될 수 있는 플라즈마 챔버를 형성한다.

진공 펌프(72)는 하부 전극(60)을 통해 연장하는 포트들(76, 78)을 갖는 진공 매니폴드(74)에 의해 결합된다. 진공 펌프(72)는 화살표 75로 표시된 바와 같이, 처리 공간(70)으로부터 사용된 처리 가스와, 처리 공간(70) 내로 스며드는 플라즈마 처리에 의해 발생된 휘발성 부산물을 배기시키도록 구성된다. 진공 펌프(72)는 처리 공간(70) 내의 진공 압력을 플라즈마 형성을 가능하게 하기에 충분히 낮게 유지하도록 동작한다. 통상적으로 약 이십(20) 밀리토르 내지 약 오십(50) 토르의 범위의 압력들이 플라즈마 형성에 적합하다. 처리 공간(70) 내의 압력은 특정 원하는 플라즈마 프로세스에 따라 제어되며, 주로, 프로세스 가스로부터의 분압 기여분들로 구성되고, 이 처리 가스는 배기된 처리 공간(70)에 공급된 하나 이상의 개별 가스 종들을 포함할 수 있다. 배플들(82, 84)은 플라즈마가 처리 공간(70)에 국한되도록 진공 매니폴드(74) 내의 플라즈마 여기를 방지하도록 포트(76, 78) 내에 배치된다.

플라즈마 처리 시스템(50)은 하부 전극(60) 위에 현수되고 상부 전극(58)과 결합되는 가스 샤워헤드(86)를 포함한다. 상부 전극(58)을 통해 가스 포트(88)가 연장되며, 이 가스 포트는 가스 샤워헤드(86)와 상부 전극(58) 사이의 가스 분배 공간(92)과 처리 가스 공급부(90)를 연결한다. 가스 샤워헤드(86)는 복수의 통로들(94)을 포함하며, 이 복수의 통로들은 단일 헤드 화살표들(95)로 개략적으로 도시된 바와 같이 가스 분배 공간(92)으로부터 처리 공간(70) 내로 처리 가스를 소통시킨다. 가스 샤워헤드(86)로부터 처리 공간(70) 내로의 처리 가스의 유동 및 진공 펌프(72)의 펌핑율은 처리 가스의 분압으로부터 플라즈마 형성을 촉진하기에 충분히 낮은 레벨로 처리 공간(70) 내의 총 가스 압력을 유지하도록 조화된다.

지지 프레임(96)은 분리 링들(62, 64) 사이에 배치되며, 처리 공간(70) 둘레로 원주방향으로 연장한다. 밀봉 부재들(98, 100)은 분리 링들(62, 64)과 함께 지지 프레임(96)을 위한 진공 밀봉부들을 제공한다. 지지 프레임(96)은 상부 및 하부 전극들(58, 60) 사이의 위치에서 처리 공간(70) 내측에 고정구(10)[또는 대안적으로, 고정구(48)]를 지지하도록 구성된다. 고정구(10) 내의 개구(16)에는 지지 프레임(86) 상에 배치될 때 작업편들(12)이 배치된다. 처리 공간(70)이 배기되고 처리 가스가 가스 샤워헤드(86) 내의 통로(94)를 통해 주입될 때, 처리 가스는 진공 펌프(72)로의 포트들(76, 78)을 통한 배기를 위해 단일 헤드 화살표들(105)로 표시된 바와 같이, 개구들(18)을 통해, 그리고, 작업편들(12) 각각 내의 중앙 개구(13)를 통해 유동한다. 일 실시예에서, 개구들(16, 18)은 캐리어 판의 중심을 중심으로 하는 대칭 배열을 가지며, 이는 특히, 캐리어 판(14)의 저부 측면(38) 상의 균일한 처리 가스 분배를 촉진함으로써, 개구들(16, 18)을 통한 처리 가스 유동의 분배, 그리고, 이에 따라 플라즈마 균일성을 최적화하는 것으로 믿어진다.

지지 프레임(96)은 처리 공간(70) 둘레로 원주방향으로 연장하는, 처리 공간(70) 내측에 위치된 홈(110)을 포함한다. 홈(110)은 제1 표면(112)과, 90°보다 큰 내부각(φ)을 형성하도록 제1 표면(112)과 교차하는 제2 표면(114)을 포함한다. 내부각(φ)은 표면(38)과 외부 림(40) 사이의 사이각(θ)보다 약간 작거나 거의 같다. 캐리어 판(14)이 지지 프레임(96) 상에 지지될 때, 캐리어 판(14)의 저부면(38)은 제1 표면(112)과 접촉 관계를 가지며, 캐리어 판(14)의 외부 에지들(42, 43, 44, 45) 각각은 플라즈마 챔버 내측에 캐리어 판(14)의 재현가능한 위치설정을 제공하도록 제2 표면(114)과 접촉하거나 직면하는 관계를 갖는다. 지지 프레임(96) 상에 지지될 때, 캐리어 판(14)은 수평 배향을 가지며, 그래서, 중력이 각 작업편(12)을 각 개구(16) 둘레로 원주방향으로 연장하는 각각의 환형 립과 접촉하도록 당기게 된다. 캐리어 판(14)은 개구(16) 내측에 작업편(12)을 고정하기 위한 어떠한 유형의 클립 또는 기타 기계적 구조체나 속박부도 없다.

도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 탭(102)은 지지 프레임(96)으로부터 외향 연장되고 지지 프레임(96)과 전기적으로 접촉하기 위해 처리 공간(70)의 외부에서 억세스할 수 있다. 전력 공급부(104)는 차폐된 동축 케이블들 또는 전송선들에 의해 상부 및 하부 전극들(58, 60)과 탭(102)에 결합된다. 전력 공급부(104)는 하나 이상의 무선 주파수들로 동작할 수 있으며, 임피던스 정합 네트워크(미도시)를 포함할 수 있으며, 이 임피던스 정합 네트워크는 상부 및 하부 전극들(58, 60), 지지 프레임(96), 고정구(10), 작업편들(12) 및 처리 공간(70) 내측의 플라즈마(106)에 의해 나타내어지는 부하로부터 전력 공급부(104)로 뒤로 반사되는 전력을 측정한다. 본 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 구조로서 임피던스 정합 네트워크는 임피던스를 조정하여 반사된 전력을 최소화하도록 구성된다. 전력 공급부(104)의 전력 및 전압 레벨들과 동작 주파수는 특정 용례에 의존하여 변할 수 있다.

작업편들(12)의 처리 동안, 전력 공급부(104)로부터 상부 및 하부 전극들(58, 60)과 고정구(10)로 공급된 전력은 처리 공간(70) 내에 시간에 따라 변하는 전자기장을 발생한다. 전자기장은 처리 공간(70) 내에 존재하는 처리 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마(106)는 플라즈마 처리의 기간 동안 전력 공급부(104)로부터의 전력의 지속적 인가에 의해 유지된다. 상부 및 하부 전극들(58, 60)과 고정구(10)는 다양한 다른 방식들로 급전될 수 있다. 예로서, 고정구(10)는 급전되고, 상부 및 하부 전극들(58, 60)은 접지되고, 고정구(10)는 접지되고 상부 및 하부 전극들(58, 60)은 급전되고, 고정구(10)는 부유되고, 상부 및 하부 전극들(58, 60)은 급전될 수 있다.

처리 가스로부터 발생된 플라즈마의 구성 성분들(라디칼들 등)은 작업편들(12)의 양 측면들 상의 자기 기록 매체 같은 노출된 재료와 상호작용하여 원하는 표면 변경을 수행한다. 플라즈마는 처리 가스의 화학 성분, 처리 공간(70) 내측의 압력의 양 및 상부 및 하부 전극들(58, 60)과 고정구(10)에 인가되는 주파수 같은 파라미터들을 선택함으로써, 원하는 표면 변경을 수행하도록 구성된다. 일 실시예에서, 아르곤을 주로한 산소 및 아르곤의 가스 혼합물로부터 형성된 플라즈마는 작업편들(12)의 양 측면들을 동시에 플라즈마 처리하기 위해 사용될 수 있다. 처리 시스템(50)은 플라즈마 처리(예를 들어, 에칭 처리)가 사전결정된 종료점에 도달하는 시기를 자동으로 인식할 수 있는 종료점 인식 시스템(미도시)을 포함할 수 있거나, 대안적으로, 플라즈마 처리들은 경험적으로 결정된 처리 시간에 기초하여 시간설정될 수 있다.

유사 참조 번호들이 도 1 내지 도 7에서의 유사 특징부들을 지시하고 있는 도 8 내지 도 10을 참조하면, 대안 실시예에 따라서, 고정구(130)는 캐리어 판(148)과, 처리 공간(70) 내측에서 작업편들(12)을 보유 및 지지하도록 구성된 복수의 받침대들 또는 기둥들(132)의 형태의 지지부들을 포함한다. 기둥들(132) 각각은 캐리어 판(148)으로 패스너(138)에 의해 고정된 하부 섹션(134)과 하부 섹션(134)과 결합된 상부 섹션(136)을 포함한다. 캐리어 판(148)과 하부 전극(60) 사이에 양호한 전기 접점을 갖는 조립체를 형성하도록 하부 전극(60)과 결합될 때, 하부 전극(60)이 급전되게 되면 캐리어 판(148)이 급전된다.

각 기둥(132)의 하부 섹션(134)은 디스크형 또는 라운드형 플랜지(140)로 덮여지며, 이 디스크형 또는 라운드형 플랜지는 그 외주 에지에 오목 환형면(142)과, 라운드형 융기 중앙면(144)과 융기 중앙면(144)과 오목 환형면(142) 반경방향 사이의 오목 환형면(146)을 갖는다. 플랜지(140)는 외부 림(145)을 가지고, 오목 환형면(142)은 외부 림(145)과의 교차부에 코너를 형성한다. 오목 환형면(146)은 라운드형 융기 중앙면(144)에 대해 오목화되며, 오목 환형면(142)에 대해 융기되어 라운드형 융기 중앙면(144)의 측벽(160)을 형성한다.

상부 섹션(136)은 라운드형 오목 중앙면(152)과 오목 중앙면(152)을 둘러싸는 융기된 환형면(154)을 갖는 디스크형 또는 라운드형 플랜지(150)에 의해 덮여진다. 융기된 환형면(154)은 라운드형 오목 중앙면(152)에 대해 융기되어 융기 환형면(154)의 측벽(162)에 의해 경계형성되는 라운드형 오목 중앙면(152)을 갖는 컵형 구조체를 형성한다. 그 존재에 의해, 대표적 실시예에서, 외부적으로 하부 섹션(134)의 경면 대칭 이미지인 상부 섹션(136)은 하부 섹션(134) 둘레에서의 처리 가스 유동의 동요들을 감소시킴으로써 에치 균일성을 개선시킬 수 있다.

작업편(12)은 중앙 개구(13)를 둘러싸는 작은 환형 영역 위에서 플랜지(140)의 오목 환형면(142)과 접촉 관계로 올려놓아진다. 작업편(12)의 이 환형 영역은 플랜지(140)의 오목 환형면(142)과 플랜지(150)의 융기 환형 외부면(154) 사이에 배치된다. 오목 환형면(146)의 외경은 작업편(12) 내의 중앙 개구(13)의 직경과 거의 같다. 오목 환형면들(142, 146) 사이의 높이 편차는 플랜지들(140, 150)에 대한 작업편(12)의 측방향 이동 범위를 규제하는 중앙 개구(13) 반경방향 내측의 환형 측벽(148)을 제공한다.

기둥들(132)은 작업편들(12)이 서로 비접촉 관계를 갖도록 캐리어 판(148)의 표면 영역을 가로질러 분포된다. 기둥들(132)의 배열은 개구들(16)의 배열(도 1 내지 도 5)과 유사할 수 있다. 라운드형 오목 중앙면(152)과 접촉 상태의, 플랜지(150)의 융기된 환형 외부면(154)에 의해 경계설정되는 리세스 내로의 플랜지(140)의 라운드형 융기 중앙면(144)의 돌출부와 플랜지들(140, 150) 사이에 작업편(12)이 고정되어 측벽들(160, 162)이 하부 섹션(134)에 대한 비의도적 측방향 이동에 대해 상부 섹션(136)을 고정하도록, 하부 및 상부 섹션들(134, 136)이 사용 동안 조립된다.

기둥들(132)에 작업편들(12)을 배치(populate)하기 위해, 진공 챔버 외부의 위치로부터 기둥(132) 위에 위치된 위치로 작업편들(12)을 전달하기 위해 픽 앤 플레이스 로봇 또는 기타 자동화장치에 의해 고정구(10)(도 1 내지 도 6)와 유사한 전달 트레이가 사용될 수 있다. 전달 트레이 내의 개구들은 기둥들(132)의 위치들과 정합될 수 있다. 전달 트레이가 하강될 때, 작업편들(12)은 기둥들(132)의 하부 섹션들(134)로 전달된다. 전달이 완료된 이후, 전달 트레이는 하부 전극(60) 상으로 하강되고, 플라즈마 처리 동안 그 위치에 남아 있는다. 상부 섹션들(136)은 픽 앤 플레이스 로봇에 의해 각각의 하부 섹션들(134) 위에 장착될 수 있다. 전달 프로세스는 기둥들(132) 및 플라즈마 챔버로부터 처리된 작업편들(12)을 제거하기 위해서는 상술한 반대가 된다.

고정구들(10, 48)(도 1 내지 도 7)과 비교하면, 고정구(130)의 기둥들(132)은 캐리어 판 내의 개구들 같은 추가 구조체를 필요로 하지 않고 하부 전극(60) 바로 위에 작업편들(12)을 현수한다. 결과적으로, 가스 샤워헤드(86)로부터 기둥들(76, 78)로의 처리 공간(70)을 통한 처리 가스의 유동이 방해받지 않는다. 캐리어 판(148)의 평면 위에 작업편들(12)이 현수되는 높이는 각 기둥(132)의 하부 섹션(134)의 높이에 의해 주로 결정된다. 작업편들(12)이 원형 중앙 개구(13)에 의해 지지되며, 주연 에지(15)를 따라 지지되지 않기 때문에, 작업편들(12)은 외주 에지(15)까지 완전히 처리되며, 이는 처리된 표면적을 증가시키고, 외부 에지 배제 영역이 없는 작업편들(12)에 사용될 수 있다. 부가적으로, 중앙 개구(13)를 둘러싸는 작업편(12)의 부분은 통상적으로 데이터 저장부로 사용되지 않으며, 대신, 디스크 드라이브 내의 모터 구동 스핀들과의 인터페이싱에 사용된다.

일 실시예에서, 하부 전극(60)이 여기될 때 기둥들(132)이 급전되는 받침대들을 나타내도록 기둥들(132)이 전도체로 구성될 수 있으며, 이는 이방성 건식 에칭 프로세스를 촉진한다. 레지스트로 덮여질 수 있으며, 따라서, 미소하게 전기 절연성인 외부 에지에 의해 작업편들(12)을 지지하는 체계들에 비해, 중앙 개구(13) 둘레에서 접촉함으로써 작업편들(12)을 지지하는 것은 작업편들(12)과의 우수한 전기적 접촉을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 기둥들(132)은 전기 절연체로 구성되고, 그래서, 작업편들(12)은 전기적으로 부유되며, 이는 이방성 건식 에칭 프로세스를 촉진한다.

본 발명을 다양한 실시예들의 설명에 의해 예시하였으며 이들 실시예들이 매우 상세히 설명되었지만, 본 출원인은 첨부된 청구범위의 범주를 어떤 식으로도 이런 세부사항에 규제하거나 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 기술 분야의 숙련자들은 부가적 장점들 및 변경들을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 그 넓은 양태의 본 발명은 특정 세부사항들, 대표적 장치들 및 방법들 및 도시 및 설명된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다. 따라서, 본 출원인의 일반적 발명의 개념의 정신 및 범주로부터 벗어나지 않고 이런 세부사항들로부터 발전들이 이루어질 수 있다. 본 발명 자체의 범주는 첨부된 청구범위에 의해서만 정의되어야 한다.

Claims (15)

1. 플라즈마로 복수의 작업편들의 제1 측면 및 제2 측면을 동시에 건식 에칭하기 위해 플라즈마 챔버 내측에서 상기 작업편들을 지지하는 데 사용하기 위한 장치에 있어서,
   처리 공간 내측에 지지되도록 구성된 고정구를 포함하고,
   상기 고정구는 캐리어 판과, 상기 캐리어 판의 두께를 통해 연장하는 복수의 제1 개구들을 포함하며, 상기 캐리어 판은 상기 작업편들 각각의 제1 측면 및 제2 측면의 실질적으로 모두가 플라즈마에 노출되도록 외주 에지의 환형 영역 위에서 상기 작업편들 각각과 접촉하도록 구성되는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 판은 상기 캐리어 판의 두께를 통해 연장하는 하나 이상의 제2 개구를 포함하고, 상기 하나 이상의 제2 개구는 플라즈마를 발생시키기 위해 사용되는 처리 가스를 통과시키도록 구성되는 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 판은 평면형 제1 표면과, 평면형 제2 표면과, 상기 평면형 제1 표면 둘레로 연장하면서 상기 평면형 제1 표면에 대해 융기되어 있는 외부 림을 포함하고, 상기 외부 림은 90°를 초과한 사이각으로 상기 평면형 제2 표면에 대해 경사진 하나 이상의 외부 에지를 포함하는 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 판은 상기 복수의 제1 개구들이 천공된 평면형 표면과 상기 복수의 제1 개구들 각각의 둘레로 각각 연장하는 복수의 환형 표면들을 포함하고, 상기 복수의 환형 표면들 각각은 상기 평면형 표면에 대해 경사지는 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 판은 상기 작업편들 각각의 외주 에지에서 상기 환형 영역에 의해 각각 접촉되는 복수의 환형 립들을 포함하고, 상기 복수의 환형 립들 각각은 상기 복수의 제1 개구들 각각의 원주방향으로 연장하며, 상기 환형 립들 각각은 상기 환형 표면들 각각에 의해 상기 평면형 표면으로부터 분리되는 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 제1 개구들 각각은 라운드형이며, 상기 작업편들의 직경보다 미소하게 작은 직경을 갖는 장치.
7. 플라즈마로 복수의 작업편들의 제1 측면 및 제2 측면을 동시에 건식 에칭하기 위해 플라즈마 챔버 내측에서 상기 작업편들을 지지하는 데 사용하기 위한 장치에 있어서,
   상기 플라즈마 챔버 내측에 지지되도록 구성되는 고정구를 포함하고,
   상기 고정구는 캐리어 판과, 상기 캐리어 판으로부터 외향 돌출하는 복수의 기둥들을 포함하고, 상기 기둥들 각각은 상기 캐리어 판에 부착된 제1 섹션을 포함하고, 상기 제1 섹션은 상기 작업편들 각각을 통해 연장하는 중앙 개구와 접촉함으로써 상기 작업편들 각각을 지지하도록 구성되는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 섹션은 외부 림을 갖는 플랜지와 상기 외부 림으로부터 반경방향으로 내향 연장하는 제1 환형면을 포함하며, 상기 제1 환형면은 각각의 작업편의 환형 부분에 의해 접촉되는 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 섹션의 상기 플랜지는 상기 제1 환형면으로부터 반경방향으로 내향 연장하는 제2 환형면을 포함하고, 상기 제2 환형면은 상기 제1 환형면에 대해 융기되며, 상기 작업편 내의 상기 중앙 개구의 직경과 대략 같은 외경을 갖는 장치.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 기둥은 상기 캐리어 판으로부터 분리된 제2 섹션을 포함하고, 각각의 작업편의 환형 부분이 상기 제1 섹션의 상기 플랜지와 상기 제2 섹션의 상기 플랜지 사이에 위치되도록 상기 제2 섹션은 상기 제1 섹션의 상기 플랜지 상에 배치되도록 구성된 플랜지를 갖는 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 기둥들 각각은 전기 절연체로 구성되는 장치.
12. 플라즈마 챔버 내의 복수의 작업편들의 제1 측면 및 제2 측면을 동시에 건식 에칭하기 위한 방법에 있어서,
    각 작업편의 제1 측면 및 제2 측면이 실질적으로 덮여지지 않은 상태로 상기 플라즈마 챔버 내측에서 제1 전극 및 제2 전극 사이에 상기 작업편들을 지지하는 단계와,
    상기 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 발생시키는 단계와,
    상기 건식 에칭을 수행하도록 상기 작업편들 각각의 덮여지지 않은 제1 측면 및 제2 측면을 플라즈마에 동시에 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극 사이에 상기 작업편들을 지지하는 단계는
    외주 에지 둘레에서 각 작업편의 환형 영역과 접촉하는 상태로 캐리어 판내의 복수의 제1 개구들 내로 상기 작업편들을 로딩하는 단계와,
    처리 공간 내에 플라즈마를 발생 및 한정하도록 구성된 상기 플라즈마 챔버 내로 상기 캐리어 판과 상기 작업편들을 조립체로서 이동시키는 단계와,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 상기 처리 공간 내에서 상기 캐리어 판 및 상기 작업편들을 지지시키는 단계를 포함하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 플라즈마는 처리 가스로부터 발생되고,
    상기 캐리어 판의 두께를 통해 연장하는 하나 이상의 제2 개구를 통해 상기 처리 가스를 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 작업편들 각각은 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면 사이에서 연장하는 중앙 개구를 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 상기 작업편을 지지시키는 단계는
    각 작업편의 상기 중앙 개구 원주 둘레로 연장하는 환형 영역을 상기 제1 전극으로부터 외향 연장하는 기둥과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
    
    
    

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