KR20130133194A - 물리적 기상 증착 챔버를 위한 증착 링 및 정전 척 - Google Patents

물리적 기상 증착 챔버를 위한 증착 링 및 정전 척 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 일반적으로 반도체 프로세싱 챔버를 위한 프로세스 키트, 및 키트를 갖는 반도체 프로세싱 챔버에 관한 것이다. 특히, 여기에 서술된 실시예들은 증착 링 및 받침대 조립체를 포함하는 프로세스 키트에 관한 것이다. 프로세싱 중 기판 둘레의 전기장들에 대한 그 효과들을 상당히 감소시키기 위하여, 프로세스 키트의 부품들은 단독으로 및 결합하여 작동한다.

Description

물리적 기상 증착 챔버를 위한 증착 링 및 정전 척{DEPOSITION RING AND ELECTROSTATIC CHUCK FOR PHYSICAL VAPOR DEPOSITION CHAMBER}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 반도체 프로세싱 챔버를 위한 정전(electrostatic) 척 및 프로세스 키트(kit), 및 프로세스 키트를 갖는 반도체 프로세싱 챔버에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예들은 물리적 기상 증착 챔버에 사용되는 적어도 하나의 증착 링을 포함하는 프로세스 키트에 관한 것이다. 다른 실시예들은 플랜지가 없는(flangeless) 정전 척 및 이를 갖는 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 증착 링에 관한 것이다.
물리적 기상 증착(PVD), 또는 스퍼터링은 전자 디바이스들의 제조시 가장 통상적으로 사용되는 프로세스들 중 하나이다. PVD 는, 상대적으로 무거운 원자들(예를 들어, 아르곤(Ar))을 갖는 불활성 가스 또는 이런 불활성 가스를 포함하는 가스 혼합물의 플라즈마에 음으로(negatively) 바이어스된(biasd) 타겟(target)이 노출되는 진공 챔버에서 수행되는 플라즈마 프로세스이다. 불활성 가스의 이온들에 의한 타겟의 폭격(bombardment)은 타겟 물질의 원자들의 방출(ejection)로 나타난다. 방출된 원자들은 챔버 내에 배치된 기판 지지체 받침대상에 위치된 기판상에 증착된 막(film)으로서 축적된다.
정전 척(ESC)은 프로세싱 중 프로세싱 챔버 내에 기판들을 지지 및 유지하는데 사용될 수 있다. ESC 는 전형적으로 그 내부에 하나 또는 둘 이상의 전극들을 갖는 세라믹 퍽(puck)을 포함한다. 기판을 ESC 에 정전식으로 보유하기 위해 척킹(chucking) 전압이 전극들에 적용된다. 또한, ESC 들에 대한 추가적인 정보는 1999년 6월 1일자로 발행된 미국 특허 제5909355호에서 찾아볼 수 있다.
기판에 대해 챔버 내의 원하는 지역에 프로세싱 지역을 한정(define)하는 것을 돕기 위해, 프로세스 키트가 챔버에 배치될 수 있다. 프로세스 키트는 전형적으로 커버(cover) 링, 증착 링, 및 접지(ground) 차폐물(shield)을 포함한다. 플라즈마 및 방출된 원자들을 프로세싱 지역으로 국한(confine)시키는 것은, 증착된 물질로부터 자유로운 챔버에 다른 부품들을 유지하는데 도움을 주며 또한 높은 백분율의 방출된 원자들이 기판상에 증착될 때 타겟 물질들의 더욱 효과적인 사용을 촉진시킨다.
종래의 링 및 차폐물 디자인들은 탄탄한 역사를 갖고 있지만, 막 균일도 및 처리율(throughput)의 개선점들이 지속적으로 요구되고 있다. 현존의 키트 디자인들은 프로세싱 중 부품들을 기판들에 매우 근접하게 위치시킨다. 프로세스 키트 부품들의 상기 매우 근접함은 기판들 둘레의 전기장들에 영향을 끼칠 수 있고 또한 기판들의 엣지에 가깝게 증착되는 막들의 균일도를 바꾼다.
따라서, 본 기술분야에서는 개선된 프로세스 키트가 요망되고 있다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 물리적 기상 증착(PVD) 챔버에 사용하기 위한 프로세스 키트 및 프로세스 키트를 갖는 PVD 챔버를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위해 증착 링이 제공된다. 증착 링은 일반적으로 제1실린더(cylinder), 제1환형 링, 제2실린더, 및 제2환형 링을 포함한다. 제1실린더는 제1 및 제2단부를 가지며, 상기 제2단부는 제1환형 링의 내경에 가까운 제1환형 링의 상부 표면의 일부에 연결된다. 제2실린더는 제1 및 제2단부를 갖는다. 제2실린더의 제1단부는 제1환형 링의 외경에 가까운 제1환형 링의 바닥 표면의 일부에 연결된다. 제2실린더의 제2단부는 제2환형 링의 내경에 가까운 제2환형 링의 상부 표면에 연결된다. 제1실린더의 제1 및 제2단부들 사이의 거리는, 제1실린더의 제1단부와 제2환형 링의 바닥 표면 사이의 거리의 적어도 1/3 이다.
다른 실시예에 있어서, 기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 프로세스 키트가 제공되며 또한 증착 링 및 받침대 조립체를 포함한다. 증착 링은 일반적으로 제1실린더, 제1환형 링, 제2실린더, 및 제2환형 링을 포함한다. 제1실린더는 제1 및 제2단부를 가지며 또한 제2단부는 제1환형 링의 내경에 가까운 제1환형 링의 상부 표면의 일부에 연결된다. 제2실린더는 제1 및 제2단부를 갖는다. 제2실린더의 제1단부는 제1환형 링의 외경에 가까운 제1환형 링의 바닥 표면의 일부에 연결된다. 제2실린더의 제2단부는 제2환형 링의 내경에 가까운 제2환형 링의 상부 표면에 연결된다. 제1실린더의 제1 및 제2단부들 사이의 거리는, 제1실린더의 제1단부와 제2환형 링의 바닥 표면 사이의 거리의 적어도 1/3 이다. 받침대 조립체는 기판 프로세싱 챔버 내에 배치된다. 받침대 조립체는 베이스 플레이트에 연결되는 기판 지지체를 포함한다. 증착 링의 제1실린더는 기판 지지체의 직경 보다 큰 직경을 갖는다. 제1실린더의 제1 및 제2단부들 사이의 거리는, 기판 지지체의 두께의 적어도 절반(half)이다. 증착 링은 받침대 조립체상에 지지된다.
다른 실시예에 있어서, 기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위해 접지 차폐물이 제공된다. 접지 차폐물은 일반적으로 베이스에 의해 내측 원통형 링에 연결되는 외측 원통형 링을 포함한다. 외측 원통형 링은 실질적으로 수직한 내측 벽 및 실질적으로 수직한 외측 벽을 갖는다.
본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식과 위에 간단히 요약된 본 발명의 더욱 특정한 서술은 실시예를 참고하여 이루어질 수 있으며, 그 일부가 첨부된 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예들만을 도시하고 있으며, 따라서 본 발명이 다른 등가의 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문에 그 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안됨을 인식해야 한다.
도1은 프로세스 키트의 일 실시예를 갖는 반도체 프로세싱 시스템의 간략한 횡단면도.
도2a는 도1의 프로세스 키트의 부분 횡단면도를 도시한 도면.
도2b는 프로세스 키트의 다른 실시예의 부분 횡단면도를 도시한 도면.
도2c는 프로세스 키트의 다른 실시예의 부분 횡단면도를 도시한 도면.
도3a는 접지 차폐물의 실시예의 부분 횡단면도를 도시한 도면.
도3b는 도3a의 부분 평면도(top view)를 도시한 도면.
도3c는 도3b의 절단선 3C-3C 를 통해 취한 부분 단면도를 도시한 도면.
이해를 촉진시키기 위하여, 도면들에서 공통인 동일한 요소들을 식별하기 위해, 가능한 경우 동일한 도면부호들이 사용되었다. 일 실시예에 서술된 요소들은 특정한 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 사용될 수 있는 것도 예상된다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 물리적 증착(PVD) 챔버에 사용하기 위한 프로세스 키트를 제공한다. 일 실시예에 있어서, 프로세스 키트는 프로세스 공동(cavity) 내의 전기장들에 대해 감소된 효과들을 가지며, 이는 더욱 바람직한 프로세스 균일도 및 반복성을 촉진시킨다.
도1은 기판(105)을 프로세싱할 수 있는 프로세스 키트(150)의 일 실시예를 갖는 예시적인 반도체 프로세싱 챔버(100)를 도시하고 있다. 프로세스 키트(150)는 받침대 조립체(120)상에 지지되는 적어도 하나의 증착 링(180)을 포함하며, 또한 일체형(one-piece) 접지 차폐물(160) 및 삽입(interleaving) 커버 링(170)을 포함할 수 있다. 도시된 버전(version)에 있어서, 프로세싱 챔버(100)는 물리적 기상 증착 또는 PVD 챔버로도 불리우며 그 중에서도 예를 들어 티타늄, 알루미늄 산화물, 알루미늄, 구리, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 탄탈륨 탄화물, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 란탄(lanthanum), 란탄 산화물들, 티타늄 질화물, 니켈, 및 NiPt 와 같은 세라믹 물질들 또는 금속을 증착할 수 있는 스퍼터링 챔버를 포함한다. 본 발명으로부터 이익을 얻도록 적응(adapt)시킬 수 있는 프로세싱 챔버의 일 예는 캘리포니나, 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼즈로부터 입수할 수 있는 ALPS® Plus 및 SIP ENCORE® PVD 프로세싱 챔버들이다. 다른 제조자들로부터의 것들을 포함하는 다른 프로세싱 챔버들도 본 발명으로부터 이익을 얻도록 적응될 수 있음이 예상된다.
프로세싱 챔버(100)는 상부 어댑터(adapter)들(102) 및 하부 어댑터들(104)을 갖는 챔버 본체(101), 챔버 바닥(106), 및 내부 체적(110) 또는 플라즈마 영역을 둘러싸는 덮개(lid) 조립체(108)를 포함한다. 챔버 본체(101)는 전형적으로 스텐레스 스틸의 플레이트들을 머시닝(machining) 및 용접함으로써 또는 알루미늄의 단일 질량(single mass)을 머시닝함으로써 제조된다. 일 실시예에 있어서, 하부 어댑터들(104)은 알루미늄을 포함하며 또한 챔버 바닥(106)은 스텐레스 스틸을 포함한다. 챔버 바닥(106)은 일반적으로 프로세싱 챔버(100)로부터 기판(105)의 출입(entry and egress)을 제공하는 슬릿(slit) 밸브(도시되지 않음)를 포함한다. 커버 링(170)에 삽입되는 접지 차폐물(160)과 협력하는 프로세싱 챔버(100)의 덮개 조립체(108)는, 내부 체적(110)에 형성된 플라즈마를 기판 위의 지역으로 국한시킨다.
받침대 조립체(120)는 챔버(100)의 챔버 바닥(106)으로부터 지지된다. 받침대 조립체(120)는 프로세싱 중 기판(105)을 따라 증착 링(180)을 지지한다. 받침대 조립체(120)는, 상부 및 하부 위치 사이로 받침대 조립체(120)를 움직이도록 구성되는 리프트(lift) 기구(122)에 의해 챔버(100)의 챔버 바닥(106)에 연결된다. 또한, 하부 위치에서, 받침대(120)로부터 기판을 이격(space)시켜 단일 블레이드(blade) 로봇(도시되지 않음)과 같은 프로세싱 챔버(100)의 외측에 배치된 웨이퍼 전달 기구와 기판의 교환을 촉진시키기 위해, 리프트 핀들(도시되지 않음)은 받침대 조립체(120)를 통해 움직인다. 받침대 조립체(120)의 내부 및 챔버의 외부로부터 챔버 본체(101)의 내부 체적(110)을 격리(isolate)시키기 위해, 벨로우즈(bellows)(124)는 전형적으로 받침대 조립체(120)와 챔버 바닥(106) 사이에 배치된다.
받침대 조립체(120)는 일반적으로 접지 플레이트(125)에 연결된 베이스 플레이트(128)에 밀봉 가능하게 연결되는 기판 지지체(126)를 포함한다. 기판 지지체(126)는 알루미늄 또는 세라믹으로 구성될 수 있다. 기판 지지체(126)는 정전 척, 세라믹 본체, 히터 또는 그 조합물일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 기판 지지체(126)는 그 내부에 매립(embed)되는 전극들(138)을 갖는 유전체 본체를 포함하는 정전 척이다. 유전체 본체는 전형적으로 열분해(pyrolytic) 붕소 질화물, 알루미늄 질화물, 실리콘 질화물, 알루미나 또는 등가의 물질과 같은 높은 열전도율의 유전체 물질로부터 제조된다. 도2a에 도시된 바와 같이, 기판 지지체(126)는 바닥 표면(154)을 갖는다. 바닥 표면(154)과 기판 수용 표면(127) 사이의 수직 거리("V")는 약 0.30 내지 약 0.75 인치(약 0.76 내지 약 1.91 센티미터), 예를 들어 0.25 인치(0.64 센티미터)이다. 도1로 되돌아가서, 일 실시예에 있어서, 기판 지지체(126)는 알루미늄 포일(foil)과 같은 금속 포일(112)에 의해 베이스 플레이트(128)에 부착되며, 그 확산(diffusion)은 베이스 플레이트(128)와 기판 지지체(126)를 결합한다.
베이스 플레이트(128)는 위에 놓인 기판 지지체(126)와 적절히 짝이룸(match)되는 열 특성들을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(128)는 알루미늄 실리콘 탄화물과 같은, 세라믹과 금속의 복합물(composite)을 포함할 수 있으며, 이는 세라믹 단독일 때 더욱 바람직한 강도 및 내구성을 제공하며 또한 바람직한 열전달 특성들도 갖는다. 복합 물질은 열팽창 부조화(mismatch)를 감소시키기 위해 기판 지지체(126)의 물질과 짝이룸되는 열팽창계수를 갖는다. 일 버전에 있어서, 복합 물질은 금속으로 침투되는 구멍(pore)들을 갖는 세라믹을 포함하며, 이는 복합 물질을 형성하도록 상기 구멍을 적어도 부분적으로 충전(fill)한다. 세라믹은 예를 들어 실리콘 탄화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물 또는 코디어라이트(cordierite) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 세라믹은 전체 체적의 약 20 내지 약 80 중량%의 구멍 체적을 포함할 수 있으며, 나머지 체적은 침투된 금속이다. 침투된 금속은 추가된 실리콘을 갖는 알루미늄을 포함할 수 있으며 또한 구리를 포함할 수 있다. 다른 버전에 있어서, 복합물은 분산(disperse)된 세라믹 입자들을 갖는 금속과 같은, 세라믹과 금속의 상이한 조성물(composition)을 포함할 수 있으며; 또는 베이스 플레이트(128)는 스텐레스 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속으로만 제조될 수 있다. 냉각 플레이트(도시되지 않음)는 기판 지지체(126)를 열적으로(thermally) 조절하도록 일반적으로 베이스 플레이트(128) 내에 배치되지만, 그러나 접지 플레이트(125) 내에 배치될 수도 있다.
접지 플레이트(125)는 전형적으로 스텐레스 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속 물질로부터 제조된다. 베이스 플레이트(128)는 복수의 커넥터들(137)에 의해 접지 플레이트에 연결될 수 있다. 커넥터들(137)은 볼트, 나사, 키이, 또는 임의의 다른 타입의 커넥터 중 하나일 수 있다. 베이스 플레이트(128)는 기판 지지체(126) 및 베이스 플레이트(128)의 더욱 용이한 교체 및 유지보수를 촉진시키기 위해 접지 플레이트(125)로부터 제거될 수 있다.
기판 지지체(126)는 프로세싱 중 기판(105)을 수용 및 지지하는 기판 수용 표면(127)을 가지며, 상기 표면(127)은 타겟(132)의 스퍼터링 표면(133)과 실질적으로 평행한 평면을 갖는다. 또한, 기판 지지체(126)는 기판(105)의 돌출된(overhanging) 엣지 앞에서 종료되는 주변 엣지(129)를 갖는다. 기판 지지체(126)의 주변 엣지(129)는 약 275 mm 내지 약 300 mm 의 직경을 갖는다. 위에 서술한 바와 같이, 기판 지지체(126)는 종래의 지지체 보다 크며, 약 0.30 내지 약 0.75 인치(약 0.76 내지 약 1.91 센티미터)와 같은 약 0.25 인치(약 0.64 센티미터) 보다 큰 높이를 갖는다. 기판 지지체(126)의 상대적으로 큰 높이는 하기에 추가로 서술되는 바와 같이 프로세스 키트(150)의 증착 링(180)의 수평 표면들로부터 기판을 수직으로 유익하게 이격시킨다.
덮개 조립체(108)는 일반적으로 타겟 덧대임(backing) 플레이트(130), 타겟(132), 및 마그네트론(magnetron)(134)을 포함한다. 타겟 덧대임 플레이트(130)는 도1에 도시된 바와 같이 폐쇄된 위치에 있을 때 상부 어댑터들(102)에 의해 지지된다. 세라믹 링 밀봉부(seal)(136)는 그 사이의 진공 누설을 방지하기 위해 타겟 덧대임 플레이트(130)와 상부 어댑터들(102) 사이에 배치된다.
타겟(132)은 타겟 덧대임 플레이트(130)에 연결되며 또한 프로세싱 챔버(100)의 내부 체적(110)에 노출된다. 타겟(132)은 PVD 프로세스 중 기판상에 증착되는 물질을 제공한다. 타겟 덧대임 플레이트(130) 및 챔버 본체(101)의 상부 어댑터(102)로부터 타겟(132)을 전기적으로 격리시키기 위해, 아이솔레이터(isolator) 링(198)이 타겟(132), 타겟 덧대임 플레이트(130), 및 챔버 본체(101) 사이에 배치된다.
타겟(132)은 접지에 대해, 예를 들어 챔버 본체(101)에 대해, 전원(140)에 의해 RF 및/또는 DC 전력으로 바이어스된다. 아르곤과 같은 가스는 도관들(144)을 경유하여 가스원(gas source)(142)으로부터 내부 체적(110)으로 공급된다. 가스원(142)은 아르곤 또는 제논(xenon)과 같은 비반응 가스를 포함할 수 있으며, 이는 타겟(132)으로부터 물질을 활동적으로 충돌(impinge) 및 스퍼터링할 수 있다. 또한, 가스원(142)은 산소 함유 가스, 질소 함유 가스, 메탄 함유 가스 중 하나 또는 둘 이상과 같은 반응 가스를 포함할 수 있으며, 이들은 기판상에 층을 형성하기 위해 스퍼터링 물질과 반응할 수 있다. 소비된 프로세스 가스 및 부산물들은, 소비된 프로세스 가스를 수용하고 또한 상기 소비된 프로세스 가스를 챔버(100)의 가스의 압력을 제어하는 트로틀(throttle) 밸브를 갖는 배출 도관(148)으로 지향(direct)시키는 배출 포트들(146)을 통해 챔버(100)로부터 배출된다. 배출 도관(148)은 하나 또는 둘 이상의 배출 펌프들(149)에 연결된다. 전형적으로, 챔버(100)의 스퍼터링 가스의 압력은 진공 환경, 예를 들어 0.6 mTorr 내지 400 mTorr 의 가스 압력과 같은 대기압 이하의 레벨로 세팅(set)된다. 플라즈마는 기판(105)과 타겟(132) 사이의 가스로부터 형성된다. 플라즈마 내의 이온들은 타겟(132)을 향해 가속되며 또한 물질이 타겟(132)으로부터 제거(dislodge)되게 한다. 제거된 타겟 물질은 기판상에 증착된다.
마그네트론(134)은 프로세싱 챔버(100)의 외부상에서 타겟 덧대임 플레이트(130)에 연결된다. 사용될 수 있는 하나의 마그네트론은 오르(Or) 등에게 1999년 9월 21일자로 발행된 미국특허 제5,953,827호에 서술되어 있으며, 이것은 그 전체가 여기에 참조인용되었다.
챔버(100)에서 수행된 프로세스들은, 챔버(100)에서 기판들의 프로세싱을 촉진시키기 위해 챔버(100)의 부품들을 작동시키는 명령 세트들을 갖는 프로그램 코드(code)를 포함하는 제어기(190)에 의해 제어된다. 예를 들어, 제어기(190)는 받침대 조립체(120)를 작동시키는 기판 포지셔닝(positioning) 명령 세트; 챔버(100)에 스퍼터링 가스의 흐름을 세팅하기 위해 가스 흐름 제어 밸브들을 작동시키는 가스 흐름 제어 명령 세트; 챔버(100)의 압력을 유지시키기 위해 트로틀 밸브를 작동시키는 가스 압력 제어 명령 세트; 기판 또는 하부 어댑터들(104)의 온도들을 각각 세팅하기 위해 받침대 조립체(120) 또는 하부 어댑터(104)의 온도 제어 시스템(도시되지 않음)을 제어하는 온도 제어 명령 세트; 및 챔버(100)의 프로세스를 모니터링하는 프로세스 모니터링 명령 세트를 포함하는 프로그램 코드를 포함할 수 있다.
프로세스 키트(150)는 예를 들어 부품 표면들로부터 스퍼터링 증착물(deposit)들을 세척하고, 침식(erode)된 부품들을 교체 또는 보수하고, 또는 다른 프로세스들을 위한 챔버(100)를 적응시키기 위해 챔버(100)로부터 용이하게 제거될 수 있는 다양한 부품들을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 프로세스 키트(150)는 적어도 증착 링(180)을 포함하지만, 그러나 또한 접지 차폐물(160) 및 커버 링(170)을 포함할 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 커버 링(170) 및 증착 링(180)은 기판 지지체(126)의 주변 엣지(129)에 대해 배치된다.
접지 차폐물(160)은 챔버 본체(101)에 의해 지지되며 또한 기판 지지체(126)와 마주 보는 스퍼터링 타겟(132)의 스퍼터링 표면(133)을 둘러싼다. 또한, 접지 차폐물(160)은 기판 지지체(126)의 주변 엣지(129)를 둘러싼다. 접지 차폐물(160) 뒤의 부품들 및 표면들상에 스퍼터링 타겟(132)의 스퍼터링 표면(133)으로부터 유래(originate)하는 스퍼터링 증착물들의 증착을 감소시키기 위해, 접지 차폐물(160)은 챔버(100)의 하부 어댑터들(104)을 덮어 가린다(shadow).
도2a는 받침대 조립체(120)의 둘레에 배치되는 프로세스 키트(150)의 부분 단면도로서, 증착 링(180), 커버 링(170) 및 접지 차폐물(160)을 더욱 상세히 도시하고 있다. 증착 링(180)은 일반적으로 제1실린더(201), 제1환형 링(202), 제2실린더(203), 및 제2환형 링(204)을 포함한다. 제1실린더(201), 제1환형 링(202), 제2실린더(203), 및 제2환형 링(204)은 일체형 구조로 형성될 수 있다. 증착 링(180)은 석영, 알루미늄 산화물, 스텐레스 스틸, 티타늄과 같은 세라믹 또는 금속 물질 또는 다른 적절한 물질로부터 제조될 수 있다. 제1실린더(201)는 기판 지지체(126)의 주변 엣지(129)를 제한(circumscribe)하는 실질적으로 수직한 내측 벽(216)을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 기판 지지체(126)는 약 280 mm 내지 295 mm 와 같은, 275 mm 내지 300 mm 의 직경을 갖는다. 제1실린더(201)는 제1실린더(201)의 외경이 기판(105)의 돌출된 엣지를 지나 실질적으로 돌출하지 않도록 직경 및 두께를 갖는다. 예를 들어, 제1실린더(201)는 약 290 mm 내지 300 mm 와 같은, 280 mm 내지 305 mm 의 내경을 가질 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제1실린더의 내측 벽(216)은 약 11.615 인치 내지 약 11.630 인치(약 295 mm)의 직경을 가질 수 있다. 제1실린더(201)는 약 11.720 인치 내지 약 890 인치 내지(약 302 mm)의 외측 직경을 가질 수 있다. 제1실린더(201)는 약 0.071 내지 약 0.625 인치(약 0.18 내지 약 1.59 센티미터), 예를 들어 0.29 인치(0.74 센티미터)의 두께를 가질 수 있다. 제1실린더(201)는 상부 및 하부 표면들을 한정하는 제1단부(205) 및 제2단부(206)를 갖는다. 제1실린더(201)의 외경과 제1단부(205)의 교차부(intersection)는 계단부 또는 노치(notch)(209)를 포함할 수 있다. 제1실린더(201)는 기판 지지체(126)의 높이 보다 작은 높이(예를 들어, 제1단부 및 제2단부들(205, 206) 사이의 거리)를 갖는다. 예를 들어, 제1실린더(201)는 약 0.25 인치(약 0.64 센티미터) 보다 큰, 예를 들어 약 0.440 내지 약 0.420 인치(약 1.12 내지 약 1.07 cm)의 높이를 가질 수 있으므로, 제1단부(205)와 기판(105)은 간극(gap)(251)에 의해 분리된다. 간극(251)은, 기판(105)의 뒤쪽상에 물질이 증착될 가능성을 최소화하면서 기판(105)으로부터 증착 링(180)을 전기적으로 격리시킨다. 노치(209)는 기판의 엣지에서 간극(251)을 국부적으로 증가시킨다. 간극(251)은 약 0.001 인치(약 2.54 mm) 내지 약 0.02 인치(약 50.80 mm)의 수직 거리("X")(예를 들어, 제1단부(205)와 기판 수용 표면(127) 사이의 거리)를 갖는다.
제1실린더(201)의 제2단부(206)는, 제1환형 링(202)의 내경에 가까운 제1환형 링(202)의 상부 표면(207)에 연결된다. 상부 표면(207)과 제1단부(205) 사이의 수직 거리("Y")는 약 0.15 인치(약 0.38 센티미터) 내지 약 1.0 인치(약 2.54 cm), 예를 들어 0.343 인치(0.87 센티미터)이다. 수직 거리(Y)의 증가는 기판(105)의 엣지상의 접지 전위(potential) 효과를 감소시키며 또한 더욱 바람직한 증착 균일도를 생성한다. 제2실린더(203)의 제1단부(220)는 제1환형 링(202)의 외경에 가까운 제1환형 링(202)의 바닥 표면(208)에 연결된다. 제2실린더(203)의 제2단부(210)는 제2환형 링(204)의 내경에 가까운 제2환형 링(204)의 상부 표면(211)에 연결된다. 일 실시예에 있어서, 제2실린더(203)의 방사방향으로 외향하는 증착 링(180)의 모든 수직한 또는 거의 수직한 표면들은, 증착 링(180)이 받침대 조립체(120)상에 위치될 때 기판 지지체(126)의 기판 수용 표면(127)의 아래로 수직으로 0.25 인치(0.64 센티미터) 보다 크다.
일 실시예에 있어서, 제1실린더(201)의 제1 및 제2단부들(205, 206) 사이의 거리는 기판 지지체(126)의 두께의 적어도 절반이다. 다른 실시예에 있어서, 제1실린더(201)는 제1실린더(201)의 제1단부(205)와 제2환형 링(204)의 바닥 표면(212) 사이에 한정될 때, 증착 링(180)의 전체 두께의 적어도 1/3 을 구성한다.
일 실시예에 있어서, 도2a에 도시된 바와 같이, 제1환형 링(202)의 바닥 표면(208)은 베이스 플레이트(128)의 렛지(ledge)상에 놓일 수 있으며, 제2환형 링(204)의 바닥 표면(212)은 베이스 플레이트(128)와 이격된 관계를 유지한다. 다른 실시예에 있어서, 냉각 도관(152)은 도2a에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(128)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 도2b에 도시된 바와 같이, 제1환형 링(202)의 바닥 표면(208)은 기판 지지체(126)로부터 방사방향으로 외향하여 연장하는 렛지(217)상에 놓일 수 있으며, 제2환형 링(204)의 바닥 표면(212)은 베이스 플레이트(128)와 이격된 관계를 유지한다. 렛지(217)는 기판 지지체(126)의 기판 수용 표면(127)으로부터 0.40 인치(1.02 cm) 이상과 같은 0.25 인치(0.64 센티미터) 이상의 수직 거리로 위치될 수 있다. 기판 지지체는 0.25 인치(0.64 센티미터) 보다 큰, 예를 들어 0.40 인치(1.02 cm)의 두께를 가질 수 있다. 기판 지지체(126)의 두께는, 제1환형 링(202)의 상부 표면(207)이 기판 지지체(126)의 기판 수용 표면(127)으로부터 수직으로 0.25 인치(0.64 센티미터) 보다 크도록, 예를 들어 0.30 인치(0.76 센티미터) 보다 크도록 구성된다.
도2a로 되돌아가서, 제2환형 링(204)의 상부 표면(211)은 융기된(raised) 환형 외측 패드(pad)(214)로부터 홈(215)에 의해 분리된, 융기된 환형 내측 패드(213)를 포함한다. 융기된 환형 내측 패드(213)는 융기된 환형 외측 패드(214) 보다 제2환형 링(204)의 상부 표면(211) 위로 추가로 연장한다. 융기된 환형 외측 패드(214)는 커버 링(170)을 지지한다. 증착 링(180)의 일부는 Al 아크 스프레이로 코팅될 수 있다.
증착 링(180) 및 커버 링(170)은 기판 지지체(126)의 주변 엣지들 및 기판(105)의 돌출된 엣지상에 스퍼터 증착물들의 형성을 감소시키기 위해 서로 협력한다. 커버 링(170)은 상부 표면(172)을 갖는다. 커버 링(170)은 증착 링(180)을 둘러싸고 또한 적어도 부분적으로 덮으며, 또한 따라서 스퍼터링 증착물들의 벌크(bulk)로부터 증착 링(180)을 가린다. 커버 링(170)은 스퍼터링 플라즈마에 의한 부식에 저항할 수 있는 물질, 예를 들어 스텐레스 스틸, 티타늄 또는 알루미늄과 같은 금속 물질 또는, 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 물질로부터 제조된다. 일 실시예에 있어서, 커버 링(170)은 적어도 99.9 퍼센트의 순도를 갖는 티타늄으로 구성된다. 일 실시예에 있어서, 커버 링(170)의 표면으로부터 입자 쉐딩(shedding)을 감소시키기 위하여, 커버 링(170)의 표면은 예를 들어 CLEANCOAT™ 과 같은 트윈-와이어(twin-wire) 알루미늄 아크 스프레이 코팅으로 처리된다.
커버 링(170)은 환형 본체(245)에 연결되는 쐐기(wedge)(242)를 포함한다. 쐐기(242)는 방사방향으로 내향하여 비스듬한 경사진 상부 표면(244)을 포함할 수 있으며 또한 기판 지지체(126)를 둘러싼다. 또한, 쐐기(242)는 융기된 환형 내측 패드(213)를 향해 하향으로 연장하는, 돌출하는 둥글납작한(bulbous) 브림(brim)(250)을 포함할 수 있다. 돌출하는 브림(250)은 증착 링(180)의 외측 상부 표면상에 스퍼터링 물질들의 증착을 감소시킨다.
증착 링(180)의 융기된 환형 외측 패드(214)상에 놓이기 위해, 커버 링(170)은 쐐기(242)의 경사진 상부 표면(244)으로부터 하향하여 연장하는 기초부(footing)(252)를 추가로 포함한다. 일 실시예에 있어서, 돌출하는 브림(250)의 하부 표면과 기초부(252) 사이에 이중-계단형(dual-stepped) 표면이 형성된다.
링들(254, 256)이 접지 차폐물(160)에 삽입되게 하는 간극을 그 사이에 한정하기 위해, 커버 링(170)은 환형 본체(245)로부터 하향으로 연장하는 내측 원통형 링(254) 및 외측 원통형 링(256)을 추가로 포함한다. 내측 및 외측 원통형 링들(254, 256)은 환형 쐐기(242)의 기초부(252)로부터 방사방향으로 외향하여 위치된다. 내측 원통형 링(254)은 외측 원통형 링(256) 보다 작은 높이를 가질 수 있다. 또한, 두 링들(254, 256)은 기초부(252)의 아래로 연장한다. 기판(105)을 둘러싸는 전기장들에 대해 커버 링(170)이 갖는 효과들을 완화시키기 위해, 커버 링(170)은 기판(105) 아래로 가능한 한 멀리 놓인다. 상부 표면(172)과 제1단부(205) 사이의 수직 거리("Z")는 약 0.15 인치(약 0.38 센티미터) 내지 약 1.0 인치(약 2.54 cm), 예를 들어 0.282 인치(0.72 센티미터)이다. 수직 거리(Z)의 증가는 기판(105)의 엣지에 대한 접지 전위 효과를 감소시키며 또한 더욱 바람직한 증착 균일도를 생성한다.
접지 차폐물(160)은 내측 벽(258)을 갖는다. 기판(105)의 엣지와 내측 벽(258) 사이의 수평 거리("U")는 약 1.80 인치(약 4.57 cm) 내지 4.5 인치(11.43 cm), 예를 들어 2.32 인치(5.89 cm)이다. 접지 차폐물(160)과 커버 링(170) 사이의 공간 또는 간극(264)은 플라즈마가 그것을 통해 이동하는 것을 방지하도록 구불구불한(convoluted) S 형 경로 또는 미로(labyrinth)를 형성한다. 경로의 형상은, 예를 들어 이것이 이 지역 내로 플라즈마 종들(species)의 유입을 방해 및 저지하기 때문에 스퍼터링된 물질의 바람직하지 않은 증착을 감소시키는데 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 접지 차폐물(160)의 내측 직경은 도2c에 도시된 바와 같이 커버 링(170)을 기판(105)으로부터 멀리 이격시킬 수 있다. 기판(105)으로부터 커버 링(170)의 이격은, 기판(105)에 가까운 전기장들에 대한 커버 링(170)의 효과들을 감소시킬 수 있다. 접지 차폐물(160)의 증가된 내측 직경은 기판(105) 증착 균일도를 약 50% 내지 약 75% 로 증가시킬 수 있다. 증착 링(180)의 부품들은 커버 링(170)의 최적의 위치를 유지하기 위해 더 큰 방사방향 거리로 외향하여 연장할 수 있으며, 예를 들어 제2환형 링(218)은 커버 링(170)의 내측 직경이 받침대 조립체(120)로부터 방사방향으로 외향하여 위치되도록 제2환형 링(204)에 비해 더 큰 방사방향 길이를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도2c의 접지 차폐물(160)은 도3a에 도시된 바와 같이 접지 차폐물(300)일 수 있다. 접지 차폐물(300)은 내측 원통형 링(302) 및 외측 원통형 링(304)을 갖는다. 내측 원통형 링(302)은 베이스(326)에 의해 외측 원통형 링(304)에 연결된다. 외측 원통형 링(304)은 제1상부 표면(306), 제2상부 표면(308), 바닥 표면(310), 제1내측 엣지(322), 및 제1외측 엣지(324)를 갖는다. 제1내측 엣지(322)는 약 0.8 인치(약 2.03 cm) 내지 0.12 인치(0.30 센티미터), 예를 들어 0.10 인치(0.25 센티미터)의 반경을 갖는 제1외측 엣지(324)와 만난다. 제1내측 엣지(322)는 제1상부 표면(306)과 가까우며, 제1외측 엣지(324)는 바닥 표면(310)과 가깝다. 내측 원통형 링(302)은 상부 표면(314)을 갖는다. 제1상부 표면(306)과 바닥 표면(310) 사이의 수직 거리("U")는, 약 0.16 인치(약 0.41 센티미터) 내지 약 0.20 인치(약 0.51 센티미터), 예를 들어 0.18 인치(0.46 센티미터)이다. 제1상부 표면(306)과 제2상부 표면(308) 사이의 수직 거리("V")는, 약 0.02 인치(약 0.05 센티미터) 내지 약 0.06 인치(약 0.15 센티미터), 예를 들어 0.04 인치(0.10 센티미터)이다. 제2상부 표면(308)과 바닥 표면(310) 사이의 수직 거리("W")는 약 0.20 인치(약 0.51 센티미터) 내지 약 0.24 인치(약 0.61 센티미터), 예를 들어 0.22 인치(0.56 센티미터)이다. 외측 원통형 링 본체(312)는 약 0.11 인치(약 0.28 센티미터) 내지 약 0.15 인치(약 0.38 센티미터), 예를 들어 0.13 인치(0.33 센티미터)의 두께를 갖는다. 내측 원통형 링(302)의 상부표면(314)과 외측 원통형 링(304)의 바닥 표면(310) 사이의 수직 거리("X")는, 약 6.22 인치(약 15.8 cm) 내지 약 6.26 인치(약 15.9 cm), 예를 들어 6.24 인치(15.85 cm)이다. 외측 원통형 링(304)은 약 17.87 인치(약 45.39 cm) 내지 약 17.91 인치(약 45.39 cm), 예를 들어 17.89 인치(45.44 cm)의 외경을 갖는 실질적으로 수직한 제1외측 벽(316)을 갖는다. 외측 원통형 링(304)은 제2외측 벽(328) 및 실질적으로 수직한 내측 벽(318)을 갖는다. 상기 실질적으로 수직한 내측 벽(318)은, 예를 들어 상기 실질적으로 수직한 내측 벽(318)을 텍스쳐(texture)할 수 있는 비드 블래스팅(bead blasting)에 의해 텍스쳐될 수 있다. 또한, 상기 실질적으로 수직한 내측 벽(318)은 알루미늄 아크 스프레이로 스프레이될 수 있다. 상기 실질적으로 수직한 내측 벽(318)은 제1내측 엣지(322)와 만나며, 또한 상기 실질적으로 수직한 제1외측 벽(316)은 제1외측 엣지(324)와 만난다. 제2외측 벽(328)은 바닥 표면(310) 및 제2상부 표면(308)과 가깝다.
도3b는 도3a의 부분 평면도이고, 도3c는 도3b의 절취선 3C-3C 를 따라 취한 부분 단면도이다. 접지 차폐물(300)은 노치(340)와 상기 노치(344)의 바닥 표면에 형성된 볼트(342)를 갖는다. 볼트(342)는 접지 차폐물(300)에 폴라 어레이(polar array)로 위치되며, 약 12개의 볼트(342)가 접지 차폐물(300)에 있다. 노치(340)는 엔드밀(end mill) 또는 다른 적절한 툴(tool)들을 사용함으로써 형성될 수 있다.
위에 서술한 프로세스 키트(150)의 부품들은 기판의 엣지에 가까운 전기장들에 대한 효과들을 상당히 감소시키기 위해 단독으로 및 결합하여 작동한다.
상술한 바는 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 그 기본적인 범위로부터의 일탈 없이 본 발명의 다른 또한 추가적인 실시예들이 창작될 수 있으며, 또한 그 범위는 하기의 청구범위들에 의해 결정된다.

Claims (13)

  1. 기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 증착 링으로서:
    제1단부 및 제2단부를 갖는 제1실린더;
    제1환형 링;
    제1단부에서 상기 제1환형 링의 외경 근처의 바닥 표면의 일부에 커플링된 제2실린더;
    제2환형 링을 포함하며,
    상기 제1환형 링은,
    내경;
    외경;
    상부 표면; 및
    상기 상부 표면과 대향하는 바닥 표면을 포함하고, 상기 제1환형 링은 상기 제1환형 링의 내경 근처의 상기 상부 표면의 일부에 의해 상기 제1실린더의 상기 제2단부에 커플링되며,
    상기 제2환형 링은,
    내경;
    외경;
    상부 표면; 및
    상기 상부 표면과 대향하는 바닥 표면을 포함하고, 상기 제2환형 링의 내경 근처의 상기 상부 표면의 일부는 상기 제1단부와 반대방향인 상기 제2실린더의 제2단부에 커플링되며, 상기 제1실린더의 상기 제1 및 제2단부들 사이의 거리는 상기 제1실린더의 상기 제1단부와 상기 제2환형 링의 상기 바닥 표면 사이의 거리의 적어도 1/3 인,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 증착 링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2환형 링의 상기 상부 표면은,
    상기 제2환형 링의 상기 외경 근처에서 위치되는 융기된 환형 외측 패드;
    상기 융기된 환형 외측 패드로부터 방사방향으로 내향하여 위치되는 융기된 환형 내측 패드; 및
    상기 융기된 환형 외측 패드와 상기 융기된 환형 내측 패드 사이에 위치되는 홈을 포함하는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 증착 링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 융기된 환형 외측 패드 및 상기 융기된 환형 내측 패드는 공통의 평면에 있지 않는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 증착 링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1실린더의 상기 제1단부는 방사방향으로 외향하여 위치되는 노치를 포함하는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 증착 링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2환형 링의 상기 외경은 적어도 부분적으로 테이퍼진(tapered),
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 증착 링.
  6. 기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 커버 링으로서:
    환형 본체;
    상부 표면;
    내측 원통형 링;
    외측 원통형 링;
    상기 환형 본체에 커플링된 웨지; 및
    기초부(footing)를 포함하고,
    상기 웨지는:
    경사진 상부 표면; 및
    돌출하는 구근형 브림(bulbous brim)을 포함하는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 커버 링.
  7. 제6항에 있어서,
    이중-계단형(dual-stepped) 표면을 더 포함하며, 상기 이중-계단형 표면은 상기 돌출하는 구근형 브림의 하부 표면과 상기 기초부 사이에 형성되는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 커버 링.
  8. 기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 접지 차폐물로서:
    내측 원통형 링;
    외측 원통형 링; 및
    베이스를 포함하며,
    상기 외측 원통형 링은,
    제1상부 표면;
    제2상부 표면;
    바닥 표면;
    제1내측 엣지;
    제1외측 엣지;
    실질적으로 수직한 내측 벽;
    실질적으로 수직한 제1외측 벽;
    제2외측 벽을 포함하며,
    상기 제1내측 엣지는 상기 제1상부 표면 근처에 있고, 상기 제1외측 엣지는 상기 바닥 표면 근처에 있고, 상기 실질적으로 수직한 내측 벽은 상기 제1내측 엣지와 만나며, 상기 실질적으로 수직한 제1외측 벽은 상기 제1외측 엣지와 만나며; 상기 제2외측 벽은 상기 제2상부 표면 및 상기 바닥 표면 근처에 있고, 상기 내측 원통형 링은 상기 베이스에 의해 상기 외측 원통형 링에 연결되는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 접지 차폐물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실질적으로 수직한 내측 벽은 텍스쳐되는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 접지 차폐물.
  10. 제8항에 있어서,
    폴라 어레이의 상기 외측 원통형 링의 볼트를 갖는 노치를 더 포함하는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 접지 차폐물.
  11. 기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 페데스탈 조립체로서:
    베이스 플레이트; 및
    상기 베이스 플레이트에 연결되는, 플랜지가 없는 정전 척을 포함하며,
    상기 플랜지가 없는 정전 척은 약 0.25 인치 보다 큰 높이를 가지며, 상기 플랜지가 없는 정전 척은 그 내부에 내장된 전극들을 구비한 유전체 본체를 갖는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 받침대 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 그 내부에 배치되는 냉각 도관을 갖는,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 받침대 조립체.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 플랜지가 없는 정전 척의 높이는 약 0.30 내지 약 0.75 인치인,
    기판 프로세싱 챔버에 사용하기 위한 받침대 조립체.
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101511027B1 (ko) * 2008-05-02 2015-04-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Ｒｆ물리 기상 증착용 프로세스 키트
KR20120089647A (ko) * 2009-08-11 2012-08-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Ｒｆ 물리적 기상 증착을 위한 프로세스 키트
KR101585883B1 (ko) 2010-10-29 2016-01-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 물리적 기상 증착 챔버를 위한 증착 링 및 정전 척
JP5860063B2 (ja) * 2011-12-22 2016-02-16 キヤノンアネルバ株式会社 基板処理装置
US9682398B2 (en) * 2012-03-30 2017-06-20 Applied Materials, Inc. Substrate processing system having susceptorless substrate support with enhanced substrate heating control
US8941969B2 (en) * 2012-12-21 2015-01-27 Applied Materials, Inc. Single-body electrostatic chuck
US8865012B2 (en) 2013-03-14 2014-10-21 Applied Materials, Inc. Methods for processing a substrate using a selectively grounded and movable process kit ring
WO2014159222A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for processing a substrate using a selectively grounded and movable process kit ring
US9852905B2 (en) 2014-01-16 2017-12-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Systems and methods for uniform gas flow in a deposition chamber
KR102397854B1 (ko) * 2014-02-14 2022-05-12 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 안정화된 고온 증착을 위한 가스 냉각식 기판 지지부
KR101942011B1 (ko) * 2014-06-13 2019-01-25 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 더 우수한 균일성 및 증가된 에지 수명을 위한 편평한 에지 설계
SG11201706564UA (en) * 2015-02-13 2017-09-28 Entegris Inc Coatings for enhancement of properties and performance of substrate articles and apparatus
US10103012B2 (en) * 2015-09-11 2018-10-16 Applied Materials, Inc. One-piece process kit shield for reducing the impact of an electric field near the substrate
US10435784B2 (en) * 2016-08-10 2019-10-08 Applied Materials, Inc. Thermally optimized rings
CN109837518B (zh) * 2017-11-28 2021-06-08 北京北方华创微电子装备有限公司 沉积环固定组件、承载装置及反应腔室
US11056325B2 (en) * 2017-12-20 2021-07-06 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for substrate edge uniformity
US11551965B2 (en) 2018-12-07 2023-01-10 Applied Materials, Inc. Apparatus to reduce polymers deposition
US11961723B2 (en) * 2018-12-17 2024-04-16 Applied Materials, Inc. Process kit having tall deposition ring for PVD chamber
USD888903S1 (en) * 2018-12-17 2020-06-30 Applied Materials, Inc. Deposition ring for physical vapor deposition chamber
TW202129045A (zh) * 2019-12-05 2021-08-01 美商應用材料股份有限公司 多陰極沉積系統與方法
US11581166B2 (en) 2020-07-31 2023-02-14 Applied Materials, Inc. Low profile deposition ring for enhanced life
CN112382552A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 上海华力集成电路制造有限公司 晶圆装载平台装置及拆装工具
TWI780572B (zh) * 2021-01-13 2022-10-11 台灣積體電路製造股份有限公司 晶圓處理設備與製造半導體裝置的方法
CN114763602B (zh) * 2021-01-13 2023-09-29 台湾积体电路制造股份有限公司 晶圆处理设备与制造半导体装置的方法
US11776794B2 (en) 2021-02-19 2023-10-03 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly for cryogenic applications
US11410869B1 (en) * 2021-02-22 2022-08-09 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with differentiated ceramics
CN112877655A (zh) * 2021-03-08 2021-06-01 泰杋科技股份有限公司 一种溅镀沉积的反应腔体
CN115074679A (zh) * 2021-03-11 2022-09-20 台湾积体电路制造股份有限公司 形成半导体结构的方法和物理气相沉积装置及方法
TWI804827B (zh) * 2021-03-22 2023-06-11 台灣積體電路製造股份有限公司 物理氣相沉積反應室及其使用方法
CN115110042B (zh) * 2021-03-22 2024-03-01 台湾积体电路制造股份有限公司 物理气相沉积反应室及其使用方法
US11581167B2 (en) * 2021-06-18 2023-02-14 Applied Materials, Inc. Process kit having tall deposition ring and smaller diameter electrostatic chuck (ESC) for PVD chamber
TWI792523B (zh) * 2021-08-24 2023-02-11 天虹科技股份有限公司 可提高沉積均勻度的薄膜沉積設備及其遮擋構件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070102286A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Applied Materials, Inc. Process kit and target for substrate processing chamber
US20080178801A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Applied Materials, Inc. Process kit for substrate processing chamber
KR20090094144A (ko) * 2006-12-19 2009-09-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 비접촉 프로세스 키트

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5262029A (en) * 1988-05-23 1993-11-16 Lam Research Method and system for clamping semiconductor wafers
EP0625792B1 (en) * 1993-05-19 1997-05-28 Applied Materials, Inc. Apparatus and process for increasing uniformity of sputtering rate in sputtering apparatus
US5513594A (en) * 1993-10-20 1996-05-07 Mcclanahan; Adolphus E. Clamp with wafer release for semiconductor wafer processing equipment
AU3145197A (en) * 1996-06-28 1998-01-21 Lam Research Corporation Apparatus and method for high density plasma chemical vapor deposition
US5736021A (en) * 1996-07-10 1998-04-07 Applied Materials, Inc. Electrically floating shield in a plasma reactor
WO1998047176A1 (en) * 1997-04-11 1998-10-22 The Morgan Crucible Company Plc Composite ceramic dielectrics
US5985033A (en) * 1997-07-11 1999-11-16 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for delivering a gas
US6364957B1 (en) * 1997-10-09 2002-04-02 Applied Materials, Inc. Support assembly with thermal expansion compensation
US6034863A (en) * 1997-11-12 2000-03-07 Applied Materials, Inc. Apparatus for retaining a workpiece in a process chamber within a semiconductor wafer processing system
US6287435B1 (en) * 1998-05-06 2001-09-11 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized physical vapor deposition
JP2002529594A (ja) * 1998-10-29 2002-09-10 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 半導体ウエハ処理システムにおいて加工物を貫通して電力を結合する装置
KR100476845B1 (ko) * 1999-04-06 2005-03-17 동경 엘렉트론 주식회사 전극, 적재대, 플라즈마 처리 장치 및 전극과 적재대의제조 방법
US6630201B2 (en) * 2001-04-05 2003-10-07 Angstron Systems, Inc. Adsorption process for atomic layer deposition
US6620520B2 (en) * 2000-12-29 2003-09-16 Lam Research Corporation Zirconia toughened ceramic components and coatings in semiconductor processing equipment and method of manufacture thereof
WO2004027839A2 (en) * 2002-09-19 2004-04-01 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having a low level of particle generation and method of fabricating same
JP4163984B2 (ja) * 2003-03-26 2008-10-08 京セラ株式会社 静電チャック
US7670436B2 (en) * 2004-11-03 2010-03-02 Applied Materials, Inc. Support ring assembly
US20070283884A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-13 Applied Materials, Inc. Ring assembly for substrate processing chamber
US20080029032A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Sun Jennifer Y Substrate support with protective layer for plasma resistance
US8221602B2 (en) * 2006-12-19 2012-07-17 Applied Materials, Inc. Non-contact process kit
JP2008243937A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及び基板処理方法
US7848076B2 (en) * 2007-07-31 2010-12-07 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for providing an electrostatic chuck with reduced plasma penetration and arcing
US20090050272A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Applied Materials, Inc. Deposition ring and cover ring to extend process components life and performance for process chambers
JP4974873B2 (ja) * 2007-12-26 2012-07-11 新光電気工業株式会社 静電チャック及び基板温調固定装置
KR20090071060A (ko) * 2007-12-27 2009-07-01 주성엔지니어링(주) 정전척 및 그를 포함하는 기판처리장치
JP4929150B2 (ja) * 2007-12-27 2012-05-09 新光電気工業株式会社 静電チャック及び基板温調固定装置
US20090260982A1 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Applied Materials, Inc. Wafer processing deposition shielding components
KR101511027B1 (ko) * 2008-05-02 2015-04-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Ｒｆ물리 기상 증착용 프로세스 키트
KR101585883B1 (ko) * 2010-10-29 2016-01-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 물리적 기상 증착 챔버를 위한 증착 링 및 정전 척

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070102286A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Applied Materials, Inc. Process kit and target for substrate processing chamber
KR20090094144A (ko) * 2006-12-19 2009-09-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 비접촉 프로세스 키트
US20080178801A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Applied Materials, Inc. Process kit for substrate processing chamber

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Publication number Publication date
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TWI508219B (zh) 2015-11-11
CN105177519B (zh) 2018-03-27
US8911601B2 (en) 2014-12-16

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