KR20140097312A

KR20140097312A - Ｒｆ 접지의 신뢰성을 개선하기 위한 장치 및 방법들

Info

Publication number: KR20140097312A
Application number: KR1020147015357A
Authority: KR
Inventors: 지안후아 조우
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2014-08-06
Also published as: KR102019492B1; WO2013077994A1; TW201330706A; US20130126206A1; US8884524B2

Abstract

본 발명의 실시예들은 홀로우 부분을 포함하는 RF 전도 로드(rod)를 제공한다. 특히, RF 전도 로드는, 내측 볼륨을 에워싸는 측벽을 갖는 세정형 홀로우 바디, 세장형 홀로우 바디의 제 1 단부로부터 연장되는 제 1 솔리드 커넥터, 및 세장형 홀로우 바디의 제 2 단부로부터 연장되는 제 2 솔리드 커넥터를 포함한다. 세장형 홀로우 바디, 제 1 솔리드 커넥터, 및 제 2 솔리드 커넥터 각각은 전기 전도성 재료로부터 형성된다.

Description

ＲＦ 접지의 신뢰성을 개선하기 위한 장치 및 방법들{APPARATUS AND METHODS FOR IMPROVING RELIABILITY OF RF GROUNDING}

본 발명의 실시예들은 일반적으로, 무선 주파수(RF)에서의 전기적인 연결들의 신뢰성을 개선하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예들은 높은 온도들에서의 RF 접지의 신뢰성을 개선하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다.

매립된 RF 전극을 갖는 기판 지지부는 통상적으로, 플라즈마 강화 프로세스, 예를 들어, 플라즈마 강화 물리 기상 증착(PECVD)에서 사용된다. 기판 지지부는 일반적으로, 세라믹 바디와 같은 비-전도성 바디를 갖는다. 프로세싱 동안에 가열을 제공하기 위해, 기판 지지부에 하나 또는 그 초과의 가열 엘리먼트가 포함될 수 있다. RF 전극은 전형적으로, 열 팽창에 의해 야기되는 몇몇 상대적인 모션들을 수용하기 위해 스트랩(strap)들 및 클램프들을 포함하는 일련의 금속 파트들을 통해 RF 전력 소스에 연결된다. 클램프들 및 스트랩들은 일반적으로, 산화를 방지하기 위한 (금 또는 니켈의) 코팅을 갖는 그리고 최소의 저항률(resistivity)(구리)을 갖는 금속들로 제조된다.

그러나, 종래의 RF 연결로부터, 특히, 기판 지지부가 400 ℃보다 더 높은 온도로 가열되는 경우에 또는 RF 전력이 1000 W 위인 경우에, 다수의 문제들이 발생한다. 클램프들 및 스트랩들의 온도가 250 ℃보다 더 높은 경우에, 클램프들 및 스트랩들 상의 코팅이 열화되기 쉬워서 산화가 야기된다. 클램프들 및 스트랩들의 표면 상의 산화는 챔버에서 아킹(arcing)을 초래하고, 따라서, 프로세싱에 부정적인 영향을 미친다. 높은 온도는 또한, 클램프들 및 스트램들이 RF 전력 소스와 RF 전극 사이에 전기적인 접촉을 유지하기 위해 필요한 가요성(flexibility)을 잃게 할 수 있다. 클램프들 및 스트랩들은 심지어, 높은 온도에서 파괴(break)될 수 있다.

따라서, RF 전극과 RF 전력 소스 사이의 전기적인 접촉의 신뢰성을 개선하기 위한 장치 및 방법들에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명은 일반적으로, 프로세싱 챔버에서 플라즈마를 생성하기 위한 장치 및 방법들을 제공한다. 특히, 본 발명의 실시예들은 홀로우(hollow) 부분을 포함하는 RF 전도 로드(rod)를 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 RF 전력을 전도하기 위한 장치를 제공한다. 장치는, 내측 볼륨(volume)을 에워싸는 측벽을 갖는 세장형 홀로우 바디(elongated hollow body), 세장형 홀로우 바디의 제 1 단부로부터 연장되는 제 1 솔리드 커넥터(solid connector), 및 세장형 홀로우 바디의 제 2 단부로부터 연장되는 제 2 솔리드 커넥터를 포함한다. 세장형 홀로우 바디, 제 1 솔리드 커넥터, 및 제 2 솔리드 커넥터 각각은 전기 전도성 재료로부터 형성된다.

본 발명의 다른 실시예는 기판 지지부를 제공한다. 기판 지지부는, 기판 지지 표면을 갖는 지지 바디, 및 지지 바디에 매립된(embedded) RF 전극을 포함한다. 지지 바디는 비-전기-전도성 재료로부터 형성된다. 기판 지지부는 RF 전극에 커플링된(coupled) RF 커넥터를 더 포함한다. RF 커넥터는, 내측 볼륨을 에워싸는 측벽을 갖는 세장형 홀로우 바디, 세장형 홀로우 바디의 제 1 단부로부터 연장되는 제 1 솔리드 커넥터, 및 세장형 홀로우 바디의 제 2 단부로부터 연장되는 제 2 솔리드 커넥터를 포함한다. 세장형 홀로우 바디, 제 1 솔리드 커넥터, 및 제 2 솔리드 커넥터 각각은 전기 전도성 재료로부터 형성되고, 제 2 솔리드 커넥터는 RF 전극에 커플링된다.

본 발명의 다른 실시예는 플라즈마를 생성하기 위한 방법을 제공한다. 방법은, 챔버 컴포넌트와 기판 지지부 사이에 RF 전력 소스를 인가(applying)하는 단계를 포함한다. 기판 지지부는 기판 지지 표면을 갖는 지지 바디, 및 지지 바디에 매립된 RF 전극을 포함한다. 지지 바디는 비-전기-전도성 재료로부터 형성된다. 기판 지지부는 지지 바디에 매립된 RF 전극, 및 RF 전극에 커플링된 RF 커넥터를 더 포함한다. RF 커넥터는, 내츨 볼륨을 에워싸는 측벽을 갖는 세장형 홀로우 바디, 세장형 홀로우 바디의 제 1 단부로부터 연장되는 제 1 솔리드 커넥터, 및 세장형 홀로우 바디의 제 2 단부로부터 연장되는 제 2 소리드 커넥터를 포함한다. 세장형 홀로우 바디, 제 1 솔리드 커넥터, 및 제 2 솔리드 커넥터 각각은 전기 전도성 재료로부터 형성된다. 제 2 솔리드 커넥터는 RF 전극에 커플링되고, 제 1 솔리드 커넥터는 RF 전력 소스의 RF 핫(hot) 단자 또는 RF 접지 단자에 커플링된다.

본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로 앞서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 지지부의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 전도 로드의 개략적인 측단면도이다.
도 4는 도 3의 RF 전도 로드의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 전력을 연결시키기 위한 스트랩의 개략적인 단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위하여, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해 가능한 경우에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예에서 개시된 엘리먼트들이 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에 대해 유익하게 활용될 수 있다는 것이 고려된다.

본 발명의 실시예들은, 높은 온도들에서의 무선 주파수에서의 전기적인 연결의 신뢰성을 개선하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예들은, RF 연결 디바이스에서 RF 가열을 감소시키고 열 전도율을 감소시키도록 구성된 세장형 홀로우 바디를 포함하는 RF 연결 디바이스를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 챔버 리드(lid)(101), 측벽들(102), 및 챔버 바닥(103)을 포함한다. 챔버 리드(101), 측벽들, 및 챔버 바닥(103)은 챔버 엔클로저(chamber enclosure)(114)를 정의한다. 기판 지지부(104)가 챔버 엔클로저(114) 내에 배치된다. 기판 지지부(104)는 챔버 엔클로저(114)에서의 프로세싱을 위한 하나 또는 그 초과의 기판들(106)을 지지하도록 구성된다.

가스 분배 샤워헤드(108)가 기판 지지부(104) 위에 배치된다. 가스 분배 샤워헤드(108)는, 프로세스 가스 소스(112)로부터, 챔버 엔클로저(114) 내에서 가스 분배 샤워헤드(108)와 기판 지지부(104) 사이에 형성된 프로세싱 구역(110)으로 하나 또는 그 초과의 프로세싱 가스를 전달하도록 구성된다. 배기 어셈블리(116)는, 챔버 엔클로저(114)를 펌프 아웃(pump out)하기 위해, 배기 포트(118)를 통해 챔버 엔클로저(114)에 연결될 수 있다.

기판 지지부(104)는 샤프트(124)에 커플링된 지지 바디(120)를 포함한다. 기판 지지부(104)는 또한, 가스 분배 샤워헤드(108)와 기판 지지부(104) 사이에 플라즈마(132)를 생성하기 위한 RF 전극(130)을 포함한다. RF 전극(130)은 지지 바디(120)에 매립될 수 있다. 선택적으로, 기판 지지부(104)는, 지지 바디(120) 상에 배치된 기판(106)을 가열하기 위해 가열 엘리먼트(138)를 포함할 수 있다.

지지 바디(120)는, 기판(106)을 위에 지지하기 위한 상측 표면(122)을 가지면서 실질적으로 평탄할 수 있다. 상측 표면(122)은 가스 분배 샤워헤드(108)의 하측 표면(109)과 대면하고, 가스 분배 샤워헤드(108)에 대해 실질적으로 평행할 수 있다. 지지 바디(120)는, 챔버 엔클로저(114)의 형상 및/또는 프로세싱되고 있는 기판(106)의 형상에 따라, 실질적으로 원형, 직사각형, 정사각형, 또는 다른 형상일 수 있다. 지지 바디(120)는, 세라믹들(ceramics), 또는 챔버 엔클로저(114)에서 플라즈마 환경을 견딜 수 있는 다른 비-전기 전도성 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 지지 바디(120)는 알루미늄 질화물 또는 알루미늄 산화물로 구성된 일체형 단일체 구조(unitary monolith structure)일 수 있다.

샤프트(124)는 챔버 바닥(103)을 통해 연장되고, 냉각 커텍터(154)를 통해 구동 메커니즘(126)에 연결된다. 냉각 커넥터(154)는 알루미늄과 같은 금속성 재료로부터 형성된다. 구동 메커니즘(126)은, 가스 분배 샤워헤드(108)와 지지 바디(120)의 상측 표면(122) 사이의 거리를 조정하기 위해, 챔버 엔클로저(114) 내에서 지지 바디(120)를 수직으로 이동시키도록 구성된다. 지지 바디(120)의 수직 이동은 또한, 기판(106)의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 가능하게 할 수 있다. 구동 메커니즘(126)은 또한, 샤프트(124)의 중심 축(128)을 중심으로 샤프트(124) 및 지지 바디(120)를 회전시킬 수 있다. 샤프트(124)는 지지 바디(120)와 동일한 비-전기 전도성 재료로부터 형성될 수 있다.

샤프트(124)는 중심 축(128)을 따라 연장되는 내측 개구(140)를 갖는 홀로우(hollow)이다. 내측 개구(140)는 가열 엘리먼트(138) 및 RF 전극(130)에 대한 전기적인 연결들을 수용한다. 샤프트(124)는 냉각 커넥터(154)에 고정적으로 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 냉각 커넥터(154)는, 프로세싱 동안에 냉각되고, 냉각 어셈블리(127)에 연결된 냉각 채널들(155)을 포함할 수 있다. 샤프트(124)를 둘러싸는 하측 커버(190) 및 벨로스(192)는, 샤프트(124)의 모션들을 허용하면서, 챔버 엔클로저(114)에 밀봉을 제공하기 위해 챔버 바디(103)에 커플링될 수 있다.

RF 전극(130)은 금속성 재료로부터 형성된다. RF 전극(130)은, 기판(106)에 대응하는 영역에 걸쳐 확산(spreading)되면서 지지 바디(120) 내에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, RF 전극(130)은 지지 바디(120)에 매립된 금속성 메시(mesh)를 포함한다. 금속성 메시는 몰리브덴과 같은 금속으로 제조될 수 있다.

RF 전극(130)은, 냉각 커넥터(154)의 하측 공동(194) 및 샤프트(124)의 내측 개구(140)에 배치된 RF 커넥터 어셈블리(142)에 커플링된다. RF 커넥터 어셈블리(142)는 샤프트(124)를 통해 연장되고, 정합 네트워크(136)를 통해 RF 전력 소스(134)에 연결될 수 있다. RF 전력 소스(134)는, 프로세싱 챔버(100) 내에서 플라즈마를 생성하기 위한 프로세싱 챔버(100)에서의 하나 또는 그 초과의 챔버 컴포넌트들에 정합 네트워크(136)를 통해 연결될 수 있다. RF 전력 소스(134)는, 약 100 와트 내지 약 5000 와트의 RF 전력을 RF 전극(130) 및 하나 또는 그 초과의 챔버 컴포넌트들에 제공할 수 있다.

도 1에서 도시된 바와 같이, RF 전력 소스(134)는, 가스 분배 샤워헤드(108)와 기판 지지부(104) 사이에 플라즈마를 생성하기 위해, 정합 네트워크(136)를 통해 가스 분배 샤워헤드(108)에 연결된다. RF 전극(130)은 정합 네트워크(136)의 RF 단자(136a)에 연결될 수 있다. 가스 분배 샤워헤드(108)는 정합 네트워크(136)의 다른 RF 단자(136b)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, RF 전극(130)이 RF 접지되고, 가스 분배 샤워헤드와 같은 하나 또는 그 초과의 챔버 컴포넌트는 RF 핫(hot)이도록, RF 단자(136a)는 RF 접지(grounding) 단자이고, RF 단자(136b)는 RF 핫 단자이다. 대안적으로, RF 전극(130)이 RF 핫이고, 가스 분배 샤워헤드(108)와 같은 하나 또는 그 초과의 챔버 컴포넌트들이 RF 접지되도록, RF 단자(136a)는 RF 핫 단자이고, RF 단자(136b)는 RF 접지 단자이다. 플라즈마를 생성하는 것에 부가하여, RF 전극(130)은 또한, 기판 지지부(104) 상에 기판(106)을 정전기적으로 홀딩(hold)하기 위해 정전기 인력 부재로서 역할을 할 수 있다.

가열 엘리먼트(138)는, 샤프트(124)의 내측 개구(140)을 따라 연장되고, 그 내측 개구(140)에 배치된 단자 로드들(144, 146)을 통해 전력 소스(148)에 연결될 수 있다. 전력 소스(148)는, 가열 엘리먼트(138)에 전력공급(power)하기 위해 DC 전압을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 전력 소스(148)는, 약 100 내지 약 4000 와트의 직류를 가열 엘리먼트(138)로 전달하는 것이 가능할 수 있다.

가열 엘리먼트(138)는 저항성 히터일 수 있다. 가열 엘리먼트(138)는, 와이어에 걸친 전압의 인가 시에 열을 생성하는 전기적인 저항기 와이어일 수 있다. 예를 들어, 가열 엘리먼트(138)는, 지지 바디(120)의 중심으로부터 에지(edge)로 나선(spiral)을 형성하도록 동심적으로(concentrically) 감긴(coiled) 실린더형 단면을 갖는 금속 와이어일 수 있다. 적합한 금속 와이어는 몰리브덴 또는 니크롬 와이어일 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 커넥터 어셈블리(142)를 예시하는 기판 지지부(104)의 개략적인 단면도이다. RF 커넥터 어셈블리(142)는, 가열 엘리먼트(138) 및/또는 RF 전극(130)에서의 RF 전력으로 인해 가열되는 기판 지지부(104)에 매립된 RF 전극(130)에 대한 개선된 RF 연결을 제공한다.

RF 커넥터 어셈블리(142)는 RF 전도 로드(150) 및 가요성(flexible) 스트랩(152)을 포함한다. RF 전도 로드(150)는 직접적으로 일 단부에서 RF 전극(130)에 커플링되고, 다른 단부에서 가요성 스트랩(152)에 커플링된다. 냉각 커넥터(154)는 스루 홀(196) 및 하측 공동(194)을 가질 수 있다. RF 전도 로드(150)는 냉각 커넥터(154)의 하측 공동(194)으로 스루 홀(196)을 통해 연장된다. 가요성 스트랩(152)은 하측 공동(194) 내에서 냉각 커넥터(154)의 측벽(198)과 RF 전도 로드(150) 사이에 커플링된다. 냉각 커넥터(154)는 추가로, 하측 커버(190)를 통해 챔버 바디(103)에 연결됨으로써, 또는 RF 단자(136a)에 직접적으로 연결됨으로써, 정합 네트워크(136)에 연결될 수 있다. 따라서, RF 전극(130)은, 정합 네트워크(136), 냉각 커넥터(154), 가요성 스트랩(152), 및 RF 전도 로드(150)의 연결을 통해 RF 전력 소스(134)를 통해, RF 전력공급될 수 있거나 또는 RF 접지될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 전도 로드(150)의 개략적인 단면도이다. RF 전도 로드(150)는, 샤프트(124)를 통해 RF 전극(130)에 대한 전자적인 연결을 제공하기 위해 샤프트(124)의 길이와 실질적으로 유사한 길이를 가질 수 있다.

RF 전도 로드(150)는, 세장형 홀로우 바디(156), 및 세장형 홀로우 바디(156)에 각각 연결된 솔리드 단부들(162, 164)을 포함한다. 세장형 홀로우 바디(156)는 일반적으로, 내측 볼륨(158)을 에워싸는 측벽(172)에 의해 형성된다. 솔리드 단부들(162, 164)은 내측 볼륨(158)을 폐쇄한다. 벤팅 홀(160)이 내측 볼륨(158)을 외부에 연결시키면서 측벽(172)을 통해 형성될 수 있다. 벤팅 홀(160)은, 특히 RF 전도 로드(150)가 가열 또는 냉각되는 경우에, 홀로우 RF 전도 로드(150)의 내부와 외부 사이의 압력 불균형을 방지한다.

일 실시예에서, 솔리드 단부들(162, 164) 및 세장형 홀로우 바디(156)는 3개의 별개의 파트들로부터 함께 접합될 수 있다. 솔리드 단부들(162, 164) 및 세장형 홀로우 바디(156)는, e-빔 용접 또는 레이저 용접과 같은 퓨전 본딩(fusion bonding) 프로세스들을 통해 합께 접합된다. 퓨전 본딩 프로세스들이 접합부들(174, 176)에서 이물질(foreign material)들을 사용하지 않기 때문에, 접합부들(174, 176)에서 RF 전도 로드(150)에 최소의 전기적인 저항률이 도입된다. 일 실시예에서, 솔리드 단부들(162, 164) 및 세장형 홀로우 바디(156)는 니켈과 같은 동일한 금속성 재료로부터 형성될 수 있다.

솔리드 단부(162)는 솔리드 실린더의 부분 또는 다른 적합한 형상들을 포함할 수 있다. 솔리드 단부(162)는 솔리드 정션(solid junction)을 만들기 위해 RF 전극(130)에 고정적으로 연결될 수 있다. 솔리드 단부(162)는 브레이징(brazing) 프로세스를 통해 RF 전극(130)에 접합될 수 있다.

세장형 홀로우 바디(156)는 금속성 홀로우 튜브일 수 있다. 일 실시예에서, 세장형 홀로우 바디(156)는 약 3 mm 내지 약 10 mm의 직경을 갖는 실린더형 튜브일 수 있다. 세장형 홀로우 바디(156)의 측벽(172)은 약 0.127 mm(0.005 인치) 내지 약 0.5 mm(0.020 인치)의 두께를 가질 수 있다.

도 4는 솔리드 단부(164)를 도시하는 RF 전도 로드(150)의 개략적인 단면도이다. 솔리드 단부(164)는 솔리드 실린더의 부분 또는 다른 적합한 형상들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 솔리드 단부(164)는, 가요성 스트랩(152)을 위한 마운팅 피처(mounting feature)들을 수용하기 위한 평탄화된 표면들(178)을 가질 수 있다. 솔리드 단부(164)는 RF 전도 로드(150)의 축(151)을 횡단하는 하나 또는 그 초과의 스루 홀들(166)을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, RF 전도 로드(150), 가요성 스트랩(152), 및 냉각 커넥터(154) 사이의 연결을 도시하는, 기판 지지부(104)의 개략적인 부분 단면도이다. 가요성 스트랩(152)은, 스크류들 및 볼트들과 같은 기계적인 패스너(fastener)들에 의해, 또는 소결, 핫 프레싱(hot pressing), 및 다른 방법들과 같은 제조 프로세스에 의해, RF 전도 로드(150)의 솔리드 단부(164)에 커플링될 수 있다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 볼트들(168)이 스루 홀들(166)을 통해 RF 전도 로드(150)의 솔리드 단부(164)에 가요성 스트랩(152)을 체결한다. 볼트들(168)은 솔리드 단부(164) 상의 평탄화된 표면(178)에 대해 가요성 스트랩(152)을 고정시키고, 따라서, 솔리드 연결이 획득된다.

가요성 스트랩(152)은, 냉각 커넥터(154)의 측벽(198)과 RF 전도 로드(150) 사이에 가요성을 제공하는 세정형 얇은 플레이트의 스트립 또는 와이어일 수 있다. 가요성 스트랩(152)은, 냉각 커넥터(154) 및 RF 전도 로드(150)에 체결되기 위한 하나 또는 그 초과의 스루 홀들(180)을 가질 수 있다. 세장형인 RF 전도 로드(150)는, 가열되는 경우에 축(151)을 따르는 상당한 양의 열 팽창을 초래하여, 솔리드 단부(164)가 수직으로 이동될 수 있다. 가요성 스트랩(152)의 가요성은 솔리드 단부(164)가 이동하고 여전히 전기적인 접촉을 유지하게 허용한다. 일 실시예에서, 가요성 스트랩(152)은 최소의 전기적인 저항을 갖는 금속의 얇은 플레이트일 수 있다. 가요성 스트랩(152)은 약 0.127 mm(0.005 인치) 내지 약 0.5 mm(0.020 인치)의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 가요성 스트랩(152)은, 부식을 감소시키기 위해 금으로 도핑된 니켈 및/또는 베릴륨으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 가요성 스트랩(152)은, 부식을 감소시키기 위해 금으로 도금된 꼬인(braided) 구리 와이어로부터 제조될 수 있다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 볼트들(170)이 가요성 스트랩(152), 냉각 커넥터(154), 및 샤프트(124)를 체결하기 위해 사용될 수 있다. 냉각 커넥터(154)는, 부식을 감소시키기 위해 금으로 도핑된 니켈 및/또는 베릴륨과 같은 최소의 전기적인 저항을 갖는 금속으로 제조될 수 있다.

RF 전도 로드(150)는 최신의 RF 전도체에 비해 수개의 개선들을 제공한다. 특히, 홀로우 부분을 포함함으로써, RF 전도 로드(150)는 RF 저항을 증가시키지 않으면서 지지 바디(120)로부터 열 전도를 감소시킨다. 컴포넌트의 열 전도성은 일반적으로, 단면적(sectional area)의 크기에 비례하는 한편, RF 저항은 표면적의 크기에 관련된다. 홀로우 부분을 포함함으로써, RF 전도 로드(150)는, 표면적의 크기를 감소시키지 않으면서 단면적의 크기를 감소시키고, 따라서, RF 저항률을 증가시키지 않으면서 열 전도를 감소시킨다.

부가적으로, RF 전도 로드(150)의 세장형 홀로우 바디(156)가 또한 RF 가열을 감소시킨다. RF 가열은 접지 경로와 같은 전도성 경로를 통하는 RF 전류 흐름에 의해 야기되고, 전도체에서의 RF 저항에 비례한다. RF 전도 로드(150)의 RF 저항에 대한 주된 기여는, 가요성 스트랩(152) 및 RF 전극(130)과 RF 전도 로드(150)의 연결, RF 전류가 이동하는 표면적의 폭, 및 RF 전도 로드(150)의 길이로부터 유리한다. 홀로우 로드의 디자인은, 열 전도를 증가시키지 않으면서 RF 가열을 방지하고 RF 저항률을 감소시키기 위해 더 큰 직경을 가질 수 있다.

예를 들어, 지지 바디(120)가 섭씨 560 도로 가열되는 경우에, 샤프트(124)는 섭씨 80 도로 가열되고, RF 전력은 1600 와트이며, 솔리드 전도 로드가 RF 전극(130) 및 가요성 스트랩(152)을 연결시키기 위해 사용되는 경우에, 가요성 스트랩(152)은 섭씨 290 도로 가열된다. 동일한 조건 하에서, 홀로우 부분을 갖는 RF 전도 로드(150)가 사용되는 경우에, 가요성 스트랩(152)은 단지 섭씨 220 도로 가열된다. 낮아진 온도는 효과적으로, RF 경로에서의 부식 컴포넌트들을 감소시킬 수 있고, 아킹(arcing)을 피할 수 있으며, 플라즈마 프로세싱 챔버의 전체 성능을 개선할 수 있다.

위에서 설명된 실시예들이 가열형 기판 지지부에서의 RF 접지에 관련되지만, 본 발명의 실시예들에 따른 홀로우 부분들을 갖는 RF 전도 로드는, 감소되는 RF 저항률 및/또는 감소되는 열 전도성이 요구되는 경우에 임의의 RF 연결 상황에서 사용될 수 있다.

전술한 바가 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims

RF 전력을 전도(conducting)하기 위한 RF 커넥터(connector)로서,
내측 볼륨(volume)을 에워싸는 측벽을 갖는 세장형 홀로우 바디(elongated hollow body);
상기 세장형 홀로우 바디의 제 1 단부로부터 연장되는 제 1 솔리드(solid) 커넥터; 및
상기 세장형 홀로우 바디의 제 2 단부로부터 연장되는 제 2 솔리드 커넥터
를 포함하며,
상기 세장형 홀로우 바디, 상기 제 1 솔리드 커넥터, 및 상기 제 2 솔리드 커넥터 각각은 전기 전도성 재료로부터 형성되는,
RF 커넥터.
제 1 항에 있어서,
상기 세장형 홀로우 바디의 측벽은 상기 세장형 홀로우 바디의 측벽을 통해 형성된 벤팅 포트(venting port)를 갖고, 상기 벤팅 포트는 상기 측벽의 외부에 상기 내측 볼륨을 유체적으로(fluidly) 연결시키는,
RF 커넥터.
제 2 항에 있어서,
상기 세장형 홀로우 바디는 홀로우 실린더(hollow cylinder)인,
RF 커넥터.
제 1 항에 있어서,
상기 세장형 홀로우 바디, 상기 제 1 솔리드 커넥터, 및 상기 제 2 솔리드 커넥터는 동일한 금속으로부터 형성되는,
RF 커넥터.
제 4 항에 있어서,
상기 세장형 홀로우 바디는, 전자 빔 용접 또는 레이저 용접에 의해, 상기 제 1 및 제 2 솔리드 커넥터들에 접합되는(joined),
RF 커넥터.
제 5 항에 있어서,
상기 금속은 니켈인,
RF 커넥터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 솔리드 커넥터는 하나 또는 그 초과의 마운팅 피처(mounting feature)들을 갖는,
RF 커넥터.
기판 지지부로서,
기판 지지 표면을 갖는 지지 바디 ― 상기 지지 바디는 비-전기-전도성 재료로부터 형성됨 ―;
상기 지지 바디에 매립된(embedded) RF 전극; 및
상기 RF 전극에 커플링된, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 RF 커넥터
를 포함하며,
상기 RF 커넥터의 상기 제 2 솔리드 커넥터는 상기 RF 전극에 커플링되는,
기판 지지부.
제 8 항에 있어서,
상기 지지 바디에 매립된 가열 엘리먼트를 더 포함하는,
기판 지지부.
제 9 항에 있어서,
상기 벤팅 포트는 상기 제 2 솔리드 커넥터보다 상기 제 1 솔리드 커넥터에 더 근접한,
기판 지지부.
제 8 항에 있어서,
상기 RF 전극은 금속 메시(metal mesh)이고, 상기 제 2 솔리드 커넥터는 브레이징(brazing)에 의해 상기 RF 전극에 커플링되는,
기판 지지부.
플라즈마를 생성하기 위한 방법으로서,
챔버 컴포넌트와 기판 지지부 사이에 RF 전력 소스를 인가하는(applying) 단계를 포함하며,
상기 기판 지지부는,
기판 지지 표면을 갖는 지지 바디 ― 상기 지지 바디는 비-전기-전도성 재료로부터 형성됨 ―;
상기 지지 바디에 매립된 RF 전극; 및
상기 RF 전극에 커플링된, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 RF 커넥터
를 포함하고,
상기 RF 커넥터의 상기 제 2 솔리드 커넥터는 상기 RF 전극에 커플링되고, 상기 RF 커넥터의 상기 제 1 솔리드 커넥터는 상기 RF 전력 소스의 RF 핫(hot) 단자 또는 RF 접지 단자에 커플링되는,
플라즈마를 생성하기 위한 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 지지 바디에 매립된 가열 엘리먼트를 갖는 상기 기판 지지부 상에 배치된 기판을 가열하는 단계를 더 포함하는,
플라즈마를 생성하기 위한 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 세장형 홀로우 바디의 측벽은 상기 세장형 홀로우 바디의 측벽을 통해 형성된 벤팅 포트를 갖고, 상기 기판을 가열하는 단계는 상기 벤팅 포트를 통해 상기 세장형 바디의 내측 볼륨을 벤팅하는 단계를 포함하는,
플라즈마를 생성하기 위한 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 RF 전력을 인가하는 단계는 상기 기판 지지부에 매립된 RF 전극에 RF 접지 단자를 연결시키는 단계를 포함하는,
플라즈마를 생성하기 위한 방법.