KR20140108277A - 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치 - Google Patents

플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140108277A
KR20140108277A KR1020147019512A KR20147019512A KR20140108277A KR 20140108277 A KR20140108277 A KR 20140108277A KR 1020147019512 A KR1020147019512 A KR 1020147019512A KR 20147019512 A KR20147019512 A KR 20147019512A KR 20140108277 A KR20140108277 A KR 20140108277A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
support member
target
processing apparatus
substrate processing
arm space
Prior art date
Application number
KR1020147019512A
Other languages
English (en)
Inventor
앨런 리치
도니 영
케이스 에이. 밀러
무하마드 라시드
스티브 산소니
우데이 파이
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20140108277A publication Critical patent/KR20140108277A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H01J37/3417—Arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H01J37/3423—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435—Target holders (includes backing plates and endblocks)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3441—Dark space shields

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 장치는, 챔버 본체; 상기 챔버 본체 상단에 배치된 덮개; 상기 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질로 구성된 타겟을 포함하는 타겟 조립체; 상기 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내벽을 가진 환형 암공간 쉴드; 상기 암공간 쉴드의 외측 에지에 인접하여 배치된 밀봉 링; 및 상기 덮개에 외측 단부 부근에서 커플링되는 지지 부재로서, 상기 밀봉 링과 상기 환형 암공간 쉴드를 지지하도록 방사상 내측으로 연장하며, 상기 지지 부재와 상기 밀봉 링 그리고 상기 밀봉 링과 상기 타겟 조립체 사이에 시일이 형성되도록, 상기 덮개에 커플링될 때 충분한 압축을 제공하는 상기 지지 부재를 포함할 수 있다.

Description

플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치{APPARATUS FOR ENABLING CONCENTRICITY OF PLASMA DARK SPACE}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 물리 기상 증착 처리 장비에 관한 것이다.
물리 기상 증착(PVD) 챔버에서, 스퍼터링 타겟과 같은 통전된 전극과, 타겟의 에지 부근에 배치되어 "암공간 쉴드"라 호칭되는 접지된 쉴드 사이에 암공간 영역이 존재한다. 기존의 PVD 챔버에서, 암공간 쉴드는 통상적으로 타겟으로부터 분리되어 PVD 챔버의 본체에 장착된다. 타겟은 통상적으로 PVD 챔버의 제거가능한 덮개에 장착된 후, 처리를 위해 챔버 본체 상으로 하강하게 된다. 그러나, 본 발명자들은 이러한 구성이 바람직하지 않게 암공간 쉴드와 타겟이 부정확하게 정렬되는 결과를 초래한다는 것을 발견하였다.
본 발명자들은, 타겟에 인가되는 무선 주파수(RF) 에너지의 주파수가 증가함에 따라, 암공간 영역이 플라즈마 불규칙도와 아크 이벤트들을 제어하는데 있어서 더 중요해지며, 이는 PVD 챔버에서의 증착 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 더 발견하였다.
따라서, 본 발명자들은 PVD 처리를 위한 개선된 장치를 제공하였다.
물리 기상 증착 방법 및 장치가 제공된다. 일부 실시예들에서, 물리 기상 증착 장치는, 챔버 본체; 상기 챔버 본체 상단에 배치된 덮개; 상기 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질로 구성된 타겟을 포함하는 타겟 조립체; 상기 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내벽을 가진 환형 암공간 쉴드; 상기 암공간 쉴드의 외측 에지에 인접하여 배치된 밀봉 링; 및 상기 덮개에 외측 단부 부근에서 커플링되는 지지 부재로서, 상기 밀봉 링과 상기 환형 암공간 쉴드를 지지하도록 방사상 내측으로 연장하며, 상기 지지 부재와 상기 밀봉 링 그리고 상기 밀봉 링과 상기 타겟 조립체 사이에 시일이 형성되도록, 상기 덮개에 커플링될 때 충분한 압축을 제공하는 상기 지지 부재를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 물리 기상 증착 장치는, 기판 처리 챔버에 이동가능하게 커플링되도록 구성된 덮개; 상기 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질로 구성된 타겟을 포함하는 타겟 조립체; 상기 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내벽을 가진 환형 암공간 쉴드; 상기 덮개에 외측 단부 부근에서 커플링되고 방사상 내측으로 연장하는 지지 부재로서, 상기 덮개에 커플링될 때, 상기 타겟 조립체에 대해 상기 환형 암공간 쉴드를 바이어싱하는 특징부를 포함하는 상기 지지 부재; 및 상기 암공간 쉴드의 외측 에지에 인접하여 상기 지지 부재와 상기 타겟 조립체 사이에 배치된 밀봉 링을 포함할 수 있으며, 상기 지지 부재는, 상기 덮개에 커플링될 때, 상기 지지 부재와 상기 밀봉 링 그리고 상기 밀봉 링과 상기 타겟 조립체 사이에 시일이 형성되도록, 충분한 압축을 제공한다.
이하, 본 발명의 다른 및 추가적인 실시예들에 대해 설명한다.
첨부 도면들에 도시된 본 발명의 예시적 실시예들을 참조하면, 위에서 약술하고 이하에서 더 상세하게 설명한 본 발명의 실시예들을 이해할 수 있다. 그러나, 첨부 도면들은 단지 본 발명의 전형적인 실시예들을 도시하고 있을 뿐이며, 본 발명은 다른 동등한 효과를 가진 실시예들을 포함할 수 있으므로, 그 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 아니됨을 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 처리 챔버의 개략적인 단면도를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지지 부재와 주변 구조의 단면도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지지 부재와 주변 구조의 단면도를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지지 부재의 평면도를 도시하고 있다.
이해를 용이하게 하기 위하여, 도면들에서 공통되는 동일한 요소들은 가능한 한 동일한 참조 번호들을 사용하여 표시하였다. 도면들은 축적에 따라 도시되지 않았으며 명료함을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 요소들과 특징부들은 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 통합될 수 있을 것으로 생각된다.
본원에서는 개선된 물리 기상 증착 처리 장비를 위한 방법들과 장치들을 제공한다. 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 물리 기상 증착 챔버, 또는 처리 챔버(100)의 개략적인 단면도를 도시하고 있다. 적당한 PVD 챔버들의 예들에는 캘리포니아주 산타 클라라에 소재한 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드로부터 상업적으로 이용가능한 ENDURA® PVD 처리 챔버가 포함된다. 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드 또는 다른 제조사들이 제작한 다른 처리 챔버들도 본원에 개시된 본 발명에 따른 장치로부터의 이익을 향유할 수 있다.
일부 실시예들에서, 처리 챔버(100)는 챔버 본체(136) 상단에 배치된 챔버 덮개(134)를 갖는다. 챔버 덮개(134)는, 예컨대, 타겟을 설치하거나 교체하기 위해 또는 처리 챔버(100)에 대한 유지 보수를 실시하기 위해, 챔버 본체(136)로부터 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 챔버 덮개는 타겟 조립체(138), 암공간 쉴드(178), 밀봉 링(182), 및 암공간 쉴드(178)와 밀봉 링(182)을 지지하는 지지 부재(184)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 공급 구조체(110)는 타겟에 RF 전력과, 선택적으로는, DC 전력을 커플링하기 위해, 챔버 덮개(134)에 커플링될 수 있다.
일부 실시예들에서, 타겟 조립체(138)는 타겟(106)과 타겟 백킹 플레이트(146)를 포함한다. 타겟(106)은 금속 또는 금속 산화물과 같이 스퍼터링 중에 기판(104) 상에 증착될 물질을 포함한다. 일부 실시예들에서, 타겟 백킹 플레이트(146)는, RF 및 DC 전력이 백킹 플레이트(146)를 통해 타겟(106)에 커플링될 수 있도록, 구리-아연, 구리-크롬, 또는 타겟과 동일한 물질 등의 도전성 물질을 포함할 수 있다. 대안적으로, 백킹 플레이트(146)는 비도전성일 수 있으며, 전기 피드스루 등과 같은 도전성 요소(미도시)를 포함할 수 있다.
지지 부재(184)는 밀봉 링(182) 및 암공간 쉴드(178)와 같은 하나 이상의 챔버 부품들을 지지하기 위해 챔버 덮개(134)에 커플링될 수 있다. 지지 부재(184)는 암공간 쉴드(178)와 타겟(106)을 수용하기 위해 중앙 개구를 가진 대체로 평면인 부재일 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 부재(184)는, 챔버 덮개의 대응하는 형상 및/또는 처리 챔버(100)에서 처리될 기판의 형상에 따라 그 형성이 달라질 수도 있으나, 원형 또는 디스크 형상일 수 있다. 사용시, 챔버 덮개(134)가 개방 또는 폐쇄될 때, 지지 부재(184)는 타겟(106)에 대해 적절하게 정렬되도록 암공간 쉴드(178)를 유지함으로써, 챔버 조립체 또는 챔버 덮개(134)의 개폐로 인한 오정렬의 위험을 최소화한다.
일부 실시예들에서, 지지 부재(184)는 지지 부재(184)의 외주 에지 부근에서 챔버 덮개(134)에 커플링되며, 밀봉 링(182)과 암공간 쉴드(178)를 지지하기 위해 방사상 내측으로 연장될 수 있다. 밀봉 링(182)은 원하는 단면을 가진 링 또는 다른 환형상일 수 있다. 밀봉 링은 밀봉 링(182)의 일측의 지지 부재(184) 및 밀봉 링(182)의 타측의 타겟 백킹 플레이트(146)와의 인터페이싱을 용이하게 하기 위해 2개의 대향하는 평면이면서 대체로 평행한 표면들을 포함할 수 있다. 밀봉 링(182)은 세라믹과 같은 유전체 재료로 제조될 수 있다.
암공간 쉴드(178)는 일반적으로 타겟(106)의 외측 에지 주변에 배치된다. 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)의 외측 에지에 인접하여(즉, 암공간 쉴드(178)의 방사상 외측에) 밀봉 링(182)이 배치된다. 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)는 세라믹과 같은 유전체 재료로 제조된다. 유전체 암공간 쉴드(178)를 제공함으로써, 암공간 쉴드와 RF 열점인 인접 부품들 간의 아킹을 회피하거나 최소화할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)는 스테인리스 스틸, 알루미늄 등과 같은 도전성 재료로 제조된다. 도전성 암공간 쉴드(178)를 제공함으로써, 처리 챔버(100) 내에 보다 균일한 전계를 유지함으로써, 그 내부의 기판들의 보다 균일한 처리를 촉진할 수 있다. 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)의 하부는 도전성 재료로 제조될 수 있고, 암공간 쉴드(178)의 상부는 유전체 재료로 제조될 수 있다.
도 2는 도 1의 처리 챔버(100)의 지지 부재(184)와 주변 구조의 보다 상세한 도면을 도시하고 있다. 일부 실시예들에서, 지지 부재(184)는 지지 부재(184)의 외주 부근에서 챔버 덮개(134)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 지지 부재(184)는 볼트 등과 같은 복수의 패스너(202)들에 의해 챔버 덮개(134)에 커플링된다. 예컨대, 도 4는 도 2에 도시된 볼트(202)들을 위해 외주 주위에 분산된 복수의 개구(402)들을 가진 지지 부재(184)의 평면도를 도시하고 있다. 8개의 개구(402)들이 도시되어 있으나, 챔버 덮개와 지지 부재의 구성에 따라 더 많거나 더 적은 패스너들이 사용될 수 있다.
지지 부재(184)는, 챔버 덮개(134)에 커플링되는 경우, (덮개 내부와 같이) 진공으로 유지되지 않는 처리 챔버(100)의 부분들과 (처리 챔버(100)의 내부 속과 같이) 진공으로 유지되는 처리 챔버(100)의 부분들 사이에 시일 형성을 용이하게 한다. 예컨대, 시일(204)은 밀봉 링(182)과 타겟 백킹 플레이트(146) 사이에 배치될 수 있고, 시일(206)은 밀봉 링(182)과 지지 부재(184) 사이에 배치될 수 있으며, 이에 따라, 지지 부재(184)가 설치될 경우, 시일(204, 206)을 압축하는 충분한 힘이 인가되어 이 위치들에 진공 시일을 형성하게 된다. 시일(204, 206)들과 아울러 본원에 개시된 다른 시일들은 O링, 개스킷 등과 같은 임의의 적당한 시일일 수 있다. 예컨대, 챔버 덮개(134)가 상부 챔버 어댑터의 상단에서 폐쇄 위치에 있을 때, 챔버 덮개(134)와 상부 챔버 어댑터(142) 사이에 시일을 제공하기 위해, 지지 부재(184)와 상부 챔버 어댑터(142) 사이에 시일(220)이 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)의 내벽과 타겟(106)의 외측 에지 사이에 갭(208)을 유지하기 위해 정렬 특징부들이 제공될 수 있다. 정렬 특징부들은 보다 균일한 갭의 유지를 용이하게 할 수 있으며, 바람직하지 않게 아킹으로 이어질 수 있는 타겟(106)과 암공간 쉴드(178)의 접촉 또는 근접촉을 방지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방사상의 갭은 0.003 내지 0.030 인치 범위이다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 타겟 백킹 플레이트(146)의 하면으로부터 복수의 핀(210)들이 연장될 수 있다. 예컨대, 핀들은 타겟 백킹 플레이트(146)에 형성된 대응하는 홀들에 압입되거나 고정될 수 있다. 핀(210)들은 암공간 쉴드(178)의 상면 내에 배치된 대응하는 복수의 슬롯(212)들과 인터페이싱하거나 그 속에 끼워지도록 타겟 백킹 플레이트(146)의 하면으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장하는 부분들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 암공간 쉴드(178)의 좌우 이동을 방지하고 암공간 쉴드(178)의 내벽과 타겟(106)의 외측 에지 사이에 갭(208)을 유지하는 적어도 3세트의 정렬 특징부들(예컨대, 3개의 핀(210)들과 3개의 슬롯(212)들)이 있다. 암공간 쉴드(178)와 타겟 백킹 플레이트(146) 사이의 정렬을 유지하면서, 열팽창률 및 수축률 차이로 인한 암공간 쉴드(178)와 타겟 백킹 플레이트(146)의 상대 운동을 용이하게 하기 위해, 슬롯(212)의 방사상 길이가 핀(210)들의 직경보다 더 크도록, 슬롯(212)들이 방사상으로 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 핀(210)은 정렬 특징부들 내에 포획된 가스들의 배출을 허용하기 위해 핀(210)을 통해 축 방향으로 배치된 중공 통로(214)를 가질 수 있다.
암공간 쉴드(178)가 유전체인 실시예들에서, 지지 부재(184)는 타겟 조립체(138)에 대해 암공간 쉴드(178)를 바이어싱하는 복수의 바이어싱 특징부들을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 바이어싱 특징부(302)는 지지 부재(184)의 리세스 내에 구속된 볼(304)을 포함할 수 있다. 리세스의 저부로부터 멀리 볼(304)을 바이어싱하기 위해, 볼(304)과 리세스의 저부 사이에 스프링(306)이 배치될 수 있다. 리세스 내부에 볼(304)을 구속하기 위해 구속 링(308)과 같은 구속 특징부가 지지 부재(184)에 고정될 수 있다. 지지 부재(184)의 리세스 내에 볼(304)을 구속하면서, 볼(304)의 소정 부분이 리세스로부터 연장되어 암공간 쉴드(178)에 접촉할 수 있도록, 구속 링(308)의 직경이 선택될 수 있다. 또한, 볼(304)들을 움직임으로써 방사상 운동을 허용하여, 부품들 간의 마찰로 인한 입자 발생을 저감하거나 제거할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 일부 실시예들에서, 공급 구조체(110)는 타겟(106)에 RF 전력과, 선택적으로는, DC 전력을 커플링한다. 입자 공급 구조체(110)에 대해 후술하지만, 다른 구성들을 가진 다른 공급 구조체들이 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 공급 구조체(110)는 타겟(106)에 RF 및 DC 에너지를 제공하기 위해 각각 이용될 수 있는 RF 전력 공급원(118)과, 선택적으로, DC 전력 공급원(120)에 커플링될 수 있는 제1 단부(114)를 가진 본체(112)를 포함할 수 있다. 제1 단부(114)에 대향하는 공급 구조체(110)의 제2 단부(116)는 챔버 덮개(134)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 본체(112)는 제1 단부(114)로부터 제2 단부(116)까지 본체(112)를 관통하여 배치된 중앙 개구(115)를 더 포함한다. 공급 구조체(110)는 RF 전력 공급원(118)과 DC 전력 공급원(120)으로부터의 RF 및 DC 에너지를 전도하기 위해 적당한 도전성 물질들로 제작될 수 있다.
일부 실시예들에서, 챔버 덮개(134)는 공급 구조체(110)를 통해 인가된 에너지를 도전성 부재(125)를 통해 타겟(106)의 주연 에지에 분배하기 위해 공급원 분배판(122)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 일부 실시예들에서, 본체(112)의 제2 단부(116)가 공급원 분배판(122)에 커플링될 수 있다. 공급원 분배판은 공급원 분배판(122)을 관통하여 배치되고 본체(112)의 중앙 개구(115)와 정렬된 홀(124)을 포함한다. 공급원 분배판(122)은 공급 구조체(110)로부터의 RF 및 DC 에너지를 전도하기 위해 적당한 도전성 물질들로 제작될 수 있다.
도전성 부재(125)는 공급원 분배판(122)의 주연 에지에 인접하여 공급원 분배판(122)의 타겟측 표면(128)에 커플링된 제1 단부(126)를 가진 관형 부재일 수 있다. 도전성 부재(125)는 타겟(106)의 공급원 분배판측 표면(132)에(또는 타겟(106)의 백킹 플레이트(146)에) 커플링된 제2 단부(130)를 더 포함한다.
챔버 덮개(134)의 외면들을 덮기 위해 접지 쉴드(140)가 제공될 수 있다. 접지 쉴드(140)는, 예컨대, 챔버 본체(136)의 접지 연결부를 통해, 접지에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 접지 쉴드(140)는 공급 구조체(110)가 접지 쉴드(140)를 통과하여 공급원 분배판(122)에 커플링될 수 있도록 하는 중앙 개구를 가질 수 있다. 접지 쉴드(140)는 알루미늄, 구리 등과 같은 임의의 적당한 도전성 물질을 포함할 수 있다. RF 및 DC 에너지가 접지로 직접 전달되는 것을 방지하기 위해, 접지 쉴드(140)와 분배판(122)의 외면들, 도전성 부재(125) 및 타겟(106)(및/또는 백킹 플레이트(146)) 사이에 절연 갭(139)이 제공된다. 절연 갭은 공기 또는 세라믹, 플라스틱 등과 같은 어떤 다른 적당한 유전체 재료로 충전될 수 있다.
챔버 본체(136)는 기판(104)을 그 위에 수용하기 위한 기판 지지 페데스탈(102)을 포함한다. 기판 지지 페데스탈(102)은 (도시된 바와 같은) 챔버 벽체 또는 접지된 쉴드일 수 있는 접지된 인클로저 벽체(108) 내에 배치될 수 있다. 접지 쉴드(140)는 타겟(106) 위의 처리 챔버(100)의 적어도 일부분들을 덮을 수 있다.
일부 실시예들에서, 챔버 본체(136)는 상부 챔버 어댑터(142)의 렛지(176)에 연결된 접지된 하부 쉴드(180)를 더 포함할 수 있다. 하부 쉴드(180)는 하방으로 연장하며, 대체로 직경이 일정한 대체로 관형인 부분을 포함할 수 있다. 하부 쉴드(180)는 상부 챔버 어댑터(142)의 벽체들과 챔버 벽체(108)를 따라 기판 지지 페데스탈(102)의 상면 아래로 하방으로 연장하며, 기판 지지 페데스탈(102)의 상면에 도달할 때까지 상방으로 회귀한다. 커버 링(186)은, 기판 지지 페데스탈(102)이 하부의 로딩 위치에 있을 때에는 하부 쉴드(180)의 상방으로 연장하는 내측 부분(188) 상에 안착되지만, 기판 지지 페데스탈(102)이 상부의 증착 위치에 있을 때에는 기판 지지 페데스탈(102)을 스퍼터 증착으로부터 보호하기 위해 기판 지지 페데스탈(102)의 외주 상에 안착된다.
하부 쉴드(180)는 암공간 쉴드(178)의 내경 또는 대응하는 중앙 개구와 실질적으로 동일한 내경 또는 중앙 개구를 가질 수 있으며, 이에 따라, 처리 챔버(100) 내에 형성된 플라즈마를 위한 보다 균일한 처리 윈도우를 제공한다. 일부 실시예들에서, 원하는 위치에 하부 쉴드(180)를 유지하기 위해 복수의 정렬 특징부들이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 2에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예들에서, 상부 챔버 어댑터(142)의 표면으로부터 복수의 핀(214)들이 연장될 수 있다. 예컨대, 핀들은 상부 챔버 어댑터(142)에 형성된 대응하는 홀들에 압입되거나 고정될 수 있다. 핀(214)들은 하부 쉴드(180) 내에 배치된 대응하는 복수의 슬롯(216)들과 인터페이싱하거나 그 속에 끼워지도록 상부 챔버 어댑터(142)의 표면으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장하는 부분들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하부 쉴드(180)의 좌우 이동을 방지하고 암공간 쉴드(178)와 하부 쉴드(180)의 정렬을 유지하는 적어도 3세트의 정렬 특징부들(예컨대, 3개의 핀(214)들과 3개의 슬롯(216)들)이 있다. 하부 쉴드(180)와 암공간 쉴드(178) 사이의 정렬을 유지하면서, 열팽창률 및 수축률 차이로 인한 하부 쉴드(180)와 상부 챔버 어댑터(142)의 상대 운동을 용이하게 하기 위해, 슬롯(216)의 방사상 길이가 핀(214)들의 직경보다 더 크도록, 슬롯(216)들이 방사상으로 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 핀(214)들을 설치할 때 가스들의 포획을 방지하기 위해 상부 챔버 어댑터를 통해 통로(218)가 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상부 챔버 어댑터(142)에 하부 쉴드(180)를 고정하기 위해, 하나 이상의 패스너들이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 3에 나타낸 바와 같이, 볼트(310)와 같은 패스너가 상부 챔버 어댑터(142)에 배치된 대응하는 홀을 통해 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 볼트(310)들과 일치하는 상부 챔버 어댑터(142) 내의 리세스에 링(312)이 배치될 수 있다. 볼트(310)들은 상부 챔버 어댑터(142)에 하부 쉴드(180)를 클램핑하기 위해 링(312)에 나사 결합될 수 있다.
따라서, 본원에서는 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치를 제공한다. 본 발명의 장치는 암공간 쉴드와 타겟 사이에서 개선된 갭 제어와 플라즈마 암공간 영역의 개선 동심을 유리하게 허용한다.
이상의 설명은 본 발명의 실시예들에 관한 것이나, 본 발명의 기본적인 범위를 벗어나지 않고 다른 추가적인 실시예들이 안출될 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판 프로세싱 장치로서,
    챔버 본체;
    상기 챔버 본체 상단에 배치된 덮개;
    상기 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질로 구성된 타겟을 포함하는 타겟 조립체;
    상기 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내벽을 가진 환형 암공간 쉴드;
    상기 암공간 쉴드의 외측 에지에 인접하여 배치된 밀봉 링; 및
    지지 부재를 포함하고,
    상기 지지 부재는 상기 지지 부재의 외측 단부 부근에서 상기 덮개에 커플링되고 상기 지지 부재가 상기 밀봉 링과 상기 환형 암공간 쉴드를 지지하도록 방사상 내측으로 연장하며, 상기 지지 부재는, 상기 지지 부재와 상기 밀봉 링 그리고 상기 밀봉 링과 상기 타겟 조립체 사이에 시일이 형성되도록, 상기 덮개에 커플링될 때 충분한 압축을 제공하는,
    기판 프로세싱 장치.
  2. 기판 프로세싱 장치에서 사용하기 위한 덮개 및 타겟 조립체로서,
    기판 프로세스 챔버의 챔버 본체에 이동가능하게 커플링되도록 구성된 덮개;
    상기 덮개에 커플링되고, 기판 상에 증착될 물질로 구성된 타겟을 포함하는 타겟 조립체;
    상기 타겟의 외측 에지 주변에 배치된 내벽을 가진 환형 암공간 쉴드;
    지지 부재로서, 상기 지지 부재는 상기 지지 부재의 외측 단부 부근에서 상기 덮개에 커플링되고 방사상 내측으로 연장하며, 상기 지지 부재는, 상기 지지 부재가 상기 덮개에 커플링될 때, 상기 타겟 조립체에 대해 상기 환형 암공간 쉴드를 바이어싱하는 특징부를 포함하는, 지지 부재; 및
    상기 암공간 쉴드의 외측 에지에 인접하여 배치되고 그리고 상기 지지 부재와 상기 타겟 조립체 사이에 배치된 밀봉 링을 포함하며,
    상기 지지 부재는, 상기 덮개에 커플링될 때, 상기 지지 부재와 상기 밀봉 링 그리고 상기 밀봉 링과 상기 타겟 조립체 사이에 시일이 형성되도록, 충분한 압축을 제공하는,
    기판 프로세싱 장치에서 사용하기 위한 덮개 및 타겟 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밀봉 링 또는 상기 암공간 쉴드 중 적어도 하나는 유전체 재료로 제조된,
    기판 프로세싱 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유전체 재료는 세라믹인,
    기판 프로세싱 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 암공간 쉴드는 도전성 재료로 제조된,
    기판 프로세싱 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 도전성 재료는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 중 적어도 하나인,
    기판 프로세싱 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 암공간 쉴드의 내벽과 상기 타겟의 외측 에지 사이에 균일한 방사상 갭을 유지하기 위한 정렬 특징부를 더 포함하는,
    기판 프로세싱 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정렬 특징부는,
    상기 타겟의 하면에 커플링되고, 상기 타겟의 하면으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장하는 부분들을 가진 복수의 핀들; 및
    상기 암공간 쉴드의 상면 내에 배치되고 상기 복수의 핀들의 상기 연장 부분들을 수용하도록 구성된 대응하는 복수의 슬롯들을 포함하는,
    기판 프로세싱 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 핀은 상기 핀을 통해 축 방향으로 배치된 중공 통로를 포함하는,
    기판 프로세싱 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 타겟 조립체에 대해 상기 환형 암공간 쉴드를 바이어싱하는 복수의 바이어싱 특징부들을 더 포함하는,
    기판 프로세싱 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    각각의 바이어싱 특징부는 상기 지지 부재의 리세스 내에 구속된 볼을 포함하며, 상기 볼은 상기 볼의 일부분이 상기 리세스로부터 연장하도록 상기 리세스의 저부로부터 멀리 상기 볼을 바이어싱하기 위해 상기 볼과 상기 리세스의 저부 사이에 배치된 스프링을 갖는,
    기판 프로세싱 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 립을 구비한 환형 플레이트를 더 포함하고, 상기 립은 상기 환형 플레이트의 내경에 근접하여 상방으로 연장하며, 상기 바이어싱 특징부들은 상기 립 내에 배치되는,
    기판 프로세싱 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 립을 구비한 환형 플레이트를 더 포함하고, 상기 립은 상기 환형 플레이트의 내경에 근접하여 상방으로 연장하는,
    기판 프로세싱 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 부재를 상기 챔버 본체의 챔버 본체 어댑터에 커플링하기 위한 하부 정렬 특징부를 더 포함하는,
    기판 프로세싱 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 타겟 조립체는 백킹 플레이트 상에 배치된 타겟 물질을 더 포함하는,
    기판 프로세싱 장치.
KR1020147019512A 2011-12-15 2012-12-13 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치 KR20140108277A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/327,689 US8702918B2 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Apparatus for enabling concentricity of plasma dark space
US13/327,689 2011-12-15
PCT/US2012/069435 WO2013090532A1 (en) 2011-12-15 2012-12-13 Apparatus for enabling concentricity of plasma dark space

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177034770A Division KR101969039B1 (ko) 2011-12-15 2012-12-13 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140108277A true KR20140108277A (ko) 2014-09-05

Family

ID=48609028

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147019512A KR20140108277A (ko) 2011-12-15 2012-12-13 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치
KR1020177034770A KR101969039B1 (ko) 2011-12-15 2012-12-13 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177034770A KR101969039B1 (ko) 2011-12-15 2012-12-13 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8702918B2 (ko)
KR (2) KR20140108277A (ko)
CN (1) CN103998644B (ko)
TW (1) TWI577817B (ko)
WO (1) WO2013090532A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9633824B2 (en) 2013-03-05 2017-04-25 Applied Materials, Inc. Target for PVD sputtering system
WO2015041978A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-26 Applied Materials, Inc. Extended dark space shield
US10886113B2 (en) 2016-11-25 2021-01-05 Applied Materials, Inc. Process kit and method for processing a substrate
CN108231526B (zh) * 2016-12-14 2020-06-19 北京北方华创微电子装备有限公司 一种腔室和半导体设备
CN107748835B (zh) * 2017-11-24 2018-11-02 中国地质大学（武汉） 一种确定暗撑水平向基床系数的方法、设备及存储设备
US11538696B2 (en) * 2019-10-25 2022-12-27 Xia Tai Xin Semiconductor (Qing Dao) Ltd. Semiconductor processing apparatus and sealing device
US11339466B2 (en) * 2020-03-20 2022-05-24 Applied Materials, Inc. Heated shield for physical vapor deposition chamber
US11600477B2 (en) * 2020-12-14 2023-03-07 Applied Materials, Inc. Gas injection process kit to eliminate arcing and improve uniform gas distribution for a PVD process

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5433835B1 (en) * 1993-11-24 1997-05-20 Applied Materials Inc Sputtering device and target with cover to hold cooling fluid
US5658442A (en) * 1996-03-07 1997-08-19 Applied Materials, Inc. Target and dark space shield for a physical vapor deposition system
US5736021A (en) * 1996-07-10 1998-04-07 Applied Materials, Inc. Electrically floating shield in a plasma reactor
EP0841683A3 (en) 1996-10-08 1999-12-01 Applied Materials, Inc. Active shield for generating a plasma for sputtering
KR19990075642A (ko) 1998-03-23 1999-10-15 윤종용 다크 스페이스에서의 아크 발생을 방지하는 금속 증착 장비의캐소드 어셈블리
US6143147A (en) * 1998-10-30 2000-11-07 Tokyo Electron Limited Wafer holding assembly and wafer processing apparatus having said assembly
US6149776A (en) * 1998-11-12 2000-11-21 Applied Materials, Inc. Copper sputtering target
US6149784A (en) 1999-10-22 2000-11-21 Applied Materials, Inc. Sputtering chamber shield promoting reliable plasma ignition
AU2003237852A1 (en) * 2002-05-14 2003-12-02 Tokyo Electron Limited Sputtering cathode adapter
US7296534B2 (en) * 2003-04-30 2007-11-20 Tokyo Electron Limited Hybrid ball-lock attachment apparatus
US7097744B2 (en) * 2003-06-12 2006-08-29 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling darkspace gap in a chamber
US7981262B2 (en) * 2007-01-29 2011-07-19 Applied Materials, Inc. Process kit for substrate processing chamber
KR20160134873A (ko) * 2008-06-17 2016-11-23 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 균일한 증착을 위한 장치 및 방법
WO2010123680A2 (en) * 2009-04-24 2010-10-28 Applied Materials, Inc. Wafer processing deposition shielding components
US8795488B2 (en) 2010-03-31 2014-08-05 Applied Materials, Inc. Apparatus for physical vapor deposition having centrally fed RF energy
US8795487B2 (en) * 2010-03-31 2014-08-05 Applied Materials, Inc. Physical vapor deposition chamber with rotating magnet assembly and centrally fed RF power

Also Published As

Publication number Publication date
CN103998644A (zh) 2014-08-20
US20130153412A1 (en) 2013-06-20
US8702918B2 (en) 2014-04-22
TWI577817B (zh) 2017-04-11
KR101969039B1 (ko) 2019-04-15
WO2013090532A1 (en) 2013-06-20
CN103998644B (zh) 2016-11-16
KR20170137952A (ko) 2017-12-13
TW201337018A (zh) 2013-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140108277A (ko) 플라즈마 암공간의 동심을 가능하게 하는 장치
US10718049B2 (en) Process kit shield for improved particle reduction
US9534286B2 (en) PVD target for self-centering process shield
KR101801760B1 (ko) Ｒｆ 에너지가 중심에 공급되는 물리적 기상 증착용 장치
US8647485B2 (en) Process kit shield for plasma enhanced processing chamber
CN109554672B (zh) 用于物理气相沉积的电介质沉积的设备
US9404174B2 (en) Pinned target design for RF capacitive coupled plasma
KR101771604B1 (ko) 무선 주파수(ｒｆ) 리턴 경로를 갖는 기판 지지부
US9644262B2 (en) Self-centering process shield
WO2015041978A1 (en) Extended dark space shield
CN117581327A (zh) 用于改良的高压等离子体处理的设备
JP2023548989A (ja) アイソレータリングクランプおよびそれを組み込んだ物理的気相堆積チャンバ

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment