KR20150005556A - 증착 챔버용 에지 링 - Google Patents

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Abstract

단일 챔버 내에서 기판들을 물질적으로 및 열적으로 프로세싱하기 위한 장치 및 방법들이 개시되어 있다. 일 실시예에서, 에지 링이 제공된다. 상기 에지 링은 내주 에지, 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 가진 환형 본체와, 상기 제2 표면으로부터 실질적으로 수직으로 연장하는 제1 융기 부재와, 상기 제1 융기 부재에 인접한 상기 제2 표면으로부터 연장하며 제1 요입부에 의해 상기 제1 융기 부재로부터 이격된 제2 융기 부재와, 상기 제2 융기 부재에 인접한 상기 제2 표면으로부터 연장하며, 상기 제1 표면의 반사율 값과는 다른 반사율 값을 가진 경사면을 포함하는 제2 요입부에 의해 이격된 제3 융기 부재를 포함한다.

Description

증착 챔버용 에지 링{EDGE RING FOR A DEPOSITION CHAMBER}
본원에 개시된 실시예들은 반도체 프로세싱에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원에 개시된 실시예들은 반도체 기판들을 물질적으로 및 열적으로 프로세싱하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다.
물질적 프로세스들과 열적 프로세스들은 기판 상에 전자 디바이스들을 제조하기 위한 반도체의 제조에서 일반적이다. 전자 디바이스의 제조 프로세스에서, 반도체 기판들은 증착, 주입 또는 에칭을 포함하는 물질적 프로세스를 흔히 거치게 되며, 물질적 프로세스 전에, 도중에 또는 후에 열적 프로세스가 실시될 수 있다. 일부 열적 프로세스들에서, 기판들은, 기판에 복사 에너지를 전달하여 사전에 증착되어 있는 물질을 가열하고, 어닐링하며/또는 물질적 프로세스 후에 기판 상에서 급속 열 프로세스(RTP)를 실시하는 램프들과 같은 복사원들을 이용하여, 가열된다. 그러나, 열적 프로세스는 통상적으로 별도의 챔버 내에서 실시되므로, 기판을 다른 챔버로 이송할 필요가 있다. 물질적 프로세스 도중에, 기판이 가열될 수 있다. 그러나, 기판에 포함된 열 에너지의 상당 부분이 챔버 부품들과 로봇 블레이드들과 같은 이송 기구들로 소실될 수 있으며, 이는 디바이스 제조 프로세스의 효율을 감소시키고 프로세스 시간을 증대시킨다. 기계 사용률, 즉, 기판을 프로세스하기 위해 기계가 작동하는 시간은 각각의 칩의 제조 비용을 줄이는데 있어서 중요한 요소이다. 따라서, 보다 효율적인 반도체 디바이스의 제조 프로세스들 및 장치에 대한 지속적인 수요가 존재한다.
단일 챔버 내에서 기판들을 물질적으로 및 열적으로 프로세싱하기 위한 장치 및 방법들이 개시되어 있다. 일 실시예에서, 에지 링이 제공된다. 상기 에지 링은 내주 에지, 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 가진 환형 본체와, 상기 제2 표면으로부터 실질적으로 수직으로 연장하는 제1 융기 부재와, 상기 제1 융기 부재에 인접한 상기 제2 표면으로부터 연장하며 제1 요입부에 의해 상기 제1 융기 부재로부터 이격된 제2 융기 부재와, 상기 제2 융기 부재에 인접한 상기 제2 표면으로부터 연장하며, 상기 제1 표면의 반사율 값과는 다른 반사율 값을 갖고 방사상 내측으로 광 에너지를 전달하도록 구성된 경사면을 포함하는 제2 요입부에 의해 이격된 제3 융기 부재를 포함한다.
다른 실시예에서, 에지 링이 제공된다. 상기 에지 링은 내주 에지, 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 가진 환형 본체와, 상기 내주 에지에 인접한 평면을 형성하는 상기 제2 표면으로부터 연장하는 제1 융기 부재와, 상기 제1 융기 부재의 방사상 외측으로 상기 제2 표면으로부터 연장하며 제1 요입부에 의해 상기 제1 융기 부재로부터 이격된 제2 융기 부재와, 상기 제2 융기 부재의 방사상 외측으로 상기 제2 표면으로부터 연장하며 제2 요입부에 의해 이격된 제3 융기 부재와, 상기 제3 융기 부재의 방사상 외측에 배치되고, 상기 제1 표면의 평면에 대해 평행하며 상기 본체의 외주면에 대해 실질적으로 수직한 표면을 포함한 리세스형 플랜지(recessed flange)를 포함한다.
다른 실시예에서, 에지 링이 제공된다. 상기 에지 링은 내주 에지, 제1 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 가진 환형 본체와, 상기 제1 표면에 대해 실질적으로 평행한 평면을 상기 내주 에지에 인접하게 형성하는 상기 제2 표면으로부터 수직으로 연장하는 제1 융기 부재와, 상기 제1 융기 부재의 방사상 외측으로 상기 제2 표면으로부터 연장하며, 제1 요입부에 의해 상기 제1 융기 부재로부터 이격되고 제1 측면과 제2 측면을 가진 제2 융기 부재와, 상기 제2 융기 부재의 방사상 외측으로 상기 제2 표면으로부터 연장하며, 상기 제2 융기 부재의 상기 제2 측면의 표면에 대해 실질적으로 직교하는 각도를 가진 평면 내에 배치된 테이퍼진 평면을 포함하는 제2 요입부에 의해 이격된 제3 융기 부재와, 상기 제3 융기 부재의 방사상 외측에 배치되며, 상기 본체의 외주면에 대해 실질적으로 수직한 표면을 포함한 리세스형 플랜지를 포함한다.
본 발명의 전술한 특징들이 구체적으로 이해될 수 있도록, 첨부 도면들에 그 일부가 도시된 실시예들을 참조하여 위에서 약술한 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명한다. 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 이해되어서는 아니됨을 유의하여야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 에지 링의 일 실시예의 평면도이다.
도 3은 도 2의 3-3 단면선들을 따라 취한 에지 링의 본체의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 에지 링의 본체의 일부의 확대 단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위하여, 도면들에서 공통되는 동일한 요소들은 가능한 한 동일한 참조 번호들을 사용하여 표시하였다. 일 실시예에 개시된 요소들은 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에서 유리하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
도 1은 일 실시예에 따른 증착 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 증착 챔버(100)는 상부 측벽(102), 하부 측벽(103) 및 그 내부 용적(106)을 둘러싸는 본체(105)를 형성하는 덮개부(104)를 갖는다. 상부 측벽(102)과 하부 측벽(103) 사이에 어댑터 플레이트(107)가 배치될 수 있다. 페데스탈(108)과 같은 기판 지지체가 증착 챔버(100)의 내부 용적(106) 내에 배치된다. 내부 용적(106) 내외로 기판들을 이송하기 위해 기판 이송 포트(109)가 하부 측벽(130)에 형성된다.
일 실시예에서, 증착 챔버(100)는, 예컨대, 티타늄, 알루미늄, 알루미늄 산화물, 구리, 탄탈늄, 탄탈늄 질화물, 텅스텐 또는 텅스텐 질화물을 기판 상에 증착할 수 있는 물리 기상 증착(PVD) 챔버라고도 알려진 스퍼터링 챔버를 포함한다. 적당한 PVD 챔버의 예들에는 캘리포니아주 산타 클라라에 소재한 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드로부터 모두 상업적으로 이용가능한 ALPS® Plus 및 SIP ENCORE® PVD 프로세싱 챔버들이 포함된다. 다른 제조사들로부터 이용가능한 프로세싱 챔버들도 본원에 기술된 실시예들을 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
증착 프로세스에서, 프로세스 가스들이 가스원(110)으로부터 내부 용적(106)으로 흐를 수 있다. 내부 용적(106)의 압력은 내부 용적(106)과 소통하는 펌핑 기구(112)에 의해 제어될 수 있다. 덮개부(104)는 타겟과 같은 스퍼터링 소오스(114)를 지지할 수 있다. 스퍼터링 소스(114)는 스퍼터링 소스(114)를 위한 자석들과 전력 공급 장치를 포함하는 소오스 조립체(116)에 커플링될 수 있다. 스퍼터링 소오스(114)와 페데스탈(108) 사이의 내부 용적(106)에 콜리메이터(118)가 배치될 수 있다. 덮개부(104)의 내부와 콜리메이터(118)에 인접하여 차폐 튜브(120)가 배치될 수 있다. 콜리메이터(118)는 내부 용적(106) 내부의 가스 및/또는 재료 플럭스를 지향하기 위해 복수의 개구들을 포함한다. 콜리메이터(118)는 차폐 튜브(120)에 기계적으로 및 전기적으로 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 콜리메이터(118)는, 예컨대, 콜리메이터(118)를 차폐 튜브(120)에 일체화하는 용접 프로세스에 의해, 차폐 튜브(120)에 기계적으로 커플링된다. 다른 실시예에서, 콜리메이터(118)는 챔버(100) 내에서 전기적으로 부유하게 될 수 있다. 다른 실시예에서, 콜리메이터(118)는 전력원에 커플링될 수 있으며/또는 증착 챔버(100)의 본체(105)의 덮개부(104)에 전기적으로 커플링될 수 있다.
차폐 튜브(120)는 상부 표면에 리세스(122)가 형성된 관형 본체(121)를 포함할 수 있다. 리세스(122)는 콜리메이터(118)의 하부 표면과의 정합 인터페이스를 제공한다. 차폐 튜브(120)의 관형 본체(121)는 관형 본체(121)의 나머지의 내경보다 작은 내경을 가진 숄더 영역(123)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 관형 본체(121)의 내부 표면은 숄더 영역(123)의 내부 표면까지 테이퍼진 표면(124)을 따라 방사상 내측으로 전이된다. 어댑터 플레이트(107)와 차폐 튜브(120)의 중간과 차폐 튜브(120)에 인접한 챔버 내에 차폐 링(126)이 배치될 수 있다. 차폐 링(126)은 어댑터 플레이트(107)의 내부 측벽과 차폐 튜브(120)의 숄더 영역(123)의 대향 측면에 의해 형성된 리세스(128) 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 어댑터 플레이트(107)에는 관통 홀(129)이 또한 형성된다. 관통 홀(129)은 내부 용적(106)을 통해 증가된 가스 흐름을 제공하기 위해 리세스(128)와 유체 소통한다.
일 양태에서, 차폐 링(126)은 차폐 튜브(120)의 숄더 영역(123)의 외경보다 큰 내경을 포함하는 축방향으로 돌출된 환형 측벽(127)을 포함한다. 환형 측벽(127)으로부터 방사상 플랜지(130)가 연장된다. 방사상 플랜지(130)는 차폐 링(126)의 환형 측벽(127)의 내경면에 대해 약 90°보다 큰 각도로 형성될 수 있다. 방사상 플랜지(130)는 그 하부 표면에 형성된 돌출부(132)를 포함한다. 돌출부(132)는 차폐 링(126)의 환형 측벽(127)의 내경면에 대해 실질적으로 평행한 배향으로 방사상 플랜지(130)의 표면으로부터 연장된 원형 릿지일 수 있다. 돌출부(132)는 일반적으로 페데스탈(108) 상에 배치된 에지 링(136)에 형성된 리세스형 플랜지(134)와 교합하도록 구성된다. 리세스형 플랜지(134)는 에지 링(136)에 형성된 원형 그루브일 수 있다. 리세스형 플랜지(134)와 돌출부(132)의 결합은 페데스탈(108)의 종축에 대해 차폐 링(126)을 센터링한다. (리프트 핀(140)들 상에 지지된 것으로 도시된) 기판(138)은 페데스탈(108)과 로봇 블레이드(미도시) 간의 좌표 위치 보정에 의해 페데스탈(108)의 종축에 대해 센터링된다. 이러한 방식으로, 기판(138)은 증착 챔버(100) 내에서 센터링될 수 있으며, 차폐 링(126)은 프로세싱 중에 기판(138)을 중심으로 방사상으로 센터링될 수 있다.
동작시, 기판(138)이 위에 배치된 로봇 블레이드(미도시)가 기판 이송 포트(109)를 통해 연장된다. 페데스탈(108)은 페데스탈(108)로부터 연장된 리프트 핀(140)들로 기판(138)이 이송될 수 있도록 하기 위해 하강할 수 있다. 페데스탈(108) 및/또는 리프트 핀(140)들의 승강은 페데스탈(108)에 커플링된 드라이브(142)에 의해 제어될 수 있다. 기판(138)은 페데스탈(108)의 기판 수용면(144) 상으로 하강할 수 있다. 기판(138)이 페데스탈(108)의 기판 수용면(144) 상에 배치되면, 기판(138)에 대해 스퍼터 증착이 실시될 수 있다. 프로세싱 중에 에지 링(136)은 기판(138)으로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 따라서, 기판(138)이 에지 링(136)과 접촉하지 않도록, 기판 수용면(144)은 기판(138)에 인접한 에지 링(136)의 부분들의 높이보다 높은 높이를 포함할 수 있다. 스퍼터 증착 중에, 기판(138)의 온도는 페데스탈(108) 내에 배치된 열 제어 채널(146)들을 사용하여 제어될 수 있다.
스퍼터 증착 후, 기판(138)은 페데스탈(108)로부터 이격된 위치로 리프트 핀(140)들을 이용하여 상승될 수 있다. 상승된 위치는 어댑터 플레이트(107)에 인접한 리플렉터 링(148)과 차폐 링(126) 중 하나 또는 모두와 인접할 수 있다. 어댑터 플레이트(107)는 어댑터 플레이트(107)의 오목면(152)과 리플렉터 링(148)의 하부 표면의 중간에 커플링된 하나 이상의 램프(150)들을 포함한다. 램프(150)들은 적외선(IR) 및/또는 자외선(UV) 스펙트럼과 같은 가시 또는 근가시 파장들의 광 및/또는 복사 에너지를 제공한다. 램프(150)들로부터의 에너지는 기판(138)과 그 위에 증착된 물질을 가열하기 위해 기판(138)의 배면(즉, 하부 표면)을 향해 방사상 내측으로 포커싱된다. 어댑터 플레이트(107)의 오목면(152)과 같이 기판(138)을 둘러싸는 챔버 부품들 상의 반사면들은 에너지가 소실되고/또는 사용되지 않는 다른 챔버 부품들로부터 기판(138)의 배면을 향해 에너지를 포커싱하는 역할을 한다. 어댑터 플레이트(107)는 가열시 어댑터 플레이트(107)의 온도를 제어하기 위해 냉매원(154)에 커플링될 수 있다.
기판(138)은 수 초 내에, 약 350℃와 같은, 약 300℃ 내지 약 400℃의 제1 온도로 가열될 수 있다. 제1 온도로의 기판(138)의 가열은 리플로우 프로세스 또는 실리사이드화 프로세스를 가능하게 할 수 있다. 리플로우 프로세스는 기판(138)의 리세스들 내에서 금속의 오버행(overhang)을 줄이기 위해 사용된다. 실리사이드화 프로세스는 금속과 실리콘 간의 반응들을 구동하기 위해 사용될 수 있다.
어댑터 플레이트(107)에 형성된 관통 홀(129)들은 프로세싱 중에 증대된 가스 컨덕턴스를 위해 사용될 수도 있다. 각각의 관통 홀(129)들은 약 0.40인치 내지 약 0.55인치의 직경을 포함할 수 있으며, 어댑터 플레이트(107)는 약 30 내지 약 70개의 관통 홀(129)들을 포함할 수 있다. 프로세싱 중에, 리플렉터 링(148)과 방사상 플랜지(130) 사이의 갭에서의 흐름은 관통 홀(129)들을 통한 흐름과 조합되어 약 400℃에서 약 14.22의 조합된 컨덕턴스 값을 제공한다.
본원에 기술된 가열 방법은 금속 증착 프로세스와 관련하여 장점들을 갖는다. 금속이 기판 표면 상에 증착될 때, 상기 표면은 반사율을 갖게 된다. 금속화된 표면 상에서는 광 및/또는 복사 에너지의 흡수가 일반적으로 감소된다. 금속화된 표면의 조사는 금속화된 표면에 대향하는 표면, 예컨대, 기판의 배면을 가열하는 것보다 덜 효과적이다. 실리콘의 향상된 에너지 흡수는 금속화된 표면을 가열하는 것과는 반대로 열 처리 프로세스의 에너지 효율을 향상시킨다.
기판을 제1 온도로 가열한 후, 기판(138)은 페데스탈(108)의 기판 수용면(144) 상의 위치로 하강하게 된다. 기판(138)은 페데스탈(108) 내의 열 제어 채널(146)들을 사용하여 전도를 통해 급속하게 냉각될 수 있다. 기판의 온도는 수 초 내지 약 1분 이내에 제1 온도에서 제2 온도로 급강하할 수 있다. 제2 온도는 약 23℃ 내지 약 30℃와 같은 대략 실온, 예컨대, 약 25℃일 수 있다. 기판(138)은 추가적인 프로세싱을 위해 기판 이송 포트(109)를 통해 증착 챔버(100)로부터 제거될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 에지 링(136)의 일 실시예의 평면도이다. 에지 링(136)은 환형 또는 링 형상인 본체(200)를 포함한다. 본체(200)는 알루미늄 산화물(Al2O3)과 같은 세라믹 물질로 제조될 수 있으며, 소결 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 본체(200)는 내경(210)과 외경(220)을 포함한다. 내경(210)은 (도 1에 도시된) 기판(138)의 직경보다 약간 작고, 외경(220)은 (도 1에 도시된) 페데스탈(108)의 외측 치수와 동일하거나 그보다 더 크다.
본체(200)는 하나 이상의 연장부(230A, 230B, 230C)들을 포함할 수 있다. 연장부(230A 내지 230C)들은 본체(200)의 내경(210)으로부터 방사상 내측으로 연장하는 배향 특징부들로 구성될 수 있다. 일 양태에서, 연장부(230A 내지 230C)들은 (도 1에 도시된) 페데스탈(108)에 배치된 요입부들이나 다른 구조들(미도시)과 같은 교합 배향 특징부들과 결합하도록 구성된다. 연장부(230A 내지 230C)들은 페데스탈(108)에 대해 특정 배향으로 에지 링(136)의 본체(200)를 안착시키도록 구성된다. 이는 세척 또는 교환을 위해 에지 링(136)이 페데스탈(108)로부터 제거될 수 있도록 허용하고, 에지 링(136)과 페데스탈(108) 간의 적절한 정렬을 보장하면서 페데스탈(108) 상에 장착될 수 있도록 허용한다. 각각의 연장부(230A 내지 230C)들은 본체(200)의 내주면(240)으로부터 방사상 내측으로 연장하는 원주면(235)을 포함한다. 원주면(235)은 원주면(235)의 각 측면에서 전이면(245)에 의해 본체(200)와 접한다. 전이면(245)들은 경사지거나, 라운드지거나, 테이퍼진 표면과 같은, 날카로운 코너이거나 굴곡면일 수 있다. 각각의 연장부(230A 내지 230C)들은 에지 링(136)의 본체(200)와 동일 평면에 놓인 상부 표면(250)을 포함할 수도 있다. 상부 표면(250)은 실질적으로 평면일 수 있으며, 원주면(235)은 상부 표면(250)의 평면으로부터 약 90°로 하방으로(Z방향으로) 연장될 수 있다. 원주면(235)은 라운드질 수 있으며, 본체(200)의 내주면(240)의 반경과 실질적으로 유사한 반경을 전이면(245)들 사이에 포함할 수 있다. 대안적으로, 원주면(235)은 전이면(245)들 사이에서 평탄하거나 평면일 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 연장부(230A 내지 230C)들은 본체(200)를 따라 실질적으로 등간격(예컨대, 약 120°)으로 이격된다. 다른 실시예에서, 연장부(230B, 230C)들 사이의 각도(α)와 같은, 연장부(230A 내지 230C)들 중 적어도 2개 사이의 각도는 연장부(230A)와 연장부(230B, 230C)들 사이의 각도(β)와 같은, 인접한 연장부 사이의 각도보다 작다. 예컨대, 각도(α)는 약 90°내지 약 100°일 수 있는 반면, 각도(β)는 약 130°내지 약 135°일 수 있다. 연장부(230A 내지 230C)들은 페데스탈(108)에 대해 특정 배향으로 에지 링(136)이 안착되도록 보장하기 위한 인덱싱 특징부들로 사용될 수 있다.
도 3은 도 2의 3-3 단면선들을 따라 취한 에지 링(136)의 본체(200)의 단면도이다. 본체(200)는 제1 표면(300)(즉, 하부 표면)과, 제1 표면(300)에 대향하는 복수의 경사면(305, 310)들을 포함한다. 본체(200)는 제1 경사면(305)과 제2 경사면(310)의 정점들 중 하나 또는 모두에 의해 규정된 높이 치수를 또한 포함한다. 본체(200)의 내주면(240)의 상부 표면 상에 평면(315)이 규정된다. 평면(315)은 (도 1에 도시된) 페데스탈(108)의 기판 수용면(144)과 실질적으로 평행할 수 있다. 평면(315)과 제1 경사면(305) 사이에 제1 요입부(320A)가 형성된다. 제1 경사면(305)과 제2 경사면(310) 사이에 제2 요입부(320B)가 형성된다. 제1 경사면(305)과 제2 경사면(310) 중 적어도 하나는 기판 가열 프로세스 중에 (도 1에 도시된) 기판(138)의 배면을 향하여 광 및/또는 복사 에너지를 반사하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 반사면들을 규정한다.
도 4는 도 3에 도시된 에지 링(136)의 본체(200)의 일부의 확대 단면도이다. 본체(200)의 내주면(240)을 기준으로 방사상 외측으로 이동하면서, 에지 링(136)은 제1 융기 부재(405A), 제2 융기 부재(405B) 및 제3 융기 부재(405C)에 의해 규정된 제2 표면(400)(즉, 상부 표면)을 포함한다. 상부 표면(400)은 제1 융기 부재(405A)와 제2 융기 부재(405B) 사이에 제공된 제1 요입부(320A)와, 제2 융기 부재(405B)와 제3 융기 부재(405C) 사이에 제공된 제2 요입부(320B)를 또한 포함한다. 상부 표면(400)은 전술한 바와 같이 페데스탈(108)의 종축에 대해 차폐 링(126)을 센터링하기 위해 사용되는 (도 1에 도시된) 차폐 링(126)의 돌출부(132)와 결합하는데 사용되는 제4 요입부(리세스형 플랜지(134))를 또한 포함한다. 제3 융기 부재(405C)는 제2 융기 부재(405B)의 정점(410B)과 높이가 실질적으로 동일할 수 있는 정점(410A)을 포함할 수 있다. 정점(410A, 410B)들은 정점(410A)으로 도시된 바와 같이 평탄하거나, 정점(410B)으로 도시된 바와 같이 라운드질 수 있다. 일 양태에서, 리세스형 플랜지(134)는 본체(200)의 외주면(408)에 대해 실질적으로 수직한 표면(407)을 포함한다. 표면(407)은 정점(410A)의 평면 및/또는 제1 표면(300)의 평면에 대해 실질적으로 평행한 평면에 배치될 수도 있다. 제1 표면(300)은 본체(200)의 내주면(240)의 방사상 내측으로 연장하는 요입부(415)를 포함할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 제1 융기 부재(405A)는 스퍼터 증착 프로세스 중에 (점선으로 도시된) 기판(138)에 의해 중첩되는 평면(315)을 포함한다. 그러나, 전술한 바와 같은 리플로우 프로세스 또는 실리사이드화 프로세스와 같은 가열 프로세스 중에, 기판(138)은 (도 1에 도시된) 페데스탈(108)과 페데스탈(108) 상에 남은 에지 링(136) 위로 상승하게 된다. (도 1에 모두 도시된) 어댑터 플레이트(107) 상에 배치된 램프(150)들로부터의 에너지가 기판(138)의 배면(420)을 향해 전달된다. 이 가열 프로세스 중에 램프(150)들 및/또는 어댑터 플레이트(107)에 대한 기판(138)의 위치에 따라, 램프(150)들로부터의 에너지 중 일부가 기판(138)의 배면(420)을 향해 방사상 내측으로 간접적으로 포커싱된다. 어댑터 플레이트(107)의 (도 1에 도시된) 오목면(152)과 에지 링(136)의 하나 이상의 반사면들과 같은, 챔버 부품들 상의 반사면들은 기판(138)의 배면(420)을 향해 에너지를 포커싱한다.
본체(200)는 세라믹 물질로 이루어지고, 통상적으로 약 0.75 내지 약 0.83의 방사율을 포함한다. 따라서, 제2 표면(400)은 램프(150)들로부터 기판(138)의 배면(420)으로 1차 에너지(430A)를 반사하기 위해 사용되는 본체(200)보다 더 반사성이 강한 코팅(425)을 포함한다. 코팅(425)은 티타늄, 탄탈늄, 텅스텐, 알루미늄, 구리 및 이들의 합금들과 같은 반사성의 금속성 물질 또는, 상기 금속성 물질들의 산화물들 및 질화물들을 포함하는 이들의 유도체들일 수 있다. 일 실시예에서, 코팅(425)은 스퍼터링 소오스(114)(도 1)와 동일한 물질을 포함한다. 코팅(425)은 제1 융기 부재(405A)의 일부에서 제3 융기 부재의 정점(410A)까지 또는 그 임의의 부분에 배치될 수 있다. 코팅(425)의 반사율 값은 가열 프로세스 중에 상승된 온도들에 의해 더 향상될 수 있다. 일 양태에서, 코팅(425)의 반사율 값은 입사각 및/또는 가열 프로세스의 온도에 따라 약 70% 내지 약 90%이다.
일 실시예에서, 평면(315), 정점(410A) 및/또는 표면(407)이 덮이지 않도록(즉, 코팅(425)으로 덮이지 않도록), 증착 챔버(100)(도 1) 내에서 에지 링(136)을 사용하기 전에 에지 링(136)의 선택된 부분들에 코팅(425)이 증착된다. 코팅(425)을 형성하기 위해 PVD 또는 화학 기상 증착(CVD)과 같은 종래의 증착 방법으로 제2 표면(400) 또는 그 일부분들에 금속성 물질이 증착될 수 있다. 제2 표면(400)은 블랭킷 코팅될 수 있으며, 평면(315) 및/또는 리세스형 플랜지(134)와 같은 다른 부품들과 접하는 부분들은 에지 링(136)의 사용 전에 차폐되거나 세척될 수 있다. 코팅(425)의 부착성을 향상시키기 위해 제1 경사면(305)과 제2 경사면(310)의 부분들이 조면화될 수 있다. 예컨대, 코팅(425)을 증착하기 전에 약 75Ra 내지 약 120Ra의 평균 표면 거칠기를 포함하도록 비드 블라스팅 또는 다른 프로세스에 의해 제1 경사면(305)과 제2 경사면(310) 또는 그 부분들이 조면화될 수 있다.
다른 실시예에서, 코팅은 기판(138)에 대한 스퍼터 증착 프로세스 중에 (도 1에 도시된) 스퍼터링 소오스(114)에 의해 증착된다. 이 실시예에서, 평면(315)은 스퍼터 증착 중에 기판(138)에 의해 차폐된다. 리세스형 플랜지(134)는 통상적으로 스퍼터링 소오스(114)와 증착 물질의 시선에서 벗어나 있기 때문에, 리세스형 플랜지(134)의 표면(407)은 증착되지 않는다. 또한, 표면(407)은 스퍼터 증착 중에 차폐 링(126)에 의해 차폐될 수 있다. 전술한 바와 같이, 코팅(425)의 부착성을 향상시키기 위해 제1 경사면(305)과 제2 경사면(310)의 부분들이 조면화될 수 있다.
일 양태에서, 제1 경사면(305)과 제2 경사면(310)은 램프(150)로부터 1차 에너지(430A)를 수용하기 위해 특정 각도들을 포함하며, 기판(138)의 배면(420)의 여러 부분들에 포커싱되는 반사된 2차 에너지(430B)를 제공한다. 예컨대, 제2 융기 부재(405B)는 제1 경사면(305)을 포함하는 제1 측면(435A)과 제2 측면(435B)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 측면(435A)과 제2 측면(435B) 사이의 각도(440)는 약 35°내지 약 30°또는 그 미만일 수 있다. 일 양태에서, 제2 측면(435B)과 (제1 표면(300)의 평면에 대해 실질적으로 수직한) 수직선 사이의 각도(445)는 약 15°내지 약 10°또는 그 미만일 수 있다. 마찬가지로, 제2 경사면(310)은 제1 표면(300)의 평면에 대해 예각으로 배치된 테이퍼진 평면(438)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 테이퍼진 평면(438)의 평면은 약 15°내지 약 25°의 제1 표면(300)의 평면에 대해 각도(450)로 제공된다. 일 양태에서, 제2 측면(435B)의 표면은 약 80°내지 약 90°의 각도를 포함하는 테이퍼진 평면(438)의 평면에 대해 실질적으로 직교할 수 있다. 전술한 장치를 본 발명의 특정 실시예들과 관련하여 설명하였으나, 본 발명의 일부 양태들은 열적 및/또는 기판 상의 증착 균일도에 대한 고려에 기초하여 최적화될 수 있다. 예컨대, 각도(440, 445, 450)들은 1차 에너지(430A)의 입사각에 기초하여 램프(150)들로부터 1차 에너지(430A)를 수용하고, 열적 프로세스 중에 기판(138)의 공지된 위치에 대한 상부 표면(400)의 기하학적 형태에 기초하여 반사된 2차 에너지(430B)를 원하는 입사각으로 지향하도록 최적화될 수 있다. 제2 융기 부재(405B)의 높이 및/또는 각도 배향이 막두께 균일성에 기초하여 최적화될 수도 있다.
이에 따라, 기판의 제1 측면에 물질을 증착하고 기판의 제1 측면에 대향하는 기판의 제2 측면을 조사하는 증착 챔버가 제공된다. 이러한 증착 챔버는 챔버로부터 기판을 제거하지 않고 기판에 대해 물질 증착 프로세스와 열적 프로세스를 모두 실시할 수 있음으로써 증착 챔버로부터 주변 열 처리 챔버로 기판을 반송하기 위한 시간이 필요없는 이중 기능 챔버일 수 있다. 증착 챔버는 증착 챔버의 주변 영역에 배치된 광 에너지 조립체(예컨대, 램프들)와, 기판의 배면을 향해 광 및/도는 복사 에너지를 포커싱하는 하나 이상의 반사면들(예컨대, 어댑터 플레이트 및 에지 링)을 가진 하나 이상의 챔버 부품들을 갖는다. 특히, 상기 하나 이상의 반사면들 중 하나를 제공하기 위해 에지 링의 일부분에 코팅이 배치된다. 코팅은 코팅 프로세스에 의해 익스시튜(ex-situ)로 또는 증착 챔버 내에서의 스퍼터 증착 프로세스 중에 인시튜(in-situ)로 도포되는 금속성 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 코팅의 반사율을 향상시키고 에너지가 쉽게 흡수될 수 있는 기판의 배면으로 광 및/또는 복사 에너지를 반사하기 위해 광 및/또는 복사 에너지가 코팅에 충돌할 수 있도록 허용함으로써 열적 프로세스의 상승된 온도를 이용한다. 또한, 에지 링의 기하학적 형태는 반사된 에너지의 제어와 그에 따른 기판의 온도 제어를 용이하게 하기 위해 반사된 에너지의 입사각을 향상시킨다.
이상의 설명은 본 발명의 실시예들에 관한 것이나, 본 발명의 기본적인 범위를 벗어나지 않고 다른 추가적인 실시예들이 안출될 수 있다.

Claims (17)

  1. 에지 링으로서,
    내주 에지, 제 1 표면 및 상기 제 1 표면에 대향하는 제 2 표면을 가진 환형 본체;
    상기 제 2 표면으로부터 실질적으로 수직으로 연장하는 제 1 융기 부재;
    상기 제 1 융기 부재에 인접한 상기 제 2 표면으로부터 연장하고 제 1 요입부(depression)에 의해 상기 제 1 융기 부재로부터 분리된 제 2 융기 부재; 및
    상기 제 2 융기 부재에 인접한 상기 제 2 표면으로부터 연장하고 제 2 요입부에 의해 분리된 제 3 융기 부재 － 상기 제 2 요입부는 상기 제 1 표면의 반사율 값과 다른 반사율 값을 갖는 경사면을 포함하고, 상기 경사면은 방사상 내측으로 광 에너지를 지향하도록 구성됨 － 를 포함하는,
    에지 링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 본체는 세라믹 물질을 포함하는,
    에지 링.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 경사면은 금속성 물질로 코팅된,
    에지 링.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금속성 물질은 구리 함유 물질인,
    에지 링.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 경사면은 약 75Ra 내지 약 120Ra의 평균 표면 거칠기를 포함하는,
    에지 링.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 요입부 및 상기 경사면은 약 75Ra 내지 약 120Ra의 평균 표면 거칠기를 포함하는,
    에지 링.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 표면은 상기 제 1 요입부와 제 3 융기 부재 사이에서 약 75Ra 내지 약 120Ra의 평균 표면 거칠기를 포함하는,
    에지 링.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 제 1 표면의 평면에 대해 약 15°내지 약 25°의 각도로 배향된,
    에지 링.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 본체는 소결된 세라믹 물질을 포함하고, 상기 경사면은 구리 함유 물질을 포함한 코팅을 포함하는,
    에지 링.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 본체의 상기 내주 에지 상에 배치된 복수의 연장된 부재들을 더 포함하는,
    에지 링.
  11. 에지 링으로서,
    내주 에지, 제 1 표면 및 상기 제 1 표면에 대향하는 제 2 표면을 가진 환형 본체;
    상기 내주 에지에 인접한 평면 표면을 정의하는 상기 제 2 표면으로부터 연장하는 제 1 융기 부재;
    상기 제 2 표면으로부터 상기 제 1 융기 부재의 방사상 외측으로 연장하고 제 1 요입부에 의해 상기 제 1 융기 부재로부터 분리된 제 2 융기 부재;
    상기 제 2 표면으로부터 상기 제 2 융기 부재의 방사상 외측으로 연장하고 제 2 요입부에 의해 분리된 제 3 융기 부재; 및
    상기 제 3 융기 부재의 방사상 외측에 배치된 리세스형 플랜지 － 상기 리세스형 플랜지는 상기 제 1 표면의 평면에 평행하고 상기 본체의 외주면에 실질적으로 수직한 표면을 포함함 － 를 포함하는,
    에지 링.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 요입부는 상기 제 1 표면의 평면에 대해 예각으로 배치된 테이퍼진 평면 표면을 포함하는,
    에지 링.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 테이퍼진 평면 표면은 상기 제 1 표면의 반사율 값과 다른 반사율 값을 포함하는,
    에지 링.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 테이퍼진 평면 표면은 약 75Ra 내지 약 120Ra의 평균 표면 거칠기를 포함하는,
    에지 링.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 요입부와 상기 제 3 융기 부재의 정점 사이의 영역은 약 75Ra 내지 약 120Ra의 평균 표면 거칠기를 포함하는,
    에지 링.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 테이퍼진 평면 표면은 금속성 물질로 코팅된,
    에지 링.
  17. 에지 링으로서,
    내주 에지, 제 1 표면 및 상기 제 1 표면에 대향하는 제 2 표면을 가진 환형 본체;
    상기 제 1 표면에 실질적으로 평행한 상기 내주 에지에 인접한 평면 표면을 정의하는 상기 제 2 표면으로부터 수직으로 연장하는 제 1 융기 부재;
    상기 제 2 표면으로부터 상기 제 1 융기 부재의 방사상 외측으로 연장하고 제 1 요입부에 의해 상기 제 1 융기 부재로부터 분리된 제 2 융기 부재 － 상기 제 2 융기 부재는 제 1 측부(side) 및 제 2 측부를 가짐 －;
    상기 제 2 표면으로부터 상기 제 2 융기 부재의 방사상 외측으로 연장하고 제 2 요입부에 의해 분리된 제 3 융기 부재 － 상기 제 2 요입부는 상기 제 2 융기 부재의 상기 제 2 측부의 표면에 실질적으로 직교하는 각도를 갖는 평면에 배치된 테이퍼진 평면 표면을 포함함 －; 및
    상기 제 3 융기 부재의 방사상 외측에 배치된 리세스형 플랜지 － 상기 리세스형 플랜지는 상기 본체의 외주면에 실질적으로 수직한 표면을 포함함 － 를 포함하는,
    에지 링.
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