KR20150129758A

KR20150129758A - 셀프-센터링 프로세스 실드

Info

Publication number: KR20150129758A
Application number: KR1020157027138A
Authority: KR
Inventors: 리안 한슨; 고이치 요시도메; 넬슨 예
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2015-11-20
Also published as: TWI616553B; US20140261175A1; CN105008581B; TW201441404A; KR102217871B1; WO2014149966A1; CN105008581A; US9644262B2

Abstract

프로세스 실드는, 내측 표면 및 외측 표면을 갖는 세장형 환형 본체; 립 ― 립은 본체의 제 1 단부에 근접하여, 본체의 외측 표면으로부터 방사상 외측으로 연장하며, 그에 따라 본체의 제 1 부분이 제 1 단부를 향하여 립을 지나 연장함 ―; 립 내의 복수의 개구들; 및 리드가 프로세스 실드의 정상에 배치되는 경우, 프로세스 실드의 정상에 타겟 조립체를 정렬시키기 위해, 복수의 개구들 중 각각의 개구 내에 배치되는 핀;을 포함할 수 있으며, 핀은 세장형 본체를 포함하며, 세장형 본체는, 제 1 직경을 가지며 그리고 비스듬한 주변 엣지를 구비한 제 1 표면, 제 1 표면과 대향하며 제 2 직경을 갖는 제 2 표면, 및 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 측벽을 가지며, 측벽은 제 3 직경을 갖는 오목한 부분을 갖는다.

Description

셀프-센터링 프로세스 실드{SELF-CENTERING PROCESS SHIELD}

[0001] 본 발명의 실시예들은 일반적으로 물리 기상 증착 프로세싱 장비에 관한 것이다.

[0002] 현재의 물리 기상 증착(PVD) 챔버들에서, 프로세스 실드(process shield)는 전형적으로, PVD 챔버의 주 본체에, 타겟으로부터 별도로, 장착된다. 타겟은 전형적으로, PVD 챔버의 제거가능한 리드 상에 장착된 후, 프로세싱을 위해 챔버 본체 상으로 낮춰진다. 그러나, 본 발명자들은 그러한 구성이, 타겟과 프로세스 실드가 부정확하게 정렬되도록 바람직하지 않게 초래할 수 있음을 발견하였다. 본 발명자들은, 타겟에 인가되는 무선 주파수(RF) 에너지의 주파수가 증가함에 따라, PVD 챔버에서의 증착 품질에 부정적으로 영향을 미칠 수 있는, 임의의 플라즈마 불규칙성 및 아크 이벤트들(arc events)을 제어하기 위해, 타겟과 실드 사이의 정렬이 보다 중요해진다는 것을 발견하였다. 현재의 PVD 챔버들은, 프로세스 실드 및 타겟으로부터 분리된 피쳐들을 이용하여, 그러한 2개의 컴포넌트들을 정렬시킨다. 그러나, 본 발명자들은, 그러한 피쳐들이 프로세스 실드와 타겟을 적절히 정렬시키지 못하는 것을 관찰하였다.

[0003] 따라서, 본 발명자들은 PVD 프로세싱을 위한 개선된 장치를 제공하였다.

[0004] 물리 기상 증착을 위한 방법들 및 장치가 제공된다. 일부 실시예들에서, 챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드 ― 챔버 리드는 챔버 리드에 커플링되는 타겟을 포함함 ― 는, 세장형 환형 본체 ― 세장형 환형 본체는 본체의 중심 개구를 정의하는, 내측 표면 및 외측 표면을 가짐 ―; 립 ― 립은 본체의 제 1 단부에 근접하여, 본체의 외측 표면으로부터 방사상 외측으로 연장하며, 그에 따라 본체의 제 1 부분이 제 1 단부를 향하여 립을 지나 연장함 ―; 립 내의 복수의 개구들; 및 리드가 프로세스 실드의 정상에 배치되는 경우, 프로세스 실드의 정상에 타겟을 정렬시키기 위해, 복수의 개구들 중 각각의 개구 내에 배치되는 핀;을 포함하며, 핀은 세장형 본체를 포함하고, 세장형 본체는, 제 1 직경을 가지며 그리고 비스듬한 주변 엣지를 구비한 제 1 표면, 제 1 표면과 대향하며 제 2 직경을 갖는 제 2 표면, 및 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 측벽을 가지며, 측벽은 제 3 직경을 갖는 오목한 부분(concave portion)을 갖는다.

[0005] 일부 실시예들에서, 챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드가 본원에서 제공되며, 챔버 리드는 챔버 리드에 커플링되는 타겟을 포함한다. 프로세스 실드는, 세장형 환형 본체 ― 세장형 환형 본체는 본체의 중심 개구를 정의하는, 내측 표면 및 외측 표면을 가짐 ―; 립 ― 립은 본체의 제 1 단부에 근접하여, 본체의 외측 표면으로부터 방사상 외측으로 연장하며, 그에 따라 본체의 제 1 부분이 제 1 단부를 향하여 립을 지나 연장함 ―; 립 내의 3개의 개구들; 및 리드가 프로세스 실드의 정상에 배치되는 경우, 프로세스 실드의 정상에 타겟을 정렬시키기 위해, 3개의 개구들 중 각각의 개구 내에 배치되는 핀;을 포함하며, 각각의 핀은 세장형 본체를 포함하고, 세장형 본체는, 제 1 직경 및 비스듬한 주변 엣지를 구비한 제 1 표면, 제 1 표면과 대향하며 제 2 직경을 갖는 제 2 표면, 및 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 배치된 측벽을 가지며, 측벽은 제 3 직경을 갖는 오목한 부분을 가지며, 3개의 핀들은 타겟의 외측 엣지를 본체의 내측 표면으로부터 제 1 간격으로 정렬시키도록 타겟과 맞물린다.

[0006] 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 챔버는, 챔버 본체; 챔버 본체의 정상에 배치되는 챔버 리드 ― 챔버 리드는 챔버 본체 상에서 챔버 리드를 회전시키도록 구성되는 회전축을 포함함 ―; 챔버 리드 내에 배치되는 타겟 조립체 ― 타겟 조립체는 백킹 플레이트에 커플링되는 타겟 물질을 포함함 ―; 및 타겟 조립체 아래에서 챔버 본체 내에 배치되는 프로세스 실드;를 포함하며, 프로세스 실드는: 세장형 환형 본체 ― 세장형 환형 본체는 본체의 중심 개구를 정의하는, 내측 표면 및 외측 표면을 가짐 ―; 립 ― 립은 본체의 제 1 단부에 근접하여, 본체의 외측 표면으로부터 방사상 외측으로 연장하며, 그에 따라 본체의 제 1 부분이 제 1 단부를 향하여 립을 지나 연장함 ―; 립 내의 복수의 개구들; 및 리드가 프로세스 실드의 정상에 배치되는 경우, 프로세스 실드의 정상에 타겟 조립체를 정렬시키기 위해, 복수의 개구들 중 각각의 개구 내에 배치되는 핀;을 포함하며, 핀은 세장형 본체를 포함하며, 세장형 본체는, 제 1 직경을 가지며 그리고 비스듬한 주변 엣지를 구비한 제 1 표면, 제 1 표면과 대향하며 제 2 직경을 갖는 제 2 표면, 및 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 측벽을 가지며, 측벽은 제 3 직경을 갖는 오목한 부분을 갖는다.

[0007] 본 발명의 다른 그리고 추가의 실시예들이 하기에서 설명된다.

[0008] 앞서 간략히 요약되고 하기에서 보다 구체적으로 논의되는 본 발명의 실시예들은, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조로 하여 이해될 수 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.
[0009] 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적 단면도를 도시한다.
[0010] 도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 프로세스 실드의 개략도를 도시한다.
[0011] 도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 핀 및 주위 구조의 개략도를 도시한다.
[0012] 도 4a-4b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 제 1 위치에서의, 프로세스 실드 및 주위 구조의 단면도를 도시한다.
[0013] 도 5a-5b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 제 2 위치에서의, 프로세스 실드 및 주위 구조의 단면도를 도시한다.
[0014] 도 6a-6b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 제 3 위치에서의, 프로세스 실드 및 주위 구조의 단면도를 도시한다.
[0015] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 도시된 것은 아니며, 명확성을 위해 간략화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들은, 추가 설명 없이도 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있는 것으로 생각된다.

[0016] 개선된 물리 기상 증착 프로세싱 장비를 위한 방법들 및 장치가 본원에서 제공된다. 본 발명은, PVD 챔버에서의 또는 다른 플라즈마 강화된 기판 프로세싱 시스템들에서의 스퍼터 증착(sputter deposition)을 위해, 소스 물질들 및/또는 매우 높은 주파수 범위의 RF 주파수들이 이용될 수 있는 개선된 프로세스 실드 디자인들을 제공한다. 본 발명의 프로세스 실드들의 실시예들은 유리하게, 타겟 물질과 프로세스 실드 사이의 아킹(arcing)을 감소시키거나 방지할 수 있으며, 프로세스 실드와 타겟 물질 사이의 개선된 정렬을 제공함으로써 웨이퍼 증착 대칭성을 개선할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 정렬시킨다(align) 또는 정렬(alignment)이라는 용어는, 프로세스 실드의 단부에 근접하게, 프로세스 실드 본체의 내측 표면으로부터 제 1 간격(distance)으로 타겟 물질의 외측 엣지를 동심 배치하는 것을 나타낸다.

[0017] 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른, 물리 기상 증착 챔버 또는 프로세스 챔버(100)의 개략적 단면도를 도시한다. 적합한 PVD 챔버들의 예들은, 캘리포니아 산타클라라의 Applied Materials, Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 ENDURA^® PVD 프로세싱 챔버를 포함한다. Applied Materials, Inc. 또는 다른 제조자들로부터의 다른 프로세싱 챔버들이 또한, 본원에 개시된 본 발명의 장치로부터 이득을 얻을 수 있다.

[0018] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(100)는, 챔버 본체(136)의 정상에 배치되는 챔버 리드(134)를 갖는다. 일부 실시예들에서, 챔버 리드(134)는, 예를 들면, 타겟을 설치 또는 교체하기 위해, 또는 프로세스 챔버(100)에 대한 유지보수를 수행하기 위해, 챔버 본체(136)의 정상으로부터 회전가능하게 개방될 수 있다(예를 들면, 수평축을 중심으로 회전될 수 있다). 일부 실시예들에서, 챔버 리드(134)는 도 1에 도시된 바와 같은 적어도 폐쇄 위치로부터 개방 위치로, 수평한 회전축을 중심으로 이동가능할 수 있다. 챔버 리드(134)는, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 회전축을 중심으로 호형으로(in an arc) 이동한다.

[0019] 일부 실시예들에서, 챔버 리드(134)는 타겟 조립체(138)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 타겟 조립체(138)는 타겟 물질(106) 및 타겟 백킹 플레이트(146)를 포함한다. 타겟 물질(106)은 스퍼터링 동안 기판(104) 상에 증착될 물질, 이를테면 금속 또는 금속 산화물을 포함한다. 일부 실시예들에서, 백킹 플레이트(146)는 전도성 물질, 이를테면 구리-아연, 구리-크롬, 또는 타겟과 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 그에 따라 RF 및 DC 전력이 백킹 플레이트(146)를 통하여 타겟 물질(106)에 커플링될 수 있다. 대안적으로, 백킹 플레이트(146)는 비-전도성일 수 있으며, 전기 피드스루들(electrical feedthroughs) 등과 같은 전도성 엘리먼트들(미도시)을 포함할 수 있다.

[0020] 프로세스 챔버(100)는, 타겟 조립체(138) 아래에서 챔버 본체(136) 내에 배치되는 프로세스 실드(150)를 더 포함한다. 프로세스 실드(150)는 상부 챔버 어댑터(142)의 측벽들 상에, 스퍼터링되는 타겟 물질의 증착을 방지한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 프로세스 실드(150)는, 제 1 지지 부재(176)의 정상에 놓이는 립(156)에 의해 챔버 본체(136) 내에서 지지된다. 일부 실시예들에서, 제 1 지지 부재는 상부 챔버 어댑터(142)의 렛지(ledge)일 수 있다. 도 2-6b에 대해 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이, 프로세스 실드는, 챔버 리드가 도 1에 도시된 폐쇄 위치에 있는 경우, 프로세스 실드(150)의 정상에서 정렬되도록 전체 타겟 조립체(138)를 이동시키도록 구성되는 복수의 핀들(162)을 포함한다.

[0021] 도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 프로세스 실드(150)의 개략도를 도시한다. 프로세스 실드(150)는 세장형 환형 본체(208)를 포함하고, 세장형 환형 본체는 세장형 환형 본체(208)의 중심 개구(214)를 정의하는, 내측 표면(212) 및 외측 표면(210)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 세장형 환형 본체(208)는 세라믹과 같은 유전체 물질로 제조된다. 유전체 세장형 환형 본체(208)를 제공함으로써, 세장형 환형 본체(208)와 RF 핫(RF hot)인 인접하는 컴포넌트들 사이의 아킹이 방지되거나 최소화될 수 있다. 중심 개구(214)는 전술된 바와 같은 아킹을 방지하기에 충분한 양만큼, 타겟 물질(106)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는다.

[0022] 세장형 환형 본체(208)의 제 1 단부(206)에 근접하여, 세장형 환형 본체(208)의 외측 표면(210)으로부터 방사상 외측으로 립(156)이 연장하며, 그에 따라 세장형 환형 본체(208)의 제 1 부분(202)이 립(156)을 지나 제 1 단부(206)를 향해 연장한다. 일부 실시예들에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 립(156)은 챔버 본체(136) 내에서 제 1 지지 부재(176)의 정상에 프로세스 실드(150)를 지지한다. 일부 실시예들에서, 프로세스 실드(150)는, 립(156)을 통하여 배치되는 복수의 파스너 개구들(fastener openings)(200)을 통해 배치되는 복수의 파스너들(fasteners), 이를테면 볼트들, 등에 의해 제 1 지지 부재(176)에 커플링된다.

[0023] 도 5b에 대해 하기에서 설명되는 바와 같이, 세장형 환형 본체(208)의 제 1 부분(202)은 중심 개구(214)로부터 먼쪽으로(away from) 경사져 있어서, 챔버 리드(134)가 챔버 본체(136)의 정상에 폐쇄될 때, 타겟 물질(106)이 프로세스 실드(150)의 제 1 부분(202)과 접촉하는 것을 유리하게 방지한다.

[0024] 도 2로 되돌아 가서, 립(156)은 복수의 개구들(204)을 포함한다. 개구들(204) 중 각각의 개구 내에는 핀(216)이 배치된다. 일부 실시예들에서, 핀들(216)은 접지된 프로세스 실드(150)로부터 RF 핫 타겟 조립체(RF hot target assembly)(138)를 전기적으로 절연시키기 위한 세라믹(예를 들면, 알루미늄 산화물)이다. 핀들(216)은 개구들(204) 내로 압입(press fit)되며 개구들로부터 제거될 수 없다. 일부 실시예들에서, 핀들(216) 및 실드는, 실온에서 실드의 개구들(204) 내에서의 핀들(216)의 용이한 조립 및 개선된 끼워맞춤과 유지를 위해 열적으로 제어될 수 있다. 도 6b에 대하여 하기에서 논의되는 바와 같이, 챔버 리드(134)가 폐쇄 위치로 회전할 때: 핀들(216)은 전체 타겟 조립체(138)를 프로세스 실드(150)의 정상에 정렬되도록 이동시키며, 그에 따라 타겟 물질(106)의 외측 엣지는 유리하게, 증착 프로세스의 균일성을 향상시키고 아킹을 감소시키기 위해, 제 1 단부(206)에 근접하여, 세장형 환형 본체(208)의 내측 표면(212)으로부터 제 1 간격(600)으로 배치된다. 제 1 간격(600)의 크기는, 프로세스 조건들, 이를테면 챔버 압력, 사용되는 RF 주파수들, 등에 따라 달라질 수 있다.

[0025] 일부 실시예들에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 개구들(204)은, 각각의 개구(204)가 그 개구 내에 배치되는 핀(216)을 갖는 3개의 개구들(204)이지만, 내부에 핀(216)이 배치된, 다른 개수들의 개구들(204)이 다른 실시예들에서 제공될 수 있다. 3개의 핀들을 갖는 일부 실시예들에서, 제 1 핀 및 제 2 핀은 제 3 핀보다 챔버 리드(134)의 회전축에 더 가까이 있으며, 그에 따라 제 3 핀보다 먼저(prior to), 제 1 및 제 2 핀들이 타겟 조립체(138)와 맞물릴 수 있게 된다. 제 1 핀 및 제 2 핀은, 실질적으로 동시에 타겟 조립체(138)와 맞물린다. 이는 유리하게, 챔버 리드가 챔버 본체(136)의 정상에 내려갈 때, 2개의 핀들이 챔버 리드(134)의 중량을 나눌 수 있게 한다. 제 1 핀 및 제 2 핀과 타겟 조립체(138)의 이러한 초기 맞물림은 타겟 조립체(138)를 정렬시키기 시작한다. 타겟 조립체와 제 3 핀의 맞물림은 유리하게, 챔버 리드(134)가 챔버 본체(136)의 정상에 폐쇄되기 전에, 타겟 조립체(138)의 최종 정렬을 제공한다. 도 6b에 대해 하기에서 논의되는 바와 같이, 타겟 조립체(138)의 최종 정렬은, 제 1 단부(206)에 근접하여, 세장형 환형 본체(208)의 내측 표면(212)으로부터 제 1 간격(600)으로 타겟 물질(106)의 외측 엣지를 정렬시킨다. 3개의 핀들(216)을 갖는 일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 핀들이 리드의 수평한 회전축에 평행한 라인으로(in a line) 배치되고 제 3 핀이 제 1 및 제 2 핀들로부터 등거리에 배치되도록, 제 1 핀 및 제 2 핀이 배열될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 제 1 핀의 중심이 제 2 핀의 중심으로부터 약 115도로 위치되고, 제 2 핀의 중심은 제 3 핀의 중심으로부터 약 115도로 위치된다. 따라서, 제 1 핀의 중심 및 제 3 핀의 중심은 서로로부터 약 130도로 위치된다. 3개의 핀들을 갖는 일부 실시예들에서, 핀들의 중심은 서로로부터 약 115도 초과 또는 그 미만으로 위치될 수 있다.

[0026] 도 3에 도시된 바와 같이, 핀(216)은 세장형 본체(300)를 포함하며, 이러한 세장형 본체는, 제 1 직경(314)을 가지며 그리고 비스듬한 또는 곡선형의 주변 엣지(304)를 구비한 제 1 표면(302), 제 1 표면(302)과 대향하며 제 2 직경(316)을 갖는 제 2 표면(306), 및 제 1 표면(302)과 제 2 표면(306) 사이의 측벽(308)을 가지며, 측벽은 제 3 직경(318)을 갖는 오목한 부분(310)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 제 1 직경(314) 및 제 2 직경(316)은 실질적으로 동일하며, 제 3 직경(318)은 제 1 직경 및 제 2 직경보다 작다. 도 5a-5b에 대해 하기에서 설명되는 바와 같이, 핀(216)의 형상은, 챔버 리드(134)가 챔버 본체(136)의 정상에 폐쇄될 때, 핀들(216) 상으로의 타겟 조립체(138)의 미끄러짐을 돕는다.

[0027] 도 4a는, 타겟 조립체(138)와 핀(216) 사이의 맞물림 이전의, 타겟 조립체(138), 핀(216) 및 주위 구조를 도시한다. 챔버 리드(134)는 부분적으로 폐쇄 위치에 있다. 핀(216)은 프로세스 실드(150)의 립(156)의 개구(204) 내에 배치된다. 핀(216)은 립(156)의 개구(204)의 바닥으로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장할 수 있다. 전술된 바와 같이, 핀(216)은 립(156)의 개구(204) 내로 압입될 수 있거나, 다른 방법으로(otherwise) 고정될 수 있다.

[0028] 일부 실시예들에서, 타겟 조립체(138)는, 프로세스 실드(150) 내의 핀들(216)과 인터페이싱하거나 핀들 내로 끼워맞춤되도록 정렬 피쳐들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 타겟 조립체(138)의 백킹 플레이트(146)는 핀(216)과 맞물리도록 구성되는 슬롯(400)을 포함할 수 있다. 백킹 플레이트(146) 내의 슬롯들(400)의 개수는, 프로세스 실드(150) 내의 핀들(216)의 개수와 동일하다. 백킹 플레이트(146) 내의 슬롯들(400)의 배치는, 프로세스 실드(150) 내의 핀들(216)의 배치를 거울반사(mirror)하여서, 핀들(216)이 슬롯들(400)과 맞물릴 수 있게 하고 타겟 조립체(138)를 프로세스 실드(150)와 정렬시킨다. 예를 들면, 제 1 핀의 중심이 제 2 핀의 중심으로부터 약 115도로 위치되고, 제 2 핀의 중심이 제 3 핀의 중심으로부터 약 115도로 위치되는, 3개의 핀들(216)을 갖는 실시예들에서; 백킹 플레이트(146)는, 제 1 슬롯의 중심이 제 2 슬롯의 중심으로부터 약 115도로 위치되고 제 2 슬롯의 중심이 제 3 슬롯의 중심으로부터 약 115도로 위치되는, 3개의 슬롯들(400)을 가질 것이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 타겟 조립체(138)와 핀(216)의 맞물림 이전에, 타겟 물질(106)은 프로세스 실드(150) 위에 배치된다.

[0029] 3개의 슬롯들 및 3개의 핀들을 갖는 일부 실시예들에서, 전술된 바와 같은, 슬롯들의 중심간 위치(center to center location) 및 핀들의 중심간 위치는 서로로부터 115도 초과 또는 그 미만일 수 있다. >115°로 중심들을 갖는 슬롯들 및 핀들을 제공하는 것은, 보다 수직한 컴포넌트(즉, 리드가 보다 수직한 동안 핀들과 슬롯들이 맞물림) 및 그에 따라 보다 큰(more) 전방 대 후방 오정렬(front to back misalignment)로 이어진다. <115°로 중심들을 갖는 슬롯들 및 핀들을 제공하는 것은, 보다 덜 수직한 컴포넌트(즉, 리드가 보다 덜 수직한 경우에 핀들과 슬롯들이 맞물림) 및 그에 따라 더 적은 전방 대 후방 오정렬로 이어진다. 그러나, o-링 마찰을 극복하기 위해 더 많은 양의 힘이 요구될 것이다. 3개의 슬롯들 및 핀들이 도면들에 도시되어 있지만, 보다 많은 정렬을 제공하기 위해 더 많은(즉, 3개 초과의) 핀들 및 슬롯들이 또한 사용될 수 있다.

[0030] 도 5a는, 타겟 조립체(138)가 챔버 리드(134)의 회전축에 가장 가까운 핀들(216) 중 하나와 접촉할 때의, 타겟 조립체(138), 핀(216), 및 주위 구조를 도시한다. 일부 실시예들에서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 핀(216)의 비스듬한 주변 엣지(304)는 슬롯(400)의 외측 엣지와 접촉한다. 비스듬한 주변 엣지(304)는 유리하게, 슬롯(400)이 비스듬한 주변 엣지(304) 아래로 미끄러지고 그리고 립(156)의 최상부 표면 위로 연장하는 측벽(308)의 일부를 따라(over) 미끄러질 수 있게 한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 핀(216)이 슬롯(400)과 접촉할 때, 타겟 물질(106)은 제 1 단부(206)에 근접하게, 프로세스 실드(150)의 중심 개구(214)로 들어간다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 세장형 환형 본체(208)의 제 1 부분(202)의 내측 표면(212)은 중심 개구(214)로부터 먼쪽으로 경사지며, 그에 따라 타겟 조립체(138)가 프로세스 실드(150) 상에서 회전할 때, 타겟 물질(106)이 프로세스 실드(150)와 접촉하는 것, 및 프로세스 실드 상으로 스크래핑(scraping)되는 것을 방지한다. 일부 실시예들에서, 제 1 부분(202)의 내측 표면(212)은, 중심 개구(214)로부터 약 10 내지 약 15도의 경사를 갖는다.

[0031] 도 6a는, 타겟 조립체(138)가 프로세스 실드(150)와 정렬될 때의, 타겟 조립체(138), 핀(216) 및 주위 구조를 도시한다. 일부 실시예들에서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 표면(302), 비스듬한 주변 엣지(304) 및 측벽(308)의 제 1 부분을 포함하는, 핀(216)의 제 1 부분이 슬롯(400) 내에 맞물린다. 핀(216)의 제 1 표면(302)은 슬롯(400)의 상부 표면(602)과 접촉하지 않는다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 핀(216)이 일단 타겟 조립체(138) 내의 슬롯(400)과 완전히 맞물리면, 타겟 물질(106)이 제 1 단부(206)에 근접하게, 세장형 환형 본체(208)의 내측 표면(212)으로부터 제 1 간격(600)으로 유리하게 정렬되어서, 타겟 물질(106)과 프로세스 실드(150) 사이의 아킹을 방지하거나 최소화하며, 증착 프로세스의 균일성을 향상시킨다. 또한, 핀(216)이 일단 타겟 조립체(138) 내의 슬롯(400)과 완전히 맞물리면, 제 1 단부(206)에 근접하여, 세장형 환형 본체(208)의 내측 표면(212)과 타겟 물질(106)의 외측 엣지 사이에서, 암공간 영역(dark space region)으로 또한 지칭되는 제 1 간격(600) 내에, 백킹 플레이트(146)가 아닌 타겟 물질(106)만이 있다. 암공간 영역 내에 백킹 플레이트(146)가 없는 것은 유리하게, 백킹 플레이트 물질의 스퍼터링을 방지한다.

[0032] 도 1로 되돌아가서, 일부 실시예들에서, 피드 구조(feed structure)(110)는 RF 및, 선택적으로 DC 에너지를 타겟 조립체(138)에 커플링시킨다. 특정 피드 구조(110)가 하기에서 설명되지만, 다른 구성들을 갖는 다른 피드 구조들이 또한 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 피드 구조(110)는 본체(112)를 포함할 수 있으며, 본체는, 타겟 조립체(138)에 RF 및 DC 에너지를 제공하기 위해 각각 이용될 수 있는, RF 전력 소스(118) 및, 선택적으로, DC 전력 소스(120)에 커플링될 수 있는 제 1 단부(114)를 갖는다. 제 1 단부(114)의 맞은편의(opposite), 피드 구조(110)의 제 2 단부(116)가 챔버 리드(134)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 본체(112)는, 제 1 단부(114)로부터 제 2 단부(116)까지 본체(112)를 통하여 배치되는 중심 개구(115)를 더 포함한다. 피드 구조(110)는 RF 전력 소스(118)로부터의 RF 에너지 및 DC 전력 소스(120)로부터의 DC 에너지를 전도하기에 적합한 전도성 물질들로 제조될 수 있다.

[0033] 일부 실시예들에서, 챔버 리드(134)는, 피드 구조(110)를 통해 인가되는 에너지를 전도성 부재(125)를 통하여 타겟 조립체(138)의 주변 엣지로 분배하기 위한 소스 분배 플레이트(122)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 일부 실시예들에서, 본체(112)의 제 2 단부(116)는 소스 분배 플레이트(122)에 커플링될 수 있다. 소스 분배 플레이트는, 소스 분배 플레이트(122)를 통하여 배치되며 본체(112)의 중심 개구(115)와 정렬되는 홀(124)을 포함한다. 소스 분배 플레이트(122)는, 피드 구조(110)로부터의 RF 및 DC 에너지를 전도하기에 적합한 전도성 물질들로 제조될 수 있다.

[0034] 전도성 부재(125)는, 소스 분배 플레이트(122)의 주변 엣지에 근접한, 소스 분배 플레이트(122)의 타겟-대면 표면(128)에 커플링되는 제 1 단부(126)를 갖는 관형(tubular) 부재일 수 있다. 전도성 부재(125)는, 타겟 물질(106)의 주변 엣지에 근접한, 타겟 물질(106)의 소스 분배 플레이트-대면 표면(132)(또는 타겟 물질(106)의 백킹 플레이트(146))에 커플링되는 제 2 단부(130)를 더 포함한다.

[0035] 챔버 리드(134)의 외측 표면들을 커버하기 위해, 접지 실드(140)가 제공될 수 있다. 접지 실드(140)는, 예를 들면, 챔버 본체(136)의 접지 연결(ground connection)을 통해, 접지에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 접지 실드(140)는, 피드 구조(110)가 접지 실드(140)를 통과하여, 소스 분배 플레이트(122)에 커플링될 수 있게 하도록, 중심 개구를 가질 수 있다. 접지 실드(140)는 알루미늄, 구리, 등과 같은 임의의 적합한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 소스 분배 플레이트(122), 전도성 부재(125), 및 타겟 물질(106)(및/또는 백킹 플레이트(146))의 외측 표면들과 접지 실드(140) 사이에 절연 갭(139)이 제공되어서, RF 및 DC 에너지가 접지로 직접적으로 라우팅되는(routed) 것을 방지한다. 절연 갭은 공기, 또는 몇몇 다른 적합한 유전체 물질, 이를테면 세라믹, 플라스틱, 등으로 충진될 수 있다.

[0036] 챔버 본체(136)는, 기판(104)을 위에 수용하기 위한 기판 지지 페디스털(102)을 포함한다. 기판 지지 페디스털(102)은 접지된 엔클로져 벽(108) 내에 위치될 수 있으며, 접지된 엔클로져 벽은 챔버 벽(도시된 바와 같음) 또는 접지된 실드일 수 있다. 접지 실드(140)는, 타겟 물질(106) 위의, 프로세스 챔버(100)의 적어도 일부분들을 커버할 수 있다.

[0037] 프로세스 실드(150)는 상부 챔버 어댑터(142)의 벽들 및 엔클로져 벽(108)을 따라 아래쪽으로, 기판 지지 페디스털(102)의 최상부 표면 아래까지 연장하며, 기판 지지 페디스털(102)의 최상부 표면에 도달할 때까지 위쪽으로 복귀한다. 커버 링(186)은, 기판 지지 페디스털(102)이 기판 지지 페디스털의 하부의 로딩 위치에 있는 경우에는, 프로세스 실드(150)의, 위쪽으로 연장하는 내측 부분(188)의 최상부 상에 놓이지만, 기판 지지 페디스털(102)이 기판 지지 페디스털의 상부의 증착 위치에 있는 경우에는, 기판 지지 페디스털(102)의 외측 주변부 상에 놓여져서, 스퍼터 증착으로부터 기판 지지 페디스털(102)을 보호한다.

[0038] 전술한 내용은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가의 실시예들이 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있다.

Claims

챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드로서,
상기 챔버 리드는 상기 챔버 리드에 커플링되는 타겟을 포함하고,
상기 프로세스 실드는:
세장형 환형 본체 ― 상기 세장형 환형 본체는 상기 본체의 중심 개구를 정의하는, 내측 표면 및 외측 표면을 가짐 ―;
립 ― 상기 립은 상기 본체의 제 1 단부에 근접하여, 상기 본체의 상기 외측 표면으로부터 방사상 외측으로 연장하며, 그에 따라 상기 본체의 제 1 부분이 상기 제 1 단부를 향하여 상기 립을 지나 연장함 ―;
상기 립 내의 복수의 개구들; 및
상기 리드가 상기 프로세스 실드의 정상에 배치되는 경우, 상기 프로세스 실드의 정상에 상기 타겟을 정렬시키기 위해, 상기 복수의 개구들 중 각각의 개구 내에 배치되는 핀;을 포함하며,
상기 핀은 세장형 본체를 포함하고, 상기 세장형 본체는, 제 1 직경을 가지며 그리고 비스듬한 주변 엣지를 구비한 제 1 표면, 상기 제 1 표면과 대향하며 제 2 직경을 갖는 제 2 표면, 및 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면 사이의 측벽을 가지며, 상기 측벽은 제 3 직경을 갖는 오목한 부분을 갖는
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 단부에 근접한, 상기 본체의 상기 내측 표면은 상기 타겟 주위에 배치되고 상기 타겟으로부터 제 1 간격만큼 이격되어 있는
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 단부에 근접한, 상기 본체의 상기 내측 표면은, 상기 챔버 리드가 상기 프로세스 실드 상에서 호형으로(in an arc) 회전할 때, 상기 타겟과 접촉하는 것을 방지하도록 구성되는
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 개구들은 3개의 개구들인
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
제 4 항에 있어서,
제 1 핀의 중심이 제 2 핀의 중심으로부터 약 115도로 위치되고, 상기 제 2 핀의 중심은 제 3 핀의 중심으로부터 약 115도로 위치되는
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 핀 및 상기 제 2 핀은 상기 제 3 핀보다 먼저(prior to) 상기 타겟과 맞물리는
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 핀, 상기 제 2 핀, 및 상기 제 3 핀은, 상기 타겟의 외측 엣지를 상기 본체의 내측 표면으로부터 제 1 간격으로 정렬시키도록 상기 타겟과 맞물리는
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 핀은 상기 복수의 개구들 중 각각의 개구로부터 제거할 수 없는
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 핀들은 세라믹인
챔버 리드를 갖는 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 실드.
기판 프로세싱 챔버로서:
챔버 본체;
상기 챔버 본체의 정상에 배치되는 챔버 리드 ― 상기 챔버 리드는 상기 챔버 본체 상에서 상기 챔버 리드를 회전시키도록 구성되는 회전축을 포함함 ―;
상기 챔버 리드 내에 배치되는 타겟 조립체 ― 상기 타겟 조립체는 백킹 플레이트에 커플링되는 타겟 물질을 포함함 ―; 및
상기 타겟 조립체 아래에서 상기 챔버 본체 내에 배치되는 프로세스 실드;를 포함하며, 상기 프로세스 실드는:
세장형 환형 본체 ― 상기 세장형 환형 본체는 상기 본체의 중심 개구를 정의하는, 내측 표면 및 외측 표면을 가짐 ―;
립 ― 상기 립은 상기 본체의 제 1 단부에 근접하여, 상기 본체의 상기 외측 표면으로부터 방사상 외측으로 연장하며, 그에 따라 상기 본체의 제 1 부분이 상기 제 1 단부를 향하여 상기 립을 지나 연장함 ―;
상기 립 내의 복수의 개구들; 및
상기 리드가 상기 프로세스 실드의 정상에 배치되는 경우, 상기 프로세스 실드의 정상에 상기 타겟 조립체를 정렬시키기 위해, 상기 복수의 개구들 중 각각의 개구 내에 배치되는 핀;을 포함하며,
상기 핀은 세장형 본체를 포함하고, 상기 세장형 본체는, 제 1 직경을 가지며 그리고 비스듬한 주변 엣지를 구비한 제 1 표면, 상기 제 1 표면과 대향하며 제 2 직경을 갖는 제 2 표면, 및 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면 사이의 측벽을 가지며, 상기 측벽은 제 3 직경을 갖는 오목한 부분을 갖는
기판 프로세싱 챔버.
제 10 항에 있어서,
상기 립은, 상기 기판 프로세싱 챔버 내에서 상기 프로세스 실드를 지지하기 위해, 상기 프로세스 챔버의 제 1 지지 부재에 의해 지지되는
기판 프로세싱 챔버.
제 10 항에 있어서,
상기 회전축은 상기 챔버 리드를 상기 챔버 본체 상에서 호형으로 회전시키도록 구성되는
기판 프로세싱 챔버.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 단부에 근접한, 상기 본체의 상기 내측 표면은 상기 타겟 물질 주위에 배치되고 상기 타겟 물질로부터 제 1 간격만큼 이격되어 있으며, 상기 제 1 단부에 근접한, 상기 본체의 상기 내측 표면은, 상기 타겟 조립체가 상기 프로세스 실드 상에서 회전할 때, 상기 타겟 물질과의 접촉을 방지하는
기판 프로세싱 챔버.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 개구들은 3개의 개구들이며, 각각의 개구는 상기 개구 내부에 배치되는 핀을 갖는
기판 프로세싱 챔버.
제 14 항에 있어서,
제 1 핀의 중심이 제 2 핀의 중심으로부터 약 115도로 위치되고, 상기 제 2 핀의 중심은 제 3 핀의 중심으로부터 약 115도로 위치되며, 상기 제 1 핀 및 상기 제 2 핀은 상기 제 3 핀보다 상기 회전축에 더 가까이 있으며, 상기 제 1 핀 및 상기 제 2 핀은 상기 제 3 핀보다 먼저 상기 타겟 조립체와 맞물리는
기판 프로세싱 챔버.