KR20160126884A - 유동 격리기 링을 포함하는 프로세스 키트 - Google Patents

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데일 알. 두 보이스
칼얀지트 고쉬
키엔 엔. 츄크
메이유르 지. 쿨카니
산지브 바루자
얀지에 왕
성진 김
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

측벽, 외측 렛지를 갖는 기판 지지부, 및 기판 지지부 아래의 가스 유입구를 포함하는 프로세스 챔버가 제공된다. 프로세스 챔버는 기판 지지부의 외측 렛지의 바닥 표면 주위에 배치된 제 1 라이너를 더 포함한다. 제 1 라이너는, 기판 지지부의 외측 렛지로부터 제 1 갭만큼 분리된 내측 표면을 갖는다. 프로세스 챔버는, 기판 지지부의 외측 렛지 상에 배치된 내측 바닥 표면 및 내측 바닥 표면에 대해 바깥쪽으로 연장하는 외측 바닥 표면을 갖는 유동 격리기 링을 더 포함하며, 외측 바닥 표면은 제 1 갭 위에 놓인다.

Description

유동 격리기 링을 포함하는 프로세스 키트{PROCESS KIT INCLUDING FLOW ISOLATOR RING}
[0001] 본원에서 설명되는 실시예들은 일반적으로, 반도체 프로세스 챔버용 프로세스 키트, 프로세스 키트를 갖는 반도체 프로세스 챔버, 및 이러한 챔버 내에서 실리콘 기반 재료를 증착하기 위한 방법에 관한 것이다.
[0002] 집적 회로들의 제조에 있어서, 화학 기상 증착(CVD) 또는 플라즈마 강화 CVD 프로세스들과 같은 증착 프로세스들은 반도체 기판들 상에 다양한 재료들의 필름들을 증착하는데 사용된다. 이러한 증착들은 밀폐된(enclosed) 프로세스 챔버에서 일어날 수 있다. 증착들에서 사용되는 프로세스 가스들은 기판 상에 필름들을 증착하지만, 프로세스 챔버의 내부 벽들 및 다른 컴포넌트들 상에 잔류물을 또한 증착할 수 있다. 이러한 잔류물은, 챔버에서 더 많은 기판들이 프로세싱됨에 따라 축적되어, 입자들 및 다른 오염물들을 생성하게 된다. 이러한 입자들 및 오염물들은 기판들 상에 증착되는 필름들의 열화로 이어져, 제품 품질 문제들을 야기할 수 있다. 프로세스 챔버들은, 챔버 컴포넌트들 상에 증착된 잔류물을 제거하기 위해 주기적으로 세정되어야 한다.
[0003] 기판에 대해, 챔버 내의 희망 영역에 프로세싱 영역을 정의하는 것을 돕기 위해, 챔버 내에 프로세스 키트가 배치될 수 있다. 프로세스 키트는 전형적으로 하나 또는 그 초과의 라이너들을 포함한다. 라이너들은, 프로세싱 영역에 플라즈마를 한정하는 것을 돕고 그리고 챔버 내의 다른 컴포넌트들이 전술된 잔류물과 같은, 증착되는 재료들로 오염되는 것을 방지하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 프로세스 가스들은 기판 지지부 위에 공급될 수 있다. 퍼지 가스는, 프로세스 가스들이 챔버의 바닥의 구역들(areas)에 도달하고 그리고 기판 지지부 아래의 구역들에 잔류물의 증착을 야기하는 것을 방지하기 위해, 기판 지지부 아래로부터 제공될 수 있다. 프로세스 가스 및 퍼지 가스는, 프로세스 구역으로부터 멀리에, 이를테면 프로세스 챔버의 외측 둘레부 주위에 배치된 공통 배기부(common exhaust)를 사용하여, 프로세스 챔버로부터 제거되어, 프로세스 구역에서 프로세스 가스와 퍼지 가스의 혼합을 방지할 수 있다. 전술된 배열을 사용하면, 기판 위의 프로세스 구역에서 이유가 밝혀지지 않은(unexplained) 아킹(arcing) 및 입자 형성이 일어나, 프로세스 챔버에서 제조되는 제품들에 결함들을 야기할 수 있다. 따라서, 이러한 이유가 밝혀지지 않은 아킹 및 입자 형성을 방지하기 위해, 개선된 프로세스 챔버 또는 프로세스 챔버 내의 개선된 프로세싱 컴포넌트가 요구된다.
[0004] 본원에서 개시되는 실시예들은 일반적으로, 플라즈마 프로세스 챔버들과 같은 프로세스 챔버들의 상이한 부분들(parts)을 보호하기 위해 사용되는 프로세스 키트들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 측벽, 외측 렛지를 갖는 기판 지지부, 및 기판 지지부 아래의 가스 유입구를 포함하는 프로세스 챔버가 제공된다. 프로세스 챔버는, 기판 지지부의 외측 렛지의 바닥 표면 주위에 배치되는 제 1 라이너를 더 포함한다. 제 1 라이너는 기판 지지부의 외측 렛지로부터 제 1 갭만큼 분리된 내측 표면을 갖는다. 프로세스 챔버는, 기판 지지부의 외측 렛지 상에 배치된 내측 바닥 표면 및 내측 바닥 표면에 대해 바깥쪽으로 연장하는 외측 바닥 표면을 갖는 유동 격리기 링을 더 포함하며, 외측 바닥 표면은 제 1 갭 위에 놓인다(overlying).
[0005] 다른 실시예에서, 기판 지지부, 제 1 라이너, 및 유동 격리기 링을 포함하는 프로세스 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 제 1 라이너의 최상부 표면 상에, 유동 격리기 링의 외측 바닥 표면을 배치하는 단계를 포함하고, 제 1 라이너는 기판 지지부에 대해 바깥쪽에 배치되며, 유동 격리기 링은 외측 바닥 표면에 대해 안쪽으로 연장하는 내측 바닥 표면을 포함한다. 이 방법은, 기판 지지부의 외측 렛지를 사용하여, 제 1 라이너로부터 내측 바닥 표면에 의해 유동 격리기 링을 들어 올리기 위해, 하강된 위치로부터 상승된 위치로 기판 지지부를 상승시키는 단계를 더 포함하며, 제 1 라이너는 기판 지지부의 외측 렛지의 바닥 표면 주위에 배치된다. 제 1 라이너는 기판 지지부의 외측 렛지로부터 제 1 갭만큼 분리된 내측 표면을 갖는다. 유동 격리기 링의 외측 바닥 표면은 제 1 갭 위에 놓인다. 이 방법은, 기판 지지부 위로부터 프로세스 가스를 공급하고 그리고 기판 지지부 아래로부터 퍼지 가스를 공급하는 단계를 더 포함한다.
[0006] 다른 실시예에서, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 키트가 제공된다. 프로세스 키트는, 환형 본체, 최상부 표면, 및 외측 각진 표면을 갖는 제 1 라이너를 포함한다. 프로세스 키트는, 외측 바닥 표면, 내측 바닥 표면, 및 외측 각진 표면을 포함하는 유동 격리기 링을 더 포함한다. 외측 바닥 표면은 제 1 라이너의 최상부 표면 상에 배치된다. 내측 바닥 표면은 제 1 라이너에 대해 안쪽으로 연장한다. 유동 격리기 링의 외측 각진 표면은 수평면에 대해 40도 내지 50도의 각도로 배향되며, 유동 격리기 링의 외측 각진 표면은 제 1 라이너의 외측 각진 표면에 대해 실질적으로 평행하다. 프로세스 키트는, 제 1 라이너의 적어도 최상부 표면을 둘러싸는 제 2 라이너를 더 포함하며, 제 2 라이너는 유동 격리기 링 위에 배치되는 내측 각진 표면을 가지며, 제 2 라이너의 내측 각진 표면 및 유동 격리기 링의 외측 각진 표면은 서로에 대해 실질적으로 평행하다.
[0007] 본 개시물의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시물의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시물의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시물의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시물이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0008] 도 1a는 본 개시물의 일 실시예에 따른, 하강된 위치에서 기판 지지부 주위에 배치된 프로세스 키트를 포함하는 프로세스 챔버의 측단면도이다.
[0009] 도 1b는 본 개시물의 일 실시예에 따른, 상승된 위치에서 기판 지지부 주위에 배치된 프로세스 키트를 포함하는 프로세스 챔버의 측단면도이다.
[0010] 도 2는 본 개시물의 일 실시예에 따른, 기판 지지부가 상승된 위치에 있는 경우의 프로세스 키트의 부분적인 측단면도이다.
[0011] 도 3은 본 개시물의 다른 실시예에 따른, 기판 지지부가 상승된 위치에 있는 경우의 프로세스 키트의 부분적인 측단면도이다.
[0012] 도 4는 일 실시예에 따른, 프로세스 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0013] 이해를 돕기 위해, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해, 가능한 한 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시된 실시예들은 구체적인 설명 없이도 다른 실시예들에 대해 유리하게 활용될 수 있는 것으로 생각된다.
[0014] 본 개시물의 실시예들은 일반적으로, 플라즈마 프로세스 챔버들과 같은 프로세스 챔버들의 상이한 부분들을 보호하기 위해 사용되는 프로세스 키트들에 관한 것이다. 구체적으로, 하기에서 설명되는 프로세스 키트들은, 퍼지 가스가 기판 위의 프로세스 구역에 들어가는 것을 방지하는 부가적인 피쳐로서 유동 격리기 링을 포함한다. 임의의 특정 이론에 의해 구속되지 않고, 전술된, 이유가 밝혀지지 않은 아킹 및 입자 형성은 프로세스 구역에 도달하는 퍼지 가스에 의해 야기될 수 있는 것으로 생각된다. 하기에서 논의되는 유동 격리기 링들은 기판 지지부와 기판 지지부를 둘러싸는 라이너 사이의 갭 위에 배치될 수 있다.
[0015] 도 1a는 본 개시물의 일 실시예에 따른, 하강된 위치(117)에서 기판 지지부(120) 주위에 배치된 프로세스 키트(130)를 포함하는 프로세스 챔버(100)의 측단면도이다. 도 1b는 본 개시물의 일 실시예에 따른, 상승된 위치(118)(프로세싱 위치)에서 기판 지지부(120) 주위에 배치된 프로세스 키트(130)를 포함하는 프로세스 챔버(100)의 측단면도이다. 하기에서 도시되는 도 2 및 3 뿐만 아니라 도 1a 및 1b의 단면도들은 횡-단면도들이며, 그에 따라 도면의 평면 뒤의 부분들 또는 그러한 평면을 통하는 다른 깊이들의 부분들은 명확성을 위해 도면들에 도시되지 않는다. 예를 들면, 도 1a는 링 형상을 갖는 최상부 라이너(140)를 포함하지만, 링 형상의 연결 부분은 도 1a의 빈약한(thin) 횡-단면도에서는 보이지 않는다. 이러한 부분들은, 도면을 난잡하게(clutter) 하지 않고 하기에서 논의되는 퍼지 가스 및 프로세스 가스의 가스 유동을 이해하기 더 용이하게 하기 위해 생략되었다.
[0016] 프로세스 키트(130)는, 챔버 컴포넌트들 상의 입자 증착을 감소시키고 그리고 퍼지 가스가 기판 지지부(120) 위의 프로세스 용적(109)에 들어가는 것을 방지하도록 구성되며, 이는 유리하게, 결함들을 감소시키고 서비스 인터벌(service interval)을 증가시킨다.
[0017] 프로세스 챔버(100)는, 하나 또는 그 초과의 측벽들(104), 바닥(106), 측벽들(104) 상에 배치되는 리드(108)를 갖는 챔버 본체(102)를 포함한다. 측벽들(104), 바닥(106), 및 리드(108)는 프로세스 챔버(100)의 내부 용적(110)을 정의한다. 프로세스 챔버(100)는 가스 분배 플레이트(112) 및 기판 지지부(120)를 포함한다. 상승된 위치(118)의 기판 지지부(120)(도 1b)와 가스 분배 플레이트(112) 사이의 영역은 프로세스 용적(109)에 의해 정의된다. 가스 분배 플레이트(112)는 프로세스 가스 소스(111)로부터 프로세스 용적(109)으로 프로세스 가스들을 공급한다. 프로세스 챔버(100)는, 플라즈마 소스를 포함하는 챔버와 같은 플라즈마 챔버(예를 들면, RF-핫(hot) 가스 분배 플레이트와 용량성 결합된 플라즈마 챔버) 또는 원격 플라즈마 소스(RPS)에 연결되는 챔버일 수 있다.
[0018] 기판 지지부(120)는 내부 용적(110) 내에 배치된다. 기판 지지부(120)는 알루미늄 나이트라이드와 같은 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 기판 지지부(120)는, 정전 척, 세라믹 본체, 히터, 진공 척, 서셉터, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 기판 지지부(120)는, 프로세싱 동안 기판(50)을 수용하고 지지하는 기판 지지 표면(122)을 갖는다. 기판 지지부(120)는, 프로세스 챔버(100)의 바닥(106) 아래의 리프트 메커니즘(115)에 커플링되는 지지 샤프트(121)에 커플링된다. 프로세스 챔버의 바닥(106) 아래에 있는 지지 샤프트(121)의 부분 주위에는 벨로우즈(116)가 배치되어서, 외부 환경으로부터 지지 샤프트(121)를 격리시킬 수 있다. 리프트 메커니즘(115)은 하강된 위치(117)(도 1a 참조)와 상승된 위치(118)(도 1b 참조) 사이에서 기판 지지부(120)를 이동시키도록 구성된다. 기판 지지부(120)는 기판(50)의 프로세싱을 위해 상승된 위치(118)에 배치된다. 하강된 위치(117)에서, 로봇 또는 다른 이송 메커니즘이 사용되어, 프로세스 챔버(100) 내에 기판(50)을 배치할 수 있으며, 이를테면 기판 지지부(120) 위로 연장하는 리프트 핀들(미도시) 상에 기판(50)을 배치할 수 있다.
[0019] 프로세스 챔버(100)의 프로세싱 또는 세정 동안, 퍼지 가스가 프로세스 챔버(100)에 공급될 수 있다. 퍼지 가스는 퍼지 가스 소스(113)로부터 퍼지 가스 라인(114)을 통해 공급될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 퍼지 가스 라인(114)은, 리프트 메커니즘(115)에 의한 기판 지지부(120)의 이동 동안, 벨로우즈 내에 정압(positive pressure)을 유지하기 위해, 벨로우즈(116)를 통해 프로세스 챔버(100)에 커플링될 수 있다. 퍼지 가스는 산소 또는 불활성 가스, 이를테면 질소 또는 아르곤일 수 있다. 퍼지 가스는, 가스 분배 플레이트(112)로부터의 프로세스 가스들이 기판 지지부(120) 아래의 내부 용적(110)의 부분들(portions)에 들어가는 것 그리고 기판 지지부(120) 아래의 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트 상의 증착을 방지하는 것을 돕는다. 기판 지지부(120) 아래의 프로세스 가스들에 대한 방지는 기판 지지부(120) 아래의 컴포넌트들의 불필요한 세정을 회피한다. 따라서, 퍼지 가스를 사용하는 것은 전체 세정 시간을 감소시키고 프로세스 챔버(100)의 처리량을 증가시킨다.
[0020] 프로세스 키트(130)는 기판 지지부(120) 및 지지 샤프트(121)를 둘러쌀 수 있다. 프로세스 키트(130)는 라이너 조립체(132)를 포함한다. 라이너 조립체(132)는, 기판 지지부(120)와 측벽들(104) 사이에 배치되는 하나 또는 그 초과의 라이너들을 포함한다. 하나 또는 그 초과의 라이너들은, 프로세스 챔버(100)의 세정 및 프로세싱 동안, 에너자이징된(energized) 가스들로부터 프로세스 챔버(100)의 측벽들(104)을 보호한다. 라이너 조립체(132)는, 바닥 라이너(134), 중간 라이너(135), 및 최상부 라이너(140)(제 1 라이너)를 포함한다. 바닥 라이너(134), 중간 라이너(135), 및 최상부 라이너(140)는 알루미늄 옥사이드와 같은 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 바닥 라이너(134)는 챔버 본체(102)의 바닥(106)의 최상부 위에 배치된다. 중간 라이너(135)는 바닥 라이너(134)의 최상부 상에 배치된다. 중간 라이너(135)는, 프로세스 챔버(100)의 내부로 및 외부로 기판(50)의 이송을 허용하기 위해 슬롯(미도시)을 포함한다. 최상부 라이너(140)는 중간 라이너(135)의 최상부 상에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 바닥 라이너(134), 중간 라이너(135) 및 최상부 라이너(140)는 기판 지지부(120) 및 지지 샤프트(121)를 둘러싸는 연속적인 표면(즉, 360도)을 형성한다. 다른 실시예들에서, 라이너들(134, 135, 140)의 부분들 사이에 하나 또는 그 초과의 갭들이 존재하여 다른 컴포넌트들을 수용할 수 있지만, 라이너들(134, 135, 140)은 여전히, 기판 지지부(120) 및 지지 샤프트(121)를 실질적으로 둘러싼다(즉, 적어도 85%).
[0021] 프로세스 키트(130)는, 프로세스 챔버(100)의 내부 용적(110)으로부터, 프로세스 가스들 및 퍼지 가스들과 같은 가스들을 제거하는 것을 돕기 위해 부가적인 라이너들을 더 포함한다. 이러한 부가적인 라이너들은 T-라이너(160)(제 2 라이너) 및 C-라이너(150)(제 3 라이너)를 포함할 수 있다. C-라이너(150) 및 T-라이너(160)의 단면이 각각, 개략적으로 "C" 및 "T"의 형상을 취하지만, 이러한 라이너들은 프로세스 챔버(100)로부터 가스들의 제거를 가능하게 하는 다른 형상을 취할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, C-라이너(150) 및 T-라이너(160)는 기판 지지부를 둘러싼다(즉, 360도). 다른 실시예들에서, C-라이너(150) 및/또는 T-라이너(160)의 부분들 사이에 하나 또는 그 초과의 갭들이 존재하여 다른 컴포넌트들을 수용하지만, C-라이너(150) 및 T-라이너(160)는 여전히, 기판 지지부(120)를 실질적으로 둘러싼다(즉, 적어도 85%).
[0022] C-라이너(150)는 바닥 라이너(134), 중간 라이너(135), 및 최상부 라이너(140) 중 하나 또는 그 초과 및 기판 지지부(120)를 둘러쌀 수 있다. C-라이너(150)는 알루미늄 옥사이드과 같은 세라믹 재료로 형성될 수 있다. C-라이너(150)는 측벽들(104)의 리세스(105)에 배치될 수 있다. 리세스(105)는 또한 C-형상일 수 있다. C-라이너는, C-라이너(150)의 표면에 의해 적어도 부분적으로 정의되는 펌핑 채널(152)을 포함한다. 펌핑 채널(152)은, 예를 들면, 진공 펌프의 사용에 의해, 프로세스 챔버(100)로부터 가스들을 배기하는데 사용되는 펌핑 포트(154)에 연결된다.
[0023] T-라이너(160)는 바닥 라이너(134), 중간 라이너(135), 및 최상부 라이너(140) 중 하나 또는 그 초과 및 기판 지지부(120)를 둘러쌀 수 있다. T-라이너(160)는 알루미늄 옥사이드와 같은 세라믹 재료로 형성될 수 있다. T-라이너는 일반적으로, 베이스 부분(161) 및 최상부 부분(162)을 포함할 수 있다. T-라이너(160)의 베이스 부분(161)은 C-라이너(150)의 최상부 상에 배치될 수 있다. 최상부 부분(162)은 측벽들(104)과 접촉할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 최상부 부분(162)은 가스 분배 플레이트(112)와 접촉할 수 있다.
[0024] 프로세스 키트(130)는 유동 격리기 링(170)을 더 포함한다. 유동 격리기 링(170)은 알루미늄 나이트라이드와 같은 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 유동 격리기 링은, 기판 지지부(120)가 하강된 위치(117)(도 1a 참조)에 있는 경우, 최상부 라이너(140) 상에 배치된다. 유동 격리기 링(170)은, 기판 지지부(120)가 상승된 위치(118)(도 1b 참조)로 이동되는 경우, 기판 지지부(120)에 의해 최상부 라이너(140)로부터 들어 올려진다. 유동 격리기 링(170)은 기판 지지부(120)와 가스 분배 플레이트(112) 사이의 프로세스 용적(109)에 퍼지 가스가 들어가는 것을 방지하는데 사용될 수 있다. 구체적으로, 유동 격리기 링(170)은 최상부 라이너(140)와 기판 지지부(120) 사이의 제 1 갭(181)(도 2 참조) 위에 놓인다. 퍼지 가스와 프로세스 가스의 유동 및 유동 격리기 링의 추가적인 세부 사항들은 하기에서 도 2를 참조로 하여 논의된다.
[0025] 도 2는 본 개시물의 일 실시예에 따른, 기판 지지부(120)가 상승된 위치(118)에 있는 경우의 기판 지지부(120) 및 프로세스 키트(130)의 부분적인 측단면도이다. 도 2는 기판 지지부(120), 유동 격리기 링(170), 최상부 라이너(140), C-라이너(150), 유동 격리기 링(170) 및 T-라이너(160)의 추가적인 세부사항들이 도시되도록 허용한다.
[0026] 기판 지지부(120)는 바닥 표면(124), 외측 각진 표면(125), 및 외측 표면(126)을 더 포함한다. 외측 각진 표면(125)은 바닥 표면(124)으로부터 외측 표면(126)으로 바깥쪽으로 연장할 수 있다. 외측 각진 표면(125)은 수평면(예를 들면, X-Y 평면)으로부터 약 20도 내지 약 70도, 이를테면 X-Y 평면으로부터 약 40도 내지 약 50도의 각도로 배향된다. 기판 지지부(120)는 유동 격리기 링(170)을 지지하기 위한 외측 렛지(123)를 더 포함한다. 외측 렛지(123)는 내측 엣지(127)로부터 외측 엣지(128)로 연장한다. 외측 엣지(128)는 외측 표면(126)에 연결될 수 있다. 외측 렛지(123)는 기판 지지 표면(122) 아래에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기판 지지 표면(122)으로부터의 외측 렛지(123)의 깊이(123D)는, 유동 격리기 링(170)의 최상부 표면(173)이, 외측 렛지(123) 상에 배치되는 경우, 기판 지지 표면(122)을 지나 연장하지 않도록 크기가 정해지며, 이는 유동 격리기 링(170)이 프로세스 용적(109)을 감소시키는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 도 2는 유동 격리기 링(170)의 최상부 표면(173)이 기판 지지 표면(122)과 실질적으로 동일 평면인 것을 도시한다. 또한, 몇몇 실시예들에서, 기판 지지부(120)는 하나 또는 그 초과의 정렬 리세스들(129)을 포함할 수 있으며, 이러한 정렬 리세스들은 유동 격리기 링(170)이 기판 지지부(120) 상에 정확히 위치되는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 유동 격리기 링은 하나 또는 그 초과의 정렬 리세스들(129) 내에 피팅되도록, 대응하는 하나 또는 그 초과의 정렬 돌출부들(179)을 포함할 수 있다. 바닥 표면(124)은 외측 렛지(123)의 바닥 표면 및/또는 기판 지지부(120)의 나머지의 바닥 표면을 형성할 수 있다.
[0027] 유동 격리기 링(170)은 외측 바닥 표면(171) 및 내측 바닥 표면(172)을 더 포함한다. 외측 바닥 표면(171)은, 기판 지지부(120)가 하강된 위치(117)에 있는 경우(도 1a 참조), 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142) 상에 배치된다. 외측 바닥 표면(171)은 외측 엣지(175)를 포함한다. 최상부 표면(173)은 외측 바닥 표면(171)의 외측 엣지(175)에 대해 안쪽으로 위치된다. 여기에서 사용되는 "안쪽으로"는 기판 지지부(120)의 중앙과 같은, 프로세스 챔버(100)의 중앙을 향하는 방향을 나타낸다. 반대로, 여기에서 사용되는 "바깥쪽으로"는 프로세스 챔버(100)의 내부 위치로부터 측벽들(104) 중 하나를 향하는 방향을 나타낸다. 내측 바닥 표면(172)은, 기판 지지부(120)이 상승된 위치(118)에 있는 경우(도 1b 및 도 2 참조), 기판 지지부(120)의 외측 렛지(123) 상에 배치된다. 유동 격리기 링(170)은 외측 바닥 표면(171)으로부터 최상부 표면(173)으로 안쪽으로 연장하는 외측 각진 표면(174)을 더 포함한다. 외측 각진 표면(174)은 외측 바닥 표면(171)으로부터 최상부 표면(173)을 향해 안쪽으로 배향된다. 외측 각진 표면(174)은 수평면(예를 들면, X-Y 평면)으로부터 약 20도 내지 약 70도, 이를테면 X-Y 평면으로부터 약 40도 내지 약 50도의 각도로 배향된다.
[0028] 최상부 라이너(140)는 환형 본체(141), 내측 각진 표면(145), 외측 각진 표면(146), 내측 표면(147), 및 외측 표면(148)을 더 포함한다. 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142)은 내측 엣지(143) 및 외측 엣지(144)를 포함한다. 내측 각진 표면(145)은 내측 표면(147)으로부터 최상부 표면(142)의 내측 엣지(143)로 바깥쪽으로 연장한다. 내측 각진 표면(145)은 수평면(예를 들면, X-Y 평면)으로부터 약 20도 내지 약 70도, 이를테면 X-Y평면으로부터 약 40도 내지 약 50도의 각도로 배향된다. 외측 각진 표면(146)은 외측 표면(148)으로부터 최상부 표면(142)의 외측 엣지(144)로 안쪽으로 연장한다. 몇몇 실시예들에서, 내측 각진 표면(145)은 기판 지지부(120)의 외측 각진 표면(125)에 대해 실질적으로 평행하다. 외측 각진 표면(146)은 수평면(예를 들면, X-Y 평면)으로부터 약 20도 내지 약 70도, 이를테면 수평면(예를 들면, X-Y 평면)으로부터 약 40도 내지 약 50도의 각도로 배향된다. 몇몇 실시예들에서, 외측 각진 표면(146)은 유동 격리기 링(170)의 외측 각진 표면(174)에 대해 실질적으로 평행하다.
[0029] 최상부 라이너(140)는 기판 지지부(120)의 외측 렛지(123)로부터 제 1 갭(181)만큼 분리된다. 제 1 갭(181)은, 기판 지지부가 상승된 위치(118)에 있는 경우, 기판 지지부(120)와 최상부 라이너(140) 사이의 가장 가까운 거리를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제 1 갭(181)은 최상부 라이너(140)의 내측 표면(147)으로부터 기판 지지부(120)의 외측 렛지(123)까지의, 이를테면 외측 렛지(123)의 외측 각진 표면(125)까지의 거리일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제 1 갭(181)은 최상부 라이너(140)의 내측 각진 표면(145)으로부터 기판 지지부(120)의 외측 렛지(123)까지의 거리일 수 있다. 제 1 갭(181)은 약 25 mils 내지 약 200 mils, 이를테면 약 50 mil 내지 약 100 mils, 예를 들면, 약 75 mils일 수 있다. 동작 중에, 퍼지 가스 유입구(119)(도 1a 참조)로부터의 퍼지 가스는 제 1 갭(181)을 통해 위로 유동할 수 있다. 유동 격리기 링(170)은 제 1 갭(181) 위에 놓이며, 퍼지 가스가 기판 지지부(120) 위까지 제 1 갭(181) 위로 똑바로 유동하는 것을 방지하며, 이 경우 퍼지 가스는 기판(50) 위의 아킹 또는 입자 형성과 같은 문제들을 야기할 수 있다. 기판 지지부(120) 위의 구역에 도달하기 위해, 퍼지 가스는, 유동 격리기 링(170) 주위에서 유동하고 프로세스 가스의 하향 압력을 통해 유동하도록, X-Y 평면에서 방향들을 역전시켜야(reverse) 할 것이며, 프로세스 가스는 유동 격리기 링(170)과 제 2 라이너(160) 사이에서 아래로 유동한다.
[0030] 유동 격리기 링(170)은 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142)으로부터 제 2 갭(182)만큼 분리된다. 제 2 갭(182)은, 기판 지지부가 상승된 위치(118)에 있는 경우, 최상부 라이너(140)와 유동 격리기 링(170) 사이의 가장 가까운 거리를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제 2 갭(182)은, 유동 격리기 링(170)의 외측 바닥 표면(171)으로부터 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142)까지의 거리일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 외측 바닥 표면(171)은 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142)의 적어도 절반 위에 놓인다. 다른 실시예들에서, 외측 바닥 표면(171)은 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142)의 전부 위에 놓인다. 또 다른 실시예들에서, 외측 바닥 표면은 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142)을 지나 바깥쪽으로 연장하여, 퍼지 가스가 기판(50) 위의 프로세스 용적(109)에 도달하는데 추가적인 방해물(obstruction)을 제공한다. 제 2 갭(182)은 약 100 mils 내지 약 600 mils, 이를테면 약 200 mils 내지 약 400 mils, 예를 들면, 약 300 mils일 수 있다. 동작 중에, 제 1 갭(181)을 통해 유동한 후의 퍼지 가스는 제 2 갭(182)을 통해 유동한다. 퍼지 가스는 그 후, 프로세스 가스와 혼합되며, 펌핑 채널(152) 및 펌핑 포트(154)를 통해 프로세스 챔버(100)로부터 펌핑 아웃되기 전에, 최상부 라이너(140)와 T-라이너(160) 사이에서 아래로 유동한다.
[0031] C-라이너(150)는 최상부(155), 바닥(156), 및 바닥(156)과 최상부(155)를 연결하는 측면(157)을 더 포함한다. 전술된 바와 같이, T-라이너(160)는 베이스 부분(161) 및 최상부 부분(162)을 포함한다. 베이스 부분(161)은 제 1 바닥 표면(164), 제 1 외측 표면(166), 및 내측 표면(168)을 포함한다. 최상부 부분(162)은 최상부 표면(163), 제 2 바닥 표면(165), 제 2 외측 표면(167), 및 내측 각진 표면(169)을 포함한다. 내측 표면(168)은 제 1 바닥 표면(164)으로부터 내측 각진 표면(169)으로 연장한다. 내측 각진 표면(169)은 내측 표면(168)으로부터 최상부 표면(163)으로 안쪽으로 연장한다. 내측 각진 표면(169)은 수평면(예를 들면, X-Y 평면)으로부터 약 20도 내지 약 70도, 이를테면 X-Y 평면으로부터 약 40도 내지 약 50도의 각도로 배향된다. 몇몇 실시예들에서, 외측 각진 표면(146)은 유동 격리기 링(170)의 외측 각진 표면(174)에 대해 실질적으로 평행하다. 제 1 외측 표면(166)은 제 1 바닥 표면(164)으로부터 제 2 바닥 표면(165)으로 연장한다. 제 2 바닥 표면(165)은 제 1 외측 표면(166)으로부터 제 2 외측 표면(167)으로 바깥쪽으로 연장한다. 제 2 외측 표면(167)은 제 2 바닥 표면(165)으로부터 최상부 표면(163)으로 연장한다.
[0032] T-라이너(160)는 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142)으로부터 제 3 갭(183)만큼 분리된다. 제 3 갭(183)은, 기판 지지부가 상승된 위치(118)에 있는 경우, 유동 격리기 링(170)과 T-라이너(160) 사이의 가장 가까운 거리를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 제 3 갭(183)은, T-라이너(160)의 내측 각진 표면(169)으로부터 유동 격리기 링(170)의 외측 각진 표면(174)까지의 거리일 수 있다. 제 3 갭(183)은 약 20 mils 내지 약 200 mils, 이를테면 약 40 mils 내지 약 120 mils, 예를 들면, 약 80 mils일 수 있다. 동작 중에, 가스 분배 플레이트(112)(도 1a 참조)로부터의 프로세스 가스는 제 3 갭(183)을 통해 아래로 유동할 수 있다. 그 후, 프로세스 가스는 퍼지 가스와 혼합되며, 양쪽 가스들은, 펌핑 포트(154)(도 1a 참조)의 외부로 펌핑 채널(152)을 통해 아래로 배기된다.
[0033] 도 3은 본 개시물의 다른 실시예에 따른, 기판 지지부(120)가 상승된 위치(118)에 있는 경우의 프로세스 키트(330)의 부분적인 측단면도이다. 프로세스 키트(330)는, 프로세스 키트(130)의 최상부 라이너(140) 및 유동 격리기 링(170)과 상이한, 최상부 라이너(340) 및 유동 격리기 링(370)을 프로세스 키트(330)가 포함하는 것을 제외하면, 프로세스 키트(130)와 유사하다. 최상부 라이너(340)는 최상부 라이너(340)의 최상부 표면(342)의 리세스(345)를 포함한다. 리세스(345)는 최상부 라이너(340)의 전부 주위에서(즉, 360도) 연장할 수 있다. 유동 격리기 링(370)은 외측 바닥 표면(371)으로부터 아래로 연장하는 돌출부(375)를 포함한다. 돌출부(375)는 유동 격리기 링(370)의 전부의 주위에서 연장할 수 있다. 돌출부(375)는 리세스(345) 내에 피팅되도록 설계될 수 있으며, 그에 따라 외측 바닥 표면(371)은, 기판 지지부(120)가 하강된 위치(117)에 있는 경우(예를 들면, 도 1a), 최상부 라이너(340)의 최상부 표면(342)과 동일 평면이다. 몇몇 실시예들에서, 최상부 라이너는, 최상부 라이너(340) 주위에서 단지 부분적으로, 이를테면 최상부 라이너(340) 주위에서 몇도 연장하는 하나 또는 그 초과의 리세스들(345)을 포함한다. 그러한 실시예들에서, 유동 격리기는 유동 격리기 링(370) 주위에서 유사한 양만큼(예를 들면, 몇도) 연장하는 하나 또는 그 초과의 돌출부들(375)을 포함할 수 있으며, 그에 따라 하나 또는 그 초과의 돌출부(375)는 각각의 하나 또는 그 초과의 리세스들(345) 내에 피팅될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 리세스들(345) 및 하나 또는 그 초과의 돌출부들(375)은, 기판 지지부(120)가 하강된 위치(117)에 있는 경우(도 1a 참조), 유동 격리기 링(370)이 최상부 라이너(340) 상에 정확히 위치되는 것을 보장하는데 사용될 수 있다.
[0034] 돌출부(375)가 유동 격리기 링 주위에서 완전히(즉, 360도) 연장하는 실시예들에서, 돌출부(375)는, 유동 격리기 링(370)과 최상부 라이너(340) 사이의 갭(382)을 통해 퍼지 가스가 유동할 때, 퍼지 가스의 유동에 대한 약간의 하향 운동(motion)을 또한 생성할 수 있어서, 기판 지지부(120) 위의 구역들에 퍼지 가스가 도달할 가능성을 추가로 감소시킨다. 다른 실시예들에서, 유동 격리기 링은 퍼지 가스의 하향 유동을 더 촉진하기 위해 하향 연장 피쳐를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2를 참조하면, 유동 격리기 링은 최상부 라이너의 외측 각진 표면(146) 위에 놓이는 하향 연장 피쳐를 포함할 수 있다. 이러한 하향 연장 피쳐는, 기판 지지부(120)가 하강된 위치(117)에 있는 경우(도 1a 참조), 외측 각진 표면(146)과 동일 평면일 수 있거나, 하향 연장 피쳐는, 기판 지지부(120)가 하강된 위치(117)에 있는 경우, 외측 각진 표면(146)의 리세스 내로 피팅될 수 있다.
[0035] 도 1a, 1b, 및 4를 참조하면, 일 실시예에 따른, 프로세스 키트(130)를 포함하는 프로세스 챔버(100)에서 기판을 프로세싱하기 위한 방법(400)의 프로세스 흐름도가 나타난다. 블록(402)에서, 유동 격리기 링(170)의 외측 바닥 표면(171)은 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142) 상에 배치된다. 최상부 라이너(140)는 기판 지지부(120)에 대해 바깥쪽에 배치된다. 유동 격리기 링(170)은 외측 바닥 표면(171)에 대해 안쪽으로 연장하는 내측 바닥 표면(172)을 포함한다. 블록(402)은 프로세스 챔버(100)에서 유동 격리기 링(170)의 초기 배치에 대해 또는 기판 지지부(120)가 상승된 위치(118)로부터 하강된 위치(117)로 하강되는 경우에, 실행될 수 있으며, 이는 최상부 라이너(140) 상에 유동 격리기 링(170)을 배치한다.
[0036] 블록(404)에서, 기판 지지부(120)는 기판 지지부(120)의 외측 렛지(123)를 사용하여, 최상부 라이너(140)로부터 내측 바닥 표면(172)에 의해 유동 격리기 링(170)을 들어 올리기 위해, 하강된 위치(117)로부터 상승된 위치(118)로 상승된다. 최상부 라이너(140)는 기판 지지부(120)의 외측 렛지(123)의 바닥 표면(124) 주위에 배치된다. 최상부 라이너(140)의 내측 표면(147)은 기판 지지부(120)의 외측 렛지(123)로부터 제 1 갭(181)만큼 분리된다. 유동 격리기 링(170)의 외측 바닥 표면(171)은 제 1 갭(181) 위에 놓인다.
[0037] 블록(406)에서, 프로세스 가스는 기판 지지부(120) 위로부터 공급되고, 퍼지 가스는 기판 지지부(120) 아래로부터 공급된다.
[0038] 블록(408)에서, 프로세스 가스 및 퍼지 가스는, 최상부 라이너(140)의 최상부 표면(142) 아래에서 그리고 최상부 라이너(140)에 대해 바깥쪽에 배치되는 펌핑 채널(152)을 통해 프로세스 챔버(100)로부터 배기된다. 몇몇 실시예들에서, 진공 펌프(미도시)는 펌핑 채널(152)을 통해 펌핑 포트(154) 외부로 퍼지 가스 및 프로세스 가스를 배기하는데 사용될 수 있다. 펌핑 포트로부터 공급되는 진공 압력 또는 저압과 결합하여, 유동 격리기 링(170) 및 프로세스 키트(130)의 다른 라이너들의 배열은 퍼지 가스가 기판 지지부 위로 상승되는 것을 방지한다. 퍼지 가스가 기판 지지부(120) 위의 구역들에 도달하는 것을 방지하는 것은, 퍼지 가스에 의해 야기되는 아킹 또는 입자 형성과 같은 문제들을 회피한다. 퍼지 가스로부터의 입자 형성 및 아킹은 프로세싱되는 기판에 대한 결함들을 야기할 수 있기 때문에, 제품 품질 및 균일성은 전술된, 유동 격리기 링(170) 및 다른 라이너들을 포함하는 프로세스 키트(130) 및 기판 지지부(120)를 사용하여 개선될 수 있다. 기판(50)의 프로세싱 이후, 방법(400)은 동일한 또는 상이한 기판들에 대한 부가적인 프로세스들을 완료하도록 반복될 수 있다.
[0039] 전술한 내용은 본 개시물의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시물의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 본 개시물의 다른 그리고 추가의 실시예들이 안출될 수 있으며, 본 개시물의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 프로세스 챔버로서,
    측벽;
    외측 렛지를 갖는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부 아래의 가스 유입구;
    상기 기판 지지부의 상기 외측 렛지의 바닥 표면 주위에 배치된 제 1 라이너 ― 상기 제 1 라이너는 상기 기판 지지부의 상기 외측 렛지로부터 제 1 갭만큼 분리된 내측 표면을 가짐 ―; 및
    상기 기판 지지부의 상기 외측 렛지 상에 배치된 내측 바닥 표면 및 상기 내측 바닥 표면에 대해 바깥쪽으로 연장하는 외측 바닥 표면을 갖는 유동 격리기 링을 포함하며, 상기 외측 바닥 표면은 상기 제 1 갭 위에 놓이는(overlying),
    프로세스 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 라이너의 최상부 표면은 상기 외측 렛지의 바닥 표면 위에 있는,
    프로세스 챔버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유동 격리기 링의 상기 외측 바닥 표면은 상기 제 1 라이너의 상기 최상부 표면의 적어도 절반 위에 놓이는,
    프로세스 챔버.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유동 격리기 링의 상기 외측 바닥 표면은 상기 제 1 라이너의 상기 최상부 표면의 전부 위에 놓이는,
    프로세스 챔버.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 유동 격리기 링은,
    상기 외측 바닥 표면의 외측 엣지에 대해 안쪽으로 위치되는 최상부 표면; 및
    상기 외측 바닥 표면과 상기 최상부 표면 사이의 외측 각진 표면(outer angled surface)을 포함하며, 상기 외측 각진 표면은 상기 최상부 표면을 향해 안쪽으로 배향되는,
    프로세스 챔버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유동 격리기 링의 상기 외측 바닥 표면은 상기 제 1 라이너의 상기 최상부 표면으로부터 200 mils 내지 400 mils의 거리만큼 이격되어 있는,
    프로세스 챔버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유동 격리기 링은 상기 외측 바닥 표면으로부터 아래로 연장하는 돌출부(protrusion)를 포함하는,
    프로세스 챔버.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 갭은 50 mils 내지 100 mils인,
    프로세스 챔버.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지부의 상기 외측 렛지는 상기 기판 지지부의 기판 지지 표면보다 아래인,
    프로세스 챔버.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지부 위에 배치된 가스 분배 플레이트를 더 포함하는,
    프로세스 챔버.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 하강된 위치와 상승된 위치 사이에서 이동가능하며,
    상기 유동 격리기 링의 상기 외측 바닥 표면은, 상기 기판 지지부가 상기 하강된 위치에 있는 경우, 상기 제 1 라이너 상에 배치되며,
    상기 유동 격리기 링의 상기 내측 바닥 표면은, 상기 기판 지지부가 상기 상승된 위치에 있는 경우, 상기 기판 지지부의 상기 외측 렛지 상에 배치되는,
    프로세스 챔버.
  12. 기판 지지부, 제 1 라이너, 및 유동 격리기 링을 포함하는 프로세스 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
    상기 제 1 라이너의 최상부 표면 상에 상기 유동 격리기 링의 외측 바닥 표면을 배치하는 단계 ― 상기 제 1 라이너는 상기 기판 지지부에 대해 바깥쪽에 배치되며, 상기 유동 격리기 링은 상기 외측 바닥 표면에 대해 안쪽으로 연장하는 내측 바닥 표면을 포함함 ―;
    상기 기판 지지부의 외측 렛지를 사용하여, 상기 제 1 라이너로부터, 상기 내측 바닥 표면에 의해 상기 유동 격리기 링을 들어 올리기 위해, 하강된 위치로부터 상승된 위치로 상기 기판 지지부를 상승시키는 단계 ―
    상기 제 1 라이너는 상기 기판 지지부의 상기 외측 렛지의 바닥 표면 주위에 배치되고,
    상기 제 1 라이너는 상기 기판 지지부의 상기 외측 렛지로부터 제 1 갭만큼 분리되는 내측 표면을 가지며; 그리고
    상기 유동 격리기 링의 상기 외측 바닥 표면은 상기 제 1 갭 위에 놓임 ―; 및
    상기 기판 지지부 위로부터 프로세스 가스를 공급하고 그리고 상기 기판 지지부 아래로부터 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하는,
    기판 지지부, 제 1 라이너, 및 유동 격리기 링을 포함하는 프로세스 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유동 격리기 링의 상기 외측 바닥 표면은, 상기 기판 지지부가 상기 상승된 위치에 있는 경우, 상기 제 1 라이너의 최상부 표면의 전부 위에 놓이는,
    기판 지지부, 제 1 라이너, 및 유동 격리기 링을 포함하는 프로세스 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 라이너의 최상부 표면 아래에서 그리고 상기 제 1 라이너에 대해 바깥쪽에 배치된 채널을 통하여, 상기 프로세스 챔버로부터 상기 퍼지 가스 및 상기 프로세스 가스를 배기하는 단계를 더 포함하는,
    기판 지지부, 제 1 라이너, 및 유동 격리기 링을 포함하는 프로세스 챔버에서 기판을 프로세싱하는 방법.
  15. 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 키트로서,
    환형 본체, 최상부 표면, 및 외측 각진 표면을 갖는 제 1 라이너;
    유동 격리기 링 ― 상기 유동 격리기 링은,
    상기 제 1 라이너의 상기 최상부 표면 상에 배치되는 외측 바닥 표면;
    상기 제 1 라이너에 대해 안쪽으로 연장하는 내측 바닥 표면; 및
    수평면에 대해 40도 내지 50도의 각도로 배향되는 외측 각진 표면을 포함하며, 상기 유동 격리기 링의 상기 외측 각진 표면은 상기 제 1 라이너의 상기 외측 각진 표면에 대해 평행함 ―; 및
    상기 제 1 라이너의 적어도 상기 최상부 표면을 둘러싸는 제 2 라이너를 포함하며, 상기 제 2 라이너는 상기 유동 격리기 링 위에 배치되는 내측 각진 표면을 가지며, 상기 제 2 라이너의 상기 내측 각진 표면 및 상기 유동 격리기 링의 상기 외측 각진 표면은 서로에 대해 평행한,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 키트.
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