KR20160140445A - 에지 시일링을 달성하도록 웨이퍼 지지부의 제어에 의한 배면 디포지션 감소를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

에지 시일링을 달성하도록 웨이퍼 지지부의 제어에 의한 배면 디포지션 감소를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 제어함으로써 배면 디포지션을 감소시키기 위한 방법 및 장치가 개시된다. ALD (atomic layer deposition) 를 위한 프로세싱 챔버와 같은, 프로세싱 챔버는 페데스탈 및 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 포함할 수 있다. 웨이퍼는 페데스탈 위에 제공될 수 있고, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 웨이퍼를 지지하도록 웨이퍼의 배면에 콘택트할 수 있고, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 웨이퍼의 외측 에지로 하여금 늘어지게 (sag) 하는 높이로 위치될 수 있다. 웨이퍼의 외측 에지는 페데스탈 또는 페데스탈을 둘러싸는 캐리어 링과 실질적으로 콘택트하도록 늘어질 수 있다. 이는 디포지션 프로세스 동안 웨이퍼의 배면으로의 프로세스 가스들에 의한 액세스를 제한하도록 에지 시일링을 생성할 수 있다.

Description

에지 시일링을 달성하도록 웨이퍼 지지부의 제어에 의한 배면 디포지션 감소를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BACKSIDE DEPOSITION REDUCTION BY CONTROL OF WAFER SUPPORT TO ACHIEVE EDGE SEAL}
본 개시는 일반적으로 반도체 프로세싱 툴들에서 웨이퍼들을 지지하기 위한 페데스탈들에 관한 것이다. 본 개시의 특정한 양태들은 웨이퍼와의 에지 시일링을 달성하여 배면 디포지션을 방지하거나 그렇지 않으면 감소시키는, 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 하나 이상의 지지부들을 구성하는 것에 관련된다.
프로세싱 챔버 내에서의 디포지션 동안, 막은 웨이퍼의 전면 상, 뿐만 아니라 웨이퍼의 배면 상에 디포짓될 수 있다. 예를 들어, ALD (atomic layer deposition) 에서, 막은 연속적인 도즈 단계 및 활성화 단계에 의해 층 단위로 디포짓될 수 있다. ALD 프로세싱 챔버들에서, 전구체 가스들은 웨이퍼로 지향될 수 있고, 전구체 가스들은 모노레이어를 형성하도록 웨이퍼의 표면 상에 화학흡착할 수 있다. 부가적인 전구체 가스들은 모노레이어와 반응하도록 도입될 수 있고, 후속하여 퍼지 가스는 과잉 전구체들 및 가스성 반응 부산물들을 제거하도록 도입될 수 있다. 전구체 가스들은 오버랩하지 않고 교번적으로 펄싱될 수 있고, 사이클들은 적합한 두께의 막을 형성하도록 원하는만큼 여러 번 반복될 수 있다.
그러나, 디포지션 프로세스 동안, 원치 않은 프로세스 가스들, 예컨대 ALD에서 전구체 가스들이 웨이퍼의 배면 상에 디포짓될 수 있다. ALD는 표면 기반 디포지션 프로세스이기 때문에, 막은 프로세싱 챔버 내의 모든 액세스가능한 표면 상에 디포짓될 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 배면에 액세스하는 모든 갭이 프로세스 가스들로 하여금 배면으로 흐르게 하고 이어서 웨이퍼의 배면 상에 디포짓하게 할 수 있다. 배면 상의 막은 도즈 단계 동안 전구체 가스들의 전달에 의해 생성될 수 있고, 전구체 가스들의 반응은 활성화 단계 동안 발생할 수 있다. 일부 구현예들에서, 웨이퍼의 외측 에지에서 전면 막만큼 두꺼운 막의 링은 외측 에지로부터 내측으로 5 ㎜보다 크게 연장할 수 있다.
배면 디포지션의 일 단점은 리소그래피 동안 정렬/포커싱 이슈들을 유발할 수 있다는 것이다. 목표된 패턴을 웨이퍼의 타깃 부분에 적용하기 위해, 리소그래피의 다양한 툴들이 적절한 정렬 및 목표된 패턴에 대한 포커싱을 위해 사용될 수 있다. 디포지션 단계 후에, 막이 웨이퍼의 배면 상에 디포짓되면, 그러면 다양한 리소그래피 툴들이 포커싱 및 정렬의 재조정을 필요로 할 수도 있다. 이는 패터닝 동안 원치 않은 리소그래피 트레이스들 및 다양한 리소그래피 툴들을 재캘리브레이팅 (re-calibrating) 하는데 소비된 증가된 시간을 유발할 수 있다.
본 개시는 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치에 관련되고, 장치는, 장치 내에서 웨이퍼를 지지하기 위한 페데스탈을 포함하고, 페데스탈은 중심 축으로부터 외측 에지로 연장하는 웨이퍼 대면 표면을 포함한다. 장치는 웨이퍼 대면 표면 위에 웨이퍼를 지지하도록 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 더 포함하고, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열되고, 웨이퍼 지지부들 각각은 웨이퍼의 반경의 약 1/2 이하만큼 중심 축으로부터 이격된다. 장치는 제어기를 더 포함하고, 제어기는 다음 동작들: (a) 페데스탈 및 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 위에 웨이퍼를 제공하고; (b) 웨이퍼 대면 표면 위에 웨이퍼를 지지하도록 웨이퍼의 배면을 하나 이상의 웨이퍼 지지부들과 콘택트하고; 그리고 (c) 웨이퍼의 외측 에지가 새그되고 (sag) 웨이퍼의 배면의 반대편에 장치의 표면이 실질적으로 콘택트하도록 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 배치하는 동작들을 수행하기 위한 인스트럭션들로 구성된다.
일부 구현예들에서, 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 웨이퍼의 외측 에지로 하여금 페데스탈의 웨이퍼 대면 표면과 실질적으로 콘택트하게 한다. 일부 구현예들에서, 장치는 환형 바디를 갖고 페데스탈의 웨이퍼 대면 표면의 외측 에지를 둘러싸는 캐리어 링을 더 포함한다. 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 웨이퍼의 외측 에지로 하여금 캐리어 링에 실질적으로 콘택트하게 한다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열된 적어도 3 개의 MCA (minimum contact area) 지지 부재들을 포함한다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 디포지션 프로세스 동안 웨이퍼의 배면으로 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한한다. 일부 구현예들에서, 디포지션 프로세스는 ALD이다.
본 개시는 또한 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치에 관련되고, 장치는, 장치 내에서 웨이퍼를 지지하기 위한 페데스탈을 포함하고, 페데스탈은 중심 축으로부터 외측 에지로 연장하는 웨이퍼 대면 표면을 포함한다. 장치는 중심 축을 중심으로 배열되고 웨이퍼의 외측 에지에서 웨이퍼를 지지하도록 구성된 환형 웨이퍼 지지부를 더 포함한다. 장치는 제어기를 더 포함하고, 제어기는 다음 동작들: (a) 페데스탈 상 및 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 위에 웨이퍼를 제공하고; (b) 웨이퍼 대면 표면 위에 웨이퍼를 지지하도록 웨이퍼의 외측 에지에서 웨이퍼의 배면을 환형 웨이퍼 지지부와 콘택트하고; 그리고 (c) 환형 웨이퍼 지지부를 웨이퍼의 중심에 새그를 유도하도록 웨이퍼 대면 표면 위로 높이에 배치하는 동작을 수행하기 위한 인스트럭션들로 구성된다.
일부 구현예들에서, 웨이퍼의 외측 에지는 환형 웨이퍼 지지부가 배치될 때 페데스탈의 웨이퍼 대면 표면 위로 적어도 약 2 mil만큼 상승된다. 일부 구현예들에서, 배치된 환형 웨이퍼 지지부는 디포지션 프로세스 동안 웨이퍼의 배면으로 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한한다.
본 개시는 또한 웨이퍼 프로세싱 동안 배면 디포지션을 감소시키는 방법에 관련되고, 방법은, 프로세싱 챔버 내에서 페데스탈 상에 그리고 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 위에 웨이퍼를 제공하는 단계를 포함하고, 페데스탈은 중심 축으로부터 외측 에지로 연장하는 웨이퍼 대면 표면을 갖고, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열되고, 웨이퍼 지지부들 각각은 웨이퍼의 반경의 약 1/2 이하만큼 중심 축으로부터 이격된다. 방법은 웨이퍼 대면 표면 위에 웨이퍼를 지지하도록 웨이퍼의 배면과 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 콘택트하는 단계, 및 웨이퍼의 외측 에지가 새그되고 웨이퍼의 배면의 반대편의 프로세싱 챔버의 표면에 실질적으로 콘택트하도록 웨이퍼 대면 표면 위로 높이에 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 배치하는 단계를 더 포함한다.
일부 구현예들에서, 프로세싱 챔버는 환형 바디를 갖고, 페데스탈의 웨이퍼 대면 표면의 외측 에지를 둘러싸는 캐리어 링을 더 포함하고, 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 웨이퍼의 외측 에지로 하여금 캐리어 링에 실질적으로 콘택트하게 한다. 일부 구현예들에서, 방법은 하나 이상의 웨이퍼 지지부들이 배치될 때 ALD에 의해 웨이퍼의 전면 상에 재료의 층을 디포짓하는 단계를 더 포함하고, 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 디포지션 동안 웨이퍼의 배면으로의 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한한다.
도 1a는 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 예시적인 장치의 단면 개략도를 도시한다.
도 1b는 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 예시적인 장치의 확대된 단면 개략도를 도시한다.
도 2는 예시적인 멀티-스테이션 프로세싱 툴의 개략도의 평면도를 도시한다.
도 3은 외측 웨이퍼 지지부들 및 내측 웨이퍼 지지부들을 포함하는, 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 복수의 웨이퍼 지지부들을 갖는 예시적인 페데스탈의 사시도를 도시한다.
도 4는 내측 웨이퍼 지지부들을 포함하는, 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 복수의 웨이퍼 지지부들을 갖는 예시적인 페데스탈의 사시도를 도시한다.
도 5a는 캐리어 링을 갖는 예시적인 페데스탈에 대해 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 유도된 웨이퍼 새그의 개략적인 도면의 측면도를 도시한다.
도 5b는 예시적인 단일-피스 페데스탈에 대해 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 유도된 웨이퍼 새그의 개략적인 도면의 측면도를 도시한다.
도 5c는 에지에 웨이퍼를 지지하는 예시적인 캐리어 링에 의해 유도된 웨이퍼 새그의 개략적인 도면의 측면도를 도시한다.
도 5d는 에지에 웨이퍼를 지지하는 예시적인 페데스탈에 의해 유도된 웨이퍼 새그의 개략적인 도면의 측면도를 도시한다.
도 6a는 캐리어 링을 갖는 예시적인 페데스탈의 일부의 절단 사시도를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 캐리어 링을 갖는 예시적인 페데스탈의 일부의 단면도를 도시한다.
도 6c는 도 6a의 캐리어 링 및 웨이퍼를 갖는 예시적인 페데스탈의 외측 에지의 단면도를 도시한다.
도 7는 캐리어 링 지지부들 및 웨이퍼 지지부들 양자 위의 웨이퍼 대 웨이퍼 지지부들 위만의 웨이퍼를 비교하는 배면 디포지션의 이미지 스캔들 및 그래프를 도시한다.
도 8은 캐리어 링 지지부들 위만의 웨이퍼 대 사실상 캐리어 링 지지부들 및 웨이퍼 지지부들이 없이 위치된 웨이퍼를 비교하는 배면 디포지션의 이미지 스캔들 및 그래프를 도시한다.
도 9는 웨이퍼 새그에 대한 데이터 포인트들을 맵핑하는 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼의 변위의 모델링 결과를 도시한다.
도 10은 (타원 편광 분석법으로 측정된) 웨이퍼의 외측 에지로부터 3 ㎜의 72 개 포인트들에서 측정된 배면 막 두께의 컬러 맵 및 단일-피스 페데스탈에 대해 6 개의 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼와 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼를 비교하는 배면 디포지션의 대응하는 그래프들 (동일한 데이터 포인트들) 을 도시한다.
도 11은 페데스탈의 메사 아래에 있는, 캐리어 링을 갖는 페데스탈에 대해 6 개의 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼와 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼를 비교하는 그래프를 도시한다.
도 12는 페데스탈의 메사와 동일 레벨에 있는 캐리어 링을 갖는 페데스탈에 대해 6 개의 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼와 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼를 비교하는 그래프를 도시한다.
이하의 기술에서, 제시된 개념들의 전체적인 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 상세들이 언급된다. 제시된 개념들은 이들 구체적인 상세들 전부 또는 일부가 없이 실시될 수도 있다. 다른 예들에서, 공지의 프로세스 동작들은 기술된 개념들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다. 일부 개념들은 구체적인 실시예들과 함께 기술될 것이지만, 이들 실시예들은 제한하는 것으로 의도되지 않았다는 것이 이해될 것이다.
서론
본 출원서에서, 용어들 "반도체 웨이퍼", "웨이퍼", "기판", "웨이퍼 기판" 및 "부분적으로 제조된 집적 회로"는 상호교환가능하게 사용된다. 당업자는 용어 "부분적으로 제조된 집적 회로"가 실리콘 웨이퍼 상의 집적 회로 제조의 많은 스테이지들 중 임의의 스테이지 동안의 실리콘 웨이퍼를 지칭할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 반도체 디바이스 산업에서 사용된 웨이퍼 또는 기판은 통상적으로 200 ㎜, 또는 300 ㎜, 또는 450 ㎜의 직경을 갖는다. 이하의 상세한 기술은 본 발명이 웨이퍼 상에서 구현되는 것을 가정한다. 그러나, 본 발명은 이렇게 제한되지 않는다. 워크피스는 다양한 형상들, 사이즈들, 및 재료들일 수도 있다. 반도체 웨이퍼들에 부가하여, 본 발명의 장점을 취할 수도 있는 다른 워크피스들은 인쇄 회로 기판들, 자기 기록 매체, 자기 기록 센서들, 미러들, 광학적 엘리먼트들, 마이크로-공학적 (micro-mechanical) 디바이스들 등과 같은 다양한 물품들을 포함한다.
도 1a는 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 예시적인 장치의 단면 개략도를 도시한다. 장치 (100) 는 웨이퍼 (101) 를 프로세싱하도록 사용될 수 있다. 장치 (100) 는 상부 챔버부 (102a) 및 하부 챔버부 (102b) 를 갖는 프로세싱 챔버 (102) 를 포함할 수 있다. 장치 (100) 는 또한 웨이퍼 (101) 를 지지하도록 구성된 페데스탈 (140) 을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 페데스탈 (140) 은 전력이 공급된 전극으로서 역할을 할 수 있다. 일부 구현예들에서, 페데스탈 (140) 은 매칭 네트워크 (106) 를 통해 전력 공급부 (104) 에 전기적으로 커플링될 수 있다. 전력 공급부 (104) 는 제어기 (110) 에 의해 제어될 수 있고, 제어기 (110) 는 장치 (100) 를 위한 동작들을 실행하기 위한 다양한 인스트럭션들로 구성될 수 있다. 제어기 (110) 는, 프로세스 레시피들, 예컨대 전력 레벨들, 타이밍 파라미터들, 디포지션 파라미터들, 프로세스 가스들, 웨이퍼 (101) 의 이동, 등을 포함할 수 있는 프로세스 입력 및 제어부 (108) 를 실행하기 위한 인스트럭션들로 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 장치 (100) 는 리프트 핀 제어부 (122) 에 의해 제어될 수 있는, 리프트 핀들 (120) 을 포함할 수 있다. 리프트 핀들 (120) 은 웨이퍼 핸들링 시스템 (예를 들어, 엔드 이펙터) 으로 하여금 웨이퍼 (101) 를 페데스탈 (140) 로 그리고 페데스탈 (140) 로부터 이송하게 하도록 페데스탈 (140) 로부터 웨이퍼 (101) 를 상승시키도록 사용될 수 있다.
일부 구현예들에서, 장치 (100) 는 프로세스 가스들 (114) 을 수용하도록 구성된 가스 공급 매니폴드 (112) 를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 제어기 (110) 는 가스 공급 매니폴드 (112) 를 통한 프로세스 가스들 (114) 의 전달을 제어할 수 있다. 선택된 프로세스 가스들 (114) 은 샤워헤드 (150) 내로 전달될 수 있고, 그리고 샤워헤드 (150) 는 선택된 프로세스 가스들 (114) 을 페데스탈 (140) 위에 지지될 웨이퍼 (101) 를 향해 분배할 수 있다. 샤워헤드 (150) 는 프로세스 가스들 (114) 를 웨이퍼 (101) 로 분배하기 위해 임의의 적합한 형상을 가질 수도 있고, 그리고 임의의 적합한 수를 가질 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
또한 페데스탈 (140) 의 외측 영역을 둘러싸는 캐리어 링 (200) 이 도시된다. 캐리어 링 (200) 은 페데스탈 (140) 로 그리고 페데스탈 (140) 로부터 웨이퍼 (101) 의 이송 동안 웨이퍼 (101) 를 지지하도록 구성될 수 있다. 캐리어 링 (200) 은 페데스탈 (140) 의 외측 영역 둘레에 위치된 환형 바디를 포함할 수 있다. 하나 이상의 콘택트 구조체들 (180) (예를 들어, 스파이더 포크들) 은 캐리어 링 (200) 으로 웨이퍼 (101) 를 리프트하도록 구성될 수 있다. 캐리어 링 (200) 은 웨이퍼 (101) 가 멀티-스테이션 프로세싱 툴의 또 다른 스테이션과 같은, 또 다른 스테이션으로 이송될 수 있도록, 웨이퍼 (101) 와 함께 리프팅될 수 있다.
일부 구현예들에서, 장치 (100) 의 프로세싱 챔버 (102) 는 웨이퍼 (101) 상에 막을 디포짓하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, 프로세싱 챔버 (102) 는 용량 결합 플라즈마 프로세싱 챔버일 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 챔버 (102) 는 PECVD 또는 ALD에 의해 막을 디포짓하도록 구성될 수 있다.
도 1b는 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 예시적인 장치의 단면 개략도의 확대된 도면을 도시한다. 장치 (100) 는 ALD에 의해 웨이퍼 (101) 상에 막을 디포짓하도록 구설될 수 있다. 막은 ALD 옥사이드를 포함할 수 있다. 유사하게, 장치 (100) 의 컴포넌트들은 도 1a를 참조하여 기술되었다. 그러나, 일부 구현예들에서, 도 1b에 도시된 바와 같이 전력 공급부 (104) 가 샤워헤드 (150) 로 공급될 수 있다.
일부 구현예들에서, 장치 (100) 는 페데스탈 (140) 의 웨이퍼 대면 표면 위에 웨이퍼 (101) 를 지지하도록 페데스탈 (140) 로부터 연장하도록 구성된 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (미도시) 을 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 도 3 내지 도 5b를 참조하여 이하에 논의된다.
도 2는 예시적인 멀티-스테이션 프로세싱 툴의 개략도의 평면도를 도시한다. 멀티-스테이션 프로세싱 툴은 4 개의 프로세싱 스테이션들을 포함할 수 있다. 이는 예시를 위해 상부 챔버부 (102a) 가 제거된 하부 챔버부 (102b) 의 평면도이다. 4 개의 프로세싱 스테이션들은 스파이더 포크들 (280) 에 의해 액세스될 수 있다. 스파이더 포크 (280) 각각은 제 1 암 및 제 2 암을 포함하고, 암 각각은 페데스탈 (140) 의 측면 각각의 부분 둘레에 배치된다. 스파이더 포크들 (280) 은, 예컨대 캐리어 링들 (200) 의 하부 표면으로부터 캐리어 링들 (200) 을 상승 및 리프트할 수 있는, 인게이지먼트 및 로테이션 메커니즘 (220) 을 사용하고 캐리어 링들 (200) 각각은 웨이퍼를 지지할 수 있다. 캐리어 링들 (200) 을 상승시키는 이 액션은 프로세싱 스테이션들로부터 동시에 수행될 수 있고, 이어서, 인게이지먼트 및 로테이션 메커니즘 (220) 은, 추가 프로세싱이 각각의 웨이퍼들에 대해 발생할 수 있도록 하나 이상의 프로세싱 스테이션들 중 적어도 하나의 다음 프로세싱 스테이션으로 캐리어 링들 (200) 을 하강시키기 전에 회전된다.
도 3은 외측 웨이퍼 지지부들 및 내측 웨이퍼 지지부들을 포함하는, 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 복수의 웨이퍼 지지부들을 갖는 예시적인 페데스탈의 사시도를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이 페데스탈 (300) 은 도 1a 및 도 1b의 장치 (100) 에 통합될 수 있고, 이 경우 페데스탈 (300) 은 ALD와 같은 디포지션 프로세스를 위해 웨이퍼 (미도시) 를 수용하도록 구성될 수 있다. 페데스탈 (300) 은 중심 축 (320) 으로부터 외측 에지 (324) 로 연장하는 웨이퍼 대면 표면 (302) 을 포함한다. 웨이퍼 대면 표면 (302) 은 직경 (322) 으로 규정된 원형 영역일 수 있다. 웨이퍼 대면 표면 (302) 은 페데스탈 (300) 의 메사 또는 중앙 상단 표면으로 지칭될 수 있다.
복수의 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 은 페데스탈 (300) 로부터 연장할 수 있고 웨이퍼 대면 표면 (302) 위의 레벨에 웨이퍼를 지지하도록 구성된다. 웨이퍼 지지부들 (304a, 304c, 및 304e) 은 외측 웨이퍼 지지부들을 구성할 수 있고, 웨이퍼 지지부들 (304b, 304d, 및 304f) 은 내측 웨이퍼 지지부들을 구성할 수 있다. 웨이퍼 대면 표면 (302) 위의 레벨은 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 에 의해 지지될 때 웨이퍼 대면 표면 (302) 으로부터 웨이퍼의 배면의 수직 위치로 규정될 수 있다. 도 3에서, 복수의 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 은 6 개의 웨이퍼 지지부들을 포함하지만, 약 3 내지 30 개 사이의 임의의 수의 웨이퍼 지지부들과 같은, 임의의 수의 웨이퍼 지지부들이 웨이퍼를 지지하기 위해 분포될 수도 있다.
일부 구현예들에서, 페데스탈 (300) 은 복수의 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 을 포함할 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 은 페데스탈 (300) 과 웨이퍼의 배면 사이에 작은 갭을 유지하기 위한 MCA (minimum contact area) 지지부들로서 지칭될 수 있다. MCA 지지부들은 고 정밀도 또는 허용 오차가 요구될 때, 표면들 간의 정밀한 메이팅 (mating) 을 개선하도록 사용될 수도 있고, 그리고/또는 디펙트 위험을 감소시키도록 최소 물리적 접촉이 목표된다. 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 은 페데스탈 (300) 의 리세스들 내에 배치된 사파이어 볼들 또는 핀들과 같은 독립적인 컴포넌트일 수도 있고, 또는 페데스탈 (300) 내에 통합될 수도 있다. 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 은 유전체 재료와 같은 임의의 적합한 절연 재료로 이루어질 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 의 높이는 갭 사이즈가 제어될 수도 있도록 조정가능할 수도 있다. 일부 구현예들에서, 높이는 페데스탈 (300) 의 웨이퍼 대면 표면 (302) 위 약 1 mil 내지 약 10 mil, 약 2 mil 내지 약 7 mil, 또는 약 2 mil일 수 있다.
작은 갭은 임피던스를 정규화하도록 웨이퍼와 페데스탈 (300) 사이에서 목표된다. 임피던스 변동들은 페데스탈 (300) 의 표면 상의 자연발생적인 격차들로 인해 유발될 수 있다. 이들 자연발생적인 격차들 및 표면 거칠기는 평활한 페데스탈 표면들에 대해서도 존재한다. 따라서, 웨이퍼가 페데스탈 (300) 의 웨이퍼 대면 표면 (302) 상에 편평하게 놓여 있다면, 특정한 영역들 사이에 일부 갭들 및 보이드들을 남기면서, 단속적인 (intermittent) 콘택트의 포인트들이 있을 수 있다. 콘택트하는 영역들은 웨이퍼로부터 페데스탈 (300) 로 직접적인 접지 경로들을 갖는 반면, 콘택트하지 않는 영역들은 갭들 및 보이드들 때문에 빌트-인 임피던스를 생성한다. 그 결과, 일부 영역들은 저 임피던스를 갖는 반면 일부 영역들은 페데스탈 (300) 에 걸쳐 고 임피던스를 갖는다. 그러나, 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 은, 페데스탈 (300) 의 표면 상의 자연발생적인 격차들에 의해 유발된 모든 임피던스 변동들을 효과적으로 극복하는 충분히 큰 임피던스가 생성되도록 웨이퍼와 페데스탈 (300) 사이에 갭을 제공한다. 갭은 페데스탈 (300) 바로 위에 웨이퍼를 놓음으로써 달리 달성될 수 없는 전기적 균일성을 제공한다.
부가적으로, 페데스탈 (300) 은 리프트 핀들을 하우징하도록 구성된 복수의 리세스들 (306a, 306b, 및 306c) 을 포함할 수 있다. 상기 주지된 바와 같이, 리프트 핀들은, 웨이퍼 핸들링 시스템 (예를 들어, 엔드 이펙터) 에 의한 인게이지먼트를 가능하게 하기 위해 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 로부터 웨이퍼를 상승시키도록 활용될 수 있다.
웨이퍼 대면 표면 (302) 의 외측 에지 (324) 에 인접한, 페데스탈 (300) 은 페데스탈 (300) 의 주변 영역 둘레에서 연장하는 환형 표면 (310) 을 더 포함할 수 있다. 환형 표면 (310) 은 페데스탈 (300) 의 주변 영역 및 웨이퍼 대면 표면 (302) 으로부터 스텝 다운된 웨이퍼 대면 표면 (302) 주변을 규정할 수 있다. 즉, 환형 표면 (310) 의 수직 위치는 웨이퍼 대면 표면 (302) 의 수직 위치보다 낮을 수 있다.
일부 구현예들에서, 복수의 캐리어 링 지지 구조체들 (312a, 312b, 및 312c) 은 환형 표면 (310) 의 외측 에지에 위치될 수 있다. 캐리어 링 지지 구조체들 (312a, 312b, 및 312c) 은 환형 표면 (310) 을 중심으로 대칭적으로 배열될 수 있다. 캐리어 링 지지 구조체들 (312a, 312b, 및 312c) 은 캐리어 링을 지지하기 위한 MCA 지지부들로서 역할을 할 수 있다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 지지 구조체들 (312a, 312b, 및 312c) 은 환형 표면 (310) 의 외측 에지를 넘어 연장할 수 있다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 지지 구조체들 (312a, 312b, 및 312c) 의 상단 표면들은, 캐리어 링이 환형 표면 (310) 위로 미리 규정된 거리에 지지될 수 있도록 환형 표면 (310) 의 높이보다 높은 높이를 갖는다. 캐리어 링 지지 구조체 (312a, 312b, 및 312c) 각각은 캐리어 링이 캐리어 링 지지 구조체들 (312a, 312b, 및 312c) 상에 지지될 때 캐리어 측 아래로부터 돌출하는 연장부가 놓이는 리세스 (313) 를 포함할 수 있다. 캐리어 링 지지 구조체들 (312a, 312b, 및 312c) 내에서 리세스들 (313) 과 연장부들의 메이팅은 캐리어 링의 안전한 배치를 제공할 수 있다. 도 3이 3 개의 캐리어 링 지지 구조체들 (312a, 312b, 및 312c) 을 예시하지만, 환형 표면 (310) 의 외측 에지를 따라 임의의 수의 캐리어 링 지지 구조체들 및 환형 표면 (310) 의 외측 에지를 따라 임의의 위치들이 있을 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
통상적으로, 웨이퍼가 페데스탈과 실질적으로 평행하거나 웨이퍼 지지부들이 웨이퍼 편향 (deflection) 또는 새그 (sag) 를 최소화하도록, 페데스탈은 웨이퍼 지지부들을 사용하여 웨이퍼를 홀딩한다. 도 3의 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 은 웨이퍼와 웨이퍼 대면 표면 (302) 사이에 유지된 실질적으로 균일한 갭 위에 웨이퍼를 지지하도록 배열된다. 도 3의 웨이퍼 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 은 웨이퍼 편향 및 새그가 최소가 되도록 웨이퍼를 지지하기 위해 배열된다. 예로서, 도 3의 페데스탈 (300) 은 5-인치 볼트 원 상에 균일하게 배열된 3 개의 MCA 지지부들 (304b, 304d, 및 304f) 및 10-인치 볼트 원 상에 균일하게 배열된 3 개의 MCA 지지부들 (304a, 304c, 및 304e) 을 갖는 6 개의 조정가능한 MCA 지지부들 (304a, 304b, 304c, 304d, 304e, 및 304f) 을 가질 수 있다. MCA 지지부들 (304b, 304d, 및 304f) 은 60 °로 삼각형 패턴으로 배열될 수 있고, MCA 지지부들 (304a, 304c, 및 304e) 은 60 °로 삼각형 패턴으로 배열될 수 있다.
웨이퍼 새그에 대한 웨이퍼 지지부 제어
통상적으로, 웨이퍼 지지부들이 임피던스 효과들을 최소화하도록 작은 갭을 유지하기 위해 사용되지만, 배면 디포지션은 웨이퍼의 배면 밑으로 퍼지 가스를 활발하게 흘림으로써 감소될 수 있다. 퍼지 가스는, 웨이퍼가 웨이퍼 지지부들에 의해 지지되는 동안, 프로세스 가스가 웨이퍼의 배면으로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 퍼지 가스는 프로세싱 챔버의 설계에 복잡도를 추가할 수 있다. 진공 클램프 또는 정전 척은 활성 퍼지 단계 동안 웨이퍼를 홀딩하도록 요구될 수도 있고, 퍼지 시스템은 퍼지 가스 플로우를 용이하게 하도록 페데스탈을 통한 설치가 요구될 수도 있다. 또한, 퍼지 가스는 웨이퍼의 배면 주변을 흐르고 웨이퍼의 전면을 쌀 (wrap) 수도 있고, 이는 전면 불균일도를 유발할 수 있고 전면 막 디포지션 특성들에 영향을 줄 수 있다.
그러나, 본 개시의 장치는 웨이퍼 편향 또는 웨이퍼 새그를 생성하는 방식으로 위치되고 배열된 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 활용할 수 있다. 실제로, 웨이퍼 새그는 에지 시일링을 생성하도록 페데스탈 또는 캐리어 링의 표면과 콘택트하기에 충분하다. 웨이퍼 시일링은 디포지션 프로세스 동안 웨이퍼의 배면으로 프로세스 가스들에 의한 액세스를 제한하기 위한 배리어로서 역할을 할 수 있다. 일부 구현예들에서, 웨이퍼 새그는 웨이퍼 지지부들의 수, 웨이퍼 지지부들의 간격 및 배열, 및 웨이퍼 지지부들의 높이에 따라 생성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 본 개시의 장치는 웨이퍼의 외측 에지에 웨이퍼를 지지하도록 구성된 환형 웨이퍼 지지부를 활용할 수 있다. 환형 웨이퍼 지지부는 웨이퍼의 배면에 콘택트할 수 있고 페데스탈 위에 위치될 수 있고, 에지 시일링을 생성할 수 있고, 이 경우 에지 시일링은 디포지션 프로세스 동안 웨이퍼의 배면으로 프로세스 가스들에 의한 액세스를 제한하기 위한 배리어로서 역할을 할 수 있다. 환형 웨이퍼 지지부는 웨이퍼 내, 특히 웨이퍼의 중심에 새그를 유도할 수 있다.
본 개시의 방법은 웨이퍼 프로세싱 동안 배면 디포지션을 감소시킬 수 있다. 이 방법은 프로세싱 챔버의 페데스탈 상 그리고 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 위에 웨이퍼를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 페데스탈은 웨이퍼 대면 표면 또는 중심 축으로부터 외측 에지로 연장하는 메사를 가질 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열될 수 있고, 이 경우 웨이퍼 지지부들 각각은 웨이퍼의 반경의 약 1/2 이하만큼 중심 축으로부터 이격된다. 웨이퍼의 배면은 웨이퍼 대면 표면 위에 웨이퍼를 지지하도록 하나 이상의 웨이퍼 지지부들과 콘택트할 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 웨이퍼 대면 표면 위의 높이에 배치될 수 있고, 이 경우 하나 이상의 웨이퍼 지지부들의 공간적 배열 및 하나 이상의 웨이퍼 지지부들의 높이는 웨이퍼의 외측 에지가 새그되게 하고 프로세싱 챔버 내에서 웨이퍼의 배면 반대편 표면에 실질적으로 콘택트하게 할 수 있다. 이러한 표면은 캐리어 링 표면 또는 페데스탈 표면일 수 있다. 실질적인 콘택트는 디포지션 프로세스 동안 웨이퍼의 배면으로 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한하도록 에지 시일링을 형성할 수 있다.
도 4는 내측 웨이퍼 지지부들을 포함하는 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 복수의 웨이퍼 지지부들을 갖는 예시적인 페데스탈의 사시도를 도시한다. 도 4에 도시된 페데스탈 (400) 은 도 1a 및 도 1b의 장치 (100) 에 통합될 수 있고, 이 경우 페데스탈 (400) 은 ALD와 같은 디포지션 프로세스를 위해 웨이퍼를 수용하도록 구성될 수 있다. 페데스탈 (400) 은 중심 축 (420) 으로부터 외측 에지 (424) 로 연장하는 웨이퍼 대면 표면 (402) 을 포함한다. 웨이퍼 대면 표면 (402) 은 직경 (422) 으로 규정된 원형 영역일 수 있다.
복수의 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 페데스탈 (400) 로부터 연장할 수 있고 웨이퍼 대면 표면 (402) 위의 레벨에 웨이퍼를 지지하도록 구성된다. 도 4의 복수의 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 도 1a 및 도 1b의 장치 (100) 에 통합될 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 웨이퍼 대면 표면 (402) 중심 축 (420) 을 중심으로 대칭적으로 배열될 수 있다. 웨이퍼 대면 표면 (402) 위의 레벨은 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 에 의해 지질될 때 웨이퍼 대면 표면 (402) 으로부터 웨이퍼의 배면의 수직 위치로 규정될 수 있다. 도 4에서, 복수의 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 3 개의 웨이퍼 지지부들을 포함하지만, 약 3 개 내지 30 개 사이의 임의의 수의 웨이퍼 지지부들과 같은 임의의 수의 웨이퍼 지지부들이 웨이퍼를 지지하도록 분포될 수도 있다. 3 개 이상의 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 내측 웨이퍼 지지부들을 구성할 수 있다.
일부 구현예들에서, 페데스탈 (400) 은 복수의 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 을 포함할 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 페데스탈 (400) 과 웨이퍼의 배면 사이에 작은 갭을 유지하기 위한 MCA 지지부들로 지칭될 수 있다. MCA 지지부들은 고 정밀도 또는 허용 오차가 요구될 때, 표면들 간의 정밀한 메이팅을 개선하도록 사용될 수도 있고, 그리고/또는 디펙트 위험을 감소시키도록 최소 물리적 접촉이 목표된다. 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 페데스탈 (400) 의 리세스들 내에 배치된 사파이어 볼들 또는 핀들과 같은 독립적인 컴포넌트일 수도 있고, 또는 페데스탈 (400) 내에 통합될 수도 있다. 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 유전체 재료와 같은 임의의 적합한 절연 재료로 이루어질 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 의 높이는 갭 사이즈가 제어될 수도 있도록 조정가능할 수도 있다. 일부 구현예들에서, 높이는 페데스탈 (400) 의 웨이퍼 대면 표면 (402) 위 약 1 mil 내지 약 10 mil, 약 2 mil 내지 약 7 mil, 또는 약 2 mil일 수 있다. 갭은 웨이퍼의 배면과 페데스탈 (400) 사이에 제공되고, 갭은 본 명세서에서 앞서 논의된 바와 같이 임피던스 변동의 효과들을 최소화한다.
부가적으로, 페데스탈 (400) 은 리프트 핀들을 하우징하도록 구성된 복수의 리세스들 (406a, 406b, 및 406c) 을 포함할 수 있다. 상기 주지된 바와 같이, 리프트 핀들은, 웨이퍼 핸들링 시스템 (예를 들어, 엔드 이펙터) 에 의한 인게이지먼트를 가능하게 하기 위해 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 로부터 웨이퍼를 상승시키도록 활용될 수 있다.
웨이퍼 대면 표면 (402) 의 외측 에지 (424) 에 인접한, 페데스탈 (400) 은 페데스탈 (400) 의 주변 영역 둘레에서 연장하는 환형 표면 (410) 을 더 포함할 수 있다. 환형 표면 (410) 은 페데스탈 (400) 의 주변 영역 및 웨이퍼 대면 표면 (402) 으로부터 스텝 다운된 웨이퍼 대면 표면 (402) 주변을 규정할 수 있다. 즉, 환형 표면 (410) 의 수직 위치는 웨이퍼 대면 표면 (402) 의 수직 위치보다 낮을 수 있다.
일부 구현예들에서, 복수의 캐리어 링 지지 구조체들 (412a, 412b, 및 412c) 은 환형 표면 (410) 의 외측 에지에 위치될 수 있다. 캐리어 링 지지 구조체들 (412a, 412b, 및 412c) 은 환형 표면 (410) 을 중심으로 대칭적으로 배열될 수 있다. 캐리어 링 지지 구조체들 (412a, 412b, 및 412c) 은 캐리어 링을 지지하기 위한 MCA 지지부들로서 역할을 할 수 있다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 지지 구조체들 (412a, 412b, 및 412c) 은 환형 표면 (410) 의 외측 에지를 넘어 연장할 수 있다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 지지 구조체들 (412a, 412b, 및 412c) 의 상단 표면들은, 캐리어 링이 환형 표면 (410) 위로 미리 규정된 거리에 지지될 수 있도록 환형 표면 (410) 의 높이보다 높은 높이를 갖는다. 캐리어 링 지지 구조체 (412a, 412b, 및 412c) 각각은 캐리어 링이 캐리어 링 지지 구조체들 (412a, 412b, 및 412c) 상에 지지될 때 캐리어 측 아래로부터 돌출하는 연장부가 놓이는 리세스 (413) 를 포함할 수 있다. 캐리어 링 지지 구조체들 (412a, 412b, 및 412c) 내에서 리세스들 (413) 과 연장부들의 메이팅은 캐리어 링의 안전한 배치를 제공할 수 있다. 도 4이 3 개의 캐리어 링 지지 구조체들 (412a, 412b, 및 412c) 을 예시하지만, 환형 표면 (410) 의 외측 에지를 따라 임의의 수의 캐리어 링 지지 구조체들 및 환형 표면 (410) 의 외측 에지를 따라 임의의 위치들이 있을 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 이격되고 웨이퍼가 새그되게 하도록 배열될 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 각각은 웨이퍼의 반경의 약 1/2이하만큼 중심 축으로부터 이격될 수 있다. 일부 구현예들에서, 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 웨이퍼 대면 표면 (402) 의 외측 에지보다 중심 축 (420) 에 보다 인접할 수 있다. 일부 구현예들에서, 웨이퍼 대면 표면 (402) 의 외측 에지로부터 이격된 이러한 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 웨이퍼가 새그되게 한다. 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 의 지지를 극복하기 위해 웨이퍼의 외측 에지에서의 중력이 웨이퍼의 외측 에지를 충분히 캔틸레버하도록 공간적으로 배열된다. 일부 구현예들에서, 웨이퍼는 약 1 mil 내지 약 4 mil, 또는 적어도 약 2 mil 새그될 수 있다. 새그는 웨이퍼가 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 에 의해 지지될 때 웨이퍼의 중심으로부터 측정될 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 내측 웨이퍼 지지부들 또는 중앙 웨이퍼 지지부들로 지칭될 수 있다. 일부 구현예들에서, 웨이퍼 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 페데스탈 (400) 위의 웨이퍼 부분만을 유지하고, 웨이퍼의 외측 에지는 페데스탈 (400) 과 콘택트하도록새그될 수 있다. 일부 구현예들에서, 콘택트는 환형 표면 (410), 웨이퍼 대면 표면 (402), 또는 웨이퍼의 배면의 반대편의 다른 표면 위에서 캐리어 링과 이루어질 수 있다.
도 4의 예에 예시된 바와 같이, 페데스탈 (400) 은 5-인치 볼트 원 상에 균일하게 배열된 3 개의 조정가능한 MCA 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 을 가질 수 있다. 일부 구현예들에서, 페데스탈 (400) 은 MCA 지지부들 (304a, 304c, 및 304e) 이 제거된 것을 제외하고 도 3의 페데스탈 (300) 과 동일한 설정 및 구성을 가질 수 있다. MCA 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 60 °로 삼각형 패턴으로 배열될 수 있다. 외측 MCA 지지부들, 예컨대 도 3의 MCA 지지부들 (304a, 304c, 및 304e) 이 없이, 웨이퍼와 페데스탈 간의 갭은 균일하고, 웨이퍼의 외측 에지는새그될 수 있다. 도 4에서, 5-인치 볼트 원 상에 MCA 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 을 가져, 웨이퍼 새그는 적어도 3 mil 이하 또는 적어도 2 mil 이하일 수 있다. 일부 구현예들에서, MCA 지지부들 (404a, 404b, 및 404c) 은 웨이퍼 대면 표면 (402) 으로부터 약 1 mil 내지 약 3 mil 상승될 수 있다.
도 5a는 캐리어 링을 갖는 예시적인 페데스탈에 대해 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 유도된 웨이퍼 새그의 개략도의 측면도를 도시한다. 도 5b는 예시적인 단일-피스 페데스탈에 대해 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 유도된 웨이퍼 새그의 개략도를 도시한다. 도 5a의 페데스탈 (500a) 의 설계는 2-피스 또는 2-컴포넌트 페데스탈 설계로서 지칭될 수 있고, 도 5b의 페데스탈 (500b) 의 설계는 단일 컴포넌트 또는 포켓에 넣어진 페데스탈 설계로 지칭될 수 있다.
도 5a에서, 페데스탈 (500a) 은 웨이퍼 (501a) 의 배면과 대면하는 메사 또는 웨이퍼 대면 표면 (502a) 을 포함할 수 있다. 페데스탈 (500a) 은 또한 웨이퍼 대면 표면 (502a) 둘레에 위치되고 웨이퍼 대면 표면 (502a) 으로부터 스텝다운된 환형 표면 (510a) 을 포함할 수 있다. 웨이퍼 (501a) 는 중앙 영역 및 외측 에지를 포함할 수 있고, 이 경우 웨이퍼 (501a) 는 외측 에지에서 새그되고/휘어질 수 있다. 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지는 웨이퍼 대면 표면 (502a) 을 넘어 그리고 환형 표면 (510a) 위로 연장할 수 있다.
캐리어 링 (520a) 은 웨이퍼 대면 표면 (502a) 의 외측 에지를 둘러싼다. 캐리어 링 (520a) 은 페데스탈 (500a) 의 외측 영역 둘레에 배치된 환형 바디를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 (520a) 은 웨이퍼 대면 표면 (502a) 둘레에 그리고 환형 표면 (510a) 위에 배치될 수 있다. 캐리어 링 (520a) 은 웨이퍼 대면 표면 (502a) 에 보다 가까베 배치된 스텝다운 표면 및 웨이퍼 대면 표면 (502a) 으로부터 이격되게 배치된 상승된 표면을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 (520a) 의 배치는 캐리어 링 (520a) 의 스텝다운 표면이 웨이퍼 대면 표면 (502a) 아래, 위, 또는 동일 평면일 수 있도록 높이 조정가능할 수 있다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 (520a) 의 스텝다운 표면은 웨이퍼 대면 표면 (502a) 아래에 있을 수 있다. 도 5a에서 웨이퍼 (501a) 가 새그될 때, 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지는 캐리어 링 (520a) 의 스텝다운 표면과 콘택트할 수 있다.
부가적으로, 하나 이상의 MCA 지지부들 또는 웨이퍼 지지부들 (504a) 은 페데스탈 (500a) 으로부터 그리고 웨이퍼 대면 표면 (502a) 위로 연장하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 은 웨이퍼 (501a) 의 배면을 지지함으로써 웨이퍼 대면 표면 (502a) 위에 웨이퍼 (501a) 를 지지하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 은 상기 기술된 바와 같이 복수의 MCA 지지부들일 수 있다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 은 단일의, 연속하는 링 또는 링 레지 (ring ledge), 단일의, 연속하는 링 또는 링 레지는 페데스탈 (500a) 로부터 확장가능한 환형 바디를 가질 수 있다. 단일의, 연속하는 링 또는 링 레지는 트랩된 (trap) 볼륨을 생성하는 것을 방지하도록 컷아웃들을 가질 수도 있다. 임의의 적합한 기하학적 구조를 갖는 임의의 수의 웨이퍼 지지부들 (504a) 은 웨이퍼 대면 표면 (502a) 위에 웨이퍼 (501a) 를 지지하도록 그리고 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지에서 웨이퍼 새그를 허용할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 구현예들에서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 간격은 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지에서 유도된 새그/편향의 양을 제어할 수 있다. 페데스탈 (500a) 의 중심으로부터 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 간격 또는 배치는 웨이퍼 (501a) 로 하여금 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 을 사용하여 캔틸레버를 형성하게 할 수 있다. 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지에서의 중력은 웨이퍼 대면 표면 (502a) 위에 매달린 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지가 새그되고/휠 수 있도록, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 간격을 극복할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 이 페데스탈 (500a) 의 중심을 향하여 보다 가깝게 배치될 수록, 보다 큰 새그/편향이 발생할 수 있다. 편향의 양은 캔틸레버 빔 편향 공식에 의해 결정될 수 있고, 여기서, 편향의 양은 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지로부터 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 까지의 거리의 세제곱에 정비례한다. 예를 들어, 캔틸레버 빔 편향 공식은 δ = Px3/3EI로 나타낼 수 있고, 여기서 δ는 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지에서 편향이고, x는 외측 에지로부터 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 로의 스팬 (span) 또는 거리이고, P는 부하이고, E는 탄성력의 모듈러스 (modulus) 이고, 그리고 I는 면적 관성 모멘트이다. 웨이퍼 (501a) 의 직경에 따라, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 간격이 가변할 수 있다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 은 웨이퍼 (501a) 의 반경의 1/2 이하 또는 웨이퍼 (501a) 의 반경의 1/3 미만만큼 페데스탈 (500a) 의 중심으로부터 이격될 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 배치는 에지 시일링을 달성하기 위해 요구된 웨이퍼 에지 새그량을 달성하기 위해 전술한 빔 편향 공식에 기초하여 결정될 수 있다.
부가적으로, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 높이는 웨이퍼 (501a) 와 캐리어 링 (520a) 간의 실질적인 콘택트를 달성하기 위해 제어될 수 있다. 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 높이는 웨이퍼 대면 표면 (502a) 위의 웨이퍼 지지부 (504a) 의 수직 위치를 지칭할 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 높이는 임피던스 변동들을 극복하도록 충분히 높을 수 있다. 그렇지 않으면, 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지보다는 웨이퍼 (501a) 의 배면 아래 표면과 콘택트할 수도 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 높이는 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지로 하여금 웨이퍼 (501a) 의 배면 아래, 예컨대 캐리어 링 (520a) 의 표면과 실질적으로 콘택트하게 하도록 충분히 낮을 수 있다. 그렇지 않으면, 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지는 새그되고/편향할 수도 있지만 웨이퍼 (501a) 의 배면 반대편의 모든 표면과 콘택트하지 않는다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 높이는 약 1 mil 내지 약 4 mil, 또는 약 1 mil 내지 약 3 mil, 또는 약 2 mil 내지 약 4 mil일 수 있다.
하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 공간적 배열 및/또는 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 높이가 제어될 때, 웨이퍼 새그/편향 양은 에지 시일링을 달성하기에 충분할 수 있다. 즉, 디포지션 프로세스, 예컨대 ALD 동안 웨이퍼 새그/편향이 웨이퍼 (501a) 의 배면으로 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한하도록 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 공간적 배열 및/또는 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504a) 의 높이가 제어될 수 있다.
일부 구현예들에서, 에지 시일링은 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지가 웨이퍼 (501a) 의 배면 반대편 표면과 실질적으로 콘택트할 때 생성될 수 있다. 실질적인 콘택트는, 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지의 적어도 80 ％는 웨이퍼 (501a) 의 배면 반대편 표면과 콘택트할 때, 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지의 적어도 90 ％는 웨이퍼 (501a) 의 배면 반대편 표면과 콘택트할 때, 또는 웨이퍼 (501a) 의 외측 에지의 적어도 95 ％는 웨이퍼 (501a) 의 배면 반대편 표면과 콘택트할 때 달성될 수 있다.
도 5b에서, 웨이퍼 (501b) 의 배면 반대편 표면은 웨이퍼 대면 표면 (502b) 일 수 있다. 페데스탈 (500b) 은 단일-피스 또는 포켓에 넣어진 페데스탈 설계일 수 있다. 일부 구현예들에서, 페데스탈 (500b) 은 금속 (예를 들어, 알루미늄) 과 같은 단일 재료로 이루어질 수 있다. 캐리어 링이 웨이퍼 대면 표면 (502b) 이 위, 아래, 또는 동일 평면에 없다. 대신, 페데스탈 (500b) 은 웨이퍼 대면 표면 (502b) 위로 상승된 환형 표면 (510b) 을 포함할 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504b) 은 웨이퍼 (501b) 를 지지하도록 페데스탈 (500b) 로부터 연장할 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504b) 의 공간적 배열 및 높이는, 웨이퍼 (501b) 의 새그/편향이 웨이퍼 (501b) 의 배면 반대편 표면, 예컨대 웨이퍼 대면 표면 (502b) 과 실질적으로 콘택트할 수 있도록 제어될 수 있다.
일부 구현예들에서, 스킴은 환형 웨이퍼 지지부 또는 환형 지지 부재는 웨이퍼의 중심 근방보다는 웨이퍼의 외측 에지에 웨이퍼를 지지하도록 배열된다. 환형 지지 부재는 웨이퍼의 외측 에지는 에지 시일링을 형성하기 위해 환형 웨이퍼 지지부와 실질적인 콘택트를 하도록 연속적일 수 있다. 일부 구현예들에서, 환형 지지 부재는 캐리어 링일 수 있다. 환형 웨이퍼 지지부는 웨이퍼에서 새그를 유도하도록 페데스탈의 웨이퍼 대면 표면 충분히 위의 높이에 배치될 수 있다. 유도된 새그는, 웨이퍼의 중심으로 하여금 페데스탈을 향해 새그되게 하도록 웨이퍼의 중심에서 발생할 수 있다. 에지 리프트에 웨이퍼에 의해 가해진 중력 컨디션들은 웨이퍼의 에지 둘레에 강한 라인 콘택트 밴드를 생성한다. 콘택트 밴드는 상기 논의된 에지 시일링과 동일한 시일링으로서 역할을 한다.
도 5c는 에지에 웨이퍼를 지지하는 예시적인 캐리어 링에 의해 유도된 웨이퍼 새그의 개략적인 도면의 측면도를 도시한다. 페데스탈 (500c) 은 상부에 웨이퍼 (501c) 가 지지되는 웨이퍼 대면 표면 (502c) 을 포함하고, 캐리어 링 (510c) 은 페데스탈 (500c) 을 둘러싼다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504c) 은 페데스탈 (500c) 의 웨이퍼 대면 표면 (502c) 으로부터 연장한다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504c) 은 웨이퍼 (501c) 의 외측 에지와 콘택트하지 않는다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504c) 은 웨이퍼 (501c) 의 외측 에지보다 웨이퍼 (501c) 의 중심에 보다 인접할 수도 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504c) 은 웨이퍼 (501c) 의 외측 에지와 콘택트하지 않지만, 캐리어 링 (510c) 은 웨이퍼 (501c) 의 외측 에지와 콘택트할 수도 있다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 (510c) 은 환형 지지 부재를 구성할 수 있다. 캐리어 링 (510c) 은 스텝다운 표면 및 스텝다운 표면으로부터 연장하는 상부 표면을 가질 수 있다. 캐리어 링 (510c) 의 스텝다운 표면은 외측 에지에 웨이퍼 (501c) 를 지지할 수도 있다. 도 5c에서, 하나 이상의 심들 (516c) 은 페데스탈 (500c) 과 캐리어 링 (510c) 사이에 배치될 수도 있고, 이 경우 하나 이상의 심들 (516c) 이 캐리어 링 (510c) 을 지지할 수도 있다. 하나 이상의 심들 (516c) 은 웨이퍼 (501c) 의 중심에서 새그를 유도하도록 웨이퍼 (501c) 의 외측 에지를 지지하기 위한 높이로 캐리어 링 (510c) 을 상승시킬 수도 있다. 하나 이상의 심들 (516c) 은, 웨이퍼 (501c) 가 웨이퍼 대면 표면 (502c) 위로 상승되도록, 캐리어 링 (510c) 을 충분히 상승시킨다. 웨이퍼 (501c) 에 가해진 중력이 웨이퍼 (501c) 의 외측 에지에 에지 시일링을 생성하고 웨이퍼 (501c) 의 중심에서 새그를 유도하도록 상승은 충분하다. 일부 구현예들에서, 유도된 새그는 웨이퍼 (501c) 의 일부로 하여금 웨이퍼 대면 표면 (502c) 및/또는 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504c) 과 콘택트하게 할 수 있다.
도 5d는 에지에 웨이퍼를 지지하는 예시적인 페데스탈에 의해 유도된 웨이퍼 새그의 개략도의 측면도를 도시한다. 캐리어 링에 의해 웨이퍼 (501d) 의 외측 에지를 지지하는 대신, 웨이퍼 (501d) 의 외측 에지는 페데스탈 (500d) 에 의해 지지된다. 페데스탈 (500d) 은 단일-페데스탈 또는 포켓에 넣어진 페데스탈 설계일 수 있다. 일부 구현예들에서, 페데스탈 (500d) 은 단일 재료, 예컨대 금속 (예를 들어, 알루미늄) 으로 이루어질 수 있다. 웨이퍼 대면 표면 (502d) 위, 아래, 또는 동일 평면 상에 캐리어 링이 없다. 대신, 페데스탈 (500d) 은 웨이퍼 대면 표면 (502d) 위로 상승된 환형 표면 (510d) 을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 환형 표면 (510d) 은 환형 지지 부재를 구성할 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504d) 은 페데스탈 (500d) 로부터 연장할 수 있지만, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504d) 은 웨이퍼 (501d) 의 외측 에지를 지지하지 않는다. 환형 표면 (502d) 은 웨이퍼 (501d) 가 웨이퍼 대면 표면 위로 상승되도록 웨이퍼 (501d) 의 외측 에지를 지지하도록 충분히 상승될 수 있다. 부가적으로, 환형 표면 (502d) 은 웨이퍼 (501d) 의 중심에서 웨이퍼 새그를 유도하도록 충분히 상승될 수 있다. 따라서, 웨이퍼 (501d) 상에 가해진 중력이 웨이퍼 (501d) 의 외측 에지에 에지 시일링을 생성하고 웨이퍼 (501d) 의 중심에서 새그를 유도하도록 상승은 충분하다. 일부 구현예들에서, 유도된 새그는 웨이퍼 (501d) 의 일부로 하여금 웨이퍼 대면 표면 (502d) 및/또는 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 (504d) 과 콘택트하게 할 수 있다.
도 6a는 캐리어 링을 갖는 예시적인 페데스탈의 일부의 절단 사시도를 도시한다. 캐리어 링 (630) 은 환형 표면 (610) 위의 캐리어 링 지지부 (612) 상단에 놓인 것으로 도시된다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 연장부 (631) 는 캐리어 링 지지부 (612) 의 리세스 (613) 내에 놓인다. 또한, 웨이퍼 (601) 는 페데스탈 (600) 의 웨이퍼 대면 표면 (602) 위에 놓인 것으로 도시되고, 이 경우 웨이퍼 (601) 는 웨이퍼 지지부들 (미도시) 에 의해 지지된다. 캐리어 링 지지부 (612) 의 높이는 페데스탈 (600) 의 환형 표면 (610) 위로의 거리가 조정되도록, 조정가능하다. 일부 구현예들에서, 캐리어 링 지지부 (612) 는 캐리어 링 지지부들 (612) 중 적어도 하나의 높이를 조정하기 위해 스페이서 (616) (예를 들어, 심) 을 포함한다. 즉, 스페이서 (616) 는 캐리어 링 (630) 이 캐리어 링 지지부 (612) 상에 놓일 때 캐리어 링 (630) 과 환형 표면 (610) 사이에 제어된 거리를 제공하도록 선택될 수 있다. 환형 표면 (610) 과 캐리어 링 (630) 사이에 목표된 거리를 제공하도록 0, 1 또는 2 이상의 스페이서들 (616) 이 선택될 수도 있고 캐리어 링 지지부 (612) 밑에 위치될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
부가적으로, 캐리어 링 지지부 (612) 및 스페이서(들) (616) 은 패스닝 (fastening) 하드웨어 (614) 에 의해 페데스탈 (600) 에 고정될 수 있다. 일부 구현예들에서, 하드웨어 (614) 는 캐리어 링 지지부 (612) 및 스페이서(들) (616) 을 페데스탈 (600) 에 고정하기에 적합한 스크루, 볼트, 네일, 핀, 또는 다른 타입의 하드웨어를 포함할 수 있다. 다른 구현예들에서, 캐리어 링 지지부 (612) 및 스페이서(들) (616) 를 페데스탈 (600) 에 고정하기 위한 다른 기법들/재료들이 적합한 접착제로서 활용될 수 있다.
도 6b는 도 6a의 캐리어 링을 갖는 예시적인 페데스탈의 일부의 단면도를 도시한다. 캐리어 링 지지부 (612) 의 총 높이는 조합된 스페이서 (616) 및 캐리어 링 지지부 (612) 높이로 규정될 수 있다. 이는 또한 캐리어 링 지지부 (612) 의 상단 표면이 페데스탈 (600) 의 환형 표면 (610) 보다 높은 정도를 결정할 수 있다.
도 6c는 도 6a의 웨이퍼 및 캐리어 링을 갖는 예시적인 페데스탈의 외측 에지의 단면도를 도시한다. 하나 이상의 갭들은 웨이퍼 (601) 를 캐리어 링 (630) 으로부터 분리하고, 그리고 캐리어 링 (630) 을 환형 표면 (610) 으로부터 분리할 수 있다. 하나 이상의 갭들은 웨이퍼 (601) 의 배면으로의 프로세스 가스들 (예를 들어, 전구체들, 라디칼 종, 등) 의 이송을 위한 통로들을 제공할 수 있다. 도 6c에 예시된 바와 같이, 캐리어 링 (630) 은 상단 표면 (632) 및 스텝다운 표면 (634) 을 갖는 환형 바디를 포함한다. 상단 표면 (632) 및 스텝다운 표면 (634) 은 전이 단계에 의해 결합될 수 있다. 스텝다운 표면 (634) 은 캐리어 링 (630) 의 내측 직경 (636) 에 인접하게 규정되고 내측 직경 (636) 으로부터 외측으로 연장한다는 것이 이해될 것이다. 상단 표면 (632) 은 스텝다운 표면 (634) 으로부터 캐리어 링 (630) 의 외측 직경 (637) (도 6b에 도시됨) 으로 연장한다.
하부 갭 (G1) 은 캐리어 링 (630) 의 하단 표면과 페데스탈 (600) 의 환형 표면 (610) 사이에 존재할 수 있다. 부가적으로, 상부 갭 (G2) 은 캐리어 링 (630) 의 상단 표면과 웨이퍼 (601) 의 배면 사이에 존재할 수 있다. 하부 갭 (G1) 및 상부 갭 (G2) 각각은 디포지션 프로세스 동안 웨이퍼 (601) 의 배면으로 이송될 프로세스 가스들을 위한 통로들을 제공한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 이들 갭들을 제어하는 것은 또한 배면 디포지션을 최소화할 수 있다.
하부 갭 (G1) 의 사이즈는 캐리어 링 (630) 이 캐리어 링 지지부 (612) 에 의해 지지될 때 환형 표면 (610) 과 캐리어 링 (630) 의 하단 표면 간의 수직 거리에 의해 규정될 수 있다.
웨이퍼 (601) 와 캐리어 링 (630) 간의 상부 갭 (G2) 의 사이즈는 웨이퍼 (601) 가 하나 이상의 웨이퍼 지지부들에 의해 웨이퍼 대면 표면 (602) 위에 지지될 때, 스텝다운 표면 (634) 과 웨이퍼 (601) 의 배면 간의 수직 거리에 의해 규정될 수 있다. 상부 갭 (G2) 의 사이즈는 하부 갭 (G1) 의 사이즈, 스텝다운 표면 (634) 의 영역 내에서 캐리어 링 (630) 의 두께, 환형 표면 (610) 과 웨이퍼 대면 표면 (602) 간의 수직 위치의 차, 및 웨이퍼 (601) 가 하나 이상의 웨이퍼 지지부들에 의해 유지되는 웨이퍼 대면 표면 (602) 위의 거리를 포함하는 다양한 인자들로부터 발생할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 구현예들에서, 하부 갭 (G1) 은 약 16 mil 미만, 예컨대 약 0 mil 내지 6 mil일 수 있다. 일부 구현예들에서, 상부 갭 (G2) 은 약 10 mil 미만, 예컨대 약 0 mil 내지 5 mil일 수 있다. 일부 구현예들에서, 상부 갭 (G2) 은 약 3 mil 미만, 또는 약 1 mil 미만일 수 있다. 상부 갭 (G2) 이 약 1 mil 미만 심지어 0 mil이면, 에지 시일링은 배면 디포지션을 제한하도록 형성될 수 있다.
다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 시스템 제어기 (110) 는 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 제어하기 위한 동작들을 포함하는, 장치의 하나 이상의 동작들을 수행하기 위한 인스트럭션들로 구성될 수 있다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들의 제어는, 예를 들어 하나 이상의 웨이퍼 지지부들의 공간적 배열 및/또는 높이의 제어를 포함할 수 있다. 시스템 제어기 (110) 는 또한 캐리어 링의 하단 표면과 페데스탈 간의 갭의 사이즈, 및 캐리어 링의 상부 표면과 웨이퍼 간의 갭의 사이즈와 같은 배면 디포지션을 제한하기 위한 다른 파라미터들을 제어할 수도 있다.
시스템 제어기 (110) 는 장치 (100) 를 동작시키기 위해 요구되는 전자적 제어들 및 인터페이스 제어들을 제공한다. (하나 이상의 물리적 제어기들 또는 논리적 제어기들을 포함할 수도 있는) 시스템 제어기 (110) 는 장치 (100) 의 일부 또는 모든 속성들을 제어한다. 시스템 제어기 (110) 는 통상적으로 하나 이상의 메모리 디바이스들 및 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 프로세서는 CPU (central processing unit) 또는 컴퓨터, 아날로그 및/또는 디지털 입력/출력 접속부들, 스텝퍼 모터 제어기 보드들, 및 다른 유사한 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이 적절한 제어 동작들을 구현하기 위한 인스트럭션들이 프로세서 상에서 실행될 수도 있다. 이들 인스트럭션들은 시스템 제어기 (110) 와 연관되거나 네트워크를 통해 제공될 수도 있다. 특정한 구현예들에서, 시스템 제어기 (110) 는 시스템 제어 소프트웨어를 실행한다.
장치 (100) 내의 시스템 제어 소프트웨어는 프로세싱 챔버 (102) 내의 조건들을 제어하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수도 있다. 이는 페데스탈 온도, 리프트 핀들, 웨이퍼 지지부들, 가스 플로우들, 챔버 압력, 웨이퍼 배치, 웨이퍼 회전, 타이밍, 캐리어 링 배치, 및 장치 (100) 에 의해 수행된 다른 파라미터들을 제어하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 시스템 제어 소프트웨어는 임의의 적합한 방식으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 다양한 프로세스 툴 컴포넌트 서브루틴들 또는 제어 객체들이 다양한 프로세스 툴 프로세스들을 수행하기 위해 필요한 프로세스 툴 컴포넌트들의 동작을 제어하도록 작성될 수도 있다. 시스템 제어 소프트웨어는 임의의 적합한 컴퓨터 판독가능 프로그래밍 언어로 코딩될 수도 있다.
일부 구현예들에서, 시스템 제어 소프트웨어는 상기 기술된 다양한 파라미터들을 제어하기 위한 IOC (input/output control) 시퀀싱 (sequencing) 인스트럭션들을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 배치함으로써 웨이퍼를 배치하는 페이즈 각각은 시스템 제어기 (110) 에 의해 실행하기 위한 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수도 있고, 웨이퍼와 페데스탈 간 뿐만 아니라 웨이퍼와 캐리어 링 간의 갭들을 제어하는 페이즈 각각은 시스템 제어기 (110) 에 의해 실행하기 위한 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수도 있고, 그리고 웨이퍼 상의 막의 디포지션의 페이즈 각각은 시스템 제어기 (110) 에 의해 실행하기 위한 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수도 있다. 일부 구현예들에서, 기판을 배치하는 페이즈 및 디포지션 페이즈는, 프로세스 페이즈를 위한 모든 인스트럭션들이 기판 배치 프로세스 및 디포지션 프로세스와 동시에 실행되도록, 순차적으로 배열될 수도 있다.
다른 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 프로그램들이 일부 구현예들에서 채용될 수도 있다. 이 목적을 위한 프로그램들 또는 프로그램들의 섹션들의 예들은 웨이퍼 배치 프로그램, 웨이퍼 지지부 배치 프로그램, 캐리어 링 배치 프로그램, 압력 제어 프로그램, 히터 제어 프로그램, 및 전위/전류 전력 공급 제어 프로그램을 포함한다. 이 목적을 위한 프로그램들 또는 이 프로그램의 섹션들의 다른 예들은 타이밍 제어 프로그램, 리프트 핀들 배치 프로그램, 페데스탈 배치 프로그램, 페데스탈 온도 제어 프로그램, 샤워헤드 온도 제어 프로그램, 프로세스 가스 제어 프로그램, 및 퍼지 가스 제어 프로그램을 포함한다.
일부 구현예들에서, 시스템 제어기 (110) 와 연관된 사용자 인터페이스가 있을 수도 있다. 사용자 인터페이스는 디스플레이 스크린, 장치 및/또는 프로세스 조건들의 그래픽 소프트웨어 디스플레이들, 및 포인팅 디바이스들, 키보드들, 터치 스크린들, 마이크로폰들, 등과 같은 사용자 입력 디바이스들을 포함할 수도 있다.
프로세스를 모니터링하기 위한 신호들은 다양한 프로세스 툴 센서들로부터 시스템 제어기 (110) 의 아날로그 입력 접속부 및/또는 디지털 입력 접속부에 의해 제공될 수도 있다. 프로세스를 제어하기 위한 신호들은 프로세스 툴의 아날로그 출력 접속부 및 디지털 출력 접속부 상에 출력될 수도 있다. 모니터링될 수도 있는 프로세스 툴 센서들의 비제한적인 예들은 질량 유량 제어기들, (압력계들 (manometers) 과 같은) 압력 센서들, 열전대들 (thermocouple), 등을 포함한다. 적절하게 프로그램된 피드백 및 제어 알고리즘들은 기판의 온도와 같은 프로세스 조건들을 유지하기 위해 이들 센서들로부터의 데이터를 사용할 수도 있다.
이러한 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치에 통합될 수도 있다. 일반적으로 전자장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부품들을 제어할 수 있는 제어기 (110) 로서 지칭될 수도 있다. 제어기 (110) 는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 예를 들어 웨이퍼 지지부들의 배치, 캐리어 링의 배치, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴들 및 다른 전달 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 전달들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스를 제어하도록 프로그램될 수 있다.
일반적으로 말하면, 제어기 (110) 는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드포인트 측정들을 인에이블하는 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSP), ASIC (application specific integrated circuit) 으로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기 (110) 로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기 (110) 는, 일부 구현예들에서, 시스템에 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 이와 달리 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기 (110) 는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해서 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기 (110) 는 하나 이상의 동작들 동안에 수행될 프로세스 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정한, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 이 파라미터들은 제어기 (110) 가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성된 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제어기 (110) 는 예를 들어 서로 네트워킹되어서 함께 공통 목적을 위해서, 예를 들어 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들을 위해서 협력하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는, (예를 들어, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 수 있다.
장치 (100) 의 시스템 제어기 (110) 는: (1) 페데스탈 (140) 및 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 위에 웨이퍼 (101) 를 제공하고; 그리고 (2) 페데스탈 (140) 의 웨이퍼 대면 표면 위에 웨이퍼를 지지하도록 웨이퍼 (101) 의 배면을 하나 이상의 웨이퍼 지지부들과 콘택트하는 동작들을 수행하기 위한 인스트럭션들로 구성될 수 있고, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은, 웨이퍼의 외측 에지가 새그되고 반대편에 장치 (100) 의 표면이 실질적으로 콘택트하도록 배치된다. 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 도 4 내지 도 5b에 대해 기술될 수도 있다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 페데스탈의 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열될 수도 있고, 웨이퍼의 반경의 약 1/2 이하만큼 중심 축으로부터 이격될 수도 있다. 일부 구현예들에서, 하나 이상의 웨이퍼 지지부들의 높이는 약 1 mil 내지 약 3 mil일 수도 있다. 일부 구현예들에서, 시스템 제어기 (110) 는 하나 이상의 웨이퍼 지지부들이 배치될 때, 웨이퍼 (101) 의 전면 상에 재료의 층을 ALD에 의해 디포짓하는 동작을 수행하도록 구성될 수 있고, 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 디포지션 동안 웨이퍼의 배면으로의 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한한다.
상기 기술된 장치/프로세스는 예를 들어, 반도체 디바이스들, 디스플레이들, LED들, 광전 패널들, 등의 제조 또는 제작을 위한 리소그래피 패터닝 툴들 또는 프로세스들과 함께 사용될 수도 있다. 통상적으로, 반드시 그러한 것은 아니지만, 이러한 툴/프로세스들은 공동 제조 설비 내에서 함께 사용되거나 수행될 것이다. 막의 리소그래픽 패터닝은 동작들 각각이 다수의 가능한 툴들을 사용하여 인에이블되는, 이하의 동작들: (1) 스핀-온 (spin-on) 툴 또는 스프레이-온 (spray-on) 툴을 사용하여 워크피스, 즉 기판 상에 포토레지스트를 도포하는 단계; (2) 핫 플레이트 또는 노 또는 UV 경화 툴을 사용하여 포토레지스트를 경화하는 단계; (3) 웨이퍼 스텝퍼와 같은 툴을 사용하여 가시광선 또는 UV 또는 x-선 광에 포토레지스트를 노출시키는 단계; (4) 습식 벤치와 같은 툴을 사용하여 레지스트를 선택적으로 제거하여 레지스트를 패터닝하도록 레지스트를 현상하는 단계; (5) 건식 또는 플라즈마 보조 에칭 툴을 사용함으로써 그 아래에 놓인 막 또는 워크피스 내로 레지스트 패턴을 전사하는 단계; 및 (6) RF 또는 마이크로파 플라즈마 레지스트 스트립퍼와 같은 툴을 사용하여 레지스트를 제거하는 단계의 일부 또는 전부를 통상적으로 포함한다.
다양한 변형들이 가능하기 때문에, 본 명세서에 기술된 구성들 및/또는 방법들은 본질적으로 예시적이고, 이들 구체적인 실시예들 또는 예들은 제한하는 의미로 간주되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에 기술된 구체적인 루틴들 또는 방법들은 임의의 수의 프로세싱 전력들 중 하나 이상으로 나타낼 수도 있다. 이와 같이, 예시된 다양한 작용들이 예시된 순서로, 다른 순서들로, 병행하여 수행될 수도 있고, 또는 일부 경우들에 생략될 수도 있다. 유사하게, 상기 기술된 프로세스들의 순서는 변경될 수도 있다.
예들 및 데이터
도 7은 캐리어 링 지지부들 및 웨이퍼 지지부들 양자 위의 웨이퍼 대 웨이퍼 지지부들 위만의 웨이퍼를 비교하는 배면 디포지션의 이미지 스캔들 및 그래프를 도시한다. 이미지 스캔은 웨이퍼의 외측 에지로부터 3 ㎜에서 웨이퍼의 배면을 따라 72 포인트들을 스캔할 수 있고, 72 포인트들 각각에 대응하는 배면 디포지션 막 두께들이 그래프에 맵핑될 수 있다. 좌측의 이미지 스캔은 웨이퍼가 6 개의 페데스탈 MCA 지지부들 뿐만 아니라 6 개의 캐리어 링 MCA 지지부들에 의해 지지되는 것을 도시한다. 캐리어 링 MCA 지지부들은 약 2 mil만큼 캐리어 링의 스텝다운된 표면 위로 상승된다. 그래프 및 우측의 이미지 스캔으로 도시된 바와 같이, 배면 디포지션은 웨이퍼의 배면에 걸쳐 상대적으로 균일하다. 캐리어 링 MCA 지지부들은 프로세스 가스들이 웨이퍼의 배면에 도달하기 위한 통로들을 남기면서, 웨이퍼의 외측 에지가 캐리어 링에 닿는 것으로부터 간격을 주도록 역할을 할 수도 있다. 우측의 이미지 스캔은 6 개의 페데스탈 MCA 지지부들에 의해 지지된느 웨이퍼를 도시한다. 6 개의 페데스탈 MCA 지지부들은 3 개의 내측 페데스탈 MCA 지지부들 및 3 개의 외측 페데스탈 MCA 지지부들을 포함할 수 있다. 그러나, 캐리어 링으로부터 웨이퍼로 간격을 주는 캐리어 링 MCA 지지부들은 없다. 캐리어 링 MCA 지지부들을 사용하지 않고, 캐리어 링의 스텝다운 표면은 편평하다. 웨이퍼의 외측 에지로 하여금 캐리어 링과 콘택트하게 하는 것도 가능하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 상의 적어도 3 개의 스폿들이 저 배면 디포지션을 갖는 것으로 도시되었다. 웨이퍼의 외측 에지 둘레의 영역들에 대응하는 저 배면 디포지션의 이들 스폿들은 3 개의 외측 페데스탈 MCA 지지부들에 의해 지지되지 않는다. 따라서, 페데스탈 MCA 지지부들로부터 가장 멀리 떨어진 포인트들은 새그되는 경향이 있을 수 있고, 시일링을 생성하도록 에지 콘택트를 형성할 수 있고, 따라서 웨이퍼의 외측 에지 둘레의 영역들은 배면 디포지션을 제한하도록 캐리어 링과 콘택트를 형성할 것 같은 페데스탈 MCA 지지부들에 의해 지지되지 않는다.
도 8은 캐리어 링 지지부들 위만의 웨이퍼 대 사실상 캐리어 링 지지부들 및 웨이퍼 지지부들이 없이 위치된 웨이퍼를 비교하는 배면 디포지션의 이미지 스캔들 및 그래프를 도시한다. 좌측의 이미지 스캔들은 6 개의 캐리어 링 MCA 지지부들에 의해 지지되지만 페데스탈 MCA 지지부들은 갖지 않는 웨이퍼를 도시한다. 6 개의 캐리어 링 MCA 지지부들은 약 2 mil만큼 캐리어 링의 스텝다운 표면 위로 상승된다. 일반적으로, 캐리어 링 MCA 지지부들은 웨이퍼의 외측 에지가 캐리어 링과 직접적인 콘택트를 형성하는 것을 방지한다. 그러나, 도 8의 좌측에 도시된 바와 같이, 몇몇 고 배면 디포지션 스폿들이 캐리어 링 MCA 지지부들에서 나타나고, 몇몇 저 배면 디포지션 스폿들은 캐리어 링 MCA 지지부들 사이에 나타나고, 이는 웨이퍼가 캐리어 링과 콘택트를 형성하는 캐리어 링 MCA 지지부들 사이에서 새그된다는 것을 나타낸다. 그럼에도 불구하고, 캐리어 링 MCA 지지부들은 웨이퍼의 배면 상에 디포짓하기 위해 프로세스 가스들을 위한 통로를 생성하도록 캐리어 링으로부터 웨이퍼를 상승시킨다. 우측의 이미지 스캔은 페데스탈 MCA 지지부들을 사용하지 않고 6 개의 캐리어 링 MCA 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼를 도시한다. 6 개의 캐리어 링 지지부들은 약 1 mil 미만의 마진량만큼 캐리어 링의 스텝다운 표면 위로 상승된다. 수직 분리량은 매우 작아서 캐리어 링 MCA 지지부들은 효과적으로 0 mil이고, 웨이퍼로 하여금 캐리어 링 상에 편평하게 놓이게 한다. 웨이퍼의 외측 에지는 에지 시일링을 형성하도록 캐리어 링과 콘택트할 수 있어서, 웨이퍼 전체에 걸쳐 배면 디포지션을 감소시킨다.
우측의 이미지 스캔은 캐리어 링 또는 다른 구조체가 웨이퍼의 외측 에지와 에지 시일링을 생성하도록 사용될 수 있고, 배면 디포지션을 제한할 수 있다는 것을 도시한다. 캐리어 링 MCA 지지부들은 페데스탈의 웨이퍼 대면 표면 위로 살짝 상승될 수 있고 페데스탈의 웨이퍼 대면 표면 위에 웨이퍼를 지지할 수 있고, 웨이퍼의 외측 에지로 하여금 에지 시일링을 생성하도록 캐리어 링과 실질적인 콘택트를 형성하게 한다. 이는 배면 디포지션을 제한하기 위해 에지 시일링을 형성하는 일 방법을 대표한다. 배면 디포지션을 제한하기 위해 에지 시일링을 형성하는 또 다른 방법은 캐리어 링을 웨이퍼의 외측 에지로 이동시키기보다는, 웨이퍼의 외측 에지를 캐리어 링 쪽으로 이동시키는 것이다.
도 9는 웨이퍼 새그에 대한 데이터 포인트들을 맵핑하는 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼의 변위의 모델링 결과를 도시한다. 3 개의 페데스탈 MCA 지지부들은 포인트들 x, y, 및 z에 의해 나타낸 바와 같이 웨이퍼를 지지하기 위해 페데스탈로부터 연장할 수 있다. 3 개의 페데스탈 MCA 지지부들은 페데스탈의 중심으로부터 2.5 인치 이격될 수 있고, 3각형 패턴으로 배열될 수 있다. 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들을 사용하여, 모델링된 웨이퍼 새그는 포인트 A 및 포인트 E에서 약 3 mil일 수 있고, 여기서, 포인트 A 및 포인트 E는 웨이퍼의 외측 에지에 위치된다. 페데스탈의 중심 근방의 포인트 B 및 포인트 C는 예상된 바와 같이, 많은 웨이퍼 새그를 나타내지 않는다. 표 1은 포인트들 A, B, C, 및 E에서 측정된 웨이퍼 새그를 나타낸다. 측정된 데이터와 계산된 모델 간의 불확실성은 ±0.2 mil의 반복성 내에 있다.
위치 웨이퍼 새그 (mil) MCA에 기초한 평면 높이 (mil) 측정된 갭 (mil) 측정된 새그 - 모델 (mil)
A -2.56 3.6 1.3 0.2
B -0.28 3.7 4.1 0.7
C 0.28 3.7 4.7 0.7
E -3.03 4.0 1.1 0.2
x 3.7
y 3.9
z 3.7
도 10은 (타원 편광 분석법으로 측정된) 웨이퍼의 외측 에지로부터 3 ㎜의 72 개 포인트들에서 측정된 배면 막 두께의 컬러 맵 및 단일-피스 페데스탈에 대해 6 개의 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼와 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼를 비교하는 배면 디포지션의 대응하는 그래프들 (동일한 데이터 포인트들) 을 도시한다. 컬러 맵 및 대응하는 그래프로 도시된 바와 같이, 6 개의 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼들보다 단지 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼들에 대해 실질적으로 보다 적은 배면 디포지션이 있다. 6 개의 웨이퍼 지지부들을 사용하여, 배면 디포지션은 상대적으로 고르지 않고 고 배면 디포지션은 웨이퍼 지지부들 근방에서 발생한다. 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들을 사용하여, 배면 디포지션은 상대적으로 고르고 저 배면 디포지션이 웨이퍼 전체에 걸쳐 발생하고, 이는 웨이퍼의 외측 에지의 적어도 일부가 페데스탈과 콘택트한다는 것을 나타낸다.
표 2는 컬러 맵 및 대응하는 그래프를 지지하는 데이터를 나타낸다.
측정 방법 기준 프로세스 베이스라인 작은 포켓 페데스탈 작은 포켓 페데스탈
파라미터 6 개의 MCA들, 2 mil 6 MCAs, 2 mil 3 개의 중심 MCA들, 1 mil
배면 디포지션 두께 3 ㎜ EE에서 72-포인트의 평균 320 내지 350 Å 98 Å 48 Å
4 ㎜ EE에서 235 Å 45 Å 24 Å
5 ㎜ EE에서 160 내지 170 Å 20 내지 42 Å 18 내지 20 Å
웨이퍼 전면 균일도 49-pt, 350 Å NJ (R/2) = 0.6 - 0.7 0.9 내지 1.2 (제어 0.3) 0.9
전면 디펙트들 >0.045um SP3 300 Å LT-ALD Ox 20 73 내지 21 (컨디셔닝에 의해 감소) 23 내지 39
배면 디펙트들 >0.12um SP3 한자릿수 24 내지 41 (제어 6 내지 21) 100 내지 150
도 11은 페데스탈의 메사 아래에 있는, 캐리어 링을 갖는 페데스탈에 대해 6 개의 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼와 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼를 비교하는 그래프를 도시한다. 6 개의 웨이퍼 지지부들을 사용하여, 적어도 3 개의 스폿들의 고 배면 디포지션은 외측 웨이퍼 지지부들의 위치에 대응하여 발생한다. 3 개의 웨이퍼 지지부들을 사용하여, 일 스폿의 고 배면 디포지션이 발생한다. 이는 웨이퍼 지지부들을 내측 웨이퍼 지지부들로 제한하는 것이 배면 디포지션을 감소시키지만, 다소의 배면 디포지션을 허용하도록 캐리어 링과 웨이퍼 사이에 갭이 여전히 존재한다는 것을 나타낸다. 이 갭은 페데스탈의 웨이퍼 대면 표면보다 아래에 위치되는 캐리어 링의 스텝다운 표면으로부터 발생할 수 있다.
도 12는 페데스탈의 메사와 동일 레벨에 있는 캐리어 링을 갖는 페데스탈에 대해 6 개의 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼와 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들에 의해 지지된 웨이퍼를 비교하는 그래프를 도시한다. 캐리어 링은, 캐리어 링의 스텝다운 표면이 웨이퍼의 배면에 보다 가깝도록, 스페이서에 의해 상승될 수 있다. 6 개의 웨이퍼 지지부들을 사용하여, 일 스폿의 고 배면 디포지션이 발생한다. 배면 디포지션을 최소화하도록 캐리어 링이 웨이퍼의 배면의 보다 가깝더라도, 배면 디포지션을 위한 통로를 제공하도록 적어도 하나의 갭이 존재할 수 있다. 3 개의 내측 웨이퍼 지지부들을 사용하여, 웨이퍼는 새그될 수 있고 웨이퍼의 외측 에지 둘레에 에지 시일링을 제공하도록 캐리어 링과 콘택트를 형성할 수 있다. 배면 디포지션이 실질적으로 없다면, 웨이퍼의 외측 에지 둘레의 완전한 콘택트가 이러한 조건들 하에서 달성된다는 것을 나타낸다.
표 3은 전술한 그래프를 지지하는 데이터를 나타낸다.
측정 방법 기준 프로세스 베이스라인 캐리어 링 및 페데스탈 캐리어 링 및 페데스탈 캐리어 링 및 페데스탈 캐리어 링 및 페데스탈
파라미터 6 개의 MCA들, 2 mil 6 개의 MCA들, 2 mil, 심 5 mil 3 개의 중심 MCA들, 2 mil, 심 5 mil 6 개의 MCA들, 2 mil, 심 6 mil 3 개의 중심 MCA들, 1 mil, 심 6 mil
배면 디포지션 두께 3 ㎜ EE에서 72 포인트 링의 평균 320 내지 350 Å 22 내지 48 Å 18 Å 50 Å 17 Å
4 ㎜ EE에서 235 Å 17 내지 26 Å 15 Å 25 Å 16 Å
5 ㎜ EE에서 160 내지 170 Å 21 내지 52 Å 14 내지 15 Å 16 Å 15 내지 25 Å
웨이퍼 전면 균일도 49-pt, 350 Å MJ (R/2) = 0.6 - 0.7 MJ (R/2) = 0.6 - 1 1 1 0.9 내지 1
전면 디펙트들 >0.45um SP3 300 Å LT-ALD Ox 20 21 (범위 9 내지 33) 8 내지 21 40 (단일 웨이퍼) 19 내지 27
배면 디펙트들 >0.12um SP3 한자릿수 21 (범위 8 내지 42) 최대 150 (인덱스 없음) 한자릿수 한자릿수
전술한 바는 명확성 및 이해를 목적으로 다소 상세히 기술되었지만, 특정한 변경들 및 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수도 있다는 것이 자명하다. 기술된 프로세스들, 시스템들 및 장치를 구현하는 많은 대안적인 방식들이 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 기술된 실시예는 예시적이며 비제한적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 장치 내에서 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 페데스탈로서, 중심 축으로부터 외측 에지로 연장하는 웨이퍼 대면 표면을 포함하는, 상기 페데스탈;
    상기 웨이퍼 대면 표면 위에 상기 웨이퍼를 지지하도록 상기 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 하나 이상의 웨이퍼 지지부들로서, 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열되고, 상기 웨이퍼 지지부들 각각은 상기 웨이퍼의 반경의 약 1/2 이하만큼 상기 중심 축으로부터 이격되는, 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들: 및
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 다음 동작들:
    (a) 상기 페데스탈 및 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 위에 상기 웨이퍼를 제공하고; 그리고
    (b) 상기 웨이퍼 대면 표면 위에 상기 웨이퍼를 지지하도록 상기 웨이퍼의 배면을 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들과 콘택트하는 동작들을 수행하기 위한 인스트럭션들로 구성되고, 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은, 상기 웨이퍼의 외측 에지가 새그되고 (sag) 상기 웨이퍼의 상기 배면의 반대편에 상기 장치의 표면이 실질적으로 콘택트하도록 배치되는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 상기 웨이퍼의 상기 외측 에지로 하여금 상기 페데스탈의 상기 웨이퍼 대면 표면에 실질적으로 콘택트하게 하는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    환형 바디를 갖고 상기 페데스탈의 상기 웨이퍼 대면 표면의 상기 외측 에지를 둘러싸는 캐리어 링을 더 포함하는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 상기 웨이퍼의 상기 외측 에지로 하여금 상기 캐리어 링에 실질적으로 콘택트하게 하는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 캐리어 링은 상기 캐리어 링의 하단 표면과 상기 페데스탈 사이에 하부 갭을 형성하고, 상기 캐리어 링의 상부 표면과 상기 웨이퍼 사이에 상부 갭을 형성하고, 상기 하부 갭은 약 6 mil 미만이고 상기 상부 갭은 약 3 mil 미만인, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상부 갭은, 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들이 배치될 때 약 1 mil 미만인, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 상기 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열된 적어도 3 개의 MCA (minimum contact area) 지지 부재들을 포함하는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 3 개의 MCA 지지 부재들은 상기 중심 축을 중심으로 삼각형 패턴으로 배열되는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 상기 페데스탈의 상기 웨이퍼 대면 표면의 상기 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열되는 환형 지지 부재를 포함하는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 상기 외측 에지는 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들이 배치될 때 상기 웨이퍼의 중심 아래로 적어도 약 2 mil 새그되는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 상기 외측 에지의 적어도 90 ％는 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들이 배치될 때 상기 장치의 상기 표면과의 콘택트를 형성하는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 상기 웨이퍼 대면 표면의 상기 외측 에지보다 상기 중심 축에 보다 근접한, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 디포지션 프로세스 동안 상기 웨이퍼의 상기 배면으로의 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한하는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 디포지션 프로세스는 ALD (atomic layer deposition) 프로세스인, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  15. 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 장치 내에서 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 페데스탈로서, 중심 축으로부터 외측 에지로 연장하는 웨이퍼 대면 표면을 포함하는, 상기 페데스탈;
    상기 중심 축을 중심으로 배열되고 상기 웨이퍼의 외측 에지에서 상기 웨이퍼를 지지하도록 구성된 환형 웨이퍼 지지부; 및
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 다음 동작들:
    (a) 상기 페데스탈 상 및 상기 환형 웨이퍼 지지부들 위에 상기 웨이퍼를 제공하고; 그리고
    (b) 상기 웨이퍼 대면 표면 위에 상기 웨이퍼를 지지하도록 웨이퍼의 외측 에지에서 상기 웨이퍼의 배면을 상기 환형 웨이퍼 지지부와 콘택트하는 동작을 수행하기 위한 인스트럭션들로 구성되고, 상기 환형 웨이퍼 지지부는, 상기 웨이퍼의 중심에 새그를 유도하도록 상기 웨이퍼 대면 표면 위에 배치되는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 상기 외측 에지는 상기 환형 웨이퍼 지지부가 배치될 때 상기 페데스탈의 상기 웨이퍼 대면 표면 위로 적어도 약 2 mil만큼 상승되는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 디포지션 프로세스 동안 상기 웨이퍼의 배면으로의 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한하는, 웨이퍼를 프로세싱하기 위한 장치.
  18. 웨이퍼 프로세싱 동안 배면 디포지션을 감소시키는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    프로세싱 챔버 내에서 페데스탈 상에 그리고 상기 페데스탈로부터 연장하도록 구성된 하나 이상의 웨이퍼 지지부들 위에 웨이퍼를 제공하는 단계로서, 상기 페데스탈은 중심 축으로부터 외측 에지로 연장하는 웨이퍼 대면 표면을 갖고, 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은 상기 중심 축을 중심으로 대칭적으로 배열되고, 상기 웨이퍼 지지부들 각각은 상기 웨이퍼의 반경의 약 1/2 이하만큼 상기 중심 축으로부터 이격되는, 상기 웨이퍼를 제공하는 단계; 및
    상기 웨이퍼 대면 표면 위에 상기 웨이퍼를 지지하도록 상기 웨이퍼의 배면과 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 콘택트하는 단계로서, 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들은, 상기 웨이퍼의 외측 에지가 새그되고 상기 웨이퍼의 상기 배면의 반대편의 상기 프로세싱 챔버의 표면에 실질적으로 콘택트하도록 배치되는, 상기 웨이퍼의 배면과 상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들을 콘택트하는 단계를 포함하는, 웨이퍼 프로세싱 동안 배면 디포지션을 감소시키는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 환형 바디를 갖고 상기 페데스탈의 상기 웨이퍼 대면 표면의 상기 외측 에지를 둘러싸는 캐리어 링을 포함하고, 상기 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 상기 웨이퍼의 상기 외측 에지로 하여금 상기 캐리어 링에 실질적으로 콘택트하게 하는, 웨이퍼 프로세싱 동안 배면 디포지션을 감소시키는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 웨이퍼 지지부들이 배치될 때 ALD에 의해 상기 웨이퍼의 전면 상에 재료의 층을 디포짓하는 단계를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 배치된 웨이퍼 지지부들은 디포지션 동안 상기 웨이퍼의 상기 배면으로의 프로세스 가스들에 의한 액세스를 실질적으로 제한하는, 웨이퍼 프로세싱 동안 배면 디포지션을 감소시키는 방법.
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