KR20210153155A - 금속 오염을 감소시키기 위한 티타늄 라이너 - Google Patents

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KR20210153155A
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웨이 리우
요하네스 에프. 스웬버그
테레사 크래머 구아리니
블라디미르 나고르니
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본원에 설명된 실시예들은, 처리 챔버에 형성된 디커플링된 플라즈마를 사용하여 기판을 처리하면서 처리 챔버에서의 금속 오염의 발생을 감소시키기 위한 장치 및 기법들에 관한 것이다. 라이너는 처리 챔버에서의 임의의 알루미늄 또는 산화알루미늄(예를 들어, 양극산화된 알루미늄)과 플라즈마 간의 접촉을 실질적으로 방지한다. 일 실시예에서, 라이너는 처리 챔버에 위치된 단일체 장치이다. 일 실시예에서, 라이너는 퇴적 프로세스를 통해 챔버 몸체의 내부 벽들 상에 퇴적된다.

Description

금속 오염을 감소시키기 위한 티타늄 라이너
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 반도체 디바이스 처리 장치에 관한 것이고, 더 구체적으로, 처리 챔버를 위한 라이너 및 이를 포함하는 처리 챔버들에 관한 것이다.
기판 상에 막들을 퇴적시키기 위해 다양한 프로세스들이 사용된다. 막 퇴적은 일반적으로, 기판을 수용하는 처리 챔버 내에 프로세스 가스들을 도입함으로써 달성된다. 프로세스 가스들은 처리 챔버 내에서, 예를 들어, 무선 주파수(RF) 전력에 의해 활성화된다. 활성화된 가스는 물질의 식각 또는 퇴적을 용이하게 하기 위해 처리 챔버에 플라즈마를 형성한다.
알루미늄 라이너들 또는 산화알루미늄으로 코팅된 라이너들은 전형적으로, 식각 또는 이온 충격으로 인한 챔버 벽들에 대한 손상을 방지하기 위해 챔버에 배치된다. 그러나, 알루미늄 또는 산화알루미늄 라이너들은 기판 상에 퇴적된 막들의 금속 오염을 초래한다. 예를 들어, 플라즈마의 이온들 및 라디칼들은 라이너들과 접촉하고, 이는 라이너들의 입자들(예를 들어, 금속 입자들)이 플라즈마와 혼합되어 기판 상에 퇴적되게 한다. 따라서, 라이너들의 입자들은 기판 상에 퇴적된 막들의 금속 오염을 초래한다.
이에 따라, 처리 챔버에서의 금속 오염을 감소시키기 위해 개선된 장치가 필요하다.
일 실시예에서, 프로세스 용적을 한정하는, 하나 이상의 챔버 벽, 바닥, 및 덮개를 갖는 처리 챔버를 포함하는 장치가 제공된다. 캐소드 조립체가 프로세스 용적에 배치된다. 측벽 차폐부가 처리 챔버에 배치되고 프로세스 용적을 둘러싼다. 캐소드 차폐부가 프로세스 용적에 배치되고 캐소드 조립체를 둘러싼다. 측벽 차폐부 및 캐소드 차폐부는 티타늄 함유 물질로 제조된다.
다른 실시예에서, 프로세스 용적을 한정하는, 하나 이상의 챔버 벽, 바닥, 및 덮개를 갖는 처리 챔버를 포함하는 장치가 제공된다. 캐소드 조립체가 프로세스 용적에 배치된다. 하부 라이너가 처리 챔버에 배치되고, 캐소드 조립체의 적어도 일부를 둘러싼다. 상부 라이너가 처리 챔버에 배치되고, 프로세스 용적의 적어도 일부를 둘러싼다. 상부 라이너의 일부는 하부 라이너 위로 연장된다. 측벽 차폐부는 상부 라이너 및 하부 라이너의 방사상 내측에 배치된다. 측벽 차폐부는 적어도 프로세스 용적 및 캐소드 조립체의 적어도 일부를 둘러싼다. 캐소드 차폐부가 프로세스 용적에 배치되고 캐소드 조립체를 둘러싼다. 측벽 차폐부 및 캐소드 차폐부는 티타늄 함유 물질로 제조된다.
다른 실시예에서, 티타늄 함유 물질로 제조된 챔버 차폐부를 포함하는 장치가 제공된다. 챔버 차폐부는 제1 부분, 및 제1 부분에 실질적으로 수직인 제2 부분을 포함한다. 제1 부분과 제2 부분 사이에 필렛형 에지가 있다. 제1 포트는 제1 부분을 통해 형성된다. 제2 포트는 제1 포트에 대향하여 제1 부분을 통해 형성된다. 슬릿 밸브 개구부가 제1 포트와 제2 포트 사이에 제1 부분을 통해 형성된다. 배기 포트가 슬릿 밸브 개구부에 대향하여 제1 부분에 형성된다.
본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 본 개시내용이, 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있기 때문에, 첨부 도면들은 단지 예시적인 실시예들만을 예시하는 것이므로 그의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 처리 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 측벽 차폐부의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 측벽 차폐부의 저면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 지지 디스크의 상면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 처리 챔버의 부분의 개략적인 확대 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 처리 챔버의 다른 부분의 개략적인 확대 단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가의 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
본원에 설명된 실시예들은, 처리 챔버에 형성된 플라즈마를 사용하여 기판을 처리하면서 처리 챔버에서의 금속 오염의 발생을 감소시키기 위한 장치 및 기법들에 관한 것이다. 라이너는 처리 챔버의 임의의 금속(예를 들어, 알루미늄 또는 산화알루미늄, 예컨대, 양극산화된 알루미늄), 예컨대, 챔버 측벽들과 플라즈마 사이의 접촉을 실질적으로 방지한다. 일 실시예에서, 라이너는 처리 챔버에 위치된 단일체 장치이다. 일 실시예에서, 라이너는 퇴적 프로세스를 통해 챔버 몸체의 내부 벽들 상에 퇴적된 코팅이다.
기판의 전면측 알루미늄 오염은, 일부 디바이스 형성 프로세스들에 따라, 약 5x109 at/㎠ 미만으로 특정된다. 종래의 알루미늄 챔버 라이너들을 사용하면, 기판 상의 전면측 알루미늄은 1000 Weff의 RF 전력에서 약 2x1010 at/㎠ 내지 약 5x1010 at/㎠일 수 있다. 종래의 알루미늄 라이너들을 사용하여 RF 전력이 약 2000 Weff로 증가되는 경우, 기판 상의 전면측 알루미늄 오염은 약 1x1011 at/㎠ 이상이다. 처리 동안 처리 챔버에서의 압력이 감소되는 경우, 전면측 오염의 유사한 증가가 발생한다.
본원에서 논의되는 양상들은 기판의 알루미늄 오염을 증가시키지 않고, 증가된 RF 전력 또는 감소된 압력의 사용을 가능하게 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 처리 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 처리 챔버(100)는 측벽들(102), 바닥(112), 및 측벽들(102)에 결합된 덮개(104)를 포함한다. 덮개(104), 측벽들(102), 및 바닥(112)은 처리 챔버에 프로세스 용적(110)을 한정한다. 캐소드 조립체(114)는 프로세스 용적(110)에 배치된다. 캐소드 조립체(114)는 덮개(104)와 동축이다. 캐소드 조립체(114)는 정전 척(electrostatic chuck)(134) 및 그 주위에 배치된 링(132)을 포함한다. 일 실시예에서, 정전 척(134)은 세라믹 물질로 제조되고, 정전 척에 배치된 하나 이상의 전극(도시되지 않음)을 포함한다. 기판을 정전 척(134)에 정전기적으로 유지하기 위해 척킹 전압(chucking voltage)이 전극들에 인가된다. 처리 동안, 기판(도시되지 않음)이 캐소드 조립체(114) 상에 배치되고, 층이 기판 상에 퇴적된다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 링(132)은 석영 함유 물질로 제조된다. 링(132)은 정전 척(134)의 적어도 일부를 둘러싸고 외접한다. 상부 라이너(106)는 측벽들(102)의 상부 부분에 인접하여 배치되고 측벽들의 상부 부분을 따라 연장된다. 하부 라이너(108)는 측벽들(102)의 하부 부분에 인접하여 배치되고 측벽들의 하부 부분을 따라 연장된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 상부 라이너(106)의 내측 반경은 하부 라이너(108)의 내측 반경과 실질적으로 동일하다. 상부 라이너(106)의 하부 단부는, 플라즈마가 상부 라이너(106) 및 하부 라이너(108) 뒤에서(즉, 방사상 외측으로) 이동하는 것을 실질적으로 방지하기 위해, 하부 라이너(108) 위로 그리고 하부 라이너의 방사상 내측으로 연장된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 하부 라이너(108)는 바닥(112)을 따라 측벽(102)으로부터 캐소드 조립체(114)로 연장된다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 상부 라이너(106) 및 하부 라이너(108)는 산화알루미늄(예를 들어, 양극산화된 알루미늄) 함유 물질로 제조된다. 지지 디스크(120)는 처리 챔버(100)의 바닥(112)에 인접하여 하부 라이너(108) 상에 배치된다. 지지 디스크(120)는 캐소드 조립체(114)와 측벽들(102) 사이에 배치되고, 처리 챔버(100)의 바닥(112)에 실질적으로 평행한 상부 및 하부 표면들을 포함한다. 지지 디스크(120)는 세라믹 물질, 예를 들어, 산화알루미늄으로 제조된다. 제1 노치(142)가 지지 디스크(120)의 상부 표면에 형성된다. 제2 노치(150)가 또한, 제1 노치(142)에 대향하여 지지 디스크(120)의 상부 표면에 형성된다. 제2 노치(150)는 제1 노치(142)의 방사상 내측에 있다. 일 예에서, 지지 디스크(120)는 원통형 링이다.
측벽 차폐부(116)는 처리 챔버(100)에 상부 라이너(106) 및 하부 라이너(108)의 방사상 내측에 배치된다. 상부 링(118)은 처리 챔버(100)에 덮개(104)와 측벽 차폐부(116) 사이에 배치된다. 상부 링(118)은 측벽 차폐부(116)에 의해 지지되고, 덮개(104)를 통하여 형성된 개구부(152)를 둘러싼다. 상부 링(118)은, 상부 링(118)과 상부 라이너(106)가 함께 로킹되는 것을 실질적으로 방지하기 위해, 상부 라이너(106)로부터 이격된다. 그들 사이의 공간은, 예를 들어, 1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 예컨대, 1 밀리미터 내지 5 밀리미터, 또는 1 밀리미터 내지 3 밀리미터일 수 있다. 그러나, 다른 거리들이 또한 고려된다. 측벽 차폐부(116)는 상부 라이너로부터 1 밀리미터 내지 10 밀리미터, 예컨대, 1 밀리미터 내지 5 밀리미터, 또는 1 밀리미터 내지 3 밀리미터, 또는 0.5 밀리미터 내지 약 6 밀리미터 이격된다. 하나 이상의 프로세스 가스는, 캐소드 조립체(114) 상에 배치된 기판을 처리하기 위해, 덮개(104)로부터 개구부(152) 및 상부 링(118)을 통해 프로세스 용적(110) 내로 유동할 수 있다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 상부 링(118)은 석영 또는 석영 함유 물질로 제조된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 상부 링(118)은 티타늄 또는 티타늄 함유 물질로 제조된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 상부 링(118)은 측벽 차폐부(116)의 부분이다(예를 들어, 측벽 차폐부와 모놀리식이다). 즉, 측벽 차폐부(116)는 덮개(104)를 통해 형성된 개구부(152) 내로 연장될 수 있다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 측벽 차폐부의 최대 내부 반경은 약 250 mm 내지 약 400 mm, 예를 들어, 약 270 mm 내지 약 300 mm, 예컨대, 약 275 mm이다.
작동 동안, 하나 이상의 가스가 덮개(104) 및 개구부(152)를 통해 프로세스 용적(110) 내로 유동된다. 에너지 공급원(도시되지 않음)은 프로세스 용적에 플라즈마를 생성하기 위해 프로세스 용적의 가스들에 전력을 제공한다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 플라즈마는 원격 플라즈마 공급원에서 생성되고 처리 챔버(100)로 유동될 수 있다. 그 경우에, 플라즈마는 덮개(104) 및 개구부(152)를 통해 처리 챔버 내로 유동된다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 측벽 차폐부(116)는 처리 챔버(100)의 측벽들(102) 사이에 배치된 단일체 장치이다. 그 경우에, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)의 두께는 약 1 mm 내지 약 5 mm, 예를 들어, 약 2 mm 내지 약 4 mm, 예컨대, 약 3 mm일 수 있다. 일부 예들에서, 제조 비용들을 감소시키기 위해, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)의 두께는 약 1 mm보다 얇을 수 있다. 예를 들어, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)의 두께는 약 0.1 mm 내지 약 0.8 mm, 예컨대, 약 0.35 mm일 수 있다.
측벽 차폐부(116)는 형상이 원통형이다. 측벽 차폐부(116)는 상부 라이너(106) 또는 하부 라이너(108)로부터 이격되고 그와 접촉하지 않는다. 상부 라이너(106)와 측벽 차폐부(116) 사이의 공간 및 하부 라이너(108)와 측벽 차폐부(116) 사이의 공간은 각각 도 3 및 4와 관련하여 아래에 논의된다. 그러나, 일부 예들에서, 측벽 차폐부(116)가 상부 라이너(106) 또는 하부 라이너(108)와 접촉할 수 있다는 것이 고려된다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 상부 라이너(106) 및 하부 라이너(108)는 처리 챔버(100)로부터 생략될 수 있다. 그 경우에, 측벽 차폐부(116)는 처리 챔버(100)의 측벽들(102)을 따라 배치된다. 측벽 차폐부(116)의 다양한 치수들은 처리 챔버(100)의 측벽들(102)과 측벽 차폐부(116) 사이의 공간을 감소시키도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 기생 플라즈마 형성의 가능성을 감소시키기 위해 측벽 차폐부(116)와 측벽들(102) 사이의 공간을 감소시키도록 측벽 차폐부(116)의 외부 직경이 증가될 수 있다.
측벽 차폐부(116)의 제1 부분(136)은 측벽들(102)을 따라 수직으로 연장되고 측벽들(102)에 실질적으로 평행하며, 원통형 형상을 한정한다. 측벽 차폐부(116)의 제2 부분(138)은 바닥(112)을 따라 수평으로 연장되고 제1 부분(136)에 실질적으로 수직이다. 측벽 차폐부(116)는 제1 부분(136)과 제2 부분(138)을 연결하는 필렛형 에지(140)를 갖는다. 측벽 차폐부(116)의 제2 부분(138)은 지지 디스크(120)의 제1 노치(142)에 배치된다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 측벽 차폐부(116)의 제2 부분(138)은 하나 이상의 체결구(도시되지 않음)를 통해 지지 디스크(120)에 체결된다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 지지 디스크(120)는 측벽 차폐부(116)에 형성된 하나 이상의 정렬 노치(도 3에 대하여 설명됨)에 대응하는 하나 이상의 정렬 키(도 4에 대하여 설명됨)를 포함한다. 정렬 키들 및 정렬 노치들은 차폐부를 통해 형성된 포트들(126, 128)이, 상부 라이너(106) 및 측벽들(102)을 통해 형성된 포트들(126, 128)과 정렬되는 것을 가능하게 한다.
캐소드 차폐부(122)는 캐소드 조립체(114) 주위에 배치된다. 캐소드 차폐부(122)는 캐소드 조립체(114)의 적어도 일부에 외접하고 이를 에워싼다. 캐소드 차폐부(122)는 캐소드 조립체(114)로부터, 예를 들어, 약 1 밀리미터 내지 약 5 밀리미터만큼 이격된다. 캐소드 차폐부(122)의 제1 부분(144)은 측벽 차폐부(116)의 제1 부분(136)에 실질적으로 평행하고, 원통을 한정한다. 캐소드 차폐부(122)의 제2 부분(146)은 제1 부분(144)에 실질적으로 수직이다. 캐소드 차폐부(122)의 제2 부분(146)은 지지 디스크(120)의 제2 노치(150)에 배치된다. 캐소드 차폐부(122)는 제1 부분(144)과 제2 부분(146)을 연결하는 필렛형 에지(148)를 갖는다. 일부 예들에서, 캐소드 차폐부(122), 지지 디스크(120), 및 측벽 차폐부(116) 중 2개 이상은 단일 유닛으로서(예를 들어, 모놀리식으로) 형성된다.
유리하게, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는 처리 챔버(100)로부터 쉽게 제거되고 쉽게 교체된다. 예를 들어, 일단 덮개(104)가 처리 챔버(100)로부터 제거되면, 측벽 차폐부(116) 및/또는 캐소드 차폐부(122)는 처리 챔버(100)로부터 들어올려지고 교체될 수 있다. 측벽 차폐부(116)를 처리 챔버(100)로부터 제거하기 위해, 상부 라이너(106) 및 상부 링(118)이 또한 제거될 수 있다. 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)의 쉬운 교체는 측벽 차폐부(116)를 수리하는 것과 비교하여 처리 챔버(100)의 비가동시간을 감소시킨다. 일 실시예에서, 도시된 바와 같이, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는 별개의 차폐부들이다. 그러나, 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는 단일체 차폐부일 수 있다. 측벽 차폐부(116)와 캐소드 차폐부(122)를 별개의 차폐부들로 분리한 것은 차폐부들(116 및 122)의 설치의 용이성을 증가시킨다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는 상부 라이너(106) 및 하부 라이너(108)의 내부 표면들 상에 퇴적된 코팅이다. 예를 들어, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는 퇴적 프로세스, 예컨대, 화학 기상 퇴적(CVD) 또는 물리 기상 퇴적(PVD)을 통해 처리 챔버(100)에서 형성된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 코팅은 티타늄 함유 물질이다. 예를 들어, 코팅은 티타늄, 티타늄 합금들, 탄화티타늄, 산화티타늄, 질화티타늄, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 퇴적된 상태 그대로의 코팅은 실질적으로 티타늄이고, 그 다음, 탄화티타늄, 산화티타늄, 또는 질화티타늄을 형성하기 위해 처리 챔버(100)에서 처리된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122) 코팅들의 두께는 약 0.1 미크론(예를 들어, 마이크로미터) 내지 약 5 미크론, 예를 들어, 약 1 미크론 내지 약 3 미크론, 예컨대, 약 2.5 미크론이다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는, 기판 상에 층들을 퇴적시키는 데 사용되는 화학물질에 대한 높은 화학적 불활성, 높은 경도, 및 높은 밀도를 갖는 물질로 제조된다. 예를 들어, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는 티타늄 함유 물질, 예컨대, 티타늄, 티타늄 합금들, 탄화티타늄, 산화티타늄, 질화티타늄, 및 이들의 조합들로 제조될 수 있다.
본원의 실시예들은 티타늄 함유 측벽 차폐부들(116) 및 캐소드 차폐부들(122)에 관하여 설명되지만, 다른 물질들이 또한 고려된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는, 텅스텐 함유 물질, 몰리브데넘 함유 물질, 또는 백금 함유 물질로 제조된다. 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는 위에서 설명된 물질들 중 임의의 물질의 조합으로 제조될 수 있다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)는 상이한 물질들로 제조된다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)의 외측 표면은 위에서 논의된 물질들로 제조된다. 즉, 예를 들어, 프로세스 용적(110)에 형성된 플라즈마에 노출되는, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)의 부분은 위에서 설명된 물질로 제조된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 적어도, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부의 표면은 적어도 99% 티타늄을 갖는다.
측벽 차폐부(116), 캐소드 차폐부(122), 및 지지 디스크(120)는, 프로세스 용적(110)에 형성된 플라즈마에 대한, 측벽들(102), 상부 라이너(106), 및 하부 라이너(108)의 노출을 실질적으로 감소시킨다. 유리하게, 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)의 높은 밀도, 경도 및 화학적 불활성은 캐소드 조립체(114) 상에 배치된 기판 상에 퇴적되는 층의 알루미늄 오염의 발생을 실질적으로 감소시킨다. 처리 챔버(100)에 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)가 없다면, RF 전력이 증가됨에 따라 기판 상의 알루미늄 오염의 양이 증가한다. 측벽 차폐부(116) 및 캐소드 차폐부(122)를 제조하는 데에 사용되는 티타늄 함유 물질은, 티타늄 함유 물질의 높은 밀도, 높은 경도, 및 화학적 불활성으로 인해, 기판의 상당한 양의 티타늄 오염을 생성하지 않는다.
슬릿 밸브 개구부(124), 제1 포트(126), 및 제2 포트(128)는 측벽(102), 상부 라이너(106), 및 측벽 차폐부(116)를 통해 형성된다. 제2 포트(128)는 제1 포트(126)에 대향하여 배치된다. 예시된 바와 같이, 제1 포트(126) 및 제2 포트(128)는 원형이다. 제1 포트(126)의 직경은 제2 포트(128)의 직경보다 작다. 예를 들어, 제1 포트(126)의 직경은 약 3 밀리미터 내지 약 13 밀리미터일 수 있다. 제2 개구부의 직경은 약 30 밀리미터 내지 약 40 밀리미터일 수 있다. 제1 개구부(126) 및 제2 개구부(128)에 대한 다른 크기들이 또한 고려된다. 작동 동안, 기판은 슬릿 밸브 개구부(124)를 통해 처리 챔버(100) 안팎으로 이송된다. 센서(도시되지 않음)는, 기판 상에 퇴적된 층의 특성, 프로세스 용적(110)에 형성된 플라즈마의 특성, 또는 처리 조건, 예컨대, 온도 또는 압력을 측정하기 위해, 제1 포트(126)에 배치될 수 있다(또는 제1 포트를 통한 시각적 접근을 가질 수 있다). 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 광학 방출 분광법 시스템은 제1 포트(126)를 사용하도록 위치된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제2 포트(128)는 광학 관측 윈도우로서 사용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 측벽 차폐부(116)의 개략도이다. 슬릿 밸브 개구부(124)는 측벽 차폐부(116)를 통해 형성된다. 배기 포트(202)는 슬릿 밸브 개구부(124)에 대향하여 측벽 차폐부(116)를 통해 형성된다. 배기 포트는 약 100 도 내지 약 160 도, 예컨대, 약 120 도 내지 약 150 도를 둘러쌀 수 있다. 슬릿 밸브 개구부(124)는 측벽 차폐부(116)의 상부 부분(204)에 형성되는 반면에, 배기 포트(202)는 측벽 차폐부(116)의 하부 부분(206)에 형성된다. 따라서, 도시된 바와 같이, 배기 포트(202) 및 슬릿 밸브 개구부(124)는 상이한 수평 평면들 상에 배치된다. 그러나, 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 배기 포트(202) 및 슬릿 밸브 개구부(124)는 배기 포트(202)의 장축이 슬릿 밸브 개구부(124)의 장축과 정렬되도록 정렬될 수 있다. 다른 실시예들에서, 배기 포트(202) 및 슬릿 밸브 개구부(124)는 배기 포트(202)의 부분이 슬릿 밸브 개구부(124)와 정렬되도록 부분적으로 정렬될 수 있다.
제1 포트(126) 및 제2 포트(128)는 측벽 차폐부(116)의 상부 부분(204)을 통해 형성된다. 도시된 바와 같이, 제2 포트(128)는 제1 포트(126)와 실질적으로 동축이다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 포트(126) 및 제2 포트(128)는 수직으로 또는 수평으로 오정렬될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 측벽 차폐부(116)의 저면도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 지지 디스크(120)의 상면도이다. 측벽 차폐부(116)의 제2 부분(138)은 방사상 내측으로 연장된다. 정렬 슬롯(302)이 측벽 차폐부(116)의 제2 부분(138)을 통해 형성된다. 정렬 슬롯(302)은 지지 디스크(120) 상에 형성된 정렬 키(402)를 수용하도록 크기가 정해진다. 정렬 키(402)는 도 4에 예시된다. 정렬 키(402)는 지지 디스크(120)와 동일 평면 상에 있고, 제1 노치(142) 내로 돌출된다.
위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 처리 동안, 정렬 슬롯(302)은 슬릿 밸브 개구부(124)의 중심 수직 축과 정렬된다. 정렬 슬롯(302)은, 챔버 및 측벽 차폐부를 통해 형성된 슬릿 밸브 개구부(124) 및 임의의 다른 개구부들(예를 들어, 배기 포트(202), 제1 개구부(208), 및 제2 개구부(210))이 정렬되도록, 측벽 차폐부(116)가 처리 챔버(100)에 위치되는 것을 가능하게 한다.
도 5는 일 실시예에 따른 처리 챔버(100)의 부분의 개략적인 확대 단면도이다. 제1 공간(502)이 상부 라이너(106)와 측벽 차폐부(116) 사이에 형성된다. 제1 공간(502)의 폭(504)은 약 2.5 mm 내지 약 8 mm, 예를 들어, 약 3.5 mm 내지 약 6.4 mm, 예컨대, 약 4 mm이다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 거리들이 또한 고려된다. 측벽 차폐부(116)와 접촉하는 상부 링(118)의 표면에 채널(508)이 형성된다. 상부 링(118)과 측벽 차폐부(116) 사이에 밀봉을 생성하기 위해 채널(508)에 O 링(506)이 배치된다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제1 공간(502)의 폭(504)은 1 mm 미만이다. 예를 들어, 폭(504)은 0.6 mm 내지 약 0.9 mm, 예를 들어, 약 0.65 mm 내지 약 0.8 mm일 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 거리들이 또한 고려된다.
도 6은 일 실시예에 따른 처리 챔버(100)의 다른 부분의 개략적인 확대 단면도이다. 제2 공간(608)이 측벽 차폐부(116)와 하부 라이너(108) 사이에 형성된다. 제3 공간(606)이 캐소드 조립체(114)와 캐소드 차폐부(122) 사이에 형성된다. 제2 공간(608)의 폭(610)은 약 5 mm 내지 약 12 mm, 예를 들어, 약 7 mm 내지 약 10 mm이다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제2 공간(608)의 폭(610)은 1 mm 미만이다. 예를 들어, 제2 공간(608)의 폭(504)은 0.1 mm 내지 약 0.9 mm, 예를 들어, 약 0.6 mm 내지 약 0.8 mm일 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 거리들이 또한 고려된다.
도 5와 관련하여 설명된 제1 공간(502) 및 제2 공간(608)은 플라즈마의 발생을 실질적으로 감소시키기에 충분히 작다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 공간(502)의 폭(504) 및 제2 공간(608)의 폭(610)은 실질적으로 동일하다. 위에서 설명된 하나 이상의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 제1 공간(502)의 폭(504) 및 제2 공간(608)의 폭(610)은 상이하다.
전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 그의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 그의 범위는 후속하는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 장치로서,
    프로세스 용적을 한정하는, 하나 이상의 챔버 벽, 바닥, 및 덮개를 포함하는 처리 챔버;
    상기 프로세스 용적에 배치된 캐소드 조립체;
    상기 처리 챔버에 배치되고 상기 프로세스 용적을 둘러싸는 측벽 차폐부; 및
    상기 프로세스 용적에 배치되고 상기 캐소드 조립체를 둘러싸는 캐소드 차폐부 - 상기 측벽 차폐부 및 상기 캐소드 차폐부는 티타늄을 포함함 -
    를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덮개와 상기 측벽 차폐부 사이에 배치된 상부 링; 및
    상기 처리 챔버의 상기 바닥에 배치된 지지 디스크
    를 더 포함하고, 상기 측벽 차폐부 및 상기 캐소드 차폐부는 상기 지지 디스크 상에 배치되는, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측벽 차폐부의 두께는 약 1 mm 내지 약 5 mm인, 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 측벽 차폐부는 상기 챔버 벽들의 내부 표면 상에 퇴적된 코팅이고, 상기 캐소드 차폐부는 상기 캐소드 조립체의 외부 표면의 코팅이고, 상기 측벽 차폐부 및 상기 캐소드 차폐부의 두께는 약 0.1 밀리미터 내지 약 5 밀리미터인, 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 지지 디스크에 형성된 정렬 키; 및
    상기 정렬 키를 수용하도록 크기가 정해진, 상기 측벽 차폐부에 형성된 정렬 슬롯
    을 더 포함하는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 측벽 차폐부와 상기 챔버 벽들 사이에 형성되는 공간은 0.1 mm 미만인, 장치.
  7. 장치로서,
    프로세스 용적을 한정하는, 하나 이상의 챔버 벽, 바닥, 및 덮개를 포함하는 처리 챔버;
    상기 프로세스 용적에 배치된 캐소드 조립체;
    상기 처리 챔버에 배치되고 상기 캐소드 조립체의 적어도 일부를 둘러싸는 하부 라이너;
    상기 처리 챔버에 배치되고 상기 프로세스 용적의 적어도 일부를 둘러싸는 상부 라이너 - 상기 상부 라이너의 부분은 상기 하부 라이너 위로 연장됨 -;
    상기 상부 라이너 및 상기 하부 라이너의 방사상 내측에 배치된 측벽 차폐부 - 상기 측벽 차폐부는 적어도 상기 프로세스 용적 및 상기 캐소드 조립체의 적어도 일부를 둘러쌈 -; 및
    상기 프로세스 용적에 배치되고 상기 캐소드 조립체를 둘러싸는 캐소드 차폐부 - 상기 측벽 차폐부 및 상기 캐소드 차폐부는 티타늄을 포함함 -
    를 포함하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 덮개와 상기 측벽 차폐부 사이에 배치된 상부 링; 및
    상기 처리 챔버의 상기 바닥에 배치된 지지 디스크
    를 더 포함하고, 상기 측벽 차폐부 및 상기 캐소드 차폐부는 상기 지지 디스크 상에 배치되는, 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 측벽 차폐부의 두께는 약 1 mm 내지 약 5 mm인, 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 측벽 차폐부는 상기 챔버 벽들의 내부 표면 상에 퇴적된 코팅이고, 상기 캐소드 차폐부는 상기 캐소드 조립체의 외부 표면의 코팅이고, 상기 측벽 차폐부 및 상기 캐소드 차폐부의 두께는 약 0.1 밀리미터 내지 약 5 밀리미터인, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 지지 디스크에 형성된 정렬 키; 및
    상기 정렬 키를 수용하도록 크기가 정해진, 상기 측벽 차폐부에 형성된 정렬 슬롯
    을 더 포함하는, 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 측벽 차폐부와 상기 상부 라이너 사이에 형성된 공간은 약 2.5 mm 내지 약 8 mm이고, 상기 측벽 차폐부와 상기 하부 라이너 사이에 형성된 공간은 약 5 mm 내지 약 12 mm인, 장치.
  13. 장치로서,
    티타늄 함유 물질을 포함하는 챔버 차폐부
    를 포함하고, 상기 챔버 차폐부는:
    제1 부분;
    상기 제1 부분에 실질적으로 수직인 제2 부분;
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 필렛형 에지(filleted edge);
    상기 제1 부분을 통해 형성된 제1 포트;
    상기 제1 포트에 대향하여 상기 제1 부분을 통해 형성된 제2 포트, 및
    상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에서 상기 제1 부분을 통해 형성된 슬릿 밸브 개구부; 및
    상기 슬릿 밸브 개구부에 대향하여 상기 제1 부분에 형성된 배기 포트
    를 포함하는, 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 챔버 차폐부의 두께는 약 0.1 mm 내지 약 0.8 mm이고, 상기 제1 포트의 반경은 상기 제2 포트의 반경보다 작고, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트는 동축이고, 상기 배기 포트는 상기 슬릿 밸브 개구부와 상기 제2 부분 사이에 배치되는, 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 티타늄 함유 물질은 적어도 99 퍼센트 티타늄인, 장치.
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