KR20220035979A - 기판 프로세싱 시스템을 위한 감소된 커패시턴스 변화를 갖는 이동식 에지 링들 - Google Patents
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Abstract
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 상단 에지 링 및 상단 에지 링 아래에 배치된 제 1 에지 링을 포함한다. 제 2 에지 링은 전도성 재료로 이루어지고 상부 부분, 중간 부분 및 하부 부분을 포함한다. 상단 에지 링 및 제 2 에지 링은 리프트 핀에 의해 상향으로 바이어스될 때 기판 지지부 및 제 1 에지 링에 대해 수직 방향으로 이동하도록 구성된다. 제 2 에지 링은 상단 에지 링 아래 그리고 제 1 에지 링의 방사상 외부에 배치된다.
Description
본 개시는 일반적으로 플라즈마 프로세싱 시스템들, 보다 구체적으로 이동 가능한 에지 링을 갖는 에지 링 시스템들에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들 상에서 처리들을 수행한다. 기판 처리들의 예들은 증착, 애싱, 에칭, 세정 및/또는 다른 프로세스들을 포함한다. 기판을 처리하기 위해 프로세스 가스 혼합물들이 프로세싱 챔버 내로 공급될 수도 있다. 플라즈마는 화학 반응들을 향상시키기 위해 가스들을 점화하도록 사용될 수도 있다.
기판은 처리 동안 기판 지지부 상에 배치된다. 에지 링은 기판의 방사상 외측 에지 둘레에 그리고 인접하게 배치된다. 에지 링은 기판 상에서 플라즈마를 성형하거나 포커싱하도록 사용될 수도 있다. 동작 동안, 기판 및 에지 링의 노출된 표면은 플라즈마에 의해 에칭된다. 그 결과, 시간이 흐름에 따라 에지 링은 마모되고, 플라즈마에 대한 에지 링의 효과는 변화한다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2020 년 2 월 13 일에 출원된 미국 가출원 번호 제 62/976,088 호 및 2019 년 8 월 5 일 출원된 미국 가출원 번호 제 62/882,890 호의 이익을 주장한다. 참조된 출원들의 전체 개시들은 참조로서 본 명세서에 인용된다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 상단 에지 링 및 상단 에지 링 아래에 배치된 제 1 에지 링을 포함한다. 제 2 에지 링은 전도성 재료로 이루어지고 상부 부분, 중간 부분 및 하부 부분을 포함한다. 상단 에지 링 및 제 2 에지 링은 리프트 핀에 의해 상향으로 바이어스될 때 기판 지지부 및 제 1 에지 링에 대해 수직 방향으로 이동하도록 구성된다. 제 2 에지 링은 상단 에지 링 아래 그리고 제 1 에지 링의 방사상 외부에 배치된다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링의 하부 부분은 제 2 에지 링의 하부 부분과 기판 지지부의 방사상 외측 표면 사이에 제 1 갭을 규정하도록 중간 부분에 대해 방사상 내측으로 연장한다. 제 2 에지 링의 중간 부분은 기판 지지부의 방사상 외측 표면과 중간 부분 사이에 제 2 갭을 규정한다. 제 2 갭은 제 1 갭의 2 배보다 크다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링의 중간 부분은 리프트 핀이 제 2 에지 링 및 상단 에지 링을 상승시킬 때 제 1 에지 링의 방사상 외측 에지에 평행하게 이동한다. 상단 에지 링은 뒤집힌 "U"-형상을 갖는다. 상단 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다. 상단 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 1 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다. 제 1 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 2 에지 링의 중간 부분은 제 1 환형 리세스를 규정하도록 제 2 에지 링의 상부 부분에 대해 방사상 내측으로 연장한다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링은 상부 표면 및 방사상 외측인 표면 상에 제 2 환형 리세스를 포함한다. 상단 에지 링이 하강된 위치에 있을 때 상단 에지 링의 방사상 내측 레그는 제 1 환형 리세스 및 제 2 환형 리세스 내에 위치된다.
다른 특징들에서, 제 3 에지 링이 제 1 에지 링, 제 2 에지 링 및 상단 에지 링의 아래 및 방사상으로 외부에 위치된다. 제 3 에지 링은 상부 및 방사상으로 내측 표면 상에 환형 리세스를 규정한다. 상단 에지 링이 하강된 위치에 있을 때 상단 에지 링의 방사상 외측 레그는 환형 리세스 내에 위치된다.
다른 특징들에서, 제 3 에지 링은 리프트 핀을 수용하기 위한 수직 보어를 포함한다. 제 2 에지 링은 일반적으로 직사각형 단면 및 기판 지지부의 방사상 외측 에지에 평행한 방사상 내측 표면을 갖는다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 상단 에지 링을 포함한다. 제 1 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고 유전체 재료 내에 완전히 임베딩된 (embed) 임베딩된 전도체를 포함한다. 제 1 에지 링은 상단 에지 링 아래에 놓인다. 상단 에지 링 및 제 1 에지 링은 리프트 핀에 의해 상향으로 바이어스될 때 기판 지지부에 대해 수직 방향으로 이동하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링이 상단 에지 링 아래에 배치된다. 제 1 에지 링은 상부 부분, 중간 부분 및 하부 부분을 포함한다. 제 1 에지 링은 상단 에지 링 아래에 그리고 제 2 에지 링의 방사상 외부에 배치된다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링의 하부 부분은 중간 부분에 대해 방사상 내측으로 연장하고 제 2 에지 링의 하부 부분과 기판 지지부의 방사상 외측 표면 사이에 제 1 갭을 규정한다. 제 1 에지 링의 중간 부분은 기판 지지부의 방사상 외측 표면과 중간 부분 사이에 제 2 갭을 규정한다. 제 2 갭은 제 1 갭의 2 배보다 크다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링의 중간 부분은 리프트 핀이 제 1 에지 링 및 상단 에지 링을 상승시킬 때 제 2 에지 링의 방사상 외측 에지에 평행하게 이동한다. 상단 에지 링은 뒤집힌 "U"-형상을 갖는다.
다른 특징들에서, 임베딩된 전도체는 제 1 에지 링의 상부 표면에 평행한 상부 부분에 배치된 수평 전도체를 포함한다. 임베딩된 전도체는 제 1 에지 링의 방사상으로 내측 표면에 평행하게 하부 부분에 배치된 수직 전도체를 더 포함한다. 임베딩된 전도체는 수직 전도체와 수평 전도체를 연결하는 전도체를 더 포함한다. 상단 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다. 상단 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 2 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 2 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다.
다른 특징들에서, 제 3 에지 링이 제 1 에지 링, 제 2 에지 링 및 상단 에지 링의 아래 및 방사상으로 외부에 위치된다. 제 3 에지 링은 상부 및 방사상으로 내측 표면 상에 환형 리세스를 규정한다. 상단 에지 링이 하강된 위치에 있을 때 상단 에지 링의 방사상 외측 레그는 환형 리세스 내에 위치된다. 제 3 에지 링은 리프트 핀을 수용하기 위한 수직 보어를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링은 전도성 트레이스들 및 비아들을 포함하는 세라믹 그린 시트들로 이루어진다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 상단 에지 링을 포함한다. 제 1 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고 도핑된 영역 및 도핑되지 않은 영역을 포함한다. 도핑된 영역은 도핑되지 않은 영역보다 전도성이다. 제 1 에지 링은 상단 에지 링 아래에 놓인다. 상단 에지 링 및 제 1 에지 링은 리프트 핀에 의해 상향으로 바이어스될 때 기판 지지부에 대해 수직 방향으로 이동하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링이 상단 에지 링 아래에 배치된다. 제 1 에지 링은 상부 부분, 중간 부분 및 하부 부분을 포함한다. 제 1 에지 링은 상단 에지 링 아래에 그리고 제 2 에지 링의 방사상 외부에 배치된다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링의 하부 부분은 중간 부분에 대해 방사상 내측으로 연장하고 제 2 에지 링의 하부 부분과 기판 지지부의 방사상 외측 표면 사이에 제 1 갭을 규정한다. 제 1 에지 링의 중간 부분은 기판 지지부의 방사상 외측 표면과 중간 부분 사이에 제 2 갭을 규정한다. 제 2 갭은 제 1 갭의 2 배보다 크다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링의 중간 부분은 리프트 핀이 제 1 에지 링 및 상단 에지 링을 상승시킬 때 제 2 에지 링의 방사상 외측 에지에 평행하게 이동한다. 도핑된 영역은 제 1 에지 링의 방사상으로 내측 표면 및 상부 표면을 따라 배치된다. 상단 에지 링은 뒤집힌 "U"-형상을 갖는다. 상단 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다. 상단 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 2 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다. 제 2 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다.
다른 특징들에서, 제 3 에지 링이 제 1 에지 링, 제 2 에지 링 및 상단 에지 링의 아래 및 방사상으로 외부에 위치된다. 제 3 에지 링은 상부 및 방사상으로 내측 표면 상에 환형 리세스를 규정한다. 상단 에지 링이 하강된 위치에 있을 때 상단 에지 링의 방사상 외측 레그는 환형 리세스 내에 위치된다. 제 3 에지 링은 리프트 핀을 수용하기 위한 수직 보어를 포함한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링은 유전체 재료 및 전도성 재료 중 적어도 하나로 이루어진 환형 바디를 포함한다. 환형 바디는 상부 부분, 중간 부분 및 하부 부분을 포함한다. 제 1 단차부는 상부 부분과 중간 부분 사이의 환형 바디의 방사상으로 내측 표면으로부터 방사상으로 외측으로 돌출한다. 제 2 단차부는 중간 부분과 하부 부분 사이의 환형 바디의 방사상으로 내측 표면으로부터 방사상으로 외측으로 돌출한다.
다른 특징들에서, 환형 바디는 유전체 재료로 이루어지고 환형 바디의 완전히 내부에 배치된 임베딩된 전도체를 더 포함한다. 임베딩된 전도체는 환형 바디의 상부 외측 표면에 평행하게 상부 부분에 배치된 수평 전도체를 포함한다. 임베딩된 전도체는 환형 바디의 방사상으로 내측 표면에 평행한 환형 바디의 하부 부분에 배치된 수직 전도체를 더 포함한다. 임베딩된 전도체는 수직 전도체와 수평 전도체를 연결하는 전도체를 더 포함한다. 환형 바디는 유전체 재료로 이루어지고 도핑된 영역 및 도핑되지 않은 영역을 더 포함한다. 환형 바디의 도핑된 영역은 도핑되지 않은 영역보다 전도성이다. 도핑된 영역은 환형 바디의 방사상으로 내측 표면 및 상부 표면 상에 배치된다. 환형 바디는 전도성 트레이스들 및 비아들을 포함하는 세라믹 그린 시트들로 이루어진다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고 플라즈마 프로세싱 시스템의 기판 지지부를 둘러싸도록 구성되는 환형 바디를 포함한다. 임베딩된 도체는 환형 바디의 완전히 내부에 배치되고 상기 환형 바디 내에 배치된 제 1 전도체 및 제 1 전도체를 가로 지르는 환형 바디 내에 배치되고 제 1 전도체에 연결된 제 2 전도체를 포함한다.
다른 특징들에서, 환형 바디는 "L"-형상 단면을 갖는다. 환형 바디는 제 2 레그에 연결된 제 1 레그를 포함한다. 제 1 전도체는 제 1 레그에 배치되고 제 2 전도체는 제 2 레그에 배치된다.
다른 특징들에서, 제 1 전도체는 환형 바디의 제 1 외측 표면에 평행하게 배치된다. 제 3 전도체는 환형 바디의 제 2 외측 표면에 평행하게 배치된다. 제 2 전도체는 제 1 전도체 및 제 3 전도체에 연결된다. 환형 바디는 상부 부분, 중간 부분, 및 하부 부분을 포함한다. 제 1 단차부는 상부 부분과 중간 부분 사이의 환형 바디의 방사상으로 내측 표면 상에 위치되고 방사상으로 외측으로 돌출한다. 제 2 단차부는 중간 부분과 하부 부분 사이의 환형 바디의 방사상으로 내측 표면 상에 위치되고 방사상으로 외측으로 돌출한다.
다른 특징들에서, 제 1 전도체는 상부 부분에서 환형 바디의 제 1 외측 표면에 평행하게 배치된다. 제 2 전도체는 하부 부분에서 환형 바디의 방사상으로 내측 표면에 평행하게 배치된다. 제 3 전도체는 제 1 전도체를 제 2 전도체에 연결한다. 환형 바디는 전도성 트레이스들 및 비아들을 포함하는 세라믹 그린 시트들로 이루어진다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링은 플라즈마 프로세싱 시스템의 기판 지지부를 둘러싸도록 구성된 환형 바디를 포함한다. 임베딩된 전도체는 환형 바디 내에 배치되고 기판 지지부의 베이스 플레이트 및 또 다른 에지 링으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 외부 전도성 컴포넌트와 용량성으로 커플링되지만 직접 커플링되지 않도록 구성된다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고 기판 지지부 둘레에 배치되도록 구성된 환형 바디를 포함한다. 환형 바디는 도핑된 영역 및 도핑되지 않은 영역을 포함한다. 도핑된 영역은 도핑되지 않은 영역보다 전도성이다.
다른 특징들에서, 도핑된 영역은 환형 바디의 방사상으로 내측 표면을 따라 배치된 제 1 부분을 포함한다. 도핑된 영역은 환형 바디의 상부 표면 상에 배치된 제 2 부분을 포함한다. 제 1 부분은 제 2 부분과 콘택트한다. 환형 바디는 상부 부분, 중간 부분, 및 하부 부분을 포함한다. 제 1 단차부는 상부 부분과 중간 부분 사이의 환형 바디의 방사상으로 내측 표면 상에 위치되고 방사상으로 외측으로 돌출한다. 제 2 단차부는 중간 부분과 하부 부분 사이의 환형 바디의 방사상으로 내측 표면 상에 위치되고 방사상으로 외측으로 돌출한다.
다른 특징들에서, 유전체 재료는 실리콘 카바이드를 포함한다. 유전체 재료는 붕소, 알루미늄 또는 질소로 구성된 그룹으로부터 선택된 불순물들로 도핑된다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 상단 에지 링을 포함한다. 제 1 에지 링은 상단 에지 링 아래에 배치되고 직사각형 단면을 갖는다. 제 2 에지 링은 전도성 재료로 이루어지고, Z-형상의 단면을 갖고 제 1 에지 링의 방사상으로 외부 및 위에 배치된다. 상단 에지 링 및 제 2 에지 링은 리프트 핀에 의해 바이어스될 때 제 1 에지 링 및 기판 지지부에 대해 수직으로 이동하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링이 하강된 위치로부터 상승된 위치로 제 1 에지 링을 따라 상향으로 이동함에 따라, 제 2 에지 링은 제 1 에지 링의 방사상 외측 표면의 미리 결정된 갭 내에 고정된 표면 영역을 유지한다. 제 2 에지 링의 나머지 표면 영역은 제 1 에지 링으로부터 미리 결정된 갭의 2 배 이상의 거리에 위치된다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링은 방사상 내측으로 돌출하는 상부 부분; 수직 방향으로 연장되고 상부 부분과 연결되는 중간 부분; 중간 부분의 하부 단부에 연결되고 방사상-외측으로 돌출하는 하부 부분; 및 중간 부분으로부터 방사상 내측으로 연장하고 하부 부분의 하부 에지로 하향으로 연장하는 돌출부를 포함하는 환형 바디를 포함한다.
다른 특징들에서, 고정된 표면 영역은 돌출부에 의해 규정된다. 제 3 에지 링은 상단 에지 링 아래 그리고 제 1 에지 링의 방사상 내부에 위치된다. 제 3 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 제 4 에지 링은 상단 에지 링 및 제 2 에지 링의 방사상 외부에 위치된다. 제 4 에지 링은 방사상 내측으로 연장하고 상단 에지 링과 제 2 에지 링의 부분들 사이에 배치되는 돌출부를 포함한다. 상단 에지 링은 뒤집힌 "U"-형상, 바디, 내측 레그 및 외측 레그를 갖는다. 상단 에지 링은 하강된 위치에 있을 때 제 2 에지 링, 제 3 에지 링 및 제 4 에지 링에 바로 인접하게 놓인다.
다른 특징들에서, 상단 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다. 상단 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 1 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다.
플라즈마 프로세스 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 전도성 재료로 이루어지고 기판 지지부를 둘러싸도록 구성된 제 1 에지 링을 포함한다. 리프트 핀은 전도성 재료로 이루어진다. 리프트 핀 액추에이터는 하강된 위치에 있을 때 제 1 에지 링에 대해 리프트 핀을 바이어스하고 리프트 핀과 제 1 에지 링 사이의 콘택트를 유지하면서 기판 지지부에 대해 제 1 에지 링의 높이를 상승시키기 위해 리프트 핀을 선택적으로 이동시키도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링은 제 1 에지 링의 방사상 내측으로 그리고 제 1 에지 링 아래에 위치된다. 제 2 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 2 에지 링은 "L"-형상 단면을 갖고 수직 방향으로 연장하는 방사상 내측 레그 및 수평 방향으로 연장하는 방사상 외측 레그를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 3 에지 링이 제 1 에지 링 아래 그리고 제 2 에지 링의 방사상으로 외측에 위치된다. 제 3 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 3 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 제 1 에지 링은 직사각형 단면을 갖는다.
다른 특징들에서, 제 3 에지 링은 환형 바디를 포함하고; 및 리프트 핀을 수용하기 위한 수직 보어를 포함하는 방사상-내측으로 돌출하는 부분을 포함한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 유전체 재료의 완전히 내부에 배치되고 기판 지지부를 둘러싸도록 구성된 임베딩된 전도체를 포함하는, 유전체 재료로 이루어진 제 1 에지 링을 포함한다. 리프트 핀은 전도성 재료로 이루어진다. 리프트 핀 액추에이터는 하강된 위치에 있을 때 제 1 에지 링에 대해 리프트 핀을 바이어스하고 리프트 핀과 제 1 에지 링 사이의 콘택트를 유지하면서 기판 지지부에 대해 제 1 에지 링의 높이를 상승시키기 위해 리프트 핀을 선택적으로 이동시키도록 구성된다.
다른 특징들에서, 임베딩된 전도체는 제 1 에지 링의 상단 표면에 평행하게 배치된 제 1 수평 전도체를 포함한다. 제 2 수평 전도체는 제 1 에지 링의 하단 표면에 평행하게 배치된다. 제 3 전도체는 제 1 수평 전도체를 제 2 수평 전도체에 연결한다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링은 제 1 에지 링의 방사상 내측 및 아래에 위치된다. 제 2 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 2 에지 링은 "L"-형상 단면을 갖고 수직 방향으로 연장하는 방사상 내측 레그 및 수평 방향으로 연장하는 방사상 외측 레그를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 3 에지 링이 제 1 에지 링 아래 그리고 제 2 에지 링의 방사상으로 외측에 위치된다. 제 3 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 3 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 제 1 에지 링은 직사각형 단면을 갖는다. 제 3 에지 링은 환형 바디를 포함하고; 및 리프트 핀을 수용하기 위한 수직 보어를 포함하는 방사상-내측으로 돌출하는 부분을 포함한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 뒤집힌 "U"-형상 단면을 갖고 환형 바디, 방사상 내측 레그, 및 방사상 외측 레그를 포함하는 상단 에지 링을 포함한다. 제 1 에지 링은 전도성 재료로 이루어지고 상단 에지 링의 방사상 내측 레그와 방사상 외측 레그 사이에 적어도 부분적으로 배치된다. 제 2 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고 제 1 에지 링과 기판 지지부 사이에 배치된다. 제 3 에지 링은 제 1 에지 링 및 제 2 에지 링의 아래 및 방사상으로 외부에 배치되고 N 개의 리프트 핀들을 수용하도록 N 개의 캐비티들을 포함하고, 여기서 N은 2보다 큰 정수이다. 상단 에지 링은 N 개의 리프트 핀들에 의해 바이어스될 때 제 1 에지 링, 제 2 에지 링, 제 3 에지 링 및 기판 지지부에 대해 이동한다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링 및 제 3 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 1 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 제 2 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 상단 에지 링은 360 °/N 이격된 N 개의 방사상 리세스들을 포함하고, 방사상 외측 레그의 방사상 내측 표면 상에 위치되고 방사상 리세스로부터 방사상 외측으로 연장하는 기울어진 하부 표면을 포함한다. N 개의 리프트 핀들은 상단 에지 링의 높이를 조정할 때 N 개의 방사상 리세스들 내의 상단 에지 링을 바이어스한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링은 뒤집힌 "U"-형상 단면을 갖는 환형 바디를 포함한다. 방사상으로 내측 레그는 환형 바디로부터 연장한다. 방사상 외측 레그는 환형 바디로부터 연장한다. 360 °/N 이격된 N 개의 방사상 리세스들은 방사상 외측 레그의 방사상 내측 표면 상에 위치되고, 여기서 N은 2보다 큰 정수이고, N 개의 방사상 리세스들로부터 방사상 외측으로 연장하는 기울어진 하부 표면을 포함한다.
이동 가능한 에지 링 시스템은 에지 링을 포함한다. 제 1 에지 링은 "U"-형상 단면을 갖고 환형 바디, 방사상 내측 레그, 및 방사상 외측 레그를 포함한다. 에지 링의 방사상 내측 레그는 제 1 에지 링의 방사상 내측 레그와 방사상 외측 레그 사이에 위치된다. 제 2 에지 링은 에지 링 및 제 1 에지 링의 아래 및 방사상 외부에 배치되고 N 개의 리프트 핀들을 수용하도록 N 개의 수직 보어들을 포함한다. 에지 링은 N 개의 리프트 핀들에 의해 바이어스될 때 제 1 에지 링, 제 2 에지 링 및 기판 지지부에 대해 이동한다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링 및 제 2 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 1 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 제 2 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 에지 링은 에지 링의 높이를 조정할 때 N 개의 방사상 리세스들 내에 N 개의 리프트 핀들을 수용하도록 구성된다.
이동 가능한 에지 링 시스템은 에지 링을 포함한다. 제 1 에지 링은 "L"-형상 단면을 갖고 방사상으로 내측 레그 및 수직 레그를 포함한다. 제 1 에지 링의 수직 레그는 에지 링의 방사상 내측 레그와 방사상 외측 레그 사이에 위치된다. 제 2 에지 링은 제 1 에지 링으로부터 방사상 내측으로 배치된다. 제 3 에지 링은 에지 링의 아래 및 방사상으로 외부에 배치된다. 제 1 에지 링 및 제 2 에지 링은 리프트 핀을 수용하는 수직 보어를 포함한다. 에지 링은 리프트 핀에 의해 바이어스될 때 제 1 에지 링, 제 2 에지 링, 제 3 에지 링 및 기판 지지부에 대해 이동한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 뒤집힌 "U"-형상 단면을 갖는 상단 에지 링을 포함하고 환형 바디, 방사상 내측 레그, 및 방사상 외측 레그를 포함한다. 제 1 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고, 유전체 재료의 완전히 내부에 배치된 임베딩된 전도체를 포함하고, 기판 지지부를 둘러싸도록 구성되고 그리고 상단 에지 링의 방사상 내측 레그와 방사상 외측 레그 사이에 적어도 부분적으로 배치된다. 제 2 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고 기판 지지부와 제 1 에지 링 사이에 배치된다. 제 3 에지 링은 제 1 에지 링 및 제 2 에지 링의 아래 및 방사상 외부에 배치되고 리프트 핀을 수용하기 위한 수직 보어를 포함한다. 상단 에지 링은 리프트 핀에 의해 바이어스될 때 제 1 에지 링, 제 2 에지 링 및 제 3 에지 링에 대해 이동 가능하다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링 및 제 3 에지 링은 유전체 재료로 이루어진다. 제 2 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 제 1 에지 링은 "L"-형상의 단면을 갖는다. 제 1 에지 링은 수평 레그에 연결된 수직 레그를 갖는 환형 바디를 포함한다. 임베딩된 전도체는 수직 레그에 배치된 수직 전도체 및 수직 전도체와 연통하는 수평 레그에 배치된 수평 전도체를 포함한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링은 환형 바디, 환형 바디에 연결된 방사상 내측 레그, 및 환형 바디에 연결된 방사상 외측 레그를 포함한다. 환형 바디의 상부 표면의 제 1 부분은 기판을 포함하는 평면에 평행하다. 환형 바디의 상부 표면의 제 2 부분은 제 1 부분으로부터 하향으로 예각으로 경사진다.
다른 특징들에서, 상부 표면의 제 1 부분은 상부 표면의 제 2 부분의 방사상 내측으로 위치된다. 상부 표면의 제 3 부분은 기판을 포함하는 평면에 평행하고 상부 표면의 제 2 부분의 방사상으로 외측에 위치된다.
이동 가능한 에지 링 시스템은 에지 링을 포함한다. 제 1 에지 링은 전도성 재료로 이루어지고, 기판 지지부를 둘러싸도록 구성되고, 에지 링의 방사상 내측 레그와 방사상 외측 레그 사이에 적어도 부분적으로 배치된다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고 제 1 에지 링과 기판 지지부 사이에 배치된다. 제 3 에지 링은 제 1 에지 링 및 제 2 에지 링의 아래 및 방사상 외부에 배치되고 리프트 핀을 수용하기 위한 수직 보어를 포함한다. 에지 링은 리프트 핀에 의해 바이어스될 때 제 1 에지 링, 제 2 에지 링, 및 기판 지지부에 대해 이동한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링은 직사각형 단면을 갖는 환형 바디를 포함한다. 방사상-내측으로 돌출하는 레그는 환형 바디의 방사상 내측 표면 및 상부 표면으로부터 연장한다. 환형 바디의 상부 표면의 방사상으로 내측 부분은 기판을 포함하는 평면에 평행하게 배치된다.
다른 특징들에서, 환형 바디의 상부 표면의 방사상 외측 부분은 방사상 내측 부분으로부터 하향으로 예각으로 경사진다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 에지 링을 포함한다. 중간 에지 링은 환형 바디의 방사상-내측으로 돌출하는 레그 아래 및 방사상으로 내부에 배치된다. 외측 에지 링은 에지 링 및 중간 에지 링 아래에 배치되고 리프트 핀을 수용하기 위한 수직 보어를 포함한다. 에지 링은 리프트 핀에 의해 바이어스될 때 중간 에지 링 및 외측 에지 링에 대해 수직으로 이동한다.
다른 특징들에서, 중간 에지 링은 일반적으로 직사각형 단면 및 방사상으로 내측 및 상부 표면 상에 환형 리세스를 갖는다. 기판은 환형 리세스 내에 배치된다. 외측 에지 링은 방사상 외측 부분 및 방사상 외측 부분의 중간 부분으로부터 방사상 내측으로 연장하는 내측 부분을 포함한다.
다른 특징들에서, 외측 에지 링은 내측 부분의 방사상 내측 표면 및 상부 상의 돌출부를 포함한다. 돌출부는 가열 플레이트와 기판 지지부의 베이스 플레이트 사이의 접합부에 인접하게 놓인다. 환형 바디의 하단 부분은 방사상 외측 부분과 돌출부 사이의 외측 에지 링의 상부 표면에 인접하게 위치된다.
기판 프로세싱 시스템이 이동 가능한 에지 링 시스템을 포함한다. 기판 지지부는 베이스 플레이트를 포함한다. 가열 플레이트가 베이스 플레이트에 본딩된다. 가열 플레이트는 복수의 무선 주파수 (RF) 전극들을 포함하는 바디, 원통형 부분 및 중간 에지 링 아래 원통형 부분으로부터 방사상으로 외측으로 연장하는 돌출부를 포함한다.
다른 특징들에서, 복수의 RF 전극들은 중간 에지 링 아래에 위치된 돌출부의 부분들에 위치되지 않는다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 이동 가능한 에지 링 시스템은 기판 지지부를 둘러싸도록 구성된 상단 에지 링을 포함한다. 이동 가능한 에지 링 시스템은 환형 바디; 환형 바디의 방사상 외측 표면으로부터 하향으로 돌출하는 방사상 외측 레그; 환형 바디의 방사상 내측 표면으로부터 하향으로 돌출하는 방사상 내측 레그; 및 방사상 내측 레그의 하부 단부로부터 방사상 내측으로 연장하는 내측으로 돌출하는 레그를 포함한다. 기판이 기판 지지부 상에 배치될 때 내측으로 돌출하는 레그는 기판 아래에 배치된다. 제 1 에지 링은 기판 지지부를 둘러싸도록 구성되고, 상단 에지 링 아래에 배치되고, 환형 바디 및 방사상 내측으로 돌출하는 레그를 포함한다. 제 1 에지 링의 상부 표면은 제 1 에지 링이 상단 에지 링에 대고 (against) 바이어스될 때 상단 에지 링의 방사상 내측 레그와 방사상 외측 레그 사이에 배치된다.
다른 특징들에서, 제 2 에지 링은 상단 에지 링 및 제 1 에지 링의 방사상으로 외부에 배치된다. 제 2 에지 링은 환형 바디를 포함하고; 환형 바디의 상부 및 방사상 외측 표면으로부터 연장하는 방사상 외측으로 돌출하는 레그; 및 환형 바디의 방사상 내측 표면 및 하부 표면으로부터 방사상 내측으로 연장하는 방사상 내측으로 돌출하는 레그를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링의 내측으로 돌출하는 레그는 제 1 에지 링의 환형 바디의 상부 표면 및 방사상 내측 표면으로부터 방사상 내측으로 연장한다. 제 3 에지 링은 제 1 에지 링의 방사상 외부 그리고 상단 에지 링, 제 1 에지 링 및 제 2 에지 링 아래에 배치된다. 제 3 에지 링은 환형 바디; 제 3 에지 링의 방사상 외측 및 하부 표면으로부터 연장하는 방사상 하향으로 돌출하는 레그; 및 제 3 에지 링의 중간 부분으로부터 방사상 내측으로 연장하는 내측으로 돌출하는 레그를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 3 에지 링의 내측으로 돌출하는 레그는 리프트 핀을 수용하는 수직 보어를 포함한다. 상단 에지 링에 대고 바이어스될 때, 제 1 에지 링은 제 1 에지 링의 방사상으로 내측 레그의 하부 표면과 기판 지지부의 표면 사이에 제 1 수직 갭을 규정하고; 및 제 1 에지 링의 하부 표면과 제 3 에지 링의 내측으로 돌출하는 레그의 상부 표면 사이의 제 2 수직 갭을 포함한다.
다른 특징들에서, 하강된 위치에 있을 때, 제 1 에지 링은 제 3 에지 링의 내측 레그에 인접하고 돌출부는 제 1 에지 링의 상부 표면과 상단 에지 링의 하부 표면 사이에 제 3 수직 갭을 규정한다.
플라즈마 프로세싱 시스템은 프로세싱 챔버를 포함한다. 기판 지지부가 프로세싱 챔버 내에 배치된다. 프로세싱 챔버는 기판 포트를 포함한다. 로봇 암은 기판 지지부 상으로 기판을 전달한다. 이동 가능한 에지 링 시스템은 기판 지지부 둘레에 배치된다. 리프트 핀은 기판 지지부에 대해 상단 에지 링 및 제 1 에지 링을 바이어싱한다.
다른 특징들에서, 제 1 에지 링 및 상단 에지 링은 리프트 핀에 의해 기판 지지부에 대해 상승되고, 로봇 암은 상단 에지 링을 제거하고, 로봇 암은 기판 포트를 통해 기판 지지부에 또 다른 상단 에지 링을 전달한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링 시스템은 플라즈마 프로세싱 동안 기판 지지부를 둘러싸도록 구성된 제 1 환형 바디를 포함하는 상부 링을 포함한다. 하부 링은 플라즈마 프로세싱 동안 기판 지지부를 둘러싸도록 구성된 제 2 환형 바디를 포함한다. 하부 링의 제 2 환형 바디의 적어도 일부는 플라즈마 프로세싱을 위해 구성될 때 상부 링의 제 1 환형 바디의 부분 내에 네스팅되고 (nest) 미리 결정된 갭을 규정한다. N 개의 스페이서들은 상부 링 및 하부 링은 플라즈마 프로세싱 동안 가열되고 냉각될 때, 상부 링의 환형 바디와 하부 링의 환형 바디 사이의 미리 결정된 갭의 변동들을 감소시키도록 상부 링 및 하부 링 중 적어도 하나의 표면 상의 N 개의 이격된 위치들에 배치되고, 여기서 N은 3 이상 8 이하의 정수이다.
다른 특징들에서, N 개의 스페이서들 중 적어도 하나는 상부 링 및 하부 링 중 적어도 하나의 방사상으로 대면하는 표면 상의 슬롯에 위치된 심 (shim) 을 포함한다. 심은 직사각형 단면을 갖는다. 슬롯은 내측 링의 방사상 외측 표면 상에 위치된다. N 개의 스페이서들 중 적어도 하나는 상부 링 및 하부 링 중 적어도 하나의 표면 상의 슬롯에 위치된 핀을 포함한다. 슬롯은 내측 링의 방사상 외측 표면 상에 위치된다. N 개의 스페이서들은 360°/N의 간격으로 배열된다.
다른 특징들에서, N 개의 스페이서들 중 적어도 하나는 상부 링 및 하부 링 중 적어도 하나의 표면 상에 형성된 돌출부를 포함한다. 돌출부는 내측 링의 방사상 외측 표면 상에 위치된다. 코팅이 돌출부를 덮는다. 코팅은 절연 재료를 포함한다.
다른 특징들에서, 코팅은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 퍼플루오로알콕시 폴리머 (PFA), 원자 층 증착을 사용하여 증착된 알루미늄 옥사이드, 원자 층 증착을 사용하여 증착된 이트륨 옥사이드, 및 원자 층 증착을 사용하여 증착된 이트륨 플루오라이드로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 다른 특징들에서, N = 5이다. 리프트 핀은 기판 지지부 상의 기판에 대해 상부 에지 링의 상단 표면의 높이를 조정하도록 하부 링에 대해 상부 링을 리프팅한다.
플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링은 플라즈마 프로세싱 동안 기판 지지부를 둘러싸도록 구성된 제 1 환형 바디를 포함한다. 제 1 환형 바디의 적어도 일부는 플라즈마 프로세싱 동안 플라즈마에 노출된 상부 링의 제 2 환형 바디의 부분 내에 네스트되고 미리 결정된 갭을 규정하도록 구성된다. N 개의 스페이서들은 상부 링 및 하부 링이 플라즈마 프로세싱 동안 가열되고 냉각될 때 미리 결정된 갭의 변동들을 감소시키도록 환형 바디의 방사상 내측 표면 및 방사상 외측 표면 중 적어도 하나 상의 N 개의 이격된 위치들에 배치되고, 여기서 N은 3 이상 7 이하의 정수이다.
다른 특징들에서, N 개의 스페이서들 중 적어도 하나는 환형 바디의 방사상 내측 표면 및 방사상 외측 표면 중 적어도 하나 상의 슬롯에 위치된 심을 포함한다. 심은 직사각형 단면을 갖는다. 슬롯은 제 1 환형 바디의 방사상 외측 표면 상에 위치된다. N 개의 스페이서들 중 적어도 하나는 제 1 환형 바디의 방사상 내측 표면 및 방사상 외측 표면 중 적어도 하나 상의 슬롯에 위치된 핀을 포함한다. 슬롯은 제 1 환형 바디의 방사상 외측 표면 상에 위치된다.
다른 특징들에서, N 개의 스페이서들은 360°/N의 간격으로 배열된다. N 개의 스페이서들 중 적어도 하나는 제 1 환형 바디의 방사상 내측 표면 및 방사상 외측 표면 중 적어도 하나 상에 형성된 돌출부를 포함한다. 돌출부는 내측 링의 방사상 외측 표면 상에 위치된다. 코팅이 돌출부를 덮는다. 코팅은 절연 재료를 포함한다. 코팅은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 퍼플루오로알콕시 폴리머 (PFA), 원자 층 증착을 사용하여 증착된 알루미늄 옥사이드, 원자 층 증착을 사용하여 증착된 이트륨 옥사이드, 및 원자 층 증착을 사용하여 증착된 이트륨 플루오라이드로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 다른 특징들에서, N = 5이다.
본 개시의 추가 적용 가능 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1a는 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템의 예의 기능적 블록도이다.
도 1b 및 도 1c는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 예들의 단면도들이다.
도 2는 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템의 또 다른 예의 기능적 블록도이다.
도 3a는 본 개시에 따른 예시적인 이동 가능한 에지 링의 측단면도이다.
도 3b는 도 3a의 이동 가능한 에지 링을 모델링하는 전기적 개략도이다.
도 4는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 인접한 구조체들에 대한 이동 가능한 에지 링의 상이한 표면들의 이동을 도시하는 예시들이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 9ca는 본 개시에 따른 일부 상단 에지 링의 부분적인 저면도이다.
도 9cb는 본 개시에 따른 상단 에지 링의 일부의 단면도이다.
도 9d 내지 도 9g는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시에 따른 임베딩된 전도체를 포함하는 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시에 따른 임베딩된 전도체를 포함하는 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 11c 내지 도 11e는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링 및 임베딩된 전도체의 예들의 단면도들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 개시에 따른 임베딩된 전도체를 포함하는 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 13a 및 도 13b는 본 개시에 따른 도핑된 전도성 부분들을 포함하는 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 14a 및 도 14b는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 15는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도이다.
도 16a 내지 도 16d는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링들의 다른 예들의 측단면도들이다.
도 17은 본 개시에 따른 상부 에지 링 및 하부 에지 링의 일부의 단면도이다.
도 18은 본 개시에 따른 공칭 갭으로부터 시프트 백분율의 함수로서 커패시턴스의 증가를 예시하는 그래프이다.
도 19는 본 개시에 따른 상부 링 및 하부 링을 포함하는 에지 링 시스템의 측단면도이다.
도 20은 본 개시에 따른 상부 링 및 복수의 심들을 포함하는 하부 링을 포함하는 에지 링 시스템의 측단면도이다.
도 21은 본 개시에 따른 상부 링 및 복수의 핀들을 포함하는 하부 링을 포함하는 에지 링 시스템의 측단면도이다.
도 22a는 본 개시에 따른 상부 링 및 복수의 돌출부들을 포함하는 하부 링을 포함하는 에지 링 시스템의 측단면도이다.
도 22b는 본 개시에 따른 상승된 편평한 부분을 갖는 돌출부를 포함하는 하부 에지 링의 확대된 측단면도이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
도 1a는 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템의 예의 기능적 블록도이다.
도 1b 및 도 1c는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 예들의 단면도들이다.
도 2는 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템의 또 다른 예의 기능적 블록도이다.
도 3a는 본 개시에 따른 예시적인 이동 가능한 에지 링의 측단면도이다.
도 3b는 도 3a의 이동 가능한 에지 링을 모델링하는 전기적 개략도이다.
도 4는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 인접한 구조체들에 대한 이동 가능한 에지 링의 상이한 표면들의 이동을 도시하는 예시들이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 9ca는 본 개시에 따른 일부 상단 에지 링의 부분적인 저면도이다.
도 9cb는 본 개시에 따른 상단 에지 링의 일부의 단면도이다.
도 9d 내지 도 9g는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시에 따른 임베딩된 전도체를 포함하는 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시에 따른 임베딩된 전도체를 포함하는 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 11c 내지 도 11e는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링 및 임베딩된 전도체의 예들의 단면도들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 개시에 따른 임베딩된 전도체를 포함하는 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 13a 및 도 13b는 본 개시에 따른 도핑된 전도성 부분들을 포함하는 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 14a 및 도 14b는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도들이다.
도 15는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링의 또 다른 예의 측단면도이다.
도 16a 내지 도 16d는 본 개시에 따른 이동 가능한 에지 링들의 다른 예들의 측단면도들이다.
도 17은 본 개시에 따른 상부 에지 링 및 하부 에지 링의 일부의 단면도이다.
도 18은 본 개시에 따른 공칭 갭으로부터 시프트 백분율의 함수로서 커패시턴스의 증가를 예시하는 그래프이다.
도 19는 본 개시에 따른 상부 링 및 하부 링을 포함하는 에지 링 시스템의 측단면도이다.
도 20은 본 개시에 따른 상부 링 및 복수의 심들을 포함하는 하부 링을 포함하는 에지 링 시스템의 측단면도이다.
도 21은 본 개시에 따른 상부 링 및 복수의 핀들을 포함하는 하부 링을 포함하는 에지 링 시스템의 측단면도이다.
도 22a는 본 개시에 따른 상부 링 및 복수의 돌출부들을 포함하는 하부 링을 포함하는 에지 링 시스템의 측단면도이다.
도 22b는 본 개시에 따른 상승된 편평한 부분을 갖는 돌출부를 포함하는 하부 에지 링의 확대된 측단면도이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
기판 프로세싱 동안, 기판은 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 과 같은 페데스탈 상에 배치되고, 프로세스 가스들이 공급되고, 그리고 플라즈마는 프로세싱 챔버 내에서 스트라이킹된다 (strike). 프로세싱 챔버 내의 컴포넌트들의 노출된 표면들은 플라즈마로 인해 마모를 경험한다.
예를 들어, 에지 링은 플라즈마를 성형하기 위해 기판의 방사상 외측 에지 둘레에 배치된다. 기판들을 프로세싱한 후, 에지 링의 노출된 표면은 마모되고, 기판에 대해 상이한 높이에 놓인다. 그 결과, 플라즈마에 대한 에지 링의 효과가 변화되고, 이는 기판들의 프로세스 효과들을 변경한다. 진공을 파괴하지 않고 에지 링 마모로 인한 프로세스 변화들을 감소시키기 위해, 일부 프로세싱 챔버들은 마모를 보상하기 위해 에지 링의 높이를 상승시킨다. 많은 이들 시스템들에서, 에지 링의 높이는 사이클들의 수 및/또는 총 플라즈마 프로세싱 노출 기간에 기초하여 자동으로 조정된다. 다른 시스템들은 높이를 측정하고, 측정된 높이에 기초하여 에지 링의 높이를 조정한다.
에지 링의 높이가 조정됨에 따라, 플라즈마, 시스 (sheath) 및/또는 커패시턴스 전달 구조체들 (에지 링을 포함함) 사이의 용량성 커플링이 변화한다. 용량성 커플링의 이러한 변화들은 시간이 흐름에 따라 기판 프로세싱 불균일성들을 유발할 수 있다. 본 개시에 따른 다양한 에지 링 배열들은 에지 링의 높이의 변화들로 인해 전달 구조체들의 커패시턴스의 변화들을 상당히 감소시킨다.
보다 구체적으로, 플라즈마 시스는 플라즈마와 전달 컴포넌트들 사이에 생성된다. 일부 예들에서, RF 바이어스는 기판 지지부로 출력된다. 프로세스 균일성을 보장하기 위해 저 RF 바이어스 주파수들 (예를 들어 5 ㎒ 미만, 또는 1 ㎒ 미만) 에서 시스의 제어를 유지하기 위해, 기판 지지부로의 전달 컴포넌트들의 커패시턴스 값은 에지 링의 높이가 마모를 보상하도록 조정될 때 유지되어야 한다. 에지 링의 영역들 및/또는 용량성으로 커플링되는 근방 구조체들은 상단 에지 링이 이동될 때 용량성 커플링의 변화들을 최소화하도록 설계된다. 일부 예들에서, 커패시턴스는 에지 링의 높이가 증가함에 따라 이격되는 영역들에서 최소화된다. 커패시턴스는 에지 링의 높이가 증가함에 따라 변화하지 않는 (또는 보다 적게 변화하는) 다른 표면 영역들에서 제어된다.
일부 예들에서, 에지 링은 전도성 재료로 이루어진다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 전도성 재료들은 104 Ω㎝ 이하의 저항률을 갖는 재료들을 지칭한다. 예를 들어, 도핑된 실리콘은 0.05 Ω㎝의 저항률을 갖고, 실리콘 카바이드는 1-300 Ω㎝의 저항률을 갖고, 알루미늄 및 구리와 같은 금속들은 10-7 Ω㎝의 저항률을 갖는다. 다른 예들에서, 에지 링은 임베딩된 전도성 전극을 갖는 비전도성 또는 유전체 재료 (104 Ω㎝ 이상의 저항) 로 이루어진다. 임베딩된 전극은 상단 에지 링이 이동될 때 용량성 커플링의 변화를 최소화하도록 설계된다. 다른 예들에서, 에지 링은 유전체 재료로 이루어지고 도핑되지 않은 영역들보다 전도성인 도핑된 영역들을 포함한다. 도핑된 영역들은 에지 링이 마모를 오프셋하도록 이동될 때 용량성 커플링의 변화들을 최소화하도록 설계된다.
이제 도 1a 및 도 2를 참조하면, 이동 가능한 에지 링들을 사용하는 플라즈마 프로세싱 챔버들의 예들이 도시된다. 인식될 수 있는 바와 같이, 다른 타입들의 플라즈마 프로세싱 챔버들이 사용될 수 있다. 도 1a에서, 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 예가 도시된다. 기판 프로세싱 시스템 (110) 은 CCP (Capacitively Coupled Plasma) 를 사용하여 에칭을 수행하도록 사용될 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템 (110) 은 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 다른 컴포넌트들을 둘러싸고 (사용된다면) RF 플라즈마를 담는, 프로세싱 챔버 (122) 를 포함한다. 기판 프로세싱 시스템 (110) 은 상부 전극 (124) 및 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 과 같은 기판 지지부 (126) 를 포함한다. 동작 동안, 기판 (128) 이 기판 지지부 (126) 상에 배치된다.
단지 예를 들면, 상부 전극 (124) 은 프로세스 가스들을 도입하고 분배하는 샤워헤드와 같은 가스 분배 디바이스 (129) 를 포함할 수도 있다. 가스 분배 디바이스 (129) 는 프로세싱 챔버의 상단 표면에 연결된 일 단부를 포함하는 스템 부분을 포함할 수도 있다. 환형 바디는 일반적으로 원통형이고, 프로세싱 챔버의 상단 표면으로부터 이격되는 위치에서 스템 부분의 반대편 단부로부터 방사상으로 외측으로 연장한다. 샤워헤드의 환형 바디의 기판-대면 표면, 또는 대면플레이트는 복수의 홀들을 포함하고, 이를 통해 전구체, 반응 물질들, 에칭 가스들, 불활성 가스들, 캐리어 가스들, 다른 프로세스 가스들 또는 퍼지 가스가 흐른다. 대안적으로, 상부 전극 (124) 은 전도성 플레이트를 포함할 수도 있고, 프로세스 가스들은 또 다른 방식으로 도입될 수도 있다.
기판 지지부 (126) 는 하부 전극으로서 작용하는 베이스 플레이트 (130) 를 포함한다. 베이스 플레이트 (130) 는 세라믹 멀티-존 가열 플레이트에 대응할 수도 있는, 가열 플레이트 (132) 를 지지한다. 본딩 층 및/또는 내열 층 (134) 이 가열 플레이트 (132) 와 베이스 플레이트 (130) 사이에 배치될 수도 있다. 베이스 플레이트 (130) 는 베이스 플레이트 (130) 를 통해 냉각제를 흘리기 위한 하나 이상의 채널들 (136) 을 포함할 수도 있다.
RF 생성 시스템 (140) 이 RF 전압을 생성하고, 상부 전극 (124) 및 하부 전극 (예를 들어, 기판 지지부 (126) 의 베이스 플레이트 (130)) 중 하나로 출력한다. 상부 전극 (124) 및 베이스 플레이트 (130) 중 다른 하나는 DC 접지되거나, AC 접지되거나, 또는 플로팅할 수도 있다. 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (140) 은 매칭 및 분배 네트워크 (144) 에 의해 상부 전극 (124) 또는 베이스 플레이트 (130) 에 피딩되는 RF 플라즈마 전력을 생성하는 RF 생성기 (142) 를 포함할 수도 있다. 다른 예들에서, 플라즈마는 유도적으로 또는 리모트로 생성될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (150) 은 하나 이상의 가스 소스들 (152-1, 152-2, …, 및 152-N) (집합적으로 가스 소스들 (152)) 을 포함하고, 여기서 N은 0보다 큰 정수이다. 가스 소스들 (152) 은 밸브들 (154-1, 154-2, …, 및 154-N) (집합적으로 밸브들 (154)) 및 MFC들 (156-1, 156-2, …, 및 156-N) (집합적으로 MFC들 (156)) 에 의해 매니폴드 (160) 에 연결된다. 2 차 밸브들이 MFC들 (156) 과 매니폴드 (160) 사이에 사용될 수도 있다. 단일 가스 전달 시스템 (150) 이 도시되지만, 2 개 이상의 가스 전달 시스템들이 사용될 수 있다.
온도 제어기 (163) 가 가열 플레이트 (132) 에 배치된 복수의 TCE들 (Thermal Control Elements) (164) 에 연결될 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 기판 지지부 (126) 및 기판 (128) 의 온도를 제어하기 위해 복수의 TCE들 (164) 을 제어하도록 사용될 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 채널들 (136) 을 통한 냉각제 플로우를 제어하도록 냉각제 어셈블리 (166) 와 연통할 수도 있다. 예를 들어, 냉각제 어셈블리 (166) 는 냉각제 펌프, 저장부 및/또는 하나 이상의 온도 센서들을 포함할 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 기판 지지부 (126) 를 냉각하기 위해 채널들 (136) 을 통해 냉각제를 선택적으로 흘리도록 냉각제 어셈블리 (166) 를 동작시킨다.
밸브 (170) 및 펌프 (172) 가 프로세싱 챔버 (122) 로부터 반응 물질들을 배기하도록 사용될 수도 있다. 시스템 제어기 (180) 가 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들을 제어하도록 사용될 수도 있다. 에지 링 (182) 이 플라즈마 프로세싱 동안 기판 (128) 의 방사상으로 외부에 배치될 수도 있다. 에지 링 높이 조정 시스템 (184) 은 이하에 더 기술될 바와 같이 기판 (128) 에 대해 에지 링 (182) 의 상단 표면의 높이를 조정하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 에지 링 (182) 은 또한 상승될 수 있고, 로봇 엔드 이펙터에 의해 제거될 수 있고, 그리고 진공을 파괴하지 않고 또 다른 에지 링으로 교체될 수 있다.
이제 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 일부 예들에서 기판 (128) 은 기판 지지부 (126) (또는 ESC) 의 상부 표면 (190) 상에 놓인다. 도 1b에서, 에지 링 (182) 은 중간 에지 링 (186) 및 하단 에지 링 (188) 상에 놓인다. 중간 에지 링 (186) 및 하단 에지 링 (188) 은 이동되지 않는다. 에지 링 (182) 은 에지 링 (182) 이 중간 에지 링 (186) 상에 놓이고 그리고 하단 에지 링 (188) 및 에지 링 (182) 이 마모되지 않을 때 상부 표면 (190) 위의 높이 h를 규정한다. 하나 이상의 개구부들 (192) 이 기판 지지부 (126), 중간 에지 링 (186) 및/또는 하단 에지 링 (188) 중 하나 이상에 규정될 수도 있어서, 이하에 더 기술될 바와 같이 높이 조정기로 하여금 에지 링 (182) 의 높이를 조정하게 한다.
도 1c에서, 에지 링 (182) 은 마모되고 두께는 높이 h' (h'<h) 로 감소된다. 높이 조정기는 에지 링 (182) 의 상단 표면과 상부 표면 (190) 사이의 높이 관계 h를 복원하도록 에지 링 (182) 을 상승시키도록 사용된다. 에지 링 (182) 이 충분히 마모되면, 에지 링 (182) 은 새로운 에지 링으로 교체될 수 있다.
도 2에서, 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템 (210) 의 예가 도시된다. 기판 프로세싱 시스템 (210) 은 에칭을 수행하기 위해 유도 결합 플라즈마를 사용한다. 기판 프로세싱 시스템 (210) 은 코일 구동 회로 (211) 를 포함한다. 펄싱 회로 (214) 가 RF 전력을 펄싱 온 및 펄싱 오프하거나 RF 전력의 진폭 또는 레벨을 가변시키도록 사용될 수도 있다. 튜닝 회로 (213) 는 하나 이상의 유도 코일들 (216) 에 직접 연결될 수도 있다. 튜닝 회로 (213) 는 RF 소스 (212) 의 출력을 목표된 주파수 및/또는 목표된 위상으로 튜닝하고, 코일들 (216) 의 임피던스를 매칭시키고 코일들 (216) 사이에 전력을 분할한다 (split). 일부 예들에서, 코일 구동 회로 (211) 는 RF 바이어스 제어와 함께 이하에 더 기술된 구동 회로들 중 하나로 교체된다.
일부 예들에서, 플레넘 (220) 이 고온 및/또는 저온 공기 플로우로 유전체 윈도우 (224) 의 온도를 제어하도록 코일들 (216) 과 유전체 윈도우 (224) 사이에 배치될 수도 있다. 유전체 윈도우 (224) 는 프로세싱 챔버 (228) 의 일 측면을 따라 배치된다. 프로세싱 챔버 (228) 는 기판 지지부 (또는 페데스탈) (232) 를 더 포함한다. 기판 지지부 (232) 는 정전 척 (electrostatic chuck; ESC), 또는 기계적 척 또는 다른 타입의 척을 포함할 수도 있다. 프로세스 가스가 프로세싱 챔버 (228) 로 공급되고, 플라즈마 (240) 가 프로세싱 챔버 (228) 내부에서 생성된다. 플라즈마 (240) 는 기판 (234) 의 노출된 표면을 에칭한다. 구동 회로 (252) (예컨대 이하에 기술된 것 중 하나) 는 동작 동안 기판 지지부 (232) 내의 전극에 RF 바이어스를 제공하도록 사용될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (256) 이 프로세싱 챔버 (228) 로 프로세스 가스 혼합물을 공급하도록 사용될 수도 있다. 가스 전달 시스템 (256) 은 프로세스 및 불활성 가스 소스들 (257), 밸브들 및 질량 유량 제어기들과 같은 가스 계량 시스템 (258), 및 매니폴드 (259) 를 포함할 수도 있다. 가스 전달 시스템 (260) 이 밸브 (261) 를 통해 플레넘 (220) 으로 가스 (262) 를 전달하도록 사용될 수도 있다. 가스는 코일들 (216) 및 유전체 윈도우 (224) 를 냉각하도록 사용되는 냉각 가스 (공기) 를 포함할 수도 있다. 히터/냉각기 (264) 가 기판 지지부 (232) 를 미리 결정된 온도로 가열/냉각하도록 사용될 수도 있다. 배기 시스템 (265) 이 퍼지 또는 배기에 의해 프로세싱 챔버 (228) 로부터 반응 물질들을 제거하기 위한 밸브 (266) 및 펌프 (267) 를 포함한다.
제어기 (254) 가 에칭 프로세스를 제어하도록 사용될 수도 있다. 제어기 (254) 는 시스템 파라미터들을 모니터링하고, 가스 혼합물의 전달, 플라즈마의 스트라이킹 (striking), 유지, 및 소화, 반응물질들의 제거, 냉각 가스의 공급, 등을 제어한다. 부가적으로, 이하에 상세히 기술된 바와 같이, 제어기 (254) 는 코일 구동 회로 (211) 및 구동 회로 (252) 의 다양한 양태들을 제어할 수도 있다. 에지 링 (282) 은 플라즈마 프로세싱 동안 기판 (234) 의 방사상 외부에 위치될 수도 있다. 높이 조정 시스템 (284) 은 에지 링 (282) 의 상단 표면의 높이를 조정하도록 사용될 수도 있다. 이에 더하여, 에지 링 (282) 은 마모될 때 선택 가능하게 제거될 수도 있고 진공을 파괴하지 않고 새로운 에지 링으로 교체될 수도 있다. 제어기 (254) 는 높이 조정 시스템 (284) 을 제어하도록 사용될 수도 있다.
프로세싱 동안, 플라즈마는 프로세싱 챔버 내에서 스트라이킹된다. 일부 예들에서, RF 바이어스는 기판 지지부로 출력된다. 저 바이어스 주파수들에서 플라즈마의 시스의 제어를 유지하기 위해, 상단 에지 링의 높이가 마모로 인해 조정될 때 기판 지지부로의 전달 컴포넌트들 (예컨대 상단 에지 링, 중간 에지 링 및 하단 에지 링) 의 커패시턴스 CD가 유지되어야 한다. 이어지는 예들에서, 에지 링들은 임베딩된 전극과 함께 전도성 재료 또는 유전체 재료로 이루어진다. 이하에 더 기술될 바와 같이, 용량성 커플링을 제공하는 영역들은 상단 에지 링이 이동될 때 용량성 커플링의 변화들을 최소화하도록 설계된다.
이제 도 3a를 참조하면, 기판 지지부를 위한 에지 링 시스템은 상단 에지 링 (310), 중간 에지 링 (314) 및 하단 에지 링 (316) 을 포함한다. 상단 에지 링 (310) 은 뒤집힌 "U" 형상을 갖고, 방사상 내측인 레그 (332), 및 방사상 외측인 레그 (334) 에 연결된 환형 바디 (330) 를 포함한다. 중간 에지 링 (314) 은 "U" 형상을 갖고, 방사상 내측인 레그 (342), 및 방사상 외측인 레그 (344) 에 연결된 환형 바디 (340) 를 포함한다. 상단 에지 링 (310) 의 방사상으로 내측인 레그 (332) 는 중간 에지 링 (314) 의 방사상 내측인 레그 (342) 와 방사상으로 외측인 레그 (344) 사이에 위치된다.
하단 에지 링 (316) 은 방사상 외측 부분 (350), 중간 부분 (352) 및 방사상 내측 부분 (354) 을 포함한다. 환형 리세스된 부분 (360) 이 방사상 외측 부분 (350) 과 중간 부분 (352) 사이의 하단 에지 링 (316) 의 상부 및 방사상 내측 표면 상에 배치된다. 환형 리세스된 부분 (364) 은 방사상 내측 부분 (354) 과 중간 부분 (352) 사이의 하단 에지 링 (316) 의 상부 및 방사상 내측 표면 상에 배치된다. 하단 에지 링 (316) 은 상단 에지 링 (310) 을 상승 및 하강시키도록 사용되는 리프트 핀 (372) 을 수용하도록 구성된 연장된 (elongate) 수직 보어 (374) 를 포함한다. 유사하게, 베이스 플레이트 (130) 는 리프트 핀 (372) 을 수용하도록 구성되고 연장된 수직 보어 (370) 와 정렬되는 연장된 수직 보어 (376) 를 포함할 수도 있다. 단일 리프트 핀이 도시되지만, N이 2보다 큰 정수인 N 개의 리프트 핀들이 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, N 개의 리프트 핀들은 360 °/N과 같은 각도만큼 이격된다.
동작 동안, 플라즈마 (380) 가 생성된다. 시스 (390) 는 플라즈마 (380) 와 전달 컴포넌트들 (392) (상단 에지 링 (310), 중간 에지 링 (314) 및/또는 하단 에지 링 (316) 을 포함함) 사이에 형성된다.
이제 도 3b를 참조하면, 플라즈마, 시스 및 전달 컴포넌트들 (392) 의 전기적 모델이 도시된다. 시스 (390) 는 시스 커패시턴스 CS를 갖고 전달 컴포넌트들 (392) 은 전달 커패시턴스 CD를 갖는다. 전달 컴포넌트들 (392) 의 커패시턴스가 컴포넌트 마모 또는 에지 링의 높이의 조정에 응답하여 가변한다면, 프로세스는 덜 균일할 것이고 성능 변동들 및/또는 결함들이 발생할 수도 있다.
이제 도 4를 참조하면, 전달 컴포넌트들의 커패시턴스를 가변하도록 다양한 파라미터들이 조정될 수 있다. 도 4에서, 상단 에지 링 (420) 은 뒤집힌 "U" 형상을 갖고, 환형 바디 (424) 에 의해 방사상 외측인 레그 (426) 에 연결된 방사상 내측인 레그 (422) 를 포함한다. 중간 에지 링 (430) 은 "U"-형상을 갖고 환형 바디 (436) 에 의해 방사상 내측 레그 (438) 에 연결된 방사상 외측 레그 (432) 를 포함한다. 상단 에지 링 (420) 의 방사상 내측 레그 (422) 는 중간 에지 링 (430) 의 방사상 내측 레그 (438) 와 방사상 외측 레그 (432) 사이에 배치된다. 베이스 플레이트 (130) 의 정전 전극들 (410) 및 RF 전극들 (412) 이 도시된다.
하단 에지 링 (440) 은 중간 부분 (444), 하단 에지 링 (440) 의 방사상 외측 에지에 인접한 중간 부분 (444) 으로부터 상향으로 돌출하는 상부 부분 (446) 및 하단 에지 링 (440) 의 방사상 외측 에지에 인접한 중간 부분 (444) 으로부터 하향으로 돌출하는 하부 부분 (448) 을 포함한다. 하단 에지 링 (440) 은 상부, 방사상 내측 표면 상에 상향 돌출부 (452) 를 갖는 방사상 내측 부분 (450) 을 포함한다. 베이스 플레이트 (130) 는 하단 에지 링 (440) 의 방사상 내측 부분 (450) 을 수용하는 단차진 부분 (456) 을 포함한다. 하단 에지 링 (440) 및 베이스 플레이트 (130) 의 캐비티들 (462 및 464) 각각은 리프트 핀 (470) 을 상호 (reciprocally) 수용한다.
일부 예들에서, 상단 에지 링 (420) 및 중간 에지 링 (430) 은 전도성 재료로 이루어지고 하단 에지 링 (440) 은 유전체와 같은 비전도성 재료로 이루어진다. 일부 예들에서, 리프트 핀 (470) 은 유전체와 같은 전도성 또는 비전도성 재료로 이루어진다.
이제 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 2 개의 전도성 표면들 사이의 커플링 커패시턴스는 대면하는 표면들 사이의 갭이 증가함에 따라 상당히 감소한다. 에지 링이 상승됨에 따라, A 영역들의 대면 표면들은 일반적으로 동일한 갭 DA를 유지한다. 대조적으로, B 영역들에서 대면하는 표면들의 갭 DB는 에지 링이 상승됨에 따라 비례하여 증가한다. 대면하는 전도성 표면들의 커플링 커패시턴스는 A 영역 및 B 영역 모두에 의해 영향을 받을 것이다. A 영역들은 에지 링이 이동됨에 따라 안정한 커플링 커패시턴스를 가질 것이고, B 영역들은 에지 링이 이동됨에 따라 감소하는 커플링 커패시턴스를 가질 것이다.
본 개시에 따라, B 영역들에서 커플링 커패시턴스는 변화하기 때문에 커플링 커패시턴스가 최소화되는 동안 A 영역들에서 상대적으로 일정하기 때문에 최대화된다. 일부 예들에서, A 영역들에 대한 갭 DA는 최소 값으로 설정되고 B 영역들에 대한 갭 DB는 k*DA로 설정되고, 여기서 k는 2 이상의 수이다. 일부 예들에서, k는 3과 같다. 일부 예들에서, 갭들은 커플링이 목표되는 영역들에 대해 0.006" 또는 6 mils 이하의 갭으로 설정되고, 커플링이 목표되지 않은 영역들에 대해 0.012" 또는 12 mils 이상이다. 일부 예들에서, 갭들은 커플링이 목표되는 영역들에 대해 0.006" 또는 6 mils 이하의 갭으로 설정되고, 커플링이 목표되지 않은 영역들에 대해 0.018" 또는 18 mils 이상이다.
도 5a 및 도 5b에서, 에지 링 바디들의 대면 표면들이 이동 동안 도시된다. A 영역들에서, 에지 링들의 대면 표면들은 그들 사이의 갭 DA를 상당히 변화시키지 않고 서로 인접하게 슬라이딩한다. B 영역들에서, 에지 링들의 대면하는 표면들은 이격되어 슬라이딩하고 이들 사이의 갭 DB를 증가시킨다.
일부 예들에서, 갭 DA는 A 영역들에서 대면하는 표면들 사이의 최소 갭 (dmin) 에 기초하여 설정된다. 최소 갭 dmin은 주어진 프로세스 온도 범위에 대한 전달 컴포넌트들의 허용 오차 및/또는 열 팽창에 기초하여 결정된다. 갭 DA는 커패시턴스가 일정해야 하는 A 영역들에서 최소 갭 dmin과 동일하게 설정된다. (대면하는 표면들 사이의 갭이 증가하기 때문에) 커패시턴스가 최소화되는 다른 영역들에서, 갭 DB는 k*dmin 이상으로 설정된다 (여기서 k는 2 이상의 수이다). 다른 예들에서, k는 3 이상이다. 그 결과, A 영역들로 인한 커패시턴스가 전달 커패시턴스에 지배적인 한편, B 영역들로 인한 커패시턴스는 전달 커패시턴스에 상당히 감소된 영향을 갖는다.
이제 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 에지 링 (610) 은 "U"-형상을 갖고 환형 바디 (614) 에 의해 외측 레그 (616) 에 연결된 내측 레그 (612) 를 포함한다. 리세스된 부분 (618) 은 내측 레그 (612) 와 외측 레그 (616) 사이에 위치된다. 상단 에지 링 (620) 은 뒤집힌 "U"-형상을 갖고 환형 바디 (624) 에 의해 외측 레그 (626) 에 연결되는 내측 레그 (622) 를 포함한다.
에지 링 (630) 은 중간 부분 (634) 에 의해 방사상으로 외측으로 돌출하는 부분 (636) 에 연결된 방사상으로 내측으로 돌출하는 상부 부분 (632) 을 포함한다. 일부 예들에서, 에지 링 (630) 은 "Z"-형상 단면을 갖는다. 돌출 표면 (638) 은 중간 부분 (634) 의 중간 영역으로부터 (에지 링 (640) 의 대면 표면 (639) 을 향하여) 에지 링 (630) 의 하부 에지로 방사상 내측으로 연장한다.
에지 링 (640) 은 에지 링 (630) 으로부터 방사상 내측으로 그리고 에지 링 (630) 의 상부 부분 (632) 아래에 위치된다. 에지 링 (640) 은 일반적으로 직사각형 단면을 갖는 바디 (642), 상부 부분 (644), 하부 부분 (646) 및 에지 링 (640) 의 하부, 방사상 내측 표면으로부터 하향으로 돌출하는 돌출 부분 (648) 을 포함한다. 외측 에지 링 (650) 은 바디 (652), 바디 (652) 의 상부 표면에 방사상 내측으로 인접하게 방사상 내측으로 돌출하는 부분 (654) 및 외측 에지 링 (650) 의 방사상 외측 표면으로부터 하향으로 돌출하는 하향 돌출 부분 (656) 을 포함한다. 환형 리세스들 (658 및 659) 은 각각 방사상 외측으로 돌출하는 부분 (636) 및 베이스 플레이트 (130) 에 대한 간극 (clearance) 을 제공한다.
환형 시일 (660) 은 가열 층 (132) 과 베이스 플레이트 (130) 사이에 배치된 본딩 및/또는 내열 층 (134) 을 보호하기 위해 베이스 플레이트 (130), 가열 층 (132) 및 에지 링 (640) 사이에 규정된 환형 슬롯 (661) 내에 배치된다. 리프트 핀 (662) 은 베이스 플레이트 (130) 내의 수직 보어 (666) 내에 배치된 가이드 슬리브 (664) 를 통과한다.
상단 에지 링 (620) 은 에지 링 (630) 상에 놓인다. 상단 에지 링 (620) 의 내측 레그 (622) 는 에지 링 (610) 의 내측 레그 (612) 와 에지 링 (630) 의 방사상 내측으로 돌출하는 상부 부분 (632) 사이에 위치된다. 에지 링 (610) 은 가열 층 (132) 의 단차진 표면 상에 놓인다. 에지 링 (640) 은 가열 층 (132) 및 에지 링 (610) 의 방사상 외부에 놓인다. 외부 에지 링 (650) 의 바디 (652) 는 에지 링 (630) 의 방사상 외부에 놓인다. 외측 에지 링 (650) 의 내측으로 돌출하는 부분 (654) 은 상단 에지 링 (620) 의 외측 레그 (626) 와 에지 링 (630) 의 방사상 외측으로 돌출하는 부분 (636) 사이에 배치된다. 수직 갭 (690) 이 에지 링 (630) 과 에지 링 (610) 사이에 규정된다. 수평 갭 (691) 이 에지 링들 (630 및 640) 의 상부 부분들 사이에 규정된다. 수직 갭은 에지 링 (630) 과 외측 에지 링 (650) 사이에 규정된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 상단 에지 링 (620) 이 마모됨에 따라, 리프트 핀 (662) 은 플라즈마 및/또는 다른 프로세스 가스 혼합물들에 대한 노출로 인한 마모에 대해 상단 에지 링 (620) 을 보상하도록 에지 링 (630) 을 상향으로 바이어스하도록 상향으로 이동한다. 알 수 있는 바와 같이, 돌출부 (638) 는 에지 링 (640) 의 갭 (DA) 내에 배치된다. 유사하게, 에지 링 (630) 의 상단 표면은 환형 바디의 하단 표면의 갭 (DA) 내에 배치된다. 에지 링들 (630 및 640) 의 하부 부분들 사이의 최소 갭은 일관된 용량성 커플링을 위해 유지된다. 증가하는 다른 갭들은 보다 큰 갭 (최소 갭의 2 배 이상) 에서 시작하여 용량성 커플링에 미치는 영향을 감소시킨다. 감소하는 갭들이 시작되고 용량성 커플링에 대한 영향을 감소시키기 위해 최소 갭보다 2 배 크게 유지된다.
이제 도 6c를 참조하면, 에지 링 (630) 의 예시적인 변형들이 도시된다. 에지 링 (630') 의 상부 부분 (632) 은 에지 링 (610) 의 외측 레그 (616) 의 상부 표면에 인접하게 그리고 에지 링 (640) 의 상부 부분 (644) 의 상부 표면에 인접하게 하향으로 연장한다. 에지 링 (630) 의 내측 표면 (637) 은 에지 링 (630) 의 방사상 외측 표면 (641) 에 평행하게 (그리고 미리 결정된 고정된 거리 내에서) 연장한다. 일부 예들에서, 베이스 높이 (예를 들어, 상단 에지 링의 상단 표면 대 가열 층 (132) 의 상단 표면) 는 1 ㎜ 내지 6 ㎜의 범위이다. 일부 예들에서, 베이스 높이는 4 ㎜이다. 일부 예들에서, 에지 링 (630') 의 상부 부분 (632) 의 하단 표면 사이의 갭은 0.1 ㎜ 내지 1 ㎜의 범위이다. 일부 예들에서, 에지 링 (630') 의 상부 부분 (632) 의 하단 표면 사이의 갭은 0.1 ㎜ 또는 0.5 ㎜의 범위이다. 증가하는 갭들은 이들 사이의 커플링을 감소시키고 그 반대도 가능하다.
일부 예들에서, 상단 에지 링 (620) 은 석영으로 이루어지고, 에지 링 (630') 은 실리콘 또는 실리콘 카바이드로 이루어지고, 에지 링 (610) 은 석영으로 이루어지고, 에지 링 (640) 은 실리콘 또는 실리콘 카바이드로 이루어지지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다.
이제 도 6d를 참조하면, 에지 링 (630") 및 상단 에지 링 (620') 의 다른 변형들이 도시된다. 에지 링 (630') 의 상부 부분 (632) 은 상기 도시된 에지 링들 (630 및 630') 에 대해 방사상으로 내측으로 보다 적게 연장한다. 상단 에지 링 (620') 의 내측 레그 (622) 는 방사상 방향으로 보다 넓다 (그리고 방사상으로 외측으로 더 연장한다).
일부 예들에서, 상단 에지 링 (620) 은 석영으로 이루어지고, 에지 링 (630") 은 실리콘 또는 실리콘 카바이드로 이루어지고, 에지 링 (610) 은 석영으로 이루어지고, 에지 링 (640) 은 실리콘 또는 실리콘 카바이드로 이루어지지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다.
이제 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상단 에지 링 (710) 은 직사각형 단면을 갖는다. 중간 에지 링 (720) 은 "L"-형상이고 방사상으로 외측으로 돌출하는 레그 (726) 에 연결된 수직 레그 (722) 를 포함한다. 하단 에지 링 (740) 은 환형 바디 (744), 상향 돌출 부분 (742), 하향 돌출 부분 (749), 및 내측 돌출 부분 (745) 을 포함한다.
수직 보어 (746) 는 리프트 핀 (754) 이 상호 통과하고 상단 에지 링 (710) 을 이동하게 하도록 내측으로 돌출된 부분 (745) 을 통과한다. 내측으로 돌출하는 부분 (745) 은 외측으로 돌출하는 레그 (726) 를 수용하도록 환형 리세스를 규정하도록 핀 (754) 에 인접하게 위치된 상향 돌출 부분 (747) 을 포함한다. 내측 돌출 부분 (745) 은 또한 하단 에지 링 (740) 의 방사상 내측 표면 근방에 위치된 하향 돌출 부분 (748) 을 포함한다. 가이드 슬리브 (750) 는 하향 돌출부 (748) 에 의해 규정된 환형 리세스 내에 위치된다.
일부 예들에서, 상단 에지 링 (710) 및 리프트 핀 (754) 은 전도성 재료로 이루어진다. 중간 에지 링 (720) 및 하단 에지 링 (740) 은 비전도성이고 유전체 재료로 이루어진다. 용량성 커플링은 도 7b에서 상단 에지 링 (710) 이 상승될 때, 전도성이고 상단 에지 링 (710) 과 콘택트하는 리프트 핀 (754) 을 통해 유지된다.
이제 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 상단 에지 링 (810) 은 뒤집힌 "U"-형상을 갖고 내측 레그 (814) 및 외측 레그 (816) 에 연결된 환형 바디 (812) 를 포함한다. 외측 에지 링 (820) 은 중간 부분 (822), 하부 부분 (824) 및 상부 부분 (828) 을 포함한다. 중간 부분 (822) 은 상부 에지 링 (810) 이 하강될 때 상단 에지 링 (810) 의 외측 레그 (816) 를 수용하기 위한 환형 리세스 (826) 또는 단차부를 형성하도록 상부 부분 (828) 아래 방사상 내측으로 돌출한다. 하부 부분 (824) 은 단차부 (829) 를 형성하도록 베이스 플레이트 (130) 를 향해 방사상 내측으로 돌출한다.
에지 링 (840) 은 외측 에지 링 (820) 과 베이스 플레이트 (130) 사이의 상단 에지 링 (810) 아래에 위치된다. 에지 링 (840) 은 중간 부분 (842), 상부 부분 (843) 및 하부 부분 (844) 을 포함한다. 에지 링 (840) 은 중간 부분 (842) 과 상부 부분 (843) 사이에 환형 리세스 (846) 또는 단차부를 형성하도록 방사상 내측으로 연장한다. 에지 링 (840) 은 중간 부분 (842) 과 하부 부분 (844) 사이에 환형 리세스 (848) 또는 단차부를 형성하도록 방사상 내측으로 연장한다. 에지 링 (840) 은 베이스 플레이트 (130) 의 대면 표면의 갭 (DA) 내에 위치되는 하부 표면 (849) 을 포함한다. 베이스 플레이트 (130) 와 대면하고 (도 8b에 도시된 바와 같이) 운동에 따라 가변하는 에지 링 (840) 의 다른 표면들은 베이스 플레이트 (130) 의 대면 표면의 갭 DB으로 위치된다.
에지 링 (850) 은 일반적으로 직사각형 단면을 갖는 바디 부분 (852) 을 포함한다. 환형 리세스 또는 단차부 (854) 는 바디 부분 (852) 의 상부 및 방사상 외측 부분에 위치된다. 상단 에지 링 (810) 의 내측 레그는 환형 리세스들 (846 및 854) 내에 위치된다.
일부 예들에서, 상단 에지 링 (810) 은 전도성 또는 유전체 재료로 이루어지고, 에지 링 (850) 및 외측 에지 링 (820) 은 유전체 재료로 이루어지고, 에지 링 (840) 은 전도성 재료로 이루어진다. 리프트 핀 (870) 이 에지 링 (820) 내의 수직 보어를 통과하는 것으로 도시되지만, 베이스 플레이트 (130) 는 방사상으로 외측으로 더 연장할 수 있고 리프트 핀은 에지 링 (820) 대신 베이스 플레이트 (130) 를 통과할 수 있다. 일부 예들에서, 하부 부분 (844) 및 중간 부분 (842) 의 방사상 내측으로 대면하는 표면들은 베이스 플레이트 (130) 의 방사상으로 외측으로 대면하는 표면에 평행하다.
베이스 플레이트 (130) 에 매우 근접하게 (그리고 대면하는) 에지 링 (840) 의 하부 부분 (844) 의 제 1 표면적은 상단 에지 링 (810) 및 에지 링 (840) 이 상승되고 하강될 때 동일하게 유지된다. 베이스 플레이트 (130) 로부터 더 멀리 위치된 에지 링 (840) 의 중간 부분 (842) 의 제 2 표면적은 (에지 링 (850) 이 그 사이에 위치되기 때문에) 에지 링이 상승됨에 따라 감소한다.
이제 도 8c를 참조하면, 에지 링 (870) 은 일반적으로 직사각형 단면, 상부 부분 (872) 및 하부 부분 (874) 을 갖는다. 환형 시일 (876) 이 가열 플레이트 (132) 아래의 본딩 및/또는 내열 층 (134) 의 방사상 외부 베이스 플레이트 (130) 의 상부 표면 둘레에 배치된다. 에지 링 (880) 은 "L"-형상 단면을 갖고 에지 링 (870) 과 가열 플레이트 (132) 사이에 위치된다. 환형 리세스 (882) 또는 단차부는 에지 링 (880) 의 상부, 방사상으로 내측 표면 상에 배치된다.
상단 에지 링 (884) 은 뒤집힌 "U" 형상을 갖고, 환형 바디 (885), 방사상으로 내측인 레그 (886), 및 방사상으로 외측인 레그 (888) 를 포함한다. 외부 에지 링 (892) 은 일반적으로 직사각형 단면을 갖고 에지 링들 (870 및 884) 의 방사상 외부에 배치된다. 외측 에지 링 (892) 은 일반적으로 방사상 외측 레그 (888) 를 수용하기 위한 직사각형 단면, 방사상 내측 및 상부 환형 리세스 (894) 또는 단차부, 및 방사상 내측 및 하부 환형 리세스 (896) 또는 베이스 플레이트 (130) 의 하부, 방사상 외측 부분을 수용하는 단차부를 갖는다.
이제 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상단 에지 링 (910) 은 뒤집힌 "U"-형상을 갖고 환형 바디 (912), 내측 레그 (914) 및 외측 레그 (916) 를 포함한다. 일부 예들에서, 외측 레그 (916) 는 내측 레그 (914) 보다 방사상 방향으로 P 배 보다 두껍고, 여기서 P는 2 이상 5 이하이다. 에지 링 (920) 은 일반적으로 "L"-형상이고 상향으로 지향된 레그 (922) 및 방사상으로-내측으로 지향된 레그 (924) 를 포함한다. 에지 링 (930) 은 일반적으로 "L"-형상이고 상향으로 지향된 레그 (932) 및 에지 링 (920) 의 방사상-내측으로 지향된 레그 (924) 의 방사상 내측 부분에 인접하게 놓인 방사상 외측으로 부분을 갖는 방사상 외측으로 지향된 레그 (934) 를 포함한다.
하단 에지 링 (940) 은 중간 부분 (942) 을 포함한다. 상향으로 지향된 부분 (944) 은 하단 에지 링 (940) 의 방사상-외측, 상부 표면으로부터 연장한다. 하향으로 지향된 부분 (948) 은 하단 에지 링 (940) 의 방사상-외측 하부 표면으로부터 연장한다. 하단 에지 링의 방사상 내측 부분 (946) 은 상단 에지 링 (910) 의 외측 레그 (916) 및 에지 링 (920) 의 일부 아래에서 방사상 내측으로 연장한다. 상향으로 지향된 돌출부 (949) 는 방사상으로 내측 부분 (946) 의 방사상으로 내측 표면으로부터 미리 결정된 거리만큼 상향으로 연장한다.
일부 예들에서, 에지 링 (920) 및 상단 에지 링 (910) 은 전도성 재료로 이루어진다. 일부 예들에서, 에지 링들 (930 및 940) 은 유전체 재료로 이루어진다.
상단 에지 링 (910) 의 외측 레그 (916) 는 상단 에지 링이 완전히 하강될 때 에지 링 (920) 의 최하단 표면보다 낮게 미리 결정된 거리로 연장한다. 그 결과, 상단 에지 링들 (910) 및 에지 링 (920) 의 대면 표면들은 상단 에지 링 (910) 이 리프팅될 때 상대적으로 동일하게 유지된다. 일부 예들에서, 미리 결정된 거리는 마모로 인한 상단 에지 링 (910) 의 높이의 최대 증가 이상이다.
이제 도 9c를 참조하면, 상단 에지 링 (950) 은 뒤집힌 "U"-형상을 갖고 환형 바디 (954), 방사상 내측 레그 (952) 및 방사상 외측 레그 (956) 를 포함한다. 일부 예들에서, 방사상 외측 레그 (956) 는 방사상 내측 레그 (952) 보다 방사상 방향으로 P 배 보다 두껍다. 상단 에지 링 (950) 은 방사상 외측 레그 (956) 의 하향으로 대면하는 표면 상에 위치된 방사상 리세스 (957) 를 포함한다. 추가적인 방사상 리세스들 (957) 이 리프트 핀들 각각에 제공된다. 일부 예들에서, 3 개의 리프트 핀들이 에지 링 둘레에 배치되고 120 ° 간격으로 이격된다. 방사상 리세스 (957) 는 하향으로 그리고 방사상 외측으로 예각으로 기울어지는 기울어진 하부 표면 (958) 을 포함한다. 방사상 리세스 (957) 및 기울어진 하부 표면 (958) 은 리프트 핀에 의해 바이어스되고 베이스 플레이트 (130) 및 기판 (128) 에 대해 상단 에지 링 (950) 을 센터링하는 것을 돕는다.
도 9ca 및 도 9cb에서, 방사상 리세스의 부가적인 도면들이 도시된다. 도 9ca에서, 에지 링의 일부의 저면도가 도시된다. 도 9cb에서, 도 9ca의 9C2-9C2를 따라 취해진 단면도이 도시된다. 일부 예들에서, 표면들 (990 및 992) 은 반경을 갖는다. 일부 예들에서, 각도 Θ는 75 ° 내지 105 °의 범위 (예를 들어, 90 °) 이다.
상단 에지 링 (960) 은 일반적으로 "U" 형상이고, 환형 바디 (966), 방사상 내측인 레그 (962), 및 방사상 외측인 레그 (964) 를 포함한다. 상단 에지 링 (950) 의 방사상으로 내측인 레그 (952) 는 에지 링 (960) 의 방사상 내측인 레그 (962) 와 방사상으로 외측인 레그 (964) 사이에 위치된다.
에지 링 (970) 은 방사상으로 내측 및 상부 표면 상에 위치된 환형 리세스 (974) 를 포함한다. 에지 링 (970) 의 방사상 내측 부분 (972) 은 베이스 플레이트 (130) 및 가열 플레이트 (132) 에 인접하게 배치된다. 리프트 핀은 에지 링 (970) 의 방사상 내측 부분 (972) 의 수직 보어를 통과한다. 에지 링 (970) 의 방사상 내측 부분 (972) 은 에지 링 (960) 의 방사상 외측 레그 (964) 의 하부 부분에 대한 간극 및/또는 지지를 제공하도록 방사상 내측 및 상부 표면 상에 환형 리세스 (973) 를 포함한다. 에지 링 (970) 의 방사상 내측 부분 (972) 은 하부 및 방사상 내측 표면으로부터 하향으로 연장하는 돌출부 (975) 를 더 포함한다.
일부 예들에서, 베이스 플레이트 (130) 는 베이스 플레이트 (130) 의 단차진, 또는 하부, 방사상 외측 표면을 따르는 컨포밍 시일 (conforming seal) (971) 을 포함한다. 일부 예들에서, 컨포밍 시일 (971) 은 세라믹과 같은 재료로 이루어지고 아크 (arcing) 를 감소시킨다. 에지 링 (970) 의 하부 표면은 리프트 핀을 수용하기 위한 제 1 환형 리세스 (976) 또는 단차부 및 베이스 플레이트 (130) 를 수용하기 위한 제 2 환형 리세스 (978) 를 포함한다.
일부 예들에서, 베이스 높이는 3.5 ㎜이다. 일부 예들에서, 에지 링들 (950 및 980) 은 실리콘 또는 실리콘 카바이드와 같은 전도성 재료로 이루어지지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다. 다른 예들에서, 에지 링들 (970 및 986) 은 석영으로 이루어지지만 다른 재료들이 사용될 수 있다.
이제 도 9d를 참조하면, 도 9c의 에지 링 시스템의 변형 예이다. 에지 링 (980) 은 상단 에지 링 (950) 아래에 위치된다. 에지 링 (980) 은 일반적으로 "L"-형상이고 방사상-내측으로 돌출하는 레그 (984) 및 수직 레그 (982) 를 포함한다. 중간 레그 (982) 는 상단 에지 링 (950) 의 방사상으로 내측인 레그 (952) 와 방사상으로 외측인 레그 (956) 사이에 위치된다. 에지 링 (986) 은 기판 (128) 아래 그리고 가열 플레이트 (132) 의 방사상으로 외부에 위치된다. 에지 링 (986) 은 일반적으로 방사상-내측으로 돌출하는 레그 (984) 를 수용하도록 하부 및 외측 표면 상에 위치된 환형 리세스 (988) 또는 단차부를 갖는 직사각형 형상이다.
일부 예들에서, 베이스 높이 (예를 들어, 상단 에지 링 (950) 의 상단 표면 대 베이스 플레이트 (130) 의 상단 표면) 는 3.5 ㎜이다. 일부 예들에서, 에지 링들 (950, 980, 986, 및 970) 은 각각 석영, 실리콘 카바이드, 실리콘 (또는 실리콘 카바이드) 및 석영으로 이루어지지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다.
이제 도 9e를 참조하면, 에지 링 시스템의 다른 예시적인 변형들이 도시된다. 도 9e에서, 상단 에지 링 (950') 의 방사상 외측 레그 (956) 는 방사상 외측으로 보다 적게 연장하고 에지 링 (990) 에 의해 덮힌다. 에지 링 (990) 은 "L"-형상 단면을 갖고 방사상-내측으로 돌출하는 레그 (992) 및 방사상-내측으로 돌출하는 레그 (992) 의 방사상 외측 부분에 연결된 하향으로 돌출하는 레그 (994) 를 포함한다. 일부 예들에서, 도 9d의 상단 에지 링 (950) 은 기판 포트를 통해 프로세싱 챔버 내로 피팅하기에는 너무 클 수도 있다. 도 9e에 950' 및 990으로 도시된 바와 같이 상단 에지 링 (950) 을 2 개의 부분들로 분할하는 것은 에지 링 (990) 이 기판 포트를 통해 제거되고 (진공 이송 모듈이 사용된다면 진공을 파괴하지 않고) 교체되게 한다. 일부 상황들에서, 도 9d의 에지 링 (950) 은 로봇 암에 의해 이동되기에는 너무 두껍고 그리고/또는 너무 무거울 수도 있다. 에지 링 (950") 과 조합하여 보다 얇고 보다 가벼운 상단 에지 링 (990) 을 사용함으로써, 에지 링 (990) 이 보다 덜 두껍고 보다 가벼워서 에지 링 (990) 이 마모될 때 에지 링 (990) 이 제거될 수 있다.
일부 예들에서, 베이스 높이 (예를 들어, 상단 에지 링 (950) 의 상단 표면 대 베이스 플레이트 (130) 의 상단 표면) 는 3.5 ㎜이다. 일부 예들에서, 에지 링들 (990, 950, 및 980) 은 실리콘 카바이드로 이루어지고, 에지 링 (986) 은 실리콘으로 이루어지고 에지 링 (970) 은 석영으로 이루어지지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다.
이제 도 9f를 참조하면, 에지 링 (950") 은 보다 엄격한 공차를 갖는 도 9c의 상단 에지 링 (950) 과 유사하다. 일부 예들에서, 에지 링들 사이의 갭들은 0.01 ㎜보다 크고 0.5 ㎜, 0.25 ㎜, 0.2 ㎜, 또는 0.1 ㎜ 이하이다. 다른 예들에서, 상단 에지 링과 기판 사이의 갭은 100 ㎛보다 크고 500 ㎛, 400 ㎛, 또는 350 ㎛보다 작다. 일부 예들에서, 베이스 높이 (예를 들어, 상단 에지 링 (950') 의 상단 표면 대 베이스 플레이트 (130) 의 상단 표면) 는 5.5 ㎜이다. 일부 예들에서, 에지 링들 (950', 980, 및 970) 은 석영으로 이루어지지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다.
이제 도 9g를 참조하면, 외측 에지 링 (995) 은 이의 상단 표면 상의 환형 리세스 (974) 또는 단차부 및 환형 리세스 (974) 에 인접한 외측 에지 링 (995) 으로부터 방사상 내측으로 연장하는 돌출부 (996) 를 규정한다. 에지 링 (997) 은 일반적으로 직사각형 단면을 갖고 돌출부 (996) 를 수용하도록 방사상 외측 및 상부 표면 상에 위치된 환형 리세스 (998) 또는 단차부를 포함한다. 에지 링 (997) 은 가열 플레이트 (132) 의 방사상 외측 표면에 인접한 에지 링 (997) 의 상부, 방사상 내측 표면으로부터 상향으로 연장하는 돌출부 (999) 를 포함한다. 일부 예들에서, 에지 링들 (950") 은 실리콘 (또는 석영, 또는 실리콘 카바이드) 로 이루어지고, 에지 링 (980) 은 실리콘 또는 실리콘 카바이드로 이루어지고, 에지 링 (997) 은 세라믹, 알루미늄 또는 석영으로 이루어지고, 에지는 링 (970) 은 석영으로 이루어지지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다. 에지 링 (970) 의 돌출부 (996) 및 에지 링 (997) 의 환형 리세스 (998) 는 플라즈마 아크를 감소시키기 위해 구불 구불한 경로를 규정한다.
이제 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 전도성 에지 링의 커패시턴스에 의존하는 대신, 에지 링들은 유전체 재료로 이루어질 수 있고 외부 커넥터 없이 임베딩된 전도체들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 10a 및 도 10b에서, 도 9a 및 도 9b의 에지 링 (920) 은 유전체 재료로 이루어질 수 있고 금속으로 이루어진 임베딩된 전도체들 (1008) 을 포함할 수 있다. 상단 에지 링 (910) 은 전도성 재료로 이루어진다.
임베딩된 전도체들 (1008) 은 수직 전도성 부분들 (1010) 및 수평 전도성 부분들 (1020) 을 포함한다. 임베딩된 전도체들 (1008) 은 도 10b에 도시된 바와 같이 상단 에지 링 (910) 이 마모로 인해 상승될 때 상대적으로 일정한 커패시턴스를 제공하도록 배치된다. 도 10a 및 도 10b의 예에서, 이 수평 전도성 부분 (1020) 은 가열 플레이트 (132) 에 커플링을 제공한다. 상단 에지 링 (910) 이 마모로 인해 상향으로 이동될 때, 수평 전도성 부분 (1020) 은 가열 플레이트 (132) 에 대한 커플링을 유지한다. 그 결과, 전달 컴포넌트들의 커패시턴스는 거의 동일하게 유지된다.
이제 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 에지 링 (840) 은 (상기 도 8a 및 도 8b에서와 같이 전도성 재료 대신) 유전체 재료로 이루어지고 외부 연결 없이 임베딩된 전도체 (1108) 를 포함한다. 상단 에지 링 (810) 은 전도성 재료 또는 유전체 재료로 이루어진다. 임베딩된 전도체 (1108) 는 상단 에지 링 (810) 의 하부 표면에 가깝고 평행하게 배치된 상부 수평 전도체 (1110) 를 포함한다. 상부 수평 전도체 (1110) 는 중간 에지 링 (840) 의 중간 근방에서 연장하는 수직 전도체 (1112) 에 연결된다. 수직 전도체 (1112) 는 방사상 내측으로 연장하는 수평 전도체 (1120) 에 연결되고 수직 전도체 (1122) 에 연결된다. 수직 전도체 (1122) 는 하부 부분 근방에서 에지 링 (840) 의 방사상으로 내측 표면 근방에 배치되고 이를 따라 연장한다.
도 11b에서, 에지 링 (840) 이 상단 에지 링 (810) 의 마모를 보상하도록 상승될 때, 수직 전도체 (1110) 와 상단 에지 링 (810) 사이의 커플링은 상대적으로 일정하게 (그리고 DA 이하) 유지된다. 유사하게, 수직 전도체 (1122) 와 베이스 플레이트 (130) 의 전도성 대면 표면 사이의 커플링은 상대적으로 일정하게 (그리고 DA 이하로) 유지된다. 다른 위치들에서, 임베딩된 전도체는 DB보다 크거나 같은 갭 거리를 갖는다.
이제 도 11c 내지 도 11e를 참조하면, 에지 링 (840) 의 아치형 부분이 도시된다. 에지 링 (840) 은 스택되고 소결되는 복수의 세라믹 그린 시트들로 이루어질 수 있다. 소결 전에, 수직 전도체들 또는 비아들은 인접한 세라믹 그린 시트들에 홀들을 절단하고 홀들을 전도성 페이스트와 같은 전도성 재료로 충진함으로써 생성된다. 일부 예들에서, 텅스텐 페이스트가 사용된다. 수평 전도체들은 전도성 재료를 사용하여 세라믹 그린 시트들 상에 트레이스들 또는 전도성 평면들을 인쇄함으로써 형성된다. 일부 예들에서, 수평 전도체들은 그들 사이에 연결들을 제공하도록 수직 전도체들과 중첩하고 콘택트하도록 인쇄된다.
도 11c에서, 수직 전도체들 (1112) 또는 비아들은 수평 전도체 (1110) 를 규정하는 전도성 평면 (1150) 에 연결된 것으로 도시된다. 도 11d에서, 수평 전도체들이없는 위치들에서, 수직 전도체들은 세라믹 그린 시트들을 통과한다. 도 11d에 도시된 전도성 평면을 사용하는 대신, 도 11e에서 복수의 트레이스들 (1160) 이 전도성 평면 (1150) 대신 수평 전도체들 (1110) 을 구현하도록 사용될 수 있다.
이제 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 도 7의 상단 에지 링 (710) 은 전도성 재료 대신 유전체로 이루어질 수 있다. 상단 에지 링 (710) 은 외부 연결 없이 임베딩된 전도체 (1208) 를 포함한다. 임베딩된 전도체 (1208) 는 상단 에지 링 (710) 의 상단 표면에 평행하게 배치된 수평 전도체 (1210) 를 포함한다. 수평 전도체 (1210) 는 수평 전도체 (1210) 를 노출하지 않고 유전체 재료의 마모를 허용하도록 상단 표면으로부터 미리 결정된 거리 이격된다. 수직 전도체 (1220) 는 상단 에지 링 (710) 의 중간 부분 근방에서 수직으로 연장한다. 수직 전도체 (1220) 는 수평 전도체 (1210) 및 상단 에지 링 (710) 의 하단 표면에 평행하게 배치된 수평 전도체 (1224) 에 연결된다. 수평 전도체 (1224) 는 리프트 핀 (754) 에 대한 용량성 커플링을 허용한다. 리프트 핀 (754) 은 전도성 재료로 이루어진다. 도 11b에서 알 수 있는 바와 같이, 리프트 핀 (754) 과 수평 전도체 (1224) 사이의 커플링은 상단 에지 링 (710) 이 리프팅될 때 일정하게 유지된다.
이제 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 에지 링 (840) 은 (본 명세서에 규정된 바와 같이) 유전체 재료 또는 전도성 재료로 이루어지고 도핑되지 않은 나머지 영역들보다 전도성인 하나 이상의 도핑된 영역들을 포함한다. 상단 에지 링 (810) 은 전도성 재료 또는 유전체 재료로 이루어진다.
이 예에서, 상단 에지 링 (810) 아래에 놓인 에지 링 (840) 의 상단 표면 (1320) 은 도핑되지 않은 재료보다 재료를 보다 전도성으로 렌더링하도록 미리 결정된 깊이로 도핑된다. 유사하게, 에지 링 (840) 의 방사상으로 내측 표면 (1322) 은 또한 유전체 재료를 상부 표면 (1320) 으로부터 하부 표면 (849) 의 하단 에지로 보다 전도성으로 렌더링하도록 미리 결정된 깊이로 도핑된다. 상단 표면 (1320) 과 방사상으로 내측 표면 (1322) 은 전기적으로 접속된다. 단일의 연속적인 도핑된 영역이 도시되지만, 2 개 이상의 도핑된 영역들이 사용될 수도 있다.
예를 들어, 에지 링 (840) 은 붕소, 알루미늄 또는 질소로 도핑된 실리콘 카바이드로 이루어질 수도 있고, 이는 이들의 선택된 부분들이 도핑되지 않은 영역들보다 보다 전도성이 되게 한다. 도 13b에서, 에지 링 (840) 의 전도성 부분들은 중간 에지 링이 상단 에지 링 (810) 의 마모로 인해 상승될 때 인접한 표면들에 균일한 커플링을 제공한다.
이제 도 14a를 참조하면, 상단 에지 링 (1410) 은 에지 링들 (1412, 1416, 및 1420) 위에 배치된다. 상단 에지 링 (1410) 은 뒤집힌 "U" 형상을 갖고, 환형 바디 (1434), 방사상으로 내측인 레그 (1432), 및 방사상으로 외측인 레그 (1436) 를 포함한다. 환형 바디 (1434) 는 핸들링 동안 에지 링의 안정성을 위해 충분한 재료 및 부식으로 인한 교체 전에 충분한 수의 사이클들을 허용하기에 충분한 재료를 허용하도록 두께 t를 갖는다. 일부 예들에서, 두께 t는 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜의 범위이지만, 다른 두께들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 두께 t는 0.5 ㎜ 내지 5 ㎜의 범위이지만, 다른 두께들이 사용될 수 있다.
방사상 외측 레그 (1436) 의 상단 표면 (1438) 은 상단 에지 링 (1410) 의 중간 부분 근방에서 (경사 표면을 생성하도록) 1438'에서 상단 에지 링 (1410) 의 방사상 외측 에지로 선형 하향으로 경사진다. 경사 부분 (1438') 은 상단 표면 (1438') 으로부터 수직 거리 d만큼 하향으로 선형으로 경사진다. 수평 거리 h는 "U" 형상의 방사상 외측 에지로부터 상단 표면 (1438) 이 하향으로 경사지기 시작하는 위치로 제공된다. 일부 예들에서, 두께 t에 따라, 수평 거리 h는 0 ㎜ 내지 10 ㎜의 범위이지만, 다른 수평 거리들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, d는 t 이상이다. 일부 예들에서, d는 t 내지 3t의 범위이다. 일부 예들에서, d는 t 이하이다. 일부 예들에서, d는 0.25*t 내지 t의 범위이다. 에지 링들 (1412 및 1416) 은 "L"-형상 단면들을 갖는다.
일부 예들에서, 상단 표면 (1438) 은 전체 두께 H를 갖는다. 일부 예들에서, 에지 링의 전체 두께 H는 5 ㎜ 내지 20 ㎜의 범위이다. 일부 예들에서, 거리 d는 높이 H의 5 ％, 10 ％, 20 ％, 30 ％, 40 ％ 또는 50 ％ 이상이다. 일부 예들에서, 경사 부분 (1438') 은 예각으로 선형으로 경사진다. 일부 예들에서, 경사 부분 (1438') 은 20 ° 내지 70 ° 범위의 예각으로 경사진다.
에지 링 (1410) 은 일반적으로 보다 긴 마모를 허용하고 "U" 형상을 수용하도록 이전의 에지 링들보다 크다. 마모로 인해, 에지 링은 "U" 형상과 상단 표면들 (1438 및 1438') 사이에 충분한 재료가 없다면 균열될 수도 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 방사상 외측 경사 부분에서 재료의 제거는 에지 링 (1410) 의 중량을 감소시키고, 이는 액추에이터들에 대한 부하를 감소시킨다. 이는 액추에이터들로 하여금 보다 미세한 조정들을 제공하게 한다. 경사진 부분 (1438') 의 선형 경사는 단차진 설계와 비교하여 "U" 형상 홈부와 상단 표면들 (1438 및 1438') 사이에 너무 많은 재료를 제거하지 않고 제거될 수 있는 재료의 양을 증가시킨다. 일부 예들에서, 거리 d는 제거되는 재료의 양을 증가시키도록 환형 바디 (1434) 의 두께 t보다 크다. 일부 예들에서, 수평 거리 h는 제거된 재료의 양을 증가시키도록 환형 바디 (1434) 의 두께 t보다 작다.
에지 링 (1412) 이 에지 링 (1416) 의 방사상으로 외부에 그리고 상단 에지 링 (1410) 아래에 위치된다. 에지 링 (1412) 은 상향으로 돌출하는 레그 (1448) 및 상향으로 돌출하는 레그 (1448) 로부터 방사상 내측으로 연장하는 레그 (1446) 를 포함한다. 에지 링 (1416) 은 가열 플레이트 (132) 에 인접하게, 에지 링 (1412) 의 방사상 내부 그리고 기판 (128) 아래에 위치된다. 에지 링 (1416) 은 상향으로 돌출하는 레그 (1440) 및 상향으로 돌출하는 레그 (1440) 로부터 방사상으로 외측으로 연장하는 레그 (1442) 를 포함한다.
에지 링 (1420) 은 방사상 외측 부분 (1452) 및 방사상 외측 부분 (1452) 의 하부 부분으로부터 방사상 내측으로 연장하는 방사상 내측 부분 (1454) 을 포함한다. 단차면 (1455) 은 하강될 때 상단 에지 링 (1410) 의 방사상 외측 레그 (1436) 를 지지한다. 상향 돌출부 (1456) 는 방사상으로 내측 부분 (1454) 의 내측, 상부 표면으로부터 상향으로 연장한다. 리프트 핀 (1460) 은 에지 링 (1410) 을 상승시키고 하강시키도록 에지 링 (1420) 의 방사상 내측 부분 (1454) 의 수직 보어 내에서 상호 이동한다.
이제 도 14b를 참조하면, 상단 에지 링 (1410) 은 대안적인 상부 표면 프로파일을 포함한다. 에지 링 (1410) 의 상단 표면의 경사 부분 (1464') 은 방사상 외측 방향으로 하향으로 경사진다. 경사 부분 (1464') 은 일반적으로 기판 (128) 을 포함하는 평면에 평행한 표면 (1466) 으로 전이한다. 경사 부분 (1464') 내 에지 링의 재료의 제거는 상단 에지 링 (1410) 의 중량을 감소시킨다. 중량 감소는 보다 낮은 리프팅 용량을 갖는 리프트 액추에이터와 함께 사용하게 하도록 수행될 수 있다.
이제 도 14c를 참조하면, 상단 에지 링 (1410) 의 방사상 내측 에지 (1470) 는 에지 링 (1416) 의 상향으로 돌출하는 레그 (1440) 의 방사상 외측 표면에 대해 갭을 규정한다. 갭은 도 14a 및 도 14b의 에지 링 시스템에 비해 증가된다.
이제 도 15를 참조하면, 에지 링 시스템은 상단 에지 링 (1510), 외측 에지 링 (1520) 및 에지 링 (1530) 을 포함한다. 에지 링 (1530) 은 상단 에지 링 (1510) 아래 그리고 외측 에지 링 (1520) 의 방사상 내부에 위치된다. 상단 에지 링 (1510) 은 일반적으로 직사각형 바디 (1514) 및 상단 에지 링 (1510) 의 방사상 내측 및 상부 표면으로부터 연장하는 방사상 내측으로 돌출하는 레그 (1516) 를 포함한다. 에지 링 (1530) 은 일반적으로 직사각형이고 상부 및 방사상으로 내측 표면 상에 위치된 환형 리세스 (1534) 를 포함한다. 기판 (128) 은 환형 리세스 (1534) 내에 수용된다. 외측 에지 링 (1520) 은 방사상 외측 부분 (1522) 및 방사상 외측 부분 (1522) 의 중간 부분으로부터 방사상 내측으로 연장하는 내측 부분 (1524) 을 포함한다. 리프트 핀 (1560) 은 외측 에지 링 (1520) 의 내측 부분 (1524) 내의 수직 보어 내에서 상호 이동한다. 돌출부 (1526) 는 외측 에지 링 (1520) 의 방사상 내측 표면 및 상부 표면으로부터 상향으로 연장한다. 상단 에지 링 (1510) 의 일반적으로 직사각형 바디 (1514) 는 돌출부 (1526) 와 방사상 외측 부분 (1522) 사이의 외측 에지 링 (1520) 의 상부 표면 (1555) 상에 수용된다.
일부 예들에서, 에지 링 (1510) 의 상단 표면 (1518) 은 경사 부분 (1518') 전에 높이 H를 갖는다. 경사 부분 (1518') 은 상단 표면 (1518) 으로부터 상단 에지 링 (1510) 의 방사상 외측 에지까지 거리 d만큼 하향으로 경사진다. 일부 예들에서, 거리 d는 높이 H의 5 ％, 10 ％, 20 ％, 30 ％, 40 ％ 또는 50 ％이상이다. 일부 예들에서, 경사 부분 (1518') 은 예각으로 하향으로 경사진다. 일부 예들에서, 경사 부분 (1518') 은 20 ° 내지 70 ° 범위의 예각으로 경사진다. 이해될 수 있는 바와 같이, 경사 부분 (1518') 을 생성하도록 제거된 재료는 액추에이터들에 대한 부하를 감소시키고 신뢰성을 상승시키는, 에지 링 (1510) 의 중량을 감소시키는 것을 돕는다.
일부 예들에서, 가열 플레이트 (132) 는 원통형 중심 부분 (1577) 및 원통형 중심 부분의 하단 부분으로부터 방사상으로 외측으로 연장하는 돌출부 (1579) 를 갖는다. 일부 예들에서, 가열 플레이트 (132) 는 RF 전극들을 포함하지 않는다. 다른 예들에서, 에지 링 근방의 가열 플레이트 (132) 내에 위치된 RF 전극들이 제거된다. 예를 들어, RF 전극들은 에지 링 (1530) 밑에 위치된 가열 플레이트의 영역 (1580) 에서 제거된다.
이제 도 16a 내지 도 16c를 참조하면, 이동 가능한 에지 링 시스템 (1600) 이 도시된다. 도 16a에서, 이동 가능한 에지 링 시스템 (1600) 은 환형 바디 (1612) 를 포함하는 상단 에지 링 (1610) 을 포함한다. 상단 에지 링 (1610) 의 방사상 외측 레그는 환형 바디 (1612) 의 방사상 외측 표면으로부터 하향으로 돌출한다. 방사상으로 내측 레그 (1616) 는 환형 바디 (1612) 의 방사상으로 내측 표면으로부터 하향으로 돌출한다. 내측으로 돌출하는 레그 (1618) 는 방사상으로 내측 레그 (1616) 의 하부 단부로부터 방사상 내측으로 연장한다. 내측으로 돌출하는 레그 (1618) 는 기판 (128) 의 방사상 외측 에지 아래로 연장한다. 일부 예들에서, 가열 층 (132) 은 환형 리세스 (1619) 를 포함하고 내측으로 돌출하는 레그 (1618) 는 기판 (128) 과 환형 리세스 (1619) 사이의 상부 표면 상의 환형 리세스 (1619) 내에 수용된다.
에지 링 (1620) 은 환형 바디 (1622) 를 포함한다. 방사상 외측으로 돌출하는 레그 (1624) 가 환형 바디 (1622) 의 상부 표면 및 방사상 외측인 표면으로부터 연장한다. 방사상 내측으로 돌출하는 레그 (1528) 는 환형 바디 (1622) 의 방사상 내측 및 하부 표면으로부터 방사상 내측으로 연장한다. 에지 링 (1620) 이 상단 에지 링 (1610) 의 방사상으로 외부에 위치된다.
에지 링 (1630) 은 에지 링 (1620) 의 방사상 내부 그리고 상단 에지 링 (1610) 아래에 위치된다. 에지 링 (1630) 은 환형 바디 (1632) 를 포함한다. 방사상 내측으로 돌출하는 레그 (1634) 는 환형 바디 (1632) 의 상부 및 방사상 내측 표면으로부터 방사상 내측으로 연장한다. 도 17 내지 도 22와 함께 이하에 더 기술될 바와 같이, 에지 링 (1632) 은 에지 링 (1630) 과 에지 링들 (1620 및/또는 1640) 사이의 간격을 유지하도록 심들, 핀들 또는 돌출부들과 같은 스페이서들 (1633) 을 포함할 수 있다. 또한 이하에 더 기술된 바와 같이, 절연 코팅들이 사용될 수도 있다.
에지 링 (1640) 은 에지 링 (1620) 아래 그리고 에지 링 (1630) 의 하부 부분의 방사상 외부에 위치된다. 에지 링 (1640) 은 환형 바디 (1642) 를 포함하고, 방사상 하향으로 돌출하는 레그 (1644) 는 환형 바디 (1642) 의 방사상 외측 및 하부 표면으로부터 연장한다. 내측으로 돌출하는 레그 (1646) 는 환형 바디 (1642) 의 중간 부분 및 내측 부분으로부터 방사상 내측으로 연장한다. 내측으로 돌출하는 레그 (1646) 는 리프트 핀 (1648) 을 수용하는 수직 보어 (1647) 를 포함한다. 에지 링 (1640) 은 베이스 플레이트 (126) 내의 수직 보어 (1664) 내에 배치된 가이드 슬리브 (1660) 를 수용하도록 에지 링 (1640) 의 하부 표면에 수직 보어를 규정하는 돌출부 (1652) 및 환형 리세스 (1650) 를 포함한다. 에지 링 (1640) 은 베이스 플레이트 (126) 의 방사상 외측 에지에 대한 간극을 제공하도록 하부 및 방사상 내측 표면 상에 환형 리세스 (1654) 를 포함한다.
에지 링 (1610) 의 하부 표면에 대고 리프트 핀 (1648) 에 의해 바이어스될 때, 에지 링 (1630) 은 방사상으로 내측 레그 (1634) 와 가열 층 (132) 의 상부 표면 사이에 제 1 수직 갭 (1670) 을 규정한다. 에지 링 (1630) 은 또한 에지 링 (1630) 의 하부 표면과 방사상 내측으로 돌출하는 레그 (1646) 의 상부 표면 사이에 제 2 수직 갭 (1672) 을 규정한다.
도 16b에서, 리프트 핀 (1648) 이 완전히 하강될 때, 에지 링 (1630) 은 에지 링 (1610) 의 하부 표면과 에지 링 (1630) 의 상부 표면 사이에 제 3 수직 갭 (1680) 을 규정한다. 에지 링 (1630) 의 하부 표면은 방사상 내측으로 돌출하는 레그 (1646) 의 상부 표면 상에 놓인다. 동작 동안, 에지 링 (1630) 은 리프트 핀 (1648) 을 상승시킴으로써 에지 링 (1610) 과 인접한 관계로 또는 리프트 핀 (1648) 및 에지 링 (1630) 을 하강시킴으로써 에지 링 (1610) 과 이격된 관계로 배치될 수 있다.
플라즈마에 대한 노출로 인해 에지 링 (1610) 이 마모될 때, 기판 (128) 이 제거되고 리프트 핀 (1648) 은 도 16c에 도시된 바와 같이 에지 링 (1630) 및 에지 링 (1610) 을 상향으로 리프팅한다. 에지 링 (1610) 은 (진공 이송 모듈 로봇 암과 같은) 로봇 암을 사용하여 기판 포트를 통해 프로세싱 챔버로부터 제거된다. 에지 링들 (1610) 중 또 다른 에지 링은 (로봇 암을 사용하여 기판 포트를 통해) 에지 링 (1630) 상으로 전달되고 리프트 핀 (1648) 은 하강된다. 일부 예들에서, 상단 링 (1610) 은 전도성 또는 유전체 재료로 이루어지고, 링 (1630) 은 전도성 재료 또는 임베딩된 전극들을 갖는 유전체 재료로 이루어지고, 링 (1620 및 1640) 은 유전체 재료로 이루어진다.
이제 도 16d를 참조하면, 도 16a 내지 도 16c의 에지 링 (1640) 은 2 개의 동심 링들로 분할될 수 있다. 내측 링 (1680) 은 환형 바디 (1682) 및 하부 및 방사상으로 내측 표면 상에 위치된 환형 리세스 (1684) (도 16a 내지 도 16c의 환형 리세스 (1650) 와 유사) 를 포함한다. 내측 링 (1680) 은 에지 링 (1630) 과의 용량성 커플링을 향상시키기 위해 전도성 재료로 이루어진다. 이 배열은 베이스 플레이트 (126) 와 에지 링 (1630) 사이에서 보다 많은 RF가 전송되게 한다.
외측 링 (1690) 은 유전체 재료로 이루어진 환형 바디 (1692) 를 포함한다. 환형 바디 (1692) 는 내측 링 (1680) 의 방사상 외부에 위치된다. 외측 링 (1690) 의 방사상 내측 표면 (1694) 은 내측 링 (1680) 의 방사상 외측 표면 (1686) 에 인접하게 놓인다.
이제 도 17 및 도 18을 참조하면, 전술한 예들의 대부분은 플라즈마에 노출되는 상부 링 및 상부 링에 의해 직접 플라즈마로부터 차폐되고 아래에 위치된 하부 링을 포함한다. 예를 들어, 커패시턴스 커플링을 갖도록 설계된 에지 링 시스템 (1700) 의 일부의 단면이 도 17에 도시된다. 상부 링 (1710) 의 하부 부분은 하부 링 (1720) 의 하부 부분의 방사상 외부에 위치된다.
저 바이어스 주파수들에서 플라즈마 시스의 제어를 유지하기 위해, 커플링 커패시턴스 C의 값은 상부 링 (1710) 이 플라즈마에 노출되고, 부식을 경험하고 그리고 상승된 높이를 가질 때 고정되고 상대적으로 일정하게 유지되어야 한다. 게다가, 상부 링 (1710) 과 하부 링 (1720) 사이에 상당한 온도 차가 있을 수도 있다. 예를 들어, 상부 링 (1710) 과 하부 링 (1720) 사이의 온도 차는 플라즈마 프로세싱 동안 0 ℃ 내지 200 ℃ (예를 들어, 100 ℃) 의 범위일 수도 있다. 일부 예들에서, 하부 링 (1720) 이 가열될 때 팽창하고 냉각될 때 수축하기 때문에, 하부 링 (1720) (또는 상부 링 (1710)) 은 일부 방사상 방향들로 갭을 효과적으로 감소시키고 다른 방사상 방향들로 갭을 증가시키는 상부 링 (1710) 의 일 측면을 향한 방향으로 기판에 평행한 방향으로 이동하거나 들어갈 (walk in) 수도 있다.
C가 상부 링 (1710) 과 하부 링 (1720) 사이의 커패시턴스라고 가정하면, 하부 링 (1720) 이 중심을 벗어날 때 (일부 방사상 방향으로 상부 링 (1710) 에 보다 가깝게 그리고 다른 방사상 방향으로 상부 링 (1710) 으로부터 멀어짐), 커패시턴스는 갭의 비선형 함수이기 때문에 커패시턴스가 상승한다. 보다 구체적으로, 커패시턴스 Cshifted = S(s')*Ccentered 여기서 s'= d/(R2 - R1), 여기서 0≤s'≤1이고, 여기서 R2는 상부 링 (1710) 의 내경이고 R1은 하부 링 (1720) 의 외경이다. 도 18에서, 커패시턴스의 상대적인 증가는 공칭 갭의 시프트 백분율 (％) 의 함수로서 도시된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 시프트 백분율이 공칭 갭의 약 35 내지 40 ％보다 클 때 커패시턴스가 영향을 받는다.
본 개시에 따른 시스템들 및 방법들은 플라즈마 프로세싱 동안 경험된 가열 및 냉각 동안 하부 링 (1720) 에 대한 상부 링 (1710) 의 운동을 제한하도록 상부 링 또는 하부 링 상의 심, 핀 또는 돌출부와 같은 스페이서를 사용한다. 일부 예들에서, 이동은 에지 링 시스템의 커패시턴스에 대한 상대적인 이동의 효과를 제한하기 위해 공칭 갭의 20 ％, 30 ％ 또는 40 ％ 이하로 제한된다.
이제 도 19 내지 도 22를 참조하면, 에지 링 시스템의 하부 링에 대한 상부 링의 이동을 제한하는 다양한 방식들이 도시된다. 도 19에서, 에지 링 시스템 (1900) 은 하부 링 (1920) 의 방사상 내측 표면 및 외측 표면에 각각 인접하게 위치된 내측 부분 및 외측 부분 (1910-1 및 1910-2) 을 포함하는 상부 링 (1910) 을 포함한다. 도 20 내지 도 22에서, 하부 링 (1920) 에 대한 상부 링 (1910) 의 이동을 제한하기 위한 다양한 방식들이 도시된다.
도 20에서, 하부 링 (1920) 은 방사상 외측 표면 상에 위치된 슬롯 (1938) 을 포함한다. 슬롯 (1938) 은 하부 링 (1920) 의 방사상 외측 표면 내로 방사상 내측으로 연장한다. 심 (1934) 이 슬롯 (1938) 내에 배치된다. 일부 예들에서, 접착제 (1930) 는 슬롯 (1938) 내에 심 (1934) 을 유지하도록 사용된다. 일부 예들에서, 심 (1934) 은 직사각형 평면, 방사상 및 측면 단면들을 갖지만, 다른 형상들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 심 (1934) 은 슬롯 (1938) 의 깊이보다 크거나 같은 방사상 방향의 두께를 갖는다. 일부 예들에서, 심 (1934) 은 (사용되는 심들의 수를 고려하여) 이동을 제한하기에 충분한 거리로 하부 링 (1920) 으로부터 방사상 외측으로 연장한다.
도 21에서, 하부 링 (1920) 은 방사상 외측 표면 상에 위치된 슬롯 (1948) 을 포함한다. 슬롯 (1948) 은 방사상 내측으로 연장한다. 핀 (1950) 이 슬롯 (1948) 내에 배치된다. 일부 예들에서, 접착제 (1930) 는 슬롯 (1948) 내에 핀 (1950) 을 유지하도록 사용된다. 일부 예들에서, 핀 (1950) 은 원통 형상을 갖지만, 다른 형상들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 핀 (1950) 은 슬롯 (1948) 의 깊이보다 크거나 같은 방사상 방향의 높이를 갖는다. 일부 예들에서, 핀 (1950) 은 (사용되는 핀들의 수가 미리 결정되면 (given)) 이동을 제한하기에 충분한 거리로 하부 링 (1920) 으로부터 방사상으로 연장한다.
도 22a 및 도 22b에서, 하부 링 (1920) 은 방사상 외측 표면 상에 형성된 돌출부 (1960) 를 포함한다. 일부 예들에서, 돌출부 (1960) 는 방사상 외측 표면의 수직 두께를 따라 부분적으로 또는 완전히 수직 방향으로 연장한다. 도 22b에서, 돌출부 (1960) 는 아치형 프로파일들과 비교하여 치수들을 검사하고 머시닝하기 보다 용이한, 하부 에지 링 (1920) 의 방사상 외측 표면 (1962) 으로부터 연장하는 편평한 표면 (1964) 을 포함한다. 즉, 일부 예들에서, 에지 링은 처음에 돌출부들 (1960) 없이 약간 보다 넓게 형성되고 이어서 방사상 외측 표면이 돌출부들 (1960) 을 형성하도록 인접한 돌출부들 사이의 영역들에서 머시닝되거나 제거된다. 다른 예들에서, 돌출부들 (1960) 은 상단 에지 링의 방사상 내측 대면 표면과 콘택트하는 표면적을 감소시키고 진공을 파괴하지 않고 상단 에지 링을 교체하거나 높이 조정을 수행할 때 마찰을 감소시키도록 평면도에서 아치형 또는 볼록한 프로파일들을 포함한다.
일부 예들에서, 돌출부들 (1960) 은 코팅 재료 (1964) 로 코팅된다. 일부 예들에서, 코팅 재료 (1964) 는 상대적으로 컨포멀하고 절연 재료로 이루어진다. 일부 예들에서, 코팅은 원자 층 증착을 사용하여 증착된 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 퍼플루오로알콕시 폴리머 (PFA), 또는 알루미늄 옥사이드, 이트륨 옥사이드, 또는 이트륨 플루오라이드로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 코팅 재료 (1964) 는 단락을 방지하고 부식을 감소시키는 절연 기능을 갖는다. 코팅 재료 (1964) 는 또한 단락을 방지하기 위해 하부 링 (1920) 과 상부 링 (1910) 사이에 최소 갭을 보장한다. 일부 예들에서, 돌출부 (1960) 는 하부 링 (1920) 의 방사상 외측 표면으로부터 (사용되는 돌출부들의 수가 미리 결정되면) 이동을 제한하기에 충분한 거리로 방사상 외측으로 연장한다.
일부 예들에서, 하부 링 (1920) 은 하부 링 (1920) 의 외측 주변부 둘레에 균일한 간격 (예를 들어, 3 개에 대해 120 ° 간격, 5 개에 대해 72 ° 간격, 8 개에 대해 45 ° 간격 (또는 360 °/N)) 으로 배치된 3 내지 8 개의 스페이서들 (심, 돌출부 또는 돌출부) 을 포함한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 스페이서들은 일반적으로 상부 링 및 하부 링의 상대적인 이동을 완전히 제한하도록 구성되지 않는다. 갭은 높이 조정 및/또는 교체 동안 바인딩을 감소시키는 것을 돕는다. 따라서, 일부 상대적인 이동이 여전히 바람직하고 바람직하지 않은 이동 (유효한 커플링 커패시턴스를 변경할 수도 있음) 은 여전히 3 개의 심들로 발생할 수도 있다. 일부 예들에서, 하부 링 (1920) 은 이동을 더 제한하도록 하부 링 (1920) 의 외측 주변부 둘레에 배치된 5 개의 스페이서들을 포함한다. 특정한 구성에 따라, 6, 7 또는 8과 같은 부가적인 스페이서들은 효과적인 커패시턴스를 제어하는 것에 대해 감소하는 수익을 제공하고 비용을 상승시킨다.
스페이서들 (예를 들어, 심들, 돌출부들 또는 돌출부들) 이 하부 링 (1920) 의 외측 표면 상에 배치되는 것으로 도시되지만, 스페이서들은 하부 링 (1920) 의 내측 표면 및/또는 상부 링 (1910) 의 내측 표면들 중 하나 또는 모두 상에 배치될 수 있다. 이에 더하여, 스페이서들 및/또는 절연 코팅은 용량 결합하도록 의도된 에지 링들의 방사상으로 대면하는 표면들 중 하나 또는 모두 상의 임의의 선행하는 예들 (예를 들어, 도 1 내지 도 22) 에 대해 구성될 수 있다.
일부 예들에서, 스페이서들은 에지 링의 방사상 외측 표면으로부터 50 ㎛ 내지 250 ㎛ 범위의 방사상 외측 방향으로 연장한다. 일부 예들에서, 스페이서들은 에지 링의 방사상 외측 표면으로부터 50 ㎛ 내지 250 ㎛ 범위의 방사상 외측 방향으로 연장한다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구 시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도 임의의 다른 실시 예들의 피처들에서 그리고/또는 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)" 및 "배치된 (disposed)" 을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에, 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어 하기 위한 전자장치와 통합될 수도 있다. 전자장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기" 로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 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, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드 록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고 (enable), 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 (DSPs), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 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 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게할 수 있는 팹 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 가 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 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, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (Chemical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, ALD (Atomic Layer Deposition) 챔버 또는 모듈, ALE (Atomic Layer Etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.
Claims (10)
- 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 에지 링에 있어서,
환형 바디;
상기 환형 바디로부터 연장하는 방사상으로 내측 레그;
상기 환형 바디로부터 연장하는 방사상 외측 레그를 포함하고,
상기 환형 바디의 상부 표면의 제 1 부분은 기판을 포함하는 평면에 평행하고, 그리고
상기 환형 바디의 상기 상부 표면의 제 2 부분은 상기 제 1 부분으로부터 하향으로 각도를 이루어 (at an angle) 경사지는, 에지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 상부 표면의 상기 제 1 부분은 상기 상부 표면의 상기 제 2 부분의 방사상 내측으로 위치되는, 에지 링. - 제 2 항에 있어서,
상기 상부 표면의 제 3 부분은 상기 기판을 포함하는 상기 평면에 평행하고 상기 상부 표면의 상기 제 2 부분의 방사상으로 외측에 위치되는, 에지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 에지 링은 뒤집힌 "U" 형상을 갖는, 에지 링. - 제 4 항에 있어서,
상기 상부 표면의 상기 제 2 부분은 상기 뒤집힌 "U" 형상의 방사상으로 외측 에지로부터 수평 거리 h에서 하향으로 경사지기 시작하고, 그리고 상기 수평 거리 h는 0 ㎜ 내지 10 ㎜의 범위인, 에지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 환형 바디의 두께 t는 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜의 범위인, 에지 링. - 제 6 항에 있어서,
상기 상부 표면의 상기 제 2 부분은 상기 에지 링의 전체 두께의 높이의 20 ％ 이상인 수직 거리 d만큼 하향으로 경사지는, 에지 링. - 제 6 항에 있어서,
상기 상부 표면의 상기 제 2 부분은 d의 수직 거리만큼 하향으로 경사지고, 그리고 d는 t 이상인, 에지 링. - 제 8 항에 있어서,
d는 t 내지 3t의 범위인, 에지 링. - 제 1 항에 있어서,
상기 상부 표면의 제 2 부분은 예각으로 선형으로 경사지는, 에지 링.
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