KR20220042465A - 마이크로파 에너지를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

마이크로파 에너지를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치 Download PDF

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Abstract

기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치가 본 명세서에서 제공된다. 장치는, 예컨대, 프로세스 챔버의 내측 볼륨에 제공된 기판 지지부 아래로부터 마이크로파 에너지를 제공하도록 구성된 마이크로파 에너지 소스; 기판 지지부의 기판 지지 포지션 위에서 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제1 마이크로파 반사기; 및 기판 지지 포지션 아래에서 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제2 마이크로파 반사기를 포함할 수 있으며, 여기서, 제1 마이크로파 반사기 및 제2 마이크로파 반사기는, 동작 동안, 마이크로파 에너지가 제2 마이크로파 반사기를 통과하고 마이크로파 에너지의 일부가 제1 마이크로파 반사기의 최하부 표면으로부터 기판으로 다시 반사되도록 포지셔닝 및 구성된다.

Description

마이크로파 에너지를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 마이크로파 에너지의 최하부 론치 전달(bottom launch delivery)을 위해 구성된 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
[0002] 최근에, 다양한 타입들의 기판들을 위한 새로운 진보된 패키징 통합 방식들이 사용되었다. 예컨대, 기판들은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있고, 때때로 하나 이상의 금속 박막들(예컨대, 티타늄(또는 다른 금속) 코팅된 유리 기판들, 티타늄(또는 다른 금속) 코팅된 실리콘 기판들, 매립된 실리콘 다이들을 갖는 에폭시 기판들 등)로 코팅될 수 있다. 그러한 기판들을 패키징할 때, 하나 이상의 마이크로파 에너지 소스들에 의해 프로세스 챔버의 측벽(예컨대, 측부 론치)을 통해 제공될 수 있는 마이크로파 에너지가 기판들을 가열하는 데 사용된다. 유감스럽게도, 그러한 챔버들로 기판들을 프로세싱할 때, 마이크로파 에너지의 E-필드 및 B-필드에서의 기판들(예컨대, 이들은 전도체로서 작용할 수 있음)의 거동으로 인해, 기판들의 균일한 가열이 때때로 달성되기 어렵다. 예컨대, 기판들의 에지들(예컨대, 둘레방향 에지(peripheral edge)들)은 기판들의 나머지 영역보다 더 빨리(그리고/또는 더 높은 온도들로) 가열되는 경향이 있으며, 이는 때때로 "에지 핫(edge hot)" 현상으로 지칭된다. 동작 동안 기판들의 불균일한 가열을 극복하기 위해, 종래의 프로세스 챔버들은 하나 이상의 다양한 기법들을 이용할 수 있다. 예컨대, 일부 프로세스 챔버들은 기판을 회전시키기 위해 프로세스 챔버의 후프(hoop)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 일부 프로세스 챔버들은, 예컨대 부가적인 마이크로파 모드들을 생성하기 위해 마이크로파들을 교반하기 위한 마이크로파 교반기를 포함할 수 있고, 그리고/또는 상이한 마이크로파 주파수들을 통해 스윕핑(sweep)하도록 구성될 수 있다. 그러나, 그러한 기법들은 예측가능하지 않고 그리고/또는 제어가능하지 않을 수 있으며, 통상적으로, 기판의 적절하고 균일한 가열을 제공하지 않는다.
[0003] 따라서, 본 발명자들은, 기판에 걸쳐 마이크로파 에너지를 더 균등하게 분배하도록 구성된 하드웨어를 포함하고 마이크로파 에너지의 최하부 론치 전달을 위해 구성된 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치에 대한 필요성이 있다는 것을 발견하였다.
[0004] 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치가 본 명세서에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버는, 프로세스 챔버의 내측 볼륨에 제공된 기판 지지부 아래로부터 마이크로파 에너지를 제공하도록 구성된 마이크로파 에너지 소스; 기판 지지부의 기판 지지 포지션 위에서 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제1 마이크로파 반사기; 및 기판 지지 포지션 아래에서 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제2 마이크로파 반사기를 포함하며, 여기서, 제1 마이크로파 반사기 및 제2 마이크로파 반사기는, 동작 동안, 마이크로파 에너지가 제2 마이크로파 반사기를 통과하고 마이크로파 에너지의 일부가 제1 마이크로파 반사기의 최하부 표면으로부터 기판으로 다시 반사되도록 포지셔닝 및 구성된다.
[0005] 적어도 일부 실시예들에 따르면, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버는, 프로세스 챔버의 내측 볼륨에 제공된 기판 지지부; 기판 지지부의 기판 지지 포지션 위에서 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제1 마이크로파 반사기; 기판 지지 포지션 아래에서 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제2 마이크로파 반사기; 및 제2 마이크로파 반사기 위에서 그리고 기판 지지 포지션 아래에서 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제3 마이크로파 반사기를 포함하며, 여기서, 동작 동안, 마이크로파 에너지는 제2 마이크로파 반사기를 통과하고, 마이크로파 에너지의 일부는 제3 마이크로파 반사기를 통과하여, 마이크로파 에너지의 일부는 제1 마이크로파 반사기의 최하부 표면으로부터 기판으로 다시 반사된다.
[0006] 적어도 일부 실시예들에 따르면, 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법은, 프로세스 챔버의 내측 볼륨에 배치된 기판 지지부 상에, 기판 위의 제1 마이크로파 반사기를 포지셔닝시키는 단계; 기판 지지부 상에, 기판 아래의 제2 마이크로파 반사기를 포지셔닝시키는 단계; 및 기판 아래로부터 프로세스 챔버의 마이크로파 에너지 소스로부터의 마이크로파 에너지를 투과시켜, 마이크로파 에너지가 제2 마이크로파 반사기를 통과하고 마이크로파 에너지의 일부가 제1 마이크로파 반사기의 최하부 표면으로부터 기판으로 다시 반사되게 하는 단계를 포함할 수 있다.
[0007] 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
[0008] 위에서 간략하게 요약되고 아래에서 더 상세히 논의되는 본 개시내용의 실시예들은 첨부된 도면들에서 도시된 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 대한 참조에 의해 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들이 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들만을 예시하는 것이므로, 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 상기 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 측면도이다.
[0010] 도 2a는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 하드웨어 컴포넌트의 개략적인 평면도이다.
[0011] 도 2b는 도 2a의 라인 세그먼트 2B-2B를 따라 취해진 측단면도이다.
[0012] 도 3은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 하드웨어 컴포넌트의 개략적인 평면도이다.
[0013] 도 4는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 하드웨어 컴포넌트의 개략적인 평면도이다.
[0014] 도 5는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른, 기판을 프로세싱하기 위한 방법의 흐름도이다.
[0015] 이해를 용이하게 하기 위하여, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 도시되지 않으며, 명확화를 위해 간략화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들은 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다.
[0016] 기판에 걸쳐 마이크로파 에너지를 균등하게 분배하도록 구성된 하드웨어를 포함하고 마이크로파 에너지의 최하부 론치 전달을 위해 구성된 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치의 실시예들이 본 명세서에서 제공된다. 하드웨어는, 예컨대, 2개의 환형 마이크로파 반사기들 및 선택적인 부가적인 마이크로파 반사기를 포함할 수 있다. 기판을 프로세싱하기 위해 2개의 환형 마이크로파 반사기들 사이에 기판이 포지셔닝될 수 있고, 마이크로파 에너지는 기판을 프로세싱하기 위해 프로세스 챔버의 최하부로부터(예컨대, 기판 아래로부터) 마이크로파 반사기들 중 최하부 마이크로파 반사기를 통해 지향될 수 있다. 마이크로파 에너지의 일부는, 기판의 균일한 가열을 제공하고, 종래의 프로세스 챔버들과 통상적으로 연관된 에지 핫 현상을 (제거하지 않는다면) 감소시키기 위해, 마이크로파 반사기들 중 최상부 마이크로파 반사기의 최하부 표면으로부터 다시 기판을 향해 반사된다.
[0017] 도 1은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버(102)의 개략적인 측면도이다. 프로세스 챔버(102)는 측벽들(105), 최하부 표면(또는 부분)(107), 및 최상부 표면(또는 부분)(109)에 의해 정의된 챔버 바디(104)를 포함한다. 챔버 바디(104)는 내측(또는 프로세싱) 볼륨(106)(예컨대, 프로세싱 기판들에 사용하기에 적합한 하나 이상의 금속들, 이를테면, 알루미늄, 강철 등으로 제조됨)을 둘러싸며, 내측 볼륨(106) 내에, 하나 이상의 타입들의 기판들이 프로세싱을 위해 배치될 수 있다. 적어도 일부 실시예들에서, 기판이 프로세싱되고 있을 때, 내측 볼륨(106)은, 예컨대 기판이 가열되고 있는 동안 열적 냉각 역학(thermal cooling dynamics)을 제거/감소시키기 위해 진공 환경을 제공하도록 구성될 수 있다.
[0018] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(102)는 기판들을 패키징하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 프로세스 챔버(102)는, 예컨대 약 130℃ 내지 약 150℃로 기판을 가열하기 위해, 예컨대 도파관(110)을 통해 내측 볼륨(106)에 마이크로파 에너지를 제공하도록 구성된 하나 이상의 마이크로파 에너지 소스들(108)을 포함할 수 있다. 기판이 가열될 수 있는 온도는, 예컨대 열 버짓(budget) 고려사항들, 산업 관행들 등에 의존할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 기판은 130℃ 미만 및 150℃ 초과의 온도들로 가열될 수 있다. 하나 이상의 온도 센서들(도시되지 않음), 예컨대 적외선 센서들과 같은 비접촉 온도 센서들은 기판이, 예컨대 인-시츄(in-situ)로 프로세싱되고 있는 동안 기판의 온도를 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
[0019] 도파관(110)은 챔버 바디(104)의 최하부 표면(107)(최하부 론치)을 통해 (예컨대, 마이크로파들의 중심대칭 전파를 위해 기판 아래로부터) 마이크로파 에너지를 제공하도록 구성될 수 있다. 더 구체적으로, 마이크로파 에너지가 론칭 또는 출력될 때 지나가는 도파관 개구(111)가 챔버 바디(104)의 최하부 표면(107)에 제공된다. 도 1에 예시된 바와 같이, 도파관 개구(111)는 최하부 표면(107)과 동일 평면에 있을 수 있거나 또는 최하부 표면(107) 위로 약간 상승될 수 있다. 적어도 일부 실시예들에서, 마이크로파 에너지 소스(108)는 하나 이상의 주파수들을 스윕핑하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 마이크로파 에너지 소스(108)는 약 5.85 GHz 내지 약 6.65 GHz의 주파수들을 통해 스윕핑하도록 구성될 수 있다.
[0020] 프로세스 챔버(102)에서 프로세싱되는 기판(112)은 임의의 적합한 기판, 예컨대, 실리콘, 게르마늄, 유리, 에폭시 등일 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 기판(112)은, 적어도 하나의 금속(예컨대, 티타늄, 텅스텐 등)이 상부에 증착되어 있는 유리, 적어도 하나의 금속(예컨대, 티타늄, 텅스텐 등)이 상부에 증착되어 있는 실리콘, 또는 하나 이상의 매립된 실리콘 다이들을 갖는 에폭시 기판(웨이퍼)으로 제조될 수 있다.
[0021] 기판(112)을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버(102)의 동작을 제어하기 위해 제어기(114)가 제공되고 프로세스 챔버(102)의 다양한 컴포넌트들에 커플링된다. 제어기(114)는 CPU(central processing unit)(116), 지원 회로들(118), 및 메모리 또는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체(120)를 포함한다. 제어기(114)는 마이크로파 에너지 소스(108)에 직접적으로 또는 특정한 프로세스 챔버 및/또는 지원 시스템 컴포넌트들과 연관된 컴퓨터들(또는 제어기들)을 통해 동작가능하게 커플링되어 이를 제어한다. 부가적으로, 제어기(114)는, 기판(112)이 프로세싱되고 있는 동안 기판(112)의 온도가 임계치를 초과하지 않도록 마이크로파 에너지 소스(108)를 제어하기 위해, 예컨대 온도 센서로부터 입력을 수신하도록 구성된다.
[0022] 제어기(114)는, 다양한 챔버들 및 서브-프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서일 수 있다. 제어기(114)의 메모리 또는 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체(120)는 RAM(random access memory), ROM(read only memory), 플로피 디스크, 하드 디스크, 광학 저장 매체들(예컨대, 콤팩트 디스크 또는 디지털 비디오 디스크), 플래시 드라이브, 또는 임의의 다른 형태의 로컬 또는 원격인 디지털 저장소와 같은 용이하게 이용가능한 메모리 중 하나 이상일 수 있다. 지원 회로들(118)은 종래의 방식으로 CPU(116)를 지원하기 위해 CPU(116)에 커플링된다. 지원 회로들(118)은 캐시, 전력 공급부들, 클록 회로들, 입력/출력 회로부 및 서브시스템들 등을 포함한다. 본 명세서에 설명되는 바와 같은 본 발명의 방법들, 이를테면 기판을 프로세싱하기 위한 방법(예컨대, 기판 패키징)은 본 명세서에 설명된 방식으로 마이크로파 에너지 소스(108)의 동작을 제어하기 위해 실행되거나 호출될 수 있는 소프트웨어 루틴(122)으로서 메모리(120)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한, CPU(116)에 의해 제어되는 하드웨어로부터 원격으로 위치된 제2 CPU(도시되지 않음)에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다.
[0023] 도 1을 계속 참조하면, 기판 지지부(124)는, 적어도 하나의 기판 지지 포지션에 있는 적어도 하나의 기판(예컨대, 기판(112)), 및 기판(112)을 프로세싱하는 것을 보조하는 데 사용되는, 수직으로 이격된 구성의 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트들, 예컨대 마이크로파 반사기들을 지지하도록 구성된다. 적어도 일부 실시예들에서, 기판(112)은 기판 지지부(124)에 의해 지지되는 복수의 기판들(예컨대, 기판들의 배치(batch)) 중 하나일 수 있다. 기판 지지부(124)는 하나 이상의 수직 지지부들(126)을 포함한다. 수직 지지부들(126)은 수직 지지부들(126)로부터 반경방향 안쪽으로 연장되는 복수의 둘레방향 부재(peripheral member)들(예컨대, 둘레방향 부재들(130a, 130b, 및 130c))을 더 포함한다. 둘레방향 부재들(130a 내지 130c)(예컨대, 둘레방향 부재(130b))은 기판 지지 포지션에 있는 기판(112)(또는 기판들) 및 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트들, 예컨대 제1 마이크로파 반사기(134) 및 선택적인 제3 마이크로파 반사기(138)를 지지하도록 구성된다.
[0024] 적어도 일부 실시예들에서, 기판 지지부(124)는 리프트 조립체(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 리프트 조립체는 둘레방향 부재들(130a 내지 130c)의 수직 포지션을 제어하기 위해 모터, 액추에이터, 인덱서 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 둘레방향 부재들(130a 내지 130c)의 수직 포지션은 개구(132)(예컨대, 슬릿 밸브 개구)를 통해 둘레방향 부재들(130a 내지 130c) 중 하나 이상 상에 또는 이들로부터 떨어지게 기판(112)을 배치하고 이들을 제거하기 위해 제어된다. 개구(132)는 내측 볼륨(106) 내로의 기판(112)의 진입 및 배출을 용이하게 하기 위해 둘레방향 부재들(130a 내지 130c)에 근접한 높이에서 측벽들(105) 중 하나를 통해 형성된다. 일부 실시예들에서, 개구(132)는, 예컨대 내측 볼륨(106)의 압력 및 온도 조건들을 제어하기 위해 신축가능하게 밀봉가능할 수 있다.
[0025] 수직 지지부들(126)은 프로세스 챔버(102)의 내측 볼륨(106) 내의 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 지지될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 수직 지지부들(126)은 후프(128)에 의해 지지될 수 있다. 후프(128)는, 예컨대 도파관(110)을 통해 배치된 도파관 개구(111)에 인접한 하나 이상의 커플링 엘리먼트들, 이를테면 체결 나사들 등을 통해 챔버 바디(104)의 최하부 표면(107) 상에 지지될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 후프(128)는 도 1에 도시된 바와 같이 최하부 표면(107) 상에 배치될 수 있는 벨로우즈(bellows)(130) 상에서 지지될 수 있다. 벨로우즈(130)는 (예컨대, 기판 지지부(124)가 위아래로 이동될 때) 내측 볼륨(106)과 리프트 조립체 사이에 진공 밀봉을 제공하도록 구성된다. 후프(128)는 또한, 기판(112)을 프로세싱하는 데 사용되는 하드웨어 컴포넌트, 예컨대 제2 마이크로파 반사기(136)를 지지하도록 구성된다. 후프(128)는 금속, 금속 합금 등을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 위에서 언급된 컴포넌트들을 지지할 수 있는 적합한 재료로 제조될 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 후프(128)는 스테인리스 강으로 제조될 수 있다.
[0026] 도 2a는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른, 프로세스 챔버의 마이크로파 반사기(200)(반사기(200))의 개략적인 평면도이다. 반사기(200)는 도 1의 제1 마이크로파 반사기(134)로서 사용될 수 있다. 반사기(200)는 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 구리를 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 임의의 적합한 프로세스-양립가능(process-compatible) 금속으로 제조될 수 있다. 금속은 마이크로파 에너지를 반사(또는 차단)할 수 있을 필요가 있다. 반사기(200)는 직사각형, 타원형, 원형, 팔각형(또는 다른 다각형) 등을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 하나 이상의 기하학적 구성들을 가질 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 반사기(200)는 일반적으로 환형 또는 원주방향 구성을 가질 수 있다. 더 구체적으로, 반사기(200)는 약 210 mm의 내경(ID) 및 약 280 mm의 외경(OD1)을 갖는 제1 부분(202)을 포함할 수 있다. 제1 부분(202)은 내측 에지(204) 및 외측 에지(206)에 의해 정의된다. 내측 에지(204)로부터 외측 에지(206)까지의 제1 부분의 ID 두께(t1)는 약 1.00 mm 내지 약 5.00 mm일 수 있다(도 2b의 측단면도 참조). 제1 부분의 ID 두께(t1)는 마이크로파들의 투과를 감소시키거나 제거하기에 충분히 두꺼워야 한다.
[0027] 반사기(200)는 또한 제2 부분(208)을 포함한다. 제2 부분(208)은 약 1.00 mm 내지 약 5.00 mm의 OD2 두께(t2)를 포함하여, 제1 부분(202)의 외측 에지(206)로부터 제2 부분(208)의 외측 에지(210)까지 단차(208a)를 형성한다(도 2b 참조). (예컨대, 제2 부분(208)의 외측 에지(210)에서의) OD2는 약 300 mm 내지 350 mm이다. 그러나, 적어도 일부 실시예들에서, OD2는, 예컨대 내측 볼륨(106), 프로세스 챔버(102)의 치수들, 도파관 개구(111)와 기판(112) 사이의 거리, 사용된 마이크로파 에너지의 파장 등에 의존하여 300 mm 미만 및 350 mm 초과일 수 있다. 반사기(200)의 다른 치수들(예컨대, ID, OD1)은 또한, 예컨대, 프로세싱되는 기판의 사이즈, 내측 볼륨(106), 프로세스 챔버(102)의 치수들, 도파관 개구(111)와 기판(112) 사이의 거리, 사용된 마이크로파 에너지의 파장 등에 의존하여 스케일링될 수 있다.
[0028] 반사기(200)는 둘레방향 부재(130a)(예컨대, 도 1 참조)에 커플링된다. 적어도 일부 실시예들에서, 예컨대, 반사기(200)는 하나 이상의 커플링 디바이스들, 예컨대 클램프들, 잠금 디바이스들, 나사들, 너트들, 볼트들, 또는 다른 적절한 디바이스(들)를 통해 둘레방향 부재(130a)에 고정적으로 또는 제거가능하게 커플링될 수 있다. 예컨대, 후자의 실시예에서, 반사기(200)가 일상적인 유지보수를 위해 둘레방향 부재(130a)로부터 제거될 수 있도록 반사기(200)는 클램프를 통해 둘레방향 부재(130a)에 커플링될 수 있다.
[0029] 도 3은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른, 프로세스 챔버의 마이크로파 반사기(300)(반사기(300))의 개략적인 평면도이다. 반사기(300)는 도 1의 제2 마이크로파 반사기(136)로서 사용될 수 있다. 반사기(300)는 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 구리를 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 임의의 적합한 프로세스-양립가능 금속으로 제조될 수 있다. 반사기(300)는 본 명세서에 설명되는 바와 같이 기판들을 프로세싱할 때 마이크로파들을 통과 및/또는 반사시키기 위한 임의의 적합한 기하학적 구성을 가질 수 있다. 적합한 기하학적 구성들의 예들은 직사각형, 타원형, 원형, 팔각형(또는 다른 다각형) 등을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 반사기(300)는 일반적으로, 반사기(200)와 유사하게 환형 또는 원주방향 구성을 가질 수 있다. 그러나, 반사기(200)와 달리, 반사기(300)는 내측 에지(302)로부터 외측 에지(304)까지 균등한 두께를 포함한다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 반사기(300)의 두께는 약 1.00 mm 내지 5.00 mm, 예컨대 마이크로파들의 투과를 감소시키거나 제거하기에 충분히 두꺼울 수 있다. 반사기(300)는, 예컨대 내측 볼륨(106), 프로세스 챔버(102)의 치수들, 도파관 개구(111)와 기판(112) 사이의 거리, 사용된 마이크로파 에너지의 파장 등에 의존하여 약 45 mm 내지 약 51 mm의 ID3 및 약 300 mm 내지 약 350 mm의 OD4를 포함한다. 내측 에지(302)는 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 마이크로파 에너지가 투과될 수 있게 하는 애퍼처(306)를 정의한다.
[0030] 부가적으로, 둘레방향 부재(130a)에 커플링되는 반사기(200)와 달리, 반사기(300)는 후프(128)에 커플링된다(예컨대, 도 1 참조). 적어도 일부 실시예들에서, 예컨대, 반사기(300)는 하나 이상의 커플링 디바이스들, 예컨대 클램프들, 잠금 디바이스들, 나사들, 너트들, 볼트들, 또는 다른 적절한 디바이스(들)를 통해 후프(128)에 고정적으로 또는 제거가능하게 커플링될 수 있다. 예컨대, 후자의 실시예에서, 반사기(300)가 일상적인 유지보수를 위해 후프(128)로부터 제거될 수 있도록 반사기(300)는 클램프를 통해 후프(128)에 커플링될 수 있다.
[0031] 조립된 구성에서, 기판(112), 반사기(200), 및 반사기(300)는 임의의 적합한 거리로 서로 그리고/또는 도파관(110)의 도파관 개구(111)로부터 이격될 수 있다. 예컨대, 본 발명자들은, 기판(112)의 균등한/균일한 가열을 보장하기 위해, 반사기(200)의 최하부 표면이 기판(112)의 최상부 표면으로부터 있을 수 있는 거리(d1)가 적어도 3개의 마이크로파 파장들이라는 것을 발견하였다. 부가적으로, 기판(112)의 최하부 표면이 도파관 개구(111) 또는 최하부 표면(107)으로부터 있을 수 있는 거리(d2)는 (예컨대, 도파관 개구(111)가 최하부 표면(107)과 동일 평면에 있는지에 의존하여) 적어도 3개의 마이크로파 파장들이다. 적어도 일부 실시예들에서, 예컨대, 거리(d2)는 약 160 mm와 동일할 수 있다. 게다가, 반사기(300)의 최하부 표면이 도파관 개구(111) 또는 최하부 표면(107)으로부터 있을 수 있는 거리(d3)는 (예컨대, 도파관 개구(111)가 최하부 표면(107)과 동일 평면에 있는지에 다시 의존하여) 약 15 mm 내지 약 80 mm이다.
[0032] 도 4는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 프로세스 챔버(102)의 마이크로파 반사기(반사기(400))의 개략적인 평면도이다. 반사기(400)는 도 1의 선택적인 제3 마이크로파 반사기(138)로서 사용될 수 있다. 반사기(400)는 직사각형, 타원형, 원형, 팔각형(또는 다른 다각형) 등을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음), 위에서 설명된 바와 같은 임의의 적합한 기하학적 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 반사기(400)는 일반적으로, 반사기(200)와 유사하게 환형 또는 원주방향 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 반사기(400)는 하나 이상의 커플링 부재들을 통해 제1 부분(402)에 커플링될 수 있는 환형 제1 부분(402) 및 원형 제2 부분(404)(또는 중심)을 포함할 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 제1 부분(402)은 2개 이상의 금속 커넥터들(406)(예컨대, 금속 로드(rod)들 또는 핀들)을 사용하여 제2 부분(404)에 커플링될 수 있다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 제2 부분(404)을 제1 부분(402)에 커플링시키는 4개의 금속 커넥터들(406)이 도시된다. 금속 커넥터들(406)은 제1 부분(402)을 제2 부분(404)에 커플링시키고 제2 부분(404)에 대해 비교적 고정된 포지션으로 제1 부분(402)을 지지하여 유지하도록 구성된다.
[0033] 제2 부분(404)은 약 1.00 mm 내지 약 5.00 mm일 수 있는 제2 부분(404)의 OD4를 정의하는 외측 에지(408)를 포함한다. 제1 부분(402)은 반사기(200)의 제1 부분(202)과 유사한 치수들을 가질 수 있다. 예컨대, 적어도 일부 실시예들에서, 제1 부분(402)은 약 210 mm의 ID5(예컨대, 제2 부분(404)의 중심으로부터 제1 부분(402)의 내측 에지(410)까지 측정됨) 및 약 300 mm 내지 350 mm의 OD5(예컨대, 제2 부분(404)의 중심으로부터 제1 부분(402)의 외측 에지(412)까지 측정됨)를 가질 수 있다. 제1 부분(402) 및/또는 제2 부분(404)의 두께는, 각각, 제1 부분(202) 또는 제2 부분(208)의 두께(t1) 또는 두께(t2), 예컨대 약 1.00 mm 내지 5.00 mm의 두께와 동일할 수 있다.
[0034] 제2 부분(404)의 외측 에지(408)와 제1 부분(402)의 내측 에지(410) 사이에 개구(414)가 형성된다. 개구(414)는, 기판(112)의 최하부 표면을 가열하기 위해 반사기(300)의 애퍼처(306)를 통해 투과되는 마이크로파 에너지가 개구(414)를 통과하게 허용하도록 구성된다.
[0035] 반사기(400)의 제1 부분(402), 제2 부분(404), 및/또는 금속 커넥터들(406)은 구리, 알루미늄, 스테인리스 강을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 임의의 적합한 금속으로 제조될 수 있다.
[0036] 조립된 구성에서, 반사기(200)와 유사하게, 반사기(400)는 둘레방향 부재들 중 하나, 예컨대 둘레방향 부재(130c)(예컨대, 도 1 참조)에 커플링된다. 적어도 일부 실시예들에서, 예컨대, 반사기(400)는 하나 이상의 커플링 디바이스들, 예컨대 클램프들, 잠금 디바이스들, 나사들, 너트들, 볼트들, 또는 다른 적절한 디바이스(들)를 통해 둘레방향 부재(130c)에 고정적으로 또는 제거가능하게 커플링될 수 있다. 예컨대, 후자의 실시예에서, 반사기(400)가 일상적인 유지보수를 위해 둘레방향 부재(130c)로부터 제거될 수 있도록 반사기(400)는 둘레방향 부재(130c)에 커플링될 수 있다.
[0037] 도 5는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 기판을 프로세싱하기 위한 방법(500)의 흐름도이다. 초기에, 기판, 예컨대 기판(112)은 프로세스 챔버(예컨대, 프로세스 챔버(102))의 내측 볼륨(예컨대, 내측 볼륨(106)) 내에서 둘레방향 부재 상에 포지셔닝될 수 있다. 예컨대, 기판은 기판 지지부(124)의 둘레방향 부재(130b) 상에 포지셔닝될 수 있다. 부가적으로, 적어도 일부 실시예들에서, 본 개시내용에 따라 사용하도록 구성될 수 있는 하나의 타입의 프로세스 챔버는, 예컨대, 캘리포니아 산타클라라의 Applied Materials, Inc.로부터 입수가능한 CHARGER®/ENDURA® 언더범프 금속화 라인의 PVD 장치일 수 있다.
[0038] 다음으로, 502에서, 제1 마이크로파 반사기(예컨대, 반사기(200))가 기판 위에 제공 및 포지셔닝될 수 있다. 예컨대, 위에서 언급된 바와 같이, 반사기(200)는 둘레방향 부재(130a) 상에 포지셔닝될 수 있다. 504에서, 제2 마이크로파 반사기(예컨대, 반사기(300))가 기판 아래에 제공 및 포지셔닝될 수 있다. 예컨대, 반사기(300)는 후프(128) 상에 포지셔닝될 수 있다.
[0039] 일부 실시예들에서, 선택적인 반사기(400)가 둘레방향 부재(130c) 상에 제공 및 포지셔닝될 수 있다. 반사기(400)는 반사기(300)의 애퍼처(306)를 통해 투과된 마이크로파 에너지의 일부를 지향시키는 데 사용될 수 있다.
[0040] 다음으로, 506에서, 제어기(114)의 제어 하에서, 마이크로파 에너지가 도파관 개구(111)로부터(예컨대, 기판 아래로부터) 투과되고, 반사기(300)의 애퍼처(306)를 통과한다. 부가적으로, 마이크로파 에너지, 예컨대 기판을 통과하는 마이크로파 에너지의 일부는 동작 동안, 예컨대 반사기(200)의 제1 부분(202) 및 제2 부분(208)의 최하부 표면으로부터 기판으로 다시 반사된다. 반사기(200)로부터의 반사된 마이크로파 에너지는 기판의 최상부 표면(예컨대, 에지들 이외의 기판의 영역들)을 가열하고, 기판의 균등한/균일한 가열을 제공한다(예컨대, 에지 핫 현상을 감소시킨다). 부가적으로, 반사기(200)는 전파되는 마이크로파의 일부의 회절을 야기하며, 이는 결국, 더 예측적인 전파 패턴을 제공한다.
[0041] 적어도 일부 실시예들에서, 이를테면 선택적인 반사기(400)가 사용될 때, 반사기(300)의 애퍼처(306)를 통해 투과된 마이크로파 에너지의 일부는 또한, 반사기(400)의 제1 부분(402)과 제2 부분(404) 사이의 개구(414)를 통해 투과된다. 부가적으로, 마이크로파 에너지의 일부는 반사기(400)의 제1 부분(402) 및 제2 부분(404)의 최하부 표면들로부터 반사기(200)로 반사된다. 이어서, 반사기(400)로부터의 반사된 마이크로파 에너지의 일부는 반사기(300)로부터 다시 반사기(400)의 제1 부분(402)과 제2 부분(404) 사이의 개구(414)를 통해 재지향될 수 있으며, 따라서, 기판의 부가적인 균일한 가열을 제공한다. 반사기(400)는 또한, 예컨대 기판의 중심이 너무 빠르게 가열되는 방향성 마이크로파 충돌(direction microwave impingement)을 방지한다.
[0042] 전술한 것이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들은 본 개시내용들의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버로서,
    상기 프로세스 챔버의 내측 볼륨에 제공된 기판 지지부 아래로부터 마이크로파 에너지를 제공하도록 구성된 마이크로파 에너지 소스;
    상기 기판 지지부의 기판 지지 포지션 위에서 상기 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제1 마이크로파 반사기; 및
    상기 기판 지지 포지션 아래에서 상기 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제2 마이크로파 반사기를 포함하며,
    상기 제1 마이크로파 반사기 및 상기 제2 마이크로파 반사기는, 동작 동안, 상기 마이크로파 에너지가 상기 제2 마이크로파 반사기를 통과하고 상기 마이크로파 에너지의 일부가 상기 제1 마이크로파 반사기의 최하부 표면으로부터 상기 기판으로 다시 반사되도록 포지셔닝 및 구성되는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마이크로파 반사기는 환형 구성을 포함하며,
    상기 환형 구성은,
    약 100 mm 내지 약 250 mm의 내경 및 약 1.00 mm 내지 약 5.00 mm의 내경 두께; 및
    약 300 mm 내지 약 350 mm의 외경 및 약 1.00 mm 내지 약 5.00 mm의 외경 두께를 갖는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마이크로파 반사기는, 내측 에지 및 외측 에지에 의해 정의된 제1 부분, 및 상기 제1 부분의 외측 에지로부터 상기 제1 마이크로파 반사기의 제2 부분의 외측 에지까지 정의된 단차를 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마이크로파 반사기는 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 구리 중 적어도 하나로 제조되는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 마이크로파 반사기는 환형 구성을 포함하며,
    상기 환형 구성은,
    약 45 mm 내지 약 51 mm의 내경; 및
    약 300 mm 내지 약 350 mm의 외경을 갖는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 마이크로파 반사기는 구리, 알루미늄, 또는 스테인리스 강 중 적어도 하나로 제조되는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  7. 제1항에 있어서,
    적어도 2개의 금속 커넥터들을 통해 제1 부분의 내측 에지에 연결된 제2 부분을 가진 일반적으로 환형 구성을 갖는 제3 마이크로파 반사기를 더 포함하며,
    상기 제3 마이크로파 반사기는 상기 제2 마이크로파 반사기 위에서 그리고 상기 기판 지지 포지션 아래에서 상기 기판 지지부 상에 포지셔닝되는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 마이크로파 반사기의 제1 부분, 제2 부분, 및 적어도 2개의 금속 커넥터들은 구리, 알루미늄, 스테인리스 강 중 적어도 하나로 제조되는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마이크로파 반사기의 최하부 표면이 상기 기판의 최상부 표면으로부터 있는 거리는 적어도 3개의 마이크로파 파장들이고,
    상기 기판의 최하부 표면이 상기 프로세스 챔버의 내측 볼륨 내에 배치된 최하부 표면 또는 상기 최하부 표면에 배치된 도파관 개구 중 하나로부터 있는 거리는 적어도 3개의 마이크로파 파장들이지만 약 160 mm를 초과하지는 않으며,
    상기 제2 마이크로파 반사기의 최하부 표면이 상기 프로세스 챔버의 내측 볼륨 내에 배치된 최하부 표면 또는 상기 도파관 개구 중 하나로부터 있는 거리는 약 15 mm 내지 약 80 mm인, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  10. 제1항 내지 제7항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 적어도 하나의 금속이 상부에 증착된 유리, 적어도 하나의 금속이 상부에 증착된 실리콘, 또는 매립된 실리콘 다이들을 갖는 에폭시 중 적어도 하나로 제조되는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  11. 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버로서,
    상기 프로세스 챔버의 내측 볼륨에 제공된 기판 지지부;
    상기 기판 지지부의 기판 지지 포지션 위에서 상기 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제1 마이크로파 반사기;
    상기 기판 지지 포지션 아래에서 상기 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제2 마이크로파 반사기; 및
    상기 제2 마이크로파 반사기 위에서 그리고 상기 기판 지지 포지션 아래에서 상기 기판 지지부 상에 포지셔닝된 제3 마이크로파 반사기를 포함하며,
    동작 동안, 마이크로파 에너지는 상기 제2 마이크로파 반사기를 통과하고, 상기 마이크로파 에너지의 일부는 상기 제3 마이크로파 반사기를 통과하여, 상기 마이크로파 에너지의 일부는 상기 제1 마이크로파 반사기의 최하부 표면으로부터 상기 기판으로 다시 반사되는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버.
  12. 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법으로서,
    상기 프로세스 챔버의 내측 볼륨에 배치된 기판 지지부 상에, 기판 위의 제1 마이크로파 반사기를 포지셔닝시키는 단계;
    상기 기판 지지부 상에, 상기 기판 아래의 제2 마이크로파 반사기를 포지셔닝시키는 단계; 및
    상기 기판 아래로부터 상기 프로세스 챔버의 마이크로파 에너지 소스로부터의 마이크로파 에너지를 투과시켜, 상기 마이크로파 에너지가 상기 제2 마이크로파 반사기를 통과하고 상기 마이크로파 에너지의 일부가 상기 제1 마이크로파 반사기의 최하부 표면으로부터 상기 기판으로 다시 반사되게 하는 단계를 포함하는, 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 마이크로파 반사기를 제공하는 것은 환형 구성을 갖는 상기 제1 마이크로파 반사기를 제공하는 것을 포함하며,
    상기 환형 구성은,
    약 100 mm 내지 약 250 mm의 내경 및 약 1.00 mm 내지 약 5.00 mm의 내경 두께; 및
    약 300 mm 내지 약 350 mm의 외경 및 약 1.00 mm 내지 약 5.00 mm의 외경 두께를 갖는, 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 마이크로파 반사기를 제공하는 것은, 내측 에지 및 외측 에지에 의해 정의된 제1 부분, 및 상기 제1 부분의 외측 에지로부터 상기 제1 마이크로파 반사기의 제2 부분의 외측 에지까지 정의된 단차를 갖는 제1 마이크로파 반사기를 제공하는 것을 포함하는, 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 마이크로파 반사기는 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 구리 중 적어도 하나로 제조되는, 프로세스 챔버를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
KR1020227008067A 2019-08-20 2020-05-04 마이크로파 에너지를 사용하여 기판을 프로세싱하기 위한 방법들 및 장치 KR20220042465A (ko)

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