KR20220092574A - 기판 상의 에지 막 두께 균일성을 개선시키기 위한 프로세스 키트 - Google Patents

기판 상의 에지 막 두께 균일성을 개선시키기 위한 프로세스 키트 Download PDF

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Abstract

기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트들의 실시예들이 본 명세서에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트는, 기판 지지부를 둘러싸도록 구성되고, 상부 부분, 하부 부분, 및 상부 부분과 하부 부분을 관통하는 중심 개구를 갖는 환형 바디 － 상부 부분은 환형 바디의 외경을 정의하는 상부 플랜지에 커플링된 측벽들을 포함하고, 상부 부분은 측벽들을 통해 배치된 복수의 제1 홀들을 포함하고, 상부 부분은 하나 이상의 가열 엘리먼트들을 포함함 －; 및 환형 바디 주위에 배치된 차폐부를 포함하며, 차폐부는 복수의 제1 홀들에 유체 연결된 배기 포트를 포함한다.

Description

기판 상의 에지 막 두께 균일성을 개선시키기 위한 프로세스 키트
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 기판 프로세싱 장비에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판 프로세싱 장비에서 사용하기 위한 프로세스 키트들에 관한 것이다.
[0002] 증착 챔버들은 통상적으로 기판들 상에 형성된 피처들 위에 재료 층들을 증착하는 데 사용된다. ALD(atomic layer deposition) 및 CVD(chemical vapor deposition)는 재료 층들의 증착을 위해 사용되는 증착 기법들이다. ALD 프로세스의 일 예는 가스들의 펄스들의 순차적인 도입을 포함한다. 예컨대, 가스들의 펄스들의 순차적인 도입에 대한 하나의 사이클은 제1 반응 가스의 펄스, 이어서 퍼지 가스의 펄스 및/또는 펌프 진공배기(pump evacuation), 이어서 제2 반응 가스의 펄스, 그리고 이어서 퍼지 가스의 펄스 및/또는 펌프 진공배기를 포함할 수 있다. 제1 반응물 및 제2 반응물의 별개의 펄스들의 순차적인 도입은 기판의 표면 상의 반응물들의 단분자층들의 교번하는 자기-제한적 흡수를 초래할 수 있으며, 그에 따라 각각의 사이클 동안 재료의 단분자층을 형성한다. 사이클은 증착된 재료의 원하는 두께까지 반복될 수 있다. 제1 반응 가스의 펄스들과 제2 반응 가스의 펄스들 사이의 퍼지 가스의 펄스 및/또는 펌프 진공배기는 챔버에 남아있는 과도한 양들의 반응물들로 인한 반응물들의 기상 반응(gas phase reaction)의 가능성을 감소시키는 역할을 한다.
[0003] 그러나, 발명자들은 일부 증착 프로세스들 동안, 프로세싱되는 기판의 주변 구역에서의 온도 불균일성이 기판에 걸쳐 불균일한 두께의 증착된 재료를 유발한다는 것을 관찰하였다.
[0004] 따라서, 발명자들은 증착 챔버들에서 사용하기 위한 개선된 프로세스 키트들을 제공하였다.
[0005] 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트들의 실시예들이 본 명세서에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트는, 기판 지지부를 둘러싸도록 구성되고, 상부 부분, 하부 부분, 및 상부 부분과 하부 부분을 관통하는 중심 개구를 갖는 환형 바디 － 상부 부분은 환형 바디의 외경을 정의하는 상부 플랜지에 커플링된 측벽들을 포함하고, 상부 부분은 측벽들을 통해 배치된 복수의 제1 홀들을 포함하고, 상부 부분은 하나 이상의 가열 엘리먼트들을 포함함 －; 및 환형 바디 주위에 배치된 차폐부를 포함하며, 차폐부는 복수의 제1 홀들에 유체 연결된 배기 포트를 포함한다.
[0006] 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트는, 기판 지지부를 둘러싸도록 구성되고, 상부 부분, 하부 부분, 및 상부 부분과 하부 부분을 관통하는 중심 개구를 갖는 환형 바디 － 상부 부분은 상부 부분의 측벽들을 통해 배치된 복수의 제1 홀들을 포함하고, 상부 부분은 하나 이상의 가열 엘리먼트들을 포함함 －; 및 환형 바디 주위에 배치되고 환형 바디에 제거가능하게 커플링된 차폐부를 포함하며, 차폐부는 복수의 제1 홀들에 유체 연결된 배기 포트를 포함하고, 환형 바디 및 차폐부 둘 모두는 절취부(cutout)를 포함하고, 그 절취부를 통해 기판을 수용한다.
[0007] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버는, 프로세싱 볼륨을 정의하는 챔버 바디 － 챔버 바디는 덮개를 포함함 －; 프로세싱 볼륨에 배치된 기판 지지부; 기판 지지부 주위에 배치되고, 상부 부분, 하부 부분, 및 상부 부분과 하부 부분을 관통하는 중심 개구를 갖는 환형 바디 － 환형 바디는 환형 바디의 측벽들을 통해 배치된 복수의 제1 홀들을 포함하고, 상부 부분은 하나 이상의 가열 엘리먼트들을 포함하고, 하나 이상의 가열 엘리먼트들은 환형 바디를 중심으로 축대칭으로 배치된 복수의 가열기 로드(heater rod)들 중 적어도 하나 또는 상부 부분에 커플링된 링에 배치된 저항성 가열기를 포함함 －; 환형 바디 주위에 배치되고 환형 바디에 제거가능하게 커플링된 차폐부 － 차폐부는 복수의 제1 홀들에 유체 연결된 배출 포트를 포함함 －; 및 기판 지지부에 대향하는 프로세싱 볼륨에 그리고 환형 바디의 상부 표면 상에 배치된 샤워헤드를 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
[0009] 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.
[0010] 도 1은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 측단면도를 도시한다.
[0011] 도 2a는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 부분 측단면도를 도시한다.
[0012] 도 2b는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 부분 측단면도를 도시한다.
[0013] 도 3은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0014] 도 4는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 키트의 등각 평면도를 도시한다.
[0015] 도 5는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 키트의 등각 평면도를 도시한다.
[0016] 도 6은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 키트의 측면도를 도시한다.
[0017] 도 7은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 부분 등각 평면도를 도시한다.
[0018] 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.
[0019] 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트들의 실시예들이 본 명세서에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 프로세스 키트는, 프로세싱 볼륨으로부터 펌핑 포트로 유동을 지향시키면서, 챔버 컴포넌트들 상의 원치않는 증착을 감소시키거나 방지하기 위해 기판 지지부의 에지 주위에 그리고 그에 근접하게 배치된 라이너를 포함한다. 라이너는 프로세싱되는 기판 상의 온도 균일성을 개선시키기 위해 기판의 에지 구역과 라이너 사이의 온도 차이를 감소시키도록 라이너를 유리하게 가열시키기 위해 하나 이상의 가열 엘리먼트들에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 가열 엘리먼트들은 기판의 에지 영역 부근의 온도 프로파일을 유리하게 제어하도록 독립적으로 제어가능하다.
[0020] 본 명세서에 설명되는 교시들의 통합을 위한 적합한 프로세싱 챔버들의 예들은 미국 캘리포니아 산타클라라 소재의 Applied Materials, Inc.로부터 입수가능한 높은 유전 상수(즉, 하이 k(high k)) 및 금속 ALD 증착 챔버들을 포함하지만, Applied Materials, Inc. 또는 다른 제조사들로부터 입수가능한 다른 챔버들이 또한 유익할 수 있다. 다음의 프로세스 챔버 설명은 맥락 및 예시의 목적들을 위해 제공되며, 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
[0021] 도 1은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 기판 프로세싱 챔버(프로세스 챔버(100))의 개략도이다. 프로세스 챔버(100)는 챔버 바디(102) 및 덮개 조립체(104)를 포함하며, 챔버 바디(102)는 챔버 바디(102) 내에 그리고 덮개 조립체(104) 아래에 정의된 프로세싱 볼륨(106)을 갖는다. 챔버 바디(102) 내의 슬릿 밸브(120)는 기판, 이를테면 200, 300, 450 mm 등의 반도체 웨이퍼, 유리 기판 등을 프로세스 챔버(100) 내외로 전달하고 리트리브(retrieve)하기 위한 로봇(도시되지 않음)에 대한 액세스를 제공한다.
[0022] 기판 지지부(108)는 프로세스 챔버(100) 내의 기판 수용 표면 상에서 기판을 지지한다. 기판 지지부(108)는 기판 지지부(108) 상에 배치될 때 기판과 기판 지지부(108)를 상승 및 하강시키기 위한 리프트 모터에 장착된다. 리프트 모터에 연결된 리프트 플레이트(122)는 기판 지지부(108)를 통해 이동가능하게 배치된 리프트 핀들을 상승 및 하강시키기 위해 프로세스 챔버(100)에 장착된다. 리프트 핀들은 기판 지지부(108)의 표면 위에서 기판을 상승 및 하강시킨다. 기판 지지부(108)는 프로세싱 동안 기판 지지부(108)에 기판을 고정시키기 위한 진공 척(도시되지 않음), 정전 척(도시되지 않음), 또는 클램프 링(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
[0023] 기판 지지부(108)의 온도는 기판의 온도를 제어하도록 조정될 수 있다. 예컨대, 기판 지지부(108)는 임베디드(embedded) 가열 엘리먼트, 이를테면 저항성 가열기를 사용하여 가열될 수 있거나, 또는 복사열, 이를테면 기판 지지부(108)에 열 에너지를 제공하도록 구성된 가열 램프들을 사용하여 가열될 수 있다.
[0024] 일부 실시예들에서, 에지 링(116)은 기판 지지부(108)의 주변 에지의 정상에 배치될 수 있다. 에지 링(116)은 기판 지지부(108)의 지지 표면을 노출시키도록 사이징된 중심 개구를 포함한다. 에지 링(116)은 기판 지지부(108)의 측부들을 보호하기 위해 스커트(skirt) 또는 하향으로 연장되는 환형 립(annular lip)을 더 포함할 수 있다.
[0025] 일부 실시예들에서, 라이너(114)는 동작 동안의 부식성 가스들 또는 재료들의 증착으로부터 챔버 바디(102)를 보호하기 위해 챔버 바디(102)의 내부 벽들(예컨대, 하나 이상의 측벽들)을 따라 배치된다. 라이너(114)는 가열기 전력 소스(130)에 커플링된 하나 이상의 가열 엘리먼트들(도 2a 및 도 2b 참조)을 포함한다. 가열기 전력 소스(130)는 단일 전력 소스 또는 하나 이상의 가열 엘리먼트들의 개개의 가열 엘리먼트들에 커플링된 복수의 전력 소스들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)는 부식성 가스들 또는 재료들의 증착으로부터 챔버 바디(102)를 보호하기 위해 라이너(114) 주위에 배치된다. 일부 실시예들에서, 라이너(114) 및 차폐부(136)는 펌핑 볼륨(124)을 정의한다. 라이너(114)는 펌핑 볼륨(124)을 프로세싱 볼륨(106)에 유체 커플링시키기 위한 복수의 개구들을 포함한다. 그러한 실시예들에서, 펌핑 볼륨(124)은 추가로, 프로세스 챔버(100)로부터의 가스들의 진공배기(evacuation), 및 펌프 포트(126)에 커플링된 진공 펌프를 통해 프로세스 챔버(100) 내부의 미리 결정된 압력 또는 압력 범위를 유지하는 것을 용이하게 하기 위해 펌프 포트(126)에 유체 커플링된다.
[0026] 가스 전달 시스템(118)은 샤워헤드(110)를 통해 프로세싱 볼륨(106)에 프로세스 가스 및/또는 퍼지 가스와 같은 가스를 제공하도록 덮개 조립체(104)에 커플링된다. 샤워헤드(110)는, 일반적으로 기판 지지부(108)에 대향하게 덮개 조립체(104)에 배치되고, 프로세스 가스들을 프로세싱 볼륨(106)에 제공하기 위한 복수의 가스 분배 홀들을 포함한다.
[0027] 프로세싱 볼륨에 노출되고 시간에 걸쳐 주기적 유지보수 및/또는 교체를 겪는 프로세스 챔버(100)의 컴포넌트들은 본 명세서에서 프로세스 키트들로 지칭된다. 프로세스 키트들은 라이너(114), 차폐부(136), 및 에지 링(116)을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).
[0028] 예시적인 프로세싱 동작에서, 기판은 로봇(도시되지 않음)에 의해 슬릿 밸브(120)를 통해 프로세스 챔버(100)로 전달된다. 기판은 리프트 핀들 및 로봇의 협동을 통해 기판 지지부(108) 상에 포지셔닝된다. 기판 지지부(108)는 샤워헤드(110)의 하부 표면에 대향하여 근접하게 기판을 상승시킨다. 제1 가스 유동은 제2 가스 유동과 함께 또는 순차적으로(예컨대, 펄스들로) 가스 전달 시스템(118)에 의해 프로세싱 볼륨(106) 내로 주입될 수 있다. 제1 가스 유동은 퍼지 가스 소스로부터의 퍼지 가스의 연속적인 유동 및 반응 가스 소스로부터의 반응 가스의 펄스들을 포함할 수 있거나, 또는 반응 가스 소스로부터의 반응 가스의 펄스들 및 퍼지 가스 소스로부터의 퍼지 가스의 펄스들을 포함할 수 있다. 제2 가스 유동은 퍼지 가스 소스로부터의 퍼지 가스의 연속적인 유동 및 반응 가스 소스로부터의 반응 가스의 펄스들을 포함할 수 있거나, 또는 반응 가스 소스로부터의 반응 가스의 펄스들 및 퍼지 가스 소스로부터의 퍼지 가스의 펄스들을 포함할 수 있다. 이어서, 가스는 기판의 표면 상에 침착된다. 과도한 가스, 부산물들 등은 펌핑 볼륨(124)을 통해 펌프 포트(126)로 유동되고, 이어서 프로세스 챔버(100)로부터 배기된다.
[0029] 도 2a는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 위에서 설명된 라이너(114)를 포함하는 프로세스 챔버의 개략적인 부분 측단면도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 라이너(114) 및 차폐부(136) 하위조립체(subassembly)는 챔버 바디(102) 및 덮개 조립체(104)에 대한 열 손실을 최소화하기 위해 챔버 바디(102) 및 덮개 조립체(104)와의 최소 접촉을 갖는다. 일부 실시예들에서, 라이너(114) 및 차폐부(136) 둘 모두는 챔버 바디(102)로부터 이격된다. 예컨대, 제1 갭은 차폐부(136)와 챔버 바디(102) 사이에 배치된다. 일부 실시예들에서, 제1 갭은 약 30 mil 내지 약 50 mil이다. 일부 실시예들에서, 제2 갭은 환형 바디(220)의 외측 측벽과 덮개 조립체(104) 사이에 배치된다. 일부 실시예들에서, 제2 갭은 약 30 mil 내지 약 50 mil이다. 일부 실시예들에서, 제3 갭은 환형 바디(220)의 하부 표면과 챔버 바디(102) 사이에 배치된다. 일부 실시예들에서, 제3 갭은 약 30 mil 내지 약 50 mil이다.
[0030] 라이너(114)는 기판 지지부(108) 주위에 배치되는 환형 바디(220)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 환형 바디(220)는 적어도 약 200 W/mK의 열 전도율을 갖는 재료로 제조된다. 일부 실시예들에서, 환형 바디(220)는 알루미늄, 예컨대, 알루미늄 6061 또는 알루미늄 6063으로 제조된다. 일부 실시예들에서, 환형 바디(220)는 상부 부분(210), 하부 부분(214), 및 상부 부분(210)과 하부 부분(214)을 관통하는 중심 개구(216)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상부 부분(210)의 외측 측벽은, 차폐부(136)의 내측 표면과 환형 리세스(278)의 표면들 사이에 배치된 제1 플레넘(plenum)(238)을 차폐부(136)와 함께 형성하는 환형 리세스(278)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 환형 리세스(278)에 의해 정의된 표면들은 측벽들(230)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상부 플랜지(228)는 덮개 조립체(104) 상에 놓이도록 환형 바디(220)의 상부 부분(210)의 최상부로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장된다. 상부 플랜지(228)는 환형 바디(220)의 외경을 정의한다. 일부 실시예들에서, 측벽들(230)은 실질적으로 수직인 제1 부분 및 상향으로 그리고 반경방향 바깥쪽으로 연장되는 제2 부분을 포함한다. 일부 실시예들에서, 환형 바디(220)는 환형 바디(220)의 측벽들(230)을 통해 배치된 복수의 제1 홀들(218)을 포함한다. 복수의 제1 홀들(218)은 프로세싱 볼륨(106)으로부터 펌프 포트(126)로의 유동을 용이하게 하도록 구성된다.
[0031] 일부 실시예들에서, 상부 부분(210)의 내측 표면(212)은 샤워헤드(110)의 외측 표면(224)의 프로파일에 대응하는 프로파일을 갖는다. 일부 실시예들에서, 라이너(114)와 샤워헤드(110) 사이의 열 커플링을 감소시키기 위해 상부 부분(210)의 내측 표면(212)과 샤워헤드(110)의 외측 표면(224) 사이에 갭이 존재한다. 일부 실시예들에서, 펌핑 볼륨(124)은 제1 플레넘(238) 및 제2 플레넘(240)을 포함한다. 제2 플레넘(240)은 도 4에 관해 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 차폐부(136) 및 하부 부분(214)의 측벽들에 의해 정의된다.
[0032] 일부 실시예들에서, 상부 부분(210)은 하나 이상의 가열 엘리먼트들을 수용하기 위한 하나 이상의 개구들(232)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 가열 엘리먼트들은 환형 바디(220)를 가열시키기 위한 하나 이상의 가열기 로드들(206)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 가열기 로드들(206)은 환형 바디(220)를 중심으로 축대칭으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 가열기 로드들(206)은 각각 약 75 와트 내지 약 125 와트의 전력을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 환형 바디(220)는 섭씨 300도까지 가열될 수 있다. 가열기 로드들(206)은 개별적으로 제어되거나 직렬로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 가열기 로드들(206)은 상부 플랜지(228)의 외측 측벽으로부터 반경방향 안쪽으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 복수의 가열기 로드들(206)은 상부 부분(210) 내로 실질적으로 수평으로 연장된다.
[0033] 일부 실시예들에서, 덮개 조립체(104)는 덮개 조립체(104)와 환형 바디(220) 사이의 계면에 하나 이상의 o-링들을 수용하기 위한 하나 이상의 o-링 홈들(208)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 샤워헤드(110)는 샤워헤드(110)와 환형 바디(220) 사이의 계면에 하나 이상의 o-링들을 수용하기 위한 하나 이상의 o-링 홈들(204)을 포함한다.
[0034] 도 2b는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 부분 측단면도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 라이너(114)는 환형 바디(220)의 상부 부분(210)에 제거가능하게 커플링된 링(280)을 포함한다. 링(280)은 라이너(114)를 가열시키기 위한 하나 이상의 가열 엘리먼트들(222)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 링(280)은 상부 부분(210)의 상부 플랜지(228)의 상부 표면에 제거가능하게 커플링된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 가열 엘리먼트들(222)은 링(280)에 임베딩된 저항성 가열기이다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 가열 엘리먼트들(222)은 링(280)에 배치된 복수의 가열기 로드들이다. 링(280)은 유리하게, 라이너(114)를 완전히 제거할 필요 없이 링(280) 및 가열기 로드들의 제거 및 정비를 용이하게 한다.
[0035] 일부 실시예들에서, 차동 펌핑 라인(254)은 한 쌍의 o-링 홈들(204) 사이로부터 한 쌍의 o-링 홈들(208)로 환형 바디(220)를 통해 연장된다. 차동 펌핑 라인(254)은 한 쌍의 o-링 홈들(204)과 한 쌍의 o-링 홈들(208) 사이에 포획된 임의의 프로세스 가스들 또는 부산물들이 펌프 포트(126)로 배기되는 것을 보장하기 위해 차동 펌핑을 용이하게 하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 차동 펌핑 라인(254)은 한 쌍의 o-링 홈들(204) 사이로부터 한 쌍의 o-링 홈들(208) 사이로 반경방향 바깥쪽으로 연장된다.
[0036] 도 3은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 평면도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 복수의 가열기 로드들(206)은 라이너(114)를 가열시키기 위해 상이한 각도 위치들에서 라이너(114) 주위에 배열된다. 일부 실시예들에서, 복수의 가열기 로드들(206)은 8개의 가열기 로드들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 화살표들(302A 내지 302H)은 라이너(114)에 대한 복수의 가열기 로드들(206)의 대응하는 위치들을 나타낸다. 도 3이 8개의 가열기 로드들의 위치들을 도시하지만, 더 많거나 더 적은 가열기 로드들(206)이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 가열기 로드들(206)은 환형 바디(220)의 상부 플랜지(228)에 축대칭으로 배열된다. 일부 실시예들에서, 복수의 가열기 로드들은 링(280)에 축대칭으로 배열된다.
[0037] 도 4는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 키트의 등각 평면도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 환형 바디(220)의 하부 부분(214)은 하부 플랜지(402) 및 상부 플랜지(404), 및 하부 플랜지(402)와 상부 플랜지(404) 사이에 배치된 측벽(408)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 측벽(408)은 절취부(410)를 포함하며, 그 절취부를 통해 기판을 수용한다. 일부 실시예들에서, 하부 부분(214)은 라이너(114)를 차폐부(136)에 제거가능하게 커플링시키도록 구성된 피처들을 갖는 하나 이상의 커플링 표면들(414)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 커플링 표면들(414)은 하부 플랜지(402)의 외측 표면 및 상부 플랜지(404)의 외측 표면과 동일 평면 상에 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 커플링 표면들(414)은 차폐부(136)의 키(도 5 참조)를 수용하기 위한 슬롯(418)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 슬롯(418)은 L-형상이다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 커플링 표면들(414)은 하부 부분(214)의 대향 측들 상에 배치된 2개의 커플링 표면들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 절취부(410)는 인접한 하나 이상의 커플링 표면들(414) 사이에서 연장된다. 일부 실시예들에서, 상부 플랜지(404)는 상부 플랜지(404)의 외측 표면으로부터 반경방향 안쪽으로 연장되는 리세스들(412)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 리세스들(412)은 상부 플랜지(404)의 대향 측들 상에 배치된다. 리세스들(412)은 상부 부분(210)으로부터 하부 부분(214)으로 유동을 지향시키도록 구성된다.
[0038] 일부 실시예들에서, 환형 바디(220)는 환형 바디(220)의 상부 표면(424)으로부터 연장되는 복수의 정렬 핀들(420)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 정렬 핀들(420)은 3개의 핀들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상부 플랜지(228)는 상부 플랜지(228)로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되는 복수의 이어(ear)들(422)을 포함한다.
[0039] 도 5는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 프로세스 키트의 차폐부(136)의 등각 평면도를 도시한다. 차폐부(136)는 라이너(114)와 동일한 타입들의 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)는, 차폐부(136)와 라이너(114)가 가열되거나 냉각될 때 그들 사이의 기계적 응력을 감소시키거나 방지하기 위해 라이너(114)와 동일한 재료 또는 라이너(114)와 유사한 열 팽창 계수를 갖는 재료로 제조된다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)는, 차폐부의 내측 표면(502) 상에 배치되고, 차폐부(136)를 라이너(114)에 제거가능하게 커플링시키기 위해 환형 바디(220)의 대응하는 슬롯들(418)에 진입하도록 구성된 하나 이상의 키들(504)을 포함한다. 하나 이상의 키들(504)은 차폐부(136)와 함께 형성되거나, 또는 그렇지 않으면 차폐부(136)에 패스닝(fasten), 본딩, 또는 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)는 하나 이상의 키들(504) 각각에 대한 패스너 개구(508)를 포함한다. 하나 이상의 키들(504)의 각각의 키는 차폐부(136)의 외측 표면(512)으로부터 패스너 개구(508)를 통해 하나 이상의 키들(504)의 각각의 키 내로 연장되는 패스너를 통해 차폐부(136)에 고정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)는 절취부(506)를 포함하며, 그 절취부를 통해 기판을 수용한다. 일부 실시예들에서, 절취부(506)는 환형 바디(220)의 절취부(410)와 유사한 사이즈를 갖는다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)는 배기 포트(510)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 배기 포트(510)는 절취부(506)에 대향하여 배치된다.
[0040] 일부 실시예들에서, 상부 부분(210) 및 차폐부(136)는 제1 플레넘(238)을 정의한다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)의 내측 표면(502), 상부 부분(310)의 측벽(230), 및 하부 부분(314)의 상부 플랜지(404)는 제1 플레넘(238)을 정의한다. 제1 플레넘(238)은 복수의 제1 홀들(218)에 유체 커플링된다. 일부 실시예들에서, 복수의 제1 홀들(218)은, 균일한 방식으로 프로세싱 볼륨(106)을 유리하게 진공배기시키기 위해, 펌프 포트(126)로부터 멀리 떨어져 배치되는 제1 홀들이 펌프 포트(126)에 더 가깝게 배치되는 제1 홀들보다 크도록 크기가 변한다.
[0041] 일부 실시예들에서, 하부 부분(214) 및 차폐부(136)는 제2 플레넘(240)을 정의한다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)의 내측 표면(502) 및 하부 부분(214)의 측벽(408)은 상부 플랜지(404)와 하부 플랜지(402) 사이에 제2 플레넘(240)을 정의한다. 상부 플랜지(404)의 리세스들(412)은, 제1 플레넘(238)으로부터 제2 플레넘(240)으로 유동을 지향시키기 위해 제1 플레넘(238)과 제2 플레넘(240) 사이에 개구를 제공한다. 일부 실시예들에서, 상부 플랜지(404)의 리세스들(412)은 2개의 리세스들(412)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 리세스들(412)은 상부 플랜지(404)의 대향 측들 상에 배치된다. 동작 시에, 프로세싱 볼륨(106)으로부터의 유동은 복수의 제1 홀들(218)을 통해 제1 플레넘(238) 내로, 제1 플레넘(238)으로부터 리세스들(412)을 통해 제2 플레넘(240) 내로, 그리고 제2 플레넘(240)으로부터 배기 포트(510)를 통해 펌프 포트(126) 내로 지향된다. 일부 실시예들에서, 배기 포트(510)는 유리하게, 리세스들(412)로부터 배기 포트(510)로 유동을 균일한 방식으로 지향시키기 위해 인접한 리세스들(412) 사이에서 실질적으로 등거리에 배치된다.
[0042] 도 6은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 키트의 측면도를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 차폐부(136)는 환형 바디(220)에 제거가능하게 커플링된다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)는, 환형 바디(220)에 커플링될 때 환형 바디(220)의 상부 부분(210)의 하부 표면에 인접한다. 일부 실시예들에서, 차폐부(136)의 외측 표면(512)은 상부 부분(210)의 외측 표면(602)과 동일 평면 상에 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 정렬 핀들(610)은 상부 플랜지(228)의 하부 표면으로부터 연장된다. 일부 실시예들에서, 복수의 정렬 핀들(610)은 환형 바디(220)를 덮개 조립체(104)와 정렬시키기 위해 덮개 조립체(104)에 배치되는 슬롯들 내로 연장되도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 복수의 정렬 핀들(610)의 각각의 핀은 복수의 이어들(422) 중 대응하는 이어의 하부 표면으로부터 연장된다.
[0043] 도 7은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 부분 등각 평면도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 상부 부분(210)의 복수의 이어들(422)은 환형 바디(220)를 덮개 조립체(104)에 정렬시키기 위해 복수의 이어들(422)에 대응하는 홈들(702) 내로 연장되도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 복수의 이어들(422)은, 환형 바디(220)가 하나의 배향으로만 덮개 조립체(104)와 정렬될 수 있도록 비대칭으로 배열된다. 일부 실시예들에서, 상부 플랜지(228)로부터 연장되는 복수의 정렬 핀들(420)은 환형 바디(220)를 샤워헤드(110)에 정렬시키기 위해 샤워헤드(110)에 형성된 피처(704)와 인터페이싱하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 피처(704)는 샤워헤드(110)의 외측 표면으로부터 반경방향 안쪽으로 연장되는 리세스이다. 일부 실시예들에서, 덮개 조립체(104)는 하나 이상의 가열 엘리먼트들(예컨대, 가열기 로드들(206))을 수용하기 위해 상부 부분(210)의 하나 이상의 개구들(232)의 위치들과 대응하는 위치들에 하나 이상의 슬롯들(706)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 개구들(232)은 상부 플랜지(228)의 외측 측벽으로부터 반경방향 안쪽으로 연장된다.
[0044] 전술한 것이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들은 본 개시내용들의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다.

Claims (20)

  1. 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트로서,
    기판 지지부를 둘러싸도록 구성되고, 상부 부분, 하부 부분, 및 상기 상부 부분과 상기 하부 부분을 관통하는 중심 개구를 갖는 환형 바디 － 상기 상부 부분은 상기 환형 바디의 외경을 정의하는 상부 플랜지에 커플링된 측벽들을 포함하고, 상기 상부 부분은 상기 측벽들을 통해 배치된 복수의 제1 홀들을 포함하고, 상기 상부 부분은 하나 이상의 가열 엘리먼트들을 포함함 －; 및
    상기 환형 바디 주위에 배치된 차폐부를 포함하며,
    상기 차폐부는 상기 복수의 제1 홀들에 유체 연결된 배기 포트를 포함하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 차폐부를 상기 환형 바디에 제거가능하게 커플링시키기 위해 상기 환형 바디 내의 슬롯에 진입하도록 구성된 키(key)를 포함하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 가열 엘리먼트들은 상기 환형 바디를 가열시키기 위해 상이한 각도 위치들에서 상기 환형 바디 주위에 배치된 복수의 가열기 로드(heater rod)들을 포함하며,
    상기 복수의 가열기 로드들의 각각의 로드는 독립적으로 제어가능한, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 가열기 로드들은 상기 상부 부분의 상부 플랜지에 축대칭으로 배열되는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 가열기 로드들은 8개의 가열기 로드들을 포함하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 환형 바디는 상기 상부 부분의 상부 플랜지에 커플링된 링을 포함하며,
    상기 복수의 가열기 로드들은 상기 링에 배치되는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 환형 바디는 상기 상부 부분에 커플링된 링을 포함하며,
    상기 링은 상기 환형 바디를 가열시키기 위한 저항성 가열기를 포함하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 부분의 상부 플랜지는 상기 환형 바디를 덮개 조립체에 정렬시키기 위해 상기 상부 플랜지로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되는 복수의 이어들(ears)을 포함하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 플랜지는 상기 환형 바디를 샤워헤드에 정렬시키기 위해 상기 상부 플랜지의 상부 표면으로부터 연장되는 복수의 핀들을 포함하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 바디 및 상기 차폐부는 알루미늄으로 제조되는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 바디 및 상기 차폐부 둘 모두는 절취부를 포함하며, 상기 절취부를 통해 기판을 수용하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 부분의 외측 측벽은 상기 차폐부의 내측 표면과 상기 환형 리세스에 의해 정의된 표면들 사이에 제1 플레넘(plenum)을 정의하기 위한 환형 리세스를 포함하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하부 부분은 하부 플랜지 및 상부 플랜지, 및 상기 하부 플랜지와 상기 상부 플랜지 사이에 배치된 측벽을 포함하며,
    상기 차폐부의 내측 표면 및 상기 하부 부분의 측벽은 상기 하부 부분의 대향 측들 상에 배치된 리세스들을 통해 상기 제1 플레넘에 유체 커플링된 제2 플레넘을 정의하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 바디는 상기 환형 바디의 상부 표면으로부터 연장되는 복수의 정렬 핀을 포함하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 홀들은 사이즈가 변하는, 기판 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 프로세스 키트.
  16. 프로세스 챔버로서,
    프로세싱 볼륨을 정의하는 챔버 바디 － 상기 챔버 바디는 덮개를 포함함 －;
    상기 프로세싱 볼륨에 배치된 기판 지지부;
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 프로세스 키트; 및
    상기 기판 지지부에 대향하는 상기 프로세싱 볼륨에 그리고 상기 환형 바디의 상부 표면 상에 배치된 샤워헤드를 포함하는, 프로세스 챔버.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 가열기 로드들은 상기 상부 부분의 외측 측벽으로부터 반경방향 안쪽으로 연장되는, 프로세스 챔버.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 가열기 로드들은 상기 상부 부분에 커플링된 링에 배치되는, 프로세스 챔버.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    펌프 포트를 더 포함하며,
    상기 상부 부분 및 상기 차폐부는 제1 플레넘을 정의하고, 상기 하부 부분 및 상기 차폐부는 제2 플레넘을 정의하고, 상기 제1 플레넘은 제2 플레넘을 통해 상기 펌프 포트에 유체 커플링되는, 프로세스 챔버.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 부분의 내측 표면은 상기 샤워헤드의 외측 표면의 프로파일에 대응하는 프로파일을 갖는, 프로세스 챔버.
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