KR20220134687A - 플라즈마 프로세싱 시스템에서 rf 신호 접지 리턴의 최적화 - Google Patents

플라즈마 프로세싱 시스템에서 rf 신호 접지 리턴의 최적화 Download PDF

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KR20220134687A
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알렉세이 마라크타노브
펠릭스 코자케비치
빙 지
라나딥 보우믹
케네스 루체시
존 홀랜드
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

플라즈마 프로세싱 시스템 내에서 전극을 싸도록 고정된 외측 지지부 플랜지 (플랜지 (1)) 가 형성된다. 플랜지 (1) 는 수직 부분 및 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖는다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (플랜지 2) 가 플랜지 (1) 를 싸도록 형성된다. 플랜지 (2) 는 수직 부분 및 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖는다. 플랜지 (2) 의 수직 부분은 플랜지 (1) 의 수직 부분의 외측에 동심원으로 위치된다. 플랜지 (2) 는 플랜지 (1) 로부터 이격되고 플랜지 (1) 의 수직 부분을 따라 이동 가능하다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 플랜지 (2) 에 연결된 제 1 단부 부분 및 플랜지 (1) 에 연결된 제 2 단부 부분을 갖는다.

Description

플라즈마 프로세싱 시스템에서 RF 신호 접지 리턴의 최적화
본 개시는 반도체 디바이스 제조에 관한 것이다.
플라즈마 에칭 프로세스들은 종종 반도체 웨이퍼들 상의 반도체 디바이스들의 제작에 사용된다. 플라즈마 에칭 프로세스에서, 제작 중인 반도체 디바이스들을 포함하는 반도체 웨이퍼는 플라즈마 프로세싱 볼륨 내에서 생성된 플라즈마에 노출된다. 플라즈마는 반도체 웨이퍼로부터 재료(들)를 제거하고 그리고/또는 반도체 웨이퍼로부터의 후속 제거를 인에이블하도록 재료(들)를 개질하도록 반도체 웨이퍼 상의 재료(들)와 상호 작용한다. 플라즈마는 플라즈마의 구성 성분들로 하여금, 제거/개질되지 않을 웨이퍼 상의 다른 재료들과 상당히 상호 작용하지 않고, 반도체 웨이퍼로부터 제거/개질될 재료(들)와 상호 작용하게 하는 특정한 반응 물질 가스들을 사용하여 생성될 수 있다. 플라즈마는 특정한 반응 물질 가스들을 에너자이징하도록 (energize) RF 신호들을 사용함으로써 생성된다. 이들 RF 신호들은 반도체 웨이퍼가 플라즈마 프로세싱 볼륨에 노출되어 홀딩된 상태에서 반응 물질 가스들을 포함하는 플라즈마 프로세싱 볼륨을 통해 송신된다. 플라즈마 프로세싱 볼륨을 통한 RF 신호들의 송신 경로들은 플라즈마가 플라즈마 프로세싱 볼륨 내에서 생성되는 방법에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 반응 물질 가스들은 보다 많은 양의 RF 신호 전력이 송신되는 플라즈마 프로세싱 볼륨의 영역들에서 보다 큰 정도로 에너자이징될 수도 있고, 이에 따라 플라즈마 프로세싱 볼륨 전반에 걸쳐 플라즈마 특성들의 공간적 불균일도들을 유발한다. 플라즈마 특성들의 공간적 불균일도들은 다른 플라즈마 특성들 중에서, 이온 밀도, 이온 에너지, 및/또는 반응성 구성 요소 밀도의 공간적 불균일도로서 표명될 (manifest) 수 있다. 플라즈마 특성들의 공간적 불균일도들은 반도체 웨이퍼 상의 플라즈마 프로세싱 결과들에서 공간적 불균일도들을 대응하게 유발할 수 있다. 따라서, RF 신호들이 플라즈마 프로세싱 볼륨을 통해 송신되는 방식은 반도체 웨이퍼 상의 플라즈마 프로세싱 결과들의 균일도에 영향을 줄 수 있다. 본 개시는 이러한 맥락 내에서 발생한다.
예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템이 개시된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 상단 표면, 하단 표면, 및 외측 측면 표면에 의해 규정된 실질적으로 원통형 형상을 갖는 전극을 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 전극의 상단 표면 상에 형성된 세라믹 층을 포함한다. 세라믹 층은 반도체 웨이퍼를 수용하고 지지하도록 구성된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 임피던스 매칭 시스템을 통해 전극에 전기적으로 접속된 RF 신호 생성기를 포함한다. RF 신호 생성기는 RF 신호들을 생성하고 전극에 공급하도록 구성된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 전극의 외측 측면 표면을 싸도록 형성된 고정된 외측 지지부 플랜지를 포함한다. 고정된 외측 지지부 플랜지는 전극에 대해 고정된 공간적 관계를 갖는다. 고정된 외측 지지부 플랜지는 수직 부분 및 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖는다. 고정된 외측 지지부 플랜지는 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 고정된 외측 지지부 플랜지를 싸도록 형성된 관절형 외측 지지부 플랜지를 포함한다. 관절형 외측 지지부 플랜지는 수직 부분 및 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖는다. 관절형 외측 지지부 플랜지의 수직 부분은 고정된 외측 지지부 플랜지의 수직 부분의 외부에 동심원으로 위치된다. 관절형 외측 지지부 플랜지는 고정된 외측 지지부 플랜지가 고정된 외측 지지부 플랜지에 대해 수직으로 이동 가능하도록, 고정된 외측 지지부 플랜지로부터 이격된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 포함한다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 관절형 외측 지지부 플랜지의 수평 부분에 연결된 제 1 단부 부분, 및 고정된 외측 지지부 플랜지의 수평 부분에 연결된 제 2 단부 부분을 갖는다.
예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리가 개시된다. 접지 리턴 어셈블리는 플라즈마 프로세싱 시스템 내에서 전극을 싸도록 형성된 고정된 외측 지지부 플랜지를 포함하고, 전극에 대해 고정된 공간적 관계를 갖는다. 고정된 외측 지지부 플랜지는 수직 부분 및 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖는다. 접지 리턴 어셈블리는 또한 고정된 외측 지지부 플랜지를 싸도록 형성된 관절형 외측 지지부 플랜지를 포함한다. 관절형 외측 지지부 플랜지는 수직 부분 및 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖는다. 관절형 외측 지지부 플랜지의 수직 부분은 고정된 외측 지지부 플랜지의 수직 부분의 외부에 동심원으로 위치된다. 관절형 외측 지지부 플랜지는 관절형 외측 지지부 플랜지가 고정된 외측 지지부 플랜지의 수직 부분을 따라 이동 가능하도록, 고정된 외측 지지부 플랜지로부터 이격된다. 접지 리턴 어셈블리는 또한 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 포함한다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 관절형 외측 지지부 플랜지에 연결된 제 1 단부 부분, 및 고정된 외측 지지부 플랜지에 연결된 제 2 단부 부분을 갖는다.
예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템이 개시된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 전기적으로 전도성 재료로 형성된 전극을 포함한다. 전극은 상단 표면, 하단 표면, 및 외측 측면 표면에 의해 규정된 실질적으로 원통형 형상을 갖는다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 전극의 상단 표면 상에 형성된 세라믹 층을 포함한다. 세라믹 층은 반도체 웨이퍼를 수용하고 지지하도록 구성된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 전기적으로 전도성 재료로 형성된 설비 플레이트를 포함한다. 전극의 하단 표면은 설비 플레이트의 상단 표면에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 전기적으로 전도성 재료로 형성된 RF 신호 공급 샤프트를 포함한다. RF 신호 공급 샤프트의 상부 단부는 설비 플레이트의 하단 표면에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 전기적으로 전도성 재료로 형성된 RF 신호 공급 로드를 포함한다. RF 신호 공급 샤프트의 하부 단부는 RF 신호 공급 로드의 전달 단부에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 임피던스 매칭 시스템을 통해 RF 신호 공급 로드의 공급 단부에 전기적으로 접속된 RF 신호 생성기를 포함한다. 플라즈마 프로세싱 시스템은 또한 RF 신호 공급 로드 둘레에 배치된 튜브를 포함한다. 튜브는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 튜브는 튜브의 전체 길이를 따라 공기에 의해 RF 신호 공급 로드로부터 분리된 내측 벽을 갖는다.
예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체가 개시된다. RF 신호 공급 구조체는 전기적으로 전도성 재료로 형성된 RF 신호 공급 로드를 포함한다. RF 신호 공급 로드는 공급 단부 및 전달 단부를 갖는다. RF 신호 공급 로드의 공급 단부는 RF 신호 공급 로드와 RF 신호 생성기 사이에 배치된 임피던스 매칭 시스템으로의 연결을 위해 구성된다. RF 신호 공급 구조체는 또한 RF 신호 공급 로드 둘레에 배치된 튜브를 포함한다. 튜브는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 튜브는 튜브의 전체 길이를 따라 공기에 의해 RF 신호 공급 로드로부터 분리된 내측 벽을 갖는다.
도 1a는 일부 실시 예들에 따른, 반도체 칩 제작에 사용하기 위한 플라즈마 프로세싱 시스템을 통한 수직 단면도를 도시한다.
도 1b는 일부 실시 예들에 따른, 도어를 통해 웨이퍼 (W) 의 이동을 인에이블하도록 캔틸레버 암 어셈블리가 하향으로 이동되는 도 1a의 시스템을 도시한다.
도 2는 일부 실시 예들에 따른, 세라믹 층 및 전극의 평면도를 도시한다.
도 3은 일부 실시 예들에 따른, 임피던스 매칭 시스템의 전기적 개략도를 도시한다.
도 4a는 일부 실시 예들에 따른, 고정된 외측 지지부 플랜지 및 관절형 외측 지지부 플랜지를 통한 수직 단면의 확대도를 도시한다.
도 4b는 일부 실시 예들에 따라 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 제 1 단부 부분이 클램프 링에 의해 관절형 외측 지지부 플랜지의 수평 부분의 상부 표면에 연결되는, 도 4a의 변형을 도시한다.
도 5는 일부 실시 예들에 따른, 관절형 외측 지지부 플랜지와 고정된 외측 지지부 플랜지 사이에 연결된 다수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 갖는, 관절형 외측 지지부 플랜지 및 고정된 외측 지지부 플랜지의 평면도를 도시한다.
도 6은 일부 실시 예들에 따른, 관절형 외측 지지부 플랜지와 고정된 외측 지지부 플랜지 사이에 연결된 다수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 갖는, 관절형 외측 지지부 플랜지 및 고정된 외측 지지부 플랜지의 상단부의 사시도를 도시한다.
도 7은 일부 실시 예들에 따른, 전기적으로 전도성 스트랩의 등각도를 도시한다.
도 8a는 일부 실시 예들에 따른, 상부 전극의 수직 단면도를 도시한다.
도 8b는 일부 실시 예들에 따른, 상부 전극의 평면도를 도시한다.
도 9는 일부 실시 예들에 따른, 전극이 연장된 직경을 갖는, 도 1a에 참조된, 에지 링 근방 영역의 확대도를 도시한다.
도 10은 일부 실시 예들에 따른, 고정된 외측 지지부 플랜지를 향해 내향으로 벤딩하도록 구성된 전기적으로 전도성 스트랩들을 갖는 도 4a의 대안적인 버전을 도시한다.
도 11은 일부 실시 예들에 따른, 관절형 외측 지지부 플랜지와 고정된 외측 지지부 플랜지 사이에서 S-형상으로 벤딩하도록 구성된 전기적으로 전도성 스트랩들을 갖는 도 4a의 대안적인 버전을 도시한다.
도 12는 일부 실시 예들에 따른, 도 1a의 제어 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다.
이하의 기술에서, 본 개시의 실시 예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 상세들이 제시된다. 그러나, 본 개시의 실시 예들이 이들 특정한 상세들 중 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 프로세스 동작들은 본 개시를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.
반도체 웨이퍼 제조를 위한 플라즈마 에칭 시스템들에서, 반도체 웨이퍼에 걸친 에칭 결과들의 공간적 변동은 방사상 에칭 균일도 및 방위각 에칭 균일도를 특징으로 할 수 있다. 방사상 에칭 균일도는 반도체 웨이퍼 상의 미리 결정된 (given) 방위각 위치에서 반도체 웨이퍼의 중심으로부터 반도체 웨이퍼의 에지로 외향으로 연장하는, 반도체 웨이퍼 상의 방사상 위치의 함수로서 에칭 레이트의 변동을 특징으로 할 수 있다. 그리고, 방위각 에칭 균일도는 반도체 웨이퍼 상의 미리 결정된 방사상 위치에서 반도체 웨이퍼의 중심을 중심으로 반도체 웨이퍼 상의 방위각 위치의 함수로서 에칭 레이트의 변동을 특징으로 할 수 있다. 일부 플라즈마 프로세싱 시스템들, 예컨대 본 명세서에 기술된 시스템에서, 반도체 웨이퍼는 반도체 웨이퍼 위에 놓인 플라즈마 생성 영역 내에 플라즈마를 생성하도록 무선 주파수 (radiofrequency; RF) 신호들이 방출되는 전극 상에 위치되고, 플라즈마는 미리 정해진 (prescribed) 에칭 프로세스로 하여금 반도체 웨이퍼 상에서 발생하게 하도록 제어된 특성을 갖는다.
반도체 웨이퍼 밑 (beneath) 의 전극으로부터 방출되는 RF 신호들은 주변 전기적 기준 접지 전위 리턴 경로들에 도달하도록 반도체 웨이퍼 위에 놓인 플라즈마 생성 영역을 통해 이동한다. 이들 주변 전기적 기준 접지 전위 리턴 경로들의 공간적 배열 및 구성은 RF 신호들이 플라즈마 생성 영역을 통해 공간적으로 이동하는 방법에 영향을 줄 수 있고, RF 신호들에 의해 본 임피던스에 영향을 줄 수 있고, 이는 결국 플라즈마에 전달되는 RF 신호 전력 및 플라즈마 생성 영역에 걸친 플라즈마 특성들의 공간적 변동 모두에 영향을 준다. 반도체 웨이퍼에 걸친 방사상 에칭 균일도 및 방위각 에칭 균일도 모두의 개선들을 포함하여, 웨이퍼에 걸친 반도체 프로세싱 결과들의 균일도의 대응하는 개선들을 제공하도록, 플라즈마 프로세싱 시스템 내에서 RF 신호 기준 접지 리턴 경로들의 구성 및 제어 모두의 개선들을 제공하는 다양한 시스템이 본 명세서에 개시된다.
도 1a는 일부 실시 예들에 따른, 반도체 웨이퍼 칩 제작에 사용하기 위한 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 의 수직 단면도를 도시한다. 시스템 (100) 은 벽들 (101A), 상단 부재 (101B), 및 하단 부재 (101C) 에 의해 형성된 챔버 (101) 를 포함한다. 벽들 (101A), 상단 부재 (101B), 및 하단 부재 (101C) 는 집합적으로 챔버 (101) 내에 내부 영역 (103) 을 형성한다. 하단 부재 (101C) 는 배기 포트 (105) 를 포함하고, 이를 통해 플라즈마 프로세싱 동작들로부터 배기 가스들이 지향된다. 일부 실시 예들에서, 동작 동안, 챔버 (101) 의 내부 영역 (103) 으로부터 프로세스 배기 가스들을 인출하도록, 터보 펌프 또는 다른 진공 디바이스에 의해, 흡입력이 배기 포트 (105) 에 인가된다. 일부 실시 예들에서, 챔버 (101) 는 알루미늄으로 형성된다. 그러나, 다양한 실시 예들에서, 챔버 (101) 는 충분한 기계적 강도, 용인할 수 있는 열적 성능을 제공하고 챔버 (101) 내에서 플라즈마 프로세싱 동작들 동안 노출되고 인터페이싱하는 다른 재료들과 화학적으로 양립할 수 있는 본질적으로 임의의 재료, 무엇보다도 예컨대 스테인리스 스틸로 형성될 수 있다. 챔버 (101) 의 적어도 하나의 벽 (101A) 은 반도체 웨이퍼 (W) 가 챔버 (101) 내외로 이송되는 도어 (107) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 도어 (107) 는 슬릿 밸브 도어로서 구성된다.
일부 실시 예들에서, 반도체 웨이퍼 (W) 는 제조 절차를 겪는 반도체 웨이퍼이다. 논의의 용이함을 위해, 반도체 웨이퍼 (W) 는 이하 웨이퍼 (W) 로 지칭된다. 그러나, 다양한 실시 예들에서, 웨이퍼 (W) 는 플라즈마-기반 제조 프로세스를 겪는 본질적으로 임의의 타입의 기판일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 본 명세서에 사용된 바와 같은 웨이퍼 (W) 는 실리콘, 사파이어, GaN, GaAs 또는 SiC, 또는 다른 기판 재료들로 형성된 기판일 수 있고, 유리 패널들/기판들, 금속 포일들, 금속 시트들, 폴리머 재료들, 등을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 본 명세서에 언급된 웨이퍼 (W) 는 형태, 형상, 및/또는 사이즈가 가변할 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 본 명세서에 참조된 웨이퍼 (W) 는 집적 회로 디바이스들이 제작되는 원형-형상 반도체 웨이퍼에 대응할 수도 있다. 다양한 실시 예들에서, 원형-형상 웨이퍼 (W) 는 200 ㎜ (밀리미터), 300 ㎜, 450 ㎜, 또는 또 다른 사이즈의 직경을 가질 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 본 명세서에 언급된 웨이퍼 (W) 는 다른 형상들 중에서도, 평판 디스플레이를 위한 직사각형 기판, 등과 같은 비원형 기판에 대응할 수도 있다.
플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 설비 플레이트 (111) 상에 위치된 전극 (109) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 전극 (109) 및 설비 플레이트 (111) 는 알루미늄으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 전극 (109) 및 설비 플레이트 (111) 는 충분한 기계적 강도를 갖고 양립 가능한 열적 및 화학적 성능 특성들을 갖는 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다. 세라믹 층 (110) 이 전극 (109) 의 상단 표면 상에 형성된다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 층은 전극 (109) 의 상단 표면에 수직으로 측정될 때, 약 1.25 밀리미터 (㎜) 의 수직 두께를 갖는다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 세라믹 층 (110) 은 1.25 ㎜보다 크거나 보다 작은 수직 두께를 가질 수 있다. 세라믹 층 (110) 은 웨이퍼 (W) 상에서 플라즈마 프로세싱 동작들의 수행 동안 웨이퍼 (W) 를 수용하고 지지하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 층 (110) 의 방사상 외부에 위치되는 전극 (190) 의 상단 표면 및 전극 (109) 의 주변 측면 표면들은 세라믹의 스프레이 코팅으로 커버된다.
세라믹 층 (110) 은 웨이퍼 (W) 를 세라믹 층 (110) 의 상단 표면에 홀딩하도록 정전력을 생성하기 위한 하나 이상의 클램프 전극들 (112) 의 배열을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 층 (110) 은 웨이퍼 (W) 에 클램핑력을 제공하기 위해 바이폴라 방식으로 동작하는 2 개의 클램프 전극들 (112) 의 배열을 포함한다. 클램프 전극들 (112) 은 세라믹 층 (110) 의 상단 표면에 대고 (against) 웨이퍼 (W) 를 홀딩하기 위해 제어된 클램핑 전압을 생성하는 DC (direct current) 공급부 (117) 에 연결된다. 전기 배선들 (119A, 119B) 은 DC 공급부 (117) 와 설비 플레이트 (111) 사이에 연결된다. 전기 배선들/도체들은 배선들 (119A, 119B) 을 클램프 전극들 (112) 에 전기적으로 접속하도록 설비 플레이트 (111) 및 전극 (109) 을 통해 라우팅된다. DC 공급부 (117) 는 하나 이상의 신호 전도체들 (121) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
전극 (109) 은 또한 온도 제어 유체가 전극 (109) 의 온도를 제어하고 결국 웨이퍼 (W) 의 온도를 제어하도록 흐르는 온도 제어 유체 채널들 (123) 의 배열을 포함한다. 온도 제어 유체 채널들 (123) 은 설비 플레이트 (111) 상의 포트들에 플럼빙된다 (plumbed) (유체로 연결된다 (fluidly connected)). 온도 제어 유체 공급 라인 및 리턴 라인은 화살표 (126) 로 나타낸 바와 같이 설비 플레이트 (111) 상의 이들 포트들 및 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 에 연결된다. 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 은 다른 디바이스들 중에서, 미리 정해진 웨이퍼 (W) 온도를 획득하고 유지하기 위해 전극 (109) 를 통해 온도 제어 유체의 제어된 플로우를 제공하기 위해, 온도 제어 유체 공급부, 온도 제어 유체 펌프, 및 열 교환기를 포함한다. 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 은 하나 이상의 신호 전도체들 (127) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 다양한 실시 예들에서, 다양한 타입들의 온도 제어 유체, 예컨대 물 또는 냉매 액체/가스가 사용될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 온도 제어 유체 채널들 (123) 은 웨이퍼 (W) 에 걸친 2 차원들 (x 및 y) 에서와 같이, 웨이퍼 (W) 의 온도의 공간적으로 가변하는 제어를 인에이블하도록 구성된다.
세라믹 층 (110) 은 또한 전극 (109) 내의 대응하는 후면 가스 공급 채널들에 유체로 연결된 후면 가스 공급 포트들 (108) (도 2 참조) 의 배열을 포함한다. 전극 (109) 내의 후면 가스 공급 채널들은 전극 (109) 을 통해 전극 (109) 과 설비 플레이트 (111) 사이의 계면으로 라우팅된다. 하나 이상의 후면 가스 공급 라인(들)은 화살표 (130) 로 나타낸 바와 같이 설비 플레이트 (111) 상의 포트들에 그리고 후면 가스 공급 시스템 (129) 에 연결된다. 설비 플레이트 (111) 는 하나 이상의 후면 가스 공급 라인(들)으로부터 전극 (109) 내의 후면 가스 공급 채널들로 후면 가스(들)를 공급하도록 구성된다. 후면 가스 공급 시스템 (129) 은 세라믹 층 (110) 내의 후면 가스 공급 포트들 (108) 의 배열을 통해 후면 가스의 제어된 플로우를 제공하기 위해, 다른 디바이스들 중에서, 후면 가스 공급부, 질량 유량 제어기, 및 플로우 제어 밸브를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 후면 가스 공급 시스템 (129) 은 또한 후면 가스의 온도를 제어하기 위한 하나 이상의 컴포넌트들을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 후면 가스는 헬륨이다. 또한, 일부 실시 예들에서, 후면 가스 공급 시스템 (129) 은 세라믹 층 (110) 내의 후면 가스 공급 포트들 (108) 의 배열로 CDA (clean dry air) 를 공급하도록 사용될 수 있다. 후면 가스 공급 시스템 (129) 은 하나 이상의 신호 전도체들 (131) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
3 개의 리프트 핀들 (132) 은 세라믹 층 (110) 의 상단 표면에 대해 웨이퍼 (W) 의 수직 운동을 제공하도록 설비 플레이트 (111), 전극 (109), 및 세라믹 층 (110) 을 통해 연장한다. 일부 실시 예들에서, 리프트 핀들 (132) 의 수직 운동은 설비 플레이트 (111) 에 연결된 각각의 전기기계 (electromechanical) 및/또는 공압 리프팅 디바이스 (133) 에 의해 제어된다. 3 개의 리프팅 디바이스들 (133) 은 하나 이상의 신호 전도체들 (134) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 일부 실시 예들에서, 3 개의 리프트 핀들 (132) 은 세라믹 층 (110) 의 상단 표면에 수직으로 연장하는 전극 (109)/세라믹 층 (110) 의 수직 중심선을 중심으로 실질적으로 동일한 방위각 간격을 갖도록 위치된다. 리프트 핀들 (132) 은 챔버 (101) 내로 웨이퍼 (W) 를 수용하고 챔버 (101) 로부터 웨이퍼 (W) 를 제거하도록 상승된다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 리프트 핀들 (132) 은 웨이퍼 (W) 의 프로세싱 동안 웨이퍼 (W) 로 하여금 세라믹 층 (110) 의 상단 표면 상에 놓이게 하도록 하강된다.
도 2는 일부 실시 예들에 따른, 세라믹 층 (110) 및 전극 (109) 의 평면도를 도시한다. 클램프 전극(들) (112) 의 예시적인 배열이 세라믹 층 (110) 내에 도시된다. 클램프 전극(들) (112) 은 세라믹 층 (110) 의 일부가 클램프 전극(들) (112) 위에 존재하도록 세라믹 층 (110) 의 수직 두께 내에 배치된다는 것이 이해되어야 한다. 도 2는 또한 후면 가스 공급 포트들 (108) 의 예시적인 배열을 도시한다. 후면 가스 공급 포트들 (108) 의 수 및 공간적 배열은 상이한 실시 예들에서 가변할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시 예들에서, 후면 가스 공급 포트들 (108) 은 후면 가스 공급 포트들 (108) 의 위치들에서 고체 표면을 또한 제공하는 동안 후면 가스 공급 포트들 (108) 을 통한 후면 가스의 플로우를 허용하는 다공성 세라믹 재료로 충진된다. 도 2는 또한 3 개의 리프트 핀들 (132) 의 예시적인 배열을 도시한다.
또한, 다양한 실시 예들에서, 전극 (109), 설비 플레이트 (111), 세라믹 층 (110), 클램프 전극들 (112), 리프트 핀들 (132), 또는 본질적으로 이와 연관된 임의의 다른 컴포넌트 중 하나 이상이 하나 이상의 센서들, 예컨대 온도 측정, 전기 전압 측정, 및 전류 측정을 위한 센서들을 포함하도록 장착될 수 있다. 전극 (109), 설비 플레이트 (111), 세라믹 층 (110), 클램프 전극들 (112), 리프트 핀들 (132), 또는 본질적으로 이와 연관된 임의의 다른 컴포넌트 내에 배치된 임의의 센서는 전기 배선, 광섬유에 의해, 또는 무선 연결을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
설비 플레이트 (111) 는 세라믹 지지부 (113) 의 개구부 내에 세팅되고 (set), 세라믹 지지부 (113) 에 의해 지지된다. 세라믹 지지부 (113) 는 캔틸레버 암 어셈블리 (cantilever arm assembly) (115) 의 지지 표면 (114) 상에 위치된다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 지지부 (113) 는 세라믹 지지부 (113) 가 설비 플레이트 (111) 의 외측 방사상 주변부를 실질적으로 싸도록 (circumscribe), 또한 설비 플레이트 (111) 의 하단 외측 주변 표면이 상부에 놓이는 지지 표면 (116) 을 제공하도록 실질적으로 환형 형상을 갖는다. 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 는 챔버 (101) 의 벽 (101A) 을 통해 연장한다. 일부 실시 예들에서, 시일링 메커니즘 (sealing mechanism) (135) 이 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 로 하여금 제어된 방식으로 z-방향으로 상향 및 하향 이동하게 하는 동안, 챔버 (101) 의 내부 영역 (103) 의 시일링을 제공하도록 위치되는 챔버 (101) 의 벽 (101A) 내에 제공된다.
캔틸레버 암 어셈블리 (115) 는 다양한 디바이스들, 배선들, 케이블들 및 튜빙이 시스템 (100) 의 동작들을 지지하도록 라우팅되는 개방 영역 (118) 을 갖는다. 캔틸레버 암 어셈블리 내의 개방 영역 (118) 은 챔버 (101) 외부의 주변 대기 조건들, 예를 들어, 공기 조성, 온도, 압력, 및 상대 습도에 노출된다. 또한, RF 신호 공급 로드 (137) 가 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 내부에 위치된다. 보다 구체적으로, RF 신호 공급 로드 (137) 는 RF 신호 공급 로드 (137) 가 튜브 (139) 의 내측 벽으로부터 이격되도록 전기적으로 전도성 튜브 (139) 의 내부에 위치된다. 일부 실시 예들에서, 튜브 (139) 는 약 1.5 인치로부터 약 6 인치로 연장하는 범위 내의 내경을 갖는다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 약 0.75 인치로부터 약 2 인치로 연장하는 범위 내의 외경을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 튜브 (139) 의 내경과 RF 신호 공급 로드 (137) 의 외경 사이의 차는 약 0.25 인치로부터 약 4 인치로 연장하는 범위 내이다. RF 신호 공급 로드 (137) 및 튜브 (139) 의 사이즈들은 가변할 수도 있다. 튜브 (139) 의 내측 벽과 RF 신호 공급 로드 (137) 사이의 튜브 (139) 의 내부 영역은 튜브 (139) 의 전체 길이를 따라 공기에 의해 점유된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 의 외경 (Drod) 및 튜브 (139) 의 내경 (Dtube) 은 관계 ln(Dtube/Drod) > = e1을 만족하도록 설정된다.
일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 튜브 (139) 의 길이를 따라, RF 신호 공급 로드 (137) 와 튜브 (139) 의 내측 벽 사이에 실질적으로 균일한 방사상 두께의 공기가 존재하도록 튜브 (139) 내에 실질적으로 센터링된다 (center). 그러나, 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 튜브 (139) 에 센터링되지 않지만, 튜브 (139) 내의 에어 갭은 튜브 (139) 의 길이를 따라, 튜브 (139) 의 내측 벽과 RF 신호 공급 로드 (137) 사이의 모든 위치들에 존재한다. RF 신호 공급 로드 (137) 의 전달 단부는 RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 하부 단부에 전기적으로 그리고 물리적으로 연결된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 의 전달 단부는 RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 하부 단부에 볼트로 고정된다. RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 상부 단부는 설비 플레이트 (111) 의 하단부에 전기적으로 그리고 물리적으로 연결된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 상부 단부는 설비 플레이트 (111) 의 하단부에 볼트로 고정된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 및 RF 신호 공급 샤프트 (141) 모두는 구리로 형성된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 샤프트 (141) 는 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 다른 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 및/또는 RF 신호 공급 샤프트 (141) 는 RF 전이기 신호들의 송신을 제공하는 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 및/또는 RF 신호 공급 샤프트 (141) 는 RF 전이기 신호들의 송신을 제공하는 전기적으로 전도성 재료 (예컨대 은 또는 또 다른 전기적으로 전도성 재료) 로 코팅된다. 또한, 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 중실형 로드 (solid rod) 이다. 그러나, 다른 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 튜브이다. 또한, RF 신호 공급 로드 (137) 와 RF 신호 공급 샤프트 (141) 사이의 연결부를 둘러싸는 영역 (140) 은 공기에 의해 점유된다는 것이 이해되어야 한다.
RF 신호 공급 로드 (137) 의 공급 단부는 임피던스 매칭 시스템 (143) 에 전기적으로 그리고 물리적으로 연결된다. 임피던스 매칭 시스템 (143) 은 제 1 RF 신호 생성기 (147) 및 제 2 RF 신호 생성기 (149) 에 연결된다. 임피던스 매칭 시스템 (143) 은 또한 하나 이상의 신호 전도체들 (144) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 또한 하나 이상의 신호 전도체들 (148) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 제 2 RF 신호 생성기 (149) 는 또한 하나 이상의 신호 전도체들 (150) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다. 임피던스 매칭 시스템 (143) 은 RF 전력이 RF 신호 공급 로드 (137) 를 따라, RF 신호 공급 샤프트 (141) 를 따라, 설비 플레이트 (111) 를 통해, 전극 (109) 을 통해, 그리고 세라믹 층 (110) 위의 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로 송신될 수 있도록, 임피던스 매칭을 제공하도록 사이징되고 연결된 인덕터들 및 커패시터들의 배열을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 고 주파수 RF 신호 생성기이고, 제 2 RF 신호 생성기 (149) 는 저 주파수 RF 신호 생성기이다. 일부 실시 예들에서, 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 약 50 ㎒로부터 약 70 ㎒로 연장하는 범위 내, 또는 약 54 ㎒ 내지 약 63 ㎒로 연장하는 범위 내, 또는 약 60 ㎒에서 RF 신호들을 생성한다. 일부 실시 예들에서, 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 약 5 ㎾ (kilo Watts) 로부터 약 25 ㎾로 연장하는 범위 내, 또는 약 10 ㎾로부터 약 20 ㎾로 연장하는 범위 내, 또는 약 15 ㎾로부터 약 20 ㎾로 연장하는 범위 내, 또는 약 10 ㎾, 또는 약 16 ㎾의 RF 전력을 공급한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 RF 신호 생성기 (149) 는 약 50 ㎑로부터 약 500 ㎑로 연장하는 범위 내, 또는 약 330 ㎑로부터 약 440 ㎑로 연장하는 범위 내, 또는 약 400 ㎑에서 RF 신호들을 생성한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 RF 신호 생성기 (149) 는 약 15 ㎾로부터 약 100 ㎾로 연장하는 범위 내, 또는 약 30 ㎾로부터 약 50 ㎾로 연장하는 범위, 또는 약 34 ㎾, 또는 약 50 ㎾의 RF 전력을 공급한다. 예시적인 실시 예에서, 제 1 RF 신호 생성기 (147) 는 약 60 ㎒의 RF 신호들을 생성하도록 설정되고, 제 2 RF 신호 생성기 (149) 는 약 400 ㎑의 RF 신호들을 생성하도록 설정된다.
도 3은 일부 실시 예들에 따른, 임피던스 매칭 시스템 (143) 의 전기적 개략도를 도시한다. 임피던스 매칭 시스템 (143) 은 제 1 브랜치 (302A) (고 주파수 브랜치) 및 제 2 브랜치 (302B) (저 주파수 브랜치) 를 포함한다. 제 1 브랜치 (302A) 는 인덕터 L4, 커패시터 C2, 커패시터 C7, 및 커패시터 C3과 같은 회로 컴포넌트들을 포함한다. 제 2 브랜치 (302B) 는 인덕터 L1, 인덕터 L2, 커패시터 C1, 커패시터 C4, 커패시터 C5, 커패시터 C6, 및 인덕터 L3과 같은 회로 컴포넌트들을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 커패시터들 (C1, C2, 및 C3) 은 가변 커패시터들이다. 커패시터 C1 및 커패시터 C2는 주 커패시터이고, 커패시터 C3은 보조 커패시터이다. 인덕터들 (L1, L2, L3, 및 L4) 각각은 전기적으로 전도성 재료, 예를 들어, 구리의 코일로서 형성된다. 제 1 브랜치 (302A) 는 제 1 RF 신호 생성기 (147) 의 출력부에 연결된 입력부 I1을 갖는다. 제 2 브랜치 (302B) 는 제 2 RF 신호 생성기 (149) 의 출력부에 연결된 입력부 I2를 갖는다. 입력부 I2는 인덕터 L1에 연결된다.
예로서, 본 명세서에 참조된 바와 같은 RF 스트랩은 구리와 같은 전기적으로 전도성 재료로 이루어진 편평한 세장형 (elongated) 금속 조각이다. 따라서, RF 스트랩은 길이, 폭 및 두께를 갖는다. RF 스트랩의 길이는 RF 스트랩의 폭보다 보다 크다. 그리고, RF 스트랩의 폭은 RF 스트랩의 두께보다 보다 크다. 일부 실시 예들에서, RF 스트랩은 RF 스트랩의 벤딩 (bending) 또는 재-성형 (re-shaping) 을 제공하도록 가요성이다.
제 1 브랜치 (302A) 는 RF 스트랩 부분 (304A) (인덕터 LA로 나타냄), RF 스트랩 부분 (304B) (인덕터 (LB) 로 나타냄), RF 스트랩 (304C) (인덕터 (LC) 로 나타냄), RF 스트랩 (304D) (인덕터 (LD) 로 나타냄) 및 RF 스트랩 (304E) (인덕터 (LE) 로 나타냄) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, RF 스트랩 부분들 (304A 및 304B) 은 인덕터들 (LA 및 LB) 이 일 RF 스트랩의 분리된 부분들을 나타내도록, 일 RF 스트랩의 각각의 부분들이다. 그러나, 일부 실시 예들에서, 2 개의 RF 스트랩 부분들 (304A 및 304B) 을 포함하는 하나의 RF 스트랩을 갖는 대신, 2 개의 분리된 RF 스트랩들이 RF 스트랩 부분들 (304A 및 304B) 각각에 대해 사용된다. 예를 들어, RF 스트랩 부분 (304A) 의 인덕턴스를 갖는 제 1 RF 스트랩은 전기적으로 전도성 커넥터를 통해 RF 스트랩 부분 (304B) 의 인덕턴스를 갖는 제 2 RF 스트랩에 연결된다.
커패시터 C3은 RF 스트랩 부분들 (304A 및 304B) 모두를 포함하는 RF 스트랩 상의 미리 정해진 위치 P1에 RF 스트랩 (304C) 을 통해 커플링된다. 이러한 방식으로, RF 스트랩 부분들 (304A 및 304B) 모두를 포함하는 RF 스트랩에 RF 스트랩 (304C) 이 연결되는 미리 정해진 위치 P1은 RF 스트랩 부분들 (304A 및 304B) 의 각각의 길이들을 결정한다. 또한, 커패시터 C7은 미리 정해진 위치 P1과 반대되는 RF 스트랩 부분 (304A) 의 단부에 커플링된다. 미리 정해진 위치 P1은 RF 스트랩 부분 (304B) 을 통해 RF 신호 공급 로드 (137) 에 커플링된다. RF 스트랩들 (304D 및 304E) 은 미리 미리 정해진 위치 P2에서 함께 커플링된다. 커패시터 C2는 또한 미리 정해진 위치 P2에 연결된 단자를 갖는다. RF 스트랩 (304D) 은 인덕터 L4 및 임피던스 매칭 시스템 (143) 의 입력부 I1에 커플링된다. RF 스트랩 부분 (304A 및 304B) 각각, 및 RF 스트랩 (304C, 304D, 및 304E) 각각은 각각의 인덕턴스를 갖는다. 예를 들어, RF 스트랩 부분 (304A) 은 인덕턴스 (LA) 를 갖고, RF 스트랩 부분 (304B) 은 또 다른 인덕턴스 (LB) 를 갖고, RF 스트랩 (304C) 은 또 다른 인덕턴스 (LC) 를 갖고, RF 스트랩 (304D) 은 인덕턴스 (LD) 를 갖고, RF 스트랩 (304E) 은 인덕턴스 (LE) 를 갖는다. 임의의 RF 스트랩들 (304A 내지 304E) 은, 본 명세서에 기술된 임의의 RF 스트랩은 인덕터를 형성하기 위해 코일로 감기지 않고 편평한 세장형 금속 조각이라는 것을 주의해야 한다.
다양한 실시 예들에서, 도 3에 도시된 임의의 커패시터들 및/또는 비-스트랩 인덕터들은 고정되거나 가변적일 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시 예들에서, 커패시터들 (C4 내지 C7) 중 임의의 하나 이상의 커패시터는 고정 커패시터이고, 이는 인덕턴스가 가변/튜닝 가능하지 않다는 것을 의미한다. 그리고, 일부 실시 예들에서, 커패시터들 (C4 내지 C7) 중 임의의 하나 이상은 가변 커패시터이고, 이는 커패시턴스가 변화/튜닝될 수 있다는 것을 의미한다. 다양한 실시 예들에서, 인덕터들 (L1 내지 L4) 중 임의의 하나 이상은 고정 인덕터이고, 이는 인덕턴스가 가변/튜닝 가능하지 않다는 것을 의미한다. 또한, 다양한 실시 예들에서, 인덕터들 (L1 내지 L4) 중 임의의 하나 이상은 가변 인덕터이고, 이는 인덕턴스가 변화/튜닝될 수 있다는 것을 의미한다.
다시 도 1a를 참조하면, 세라믹 링 (161) 이 전극 (109) 의 외측 방사상 주변부 둘레로 연장하도록 구성되고 위치된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제 1 석영 링 (163) 은 세라믹 링 (161) 및 세라믹 지지부 (113) 모두의 외측 방사상 주변부들 둘레에 연장하도록 구성되고 위치된다. 일부 실시 예들에서, 세라믹 링 (161) 및 제 1 석영 링 (163) 은 제 1 석영 링 (163) 이 세라믹 링 (161) 및 세라믹 지지부 (113) 모두 둘레에 위치될 때 실질적으로 정렬된 상단 표면들을 갖도록 구성된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 세라믹 링 (161) 및 제 1 석영 링 (163) 의 실질적으로 정렬된 상단 표면들은 전극 (109) 의 상단 표면과 실질적으로 정렬되고, 상기 상단 표면은 세라믹 층 (110) 의 방사상 주변부 외부에 존재한다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제 2 석영 링 (165) 은 제 1 석영 링 (163) 의 상단 표면의 외측 방사상 주변부 둘레에 연장하도록 구성되고 위치된다. 일부 실시 예들에서, 제 2 석영 링 (165) 은 제 1 석영 링 (163) 의 상단 표면 위로 수직으로 연장하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 제 2 석영 링 (165) 은 에지 링 (167) 이 위치되는 주변 경계를 제공한다.
에지 링 (167) 은 웨이퍼 (W) 의 주변 에지 근방에서 프로세스 결과들의 개선을 제공하도록 웨이퍼 (W) 의 주변 에지를 넘어 방사상으로 외향으로 플라즈마 시스의 연장을 용이하게 하도록 구성된다. 다양한 실시 예들에서, 에지 링 (167) 은 전도성 재료, 예컨대 결정질 실리콘, 다결정 실리콘 (폴리 실리콘 (polysilicon)), 붕소 도핑된 단결정 실리콘, 알루미늄 옥사이드, 석영, 알루미늄 나이트라이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 카바이드, 또는 알루미늄 옥사이드 층의 상단 상의 실리콘 카바이드 층, 또는 실리콘의 합금, 또는 이들의 조합과 같은 재료로 형성된다. 에지 링 (167) 은 환형 구조체, 예를 들어, 링 형상 구조체로서 형성된다는 것이 이해되어야 한다. 에지 링 (167) 은 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에 형성된 플라즈마 (180) 의 이온들에 의해 손상되는 것으로부터 에지 링 (167) 아래에 있는 컴포넌트들을 차폐하는 것을 포함하여 많은 기능들을 수행할 수 있다. 또한, 에지 링 (167) 은 웨이퍼 (W) 의 외측 주변 영역에서 그리고 웨이퍼 (W) 를 따른 플라즈마 (180) 의 균일도를 개선한다.
고정된 (fixed) 외측 지지부 플랜지 (169) 가 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 에 부착된다. 도 4a는 일부 실시 예들에 따른, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 를 통한 수직 단면의 확대도를 도시한다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 세라믹 지지부 (113) 의 외측 수직 측면 표면 (113A) 둘레, 그리고 제 1 석영 링 (163) 의 외측 수직 측면 표면 (163A) 둘레, 그리고 제 2 석영 링 (165) 의 하부 외측 수직 측면 표면 (165A) 둘레로 연장하도록 구성된다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 세라믹 지지부 (113), 제 1 석영 링 (163), 및 제 2 석영 링 (165) 의 어셈블리를 싸는 환형 형상을 갖는다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 수직 부분 (169A) 및 수평 부분 (169B) 을 포함하는 L-형상 수직 단면을 갖는다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분 (169A) 은 세라믹 지지부 (113) 의 외측 수직 측면 표면 (113A) 에 대고, 그리고 제 1 석영 링 (163) 의 외측 수직 측면 표면 (163A) 에 대고, 그리고 제 2 석영 링 (165) 의 하부 외측 수직 측면 (165A) 에 대고 위치되는 내측 수직 표면 (169C) 을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분 (169A) 은 세라믹 지지부 (113) 의 외측 수직 측면 표면 (113A) 전체 위에, 그리고 제 1 석영 링 (163) 의 외측 수직 측면 표면 (163A) 전체 위에 그리고 제 2 석영 링 (165) 의 하부 외측 수직 측면 표면 (165A) 위에 연장한다. 일부 실시 예들에서, 제 2 석영 링 (165) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분 (169A) 의 상단 표면 (169E) 위로 방사상으로 외향으로 연장한다. 그리고, 일부 실시 예들에서, (고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분 (169A) 의 상단 표면 (169E) 위에 위치된) 제 2 석영 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면 (165B) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분 (169A) 의 외측 수직 표면 (169D) 과 실질적으로 수직으로 정렬된다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수평 부분 (169B) 은 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 지지 표면 (114) 상에 위치되고 패스닝된다 (fasten). 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 알루미늄 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 구리 또는 스테인리스 스틸과 같은 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수평 부분 (169B) 은 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 지지 표면 (114) 에 볼트로 고정된다.
관절형 (articulating) 외측 지지부 플랜지 (171) 는 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분 (169A) 의 외측 수직 표면 (169D) 의 적어도 일부 둘레로 연장하고, 제 2 석영 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면 (165B) 둘레로 연장하도록 구성되고 위치된다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 수직 단면의 수직 부분 (169A) 의 적어도 일부 및 제 2 석영 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면 (165B) 모두를 싸는 환형 형상을 갖는다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 수직 부분 (171A) 및 수평 부분 (171B) 을 포함하는 L-형상 수직 단면을 갖는다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 L-형상 단면의 수직 부분 (171A) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수직 부분 (169A) 의 외측 수직 측면 (169D) 의 적어도 일부 및 제 2 석영 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면 (165B) 모두에 근접하고 이격되어 위치되는 내측 수직 표면 (171C) 을 갖는다. 이러한 방식으로, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 화살표 (172) 로 나타낸 바와 같이, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 수직 단면의 수직 부분 (169A) 및 제 2 석영 링 (165) 의 상부 외측 수직 측면 표면 (165B) 모두를 따라 수직 방향 (z-방향) 으로 이동 가능하다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 알루미늄 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 구리 또는 스테인리스 스틸과 같은 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다.
다수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 이 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 사이, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 모두의 외측 방사상 주변부 둘레에 연결된다. 도 5는 일부 실시 예들에 따른, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 사이에 연결된 다수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 갖는, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 평면도를 도시한다. 도 6은 일부 실시 예들에 따른, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 사이에 연결된 다수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 갖는, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 상단부의 사시도를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 스테인리스 스틸로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 다른 것들 중에서, 알루미늄 또는 구리와 같은 또 다른 전기적으로 전도성 재료로 형성될 수 있다.
도 1a, 도 1b, 도 5 및 도 6의 예들에서, 48 개의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 이 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 외측 방사상 주변부들 둘레에 실질적으로 동일하게 이격된 방식으로 분포된다. 그러나, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 상이한 실시 예들에서 가변할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 약 24 개로부터 약 80 개로 연장하는 범위 내, 또는 약 36 개로부터 약 60 개로 연장하는 범위 내, 또는 약 40 개로부터 약 56 개로 연장하는 범위 내이다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 24 개보다 적다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 80 개보다 많다. 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 의 주변부 주위의 RF 신호들에 대한 접지 리턴 경로들에 영향을 주기 때문에, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 웨이퍼 (W) 에 걸친 프로세스 결과들의 균일도에 영향을 줄 수 있다. 또한, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 사이즈는 상이한 실시 예들에서 가변할 수 있다. 도 7은 일부 실시 예들에 따른, 전기적으로 전도성 스트랩 (173) 의 등각도 (isometric view) 를 도시한다. 전기적으로 전도성 스트랩 (173) 은 폭 (d1), 길이 (d2), 및 두께 (d3) 에 의해 규정된 직사각형 프리즘 형상을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩 (173) 의 폭 (d1) 은 약 0.125 인치 로부터 약 2 인치로 연장하는 범위 내이다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩 (173) 의 길이 (d2) 는 약 2 인치로부터 약 10 인치로 연장하는 범위 내이다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩 (173) 의 두께 (d3) 는 약 0.125 인치까지 연장하는 범위 내이다.
또한, 도 5는 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 사이에 연결될 때, 인접한 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 사이의 방위각 간격 (d4) 을 도시한다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 외측 주변부 둘레에, 그리고 유사하게 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 외측 주변부 둘레에 실질적으로 동일하게 이격된 방식으로 위치된다. 따라서, 이들 실시 예들에서, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 L-형상 수직 단면의 수평 부분 (171B) 의 외측 주변부 둘레의 인접한 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 사이의 방위각 간격 (d4) 은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의수, 전기적으로 전도성 스트랩 (173) 의 폭 치수 (d1), 및 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 L-형상 수직 단면의 수평 부분 (171B) 의 외경에 종속된다. 유사하게, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 수직 단면의 수평 부분 (169B) 의 외측 주변부 둘레의 인접한 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 사이의 방위각 간격 (d4) 은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의수, 전기적으로 전도성 스트랩 (173) 의 폭 치수 (d1), 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 수직 단면의 수평 부분 (169B) 의 외경에 종속된다. 일부 실시 예들에서, 인접한 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 사이의 방위각 간격 (d4) 은 약 0.125 인치로부터 약 4 인치로 연장하는 범위 내이다.
일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수평 부분 (169B) 의 상단 표면 (169F) 에 클램프 링 (175) 을 고정함으로써 (secure) 인가된 클램핑력에 의해 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 연결된다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (175) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 볼트로 고정된다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (175) 을 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 고정하는 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 사이의 위치들에 위치된다. 그러나, 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 클램프 링 (175) 을 고정하는 하나 이상의 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 통해 연장하도록 위치될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (175) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 와 동일한 재료로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 클램프 링 (175) 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 상이한 재료들로 형성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 예컨대 도 4a에 도시된 바와 같이, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 L-형상 단면의 수평 부분 (171B) 의 하단 표면 (171F) 에 클램프 링 (177) 을 고정함으로써 인가된 클램핑력에 의해 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 에 연결된다. 도 4b는 일부 실시 예들에 따라 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각의 제 1 단부 부분이 클램프 링 (177) 에 의해 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수평 부분 (171B) 의 상부 표면 (171F) 에 연결되는, 도 4a의 변형을 도시한다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 에 볼트로 고정된다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 을 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 에 고정하는 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 사이의 위치들에 위치된다. 그러나, 일부 실시 예들에서, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 에 클램프 링 (177) 을 고정하는 하나 이상의 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 통해 연장하도록 위치될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 동일한 재료로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 및 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 상이한 재료들로 형성될 수 있다.
지지 로드들 (201) 의 세트는 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 L-형상 단면의 수평 부분 (169B) 을 통해 수직으로 연장하도록 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 둘레에 위치된다. 지지 로드들 (201) 의 상부 단부는 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 L-형상 단면의 수평 부분 (171B) 의 하단 표면 (171D) 과 인게이지하도록 (engage) 구성된다. 일부 실시 예들에서, 지지 로드들 (201) 각각의 하부 단부는 저항 메커니즘 (203) 과 인게이지된다. 저항 메커니즘 (203) 은 지지 로드 (201) 의 어느 정도 하향 이동을 허용하는 동안, 지지 로드 (201) 의 하향 이동에 저항할 대응하는 지지 로드 (201) 에 상향 힘을 제공하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 저항 메커니즘 (203) 은 대응하는 지지 로드 (201) 에 상향 힘을 제공하기 위한 스프링을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 저항 메커니즘 (203) 은 대응하는 지지 로드 (201) 에 상향 힘을 제공하기 충분한 스프링 상수를 갖는 재료, 예를 들어, 스프링 및/또는 고무를 포함한다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 가 지지 로드들 (201) 의 세트와 인게이지하도록 하향으로 이동함에 따라, 지지 로드들 (201) 의 세트 및 대응하는 저항 메커니즘들 (203) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 에 상향 힘을 제공한다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시 예들에서, 지지 로드들 (201) 의 세트는 3 개의 지지 로드들 (201) 및 대응하는 저항 메커니즘들 (203) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 지지 로드들 (201) 은 전극 (109) 의 수직 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방위각 간격을 갖도록 위치된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 지지 로드들 (201) 은 전극 (109) 의 수직 중심선에 대해 동일하지 않은 방위각 간격을 갖도록 위치된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 4 개 이상의 지지 로드들 (201) 및 대응하는 저항 메커니즘들 (203) 이 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 를 지지하도록 제공된다.
다시 도 1a를 참조하면, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 전극 (109) 위에 위치된 C-슈라우드 부재 (185) 를 더 포함한다. C-슈라우드 부재 (185) 는 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 인터페이싱하도록 구성된다. 구체적으로, 시일 (179) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 L-형상 단면의 수평 부분 (171B) 의 상단 표면 (171E) 상에 배치되어, 시일 (179) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 가 C-슈라우드 부재 (185) 를 향해 상향으로 이동할 때 C-슈라우드 부재 (185) 에 의해 인게이지된다. 일부 실시 예들에서, 시일 (179) 은 C-슈라우드 부재 (185) 와 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 사이의 전기 전도를 확립하는 것을 보조하도록 전기적으로 전도성이다. 일부 실시 예들에서, C-슈라우드 부재 (185) 는 폴리 실리콘으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, C-슈라우드 부재 (185) 는 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에서 형성될 프로세스들과 화학적으로 양립 가능하고, 충분한 기계적 강도를 갖는 또 다른 타입의 전기적으로 전도성 재료로 형성된다.
C-슈라우드는 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 둘레로 연장하고 C-슈라우드 부재 (185) 내에 규정된 영역 내로 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 볼륨의 방사상 연장을 제공하도록 구성된다. C-슈라우드 부재 (185) 는 하부 벽 (185A), 외측 수직 벽 (185B), 및 상부 벽 (185C) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, C-슈라우드 부재 (185) 의 외측 수직 벽 (185B) 및 상부 벽 (185C) 은 중실형, 천공되지 않은 부재들이고, C-슈라우드 부재 (185) 의 하부 벽 (185A) 은 가스들이 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로부터 흐르는 다수의 벤트들 (vents) (186) 을 포함한다. 일부 실시 예들에서, 쓰로틀 부재 (196) 는 벤트들 (186) 을 통한 프로세스 가스의 플로우를 제어하도록 C-슈라우드 부재 (185) 의 벤트들 (186) 아래에 배치된다. 보다 구체적으로, 일부 실시 예들에서, 쓰로틀 부재 (196) 는 벤트들 (186) 을 통한 프로세스 가스의 플로우를 제어하기 위해 C-슈라우드 부재 (185) 에 대해 z-방향으로 수직으로 위아래로 이동하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 쓰로틀 부재 (196) 는 벤트들 (186) 과 인게이지하고 그리고/또는 벤트들 (186) 로 들어가도록 구성된다.
C-슈라우드 부재 (185) 의 상부 벽 (185C) 은 상부 전극 (187A/187B) 을 지지하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 상부 전극 (187A/187B) 은 내측 상부 전극 (187A) 및 외측 상부 전극 (187B) 을 포함한다. 대안적으로, 일부 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 이 존재하고 외측 상부 전극 (187B) 은 존재하지 않고, 내측 상부 전극 (187A) 은 외측 상부 전극 (187B) 에 의해 점유될 위치를 커버하도록 방사상으로 연장한다. 일부 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 은 단결정 실리콘으로 형성되고 외측 상부 전극 (187B) 은 폴리 실리콘으로 형성된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 및 외측 상부 전극 (187B) 은 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에서 수행될 프로세스들과 구조적으로, 화학적으로, 전기적으로, 그리고 기계적으로 양립 가능한 다른 재료들로 형성될 수 있다. 내측 상부 전극 (187A) 은 내측 상부 전극 (187A) 의 전체 수직 두께를 통해 연장하는 홀들로 규정된 다수의 쓰루포트들 (throughport) (197) 을 포함한다. 쓰루포트들 (197) 은 상부 전극 (187A/187B) 위의 플레넘 영역 (188) 으로부터 상부 전극 (187A/187B) 아래의 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로 프로세스 가스(들)의 플로우를 제공하도록, x-y 평면에 대해 내측 상부 전극 (187A/187B) 에 걸쳐 분포된다.
도 8a는 일부 실시 예들에 따른, 상부 전극 (187A/187B) 의 수직 단면도를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 은 단결정 실리콘과 같은 반도체 재료로 형성된 플레이트 (211) 를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 고 전기 전도도 층 (213) 이 플레이트 (211) 의 상단 표면 상에 형성되고 플레이트 (211) 와 일체형이다. 고 전기 전도도 층 (213) 은 플레이트 (211) 의 반도체 재료보다 보다 낮은 전기 저항을 갖는다. 쓰루포트 (197) 각각은 내측 상부 전극 (187A) 의 상단 표면 (215) 으로부터 내측 상부 전극 (187A) 의 하단 표면 (217) 으로 내측 상부 전극 (187A) 의 전체 두께를 통해 연장한다. 이전에 언급된 바와 같이, 내측 상부 전극 (187A) 은 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로부터 프로세스 가스 플레넘 영역 (188) 을 물리적으로 분리하고 프로세스 가스 플레넘 영역 (188) 으로부터 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로 쓰루포트 (197) 의 분배를 통한 프로세스 가스(들)의 플로우를 제공하도록 구성된다.
도 8b는 일부 실시 예들에 따른, 상부 전극 (187A/187B) 의 평면도를 도시한다. 도 8b는 내측 상부 전극 (187A) 에 걸친 쓰루포트들 (197) 의 예시적인 분포를 도시한다. 내측 상부 전극 (187A) 에 걸친 쓰루포트들 (197) 의 분포는 상이한 실시 예들에 대해 상이한 방식들로 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 내측 상부 전극 (187A) 내의 쓰루포트들 (197) 의 총 수 및/또는 내측 상부 전극 (187A) 내의 쓰루포트들 (197) 의 공간적 분포는 상이한 실시 예들 사이에서 가변할 수 있다. 또한, 쓰루포트들 (197) 의 직경은 상이한 실시 예들 사이에서 가변할 수 있다. 일반적으로, 쓰루포트들 (197) 의 직경을 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로부터 쓰루포트들 (197) 내로 플라즈마 (180) 의 침입 (intrusion) 을 방지하기에 충분히 작은 사이즈로 감소시키는 것이 중요하다. 일부 실시 예들에서, 쓰루포트들 (197) 의 직경이 감소됨에 따라, 내측 상부 전극 (187A) 내 쓰루포트들 (197) 의 총 수는 프로세스 가스 플레넘 영역 (188) 으로부터 내측 상부 전극 (187A) 을 통해 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로 프로세스 가스(들)의 미리 정해진 전체 플로우 레이트를 유지하도록 증가된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 상부 전극 (187A/187B) 은 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된다. 그러나, 다른 실시 예들에서, 내측 상부 전극 (187A) 및/또는 외측 상부 전극 (187B) 은 대응하는 임피던스 매칭 회로를 통해 각각의 DC (direct current) 전기 공급부 또는 각각의 RF 전력 공급부에 전기적으로 접속된다.
다시 도 1a를 참조하면, 플레넘 영역 (188) 은 상부 부재 (189) 에 의해 규정된다. 하나 이상의 가스 공급 포트들 (192) 이 플레넘 영역 (188) 과 유체로 연통하도록 챔버 (101) 및 상부 부재 (189) 를 통해 형성된다. 하나 이상의 가스 공급 포트들 (192) 은 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 에 유체로 연결 (플럼빙) 된다. 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 은 화살표 (193) 로 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 가스 공급 포트들 (192) 을 통해 플레넘 영역 (188) 으로 하나 이상의 프로세스 가스(들)의 제어된 플로우를 제공하기 위해, 다른 디바이스들 중에서, 하나 이상의 프로세스 가스 공급부들, 하나 이상의 질량 유량 제어기(들), 하나 이상의 플로우 제어 밸브(들)를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 은 또한 프로세스 가스(들)의 온도를 제어하기 위한 하나 이상의 컴포넌트들을 포함한다. 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 은 하나 이상의 신호 전도체들 (194) 을 통해 제어 시스템 (120) 에 연결된다.
프로세싱 갭 (g1) 은 세라믹 층 (110) 의 상단 표면과 내측 상부 전극 (187A) 의 하단 표면 사이에서 측정될 때 수직 (z-방향) 거리로서 규정된다. 프로세싱 갭 (g1) 의 사이즈는 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 를 수직 방향 (z-방향) 으로 이동시킴으로써 조정될 수 있다. 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 가 상향으로 이동할 때, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 결국 C-슈라우드 부재 (185) 의 하부 벽 (185A) 과 인게이지하고, 이 지점에서 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 지지 로드들 (201) 의 세트가 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 인게이지하고 미리 정해진 프로세싱 갭 (g1) 사이즈가 달성될 때까지 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 가 상향 이동을 계속함에 따라, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 를 따라 이동한다. 이어서, 챔버로부터 웨이퍼 (W) 의 제거를 위해 이 이동을 역전시키기 위해, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 가 C-슈라우드 부재 (185) 의 하부 벽 (185A) 으로부터 멀어질 때까지 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 가 하향으로 이동된다. 도 1b는 일부 실시 예들에 따른, 도어 (107) 를 통한 웨이퍼 (W) 의 이동을 인에이블하도록 하향 이동된 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 를 갖는 도 1a의 시스템 (100) 을 도시한다. 다양한 실시 예들에서, 웨이퍼 (W) 의 플라즈마 프로세싱 동안 프로세싱 갭 (g1) 의 사이즈는 약 10 ㎝까지의 범위, 또는 약 8 ㎝까지의 범위, 또는 약 5 ㎝까지의 범위로 제어된다. 또한, 도 1b에서, 웨이퍼 (W) 는 리프트 핀들 (133) 에 의해 리프팅된 위치에 도시된다. 도 1a는 플라즈마 프로세싱을 위해 세라믹 층 (110) 상에 웨이퍼 (W) 위치를 갖는 폐쇄된 구성의 시스템 (100) 을 도시한다는 것이 이해되어야 한다.
플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 플라즈마 프로세싱 동작들 동안, 하나 이상의 프로세스 가스(들)는 프로세스 가스 공급 시스템 (191), 플레넘 영역 (188), 및 내측 상부 전극 (187A) 내의 쓰루포트들 (197) 에 의해 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 에 공급된다. 또한, RF 신호들은 제 1 RF 신호 생성기 및 제 2 RF 신호 생성기 (147, 149), 임피던스 매칭 시스템 (143), RF 신호 공급 로드 (137), RF 신호 공급 샤프트 (141), 설비 플레이트 (111), 전극 (109) 에 의해, 그리고 세라믹 층 (110) 을 통해 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로 송신된다. RF 신호들은 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내에서 프로세스 가스(들)를 플라즈마 (180) 로 변환한다. 플라즈마의 이온들 및/또는 반응성 구성 성분들은 웨이퍼 (W) 상에 존재하는 특정한 재료(들)의 조성 및/또는 형상의 변화를 유발하도록 웨이퍼 (W) 상의 하나 이상의 재료들과 상호 작용한다. 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 으로부터의 배기 가스들은 화살표들 (195) 로 나타낸 바와 같이, 배기 포트 (105) 에 인가된 흡입력의 영향 하에 C-슈라우드 부재 (185) 내의 벤트들 (186) 을 통해 그리고 챔버 (101) 내의 내부 영역 (103) 을 통해 배기 포트 (105) 로 흐른다.
다양한 실시 예들에서, 전극 (109) 은 상이한 직경들을 갖도록 구성될 수 있다. 그러나, 일부 실시 예들에서, 에지 링 (167) 이 놓이는 전극 (109) 의 표면을 증가시키기 위해, 전극 (109) 의 직경이 연장된다. 예를 들어, 도 9는 일부 실시 예들에 따른, 연장된 직경을 갖는 전극 (109) 을 갖는, 도 1a에 참조된 바와 같이, 에지 링 (167) 근방 영역 (220) 의 확대도를 도시한다. 전극 (109) 직경의 연장 전에, 전극 (109) 의 외측 에지는 대시선 (222) 으로 나타낸다. 파선 (222) 에서 전극 (109) 의 외측 에지를 사용하여, 에지 링 (167) 은 방사상 거리 (d5) 를 갖는 전극 (109) 의 부분 상에 놓이고, 이는 에지 링 (167) 의 방사상 거리 (d7) 의 1/2 미만이다. 전극 (109) 의 직경이 연장됨에 따라, 전극 (109) 의 외측 에지 (224) 는 에지 링 (167) 이 방사상 거리 (d6) 를 갖는 전극 (109) 의 부분 상에 놓이도록 에지 링 (167) 의 외측 직경을 향해 보다 멀리 위치된다. 일부 실시 예들에서, 방사상 거리 (d6) 는 에지 링 (167) 의 방사상 거리 (d7) 의 1/2 이상이다. 일부 실시 예들에서, 방사상 거리 (d6) 는 에지 링 (167) 의 방사상 거리 (d7) 의 3/4 이상이다. 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 겔 (226) 이 에지 링 (167) 의 하단부와 전극 (109) 의 상단부 사이에 배치된다. 이들 실시 예들에서, 전극 (109) 의 증가된 직경은 전도성 겔이 에지 링 (167) 과 전극 (109) 사이에 배치되는 보다 큰 표면적을 제공한다.
관절형 외측 지지부 플랜지 (171), 전기적으로 전도성 스트랩들 (173), 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 조합은 전기적으로 기준 접지 전위에 있고, 전극으로부터 세라믹 층 (110) 을 통해 플라즈마 프로세싱 영역 (182) 내로 송신된 RF 신호들에 대한 접지 리턴 경로를 집합적으로 형성한다는 것이 이해되어야 한다. 전극 (109) 의 주변부 둘레의 이 접지 리턴 경로의 방위각 균일도는 웨이퍼 (W) 상의 프로세스 결과들의 균일도에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 웨이퍼 (W) 에 걸친 에칭 레이트의 균일도는 전극 (109) 둘레의 접지 리턴 경로의 방위각 균일도에 영향을 받을 수 있다. 이를 위해, 전극 (109) 의 주변부 둘레의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수, 구성 및 배열이 웨이퍼 (W) 에 걸친 프로세스 결과들의 균일도에 영향을 줄 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 1a, 도 1b, 도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 6의 예시적인 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 로부터 외향으로 벤딩된다는 점에서, "외향" 구성을 갖는 것으로 도시된다. 다른 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 를 향해 내향으로 벤딩되도록 구성된다. 도 10은 일부 실시 예들에 따른, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 를 향해 내향으로 벤딩하도록 구성된 전기적으로 전도성 스트랩들 (173A) 을 갖는 도 4a의 대안적인 버전을 도시한다. 도 10의 전기적으로 전도성 스트랩 (173A) 의 구성은 "내향" 구성으로 지칭된다. 다른 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173B) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 사이에서 S-형상으로 벤딩하도록 구성된다. 도 11은 일부 실시 예들에 따른, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 사이에서 S-형상으로 벤딩하도록 구성된 전기적으로 전도성 스트랩들 (173B) 을 갖는 도 4a의 대안적인 버전을 도시한다. 도 11의 전기적으로 전도성 스트랩 (173B) 의 구성은 "S-형상" 구성으로 지칭된다.
전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 의 외향, 내향 및 S-형상 구성들은 시스템 (100) 내의 RF 신호들에 대한 접지 리턴 경로에 대해 상이한 성능 특성들을 갖는다는 것이 이해되어야 한다. 특히, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 의 외향, 내향, 및 S-형상 구성들의 임피던스 특성들은 특히 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 가 수직 방향 (z-방향) 으로 이동함에 따라, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 의 외측 수직 표면 (169D) 에 대한 전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 의 근접성의 차이들로 인해 가변한다. 프로세싱 갭 (g1) 이 증가될 때, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 경우에 따라 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 을 향하여 또는 수직 부분 (169A) 으로부터 전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 의 곡률을 감소시키는 경향이 있는, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 대해 z-방향으로 보다 높다. 그리고, 프로세싱 갭 (g1) 이 감소될 때, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 경우에 따라 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 을 향하여 또는 수직 부분 (169A) 으로부터 전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 의 곡률을 증가시키는 경향이 있는, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 대해 z-방향으로 보다 낮다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 에 대한 전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 의 근접도의 변화들과 함께, 프로세싱 갭 (g1) 사이즈를 갖는 전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 의 곡률의 변화들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 에 의해 형성된 RF 신호 접지 리턴 경로들을 따라 임피던스의 변화를 유발할 수 있다.
전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A, 173B) 의 외향 구성, 내향 구성, 및 S-형상 구성의 연구들은 프로세싱 갭 (g1) 사이즈들의 동작 가능한 범위에 걸쳐, (도 1a, 도 1b, 도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은) 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 외향 구성: 1) 웨이퍼 (W) 에 걸쳐 방사상으로 보다 우수한 에칭 레이트 균일도, 및 2) 보다 높은 주파수들, 예를 들어, 60 ㎒에서 플라즈마 (180) 에 보다 높은 전달된 RF 전력으로 제공된다는 것을 보여준다. 또한, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173, 173A) 의 외향 구성 및 내향 구성의 연구들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173A) 의 내향 구성이 임피던스 매칭 시스템 (143) 으로부터 RF 신호 공급 로드 (137) 로 전달된 RF 신호들의 보다 고차 고조파들 (4 차, 5 차, 6 차, 7 차, 10 차, 11 차, 12 차 고조파) 의 보다 큰 진폭들을 발생시킨다는 것을 보여준다. 따라서, 플라즈마로 전달된 RF 신호들에서 이들 고차 고조파들의 증폭을 방지하기 위해, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 외향 구성을 사용하는 것이 유리하다. 일부 실시 예들에서, 모든 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 외향 구성을 갖는다. 그러나, 일부 실시 예들에서, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 서브 세트는 외향 구성을 갖고, 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 하나 이상의 다른 서브 세트들은 내향 구성 또는 S-형상 구성과 같은 또 다른 구성을 갖는다. 이들 실시 예들 중 일부에서, 외향 구성을 갖는 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 둘레에 실질적으로 균일하게 분포된다. 또한, 이들 실시 예들 중 일부에서, 외향 구성을 갖는 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 서브 세트는 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 총 수의 대부분의 서브 세트이다.
예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 전극 (109), 세라믹 층 (110), RF 신호 생성기 (147/149), 고정된 외측 지지부 플랜지 (169), 관절형 외측 지지부 플랜지 (171), 및 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 포함한다. 전극 (109) 은 상단 표면, 하단 표면, 및 외측 측면 표면에 의해 규정된 실질적으로 원통형 형상을 갖는다. 전극 (109) 의 상단 표면은 기준 수평 평면에 수직으로 연장하는 기준 수직 방향 (z-방향) 을 갖는 기준 수평 평면 (x-y 평면) 에 대응한다. 세라믹 층 (110) 은 전극 (109) 의 상단 표면 상에 형성된다. 세라믹 층 (110) 은 웨이퍼 (W) 를 수용하고 지지하도록 구성된다. RF 신호 생성기 (147, 149) 는 임피던스 매칭 시스템 (143) 을 통해 전극 (109) 에 전기적으로 접속된다. RF 신호 생성기 (147, 149) 는 RF 신호들을 생성하고 전극 (109) 에 공급하도록 구성된다.
고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 전극 (109) 의 외측 측면 표면을 싸도록 형성된다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 전극 (109) 에 대해 고정된 공간적 관계를 갖는다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 수직 부분 (169A) 및 수직 부분 (169A) 의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분 (169B) 을 갖는다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 예를 들어, 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 에 의해 기준 접지 전위에 전기적으로 접속된다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 를 싸도록 형성된다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 수직 부분 (171A) 및 수직 부분 (171A) 의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분 (171B) 을 갖는다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수직 부분 (171A) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 의 적어도 일부의 외측에 동심원으로 위치된다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 가 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 대해 수직으로 이동 가능하도록, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 로부터 이격된다.
복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수평 부분 (171B) 에 연결된 제 1 단부 부분, 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수평 부분 (169B) 에 연결된 제 2 단부 부분을 갖는다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 으로부터 외향으로 벤딩한다. 일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 모두 둘레에 실질적으로 동일하게 이격된 구성으로 위치된다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 가 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 대해 이동함에 따라 구부러지도록 (flex) 구성된다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 에 연결된 제 1 단부 부분과 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 연결된 제 2 단부 부분 사이에서 연장하는 벤딩 가능한 길이를 갖는다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 외향 벤딩부에 따라, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각의 벤딩 가능한 길이의 전체는 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 및/또는 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 외부에 위치된다. 일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각의 제 1 단부 부분은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) (도 4a 참조) 의 수평 부분 (171B) 의 하부 표면 (171D) 에 연결된다. 일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각의 제 1 단부 부분은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) (도 4b 참조) 의 수평 부분 (171B) 의 상부 표면 (171F) 에 연결된다. 일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각의 제 2 단부 부분은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수평 부분 (169B) 의 상부 표면 (169F) 에 연결된다 (도 4a 및 도 4b 참조).
일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) (제 1 클램프 링) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수평 부분 (171B) 에 연결된다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 제 1 단부 부분들은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수평 부분 (171B) 과 클램프 링 (177) 사이에 위치된다. 클램프 링 (177) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수평 부분 (171B) 과 물리적 및 전기적으로 접속하여 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 고정한다. 또한, 클램프 링 (175) (제 2 클램프 링) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수평 부분 (169B) 에 연결된다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 제 2 단부 부분들은 클램프 링 (175) 과 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수평 부분 (169B) 사이에 위치된다. 클램프 링 (175) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수평 부분 (169B) 과 물리적 및 전기적으로 접속하여 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 고정한다. 일부 실시 예들에서, 클램프 링 (177) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수평 부분 (171B) 에 볼트로 고정되고, 클램프 링 (175) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수평 부분 (169B) 에 볼트로 고정된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수평 부분 (171B) 에 클램프 링 (177) 을 볼트로 고정하도록 사용된 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 제 1 단부 부분들 사이에 위치된다. 유사하게, 일부 실시 예들에서, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수평 부분 (169B) 에 클램프 링 (175) 을 볼트로 고정하도록 사용된 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 제 2 단부 부분들 사이에 위치된다.
일부 실시 예들에서, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171), 고정된 외측 지지부 플랜지 (169), 클램프 링 (177), 및 클램프 링 (175) 각각은 알루미늄으로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171), 고정된 외측 지지부 플랜지 (169), 클램프 링 (177), 및 클램프 링 (175) 각각은 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각은 스테인리스 스틸로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각은 구리로 형성된다. 일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 의 수는 약 6으로부터 약 80으로 연장하는 범위 내이다.
일부 실시 예들에서, 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각은 도 7과 관련하여 기술된 바와 같이 직사각형 프리즘 형상을 갖는다. 또한, 일부 실시 예들에서, 도 5와 관련하여 기술된 바와 같이, 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수평 부분 (171B) 의 외측 주변부에서 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 중 인접한 스트랩들 사이에 방위각 간격이 존재한다. 방위각 간격은 z-방향으로 연장하는 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 중심 축에 대해 측정된다.
일부 실시 예들에서, C-슈라우드 부재 (185) 는 전극 (109) 위에 배치된다. 시일 (179) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수직 부분 (171A) 의 상부 단부 (171E) 상에 배치된다. 시일 (179) 은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 가 C-슈라우드 부재 (185) 에 도달하도록 상향으로 이동될 때 C-슈라우드 부재 (185) 와 인게이지하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 시일 (179) 은 C-슈라우드 부재 (185) 와 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 사이에 전기적으로 전도성을 제공하도록 전기적으로 전도성이다.
일부 실시 예들에서, 세라믹 지지부 (113) 와 같은 세라믹 구조체는 전극 (109) 과 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 사이에 배치된다. 세라믹 구조체는 전극 (109) 의 외측 측표면을 싸도록 형성된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 석영 구조체, 예컨대 제 1 석영 링 (163) 이 세라믹 구조체와 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 사이에 배치된다. 석영 구조체는 세라믹 구조체의 수직 부분을 싸도록 형성된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 에지 링 (167) 이 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 와 세라믹 층 (110) 사이에 배치된다. 일부 실시 예들에서, 석영 링, 예컨대 제 2 석영 링 (165) 이 에지 링 (167) 과 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 사이에 배치된다.
예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 위한 접지 리턴 어셈블리가 개시된다. 접지 리턴 어셈블리는 고정된 외측 지지부 플랜지 (169), 관절형 외측 지지부 플랜지 (171), 및 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 을 포함한다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 전극 (109) 을 싸도록 형성되고 전극 (109) 에 대해 고정된 공간적 관계를 갖는다. 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 는 수직 부분 (169A) 및 수직 부분 (169A) 의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분 (169B) 을 갖는다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 를 싸도록 형성된다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 수직 부분 (171A) 및 수직 부분 (171A) 의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분 (171B) 을 갖는다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 의 수직 부분 (171A) 은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 의 적어도 일부의 외측에 동심원으로 위치된다. 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 는 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 가 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 을 따라 이동 가능하도록, 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 로부터 이격된다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각은 관절형 외측 지지부 플랜지 (171) 에 연결된 제 1 단부 부분, 및 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 에 연결된 제 2 단부 부분을 갖는다. 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 (173) 각각은 고정된 외측 지지부 플랜지 (169) 의 수직 부분 (169A) 으로부터 외향으로 벤딩한다.
예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 전극 (109), 세라믹 층 (110), 설비 플레이트 (111), RF 신호 공급 샤프트 (141), RF 신호 공급 로드 (137), RF 신호 생성기(들) (147, 149), 임피던스 매칭 시스템 (143), 및 튜브 (139) 를 포함한다. 전극 (109) 은 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 전극 (109) 은 상단 표면, 하단 표면, 및 외측 측면 표면에 의해 규정된 실질적으로 원통형 형상을 갖는다. 세라믹 층 (110) 은 전극 (109) 의 상단 표면 상에 형성되고 웨이퍼 (W) 를 수용하고 지지하도록 구성된다. 설비 플레이트 (111) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 전극 (109) 의 하단 표면은 설비 플레이트 (111) 의 상단 표면에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된다. RF 신호 공급 샤프트 (141) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 상부 단부는 설비 플레이트 (111) 의 하단 표면에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된다. RF 신호 공급 로드 (137) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 하부 단부는 RF 신호 공급 로드 (137) 의 전달 단부에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된다. RF 신호 생성기(들) (147, 149) 는 임피던스 매칭 시스템 (143) 을 통해 RF 신호 공급 로드 (137) 의 공급 단부에 전기적으로 접속된다. 튜브 (139) 는 RF 신호 공급 로드 (137) 둘레에 배치된다. 튜브 (139) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성된다. 튜브 (139) 는 튜브 (139) 의 전체 길이를 따라 공기에 의해 RF 신호 공급 로드 (137) 로부터 분리된 내측 벽을 갖는다.
일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 와 RF 신호 공급 샤프트 (141) 사이의 물리적 및 전기적 접속은 공기에 의해 주변 전기적으로 전도성 재료로부터 분리된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 의 공급 단부와 임피던스 매칭 시스템 (143) 사이의 물리적 연결부, 및 RF 신호 공급 로드 (137) 의 전달 단부와 RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 하부 단부 사이의 물리적 연결부, RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 상부 단부와 설비 플레이트 (111) 의 하단 표면 사이의 물리적 연결부는 튜브 (139) 의 전체 길이를 따라 RF 신호 공급 로드 (137) 와 튜브 (139) 의 내측 벽 사이의 에어 갭의 물리적 치수들을 집합적으로 유지한다. 일부 실시 예들에서, 튜브 (139) 는 RF 신호 공급 로드 (137) 를 통해 송신된 RF 신호들에 대한 접지 전위 리턴 경로의 일부를 형성한다. 전극 (109) 의 상단 표면이 기준 수평 평면에 수직으로 연장하는 기준 수직 방향 (z-방향) 을 갖는 기준 수평 평면 (x-y 평면) 에 대응한다는 것을 고려하면, 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 기준 수평 평면에 실질적으로 평행한 실질적으로 선형 방향으로 연장하고, RF 신호 공급 샤프트 (141) 는 기준 수직 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 중심 축을 갖는다.
일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성된다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 중실형 로드이다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 튜브이다. 일부 실시 예들에서, RF 신호 공급 로드 (137) 는 약 0.75 인치로부터 약 2 인치로 연장하는 범위 내의 외경을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 튜브 (139) 는 약 1.5 인치로부터 약 6 인치로 연장하는 범위 내의 내경을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 튜브 (139) 의 내경과 RF 신호 공급 로드 (137) 의 외경 사이의 차는 약 0.25 인치로부터 약 4 인치로 연장하는 범위 내이다.
일부 실시 예들에서, 튜브 (139) 는 제 1 튜브이고, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 은 RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 적어도 하부 부분 둘레에 배치된 제 2 튜브 (139A) 를 포함한다. 제 1 튜브 (139) 는 제 1 튜브 (139) 의 내부 볼륨이 제 2 튜브 (139A) 의 내부 볼륨에 개방되도록 제 2 튜브 (139A) 에 연결된다 (도 1a 참조). 제 1 튜브 (139) 및 제 2 튜브 (139A) 의 내부 볼륨들은 RF 신호 공급 샤프트 (141) 의 하부 단부는 RF 신호 공급 로드 (137) 의 전달 단부에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속되는, 위치 (140) (도 1a 참조) 에서 RF 신호 공급 로드 (137) 및 RF 신호 공급 샤프트 (141) 모두 둘레에 연속적인 공기 영역을 형성한다.
예시적인 실시 예에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 을 위한 RF 신호 공급 구조가 개시된다. RF 신호 공급 구조체는 RF 신호 공급 로드 (137) 및 튜브 (139) 를 포함한다. RF 신호 공급 로드 (137) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성되고 공급 단부 및 전달 단부를 갖는다. 공급 단부는 RF 신호 공급 로드 (137) 와 RF 신호 생성기(들) (147, 149) 사이에 배치된 임피던스 매칭 시스템 (143) 에 대한 연결을 위해 구성된다. 튜브 (139) 는 RF 신호 공급 로드 (137) 둘레에 배치된다. 튜브 (139) 는 전기적으로 전도성 재료로 형성되고 튜브 (139) 의 전체 길이를 따라 공기에 의해 RF 신호 공급 로드 (137) 로부터 분리된 내측 벽을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 튜브 (139) 는 임피던스 매칭 시스템 (143) 에 근접한 위치로부터 RF 신호 공급 로드 (137) 의 전달 단부에 근접한 위치로 연장한다. 일부 실시 예들에서, 튜브 (139) 는 RF 신호 공급 로드 (137) 를 통해 송신된 RF 신호들에 대한 접지 전위 리턴 경로의 일부를 형성한다.
도 12는 일부 실시 예들에 따른, 도 1a의 제어 시스템 (120) 의 예시적인 개략도를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에서 수행된 반도체 제조 프로세스를 제어하기 위한 프로세스 제어기로서 구성된다. 다양한 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 프로세서 (1201), 저장 하드웨어 유닛 (hardware unit; HU) (1203) (예를 들어, 메모리), 입력 HU (1205), 출력 HU (1207), 입력/출력 (I/O) 인터페이스 (1209), I/O 인터페이스 (1211), 네트워크 인터페이스 제어기 (network interface controller; NIC) (1213), 및 데이터 통신 버스 (1215) 를 포함한다. 프로세서 (1201), 저장 HU (1203), 입력 HU (1205), 출력 HU (1207), I/O 인터페이스 (1209), I/O 인터페이스 (1211), 및 NIC (1213) 는 데이터 통신 버스 (1215) 에 의해 서로 데이터 통신한다. 입력 HU (1205) 는 다수의 외부 디바이스들로부터 데이터 통신을 수신하도록 구성된다. 입력 HU (1205) 의 예들은 데이터 획득 시스템, 데이터 획득 카드, 등을 포함한다. 출력 HU (1207) 는 다수의 외부 디바이스들로 데이터를 송신하도록 구성된다. 출력 HU (1207) 의 예들은 디바이스 제어기이다. NIC (1213) 의 예들은 네트워크 인터페이스 카드, 네트워크 어댑터 등을 포함한다. I/O 인터페이스 (1209) 및 I/O 인터페이스 (1211) 각각은 I/O 인터페이스에 커플링된 상이한 하드웨어 유닛들 사이의 호환성을 제공하도록 규정된다. 예를 들어, I/O 인터페이스 (1209) 는 입력 HU (1205) 로부터 수신된 신호를 데이터 통신 버스 (1215) 와 호환 가능한 형태, 진폭, 및/또는 속도로 변환하도록 규정될 수 있다. 또한, I/O 인터페이스 (1211) 는 데이터 통신 버스 (1215) 로부터 수신된 신호를 출력 HU (1207) 와 호환 가능한 형태, 진폭, 및/또는 속도로 변환하도록 규정될 수 있다. 다양한 동작들이 제어 시스템 (120) 의 프로세서 (1201) 에 의해 수행되는 것으로 본 명세서에 기술되지만, 일부 실시 예들에서 다양한 동작들이 제어 시스템 (120) 의 복수의 프로세서들에 의해 및/또는 제어 시스템(120) 과 데이터 통신하는 복수의 컴퓨팅 시스템들의 복수의 프로세서들에 의해 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일부 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 센싱된 값들에 부분적으로 기초하여 다양한 웨이퍼 제조 시스템들의 디바이스들을 제어하도록 채용된다. 예를 들면, 제어 시스템 (120) 은 센싱된 값들 및 다른 제어 파라미터들에 기초하여 밸브들 (1217), 필터 히터들 (1219), 웨이퍼 지지 구조체 히터들 (1221), 펌프들 (1223), 및 다른 디바이스들 (1225) 중 하나 이상을 제어할 수도 있다. 밸브들 (1217) 은 후면 가스 공급 시스템 (129), 프로세스 가스 공급 시스템 (191), 및 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 의 제어와 연관된 밸브들을 포함할 수 있다. 제어 시스템 (120) 는 예를 들어, 압력 마노미터들 (1227), 플로우 미터들 (1229), 온도 센서들 (1231), 및/또는 기타 센서들 (1233), 예를 들어, 전압 센서들, 전류 센서들, 등으로부터 센싱된 값들을 수신한다. 제어 시스템 (120) 은 또한 웨이퍼 (W) 상에서 플라즈마 프로세싱 동작들의 수행 동안 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내 프로세스 조건들을 제어하도록 채용될 수도 있다. 예를 들어, 제어 시스템 (120) 은 프로세스 가스 공급 시스템 (191) 으로부터 플라즈마 프로세싱 볼륨 (182) 으로 공급된 프로세스 가스(들)의 타입 및 양을 제어할 수 있다. 또한, 제어 시스템 (120) 은 제 1 RF 신호 생성기 (147), 제 2 RF 신호 생성기 (149), 및 임피던스 매칭 시스템 (143) 의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어 시스템 (120) 은 클램핑 전극(들) (112) 을 위한 DC 공급부 (117) 의 동작을 제어할 수 있다. 제어 시스템 (120) 은 또한 리프트 핀들 (132) 을 위한 리프팅 디바이스들 (133) 의 동작 및 도어 (107) 의 동작을 제어할 수 있다. 제어 시스템 (120) 은 또한 후면 가스 공급 시스템 (129) 및 온도 제어 유체 순환 시스템 (125) 의 동작을 제어한다. 제어 시스템 (120) 은 또한 캔틸레버 암 어셈블리 (115) 의 수직 운동을 제어한다. 제어 시스템 (120) 은 또한 배기 포트 (105) 에서 흡입을 제어하는 펌프 및 쓰로틀 부재 (196) 의 동작을 제어한다. 제어 시스템 (120) 은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 임의의 기능을 프로그래밍 및/또는 수동 제어를 위해 구비된다는 것이 이해되어야 한다.
일부 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 프로세스 타이밍, 프로세스 가스 전달 시스템 온도, 및 압력 차들, 밸브 위치들, 프로세스 가스들의 혼합물, 프로세스 가스 플로우 레이트, 후면 냉각 가스 플로우 레이트, 챔버 압력, 챔버 온도, 웨이퍼 지지 구조체 온도 (웨이퍼 온도), RF 전력 레벨들, RF 주파수들, RF 펄싱, 임피던스 매칭 시스템 (143) 설정 사항들, 캔틸레버 암 어셈블리 위치, 바이어스 전력, 및 특정한 프로세스의 다른 파라미터들을 제어하기 위한 인스트럭션들의 세트들을 포함하는 컴퓨터 프로그램들을 실행하도록 구성된다. 제어 시스템 (120) 과 연관된 메모리 디바이스들 상에 저장된 다른 컴퓨터 프로그램들이 일부 실시 예들에서 채용될 수도 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 제어 시스템 (120) 과 연관된 사용자 인터페이스가 있다. 사용자 인터페이스는 디스플레이 (1235) (예를 들어, 장치 및/또는 프로세스 조건들의 디스플레이 스크린 및/또는 그래픽 소프트웨어 디스플레이들), 및 포인팅 디바이스들, 키보드들, 터치 스크린들, 마이크로폰들, 등과 같은 사용자 입력 디바이스들 (1237) 을 포함한다.
제어 시스템 (120) 의 동작을 지시하기 위한 소프트웨어는 많은 상이한 방식들로 설계되거나 구성될 수도 있다. 프로세스 시퀀스의 다양한 웨이퍼 제조 프로세스들을 실행하도록 제어 시스템 (120) 의 동작을 지시하기 위한 컴퓨터 프로그램들은 임의의 종래의 컴퓨터 판독 가능 프로그래밍 언어: 예를 들어, 어셈블리 언어, C, C++, Pascal, Fortran 등으로 작성될 수 있다. 컴파일된 (compiled) 객체 코드 또는 스크립트는 프로그램에서 식별된 태스크들을 수행하도록 프로세서 (1201) 에 의해 실행된다. 제어 시스템 (120) 은 다른 것들보다도, 예를 들어, 필터 압력 차들, 프로세스 가스 조성 및 플로우 레이트들, 후면 냉각 가스 조성 및 플로우 레이트들, 온도, 압력, 플라즈마 조건들, 예를 들어, RF 전력 레벨들 및 RF 주파수들, 바이어스 전압, 냉각 가스/유체 압력, 및 챔버 벽 온도와 같은 프로세스 조건들에 관련된 다양한 프로세스 제어 파라미터들을 제어하도록 프로그래밍될 수 있다. 웨이퍼 제조 프로세스 동안 모니터링될 수도 있는 센서들의 예들은 이로 제한되는 것은 아니지만, 질량 유량 제어 모듈들, 압력 센서들, 예컨대 압력 마노미터들 (1227) 및 온도 센서들 (1231) 을 포함한다. 적절히 프로그래밍된 피드백 및 제어 알고리즘은 목표된 프로세스 조건들을 유지하기 위해 하나 이상의 프로세스 제어 파라미터들을 제어/조정하도록 이들 센서들로부터의 데이터와 함께 사용될 수도 있다.
일부 구현 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 보다 넓은 제조 제어 시스템의 일부이다. 이러한 제조 제어 시스템들은, 웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템 등과 같은 프로세싱 툴들, 챔버들, 웨이퍼 프로세싱을 위한 플랫폼들, 및/또는 특정한 프로세싱 컴포넌트들을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 제조 제어 시스템들은 웨이퍼의 프로세싱 전에, 프로세싱 동안 및 프로세싱 후 그들의 동작을 제어하기 위해 전자 장치와 통합될 수도 있다. 제어 시스템 (120) 은 제조 제어 시스템의 다양한 컴포넌트들 또는 서브 파트들을 제어할 수도 있다. 제어 시스템 (120) 은, 웨이퍼 프로세싱 요건들에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 후면 냉각 가스들, 온도 설정 사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정 사항들, 진공 설정 사항들, 전력 설정 사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정 사항들, RF 매칭 회로 설정 사항들, 주파수 설정 사항들, 플로우 레이트 설정 사항들, 유체 전달 설정 사항들, 위치 및 동작 설정 사항들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어 시스템 (120) 은 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 웨이퍼 프로세싱 동작들을 인에이블하고, 엔드 포인트 측정들을 인에이블하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자 장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, DSPs (digital signal processors), 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 시스템 내 웨이퍼 (W) 상에서 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정 사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어 시스템 (120) 으로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드물, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어 시스템 (120) 은, 일부 구현 예들에서, 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 에 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템 (100) 에 네트워킹되거나, 이들의 조합인 컴퓨터에 커플링되거나 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어 시스템 (120) 은 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 허용할 수 있는 팹 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부 또는 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템 (100) 으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 리모트 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템 (100) 에 제공할 수 있다.
원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템 (100) 으로 통신될 파라미터들 및/또는 설정 사항들의 입력 또는 프로그래밍을 가능하게 하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어 시스템 (120) 은 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 내에서 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상기 기술된 바와 같이, 제어 시스템 (120) 은 예를 들어, 함께 네트워킹되고 공통 목적, 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들을 향해 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 예는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 상에서 수행된 프로세스를 제어하도록 결합하는 (예를 들어, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치된 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 플라즈마 프로세싱 시스템 (100) 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 제어 시스템 (120) 가 인터페이싱할 수 있는 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 Eetch) 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, 제어 시스템 (120) 은, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터 그리고 툴 위치들 및/또는 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.
본 명세서에 기술된 실시 예들은 또한, 휴대용 하드웨어 유닛들, 마이크로프로세서 시스템들, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램 가능 가전 제품들, 미니 컴퓨터들, 메인프레임 컴퓨터들 등을 포함하는 다양한 컴퓨터 시스템 구성들과 함께 구현될 수도 있다. 본 명세서에 기술된 실시 예들은 또한 네트워크를 통해 링크된 원격 프로세싱 하드웨어 유닛들에 의해 태스크들이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경들과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 기술된 실시 예들, 특히 제어 시스템 (120) 과 연관된 실시 예들은 컴퓨터 시스템들에 저장된 데이터를 수반하는 다양한 컴퓨터-구현된 동작들을 채용할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이들 동작들은 물리량들의 물리적인 조작을 필요로 한다. 실시 예들의 일부를 형성하는 본 명세서에 기술된 임의의 동작들은 유용한 머신 동작들이다. 실시 예들은 또한 이들 동작들을 수행하기 위한 하드웨어 유닛 또는 장치에 관한 것이다. 장치는 특수 목적 컴퓨터를 위해 특별히 구성될 수도 있다. 특수 목적 컴퓨터로서 규정될 때, 컴퓨터는 여전히 특수 목적을 위해 동작할 수 있으면서, 특수 목적의 일부가 아닌 다른 프로세싱, 프로그램 실행 또는 루틴들을 또한 수행할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 동작들은 컴퓨터 메모리, 캐시에 저장된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들에 의해 선택적으로 활성화되거나 구성된 범용 컴퓨터에 의해 프로세싱되거나 네트워크를 통해 획득될 수도 있다. 데이터가 네트워크를 통해 획득될 때, 데이터는 네트워크 상의 다른 컴퓨터들, 예를 들어, 컴퓨팅 리소스들의 클라우드에 의해 프로세싱될 수도 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시 예들은 비일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체 상의 컴퓨터 판독 가능 코드로서 인스턴스화된 프로세스 제어 인스트럭션들을 통해 구현될 수 있다. 비일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 하드웨어 유닛이고, 그 후 컴퓨터 시스템에 의해 판독될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 예들은 하드 드라이브들, NAS (network attached storage), ROM, RAM, CD-ROM들 (compact disc-ROMs), CD-R들 (CD-recordables), CD-RW들 (CD-rewritables), 자기 테이프 및 기타 광학 및 비광학 데이터 저장 하드웨어 유닛을 포함한다. 비일시적 컴퓨터-판독 가능 매체는 컴퓨터-판독 가능 코드가 분산된 방식으로 저장되고 실행되도록 네트워크-커플링된 컴퓨터 시스템을 통해 분산된 컴퓨터-판독 가능 유형의 (tangible) 매체를 포함할 수 있다.
전술한 개시가 이해의 명료성을 목적으로 일부 상세를 포함하지만, 특정한 변화들 및 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 임의의 실시 예로부터의 하나 이상의 피처들은 본 명세서에 개시된 임의의 다른 실시 예의 하나 이상의 피처들과 결합될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 실시 예들은 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 하고, 청구된 것은 본 명세서에 제공된 상세들로 제한되지 않고, 기술된 실시 예들의 범위 및 등가물 내에서 수정될 수도 있다.

Claims (54)

  1. 플라즈마 프로세싱 시스템에 있어서,
    상단 표면, 하단 표면, 및 외측 측면 표면에 의해 규정된 실질적으로 원통형 형상을 갖는 전극;
    상기 전극의 상기 상단 표면 상에 형성되고, 반도체 웨이퍼를 수용하고 지지하도록 구성된 세라믹 층;
    임피던스 매칭 시스템을 통해 상기 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 전극에 무선 주파수 (radiofrequency; RF) 신호들을 생성하고 공급하도록 구성된 RF 신호 생성기;
    상기 전극의 상기 외측 측면 표면을 싸도록 (circumscribe) 형성된 고정된 (fixed) 외측 지지부 플랜지로서, 상기 고정된 외측 지지부 플랜지는 상기 전극에 대해 고정된 공간적 관계를 갖고, 상기 고정된 외측 지지부 플랜지는 수직 부분 및 상기 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖고, 상기 고정된 외측 지지부 플랜지는 기준 접지 전위에 전기적으로 접속되는, 상기 고정된 외측 지지부 플랜지;
    상기 고정된 외측 지지부 플랜지를 싸도록 형성된 관절형 (articulating) 외측 지지부 플랜지로서, 상기 관절형 외측 지지부 플랜지는 수직 부분 및 상기 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖고, 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분의 외부에 동심원으로 위치되고, 상기 관절형 외측 지지부 플랜지가 상기 고정된 외측 지지부 플랜지에 대해 수직으로 이동 가능하도록 상기 관절형 외측 지지부 플랜지는 상기 고정된 외측 지지부 플랜지로부터 이격되는, 상기 관절형 외측 지지부 플랜지; 및
    복수의 전기적으로 전도성 스트랩들로서, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 연결된 제 1 단부 부분 및 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 연결된 제 2 단부 부분을 갖는, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분으로부터 외향으로 벤딩하는 (bend), 플라즈마 프로세싱 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지 및 상기 고정된 외측 지지부 플랜지 모두 둘레에 실질적으로 동일하게 이격된 구성으로 위치되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지가 상기 고정된 외측 지지부 플랜지에 대해 이동함에 따라 구부러지도록 (flex) 구성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 상기 제 1 단부 부분과 상기 제 2 단부 부분 사이에서 연장하는 벤딩 가능한 길이를 갖고, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 상기 벤딩 가능한 길이의 전체가 상기 관절형 외측 지지부 플랜지 및/또는 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 외부에 위치되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 상기 제 1 단부 부분은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분의 하부 표면에 연결되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 상기 제 1 단부 부분은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분의 상부 표면에 연결되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 상기 제 2 단부 부분은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분의 상부 표면에 연결되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 연결된 제 1 클램프 링으로서, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들의 상기 제 1 단부 부분들은 상기 제 1 클램프 링과 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분 사이에 위치되고, 상기 제 1 클램프 링은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분과 물리적 및 전기적으로 접속하여 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 고정하는 (secure), 상기 제 1 클램프 링; 및
    상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 연결된 제 2 클램프 링으로서, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들의 상기 제 2 단부 부분들은 상기 제 2 클램프 링과 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분 사이에 위치되고, 상기 제 2 클램프 링은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분과 물리적 및 전기적으로 접속하여 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 고정하는, 상기 제 2 클램프 링을 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 클램프 링은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 볼트로 고정되고, 그리고 상기 제 2 클램프 링은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 볼트로 고정되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 상기 제 1 클램프 링을 볼트로 고정하도록 사용된 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들의 제 1 단부 부분들 사이에 위치되고, 그리고 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 상기 제 2 클램프 링을 볼트로 고정하도록 사용된 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들의 제 2 단부 부분들 사이에 위치되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지, 상기 고정된 외측 지지부 플랜지, 상기 제 1 클램프 링, 및 상기 제 2 클램프 링 각각은 알루미늄 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 스테인리스 스틸로 형성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들의 수는 약 6으로부터 약 80으로 연장하는 범위 내인, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 길이, 폭 및 두께에 의해 규정된 직사각형 프리즘 형상을 갖는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 위에 배치된 C-슈라우드 부재; 및
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분의 상부 단부 상에 배치된 시일 (seal) 로서, 상기 시일은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지가 상기 C-슈라우드 부재에 도달하도록 상향으로 이동될 때 상기 C-슈라우드 부재와 인게이지하도록 (engage) 구성된, 상기 시일을 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 시일은 상기 C-슈라우드 부재와 상기 관절형 외측 지지부 플랜지 사이에 전기적으로 전도성을 제공하도록 전기적으로 전도성인, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극과 상기 고정된 외측 지지부 플랜지 사이에 배치된 세라믹 구조체로서, 상기 세라믹 구조체는 상기 전극의 상기 외측 측면 표면을 싸도록 형성된, 상기 세라믹 구조체를 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 세라믹 구조체와 상기 고정된 외측 지지부 플랜지 사이에 배치된 석영 구조체로서, 상기 석영 구조체는 상기 세라믹 구조체의 수직 부분을 싸도록 형성되는, 상기 석영 구조체를 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지와 상기 세라믹 층 사이에 배치된 에지 링을 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 에지 링과 상기 관절형 외측 지지부 플랜지 사이에 배치된 석영 링을 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  22. 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리 (ground return assembly) 에 있어서,
    플라즈마 프로세싱 시스템 내에서 전극을 싸고 상기 전극에 대해 고정된 공간적 관계를 갖도록 형성된 고정된 외측 지지부 플랜지로서, 상기 고정된 외측 지지부 플랜지는 수직 부분 및 상기 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖는, 상기 고정된 외측 지지부 플랜지;
    상기 고정된 외측 지지부 플랜지를 싸도록 형성된 관절형 외측 지지부 플랜지로서, 상기 관절형 외측 지지부 플랜지는 수직 부분 및 상기 수직 부분의 하부 단부로부터 방사상으로 외향으로 연장하는 수평 부분을 갖고, 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분의 외부에 동심원으로 위치되고, 상기 관절형 외측 지지부 플랜지가 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분을 따라 이동 가능하도록 상기 관절형 외측 지지부 플랜지는 상기 고정된 외측 지지부 플랜지로부터 이격되는, 상기 관절형 외측 지지부 플랜지; 및
    복수의 전기적으로 전도성 스트랩들로서, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지에 연결된 제 1 단부 부분 및 상기 고정된 외측 지지부 플랜지에 연결된 제 2 단부 부분을 갖는, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분으로부터 외향으로 벤딩하는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지 및 상기 고정된 외측 지지부 플랜지 모두 둘레에 실질적으로 동일하게 이격된 구성으로 위치되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지가 상기 고정된 외측 지지부 플랜지에 대해 이동함에 따라 구부러지도록 구성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 상기 제 1 단부 부분과 상기 제 2 단부 부분 사이에서 연장하는 벤딩 가능한 길이를 갖고, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 상기 벤딩 가능한 길이의 전체가 상기 관절형 외측 지지부 플랜지 및/또는 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 외부에 위치되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 상기 제 1 단부 부분은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분의 하부 표면에 연결되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 상기 제 1 단부 부분은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분의 상부 표면에 연결되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  29. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각의 상기 제 2 단부 부분은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분의 상부 표면에 연결되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  30. 제 22 항에 있어서,
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 연결된 제 1 클램프 링으로서, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들의 상기 제 1 단부 부분들은 상기 제 1 클램프 링과 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분 사이에 위치되고, 상기 제 1 클램프 링은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분과 물리적 및 전기적으로 접속하여 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 고정하는, 상기 제 1 클램프 링; 및
    상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 연결된 제 2 클램프 링으로서, 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들의 상기 제 2 단부 부분들은 상기 제 2 클램프 링과 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분 사이에 위치되고, 상기 제 2 클램프 링은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분과 물리적 및 전기적으로 접속하여 상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들을 고정하는, 상기 제 2 클램프 링을 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 클램프 링은 상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 볼트로 고정되고, 그리고 상기 제 2 클램프 링은 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 볼트로 고정되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 상기 제 1 클램프 링을 볼트로 고정하도록 사용된 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들의 제 1 단부 부분들 사이에 위치되고, 그리고 상기 고정된 외측 지지부 플랜지의 상기 수평 부분에 상기 제 2 클램프 링을 볼트로 고정하도록 사용된 볼트들은 전기적으로 전도성 스트랩들의 제 2 단부 부분들 사이에 위치되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지, 상기 고정된 외측 지지부 플랜지, 상기 제 1 클램프 링, 및 상기 제 2 클램프 링 각각은 알루미늄으로 형성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  34. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 스테인리스 스틸로 형성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  35. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들의 수는 약 6으로부터 약 80으로 연장하는 범위 내인, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  36. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 전기적으로 전도성 스트랩들 각각은 길이, 폭 및 두께에 의해 규정된 직사각형 프리즘 형상을 갖는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  37. 제 22 항에 있어서,
    상기 관절형 외측 지지부 플랜지의 상기 수직 부분의 상부 단부는 전기적으로 전도성 시일을 수용하도록 구성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 접지 리턴 어셈블리.
  38. 플라즈마 프로세싱 시스템에 있어서,
    전기적으로 전도성 재료로 형성된 전극으로서, 상기 전극은 상단 표면, 하단 표면, 및 외측 측면 표면에 의해 규정된 실질적으로 원통형 형상을 갖는, 상기 전극;
    상기 전극의 상기 상단 표면 상에 형성되고, 반도체 웨이퍼를 수용하고 지지하도록 구성된 세라믹 층;
    전기적으로 전도성 재료로 형성된 설비 플레이트로서, 상기 전극의 상기 하단 표면은 상기 설비 플레이트의 상단 표면에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속되는, 상기 설비 플레이트;
    전기적으로 전도성 재료로 형성된 RF (radiofrequency) 신호 공급 샤프트로서, 상기 RF 신호 공급 샤프트의 상부 단부는 상기 설비 플레이트의 하단 표면에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속되는, 상기 RF 신호 공급 샤프트;
    전기적으로 전도성 재료로 형성된 RF 신호 공급 로드 (rod) 로서, 상기 RF 신호 공급 샤프트의 하부 단부는 상기 RF 신호 공급 로드의 전달 단부에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속되는, 상기 RF 신호 공급 로드;
    임피던스 매칭 시스템을 통해 상기 RF 신호 공급 로드의 공급 단부에 전기적으로 접속된 RF 신호 생성기; 및
    상기 RF 신호 공급 로드 둘레에 배치된 튜브로서, 상기 튜브는 전기적으로 전도성 재료로 형성되고, 상기 튜브는 상기 튜브의 전체 길이를 따라 공기에 의해 상기 RF 신호 공급 로드로부터 분리된 내측 벽을 갖는, 상기 튜브를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 RF 신호 공급 로드와 상기 RF 신호 공급 샤프트 사이의 물리적 및 전기적 접속은 공기에 의해 주변 전기적으로 전도성 재료로부터 분리되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 RF 신호 공급 로드의 상기 공급 단부와 상기 임피던스 매칭 시스템 사이의 물리적 연결부, 및 상기 RF 신호 공급 로드의 상기 전달 단부와 상기 RF 신호 공급 샤프트의 상기 하부 단부 사이의 물리적 연결부, 및 상기 RF 신호 공급 샤프트의 상기 상부 단부와 상기 설비 플레이트의 상기 하단 표면 사이의 물리적 연결부는 상기 튜브의 상기 전체 길이를 따라 상기 RF 신호 공급 로드와 상기 튜브의 상기 내측 벽 사이의 에어 갭의 물리적 치수들을 집합적으로 유지하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 튜브는 상기 RF 신호 공급 로드를 통해 송신된 RF 신호들에 대한 접지 전위 리턴 경로의 일부를 형성하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  42. 제 38 항에 있어서,
    상기 전극의 상기 상단 표면은 기준 수평 평면에 수직으로 연장하는 기준 수직 방향을 갖는 상기 기준 수평 평면에 대응하고, 상기 RF 신호 공급 로드는 상기기준 수평 평면에 실질적으로 평행한 실질적으로 선형 방향으로 연장하고, 상기 RF 신호 공급 샤프트는 상기 기준 수직 방향에 실질적으로 평행하게 배향된 중심 축을 갖는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  43. 제 38 항에 있어서,
    상기 RF 신호 공급 로드는 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  44. 제 38 항에 있어서,
    상기 RF 신호 공급 로드는 중실형 로드인, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  45. 제 38 항에 있어서, 상기 RF 신호 공급 로드는 튜브인, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  46. 제 38 항에 있어서,
    상기 튜브는 제 1 튜브이고, 그리고 상기 플라즈마 프로세싱 시스템은 상기 RF 신호 공급 샤프트의 적어도 하부 부분 둘레에 배치된 제 2 튜브를 포함하고, 상기 제 1 튜브의 내부 볼륨이 제 2 튜브의 내부 볼륨에 개방되도록, 상기 제 1 튜브는 상기 제 2 튜브에 연결되고, 상기 제 1 튜브 및 상기 제 2 튜브의 상기 내부 볼륨들은 상기 RF 신호 공급 샤프트의 상기 하부 단부가 상기 RF 신호 공급 로드의 상기 전달 단부에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속되는 위치에서 상기 RF 신호 공급 로드 및 상기 RF 신호 공급 샤프트 모두 둘레에 연속적인 공기 영역을 형성하는, 플라즈마 프로세싱 시스템.
  47. 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체에 있어서,
    전기적으로 전도성 재료로 형성된 RF 신호 공급 로드로서, 상기 RF 신호 공급 로드는 공급 단부 및 전달 단부를 갖고, 상기 공급 단부는 상기 RF 신호 공급 로드와 RF 신호 생성기 사이에 배치된 임피던스 매칭 시스템으로의 연결을 위해 구성되는, 상기 RF 신호 공급 로드; 및
    상기 RF 신호 공급 로드 둘레에 배치된 튜브로서, 상기 튜브는 전기적으로 전도성 재료로 형성되고, 상기 튜브는 상기 튜브의 전체 길이를 따라 공기에 의해 상기 RF 신호 공급 로드로부터 분리된 내측 벽을 갖는, 상기 튜브를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 튜브는 상기 임피던스 매칭 시스템에 근접한 위치로부터 상기 RF 신호 공급 로드의 전달 단부에 근접한 위치로 연장하는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체.
  49. 제 47 항에 있어서,
    상기 튜브는 상기 RF 신호 공급 로드를 통해 송신된 RF 신호들에 대한 접지 전위 리턴 경로의 일부를 형성하는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체.
  50. 제 47 항에 있어서,
    상기 RF 신호 공급 로드의 상기 전달 단부에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속된 하부 단부를 갖는 RF 신호 공급 샤프트를 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 튜브는 제 1 튜브이고, 그리고 상기 플라즈마 프로세싱 시스템은 상기 RF 신호 공급 샤프트의 적어도 하부 부분 둘레에 배치된 제 2 튜브를 포함하고, 상기 제 1 튜브의 내부 볼륨이 제 2 튜브의 내부 볼륨에 개방되도록, 상기 제 1 튜브는 상기 제 2 튜브에 연결되고, 상기 제 1 튜브 및 상기 제 2 튜브의 상기 내부 볼륨들은 상기 RF 신호 공급 샤프트의 상기 하부 단부가 상기 RF 신호 공급 로드의 상기 전달 단부에 물리적으로 그리고 전기적으로 접속되는 위치에서 상기 RF 신호 공급 로드 및 상기 RF 신호 공급 샤프트 모두 둘레에 연속적인 공기 영역을 형성하는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체.
  52. 제 47 항에 있어서,
    상기 RF 신호 공급 로드는 구리, 또는 알루미늄, 또는 양극 산화된 알루미늄으로 형성되는, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체.
  53. 제 47 항에 있어서,
    상기 RF 신호 공급 로드는 중실형 로드인, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체.
  54. 제 47 항에 있어서,
    상기 RF 신호 공급 로드는 튜브인, 플라즈마 프로세싱 시스템을 위한 RF 신호 공급 구조체.
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