KR20220167830A - 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 제1 소재로 이루어진 제1 링; 상기 제1 소재와는 다른 제2 소재로 이루어진 제2 링; 및 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 제1 접착층을 포함한다. 상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고, 상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제1 리세스 영역을 포함하며, 상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 리세스 영역 내로 삽입되며, 상기 제1 접착층은 상기 제1 돌출부의 바닥면과 상기 제1 리세스 영역의 바닥 사이에 개재된다.
Description
본 발명은 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 플라즈마 식각 장치에 이용되는 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 실리콘 웨이퍼 상에 제조공정을 반복적으로 진행하여 완성된다. 반도체 제조공정은 그 소재가 되는 웨이퍼에 대한 산화, 마스킹, 포토레지스트 도포, 식각, 확산 및 적층 공정들을 포함한다. 또한, 상기 공정들의 전, 후에서 보조적으로 세척, 건조 및 검사 등의 공정들이 수행되어야 한다. 특히, 식각공정은 실질적으로 웨이퍼 상에 패턴을 형성시키는 중요한 공정이다. 식각공정은 크게 습식식각과 건식식각으로 구분될 수 있다.
건식 식각 공정은 포토 공정 이후 형성된 포토레지스트 패턴의 노출된 부위를 제거하기 위한 공정이다. 밀폐된 내부공간에 소정 간격 이격되어 설치된 상부전극 및 하부전극에 고주파 전력을 인가하여 전기장을 형성하고, 상기 전기장으로 밀폐공간 내부로 공급된 반응가스를 활성화시켜 플라즈마 상태로 만든 후, 플라즈마 상태의 이온이 하부전극 위에 위치한 웨이퍼를 식각하는 것이다.
플라즈마는 웨이퍼의 상면 전체 영역으로 집중되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 하부전극 상부에 있는 척 본체의 둘레를 감싸도록 포커스 링이 배치된다.
포커스 링은 척 본체 상부에서 형성되는 고주파 전력 인가에 의한 전기장 형성 영역을 웨이퍼가 위치되는 영역으로 집중시키고, 웨이퍼는 플라즈마가 형성되는 영역의 중심에 놓여져 전체적으로 균일하게 식각된다.
본 발명은 우수한 내구성을 갖는 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 개념에 따른, 포커스 링은, 제1 소재로 이루어진 제1 링; 상기 제1 소재와는 다른 제2 소재로 이루어진 제2 링; 및 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 제1 접착층을 포함할 수 있다. 상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고, 상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제1 리세스 영역을 포함하며, 상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 리세스 영역 내로 삽입되며, 상기 제1 접착층은 상기 제1 돌출부의 바닥면과 상기 제1 리세스 영역의 바닥 사이에 개재될 수 있다.
본 발명의 다른 개념에 따른, 플라즈마 장치는, 기판이 배치될 수 있는 지지판; 및 상기 지지판의 가장 자리를 둘러싸도록 제공된 에지 링을 포함할 수 있다. 상기 에지 링은, 포커스 링 및 상기 포커스 링의 외측에 제공된 차폐 링을 포함하고, 상기 포커스 링은: 제1 소재로 이루어진 제1 링; 상기 제1 소재와는 다른 제2 소재로 이루어진 제2 링; 및 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 접착층을 포함할 수 있다. 상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고, 상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 리세스 영역을 포함하며, 상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 리세스 영역 내로 삽입되며, 상기 접착층은 상기 돌출부의 바닥면과 상기 리세스 영역의 바닥 사이에 개재될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링은 식각 내성이 높은 제1 링이 제2 링 대신 플라즈마 하에 노출되므로, 포커스 링의 내구성이 향상될 수 있다. 제2 링은 제1 링에 비해 저렴한 소재를 사용하므로, 포커스 링의 경제성이 향상될 수 있다. 제1 링과 제2 링은 요철 구조를 이용하여 기계적으로 안정되게 결합될 수 있으며, 접착층이 오버플로우되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링은 상대적으로 작은 유전상수를 가짐과 동시에 상대적으로 큰 열전도율을 가질 수 있다. 따라서 본 발명의 포커스 링은 플라즈마 장치 내부에 장착되어, 플라즈마 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 에지 링을 설명하기 위한 것으로, 도 1의 M 영역을 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5, 도 6 및 도 7 각각은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 에지 링을 설명하기 위한 것으로, 도 1의 M 영역을 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5, 도 6 및 도 7 각각은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예로, 유도결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 방식으로 플라즈마를 생성하여 기판을 처리하는 플라즈마 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 용량결합형 플라즈마(CCP: Conductively Coupled Plasma) 방식 또는 리모트 플라즈마 방식 등 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.
또한 본 발명의 실시예에서는 지지 유닛으로 정전척을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 지지 유닛은 기계적 클램핑에 의해 기판을 지지하거나, 진공에 의해 기판을 지지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 장치(10)는 기판(W)에 대하여 플라즈마를 이용한 식각 공정을 수행할 수 있다. 플라즈마 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 소스(400) 및 배기 유닛(500)을 포함할 수 있다.
챔버(100)는 내부에 기판(W)을 처리하는 처리 공간을 가질 수 있다. 챔버(100)는 하우징(110) 및 커버(120)를 포함할 수 있다.
하우징(110)은 상면이 개방될 수 있다. 즉, 하우징(110)의 내부 공간은 개방될 수 있다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 하우징(110)은 접지될 수 있다.
하우징(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 제공될 수 있다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결될 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 하우징(110)의 내부 공간에 잔류하는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.
커버(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮을 수 있다. 커버(120)는 판 형상을 가지며, 하우징(110)의 내부 공간을 밀폐시킬 수 있다. 커버(120)는 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.
라이너(130)가 하우징(110) 내부에 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 바닥면이 개방된 내부 공간을 가질 수 있다. 다시 말하면, 라이너(130)는 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 따라 아래로 연장될 수 있다.
라이너(130)는, 그의 상부에 지지 링(131)을 포함할 수 있다. 지지 링(131)은 링 형태를 가지며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출될 수 있다. 지지 링(131)은 하우징(110)의 상부에 제공되어, 라이너(130)를 지지할 수 있다.
라이너(130)는 하우징(110)과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라이너(130)는 알루미늄을 포함할 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호할 수 있다. 예를 들면, 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킬 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호하여 하우징(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 반응 부산물이 하우징(110)의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이할 수 있다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)가 손상될 경우, 손상된 라이너(130)는 새로운 라이너(130)로 교체될 수 있다.
지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 예를 들면, 지지 유닛(200)은 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다. 지지 유닛(200)은 정전기력(electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전척 방식으로 제공될 수 있다. 다른 예로, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전척 방식으로 제공된 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.
지지 유닛(200)은 척(220, 230, 250) 및 에지 링(240)을 포함할 수 있다. 척(220, 230, 250)은 공정 수행 시 기판(W)을 지지할 수 있다. 척(220, 230, 250)은 지지판(220), 유로 형성판(230) 및 절연 플레이트(250)를 포함할 수 있다.
지지판(220)은 지지 유닛(200)의 상부에 위치할 수 있다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지판(220)은 쿼츠를 포함할 수 있다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 배치될 수 있다. 지지판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 지지판(220)에는, 기판(W)의 바닥면으로 열 전달 가스가 공급되는 통로로 이용되는 제1 공급 유로(221)가 제공될 수 있다. 지지판(220) 내에는 정전 전극(223)과 히터(225)가 매립될 수 있다.
정전 전극(223)은 히터(225) 상에 위치할 수 있다. 정전 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 정전 전극(223)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 지지판(220)에 흡착될 수 있다.
히터(225)는 제2 하부 전원(225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 지지판(220)을 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 설정 온도로 유지될 수 있다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다.
지지판(220)의 아래에 유로 형성판(230)이 제공될 수 있다 지지판(220)의 바닥면과 유로 형성판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 서로 접착될 수 있다. 유로 형성판(230) 내에 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 및 제2 공급 유로(233)가 제공될 수 있다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 서로 연결할 수 있다. 예를 들어, 유로 형성판(230)은 쿼츠를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제1 순환 유로(231)는 유로 형성판(230) 내부에 나선 형상으로 제공될 수 있다. 다른 실시예로, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들을 포함할 수 있다. 상기 링 형상의 유로들은 동일한 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.
제1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결될 수 있다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제1 순환 유로(231)에 공급되며, 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W)의 바닥면으로 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 기판(W)과 지지판(220) 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 수행할 수 있다. 따라서 기판(W)은 전체적으로 온도가 균일할 수 있다.
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장될 수 있다 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수도 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 유로 형성판(230)을 냉각할 수 있다. 유로 형성판(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킬 수 있다. 상술한 바와 같은 이유로, 일반적으로, 에지 링(240)의 하부는 상부에 비해 온도가 낮을 수 있다.
유로 형성판(230)의 아래에 절연 플레이트(250)가 제공될 수 있다. 절연 플레이트(250)는 절연 물질을 포함할 수 있으며, 유로 형성판(230)과 하부 커버(270)를 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다.
지지 유닛(200)의 아래에 하부 커버(270)가 제공될 수 있다. 하부 커버(270)는 하우징(110)의 바닥으로부터 수직적으로 이격되어 배치될 수 있다. 하부 커버(270)는 상면이 개방된 내부 공간을 가질 수 있다. 하부 커버(270)의 상면은 절연 플레이트(250)에 의해 덮일 수 있다. 따라서 하부 커버(270)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(250)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(270)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 전달받아 지지판(220)으로 안착시키는 리프트 핀이 위치할 수 있다.
하부 커버(270)는 연결 부재(273)를 포함할 수 있다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면과 하우징(110)의 내측벽을 서로 연결할 수 있다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(273)는 지지 유닛(200)을 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(273)는 하우징(110)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(270)가 접지(grounding)되도록 할 수 있다. 제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 하부 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c)은 연결 부재(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장될 수 있다.
가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부의 처리 공간에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함할 수 있다. 가스 공급 노즐(310)은 커버(120)의 중앙부에 제공될 수 있다. 가스 공급 노즐(310)의 바닥면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구를 통해 챔버(100) 내부로 공정 가스가 공급될 수 있다.
가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 서로 연결할 수 있다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 제공될 수 있다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.
플라즈마 소스(400)는, 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 챔버(100)의 처리 공간의 외부에 제공될 수 있다. 일 실시예로, 플라즈마 소스(400)로 유도결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 플라즈마 전원(430)을 포함할 수 있다.
안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가질 수 있다. 안테나 실(410)의 하단은 커버(120)에 탈착 가능하도록 제공될 수 있다.
안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치될 수 있다. 안테나(420)는 나선 형상의 코일 형태를 가질 수 있다. 안테나(420)는 플라즈마 전원(430)과 연결될 수 있다. 안테나(420)는 플라즈마 전원(430)으로부터 전력을 인가 받을 수 있다. 플라즈마 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리 공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정 가스는 전자기장에 의해 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.
배기 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 제공될 수 있다. 배기 유닛(500)은 관통홀(511)이 형성된 배기판(510)을 포함할 수 있다. 배기판(510)은 환형의 링 형태를 가질 수 있다. 배기판(510)에는 복수의 관통홀들(511)이 제공될 수 있다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배기판(510)의 관통홀들(511)을 통과하여 배기홀(102)로 배기될 수 있다. 배기판(510)의 형상 및 관통홀들(511)의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 에지 링을 설명하기 위한 것으로, 도 1의 M 영역을 확대한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에지 링(240)은 지지 유닛(200)의 가장자리 영역 상에 배치될 수 있다. 에지 링(240)은 링 형상을 가질 수 있고, 지지판(220)의 가장 자리를 둘러싸도록 제공될 수 있다. 예를 들면, 에지 링(240)은 지지판(220)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
에지 링(240)은 쉬스(Sheath) 및/또는 플라즈마의 계면을 조절할 수 있다. 에지 링(240)은 포커스 링(FCR) 및 차폐 링(SHR)을 포함할 수 있다.
포커스 링(FCR)은, 그의 상부에 위치하는 제1 링(RIN1) 및 제1 링(RIN1) 아래의 제2 링(RIN2)을 포함할 수 있다. 제1 링(RIN1)은 제2 링(RIN2) 상에 적층되어, 제2 링(RIN2)과 결합될 수 있다. 예를 들어, 포커스 링(FCR)의 최대 두께는 2mm 내지 20mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 링(RIN1)은 상면이 노출될 수 있다. 제1 링(RIN1)의 상면은 지지면(SUS) 및 최상면(TTS)을 포함할 수 있다. 지지면(SUS)은 지지판(220)의 상면과 동일한 높이로 제공되어, 기판(W)의 가장자리의 바닥면과 접할 수 있다. 다른 실시예로, 제1 링(RIN1)의 지지면(SUS)은 지지판(220)의 상면보다 소정의 치수만큼 낮게 제공될 수 있고, 이로써 기판(W)의 가장자리의 바닥면과 지지면(SUS)이 소정의 간격으로 서로 이격될 수도 있다.
제1 링(RIN1)의 최상면(TTS)은 지지면(SUS)보다 더 높을 수 있다. 지지면(SUS)과 최상면(TTS)간의 높이 차이로 인해, 쉬스, 플라즈마의 계면 및 전기장이 조절될 수 있다. 결과적으로 포커스 링(FCR)은 플라즈마가 기판(W) 상으로 집중되도록 유도할 수 있다.
제2 링(RIN2)은 포커스 링(FCR)의 하부 구조를 구성할 수 있다. 제2 링(RIN2)은 제1 링(RIN1)과 다른 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 링(RIN1)은 실리콘 카바이드(SiC)를 포함할 수 있고, 제2 링(RIN2)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 실리콘(Si)은 실리콘 카바이드(SiC)에 비해 비용이 저렴하다. 포커스 링(FCR) 전체가 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 것에 비해, 본 발명의 포커스 링(FCR)은 외부로 노출된 제1 링(RIN1)만이 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어지므로 경제적일 수 있다.
포커스 링(FCR)의 외측에 차폐 링(SHR)이 제공될 수 있다. 차폐 링(SHR)은 포커스 링(FCR)의 외측을 둘러싸는 링 형상을 가질 수 있다. 차폐 링(SHR)은 포커스 링(FCR)의 측면이 플라즈마에 직접 노출되거나, 포커스 링(FCR)의 측면으로 플라즈마가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 차폐 링(SHR)은 쿼츠를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 도시되진 않았지만, 에지 링(240)의 아래에 커플러가 더 제공될 수 있다. 커플러는 유로 형성판(230) 상에 에지 링(240)을 고정시킬 수 있다. 커플러는 열 전도성이 높은 소재를 포함할 수 있다. 일 예로, 커플러는 알루미늄과 같은 금속을 포함할 수 있다. 커플러는 열전도 접착제에 의해 유로 형성판(230)의 상면에 접합될 수 있다. 에지 링(240)은 열전도 접착제에 의해 커플러의 상면에 접합될 수 있다. 일 예로, 상기 열전도 접착제는 실리콘 패드를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링을 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 포커스 링(FCR)은 제1 링(RIN1), 제2 링(RIN2) 및 접착층(ADL)을 포함할 수 있다. 제1 링(RIN1)은 제2 링(RIN2) 상에 제공되어 제2 링(RIN2)과 결합될 수 있다.
제1 링(RIN1)은 C-C'선을 중심축으로 하는 링의 형태를 가질 수 있다. 제2 링(RIN2)은 C-C'선을 중심축으로 하는 링의 형태를 가질 수 있다. 접착층(ADL)은 제1 링(RIN1) 및 제2 링(RIN2) 사이에 개재될 수 있다. 접착층(ADL)은 C-C'선을 중심축으로 하는 링의 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 제1 링(RIN1)은 실리콘 카바이드(SiC)를 포함할 수 있고, 제2 링(RIN2)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제2 링(RIN2)의 상부에 리세스 영역(RS)이 제공될 수 있다. 리세스 영역(RS)은 제2 링(RIN2)의 상면으로부터 제2 링(RIN2)의 바닥면을 향하여 함몰될 수 있다. 리세스 영역(RS)은, 제2 링(RIN2)을 따라 C-C'선을 중심축으로 하여 연장되는 원형의 트렌치일 수 있다.
제2 링(RIN2)은 제1 상면(TS1) 및 제2 상면(TS2)을 가질 수 있다. 제1 상면(TS1) 및 제2 상면(TS2)은 서로 동일한 높이에 제공될 수 있다. 제1 상면(TS1) 및 제2 상면(TS2) 사이에 리세스 영역(RS)이 위치할 수 있다. 리세스 영역(RS)의 바닥(RSb)은, 제1 상면(TS1) 및 제2 상면(TS2)보다 낮을 수 있다.
제2 링(RIN2)은 제1 링(RIN1)에 비해 제1 방향(D1)으로 더 돌출된 부분(RIN2a)을 포함할 수 있다. 돌출된 부분(RIN2a)은 제1 장착면(MTS1) 및 제2 장착면(MTS2)을 포함할 수 있다. 제1 장착면(MTS1) 및 제2 장착면(MTS2)은 제1 링(RIN1)에 의해 덮이지 않고 외부로 노출될 수 있다. 제1 장착면(MTS1) 및 제2 장착면(MTS2) 상에는, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 차폐 링(SHR)이 제공될 수 있다.
제1 링(RIN1)은 제1 높이(HE1, 즉 제2 방향(D2)으로의 두께)를 가질 수 있고, 제2 링(RIN2)은 제2 높이(HE2, 즉 제2 방향(D2)으로의 두께)를 가질 수 있다. 제1 높이(HE1)는 제2 높이(HE2)보다 크거나 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 높이(HE1)는 4 mm 내지 6 mm일 수 있고, 제2 높이(HE2)는 3.7 mm 내지 5.7 mm일 수 있다.
포커스 링(FCR)은 제3 높이(HE3)를 가질 수 있다. 제3 높이(HE3)는 제1 높이(HE1)와 제2 높이(HE2)의 합일 수 있다. 제3 높이(HE3)에 대한 제1 높이(HE1)의 비는 0.39 내지 0.59일 수 있고, 제3 높이(HE3)에 대한 제2 높이(HE2)의 비는 0.41 내지 0.61일 수 있다.
제1 링(RIN1)은 몸체부(BDP) 및 몸체부(BDP)로부터 아래로 돌출된 돌출부(PRP)를 포함할 수 있다. 돌출부(PRP)는 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)으로부터 리세스 영역(RS)의 내부로 연장될 수 있다. 다시 말하면, 돌출부(PRP)는 리세스 영역(RS) 내에 삽입될 수 있다. 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2)은 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)보다 더 낮을 수 있다.
돌출부(PRP)는 제2 링(RIN2)의 리세스 영역(RS)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 돌출부(PRP)의 제1 방향(D1)으로의 폭(WID1)은 리세스 영역(RS)의 제1 방향(D1)으로의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 돌출부(PRP)의 제1 방향(D1)으로의 폭(WID1) 또는 리세스 영역(RS)의 제1 방향(D1)으로의 폭은, 12 mm 내지 18 mm일 수 있다.
제2 링(RIN2)의 제1 방향(D1)으로의 최대 폭(WID2), 다시 말하면 포커스 링(FCR)의 최대 폭은 30 mm 내지 40 mm일 수 있다. 제2 링(RIN2)의 폭(WID2)에 대한 돌출부(PRP)의 폭(WID1)의 비(WID1/WID2)는, 0.3 내지 0.6일 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 링(RIN2)의 폭(WID2)에 대한 돌출부(PRP)의 폭(WID1)의 비(WID1/WID2)는, 0.35 내지 0.53일 수 있다.
만약 제2 링(RIN2)의 폭(WID2)에 대한 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 0.3보다 작으면, 접착층(ADL)의 면적이 줄어들어 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 제대로 접착되지 않고 쉽게 탈착될 수 있다. 또한 후술할 표 1에 나타난 바와 같이 포커스 링(FCR)의 열전도율이 크게 감소하여 플라즈마 공정의 효율을 감소시킬 수 있다.
만약 제2 링(RIN2)의 폭(WID2)에 대한 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 0.6보다 크면, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 크기가 커지면서 제1 링(RIN1)의 부피가 증가할 수 있다. 이 경우, 포커스 링(FCR)의 제조 단가가 상승하여 경제성이 감소할 수 있다. 또한 후술할 표 1에 나타난 바와 같이 포커스 링(FCR)의 유전상수가 크게 증가하여 플라즈마 공정의 효율을 감소시킬 수 있다.
돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)는 리세스 영역(RS)의 깊이(DEP)와 실질적으로 동일하거나 작을 수 있다. 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)는, 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)과 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2) 사이의 높이 차이로 정의될 수 있다. 일 예로, 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)는 0.5 mm 내지 1.5 mm일 수 있다. 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)과 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2) 사이의 높이 차이는 0.1 mm 내지 0.5 mm일 수 있다. 다시 말하면, 접착층(ADL)의 두께는 0.1 mm 내지 0.3 mm일 수 있다.
몸체부(BDP)는 제2 링(RIN2)의 제1 및 제2 상면들(TS1, TS2) 상에 제공될 수 있다. 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)은 제1 및 제2 상면들(TS1, TS2)과 직접 접할 수 있다. 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)과 제2 링(RIN2)의 제1 상면(TS1)이 접하는 경계의 레벨은, 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)과 제2 링(RIN2)의 제2 상면(TS2)이 접하는 경계의 레벨과 실질적으로 동일할 수 있다. 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)은 제2 링(RIN2)의 제1 및 제2 상면들(TS1, TS2)과 접촉하되 이들과 접착되지는 않을 수 있다.
접착층(ADL)이 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)와 제2 링(RIN2)의 리세스 영역(RS) 사이에 개재될 수 있다. 보다 구체적으로, 접착층(ADL)이 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2)과 리세스 영역(RS)의 바닥(RSb) 사이에 개재될 수 있다.
접착층(ADL)은 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)을 서로 접착시킬 수 있다. 접착층(ADL)은 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)을 접착시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착층(ADL)은 알루미늄 산화물 및 실리콘 화합물(예를 들어, 실록산)을 포함할 수 있다. 접착층(ADL)은 경화된 얇은 접착막의 형태일 수 있고, 또는 접착층(ADL)은 얇은 필름 형태일 수도 있다.
접착층(ADL)은 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)와 제2 링(RIN2)의 리세스 영역(RS) 사이에만 제공될 수 있다. 다시 말하면, 접착층(ADL)은 리세스 영역(RS) 내에만 잔류하고 리세스 영역(RS)의 외부로 연장되지 않을 수 있다. 제2 링(RIN2)의 제1 및 제2 상면들(TS1, TS2)과 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1) 사이에는 접착층(ADL)이 존재하지 않을 수 있다. 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2)과 리세스 영역(RS)의 바닥(RSb)이 접착층(ADL)에 의해 서로 접착될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 접착층(ADL)이 제2 링(RIN2)의 함몰된 리세스 영역(RS) 내에만 제공될 수 있다. 리세스 영역(RS)은, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 서로 결합되더라도 접착층(ADL)이 리세스 영역(RS) 외부로 오버플로우(overflow)하지 않을 정도의 충분한 깊이(DEP)를 가질 수 있다. 이로써, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)을 접착할 때 접착제가 오버플로우하여 포커스 링(FCR)의 외부로 접착층(ADL)이 돌출되거나, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 서로 완전히 접촉하지 못하고 접착층(ADL)에 의해 서로 이격되는 불량을 방지할 수 있다. 예를 들어, 리세스 영역(RS)의 깊이(DEP)는 0.5 mm 내지 2 mm일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)의 결합 시 돌출부(PRP)와 리세스 영역(RS)이 요철 구조로 서로 안정적으로 맞물릴 수 있다. 이로써, 접착층(ADL)뿐만 아니라 돌출부(PRP)와 리세스 영역(RS)의 요철 구조를 통해 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 서로 견고하게 결합되며, 포커스 링(FCR)은 기계적으로 더 안정화될 수 있다.
또한 돌출부(PRP)와 리세스 영역(RS)이 서로 정확히 맞물리므로, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)의 결합 시 이들이 정확히 얼라인되어 결합될 수 있다. 이로써 포커스 링(FCR)에 구조적 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제1 링(RIN1)의 상면은 지지면(SUS), 최상면(TTS) 및 이들을 연결하는 경사면(ICS)을 포함할 수 있다. 지지면(SUS)은 포커스 링(FCR)의 내측에 위치할 수 있고, 최상면(TTS)은 포커스 링(FCR)의 외측에 위치할 수 있다. 경사면(ICS)은 지지면(SUS)으로부터 최상면(TTS)까지 비스듬하게 연장될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 '내측에 위치한다'는, C-C'선(도 3 참고)에 더 가까이 위치한다는 것을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '외측에 위치한다'는, C-C'선에서 더 멀리 위치한다는 것을 의미할 수 있다.
앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 지지면(SUS)은 기판(W)을 안착시킬 수 있다. 최상면(TTS)은 지지면(SUS)보다 더 높이 위치할 수 있다. 경사면(ICS)은 지지면(SUS)과 최상면(TTS)을 연결하고, 경사면(ICS)을 통해 쉬스, 플라즈마의 계면 및 전기장이 조절될 수 있다. 다시 말하면, 경사면(ICS)은 플라즈마가 기판(W) 상으로 집중되도록 유도할 수 있다.
포커스 링(FCR)은, 상술한 도 1의 플라즈마 장치를 이용한 공정 수행 시, 그의 상부가 플라즈마에 의해 식각되어 점차적으로 그의 두께가 얇아질 수 있다. 포커스 링(FCR)의 상부가 식각 되어 얇아지게 되면, 기판(W)의 외측 영역 상에서 쉬스 및 플라즈마의 계면이 변경될 수 있다. 이는 기판(W)의 플라즈마 처리에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 포커스 링(FCR)이 일정 두께 이하로 얇아지게 되면 교체되어야 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링(FCR)은, 제1 링(RIN1)이 제2 링(RIN2) 상에 제공되어 제2 링(RIN2)을 커버할 수 있다. 이로써 제1 링(RIN1)만이 플라즈마에 노출되고, 제2 링(RIN2)은 제1 링(RIN1)에 의해 플라즈마에 노출되지 않을 수 있다.
제2 링(RIN2), 예를 들어 실리콘은, 제1 링(RIN1), 예를 들어 실리콘 카바이드에 비해 비용은 저렴한 대신 플라즈마에 대한 식각 내성이 낮을 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 플라즈마에 대한 높은 식각 내성을 갖는 제1 링(RIN1)만이 플라즈마에 노출되고, 제2 링(RIN2)은 플라즈마에 의해 식각되지 않고 그대로 유지될 수 있다. 결과적으로 본 발명의 포커스 링(FCR)은 제1 링(RIN1)을 통해 플라즈마에 대한 높은 식각 내성을 가질 수 있고, 이로써 포커스 링(FCR)의 교체 주기를 늘릴 수 있다. 또한 포커스 링(FCR) 전체 부피의 약 절반을 제2 링(RIN2)이 차지하기 때문에, 본 발명의 포커스 링(FCR)을 경제적으로 제조할 수 있다.
본 발명의 포커스 링(FCR)에 있어서, 포커스 링(FCR)의 최대 폭(WID2)에 대해 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 폭(WID1)의 비율을 달리하여 포커스 링들(실시예 1 내지 실시예 10)을 제작하였다. 제1 링(RIN1)은 실리콘 카바이드(SiC)로 제작하였고, 제2 링(RIN2)은 실리콘(Si)으로 제작되었다. 제작된 포커스 링들에 대해 유전상수 및 열전도율을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
| 구분 | WID1 / WID2 | 유전상수(ε) | 열전도율(W/m·K) |
| 실시예 1 | 0.29 | 5.7 | 78 |
| 실시예 2 | 0.32 | 4.8 | 78 |
| 실시예 3 | 0.35 | 5.1 | 85 |
| 실시예 4 | 0.38 | 5.21 | 86 |
| 실시예 5 | 0.41 | 5.35 | 86 |
| 실시예 6 | 0.44 | 5.44 | 86 |
| 실시예 7 | 0.47 | 5.78 | 86 |
| 실시예 8 | 0.50 | 6.03 | 88 |
| 실시예 9 | 0.53 | 6.66 | 89 |
| 실시예 10 | 0.55 | 8.56 | 89 |
표 1을 참조하면, WID1/WID2의 비율이 0.35 (35%) 내지 0.53 (53%)의 범위에서 유전상수가 상대적으로 작았고 (실시예 3 내지 실시예 9), 해당 범위를 벗어날 경우 유전상수가 크게 증가함을 확인하였다 (실시예 10). 한편 WID1/WID2의 비율이 0.35 (35%) 내지 0.53 (53%)의 범위에서 열전도율은 상대적으로 높은 값을 나타내었고, 해당 범위를 벗어날 경우 열전도율이 크게 감소함을 확인하였다 (실시예 1, 2).
즉, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 상대적으로 커질수록 유전상수가 증가하며, 특히 실시예 10과 같이 특정 수치를 넘어설 경우 유전상수가 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 반대로 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 상대적으로 작아질수록 유전상수는 감소하지만 열전도율 역시 함께 감소할 수 있다. 특히 실시예 1 및 2와 같이 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 특정 비율보다 작아질 경우, 열전도율이 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 9와 같이 WID1/WID2의 비율이 0.35 (35%) 내지 0.53 (53%)의 범위에서 포커스링(FCR)은 상대적으로 작은 유전 상수를 확보함과 동시에 상대적으로 큰 열전도율을 확보할 수 있다. 본 발명에 따른 포커스링(FCR)은 작은 유전상수 및 큰 연전도율을 가짐으로써, 플라즈마 장치 내부에서 플라즈마 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 포커스 링(FCR)에 있어서, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)를 달리하여 포커스 링들(실시예 11 내지 실시예 14)을 제작하였다. 제1 링(RIN1)은 실리콘 카바이드(SiC)로 제작하였고, 제2 링(RIN2)은 실리콘(Si)으로 제작되었다. 제작된 포커스 링들을 플라즈마 장치 내에서 플라즈마 환경에 10시간 동안 노출시켰다. 플라즈마 환경에 노출된 포커스 링들에 대해, 제1 링(RIN1)이 제2 링(RIN2)에서 오정렬된 정도 (즉, 오프셋 수치)를 측정해 아래 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 돌출부(PRP)의 길이(PRL) | 플라즈마 환경 노출 시간 | 플라즈마 노출 전/후의 오프셋 수치 |
| 실시예 11 | 0.3 mm | 10 h | 0.03 mm |
| 실시예 12 | 0.4 mm | 10 h | 0.02 mm |
| 실시예 13 | 0.5 mm | 10 h | 0.00 mm |
| 실시예 14 | 0.6 mm | 10 h | 0.00 mm |
표 2를 참조하면, 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)가 0.5 mm 미만일 경우, 플라즈마 환경 하에서 제1 링(RIN1)이 제2 링(RIN2)으로부터 미세하게 이탈됨을 확인할 수 있다 (실시예 11 및 12). 그러나 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)가 0.5 mm 이상일 경우, 플라즈마 환경 하에서 제1 링(RIN1)이 제2 링(RIN2)으로부터 이탈되지 않고 정확히 정렬을 유지함을 확인할 수 있다 (실시예 13 및 14).서로 다른 소재로 이루어진 제1 링과 제2 링을 상/하로 접합하여 포커스 링을 제조할 경우, 플라즈마 장치 내의 플라즈마 환경 하에서 장시간 식각 공정에 의해 제1 링과 제2 링이 서로 오정렬되거나 이탈(분리)되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 공정 결함을 극복하기 위해서, 제1 링과 제2 링의 견고한 결합 구조를 채택하여 포커스 링을 제조해야하는 이슈가 있다.
한편 본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링(FCR)은, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)와 제2 링(RIN2)의 리세스 영역(RS)간의 요철 결합을 이용할 수 있다. 이러한 요철 결합은 플라즈마 환경 하에서 제1 링과 제2 링이 서로 이탈되는 결함을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)가 0.5 mm이상, 보다 구체적으로 0.5 mm 내지 1.5 mm인 경우, 플라즈마를 이용한 식각 공정 하에서 장시간 노출되더라도 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 서로 이탈되는 결함이 발생하지 않을 수 있다.
도 5, 도 6 및 도 7각각은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다. 본 실시예들에서는, 앞서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 것과 중복되는 기술적 특징에 대한 상세한 설명은 생략하고, 차이점에 대해 상세히 설명한다.
도 5를 참조하면, 제2 링(RIN2)은 복수개의 리세스 영역들, 예를 들어 제1 리세스 영역(RS1) 및 제2 리세스 영역(RS2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 리세스 영역들(RS1, RS2) 각각은, 제2 링(RIN2)의 상면으로부터 아래로 함몰된 트렌치 형태를 가질 수 있다.
제1 링(RIN1)은 복수개의 돌출부들, 예를 들어 제1 돌출부(PRP1) 및 제2 돌출부(PRP2)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 돌출부들(PRP1, PRP2) 각각은 제1 링(RIN1)의 바닥면으로부터 아래로 돌출되어, 제1 및 제2 리세스 영역들(RS1, RS2) 내에 각각 삽입될 수 있다.
제1 돌출부(PRP1)와 제1 리세스 영역(RS1) 사이에 제1 접착층(ADL1)이 제공될 수 있고, 제2 돌출부(PRP2)와 제2 리세스 영역(RS2) 사이에 제2 접착층(ADL2)이 제공될 수 있다. 제1 접착층(ADL1)을 통해 제1 돌출부(PRP1)와 제1 리세스 영역(RS1)이 서로 접착될 수 있고, 제2 접착층(ADL2)을 통해 제2 돌출부(PRP2)와 제2 리세스 영역(RS2)이 서로 접착될 수 있다.
제1 링(RIN1)은 복수개의 리세스 영역들, 예를 들어 제3 리세스 영역(RS3) 및 제4 리세스 영역(RS4)을 더 포함할 수 있다. 제3 및 제4 리세스 영역들(RS1, RS2) 각각은, 제1 링(RIN1)의 바닥면으로부터 위로 함몰된 트렌치 형태를 가질 수 있다.
제2 링(RIN2)은 복수개의 돌출부들, 예를 들어 제3 돌출부(PRP3) 및 제4 돌출부(PRP4)를 더 포함할 수 있다. 제3 및 제4 돌출부들(PRP3, PRP4) 각각은 제2 링(RIN2)의 상면으로부터 위로 돌출되어, 제3 및 제4 리세스 영역들(RS3, RS4) 내에 각각 삽입될 수 있다.
제3 돌출부(PRP3)와 제3 리세스 영역(RS3) 사이에 제3 접착층(ADL3)이 제공될 수 있고, 제4 돌출부(PRP4)와 제4 리세스 영역(RS4) 사이에 제4 접착층(ADL4)이 제공될 수 있다. 제3 접착층(ADL3)을 통해 제3 돌출부(PRP3)와 제3 리세스 영역(RS3)이 서로 접착될 수 있고, 제4 접착층(ADL4)을 통해 제4 돌출부(PRP4)와 제4 리세스 영역(RS4)이 서로 접착될 수 있다.
제1 접착층(ADL1)과 제2 접착층(ADL2)은 제2 링(RIN2) 내에 매립된 형태로 제공될 수 있고, 제3 접착층(ADL3)과 제4 접착층(ADL4)은 제1 링(RIN1) 내에 매립된 형태로 제공될 수 있다. 다시 말하면, 제1 및 제2 접착층들(ADL1, ADL2)이 위치하는 레벨은 제3 및 제4 접착층들(ADL3, ADL4)이 위치하는 레벨보다 낮을 수 있다.
도시되진 않았지만, 제1 내지 제4 리세스 영역들(RS1-RS4)은 서로 다른 폭 및 서로 다른 깊이를 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 리세스 영역들(RS1-RS4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 돌출부들(PRP1-PRP4) 역시 서로 다른 폭 및 서로 다른 돌출 길이를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 포커스 링(FCR)은, 도 3에서 상술한 돌출부(RPR)와 리세스 영역(RS)간의 요철 구조를 하나가 아닌 복수개 포함할 수 있다. 또한 상기 요철 구조들을 서로 다른 레벨에 형성하여, 접착층들이 서로 다른 레벨에 위치할 수 있다. 포커스 링(FCR)이 복수개의 요철 구조들을 포함함으로써, 포커스 링(FCR)의 기계적 안정성이 향상될 수 있다. 접착층들(ADL1-ADL4)이 포커스 링(FCR) 내의 다양한 위치에 매립되므로, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)간의 접착도가 향상될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 링(RIN2)은 복수개의 리세스 영역들, 예를 들어 제1 리세스 영역(RS1) 및 제2 리세스 영역들(RS2)을 포함할 수 있다. 제2 리세스 영역들(RS2)은 제1 리세스 영역(RS1)의 양 측에 각각 제공될 수 있다.
일 실시예로, 제1 리세스 영역(RS1)의 깊이(DEP1)는 제2 리세스 영역(RS2)의 깊이(DEP2)보다 더 클 수 있다. 제1 리세스 영역(RS1)의 폭은 제2 리세스 영역(RS2)의 폭보다 더 클 수 있다.
제1 링(RIN1)은 복수개의 돌출부들, 예를 들어 제1 돌출부(PRP1) 및 제2 돌출부들(PRP2)을 포함할 수 있다. 제2 돌출부들(PRP2)은 제1 돌출부(PRP1)의 양 측에 각각 제공될 수 있다. 제1 돌출부(PRP1)는 제1 리세스 영역(RS1) 내에 삽입될 수 있고, 제2 돌출부들(PRP2)은 제2 리세스 영역들(RS2) 내에 각각 삽입될 수 있다.
접착층(ADL)은 제1 돌출부(PRP1)와 제1 리세스 영역(RS1) 사이에만 제공될 수 있다. 제2 돌출부들(PRP2)과 제2 리세스 영역들(RS2) 사이에서 접착층(ADL)은 생략될 수 있다.
본 실시예에 따른 포커스 링(FCR)은, 도 3에서 상술한 돌출부(RPR)와 리세스 영역(RS)간의 요철 구조를 하나가 아닌 복수개 포함할 수 있다. 즉 포커스 링(FCR)이 복수개의 요철 구조들을 포함함으로써, 포커스 링(FCR)의 기계적 안정성이 향상될 수 있다. 요철 구조들 중 일부는 그 크기를 줄이면서 접착층을 생략할 수 있다. 예를 들어, 제2 리세스 영역(RS2)은 깊이(DEP2)가 상대적으로 작은 만큼 접착층이 제공되었을 때 오버플로우의 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 제2 리세스 영역(RS2)내에는 접착층을 생략하여 요철 구조를 형성하되, 오버플러우의 공정 불량을 막을 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 4의 포커스 링(FCR)과는 반대로 제1 링(RIN1)의 하부에 리세스 영역(RS)이 제공되고, 제2 링(RIN2)의 상부에 돌출부(PRP)가 제공될 수 있다. 제1 링(RIN1)의 리세스 영역(RS)과 제2 링(RIN2)의 돌출부(PRP)는 서로 요철 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 제2 링(RIN2)은 몸체부(BDP) 및 몸체부(BDP)로부터 위로 돌출된 돌출부(PRP)를 포함할 수 있다. 돌출부(PRP)는 몸체부(BDP)의 상면으로부터 제2 방향(D2)으로 리세스 영역(RS)의 내부까지 연장될 수 있다. 다시 말하면, 돌출부(PRP)는 리세스 영역(RS) 내에 삽입될 수 있다. 돌출부(PRP)의 상면은 몸체부(BDP)의 상면보다 더 높을 수 있다.
본 실시예에 있어서 제2 링(RIN2)의 돌출부(PRP) 폭 및 돌출 길이는, 앞서 도 5를 참조하여 설명한 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 폭(WID1) 및 돌출 길이(PRL)와 실질적으로 동일할 수 있다.
접착층(ADL)이 제2 링(RIN2)의 돌출부(PRP)와 제1 링(RIN1)의 리세스 영역(RS) 사이에 개재될 수 있다. 보다 구체적으로, 접착층(ADL)이 돌출부(PRP)의 상면과 리세스 영역(RS) 사이에 개재될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (18)
- 제1 소재로 이루어진 제1 링;
상기 제1 소재와는 다른 제2 소재로 이루어진 제2 링; 및
상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 제1 접착층을 포함하되,
상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고,
상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제1 리세스 영역을 포함하며,
상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제1 돌출부를 포함하고,
상기 제1 돌출부는 상기 제1 리세스 영역 내로 삽입되며,
상기 제1 접착층은 상기 제1 돌출부의 바닥면과 상기 제1 리세스 영역의 바닥 사이에 개재되는 포커스 링.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 리세스 영역은 상기 접착층이 오버플로우(overflow)하지 않는 깊이를 갖는 포커스 링.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 리세스 영역의 상기 깊이는 0.5 mm 내지 2 mm이고,
상기 제1 돌출부의 돌출 길이는 0.5 mm 내지 1.5 mm인 포커스 링.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 소재는 실리콘 카바이드(SiC)이고,
상기 제2 소재는 실리콘(Si)인 포커스 링.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 링의 최대 폭에 대한 상기 제1 돌출부의 폭의 비는, 0.35 내지 0.53인 포커스 링.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 링은 상기 제1 링에 비해 외측으로 더 돌출된 부분을 포함하고,
상기 돌출된 부분은, 차폐 링이 제공될 수 있는 적어도 하나의 장착면을 포함하는 포커스 링.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 링의 상면은, 기판을 지지하는 지지면, 상기 지지면보다 더 높은 최상면, 및 상기 지지면과 상기 최상면을 연결하는 경사면을 포함하는 포커스 링.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제2 리세스 영역을 더 포함하고,
상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제2 돌출부를 더 포함하며,
상기 제2 돌출부는 상기 제2 리세스 영역 내로 삽입되는 포커스 링.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 리세스 영역의 깊이는 상기 제2 리세스 영역의 깊이보다 더 큰 포커스 링.
- 제9항에 있어서,
상기 제2 돌출부의 바닥면은 상기 제2 리세스 영역의 바닥과 직접 접촉하는 포커스 링.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 위로 함몰된 제2 리세스 영역을 더 포함하고,
상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 위로 돌출된 제2 돌출부를 더 포함하며,
상기 제2 돌출부는 상기 제2 리세스 영역 내로 삽입되는 포커스 링.
- 제11항에 있어서,
상기 제2 돌출부와 상기 제2 리세스 영역 사이에 개재된 제2 접착층을 더 포함하되,
상기 제2 접착층은 상기 제1 접착층보다 더 높은 레벨에 위치하는 포커스 링.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 링의 상기 바닥면과 상기 제2 링의 제1 상면 및 제2 상면이 서로 접촉하고,
상기 제1 리세스 영역은 상기 제1 상면 및 상기 제2 상면 사이에 위치하며,
상기 제1 링의 상기 바닥면과 상기 제1 상면이 접하는 경계의 레벨은, 상기 제1 링의 상기 바닥면과 상기 제2 상면이 접하는 경계의 레벨과 동일한 포커스 링.
- 기판이 배치될 수 있는 지지판; 및
상기 지지판의 가장 자리를 둘러싸도록 제공된 에지 링을 포함하되,
상기 에지 링은, 포커스 링 및 상기 포커스 링의 외측에 제공된 차폐 링을 포함하고,
상기 포커스 링은:
제1 소재로 이루어진 제1 링;
상기 제1 소재와는 다른 제2 소재로 이루어진 제2 링; 및
상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 접착층을 포함하며,
상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고,
상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제1 리세스 영역을 포함하며,
상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부는 상기 리세스 영역 내로 삽입되며,
상기 접착층은 상기 돌출부의 바닥면과 상기 리세스 영역의 바닥 사이에 개재되는 플라즈마 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 제2 링은 상기 제1 링에 비해 외측으로 더 돌출된 부분을 포함하고,
상기 돌출된 부분은 적어도 하나의 장착면을 포함하며,
상기 장착면 상에 상기 차폐 링이 제공되는 플라즈마 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 제1 소재는 실리콘 카바이드(SiC)이고,
상기 제2 소재는 실리콘(Si)인 플라즈마 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 포커스 링의 최대 폭에 대한 상기 돌출부의 폭의 비는, 0.35 내지 0.53인 플라즈마 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 돌출부의 돌출 길이는 0.5 mm 내지 1.5 mm인 플라즈마 장치.
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2021
- 2021-06-14 KR KR1020210076794A patent/KR102585290B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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