KR20230003028A - 마모 보상 (wear compensating) 한정 링 (confinement ring) - Google Patents

Abstract

플라즈마 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 한정 링은 하부 수평 섹션, 수직 섹션, 및 상부 수평 섹션을 포함한다. 하부 수평 섹션은 한정 링의 내측 하부 반경과 외측 반경 사이에서 연장하고, 내측 하부 반경에서 수직으로 하향으로 연장하는 연장 섹션을 포함한다. 복수의 슬롯들이 하부 수평 섹션에 규정되고, 슬롯 각각은 하부 수평 섹션을 따라 내경으로부터 외경으로 방사상으로 연장한다. 내경에서의 슬롯 각각의 내측 슬롯 반경은 외경에서의 외측 슬롯 반경보다 보다 작도록 규정된다. 상부 수평 섹션은 한정 링의 내측 상부 반경과 외측 반경 사이에서 연장하고, 그리고 수직 섹션은 한정 링의 외측 반경의 하부 수평 섹션이 상부 수평 섹션까지 일체로 이어진다 (integrally continue).

Description

마모 보상 (wear compensating) 한정 링 (confinement ring)

본 발명은 반도체 프로세스 모듈에 사용된 한정 링 (confinement ring) 에 관한 것이다.

반도체 프로세싱에서, 기판은 집적 회로들을 규정하는 피처들을 형성하기 위해 다양한 동작들을 겪는다 (undergo). 예를 들어, 증착 동작을 위해, 기판은 프로세싱 챔버 내로 수용되고 그리고, 형성될 피처의 타입에 따라, 특정한 타입들의 반응성 가스들이 챔버로 공급되고 그리고 무선 주파수 (radio frequency; RF) 전력이 플라즈마를 생성하도록 인가된다. 기판은 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 과 같은 하부 전극 상에 규정된 기판 지지부 상에 수용된다. 샤워헤드와 같은 상부 전극은 특정한 타입들의 반응성 가스들을 프로세스 챔버 내로 제공하도록 사용된다. 무선 주파수 전력은, 미세한 (microscopic) 피처들을 형성하기 위해 기판의 표면 위에 이온들을 선택적으로 증착하도록 사용된 플라즈마를 생성하도록, 대응하는 매칭 네트워크를 통해 반응성 가스들에 인가된다. 반응성 가스들은 기판의 표면 상에 형성된 미세한 피처들의 무결성 (integrity) 을 유지하기 위해 플라즈마 챔버로부터 즉시 제거되어야 하는, 미립자들 (particulates) 및 가스들, 등과 같은, 부산물들을 생성한다.

생성된 플라즈마를 프로세스 영역 내에 한정하기 위해, 한정 링들의 세트가 프로세스 영역을 둘러싸도록 규정된다. 또한, 수율을 개선하고 플라즈마의 벌크가 프로세싱을 위해 수용된 기판 위에 있다는 것을 보장하기 위해, 플라즈마 영역을 둘러싸는 한정 링들은 기판 위의 영역뿐만 아니라 또한, 프로세싱을 위해 수용될 때, 기판을 둘러싸도록 배치된 에지 링 및 에지 링에 인접하게 배치된 외측 한정 링 위의 영역을 커버하기 위해 프로세스 영역을 연장하도록 설계될 수도 있다. 한정 링들의 세트는 프로세스 영역 내에 플라즈마를 한정하도록 작용할뿐만 아니라 챔버 벽들을 포함하는 프로세싱 챔버의 내부 구조체를 보호하도록 작용한다.

플라즈마 프로세싱 동안, 플라즈마에서 생성된 부산물들 및 중성 가스 종은 미세한 피처들의 무결성이 유지될 수 있도록 즉시 제거된다. 부산물들 및 중성 가스 종을 효율적으로 제거하기 위해, 한정 링들의 세트는 하단 측면을 따라 균일하게 규정된 복수의 슬롯들을 포함할 수도 있다. 현재, 이들 슬롯들은 반응성 플라즈마에 대한 슬롯들의 지속적인 노출로 인해 및 중성 가스 종의 일정한 가스 플로우로 인해 마모 문제를 갖는다. 슬롯들의 마모는 슬롯들의 길이를 따라 고르지 않다 (uneven). 고르지 않은 슬롯 마모는 플라즈마가 비한정되게 (unconfine) 한다. 플라즈마가 비한정될 때, 프로세스 영역 외부의 챔버 부분에서 스파크들을 유발하고 비한정된 플라즈마에 노출된 챔버 부품들을 손상시킬 수 있다. 또한, 고르지 않은 슬롯 마모로 인해, 슬롯들의 다른 부분들이 충분한 사용 수명 (usage life) 이 남을 때에도 한정 링이 교체되어야 한다.

이 맥락에서 본 발명의 실시 예들이 발생한다.

본 발명의 다양한 구현 예들은 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 한정하기 위해 플라즈마 프로세싱 챔버에서 사용되는 한정 링 (confinement ring) 의 설계를 규정한다. 설계는 한정 링의 하단 부분에 슬롯들을 규정하기 위해 테이퍼된 (taper) 슬롯 기하 구조를 사용하는 것을 포함한다. 슬롯들은 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 효율적으로 한정하면서 플라즈마 영역 내에서 생성된 부산물들 및 중성 가스 종을 제거하도록 사용된다. 플라즈마에 대한 지속적인 노출로 인해, 슬롯들은 마모를 경험한다. 마모가 임계 치수 (critical dimension) 에 도달할 때, 한정 링은 플라즈마 비한정 (unconfinement) 이 발생하지 않는 것을 보장하도록 교체되어야 한다. 슬롯들 사이의 제한된 공간으로 인해, 한정 링의 사용 수명 (usage life) 을 최대화하도록 슬롯들 둘레의 영역이 효율적으로 관리되어야 한다. 그러나, 외경과 반대로 슬롯의 내경 근방의 플라즈마 체적의 변동으로 인해, 내경에서의 슬롯의 영역은 외경에서의 영역보다 보다 많이 마모된다. 따라서, 고르지 않은 (uneven) 마모를 방지하고 외경보다 보다 빠르게 임계 치수에 도달하는 내경에서 슬롯의 영역으로 인해 한정 링을 교체해야 하는 것을 방지하기 위해, 테이퍼된 슬롯 기하 구조가 슬롯들을 규정하기 위해 사용된다. 테이퍼된 슬롯 기하 구조는 내경에서 좁은 단부 및 외경에서 보다 넓은 단부를 규정함으로써 슬롯 둘레의 영역을 효율적으로 사용한다. 플라즈마에 대한 노출로 인해 슬롯이 마모됨에 따라, 좁은 단부는 보다 넓은 단부와 거의 동시에 임계 치수에 접근하여, 전체 슬롯 폭이 수명 종료시 전체 길이에 대한 임계 한정 치수 (critical confinement dimension) 에 도달하게 한다. 테이퍼된 슬롯 기하 구조는 슬롯 둘레의 영역, 특히 외경을 효율적으로 사용하여, 플라즈마 영역 내에서 효율적인 플라즈마 한정을 유지하면서 한정 링의 사용 수명을 연장시킨다. 결과적으로, 한정 링이 플라즈마 프로세싱 챔버에서 사용될 수 있는 프로세스 사이클들의 수가 연장됨에 따라 소모성 (consumable) 한정 링과 연관된 비용이 낮아진다.

일 구현 예에서, 한정 링이 개시된다. 한정 링은 하부 수평 섹션, 상부 수평 섹션, 및 수직 섹션을 포함한다. 하부 수평 섹션은 한정 링의 내측 하부 반경과 외측 반경 사이에서 연장한다. 하부 수평 섹션은 내측 하부 반경에서 수직으로 하향으로 연장하는 연장 섹션을 포함한다. 복수의 슬롯들이 하부 수평 섹션에 규정된다. 복수의 슬롯들의 슬롯 각각은 하부 수평 섹션을 따라 내경으로부터 외경으로 방사상으로 연장한다. 슬롯 각각은 내경에서의 좁은 단부 및 외경에서의 보다 넓은 단부로 이어지는 외경에서의 외측 슬롯 반경보다 보다 작은 내경에서의 내측 슬롯 반경을 갖는다. 상부 수평 섹션은 한정 링의 내측 상부 반경과 외측 반경 사이에서 연장한다. 수직 섹션은 하부 수평 섹션이 상부 수평 섹션까지 일체로 이어지도록 (integrally continue) 한정 링의 외측 반경의 하부 수평 섹션과 상부 수평 섹션 사이에 배치된다.

일 구현 예에서, 슬롯 각각은 외경으로부터 내경으로 테이퍼되도록, 슬롯 각각의 내측 슬롯 반경과 외측 슬롯 반경의 차는 슬롯 테이퍼를 규정한다. 슬롯 테이퍼에 영향을 주는 내측 슬롯 반경 및 외측 슬롯 반경은 슬롯의 대응하는 내경 및 외경에서 마모 레이트의 역 (inverse) 이 되도록 사이징된다 (size).

일 구현 예에서, 한정 링의 내측 상부 반경은 내측 하부 반경보다 보다 크다.

일 구현 예에서, 단차는 내측 상부 반경에 근접한 상부 수평 연장부의 상단 표면 상에 규정된다. 단차는 상단 표면으로부터 아래로 그리고 한정 링의 내측 상부 반경을 향해 외부로 연장한다.

일 구현 예에서, 슬롯의 내경은 내측 하부 반경에 의해 규정된 내측 링 직경보다 보다 크고, 그리고 슬롯의 외경은 한정 링의 외측 반경에 의해 규정된 외측 링 직경보다 작다.

일 구현 예에서, 상부 수평 섹션의 상단 표면은 복수의 홀들을 포함한다. 복수의 홀들의 홀 각각은 플라즈마 프로세싱 챔버의 상부 전극에 한정 링을 고정하기 위한 패스너 (fastener) 수단의 일부를 수용하도록 구성된다.

일 구현 예에서, 하부 수평 섹션의 연장 섹션은 플라즈마 프로세싱 챔버의 하부 전극의 상단 표면 상에 규정된 무선 주파수 (radio frequency; RF) 개스킷 상에 놓이도록 (rest) 구성된다.

일 구현 예에서, 하부 수평 섹션, 상부 수평 섹션 및 수직 섹션은 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 생성된 플라즈마를 한정하도록 구성된 C-형상 구조체를 규정한다.

일 구현 예에서, 내측 슬롯 반경 대 외측 슬롯 반경의 비는 약 1:1.1 내지 약 1:1.5이다.

일 구현 예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 한정하기 위한 장치가 개시된다. 플라즈마 프로세싱 챔버는 기판을 지지하기 위한 하부 전극 및 하부 전극 위에 배치된 상부 전극을 포함한다. 장치는 한정 링을 포함한다. 한정 링은 하부 수평 섹션, 상부 수평 섹션 및 수직 섹션을 포함한다. 하부 수평 섹션은 한정 링의 내측 하부 반경과 외측 반경 사이에서 연장한다. 하부 수평 섹션은 내측 하부 반경에서 수직으로 하향으로 연장하는 연장 섹션을 포함한다. 복수의 슬롯들이 하부 수평 섹션에 규정된다. 복수의 슬롯들의 슬롯 각각은 하부 수평 섹션을 따라 내경으로부터 외경으로 방사상으로 연장한다. 슬롯 각각은 외경에서의 외측 슬롯 반경보다 보다 작은 내경에서의 내측 슬롯 반경을 갖는다. 상부 수평 섹션은 한정 링의 내측 상부 반경과 외측 반경 사이에서 연장한다. 수직 섹션은 하부 수평 섹션이 상부 수평 섹션까지 일체로 이어지도록 외측 반경의 하부 수평 섹션과 상부 수평 섹션 사이에 배치된다. 하부 수평 섹션의 연장 섹션은 하부 전극 내에 규정된 접지 링을 둘러싸도록 구성된다.

일 구현 예에서, 한정 링의 하부 수평 섹션, 수직 섹션 및 상부 수평 섹션은 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 형성된 플라즈마 영역 내에 플라즈마를 한정하도록 구성되는 C-형상 구조체를 규정한다.

일 구현 예에서, 한정 링의 하부 수평 섹션의 연장 섹션은 하부 전극에 규정된 접지 링에 인접하게 배치된 외측 링의 상단 표면 상에 배치된 무선 주파수 개스킷 상에 놓이도록 구성된다.

일 구현 예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버가 플라즈마 프로세싱을 위해 인게이지될 때 (engage), 한정 링의 수직 섹션의 높이는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 상부 전극과 하부 전극 사이에 규정된 분리 거리에 의해 규정된다.

일 구현 예에서, 한정 링이 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 설치될 때, 한정 링의 하부 수평 섹션, 수직 섹션 및 상부 수평 섹션은, 확장된 플라즈마 프로세싱 영역을 규정하도록 하부 전극과 상부 전극 사이에서 방사상 외향으로 연장하는 한정된 챔버 볼륨의 일부를 형성한다.

일 구현 예에서, 연장 섹션은 한정 링의 하부 수평 섹션, 수직 섹션 및 상부 수평 섹션과 일체이다. 연장 섹션은 하부 수평 섹션의 하부 표면 아래로 수직으로 연장하도록 구성된다.

일 구현 예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버가 동작할 때, 복수의 슬롯들 각각은, 한정 링에 의해 형성된 한정된 볼륨으로부터의 가스들을 위한 경로를 규정하도록 구성된다.

도 1은 본 발명에 따른 마모 보상 (wear compensating) 한정 링 (confinement ring) 의 세트가 채용되는 프로세스 챔버의 간략화된 블록도를 예시한다.
도 2는 일 구현 예에 따른 마모 보상 한정 링의 수직 단면도를 예시한다.
도 3a는 일 구현 예에 따른, 본 발명의 테이퍼된 슬롯들을 갖는 한정 링의 섹션의 확대도를 예시한다.
도 3b는 일 구현 예에 따른, 도시하는 본 발명의 마모 보상 한정 링의 테이퍼된 슬롯의 슬롯 마모 프로파일 (즉, 시작 마모 프로파일 및 종료 마모 프로파일) 의 확대도를 예시한다.
도 3c 내지 도 3e는 일 구현 예에 따른, 사용 수명의 상이한 스테이지들에서 마모 보상 한정 링의 길이를 따라 상이한 섹션들에서 마모량의 그래픽 표현들을 예시한다.
도 4는 일 구현 예에 따른, 마모 보상 한정 링의 상단 사시도이다.
도 5는 일 구현 예에 따른, 마모 보상 한정 링의 하단 사시도이다.
도 6은 일 구현 예에 따른, 마모 보상 한정 링의 측면도이다.
도 7은 일 구현 예에 따른, 마모 보상 한정 링의 평면도이다.
도 8은 일 구현 예에 따른, 마모 보상 한정 링의 저면도이다.
도 9a는 일 구현 예에 따른, 도 8의 마모 보상 한정 링의 저면도의 일부의 확대도이다.
도 9b는 일 구현 예에 따른, 마모 보상 한정 링의 테이퍼된 슬롯의 확대도이다.
도 10은 일 구현 예에 따른, 도 7의 마모 보상 한정 링의 2 개의 테이퍼된 슬롯 피처들 사이의 단면을 나타내는 섹션 7-7의 확대된 단면도이다.
도 11은 일 구현 예에 따른, 도 7의 테이퍼된 슬롯 피처의 단면을 나타내는 섹션 8-8의 확대된 단면도이다.

플라즈마 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 한정 링 (confinement ring) 의 특징들은 플라즈마 한정을 계속해서 개선하면서 한정 링의 사용 수명 (usage life) 을 개선하도록 본 명세서의 다양한 구현 예들에서 기술된다. 일부 실시 예들에서, 한정 링은 한정 링의 하단 섹션 상에 규정된 슬롯들에 대해 테이퍼된 (taper) 슬롯 기하 구조를 사용하는 것을 포함한다. 테이퍼된 슬롯은 좁은 측면을 따라 일부 개방된 영역을 발생시킬 수도 있다. 좁은 측면을 따른 개방 영역을 보상하기 (compensate) 위해, 슬롯들의 총 수가 증가될 수도 있다. 슬롯들의 수의 증가량은 테이퍼된 슬롯들의 내경을 따라 예상되는 마모량을 고려한다. 일부 실시 예들에서, 슬롯들은 외경에서의 보다 넓은 측면으로부터 내경에서의 좁은 측면으로 연장하는 슬롯 테이퍼를 갖는다. 외경에서의 보다 넓은 측면은 보다 넓은 외측 슬롯 반경을 갖고 내경에서의 좁은 측면은 좁은 내측 슬롯 반경을 갖는다. 슬롯 테이퍼를 규정하는 내경에서의 내측 슬롯 반경 및 외경에서의 외측 슬롯 반경은 대응하는 내경 및 외경에서의 마모 레이트의 역 (inverse) 이 되도록 사이징된다 (size). 마모 레이트의 역이 되도록 슬롯 테이퍼를 사이징함으로써, 한정 링의 사용 수명의 개선이 실현된다. 사용 수명 종료시, 내경에서의 보다 작은 내측 슬롯 반경은 내경에서의 높은 마모 레이트를 보상하여 슬롯의 길이를 따른 직선 슬롯 프로파일을 발생시킨다. 내측 슬롯 반경과 외측 슬롯 반경의 차는 전체 슬롯 길이를 따라 슬롯 각각이 동시에 한정 한계 (confinement limit) 에 도달하게 한다. 내경에서의 보다 좁은 슬롯을 갖는 것은 잠재적인 플라즈마 누설 (leak) 에 대한 임계 치수 (critical dimension) 에 도달하기 전에 보다 많은 마모를 허용한다. 또한, 테이퍼된 슬롯 기하 구조는 사용 수명을 연장함으로써 소모성 (consumable) 한정 링의 교체 빈도를 감소시킨다 (즉, 한정 링들이 사용될 수 있는 프로세스 사이클들의 수를 증가시킨다).

도 1은 일 구현 예에서, 마모 보상 (wear compensating) 한정 링이 채용될 수도 있는 예시적인 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 의 간략화된 블록도를 예시한다. 일 구현 예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 는 용량-커플링 플라즈마 (capacitively-coupled plasma; CCP) 프로세싱 챔버 (또는 간단히 "플라즈마 프로세싱 챔버"로 지칭됨) 일 수도 있고, 이는 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 로 무선 주파수 (radio frequency; RF) 전력을 제공하기 위한 하부 전극 (104), 및 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에서 플라즈마를 생성하도록 프로세스 가스들을 제공하기 위한 상부 전극 (102) 을 포함한다. 하부 전극 (104) 은 대응하는 매칭 네트워크 (107) 를 통해 RF 전력 소스 (106) 에 연결될 수도 있고, RF 전력 소스 (106) 의 제 1 단부는 매칭 네트워크 (107) 에 연결되고 RF 전력 소스 (106) 의 제 2 단부는 전기적으로 접지된다. RF 전력 소스 (106) 는 하나 이상의 RF 전력 생성기들 (미도시) 을 포함할 수도 있다.

일 구현 예에서, 하부 전극 (104) 은 프로세싱을 위해 기판 (미도시) 을 수용하도록 ESC의 상단에 규정된 기판 지지부 (110) 를 갖는 정전 척 (ESC) 을 포함한다. 기판 지지부 (110) 는 에지 링 (112) 에 의해 둘러싸인다. 에지 링 (112) 의 깊이는 기판이 기판 지지부 (110) 위에 수용될 때, 에지 링 (112) 의 상단 표면이 기판의 상단 표면과 동일 평면 (co-planar) 상에 있도록 한다. 따라서 에지 링 (112) 은, 기판이 프로세싱을 위해 수용될 때, 기판의 에지로부터 에지 링 (112) 의 외측 에지를 커버하도록 규정된 확장된 프로세싱 영역 (플라즈마 영역 (108) 으로 표현됨) 으로 플라즈마를 위한 프로세싱 영역을 연장하도록 구성된다. 외측 한정 링 (114) 은 에지 링 (112) 의 외측 에지에 인접하게 배치된다. 외측 한정 링 (114) 은 에지 링 (112) 의 외측 에지를 넘어 연장된 플라즈마 프로세싱 영역 (108) 을 더 연장하도록 사용될 수도 있다. 일 구현 예에서, 에지 링 (112) 의 제 1 (내측) 부분은 ESC 위에 배치되고, 제 2 (중간) 부분은 무선 주파수 (RF) 전도성 엘리먼트 (120) 위에 배치되고, 그리고 제 3 (외측) 부분은 하부 전극 (104) 내에 규정된 석영 엘리먼트 (122) 위에 배치된다. RF 전력 소스 (106) 는 매칭 네트워크 (107) 를 통해 ESC의 하단 부분에 연결되고 RF 전력을 프로세스 챔버 (100) 에 제공한다. 접지 링 (118) 은 외측 한정 링 (114) 의 외측 에지의 부분 아래에 배치되고 하부 전극 (104) 을 둘러싸도록 구성된다. 외측 링 (124) 은 하부 전극 (104) 의 접지 링 (118) 의 일부를 둘러싸도록 배치된다. RF 개스킷 (116) 이 외측 링 (124) 의 상단 표면 상에 배치된다. 외측 링 (124) 은 석영 엘리먼트 또는 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에서 사용하기에 적합한 임의의 다른 절연 재료로 이루어질 수도 있다.

일 구현 예에서, 상부 전극 (102) 은 하나 이상의 프로세스 가스 소스들 (미도시) 에 연결된 하나 이상의 유입구들 (미도시) 및 하부 전극 (104) 에 대면하는 상부 전극 (102) 의 하단 표면에 분포된 복수의 유출구들을 포함하는 샤워헤드일 수도 있다. 복수의 유출구들은 하나 이상의 프로세스 가스 소스들로부터 상부 전극 (102) 과 하부 전극 (104) 사이에 규정된 플라즈마 프로세싱 영역 (또는 단순히 "플라즈마 영역"으로 지칭됨)(108) 으로 프로세스 가스들을 공급하도록 구성된다. 상부 전극 (102) 은 복수의 전극들로 이루어질 수도 있다. 도 1은 상부 전극 (102) 이 중심에 배치된 내측 전극 (102a), 및 내측 전극 (102a) 에 인접하게 배치되고 내측 전극 (102a) 을 둘러싸는 외측 전극 (102b) 을 포함하는 일 구현 예를 예시한다. 이 구현 예에서, 상부 전극 (102) 은 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 에 공급된 RF 전력에 접지로의 복귀 (return) 경로를 제공하도록 전기적으로 접지된다. 상부 전극 (102) 은 외측 전극 (102b) 의 외측 에지에 인접하게 규정된 샤워헤드 연장부 (102c) 를 포함한다. 샤워헤드 연장부 (102c) 는 상부 전극 (102) 을 한정 링 구조체 (140) 에 커플링하도록 사용되는 복수의 패스너 (fastener) 수단 (102d) 을 포함한다.

한정 링 구조체 (또는 간단히 "한정 링"으로 지칭됨)(140) 가 상부 전극 (102) 과 하부 전극 (104) 사이에 배치된다. 한정 링 (140) 은 챔버 내에서 생성된 플라즈마가 충분히 담기는 한정된 챔버 볼륨을 규정한다. 한정 챔버 볼륨은 플라즈마 영역 (108) 을 규정한다. 한정 링 (140) 은 프로세싱 챔버 (100) 의 상부 전극 (102) 및 하부 전극 (104) 사이에 규정된 플라즈마 영역 (108) 의 내부를 향하는 C-형상 개구부를 갖는 C-형상 구조체이다. 한정 링 (140) 은 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내의 연장된 플라즈마 영역 (108) 내에 플라즈마를 한정하도록 사용된다. 한정 링 (140) 은 상단에서 상부 전극 (102) 의 샤워헤드 연장부 (102c) 에 커플링되도록, 그리고 하단에서 하부 전극 (104) 의 외측 링 (124) 에 커플링되도록 구성된다. 외측 링 (124) 의 상단 표면에 제공된 RF 개스킷 (116) 은 상부 전극 (102) 과 하부 전극 (104) 사이에 커플링을 제공하도록 구성된다. 한정 링 (140) 은 상부 전극 (102) 의 일부이고, 상부 전극 (102) 이 하강될 때, 한정 링 (140) 의 하단 연장부는 외측 링 상에 놓이고 (rest) 그리고 RF 개스킷 (116) 은 상부 전극과 하부 전극 사이의 커플링이 기밀한 (air-tight) 것을 보장한다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 은 한정 링 (140) 의 하단 연장부와 하부 전극 (104) 의 외측 한정 링 (114) 사이에 갭이 존재하도록 포지셔닝된다.

도 2는 일 구현 예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버에서 사용된 마모 보상 한정 링 (달리 "한정 링"으로 지칭됨)(140) 의 확대된 단면도를 예시한다. 주지된 바와 같이, 한정 링 (140) 은 C-형상 구조체이고 상부 수평 섹션 (141), 수직 섹션 (142), 하부 수평 섹션 (143) 및 연장 섹션 (144) 을 포함한다. 상부 수평 섹션 (141) 은 한정 링의 내측 상부 반경 (r1) 과 외측 반경 (r3) 사이에서 연장한다. 한정 링 (140) 은 상부 수평 섹션의 상단 표면으로부터 연장 섹션 (144) 의 하단 표면까지 높이 (D1) 로 연장한다. 상부 수평 섹션 (141) 은 높이 (D2)(즉, 상부 수평 섹션 (141) 의 하단 표면과 상단 표면 사이의 거리) 로 연장한다. 상부 수평 섹션 (141) 은 상단 표면 상에 규정된 복수의 패스너 홀들 (또는 단순히 "홀들"로 지칭됨)(146) 을 포함하고, 패스너 홀들 (146) 은 원형 배향으로 균일하게 분포되고 상부 전극 (102) 의 샤워헤드 연장부 (102c) 내 배치된 대응하는 패스너 수단 (102d) 과 정렬하도록 규정된다.

일 구현 예에서, 패스너 홀들 (146) 은 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면으로부터 높이 (D4) 로 연장한다. 일 구현 예에서, 약 0.03 mil x 45 °의 챔퍼가 패스너 홀들 (146) 의 코너에 부가된다. 이 구현 예에서, 챔퍼는 상단 표면으로부터 약 0.03 mil 깊이이고 그리고 쓰레드 (thread)(미도시) 의 마이너 직경 (minor diameter) 보다 보다 큰 반경에서 약 0.03 mil이다. 챔퍼의 깊이 치수 및 반경 치수를 규정할 때 용어 "약"의 사용은 ± 15 ％의 변동을 포함할 수도 있다는 것을 주의해야 한다. 일 구현 예에서, 마이너 직경은 프로세싱 챔버 (100) 내에서 구현된 스크루 (screw) 쓰레드 표준에 기초한다. 단차 (147) 는 내측 상부 반경 (r1) 에 근접한 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면 상에 규정되고 그리고 아래로 그리고 한정 링 (140) 의 내측 상부 반경 (r1) 을 향해 외부로 연장한다. 일 구현 예에서, 단차 (147) 는 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면으로부터 높이 (D3) 로 연장한다. 외측 전극 (102b) 의 하단 표면의 일부는 한정 링 (140) 의 상부 수평 섹션 (141) 에 규정된 단차 (147) 와 메이팅하도록 (mate) 상보적인 (complementary) 연장부 (103) 를 포함한다. 단차 (147) 및 상보적인 연장부 (103) 는 한정 링 (140) 의 상부 전극 (102) 에 대한 신뢰성 있는 (reliable) 메이팅을 제공하도록 제공될 수도 있다.

수직 섹션 (142) 은 한정 링 (140) 의 외측 반경 (r3) 에서 규정되고 그리고 하부 수평 섹션 (143) 이 상부 수평 섹션 (141) 까지 일체로 이어지도록 (integrally continue) 구성된다. 수직 섹션 (142) 은 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에 규정된 플라즈마 영역 (108) 을 커버하도록 규정된 높이 (D5) 로 연장한다. 결과적으로, 수직 섹션 (142) 의 높이 (D5) 는 상부 전극 (102) 의 하단 표면과 하부 전극 (104) 의 상단 표면 사이의 분리 거리와 동일하게 규정된다.

하부 수평 섹션 (143) 은 한정 링 (140) 의 내측 하부 반경 (r2) 과 외측 반경 (r3) 사이에서 연장한다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 내측 하부 반경 (r2) 은 한정 링 (140) 의 내측 상부 반경 (r1) 보다 보다 작다. 일 구현 예에서, 연장 섹션 (144) 을 제외한 하부 수평 섹션 (143) 은 높이 (D7)(즉, 연장 섹션 (144) 을 제외한 하부 수평 섹션 (143) 의 상단 표면과 하단 표면 사이의 거리) 로 연장한다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 은 연장 섹션 (144) 을 제외하고 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면으로부터 하부 수평 섹션 (143) 의 하단 표면까지 높이 (D6) 로 연장한다. 하부 수평 섹션 (143) 은 내측 하부 반경 (r2) 에서 규정된 연장 섹션 (144) 을 포함한다. 연장 섹션 (144) 은 하부 수평 섹션 (143) 의 내측 하부 반경 (r2) 으로부터 수직으로 아래로 연장하고 그리고 하부 수평 섹션 (143) 까지 일체로 이어짐 (integral continuity) 을 제공한다. 연장 섹션 (144) 은 하부 수평 섹션 (143) 의 하단 표면으로부터 높이 (D8) 로 연장하고 그리고 하부 전극 (104) 에 규정된 외측 링 (124) 의 상단 표면 상에 규정된 RF 개스킷 (116) 상에 놓이도록 구성된다. 하부 전극 (104) 의 외측 링 (124) 은 적어도 ESC, 기판 지지부 (110), 에지 링 (112), 외측 한정 링 (114), 접지 링 (118), RF 전도성 엘리먼트 (120), 및 석영 엘리먼트들 (122) 을 포함하는 하부 전극 (104) 의 영역을 둘러싸도록 구성된다. 상부 전극 (102) 이 하강될 때, RF 개스킷 (116) 은 하부 전극 (104) 과 상부 전극 (102) 사이에 단단한 커플링을 제공한다.

일 구현 예에서, 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면으로부터 연장 섹션 (144) 의 하단 표면까지 한정 링 (140) 의 높이 (D1) 는 약 1.5 인치 내지 약 2.75 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 높이 (D1) 는 약 2.4 인치이다. 또 다른 예시적인 구현 예에서, 높이 (D1) 는 약 2.4 인치이다. 일 구현 예에서, 상부 수평 섹션 (141) 의 높이 (D2) 는 약 250 mil (1000 분의 1 인치) 내지 약 400 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 높이 (D2) 는 약 310 mil이다. 일 구현 예에서, 단차 (147) 의 높이 (D3) 는 약 150 mil 내지 약 180 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 높이 (D3) 는 약 165 mil이다. 일 구현 예에서, 패스너 홀 (146) 은 약 200 mil 내지 약 300 mil의 높이 (D4) 로 연장한다. 일 예시적인 구현 예에서, 높이 (D4) 는 약 200 mil이다. 일 구현 예에서, 수직 섹션 (142) 의 높이 (D5) 는 약 0.75 인치 내지 약 2.35 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 높이 (D5) 는 약 1.6 인치이다. 또 다른 예시적인 구현 예에서, 높이 (D5) 는 약 1.6 인치이다. 일 구현 예에서, 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면으로부터 하부 수평 섹션 (143) 의 하단 표면까지 연장 섹션 (144) 을 제외한 한정 링 (140) 의 높이 (D6) 는 약 1.25 인치 내지 약 2.5 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 높이 (D6) 는 약 2.2 인치로 규정된다. 일 구현 예에서, 연장 섹션 (144) 을 제외한 하부 수평 섹션 (143) 의 높이 (D7) 는 약 300 mil 내지 약 600 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 높이 (D7) 는 약 490 mil로 규정된다. 일 구현 예에서, 연장 섹션 (144) 의 높이 (D8) 는 약 100 mil 내지 약 400 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 높이 (D8) 는 약 200 mil로 규정된다. 본 명세서에 기술된 한정 링 (140) 의 다양한 컴포넌트들의 높이 치수 및 깊이 치수를 규정할 때 용어 "약"의 사용은 연관된 값의 ± 15 ％의 변동을 포함할 수도 있다는 것을 주의해야 한다.

물론, 한정 링 (140) 의 다양한 컴포넌트들에 대해 제공된 치수들은 단순한 (mere) 예로서 제공되고 제한적이거나 완전한 것으로 간주되지 않아야 한다. 치수들의 변동들은 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 의 내측 치수들, 수행될 프로세스의 타입, 플라즈마를 생성하기 위해 사용될 프로세스 가스들의 타입, 생성되고 제거되어야 하는 부산물들의 타입 및 중성 가스 종, 등에 기초하여 구상될 (envision) 수 있다. 일 구현 예에서, 한정 링은 실리콘으로 이루어진다. 다른 구현 예들에서, 한정 링은 폴리실리콘, 또는 실리콘 카바이드 (carbide), 또는 붕소 카바이드, 또는 세라믹, 또는 알루미늄, 또는 플라즈마 영역 (108) 의 프로세싱 조건들을 견딜 수 있는 임의의 다른 재료로 이루어질 수도 있다.

일 구현 예에서, 내측 코너 및 외측 코너를 포함하는 한정 링 (140) 의 다양한 코너들은 라운딩되도록 (round) 구성된다. 일 구현 예에서, 다양한 코너들은 한정 링 구조체 (140) 의 무결성 (integrity) 을 보존하도록 그리고 플라즈마에 의해 생성된 부산물들에 포함된 미립자 (particulate) 물질들의 증착을 방지하도록 라운딩된다. 또한, 코너들은 치핑 (chip) 을 방지하도록 라운딩될 수도 있다. 도 2는 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 내에서 구상될 수 있는 상이한 라운딩된 코너들을 예시한다. 라운딩된 코너들은 곡률 (curvature) 반경으로 규정된다. 일 구현 예에서, 라운딩된 코너 각각은 상이한 곡률 반경을 갖는다. 대안적인 구현 예에서, 모든 라운딩된 코너들은 동일한 곡률 반경을 가질 수도 있다. 또 다른 구현 예에서, 라운딩된 코너들 중 일부는 동일한 곡률 반경을 가질 수도 있는 한편, 다른 코너들은 상이한 곡률 반경을 가질 수도 있다. 상이한 코너들에 대해 규정된 곡률 반경은, 각각의 코너들이 플라즈마 및, 일부 예들에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 의 둘러싸는 표면들의 기하 구조에 대해 가질 수도 있는, 노출 레벨에 기초할 수도 있다.

도 2는 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 상이한 코너들에 대한 곡률 반경의 예시적인 치수들을 예시한다. 이 구현 예에서, 단차 (147) 의 상부 외측 코너에서 곡률 반경 (CR1) 은 약 10 mil 내지 약 40 mil일 수도 있다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR1) 은 약 25 mil이다. 단차 (147) 의 내측 코너에서 곡률 반경 (CR2) 은 약 5 mil 내지 약 40 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR2) 은 약 25 mil로 규정된다. 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면의 상단 내측 코너에서 곡률 반경 (CR3) 은 약 10 mil 내지 약 40 mil일 수도 있다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR3) 은 약 25 mil이다. 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 외측 코너에서 곡률 반경 (CR4) 은 약 10 mil 내지 약 40 mil이다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR4) 은 약 25 mil이다. 하부 수평 섹션 (143) 의 하단 외측 코너에서 곡률 반경 (CR5) 은 약 10 mil 내지 약 40 mil이다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR5) 은 약 25 mil이다.

하부 수평 섹션 (143) 의 상단 내측 코너에서 곡률 반경 (CR6) 은 약 50 mil 내지 약 250 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR6) 은 약 150 mil이다. 상부 수평 섹션 (141) 의 하단 표면을 따른 내측 코너 (CR6') 의 치수들은 곡률 반경 (CR6) 과 유사하게 규정될 수도 있다. 하부 수평 섹션 (143) 과 연장 섹션 (144) 사이의 내측 하단 코너에서 곡률 반경 (CR7) 은 약 10 mil 내지 약 40 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR7) 은 약 25 mil이다. 연장 섹션 (144) 의 하단 외측 코너에서 곡률 반경 (CR8) 은 약 10 mil 내지 약 40 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR8) 은 약 25 mil이다. 하부 수평 섹션 (143) 의 상단 외측 코너에서 곡률 반경 (CR9) 은 약 10 mil 내지 약 125 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR9) 은 약 25 mil로 규정된다. 상부 수평 섹션 (141) 의 하단 외측 코너에서 곡률 반경 (CR10) 은 약 10 mil 내지 약 40 mil로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 곡률 반경 (CR10) 은 약 30 mil이다. 본 명세서에 기술된 한정 링 (140) 의 다양한 코너들의 곡률 반경 치수들을 규정할 때 용어 "약"의 사용은 연관된 값의 ± 15 ％의 변동을 포함할 수도 있다는 것을 주의해야 한다.

물론, 한정 링 (140) 의 다양한 곡률 반경들에 대한 전술한 치수들은 일 예로서 제공되고 제한적이거나 완전한 것으로 간주되지 않아야 한다. 다른 곡률 반경 치수들은 또한 한정 링 (140) 의 기하 구조, 한정 링 (140) 을 둘러싸는 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 의 다른 컴포넌트들의 기하 구조, 플라즈마에 대한 다양한 코너들의 노출 레벨, 및 부산물들이 한정 링 (140) 의 상이한 코너들에 대해 효과의 양에 따라 구상될 수 있다. 일 구현 예에서, 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면 상에 규정된 패스너 홀 (146) 의 폭은 약 35 mil 내지 약 60 mil로 규정될 수도 있다. 일 구현 예에서, 패스너 홀은 마이너 쓰레드 (minor thread) 직경을 수용하도록 약 30 mil x 45 °의 상단 외경을 포함할 수도 있다.

하부 수평 섹션 (143) 은 복수의 슬롯들 (145) 을 포함하고, 슬롯 (145) 각각은 내경 (ID1) 과 외경 (OD1) 사이에서 방사상으로 연장한다. 하부 수평 섹션 (143) 에 규정된 슬롯 (145) 의 내경 (ID1) 은 한정 링 (140) 의 내측 링 직경 (IRD1)(내측 하부 반경 (r2) 에 의해 규정됨) 보다 보다 크다. 하부 수평 섹션 (143) 에 규정된 슬롯 (145) 의 외경 (OD1) 은 슬롯 (145) 의 내경 (ID1) 보다 보다 크지만 한정 링 (140) 의 외경 (ORD1) 보다 보다 작다. 슬롯들 (145) 은 하부 수평 섹션 (143) 의 폭 (l1)(즉, l1 = ORD1-IRD1) 보다 작은 길이 (l2)(즉, l2 = OD1-ID1) 로 규정된다. 또한, 슬롯들 (145) 각각은 슬롯 테이퍼를 포함하도록 테이퍼된 슬롯 기하 구조를 사용하여 규정된다. 슬롯 테이퍼는 슬롯 (145) 의 내경 (ID1) 에서의 좁은 내측 슬롯 반경 (ISR) 및 슬롯 (145) 의 외경 (OD1) 에서의 보다 넓은 외측 슬롯 반경 (OSR) 을 규정함으로써 형성된다. 내경 (ID1) 에서의 좁은 내측 슬롯 반경 (ISR) 을 보상하기 위해, 일 구현 예에서, 슬롯 (145) 의 길이 (l2) 는 부산물들 및 중성 가스 종을 제거하기 위한 충분한 슬롯 면적을 제공하도록 증가된다.

외측 슬롯 반경 (OSR) 의 변동 및 내측 슬롯 반경 (ISR) 의 변동은 슬롯 각각이 내경 (ID1)(145a) 에서 보다 좁아지고 그리고 외경 (OD1)(145b) 에서 보다 넓어지게 한다. 슬롯 (145) 각각의 내측 슬롯 반경 (ISR) 및 외측 슬롯 반경 (OSR) 은 슬롯 (145) 의 대응하는 내경 (ID1) 및 외경 (OD1) 에서 마모 레이트의 역이 되도록 사이징된다. 또한, 내측 슬롯 반경 (ISR) 의 사이즈 및 외측 슬롯 반경 (OSR) 의 사이즈는 플라즈마 영역 (108) 으로부터 부산물들 및 중성 가스 종의 제거를 가능하게 하도록 규정된다. 반경의 이 변동은 내경 (ID1) 에서의 슬롯 마모 프로파일로 하여금 슬롯 (145) 의 외경 (OD1) 에서의 슬롯 마모 프로파일과 거의 동시에 임계 치수 한계에 도달하게 하여, 한정 링 (140) 의 사용 수명을 연장시킨다.

도 3a는 일 구현 예에 따른, 본 발명의 슬롯들 (145) 의 테이퍼된 슬롯 프로파일을 도시하는 한정 링 (140) 의 부분의 확대도를 예시한다. 도 3a에 예시된 슬롯들 (145) 은 축척되지 (scale) 않고, 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내 한정 링의 사용 수명의 시작 시 (즉, 한정 링이 플라즈마 프로세스에 노출되기 전) 내측 슬롯 반경 (ISR) 이 외측 슬롯 반경 (OSR) 보다 얼마나 보다 작은지를 예시하기 위해 과장되었다. 이에 따라, 복수의 슬롯들 (145) 각각은 외경 (OD1)(145b) 에서의 보다 넓은 외측 슬롯 반경 (OSR) 및 내경 (ID1)(145a) 에서의 보다 좁은 내측 슬롯 반경 (ISR) 에 의해 규정된 슬롯 테이퍼를 포함한다. 외측 슬롯 반경 (OSR) 의 변동 및 내측 슬롯 반경 (ISR) 의 변동은 슬롯 (145) 각각이 내경 (ID1)(145a) 에서 보다 좁아지고 그리고 외경 (OD1)(145b) 에서 보다 넓어지게 한다. 슬롯 각각의 내측 슬롯 반경 (ISR) 및 외측 슬롯 반경 (OSR) 은 하부 수평 섹션 (143) 에 규정된 슬롯 (145) 의 대응하는 내경 (ID1) 및 외경 (OD1) 에서 마모 레이트의 역이 되도록 사이징된다. 또한, 내측 슬롯 반경 (ISR) 의 사이즈 및 외측 슬롯 반경 (OSR) 의 사이즈는 플라즈마 영역 (108) 내에 플라즈마를 한정하는 동안 부산물들 및 중성 가스 종이 플라즈마 영역 (108) 을 벗어날 수 있다는 것을 보장하도록 규정된다. 슬롯 반경의 변동은 내경 (ID1) 에서의 슬롯 마모로 하여금 외경 (OD1) 에서의 슬롯 마모와 거의 동시에 임계 치수에 도달하게 하여, 한정 링 (140) 의 사용 수명을 개선한다.

도 3b는 일 구현 예에서, 본 발명의 테이퍼된 슬롯 (145) 의 마모 프로파일을 예시한다. 한정 링 (140) 내에 규정된 테이퍼된 슬롯들 (145) 의 초기 슬롯 프로파일은 검정색 라인으로 도시되지만, 테이퍼된 슬롯 (145) 이 임계 치수 한계에 도달하기 전에 마모될 수 있는 마모 프로파일은 적색 라인으로 도시된다. 내경 (ID1) 에서의 좁은 슬롯 프로파일은 한정 링 (140) 으로 하여금 한정 링 (140) 의 마모 프로파일이 임계 치수 한계에 도달하고 한정 링 (140) 이 교체되기 전에 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 부가적인 프로세스 동작들을 겪게 하도록 외경 (OD1) 에서의 보다 넓은 슬롯 프로파일보다 부가적인 마모 영역을 제공한다.

한정 링 (140) 의 사용 수명의 증가는 외경 (OD1)(145b) 에서보다 내경 (ID1)(145a) 에서 부가적인 마모 영역이 제공된다는 사실에 기인할 수 있다. 내경 (ID1) 에서의 마모가 외경 (OD1) 에서의 마모보다 보다 많기 때문에, 테이퍼된 슬롯 프로파일을 제공하는 것은 한정 링으로 하여금 좁은 단부가 플라즈마 비한정 (unconfinement) 의 임계 치수 한계에 도달하기 전에 보다 많은 프로세스 동작들을 겪게 하고 좁은 단부에서 부가적인 마모 영역을 사용하게 한다. 또한, 슬롯의 보다 넓은 단부에서 마모가 보다 적기 때문에, 외경은 좁은 단부보다 보다 느리게 임계 치수 한계에 도달하고 따라서 슬롯의 넓은 단부가 임계 치수 한계에 도달하기 전에 좁은 단부와 동일한 양의 프로세스 동작들을 견딜 수 있다.

외경 (OD1) 에서의 보다 넓은 슬롯 치수 및 내경 (ID1) 에서의 좁은 슬롯 치수에 의해 규정된, 슬롯 테이퍼는 마모 레이트의 역이 되도록 사이징된다. 마모 레이트의 함수로서 슬롯 테이퍼를 사이징함으로써, 내경 (ID1) 에서의 고 마모 레이트는 외경 (OD1) 에서의 저 마모 레이트에 의해 보상되고, 이에 따라 수명 종료시 대략적인 직선형 슬롯 프로파일을 발생시킨다. 전체 슬롯 길이를 따른 슬롯 폭은 거의 동시에 한정 한계 (즉, 임계 치수) 에 도달한다. 테이퍼된 기하 구조는 외경에서의 영역을 보다 효과적으로 사용한다. 내경에서의 슬롯의 치수의 감소로 인한 하부 수평 섹션의 개방 영역들을 보상하기 위해, 부가적인 슬롯들이 규정될 수도 있다. 부가적인 슬롯들의 수는 임계 치수에 도달하기 위해 슬롯 각각에 대해 좁은 단부 및 넓은 단부에서 요구되는 마모 공간의 양을 고려함으로써 규정될 수도 있다. 테이퍼된 슬롯 기하 구조는 비한정 한계에 도달하기 전에 슬롯이 견딜 수 있는 마모량을 연장하여, 소모품들의 보다 긴 사용 수명 및 개선된 비용을 발생시킨다.

도 3c 내지 도 3e는 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 사용 수명의 상이한 스테이지들 동안 본 발명의 테이퍼된 슬롯 (145) 의 상이한 부분들에서 마모 프로파일이 가변하는 정도의 그래픽 표현들을 예시한다. 그래프들은 노출 시간 대 슬롯 폭으로 플롯된다 (plot). 마모될 시작 슬롯 폭은 일 구현 예에서, 한정 링의 사용 수명의 시작 시 (즉, 한정 링이 어떠한 플라즈마에 노출되지 않았을 때) 라인 (305) 으로 도시된다. 한정 링 (140) 의 테이퍼된 슬롯 기하 구조로 인해, 라인 (305) 은 슬롯 (145) 의 시작 슬롯 폭 및 라인 (305) 에 대해 슬롯 (145) 의 길이를 따라 대응하는 부분들의 최초 슬롯 폭들의 포지션들을 나타낸다. 테이퍼된 슬롯의 상이한 부분들에 대한 임계 치수 한계 (즉, 마모 한계에 도달하는 종료 슬롯 폭) 는 라인 (306) 으로 나타낸다. 라인 (306) 은 잠재적인 플라즈마 비한정 스테이지에 도달하기 전에 슬롯 (145) 의 상이한 부분들에서 슬롯 마모에 대한 임계 치수 한계를 나타낸다.

도 3c는 한정 링 (140) 이 새로 설치되고, 예를 들어, 프로세스 사이클들이 수행되지 않았을 때 (즉, 노출 시간 t₀), 일부 구현 예들에 따른 한정 링 (140) 의 사용 수명의 시작 스테이지를 예시한다. 그래프는 상이한 컬러들의 도트들로 나타낸 슬롯들의 다양한 섹션들을 도시하고, 상이한 컬러의 도트들은 슬롯 (145) 의 외경 (OD1) 섹션을 나타내는 청색 도트들, 슬롯 (145) 의 중간 섹션을 나타내는 녹색 도트들, 및 슬롯 (145) 의 내경 (ID1) 섹션을 나타내는 적색 도트들을 포함한다. 사용 수명의 시작 시, 슬롯 (145) 의 섹션 각각으로부터의 도트들은, 라인 (305) 에 근접한 내경 (ID1) 에 대응하는 적색 도트들, 라인 (305) 에 상대적인 거리에 도시된 외경 (OD1) 에 대응하는 청색 도트들, 및 적색 도트들과 청색 도트들 사이에 도시된 중간-섹션에 대응하는 녹색 도트들로, 라인 (305) 에 대해 각각의 시작 슬롯 폭들에 있는 것으로 도시된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 내경 (ID1) 에서의 슬롯 마모될 면적의 양은 외경 (OD1) 에서의 슬롯 마모에 가용한 면적의 양보다 보다 크다.

좁은 내측 슬롯 반경으로 인해 내경 (ID1) 에서의 가용한 추가 영역은 내경 (ID1) 에서의 슬롯 마모가 임계 치수 한계에 도달하기 전에 내경 (ID1) 에서 발생하는 보다 많은 슬롯 마모를 허용한다. 유사하게, 보다 넓은 외측 슬롯 반경으로 인해 외경 (OD1) 에서의 가용한 보다 작은 면적은 외경에서의 슬롯 마모가 임계 치수 한계에 도달하기 전에 외경 (OD1) 에서의 보다 적은 슬롯 마모를 허용한다. 이는 라인 (305) 에 근접하게 위치된 것으로 도시된 내경 (ID1) 에서의 섹션의 적색 도트들, 라인 (305) 으로부터의 거리가 슬롯 테이퍼를 나타내는 외측 슬롯 반경과 내측 슬롯 반경 사이의 차에 대응하는, 라인 (305) 으로부터 어느 정도 거리에 위치되는 것으로 도시된 외경 (OD1) 에서의 섹션의 청색 도트들 및 적색 도트들과 청색 도트들 사이에 위치되는 것으로 도시된 중간 섹션의 녹색 도트들을 사용하여 도 3c에 예시된다. 또한, 도 3c는 한정 링의 상이한 섹션들에 대해 예상된 슬롯 마모의 예시적인 기울기들을 도시하고, 적색 라인 기울기는 내경 (ID1) 에서의 슬롯 마모에 대응하고, 청색 라인 기울기는 외경 (OD1) 에서의 슬롯 마모에 대응하고 그리고 녹색 라인 기울기는 슬롯 (145) 의 중간 섹션에서 슬롯 마모에 대응한다. 기울기들은 슬롯 (145) 의 상이한 부분들이 다수의 프로세스 사이클들에 노출될 때 슬롯 (145) 의 상이한 부분들이 마모되는 레이트를 예시하도록 제공된다.

도 3d는 일부 구현 예들에 따라 플라즈마 프로세싱 챔버에서 'm'번의 프로세스 사이클들이 완료된 후 슬롯 (145) 각각의 슬롯 마모의 마모 프로파일의 그래픽 표현을 예시하고, 여기서 m은 정수이다. 상이한 부분들로부터의 도트들은 도 3c에 나타낸 최초 슬롯 폭으로부터 슬롯 마모의 각각의 기울기들을 따라 도 3d에 예시된 대응하는 포지션들로 이동된 것으로 도시된다. 내경 (ID1) 에서의 슬롯 마모는 내경 (ID1) 에서의 슬롯 마모가 보다 크다는 것을 나타내기 위해 적색 라인 기울기로 도시된 바와 같이 보다 가파른 인클라인 (incline) 을 갖는 것으로 도시된다. 유사하게, 외경 (OD1) 에서의 슬롯 마모는 외경 (OD1) 에서의 슬롯 마모가 보다 적다는 것을 나타내기 위해 청색 라인 기울기로 도시된 바와 같이 완만한 인클라인을 갖는 것으로 도시되고, 그리고 중간 섹션에서의 슬롯 마모는 녹색 라인 기울기와 적색 라인 기울기 사이에 있는 인클라인을 갖는 것으로 도시된다. 기울기들의 인클라인들은 슬롯이 증가하는 수의 프로세스 사이클들에 노출됨에 따라 슬롯 (145) 의 슬롯 마모가 꾸준히 증가한다는 것을 나타내도록 도시된다.

도 3e는 일부 구현 예들에 따른 'n'번의 프로세스 사이클들 후 슬롯 (145) 각각에서 슬롯 마모의 마모 프로파일의 그래픽 표현을 예시하고, 여기서 n은 m보다 보다 큰 정수이다. 그래프는 녹색 도트 및 청색 도트로 나타낸 슬롯 (145) 의 부분들과 거의 동시에, 임계 치수 한계를 나타내는, 라인 (306) 에 접근하는 적색 도트들로 나타낸 내경 (ID1) 에서의 슬롯 마모를 도시한다. 결과적으로, 라인 (306) 은 한정 링 (140) 의 사용 수명의 종료―즉, 플라즈마 비한정 이벤트가 발생할 가능성이 높은 스테이지 및 한정 링이 교체될 때―를 나타낼 수도 있다. 도 3c 내지 도 3e로부터 알 수 있는 바와 같이, 슬롯 (145) 의 길이를 따른 상이한 부분들에서의 마모는 슬롯 (145) 의 좁은 단부가 마모될 보다 많은 면적을 갖고 보다 넓은 단부가 마모될 보다 적은 면적을 갖는 거의 동시에 임계 치수 한계에 접근한다. 슬롯 (145) 의 테이퍼된 기하 구조로 인해, 외경 (OD1) 둘레의 슬롯 마모 영역이 효과적으로 사용되는 한편, 내경 (ID1) 에서 제공된 여분의 영역은 한정 링으로 하여금 한정 링 (140) 이 교체되어야 하기 전에 보다 많은 마모를 견디게 한다. 따라서 테이퍼된 슬롯 기하 구조는 한정 링으로 하여금 교체되어야 하기 전에 보다 많은 프로세스 사이클들을 겪게 함으로써 한정 링의 사용 수명을 연장한다.

도 4는 플라즈마를 플라즈마 영역 (108) 내에 한정하도록 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에서 사용된 한정 링 (140) 의 상단 사시도를 예시한다. 한정 링 (140) 은 기판 지지부 (110), 에지 링 (112) 및 외측 한정 링 (114) 위로 연장하는 플라즈마 영역 (108) 내에 플라즈마를 한정하도록 플라즈마 영역 (108) 의 주변부를 따라 배치되도록 구성된 C-형상 구조체이다. 한정 링 (140) 은 교체 가능한 소모성 부품이다. 한정 링의 상단 표면은 원형 배향으로 균일하게 배치된 복수의 패스너 홀들 (146) 을 포함하고, 패스너 홀들 (146) 은 상부 전극 (102) 의 샤워헤드 연장부 (102c) 내에 규정된 패스너 수단 (102d) 과 정렬하고 패스너 수단 (102d) 을 수용하도록 구성된다.

도 5는 플라즈마를 플라즈마 영역 (108) 내에 한정하도록 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에서 사용된 한정 링 (140) 의 하단 사시도를 예시한다. 저면도는 하부 수평 섹션 (143) 을 따라 규정된 테이퍼된 프로파일을 갖는 복수의 슬롯들 (145) 을 도시한다. 하부 수평 섹션 (143) 의 슬롯들 (145) 의 수 및 사이즈는 플라즈마 영역 (108) 으로부터 부산물들 및 중성 가스 종의 최적의 제거를 허용하도록 규정된다.

도 6은 한정 링 (140) 의 측면도를 예시한다. 측면도는 상부 수평 섹션 (141) 과 하부 수평 섹션 (143) 사이에서 연장하는 수직 섹션 (142) 을 도시한다. 측면도는 또한 한정 링 (140) 의 내측 하부 반경 (r2) 으로부터 수직으로 연장하는 연장 섹션 (144) 을 도시한다.

도 7은 플라즈마 프로세싱 챔버에서 사용된 한정 링 (140) 의 평면도를 예시한다. 한정 링 (140) 은 상부 전극 (102) 과 하부 전극 (104) 사이에 배치되고 구조가 C-형상이다. C-형상 구조체는 기판 지지부 (110), 에지 링 (112), 및 외측 한정 링 (114) 위의 영역을 커버하도록 연장하는 플라즈마 영역 (108) 내에 플라즈마를 한정한다. 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면 상에 규정된 복수의 패스너 홀들 (146) 은 상부 전극 (102) 의 샤워헤드 연장부 (102c) 의 하부 표면 상에 규정된 패스너 수단 (102d) 을 수용하도록 구성된다.

도 8은 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에서 사용된 한정 링 (140) 의 저면도이고 한정 링 (140) 의 하단 표면의 상세들을 도시한다. 한정 링 (140) 의 하단 표면은 하부 수평 섹션 (143) 을 따라 분포된 테이퍼된 기하 구조를 갖는 복수의 슬롯들을 포함한다. 슬롯들은 프로세스 영역 (108) 의 한정된 볼륨으로부터 부산물들 및 중성 가스 종을 제거하기 위한 경로를 제공하도록 한정 링 (140) 의 하부 수평 섹션 (143) 의 상단 표면과 하단 표면 사이에서 연장한다. 슬롯들 (145) 은 내경 (ID1) 과 외경 (OD1) 사이에서 방사상으로 연장한다. 하부 수평 섹션 (143) 은 폭 (l1) 을 갖고, 그리고 슬롯 (145) 각각은 하부 수평 섹션 (143) 의 폭 (l1) 보다 작은 길이 (l2) 를 갖고, 하부 수평 섹션 (143) 의 폭 (l1) 은 한정 링 (140) 의 내측 하부 반경 (r2)(즉, 내측 링 직경 (IRD1) 을 규정하도록 사용됨) 과 외측 반경 (r3)(즉, 외측 링 직경 (ORD1) 을 규정하도록 사용됨) 사이에서 연장한다. 또한, 하부 수평 섹션 (143) 에 규정된 슬롯 (145) 의 내경 (ID1) 은 한정 링 (140) 의 내측 링 직경 (IRD1) 보다 보다 크다. 하부 수평 섹션 (143) 의 슬롯 (145) 의 외경 (OD1) 은 슬롯 (145) 의 내경 (ID1) 및 한정 링 (140) 의 내측 링 직경 (IRD1) 보다 보다 크지만, 한정 링 (140) 의 외측 링 직경 (ORD1) 보다 보다 작다. 하부 수평 섹션 (143) 의 폭 (l1) 은 상부 수평 섹션 (141) 의 폭보다 보다 크고, 상부 수평 섹션 (141) 의 폭은 한정 링 (140) 의 내측 상부 반경 (r1) 과 외측 반경 (r3) 사이에서 연장한다.

일 구현 예에서, 하부 수평 섹션 (143) 의 폭 (l1) 은 약 2.25 인치 내지 약 4.75 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 하부 수평 섹션 (143) 의 폭 (l1) 은 약 2.81 인치이다. 일 구현 예에서, 슬롯 (145) 의 방사상 길이 (l2) 는 약 1.85 인치 내지 약 4.35 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 슬롯 (145) 의 방사상 길이 (l2) 는 약 2.2 인치로 규정된다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 상부 수평 섹션 (141) 의 내측 상부 반경 (r1) 은 약 8.25 인치 내지 약 9.0 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 상부 수평 섹션 (141) 의 내측 상부 반경 (r1) 은 약 8.4 인치로 규정된다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 내측 하부 반경 (r2) 은 약 7.25 인치 내지 약 8.5 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 하부 수평 섹션 (143) 의 내측 하부 반경 (r2) 은 약 7.44 인치로 규정된다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 내측 링 직경 (IRD1)(즉, 2 x 내측 하부 반경 (r2)) 은 약 14.5 인치 내지 약 17.0 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 내측 링 직경 (IRD1) 은 약 14.9 인치로 규정된다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 외측 반경 (r3) 은 약 8 인치 내지 약 12 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 외측 반경 (r3) 은 약 10.25 인치로 규정된다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 외측 링 직경 (ORD1)(즉, 2 x 외측 반경 (r3)) 은 약 16.0 인치 내지 약 24.0 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 외측 링 직경 (ORD1) 은 약 20.5 인치로 규정된다.

일 구현 예에서, 슬롯 (145) 의 좁은 단부에서 내측 슬롯 반경 (ISR) 은 약 0.02 인치 내지 약 0.06 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 슬롯 (145) 의 내측 슬롯 반경 (ISR) 은 약 0.04 인치로 규정된다. 일 구현 예에서, 슬롯 (145) 의 보다 넓은 단부에서 외측 슬롯 반경 (OSR) 은 약 0.03 인치 내지 약 0.09 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 슬롯 (145) 의 보다 넓은 단부에서 외측 슬롯 반경 (OSR) 은 약 0.046 인치로 규정된다. 일부 구현 예들에서, 외측 슬롯 반경 (OSR) 은 내측 슬롯 반경 (ISR) 보다 약 10 ％, 15 ％, 20 ％, 25 ％, 30 ％, 35 ％, 40 ％, 45 ％ 또는 50 ％ 보다 클 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 외측 슬롯 반경 (OSR) 은 내측 슬롯 반경 (ISR) 보다 약 20 ％ 보다 크다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 하부 수평 섹션 (143) 에 규정된 슬롯 (145) 의 내경 (ID1) 은 약 15 인치 내지 약 16.75 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 내경 (ID1) 은 약 15.4 인치이다. 일 구현 예에서, 한정 링 (140) 의 하부 수평 섹션 (143) 에 규정된 슬롯 (145) 의 외경 (OD1) 은 약 18.6 인치 내지 약 23.6 인치로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 외경 (OD1) 은 약 20.0 인치이다. 또 다른 예시적인 구현 예에서, 외경 (OD1) 은 약 19.95 인치이다. 물론, 한정 링 (140) 의 다양한 컴포넌트들에 대해 전술한 치수들은 예로서 제공되고 플라즈마 프로세싱 챔버의 기하 구조, 챔버 내에서 수행된 플라즈마 프로세스, 및 상부 전극과 하부 전극 사이의 분리 거리, 등에 따라 가변할 수도 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 한정 링의 상이한 섹션들의 다양한 직경들 및 반경들을 규정할 때 용어 "약"의 사용은 연관된 값의 ± 15 ％의 변동을 포함할 수도 있다는 것을 주의해야 한다.

도 9a는 그 위에 규정된 본 발명의 테이퍼된 기하 구조를 갖는 복수의 슬롯들 (145) 을 갖는 한정 링 (140) 의 하부 수평 섹션 (143) 의 하단 표면의 일부의 확대도를 예시한다. 슬롯 (145) 각각의 테이퍼된 프로파일은 내경 (ID1)(145a) 에서 보다 좁은 내측 슬롯 반경 (ISR) 및 외경 (OD1)(145b) 에서 보다 넓은 외측 슬롯 반경 (OSR) 을 포함한다. 일 구현 예에서, 슬롯 (145) 의 외측 슬롯 반경 (OSR) 에 대한 내측 슬롯 반경 (ISR) 의 비는 약 1:1.1 내지 약 1:1.5로 규정된다. 일 구현 예에서, 임의의 한 쌍의 인접한 슬롯들 (145) 사이의 분리 각도는 약 360 °/270 ° 내지 약 360 °/285 °로 규정된다. 일 예시적인 구현 예에서, 임의의 한 쌍의 인접한 슬롯들 (145) 사이의 분리 각도는 약 360 °/279 °로 규정된다.

도 9b는 본 발명의 테이퍼된 프로파일을 갖는 슬롯 (145) 의 확대도를 예시한다. 슬롯 (145) 의 단부들은 라운딩된 프로파일을 갖는다. 슬롯 (145) 의 라운딩된 프로파일 단부들은 슬롯 (145) 의 내경 (ID1)(145a) 에서의 보다 좁은 내측 슬롯 반경 (ISR) 및 외경 (OD1)(145b) 에서의 보다 넓은 외측 슬롯 반경 (OSR) 을 도시한다. 내측 슬롯 반경 (ISR) 과 외측 슬롯 반경 (OSR) 의 차는 슬롯 (145) 각각에 대한 슬롯 테이퍼를 규정한다. 슬롯 테이퍼는 한정 링 (140) 의 하부 수평 섹션 (143) 의 내경 (ID1) 및 외경 (OD1) 에서 마모 레이트의 역으로 규정된다. 도 9b에 예시된 일 예시적인 구현 예에서, 내측 슬롯 반경 (ISR) 대 외측 슬롯 반경 (OSR) 의 비는 약 1:1.2인 것으로 도시된다. 도 9b에 제공된 비는 단지 일 예이고 다른 비가 또한 구상될 수 있다.

도 10은 도 9a에 예시된 한정 링 (140) 의 섹션 7-7의 단면도를 예시한다. 한정 링 (140) 의 섹션 7-7의 단면도는 2 개의 테이퍼된 슬롯들 (145) 사이의 한정 링 (140) 의 섹션의 도면이다. 한정 링 (140) 의 섹션 7-7의 단면도는 상부 수평 섹션 (141), 수직 섹션 (142), 하부 수평 섹션 (143), 및 내측 하부 반경에서 하부 수평 섹션 (143) 으로부터 수직으로 규정된 연장 섹션 (144) 을 도시한다. 상부 수평 섹션 (141) 의 내측 반경은 외측 전극 (102b) 의 상보적인 연장부 (103) 를 수용하도록 구성된 단차 (147) 를 포함한다. 연장 섹션 (144) 은 하부 수평 섹션 (143) 의 내측 하부 반경으로부터 수직으로 연장하도록 도시된다. 패스너 홀 (146) 이 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면에 규정된다.

도 11은 도 9a에 예시된 한정 링 (140) 의 섹션 8-8의 단면도를 예시한다. 한정 링 (140) 의 섹션 8-8의 단면도는 슬롯 (145) 이 규정되는 한정 링 (140) 의 섹션의 도면이다. 상부 수평 섹션 (141) 의 상단 표면의 패스너 홀 (146) 은 샤워헤드 연장부 (120c)(미도시) 에 포함된 패스너 수단을 수용하도록 규정된다. 하부 수평 섹션 (143) 은, 외경 (OD1)(145b) 으로부터 내경 (ID1)(145a) 으로 아래로 테이퍼된, 테이퍼된 프로파일을 포함하는 슬롯 (145) 을 도시한다. 테이퍼된 슬롯들 (145) 은 외경 (OD1)(145b) 에서의 외측 슬롯 반경 (OSR) 및 내경 (ID1)(145a) 에서의 내측 슬롯 반경 (ISR) 에 의해 규정된다.

한정 링 (140) 의 하부 수평 섹션에 슬롯들을 규정하기 위해 테이퍼된 슬롯 기하 구조를 사용하는 본 명세서에 논의된 다양한 구현 예들은 플라즈마 영역 (108) 내에서 효율적인 플라즈마 한정을 유지하면서 한정 링 (140) 의 사용 수명을 개선하는 것으로 도시된다. 결과적으로, 한정 링이 플라즈마 프로세싱 챔버에서 사용될 수 있는 프로세스 사이클들의 수가 연장됨에 따라 소모성 한정 링과 연관된 비용이 낮아진다. 테이퍼된 슬롯 기하 구조는 외경에서의 영역으로 하여금 보다 효과적으로 사용되게 한다. 이는 전체 길이를 따른 슬롯 폭이 수명 종료시 어느 정도 임계 한정 치수 (critical confinement dimension) 에 도달하게 한다. 테이퍼된 슬롯은 비한정 한계에 도달하기 전에 슬롯이 견딜 수 있는 마모량을 연장하여, 소모품들의 보다 긴 수명 및 개선된 비용을 발생시킨다.

Claims (21)

1. 한정 링 (confinement ring) 의 내측 하부 반경과 외측 반경 사이에서 연장하는 하부 수평 섹션으로서, 상기 하부 수평 섹션은 상기 내측 하부 반경에서 수직으로 하향으로 연장하는 연장 섹션을 포함하고, 그리고 상기 하부 수평 섹션은 복수의 슬롯들을 더 포함하고, 슬롯 각각은 상기 하부 수평 섹션을 따라 내경으로부터 외경으로 방사상으로 연장하고, 상기 내경에서의 슬롯 각각의 내측 슬롯 반경은 상기 외경에서의 슬롯 각각의 외측 슬롯 반경보다 보다 작은, 상기 하부 수평 섹션;
   상기 한정 링의 내측 상부 반경과 상기 외측 반경 사이에서 연장하는 상부 수평 섹션; 및
   상기 한정 링의 상기 외측 반경의 상기 하부 수평 섹션이 상기 상부 수평 섹션까지 일체로 이어지는 (integrally continue) 수직 섹션을 포함하는, 한정 링.
2. 제 1 항에 있어서,
   슬롯 각각은 상기 외경으로부터 상기 내경으로 테이퍼 다운되도록 (taper down), 슬롯 각각의 상기 내측 슬롯 반경 및 상기 외측 슬롯 반경의 차는 슬롯 테이퍼 (taper) 를 규정하고, 상기 슬롯 테이퍼에 영향을 주는 상기 내측 슬롯 반경 및 상기 외측 슬롯 반경은 상기 슬롯의 대응하는 상기 내경 및 상기 외경에서 마모 레이트의 역 (inverse) 이 되도록 사이징되는 (size), 한정 링.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 내측 상부 반경은 상기 내측 하부 반경보다 보다 큰, 한정 링.
4. 제 1 항에 있어서,
   단차가 상기 내측 상부 반경에 근접한 상기 상부 수평 연장부의 상단 표면 상에 규정되고, 상기 단차는 상기 상단 표면으로부터 아래로 그리고 상기 한정 링의 상기 내측 상부 반경을 향해 외부로 연장하는, 한정 링.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 내경은 상기 내측 하부 반경에 의해 규정된 내측 링 직경보다 보다 크고 그리고 상기 외경은 상기 한정 링의 상기 외측 반경에 의해 규정된 외측 링 직경보다 보다 작은, 한정 링.
6. 제 1 항에 있어서,
   슬롯 각각의 길이는 약 1.85 인치 내지 약 4.35 인치로 규정되는, 한정 링.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 수평 섹션의 상단 표면은 복수의 홀들을 포함하고, 상기 복수의 홀들의 홀 각각은 상기 한정 링을 플라즈마 프로세싱 챔버의 상부 전극에 고정하기 위한 패스너 (fastener) 수단의 일부를 수용하도록 구성되는, 한정 링.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 수평 섹션의 상기 연장 섹션은 플라즈마 프로세싱 챔버의 하부 전극의 상단 표면 상에 규정된 무선 주파수 (radio frequency; RF) 개스킷 상에 놓이도록 (rest) 구성되는, 한정 링.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 수평 섹션, 상기 수직 섹션 및 상기 상부 수평 섹션은 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 생성된 플라즈마를 한정하기 위한 C-형상 구조체를 규정하는, 한정 링.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 슬롯 반경 대 상기 외측 슬롯 반경의 비는 약 1:1.1 내지 1:1.5인, 한정 링.
11. 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 한정하기 위한 장치에 있어서, 상기 플라즈마 프로세싱 챔버는 기판을 지지하기 위한 하부 전극 및 상기 하부 전극 위에 배치된 상부 전극을 포함하고, 상기 장치는,
    한정 링으로서,
    상기 한정 링의 내측 하부 반경과 외측 반경 사이에서 연장하는 하부 수평 섹션으로서, 상기 하부 수평 섹션은 상기 내측 하부 반경에서 수직으로 하향으로 연장하는 연장 섹션을 포함하고, 상기 하부 수평 섹션은 복수의 슬롯들을 포함하고, 슬롯 각각은 상기 하부 수평 섹션을 따라 내경으로부터 외경으로 방사상으로 연장하고, 상기 내경에서의 슬롯 각각의 내측 슬롯 반경은 상기 외경에서의 슬롯 각각의 외측 슬롯 반경보다 보다 작은, 상기 하부 수평 섹션;
    상기 한정 링의 내측 상부 반경과 상기 외측 반경 사이에서 연장하는 상부 수평 섹션; 및
    상기 한정 링의 상기 외측 반경의 상기 하부 수평 섹션이 상기 상부 수평 섹션까지 일체로 이어지는 (integrally continue) 수직 섹션을 포함하는, 상기 한정 링을 포함하고,
    상기 하부 수평 섹션의 상기 연장 섹션은 하부 전극 내에 규정된 접지 링을 둘러싸도록 구성되는, 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 한정 링의 상기 하부 수평 섹션, 상기 수직 섹션 및 상기 상부 수평 섹션은 상기 플라즈마 프로세싱 챔버에서 생성된 플라즈마를 상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 규정된 플라즈마 영역으로 한정하도록 C-형상 구조체를 규정하는, 장치.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 한정 링의 상기 내측 상부 반경은 상기 내측 하부 반경보다 보다 큰, 장치.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 상부 수평 섹션의 상기 내측 상부 반경에 근접한 상단 표면 상에 단차가 규정되고, 상기 단차는 상기 상단 표면으로부터 아래로 그리고 상기 한정 링의 상기 내측 상부 반경을 향해 하향으로 그리고 외향으로 연장하는, 장치.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 상부 수평 섹션의 상단 표면은 복수의 홀들을 포함하고, 상기 복수의 홀들의 홀 각각은 패스너 수단의 일부를 수용하도록 구성되고, 상기 패스너 수단은 상기 한정 링을 상기 상부 전극의 연장부에 커플링하도록 구성되고, 상기 상부 전극의 상기 연장부는 전기적으로 접지되는, 장치.
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 하부 수평 섹션의 상기 연장 섹션은 상기 하부 전극에 규정된 접지 링에 인접하게 배치된 외측 링의 상단 표면 상에 배치된 무선 주파수 (radio frequency; RF) 개스킷 상에 놓이도록 구성되는, 장치.
17. 제 11 항에 있어서,
    상기 하부 수평 섹션, 상기 상부 수평 섹션 및 상기 수직 섹션에 의해 규정된 상기 한정 링은 실리콘, 또는 폴리실리콘, 또는 실리콘 카바이드 (carbide), 또는 붕소 카바이드, 또는 세라믹, 또는 알루미늄 중 하나로 이루어진 연속적인 구조체인, 장치.
18. 제 11 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버가 플라즈마 프로세싱을 위해 인게이지될 때 (engage), 상기 한정 링의 상기 수직 섹션의 높이는, 상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 상기 상부 전극과 상기 하부 전극 사이에 규정된 분리 거리에 의해 규정되는, 장치.
19. 제 11 항에 있어서,
    상기 한정 링이 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 설치될 때, 상기 한정 링의 상기 하부 수평 섹션, 상기 상부 수평 섹션 및 상기 수직 섹션은, 확장된 플라즈마 프로세싱 영역을 규정하도록 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에서 방사상 외향으로 연장하는 한정된 챔버 볼륨의 일부를 형성하는, 장치.
20. 제 11 항에 있어서,
    상기 연장 섹션은 상기 한정 링의 상기 하부 수평 섹션, 상기 수직 섹션 및 상기 상부 수평 섹션과 일체이고, 상기 연장 섹션은 상기 하부 수평 섹션의 하부 표면 아래로 연장하도록 구성되는, 장치.
21. 제 11 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버가 동작할 때, 상기 복수의 슬롯들 각각은, 상기 한정 링에 의해 형성된 한정된 볼륨으로부터의 가스들을 위한 경로를 규정하는, 장치.

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