KR20230122016A - 에지 클램핑을 통한 얇은 기판 처리를 위한 증착 링 - Google Patents

에지 클램핑을 통한 얇은 기판 처리를 위한 증착 링 Download PDF

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KR20230122016A
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아비셱 초두리
아비™r 초두리
에드윈 씨. 수아레즈
하리샤 사티야나라야나
나타라 바스카르 라오
시칭 루
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Abstract

프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트들의 실시예들이 본원에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트는, 제1 내부 레지를 갖는 제1 부분 및 제2 내부 레지를 갖는 제2 부분을 포함하는 증착 링을 포함하고, 제1 포지션에서, 제1 부분은 제2 부분으로부터 이격되고, 제2 포지션에서, 제2 부분은 제1 내부 레지가 공통 평면을 따라 제2 내부 레지와 정렬되어 클램핑 표면을 형성하도록 제1 부분과 맞물리도록 구성된다.

Description

에지 클램핑을 통한 얇은 기판 처리를 위한 증착 링
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 기판 프로세싱 장비에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 기판 프로세싱 장비에서의 사용을 위한 프로세스 키트들에 관한 것이다.
[0002] 반도체 기판들을 프로세싱하기 위한 증착 챔버들은 전형적으로 기판을 지지하기 위한 기판 지지체를 포함한다. 플라즈마를 사용하는 증착 챔버들은 원치 않는 증착으로부터 챔버 벽들을 보호하기 위해 그리고 플라즈마를 구속하기 위해 기판 지지체 주위에 배치된 프로세스 키트들을 전형적으로 포함한다. 프로세스 키트들은 일반적으로 프로세스 차폐부, 커버 링들, 증착 링들 등을 포함한다. 종래에, 기판은 정전 척킹, 진공 척킹, 중력을 통해 기판 지지체에 유지될 수 있다. 그러나, 본 발명자들은, 기판들이, 특히 얇은 경우(즉, 약 800 마이크로미터 미만), 휠 수 있고, 그 결과, 프로세스 불균일성을 야기할 수 있다는 것을 관찰하였다. 이러한 경우들에서, 기판은 전형적으로 캐리어 플레이트에 본딩된다. 그러나, 기판을 본딩하는 것은, 추가적인 본딩 및 디본딩 단계들 때문에 추가적인 프로세싱 시간을 추가하고 추가적인 툴링(tooling)을 필요로 한다.
[0003] 따라서, 발명자들은 기판들을 평탄화(flatten)하기 위한 개선된 장치 및 방법들을 제공하였다.
[0004] 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트들의 실시예들이 본원에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트는, 제1 내부 레지(ledge)를 갖는 제1 부분 및 제2 내부 레지를 갖는 제2 부분을 포함하는 증착 링을 포함하고, 제1 포지션에서, 제1 부분은 제2 부분으로부터 이격되고, 제2 포지션에서, 제2 부분은 제1 내부 레지가 공통 평면을 따라 제2 내부 레지와 정렬되어 클램핑 표면을 형성하도록 제1 부분과 맞물리도록 구성된다.
[0005] 일부 실시예들에서, 기판을 처리하기 위한 프로세스 챔버는, 내부에 내부 볼륨을 정의하는 챔버 본체; 상부에 기판을 지지하기 위해 내부 볼륨 내에 배치된 기판 지지체; 및 제1 내부 레지를 갖는 제1 부분 및 기판 지지체 상에 배치되며 제2 내부 레지를 갖는 제2 부분을 포함하는 증착 링을 포함하고, 제1 포지션에서, 제1 부분은 제2 부분으로부터 이격되고, 제2 포지션에서, 제2 부분은 제1 내부 레지가 공통 평면을 따라 제2 내부 레지와 정렬되어 클램핑 표면을 형성하도록 제1 부분과 맞물리도록 구성된다.
[0006] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화하는 방법은, 증착 링의 제2 부분에 대해 상승되는 증착 링의 제1 부분 상에 기판을 배치하는 단계; 제1 부분, 제2 부분, 및 기판 지지체가 함께, 기판을 지지하도록 제1 부분과 맞물리도록 증착 링의 제2 부분을 기판 지지체와 함께 상승시키는 단계; 및 증착 링과 커버 링 사이에 기판의 외부 림을 클램핑하도록 기판 지지체를 상승시키는 단계를 포함한다.
[0007] 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
[0008] 위에서 간략히 요약되고 아래에서 더 상세히 논의되는 본 개시내용의 실시예들은 첨부된 도면들에 묘사된 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 대한 참조에 의해 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 측단면도를 묘사한다.
[0010] 도 2는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 제1 포지션에 있는 프로세스 챔버의 일부의 단면 등각도(cross-sectional isometric view)를 묘사한다.
[0011] 도 3은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 제2 포지션에 있는 프로세스 챔버의 일부의 단면 등각도를 묘사한다.
[0012] 도 4는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 제3 포지션에 있는 프로세스 챔버의 일부의 측단면도를 묘사한다.
[0013] 도 5는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 커버 링의 등각 저면도를 묘사한다.
[0014] 도 6a는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 증착 링의 제1 부분의 최상부 등각도를 묘사한다.
[0015] 도 6b는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 증착 링의 제1 부분의 저부 등각도를 묘사한다.
[0016] 도 7은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 증착 링의 제2 부분의 최상부 등각도를 묘사한다.
[0017] 도 8은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화하는 방법을 묘사한다.
[0018] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 그려지지 않으며, 명확성을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 피처들은 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유리하게 통합될 수 있다.
[0019] 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트들의 실시예들이 본원에서 제공된다. 본 발명의 프로세스 키트들은, 유리하게는, 기판을 평탄화하기 위해 프로세스 챔버에서 프로세싱되고 있는 기판의 주변 에지를 클램핑하는 것을 용이하게 한다. 기계적 클램핑의 사용은, 유리하게는, 본딩된 유리/캐리어들의 사용을 유리하게 제거하여, 본딩된 유리/캐리어들에 의해 야기되는 불필요한 단계들을 제거하는 것에 의해 프로세싱 시간을 단축시킨다. 프로세스 키트는, 적절한 클램핑 힘을 제공하면서, 기판과의 접촉을 유리하게 최소화하기 위해 복수의 돌출부들과 같은 피처들을 가질 수 있다. 프로세스 키트는, 아크 방전(arcing)으로 이어질 수 있는 플라즈마로부터 복수의 돌출부들을 유리하게 차폐하기 위해 복수의 돌출부들의 반경 방향 안쪽에서 말단 부분을 가질 수 있다.
[0020] 일부 실시예들에서, 기판은 약 800 마이크로미터 이하의 두께를 갖는 얇은 기판이다. 일부 실시예들에서, 기판은 중앙 부분에서 약 30 마이크로미터 내지 약 175 마이크로미터의 두께를 갖는 얇은 기판, 예컨대 Taiko(타이코) 웨이퍼이다. 타이코 웨이퍼들은, 중앙 부분에서 후면 연삭되고, 그 결과, 외부 림이 기판의 중앙 부분보다 더 두꺼운, 예를 들면, 약 175 마이크로미터 내지 약 800 마이크로미터의 두께를 갖게 되는 기판들을 일반적으로 포함한다. 상대적으로 얇은 중앙 부분 및 중앙 부분과 외부 림 사이의 두께 차이에 기인하여, 그러한 웨이퍼들은 프로세싱 동안 종종 변형되거나, 또는 뒤틀린다. 일부 실시예들에서, 본원에서 제공되는 프로세스 키트들은, 기판을 처리하거나, 또는 평탄화하기 위해 기판의 외부 림(약 1.0 mm 내지 약 3.0 mm의 폭을 가짐)과 접촉하도록 유리하게 구성된다.
[0021] 도 1은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 측단면도를 묘사한다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(100)는 물리적 기상 증착(physical vapor deposition; PVD) 프로세스 챔버이다. 그러나, 상이한 프로세스들, 예를 들면, 에칭, 화학적 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD), 원자 층 증착(atomic layer deposition; ALD) 등을 위해 구성되는 다른 타입들의 프로세스 챔버들도 또한 본원에서 설명되는 프로세스 키트들의 실시예들과 함께 사용될 수 있거나 또는 사용을 위해 수정될 수 있다.
[0022] 프로세스 챔버(100)는 기판 프로세싱 동안 내부 볼륨(120) 내에서 대기압 이하 압력(sub-atmospheric pressure)들을 유지하도록 적절하게 적응되는 진공 챔버이다. 프로세스 챔버(100)는, 내부 볼륨(120)의 상부 절반에 로케이팅되는 프로세싱 볼륨(119)을 둘러싸는 덮개 어셈블리(lid assembly; 104)에 의해 덮이는 챔버 본체(106)를 포함한다. 챔버 본체(106) 및 덮개 어셈블리(104)는 금속, 예컨대 알루미늄으로 제조될 수 있다. 챔버 본체(106)는 접지(115)에 대한 커플링을 통해 접지될 수 있다.
[0023] 기판 지지체(124)는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼와 같은 기판(122), 또는 정전기적으로 유지될 수 있는 다른 그러한 기판을 지지하고 유지하기 위해 내부 볼륨(120) 내에 배치된다. 기판 지지체(124)는, 받침대(pedestal; 136) 상에 배치되는 정전 척(150)(또는 진공 챔버들이 아닌 프로세스 챔버들에 대한 진공 척) 및 받침대(136) 및 정전 척(150)을 지지하기 위한 중공의 지지 샤프트(112)를 일반적으로 포함할 수 있다. 정전 척(150)은 하나 이상의 전극들(154)이 내부에 배치된 유전체 플레이트를 포함한다. 받침대(136)는 일반적으로 알루미늄과 같은 금속으로 제조된다. 받침대(136)는 바이어스 가능하고(biasable) 플라즈마 동작 동안 전기적 부동 전위(electrically floating potential)에서 유지될 수 있거나 또는 접지될 수 있다. 중공의 지지 샤프트(112)는 정전 척(150)에, 예를 들면, 후면 가스들, 프로세스 가스들, 유체들, 냉각제들, 전력 등을 제공하기 위한 도관을 제공한다.
[0024] 일부 실시예들에서, 중공의 지지 샤프트(112)는 리프트 메커니즘(113), 예컨대 액추에이터 또는 모터에 커플링되는데, 리프트 메커니즘은 (도 1에서 도시되는 바와 같은) 상부의 프로세싱 포지션과 하나 이상의 하부의 이송 포지션들(도 2 및 도 3 참조) 사이에서 정전 척(150)의 수직 이동을 제공한다. 벨로우즈 어셈블리(110)가 중공의 지지 샤프트(112) 주위에 배치되고 정전 척(150)과 프로세스 챔버(100)의 플로어(floor; 126) 사이에 커플링되어, 프로세스 챔버(100) 내부로부터의 진공의 손실을 방지하면서, 정전 척(150)의 수직 모션을 허용하는 가요성 밀봉부를 제공한다. 벨로우즈 어셈블리(110)는 챔버 진공의 손실을 방지하는 것을 돕기 위해 플로어(126)와 접촉하는 o 링(o-ring; 165) 또는 다른 적절한 밀봉 엘리먼트와 접촉하는 하부 벨로우즈 플랜지(164)를 또한 포함한다.
[0025] 중공의 지지 샤프트(112)는 척 전력 공급부(140) 및 RF 소스들(예를 들면, RF 전력 공급부(174) 및 RF 바이어스 전력 공급부(117))를 정전 척(150)에 커플링하기 위한 도관을 제공한다. 일부 실시예들에서, RF 전력 공급부(174) 및 RF 바이어스 전력 공급부(117)는 개개의 RF 매칭 네트워크들(RF 매칭 네트워크(116)만이 도시됨)을 통해 정전 척(150)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 기판 지지체(124)는 대안적으로 AC 또는 DC 바이어스 전력을 포함할 수 있다.
[0026] 기판 리프트(130)는, 기판(122)이, 예를 들면, 증착 링(170)을 통해 정전 척(150) 상에 배치될 수 있거나 또는 그로부터 제거될 수 있도록 기판 리프트(130)를 상승 및 하강시키기 위한 제2 리프트 메커니즘(132)에 커플링되는 샤프트(111)에 연결되는 후프 리프트(hoop lift)(108)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 리프트 부재들(172)이 후프 리프트(108)에 커플링된다. 하나 이상의 리프트 부재들(172)은 증착 링(170)의 적어도 일부를 선택적으로 상승 또는 하강시키도록 구성된다. 정전 척(150)은 하나 이상의 리프트 부재들(172)을 수용하기 위한 스루홀들을 포함할 수 있다. 벨로우즈 어셈블리(131)가 기판 리프트(130)와 플로어(126) 사이에 커플링되어, 기판 리프트(130)의 수직 운동 동안 챔버 진공을 유지하는 가요성 밀봉부를 제공한다.
[0027] 타깃(138)은 프로세싱 볼륨(119)에서 기판 지지체(124) 반대편에 배치되어 그들 사이에서 프로세스 볼륨을 적어도 부분적으로 정의한다. 기판 지지체(124)는 타깃(138)의 스퍼터링 표면에 실질적으로 평행한 평면을 갖는 지지 표면을 갖는다. 타깃(138)은 DC 전력 소스(190) 및/또는 RF 전력 공급부(174) 중 임의의 하나 또는 둘 모두에 연결된다.
[0028] 타깃(138)은 백킹 플레이트(backing plate; 144)에 장착되는 스퍼터링 플레이트(142)를 포함한다. 스퍼터링 플레이트(142)는 기판(122) 상으로 스퍼터링될 재료를 포함한다. 백킹 플레이트(144)는, 예를 들면, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 구리-크롬 또는 구리-아연과 같은 금속으로 제조된다. 백킹 플레이트(144)는, 스퍼터링 플레이트(142) 및 백킹 플레이트(144)에서 발생하는 와전류들로부터 그리고 또한 생성된 플라즈마로부터의 에너지를 가진 이온들의 스퍼터링 플레이트(142) 상으로의 충격으로부터 형성되는, 타깃(138)에서 생성되는 열을 소산시키기에 충분히 높은 열 전도도를 갖는 재료로 제조될 수 있다.
[0029] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(100)는 타깃(138)의 스퍼터링을 개선하기 위해 타깃(138) 주위의 자기장을 성형하는 자기장 생성기(156)를 포함한다. 용량성 생성 플라즈마는 자기장 생성기(156)에 의해 향상될 수 있는데, 여기서 예를 들면, 기판(122)의 평면에 수직인 회전 축을 갖는 회전 자기장을 갖는 자기장을 복수의 자석들(151)(예를 들면, 영구 자석 또는 전자기 코일들)이 프로세스 챔버(100)에서 제공할 수 있다. 프로세스 챔버(100)는, 추가적으로 또는 대안적으로, 프로세싱 볼륨(119) 내의 이온 밀도를 증가시켜 타깃 재료의 스퍼터링을 개선하기 위해 타깃(138) 근처에서 자기장을 생성하는 자기장 생성기(156)를 포함할 수 있다. 복수의 자석들(151)은 덮개 어셈블리(104)의 공동(153) 내에 배치될 수 있다. 물과 같은 냉각제가 타깃(138)을 냉각시키기 위해 공동(153) 내에 배치될 수 있거나 또는 공동(153)을 통해 순환될 수 있다.
[0030] 프로세스 챔버(100)는 그러한 컴포넌트들과 이온화된 프로세스 재료 사이의 원치 않는 반응을 방지하기 위해 다양한 챔버 컴포넌트들을 둘러싸는 프로세스 키트(102)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세스 키트(102)는 프로세싱 볼륨(119)을 적어도 부분적으로 정의하기 위해 기판 지지체(124) 및 타깃(138)을 둘러싸는 프로세스 차폐부(105)를 포함한다. 예를 들면, 프로세스 차폐부(105)는 프로세싱 볼륨(119)의 외부 경계를 정의할 수 있다. DC 전력 소스(190)는 프로세스 차폐부(105)에 비해 타깃(138)에 바이어스 전압을 인가할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세스 차폐부(105)는 알루미늄과 같은 금속으로 제조된다.
[0031] 일부 실시예들에서, 프로세스 키트(102)는 정전 척(150)의 외부 에지에 놓이는 증착 링(170)을 포함한다. 프로세스 키트(102)는 프로세스 차폐부(105) 상에 배치되어 그들 사이에 구불구불한(tortuous) 가스 흐름 경로를 형성하는 커버 링(180)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 포지션에서, 기판(122)을 증착 링(170) 또는 기판 지지체(124) 중 적어도 하나에 맞닿게 클램핑하기 위해 커버 링(180)의 반경 방향 내부 부분이 기판(122) 상에 놓여진다.
[0032] 프로세스 챔버(100)는, 프로세스 챔버(100)를 배기하기 위해 사용되는 스로틀 밸브(도시되지 않음) 및 진공 펌프(도시되지 않음)를 포함하는 진공 시스템(184)에 커플링되고 그와 유체 연통한다. 프로세스 챔버(100) 내부의 압력은 스로틀 밸브 및/또는 진공 펌프를 조정하는 것에 의해 조절될 수 있다. 프로세스 챔버(100)는, 내부에 배치되는 기판(122)을 프로세싱하기 위해 프로세스 챔버(100)에 하나 이상의 프로세스 가스들을 공급할 수 있는 프로세스 가스 공급부(118)에 또한 커플링되고 그와 유체 연통한다. 기판(122)을 챔버 본체(106) 안팎으로 이송하는 것을 용이하게 하기 위해, 슬릿 밸브(148)가 챔버 본체(106)에 커플링될 수 있고 챔버 본체(106)의 측벽의 개구와 정렬될 수 있다.
[0033] 사용 시, 기판(122)은 이송 로봇(도시되지 않음)을 통해 내부 볼륨(120) 안으로 이송될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 리프트(130)는 증착 링(170)의 제1 부분(210)을, 기판 지지체(124) 위의 제1 포지션까지 상승시킬 수 있다(도 2 참조). 일부 실시예들에서, 리프트 메커니즘(113)은 기판 지지체(124) 및 증착 링(170)의 제2 부분(220)을 제2 포지션까지 상승시키는데, 여기서 제1 부분(210)은 제2 부분(220) 상에 놓인다(도 3 참조). 일부 실시예들에서, 리프트 메커니즘(113)은 기판 지지체(124), 증착 링의 제1 부분(210), 및 증착 링(170)의 제2 부분(220)을 제3 포지션, 또는 프로세싱 포지션까지 상승시킨다.
[0034] 사용 시, DC 전력 소스(190)가 타깃(138) 및 DC 전력 소스(190)에 연결되는 다른 챔버 컴포넌트들에 전력을 공급하는 동안, RF 전력 공급부(174)는 (예를 들면, 프로세스 가스 공급부(118)로부터의) 스퍼터링 가스를 에너자이징하여 스퍼터링 가스의 플라즈마를 형성한다. 형성되는 플라즈마는 타깃(138)의 스퍼터링 표면에 충돌하고 충격을 가하여 타깃(138)으로부터 떨어지는 재료를 기판(122) 상으로 스퍼터링한다. 일부 실시예들에서, RF 전력 공급부(174)에 의해 공급되는 RF 에너지는, 주파수가, 약 2 MHz에서부터 약 60 MHz까지의 범위에 이를 수 있거나, 예를 들면, 2 MHz, 13.56 MHz, 27.12 MHz, 또는 60 MHz와 같은 비제한적 주파수들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 상기 주파수들의 RF 에너지를 제공하기 위해 복수의 RF 전력 소스들(즉, 두 개 이상)이 제공될 수 있다. 이온들을 플라즈마로부터 기판(122) 쪽으로 유인하도록 기판 지지체(124)에 바이어스 전압을 공급하기 위해, 추가적인 RF 전력 소스(예를 들면, RF 바이어스 전력 공급부(117))가 또한 사용될 수 있다.
[0035] 도 2는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 제1 포지션에 있는 프로세스 챔버의 일부의 단면 등각도를 묘사한다. 제1 포지션에서, 증착 링(170)의 제1 부분(210)이 증착 링(170)의 제2 부분(220) 위에 배치된다. 커버 링(180)은 기판 지지체(124) 및 증착 링(170)(즉, 제1 부분(210) 및 제2 부분(220)) 위에 배치된다. 일부 실시예들에서, 제1 부분(210)은 이송 로봇의 이송 블레이드를 수용하기 위한 완전한 링이 아닌 아치형 형상을 갖는다. 제1 부분(210)은 상부에 기판(122)을 지지하기 위한 제1 내부 레지(242)를 포함한다.
[0036] 일부 실시예들에서, 제1 부분(210)은 내부 표면(212)이 제1 내부 레지(242)의 반경 방향 바깥쪽에 배치된 제1 융기 부분(202)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 내부 표면(212)은 기판(122)을 제1 내부 레지(242)로 안내하도록 경사져 있다. 일부 실시예들에서, 제1 융기 부분(202)은 외부 표면(430)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 외부 표면(430)은 커버 링(180)의 대향 표면과 유사하게 경사져 있다. 일부 실시예들에서, 제1 부분(210)은 이송 로봇의 엔드 이펙터들을 수용하기 위한 하나 이상의 절개부(cutout)들(208)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 절개부들(208)은 제1 융기 부분(202)을 통해 연장된다. 제1 부분(210)은 하나 이상의 리프트 부재들(172)에 커플링되는 하나 이상의 지지 탭(tab)들(206) 상에 놓일 수 있다. 하나 이상의 지지 탭들(206)은 기판 지지체(124)와 관련하여 제1 부분(210)을 상승시키거나 또는 하강시키는 것을 용이하게 한다. 하나 이상의 지지 탭들(206)은 제1 부분(210)의 형상과 대응하는 아치형 형상을 가질 수 있다.
[0037] 일부 실시예들에서, 제2 부분(220)은 기판 지지체(124) 상에 놓이거나 또는 다르게는 기판 지지체에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 제2 부분(220)은 환형 형상을 갖는다. 일부 실시예들에서, 제2 부분(220)은 기판 지지체(124)의 주변 홈(peripheral groove; 214)에 배치된다. 제2 부분(220)은, 제2 포지션 또는 제3 포지션에 있을 때, 상부에 기판(122)을 지지하기 위한 제2 내부 레지(244)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 부분(220)은 내부 표면(222)이 제2 내부 레지(244)의 반경 방향 바깥쪽에 배치된 제2 융기 부분(204)을 포함한다. 제2 융기 부분(204)은 제1 융기 부분(202)의 형상과 대응하는 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 내부 표면(212)은 기판(122)을 제2 내부 레지(244)로 안내하도록 경사져 있다.
[0038] 도 3은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 제2 포지션에 있는 프로세스 챔버의 일부의 단면 등각도를 묘사한다. 제2 포지션에서, 증착 링(170)의 제2 부분(220) 및 기판 지지체(124)는, 기판(122)이 기판 지지체(124) 상에 또한 놓이도록 상승된다. 제2 포지션에서, 제1 부분(210)의 하부 표면(306)은 제2 부분(220)의 상부 표면(308) 상에 놓일 수 있다. 일부 실시예들에서, 증착 링(170)의 제1 부분(210) 및 제2 부분(220)은, 제1 부분(210)의 내부 표면(212)이 제2 부분(220)의 내부 표면(222)과 실질적으로 동일 평면에 있도록 서로 포개질 수 있다. 예를 들면, 제2 융기 부분(204)은 제1 부분(210)의 하나 이상의 절개부들(208) 안으로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 부분(210)은 제2 부분(220)의 외경보다 더 큰 외경을 갖는다.
[0039] 제2 포지션에서, 제1 내부 레지(242) 및 제2 내부 레지(244)는 기판(122)의 외부 림(302)이 놓일 클램핑 표면(320)을 함께 형성하도록 공통 평면을 따라 정렬되도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 클램핑 표면(320)은 환형 표면이다. 일부 실시예들에서, 외부 림(302)은 약 1.0 mm 내지 약 3.0 mm의 폭을 갖는다. 일부 실시예들에서, 외부 림(302)은 약 50 마이크로미터 내지 약 800 마이크로미터의 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 외부 림(302)은 기판의 중앙 부분(304)보다 더 큰 두께를 갖는다.
[0040] 도 4는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 제3 포지션에 있는 프로세스 챔버의 일부의 측단면도를 묘사한다. 제3 포지션은 일반적으로 프로세싱 포지션이다. 제3 포지션에서, 커버 링(180)은 기판(122)의 외부 림(302)을 증착 링(170)에 맞닿게 클램핑하도록 구성된다.
[0041] 일부 실시예들에서, 증착 링(170)의 제1 부분(210)은 아치형 본체(432)를 포함한다. 제1 융기 부분(204)은 아치형 본체(432)로부터 상방으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 제1 부분(210)은 아치형 본체(432)의 하부 표면(458)으로부터 하방으로 연장되는 하부 링(452)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하부 링(452)은 제1 융기 부분(204)의 반경 방향 바깥쪽에 배치된다. 일부 실시예들에서, 하부 링(452)은 하부 표면(458)으로부터 하방으로 그리고 반경 방향 바깥쪽으로 연장되는 내부 표면(456)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 내부 표면(456)은 제2 부분(220)의 대향 표면의 형상에 대응하여 윤곽이 형성되거나 또는 경사진다. 일부 실시예들에서, 하부 링(452)은 하부 표면(458)으로부터 실질적으로 수직 하방으로 연장되는 외부 표면(454)을 포함한다.
[0042] 커버 링(180)은 일반적으로 상부 표면(406) 및 하부 표면(416)을 포함하는 환형 본체(402)를 구비한다. 일부 실시예들에서, 커버 링(180)은 세라믹 재료로 제조된다. 일부 실시예들에서, 내부 립(408)은 환형 본체(402)로부터 반경 방향 안쪽으로 그리고 하방으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 내부 립(408)은 환형 본체(402)의 상부 표면(406)으로부터 약 40도 내지 약 70도의 각도에서 반경 방향 안쪽으로 그리고 하방으로 연장된다. 내부 립(408)은 외부 표면(412) 및 내부 표면(418)을 포함한다. 내부 립(408)은 기판(122)을 클램핑할 수 있다. 내부 립(408)은 내부 립(408)으로부터 하방으로 연장되는 복수의 돌출부들(410)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 돌출부들(410)은 내부 립(408)의 외부 표면(412)으로부터 연장된다. 일부 실시예들에서, 복수의 돌출부들(410)은 함께, 기판(122)을 클램핑하기 위한 평평한 기판 접촉 표면(405)을 정의한다. 일부 실시예들에서, 커버 링(180)은, 증착 링(170) 상에 배치될 때, 증착 링(170)의 클램핑 표면(320)과 복수의 돌출부들(410)의 평평한 기판 접촉 표면(405) 사이에서 약 700 내지 약 850 마이크로미터의 간격을 갖는다.
[0043] 일부 실시예들에서, 커버 링(180)은 환형 본체(402)의 하부 표면(416)으로부터 하방으로 연장되는 제1 링(414)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 링(414) 및 내부 립(408)은 그들 사이에 증착 링(170)을 수용하기 위한 제1 채널(422)을 정의한다. 일부 실시예들에서, 제1 링(414)의 외부 표면(424)은 환형 본체(402)로부터 실질적으로 수직 하방으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 제1 링(414)의 내부 표면(428)은 하방으로 그리고 반경 방향 바깥쪽으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 제2 링(434)은 환형 본체(402)의 하부 표면(416)으로부터 하방으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 제2 링(434)의 내부 표면(436)은 하방으로 그리고 반경 방향 바깥쪽으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 제2 링(434)의 외부 표면(438)은 실질적으로 수직 하방으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 제2 링(434)은 증착 링(170)의 반경 방향 바깥쪽에 배치된다.
[0044] 일부 실시예들에서, 외부 립(outer lip; 440)은 환형 본체(402)로부터 하방으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 제2 링(434) 및 외부 립(440)은 그들 사이에 프로세스 차폐부(105)의 내부 립(450)을 수용하기 위한 제2 채널(446)을 정의한다. 일부 실시예들에서, 프로세스 차폐부(105)의 내부 립(450)은 커버 링(180)의 외부 립(440)과 중첩되어 그들 사이에서 구불구불한 흐름 경로를 형성한다. 일부 실시예들에서, 제1 채널(422)의 플로어(462)는 실질적으로 제2 채널(446)의 플로어(464)와 동일한 수평 평면을 따른다.
[0045] 일부 실시예들에서, 커버 링(180)의 내부 립(408)은 내부 립(408)의 반경 방향 가장 안쪽 부분에서 말단 부분(480)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 내부 립(408)의 말단 부분(480)은, 아크 방전을 감소시키기 위한 또는 방지하기 위한 플라즈마 배리어를 유리하게 제공하도록, 복수의 돌출부들(410)의 평평한 기판 접촉 표면(405)을 넘어 연장된다. 일부 실시예들에서, 말단 부분(480)은 둥근 에지들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 돌출부들(410)은 둥근 에지들을 갖는다.
[0046] 도 5는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 커버 링의 등각 저면도를 묘사한다. 일부 실시예들에서, 도 5에서 도시되는 바와 같이, 복수의 돌출부들(410)은 내부 립(408)을 따라 규칙적인 간격들로 배치된다. 일부 실시예들에서, 복수의 돌출부들(410)의 최하부 표면들(502)은 함께, 평평한 기판 접촉 표면(405)을 정의한다. 복수의 돌출부들(410)은, 고착(sticking) 및 증착 축적(deposition build up)을 방지하기 위해 기판(122)과의 최소 접촉 지점들을 제공하면서, 기판(122)을 평탄화하기에 충분한 클램핑 힘을 유리하게 제공한다. 일부 실시예들에서, 복수의 돌출부들(410) 각각은 약 2.0 mm 내지 약 10.0 mm의 폭을 갖는다. 일부 실시예들에서, 내부 립(408)은 복수의 돌출부들 사이에 배치되는 복수의 함몰된 부분(recessed portion)들(510)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 채널(446)의 플로어(464)는 커버 링(180)을 프로세스 차폐부(105)에 정렬하기 위한 하나 이상의 정렬 피처들(514)을 포함할 수 있다. 정렬 피처들(514)은 홈들, 슬롯들, 핀들 등일 수 있다.
[0047] 도 6a는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 증착 링의 제1 부분의 최상부 등각도를 묘사한다. 도 6b는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 증착 링의 제1 부분의 저부 등각도를 묘사한다. 일부 실시예들에서, 제1 부분(210)의 아치형 본체(432)는 제1 부분(210)의 중심 축(610)을 중심으로 약 150도 내지 약 250도 연장된다. 일부 실시예들에서, 제1 부분(210)의 하나 이상의 절개부들(208)은 제1 융기 부분(202) 및 아치형 본체(432)의 부분들을 통해 제1 융기 부분(202)으로부터 수직으로 아래로 그리고 그로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 절개부들(208)은 두 개의 절개부들을 포함한다.
[0048] 제1 부분(210)은 다양한 정렬 피처들을 포함한다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 절개부들(208)의 각각의 절개부에 의해 정의되는 제1 융기 부분(202)의 대향하는 측벽들(606)은, 제2 포지션 또는 제3 포지션에 있을 때, 내부에서 대응하는 제2 융기 부분들(204)을 안내하기 위해 서로를 향해 경사진다. 일부 실시예들에서, 아치형 본체(432)는 제1 부분(210) 및 제2 부분(220)을 정렬시키는 것을 용이하게 하도록 구성되는 정렬 슬롯(602)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 정렬 슬롯(602)은 제1 부분(210)의 외부 측벽(618)으로부터 연장된다. 일부 실시예들에서, 하부 링(452)은 정렬 슬롯(602)으로부터 반경 방향 안쪽에서 절개부(628)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 부분(210)은 증착 링(170)을 기판 지지체(124)에 정렬하기 위해 아치형 본체(432)로부터 반경 방향 안쪽으로 연장되는 하나 이상의 정렬 탭들(620)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 아치형 본체(432)의 하부 표면(458)은 기판 지지체(124)와 관련하여 제1 부분(210)을 상승시키기 위한 또는 하강시키기 위한 하나 이상의 지지 탭들(206)을 수용하기 위한 하나 이상의 홈들(612)을 포함할 수 있다.
[0049] 도 7은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 증착 링의 제2 부분의 최상부 등각도를 묘사한다. 일부 실시예들에서, 제2 부분(220)은 환형 본체(702)로부터 상방으로 연장되는 제2 융기 부분(204)을 갖는 환형 본체(702)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 부분(220)은 제1 부분(210)의 일부를 수용하도록 사이즈가 정해지는 하나 이상의 절개부들(708)을 포함한다. 예를 들면, 하나 이상의 절개부들(708)은, 제1 부분(210)의 내부 표면(212) 및 제1 내부 레지(242)가, 제2 부분(220)의 내부 표면(222) 및 제2 내부 레지(244)와, 각각, 실질적으로 정렬되도록, 제1 융기 부분(202) 및 아치형 본체(432)의 부분들을 수직으로 아래로 그리고 제1 융기 부분(202)으로부터 반경 방향 안쪽으로 수용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 절개부들(708)에 의해 정의되는 제2 융기 부분(204)의 측벽들(704)은, 제1 부분(210)이 제2 부분(220) 상에 놓일 때, 내부에서 대응하는 제1 융기 부분들(202)을 안내하도록 경사진다.
[0050] 일부 실시예들에서, 환형 본체(702)의 폭은, 하나 이상의 절개부들(708)을 갖는 환형 본체(702)의 부분들보다, 제2 융기 부분(204)을 갖는 환형 본체(702)의 부분들을 따라 더 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 절개부들(708)을 갖는 환형 본체(702)의 부분들은 제1 부분(210)의 가장 안쪽 표면과 제1 부분(210)의 하부 링(452)의 내부 표면(456) 사이의 거리와 대응하는 폭을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 융기 부분(204)을 갖는 환형 본체(702)의 부분들을 따르는 환형 본체(702)의 외경은 제1 부분(210)의 외경과 실질적으로 유사하다.
[0051] 일부 실시예들에서, 제2 부분(220)은 환형 본체(702)로부터 바깥쪽으로 연장되는 정렬 탭(710)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 정렬 탭(710)은 아치형 본체(432)가 그 상에 배치될 때 놓일 레지(712)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 정렬 탭(710)은 레지(712)로부터 상방으로 연장되는 외부 립(714)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 외부 립(714)은 제1 부분(210)의 정렬 슬롯(602) 안으로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 부분(220)은 제2 부분(220)을 기판 지지체(124)에 정렬하기 위해 환형 본체(702)로부터 반경 방향 안쪽으로 연장되는 하나 이상의 정렬 탭들(720)을 포함할 수 있다.
[0052] 도 8은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버(예를 들면, 프로세스 챔버(100))에서 기판(예를 들면, 기판(122))을 평탄화하는 방법(700)을 묘사한다. 일부 실시예들에서, 기판은 약 20 마이크로미터 내지 약 800 마이크로미터의 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 기판은 약 20 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터의 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버는 PVD 챔버이다. 802에서, 방법(800)은 증착 링(예를 들면, 증착 링(170))의 제1 부분(예를 들면, 제1 부분(210)) 상에 기판을 배치하는 단계를 포함하고, 제1 부분은 증착 링의 제2 부분(예를 들면, 제2 부분(220))에 대해 상승된다.
[0053] 804에서, 증착 링의 제2 부분은 제1 부분(210)과 맞물리도록 기판 지지체(예를 들면, 기판 지지체(124))와 함께 상승되는데, 여기서 제1 부분(210) 및 제2 부분(220)은 함께, 클램핑 표면을 형성한다. 일부 실시예들에서, 기판의 중앙 부분(예를 들면, 중앙 부분(304))은 (예를 들면, 정전 척(150)을 통해) 정전기적으로 척킹되거나 또는 기판 지지체에 진공 척킹된다.
[0054] 806에서, 기판 지지체는, 증착 링과 커버 링 사이에서 기판을 유리하게 평탄화하기 위해, 기판의 외부 림(예를 들면, 외부 림(302))을 커버 링(예를 들면, 커버 링(180))에 맞닿게 클램핑하도록 상승된다. 일부 실시예들에서, 외부 림은 기판의 외부 측벽으로부터 약 1.0 mm 내지 약 3.0 mm의 영역을 포함한다. 일부 실시예들에서, 기판은, 커버 링과 기판 사이에서 최소 접촉을 제공하도록, 증착 링과 복수의 돌출부들(예를 들면, 복수의 돌출부들(410)) 사이에 클램핑된다. 일부 실시예들에서, 일단 기판이 클램핑되면, 프로세스 챔버는 후속하는 증착, 에칭, 또는 세정 프로세스를 수행한다.
[0055] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다.

Claims (20)

  1. 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트로서,
    제1 내부 레지(ledge)를 갖는 제1 부분 및 제2 내부 레지를 갖는 제2 부분을 포함하는 증착 링을 포함하고, 제1 포지션에서, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분으로부터 이격되고, 제2 포지션에서, 상기 제2 부분은 상기 제1 내부 레지가 공통 평면을 따라 상기 제2 내부 레지와 정렬되어 클램핑 표면을 형성하도록 상기 제1 부분과 맞물리도록 구성되는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분은 아치형 형상을 가지며, 상기 제2 부분은 환형 형상을 갖는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분은 아치형 본체를 포함하고, 상기 아치형 본체는 상기 아치형 본체로부터 상방으로 연장되는 제1 융기 부분을 갖고, 상기 제1 융기 부분은 경사진 내부 표면을 포함하고, 상기 제2 부분은 환형 본체를 포함하고, 상기 환형 본체는 상기 환형 본체로부터 상방으로 연장되는 제2 융기 부분을 갖는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 제2 융기 부분을 수용하도록 사이즈가 정해지는 하나 이상의 절개부(cutout)들을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 제1 융기 부분을 수용하도록 사이즈가 정해지는 하나 이상의 절개부들을 포함하는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 부분의 상기 하나 이상의 절개부들의 각각의 절개부에 의해 정의되는 상기 제1 융기 부분의 대향하는 측벽들은 서로를 향해 경사지는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분은 아치형 형상을 가지며, 상기 제2 부분은 환형 형상을 갖는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 제1 부분의 하부 표면으로부터 하방으로 연장되는 하부 링을 포함하는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 부분은 상기 제2 부분의 환형 본체로부터 바깥쪽으로 연장되는 정렬 탭을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 정렬 탭을 수용하기 위한 정렬 슬롯을 포함하는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    커버 링을 더 포함하고, 상기 증착 링 및 상기 커버 링은 함께, 기판의 외부 림을 클램핑하도록 구성되는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 커버 링은, 상기 증착 링 상에 배치될 때, 상기 증착 링의 클램핑 표면과 상기 커버 링의 평평한 기판 접촉 표면 사이에서 약 X 내지 약 Y의 간격을 갖는, 프로세스 챔버에서의 사용을 위한 프로세스 키트.
  11. 기판을 처리하기 위한 프로세스 챔버로서,
    내부에 내부 볼륨을 정의하는 챔버 본체;
    상부에 상기 기판을 지지하기 위해 상기 내부 볼륨 내에 배치된 기판 지지체; 및
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 상기 증착 링을 포함하고,
    상기 제2 부분은 상기 기판 지지체 상에 배치되는, 기판을 처리하기 위한 프로세스 챔버.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 내부 볼륨 내에 배치되며, 상기 제2 부분과 관련하여 상기 제1 부분을 선택적으로 상승시키도록 또는 하강시키도록 구성되는 후프 리프트(hoop lift)를 더 포함하는, 기판을 처리하기 위한 프로세스 챔버.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 증착 링 위에서 상기 내부 볼륨 내에 배치된 커버 링을 더 포함하고, 상기 커버 링 및 상기 증착 링은 상기 커버 링과 상기 증착 링 사이에 상기 기판의 외부 림을 클램핑하도록 구성되는, 기판을 처리하기 위한 프로세스 챔버.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판 지지체 주위에서 상기 내부 볼륨 내에 배치된 프로세스 차폐부를 더 포함하고, 상기 프로세스 차폐부의 내부 립은 상기 커버 링의 외부 립과 중첩되어 상기 내부 립과 상기 외부 립 사이에 구불구불한(tortuous) 흐름 경로를 형성하는, 기판을 처리하기 위한 프로세스 챔버.
  15. 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화(flatten)하는 방법으로서,
    증착 링의 제2 부분에 대해 상승되는 상기 증착 링의 제1 부분 상에 상기 기판을 배치하는 단계;
    상기 제1 부분, 상기 제2 부분, 및 기판 지지체가 함께, 상기 기판을 지지하도록 상기 제1 부분과 맞물리도록 상기 증착 링의 상기 제2 부분을 상기 기판 지지체와 함께 상승시키는 단계; 및
    상기 증착 링과 커버 링 사이에 상기 기판의 외부 림을 클램핑하도록 상기 기판 지지체를 상승시키는 단계를 포함하는, 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    정전 척을 통해 상기 기판의 중앙 부분을 척킹하는 단계를 더 포함하는, 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 부분 상에 상기 기판을 배치하기 이전에 상기 제1 부분을 이송 포지션까지 상승시키는 단계를 더 포함하는, 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화하는 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 외부 림은 상기 기판의 외부 측벽으로부터 약 1.0 mm 내지 약 3.0 mm의 영역을 포함하는, 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화하는 방법.
  19. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 증착 링 및 상기 커버 링의 복수의 돌출부들 사이에서 클램핑되는, 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화하는 방법.
  20. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 약 20 마이크로미터 내지 약 800 마이크로미터의 두께를 갖는, 프로세스 챔버에서 기판을 평탄화하는 방법.
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