KR20230156422A - 정전 척킹 시의 감소된 로컬화된 힘 - Google Patents
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Abstract
반도체 기판 지지 조립체들은 기판 지지 표면을 갖는 정전 척 바디를 포함할 수 있다. 정전 척 바디는 기판 지지 표면으로부터 연장되는 복수의 돌출부들을 정의할 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디 내에 매립된 전극을 포함할 수 있다. 전극은 기판 지지 표면으로부터 연장되는 복수의 돌출부들과 일직선을 이루는 전극을 통과하는 어퍼처들을 정의할 수 있다.
Description
[0001]
이 출원은 2021년 3월 18일에 출원되고 발명의 명칭이 "REDUCED LOCALIZED FORCE IN ELECTROSTATIC CHUCKING"인 미국 정규 출원 번호 제17/205,867호의 이익 및 우선권을 주장하며, 이 정규 출원의 내용은 모든 목적들을 위해 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0002]
본 기술은 반도체 시스템들, 프로세스들, 및 장비에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 기술은 지지 조립체들 상의 기판들을 보호하기 위한 프로세스들 및 시스템들에 관한 것이다.
[0003]
다수의 기판 프로세싱 시스템들은 반도체 기판 프로세싱 동안 웨이퍼를 유지하기 위해 베이스와 결합하여, 정전 척과 같은 기판 지지부들을 사용한다. 매립된 전극은 웨이퍼 또는 기판을 기판 지지부에 정전기적으로 척킹(chuck)할 수 있다. 전압이 전극에 인가될 수 있으며, 이는 클램핑력(clamping force)을 제공한다. 그러나 이러한 클램핑력은 기판에 대한 후면 손상을 야기할 수 있으며, 후속 프로세싱에서 이슈들을 야기할 수 있는 후면 입자들을 생성할 수 있다.
[0004]
따라서, 프로세싱 챔버들 및 컴포넌트들의 수명 및 성능을 개선하는 데 사용될 수 있는 개선된 시스템들 및 방법들이 필요하다. 이들 및 다른 필요성들이 본 기술에 의해 해소된다.
[0005]
반도체 기판 지지 조립체들은 기판 지지 표면을 갖는 정전 척 바디를 포함할 수 있다. 정전 척 바디는 기판 지지 표면으로부터 연장되는 복수의 돌출부들을 정의할 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디 내에 매립된 전극을 포함할 수 있다. 전극은 기판 지지 표면으로부터 연장되는 복수의 돌출부들과 일직선을 이루는 전극을 통해 어퍼처들을 정의할 수 있다.
[0006]
일부 실시예들에서, 전극은, 정전 척 바디를 통과하고 복수의 돌출부들 주위에 연속적인 전극을 포함할 수 있다. 전극은 복수의 돌출부들의 각각의 돌출부와 일직선을 이루는 어퍼처를 정의할 수 있다. 각각의 어퍼처는 어퍼처가 일직선을 이루는 대응하는 돌출부의 직경보다 더 큰 직경을 특징으로 할 수 있다. 각각의 어퍼처는 기판 지지 표면을 따른 대응하는 돌출부의 직경보다 더 크거나 약 5% 이상 더 큰 직경으로 연장될 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디의 외부 주위에 정의되는 실링 밴드들을 포함할 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디를 통해 형성된 가스 전달 채널을 포함할 수 있다. 가스 전달 채널은 복수의 돌출부들과 실링 밴드 사이에 정의된 볼륨으로 후면 가스를 전달하도록 구성될 수 있다. 가스 전달 채널은 유체 소스와 유체적으로 커플링될 수 있다. 유체 소스는 헬륨 가스이거나 이를 포함할 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디 내에 매립된 접지 전극에 커플링된 전력 공급기를 포함할 수 있다. 전력 공급기는 전극에 척킹 전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
[0007]
본 기술의 일부 실시예들은 기판 지지 조립체들을 포함할 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디를 포함할 수 있다. 정전 척 바디는 정전 척 바디의 기판 지지 표면을 따라 복수의 돌출부들을 정의할 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디 내에 매립된 전극을 포함할 수 있다. 전극은 전극을 통과하는 복수의 어퍼처들을 정의할 수 있다. 복수의 어퍼처들의 각각의 어퍼처는 기판 지지 표면을 따른 복수의 돌출부들의 돌출부와 수직으로 일직선을 이루게 형성될 수 있다.
[0008]
일부 실시예들에서, 전극은, 정전 척 바디를 통과하고 복수의 돌출부들 주위에 연속적인 전극을 포함할 수 있다. 각각의 돌출부는 약 1mm 이상의 직경을 특징으로 할 수 있다. 각각의 어퍼처는 어퍼처가 일직선을 이루는 대응하는 돌출부의 직경보다 더 큰 직경을 특징으로 할 수 있다. 각각의 어퍼처는 기판 지지 표면을 따른 대응하는 돌출부의 직경보다 더 크거나 약 3% 이상 더 큰 직경으로 연장될 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디의 외부 주위에 정의되는 실링 밴드들을 포함할 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디를 통해 형성된 가스 전달 채널을 포함할 수 있다. 가스 전달 채널은 복수의 돌출부들과 실링 밴드 사이에 정의된 볼륨으로 후면 가스를 전달하도록 구성될 수 있다. 가스 전달 채널은 유체 소스와 유체적으로 커플링될 수 있다. 유체 소스는 헬륨 가스이거나 이를 포함할 수 있다. 조립체들은 정전 척 바디 내에 매립된 접지 전극에 커플링된 전력 공급기를 포함할 수 있다. 전력 공급기는 전극에 척킹 전압을 제공하도록 구성될 수 있다.
[0009]
본 기술의 일부 실시예들은 반도체 프로세싱의 방법들을 포함할 수 있다. 방법은 정전 척 바디에 매립된 전극에 전압을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 정전 척 바디는 정전 척 바디의 기판 지지 표면을 따라 복수의 돌출부들을 정의할 수 있다. 전극은 전극을 통과하는 복수의 어퍼처들을 정의할 수 있다. 복수의 어퍼처들의 각각의 어퍼처는 기판 지지 표면을 따른 복수의 돌출부들의 돌출부와 수직으로 일직선을 이루게 형성될 수 있다. 방법은 기판을 정전 척 바디에 클램핑하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전압은 약 1000V 이상일 수 있다. 복수의 돌출부들의 각각의 돌출부에서의 척킹력은 복수의 돌출부들의 각각의 돌출부 사이의 척킹력의 약 98% 이하일 수 있다.
[0010]
그러한 기술은 종래의 시스템들 및 기법들에 비해 다수의 이익들을 제공할 수 있다. 예컨대, 프로세스들은 기판 지지부에 걸친 로케이션들에서 로컬화된 척킹력을 감소시키면서, 충분한 글로벌 척킹력을 여전히 제공할 수 있다. 부가적으로, 프로세스들은 후면 입자들을 감소시키거나 제한할 수 있으며, 이는 하류 프로세싱을 용이하게 할 수 있다. 이들 및 다른 실시예들은, 이들의 이점들 및 특징들 중 다수와 함께, 아래의 설명 및 첨부 도면들과 함께 더 상세히 설명된다.
[0011]
개시되는 기술의 성질 및 이점들의 추가적인 이해는 본 명세서의 나머지 부분들 및 도면들을 참조함으로써 실현될 수 있다.
[0012] 도 1은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0013] 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0014] 도 3a는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 지지부의 개략적인 부분 단면도를 도시한다.
[0015] 도 3b는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 지지부의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0016] 도 4는 본 기술의 일부 실시예들에 따라 반도체 프로세싱의 방법의 선택된 동작들을 도시한다.
[0017] 도면들 중 몇몇 도면들은 개략도들로서 포함된다. 도면들은 예시적인 목적들을 위한 것이며, 실척인 것으로 구체적으로 명시되지 않는 한, 실척인 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 부가적으로, 개략도들로서, 도면들은 이해를 돕기 위해 제공되며, 현실적인 표현들과 비교하여 모든 양상들 또는 정보를 포함하지 않을 수 있고, 예시적인 목적들을 위해 과장된 자료를 포함할 수 있다.
[0018] 첨부된 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들은 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 추가로, 동일한 유형의 다양한 컴포넌트들은, 유사한 컴포넌트들을 구별하는 문자를 참조 라벨에 뒤따르게 함으로써 구별될 수 있다. 본 명세서에서 제1 참조 라벨만이 사용된 경우, 설명은, 문자와 무관하게, 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 하나에 적용 가능하다.
[0012] 도 1은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0013] 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0014] 도 3a는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 지지부의 개략적인 부분 단면도를 도시한다.
[0015] 도 3b는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 지지부의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0016] 도 4는 본 기술의 일부 실시예들에 따라 반도체 프로세싱의 방법의 선택된 동작들을 도시한다.
[0017] 도면들 중 몇몇 도면들은 개략도들로서 포함된다. 도면들은 예시적인 목적들을 위한 것이며, 실척인 것으로 구체적으로 명시되지 않는 한, 실척인 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 부가적으로, 개략도들로서, 도면들은 이해를 돕기 위해 제공되며, 현실적인 표현들과 비교하여 모든 양상들 또는 정보를 포함하지 않을 수 있고, 예시적인 목적들을 위해 과장된 자료를 포함할 수 있다.
[0018] 첨부된 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들은 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 추가로, 동일한 유형의 다양한 컴포넌트들은, 유사한 컴포넌트들을 구별하는 문자를 참조 라벨에 뒤따르게 함으로써 구별될 수 있다. 본 명세서에서 제1 참조 라벨만이 사용된 경우, 설명은, 문자와 무관하게, 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 하나에 적용 가능하다.
[0019]
플라즈마 에칭 프로세스는 하나 이상의 구성 전구체들을 에너자이징(energize)하여 기판으로부터의 재료 제거를 용이하게 할 수 있다. 프로세스의 조건들은, 적절히 클램핑되지 않은 경우 기판이 이탈되거나 시프트되게 할 수 있다. 부가적으로, 기판 상의 형성된 막들은 기판 상에 응력들을 야기할 수 있다. 예컨대, 프로세싱은 복잡한 구조를 생성하기 위해 더 많은 막들을 포함할 수 있으므로, 기판 상에 더 두꺼운 재료 층이 발생(develop)될 수 있다. 이러한 생성된 막들은 기판 상에 작용하는 내부 응력들을 특징으로 할 수 있다. 이는 프로세싱 동안 기판이 휘어지게 할 수 있으며, 이것이 제어되지 않는 경우, 열등한 제거 균일성뿐만 아니라 디바이스 손상 또는 오작동으로 이어질 수 있다.
[0020]
에칭 프로세스들 동안 기판을 유지하고 휨 응력을 극복하기 위해 기판에 대한 클램핑 액션을 생성하는데 정전 척이 사용될 수 있다. 그러나 이러한 디바이스 구조들의 두께 및 복잡성이 증가함에 따라, 기판 상에 작용하는 응력들이 증가하며, 이는 척킹 전압의 비례적 증가를 요구할 수 있다. 부가적으로, 챔버의 컴포넌트들에 추가로 영향을 미치는 비교적 높은 온도들에서 다수의 에칭 프로세스들이 수행될 수 있다. 예컨대, 일부 에칭 활동들은 수백도 이상의 온도들에서 발생할 수 있으며, 이는 기판이 방사상 바깥쪽으로 열적으로 팽창하게 할 수 있다. 팽창은 증가된 척킹 전압과 결합하여, 기판 지지부와 접촉하는 반도체 기판의 후면 상에 스크래치들이 형성되게 할 수 있을 뿐만 아니라, 아래에 놓인 척 바디로부터 입자들이 축출되게 할 수 있다.
[0021]
이러한 스크래치들 및 입자들은 다수의 난제들을 야기할 수 있다. 예컨대, 기판이 프로세싱으로부터 제거되고 전면 개방형 통합 포드에서 다른 프로세싱된 기판으로 교체될 때, 접촉부로부터 생성된 입자들이 아래에 놓인 기판들로 떨어질 수 있으며, 이는 아래에 놓인 기판들에 대해 생성된 막들에서 결함들로 작용할 수 있다. 부가적으로, 일부 후속 프로세싱은 손상에 의해 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 후속 동작들은 리소그래피를 포함할 수 있다. 후면 손상은 기판을 통해 투사된 빔의 변위를 야기할 수 있으며, 이는 리소그래피 프로세스에 영향을 미칠 수 있거나, 또는 입자들은 민감한 리소그래피 베이스에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 이슈들은 종래의 기술들을 제한하고 후속 프로세싱에 대한 영향으로 인한 웨이퍼들의 손실뿐만 아니라 리소그래피 컴포넌트들에 대한 손상을 야기하였다. 본 기술은 기판 지지부 내에 전극을 통합함으로써 이러한 난제들을 극복하며, 이는 기판과 접촉하는 로케이션들에서 정전기력을 감소시킬 수 있다. 이는 특히 증가된 온도들에서 기판 후면 손상을 제한할 수 있다.
[0022]
나머지 개시내용은 개시되는 기술을 활용하여 특정 에칭 및 세정 프로세스들을 일상적으로 식별할 것이지만, 설명되는 챔버들에서 발생할 수 있는 다양한 다른 프로세스들에 시스템들 및 방법들이 동일하게 적용 가능하다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 따라서, 본 기술이 단지 설명된 에칭 또는 세정 프로세스들에 대해서만 사용되는 것으로 제한되는 것으로 간주되지 않아야 한다. 본 개시내용은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세스 시퀀스들의 방법들 또는 동작들 및 시스템들을 설명하기 전에 본 기술과 함께 사용될 수 있는 하나의 가능한 시스템 및 챔버를 논의할 것이다. 기술은 설명된 장비로 제한되지 않으며 논의된 프로세스들은 임의의 수의 프로세싱 챔버들 및 시스템들에서 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0023]
도 1은 실시예들에 따른, 증착, 에칭, 베이킹, 및/또는 경화 챔버들의 프로세싱 시스템(10)의 일 실시예의 평면도를 도시한다. 도 1에 묘사된 도구 또는 프로세싱 시스템(10)은 복수의 프로세스 챔버들(24a-d), 이송 챔버(20), 서비스 챔버(26), 통합된 계측 챔버(28) 및 한 쌍의 로드록 챔버들(16a-b)을 포함할 수 있다. 프로세스 챔버들은 임의의 수의 구조들 또는 컴포넌트들뿐만 아니라 임의의 수 또는 조합의 프로세싱 챔버들을 포함할 수 있다.
[0024]
챔버들 사이에서 기판들을 운송하기 위해, 이송 챔버(20)는 로봇 운송 메커니즘(22)을 포함할 수 있다. 운송 메커니즘(22)은 연장 가능한 암들(22b)의 원위 단부들에 각각 부착된 한 쌍의 기판 운송 블레이드들(22a)을 가질 수 있다. 블레이드들(22a)은 프로세스 챔버들 내외로 개별 기판들을 운반하는 데 사용될 수 있다. 동작 시에, 운송 메커니즘(22)의 블레이드(22a)와 같은 기판 운송 블레이드들 중 하나는 챔버들(16a-b)과 같은 로드록 챔버들 중 하나로부터 기판(W)을 리트리브하고 기판(W)을 프로세싱의 제1 스테이지, 예컨대, 챔버들(24a-d)에서 아래에 설명된 바와 같은 처리 프로세스로 운반한다. 설명된 기술의 개별 또는 결합된 동작들을 수행하기 위해 챔버들이 포함될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 챔버들이 증착 또는 에칭 동작을 수행하도록 구성될 수 있는 반면, 하나 이상의 다른 챔버들은 설명된 전처리 동작 및/또는 하나 이상의 후처리 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 반도체 프로세싱에서 전형적으로 수행되는 임의의 수의 부가적인 제작 동작들을 또한 수행할 수 있는 임의의 수의 구성들이 본 기술에 의해 포함된다.
[0025]
챔버가 점유된 경우, 로봇은 프로세싱이 완료될 때까지 대기하고 그 후 하나의 블레이드(22a)로 챔버로부터 프로세싱된 기판을 제거하고 제2 블레이드로 새로운 기판을 삽입할 수 있다. 일단 기판이 프로세싱되면, 기판은 그 후 제2 프로세싱 스테이지로 이동될 수 있다. 각각의 이동에 대해, 운송 메커니즘(22)은 일반적으로 기판을 운반하는 하나의 블레이드 및 기판 교환을 실행하기 위해 비어 있는 하나의 블레이드를 가질 수 있다. 운송 메커니즘(22)은 교환이 달성될 때까지 각각의 챔버에서 대기할 수 있다.
[0026]
일단 프로세싱이 프로세스 챔버들 내에서 완료되면, 운송 메커니즘(22)은 마지막 프로세스 챔버로부터 기판(W)을 이동시키고 로드록 챔버들(16a-b) 내의 카세트로 기판(W)을 운송할 수 있다. 로드록 챔버들(16a-b)로부터, 기판은 팩토리 인터페이스(12)로 이동할 수 있다. 팩토리 인터페이스(12)는 일반적으로 대기압 청정 환경의 포드 로더들(14a-d)과 로드록 챔버들(16a-b) 사이에서 기판들을 이송하도록 동작할 수 있다. 팩토리 인터페이스(12)의 청정 환경은 일반적으로 예컨대, HEPA 여과와 같은 공기 여과 프로세스들을 통해 제공될 수 있다. 팩토리 인터페이스(12)는 또한 프로세싱 이전에 기판들을 적절하게 정렬하는 데 사용될 수 있는 기판 배향기/정렬기를 포함할 수 있다. 로봇들(18a-b)과 같은 적어도 하나의 기판 로봇은 팩토리 인터페이스(12) 내의 다양한 포지션들/로케이션들 사이에서 그리고 그와 통신하는 다른 로케이션들로 기판들을 운송하기 위해 팩토리 인터페이스(12)에 포지셔닝될 수 있다. 로봇들(18a-b)은 팩토리 인터페이스(12)의 제1 단부로부터 제2 단부로 팩토리 인터페이스(12) 내의 트랙 시스템을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
[0027]
프로세싱 시스템(10)은 제어 신호들을 제공하기 위해 통합된 계측 챔버(28)를 더 포함할 수 있으며, 이는 프로세싱 챔버들에서 수행되는 프로세스들 중 임의의 것에 대한 적응형 제어를 제공할 수 있다. 통합된 계측 챔버(28)는 두께, 거칠기, 조성과 같은 다양한 막 특성들을 측정하기 위해 다양한 계측 디바이스들 중 임의의 것을 포함할 수 있으며, 계측 디바이스들은 추가로, 임계 치수들, 측벽 각도, 진공 하에서의 피처 높이와 같은 격자 파라미터들을 자동화된 방식으로 특성화할 수 있다.
[0028]
프로세싱 챔버들(24a-d) 각각은 반도체 구조의 제작에서 하나 이상의 프로세스 단계들을 수행하도록 구성될 수 있으며, 임의의 수의 프로세싱 챔버들 및 프로세싱 챔버들의 조합들이 다중 챔버 프로세싱 시스템(10) 상에서 사용될 수 있다. 예컨대, 프로세싱 챔버들 중 임의의 것은 순환적 층 증착, 원자층 증착, 화학 기상 증착, 물리 기상 증착을 포함하는 임의의 수의 증착 프로세스들을 포함하는 다수의 기판 프로세싱 동작들뿐만 아니라 에칭, 사전 세정, 전처리, 후처리, 어닐링, 플라즈마 프로세싱, 디개싱, 배향 및 다른 기판 프로세스들을 포함하는 다른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 챔버들 중 임의의 것에서 또는 챔버들의 임의의 조합에서 수행될 수 있는 일부 특정 프로세스들은 금속 증착, 표면 세정 및 준비, 급속 열 프로세싱과 같은 열 어닐링 및 플라즈마 프로세싱일 수 있다. 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 아래에서 설명되는 임의의 프로세스를 포함하여 임의의 다른 프로세스들이 다중 챔버 프로세싱 시스템(10)에 통합된 특정 챔버들에서 유사하게 수행될 수 있다.
[0029]
도 2는 프로세싱 챔버(100) 내 기판(302) 상에 배치된 재료 층을 패터닝하는데 적합한 예시적인 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도를 예시한다. 예시적인 프로세싱 챔버(100)는 패터닝 프로세스를 수행하는데 적합하지만, 본 기술의 양상들은 임의의 수의 챔버들에서 수행될 수 있고 본 기술에 따른 기판 지지부들은 에칭 챔버들, 증착 챔버들, 처리 챔버들, 또는 임의의 다른 프로세싱 챔버에 포함될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 기판이 프로세싱될 수 있는 챔버 볼륨(101)을 정의하는 챔버 바디(105)를 포함할 수 있다. 챔버 바디(105)는 측벽들(112) 및 바닥(118)을 가질 수 있으며, 이들은 접지(126)에 커플링된다. 측벽들(112)은 측벽들(112)을 보호하고 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 유지보수 사이클들 사이의 시간을 연장하기 위한 라이너(115)를 가질 수 있다. 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 챔버 바디(105) 및 관련된 컴포넌트들의 치수들은 제한되지 않고, 일반적으로 프로세싱 챔버(100)에서 프로세싱될 기판(302)의 크기보다 비례적으로 더 클 수 있다. 디스플레이 또는 태양 전지 기판들과 같은 기판 크기들의 예들은 특히 200mm 직경, 250mm 직경, 300mm 직경 및 450mm 직경을 또한 포함한다.
[0030]
챔버 바디(105)는 챔버 볼륨(101)을 에워싸기 위해 챔버 덮개 조립체(110)를 지지할 수 있다. 챔버 바디(105)는 알루미늄 또는 다른 적합한 재료들로 제작될 수 있다. 기판 액세스 포트(113)가 챔버 바디(105)의 측벽(112)을 통해 형성되어, 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내외로의 기판(302)의 이송을 용이하게 할 수 있다. 액세스 포트(113)는 이전에 설명된 바와 같은 기판 프로세싱 시스템의 이송 챔버 및/또는 다른 챔버들에 커플링될 수 있다. 펌핑 포트(145)는 챔버 바디(105)의 측벽(112)을 통해 형성되고 챔버 볼륨(101)에 연결될 수 있다. 펌핑 디바이스는 펌핑 포트(145)를 통해 챔버 볼륨(101)에 커플링되어 프로세싱 볼륨 내의 압력을 배기 및 제어한다. 펌핑 디바이스는 하나 이상의 펌프들 및 스로틀 밸브들을 포함할 수 있다.
[0031]
가스 패널(160)은 가스 라인(167)에 의해 챔버 바디(105)에 커플링되어 챔버 볼륨(101) 내에 프로세스 가스들을 공급할 수 있다. 가스 패널(160)은 하나 이상의 프로세스 가스 소스들(161, 162, 163, 164)을 포함할 수 있고, 임의의 수의 프로세스들에 활용될 수 있는 바와 같은 불활성 가스들, 비반응성 가스들 및 반응성 가스들을 부가적으로 포함할 수 있다. 가스 패널(160)에 의해 제공될 수 있는 프로세스 가스들의 예들은 메탄, 육플루오르화황(sulfur hexafluoride), 염화 규소, 사플루오르화 탄소, 브롬화수소, 탄화수소 함유 가스, 아르곤 가스, 염소, 질소, 헬륨, 산소 가스뿐만 아니라 임의의 수의 부가적인 재료들을 포함하는 탄화수소 함유 가스를 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 부가적으로, 프로세스 가스들은 임의의 수의 부가적인 전구체들 중에서도, 질소, 염소, 불소, 산소, 및 수소 함유 가스들 이를테면, BCl3, C2F4, C4F8, C4F6, CHF3, CH2F2, CH3F, NF3, NH3, CO2, SO2, CO, N2, NO2, N2O 및 H2를 포함할 수 있다.
[0032]
밸브들(166)은 가스 패널(160)로부터의 소스들(161, 162, 163, 164)로부터 프로세스 가스들의 유동을 제어할 수 있고 제어기(165)에 의해 관리될 수 있다. 가스 패널(160)로부터 챔버 바디(105)로 공급되는 가스들의 유동은 하나 이상의 소스들로부터의 가스들의 결합들을 포함할 수 있다. 덮개 조립체(110)는 노즐(114)을 포함할 수 있다. 노즐(114)은 가스 패널(160)의 소스들(161, 162, 164, 163)로부터 챔버 볼륨(101) 내로 프로세스 가스들을 도입하기 위한 하나 이상의 포트들을 가질 수 있다. 프로세스 가스들이 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내로 도입된 후, 가스들은 플라즈마를 형성하기 위해 에너자이징될 수 있다. 하나 이상의 인덕터 코일들과 같은 안테나(148)는 플라즈마 프로세싱 챔버(100)에 인접하여 제공될 수 있다. 안테나 전력 공급기(142)는 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 챔버 볼륨(101)에서 프로세스 가스로부터 형성된 플라즈마를 유지하기 위해 RF 에너지와 같은 에너지를 프로세스 가스에 유도 커플링하도록 매칭 회로(141)를 통해 안테나(148)에 전력을 공급할 수 있다. 안테나 전력 공급기(142)에 더하여 또는 대안적으로, 기판(302) 아래 그리고/또는 기판(302) 위의 프로세스 전극들은 챔버 볼륨(101) 내에서 플라즈마를 유지하기 위해 RF 전력을 프로세스 가스들에 용량 커플링하는 데 사용될 수 있다. 전력 공급기(142)의 동작은 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내 다른 컴포넌트들의 동작을 또한 제어하는 제어기(165)와 같은 제어기에 의해 제어될 수 있다.
[0033]
기판 지지 페데스탈(135)은 프로세싱 동안 기판(302)을 지지하기 위해 챔버 볼륨(101)에 배치될 수 있다. 기판 지지 페데스탈(135)은 프로세싱 동안 기판(302)을 홀딩하기 위한 정전 척(122)을 포함할 수 있다. "ESC"(electrostatic chuck)(122)는 기판 지지 페데스탈(135)에 기판(302)을 홀딩하기 위해 정전기 인력을 사용할 수 있다. ESC(122)는 매칭 회로(124)와 통합된 RF 전력 공급기(125)에 의해 전력을 공급받을 수 있다. ESC(122)는 유전체 바디 내에 매립된 전극(121)을 포함할 수 있다. 전극(121)은 RF 전력 공급기(125)에 커플링될 수 있고, 챔버 볼륨(101) 내 프로세스 가스들에 의해 형성된 플라즈마 이온들을 페데스탈 상에 안착된 기판(302) 및 ESC(122)로 끌어당기는 바이어스를 제공할 수 있다. RF 전력 공급기(125)는 기판(302)의 프로세싱 동안 펄싱(pulse)하거나 온 및 오프를 사이클링할 수 있다. ESC(122)는 ESC(122)의 유지보수 수명 사이클을 늘리기 위해 ESC(122)의 측벽이 플라즈마에 대해 덜 인력을 미치게 하기 위한 목적으로 아이솔레이터(isolator)(128)를 가질 수 있다. 부가적으로, 기판 지지 페데스탈(135)은 플라즈마 가스들로부터 기판 지지 페데스탈(135)의 측벽들을 보호하고 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 유지보수 사이의 시간을 연장하기 위해 캐소드 라이너(136)를 가질 수 있다.
[0034]
전극(121)은 전원(150)에 커플링될 수 있다. 전원(150)은 약 200V 내지 약 2000V의 척킹 전압을 전극(121)에 제공할 수 있다. 전력 소스(150)는 또한, 기판(302)을 척킹 및 디-척킹(de-chuck)하기 위해 전극(121)에 DC 전류를 지향시킴으로써 전극(121)의 동작을 제어하기 위한 시스템 제어기를 포함할 수 있다. ESC(122)는, 페데스탈 내에 배치되고 기판을 가열하기 위한 전원에 연결된 히터를 포함할 수 있는 반면, ESC(122)를 지지하는 냉각 베이스(129)는 ESC(122) 및 ESC(122) 위에 배치된 기판(302)의 온도를 유지하기 위해 열 전달 유체를 순환시키기 위한 도관들을 포함할 수 있다. ESC(122)는 기판(302) 상에서 제작되는 디바이스의 열 예산에 의해 요구되는 온도 범위에서 수행하도록 구성될 수 있다. 예컨대, ESC(122)는 수행되는 프로세스에 의존하여 기판(302)을 약 -150℃ 이하 내지 약 500℃ 이상의 온도로 유지하도록 구성될 수 있다.
[0035]
냉각 베이스(129)는 기판(302)의 온도 제어를 보조하기 위해 제공될 수 있다. 프로세스 드리프트 및 시간을 완화하기 위해, 기판(302)의 온도는 기판(302)이 세정 챔버에 있는 시간 전반에 걸쳐 냉각 베이스(129)에 의해 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(302)의 온도는 약 -150℃ 내지 약 500℃의 온도들에서 후속 세정 프로세스들 전반에 걸쳐 유지될 수 있지만, 임의의 온도들이 활용될 수 있다. 커버 링(130)은 ESC(122) 상에 그리고 기판 지지 페데스탈(135)의 주변부를 따라 배치될 수 있다. 커버 링(130)은 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내부의 플라즈마 환경으로부터 기판 지지 페데스탈(135)의 최상부 표면을 차폐하면서, 기판(302)의 노출된 최상부 표면의 원하는 부분으로 에칭 가스를 한정하도록 구성될 수 있다. 리프트 핀들은 선택적으로, 기판 지지 페데스탈(135)을 통해 병진이동되어, 기판 지지 페데스탈(135) 위로 기판(302)을 리프팅함으로써, 이전에 설명된 바와 같은 이송 로봇 또는 다른 적합한 이송 메커니즘에 의한 기판(302)으로의 액세스를 가능하게 한다.
[0036]
제어기(165)는 가스 패널(160)로부터 플라즈마 프로세싱 챔버(100)로의 가스 유동 및 다른 프로세스 파라미터들을 조절하는 프로세스 시퀀스를 제어하는 데 활용될 수 있다. 소프트웨어 루틴들은, CPU에 의해 실행될 때, 본 개시내용에 따라 프로세스들이 수행되도록 플라즈마 프로세싱 챔버(100)를 제어할 수 있는 특수 목적 컴퓨터 이를테면, 제어기로 CPU를 변환시킨다. 소프트웨어 루틴들은 또한 플라즈마 프로세싱 챔버(100)와 연관될 수 있는 제2 제어기에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다.
[0037]
도 3a는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 지지부(300)의 개략적인 부분 단면도를 도시한다. 예컨대, 기판 지지부(300)는 위에서 설명된 지지 페데스탈(135)의 일부를 예시할 수 있고, 전극들, 히터들, 또는 기판 지지부들에 통합될 수 있는 바와 같은 임의의 다른 컴포넌트들을 포함하여, 해당 지지 조립체의 임의의 양상을 포함할 수 있다. 기판 지지부(300)는 또한 위에서 설명된 지지 조립체들의 부가적인 세부사항들을 예시할 수 있다. 기판 지지부(300)는 본 기술의 실시예들에 따른 지지 구조의 일반화된 단면을 예시할 수 있으며, 이는 본 기술에 의해 포괄되는 기판에 걸친 임의의 길이 또는 직경으로 연장될 수 있다. 기판 지지부(300)는 임의의 특정 스케일로 예시되지 않고, 단지 본 기술의 양상들을 예시하기 위해 포함된다는 것이 이해될 것이다.
[0038]
기판 지지부(300)는 서로 본딩, 용접, 결합 또는 다른 방식으로 커플링된 다수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 다수의 부가적인 컴포넌트들이 포함될 수 있지만, 기판 지지부(300)는 정전 척 바디(305) 또는 최상부 퍽(top puck)을 포함할 수 있으며, 이는 퍽의 표면 상에 기판의 정전 척킹 또는 클램핑을 제공하기 위해 전원과 커플링될 수 있다. 최상부 퍽 내에 통합된 컴포넌트들은 일부 실시예들에서 프로세싱 재료들에 노출되지 않을 수 있고 완전히 척 바디 내에 유지될 수 있다. 정전 척 바디(305)는 기판 지지 표면(307)을 정의할 수 있고, 척 바디의 특정 기하학적 구조에 의존한 두께 및 길이 또는 직경을 특징으로 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 척 바디는 타원형일 수 있고, 중앙 축으로부터 척 바디를 통한 하나 이상의 방사상 치수들을 특징으로 할 수 있다. 최상부 퍽은 임의의 기하학적 구조일 수 있고, 방사상 치수들이 논의될 때 척 바디의 중앙 포지션으로부터 임의의 길이를 정의할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 임의의 표면 지형이 본 기술에 의해 포괄될 수 있지만, 일부 실시예들에서, 정전 척 바디(305)는 기판(312)이 안착될 수 있는 다수의 메사(mesa)들 또는 돌출부들(310)을 정의할 수 있다. 퍽의 돌출 부분들 사이에는 예시된 바와 같이 리세싱된 구역들이 있을 수 있다.
[0039]
정전 척 바디(305)는 기판 지지 표면에 근접한 척 바디 내에 매립된 DC 전극일 수 있는 전극(315)을 포함할 수 있다. 전극(315)은 전력 공급기(320)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 전력 공급기(320)는 전기 전도성 척 전극(315)에 에너지 또는 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 이는, 기판 지지 조립체가 내부에 배치되어 있는 반도체 프로세싱 챔버의 프로세싱 구역 내에서 전구체의 플라즈마를 형성하도록 동작될 수 있지만, 다른 플라즈마 동작들이 유사하게 지속될 수 있다. 예컨대, 전극(315)은 또한, 샤워헤드 또는 다른 챔버 컴포넌트와 전기적으로 커플링된 RF 소스를 포함하는 용량성 플라즈마 시스템을 위한 전기 접지로서 동작하는 척킹 전극일 수 있다. 예컨대, 전극(315)은 챔버 내 다른 곳에 커플링된 RF 소스로부터의 RF 전력에 대한 접지 경로로서 동작할 수 있으면서, 기판 지지 표면에 기판의 정전 클램핑을 제공하기 위해 기판에 대한 전기 바이어스로서 또한 동작할 수 있다. 전력 공급기(320)는 필터, 전력 공급기 및 척킹 전압을 제공하도록 구성된 다수의 다른 전기 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0040]
동작 시에, 기판(312)은 정전 척 바디의 기판 지지 표면과 적어도 부분적으로 접촉할 수 있으며, 이는 접촉 갭을 생성할 수 있고 본질적으로 페데스탈의 표면과 기판 사이에 용량성 효과를 생성할 수 있다. 접촉 갭에 전압이 인가될 수 있으며, 이는 척킹을 위한 정전기력을 생성할 수 있다. 전력 공급기(320)는 전극으로부터, 전기 전하(electric charge)가 축적될 수 있는 기판 지지 표면으로 이동하는 전하를 제공할 수 있으며, 이는 기판에서 반대 전하와의 쿨롱 인력(Coulomb attraction)을 갖는 전하 층을 생성할 수 있고, 척 바디의 기판 지지 표면에 대해 기판을 정전기적으로 홀딩할 수 있다. 이러한 전하 이동은 존슨-라벡 유형 척킹(Johnsen-Rahbek type chucking)을 위한 유전체 내의 유한 저항에 기초하여 척 바디의 유전체 재료를 통해 흐르는 전류에 의해 발생할 수 있으며, 이는 본 기술의 일부 실시예들에서 사용될 수 있다.
[0041]
일부 실시예들에서, 정전 척 바디(305)는 절연성 또는 유전체 재료일 수 있다. 예컨대, 산화물들, 질화물들, 탄화물들 및 다른 재료들이 컴포넌트들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 재료들은 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 실리콘 탄화물, 텅스텐 탄화물, 및 임의의 다른 금속 또는 전이 금속 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물, 또는 티타네이트뿐만 아니라 이들 재료들 및 다른 절연성 또는 유전체 재료들의 조합들을 포함하는 세라믹들을 포함할 수 있다. 특정 온도 범위들에서 동작하도록 구성된 합성물들을 제공하기 위해 상이한 등급들의 세라믹 재료들이 사용될 수 있고, 이에 따라 일부 실시예들에서, 유사한 재료들의 상이한 세라믹 등급들이 최상부 퍽 및 스템을 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도펀트들은 이하에서 추가로 설명되는 바와 같이 전기적 성질들을 조정하기 위해 통합될 수 있다. 예시적인 도펀트 재료들은 이트륨, 마그네슘, 규소, 철, 칼슘, 크롬, 나트륨, 니켈, 구리, 아연, 또는 세라믹 또는 유전체 재료 내에 통합되는 것으로 알려진 임의의 수의 다른 엘리먼트를 포함할 수 있다.
[0042]
반도체 프로세싱 동안, 하나 이상의 후면 가스들이 이를테면, 기판 지지부의 스템을 통해 연장되는 하나 이상의 가스 전달 채널들(330)을 통해 기판 지지부(300) 내로 유동될 수 있다. 예컨대, 임의의 수의 밸브들, 제어기들 및/또는 파이핑을 포함할 수 있는 가스 전달 시스템(335)은 기판 지지부 내의 갭들 내 그리고 그 주위에서 유동될 수 있는 하나 이상의 가스들을 제공할 수 있다. 기판 지지부 내에서 불활성 또는 비반응성 가스와 같은 유체의 양압을 제공함으로써, 기판 지지부 내의 개선된 열 전달이 유지될 수 있다. 임의의 수의 재료들이 열 전달 후면 가스로서 사용될 수 있으며, 일부 실시예들에서, 헬륨, 질소, 아르곤, 다른 노블 가스들, 또는 다른 프로세스 가스들이 활용될 수 있다. 헬륨은 유체의 상대적으로 낮은 분자량으로 인해 다른 전구체들에 비해 개선된 열 전달을 특징으로 할 수 있다. 예컨대, 열 전도율은 분자량이 감소함에 따라 증가할 수 있고, 이에 따라 헬륨은 장치의 갭들 내에서 유동될 때 구조를 통해 개선된 온도 균일성을 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 헬륨은 후면 가스의 열 전도도를 조정할 수 있는 하나 이상의 다른 전구체들로 강화될 수 있다. 질소, 아르곤 또는 다른 재료들을 제공함으로써, 특정 프로세스들에 대해 유체의 열 전달 특성들이 조절될 수 있다.
[0043]
기판 프로세싱 동안, 전달되는 후면 가스의 유량 및/또는 압력은 상대적으로 낮게 유지될 수 있고, 열 전도율을 개선하도록 그리고 기판 지지부를 통해 프로세싱 구역 내로 누출량을 최소로 유지하도록 압력의 양을 유지하는 유량으로 전달될 수 있다. 결과적으로, 일부 실시예들에서, 유량은 약 20 sccm 이하로 유지될 수 있으며, 약 15 sccm 이하, 약 12 sccm 이하, 약 10 sccm 이하, 약 9 sccm 이하, 약 8 sccm 이하, 약 7 sccm 이하, 약 6 sccm 이하, 약 5 sccm 이하, 약 4 sccm 이하, 약 3 sccm 이하, 약 2 sccm 이하, 약 1 sccm 이하, 또는 그 미만으로 유지될 수 있지만, 가스 전달 시스템(335)의 제어기가 임계치를 초과하여 동작되도록 유동량이 유지될 수 있다.
[0044]
이전에 설명된 바와 같이, 기판(312)은 기판 지지 표면(307) 상에 포지셔닝될 수 있고, 돌출부들(310) 각각과 접촉할 수 있으며, 부가적으로 실링 밴드(325)에 걸쳐 적어도 부분적으로 연장될 수 있으며, 이는 척 바디의 외부 구역 주위로 연장될 수 있고 돌출부들(310)과 기판 사이 그리고 그 주위에 정의된 볼륨의 일정 밀봉 정도를 허용할 수 있다. 실링 밴드(325)는 척 바디의 표면으로부터 수직으로 연장될 수 있고, 척 바디 주위에 일반적으로 원주 방향 또는 주변 패턴으로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 돌출부들(310)은 약 1mm, 약 2mm, 약 3mm 또는 그 초과의 직경 또는 폭을 특징으로 할 수 있으며, 일부 실시예들에서, 약 1mm 이상의 직경을 특징으로 하는 돌출부들 및 약 2 mm 이상의 직경을 특징으로 하는 돌출부들의 조합을 포함할 수 있다. 돌출부들은 본 기술의 실시예들에서 임의의 개수의 기하학적 구조들 및 프로파일들을 특징으로 할 수 있다. 예시적인 기판 지지 조립체에 대해, 실링 밴드 내에서 또는 내부 영역 내에서 기판 지지 표면은 약 250개 이상의 돌출부를 정의할 수 있으며, 약 500개 이상의 돌출부들, 약 750개 이상의 돌출부들, 약 1,000개 이상의 돌출부들, 약 1,250개 이상의 돌출부들, 약 1,500개 이상의 돌출부들, 약 1,750개 이상의 돌출부들, 약 2,000개 이상 또는 그 초과의 돌출부들을 정의할 수 있다. 돌출부들은 표면에 걸친 일반적인 분포들뿐만 아니라 균일한 패턴들을 포함하는 임의의 수의 포메이션들 또는 패턴들로 정의될 수 있다.
[0045]
본 기술의 일부 실시예들에 따라 돌출부들을 생성함으로써, 기판의 표면을 따른 접촉의 퍼센티지는 약 1.0% 이상으로 증가될 수 있으며, 약 1.5% 이상, 약 2.0% 이상, 약 2.5% 이상, 약 3.0% 이상, 약 3.5% 이상, 약 4.0% 이상, 약 4.5% 이상, 약 5.0% 이상, 또는 그 초과일 수 있다. 접촉의 퍼센티지는 이전에 언급된 범위들 아래로 누설 전류를 제한하기 위해 약 10% 이하로 유지될 수 있으며, 접촉을 약 8% 이하, 약 6% 이하, 약 5% 이하 또는 그 미만으로 제한할 수 있다. 부가적으로, 돌출부들 자체가 조정되어 기판들 상에 야기된 영향들에 영향을 미칠 수 있다.
[0046]
전력 공급기(320)는 기판(312)을 클램핑하기 위한 전압을 제공할 수 있으며, 약 200 V 이상, 약 400 V 이상, 약 600 V 이상, 약 800 V 이상, 약 1000 V 이상, 약 1200 V 이상, 약 1400 V 이상, 약 1600 V 이상, 약 1800 V 이상, 약 2000 V 이상, 또는 그 초과의 전압을 제공하도록 구성될 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 이러한 고전압들은 기판과 기판이 안착되는 돌출부들 사이의 마모를 증가시킬 수 있다. 그러나 전압을 감소시킴으로써, 기판 휨을 극복하기에는 클램핑력이 불충분할 수 있고, 실링 밴드로부터 일정량의 후면 가스 누출을 또한 허용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 돌출부들(310)은 기판의 후면 손상을 제한하기 위해 둥근 코너들을 특징으로 할 수 있지만, 증가된 입자들이 여전히 발생될 수 있다. 따라서, 본 기술은 척 바디와 기판 사이의 접촉 지점들에서 로컬 척킹 전압을 감소시키도록 구성된 전극을 활용할 수 있다.
[0047]
전극(315)은 척 바디를 통해 연장되는 연속적인 전도성 바디를 특징으로 할 수 있다. 그러나 일부 실시예들에서, 전극(315)은 기판 지지 표면으로부터 연장되는 복수의 돌출부들(310)과 일직선을 이뤄 생성될 수 있는, 전극을 통과하는 복수의 어퍼처들을 포함하는 하나 이상의 어퍼처들을 정의할 수 있다. 따라서, 전극(315)은 여전히 정전 척 바디를 통해 연속적으로 연장될 수 있지만, 예시된 바와 같이 복수의 돌출부들의 각각의 돌출부와 일직선을 이뤄 수직으로 전극을 통과하는 어퍼처가 정의되는 실시예를 포함하여 복수의 돌출부들 중 일부 또는 전부 주위에서 연장될 수 있다. 부가적으로, 일부 실시예들에서, 그리고 메쉬 전극과 달리, 전극을 통과하는 어퍼처들은 돌출부와 일직선을 이루는 로케이션들로 제한될 수 있다.
[0048]
도 3b는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 기판 지지부(300)의 개략적인 평면도를 도시하고, 전극에 의해 정의된 어퍼처들의 부가적인 세부사항들을 예시할 수 있다. 전극(315)이 도면에서 보일 수 있지만, 이는 단지 예시의 목적일 뿐이며, 포괄된 실시예들에서, 전극은 척 바디 내에 완전히 매립될 수 있고 컴포넌트 내에 보이지 않을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예시된 바와 같이, 정전 척 바디(305)는 기판 지지 표면 주위에 연장되고 위에 논의된 바와 같이 기판이 그 위에 안착될 수 있는 실링 밴드(325)를 포함할 수 있다. 실링 밴드(325)는 복수의 돌출부들(310)이 정의될 수 있는 내부 구역을 정의할 수 있다. 도 3b는 본 기술의 양상들을 예시하기 위해서만 도시된 것이며, 이는 기판 지지부의 표면에 걸쳐 수백 또는 수천 개의 돌출부들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0049]
전극(315)은 기판 지지부에 걸쳐 연장되는 연속적인 전도성 바디일 수 있고, 돌출부들(310) 주위로 연장될 수 있다. 전극(315)은 실링 밴드(325)의 내부 방사상 에지까지 또는 그 너머로 연장될 수 있지만, 예시된 바와 같이 일부 실시예들에서, 전극(315)의 외경은 실링 밴드(325)의 내경보다 작을 수 있다. 유사하게, 각각이 대응하는 돌출부(310)와 일직선을 이뤄 형성될 수 있는 어퍼처들(340)은 어퍼처가 주위로 연장될 수 있는 대응하는 돌출부(310)의 직경보다 더 큰 직경을 특징으로 할 수 있다. 기판과의 접촉이 발생할 수 있는 임의의 로케이션과 전극의 오버랩을 제한함으로써, 로컬화된 척킹력은 접촉 지점들에서 감소될 수 있는 반면, 기판에 걸친 글로벌 척킹력은 유지될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 증가된 척킹 전압들이 인가될 수 있는 반면, 스크래칭 및 입자 생성은 감소되거나 제한될 수 있다.
[0050]
돌출부의 직경과 전극을 통과하는 대응하는 어퍼처 사이의 차이는 약 0.10mm 이상일 수 있고, 약 0.15mm 이상, 약 0.20mm 이상, 약 0.25mm 이상, 약 0.30mm 이상, 약 0.35mm 이상, 약 0.40mm 이상, 약 0.45mm 이상, 약 0.50 mm 이상, 약 0.55 mm 이상, 약 0.60 mm 이상, 약 0.65 mm 이상, 약 0.70 mm 이상, 약 0.75 mm 이상, 약 0.80 mm 이상, 약 0.85mm 이상, 약 0.90mm 이상, 약 0.95mm 이상, 약 1.00mm 이상 또는 그 초과일 수 있지만, 어퍼처 크기가 계속 증가함에 따라, 접촉 로케이션들에서 클램핑력이 감소될 수 있다. 결과적으로, 일부 실시예들에서, 돌출부의 직경과 전극을 통과하는 대응하는 어퍼처 사이의 차이는 약 1.0mm 이하 또는 그 미만일 수 있다. 유사하게, 돌출부 크기에 의존하여, 대응하는 어퍼처는 기판 지지 표면을 따라 대응 돌출부의 직경보다 약 1% 이상 직경을 더 연장할 수 있고, 약 1% 이상, 약 2% 이상, 약 3% 이상, 약 4% 이상, 약 5% 이상, 약 6% 이상, 약 7% 이상, 약 8% 이상, 약 9% 이상, 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 35% 이상, 약 40% 이상, 약 45% 이상, 약 50% 이상, 또는 그 초과로 직경을 더 연장할 수 있다.
[0051]
부가적으로, 임의의 2개의 돌출부들 사이의 갭은 제1 길이를 특징으로 할 수 있고, 갭 내의 전극의 길이는 제1 길이보다 작은 제2 길이를 특징으로 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 길이는 제1 길이의 약 99% 이하일 수 있고, 제1 길이의 약 95% 이하, 제1 길이의 약 90% 이하, 제1 길이의 약 85% 이하, 제1 길이의 약 80% 이하, 제1 길이의 약 75% 이하, 제1 길이의 약 70% 이하, 제1 길이의 약 65% 이하, 제1 길이의 약 60% 이하, 제1 길이의 약 55% 이하, 제1 길이의 약 50% 이하, 또는 그 미만일 수 있다. 이는 동작들 동안 돌출부들의 에지들 상의 클램핑력을 낮추는 것을 용이하게 할 수 있다. 수직으로 분리된 평면들에서 전극과 돌출부들 사이의 분리를 유지하기 위해, 전극은 물리적 기상 증착, 스크린 인쇄, 화학적 기상 증착, 또는 패턴이 형성되도록 허용할 수 있는 ― 이 패턴은 기판 지지부의 돌출부들의 패턴과 상관됨 ― 임의의 다른 프로세스에 의해 증착될 수 있다.
[0052]
위에서 설명한 기판 지지부들은 본 기술의 실시예들에 따른 방법들 동안 사용될 수 있다. 도 4는 반도체 기판을 프로세싱하는 방법(400)을 도시하며, 이 방법의 동작들은 예컨대, 이전에 설명된 바와 같이 다중 챔버 프로세싱 시스템(10)에 통합된 하나 이상의 챔버들(100)에서 수행될 수 있다. 설명된 임의의 방법 또는 프로세스의 하나 이상의 동작들을 수행할 수 있는 임의의 다른 챔버가 또한 활용될 수 있다. 부가적으로, 방법은 이전에 설명된 기판 지지부(300)일 수 있거나 이 기판 지지부(300)의 임의의 양상을 포함할 수 있는 기판 지지부들을 포함하여, 챔버들 또는 시스템들로 수행될 수 있다. 방법(400)은 언급된 방법 동작들의 개시 전에 하나 이상의 동작들을 포함할 수 있으며, 그 하나 이상의 동작들은 프론트 엔드 프로세싱, 증착, 에칭, 폴리싱, 세정, 또는 설명되는 동작들 전에 수행될 수 있는 임의의 다른 동작들을 포함한다. 방법은 도면에 표시된 바와 같은 다수의 선택적인 동작들을 포함할 수 있으며, 그 선택적인 동작들은 본 기술에 따른 방법과 구체적으로 연관될 수 있거나 또는 구체적으로 연관되지 않을 수 있다. 예컨대, 동작들 중 다수는 더 광범위한 범위의 반도체 프로세스를 제공하기 위해 설명되지만, 본 기술에 중요한 것은 아니거나, 또는 아래에서 추가로 논의될 바와 같은 대안적인 방법에 의해 수행될 수 있다.
[0053]
방법(400)의 프로세싱 동작들 동안, 선택적인 동작(405)에서 기판은 위에서 설명된 기판 지지부(300)와 같은 기판 지지부 상에 포지셔닝될 수 있다. 전압이 이전에 논의된 바와 같이 전극에 인가될 수 있으며, 이는 동작(410)에서 기판을 정전 척 바디에 정전기적으로 클램핑할 수 있고, 이전에 설명된 바와 같이 돌출부들 및/또는 실링 밴드를 따라 기판을 클램핑할 수 있다. 인가된 전압에 의존하여, 기판을 따른 임의의 특정 로케이션에서의 클램핑력은 약 50N 이상, 약 100N 이상, 약 150N 이상, 약 200N 이상, 약 250N 이상, 약 300N 이상, 약 350N 이상, 약 400N 이상, 약 450N 이상, 약 500N 이상, 약 550N 이상, 약 600N 이상, 약 650N 이상, 약 700N 이상, 또는 그 초과일 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 각각의 기판 지지 접촉 로케이션 주위에서 전극에 어퍼처들을 생성함으로써, 각각의 돌출부에서의 로컬화된 척킹력은 전극에 의해 제공되는 글로벌 척킹력의 약 99% 이하일 수 있고, 척킹력의 약 98% 이하, 척킹력의 약 97% 이하, 척킹력의 약 96% 이하, 척킹력의 약 95% 이하, 척킹력의 약 94% 이하, 척킹력의 약 93% 이하, 척킹력의 약 92% 이하, 척킹력의 약 91% 이하, 척킹력의 약 90% 이하, 척킹력의 약 85% 이하, 척킹력의 약 80% 이하, 또는 그 미만일 수 있다. 설명된 바와 같이 특별히 로케이팅된 어퍼처들을 갖는 전극을 활용함으로써, 본 기술은 기판의 후면 상의 스크래칭 및 입자 전달을 제한할 수 있다.
[0054]
이전의 설명에서, 설명의 목적들로, 본 기술의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 다수의 세부사항들이 제시되었다. 그러나, 이들 세부사항 중 일부가 없이, 또는 부가적인 세부사항들과 함께, 특정 실시예들이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다.
[0055]
여러 실시예들에 개시되었지만, 실시예들의 사상으로부터 벗어나지 않으면서, 다양한 수정들, 대안적인 구조들, 및 등가물들이 사용될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인식될 것이다. 부가적으로, 본 기술을 불필요하게 모호하게 하는 것을 방지하기 위해, 다수의 잘-알려진 프로세스들 및 엘리먼트들이 설명되지 않았다. 따라서, 위의 설명은 본 기술의 범위를 제한하는 것으로 이해되지 않아야 한다.
[0056]
값들의 범위가 주어진 경우, 그러한 값들의 범위의 상위 한계값과 하위 한계값 사이에 존재하는 각각의 값은, 문맥상 달리 명백히 표시되어 있지 않은 한 하위 한계값의 최소 자릿수의 단 단위 값의 10분의 1까지 또한 구체적으로 기재된 것으로 해석된다. 명시된 범위 내의 임의의 명시된 값 또는 그 범위에 속하는 명시되지 않은 값과 그러한 명시된 범위 내의 임의의 다른 명시된 값 또는 그 범위에 속하는 다른 값 사이에 존재하는 임의의 더 좁은 범위가 포함된다. 이러한 소범위의 상위 한계값 및 하위 한계값은 독립적으로 그러한 범위에 포함되거나 그러한 범위에서 제외될 수 있고, 각각의 범위는, 상위 한계값과 하위 한계값 중 하나 또는 둘 모두가 그러한 소범위에 포함되든지, 둘 모두가 그러한 소범위에서 제외되는지 간에, 구체적으로 제외된 임의의 한계값이 명시된 범위에 있는 한, 또한 본 기술에 포함된다. 명시된 범위가 한계값들 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 경우, 그렇게 포함된 한계값들 중 하나 또는 둘 모두를 제외한 범위들이 또한 포함된다.
[0057]
본원 및 첨부 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들("a", "an", 및 "the")은 문맥상 명확히 다르게 지시되지 않는 한 복수의 지시대상들을 포함한다. 따라서, 예컨대, “층”에 대한 언급은 복수의 그러한 층들을 포함하고, “돌출부”에 대한 언급은 하나 이상의 전구체들, 및 당업자에게 알려져 있는 그 돌출부들의 등가물들에 대한 언급을 포함하는 등이다.
[0058]
또한, 본 명세서에서 그리고 다음의 청구항들에서 사용되는 경우, "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)", "함유한다(contain)", "함유하는(containing)", "포함한다(include)", 그리고 "포함하는(including)"이란 단어들은 진술된 특징들, 인티저(integer)들, 컴포넌트들 또는 동작들의 존재를 특정하는 것으로 의도되지만, 이들은 하나 이상의 다른 특징들, 인티저들, 컴포넌트들, 동작들, 액트들 또는 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
Claims (20)
- 기판 지지 조립체로서,
기판 지지 표면을 갖는 정전 척 바디 ― 상기 정전 척 바디는 상기 기판 지지 표면으로부터 연장되는 복수의 돌출부들을 정의함 ―; 및
상기 정전 척 바디 내에 매립된 전극을 포함하고, 상기 전극은 상기 기판 지지 표면으로부터 연장되는 상기 복수의 돌출부들과 일직선을 이뤄 상기 전극을 통과하는 어퍼처들을 정의하는, 기판 지지 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 전극은, 상기 정전 척 바디를 통과하고 상기 복수의 돌출부들 주위에 연속적인 전극을 포함하는, 기판 지지 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 전극은 상기 복수의 돌출부들의 각각의 돌출부와 일직선을 이루는 어퍼처를 정의하는, 기판 지지 조립체. - 제3항에 있어서,
각각의 어퍼처는 상기 어퍼처가 일직선을 이루는 대응하는 돌출부의 직경보다 더 큰 직경을 특징으로 하는, 기판 지지 조립체. - 제4항에 있어서,
각각의 어퍼처는 상기 기판 지지 표면을 따른 대응하는 돌출부의 직경보다 더 크거나 약 5% 이상 더 큰 직경으로 연장되는, 기판 지지 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 정전 척 바디의 외부 주위에 정의되는 실링 밴드를 더 포함하는, 기판 지지 조립체. - 제6항에 있어서,
상기 정전 척 바디를 통해 형성된 가스 전달 채널을 더 포함하고, 상기 가스 전달 채널은 상기 복수의 돌출부들과 상기 실링 밴드 사이에 정의된 볼륨으로 후면 가스를 전달하도록 구성되는, 기판 지지 조립체. - 제7항에 있어서,
상기 가스 전달 채널은 유체 소스와 유체적으로 커플링되며, 상기 유체 소스는 헬륨 가스를 포함하는, 기판 지지 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 정전 척 바디 내에 매립된 전극과 커플링된 전력 공급기를 더 포함하고, 상기 전력 공급기는 상기 전극에 척킹 전압을 제공하도록 구성되는, 기판 지지 조립체. - 기판 지지 조립체로서,
정전 척 바디 ― 상기 정전 척 바디는 상기 정전 척 바디의 기판 지지 표면을 따라 복수의 돌출부들을 정의함 ―; 및
상기 정전 척 바디 내에 매립된 전극을 포함하고, 상기 전극은 상기 전극을 통과하는 복수의 어퍼처들을 정의하고, 상기 복수의 어퍼처들의 각각의 어퍼처는 상기 기판 지지 표면을 따른 상기 복수의 돌출부들의 돌출부와 수직으로 일직선을 이루게 형성되는, 기판 지지 조립체. - 제10항에 있어서,
상기 전극은, 상기 정전 척 바디를 통과하고 상기 복수의 돌출부들 주위에 연속적인 전극을 포함하는, 기판 지지 조립체. - 제10항에 있어서,
각각의 돌출부는 약 1mm 이상의 직경을 특징으로 하는, 기판 지지 조립체. - 제12항에 있어서,
각각의 어퍼처는 상기 어퍼처가 일직선을 이루는 대응하는 돌출부의 직경보다 더 큰 직경을 특징으로 하는, 기판 지지 조립체. - 제13항에 있어서,
각각의 어퍼처는 상기 기판 지지 표면을 따른 대응하는 돌출부의 직경보다 더 크거나 약 3% 이상 더 큰 직경으로 연장되는, 기판 지지 조립체. - 제10항에 있어서,
상기 정전 척 바디의 외부 주위에 정의되는 실링 밴드를 더 포함하는, 기판 지지 조립체. - 제15항에 있어서,
상기 정전 척 바디를 통해 형성된 가스 전달 채널을 더 포함하고, 상기 가스 전달 채널은 상기 복수의 돌출부들과 상기 실링 밴드 사이에 정의된 볼륨으로 후면 가스를 전달하도록 구성되고, 상기 가스 전달 채널은 유체 소스와 유체적으로 커플링되고, 상기 유체 소스는 헬륨 가스를 포함하는, 기판 지지 조립체. - 제10항에 있어서,
상기 정전 척 바디 내에 매립된 전극과 커플링된 전력 공급기를 더 포함하고, 상기 전력 공급기는 상기 전극에 척킹 전압을 제공하도록 구성되는, 기판 지지 조립체. - 반도체 프로세싱 방법으로서,
정전 척 바디에 매립된 전극에 전압을 제공하는 단계 ― 상기 정전 척 바디는 상기 정전 척 바디의 기판 지지 표면을 따라 복수의 돌출부들을 정의하고, 상기 전극은 상기 전극을 통과하는 복수의 어퍼처들을 정의하고, 상기 복수의 어퍼처들의 각각의 어퍼처는 상기 기판 지지 표면을 따른 상기 복수의 돌출부들의 돌출부와 수직으로 일직선을 이루게 형성됨 ―; 및
기판을 상기 정전 척 바디에 클램핑하는 단계를 포함하는, 반도체 프로세싱 방법. - 제18항에 있어서,
상기 전압은 약 1000V 이상인, 반도체 프로세싱 방법. - 제18항에 있어서,
상기 복수의 돌출부들의 각각의 돌출부에서의 척킹력은 상기 복수의 돌출부들의 각각의 돌출부 사이의 척킹력의 약 98% 이하인, 반도체 프로세싱 방법.
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