KR20240058988A - 유량 제어기를 갖는 일체형 섀도우 프레임 지지체 - Google Patents

유량 제어기를 갖는 일체형 섀도우 프레임 지지체 Download PDF

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KR20240058988A
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윌리엄 네헤
정원 박
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 하나 이상의 유량 제어기들을 갖는 섀도우 프레임 지지체, 및 섀도우 프레임 지지체를 통하는 가스들의 유량을 제어하는 방법에 관한 것이다. 섀도우 프레임 지지체는, 섀도우 프레임 지지체의 최상부 표면이 챔버 내에 수평으로 배치되도록 챔버의 벽들에 결합된 바디를 포함한다. 바디는 바디를 관통하여 배치된 복수의 채널들을 갖는다. 각각의 채널은 유량 제어기를 포함한다. 유량 제어기는 유량 제어기의 개방비를 변경하도록 실시간으로 조정될 수 있다.

Description

유량 제어기를 갖는 일체형 섀도우 프레임 지지체
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 프로세스 챔버 및 세정 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에서 설명되는 실시예들은 하나 이상의 유량 제어기(flow controller)들을 갖는 섀도우 프레임 지지체, 및 섀도우 프레임 지지체를 통하는 가스들의 유량을 제어하는 방법을 제공한다.
[0002] 기판 프로세싱 챔버들은 매우 다양한 기능들을 제공한다. 종종, 기판 상에 유전체 층들을 증착할 때, 증착 프로세스로부터의 잔류물이 프로세스 챔버들의 벽들 및 다른 표면들 상에 모인다. 이러한 증착물들은 부서지기 쉬워지고 기판의 표면을 오염시킬 수 있다.
[0003] 현재, 챔버의 표면들로부터 실리콘 또는 탄소 함유 증착물들을 제거하기 위한 메커니즘들은 원격 플라즈마 세정, 인 시튜(in situ) RF 플라즈마 세정, 또는 RF 보조 원격 플라즈마 세정을 포함한다. 챔버 표면들을 세정하기 위해, 세정 가스를 이용한 원격 플라즈마가 사용될 수 있다. 예를 들어, 세정 가스가 플라즈마로 원격으로 점화될 수 있고, 플라즈마로부터의 라디칼들이 챔버 내로 도입되어, 챔버 표면들 상에 증착된 막을 에칭한다. 세정 가스는 챔버에 배치된 섀도우 프레임 지지체를 통해 유동하여, 챔버에서 불균일한 세정을 야기할 수 있다. 이에 따라, 당해 기술분야에 필요한 것은 개선된 섀도우 프레임 지지체이다.
[0004] 일 실시예에서, 섀도우 프레임 지지체가 제공된다. 섀도우 프레임 지지체는 내부 개구를 갖는 바디를 포함한다. 섀도우 프레임 지지체는 바디를 관통하여 배치된 복수의 채널들 및 복수의 채널들 각각에 배치된 유량 제어기를 더 포함한다. 유량 제어기는 조정 액추에이터와 통신하는 유동 차단기(adjustment actuator)를 포함한다. 조정 액추에이터는 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하기 위해 복수의 채널들 각각 내의 각각의 유동 차단기를 조정하도록 동작 가능하다.
[0005] 다른 실시예에서, 프로세스 챔버가 제공된다. 프로세스 챔버는 복수의 벽들에 의해 한정된 내부를 갖는 챔버 바디를 포함한다. 프로세스 챔버는 챔버 바디에 배치된 기판 지지체, 및 챔버 바디 내에서 기판 지지체 위에 배치된 확산기를 더 포함한다. 프로세스 챔버는 챔버 바디 내부에 배치된 섀도우 프레임 지지체를 더 포함한다. 섀도우 프레임 지지체는 바디를 포함한다. 바디의 각각의 외측 표면은 복수의 벽들의 내부 표면에 결합된다. 섀도우 프레임 지지체는 바디를 관통하여 배치된 복수의 채널들 및 복수의 채널들 각각에 배치된 유량 제어기를 더 포함한다.
[0006] 또 다른 실시예에서, 세정 방법이 제공된다. 세정 방법은, 섀도우 프레임과 접촉하도록 프로세스 챔버 내의 세정 포지션으로 기판 지지체를 상승시키는 단계를 포함한다. 섀도우 프레임은 프로세스 챔버 내의 섀도우 프레임 지지체 상에 배치되고, 섀도우 프레임을 관통하여 배치된 복수의 채널들을 포함한다. 복수의 채널들의 각각의 채널은 유량 제어기를 포함한다. 이 방법은, 프로세스 챔버 내에 세정 가스를 유동시키는 단계를 더 포함한다. 세정 가스는 섀도우 프레임 지지체 내의 복수의 채널들을 통해 유동한다. 이 방법은 복수의 채널들 내의 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하는 단계를 더 포함한다.
[0007] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0008] 도 1은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 챔버의 단면도이다
[0009] 도 2a는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 섀도우 프레임 지지체의 개략적인 사시도이다.
[0010] 도 2b는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 섀도우 프레임 지지체의 개략적인 평면도이다.
[0011] 도 2c는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른, 챔버의 벽에 결합된 섀도우 프레임 지지체의 개략적인 단면도이다.
[0012] 도 3a 및 도 3b는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 유량 제어기의 제1 구성의 개략적인 단면도들이다.
[0013] 도 4a 및 도 4b는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 유량 제어기의 제2 구성의 개략적인 단면도들이다.
[0014] 도 5a는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 유량 제어기의 제3 구성의 개략적인 단면도이다.
[0015] 도 5b - 도 5d는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른 유동 차단기의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0016] 도 6a는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른, 프로세싱 포지션에 있는 기판 지지체의 개략적인 측면도이다.
[0017] 도 6b는 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른, 세정 포지션에 있는 기판 지지체의 개략적인 측면도이다.
[0018] 도 7은 본 명세서에서 설명되는 실시예들에 따른, 챔버를 세정하기 위한 방법의 흐름도이다.
[0019] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 가리키는 데, 가능한 경우, 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 일 실시예에서 개시된 엘리먼트들은 구체적인 언급 없이도 다른 실시예들에서 유리하게 활용될 수 있다고 예상된다.
[0020] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 프로세스 챔버 및 세정 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에서 설명되는 실시예들은 하나 이상의 유량 제어기들을 갖는 섀도우 프레임 지지체, 및 섀도우 프레임 지지체를 통하는 가스들의 유량을 제어하는 방법을 제공한다.
[0021] 일 실시예에서, 프로세스 챔버가 제공된다. 프로세스 챔버는 복수의 벽들에 의해 한정된 내부를 갖는 챔버 바디를 포함한다. 프로세스 챔버는 챔버 바디에 배치된 기판 지지체, 및 챔버 바디 내에서 기판 지지체 위에 배치된 확산기를 더 포함한다. 프로세스 챔버는 챔버 바디 내부에 배치된 섀도우 프레임 지지체를 더 포함한다. 섀도우 프레임 지지체는 바디를 포함한다. 바디의 각각의 외측 표면은 복수의 벽들의 내부 표면에 결합된다. 섀도우 프레임 지지체는 바디를 관통하여 배치된 복수의 채널들 및 복수의 채널들 각각에 배치된 유량 제어기를 더 포함한다. 각각의 유량 제어기는 복수의 벽들 및 섀도우 프레임 지지체를 관통하여 배치된 조정 액추에이터에 결합된다. 프로세스 챔버는 각각의 유량 제어기의 조정 액추에이터와 통신하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
[0022] 다른 실시예에서, 세정 방법이 제공된다. 세정 방법은, 섀도우 프레임과 접촉하도록 프로세스 챔버 내의 세정 포지션으로 기판 지지체를 상승시키는 단계를 포함한다. 섀도우 프레임은 프로세스 챔버 내의 섀도우 프레임 지지체 상에 배치되고, 섀도우 프레임을 관통하여 배치된 복수의 채널들을 포함한다. 복수의 채널들의 각각의 채널은 유량 제어기를 포함한다. 이 방법은, 프로세스 챔버 내에 세정 가스를 유동시키는 단계를 더 포함한다. 세정 가스는 섀도우 프레임 지지체 내의 복수의 채널들을 통해 유동한다. 이 방법은 복수의 채널들 내의 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하는 단계를 더 포함한다.
[0023] 도 1은 챔버(100)의 단면도이다. 아래에서 설명되는 챔버(100)는 예시적인 챔버이고, 다른 프로세스 챔버들이 본 개시내용의 실시예들에 따른 섀도우 프레임 지지체와 함께 사용되거나 섀도우 프레임 지지체를 포함하도록 수정될 수 있다고 이해되어야 한다.
[0024] 챔버(100)는 일반적으로, 벽들(102), 최하부(104), 확산기(110) 및 기판 지지체(130)를 포함한다. 벽들(102), 최하부(104), 확산기(110) 및 기판 지지체(130)는 프로세스 볼륨(106)을 한정한다. 프로세스 볼륨(106)에는 개구(108), 이를테면 슬릿 밸브를 통해 접근된다. 개구(108)는, 기판(140)이 챔버(100) 내외로 이송될 수 있도록 챔버(100)의 벽(102)을 관통하여 포지셔닝된다. 챔버 바디(103)는 벽들(102), 최하부(104), 및 백킹 플레이트(backing plate)(112)에 의해 한정되는, 챔버(100)의 내부를 포함한다. 기판 지지체(130)는 기판(140)을 지지하기 위한 기판 수용 표면(132)을 포함한다. 스템(stem)(134)이 리프트 시스템(136)에 결합되어 기판 지지체(130)를 상승 및 하강시킬 수 있다. 진공 펌프(109)가 챔버(100)에 결합되어, 프로세스 볼륨(106)을 원하는 압력으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세스 볼륨(106)은 진공 압력으로 유지된다.
[0025] 챔버(100)는 확산기(110)를 포함한다. 일 예에서, 확산기(110)는 서스펜션(suspension)(114)에 의해 백킹 플레이트(112)의 주변부에서 백킹 플레이트(112)에 결합된다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 예에서, 확산기(110)는 또한, 하나 이상의 결합 지지체들에 의해 백킹 플레이트(112)에 결합될 수 있다. 가스 매니폴드(manifold)(116)가 백킹 플레이트(112)에 결합된다. 가스 매니폴드(116)는 프로세스 볼륨(106) 내로 가스들의 도입을 가능하게 하도록 동작 가능하다. 가스 소스(120)가 가스 매니폴드(116)에 결합되어, 백킹 플레이트(112)의 가스 배출구(142)를 통해 그리고 확산기(110)의 가스 통로들(126)을 통해 기판 수용 표면(132)으로 프로세싱 가스와 같은 가스를 제공할 수 있다. 가스 소스(120)는 프로세싱 가스 또는 세정 가스 중 하나 이상을 공급할 수 있다. 프로세싱 가스들의 예들은 실란(SiH4), 암모니아(NH3), 아질산 가스(N2O), 질소 가스(N3), 수소 가스(H2), 아르곤 가스(Ar2), 포스핀(PH3), 디보란(B2H6), 및 이들의 조합들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 세정 가스의 예들은 질소 불화물(NF3), 불소(F2), 황 불화물(SF6), 탄소 불화물(C2F6), 염산(HCl), 및 이들의 조합들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).
[0026] RF 전력 소스(122)가 확산기(110)에 결합되어 확산기(110)에 RF 전력을 제공한다. RF 전력은 확산기(110)와 기판 지지체(130) 사이에서 가스들로부터 플라즈마가 생성될 수 있도록 확산기(110)와 기판 지지체(130) 사이에 전기장을 생성한다. 다양한 주파수들, 이를테면 약 0.3㎒ 내지 약 200㎒의 주파수가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, RF 전력 소스(122)는 13.56㎒의 주파수로 제공된다.
[0027] 원격 플라즈마 소스(124), 이를테면 유도 결합된 원격 플라즈마 소스가 가스 매니폴드(116)에 또한 결합될 수 있다. 원격 플라즈마 소스(124)는 가스 소스(120)와 가스 매니폴드(116) 사이에 배치될 수 있다. 프로세싱 가스로 기판들을 프로세싱하는 사이에, 가스 소스(120)로부터의 세정 가스가 원격 플라즈마 소스(124)에 제공될 수 있고, 그에 따라 원격 플라즈마가 생성되고 챔버(100)에 제공되어 챔버 컴포넌트들을 세정한다. 세정 가스는 원격 플라즈마 소스(124)에 결합된 RF 전력 소스(122)에 의해 추가로 여기될 수 있다.
[0028] 프로세싱 동안, 섀도우 프레임(118)이 기판(140)의 주변부 위에 배치될 수 있다. 챔버(100)는 섀도우 프레임 지지체(128)를 더 포함한다. 섀도우 프레임 지지체(128)는 챔버(100)의 벽들(102)에 결합되고, 챔버 바디(103)에 배치된다. 기판(140)이 초기에 챔버 내에 삽입될 때, 섀도우 프레임(118)은 섀도우 프레임 지지체(128)의 최상부 표면(129) 상에 놓일 수 있다. 섀도우 프레임(118)이 섀도우 프레임 지지체(128) 상에 배치될 때, 섀도우 프레임(118)의 상부 표면(119)은 섀도우 프레임 지지체(128)의 최상부 표면(129)과 평행하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 지지체(130)가 프로세싱 포지션으로 상승할 때, 섀도우 프레임(118)은 기판(140) 및 기판 지지체(130)에 의해 섀도우 프레임 지지체(128)로부터 상승될 수 있다. 기판(140)의 프로세싱의 완료 시에, 기판 지지체(130)는 하강되고, 기판(140)은 챔버(100)로부터 제거된다. 섀도우 프레임 지지체(128)는 내부 개구(105)를 포함한다. 기판 수용 표면(132)은 내부 개구(105)를 통과하여 섀도우 프레임(118)을 프로세싱 포지션으로 리프팅하도록 동작 가능하다.
[0029] 세정 프로세스 동안, 섀도우 프레임(118)은 섀도우 프레임 지지체(128) 상에 놓일 수 있고, 기판 수용 표면(132)은 도 6b에 도시된 바와 같이, 섀도우 프레임(118)을 섀도우 프레임 지지체(128)로부터 리프팅하지 않으면서 기판 수용 표면(132)이 섀도우 프레임(118)에 접촉하는 레벨로 상승된다.
[0030] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 섀도우 프레임 지지체(128)는 챔버(100)와 동일한 재료를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 섀도우 프레임 지지체(128)는 유전체 재료, 스테인리스 강 재료 및 알루미늄 재료를 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 섀도우 프레임(118)은 기판(140)의 에지에서의 그리고 기판(140)에 의해 커버되지 않는 기판 지지체(130) 영역들 상에서의 증착을 감소시킬 수 있다. 섀도우 프레임(118)은 또한, 기판 지지체(130)가 고밀도 플라즈마에 노출되는 것을 방지함으로써, 기판 지지체(130)를 아킹으로부터 보호하도록 동작 가능하다. 섀도우 프레임(118)은 또한, 기판(140)의 에지들을 따르는 배제 구역들이 접촉 및 손상되는 것을 방지할 수 있다. 섀도우 프레임(118)은 측벽들 상의 강한 플라즈마 생성을 피하도록 기판(140)의 측벽들 상의 증착을 방지한다. 추가로, 섀도우 프레임(118)이 기판 지지체(130)로부터의 열 손실들을 감소시키기 때문에, 온도 균일성이 유지될 수 있다.
[0031] 도 1에 도시된 바와 같이, 섀도우 프레임(118)은 서로 결합된 다수의 세그먼트들(121)을 포함한다. 세그먼트들(121)은 섀도우 프레임(118)의 개개의 면들이다. 예를 들어, 세그먼트들(121)은 사변형의 개개의 면들이다. 섀도우 프레임(118)은 섀도우 프레임(118)의 세그먼트들(121)을 서로 결합하도록 섀도우 프레임(118)에 배치된 복수의 핀들(146)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 핀들(146)은 섀도우 프레임(118)의 인접한 세그먼트들(121)을 서로 결합한다. 세정 가스 및/또는 다른 프로세싱 가스들이 통과하도록 펌핑 갭(138)이 챔버(100)의 벽들(102)과 섀도우 프레임(118) 사이에 형성된다. 가스가 펌핑 갭(138)을 통해 유동할 때, 펌핑 갭(138)을 통하는 유량을 조정함으로써 가스 유량 및 압력 제어가 달성될 수 있다.
[0032] 동작 시에, 세정 가스가 플라즈마로 원격으로 점화되고, 플라즈마로부터의 라디칼들이 확산기(110)를 통해 챔버 내로 도입되어, 기판 지지체(130), 섀도우 프레임(118) 및 벽들(102)의 표면들 상에 증착된 막을 에칭한다. 진공 펌프(109)는 챔버(100)의 최하부 쪽으로 라디칼들을 흡인한다. 라디칼들은 기판 지지체(130)에 도달하고, 챔버 벽들을 향해 지향되는데, 이는 라디칼들이 고체 기판 지지체(130)를 통과할 수 없기 때문이다. 진공 펌프(109)는 챔버 바디(103)의 하부 구역(144)에 배치된다. 하부 구역(144)은 기판 지지체(130) 아래에 위치된다. 진공 펌프(109)는 펌핑 갭(138)을 통해 기판 지지체(130) 아래의 하부 구역(144)으로 라디칼들을 흡인한다. 섀도우 프레임 지지체(128)는, 총 세정 시간을 개선하고 세정 균일성을 개선하도록 세정 가스를 챔버(100)의 코너들 쪽으로 지향시키는 데 이용된다. 따라서 코너들로 유동하는 라디칼들의 양은 챔버의 면들로 유동하는 라디칼들의 양보다 더 많다. 코너들은 세정하는 데 더 오래 걸리기 때문에, 코너들로 유동하는 라디칼들의 증가는 총 세정 시간을 감소시킨다.
[0033] 제어기(150)는 챔버(100)와 통신한다. 제어기(150)는 섀도우 프레임 지지체(128), 가스 매니폴드(116) 및 리프트 시스템(136)의 (도 2a 및 도 2b에 도시된) 유량 제어기들(212)과 통신한다. 제어기(150)는 본 명세서에서 설명되는 방법(700)의 동작들을 가능하게 하도록 동작 가능하다. 제어기(150)는 기판 지지체(130)의 이동뿐만 아니라 유량 제어기들(212)을 통한 프로세스 볼륨(106) 내로의 가스들의 유동을 가능하게 할 수 있다.
[0034] 도 2a는 섀도우 프레임 지지체(128)의 개략적인 사시도이다. 도 2b는 섀도우 프레임 지지체(128)의 개략적인 평면도이다. 도 1 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 섀도우 프레임 지지체(128)는 챔버(100)의 벽들(102)에 결합된다. 섀도우 프레임 지지체(128)는, 기판 지지체(130)가 (도 1에 도시된) 프로세싱 포지션으로부터 하강될 때, 섀도우 프레임(118)이 섀도우 프레임 지지체(128) 상에 포지셔닝되도록 벽들(102)에 결합된다. 섀도우 프레임 지지체(128)는 가스들, 즉 프로세싱 가스들 및 세정 가스들의 유량을 제어하도록 동작 가능하다. 가스들의 유량의 제어는 (도 1에 도시된) 프로세스 볼륨(106)으로부터 (도 1에 도시된) 하부 구역(144)으로의 가스의 유량을 제어하는 것을 포함한다. 섀도우 프레임 지지체(128)는 프로세싱 가스 또는 세정 가스, 또는 프로세싱 가스와 세정 가스 모두의 유량을 제어하도록 동작 가능하다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 섀도우 프레임 지지체(128)가 직사각형 형상을 갖지만, 섀도우 프레임 지지체(128)의 다른 형상들이 고려된다. 예를 들어, 원형 형상의 섀도우 프레임 지지체(128)가 원형 형상의 챔버에 배치될 수 있다.
[0035] 섀도우 프레임 지지체(128)는 바디(202)를 포함한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 섀도우 프레임 지지체(128)의 외측 표면(204)이 챔버(100)의 벽들(102)에 결합된다. 바디(202)는, 섀도우 프레임 지지체(128)의 최상부 표면(129)이 챔버(100)의 (도 1에 도시된) 기판 수용 표면(132)과 평행하도록 벽들(102)에 결합된다. 따라서 (도 1에 도시된) 섀도우 프레임(118)의 상부 표면(119)은 섀도우 프레임 지지체(128) 상에 놓일 때 최상부 표면(129)과 평행하다. 섀도우 프레임(118)이 놓일 기판 수용 표면(132)에 평행한 표면을 제공하는 것은 섀도우 프레임(118)의 증가된 내구성을 가능하게 한다. 예를 들어, 섀도우 프레임(118) 내에 배치된 (도 1에 도시된) 복수의 핀들(146)은, 섀도우 프레임 지지체(128)의 최상부 표면(129)이 기판 수용 표면(132)에 실질적으로 평행하게 유지되기 때문에 핀들(146)에 대한 응력이 더 적을 것이므로, 증가된 수명을 가질 것이다. 바디(202)는 바디(202)를 통해 배치된 내부 개구(105)를 포함한다. 도 1에 도시된 기판 수용 표면(132)은 내부 개구(105)를 통과하여 섀도우 프레임(118)을 프로세싱 포지션으로 리프팅할 수 있다.
[0036] 바디(202)는 바디(202)를 관통하여 배치된 복수의 채널들(208)을 갖는다. 복수의 채널들(208)의 각각의 채널은 채널 길이(210)를 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 채널 길이(210)는 약 50㎜ 내지 약 100㎜이다. 복수의 채널들(208)의 각각의 채널은 채널 폭(211)을 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 채널 폭(211)은 약 50㎜ 내지 약 100㎜이다. 바디(202)는 바디(202)를 관통하여 배치된 임의의 수의 채널들(208)을 가질 수 있다. 예를 들어, 섀도우 프레임 지지체(128)의 각각의 면(205)은 바디(202)를 관통하여 배치된 3개 내지 10개의 채널들을 각각 가질 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수의 채널들(208)이 바디(202)의 전체 둘레 주위에 배치된다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 각각의 채널(208)의 채널 길이(210)는 동일하다. 다른 실시예에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 일부 채널들(208)의 채널 길이(210)는 다른 채널들(208)보다 길 수 있다. 도 2b에서와 같이, 섀도우 프레임 지지체(128)의 면들(205)이 다른 면들(205)보다 더 긴 실시예들에서, 더 긴 면들(205) 상의 채널 길이(210)가 증가될 수 있거나, 더 긴 면(205)에서의 채널들(208)의 수가 증가될 수 있다. 복수의 채널들(208)은, 챔버(100)의 벽들(102)과 평행하고 그리고/또는 바디(202)의 측벽들과 평행하도록 바디(202)를 통해 배향된다.
[0037] 섀도우 프레임 지지체(128)는 섀도우 프레임 지지체(128)의 복수의 채널들(208)에 배치된 유량 제어기(212)를 포함한다. 각각의 유량 제어기(212)는 복수의 채널들(208) 각각을 통해 유동할 수 있는 세정 가스의 양을 제어하도록 동작 가능하다. 각각의 유량 제어기는 바디(202)에 결합된다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예에서, 유량 제어기(212)는 섀도우 프레임 지지체(128)의 각각의 채널(208)에 배치된다. 각각의 채널(208)에 유량 제어기(212)를 포함하는 것은 각각의 채널(208)을 통하는 세정 가스의 유량의 제어를 가능하게 한다. 각각의 유량 제어기(212)는 채널(208)이 0% 내지 100%의 개방비를 갖게 조정 가능하도록 동작 가능하다. 개방비는 통과할 수 있는 가스의 양을 정의한다. 예를 들어, 100%의 개방비는 완전히 개방된 채널에 대응한다. 0%의 개방비는 완전히 폐쇄된 채널에 대응한다.
[0038] 섀도우 프레임 지지체(128)의 각각의 채널(208)을 통한 세정 가스 및/또는 다른 프로세싱 가스들의 유량을 제어하는 능력은 세정 프로세스의 세정 엔드 포인트가 더 신속하게 달성될 수 있게 한다. 사용자는 세정 프로세스 이전, 도중 또는 이후에 세정 프로세스 동안의 가스들의 유량을 실시간으로 제어할 수 있다. 유량 제어기(212)는 (도 2c에 도시된) 다이얼링 툴(228)을 돌림으로써 조정될 수 있다. 대안으로, 제어기(150)는 개방비를 변경하도록 유량 제어기(212)를 원격으로 조정하기 위한 명령들을 제공하도록 동작 가능하다. 제어기(150)는 각각의 유량 제어기(212)의 (도 2c에 도시된) 조정 액추에이터들(222)과 통신한다. 각각의 유량 제어기(212)는 세정 프로세스 동안 실시간으로 조정된다. 제어기(150)는 각각의 채널(208) 내의 각각의 유량 제어기(212)를 독립적으로 그리고 동시에 조정하도록 동작 가능하다. 최종 세정 반응들이 챔버(100)의 코너 구역들(214)에서 발생할 때, 유량 제어기들(212)은 더 많은 세정 가스를 코너 구역들(214)로 지향시키도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 섀도우 프레임 지지체(128)의 코너 구역들(214)에 배치된 채널들(208)에서, 유량 제어기들(212)은 코너 구역들(214) 사이에 배치된 중간 구역(216)에 배치된 채널들(208)보다 더 높은 개방비를 가질 것이다.
[0039] 각각의 유량 제어기(212)는 개별적으로 조정 가능하기 때문에, 각각의 채널(208)에서의 각각의 개방비가 미세조정(refine)될 수 있다. 예를 들어, 중간 구역들(216)에서의 세정 시간은 코너 구역들(214)에서보다 더 짧기 때문에, 중간 구역들(216)에서의 유량 제어기들(212)은 약 5% 내지 30%의 개방비를 가질 수 있다. 코너 구역들(214)의 유량 제어기들(212)은 약 30% 내지 60%의 개방비를 가질 수 있다. 따라서 유량 제어기(212)의 개방비들을 조정함으로써, 세정 균일성이 개선되고, 세정 엔드 포인트에 도달하는 데 필요한 세정 가스의 양이 감소된다.
[0040] 도 2c는 챔버(100)의 벽(102)에 결합된 섀도우 프레임 지지체(128)의 개략적인 단면도이다. 유량 제어기(212)가 채널(208)에 배치된다. 바디(202)의 외측 표면(204)은 커플러(218)를 통해 챔버(100)의 벽들(102)에 결합된다. 일부 실시예들에서, 커플러(218)는 나사산 볼트일 수 있다.
[0041] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 복수의 조정 개구들(220)이 챔버(100)의 벽들(102)을 관통하여 배치된다. 섀도우 프레임 지지체(128)의 각각의 채널(208)은 조정 개구(220)를 포함할 수 있다. 각각의 조정 개구(220)를 관통하여 조정 액추에이터(222)가 배치될 수 있다. 조정 액추에이터(222)는 각각의 유량 제어기(212)에 결합된다. 조정 액추에이터(222)는, 유량 제어기(212)가 조정 액추에이터(222)에 결합되도록 커플러(218)를 통해 배치될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 조정 액추에이터(222)는 유동 차단기들(224)을 수동으로 회전시키도록 다이얼링 툴(228), 이를테면 키형 부재(keyed member) 또는 나사산 샤프트로 활성화될 수 있다. 다이얼링 툴(228)은, 유동 차단기들(224)이 조정되도록 조정 액추에이터(222)가 제어되는 것을 가능하게 한다. 다이얼링 툴(228)은, 다이얼링 툴(228)의 회전 시에 조정 액추에이터(222)가 활성화되도록 조정 액추에이터(222)와 접촉하게 포지셔닝될 수 있다.
[0042] 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 유량 제어기(212)는 유동 차단기들(224), 예컨대 다른 예들 중에서도 플래퍼(flapper)들 또는 버터플라이 밸브들을 포함한다. 유동 차단기들(224)은 채널(208) 내의 개방비를 변경하도록 조정되게 동작 가능하다. 일부 실시예들에서, 유동 차단기들(224)은 슬라이더들(226)에 결합된다. 슬라이더들(226)은 조정 액추에이터(222) 상에 배치된다. 동작 시에, 조정 액추에이터(222)가 활성화(예컨대, 회전 또는 시프트)될 때, 조정 액추에이터(222) 위에 배치된 슬라이더들(226)이 조정 액추에이터(222)를 따라 이동할 것이다. 유동 차단기들(224)이 슬라이더들(226)에 결합될 때, 유동 차단기들(224)은 채널(208) 내의 개방비를 변경하도록 이동된다. 예를 들어, 도 2c에 도시된 바와 같이, 슬라이더들(226)이 외측으로 이동함에 따라, 개방비가 감소한다. 슬라이더들(226)이 각각의 채널(208) 내에서 안쪽으로 이동함에 따라, 개방비가 증가한다. 유동 차단기들(224)은, 유동 차단기들(224)이 회전시켜 채널(208) 내의 개방비를 조정하도록 슬라이더들(226)이 조정 액추에이터(222)를 따라 이동하게 슬라이더들(226)에 결합된다.
[0043] 각각의 채널(208)이 유량 제어기(212)를 포함하기 때문에, 섀도우 프레임 지지체(128)의 각각의 채널(208)의 개방비는 독립적으로 제어될 수 있다. 조정 개구(220)는 챔버(100) 내의 진공 압력을 파괴하지 않으면서 개방비의 실시간 제어를 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 제어기(150)는 각각의 유량 제어기(212)의 조정 액추에이터(222)와 통신하며, 복수의 채널들 각각 내의 각각의 유동 차단기(224)를 회전시켜 각각의 유량 제어기(212)의 개방비를 조정할 것을 조정 액추에이터(222)에 명령하도록 동작 가능하다. 제어기(150)는 개방비를 변경하도록 유량 제어기(212)를 원격으로 조정하기 위한 명령들을 제공하도록 동작 가능하다. 제어기(150)는 각각의 유량 제어기(212)를 실시간으로 조정하도록 동작 가능하다. 제어기(150)는 각각의 채널(208) 내의 각각의 유량 제어기(212)를 독립적으로 그리고 동시에 조정하도록 동작 가능하다. 다른 실시예들에서, 각각의 유량 제어기(212)는 개방비를 조정하도록 수동으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 유량 제어기(212)는 다이얼링 툴(228)로 조정될 수 있다.
[0044] 조정 액추에이터(222)를 이용한 개방비의 실시간 조정은, 챔버(100)를 개방하지 않고 각각의 채널(208)을 통해 필요한 세정 레이트들을 갖도록, 각각의 채널(208)에서의 개방비의 조정을 가능하게 한다. 따라서 실시간 조정은 챔버(100) 내의 세정 가스 균일성을 개선한다. 추가로, 섀도우 프레임 지지체(128)를 통하는 프로세싱 가스 유량을 제어하는 능력으로 인해, 프로세싱 동작들 동안 막 두께 균일성이 달성된다. 예를 들어, 상이한 막들의 증착률은 프로세스 가스 유량에 의해 영향을 받는다. 따라서 증착률이 조정될 필요가 있다면, 제어기(150) 또는 다이얼링 툴(228)로 조정 액추에이터(222)를 활성화함으로써, 유량이 조정될 수 있다.
[0045] 도 3a 및 도 3b는 유량 제어기(212)의 제1 구성(300)의 개략적인 단면도들이다. 유량 제어기(212)는 섀도우 프레임 지지체(128)의 채널(208)에 배치된다. 유량 제어기(212)는 채널(208)을 통하는 가스 유동을 차단하도록 동작 가능한 유동 차단기(224)(예컨대, 회전 가능 플레이트)를 포함한다. 조정 액추에이터(222)가 유동 차단기(224)에 결합된다. 조정 액추에이터(222)의 작동은 유동 차단기를 회전시켜 개방비를 조정할 것이다. 유동 차단기(224)는 피벗(302)을 중심으로 회전할 수 있다. 피벗(302)은 중심 축을 중심으로 회전하도록 동작 가능한 메커니즘이다. 도 3a는 100%의 개방비를 갖는 유동 차단기(224)를 도시한다. 도 3b는 0%의 개방비를 갖는 유동 차단기(224)를 도시한다. 유량 제어기(212)는 0% 내지 100%의 개방비를 가질 수 있다.
[0046] 도 4a 및 도 4b는 유량 제어기(212)의 제2 구성(400)의 개략적인 단면도들이다. 제2 구성(400)은 또한 도 2c에 도시된다. 유량 제어기(212)는 섀도우 프레임 지지체(128)의 채널(208)에 배치된다. 유량 제어기(212)는 채널(208)을 통하는 가스 유동을 차단하도록 동작 가능한 유동 차단기(224)를 포함한다. 조정 액추에이터(222)가 유동 차단기(224)에 결합된다. 유동 차단기들(224)은 슬라이더들(226)에 결합된다. 슬라이더들(226)은 조정 액추에이터(222) 상에 배치된다. 동작 시에, 조정 액추에이터(222)가 작동될 때, 조정 액추에이터(222) 위에 배치된 슬라이더들(226)은 조정 액추에이터(222)를 따라 이동할 것이다. 유동 차단기들(224)이 슬라이더들(226)에 결합될 때, 유동 차단기들(224)은 채널(208) 내의 개방비를 변경하도록 이동된다. 유동 차단기(224)는 피벗(402)을 중심으로 회전할 수 있다. 피벗(402)은 중심 축을 중심으로 회전하도록 동작 가능한 메커니즘이다. 도 4a는 약 10%의 개방비를 갖는 유동 차단기(224)를 도시한다. 도 4b는 70%의 개방비를 갖는 유동 차단기(224)를 도시한다. 유량 제어기(212)는 0% 내지 100%의 개방비를 가질 수 있다.
[0047] 도 5a는 유량 제어기(212)의 제3 구성(500)의 개략적인 단면도이다. 유량 제어기(212)는 섀도우 프레임 지지체(128)의 채널(208)에 배치된다. 유량 제어기(212)는 채널(208)을 통하는 가스 유동을 차단하도록 동작 가능한 유동 차단기(224)를 포함한다. 유동 차단기(224)는 복수의 채널들(208) 각각에서 레지(ledge)(502) 상에 놓이도록 구성된다. 레지(502)는 복수의 채널들(208) 내에서 섀도우 프레임 지지체(128)에 결합된다.
[0048] 도 5b - 도 5d는 유동 차단기(224)의 개략적인 평면도를 도시한다. 각각의 유동 차단기(224)는 각각의 유동 차단기(224)를 관통하여 배치된 하나 이상의 애퍼처들(504)을 포함한다. 애퍼처들(504)은 가스가 애퍼처들(504)을 통해 유동할 수 있게 하도록 구성된다. 애퍼처들(504)의 위치 및 크기는 유량 제어기(212)의 개방비를 증가 또는 감소시키도록 조정될 수 있다. 하나 이상의 애퍼처들(504)이 다각형 형상들로 도시되지만, 하나 이상의 애퍼처들은 형상이 제한되지 않는다. 예를 들어, 애퍼처들(504)은 원형, 삼각형 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 도 5b는 20%의 개방비를 갖는 유동 차단기(224)를 도시한다. 도 5c는 40%의 개방비를 갖는 유동 차단기(224)를 도시한다. 도 5d는 60%의 개방비를 갖는 유동 차단기(224)를 도시한다. 도 5a - 도 5d에 도시된 유량 제어기(212)는 0% 내지 100%의 개방비를 가질 수 있다. 유동 차단기(224)는 또한, 볼트 홀들(506)을 포함할 수 있다. 유동 차단기(224)는 볼트 홀들(506)을 관통하여 배치된 볼트들로 (도 5a에 도시된) 레지(502)에 볼트 결합될 수 있다. 유량 제어기(212)의 제3 구성(500)에서 이용되는 유동 차단기(224)는 세라믹 재료들, 알루미늄 합금들 및 양극산화 알루미늄 합금들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 예를 들어, 유동 차단기(224)는 AL6061과 같은 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
[0049] 애퍼처들(504) 각각은 애퍼처 폭(508) 및 애퍼처 길이(510)를 포함한다. 애퍼처 폭(508) 및 애퍼처 길이(510)는 각각의 유동 차단기(224)의 개방비를 변경하도록 조정될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 애퍼처들(504)은 10㎜ × 20㎜, 10㎜ × 30㎜, 및 10㎜ × 50㎜일 수 있다.
[0050] 도 6a는 프로세싱 포지션에 있는 기판 지지체(130)의 개략적인 측면도이다. 기판 프로세싱 동안, (도면에 도시되지 않은) 기판이 상부에 배치된 기판 지지체(130)는, 섀도우 프레임(118)이 섀도우 프레임 지지체(128)로부터 이격되게 하는 포지션으로 상승된다. 섀도우 프레임(118)은 기판 지지체(130)에 의해 리프팅되고, 그에 따라 프로세싱 가스는 섀도우 프레임(118)과 벽들(102) 사이의 펌핑 갭(138)을 통해 기판 지지체(130)와 섀도우 프레임 지지체(128) 사이에 형성된 갭(602)을 통해 유동할 수 있다. 따라서 프로세싱 가스는 섀도우 프레임 지지체(128)의 채널들(208)로 강제되지 않는다.
[0051] 도 6b는 세정 포지션에 있는 기판 지지체(130)의 개략적인 측면도이다. 섀도우 프레임(118)은 기판 지지체(130)와 섀도우 프레임 지지체(128) 사이의 갭(602)을 차단한다. 세정 동안, 섀도우 프레임(118)은 섀도우 프레임 지지체(128)의 최상부 상에 배치된다. 기판 지지체(130)는 섀도우 프레임(118)이 기판 지지체(130)와 섀도우 프레임 지지체(128) 모두에 접촉하도록 세정 포지션에 있는 것으로 도시된다. 섀도우 프레임(118)은 기판 지지체(130)와 섀도우 프레임 지지체(128) 사이의 갭(602)을 차단하여, 세정 가스를 섀도우 프레임 지지체(128)의 복수의 채널들(208)로 흐르게 한다. 일 실시예에서, 섀도우 프레임 지지체(128)는 세정 가스가 벽들(102)의 길이를 따라 유동하는 것을 차단하고, 세정 가스 유동을 (도 2b에 도시된) 코너 구역들(214)로 지향시킨다.
[0052] 도 7은 챔버(100)를 세정하기 위한 방법(700)의 흐름도이다. 설명을 가능하게 하기 위해, 이 방법(700)은 도 1의 챔버(100)를 참조하여 설명될 것이다. 그러나 챔버(100) 이외의 챔버들이 이 방법(700)과 함께 이용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 유량 제어기(212)의 제1 구성(300), 제2 구성(400) 또는 제3 구성(500) 각각이 이 방법(700)과 함께 이용될 수 있다. 제어기(150)가 챔버(100)에 결합된다. 제어기(150)는 이 방법(700)의 동작들을 가능하게 하도록 구성된다.
[0053] 동작(701)에서, 섀도우 프레임(118)이 챔버(100) 내의 섀도우 프레임 지지체(128)의 최상부 표면(129) 상에 배치된다. 섀도우 프레임 지지체(128)는 섀도우 프레임 지지체(128)를 관통하여 배치된 복수의 채널들(208)을 포함한다. 각각의 채널(208)은 각각의 채널(208)을 통한 세정 가스의 유동을 가능하게 하도록 구성된 유량 제어기(212)를 포함한다. 동작(702)에서, 기판 지지체(130)는 (도 6b에 도시된) 세정 포지션으로 상승된다. 세정 포지션은, 섀도우 프레임(118)이 기판 지지체(130)와 섀도우 프레임 지지체(128) 모두와 접촉하게 하는 그러한 포지션이다.
[0054] 동작(703)에서, 세정 가스 라디칼들이 챔버(100)의 프로세스 볼륨(106) 내로 도입된다. 세정 가스는 NF3, F2, SF6, C2F6, HCl, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 일 실시예에서, 세정 가스가 플라즈마로 원격으로 점화되고, 플라즈마로부터의 라디칼들이 챔버 내로 도입되어, 챔버(100)의 프로세스 볼륨(106) 내의 기판 지지체(130), 섀도 프레임(118) 및 벽들(102)의 표면들 상에 증착된 막을 에칭한다. 진공 펌프(109)는 챔버(100)의 최하부(예컨대, 하부 구역(144)) 쪽으로 라디칼들을 흡인한다.
[0055] 세정 가스가 프로세스 볼륨(106)으로부터 하부 구역(144)으로 이동할 때, 세정 가스는 섀도우 프레임 지지체(128)의 채널들(208)을 통과한다. 복수의 채널들(208) 각각의 유량 제어기(212)는 각각의 채널(208)의 개방비를 조정하도록 활성화될 수 있다. 예를 들어, (도 2b에 도시된) 코너 구역들(214)의 채널들(208) 내의 유량 제어기들(212)은 (도 2b에 도시된) 중간 구역들(216)의 유량 제어기들(212)보다 더 높은 개방비를 가질 수 있다. 코너 구역들(214)에서 요구되는 세정 시간이 중간 구역들(216)보다 길기 때문에, 코너 구역들(214)에서의 개방비를 증가시키는 것은 세정 균일성을 개선하고 총 세정 시간을 감소시킨다. 총 세정 시간이 감소되는 경우, 필요한 세정 가스의 양이 또한 감소된다. 그 결과, 생산 비용이 또한 최소화되며, 이는 낮아진 기판 프로세싱 비용들로 이어진다.
[0056] 추가로, 각각의 유량 제어기(212)는 각각의 채널(208)의 개방비를 조정하도록 수동으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 유량 제어기(212)는, 유량 제어기(212)를 활성화하도록 유량 제어기(212)에 결합된 다이얼링 툴(228)로 조정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 유량 제어기(212)는 챔버(100)에 결합된 제어기(150)로 조정될 수 있다. 제어기는 각각의 채널(208) 내의 유량 제어기(212)를 원격으로 조정하여 개방비를 변경하기 위한 명령들을 제공한다. 제어기는 각각의 유량 제어기(212)를 실시간으로 조정할 수 있다.
[0057] 유량 제어기들(212)의 제3 구성(500)을 이용하는 실시예들에서, 각각의 채널(208)에서의 개방비는 채널들(208) 내의 레지(502) 상에 놓인 유동 차단기들(224)을 스위칭함으로써 조정될 수 있다. 예를 들어, 더 높은 개방비를 갖는 유동 차단기(224)는 더 낮은 개방비를 갖는 유동 차단기(224)로 대체될 수 있거나, 그 반대일 수 있다.
[0058] 요약하면, 하나 이상의 유량 제어기들을 갖는 섀도우 프레임 지지체, 및 섀도우 프레임 지지체를 통하는 가스들의 유량을 제어하는 방법이 본 명세서에서 제공된다. 섀도우 프레임 지지체는, 섀도우 프레임 지지체의 최상부 표면이 챔버 내에 수평으로 배치되도록 챔버의 벽들에 결합된 바디를 포함한다. 바디는 바디를 관통하여 배치된 복수의 채널들을 갖는다. 각각의 채널은 유량 제어기를 포함한다. 유량 제어기는 유량 제어기의 개방비를 변경하도록 실시간으로 조정될 수 있다. 각각의 채널의 개방비는 챔버 내의 진공 압력을 파괴하지 않으면서 조정될 수 있다. 이에 따라, 섀도우 프레임 지지체들의 새로운 설계들이 요구되지 않으며, 이는 더 많은 스루풋으로 이어진다. 챔버 세정 프로세스들 동안, 세정 가스는 복수의 채널들을 통해 원하는 대로 지향될 수 있다. 챔버 세정 시간은 세정 가스를 프로세스 챔버의 코너들로 지향시킴으로써 최소화될 수 있다. 추가로, 섀도우 프레임 지지체는 섀도우 프레임의 상부 표면과 섀도우 프레임 지지체의 최상부 표면이 서로 평행할 때 섀도우 프레임의 내구성을 개선한다.
[0059] 본 명세서에서 설명되는 실시예들 및 모든 기능 동작들은 본 명세서에 개시된 구조적 수단들 및 이들의 구조적 등가물들을 포함하는 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 펌웨어로, 또는 디지털 전자 회로부로, 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 실시예들은 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품들, 즉 데이터 프로세싱 장치, 예컨대 프로그래밍 가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들에 의한 실행을 위해 또는 이들의 동작을 제어하기 위해 기계 판독 가능 저장 디바이스에 유형적으로 구체화된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로서 구현될 수 있다.
[0060] 본 명세서에서 설명한 프로세스들 및 논리 흐름들은 입력 데이터에 대해 동작하여 출력을 발생시킴으로써 기능들을 수행하도록 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 하나 이상의 프로그래밍 가능 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들 및 논리 흐름들은 또한 특수 목적 로직 회로, 예컨대 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)에 의해 수행될 수 있으며, 장치가 또한 이로서 구현될 수 있다.
[0061] "데이터 프로세싱 장치"라는 용어는 예로서 프로그래밍 가능 프로세서, 컴퓨터 또는 다수의 프로세서들이나 컴퓨터들을 포함하여, 데이터를 프로세싱하기 위한 모든 장치, 디바이스들 및 기계들을 포괄한다. 장치는 하드웨어뿐만 아니라, 해당 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 생성하는 코드, 예컨대 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 시스템, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적의 마이크로프로세서들 모두, 그리고 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다.
[0062] 컴퓨터 프로그램 명령들 및 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터 판독 가능 매체들은 예로서 반도체 메모리 디바이스들, 예컨대 EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스들; 자기 디스크들, 예컨대 내부 하드 디스크들 또는 착탈식 디스크들; 마그네토 광 디스크들; 그리고 CD ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 모든 형태들의 비휘발성 메모리, 매체들 및 메모리 디바이스들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 로직 회로에 의해 보완되거나 특수 목적 로직 회로에 포함될 수 있다.
[0063] "구성되는", "포함하는" 및 "갖는"이라는 용어들은 포괄적인 것으로 의도되며 열거된 엘리먼트들 이외의 추가 엘리먼트들이 존재할 수 있음을 의미한다.
[0064] 전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시내용의 다른 실시예들 및 추가 실시예들이 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 섀도우 프레임 지지체로서,
    내부 개구를 갖는 바디;
    상기 바디를 관통하여 배치된 복수의 채널들; 및
    상기 복수의 채널들 각각에 배치된 유량 제어기(flow controller)를 포함하며,
    상기 유량 제어기는 조정 액추에이터와 통신하는 유동 차단기(adjustment actuator)를 포함하고,
    상기 조정 액추에이터는 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하기 위해 상기 복수의 채널들 각각 내의 각각의 유동 차단기를 조정하도록 동작 가능한,
    섀도우 프레임 지지체.
  2. 제1 항에 있어서,
    제어기가 각각의 유량 제어기의 조정 액추에이터와 통신하는,
    섀도우 프레임 지지체.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 복수의 채널들 각각 내의 각각의 유동 차단기를 회전시켜 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정할 것을 상기 조정 액추에이터에 명령하도록 동작 가능한,
    섀도우 프레임 지지체.
  4. 제1 항에 있어서,
    각각의 유량 제어기의 조정 액추에이터에 결합된 다이얼링 툴(dialing tool)은, 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하기 위해 상기 복수의 채널들 각각 내의 각각의 유동 차단기를 회전시키도록 동작 가능한,
    섀도우 프레임 지지체.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 채널들은 상기 섀도우 프레임 지지체의 상기 바디의 둘레 주위에 배치되는,
    섀도우 프레임 지지체.
  6. 프로세스 챔버로서,
    복수의 벽들에 의해 한정된 내부를 갖는 챔버 바디;
    상기 챔버 바디에 배치된 기판 지지체;
    상기 챔버 바디 내에서 상기 기판 지지체 위에 배치된 확산기; 및
    상기 챔버 바디 내부에 배치된 섀도우 프레임 지지체를 포함하며,
    상기 섀도우 프레임 지지체는:
    바디 ― 상기 바디의 각각의 외측 표면은 상기 복수의 벽들의 내부 표면에 결합됨 ―;
    상기 바디를 관통하여 배치된 복수의 채널들; 및
    상기 복수의 채널들 각각에 배치된 유량 제어기를 포함하는,
    프로세스 챔버.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 유량 제어기는 유동 차단기를 포함하며,
    상기 유동 차단기는 플레이트이고, 상기 플레이트는 상기 플레이트를 관통하는 복수의 애퍼처들을 포함하는,
    프로세스 챔버.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 플레이트는 레지(ledge) 상에 배치되고, 상기 레지는 상기 복수의 채널들 각각에서 상기 섀도우 프레임 지지체에 결합되는,
    프로세스 챔버.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 유량 제어기는 유동 차단기를 포함하며,
    각각의 유량 제어기의 조정 액추에이터와 통신하는 제어기는, 상기 복수의 채널들 각각 내의 각각의 유동 차단기를 회전시켜 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정할 것을 상기 조정 액추에이터에 명령하도록 동작 가능한,
    프로세스 챔버.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 섀도우 프레임 지지체의 최상부 표면은 상기 기판 지지체의 기판 수용 표면과 평행한,
    프로세스 챔버.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 섀도우 프레임 지지체의 각각의 면은 상기 복수의 채널들 중 3개 내지 10개의 채널들을 포함하는,
    프로세스 챔버.
  12. 제6 항에 있어서,
    각각의 유량 제어기의 조정 액추에이터에 결합된 다이얼링 툴은, 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하기 위해 상기 복수의 채널들 각각 내의 각각의 유동 차단기를 회전시키도록 동작 가능한,
    프로세스 챔버.
  13. 세정 방법으로서,
    섀도우 프레임과 접촉하도록 프로세스 챔버 내의 세정 포지션으로 기판 지지체를 상승시키는 단계 ― 상기 섀도우 프레임은 상기 프로세스 챔버 내의 섀도우 프레임 지지체 상에 배치되고, 그리고 상기 섀도우 프레임을 관통하여 배치된 복수의 채널들을 포함하며, 상기 복수의 채널들의 각각의 채널은 유량 제어기를 가짐 ―;
    상기 프로세스 챔버 내에 세정 가스를 유동시키는 단계 ― 상기 세정 가스는 상기 섀도우 프레임 지지체 내의 복수의 채널들을 통해 유동함 ―; 및
    상기 섀도우 프레임 지지체의 복수의 채널들 내의 각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하는 단계를 포함하는,
    세정 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 섀도우 프레임 지지체의 각각의 채널의 개방비는 독립적으로 제어되는,
    세정 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하는 단계는, 상기 복수의 채널들 각각의 조정 액추에이터에 결합된 다이얼링 툴로 수행되는,
    세정 방법.
  16. 제13 항에 있어서,
    각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하는 단계는, 각각의 유량 제어기와 통신하는 제어기로 원격으로 수행되는,
    세정 방법.
  17. 제13 항에 있어서,
    각각의 유량 제어기의 개방비를 조정하는 단계는 실시간으로 수행되는,
    세정 방법.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 세정 가스는 질소 불화물(NF3), 불소(F2), 황 불화물(SF6), 탄소 불화물(C2F6), 염산(HCl), 또는 이들의 조합들인,
    세정 방법.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 섀도우 프레임 지지체의 코너 구역에서의 상기 유량 제어기의 개방비는 상기 섀도우 프레임 지지체의 중간 구역들에서보다 더 높은,
    세정 방법.
  20. 제13 항에 있어서,
    상기 프로세스 챔버는 진공 압력으로 유지되는,
    세정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6186092B1 (en) 1997-08-19 2001-02-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for aligning and controlling edge deposition on a substrate
JP5324026B2 (ja) 2006-01-18 2013-10-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法
KR101046520B1 (ko) 2007-09-07 2011-07-04 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 내부 챔버 상의 부산물 막 증착을 제어하기 위한 pecvd 시스템에서의 소스 가스 흐름 경로 제어
CN103377979B (zh) 2012-04-30 2016-06-08 细美事有限公司 调节板和具有该调节板的用于处理基板的装置
WO2014062323A1 (en) 2012-10-18 2014-04-24 Applied Materials, Inc. Shadow frame support
WO2015023435A1 (en) 2013-08-12 2015-02-19 Applied Materials, Inc. Recursive pumping for symmetrical gas exhaust to control critical dimension uniformity in plasma reactors
US10309015B2 (en) * 2017-01-17 2019-06-04 Psk Inc. Substrate treating apparatus and substrate treating method

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