KR20240064762A - 하류 잔류물 관리 하드웨어 - Google Patents

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자오위안 게
인 시옹
성원 하
압둘 아지즈 카자
아미트 반살
프라사스 푸마니
아지트 락스만 쿨카르니
사라 미셸 보벡
바드리 엔. 라마무르티
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Abstract

예시적인 프로세싱 챔버들은 측벽들 및 바닥 플레이트를 갖는 바디를 포함할 수 있다. 바닥 플레이트는 배기 개구 및 가스 유입구를 한정할 수 있다. 챔버들은 바디 최상부에 안착되는 면판을 포함할 수 있다. 챔버들은 바닥 플레이트의 최상부에 안착되는 퍼지 링을 포함할 수 있다. 퍼지 링은 개방 내부를 한정하는 내측 에지 및 외측 에지를 갖는 링 바디를 포함할 수 있다. 링 바디는 바닥 플레이트에 대해 배치된 표면을 가질 수 있다. 링 바디는 배기 개구와 정렬된 개구를 한정할 수 있다. 표면은 가스 유입구와 정렬되어 결합된 유체 포트를 한정할 수 있다. 표면은 유체 포트 내로 연장되는 아치형 홈들을 한정할 수 있다. 아치형 홈들은 내측 에지 및 외측 에지와 평행할 수 있다. 표면은 개방 내부로부터 아치형 홈으로 연장되는 방사상 홈들을 한정할 수 있다.

Description

하류 잔류물 관리 하드웨어
[0001] 본 출원은 "DOWNSTREAM RESIDUE MANAGEMENT HARDWARE"라는 명칭으로　2021년 10월 15일자로 출원된 미국 특허출원 제17/502,873호의 이익 및 우선권을 주장하며, 이 특허출원은 이로써 그 전체가 인용에 의해 포함된다.
[0002] 본 기술은 반도체 제조를 위한 컴포넌트들 및 장치들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 기술은 프로세싱 챔버 컴포넌트들 및 다른 반도체 프로세싱 장비에 관한 것이다.
[0003] 기판 표면들 상에 복잡하게 패터닝된 재료 층들을 생성하는 프로세스들에 의해 집적 회로들이 가능하게 된다. 기판 상에 패터닝된 재료를 생성하는 것은 재료를 형성 및 제거하기 위한 제어된 방법들을 필요로 한다. 기판 상에 재료를 균일하게 증착하거나 에칭하기 위해 전구체들이 프로세싱 구역으로 종종 전달되고 분배된다. 프로세싱 챔버의 많은 양상들은 프로세스 균일성, 이를테면 챔버 내의 프로세스 조건들의 균일성, 컴포넌트들을 통한 유동의 균일성뿐만 아니라 다른 프로세스 및 컴포넌트 파라미터들에 영향을 미칠 수 있다. 기판에 걸친 사소한 불일치들조차도 형성 또는 제거 프로세스에 영향을 미칠 수 있다.
[0004] 따라서 고품질 디바이스들 및 구조들을 생성하는 데 사용될 수 있는 개선된 시스템들 및 방법들에 대한 필요성이 있다. 이러한 그리고 다른 요구들이 본 기술에 의해 해결된다.
[0005] 예시적인 반도체 프로세싱 챔버들은 측벽들 및 바닥 플레이트를 갖는 챔버 바디를 포함할 수 있다. 바닥 플레이트는 배기 개구 및 적어도 하나의 퍼지 가스 유입구를 한정할 수 있다. 챔버들은 챔버 바디 최상부에 안착되는 면판(faceplate)을 포함할 수 있다. 챔버들은 바닥 플레이트의 최상부에 안착되는 퍼지 링을 포함할 수 있다. 퍼지 링은 외측 에지 및 내측 에지를 갖는 링 바디를 포함할 수 있다. 내측 에지는 개방 내부를 한정할 수 있다. 링 바디는 제1 표면, 및 제1 표면 반대편의 제2 표면을 가질 수 있다. 제2 표면은 바닥 플레이트의 최상부 표면에 대해 배치될 수 있다. 링 바디는 외측 에지와 내측 에지 사이에 개구를 한정할 수 있다. 개구는 바닥 플레이트의 배기 개구와 정렬될 수 있다. 제2 표면은 적어도 하나의 유체 포트를 한정할 수 있다. 각각의 유체 포트는 적어도 하나의 퍼지 가스 유입구의 개개의 퍼지 가스 유입구와 정렬되어 유체 결합될 수 있다. 제2 표면은 하나 이상의 아치형 홈들을 한정할 수 있고, 아치형 홈들 각각은 적어도 하나의 유체 포트의 개개의 유체 포트 내로 연장된다. 하나 이상의 아치형 홈들은 일반적으로, 링 바디의 내측 에지 및 외측 에지와 평행할 수 있다. 제2 표면은 개방 내부로부터 하나 이상의 아치형 홈들 중 하나로 각각 연장되는 복수의 방사상 홈들을 한정할 수 있다.
[0006] 일부 실시예들에서, 챔버들은 적어도 하나의 퍼지 가스 유입구와 유체 결합된 퍼지 소스를 포함할 수 있다. 링 바디는 일반적으로 c-형상일 수 있고, 제2 단부로부터 이격된 제1 단부를 포함할 수 있다. 제1 단부와 제2 단부 사이에 형성된 갭은 개구를 포함할 수 있다. 링 바디는 환형 형상을 가질 수 있다. 개구는 개구의 전체 외측 주변부를 따라 링 바디의 일부로 경계가 이루어지는 애퍼처를 포함할 수 있다. 하나 이상의 아치형 홈들은 집합적으로, 개방 내부를 중심으로 적어도 270도 주위로 연장될 수 있다. 하나 이상의 아치형 홈들은 링 바디 주위에 순환 유동 경로를 형성할 수 있다. 방사상 홈들은 집합적으로, 개방 내부를 중심으로 적어도 270도 주위로 연장될 수 있다. 방사상 홈들은 링 바디를 중심으로 규칙적인 각도 간격들로 이격될 수 있다. 챔버들은, 배기 개구와 유체 결합되는 포어라인(foreline), 스로틀 밸브 및 펌프를 포함할 수 있다. 퍼지 링은 알루미늄을 포함할 수 있다.
[0007] 본 기술의 일부 실시예들은 퍼지 링들을 포함할 수 있다. 퍼지 링들은 외측 에지 및 내측 에지를 갖는 링 바디를 포함할 수 있다. 내측 에지는 개방 내부를 한정할 수 있다. 링 바디는 제1 표면, 및 제1 표면 반대편의 제2 표면을 가질 수 있다. 링 바디는 외측 에지와 내측 에지 사이에 개구를 한정할 수 있다. 제2 표면은 적어도 하나의 유체 포트를 한정할 수 있다. 제2 표면은 하나 이상의 아치형 홈들을 한정할 수 있다. 하나 이상의 아치형 홈들 각각은 적어도 하나의 유체 포트의 개개의 유체 포트 내로 연장될 수 있다. 하나 이상의 아치형 홈들은 일반적으로, 링 바디의 내측 에지 및 외측 에지와 평행할 수 있다. 제2 표면은 개방 내부로부터 하나 이상의 아치형 홈들 중 하나로 각각 연장되는 복수의 방사상 홈들을 한정할 수 있다.
[0008] 일부 실시예들에서, 링 바디는 일반적으로 c-형상일 수 있고, 제2 단부로부터 이격된 제1 단부를 포함할 수 있다. 제1 단부와 제2 단부 사이에 형성된 갭은 개구를 포함할 수 있다. 링 바디는 환형 형상을 가질 수 있다. 개구는 개구의 전체 외측 주변부를 따라 링 바디의 일부로 경계가 이루어지는 애퍼처를 포함할 수 있다. 하나 이상의 아치형 홈들은 집합적으로, 개방 내부를 중심으로 적어도 270도 주위로 연장될 수 있다. 하나 이상의 아치형 홈들은 링 바디 주위에 순환 유동 경로를 형성할 수 있다. 방사상 홈들은 집합적으로, 개방 내부를 중심으로 적어도 270도 주위로 연장될 수 있다. 방사상 홈들은 링 바디를 중심으로 규칙적인 각도 간격들로 이격될 수 있다.
[0009] 본 기술의 일부 실시예들은 기판을 프로세싱하는 방법들을 포함할 수 있다. 이 방법들은 프로세싱 챔버 내로 전구체를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법들은 프로세싱 챔버의 프로세싱 구역 내에 전구체의 플라즈마를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법들은 프로세싱 구역 내에 배치된 기판 상에 재료를 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법들은 프로세싱 챔버의 바닥 플레이트와 결합된 퍼지 링에 형성된 복수의 홈들을 통해 퍼지 가스를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 홈들은 하나 이상의 아치형 홈들 및 복수의 방사상 홈들을 포함할 수 있다. 복수의 방사상 홈들은 퍼지 가스를 퍼지 링의 개방 내부 내로 지향시킬 수 있다.
[0010] 일부 실시예들에서, 이 방법들은 적어도 하나의 포어라인, 스로틀 밸브 및 펌프를 통해 프로세싱 챔버로부터 전구체 및 퍼지 가스를 통기시키는 단계를 포함할 수 있다. 포어라인의 유입구 개구는 퍼지 링의 개구와 정렬된다. 퍼지 가스는 약 500sccm 내지 약 10,000sccm의 레이트로 유동될 수 있다.
[0011] 이러한 기술은 종래의 시스템들 및 기법들에 비해 많은 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 기술의 실시예들은, 퍼지 가스를 프로세싱 챔버의 하부 구역들로 지향시켜 프로세싱 시스템의 컴포넌트들로부터의 잔류물을 제거 및/또는 방지하기 위해 챔버 바디의 바닥 플레이트와 결합된 퍼지 링을 이용할 수 있다. 이러한 그리고 다른 실시예들은 이들의 많은 이점들 및 특징들과 함께 아래의 설명 및 첨부된 도면들과 관련하여 보다 상세하게 설명된다.
[0012] 개시된 기술의 성질 및 이점들의 추가 이해는 도면들 및 명세서의 나머지 부분들을 참조로 실현될 수 있다.
[0013] 도 1은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템의 평면도를 도시한다.
[0014] 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 플라즈마 시스템의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0015] 도 3은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0016] 도 4a - 도 4c는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 퍼지 링의 개략도들을 도시한다.
[0017] 도 5는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 퍼지 링의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0018] 도 6은 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 프로세싱 챔버의 챔버 바디의 바닥 플레이트의 최상부에 설치된 예시적인 퍼지 링의 개략적인 평면도를 도시한다.
[0019] 도 7은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 반도체 프로세싱 방법의 동작들을 도시한다.
[0020] 도면들 중 몇몇은 개략도들로서 포함된다. 도면들은 예시 목적들이며, 구체적으로 실측대로라고 언급되지 않는 한 실측대로인 것으로 간주되지 않아야 한다고 이해되어야 한다. 추가로, 개략도들로서, 도면들은 이해를 돕기 위해 제공되며, 현실적인 표현들과 비교하여 모든 양상들 또는 정보를 포함하지 않을 수 있고, 예시 목적들로 과장된 재료를 포함할 수 있다.
[0021] 첨부된 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들은 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 추가로, 동일한 타입의 다양한 컴포넌트들은, 참조 라벨 다음에 유사한 컴포넌트들 사이를 구별하는 문자가 뒤따름으로써 구별될 수 있다. 명세서에서 제1 참조 라벨만 사용된다면, 설명은 문자와 관계없이 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 한 컴포넌트에 적용 가능하다.
[0022] 플라즈마 강화 증착 프로세스들은 기판 상의 막 형성을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 성분 전구체들을 에너자이징(energize)할 수 있다. 전도성 및 유전체 막들뿐만 아니라, 재료들의 전달 및 제거를 가능하게 하기 위한 막들을 포함하여, 반도체 구조들을 개발하기 위해 임의의 수의 재료 막들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 하드마스크 막들은 기판의 패터닝을 가능하게 하면서, 패터닝되지 않고 유지될 하부 재료들을 보호하도록 형성될 수 있다. 많은 프로세싱 챔버들에서, 다수의 전구체들이 가스 패널에서 혼합될 수 있고, 기판이 배치될 수 있는 챔버의 프로세싱 구역으로 전달될 수 있다. 리드(lid) 스택의 컴포넌트들이 프로세싱 챔버 내로의 유동 분포에 영향을 미칠 수 있지만, 많은 다른 프로세스 변수들이 증착의 균일성에 유사하게 영향을 미칠 수 있다.
[0023] 프로세싱 동작들 동안 및/또는 이후에, 전구체들 및/또는 다른 프로세스 가스들이 프로세싱 챔버의 하부 구역 내로 유동할 수 있다. 예를 들어, 일부 프로세스 가스들은 프로세싱 동작들 동안 기판 지지부를 넘어 아래쪽으로 유동할 수 있고, 그리고/또는 가스들은 챔버의 바닥과 결합된 포어라인을 통해 프로세스 챔버로부터 통기될 수 있다. 그러한 프로세스 가스들로부터의 라디칼들에 의해 야기되는 잔류물은, 웨이퍼들이 챔버 내로 그리고 챔버 밖으로 이송되게 하는 슬릿 밸브, 챔버 바디의 하부 벽들 및/또는 바닥 플레이트, 및 포어라인, 스로틀 밸브 및/또는 펌프를 포함할 수 있는 통기 시스템을 포함하는 챔버 바디의 하부 구역들 상에 수집될 수 있다. 이러한 잔류물들은 챔버 장비의 더 빈번하고 더 집중적인 세정을 필요로 하며, 이는 다운타임 및 서비스 비용들로 이어질 수 있다. 추가로, 잔류물들의 축적은 다양한 컴포넌트들의 더 짧은 서비스 수명들로 이어질 수 있다. 추가로, 스로틀 밸브 내의 잔류물 축적은 스로틀 밸브의 유동 경로의 단면적을 감소시킬 수 있으며, 이는 스로틀 밸브를 통한 유동 컨덕턴스를 효과적으로 변화시키고, 스로틀 밸브 드리프트를 야기한다. 예를 들어, 시간 경과에 따라 잔류물의 축적은 유동 경로의 단면적의 감소로 인해 원하는 컨덕턴스를 유지하도록 스로틀 밸브가 더 큰 정도(드리프트)로 개방될 것을 요구한다. 이러한 스로틀 드리프트는 스로틀 밸브의 각각의 각도와 연관된 유동 경로의 단면적을 변화시키고, 시간 경과에 따라, 스로틀 밸브가 스로틀 밸브를 통해 유동하는 가스들의 컨덕턴스의 감소 및 압력의 변화를 처리하도록 더 큰 각도들로 개방될 것을 요구한다. 더 큰 각도들에서, 스로틀 밸브는 정확한 컨덕턴스 및 유체 압력들을 전달하도록 제어하기가 더 어려워진다.
[0024] 본 기술은 챔버 바디의 바닥 플레이트에 부착되는 퍼지 링을 이용함으로써 이러한 난제들을 극복한다. 퍼지 링은 챔버 바디의 하부 구역으로 퍼지 가스를 지향시킬 수 있는 일련의 홈들을 한정할 수 있다. 퍼지 가스는 프로세싱 동작들 동안 유동될 수 있으며, 이는 프로세스 가스들로부터의 라디칼들이 하부 구역 내에 잔류물 증착물들을 형성하는 것을 감소시키거나 방지할 수 있다. 추가로, 퍼지 가스는 존재하는 어떠한 잔류물도 제거할 수 있다. 잔류물의 이러한 감소는 세정 동작들의 빈도 및/또는 강도를 감소시킬 수 있고, 챔버 컴포넌트들의 서비스 수명을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 슬릿 밸브 근처의 증착물들의 감소는 이송 프로세스 동안 웨이퍼 상의 오염을 감소시킬 수 있다. 추가로, 실시예들은 스로틀 밸브 드리프트를 감소시키고 포어라인을 통한 유동 컨덕턴스를 개선할 수 있다. 이에 따라, 본 기술은 챔버 내의 잔류물 증착물들의 발생을 감소시킬 수 있다.
[0025] 나머지 개시내용은 개시된 기술을 이용하는 특정 증착 프로세스들을 일상적으로 식별할 것이지만, 시스템들 및 방법들은 다른 증착 및 세정 챔버들뿐만 아니라 설명되는 챔버들에서 발생할 수 있는 프로세스들에도 동일하게 적용 가능하다고 쉽게 이해될 것이다. 이에 따라, 이 기술은 이러한 특정 증착 프로세스들 또는 챔버들과만 함께 사용하는 것으로서 제한적인 것으로 간주되지는 않아야 한다. 본 개시내용은 본 기술의 실시예들에 따른 리드 스택 컴포넌트들을 포함할 수 있는 하나의 가능한 시스템 및 챔버를, 본 기술의 실시예들에 따른 이러한 시스템에 대한 추가 변동들 및 조정들이 설명되기 전에 논의할 것이다.
[0026] 도 1은 실시예들에 따른 증착, 에칭, 베이킹 및 경화 챔버들의 프로세싱 시스템(100)의 일 실시예의 평면도를 도시한다. 도면에서, 로봇 암들(104)에 의해 수용되고, 탠덤 섹션들(109a-109c)에 포지셔닝된 기판 프로세싱 챔버들(108a-108f) 중 하나 내에 배치되기 전에 저압 홀딩 영역(106) 내에 배치되는 다양한 크기들의 기판들을 한 쌍의 전방 개방 통합 포드들(102)이 공급한다. 제2 로봇 암(110)은 기판 웨이퍼들을 홀딩 영역(106)으로부터 기판 프로세싱 챔버들(108a-108f)로 그리고 다시 홀딩 영역(106)으로 이송하는 데 사용될 수 있다. 각각의 기판 프로세싱 챔버(108a-108f)는 플라즈마 강화 화학 기상 증착, 원자 층 증착, 물리 기상 증착, 에칭, 사전 세정, 탈기, 배향, 및 어닐링, 애싱 등을 포함하는 다른 기판 프로세스들에 부가하여, 본 명세서에서 설명되는 반도체 재료들의 스택들의 형성을 포함하는 다수의 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 설비될 수 있다.
[0027] 기판 프로세싱 챔버들(108a-108f)은 기판 상에 유전체 또는 다른 막을 증착, 어닐링, 경화 및/또는 에칭하기 위한 하나 이상의 시스템 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 구성에서, 2개의 쌍들의 프로세싱 챔버들, 예컨대 108c-108d 및 108e-108f는 기판 상에 유전체 재료를 증착하는 데 사용될 수 있고, 세 번째 쌍의 프로세싱 챔버들, 예컨대 108a-108b는 증착된 유전체를 에칭하는 데 사용될 수 있다. 다른 구성에서, 3개의 모든 쌍들의 챔버들, 예컨대 108a-108f는 기판 상에 교번하는 유전체 막들의 스택들을 증착하도록 구성될 수 있다. 설명된 프로세스들 중 임의의 하나 이상의 프로세스들은 상이한 실시예들에 도시된 제작 시스템으로부터 분리된 챔버들에서 실행될 수 있다. 유전체 막들을 위한 증착, 에칭, 어닐링 및 경화 챔버들의 추가 구성들이 시스템(100)에 의해 고려된다고 인식될 것이다.
[0028] 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 플라즈마 시스템(200)의 개략적인 단면도를 도시한다. 플라즈마 시스템(200)은, 위에서 설명된 탠덤 섹션들(109) 중 하나 이상에 맞춰질 수 있고 그리고 본 기술의 실시예들에 따른 면판들 또는 다른 컴포넌트들 또는 조립체들을 포함할 수 있는 한 쌍의 프로세싱 챔버들(108)을 예시할 수 있다. 플라즈마 시스템(200)은 일반적으로 측벽들(212), 바닥 벽(216), 그리고 한 쌍의 프로세싱 구역들(220A, 220B)을 한정하는 내부 측벽(201)을 갖는 챔버 바디(202)를 포함할 수 있다. 프로세싱 구역들(220A-220B) 각각은 유사하게 구성될 수 있고, 동일한 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0029] 예를 들어, 프로세싱 구역(220B)― 프로세싱 구역(220B)의 컴포넌트들이 프로세싱 구역(220A)에 또한 포함될 수 있음 ―은 플라즈마 시스템(200)의 바닥 벽(216)에 형성된 통로(222)를 통해 프로세싱 구역에 배치된 페디스털(228)을 포함할 수 있다. 페디스털(228)은 바디 부분과 같은, 페디스털의 노출된 표면 상에 기판(229)을 지지하도록 구성된 가열기를 제공할 수 있다. 페디스털(228)은 원하는 프로세스 온도에서 기판 온도를 가열 및 제어할 수 있는 가열 엘리먼트들(232), 예를 들어 저항성 가열 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 페디스털(228)은 또한, 원격 가열 엘리먼트, 이를테면 램프 조립체, 또는 임의의 다른 가열 디바이스에 의해 가열될 수 있다.
[0030] 페디스털(228)의 바디는 플랜지(233)에 의해 스템(stem)(226)에 결합될 수 있다. 스템(226)은 페디스털(228)을 전원 아웃렛(outlet) 또는 전원 박스(203)와 전기적으로 결합시킬 수 있다. 전원 박스(203)는 프로세싱 영역(220B) 내에서 페디스털(228)의 상승 및 이동을 제어하는 구동 시스템을 포함할 수 있다. 스템(226)은 또한 페디스털(228)에 전력을 제공하기 위한 전력 인터페이스들을 포함할 수 있다. 전원 박스(203)는 또한 열전쌍 인터페이스와 같은 전력 및 온도 표시기들을 위한 인터페이스들을 포함할 수 있다. 스템(226)은 전원 박스(203)와 분리 가능하게 결합되도록 구성된 베이스 조립체(238)를 포함할 수 있다. 전원 박스(203) 위에는 원주형 링(235)이 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 원주형 링(235)은 베이스 조립체(238)와 전원 박스(203)의 상부 표면 사이에 기계적 인터페이스를 제공하도록 구성된 기계적 정지부 또는 랜드(land)로서 구성된 숄더일 수 있다.
[0031] 로드(230)가 프로세싱 구역(220B)의 바닥 벽(216)에 형성된 통로(224)를 관통하여 포함될 수 있고, 페디스털(228)의 바디를 관통하여 배치된 기판 리프트 핀들(261)을 포지셔닝하는 데 이용될 수 있다. 기판 리프트 핀들(261)은 기판 이송 포트(260)를 통해 프로세싱 구역(220B) 안으로 그리고 밖으로 기판(229)을 이송하기 위해 이용되는 로봇으로 기판(229)의 교환을 가능하게 하도록 기판(229)을 페디스털로부터 선택적으로 이격시킬 수 있다.
[0032] 챔버 리드(204)가 챔버 바디(202)의 최상부 부분과 결합될 수 있다. 리드(204)는 리드(204)에 결합된 하나 이상의 전구체 분배 시스템들(208)을 수용할 수 있다. 전구체 분배 시스템(208)은 반응물 및 세정 전구체들을 가스 전달 조립체(218)를 통해 프로세싱 구역(220B) 내로 전달할 수 있는 전구체 유입 통로(240)를 포함할 수 있다. 가스 전달 조립체(218)는 면판(246)의 중간에 배치된 차단기 플레이트(244)를 갖는 가스 박스(248)를 포함할 수 있다. 무선 주파수("RF(radio frequency)") 소스(265)가 가스 전달 조립체(218)와 결합될 수 있으며, RF 소스(265)는 가스 전달 조립체(218)에 전력을 공급하여 가스 전달 조립체(218)의 면판(246)과 페디스털(228) 사이에 챔버의 프로세싱 구역일 수 있는 플라즈마 구역을 생성하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 소스는 페디스털(228)과 같은 챔버 바디(202)의 다른 부분들과 결합되어 플라즈마 생성을 가능하게 할 수 있다. 유전체 절연체(258)가 리드(204)와 가스 전달 조립체(218) 사이에 배치되어 리드(204)로의 RF 전력의 전도를 방지할 수 있다. 페디스털(228)의 주변부에 페디스털(228)과 맞물리는 섀도우 링(206)이 배치될 수 있다.
[0033] 동작 동안 가스 분배 시스템(208)의 가스 박스(248)를 냉각시키기 위해, 가스 박스(248)에 선택적인 냉각 채널(247)이 형성될 수 있다. 가스 박스(248)가 미리 정해진 온도로 유지될 수 있도록 물, 에틸렌 글리콜, 가스 등과 같은 열 전달 유체가 냉각 채널(247)을 통해 순환될 수 있다. 라이너 조립체(227)가 프로세싱 구역(220B) 내에서 챔버 바디(202)의 측벽들(201, 212)에 매우 근접하게 배치되어, 프로세싱 구역(220B) 내의 프로세싱 환경에 대한 측벽들(201, 212)의 노출을 방지할 수 있다. 라이너 조립체(227)는, 프로세싱 구역(220B)으로부터 가스들 및 부산물들을 배출하고 프로세싱 구역(220B) 내의 압력을 제어하도록 구성된 펌핑 시스템(264)에 결합될 수 있는 원주형 펌핑 공동(225)을 포함할 수 있다. 복수의 배출 포트들(231)이 라이너 조립체(227) 상에 형성될 수 있다. 배출 포트들(231)은 시스템(200) 내의 프로세싱을 촉진하는 방식으로 프로세싱 구역(220B)으로부터 원주형 펌핑 공동(225)으로의 가스들의 유동을 가능하게 하도록 구성될 수 있다.
[0034] 도 3은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템(300)의 개략적인 부분 단면도를 도시한다. 도 3은 시스템(200)의 컴포넌트들에 관한 추가 세부사항들을 예시할 수 있다. 시스템(300)은 일부 실시예들에서 이전에 논의된 시스템(200)의 임의의 특징 또는 양상을 포함하는 것으로 이해된다. 시스템(300)은 이전에 설명된 바와 같은 하드마스크 재료들의 증착뿐만 아니라 다른 증착, 제거 및 세정 동작들을 포함하는 반도체 프로세싱 동작들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 시스템(300)은 논의되고 있는 그리고 반도체 프로세싱 시스템에 통합될 수 있는 챔버 컴포넌트들의 부분도를 도시할 수 있으며, 면판의 중심에 걸친 뷰를 도시할 수 있는데, 그렇지 않으면 면판은 임의의 크기일 수 있고 임의의 수의 애퍼처들을 포함할 수 있다. 시스템(300)의 임의의 양상은 또한, 숙련된 기술자들에 의해 용이하게 이해될 바와 같이, 다른 프로세싱 챔버들 또는 시스템들과 통합될 수 있다.
[0035] 시스템(300)은, 면판(305)을 포함하는 프로세싱 챔버를 포함할 수 있는데, 면판(305)을 통해 전구체들이 프로세싱을 위해 전달될 수 있고, 프로세싱 챔버는 챔버의 프로세싱 구역 내에 플라즈마를 생성하기 위해 전원과 결합될 수 있다. 챔버는 또한, 예시된 바와 같이, 측벽들 및 바닥 플레이트(312) 또는 다른 베이스를 포함할 수 있는 챔버 바디(310)를 포함할 수 있다. 면판(305)은 챔버 바디(310)에 의해 간접적으로 또는 직접적으로 지지될 수 있다. 단지 일례로, 면판(305)은 챔버 바디(310)의 최상부 표면 상에 안착될 수 있는 아이솔레이터 또는 다른 라이너(335)의 최상부에 지지될 수 있다. 페디스털 또는 (도시되지 않은) 기판 지지부는 이전에 논의된 바와 같이 챔버의 바닥 플레이트(312)를 관통하여 연장될 수 있다. 기판 지지부는 반도체 기판을 지지할 수 있는 지지 플레이트를 포함할 수 있다. 지지 플레이트는 챔버의 바닥 플레이트(312)를 관통하여 연장될 수 있는 샤프트와 결합될 수 있다.
[0036] 바닥 플레이트(312)는 프로세싱 구역으로부터, 프로세싱 챔버와 결합되는 하나 이상의 포어라인들(350)로의 가스들의 유동을 가능하게 하는 하나 이상의 배기 개구들(340)을 한정할 수 있다. 예를 들어, 각각의 배기 개구(340)는 포어라인들(350) 중 하나 이상의 포어라인들의 최상부 단부와 유체 결합될 수 있다. 각각의 포어라인(350)은, 프로세싱 챔버 밖으로 프로세스 가스들을 유동시키고 스로틀 밸브(355)를 통해 프로세스 가스들을 지향시키기 위한 유체 도관을 한정할 수 있으며, 스로틀 밸브(355)는 포어라인들(350)을 통한 유체 컨덕턴스를 제어할 수 있다. 펌프(380)가 포어라인들(350) 및 스로틀 밸브(355)와 유체 결합될 수 있고, 프로세싱 구역 밖으로 가스들을 뽑아내는 음압을 생성할 수 있다.
[0037] 바닥 플레이트(312)는 또한, 각각이 이를테면, 하나 이상의 퍼지 가스 루멘(lumen)들(347)을 통해 퍼지 가스 소스(345)와 정렬되고 유체 결합될 수 있는 하나 이상의 퍼지 가스 유입구들(314)을 한정할 수 있다. 시스템(300)은 바닥 플레이트(312)의 최상부에 안착될 수 있는 퍼지 링(365)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼지 링(365)은 일부 실시예들에서 바닥 플레이트(312)의 최상부 표면 상에 직접적으로 안착될 수 있다. 퍼지 링(365)의 하부 표면은, 퍼지 가스 유입구들(314)과 유체 결합될 수 있는 다수의 홈들(370)을 한정할 수 있다. 일단 퍼지 링(365)이 바닥 플레이트(312)의 최상부 표면과 결합되면, 홈들(370) 및 바닥 플레이트(312)는 증착 및/또는 다른 동작들 동안 프로세스 가스들로부터 형성된 잔류물 증착물들을 방지 및/또는 제거하도록, 퍼지 가스 소스(345)에 의해 공급되는 퍼지 가스를 바닥 플레이트(312)의 내부 부분으로 지향시킬 수 있는 퍼지 가스 채널들을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 펌핑 플레이트(375)가 퍼지 링(365)의 최상부에 포지셔닝될 수 있다.
[0038] 퍼지 링은 프로세싱 동작들 동안 챔버 바디의 하부 구역으로 퍼지 가스를 지향시켜, 프로세스 가스들로부터의 라디칼들이 하부 구역 내에 잔류물 증착물들을 형성하는 것을 감소시키거나 방지할 수 있다. 추가로, 퍼지 가스는 존재하는 어떠한 잔류물도 제거할 수 있다. 잔류물의 이러한 감소는 세정 동작들의 빈도 및/또는 강도를 감소시킬 수 있고, 챔버 컴포넌트들의 서비스 수명을 증가시킬 수 있다. 특히, 퍼지 링은 펌프 내의 고체 잔류물 축적을 감소시키는 것을 도울 수 있고, 펌프의 동작 수명을 연장시키는 것을 도울 수 있다. 더욱이, 프로세싱 챔버의 슬릿 밸브 근처의 증착물들의 감소는 이송 프로세스 동안 웨이퍼 상의 오염을 감소시킬 수 있다. 추가로, 퍼지 가스의 유동은 또한 스로틀 밸브 드리프트를 감소시키고 포어라인을 통한 유동 컨덕턴스를 개선할 수 있다.
[0039] 도 4a - 도 4c는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 퍼지 링(400)의 도면들을 도시한다. 퍼지 링(400)은 이전에 설명된 임의의 챔버 또는 시스템뿐만 아니라, 퍼지 링으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 챔버 또는 시스템에 포함될 수 있다. 예를 들어, 퍼지 링(400)은 도 3과 관련하여 설명되는 바와 같이, 퍼지 링(365)으로서 사용될 수 있고 바닥 플레이트(312)의 최상부에 포지셔닝될 수 있다. 퍼지 링(400)은 퍼지 링(365)과 유사할 수 있으며, 퍼지 링(365)과 관련하여 설명된 특징들 중 임의의 특징을 포함할 수 있다. 퍼지 링(400)은 알루미늄과 같은(그러나 이에 제한되지는 않는) 프로세싱 챔버 양립 가능 재료로 형성될 수 있는 링 바디(405)를 포함할 수 있다. 링 바디(405)는 외측 에지(407) 및 내측 에지(409)에 의해 한정될 수 있으며, 내측 에지(409)는 퍼지 링(400)의 개방 내부(402)를 한정한다. 링 바디(405)의 내경(예컨대, 내측 에지(409)의 직경)은, 주어진 프로세싱 챔버 내에 배치된 기판 지지부의 샤프트의 측 방향 표면과 내측 에지(409) 사이에 갭이 형성되기에 충분히 클 수 있다. 그러한 갭은 바닥 플레이트의 일반적으로 환형 부분을 노출된 상태로 남겨 둘 수 있다. 링 바디(405)는, 외측 에지(407)와 내측 에지(409) 사이에서 연장될 수 있는 개구(410)를 한정할 수 있다. 개구(410)는, 프로세싱 동작들 동안 그리고/또는 프로세싱 동작들 후에, 프로세스 및/또는 퍼지 가스들이 포어라인들을 통해 프로세싱 챔버로부터 통기되는 것을 가능하게 하도록 바닥 플레이트의 배기 개구와 정렬될 수 있다. 이를테면, 도 4a - 도 4c에 예시된 일부 실시예들에서, 개구(410)는 내측 에지(409)와 외측 에지(407) 모두를 통해 전체적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 링 바디(405)는 일반적으로 c-형상일 수 있으며, 개구(410)를 형성하는 갭만큼 이격되는 제1 단부(412) 및 제2 단부(414)를 포함할 수 있다.
[0040] 링 바디(405)는 제1 표면(406), 및 제1 표면(406) 반대편의 제2 표면(408)을 특징으로 할 수 있다. 프로세싱 챔버 내에 설치될 때, 제1 표면(406)은 프로세싱 챔버의 프로세싱 구역과 대면할 수 있는 한편, 제2 표면(408)은 프로세싱 챔버의 바닥 플레이트와 대면할 수 있고 그 바닥 플레이트와 결합될 수 있다. 도 4a의 등각 평면도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서 제1 표면(406)은 일반적으로 균일할 수 있으며, 퍼지 링(400)을 바닥 플레이트에 결합하는 데 사용될 수 있는 체결 메커니즘들을 수용하기 위해 제1 표면(406)을 관통하여 다수의 애퍼처들(415)만이 한정된다.
[0041] 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 링 바디(405)의 제2 표면(408)은 바닥 플레이트의 개개의 퍼지 가스 유입구와 정렬되도록 포지셔닝될 수 있는 하나 이상의 유체 포트들(420)을 한정할 수 있다. 2개의 유체 포트들(420)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 임의의 수의 유체 포트들(420)이 다양한 실시예들에 포함될 수 있으며, 유체 포트들(420)의 수는 통상적으로, 바닥 플레이트에 의해 한정된 퍼지 가스 유입구들의 수와 일치한다고 인식될 것이다. 예를 들어, 제2 표면(408)은 적어도 또는 약 하나의 유체 포트(420), 적어도 또는 약 2개의 유체 포트들(420), 적어도 또는 약 3개의 유체 포트들(420), 적어도 또는 약 4개의 유체 포트들(420), 적어도 또는 약 5개의 유체 포트들(420), 또는 그 초과를 한정할 수 있다. 제2 표면(408)은, 유체 포트들(420)과 유체 결합될 수 있고 그리고 유체 포트들(420)을 통해 유동되는 퍼지 가스를 퍼지 링(400)의 개방 내부(402) 쪽으로 지향시킬 수 있는 다수의 홈들을 한정할 수 있다. 예를 들어, 제2 표면(408)은 하나의 또는 일반적으로 아치형 홈들(425)을 한정할 수 있다. 아치형 홈들(425)은 일반적으로, 링 바디(405)의 내측 에지(409) 및 외측 에지(407)와 평행할 수 있다. 각각의 아치형 홈(425)은 개개의 유체 포트(420)와 유체 결합될 수 있고, 개방 내부(402)의 적어도 일부 주위로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아치형 홈들(425)은 개별적으로 그리고/또는 집합적으로, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 270도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 285도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 300도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 315도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 330도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 345도, 또는 그 초과의 각도 주위로 연장될 수 있으며, 더 큰 커버리지가 개방 내부(402)를 중심으로 퍼지 가스의 더 균일한 분배를 가능하게 한다. 임의의 수의 아치형 홈들(425)이 제공될 수 있으며, 각각의 아치형 홈(425)은 중앙 개구(402)의 적어도 일부 주위로 연장된다. 예를 들어, 제2 표면(408)은 적어도 또는 약 하나의 아치형 홈(425), 적어도 또는 약 2개의 아치형 홈들(425), 적어도 또는 약 3개의 아치형 홈들(425), 적어도 또는 약 4개의 아치형 홈들(425), 적어도 또는 약 5개의 아치형 홈들(425), 또는 그 초과를 한정할 수 있다. 예시된 바와 같이, 단일 아치형 홈(425)이 제2 표면(408) 내에 한정되며, 단일 아치형 홈은 제1 단부(412)와 제2 단부(414) 사이의 실질적으로 모든 거리 주위로 연장되고, 아치형 홈(425)의 반대 단부들은 각각 유체 포트(420)의 개개의 유체 포트(420)와 결합된다. 예를 들어, 아치형 홈(425)은 제1 단부(412)와 제2 단부(414) 사이의 거리의 적어도 75% 주위로, 거리의 적어도 80%, 거리의 적어도 85%, 거리의 적어도 약 90%, 거리의 적어도 또는 약 95%, 거리의 적어도 또는 약 97%, 또는 그 초과의 주위로 연장될 수 있다.
[0042] 일부 실시예들에서, 하나 이상의 아치형 홈들(425)은 개방 내부(402)의 실질적인 부분 주위에 퍼지 가스를 균일하게 분배할 수 있는 순환형 유동 경로를 한정할 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 아치형 홈(425)은, 내측 구역(429)과 각각 결합되기 전에 유체 포트들(420) 중 하나로부터 개방 내부(402)의 부분 주위로 반대 방향들로 각각 연장되는 외측 구역들(427)을 포함한다(예컨대, 하나의 외측 구역(427)은 반시계 방향 방식으로 연장되고, 다른 외측 구역(427)은 시계 방향으로 연장됨). 내측 구역은 개방 내부(402)의 실질적으로 전부(예컨대, 약 270도, 285도, 300도, 315도, 330도, 345도 등 이상) 주위로 연장될 수 있으며, 이는 개방 내부(402)의 상당 부분 주위로 퍼지 가스를 균일하게 분배하는 것을 도울 수 있다. 다양한 실시예들에서 다른 순환 경로들이 가능하다고 인식될 것이다. 일부 실시예들에서, 다수의 순환 패턴들을 형성하는 다수의 개별 아치형 홈들(425) 및/또는 순환 패턴들을 형성하지 않는 아치형 홈들(425)이 포함될 수 있다.
[0043] 제2 표면(408)은 다수의 방사상 홈들(430)을 한정할 수 있다. 각각의 방사상 홈(430)은 아치형 홈들(425)의 개개의 아치형 홈과 개방 내부(402) 사이로 연장될 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 각각의 방사상 홈(430)은 아치형 홈(425) 및 유체 포트(420)를 개방 내부(402)와 유체 결합하도록 내측 구역(429)으로부터 개방 내부(402)로 연장된다. 제2 표면(408)은 임의의 수의 방사상 홈들(430)을 한정할 수 있다. 예를 들어, 제2 표면(408)은 적어도 또는 약 5개의 방사상 홈들(430), 적어도 또는 약 10개의 방사상 홈들(430), 적어도 또는 약 15개의 방사상 홈들(430), 적어도 또는 약 20개의 방사상 홈들(430), 적어도 또는 약 25개의 방사상 홈들(430), 또는 그 초과를 한정할 수 있으며, 더 많은 수의 방사상 홈들(430)이 개방 내부(402)의 주변부 주위의 퍼지 가스의 보다 균일한 유동을 가능하게 한다. 방사상 홈들(430)은 개방 내부(402) 주위에 규칙적이고 그리고/또는 불규칙한 간격들로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방사상 홈들(430)은 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 270도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 285도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 300도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 315도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 330도, 개방 내부(402)를 중심으로 적어도 또는 약 345도, 또는 그 초과의 각도 주위로 연장될 수 있으며, 더 큰 커버리지가 개방 내부(402)를 중심으로 퍼지 가스의 더 균일한 분배를 가능하게 한다. 예를 들어, 방사상 홈들(430)은 제1 단부(414)와 제2 단부(416) 사이의 거리의 상당 부분에 걸쳐 있을 수 있다. 예를 들어, 방사상 홈들(430)은 제1 단부(412)와 제2 단부(414) 사이의 거리의 적어도 75% 주위로, 거리의 적어도 80%, 거리의 적어도 85%, 거리의 적어도 약 90%, 거리의 적어도 또는 약 95%, 거리의 적어도 또는 약 97%, 또는 그 초과의 주위로 분포될 수 있다.
[0044] 일부 실시예들에서, 퍼지 가스는 퍼지 링의 각각의 유체 포트에서 약 500sccm 내지 약 5000sccm, 약 750sccm 내지 약 2500sccm, 또는 약 1000sccm 내지 약 2000sccm의 레이트로 유동될 수 있다. 유량은 이용되는 퍼지 가스의 타입 및/또는 다른 프로세스 조건들에 의존할 수 있다. 일부 실시예들에서, 퍼지 가스는 O2, CO2, 오존 및/또는 다른 세정 가스를 포함할 수 있다.
[0045] 퍼지 링은 프로세싱 동작들 동안 챔버 바디의 하부 구역으로 퍼지 가스를 지향시켜, 프로세스 가스들로부터의 라디칼들이 하부 구역 내에 잔류물 증착물들을 형성하는 것을 감소시키거나 방지할 수 있다. 추가로, 퍼지 가스는 존재하는 어떠한 잔류물도 제거할 수 있다. 잔류물의 이러한 감소는 세정 동작들의 빈도 및/또는 강도를 감소시킬 수 있고, 챔버 컴포넌트들의 서비스 수명을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 프로세싱 챔버의 슬릿 밸브 근처의 증착물들의 감소는 이송 프로세스 동안 웨이퍼 상의 오염을 감소시킬 수 있다. 추가로, 퍼지 가스의 유동은 또한 스로틀 밸브 드리프트를 감소시키고 포어라인을 통한 유동 컨덕턴스를 개선할 수 있다. 추가로, 스로틀 밸브 내의 증착의 잔류물 감소는 스로틀 밸브의 고온 퍼지 가스 세정들의 빈도를 감소시킬 수 있으며, 이는 가열기와 같은 챔버 컴포넌트들을 그러한 퍼지 가스 유동들로부터 보호하는 것을 도울 수 있다.
[0046] 일부 실시예들에서, 링 바디(405)의 제1 표면(406)은 링 바디(405)의 두께를 관통하여 연장될 수 있는 하나 이상의 퍼지 애퍼처들(440)을 한정할 수 있다. 퍼지 애퍼처들(440)은 제2 표면(408)에 형성된 홈들과 유체 결합될 수 있다. 예를 들어, 퍼지 애퍼처들(440) 각각은 방사상 홈들(430)의 개개의 방사상 홈과 정렬될 수 있고 그리고/또는 다른 방식으로 유체 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 방사상 홈(430)은, 다수의 퍼지 애퍼처들(440)이 개방 내부(402) 주위에서 이격되도록 퍼지 애퍼처들(440)의 개개의 퍼지 애퍼처를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 방사상 홈들(430) 중 일부는 1개보다 많은 또는 0개의 퍼지 애퍼처들(440)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 퍼지 애퍼처들(440)은 아치형 홈들(425) 중 하나 이상 내로 연장될 수 있다. 퍼지 애퍼처들(440)은, 퍼지 링(400)을 통해 유동되는 퍼지 가스의 일부가 링 바디(405)의 제1 표면(406)으로 유동되는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 퍼지 가스는 퍼지 링(400)의 표면 상에 잔류물이 축적되는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다.
[0047] 도 5는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 퍼지 링을(500)의 개략적인 등각도를 도시한다. 퍼지 링(500)은 이전에 설명된 임의의 챔버 또는 시스템뿐만 아니라, 인서트(insert)로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 챔버 또는 시스템에 포함될 수 있다. 예를 들어, 퍼지 링(500)은 도 3과 관련하여 위에서 설명된 챔버 바디(310)의 바닥 플레이트(312)의 최상부에 배치될 수 있다. 퍼지 링(500)은 퍼지 링들(365, 400)과 유사할 수 있고, 퍼지 링들(365, 400)과 관련하여 설명된 특징들 중 임의의 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼지 링(500)은 제1 표면(506) 및 (도시되지 않은) 제2 표면을 특징으로 하는 링 바디(505)를 포함할 수 있다. 링 바디(505)는 외측 에지(507) 및 내측 에지(509)를 특징으로 하는 환형 형상을 가질 수 있다. 내측 에지(509)는 중앙 개구(502)를 한정할 수 있다. 제2 표면은 하나 이상의 유체 포트들, 하나 이상의 아치형 홈들 및/또는 하나 이상의 방사상 홈들(도시되지 않지만, 도 4a - 도 4c에 도시된 것들과 유사할 수 있음)을 한정할 수 있다. 링 바디(505)는 또한, 링 바디(505)의 외측 에지(507)와 내측 에지(509) 사이에서 연장될 수 있는 개구(510)를 한정할 수 있다. 개구(510)는, 프로세싱 동작들 동안 그리고/또는 프로세싱 동작들 후에, 프로세스 및/또는 퍼지 가스들이 포어라인들을 통해 프로세싱 챔버로부터 통기되는 것을 가능하게 하도록 바닥 플레이트의 배기 개구와 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구(510)는 링 바디(505)의 일부로 부분적으로 그리고/또는 완전히 경계가 이루어지는, 링 바디(505)를 관통하는 애퍼처의 형태일 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 개구(510)는 링 바디(505)에 의해 완전히 한정되는 외측 주변부를 갖는 원형(또는 다른 형상) 애퍼처일 수 있다. 개구(510)는, 퍼지 링(500)이 챔버 바디의 바닥 플레이트와 결합될 때, 프로세싱 챔버로부터 가스들이 통기되는 것을 가능하게 하기 위해 개구(510)가 바닥 플레이트의 배기 개구에 대한 접근을 제공하도록 크기 및 형상이 정해질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 개구(510)는 바닥 플레이트의 배기 개구와 실질적으로 동일한 크기일 수 있다.
[0048] 도 6은 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 프로세싱 챔버의 챔버 바디(675)의 바닥 플레이트(650)의 최상부에 설치된 예시적인 퍼지 링(600)의 개략적인 평면도를 도시한다. 퍼지 링(600) 및 바닥 플레이트(650)는 이전에 설명된 임의의 챔버 또는 시스템뿐만 아니라, 인서트로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 챔버 또는 시스템에 포함될 수 있다. 예를 들어, 퍼지 링(600)은 도 3과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 (챔버 바디(310)의 바닥 플레이트(312)로서 사용될 수 있는) 바닥 플레이트(650)의 최상부에 배치될 수 있다. 바닥 플레이트(650)는 바닥 플레이트(312)과 유사할 수 있고, 바닥 플레이트(312)과 관련하여 설명된 임의의 특징을 포함할 수 있다. 바닥 플레이트(650)는 최상부 표면(655)을 포함할 수 있으며, 최상부 표면(655) 상에는 퍼지 링(600)이 장착될 수 있다. 바닥 플레이트(650)는 기판 지지부의 샤프트를 수용할 수 있는 중앙 애퍼처(660)를 한정할 수 있다. 바닥 플레이트(650)는 또한, 프로세싱 챔버로부터 가스들을 통기시키는 데 사용될 수 있는 포어라인, 스로틀 밸브 및/또는 펌프와 유체 결합될 수 있는 배기 개구(665)를 한정할 수 있다. 바닥 플레이트(650)는 또한, (도시되지 않은) 하나 이상의 퍼지 가스 유입구들을 한정할 수 있다.
[0049] 퍼지 링(600)은 퍼지 링들(365, 400, 500)과 유사할 수 있고, 퍼지 링들(365, 400, 500)과 관련하여 설명된 특징들 중 임의의 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼지 링(600)은 제1 표면(606), 및 바닥 플레이트(650)의 최상부 표면(655)에 대해 포지셔닝되는 (도시되지 않은) 제2 표면을 특징으로 하는 링 바디(605)를 포함할 수 있다. 링 바디(605)는 외측 에지(607) 및 내측 에지(609)를 특징으로 할 수 있으며, 내측 에지(609)는 링 바디(605)의 개방 내부(602)를 한정한다. 예시된 바와 같이, 링 바디(605)는 일반적으로 c-형상일 수 있으며, 개구(610)를 형성하는 갭만큼 이격되는 제1 단부(612) 및 제2 단부(614)를 포함할 수 있다. 개구(610)는, 프로세싱 동작들 동안 그리고/또는 프로세싱 동작들 후에, 프로세스 및/또는 퍼지 가스들이 포어라인들을 통해 프로세싱 챔버로부터 통기되는 것을 가능하게 하도록 바닥 플레이트(650)의 배기 개구(665)와 정렬될 수 있다. 퍼지 링(600)의 제2 표면은 다수의 홈들, 이를테면 (위에서 설명된 것들과 유사한) 하나 이상의 아치형 홈들 및 다수의 방사상 홈들과 유체 결합되는 다수의 유체 포트들을 한정할 수 있다. 유체 포트들 및 홈들은 바닥 플레이트(650)의 퍼지 가스 유입구들을 통해 유동되는 퍼지 가스를 개방 내부(602) 쪽으로 지향시키는 유체 경로를 형성할 수 있다. 퍼지 가스는 바닥 플레이트(650)의 최상부 표면(655)뿐만 아니라, 챔버 바디(675)에 형성되어 기판들을 프로세싱 챔버 내로 그리고 밖으로 이송하기 위해 사용되는 슬릿 밸브(680) 및/또는 다른 하류 컴포넌트들(예컨대, 포어라인들, 스로틀 밸브, 펌프 등) 상에 증착된 잔류물들을 방지 및/또는 제거할 수 있다.
[0050] 도 7은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 반도체 프로세싱 방법(700)의 동작들을 예시한다. 이 방법은 본 기술의 실시예들에 따른 퍼지 링들 및/또는 바닥 플레이트들, 이를테면 퍼지 링들(365, 400, 500, 600) 및/또는 바닥 플레이트들(312, 650)을 포함할 수 있는, 위에서 설명된 프로세싱 시스템(200 및/또는 300)을 포함하는 다양한 프로세싱 챔버들에서 수행될 수 있다. 방법(700)은 다수의 선택적인 동작들을 포함할 수 있으며, 이는 본 기술에 따른 방법들의 일부 실시예들과 구체적으로 연관될 수 있거나 연관되지 않을 수 있다.
[0051] 방법(700)은 하드마스크 막을 형성하기 위한 동작들 또는 다른 증착 동작들을 포함할 수 있는 프로세싱 방법을 포함할 수 있다. 이 방법은 방법(700)의 개시 이전에 선택적인 동작들을 포함할 수 있거나, 이 방법은 추가 동작들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(700)은 예시된 것과 상이한 순서들로 수행되는 동작들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법(700)은 동작(705)에서, 프로세싱 챔버 내로 하나 이상의 전구체들 또는 다른 프로세스 가스들을 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전구체는 이를테면, 시스템(200 또는 300)에 포함된 챔버 내로 유동될 수 있고, 전구체를 챔버의 프로세싱 구역으로 전달하기 전에 가스 박스, 차단기 플레이트 또는 면판 중 하나 이상을 통해 전구체를 유동시킬 수 있다.
[0052] 동작(710)에서, 이를테면, 플라즈마를 생성하기 위해 면판에 RF 전력을 제공함으로써, 프로세싱 구역 내에서 전구체들의 플라즈마가 생성될 수 있다. 동작(715)에서, 플라즈마에 형성된 재료가 기판 상에 증착될 수 있다. 동작(720)에서, 퍼지 가스는 프로세싱 챔버의 챔버 바디의 바닥 플레이트와 결합되는 퍼지 링에 형성된 다수의 홈들을 통해 프로세싱 챔버 내로 유동될 수 있다. 예를 들어, 퍼지 가스는 퍼지 가스 소스로부터 바닥 플레이트에 형성된 하나 이상의 퍼지 가스 유입구들을 통해 유동될 수 있다. 이어서, 퍼지 가스는 퍼지 링에 형성된 유체 포트들 내로 유동할 수 있으며, 홈들은 퍼지 가스를 퍼지 링의 개방 내부 내로 지향시킨다. 퍼지 가스는 프로세싱 챔버의 하부 구역 내로 유동하는 프로세스 가스들로부터의 잔류물을 방지 및/또는 제거할 수 있다. 그러한 잔류물의 방지 및/또는 제거는 포어라인, 스로틀 밸브 및 펌프를 포함하는 다양한 챔버 컴포넌트들의 서비스 수명을 연장시키는 것을 도울 수 있다. 잔류물 형성의 감소는 또한, 챔버 바디의 슬릿 밸브 근처에서 발생할 수 있으며, 이는 웨이퍼들이 프로세싱 챔버 내로 그리고 프로세싱 챔버 밖으로 이송될 때 웨이퍼들의 오염을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예들에서, 퍼지 가스는 (누적하여 퍼지 링의 모든 유체 포트들을 통해) 약 500sccm 내지 약 10,000sccm의 레이트로 유동될 수 있으며, 유량은 퍼지 가스의 어떤 타입이 사용되는지 그리고/또는 다른 프로세스 조건들에 좌우된다. 일부 실시예들에서, 퍼지 가스는 O2, CO2, 오존 및/또는 다른 세정 가스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 퍼지 가스는 프로세싱 챔버의 하부 구역 내에 형성된 임의의 잔류물을 세정하도록 프로세싱 동작 후에 유동될 수 있다.
[0053] 일부 실시예들에서, 이 방법(700)은 적어도 하나의 포어라인, 스로틀 밸브 및 펌프를 통해 프로세싱 챔버로부터 전구체 및 퍼지 가스를 통기시키는 단계를 포함할 수 있다. 가스들은 포어라인에 도달하기 전에 바닥 플레이트에 형성된 배기 개구를 통과할 수 있다. 포어라인 내의 퍼지 가스의 존재는 포어라인, 스로틀 밸브 및 펌프로부터의 잔류물을 방지 및/또는 제거할 수 있다. 스로틀 밸브 내의 잔류물의 감소는, 스로틀 밸브를 통하는 적절한 컨덕턴스를 유지하고 스로틀 밸브 드리프트의 양을 감소시키는 것을 도울 수 있으며, 이는 결국 세정 동작들의 빈도를 감소시킬 수 있다.
[0054] 위의 설명에서는, 설명을 목적으로, 본 기술의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 다수의 세부사항들이 제시되었다. 그러나 특정 실시예들은 이러한 세부사항들 중 일부 없이 또는 추가 세부사항들과 함께 실시될 수 있다는 것이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
[0055] 여러 실시예들을 개시했지만, 실시예들의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 변형들, 대안적인 구성들 및 등가물들이 사용될 수 있다는 것이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 인식될 것이다. 추가로, 본 기술을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 다수의 잘 알려진 프로세스들 및 엘리먼트들은 설명되지 않았다. 이에 따라, 위의 설명은 기술의 범위를 제한하는 것으로 여겨지지 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 값들 또는 명시되지 않은 그 범위에 속하는 값들과 그러한 명시된 범위 내의 임의의 다른 명시된 값 또는 그 범위에 속하는 값 사이에 존재하는 임의의 소범위가 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] 본 명세서에서 그리고 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은 맥락이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 복수 언급들을 포함한다. 따라서 예를 들어, "애퍼처"에 대한 언급은 복수의 이러한 애퍼처들을 포함하고, "플레이트"에 대한 언급은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 공지된 하나 이상의 플레이트들 및 이들의 등가물들 등에 대한 언급을 포함한다.
[0058] 또한, 본 명세서에서 그리고 다음의 청구항들에서 사용되는 경우, "포함한다(comprise(s))", "포함하는(comprising)", "함유한다(contain(s))", "함유하는(containing)", "포함한다(include(s))", 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)

  1. 반도체 프로세싱 챔버로서,
    측벽들 및 바닥 플레이트를 갖는 챔버 바디 ― 상기 바닥 플레이트는 배기 개구 및 적어도 하나의 퍼지 가스 유입구를 한정함 ―;
    상기 챔버 바디의 최상부에 안착되는 면판(faceplate); 및
    상기 바닥 플레이트의 최상부에 안착되는 퍼지 링을 포함하며,
    상기 퍼지 링은:
    외측 에지 및 내측 에지를 갖는 링 바디를 포함하고, 상기 내측 에지는 개방 내부를 한정하며,
    상기 링 바디는 제1 표면, 및 상기 제1 표면 반대편의 제2 표면을 갖고;
    상기 제2 표면은 상기 바닥 플레이트의 최상부 표면에 대해 배치되고;
    상기 링 바디는 상기 외측 에지와 상기 내측 에지 사이에 개구를 한정하고;
    상기 개구는 상기 바닥 플레이트의 배기 개구와 정렬되며;
    상기 제2 표면은 적어도 하나의 유체 포트를 한정하고, 각각의 유체 포트는 상기 적어도 하나의 퍼지 가스 유입구의 개개의 퍼지 가스 유입구와 정렬되어 유체 결합되고;
    상기 제2 표면은 하나 이상의 아치형 홈들을 한정하며, 상기 아치형 홈들 각각은 상기 적어도 하나의 유체 포트의 개개의 유체 포트 내로 연장되고;
    상기 하나 이상의 아치형 홈들은 일반적으로, 상기 링 바디의 내측 에지 및 외측 에지와 평행하고; 그리고
    상기 제2 표면은 상기 개방 내부로부터 상기 하나 이상의 아치형 홈들 중 하나로 각각 연장되는 복수의 방사상 홈들을 한정하는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 퍼지 가스 유입구와 유체 결합된 퍼지 소스를 더 포함하는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 링 바디는 일반적으로 c-형상이고, 제2 단부로부터 이격된 제1 단부를 포함하며; 그리고
    상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 형성된 갭은 상기 개구를 포함하는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 링 바디는 환형 형상을 갖고; 그리고
    상기 개구는 상기 개구의 전체 외측 주변부를 따라 상기 링 바디의 일부로 경계가 이루어지는 애퍼처를 포함하는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 아치형 홈들은 집합적으로, 상기 개방 내부를 중심으로 적어도 270도 주위로 연장되는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 아치형 홈들은 상기 링 바디 주위에 순환 유동 경로를 형성하는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 방사상 홈들은 집합적으로, 상기 개방 내부를 중심으로 적어도 270도 주위로 연장되는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 방사상 홈들은 상기 링 바디를 중심으로 규칙적인 각도 간격들로 이격되는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 배기 개구와 유체 결합되는 포어라인(foreline), 스로틀 밸브 및 펌프를 더 포함하는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 퍼지 링은 알루미늄을 포함하는,
    반도체 프로세싱 챔버.
  11. 퍼지 링으로서,
    외측 에지 및 내측 에지를 갖는 링 바디를 포함하고, 상기 내측 에지는 개방 내부를 한정하며,
    상기 링 바디는 제1 표면, 및 상기 제1 표면 반대편의 제2 표면을 갖고;
    상기 링 바디는 상기 외측 에지와 상기 내측 에지 사이에 개구를 한정하고;
    상기 제2 표면은 적어도 하나의 유체 포트를 한정하고;
    상기 제2 표면은 하나 이상의 아치형 홈들을 한정하며, 상기 하나 이상의 아치형 홈들 각각은 상기 적어도 하나의 유체 포트의 개개의 유체 포트 내로 연장되고;
    상기 하나 이상의 아치형 홈들은 일반적으로, 상기 링 바디의 내측 에지 및 외측 에지와 평행하고; 그리고
    상기 제2 표면은 상기 개방 내부로부터 상기 하나 이상의 아치형 홈들 중 하나로 각각 연장되는 복수의 방사상 홈들을 한정하는,
    퍼지 링.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 링 바디는 일반적으로 c-형상이고, 제2 단부로부터 이격된 제1 단부를 포함하며; 그리고
    상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 형성된 갭은 상기 개구를 포함하는,
    퍼지 링.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 링 바디는 환형 형상을 갖고; 그리고
    상기 개구는 상기 개구의 전체 외측 주변부를 따라 상기 링 바디의 일부로 경계가 이루어지는 애퍼처를 포함하는,
    퍼지 링.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 아치형 홈들은 집합적으로, 상기 개방 내부를 중심으로 적어도 270도 주위로 연장되는,
    퍼지 링.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 아치형 홈들은 상기 링 바디 주위에 순환 유동 경로를 형성하는,
    퍼지 링.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 방사상 홈들은 집합적으로, 상기 개방 내부를 중심으로 적어도 270도 주위로 연장되는,
    퍼지 링.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 방사상 홈들은 상기 링 바디를 중심으로 규칙적인 각도 간격들로 이격되는,
    퍼지 링.
  18. 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
    프로세싱 챔버 내로 전구체를 유동시키는 단계;
    상기 프로세싱 챔버의 프로세싱 구역 내에 상기 전구체의 플라즈마를 생성하는 단계;
    상기 프로세싱 구역 내에 배치된 기판 상에 재료를 증착하는 단계; 및
    상기 프로세싱 챔버의 바닥 플레이트와 결합된 퍼지 링에 형성된 복수의 홈들을 통해 퍼지 가스를 유동시키는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 홈들은 하나 이상의 아치형 홈들 및 복수의 방사상 홈들을 포함하고,
    상기 복수의 방사상 홈들은 상기 퍼지 가스를 상기 퍼지 링의 개방 내부 내로 지향시키는,
    기판을 프로세싱하는 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    적어도 하나의 포어라인, 스로틀 밸브 및 펌프를 통해 상기 프로세싱 챔버로부터 상기 전구체 및 상기 퍼지 가스를 통기시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 포어라인의 유입구 개구는 상기 퍼지 링의 개구와 정렬되는,
    기판을 프로세싱하는 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스는 약 500sccm 내지 약 10,000sccm의 레이트로 유동되는,
    기판을 프로세싱하는 방법.
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