KR100489917B1 - A standoff for supporting a coil to generate a plasma and a method for supporting the coil - Google Patents
A standoff for supporting a coil to generate a plasma and a method for supporting the coil Download PDFInfo
- Publication number
- KR100489917B1 KR100489917B1 KR10-1998-0700103A KR19980700103A KR100489917B1 KR 100489917 B1 KR100489917 B1 KR 100489917B1 KR 19980700103 A KR19980700103 A KR 19980700103A KR 100489917 B1 KR100489917 B1 KR 100489917B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- base member
- cover member
- standoff
- cover
- wall
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
- H01J37/32504—Means for preventing sputtering of the vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
- H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
- H01J37/32651—Shields, e.g. dark space shields, Faraday shields
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
Abstract
반도체 제조 시스템에서 플라즈마 챔버용 리세스 코일이 제공된다. 코일을 리세스하는 것은 코일에 재료의 증착을 감소시켜 차례로 제품에 코일에 의해 벗겨진 입자 재료의 감소를 유도한다.A recess coil for a plasma chamber is provided in a semiconductor manufacturing system. Recessing the coil reduces the deposition of material on the coil, which in turn leads to a reduction in the particle material peeled off by the coil in the product.
Description
본 출원은 1996년 5월 9일(대리인 문서번호 1186/PVD/DV) 출원되고, 발명의 명칭이 "플라즈마를 생성하기 위한 리세스된 코일"이며, 공동 계류중인 제 08/647,182 호의 일부 계속출원이다.This application is filed on May 9, 1996 (Agent Document No. 1186 / PVD / DV), entitled “Recessed Coil for Generating Plasma,” and partly filed in co-pending 08 / 647,182. to be.
본 발명은 플라즈마 발생기에 관한 것으로서 특히 반도체 장치의 제조시 플라즈마를 생성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasma generator, and more particularly, to a method and apparatus for generating a plasma in the manufacture of a semiconductor device.
플라즈마를 생성하는 무선 주파수(RF)는 표면 처리, 증착, 및 에칭 처리를 포함하는 다양한 반도체 장치 제조 방법에 사용될 수 있는 이온을 에너지화하고 원자를 활성화하는 편리한 소스이다. 예를 들어, 스퍼터 증착 처리를 사용하여 재료를 반도체 웨이퍼에 증착하기 위하여, 플라즈마는 음으로 바이어스된 스퍼터 타켓 재료 근처에 생성된다. 플라즈마내에 형성된 이온은 타켓으로부터 재료를 떼어내기 위하여 즉 "스퍼터"하기 위해 타켓의 표면과 충돌한다. 그 다음 스퍼터된 재료는 반도체 웨이퍼의 표면으로 이동되어 그 위에 증착된다.Radio frequency (RF) generating plasma is a convenient source of energizing ions and activating atoms that can be used in various semiconductor device fabrication methods, including surface treatment, deposition, and etching treatment. For example, to deposit material onto a semiconductor wafer using a sputter deposition process, a plasma is generated near the negatively biased sputter target material. Ions formed in the plasma collide with the surface of the target to release material, ie, "sputter" from the target. The sputtered material is then moved to and deposited on the surface of the semiconductor wafer.
스퍼터된 재료는 타켓으로부터 기판으로 직선 경로로 이동하여 기판의 표면에 비스듬한 각도로 증착되는 경향이 있다. 결과적으로, 높은 종횡비를 갖는 트렌치 또는 홀을 구비한 반도체 소자의 에칭된 트렌치 및 홀에 증착된 재료는 브릿지 오버되어 증착층에 원치않은 캐비티를 유발할 수 있다. 상기 캐비티를 방지하기 위하여, 증착된 재료는 기판 또는 기판 지지부를 음으로 충전하고 만약 스퍼터된 재료가 플라즈마에 의해 충분히 이온화되면 기판에 인접한 전기장을 적당한 수직 방향으로 조준하여 배치시킴으로써 타켓 및 기판 사이에서 실질적으로 수직 경로로 "조준"될 수 있다. 그러나, 낮은 밀도의 플라즈마에 의해 스퍼터된 재료는 과도한 수의 캐비티 형성을 방지하기에 불충분한 1% 미만의 이온화도를 가진다. 따라서, 증착층에서 원치않은 캐비티의 형성 정도를 감소시키기 위하여 스퍼터된 재료의 이온화 비율을 증가시키도록 플라즈마의 밀도를 증가시키는 것이 바람직하다. 여기에서 사용된 바와 같이, "농밀한 플라즈마"라는 용어는 높은 전자 및 이온 밀도를 가지는 플라즈마이다.Sputtered material tends to travel in a straight path from the target to the substrate and deposit at an oblique angle to the surface of the substrate. As a result, the material deposited in the etched trenches and holes of semiconductor devices with trenches or holes having high aspect ratios can bridge over and cause unwanted cavities in the deposition layer. To prevent the cavity, the deposited material is negatively charged between the target and the substrate by negatively filling the substrate or substrate support and, if the sputtered material is sufficiently ionized by the plasma, aiming and placing an electric field adjacent to the substrate in a suitable vertical direction. Can be "aimed" in a vertical path. However, materials sputtered by low density plasma have an ionization degree of less than 1%, which is insufficient to prevent excessive number of cavity formation. Thus, it is desirable to increase the density of the plasma to increase the ionization rate of the sputtered material in order to reduce the degree of formation of unwanted cavities in the deposited layer. As used herein, the term "dense plasma" is a plasma having a high electron and ion density.
용량성 결합, 유도성 결합 및 파 가열을 포함하는 RF 필드로 플라즈마를 여기하기 위한 공지된 몇몇 기술이 있다. 표준 유도 결합 플라즈마(ICP) 발생기에서, 플라즈마를 둘러싸는 코일을 통한 RF 전류는 플라즈마에 전자기 전류를 유도한다. 이들 전류는 저항성 가열에 의해 도전성 플라즈마를 가열하여, 상기 플라즈마가 안정된 상태에서 유지된다. 미국특허 제 4,362,632 호에 도시된 바와 같이, 코일을 통한 전류는 코일이 트랜스포머의 제 1 권선으로서 작동하도록 임피던스 매칭 네트워크를 통하여 코일에 결합된 RF 발생기에 의해 공급된다. 플라즈마는 트랜스포머의 단일 턴 제 2 권선으로서 작동한다.There are several known techniques for exciting plasma with an RF field, including capacitive coupling, inductive coupling, and wave heating. In a standard inductively coupled plasma (ICP) generator, RF current through the coil surrounding the plasma induces electromagnetic current in the plasma. These currents heat the conductive plasma by resistive heating, so that the plasma is maintained in a stable state. As shown in US Pat. No. 4,362,632, current through the coil is supplied by an RF generator coupled to the coil through an impedance matching network such that the coil acts as the first winding of the transformer. The plasma acts as a single turn second winding of the transformer.
코일로부터 플라즈마에 결합된 에너지를 최대화하기 위하여, 플라즈마 그 자체에 가능한한 밀접되게 코일을 배치시키는 것이 바람직하다. 그러나 동시에, 챔버의 내부 세척을 용이하게 하고 내부 표면으로부터 벗겨지는 입자의 생성을 최소화하기 위해 스퍼터될 재료에 노출되는 챔버 설치물 및 다른 부품의 수를 최소화하는 것이 바람직하다. 이들 내부 표면으로부터 벗겨진 입자는 웨이퍼 상에 떨어지고 생산품을 오염시킨다. 따라서, 많은 스퍼터링 챔버가 타켓 및 웨이퍼를 지지하는 받침대 사이에 플라즈마 생성 영역을 밀봉하는 일반적으로 환형 모양 차폐부를 가진다. 차폐부는 세척을 용이하게 하고 챔버 내부에 스퍼터링 재료가 증착되는 것을 방지하기 위해 매끄럽게 굴곡된 표면을 가진다. 대조적으로, 본 발명자들은 코일 및 코일을 위한 임의의 지지 구조물이 코일 및 코일 지지 구조물로부터 증착된 재료를 세척하기에 어려운 비교적 날카롭게 굴곡된 표면을 당연히 갖는 것으로 믿었다. 게다가, 차폐부의 매끄럽게 굴곡된 표면은 코일 및 코일지지 구조물의 날카롭게 굴곡된 표면보다 거의 입자가 벗겨지지 않는다고 믿었다. In order to maximize the energy coupled to the plasma from the coil, it is desirable to place the coil as close as possible to the plasma itself. At the same time, however, it is desirable to minimize the number of chamber fixtures and other components that are exposed to the material to be sputtered to facilitate internal cleaning of the chamber and to minimize the generation of particles that are peeled off from the interior surface. Particles stripped from these internal surfaces fall on the wafer and contaminate the product. Thus, many sputtering chambers have a generally annular shield that seals the plasma generation region between the target and the pedestal supporting the wafer. The shield has a smooth curved surface to facilitate cleaning and to prevent deposition of sputtering material inside the chamber. In contrast, the inventors believed that any support structure for the coil and coil naturally has a relatively sharply curved surface that is difficult to clean the material deposited from the coil and the coil support structure. In addition, it was believed that the smoothly curved surface of the shielding hardly stripped particles than the sharply curved surface of the coil and coil support structure.
그래서, 한편으로, (본 명세서에서 참조되며 본 출원의 양수인에게 양도되고 1995년 11월 15일자 출원된 플라즈마에서 헬리콘(helicon) 파를 여기시키기 위한 방법 및 장치란 제목의 공동계류중인 출원 제 08/559,345 호에 기술된 바와 같이)증착될 재료로부터 코일이 차폐되도록 차폐부 외측에 코일을 배치하는 것이 바람직하다. 상기 배열은 코일 및 코일 지지 구조물에 의한 입자 생성을 최소화하고, 챔버의 세척을 용이하게 한다. 다른 한편, 플라즈마로부터의 이격 또는 차폐부 그 자체에 의한 감쇠를 피하기 위하여 차폐부 내부 플라즈마 생성 영역에 가능한한 인접하게 코일을 배치하여 코일로부터 플라즈마로 에너지 전달을 최대화하는 것이 바람직하다. 따라서, 입자 생성을 최소화하고 동시에 챔버 세척을 용이하게 하면서 코일로부터 플라즈마로 에너지 전달을 증가시키는 것은 어렵다.Thus, on the one hand, co-pending application No. 08 entitled Method and Apparatus for Exciting Helicon Waves in a Plasma, referenced herein and assigned to the assignee of the present application and filed Nov. 15, 1995 It is desirable to place the coil outside the shield so that the coil is shielded from the material to be deposited (as described in US Pat. This arrangement minimizes particle generation by the coil and coil support structure and facilitates cleaning of the chamber. On the other hand, to avoid spacing from the plasma or attenuation by the shield itself, it is desirable to place the coil as close as possible to the plasma generating region inside the shield to maximize energy transfer from the coil to the plasma. Therefore, it is difficult to increase energy transfer from the coil to the plasma while minimizing particle production and at the same time facilitating chamber cleaning.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 생성 챔버의 투시, 부분 단면도.1 is a perspective, partial cross-sectional view of a plasma generation chamber in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2는 진공 챔버에 설치되는 도 1에 도시된 플라즈마 생성 챔버의 부분 단면도.FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the plasma generation chamber shown in FIG. 1 installed in a vacuum chamber. FIG.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 생성 챔버의 부분 단면도.3 is a partial cross-sectional view of a plasma generation chamber in accordance with another embodiment of the present invention.
도 4는 도 2의 플라즈마 생성 챔버의 코일 스탠드오프의 단면도.4 is a cross-sectional view of the coil standoff of the plasma generation chamber of FIG.
도 5는 도 2의 플라즈마 생성 챔버의 코일 피드스로우 스탠드오프의 단면도.5 is a cross-sectional view of the coil feed throw standoff of the plasma generation chamber of FIG.
도 6은 도 1의 플라즈마 생성 챔버에 대한 전기 상호접속 개략도.6 is a schematic diagram of an electrical interconnection for the plasma generation chamber of FIG.
도 7은 다른 실시예에 따른 코일 스탠드오프의 단면도.7 is a cross-sectional view of a coil standoff in accordance with another embodiment.
도 8은 다른 실시예에 다른 코일 피드스로우 스탠드오프의 단면도.8 is a cross-sectional view of a coil feed throw standoff in another embodiment.
본 발명의 목적은 상기된 제한 사항을 극복하여 챔버내에 플라즈마를 생성하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved method and apparatus for generating a plasma in a chamber that overcomes the above limitations.
이들 및 다른 목적 및 장점은 본 발명의 일 태양에 따라, 코일 위로 타켓 재료가 증착되는 것을 최소화하기 위하여 타켓의 스퍼터링 표면에 대해 리세스된 코일로부터 전자기 에너지를 유도적으로 결합하는 플라즈마 생성 장치에 의해 달성된다. 게다가, 코일은 코일상에 증착된 후 제품위로 벗겨지는 임의의 타켓 재료가 최소화되도록 받침대(지지 부재)의 주변 및 받침대상에 지지된 제품의 증착 표면에 대해 리세스된다. 결과적으로, 코일에 의해 벗겨진 입자 문제에 의한 제품의 오염은 감소된다. These and other objects and advantages are, in accordance with one aspect of the present invention, by a plasma generating device that inductively couples electromagnetic energy from a recessed coil to a sputtering surface of the target to minimize deposition of the target material onto the coil. Is achieved. In addition, the coil is recessed against the periphery of the pedestal (support member) and against the deposition surface of the product supported on the pedestal so that any target material which is deposited on the coil and then peeled off onto the product is minimized. As a result, contamination of the product due to the problem of particles peeled off by the coil is reduced.
일 실시예에서, 코일은 타켓 재료의 대부분이 코일 위로 증착되는 것을 막기 위하여 코일상에 배치된 다크 공간 차폐물에 의해 증착 재료로부터 부분적으로 차폐된다. 다른 실시예에서, 코일은 증착 재료로부터 코일을 보호하기 위하여 코일 챔버를 가지는 결리된 어댑터 링에 의해 유지된다. 게다가, 코일 챔버는 제품의 오염을 감소시키기 위하여 코일에 의해 벗겨진 입자 재료를 붙잡기 위하여 코일 아래 배치된 플로어(floor)를 가진다. 부가적으로, 어댑터 링 코일 챔버는 차폐물로부터 분리된다. 결과적으로, 차폐물은 분리되어 세척되거나 폐기됨으로써 차폐물 및 챔버의 세척을 실질적으로 용이하게 하고 차폐물 자체의 비용을 감소시킨다. In one embodiment, the coil is partially shielded from the deposition material by a dark space shield disposed on the coil to prevent most of the target material from depositing onto the coil. In another embodiment, the coil is held by an isolated adapter ring having a coil chamber to protect the coil from the deposition material. In addition, the coil chamber has a floor disposed below the coil to catch particulate material stripped by the coil to reduce contamination of the product. In addition, the adapter ring coil chamber is separated from the shield. As a result, the shield can be separately cleaned or discarded to substantially facilitate the cleaning of the shield and the chamber and to reduce the cost of the shield itself.
본 발명의 또 다른 태양에 따라, 코일은 내부 복잡 구조를 가지는 새로운 다수의 코일 스탠드오프 및 RF 피드스로우 스탠드오프에 의해 차폐물상에 또는 어댑터 링 챔버내에 유지된다. 하기될 바와 같이, 복잡 구조는 타켓으로부터 코일 스탠드오프로 도전 재료를 반복하여 증착시키지만 통상적으로 접지된 차폐물에 대해 코일을 단락시킬 수 있는 코일로부터 차폐물까지의 증착 재료의 완전한 도전 경로 형성을 방지한다. 게다가, 복잡 구조는 챔버의 전체 크기를 감소시킬 수 있도록 스탠드오프가 낮은 높이를 가질 수 있다. According to another aspect of the present invention, the coil is held on the shield or in the adapter ring chamber by a new multiple coil standoff and RF feed throw standoff with internal complexity. As will be described below, the complex structure prevents the formation of complete conductive paths of the deposition material from the coil to the shield, which can repeatedly deposit the conductive material from the target to the coil standoff but can typically short the coil to a grounded shield. In addition, the complex structure can have a low height of standoff to reduce the overall size of the chamber.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생기는 진공에서 유지할 수 있는 실질적으로 원통형 플라즈마 챔버(100)를 포함하고, 상기 실시예에서 챔버는 차폐부(106)에 의해 챔버벽(108)의 내부에 유지되는 단일 나선형 코일(104)을 가진다. 차폐부(106)는 플라즈마 챔버(100) 내부에 증착될 재료로부터 진공 챔버(102)의 내부 벽(108)(도 2)을 보호한다.1 and 2, the plasma generator according to the first embodiment of the present invention includes a substantially cylindrical plasma chamber 100, which can be maintained in a vacuum, in which the chamber is provided with a shield 106. Thereby having a single helical coil 104 held inside the chamber wall 108. The shield 106 protects the inner wall 108 (FIG. 2) of the vacuum chamber 102 from the material to be deposited inside the plasma chamber 100.
RF 발생기로부터의 무선 주파수(RF) 에너지는 코일(104)로부터 플라즈마(100)의 내부로 방사되고, 플라즈마 챔버(100)의 플라즈마 함유 지역내의 플라즈마를 에너지화한다. 에너지화된 플라즈마는 플라즈마 챔버(100)상에 배치된 음으로 바이어스된 타켓(110)을 때리는 플라즈마 이온 플럭스를 생성한다. 플라즈마 이온은 타켓(110)으로부터 재료를 방출시키고, 플라즈마 챔버(100)의 하부에서 받침대(114)에 의해 지지된 웨이퍼 또는 다른 제품(112)에 증착된다. 하기에 상세히 설명될 바와 같이, 본 발명의 일측면에 따라, 코일(104)은 코일(104)에 타켓 재료의 증착을 최소화하기 위하여 타켓(110) 주변에 대해 리세스된다. 게다가, 코일(104)은 제품(112)으로의 코일(104)에 의해 추후에 벗겨지는 임의의 타켓 재료가 최소화되도록 받침대상에 지지된 척 또는 받침대(114)의 주변 및 제품(112)에 관련하여 리세스된다. 결과적으로, 코일(104)에 의해 벗겨지는 입자 재료에 의한 제품(112)의 오염은 감소된다.Radio frequency (RF) energy from the RF generator is radiated from the coil 104 into the plasma 100 to energize the plasma in the plasma containing region of the plasma chamber 100. The energized plasma produces a plasma ion flux that hits the negatively biased target 110 disposed on the plasma chamber 100. Plasma ions release material from the target 110 and are deposited on a wafer or other product 112 supported by the pedestal 114 at the bottom of the plasma chamber 100. As will be described in detail below, in accordance with an aspect of the present invention, the coil 104 is recessed about the target 110 to minimize deposition of the target material on the coil 104. In addition, the coil 104 is associated with the product 112 and the periphery of the chuck or pedestal 114 supported on the pedestal so that any target material subsequently peeled off by the coil 104 into the product 112 is minimized. Are recessed. As a result, contamination of the product 112 by the particle material peeled off by the coil 104 is reduced.
본 발명의 다른 측면에 따라, 코일(104)은 지지 차폐물(106)로부터 코일(104)을 전기적으로 절연하는 다수의 새로운 코일 스탠드오프(120)에 의해 차폐물(106)상에 유지된다. 보다 상세히 하기될 바와 같이, 절연 코일 지지 스탠드오프(120)는 코일(104)을 차폐물(106)(통상적으로 접지됨)에 단락시킬 수 있는 코일(104)로부터 차폐물(106)로 증착된 재료의 완전한 도전 경로 형성을 방지하면서 코일 스탠드오프(120)에 타켓(110)으로부터의 도전 재료의 증착을 반복되게 하는 내부 복잡 구조를 가진다.According to another aspect of the present invention, the coil 104 is maintained on the shield 106 by a number of new coil standoffs 120 that electrically insulate the coil 104 from the support shield 106. As will be described in more detail below, the insulated coil support standoff 120 may be formed of a material deposited from the coil 104 into the shield 106 that may short the coil 104 to the shield 106 (usually grounded). It has an internal complex structure that allows the deposition of conductive material from the target 110 to be repeated in the coil standoff 120 while preventing complete conductive path formation.
회로 경로로서 코일을 사용하기 위하여, RF 전력은 챔버 벽 및 차폐부(106)를 통하여 코일(104)의 반대 단부에 인가되어야 한다. 진공 피드스로우(도시되지않음)는 챔버 외측에 배치된 발생기로부터 RF 전류를 제공하기 위하여 챔버벽을 통하여 연장한다. 차폐부(106)를 통하여 RF 전류를 통과시키는 피드스로우(124, 124a)는 차폐부(106)의 양쪽 측면이 동일 압력일 때, 진공 피드스로우일 필요가 없다. 그러나, 상기 피드스로우는 코일(104)로부터 차폐부(106)로 전기 경로를 형성하는 증착층의 형성을 방지하기 위하여 챔버 환경으로부터 보호될 필요가 있다. In order to use the coil as a circuit path, RF power must be applied to the opposite end of the coil 104 through the chamber wall and shield 106. A vacuum feed throw (not shown) extends through the chamber wall to provide RF current from a generator disposed outside the chamber. The feedthroughs 124 and 124a that pass RF current through the shield 106 need not be vacuum feed throw when both sides of the shield 106 are at the same pressure. However, the feed throw needs to be protected from the chamber environment to prevent the formation of a deposition layer that forms an electrical path from the coil 104 to the shield 106.
RF 전력은 절연 피드스로우 스탠드오프(124)에 의해 지지된 피드스로우(122)에 의해 코일(104)에 인가된다. 코일 스탠드오프(120)같은 피드스로우 스탠드오프(124)는 코일(104)을 차폐부(106)에 단락시킬 수 있는 도전 경로를 형성하지 않고 타켓으로부터 피드스로우 스탠드오프(124)로 도전 재료의 증착이 반복되게한다. RF power is applied to the coil 104 by a feed throw 122 supported by an isolated feed throw standoff 124. Feed-through standoffs 124, such as coil standoffs 120, deposit conductive material from the target to feed-through standoffs 124 without forming a conductive path that can short the coil 104 to the shield 106. Let this be repeated.
도 2는 PVD(물리 기상 증착) 시스템의 진공 챔버(102)에 설치된 플라즈마 챔버(100)를 도시한다. 비록 본 발명의 플라즈마 발생기가 절연을 위하여 PVD 시스템과 관련하여 기술될지라도, 본 발명에 따른 플라즈마 발생기는 플라즈마 에칭, 화학 기상 증착(CVD) 및 다양한 표면 처리 방법을 포함하는 플라즈마를 사용하여 모든 다른 반도체 제조 방법에 사용하기에 적당하다는 것이 인식된다.2 shows a plasma chamber 100 installed in a vacuum chamber 102 of a PVD (Physical Vapor Deposition) system. Although the plasma generator of the present invention is described in connection with a PVD system for isolation, the plasma generator according to the present invention uses all other semiconductors using plasma, including plasma etching, chemical vapor deposition (CVD) and various surface treatment methods. It is recognized that it is suitable for use in the manufacturing method.
도 2에 잘 도시된 바와 같이, 플라즈마 챔버(100)는 음으로 바이어스된 타켓(110)에 관련하여 접지 평면을 제공하는 다크 공간 차폐링(130)을 가진다. 게다가, 차폐링(130)은 타켓 외부 에지의 스퍼터링을 감소시키기 위하여 플라즈마로부터 타켓의 외부 에지를 차폐한다. 본 발명의 일측면에 따라, 다크 공간 차폐부(130)는 다른 기능을 수행하고, 상기 차폐부는 타켓(110)으로부터 스퍼터될 재료로부터 코일(104)(및 코일 지지 스탠드오프(120) 및 피드스로우 스탠드오프(124))을 차폐하도록 배치된다. 다크 공간 차폐부(130)는 몇몇의 스퍼터된 재료가 플라즈마 챔버(100)의 수직축에 관련하여 비스듬한 각으로 이동하기 때문에 스퍼터될 모든 재료로부터 코일(104) 및 그것의 관련 지지 구조를 완전히 차폐하지 못한다. 그러나, 많은 스퍼터된 재료가 챔버의 수직축에 평행하거나 수직축에 관련하여 비교적 작은 경사각으로 이동하기 때문에, 코일(104)상에 겹쳐지는 방식으로 배치된 다크 공간 차폐부(130)는 스퍼터된 재료의 대부분의 양이 코일(104)상에 증착되는 것을 방지한다. 코일(104)상에 증착되는 재료의 양을 감소시킴으로써, 코일(104)(및 그것의 지지 구조)상에 증착되는 재료에 의한 입자의 생성은 실질적으로 감소될 수 있다. 게다가, 이들 구조의 수명은 증가될 수 있다. As best shown in FIG. 2, the plasma chamber 100 has a dark space shield ring 130 that provides a ground plane with respect to the negatively biased target 110. In addition, shield ring 130 shields the outer edge of the target from the plasma to reduce sputtering of the target outer edge. According to one aspect of the invention, the dark space shield 130 performs other functions, the shield being coiled from the material to be sputtered from the target 110 (and the coil support standoff 120 and feed throw). Standoff 124). Dark space shield 130 does not completely shield coil 104 and its associated support structure from all materials to be sputtered because some sputtered material moves at an oblique angle with respect to the vertical axis of plasma chamber 100. . However, because many sputtered materials move parallel to the vertical axis of the chamber or at relatively small inclination angles with respect to the vertical axis, the dark space shield 130 disposed in such a way as to overlap on the coil 104 is the majority of the sputtered material. The amount of is prevented from being deposited on the coil 104. By reducing the amount of material deposited on the coil 104, the generation of particles by the material deposited on the coil 104 (and its supporting structure) can be substantially reduced. In addition, the lifetime of these structures can be increased.
도시된 실시예에서, 다크 공간 차폐부(130)는 일반적으로 인버터된 프러스토(frusto)-원뿔 모양을 가지는 티타늄 또는 스테인레스 스틸의 밀폐된 연속링이다. 물론, 다크 공간 차폐부가 다양한 다른 도전 재료로 만들어지고 타켓으로부터 증착될 적어도 몇몇의 재료로부터 코일(104) 및 그것의 관련 지지 구조를 차폐하는 다른 모양을 가진다는 것은 인식된다. 도시된 실시예에서, 다크 공간 차폐부는 1/4 인치의 거리만큼 코일(104)과 겹쳐지도록 플라즈마 챔버(100)의 중심 안쪽으로 연장한다. 물론, 겹침양은 코일 및 다른 인자의 관련 크기 및 배치에 따라 변화될 수 있다. 예를들어, 겹침부는 스퍼터 재료로부터 코일(104)의 차폐를 증가시키기 위하여 증가되지만 겹침부를 증가시키는 것은 몇몇 응용에서 원치않는 플라즈마로부터 타켓을 추가로 차폐할 수 있다.In the illustrated embodiment, the dark space shield 130 is a hermetically sealed continuous ring of titanium or stainless steel having a generally inverted frusto-conical shape. Of course, it is appreciated that the dark space shields are made of various other conductive materials and have other shapes to shield the coil 104 and its associated support structure from at least some of the materials to be deposited from the target. In the illustrated embodiment, the dark space shielding extends into the center of the plasma chamber 100 to overlap the coil 104 by a quarter inch distance. Of course, the amount of overlap can vary depending on the relative size and placement of the coil and other factors. For example, the overlap is increased to increase the shielding of the coil 104 from the sputter material, but increasing the overlap can further shield the target from unwanted plasma in some applications.
챔버 차폐부(106)는 사발 모양이고 스탠드오프(120 및 124)가 코일(104)을 절연되게 지지하도록 부착되는 일반적으로 원통형, 수직 방향 벽(140)을 포함한다. 차폐부는 제품(112)을 지지하는 척 또는 받침대(114)를 둘러싸는 환형 모양 플로어 벽(142)을 가진다. 클램프 링(154)은 웨이퍼를 척(114)에 고정하고 차폐부(106)의 플로어 벽(142) 및 척(114) 사이 갭을 커버한다. 그래서, 도 2로부터, 클램프링(154)과 함께 챔버 차폐부(106)는 플라즈마 챔버(100)내의 제품(112)상에 증착될 증착 재료로부터 진공 챔버(102)의 내부를 보호한다. Chamber shield 106 includes a generally cylindrical, vertical wall 140 that is bowl shaped and is attached to standoffs 120 and 124 to support coil 104 insulated. The shield has an annular floor wall 142 that surrounds the chuck or pedestal 114 supporting the product 112. The clamp ring 154 secures the wafer to the chuck 114 and covers the gap between the floor wall 142 and the chuck 114 of the shield 106. Thus, from FIG. 2, the chamber shield 106 along with the clamping ring 154 protects the interior of the vacuum chamber 102 from deposition material to be deposited on the product 112 in the plasma chamber 100.
진공 챔버 벽(108)은 상부 환형 플랜지(150)를 가진다. 플라즈마 챔버(100)는 진공 챔버 벽 플랜지(150)와 맞물리는 어댑터 링 어셈블리(152)에 의해 지지된다. 챔버 차폐부(106)는 다수의 패스너(fastener)(도시되지 않음)에 의해 어댑터 링 어셈블리(152)의 수평 연장 플랜지 부재(162)에 고정된 수평 연장 외부 플랜지 부재(160)를 가진다. 챔버 차폐부(106)는 어댑터 링 어셈블리(152)를 통하여 시스템 접지에 접지된다.The vacuum chamber wall 108 has an upper annular flange 150. The plasma chamber 100 is supported by an adapter ring assembly 152 that engages the vacuum chamber wall flange 150. The chamber shield 106 has a horizontally extending outer flange member 160 secured to the horizontally extending flange member 162 of the adapter ring assembly 152 by a number of fasteners (not shown). Chamber shield 106 is grounded to system ground through adapter ring assembly 152.
다크 공간 차폐부(130)는 어댑터 링 어셈블리(152)의 수평 플랜지(162)에 고정된 상부 플랜지(170)를 가진다. 챔버 차폐부(106)같은 다크 공간 차폐부(130)는 어댑터 링 어셈블리(152)를 통하여 접지된다.Dark space shield 130 has an upper flange 170 secured to a horizontal flange 162 of adapter ring assembly 152. Dark space shield 130, such as chamber shield 106, is grounded through adapter ring assembly 152.
타켓(110)은 일반적으로 디스크 모양이고 어댑터 링 어셈블리(152)에 의해 지지된다. 그러나, 타켓(110)은 음으로 바이어스되고 접지 상태인 어댑터 링 어셈블리(152)로부터 절연되어야 한다. 따라서, 타켓(110)의 하부측에 형성된 원형 채널에는 타켓(152)의 상부측 대응 채널(174)에 배치된 세라믹 절연 링 어셈블리(172)이다. 세라믹을 포함하는 다양한 절연 재료로 만들어진 절연체 링 어셈블리(174)는 타켓(110)이 적당하게 음으로 바이어스되도록 어댑터 링 어셈블리(152)와 타켓을 간격지게한다. 타켓, 어댑터 및 세라믹 링 어셈블리는 진공 챔버 플랜지(150)로부터 타켓(110)으로 진공 밀봉 어셈블리를 제공하기 위하여 O-링 밀봉 표면(도시되지 않음)을 구비한다. The target 110 is generally disk shaped and supported by the adapter ring assembly 152. However, target 110 must be insulated from adapter ring assembly 152 that is negatively biased and grounded. Accordingly, the circular channel formed at the lower side of the target 110 is the ceramic insulating ring assembly 172 disposed in the upper side corresponding channel 174 of the target 152. Insulator ring assembly 174 made of various insulating materials, including ceramic, spaces the target from adapter ring assembly 152 such that target 110 is properly negatively biased. The target, adapter and ceramic ring assembly has an O-ring sealing surface (not shown) to provide a vacuum sealing assembly from the vacuum chamber flange 150 to the target 110.
도 3은 제품의 오염을 감소시키기 위한 여러 구조에 의해 코일에 의한 입자 재료의 생성이 감소되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리세스 코일을 도시한다. 도 3의 실시예에서, 어댑터 링 어셈블리(200)는 3개의 측면상에서 나선형 코일(206)을 밀봉하지만 리세스된 코일 챔버(202)의 제 4 개구측면에서 코일(206)을 플라즈마에 노출시키는 리세스 코일 챔버(202)를 형성하기 위하여 변형된다. 도시된 실시예에서, 리세스 코일 챔버(202)는 일반적으로 환형 모양이고 도 1 및 도 2의 스탠드오프(120 및 124)와 유사한 절연 스탠드오프(도시되지 않음)상에 코일(206)을 유지하는 일반적으로 원통형 수직 벽(210)에 의해 형성된다. 리세스 코일 챔버(202)는 도 1 및 도 2의 실시예의 다크 공간 차폐부(130)와 유사한 기능을 수행하는 상부 천장 벽(214)을 더 가진다. 특히, 코일 챔버 천장 벽(214)은 음으로 바이어스된 타켓(110)에 관련하여 접지 평면을 제공하고 플라즈마로부터 타켓(110)의 주변을 차폐한다. 게다가, 코일 챔버 천장벽(214)은 타켓(110)으로부터 방출되는 증착 재료로부터 코일(206)을 제한된 범위까지 차폐한다. 어댑터 링 어셈블리(200)는 타켓(110) 및 어댑터 링 어셈블리(200)의 챔버 밀봉 벽(214) 상부 표면 사이 절연체 링 어셈블리(216)에 의해 타켓(110)으로부터 절연되게 간격진다. 3 illustrates a recess coil according to another embodiment of the present invention in which generation of particulate material by the coil is reduced by various structures for reducing contamination of the product. In the embodiment of FIG. 3, the adapter ring assembly 200 seals the spiral coil 206 on three sides but exposes the coil 206 to plasma at the fourth opening side of the recessed coil chamber 202. It is deformed to form the set coil chamber 202. In the illustrated embodiment, the recess coil chamber 202 is generally annular and holds the coil 206 on an insulated standoff (not shown) similar to the standoffs 120 and 124 of FIGS. 1 and 2. Is generally formed by a cylindrical vertical wall 210. The recess coil chamber 202 further has an upper ceiling wall 214 that performs a function similar to the dark space shield 130 of the embodiment of FIGS. 1 and 2. In particular, the coil chamber ceiling wall 214 provides a ground plane with respect to the negatively biased target 110 and shields the periphery of the target 110 from the plasma. In addition, the coil chamber ceiling wall 214 shields the coil 206 to a limited extent from the deposition material emitted from the target 110. The adapter ring assembly 200 is spaced apart from the target 110 by an insulator ring assembly 216 between the target 110 and the top surface of the chamber sealing wall 214 of the adapter ring assembly 200.
도 3의 일실시예의 다른 측면에 따라, 어댑터 링 어셈블리(200)의 코일 챔버(202)는 코일(206) 아래에 배치된 플로어 벽(220)을 더 가진다. 코일 챔버(202)내의 코일(206)이 타켓(110)에 대해 리세스되기 때문에, 코일(206)(및 그것의 지지 구조)상에 증착될 타켓 재료의 양이 감소될 것이다라는 것이 믿어진다. 그러나, 타켓 재료가 코일(206)상에 증착되기 때문에, 코일 챔버 플로어 벽(220)은 입자 재료가 웨이퍼 또는 다른 제품 보다 오히려 코일 챔버 플로어 벽(220)상에 축적되도록 코일(206)에 의해 벗겨진 많은 임의의 입자 재료를 붙잡기 위하여 배치된다. 결과적으로, 제품의 오염은 보다 더 감소된다. According to another aspect of the embodiment of FIG. 3, the coil chamber 202 of the adapter ring assembly 200 further has a floor wall 220 disposed below the coil 206. Since the coil 206 in the coil chamber 202 is recessed relative to the target 110, it is believed that the amount of target material to be deposited on the coil 206 (and its supporting structure) will be reduced. However, because the target material is deposited on the coil 206, the coil chamber floor wall 220 is stripped by the coil 206 so that particulate material accumulates on the coil chamber floor wall 220 rather than on a wafer or other product. Many arbitrary particle materials are arranged to catch. As a result, contamination of the product is further reduced.
도 3의 플라즈마 챔버(190)는 도 1 및 도 2 실시예의 차폐부(106)와 유사한 사발 모양 차폐부(230)를 가진다. 그러나, 본 발명의 다른 측면에서, 차폐부(230)는 나사 또는 다른 적당한 패스너에 의해 어댑터 링 어셈블리(200)의 하부 플랜지(232)에 제거 가능하게 부착된다. 상기 배열은 차폐부(230)가 어댑터 링 어셈블리(220)로부터 분리 제거되어 세척되고 어댑터 링 어셈블리(200)에 재부착되게 한다. 일단 차폐부(230)가 사용 수명 한도에 도달하면, 그것은 버려지고 어댑터 링 어셈블리(200)에 새로운 차폐부(230)가 부착된다. The plasma chamber 190 of FIG. 3 has a bowl-shaped shield 230 similar to the shield 106 of the FIGS. 1 and 2 embodiment. However, in another aspect of the invention, the shield 230 is removably attached to the lower flange 232 of the adapter ring assembly 200 by screws or other suitable fasteners. This arrangement allows the shield 230 to be removed, cleaned and reattached to the adapter ring assembly 200 from the adapter ring assembly 220. Once the shield 230 reaches the service life limit, it is discarded and a new shield 230 is attached to the adapter ring assembly 200.
코일이 도 3의 실시예에서 차폐부(230)에 의해 지지되지 않기 때문에, 차폐부(230)의 표면은 차폐부 표면이 코일을 지지하기 위한 스탠드오프에 의해 방해되지 않으므로 보다 쉽게 세척된다. 결과적으로, 차폐부(230)의 사용 수명은 연장된다. 게다가, 차폐부는 처리 챔버가 공전되는 휴지시간을 감소시킬수있게 보다 빨리 세척될 수 있다. 게다가, 차폐부(230)가 임의의 코일 또는 상기 코일에 부착된 코일 스탠오프를 가지지 않기 때문에, 차폐부(230)는 경제적으로 제조되고 그러므로 사용 수명 한도에서 보다 경제적으로 버려진다.Since the coil is not supported by the shield 230 in the embodiment of FIG. 3, the surface of the shield 230 is more easily cleaned since the shield surface is not obstructed by standoffs for supporting the coil. As a result, the service life of the shield 230 is extended. In addition, the shield can be cleaned faster to reduce the downtime the processing chamber is idle. In addition, since the shield 230 does not have any coil or coil standoff attached to the coil, the shield 230 is manufactured economically and therefore more economically discarded at the service life limit.
결과적으로, 타켓 증착 재료로부터 코일을 보호함으로써 어댑터 링 어셈블리(200)의 코일 챔버(202)는 코일로부터 증착된 재료를 제거하기 위하여 필요한 세척양을 감소시킬 수 있다. 이것은 휴지 시간을 감소시키고 코일 수명을 증가시킨다. 어댑터 링의 코일 챔버(202)가 차폐부(230)로부터 보다 쉽게 분리되기 때문에, 코일(206) 및 코일 챔버(202)는 차폐부(230)가 대체될 때 대체될 필요가 없다. 차폐부가 코일보다 보다 자주 대체되기 때문에, 작동 비용은 차폐부(230)보다 덜 자주 코일(206)을 대체함으로써 감소될 수 있다.As a result, by protecting the coil from the target deposition material, the coil chamber 202 of the adapter ring assembly 200 can reduce the amount of cleaning needed to remove the deposited material from the coil. This reduces downtime and increases coil life. Since the coil chamber 202 of the adapter ring is more easily separated from the shield 230, the coil 206 and the coil chamber 202 need not be replaced when the shield 230 is replaced. Since the shield is replaced more often than the coil, the operating cost can be reduced by replacing the coil 206 less frequently than the shield 230.
도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 측면에 따른 코일 스탠드오프(120)의 내부 구조는 보다 잘 도시된다. 코일 스탠드오프(120)는 세라믹같은 절연 유전 재료로 만들어진 일반적으로 디스코형 베이스 부재(250)를 포함한다. 베이스 부재(250)를 커버하고 차폐하는 것은 증착될 동일 재료로 만들어진 일반적으로 원통형 커버 부재(252)이다. 그래서, 만약 증착될 재료가 티타늄으로 만들어지면, 커버 부재(252)는 티타늄으로 만들어진다. 증착 재료(여기서, 예를들어 티타늄)의 부착을 용이하게 하기 위하여, 증착 재료로부터 입자의 벗겨짐을 감소시킬 비드 블래스팅(bead blasting)에 의해 금속 표면을 처리하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 4, the internal structure of the coil standoff 120 according to another aspect of the present invention is better shown. Coil standoff 120 includes generally disco-shaped base member 250 made of an insulating dielectric material, such as ceramic. Covering and shielding the base member 250 is a generally cylindrical cover member 252 made of the same material to be deposited. Thus, if the material to be deposited is made of titanium, the cover member 252 is made of titanium. In order to facilitate the deposition of the deposition material (here titanium, for example), it is desirable to treat the metal surface by bead blasting which will reduce the peeling of particles from the deposition material.
커버 부재(252)의 정면에 부착된 것은 코일(104)의 턴을 수용하고 지지하는 비드 블래스트 티타늄의 후크 모양 브래킷(bracket)(254)이다. 베이스 부재(250)는 볼트(251) 또는 다른 적당한 패스너에 의해 차폐부(106)의 벽(140)에 부착된다. (베이스 부재(250)는 유사한 방식으로 도 3의 실시예의 코일 챔버(202) 벽(210)에 부착된다).Attached to the front of the cover member 252 is a hook shaped bracket 254 of bead blast titanium that receives and supports the turn of the coil 104. Base member 250 is attached to wall 140 of shield 106 by bolt 251 or other suitable fastener. (Base member 250 is attached to coil chamber 202 wall 210 of the embodiment of FIG. 3 in a similar manner).
하기에 나타낼 바와 같이, 베이스 부재(250) 및 커버 부재(252)는 코일을 차폐부(또는 도 3 실시예의 어댑터 링)에 단락시킬 수 있는 스탠드오프를 가로지르는 도전 경로의 형성을 방지하는 복잡 구조를 함께 형성한다. 베이스 부재(250)는 갭(G0)을 형성하기 위하여 커버 부재(252)의 내부 표면(264)로부터 베이스 부재(250)의 상부 표면(262) 사이 간격을 이루기에 충분한 높이의 직립 내부 원형 벽(260)을 가진다. 게다가, 베이스 부재(250)의 외부 직경(D1)은 베이스 부재(250)의 외부 주변면(270) 및 커버 부재(252)의 내부 주변면(272) 사이에 갭(G1)을 형성하기 위하여 커버 부재(252)의 내부 직경보다 작다. 게다가, 커버 부재(252)는 충분히 얇아서 커버 부재(250)의 후면(280)은 다른 갭(G2)을 형성하기 위하여 차폐부(106)의 벽(140)으로부터 간격진다. 갭(G2, G1, G0)은 커버 부재(252) 및 차폐부 벽(1400 사이 및 커버 부재(252) 및 절연 베이스 부재(250) 사이 화살표(290)에 의해 표현된 바와 같은 다수의 통로를 형성한다는 것이 도시된다. 화살표(290)는 증착 재료가 스탠드오프(120)의 내부를 코팅하기 위하여 취해지는 여러번-구부러진 경로를 표시한다. 코일(104)을 차폐벽(140)에 단락시키기 위하여, 완전한 도전 경로가 증착 재료에 의해 커버 부재(252)로부터 절연 베이스 부재(250)로 제공되도록 하는 범위로 스탠드오프(120)의 내부를 증착 재료로 코팅하는 것이 필요하다. 완전한 도전 경로를 만들기 위하여, 증착 재료는 만약 도전 증착 재료가 절연 베이스 부재(250)의 최내부 벽(260)에 대한 모든 경로에 도달되지 않으면 내부 경로(290)의 스탠드오프(120)의 내부에 대한 입구에서 갭(G2) 또는 갭(G1) 또는 갭(G0)을 브리지한다. 만약 도전 증착 재료가 커버 부재(252)의 내부 표면(264 및 272) 및 절연 부재의 표면(262 및 270) 및 베이스 부재(250)의 내부 벽(260)에 코팅되면, 완전한 도전 경로는 코일(106)로부터 차폐벽(140)으로 형성된다. As will be shown below, the base member 250 and the cover member 252 have a complex structure that prevents the formation of a conductive path across the standoff that can short the coil to the shield (or the adapter ring of FIG. 3 embodiment). Form together. The base member 250 is an upstanding inner circular wall of sufficient height to form a gap between the inner surface 264 of the cover member 252 and the upper surface 262 of the base member 250 to form a gap G0 ( 260). In addition, the outer diameter D1 of the base member 250 is covered to form a gap G1 between the outer peripheral surface 270 of the base member 250 and the inner peripheral surface 272 of the cover member 252. It is smaller than the inner diameter of the member 252. In addition, the cover member 252 is sufficiently thin so that the back surface 280 of the cover member 250 is spaced from the wall 140 of the shield 106 to form another gap G2. The gaps G2, G1, G0 form a plurality of passageways as represented by arrows 290 between cover member 252 and shield wall 1400 and between cover member 252 and insulating base member 250. Arrow 290 indicates the multiple-bend path the deposition material takes to coat the interior of the standoff 120. In order to short the coil 104 to the shielding wall 140, a complete It is necessary to coat the interior of the standoff 120 with the deposition material so that the conductive path is provided by the deposition material from the cover member 252 to the insulating base member 250. In order to make a complete conductive path, the deposition The material may have a gap G2 or at the inlet to the interior of the standoff 120 of the inner path 290 if the conductive deposition material does not reach all of the paths to the innermost wall 260 of the insulating base member 250. Break the gap G1 or the gap G0 If conductive deposition material is coated on the inner surfaces 264 and 272 of the cover member 252 and the surfaces 262 and 270 of the insulating member and the inner wall 260 of the base member 250, then a complete conductive path Is formed from the coil 106 to the shielding wall 140.
완전한 도전 경로가 생성하는 것을 부가적으로 방해하기 위하여, 베이스 부재(250)의 정면(262)은 증착 재료가 내부벽(260)에 도달하여 단락을 유발하는 것을 방지하기 위하여 타켓으로부터 도전 증착 재료를 축적하도록 배치된 다수의 동심원 채널(300a, 300b, 300c)을 가진다. 동심원 채널은 갭(G0)을 브리지할 수 있는 갭(G0) 근처에 충분한 재료가 축적하는 것을 방지하기 위하여 증착 재료를 축적하기 위한 큰 폭을 가지는 외부 채널을 가진 가변 폭을 가진다. 이런 복잡 구조는 플라즈마 챔버가 코일 및 차폐부 사이에 단락을 유발하지 않고 비교적 많은 수의 도전 금속 증착을 위하여 사용되게 한다. 게다가, 스탠드오프(120)의 전체 두께는 비교적 얇다. 결과적으로, 플라즈마 챔버의 전체 직경은 스탠드오프의 감소된 두께 때문에 보다 작게 만들어진다.To further impede the creation of a complete conductive path, the front surface 262 of the base member 250 accumulates the conductive deposition material from the target to prevent the deposition material from reaching the inner wall 260 and causing a short circuit. It has a plurality of concentric channels 300a, 300b, 300c arranged to do so. The concentric channel has a variable width with an outer channel having a large width for accumulating the deposition material to prevent the accumulation of sufficient material near the gap G0 that can bridge the gap G0. This complex structure allows the plasma chamber to be used for relatively large numbers of conductive metal deposition without causing a short circuit between the coil and the shield. In addition, the overall thickness of the standoff 120 is relatively thin. As a result, the overall diameter of the plasma chamber is made smaller due to the reduced thickness of the standoff.
도시된 실시예에서, 절연 베이스 부재(250)는 1.50 인치의 직경(D1)을 가지며 베이스 부재(250)의 외부 주변(270) 및 커버 부재(252)의 내부 부재(272) 사이의 갭(G1)은 0.10 인치이다. 절연 베이스 부재(252)의 직경(D1) 대 베이스 부재(250)의 외부 주변(270) 및 커버 부재(252)의 내부 주변(272) 사이의 갭(G1)의 비율은 바람직하게 14 또는 그 이상이다. 도 4의 도시된 실시예의 직경 대 갭 비율은 15이다. In the illustrated embodiment, the insulating base member 250 has a diameter D1 of 1.50 inches and a gap G1 between the outer perimeter 270 of the base member 250 and the inner member 272 of the cover member 252. ) Is 0.10 inch. The ratio of the gap G1 between the diameter D1 of the insulating base member 252 to the outer perimeter 270 of the base member 250 and the inner perimeter 272 of the cover member 252 is preferably 14 or more. to be. The diameter to gap ratio of the illustrated embodiment of FIG. 4 is 15.
스탠드오프를 통하여 단락을 방지하는데 중요한 다른 비율은 커버 부재(252)의 후면(280) 및 절연 베이스 부재(250)의 정면(262) 사이의 통로 길이(L1)와, 갭(G1) 통로의 폭 사이의 비율이다. 도시된 실시예에서, 통로(L1)의 길이는 0.19 인치이고 갭(G1)은 0.10 인치이며 이것은 1.9 또는 대략적으로 2의 종횡비를 제공한다. 실질적으로 2 이하의 종횡비가 스탠드오프를 통하여 단락을 방지하는데 효과적이지 않다는 것이 발견되었다. Another ratio important for preventing short circuits through standoffs is the passage length L1 between the back surface 280 of the cover member 252 and the front surface 262 of the insulating base member 250 and the width of the gap G1 passageway. Is the ratio between. In the illustrated embodiment, the length of the passage L1 is 0.19 inches and the gap G1 is 0.10 inches, which provides an aspect ratio of 1.9 or approximately 2. It has been found that substantially less than 2 aspect ratios are not effective in preventing short circuits through standoffs.
내부벽(260)쪽으로 증착 재료의 이동을 방해하기 위한 갭(G0)의 폭을 감소시키는 것이 바람직하다. 다른 한편, 갭(G0)은 함께 갭의 두 측면을 단락시킬 수 있는 갭(GO)을 가로지르는 증착 재료의 브리지 형성을 용이하게 하도록 너무 좁지 않아야 한다. 도시된 실시예에서, 0.05 인치의 갭(G0)은 상기된 바와 같이 만족스럽다는 것이 발견되었다. 게다가, 주변(270)으로부터 절연 베이스 부재(250)의 내부벽(260)으로 이동 길이(L2)는 도시된 실시예에서 0.5인치이다. 그래서, 이 부분의 통로 종횡비는 0.5/0.05 또는 10이다. 보다 낮은 종횡비가 단락 발생 기회를 바람직하지 않게 증가시키는 것이 믿어진다. It is desirable to reduce the width of the gap G0 to impede the movement of the deposition material toward the inner wall 260. On the other hand, the gap G0 should not be too narrow to facilitate bridge formation of the deposition material across the gap GO, which together may shorten both sides of the gap. In the illustrated embodiment, it was found that the gap G0 of 0.05 inch is satisfactory as described above. In addition, the travel length L2 from the perimeter 270 to the inner wall 260 of the insulating base member 250 is 0.5 inch in the illustrated embodiment. Thus, the passage aspect ratio of this portion is 0.5 / 0.05 or 10. It is believed that lower aspect ratios undesirably increase the chance of occurrence of short circuits.
상기된 바와 같이, 베이스 부재(250)는 증착 재료가 내부 벽(260)에 도달하는 것을 방지하기 위하여 상기 증착 재료를 축적하도록 다수의 동심원(300a, 300b 및 300c)을 가진다. 도시된 실시예에서, 채널(300a, 300b, 및 300c)은 0.10, 0.05 및 0.05 인치의 폭을 가진다. 이들 채널의 수 및 폭을 증가시키는 것은 단락 기회를 감소시키지만 몇몇 응용에 대하여 허용되지 않는 스탠드오프의 전체 폭을 증가시킨다. 게다가, 제조를 간략화하기 위하여, 채널 수는 거의 없이 감소될수있지만 상기 간략화된 설계는 단락 기회를 증가시킨다. 여기서, 갭(G0, G1 및 G2)은 단락 기회를 감소시키기 위하여 상기된 바와 같이 선택되어야 한다. As noted above, the base member 250 has a plurality of concentric circles 300a, 300b and 300c to accumulate the deposition material to prevent the deposition material from reaching the inner wall 260. In the illustrated embodiment, channels 300a, 300b, and 300c have widths of 0.10, 0.05, and 0.05 inches. Increasing the number and width of these channels reduces the chance of short circuits but increases the overall width of the standoff, which is not allowed for some applications. In addition, to simplify manufacturing, the number of channels can be reduced with little but the simplified design increases the opportunities for short circuits. Here, the gaps G0, G1 and G2 should be selected as described above to reduce the chance of short circuit.
도 5는 상세히 코일 피드스로우 스탠드오프(124)를 도시한다. 코일 스탠드오프(120)같은 코일 피드스로우 스탠드오프(124)는 일반적으로 디스크 모양 절연 베이스 부재(350) 및 절연 베이스 부재(350)를 커버하는 비드 블래스팅 티타늄의 원통형 커버 부재(352)를 가진다. 그러나, 피드스로우 스탠드오프(124)는 RF 전력이 코일(104)에 인가되는 나사진 도전 피드스로우 볼트(356)를 연장시키는 중앙 구멍을 가진다. 피드스로우 볼트(356)는 코일(104)을 수용하는 비드 블래스트 티타늄의 단부 슬리브(359)를 가지는 티타늄 슬리브(358)에 의해 수용된다. RF 전류는 슬리브(358 및 359)의 표면을 따라 코일(104)로 전달된다. 피드스로우 스탠드오프(124)는 벽(140)의 내부측면상 절연 베이스 부재 및 벽(140)의 다른 측면상 피드스로우 볼트(356)에 나사진 너트(366)에 의해 차폐부의 벽(140)에 고정된다. 너트(366)는 접속기(368) 및 절연 스페이서(374)에 의해 벽(140)으로부터 간격진다. 전기 접속기(368)는 매칭 네트워크(또한 도시되지 않음)를 통하여 RF 발생기(도시되지 않음)로 피드스로우를 접속시킨다. 5 illustrates coil feed throw standoff 124 in detail. Coil feed throw standoffs 124, such as coil standoffs 120, generally have a disc shaped insulating base member 350 and a cylindrical cover member 352 of bead blasting titanium covering the insulating base member 350. However, the feed throw standoff 124 has a central hole extending the bare conductive feed throw bolt 356 from which RF power is applied to the coil 104. The feed throw bolt 356 is received by a titanium sleeve 358 having an end sleeve 359 of bead blast titanium that receives the coil 104. RF current is delivered to the coil 104 along the surfaces of the sleeves 358 and 359. The feed throw standoffs 124 are connected to the wall 140 of the shield by nuts 366 threaded to the insulating base member on the inner side of the wall 140 and to the feed throw bolt 356 on the other side of the wall 140. It is fixed. Nut 366 is spaced from wall 140 by connector 368 and insulating spacer 374. Electrical connector 368 connects the feed throw to an RF generator (not shown) through a matching network (also not shown).
피드스로우 스탠드오프(124)는 코일(104) 및 차폐부의 벽(140) 사이 단락 형성을 방지하기 위하여 코일 스탠드오프(120)와 다소 유사한 내부 복잡 구조를 가진다. 여기서, 절연 베이스 부재(350)는 0.84 인치의 D2의 직경 및 베이스 부재(350)의 외부 주변(370) 및 커버 부재(352)의 내부 주변(372) 사이에 0.06 인치의 갭(G3)를 가진다. 여기서, 직경(D2) 대 갭(G3)의 비율은 도 4의 코일 스탠드오프(120)의 갭에 대한 직경 비율 15와 유사한 14이다. 그러나, 도 5의 피드스로우 스탠드오프(124)의 종횡비는 도 4의 코일 스탠드오프(120)의 종횡비보다 크다. 여기서, 절연 베이스 부재(350)의 외부 주변(370) 및 커버 부재(352)의 내부 주변(372) 사이 통로의 길이(350)는 0.27인치이다. 여기서, 길이(L3) 대 갭(G3)의 종횡비는 4.5이다. 결과적으로, 도 5 실시예의 보다 큰 종횡비는 원치않은 단락을 방지하는데 보다 효과적이다. Feed throw standoff 124 has an internal complexity somewhat similar to coil standoff 120 to prevent short circuit formation between coil 104 and wall 140 of shield. Here, the insulating base member 350 has a gap G3 of 0.06 inches between a diameter of D2 of 0.84 inches and an outer perimeter 370 of the base member 350 and an inner perimeter 372 of the cover member 352. . Here, the ratio of the diameter D2 to the gap G3 is 14, which is similar to the diameter ratio 15 to the gap of the coil standoff 120 of FIG. However, the aspect ratio of the feed throw standoff 124 of FIG. 5 is greater than the aspect ratio of the coil standoff 120 of FIG. 4. Here, the length 350 of the passageway between the outer perimeter 370 of the insulating base member 350 and the inner perimeter 372 of the cover member 352 is 0.27 inches. Here, the aspect ratio of the length L3 to the gap G3 is 4.5. As a result, the larger aspect ratio of the Figure 5 embodiment is more effective in preventing unwanted shorts.
도시된 실시예에서, 베이스 부재(350)의 정면(362) 및 커버 부재(352)의 후면(364) 사이의 0.04 인치의 갭(G4)은 바람직하다. 게다가, 주변(370)으로부터 이동 길이(L4) 대 절연 베이스 부재(350)의 내부 벽(360)은 도시된 실시예에서 0.24인치이다. 그래서, 이런 부분 통로(390)의 종횡비는 0.24/0.04 인치 또는 6 인치이다. 보다 작은 종횡비는 단락 발생 기회를 바람직하지 못하게 증가시킨다.In the illustrated embodiment, a 0.04 inch gap G4 between the front 362 of the base member 350 and the back 364 of the cover member 352 is preferred. In addition, the moving length L4 versus the inner wall 360 of the insulating base member 350 from the perimeter 370 is 0.24 inches in the illustrated embodiment. Thus, the aspect ratio of this partial passage 390 is 0.24 / 0.04 inches or 6 inches. Smaller aspect ratios undesirably increase the chance of a short circuit occurring.
베이스 부재(250)같은 베이스 부재(350)는 증착 재료가 내부벽(360)에 도달하는 것을 방지하기 위하여 상기 증착 재료를 축적하도록 다수의 동심원 채널(400a, 및 400b)을 가진다. 도시된 실시예에서, 채널(400a 및 400)은 각각 0.06 및 0.04 인치의 폭을 가진다. 커버 부재(350)의 후면(380) 및 차폐부 사이의 갭(G5)은 0.12 인치이다.Base member 350, such as base member 250, has a plurality of concentric channels 400a and 400b to accumulate the deposition material to prevent deposition material from reaching inner wall 360. In the illustrated embodiment, channels 400a and 400 have a width of 0.06 and 0.04 inches, respectively. The gap G5 between the back side 380 of the cover member 350 and the shield is 0.12 inch.
복잡 구조의 다른 크기, 모양 및 채널수는 특정 응용에 따른다는 것이 인식된다. 복잡 구조의 설계에 영향을 미치는 인자는 상기된 바외에 증착될 재료 형태 및 스탠드오프가 세척 또는 대체되기전에 목표된 증착수를 포함한다. It is recognized that the different sizes, shapes and number of channels of the complex structure depend on the particular application. Factors affecting the design of the complex structure include the type of material to be deposited and the desired number of depositions before the standoffs are cleaned or replaced, as described above.
상기된 각각의 실시예는 플라즈마 챔버에서 단일 나선형 코일을 사용한다. 본 발명은 하나 이상의 코일을 가지는 플라즈마 챔버에 응용할수있다는 것이 인식된다. 예를들어, 본 발명은 상기된 공동 계류중인 출원 제 08/559,345 호에 기술된 형태의 나선형 파를 시작하기 위한 다중 코일 챔버에 적용될 수 있다. Each embodiment described above uses a single helical coil in the plasma chamber. It is appreciated that the present invention is applicable to a plasma chamber having one or more coils. For example, the present invention can be applied to multiple coil chambers for initiating spiral waves of the type described in co-pending application 08 / 559,345, described above.
도시된 실시예의 코일(104)은 3개의 턴 나선 코일로 형성된 1/2 내지 1/8 인치의 단단한 비드 브래스트 티타늄 또는 구리 리본으로 만들어진다. 그러나, 다른 고도전성 재료 및 모양이 사용될 수 있다. 예를들어, 코일의 두께는 1/16 인치로 감소되고 폭은 2인치로 증가될 수 있다. 또한, 할로우 구리 튜빙은 수냉법이 바람직한 경우에 사용된다. 적당한 RF 발생기 및 매칭 회로는 당업자에게 잘 공지된 구성요소이다. 예를들어, 매칭 회로 및 안테나와 가장 좋은 주파수 매칭을 위한 "주파수 추적"에 대한 능력을 가지는 ENI 제너시스(Genesis) 시리즈같은 RF 발생기는 적당하다. RF 전력을 코일에 발생시키기 위한 발생기의 주파수는 바람직하게 2 MHz이지만 예를들어, 1 MHz 내지 100 MHz 및 비-RF 주파수같은 다른 교류 주파수에서 변화할수있다는 것이 인식된다.The coil 104 of the illustrated embodiment is made of 1/2 to 1/8 inch of hard bead blast titanium or copper ribbon formed from three turn helix coils. However, other highly conductive materials and shapes can be used. For example, the thickness of the coil can be reduced to 1/16 inch and the width can be increased to 2 inches. Hollow copper tubing is also used when water cooling is preferred. Suitable RF generators and matching circuits are components well known to those skilled in the art. For example, RF generators such as the ENI Genesis series with matching circuits and antennas and the ability to "frequency tracking" for best frequency matching are suitable. It is recognized that the frequency of the generator for generating RF power to the coil is preferably 2 MHz but can vary at other alternating frequencies, for example 1 MHz to 100 MHz and non-RF frequencies.
도시된 실시예에서, 차폐부(106)는 내부 직경 16??를 가지지만 우수한 결과는 6??-25?? 범위의 폭으로 달성된다. 상기 차폐부는 세라믹 또는 석영같은 절연 재료를 포함하는 다양한 재료로 제조될 수 있다. 그러나, 타켓 재료로 코팅될 차폐부 및 모든 금속 표면은 스퍼터된 타켓 재료같은 동일 재료로 만들어지지 않으면 스테인레스 스틸 또는 구리같은 재료로 바람직하게 만들어진다. 코팅될 구조의 재료는 차폐부 또는 다른 구조로부터 웨이퍼위에 스퍼터 재료의 조각을 감소시키기 위하여 스퍼터될 재료와 밀접하게 매칭하는 열팽창 계수를 가져야한다. 게다가, 냉각될 재료는 스퍼트된 재료에 무수한 부착을 나타내어야 한다. 따라서, 예를들어 만약 증착 재료가 티타늄이면, 코팅될 바람직한 금속의 차폐부, 브랙킷 및 다른 구조는 비드 블래스트 티타늄이다. 물론, 만약 증착될 재료가 티타늄과 다르다면, 바람직한 금속은 증착된 재료, 스테인레스 스틸 또는 구리이다. 부착은 타켓을 스퍼터링하기전에 몰리브덴으로 구조를 코팅함으로써 개선된다. In the illustrated embodiment, the shield 106 has an inner diameter of 16 ?? but good results are obtained from 6 ??-25 ??. Is achieved with a range of widths The shield can be made of a variety of materials, including insulating materials such as ceramic or quartz. However, the shield and all metal surfaces to be coated with the target material are preferably made of a material such as stainless steel or copper unless made of the same material as the sputtered target material. The material of the structure to be coated should have a coefficient of thermal expansion that closely matches the material to be sputtered in order to reduce the amount of sputter material on the wafer from the shield or other structure. In addition, the material to be cooled should exhibit numerous attachments to the sputtered material. Thus, for example, if the deposition material is titanium, the shields, brackets and other structures of the preferred metals to be coated are bead blast titanium. Of course, if the material to be deposited is different from titanium, the preferred metal is the deposited material, stainless steel or copper. Adhesion is improved by coating the structure with molybdenum before sputtering the target.
웨이퍼 대 타켓 간격은 약 140 mm이지만 약 1.5??내지 8?? 범위일 수 있다. 다양한 선구 가스는 Ar, H2, O2 또는 NF3, CF4 및 많은 다른 종류의 반응 가스를 포함하는 플라즈마를 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 다양한 선구 가스는 0.1-50 mTorr의 압력을 포함하는 것이 적당하다. 이온화된 PVD에 대하여, 10 및 100 mTorr 사이의 압력은 스퍼터된 재료의 가장 좋은 이온화를 위하여 바람직하다.Wafer-to-target spacing is about 140 mm, but about 1.5 ?? to 8 ?? It can be a range. Various precursor gases can be used to generate a plasma comprising Ar, H 2 , O 2 or NF 3 , CF 4 and many other kinds of reactive gases. Various precursor gases are suitable to include a pressure of 0.1-50 mTorr. For ionized PVD, pressures between 10 and 100 mTorr are preferred for the best ionization of the sputtered material.
도 6은 도시된 실시예의 플라즈마 발생 장치의 전기 접속부의 개략도이다. 플라즈마에 의해 생성된 이온을 끌어당기기 위하여, 타켓(110)은 3 kW의 DC 전력으로 가변 DC 전력 소스(400)에 의해 바람직하게 음으로 바이어스된다. 동일 방식으로, 받침대(114)는 이온화된 증착 재료를 기판에 끌어당기기 위하여 기판(112)이 음으로 바이어스되도록 -30 v DC로 소스(401)에 의해 음으로 바이어스된다. 코일(104)의 한 단부는 증폭기 및 매칭 네트워크(402)의 출력같은 RF 소스에 결합되고, 상기 네트워크의 입력은 대략 4.5 kW의 RF 전력을 제공하는 RF 발생기(404)에 결합된다. 코일(104)의 다른 단부는 가변 캐패시턴인 캐패시터(406)를 통하여 접지에 결합된다.6 is a schematic diagram of an electrical connection of the plasma generating apparatus of the illustrated embodiment. In order to attract ions generated by the plasma, the target 110 is preferably negatively biased by the variable DC power source 400 at a DC power of 3 kW. In the same manner, pedestal 114 is negatively biased by source 401 at −30 v DC such that substrate 112 is negatively biased to attract ionized deposition material to the substrate. One end of the coil 104 is coupled to an RF source, such as the output of the amplifier and matching network 402, and the input of the network is coupled to an RF generator 404 that provides approximately 4.5 kW of RF power. The other end of the coil 104 is coupled to ground via a capacitor 406 which is a variable capacitor.
본 출원의 양도인에게 양도되고 여기에서 참조된 1996년 7월 10일(위임 도킷 1390-CIP/PVD/DV)에 출원되고 발명의 명칭이 플라즈마 발생용 스퍼터링 코일인 공동 계류중인 미국특허 제 08/680,335 호에 상세히 기술된 바와 같이, 코일(104)은 코일이 스퍼터될뿐 아니라 타켓도 스퍼터될 수 있는 방식으로 배치된다. 결과적으로, 증착 재료는 타켓 및 코일 양쪽에 기여된다. 상기 배열은 증착 층의 균일성을 개선한다. 게다가, 코일은 복잡성 및 가격을 감소시키고 세척을 용이하게 하기 위하여 단일 턴같은 작은 수의 턴을 가진다.Co-pending U.S. Patent No. 08 / 680,335 filed on July 10, 1996 (Delegation Docket 1390-CIP / PVD / DV), assigned to the assignee of this application, and entitled "Sputtering Coil for Plasma Generation." As described in detail in the call, the coil 104 is disposed in such a manner that the coil can be sputtered as well as the target. As a result, the deposition material contributes to both the target and the coil. This arrangement improves the uniformity of the deposition layer. In addition, the coil has a small number of turns, such as a single turn, to reduce complexity and cost and to facilitate cleaning.
도 7은 다른 실시예에 따른 지지 스탠드오프(500)의 단면도이다. 도 7의 실시예에서, 스탠드오프(500)는 원통형 절연 베이스 부재(502) 및 차폐부의 벽(140)을 실질적으로 횡단하는 방향인 복잡 통로(510)를 형성하기 위하여 베이스 부재(502)의 측면부(508)로부터 간격진 원통형 측면벽(506)을 가지는 컵 모양 금속 커버 부재(504)를 포함한다. 스탠드오프(500)의 베이스 부재(502)는 도 4의 스탠드오프의 베이스 부재(250)가 가지는 동심원 채널(300)을 가지지 않는다. 많은 응용에 대하여, 도 7의 스탠드오프(500) 통로(510)는 코일(104)을 차폐부(106)에 단락할 수 있는 스탠드오프를 가로질러 증착 재료의 경로 형성을 방해하는데 충분하다. 이런 간략성 때문에, 베이스 부재(502)는 쉽게 제조되지 않는 세라믹같은 재료로부터 제조될 때 베이스 부재(250)보다 쉽게 그리고 싸게 제조된다. 7 is a cross-sectional view of a support standoff 500 according to another embodiment. In the embodiment of FIG. 7, the standoff 500 has side portions of the base member 502 to form a complex passageway 510 that is in a direction substantially transverse to the cylindrical insulating base member 502 and the wall 140 of the shield. Cup-shaped metal cover member 504 having a cylindrical side wall 506 spaced from 508. The base member 502 of the standoff 500 does not have the concentric channel 300 of the base member 250 of the standoff of FIG. 4. For many applications, the standoff 500 passage 510 of FIG. 7 is sufficient to prevent path formation of the deposition material across the standoff that may short the coil 104 to the shield 106. Because of this simplicity, the base member 502 is made easier and cheaper than the base member 250 when made from a material such as a ceramic that is not readily manufactured.
본 발명의 다른 측면에 따라, 도 7의 스탠드오프(500)는 단락 도전 경로의 형성 가능성을 추가로 줄이기 위하여 통로(510)에 일반적으로 평행한 방향의 제 2 복잡구조 통로(516)를 형성하도록 제 1 커버 부재(502)의 측면(506)으로부터 간격진 원통형 측벽(514)을 가지는 제 2 컵 모양 금속 커버 부재(512)를 포함한다. 그러나, 제 2 커버 부재(512)는 다른 기능을 수행한다. 제 2 커버 부재(512)는 베이스 부재(502)의 어깨(520) 및 차폐벽(140) 사이에 배치된 후면 벽(518)을 가진다. 베이스 부재 어깨(520)는 제 2 커버 부재(512)가 전기 접지에 유지되는 차폐벽(104)에 대해 밀집하게 맞물리고 우수하게 전기 접촉하는 것을 보장한다. 따라서, 제 1 커버 부재(504)로부터 간격진 제 2 커버 부재(512)는 접지로 유지된다. 다른 한편, 제 1 커버 부재(504)는 코일(104)에 대해 밀집하게 맞물린다. 결과적으로, 커버 부재(504)는 코일(104)과 동일 전위이고 그래서 스퍼터할 수 있다. 제 2 커버 부재(512)가 접지 전위이고 제 1 커버 부재(504)의 노출 표면 대부분을 커버하도록 배치되기 때문에, 제 2 커버 부재는 스탠드오프의 스퍼터링이 원치않은 응용에서 제 1 커버 부재(504)의 스퍼터링을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 코일(104)이 기판상 증착 균일성을 향상시키기 위하여 스퍼터되는 응용에서 조차, 스탠드오프의 스퍼터링은 스탠드오프가 기판 주위 연속적인 링에 통상적으로 어레이되지 않기 때문에 비균일성을 유도한다. 그래서, 스탠오프의 스퍼터링을 방해하는 것은 다수의 응용에서 유용하다.According to another aspect of the invention, the standoff 500 of FIG. 7 is adapted to form a second complex passageway 516 in a direction generally parallel to the passageway 510 to further reduce the likelihood of formation of a shorting conductive path. And a second cup-shaped metal cover member 512 having a cylindrical sidewall 514 spaced from the side 506 of the first cover member 502. However, the second cover member 512 performs other functions. The second cover member 512 has a back wall 518 disposed between the shoulder 520 and the shield wall 140 of the base member 502. The base member shoulder 520 ensures that the second cover member 512 is tightly engaged and has good electrical contact with the shielding wall 104 maintained at electrical ground. Thus, the second cover member 512 spaced from the first cover member 504 is held at ground. On the other hand, the first cover member 504 is tightly engaged with the coil 104. As a result, the cover member 504 is at the same potential as the coil 104 and so can be sputtered. Because the second cover member 512 is disposed at ground potential and is disposed to cover most of the exposed surface of the first cover member 504, the second cover member 504 may cover the first cover member 504 in applications where sputtering of the standoff is not desired. The sputtering of can be substantially reduced. Even in applications where the coil 104 is sputtered to improve deposition uniformity on a substrate, sputtering of the standoff induces non-uniformity because the standoff is not typically arrayed in a continuous ring around the substrate. Thus, interfering with the sputtering of the standoff is useful in many applications.
제 1 절연 베이스 부재(502)는 차폐벽(140)의 개구부를 통하여 연장하는 칼라(collar)(528)를 가진다. 스탠드오프(500)는 제 1 절연 베이스 부재(502)로부터 차폐벽(140)의 다른 측면상에 배치된 제 2 절연 베이스 부재(530)를 더 포함한다. 금속 슬리브(531)에 배치된 것은 슬리브(531)의 내부 개구부, 제 2 절연 베이스 부재(530), 차폐벽(140), 제 2 커버 부재(512), 및 제 1 절연 베이스 부재(502)를 통하여 통과하는 볼트(532)이다. 플랜지(536)를 가지는 너트(534)는 코일(104)의 개구부, 제 1 커버 부재(504) 및 제 1 절연 베이스 부재(502)를 통하여 통과하고 볼트(532)에 나사식으로 고정된다. 너트 플랜지(536)는 코일(104)과 맞물리고 스탠드오프 및 코일(104)을 차폐벽(140)에 함께 고정하기 위하여 스탠드오프(500)의 어셈블리를 포함한다. The first insulating base member 502 has a collar 528 extending through the opening of the shielding wall 140. The standoff 500 further includes a second insulating base member 530 disposed on the other side of the shielding wall 140 from the first insulating base member 502. The metal sleeve 531 is disposed in the inner opening of the sleeve 531, the second insulating base member 530, the shielding wall 140, the second cover member 512, and the first insulating base member 502. Is a bolt 532 passing through. A nut 534 having a flange 536 passes through the opening of the coil 104, the first cover member 504 and the first insulating base member 502 and is threaded to the bolt 532. The nut flange 536 includes an assembly of standoffs 500 for engaging the coils 104 and securing the standoffs and the coils 104 together to the shielding wall 140.
제 1 절연 베이스 부재(502)의 칼라(528)는 접지된 차폐벽(140)으로부터 금속 슬리브(531) 및 볼트(532)를 절연한다. 공간(538)은 볼트(532) 및 너트(534)의 압축력이 세라믹같은 부서질 수 있는 재료로 만들어진 절연 부재에 손상을 주지않도록 칼라(528) 및 제 2 절연 베이스 부재(530) 사이에 제공된다. 볼트(532)의 단부는 도시된 실시예에서 버튼 모양인 제 3 절연 부재(540)에 의해 커버된다. 제 2 절연 베이스 부재는 적소에 커버 부재(540)를 유지하기 위하여 절연 커버 부재(540)의 립(lib)(544)을 수용하는 차폐벽(140)으로부터 간격진 플랜지(542)를 가진다. The collar 528 of the first insulating base member 502 insulates the metal sleeve 531 and the bolt 532 from the grounded shield wall 140. A space 538 is provided between the collar 528 and the second insulating base member 530 such that the compressive forces of the bolts 532 and the nuts 534 do not damage the insulating member made of a breakable material such as ceramic. . The end of the bolt 532 is covered by a third insulating member 540 which is button shaped in the illustrated embodiment. The second insulating base member has a flange 542 spaced from the shielding wall 140 that receives the lip 544 of the insulating cover member 540 to hold the cover member 540 in place.
도 8은 다른 실시예에 따른 피드스로우 스탠드오프(600)의 단면도이다. 도 7의 지지 스탠드오프(500)와 같이, 피드스로우 스탠드오프(600)는 원통형 절연 베이스 부재(502) 및 차폐부의 벽(140)을 실질적으로 횡단하는 방향의 복잡 통로(610)를 형성하기 위하여 베이스 부재(602)의 측벽측(608)으로부터 간격진 원통형 측벽(606)을 가지는 컵 모양 금속 커버 부재(604)를 포함한다. 게다가, 도 8의 스탠드오프(600)는 단락 도전 경로의 형성 가능성을 부가적으로 감소시키기 위하여 통로(610)에 일반적으로 평행한 방향의 제 2 복잡 통로(616)를 형성하도록 제 1 커버 부재(602)의 측면(606)으로부터 간격진 원통형 측벽(614)을 가지는 제 2 컵 모양 금속 커버 부재(612)를 가진다. 8 is a cross-sectional view of a feed throw standoff 600 according to another embodiment. Like the support standoff 500 of FIG. 7, the feed throw standoff 600 is intended to form a complicated passage 610 in a direction substantially crossing the cylindrical insulating base member 502 and the wall 140 of the shield. A cup-shaped metal cover member 604 having a cylindrical sidewall 606 spaced from the sidewall side 608 of the base member 602. In addition, the standoff 600 of FIG. 8 includes a first cover member (not shown) to form a second complex passage 616 in a direction generally parallel to the passage 610 to further reduce the likelihood of formation of a shorting conductive path. It has a second cup-shaped metal cover member 612 having a cylindrical sidewall 614 spaced from the side 606 of 602.
제 2 커버 부재(612)는 차폐벽(104)에 대하여 밀집하게 맞물리고 우수하게 전기 접촉하는 것을 보장하는 나사 패스너(617)에 의해 차폐벽(140)에 고정되고 제 1 커버 부재(604)의 스퍼터링을 방해하기 위하여 접지된다. 제 2 커버 부재의 환형 모양 채널(618)은 패스너 홀에 우연히 트랩되는 가스를 배출하기 위하여 패스너(617)를 위한 나산 홀에 결합된다. 제 1 커버 부재(604)의 단부 및 제 2 커버 부재(612) 사이의 베이스 부재 어깨(620)는 절연 베이스 부재(602)상에 스트레스를 피하기 위하여 충분한 틈을 가진다.The second cover member 612 is secured to the shielding wall 140 by screw fasteners 617 that ensure tightly meshing and good electrical contact with the shielding wall 104 and that the first cover member 604 is closed. It is grounded to prevent sputtering. The annular channel 618 of the second cover member is coupled to the threaded hole for the fastener 617 to discharge the gas that is accidentally trapped in the fastener hole. The base member shoulder 620 between the end of the first cover member 604 and the second cover member 612 has a sufficient gap on the insulating base member 602 to avoid stress.
제 1 절연 베이스 부재(602)는 차폐벽(140)의 개구부를 통하여 연장하는 칼라(628)를 가진다. 절연 베이스 부재(602) 및 칼라(628)에 배치된 것은 차폐벽(140)의 한측면으로부터 다른 측면으로 통과하는 도전 금속 슬리브(630)이다. 스탠드오프(600)는 제 1 절연 베이스 부재(602)로부터 차폐벽(140)의 다른 측면상에 배치된 제 2 베이스 부재(632)를 더 포함한다. 제 2 절연 베이스 부재(632)에 배치되고 슬리브(630)의 단부와 맞물리는 것은 도전 금속 바(633)이다. 도전 금속 바(633)에 배치된 것은 바(633)의 내부 개구부 및 슬리브(630)를 통하여 차폐벽(140)의 코일 측면으로 통과하는 볼트(634)이다. 플랜지(636)를 가지는 너트(635)는 코일(104)의 개구부, 제 1 커버 부재(604) 및 슬리브(630)를 통하여 통과하고 볼트(634)에 나사식으로 고정된다. 너트 플랜지(636)는 코일(104)과 맞물리고 피드스로우 스탠드오프 및 코일(104)을 차폐벽(140)에 고정하기 위하여 함께 스탠드오프(600)의 어셈블리를 포함한다. The first insulating base member 602 has a collar 628 extending through the opening of the shielding wall 140. Placed on the insulating base member 602 and the collar 628 is a conductive metal sleeve 630 passing from one side of the shielding wall 140 to the other side. The standoff 600 further includes a second base member 632 disposed on the other side of the shielding wall 140 from the first insulating base member 602. It is the conductive metal bar 633 disposed on the second insulating base member 632 and engaged with the end of the sleeve 630. Placed on the conductive metal bar 633 is a bolt 634 that passes through the inner opening of the bar 633 and the sleeve 630 to the coil side of the shielding wall 140. The nut 635 with the flange 636 passes through the opening of the coil 104, the first cover member 604 and the sleeve 630 and is threaded to the bolt 634. The nut flange 636 includes an assembly of standoffs 600 to engage the coils 104 and secure the feed throw standoffs and the coils 104 to the shielding wall 140.
제 1 절연 베이스 부재(602)의 칼라(628)는 접지된 차폐벽(140)으로부터 금속 슬리브(630) 및 볼트(634)를 절연한다. 제 2 절연 부재(632)는 접지된 차폐벽(140)으로부터 도전성 바(633)를 절연한다. RF 전류는 외부 RF 소스로부터 챔버로 도전 바(633)의 표면을 따라 이동하고, 슬리브(630)의 표면을 따라, 제 1 커버 부재(604)는 제 1 커버 부재(604)와 맞물리는 코일(104)에 슬리브의 단부를 맞물리게한다. 슬리브(630)는 적소에 제 1 절연 부재(602)를 유지하기 위한 어깨(637)를 가진다. 그러나, 공간(638)은 볼트(634) 및 너트(635)의 압축력이 세라믹같은 부서질 수 있는 재료로 만들어진 절연 부재에 손상을 주지않도록 어깨(637) 및 제 1 절연 베이스 부재(604) 사이에 제공된다. The collar 628 of the first insulating base member 602 insulates the metal sleeve 630 and the bolt 634 from the grounded shield wall 140. The second insulating member 632 insulates the conductive bar 633 from the grounded shielding wall 140. RF current travels along the surface of the conductive bar 633 from the external RF source to the chamber, and along the surface of the sleeve 630, the first cover member 604 is engaged with the first cover member 604. 104) engage the ends of the sleeves. Sleeve 630 has a shoulder 637 for holding the first insulating member 602 in place. However, the space 638 is provided between the shoulder 637 and the first insulating base member 604 so that the compressive force of the bolt 634 and the nut 635 does not damage the insulating member made of a breakable material such as ceramic. Is provided.
상기된 바와 같이, 외부 발생기로부터 피드스로우로 RF 전류를 운반하는 도전성 바(633)는 제 2 절연 부재(632)에 배치된다. 도전성 바(633)의 다른 측면 및 볼트(634)의 단부를 커버하는 것은 제 3 절연 부재(640)이다. 절연 부재(632 및 640)는 플라즈마의 형성을 방지하기 위한 다크 공간보다 큰 공간을 남기지 않고 도전 바(633) 및 볼트(634)로부터 아킹을 방지하기 위하여 유용한 공간을 채우기 위한 RF 도전 부재와 일치한다. As described above, a conductive bar 633 that carries RF current from the external generator to the feed through is disposed on the second insulating member 632. Covering the other side of the conductive bar 633 and the end of the bolt 634 is a third insulating member 640. Insulation members 632 and 640 are consistent with RF conductive members for filling useful space to prevent arcing from conductive bars 633 and bolts 634 without leaving a larger space than the dark space to prevent plasma formation. .
코일의 스퍼터링이 기판상 증착 균일성을 개선하는 응용에서, 코일은 코일(104)이 타켓(110)의 시계선내에 있도록 보다 밀접하게 배치된다. 그러나, 상기 위치는 스탠드오프에 증착을 증가시킨다. 게다가, 코일이 기판(112)을 "차단"하지 못하도록 코일 위치가 타켓(110)의 에지 및 기판(112)의 에지 사이 라인을 통과하지 않는 것이 바람직하다.In applications where sputtering of the coil improves deposition uniformity on the substrate, the coil is arranged more closely so that the coil 104 is within the field of view of the target 110. However, this location increases deposition on the standoffs. In addition, it is desirable that the coil location does not pass through the line between the edge of the target 110 and the edge of the substrate 112 to prevent the coil from "blocking" the substrate 112.
물론, 다양한 측면에서, 본 발명의 변형이 당업자에게 명백하고, 몇몇은 루틴 기계적 및 전자 설계 문제의 연구 후에만 명백하다는 것이 이해된다. 다른 실시예는 가능하고, 그것의 특정 설계는 특정 응용에 따른다. 상기와 같이, 본 발명의 범위는 여기에 기술된 특정 실시예에 의해 제한되는 것이 아니라 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.Of course, in various aspects, it is understood that variations of the present invention are apparent to those skilled in the art, and some are only apparent after study of routine mechanical and electronic design issues. Other embodiments are possible and their specific design depends on the particular application. As above, the scope of the present invention is not limited by the specific embodiments described herein, but only by the appended claims.
Claims (69)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US64718296A | 1996-05-09 | 1996-05-09 | |
| US08/647182 | 1996-05-09 | ||
| US8/647182 | 1996-05-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990028803A KR19990028803A (en) | 1999-04-15 |
| KR100489917B1 true KR100489917B1 (en) | 2005-08-05 |
Family
ID=24596001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-1998-0700103A KR100489917B1 (en) | 1996-05-09 | 1997-05-08 | A standoff for supporting a coil to generate a plasma and a method for supporting the coil |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0845151A1 (en) |
| JP (1) | JP3175835B2 (en) |
| KR (1) | KR100489917B1 (en) |
| TW (1) | TW324831B (en) |
| WO (1) | WO1997042648A1 (en) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0908921A1 (en) * | 1997-10-10 | 1999-04-14 | European Community | Process chamber for plasma enhanced chemical vapour deposition and apparatus employing said process chamber |
| US6146508A (en) * | 1998-04-22 | 2000-11-14 | Applied Materials, Inc. | Sputtering method and apparatus with small diameter RF coil |
| WO2000022646A1 (en) * | 1998-10-15 | 2000-04-20 | Applied Materials, Inc. | Water-cooled coil for a plasma chamber |
| US6139679A (en) * | 1998-10-15 | 2000-10-31 | Applied Materials, Inc. | Coil and coil feedthrough |
| US6221221B1 (en) | 1998-11-16 | 2001-04-24 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for providing RF return current path control in a semiconductor wafer processing system |
| US6284110B1 (en) * | 1999-04-14 | 2001-09-04 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for radio frequency isolation of liquid heat transfer medium supply and discharge lines |
| US6192829B1 (en) * | 1999-05-05 | 2001-02-27 | Applied Materials, Inc. | Antenna coil assemblies for substrate processing chambers |
| US6277253B1 (en) | 1999-10-06 | 2001-08-21 | Applied Materials, Inc. | External coating of tungsten or tantalum or other refractory metal on IMP coils |
| US6139696A (en) * | 1999-10-25 | 2000-10-31 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for forming a layer on a substrate |
| ATE353473T1 (en) * | 2000-04-12 | 2007-02-15 | Aixtron Ag | REACTION CHAMBER WITH AT LEAST ONE HF FEEDTHROUGH |
| US6652713B2 (en) | 2001-08-09 | 2003-11-25 | Applied Materials, Inc. | Pedestal with integral shield |
| US8617672B2 (en) | 2005-07-13 | 2013-12-31 | Applied Materials, Inc. | Localized surface annealing of components for substrate processing chambers |
| US7942969B2 (en) | 2007-05-30 | 2011-05-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate cleaning chamber and components |
| CN102437003B (en) * | 2011-12-07 | 2015-01-21 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | Focusing ring assembly and ionization metal plasma (IMP) sputtering device |
| US10342114B2 (en) * | 2017-09-15 | 2019-07-02 | Axcelis Technologies, Inc. | RF resonator for ion beam acceleration |
| KR102378722B1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-03-28 | (주)아이작리서치 | Plasma processing apparatus and its RF power supply |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618606A1 (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-05 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for DC reactive plasma vapor deposition of an electrically insulating material using a shielded secondary anode |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1263582A (en) * | 1969-09-19 | 1972-02-09 | Barr & Stroud Ltd | Improvements in or relating to thin film deposition |
| JPH0562936A (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | Plasma processor and plasma cleaning method |
| DE4235064A1 (en) * | 1992-10-17 | 1994-04-21 | Leybold Ag | Device for generating a plasma by means of sputtering |
| DE69403386T2 (en) * | 1993-05-19 | 1997-09-18 | Applied Materials Inc | Device and method for increasing the atomization rate in an atomizer |
-
1997
- 1997-05-08 TW TW086106111A patent/TW324831B/en not_active IP Right Cessation
- 1997-05-08 JP JP54025297A patent/JP3175835B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-08 EP EP97925528A patent/EP0845151A1/en not_active Withdrawn
- 1997-05-08 WO PCT/US1997/008008 patent/WO1997042648A1/en active IP Right Grant
- 1997-05-08 KR KR10-1998-0700103A patent/KR100489917B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618606A1 (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-05 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for DC reactive plasma vapor deposition of an electrically insulating material using a shielded secondary anode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW324831B (en) | 1998-01-11 |
| JPH10510676A (en) | 1998-10-13 |
| EP0845151A1 (en) | 1998-06-03 |
| KR19990028803A (en) | 1999-04-15 |
| WO1997042648A1 (en) | 1997-11-13 |
| JP3175835B2 (en) | 2001-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6254746B1 (en) | Recessed coil for generating a plasma | |
| US6190513B1 (en) | Darkspace shield for improved RF transmission in inductively coupled plasma sources for sputter deposition | |
| US20070062452A1 (en) | Coil and coil support for generating a plasma | |
| EP0836218B1 (en) | Active shield for generating a plasma for sputtering | |
| US6132566A (en) | Apparatus and method for sputtering ionized material in a plasma | |
| KR100489917B1 (en) | A standoff for supporting a coil to generate a plasma and a method for supporting the coil | |
| US5961793A (en) | Method of reducing generation of particulate matter in a sputtering chamber | |
| US6514390B1 (en) | Method to eliminate coil sputtering in an ICP source | |
| US6660134B1 (en) | Feedthrough overlap coil | |
| WO1998048444A1 (en) | Method and apparatus for ionized sputtering of materials | |
| US6506287B1 (en) | Overlap design of one-turn coil | |
| US6824658B2 (en) | Partial turn coil for generating a plasma | |
| EP0836219A2 (en) | Active shield for generating a plasma for sputtering | |
| US6103070A (en) | Powered shield source for high density plasma | |
| EP0841683A2 (en) | Active shield for generating a plasma for sputtering | |
| US6409890B1 (en) | Method and apparatus for forming a uniform layer on a workpiece during sputtering | |
| TW447016B (en) | Standoff for and method of supporting a coil in a semiconductor fabrication system, and standoff for coupling RF current | |
| EP4165676A1 (en) | Plasma source configuration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110428 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |