KR102462224B1 - 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 엘라스토머 시일의 수명을 연장시키는 크기로 형성된 에지 링 - Google Patents

플라즈마 프로세싱 챔버 내의 엘라스토머 시일의 수명을 연장시키는 크기로 형성된 에지 링 Download PDF

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Abstract

예시적인 실시예에 따라서, 플라즈마가 생성되어서 기판을 프로세싱하는데 사용되는 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 기판 지지부의 외연 (outer periphery) 을 둘러싸도록 구성된 에지 링이 개시되며, 기판 지지부는 베이스 플레이트, 상단 플레이트 및 베이스 플레이트와 상단 플레이트 간의 엘라스토머 시일 어셈블리 (elastomer seal assembly) 를 포함한다. 에지 링은, 에지 링의 내측 부분을 향해서 방향져있는 (directed) 에지 단차 (edge step) 를 갖고 상단 플레이트의 상부 표면부의 외연으로부터 베이스 플레이트의 상부 표면부의 외연까지 연장하도록 구성된 상부 내측 표면부 (upper inner surface); 하부 내측 표면부; 외측 표면부; 하부 내측 표면부로부터 외측 표면부까지 연장하는 하부 표면부; 및 외측 표면부로부터 상부 내측 표면부까지 연장하는 상단 표면부를 포함한다.

Description

플라즈마 프로세싱 챔버 내의 엘라스토머 시일의 수명을 연장시키는 크기로 형성된 에지 링{EDGE RING DIMENSIONED TO EXTEND LIFETIME OF ELASTOMER SEAL IN A PLASMA PROCESSING CHAMBER}
플라즈마 프로세싱 장치들은 에칭, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), 및 레지스터 제거를 포함하는 기법들에 의해서 반도체 기판을 프로세싱하는데 사용될 수 있다. 플라즈마 프로세싱에서 사용되는 플라즈마 프로세싱 장치의 일 타입은 상단 전극 및 하단 전극을 포함하는 반응 챔버를 포함한다. 무선 주파수 (RF) 전력이 이 전극들 간에 인가되어서 이 반응 챔버 내에서 반도체 기판들을 프로세싱하기 위한 플라즈마로 프로세스 가스를 여기시킨다. 플라즈마는 높은 운동 에너지를 갖는 이온들, 자유 라디칼들, 및 중성 종들을 함유할 수 있다. 기판의 전위를 조절함으로써, 플라즈마 내에서 대전된 종들이 기판의 표면 상으로 충돌하여서 그로부터 재료 (예를 들어서, 원자들) 를 제거하도록 향해질 수 있다.
에칭 동안에, 기판은 챔버 내에서 기판 지지 표면 상에서 지지된다. 기판 지지부들은 플라즈마를 기판 위의 볼륨으로 한정하고/하거나 통상적으로 클램핑 메카니즘을 포함하는 기판 지지부를 플라즈마에 의한 침식을 방지하기 위해서 기판 지지부를 둘러서 (예를 들어서, 기판을 둘러서) 위치된 에지 링들을 포함할 수 있다. 때로 포커스 링들로 지칭되는 에지 링들은 희생적 (예를 들어서, 소모성) 부품들일 수 있다. 도전성 에지 링 및 비도전성 에지 링이 공동으로 양도된 미국 특허 번호들 5,805,408; 5,998,932; 6,013,984; 6,039,836 및 6,383,931 에 개시된다.
예시적인 실시예에 따라서, 플라즈마가 생성되어서 기판을 프로세싱하는데 사용되는 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 기판 지지부의 외연 (outer periphery) 을 둘러싸도록 구성된 에지 링이 개시되며, 기판 지지부는 베이스 플레이트, 상단 플레이트 및 베이스 플레이트와 상단 플레이트 간의 엘라스토머 시일 어셈블리 (elastomer seal assembly) 를 포함하며, 기판 지지부는 상단 플레이트의 상부 표면부의 외연과 상단 플레이트의 하부 표면부의 외연 간에서 연장하는 상부 수직 측벽, 및 베이스 플레이트의 상부 표면부의 외연과 베이스 플레이트의 외측으로 연장하는 환상 지지 표면부 간에 연장하는 하부 수직 측벽을 가지며, 에지 링은, 에지 링의 내측 부분을 향해서 방향져있는 (directed) 에지 단차 (edge step) 를 갖고 상단 플레이트의 상부 표면부의 외연으로부터 베이스 플레이트의 상부 표면부의 외연까지 연장하도록 구성된 상부 내측 표면부 (upper inner surface); 하부 내측 표면부; 외측 표면부; 하부 내측 표면부로부터 외측 표면부까지 연장하는 하부 표면부; 및 외측 표면부로부터 상부 내측 표면부까지 연장하는 상단 표면부를 포함한다.
예시적인 실시예에 따라서, 플라즈마가 생성되어서 기판을 프로세싱하는데 사용되는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 기판을 홀딩하도록 구성된 하부 전극 어셈블리가 개시되며, 이 하부 전극 어셈블리는 베이스 플레이트, 상단 플레이트 및 베이스 플레이트와 상단 플레이트 간의 엘라스토머 시일 어셈블리 (elastomer seal assembly) 를 포함하는 기판 지지부로서, 기판 지지부는 상단 플레이트의 상부 표면부의 외연과 상단 플레이트의 하부 표면부의 외연 간에서 연장하는 상부 수직 측벽, 및 베이스 플레이트의 상부 표면부의 외연과 베이스 플레이트의 외측으로 연장하는 환상 지지 표면부 간에 연장하는 하부 수직 측벽을 갖는, 기판 지지부; 에지 링으로서, 에지 링은 에지 링의 내측 부분을 향해서 방향져있는 (directed) 에지 단차 (edge step) 를 갖고 상단 플레이트의 상부 표면부의 외연으로부터 베이스 플레이트의 상부 표면부의 외연까지 연장하도록 구성된 상부 내측 표면부 (upper inner surface); 하부 내측 표면부; 외측 표면부; 하부 내측 표면부로부터 외측 표면부까지 연장하는 하부 표면부; 및 외측 표면부로부터 상부 내측 표면부까지 연장하는 상단 표면부를 포함하는, 에지 링; 및 기판 지지부를 둘러서 지지되게 구성되는 지지 링을 포함하며, 에지 링은 지지 링 위에서 적어도 부분적으로 지지된다.
예시적인 실시예에 따라서, 하부 전극 어셈블리는 엘라스토머 시일 어셈블리를 둘러싸는 환상 홈 내에 피팅되게 구성된 엘라스토머 시일을 포함한다.
예시적인 실시예에 따라서, 본 명세서에서 기재된 하부 전극 어셈블리를 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 반도체 기판을 에칭하는 방법이 개시되며, 이 방법은 상단 플레이트의 상부 표면부 상에 반도체 기판을 배치하는 단계; 및 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 반도체 기판을 에칭하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예에 따라서, 플라즈마가 생성되어서 기판을 프로세싱하는데 사용되는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 기판을 홀딩하도록 구성된 하부 전극 어셈블리가 개시되며, 이 하부 전극 어셈블리는 베이스 플레이트, 상단 플레이트 및 베이스 플레이트와 상단 플레이트 간의 엘라스토머 시일 어셈블리 (elastomer seal assembly) 를 포함하는 기판 지지부로서, 기판 지지부는 상단 플레이트의 상부 표면부의 외연과 상단 플레이트의 하부 표면부의 외연 간에서 연장하는 상부 수직 측벽, 및 베이스 플레이트의 상부 표면부의 외연과 베이스 플레이트의 외측으로 연장하는 환상 지지 표면부 간에 연장하는 하부 수직 측벽을 갖는, 기판 지지부; 에지 링으로서, 에지 링은 에지 링의 내측 부분을 향해서 방향져있으며 (directed) 상단 플레이트의 상부 표면부의 외연으로부터 베이스 플레이트의 상부 표면부의 외연까지 연장하도록 구성된 상부 내측 표면부 (upper inner surface); 하부 내측 표면부; 상부 내측 표면부로부터 하부 내측 표면부까지 연장된 상부 하부 표면부; 외측 표면부; 하부 내측 표면부로부터 외측 표면부까지 연장하는 하부 표면부; 및 외측 표면부로부터 상부 내측 표면부까지 연장하는 상단 표면부를 포함하는, 에지 링; 베이스 플레이트의 외측으로 연장하는 환상 지지 표면부의 적어도 일부 상에서 지지되게 구성된 내측 에지 단차 링 (inner edge step ring) 으로서, 내측 에지 단차 링은 내측 에지 단차 링의 내측 부분을 향해서 방향져있는 (directed) 에지 단차 (edge step) 를 갖고 상단 플레이트의 하부 표면부의 외연으로부터 베이스 플레이트의 상부 표면부의 외연까지 연장하도록 구성된 상부 내측 표면부 (upper inner surface); 하부 내측 표면부; 외측 표면부; 하부 내측 표면부로부터 외측 표면부까지 연장하는 하부 표면부; 및 외측 표면부로부터 상부 내측 표면부까지 연장하는 상단 표면부를 포함하는, 내측 에지 단차 링; 및 기판 지지부를 둘러서 지지되게 구성되는 지지 링을 포함하며, 에지 링은 지지 링 위에서 적어도 부분적으로 지지된다.
도 1은 본 명세서에서 제공되는 실시예들이 실시될 수 있는 플라즈마 프로세싱 장치용 하부 전극 어셈블리 및 샤워헤드 전극 어셈블리의 실시예의 일부를 예시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 하부 전극 어셈블리의 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 하부 전극 어셈블리의 다른 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 에지 링의 일부의 단면도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 에지 링의 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 하부 전극 어셈블리의 일부의 단면도이다.
집적 회로 디바이스들의 물리적 크기 및 동작 전압들이 점점 작아짐에 따라서, 이와 관련된 제조 수율들은 입자 및 금속성 불순물 오염에 보다 민감하게 되었다. 따라서, 보다 작은 물리적 크기를 갖는 집적 회로 디바이스들을 제조하는 것은 입자 및 금속 오염의 레벨이 이전에 허용되는 것으로 고려되는 것보다 작게 되는 것을 요구한다.
집적 회로 디바이스들의 제조는 플라즈마 프로세싱 챔버의 사용을 포함한다. 플라즈마 프로세싱 챔버는 반도체 기판의 선택된 층들을 에칭하도록 구성될 수 있다. 이러한 프로세싱 챔버는 이 프로세싱 챔버 내의 하나 이상의 전극들에 무선 주파수 (RF) 전력이 인가되는 동안에 프로세스 가스들을 수용하도록 구성된다. 프로세싱 챔버 내의 압력도 또한 특정 프로세스를 위해서 제어된다. 목표된 RF 전력을 전극들에 인가하면, 챔버 내에서 프로세스 가스들이 에너자이징되며 이로써 플라즈마가 생성된다. 플라즈마는 이로써 생성되어서 반도체 기판의 선택된 층들을 목표한대로 에칭하는 것을 수행한다.
플라즈마 프로세싱 챔버의 설계자들이 직면한 과제 중 하나는 플라즈마 에칭 조건들이 플라즈마에 노출된 프로세싱 챔버의 표면들의 상당한 이온 공격을 생성한다는 것이다. 이러한 이온 공격은 플라즈마 화학물 및/또는 에칭 부산물과 함께 프로세싱 챔버의 플라즈마 노출된 표면들의 상당한 침식, 부식 및 부식-침식을 생성할 수 있다. 이로써, 표면 재료들이 침식, 부식 및 부식-침식을 포함하는 물리적 및/또는 화학적 공격에 의해서 제거된다. 이러한 공격은 단축된 부품 수명, 증가된 부품 비용 및 입자 오염, 기판 상 전이 금속 오염 및 프로세스 드리프트를 포함하는 문제들을 낳는다. 상대적으로 단축된 수명을 갖는 부품들은 통상적으로 소모가능하다라고 칭해진다. 소모성 부품의 짧은 수명은 소유 유지 비용을 증가시킨다.
다른 문제는 특히 기판의 중앙에서의 에칭 레이트가 에지에서의 에칭 레이트와 동일하게 되도록 반도체 기판 (예를 들어서, 실리콘 기판) 에 걸친 에칭 레이트 균일도를 제어하는 것이다. 따라서, 기판 경계 조건들은 바람직하게는 프로세스 가스 조성, 프로세스 가스 압력, 기판 온도, RF 전력 및 플라즈마 밀도와 같은 파라미터들이 기판에 걸친 균일성을 달성하도록 설계된다.
플라즈마 프로세싱 챔버들은 정전 클램핑 전극 아래에 놓인 전력을 공급받는 전극으로 인가된 RF 전력을 갖도록 설계되며, 이 클램핑 전극은 플라즈마 프로세싱으 겪는 반도체 기판을 지지하는 기판 지지부 내에 통합된다. 그러나, 기판의 외측 에지가 하단 전극으로부터 돌출되어 있고 (overhang) 및/또는 전력을 공급받는 전극으로부터 정전 클램핑 전극 및 기판을 통해서 플라즈마로의 RF 임피던스 경로가 전력을 공급받는 전극의 외측 부분으로부터 플라즈마로의 RF 임피던스 경로와 상이하기 때문에, 불균일한 플라즈마 밀도는 기판의 불균일한 프로세싱으로 이어질 수 있다.
이러한 불균일성을 경감하기 위해서, 에지 링 및 그 아래에 놓인 지지 링, 커플링 링 및/또는 접지 링이 기판 지지부를 둘러서 피팅됨으로써 구현되었다. 개선된 플라즈마 균일성은 플라즈마 프로세싱을 겪는 기판의 중앙 및 에지와 유사한 RF 임피던스 경로를 제공함으로써 달성될 수 있다. RF 임피던스 경로는 재료 선정 및/또는 지지부, 커플링 및/또는 접지 링의 치수에 의해서 조작될 수 있다. 지지 링, 커플링 링 및/또는 지지 링은 도전체, 반도체 또는 유전체 재료로부터 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 지지 링, 커플링 링 및/또는 지지 링은 석영 또는 알루미나로부터 형성될 수 있다.
플라즈마 챔버들은 일반적으로 하나 이상의 가스들을 포함하는 에칭 가스를 챔버에 공급하고 가스를 플라즈마 상태로 에너자이징하도록 에너지를 에칭 가스에 인가함으로써 기판들 상의 재료 층들을 에칭하는데 사용된다. 다양한 플라즈마 챔버 설계들이 알려져 있으며, 무선 주파수 (RF) 에너지, 마이크로웨이브 에너지 및/또는 자계들이 중간 밀도 또는 고밀도 플라즈마를 생성 및 유지하는데 사용될 수 있다. 이러한 플라즈마 프로세싱 챔버들에서 프로세스 가스는 샤워헤드 전극 또는 가스 주입 시스템과 같은 적합한 장치를 통해서 공급되며 하부 전극 상에서 지지되는 반도체 기판이 RF 에너지를 프로세스 가스에 공급함으로써 생성된 플라즈마에 의해서 플라즈마 에칭된다.
금속 에칭 프로세스에 있어서, 하부 전극 어셈블리는 TCP (transformer coupled plasma) (TCPTM) 반응기 내에 통합될 수 있다. RF 에너지가 이 반응기에 유도성으로 커플링되는 TCP 반응기들은 캘리포니아 프레몬트의 Lam Research Corporation로부터 입수가능하다. 고밀도 플라즈마를 제공하는 고-플로우 플라즈마 반응기의 실례는 공동으로 소유된 미국 특허 번호 5,948,704에 개시되며, 이는 본 명세서에서 그 전체가 참조로서 인용된다.
도 1은 반도체 기판들, 예를 들어서, 실리콘 기판들이 프로세싱되는 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 용 샤워헤드 전극 어셈블리 (110) 및 하부 전극 어셈블리 (150) 의 예시적인 실시예를 도시하며, 여기서 본 명세서에서 기술되는 에지 링 (200) 의 실시예들이 사용될 수 있다. 샤워헤드 전극 어셈블리 (110) 는 상단 전극 (112), 상단 전극 (112) 에 고정된 백킹 부재 (114), 및 열적 제어 플레이트 (116) 를 포함한다. 이러한 구성들의 상세사항들은 공동으로 양도된 미국 특허들 7,854,820 및 7,862,682 에서 찾을 수 있으며, 이 문헌들은 참조로서 본 명세서에서 인용된다. 하부 전극 어셈블리 (150) 는 기판 지지부 (300) (도 1에서의 이의 일부만이 도시됨) 를 포함하며 하단 전극 (또는 베이스 플레이트) (310) (도 2) 및 정전 클램핑 전극 (또는 상단 플레이트) (360), 예를 들어서, 정전 척을 포함할 수 있으며, 정전 척은 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에서 상단 전극 (112) 아래에 위치한다. 플라즈마 프로세싱을 받는 기판 (120) 은 기판 지지부 (300) (예를 들어, 정전 척) 의 기판 지지부 표면 (364) 상에 정전 방식으로 클램핑된다.
용량성으로 커플링된 플라즈마 프로세싱 챔버에서, 보조 접지부가 또한 접지 전극에 추가하여서 사용될 수 있다. 예를 들어서, 기판 지지부 (300) 는 하나 이상의 주파수들에서 RF 에너지가 공급되는 하단 전극을 포함하며 접지된 상부 전극인 샤워헤드 전극 (112) 을 통해서 챔버의 내부로 프로세스 가스가 공급된다. 기판 지지부 (300) 내의 하단 전극의 외측에 위치한 보조 접지부는 대체적으로 프로세싱될 기판 (120) 을 포함하는 플레인 (plane) 에서 연장되지만 에지 링 (200) 에 의해서 기판 (120) 으로부터 분리된 전기적으로 접지된 부분을 포함할 수 있다. 에지 링 (200) 은 전기 도전성 또는 반도전성 재료로 될 수 있으며 이는 플라즈마 생성 동안에 가열된다. 프로세싱된 기판들의 오염을 줄이기 위해서, 에지 링 (200) 은 열적 분사된 이트리아 또는 에어로졸 증착된 이트리아와 같은 코팅으로 코팅될 수 있다.
기판 (120) 상에서의 에칭 레이트 균일성을 제어하고 기판 (120) 의 중앙에서의 에칭 레이트와 기판 에지 (122) 에서의 에칭 레이트를 일치시키고자, 기판 경계 조건들이 바람직하게는 기판 에지 (122) 의 화학적 노출, 프로세스 압력 및 RF 필드 강도 측면에서 기판에 걸친 연속성을 보장하기 위해서 설계된다. 기판 오염을 최소화하기 위해서, 에지 링 (200) 은 기판 자체와 양립가능한 재료로 제조된다. 예를 들어서, 에지 링 (200) 의 재료는 석영, 실리콘, 실리콘 카바이드, 알루미나 및/또는 이들의 합성물로서 이루어질 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 하부 전극 어셈블리 (150) 의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 전극 어셈블리 (150) 는 에지 링 (200), 기판 지지부 (300) , 및 지지 링 (400) 을 포함한다. 하부 전극 어셈블리 (150) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 (110) 내에서 기판 (120) 을 홀딩하도록 구성되며, 플라즈마가 생성되고 사용되어서 기판 (120) 을 프로세싱한다.
예시적인 실시예에 따라서, 에지 링 (200) 은 에지 링 (200) 의 내측 부분을 향해서 방향이 설정된 에지 단차 (212) 를 갖는 상부 내측 표면부 (210) 를 포함하며, 이 상부 내측 표면부는 상단 플레이트 (360) 의 기판 지지 표면부 (또는 상부 표면부) (364) 의 외연 (366) 으로부터 베이스 플레이트 (310) 의 상부 표면부 (390) 의 외연 (316) 까지 연장된다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 단차 (212) 는 엘라스토머 시일 (320) 의 외연 325 (도 3) 을 둘러서 연장된다. 에지 링 (200) 은 또한 하부 내측 표면부 (220), 외측 표면부 (240), 하부 내측 표면부 (220) 로부터 외측 표면부 (240) 까지 연장된 하부 표면부 (230), 및 외측 표면부 (240) 로부터 상부 내측 표면부 (210) 까지 연장된 상단 표면부 (250) 를 포함한다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 링 (200) 은 상부 내측 표면부 (210) 로부터 외측으로 하부 내측 표면부 (220) 까지 연장된 내측 각 (angular) 표면부 (222) 를 갖는다. 내측 각 표면부 (222) 는 한 쌍의 에지들 (221), (223) (도 4) 을 가지며, 이들은 각각 상부 내측 표면부 (210) 로부터 내측 각 표면부 (222) 로 및/또는 내측 각 표면부 (222) 로부터 하부 내측 표면부 (220) 로 전환한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 에지 링 (200) 은 또한 바람직하게는 에지 링 (200) 의 상부 내측 부분 (202) 상의 상부 표면부 (250) 를 따라서 환상 단차 (260) 를 포함하며, 이는 기판 지지 표면부 (364) 상에 위치한 기판 (120) (도 1) 의 외측 에지 (122) 아래에 놓이도록 구성된다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 링 (200) 의 하부 표면부 (230) 는 하부 내측 표면부 (220) 를 따라서 하나 이상의 상향으로 연장하는 단차들 (232) 을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 따라서, 하나 이상의 상향으로 연장하는 단차들 (232) 은 지지 링 (400) 의 대응하는 부분 상의 지지 링 (400) 위에서 적어도 부분적으로 지지되게 구성될 수 있다.
예를 들어서, 예시적인 실시예에 따라서, 하나 이상의 단차들 (232) 은 제 1 하부 수평 표면부 (231), 제 1 수직 표면부 (233), 제 2 하부 수평 표면부 (235), 제 2 수직 표면부 (237), 및 제 3 수평 표면부 (239) 를 포함한다. 제 1 하부 수평 표면부 (231) 는 제 1 수직 표면부 (233) 까지 외측으로 연장한다. 제 1 수직 표면부 (233) 는 제 2 하부 수평 표면부 (235) 까지 상향으로 연장한다. 제 2 수평 표면부 (235) 는 제 2 수직 표면부 (237) 까지 외측으로 연장한다. 제 2 수직 표면부 (237) 는 제 3 수평 표면부 (239) 까지 상향으로 연장한다. 제 3 수평 표면부 는 외측 표면부 (240) 까지 외측으로 연장한다. 예시적인 실시예에 따라서, 제 1 수평 표면부 (231) 는 베이스 플레이트 (310) 의 환상 지지 표면부 (318) 위에서 지지된다. 제 2 수평 표면부 (235) 및 제 3 수평 표면부 (239) 는 지지 링 (400) 의 상부 표면부 (440) 상의 제 1 수평 표면부 (442) 및 제 2 수평 표면부 (444) 위에서 지지된다. 제 1 수직 표면부 (442) 는 제 1 수평 표면부 (442) 로부터 제 2 수평 표면부 (444) 까지 상향으로 연장한다. 제 1 수평 표면부 (442) 는 지지 링 (400) 의 내측 표면부 (410) 로부터 방사상 외측으로 연장한다. 제 2 수평 표면부 (444) 는 지지 링 (400) 의 외측 표면부 (430) 까지 외측으로 연장한다. 지지 링 (400) 은 또한 하부 표면부 (420) 를 갖는다.
예시적인 실시예에 따라서, 에지 링 (200) 의 외측 표면부 (240) 는 수직 외측 벽 (242) 을 갖는다. 상단 표면부 (250) 는 바람직하게는 환상 단차 (260) 까지 내측으로 연장하는 실질적으로 편평하거나 (substantial flat) 수평인 표면부 (252) 를 갖는다. 환상 단차 (260) 는 수직 측벽 (262) 및 수평 표면부 (264) 를 갖는다. 예시적인 실시예에 따라서, 수평 표면부 (264) 는 상부 내측 표면부 (210) 까지 내측으로 연장한다. 예시적인 실시예에 따라서, 일 표면부로부터 인접하는 표면부로의 모서리 또는 전환부는 바람직하게는 거기에 라운드된 에지 또는 표면부를 갖는다.
예시적인 실시예에 따라서, 에지 링 (200) 은 대체적 형상이 원형이며 기판 지지부 (300) 의 외측 부분 또는 외연을 둘러서 동심으로 배치된다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 링 (200) 은 석영으로 형성되거나 적어도 부분적으로 제조될 수 있다. 이와 달리, 에지 링 (200) 은 알루미늄 산화물 (Al2O3, "알루미나"), 알루미늄 질화물, 다른 타입의 세라믹, 실리콘, 실리콘 카바이드, 실리콘 이산화물 (예를 들어, 결정질 또는 비정질 (SiOx)), 전이 금속들, 예를 들어서 고체 이트륨, 지르코니아, 세리아 및/또는 부분적으로 안정화된 지르코니아로 형성되거나 적어도 부분적으로 제조될 수 있다. 에지 링 (200) 은 또한 보호성 외측 코팅 (미도시) 을 가질 수 있다. 예를 들어서, 보호성 외측 코팅은 이트륨 산화물 층일 수 있다. 다른 실시예들에서, 외측 코팅은 SiC, Si, SiO2, ZrO2, 또는 Si3N4 로 될 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 기판 지지부 (300) 는 애노다이징된 (anodized) 알루미늄 베이스 플레이트 (310), 세라믹 상단 페데스탈 또는 상단 플레이트 (360), 및 베이스 플레이트 (310) 와 상단 플레이트 (360) 간의 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따라서, 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 는 하부 (또는 제 1) 본딩 층 (330), 가열기 및 가열기 플레이트 (340), 및 상부 (또는 제 2) 본딩 층 (350) (도 3) 을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따라서, 기판 지지부 (300) 는 상단 플레이트 (360) 의 상단 표면부의 외연 (366) 으로부터 상단 플레이트 (360) 의 하부 표면부 (365) 의 외연 (368) 까지 연장하는 상부 수직 측벽 (362), 및 베이스 플레이트 (310) 의 상부 표면부 (390) 의 외연 (316) 으로부터 베이스 플레이트 (310) 의 외측으로 연장하는 환상 지지 표면부 (318) 까지 연장하는 하부 수직 측벽 (312) 을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 하부 본딩 층 (330), 가열기 및 가열기 플레이트 (340), 및 상부 본딩 층 (350) 은 베이스 플레이트 (310) 의 수직 측벽 (312) 및/또는 상단 플레이트 (360) 의 수직 측벽 (또는 외측 표면부) (362) 로부터 리세스되어서, 환상 홈 (380) 을 각기 하부 본딩 층 (330), 가열기 및 가열기 플레이트 (340), 및 상부 본딩 층 (350) 의 외연들 (332, 342, 352) 을 둘러서 형성한다. 예시적인 실시예에 따라서, 엘라스토머성 밴드 형태인 엘라스토머 시일 (382) 은 하부 본딩 층, 가열기 및 가열기 플레이트 (340) 및 상부 본딩 층 (350) 을 둘러싸는 환상 홈 (380) 내로 배치되어서 반도체 플라즈마 프로세싱 반응기들의 부식성 가스들의 침투를 방지하는 기밀 시일을 형성한다. 예를 들어서, 공동으로 양도된 미국 특허 번호들 7,884,925, 7,952,694, 및 8,454,027, 및 미국 특허 공개 번호 2013/0097840 을 참조하면 된다.
하부 본딩 층 (330) 은 통상적으로 실리카 (예를 들어, 비정질 SiOX) 가 함침된 실리콘 층을 포함한다. 실시예에 따라서, 가열기 플레이트 (340) 는 알루미늄으로 제조될 수 있다. 세라믹-충진된 (예를 들어, 알루미나 (Al2O3)) 실리콘 재료가 상부 본딩 층 (350) 을 위해서 채용될 수 있다. 상단 플레이트 (360) 는 예를 들어서 세라믹 또는 폴리머와 같은 재료들로 제조될 수 있으며, 이러한 재료들은 ESC 전극들을 매립시키는데 통상적으로 사용되는 것이며, 예를 들어서, 티타늄 산화물 또는 크롬 산화물로 도핑된 알루미나와 같은 도핑된 세라믹 재료들 또는 도핑된 붕소 질화물 (BN), 및/또는 소결된 알루미늄 질화물 (AIN) 등이 있다. 예시적인 실시예에 따라서, 상단 플레이트 (360) 는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 (120) 이 프로세싱을 위해서 상단 플레이트 (360) 의 상부 표면부 (364) 상에서 제자리에서 확고하게 유지될 수 있게 구성된다.
예시적인 실시예에 따라서, 기판 지지부 (300) 는 기판 지지 표면부 (364) 상에 반도체 기판 (120) 을 지지하도록 구성될 수 있다. 기판 (120) 은 기판 지지부 (300) 의 상부 수직 측벽 (362) 을 넘어서 그리고 에지 링 (200) 의 상부 내측 부분 (202) 내의 환상 단차 (260) 내로 연장하는 돌출된 (overhanging) 에지 (또는 외측 에지) 를 가질 수 있다. 실시예에 따라서, 에지 링 (200) 은 지지 링 (400) 의 상부 표면부 (440) 와 함께 기판 지지부 (300) 의 환상 지지 표면부 (318) 상에 지지될 수 있다. 실시예에서, 지지 링 (400) 은 기판 지지부 (300) 의 외측 표면부 (374) 를 둘러싼다. 예시적인 실시예에 따라서, 지지 링 (400) 은 기판 지지부 (300) 주변에서 지지되게 구성되며, 에지 링 (200) 은 지지 링 (400) 위에서 적어도 부분적으로 지지된다.
베이스 플레이트 (310) 는 바람직하게는 상부 표면부 (390) 및 하부 표면부 392 를 갖는 원형 플레이트이다. 일 실시예에서, 베이스 플레이트 (310) 는 온도 제어된 유체가 전극 어셈블리 (150) 로 순환될 수 있도록 그 내에 유체 채널들을 포함시킴으로써 온도 제어를 제공하도록 구성될 수 있다. 전극 어셈블리 (150) 에서, 베이스 플레이트 (310) 는 통상적으로 하부 RF 전극으로서 플라즈마 챔버 내에 기능하는 금속 베이스 플레이트이다. 베이스 플레이트 (310) 는 바람직하게는 애노다이징된 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함한다. 그러나, 금속성 재료, 세라믹 재료, 전기 도전성 재료 및 유전체 재료를 포함하는 임의의 적합한 재료가 사용될 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 일 실시예에서, 베이스 플레이트 (310) 는 애노다이징된 머시닝된 알루미늄 블록으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 베이스 플레이트 (310) 는 그 내에 위치하고/하거나 그의 상부 표면부 상에 위치하는 하나 이상의 전극들을 갖는 세라믹 재료로 될 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 하부 전극 어셈블리 (150) 의 다른 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트 (310) 및 상단 플레이트 (360) 의 외연들은 가열기 플레이트 (340) 및 본딩 층들 (330), (350) 의 외연들 (332, 342, 352) 을 넘어서 연장하여서 이로써 전극 어셈블리 (150) 내에서 환상 홈 (380) 을 형성할 수 있다. 본딩 층들 (330), (350) 의 재료는 통상적으로 반도체 플라즈마 프로세싱 반응기들의 반응성 에칭 화학물에 내성을 가지지 않으며 따라서 유용한 동작 수명을 달성하도록 보호될 필요가 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 상단 플레이트 (360) 는 바람직하게는 세라믹 재료의 정전 클램핑 층 및 Wo, Mo 등과 같은 금속성 재료로 된 적어도 하나의 매립된 전극이다. 또한, 상단 플레이트 (360) 는 바람직하게는 중앙으로부터 외측 표면부 또는 그 외연 (362) 까지의 균일한 두께를 갖는다. 상단 플레이트 (360) 는 바람직하게는 200 mm, 300 mm 또는 450 mm 직경 웨이퍼들을 지지하기에 적합한 얇은 원형 플레이트이다. 하나 이상의 공간적으로 분포된 가열기들, 베이스 플레이트 (310) 를 가열기 플레이트 (340) 로 부착하는 제 1 본딩 층 (330), 및 가열기 플레이트 (340) 를 상단 플레이트 (360) 에 부착하는 제 2 본딩 층 (350) 을 갖는 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 및 상단 플레이트 (360) 를 갖는 하부 전극 어셈블리 (150) 의 상세사항들은 공동으로 양도된 미국 특허 번호 8,038,796 에 개시되며, 여기서 상단 플레이트 (360) 는 두께 약 0.04 인치를 가지며 상부 본딩 층 (350) 은 두께 약 0.004 인치를 가지며, 가열기 플레이트 (340) 는 약 0.04 인치 두께의 금속 또는 세라믹 플레이트 및 약 0.01 인치 두께의 가열기 막을 포함하며, 하부 본딩 층 (330) 은 두께 약 0.013 내지 0.04 인치를 갖는다.
예시적인 실시예에 따라서, 상단 플레이트 (360) 와 베이스 플레이트 (310) 간의 환상 홈 (380) 은 적어도 약 0.05 내지 0.14 인치의 높이 및 약 0.030 내지 약 0.060 인치의 폭을 갖는다. (300) mm 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 바람직한 실시예에서, 환상 홈 (380) 은 적어도 약 0.07 인치의 높이 및 약 0.035 인치의 폭을 갖는다.
예시적인 실시예에 따라서, 엘라스토머 시일 (382) 은 바람직하게는 대체적으로 직사각형 단면 프로파일을 가지며 이 시일은 환상 홈 (380) 내에 배치된다. 공동으로 양도된 미국 특허 공개 번호 2013/0097840에서 개시된 바와 같이, 엘라스토머 시일 (382) 은 오목한 내측 및/또는 외측 표면부를 가지며 이로써 홈 (380) 내에서 밴드가 축방향으로 압축되는 때에 삐져나옴 (bulging) 을 줄일 수 있다. 실시예에 따라서, 엘라스토머 시일 (382) 은 임의의 적합한 반도체 프로세싱 양립가능한 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어서, 플루오로엘라스토머를 형성하도록 경화될 수 있는 경화가능한 FKM (curable fluoroelastomeric fluoropolymers) 또는 경화가능한 FFKM (perfluoroelastomeric perfluoropolymers) 이 사용될 수 있다.
가열기 플레이트 (340) 는 상단 플레이트 (360) 의 하부 표면부에 본딩된 적층체를 포함할 수 있다. 예를 들어서, 가열기 플레이트 (340) 는 금속 또는 세라믹 플레이트의 하단에 커플링된 막 가열기를 갖는, 금속 또는 세라믹 플레이트 형태로 될 수 있다. 가열기 막은 제 1 절연 층 (예를 들어, 유전체 층), 가열 층 (예를 들어, 전기 저항성 재료의 하나 이상의 스트립들) 및 제 2 절연 층 (예를 들어, 유전체 층) 을 포함하는 포일 적층체 (foil laminate) (미도시) 일 수있다. 절연 층들은 바람직하게는 Kapton 또는 다른 적합한 폴리이미드 막들과 같은 플라즈마 분위기 내의 부식성 가스들에 대해 내성을 포함하여서 넓은 온도 범위에 걸쳐서 그의 물리적, 전기적 및 기계적 특성들을 유지할 수 있는 능력을 갖는 재료로 구성된다. 가열기 요소(들)은 바람직하게는 Inconel 또는 다른 적합한 합금과 같은 가열 저항성 합금 또는 부식방지 또는 가열 저항성 재료들로 구성된다. 예를 들어서, 막 가열기는 약 0.005 내지 약 0.009 인치 및 보다 바람직하게는 약 0.007 인치의 총 두께를 갖는 Kapton, Inconel 및 Kapton의 적층체 형태로 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상부 내측 표면부 (210) 의 에지 단차 (212) 는 에지 링 (200) 의 내측을 향하여 방향져있으며 상단 플레이트 (360) 의 기판 지지 표면부 (364) 의 외연으로부터 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 의 외연의 하부 표면부 326 까지 연장하도록 구성된다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 단차 (212) 는 엘라스토머 시일 (382) 의 외연 383 과 에지 링 (200) 의 상부 내측 표면부 (210) 간의 갭 (384) 의 크기를 줄인다. 또한, 갭 (384) 의 크기를 줄임으로써, 에지 단차 (212) 는, 엘라스토머 시일 (382) 이 환상 홈 (380) 외부로 돌출되려고 할 때에 엘라스토머 시일 (382) 을 한정한다. 에지 링 (200) 과 엘라스토머 시일 (382) 간의 중요한 (critical) 갭 (384) 의 크기 감소는 또한 엘라스토머 시일 (382) 의 플라즈마 침식을 방지하는 것을 도울 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 에지 링 (200) 의 일부의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 에지 링의 상부 내측 표면부 (210) 는 상부 내측 표면부 (210) 의 상부 모서리 (215) 상에 라운드된 에지 (211) 를 갖는다. 실시예에 따라서, 라운드된 에지 (211) 는 약 0.010 인치의 반경을 갖는다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 단차 (212) 는 약 0.160 인치 내지 약 0.170 인치의 높이 (214), 예를 들어서, 0.162 인치 또는 ± 약 0.004 인치의 높이 (214) 를 가지며, 이 높이는 상부 내측 표면부 (210) 의 상부 에지 (215) 로부터 상부 내측 표면부 (210) 의 하부 에지 (217) 까지이다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 단차 (212) 는 약 0.170 인치 내지 약 0.190 인치, 예를 들어서, 0.180 인치 ± 0.004 인치의 높이 (216) 를 가지며, 이 높이는 상부 내측 표면부 (210) 의 상부 에지 (215) 로부터 하부 내측 표면부 (220) 의 상부 에지 (219) 까지이다. 실시예에 따라서, 하부 내측 표면부 (220) 의 상부 에지 (219) 는 약 0.006 인치 내지 약 0.020 인치의 반경으로 라운딩될 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 에지 링 (200) 은 상부 내측 표면부 (210) 로의 약 11.65 내지 11.66 인치, 예를 들어서, 약 11.657 인치의 내측 직경 (218) 및 하부 내측 표면부 (220) 로의 약 11.68 내지 11.69 인치, 예를 들어서, 약 11.686 인치의 내측 직경 (228) 을 갖는다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 단차 (212) 는 에지 링 (200) 의 하부 내측 표면부 (220) 로부터 방사상 내측으로 약 0.014 내지 0.015, 예를 들어서, 약 0.0145 인치 정도 연장된다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 예시적인 에지 링 (200) 의 평면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 에지 링 (200) 은 대략적 형상이 원형이며 기판 지지부 (300) 의 외연을 둘러서 동심으로 배치된다. 사용 시에, 에지 링 (200) 은 기판 지지부를 둘러싸며 이 때에 상대적으로 편평한 상단 표면부 (250) 는 기판 지지부 (300) 상에 배치된 기판 (120) 에 대해서 실질적으로 평행하고 수평이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 하부 전극 어셈블리 (150) 의 일부의 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 전극 어셈블리 (150) 는 기판 지지부 (300), 지지 링 (400), 내측 에지 단차 링 (500), 및 에지 링 (600) 을 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 (300) 는 애노다이징된 알루미늄 베이스 플레이트 (310), 세라믹 상단 페데스탈 또는 상단 플레이트 (360), 및 베이스 플레이트 (310) 와 상단 플레이트 (360) 간의 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 를 포함할 수 있다. 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 는 하부 (또는 제 1) 본딩 층 (330), 가열기 및 가열기 플레이트 (340), 및 상부 (또는 제 2) 본딩 층 (350) 을 도 3에 도시된 바와 같이 포함할 수 있다. 기판 지지부 (300) 는 상단 플레이트 (360) 의 상단 표면부 (364) 의 외연 (366) 으로부터 상단 플레이트 (360) 의 하부 표면부 365 의 외연 368 까지 연장된 상부 수직 측벽 362 및 베이스 플레이트 (310) 의 상부 표면부 (390) 의 외연 (316) 으로부터 베이스 플레이트 (310) 의 외측으로 연장하는 환상 지지 표면부 (318) 까지 연장하는 하부 수직 측벽 (312) 을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 는 베이스 플레이트 (310) 의 수직 측벽 (312) 및/또는 상단 플레이트 (360) 의 외측 표면부 또는 수직 측벽 (362) 으로부터 리세스되어서 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 의 외연을 둘러서 환상 홈 (380) 을 형성한다. 예시적인 실시예에 따라서, 엘라스토머성 밴드 형태로 된 엘라스토머 시일 (382) (도 2) 은 엘라스토머 시일 어셈블리 (320) 를 둘러싸는 환상 홈 (380) 내에 배치되어서 반도체 플라즈마 프로세싱 반응기들의 부식성 가스들의 침투를 막는 기밀 시일을 형성한다.
내측 에지 단차 링 (500) 은 상부 내측 표면부 (510), 하부 내측 표면부 (520), 하부 표면부 (530), 외측 표면부 (540) 및 상부 표면부 (550) 를 갖는 원형 링일 수 있다. 하부 표면부 (530) 는 바람직하게는 하부 내측 표면부의 하부 에지로부터 외측 표면부 (540) 의 하부 에지까지 외측으로 연장한다. 외측 표면부 (540) 는 상부 표면부 (550) 까지 상향으로 연장된다. 상부 표면부 (550) 는 상부 내측 표면부 (510) 의 상부 에지까지 내측으로 연장한다.
예시적인 실시예에 따라서, 상부 내측 표면부 (510) 는 바람직하게는 에지 단차 (512) 를 포함한다. 상부 내측 표면부 (510) 의 에지 단차 (512) 는 내측 에지 단차 링 (500) 의 내측 부분을 향해서 방향져있으며 상단 플레이트 (360) 의 하부 부분 및/또는 하부 표면부 (365) 의 외연 (368) 으로부터 베이스 플레이트 (310) 의 상부 표면부 (390) 의 외연 (316) 까지 연장하도록 구성된다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 단차 (512) 는 베이스 플레이트 (310) 의 상부 표면부 (390) 의 외연 (316) 으로부터 상단 플레이트 (360) 의 외연까지 상향으로 연장된다. 예를 들어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 에지 단차 (512) 는 상단 플레이트 (360) 의 하부 표면부 (365) 의 외연 (368) 까지 상향으로 연장되거나, 또는 이와 달리, 에지 단차 (512) 는 상부 표면부 (364) 와 하부 표면부 (365) 간에서 상단 플레이트 (360) 의 외연까지 상향으로 연장한다.
예시적인 실시예에 따라서, 에지 단차 (512) 는 엘라스토머 시일 (382) 의 외연 383 과 내측 에지 단차 링 (500) 의 상부 내측 표면부 (510) 간의 갭 (384) (도 3) 의 크기를 줄인다. 또한, 갭 (384) 의 크기를 줄임으로써, 에지 단차 (512) 는, 엘라스토머 시일 (382) 이 환상 홈 (380) 외부로 돌출하려고 할 때에 엘라스토머 시일 (382) 을 제약한다. 에지 링 (200) 과 엘라스토머 시일 (382) 간의 중요한 갭 (384) 의 크기 감소는 또한 엘라스토머 시일 (382) 의 플라즈마 침식을 방지하는 것을 도울 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 내측 에지 단차 링 (500) 은 상부 내측 표면부 (510) 로부터 하부 내측 표면부 (520) 까지 외측으로 연장하는 내측 각 표면부 522 를 갖는다. 내측 각 표면부 (522) 는 에지들 (521, 523) 의 쌍을 가지며 이 에지들은 각기 상부 내측 표면부 (510) 를 내측 각 표면부 (522) 로 및/또는 내측 각 표면부 (522) 를 하부 내측 표면부 (520) 로 전환시킨다. 하부 내측 표면부 (520) 는 하부 표면부 (530) 까지 하향으로 연장한다. 실시예에 따라서, 내측 에지 단차 링 (500) 는 대체적으로 직사각형의 단면 프로파일을 갖는다. 이와 달리, 예를 들어서, 하부 표면부 (530) 는 하나 이상의 상향으로 연장하는 단차들 (미도시) 을 가질 수 있다. 예를 들어서, 예시적인 실시예에 따라서, 하나 이상의 상향으로 연장하는 단차들은 지지 링 (400) 의 대응하는 부분 상에서 지지 링 (400) 위에서 적어도 부분적으로 지지되게 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 내측 에지 단차 링 (500) 은 할로겐 종들, 예를 들어서, F, Cl, 및/또는 Br를 함유하는 플라즈마들에 의해서 에칭되지 않는 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어서, 내측 에지 단차 링 (500) 은 애노다이징된 알루미늄, 알루미나, 알루미늄 및/또는 실리콘 카바이드 (SiC) 로 이루어질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전극 어셈블리 (150) 는 또한 에지 링 (600) 의 내측 부분을 향해서 방향져지고 상단 플레이트 (360) 의 기판 지지 표면부 (또는 상부 표면부) (364) 의 외연 (366) 으로부터 상단 플레이트 (360) 의 하부 표면부 (365) 의 외연 (368) 까지 연장하도록 구성된 상부 내측 표면부 (610) 를 갖는 에지 링 (600) 을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따라서, 에지 링 (600) 은 상부 내측 표면부 (610) 로부터 하부 내측 표면부 (614) 까지 연장한 상부 하부 표면부 (612) 를 포함한다. 에지 링 (600) 은 또한 외측 표면부 (640), 하부 내측 표면부 (614) 로부터 외측 표면부 (640) 까지 연장한 하부 표면부 (630) 및 외측 표면부 (640) 로부터 내측 표면부 (610) 까지 연장한 상단 표면부 (650) 를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따라서, 하부 표면부 (630) 는 하나 이상의 상향으로 연장하는 단차들 (632) 을 포함할 수 있다. 하나 이상의 상향으로 연장하는 단차들 (632) 은 지지 링 (400) 의 대응하는 부분 상에서 지지 링 (400) 위에서 적어도 부분적으로 지지되게 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 에지 링 (600) 은 또한 바람직하게는 에지 링 (600) 의 상부 내측 부분 (602) 상의 상부 표면부 (650) 를 따르는 환상 단차 (660) 를 포함하며, 이는 기판 지지 표면부 (364) 상에 위치한 기판 (120) (도 1) 의 외측 에지 (122) 아래에 놓이도록 구성된다.
단어 “약”이 수적인 값과 관련하여 본 명세서에서 사용될 때, 이는 연관된 수적인 값이 언급된 수적인 값 주변의 ±10 ％의 허용 오차를 포함하도록 의도된다.
또한, 단어들 “대체적으로”, “상대적으로”, 및 “실질적으로”가 기하학적인 형성들과 관련하여 사용될 때, 기하학적 형상의 정밀도를 요구하지 않지만 형상에 대한 위도는 본 개시의 범위 내에 있도록 의도된다. 기하학적 용어들과 함께 사용될 때, “대체적으로”, “상대적으로”, 및 “실질적으로”는 엄격한 정의들을 만족하는 피처들뿐만 아니라 엄격한 정의들을 상당히 근사화하는 피처들도 포괄하도록 의도된다.
도시된 바와 같은 본 발명의 형태는 단지 바람직한 실시예이다는 것이 이해되어야 한다. 다양한 변경들이 부품들의 기능 및 배열에서 가능하며, 균등한 수단들이 예시되고 기술된 것에 대해서 치환될 수 있으며, 특정 특징부들은 다른 것들과 독립적으로 사용될 수 있으며, 이러한 바들은 모두가 다음의 청구항들에서 규정되는 본 발명의 사상 및 범위 내에 속한다.

Claims (12)

  1. 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 기판 지지부의 외연 (outer periphery) 을 둘러싸도록 구성된 에지 링으로서,
    상기 기판 지지부는 베이스 플레이트, 상단 플레이트 및 상기 베이스 플레이트와 상기 상단 플레이트 간의 엘라스토머 시일 어셈블리 (elastomer seal assembly) 를 포함하며,
    상기 에지 링은,
    하부 내측 표면부, 외측 표면부, 및 상기 하부 내측 표면부로부터 상기 외측 표면부로 연장하는 하부 표면부를 포함하는 환상 바디; 및
    상기 에지 링의 내부 부분을 규정하도록 비스듬히 놓인 (angled) 상기 환상 바디의 에지 단차 (edge step) 로서,
    상부 내측 표면부, 및
    상기 엘라스토머 시일 어셈블리와 상기 에지 링 사이의 갭의 수평 폭을 좁게 하기 위해, 상기 하부 내측 표면부로부터 상기 상부 내측 표면부로 비스듬히 (at an angle) 연장하는 내측 각 표면부를 포함하는, 상기 에지 단차를 포함하고,
    상기 상부 내측 표면부는 상기 엘라스토머 시일 어셈블리의 플라즈마 부식을 방지하는 것을 돕도록 구성되는, 상기 에지 단차를 포함하는, 에지 링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환상 바디는 상기 외측 표면부로부터 상기 상부 내측 표면부로 내측으로 연장하는 상단 표면부를 더 포함하고,
    상기 상단 표면부는 상기 에지 링의 상부 내측 부분 상의 환상 단차 (annular step) 를 더 포함하고,
    상기 환상 단차는 상기 상부 내측 표면부에 내측으로 연장하는 수평 표면부를 포함하는, 에지 링.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 내측 표면부는 라운드된 에지 (rounded edge) 에 의해서 상기 환상 단차의 상기 수평 표면부에 연결되는, 에지 링.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 표면부는 하나 이상의 연장하는 단차들을 갖는, 에지 링.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 단차는 엘라스토머 시일이 상기 에지 링을 향해 돌출할 때 상기 엘라스토머 시일 어셈블리의 상기 엘라스토머 시일에 제약을 제공하도록 더 구성되는, 에지 링.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 표면부는 수직인 외측 벽인, 에지 링.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 단차는 0.16 인치 내지 0.17 인치의 높이를 가지며 상기 에지 링의 상기 하부 내측 표면부로부터 0.014 내지 0.015 인치만큼 방사상 내측으로 연장하는, 에지 링.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 링은 상기 상부 내측 표면부로의 11.65 내지 11.66 인치의 내경을 가지며 상기 하부 내측 표면부로의 11.68 내지 11.69 인치의 내경을 갖는, 에지 링.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 링은 석영, 실리콘 카바이드, 실리콘, 또는 알루미나로 형성되는, 에지 링.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 각 표면부는 상기 엘라스토머 시일 어셈블리를 향해 연장하는, 에지 링.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 엘라스토머 시일 어셈블리와 상기 에지 링 사이의 상기 갭의 상기 수평 폭은 상기 내측 각 표면부 및 상기 엘라스토머 시일 어셈블리 사이에서 상기 엘라스토머 시일 어셈블리를 따라 감소하는, 에지 링.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 단차는 상기 상단 플레이트의 외연의 외부의 대항하는 (opposing) 지점으로부터 상기 베이스 플레이트의 외부의 대항하는 지점을 향해 아래로 연장하도록 배치된, 에지 링.
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