KR102585290B1 - Focus Ring and plasma device including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 제1 소재로 이루어진 제1 링; 상기 제1 소재와는 다른 제2 소재로 이루어진 제2 링; 및 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 제1 접착층을 포함한다. 상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고, 상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제1 리세스 영역을 포함하며, 상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 리세스 영역 내로 삽입되며, 상기 제1 접착층은 상기 제1 돌출부의 바닥면과 상기 제1 리세스 영역의 바닥 사이에 개재된다.The present invention relates to a focus ring and a plasma device including the same, and more specifically, to a focus ring, a first ring made of a first material; a second ring made of a second material different from the first material; and a first adhesive layer between the first ring and the second ring. The first ring is provided on the second ring and coupled to the second ring, the second ring includes a first recess area recessed downward from its upper surface, and the first ring has its It includes a first protrusion protruding downward from the bottom surface, the first protrusion is inserted into the first recess area, and the first adhesive layer is disposed on the bottom surface of the first protrusion and the bottom of the first recess area. It is interposed between.
Description
본 발명은 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 플라즈마 식각 장치에 이용되는 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a focus ring and a plasma device including the same, and more specifically, to a focus ring used in a semiconductor plasma etching device and a plasma device including the same.
일반적으로 반도체소자는 실리콘 웨이퍼 상에 제조공정을 반복적으로 진행하여 완성된다. 반도체 제조공정은 그 소재가 되는 웨이퍼에 대한 산화, 마스킹, 포토레지스트 도포, 식각, 확산 및 적층 공정들을 포함한다. 또한, 상기 공정들의 전, 후에서 보조적으로 세척, 건조 및 검사 등의 공정들이 수행되어야 한다. 특히, 식각공정은 실질적으로 웨이퍼 상에 패턴을 형성시키는 중요한 공정이다. 식각공정은 크게 습식식각과 건식식각으로 구분될 수 있다.In general, semiconductor devices are completed by repeatedly performing manufacturing processes on silicon wafers. The semiconductor manufacturing process includes oxidation, masking, photoresist application, etching, diffusion, and stacking processes on the wafer used as the material. In addition, auxiliary processes such as washing, drying, and inspection must be performed before and after the above processes. In particular, the etching process is an important process that substantially forms patterns on the wafer. The etching process can be broadly divided into wet etching and dry etching.
건식 식각 공정은 포토 공정 이후 형성된 포토레지스트 패턴의 노출된 부위를 제거하기 위한 공정이다. 밀폐된 내부공간에 소정 간격 이격되어 설치된 상부전극 및 하부전극에 고주파 전력을 인가하여 전기장을 형성하고, 상기 전기장으로 밀폐공간 내부로 공급된 반응가스를 활성화시켜 플라즈마 상태로 만든 후, 플라즈마 상태의 이온이 하부전극 위에 위치한 웨이퍼를 식각하는 것이다.The dry etching process is a process to remove exposed areas of the photoresist pattern formed after the photo process. An electric field is formed by applying high-frequency power to the upper and lower electrodes installed at a predetermined distance in a sealed internal space, and the electric field activates the reaction gas supplied into the sealed space to form a plasma state, and then ions in the plasma state are activated. The wafer located on this lower electrode is etched.
플라즈마는 웨이퍼의 상면 전체 영역으로 집중되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 하부전극 상부에 있는 척 본체의 둘레를 감싸도록 포커스 링이 배치된다.It is desirable for the plasma to be concentrated on the entire upper surface area of the wafer. For this purpose, a focus ring is arranged to surround the circumference of the chuck body on the upper part of the lower electrode.
포커스 링은 척 본체 상부에서 형성되는 고주파 전력 인가에 의한 전기장 형성 영역을 웨이퍼가 위치되는 영역으로 집중시키고, 웨이퍼는 플라즈마가 형성되는 영역의 중심에 놓여져 전체적으로 균일하게 식각된다.The focus ring focuses the area where the electric field is formed by applying high-frequency power, which is formed on the upper part of the chuck body, to the area where the wafer is located, and the wafer is placed at the center of the area where the plasma is formed and is etched uniformly throughout.
본 발명은 우수한 내구성을 갖는 포커스 링 및 그를 포함하는 플라즈마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a focus ring with excellent durability and a plasma device including the same.
본 발명의 개념에 따른, 포커스 링은, 제1 소재로 이루어진 제1 링; 상기 제1 소재와는 다른 제2 소재로 이루어진 제2 링; 및 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 제1 접착층을 포함할 수 있다. 상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고, 상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제1 리세스 영역을 포함하며, 상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 리세스 영역 내로 삽입되며, 상기 제1 접착층은 상기 제1 돌출부의 바닥면과 상기 제1 리세스 영역의 바닥 사이에 개재될 수 있다.According to the concept of the present invention, a focus ring includes: a first ring made of a first material; a second ring made of a second material different from the first material; And it may include a first adhesive layer between the first ring and the second ring. The first ring is provided on the second ring and coupled to the second ring, the second ring includes a first recess area recessed downward from its upper surface, and the first ring has its It includes a first protrusion protruding downward from the bottom surface, the first protrusion is inserted into the first recess area, and the first adhesive layer is disposed on the bottom surface of the first protrusion and the bottom of the first recess area. may be interposed between them.
본 발명의 다른 개념에 따른, 플라즈마 장치는, 기판이 배치될 수 있는 지지판; 및 상기 지지판의 가장 자리를 둘러싸도록 제공된 에지 링을 포함할 수 있다. 상기 에지 링은, 포커스 링 및 상기 포커스 링의 외측에 제공된 차폐 링을 포함하고, 상기 포커스 링은: 제1 소재로 이루어진 제1 링; 상기 제1 소재와는 다른 제2 소재로 이루어진 제2 링; 및 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 접착층을 포함할 수 있다. 상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고, 상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 리세스 영역을 포함하며, 상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 리세스 영역 내로 삽입되며, 상기 접착층은 상기 돌출부의 바닥면과 상기 리세스 영역의 바닥 사이에 개재될 수 있다.According to another concept of the present invention, a plasma device includes a support plate on which a substrate can be placed; And it may include an edge ring provided to surround an edge of the support plate. The edge ring includes a focus ring and a shielding ring provided outside the focus ring, and the focus ring includes: a first ring made of a first material; a second ring made of a second material different from the first material; And it may include an adhesive layer between the first ring and the second ring. The first ring is provided on the second ring and coupled to the second ring, the second ring includes a recess area depressed downward from its upper surface, and the first ring has a bottom surface thereof. and a protrusion protruding downward from the protrusion, the protrusion being inserted into the recess area, and the adhesive layer may be interposed between the bottom surface of the protrusion and the bottom of the recess area.
본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링은 식각 내성이 높은 제1 링이 제2 링 대신 플라즈마 하에 노출되므로, 포커스 링의 내구성이 향상될 수 있다. 제2 링은 제1 링에 비해 저렴한 소재를 사용하므로, 포커스 링의 경제성이 향상될 수 있다. 제1 링과 제2 링은 요철 구조를 이용하여 기계적으로 안정되게 결합될 수 있으며, 접착층이 오버플로우되는 문제를 방지할 수 있다.The durability of the focus ring according to embodiments of the present invention may be improved because the first ring, which has high etching resistance, is exposed to plasma instead of the second ring. Since the second ring uses a cheaper material than the first ring, the economic efficiency of the focus ring can be improved. The first ring and the second ring can be mechanically and stably coupled using the concavo-convex structure, and the problem of the adhesive layer overflowing can be prevented.
본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링은 상대적으로 작은 유전상수를 가짐과 동시에 상대적으로 큰 열전도율을 가질 수 있다. 따라서 본 발명의 포커스 링은 플라즈마 장치 내부에 장착되어, 플라즈마 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.Focus rings according to embodiments of the present invention may have a relatively small dielectric constant and relatively high thermal conductivity. Therefore, the focus ring of the present invention can be mounted inside a plasma device to improve the efficiency of the plasma process.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 에지 링을 설명하기 위한 것으로, 도 1의 M 영역을 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5, 도 6 및 도 7 각각은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다.1 is a diagram schematically explaining a plasma device according to embodiments of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of area M of FIG. 1 to illustrate an edge ring according to embodiments of the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view to explain a focus ring according to embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of the focus ring of FIG. 3.
Figures 5, 6, and 7 are cross-sectional views showing a focus ring according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, 'comprises' and/or 'comprising' refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or devices. or does not rule out addition. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
본 발명의 실시예로, 유도결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 방식으로 플라즈마를 생성하여 기판을 처리하는 플라즈마 장치에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 용량결합형 플라즈마(CCP: Conductively Coupled Plasma) 방식 또는 리모트 플라즈마 방식 등 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.As an embodiment of the present invention, a plasma device that processes a substrate by generating plasma using an inductively coupled plasma (ICP) method will be described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various types of devices that process substrates using plasma, such as a capacitively coupled plasma (CCP: Conductively Coupled Plasma) method or a remote plasma method.
또한 본 발명의 실시예에서는 지지 유닛으로 정전척을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 지지 유닛은 기계적 클램핑에 의해 기판을 지지하거나, 진공에 의해 기판을 지지할 수 있다.Additionally, embodiments of the present invention will be described using an electrostatic chuck as an example of a support unit. However, the present invention is not limited to this, and the support unit may support the substrate by mechanical clamping or support the substrate by vacuum.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically explaining a plasma device according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 플라즈마 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 장치(10)는 기판(W)에 대하여 플라즈마를 이용한 식각 공정을 수행할 수 있다. 플라즈마 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 소스(400) 및 배기 유닛(500)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
챔버(100)는 내부에 기판(W)을 처리하는 처리 공간을 가질 수 있다. 챔버(100)는 하우징(110) 및 커버(120)를 포함할 수 있다.The
하우징(110)은 상면이 개방될 수 있다. 즉, 하우징(110)의 내부 공간은 개방될 수 있다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 하우징(110)은 접지될 수 있다.The
하우징(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 제공될 수 있다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결될 수 있다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 하우징(110)의 내부 공간에 잔류하는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압될 수 있다.An
커버(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮을 수 있다. 커버(120)는 판 형상을 가지며, 하우징(110)의 내부 공간을 밀폐시킬 수 있다. 커버(120)는 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.The
라이너(130)가 하우징(110) 내부에 제공될 수 있다. 라이너(130)는 상면 및 바닥면이 개방된 내부 공간을 가질 수 있다. 다시 말하면, 라이너(130)는 원통 형상을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 따라 아래로 연장될 수 있다.A
라이너(130)는, 그의 상부에 지지 링(131)을 포함할 수 있다. 지지 링(131)은 링 형태를 가지며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출될 수 있다. 지지 링(131)은 하우징(110)의 상부에 제공되어, 라이너(130)를 지지할 수 있다. The
라이너(130)는 하우징(110)과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라이너(130)는 알루미늄을 포함할 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호할 수 있다. 예를 들면, 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킬 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호하여 하우징(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 반응 부산물이 하우징(110)의 내측벽에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이할 수 있다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)가 손상될 경우, 손상된 라이너(130)는 새로운 라이너(130)로 교체될 수 있다.The
지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지할 수 있다. 예를 들면, 지지 유닛(200)은 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다. 지지 유닛(200)은 정전기력(electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전척 방식으로 제공될 수 있다. 다른 예로, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전척 방식으로 제공된 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.The
지지 유닛(200)은 척(220, 230, 250) 및 에지 링(240)을 포함할 수 있다. 척(220, 230, 250)은 공정 수행 시 기판(W)을 지지할 수 있다. 척(220, 230, 250)은 지지판(220), 유로 형성판(230) 및 절연 플레이트(250)를 포함할 수 있다.The
지지판(220)은 지지 유닛(200)의 상부에 위치할 수 있다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지판(220)은 쿼츠를 포함할 수 있다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 배치될 수 있다. 지지판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 가질 수 있다. 지지판(220)에는, 기판(W)의 바닥면으로 열 전달 가스가 공급되는 통로로 이용되는 제1 공급 유로(221)가 제공될 수 있다. 지지판(220) 내에는 정전 전극(223)과 히터(225)가 매립될 수 있다.The
정전 전극(223)은 히터(225) 상에 위치할 수 있다. 정전 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 정전 전극(223)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 지지판(220)에 흡착될 수 있다.
히터(225)는 제2 하부 전원(225a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 지지판(220)을 통해 기판(W)으로 전달될 수 있다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 설정 온도로 유지될 수 있다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함할 수 있다. The
지지판(220)의 아래에 유로 형성판(230)이 제공될 수 있다 지지판(220)의 바닥면과 유로 형성판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 서로 접착될 수 있다. 유로 형성판(230) 내에 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 및 제2 공급 유로(233)가 제공될 수 있다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공될 수 있다. 제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 서로 연결할 수 있다. 예를 들어, 유로 형성판(230)은 쿼츠를 포함할 수 있다.A flow
일 실시예로, 제1 순환 유로(231)는 유로 형성판(230) 내부에 나선 형상으로 제공될 수 있다. 다른 실시예로, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들을 포함할 수 있다. 상기 링 형상의 유로들은 동일한 중심축을 갖도록 배치될 수 있다.In one embodiment, the
제1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결될 수 있다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장될 수 있다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함할 수 있다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제1 순환 유로(231)에 공급되며, 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W)의 바닥면으로 공급될 수 있다. 헬륨 가스는 기판(W)과 지지판(220) 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 수행할 수 있다. 따라서 기판(W)은 전체적으로 온도가 균일할 수 있다.The first
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결될 수 있다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장될 수 있다 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수도 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 유로 형성판(230)을 냉각할 수 있다. 유로 형성판(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킬 수 있다. 상술한 바와 같은 이유로, 일반적으로, 에지 링(240)의 하부는 상부에 비해 온도가 낮을 수 있다.The
유로 형성판(230)의 아래에 절연 플레이트(250)가 제공될 수 있다. 절연 플레이트(250)는 절연 물질을 포함할 수 있으며, 유로 형성판(230)과 하부 커버(270)를 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다.An insulating
지지 유닛(200)의 아래에 하부 커버(270)가 제공될 수 있다. 하부 커버(270)는 하우징(110)의 바닥으로부터 수직적으로 이격되어 배치될 수 있다. 하부 커버(270)는 상면이 개방된 내부 공간을 가질 수 있다. 하부 커버(270)의 상면은 절연 플레이트(250)에 의해 덮일 수 있다. 따라서 하부 커버(270)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(250)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(270)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 전달받아 지지판(220)으로 안착시키는 리프트 핀이 위치할 수 있다.A
하부 커버(270)는 연결 부재(273)를 포함할 수 있다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면과 하우징(110)의 내측벽을 서로 연결할 수 있다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(273)는 지지 유닛(200)을 지지할 수 있다. 또한, 연결 부재(273)는 하우징(110)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(270)가 접지(grounding)되도록 할 수 있다. 제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 하부 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c)은 연결 부재(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장될 수 있다.The
가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부의 처리 공간에 공정 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함할 수 있다. 가스 공급 노즐(310)은 커버(120)의 중앙부에 제공될 수 있다. 가스 공급 노즐(310)의 바닥면에는 분사구가 형성될 수 있다. 분사구를 통해 챔버(100) 내부로 공정 가스가 공급될 수 있다.The
가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 서로 연결할 수 있다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급할 수 있다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 제공될 수 있다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절할 수 있다.The
플라즈마 소스(400)는, 챔버(100) 내에 공급된 공정 가스로부터 플라즈마를 생성할 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 챔버(100)의 처리 공간의 외부에 제공될 수 있다. 일 실시예로, 플라즈마 소스(400)로 유도결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 플라즈마 전원(430)을 포함할 수 있다. The
안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상을 가질 수 있다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가질 수 있다. 안테나 실(410)의 하단은 커버(120)에 탈착 가능하도록 제공될 수 있다. The
안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치될 수 있다. 안테나(420)는 나선 형상의 코일 형태를 가질 수 있다. 안테나(420)는 플라즈마 전원(430)과 연결될 수 있다. 안테나(420)는 플라즈마 전원(430)으로부터 전력을 인가 받을 수 있다. 플라즈마 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리 공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정 가스는 전자기장에 의해 플라즈마 상태로 여기될 수 있다.The
배기 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 제공될 수 있다. 배기 유닛(500)은 관통홀(511)이 형성된 배기판(510)을 포함할 수 있다. 배기판(510)은 환형의 링 형태를 가질 수 있다. 배기판(510)에는 복수의 관통홀들(511)이 제공될 수 있다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배기판(510)의 관통홀들(511)을 통과하여 배기홀(102)로 배기될 수 있다. 배기판(510)의 형상 및 관통홀들(511)의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.The
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 에지 링을 설명하기 위한 것으로, 도 1의 M 영역을 확대한 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of area M of FIG. 1 to illustrate an edge ring according to embodiments of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에지 링(240)은 지지 유닛(200)의 가장자리 영역 상에 배치될 수 있다. 에지 링(240)은 링 형상을 가질 수 있고, 지지판(220)의 가장 자리를 둘러싸도록 제공될 수 있다. 예를 들면, 에지 링(240)은 지지판(220)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
에지 링(240)은 쉬스(Sheath) 및/또는 플라즈마의 계면을 조절할 수 있다. 에지 링(240)은 포커스 링(FCR) 및 차폐 링(SHR)을 포함할 수 있다. The
포커스 링(FCR)은, 그의 상부에 위치하는 제1 링(RIN1) 및 제1 링(RIN1) 아래의 제2 링(RIN2)을 포함할 수 있다. 제1 링(RIN1)은 제2 링(RIN2) 상에 적층되어, 제2 링(RIN2)과 결합될 수 있다. 예를 들어, 포커스 링(FCR)의 최대 두께는 2mm 내지 20mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The focus ring FCR may include a first ring RIN1 positioned above it and a second ring RIN2 below the first ring RIN1. The first ring (RIN1) may be stacked on the second ring (RIN2) and combined with the second ring (RIN2). For example, the maximum thickness of the focus ring (FCR) may be 2 mm to 20 mm, but is not limited thereto.
제1 링(RIN1)은 상면이 노출될 수 있다. 제1 링(RIN1)의 상면은 지지면(SUS) 및 최상면(TTS)을 포함할 수 있다. 지지면(SUS)은 지지판(220)의 상면과 동일한 높이로 제공되어, 기판(W)의 가장자리의 바닥면과 접할 수 있다. 다른 실시예로, 제1 링(RIN1)의 지지면(SUS)은 지지판(220)의 상면보다 소정의 치수만큼 낮게 제공될 수 있고, 이로써 기판(W)의 가장자리의 바닥면과 지지면(SUS)이 소정의 간격으로 서로 이격될 수도 있다.The top surface of the first ring (RIN1) may be exposed. The upper surface of the first ring (RIN1) may include a support surface (SUS) and a top surface (TTS). The support surface SUS is provided at the same height as the top surface of the
제1 링(RIN1)의 최상면(TTS)은 지지면(SUS)보다 더 높을 수 있다. 지지면(SUS)과 최상면(TTS)간의 높이 차이로 인해, 쉬스, 플라즈마의 계면 및 전기장이 조절될 수 있다. 결과적으로 포커스 링(FCR)은 플라즈마가 기판(W) 상으로 집중되도록 유도할 수 있다. The top surface (TTS) of the first ring (RIN1) may be higher than the support surface (SUS). Due to the height difference between the support surface (SUS) and the top surface (TTS), the interface and electric field of the sheath and plasma can be adjusted. As a result, the focus ring (FCR) can induce plasma to be concentrated on the substrate (W).
제2 링(RIN2)은 포커스 링(FCR)의 하부 구조를 구성할 수 있다. 제2 링(RIN2)은 제1 링(RIN1)과 다른 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 링(RIN1)은 실리콘 카바이드(SiC)를 포함할 수 있고, 제2 링(RIN2)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 실리콘(Si)은 실리콘 카바이드(SiC)에 비해 비용이 저렴하다. 포커스 링(FCR) 전체가 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 것에 비해, 본 발명의 포커스 링(FCR)은 외부로 노출된 제1 링(RIN1)만이 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어지므로 경제적일 수 있다.The second ring (RIN2) may form a lower structure of the focus ring (FCR). The second ring (RIN2) may include a different material from the first ring (RIN1). For example, the first ring (RIN1) may include silicon carbide (SiC), and the second ring (RIN2) may include silicon (Si). Silicon (Si) is cheaper than silicon carbide (SiC). Compared to the entire focus ring (FCR) made of silicon carbide (SiC), the focus ring (FCR) of the present invention can be economical because only the first ring (RIN1) exposed to the outside is made of silicon carbide (SiC).
포커스 링(FCR)의 외측에 차폐 링(SHR)이 제공될 수 있다. 차폐 링(SHR)은 포커스 링(FCR)의 외측을 둘러싸는 링 형상을 가질 수 있다. 차폐 링(SHR)은 포커스 링(FCR)의 측면이 플라즈마에 직접 노출되거나, 포커스 링(FCR)의 측면으로 플라즈마가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 차폐 링(SHR)은 쿼츠를 포함할 수 있다.A shielding ring (SHR) may be provided outside the focus ring (FCR). The shielding ring (SHR) may have a ring shape surrounding the outside of the focus ring (FCR). The shielding ring (SHR) can prevent the side of the focus ring (FCR) from being directly exposed to plasma or the plasma from flowing into the side of the focus ring (FCR). For example, the shielding ring (SHR) may include quartz.
본 발명의 다른 실시예로, 도시되진 않았지만, 에지 링(240)의 아래에 커플러가 더 제공될 수 있다. 커플러는 유로 형성판(230) 상에 에지 링(240)을 고정시킬 수 있다. 커플러는 열 전도성이 높은 소재를 포함할 수 있다. 일 예로, 커플러는 알루미늄과 같은 금속을 포함할 수 있다. 커플러는 열전도 접착제에 의해 유로 형성판(230)의 상면에 접합될 수 있다. 에지 링(240)은 열전도 접착제에 의해 커플러의 상면에 접합될 수 있다. 일 예로, 상기 열전도 접착제는 실리콘 패드를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, although not shown, a coupler may be further provided below the
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링을 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다.Figure 3 is an exploded perspective view to explain a focus ring according to embodiments of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of the focus ring of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 포커스 링(FCR)은 제1 링(RIN1), 제2 링(RIN2) 및 접착층(ADL)을 포함할 수 있다. 제1 링(RIN1)은 제2 링(RIN2) 상에 제공되어 제2 링(RIN2)과 결합될 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4 , the focus ring FCR may include a first ring RIN1, a second ring RIN2, and an adhesive layer ADL. The first ring (RIN1) may be provided on the second ring (RIN2) and coupled to the second ring (RIN2).
제1 링(RIN1)은 C-C'선을 중심축으로 하는 링의 형태를 가질 수 있다. 제2 링(RIN2)은 C-C'선을 중심축으로 하는 링의 형태를 가질 수 있다. 접착층(ADL)은 제1 링(RIN1) 및 제2 링(RIN2) 사이에 개재될 수 있다. 접착층(ADL)은 C-C'선을 중심축으로 하는 링의 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 제1 링(RIN1)은 실리콘 카바이드(SiC)를 포함할 수 있고, 제2 링(RIN2)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다.The first ring (RIN1) may have the shape of a ring with the line C-C' as its central axis. The second ring (RIN2) may have the shape of a ring with the line C-C' as its central axis. The adhesive layer (ADL) may be interposed between the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2). The adhesive layer (ADL) may have the shape of a ring with the C-C' line as the central axis. As an example, the first ring (RIN1) may include silicon carbide (SiC), and the second ring (RIN2) may include silicon (Si).
본 실시예에 따르면, 제2 링(RIN2)의 상부에 리세스 영역(RS)이 제공될 수 있다. 리세스 영역(RS)은 제2 링(RIN2)의 상면으로부터 제2 링(RIN2)의 바닥면을 향하여 함몰될 수 있다. 리세스 영역(RS)은, 제2 링(RIN2)을 따라 C-C'선을 중심축으로 하여 연장되는 원형의 트렌치일 수 있다.According to this embodiment, a recess area (RS) may be provided in the upper part of the second ring (RIN2). The recess area RS may be recessed from the top surface of the second ring RIN2 toward the bottom surface of the second ring RIN2. The recess region RS may be a circular trench extending along the second ring RIN2 with line C-C' as the central axis.
제2 링(RIN2)은 제1 상면(TS1) 및 제2 상면(TS2)을 가질 수 있다. 제1 상면(TS1) 및 제2 상면(TS2)은 서로 동일한 높이에 제공될 수 있다. 제1 상면(TS1) 및 제2 상면(TS2) 사이에 리세스 영역(RS)이 위치할 수 있다. 리세스 영역(RS)의 바닥(RSb)은, 제1 상면(TS1) 및 제2 상면(TS2)보다 낮을 수 있다.The second ring RIN2 may have a first upper surface TS1 and a second upper surface TS2. The first top surface TS1 and the second top surface TS2 may be provided at the same height. A recess area RS may be located between the first upper surface TS1 and the second upper surface TS2. The bottom (RSb) of the recess area (RS) may be lower than the first and second top surfaces (TS1) and TS2.
제2 링(RIN2)은 제1 링(RIN1)에 비해 제1 방향(D1)으로 더 돌출된 부분(RIN2a)을 포함할 수 있다. 돌출된 부분(RIN2a)은 제1 장착면(MTS1) 및 제2 장착면(MTS2)을 포함할 수 있다. 제1 장착면(MTS1) 및 제2 장착면(MTS2)은 제1 링(RIN1)에 의해 덮이지 않고 외부로 노출될 수 있다. 제1 장착면(MTS1) 및 제2 장착면(MTS2) 상에는, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 차폐 링(SHR)이 제공될 수 있다. The second ring (RIN2) may include a portion (RIN2a) that protrudes more in the first direction (D1) than the first ring (RIN1). The protruding portion (RIN2a) may include a first mounting surface (MTS1) and a second mounting surface (MTS2). The first mounting surface MTS1 and the second mounting surface MTS2 may be exposed to the outside without being covered by the first ring RIN1. The shielding ring SHR described above with reference to FIG. 2 may be provided on the first mounting surface MTS1 and the second mounting surface MTS2.
제1 링(RIN1)은 제1 높이(HE1, 즉 제2 방향(D2)으로의 두께)를 가질 수 있고, 제2 링(RIN2)은 제2 높이(HE2, 즉 제2 방향(D2)으로의 두께)를 가질 수 있다. 제1 높이(HE1)는 제2 높이(HE2)보다 크거나 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 높이(HE1)는 4 mm 내지 6 mm일 수 있고, 제2 높이(HE2)는 3.7 mm 내지 5.7 mm일 수 있다. The first ring RIN1 may have a first height HE1, that is, a thickness in the second direction D2, and the second ring RIN2 may have a second height HE2, that is, a thickness in the second direction D2. thickness). The first height HE1 may be larger or smaller than the second height HE2. For example, the first height HE1 may be 4 mm to 6 mm, and the second height HE2 may be 3.7 mm to 5.7 mm.
포커스 링(FCR)은 제3 높이(HE3)를 가질 수 있다. 제3 높이(HE3)는 제1 높이(HE1)와 제2 높이(HE2)의 합일 수 있다. 제3 높이(HE3)에 대한 제1 높이(HE1)의 비는 0.39 내지 0.59일 수 있고, 제3 높이(HE3)에 대한 제2 높이(HE2)의 비는 0.41 내지 0.61일 수 있다.The focus ring FCR may have a third height HE3. The third height HE3 may be the sum of the first height HE1 and the second height HE2. The ratio of the first height HE1 to the third height HE3 may be 0.39 to 0.59, and the ratio of the second height HE2 to the third height HE3 may be 0.41 to 0.61.
제1 링(RIN1)은 몸체부(BDP) 및 몸체부(BDP)로부터 아래로 돌출된 돌출부(PRP)를 포함할 수 있다. 돌출부(PRP)는 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)으로부터 리세스 영역(RS)의 내부로 연장될 수 있다. 다시 말하면, 돌출부(PRP)는 리세스 영역(RS) 내에 삽입될 수 있다. 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2)은 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)보다 더 낮을 수 있다. The first ring (RIN1) may include a body portion (BDP) and a protruding portion (PRP) protruding downward from the body portion (BDP). The protrusion PRP may extend from the bottom surface BS1 of the body BDP to the inside of the recess region RS. In other words, the protrusion PRP may be inserted into the recess region RS. The bottom surface BS2 of the protrusion PRP may be lower than the bottom surface BS1 of the body BDP.
돌출부(PRP)는 제2 링(RIN2)의 리세스 영역(RS)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 돌출부(PRP)의 제1 방향(D1)으로의 폭(WID1)은 리세스 영역(RS)의 제1 방향(D1)으로의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 돌출부(PRP)의 제1 방향(D1)으로의 폭(WID1) 또는 리세스 영역(RS)의 제1 방향(D1)으로의 폭은, 12 mm 내지 18 mm일 수 있다.The protrusion PRP may have a shape corresponding to the recess area RS of the second ring RIN2. For example, the width WID1 of the protrusion PRP in the first direction D1 may be substantially equal to the width of the recess region RS in the first direction D1. For example, the width WID1 of the protrusion PRP in the first direction D1 or the width of the recess region RS in the first direction D1 may be 12 mm to 18 mm.
제2 링(RIN2)의 제1 방향(D1)으로의 최대 폭(WID2), 다시 말하면 포커스 링(FCR)의 최대 폭은 30 mm 내지 40 mm일 수 있다. 제2 링(RIN2)의 폭(WID2)에 대한 돌출부(PRP)의 폭(WID1)의 비(WID1/WID2)는, 0.3 내지 0.6일 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 링(RIN2)의 폭(WID2)에 대한 돌출부(PRP)의 폭(WID1)의 비(WID1/WID2)는, 0.35 내지 0.53일 수 있다. The maximum width WID2 of the second ring RIN2 in the first direction D1, that is, the maximum width of the focus ring FCR, may be 30 mm to 40 mm. The ratio (WID1/WID2) of the width (WID1) of the protrusion (PRP) to the width (WID2) of the second ring (RIN2) may be 0.3 to 0.6. More specifically, the ratio (WID1/WID2) of the width (WID1) of the protrusion (PRP) to the width (WID2) of the second ring (RIN2) may be 0.35 to 0.53.
만약 제2 링(RIN2)의 폭(WID2)에 대한 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 0.3보다 작으면, 접착층(ADL)의 면적이 줄어들어 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 제대로 접착되지 않고 쉽게 탈착될 수 있다. 또한 후술할 표 1에 나타난 바와 같이 포커스 링(FCR)의 열전도율이 크게 감소하여 플라즈마 공정의 효율을 감소시킬 수 있다. If the width (WID1) of the protrusion (PRP) with respect to the width (WID2) of the second ring (RIN2) is less than 0.3, the area of the adhesive layer (ADL) is reduced so that the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2) It may not adhere properly and may be easily detached. Additionally, as shown in Table 1, which will be described later, the thermal conductivity of the focus ring (FCR) is greatly reduced, thereby reducing the efficiency of the plasma process.
만약 제2 링(RIN2)의 폭(WID2)에 대한 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 0.6보다 크면, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 크기가 커지면서 제1 링(RIN1)의 부피가 증가할 수 있다. 이 경우, 포커스 링(FCR)의 제조 단가가 상승하여 경제성이 감소할 수 있다. 또한 후술할 표 1에 나타난 바와 같이 포커스 링(FCR)의 유전상수가 크게 증가하여 플라즈마 공정의 효율을 감소시킬 수 있다.If the width (WID1) of the protrusion (PRP) with respect to the width (WID2) of the second ring (RIN2) is greater than 0.6, the size of the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) increases and the size of the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) increases. Volume may increase. In this case, the manufacturing cost of the focus ring (FCR) may increase, reducing economic feasibility. Additionally, as shown in Table 1, which will be described later, the dielectric constant of the focus ring (FCR) increases significantly, which may reduce the efficiency of the plasma process.
돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)는 리세스 영역(RS)의 깊이(DEP)와 실질적으로 동일하거나 작을 수 있다. 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)는, 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)과 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2) 사이의 높이 차이로 정의될 수 있다. 일 예로, 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)는 0.5 mm 내지 1.5 mm일 수 있다. 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)과 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2) 사이의 높이 차이는 0.1 mm 내지 0.5 mm일 수 있다. 다시 말하면, 접착층(ADL)의 두께는 0.1 mm 내지 0.3 mm일 수 있다.The protrusion length (PRL) of the protrusion (PRP) may be substantially equal to or smaller than the depth (DEP) of the recess region (RS). The protrusion length (PRL) of the protrusion (PRP) may be defined as the height difference between the bottom surface (BS1) of the body portion (BDP) and the bottom surface (BS2) of the protrusion (PRP). As an example, the protrusion length (PRL) of the protrusion (PRP) may be 0.5 mm to 1.5 mm. The height difference between the bottom surface BS1 of the body BDP and the bottom surface BS2 of the protrusion PRP may be 0.1 mm to 0.5 mm. In other words, the thickness of the adhesive layer (ADL) may be 0.1 mm to 0.3 mm.
몸체부(BDP)는 제2 링(RIN2)의 제1 및 제2 상면들(TS1, TS2) 상에 제공될 수 있다. 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)은 제1 및 제2 상면들(TS1, TS2)과 직접 접할 수 있다. 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)과 제2 링(RIN2)의 제1 상면(TS1)이 접하는 경계의 레벨은, 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)과 제2 링(RIN2)의 제2 상면(TS2)이 접하는 경계의 레벨과 실질적으로 동일할 수 있다. 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1)은 제2 링(RIN2)의 제1 및 제2 상면들(TS1, TS2)과 접촉하되 이들과 접착되지는 않을 수 있다.The body portion BDP may be provided on the first and second upper surfaces TS1 and TS2 of the second ring RIN2. The bottom surface BS1 of the body BDP may directly contact the first and second top surfaces TS1 and TS2. The level of the boundary where the bottom surface BS1 of the body BDP and the first upper surface TS1 of the second ring RIN2 contact is the level of the boundary between the bottom surface BS1 of the body BDP and the second ring RIN2. The level of the boundary at which the second upper surface TS2 is in contact may be substantially the same. The bottom surface BS1 of the body BDP may be in contact with the first and second upper surfaces TS1 and TS2 of the second ring RIN2, but may not be adhered to them.
접착층(ADL)이 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)와 제2 링(RIN2)의 리세스 영역(RS) 사이에 개재될 수 있다. 보다 구체적으로, 접착층(ADL)이 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2)과 리세스 영역(RS)의 바닥(RSb) 사이에 개재될 수 있다. The adhesive layer (ADL) may be interposed between the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) and the recess region (RS) of the second ring (RIN2). More specifically, the adhesive layer (ADL) may be interposed between the bottom surface (BS2) of the protrusion (PRP) and the bottom (RSb) of the recess region (RS).
접착층(ADL)은 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)을 서로 접착시킬 수 있다. 접착층(ADL)은 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)을 접착시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착층(ADL)은 알루미늄 산화물 및 실리콘 화합물(예를 들어, 실록산)을 포함할 수 있다. 접착층(ADL)은 경화된 얇은 접착막의 형태일 수 있고, 또는 접착층(ADL)은 얇은 필름 형태일 수도 있다. The adhesive layer (ADL) may adhere the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2) to each other. The adhesive layer (ADL) may include a material that can adhere the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2). For example, the adhesive layer (ADL) may include aluminum oxide and a silicon compound (eg, siloxane). The adhesive layer (ADL) may be in the form of a cured thin adhesive film, or the adhesive layer (ADL) may be in the form of a thin film.
접착층(ADL)은 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)와 제2 링(RIN2)의 리세스 영역(RS) 사이에만 제공될 수 있다. 다시 말하면, 접착층(ADL)은 리세스 영역(RS) 내에만 잔류하고 리세스 영역(RS)의 외부로 연장되지 않을 수 있다. 제2 링(RIN2)의 제1 및 제2 상면들(TS1, TS2)과 몸체부(BDP)의 바닥면(BS1) 사이에는 접착층(ADL)이 존재하지 않을 수 있다. 돌출부(PRP)의 바닥면(BS2)과 리세스 영역(RS)의 바닥(RSb)이 접착층(ADL)에 의해 서로 접착될 수 있다. The adhesive layer (ADL) may be provided only between the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) and the recess region (RS) of the second ring (RIN2). In other words, the adhesive layer (ADL) may remain only within the recess area (RS) and may not extend outside of the recess area (RS). The adhesive layer ADL may not exist between the first and second upper surfaces TS1 and TS2 of the second ring RIN2 and the bottom surface BS1 of the body BDP. The bottom surface BS2 of the protrusion PRP and the bottom RSb of the recess area RS may be adhered to each other by the adhesive layer ADL.
본 발명의 실시예들에 따르면, 접착층(ADL)이 제2 링(RIN2)의 함몰된 리세스 영역(RS) 내에만 제공될 수 있다. 리세스 영역(RS)은, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 서로 결합되더라도 접착층(ADL)이 리세스 영역(RS) 외부로 오버플로우(overflow)하지 않을 정도의 충분한 깊이(DEP)를 가질 수 있다. 이로써, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)을 접착할 때 접착제가 오버플로우하여 포커스 링(FCR)의 외부로 접착층(ADL)이 돌출되거나, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 서로 완전히 접촉하지 못하고 접착층(ADL)에 의해 서로 이격되는 불량을 방지할 수 있다. 예를 들어, 리세스 영역(RS)의 깊이(DEP)는 0.5 mm 내지 2 mm일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the adhesive layer (ADL) may be provided only in the recessed region (RS) of the second ring (RIN2). The recess area RS has a sufficient depth ( DEP) may be present. As a result, when the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2) are bonded, the adhesive overflows and the adhesive layer (ADL) protrudes out of the focus ring (FCR), or the adhesive layer (ADL) protrudes out of the focus ring (FCR), or the adhesive layer (ADL) protrudes out of the focus ring (FCR). It is possible to prevent defects in which (RIN2) does not completely contact each other and is separated from each other by the adhesive layer (ADL). For example, the depth (DEP) of the recess region (RS) may be 0.5 mm to 2 mm.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)의 결합 시 돌출부(PRP)와 리세스 영역(RS)이 요철 구조로 서로 안정적으로 맞물릴 수 있다. 이로써, 접착층(ADL)뿐만 아니라 돌출부(PRP)와 리세스 영역(RS)의 요철 구조를 통해 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 서로 견고하게 결합되며, 포커스 링(FCR)은 기계적으로 더 안정화될 수 있다. According to embodiments of the present invention, when the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2) are combined, the protrusion (PRP) and the recess region (RS) may be stably engaged with each other in a concavo-convex structure. As a result, the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2) are firmly coupled to each other through the uneven structure of the protrusion (PRP) and recess region (RS) as well as the adhesive layer (ADL), and the focus ring (FCR) It can be more mechanically stable.
또한 돌출부(PRP)와 리세스 영역(RS)이 서로 정확히 맞물리므로, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)의 결합 시 이들이 정확히 얼라인되어 결합될 수 있다. 이로써 포커스 링(FCR)에 구조적 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Additionally, since the protrusion (PRP) and the recess region (RS) are precisely engaged with each other, when the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2) are joined, they can be accurately aligned and joined. This can prevent structural defects from occurring in the focus ring (FCR).
제1 링(RIN1)의 상면은 지지면(SUS), 최상면(TTS) 및 이들을 연결하는 경사면(ICS)을 포함할 수 있다. 지지면(SUS)은 포커스 링(FCR)의 내측에 위치할 수 있고, 최상면(TTS)은 포커스 링(FCR)의 외측에 위치할 수 있다. 경사면(ICS)은 지지면(SUS)으로부터 최상면(TTS)까지 비스듬하게 연장될 수 있다. The upper surface of the first ring (RIN1) may include a support surface (SUS), a top surface (TTS), and an inclined surface (ICS) connecting them. The support surface (SUS) may be located inside the focus ring (FCR), and the top surface (TTS) may be located outside the focus ring (FCR). The inclined surface (ICS) may extend obliquely from the support surface (SUS) to the top surface (TTS).
본 명세서에서 사용되는 '내측에 위치한다'는, C-C'선(도 3 참고)에 더 가까이 위치한다는 것을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '외측에 위치한다'는, C-C'선에서 더 멀리 위치한다는 것을 의미할 수 있다.As used herein, 'located inside' may mean located closer to the C-C' line (see FIG. 3). As used herein, 'located outside' may mean located farther from the line C-C'.
앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 지지면(SUS)은 기판(W)을 안착시킬 수 있다. 최상면(TTS)은 지지면(SUS)보다 더 높이 위치할 수 있다. 경사면(ICS)은 지지면(SUS)과 최상면(TTS)을 연결하고, 경사면(ICS)을 통해 쉬스, 플라즈마의 계면 및 전기장이 조절될 수 있다. 다시 말하면, 경사면(ICS)은 플라즈마가 기판(W) 상으로 집중되도록 유도할 수 있다.As previously described with reference to FIG. 2, the support surface SUS can seat the substrate W. The top surface (TTS) may be located higher than the support surface (SUS). The inclined surface (ICS) connects the support surface (SUS) and the top surface (TTS), and the interface and electric field of the sheath and plasma can be adjusted through the inclined surface (ICS). In other words, the inclined surface ICS can induce plasma to be concentrated onto the substrate W.
포커스 링(FCR)은, 상술한 도 1의 플라즈마 장치를 이용한 공정 수행 시, 그의 상부가 플라즈마에 의해 식각되어 점차적으로 그의 두께가 얇아질 수 있다. 포커스 링(FCR)의 상부가 식각 되어 얇아지게 되면, 기판(W)의 외측 영역 상에서 쉬스 및 플라즈마의 계면이 변경될 수 있다. 이는 기판(W)의 플라즈마 처리에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 포커스 링(FCR)이 일정 두께 이하로 얇아지게 되면 교체되어야 한다. When performing a process using the plasma device of FIG. 1 described above, the upper portion of the focus ring (FCR) may be etched by plasma to gradually reduce its thickness. When the upper portion of the focus ring (FCR) is etched to become thinner, the interface between the sheath and the plasma on the outer region of the substrate (W) may be changed. This may affect the plasma treatment of the substrate W. Therefore, when the focus ring (FCR) becomes thinner than a certain thickness, it must be replaced.
본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링(FCR)은, 제1 링(RIN1)이 제2 링(RIN2) 상에 제공되어 제2 링(RIN2)을 커버할 수 있다. 이로써 제1 링(RIN1)만이 플라즈마에 노출되고, 제2 링(RIN2)은 제1 링(RIN1)에 의해 플라즈마에 노출되지 않을 수 있다.In the focus ring (FCR) according to embodiments of the present invention, the first ring (RIN1) is provided on the second ring (RIN2) to cover the second ring (RIN2). Accordingly, only the first ring (RIN1) may be exposed to the plasma, and the second ring (RIN2) may not be exposed to the plasma by the first ring (RIN1).
제2 링(RIN2), 예를 들어 실리콘은, 제1 링(RIN1), 예를 들어 실리콘 카바이드에 비해 비용은 저렴한 대신 플라즈마에 대한 식각 내성이 낮을 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 플라즈마에 대한 높은 식각 내성을 갖는 제1 링(RIN1)만이 플라즈마에 노출되고, 제2 링(RIN2)은 플라즈마에 의해 식각되지 않고 그대로 유지될 수 있다. 결과적으로 본 발명의 포커스 링(FCR)은 제1 링(RIN1)을 통해 플라즈마에 대한 높은 식각 내성을 가질 수 있고, 이로써 포커스 링(FCR)의 교체 주기를 늘릴 수 있다. 또한 포커스 링(FCR) 전체 부피의 약 절반을 제2 링(RIN2)이 차지하기 때문에, 본 발명의 포커스 링(FCR)을 경제적으로 제조할 수 있다.The second ring (RIN2), for example, silicon, may be less expensive than the first ring (RIN1), for example, silicon carbide, but may have low etching resistance to plasma. According to embodiments of the present invention, only the first ring (RIN1), which has high etching resistance to plasma, is exposed to the plasma, and the second ring (RIN2) can be maintained as is without being etched by the plasma. As a result, the focus ring (FCR) of the present invention can have high etching resistance to plasma through the first ring (RIN1), and thus the replacement cycle of the focus ring (FCR) can be increased. Additionally, since the second ring (RIN2) occupies about half of the total volume of the focus ring (FCR), the focus ring (FCR) of the present invention can be manufactured economically.
본 발명의 포커스 링(FCR)에 있어서, 포커스 링(FCR)의 최대 폭(WID2)에 대해 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 폭(WID1)의 비율을 달리하여 포커스 링들(실시예 1 내지 실시예 10)을 제작하였다. 제1 링(RIN1)은 실리콘 카바이드(SiC)로 제작하였고, 제2 링(RIN2)은 실리콘(Si)으로 제작되었다. 제작된 포커스 링들에 대해 유전상수 및 열전도율을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.In the focus ring (FCR) of the present invention, the ratio of the width (WID1) of the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) to the maximum width (WID2) of the focus ring (FCR) is varied to form the focus rings (embodiment) Examples 1 to 10) were produced. The first ring (RIN1) was made of silicon carbide (SiC), and the second ring (RIN2) was made of silicon (Si). The dielectric constant and thermal conductivity of the manufactured focus rings were measured and are shown in Table 1 below.
표 1을 참조하면, WID1/WID2의 비율이 0.35 (35%) 내지 0.53 (53%)의 범위에서 유전상수가 상대적으로 작았고 (실시예 3 내지 실시예 9), 해당 범위를 벗어날 경우 유전상수가 크게 증가함을 확인하였다 (실시예 10). 한편 WID1/WID2의 비율이 0.35 (35%) 내지 0.53 (53%)의 범위에서 열전도율은 상대적으로 높은 값을 나타내었고, 해당 범위를 벗어날 경우 열전도율이 크게 감소함을 확인하였다 (실시예 1, 2). Referring to Table 1, the dielectric constant was relatively small when the ratio of WID1/WID2 was in the range of 0.35 (35%) to 0.53 (53%) (Examples 3 to 9), and when it was out of that range, the dielectric constant It was confirmed that there was a significant increase (Example 10). Meanwhile, the thermal conductivity was relatively high when the ratio of WID1/WID2 was in the range of 0.35 (35%) to 0.53 (53%), and it was confirmed that the thermal conductivity was significantly reduced when it was outside the range (Examples 1 and 2 ).
즉, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 상대적으로 커질수록 유전상수가 증가하며, 특히 실시예 10과 같이 특정 수치를 넘어설 경우 유전상수가 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 반대로 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 상대적으로 작아질수록 유전상수는 감소하지만 열전도율 역시 함께 감소할 수 있다. 특히 실시예 1 및 2와 같이 돌출부(PRP)의 폭(WID1)이 특정 비율보다 작아질 경우, 열전도율이 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있다.That is, as the width (WID1) of the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) becomes relatively larger, the dielectric constant increases. In particular, when it exceeds a certain value as in Example 10, a problem of a sharp increase in the dielectric constant occurs. You can. Conversely, as the width (WID1) of the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) becomes relatively smaller, the dielectric constant decreases, but the thermal conductivity may also decrease. In particular, when the width (WID1) of the protrusion (PRP) is smaller than a certain ratio as in Examples 1 and 2, a problem in which thermal conductivity rapidly increases may occur.
결과적으로, 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 9와 같이 WID1/WID2의 비율이 0.35 (35%) 내지 0.53 (53%)의 범위에서 포커스링(FCR)은 상대적으로 작은 유전 상수를 확보함과 동시에 상대적으로 큰 열전도율을 확보할 수 있다. 본 발명에 따른 포커스링(FCR)은 작은 유전상수 및 큰 연전도율을 가짐으로써, 플라즈마 장치 내부에서 플라즈마 공정 효율을 향상시킬 수 있다.As a result, as in Examples 3 to 9 of the present invention, the focus ring (FCR) secures a relatively small dielectric constant when the ratio of WID1 / WID2 is in the range of 0.35 (35%) to 0.53 (53%) At the same time, relatively high thermal conductivity can be secured. The focus ring (FCR) according to the present invention can improve plasma process efficiency inside a plasma device by having a small dielectric constant and high thermal conductivity.
본 발명의 포커스 링(FCR)에 있어서, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)를 달리하여 포커스 링들(실시예 11 내지 실시예 14)을 제작하였다. 제1 링(RIN1)은 실리콘 카바이드(SiC)로 제작하였고, 제2 링(RIN2)은 실리콘(Si)으로 제작되었다. 제작된 포커스 링들을 플라즈마 장치 내에서 플라즈마 환경에 10시간 동안 노출시켰다. 플라즈마 환경에 노출된 포커스 링들에 대해, 제1 링(RIN1)이 제2 링(RIN2)에서 오정렬된 정도 (즉, 오프셋 수치)를 측정해 아래 표 2에 나타내었다.In the focus ring (FCR) of the present invention, focus rings (Examples 11 to 14) were manufactured by varying the protrusion length (PRL) of the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1). The first ring (RIN1) was made of silicon carbide (SiC), and the second ring (RIN2) was made of silicon (Si). The manufactured focus rings were exposed to a plasma environment in a plasma device for 10 hours. For the focus rings exposed to the plasma environment, the degree of misalignment (i.e., offset value) of the first ring (RIN1) from the second ring (RIN2) was measured and shown in Table 2 below.
표 2를 참조하면, 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)가 0.5 mm 미만일 경우, 플라즈마 환경 하에서 제1 링(RIN1)이 제2 링(RIN2)으로부터 미세하게 이탈됨을 확인할 수 있다 (실시예 11 및 12). 그러나 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)가 0.5 mm 이상일 경우, 플라즈마 환경 하에서 제1 링(RIN1)이 제2 링(RIN2)으로부터 이탈되지 않고 정확히 정렬을 유지함을 확인할 수 있다 (실시예 13 및 14).서로 다른 소재로 이루어진 제1 링과 제2 링을 상/하로 접합하여 포커스 링을 제조할 경우, 플라즈마 장치 내의 플라즈마 환경 하에서 장시간 식각 공정에 의해 제1 링과 제2 링이 서로 오정렬되거나 이탈(분리)되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 공정 결함을 극복하기 위해서, 제1 링과 제2 링의 견고한 결합 구조를 채택하여 포커스 링을 제조해야하는 이슈가 있다.Referring to Table 2, it can be seen that when the protrusion length (PRL) of the protrusion (PRP) is less than 0.5 mm, the first ring (RIN1) is slightly separated from the second ring (RIN2) in a plasma environment (Example 11 and 12). However, when the protrusion length (PRL) of the protrusion (PRP) is more than 0.5 mm, it can be confirmed that the first ring (RIN1) does not deviate from the second ring (RIN2) and maintains accurate alignment under a plasma environment (Example 13 and 14). When manufacturing a focus ring by joining the first ring and the second ring made of different materials upward and downward, the first ring and the second ring may be misaligned with each other due to a long-time etching process under the plasma environment in the plasma device. Problems with separation (separation) may occur. In order to overcome these process defects, there is an issue of manufacturing the focus ring by adopting a solid coupling structure of the first ring and the second ring.
한편 본 발명의 실시예들에 따른 포커스 링(FCR)은, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)와 제2 링(RIN2)의 리세스 영역(RS)간의 요철 결합을 이용할 수 있다. 이러한 요철 결합은 플라즈마 환경 하에서 제1 링과 제2 링이 서로 이탈되는 결함을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 돌출 길이(PRL)가 0.5 mm이상, 보다 구체적으로 0.5 mm 내지 1.5 mm인 경우, 플라즈마를 이용한 식각 공정 하에서 장시간 노출되더라도 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)이 서로 이탈되는 결함이 발생하지 않을 수 있다.Meanwhile, the focus ring (FCR) according to embodiments of the present invention may utilize a concave-convex coupling between the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) and the recessed region (RS) of the second ring (RIN2). This uneven coupling can effectively prevent defects in which the first ring and the second ring separate from each other in a plasma environment. In particular, according to embodiments of the present invention, when the protrusion length (PRL) of the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) is 0.5 mm or more, more specifically 0.5 mm to 1.5 mm, the etching process using plasma is performed for a long time. Even if exposed, a defect in which the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2) are separated from each other may not occur.
도 5, 도 6 및 도 7각각은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포커스 링의 단면을 나타낸 단면도이다. 본 실시예들에서는, 앞서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 것과 중복되는 기술적 특징에 대한 상세한 설명은 생략하고, 차이점에 대해 상세히 설명한다.Figures 5, 6, and 7 are cross-sectional views showing a focus ring according to another embodiment of the present invention. In the present embodiments, detailed descriptions of technical features overlapping with those previously described with reference to FIGS. 3 and 4 will be omitted, and differences will be described in detail.
도 5를 참조하면, 제2 링(RIN2)은 복수개의 리세스 영역들, 예를 들어 제1 리세스 영역(RS1) 및 제2 리세스 영역(RS2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 리세스 영역들(RS1, RS2) 각각은, 제2 링(RIN2)의 상면으로부터 아래로 함몰된 트렌치 형태를 가질 수 있다. Referring to FIG. 5 , the second ring RIN2 may include a plurality of recess areas, for example, a first recess area RS1 and a second recess area RS2. Each of the first and second recess regions RS1 and RS2 may have a trench shape sunken downward from the top surface of the second ring RIN2.
제1 링(RIN1)은 복수개의 돌출부들, 예를 들어 제1 돌출부(PRP1) 및 제2 돌출부(PRP2)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 돌출부들(PRP1, PRP2) 각각은 제1 링(RIN1)의 바닥면으로부터 아래로 돌출되어, 제1 및 제2 리세스 영역들(RS1, RS2) 내에 각각 삽입될 수 있다. The first ring RIN1 may include a plurality of protrusions, for example, a first protrusion PRP1 and a second protrusion PRP2. Each of the first and second protrusions PRP1 and PRP2 protrudes downward from the bottom surface of the first ring RIN1 and may be inserted into the first and second recess regions RS1 and RS2, respectively.
제1 돌출부(PRP1)와 제1 리세스 영역(RS1) 사이에 제1 접착층(ADL1)이 제공될 수 있고, 제2 돌출부(PRP2)와 제2 리세스 영역(RS2) 사이에 제2 접착층(ADL2)이 제공될 수 있다. 제1 접착층(ADL1)을 통해 제1 돌출부(PRP1)와 제1 리세스 영역(RS1)이 서로 접착될 수 있고, 제2 접착층(ADL2)을 통해 제2 돌출부(PRP2)와 제2 리세스 영역(RS2)이 서로 접착될 수 있다.A first adhesive layer (ADL1) may be provided between the first protrusion (PRP1) and the first recess area (RS1), and a second adhesive layer (ADL1) may be provided between the second protrusion (PRP2) and the second recess area (RS2). ADL2) may be provided. The first protrusion (PRP1) and the first recess region (RS1) may be adhered to each other through the first adhesive layer (ADL1), and the second protrusion (PRP2) and the second recess region may be bonded to each other through the second adhesive layer (ADL2). (RS2) can be glued together.
제1 링(RIN1)은 복수개의 리세스 영역들, 예를 들어 제3 리세스 영역(RS3) 및 제4 리세스 영역(RS4)을 더 포함할 수 있다. 제3 및 제4 리세스 영역들(RS1, RS2) 각각은, 제1 링(RIN1)의 바닥면으로부터 위로 함몰된 트렌치 형태를 가질 수 있다.The first ring RIN1 may further include a plurality of recess areas, for example, a third recess area RS3 and a fourth recess area RS4. Each of the third and fourth recess regions RS1 and RS2 may have a trench shape sunken upward from the bottom surface of the first ring RIN1.
제2 링(RIN2)은 복수개의 돌출부들, 예를 들어 제3 돌출부(PRP3) 및 제4 돌출부(PRP4)를 더 포함할 수 있다. 제3 및 제4 돌출부들(PRP3, PRP4) 각각은 제2 링(RIN2)의 상면으로부터 위로 돌출되어, 제3 및 제4 리세스 영역들(RS3, RS4) 내에 각각 삽입될 수 있다. The second ring RIN2 may further include a plurality of protrusions, for example, a third protrusion PRP3 and a fourth protrusion PRP4. Each of the third and fourth protrusions PRP3 and PRP4 protrudes upward from the upper surface of the second ring RIN2 and may be inserted into the third and fourth recess regions RS3 and RS4, respectively.
제3 돌출부(PRP3)와 제3 리세스 영역(RS3) 사이에 제3 접착층(ADL3)이 제공될 수 있고, 제4 돌출부(PRP4)와 제4 리세스 영역(RS4) 사이에 제4 접착층(ADL4)이 제공될 수 있다. 제3 접착층(ADL3)을 통해 제3 돌출부(PRP3)와 제3 리세스 영역(RS3)이 서로 접착될 수 있고, 제4 접착층(ADL4)을 통해 제4 돌출부(PRP4)와 제4 리세스 영역(RS4)이 서로 접착될 수 있다.A third adhesive layer (ADL3) may be provided between the third protrusion (PRP3) and the third recess area (RS3), and a fourth adhesive layer (ADL3) may be provided between the fourth protrusion (PRP4) and the fourth recess area (RS4). ADL4) can be provided. The third protrusion (PRP3) and the third recess region (RS3) can be bonded to each other through the third adhesive layer (ADL3), and the fourth protrusion (PRP4) and the fourth recess region (RS3) can be bonded to each other through the fourth adhesive layer (ADL4). (RS4) can be glued together.
제1 접착층(ADL1)과 제2 접착층(ADL2)은 제2 링(RIN2) 내에 매립된 형태로 제공될 수 있고, 제3 접착층(ADL3)과 제4 접착층(ADL4)은 제1 링(RIN1) 내에 매립된 형태로 제공될 수 있다. 다시 말하면, 제1 및 제2 접착층들(ADL1, ADL2)이 위치하는 레벨은 제3 및 제4 접착층들(ADL3, ADL4)이 위치하는 레벨보다 낮을 수 있다. The first adhesive layer (ADL1) and the second adhesive layer (ADL2) may be provided in a form embedded in the second ring (RIN2), and the third adhesive layer (ADL3) and the fourth adhesive layer (ADL4) may be provided in the first ring (RIN1). It can be provided in a form embedded within. In other words, the level at which the first and second adhesive layers ADL1 and ADL2 are located may be lower than the level at which the third and fourth adhesive layers ADL3 and ADL4 are located.
도시되진 않았지만, 제1 내지 제4 리세스 영역들(RS1-RS4)은 서로 다른 폭 및 서로 다른 깊이를 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 리세스 영역들(RS1-RS4)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 돌출부들(PRP1-PRP4) 역시 서로 다른 폭 및 서로 다른 돌출 길이를 가질 수 있다.Although not shown, the first to fourth recess regions RS1 to RS4 may have different widths and different depths. Accordingly, the first to fourth protrusions PRP1 to PRP4 respectively corresponding to the first to fourth recess regions RS1 to RS4 may also have different widths and different protrusion lengths.
본 실시예에 따른 포커스 링(FCR)은, 도 3에서 상술한 돌출부(RPR)와 리세스 영역(RS)간의 요철 구조를 하나가 아닌 복수개 포함할 수 있다. 또한 상기 요철 구조들을 서로 다른 레벨에 형성하여, 접착층들이 서로 다른 레벨에 위치할 수 있다. 포커스 링(FCR)이 복수개의 요철 구조들을 포함함으로써, 포커스 링(FCR)의 기계적 안정성이 향상될 수 있다. 접착층들(ADL1-ADL4)이 포커스 링(FCR) 내의 다양한 위치에 매립되므로, 제1 링(RIN1)과 제2 링(RIN2)간의 접착도가 향상될 수 있다. The focus ring FCR according to this embodiment may include not one but a plurality of uneven structures between the protrusion RPR and the recess region RS described above in FIG. 3 . Additionally, by forming the concavo-convex structures at different levels, adhesive layers can be located at different levels. As the focus ring (FCR) includes a plurality of concavo-convex structures, the mechanical stability of the focus ring (FCR) can be improved. Since the adhesive layers (ADL1-ADL4) are embedded in various positions within the focus ring (FCR), the adhesion between the first ring (RIN1) and the second ring (RIN2) can be improved.
도 6을 참조하면, 제2 링(RIN2)은 복수개의 리세스 영역들, 예를 들어 제1 리세스 영역(RS1) 및 제2 리세스 영역들(RS2)을 포함할 수 있다. 제2 리세스 영역들(RS2)은 제1 리세스 영역(RS1)의 양 측에 각각 제공될 수 있다. Referring to FIG. 6 , the second ring RIN2 may include a plurality of recess areas, for example, a first recess area RS1 and a second recess area RS2. The second recess areas RS2 may be provided on both sides of the first recess area RS1, respectively.
일 실시예로, 제1 리세스 영역(RS1)의 깊이(DEP1)는 제2 리세스 영역(RS2)의 깊이(DEP2)보다 더 클 수 있다. 제1 리세스 영역(RS1)의 폭은 제2 리세스 영역(RS2)의 폭보다 더 클 수 있다.In one embodiment, the depth DEP1 of the first recess area RS1 may be greater than the depth DEP2 of the second recess area RS2. The width of the first recess area RS1 may be larger than the width of the second recess area RS2.
제1 링(RIN1)은 복수개의 돌출부들, 예를 들어 제1 돌출부(PRP1) 및 제2 돌출부들(PRP2)을 포함할 수 있다. 제2 돌출부들(PRP2)은 제1 돌출부(PRP1)의 양 측에 각각 제공될 수 있다. 제1 돌출부(PRP1)는 제1 리세스 영역(RS1) 내에 삽입될 수 있고, 제2 돌출부들(PRP2)은 제2 리세스 영역들(RS2) 내에 각각 삽입될 수 있다. The first ring RIN1 may include a plurality of protrusions, for example, a first protrusion PRP1 and a second protrusion PRP2. The second protrusions PRP2 may be provided on both sides of the first protrusion PRP1, respectively. The first protrusion PRP1 may be inserted into the first recess area RS1, and the second protrusions PRP2 may be inserted into the second recess areas RS2, respectively.
접착층(ADL)은 제1 돌출부(PRP1)와 제1 리세스 영역(RS1) 사이에만 제공될 수 있다. 제2 돌출부들(PRP2)과 제2 리세스 영역들(RS2) 사이에서 접착층(ADL)은 생략될 수 있다. The adhesive layer (ADL) may be provided only between the first protrusion (PRP1) and the first recess region (RS1). The adhesive layer ADL may be omitted between the second protrusions PRP2 and the second recess regions RS2.
본 실시예에 따른 포커스 링(FCR)은, 도 3에서 상술한 돌출부(RPR)와 리세스 영역(RS)간의 요철 구조를 하나가 아닌 복수개 포함할 수 있다. 즉 포커스 링(FCR)이 복수개의 요철 구조들을 포함함으로써, 포커스 링(FCR)의 기계적 안정성이 향상될 수 있다. 요철 구조들 중 일부는 그 크기를 줄이면서 접착층을 생략할 수 있다. 예를 들어, 제2 리세스 영역(RS2)은 깊이(DEP2)가 상대적으로 작은 만큼 접착층이 제공되었을 때 오버플로우의 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 제2 리세스 영역(RS2)내에는 접착층을 생략하여 요철 구조를 형성하되, 오버플러우의 공정 불량을 막을 수 있다.The focus ring FCR according to this embodiment may include not one but a plurality of uneven structures between the protrusion RPR and the recess region RS described above in FIG. 3 . That is, as the focus ring (FCR) includes a plurality of concavo-convex structures, the mechanical stability of the focus ring (FCR) can be improved. For some of the uneven structures, the adhesive layer can be omitted while reducing the size. For example, since the second recess region RS2 has a relatively small depth DEP2, an overflow problem may occur when an adhesive layer is provided. Accordingly, the adhesive layer is omitted in the second recess region RS2 to form a concavo-convex structure, but overflow process defects can be prevented.
도 7을 참조하면, 도 4의 포커스 링(FCR)과는 반대로 제1 링(RIN1)의 하부에 리세스 영역(RS)이 제공되고, 제2 링(RIN2)의 상부에 돌출부(PRP)가 제공될 수 있다. 제1 링(RIN1)의 리세스 영역(RS)과 제2 링(RIN2)의 돌출부(PRP)는 서로 요철 결합될 수 있다. Referring to FIG. 7, contrary to the focus ring (FCR) of FIG. 4, a recess area (RS) is provided at the lower part of the first ring (RIN1), and a protrusion (PRP) is provided at the upper part of the second ring (RIN2). can be provided. The recess region (RS) of the first ring (RIN1) and the protrusion (PRP) of the second ring (RIN2) may be unevenly coupled to each other.
보다 구체적으로, 제2 링(RIN2)은 몸체부(BDP) 및 몸체부(BDP)로부터 위로 돌출된 돌출부(PRP)를 포함할 수 있다. 돌출부(PRP)는 몸체부(BDP)의 상면으로부터 제2 방향(D2)으로 리세스 영역(RS)의 내부까지 연장될 수 있다. 다시 말하면, 돌출부(PRP)는 리세스 영역(RS) 내에 삽입될 수 있다. 돌출부(PRP)의 상면은 몸체부(BDP)의 상면보다 더 높을 수 있다. More specifically, the second ring (RIN2) may include a body portion (BDP) and a protruding portion (PRP) protruding upward from the body portion (BDP). The protrusion PRP may extend from the upper surface of the body BDP to the inside of the recess region RS in the second direction D2. In other words, the protrusion PRP may be inserted into the recess region RS. The top surface of the protrusion (PRP) may be higher than the top surface of the body part (BDP).
본 실시예에 있어서 제2 링(RIN2)의 돌출부(PRP) 폭 및 돌출 길이는, 앞서 도 5를 참조하여 설명한 제1 링(RIN1)의 돌출부(PRP)의 폭(WID1) 및 돌출 길이(PRL)와 실질적으로 동일할 수 있다.In this embodiment, the width and protrusion length of the protrusion (PRP) of the second ring (RIN2) are the width (WID1) and protrusion length (PRL) of the protrusion (PRP) of the first ring (RIN1) described above with reference to FIG. 5. ) may be substantially the same as.
접착층(ADL)이 제2 링(RIN2)의 돌출부(PRP)와 제1 링(RIN1)의 리세스 영역(RS) 사이에 개재될 수 있다. 보다 구체적으로, 접착층(ADL)이 돌출부(PRP)의 상면과 리세스 영역(RS) 사이에 개재될 수 있다. The adhesive layer (ADL) may be interposed between the protrusion (PRP) of the second ring (RIN2) and the recess region (RS) of the first ring (RIN1). More specifically, the adhesive layer (ADL) may be interposed between the top surface of the protrusion (PRP) and the recess region (RS).
이상, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, but those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will understand that it exists. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
Claims (18)
실리콘(Si)으로 이루어진 제2 링; 및
상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 제1 접착층을 포함하되,
상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고,
상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제1 리세스 영역을 포함하며,
상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제1 돌출부를 포함하고,
상기 제1 돌출부는 상기 제1 리세스 영역 내로 삽입되며,
상기 제1 접착층은 상기 제1 돌출부의 바닥면과 상기 제1 리세스 영역의 바닥 사이에 개재되고,
상기 제1 리세스 영역의 깊이는 0.5 mm 내지 2 mm이고,
상기 제1 돌출부의 돌출 길이는 0.5 mm 내지 1.5 mm이며,
상기 제2 링의 최대 폭에 대한 상기 제1 돌출부의 폭의 비는, 0.35 내지 0.53인 포커스 링.
A first ring made of silicon carbide (SiC);
a second ring made of silicon (Si); and
Comprising a first adhesive layer between the first ring and the second ring,
The first ring is provided on the second ring and coupled to the second ring,
The second ring includes a first recess area recessed downward from its upper surface,
The first ring includes a first protrusion protruding downward from its bottom surface,
The first protrusion is inserted into the first recess area,
The first adhesive layer is interposed between the bottom surface of the first protrusion and the bottom of the first recess area,
The depth of the first recess area is 0.5 mm to 2 mm,
The protrusion length of the first protrusion is 0.5 mm to 1.5 mm,
A ratio of the width of the first protrusion to the maximum width of the second ring is 0.35 to 0.53.
상기 제1 리세스 영역은 상기 접착층이 오버플로우(overflow)하지 않는 깊이를 갖는 포커스 링.
According to paragraph 1,
The first recess area has a depth such that the adhesive layer does not overflow.
상기 제2 링은 상기 제1 링에 비해 외측으로 더 돌출된 부분을 포함하고,
상기 돌출된 부분은, 차폐 링이 제공될 수 있는 적어도 하나의 장착면을 포함하는 포커스 링.
According to paragraph 1,
The second ring includes a portion that protrudes more outward than the first ring,
The protruding portion includes at least one mounting surface on which a shield ring can be provided.
상기 제1 링의 상면은, 기판을 지지하는 지지면, 상기 지지면보다 더 높은 최상면, 및 상기 지지면과 상기 최상면을 연결하는 경사면을 포함하는 포커스 링.
According to paragraph 1,
The upper surface of the first ring includes a support surface for supporting a substrate, a top surface higher than the support surface, and an inclined surface connecting the support surface and the top surface.
상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제2 리세스 영역을 더 포함하고,
상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제2 돌출부를 더 포함하며,
상기 제2 돌출부는 상기 제2 리세스 영역 내로 삽입되는 포커스 링.
According to paragraph 1,
The second ring further includes a second recess area recessed downward from its upper surface,
The first ring further includes a second protrusion protruding downward from its bottom surface,
The second protrusion is a focus ring inserted into the second recess area.
상기 제1 리세스 영역의 깊이는 상기 제2 리세스 영역의 깊이보다 더 큰 포커스 링.
According to clause 8,
A focus ring wherein the depth of the first recess area is greater than the depth of the second recess area.
상기 제2 돌출부의 바닥면은 상기 제2 리세스 영역의 바닥과 직접 접촉하는 포커스 링.
According to clause 9,
A focus ring wherein the bottom surface of the second protrusion directly contacts the bottom of the second recess area.
상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 위로 함몰된 제2 리세스 영역을 더 포함하고,
상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 위로 돌출된 제2 돌출부를 더 포함하며,
상기 제2 돌출부는 상기 제2 리세스 영역 내로 삽입되는 포커스 링.
According to paragraph 1,
The first ring further includes a second recess area recessed upward from its bottom surface,
The second ring further includes a second protrusion protruding upward from its upper surface,
The second protrusion is a focus ring inserted into the second recess area.
상기 제2 돌출부와 상기 제2 리세스 영역 사이에 개재된 제2 접착층을 더 포함하되,
상기 제2 접착층은 상기 제1 접착층보다 더 높은 레벨에 위치하는 포커스 링.
According to clause 11,
Further comprising a second adhesive layer interposed between the second protrusion and the second recess area,
A focus ring wherein the second adhesive layer is located at a higher level than the first adhesive layer.
상기 제1 링의 상기 바닥면과 상기 제2 링의 제1 상면 및 제2 상면이 서로 접촉하고,
상기 제1 리세스 영역은 상기 제1 상면 및 상기 제2 상면 사이에 위치하며,
상기 제1 링의 상기 바닥면과 상기 제1 상면이 접하는 경계의 레벨은, 상기 제1 링의 상기 바닥면과 상기 제2 상면이 접하는 경계의 레벨과 동일한 포커스 링.
According to paragraph 1,
The bottom surface of the first ring and the first and second upper surfaces of the second ring contact each other,
The first recess area is located between the first upper surface and the second upper surface,
A focus ring wherein a level of a boundary where the bottom surface of the first ring and the first upper surface contact each other is the same as a level of a boundary where the bottom surface of the first ring contacts the second upper surface.
상기 지지판의 가장 자리를 둘러싸도록 제공된 에지 링을 포함하되,
상기 에지 링은, 포커스 링 및 상기 포커스 링의 외측에 제공된 차폐 링을 포함하고,
상기 포커스 링은:
실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 제1 링;
실리콘(Si)으로 이루어진 제2 링; 및
상기 제1 링과 상기 제2 링 사이의 접착층을 포함하며,
상기 제1 링은 상기 제2 링 상에 제공되어 상기 제2 링과 결합되고,
상기 제2 링은, 그의 상면으로부터 아래로 함몰된 제1 리세스 영역을 포함하며,
상기 제1 링은, 그의 바닥면으로부터 아래로 돌출된 제1 돌출부를 포함하고,
상기 제1 돌출부는 상기 제1 리세스 영역 내로 삽입되며,
상기 접착층은 상기 제1 돌출부의 바닥면과 상기 제1 리세스 영역의 바닥 사이에 개재되고,
상기 제1 리세스 영역의 깊이는 0.5 mm 내지 2 mm이고,
상기 제1 돌출부의 돌출 길이는 0.5 mm 내지 1.5 mm이며,
상기 제2 링의 최대 폭에 대한 상기 제1 돌출부의 폭의 비는, 0.35 내지 0.53인 플라즈마 장치.
a support plate on which the substrate can be placed; and
Including an edge ring provided to surround an edge of the support plate,
The edge ring includes a focus ring and a shielding ring provided outside the focus ring,
The focus ring:
A first ring made of silicon carbide (SiC);
a second ring made of silicon (Si); and
Comprising an adhesive layer between the first ring and the second ring,
The first ring is provided on the second ring and coupled to the second ring,
The second ring includes a first recess area recessed downward from its upper surface,
The first ring includes a first protrusion protruding downward from its bottom surface,
The first protrusion is inserted into the first recess area,
The adhesive layer is interposed between the bottom surface of the first protrusion and the bottom of the first recess area,
The depth of the first recess area is 0.5 mm to 2 mm,
The protrusion length of the first protrusion is 0.5 mm to 1.5 mm,
The ratio of the width of the first protrusion to the maximum width of the second ring is 0.35 to 0.53.
상기 제2 링은 상기 제1 링에 비해 외측으로 더 돌출된 부분을 포함하고,
상기 돌출된 부분은 적어도 하나의 장착면을 포함하며,
상기 장착면 상에 상기 차폐 링이 제공되는 플라즈마 장치.
According to clause 14,
The second ring includes a portion that protrudes more outward than the first ring,
The protruding portion includes at least one mounting surface,
A plasma device wherein the shielding ring is provided on the mounting surface.
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