KR20210157921A - 고온 부식성 환경을 위한 기판 지지부 커버 - Google Patents
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Abstract
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 프로세싱 챔버를 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 기판 지지부 커버는 불화물 코팅으로 코팅된 벌크 부재를 포함한다. 기판 지지부 커버는 세정 프로세스 동안 프로세싱 챔버에 배치된 기판 지지부 상에 배치된다. 불화물 코팅은 세정 종과 반응하지 않는다. 기판 지지부 커버는 기판 지지부가 세정 종과 반응하지 않도록 보호하여, 챔버 컴포넌트들 상에 형성되는 응축을 감소시키며, 이는 결국 후속 프로세스들에서 기판의 오염을 감소시킨다.
Description
[0001]
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 프로세싱 챔버를 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
[0002]
CVD(chemical vapor deposition) 프로세스 동안, 반응 가스들은 챔버의 내부 표면들 상에 증착되는 조성물들을 생성할 수 있다. 이러한 증착물들이 축적됨에 따라, 잔류물들이 박편화(flake off)되어 향후 프로세싱 단계들을 오염시킬 수 있다. 그러한 잔류 증착물들은 또한, 다른 프로세싱 조건들, 이를테면, 증착 균일성, 증착 레이트, 막 응력, 입자 성능 등에 악영향을 미칠 수 있다.
[0003]
따라서, 프로세싱 챔버들은 전형적으로, 잔류 재료를 제거하기 위해 주기적으로 세정된다. 세정 프로세스는 전형적으로, 플라즈마 강화 건식 세정 기법을 수반한다. 에천트, 전형적으로 할로겐 또는 산소 함유 가스, 이를테면, 불소 함유 가스 또는 산소 가스는 기판 지지부의 표면과 반응하여 불화물 또는 산화물을 형성할 수 있다. 일부 애플리케이션들에서, 기판 지지부는 상승된 온도, 이를테면, 500℃ 초과로 유지된다. 상승된 온도에서, 불화물 또는 산화물은 기판 지지부, 예컨대 샤워헤드보다 더 낮은 온도에 있는 챔버 컴포넌트들 상에서 승화 및 응축된다. 응축은 CVD 프로세스들 동안 기판들의 오염을 야기할 수 있고, 증착 레이트 및 균일성 드리프트와 같은 CVD 프로세스 조건들의 변화들을 초래할 수 있다.
[0004]
통상적으로, 기판 지지부는 세정 가스들에 내성이 있는 이트륨계 코팅과 같은 얇은 코팅으로 코팅된다. 그러나, 기판들이 기판 지지부 상에 배치되고 기판 지지부로부터 제거될 때, 코팅이 긁힐 수 있다. 게다가, 기판 지지부에 부착된 컴포넌트들 및 크기로 인해 기판 지지부를 코팅하는 것은 비용이 많이 들고 어렵다.
[0005]
따라서, 개선된 장치가 필요하다.
[0006]
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 프로세싱 챔버를 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 프로세싱 챔버는 챔버 바디, 및 챔버 바디에 배치된 기판 지지부를 포함한다. 기판 지지부는 표면, 및 표면에 연결된 측표면을 포함한다. 프로세싱 챔버는 기판 지지부 상에 제거가능하게 배치된 기판 지지부 커버를 더 포함한다. 기판 지지부 커버는 불화물 재료를 포함하고, 프로세싱 챔버 내의 프로세싱 구역에 노출된다.
[0007]
다른 실시예에서, 방법은, 프로세싱 챔버로부터 기판을 제거하는 단계, 및 프로세싱 챔버에 배치된 기판 지지부 상에 기판 지지부 커버를 배치하는 단계를 포함한다. 기판 지지부 커버는 불화물 재료를 포함한다. 방법은, 기판 지지부 커버가 기판 지지부 상에 있는 동안 프로세싱 챔버에서 세정 프로세스를 수행하는 단계를 더 포함하며, 기판 지지부 커버의 불화물 재료는 세정 프로세스 동안 세정 가스 또는 세정 종에 노출된다.
[0008]
다른 실시예에서, 기판 지지부 커버는 불화물 재료를 포함하는 플레이트를 포함한다. 기판 지지부 커버는 플레이트에 이동가능하게 커플링된 측면 커버를 더 포함하고, 측면 커버는 플레이트를 관통해 연장된다.
[0009]
본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
[0010] 도 1은 프로세싱 챔버의 개략적인 측단면도이다.
[0011] 도 2a - 도 2e는 기판 지지부 커버가 상부에 배치된 기판 지지부의 개략적인 측면도들이다.
[0012] 도 3a - 도 3f는 기판 지지부 커버의 측면도들이다.
[0013] 도 4a - 도 4c는 기판 지지부 커버가 상부에 배치된 기판 지지부의 개략적인 측면도들이다.
[0014] 도 5a - 도 5d는 기판 지지부 커버의 측면도들이다.
[0015] 도 6a - 도 6c는 기판 지지부 커버의 다양한 도면들이다.
[0016] 도 7은 도 1의 프로세싱 챔버를 동작시키기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.
[0010] 도 1은 프로세싱 챔버의 개략적인 측단면도이다.
[0011] 도 2a - 도 2e는 기판 지지부 커버가 상부에 배치된 기판 지지부의 개략적인 측면도들이다.
[0012] 도 3a - 도 3f는 기판 지지부 커버의 측면도들이다.
[0013] 도 4a - 도 4c는 기판 지지부 커버가 상부에 배치된 기판 지지부의 개략적인 측면도들이다.
[0014] 도 5a - 도 5d는 기판 지지부 커버의 측면도들이다.
[0015] 도 6a - 도 6c는 기판 지지부 커버의 다양한 도면들이다.
[0016] 도 7은 도 1의 프로세싱 챔버를 동작시키기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.
[0018]
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 프로세싱 챔버를 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 기판 지지부 커버는 불화물 코팅으로 코팅된 벌크 부재를 포함한다. 기판 지지부 커버는 세정 프로세스 동안 프로세싱 챔버에 배치된 기판 지지부 상에 배치된다. 불화물 코팅은 세정 종과 반응하지 않는다. 기판 지지부 커버는 기판 지지부가 세정 종과 반응하지 않도록 보호하여, 챔버 컴포넌트들 상에 형성되는 응축을 감소시키며, 이는 결국 후속 프로세스들에서 기판의 오염을 감소시키고 프로세싱 조건들의 변화들 또는 드리프트들을 방지한다.
[0019]
도 1은 본원에서 설명되는 일 실시예에 따른 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 프로세싱 챔버(100)는 PECVD(plasma enhanced CVD) 챔버 또는 다른 플라즈마 강화 프로세싱 챔버일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들로부터 이익을 얻을 수 있는 예시적인 프로세스 챔버는, 캘리포니아, 산타클라라의 Applied Materials, Inc.로부터 입수가능한 PRODUCER® 시리즈의 PECVD 가능 챔버들이다. 다른 제조사들로부터의 다른 유사하게 장비된 프로세스 챔버들이 또한, 본원에서 설명되는 실시예들로부터 이익을 얻을 수 있는 것으로 고려된다. 프로세싱 챔버(100)는, 챔버 바디(102), 챔버 바디(102) 내부에 배치된 기판 지지부(104), 및 챔버 바디(102)에 커플링되고 기판 지지부(104)를 프로세싱 구역(120)에 인클로징(enclosing)하는 덮개 조립체(106)를 포함한다. 덮개 조립체(106)는 가스 분배기, 이를테면, 샤워헤드(112)를 포함한다. 기판들(154)은 챔버 바디(102)에 형성된 개구(126)를 통해 프로세싱 구역(120)에 제공된다.
[0020]
유전체 재료, 이를테면, 세라믹 또는 금속 산화물, 예컨대 알루미늄 산화물 및/또는 알루미늄 질화물일 수 있는 아이솔레이터(110)는 챔버 바디(102)로부터 샤워헤드(112)를 분리시킨다. 샤워헤드(112)는 프로세싱 구역(120) 내로 프로세스 가스들 또는 세정 가스들을 들어가게 하기 위한 개구들(118)을 포함한다. 가스들은 도관(114)을 통해 프로세스 챔버(100)에 공급될 수 있고, 가스들은 개구들(118)을 통해 유동하기 전에 가스 혼합 구역(116)에 진입할 수 있다. 배기부(152)가 챔버 바디(102)에서 기판 지지부(104) 아래의 위치에 형성된다. 배기부(152)는 프로세싱 챔버(100)로부터 미반응 종 및 부산물들을 제거하기 위해 진공 펌프(미도시)에 연결될 수 있다.
[0021]
샤워헤드(112)는 전력 소스(141), 이를테면, RF 생성기 또는 DC 전력 소스에 커플링될 수 있다. DC 전력 소스는 연속적인 그리고/또는 펄스형 DC 전력을 샤워헤드(112)에 공급할 수 있다. RF 생성기는 연속적인 그리고/또는 펄스형 RF 전력을 샤워헤드(112)에 공급할 수 있다. 전력 소스(141)는 프로세싱 구역(120)에서 플라즈마의 형성을 가능하게 하기 위해 샤워헤드(112)에 전력을 공급하기 위하여 동작 동안 턴 온된다.
[0022]
기판 지지부(104)는 기판(154)을 지지하기 위한 표면(142) 및 측표면(144)을 포함한다. 측표면(144)은 표면(142)과 동일 평면에 있지 않다. 일 실시예에서, 측표면(144)은 표면(142)에 실질적으로 수직이다. 기판(154)은 치수(D1), 예컨대 직경을 갖고, 기판 지지부(104)는 치수(D1)보다 더 큰 치수(D2), 예컨대 직경을 갖는다. 기판 지지부(104)는 세라믹 재료, 예컨대 금속 산화물 또는 질화물 또는 산화물/질화물 혼합물, 이를테면, 알루미늄, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 또는 알루미늄 산화물/질화물 혼합물로 형성될 수 있다. 기판 지지부(104)는 샤프트(143)에 의해 지지된다. 기판 지지부(104)는 접지될 수 있다. 가열 엘리먼트(128)가 기판 지지부(104)에 매립된다. 가열 엘리먼트(128)는 플레이트, 천공된 플레이트, 메시, 와이어 스크린, 또는 임의의 다른 분산형 어레인지먼트일 수 있다. 가열 엘리먼트(128)는 연결부(130)를 통해 전력 소스(132)에 커플링된다. 가열 엘리먼트(128)는 기판 지지부를 상승된 온도, 이를테면, 500℃ 초과로 가열할 수 있다.
[0023]
도 1에 도시된 기판 지지부(104)는 하부 포지션에 있고, 기판(154)은 기판 지지부(104)를 관통해 연장되는 복수의 리프트 핀들(140)에 의해 지지된다. 기판(154)은, 개구(126)를 통해 로봇(미도시)에 의해 리프트 핀들(140) 상에 배치되거나 또는 리프트 핀들(140)로부터 제거될 수 있다. 동작 동안, 기판 지지부(104)는 더 높은 포지션으로 상승되고, 기판(154)은 표면(142) 상에 배치된다. 링(160)이 기판(154) 또는 기판 지지부(104)에 의해 리프팅될 수 있고, 링(160)은 기판 지지부(104) 상에 배치되어 동작 동안 기판(154)을 둘러쌀 수 있다. 링(160)은, 동작 동안 기판(154)의 에지 부분을 커버하는 섀도우 링일 수 있다. 링(160)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 지지부(104)가 하부 포지션에 있을 때, 챔버 바디(102) 상에 배치된 레지(ledge)(150)에 의해 지지된다. 일부 실시예들에서, 링(160)을 사용하는 대신에, 측면 커버(161)가 기판 지지부(104) 상에 배치되고, 증착 및 세정 프로세스들 둘 모두 동안 기판 지지부(104) 상에 유지된다.
[0024]
도 2a - 도 2e는 기판 지지부 커버(202)가 상부에 배치된 기판 지지부(104)의 개략적인 측면도들이다. 기판 지지부 커버(202)는 기판 지지부(104) 상의 코팅이 아니다. 대신에, 기판 지지부 커버(202)는 기판 지지부(104) 상에 제거가능하게 배치된다. 다시 말해서, 기판 지지부 커버(202)는 기판 지지부(104) 상에 배치되고 기판 지지부(104)로부터 픽업될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(202)는 기판 지지부(104)의 치수(D2)와 동일한 치수(D3), 예컨대 직경을 갖는다. 다시 말해서, 기판 지지부 커버(202)는 기판 지지부(104)의 전체 표면(142)을 커버한다.
[0025]
세정 프로세스 동안, 세정 가스, 예컨대 불소 함유 가스 또는 산소 함유 가스가 기판 지지부(104)와 반응하여 기판 지지부(104) 상에 불화물 또는 산화물을 형성할 수 있다. 일부 애플리케이션들에서, 기판 지지부(104)는 500℃ 초과의 온도로 유지된다. 그러한 상승된 온도에서, 불화물 또는 산화물은 (도 1에 도시된) 샤워헤드(112)와 같은 냉각기 챔버 컴포넌트들 상에서 승화 및 응축된다. 샤워헤드(112) 상의 재료들의 응축은 후속 프로세스들 동안 기판의 오염을 야기할 수 있다. 따라서, 기판 지지부 커버(202)가 활용된다. 기판 지지부 커버(202)를 사용하는 방법은 도 7에서 설명된다.
[0026]
기판 지지부 커버(202)는 불화물 재료, 이를테면, 마그네슘 불화물(MgF2), 또는 희토류 불화물, 예컨대 이트륨 불화물(YF3) 또는 란타넘 불화물(LaF3)로 제작될 수 있다. 기판 지지부 커버(202)의 불화물 재료는 프로세싱 구역(120)에 노출된다. 일부 실시예들에서, 불화물들은 도펀트, 이를테면, 붕소 및/또는 탄소로 도핑된다. 도펀트 레벨은 약 0% 내지 약 50%, 이를테면, 약 10% 내지 약 30% 범위이다. 일 실시예에서, 불화물은 붕소 및 탄소 도핑된 LaF3 (LaF3(B, C))이다. 불화물은 세정 가스들과 반응하지 않으며, 불화물은 상승된 온도들, 이를테면, 500℃ 초과 또는 1000℃ 초과에서 승화되지 않는다. 일 실시예에서, 기판 지지부 커버(202)는, 약 100 미크론 내지 약 3000 미크론, 이를테면, 약 500 미크론 내지 약 1500 미크론 범위의 두께를 갖는 MgF2 또는 희토류 불화물, 이를테면, YF3, LaF3, 또는 LaF3(B,C)의 단일 층이다. 기판 지지부 커버(202)는 임의의 적절한 방법, 이를테면, CVD, 결정 성장, 또는 소결을 사용하여 제작될 수 있다.
[0027]
일부 실시예들에서, 링(160)은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 세정 프로세스 동안 기판 지지부 커버(202) 상에 배치된다. 링(160)은 세정 프로세스 동안 세정된다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부 커버(202) 상에 배치되는 대신에, 링(160)은 세정 프로세스 동안 레지(150) 상에 배치된다.
[0028]
일부 실시예들에서, 기판 지지부 커버(202)는, 도 2c에 도시된 바와 같이 기판 지지부(104)의 치수(D2)보다 더 작은 또는 기판(154)(도 1에 도시됨)의 치수(D1)와 동일한 치수, 이를테면, 직경을 갖는다. 기판 지지부(104)의 표면(142)의 일부는 세정 프로세스 동안 노출될 수 있다. 링(160)은 표면(142)의 노출된 부분을 보호하는 데 활용될 수 있다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 링(160)은 기판 지지부(104)의 표면(204) 상에 배치된 섀도우 링이다. 표면(204)은 기판 지지부(104)의 표면(142)과 동일 평면 상에 있지 않다. 링(160)은 기판 지지부 커버(202)의 에지 부분을 커버한다. 도 2e에 도시된 바와 같이, 링(160')은 기판 지지부 커버(202)의 에지 부분을 커버하지 않는 에지 링일 수 있다. 링(160')은 기판 지지부(104)의 표면(142)의 에지 부분을 커버한다. 측면 커버(161)(도 1에 도시됨)와 유사하게, 링(160')은 기판 지지부(104) 상에 배치되고, 증착 및 세정 프로세스들 둘 모두 동안 기판 지지부(104) 상에 유지된다.
[0029]
도 3a - 도 3f는 본원에서 설명되는 다른 실시예들에 따른 기판 지지부 커버(300)의 측면도들이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(300)는 벌크 층(302) 및 코팅 층(304)을 포함한다. 벌크 층(302)은 코팅 층(304)과 접촉하는 제1 표면(306), 제1 표면(306) 반대편의 제2 표면(308), 및 제1 표면(306)과 제2 표면(308)을 연결하는 제3 표면(310)을 포함한다. 제2 표면(308)은 세정 프로세스 동안 기판 지지부(104)(도 2에 도시됨)의 표면(142)과 접촉한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 벌크 층(302)의 제1 표면(306)은 평활할 수 있다.
[0030]
벌크 층(302)은 실리콘(Si), 실리콘 이산화물(SiO2), 알루미늄 질화물(AlN), 알루미늄 산화물(AlO), 석영, 또는 다른 적절한 재료로 제작될 수 있다. 벌크 층(302)은 임의의 적절한 방법, 이를테면, 소결에 의해 제작될 수 있다. 벌크 층(302)은 약 100 미크론 내지 약 3000 미크론, 이를테면, 약 500 미크론 내지 약 1500 미크론 범위의 두께를 갖는다. 코팅 층(304)은 기판 지지부 커버(202)와 동일한 재료로 제작될 수 있다. 코팅 층(304)은 PVD, CVD, PECVD, ALD, IAD(ion assisted deposition), 플라즈마 스프레이, 습식 코팅, 주입, 또는 플라즈마 또는 레이저 기반 표면 불화(fluorination), 붕소화(boronization), 및/또는 카바이드화(carbidation)로 제작될 수 있다. 코팅 층(304)은 약 1000 옹스트롬 내지 약 10 미크론, 이를테면, 약 5000 옹스트롬 내지 약 1 미크론 범위의 두께를 갖는다. 코팅 층(304)은 프로세싱 구역(120)(도 1에 도시됨)에 노출된다.
[0031]
도 3b에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(300)는 벌크 층(302), 및 벌크 층(302)의 제1 표면(306) 및 제3 표면(310)을 커버하는 코팅 층(304)을 포함한다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(300)는 벌크 층(302), 및 벌크 층(302)의 제1 표면(306), 제2 표면(308), 및 제3 표면(310)을 커버하는 코팅 층(304)을 포함한다.
[0032]
도 3a - 도 3c는 평활한 표면들을 갖는 벌크 층(302)을 예시한다. 다른 실시예들에서, 벌크 층(302)으로부터의 코팅 층(304)의 박리를 방지하기 위해 벌크 층(302)의 하나 이상의 표면들이 텍스처링될 수 있다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(300)는, 텍스처링된 제1 표면(306)을 갖는 벌크 층(302) 및 제1 표면(306) 상에 배치된 코팅 층(304)을 포함한다. 벌크 층(302)은 텍스처링된 제2 표면(308) 및 텍스처링된 제3 표면(310)을 더 포함한다. 코팅 층(304)은 벌크 층(302)의 제1 표면(306)과 접촉하는 제1 표면(314), 및 제1 표면(314) 반대편의 제2 표면(312)을 포함한다. 코팅 층(304)의 제2 표면(312)은 벌크 층(302)의 텍스처링된 제1 표면(306)의 결과로서 텍스처링될 수 있다.
[0033]
도 3e에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(300)는, 텍스처링된 제1 표면(306), 제2 표면(308), 및 텍스처링된 제3 표면(310)을 갖는 벌크 층(302)을 포함한다. 코팅 층(304)은 제1 표면(306) 및 제3 표면(310) 상에 배치된다. 코팅 층(304)의 제1 표면(314)은 벌크 층(302)의 텍스처링된 제1 표면(306) 및 텍스처링된 제3 표면(310)과 접촉하고, 제2 표면(312)은 제1 표면(314) 반대편에 있다. 제2 표면(312)은 벌크 층(302)의 텍스처링된 제1 표면(306) 및 텍스처링된 제3 표면(310)의 결과로서 텍스처링될 수 있다. 제1 표면(314)은 또한, 텍스처링된 제1 표면(306) 및 텍스처링된 제3 표면(310)의 결과로서 텍스처링될 수 있다.
[0034]
도 3f에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(300)는, 텍스처링된 제1 표면(306), 텍스처링된 제2 표면(308), 및 텍스처링된 제3 표면(310)을 갖는 벌크 층(302)을 포함한다. 코팅 층(304)은 제1 표면(306), 제2 표면(308), 및 제3 표면(310) 상에 배치된다. 코팅 층(304)의 제1 표면(314)은 벌크 층(302)의 텍스처링된 제1 표면(306), 텍스처링된 제2 표면(308), 및 텍스처링된 제3 표면(310)과 접촉하고, 제2 표면(312)은 제1 표면(314) 반대편에 있다. 제2 표면(312)은 벌크 층(302)의 텍스처링된 제1 표면(306), 텍스처링된 제2 표면(308), 및 텍스처링된 제3 표면(310)의 결과로서 텍스처링될 수 있다. 도 3a - 도 3f에 도시된 바와 같은 기판 지지부 커버(300)는 세정 프로세스에서 기판 지지부(104)(도 2a 또는 도 2d에 도시됨)를 보호하기 위해 기판 지지부 커버(202)(도 2a 및 도 2c에 도시됨)를 대체할 수 있다.
[0035]
도 4a - 도 4c는 기판 지지부 커버(402)가 상부에 배치된 기판 지지부(104)의 개략적인 측면도들이다. 기판 지지부 커버(402)는 기판 지지부(104) 상의 코팅이 아니다. 대신에, 기판 지지부 커버(402)는 기판 지지부(104) 상에 제거가능하게 배치된다. 다시 말해서, 기판 지지부 커버(402)는 기판 지지부(104) 상에 배치되고 기판 지지부(104)로부터 픽업될 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(402)는 기판 지지부(104)의 표면(142) 및 측표면(144)을 커버한다. 기판 지지부 커버(402)는, 기판 지지부(104)의 표면(142)과 접촉하는 제1 표면(404), 제1 표면(404) 반대편의 제2 표면(406), 제1 표면(404)으로부터 연장되고 그리고 기판 지지부(104)의 측표면(144)을 향하는 제3 표면(408), 제2 표면(406)으로부터 연장되고 그리고 제3 표면(408) 반대편의 제4 표면(410), 및 제3 표면(408)과 제4 표면(410)을 연결하는 제5 표면(412)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제3 표면(408) 및 제4 표면(410)은 제1 표면(404) 및 제2 표면(406)에 실질적으로 수직이다. 일 실시예에서, 제1 표면(404) 및 제2 표면(406)은 원형이고, 제3 표면(408) 및 제4 표면(410)은 원통형이며, 제5 표면(412)은 환형이다. 기판 지지부 커버(402)는 기판 지지부 커버(202)와 동일한 재료로 제작될 수 있다. 기판 지지부 커버(402)는 기판 지지부 커버(202)와 동일한 방법에 의해 제작될 수 있다. 기판 지지부 커버(402)는 프로세싱 구역(120)(도 1에 도시됨)에 노출된다.
[0036]
일부 실시예들에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 링(160)은 세정 프로세스 동안 기판 지지부 커버(402) 상에 배치된다. 링(160)은 세정 프로세스 동안 세정된다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부 커버(202) 상에 배치되는 대신에, 링(160)은 세정 프로세스 동안 레지(150) 상에 배치된다. 링(160)은 기판 지지부 커버(300)의 코팅 층(304)과 동일한 코팅을 포함할 수 있다. 링(160)은 섀도우 링일 수 있다.
[0037]
일부 실시예들에서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(402)는 플레이트(403) 및 측면 커버(161)를 포함한다. 플레이트(403)는 기판 지지부 커버(202)일 수 있다. 플레이트(403)는 표면(142)의 중심 부분을 커버하고, 측면 커버(161)는 표면(142)의 에지 부분 및 측표면(144)을 커버한다. 측면 커버(161)는 기판들(154)(도 1에 도시됨)의 프로세싱 동안 프로세싱 챔버(100)와 같은 프로세싱 챔버에 유지될 수 있다. 측면 커버(161)는 기판 지지부 커버(202) 또는 기판 지지부 커버(300)와 동일한 재료로 제작될 수 있다.
[0038]
도 5a - 도 5d는 본원에서 설명되는 다른 실시예들에 따른 기판 지지부 커버(500)의 측면도들이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(500)는 벌크 층(502) 및 코팅 층(504)을 포함한다. 벌크 층(502)은 제1 표면(512), 제1 표면(512) 반대편의 제2 표면(506), 제1 표면(512)으로부터 연장되는 제3 표면(514), 제2 표면(506)으로부터 연장되고 그리고 제3 표면(514) 반대편의 제4 표면(510), 및 제3 표면(514)과 제4 표면(510)을 연결하는 제5 표면(508)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제3 표면(514) 및 제4 표면(510)은 제1 표면(512) 및 제2 표면(506)에 실질적으로 수직이다. 일 실시예에서, 제1 표면(512) 및 제2 표면(506)은 원형이고, 제3 표면(514) 및 제4 표면(510)은 원통형이며, 제5 표면(508)은 환형이다. 기판 지지부 커버(500)가 세정 프로세스 동안 기판 지지부(104) 상에 배치될 때, 제1 표면(512)은 표면(142)과 접촉할 수 있고, 제3 표면(514)은 기판 지지부(104)(도 2a)의 측표면(144)을 향할 수 있다. 벌크 층(502)은 벌크 층(302)과 동일한 재료로 제작될 수 있다. 코팅 층(504)은 벌크 층(502)의 제2 표면(506), 제4 표면(510), 및 제5 표면(508) 상에 그리고 이들과 접촉하게 배치된다. 코팅 층(504)은 코팅 층(304)과 동일한 재료로 제작될 수 있다. 코팅 층(504)은 코팅 층(304)과 동일한 방법에 의해 제작될 수 있다. 코팅 층(504)은 프로세싱 구역(120)(도 1에 도시됨)에 노출된다.
[0039]
도 5b에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(500)는 벌크 층(502) 및 코팅 층(504)을 포함한다. 벌크 층(502)의 표면들(506, 508, 510, 512, 514)은 코팅 층(504)에 의해 커버되고 코팅 층(504)과 접촉한다. 기판 지지부 커버(500)가 세정 프로세스 동안 기판 지지부(104) 상에 배치될 때, 벌크 층(502)의 제1 표면(512)과 접촉하는 코팅 층(504)의 부분은 표면(142)과 접촉할 수 있고, 제3 표면(514)은 기판 지지부(104)(도 2a)의 측표면(144)을 향할 수 있다.
[0040]
도 5a - 도 5b는 평활한 표면들을 갖는 벌크 층(502)을 예시한다. 다른 실시예들에서, 벌크 층(502)으로부터의 코팅 층(504)의 박리를 방지하기 위해 벌크 층(502)의 하나 이상의 표면들이 텍스처링될 수 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(500)는, 텍스처링된 제2 표면(506), 텍스처링된 제4 표면(510), 및 텍스처링된 제5 표면(508)을 갖는 벌크 층(502)을 포함한다. 코팅 층(504)은 텍스처링된 제2 표면(506), 텍스처링된 제4 표면(510), 및 텍스처링된 제5 표면(508) 상에 배치된다. 코팅 층(504)은 벌크 층(502)의 제2 표면(506), 제4 표면(510), 및 제5 표면(508)과 접촉하는 제1 표면(520), 및 제1 표면(520) 반대편의 제2 표면(522)을 포함한다. 코팅 층(504)의 제2 표면(522)은 벌크 층(502)의 텍스처링된 제2 표면(506), 텍스처링된 제4 표면(510), 및 텍스처링된 제5 표면(508)의 결과로서 텍스처링될 수 있다.
[0041]
도 5d에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(500)는, 텍스처링된 제1 표면(512), 텍스처링된 제2 표면(506), 텍스처링된 제3 표면(514), 텍스처링된 제4 표면(510), 및 텍스처링된 제5 표면(508)을 갖는 벌크 층(502)을 포함한다. 코팅 층(504)은 표면들(506, 508, 510, 512, 514) 상에 배치된다. 코팅 층(504)의 제1 표면(520)은 벌크 층(502)의 텍스처링된 표면들(506, 508, 510, 512, 514)과 접촉하고, 제2 표면(522)은 제1 표면(520) 반대편에 있다. 제2 표면(522)은 벌크 층(302)의 텍스처링된 표면들(506, 508, 510, 512, 514)의 결과로서 텍스처링될 수 있다. 도 5a - 도 5d에 도시된 바와 같은 기판 지지부 커버(500)는 세정 프로세스에서 기판 지지부(104)(도 2a에 도시됨)를 보호하기 위해 기판 지지부 커버(402)(도 4a에 도시됨)를 대체할 수 있다.
[0042]
도 6a - 도 6c는 다른 실시예에 따른 기판 지지부 커버(600)의 다양한 도면들이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 기판 지지부 커버(600)는 프로세싱 챔버, 이를테면, 프로세싱 챔버(100)(도 1에 도시됨)에서 세정 프로세스 동안 기판 지지부(104) 상에 배치된다. 기판 지지부 커버(600)는 기판 지지부(104)의 표면(142)을 커버하는 플레이트(602) 및 기판 지지부(104)의 측표면(144)을 커버하는 측면 커버(604)를 포함한다. 측면 커버(604)는 플레이트(602)에 커플링되고, 플레이트(602)에 대해 이동가능하다. 측면 커버(604)는 측면 커버(604)의 나머지 부분보다 더 큰 치수를 갖는 최상부 부분(605)을 포함한다. 측면 커버(604)는 플레이트(602)를 관통해 연장된다. 세정 프로세스 동안, 기판 지지부 커버(600)의 플레이트(602)는 기판 지지부(104)의 표면(142) 상에 배치되고, 측면 커버(604)는 기판 지지부(104)의 측표면(144)을 보호하기 위해 중력으로 인해 아래로 떨어진다(drop down). 최상부 부분(605)은 측면 커버(604)가 플레이트(602)를 통과해 연장되는 것을 방지한다. 플레이트(602) 및 측면 커버(604) 각각은 기판 지지부 커버(202) 또는 기판 지지부 커버(300)와 동일한 재료로 제작될 수 있다.
[0043]
기판 지지부 커버(600)의 핸들링 동안, 로봇(미도시)은 최상부 부분(605) 반대편의, 측면 커버(604)의 표면(607)과 맞물린다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 표면(607)이 플레이트(602)의 최하부 표면과 동일한 레벨에 있도록, 측면 커버(604)가 위로 이동한다. 도 6c는 기판 지지부 커버(600)의 평면도이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 측면 커버(604)는 2개 이상의 세그먼트들(606)을 포함한다. 다수의 세그먼트들(606)은 측면 커버(604)가 플레이트(602)에 대해 이동가능할 수 있게 한다.
[0044]
도 7은 도 1의 프로세싱 챔버를 동작시키기 위한 방법(700)을 도시하는 흐름도이다. 방법(700)은 동작(702)에서 시작되며, 동작(702)은 프로세싱 챔버, 이를테면, 프로세싱 챔버(100)(도 1에 도시됨)에서 증착 프로세스를 수행하기 위한 것이다. 증착 프로세스는 기판, 이를테면, 기판(154)(도 1에 도시됨)을 프로세싱 챔버 내에 배치하는 것, 층, 이를테면, 유전체 층을 기판 상에 증착하는 것, 및 프로세싱 챔버로부터 기판을 제거하는 것을 포함한다. 동작(704)에서, 기판 지지부 커버가 프로세싱 챔버 내의 기판 지지부 상에 배치된다. 기판 지지부 커버는 기판 지지부 커버(202, 300, 402, 500, 또는 600)일 수 있고, 기판 지지부는 기판 지지부(104)일 수 있다. 기판 지지부 커버는 로봇에 의해 프로세싱 챔버 내로 전달되고, 리프트 핀들, 이를테면, 리프트 핀들(140)(도 1에 도시됨) 상에 배치된다. 그런 다음, 기판 지지부는 기판 지지부 커버와 접촉하도록 그리고 기판 지지부 커버를 세정 포지션으로 상승시키기 위해 상승된다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부가 세정 포지션으로 상승됨에 따라, 링, 이를테면, 링(160)은 기판 지지부 또는 기판 지지부 커버에 의해 리프팅될 수 있다.
[0045]
기판 지지부는 동작(702)에서 수행되는 증착 프로세스 동안 프로세싱 온도와 동일한 온도로 유지될 수 있다. 일 실시예에서, 기판 지지부는 상승된 온도, 이를테면, 500℃ 초과 또는 1000℃ 초과로 유지된다. 다른 실시예에서, 기판 지지부는 20℃ 이상의 온도로 유지된다. 일 실시예에서, 동작(702)에서의 증착 프로세스는 제1 온도에서 기판 지지부를 이용하여 수행되고, 동작(704)에서 기판 지지부 커버가 상부에 배치될 때 기판 지지부의 온도는 제1 온도로 유지된다.
[0046]
다음으로, 동작(706)에서, 프로세싱 챔버에서 세정 프로세스가 수행된다. 세정 프로세스는 세정 가스, 이를테면, 불소 함유 가스 또는 산소 함유 가스를 프로세싱 챔버 내로 유동시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 세정 가스는 먼저 프로세싱 챔버 위에 배치된 원격 플라즈마 소스 내로 유동되고, 세정 종, 이를테면, 라디칼들이 원격 플라즈마 소스에 형성된다. 그런 다음, 세정 종은 세정 프로세스를 수행하기 위해 프로세싱 챔버 내로 유동된다. 세정 가스 또는 세정 종은, 챔버 컴포넌트들, 이를테면, 샤워헤드, 에지 또는 섀도우 링, 이를테면, 링(160 또는 160')(도 1에 도시됨), 측면 커버(161)(도 1에 도시됨), 및/또는 챔버 벽 상에 축적된 임의의 잔류물 재료를 제거한다. 그러나, 세정 가스 또는 세정 종은 기판 지지부 커버와 반응하지 않으며, 기판 지지부는 기판 지지부 커버에 의해 세정 가스 또는 세정 종으로부터 보호된다.
[0047]
다음으로, 동작(708)에서, 프로세스 안정성을 개선하고 주기적인 챔버 유지보수를 감소시키기 위해, 프로세싱 챔버의 컴포넌트들을 시즈닝하기 위하여 선택적인 챔버 시즈닝 프로세스가 수행된다. 동작(710)에서, 기판 지지부 커버가 기판 지지부로부터 제거된다. 세정 프로세스 또는 선택적인 시즈닝 프로세스 후에, 기판 지지부는 하부 포지션으로 떨어지고, 기판 지지부 커버는 리프트 핀들에 의해 지지되고, 로봇에 의해 픽업되어 프로세싱 챔버 밖으로 이동된다. 일부 실시예들에서, 동작(708)은 동작(710) 후에 수행된다. 동작(710) 후에, 동작들(702, 704, 706, 708)의 다른 사이클이 수행된다.
[0048]
불화물 재료로 제작된 기판 지지부 커버는 세정 프로세스 동안 기판 지지부를 보호하는 데 활용된다. 불화물계 기판 지지부 커버는 세정 가스 또는 세정 종과 반응하지 않으며, 기판 지지부가 상승된 온도로 유지될 때 승화될 수 있는 어떤 생성물도 형성되지 않는다.
[0049]
전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다.
Claims (15)
- 프로세싱 챔버로서,
챔버 바디;
상기 챔버 바디에 배치된 기판 지지부 ― 상기 기판 지지부는 표면 및 상기 표면에 연결된 측표면을 포함함 ―; 및
상기 기판 지지부 상에 제거가능하게 배치된 기판 지지부 커버를 포함하며,
상기 기판 지지부 커버는 불화물 재료를 포함하고 그리고 상기 프로세싱 챔버 내의 프로세싱 구역에 노출되는,
프로세싱 챔버. - 제1 항에 있어서,
상기 불화물 재료는 마그네슘 불화물 또는 희토류 불화물을 포함하는,
프로세싱 챔버. - 제1 항에 있어서,
상기 기판 지지부 커버는, 상기 기판 지지부와 동일한 직경 또는 더 작은 직경을 갖는 플레이트를 더 포함하는,
프로세싱 챔버. - 제3 항에 있어서,
상기 기판 지지부 커버는 측면 커버를 더 포함하고,
상기 측면 커버는 상기 기판 지지부의 표면의 일부 상에 배치되고, 그리고 상기 측면 커버는 상기 측표면을 향하는,
프로세싱 챔버. - 제1 항에 있어서,
상기 기판 지지부 커버는, 상기 기판 지지부의 표면과 접촉하는 제1 표면, 상기 제1 표면 반대편의 제2 표면, 상기 제1 표면으로부터 연장되고 그리고 상기 기판 지지부의 측표면을 향하는 제3 표면, 상기 제2 표면으로부터 연장되고 그리고 상기 제3 표면 반대편의 제4 표면, 및 상기 제3 표면과 상기 제4 표면을 연결하는 제5 표면을 더 포함하는,
프로세싱 챔버. - 제5 항에 있어서,
상기 기판 지지부 커버는, 제1 표면, 제2 표면, 제3 표면, 제4 표면, 및 제5 표면을 포함하는 벌크 층을 더 포함하고,
상기 기판 지지부 커버는 상기 벌크 층의 제1 표면, 제2 표면, 제3 표면, 제4 표면, 및 제5 표면 중 적어도 하나 상에 배치된 코팅 층을 더 포함하고, 그리고
상기 코팅 층은 상기 불화물 재료를 포함하는,
프로세싱 챔버. - 제6 항에 있어서,
상기 벌크 층은 실리콘, 실리콘 이산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 또는 석영을 포함하고, 그리고 상기 불화물 재료는 마그네슘 불화물 또는 희토류 불화물을 포함하는,
프로세싱 챔버. - 제1 항에 있어서,
상기 기판 지지부 커버는, 제1 표면, 제2 표면, 제3 표면, 및 제4 표면을 갖는 벌크 층을 더 포함하고,
상기 기판 지지부 커버는 상기 벌크 층의 제1 표면, 제2 표면, 제3 표면, 및 제4 표면 중 적어도 하나 상에 배치된 코팅 층을 더 포함하고, 그리고
상기 코팅 층은 상기 불화물 재료를 포함하는,
프로세싱 챔버. - 제8 항에 있어서,
상기 벌크 층은 실리콘, 실리콘 이산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물, 또는 석영을 포함하고, 그리고 상기 불화물 재료는 마그네슘 불화물 또는 희토류 불화물을 포함하는,
프로세싱 챔버. - 제2 항, 제7 항, 또는 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 희토류 불화물은 이트륨 불화물 또는 란타넘 불화물을 포함하는,
프로세싱 챔버. - 제10 항에 있어서,
상기 란타넘 불화물은 붕소 및/또는 탄소로 도핑되는,
프로세싱 챔버. - 프로세싱 챔버로부터 기판을 제거하는 단계;
상기 프로세싱 챔버에 배치된 기판 지지부 상에 기판 지지부 커버를 배치하는 단계 ― 상기 기판 지지부 커버는 불화물 재료를 포함함 ―; 및
상기 기판 지지부 커버가 상기 기판 지지부 상에 있는 동안 상기 프로세싱 챔버에서 세정 프로세스를 수행하는 단계를 포함하며,
상기 기판 지지부 커버의 불화물 재료는 상기 세정 프로세스 동안 세정 가스 또는 세정 종에 노출되는,
방법. - 제12 항에 있어서,
상기 세정 프로세스 후에 상기 프로세싱 챔버에서 시즈닝 프로세스를 수행하는 단계를 더 포함하며,
상기 시즈닝 프로세스는 상기 기판 지지부 커버가 상기 기판 지지부 상에 배치된 채로 수행되는,
방법. - 기판 지지부 커버로서,
불화물 재료를 포함하는 플레이트; 및
상기 플레이트에 이동가능하게 커플링된 측면 커버를 포함하며,
상기 측면 커버는 상기 플레이트를 관통해 연장되는,
기판 지지부 커버. - 제14 항에 있어서,
상기 측면 커버는 2개 이상의 세그먼트들을 포함하는,
기판 지지부 커버.
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