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KR100739247B1 - 플라즈마 처리 시스템에서 용착 실드가 구비된 개선된 상부전극판을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 시스템에서 용착 실드가 구비된 개선된 상부전극판을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR100739247B1
KR100739247B1 KR1020057005442A KR20057005442A KR100739247B1 KR 100739247 B1 KR100739247 B1 KR 100739247B1 KR 1020057005442 A KR1020057005442 A KR 1020057005442A KR 20057005442 A KR20057005442 A KR 20057005442A KR 100739247 B1 KR100739247 B1 KR 100739247B1
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KR
South Korea
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upper electrode
electrode plate
plasma processing
plasma
protective layer
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KR1020057005442A
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Inventor
신야 니시모토
고지 미쓰하시
히로유키 나카야마
Original Assignee
동경 엘렉트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 전극판 및 용착 실드를 포함하는 개선된 상부 전극을 제공하는 것이다. 전극판은 전극판과 상부 어셈블리를 연결하는 제 1 표면, 제 1 표면의 반대편에, 플라즈마 처리 시스템내의 처리 플라즈마를 향하도록 구성된 플라즈마 표면과 플라즈마 처리 시스템에 결합하는 결합면을 포함하는 제 2 표면, 및 주위 가장자리를 포함한다. 용착 실드는 전극판과 연결되어 그 곳으로부터 연장되도록 구성된 원통벽을 포함한다. 원통벽은 전극판의 플라즈마 표면에 접하는 내면과, 전극판의 결합면과 접하는 외면, 및 말단 립 표면을 포함하는 말단면을 포함한다.

Description

플라즈마 처리 시스템에서 용착 실드가 구비된 개선된 상부 전극판을 위한 장치 및 방법 {METHOD AND APPARATUS FOR AN IMPROVED UPPER ELECTRODE PLATE WITH DEPOSITION SHIELD IN A PLASMA PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 플라즈마 처리 시스템의 개선된 구성요소에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 처리가스를 도입하고 챔버 내부를 보호하도록 플라즈마 처리 시스템에서 채용된 용착 실드가 구비된 상부 전극판에 관한 것이다.
[관련출원의 상호참조]
본 출원은 미국특허출원번호가 10/259,757이고, 대리인 파일번호가 225277US6YA이며, 본 출원과 동일자로 출원된 "플라즈마 처리 시스템에서 개선된 상부 전극판을 위한 장치 및 방법", 미국특허출원번호가 10/259,382이고, 대리인 파일번호가 226274US6YA이며, 본 출원과 동일자로 출원된 "플라즈마 처리 시스템에서 개선된 배플판을 위한 장치 및 방법", 미국특허출원번호가 10/259,380이고, 대리인 파일번호가 228411US6YA이며, 본 출원과 동일자로 출원된 "플라즈마 처리 시스템에서 개선된 배플판을 위한 장치 및 방법", 미국특허출원번호가 10/259,353이고, 대리인 파일번호가 226275US6YA이며, 본 출원과 동일자로 출원된 "플라즈마 처리 시스템에서 개선된 용착 실드를 위한 장치 및 방법", 미국특허출원번호가 10/259,352이고, 대리인 파일번호가 226276US6YA이며, 본 출원과 동일자로 출원된 "플라즈마 처리 시스템에서 개선된 광학 창 용착 실드를 위한 장치 및 방법", 미국특허출원번호가 10/259,306이고, 대리인 파일번호가 226277US6YA이며, 본 출원과 동일자로 출원된 "플라즈마 처리 시스템에서 개선된 주름 실드를 위한 장치 및 방법"과 관련이 있다. 이 모든 출원의 전체 내용은 본원에 참고로 포함된다.
[종래기술]
반도체 산업에서 집적회로(IC)의 제조는 일반적으로 기판으로부터 물질을 제거하거나 증착에 필요한 플라즈마 반응로내에서의 표면 화학반응을 일으키거나 돕도록 플라즈마를 사용한다. 일반적으로 플라즈마는 공급된 처리가스와의 이온화 충돌을 지탱하기 위한 충분한 에너지를 가지는 열전자에 의해 진공의 플라즈마 반응로내에서 형성된다. 또한, 열전자는 해리 충돌을 지탱할 만한 충분한 에너지를 가질 수 있고, 따라서 미리 정해진 조건(예를 들어 챔버 압력, 가스 유량 등)에서 특정한 일련의 가스가 챔버내에서 수행되는 특정 공정(예를 들어, 기판으로부터 물질을 제거하는 에칭 공정, 기판에 물질이 첨가되는 증착 공정)에 적합한 일단의 대전 분자 및 화학적 반응 분자를 생산하도록 선택된다.
비록 대전 입자(이온 등) 및 화학적 반응 입자 집단의 형성이 기판 표면에서의 플라즈마 처리 시스템의 기능(예를 들어, 물질 에칭, 물질 증착 등)을 수행하기 위해 필요하다고 할지라도, 공정 챔버 내부의 다른 구성요소 표면은 물리적으로 화학적으로 활성화된 플라즈마에 노출되고 침식될 수 있다.
플라즈마 처리 시스템에 노출된 구성요소의 침식은 플라즈마 처리 기능의 점차적인 열화를 초래하고 궁극적으로 시스템의 전반적인 고장을 일으킨다.
처리 플라즈마에의 노출에 따른 손상을 최소화하기 위해, 처리 플라즈마에 노출에 손상을 입는다고 알려진 플라즈마 처리 시스템의 구성요소는 보호층이 코팅된다. 예를 들어, 알루미늄 재질의 구성요소는 플라즈마에 보다 큰 저항을 가지는 산화 알루미늄 표면층을 형성하도록 양극산화 처리될 수 있다. 다른 예에서는, 실리콘, 석영, 알루미나, 카본, 또는 실리콘 카바이드 재질의 구성요소 처럼 소모되거나 대체 가능한 구성요소가 잦은 교체로 인한 비용 부담이 큰 보다 가치있는 구성요소의 표면을 보호하기 위해 처리 챔버내에 삽입될 수 있다.
또한, 원하는 않는 오염물, 불순물 등이 처리 플라즈마, 가능하다면 기판위에 형성된 소자로의 유입을 최소화하는 표면 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
양자의 경우에 있어서, 보호층의 순도 또는 보호층의 제조시의 순도 중 어느 하나로 인한 보호 코팅의 불가피한 파손과 대체 가능한 구성요소의 소모되는 성질은 플라즈마 처리 시스템의 잦은 유지보수를 요구한다. 이와 같은 잦은 유지보수는 플라즈마의 고장시간 및 새로운 플라즈마 처리 챔버 구성요소와 관련된 비용을 발생시킬 수 있고, 이는 과도할 수 있다.
본 발명은 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드를 구비한 개선된 상부 전극을 제공하는 것에 관한 것으로, 상기 확인된 단점을 효과적으로 완화하기 위한 상부 전극의 제작과 설계에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 전극판 및 용착 실드를 포함하는 개선된 상부 전극을 제공하는 것이다. 전극판은 전극판과 상부 어셈블리를 연결하는 제 1 표면, 제 1 표면의 반대편에, 플라즈마 처리 시스템내의 처리 플라즈마를 향하도록 구성된 플라즈마 표면과 플라즈마 처리 시스템에 결합하는 결합면을 포함하는 제 2 표면, 및 주위 가장자리를 포함한다. 용착 실드는 전극판과 연결되어 그 곳으로부터 연장되도록 구성된 원통벽을 포함한다. 원통벽은 전극판의 플라즈마 표면에 접하는 내면과, 전극판의 결합면과 접하는 외면, 및 말단 립 표면을 포함하는 말단면을 포함한다.
전극판은 복수의 가스 분사구를 더 포함할 수 있으며, 여기서 적어도 하나의 가스 분사구는 처리 가스를 수용하는 유입 영역과 처리 가스를 플라즈마 처리 시스템에 연결시키는 유출 영역을 포함하며, 유출 영역은 분사면을 포함한다.
전극판은 용착 실드가 구비된 전극판을 상부 전극에 부착하도록 고정 장치를 수용하는 복수의 고정 리셉터를 더 포함할 수 있다.
전극판은 하나 이상의 용착 실드가 구비된 전극판을 플라즈마 처리 시스템에 붙이도록 고정 장치를 수용하는 관통홀을 더 포함할 수 있다.
전극판은 제 1 표면에 연결되어 처리 가스를 수용하고 처리 가스를 복수의 가스 분사구로 분배하는 플리넘 홀을 더 포함할 수 있다.
전극판은 전극판의 제 1 표면에 연결되어 전극판을 상부 어셈블리에 밀폐하도록 구성된 제 1 밀폐홀, 전극판의 제 1 표면에 연결되어 전극판을 상부 어셈블리에 밀폐하도록 구성된 제 2 밀폐홀 및 전극판의 제 1 표면에 연결되어 하나 이상의 관통홀을 상부 어셈블리에 밀폐하도록 구성된 하나 이상의 제 3 밀폐홀을 더 포함할 수 있다.
전극판은 진단 포트 및 전극판의 제 1 표면에 연결되어 진단 포트를 상부 전극에 밀폐하는 제 4 밀폐홀을 더 포함할 수 있다. 진단 포트는 유입구와 내부 표면을 포함하는 유출구를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 용착 실드를 통해 처리 공간에 접근이 가능하도록 용착 실드내에 통로를 포함하는 용착 실드가 구비된 전극판을 제공하는 것이다. 통로는 제 1 통로면, 제 2 통로면, 및 연결면을 포함할 수 있고, 여기에서 연결면은 고정면을 포함하는 하나 이상의 탭 홀을 포함할 수 있다.
전극판은 용착 실드가 구비된 전극판의 복수의 노출된 표면위에 처리 플라즈마를 향하도록 형성된 보호층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전극판의 노출 표면이 전극판의 제 2 표면의 플라즈마 표면, 용착 실드의 원통벽의 내면, 및 용착 실드의 말단면의 말단 립 표면을 포함하는 용착 실드가 구비된 전극판을 제공하는 데 있다. 부가적으로, 노출 표면은 복수 가스 분사구내의 유출 영역 분사면, 진단 포트내의 유출구 내부면, 통로의 제 1 통로면, 및 용착 실드내의 통로의 고정면을 제외한 연결면을 포함할 수 있다.
본 발명은 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극을 위해 용착 실드가 구비된 전극판을 생산하도록 아래의 단계들로 이루어진 방법을 제공한다. 용착 실드가 구비된 상부 전극을 제조하는 단계; 용착 실드가 구비된 전극판위에 표면 양극산화층을 형성하기 위해 용착 실드가 구비된 전극판을 양극산화 처리하는 단계; 표면 양극산화층을 제거하기 위해 용착 실드가 구비된 전극판위에 노출된 표면을 기계 가공시키는 단계; 및 노출된 표면위에 보호층을 형성하는 단계. 또한, 본 발명은 선택적으로 플리넘 홀, 제 1 밀폐홀, 제 2 밀폐홀, 하나 이상의 제 3 밀폐홀, 제 4 밀폐홀, 및 말단 결합면을 제외한 전극판의 제 1 표면을 기계 가공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 플라즈마 처리 시스템에서 상부 전극을 위해 용착 실드가 구비된 전극판을 생산하도록 아래의 단계들로 이루어진 다른 방법을 제공한다. 용착 실드가 구비된 상부 전극을 제조하는 단계; 표면 양극산화층의 형성을 방지하기 위해 용착 실드가 구비된 전극판위에 노출된 표면을 마스크하는 단계; 용착 실드가 구비된 전극판위에 표면 양극산화층을 형성하기 위해 용착 실드가 구비된 전극판을 양극산화 처리하는 단계; 노출된 표면을 마스크를 제거하는 단계; 및 노출된 표면위에 보호층을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 선택적으로 다른 노출되지 않은 표면(예를 들어, 플리넘 홀, 제 1 밀폐홀, 제 2 밀폐홀, 하나 이상의 제 3 밀폐홀, 제 4 밀폐홀, 및 말단 결합면을 제외한 전극판의 제 1 표면)을 마스크하는 단계를 포함한다.
본 발명은 플라즈마 처리 시스템에서 상부 전극을 위해 용착 실드가 구비된 전극판을 생산하도록 아래의 단계들로 이루어진 또 다른 방법을 제공한다. 용착 실드가 구비된 상부 전극을 제조하는 단계; 및 노출된 표면위에 보호층을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 노출된 표면이 보호층을 수용하도록 준비하는 기계 가공 및 마스크를 조합하는 공정, 그런 다음 노출된 표면위에 보호층을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호층이 형성될 수 있는 네 개의 노출된 표면을 생성하기 위해 양극산화 처리 전에 두 개의 표면이 마스크될 수 있고, 양극산화 처리 후에 두 개의 표면이 기계 가공될 수 있다.
본 발명의 이것 및 다른 유리한 점은 첨부된 도면과 함께 다음의 본 발명의 실시에에 대한 상세한 설명으로부터 보다 명백하고 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용착 실드가 구비된 전극판으로 이루어지는 상부 전극을 포함하는 플라즈마 처리 시스템의 간략화된 블럭 다이어그램.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드가 구비된 전극판내의 가스 분사구의 확대 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드가 구비된 전극판내의 진단 포트의 배출구의 확대 단면도.
도 7A는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드내의 통로의 확대 단면도.
도 7B는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템의 통로의 주요축을 따라 통로의 확대 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템의 통로의 고정면과 연결면의 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 생산방법.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 생산방법.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리 시스템을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 생산방법.
본 발명은 플라즈마 처리 시스템의 개선된 상부 전극을 제공한다. 여기서, 상부 전극의 설계 및 제작은 유리하게 알려진 결점을 지적할 것이다.
본 발명의 실시예에 따라, 도 1에 도시된 플라즈마 처리 시스템(1)은 플라즈마 처리 챔버(10), 상부 어셈블리(20), 상부 전극(22), 기판(35)을 지지하는 기판 홀더(30), 및 플라즈마 처리 챔버(10)내에 감소된 압력 분위기(11)를 제공하는 진공 펌프(도시하지 않음)에 연결되는 펌핑 덕트(40)를 포함한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는 기판(35)에 인접한 처리 공간(12)내의 처리 플라즈마의 형성을 용이하게 한다. 플라즈마 처리 시스템(1)은 다양한 기판(예를 들어, 200mm 기판, 300mm 기판, 또는 더 큰)을 처리하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 상부 전극(22)은 용착 실드(26)(도2)가 구비된 전극판 (24)(도2)을 포함한다. 다른 실시예에서, 상부 어셈블리(20)는 커버, 가스 분사 어셈블리, 및 상부 전극 임피던스 매치 네트워크 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상부 전극(22)은 RF 소스와 연결될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상부 어셈블리(20)는 커버 및 상부 전극(22)을 포함하는데, 상부 전극은 플라즈마 처리 챔버(10)의 전위와 동일한 전위로 유지된다. 예를 들어, 플라즈마 처리 챔버(10), 상부 어셈블리(20), 및 상부 전극(22)은 전기적으로 그라운드 전위에 연결될 수 있다.
플라즈마 처리 챔버(10)는 예를 들어, 광학 뷰포트(16)를 더 포함할 수 있다. 광학 뷰포트(16)는 용착 실드(26)에 연결될 수 있는 광학 창 용착 실드(18)의 뒷면에 연결된 광학 창(17)과 광학 창(17)을 광학 창 용착 실드(18)에 연결토록 구성될 수 있는 광학 창 플랜지(19)를 포함할 수 있다. O링과 같은 밀폐 수단은 광학 창 플랜지(19)와 광학 창(17) 사이, 광학 창(17)와 광학 창 용착 실드(18)사이, 및 광학 창 용착 실드(18)와 플라즈마 처리 챔버(10) 사이에 구비될 수 있다. 광학 뷰포트(16)를 통해 예를 들어, 처리 공간(12)내의 처리 플라즈마로부터의 광방출의 감시가 가능하다.
또한, 기판 홀더(30)는 예를 들어, 기판 홀더(30) 및 플라즈마 처리 챔버(10)에 연결되고, 플라즈마 처리 챔버(10)내의 감소된 압력 분위기(11)로부터 수직 병진 장치(50)를 밀폐하도록 구성된 벨로즈(52)에 의해 둘러싸여진 수직 병진 장치(50)를 더 포함할 수 있다. 부가적으로, 벨로즈 실드(54)는 예를 들어, 기판 홀더(30)에 연결되고 처리 플라즈마로부터 벨로즈(52)를 보호하도록 구성될 수 있다. 또한, 기판 홀더(30)는 예를 들어, 포커스 링(60) 및 실드 링(62) 중 적어도 하나 에 연결될 수 있다. 또한, 배플판(64)은 기판 홀더(30)의 가장자리로부터 연장될 수 있다.
기판(35)은 예를 들어, 기판 홀더(30) 내의 장치에 의해 기계적으로 병진되는 로봇 기판 이송 시스템에서, 기판 홀더(30) 내의 기판 리프트 핀(도시하지 않음)에 의해 제공되고, 슬롯 밸브(도시하지 않음) 및 챔버 관통홀(도시하지 않음)를 통해 플라즈마 처리 챔버(10)의 안팎으로 이송될 수 있다. 일단, 기판(35)이 기판 이송 이스템으로부터 제공되면 기판(35)은 기판 홀더(30)의 상부면까지 낮추어진다.
기판(35)은 예를 들어, 정전 클램핑 시스템에 의해 기판 홀더(30)에 부착될수 있다. 또한, 기판 홀더(30)는 예를 들어, 기판 홀더(30)로부터 열을 받아 열 교환 시스템(도시하지 않음)으로 열을 전달하거나, 발열시 열 교환 시스템으로부터 의 열을 전달하는 재순환 냉매 유량을 포함하는 냉각 시스템을 더 포함할 수 있다. 또한, 가스는 예를 들어, 기판(35)과 기판 홀더(30)사이의 가스 갭 열전도를 향상시키기 위해 후면 가스 시스템에 의해 기판(35)의 후면으로 공급될 수 있다. 그와 같은 시스템은 온도가 증가 또는 감소에 따른 기판의 열제어가 요구될 때 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 발열 소자 예를 들어, 저항 발열 소자, 또는 열전기 발열기/냉각기가 포함될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 기판 홀더(30)는 전극을 포함할 수 있는데, 전극을 통해 RF 전력이 처리 공간(12)내의 처리 플라즈마로 연결된다. 예를 들어, 기판 홀더(30)는 RF 전원장치(도시되지 않음)로부터 임피던스 매치 네트워크(도시하지 않음)를 통해 기판 홀더(30)로 전달되는 RF 전력의 전달에 의해 전기적으로 RF 전압에 바이어스될 수 있다. RF 바이어스는 플라즈마를 생성하고 유지하도록 열전자를 제공한다. 이와 같은 구성에서, 시스템은 반응성 이온 에칭(RIE) 반응로로서 동작할 수 있고, 여기에서 챔버와 상부 가스 분사 전극은 그라운드 표면으로서 제공된다. 전형적인 RF 바이어스를 위한 주파수는 1MHz로부터 100MHz에 이르고, 바람직하게는 13.56MHz이다. 플라즈마 처리를 위한 RF 시스템은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려져 있다.
선택적으로, 처리 공간(12)내에서 형성되는 처리 플라즈마는 평행판, 축전 결합형 플라즈마(CCP) 소스, 유도 결합형 플라즈마(ICP) 소스, 그것의 어떤 조합, 및 DC 마그네트 시스템을 구비하거나 구비하지 않은 것을 이용하여 생성될 수 있다. 선택적으로, 처리 공간(12)내의 처리 플라즈마는 전자 사이클로트론 공명(ECR)을 이용하여 생성될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 처리 공간(12)내의 처리 플라즈마는 헬리콘파의 발생으로부터 생성될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 처리 공간(12)내의 처리 플라즈마는 전파 표면파로부터 형성된다.
도 2(평면도)와 도 3(단면도)에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하면, 상부 전극(22)은 전극판(24)과 용착 실드(26)가 구비된 원통형의 요소를 포함한다. 전극판(24)은 상부 전극(22)을 상부 어셈블리(20)로 연결하는 제 1 표면(82), 플라즈마 처리 챔버(10)내의 처리 플라즈마를 향하도록 구성된 플라즈마 표면(90)과 상부 전극(22)과 플라즈마 처리 챔버(10)를 결합하는 결합면(92)을 포함하는 제 2 표면(88), 및 주위 가장자리(94)를 포함할 수 있다. 용착 실드(26)는 전극판(24)에 연 결되어 그것으로부터 연장되도록 구성된 원통벽(70)을 포함할 수 있다. 원통벽(70)은 전극판(24)의 플라즈마 표면(90)에 접하는 내면(72), 전극판(24)의 결합면(92)에 접하는 외면(74), 및 말단면(76)을 포함할 수 있다.
도 4는 전극판(24)에 연결된 용착 실드(26)의 확대도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 원통벽(70)의 말단면(76)은 말단 결합면(77)과 말단 립 면(78)을 더 포함하는데, 여기서 말단 립 면(78)은 원통벽(70)의 내면(72)에 접한다. 선택적으로, 용착 실드(26)를 구비한 전극판(24)은 또한 원통벽(70)의 길이를 연장시키고 상부 전극(22)을 플라즈마 처리 시스템(1)에 연결하기 위해 볼트 등과 같은 고정 장치(도시하지 않음)를 수납하도록 구성된 하나 이상의 관통홀(112)을 더 포함할 수 있다. 각각의 관통홀(112)은 제 1 입구 고정 홀(113), 제 2 입구 고정 홀(114), 제 3 입구 고정 홀(115), 및 고정 통로(116)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극판(24)내에 형성되는 관통홀(112)의 갯수는 1개에서 100개까지 이를 수 있다. 바람직하게는, 관통홀(112)의 갯수는 5개에서 20개까지이며, 보다 바람직하게는 관통홀(112)의 갯수는 적어도 8개이다.
도 2 및 도 3을 계속해서 참조하고 도 5에 도시된 바와 같이, 전극판(24)은제 1 표면(82)과 제 2 표면(88)에 연결된 복수의 가스 분사구(100)를 더 포함하는데, 여기서 각 가스 분사구(100)는 처리 가스를 수용하기 위한 유입 영역(102)과 처리 가스를 플라즈마 처리 챔버(10)로 연결하기 위한 유출 영역(104)을 포함한다. 또한, 각 가스 분사구(100)의 내면은 분사면(106), 제 1 유입면(107), 및 제 2 유입 면(108)을 포함할 수 있다. 처리 가스는 예를 들어, 산화 에칭의 적용을 위해 아르곤, CF4 및 O2의 혼합가스 또는 아르곤 C4F8, 및 02의 혼합가스, 또는 예를 들어, 02/Ar/C4F8, 02/CO/Ar/C5F8, 02/CO/Ar/C4F6, N2/H2와 같은 화학물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 전극판(24)내에 형성된 가스 분사구(100)의 수는 1개에서 10000개까지 이를 수 있다. 바람직하게, 가스 분사구(100)의 갯수는 50개에서 500개까지이며, 보다 바람직하게는 가스 분사구(100)의 갯수는 적어도 100개이다. 또한, 가스 분사구의 지름은 예를 들어 0.1mm에서 20mm까지 이를 수 있다. 바람직하게는, 지름은 0.5mm에서 5mm까지이고, 보다 바람직하게는 지름은 0.5mm에서 2mm까지이다. 또한, 가스 분사구의 길이는 예를 들어 1mm에서 20mm까지 이를 수 있다. 바람직하게는, 길이는 2mm에서 15mm이며, 보다 바람직하게는, 길이는 3mm에서 12mm이다.
부가적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극판(24)은 제 1 표면(82)의 일부인 플리넘 면(82b)을 구비하고, 처리 가스를 수용하여 복수의 가스 분사구(100)로 배분하도록 구성된 플리넘 홀(84)을 포함한다.
부가적으로, 전극판(24)은 전극판(24)의 연결면(82a)에 연결되어 전극판(24)을 상부 어셈블리(20)에 밀폐하도록 구성된 제 1 밀폐홀(86a)을 포함한다. 제 1 밀폐홀은 예를 들어, O링에 맞춰지도록 구성된 더브 테일(dovetail) 단면 또는 직사각형 단면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전기적인 연결 부재(도시하지 않음)가 전극판(24)과 상부 어셈블리(20) 사이의 향상된 전기적 연결을 위해 전극판(24)의 연결면(82a)에 통합될 수 있다. 전기적 연결 부재는 예를 들어, 진공 처리 에 관한 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 알려진 Spirashield(Spira Manufacturing Company로부터 상업적으로 입수가능한)를 포함할 수 있다.
부가적으로, 전극판(24)은 전극판(24)의 연결면(82a)에 연결되어 전극판(24)을 상부 어셈블리에 밀폐하도록 구성된 제 2 밀폐홀(86b)을 포함할 수 있다. 제 2 밀폐홀은 예를 들어, O링에 맞춰지도록 구성된 더브 테일(dovetail) 단면 또는 직사각형 단면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전기적인 연결 부재(도시하지 않음)가 전극판(24)과 상부 어셈블리(20) 사이에 개선된 전기적 연결을 제공하기 위해 전극판(24)의 연결면(82a)에 통합될 수 있다. 전기적 연결 부재는 예를 들어, 진공 처리에 관한 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 알려진 Spirashield(Spira Manufacturing Company로부터 상업적으로 입수가능한)를 포함할 수 있다.
부가적으로, 전극판(24)은 전극판(24)의 연결면(82a)에 연결되어 하나 이상의 관통홀(112)의 각각을 상부 어셈블리(20)에 밀폐하도록 구성된 하나 이상의 제 3 밀폐홀(86c)을 포함할 수 있다. 제 2 밀폐홀은 예를 들어, O링을 수용하도록 구성된 더브 테일(dovetail) 단면 또는 직사각형 단면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전기적인 연결 부재(도시하지 않음)가 전극판(24)과 상부 어셈블리(20) 사이에 개선된 전기적 연결을 제공하기 위해 전극판(24)의 연결면(82a)에 통합될 수 있다. 전기적 연결 부재는 예를 들어, 진공 처리에 관한 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 알려진 Spirashield(Spira Manufacturing Company로부터 상업적으로 입수가능한)를 포함할 수 있다.
전극판(24)은 전극판(24)을 상부 어셈블리(20)에 부착시키기 위해 쓰레디드 볼트(threaded bolt)와 같은 고정 장치(도시하지 않음)를 수용하는 복수의 고정 리셉터(110)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극판(24)내에 형성된 고정 리셉터(110)의 수는 1개에서 100개까지 이를 수 있다. 바람직하게, 고정 리셉터(110)의 갯수는 5개에서 20개까지이며, 보다 바람직하게는 고정 리셉터(110)의 갯수는 적어도 8개이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전극판(24)은 진단 포트(120) 및 전극판(24)의 연결면(82a)에 연결되고 진단 포트(120)를 상부 어셈블리(20)에 밀폐하도록 구성된 제 4 밀폐홀(122)을 더 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 진단 포트(120)는 플라즈마 표면(90)에 접하는 내부면(128)을 포함하는 유입구(124) 및 유출구(126)를 포함할 수 있다. 유사하게, 제 4 밀폐홀은 예를 들어, O링을 수용하도록 구성된 더브 테일(dovetail) 단면 또는 직사각형 단면을 포함할 수 있다. 진단 포트(120)는 진단 시스템(도시하지 않음)을 플라즈마 처리 챔버(10)의 감소된 압력 분위기(11)로 연결하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 진단 시스템은 압력 마노메터를 포함할 수 있다.
도 1, 도 2, 및 도 3을 다시 참조하면, 용착 실드(26)는 예를 들어, 용착 실드(26)를 통해 처리 공간(12)으로의 접근을 용이하기 위해 통로(130)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 통로(130)는 챔버 라이너 플러그(도시하지 않음) 또한 도 1에 도시한 것과 같은 광학 창 용착 실드 중 적어도 하나의 삽입을 용이하게 하도록 용착 실드(26)내에 형성된다. 세부적인 사항을 위하여, 미국특허출원번호가 10/259,352이고, 대리인 파일번호가 226276US6YA이며, 이 출원과 동일자로 출원된 "플라즈마 처리 시스템에서 개선된 광학 창 용착 실드를 위한 장치 및 방법" 여기에서 온전히 통합된다.
도 7A 및 7B에서, 용착 실드(26)의 통로(130)의 확대도와 장축에 따른 통로(130)의 단면도가 각각 도시되어 있다. 도 7B에 도시한 바와 같이, 통로(130)는 용착 실드(26)의 내면(72)에 연결되는 제 1 통로면(132), 용착 실드(26)의 외면(74)에 연결되는 제 2 통로면(134), 및 제 1 통로면(132) 및 제 2 결합면(134)에 연결되는 연결면(136)을 더 포함할 수 있다. 또한, 연결면(136)은 챔버 플러그(도시하지 않음) 또는 광학 창 용착 실드(도시하지 않음) 중 적어도 하나를 용착 실드(26)로 연결하도록 쓰레디드 고정자(도시하지 않음)를 수용하는 적어도 하나의 탭홀(138)을 포함할 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 연결면(136)은 탭 홀(138)내에서 연장되어 탭 홀(138)에 바로 인접한 고정면(140)을 더 포함할 수 있다. 또한, 통로(130)의 폭(장축을 따라)은 예를 들어 1mm에서 100mm까지 이를 수 있다. 바람직하게, 폭은 10mm에서 40mm이고, 보다 바람직하게는 폭은 적어도 25mm이다. 또한, 통로(130)의 높이(단축을 따라)는 예를 들어 1mm에서 100mm까지 이를 수 있다. 바람직하게, 높이는 10mm에서 40mm이고, 보다 바람직하게는 높이는 적어도 15mm이다.
도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 노출된 표면(145)은, 전극판(24)의 제 2 표면(88)의 플라즈마 표면(90)(도3)과, 용착 실드(26)의 원통벽(70)의 내면(72)(도4), 및 용착 실드(26)의 말단면(76)의 말단 립 면(78)(도4)을 포함한다. 부가적으로, 노출된 표면(145)은 복수의 가스 분사구(100)내의 유출 영역(104)의 분사면(106)(도5), 진단 포트(120)내의 유출구(126)의 내부면(128)(도6), 통로(130)의 제 1 통로면(132)(도8), 및 용착 실드(도8)내의 통로의 고정면(140)을 제외한 연결면(136)(도8)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 노출된 표면은 용착 실드(26)가 구비된 전극판(24)위의 모든 표면을 포함한다.
도 2 내지 도 8을 다시 참조하면, 용착 실드(26)가 구비된 전극판(24)은 용착 실드(26)가 구비된 전극판(24)의 노출된 표면(145)위에 형성된 보호층(150)을 더 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 보호층(150)은 Al2O3와 같이 산화 알루미늄을 포함하는 화합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 보호층(150)은 Al2O3 및 Y2O3 의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 보호층(150)은 3족 원소(주기율표의 3족)와 란탄족 원소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 3족 원소는 이트륨, 스칸듐, 및 란탄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 란탄족 원소는 세륨, 디스프로슘, 및 유로퓸 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 보호층(150)을 형성하는 화합물은 이트리아(Y2O3), Sc2O3, Sc2F3, YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3, 및 DyO3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 용착 실드(26)가 구비된 전극판(24)위에 형성된 보호층(150)은 최소 두께로 이루어지는데, 여기서 최소 두께는 노출된 표면(145) 중 적어도 어느 하나를 일정하게 가로지르는 두께로 설명된다. 다른 실시예에서, 최소 두께는 노출된 표면(145)을 가로질러 변할수 있다. 선택적으로, 최소 두께는 노출 된 표면의 제 1 영역에 걸쳐 일정하고, 노출된 표면의 제 2 영역에 걸쳐 변할 수 있다. 예를 들어, 곡선 표면, 모퉁이, 또는 구멍내에서 두께가 변할 수 있다. 예를 들어, 최소 두께는 0.5 미크론에서 500 미크론까지 이를 수 있다. 바람직하게, 최소 두께는 100 미크론에서 200 미크론이고, 보다 바람직하게는 최소 두께는 적어도 120 미크론이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 도 1에 도시된 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 제조 방법을 도시하고 있다. 흐름도(300)는 용착 실드가 구비된 전극판을 제조하는 것(310)(예를 들어, 도 2-8을 참조하여 설명된 판 및 실드의 특성을 가진 판 및 실드)에서 시작한다. 용착 실드가 구비된 전극판을 제조하는 것은 기계 가공, 주조, 연마, 단조, 및 연삭 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상술한 구성요소의 각각은 분쇄기, 선반 등을 포함하는 종래의 기술을 사용하여 기계제도상에 설명된 규격에 따라 기계 가공될 수 있다. 예를 들어, 분쇄기 또는 선반을 사용하여 구성요소를 기계 가공하는 기술은 기계 가공에 관한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있다. 용착 실드가 구비된 전극판은 예를 들어, 알루미늄으로부터 제조될 수 있다.
320에서, 용착 실드(26)가 구비된 전극판(24)은 표면 양극산화층을 형성하기 위해 양극산화 처리 된다. 예를 들어, 알루미늄으로부터 용착 실드가(26)가 구비된 전극판(24)을 제조할 때, 표면 양극산화층은 산화 알루미늄(Al2O3)을 포함한다. 알루미늄 원소를 양극산화 처리 하는 방법은 표면 양극산화 처리의 기술분야의 통상 의 지식을 가진자에게 잘 알려져 있다.
330에서, 표면 양극산화층은 통상적인 기계 가공 기술을 사용하여 노출된 표면으로부터 제거된다. 동일한 기계 가공 단계 또는 별도의 기계 가공 단계 동안 다른 표면(예를 들어, 플리넘 홀, 제 1 밀폐홀, 제 2 밀폐홀, 하나 이상의 제 3 밀폐홀, 및 제 4 밀폐홀, 및 용착 실드의 말단 결합면을 제외한 전극판의 제 1 표면) 또한 기계 가공될 수 있다(예를 들어, 기계 가공된 표면에 우수한 기계적 또는 전기적 접촉을 제공하는 편평한 또는 노출된 표면을 위해).
340에서, 보호층(150)(상술한 바와 같이)이 노출된 표면(145) 위에 형성된다. 예를 들어, 이트리아(yttria)를 포함하는 보호층은 세라믹 스프레이 코팅 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 (열) 스프레이 코팅 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 보호층의 형성은 열 스프레이 코팅을 연마하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 스프레이 코팅을 연마하는 것은 스프레이된 표면에 샌드 페이퍼의 사용하는 것을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 1에 도시된 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 제조 방법을 도시하고 있다. 흐름도(400)는 용착 실드가 구비된 전극판을 기계 가공하는 것(410)에서 시작한다. 용착 실드가 구비된 전극판을 제조하는 것은 기계 가공, 주조, 연마, 단조, 및 연삭 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상술한 구성요소의 각각은 분쇄기, 선반 등을 포함하여 종래의 기술을 사용하여 기계제도상에 설명된 규격에 따라 기계 가공될 수 있다. 예를 들어, 분쇄기 또는 선반을 사용하여 구성요소를 기계 가공하 는 기술은 기계 가공에 관한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있다. 용착 실드가 구비된 전극판은 예를 들어, 알루미늄으로부터 제조될 수 있다.
420에서, 노출된 표면(145)은 그위에 표면 양극산화층의 형성을 방지하기 위해 마스크된다. 표면 마스크 및 마스크 제거 기술은 표면 코팅과 표면 양극산화 처리 기술에 속하는 분야의 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려져 있다. 동일한 마스크 단계 또는 별도의 마스크 단계 동안 다른 표면(예를 들어, 플리넘 홀, 제 1 밀폐홀, 제 2 밀폐홀, 하나 이상의 제 3 밀폐홀, 제 4 밀폐홀, 및 용착 실드의 말단 결합면을 제외한 전극판의 제 1 표면) 또한 마스크될 수 있다(예를 들어, 기계 가공된 표면에 우수한 기계적 또는 전기적 접촉을 제공하는 편평한 또는 노출 표면을 위해).
430에서, 용착 실드(26)가 구비된 전극판(24)은 남겨진 마스크가 제거된 표면위에 표면 양극산화층을 형성하기 위해 양극산화 처리된다. 예를 들어, 알루미늄으로부터 용착 실드가 구비된 전극판을 제조할 때, 표면 양극산화층은 산화 알루미늄(Al2O3)을 포함한다. 알루미늄 원소를 양극산화 처리하는 방법은 표면 양극산화 처리하는 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려져 있다.
440에서, 노출된 표면(145)에서 마스크가 제거되고, 보호층(150)(상술한 바와 같이)은 노출된 표면(145)위에 형성된다. 예를 들어, 이트리아를 포함하는 보호층은 세라믹 스프레이 코팅 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 (열) 스프레이 코팅 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 보호층의 형성 은 열 스프레이 코팅을 연마하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 스프레이 코팅을 연마하는 것은 스프레이된 표면에 샌드 페이퍼의 사용하는 것을 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 1에 도시된 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극을 위한 용착 실드가 구비된 전극판의 제조 방법을 도시하고 있다. 흐름도(500)는 용착 실드가 구비된 전극판을 제조하는 것(510)에서 시작한다. 용착 실드가 구비된 전극판을 제조하는 것은 기계 가공, 주조, 연마, 단조, 및 연삭 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상술한 구성요소의 각각은 분쇄기, 선반 등을 포함하여 종래의 기술을 사용하여 기계제도상에 설명된 규격에 따라 기계 가공될 수 있다. 예를 들어, 분쇄기 또는 선반을 사용하여 구성요소를 기계 가공하는 기술은 기계 가공에 관한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있다. 용착 실드가 구비된 전극판은 예를 들어, 알루미늄으로부터 제조될 수 있다.
520에서, 보호층(150)(상술한 바와 같이)이 노출된 표면(145) 위에 형성된다. 예를 들어, 이트리아를 포함하는 보호층은 세라믹 스프레이 코팅 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 (열) 스프레이 코팅 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 보호층의 형성은 열 스프레이 코팅을 연마하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 스프레이 코팅을 연마하는 것은 스프레이된 표면에 샌드 페이퍼의 사용하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 마스크 및 기계 가공의 혼합은 보호층(150)으로 보호되는 적절한 표면의 수를 마련한다. 예를 들어, 복수의 가스 분사구내의 유출 영역의 분사면이 양극산화 처리후에 편평한 또는 노출된 표면을 제공하도록 기계 가공되는 동안, 전극판의 제 2 표면의 플라즈마 표면이 현재 노출된 표면에서 양극산화층이 그 위에 형성되는 것을 방지하도록 마스크될 수 있다.
노출된 표면(145)위에 보호층을 형성하기 위해서 비록 반드시 필요하지는 않더라도, 양극산화층이 형성되고 다른 노출되지 않은 표면을 기계 가공하거나 양극산화 처리를 수행하기 전에 노출되지 않은 다른 표면을 마스크 하는 것(예를 들어, 구성요소간의 전기적 또는 기계적인 연결을 위해 노출된 표면을 제공하기 위해)도 또한 가능하다. 그와 같은 표면은 밀폐 또는 결합면을 포함할 수 있다.
비록 위에서 본 발명의 단지 특정한 실시예가 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 신규한 기술 및 잇점으로부터 근본적으로 이탈하는 것 없이 용이하게 실시예내에서 많은 변형예가 가능하고 이해할 수 있다. 따라서, 그와 같은 모든 변형예는 본 발명의 범위내에 속하도록 의도된다.

Claims (93)

  1. 상부 전극을 상부 어셈블리로 연결하는 제 1 표면, 플라즈마 표면과 전극판을 플라즈마 처리 시스템에 결합하는 결합면을 포함하는 제 2 표면, 주위 가장자리, 및 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면을 연결하는 복수의 가스 분사구를 포함하는 전극판;
    상기 전극판과 연결되고 상기 플라즈마 표면과 접하는 내면, 상기 결합면과 접하는 외면, 및 말단 립 표면을 포함하는 말단면을 구비하는 원통벽을 포함하는 용착 실드;및
    상기 플라즈마 표면, 상기 내면, 및 상기 말단 립 표면을 포함하는 상기 상부 전극의 노출된 표면에 연결되는 보호층;을 포함하고,
    상기 보호층은, 3족 원소와 란탄족 원소 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극판은, 상기 제 1 표면에 연결되고, 처리 가스를 수용하여 상기 복수의 가스 분사구로 분배하는 플리넘 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극판은, 상기 제 1 표면에 연결되어 상기 상부 전극에 상기 전극판을 밀폐하도록 구성된 제 1 밀폐홀와 제 2 밀폐홀 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극판은, 진단 시스템을 상기 플라즈마 처리 시스템으로 연결하는 진단 포트와 상기 진단 포트를 상기 상부 전극에 밀폐하는 제 4 밀폐홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은, Al2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은, Al2O3 및 Y2O3 의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 3족 원소는, 이트륨, 스칸듐, 및 란탄 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 란탄족 원소는, 세륨, 디스프로슘, 및 유로퓸 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은, 이트리아(Y2O3), Sc2O3, Sc2F3, YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3, 및 DyO3 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 분사구는, 유입 영역 및 분사면을 구비한 유출 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극판과 상기 용착 실드는, 상기 전극판의 상기 제 1 표면 및 상기 말단면의 말단 결합면에 연결되고, 상기 전극판과 상기 용착 실드를 상기 플라즈마 처리 시스템에 연결하도록 구성되는 하나 이상의 관통홀을 포함하며, 상기 하나 이상의 관통홀의 각각은, 상기 상부 어셈블리에 상기 하나 이상의 관통홀을 밀폐하도록 제 3 밀폐홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은, 상기 노출된 표면 중 적어도 어느 하나를 일정하게 가로지르는 최소 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은, 0.5 미크론에서 500 미크론 범위의 가변 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  15. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 가스 분사구의 지름은 적어도 0.1mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  16. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 가스 분사구의 길이는 적어도 1.0mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 복수의 가스 분사구의 상기 분사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  18. 제 4 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 진단포트의 내부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 용착 실드는, 상기 용착 실드를 통해 처리 공간에 접근하기 위해 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 통로는, 제 1 통로면, 제 2 통로면, 및 연결면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 연결면은, 적어도 하나의 탭 홀과 그곳에서 연결된 고정면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 통로의 상기 제 1 통로면, 및 용착 실드내의 상기 통로의 상기 연결면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 통로의 상기 제 1 통로면, 및 용착 실드내의 상기 통로의 상기 고정면을 제외한 상기 통로의 상기 연결면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  24. 상부 전극을 플라즈마 처리 챔버와 플리넘 홀에 연결하는 접촉면을 포함하는 제 1 표면, 결합면, 상기 제 1 표면과 상기 결합면에 연결되는 주위 가장자리, 상기 결합면에 연결되는 외면, 말단 립 표면을 포함하는 말단면에 의해 상기 외면에 연결되는 내면, 및 상기 내면에 연결되는 플라즈마 표면을 포함하고, 상기 플리넘 홀과 상기 플라즈마 표면에 연결되는 복수의 가스 분사구를 더 포함하는 원통형 요소;및
    상기 플라즈마 표면, 상기 내면, 및 상기 말단 립 표면을 포함하는 상기 상부 전극의 노출된 표면에 연결되는 보호층;을 포함하고,
    상기 보호층은, 3족 원소와 란탄족 원소 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 플리넘 홀 외부의 상기 제 1 표면위에 위치하고 밀폐 수단을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 밀폐홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 제 1 표면과 상기 말단면의 말단 결합면에 연결되고고정장치를 수용하도록 구성된 복수의 관통홀,
    상기 제 1 표면위에 위치하고 관통홀의 하나를 둘러싸며, 밀폐 수단을 수용하도록 구성된 복수의 밀폐홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 제 1 표면에 연결되고 고정장치를 수용하도록 구성된 복수의 고정 리셉터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  28. 제 24 항에 있어서,
    각각의 상기 가스 분사구는, 상기 플리넘 홀에 연결되는 유입 영역과, 상기 플라즈마 표면에 연결되는 분사면을 구비한 유출 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 복수의 가스 분사구의 각 분사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 금속은, 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  32. 삭제
  33. 제 24 항에 있어서,
    상기 3족 원소는, 이트륨, 스칸듐, 및 란탄 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  34. 제 24 항에 있어서,
    상기 란탄족 원소는, 세륨, 디스프로슘, 및 유로퓸 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  35. 제 24 항에 있어서,
    상기 보호층은, Al2O3, Y2O3, Sc2O3, Sc2F3, YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3, 및 DyO3 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  36. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 표면은, 양극산화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  37. 제 24 항에 있어서,
    상기 플리넘 홀은, 양극산화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  38. 제 24 항에 있어서,
    상기 결합면은, 금속 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  39. 제 24 항에 있어서,
    상기 보호층은, 상기 노출된 표면 중 적어도 어느 하나를 일정하게 가로지르는 최소 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  40. 제 24 항에 있어서,
    상기 보호층은, 0.5 미크론에서 500 미크론 범위의 가변 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  41. 제 24 항에 있어서,
    적어도 하나의 가스 분사구의 지름은 적어도 0.1mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  42. 제 24 항에 있어서,
    적어도 하나의 가스 분사구의 길이는 적어도 1.0mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극.
  43. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 제 1 표면과 상기 플라즈마 표면에 연결되는 내부면을 구비한 진단 포트;및
    상기 제 1 표면위에 위치하고 상기 진단 포트를 둘러싸며, 밀폐 수단을 수용하도록 구성된 제 4 밀폐홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 내부면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  45. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 외면과 상기 내면 사이를 연결하는 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 통로는 상기 내면에 연결되는 제 1 통로면, 상기 외면에 연결되는 제 2 통로면, 및 상기 제 1 통로면과 제 2 통로면에 연결되는 연결면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 연결면은, 적어도 하나의 탭 홀과 그곳에서 연결되는 고정면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  48. 제 46 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 제 1 통로면 및 상기 고정면을 제외한 상기 연결면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 시스템의 상부 전극.
  49. 상부 전극을 플라즈마 처리 챔버와 플리넘 홀에 연결하는 접촉면을 포함하는 제 1 표면, 결합면, 상기 제 1 표면과 상기 결합면에 연결되는 주위 가장자리, 상기 결합면에 연결되는 외면, 말단 립 표면을 포함하는 말단면에 의해 상기 외면에 연결되는 내면, 및 상기 내면에 연결되는 플라즈마 표면을 포함하고, 상기 플리넘 홀과 상기 플라즈마 표면에 연결되는 복수의 가스 분사구를 더 포함하는 원통형 요소의 제조하는 단계;및
    상기 플라즈마 표면, 상기 내면, 및 상기 말단 립 표면을 포함하는 상기 상부 전극의 복수의 노출된 표면위에 보호층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 보호층은, 3족 원소와 란탄족 원소 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 플리넘 홀 외부의 상기 제 1 표면위에 위치하고 밀폐 수단을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 밀폐홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  51. 제 49 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 제 1 표면과 상기 말단면의 말단 결합면에 연결되고고정장치를 수용하도록 구성된 복수의 관통홀,
    상기 제 1 표면위에 위치하고 관통홀의 하나를 둘러싸며, 밀폐 수단을 수용하도록 구성된 복수의 밀폐홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  52. 제 49 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 제 1 표면에 연결되고 고정장치를 수용하도록 구성된 복수의 고정 리셉터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  53. 제 49 항에 있어서,
    각각의 상기 가스 분사구는, 상기 플리넘 홀에 연결되는 유입 영역과 상기 플라즈마 표면에 연결되는 분사면을 구비한 유출 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 복수의 가스 분사구의 각 분사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  55. 제 49 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 금속은, 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  57. 삭제
  58. 제 49 항에 있어서,
    상기 3족 원소는, 이트륨, 스칸듐, 및 란탄 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  59. 제 49 항에 있어서,
    상기 란탄족 원소는, 세륨, 디스프로슘, 및 유로퓸 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  60. 제 49 항에 있어서,
    상기 보호층은, 이트리아(Y2O3), Sc2O3, Sc2F3, YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3, 및 DyO3 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  61. 제 49 항에 있어서,
    상기 제 1 표면은, 양극산화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  62. 제 49 항에 있어서,
    상기 플리넘 홀은, 양극산화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  63. 제 49 항에 있어서,
    상기 결합면은, 금속 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  64. 제 49 항에 있어서,
    상기 보호층은, 상기 노출된 표면 중 적어도 어느 하나를 일정하게 가로지르는 최소 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  65. 제 49 항에 있어서,
    상기 보호층은, 0.5 미크론에서 500 미크론 범위의 가변 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  66. 제 49 항에 있어서,
    적어도 하나의 가스 분사구의 지름은 적어도 0.1mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  67. 제 49 항에 있어서,
    적어도 하나의 가스 분사구의 길이는 적어도 1.0mm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  68. 제 49 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 제 1 표면과 상기 플라즈마 표면에 연결되는 내부면을 구비한 진단 포트;및
    상기 제 1 표면위에 위치하고 상기 진단 포트를 둘러싸며, 밀폐 수단을 수용하도록 구성된 제 4 밀폐홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  69. 제 68 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 내부면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  70. 제 49 항에 있어서,
    상기 상부 전극은, 상기 외면과 상기 내면 사이를 연결하는 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  71. 제 70 항에 있어서,
    상기 통로는, 상기 내면에 연결되는 제 1 통로면, 상기 외면에 연결되는 제 2 통로면, 및 상기 제 1 통로면과 제 2 통로면에 연결되는 연결면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 연결면은, 적어도 하나의 탭 홀과 그곳에서 연결되는 고정면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  73. 제 72 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 제 1 통로면과 상기 고정면을 제외한 상기 연결면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  74. 제 49 항에 있어서,
    상기 원통형 요소위의 표면 양극산화층을 형성하기 위해 상기 원통형 요소를 양극산화 처리하는 단계;및
    상기 노출된 표면위에 상기 보호층을 형성하기 전에 상기 표면 양극산화층을 제거하기 위해 상기 원통형 요소위의 상기 노출된 표면을 기계 가공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  75. 제 49 항에 있어서,
    상기 원통형 요소위의 상기 노출된 표면을 마스크하는 단계;
    상기 원통형 요소위의 표면 양극산화층을 형성하기 위해 상기 원통형 요소를 양극산화 처리하는 단계;및
    상기 노출된 표면위에 상기 보호층을 형성하기 전에 상기 노출된 표면의 마스크를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  76. 제 49 항에 있어서,
    상기 제조하는 단계는, 기계 가공, 주조, 연마, 단조, 및 연삭 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  77. 제 49 항에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 단계는, 상기 노출된 표면 중 어느 하나위에 상기 보호층을 연마하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  78. 제 49 항에 있어서,
    상기 노출된 표면은, 상기 전극판과 상기 용착 실드위에 남겨진 모든 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 챔버의 상부 전극의 생산방법.
  79. 플라즈마 처리 시스템의 상부 어셈블리에 연결될 수 있는 용착 실드가 구비된 전극판을 포함하는 상부 전극의 생산방법으로서,
    상기 상부 전극을 상기 상부 어셈블리로 연결하는 제 1 표면, 상기 플라즈마 처리 시스템내의 처리 공간을 향하도록 구성된 플라즈마 표면과 상기 전극판을 상기 플라즈마 처리 시스템에 결합하는 결합면을 포함하는 제 2 표면, 상기 전극판의 주위 가장자리, 및 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면에 연결되고 처리 가스를 상기 처리 공간에 연결되도록 구성된 복수의 가스 분사구, 및 상기 전극판의 상기 플라즈마 표면에 접하는 내면, 상기 전극판의 상기 결합면과 접하는 외면, 및 말단 립 표면을 포함하는 말단면을 구비한 원통벽을 포함하는 용착 실드를 포함하는 전극판을 제조하는 단계;
    상기 용착 실드가 구비된 상기 전극판위의 표면 양극산화층을 형성하기 위해 상기 용착 실드가 구비된 상기 전극판을 양극산화 처리하는 단계;
    상기 표면 양극산화층을 제거하기 위해, 상기 용착 실드가 구비된 상기 전극판위에 전극판의 상기 제 2 표면의 상기 플라즈마 표면, 상기 용착 실드의 상기 원통벽의 내면, 상기 용착 실드의 상기 말단 립 표면을 포함하는 상기 노출된 표면을 기계 가공하는 단계;및
    상기 노출된 표면위에 보호층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용착 실드가 구비된 전극판을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  80. 제 79 항에 있어서,
    상기 전극판은, 상기 제 1 표면에 연결되고, 상기 처리 가스를 수용하여 상 기 처리 가스를 상기 복수의 가스 분사구로 분배하는 플리넘 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  81. 제 79 항에 있어서,
    상기 전극판은, 상기 제 1 표면에 연결되어 상기 상부 전극에 상기 전극판을 밀폐하도록 구성된 제 1 밀폐홀와 제 2 밀폐홀 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  82. 제 79 항에 있어서,
    상기 보호층은, 3족 원소와 란탄족 원소 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  83. 제 79 항에 있어서,
    상기 보호층은, 이트리아(Y2O3), Sc2O3, Sc2F3, YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3, 및 DyO3 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  84. 제 79 항에 있어서,
    상기 제조하는 단계는, 기계 가공, 주조, 연마, 단조, 및 연삭 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  85. 제 79 항에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 단계는, 상기 노출된 표면 중 어느 하나위에 상기 보호층을 연마하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  86. 제 79 항에 있어서,
    상기 용착 실드는, 상기 용착 실드를 통해 상기 처리 공간에 접근하기 위해 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  87. 플라즈마 처리 시스템의 상부 어셈블리에 연결될 수 있는 용착 실드가 구비된 전극판을 포함하는 상부 전극의 생산방법으로서,
    상기 상부 전극을 상기 상부 어셈블리로 연결하는 제 1 표면, 상기 플라즈마 처리 시스템내의 처리 공간을 향하도록 구성된 플라즈마 표면과 상기 전극판과 상기 플라즈마 처리 시스템을 결합하는 결합면을 포함하는 제 2 표면, 상기 전극판의 주위 가장자리, 및 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면에 연결되고 처리 가스를 상기 처리 공간에 연결되도록 구성된 복수의 가스 분사구, 및 상기 전극판의 상기 플라즈마 표면에 접하는 내면과, 상기 전극판의 상기 결합면과 접하는 외면, 및 말단 립 표면을 포함하는 말단면을 구비한 원통벽을 포함하는 용착 실드를 포함하는 전극판을 제조하는 단계;
    표면 양극산화층의 형성을 방지하기 위해, 상기 전극판의 상기 제 2 표면의 상기 플라즈마 표면, 상기 용착 실드의 상기 원통벽의 상기 내면, 상기 용착 실드의 상기 전극판을 포함하는 상기 전극판위의 노출된 표면을 마스크하는 단계;
    상기 용착 실드가 구비된 상기 전극판위의 상기 표면 양극산화층을 형성하기 위해 상기 용착 실드가 구비된 상기 전극판을 양극산화 처리하는 단계;
    상기 노출된 표면에 마스크를 제거하는 단계;및
    상기 노출된 표면에 보호층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  88. 제 87 항에 있어서,
    상기 전극판은, 상기 제 1 표면에 연결되고, 상기 처리 가스를 수용하여 상기 처리 가스를 상기 복수의 가스 분사구로 분배하는 플리넘 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  89. 제 87 항에 있어서,
    상기 보호층은, 3족 원소와 란탄족 원소 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  90. 제 87 항에 있어서,
    상기 보호층은, 이트리아(Y2O3), Sc2O3, Sc2F3, YF3, La2O3, CeO2, Eu2O3, 및 DyO3 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  91. 제 87 항에 있어서,
    상기 제조하는 단계는, 기계 가공, 주조, 연마, 단조, 및 연삭 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  92. 제 87 항에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 단계는, 상기 노출된 표면 중 어느 하나위에 상기 보호층을 연마하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
  93. 제 87 항에 있어서,
    상기 용착 실드는, 상기 용착 실드를 통해 상기 처리 공간에 접근하기 위해 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 전극의 생산방법.
KR1020057005442A 2002-09-30 2003-09-29 플라즈마 처리 시스템에서 용착 실드가 구비된 개선된 상부전극판을 위한 장치 및 방법 KR100739247B1 (ko)

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