KR100329974B1 - 플라즈마 공정을 위한 전극 및 이의 제조 방법과 사용 방법 - Google Patents

Abstract

단일 웨이퍼와 같은 반도체 기판의 공정이 행해질 수 있는 플라즈마 반응챔버를 위한 전극 어셈블리, 상기 전극 어셈블리를 제조하는 방법 및 상기 어셈블리로 반도체 기판을 처리하는 방법을 개시한다. 상기 전극 어셈블리는 그라파이트 링과 같은 지지부재, 균일한 두께의 환형 디스크의 형태인 실리콘 샤워헤드 전극과 같은 전극 및 상기 지지부재와 상기 전극 사이의 탄성중합체 결합부를 포함한다. 상기 탄성중합체 결합부는 상기 지지부재와 상기 전극 사이의 이동을 허용하여 상기 전극 어셈블리의 열 사이클링의 결과인 열팽창을 보상할 수 있다. 상기 탄성중합체 결합부는 전기적 및/또는 열적 전도성 필러를 포함할 수 있고, 상기 탄성중합체는 고온에서 안정한 촉매경화된 폴리머일 수 있다.

Description

플라즈마 공정을 위한 전극 및 이의 제조 방법과 사용 방법{Electrode for plasma processes and method for manufacture and use thereof}

실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 처리하기 위한 플라즈마 공정 반응기에 사용되는 전극은 미합중국특허 제 5,074,456호와 제 5,569,356호에 개시되어 있으며, 그 개시내용은 참조문헌으로 본 명세서와 함께 결합되어진다. 상기 특허 제 5,047,456호는 평행판 반응기용 전극 어셈블리(assembly)를 개시하는데, 상부 전극은 반도체급의 순도를 가지고 접착제, 솔더(solder) 또는 브레이징층(brazing layer)에 의해 지지체에 결합된다. 상기 솔더 또는 브레이징층은 인듐(Indium), 은(silver) 및 이들의 합금과 같은 증기압이 낮은 금속일 수 있고 지지체와 전극 간의 결합 표면은 접합층의 점착성(adhesion)과 젖음성(wettability)을 좋게 하기 위하여 티타늄(Titanium) 또는 니켈(Nickel)과 같은 얇은 금속층으로 코팅될 수 있다. 인듐 접착과 같은 야금 접착(metallurgical bond)은 전극과 상기 전극이 접착될 부분과의 열팽창/수축차로 인해 전극을 휘게 만들 수 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 높은 플라즈마 공정전력에서 열피로 및/또는 접착재의 용융으로 인해 이러한 야금 접착이 떨어지게 된다는 것도 알려져 있다.

건식 플라즈마 식각, 반응성 이온 식각 및 이온 밀링(ion milling) 기술들이 반도체 기판의 화학적 식각과 관련한 다양한 한계를 극복하기 위하여 개발되어 왔다. 특히, 플라즈마 식각은 수직 식각속도가 수평 식각속도보다 훨씬 크게 만드는 것을 가능하게 하므로, 결국 식각된 형상(feature)의 종횡비(aspect ratio)가 적절히 조절될 수 있다. 사실, 플라즈마 식각은 높은 종횡비를 갖는 미세한 피쳐를 두께 1㎛ 이상인 박막 내에 형성하는 것을 가능하게 한다.

플라즈마 식각 공정 중, 상대적으로 낮은 압력에서 많은 양의 에너지를 가스에 부가하여 결국 가스를 이온화함으로써, 플라즈마가 웨이퍼의 마스킹된 표면 상에 형성된다. 식각될 기판의 전위(electrical potential)를 조절함으로써, 플라즈마 내에서 전하를 띤 종(species)들이 웨이퍼에 실질적으로 수직방향으로 충돌하며, 여기서 웨이퍼의 마스킹되지 않은 영역 내의 물질들이 제거된다.

식각 공정은 종종 식각될 물질과 화학적 반응성이 있는 가스를 사용함으로써 보다 효율적으로 수행될 수 있다. 소위 "반응성 이온 식각"은 플라즈마의 강력한 식각효과를 가스의 화학적 식각효과와 결합시킨다. 그러나, 많은 화학적으로 반응성 있는 약품(agents)들은 과도한 전극 마모를 초래한다고 알려져 있다.

웨이퍼의 전 표면에 걸쳐 균일한 식각 속도를 얻기 위해 웨이퍼의 표면에 플라즈마를 균일하게 분포시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 미합중국특허 제4,595,484호, 제 4,792,378호, 제 4,820,371호 및 제 4,960,488호는 전극 내에 많은 수의 구멍(hole)을 통해 가스를 분포시키기 위한 샤워헤드(showerhead) 전극을 개시하고 있다. 이 특허들은 반도체 웨이퍼로 가스 증기의 균일한 유동을 제공하기 위해 짜여진 구멍(aperture) 배열을 가진 가스분배판을 기술하고 있다.

반응성 이온식각 시스템은 일반적으로 상부 전극(또는 양극)과 하부 전극(또는 음극)이 내부에 위치한 식각 챔버로 구성된다. 상기 음극은 상기 양극과 용기 벽에 관해 음의 바이어스가 걸린다. 상기 식각될 웨이퍼는 적당한 마스크로 덮여지고 음극 상에 직접 놓인다. CF₄, CHF₃, CClF₃및 SF₆또는 상기 가스들의 혼합가스와 같은 화학적으로 반응성이 있는 가스가 O₂, N₂, He 또는 Ar과 함께 식각 챔버로 유입되어 일반적으로 수 밀리토르(millitorr) 범위의 압력에서 유지된다. 상기 상부 전극에는 상기 가스가 챔버 내의 상기 전극을 통해 균일하게 분포되도록 하는 가스 구멍(hole)이 제공된다. 양극과 음극 사이에 걸린 전기장은 플라즈마를 형성할 반응성 가스를 해리하게 된다. 웨이퍼의 표면은 반응성 이온과의 화학적 상호작용과 웨이퍼 표면에 부딪히는 이온의 운동량(momentum) 전달에 의해 식각된다. 전극에 의해 발생된 전기장은 이온을 음극으로 끌어당겨서, 이온이 주로 표면에 수직방향으로 부딪히도록 유도하여 상기 공정이 잘 정의된(well-defined) 수직 식각된 측벽(vertically etched side wall)을 생산할 수 있도록 한다.

단일 웨이퍼(single wafer) 식각장치용 어셈블리에서의 샤워헤드 전극(10)이 도 1에 도시되어 있다. 이러한 사워헤드 전극(10)은 일반적으로 상기 전극(10) 아래로 1 ~ 2 cm 떨어져 웨이퍼가 지지되는 평판 하부 전극을 가진 정전척과 함께 사용된다. 이러한 척 배열은 상기 웨이퍼와 상기 척 간의 열전달율을 조절하는 헬륨(He) 압력을 배면에 공급함으로써 웨이퍼의 온도 제어를 제공한다.

상기 전극 어셈블리는 주기적으로 교체해 주어야 하는 소모품이다. 상기 전극 어셈블리는 온도조절부재(temperature-controlled member)에 부착되기 때문에, 교체를 용이하게 하기 위해 실리콘 전극(10)의 외곽 모서리 상면을 흑연 지지링(12)에 약 156℃의 용융점을 가진 인듐으로 야금 접착하는 것이 통상적이다. 이러한 낮은 용융점으로 인해 상기 전극에 인가될 RF 전력량이 제한되는데, 이것은 상기 플라즈마에 흡수된 RF 전력량이 상기 전극의 가열을 초래하기 때문이다. 상기 전극(10)은 중심으로부터 모서리까지 균일한 두께를 가진 평판 디스크이다. 링(12) 상의 외곽 플랜지(flange)는 알루미늄 고정 링(16)에 의해 냉각수 도관(13)을 가진 알루미늄 온도조절부재(14)에 고정된다. 냉각수는 냉각수 유입/유출 연결부(13a)에 의해 냉각수 도관(13)에서 순환된다. 플라즈마 한정 링(17)은 상기 전극의 외주변을 둘러싸는 일정간격의 석영 링 더미(stack)를 포함한다. 상기 플라즈마 한정 링(confinement ring; 17)은 절연성의 환형 링(dielectric annular ring; 18)에 볼트로 고정되고, 다음에는 상기 절연성 환형 링이 절연성 하우징(housing; 18a)에 볼트로 고정된다. 한정 링(17)의 목적 및 기능은 반응기 내의 압력차를 유도하고, 반응챔버 벽과 플라즈마 사이의 전기 저항을 증가시켜 상기 플라즈마를 상기 상부 전극과 하부 전극 사이에 한정하는 것이다. 내부 반경방향으로 돌출된 고정링(16)의 플랜지는 흑연 지지링(12)의 외곽 플랜지와 맞물린다. 그리하여, 전극(10)의 노출된 표면에 대해 직접적으로 가해지는 고정압력은 없게 된다.

공정 가스(process gas)가 가스 공급기로부터 온도조절부재(14)의 중앙 홀을 통해 전극(10)에 공급된다. 상기 가스는 하나 또는 그 이상의 수직방향으로 간격이 떨어져 있는 배플판(22)을 통해 분배되고 상기 공정 가스를 반응챔버(24) 내로 균일하게 분산시키기 위하여 상기 전극(10) 내의 가스분배홀(미도시)을 통과한다. 전극(10)으로부터 상기 온도조절부재(14)로의 열전도특성을 향상시키기 위하여, 공정가스는 온도조절부재(14)와 지지링(12) 사이의 마주보는 표면 사이의 열린 공간을 채우기 위해 공급될 수 있다. 부가적으로, 환형 링(18) 또는 한정 링(17) 내의 가스통로(미도시)와 연결된 가스 통로(27)는 반응챔버(24) 내에서 압력이 모니터되도록 한다. 공정가스를 온도조절부재(14)와 지지링(12) 사이의 압력으로 유지시키기 위해, 지지링의 내면과 온도조절부재의 마주보는 면 사이에 제 1 오링씨일(O-ring seal; 28)이 제공되고, 지지링(12) 상면의 외곽부와 온도조절부재(14)의 마주보는 면 사이에는 제 2 오링씨일(29)이 제공된다. 챔버(24)에 진공분위기를 유지하기 위하여, 온도조절부재(14)와 실린더형 부재(18b) 사이 및 실린더형 부재(18b)와 하우징(18a) 사이에 추가 오링(30, 32)이 제공된다.

실리콘 전극(10)을 지지링(12)에 접착하는 공정은 상기 전극을 접착온도까지 가열할 것을 요하는데, 이것은 상기 실리콘 전극(10)과 흑연 링(12)의 다른 열팽창계수로 인해 상기 전극의 휨 또는 크랙을 유발할 수도 있다. 또한, 솔더 입자 또는 전극(10)과 링(12) 사이의 결합부(joint)로부터 유래하는 증기상태의 솔더 오염물질로부터 또는 링 자체로부터 웨이퍼의 오염이 발생할 수도 있다. 고전력 플라즈마공정 중, 상기 전극의 온도는 상기 솔더를 융해시킬 정도로 충분히 높게 될 수 있고 상기 전극(10)의 일부 또는 전부를 링(12)으로부터 분리시킬 수 있다. 그러나, 비록 상기 전극(10)이 링(12)으로부터 부분적으로 분리되더라도, 링(12)과 전극(10) 간의 전기적 및 열적 전력전송의 국부적인 변화는 전극(10) 아래의 불균일한 플라즈마 밀도를 초래할 수 있다.

본 발명은 반도체 웨이퍼의 플라즈마 공정을 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극이 지지 부재에 결합되어 있는 전극 어셈블리(electrode assembly)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 전극을 조립하는 공정 및 전극 어셈블리를 갖는 반도체 기판의 처리 공정에 관한 것이다.

본 발명이 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1은 단일 웨이퍼 공정을 위한 종래기술의 샤워헤드 전극의 측면 단면도 이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드 전극의 측면 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 배열의 일부분에 대한 측단면도이다.

본 발명은 반도체 기판의 공정을 위한 플라즈마 반응챔버에 사용되는 전극 어셈블리를 제공한다. 상기 전극 어셈블리는 결합면을 가진 지지부재, RF 인가 전극(RF driven electrode) 및 그 사이의 탄성중합체 결합부를 포함한다. 상기 전극은 상기 반응챔버 내에서 처리될 상기 반도체 기판과 마주보는 노출면과, 상기 탄성중합체 결합부에 의해 상기 지지부재의 결합면에 결합될 전극의 외곽 모서리에 접착면을 갖는다. 상기 탄성중합체 결합부는 상기 전극이 지지부재에 대해 이동하는 것을 허용하기 때문에 상기 어셈블리의 온도 사이클링 중 열적 불일치 및/또는 열적 변화를 보상한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 전극은 샤워헤드 전극을 포함하고 상기 전극 어셈블리는 상기 샤워헤드 전극의 배면에 공정가스를 공급하는 가스 통로를 가진 온도조절부재에 제거 가능하게 부착된다. 이 경우, 상기 온도조절부재는 선택적으로 공동 및 상기 공동 내에 최소한 하나의 배플판을 포함할 수 있는데, 이것에 의해 상기 가스 통로는 상기 공정가스를 상기 배플 및 상기 샤워헤드 전극의 출구를 통과하여 상기 공동 내로 공급한다. 상기 결합부를 순응시키고 상기 건극의 외곽 모서리 주위로 완전하게 확장된 씨일을 제공하기 위해 상기 전극 및/또는 상기 지지부재에는 리세스(recess)가 위치될 수 있다. 상기 전극은 균일한 또는 불균일한 두께의 원형 실리콘 디스크를 포함할 수 있고, 상기 탄성중합체 결합부는 금속 입자와 같은 전기 전도성 필러를 가진 전기 전도성 물질을 포함할 수 있다. 상기 필러는 바람직하게는 상기 전극과 상기 지지부재 간에 직접적인 전기적 접촉을 제공한다.

본 발명은 또한 플라즈마 반응챔버에서 유용한 샤워헤드 전극과 같은 RF 인가 전극을 조립하는 방법을 제공한다. 본 방법은 상기 전극과 상기 지지부재의 하나 또는 그 이상의 결합면에 탄성중합체 접착물질을 가하는 단계, 상기 전극과 지지부재를 조립하는 단계, 상기 전극과 지지부재 사이에 탄성중합체 결합부를 형성하기 위하여 상기 접착물질을 경화하는 단계를 포함한다. 상기 결합면은 바람직한게는 차후에 경화되는 프라이머로 코팅되거나 또는 이와 함께 상기 접착물질이 상기 전극 및/또는 상기 지지부재에 가해지기 전에 가스 버블을 제거하기 위해 진공분위기에서 치밀화하는 단계에 놓여진다. 바람직한 실시예에서, 상기 탄성중합체 접착물질은 흑연 링 내에서 얕은 리세스에 가해지고, 상기 결합부의 경화 중에 상기 실리콘 전극은 상기 지지링에 대해 압착된다.

본 발명은 또한 플라즈마 반응챔버 내에 반도체 기판을 처리하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 플라즈마 반응챔버로 공급하는 단계, 상기 플라즈마 챔버의 내부에 공정가스를 공급하는 단계, 전극 어셈블리에 전력을 가함으로써 상기 기판을 처리하는 단계를 포함한다. 상기 전극 어셈블리는 전극과 지지부재를 포함하고 상기 전력은 상기 어셈블리의 온도 사이클 동안에 지지부재에 대하여 전극이 이동할 수 있도록 상기 지지부재에 상기 전극을 접착시키는 탄성중합체 결합부를 통해 전극으로 흐른다. 상기 전극은 샤워헤드 전극일 수 있고 상기 공정 가스는 플라즈마 반응챔버 내에 놓여진 온도조절부재 내의 가스통로를 통해 상기 챔버로 공급될 수 있다. 상기 지지부재는 상기 온도조절부재에 제거 가능하게 부착된 흑연 링일 수 있고, 상기 전극은 상기 탄성중합체 결합부에 의해서만 상기 흑연 링에 결합된 실리콘 디스크일 수 있다.

본 발명은 또한 반도체 기판의 처리 중에 사용되는 플라즈마 공정챔버 내의 부품들(parts)의 탄성중합체 결합부(elastomer joint) 어셈블리를 제공한다. 상기 부품들은 기판 지지체, 가스 분배시스템, 라이너, 전극, 윈도우(window), 온도조절면(temperature controoled surfaces) 등을 포함한다. 상기 탄성중합체 결합부 어셈블리는 접착면(bonding surface)을 가진 제 1 부분, 상기 제 1 부분의 접착면과 접착되는 접착면을 가지는 제 2 부분; 및 온도 사이클 동안에 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 이동을 허용하기 위해 상기 제 1 부분을 상기 제 2 부분에 탄력적으로 부착시키는 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이의 탄성중합체 결합부를 포함할 수 있다. 상기 탄성중합체 결합부는 진공 분위기에 적합하고 200℃를 포함하여 그 온도까지의 열적 변화에 대한 저항성이 있는 중합체(polymeric) 물질을 포함한다. 상기 탄성중합체 결합부는 중합체 물질 및 전기적 및/또는 열적으로 전도성 있는 필러(filler)를 포함할 수 있다. 상기 중합체 물질은 폴리이미드, 폴리케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 플루오로에틸렌 프로필렌 코폴리머, 셀룰로오스, 트리아세테이트, 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 필러는 5 내지 20 중량%의 실리콘을 가진 알루미늄 합금과 같은 금속 입자일 수 있다. 상기 탄성중합체 결합부는 맞물리는 및/또는 자기정렬 배열을 제공하도록 윤곽지어진 결합면 사이에 위치될 수 있다.

본 발명의 전극 어셈블리는 전극과 지지부재 간의 열적 불일치에 기인한 응력에의 보다 나은 적응을 제공함으로써 전극의 수명을 연장시키고, 반응기가 보다 높은 전력에서 작동할 수 있도록 상기 전극이 보다 높은 온도에 노출되는 것을 가능케 하고, 상기 전극 어셈블리의 생산 비용을 낮추고, 반도체 기판의 균일한 플라즈마 공정을 가능하도록 상기 반응기가 작동할 동안에 상기 전극의 중심으로부터 외곽 주변부까지 높은 수준의 평탄도를 제공함으로써 도 1에 도시된 종래기술의 전극 어셈블리의 불리함을 극복한다. 상기 플라즈마 공정은 산화층과 같은 물질의 식각, 포토레지스트와 같은 물질의 스트립(strip), SiO₂와 같은 층의 증착 등을 포함한다. 그러나, 본 발명의 주된 이점은, 열팽창계수의 불일치 및/또는 전극 구성부품의 열적 구배(thermal gradient)에 기인한 전극 어셈블리의 스트레스 감소와 플라즈마 반응기의 고전력 동작을 가능하게 하는 것이다.

본 발명에 따른 샤워헤드 전극 어셈블리는 전극, 지지부재 및 상기 전극을 지지부재에 탄력적으로 접착시키는 탄성중합체 결합부(joint)를 포함한다. 그리하여, 본 발명은 도 1에 도시된 배열과 관련하여 이상에서 논의한 여러가지 불이익을 가져오는 상기 전극의 지지링에의 솔더 접착 요구를 회피한다.

전극 어셈블리는 주기적으로 교체할 수 있는 소모품이므로, 상기 전극은 상기 반응기의 영구적인 부품에 기계적으로 고정될 수 있는 링 형태로 지지부재에 접착되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 전극 어셈블리의 링은 공동(cavity)을 가진 배플판을 통과하여 전극의 출구를 통해 밖으로 나가는 공정가스(즉, 웨이퍼 상에 이산화 실리콘 또는 다른 물질층을 식각하기 위한 적당한 플라즈마 식각가스)를 제공하는 가스 통로를 가진 온도조절부재에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 그러나, 바람직하다면, 상기 어셈블리는 상기 전극이 샤워헤드 전극이 아니거나 상기 지지부재가 링의 형태가 아닌 다른 배열을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 전극은 상기 전극 내의 홀과 통해진 가스분배홀을 가진 안벽판(backing plate)에 접착된 사워헤드 전극일 수 있다. 다른 가능성으로는 상기 전극이 지지부재에 판(plate), 실린더, 기초 부재상의 둘출부(projection) 등의 형태로 지지부재에 접착되는 것이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 지지부재는 단일 웨이퍼 플라즈마 식각용으로 사용되는 형태와 같이 플라즈마 반응챔버의 내부에 위치한 온도조절부재에 상기 전극 어셈블리를 제거 가능하게 부착하기 위해 한쪽 모서리에 반경 바깥쪽으로 확장되는 플랜지를 가진 링 형태이다. 조립된 상태에서, 상기 온도조절부재의 상면에 있는 냉각수 도관은 전극 어셈블리의 냉각을 제공할 수 있다.

상기 전극은 중심으로부터 외곽 모서리까지 균일한 두께를 가진 평면 실리콘(예를 들면, 단결정 실리콘), 흑연 또는 실리콘 카바이드 전극 디스크와 같은 전도성 물질인 것이 바람직하다. 그러나, 불균일한 두께, 다른 물질을 갖는 전극들 및/또는 공정가스 분배홀이 없는 전극들도 본 발명에 따른 전극 어셈블리에 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 전극은 상기 전극에 의해 활성화되어(energized) 상기 전극 하부의 반응챔버 내에 플라즈마를 형성하는 공정가스를 공급하기에 적당한 크기와 분포를 가진 일정 간격으로 떨어진 복수 개의 가스 방출 통로를 가진 샤워헤드 전극이다. 그러나, 플라즈마 반응기 또는 진공분위기 내에서 사용할 수 있는 어떤 타입의 전극도 본 발명에 따른 전극 어셈블리의 부분으로 사용될 수 있는데, 그런 전극들은 스터퍼(sputter)의 전극들을 포함한다.

탄성중합체 결합부는 적당한 폴리머와 같이 진공분위기에 적합하고 200℃이상과 같은 높은 온도에서 열적 열화(thermal degradation)에 대한 저항성 있는 어떤 탄성중합물질로 구성될 수 있다. 상기 탄성중합체 물질은 선택적으로 전기적 및/또는 열적으로 전도성 있는 입자로 된 필러 또는 와이어 메쉬(wire mesh), 짜여지거나 짜여지지 않은 전도성 천(fabric) 등과 같이 다른 형상의 필러를 포함할 수 있다. 160℃ 이상에서 플라즈마 분위기에서 사용될 수 있는 중합체 물질(polymericmaterials)은 폴리이미드(polyimide), 폴리케톤(polyketone), 폴리에테르케톤(polyetherketone), 폴리에테르 술폰(polyether sulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 플루오로에틸렌 프로필렌 코폴리머(fluoroethylene propylene copolymer), 셀룰로오스(cellulose), 트리아세테이트(triacetate), 실리콘(silicone) 및 고무를 포함한다. 고순도의 탄성중합체 물질은 제너럴 일렉트릭(General Electric)사로부터 구입가능한 RTV133, RTV167 같은 단일 성분(one-component)의 상온 경화 점착제, 제너럴 일렉트릭사로부터 구입가능한 TSE3221과 같은 단일 성분의 유동 열경화 가능한(예를 들면, 100℃ 이상으로) 점착제 및 다우 코닝(Dow Corning)사로부터 구입가능한 "SILASTIC"과 같은 이중 부분 첨가(two-part addition) 탄성중합체를 포함한다. 특히 바람직한 탄성중합체는 250℃ 또는 그이상의 온도에서 안정한 탄성중합체인 로디아(Rhodia)사로부터 구입가능한 V217과 같은 촉매 경화(catalyst-cured)되는, 예를 들면 Pt-경화되는 탄성중합체와 같이 폴리디메틸실록센(polydimethylsiloxane)을 포함하는 탄성중합체를 포함한다.

상기 탄성중합체가 전기적으로 전도성 탄성중합체인 경우, 상기 전기적으로 전도성 있는 필러물질은 전도성 금속 또는 합금으로 된 입자를 포함할 수 있다. 플라즈마 반응챔버의 불순물에 민감한 분위기에서 사용에 바람직한 금속은 5-20 중량%의 실리콘을 함유하는 알루미늄을 주요소로 하는 합금과 같은 알루미늄 합금이다. 예를 들면, 상기 알루미늄 합금은 약 15중량%의 실리콘을 함유할 수 있다.

최종적으로 형성된 결합부의 탄성한계 내에서 유지하기 위해, 부착될 부재들의 최소한 하나에는 하나 또는 그 이상의 리세스(recess)을 제공하는 것이 유용하다. 즉, 너무 얇은 결합부는 열 사이클 중 찢어질 수 있는 반면 너무 두께운 결합부는 결합될 부분의 열적 커플링(thermal coupling) 및/또는 전력 전송에 영향을 미칠 수 있다. 실리콘 전극을 흑연 링에 부착하는 경우에, 상기 전극과 상기 지지링 사이의 열적 불일치에 적응하기에 충분히 두꺼운 반면 적당한 전기적 커플링을 제공하기 위하여 상기 전극과 지지링과의 사이에 충분히 얇은 층을 유지하기 위한 목적으로 리세스가 흑연 링 내에 제공될 수 있다. 예로써, 45 내지 55부피%의 필러 함량을 가지고 필러의 평균 입자 크기가 0.7 내지 2㎛인 열전도성 탄성중합체의 경우, 상기 리세스는 약 2mils(약 50㎛)의 깊이를 가질 수 있다. 상기 리세스를 주위의 접촉면적 내에서, 상기 탄성중합체는 개별 입자들이 마주보는 접촉면을 브릿지(bridge)하기 때문에 벌크 탄성중합체에서 나타나는 것보다 높은 전기전도성을 제공하기에 충분히 얇다. 게다가, 적당한 크기를 가진 입자들과 그루브(groove)의 깊이의 조합은 결합부를 통한 RF 전류의 통과를 가능하게 한다. 만약 결합부를 통한 보다 나은 DC 경로를 제공하기 위하여, 상기 필러 함량이 65 내지 70 부피% 이상으로 증가되면, 이러한 필러 함량은 결합부의 탄성에 악영향을 미칠 수 있다. 그러나, 상기 전극과 상기 지지부재 간에 용량성 커플링으로 인해 충분한 RF 전력이 탄성중합체 결합부의 얇은 면적을 통해 상기 전극에 인가될 수 있으므로 상기 전극에 전기적으로 및/또는 열적으로 전도성 있는 탄성중합체를 사용하는 것은 불필요하다. 또한, 이러한 얇은 결합부는 상기 전극과 지지부재 사이에 적당한 열전도성을 제공한다.

전극과 지지부재의 결합면은 평면이거나 평면이 아닐 수도 있다. 예를 들면, 하나의 결합면은 평면이고 다른 면은 이상에 설명된 바와 같이 접착물질(bonding material)을 받아들일 리세스를 포함할 수 있다. 이를 대신하여, 상기 결합면은 맞물리거나(interlocking) 및/또는 자기정렬된 배열을 제공하도록 형상화될 수 있다. 탄성중합체의 접착물질의 접착성을 개선하기 위하여, 바람직하게는 상기 결합면은 적당한 프라이머(primer)로 코팅된다. 만약 접착물질이 이상에서 언급한 V217이라면, 상기 프라이머는 로디아사의 VI-SIL V-06C와 같은 지방족 용매에 녹인 실록센(siloxane)일 수 있다.

상기 프라이머는 상기 결합면(mating surface)에 나중에 가해질 접착물질을 위한 접착 사이트(bonding site)를 제공하기 위해 와이핑(wiping), 솔질(brushing), 분무(spraying) 등과 같은 어떤 적당한 기술에 의해 얇은 코팅으로 제공될 수 있다. 만약, 프라이머가 용매를 함유하고 있을 경우, 와이핑에 의한 프라이머의 적용은 결합면을 청결하게 함으로써 접착을 향상시킬 수 있다. 실록산을 함유하는 프라이머는 상온에서 공기 중에서 경화할 때 공기와 반응하여 Si 접착 사이트를 만든다. 이러한 프라이머는 과도한 프라이머가 위치한 곳을 가루모양으로(powdery) 보이게 함으로써 접착 사이트량에 대한 시각적 표지를 제공한다. 비록 프라이머가 결합면을 개량하는 쉽고 효과적인 기술을 제공하지만, 표면을 산소 플라즈마에서 처리하는 것과 같은 다른 개량 기술이 사용될 수 있다.

양질의 탄성중합체 결합부를 제공하기 위해, 결합면에 탄성중합체를 가하기 전에 상기 탄성중합체 접착물질을 치밀화하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기탄성중합체 결합물질은 주위온도나 높은 온도의 진공분위기에서 진동하에 놓여질 수 있다. 진공 압력은 1 Torr이하이고, 바람직하게는 500mTorr이하가 접착물질의 가스제거에 사용될 수 있다. 진공에 의해 생성된 버블(bubble)의 분산을 늘리기 위해 치밀화 처리 중 한 번 또는 그 이상을 배기(bent)시킴으로써 펄스 형태로 진공이 주어질 수 있다. 예로써, 약 200 mTorr의 진공은 30분을 주기로 4 또는 5 번의 펄스로 주어질 수 있다. 상기 탄성중합체 접착물질 내에 필러의 존재 또한 진공에서 형성된 버블의 분산에 도움을 준다. 진동(agitation)/펄스 진공이 없이도, 상기 탄성중합체 결합물질은 최초 부피의 약 10배 정도로 팽창하여, 저장(storage) 및 정화(cleanup)의 문제를 발생시킴으로써 물질 내에 공기 주머니(air pocket)를 도입할 수 있다. 이러한 가스 사이트는 접착물질의 경화 중에 거품을 형성하여, 결국 형성된 결합부를 열화시킬 수 있다.

결합면을 마스킹하는 것은 조인트가 형성된 뒤에 주위 표면을 보호하고 과도한 접착물질을 제거하는데 유용한 방법을 제공한다. 플라즈마 반응기의 구성부품으로 사용되는 고순도 물질의 경우, 실리콘/흑연 호환 접착재를 가진 MYLAR 및/또는 KAPTON 테이프 같은 폴리에스터(polyester) 및/또는 폴리이미드물질이 사용될 수 있다. 실리콘 샤워헤드 전극의 경우, 전극 상에 가스 출구를 MYLAR 테이프로 덮는 것이 바람직하고 상기 전극의 바깥 모서리는 KAPTON 테이프로 된 스트립(strip)으로 덮여질 수 있다. 흑연 지지링의 경우, 상기 내부 및 외부 모서리는 KAPTON 테이프 스트립으로 덮여질 수 있다. 결합부 형성 후에 과도한 접착물질을 제거하는 것을 돕기 위해, 탄성중합체 접착물질의 점착(sticking)을 촉진하기 위한 프라이머를마스크 물질에 가하는 것이 유용하다. 이러한 방식으로, 마스크 물질이 접착부로부터 제거될 때, 마스크 물질에 붙어 있는 과도한 접착물질도 제거될 수 있다.

상기 탄성중합체 접착물질은 결합면의 하나 또는 양쪽에 가해질 수 있다. 실리콘 전극 및 흑연 지지링의 경우, 흑연 지지링이 더 기공이 많기 때문에 상기 접착물질을 흑연 지지링에 가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 접착물질 비드(bead)를 지지링 주위에 완전하게 확장된 리세스로 가할 수 있다. 상기 접착물질의 양은 최종 형성된 결합부의 부피를 초과하는 것이 바람직하다. 예로써, 상기 접착물질은 결합부를 형성하기 위해 필요한 양의 약 5배의 양으로 가해질 수 있다.

접착물질이 결합면의 최소한 하나의 곳에 가해진 뒤, 상기 접착물질은 치밀화 단계를 거칠 수 있다. 예를 들면, 상기 접착물질이 가해진 흑연 링은 앞서 설명한 바와 같이 상기 접착물질을 가하는 단계 중에 도입된 가스 버블을 제거하기 위해 진공분위기에 놓여질 수 있다.

접착물질이 결합면의 최소한 한 곳에 가해진 뒤, 상기 부분들은 상기 결합면이 서로 압착되도록 조립될 수 있다. 이상에서 설명한 전극과 지지링의 경우, 상기 전극은 정착물(fixture)내에 유지될 수 있고 상기 정착물은 상기 지지링을 전극과 정확히 접촉하도록 인도할 수 있다. 형성될 결합부 전체에 상기 탄성중합체를 분산하기 위해 처음에는 핸드 프레스(hand press)와 같은 약한 압력이 사용될 수 있다. 상기 탄성중합체가 분산된 뒤, 30 파운드중과 같은 정압(static load)이 결합부의 경화 중에 상기 전극으로 인가될 수 있다.

상기 접착재는 공기분위기 또는 보호성 가스분위기에서 상온 또는 높은 온도에서 경화될 수 있다. 예를 들면, 상기 어셈블리는 접합부로 열응력을 야기시키지 않고 접착재의 경화를 촉진하기 위하여 대류 오븐(convection oven)에 놓여져서 낮은 온도로 가열될 수 있다. 이상 설명된 상기 전극과 지지링의 경우, 상기 온도는 60℃이하, 예를 들면 45℃ 내지 50℃에서 적당한 시간, 예컨대 3 내지 5 시간동안 유지되는 것이 바람직하다.

상기 접착재가 경화되어 탄성중합체 결합부를 형성한 뒤, 상기 어셈블리는 냉각되고 마스크 물질이 제거된다. 더 나아가서, 상기 어셈블리의 작업 요구에 따라 진공분위기에서의 가스배출(outgassing)같은 추가적인 정화 및/또는 그 이상의 제조 단계가 수행될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드 전극 배열(40)을 도시한 것이다. 상기 전극 배열(40)은 전극(42)과 전기 전도성 지지링(44)을 포함한다. 상기 전극 어셈블리는 도 1에 도시된 전극(10)과 지지링(12)으로 구성된 전극 어셈블리로 대체될 수 있다. 상기 전극 배열(40)은 상기 전극(42)이, 도 3에 도시된 바와 같이, 리세스(48) 내에 위치한 탄성중합체 결합부(46)에 의해 지지링(44)에 접착된 점에서 도 1에 도시된 인듐 접착된 어셈블리(42)와 다르다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 리세스(48)는 상기 지지링(44)의 내벽(미도시) 및 외벽(48) 사이에서 지지링(44) 주위로 연속적으로 확장된다. 각 벽(50)은 예컨대 폭 약 30 mils로 얇을(thin) 수 있는데, 이것은 상기 각 벽(50) 및 상기 리세스(48) 내의 두꺼운 층(예를 들면, 약 0.0025 인치)과 접촉하고 있는 영역에서 상기 탄성중합체가 얇은 층(예컨대, 상기 탄성중합체가 0.7 내지 2㎛ 크기의 필러를 포함하는 경우 약 2㎛ 두께)을 형성하는 것을 가능하게 한다. 상기 벽들에 의해 형성된 리세스는 예컨대 깊이 약 2mils로 매우 얕아서, 상기 전극을 상기 지지링에 점착성 접착(adhesively bond)시키기 위한 충분한 강도를 가진 매우 얇은 탄성중합체 결합부를 제공할 수 있고, 상기 전극 어셈블리의 온도 사이클링 동안에 상기 지지링에 대하여 상기 전극의 이동을 허용할 수 있다. 부가적으로, 리세스의 상기 벽들은 반응기의 플라즈마 분위기에 의한 침식으로부터 탄성중합체 결합부를 보호할 수 있다.

상기 플라즈마 어셈블리의 치수(dimension)는 전극 어셈블리의 목적된 용도에의 요구를 만족시키기 위해 적합하게 만들어질 수 있다. 일례로써, 상기 전극이 8인치 웨이퍼를 처리하기 위해 사용되면, 상기 전극은 9인치보다 약간 작은 직경을 가지고, 상기 지지링은 상기 전극과 상기 지지링 간의 계면에서 0.5인치보다 약간 작은 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 계면에서 상기 지지링은 8인치의 내경과 8.8인치의 외경을 가질 수 있다. 이러한 경우, 상기 전극과 상기 지지링과의 상기 계면은 약 0.4 인치의 폭을 가지고, 상기 리세스는 상기 벽들이 0.030 인치의 폭을 가질 때 0.34 인치의 폭을 가질 수 있다.

결합부의 상세한 예가 설명되었지만, 상기 결합부가 플라즈마 반응기 분위기에서 겪을 수 있는 높은 온도와 플라즈마 상태에서 충분한 강도를 갖기만 하면 상기 전극을 지지링 형태 또는 다른 구성을 가진 상기 지지부재에 부착하기 위해 다른 탄성중합체 결합부가 활용될 수 있다. 바람직하게는 상기 탄성중합체 결합부는 진공분위기에 적합하고, 충분한 인성(toughness), 찢김 강도(tear strength), 탄성, 열적 열화에 대한 저항성, 열전도도 및/또는 전기 전도도를 가진다. 상기 전극이 샤워헤드 전극인 경우, 상기 탄성중합체 결합부는 상기 전극의 하중과 상기 샤워헤드 전극에 가해지는 공정가스의 가스압력을 견딜 수 있어야만 한다.

본 발명에 따르면, 상기 전극을 상기 지지링에 부착시키기 위한 탄성중합체의 사용은 인듐 접착 전극에 비해 전극의 손상(breakage) 가능성 감소, 열 피로로 인한 지지링으로부터 상기 전극의 분리(debonding) 가능성 감소, 뒤틀림의 감소의 관점에서 이점을 제공하고, 그리하여 상기 전극 어셈블리의 온도 사이클링 동안에 상기 지지링과 상기 온도조절부재 간에 개선된 열적 접촉, 상기 전극과 상기 지지링 간에 우수한 용량성 결합/전기 접촉을 유지함으로써 상기 전극에 개선된 전력 공급, 입자 또는 불순물이 감소된 챔버 오염 및/또는 상기 전극 어셈블리가 보다 높은 온도를 견딜 수 있는 능력으로 인한 증가된 전력 용량의 관점에서 이점을 제공한다.

본 발명에 따른 상기 장치는 단일 웨이퍼(single wafer) 공정이나 복수의 웨이퍼(multiple wafer) 공정에서 플라즈마 식각, 증착 등과 같은 웨이퍼 공정에 유용하다. 예를 들면, 상기 장치는 BPSG, 열에 의한 산화규소 또는 열분해 산화막과 같은 산화물 및 포토레지스트 물질의 식각 또는 증착에 사용될 수 있다. 상기 장치는 1 ㎛ 이하의 컨택 프로파일(profile), 임계선폭(CD) 및 낮은 입자 오염을 바람직한 수준에서 유지한다. BPSG의 식각과 관련하여, 약 8000 Å/min의 식각속도가 얻어질 수 있고 30,000 RF분(minutes)보다 큰 전극 수명 동안 약 4%의 식각 균일성이 유지되는데, 반면 인듐 접착된 전극 어셈블리는 2400 RF분만큼 빨리 교체를 요하게 된다. 약 6000 Å/min에서 산화규소를 식각하는 동안 포토레지스트 식각속도는 약 800 Å/min에서 유지될 수 있다. CD 선 측정(CD line measurement)에 관해서는, 산화규소에 비아(via)를 제공하기 위해 200초 동안 식각된 웨이퍼의 SEM에 의한 측정값은 0.02㎛보다 작은 중심과 모서리 CD들을 제공할 수 있다.

상술한 것은 원리, 바람직한 실시예 및 본 발명의 작동 양태를 설명한 것이다. 그러나, 상기 발명은 논의된 특수한 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 그리하여, 이상 기술한 실시예는 한정적인 것이라기 보다는 설명적인 것으로 간주되어야 하며, 이상의 실시예로부터 기술분야의 숙련가에 의해 다음의 청구항에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 많은 변형이 만들어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (23)

1. 접착면을 가지는 지지부재;

   한 쪽에 RF 전력 인가면을 가지고 반대쪽 외곽 모서리에 상기 지지부재의 접착면과 맞물리는 접착면을 가지는 RF 인가 전극; 및

   상기 전극의 외곽 모서리와 상기 지지부재 사이에 그 온도 사이클 동안에 상기 전극과 상기 지지부재 간의 이동을 허용할 수 있도록 상기 지지부재에 상기 전극을 탄력적으로 부착시키는 탄성중합체 결합부를 포함하는 반도체 기판의 공정에 사용되는 플라즈마 반응챔버에 유용한 전극 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부재는 플라즈마 반응챔버 내부에서 온도조절부재에 제거 가능하게 부착되고, 상기 지지부재는 상기 온도조절부재에 고정된 지지링을 포함하고, 상기 전극은 샤워헤드 전극을 포함하며 상기 온도조절부재는 상기 샤워헤드 전극으로 상기 공정 가스를 공급하는 가스 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 온도조절부재는 상기 공정가스를 공급하는 가스 통로가 상기 샤워헤드 전극을 통과하기 전에 배플을 통과하도록 공동 및 상기 공동 내에 최소한 하나의 배플판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성중합체 결합부는 상기 전극과 지지부재 사이의 계면에서 상기 전기적 전도성 탄성중합체 물질을 포함하고, 상기 탄성중합체 물질은 상기 전극과 지지부재 사이에 전기적 전류경로를 제공하는 전기 전도성 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
5. 제 4 항에 있어서, 리세스가 상기 계면에 제공되고 상기 필러는 상기 계면의 상기 리세스의 깊이보다 적어도 5배 작은 평균크기를 가지는 전기적 및/또는 열적 전도성 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 리세스는 상기 지지부재 내에서 균일한 깊이를 가지며, 상기 지지부재의 벽들 사이에 위치되고, 상기 벽들은 상기 리세스의 깊이보다 크지만 상기 리세스의 깊이의 25배 보다는 작은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 리세스는 상기 지지부재 주위로 연속적으로 확장되고, 상기 전극은 단지 상기 탄성중합체 결합부에 의해 지지부재에 접착된 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성중합체 결합부는 촉매 경화된 탄성중합체 수지(resin)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 전극은 실리콘 전극을 포함하고 상기 지지부재는 흑연 지지링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리.
10. 탄성중합체 접착 물질을 지지부재와 RF 인가 전극의 하나 또는 그 이상의 결합면에 가하는 단계;

    상기 탄성중합체 접착 물질이 상기 지지부재와 상기 전극의 결합면을 결합시키도록 상기 지지부재와 전극의 어셈블리를 형성하는 단계; 및

    상기 전극과 상기 지지부재 사이에, 열 사이클링 동안에 상기 지지부재에 대하여 상기 전극의 이동을 허용하는 하는 탄성중합체 결합부를 형성하기 위해 상기 탄성중합체 접착물질을 경화시키는 단계를 포함하는 플라즈마 반응챔버에 사용되는 전극 어셈블리의 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 최소한 두 성분의 탄성중합체를 선택적인 전기 전도성 필러로 혼합하여 탄성중합체 접착물질을 준비하는 단계와, 주위 온도 또는 주위 온도보다 높거나 낮은 온도의 진공 분위기에서 상기 탄성중합체 접착 물질을 치밀화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 결합면이 노출되도록 상기 전극과 지지부재의 표면들에 마스크 물질을 가하는 단계와, 상기 마스크 물질이 상기 전극과 지지부재로부터 제거될 때 상기 탄성중합체 결합부를 빠져 나온 과잉 탄성중합체 물질을 제거하기 위해 선택적으로 상기 마스크 물질의 노출 부분을 프라이머로 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 지지부재는 고리 모양의 리세스를 가진 지지링을 포함하고, 상기 리세스는 상기 지지링 주위로 완전하게 확장되며, 상기 탄성중합체 접착물질은 상기 탄성중합체 결합부가 상기 리세스를 채우고 상기 전극으로부터 상기 지지링으로 열을 전도하기 위해 충분히 얇아질 수 있는 양으로 가해지는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 탄성중합체 접착물질은 전기 전도성 필러를 포함하고, 상기 탄성중합체 접촉물질은 상기 전극과 상기 지지부재 사이에 실질적으로 직접적인 전기 접촉을 제공하기 위해 상기 결합면에 가해지는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 전극은 단결정 또는 다결정 실리콘을 본질적으로 포함하고, 상기 지지부재는 흑연를 본질적으로 포함하고, 상기 실리콘 전극은 상기 흑연 지지부재에 탄성중합체 결합부에 의해서만 접착되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
16. 제 10 항에 있어서, 상기 전극은 균일한 또는 불균일한 두께의 실리콘 디스크를 포함하고, 상기 지지부재는 흑연 링을 포함하고, 상기 방법은 상기 전극과 지지부재를 정착물에 정렬하는 단계, 과잉 접착물질이 상기 전극과 상기 지지링 간의 계면 밖으로 나오도록 하기 위해 충분한 압력을 가하는 단계, 상기 탄성중합체 접착물질의 경화를 촉진하기에 충분히 높은 온도이나 상기 전극 또는 지지링의 열팽창을 최소화하기에 충분한 낮은 온도의 오븐에서 상기 어셈블리를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
17. 제 10 항에 있어서, 상기 탄성중합체 접착물질은 상기 전극과 상기 지지부재 사이에 충분한 이동을 허용케 하여 플라즈마 반응기에서 상기 전극의 사용 중에 상기 전극과 지지부재 사이의 열팽창 또는 수축차의 결과로서 상기 결합부의 찢어짐을 방지할 수 있는 경화된 탄성중합체 결합부를 제공하기 위해 규격되어진 리세스에 충진되는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
18. 제 10 항에 있어서, 상기 탄성중합체 접착물질은 상기 결합면에서 상기 접착물질의 자기 평탄성 및 퍼짐을 달성하기 충분한 점도를 가지고, 상기 방법은 진공 분위기에 상기 어셈블리를 둠으로써 접착물질의 가스를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
19. 제 10 항에 있어서, 상기 결합면에 프라이머로 가하는 단계 또는 상기 결합면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 어셈블리 제조 방법.
20. 전극 어셈블리가 탄성중합체 결합부에 의해 지지부재에 접착된 RF 인가 전극을 구비하는 플라즈마 반응챔버에서 반도체 기판을 처리하는 방법에 있어서,

    반도체 기판을 플라즈마 반응챔버로 공급하는 단계;

    상기 플라즈마 챔버의 내부에 공정가스를 공급하는 단계;

    상기 공정가스가 상기 반도체 기판의 노출 표면에 접촉하는 플라즈마를 형성하고, 탄성중합체 결합부가 전극 어셈블리의 온도 사이클 동안에 지지부재에 대하여 전극이 이동할 수 있도록 RF 전력이 상기 지지부재로부터 상기 탄성중합체 결합부와 상기 전극을 통과하도록 전극에 RF 전력을 인가하는 단계를 포함하는 반도체 기판을 처리하는 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 반도체 기판은 실리콘 웨이퍼를 포함하고, 상기 방법은 웨이퍼 상의 절연성 또는 도전성 물질층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판을 처리하는 방법.
22. 제 20 항에 있어서, 상기 방법은 반도체 기판 상에 물질층을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판을 처리하는 방법.
23. 제 20 항에 있어서, 상기 전극은 실리콘 샤워헤드 전극을 포함하고, 상기 지지부재는 흑연 링을 포함하고, 상기 흑연 링은 상기 샤워헤드 전극으로 공급되는 상기 공정가스의 통로인 온도조절부재에 고정된 것을 특징으로 하는 반도체 기판을 처리하는 방법.