KR101919644B1 - 디척 어시스트된 웨이퍼 후측 플라즈마를 갖는 정전 척 - Google Patents

디척 어시스트된 웨이퍼 후측 플라즈마를 갖는 정전 척 Download PDF

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Abstract

플라즈마 프로세싱 챔버에서 유용한 정전 척 어셈블리로서, 반도체 웨이퍼가 챔버 내의 웨이퍼의 프로세싱 동안 지지되는 지지 표면, 정전 클램핑 전압이 클램핑 전극에 인가되는 경우, 지지 표면 상의 웨이퍼에 정전 클램핑 력을 인가하는 적어도 하나의 정전 클램핑 전극, 웨이퍼의 하측에 열 전달 가스를 전달하는 지지 표면 내의 적어도 하나의 유출구, 적어도 하나의 가스 통로에 바람직한 전압으로 열 전달 가스를 공급하도록 동작가능한 열 전달 가스의 소스에 연결되는 적어도 하나의 가스 통로, 및 적어도 하나의 가스 통로에 따른 적어도 하나의 캐비티 및 플라즈마 생성 전극을 포함하고, 플라즈마 생성 전극은 캐비티에서 디척킹 플라즈마를 형성하도록 동작가능하고, 디척킹 플라즈마는 정전 척의 지지 표면과 웨이퍼의 하측 상의 전하들을 중성화하는데 효율적이고 따라서 웨이퍼와 지지 표면 사이의 잔여 점착력을 감소시킨다.

Description

디척 어시스트된 웨이퍼 후측 플라즈마를 갖는 정전 척{ELECTROSTATIC CHUCK WITH WAFER BACKSIDE PLASMA ASSISTED DECHUCK}
본 발명은 웨이퍼를 디척 (dechuck) 하는 정전 척 (chuck) 설계들과 방법들에 대한 향상들에 관한 것이다.
다양한 척킹 (chucking) 배치들은, 플라즈마 에칭 챔버들과 같이 진공 챔버들 안에서 웨이퍼 프로세싱 동안에 웨이퍼들을 클램핑 (clamping) 하는 것에 대해 발전해 왔다. 일 문제는 디척킹 (dechucking) 동작들 동안 웨이퍼와 척 사이의 잔여 점착력이다. 따라서, 점착 문제를 다루는 향상된 척 설계들과 디척킹의 방법들에 대한 필요성이 존재한다.
정전 전하에 의해, 플라즈마 프로세싱 챔버 안의 하부 전극에 병합된, 정전 척 상에 유지된 웨이퍼를 디척킹하는 방법이 본 명세서에 개시된다. 방법은, 정전 척에 정전 클램핑 전압을 인가함으로써 플라즈마 프로세싱 챔버에서 정전 척의 지지 표면 상에 웨이퍼를 클램핑하는 단계, 웨이퍼의 하측에 5 토르 (Torr) 를 초과하는 압력으로 열 전달 가스를 공급하는 동안 웨이퍼에 플라즈마 프로세싱을 가하는 단계, 챔버에서 플라즈마를 소화시키고 (extinguishing) 1 내지 10 토르의 압력으로 열 전달 가스를 공급하는 단계, 정전 클램핑 전압을 차단하는 단계, 및 정전 척 내의 캐비티 (cavity) 에서 디척킹 플라즈마를 형성하고 디척킹 플라즈마로 정전 척의 지지 표면과 웨이퍼의 하측 상의 전하들을 중성화하는 단계를 포함한다.
또한, 플라즈마 프로세싱 챔버에서 유용한 정전 척 어셈블리 (assembly) 는 본 명세서에 개시되고, 반도체 웨이퍼가, 챔버 내의 웨이퍼의 프로세싱 동안에 지지되는 지지 표면, 정전 클램핑 전압이 클램핑 전극에 인가되는 경우, 지지 표면 상의 웨이퍼에 정전 클램핑 력을 인가하는 적어도 하나의 정전 클램핑 전극, 웨이퍼의 하측에 열 전달 가스를 전달하는 지지 표면에서의 적어도 하나의 유출구, 적어도 하나의 가스 통로에 바람직한 압력으로 열 전달 가스를 공급하도록 동작가능한 열 전달 가스의 소스에 연결되는 적어도 하나의 가스 통로, 및 적어도 하나의 가스 통로에 따른 플라즈마 생성 전극과 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 플라즈마 생성 전극은 캐비티에서 디척킹 플라즈마를 형성하도록 동작가능하고, 디척킹 플라즈마는 정전 척의 지지 표면과 웨이퍼의 하측 상에서 전하들을 중성화하는데 효율적이어서 웨이퍼와 지지 표면 사이에 잔여 점착력을 감소시킨다.
도 1은 정전 척 (ESC) 표면에 접촉하는 웨이퍼 후측과 ESC의 거친 세라믹 (ceramic) 표면을 도시한 개략도이다.
도 2는 임베디드된 (embedded) 전극, 히터 (heater) 층 및 세라믹 층 상에 지지되는 웨이퍼의 주변부 근처의 헬륨 (He) 전달 홀들을 갖는 베이스 판을 갖는 상부 세라믹 층을 갖는 ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 3은, 캐비티가 디척킹 플라즈마를 생성하는데 제공되고, ESC 어셈블리는 임베디드된 (embedded) 전극, 히터 (heater) 층 및 세라믹 층 상에 지지되는 웨이퍼의 주변부 근처의 헬륨 (He) 전달 홀들을 갖는 베이스 판을 갖는, 일 실시예에 따른 ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 4는 pd (전기장의 방향에서 x 캐비티 크기의 캐비티에서의 압력) 의 함수로서 갭 (gap) 안의 방전을 점화하도록 갭에 걸쳐 요구되는 최소 DC 전압을 도시하는 다양한 가스들에 대한 파센 (Paschen) 곡선의 그래프이다.
도 5는, 내측 및 외측 전극들이 디척킹 플라즈마가 형성된 캐비티의 맞은편 상에 배열되는, 일 실시예에 따른 ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 6은, 한 쌍의 상부 및 한 쌍의 하부 전극들이 디척킹 플라즈마가 형성된 캐비티의 맞은편 상에 배열되는, 일 실시예에 따른 ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 7은, 헬륨이 중심 축 통로 및 복수의 방사상 통로들로부터 캐비티로 분포되는, 일 실시예에 따른 ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 8은, 디척킹 플라즈마가 웨이퍼 아래의 내측 및 외측 구역들로 전달되는, 일 실시예에 따른 ESC 어셈블리의 개략도이다.
정전 척 (ESC; Electrostatic chuck) 들은, 반도체 제작 프로세스들 동안 실리콘 웨이퍼 (기판) 의 열 제어를 제공하기 위하여 웨이퍼를 클램핑하는데 일반적으로 사용된다. 존슨 라벡 (JR; Johnsen Rahbek) 효과에 기반한 Al2O3 또는 A1N 세라믹 ESC들, 및 Al2O3 쿨롬의 (Coulombic) ESC들이 다양한 프로세싱 장비에서 널리 사용된다.
ESC는, 전압 (DC 또는 AC) 이 ESC에서 클램핑 전극들로 인가될 때, 웨이퍼를 홀드하는데 클램핑 력을 제공한다. 인가된 전압의 제거 시, 클램핑 력은 0이 되도록 기대되며, 웨이퍼는 용이하게 제거될 수 있다. 웨이퍼는 커패시터 (capacitor) 의 일 전극으로서 동작하고, 다른 전극은 (전력 공급부를 통한) 외부로부터 인가된 전기장의 존재 하에서 ESC에서 클램핑 전극이 된다. 웨이퍼가 클램핑되는 동안, 웨이퍼와 ESC 표면 사이의 작은 공간들/갭은, 웨이퍼와 ESC 사이의 물리적 접촉에 관하여 향상된 열 전달 계수를 제공하도록 통상적으로 (보통 1-100 토르 사이의 압력의) 헬륨으로 충진된다.
이상적인 조건들 하에서, 웨이퍼와 ESC 사이의 클램핑 력은, 외부로부터 인가된 전압이 꺼졌을 때 완전히 사라지지만, 이것은 실제 조건들 하에서는 대체로 사실이 아니다. 예를 들어, 정전 ESC 의 표면 상에서 박막들의 빌드업 (buildup) 은 ESC의 표면 상에서 전하 트랩 (trap) 을 야기할 수 있다. 그러한 전하는, 외부로부터 인가된 장에 관하여 소멸되는데 오래 걸릴 수도 있고, 인가된 장의 스위치를 끈 후 웨이퍼 상의 잔여 점착력을 발생시킬 수 있다. 에처 (etcher) 들 내의 ESC 표면 상에서 박막들의 빌드업은 챔버 세정 프로세스들에 의한 ESC (세라믹) 표면의 불소화 (fluorination) 에 의해 야기될 수 있다. 부가적으로, 플라즈마 프로세싱으로부터의 부산물은, ESC 표면 상에 증착될 수 있어, 전하 트랩이 가능한 막들이 된다.
웨이퍼들의 반복되는 프로세싱에 의해 ESC 표면이 평활화하는 것도 잔여 점착력을 야기할 수 있다. 실리콘과 ESC 세라믹 사이의 열 팽창 계수 사이의 차이에 의해, 웨이퍼 표면은, 플라즈마 열 부하가 웨이퍼의 가열 (및 그 결과에 의한 웨이퍼 확장) 을 유도하는 경우, ESC 세라믹을 그라인드 (grind) 한다. 프로세싱 동안 클램핑 력에 의해 웨이퍼가 홀드되고 있으므로, 웨이퍼와 ESC 사이의 이 그라인딩 (grinding) 은, 확장된 사용 시 ESC 세라믹의 주요한 평활화를 발생시킨다. 평활화된 세라믹은 웨이퍼와 ESC 사이의 실제적인 접촉 영역의 주요한 증가를 발생시킨다. ESC 표면과 웨이퍼 후측 사이의 유효 거리의 추가적인 감소는, d가 웨이퍼의 후측과 세라믹 표면 사이의 거리인, 힘이 1/d2에서 변하므로, 인터페이스에서 현존하는 임의의 전하에 의해 클램핑 력을 증가시킨다. 통상적으로, 거리 d는 ESC 표면의 거칠기에 대략 동일하여 (도 1에 도시된 바와 같이), 더 평활한 ESC 표면은, 임의의 잔여 전하가 웨이퍼 표면 상에 현존하면, 더 높은 점착력을 발생시킨다. 전술한 바와 같이, 잔여 전하는, ESC 세라믹을 통한 적은 양의 누설 전류 또는 ESC 표면 상의 막들에 의한 전하 트랩에 의해, 존재할 수도 있다.
웨이퍼 상의 잔여 점착력은, 웨이퍼가, 웨이퍼 파핑 (popping), 입자 생성 및 심지어 웨이퍼 파손을 포함하는 ESC 표면으로부터 들어 올려지는 경우, 중요한 문제들을 야기할 수 있다.
세라믹에서의 전하 누출, 세라믹의 평활화, 세라믹 표면 상의 막 빌드업과 연관된 이슈들이 웨이퍼 디척킹 능력을 저하시키지 않도록, 강한 디척킹을 보장하게 ESC 클램핑 전압을 끈 후에 웨이퍼 상에서 잔여 점착력들을 제거하는 방법이 본 명세서에서 개시된다.
방법은, 디척킹 플라즈마가 웨이퍼 후측 상에서 전하의 중성화를 허용하도록, 클램핑 전압의 스위치가 꺼진 후에 디척킹 단계 동안에만 웨이퍼의 후측으로 헬륨과 같은 열 전달 가스를 전달하기 위한 홀들의 내부로 플라즈마를 공급하는 것을 수반한다.
도 1은 클램핑 전압의 제거 후에 웨이퍼 (4) 와 ESC의 거친 세라믹 표면 (2) 사이의 잔여 힘들을 도시한다. 잔여 점착력은, 웨이퍼가 웨이퍼 파핑, 입자 생성 및 심지어 웨이퍼 파손과 같이 ESC 표면으로부터 들어 올려지는 경우, 문제들을 야기할 수 있다.
도 2는, ESC 에지 (edge) 근처의 홀들 (6) 이 웨이퍼의 후측으로 헬륨을 전달하는 ESC 구조를 도시한다. ESC 표면은, 클램핑된 웨이퍼가 웨이퍼의 후측과 플라즈마 반응기 내의 압력 사이에서 100토르 압력 차이까지 유지할 수 있도록, 외측 에지에 1-10㎜ 시일 (seal) 구역을 갖는다. 또한, ESC 표면은, 웨이퍼와 ESC 표면 사이의 접촉 영역이 현저하게 감소되도록, ESC 표면 상에 분포된 메사 (mesas) 또는 범프 (bump) 들을 갖는다. 웨이퍼 클램핑을 인에이블 (enable) 하도록 외부 전력 공급부에 연결되는 ESC 세라믹 층 (10) 내부로 임베디드된 클램핑 전극 (8) 이 있다. ESC 세라믹 (10) 은 냉각 플레이트 (베이스플레이트) (12) 상에 접착되고, 냉각 플레이트의 온도가 유체를 순환시키는 온도 제어 유닛 (냉각장치) 에 냉각 플레이트를 연결함으로써 제어될 수 있도록, 냉각 플레이트는 냉각수 채널 (14) 을 갖는다. 세라믹과 냉각 플레이트 사이의 접착 층 (16) 의 열 저항은, 세라믹과 냉각 플레이트 사이의 온도 차이가 웨이퍼 내로 10W/cm2 열 플럭스 (flux) 에서 2℃ 내지 90℃ 에 있을 수 있도록, 선택될 수 있다. 게다가, (도시되지 않은) 히터들은 세라믹 온도를 독립적으로 제어하도록 세라믹 내부에서 또는 세라믹과 접착 물질 사이에서 임베디드될 수도 있다.
도 3은, ESC의 세라믹 내부의 캐비티 (18) 가 헬륨 전달 홀 (6) 과 통하는 실시예를 도시한다. 한 쌍의 전극 (20, 22) 은, 외부 DC 또는 AC/RF 전력 공급부에 연결되는 캐비티 (18) 의 각 측면 상에 배치된다. 플라즈마 프로세싱 단계들 동안, 캐비티 (18) 에 인접한 전극들 (20, 22) 은, 전기장이 방사상 방향으로 캐비티 (18) 에 존재하지 않도록, 동일한 포텐셜 (potential) 로 전기적으로 계속 플로팅 (floating) 된다. 캐비티 (18) 의 높이는, 인가된 RF 전력이 플라즈마 프로세싱 동안 캐비티에서 높은 압력 (10토르-100토르) 에 의해 특정한 헬륨 채널에 방전을 유지하지 않도록, 선택된다. 또한, 플라즈마 프로세싱 동안 RF 전류에 의한 전기장은 방전을 유지하도록 요구되는 높이들 하부에 있다. 예를 들어, 80토르 헬륨 압력을 갖는 1㎜높이의 캐비티는, 헬륨에 대한 파센 커브를 기반으로 방전을 유지하도록 캐비티 (18) 의 높이에 걸쳐 대략 1000V 강하를 요구한다.
도 4는, pd (전기장의 방향으로 x 캐비티 크기의 캐비티 내의 압력) 의 함수로서 갭에서 방전을 점화하도록 갭에 걸쳐 요구되는 최소 DC 전압을 도시하는, 다양한 가스들에 대한 파센 커브의 그래프이다.
디척킹 단계 동안, 클램핑 전극 (8) 에 연결된 전력 공급부는 0V (또는 웨이퍼의 조건에 종속하는 다른 적합한 전압) 로 설정되고, 캐비티 (18) 에 걸쳐 전극들 (20, 22) 에 연결되는 외부 전력 공급부는 방사상 방향으로 강한 전기장을 제공하도록 켜진다. 또한, 웨이퍼 후측 상의 헬륨 압력은 헬륨의 일부를 배기함으로써, 1 내지 10토르와 같이, 바람직하게는 5토르보다 작은, 적합한 범위로 감소된다. 캐비티 (18) 의 너비는, 방전 점화가 캐비티 (18) 주변의 전극들 (20, 22) 상에 인가된 장에 의해 발생할 수 있게, 파센 커브의 최소값에 가깝도록 캐비티 (18) 내의 pd를 허용하도록 선택된다. 또한, 낮은 RF 전력 (<1000W) 은, 캐비티 내의 방사상 전기장이 현존하는 디척킹 단계 동안, 캐비티 (18) 내의 방전을 유지하는 것을 돕도록 웨이퍼에 인가될 수 있다. 캐비티 내의 약한 플라즈마 형성은, 웨이퍼 후측 및 에지 시일 영역에서의 ESC 표면 상의 임의의 전하들을 중성화하도록 플라즈마로부터 전하를 허용하고, 그로 인해, 현저하게 임의의 잔여 점착력을 감소시킨다.
도 5는, 캐비티 (18) 의 각 측면 상의 전극들이 비아 (via) 들 (20c, 22c) (연결 전선들) 에 의해 수직으로 연결된 상부 평면 전극들 (20a, 22a) 과 하부 평면 전극들 (20b, 22b) 를 포함하는, 실시예를 도시한다. 본 실시에의 이점은, 도 4에서 원통형의 전극들 (20, 22) 에 비교되어 제조하는 것이 더 쉽다는 것이다.
도 6은, 상부 평면 전극들 (20a, 22a) 과 하부 평면 전극들 (20b, 22b) 이, 전극들에 걸친 전압 차이에 의한 전기장이 수직 방향이 되도록 캐비티 (18) 위와 아래에 배치된, 다른 실시예를 도시한다. 이 경우, 각각의 전극은, 헬륨 홀들 (6) 이 현존하는 위치들에서 개구부들을 갖는 평면 환형체 (annulus) 이다.
도 7은, 세라믹 (10) 내부의 방사상 통로들 (6a) 이 헬륨을 중심 축 통로 (6b) 로부터 ESC 내의 모든 헬륨 홀들로 분포시키는, 도 6의 일 실시예이다. 또한, 헬륨 전달에 대한 이 구성은 도 4 및 도 5에 대한 디척킹 전극 구성들과 조합될 수 있다.
도 8은, 디척킹 플라즈마가 웨이퍼 아래에 내측 및 외측 구역들에 공급되는, 다른 실시예를 도시한다. ESC는 각 캐비티의 맞은 편에 배열된 디척킹 전극들을 갖는 외측 캐비티 (18a) 및 내측 캐비티 (18b) 를 포함한다. 상부 전극들 (20a, 22a) 및 하부 전극들 (20b, 22b) 은 외측 캐비티 (18a) 위 및 아래에 배열되고, 상부 전극들 (24a, 26a) 및 하부 전극들 (24b, 26b) 은 내측 캐비티 (18b) 위 및 아래에 배열된다. 이 배열들로, 내측 및 외측 구역들은 웨이퍼 후측에서 상이한 헬륨 압력들로 유지될 수 있다. 이 설계는, 2 개의 개별 헬륨 구역들을 생성하도록, ESC 외측 지름보다 더 작은 반지름의 다른 시일 구역과 ESC 에지 근처의 시일 구역을 이용한다. 복수의 헬륨 구역들을 갖는 이러한 구성은 모든 헬륨 구역에 대해 헬륨 구역 주변에 배치된 전극들을 갖는 헬륨 캐비티들을 이용할 수 있다. 위에 도시된 바와 같이, 각각의 헬륨 캐비티는 본 명세서에서 설명된 다양한 디척킹 전극 구성들을 이용할 수 있다.
웨이퍼로서 동일한 포텐셜에서 디척킹 단계 동안 클램핑 전극(들)을 유지하는 것은, 채널 주변에서 전극들로부터의 장이 (클램핑 전극으로부터의 차폐 효과에 의해) 웨이퍼 클램핑을 유도하는 것을 방지한다.
본 명세서에서 설명되는 ESC 는, ESC (세라믹 층과 임베디드 전극, 헬륨 홀들, 캐비티 및 디척킹 플라즈마 전극들) 가 단일극 클램핑 설계 또는 양극 클램핑 설계를 갖는 다양한 튜닝 가능한 ESC들, 편평한 표면, 메사 표면, 단일 구역 헬륨 ESC, 및 이중 구역 헬륨 ESC을 가지는, 다양한 ESC 어셈블리들에 사용될 수 있다.
연속적인 환형 캐비티 (18) 를 갖는 ESC가 설명되는 동안, ESC는 상이한 캐비티와 디척킹 전극 배열들을 포함하도록 변형될 수 있다. 예를 들어, 연속적인 환형 캐비티와 연속적인 디척킹 전극들 대신, 캐비티는 세그먼트 (segment) 된 디척킹 전극들 또는 세그먼트된 캐비티들의 맞은 편 상의 연속적인 디척킹 전극들과 함께 각각의 헬륨 홀 주변의 캐비티와 같이 더 작은 섹션 (section) 으로 세그먼트될 수 있다.
ESC는 (1) 디척킹 단계동안 강력한 디척킹을 제공하도록 웨이퍼 후측 상에 제어된 플라즈마의 사용, (2) 프로세싱 단계들 동안 후측 상의 헬륨 라이트업 (lightup) 을 가지지 않고 웨이퍼들을 프로세스하는 능력, (3) 웨이퍼 후측 상에 헬륨 방전을 일어나게 하도록 RF 전력과 DC 장의 조합의 사용, 및/또는 (4) 디척 후측 방전을 유지하기 위해 높은 DC 장을 사용하는 능력:을 허용할 수 있다.
디척킹의 방법에서, 열 전달 가스는 헬륨이고, 디척킹 플라즈마는 캐비티 (18) 의 맞은 편 상에 배열된 한 쌍의 전극들에 전기적인 전력을 인가함으로써 형성된다. 캐비티 (18) 는, 직사각형의 높이보다 너비가 적어도 2배인, 바람직하게는 적어도 5배 더 큰, 단면이 직사각형인 연속적인 환형 캐비티일 수 있다. 캐비티 (18) 는, 캐비티 (18) 와 정전 척의 지지 표면 사이에서 확장하는 복수의 수직 가스 통로들 (6) 과 유체 연통할 수 있다. 이온화된 상태에서 열 전달 가스를 유지하는데 충분한 무선주파수 (RF) 전력을 전극들에 공급하는 동안, 디척킹 플라즈마는 플라즈마 내로 열 전달 가스를 점화하는데 충분한 DC 전력을 전극들에 인가함으로써 형성될 수 있다. 또는, RF 전력은 ESC 어셈블리의 베이스플레이트에 공급될 수 있다.
일 구성에서, 전극들의 쌍은 캐비티의 내측 주변부에 따른 내측 전극과 캐비티의 외측 주변부에 따른 외측 전극을 포함한다.
다른 구성에서, 전극들의 쌍은 내측 전극과 외측 전극을 포함한다. 내측 전극은, 캐비티의 내측 주변부의 내측에 위치된 적어도 하나의 수직 컨덕터 (conductor) 에 의해 상호연결된 평행 평면 상부 및 하부의 내측 링들을 포함하고, 내측 링들은 캐비티의 내측 부분의 상부 및 하부에 위치된 외측 부분들을 포함한다. 외측 전극은, 캐비티의 외측 주변부의 외측에 위치된 적어도 하나의 수직 컨덕터에 의해 상호연결된 평행 평면 상부 및 하부의 외측 링들을 포함하고, 외측 링들은 캐비티의 외측 부분의 상부 및 하부에 위치된 부분들을 포함한다. 이 전극 구성들로, 내측 및 외측 링들은 주로 방사상 방향으로 전기장을 생성한다.
또 다른 구성에서, 전극들의 쌍은 평행 평면 상부 및 하부 환형 전극들을 포함하고, 상부 및 하부 환형 전극들은 캐비티로부터 지지 표면으로 확장하는 수직 가스 통로들을 둘러싸는 개구부들을 포함한다.
척이, 웨이퍼를 플라즈마 프로세싱하는 동안, 내측 및 외측 구역들에 걸쳐 웨이퍼의 온도들을 독립적으로 제어하도록 웨이퍼 하부에서 내측 및 외측 구역들로 헬륨을 공급하는 이중 구역 척인 구성에서, 디척킹은 내측 및 외측 구역들에 디척킹 플라즈마를 공급함으로써 수행될 수 있다.

Claims (20)

  1. 정전 전하에 의해, 플라즈마 프로세싱 챔버에서 하부 전극에 포함된, 정전 척 상에 홀드되는 웨이퍼를 디척킹하는 방법으로서,
    상기 정전 척에 정전 클램핑 (clamping) 전압을 인가함으로써 상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 상기 정전 척의 지지 표면 상에 상기 웨이퍼를 클램핑하는 단계;
    상기 웨이퍼의 하측에 5 토르 (Torr) 를 초과하는 압력으로 열 전달 가스를 공급하는 동안, 상기 웨이퍼에 플라즈마 프로세싱을 가하는 단계;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버에서 상기 플라즈마를 소화시키고 (extinguishing) 1 내지 10 토르의 압력으로 상기 열 전달 가스를 공급하는 단계;
    상기 정전 클램핑 전압을 차단하는 단계;
    상기 정전 척 내의 캐비티 (cavity) 에서 디척킹 플라즈마를 형성하고 상기 디척킹 플라즈마로 상기 정전 척의 지지 표면과 상기 웨이퍼의 하측 상의 전하들을 중성화하는 단계; 및
    디척킹 동안 상기 캐비티 내에서 상기 디척킹 플라즈마를 유지하는 것을 돕도록 상기 웨이퍼에 낮은 RF 전력을 인가하는 단계를 포함하는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열 전달 가스는 헬륨이고, 상기 디척킹 플라즈마는 상기 캐비티의 맞은 편 상에 배열된 한 쌍의 전극들에 전기적 전력을 인가함으로써 형성되는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캐비티는 단면이 직사각형인 연속적인 환형 캐비티이고, 상기 캐비티는 상기 캐비티의 높이보다 적어도 2배 큰 너비를 갖고, 상기 캐비티는, 상기 캐비티와 상기 정전 척의 상기 지지 표면 사이에서 확장하는 복수의 수직 가스 통로들과 유체 연통하는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전극들의 쌍은 상기 캐비티의 내측 주변부를 따라 내측 전극 및 상기 캐비티의 외측 주변부를 따라 외측 전극을 포함하는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 디척킹 플라즈마는, 상기 열 전달 가스를 이온화 상태로 유지하는데 충분한 무선주파수 전력을 상기 전극들의 쌍에 공급하는 동안, 상기 열 전달 가스를 플라즈마로 점화하는데 충분한 DC 전력을 상기 전극들의 쌍에 인가함으로써 형성되는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 하부 전극은 상기 정전 척 아래의 온도 제어된 베이스플레이트를 포함하고, 상기 열 전달 가스를 이온화 상태로 유지하는데 충분한 무선주파수 전력을 상기 온도 제어된 베이스플레이트에 공급하는 동안, 상기 디척킹 플라즈마는 상기 열 전달 가스를 플라즈마로 점화하는데 충분한 DC 전력을 상기 전극들의 쌍에 인가함으로써 형성되는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 전극들의 쌍은 내측 전극과 외측 전극을 포함하고, 상기 내측 전극은, 상기 캐비티의 내측 주변부의 내측에 위치된 적어도 하나의 수직 컨덕터 (conductor) 에 의해 상호연결된, 평행 평면의 상부 및 하부 내측 링들을 포함하고, 상기 상부 및 하부 내측 링들은 상기 캐비티의 내측 부분 위 및 아래에 위치된 외측 부분들을 포함하고, 상기 외측 전극은, 상기 캐비티의 외측 주변부의 외측에 위치된 적어도 하나의 수직 컨덕터에 의해 상호연결된 평행 평면의 상부 및 하부 외측 링들을 포함하고, 상기 상부 및 하부 외측 링들은 상기 캐비티의 외측 부분 위 및 아래에 위치된 부분들을 포함하고, 상기 상부 및 하부 내측 링들 및 상기 상부 및 하부 외측 링들은 지배적으로 방사상 방향으로 전기장을 생성하는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 전극들의 쌍은 평행 평면의 상부 및 하부 환형 전극들을 포함하고, 상기 상부 및 하부 환형 전극들은 상기 캐비티로부터 상기 지지 표면으로 확장하는 수직 가스 통로들을 둘러싸는 개구부들을 포함하는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열 전달 가스는 헬륨이고, 상기 캐비티는, 상기 캐비티로부터 상기 지지 표면으로 확장하는 복수의 헬륨 가스 통로들과 유체 연통하는 환형 캐비티인, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 정전 척은 이중 구역 척이고, 상기 방법은, 상기 웨이퍼를 플라즈마 프로세싱하는 동안 내측 및 외측 구역들에 걸쳐 상기 웨이퍼의 온도들을 독립적으로 제어하도록 상기 웨이퍼 아래의 상기 내측 및 외측 구역들에 헬륨을 공급하는 단계, 및 상기 플라즈마를 소화시킨 후 상기 내측 및 외측 구역들에 상기 디척킹 플라즈마를 공급하는 단계를 포함하는, 웨이퍼를 디척킹하는 방법.
  11. 플라즈마 프로세싱 챔버에서 유용한 정전 척 어셈블리로서,
    반도체 웨이퍼가 상기 플라즈마 프로세싱 챔버에서 상기 반도체 웨이퍼의 프로세싱 동안 지지되는 세라믹 재료의 층 내의 지지 표면;
    상기 세라믹 재료의 층 내에 임베디드 (embedded) 된 적어도 하나의 정전 클램핑 전극으로서, 상기 적어도 하나의 정전 클램핑 전극은, 정전 클램핑 전압이 상기 적어도 하나의 클램핑 전극에 인가되는 경우, 상기 지지 표면 상의 상기 반도체 웨이퍼에 정전 클램핑 력을 인가하도록 동작가능한, 상기 적어도 하나의 정전 클램핑 전극;
    상기 반도체 웨이퍼의 하측에 열 전달 가스를 전달하는 상기 지지 표면 내의 적어도 하나의 유출구;
    적어도 하나의 가스 통로에 바람직한 압력으로 상기 열 전달 가스를 공급하도록 동작가능한 열 전달 가스의 소스 (source) 에 연결된 상기 세라믹 재료의 층 내의 상기 적어도 하나의 가스 통로;
    상기 적어도 하나의 가스 통로를 따라 플라즈마 생성 전극과 적어도 하나의 캐비티로서, 상기 플라즈마 생성 전극은 상기 캐비티에서 디척킹 플라즈마를 형성하도록 동작가능하고, 상기 디척킹 플라즈마는 상기 정전 척 어셈블리의 지지 표면과 상기 반도체 웨이퍼의 상기 하측 상의 전하들을 중성화하는데 효율적이고, 이에 따라 상기 반도체 웨이퍼와 상기 지지 표면 사이의 잔여 점착력을 감소시키고, 상기 플라즈마 생성 전극은 상기 캐비티의 맞은 편에 배열된 한 쌍의 전극들을 포함하는, 상기 플라즈마 생성 전극과 상기 적어도 하나의 캐비티;
    상기 전극들의 쌍에 연결되는 DC 전력 소스 및 상기 전극들의 쌍에 연결되는 무선주파수 (RF) 전력 소스; 및
    상기 열 전달 가스를 이온화 상태로 유지하도록 상기 전극들의 쌍에 충분한 RF 전력을 인가하는 동안, 상기 디척킹 플라즈마가 상기 열 전달 가스를 플라즈마로 점화하기 위해 상기 전극들의 쌍에 충분한 DC 전력을 인가함으로써 형성되도록, 상기 DC 및 RF 전력 소스들로부터 전력의 공급을 제어하는 제어기를 포함하는, 정전 척 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 세라믹 재료의 층의 하부 표면은 히터 (heater) 플레이트의 상부 표면에 접착되고, 상기 히터 플레이트의 하부 표면은 온도 제어된 베이스플레이트의 상부 표면에 접착되는, 정전 척 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 캐비티는 단면이 직사각형인 연속적인 환형 캐비티이고, 상기 캐비티는 상기 캐비티의 높이보다 적어도 2배 더 큰 너비를 갖고, 상기 캐비티는, 상기 캐비티와 상기 정전 척 어셈블리의 상기 지지 표면 사이에서 확장하는 복수의 수직 가스 통로들과 유체 연통하는, 정전 척 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전극들의 쌍은 상기 캐비티의 내측 주변부를 따라 내측 전극 및 상기 캐비티의 외측 주변부를 따라 외측 전극을 포함하는, 정전 척 어셈블리.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 전극들의 쌍은 내측 전극과 외측 전극을 포함하고, 상기 내측 전극은 상기 캐비티의 내측 주변부의 내측에 위치된 적어도 하나의 수직 컨덕터에 의해 상호연결되는 평행 평면의 상부 및 하부 내측 링들을 포함하고, 상기 상부 및 하부 내측 링들은 상기 캐비티의 내측 부분 위 및 아래에 위치된 외측 부분들을 포함하고, 상기 외측 전극은 상기 캐비티의 외측 주변부의 외측에 위치된 적어도 하나의 수직 컨덕터에 의해 상호연결되는 평행 평면의 상부 및 하부 외측 링들을 포함하고, 상기 상부 및 하부 외측 링들은 상기 캐비티의 외측 부분 위 및 아래에 위치된 부분들을 포함하고, 상기 상부 및 하부 내측 링들 및 상기 상부 및 하부 외측 링들은 지배적으로 방사상 방향으로 전기장을 생성하는, 정전 척 어셈블리.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 전극들의 쌍은 평행 평면의 상부 및 하부 환형 전극들을 포함하고, 상기 상부 및 하부 환형 전극들은 상기 캐비티로부터 상기 지지 표면으로 연장하는 수직 가스 통로들을 둘러싸는 개구부들을 포함하는, 정전 척 어셈블리.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 열 전달 가스의 소스는 상기 캐비티에 헬륨을 공급하고 상기 캐비티는, 상기 캐비티로부터 상기 지지 표면으로 연장하는 복수의 헬륨 가스 통로들과 유체 연통하는 환형 캐비티인, 정전 척 어셈블리.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 정전 척 어셈블리는, 상기 반도체 웨이퍼를 플라즈마 프로세싱하는 동안 내측 및 외측 구역들에 걸쳐 상기 반도체 웨이퍼의 온도들을 독립적으로 제어하도록 상기 반도체 웨이퍼 아래의 상기 내측 및 외측 구역들에 독립적으로 제어된 압력들로 헬륨을 공급하도록 동작가능한 이중 구역 척이고, 상기 디척킹 플라즈마는 상기 내측 및 외측 구역들로 공급되는, 정전 척 어셈블리.
  20. 제11항에 있어서,
    RF 전력은 디척킹 동안 상기 캐비티 내에서 상기 디척킹 플라즈마를 유지하도록 상기 반도체 웨이퍼에 인가되는, 정전 척 어셈블리.
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