KR102517790B1 - 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어 - Google Patents

독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어 Download PDF

Info

Publication number
KR102517790B1
KR102517790B1 KR1020227013681A KR20227013681A KR102517790B1 KR 102517790 B1 KR102517790 B1 KR 102517790B1 KR 1020227013681 A KR1020227013681 A KR 1020227013681A KR 20227013681 A KR20227013681 A KR 20227013681A KR 102517790 B1 KR102517790 B1 KR 102517790B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heater
plate
plasma processing
cooling plate
cooling
Prior art date
Application number
KR1020227013681A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220053703A (ko
Inventor
드미트리 루보미르스키
손 티. 엔구옌
안 엔. 엔구옌
데이비드 파라가쉬빌리
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20220053703A publication Critical patent/KR20220053703A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102517790B1 publication Critical patent/KR102517790B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어가 설명된다. 일 예에서, 캐리어는, 제조 프로세스들을 위한 작업물을 지탱하기(carry) 위한 퍽, 각각 퍽에 열적으로 커플링되는 복수의 열적으로 격리된 블록들 - 그리고, 각각은 가열기 플레이트의 각각의 블록을 가열하기 위한 가열기를 가짐 - 을 갖는 가열기 플레이트, 및 가열기 플레이트에 체결되고 열적으로 커플링된 냉각 플레이트를 갖고, 냉각 플레이트는 냉각 플레이트로부터 열을 전달하기 위한 열 전달 유체를 운반하기 위한 냉각 채널을 갖는다.

Description

독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어{WAFER CARRIER WITH INDEPENDENT ISOLATED HEATER ZONES}
관련 출원들에 대한 상호-참조
[0001] 본 출원은, 2014년 8월 1일자로 출원된, 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어(Wafer carrier with independent isolated heater zones) 라는 명칭의 미국 가특허 출원 제 62/032,313 호에 대한 우선권을 주장하고, 인용에 의해 그의 전체 내용을 모든 목적들을 위해 통합하는, 2015년 2월 4일자로 출원된, 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어(Wafer carrier with independent isolated heater zones) 라는 명칭의 미국 출원 제 14/614,199 호에 대한 우선권을 주장하며, 인용에 의해, 그의 전체 내용을 모든 목적들을 위해 통합한다.
[0002] 본 개시내용의 실시예들은 마이크로일렉트로닉스(microelectronics) 제조 산업에 관한 것이며, 더 구체적으로, 플라즈마 프로세싱 동안 작업물(workpiece)을 지지하기 위한 온도 제어형 척들(temperature controlled chucks)에 관한 것이다.
[0003] 반도체 칩들의 제조에 있어서, 실리콘 웨이퍼 또는 다른 기판은 다양한(different) 프로세싱 챔버들에서 여러 가지 다양한 프로세스들에 노출된다. 챔버들은, 웨이퍼 상에 회로(circuitry) 및 다른 구조들을 형성하기 위해, 웨이퍼를 플라즈마들, 화학 증기들, 금속들, 레이저 에칭, 다양한 증착 및 산(acid) 에칭 프로세스들에 노출시킬 수 있다. 이러한 프로세스들 동안, 실리콘 웨이퍼는 진공 척 또는 정전 척(ESC)에 의해 제자리에(in place)에 홀딩될 수 있다. 척은, 척의 퍽(puck) 표면 또는 평평한(flat) 표면에 웨이퍼의 후면(back side)을 클램핑하기 위해, 정전기장을 발생시킴으로써 웨이퍼를 홀딩한다.
[0004] 이를테면 마이크로일렉트로닉스 디바이스들의 플라즈마 에칭 등을 수행하도록 설계된 것들과 같은, 플라즈마 프로세싱 장비를 위한 제조 기법들이 진보함에 따라, 프로세싱 동안 웨이퍼의 온도가 더 중요하게 되었다. 웨이퍼 척들은, 때때로 작업물이라고 불리는 기판의 표면에 걸친 열 균일성을 위해 설계되어 왔다. 웨이퍼 척들은 또한, 웨이퍼 기판의 표면에 걸친 열 불-균일성을 위해 설계되어 왔다. 액체 냉각(liquid cooling)은 때때로, 플라즈마 전력 열(plasma power heat)을 흡수하고 이를 척으로부터 제거하는 데에 사용된다. 몇몇 경우들에서, 독립적으로 제어되는 가열기들이 다수의 구역들에 사용된다. 이는, 상이한 프로세스 및 플라즈마 조건들 하의 더 넓은 프로세스 윈도우(window)를 허용한다.
[0005] 반도체 에칭 프로세싱에서, 프로세싱 동안 웨이퍼의 온도는, 웨이퍼 상의 구조들이 에칭되는 레이트(rate)에 영향을 준다. 다른 프로세스들이 또한, 온도 의존성을 가질 수 있다. 이러한 온도 영향은, 예컨대, 매우 정밀한 웨이퍼 온도 제어가, 균일한 에칭 레이트를 획득하는 것을 돕는 도체 에칭 애플리케이션들에 존재한다. 더 정밀한 열 성능(thermal performance)은, 웨이퍼 상의 더 정밀하게 형성된 구조들을 허용한다. 웨이퍼에 걸친 제어된 균일한 그리고 불-균일한 에칭 레이트들은, 더 작은 구조들이 웨이퍼 상에 형성되는 것을 허용한다. 따라서, 열 성능 또는 온도 제어는 실리콘 칩 상의 트랜지스터들 및 다른 구조들의 크기를 감소시키는 인자(factor)이다.
[0006] 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어가 설명된다. 일 예에서, 캐리어는, 제조 프로세스들을 위한 작업물을 지탱하기(carry) 위한 퍽, 각각 퍽에 열적으로 커플링되는 복수의 열적으로 격리된 블록들 - 각각은 가열기 플레이트의 각각의 블록을 가열하기 위한 가열기를 가짐 - 을 갖는 가열기 플레이트, 및 가열기 플레이트에 체결되고 열적으로 커플링된 냉각 플레이트를 갖고, 냉각 플레이트는 냉각 플레이트로부터 열을 전달하기 위한 열 전달 유체를 운반하기 위한 냉각 채널을 갖는다.
[0007] 본 발명의 실시예들은, 첨부한 도면들의 도들에서 예로써 예시되고, 제한이 아니며, 첨부한 도면들에서는:
[0008] 도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 척 조립체를 포함하는 플라즈마 에칭 시스템의 개략도이고;
[0009] 도 2는, 본 발명의 실시예에 따른, 웨이퍼를 지지하기 위한 정전 척의 부분의 등각(isometric) 단면도이며;
[0010] 도 3은, 본 발명의 실시예에 따른, 유전체 퍽이 제거된 정전 척의 부분의 등각 단면도이고;
[0011] 도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 페데스탈(pedestal)의 가열 플레이트의 등각 저면도이며;
[0012] 도 5는, 본 발명의 실시예에 따른, 웨이퍼를 지지하기 위한 페데스탈의 위로부터의 등각 분해 단면도이고;
[0013] 도 6은, 본 발명의 실시예에 따른, 도 5의 페데스탈의 조립된 등각 측면도이며;
[0014] 도 7은, 본 발명의 실시예에 따른 페데스탈의 냉각 플레이트의 등각 저면도이고;
[0015] 도 8은, 본 발명의 실시예에 따른, 웨이퍼를 지지하기 위한 대안적인 페데스탈의 측단면도이다.
[0016] 이하의 설명에서, 많은 세부 사항들이 설명되지만, 본 발명은 이러한 특정 세부 사항들 없이 실시될 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 몇몇 경우들에서, 잘 알려진 방법들 및 디바이스들은, 본 발명을 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 상세한 것 보다는 블록도 형태로 도시된다. 본 명세서 전체에 걸친 "실시예"또는 "일 실시예"에 대한 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특정한 피처(feature), 구조, 기능 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 곳들에서 "실시예에서" 또는 "일 실시예에서"라는 문구의 출현은, 반드시 본 발명의 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 피처들, 구조들, 기능들 또는 특성들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 예컨대, 제 1 실시예는, 2개의 실시예들과 연관된 특정한 피처들, 구조들, 기능들 또는 특성들이 상호 배타적이지 않은 어디에서나 제 2 실시예와 결합될 수 있다.
[0017] 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들("a", "an" 및 "the")은, 문맥상 명백히 달리 나타내지 않는 한, 또한 복수의 지시대상들도 포함하도록 의도된다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "및/또는"이라는 용어는, 연관된 열거된 항목들 중 하나 또는 그 초과의 임의의 그리고 모든 가능한 조합들을 지칭하고 그리고 포함한다는 것이 또한 이해될 것이다.
[0018] "커플링된(coupled)" 및 "연결된(connected)"이라는 용어들은, 이들의 파생어들과 함께, 본원에서 컴포넌트들 간의 기능적 또는 구조적 관계들을 설명하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 서로에 대해 동의어들로서 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 그보다는, 특정한 실시예들에서, "연결된"은 둘 또는 그 초과의 엘리먼트들이 서로 직접적으로 물리적, 광학적 또는 전기적으로 접촉하고 있음을 나타내기 위해 사용될 수 있다. "커플링된"은, 둘 또는 그 초과의 엘리먼트들이 서로 직접적으로 또는 (그들 사이의 다른 개재된 엘리먼트들과 함께) 간접적으로 물리적, 광학적 또는 전기적으로 접촉하고 있음을, 그리고/또는 둘 또는 그 초과의 엘리먼트들이 (예컨대, 원인 결과 관계로서) 서로 협동하거나 상호 작용한다는 것을 나타내기 위해 사용될 수 있다.
[0019] 본원에서 사용되는 바와 같은 "위에(over)", "하에(under)", "사이에(between)", 및 "상에(on)"라는 용어들은, 그러한 물리적 관계들이 주목할만한, 하나의 컴포넌트 또는 재료 층의, 다른 컴포넌트들 또는 층들에 대한 상대적인 포지션을 지칭한다. 예컨대, 재료 층들의 맥락에서, 다른 층 위에 또는 하에 배치된 하나의 층은, 다른 층과 직접적으로 접촉할 수 있거나 하나 또는 그 초과의 개재 층들을 가질 수 있다. 또한, 2개의 층들 사이에 배치된 하나의 층은, 2개의 층들과 직접적으로 접촉할 수 있거나 하나 또는 그 초과의 개재 층들을 가질 수 있다. 반면에, 제 2 층 "상의" 제 1 층은 제 2 층과 직접적으로 접촉한다. 유사한 구별들이, 컴포넌트 조립체들의 맥락에서 이루어져야 한다.
[0020] 진공 척의 표면에 걸친 온도 균일성은, 개선된 냉각 플레이트 및 가열기 설계들 및 작업물을 홀딩하는 퍽에 냉각 플레이트를 본딩(bonding)하는 것에서의 개선들을 통해 개선되었다. 그러나, 이러한 설계들 및 프로세스들은 여전히, 상당한 열적 불-균일성으로 이어질 수 있는 제조 변화들(manufacturing variations)을 겪는다. 몇몇 구현예들의 경우에, 웨이퍼에 걸쳐서 +/- 0.3℃ 미만의 공간적 온도 변화가 바람직하다. 다른 구현예들의 경우, 웨이퍼의 중앙으로부터 에지까지 몇 도(several degrees)의 차이가 바람직하다.
[0021] 몇몇 구현예들에서, 웨이퍼 상의 피처들의 임계 치수들(critical dimensions)은 진공 척의 온도를 제어하는 것에 의해 제어된다. 플라즈마 챔버에서 웨이퍼의 에지 상의 온도는 웨이퍼의 중앙 근처에서의 온도보다 훨씬 더 높을 수 있다. 부가적으로, 웨이퍼의 둘레 근처의 온도는 챔버에서의 불일치(inconsistencies)에 기인하여 변할 수 있다.
[0022] 본원에서 설명되는 바와 같이, 다중-구역(multi-zone) 진공 또는 정전 척은 다수의 개별 가열기 구역들을 가질 수 있다. 각각의 가열기 구역은, 센서로부터의 능동적인 피드백(active feedback)에 기초하여 각각의 가열기 구역 온도를 개별적으로 제어하기 위해, 저항성 가열기 엘리먼트와 같은 가열기, 및 열전대(thermocouple) 또는 RTD(resistance temperature detector)와 같은 온도 센서를 갖는다. 간단한 결합된 가열기, 열전대 조합을 사용하면, 임의의 수, 즉, 12로부터 64, 128, 256, 또는 그 초과와 같은 훨씬 더 높은 수까지 그리고 그 사이의 임의의 수의 열 구역들이 제공될 수 있다.
[0023] 본원에서 설명되는 바와 같이, 각각의 구역(예컨대, 각각의 픽셀)의 가열 및 냉각은, 세라믹 퍽을 통해 웨이퍼 또는 다른 작업물에 열을 가하는 알루미늄 가열기 플레이트를 가열하는 것에 의해 달성될 수 있다. 알루미늄 대 세라믹 인터페이스(interface)는 인접한 픽셀들을 연결하지만, 세라믹 퍽의 낮은 열 전도율로 인해, 측방향(lateral) 또는 횡(transverse)방향으로 세라믹을 통한 픽셀들 간의 열 전달은 거의 없다.
[0024] 픽셀들 간의 열 유동이 감소되는 한편, 각각의 저항성 가열기로부터 작업물로의 열 유속(heat flux)은 척의 세라믹 정상부 플레이트 및 접착층을 통한다. 열은, 각각의 가열기를 포함하는 천공된(drilled) 홀의 원통형 부분을 통해서, 그리고 각각의 픽셀의 측벽을 따라서 상방으로, 세라믹 정상부 플레이트에 대해 수직하게 전도될 것이다. 이는, 각각의 픽셀의 온도가 개별적으로 그리고 정밀하게 제어되는 것을 허용한다. 결과적으로, 척에 의해 지탱되는 작업물의 온도는 정밀하게 제어될 수 있다. 작업물은, 작업물의 표면에 걸쳐서 일관된 온도로 유지될 수 있거나, 또는 원하는 대로 더 뜨거운(hotter) 또는 더 차가운(cooler) 픽셀들을 이용하여 임의의 원하는 열 패턴이 달성될 수 있다.
[0025] 도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 척 조립체(142)를 포함하는 플라즈마 에칭 시스템(100)의 개략도이다. 플라즈마 에칭 시스템(100)은 당업계에 알려진, Enabler®, DPS II®, AdvantEdge™ G3, EMAX®, Axiom®, 또는 Mesa™ 챔버들과 같은 (그러나 이에 제한되지는 않으며, 이들 모두는 미국 캘리포니아 소재의 Applied Materials에 의해 제조됨) 임의의 타입의 고성능 에칭 챔버일 수 있다. 다른 상업적으로 이용 가능한 에칭 챔버들이 유사하게, 본원에서 설명되는 척 조립체들을 활용할 수 있다. 예시적인 실시예들이 플라즈마 에칭 시스템(100)의 맥락에서 설명되지만, 본원에서 설명되는 척 조립체는 또한, 임의의 플라즈마 제조 프로세스를 수행하는 데에 사용되는 다른 프로세싱 시스템들(예컨대, 플라즈마 증착 시스템들, 등)에 적응 가능하다.
[0026] 도 1을 참조하면, 플라즈마 에칭 시스템(100)은 접지된(grounded) 챔버(105)를 포함한다. 프로세스 가스들은, 질량 유동 제어기(149)를 통해서 챔버에 연결된 가스 소스(들)(129)로부터 챔버(105)의 내부로 공급된다. 챔버(105)는 고용량 진공 펌프 스택(high capacity vacuum pump stack; 155)에 연결된 배기 밸브(151)를 통해 진공배기된다(evacuated). 플라즈마 전력이 챔버(105)에 인가될 때, 프로세싱 영역에서 작업물(110) 위에 플라즈마가 형성된다. 플라즈마를 에너자이징(energize)하기 위해, 플라즈마 바이어스(bias) 전력(125)이 척 조립체(142) 내에 커플링된다. 플라즈마 바이어스 전력(125)은 전형적으로, 약 2MHz 내지 60MHz의 낮은 주파수를 가지며, 예컨대, 13.56MHz 대역(band)에 있을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 플라즈마 에칭 시스템(100)은, RF 매치(match)(127)에 연결된, 약 2MHz 대역에서 동작하는 제 2 플라즈마 바이어스 전력(126)을 포함한다. 플라즈마 바이어스 전력(125)이 또한, RF 매치에 커플링되며, 구동 전류(128)를 공급하기 위해 전력 도관을 통해 하부 전극에 또한 커플링된다. 플라즈마를 유도성으로(inductively) 또는 용량성으로(capacitively) 에너자이징하기 위해, 고주파수 소스 전력을 제공하도록, 플라즈마 소스 전력(130)이, 다른 매치(도시되지 않음)를 통해 플라즈마 생성 엘리먼트(135)에 커플링된다. 플라즈마 소스 전력(130)은 플라즈마 바이어스 전력(125)보다 더 높은, 예컨대, 100 내지 180MHz의 주파수를 가질 수 있으며, 예컨대, 162MHz 대역에 있을 수 있다.
[0027] 작업물(110)은 개구부(115)를 통해 로딩되며(loaded) 챔버 내부의 척 조립체(142)에 클램핑된다. 반도체 웨이퍼와 같은 작업물(110)은 임의의 웨이퍼, 기판, 또는 반도체 프로세싱 분야에서 채용되는 다른 작업물일 수 있으며, 본 발명은 이러한 점에 있어서 제한되지 않는다. 작업물(110)은, 척 조립체의 냉각 베이스 조립체(144) 위에 배치된, 척 조립체의 퍽 또는 유전체 층의 정상부 표면 상에 배치된다. 클램프 전극(도시되지 않음)은 유전체 층 내에 내장된다(embedded). 특정 실시예들에서, 척 조립체(142)는 많은 상이한 전기 가열기 구역들(도시되지 않음)을 포함한다. 각각의 구역은, 동일한 또는 상이한 온도 설정점들로 독립적으로 제어 가능할 수 있다.
[0028] 시스템 제어기(170)는, 챔버에서의 제조 프로세스를 제어하기 위해, 여러 가지 다양한 시스템들에 커플링된다. 제어기(170)는, 온도 제어 알고리즘들(예컨대, 온도 피드백 제어)을 실행하기 위한 온도 제어기(175)를 포함할 수 있고, 소프트웨어 또는 하드웨어이거나 또는 소프트웨어와 하드웨어 양자 모두의 조합일 수 있다. 온도 제어기는 척의 열 센서(143)로부터 온도 정보를 수신하고 그런 다음에 그에 따라서 가열기들 및 열 교환기들을 조정한다. 오직 하나의 열 센서만 도시되었지만, 특정 구현예들에 따라서, 많은 상이한 위치들에 더 많이 있을 수 있다. 시스템 제어기(170)는 또한, 중앙 처리 장치(172), 메모리(173), 및 입력/출력 인터페이스(174)를 포함한다. 온도 제어기(175)는, 가열 레이트에 영향을 미치고 따라서 척 조립체(142)의 각각의 가열기 구역과 작업물 사이의 열 전달 레이트에 영향을 미치는 제어 신호들 또는 구동 전류(128)를 출력한다.
[0029] 실시예들에서, 상이한 가열기들에 부가하여, 하나 또는 그 초과의 냉각제(coolant) 온도 구역들이 존재할 수 있다. 냉각제 구역들은, 온도 피드백 루프에 기초하여 제어되는 유동 제어를 갖는 열 전달 유체 루프들(loops)을 갖는다. 예시적인 실시예에서, 온도 제어기(175)는, 특정 구현예에 따라, 제어 라인(176)을 통해 열 교환기(HTX)/칠러(chiller)(177)에 커플링된다. 제어 라인은, 온도 제어기가 열 교환기의 온도, 유량, 및 다른 파라미터들을 설정하는 것을 허용하는 데에 사용될 수 있다. 척 조립체(142)의 도관들을 통하는 냉각제 또는 열 전달 유체의 유량은 대안적으로 또는 부가적으로, 열 교환기에 의해 제어될 수 있다.
[0030] 척 조립체(142)의 유체 도관들과 열 교환기/칠러(177) 사이의 하나 또는 그 초과의 밸브들(185)(또는 다른 유동 제어 디바이스들)은, 열 전달 유체의 유량을 독립적으로 제어하기 위해, 온도 제어기(175)에 의해 제어될 수 있다. 온도 제어기는 또한, 열 전달 유체를 냉각시키기 위해, 열 교환기에 의해 사용되는 온도 설정점을 제어할 수 있다.
[0031] 열 전달 유체는, 탈이온수(deionized water)/에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 3M으로부터의 Fluorinert® 또는 Solvay Solexis, Inc.로부터의 Galden®과 같은 불화 냉각제(fluorinated coolant), 또는 과불화 불활성 폴리에테르들(perfluorinated inert polyethers)을 함유한 것과 같은 임의의 다른 적합한 유전체 유체들과 같은 (그러나 이에 제한되지는 않음) 액체일 수 있다. 본 설명은 플라즈마 프로세싱 챔버의 맥락에서 진공 척을 설명하지만, 본원에서 설명되는 원리, 구조들, 및 기법들은 여러 가지 다양한 챔버들에서 그리고 여러 가지 다양한 프로세스들을 위해, 여러 가지 다양한 작업물 지지부들과 함께 사용될 수 있다.
[0032] 도 2는, 예컨대, 도 1의 챔버와 같은 챔버에서의 프로세싱을 위해 웨이퍼를 지지하기 위한 정전 척(202)의 부분의 등각 단면도이다. 유전체 퍽(204)은, 웨이퍼를 지탱하기 위해, 척의 정상부에 있다. 차례대로, 유전체 퍽은 정상부 플레이트(206)에 의해 지지되고, 정상부 플레이트는 냉각 플레이트(208)에 의해 지지되며, 냉각 플레이트는 베이스 플레이트(210)에 의해 지탱된다. 베이스 플레이트는 샤프트(도 5에 도시됨)에 의해 지탱된다. 척은 진공 척, 페데스탈, 캐리어, ESC, 또는 유사한 타입의 디바이스일 수 있다.
[0033] 샤프트 및 베이스 플레이트는, 세라믹, Inconel®, 알루미늄, 및 여러 가지 다른 재료들을 포함하여 여러 가지 다양한 재료들로 구성될 수 있다. 본 발명은 진공 척(202)의 맥락으로 설명할 것이지만, 대안적으로, 척은 유전체 퍽(204)에 대해서 웨이퍼를 홀딩하기 위해, 전자기력, 정전기력, 진공, 및 접착제를 포함하여 임의의 여러 가지 다른 기법들을 사용할 수 있다.
[0034] 냉각 플레이트는, 냉각제 플레이트(208)를 통해 냉각제를 운반하기 위해 하나 또는 그 초과의 냉각 채널들(222)을 갖는다. 냉각제가 척(202) 내로 다시 펌핑되기 전에 냉각제의 온도를 제어하기 위해, 냉각제는 샤프트(212)를 통해 공급되고, 샤프트로부터 열 교환기들(177)로 펌핑된다. 냉각제 채널들(222)은 냉각 플레이트의 바닥부에서 덮개들(224)에 의해 캡핑된다(capped). 채널 덮개들(224)은 또한, 베이스 플레이트(210)에 대하여 냉각제 플레이트를 밀봉하도록 서빙(serve)할 수 있다.
[0035] 냉각 채널들(222)은, 가열기 블록들(244)의 동심(concentric) 링들에 대응하는 동심 경로들로 구성된다. 이는, 각각의 가열기 블록 아래의 냉각 플레이트에 적어도 하나의 냉각 채널이 있음을 제공한다. 이러한 단면도에 도시된 바와 같이, 각각의 가열기 블록(244)은 가열기 로드(rod)(230)를 가지며, 가열기 로드는, 냉각 플레이트의 보어 내로의 원통형 연장부(262)와 함께 냉각 플레이트 내로 하방으로 연장된다. 냉각 플레이트는 가열기 로드의 각각의 측 상에 냉각 채널을 갖는다. 냉각 플레이트 및 가열기 플레이트는 알루미늄과 같은 열 전도 재료로 만들어진다. 이는, 냉각 채널이 임의의 과도한 열을 제거하는 것을 허용한다. 베이스 플레이트(210)는, 베이스 플레이트가, 냉각 플레이트에 걸쳐서 또는 다른 컴포넌트들에 열을 전도하는 것을 방지하기 위해, 티타늄 또는 세라믹과 같은 더 낮은 열 전도율을 갖는 재료로 만들어진다.
[0036] 동작 시에, 가열기들이 열을 각각의 블록에 제공하는 동안 냉각 플레이트는 열을 제거한다. 이는, 가열기에 대한 구동 전류를 감소시키는 것에 의해 간단히 각각의 블록의 온도가 감소될 수 있도록, 열의 임의의 축적(accumulation)을 방지한다. 냉각 채널과 가열기의 결합된 효과는, 각각의 가열기 블록에 대해 독립적이고 정밀한 제어를 제공하는 것이다.
[0037] 정상부 플레이트는, 가열기를 지탱하기 위한 다수의 슬롯들(228)을 갖는다. 예시적인 예에서, 오직 하나의 가열기(230)가 도시되고, 2개의 슬롯들(228)은 비어 있다. 그러나, 가열기는 전형적으로, 슬롯들(228) 중 각각의 슬롯에 배치된다. 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 가열기들은, 인가되는 전류에 대한 응답으로 열을 생성하는 저항성 가열기들이다. 가열기들은 또한, 저항성 가열기 부근의 상부 플레이트의 열을 감지하기 위해, 열전대와 같은 일체형(integral) 온도 센서를 포함한다. 가열기는, 도 1의 온도 제어기(175)와 같은 외부 제어기로부터 가열 전류를 수용하기 위해, 샤프트(212)로 통해 이어지는 와이어 도관(232)을 통해 커플링된다. 감지된 온도는 또한, 각각의 가열기의 온도가 조절될 수 있도록, 와이어 도관(232)을 통해 샤프트를 따라(down) 온도 제어기로 전송된다.
[0038] 도 3은, 유전체 퍽(204)이 제거된 진공 퍽(202)의 부분을 단면으로 도시한다. 정상부 플레이트(206)의 상부 표면의 구성을 용이하게 볼 수 있다. 정상부 플레이트는 알루미늄 또는 어떤 다른 열 전도 재료로 형성될 수 있다. 정상부 플레이트는 도면들에 도시된 홀들 및 그루브들(grooves)을 갖도록 기계가공될(machined) 수 있다. 정상부 플레이트는 가열기 플레이트로서 기능하는데, 이는, 정상부 플레이트가 다수의 슬롯들(228)을 갖고 슬롯들 각각은 독립적으로 제어되는 가열기 엘리먼트(230)를 홀딩하기 때문이다. 정상부 플레이트는, 다수의 격리된 가열 블록들(244)을 형성하는 그루브들(242)로 기계가공된다. 슬롯들은 각각의 블록 또는 픽셀 사이에 열 격리 배리어(thermal isolation barrier)를 형성한다. 그루브들은, 공기(air), 챔버 내의 분위기 가스(ambient gas), 또는 고체(solid) 절연 또는 폼(foam) 재료로 채워질 수 있다. 각각의 개별 블록은, 그루브들(242)에 의해 다른 블록들로부터 격리된 열적으로 독립적인 섬(island)을 형성한다.
[0039] 각각의 블록은, 열을 블록들에 가하는 독립적으로 제어되는, 블록 자신의 가열기(230)를 갖는다. 독립적인 가열 블록들에 부가하여, 냉각 플레이트가 또한, 리프트 핀들, 퍼지 및 다른 가스들, 진공 채널들 및 다른 목적들을 위한 홀들을 포함할 수 있다(도시되지 않음).
[0040] 각각의 가열기 로드(230)는, 마찰 끼워맞춤(friction fit), 열 페이스트(thermal paste) 또는 임의의 다른 접착제를 사용하여, 대응하는 슬롯(228) 내에 장착될 수 있다. 가열기 로드는, 하우징의 벽들이 슬롯의 벽들과 접촉하도록 원통형 하우징을 가질 수 있다. 각각의 픽셀의 열에 대해 최상의 제어를 획득하기 위해, 가열기 로드는, 가열기 로드가 블록의 나머지 부분과 양호한 열 전도를 갖도록 설치된다. 이는 블록이 빠르게 가열되는 것을 허용한다. 몇몇 경우들에서, 가열기 로드는 온도 센서, 예컨대, 열전대 또는 열 다이오드(thermal diode)를 포함할 수 있다. 가열기 로드와 블록 사이에서의 더 양호한 열 전도는, 가열기 로드에 의한 더 정확한 온도 측정을 제공할 것이다.
[0041] 다른 실시예에서, 가열기 로드는 하우징을 갖지 않지만, 각각의 개별 슬롯 내로 조립되고 설치된다. 이러한 경우에, 가열기 로드의 가열 엘리먼트, 예컨대, 저항성 구리 와인딩들(windings)은 슬롯 내에 직접 설치되고, 적합한 열 페이스트 또는 다른 접착제를 이용하여 제자리에 홀딩된다. 가열 엘리먼트 또는 와인딩들을 슬롯에 직접 부착하는 것은 각각의 가열기 블록에 더 양호한 열 전도율을 제공하지만, 조립하기에 더 어려울 수 있다.
[0042] 가열기 플레이트(206)의 각각의 블록(244)은, 가열기 로드 근처에서, 냉각 플레이트(208)와 직접 접촉하는 열 전달 표면(239)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 열 전달 표면은 가열기 블록 연장부의 바닥부 단부에 있지만, 본 발명은 이에 제한되지는 않는다. 열 전달 표면은 다른 포지션들에 위치될 수 있다. 이러한 표면은, 가열 블록으로부터 냉각 플레이트로의 열 전달을 허용한다. 블록의 나머지 부분은 공기 갭(gap)(242)에 의해 냉각 플레이트로부터 격리된다. 열 전달 표면의 크기 및 위치를 제어함으로써, 조립체의 열 특성들이 설계될 수 있다. 2개의 컴포넌트들은, 연결을 통한 열 전도를 최대화하기 위한 기법을 사용하여 열 전달 표면에서 함께 결합된다(joined). 일 예에서, 열 페이스트가 사용된다. 다른 예에서, 2개의 표면들은 함께 납땜된다(brazed).
[0043] 가열기 플레이트와 대조적으로, 냉각제 플레이트(208)는 정상부 플레이트의 블록들에 의해 형성된 개별 가열 구역들 각각을 격리시키지 않지만, 본 발명은 이제 제한되지는 않는다. 각각의 열 블록은, 가열기 로드의 2개의 대향하는(opposite) 측들 각각 상에, 냉각제 채널(222)을 위한 커버(224)를 갖는다. 예시된 실시예에서, 냉각제 채널들은 각각의 가열 구역 사이의 그루브들(242)과 대략적으로 정렬된다. 결과적으로, 각각의 블록은 블록의 중앙에서 가열되고 2개의 측들을 따라서 냉각된다. 이는 추가적으로, 각각의 블록 사이에 냉각 구역(cool zone)을 둠으로써, 각각의 블록을 각각의 다른 블록으로부터 열적으로 격리시킨다. 부가적으로, 이는, 냉각제 유체에 의해서보다는 가열기에 의해서 특정 온도가 제어될 수 있도록 각각의 블록의 온도가 하강되는 것을 허용한다.
[0044] 도 4는, 가열기 플레이트(206)의 부분을 하부측으로부터의 등각도로 도시한다. 슬롯들(228) 각각은, 슬롯의 각각의 열적으로 격리된 블록(244)으로부터 원통 샤프트-형 연장부(262)를 통해 연장된다. 원통(262)은 가열기(230)를 홀딩하기 위한 중앙 슬롯(228)을 갖는다. 원통은, 이하에서 설명되는 바와 같이, 냉각 플레이트의 대응하는 보어 내부에 끼워맞춤된다. 원통의 열 전달 표면(239)은 원형(circular)이다. 이는, 내부의 가열기 로드에 인접하여 위치되고 일 단부에서 가열기 로드를 둘러싼다. 열 전달 표면은, 냉각 플레이트의 대응하는 (도 5에 도시된 바와 같은) 카운터(counter) 보어(270)의 (도 5에 도시된 바와 같은) 시트(seat; 263)와 짝을 이룬다(mate). 열적으로 격리된 블록들 간의 그루브들(242)은 도시된 바와 같이 처음부터 끝까지 냉각 플레이트를 통해서 가열기 플레이트의 하부측으로부터 연장된다.
[0045] 도 5는, 도 2의 진공 척의 분해도이다. 도시된 바와 같이, 일차 지지 샤프트(212)는, 지지 샤프트와 베이스 플레이트 사이의 격리된 열 차단부(break)(216)를 이용하여 베이스 플레이트(210)를 지지한다. 베이스 플레이트는 냉각 플레이트(208)를 지지한다. 냉각 플레이트는, 척의 내부를 통해서 냉각제 유체들을 순환시키는 냉각 채널들(222)을 갖는다. 각각의 냉각 채널은, 채널이 냉각 플레이트 내로 밀링된(milled) 후에 커버(224)로 캡핑된다. 냉각 플레이트는 전형적으로, 알루미늄으로부터 기계가공되고 그런 다음에 냉각 채널들 각각을 위한 탄성중합체 캡들로 커버된다.
[0046] 냉각 플레이트는, 가열기 플레이트를 통해, 내장된 가열기들(230)로부터, 그리고 세라믹 정상부 플레이트 또는 퍽(204)을 통해 작업물로부터 열을 흡수한다. 온도 균일성은, 냉각 플레이트 채널들(222), 퍽(204)과 정상부 플레이트의 정상부 표면(205) 사이의 탄성중합체 본드, 및 세라믹 퍽(204)의 품질에 달려있다. 이는 또한, 작업물로부터 세라믹 퍽으로 열이 얼마나 잘 전달되는가에 달려 있다. 이러한 인자들 전체는, 제조 및 사용 시에 변화들을 겪는다.
[0047] 정상부 플레이트(206)의 정상부 표면(205)은, 실리콘과 같은 높은 온도의 접착제를 이용하여 유전체 퍽(204)에 본딩된다. 퍽은 전형적으로 세라믹이지만, 대안적으로, 다른 재료들로 만들어질 수 있다. 정전 척의 경우에, 실리콘 기판과 같은 작업물을 그립핑(grip)하기 위한 정전기장을 생성하기 위해 전극들(도시되지 않음)이 퍽 내에 내장된다.
[0048] 베이스 플레이트(210)는 냉각 플레이트(208)에 구조적 보강을 제공한다. 베이스 플레이트는, 열악한 열 전도율을 갖는 강성의(rigid) 재료로 형성될 수 있다. 이는, 베이스 플레이트를 통한, 냉각 채널들 간의 열 유동을 막는다. 베이스 플레이트는 티타늄, 알루미나, 세라믹, 스테인리스 스틸, 니켈, 및 유사한 재료들로 형성될 수 있다. 이는 일체로(single piece) 형성될 수 있거나, 여러 가지 파트들이 함께 납땜되어 형성될 수 있다. 베이스 플레이트는, 특정 구현예에 따라, 냉각 플레이트에 볼트 결합(bolted), 스크류 결합(screwed), 또는 리벳 결합(riveted)될 수 있다.
[0049] 냉각 플레이트는, 원통형 가열기 엘리먼트 캐리어들(262) 각각을 위한 원통형 카운터 보어(270)를 갖는다. 이러한 원통형 보어들은, 각각의 카운터 보어(270) 내로 하방으로 각각 연장되는 슬롯들(228)을 둘러싼다. 와이어들이, 냉각 플레이트를 통해 지지 샤프트(212) 내로 전기적 연결들을 만드는 것을 허용하기 위해, 중앙 홀은 카운터 보어들을 통해 처음부터 끝까지 냉각 플레이트를 통해 연장된다. 각각의 가열기 및 각각의 열 센서를 위한 와이어들은 각각의 카운터 보어(270) 홀을 통과하고, 지지 샤프트(212)를 통해 도관(도시되지 않음) 내로 집합하도록 베이스 플레이트(210) 주위에서 모인다. 정상부 가열기 플레이트는, 각각의 원통이 각각의 카운터 보어 내로 통과하도록, 냉각제 플레이트 내로 끼워맞춤된다.
[0050] 각각의 가열기 로드를 위한 원통들(262)은, 열 전달 표면(239)이 각각의 카운터 보어의 각각의 레지(ledge) 또는 시트(263)에 대해 안착하도록, 각각의 개별 카운터 보어(270) 내로 연장된다. 이러한 표면은, 각각의 가열기 플레이트 블록과 냉각 플레이트 사이의 열 전달을 촉진하기 위해, 함께 연결된다.
[0051] 베이스 플레이트(210)는 샤프트(212) 상에서 지탱된다. 샤프트는 내부가 중공이며, 척의 정상부에 공급되는 전도체들, 가스들, 및 다른 재료들을 위한 도관들을 포함한다. 샤프트와 베이스 플레이트 사이의 열 전도를 감소시키기 위해, 아이솔레이터(isolator; 216)가 금속 샤프트와 금속 베이스 플레이트(210) 사이에 위치된다. 이는 샤프트를 더 차갑게 유지시키고, 또한, 샤프트에 부착될 수 있는 임의의 핸들링 메커니즘으로부터 열을 차폐한다(shield).
[0052] 도 6은, 도 5의 조립된 ESC의 등각도이다. 지지 샤프트(212)는 아이솔레이터(216)를 통해 베이스 플레이트(210)를 지지한다. 냉각 플레이트(208) 및 가열기 플레이트(206)는 지지 플레이트에 의해 지탱된다. 정상부 가열기 플레이트(206)는 가열기 플레이트의 정상부 표면(205) 상에서 퍽(204)을 지탱한다. 차례대로, 작업물(도시되지 않음)은 퍽 위에 지탱되고, 정전기적으로 또는 다른 방식으로 부착될 수 있다.
[0053] 도시되고 설명된 바와 같은 진공 척은, 가열 플레이트의 격리된 블록들 각각의 온도를 개별적으로 제어할 수 있다. 이는, 정상부 유전체 퍽(204) 상의 국부 지역들이 제어되는 것을 허용하고, 이는, 웨이퍼의 이러한 작은 가열 구역들 각각에서 웨이퍼의 온도에 대한 미세 제어를 허용한다. 열은 일차적으로, 적절한 가열 구역의 각각의 가열기 엘리먼트를 활성화하는 것에 의해 제어된다. 구역들 각각은, 정상부 가열기 플레이트 내로 기계가공된 그루브들에 의해, 각각의 다른 구역으로부터 열적으로 격리된다. 개별 블록들은 냉각제 및 냉각제 플레이트의 파트인 냉각제 채널들을 사용하여 냉각된다.
[0054] 도 7은, 냉각 채널들의 일 예의 구성을 도시하기 위한, 냉각 플레이트(208)의 등각 저면도이다. 사용 시에, 냉각 채널은, 냉각 플레이트를 통하는 냉각제의 유동을 위한 채널을 밀봉하기 위해, 커버(224)(도시되지 않음)를 가질 것이다. 냉각 플레이트는, 가열기 블록들로부터 흡수되는 열이, 채널들을 통하여 유동하는 냉각제에 의해 전도되고 흡수되도록, 높은 열 전도율을 갖는 재료로 만들어진다. 이러한 예에서는, 냉각제 채널들에 대한 유입구(274) 및 배출구(276)가 있다. 냉각제 유체가 공급되는 중앙 지지 샤프트로부터의 쉬운 액세스를 위해, 유입구 및 배출구는 냉각 플레이트의 중간 근처에 위치된다. 다른 타입들의 공급 구성들에 대해서 다른 위치들이 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 냉각제는 유입구로부터 방사상 외측으로 제 1 원형 채널(280-1)로 유동한다. 가열기 엘리먼트들 중 적어도 일부를 위한 홀들(270)이 보이며, 제 1 원형 채널(280-1)의 원형 경로가, 가열기 블록들의 제 1 열(row)과 제 2 열의 홀들 사이에서 흐르는 것을 볼 수 있다. 그런 다음에, 채널의 경로는 방사상 섹션(290-1)에서 방사상 외측으로 제 2 동심 원형 경로(280-2)로 횡단한다.
[0055] 이러한 제 2 원형 경로는 제 1 원형 경로에 대해 동심이고, 열적으로 격리된 블록들의 제 3 원형 열과 제 4 원형 열 사이에 있다. 경로는, 경로의 최외측 코스로, 제 3 열과 제 4 열 상의 블록들 사이를 지나가며, 그런 다음에, 냉각 채널을 중간 경로로 이끄는 제 2 방사상 섹션(290-2)으로 이어진다. 제 3 동심 원(280-3)은 냉각 플레이트를 주위를 제 2 열과 제 3 열 사이에서 동심적으로 지나간다. 제 3 방사상 섹션은, 냉각 채널을, 냉각 블록들의 제 2 열과 제 3 열 사이를 지나가도록, 방사상 내측으로 냉각 플레이트의 중앙을 향하여 이끈다. 이러한 동심 경로(280-3)는 냉각 채널 주위를 지나가며, 채널을 채널의 배출구(276)로 이끄는 또 다른 방사상 아암(arm)(290-3)을 갖는다. 배출구로부터, 냉각제는 하방으로 중앙 지지 샤프트로 유동한다.
[0056] 예시된 타입의 유동 경로는, 냉각제 유체가 배출구(276)로 갈 때보다, 처음에 냉각제 유체가 유입구(274)로부터 냉각 플레이트 내로 들어올 때 냉각제 유체가 더 차가운 것을 고려한다. 냉각제 유체가 냉각제 채널을 통해 이동할 때, 냉각제 유체는, 상부 가열기 플레이트에 의해 가열된 냉각제 플레이트로부터 열을 흡수하고, 이로써, 유체는 유체의 경로를 통해서 데워진다. 원형 채널은, 각각의 독립적인 가열기 블록이, 일 측 상에서는 외측으로 유동하는 냉각제 채널을 갖고, 다른 측 상에서는 내측으로 유동하는 냉각제 채널을 갖도록, 열들 사이에서 교번한다. 즉, 블록의 일 에지를 따라 통과하는 냉각제 유체는, 블록의 다른 에지를 따라 통과하는 유체보다 더 차가울 것이다. 이는 냉각제 블록들 각각에 대해 해당되며, 이로써, 전체 냉각 효과는, 블록들 각각에 걸친 플레이트를 통한 열 전도에 기인하여, 균형을 이룬다.
[0057] 가열기 블록들 전체에 대한 더 균등한 냉각을 촉진하기 위해, 여러 가지 다른 구성들이 사용될 수 있다. 가열기 블록들은, 직선들로, 상이하게 성형된 곡선들(curves)로, 메쉬(mesh)로 등으로 배열될 수 있다. 가열기 블록들은 도시된 바와 같이 직사각형일 수 있거나, 다른 형상, 예컨대, 삼각형, 육각형, 또는 어떤 다른 개수의 측들을 갖는 형상일 수 있다. 가열기 블록들은 곡선형 측들 또는 직선형 측들을 가질 수 있다. 다양한 구성들이, 블록들의 다양한 구성들 및 다양한 냉가제 구성들에 적응될 수 있다. 대안적으로, 또는 부가하여, 다수의 독립적인 냉각 채널들이 있을 수 있고, 냉각 채널 각각은 지지 샤프트를 통해 상이한 열 교환기들에 연결된다.
[0058] 가열기 플레이트와 대조적으로, 냉각제 플레이트는 정상부 플레이트의 블록들에 의해 형성된 개별 가열 구역들 각각을 반드시 격리시키지는 않는다. 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각제 채널들은 동심 링들의 형상으로 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 열 블록은, 2개의 대향하는 측들 각각 상에 냉각제 채널을 갖는다. 예시된 실시예에서, 냉각제 채널들은 각각의 가열 구역 사이의 그루브들(242)과 대략적으로 정렬된다. 결과적으로, 각각의 블록은 블록의 중앙에서 가열되고 2개의 측들을 따라서 냉각된다. 이는 추가적으로, 각각의 블록 사이에 냉각 구역(cool zone)을 둠으로써, 각각의 블록을 각각의 다른 블록으로부터 열적으로 격리시킨다. 부가적으로, 이는, 냉각제 유체에 의해서보다는 가열기에 의해서 특정 온도가 제어될 수 있도록 각각의 블록의 온도가 하강되는 것을 허용한다.
[0059] 도 7의 홀들(270)에 의해 제안된 바와 같이, 정상부 플레이트 주위의 격리된 블록들(244)은 동심 패턴으로 배열된다. 이러한 예에서는, 블록들의 동심 패턴에 의해 형성된 4개의 원형 링들이 있다. 내측 링의 블록들 및 각각의 외측 동심 링은, 블록들을 서로로부터 격리시키는 방사상 라인들에 의해 분할된다. 블록들의 제 1 링 이후에, 연속적인 동심 링들로, 각각 이전의 링을 둘러싸는, 블록들의 3개의 원형 링들이 더 있다. 블록들의 각각의 링은, 인접한 더 중앙의 링보다 더 많은 블록들을 갖는데, 이는, 링들의 직경들이, 플레이트의 둘레 또는 에지로 향할수록 증가하기 때문이다.
[0060] 독립적인 개별 가열 블록들의 개수는, 임의의 특정 애플리케이션에 적합하도록, 그리고 임의의 원하는 레벨의 정밀함을 제공하도록 구성될 수 있다. 블록들의 크기 및 개수는 또한, 작업물들의 다양한 크기들에 적합하도록 조정될 수 있다. 전형적인 플라즈마 프로세스에서의 전형적인 300mm 웨이퍼는 다른 웨이퍼와 상이한 요구들을 가질 수 있다. 더 정밀한 열 제어를 위해, 또는 더 많은 가열기들이 더 많은 합쳐진 전체 열을 웨이퍼에 가하는 것을 허용하도록, 더 많은 블록들이 사용될 수 있다. 대안적으로, 덜 정밀한 제어 또는 더 적은 총 가열 전력이 요구되는 경우에 더 적은 블록들이 사용될 수 있다.
[0061] 도 8은, 진공 척 조립체를 위한 대안적인 구성을 도시한다. 도 8의 예에서, 정상부 유전체 퍽(904)은 냉각 플레이트(908) 위에 놓인 정상부 가열기 플레이트(906) 상에서 지탱된다. 정상부 플레이트(906)는 베이스 플레이트(910)에 체결된다. 플레이트들의 에지 주위 전체에서 에지 링(912)이 사용되어 척 조립체를 함께 홀딩할 수 있다. 이전의 예에서와 같이, 가열기 엘리먼트들(916)을 수용하기 위한 많은 슬롯들(914) - 그 중 7개가 보임 - 을 갖는 가열기 플레이트가 도시된다. 도시된 바와 같이, 오직 4개의 슬롯들만이 가열기 엘리먼트들을 수용하고 3개의 슬롯들은 가열기 엘리먼트를 수용하지 않지만, 최종 조립 이후에, 슬롯들 각각은 독립적으로 제어될 수 있는 가열기 엘리먼트를 포함할 것이다.
[0062] 이러한 예에서, 슬롯들은, 냉각 플레이트 내로 연장되는 원형 보어들에 수용되지 않으며, 대신에 가열기 엘리먼트들이 냉각 플레이트 위에 직접 놓이고 냉각 플레이트의 카운터 보어들 내로 연장되지 않는다. 부가적으로, 가열 블록들을 서로 격리시키기 위한 그루브들(920)이 존재한다. 이러한 그루브들은, 정상부 가열기 플레이트를 통해, 냉각 플레이트의 처음부터 끝까지는 아니고 3분의 2 내지 4분의 3까지 연장된다. 이는, 가열기 플레이트에 대한 더 높은 레벨의 구조적 강성을 허용하며, 여전히, 각각의 가열기 블록들 사이의 상당한 양의 격리를 제공한다. 냉각제 채널들(922)은, 도 3에 도시된 방식과 유사한 방식으로, 각각의 가열기 블록들(924) 사이에서 냉각 플레이트(908) 주위로 연장된다.
[0063] 도 8은, 본원에서 설명되는 다양한 엘리먼트들의 특정 비율들, 치수들, 및 형상들이, 강도, 열 격리 및 열 제어를 위한 상이한 요구들을 충족시키기 위해 수정될 수 있음을 도시한다.
[0064] 작업물이 플라즈마 챔버에서 가열될 때, 유전체 퍽으로부터의 열은 가열기 플레이트 및 냉각 플레이트에 의해 흡수될 것이다. 가열기 플레이트 및 냉각 플레이트는, 알루미늄 또는 어떤 다른 금속과 같은, 높은 열 전도율을 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 이는, 열이 알루미늄 가열 블록들로부터 냉각제 플레이트로, 냉각 채널들의 냉각제 유체 내로 전달되는 것을 허용한다. 가열기 플레이트의 각각의 파트 사이의 공기 갭은, 가열기 플레이트의 각각의 블록 사이의 열의 전달을 억제한다. 이러한 공기 갭 때문에, 그리고 유전체 퍽은 나쁜 열 전도체이기 때문에, 유전체 퍽의 온도는 모든 구역들로 분할될 수 있다.
[0065] 실리콘 또는 세라믹과 같은 임의의 다른 낮은 열 전도율의 분할기(divider)가 대안적으로 각각의 블록 사이에 사용될 수 있다. 가열기 플레이트의 그루브들은 열 격리 재료로 채워질 수 있다. 이는 각각의 블록의 온도를 각각의 다른 블록으로부터 격리시킨다. 각각의 블록의 온도의 더 정밀하고 더 격리된 제어를 허용하기 위해, 그루브들의 공기 갭 또는 다른 열 배리어가 블록 간의 열적 크로스토크(thermal crosstalk)를 감소시킨다. 각각의 블록 사이에 공기 공간들을 갖는 알루미늄 플레이트가 본원에서 설명되지만, 가열기 플레이트는 높은 열 전도율을 갖는 여러 가지 다양한 재료들로 만들어질 수 있다. 각각의 블록들 간의 인터페이스는 설명된 바와 같은 공기 갭일 수 있거나, 또는 갭들은, 접착제, 세라믹, 또는 어떤 다른 파트와 같은 낮은 열 전도율의 재료를 사용하여 채워질 수 있다.
[0066] 상기 설명은 예시적인 것으로 의도되며, 제한적으로 의도되지 않음이 이해되어야 한다. 예컨대, 도면들의 흐름도는 본 발명의 특정 실시예들에 의해 수행되는 특정한 순서의 동작들을 도시하지만, 그러한 순서가 요구되는 것은 아니라는 점이 이해되어야 한다(예컨대, 대안적인 실시예들은 동작들을 상이한 순서로 수행하고, 특정 동작들을 결합하고, 특정 동작들을 중첩시키는 것 등을 할 수 있다). 게다가, 상기 설명을 읽고 이해할 때 많은 다른 실시예들이 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명은 특정한 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 설명된 실시예들에 제한되지 않고, 첨부된 청구항들의 사상과 범위 내의 수정 및 변경에 의해 실시될 수 있음이 인지될 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는, 첨부된 청구항들을 참조하여, 그러한 청구항들이 부여되는 등가물들의 전체 범위와 함께 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 플라즈마 챔버;
    상기 플라즈마 챔버 내에 포함된 샤워헤드(showerhead)와 전기적으로 커플링된 플라즈마 소스;
    작업물(workpiece)을 운반하기 위한 퍽(puck)을 갖는 상기 플라즈마 챔버의 프로세싱 영역 내의 작업물 홀더(holder) ― 상기 작업물 홀더는 복수의 열적으로 격리된 블록들을 갖는 가열기 플레이트를 포함하고, 각각의 블록은 상기 퍽에 열적으로 커플링되고, 각각의 블록은 상기 가열기 플레이트의 각각의 블록을 가열하기 위한 가열기를 포함하고, 상기 작업물 홀더는 상기 가열기 플레이트에 체결되고 열적으로 커플링된 냉각 플레이트를 포함하고, 상기 냉각 플레이트는 냉각 플레이트로부터 열을 전달하기 위해 열 전달 유체를 분배하도록 구성된 냉각 채널을 규정하고, 상기 가열기는 상기 냉각 플레이트 내로 하방으로 연장하고, 상기 냉각 채널은 상기 가열기에 측방향으로 인접함 ― ; 및
    각 가열기를 독립적으로 제어하기 위한 온도 제어기를 포함하는,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열기들은, 종방향 저항성 가열기 로드들(longitudinal resistive heater rods)의 종방향 축이 상기 퍽의 정상부 표면에 대해 수직이도록 배향된 종방향 저항성 가열기 로드들을 포함하는,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열기 플레이트의 블록들은, 각각의 블록 사이의 갭에 의해 각각의 다른 블록으로부터 열적으로 격리되는,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 갭은 절연(insulating) 재료로 채워지는(filled),
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록들은 상기 가열기 플레이트의 표면에 걸쳐서 동심 링들(concentric rings)로 배열되고, 상기 블록들은, 직선(straight) 또는 곡선(curved) 측들을 갖는, 직사각형, 삼각형, 또는 육각형 중 하나인,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열기 블록들은, 각각의 개별 가열기 블록으로부터 상기 냉각 플레이트로 열을 전달하기 위해, 상기 냉각 플레이트와 물리적으로 접촉하는 열 전달 표면을 갖는,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가열기 블록들 및 상기 냉각 플레이트는 알루미늄으로 형성되고 상기 열 전달 표면은 상기 냉각 플레이트에 납땜되는(brazed),
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 전달 표면은 상기 가열기에 인접하고 상기 가열기를 둘러싸는,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 퍽에 대향하여(opposite), 상기 냉각 플레이트에 체결된 베이스(base) 플레이트를 더 포함하고, 상기 냉각 채널들은 상기 베이스 플레이트에 대해 개방되며(open), 상기 작업물 홀더는 상기 베이스 플레이트에 대해 상기 냉각 채널들을 밀봉하기 위해, 복수의 밀봉부들을 더 포함하는,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는, 상기 냉각 플레이트보다 더 낮은 열 전도율을 갖는 재료로 형성되는,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 재료는 티타늄, 스테인리스 스틸, 알루미나, 세라믹, 및 니켈로부터 선택되는,
    플라즈마 프로세싱 시스템.
  12. 플라즈마 프로세싱 챔버로서,
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 플라즈마 프로세싱 영역을 규정하는 챔버 하우징(housing);
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 정상부에 규정된 유입구 ― 상기 유입구는 전구체들(precursors)을 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내로 수용하도록 구성됨 ― ;
    기판 지지부 ― 상기 기판 지지부는,
    퍽,
    복수의 열적으로 격리된 블록들을 갖는 가열기 플레이트로서, 각각의 블록은 상기 퍽에 열적으로 커플링되고, 각각의 블록은 상기 가열기 플레이트의 각각의 블록을 가열하기 위한 가열기를 포함하는 것인, 가열기 플레이트, 및
    상기 가열기 플레이트에 체결되고 열적으로 커플링된 냉각 플레이트를 포함하고, 상기 냉각 플레이트는 냉각 플레이트로부터 열을 전달하기 위해 열 전달 유체를 분배하도록 구성된 냉각 채널을 규정하고, 상기 가열기는 상기 냉각 플레이트 내로 하방으로 연장하고, 상기 냉각 채널은 상기 가열기에 측방향으로 인접함 ― ; 및
    각 가열기를 독립적으로 제어하기 위한 온도 제어기를 포함하는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가열기들은, 종방향 저항성 가열기 로드들의 종방향 축이 상기 퍽의 정상부 표면에 대해 수직이도록 배향된 종방향 저항성 가열기 로드들을 포함하는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가열기 플레이트의 블록들은, 각각의 블록 사이의 갭에 의해 각각의 다른 블록으로부터 열적으로 격리되는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 갭은 절연 재료로 채워지는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 블록들은 상기 가열기 플레이트의 표면에 걸쳐서 동심 링들로 배열되고, 상기 블록들은, 직선 또는 곡선 측들을 갖는, 직사각형, 삼각형, 또는 육각형 중 하나인,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 가열기 블록들은, 각각의 개별 가열기 블록으로부터 상기 냉각 플레이트로 열을 전달하기 위해, 상기 냉각 플레이트와 물리적으로 접촉하는 열 전달 표면을 갖는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 가열기 블록들 및 상기 냉각 플레이트는 알루미늄으로 형성되고 상기 열 전달 표면은 상기 냉각 플레이트에 납땜되는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 열 전달 표면은 상기 가열기에 인접하고 상기 가열기를 둘러싸는,
    플라즈마 프로세싱 챔버.
  20. 프로세싱 챔버로서,
    상기 프로세싱 챔버의 플라즈마 프로세싱 영역을 규정하는 챔버 하우징;
    상기 프로세싱 챔버의 정상부에 규정된 유입구 ― 상기 유입구는 전구체들을 상기 프로세싱 챔버 내로 수용하도록 구성됨 ― ;
    기판 지지부 ― 상기 기판 지지부는,
    퍽,
    복수의 열적으로 격리된 블록들을 갖는 가열기 플레이트로서, 각각의 블록은 상기 퍽에 열적으로 커플링되고, 각각의 블록은 상기 가열기 플레이트의 각각의 블록을 가열하기 위한 가열기를 포함하는 것인, 가열기 플레이트, 및
    상기 가열기 플레이트에 체결되고 열적으로 커플링된 냉각 플레이트를 포함하고, 상기 냉각 플레이트는 냉각 플레이트로부터 열을 전달하기 위해 열 전달 유체를 분배하도록 구성된 냉각 채널을 규정하고, 상기 가열기는 상기 냉각 플레이트 내로 하방으로 연장하고, 상기 냉각 채널은 상기 가열기에 측방향으로 인접함 ― ;
    각 가열기를 독립적으로 제어하기 위한 온도 제어기; 및
    상기 챔버 하우징 내에 위치된 샤워헤드를 포함하고,
    상기 샤워헤드는 상기 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 소스와 전기적으로 커플링되는 것인,
    프로세싱 챔버.
KR1020227013681A 2014-08-01 2015-07-23 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어 KR102517790B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462032313P 2014-08-01 2014-08-01
US62/032,313 2014-08-01
US14/614,199 US10431435B2 (en) 2014-08-01 2015-02-04 Wafer carrier with independent isolated heater zones
US14/614,199 2015-02-04
KR1020177005752A KR102392006B1 (ko) 2014-08-01 2015-07-23 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어
PCT/US2015/041852 WO2016018727A1 (en) 2014-08-01 2015-07-23 Wafer carrier with independent isolated heater zones

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177005752A Division KR102392006B1 (ko) 2014-08-01 2015-07-23 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220053703A KR20220053703A (ko) 2022-04-29
KR102517790B1 true KR102517790B1 (ko) 2023-04-03

Family

ID=55180762

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227013681A KR102517790B1 (ko) 2014-08-01 2015-07-23 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어
KR1020177005752A KR102392006B1 (ko) 2014-08-01 2015-07-23 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177005752A KR102392006B1 (ko) 2014-08-01 2015-07-23 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10431435B2 (ko)
JP (2) JP6666900B2 (ko)
KR (2) KR102517790B1 (ko)
CN (2) CN106716608B (ko)
TW (2) TWI780597B (ko)
WO (1) WO2016018727A1 (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101681190B1 (ko) * 2015-05-15 2016-12-02 세메스 주식회사 기판 건조 장치 및 방법
US20180053666A1 (en) * 2016-08-19 2018-02-22 Applied Materials, Inc. Substrate carrier with array of independently controllable heater elements
JP6807217B2 (ja) * 2016-11-16 2021-01-06 東京エレクトロン株式会社 ステージ及び基板処理装置
US10903066B2 (en) * 2017-05-08 2021-01-26 Applied Materials, Inc. Heater support kit for bevel etch chamber
US11276590B2 (en) * 2017-05-17 2022-03-15 Applied Materials, Inc. Multi-zone semiconductor substrate supports
CN108962780A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 北京北方华创微电子装备有限公司 加热装置和工艺腔室
CN108987323B (zh) * 2017-06-05 2020-03-31 北京北方华创微电子装备有限公司 一种承载装置及半导体加工设备
US11062886B2 (en) * 2017-11-28 2021-07-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for controlling wafer uniformity
US10306776B1 (en) * 2017-11-29 2019-05-28 Lam Research Corporation Substrate processing system printed-circuit control board assembly with one or more heater layers
KR102673739B1 (ko) * 2018-02-09 2024-06-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 개선된 온도 제어를 갖는 반도체 프로세싱 장치
US11014853B2 (en) * 2018-03-07 2021-05-25 Applied Materials, Inc. Y2O3—ZrO2 erosion resistant material for chamber components in plasma environments
US10903097B2 (en) * 2018-03-30 2021-01-26 Axcelis Technologies, Inc. In-situ wafer temperature measurement and control
CN108682635B (zh) * 2018-05-03 2021-08-06 拓荆科技股份有限公司 具有加热机制的晶圆座及包含该晶圆座的反应腔体
US10889894B2 (en) * 2018-08-06 2021-01-12 Applied Materials, Inc. Faceplate with embedded heater
KR102563925B1 (ko) * 2018-08-31 2023-08-04 삼성전자 주식회사 반도체 제조 장치
JP7112915B2 (ja) * 2018-09-07 2022-08-04 東京エレクトロン株式会社 温調システム
US11533783B2 (en) * 2019-07-18 2022-12-20 Applied Materials, Inc. Multi-zone heater model-based control in semiconductor manufacturing
US11610792B2 (en) * 2019-08-16 2023-03-21 Applied Materials, Inc. Heated substrate support with thermal baffles
CN112951694B (zh) * 2019-11-26 2024-05-10 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置及其半导体晶圆的处理方法
CN111477569B (zh) * 2020-04-10 2024-02-27 北京北方华创微电子装备有限公司 一种半导体设备中的加热装置及半导体设备
KR20230004685A (ko) * 2020-04-24 2023-01-06 램 리써치 코포레이션 기판 지지 어셈블리를 위한 플로팅 (float) PCB 설계
US20230352276A1 (en) * 2021-05-19 2023-11-02 Lam Research Corporation Low temperature manifold assembly for substrate processing systems
US20220415694A1 (en) * 2021-06-29 2022-12-29 Asm Ip Holding B.V. Electrostatic chuck, assembly including the electrostatic chuck, and method of controlling temperature of the electrostatic chuck
CN114975178B (zh) * 2022-05-18 2024-04-05 江苏微导纳米科技股份有限公司 温度控制组件、半导体处理腔室及半导体处理设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200372083Y1 (ko) * 2004-03-31 2005-01-14 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 착탈가능한 정전기 척
US20140177123A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Applied Materials, Inc. Single-body electrostatic chuck

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5478429A (en) * 1993-01-20 1995-12-26 Tokyo Electron Limited Plasma process apparatus
JPH1050811A (ja) 1996-03-16 1998-02-20 Miyata R Andei:Kk 半導体基板の温度調節機構
JPH11111682A (ja) * 1996-08-14 1999-04-23 Sony Corp ドライエッチング法
WO1998029704A1 (en) * 1997-01-02 1998-07-09 Cvc Products, Inc. Thermally conductive chuck for vacuum processor
US6035101A (en) 1997-02-12 2000-03-07 Applied Materials, Inc. High temperature multi-layered alloy heater assembly and related methods
US6081414A (en) * 1998-05-01 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Apparatus for improved biasing and retaining of a workpiece in a workpiece processing system
US6705394B1 (en) * 1999-10-29 2004-03-16 Cvc Products, Inc. Rapid cycle chuck for low-pressure processing
KR20010111058A (ko) * 2000-06-09 2001-12-15 조셉 제이. 스위니 전체 영역 온도 제어 정전기 척 및 그 제조방법
JP2002184558A (ja) 2000-12-12 2002-06-28 Ibiden Co Ltd ヒータ
KR100798179B1 (ko) * 2001-04-27 2008-01-24 교세라 가부시키가이샤 웨이퍼 가열장치
US7161121B1 (en) * 2001-04-30 2007-01-09 Lam Research Corporation Electrostatic chuck having radial temperature control capability
US20040025791A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-12 Applied Materials, Inc. Etch chamber with dual frequency biasing sources and a single frequency plasma generating source
US20040065656A1 (en) * 2002-10-04 2004-04-08 Makoto Inagawa Heated substrate support
KR100557675B1 (ko) * 2003-12-22 2006-03-10 어댑티브프라즈마테크놀로지 주식회사 웨이퍼를 냉각하기 위한 냉각 유로를 가지는 척 베이스
JP4833859B2 (ja) 2004-01-30 2011-12-07 東京エレクトロン株式会社 流体用ギャップを有する基板ホルダとこの基板ホルダの製造方法
JP2006019565A (ja) 2004-07-02 2006-01-19 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理装置
US7544251B2 (en) * 2004-10-07 2009-06-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
US7886687B2 (en) * 2004-12-23 2011-02-15 Advanced Display Process Engineering Co. Ltd. Plasma processing apparatus
US7815740B2 (en) * 2005-03-18 2010-10-19 Tokyo Electron Limited Substrate mounting table, substrate processing apparatus and substrate processing method
US8440049B2 (en) * 2006-05-03 2013-05-14 Applied Materials, Inc. Apparatus for etching high aspect ratio features
US20080029032A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Sun Jennifer Y Substrate support with protective layer for plasma resistance
JP2009231401A (ja) 2008-03-21 2009-10-08 Tokyo Electron Ltd 載置台構造及び熱処理装置
CN102160167B (zh) * 2008-08-12 2013-12-04 应用材料公司 静电吸盘组件
JP2011077452A (ja) * 2009-10-01 2011-04-14 Tokyo Electron Ltd 基板載置台の温度制御方法及び温度制御システム
US8637794B2 (en) * 2009-10-21 2014-01-28 Lam Research Corporation Heating plate with planar heating zones for semiconductor processing
JP5434471B2 (ja) 2009-10-21 2014-03-05 株式会社ニコン 加圧装置、基板接合装置、加圧方法および基板接合方法
TWI560801B (en) 2011-09-30 2016-12-01 Applied Materials Inc Electrostatic chuck with temperature control
WO2013049589A1 (en) 2011-09-30 2013-04-04 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with temperature control
US9538583B2 (en) * 2013-01-16 2017-01-03 Applied Materials, Inc. Substrate support with switchable multizone heater
CN108028220B (zh) * 2016-08-10 2022-02-25 日本碍子株式会社 陶瓷加热器
KR101958636B1 (ko) * 2016-10-31 2019-03-18 세메스 주식회사 기판 지지 장치 및 이를 가지는 기판 처리 설비, 그리고 기판 처리 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200372083Y1 (ko) * 2004-03-31 2005-01-14 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 착탈가능한 정전기 척
US20140177123A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Applied Materials, Inc. Single-body electrostatic chuck
WO2014099559A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Applied Materials, Inc. Single-body electrostatic chuck

Also Published As

Publication number Publication date
US20170250060A1 (en) 2017-08-31
KR20170038886A (ko) 2017-04-07
TWI780597B (zh) 2022-10-11
US11322337B2 (en) 2022-05-03
JP2020109848A (ja) 2020-07-16
KR102392006B1 (ko) 2022-04-27
CN106716608B (zh) 2020-10-02
JP2017522737A (ja) 2017-08-10
US10431435B2 (en) 2019-10-01
TW202127575A (zh) 2021-07-16
US20160035544A1 (en) 2016-02-04
JP7090115B2 (ja) 2022-06-23
CN112053988A (zh) 2020-12-08
CN106716608A (zh) 2017-05-24
TWI721952B (zh) 2021-03-21
JP6666900B2 (ja) 2020-03-18
TW201606919A (zh) 2016-02-16
KR20220053703A (ko) 2022-04-29
WO2016018727A1 (en) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102517790B1 (ko) 독립적인 격리된 가열기 구역들을 갖는 웨이퍼 캐리어
US10622229B2 (en) Electrostatic chuck with independent zone cooling and reduced crosstalk
US10121688B2 (en) Electrostatic chuck with external flow adjustments for improved temperature distribution
US9681497B2 (en) Multi zone heating and cooling ESC for plasma process chamber
US10770329B2 (en) Gas flow for condensation reduction with a substrate processing chuck
JP4481913B2 (ja) 基板ペデスタルアッセンブリ及び処理チャンバー
JP7376623B2 (ja) ウエハ処理システム向けの熱管理のシステム及び方法
WO2015103047A1 (en) Electrostatic chuck with internal flow adjustments for improved temperature distribution
KR20190005704A (ko) 무선 주파수 커플링을 갖는 고 전력 정전 척 설계

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant