KR102653444B1 - 고온 기판 페데스탈 모듈 및 이의 컴포넌트들 - Google Patents

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    • 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
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Abstract

반도체 기판 프로세싱 장치는 반도체 기판이 프로세싱될 수도 있는 진공 챔버, 샤워헤드 모듈 및 기판 페데스탈 모듈을 포함하고, 샤워헤드 모듈을 통해 프로세스 가스 소스로부터의 프로세스 가스가 진공 챔버의 프로세싱 존으로 공급된다. 기판 페데스탈 모듈은 플래튼, 스템 및 어댑터를 포함하고, 스템은 스템의 원주형 내부 영역을 규정하는 측벽, 하부 표면 및 플래튼을 지지하는 상부 단부를 갖고, 어댑터는 어댑터의 원주형 내부 영역을 규정하는 측벽 및 스템을 지지하는 상부 표면을 갖는다. 스템의 하부 표면은 스템의 측벽에 위치된 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 가스 유입부 및 어댑터의 상부 표면의 환형 가스 채널 내에 위치된 가스 유출부를 포함한다. 어댑터의 상부 표면은 가스 유출부의 방사상 내측으로 위치된 내측 홈부 및 내측 홈부의 방사상 외측으로 위치된 외측 홈부를 포함한다. 내측 홈부 및 외측 홈부는, 프로세싱 동안 진공 시일링을 형성하도록 내부에 각각의 O-링들을 갖는다. 플래튼은 스템의 측벽의 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 포함하고, 프로세싱 동안 플래튼의 상부 표면 상에 지지될 때 반도체 기판의 아래의 영역으로 후면 가스가 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 통해 공급될 수 있다.

Description

고온 기판 페데스탈 모듈 및 이의 컴포넌트들{HIGH TEMPERATURE SUBSTRATE PEDESTAL MODULE AND COMPONENTS THEREOF}
본 발명은 반도체 기판들을 프로세싱하기 위한 반도체 기판 프로세싱 장치들에 관련되고, 반도체 기판의 상부 표면 상에 박막들을 증착하도록 동작가능한 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) 프로세싱 장치들에서 특정한 용도를 발견할 수도 있다.
반도체 기판 프로세싱 장치들은, 에칭, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition), ALD (atomic layer deposition), PEALD (plasma-enhanced atomic layer deposition), PDL (pulsed deposition layer), PEPDL (plasma-enhanced pulsed deposition layer) 프로세싱, 및 레지스트 제거를 포함하는 기법들에 의해 반도체 기판들을 프로세싱하도록 사용된다. 일 타입의 반도체 기판 프로세싱 장치는 상부 전극 및 하부 전극을 포함하는 반응 챔버를 포함하는 플라즈마 프로세싱 장치이고, 반응 챔버 내에서 반도체 기판들을 프로세싱하기 위해 프로세스 가스를 여기하도록 전극들 사이에 RF (radio frequency) 전력이 인가된다.
스템의 하부 표면과 스템을 지지하는 어댑터의 상부 표면 사이에 최소화된 장착 면적을 갖는 고온 기판 페데스탈 모듈을 포함하는, 반도체 기판들을 프로세싱하기 위한 반도체 기판 프로세싱 장치가 본 명세서에 개시된다. 반도체 기판 프로세싱 장치는, 반도체 기판이 프로세싱될 수도 있는 프로세싱 존을 포함하는 진공 챔버; 샤워헤드 모듈로서, 프로세스 가스 소스로부터의 프로세스 가스는 샤워헤드 모듈을 통해 진공 챔버의 프로세싱 존으로 공급되는, 샤워헤드 모듈; 및 기판 페데스탈 모듈을 포함한다. 기판 페데스탈 모듈은 플래튼, 스템 및 어댑터를 포함하고, 플래튼은 프로세싱 동안 상부에 반도체 기판을 지지하도록 구성된 상부 표면을 갖고, 세라믹 재료의 스템은 자신의 원주형 (cylindrical) 내부 영역을 규정하는 측벽, 하부 표면 및 플래튼을 지지하는 상부 단부를 갖고, 어댑터는 자신의 원주형 내부 영역을 규정하는 측벽 및 스템의 하부 표면에 부착된 상부 표면을 갖는다.
스템의 하부 표면은 스템의 측벽에 위치된 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유입부를 포함한다. 적어도 하나의 가스 유입부는 어댑터의 상부 표면의 환형 가스 채널 내에 위치된 적어도 하나의 가스 유출부와 유체로 연통한다. 어댑터의 상부 표면은 적어도 하나의 가스 유출부의 방사상 내측으로 위치된 내측 홈부 및 내측 홈부의 방사상 외측으로 위치된 외측 홈부를 포함한다. 내측 홈부는 프로세싱 동안 어댑터의 원주형 내부 영역과 적어도 하나의 가스 유출부 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 내측 O-링들을 갖는다. 외측 홈부는 프로세싱 동안 어댑터의 측벽을 둘러싸는 영역과 적어도 하나의 가스 유출부 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 외측 O-링들을 갖는다. 플래튼은 스템의 측벽의 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 포함하고, 프로세싱 동안 반도체 기판이 플래튼의 상부 표면 상에 지지될 때 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 통해 반도체 기판의 아래의 영역으로 후면 가스가 공급될 수 있다.
또한, 반도체 기판 프로세싱 장치의 고온 기판 페데스탈 모듈이 본 명세서에 개시된다. 고온 기판 페데스탈 모듈은, 프로세싱 동안 상부에 반도체 기판을 지지하도록 구성된 상부 표면을 갖는 플래튼 및 자신의 원주형 내부 영역을 규정하는 측벽, 하부 표면, 및 플래튼을 지지하는 상부 단부를 갖는, 스템을 포함한다. 스템의 하부 표면은 어댑터의 상부 표면에 부착되도록 구성된다. 스템의 하부 표면은 내부에 적어도 하나의 가스 유입부를 갖는 환형 가스 채널을 포함하고, 적어도 하나의 가스 유입부는 스템의 측벽 내에 위치된 각각의 가스 통로와 유체로 연통하고, 스템이 어댑터에 부착될 때 스템의 하부 표면 내의 적어도 하나의 가스 유입부는 어댑터의 상부 표면의 적어도 하나의 가스 유출부와 유체로 연통하도록 구성된다. 플래튼은 스템의 측벽의 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 포함하고, 프로세싱 동안 반도체 기판이 플래튼의 상부 표면 상에 지지될 때 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 통해 반도체 기판의 아래의 영역으로 후면 가스가 공급될 수 있다.
추가로, 반도체 기판 프로세싱 장치의 고온 기판 페데스탈 모듈의 어댑터가 본 명세서에 개시된다. 어댑터는 반도체 기판 프로세싱 장치의 진공 챔버 내의 고온 기판 페데스탈 모듈의 스템을 지지하도록 구성된다. 어댑터는, 어댑터의 원주형 내부 영역을 규정하는 측벽 및 스템의 하부 표면에 부착되도록 구성된 상부 표면을 포함한다. 어댑터의 상부 표면은 어댑터의 측벽 내에 위치된 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유출부를 갖는 환형 가스 채널을 포함한다. 적어도 하나의 가스 유출부는 어댑터의 상부 표면이 스템의 하부 표면에 부착될 때 스템의 하부 표면 내의 적어도 하나의 가스 유입부와 유체로 연통하도록 구성된다. 어댑터의 상부 표면은 적어도 하나의 가스 유출부의 방사상 내측에 위치된 내측 홈부 및 내측 홈부의 방사상 외측에 위치된 외측 홈부를 포함한다. 내측 홈부는, 프로세싱 동안 내측 진공 시일링이 어댑터의 원주형 내부 영역과 적어도 하나의 가스 유출부 사이에 형성되도록, 어댑터가 스템에 부착될 때 내부에 내측 O-링을 포함하게 구성된다. 외측 홈부는, 프로세싱 동안 외측 진공 시일링이 어댑터의 측벽을 둘러싸는 영역과 적어도 하나의 가스 유출부 사이에 형성되도록, 어댑터가 스템에 부착될 때 내부에 외측 O-링을 포함하게 구성된다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 화학적 증착 장치의 개요를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예에 따른 기판 페데스탈 모듈의 단면을 예시한다.
도 3은 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예에 따른 기판 페데스탈 모듈의 단면을 예시한다.
도 4는 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예에 따른 기판 페데스탈 모듈의 단면을 예시한다.
도 5는 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예에 따른 기판 페데스탈 모듈의 단면을 예시한다.
도 6은 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예에 따른 기판 페데스탈 모듈의 단면을 예시한다.
도 7은 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예에 따른 기판 페데스탈 모듈의 단면을 예시한다.
이하의 상세한 기술에서, 다수의 구체적인 실시예들은 본 명세서에 개시된 장치 및 방법들의 전체적인 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 당업자에게 자명한 바와 같이, 본 실시예들은 이들 구체적인 상세들 없이도 또는 대안적인 엘리먼트들 또는 프로세스들을 사용함으로써 실시될 수도 있다. 다른 예들에서, 공지의 프로세스들, 절차들, 및/또는 컴포넌트들은 본 명세서에 개시된 실시예들의 양태들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 ± 10 ％를 참조한다.
나타낸 바와 같이, 본 실시예들은 CVD (chemical vapor deposition) 또는 PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) 장치와 같은 반도체 기판 프로세싱 장치 내에서 반도체 기판을 프로세싱하기 위한 장치 및 연관된 방법들을 제공한다. 장치 및 방법들은 고온 증착 프로세스들과 같은 반도체 기판들의 고온 프로세싱과 함께 사용하는데 특히 적용가능하고, 프로세싱될 반도체 기판은 약 550 ℃ 초과의 온도들, 예컨대 약 550 ℃ 내지 약 650 ℃ 이상으로 가열된다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 플라즈마 강화된 화학적 증착 장치 (즉 PECVD 장치, PEALD 장치, 또는 PEPDL 장치) 내에서 구현되는 것이 바람직하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 도 1은 본 명세서에 개시된 바와 같이 실시예들을 구현하기 위한 다양한 반도체 기판 플라즈마 프로세싱 장치 컴포넌트들을 도시하는 단순한 블록도를 제공한다. 도시된 바와 같이, 반도체 기판 플라즈마 프로세싱 장치 (300) 는 프로세싱 존 내에 플라즈마를 담도록 기능하는 진공 챔버 (324) 를 포함하고, 플라즈마는 내부에 상부 RF 전극 (미도시) 을 갖는 샤워헤드 모듈 (314) 과 내부에 하부 RF 전극 (미도시) 을 갖는 기판 페데스탈 모듈 (320) 이 함께 작동함으로써 생성될 수 있다. 적어도 하나의 RF 생성기는, 진공 챔버 (324) 내에서 플라즈마 증착 프로세스가 수행될 수도 있도록 진공 챔버 (324) 내의 반도체 기판 (316) 의 상부 표면 위의 프로세싱 존 내로 RF 에너지를 공급하고, 진공 챔버 (324) 의 프로세싱 존 내로 공급된 프로세스 가스를 에너자이징하도록 동작가능하다. 예를 들어, 고주파수 RF 생성기 (302) 및 저주파수 RF 생성기 (304) 는 각각, RF 에너지가 진공 챔버 (324) 내의 반도체 기판 (316) 위의 프로세싱 존 내로 공급될 수도 있도록 샤워헤드 모듈 (314) 의 상부 RF 전극에 연결된 매칭 네트워크 (306) 에 연결될 수도 있다.
매칭 네트워크 (306) 에 의해 진공 챔버 (324) 의 내부로 공급된 RF 에너지의 전력 및 주파수는 프로세스 가스로부터 플라즈마를 생성하기에 충분하다. 일 실시예에서 고주파수 RF 생성기 (302) 및 저주파수 RF 생성기 (304) 양자가 사용되고, 대안적인 실시예에서, 고주파수 RF 생성기 (302) 만이 사용된다. 프로세스에서, 고주파수 RF 생성기 (302) 는 약 2 내지 100 ㎒의 주파수들; 바람직한 실시예에서 13.56 ㎒ 또는 27 ㎒에서 동작될 수도 있다. 저주파수 RF 생성기 (304) 는 약 50 ㎑ 내지 2 ㎒; 바람직한 실시예에서 약 350 내지 600 ㎑에서 동작될 수도 있다. 프로세스 파라미터들은 챔버 볼륨, 기판 사이즈, 및 다른 인자들에 기초하여 스케일링될 수도 있다. 유사하게, 프로세스 가스의 플로우 레이트들은 진공 챔버 의 자유 볼륨 또는 프로세싱 존에 따라 결정될 수도 있다.
기판 페데스탈 모듈 (320) 의 상부 표면은 프로세싱 동안 진공 챔버 (324) 내에서 반도체 기판 (316) 을 지지한다. 기판 페데스탈 모듈 (320) 은, 증착 및/또는 플라즈마 처리 프로세스들 전, 동안 및/또는 후에 반도체 기판을 홀딩하기 위한 척 및/또는 반도체 기판을 상승 또는 하강시키기 위한 리프트 핀들을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기판 페데스탈 모듈 (320) 은 증착 및/또는 플라즈마 처리 프로세스들 전, 동안 및/또는 후에 반도체 기판을 상승 또는 하강시키기 위한 캐리어 링을 포함할 수 있다. 척은 정전 척, 기계 척, 또는 산업 및/또는 연구에 사용하기에 가용한 다양한 다른 타입들의 척일 수도 있다. 정전 척을 포함하는 기판 페데스탈 모듈에 대한 리프트 핀 어셈블리의 상세들은, 본 명세서에 전체가 참조로서 인용된, 공동으로 양도된 미국 특허 제 8,840,754 호에서 알 수 있다. 기판 페데스탈 모듈에 대한 캐리어 링의 상세들은 본 명세서에 전체가 참조로서 인용된, 공동으로 양도된 미국 특허 제 6,860,965 호에서 알 수 있다. 후면 가스 공급부 (341) 는 프로세싱 동안 반도체 기판의 하부 표면 아래의 영역으로 기판 페데스탈 모듈 (320) 을 통해 열 전달 가스 또는 퍼지 가스들을 공급하도록 동작가능하다. 기판 페데스탈 모듈 (320) 은 내부에 하부 RF 전극을 포함하고, 하부 RF 전극은 프로세싱 동안 접지되는 것이 바람직하지만, 대안적인 실시예에서, 프로세싱 동안 하부 RF 전극에 RF 에너지가 공급될 수도 있다.
반도체 기판 플라즈마 프로세싱 장치 (300) 의 진공 챔버 (324) 내에서 반도체 기판을 프로세싱하기 위해, 프로세스 가스들은 프로세스 가스 소스 (362) 로부터 진공 챔버 (324) 내로 유입부 (312) 및 샤워헤드 모듈 (314) 을 통해 도입되고, 프로세스 가스는 막이 반도체 기판의 상부 표면 상에 증착될 수도 있도록, RF 에너지를 이용하여 플라즈마로 형성된다. 일 실시예에서, 프로세스 가스 소스 (362) 는 가열된 매니폴드 (308) 에 연결된 복수의 가스 라인들 (310) 을 포함할 수 있다. 가스들은 미리 혼합되거나 챔버에 개별적으로 공급될 수도 있다. 적절한 밸브 및 질량 유량 제어 메커니즘들이 반도체 기판 프로세싱 동안 샤워헤드 모듈 (314) 을 통해 올바른 가스들이 전달된다는 것을 보장하도록 채용된다. 프로세싱 동안, 후면 열 전달 가스 또는 퍼지 가스들은 기판 페데스탈 모듈 (320) 상에 지지된 반도체 기판의 하부 표면 아래의 영역으로 공급된다. 바람직하게, 프로세싱은 CVD (chemical vapor deposition) 프로세싱, PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) 프로세싱, ALD (atomic layer deposition) 프로세싱, PEALD (plasma-enhanced atomic layer deposition) 프로세싱, PDL (pulsed deposition layer) 프로세싱, 및/또는 PEPDL (plasma-enhanced pulsed deposition layer) 프로세싱 중 적어도 하나이다.
특정한 실시예들에서, 시스템 제어기 (162) 는 증착, 증착 후 처리들, 및/또는 다른 프로세스 동작들 동안 프로세스 조건들을 제어하도록 채용된다. 시스템 제어기 (162) 는 통상적으로 하나 이상의 메모리 디바이스들 및 하나 이상의 프로세서들을 포함할 것이다. 프로세서는 CPU 또는 컴퓨터, 아날로그 및/또는 디지털 입력/출력 접속부들, 스텝퍼 모터 제어기 보드들, 등을 포함할 수도 있다.
특정한 실시예들에서, 시스템 제어기 (162) 는 장치의 모든 액티비티들을 제어한다. 시스템 제어기 (162) 는 프로세싱 동작들의 타이밍, LF 발생기 (304) 및 HF 발생기 (302) 의 동작들의 주파수 및 전력, 전구체들 및 불활성 가스들의 플로우 레이트들 및 온도들 및 이들의 상대적인 혼합, 기판 페데스탈 모듈 (320) 의 상부 표면 상에 지지된 반도체 기판 (316) 의 온도, 및 샤워헤드 모듈 (314) 의 플라즈마 노출된 표면, 진공 챔버 (324) 의 압력, 및 특정한 프로세스의 다른 파라미터들을 제어하기 위한 인스트럭션들의 세트들을 포함하는 시스템 제어 소프트웨어를 실행한다. 일부 실시예들에서 제어기와 연관된 메모리 디바이스들 상에 저장된 다른 컴퓨터 프로그램들이 채용될 수도 있다.
통상적으로 시스템 제어기 (162) 와 연관된 사용자 인터페이스가 있을 것이다. 사용자 인터페이스는 디스플레이 스크린, 장치 및/또는 프로세스 조건들의 그래픽 소프트웨어 디스플레이들 및 포인팅 디바이스들, 키보드들, 터치 스크린들, 마이크로폰들, 등과 같은 사용자 입력 디바이스들을 포함할 수도 있다.
비일시적인 컴퓨터 머신-판독가능 매체가 장치의 제어를 위한 프로그램 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 프로세싱 동작들을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는 예를 들어 어셈블리 언어, C, C++, 파스칼, 포트란, 또는 다른 것들과 같은 임의의 통상적인 컴퓨터 판독 가능한 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 컴파일링된 객체 코드 또는 스크립트가 프로그램 내에서 식별된 태스크들을 수행하도록 프로세서에 의해서 실행된다.
제어기 파라미터들은 예를 들어, 프로세싱 단계들의 타이밍, 전구체들 및 불활성 가스들의 플로우 레이트들 및 온도들, 반도체 기판의 온도, 챔버의 압력 및 특정한 프로세스의 다른 파라미터들과 같은 프로세스 조건들에 관한 것이다. 이러한 파라미터들은 레시피의 형태로 사용자에게 제공되며 사용자 인터페이스를 활용하여 입력될 수도 있다.
프로세스를 모니터링하기 위한 신호들은 시스템 제어기의 아날로그 및/또는 디지털 입력 접속부들에 의해 제공될 수도 있다. 프로세스를 제어하기 위한 신호들은 장치의 아날로그 및 디지털 출력 접속부들 상에 출력된다.
시스템 소프트웨어는 많은 상이한 방식들로 설계되거나 구성될 수도 있다. 예를 들어, 다양한 챔버 컴포넌트 서브루틴들 또는 제어 객체들이 증착 프로세스들을 수행하는데 필요한 챔버 컴포넌트들의 동작을 제어하도록 작성될 수도 있다. 이러한 목적을 위한 프로그램들 또는 프로그램들의 섹션들의 예들은 기판 프로세싱 단계들의 타이밍 코드, 전구체들 및 불활성 가스들의 플로우 레이트들 및 온도들 코드, 및 진공 챔버 (324) 의 압력 코드를 포함한다.
도 2 내지 도 7은 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시예들에 따른 기판 페데스탈 모듈 (320) 의 단면들을 예시한다. 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 기판 페데스탈 모듈 (320) 은 세라믹 재료로 이루어진 노출된 표면들을 갖는 플래튼 (205) 을 포함한다. 플래튼 (205) 은 반도체 기판의 프로세싱 동안 반도체 기판을 상부에 지지하도록 동작가능한 상부 표면 (206) 을 갖는다. 세라믹 재료로 이루어진 스템 (210) 은 플래튼 (205) 의 하부 표면으로부터 하향으로 연장하고, 스템 (210) 의 상부 단부 (214) 는 플래튼 (205) 을 지지한다. 바람직하게, 스템 (210) 의 상부 단부 (214) 는 플래튼 (205) 의 하부 세라믹 표면에 본딩된 (땜납하거나, 용접되거나, 확산 본딩되거나 다른 적합한 기법) 상부 플랜지를 포함한다. 기판 페데스탈 모듈 (320) 의 스템 (210) 및 플래튼 (205) 을 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 재료 대신, 세라믹 재료들로 제작함으로써, 기판 페데스탈 모듈 (320) 은 약 550 ℃ 초과의 온도 또는 약 650 ℃ 초과의 온도와 같은 고온 기판 프로세싱 동안 고온을 견딜 수도 있다.
플래튼 (205) 은 내부에 임베딩된 적어도 하나의 정전 클램핑 전극 (209) 을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 정전 클램핑 전극 (209) 은 프로세싱 동안 플래튼 (205) 의 상부 표면 (206) 상에 반도체 기판을 정전기적으로 클램핑하도록 동작가능하다. 도 2, 및 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 플래튼 (205) 은 또한 반도체 기판의 프로세싱 동안 접지되거나 RF 전력이 공급될 수도 있는 하부 RF 전극 (265) 을 포함할 수 있다. 바람직하게, 도 3에 도시된 바와 같이, 플래튼 (205) 은 정전 클램핑 전극 및 RF 전극 양자로서 기능하는, 내부에 임베딩된 단일 전극 (209a) 만을 포함한다. 다시 도 2 내지 도 7을 참조하면, 플래튼 (205) 은 또한 플래튼 (205) 의 상부 표면 (206) 에 걸친 온도 및 따라서 프로세싱 동안 반도체 기판에 걸친 온도를 제어하도록 동작가능한, 내부에 임베딩된 적어도 하나의 히터 (260) 를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 히터 (260) 는 전기적으로 저항성 히터 막 및/또는 하나 이상의 열전 모듈을 포함할 수 있다. 바람직하게, 적어도 하나의 정전 클램핑 전극 (209), 적어도 하나의 히터 (260), 단일 전극 (209a), 및/또는 하부 RF 전극 (265) 으로의 전기 접속부들이 스템 (210) 의 측벽 (211) 에 의해 규정된 스템 (210) 의 원주형 내부 영역 (215) 내에 배치된다. 전기 접속부들은 각각의 적어도 하나의 정전 클램핑 전극 (209), 적어도 하나의 히터 (260), 단일 전극 (209a) 및/또는 하부 RF 전극 (265) 과 전기적으로 통신하는 플래튼 (205) 내에 형성된 전기적 콘택트들 (미도시) 에 각각 접속될 수도 있다. 이러한 방식으로, 적어도 하나의 정전 클램핑 전극 (209), 적어도 하나의 히터 (260), 단일 전극 (209a) 및/또는 하부 RF 전극 (265) 은 반도체 기판의 프로세싱 동안 전력이 공급될 수도 있다.
일 실시예에서, 플래튼 (205) 은 함께 확산 본딩된 개별 층들을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 정전 클램핑 전극 (209), 하부 RF 전극 (265) (또는 단일 전극 (209a)), 및 적어도 하나의 히터 (260) 은 플래튼 (205) 의 개별 층들 사이에 샌드위치될 수 있다. 플래튼 (205) 의 상부 표면 (206) 은 바람직하게 내부에 형성된 메사 패턴 (206a) 을 포함하고, 반도체 기판의 하부 표면은 메사 패턴 (206a) 상에 지지되고 후면 퍼지 가스 또는 후면 열 전달 가스는 메사 패턴 (206a) 의 메사들 사이에서 반도체 기판 아래의 영역으로 공급될 수 있다. 메사 패턴의 예시적인 실시예 및 메사 패턴을 형성하는 방법은, 전체가 본 명세서에 참조로서 인용되고, 공동으로 양도된 미국 특허 제 7,869,184 호에서 알 수 있다. 일 실시예에서, 기판 페데스탈 모듈 (320) 은 플래튼 (205) 의 상부 부분과 스템 (210) 사이의 열 전달을 감소시키도록 동작가능한 열 차폐부 (미도시) 를 포함할 수 있다. 열 차폐부를 포함하는 기판 페데스탈 모듈의 예시적인 실시예는, 전체가 본 명세서에 참조로서 인용되고, 공동으로 양도된 미국 특허 제 8,753,447 호에서 알 수 있다.
플래튼 (205) 및 스템 (210) 의 노출된 표면들은 세라믹 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 이는 바람직하게 플래튼 (205) 및 스템 (210) 이 프로세싱 조건들에 노출될 때 프로세싱 동안 기판 오염을 야기하지 않는다. 바람직하게 플래튼 (205) 및 스템 (210) 의 노출된 표면들은 알루미늄 나이트라이드로 이루어진다.
스템 (210) 은 기판 페데스탈 모듈 (320) 이 반도체 기판 프로세싱 장치의 진공 챔버 내에 지지될 수 있도록 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 에 부착된 하부 표면 (213) 을 포함한다. 어댑터 (220) 는 어댑터의 원주형 내부 영역 (225) 을 규정하는 측벽 (221) 을 갖는다. 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 은 스템 (210) 의 측벽 (211) 에 위치된 각각의 가스 통로 (217) 와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유입부 (216) 를 포함한다. 스템 (210) 의 적어도 하나의 가스 유입부 (216) 는 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 의 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 와 유체로 연통하고, 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 는 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 의 각각의 가스 통로 (232) 와 유체로 연통한다. 플래튼 (205) 은 스템 (210) 의 측벽 (211) 의 각각의 가스 통로 (217) 와 유체로 연통하는 적어도 하나의 플래튼 가스 통로 (280) 를 포함한다. 후면 가스는, 반도체 기판의 프로세싱 동안 스템 (210) 의 적어도 하나의 가스 통로 (217) 를 통해 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 의 적어도 하나의 가스 통로 (232) 와 유체로 연통하는 후면 가스 공급부로부터 반도체 기판이 플래튼 (205) 의 상부 표면 (206) 상에 지지될 때 반도체 기판의 아래의 영역으로 공급될 수도 있다.
이제 도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 의 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 는 바람직하게 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 의 환형 가스 채널 (242) 내에 위치된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "환형 가스 채널"은 파괴되지 않은 환형 경로를 형성하는 가스 채널, 또는 환형 경로를 따라 부분적으로 연장하는 가스 채널, 또는 가스 채널들 각각이 서로 유체적으로 분리된 공동 중심점을 갖는 각각의 환형 경로를 따라 각각 연장하는 2 이상의 가스 채널들을 참조할 수 있다. 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 은 또한 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 의 방사상 내측에 위치된 내측 홈부 (226) 및 내측 홈부 (226) 의 방사상 외측에 위치된 외측 홈부 (227) 를 포함한다. 내측 홈부 (226) 는 반도체 기판의 프로세싱 동안 어댑터 (220) 의 원주형 내부 영역 (225) 과 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 내측 O-링 (230) 을 갖는다. 외측 홈부 (227) 는 반도체 기판의 프로세싱 동안 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 을 둘러싸는 영역과 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 외측 O-링 (231) 을 갖는다.
이제 도 5 및 도 6을 참조하면, 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 내의 환형 가스 채널 (242) 은 바람직하게 어댑터 (220) 의 외측 홈부 (227) 의 방사상 내측부 내에 형성되고, 외측 O-링 (231) 은 외측 홈부 (227) 의 방사상 외측부 내에 형성된다.
도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 대안적인 실시예에서, 환형 가스 채널 (252) 은 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 의 환형 가스 채널 (242) (도 2 참조) 내 대신 또는 이에 부가하여 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 에 포함된다. 어댑터 (220) 의 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 는 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 내의 환형 가스 채널 (252) 과 유체로 연통한다. 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 의 적어도 하나의 가스 유입부 (216) 는 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 내에 형성된 환형 가스 채널 (252) 에 위치된다. 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 이 환형 가스 채널 (252) 을 포함하고, 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 이 환형 가스 채널 (242) 을 포함하는 일 실시예에서, 환형 가스 채널들 (242, 252) 은 유체로 연통하도록 서로 인접하게 배치된다.
도 3을 참조하면, 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 은 바람직하게 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 의 방사상 내측에 위치된 내측 홈부 (226) 및 내측 홈부 (226) 의 방사상 외측에 위치된 외측 홈부 (227) 를 포함한다. 내측 홈부 (226) 는 반도체 기판의 프로세싱 동안, 어댑터 (220) 의 원주형 내부 영역 (225) 과 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 내측 O-링 (230) 을 갖는다. 외측 홈부 (227) 는 반도체 기판의 프로세싱 동안, 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 을 둘러싸는 영역과 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 외측 O-링 (231) 을 갖는다.
도 4를 참조하면, 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 은 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 내의 내측 홈부 (226) 및 외측 홈부 (227) (도 2 참조) 대신 또는 이에 부가하여 내측 홈부 (250) 및 외측 홈부 (251) 를 포함할 수 있다. 내측 홈부 (250) 는 반도체 기판의 프로세싱 동안, 어댑터 (220) 의 원주형 내부 영역 (225) 과 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 내측 O-링 (230) 을 갖는다. 외측 홈부 (251) 는 반도체 기판의 프로세싱 동안, 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 을 둘러싸는 영역과 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 외측 O-링 (231) 을 갖는다. 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 이 내측 홈부 (250) 및 외측 홈부 (251) 를 포함하고, 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 이 내측 홈부 (226) 및 외측 홈부 (227) 를 포함하는 일 실시예에서, 내측 홈부들 (250, 226) 은 내측 O-링 (230) 의 일부가 내측 홈부들 (250, 226) 각각에 포함되도록 서로 인접하게 배치되는 것이 바람직하고, 외측 홈부들 (251, 227) 은 외측 O-링 (231) 의 일부가 외측 홈부들 (251, 227) 각각에 포함되도록 서로 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.
이제 도 7을 참조하면, 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 내의 환형 가스 채널 (252) 은 바람직하게 스템 (210) 의 외측 홈부 (251) 의 방사상 내측부 내에 형성되고, 외측 O-링 (231) 은 바람직하게 외측 홈부 (251) 의 방사상 외측부에 위치된다.
이제 도 2 내지 도 7을 참조하면, 스템 (210) 은 바람직하게, 프로세싱 동안 플래튼 (205) 과 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 사이에 열적 초크를 형성하기 위해 하부 외측 플랜지 (234) 위의 스템 (210) 의 측벽 (211) 의 두께가 최소화될 수도 있도록, 스템 (210) 의 측벽 (211) 으로부터 외측으로 연장하는 하부 외측 플랜지 (234) 를 포함한다. 하부 외측 플랜지 (234) 는 기판 페데스탈 모듈 (320) 의 스템 (210) 이 볼트들, 스크루들, 등과 같은 패스너들을 사용하여 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 에 부착될 수도 있도록, 쓰루홀들 (미도시) 을 포함할 수 있다. 프로세싱 동안, 스템 (210) 의 원주형 내부 (215) 및 어댑터 (220) 의 원주형 내부 (225) 는 유체로 연통하고 포지티브 압력이 원주형 내부 영역들 (215, 225) 내에 유지될 수도 있도록 내측 O-링 (230) 및 외측 O-링 (231) 에 의해 진공 분위기로부터 시일링된다. 바람직하게, 원주형 내부 영역들 (215, 225) 은 대기에 노출되지만, 대안적인 실시예에서 불활성 가스 또는 퍼지 가스가 내부에 펌핑될 수도 있다.
스템 (210) 은 세라믹으로 형성되고 플래튼 (205) 으로부터 내측 O-링 및 외측 O-링 (230, 231) 이 위치된 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 과 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 간의 계면으로의 열 전달을 감소시키기 위해 낮은 열 전도도를 갖는 것이 바람직하다. 계면을 보다 낮은 온도들 (예를 들어, 약 200 ℃ 내지 300 ℃) 로 유지하는 것을 바람직하다. 예를 들어, 내측 O-링 및 외측 O-링 (230, 231) 이 프로세싱 동안 매우 고온에 노출된다면, 내측 O-링 및 외측 O-링 (230, 231) 은 고장날 것이고 더이상 스템 (210) 의 원주형 내부 영역 (215) 과 스템 (210) 의 측벽 (211) 을 둘러싸는 (진공) 영역 사이에 시일을 형성하지 않을 것이다. 스템 (210) 의 측벽 (211) 의 두께가 감소되게 하는 하부 외측 플랜지 (234) 에 부가하여, 스템 (210) 은 바람직하게, 반도체 기판의 프로세싱 동안 플래튼 (205) 과 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 사이에 열적 초크를 형성하기 위해 하부 내측 플랜지 (233) 위의 스템 (210) 의 측벽 (211) 의 두께가 최소화될 수도 있도록 스템 (210) 의 측벽 (211) 으로부터 내측으로 연장하는 하부 내측 플랜지 (233) 를 포함한다 (도 2 내지 도 4, 도 6 및 도 7 참조).
스템 (210) 의 측벽 (211) 의 두께는 반도체 기판의 프로세싱 동안 스템 (210) 의 측벽 (211) 이 플래튼 (205) 과 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 사이에 열적 초크를 형성하도록 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 의 두께보다 보다 작은 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 스템 (210) 의 하부 플랜지 위의 스템 (210) 의 측벽 (211) 의 두께는 약 3 ㎜ 이하, 보다 바람직하게 약 2 ㎜ 이하이다. 바람직한 실시예에서, 스템 (210) 의 측벽 (211) 의 두께는, 반도체 기판의 프로세싱 동안 바람직하게 대기압으로 유지되는 스템 (210) 의 원주형 내부 영역 (215) 과 감소된 압력 또는 진공에서 동작되는 측벽 (211) 을 둘러싸는 영역 간의 압력 차들을 견디기 위해 스템 (210) 에 요구되는 최소 두께보다 조금 보다 크도록 선택된다.
어댑터 (220) 는 바람직하게 스템 (210) 및 플래튼 (205) 을 형성하도록 사용된 고순도 세라믹스보다 보다 저렴한 재료인 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속으로 형성되고, 또한 프로세싱 동안 어댑터에 가해진 높은 압력 차들 하에서 파괴되기 쉽지 않다. 따라서, 스템 (210) 의 측벽 (211) 으로부터 열적 초크를 형성함으로써, 플래튼 (205) 의 상부 표면 (206) 상에 지지된 반도체 기판을 프로세싱하도록 사용된 고온 (예를 들어, 550 ℃ 내지 650 ℃ 이상) 은 스템 (210) 이 알루미늄 또는 알루미늄 합금 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 에 부착될 수도 있도록 스템 (210) 의 하부 표면 (213) 으로부터 열적으로 분리될 수도 있고, 내측 O-링 및 외측 O-링 (230, 231) 이 고온들로 인한 고장이 유발되지 않을 것이다. 또한, 열적 초크 내로 스템 (210) 의 측벽 (211) 을 형성하는 것은 플래튼 (205) 과 스템의 하부 표면 (213) 간의 스템 (210) 의 길이가 감소되게 할 것이고, 어댑터 (220) 의 길이 가 증가되게 하여 재료들의 비용의 절약을 제공한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 어댑터 (220) 는, 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 의 환형 가스 채널 (242) 을 통해 스템 (210) 의 측벽 (211) 내의 적어도 2 개의 가스 통로들 (217) 와 유체로 연통하는, 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 내의 가스 통로 (232) 를 포함할 수 있고, 스템 (210) 의 측벽 (211) 내의 가스 통로 (217) 각각은, 후면 가스가 후면 가스 공급부에 의한 프로세싱 동안 반도체 기판이 플래튼의 상부 표면에 지지될 때 반도체 기판 아래의 영역으로 공급될 수도 있도록, 각각의 플래튼 가스 통로 (280) 와 유체로 연통한다.
다른 실시예에서, 어댑터 (200) 의 적어도 하나의 가스 유출부 (224) 는 하나 이상의 스템 (210) 의 적어도 하나의 가스 유입부 (216) 각각과 정렬되거나 오정렬될 수 있다. 예를 들어, 어댑터 (220) 는, 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 의 환형 가스 채널 (242) 을 통해 스템 (210) 의 측벽 (211) 내의 적어도 2 개의 가스 통로들 (217) 와 유체로 연통하는, 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 내의 적어도 하나의 가스 통로 (232) 를 포함할 수 있고, 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 의 적어도 하나의 가스 통로 (232) 의 적어도 하나의 각각의 가스 유출부 (224) 는 스템 (210) 의 측벽 (211) 의 적어도 하나의 가스 통로 (217) 의 적어도 하나의 각각의 가스 유입부 (216) 와 정렬된다. 대안적으로, 어댑터 (220) 는, 어댑터 (220) 의 상부 표면 (223) 의 환형 가스 채널 (242) 을 통해 스템 (210) 의 측벽 (211) 내의 적어도 하나의 가스 통로 (217) 와 유체로 연통하는, 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 내의 적어도 하나의 가스 통로 (232) 를 포함할 수 있고, 어댑터 (220) 의 측벽 (221) 의 적어도 하나의 가스 통로 (232) 의 적어도 하나의 각각의 가스 유출부 (224) 는 스템 (210) 의 측벽 (211) 내의 적어도 하나의 가스 통로 (217) 의 적어도 하나의 각각의 가스 유입부 (216) 와 오정렬된다.
등온 프로세싱 존을 포함하는 플라즈마 프로세싱 장치가 이의 구체적인 실시예들을 참조하여 상세히 기술되었지만, 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고, 다양한 변화들 및 수정들이 이루어질 수 있고, 등가물들이 채용될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (20)

  1. 스템의 하부 표면과 상기 스템을 지지하는 어댑터의 상부 표면 사이에 최소화된 장착 면적을 갖는 고온 기판 페데스탈 모듈을 포함하는, 반도체 기판들을 프로세싱하기 위한 반도체 기판 프로세싱 장치에 있어서,
    상기 반도체 기판 프로세싱 장치는,
    반도체 기판이 프로세싱될 수도 있는 프로세싱 존을 포함하는 진공 챔버;
    샤워헤드 모듈로서, 프로세스 가스 소스로부터의 프로세스 가스는 상기 샤워헤드 모듈을 통해 상기 진공 챔버의 상기 프로세싱 존으로 공급되는, 상기 샤워헤드 모듈; 및
    기판 페데스탈 모듈을 포함하고,
    상기 기판 페데스탈 모듈은 플래튼, 스템 및 어댑터를 포함하고, 상기 플래튼은 프로세싱 동안 상부에 상기 반도체 기판을 지지하도록 구성된 상부 표면을 갖고, 세라믹 재료의 상기 스템은 자신의 원주형 (cylindrical) 내부 영역을 규정하는 측벽, 하부 표면 및 상기 플래튼을 지지하는 상부 단부를 갖고, 상기 어댑터는 자신의 원주형 내부 영역을 규정하는 측벽 및 상기 스템의 상기 하부 표면에 부착된 상부 표면을 갖고, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 스템의 상기 측벽에 위치된 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유입부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 가스 유입부는 상기 어댑터의 상기 상부 표면의 환형 가스 채널 내에 위치된 적어도 하나의 가스 유출부와 유체로 연통하고, 상기 어댑터의 상기 상부 표면은 상기 적어도 하나의 가스 유출부의 방사상 내측으로 위치된 내측 홈부 및 상기 내측 홈부의 방사상 외측으로 위치된 외측 홈부를 포함하고, 상기 내측 홈부는 프로세싱 동안 상기 어댑터의 상기 원주형 내부 영역과 상기 적어도 하나의 가스 유출부 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 내측 O-링을 갖고, 상기 외측 홈부는 프로세싱 동안 상기 어댑터의 상기 측벽을 둘러싸는 영역과 상기 적어도 하나의 가스 유출부 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 내부에 외측 O-링을 갖고,
    상기 플래튼은 상기 스템의 상기 측벽의 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 포함하고, 프로세싱 동안 상기 반도체 기판이 상기 플래튼의 상기 상부 표면 상에 지지될 때 상기 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 통해 상기 반도체 기판의 아래의 영역으로 후면 가스가 공급될 수 있는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어댑터의 상기 상부 표면 내의 상기 환형 가스 채널은 상기 어댑터의 상기 외측 홈부의 방사상 내측부 내에 형성되고 상기 외측 O-링은 상기 외측 홈부의 방사상 외측부 내에 위치되는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 상부 표면 내의 상기 환형 가스 채널에 인접한 환형 가스 채널을 포함하고, 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부는 상기 어댑터의 상기 상부 표면 내의 상기 환형 가스 채널 및 상기 스템의 상기 하부 표면의 상기 환형 가스 채널과 유체로 연통하고, 또는
    (b) 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 내측 홈부에 인접한 내측 홈부를 포함하고, 상기 내측 O-링의 일부는 상기 스템의 상기 내측 홈부 내에 있고, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 외측 홈부에 인접한 외측 홈부를 포함하고, 상기 외측 O-링의 일부는 상기 스템의 상기 외측 홈부 내에 있고, 또는
    (c) 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 내측 홈부에 인접한 내측 홈부를 포함하고, 상기 내측 O-링의 일부는 상기 스템의 상기 내측 홈부 내에 있고, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 외측 홈부에 인접한 외측 홈부를 포함하고, 상기 외측 O-링의 일부는 상기 스템의 상기 외측 홈부 내에 있고, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 상부 표면의 상기 환형 가스 채널에 인접한 환형 가스 채널을 더 포함하고, 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부는 상기 스템의 상기 환형 가스 채널 내에 있고 상기 스템의 상기 환형 가스 채널은 상기 어댑터의 상기 환형 가스 채널과 유체로 연통하고, 또는
    (d) 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 내측 홈부에 인접한 내측 홈부를 포함하고, 상기 내측 O-링의 일부는 상기 스템의 상기 내측 홈부 내에 있고, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 외측 홈부에 인접한 외측 홈부를 포함하고, 상기 외측 O-링의 일부는 상기 스템의 상기 외측 홈부 내에 있고, 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부는 상기 스템의 상기 외측 홈부의 방사상 내측부 내에 위치되고, 상기 스템의 상기 외측 홈부의 상기 방사상 내측부는 상기 어댑터의 상기 환형 가스 채널과 유체로 연통하는 환형 가스 채널을 형성하고, 상기 외측 O-링은 상기 스템의 상기 외측 홈부의 방사상 외측부 내에 있는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 기판 프로세싱 장치는,
    (a) 상기 프로세싱 존 내에서 상기 프로세스 가스를 플라즈마 상태로 에너자이징 (energize) 하도록 구성된 RF 에너지 소스;
    (b) 상기 반도체 기판 프로세싱 장치에 의해 수행된 프로세스들을 제어하도록 구성된 제어 시스템; 및/또는
    (c) 상기 반도체 기판 프로세싱 장치의 제어를 위한 프로그램 인스트럭션들을 포함하는 비일시적인 컴퓨터 머신 판독가능 매체를 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 스템은, 하부 내측 플랜지 위의 상기 스템의 상기 측벽의 두께가 프로세싱 동안 상기 플래튼과 상기 스템의 상기 하부 표면 사이에 열적 초크를 형성하도록, 상기 스템의 상기 측벽으로부터 내측으로 연장하는 상기 하부 내측 플랜지를 포함하고, 그리고/또는
    (b) 상기 스템은, 하부 외측 플랜지 위의 상기 스템의 상기 측벽의 두께가 프로세싱 동안 상기 플래튼과 상기 스템의 상기 하부 표면 사이에 열적 초크를 형성하도록, 상기 스템의 상기 측벽으로부터 외측으로 연장하는 상기 하부 외측 플랜지를 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 스템의 상기 측벽의 두께는, 상기 스템의 상기 측벽이 프로세싱 동안 상기 플래튼과 상기 스템의 상기 하부 표면 사이에 열적 초크를 형성하도록, 상기 어댑터의 상기 측벽의 두께보다 보다 작고,
    (b) 상기 스템의 하부 플랜지 위의 상기 스템의 상기 측벽의 두께는 3 ㎜ 이하, 또는 2 ㎜ 이하이고,
    (c) 상기 어댑터는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 그리고/또는
    (d) 상기 플래튼의 노출된 표면들은 세라믹 재료로 이루어지는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고온 기판 페데스탈 모듈은,
    (a) 상기 플래튼 내에 임베딩된 적어도 하나의 정전 클램핑 전극; 또는
    (b) 상기 플래튼 내에 임베딩된 하단 RF 전극; 또는
    (c) 상기 플래튼 내에 임베딩된 히터; 또는
    (d) 상기 플래튼의 상기 상부 표면으로 그리고 상기 상부 표면으로부터 상기 반도체 기판을 하강시키고 그리고 상승시키도록 구성된 캐리어 링; 또는
    (e) 상기 플래튼의 상기 상부 표면으로 그리고 상기 상부 표면으로부터 상기 반도체 기판을 하강시키고 그리고 상승시키도록 구성된 복수의 리프트 핀들; 또는
    (f) 정전 클램핑 전극 및 RF 전극으로서 기능하도록 동작가능한, 내부에 임베딩된 단일 전극을 더 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 어댑터는, 상기 어댑터의 상기 상부 표면 내의 상기 환형 가스 채널을 통해 상기 스템의 상기 측벽 내의 적어도 2 개의 가스 통로들과 유체로 연통하는, 상기 어댑터의 상기 측벽 내에 일 가스 통로를 포함하고, 상기 스템의 상기 측벽 내의 가스 통로 각각은, 프로세싱 동안 상기 반도체 기판이 상기 플래튼의 상기 상부 표면 상에 지지될 때 상기 후면 가스가 상기 반도체 기판 아래의 영역으로 공급될 수도 있도록, 각각의 플래튼 가스 통로와 유체로 연통하고, 그리고/또는
    (b) 상기 어댑터는, 상기 어댑터의 상기 상부 표면 내의 상기 환형 가스 채널을 통해 상기 스템의 상기 측벽 내의 적어도 하나의 가스 통로들과 유체로 연통하는, 상기 어댑터의 상기 측벽 내에 적어도 하나의 가스 통로를 포함하고, 상기 어댑터의 상기 측벽의 상기 적어도 하나의 가스 통로의 각각의 적어도 하나의 가스 유출부는 상기 스템의 상기 측벽의 상기 적어도 하나의 가스 통로의 각각의 적어도 하나의 가스 유입부와 정렬되거나 상기 어댑터의 상기 각각의 가스 유출부들은 상기 스템의 상기 각각의 가스 유입부들과 오정렬되는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    프로세싱 동안 상기 반도체 기판이 상기 플래튼의 상기 상부 표면 상에 지지될 때 후면 열 전달 가스 또는 퍼지 가스가 상기 스템의 상기 측벽을 통해 상기 반도체 기판 아래의 영역으로 공급될 수도 있도록 상기 어댑터의 상기 측벽 내에 위치된 적어도 하나의 가스 통로로 상기 후면 열 전달 가스 또는 퍼지 가스를 공급하기 위해 동작가능한 후면 가스 공급부를 더 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  10. 반도체 기판 프로세싱 장치의 고온 기판 페데스탈 모듈에 있어서,
    상기 고온 기판 페데스탈 모듈은,
    프로세싱 동안 상부에 반도체 기판을 지지하도록 구성된 상부 표면을 갖는 플래튼; 및
    스템으로서, 자신의 원주형 내부 영역을 규정하는 측벽, 하부 표면, 및 상기 플래튼을 지지하는 상부 단부를 갖고, 상기 스템의 상기 하부 표면은 어댑터의 상부 표면에 부착되도록 구성되는, 상기 스템을 포함하고,
    상기 스템의 상기 하부 표면은 내부에 적어도 하나의 가스 유입부를 포함하는 환형 가스 채널을 포함하고, 상기 적어도 하나의 가스 유입부는 상기 스템의 상기 측벽 내에 위치된 각각의 가스 통로와 유체로 연통하고, 상기 스템이 상기 어댑터에 부착될 때 상기 스템의 상기 하부 표면 내의 상기 적어도 하나의 가스 유입부는 상기 어댑터의 상기 상부 표면의 적어도 하나의 가스 유출부와 유체로 연통하도록 구성되고,
    상기 플래튼은 상기 스템의 상기 측벽의 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 포함하고, 프로세싱 동안 상기 반도체 기판이 상기 플래튼의 상기 상부 표면 상에 지지될 때 상기 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 통해 상기 반도체 기판의 아래의 영역으로 후면 가스가 공급될 수 있는, 고온 기판 페데스탈 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    (a) 어댑터로서, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 상부 표면에 부착되고, 상기 어댑터의 상기 상부 표면은 내부에 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유출부를 갖는 환형 가스 채널, 상기 적어도 하나의 가스 유출부의 방사상 내측의 내측 홈부, 및 상기 내측 홈부의 방사상 외측의 외측 홈부를 포함하고, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 원주형 내부 영역과 상기 스템의 상기 하부 표면의 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내측 O-링이 상기 내측 홈부 내부에 있고, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 측벽을 둘러싸는 영역과 상기 스템의 상기 하부 표면의 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 외측 O-링이 상기 외측 홈부 내부에 있는, 상기 어댑터; 또는
    (b) 어댑터로서, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 상부 표면에 부착되고, 상기 어댑터의 상기 상부 표면은 내부에 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유출부, 상기 적어도 하나의 가스 유출부의 방사상 내측의 내측 홈부, 및 상기 내측 홈부의 방사상 외측의 외측 홈부를 포함하고, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 원주형 내부 영역과 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내측 O-링이 상기 내측 홈부 내부에 있고, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 측벽을 둘러싸는 영역과 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 외측 O-링이 상기 외측 홈부 내부에 있는, 상기 어댑터; 또는
    (c) 어댑터로서, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 상부 표면에 부착되고, 상기 어댑터의 상기 상부 표면은 내부에 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유출부를 갖는 환형 가스 채널, 상기 적어도 하나의 가스 유출부의 방사상 내측의 내측 홈부, 및 상기 내측 홈부의 방사상 외측의 외측 홈부를 포함하고, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 원주형 내부 영역과 상기 스템의 상기 하부 표면의 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내측 O-링이 상기 내측 홈부 내부에 있고, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 측벽을 둘러싸는 영역과 상기 스템의 상기 하부 표면의 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 외측 O-링이 상기 외측 홈부 내부에 있고, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 내측 홈부에 인접한 내측 홈부 및 상기 어댑터의 상기 외측 홈부에 인접한 외측 홈부를 포함하고, 상기 스템의 상기 내측 홈부는 내부에 상기 내측 O-링의 일부를 포함하고, 상기 스템의 상기 외측 홈부는 내부에 상기 외측 O-링의 일부를 포함하는, 상기 어댑터; 또는
    (d) 어댑터로서, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 상부 표면에 부착되고, 상기 어댑터의 상기 상부 표면은 내부에 상기 스템의 상기 적어도 하나의 가스 유입부와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유출부, 상기 적어도 하나의 가스 유출부의 방사상 내측의 내측 홈부, 및 상기 내측 홈부의 방사상 외측의 외측 홈부를 포함하고, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 원주형 내부 영역과 상기 스템의 상기 하부 표면 내의 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록 내측 O-링이 상기 내측 홈부 내부에 있고, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 측벽을 둘러싸는 영역과 상기 스템의 상기 하부 표면 내의 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록 외측 O-링이 상기 외측 홈부 내부에 있고, 상기 스템의 상기 하부 표면은 상기 어댑터의 상기 내측 홈부에 인접한 내측 홈부 및 상기 어댑터의 상기 외측 홈부에 인접한 외측 홈부를 포함하고, 상기 스템의 상기 내측 홈부는 내부에 상기 내측 O-링의 일부를 포함하고, 상기 스템의 상기 외측 홈부는 내부에 상기 외측 O-링의 일부를 포함하는, 상기 어댑터를 더 포함하는, 고온 기판 페데스탈 모듈.
  12. 제 10 항에 있어서,
    (a) 상기 스템의 상기 하부 표면은, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 원주형 내부 영역과 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록, 상기 어댑터의 상기 상부 표면에 상기 스템의 상기 하부 표면이 부착될 때 내부에 내측 O-링을 포함하게 구성된 상기 적어도 하나의 가스 유입부의 방사상 내측의 내측 홈부 및 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 측벽을 둘러싸는 영역과 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록, 상기 어댑터의 상기 상부 표면에 상기 스템의 상기 하부 표면이 부착될 때 내부에 외측 O-링을 포함하게 구성된 상기 적어도 하나의 가스 유입부의 방사상 외측의 외측 홈부를 포함하거나,
    (b) 상기 스템의 상기 하부 표면은, 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 원주형 내부 영역과 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 내측 진공 시일링을 형성하도록, 상기 어댑터의 상기 상부 표면에 상기 스템의 상기 하부 표면이 부착될 때 내부에 내측 O-링을 포함하게 구성된 상기 적어도 하나의 가스 유입부의 방사상 내측의 내측 홈부 및 프로세싱 동안 상기 스템의 상기 측벽을 둘러싸는 영역과 상기 적어도 하나의 가스 유입부 사이에 외측 진공 시일링을 형성하도록, 상기 어댑터의 상기 상부 표면에 상기 스템의 상기 하부 표면이 부착될 때 내부에 외측 O-링을 포함하게 구성된 상기 적어도 하나의 가스 유입부의 방사상 외측의 외측 홈부를 포함하고, 상기 스템이 상기 어댑터에 부착될 때 상기 스템의 상기 환형 가스 채널은 상기 스템의 상기 외측 홈부의 방사상 내측부 내에 형성되고, 상기 외측 O-링은 상기 외측 홈부의 방사상 외측부 내에 있도록 구성되는, 고온 기판 페데스탈 모듈.
  13. 제 10 항에 있어서,
    (a) 상기 스템은, 하부 내측 플랜지 위의 상기 스템의 상기 측벽의 두께가 프로세싱 동안 상기 플래튼과 상기 스템의 상기 하부 표면 사이에 열적 초크를 형성하도록, 상기 스템의 상기 측벽으로부터 내측으로 연장하는 상기 하부 내측 플랜지를 포함하고, 그리고/또는
    (b) 상기 스템은, 하부 외측 플랜지 위의 상기 플랜지의 상기 측벽의 두께가 프로세싱 동안 상기 플래튼과 상기 스템의 상기 하부 표면 사이에 열적 초크를 형성하도록, 상기 스템의 상기 측벽으로부터 외측으로 연장하는 상기 하부 외측 플랜지를 포함하는, 고온 기판 페데스탈 모듈.
  14. 제 10 항에 있어서,
    (a) 상기 스템의 상기 측벽의 두께는, 상기 스템의 상기 측벽이 프로세싱 동안 상기 플래튼과 상기 스템의 상기 하부 표면 사이에 열적 초크를 형성하도록, 상기 스템이 부착될 수도 있는 상기 어댑터의 상기 측벽의 두께보다 보다 작게 구성되고,
    (b) 상기 스템의 하부 플랜지 위의 상기 스템의 상기 측벽의 두께는 3 ㎜ 이하, 또는 2 ㎜ 이하이고, 그리고/또는
    (c) 상기 플래튼의 노출된 표면들은 세라믹 재료로 이루어지는, 고온 기판 페데스탈 모듈.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 고온 기판 페데스탈 모듈은,
    (a) 상기 플래튼 내에 임베딩된 적어도 하나의 정전 클램핑 전극; 또는
    (b) 상기 플래튼 내에 임베딩된 하단 RF 전극; 또는
    (c) 상기 플래튼 내에 임베딩된 히터; 또는
    (d) 상기 플래튼의 상기 상부 표면으로 그리고 상기 상부 표면으로부터 상기 반도체 기판을 하강시키고 그리고 상승시키도록 구성된 캐리어 링; 또는
    (e) 상기 플래튼의 상기 상부 표면으로 그리고 상기 상부 표면으로부터 상기 반도체 기판을 하강시키고 그리고 상승시키도록 구성된 복수의 리프트 핀들; 또는
    (f) 정전 클램핑 전극 및 RF 전극으로서 기능하도록 동작가능한, 내부에 임베딩된 단일 전극을 더 포함하는, 고온 기판 페데스탈 모듈.
  16. 반도체 기판 프로세싱 장치의 고온 기판 페데스탈 모듈의 어댑터에 있어서,
    상기 어댑터는 상기 반도체 기판 프로세싱 장치의 진공 챔버 내의 상기 고온 기판 페데스탈 모듈의 스템을 지지하도록 구성되고,
    상기 어댑터는,
    상기 어댑터의 원주형 내부 영역을 규정하는 측벽 및 스템의 하부 표면에 부착되도록 구성된 상부 표면을 포함하고,
    상기 어댑터의 상기 상부 표면은 상기 어댑터의 상기 측벽 내에 위치된 각각의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 가스 유출부를 포함하는 환형 가스 채널을 포함하고, 상기 적어도 하나의 가스 유출부는 상기 어댑터의 상기 상부 표면이 상기 스템의 상기 하부 표면에 부착될 때 상기 스템의 상기 하부 표면 내의 적어도 하나의 가스 유입부와 유체로 연통하도록 구성되고, 상기 어댑터의 상기 상부 표면은 상기 적어도 하나의 가스 유출부의 방사상 내측에 위치된 내측 홈부 및 상기 내측 홈부의 방사상 외측에 위치된 외측 홈부를 포함하고,
    상기 내측 홈부는, 프로세싱 동안 내측 진공 시일링이 상기 어댑터의 상기 원주형 내부 영역과 상기 적어도 하나의 가스 유출부 사이에 형성되도록, 상기 어댑터가 상기 스템에 부착될 때 내부에 내측 O-링을 포함하게 구성되고, 상기 외측 홈부는, 프로세싱 동안 외측 진공 시일링이 상기 어댑터의 상기 측벽을 둘러싸는 영역과 상기 적어도 하나의 가스 유출부 사이에 형성되도록, 상기 어댑터가 상기 스템에 부착될 때 내부에 외측 O-링을 포함하게 구성되는, 고온 기판 페데스탈 모듈의 어댑터.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 어댑터의 상기 상부 표면 내의 상기 환형 가스 채널은 상기 어댑터의 상기 외측 홈부의 방사상 내측부에 형성되고, 상기 외측 O-링은 상기 외측 홈부의 방사상 외측부 내에 위치되는, 고온 기판 페데스탈 모듈의 어댑터.
  18. 제 1 항에 기재된 반도체 기판 프로세싱 장치 내에서 반도체 기판을 프로세싱하는 방법에 있어서,
    프로세스 가스 소스로부터의 프로세스 가스를 프로세싱 존 내로 공급하는 단계; 및
    플래튼의 상부 표면 상에 지지된 반도체 기판을 프로세싱하는 단계로서, 스템의 적어도 하나의 가스 통로를 통해 어댑터의 적어도 하나의 가스 통로와 유체로 연통하는 적어도 하나의 플래튼 가스 통로를 통해 후면 열 전달 가스 또는 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 후면 가스는 상기 프로세싱될 반도체 기판 아래의 영역으로 공급되는, 상기 반도체 기판을 프로세싱하는 단계를 포함하는, 반도체 기판을 프로세싱하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 플래튼의 상기 상부 표면은 적어도 600 ℃의 온도이고, 상기 스템과 상기 어댑터 간의 계면은 300 ℃ 이하의 온도인, 반도체 기판을 프로세싱하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세싱은 CVD (chemical vapor deposition), PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition), ALD (atomic layer deposition), PEALD (plasma-enhanced atomic layer deposition), PDL (pulsed deposition layer) 프로세스, 및/또는 PEPDL (plasma-enhanced pulsed deposition layer) 프로세스 중 적어도 하나인, 반도체 기판을 프로세싱하는 방법.
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