KR20010007361A

KR20010007361A - 개선된 기판용 플라즈마 처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010007361A
Application number: KR1020000032624A
Authority: KR
Inventors: 존스윌리엄디.; 실에드워드엘.; 로완로버트씨.; 리카타토마스제이.
Original assignee: 히가시 데츠로; 도쿄 엘렉트론 가부시키가이샤
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2001-01-26
Also published as: US6395095B1; TW451346B; JP2001085415A; KR100729544B1

Abstract

기판을 처리하기 위한 처리 시스템(10)은 그 안에 처리 공간(26)을 한정하기 위한 상부(20), 하부(20), 측벽(24)을 갖는 처리용 챔버(14)를 포함한다. 이 처리용 챔버는 처리 공간(26)에 접근할 수 있도록 측벽(24)에 개구를 갖는다. 플라즈마 생성용 조립체(16)는 처리 공간(26) 내에 플라즈마를 생성하기 위해 처리용 챔버(14)와 연결되어 있다. 기판 지지용 조립체(18)는 처리 공간(26) 내에서 기판을 지지하기 위해 처리용 챔버(14)와 연결되도록 설정되어 있다. 이 기판 지지용 조립체(18)는 처리용 챔버 내에서 측벽 개구(36)를 통해 처리 공간(26)으로 연장하고 이 처리 공간(26)을 대기로부터 일반적으로는 격리되어 있도록 이 측벽 개구(36)를 밀봉한다.

Description

개선된 기판용 플라즈마 처리 장치 및 방법{Process apparatus and method for improved plasma processing of a substrate}

본 발명은 일반적으로는 집적회로의 생산시에 플라즈마를 사용하여 기판을 처리하는 것에 관한 것이고, 세부적으로는 플라즈마 에칭을 포함하는 플라즈마 처리를 개선하는 것에 관한 것이다.

가스 플라즈마는 플라즈마 에칭과 플라즈마 증착 응용예를 포함하는 다양한 집적회로 제조 공정에 광범위하게 사용된다. 일반적으로 플라즈마는 저압의 처리용 가스를 챔버 내로 도입한 다음 그 안에 전기장을 생성하기 위해 전기 에너지를 챔버로 보내어 처리용 챔버 내에서 생성된다. 이 전기장은 챔버 내에서 전자 유동을 일으켜 개개의 전자-가스 분자 충돌을 통해 동적(kinetic) 에너지를 전달하여 개개의 가스 분자를 이온화시킨다. 이 가스의 이온화된 입자와 자유 전자는 가스 플라즈마라고 불리는 것을 집합적으로 형성한다.

가스 플라즈마는 다양하고 상이한 집적회로 제조 공정에 유용하다. 한 일반적으로 사용되는 플라즈마 처리는 기판의 표면으로부터 한 재료층이 제거 또는 "에칭"되는 플라즈마 에칭 처리이다. 플라즈마의 이온화된 가스 입자는 일반적으로 정전하로 대전된다. 에칭 처리에서, 기판은 음으로 바이어스되어 양으로 이온화된 플라즈마 입자가 기판 표면으로 유인되어 표면에 부딪치게 되어 기판 표면을 에칭한다. 예를 들어, 기판은 그 기판 상에 원하는 재료층의 증착 또는 코팅에 앞서 그 기판의 원하지 않는 재료층을 제거하도록 에칭될 수 있다. 이러한 전-층착 에칭 처리는 종종 기판의 에칭 클리닝으로 언급된다.

일반적으로, 처리용 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 데에는 다양하고 상이한 방식이 있다. 예를 들어, 한 쌍의 대향 전극이 플라즈마에 전기에너지를 용량성 결합하도록 챔버 내에서 향해질 수 있다. 초고주파장을 사용하는 극초단파 공명 챔버가 또한 사용될 수 있다. 한편, 전자 사이클로톤 공명(ECR) 기기는 플라즈마를 생성 및 유지하기 위해 처리용 가스 내의 순환 전자 흐름을 유도하기 위한 제어되는 자기장을 사용한다. 유도 커플링 처리가 또한 일반적이며, 그 고밀도 플라즈마 생성 능력 때문에 특히 바람직하다. 유도 커플된 플라즈마(ICP's)는 일반적으로 에너지를 챔버에 유도적으로 결합하여 플라즈마를 생성 및 유지하기 위해 처리용 챔버에 대해 위치된 형상을 갖는 코일 또는 안테나를 사용한다.

다양한 종래 기술의 처리 시스템이 기판의 표면을 클리닝하기 위해 기판을 플라즈마 에칭하는 것과 같이 기판의 플라즈마 처리를 위해 사용되었다. 플라즈마 에칭 및 다른 플라즈마 처리를 위한 이러한 시스템의 적합성에도 불구하고, 이들 종래 기술의 시스템은 이와 관련하여 일정한 결함을 갖는다.

예를 들어, 종래의 플라즈마 처리 시스템은 종종 매우 복잡하게 설계되어 제조 및 조립하기 어렵고 고가일 뿐만 아니라, 이 시스템을 유지하는 것도 어렵고 비용이 많이 든다. 예를 들어, 플라즈마 처리 시스템은 처리용 챔버에 함께 통합되어야 하는 다수의 하부 시스템을 사용한다. 플라즈마 처리 시스템은 기판을 바이어스하기 위한 전기 에너지원을 사용한다. 이들 전기 에너지원은 적절한 라인 또는 케이블을 통해 처리용 챔버 내에 기판 지지부에 작동적으로 결합된다. 또한, 시스템은 기판이 처리되는 중에 기판을 가열 또는 냉각하기 위해 가열 및/또는 냉각 조립체를 사용할 수 있다. 또한, 다양한 클램핑 구조물이 처리 중에 지지부 상에 기판을 유지하기 위해 사용되고 리프트 구조물이 기판이 처리된 후 기판을 리프팅(lifting)하여 기판이 처리 시스템 밖으로 이송되어 다른 처리 시스템 또는 모듈로 이송될 수 있도록 사용된다. 처리 중에 기판의 가열성을 향상시키기 위해 기판 지지부에 장착되는 기판의 배면측에 가스가 제공될 수 있다.

인식하는 바와 같이, 다양한 전기적, 열적, 가스의, 그리고 기계적인 하부 시스템이 처리용 챔버 내의 기판 지지부에 통합 또는 결합되어야 한다. 현재의 시스템은 제조 및 유지하기 어렵고 고비용의 복잡한 설계를 사용한다. 이러한 시스템의 복잡성은 종종 이 시스템이 하루 이상 정지되어 수리 또는 소정의 요소가 교환될 것을 요구한다. 이 요소의 분해 및 재조립은 지겨운 경향이 있다. 또한, 시스템이 이렇게 오랜동안 정지되면 전체 플라즈마 처리 시스템의 효율이 감소되므로, 이러한 시스템의 유지 및 작동 비용이 더 증가된다.

다른 양태의 종래 시스템에 대하여, 여기에 사용되는 기반 지지부는 고전압 및 고주파수 전기 배선 및 접합부가 처리용 챔버 내에 생성된 플라즈마에 노출되도록 설계된다. 기판을 바이어스하기 위해 사용되는 고주파수 또는 고전압 전기원에 연결되는, 이 노출된 라인 및 접합부는 플라즈마 내에서 아크가 발생되거나 단락(shorting)되거나 다른 플라즈마 불안정성을 일으킬 수 있다. 이러한 플라즈마 불안정성은 전체 플라즈마 처리에 불리한 영향을 미친다.

종래의 플라즈마 처리 시스템 내의 다른 결함은 이러한 시스템이 처리되는 기판을 종종 비효율적으로 가열한다는 것이다. 처리용 챔버에서 그 위에 기판이 안착되어(rest) 있는 기판 지지부는 일반적으로 주로 금속으로 이루어지고 그 처리 시스템 내에서 다른 금속 구조물 및 요소에 결합된다. 이 금속 지지물의 열전도 특성은 기판 지지부로부터 부착된 구조물 및 요소로 상당한 열손실이 발생되게 하여 이 지지부 상의 기판에 불충분한 전도성 가열이 이루어진다. 이 금속 기판 지지부와 기판 사이의 열 전도성을 향상시키기 위해 과거에 배면측 가스가 사용되어 왔으나, 이러한 배면 가스는 전체 기판 지지부와 부착된 요소의 열손실 특성을 극복하기에 항상 충분하지는 않았다. 또한, 기존의 처리 시스템 기판 지지부의 불충분한 열전달 특성은 기판을 정밀하게 가열하는 것이 어렵게 한다.

종래의 플라즈마 처리 시스템의 또 다른 바람직하지 않은 특성은 플라즈마 내의 불균일성이 종종 기판을 에칭하는 결과를 가져온다는 점이다. 결과적으로, 기판 표면은 이 기판의 표면에 걸친 플라즈마 어긋남(plasma discrepancies)으로 인해 불균일하게 에칭될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마는 종종 기판의 외부 에지 부근보다 기판의 중심 부근과 처리 공간의 중심에서 더 높은 밀도를 갖는다. 그러므로, 기판의 중심부근에서 더 큰 에칭율로 에칭된다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 플라즈마 처리 시스템을 개선하는 것이고, 상세하게는 플라즈마 에칭 시스템이 기판을 더 균일하게 에칭할 수 있도록 개선하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시스템의 복잡성을 감소시키고 이 시스템을 수리 및 유지하는 비용을 감소시켜 시스템의 작동 효율을 증가시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용이하고 효율적으로 유지되는 시스템을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기판을 효율적이고 균일하게 가열하기 위해 플라즈마 처리 시스템의 가열 특성을 개선하는 것이다.

이들 목적 및 부가적인 목적은 하기의 본 발명의 설명으로부터 보다 용이하게 명백하게 알 수 있다.

본 발명은 상기 목적을 처리하며 기판에 플라즈마 에칭과 같은 효율적인 플라즈마 처리를 제공하면서 용이하고 저렴하게 유지할 수 있는 처리 시스템을 제공하는 것이다. 이 시스템은 기판을 균일하고 효율적으로 가열하고, 균일한 에칭을 제공하기 위해 기판에 걸쳐 다양한 DC 전압 프로파일링(profiling)을 제공한다.

이러한 목적을 위해, 본 발명의 처리 시스템은 그 안에 처리 공간을 한정하는 상부, 하부 및 측벽을 갖는 처리용 챔버를 포함한다. 이 처리용 챔버는 상기 처리 공간에 접근할 수 있도록 측벽에 개구를 제공한다. 기판 지지용 조립체는 중공 플리넘(hollow plenum)은 그 안에 형성되는 도관을 통해 가스 공급부, RF 및 DC 전원 공급부와 냉각수 공급부와 같은 외부의 하부 시스템이 플레이튼(platen)에 결합될 수 있는 도관을 갖는다. 이러한 방식으로, 플레이튼에 연결된 모든 하부 시스템이 처리용 챔버로부터 격리된 플리넘 도관 내에서 유지된다. 상기 플리넘과 플레이튼을 포함하는 기판 지지용 조립체는 수리 및/또는 교체를 위해 용이하게 처리용 챔버로부터 제거될 수 있다. 이 플레이튼은 플리넘 도관 내의 외부의 하부 시스템을 이 플레이튼으로부터 접속을 해제함으로써 필요에 따라 교환 및 플리넘으로부터 신속하고 용이하게 제거될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판 지지용 조립체를 수리 및/또는 교환하는 시간이 상당히 단축된다.

이 플레이튼은 세라믹 재료로 형성되고 저항 가열기와 그 안에 묻힌 전기 그리드(grid)를 갖는다. 이 저항 가열기는 플라즈마 처리를 위해 기판을 원하는 바대로 가열하도록 작동한다. 낮은 열전도성과 플레이튼 보다 훨씬 작은 직경을 갖는 금속 튜브는 플레이튼과, 플리넘에 장착되는 장착용 플랜지에 연결된다. 이 튜브는 플레이튼으로부터 플랜지 및 플리넘으로의 전도성 열손실을 제한하여 플레이튼 표면에서 기판을 보다 효율적이고 균일하게 가열하게 한다. 배면측 가열용 가스는 플레이튼 표면 상의 기판에 이 가열용 가스를 도입하기 위해 플리넘의 도관을 통과하고 소직경의 튜브를 통과하여 플레이튼 내의 개구로 압송된다. 플라즈마 처리 시스템의 다양한 하부 시스템은 플리넘 도관 및 튜브를 통해 플레이튼에 모두 연결되므로 플라즈마 처리 환경으로부터 격리된다. 이러한 격리는 전원공급 요소를 포함하는 요소의 전체 사용 수명을 증가시키고 노출된 전원 공급 요소에 의해 발생하는 플라즈마 내의 아크 발생 또는 단락을 상당히 감소시킨다.

플레이튼 내에 묻힌 그리드는 DC 전원 공급부와 RF 전원 공급부에 동시에 연결되어 있다. 이 그리드는 DC 전원 공급부와 RF 전원 공급부 모두에 바이어스된 두 개의 폴(pole)을 포함한다. 이 폴은 전기적으로 절연되고 DC 바이어스 공급부는 플레이튼에 기판을 클램핑하거나 또는 정전기적으로 안전하게 하는데 효과적인 폴 사이의 안정적인 DC 바이어스를 형성한다. 이 RF 전원 공급부는 가변 출력을 가지며 그리드의 전기적으로 절연된 폴 상에서 RF 유도 DC 바이어스를 형성한다. 이 가변 RF 전원 공급부는 그리드의 전기적으로 절연된 폴 사이에서 상이한 RF 유도 DC 바이어스 작용을 일으키도록 작동한다. 이러한 방식으로, 플레이튼에 클램핑된 기판에 걸쳐 가변 DC 전압 프로파일이 생성된다. 기판에 걸친 DC 전압 프로파일을 변화시켜, 본 발명의 원리에 따라, 플라즈마 내의 불균일성이 처리될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 플라즈마 밀도의 불균일성으로 인한 기판의 중심에서의 일반적으로 보다 큰 에칭율을 상쇄하기 위해 기판의 주변에서의 에칭율을 증가시키도록 사용될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 전기 그리드의 폴은 중심 디스크(center disk)와 이 디스크와 동심적으로 정렬된 외부 링으로 형성된다. 다른 폴의 형상이 처리되는 기판에 걸쳐 원하는 DC 전압 프로파일을 생성하기 위해 플레이튼 그리드에 또한 사용될 수 있다. 본 발명에 관한 다른 세부사항은 아래에서 상세히 설명한다.

본 명세서에 통합되며 한 부분을 이루는 첨부한 도면은 본 발명의 실시예를 예시하며, 하기에 주어진 본 발명의 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명한다.

도 1은 본 발명의 원리에 따르는 플라즈마 처리 시스템의 측단면도.

도 2는 도 1의 시스템의 부분 단면도.

도 3은 도 1의 시스템의 다른 부분 단면도.

도 4는 도 1의 처리 시스템에 사용되는 기판 지지용 섹션의 단면도.

도 5는 도 4의 기판 지지부의 평면도.

도 6은 본 발명의 시스템의 기판 지지부 내에 사용되는데 적절한 전기 그리드의 평면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 플라즈마 처리 시스템 12 : 하우징

14 : 처리용 챔버 16 : 플라즈마 생성용 조립체

18 : 기판 지지용 조립체 20 : 개방된 상부

도 1은 본 발명의 원리에 따르는 플라즈마 처리 시스템의 한 실시예를 예시한다. 플라즈마 처리 시스템(10)은 하우징(12) 내에 넣어져 있고, 양호하게는 스테인리스 강과 같은 적절한 금속으로 형성된다. 시스템(10)은 하기에 더 설명하는 바와 같이, 처리용 챔버(14)와 이 처리용 챔버에 연결되는 플라즈마 생성용 조립체(16)를 포함한다. 이 처리용 챔버(14) 내에는 기판 지지용 조립체(18)가 위치되고 그 안에서 기판을 처리하기 위해 지지하도록 설정된다. 처리용 챔버(14)는 개방된 상부(20), 하부(22), 측벽(24)을 갖는다. 챔버(14)의 개방된 상부는 플라즈마 생성용 조립체(16)와 접한다. 처리용 챔버(14)는 스테인리스 강과 같은 적절한 재료로 형성된다. 처리용 챔버(14)는 그 안에 처리 공간(26)을 한정한다.

본 발명의 한 실시예에서, 시스템(10)은 격리식 플라즈마 처리를 위해 사용되는 독립형 플라즈마 처리 시스템일 수 있다. 도면에 예시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서, 시스템(10)은 다수의 다른 처리 시스템과, 다양한 시스템 사이에서 기판을 이동하는 도시되지 않은 중심에 위치되는 기판 이송 모듈를 갖는 다중 처리 시스템으로 통합되도록 설정된다. 이러한 기판 이송 모듈과 다중 챔버, 다중 처리 시스템은 당업계에 공지되어 있다. 기판 이송 모듈은 일반적으로 사전에 결정된 순차에 따라 다양한 처리 시스템 사이에서 기판을 조작 및 이동시키기 위해 로봇(도시하지 않음)을 이용한다. 예를 들어, 시스템(10)은 이 시스템(10)이 기판의 클리닝된 표면에 코팅을 적용하는 다음 처리 단계 전에 기판 표면에 스퍼터 에칭 클리닝(sputter-etch cleaning)을 사용하는 보다 큰 전체 시스템 내에서 하나의 처리 시스템으로서 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 도면에 도시된 처리용 챔버(14)는 로봇용 개구(28)를 포함한다. 시스템(10) 그리고 세부적으로는 챔버(14)는 이 시스템(10)에서 처리되는 기판을 삽입 및 제거하기 위해 처리 공간(26)에 로봇이 접근할 수 있게 하는 개구(28)를 통한 기판 이송 모듈(도시하지 않음)과 연결된다.

플라즈마 처리를 위해, 처리 공간(26)은 진공하에 있어야만 한다. 그러므로, 챔버(14)의 하부(22)는 진공 포트(32)와 교류하기 위해 그 안에 형성된 적절한 개구(30)를 포함한다. 이 진공 포트는 처리 공간(26) 내에서 원하는 진공압을 제공하기 위해 당업계에 공지된 바와 같이 적절한 진공 펌프 및 밸브를 포함하는 적절한 진공 시스템(34)에 연결된다. 처리용 챔버(14)는 챔버의 측벽(24) 내에 형성되는 개구(36)를 또한 포함하여, 이 챔버가 후술하는 바와 같이 기판 지지용 조립체(18)에 용이하게 접해지고 연결될 수 있게 된다.

이제 도 2를 참조하면, 플라즈마 생성용 조립체(16)는 처리용 챔버(14)의 개방된 상부(20)에 연결되는 것으로 도시된다. 이 플라즈마 생성용 조립체(16)는 석영과 같은 적절한 유전체 재료로 형성된 인클로져(40; enclosure)를 포함한다. 이 인클로져(40)는 당업계에서 종종 "종형 단지(bell jar)"타입 인클로져로 언급되며, 일반적으로 처리 공간(26)과 기판 지지용 조립체(18; 도 1 참조) 위에 플라즈마용 공간(42)을 형성한다. 인클로져(40)는 챔버(14)의 개방된 상부(20)를 둘러싸는 플랜지(44) 상에 안착(seat)되어 있다. 챔버(14)의 개방된 상부(20)는 그 위에 인클로져(40)와 플랜지(44)가 놓이는 단 표면(46; shelf surface)을 포함한다. 더 상세하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 플랜지(44)는 개방된 상부(20)를 둘러싸고 표면(46) 상에 놓이는 링형 플랜지이다. 뷔통 고무 밀봉(Viton rubber seal)과 같은 적절한 O 링 밀봉(48)이 플랜지(44) 내에 적절하게 형성된 환형 홈 내에 위치된다. 이러한 방식에서, 플랜지(44)는 진공을 이루기 위해 챔버(14)에 적절하게 밀봉된다. 인클로져(40)의 하부 에지는 플랜지(44)의 상부 표면(51) 내에 형성된 환형 홈(50) 내에 놓여진다. 평편한 링형 밀봉(52)은 홈(50) 내에 위치되고, 상기 인클로져와 플랜지 사이의 경계면을 밀봉하기 위해 인클로져(40)와 플랜지 사이에서 압축된다. 플랜지(44)는 스테인리스 강과 같은 적절한 재료로 형성된다.

석영과 같은 유전체 재료로 형성된 판(60)이 플랜지(44)와 홈(50) 내에 확실하게 안착되어 있는 인클로져(40)를 홀딩(holding)한다. 도 2를 참조하여, 판(60)이 인클로져(40)의 상부에 대해 하향으로 유지된다. 판(60)은 인클로져(42)를 플랜지(44)에 고정하기 위해 인클로져의 상부에 대해 하향으로 판을 가압하기 위해 타이로드(도시하지 않음)와 같은 적절한 체결 요소에 의해 챔버(14)에 고정되고, 동시에, 플랜지(44)를 챔버(14)의 상부(20)에 대해 고정한다. 금속판(sheet metal)의 캡(62; cap)이 전기적 노이즈로부터 플라즈마용 공간(42)을 차폐하고 또한 플라즈마 생성용 조립체(16)와 연관된 전기적 요소로부터의 전기 쇼크로부터 사람이 사용하는 시스템(10)을 보호하기 위해 인클로져(40)와 플라즈마 생성용 조립체(16)의 다른 요소 주위에 위치된다.

공간(42) 내에 플라즈마를 형성하기 위해, 이 공간(42)에 처리용 가스가 도입되고, 플라즈마를 형성하기 위해 가스 입자를 이온화하기 위해 전기 에너지가 상기 공간에 전기적으로 결합된다. 이러한 목적을 위해, 플랜지(44)는 플랜지(44) 안 및 주위에 형성되는 환형 홈(66)을 포함한다. 이 홈(66)은 챔버 표면(46)과 조합되어 환형 가스 통로를 형성한다. 다수의 반지름 방향으로 향해진 가스 분사 구멍이 플랜지(44) 내에 형성되고, 환형 홈(66)에 의해 형성되는 통로와 연결된다. 포트(70)가 이 환형 홈(66)에 연결되고, 아르곤과 같은 적절한 플라즈마 가스를 홈(66)을 통해 플라즈마 공간(42)으로 도입하기 위해 플라즈마 가스 공급부(72)에 연결된다(도 1 참조). 상기 방사형 가스 분사 구멍(68)은 처리용 가스를 공간(42)으로 상향으로 안내하기 위해 환형 홈(66)으로부터 상향으로 경사진다.

공간(42) 내에서 플라즈마를 점화 및 유지하기 위하여, 나선형 코일(74) 형태의 유도 요소가 도 2에 예시된 바와 같이 인클로져(40) 주위에 감긴다. 이 코일(74)은 본질적으로 인클로져(40) 주위와 인클로져의 외벽 표면(41)에 대해 상향으로 맞는 치수를 갖는 나선형 코일 형태로 형성되는 기다란 전도체이다. 코일(74)은 적절한 RF 라인(78)과 RF 매칭 회로(80)를 통해 RF 전원 공급부(76)에 연결된다.

전도성 코일(74)을 위한 이 RF 전원 공급부(76)는 포스트(82; post), 브래킷(83; bracket), 이에 상응하는 볼트(84, 85)를 포함하는 적절한 장착 하드웨어를 갖는 인클로져(40) 주위와 차폐부(62) 위에 장착된다. 공기 대류에 의해 인클로져(40)를 둘러싸는 차폐부(62) 내의 공간을 냉각하기 위해 냉각 팬(86)이 사용된다. 플라즈마 공간(42)으로의 에너지의 유도 결합을 보조하기 위해, 패러데이 차폐부(75; Faraday shield)가 인클로져(40)의 외벽 표면(41)과 코일(74) 사이에 위치되어 사용될 수 있다. 패러데이 차폐부를 사용하는 것은 유도성 결합된 플라즈마에 대해 당업계에 공지되어 있으며, 이러한 차폐부는 공간(42) 내의 플라즈마와 코일(74) 사이의 용량성 결합을 감소하면서 플라즈마로의 에너지의 바람직한 유도 결합을 향상시킨다. 패러데이 차폐부(75)는 일반적으로 전기적으로 접지된다.

이제 도 3을 참조하면, 본 발명은 처리 공간(26) 내에서 기판을 지지하기 위해 처리용 챔버(14)와 결합하도록 설정된 기판 지지용 조립체(18)와 측벽 개구(36)를 갖는 챔버(14)를 통합한다. 이 기판 지지용 조립체는 상기 측벽 개구(36)를 통해 처리 공간으로 연장하고 일반적으로 처리 공간을 대기와 격리하기 위해 측벽 개구를 밀봉한다. 기판 지지용 조립체(18)는 기판을 지지하도록 설정되며 다양한 라인, 커넥터 및 전원 공급부, 가스 공급부, 냉각수 공급부에 연결되는 다른 요소와, 후술하는 바와 같이, 기판을 플라즈마 처리하는데 관련되는 다른 하부 시스템을 포함한다. 기판 지지용 조립체(18)는 챔버(14)의 측벽으로 외팔보(cantilever)식으로 설정되며 모든 하부 시스템 라인 및 접속에 따라 신속하고 용이하게 제거될 수 있어, 용이하게 수리 및/또는 교환될 수 있다. 본 발명의 시스템(10)은 그러므로 다른 플라즈마 시스템보다 더 용이하고 저렴하게 수리 및 유지된다. 이 기판 지지용 조립체(18)는 기판 지지부의 모든 요소를 처리용 챔버로부터 용이하게 연결 및 해제될 수 있는 단일 구조로 통합하는 단순한 설계를 제공한다. 더욱이, 기판 지지용 조립체(18)는 처리 공간(26)으로부터 다양한 하부 시스템으로의 접속부 및 라인으로부터 절연되므로, 바람직하지 않은 전기적 아크 발생과 플라즈마 내의 단락을 방지한다.

예를 들어, 본 발명의 원리에 따라 기판 지지용 조립체의 일부분을 바이어스하는데 사용되는 RF 전원 공급부, DC 전원 공급부 및 관련된 전기 라인과 요소는 이 조립체(18)에 의해 플라즈마로부터 격리되므로 플라즈마에 의해 덜 영향받게 되며 또는 달리 말해 처리용 챔버(14) 내의 플라즈마를 단락시키거나 또는 영향을 미치는 경향이 적게 된다. 새로운 기판 지지용 조립체(18)가 오작동하는(malfuctioning) 기판 지지용 조립체를 교환하기 위해 삽입되면, 다양한 하부 시스템이 이 조립체(18)에 외부적으로 연결되고 처리 공간(26)과 그 안의 플라즈마의 외측에서 작동하고 이로부터 제거된다. 시스템의 유지는 용이하고 효율적이다. 예를 들어, 기판 지지용 조립체 내의 가열기 요소가 타서 교환되어야 하면, 이 조립체(18)는 챔버(14)의 측면으로부터 제거될 수 있고, 새 가열기 요소가 1 내지 2 시간 내에 설치 및 적절한 외부의 하부 시스템에 연결되는데, 이러한 일은 기존의 플라즈마 시스템에서는 이러한 수리/교환을 하기 위해 정상적으로 1 내지 2일이 소요될 수도 있다.

이제 도 3을 참조하면, 기판 지지용 조립체(18)가 도시되어 있다. 기판 지지용 조립체는 처리 공간(26)으로 측방향으로 연장하고 처리용 챔버(14)의 측벽으로부터 외팔 지지되어 있는 플리넘(100)을 포함한다. 플리넘(100)은 일반적으로 이 플리넘(104)의 본체에 대하여 수직으로 연장하는 밀봉용 칼라(102; sealing collar)를 포함한다. 플리넘(100)이 측벽(24) 내의 개구(36)로 삽입되면, 이 칼라(102)는 처리용 챔버 부근의 개구(36)의 외 측벽 표면(103)에 대해 동일평면에 놓인다. 밀봉용 칼라(102)는 외팔지지된 플리넘(100)을 처리 공간(26) 내에서 지지하고 챔버(14)를 밀봉하기 위해 볼트(도시하지 않음)와 같은 적절한 수단에 의해 챔버(14)의 표면(103)에 대해 유지된다. 정렬용 핀(105)이 플리넘(100)을 적절하게 위치시키기 위해 칼라(102)와 표면(103)을 적절하게 정렬하도록 사용될 수 있다. 정렬용 핀(105)은 챔버 또는 칼라 중의 하나에서 상응하는 개구 내에 위치되는 챔버 표면(103) 또는 칼라(102) 중의 하나로부터 연장할 수 있다. 정렬용 핀(105)은 칼라(102) 내의 개구(도시되지 않음) 내에 맞도록 챔버(14)로부터 연장하도록 도면에 예시되어 있다. 도면에 예시된 실시예에서, 웨이퍼 지지면(106)이 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 일반적으로 수평이 되도록 플리넘(100)을 유지하기 위해 정렬용 핀(105)은 칼라(102)에 안착되는 것이 바람직하다.

기판 지지용 조립체(18)는 그 위에 기판을 지지하기 위해 처리 공간 내에 위치되고 플리넘에 결합되는 기판 장착부(108)를 포함한다. 도면에 예시된 실시예에서, 이 기판 장착부는 그 위에 웨이퍼 지지면(106)을 갖는 플레이튼(110)을 포함한다. 후술하는 본 발명의 원리에 따라, 플레이튼(110)은 기판을 가열하고 기판을 전기적으로 바이어스하기 위해 사용되고, 일반적으로 처리 중에 기판을 지지한다. 이 플레이튼은 알루미나와 같은 세라믹 재료로 형성되고, 가열기와 전기 그리드를 포함한다. 이 가열기는 기판을 처리하기 위해 바람직한 온도로 가열하기 위해 사용되는 반면, 그리드는 기판을 정전기로부터 보호하고 또한 플라즈마 처리 중에 기판을 전기적으로 바이어스하도록 사용된다. 도 4에 예시되고 후술하는 바와 같은 본 발명의 실시예에서, 가열기와 전기 그리드는 세라믹 플레이튼(110) 내에 묻힌다.

플리넘(100)이 처리용 챔버(14)에 결합될 때, 처리 공간(26) 내의 적절한 진공 환경을 보장하고 이 공간(26)을 대기로부터 밀봉하기 위해 칼라(102)와 챔버 표면(103) 사이의 경계면에 적절한 밀봉이 사용된다. 이러한 목적을 위해, 칼라/표면 경계면에 적절한 진공용 밀봉(112)이 사용된다. 또한, 플리넘(100)이 챔버(114)와 적절한 전기접촉을 이룸을 보장하기 위해 이 경계면에 RF 가스킷(114)이 사용된다. 이러한 방식으로, 챔버와 플리넘의 전위(electrical potential)는 동일하게 된다.

플리넘(100)은 스테인리스 강과 같은 적절한 재료로 형성되고 플리넘(104)의 본체 내에 형성되는 도관(116)을 갖는다. 본 발명의 원리에 따라, 기판을 플라즈마 처리하기 위해 사용되는 플레이튼(110)으로의 모든 하부 시스템 접속부는 플리넘 도관(116)을 통해 안내되고 플레이튼(110)의 배면측(107)에 연결되어 처리 공간(26)과 그 안의 플라즈마로부터 격리된다. 도관(116)은 처리 공간(26)의 내부 플라즈마 환경으로부터 효과적으로 밀봉되고 플리넘의 개방단을 통해 대기에 통하게 될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 플리넘의 도관(116)은 가스를 도관(116; 도 1 참조)으로부터 제거하기 위해 퍼지 배큠(117; purge vacuum)에 연결될 수 있다. 플레이튼으로의 고전압 및 고주파수 전기 접속부를 포함하는 모든 플레이튼 하부 시스템 접속부는 플리넘 도관(116)에서 플라즈마와 처리 공간(26)으로부터 격리된다.

도 4는 플레이튼(110)을 포함하는 기판 장착부의 확대도이다. 기판(111)은 로봇(도시되지 않음)과 같은 기판 이송 기구에 의해 개구(28)를 통해 처리용 챔버(14)로 이송된다. 이 로봇은 기판을 개구(28)를 통해 일반적으로 플레이튼(110)의 표면(106) 위에 위치하도록 이동시킨다. 이 로봇은 기판(111)을 플레이튼(110) 내의 적절한 개구(121)를 통해 연장하는 다수의 리프트 핀(120) 상으로 낮춘다. 비록 제 4 리프트 핀이 플레이튼 상에서 정사각형 패턴을 형성하도록 부가적인 리프트 핀이 사용될 수 있지만, 본 발명은 도 5에 기판(111)을 지지하는 것에 대해 예시한 바와 같이, 일반적으로 삼각형 패턴으로 이격된 일련의 3개의 리프트 핀(120)을 사용한다. 각각의 리프트 핀(120)은 스테퍼 모터(122; stepper motor)에 연결되며, 이 모터가 이 리프트 핀(120)을 들어올리고 낮추는 작용을 함으로써 기판(111)을 들어올리고 낮추게 된다. 이 리프트 핀은 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 이송 구조물의 위에 기판(111)이 위치될 때 들어올려진 위치에 있다. 처리를 위해, 핀(120)이 낮추어지고, 기판(111)이 낮춰지므로 표면(106)과 접촉하게 된다. 플라즈마 에칭 클리닝 처리와 같은 처리로 이 기판이 처리된 후, 리프트 핀은 다시 들어올려져 기판 이송 기구(도시되지 않음)가 기판(111)과 다시 결합하여 처리용 챔버(14)로부터 제거하여 처리될 다른 기판으로 교환할 수 있다.

플레이튼(110)은 플라즈마 처리 중에 기판(111)을 가열한다. 이를 위해, 캘리포니아 산호세 소재의 NGK-Locke, Inc로부터 구입할 수 있는 저항 가열기와 같은 AC 저항 가열기(124)가 세라믹 플레이튼(110) 내에 묻힌다. 저항 가열기(124)는 도 4에 예시된 바와 같이 묻힌 판의 형태이거나 또는 표면(106) 상의 기판(111)을 가열하는데 적합한 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 일리노이주의 바타비아 소재의 Watlow Batavia의 가열기와 같은 가열기가 단순히 플레이튼(110)에 부착될 수 있다. 가열기(124)로부터 플레이튼(110)을 통해 열이 전도에 의해 전달되므로 플레이튼 표면(106) 상에 놓여 있는 기판(111)에 전달된다. 가열기(124)는 가열기를 제어하고 플라즈마 처리 중에 기판을 원하는 온도로 가열하기 위한 적절한 가열기 전원 공급/제어 유닛 또는 하부 시스템(125)에 연결된다(도 1 참조). 가열기(124)는, 플리넘 도관(116)을 경유하여 외부의 하부 시스템(125)으로 나가도록 연장하는 적절한 라인(126)을 통해 가열기 전원 공급/제어 하부 시스템(125)에 연결된다. 이러한 방식으로, 가열기 라인(126)은 챔버(14) 내에서 플라즈마 처리 환경으로부터 격리된다. 이러한 가열기 전원 공급부 및 제어 유닛은 당업계에 공지되어 있다. 가열기(124)는 양호하게는 실온 내지 550℃의 범위에서 동작할 수 있다.

기판(111)을 보다 효율적으로 가열하기 위해, 배면측 가스가 사용되며 라인(128)을 통해 플레이튼(110)의 중심 부근에 형성되어 있는 개구(129)로 안내된다. 라인(128)은 배면 가스를 표면(106) 및 기판(111)에 보내기 위해 적절한 배면 가스 공급부(130)에 결합된다. 아르곤과 같은 가스는 당업계에 공지된 바와 같이, 기판(111)이 보다 균일하고 효율적으로 가열되도록 진공 환경 내에서 기판(111)과 플레이튼 표면(106) 사이의 보다 나은 열전달 특성을 제공한다.

기존의 플라즈마 처리 시스템에서는, 배면 가스가 사용되어도, 웨이퍼를 가열하는 것은 다소 비효율적이고 부정확하였다. 이러한 시스템에서, 기판 지지부 및 관련 요소는 금속으로 이루어지며, 상당한 열손실 특성을 겪는다. 즉, 열이 가열된 기판 지지부에 놓인 기판으로 가는 것이 아니라, 가열된 지지부 표면으로부터 기판 장착부의 다른 바람직하지 않은 부분 또는 요소로 전도되어 나간다. 그러므로, 열에너지가 시스템 내에서 낭비되며 기판이 비효율적으로 가열된다.

본 발명은 이러한 결함을 처리하며 바람직하지 않은 열발산(dissipative heat) 손실을 감소시키면서 효율적으로 기판(111)을 가열하는 기판 지지용 조립체를 제공한다. 이를 위해, 도 4를 참조하여, 세라믹 플레이튼(110)은 짧고 비교적 작은 직경의 튜브(134)에 연결된다. 이 튜브(134)는 플레이튼(110)의 전체 직경에 비하여 작은 직경을 갖는다. 이 튜브(134)는 낮은 열전도성을 가지는 재료로 형성되어, 플레이튼(110)을 플리넘(104)과 기판 지지용 조립체(18)의 다른 금속 요소로부터 열 전도가 되지 않도록 한다. 따라서, 튜브(134)는 세라믹 플레이튼(110)으로부터 기판 지지용 조립체의 다른 부품으로의 열전도 손실을 제한하여 열이 기판(110)에 원하는 대로 효율적으로 전도되게 한다. 튜브(134)는, 가열기(124)와 배면 가스 개구(129)로의 플레이튼 연결과 같이, 플레이튼에 하부 시스템을 적절하게 접속하기 위해 플라즈마와 처리 공간(26)으로부터 격리되는 플레이튼(110)의 배면(107)과 도관(116) 사이에 공간을 또한 제공한다. 중공 튜브(134)는 튜브의 내측을 플라즈마 처리 환경으로부터 격리하기 위해 도면부호 136에 지시된 진공 기밀성 경납땝부(vacuum tight braze)로 플레이튼(110)의 배면(107)에 원주방향으로 경납땜된다. 이 튜브는 양호하게는 캘리포니아 로스 알라미토스 소재의 EFI로부터 구입할 수 있는 코바르(Kovar) 금속과 같은 낮은 열전도성을 갖는 적절한 금속 재료로 형성된다. 코바르는 그 열전도성과 열팽창 특성 때문에 선택된 합금이며 약 29% Ni, 17% Co와 나머지는 Fe로 이루어지는 합금이다. 코바르의 열팽창율은 세라믹에 경납땜하여 결합하기 적합하다. 금속을 세라믹에 경납땜으로 결합할 때, 이 부품들은 경납땜 금속을 녹이도록 가열되어야 한다. 세라믹에 대해 큰 열팽창 계수를 갖는 합금은 그 경납땜 재료가 녹은 후 다시 냉각할 때 그 경납땜 결합부가 파단될 수 있으므로, 코바르는 세라믹의 열팽창 계수에 가까운 열팽창 계수를 갖는다. 코바르제 튜브와 경납땜 결합부는 코바르 내의 성분에 의해 처리 중에 오염되지 않도록 니켈 또는 다른 금속으로 도금되어야 한다. 코바르제 튜브와 경납땜 결합부를 도금하면 가열기의 작동온도에서 이 결합부가 파단되게 할 수 있는 경납땜 재료의 산화를 또한 방지할 수 있다.

기판 장착부(108)는 튜브(134)에 의해 플레이튼(110)에 결합되는 장착용 플랜지(140)를 또한 포함한다. 이 장착용 플랜지는 스테인리스 강과 같은 적절한 금속으로 형성되며 플레이튼(110)을 플리넘에 결합하기 위해 플리넘(104)의 본체와 결합하도록 설정된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 플리넘(104)은 플리넘의 도관(116)에 접근할 수 있도록 그 안에 형성된 개구(105)를 갖는다. 단(142; shelf)은 플리넘의 개구(105) 주위에 형성되고 장착용 플랜지(140)는 개구(105)를 밀봉하기 위해 단(142) 위에 놓여 장착되도록 적절하게 설정된다. O 링 진공용 밀봉(144)은 플리넘 도관(116)을 처리 공간으로부터 더 밀봉하기 위해 장착용 플랜지(140)와 플리넘 단(142) 사이에 위치된다. 이 플랜지(140)의 외부 에지 주위에 위치되는 볼트(145)와 같은 적절한 체결 요소가 플랜지를 플리넘에 고정시킨다. 플랜지(140)는 이를 통해 튜브(134)가 연장하는 중심 개구를 포함한다. 튜브(134)는 플랜지(140)에 용접된다. 플랜지(140)는 수냉(water-cooled)되며, 이를 위해, 플랜지의 하부는 물을 담는 냉각용 튜브(148)를 수용하기 위해 기계가공되는 섹션(146)을 포함한다. 이 냉각용 튜브는 플랜지의 외부 에지 부근과, 밀봉(144) 부근에서 플렌지 주위에서 연장한다. 이러한 방식으로, 플랜지는 적절하게 작동하기 위해 충분히 낮은 온도로 밀봉을 유지하기 위해 이 밀봉(144) 부근을 냉각한다. 튜브(148)는 도 1에 예시한 바와 같이, 적절한 냉각수 공급기(150)에 연결된다.

본 발명에 한 양태에 따라, 플레이튼(110), 튜브(134), 플랜지(140)를 포함하는 기판 장착부(108)는 플리넘으로부터 신속하게 제거될 수 있고, 플리넘으로부터 플랜지(140)를 볼트체결한 것을 해제하여 간단하게 교환될 수 있다. 이러한 방식으로, 새로운 기판 장착부는 전체 플리넘을 교환하지 않고 신속하게 설치될 수 있으므로, 시스템을 보다 용이하고 저렴하게 유지하게 하며 이 수리 또는 교환과 관련된 정지 시간을 최소화할 수 있다. 외부의 하부 시스템은 모두 플리넘 도관(116)을 통해 기판 장착부와 플레이튼에 연결되므로 이들 하부 시스템은 기판 장착부로부터 상세하게는 플레이튼의 수리 또는 교환에 앞서 플레이튼으로부터 쉽게 분리될 수 있다.

플레이튼(110)은 정전기 척(electrostatic chuck)으로서 작용한다. 이를 위해, 도 4 및 도 6에 예시한 바와 같이, 전기 전도성 그리드(160)가 세라믹 플레이튼(110) 내에 묻힌다. 이 그리드는 몰리브덴과 같은 적절한 금속으로 형성된다. 몰리브덴은 그 높은 용융점과 세라믹 판과 유사한 열팽창 계수 때문에, 그리고 기존의 기술에 의해 몰리브덴과 다른 재료(세라믹, 금속)를 경납땜으로 접합할 수 있기 때문에 선택된다. 본 발명의 한 실시예에서, 이 그리드는, 일반적으로 플레이튼(110)에 대해 동심적으로 위치되는 중앙 디스크(162)를 포함한다. 외부 동심 링(164)은 디스크(162)를 둘러싼다. 이 디스크(162)와 링(164)은 서로 접촉하지 않으며 플레이튼에서 서로로부터 전기적으로 절연되어 있다. 이 디스크(162)와 링(164)은 다이폴 정전기 척 그리드(160; dipole electrostatic chuck grid)의 대향 극(pole)으로서 작용한다. 이를 위해, 각각의 디스크(162)와 링(164)은 외부 DC 전원공급기에 연결되어 그 요소 중의 하나가 양(positively)으로 바이어스되고 다른 요소가 DC 전류로 음으로 바이어스된다. 상기 그리드(160)의 대향하는 대전된 극(162, 164)은 이 두 개의 요소의 DC 바이어스로 인해 기판을 플레이튼(110)에 정전기적으로 클램핑하도록 작동한다. 또한 기판(111)을 플레이튼(110)에 정전기적으로 클램핑하는 것에 부가하여, 그리드(160)는 기판 표면에 양으로 대전된 플라즈마 이온을 유인하여 충돌시켜 그 표면을 에칭 또는 클리닝하기 위해 DC 바이어스로 기판(111)을 바이어스한다.

상술한 바와 같이, 플라즈마 내에는 일정한 불균일성이 존재한다. 예를 들어, 유도성으로 결합된 플라즈마는 기판의 주변 에지와 측벽 주위보다 처리용 챔버의 중심 부근과 기판의 중심에 더 높은 밀도를 갖는 경향이 있다. 플라즈마 밀도의 불균일성은 기판의 불균일한 에칭률을 일으킨다. 예를 들어, 기판의 중심은 에지보다 더 큰 비율로 에칭될 수 있다. 본 발명은 정전기 그리드를 바이어스하는 DC 전원공급부에 부가하여 그리드(160)를 RF 전원공급부에 연결하여 이러한 불균일성을 처리한다. 도 6을 참조하면, RF 전원공급부(170)는 플리넘 도관을 통해 플레이튼(110)의 그리드(160)에 연결된다. 단자(172)가 디스크(162)에 연결된 것이 도시되어 있다. 고정된 용량을 갖는 커패시터(174)가 단자(172)와 디스크(162) 사이에 연결된다. 단자(176)는 링(164)에 연결되고 가변 커패시터(178)가 그 사이에 전기적으로 연결된다. 이 가변 커패시터(178)는 단자(176)에서 유효 임피던스를 변화하도록 조정될 수 있으므로 단자(172)를 통해 디스크(162)에 전달되는 전력에 비교하여 단자(176)를 통해 링(164)에 전달되는 RF 전력을 변화한다. 또한 이 고정된 커패시터와 가변 커패시터는 기판을 플레이튼에 정전기적으로 클램핑하기 위해 그리드에 적용되는 DC 전압으로부터 RF 전원공급기(170)를 절연하도록 작용한다. RF 전원공급기(170)는 DC 전원공급기(166)에 의해 생성되는 바이어스와 무관하게 그리드(160) 상의 연관된 RF 유도 DC 바이어스를 생성한다. 그리드(160)의 극에 전달되는 RF 전력의 가변성은 디스크(162)와 링(164) 사이에 가변 및 제어가능한 DC 바이어스를 생성한다. 디스크(162)와 링(164)은, 도시된 바와 같이 그 사이의 갭(180)에 의해 전기적으로 절연된 요소이다. 그리드가 서로 전기적으로 효과적으로 절연되어 있으므로, RF 전원 공급기는 디스크(162)와 링(164) 사이에서 상이한 RF 유도 DC 바이어스를 형성하도록 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 플레이튼 표면(106)과 기판(111)에 걸친 DC 전압 프로파일이 플레이튼(110) 상에 형성된다.

기판(111)에 걸쳐 DC 바이어스 전압 프로파일을 변화시켜, 플라즈마 내의 비균일성, 에칭 처리에서의 어긋남이 처리될 수 있다. 예를 들어, 링(164)에 전달되는 보다 높은 전압을 통한 보다 큰 DC 바이어스로 기판의 외부 에지를 바이어스하여, 기판의 외부 에지에서의 에칭율이 증가되어 그 보다 큰 플라즈마 밀도와 기판 중심부근에서의 일반적으로 더 높은 에칭율을 상쇄한다. 본 발명의 원리에 따라 그리드 극 사이의 RF 유도 DC 바이어스를 변화시킴으로써 및/또는 기판(111)에 대해 그리드의 상이한 극의 위치를 변화시킴으로써 다양하고 상이한 DC 바이어스 프로파일 및 에칭율이 사용될 수 있다.

전형적으로, DC 전원 공급기(166)는 -100 볼트의 범위에서 음극의 DC 바이어스 전압을 제공하도록 작동한다. 한 실시예에서 RF 전원공급기는 약 13.56 MHz에서 작동할 수 있고, 본 발명에 따라 기판에 걸친 DC 전압 프로파일을 변화시키기 위해 상기 RF 전원공급기의 출력이 변화될 수 있다. 더욱이, 둥근 디스크와 원형 링을 사용하는 동심적인 그리드 설계가 도시되어 있으나, 다른 설계가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 중심의 사각형 및 외부의 사각형 경계의 링과 같은 사각형 요소를 사용하는 디스크가 사용될 수 있다.

본 발명은 실시예의 설명에 예시되었고, 이 실시예는 상당히 상세하게 설명되었지만, 이러한 세부사항에 첨부된 청구범위의 범위를 어떠한 방식으로도 제한하고자하는 것은 본 출원인의 의도가 아니다. 본 발명의 부가적인 장점 및 수정은 당업자는 용이하게 알 수 있을 것이다. 그러므로, 넓은 관점에서 본 발명은 특정한 세부적인 예시된 장치 및 방법과 도시되고 설명된 실시예에 제한되지 않는다. 따라서, 본 출원인의 일반적인 창의적인 개념의 범위 또는 정신으로부터 출발하지 않은 이러한 세부사항으로부터 해석하지 않아야 한다.

Claims

기판을 처리하기 위한 처리 장치에 있어서,

그 안에 처리 공간을 한정하기 위해 상부, 하부, 측벽을 가지며, 이 처리 공간에 접근할 수 있도록 그 측벽에 개구를 갖는 처리용 챔버와,

처리 공간 내에 플라즈마를 생성하기 위해 처리용 챔버와 연결되는 플라즈마 생성용 조립체와,

처리 공간 내에서 기판을 지지하기 위해 처리용 챔버와 연결하도록 설정되고, 처리공간 내에 위치하고 플리넘에 연결되는 기판 장착부와 플리넘을 포함하는 기판 지지용 조립체와,

상기 기판 장착부와 플리넘 사이에 연결되고, 낮은 열전도성을 갖고 기판 장착부로부터 플리넘으로의 열손실을 제한하는 재료로 형성되는 튜브를 포함하는 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 세라믹 재료로 형성되는 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 플레이튼을 포함하는 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 처리용 챔버 내의 측벽 개구를 통해 처리 공간으로 연장하고 이 처리 공간을 대기로부터 일반적으로 격리하기 위해 상기 측벽 개구를 밀봉하는 처리 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 플리넘은 처리 공간으로부터 밀봉되고 그 안에 형성되며 처리용 챔버의 외측으로부터 접근할 수 있고 처리 공간 외측으로부터 기판 장착부로 접근할 수 있는 도관을 갖는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 가열기를 포함하고,

상기 처리 장치는 플리넘 도관을 통해 가열기에 연결되는 가열기 제어 시스템을 더 포함하는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 기판을 기판 장착부에 정전기적으로 홀딩(holding)하기 위해 바이어스되도록 작동할 수 있는 전기 그리드를 포함하고,

상기 처리 장치는 플리넘 도관을 통해 그리드에 연결되는 바이어스 공급부를 더 포함하는 처리 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 바이어스 공급부는 RF 전원공급부와 DC 전원공급부 중의 하나인 처리 장치.
제 7 항에 있어서,

전기 그리드는 이 전기 그리드 상에서 DC바이어스를 유도하기 위해 작동할 수 있는 RF 전원공급기에 연결되고, 이 RF 전원공급기는 상기 그리드에 걸쳐 가변 바이어스 프로파일을 형성하기 위해 가변 출력을 갖는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 기판을 수납하도록 설정된 표면을 포함하고, 이 표면은 그 표면 상에 놓여진 기판 부근에 가스를 도입하기 위해 그 안에 적어도 하나의 개구를 포함하고, 상기 처리 장치는 가스를 상기 개구에 전달하기 위한 플리넘 도관을 통해 표면 개구에 연결되는 가스 공급원을 포함하는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

기판 장착부에 연결되는 냉각용 조립체를 더 포함하고, 상기 처리 장치는 플리넘 도관을 통해 냉각용 조립체에 연결되는 냉각액과 냉각용 가스 중의 하나의 공급원을 더 포함하는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 플리넘은 밀봉용 칼라를 포함하며, 이 밀봉용 칼라는 이 측벽 개구 부근에서 처리용 챔버와 결합하여 처리 공간을 대기로부터 밀봉하기 위해 측벽 개구를 밀봉하는 형태로 구성되는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 플리넘과 기판 장착부 사이에 연결되는 튜브를 더 포함하고, 이 튜브는 기판 장착부로부터 플리넘으로의 열손실을 제한하기 위해 낮은 열전도성을 갖는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 세라믹 재료로 형성되는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 플레이튼을 포함하는 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 기판 장착부는 플레이튼에 연결되는 장착용 플랜지를 포함하고, 이 장착용 플랜지는 상기 플레이튼을 플리넘에 연결하기 위해 플리넘와 결합하는 처리 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 플레이튼과 장착용 플랜지 사이에 연결되는 튜브를 더 포함하고, 이 튜브는 플레이튼으로부터 플랜지로의 열손실을 제한하기 위해 낮은 열전도성을 갖는 처리 장치.
기판을 처리하기 위한 처리 장치에 있어서,

처리 공간을 한정하는 처리용 챔버와;

처리 공간 내에서 기판을 지지하기 위해 챔버 내에 위치되는 기판 지지용 조립체를 포함하고,

상기 기판 지지용 조립체는, 그 위에 기판을 수용하기 위한 플레이튼과, 이 플레이튼에 물리적으로 연결되는 적어도 두 개의 요소를 포함하는 금속 그리드와, 이 그리드가 기판을 플레이튼에 정전기적으로 고정하도록 클램핑 DC 전압으로 그리드를 바이어스하도록 전기적으로 연결된 DC 전원 시스템과, 상기 클램핑 DC 전압에 부가하여 그리드 상에서 RF 유도 트리밍 DC 전압(RF-induced trimming DC voltage)을 형성하기 위해 그리드에 전기적으로 연결되며 그리드 상의 DC 전압 프로파일을 조정하기 위해 그리드의 다른 요소에 전달되는 RF 전력에 대해 그리드의 한 요소에 전달되는 RF 전력을 선택적으로 변화시키도록 작동가능한 RF 전원공급기를 포함하는 처리 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 그리드는 전기 전도성 디스크와,

이 디스크를 둘러싸는 전기 전도성 링을 포함하는 처리 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 디스크와 링은 플레이튼에 대해 동심적으로 위치되는 처리 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 플레이튼은 세라믹 재료로 형성되는 처리 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 그리드는 상기 플레이튼 내에 묻히는 처리 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 기판 지지용 조립체는 그를 통해 형성되는 도관을 갖는 플리넘과, 이 도관과 교류하는 플리넘에 연결되는 플레이튼과, 이 플리넘 도관을 통해 연장하는 상응하는 전원 라인에 의해 상기 그리드와 서로 연결되는 DC 전원 공급기와 RF 전원공급기를 더 포함하는 처리 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 플리넘 도관은 처리 공간 내에서 전원 라인의 플라즈마에의 노출을 감소시키기 위해 처리 공간으로부터 밀봉되는 처리 장치.
기판 처리 방법에 있어서,

처리용 챔버의 처리 공간 내에서 기판을 플레이튼 상에 지지하는 단계와,

적어도 두 개의 요소를 갖는 금속 그리드를 플레이튼에 물리적으로 연결하는 단계와,

기판을 플레이튼에 정전기적으로 고정하도록 그리드가 작동하도록 그리드에 클램핑 DC 전압을 바이어스하기 위해 금속 그리드에 DC 전원 공급기를 전기적으로 연결하는 단계와,

그리드에 RF 전압을 바이어스하는 동시에 클램핑 DC 전압에 부가하여 그리드에 RF 유도 트리밍 DC 전압을 형성하기 위해 그리드에 RF 전원공급기를 전기적으로 연결하는 단계와,

그리드 상의 DC 전압 프로파일을 조정하기 위해 그리드의 다른 요소의 DC 전압에 대해 그리드의 한 요소의 RF 유도 트리밍 DC 전압을 선택적으로 변화시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 그리드는 전기 전도성 디스크와 이 디스크를 둘러싸는 전기 전도성 링을 포함하는 기판 처리 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 디스크와 링은 플레이튼에 대해 동심적으로 위치되는 기판 처리 방법.
제 25 항에 있어서,

플레이튼에 그리드가 묻히는(embedded) 기판 처리 방법.