KR20020011998A - 플라즈마 처리용 기판 지지대 - Google Patents

플라즈마 처리용 기판 지지대 Download PDF

Info

Publication number
KR20020011998A
KR20020011998A KR1020017015846A KR20017015846A KR20020011998A KR 20020011998 A KR20020011998 A KR 20020011998A KR 1020017015846 A KR1020017015846 A KR 1020017015846A KR 20017015846 A KR20017015846 A KR 20017015846A KR 20020011998 A KR20020011998 A KR 20020011998A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
dielectric
substrate
conduit
support
Prior art date
Application number
KR1020017015846A
Other languages
English (en)
Inventor
샤모우일리안샤모우일
쿠마르아난다에이치
사리미안시아마크
다히메네마마우드
채핀마이클지
그리마드데니스에스
Original Assignee
조셉 제이. 스위니
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 조셉 제이. 스위니, 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 조셉 제이. 스위니
Publication of KR20020011998A publication Critical patent/KR20020011998A/ko

Links

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
    • 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
    • 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
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32559—Protection means, e.g. coatings
    • 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
    • H01J37/32697—Electrostatic control
    • 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
    • H01L21/6831—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 electrostatic chucks
    • 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
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2007—Holding mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

지지대 (55) 는 제 1 전극 (70) 을 피복하는 유전체 (60) 를 구비하고, 유전체 (60) 는 기판 (25) 을 수용하도록 형성된 표면 (75) 및 유전체 (60) 를 통하여 연장하는 도관 (160) 을 가진다. 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 와 도관 (160) 의 표면 (180) 사이의 유전체 (60) 부분의 두께는, 기판 (25) 의 처리 동안 챔버 (30) 내에 가스의 플라즈마를 형성하도록 RF 전압에 의해 제 1 전극 (70) 이 충전될 때 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성의 발생을 감소시키기에 충분히 크다.

Description

플라즈마 처리용 기판 지지대{SUBSTRATE SUPPORT FOR PLASMA PROCESSING}
집적회로는, 챔버 내의 지지대 상에 기판을 배치하고, 챔버로 가스를 도입시키고, RF 에너지를 가스에 커플링시켜 (coupling) 가스에 에너지를 주어 플라즈마를 형성시킴으로써 제조된다. 지지대는 통상 전극을 피복하는 유전체를 구비한다. 챔버 내의 가스는, 이 전극으로 RF 전압을 인가하고 챔버 내의 대향하는 도전체 표면을 접지시킴으로써 에너지를 받는다. 지지대는, 기판과 유전체 사이의 계면에 열전달 가스를 공급하기 위한 가스 도관 및 기판을 지지대 상으로 내리거나 올리는 리프트 핀을 유지하는 다른 도관 등의, 유전체 및 전극을 통해 연장된 하나 이상의 도관 (conduits) 를 구비한다. 기판 내의 전극의 엣지 또는 단부를 가능한 한 도관에 가까이 연장시켜 비교적 균일한 레벨의 RF 에너지가 위에 있는 플라즈마에 커플링될 수 있도록 하는 것 (도관에 의해 형성된 전극 갭을 가로질러서 조차도) 이 바람직하다. 그러나, 전극의 엣지가 도관에 근접하면, 전극 엣지로부터 도관 내의 가스로의 RF 에너지의 전기적 커플링을 초래할 수 있다. 이러한 RF 커플링은 도관 내의 가스의 이온화, 아킹 (arcing), 및 글로우 방전을가져온다. 이것은, 도관 표면, 지지대, 및 위에 있는 기판의 배면의 열적 열화, 스퍼터링, 및 화학적 침식을 초래하기 때문에 바람직하지 않다.
도관 내에서의 플라즈마 형성은 특히 세라믹 유전체 지지대에 문제점이 된다. 알루미나로 제조된 세라믹 지지대가 점점 많이 사용되고 있는데, 이는 화학적 침식에 대한 저항력과 고온을 잘 견디는 능력때문이다. 그러나, 깨지기 쉬운 세라믹 재료로 작은 직경의 도관을 기계가공하는 것은 어렵기 때문에, 이러한 지지대는 통상 큰 직경의 도관을 가진다. 큰 직경을 갖는 도관은, 이온화된 가스 분자의 가속을 위해 도관의 갭 내에 더 긴 경로를 제공한다. 더 긴 경로는, 하전된 가스 종들과 다른 가스 분자들 사이에 많은 활발한 충돌을 초래하여 도관 내에서 애벌런치 항복 (avalanche breakdown) 및 플라즈마 형성을 초래한다.
따라서, 챔버 내에서의 기판의 처리동안 지지대를 통하여 연장된 도관 내에서의 아킹, 글로우 방전, 또는 플라즈마 형성을 감소시키는 지지대를 필요로 한다. 또한, 챔버 내에서의 감소된 침식 및 열적 열화를 나타내는 지지대를 필요로 한다. 또한, 기판의 표면을 가로질러 더 균일한 플라즈마 쉬쓰 (plasma sheath) 를 제공하는 지지대를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 챔버 내에서의 플라즈마 처리동안에 기판을 지지하는 지지대에 관한 것이다.
본 발명의 특징, 양태, 및 장점은 다음의 설명, 특허청구범위, 및 본 발명의 예들을 설명하는 첨부 도면을 통해 더 잘 이해될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 지지대를 구비하는 챔버의 개략 측단면도이다.
도 2a 는 제 1 전극을 피복하고 도관을 갖는 유전체를 구비하는 지지대의 개략 측단면도이다.
도 2b 는 제 1 전극 및 제 1 전극으로부터 도관을 분리시키는 유전체의 형태를 나타내는 도 2a 의 지지대의 개략 평면도이다.
도 3 은 제 1 전극과, 제 1 전극의 엣지로부터 도관 내의 가스로의 RF 에너지의 커플링을 억제하도록 하는 형상과 크기로 된 제 2 전극을 피복하는 유전체를 구비하는 또다른 형태의 지지대의 개략 측단면도이다.
도 4 는 제 1 전극의 엣지 주위에 칼라 (collar) 를 구비하는 제 2 전극을 갖는 지지대의 개략 측단면도이다.
도 5a 는 각 도관 주위에 배치된 칼라를 구비하는 복수의 제 2 전극을 갖는 지지대의 개략 측단면도이다.
도 5b 는 도 5a 의 지지대의 개략 평단면도이다.
도 6 은 복수의 칼라를 구비하는 제 2 전극을 나타내는 또다른 형태의 지지대의 개략 측단면도이다.
도 7 은 도관 주위의 제 2 전극의 엣지의 주변에 인접하고 그 아래에 있는원통형 칼라를 구비하는 제 2 전극을 나타내는 형태의 지지대의 개략 측단면도이다.
도 8 은 또다른 형태의 도 7 의 원통형 칼라의 개략 측단면도이다.
도 9 는 도관의 표면으로부터 2.5 mm 의 거리에 위치한 엣지를 갖는 제 1 전극을 구비한 종래 지지대에 대한 등전위 선의 그래프이다.
도 10 은 제 1 전극의 엣지와 도관의 표면 사이의 유전체 두께가 약 4 mm 인 본 발명에 따른 지지대에 대한 등전위 선의 그래프이다.
도 11 은 제 1 전극의 엣지와 도관의 표면 사이의 유전체의 두께가 약 6 mm 인 제 1 전극을 갖는 본 발명에 따른 지지대에 대한 등전위 선의 그래프이다.
도 12 는 제 1 전극과, 충전된 제 1 전극의 엣지로부터 나오는 전계를 끌어 당기도록 형성된 제 2 전극을 갖는 본 발명에 따른 지지대에 대한 등전위 선의 그래프이다.
도 13 은 제 1 전극과, 복수의 전극 세그먼트를 구비한 제 2 전극을 갖는 본 발명에 따른 지지대에 대한 등전위 선의 그래프이다.
본 발명은 기판을 지지하고 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 형성시킬 수 있는 지지대를 제공함으로써 이러한 필요성을 만족시킨다. 이 지지대는, 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 형성하도록 충전될 수 있는 제 1 전극을 구비한다. 유전체는 제 1 전극을 피복하고, 기판을 수용하도록 형성된 표면을 가지며, 이를 통하여 도관이 연장되어 있다. 제 1 전극과 도관 사이의 유전체의 두께는 도관 내에서의 플라즈마 형성을 감소시키기에 충분히 크다. 지지대는, 가스 분배기 및 배기 장치를 구비한 챔버에서 특히 유용하며, 이러한 챔버 내에서 지지대 상에 지지되는 기판은 가스 분배기에 의해 분배되고 배기 장치에 의해 배기되는 가스의 플라즈마에 의해 처리된다.
또다른 양태에서, 본 발명은 기판을 수용하고 기판 아래에 제 1 가스를 제공하기 위한 제 1 수단과, 기판 위에서 제 2 가스의 플라즈마를 형성하고 챔버 내에서의 기판의 처리 동안에 도관 내에 제 1 가스에서의 플라즈마의 형성을 감소시키기 위한 제 2 수단을 구비하는 지지대에 관한 것이다.
또다른 양태에서, 본 발명은 기판을 수용하도록 형성된 표면을 갖는 유전체 및 도관을 구비한 지지대에 관한 것이다. 제 1 전극은 유전체로 피복되고, 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 형성하도록 충전될 수 있고, 도관 주위에 엣지를 가진다. 또한, 제 2 전극이 유전체에 의해 피복된다. 바람직하게는, 제 2 전극은 챔버 내에서 지지대 상의 기판의 처리 동안 제 1 전극의 엣지로부터 도관 내의 가스로의 에너지의 커플링을 억제하도록 형성되어 있다.
또다른 양태에서, 본 발명은 챔버 내로 가스를 제공할 수 있는 가스 분배기와, 기판을 수용할 수 있는 표면을 갖는 유전체로서 이를 통과하는 도관을 갖는 유전체와, 유전체 아래의 제 1 전극 및 제 2 전극과, 제 1 전극을 RF 전위로 충전시켜 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 유지하고 제 1 전극에 대해 제 2 전극을 전기적으로 바이어싱하여 (bias) 챔버 내에서의 기판의 처리 동안 도관 내에 플라즈마 형성을 감소시키도록 구성된 전원을 구비하는 기판 처리 챔버에 관한 것이다.
또다른 양태에서, 본 발명은 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지대를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 전극을 피복하는 유전체를 형성하는 단계와, 챔버 내에서의 기판의 처리 동안에 RF 전압에 의해 전극이 충전될 때 도관 내에서의 플라즈마 형성을 감소시키기에 충분할 만큼 전극의 엣지와 도관의 표면 사이의 유전체 두께가 크도록 유전체 내에 도관을 형성하는 단계를 구비한다.
또다른 양태에서, 본 발명은, 제 1 전극 및 제 2 전극을 피복하는 도관을 구비한 유전체를 형성하는 단계에 의해 지지대를 제조하는 방법에 관한 것이다. 제 1 전극은 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 유지하도록 충전될 수 있고, 제 2 전극은 챔버 내에서 지지대 상의 기판의 처리 동안 이 전극의 엣지로부터 도관 내의 가스로의 에너지의 커플링을 억제하도록 하는 형상과 크기로 되어 있다.
또한, 본 발명은 챔버 내에서 지지대 상의 기판을 처리하는 방법에 관한 것으로, 이 지지대는 기판을 수용할 수 있는 표면을 갖는 유전체를 구비하고, 이 유전체는 제 1 전극 및 제 2 전극을 피복하고 이 유전체를 통하여 연장된 도관을 구비한다.
이 방법에서, 기판은 유전체의 표면 상에 배치되고 지지대 내의 제 1 전극은 RF 전위로 유지되어 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 유지하도록 한다. 제 2 전극은 제 1 전극에 대하여 전기적으로 바이어싱되어 챔버 내에서 기판의 처리 동안 도관 내에서의 플라즈마의 형성을 감소시킨다. 바람직하게는, 제 2 전극을 전기적으로 바이어싱하는 단계는 제 2 전극을 전기적으로 접지시키는 단계를 포함한다.
도 1 은 에너자이징된 (energized) 가스 또는 플라즈마 내에서, 반도체 웨이퍼 등의, 기판 (25) 을 처리하기 위한 장치 (20) 을 나타낸다. 일반적으로, 장치 (20) 는 측벽 (35), 상부 벽 (45) 및 기판 (25) 를 지지하는 지지대 (55) 가 놓여 있는 저부 (50) 를 갖는 둘러싸인 챔버 (30) 를 구비한다. 지지대 (55) 는 제 1 전극 (60) 을 피복하는 유전체 (60) 를 구비하며, 이 유전체 (60) 는 그 위에서 기판 (25) 을 수용하는 표면을 가진다. 가스 공급 (82) 으로부터의 공정 가스 (또는 제 1 가스) 는 기판 (25) 주위로 분배된 복수의 노즐 (85) 을 갖는 가스 분배기 (80) 를 통해 챔버 (30) 내로 도입된다. RF 에너지를 챔버 (30) 내로 유도적으로 (inductively) 또는 용량적으로 (capacitively) 커플링함으로써, 가스는 에너자이징되어 플라즈마를 형성한다. 예를 들어, 전원 (95) 으로부터 지지대 (50) 내의 제 1 전극 (70) 과 일부 대향한 챔버 (30) 의 도전성 상부 벽 (45) 사이에 RF 전압을 인가함으로써 가스가 용량적으로 에너자이징될 수 있다. 또한 장치 (20) 는, 코일 전원 (105) 에 의해 전력이 공급되고 챔버 (30) 에 인접한 인덕터 코일 (100) 을 포함하여 챔버 (30) 내로 RF 에너지를 유도적으로 커플링한다. 통상 제 1 전극 및 인덕터 코일 (100) 에 인가되는 RF 전력의 주파수는 약 50 kHz 내지 약 60 MHz 이다. 제 1 전극 (70) 에 인가되는 RF 전력은 통상 약 10 내지 5000 Watts 이고, 인덕터 코일 (100) 에 인가되는 RF 전력은 통상 약 750 내지 약 5000 Watts 이다. 소모된 가스 및 부산물은 챔버 (30) 로부터 통상 진공 펌프 (120) 및 스로틀 밸브 (125) 를 포함하는 배기 시스템 (110) 을 통하여 배기되어 챔버 (30) 내의 가스의 압력을 제어한다.
일반적으로, 지지대 (55) 는 유전체 (60) 를 지지하기 위한 베이스 (130) 을 더 구비한다. 바람직하게는, 베이스 (130) 는 채널 (135) 을 구비하는 바, 이 채널을 통하여 열전달 유체가 순환하여 기판 (25) 을 가열 또는 냉각시킨다. 더 바람직하게는, 베이스 (130) 는 지지대 상에 지지되는 기판 (25) 의 형상과 크기에 맞도록 되어 형상과 크기로 되어 베이스 (130) 와 기판 (25) 사이의 열전달을최대화한다. 예를 들어, 원형 또는 디스크형의 기판 (25) 에 대해, 베이스 (130) 는 적당한 실린더 형상을 구비한다. 통상, 베이스 (130) 는 전기적으로 도전성인 재료를 구비하고 절연성 실드 (shield) 또는 재킷 (jacket) (150) 으로 둘러싸여 있다. 베이스 (130) 는 알루미늄 등의 금속으로 제조되고, 재킷 (150) 은, 예를 들어, 중합체 또는 석영 (quartz) 등의 세라믹 재료와 같은 절연성 재료로 제조된다. 선택적으로, 베이스 (130) 는 또한 전원 (95) 에 의해서 전기적으로 바이어싱될 수도 있다.
지지대 (50) 의 유전체 (60) 는 제 1 전극 (70) 을 기판 (25) 및 챔버 (30) 내의 플라즈마로부터 절연시킨다. 유전체 (60) 는 제 1 전극 (70) 으로서 기능하는 베이스 (130) 위에 있는 단층의 절연성 재료를 구비하거나 (도시 안됨), 또는 제 1 전극 (70) 이 내부에 매립되어 있는 단일체 (monolith) 를 구비한다. 바람직하게는, 도 1 에 나타난 바와 같이, 유전체 (60) 는 내부에 제 1 전극 (70) 이 매립되어 플라즈마로부터 제 1 전극 (70) 을 실질적으로 완전히 절연시키는 단일체를 구비한다. 유전체 (60) 는 가스 또는 플라즈마에 의한 침식에 저항력이 있고 고온을 잘 견딜 수 있는 유전 재료로 제조된다. 유전체 (60) 는, 제 1 전극 (70) 에 인가되는 RF 전압이 챔버 (30) 내에서 플라즈마로 용량적으로 커플링할 수 있도록 하기에 충분히 낮은 흡수 계수 (absorption coefficient) 를 구비한다. 적당한 유전 재료는, 예를 들어, Al2O3, AlN, BN, Si, SiC, Si3N4, TiO2, ZrO2, 및 이들의 혼합물 및 화합물 등의 세라믹 재료; 및 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리케톤, 폴리에테르케톤, 폴리아크릴레이트, 플루오로에틸렌, 또는 이들의 혼합물 등의 중합체 재료를 포함한다. 제 1 전극 (70) 위에 있는 유전 재료의 두께는, 제 1 전극 (70) 에 인가된 RF 전압이 챔버 (30) 내에서 플라즈마로 용량적으로 커플링할 수 있도록, 약 100 ㎛ 내지 약 1000 ㎛ 이다.
또한, 유전체 (60) 는, 예를 들어, 열전달 가스 (또는 제 2 가스) 를 공급하기 위해 유전체 (60) 의 표면 (75) 과 기판 (25) 사이의 계면으로 제공되는 가스 도관 (170) 등의, 유전체 (60) 를 통하여 연장된 하나 이상의 도관 (160) 을 구비한다. 통상 헬륨인 열전달 가스는, 기판 (25) 과 지지대 (55) 사이의 열전달을 촉진한다. 유전체 (60) 내의 다른 도관 (160) 은, 리프트 핀 (175) 이 지지대 (55) 를 통하여 연장되어 기판 (25) 의 로딩 또는 언로딩을 위해 유전체 (60) 의 표면 (75) 으로부터 기판 (25) 을 들어올리거나 내려놓을 수 있게 한다. 도관 (160) 은 내벽 (180) 을 갖고, 유전체 (60) 의 두께에 따라, 통상 약 10 내지 약 30 mm 길이이고, 약 0.1 내지 약 3 mm 의 폭 또는 직경을 갖는 다각형 또는 원형의 단면을 가진다.
제 1 전극 (70) 은 RF 전압에 의해 충전되어 기판 (25) 의 처리 동안 챔버 (30) 내에서 플라즈마를 에너자이징한다. 제 1 전극 (70) 은, 챔버 (30) 내에서 가스에 RF 에너지를 균일하게 커플링하고 기판 (25) 의 전체 면적을 가로질러 커플링하기에 충분히 큰 면적을 구비한다.
예를 들어, 200 내지 300 mm (8 내지 12 inches) 의 직경을 갖는 원형 기판(25) 에 대해서, 제 1 전극 (70) 은 통상 약 30 내지 약 70,000 mm2의 면적을 구비한다. 또한, 도 2a 및 2b 에 나타난 바와 같이, 제 1 전극 (70) 은 유전체 (60) 내의 도관 (160) 주위에 연장된 구멍 (185) 주위의 엣지 (195) 를 구비한다. 제 1 전극 (70) 은 도전층, 도전성 재료의 메쉬 (mesh), 또는 유전체 (60) 를도핑하여 형성된 도전성 패턴을 구비할 수 있다. 바람직하게는, 제 1 전극 (70) 은 전기적으로 도전성인 재료로 제조된 전극 세그먼트의 복수의 상호접속된 그룹들 또는 메쉬를 구비한다. 이 전극에 대한 적당한 전기적 도전성 재료는, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 은, 금, 몰리브덴, 탄탈, 또는 이들의 혼합물 등의 금속 함유 재료를 포함한다.
선택적으로, (전원 전극이기도 한) 제 1 금속 (70) 은 전기적으로 충전되서 정전 척 (electrostatic chuck) 로 기능하여 기판 (25) 을 유전체 (60) 의 표면 (75) 으로 정전기적으로 지지하도록 한다. 제 1 전극 (70) 은, 이 전극 (70) 으로의 DC 전압의 인가 하에 기판 (25) 을 정전기적으로 끌어당겨 지지하기에 충분히 큰, 기판 (25) 아래의 면적을 구비한다. 제 1 전극 (70) 은 단극성 (monopolar) 또는 양극성 (bipolar) 전극을 구비한다. 단극성 전극의 동작 동안에, 챔버 (30) 내의 전기적으로 하전된 플라즈마 종들은 전기적 전하가 기판 (25) 내에 축적되도록 하여, 유전체 (60) 로 기판 (25) 을 지지하는 정전기 인력을 제공한다. 양극성 모드에서는, 제 1 전극 (70) 은, 서로 전기적으로 절연되고 양극성 전극으로서 동작하도록 구성되고 크기가 정해진 제 1 및 제 2 그룹의 전극세그먼트들 (도시 안됨) 을 구비한다. 양극성 전극 세그먼트들이 서로에 대해 전기적으로 바이어싱될 때, 그 결과 생기는 전극 세그먼트들과 기판 (25) 사이의 정전기력은 기판 (25) 을 유전체 (60) 에 지지하도록 한다.
본 발명의 일 양태에서, 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 와 도관 (160) 의 표면 (180) 사이의 유전체 부분의 두께는, 제 1 전극 (70) 이 RF 전압에 의해 충전되어 챔버 (30) 내에 가스의 플라즈마를 형성할 때 도관 (160) 내에서 플라즈마 형성의 발생을 감소시키기에 충분히 크도록 제조된다. 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 와 도관 (160) 사이의 유전체의 두께는, 도관 (160) 의 단면을 줄이거나 또는 도관 (160) 의 표면 (180) 으로부터 더 멀리 떨어진 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 를 형성함으로써 증가될 수 있다. 도관 (60) 의 크기는 일반적으로 리프트 핀 (175) 의 치수 또는 열전달 가스가 공급되어야 할 속도 등의 다른 설계 파라미터에 의존한다. 그러나, 도관 (160) 의 표면 (180) 으로부터 떨어져 소정 거리에서 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 를 형성하는 것은 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 와 도관 (60) 사이의 두께를 도관 (160) 내에서의 플라즈마의 형성을 감소시키기에 충분히 큰 두께로 증가시키는 역할을 한다. 이 전극 엣지 (195) 와 도관 (160) 사이의 갭의 원하는 두께는 제 1 전극 (70) 에 인가되는 RF 및 DC 전원 레벨, 도관 (160) 내의 가스의 압력 및 도관 (160) 의 치수에 의존한다. 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 와 도관 (160) 의 표면 (180) 사이의 유전체 두께가 너무 작으면, 플라즈마 형성이 도관 (160) 내에서 발생하여 지지대 (55) 및 위에 있는 기판 (25) 에 손상을 줄 수 있다. 그러나, 그 유전체 두께가 너무 크면, 제 1전극 (70) 은 너무 작게 되어 불충분한 RF 에너지가 도관 (160) 위의 가스에 커플링되어 기판 (25) 의 이 영역에서 플라즈마 내의 약한 지점을 초래하여 이 영역의 불량 처리를 가져온다. 또한, 제 1 전극 (70) 이 (정전 척으로 기능하도록) DC 전압으로 충전되면, 과도하게 작은 면적을 갖는 제 1 전극은 유전체 (60) 의 표면 (75) 에 기판 (25) 을 지지하기에는 불충분한 정전기 인력을 초래한다. 상기 주어진 치수를 갖는 도관 (160) 에 대해서, 유전체 재료의 충분한 두께는 제 1 전극 (70) 위에 있는 유전체 (60) 부분의 두께의 약 2 배 내지 약 200 배이라는 것이 발견되었다. 바람직하게는, 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 와 도관 (160) 의 표면 (180) 사이의 유전체의 두께는 약 3 mm 이상이고, 바람직하게는 약 10 mm 보다 작다.
본 발명의 또다른 양태에서, 지지대 (55) 는 유전체 (60) 내에 매립되거나 이 유전체에 의해 피복된 대향 또는 제 2 전극 (210) 을 더 구비한다. 제 2 전극 (210) 은, 기판 (25) 의 처리 동안에 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 로부터 나오는 전계를 도관 (160) 으로부터 떨어져 끌어당기도록 형성되어 있다. 예를 들어, 도 3 에 나타난 바와 같이, 제 2 전극 (210) 은, 도관 (160) 을 둘러싼 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 를 따라 연장되고 이 엣지에 인접한 둘레 (225) 를 구비한다. 동작 시에, 제 2 전극 (210) 은 제 1 전극 (70) 에 대해 전기적으로 바이어싱되어, 기판 (25) 의 처리 동안 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성의 발생을 감소시킨다. 예를 들어, RF 전원이 제 1 전극 (70) 에 인가될 때, 제 2 전극은 전기적으로 접지된다.
바람직하게는, 제 2 전극 (210) 은 제 1 전극 (70) 의 면적보다 더 작은 면적을 구비한 표면을 가져서 제 1 전극 (70) 으로부터 제 2 전극 (160) 으로의 RF 및 DC 전기 에너지의 과도한 커플링에서 오는 전력 소모르 감소시키도록 한다. 따라서, 바람직하게는, 제 2 전극 (210) 은 제 1 전극 (70) 의 전체 면적의 약 5 % 더 작은 전체 면적을 구비한다. 더 바람직하게는, 제 2 전극 (210) 은 약 1000 내지 약 2000 mm2의 전체 면적을 구비한다. 이 전체 면적은 이 전극의 전체 표면의 면적 또는 복수의 전극 세그먼트들의 표면의 면적의 합이다.
또한, 바람직하게는, 제 2 전극 (210) 은 제 1 전극 (70) 과 동일한 평면에 있지 않아 (비동일 평면) 제 2 전극 (210) 과 제 1 전극 (70) 사이의 분리 거리 또는 갭을 더 증가시킨다. 더 큰 갭은 제 1 전극 (70) 으로부터 RF 또는 DC 에너지의 누설을 더 감소시키는 반면에, 너무 큰 갭은 제 2 전극을 효과적이지 않게 할 수 있다. 바람직하게는, 제 2 전극 (210) 은 또한 제 1 전극 (70) 의 레벨 아래에 있어 전극 (210) 에 인가된 에너지의 감쇠를 더 감소시키도록 한다. 예를 들어, 도 4 에 나타난 바와 같이, 제 2 전극 (210) 은, 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 주위의, 제 1 전극의 레벨 아래에 있는 링 또는 칼라 (220) 을 형성하는 얇은 도전성 스트립 (strip) 을 구비할 수 있다. 제 1 전극 (70) 과 마찬가지로, 제 2 전극 (210) 도 도전층, 도정성 재료의 메쉬, 또는 유전체 (60) 내에서의 도펀트의 도전성 패턴을 구비할 수 있고, 제 2 전극 (210) 은 제 1 전극 (70) 과 동일한 재료로 제조될 수 있다.
하나의 양태로서, 도 5a 및 5b 에 나타난 바와 같이, 제 2 전극 (210) 은 도관 (160) 에 인접하고 도관 주위에 배치된 하나 이상의 칼라 (230) 로서의 형상을 갖는다. 각각의 칼라 (230) 는 제 1 전극 (70) 의 구멍 (185) 보다 더 내경 (inner diameter), 및 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 로부터 나오는 전계에 인접하고 이 전계를 끌어당기기에 충분히 큰 외경 (outer diameter) 를 구비한다. 이러한 양태는 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성을 감소시키고, 또한 칼라 (230) 의 상대적으로 작은 크기때문에, 제 1 전극 (70) 으로부터 제 2 전극 (210) 으로의 RF 및 DC 에너지의 커플링에서 오는 전기에너지의 소모를 감소시킨다.
또다른 양태에서, 도 6 에 나타난 바와 같이, 제 2 전극 (210) 은 복수의 제 1 전극 세그먼트 (220a 및 220b) 를 구비한다. 이 전극 세그먼트 (220a 및 220b) 는 도관 (160) 의 표면 (180) 및 제 1 전극 (70) 으로부터 다른 거리로 떨어져 배치된다. 이러한 양태는, 도 6 에 나타난 바와 같이 지지대 (55) 가 도관 (160) 의 하부 단부에 유전체 플러그 (235) 를 갖는 베이스 (130) 상에 지지되는 실시예에 대해서 특히 유용하다. 유전체 플러그 (235) 는 중합체 또는 세라믹 재료로 제조되고, 도관 (160) 내에 플라즈마가 형성될 때 제 1 전극 (70) 또는 기판 (25) 이 베이스 (130) 에 단락되는 것을 방지한다. 열전달 가스는 베이스 (130) 와 유전체 플러그 (235) 사이의 좁은 갭 (245) 를 통해 통과하여 도관 (160) 으로 들어간다. 도 6 에 나타난 바와 같이, 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 에 인접하고 이 엣지 아래에 있는 도전체의 얇은 스트립을 구비하는 제 1 칼라 (220a) 는, 제 1 전극 (70) 으로부터 나오는 전계를 도관 (160) 으로부터 떨어져 끌어당긴다. 갭 (245) 에 인접하고 이 갭 위에 있는 제 2 칼라 (220b) 는, 베이스 (130) 와 유전체 플러그 (235) 사이에서 제 1 전극 (70) 으로부터 갭 (245) 으로의 전계의 과도한 침입 또는 침투을 감소시켜 그 안에서의 플라즈마 형성을 감소시킨다.
또다른 양태에서, 도 7 에 나타난 바와 같이, 제 2 전극 (210) 은 도관 주위에 배치되고 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 에 인접하여 이 엣지 아래에 있는 원통형 칼라 (220c) 를 구비한다. 도관 (160) 과 평행한 칼라 (220c) 의 상대적으로 큰 표면 면적은, 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 로부터 도관 (160) 내의 가스로의 RF 커플링을 억제하고 기판 (25) 의 처리 동안 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성을 실질적으로 제거한다. 칼라 (220c) 는 제 1 전극 (70) 의 구멍 (185) 보다 더 큰 내경을 구비하여, 도 7 에 나타난 바와 같이, 칼라 (220c) 가 제 1 전극 (70) 에 의해 덮히도록 할 수 있다. 선택적으로, 도 8 에 나타난 바와 같이, 칼라 (220c) 는 구멍 (185) 보다 더 작은 외경을 구비할 수 있다. 제 1 전극 (70) 으로부터 칼라를 더 분리시키는 것은 제 1 전극 (70) 으로부터의 RF 또는 DC 전류의 누설을 더 감소시킨다.
선택적으로, 제 2 전극 (210) 은, 바이어스 전원 (260) 에 의해 제 1 전극 (70) 에 대해 전기적으로 바이어싱된다. 제 2 전극 (210) 을 바이어싱하는 것은, 제 2 전극이 제 1 전극 (70) 으로부터 나오는 전계를 끌어당기는 힘이 기판 (25) 의 처리 동안에 변할 수 있게 한다. 제 2 전극 (210) 은, 전기적으로 바이어싱되어 제 1 전극 (70) 으로부터 제 2 전극 (210) 으로의 RF 및 DC 에너지의커플링에 의해 초래되는 전력 소모를 감소시키는 한편, 또한 도관 (160) 내에서의 플라즈마의 형성을 감소시킨다. 이것은, 상대적으로 낮은 전압이 제 1 전극 (70) 에 인가되는 공정에 대해 특히 바람직하다. 이러한 공정에서, 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성을 위한 전위는 낮고, RF 및 DC 누설 전류로 인한 접지된 제 2 전극 (210) 으로의 전력 손실이 상당할 수 있다. 따라서, 접지 전위를 넘는 전압으로 제 2 전극 (210) 을 바이어싱하는 것은 제 2 전극 (210) 과 제 1 전극 (70) 상이의 전위차를 감소시키고, 제 1 전극 (70) 으로부터의 전력 소모 및 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성을 감소시킨다. 일반적으로, 제 2 전극 (210) 은 DC 또는 RF 전압일 수 있는 약 -1000 내지 약 +1000 volts 의 전압으로 바이어싱된다. 제 2 전극 (210) 은 또한 제 1 전극 (70) 또는 도관 (160) 의 표면 (180) 으로부터 서로 다른 거리에 있는 복수의 전극 세그먼트를 구비할 수 있다. 이것은, 다른 RF 전압이 제 1 전극 (70) 및 베이스 (130) 에 인가되는 챔버 (30) 에 대해 특히 유용하다. 각 전극 세그먼트에 인가되는 전위는 기판 (25) 의 처리 동안에 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성을 실질적으로 제거하는 한편, RF 누설 전류에 기인한 전력 손실을 감소시키도록 선택된다.
예
다음의 예들은, 기판 (25) 의 처리 동안에 제 1 전극 (70) 이 RF 전압에 의해 충전되어 챔버 (30) 내에 플라즈마 이온을 에너자이징할 때 도관 (60) 내에서의 플라즈마 형성의 발생을 감소시키는 본 발명의 이용을 나타낸다. 이 예들은, 다른 구성의 지지대 (55) 에 대해 제 1 전극 (70) 으로부터 나오는 등전위 선의 컴퓨터 시뮬레이션이다. 등전위 선의 컴퓨터 시뮬레이션은 도 9 내지 13 에 도시되어 있다. 이 그래프의 가로축은, 도관 (160) 의 표면 (180) 으로부터의 거리를 나타낸다. 세로축은 지지대 (55) 의 베이스 (130) 으로부터의 거리를 나타낸다. 따라서, 도 9 내지 13 은, 세로축은 표면 (180) 부분을 나타내고 가로축은 유전체 (60) 의 하부 표면 부분을 나타내는 유전체 (60) 의 부분 측단면도로 볼 수 있다. 또한, 어떠한 2 개의 등전위 선 사이에서 연장되는 전계 (도시 안됨) 의 세기는 등전위 선 사이의 전위차에 정비례하고 이 등전위 선 사이의 거리에 반비례한다. 따라서, 도 9 내지 13 에서, 등전위 선이 가까우면 가까울 수록, 그 지점에서의 전계는 강하다.
도 9 는, 도관 (160) 의 표면 (180) 으로부터 2.5 mm 내에서로 연장된 제 1 전극 (70) 을 피복하는 유전체 (60) 를 구비하는 종래 지지대 (55) 에 대한 등전위 선을 나타낸다. 도 9 의 등전위 선을 유도함에 있어서, 기판 (25) 은 약 500 volts 의 전위에 있는 것으로 가정하고 베이스 (130) 는 접지되고, 1000 vots 피크 투 피크 (peak to peak) 값이 제 1 전극 (70) 에 인가되었다. 제 1 전극 (70) 은, 세로축으로부터 2.5 mm (도관의 표면 (180) 으로부터 2.5 mm) 의 지점 및 가로축으로부터 약 10 mm 의 지점 (실질적으로 유전체 (60) 의 상부에서) 에서 시작하는 라인 소스 (line source) 로 생각할 수 있다. (세로축을 따라 7 내지 10 mm 인 지점으로 표현되는) 도관 (160) 의 표면 (180) 의 상부 근방의 등전위 선들의 클러스터링 (clustering) 은, 도관 (60) 내에서의 플라즈마 형성을 가져올 강한 전계를 시사한다.
도 10 은, 제 1 전극 (70) 과 도관 (160) 의 표면 (180) 사이의 유전체의 두께가 약 4 mm 인 것으로 선택되는 본 발명에 따른 지지대 (55) 에 대한 등전위 선을 나타낸다. 전술한 것과 마찬가지로, 기판 (25) 은 약 500 volts DC 의 전위에 있는 것으로 가정하고, 베이스 (130) 은 접지되고, 1000 volts 피크 투 피크 값 이 제 1 전극 (70) 에 인가되었다. (세로축에 의해 표현되는) 도관 (160) 의 표면 (180) 과 교차하는 등전위 선들은 퍼져 나와 도관 (160) 의 표면 (180) 에서의 약한 전계 및 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성의 감소된 발생을 시사한다.
도 11 은, 약 6 mm 인, 제 1 전극 (70) 과 도관 (160) 의 표면 (180) 사이의 유전체의 두께를 구비하는 지지대 (55) 에 대한 등전위 선을 나타낸다. 전술한 예들에서와 마찬가지로, 기판 (25) 은 약 500 volts DC 의 전위에 있는 것으로 가정하고, 베이스 (130) 는 접지되고, 1000 volts 피크 투 피크 값이 제 1 전극 (70) 에 인가되었다. (세로축에 의해 표현되는) 도관 (160) 의 표면 (180) 을 교차하는 등전위 선들은 더욱 퍼져 나와 더 약한 전계 및 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성의 더 감소된 발생을 시사한다.
도 12 는, 제 1 전극 (70) 과 도관 (160) 의 표면 (180) 사이의 유전체의 두께가 약 4 mm 인 것으로 선택되는 지지대 (55) 에 대한 등전위 선을 나타내고, 이 지지대 (55) 는, 도 7 에 나타난 바와 같이, 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 근방 및 이 엣지 아래에 제 2 전극 (210) 을 더 구비한다. 이 그래프에서, 기판 (25), 베이스 (130), 및 제 2 전극 (210) 은 접지 전위 (0 vols) 에 있는 것으로 가정하고, 700 volts RF 가 제 1 전극 (70) 에 인가되는 것으로 가정하였다. (세로축에 의해 표현되는) 도관 (160) 의 표면 (180) 을 전혀 교차하지 않는 등전위 선들로부터 알 수 있는 바와 같이, 접지된 제 2 전극 (210) 은 충전된 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195)로부터 나오는 전계를 도관 (160) 으로부터 떨어져 끌어당긴다. 제 1 전극 (70) 의 엣지 (195) 로부터 도관 (160) 내의 가스로 나오는 RF 에너지의 커플링은 감소되고 도관 (160) 내에서의 플라즈마 형성이 실질적으로 제거된다.
도 13 은 도 6 에 나타난 바와 같이 복수의 칼라 (220a 및 220b) 를 구비하는 제 2 전극 (210) 을 갖는 지지대 (55) 에 대한 등전위 선을 나타낸다. 제 1 칼라 (220a) 는 제 1 전극 (70) 으로부터 나오는 전계를 끌어당기고 제 2 칼라 (220b) 는 전계가 베이스 (130) 와 유전체 플러그 (235) 사이의 갭 (245) 으로 침투해서 이 갭 내에서 플라즈마를 형성하는 것을 방지한다. 이 그래프에 대한 등전위 선들을 유도함에 있어서, 기판 (25) 은 500 volts DC 에 있는 것으로 가정하고 베이스는 약 -2500 volts 피크 투 피크 값의 전위에 있는 것으로 가정하였다. 제 1 전극 (70) 은 도관 (160) 의 표면 (180) 으로부터 약 4 mm 거리에 있는 것으로 가정하고 약 1000 vots 피크 투 피크 값의 전위에 있는 것으로 가정하였다. 도시된 바와 같이, 5 개 미만의 등전위 선이 (세로축에 의해 표현되는) 도관 (160) 의 표면 (180) 과 교차하고, 이것들은 도관 (160) 의 전체 길이를 따라 퍼져 있어 크게 감소된 전계 및 도관 (160) 내에서의 플라즈마의 감소된 발생을 나타낸다.
몇가지 바람직한 실시 형태를 참조하여 본 발명을 자세히 설명하였으나, 많은 다른 실시 형태는 당업자에게 분명하다. 예를 들어, 제 2 전극 (210) 은 도관 (160) 그 자체의 표면 (180) 의 도전체 부분을 구비할 수도 있다. 따라서, 특허청구범위의 정신 및 그 범위는 여기 포함된 바람직한 실시 형태의 설명에 한정되지는 않는다.

Claims (40)

  1. 기판을 지지할 수 있고 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 형성할 수 있는 지지대에 있어서,
    (a) 상기 챔버 내에서 상기 가스의 플라즈마를 형성하도록 충전될 수 있는 제 1 전극; 및
    (b) 상기 제 1 전극을 피복하는 유전체를 구비하고,
    상기 유전체는 상기 지지대를 수용하도록 형성된 표면을 가지고, 상기 유전체는 이를 통하여 연장된 도관을 가지고, 상기 제 1 전극과 상기 도관 사이의 상기 유전체 부분의 두께는 상기 도관 내에서의 플라즈마 형성을 감소시키기에 충분히 큰 것을 특징으로 하는 지지대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도관은 열전달 가스를 상기 유전체의 상기 표면으로 제공하도록 형성된 것을 특징으로 하는 지지대.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도관은 상기 기판을 들어올리고 내려놓도록 형성된 리프트 핀을 지지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 지지대.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 도관 사이의 상기 유전체 부분의 상기 두께는 상기 제 1 전극 위에 있는 유전체의 두께의 약 2 배 내지 약 200 배인 것을 특징으로 하는 지지대.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 도관 사이의 상기 유전체 부분의 상기 두께는 약 3 mm 이상인 것을 특징으로 하는 지지대.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 도관 사이의 상기 유전체 부분의 상기 두께는 약 10 mm 미만인 것을 특징으로 하는 지지대.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체는 세라믹 단일체를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체에 의해 피복된 제 2 전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극과 동일 평면에 있지 않은 것을 특징으로 하는 지지대.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극 아래에 있는 것을 특징으로 하는 지지대.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극의 엣지에 인접한 둘레를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극의 일부에 인접하게 배치된 칼라를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극보다 더 작은 것을 특징으로 하는 지지대.
  14. 제 1 항의 상기 지지대를 구비하는 챔버로서,
    (a) 가스 분배기; 및
    (b) 배기 장치를 구비하고,
    상기 지지대 상에 지지되는 기판은 상기 가스 분배기에 의해 분배되고 상기 배기 장치에 의해 배기되는 가스의 플라즈마에 의해 처리되는 것을 특징으로 하는 챔버.
  15. 챔버 내에서의 플라즈마 처리 동안 기판을 지지할 수 있는 지지대에 있어서,
    (a) 상기 기판을 수용하고 상기 기판 아래에 제 1 가스를 제공하기 위한 제 1 수단; 및
    (b) 상기 기판 위에 제 2 가스의 플라즈마를 형성하고 상기 챔버 내에서 상기 지지대 상의 기판의 처리 동안 상기 도관 내에서의 상기 제 1 가스에서의 플라즈마 형성을 감소시키기 위한 제 2 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 수단은 제 1 전극을 피복하는 유전체를 구비하고, 상기 제 2 수단은 상기 도관 내에서의 상기 제 1 가스에서의 플라즈마 형성을 감소시키기에 충분히 큰, 상기 제 1 전극의 엣지와 상기 도관 사이의 유전체 부분의 두께를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 수단은 유전체에 의해 피복된 제 2 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  18. 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지대에 있어서,
    (a) 상기 기판을 수용하도록 형성된 표면을 가지며 도관을 구비하는 유전체;
    (b) 상기 유전체에 의해 피복되며, 상기 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 형성하도록 충전될 수 있고 상기 도관 주위에 엣지를 갖는 상기 제 1 전극; 및
    (c) 상기 유전체에 의해 피복된 제 2 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은, 상기 챔버 내에서의 상기 지지대 상의 상기 기판의 처리 동안 상기 제 1 전극의 상기 엣지로부터 상기 도관 내의 가스로의 에너지의 커플링을 억제하도록 형성된 것을 특징으로 하는 지지대.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극과 동일 평면에 있지 않은 것을 특징으로 하는 지지대.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극 아래에 있는 것을 특징으로 하는 지지대.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극의 상기 엣지에 인접한 둘레를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극의 일부 주위에 배치된 칼라를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극보다 더 작은 것을 특징으로 하는 지지대.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 도관과 상기 제 1 전극의 상기 엣지 사이의 상기 유전체 부분의 두께는, 상기 챔버 내에서의 상기 기판의 처리 동안 상기 도관 내에서의 상기 가스의 플라즈마 형성을 감소시키기에 충분히 큰 것을 특징으로 하는 지지대.
  26. 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지대를 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 전극을 피복하는 유전체를 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 전극의 엣지와 도관의 표면 사이의 상기 유전체 부분의 두께가,상기 챔버 내에서의 상기 기판의 처리 동안 상기 제 1 전극이 RF 전압에 의해 충전될 때 상기 도관 내에서의 플라즈마 형성의 발생을 감소시키기에 충분히 크도록, 상기 유전체 내에 상기 도관을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대의 제조 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    제 1 전극을 피복하는 유전체를 형성하는 상기 단계는 내부에 상기 제 1 전극을 갖는 단일체를 구비하는 유전체를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대의 제조 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 전극으로의 DC 전압의 인가시에 상기 기판을 정전기적으로 끌어당겨 상기 기판을 지지하기에 충분히 큰 면적을 갖는 제 1 전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대의 제조 방법.
  29. 챔버 내에서 기판을 지지하는 지지대를 제조하는 방법에 있어서,
    도관을 구비하는 유전체를 형성하는 단계를 구비하고,
    상기 유전체는 제 1 전극 및 제 2 전극을 피복하고, 상기 제 1 전극은 상기 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 유지하도록 충전될 수 있고, 상기 제 2 전극은, 상기 챔버 내에서의 상기 지지대 상의 상기 기판의 처리 동안 상기 제 1 전극의 엣지로부터 상기 도관 내의 가스로의 에너지의 커플링을 억제하는 형상과 크기로 된 것을 특징으로 하는 지지대의 제조 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 전극의 상기 엣지를 따라 연장된 둘레를 갖는 제 2 전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대의 제조 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 동일 평면에 있지 않은 제 2 전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대의 제조 방법.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 전극의 면적보다 더 작은 면적을 갖는 제 2 전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지대의 제조 방법.
  33. 기판을 처리하기 위한 챔버에 있어서,
    (a) 상기 챔버로 가스를 제공할 수 있는 가스 분배기;
    (b) 상기 기판을 수용할 수 있는 표면을 가지며 유전체를 통하는 도관을 갖는 상기 유전체;
    (c) 상기 유전체 아래의 제 1 전극 및 제 2 전극; 및
    (d) 상기 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 유지하도록 RF 전위로 상기 제 1 전극을 충전시키고, 상기 챔버에서의 상기 기판의 처리 동안 상기 도관에서의 플라즈마 형성을 감소시키도록 상기 제 1 전극에 대해 상기 제 2 전극을 전기적으로 바이어싱하도록 형성된 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 챔버.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 전기적으로 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 챔버.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극과 동일 평면에 있지 않은 것을 특징으로 하는 챔버.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극보다 더 작은 것을 특징으로 하는 챔버.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 전원은 DC 전원을 더 구비하고, 상기 제 1 전극은, 상기 제 1 전극으로의 DC 전압의 인가시에 상기 기판을 정전기적으로 끌어당겨 지지하도록 충전될 수 있는 것을 특징으로 하는 챔버.
  38. 챔버 내에서 지지대 상에 배치된 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 지지대는 상기 기판을 수용할 수 있는 표면을 갖는 유전체를 구비하고, 상기 유전체는 제 1 전극 및 제 2 전극을 피복하고, 상기 유전체는 이를 통하는 도관을 가지며,
    (a) 상기 유전체의 상기 표면 상에 상기 기판을 배치하는 단계;
    (b) 상기 지지대 내의 상기 제 1 전극을 RF 전위로 유지하여 상기 챔버 내에서 가스의 플라즈마를 유지시키는 단계; 및
    (c) 상기 제 1 전극에 대해 상기 제 2 전극을 전기적으로 바이어싱하여 상기 챔버 내에서의 상기 기판의 처리 동안 상기 도관내에서 플라즈마 형성을 감소시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 단계 (c) 는 상기 제 2 전극을 전기적으로 접지시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 지지대 내의 상기 제 1 전극에 DC 전위를 인가하여 상기 기판을 상기 유전체로 정전기적으로 지지하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
KR1020017015846A 1999-06-09 2000-06-07 플라즈마 처리용 기판 지지대 KR20020011998A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/329,020 1999-06-09
US09/329,020 US6273958B2 (en) 1999-06-09 1999-06-09 Substrate support for plasma processing
PCT/US2000/015703 WO2000075970A1 (en) 1999-06-09 2000-06-07 Substrate support for plasma processing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020011998A true KR20020011998A (ko) 2002-02-09

Family

ID=23283511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017015846A KR20020011998A (ko) 1999-06-09 2000-06-07 플라즈마 처리용 기판 지지대

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6273958B2 (ko)
EP (1) EP1183716A1 (ko)
JP (1) JP2003501829A (ko)
KR (1) KR20020011998A (ko)
TW (1) TW452841B (ko)
WO (1) WO2000075970A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210064419A (ko) * 2013-11-26 2021-06-02 스미스 디텍션 몬트리올 인코포레이티드 분광 분석을 위한 유전체 배리어 방전 이온화 소스

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100345053B1 (ko) * 1999-10-01 2002-07-19 삼성전자 주식회사 Ｈｓｇ-ｓｉ 제조 방법 및 상기 방법을 수행하는 장치
TW519716B (en) * 2000-12-19 2003-02-01 Tokyo Electron Ltd Wafer bias drive for a plasma source
US6805952B2 (en) * 2000-12-29 2004-10-19 Lam Research Corporation Low contamination plasma chamber components and methods for making the same
JP4331427B2 (ja) * 2001-10-03 2009-09-16 住友電気工業株式会社 半導体製造装置に使用される給電用電極部材
US20040040664A1 (en) * 2002-06-03 2004-03-04 Yang Jang Gyoo Cathode pedestal for a plasma etch reactor
US20040137745A1 (en) * 2003-01-10 2004-07-15 International Business Machines Corporation Method and apparatus for removing backside edge polymer
US7075771B2 (en) * 2003-05-21 2006-07-11 Tokyo Electron Limited Apparatus and methods for compensating plasma sheath non-uniformities at the substrate in a plasma processing system
WO2005091356A1 (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Creative Technology Corporation 双極型静電チャック
US7532310B2 (en) * 2004-10-22 2009-05-12 Asml Netherlands B.V. Apparatus, method for supporting and/or thermally conditioning a substrate, a support table, and a chuck
KR100635709B1 (ko) 2004-12-28 2006-10-17 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 제조설비
JP4508054B2 (ja) * 2005-09-12 2010-07-21 パナソニック株式会社 電極部材の製造方法
US20070181420A1 (en) * 2006-02-07 2007-08-09 Ming-Tung Wang Wafer stage having an encapsulated central pedestal plate
US7511935B2 (en) * 2006-02-27 2009-03-31 Applied Materials, Israel, Ltd. Electrostatic chuck and method of its manufacture
US20080073032A1 (en) * 2006-08-10 2008-03-27 Akira Koshiishi Stage for plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus
US8435379B2 (en) * 2007-05-08 2013-05-07 Applied Materials, Inc. Substrate cleaning chamber and cleaning and conditioning methods
TWI475594B (zh) * 2008-05-19 2015-03-01 Entegris Inc 靜電夾頭
US8861170B2 (en) 2009-05-15 2014-10-14 Entegris, Inc. Electrostatic chuck with photo-patternable soft protrusion contact surface
US20100326602A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Intevac, Inc. Electrostatic chuck
JP5960384B2 (ja) * 2009-10-26 2016-08-02 新光電気工業株式会社 静電チャック用基板及び静電チャック
JP5606063B2 (ja) * 2009-12-28 2014-10-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
WO2011149918A2 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Entegris, Inc. High surface resistivity electrostatic chuck
WO2014049154A2 (de) * 2012-09-27 2014-04-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement mit schutzschaltung
US9101038B2 (en) 2013-12-20 2015-08-04 Lam Research Corporation Electrostatic chuck including declamping electrode and method of declamping
US10002782B2 (en) 2014-10-17 2018-06-19 Lam Research Corporation ESC assembly including an electrically conductive gasket for uniform RF power delivery therethrough
TWI801390B (zh) 2017-06-19 2023-05-11 美商應用材料股份有限公司 用於高溫處理腔室的靜電吸座及其形成方法
US10811296B2 (en) * 2017-09-20 2020-10-20 Applied Materials, Inc. Substrate support with dual embedded electrodes
US10510575B2 (en) * 2017-09-20 2019-12-17 Applied Materials, Inc. Substrate support with multiple embedded electrodes
US10555412B2 (en) 2018-05-10 2020-02-04 Applied Materials, Inc. Method of controlling ion energy distribution using a pulse generator with a current-return output stage
US11476145B2 (en) 2018-11-20 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias
CN113169026B (zh) 2019-01-22 2024-04-26 应用材料公司 用于控制脉冲电压波形的反馈回路
US11508554B2 (en) 2019-01-24 2022-11-22 Applied Materials, Inc. High voltage filter assembly
US11462389B2 (en) 2020-07-31 2022-10-04 Applied Materials, Inc. Pulsed-voltage hardware assembly for use in a plasma processing system
US20220130704A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-28 Applied Materials, Inc. Bipolar electrostatic chuck to limit dc discharge
US11901157B2 (en) 2020-11-16 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11798790B2 (en) 2020-11-16 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11495470B1 (en) 2021-04-16 2022-11-08 Applied Materials, Inc. Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma
US11791138B2 (en) 2021-05-12 2023-10-17 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11948780B2 (en) 2021-05-12 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11967483B2 (en) 2021-06-02 2024-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
US20220399185A1 (en) 2021-06-09 2022-12-15 Applied Materials, Inc. Plasma chamber and chamber component cleaning methods
US11810760B2 (en) 2021-06-16 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of ion current compensation
US11569066B2 (en) 2021-06-23 2023-01-31 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11476090B1 (en) 2021-08-24 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
TW202326801A (zh) * 2021-11-26 2023-07-01 日商東京威力科創股份有限公司 靜電吸盤及電漿處理裝置
US11972924B2 (en) 2022-06-08 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4184188A (en) 1978-01-16 1980-01-15 Veeco Instruments Inc. Substrate clamping technique in IC fabrication processes
US4384918A (en) 1980-09-30 1983-05-24 Fujitsu Limited Method and apparatus for dry etching and electrostatic chucking device used therein
JPS57149734A (en) 1981-03-12 1982-09-16 Anelva Corp Plasma applying working device
GB2147459A (en) 1983-09-30 1985-05-09 Philips Electronic Associated Electrostatic chuck for semiconductor wafers
US5326633A (en) * 1986-03-24 1994-07-05 Ensci, Inc. Coated substrates
JPS6372877A (ja) 1986-09-12 1988-04-02 Tokuda Seisakusho Ltd 真空処理装置
DE68909665T2 (de) 1988-04-26 1994-02-10 Toto Ltd Verfahren zur Herstellung dielektrischer Keramik für elektrostatische Haltevorrichtungen.
JPH01298721A (ja) 1988-05-27 1989-12-01 Tokuda Seisakusho Ltd 真空処理装置
JP2665242B2 (ja) 1988-09-19 1997-10-22 東陶機器株式会社 静電チャック
EP0439000B1 (en) 1990-01-25 1994-09-14 Applied Materials, Inc. Electrostatic clamp and method
US5238499A (en) 1990-07-16 1993-08-24 Novellus Systems, Inc. Gas-based substrate protection during processing
US5055964A (en) 1990-09-07 1991-10-08 International Business Machines Corporation Electrostatic chuck having tapered electrodes
US5166856A (en) 1991-01-31 1992-11-24 International Business Machines Corporation Electrostatic chuck with diamond coating
US5155652A (en) 1991-05-02 1992-10-13 International Business Machines Corporation Temperature cycling ceramic electrostatic chuck
US5191506A (en) 1991-05-02 1993-03-02 International Business Machines Corporation Ceramic electrostatic chuck
US5539609A (en) 1992-12-02 1996-07-23 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck usable in high density plasma
JP2938679B2 (ja) 1992-06-26 1999-08-23 信越化学工業株式会社 セラミックス製静電チャック
US5376213A (en) 1992-07-28 1994-12-27 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US5350479A (en) 1992-12-02 1994-09-27 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck for high power plasma processing
JP3021217B2 (ja) 1992-12-17 2000-03-15 東京エレクトロン株式会社 静電チャック
US5542559A (en) 1993-02-16 1996-08-06 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Plasma treatment apparatus
US5646814A (en) 1994-07-15 1997-07-08 Applied Materials, Inc. Multi-electrode electrostatic chuck
US5720818A (en) 1996-04-26 1998-02-24 Applied Materials, Inc. Conduits for flow of heat transfer fluid to the surface of an electrostatic chuck
US6108189A (en) 1996-04-26 2000-08-22 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having improved gas conduits
US5754391A (en) * 1996-05-17 1998-05-19 Saphikon Inc. Electrostatic chuck
US5880924A (en) * 1997-12-01 1999-03-09 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck capable of rapidly dechucking a substrate
US5886866A (en) 1998-07-06 1999-03-23 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having a combination electrode structure for substrate chucking, heating and biasing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210064419A (ko) * 2013-11-26 2021-06-02 스미스 디텍션 몬트리올 인코포레이티드 분광 분석을 위한 유전체 배리어 방전 이온화 소스

Also Published As

Publication number Publication date
US20010003298A1 (en) 2001-06-14
TW452841B (en) 2001-09-01
JP2003501829A (ja) 2003-01-14
EP1183716A1 (en) 2002-03-06
US6273958B2 (en) 2001-08-14
WO2000075970A1 (en) 2000-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20020011998A (ko) 플라즈마 처리용 기판 지지대
US8607731B2 (en) Cathode with inner and outer electrodes at different heights
KR100803253B1 (ko) 결합 전극을 구비한 플라즈마 챔버 지지 부재
JP4544740B2 (ja) プラズマ処理チャンバ内で基板を支持する支持体、基板をプラズマ内で処理する処理チャンバ、及び、基板をプラズマ域で均一に処理する方法
US6478924B1 (en) Plasma chamber support having dual electrodes
EP0660499B1 (en) Guard ring electrostatic chuck
KR101722382B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
EP1088332B1 (en) Focus ring arrangement for substantially eliminating unconfined plasma in a plasma processing chamber
US5748434A (en) Shield for an electrostatic chuck
JP2610113B2 (ja) 静電チャック装置
EP0756309A1 (en) Plasma systems for processing substrates
US20030148611A1 (en) Etch rate uniformity
US20090178764A1 (en) Plasma processing apparatus including electrostatic chuck with built-in heater
KR20170022902A (ko) Icp 플라즈마들에서 유전체 윈도우를 재컨디셔닝하도록 전력공급된 정전 패러데이 차폐의 인가
JP2002517093A (ja) ハウジングと共に電気コネクタを有する静電チャック
US8888951B2 (en) Plasma processing apparatus and electrode for same
KR20060087358A (ko) 플라즈마처리방법 및 플라즈마처리장치
KR200335335Y1 (ko) 기판 지지 조립체
US20110226420A1 (en) Electrode and plasma processing apparatus
US6719873B1 (en) Method and apparatus for preventing plasma formation
WO2002073654A1 (en) Plasma chamber support having dual electrodes
CN115692150A (zh) 一种蚀刻装置
WO2021252758A1 (en) Flat bottom shadow ring

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid