KR20030051645A - 정전기력에 의하여 고정되는 플라즈마 공정용 에지 링 - Google Patents

정전기력에 의하여 고정되는 플라즈마 공정용 에지 링 Download PDF

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KR20030051645A
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Abstract

정전 에지 링 척에 의하여 지지되는 에지 링을 포함하는 커플링 링 어셈블리 및 플라즈마 공정 챔버에서 에지 링에 대한 온도 제어를 개선하는 방법에 대하여 개시한다. 에지 링은 실리콘 또는 실리콘 카바이드와 같은 전도성 물질로 만들 수 있으며 에지 링과 에지 링이 대향하는 표면 사이에 헬륨과 같은 열전달 가스를 공급함으로써 에지 링에 대한 온도 제어를 향상시킬 수 있다.

Description

정전기력에 의하여 고정되는 플라즈마 공정용 에지 링{Electrostatically clamped edge ring for plasma processing}
반도체 공정 분야에서는, 식각용 가스 또는 증착용 가스를 공급하고 그 가스에 고주파 필드를 인가하여 가스를 플라즈마 상태로 활성화시킴으로써 기판 상의 소정의 물질을 식각하거나 화학 기상 증착(CVD) 방식으로 기판 상에 소정의 물질을 증착하는데, 진공 챔버가 일반적으로 사용된다. 평행 플레이트(parallel plate), 유도적으로 커플된 플라즈마(ICP)로도 불리기도 하는 트랜스포머 커플드 플라즈마(transformer coupled plasma, TCPTM), 그리고 전자-사이클로트론 공명(ECR) 반응기 및 그것의 구성 요소들에 대한 예들이 본 출원인이 함께 소유하고 있는 미국 특허 제4,340,462호; 제4,948,458호; 제5,200,232호 및 제5,820,723호에 개시되어 있다. 미국 특허 제4,793,975호에는 또한 평행 플레이트 플라즈마 반응기가 개시되어 있다.
반도체 기판에 대하여 소정의 공정을 실시하는 동안, 기판은 일반적으로 기계적인 클램프(clamps) 및 정전기적인 클램프(ESC)에 의하여 진공 챔버 내의 기판 홀더 상에 고정된다. 이러한 클램핑 시스템 및 그것들의 구성요소에 대한 예들은 본 출원인이 함께 소유하고 있는 미국 특허 제5,262,029호 및 제5,838,529호에 개시되어 있다. 모노폴라 척(monopolar chuck)에 대한 예는 미국 특허 제4,665,463호에 개시되어 있으며, 바이폴라 척(bipolar chuck)에 대한 예는 미국 특허 제4,692,836호 및 제5,055,964호에 개시되어 있다. 기판을 냉각시키기 위하여, 헬륨과 같은 냉각용 가스가 기판의 뒷면으로 공급될 수 있다. 이와 같이 기판을 냉각시키는 것에 대한 예는 미국 특허 제5,160,152호; 제5,238,499호; 제5,350,479호; 및 제5,534,816호에 개시되어 있다.
기판 서포트는 기판 주위에 소모성(희생용) 에지 링(edge ring)을 포함할 수 있는데, 이것은 플라즈마가 웨이퍼의 상부 공간에만 존재하도록 한정 및/또는 플라즈마에 의하여 ESC가 부식되지 않도록 보호한다. 예를 들면, 에지 링 설비(arrangement)의 일 예가 본 출원인이 함께 소유하고 있는 미국 특허 제5,805,408호, 제5,998,932호 및 제6,013,984호에 개시되어 있다. 에지 링 설비에 대한 다른 예는 미국 특허 제5,494,523호; 제5,986,874호; 제6,022,809호; 제6,096,161호; 및 제6,117,349호에 개시되어 있다.
희생용 링이 웨이퍼를 둘러싸고 있는 플라즈마 공정 설비에서는, 이 링과 기판 서포트의 하부 사이의 열 접촉(thermal contact)을 개선시키는 것이 바람직하다. 열 커플링(thermal coupling)을 개선시킴으로써, 링에 대한 온도 제어를 개선할 수 있으며, 그리고 링과 웨이퍼 사이에 필요한 간극(clearance)을 감소시킬 수있다. 웨이퍼의 가장자리(edge) 부근에서 플라즈마의 균일성을 향상시키기 위하여, 베이스플레이트로부터 웨이퍼 상부 영역에 존재하는 플라즈마까지의 고주파 임피던스 통로(path)가 베이스플레이트(baseplate)로부터 에지 링이 구비된 영역에 존재하는 플라즈마까지의 고주파 임피던스 통로와 보다 더 엄밀하게 일치하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명은 보다 개선된 플라즈마 공정용 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 반도체 기판을 플라즈마 식각하기 위한 보다 개선된 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 평행 플레이트 플라즈마 장치의 일부를 도시하고 있는 도면이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 커플링 링 상에 탑재되어 있는 에지 링 척을 포함하는 플라즈마 챔버의 일부를 도시하고 있는 도면이다;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 베이스플레이트 상에 탑재되어 있는 에지 링 척을 포함하는 플라즈마 챔버의 일부를 도시하고 있는 도면이다;
도 4는 베이스플레이트 상에 탑재된 일체형(integral) 에지 링/웨이퍼 척을 포함하는 본 발명에 따른 플라즈마 챔버의 일부를 도시하고 있는 도면이다; 그리고
도 5는 웨이퍼와 에지 링 척 사이의 베이스플레이트 내에 형성된 그루브(groove)에 결합되기에 적합한 에지 링을 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 챔버의 일부를 도시하고 있는 도면이다.
본 발명은 플라즈마 반응 챔버 내의 기판 서포트를 둘러싸는데 사용되는 커플링 링 어셈블리(coupling ring assembly)를 제공한다. 상기 커플링 링 어셈블리는 환상(環狀)의 지지면(annular support surface)을 가지는 부재 및 상기 지지면 상에 구비된 정전 척을 포함한다.
본 발명은 또한 가공 처리될 웨이퍼가 탑재될 수 있는 웨이퍼 서포트 및 가공 처리 과정 동안 에지 링을 지지할 수 있는 정전 에지 링 척(electrostatic edge ring chuck)을 포함하는 플라즈마 반응 챔버를 제공한다. 상기 플라즈마 반응 챔버의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 기판 서포트는 상부에 정전 웨이퍼 척(electrostatic wafer chuck)을 구비한 베이스플레이트를 포함한다. 상기 플라즈마 반응 챔버의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 상기 에지 링 척은 커플링 링 어셈블리의 일 구성요소일 수 있다.
본 발명은 또한 플라즈마 챔버 내에서 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 처리하는 방법을 제공하는데, 상기 플라즈마 반응 챔버는 기판 서포트, 상기 기판 서포트의 상부 표면에 구비된 정전 웨이퍼 척 및 에지 링을 지지할 수 있는 정전 에지 링척을 포함한다. 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 방법은 정전기력을 이용하여 웨이퍼를 상기 웨이퍼 척에 고정하는 단계, 정전기력을 이용하여 에지 링을 상기 에지 링 척에 고정하는 단계, 상기 플라즈마 챔버 내부로 공정 가스를 공급하는 단계, 상기 공정 가스를 플라즈마 상태로 활성화시키는 단계 및 플라즈마를 사용하여 상기 웨이퍼를 가공 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명은 플라즈마 반응기에 이용되는 개선된 기판 서포트 설비를 제공하는데, 여기서 희생용 에지 링이 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판을 둘러싼다. 에지 링이 하부에 위치한 기판 서포트 상에 단순히 놓여 있고 중력 및/또는 기판 서포트와의 마찰 작용에 의하여 고정되는 설비에서는, 기판에 대하여 플라즈마 공정을 실시하는 동안에 상기 링은 아주 뜨거워질 수가 있다. 기판이 에지 링의 일부까지 걸쳐서 놓여 있는 경우에는, 플라즈마 공정 동안 에지 링이 열팽창을 하기 때문에, 뜨거운 에지 링이 기판 서포트로부터 기판을 들어올리는 현상이 야기되는 것을 방지하기 위해서는, 에지 링과 기판 사이에 간극(clearance)을 충분하게 설정할 필요가 있다. 기판에 고주파 바이어스(RF bias)를 공급할 수 있도록 동력장치가 연결되어 있는 전극을 포함하는 기판 서포트에 기판이 안전하게 고정되도록 정전 척을 사용하는 경우에는, 상기 동력장치가 연결된 전극으로부터 ESC 및 기판을 통하여 플라즈마까지 이르는 고주파 임피던스 경로(RF impedance path)가 상기 동력장치가 연결된 전극의 외부로부터 에지 링을 통하여 플라즈마에 이르는 고주파 임피던스 경로와 다를 수 있으며, 그 결과 상기 기판의 가장 자리에서는 플라즈마의 밀도가 불균일해지는 현상이 야기될 수도 있다. 본 발명에 의하면 에지 링과 기판 서포트와의 열 커플링(thermal coupling)을 향상시키는 정전 에지 링 척을 제공함으로써 이와 같은 문제점을 극복할 수가 있다. 게다가, 본 발명에 따르면 에지 링 척 및 에지 링을 만드는 재료를 선택함으로써, 고주파 임피던스 경로의 일치성의 개선으로 인해 플라즈마의 밀도를 보다 더 균일하게 만드는 것이 가능하다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행 플레이트 플라즈마 반응 챔버(10)가 도시되어 있다. 상기 장치는 상부 전극(11) 및 하부 전극 어셈블리(12)를 포함한다. 하부 전극 어셈블리는 베이스플레이트(13) 및 그것의상부 표면에 탑재된 정전 웨이퍼 척(14)을 포함한다. 커플링 링(15)은 베이스플레이트의 플랜지(flange, 16) 상에 놓여 있다. 커플링 링(15)은 그것의 상부 표면에 탑재된 에지 링 척(17)을 포함한다. 에지 링(18)은 에지 링 척(17)의 노출된 상부 표면 상에 지지된다. 웨이퍼(19)는 상기 웨이퍼 척 및 에지 링(18)의 안쪽 표면에 중첩되도록 웨이퍼 척(14) 상에 탑재된다. 웨이퍼(19)는 웨이퍼 척의 가장자리에 오브랩되어 웨이퍼 척(14)의 가장자리가 플라즈마 상태의 이온들에 노출되는 것을 감소시킨다. 웨이퍼 척(14)의 가장자리가 플라즈마에 노출되면 부식이 생길 수 있고, 그로 인하여 척(14)의 수명이 단축될 수도 있다. 웨이퍼 척(14)의 가장자리를 플라즈마 상태의 이온들로부터 보다 충분하게 보호할 수 있도록 에지 링(18)은 웨이퍼 척(14)을 둘러싼다. 에지 링(18)은 소모성 부품이거나 교체할 수 있는 부품이다. 웨이퍼(19)는 웨이퍼 척(14)위에 걸쳐 있고 에지 링(18)의 일부는 웨이퍼(19)의 가장자리 밑으로 뻗어 있다. 일반적으로, 웨이퍼(19)는 웨이퍼 척(14)의 가장자리 바깥쪽으로 1 내지 2mm 걸쳐 있다. 웨이퍼 척(14)을 보다 더 완벽하게 보호하기 위하여, 에지 링(18)의 상부가 가능한 한 웨이퍼(19)의 밑면에 가깝게 위치한다. 공정을 진행하는 동안 에지 링이 팽창하기 때문에, 웨이퍼의 밑면과 에지 링 사이에는 간극(clearance gap)이 필요하다. 만일 에지 링이 웨이퍼의 뒷면에 너무 가깝게 위치하는 경우에는, 가공 처리 과정 동안 에지 링의 열팽창으로 인하여 웨이퍼를 척으로부터 떨어지도록 할 수 있으며, 이로 인하여 진행 중인 공정이 정지될 수도 있다.
도 2에는 도 1의 하부 전극 어셈블리(12)에 대한 확대도가 도시되어 있다.웨이퍼(19)는 에지 링(18)에 중첩되어 있으며, 웨이퍼의 뒷면과 에지 링(18)사이에 갭(gap) 또는 간극(23)을 형성하고 있는 상태로 도시되어 있다. 에지 링(18)의 안쪽 가장자리는 웨이퍼 척(14)의 바깥쪽 가장자리와 접하고 있으며 따라서 에지 링(18)이 웨이퍼(19)에 대한 관계에서 원하는 위치를 유지하게 된다. 도시된 바와 같이, 에지 링(18)은 커플링 링(15) 및 그것의 상부 표면에 고정된 정전 에지 링 척(17)을 포함하는 커플링 링 어셈블리 상에 놓여있다. 에지 링 척(17)은 커플링 링(15)을 완전히 가로질러 뻗어 있을 수 있으며 또는 에지 링 척(17)은 커플링 링(15)의 상부 표면에 형성된 리세스에 위치할 수도 있다. 커플링 링(15)은 베이스플레이트(13) 상에 지지될 수 있는데, 여기에는 다수의 볼트(24)를 사용하는 것과 같은 기계적 또는 접착성 고정 수단이 이용되거나 또는 이용되지 않을 수도 있다. 볼트(24) 중의 하나에 형성된 통로(passage)를 통하여 뻗어있는 리드 와이어(lead wire, 28)를 이용하는 DC 동력 공급 설비(26)와 같은 적절한 동력 설비에 의해 에지 링 척(17)에 DC 동력을 공급할 수 있다. 에지 링(15)과 베이스플레이트(13) 사이의 열 전달을 개선하기 위하여, 헬륨(He)과 같은 열전달 가스 또는 가스 소스(30)로부터 공급되는 공정 가스가 가스 통로(32)를 통하여 커플링 링(15)과 베이스플레이트(13) 사이의 계면 및/또는 에지 링 척(17)과 에지 링(18) 사이의 계면으로 공급될 수 있다. 가스 통로(32)는 베이스플레이트(13) 주위에 소정의 간격으로 하나 또는 그 이상의 위치에서 베이스플레이트(13) 및 커플링 링(15)을 통하여 뻗어 있을 수 있는데, 예를 들면 볼트(28)에 형성된 통로를 통하여 뻗어있을 수 있다. 에지 링 척(17)은 모노-폴라 척 또는 바이-폴라 척일 수 있다.
도 3 내지 도 5에는 본 발명에 따른 다른 실시예에 대한 변형예들이 도시되어 있는데, 여기서 에지 링 척은 커플링 링 상에 탑재되어 있는 것이 아니라 베이스플레이트 상에 탑재되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 에지 링 척은 베이스플레이트 (32) 상에 지지되어 있으며 웨이퍼 척(36)은 웨이퍼(38)를 지지한다. 열 전달을 촉진시키기 위하여, 가스 공급부(gas supply, 30)는 가스 통로(32)를 통하여 에지 링 척(34)과 에지 링(30)의 계면에 열 전달 가스를 공급할 수 있다.
도 4에는 일체형(하나의 몸체) 웨이퍼 및 에지 링 척을 포함하는 본 발명에 따른 플라즈마 챔버의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 일체형 웨이퍼/에지 링(40) 척의 상부 표면의 주변부에는 리세스가 형성되어 있으며, 이로 인하여 척의 중앙부 상에 탑재된 웨이퍼(42)가 상기 척의 주변부 상에 탑재된 에지링(44)에 중첩될 수 있다. 도시된 바와 같이, 에지 링 척의 전극에는 DC 동력 공급부(46)에 의하여 동력이 공급될 수 있다. 척에서 에지 링이 위치하는 부분의 내부 전극(모노-폴라) 또는 전극들(바이-폴라)은 척에서 웨이퍼가 위치하는 부분의 내부 전극 또는 전극들로부터 전기적으로 격리되는 것이 바람직하다.
도 5에는 본 발명에 따른 플라즈마 챔버의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 에지 링 척 및 웨이퍼 척(50, 52)의 상부 표면이 거의 동일한 평면에 위치하도록 에지 링 척(50) 및 웨이퍼 척(52)은 베이스플레이트(54) 상에 직접 탑재되어 있다. 베이스플레이트 상의 그루브(56)에 의하여 에지 링 척 및 웨이퍼 척(50, 52)으로 분리된다. 에지 링(58)은 베이스플레이트(56)의 그루브에 맞물리는 형상으로 만들어진 축방향 연장부(axially extending portion, 60)와 방사형 연장부(radiallyextending portion, 62)를 가진다. 방사형 연장부(62)의 밑면은 에지 링 척(50) 상에 위치한다. 에지 링 척의 축방향 연장부(60)는 가공 처리 과정에서 에지 링이 팽창할 수 있도록 그 크기가 결정된다. 에지 링의 축방향 연장부 및 방사형 연장부(60, 62)는 전이부분(transition portion, 64)에 의하여 연결되는데, 전이 부분은 웨이퍼(66)가 에지 링(58)의 안쪽 표면에 중첩될 수 있도록 하는 형상을 가지고 있다. 다른 실시예의 경우와 마찬가지로, 에지 링(58)의 아래쪽으로는 열 전달 가스(68)가 공급된다. 또한, 베이스플레이트와 에지 링간의 열 커플링을 보다 더 향상시키기 위하여 에지 링의 축방향 연장부(60)와 베이스플레이트(56)의 그루브 사이의 계면으로 열 전달 가스가 공급될 수 있다.
에지 링의 온도를 보다 잘 제어할 수 있으면 여러 가지 공정상의 이익이 생긴다. 첫째, 에지 링의 온도를 제어하면 에지 링이 열팽창하는 양을 감소시킬 수 있으며, 따라서 에지 링의 상면과 웨이퍼의 밑면 사이의 간극을 더 작게 만들 수가 있다. 예를 들어, 에지 링이 단순히 그 하부에 있는 커플링 링 또는 기판 서포트 상에 위치하는 경우, 웨이퍼의 뒷면과 에지 링 사이의 간극은 일반적으로 0.005 또는 0.006인치 범위 이내이다. 그러나, 정전기력에 의하여 고정되는 에지 링을 사용하는 경우에는, 이 간극을 0.002 내지 0.003 인치로 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 에지 링과 웨이퍼 사이의 간극을 감소시키게 되면, 웨이퍼 척의 가장자리가 플라즈마에 의하여 부식되는 것을 보다 잘 방지할 수 있다. 게다가, 플라즈마 공정을 진행하는 동안에 파티클이 발생하여 척의 가장자리에 누적되는 경향을 감소시킬 수가 있다. 파티클이 누적되면 웨이퍼가 웨이퍼 척에 균일하게 접촉할 수 없기 때문에, 결과적으로 웨이퍼를 고정시킬 수 있는 능력이 저하된다. 에지 링을 구성하는 물질과 플라즈마 상태의 이온 사이에 발생하는 화학 반응 속도는 온도가 낮을수록 느려지기 때문에, 에지 링의 온도를 감소시키면 에지 링의 수명을 또한 연장시킬 수가 있다.
에지 링을 고정시키기 위하여 정전 척을 사용하게 되면 또한 웨이퍼 식각 특성을 향상시킬 수가 있다. 식각 균일성을 향상시키기 위해서는 웨이퍼와 에지 링을 통한 고주파 임피던스 통로를 일치시키는 방법뿐만이 아니라 웨이퍼와 에지 링의 온도를 일치시키는 방법도 도움이 된다. 첫째, 공정이 진행되는 동안에 웨이퍼와 에지 링의 온도가 비슷한 경우에는, 식각 특성이 웨이퍼의 가장 자리 부근에서 보다 균일할 수가 있다. 둘째, 웨이퍼 척과 같은 물질로 만들어진 에지 링 척을 사용하게 되면, 고주파 동력이 공급되는 베이스 플레이트로부터 고온의 에지 링을 통하는 임피던스 통로는 고주파 동력이 공급되는 베이스 플레이트로부터 웨이퍼를 통하는 임피던스 통로와 보다 비슷하게 될 수가 있다. 이것은 웨이퍼 및 에지 링이 동일한 물질(예컨대, 실리콘)로 만들어지는 경우에는 특히 그러하다. 웨이퍼 및 에지 링 표면에 인접한 플라즈마 영역에서의 전류 밀도는 이들 표면에서의 고주파 임피던스에 의하여 영향을 받는다. 에지 링과 웨이퍼의 고주파 임피던스를 일치시키게 되면, 웨이퍼의 가장자리 부근에서 플라즈마로부터 웨이퍼의 표면으로 흐르는 전류의 흐름을 보다 균일하게 만들 수 있으며, 그 결과 플라즈마의 균일성을 향상시킬 수 있고 반응기에서의 식각 특성도 향상시킬 수가 있다.
정전기력으로 에지 링을 고정시키게 되면, 접착제를 이용하거나 기계적인 수단을 이용하여 고정시키는 방법과 비교해서 플라즈마 공정 설비를 작동시키는데 소요되는 비용을 줄일 수가 있다. 예를 들어, 에지 링을 다른 부재에 접착시킬 필요가 없기 때문에, 소모성 에지 링에 소요되는 비용을 절감시킬 수가 있다. 또한, 정전기적으로 고정시키는 방법을 사용하면, 외부로 노출되는 스크류 나사의 헤드가 없기 때문에, 설비를 작동시키기 전에 이것을 보호 수단으로 덮는 별도의 공정을 실시할 필요가 없다.
에지 링은 실리콘, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드 및 알루미늄 질화물을 비롯하여 어떠한 전도성 물질로도 만들 수 있으며, 이들 물질에만 한정되는 것은 아니다. 고주파 커플링의 균일성을 향상시키기 위해서는 에지 링을 만드는 물질은 웨이퍼 물질과 동일한 것이 바람직하다.
에지 링 척은 종래의 정전 웨이퍼 척을 만드는데 사용되는 물질과 같은 적절한 물질을 사용하여 만들 수 있는데, 예를 들어 양극 산화 처리된 알루미늄(anodized aluminum), 폴리이미드 및 세라믹 물질 등이 여기에 포함된다. 에지 링 척은 알루미나 또는 알루미늄 질화물과 같은 세라믹 물질로 만드는 것이 바람직하다. 에지 링 척의 전극 또는 전극들은 적합한 전도성 물질이면 어떤 물질로도 만들 수 있다. 소결(sintering) 처리된 세라믹 척을 사용하는 경우에는, 전극들은 소결 처리를 하는 동안에 마주치게 되는 고온에서 견딜 수 있도록 텅스텐이나 몰비브덴과 같은 내화성 물질로 만드는 것이 바람직하다. 에지 링 척은 소결 처리 공정을 이용하여 만들 수 있는데, 예를 들면 세라믹으로 된 2개의 미가공 박판(green sheet) 사이에 내화성 금속 전극(텅스텐 잉크(tungsten ink))을 끼우고열을 가함으로써 소결 처리된 구조물을 형성한다. 에지 링 척은 쿨롱 타입(coulombic type, 완전한 절연성) 또는 존센-라벡 타입(Johnsen-Rahbeck type, 반도체성)일 수 있다.
웨이퍼 척을 고정시키는 기술 분야에서 공지된 임의의 방법이나 물질을 사용하여 커플링 링 또는 기판 서포트에 에지 링 척을 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 에지 링 척은 실리콘 접착제와 같은 고온 폴리머 접착제를 사용하여 고정시킬 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 기술하였지만, 첨부된 청구항에서 정채지는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어남이 없이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 본 명세서에 구체적으로 기술되지 않은 사항을 추가, 삭제, 변형 및 치환하는 것이 가능하다.
본 발명은 플라즈마 공정 챔버를 포함하는 식각 장치나 CVD 장치 등이나 이를 이용하여 반도체 기판을 처리하는 방법에 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (25)

  1. 플라즈마 반응 챔버 내의 기판 서포트를 둘러싸는데 사용되는 커플링 링 어셈블리(coupling ring assembly)에 있어서, 상기 커플링 링 어셈블리는,
    환상(環狀)의 지지면(annular support surface)을 가지는 부재; 및
    상기 지지면 상에 구비된 정전 척(electrostatic chuck)을 포함하는 커플링 링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전 척은 하나 또는 그 이상의 내장 전극(embedded electrode)을 가지는 세라믹 본체(body)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 링 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 정전 척은 접착제에 의하여 상기 지지면과 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링 링 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 부재 및 상기 정전 척을 통하여 뻗어 있는 적어도 하나의 가스 통로(gas passage)를 더 포함하고, 상기 가스 통로는 상기 정전 척의 노출된 표면에 열 전달용 가스를 공급하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 커플링 링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정전 척에 의하여 상기 부재에 고정되는 에지 링(edge ring)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 링 어셈블리.
  6. 가공 처리될 기판이 탑재될 수 있는 기판 서포트(substrate support); 및
    가공 처리 동안에 에지 링을 지지할 수 있는 정전 에지 링 척(electrostatic edge ring chuck)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판 서포트는 베이스플레이트(baseplate)를 포함하는데, 상기 베이스플레이트 상에는 정전 웨이퍼 척을 구비하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  8. 제6항에 있어서, 상기 에지 링 척은 환형 베이스(annular base)를 포함하는 커플링 링 어셈블리의 일부이며, 상기 환형 베이스는 그 상면에 상기 정전 에지 링 척을 가지며, 상기 환형 베이스의 하면은 상기 기판 서포트의 상면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  9. 제7항에 있어서, 상기 웨이퍼 척의 상면은 상기 에지 링 척의 상면보다 높이가 더 높은 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  10. 제7항에 있어서, 상기 웨이퍼 척과 상기 에지 링 척 사이의 상기 베이스플레이트에 그루브(groove)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  11. 제6항에 있어서, 상기 에지 링의 하면이 상기 에지 링 척과 접촉하도록 상기 에지 링 척 상에 지지되는 에지 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  12. 제11항에 있어서, 상기 에지 링은 전기 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  13. 제12항에 있어서, 상기 에지 링은 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  14. 제11항에 있어서, 상기 에지 링은 상부 표면의 안쪽 가장자리에 리세스(recess)를 포함하며, 상기 리세스는 상기 웨이퍼 척에 탑재되는 웨이퍼의 아래쪽과 맞도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  15. 제7항에 있어서, 상기 베이스플레이트는 전기 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  16. 제15항에 있어서, 상기 베이스플레이트는 고주파에 의하여 구동되는 전극인것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  17. 제7항에 있어서, 상기 에지 링의 하부 표면이 상기 에지 링 척과 접촉하도록 상기 에지 링 척 상에 지지되는 에지 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  18. 제17항에 있어서, 상기 플라즈마 반응 챔버는 상기 베이스플레이트와 마주보는 상부 전극을 구비하는 평행 플레이트 반응기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  19. 제18항에 있어서, 상기 웨이퍼의 바깥쪽 가장자리가 상기 웨이퍼의 하부 표면과 상기 에지 링의 상부 표면 사이에 있는 간극(clearance gap)을 가진 채 상기 에지 링에 걸쳐있도록 상기 웨이퍼 척 상에 탑재된 웨이퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  20. 제19항에 있어서, 상기 웨이퍼는 상기 에지 링의 안쪽 가장자리에 걸쳐있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  21. 제19항에 있어서, 상기 간극의 최대 크기는 약 0.002 내지 약 0.003인치(inch)인 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  22. 제8항에 있어서, 상기 커플링 링 어셈블리는 볼트 또는 스크류 나사에 의하여 상기 기판 서포트에 고정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  23. 제6항에 있어서, 상기 플라즈마 반응 챔버는 반도체 식각 장치인 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응 챔버.
  24. 제7항에 기술된 상기 플라즈마 반응 챔버에서 반도체 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    웨이퍼를 상기 웨이퍼 척에 정전기력으로 고정시키는 단계;
    에지 링을 상기 에지 링 척에 정전기력으로 고정시키는 단계;
    공정 가스를 상기 플라즈마 챔버의 내부로 공급하는 단계;
    상기 공정 가스를 플라즈마 상태로 활성화시키는 단계; 및
    상기 플라즈마를 사용하여 상기 웨이퍼를 가공 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 처리방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 에지 링과 상기 환형 베이스의 마주보는 표면 사이에 열 전달 가스를 공급하여 상기 에지 링의 온도를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 처리방법.
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