KR20110001989A - 정전 척 - Google Patents

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KR20110001989A
KR20110001989A KR1020100063125A KR20100063125A KR20110001989A KR 20110001989 A KR20110001989 A KR 20110001989A KR 1020100063125 A KR1020100063125 A KR 1020100063125A KR 20100063125 A KR20100063125 A KR 20100063125A KR 20110001989 A KR20110001989 A KR 20110001989A
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테리 블럭
테리 페더슨
데니스 그리마드
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인테벡, 인코포레이티드
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Abstract

정전 척의 열 전달 가스 도관들을 위한 아이솔레이터가 설명된다. 아이솔레이터는 슬리브, 및 열 전달 가스의 흐름을 허용하는, 슬리브와 바디 사이의 환형부를 형성하도록 슬리브 내에 배치된 바디를 포함한다. 바디는 척의 퍽에 대해 배치되고, 스프링에 의해 그 위치에서 지지될 수도 있다. 도관들 내에서 플라즈마가 형성하는 것을 방지하기 위해 슬리브와 퍽 사이에 실리콘 시일이 제공될 수도 있다.

Description

정전 척{ELECTROSTATIC CHUCK}
본 발명은 기판 프로세싱의 분야에 관한 것이며, 특히 정전 척에 관한 것이다.
정전 척은 프로세싱 동안 기판을 정전기적으로 홀딩하기 위해 사용된다 (예를 들면, 반도체 프로세싱 동안 챔버 내에 실리콘 웨이퍼를 홀딩하기 위해 사용된다). 정전 척 어셈블리는 통상 냉각 베이스 위에 배치되는 유전체에 의해 커버되는 정전 척 전극을 포함한다. 그 후, 정전 척 어셈블리가 캐소드 및 절연체 위에 배치된다. 정전 척 어셈블리는 플라즈마가 발생되는 플라즈마 챔버 내에 배치된다. 플라즈마는, RF 에너지와 같은 전자기 에너지를 가스에 커플링함으로써 형성될 수 있는 전기적으로 전도성인 가스 매체이다. 플라즈마를 발생시키고 기판을 정전 척에 홀딩하기 위한 여러가지 상이한 방법들이 있다. 예를 들어, RF 전압이 캐소드에 인가되면서 DC 전압이 정전 척 전극에 인가될 수 있거나, 또는 RF 전압이 정전 척 전극 및 캐소드 양자에 인가되고 DC 전압이 정전 척 전극에 인가될 수도 있다.
또한, 헬륨과 같은 열 전달 가스는 정전 척 어셈블리를 통해 연장되는 도관 및 개구 (유전체 및 전극을 통한 개구 및 냉각 베이스를 통한 도관) 를 통해 기판의 백사이드로 제공되어, 기판으로부터 열을 제거할 수 있다. 정전 척이 웨이퍼에 DC 및 RF 전력 양자를 전달하기 때문에, 이들 개구 및 도관에 근접해서 강한 전계가 발생될 수 있다. 이들 전계는 플라즈마를 발생시키고 웨이퍼를 처킹하기 위해서 필요하다.
전계가 정전 척 어셈블리 내의 개구 및 도관으로 침투하거나, 또는 그 내부에서 형성될 수 있다. 특히, 정전 척 전극에 인가된 전위는 정전 척 어셈블리를 관통하는 헬륨 가스 개구 및 도관에서, 또는 그 주위에서 글로우 방전 또는 전기적 아킹의 형성을 유발할 수 있다. 이는, 예를 들어 챔버에서 플라즈마를 점화 또는 지속시키기 위해, RF 전압으로 전원 공급되는 정전 척 어셈블리의 정전 척 전극을 통해 가스 개구 및 도관이 연장되는 경우 특히 문제이다. 이 RF 전압은 가스 개구를 통해 이동되는 가스에 침투 및 커플링하여, 개구에서 플라즈마를 발생시킬 수도 있다. 개구에서의 플라즈마는 개구의 벽에서 세라믹 파티클을 스퍼터링하여 떨어뜨리고, 프로세싱 챔버 및/또는 웨이퍼에 진입하고 오염시킬 수 있다. 또한, 플라즈마는 개구를 가열하거나 또는 개구를 가열하기에 충분한 전류를 발생시켜 불량을 야기할 수 있는 정전 척 어셈블리 내의 과도한 스트레스를 형성할 수도 있다. 또한, 그 플라즈마는 정전 척 어셈블리의 스탠드오프 전압을 열화시킬 수도 있다.
전도성 전기 콤포넌트를 서로 분리시키면서 낮은 압력 강하로 충분한 헬륨을 전달할 수 있는 정전 척 어셈블리의 설계는 상당히 어렵다. 주된 트레이드오프는, 정전 척 어셈블리의 표면에 충분한 헬륨을 전달하는 것과, 헬륨 이동을 허용하는 척 내의 보이드 및 척을 침투하는 강한 전계에 의해 유도된 전자-원자 경로 (electron to atom pathway) 를 통한 헬륨 가스의 점화를 허용하지 않는 갭을 제공하는 것 사이에 있다. 따라서, 기판으로 열 전달 가스의 충분한 양을 전달하는 한편, 정전 척 주위 또는 정전 척에서, 예를 들어, 정전 척 어셈블리를 통해 연장되는 개구 및 도관에서 플라즈마 형성을 감소시킬 수 있는 정전 척 어셈블리를 가지는 것이 바람직하다.
다음의 본 발명의 개요는 본 발명의 몇몇 양태들 및 특징들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 포함된다. 본 개요는 본 발명의 광범위한 오버뷰는 아니며, 따라서 본 발명의 키 또는 중요한 엘리먼트들을 특별히 식별하거나 또는 본 발명의 범위를 설명하도록 의도되지 않는다. 본 개요의 유일한 목적은 이하 제시되는 더 상세한 설명에 대한 서두로서 간략한 형태로 본 발명의 몇몇 개념들을 제시하는 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 정전 척의 열 전달 가스 도관 내에 배치가능한 아이솔레이터가 제공되고, 그 아이솔레이터는 슬리브; 및 그 슬리브와 바디 사이에 환형부를 형성하도록 그 슬리브 내에 배치가능한 바디를 포함하며, 환형부는 정전 척의 상부 표면에 열 전달 매체를 전달하도록 구성된다.
또한, 아이솔레이터는 정전 척의 세라믹 퍽의 표면에 대해 바디를 푸시하기 위한 스프링을 포함할 수도 있다.
또한, 아이솔레이터는 아이솔레이터와 정전 척 사이에 시일을 포함할 수도 있다.
시일은 열적으로 전도성이고 전기적으로 절연성인 실리콘을 포함할 수도 있다.
플러그는 정전 척의 세라믹 퍽 내의 전달 개구에 열 전달 가스를 공급하도록 구성된 전달 슬릿들을 더 포함할 수도 있다.
슬리브 및 바디는 세라믹일 수도 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 정전 척이 제공되고, 그 정전 척은 베이스; 그 베이스 위의 유전체로서, 그 유전체는 전극 및 그 전극 위의 퍽을 포함하는, 상기 유전체; 퍽 내의 복수의 개구들; 베이스 내의 복수의 열 전달 도관들로서, 그 열 전달 도관들은 복수의 개구들과 유체 연통하는 상기 복수의 열 전달 도관들; 및 복수의 열 전달 도관들 내의 복수의 아이솔레이터들을 포함하며, 복수의 아이솔레이터들의 각각은 슬리브, 바디, 및 슬리브와 바디 사이의 환형부를 포함하고, 환형부는 복수의 개구들에 열 전달 매체를 전달하도록 구성된다.
또한, 정전 척은 슬리브들의 각각과 퍽 사이에 시일을 포함할 수도 있다.
시일은 열적으로 전도성이고 전기적으로 절연성인 실리콘을 포함할 수도 있다.
또한, 정전 척은 베이스 내에 복수의 스프링들을 포함할 수도 있으며, 각각의 스프링은 퍽의 저부 표면에 대해 바디의 상부 표면을 배치하도록 구성된다.
또한, 바디는 복수의 개구들과 유체 연통하는 전달 슬릿들을 포함할 수도 있다.
또한, 정전 척은 전달 슬릿들과 복수의 개구들 사이에 플레넘을 포함할 수도 있으며, 플레넘은 전달 슬릿들 및 복수의 개구들과 유체 연통한다.
복수의 아이솔레이터들은 세라믹일 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기판 프로세싱 시스템이 제공되고, 그 기판 프로세싱 시스템은 복수의 개구들을 포함하는 퍽; 및 복수의 열 전달 가스 채널들, 및 열 전달 가스 소스와 유체 연통하는, 복수의 열 전달 채널들 내의 복수의 아이솔레이터들을 포함하는 냉각 베이스를 포함하며, 복수의 아이솔레이터들의 각각은 슬리브, 바디, 및 슬리브와 바디 사이의 환형부를 포함하고, 복수의 개구들은 복수의 아이솔레이터들의 각각의 환형부와 유체 연통한다.
또한, 기판 프로세싱 시스템은 슬리브들의 각각과 정전 척 사이에 시일을 포함할 수도 있다.
시일은 열적으로 전도성이고 전기적으로 절인인 실리콘을 포함할 수도 있다.
또한, 기판 프로세싱 시스템은 냉각 베이스 내에 복수의 스프링들을 포함할 수도 있으며, 각각의 스프링은 퍽에 대해 복수의 플러그들의 각각의 상부 표면을 배치하도록 구성된다.
복수의 아이솔레이터들의 각각은 환형부 및 복수의 개구들과 유체 연통하는 전달 슬릿들을 포함할 수도 있다.
또한, 기판 프로세싱 시스템은 전달 슬릿들 및 복수의 개구들과 유체 연통하는 플레넘을 전달 슬릿들과 복수의 개구들 사이에 포함할 수도 있다.
복수의 플러그들은 세라믹일 수도 있다.
본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은, 상세한 설명과 함께 본 발명의 실시형태를 예시하며, 발명의 원리를 설명 및 나타낸다. 도면은 도식적인 방법으로 예시적인 실시형태의 주요한 특징을 나타내는 것으로 의도된다. 도면은 실제 실시형태의 모든 특징이나 도시된 엘리먼트의 상대 치수를 도시하는 것으로 의도되지 않으며, 일정한 비율로 축소하여 도시되지 않는다.
본 발명에 따르면, 기판으로 열 전달 가스의 충분한 양을 전달하는 한편, 정전 척 주위 또는 정전 척에서, 예를 들어 정전 척 어셈블리를 통해 연장되는 개구 및 도관에서 플라즈마 형성을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 기판 프로세싱 챔버의 사시도.
도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 의한 정전 척의 측면도.
도 2b는 본 발명의 일 실시형태에 의한 정전 척의 상면도.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 의한 정전 척의 도관 내에 아이솔레이터를 가진 정전 척의 상세 측면도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시형태에 의한 아이솔레이터의 상세도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 아이솔레이터의 상세도.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 도 1은 정전 척 (110) 을 가지는 진공 챔버 (100) 를 나타낸다. 도 1에 도시된 구성은 단지 예시이다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 진공 챔버 (100) 및 정전 척 (110) 은 추가 또는 더 적은 콤포넌트를 가질 수 있고, 콤포넌트의 배열은 상이할 수 있다.
도 1에서, 웨이퍼 (101) 는 진공 챔버 (100) 내의 척 (110) 에 안착되는 것으로 도시된다. 도시된 진공 챔버 (100) 는 플라즈마 프로세싱을 위해 구성된다 (예를 들어, 플라즈마 (103) 가 챔버 (100) 내에 도시됨). 플라즈마 프로세싱은, 예를 들어, 에칭, 플라즈마 인핸스드 화학 기상 증착 (PECVD) 등을 포함한다. 진공 챔버는 정전 척을 포함하는 진공 챔버 중 어떤 종류이어도 되며, 따라서 다른 프로세스를 그 챔버에서 수행할 수도 있다. 또한, 진공 챔버는 용량성-결합된 플라즈마 (CCP) 챔버 또는, 예를 들어, 유도성-결합된 플라즈마 (ICP) 소스 챔버일 수도 있다. 플라즈마 밀도를 증가시키고 이온 발생으로부터 이온 에너지를 디커플링하는 소스를 채용하는 진공 챔버는 고밀도 플라즈마 (HDP) 챔버로 종종 불린다. 진공 챔버는 HDP 챔버일 수 있고; 예시적인 HDP 소스는 마이크파, 인덕티브, 및 헬리콘 소스를 포함한다. 또한, HDP 챔버는 이온 발생으로부터의 이온 에너지의 디커플링을 요구하지 않는다.
진공 챔버 (100) 는 진공-타이트 (vacuume-tight) 인클로져 (105) 를 포함한다. 인클로져 (105) 는 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 기타 진공-양립가능한 재료로 제작될 수 있다. 인클로져 (105) 는 전기적으로 접지될 수 있으며, 그 경우 챔버 벽은 애노드이다. 슬릿 밸브 (106) 가, 웨이퍼를 진공-타이트 인클로져 (105) 로 인입 및 배출할 수 있게 하기 위해서 제공된다. 프로세스 가스 소스 (104) 로부터의 가스를 인클로져 (105) 로 인입할 수 있게 하기 위해서 밸브 (107) 가 또한 제공된다. 인덕터 코일 (109) 이, 챔버 (100) 에 인접하게 제공될 수 있고, 코일 전원 공급기 (111) 에 의해 전원 공급되어 가스로부터 플라즈마를 형성할 수 있다. 챔버 (100) 는 또한 가스 부산물을 배출하기 위해서 스로틀된 (throttled) 배기관 (112) 을 포함한다.
도 1, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면, 정전 척 어셈블리 (110) 는 유전체 퍽 (114) 및 냉각 베이스 (115) 를 포함한다. 유전체 퍽 (114) 은 기판 (101) 으로부터 전극 (113) 을 전기적으로 분리시키는 유전체 (118) 에 의해 커버되거나 또는 유전체 (118) 내에 매립되는 전극 (113) 을 포함한다. 전극 (113) 은 구리, 니켈, 크롬, 알루미늄, 몰리브덴, 텅스텐 또는 그 합금으로 구성된 금속층을 포함한다. 정전 척 어셈블리 (110) 는 모노폴라, 바이폴라, 또는 멀티폴라 척일 수 있다. 냉각 베이스 (115) 는 유전체 퍽 (114) 을 지지하고, 냉각 베이스 (115) 는 절연체 (117) 에 커플링되는 캐소드 (116) 에 의해 지지된다.
열 전달 유체 순환기 (150) 는 베이스 (115) 내의 채널 (152) 을 통해서 열 전달 유체를 순환시켜, 유전체 퍽 (114) 으로 또는 유전체 퍽 (114) 으로부터 열을 전달한다. 하나 이상의 열 전달 가스 도관 (154) 은 냉각 베이스 (115) 를 통해 연장되고 하나 이상의 열 전달 개구 (155) 는 유전체 퍽 (114) 을 통해 연장된다. 열 전달 가스 소스 (165) 에 연결된 가스 공급 채널 (160) 은, 개구 (155) 로 열 전달 가스를 공급하는 도관 (154) 에 열 전달 가스를 공급한다. 통상적으로, 열 전달 가스는 헬륨 또는 아르곤이다. 가스 도관 (154) 및 개구 (155) 는 유전체 (114) 의 상부 표면 (170) 에 가스를 전달하도록 구성된다. 상부 표면 (170) 에 제공된 가스는, 기판 (101) 으로 또는 기판 (101) 으로부터 열을 전달함으로써 기판 (101) 의 온도를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 300 mm (12 inch) 실리콘 웨이퍼와 함께 사용되는 정전 척 어셈블리 (110) 에서, 가스 개구 (155) 를 위한 아웃렛의 개수는 약 1 ~ 약 200 개의 범위일 수 있고, 아웃렛은 유전체 퍽 (114) 의 둘레 주위에서 링-형상 구성으로 배치될 수 있다.
유전체 퍽 (114) 상에 홀딩된 기판 (101) 은 유전체 (114) 의 에지를 커버 및 시일링하여, 유전체 퍽 (114) 의 주변 에지로부터의 열 전달 가스의 누설을 감소시킨다. 또한 유전체 (114) 는 실질적으로 기판 (101) 의 전체 표면이 균일하게 가열 또는 냉각되도록 열 전달 가스가 균일하게 분배되게 허용하기 위해 기판으로부터 떨어져 분포되고 크기조절되는 메사 (mesa, 162) 를 포함할 수 있다.
도 1 을 다시 참조하면, 척 전극 (113) 은 DC 전압 공급기 (120) 에 접속된다. RF 전압 소스 (124) 에 접속되는 RF 매칭 네트워크 (121) 는 캐소드 (116) 에 접속된다. 도 1 에 도시된 구성과 상이한 구성으로, 전극 및/또는 캐소드에 DC 전압 공급기, 및 RF 매칭 네트워크 및 RF 전압 소스가 접속될 수도 있는 상이한 정전 척 어셈블리가 이용될 수도 있다는 것을 알 것이다. 플라즈마를 여기시키는데 다수의 RF 전원 공급기들이 이용될 수도 있다는 것을 알 것이다. 일 실시예에서, 제 1 RF 전원 공급기는 제 1 주파수에서 동작될 수도 있으며, 제 2 RF 전원 공급기는 제 2 주파수에서 동작될 수도 있다. RF 전력의 주파수 범위는 약 100 kHz 와 100 MHz 사이의 임의의 값 또는 값들의 범위일 수도 있다.
동작 시에, 로봇 암 (도시되지 않음) 은 슬릿 밸브 (106) 를 통해 웨이퍼 (101) 를 챔버 (100) 내부로 이동시킨다. 이후, 처킹 전압이 웨이퍼에 인가되고 플라즈마가 활성화되거나, 플라즈마가 활성화되고 처킹 전압이 인가된다. DC 전압 공급기 (120) 를 이용하여 전극 (113) 에 전압을 제공함으로써 웨이퍼 (101) 에 처킹 전압이 인가된다. 후속 프로세스 단계 동안에 웨이퍼 이동을 방지하기에 적당한 정전력을 척과 웨이퍼 사이에 발생시키기에 충분히 높은 값으로 처킹 전압이 설정된다. 예를 들어, 척 전압은 약 -5000V 내지 +5000V (예를 들어, 쿨롱 타입 척의 경우에 -5000V 내지 +5000V 및 JR-타입 척의 경우에 -1000V 내지 +1000V 등) 사이의 임의의 값 또는 값들의 범위일 수도 있다. RF 전압 소스 (124) 는 캐소드 (116) 에 RF 전압을 인가하고 코일 전원 공급기 (111) 는 인덕터 코일 (109) 에 RF 전력을 공급하여 챔버 (100) 내에 플라즈마 (103) 를 여기시킨다.
웨이퍼 (101) 가 처킹된 후에, 웨이퍼 상의 막들의 에칭 또는 증착과 같은 하나 이상의 반도체 제조 프로세스 단계가 챔버 (100) 에서 수행된다. 반도체 제조 프로세스의 완료 후에, 웨이퍼는 디처킹된 후, 추가 프로세싱을 위해 챔버로부터 제거될 수 있다.
도 3 내지 도 5 를 참조하면, 가스 도관들 (154) 의 각각 내에 아이솔레이터 (300) 가 위치되어, 도관 (154) 에 의해 제공된 가스로부터의 플라즈마 형성을 감소시키거나 또는 방지한다. 정전 척 어셈블리 (110) 의 이 버전은 고밀도 플라즈마 환경에서 웨이퍼를 홀딩하는데 유용하다. 고밀도 플라즈마는 통상적으로 더 높은 이온 밀도를 포함한다. 얇은 플라즈마 시스 내의 하전된 플라즈마 종은 통상적으로 1,000 eV 를 초과하는 이온 에너지를 가진다. 아이솔레이터 (300) 는 도관 (154) 내 또는 이 주위의 플라즈마의 형성을 감소시키거나 또는 전적으로 방지한다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 아이솔레이터 (300) 는 냉각 베이스 (115) 의 열 전달 가스 도관에 배치한 슬리브 (304) 를 포함한다. 바디 (308) 는 슬리브 (304) 와 바디 (308) 사이에 환형부 (312) 가 형성되도록 슬리브 (304) 에 제공된다. 일 실시형태에서, 바디 (308) 는 거의 선간 피트 (line-to-line fit) (예를 들어, 직경 50 미크론) 로 슬리브 (304) 내에 배치된다. 바디 (308) 의 저부로부터 열 전달 가스가 공급되어 환형부 (312) 로 열 전달 가스가 전도되는 것을 허용하도록, 환형부 (312) 는 가스 공급 도관 (154) 에 유체-커플링된다. 따라서, 환형부 (312) 는 아킹 전위를 억제하면서 충분한 헬륨 흐름을 허용하기에는 충분히 크다.
슬리브 (304) 및 바디 (308) 는 세라믹 및 열가소성 또는 열경화성 폴리머를 포함하는 임의의 유전체 재료로부터 제조될 수도 있다. 예시적인 폴리머는 폴리이미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리아세탈, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르이미드, 및 실리콘 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 높은 스탠드오프 전압, 낮은 유전 상수, 및 높은 저항률을 갖는 폴리머가 이용될 수 있다는 것을 알 것이다. 예시적인 적절한 세라믹 재료는 Al2O3, AlN, SiO2, Si3N4 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
도 4 및 도 5 에 상세히 도시된 바와 같이, 환형부 (312) 로부터, 바디 (308) 의 상부 표면 (318) 과 유전체 퍽 (114) 의 저부 표면 사이에 형성된 플레넘 (320) 으로의 열 전달 가스의 통로를 허용하도록 바디 (308) 의 상부 표면 (318) 상에 전달 슬릿들 (316) 이 제공된다. 일 실시형태에서, 플레넘 (320) 은 깊이가 약 100 미크론이고 직경이 수 mm 이다. 도 4a 내지 도 4c 는 전달 슬릿 (316) 이 일반적으로 관상 (tubular) 인 실시형태를 도시하며, 도 5a 내지 도 5c 는 전달 슬릿 (316) 이 일반적으로 다각형인 실시형태를 도시한다. 전달 슬릿 (316) 이 도 4 및 도 5 에 도시된 구성들과 상이한 구성을 가질 수도 있다는 것을 알 것이다.
도 3 을 다시 참조하면, 유전체 퍽 (114) 을 통해 개구 (155) 가 제공되어, 플레넘 (320) 및 환형부 (312) 를 통해 아이솔레이터 (300) 로부터 웨이퍼 (101) 로 열 전달 가스를 전달한다. 일 실시형태에서, 개구 (155) 는 직경이 약 100 내지 약 1000 미크론이다.
바디 (308) 의 상부 표면 (318) 을 퍽 (114) 의 저부 표면 (330) 을 향하여 타이트하게 배치하도록 스프링 메커니즘 (328) 이 제공될 수도 있다. 스프링 (328) 은 퍽 (114) 과 바디 (308) 의 상부 표면 (318) 사이에서 플레넘 (320) 을 시일링하는 것을 돕도록 구성된다.
냉각 베이스 (115) 에 슬리브 (304) 를 시일링하도록 시일 (334) 이 제공된다. 일 실시형태에서, 시일 (334) 은 열적으로 전도성이고 전기적으로 절연성인 실리콘 시일이다. 그러나, 시일 (334) 은 전기적으로 절연이고 열적으로 전도성인 다른 유연한 (pliable) 재료일 수도 있다. 어셈블리 동안에, 슬리브 (304) 의 상부 표면 (331) 과 퍽 (114) 의 저부 표면 (330) 사이에 실리콘 (또는 다른 시일링 재료) 의 침투를 허용하도록 슬리브 (304) 의 상부와 퍽 (114) 의 저부 표면 (330) 사이에 작은 갭이 제공될 수도 있다. 일 실시형태에서, 어셈블리 동안에 슬리브 (304) 의 내부 직경으로부터 과도한 실리콘을 제거하기 위해 아이솔레이터 (300) (즉, 냉각 베이스 (115)) 의 저부로부터 실리콘 (또는 다른 시일링 재료) 에 대한 액세스가 제공된다. 전달 슬릿 (316) 은 열 전달 가스가 시일 (334) 에 의한 차단 없이 전달되게 한다. 일 실시형태에서, 시일 (334) 의 두께는 약 100-200 미크론이다.
사용시, 열 전달 가스는 바디 (308) 의 저부에서의 냉각 베이스 (115) 를 통해 환형부 (312) 에 진입한다. 열 전달 가스는 환형부 (312) 를 통해 그리고 전달 슬릿 (316) 을 통해 플레넘 (320) 으로 위로 이동한다. 이후, 열 전달 가스는 플레넘 (320) 으로부터 퍽 (114) 내의 개구 (155) 로 이동한다. 아이솔레이터 (300) 의 상부 부분이 시일 (334) 및 스프링 (328) 을 통해 시일링되기 때문에, 바디 (308) 의 상부 근처에서 전자 여기가 방지된다. 전달 슬릿 (316) 은 아이솔레이터 (300) 의 아크 억제를 손상시키지 않고, 헬륨이 실리콘 시일 (334) 에 의해 플레넘 (320) 및 그 다음에 개구 (155) 로 통과하게 한다.
본 발명의 실시형태들은 개선된 전기 특성을 제공하면서 또한 충분한 열 전달 가스를 웨이퍼에 전달하기 때문에 유리하다. 예를 들어, 상술된 것과 같은 아이솔레이터는 +/-3KV 의 전기 스탠드오프를 전달하면서 개구당 2sccm 의 열 전달 가스 (예를 들어, 헬륨) 를 전달한다 (즉, 종래의 정전 척 설계와 비교하여 50% 의 스탠드오프 전압의 증가).
아이솔레이터 (300) 는 또한 웨이퍼 (101) 아래의 가스 도관 (154) 에 인접하는 플라즈마의 형성을 불활성, 그리고 결과적으로 방지할 수 있는 플라즈마-불활성 재료를 포함할 수도 있다. 플라즈마-불활성 재료는, 운동 에너지를 제한하고/하거나, 도관에서 이온화될 수도 있는 가스성 종의 전하를 방산 (dissipate) 시킴으로써 플라즈마 형성을 방지하는 다공성 또는 높은 표면적 재료를 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 설명된 프로세스 및 기술은 임의의 특정 장치에 고유하게 관련된 것이 아니며 임의의 적절한 컴포넌트 조합에 의해 구현될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 게다가, 다양한 타입의 범용 디바이스는 본 명세서에서 설명된 교시에 따라 이용될 수도 있다. 본 발명은 모든 점에서 제한적이기보다는 예시적인 것으로 의도된 특정 실시예에 관하여 설명되었다. 당업자는 많은 상이한 조합이 본 발명을 실시하는데 적절할 것이라는 것을 알 것이다.
또한, 본 명세서에서 개시된 본 발명의 실행 및 명세서를 고려할 때 본 발명의 다른 구현예는 당업자에게 명백할 것이다. 설명된 실시형태의 다양한 양태 및/또는 컴포넌트는 단독으로 또는 임의의 조합으로 이용될 수도 있다. 본 명세서 및 실시예는 예시적인 것으로만 간주되며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 다음의 청구범위에 의해 나타내어지는 것으로 의도된다.
101 : 기판
113 : 전극
114 : 유전체 퍽
115 : 냉각 베이스

Claims (20)

  1. 정전 척의 열 전달 가스 도관 내에 배치가능한 아이솔레이터로서,
    슬리브; 및
    상기 슬리브와 바디 사이에 환형부를 형성하도록 상기 슬리브 내에 배치가능한 상기 바디를 포함하며,
    상기 환형부는 상기 정전 척의 상부 표면에 열 전달 매체를 전달하도록 구성되는, 아이솔레이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전 척의 유전체 퍽의 표면에 대해 상기 바디를 푸시하기 위한 스프링을 더 포함하는, 아이솔레이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브와 상기 정전 척 사이에 시일을 더 포함하는, 아이솔레이터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시일은, 열적으로 전도성이고 전기적으로 절연성인 실리콘을 포함하는, 아이솔레이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 정전 척의 유전체 퍽 내의 전달 개구에 열 전달 가스를 공급하도록 구성된 전달 슬릿들을 더 포함하는, 아이솔레이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브 및 상기 바디는 유전체인, 아이솔레이터.
  7. 냉각 베이스;
    상기 냉각 베이스 위의 퍽으로서, 상기 퍽은 전극 및 상기 전극을 적어도 부분적으로 둘러싸는 유전체를 포함하는, 상기 퍽;
    상기 퍽 내의 복수의 개구들;
    상기 냉각 베이스 내의 복수의 열 전달 도관들로서, 상기 열 전달 도관들은 상기 복수의 개구들과 유체 연통하는, 상기 복수의 열 전달 도관들; 및
    상기 복수의 열 전달 도관들 내의 복수의 아이솔레이터들을 포함하며,
    상기 복수의 아이솔레이터들의 각각은 슬리브, 바디, 및 상기 슬리브와 상기 바디 사이의 환형부를 포함하고, 상기 환형부는 상기 복수의 개구들에 열 전달 매체를 전달하도록 구성되는, 정전 척.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 슬리브들의 각각과 상기 퍽 사이에 시일을 더 포함하는, 정전 척.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 시일은, 열적으로 전도성이고 전기적으로 절연성인 실리콘을 포함하는, 정전 척.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉기 베이스 내에 복수의 스프링들을 더 포함하며,
    각각의 스프링은 상기 퍽의 저부 표면에 대해 상기 바디의 상부 표면을 배치하도록 구성되는, 정전 척.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 복수의 개구들과 유체 연통하는 전달 슬릿들을 더 포함하는, 정전 척.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전달 슬릿들과 상기 복수의 개구들 사이에 플레넘을 더 포함하며,
    상기 플레넘은 상기 전달 슬릿들 및 상기 복수의 개구들과 유체 연통하는, 정전 척.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 아이솔레이터들은 세라믹인, 정전 척.
  14. 복수의 개구들을 포함하는 퍽; 및
    복수의 열 전달 가스 채널들, 및 열 전달 가스 소스와 유체 연통하는 상기 복수의 열 전달 채널들 내의 복수의 아이솔레이터들을 포함하는 냉각 베이스를 포함하며,
    상기 복수의 아이솔레이터의 각각은 슬리브, 바디, 및 상기 슬리브와 상기 바디 사이의 환형부들을 포함하고, 상기 복수의 개구들은 상기 복수의 아이솔레이터의 각각의 환형부와 유체 연통하는, 기판 프로세싱 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 슬리브들의 각각과 정전 척 사이에 시일을 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 시일은, 열적으로 전도성이고 전기적으로 절연성인 실리콘을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 냉각 베이스 내에 복수의 스프링들을 더 포함하며,
    각각의 스프링은 상기 퍽에 대해 복수의 플러그들의 각각의 상부 표면을 배치하도록 구성되는, 기판 프로세싱 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서,
    복수의 플러그들의 각각은 상기 환형부들 및 상기 복수의 개구들과 유체 연통하는 전달 슬릿들을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 전달 슬릿들 및 상기 복수의 개구들과 유체 연통하는 플레넘을 상기 전달 슬릿들과 상기 복수의 개구들 사이에 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 아이솔레이터들은 세라믹인, 기판 프로세싱 시스템.
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