KR20160045614A - Esc 어셈블리를 통한 균일한 rf 전력 전달을 위한 전기적으로 전도성 개스킷을 포함하는 esc 어셈블리 - Google Patents

Esc 어셈블리를 통한 균일한 rf 전력 전달을 위한 전기적으로 전도성 개스킷을 포함하는 esc 어셈블리 Download PDF

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Abstract

기판들을 프로세싱하기 위한 기판 프로세싱 장치는 기판이 프로세싱되는 프로세싱 챔버를 포함한다. 프로세스 가스 소스는 프로세싱 챔버 내로 프로세스 가스를 공급하도록 구성된다 (adapt). RF 에너지 소스는 프로세싱 챔버 내에서 프로세스 가스를 플라즈마 상태로 에너자이징하도록 (energize) 구성된다. 진공 소스는 프로세싱 챔버로부터 프로세싱의 부산물들을 배출하도록 구성된다. 프로세싱 챔버는 상부 정전 클램핑 전극 및 적어도 하나의 RF 전극을 포함하는, 세라믹 재료의 층을 가진 정전 척 어셈블리, 온도 제어된 RF 작동식 (powered) 베이스플레이트, 및 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면의 외측 부분을 따라 연장하는 적어도 하나의 환형 전기적으로 전도성 개스킷을 포함한다. 적어도 하나의 환형 전기적으로 전도성 개스킷은 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면을 적어도 하나의 RF 전극에 전기적으로 커플링한다 (couple).

Description

ESC 어셈블리를 통한 균일한 RF 전력 전달을 위한 전기적으로 전도성인 개스킷을 포함하는 ESC 어셈블리{ESC ASSEMBLY INCLUDING AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE GASKET FOR UNIFORM RF POWER DELIVERY THERETHROUGH}
본 발명은 RF 에너지를 정전 척 어셈블리의 RF 전극에 균일하게 공급하는 정전 척 어셈블리 설계들 및 방법들에서의 개선들에 관한 것이다.
다양한 처킹 (chucking) 장치들은 플라즈마 에칭 챔버들, 플라즈마 향상된 물리적 기상 증착 챔버들, 화학적 기상 증착 챔버들, 플라즈마 향상된 화학적 기상 증착 챔버들, 및 원자층 증착 챔버들과 같은 진공 챔버들 내에서 기판들의 프로세싱 동안 기판들을 클램핑하기 위해 개발되어 왔다. 일 과제는 RF 전력을 정전 척의 세라믹 재료의 층 내에 임베딩된 (embedded) 전극으로 균일하게 전달하는 것이었다. 따라서, RF 전력을 정전 척 내에 임베딩된 RF 전극으로 공급하는 개선된 정전 척 설계들 및 방법들이 필요하다.
기판들을 프로세싱하기 위한 반도체 프로세싱 장치가 본 명세서에 개시된다. 기판 프로세싱 장치는 반도체 기판이 프로세싱되는 프로세싱 챔버, 프로세싱 챔버와 유체로 연통하고 프로세싱 챔버 내로 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 프로세스 가스 소스, 및 프로세싱 챔버 내에서 프로세스 가스를 플라즈마 상태로 에너자이징하도록 (energize) 구성된 RF 에너지 소스를 포함한다. 진공 소스는 프로세싱 챔버로부터 프로세스 가스 및 프로세싱의 부산물들을 배출하도록 구성된다. 프로세싱 챔버는 상부 정전 클램핑 (ESC: electrostatic clamping) 전극 및 적어도 하나의 RF 전극을 포함하는 세라믹 재료의 층을 포함하는 정전 척 어셈블리를 포함한다. 정전 척 어셈블리는 온도 제어된 RF 작동식 (powered) 베이스플레이트, 및 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면을 따라 연장하는 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 또한 포함한다. 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트를 세라믹 재료의 층에 결합하는, 본딩층을 통해 또는 본딩층 둘레에서 연장하고, 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면을 적어도 하나의 RF 전극에 전기적으로 커플링한다. 세라믹 재료의 층은 기판 프로세싱 동안 기판을 정전기적으로 (electrostatically) 클램핑하도록 구성된 지지면을 포함한다.
정전 척 어셈블리를 제조하는 방법이 또한 본 명세서에 개시된다. 방법은 세라믹 재료의 층을 형성하도록 층 사이에 상부 정전 클램핑 (ESC) 전극 및 적어도 하나의 RF 전극과 함께 그린 세라믹 재료의 층들을 배열함으로써 그리고 그린 세라믹 재료의 층들을 발화함으로써 (fire) 층 내부에 임베딩된 적어도 하나의 RF 전극 및 상부 ESC 전극을 가진 세라믹 재료의 층을 형성하는 단계를 포함한다. 세라믹 재료의 층은 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면에 결합되고 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷이 본딩층을 통해 전기적으로 연장하고 RF 작동식 베이스플레이트를 적어도 하나의 RF 전극에 전기적으로 커플링한다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, ESC 어셈블리의 개략도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, ESC 어셈블리의 개략도이다.
반도체 기판 (기판) 프로세싱 장치의 정전 척 (ESC) 어셈블리의 실시예들이 본 명세서에 개시되고 RF 전력은 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트로부터 적어도 하나의 RF 전극으로 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 통해 균일하게 전달된다. 반도체 기판 프로세싱 장치는 반도체 기판이 프로세싱되는 반도체 기판 프로세싱 챔버 (즉, 진공 챔버), 프로세싱 챔버 내로 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 프로세싱 챔버와 유체로 연통하는 프로세스 가스 소스, 및 프로세싱 챔버로부터 프로세스 가스 및 프로세싱의 부산물들을 배출하도록 구성된 진공 소스를 바람직하게 포함한다. 프로세싱 장치는 바람직하게는 프로세싱 챔버 내로 공급된 프로세스 가스를 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마 상태로 에너자이징하도록 구성된 RF 에너지 소스를 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 장치이다. 반도체 기판 프로세싱 장치는 또한 바람직하게는 프로세싱 장치에 의해 수행된 프로세스들을 제어하도록 구성된 제어 시스템 및 프로세싱 장치의 제어를 위한 프로그램 인스트럭션들을 포함하는 비-일시적인 컴퓨터 머신-판독 가능 매체를 포함한다. 프로세싱 챔버는 반도체 기판 프로세싱 장치의 플라즈마 에칭, 화학적 기상 증착 챔버, 플라즈마 향상된 화학적 기상 증착 챔버, 원자층 증착 챔버, 플라즈마 향상된 원자층 증착 장치, 등 (모두 본 명세서에서 진공 챔버들로서 지칭됨) 일 수도 있다. 다음의 기술에서, 본 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적인 상세들이 언급된다. 그러나, 본 실시예들이 이들 구체적인 상세들의 전부 또는 일부 없이도 실시될 수도 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 다른 예들에서, 잘 알려진 프로세스 동작들은 본 명세서에 개시된 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 수적인 값들을 참조하여 사용될 때 용어 "약"은 ± 10 %를 지칭한다.
정전 척 어셈블리들 (본 명세서에서 사용될 때 "ESC 어셈블리들") 은, 기판을 클램핑하도록 (예를 들어, Johnsen Rahbek 효과 또는 Coulombic 효과) 그리고 반도체 제조 프로세스들 동안 기판 (즉, 반도체 기판) 의 열 제어를 제공하도록 흔히 사용된다. ESC 어셈블리들은 전압 (DC 또는 AC) 이 ESC 어셈블리 내에서 하나 이상의 정전 클램핑 (ESC) 전극들에 인가될 때 기판의 지지면 상에 기판을 홀딩하도록 클램핑력을 제공하고 ESC 전극은 단극 ESC 전극 또는 양극 ESC 전극일 수 있다. 인가된 전압의 제거 시에, 기판은 지지면으로부터 제거될 수 있다. ESC 어셈블리는 기판이 프로세싱되기 전에 기판을 ESC 어셈블리의 지지면 상에 하강시키도록 그리고 기판이 프로세싱된 후에 기판을 ESC 어셈블리의 지지면으로부터 상승시키도록 동작 가능한 리프트 핀들을 바람직하게 포함한다. 기판을 하강시키고 상승시키도록 동작 가능한 리프트 핀들을 포함하는 ESC 어셈블리의 예시적인 실시예는, 전체가 참조로서 본 명세서에 인용되는, 공동으로-양도된 미국 특허 제 6,567,258 호에서 발견될 수 있다.
기판이 ESC 어셈블리의 지지면 상에 클램핑되지만, 기판과 ESC 지지면 사이의 작은 공간들/갭들은 기판과 ESC 사이의 단지 물리적 콘택트 (contact) 에 대한 개선된 열 전달 계수를 제공하도록, (보통 1 내지 100 Torr의 압력들로) 헬륨을 사용하여 바람직하게 충진된다.
도 1은 내부에 포함된 상승 리프트 핀 및 하강 리프트 핀 (미도시) 과 같은 ESC 어셈블리 (40) 에 의해 수행된 프로세스들 및 ESC 어셈블리 (40) 의 세라믹 재료 (10) 의 층의 지지면 (예를 들어, 메사 (mesa) 패턴) (30) 상에 지지된 반도체 기판의 온도 제어를 제어하도록 동작 가능한 제어 시스템 (24) 에 커플링되는 정전 척 (ESC) 어셈블리 (40) 를 도시한다. 지지면 (30) 내의 적어도 하나의 유출부 (즉, 가스 개구) (70) 는, 열 전달 가스를 지지면 (30) 상에 지지된 반도체 기판의 밑면으로 전달할 수 있다. 세라믹 재료 (10) 의 층 내의 적어도 하나의 가스 통로 (71) 는, 열 전달 가스가 세라믹 재료 (10) 의 층의 지지면 (30) 상에 지지된 기판의 뒷면으로 적어도 하나의 유출부 (70) 를 통해 전달될 수 있도록, 열 전달 가스를 적어도 하나의 가스 통로 (71) 로 목표된 압력으로 공급하도록 동작 가능한, 열 전달 가스의 소스 (72) 에 연결된다.
세라믹 재료 (10) 의 층은 세라믹 재료의 층의 지지면 (30) 상에 반도체 기판을 클램핑하도록 동작 가능한 ESC 전극 (11) 및 ESC 전극 (11) 아래의 적어도 하나의 RF 전극 (12) 을 포함할 수 있다. 바람직하게, ESC 전극 (11) 및 적어도 하나의 RF 전극 (12) 은 평면이거나 실질적으로 평면이고 ESC 전극 (11) 및 적어도 하나의 RF 전극 (12) 은 지지면 (30) 의 상부 평면과 평행하다. ESC 전극 및 ESC 전극 (11) 아래의 적어도 하나의 RF 전극을 포함하는 ESC 어셈블리의 예시적인 실시예는 전체가 참조로서 본 명세서에 인용되는, 공동으로-양도된 미국 특허 제 6,483,690 호에서 발견될 수 있다.
상부 ESC 전극 (11) 은 전기적으로 전도성인 재료의 패턴을 포함할 수 있고 양극 ESC 전극 또는 단극 ESC 전극일 수 있다. 일 실시예에서, 지지면 (30) 은 클램핑된 기판이 반도체 기판 프로세싱 장치의 진공 챔버 내의 압력과 기판 뒷면 사이의 최대 약 100 Torr 압력차까지 지속시킬 수 있도록, 지지면의 외측 주변부에서 0.5 내지 10 mm의 외측 환형 에지 시일부를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 지지면 (30) 의 외측 환형 에지 시일부는 약 0.5 mm보다 작을 수도 있다. 따라서, 기판의 뒷면에 공급된 열 전달 가스의 압력은 유지될 수 있고, 이로써 ESC 어셈블리 (40) 와 기판 사이의 열 전도율을 향상시킬 수 있다. 또한, 지지면 (30) 은 기판과 지지면 (30) 사이의 콘택트 영역이 감소될 수 있도록 복수의 메사들을 포함하는 메사 패턴을 포함할 수 있다.
온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 는 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 온도가 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 를 유체 통로들 (21) 을 통해 온도 제어된 유체를 순환시키는 온도 제어 유닛 (22) 에 연결함으로써 제어될 수 있도록 내부에 유체 통로들 (21) 를 포함할 수 있다. 온도 제어 유닛 (22) 은 또한 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 에 걸쳐 온도를 균일하게 제어하도록 유체 통로들 (21) 을 통해 순환된 온도 제어된 유체의 온도를 제어할 수 있거나, 유체 통로들 (21) 은 존 각각 내에서 온도의 독립적인 제어를 위해 복수의 존들 내에 배열될 수 있다.
ESC 어셈블리 (40) 의 세라믹 재료 (10) 의 층은 본딩층 (80) 에 의해 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 상에 결합된다. 본딩층 (80) 은 바람직하게는 탄성중합체 재료이다. 본딩층 (80) 을 형성하는 탄성중합체 결합 재료는 액체 형태로 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 에 도포될 수 있고 세라믹 재료 (10) 의 층과 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 사이에 본딩층 (80) 을 형성하도록 인-시츄 경화될 수 있거나, 대안적으로, 본딩층 (80) 을 형성하는 탄성중합체 결합 재료는 사전-경화되거나 부분적으로 경화된 시트의 재료일 수 있다. 세라믹 재료 (10) 의 층과 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 사이의 본딩층 (80) 의 열 저항은, 세라믹 재료 (10) 의 층과 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 사이의 온도차가 지지면 (30) 상에 지지된 기판 내로의 약 10 W/cm2 열 플럭스에서 약 2 ℃ 내지 150 ℃일 수 있도록 선택될 수 있다. 또한, 독립적으로 제어된 히터들 (90) 은 ESC 어셈블리 (40) 의 지지면 (30) 의 공간의 온도 및 시간의 온도뿐만 아니라 지지면 (30) 상에 지지된 반도체 기판의 공간의 온도 및 시간의 온도를 독립적으로 제어하고 튜닝하기 위해 (tune) 독립적으로 제어 가능한 히터 존들을 형성하도록 세라믹 재료 (10) 의 층 내에 임베딩될 수 있다.
온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 는 RF 전력을 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 에 공급하도록 동작 가능한 RF 에너지 소스 (60) 에 전기적으로 커플링될 수 있다. RF 에너지는 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 로부터 세라믹 재료 (10) 의 층 내에 포함된 적어도 하나의 RF 전극 (12) 으로 전달되고 RF 전극 (12) 각각은 전기적으로 전도성인 재료의 패턴에 의해 바람직하게 형성된다. RF 전극 (12) 은 디스크-형상이거나 환형 형상일 수 있다.
RF 전력이 RF 작동식 베이스플레이트와 세라믹 재료의 층 내에 포함된 RF 전극 사이에서 용량 결합되는, ESC 어셈블리들에서, RF 전압차는 RF 작동식 베이스플레이트와 RF 전극 사이에 존재한다. RF 작동식 베이스플레이트와 RF 전극 사이의 RF 전압차는 세라믹 재료의 층 상에 지지된 기판과 RF 작동식 베이스플레이트 사이의 RF 전압차를 증가시킬 수 있고 기판과 RF 작동식 베이스플레이트 사이의 RF 전압차는 기판과 RF 작동식 베이스플레이트 사이에서 아크가 발생하게 할 수 있고 이로써 ESC 어셈블리를 손상시킬 수 있다. RF 작동식 베이스플레이트와 RF 전극 사이에 직접적인 전기적 연결부를 제공하는 것은, RF 작동식 베이스플레이트와 RF 전극으로 하여금 대략 동일한 전압에 있게 할 것이고, 이는 세라믹 재료의 층 상에 지지된 기판과 RF 작동식 베이스플레이트 사이에서 아크의 가능성을 감소시킬 수 있다. 그러나, 단일 지점에서, 또는 몇몇의 작은 영역 전기적 콘택트 지점들에서, 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트로부터 RF 전력이 RF 전극에 공급되는 ESC 어셈블리들에서, 불균일한 RF 전력이 RF 전극에 공급될 수 있고, 이는 이로써 반도체 기판의 상부면 위에 불균일한 플라즈마를 형성한다. 또한, 별개의 전기적 연결부들이 RF 전극과 RF 작동식 베이스플레이트 사이에 형성될 때, 불균일한 가열은 기판 프로세싱 동안 균일성을 감소시킬 수 있는 전기적 연결부의 지점들에서 발생할 수 있다. 또한, 별개의 전기적 연결부들은 ESC 어셈블리를 손상시킬 수 있는 허용 가능한 허용 오차들 위의 온도들로 각각의 연결부들에서 가열을 유발할 수 있다.
따라서, RF 전력은, 본딩층 (80) 을 통해 연장하고 ESC 어셈블리 (40) 의 세라믹 재료 (10) 의 층 내에 임베딩되는 RF 전극 (12) 에 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 을 전기적으로 커플링하는, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 에 의해 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 로부터 적어도 하나의 RF 전극 (12) 으로 균일하게 전달될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "환형"은 연속적이거나 불연속적인 링을 지칭한다. 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 은 바람직하게는 연속적인 링이고 RF 전력의 방위각의 불균일성이 감소될 수 있도록 RF 전력을 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 로부터 적어도 하나의 RF 전극 (12) 으로 균일하게 전달하도록 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 외측 원주 근처에서 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 의 외측 부분을 따라 연장한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 은 링 형상인 나선형 개스킷일 수 있다. 실시예들에서, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 은 중공형 바디 또는 대안적으로, 단단한 바디를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 은 세그먼트화될 수 있다. 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 이 세그먼트화된다면, 그러면 바람직하게 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 부분들은, RF 전력이 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 로부터 RF 전극 (12) 으로 균일하게 전달되도록, 그리고 또한 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 이 전기적으로 전도성인 환형 개스킷의 원주를 따라 불균일한 가열 (즉, 비대칭적 가열) 을 유발하지 않도록, 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 을 따라 대칭적으로 이격되기 위해 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 제거된 부분들 (84) 이 배열되도록 제거된다. 또한, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 이 제거된 부분들 (84) (즉, 세그먼트화되는) 을 포함한다면, 바람직하게 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 약 90 % 미만의 볼륨은, 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 이 RF 전력을 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 로부터 RF 전극 (12) 으로 균일하게 전달하는 동안 남아있는 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 볼륨이 허용 가능한 허용 오차 위에서 가열되는 것을 회피하기에 충분히 크도록 제거된다. 제거된 부분들 (84) 은 ESC 어셈블리 (40) 내에 포함된 다른 피처들에 공간을 제공하도록 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 으로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 부분들은 적어도 하나의 가스 통로 (71) 의 가스 통로를 막지 않도록 제거될 수 있다.
세라믹 재료 (10) 의 층의 하부면은 내부에 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 (88) 을 바람직하게 포함하고 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷들 (25) 각각의 상부 부분은 적어도 하나의 채널 (88) 의 각각의 채널 (88) 내에 배치된다. 대안적인 실시예에서 (도 5 참조), 세라믹 재료 (10) 의 층의 하부면은 세라믹 재료 (10) 의 층의 하부면의 외측 주변부 둘레에서 연장하는 외측 주변 스텝 (118) 을 포함할 수 있고 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 상부 부분은 외측 주변 스텝 (118) 내에 배치된다.
바람직하게, 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 는 세라믹 재료 (10) 의 층의 지지면 (30) 상에 지지된 반도체 기판과 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 사이의 아크를 감소시키도록 구성되는 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 상에 유전체 절연 재료 (9a) 의 상부층을 포함한다. RF 작동식 베이스플레이트 (20) 는 세라믹 재료 (10) 의 층의 지지면 (30) 상에 지지된 반도체 기판과 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 사이의 아크를 감소시키도록 구성된 외측면 (23b) 상에 유전체 절연 재료 (9b) 의 외측 층을 또한 포함할 수 있다. 유전체 절연 재료 (9a, 9b) 는 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 및/또는 외측면 (23b) 을 양극 산화함으로써 또는 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 및/또는 외측면 (23b) 상에 유전체 절연 재료의 코팅을 스프레이함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, Al2O3의 열 스프레이 코팅은 상부면 (23a) 및/또는 외측면 (23b) 상에 스프레이될 수 있다. 바람직하게, 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 과 콘택트하는 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 의 구역들은 유전체 절연 재료 (9a) 를 포함하지 않는다.
일 실시예에서, 도 2에 예시된 바와 같이, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 은 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 (25a) 및 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 (25a) 의 방사상 내측으로 배치된 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷 (25b) 을 포함할 수 있고, 외측 및 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷들 (25a, 25b) 은 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 을 RF 전극 (12) 에 전기적으로 커플링한다. 추가의 실시예에서, 하나 이상의 전기적으로 전도성인 중간 환형 개스킷들은 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 (25a) 과 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷 (25b) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같이, 전기적으로 전도성인 중간 환형 개스킷 (25c) 은 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 (25a) 과 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷 (25b) 사이에 배치될 수 있고 외측, 내측, 및 전기적으로 전도성인 중간 환형 개스킷들 (25a, 25b, 25c) 은 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 을 RF 전극 (12) 에 전기적으로 커플링한다. 복수의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷들을 사용함으로써 RF 전력은 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 로부터 RF 전극 (12) 으로 균일하게 전달될 수 있다. 또한, ESC 어셈블리 (40) 의 불균일한 가열이 2 이상의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 사용함으로써 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 도 4에 예시된 바와 같이, ESC 어셈블리 (40) 의 세라믹 재료 (10) 의 층은 세라믹 재료 (10) 의 층의 상부면의 외측 주변부 둘레에 하부 스텝 (15) 을 포함할 수 있다. 바람직하게, 적어도 하나의 RF 전극 (12) 은 ESC 전극 (11) 아래의 내측 RF 전극 (12a) 및 하부 스텝 (15) 아래에 놓인 외측 환형 RF 전극 (26) 을 포함한다. 내측 RF 전극 (12a) 은 제 1 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 을 통해 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23) 에 전기적으로 커플링될 수 있다. 외측 환형 RF 전극 (26) 은 제 2 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 (27) 을 통해 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면 (23a) 에 전기적으로 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 은 외측 환형 RF 전극 (26) 을 내측 RF 전극 (12a) 에 전기적으로 커플링한다. 추가의 실시예에서, 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 외측 환형 RF 전극 (26) 을 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 (27) 에 전기적으로 연결할 수 있고 선택적인 환형 전기적 콘택트는 전기적으로 전도성인 수직 비아들과 외측 환형 RF 전극 (26) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 (27) 의 부분들은 (예를 들어, 세그먼트화된 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 (27) 을 형성하도록) 가스 통로와 같은 ESC 어셈블리 (40) 내에 포함된 다른 피처들을 막지 않도록 제거될 수 있다.
일 실시예에서, 세라믹 재료 (10) 의 층 내에 포함된, 전기적으로 전도성인 재료의 수직 라인들로서 형성된, 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 은 적어도 하나의 RF 전극 (12) 을 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 에 전기적으로 연결할 수 있다. 바람직하게, 적어도 100개의 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 RF 전극 (12) 을 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 전기적으로 연결한다. 보다 바람직하게, 적어도 100개, 적어도 200개, 적어도 500개, 또는 적어도 1000개의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 은, 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 각각을 적어도 하나의 RF 전극 (12) 에 전기적으로 연결한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 환형 형태로 배열된 최대 약 1000개 또는 그보다 많은 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 은 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 RF 전극에 전기적으로 연결할 수 있다. 100 초과, 그리고 바람직하게는 200 초과의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 을 사용함으로써, 작은 영역을 가진 별개의 전기적 연결부들과 연관된 가열 문제들이 감소 또는 회피될 수 있다. 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 은 그 아래에 배치된 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 아래에 놓인 형상에 대응하도록 환형으로 배열된다. 일 실시예에서, 세라믹 재료 (10) 의 층은 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 아래에 배치된 환형 전기적 콘택트 (32) 를 포함할 수 있고 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 은 RF 전극 (25) 을 환형 전기적 콘택트 (32) 에 전기적으로 연결하고 환형 전기적 콘택트 (32) 는 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 과 전기적으로 통신한다. 바람직하게, 환형 전기적 콘택트 (32) 는 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 형상에 대응하도록 성형된다. 환형 전기적 콘택트 (32) 는 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 과 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 사이에 보다 양호한 전기적 연결부를 제공하는 평평한 표면을 형성할 수 있다.
세라믹 재료 (10) 의 층의 하부면은 바람직하게 내부에 적어도 하나의 채널 (88) 을 포함하고 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 개스킷들 (25) 중 각각의 개스킷들의 상부 부분들은 각각의 채널들 (88) 내에 배치된다. 바람직하게, 채널 (88) 각각은 각각의 전기적 연결부가 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 개스킷 (25) 으로 형성될 수 있기 위해서 적어도 하나의 RF 전극 (12) 의 하부면, 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (31) 의 하부면들, 또는 환형 전기적 콘택트들 (32) 의 하부면들이 채널 내부에 노출되도록 배열된다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 은 원형 단면 (도 4 참조) 또는 직사각형 단면을 가진 전기적으로 전도성인 재료의 밴드일 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 개스킷 (25) 은 ESC 어셈블리 (40) 의 구성 동안 개별적으로 형성될 수 있고 이어서 ESC 어셈블리 (40) 내에 설치될 수 있다. 이 실시예에서, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 개스킷 (25) 은 예를 들어, 세라믹 재료 (10) 의 층과 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 사이에 배치되는, 전기적으로 전도성인 나선형 개스킷 또는 전기적으로 전도성인 O-링일 수 있고, 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면을 세라믹 재료 (10) 의 층 내에 포함된 적어도 하나의 RF 전극 (12) 에 전기적으로 연결한다. 대안적으로, 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 개스킷 (25) 은 ESC 어셈블리 (40) 의 구성 동안 형성될 수 있고 적어도 하나의 RF 개스킷 (25) 은 세라믹 재료 (10) 의 층과 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 사이의 본딩층 (80) 을 둘러싸는 그루브에 도포되는 전기적으로 전도성인 에폭시 접착제 또는 전기적으로 전도성인 접착제일 수 있다. 전기적으로 전도성인 에폭시 접착제 또는 전기적으로 전도성인 접착제는 전기적으로 전도성인 개스킷 (25) (예를 들어, 전기적으로 전도성인 재료의 밴드) 을 형성하도록 인-시츄 경화되고 전기적으로 전도성인 개스킷 (25) 은 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면을 세라믹 재료 (10) 의 층 내에 포함된 적어도 하나의 RF 전극 (12) 에 커플링한다.
예를 들어, 도 5에 예시된 바와 같이, 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 을 형성하는 전기적으로 전도성인 재료의 밴드는, 직사각형 단면을 갖고 그리고 본딩층 (80) 둘레에서 연장하고 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 의 외측 주변부는 세라믹 재료 (10) 의 층의 외측 주변부의 약 10 mm 내에서 방사상으로 위치된다 (즉, 환형 전기적으로 개스킷 (25) 의 외측 반경은 약 10 mm이거나 세라믹 재료 (10) 의 층의 외측 반경보다 작을 수 있음). 일 실시예에서, 탄성중합체 O-링 또는 Teflon (DuPont사에 의해 제작된 PTFE -PolyTetraFluoroEthylene) 캡슐화된 탄성중합체 O-링과 같은 보호용 O-링 (78) 은 반도체 기판 프로세싱 동안 플라즈마 및/또는 반응성 가스들로부터 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 을 보호하도록 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 을 둘러쌀 수 있다. 일 실시예에서, 보호용 O-링 (78) 은 직사각형 단면 또는 거의 직사각형 단면을 가질 수 있고 보호용 O-링 (78) 은 직사각형 단면 또는 거의 직사각형 단면의 가장 긴 치수를 따라 볼록한 표면들을 포함할 수 있다. 보호용 O-링 (즉, 에지 시일부) 의 예시적인 실시예는 전체가 참조로서 본 명세서에 인용되는, 공동으로-양도된 미국 특허 출원 제 2013/0340942 호에서 발견될 수 있다.
전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 을 형성하는 전기적으로 전도성인 재료의 밴드는 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 를 세라믹 재료 (10) 의 층에 결합할 수 있고 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 의 상부면을 RF 전극 (12) 에 전기적으로 커플링할 수 있다. 이 실시예에서, 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 을 형성하는 재료는 RF 작동식 베이스플레이트 (20) 와, 본딩층 (80) 을 둘러싸는 세라믹 재료 (10) 의 층 사이의 그루브 내에서 인-시츄 경화되는 전기적으로 전도성인 에폭시 접착제 또는 전기적으로 전도성인 실리콘 접착제일 수 있다. 일 실시예에서, 전기적으로 전도성인 에폭시 접착제 또는 전기적으로 전도성인 실리콘 접착제는 예를 들어, 은 필러와 같은 전기적으로 전도성인 필러를 포함할 수 있다. 추가의 실시예에서, 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들 (미도시) 은 RF 전극 (12) 을 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 (25) 을 형성하는 전기적으로 전도성인 재료의 밴드에 전기적으로 연결할 수 있다. 이 실시예에서, 외측 주변 스텝 (118) 은 세라믹 재료 (10) 의 층의 하부면으로부터 선택적으로 배제될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, ESC 어셈블리를 제조하기 위해서, 내부에 임베딩된 상부 정전 클램핑 (ESC) 전극 및 적어도 하나의 RF 전극을 가진 세라믹 재료의 층은 층들 사이에 상부 ESC 전극 및 적어도 하나의 RF 전극을 가진 그린 세라믹 재료의 층들을 배열함으로써 형성된다. 층들 사이에 상부 ESC 전극 및 적어도 하나의 RF 전극을 포함하는 그린 세라믹 재료의 층들은 세라믹 재료의 층을 형성하도록 발화된다. 세라믹 재료의 층은 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면에 결합되고 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 RF 작동식 베이스플레이트를 RF 전극에 전기적으로 커플링한다. 일 실시예에서, 상부 ESC 전극 및 적어도 하나의 RF 전극은 그린 세라믹 재료의 각각의 층 상에 금속 페이스트를 스크린 인쇄함으로써 각각 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 홀들은 발화 전에 그린 세라믹 재료의 배열된 층들 내에서 펀칭될 수 있다. 홀들은 RF 작동식 베이스플레이트와 세라믹 재료의 층 사이에 포함된 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 적어도 하나의 RF 전극을 전기적으로 연결하도록 구성된 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 형성하기 위해 금속 페이스트를 사용하여 충진될 수 있다. 또한, 환형 전기적 콘택트는 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들의 하부 단부들에서 형성될 수 있고 전기적으로 전도성인 수직 비아들 및 환형 전기적 콘택트는 적어도 하나의 RF 전극을 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 전기적으로 연결하도록 구성된다. 일 실시예에서, RF 작동식 베이스플레이트의 상부면 및/또는 외측면은 각각의 표면들을 양극 산화함으로써 또는 Al2O3를 사용하여 각각의 표면들을 열 스프레이 코팅함으로써 유전체 절연 재료를 사용하여 코팅될 수 있고 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 전기적으로 연결하도록 구성된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면의 구역들은 코팅되지 않는다.
플라즈마 프로세싱과 같은 프로세싱 동작들 동안, 프로세스 가스 소스로부터의 프로세스 가스는 프로세싱 챔버 (즉, 진공 챔버) 내로 공급되고 프로세스 가스는 기판이 이어서 플라즈마 에칭 또는 플라즈마 향상된 증착 프로세스에 의해 프로세싱될 수도 있도록 프로세싱 챔버 내로 RF 에너지를 공급함으로써 플라즈마로 생성된다. 진공 소스는 챔버의 프로세싱 가스 및 프로세스 부산물들을 배출한다. 진공 챔버 내에서 반도체 기판을 프로세싱하는 동안, RF 전력은 RF 작동식 베이스플레이트로부터 RF 전극 및/또는 외측 환형 RF 전극으로 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 통해 균일하게 전달된다.
발명이 발명의 구체적인 실시예들을 참조하여 상세시 기술되지만, 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고서, 다양한 변화들 및 수정들이 행해질 수 있고, 등가물들이 채용될 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다.

Claims (20)

  1. 반도체 기판들을 프로세싱하기 위한 반도체 기판 프로세싱 장치로서,
    상기 반도체 기판이 프로세싱되는 프로세싱 챔버;
    상기 프로세싱 챔버 내로 프로세스 가스를 공급하도록 구성된 상기 프로세싱 챔버와 유체로 연통하는 프로세스 가스 소스;
    상기 프로세싱 챔버 내에서 상기 프로세스 가스를 플라즈마 상태로 에너자이징하도록 (energize) 구성된 RF 에너지 소스;
    상기 프로세싱 챔버로부터 상기 프로세스 가스 및 상기 프로세싱의 부산물들을 배출하도록 구성된 진공 소스; 및
    정전 클램핑 (ESC: electrostatic clamping) 전극 및 상기 ESC 전극 아래의 적어도 하나의 RF 전극을 포함하는 세라믹 재료의 층, 온도 제어된 RF 작동식 (powered) 베이스플레이트, 및 상기 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면을 따라 연장하는 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 포함하는, 정전 척 어셈블리를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 상기 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트를 상기 세라믹 재료의 층에 결합하는, 본딩층을 통해 또는 상기 본딩층 둘레에서 연장하고, 상기 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면을 상기 RF 전극에 전기적으로 커플링하고, 상기 세라믹 재료의 층은 반도체 기판 프로세싱 동안 상기 반도체 기판을 정전기적으로 (electrostatically) 클램핑하도록 구성된 지지면을 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 및 상기 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷의 방사상 내측으로 배치된 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷을 포함하거나; 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷, 상기 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷의 방사상 내측으로 배치된 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷, 및 상기 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷과 상기 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷 사이에 배치된 하나 이상의 전기적으로 전도성인 중간 환형 개스킷들을 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 세라믹 재료의 층은 상기 세라믹 재료의 층의 상부면의 외측 주변부 둘레에 하부 스텝 (step) 을 포함하거나;
    (b) 상기 세라믹 재료의 층은 상기 세라믹 재료의 층의 상부면의 외측 주변부 둘레에 하부 스텝을 포함하고 그리고 상기 적어도 하나의 RF 전극은 상기 ESC 전극 아래에 내측 RF 전극 및 상기 하부 스텝 아래에 놓인 외측 환형 RF 전극을 포함하고, 상기 내측 RF 전극은 제 1 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 통해 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 전기적으로 커플링되고, 그리고 상기 외측 환형 RF 전극은 제 2 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷을 통해 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 전기적으로 커플링되거나;
    (c) 상기 세라믹 재료의 층은 상기 세라믹 재료의 층의 상부면의 외측 주변부 둘레에 하부 스텝을 포함하고 그리고 상기 적어도 하나의 RF 전극은 상기 ESC 전극 아래에 내측 RF 전극 및 하부 스텝 아래에 놓인 외측 환형 RF 전극을 포함하고, 상기 내측 RF 전극은 제 1 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 및 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 통해 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 전기적으로 커플링되고, 그리고 상기 외측 환형 RF 전극은 제 2 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷을 통해 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 전기적으로 커플링되고, 상기 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 상기 외측 환형 RF 전극을 상기 내측 RF 전극에 전기적으로 커플링하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 세라믹 재료의 층은 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 포함하고 그리고 상기 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 상기 적어도 하나의 RF 전극을 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 전기적으로 연결하고, 상기 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 적어도 100개, 적어도 200개, 적어도 500개, 또는 적어도 1000개의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 포함하거나;
    (b) 상기 세라믹 재료의 층은 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 포함하고 그리고 상기 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 상기 적어도 하나의 RF 전극을 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷과 전기적 통신하는 상기 세라믹 재료의 층 내의 환형 전기적 콘택트 (contact) 에 전기적으로 연결하고, 상기 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 적어도 100개, 적어도 200개, 적어도 500개, 또는 적어도 1000개의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은:
    (a) 원형 단면 또는 직사각형 단면을 갖고;
    (b) 나선형 개스킷이고;
    (c) 상기 세라믹 재료의 층의 외측 반경과 동일한 외측 반경을 가진 전기적으로 전도성인 재료의 밴드 (band) 에 의해 형성되고;
    (d) 상기 세라믹 재료의 층의 외측 반경보다 작거나 약 10 mm의 외측 반경을 가진 전기적으로 전도성인 재료의 밴드에 의해 형성되고, 보호용 O-링은 전기적으로 전도성인 재료의 상기 밴드를 둘러싸고; 그리고/또는
    (e) 전기적으로 전도성인 에폭시 접착제 또는 전기적으로 전도성인 실리콘 접착제로부터 형성되고, 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 상기 RF 작동식 베이스플레이트를 상기 세라믹 재료의 층에 결합하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 정전 척 어셈블리는 열 전달 가스를 상기 반도체 기판의 밑면으로 전달하는 상기 지지면 내의 적어도 하나의 유출부, 및 열 전달 가스를 목표된 압력으로 적어도 하나의 가스 통로로 공급하도록 동작 가능한 열 전달 가스의 소스에 연결된 상기 세라믹 재료의 층 내의 상기 적어도 하나의 가스 통로를 더 포함하고;
    (b) 상기 본딩층은 탄성중합체 재료에 의해 형성되고;
    (c) 상기 정전 척 어셈블리는 상기 반도체 기판을 상기 정전 척 어셈블리의 상기 지지면 상으로 하강시키도록 그리고 상기 반도체 기판을 상기 정전 척 어셈블리의 상기 지지면으로부터 상승시키도록 동작 가능한 리프트 핀들을 더 포함하고;
    (d) 상기 ESC 전극은 단극 ESC 전극 또는 양극 ESC 전극이고;
    (e) 상기 세라믹 재료의 층은 독립적으로 제어 가능한 히터 존들을 형성하도록 동작 가능한 복수의 독립적으로 제어된 히터들을 포함하고;
    (f) 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 세그먼트화된 개스킷을 포함하고;
    (g) 상기 ESC 전극은 전기적으로 전도성인 재료의 패턴을 포함하고;
    (h) 상기 적어도 하나의 RF 전극은 전기적으로 전도성인 재료의 패턴을 포함하고;
    (i) 상기 세라믹 재료의 층의 하부면은 내부에 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널을 포함하고 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷들 각각의 상부 부분은 상기 적어도 하나의 채널의 각각의 채널 내에 배치되고; 그리고/또는
    (j) 상기 세라믹 재료의 층의 하부면은 상기 하부면의 외측 주변부 둘레에서 연장하는 외측 주변 스텝을 포함하고 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷의 상부 부분은 상기 외측 주변 스텝 내에 배치되는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 장치에 의해 수행된 프로세스들을 제어하도록 구성된 제어 시스템 및 상기 프로세싱 장치의 제어를 위한 프로그램 인스트럭션들을 포함하는 비-일시적인 컴퓨터 머신-판독 가능 매체를 더 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 작동식 베이스플레이트는, 상기 세라믹 재료의 층의 상기 지지면 상에 지지된 반도체 기판과 상기 RF 작동식 베이스플레이트 사이의 아크 (arcing) 를 감소시키도록 구성된 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면 상에 유전체 절연 재료의 상부층, 및/또는 상기 세라믹 재료의 층의 상기 지지면 상에 지지된 반도체 기판과 상기 RF 작동식 베이스플레이트 사이의 아크를 감소시키도록 구성된 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 외측면 상에 유전체 절연 재료의 외측 층을 포함하는, 반도체 기판 프로세싱 장치.
  9. 반도체 기판 프로세싱 장치의 반도체 기판 프로세싱 챔버에서 유용한 정전 척 어셈블리로서,
    상기 정전 척 어셈블리는:
    정전 클램핑 (ESC) 전극 및 상기 ESC 전극 아래의 적어도 하나의 RF 전극을 포함하는 세라믹 재료의 층;
    온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트; 및
    상기 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면을 따라 연장하는 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷으로서, 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 상기 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트를 상기 세라믹 재료의 층에 결합하는, 본딩층을 통해 또는 상기 본딩층 둘레에서 연장하고, 그리고 상기 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면을 상기 적어도 하나의 RF 전극에 전기적으로 커플링하는, 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 포함하고,
    상기 세라믹 재료의 층은 반도체 기판 프로세싱 동안 반도체 기판을 정전기적으로 클램핑하도록 구성된 지지면을 포함하는, 정전 척 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷 및 상기 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷의 방사상 내측으로 배치된 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷을 포함하거나; 상기 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷, 상기 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷의 방사상 내측으로 배치된 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷, 및 상기 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷과 상기 전기적으로 전도성인 내측 환형 개스킷 사이에 배치된 하나 이상의 전기적으로 전도성인 중간 환형 개스킷들을 포함하는, 정전 척 어셈블리.
  11. 제 9 항에 있어서,
    (a) 상기 세라믹 재료의 층은 상기 세라믹 재료의 층의 상부면의 외측 주변부 둘레에 하부 스텝을 포함하거나;
    (b) 상기 세라믹 재료의 층은 상기 세라믹 재료의 층의 상부면의 외측 주변부 둘레에 하부 스텝을 포함하고 그리고 상기 적어도 하나의 RF 전극은 상기 ESC 전극 아래에 내측 RF 전극 및 상기 하부 스텝 아래에 놓인 외측 환형 RF 전극을 포함하고, 상기 내측 RF 전극은 제 1 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 통해 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 전기적으로 커플링되고, 그리고 상기 외측 환형 RF 전극은 제 2 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷을 통해 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 전기적으로 커플링되거나;
    (c) 상기 세라믹 재료의 층은 상기 세라믹 재료의 층의 상부면의 외측 주변부 둘레에 하부 스텝을 포함하고 그리고 상기 적어도 하나의 RF 전극은 상기 ESC 전극 아래에 내측 RF 전극 및 하부 스텝 아래에 놓인 외측 환형 RF 전극을 포함하고, 상기 내측 RF 전극은 제 1 전기적으로 전도성인 환형 개스킷 및 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 통해 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 전기적으로 커플링되고, 그리고 상기 외측 환형 RF 전극은 제 2 전기적으로 전도성인 외측 환형 개스킷을 통해 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 전기적으로 커플링되고, 상기 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 상기 외측 환형 RF 전극을 상기 내측 RF 전극에 전기적으로 커플링하는, 정전 척 어셈블리.
  12. 제 9 항에 있어서,
    (a) 상기 세라믹 재료의 층은 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 포함하고 그리고 상기 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 상기 적어도 하나의 RF 전극을 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 전기적으로 연결하고, 상기 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 적어도 100개, 적어도 200개, 적어도 500개, 또는 적어도 1000개의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 포함하거나;
    (b) 상기 세라믹 재료의 층은 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 포함하고 그리고 상기 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 상기 적어도 하나의 RF 전극을 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷과 전기적 통신하는 상기 세라믹 재료의 층 내의 환형 전기적 콘택트에 전기적으로 연결하고, 상기 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들은 적어도 100개, 적어도 200개, 적어도 500개, 또는 적어도 1000개의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 포함하는, 정전 척 어셈블리.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은:
    (a) 원형 단면 또는 직사각형 단면을 갖고;
    (b) 나선형 개스킷이고;
    (c) 상기 세라믹 재료의 층의 외측 반경과 동일한 외측 반경을 가진 전기적으로 전도성인 재료의 밴드 (band) 에 의해 형성되고;
    (d) 상기 세라믹 재료의 층의 외측 반경보다 작거나 약 10 mm의 외측 반경을 가진 전기적으로 전도성인 재료의 밴드에 의해 형성되고, 보호용 O-링은 전기적으로 전도성인 재료의 상기 밴드를 둘러싸고; 그리고/또는
    (e) 전기적으로 전도성인 에폭시 접착제 또는 전기적으로 전도성인 실리콘 접착제로부터 형성되고, 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 상기 RF 작동식 베이스플레이트를 상기 세라믹 재료의 층에 결합하는, 정전 척 어셈블리.
  14. 제 9 항에 있어서,
    (a) 상기 정전 척 어셈블리는 열 전달 가스를 상기 반도체 기판의 밑면으로 전달하는 상기 지지면 내의 적어도 하나의 유출부, 및 열 전달 가스를 목표된 압력으로 적어도 하나의 가스 통로로 공급하도록 동작 가능한 열 전달 가스의 소스에 연결된 상기 세라믹 재료의 층 내의 상기 적어도 하나의 가스 통로를 더 포함하고;
    (b) 상기 본딩층은 탄성중합체 재료에 의해 형성되고;
    (c) 상기 정전 척 어셈블리는 상기 반도체 기판을 상기 정전 척 어셈블리의 상기 지지면 상으로 하강시키도록 그리고 상기 반도체 기판을 상기 정전 척 어셈블리의 상기 지지면으로부터 상승시키도록 동작 가능한 리프트 핀들을 더 포함하고;
    (d) 상기 ESC 전극은 단극 ESC 전극 또는 양극 ESC 전극이고;
    (e) 상기 세라믹 재료의 층은 독립적으로 제어 가능한 히터 존들을 형성하도록 동작 가능한 복수의 독립적으로 제어된 히터들을 포함하고;
    (f) 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷은 세그먼트화된 개스킷을 포함하고;
    (g) 상기 ESC 전극은 전기적으로 전도성인 재료의 패턴을 포함하고;
    (h) 상기 적어도 하나의 RF 전극은 전기적으로 전도성인 재료의 패턴을 포함하고; 그리고/또는
    (i) 상기 세라믹 재료의 층의 하부면은 내부에 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널을 포함하고 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷들 각각의 상부 부분은 상기 적어도 하나의 채널의 각각의 채널 내에 배치되고; 그리고/또는
    (j) 상기 세라믹 재료의 층의 하부면은 상기 하부면의 외측 주변부 둘레에서 연장하는 외측 주변 스텝을 포함하고 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷의 상부 부분은 상기 외측 주변 스텝 내에 배치되는, 정전 척 어셈블리.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 RF 작동식 베이스플레이트는, 상기 세라믹 재료의 층의 상기 지지면 상에 지지된 반도체 기판과 상기 RF 작동식 베이스플레이트 사이의 아크 (arcing) 를 감소시키도록 구성된 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면 상에 유전체 절연 재료의 상부층, 및/또는 상기 세라믹 재료의 층의 상기 지지면 상에 지지된 반도체 기판과 상기 RF 작동식 베이스플레이트 사이의 아크를 감소시키도록 구성된 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 외측면 상에 유전체 절연 재료의 외측 층을 포함하는, 정전 척 어셈블리.
  16. 제 1 항에 기재된 상기 반도체 기판 프로세싱 장치 내에서 반도체 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    상기 정전 척 어셈블리의 상기 지지면 상에 반도체 기판을 지지하는 단계;
    상기 프로세스 가스를 상기 프로세스 가스 소스로부터 상기 프로세싱 챔버 내로 공급하는 단계;
    상기 프로세스 가스를 상기 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마 상태로 에너자이징하는 단계; 및
    상기 반도체 기판을 상기 프로세싱 챔버 내에서 프로세싱하는 단계로서, RF 전력은 상기 RF 작동식 베이스플레이트로부터 상기 적어도 하나의 RF 전극으로 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷을 통해 균일하게 전달되는, 상기 반도체 기판을 상기 프로세싱 챔버 내에서 프로세싱하는 단계를 포함하는, 반도체 기판을 프로세싱하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프로세싱하는 단계는 상기 반도체 기판을 플라즈마 에칭하는 단계, 또는 상기 반도체 기판 상에서 증착 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는, 반도체 기판을 프로세싱하는 방법.
  18. 정전 척 어셈블리를 제조하는 방법으로서,
    세라믹 재료의 층을 형성하도록 층 사이에 상부 정전 클램핑 (ESC) 전극 및 적어도 하나의 RF 전극과 함께 그린 세라믹 재료의 상기 층들을 배열함으로써 그리고 상기 그린 세라믹 재료의 상기 층들을 발화함으로써 (fire) 층 내부에 임베딩된 (embedded) 상기 적어도 하나의 RF 전극 및 상기 ESC 전극을 가진 상기 세라믹 재료의 층을 형성하는 단계; 및
    적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷이 본딩층을 통해 전기적으로 연장하고 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면을 상기 적어도 하나의 RF 전극에 전기적으로 커플링하도록, 상기 세라믹 재료의 층을 상기 온도 제어된 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면에 결합하는 단계를 포함하는, 정전 척 어셈블리를 제조하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 방법은:
    발화하기 전에 상기 그린 세라믹 재료의 상기 층들 내에 홀들을 펀칭하고 상기 적어도 하나의 RF 전극을 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 전기적으로 연결하도록 구성된 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 형성하기 위해 상기 펀칭된 홀들을 금속 페이스트를 사용하여 충진하는 단계; 또는
    발화하기 전에 상기 그린 세라믹 재료의 상기 층들 내에 홀들을 펀칭하고 복수의 전기적으로 전도성인 수직 비아들을 형성하기 위해 상기 펀칭된 홀들을 금속 페이스트를 사용하여 충진하는 단계 및 상기 전기적으로 전도성인 수직 비아들의 단부들에서 환형 전기적 콘택트를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 전기적으로 전도성인 수직 비아들 및 상기 환형 전기적 콘택트는, 상기 적어도 하나의 RF 전극을 상기 적어도 하나의 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 전기적으로 연결하도록 구성되는, 정전 척 어셈블리를 제조하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 방법은 유전체 절연 재료를 사용하여 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상부면 및/또는 외측면을 코팅하는 단계를 포함하고,
    상기 전기적으로 전도성인 환형 개스킷에 전기적으로 연결하도록 구성된 상기 RF 작동식 베이스플레이트의 상기 상부면의 구역들은 코팅되지 않는, 정전 척 어셈블리를 제조하는 방법.
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