KR20170070041A - Rf 커플링에 의한 막 응력 균일성 제어 및 rf 커플링을 채용한 웨이퍼 마운트 - Google Patents

Rf 커플링에 의한 막 응력 균일성 제어 및 rf 커플링을 채용한 웨이퍼 마운트 Download PDF

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Abstract

진공 처리 시스템 내에서 웨이퍼에 대한 픽스쳐 또는 클램프는 기판(웨이퍼)을 그 위에 배치하기 위한 제1 평면 표면과 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 갖는 비도전성 본체를 포함한다. 상기 본체는 다수의 전극-쌍들을 포함하고; 각각의 전극 쌍은 제1 전극 표면을 구비한 제1 전극 및 제2 전극 표면을 구비한 제2 전극을 포함하고, 상기 전극 표면들은 전도성 수단을 통해 상호 연결되고 필수적으로 상기 제 1 및 제 2 표면에 평행하게 배열되고, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극보다 상기 제1 표면에 더 가깝게 위치되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극보다 상기 제2 표면에 더 가깝게 위치된다. 이러한 본체 영향들은 막 증착 또는 다른 기판 처리 동안 균일한 막 응력 프로파일/분포를 달성하기 위해 RF 전위에 대하여 웨이퍼와 페데스탈 사이의 RF 커플링에 사용될 수 있다.

Description

RF 커플링에 의한 막 응력 균일성 제어 및 RF 커플링을 채용한 웨이퍼 마운트{FILM STRESS UNIFORMITY CONTROL BY RF COUPLING AND WAFER MOUNT WITH ADAPTED RF COUPLING}
본 발명은 기판을 페데스탈에 클램핑(척킹)하기 위해 RF 바이어스가 페데스탈에 인가되는 박막의 증착(PVD, CVD)에 유용한 방법 및 장치에 관한 것이다. RF 척은 일반적으로 널리 알려져 있으며 반도체 산업에서 널리 사용되고 있다. 이들은 추가적인 기계적 클램핑 수단없이 웨이퍼 페데스탈 또는 웨이퍼 홀더 상에 실리콘 웨이퍼와 같은 유전체 기판을 견고하게 유지하는데 유용하다. 유지력(holding force)은 온 및 오프될 수 있는데, 이는 반도체 기판의 고도로 자동화된 공정에서 장점이다.
자립형 멤브레인 구조를 이용하는 벌크 탄성파(bulk acoustic wave, BAW) 또는 표면 탄성파(surface acoustic wave, SAW) 필터와 같은 응용은 특정 층들에 대해 +/- 50MPa 응력 조절이 필요하다. 이러한 통제를 보장하기 위해서는 웨이퍼-대-웨이퍼 균일성뿐만 아니라 웨이퍼 전반에 걸친 전체 응력 균일성이 중요하다. 막 응력이 구조물이나 웨이퍼에 너무 많이 작용하면 멤브레인에 균열이 생기거나 박리될 수 있다. 구조적 이유로 엄격한 응력 제어를 필요로 하지 않는 일부 BAW 응용에서, 그럼에도 불구하고 엄격한 응력 분포를 유지하는 것이 균일한 결합 계수를 달성하기 위해 더욱 바람직하다.
ESC 척을 사용하여 막 에칭 또는 증착 중 웨이퍼의 온도를 제어하는 것이 일반적이다. 기판을 처리할 때 온도를 제어하는 두 가지 유형의 ESC가 있다: 상부 유전체층이 잔류 전도성을 갖는 존슨-라벡(Johnson-Rahbeck)(J-R) 유형 및 상부 유전체층이 높은 저항성을 갖는 쿨롱(Coulomb) 유형. 쿨롱 타입은 전극으로부터의 누설 전류가 적고, 그립력이 온도에 거의 영향을 받지 않는 이점이 있다. 쿨롱 타입 ESC의 가능한 일 실시예가 도 1에 도시된다. 이러한 ESC등을 구축하고 적용하는 방법은 US20060043065(A1), US2006164785(Semco), US2003-0095370A1, US20130279066A1 및 다른 문헌들에 기술된다. US20130284709A1에, 낮은 RF 손실을 갖는 ESC 유전체 퍽(puck)에 내장된 내부 RF 전극 및 외부 RF 전극의 적용이 개시된다.
많은 응용 분야에서 쿨롱 또는 J-R 타입의 ESC는 기판이 무선주파수(RF)로 처리되는 처리 챔버에서 사용된다. 특히 높은 RF 전압이 인가될 때, ESC의 상부 유전체 층에 전하가 축적된다는 것이 관찰되었다. 이 경우 처리후에 기판이 방출되지 않을 위험이 존재한다.
선행기술의 단점들
응력에 대한 매우 엄격한 통제를 달성하는 한 가지 방법은 어드벤스드 모듈라 시스템(Advanced Modular Systems, Inc)에 의해 제시되었다. 이 시스템은 타겟들과 가변 자기장 사이에 인가된 AC 전력으로 듀얼 마그네트론 스퍼터링을 사용한다. 응력의 균일성을 제어하기 위한 이 배열의 핵심 부분인 가변 자기장은 전자석 또는 전동기에 의해 움직이는 영구 자석에 의해 발생된다. 응력 균일성은 설명서 범위 내에서 및 또한 전체 타겟 수명 동안 유지될 수 있다고 명시되어 있다.
이러한 시스템의 단점은 응력의 균일성을 향상시키고 이를 특정 범위로 유지하기 위해 막(예: 질화 알루미늄, AlN)의 전체 증착 두께가 매우 불균일하다는 것이다. 따라서, 이는 예를 들어, 이온-빔 밀링(ion-beam milling)과 같은 특정 두께를 충족시키기 위해 막 두께가 감소되는 다른 제조 단계 및 트리밍 모듈(trimming modules)의 사용을 필요로 한다.
발명의 해결방법
페데스탈(척) 바이어스 적용에 RF 전력이 사용되는 시스템에서는 웨이퍼 전체에 걸친 응력 분포에 영향을 미치고 제어하는 다른 방법이 있다. 웨이퍼에 걸친 응력 균일성 또는 분포를 제어하는 미려한 방법은 웨이퍼에 대한 RF 전력 커플링 경로의 변화를 이용하는 것이다. 국소적 기반에서 웨이퍼(기판)와 페데스탈(척) 간의 RF 전력 커플링을 변경하면 국소적으로 응력에 스트레스에 영향을 미친다. 웨이퍼와 페데스탈 사이의 RF 커플링이 강할수록 더 많은 압축이 응력에 내장된다. 결과적으로, RF 커플링을 적게 또는 약하게 사용하면 막의 응력이 더 장력을 받게된다. 이 원리를 사용함으로써, 척 설계는 상이한 유전 상수(상대 유전율)를 갖는 전도성, 반도체성(다르게 도핑된) 및/또는 절연성 물질을 갖는 물질의 다양한 합성 매트릭스/패턴을 포함할 수 있고, 따라서, 척과 웨이퍼 자체 사이의 커플링에 영향을 미치므로 웨이퍼 전체에 걸쳐 원하는/규정된 응력 프로파일을 얻을 수 있다.
a.m. 원칙의 주요 이점은 다음과 같다:
- 막 응력 균일성 문제로부터 두께 균일성 문제를 분리하는 하드웨어 솔루션이다. 이는 웨이퍼에 최적화된 RF 커플링을 갖는 본 발명의 척에 의해 응력 프로파일 균일성이 처리되는 동안 두께 균일성을 최적화하기 위해 공정 파라미터들을 개방(open)하는 것을 허용한다.
- 두께 균일성이 막 증착 동안 이미 최적화될 수 있기 때문에, 층 두께를 원하는 값으로 트리밍하기 위한 후속 공정을 적용할 필요가 거의 없거나 전혀 필요 없다.
- 이 기술은 다양한 막 증착 장치들 및 막 유형에서 응력 제어에 사용될 수 있다. 하기에서는 반응성 PVD 스퍼터링 및 AlN 막으로 데이터를 나타내지만, 이것은 일반적인 발명 원리에 제한되지 않는다.
도 1은 추가 외부 전극을 구비한 ESC 척이다.
도 2는 200mm 웨이퍼에 증착된 층의 막 응력을 나타내며 ESC 척을 사용한 것과 유사하다.
도 3은 추가 내부 전극을 구비한 ESC 척이다.
도 4는 200mm 웨이퍼에 증착된 층의 막 응력을 나타내며 ESC 척을 사용한 것과 유사하다.
도 5는 막 응력 프로파일이 변경된 추가 전극들을 구비한 ESC 척이다.
도 6은 ESC 척으로, 상부 표면은 RF 커플링 변경을 통해 막 응력 프로파일을 변경하는 서로 다른 특성들(도핑 유형, 도핑 농도, 상대 유전율)을 갖는 다양한 영역들로 구성된다.
도 7은 다양한 전극 배열들을 갖는 ESC 척이다. 이 실시예에서, 전극 영역, 형상 및 전극과 웨이퍼 사이의 거리는 RF 커플링을 변경하기 위해 다양하다.
도 8은 비대칭 전극 배열들을 구비한 ESC 척이다. 이 실시예에서, 전극 영역, 형상 및 전극과 웨이퍼 사이의 거리는 RF 커플링을 변경하기 위해 다양하다. 또한, 전극들은 제조가 더 용이한 벌크 물질로 표시된다.
발명의 해결방법의 상세한 설명
본 발명의 개념은 상이한 전극들이 비도전성 본체에 임베딩되어 웨이퍼에 대한 용량성 또는 도전성 RF 전력 커플링에 영향을 미치고/변형시키는 정전 척(ESC)을 사용함으로써 실현될 수 있으며, 그 결과 증착된 막 응력이 개선된다.
ESC 척과 함께 RF 전위상의 페데스탈이 도시된 간단한 도식이 도 1에 도시된다. ESC 본체 내부에는 RF 전력을 웨이퍼 및 플라즈마에 용량 결합시키는 ESC 전극들이 도시된다. RF 전력을 웨이퍼에도 결합시키는 추가 외부 전극이 있다. 추가 전극의 형상은 척의 형상(정사각형, 원형)에 따라 달라질 수 있다. 통상적으로 웨이퍼는 원형인 특성을 갖기 때문에 웨이퍼 센터와 동심으로 배향된 원형 전극이 고려되어야 한다. 첫 번째 근사값에서 이 전극 재료를 특정 임피던스의 도체로 사용할 수 있다. 그러나 이 전극 재료 유형은 원하는 방식으로 RF 커플링에 영향을 주도록 다양할 수 있다.
도 2는 200mm 웨이퍼에 걸친 막 응력을 나타낸다. 웨이퍼 림의 웨이퍼 응력은 웨이퍼 중앙보다 압축력이 크다.
도 3은 도 1과 유사한 배열을 도시하고, 추가 전극을 구비한다. 상기 추가(내부) 전극은 변경된 RF 커플링의 영향을 강조하기 위하여 중앙 영역에 위치된다.
도 4는 도 3의 척 배열에 대응하는 200mm 웨이퍼에 걸친 결과적인 막 응력을 도시한다. 웨이퍼 중앙의 막 응력은 도 2와 비교하여 훨씬 더 압축적이다. 따라서 더 많은 RF 커플링 중앙/영역을 척 본체에 추가하는 것은 웨이퍼에 걸친 막 응력의 전체 범위를 감소시켜 결과적으로 원하는 특정 값들을 얻게된다. 이는 도 5에 개략적으로 도시되는데, 도 5에서 ESC 전극들에 추가하여 전극 1 및 2가 추가로 형성되고, 따라서 주로 인장 응력이 예상되는 영역에 영향을 미친다. 이러한 인장 응력 영역에서 RF 커플링을 개선하면 보다 많은 압축 막 응력이 생기고, 따라서 웨이퍼 전체에 걸친 막 응력의 전체 범위가 더 작아져서 매우 바람직하다. 전극들(1 및 2)은 임피던스/리액턴스가 RF 커플링을 변경시키는 상이한 물질 및/또는 조성을 가질 수 있다.
RF 커플링 경로를 개선하는 대신 RF를 해당 영역에서 분리하거나 차단(차폐) 할 수 있으며, 이는 막 응력 변경에도 영향을 미친다(미도시). 예를 들어, 접지 전위(또는 RF 필드에 연결되지 않은 임의의 주어진 전위)에 있는 척 본체의 전극을 배열하여 특정 영역에서 RF 필드를 분리하고, 증착된 층의 응력에 다시 국부적으로 영향을 주는 차단/차폐된 영역에서 RF 바이어스의 영향을 낮출 수 있다.
전극이 페데스탈/척 또는 웨이퍼 중심으로 동심원으로 배열될 필요는 없다. 다른 실시예에서, 소정의 패턴(예를 들어, 타일(정사각형, 직사각형), 바둑판, 스트라이프)으로 조직화된 복수의 전극들이 배치될 수 있으며, 이는 원하는 막 응력 프로파일을 얻게한다. 이는 주어진 기판/척 구성에 관한 본 발명의 원리에 기초하여 결정될 수 있으며, 달리 말하면 라운드(원형), 삼각형 또는 사각형 기판들에 따라 적용될 것이다.
본 발명의 원리에 대한 또 다른 대안은 임피던스를 변조하여 웨이퍼에 대한 RF 커플링에 영향을 주는 도전/절연 재료들의 다르게 도핑된 영역들 및/또는 매트릭스를 갖는 ESC 척을 사용하는 것이다. 이는 주로 도 6에 도시되는데, 웨이퍼에 RF 전력을 결합시키는 각각의 영역(영역 1 내지 4)은 상이한 특성들을 갖는다. 이 특성은 예를 들어 도핑, 임피던스, 리액턴스에 영향을 주는 유전 상수(상대 유전율)에 따라 달라질 수 있으며, 따라서 RF 커플링을 변경하여 궁극적으로 막 응력의 변화를 초래한다. 이 원리는 J-R ESC 척들에 간단하게 적용될 수 있다.
보완적인 접근법은 RF 필드를 전송하는 ESC 전극들과 웨이퍼 사이의 거리를 변화시킴으로써 웨이퍼/페데스탈 인터페이스를 가로지르는 RF 용량성 커플링을 변경하는 것일 수 있다. 이 접근법은 도 7에 도시된다. 여기서 ESC 전극과 웨이퍼 사이의 거리 "d"는 의도적으로 RF 필드 영향을 증가 또는 감소시키도록 변경된다. 도 4는 웨이퍼와 다른 거리를 갖는 4 개의 ESC 전극들을 보여준다(dl
Figure pct00001
d2
Figure pct00002
d3
Figure pct00003
d4).
또한 원하는 응력 제어를 달성하기 위해 상부 전극과 하부 전극 사이에(크기에 비례한) 대칭이 필요하지 않다; 비대칭 전극들은 전술한 것과 동등한 효과를 제공한다. 이는 도 8에 개략적으로 도시되는데, 하부 전극과 비교하여 상이한 형상의 상부 전극이 도시된다. 거리 변화(dl
Figure pct00004
d2
Figure pct00005
d3
Figure pct00006
d4
Figure pct00007
d5) 또한 도 7에 도시된다. 또한 ESC 전극들은 다양한 기술로 제조될 수 있다. 스크린-프린팅 기술이 적용되어 상부 전극과 하부 전극 사이의 상호 연결들(비아)을 생성하여 RF 신호를 전도할 수 있다. 대안으로, 이들 전극은 상이한 금속(전도성) 물질로부터 매우 벌크(bulk)하게 제조될 수 있고, ESC 몸체와 결합되거고/결합되거나 비-도전성 베이스/본체 재료의 도핑에 의해, 도전성 전극들이 세라믹 타입 재료들로부터 생성되는 (소결과 같은) 특별한 공정을 사용할 수 있다. 벌크 전극들은 또한 도 8에 개략적으로 도시된다.
다른 방법은 웨이퍼를 가로지르는 여러 위치들에 서로 다른 레벨의 RF 전력을 공급하는 것이다. 이는 2개 이상의 RF 발생기를 사용하거나 RF 발생기로부터 동일한 레벨의 RF 전력을 공급하고 RF 전력을 변화시키기 위해 RF 라인에서 상이한 감쇠(attenuations)를 이용함으로써 실현될 수 있다. 물론, 전송선은 RF 전력을 플라즈마에 결합할 수 있도록 임피던스를 채택하기 위해 RF 정합을 포함해야 한다. 두 개 이상의 RF 발생기가 사용되는 경우, 간섭 및 정상파(standing waves)를 피하기 위해 위상 쉬프트 유닛(phase shift unit)(마스터 오실레이터(Master oscillator))가 사용되어야 한다.
본 발명은 특정 ESC 척 응용들에서 웨이퍼 클램핑에 필요할 수 있는 고 전압 전위 및/또는 특정 파형이 생성, 공급 또는 분배되는 방법을 언급하지 않는다. 본 발명의 응력 제어 원리는 광범위하고, 따라서 단일-극성, 양-극성 및 다중 극성 ESC 척들에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 높은 체결력(clamping force)이 요구되지 않는다면, ESC 척에 제한되지 않는다. ESC 전극에 높은 전압을 가하지 않고 패시브 페데스탈로서 임베디드 전극들을 구비한 제안된 페데스탈 디자인을 사용하여 RF 커플링만 막의 응력을 변경하도록 사용될 수 있다. 활성 체결력이 없는 이러한 패시브 척들은 RF 커플링에서 낮은 효율을 나타내지만, 응력 제어 원리는 여전히 적용 가능하다.
결과 및 요약으로, 웨이퍼와 같은 기판을 그 위에 배치하기 위한 제1 평면 표면 및 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 구비한 본체를 포함하는 진공 처리 시스템용 픽스쳐(fixture) 또는 클램프(clamp)가 제공되며, 상기 몸체는 복수의 전극-쌍들을 포함한다; 각각의 전극 쌍은 제1 전극 표면을 구비한 제 1 전극 및 제2 전극 표면을 구비한 제 2 전극을 포함하고, 상기 전극 표면들은 전도성 수단을 통해 상호 연결되고 필수적으로 상기 제1 및 제2 표면에 평행하게 배열되고, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극보다 상기 제1 표면에 더 가깝게 위치되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극보다 상기 제2 표면에 더 가깝게 위치된다. 상기 전극 쌍들이 나란히 배열되는 픽스쳐로서, 제 1 전극은 제 2 전극 쌍을 완전히 둘러싸는 픽스쳐. 전극 쌍이 공통 대칭 축 둘레로 동심원으로 배열되는 픽스쳐.
전극 쌍들이 필수적으로 하기와 같은 형상을 갖는 픽스쳐.
- 정사각형
- 직사각형
- 원형
- 원환(circular ring)
전극 쌍들이 하기 내에 나란히 배치되는 픽스쳐.
- 바둑판 패턴(checkerboard pattern)
- 타일-형 전극 표면의 불규칙한 패턴
- 다른 스트립(strip) 옆의 스트립
- 상기 변형체들의 조합
전극 또는 전극 쌍의 적어도 하나의 영역이 다른 것과 상이한 픽스쳐.
거리 d가 상기 제1 표면에 가까운 전극 표면과 상기 제1 표면에 인접한 기판의 표면 사이의 유효 거리를 설명하기 위해 선택되는 픽스쳐; 상기 거리는 ESC 본체 내의 모든 다른 전극 쌍들 중 적어도 하나의 전극 쌍에 대하여 상이하다.
표면들 중 하나에서 국부적으로 변화하는 재료 특성들로 재료층이 배열되어 국부적으로 변화하는 RF 커플링 특성들을 나타내는 본체를 구비한 픽스쳐.
상기 본체의 재료 변화로 인하여 국부적으로 변화하는 RF 커플링 특성들을 갖는 본체를 구비한 픽스쳐.
RF 전위/RF 바이어스 전압을 설정하기 위해 RF 소스와 동작 가능하게 연결될 수 있는 페데스탈을 포함하는 정전 척(ESC); 상기 페데스탈은 표면; 상기 페데스탈의 표면에 인접하게 배치된 제2 표면을 구비한 상술한 본체로서, 상술한 특징들에 의해 페데스탈과 상기 기판 사이의 RF 커플링 특성들을 변형시킬 수 있는 본체를 포함한다.
미리규정된 막 응력 프로파일/분포를 달성하기 위해 적어도 진공 증착, 열처리 또는 유사하게 상기 기판을 처리하는 동안 기판을 클램핑하도록 진공 처리 시스템에서 상술한 바와 같은 픽스쳐의 사용.
미리규정된 막 응력 프로파일/분포를 달성하기 위해 적어도 진공 증착, 열처리 또는 유사하게 상기 기판을 처리하는 동안 기판을 클램핑하도록 진공 처리 시스템에서 ESC의 일부로서 상술한 바와 같은 픽스쳐의 사용.
처리될 기판을 클램핑하기 위한 픽스쳐를 포함하며, 상기 픽스쳐는 상술한 특성을 갖는 진공 처리 시스템에서 기판을 처리하는 방법.
처리될 기판을 클램핑하기 위한 ESC를 포함하며 상기 ESC는 상술한 특성을 갖는 픽스쳐를 구비한, 진공 처리 시스템에서 기판을 처리하는 방법.
기능적 또는 재료적 특징이 기술적으로 합리적이거나 유리하게 조합될 수 있음은 물론이다. 특징들이 나열되어 있다는 사실은 이들의 이해를 향상시켜 주는 것이며, 이들이 결합 가능하지 않거나 결합 가능성을 포기하는 것을 의미하는 것은 아니다.
요약:
- 웨이퍼와 페데스탈 사이의 RF 커플링 변화를 사용하여 막 증착 중 균일한 막 응력 프로파일 분포를 얻는다.
- 웨이퍼에 RF 전력 바이어스를 연결하고 원하는 막 응력 프로파일을 변경하기 위해 두 가지 이상의 다른 방법들(경로라고 함)을 갖는 척/페데스탈.
o RF 경로는 용량성 및/또는 전도성 커플링 또는 그 조합을 사용할 수 있다.
o 각각의 RF 경로가 별도의 RF 소스에 의해 상이한 RF 전력 레벨로 공급되는 경우.
o 대응 감쇠(attenuation)를 사용하여 각 RF 경로에 서로 다른 RF 전력 레벨이 제공되는 경우
- 웨이퍼와 표면/경계면을 이루는 척/페데스탈은 RF 커플링을 변화시키기 위해 상이한 특성을 갖는 영역을 포함한다.
o 상기 영역의 특성은 용량성 RF 커플링을 변경하도록 표면적, 도핑 유형, 도핑 농도 및/또는 비유전율의 크기가 다를 수 있다.
- 서로 다른 두께의 유전체 재료를 사용하여 웨이퍼와 ESC/RF 전극들 사이의 거리를 변화시킴으로써 용량성 RF 커플링을 변경하는 척/페데스탈.
o 유전체의 두께 변경과 상대 유전율의 조합 또한 포함되어야 한다.

Claims (13)

  1. 웨이퍼와 같은 기판을 그 위에 배치하기 위한 제1 평면 표면과 상기 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 구비한 비-도전성 본체를 갖는 진공 처리 시스템용 픽스쳐 또는 클램프로서, 상기 본체는 다수의 전극-쌍들을 포함하고; 각각의 전극 쌍은 제1 전극 표면을 구비한 제1 전극 및 제2 전극 표면을 구비한 제2 전극을 포함하고, 상기 전극 표면들은 전도성 수단을 통해 상호 연결되고 필수적으로 상기 제 1 및 제 2 표면에 평행하게 배열되고, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극보다 상기 제1 표면에 더 가깝게 위치되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극보다 상기 제2 표면에 더 가깝게 위치되는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 시스템용 픽스쳐 또는 클램프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극 쌍은 나란히 배열되고, 제1 전극은 제2 전극 쌍을 완전히 둘러싸는 픽스쳐.
  3. 제2항에 있어서, 전극 쌍들은 공통 대칭 축 둘레로 동심원으로 배열되는 픽스쳐.
  4. 제1항에 있어서, 전극 쌍들이 필수적으로 하기와 같은 형상을 갖는 픽스쳐.
    o 정사각형;
    o 직사각형;
    o 원형; 또는
    o 원환(circular ring)
  5. 제1항에 있어서, 전극 쌍들이 하기 내부에 나란히 배치되는 픽스쳐
    o 바둑판 패턴(checkerboard pattern)
    o 타일-형 전극 표면의 불규칙한 패턴
    o 다른 스트립(strip) 옆의 스트립
    o 상기 변형체들의 조합
  6. 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 전극 또는 전극 쌍의 적어도 하나의 영역이 서로 상이한 픽스쳐.
  7. 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 거리 "d"가 상기 제1 표면에 가까운 전극 표면과 상기 제1 표면에 인접한 기판의 표면 사이의 유효 거리를 설명하기 위해 선택되고; 상기 거리는 ESC 본체 내의 모든 다른 전극 쌍들 중 적어도 하나의 전극 쌍에 대하여 상이한 픽스쳐.
  8. 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 표면들 중 하나에서 국부적으로 변화하는 재료 특성들로 재료층이 배열되어 국부적으로 변화하는 RF 커플링 특성들을 나타내는 픽스쳐.
  9. RF 전위 또는 RF 바이어스 전압을 설정하기 위해 RF 소스와 동작 가능하게 연결되는 페데스탈을 포함하는 정전 척(ESC)으로서, 상기 ESC는 제1항 내지 8항 중 어느 한 항에 의한 픽스쳐를 포함하는, 정전 척.
  10. 미리규정된 막 응력 프로파일/분포를 달성하기 위해 적어도 진공 증착, 열처리 또는 유사하게 기판을 처리하는 동안 기판을 클램핑하기 위하여 진공 처리 시스템에서 제1항 내지 8항 중 어느 한 항에 의한 픽스쳐의 사용.
  11. 미리규정된 막 응력 프로파일/분포를 달성하기 위해 적어도 진공 증착, 열처리 또는 유사하게 기판을 처리하는 동안 기판을 클램핑하도록 진공 처리 시스템에서 ESC의 일부로서 청구항 10항에 의한 픽스쳐의 사용.
  12. 처리될 기판을 클램핑하기 위한 제1항 내지 8항 중 어느 한 항에 의한 픽스쳐를 포함하는, 진공 처리 시스템에서의 기판 처리 방법.
  13. 처리될 기판을 클램핑하기 위한 ESC를 포함하는 진공 처리 시스템에서의 기판 처리 방법으로서, 상기 ESC는 제1항 내지 8항 중 어느 한 항에 의한 픽스쳐를 포함하는, 진공 처리 시스템에서의 기판 처리 방법.

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022509635A (ja) 2018-12-03 2022-01-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド チャックとアーク放電に関する性能が改良された静電チャック設計
US11584994B2 (en) 2019-01-15 2023-02-21 Applied Materials, Inc. Pedestal for substrate processing chambers
KR20230098659A (ko) * 2020-11-16 2023-07-04 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 응력 균일성을 위한 rf 바이어스의 구역 제어를 위한 방법들 및 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3273773B2 (ja) * 1999-08-12 2002-04-15 イビデン株式会社 半導体製造・検査装置用セラミックヒータ、半導体製造・検査装置用静電チャックおよびウエハプローバ用チャックトップ
US6786175B2 (en) * 2001-08-08 2004-09-07 Lam Research Corporation Showerhead electrode design for semiconductor processing reactor
KR100511854B1 (ko) * 2002-06-18 2005-09-02 아네르바 가부시키가이샤 정전 흡착 장치
US6905984B2 (en) * 2003-10-10 2005-06-14 Axcelis Technologies, Inc. MEMS based contact conductivity electrostatic chuck
CN100470755C (zh) * 2004-03-19 2009-03-18 创意科技股份有限公司 双极型静电吸盘
DE112005000621B4 (de) * 2004-03-19 2019-01-31 Creative Technology Corporation Bipolare elektrostatische Haltevorrichtung
US7525787B2 (en) * 2005-09-30 2009-04-28 Lam Research Corporation Electrostatic chuck assembly with dielectric material and/or cavity having varying thickness, profile and/or shape, method of use and apparatus incorporating same
US7667944B2 (en) * 2007-06-29 2010-02-23 Praxair Technology, Inc. Polyceramic e-chuck
CN101872733B (zh) * 2009-04-24 2012-06-27 中微半导体设备(上海)有限公司 感测和移除被加工半导体工艺件的残余电荷的系统和方法
US8520360B2 (en) * 2011-07-19 2013-08-27 Lam Research Corporation Electrostatic chuck with wafer backside plasma assisted dechuck
US8668835B1 (en) * 2013-01-23 2014-03-11 Lam Research Corporation Method of etching self-aligned vias and trenches in a multi-layer film stack

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