KR20210088723A - 척킹 및 아크 발생 성능이 개선된 정전 척 설계 - Google Patents

척킹 및 아크 발생 성능이 개선된 정전 척 설계 Download PDF

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사라 미셸 보벡
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비나이 케이. 프라바카르
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Abstract

본 개시내용의 양상들은 프로세싱 챔버를 위한 기판 지지부의 하나 이상의 구현들에 관한 것이다. 일 구현에서, 기판 지지부는 중심을 갖는 본체, 및 본체 상에서 기판을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된 지지면을 포함한다. 기판 지지부는 지지면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제1 경사 벽, 및 지지면 위에 배치된 제1 상부 표면을 포함한다. 기판 지지부는 또한 제1 상부 표면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제2 경사 벽을 포함하고, 제1 상부 표면은 제1 경사 벽과 제2 경사 벽 사이에서 확장된다. 기판 지지부는 또한 제2 경사 벽으로부터 확장되는 제2 상부 표면을 포함한다. 제2 상부 표면은 제1 상부 표면 위에 배치된다.

Description

척킹 및 아크 발생 성능이 개선된 정전 척 설계
[0001] 본 개시내용의 양상들은 일반적으로 플라즈마 프로세싱 챔버들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용의 양상들은 플라즈마 프로세싱 챔버에 배치된 기판 지지부에 관한 것이다.
[0002] 플라즈마 프로세싱 시스템들은 반도체 기판이나 투명 기판과 같은 기판 상에 디바이스를 형성하는 데 사용된다. 기판은 프로세싱 동안 기판 지지부 상에 유지된다. 기판은 진공, 중력, 정전기력들에 의해, 또는 다른 적절한 기술들에 의해 기판 지지부에 유지될 수 있다. 프로세싱 중에, 챔버 내의 전극에 결합된 하나 이상의 전원으로부터 RF(radio frequency) 전력과 같은 전력을 전극에 인가함으로써 챔버 내의 전구체 가스 또는 가스 혼합물이 플라즈마로 에너지화(예컨대, 여기)된다. 여기된 가스 또는 가스 혼합물이 반응하여 기판의 표면 상에 재료 층을 에칭 또는 형성한다. 층은 예를 들어, 패시베이션 층, 게이트 절연체, 버퍼 층 및/또는 에칭 정지 층일 수 있다.
[0003] 플라즈마 프로세싱 동안, 기판 지지부, 히터, 페디스털 또는 정전 척(ESC: electrostatic chuck)과 프로세싱 챔버의 최상부 사이에 플라즈마가 형성된다. 더 높은 프로세싱 온도(예컨대: 650℃)에서는, 기판 보우(bow)가 높고, 우수한 균일성을 위해 기판을 척킹하는 데 ESC가 사용된다. 플라즈마의 RF 복귀 경로는 기판 지지부를 통과하여 RF 전원으로 돌아간다. 프로세싱 결과들(예컨대, 에칭, 증착 등)의 불균일성 또는 왜곡은 RF 복귀 경로의 비대칭성 또는 페디스털 히터의 기하학적 구조 및/또는 페디스털 히터 에지 주위의 플라즈마 시스(sheath)의 굽힘에 의해 야기될 수 있다. 일부 시스템들에서는, 특히 기판 지지부 근처에서 RF 복귀 경로에 따른 아크 발생을 방지하는 것이 주요 과제이다.
[0004] 따라서 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 개선된 기판 지지부가 필요하다.
[0005] 본 개시내용의 양상들은 프로세싱 챔버를 위한 기판 지지부의 하나 이상의 구현들에 관한 것이다. 기판 지지부는 아크 발생을 줄이고 기판 에지에서 플라즈마 시스 균일성을 개선하여, 다른 이점들 중에서도 보다 균일한 증착 재료 층을 야기하도록 구성된다.
[0006] 일 구현에서, 기판 지지부는 중심을 갖는 본체, 및 본체 상에서 기판을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된 지지면을 포함한다. 기판 지지부는 지지면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제1 경사 벽, 및 지지면 위에 배치된 제1 상부 표면을 포함한다. 기판 지지부는 또한 제1 상부 표면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제2 경사 벽을 포함하고, 제1 상부 표면은 제1 경사 벽과 제2 경사 벽 사이에서 확장된다. 기판 지지부는 또한 제2 경사 벽으로부터 확장되는 제2 상부 표면을 포함한다. 제2 상부 표면은 제1 상부 표면 위에 배치된다.
[0007] 일 구현에서, 기판 지지부는 중심을 갖는 본체, 본체 상에서 기판을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된 지지면, 그리고 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제1 경사 측벽을 포함한다. 기판 지지부는 또한, 지지면 위에 배치된 제1 상부 표면, 그리고 하향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제2 경사 측벽을 포함한다. 기판 지지부는 또한 제1 상부 표면 아래에 배치된 제2 상부 표면을 포함한다.
[0008] 일 구현에서, 기판 지지부는 중심을 갖는 본체, 및 본체 상에서 기판을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된 지지면을 포함한다. 기판 지지부는 또한, 지지면으로부터 돌출되는 돌출부를 포함한다. 돌출부는 지지면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제1 경사 벽, 제1 최상부 표면 및 후면 벽을 포함한다. 제1 최상부 표면은 제1 경사 벽에서부터 후면 벽까지 확장된다. 기판 지지부는 또한, 돌출부 외부에 그리고 돌출부의 후면 벽으로부터의 갭에 배치된 에지 링을 포함한다.
[0009] 본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 구현들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 구현들을 예시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 구현들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1은 일 구현에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0011] 도 2a는 일 구현에 따른 기판 지지부의 개략적인 평면도이다.
[0012] 도 2b는 일 구현에 따른 도 2a의 기판 지지부의 개략적인 단면도이다.
[0013] 도 3a는 일 구현에 따른 기판 지지부의 개략적인 평면도이다.
[0014] 도 3b는 일 구현에 따른 도 3a의 기판 지지부의 개략적인 단면도이다.
[0015] 도 4a는 일 구현에 따른 기판 지지부의 개략적인 평면도이다.
[0016] 도 4b는 일 구현에 따른, 도 4a에 예시된 기판 지지부의 개략적인 단면도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트(element)들을 가리키는 데, 가능한 경우, 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 일 구현에서 개시된 엘리먼트들은 구체적인 언급 없이도 다른 구현들에 유리하게 사용될 수 있다는 점이 고려된다.
[0018] 본 명세서에서는 개선된 정전 척(ESC) 설계가 개시된다. 본 명세서에서 설명되는 ESC는 중심에서 에지까지 두께 균일성을 갖는 전도성 막들의 아크 발생 없는 증착을 가능하게 한다. 본 명세서에서 설명되는 ESC 양상들은 다른 기판 지지부들보다 우수한 균일성 및 감소된 또는 제거된 아크 발생으로 높은 작동 온도들에서 전도성 막들의 증착을 가능하게 한다. 아크에 내성이 있는 ESC는 증착 중에 DC 방전 현상을 줄이거나 제거함으로써 다음 노드 애플리케이션들에 이점을 제공하는 고전압 증착 프로세스들을 가능하게 한다. 이러한 방전은 기판 손상 및 입자 오염 문제들로 이어질 수 있다. 추가로, 간혹 프로세스 변경들 또는 다른 하드웨어 튜닝 조정들에 의해 해결 가능할 수 없는 감소된 에지 두께 강하를 포함하여 전반적인 막 균일성(두께, k)이 향상된다. ESC는 또한 고밀도 딤플(dimple)들로 기판이 미끄러질 가능성을 줄이거나 제거한다. ESC는 개선된 프로세싱 스루풋을 위해 높은 RF 전력 기판 프로세싱을 가능하게 한다. 개선 사항들은 저비용 ESC 설계의 추가 이점을 갖는다.
[0019] 전도성 막 증착 동안 직면하는 문제들은 막의 전도 성질로 인한 아크 발생(즉, DC 방전), 및 증착된 막, 구체적으로는 기판의 에지에 증착된 막의 불충분한 균일성을 포함한다. 막 균일성이 증가함에 따라, 히터 상의 전하 축적이 증가한다. 이러한 축적의 방전이 챔버 아크 발생 현상들을 야기할 수 있다. 에지 균일성 문제들은 기판을 제자리에 유지하는 데 사용되는 포켓으로부터의 음영 효과들 및 불균일한 플라즈마 밀도 분포로 인해 발생할 수 있다.
[0020] ESC들은 두꺼운 전도성 막들에 대한 높은 아크 발생 빈도를 희생하여 균일성을 높일 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 본 명세서에 개시되는 ESC의 양상들은 이러한 문제들을 해결한다. 본 명세서에 개시되는 ESC의 양상들은 아크의 발생들 및/또는 크기와 관련하여 감소 또는 제거된 아크 발생을 가능하게 하면서 증가된 증착 균일성을 가능하게 한다.
[0021] 본 명세서에 개시되는 ESC는 증착 균일성을 개선하도록 기판 영역에 걸친 플라즈마 밀도 분포의 "보정"을 가능하게 하기 위해 쉽게 기계 가공 가능한 설계 양상들을 이용한다. ESC는 기판의 중심으로부터 반경 방향 외측의 방향으로 그리고 기판 에지로부터 멀리 플라즈마를 기판 에지로부터 확대하여, 증착 균일성 및 감소된 아크 발생을 가능하게 하도록 구성된다. 기판 에지로부터 반경 방향 외측으로 플라즈마의 확장 또는 푸시는 두꺼운 막의 증착 동안 감소 또는 제거된 아크 발생을 가능하게 하는 포켓 설계의 사용을 가능하게 한다. 따라서 본 명세서에서 설명되는 ESC의 양상들은 낮은 프로파일의 기판 상 균일성과 함께 높은 아크 발생 마진을 처음으로 단일 페디스털 히터에 조합할 수 있다.
[0022] 본 개시내용의 양상들은 다음 노드 개발에 대한 제품 적격성을 가능하게 하는 상당한 아크 발생 마진, 증가된 증착 균일성, 감소된 에지 두께 손실, 높은 RF 전력 기판 프로세싱, 감소된 비용들을 수반하는 제조 용이성, 감소된 기판 결함들, 및 증가된 수율 및 스루풋과 같은 이점들을 포함한다.
[0023] 도 1은 일 구현에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 증착 챔버로 구성된 것으로 도시된다. 기판 지지 어셈블리(126)가 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내에 배치되며 프로세싱 중에 기판을 지지하도록 구성된다. 기판 지지 어셈블리(126)는 다양한 프로세싱 챔버들, 예를 들어 특히, 플라즈마 처리 챔버들, 어닐링 챔버들, 물리 기상 증착 챔버들, 화학 기상 증착 챔버들, 에칭 챔버들 및/또는 이온 주입 챔버들에서 이용될 수 있다. 기판 지지 어셈블리(126)는 다른 시스템들에서 표면 또는 가공물, 이를테면 기판에 대한 프로세싱 균일성을 제어하는 데 사용될 수 있다. 본 개시내용의 양상들은 기판 지지 어셈블리(126)에 대한 상승된 온도 범위들에서 유전 특성들인 tan(δ)(즉, 유전 손실) 또는 ρ(즉, 부피 저항률)의 제어를 가능하게 한다. 유전 특성들의 제어는 기판 지지 어셈블리(126) 상에 배치된 기판(124)에 대한 방위각 프로세싱 제어(즉, 프로세싱 균일성)를 가능하게 한다.
[0024] 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 내부 프로세싱 영역(110)을 둘러싸는 하나 이상의 측벽들(104), 바닥(106) 및 덮개(108)를 갖는 챔버 본체(102)를 포함한다. 분사 장치(112)가 챔버 본체(102)의 측벽들(104) 및/또는 덮개(108)에 결합된다. 가스 패널(114)이 분사 장치(112)에 결합되어 프로세싱 가스들이 내부 프로세싱 영역(110) 내에 제공될 수 있게 한다. 분사 장치(112)는 샤워헤드, 이를테면 확산기 및 백킹 플레이트일 수 있다. 임의의 프로세싱 부산물들과 함께 프로세싱 가스들은 챔버 본체(102)의 측벽들(104) 및/또는 바닥(106)에 형성된 배기 포트(128)를 통해 내부 프로세싱 영역(110)으로부터 제거된다. 배기 포트(128)는 내부 프로세싱 영역(110) 내의 진공 레벨들을 제어하고 내부 프로세싱 영역(110)으로부터 재료들을 배출하는 데 이용되는 스로틀 밸브들 및 펌프들을 포함하는 펌핑 시스템(132)에 결합된다.
[0025] 프로세싱 가스들에 에너지가 공급되어 내부 프로세싱 영역(110) 내에서 플라즈마를 형성한다. RF 전력을 프로세싱 가스들에 용량 또는 유도 결합함으로써 프로세싱 가스에 에너지가 공급될 수 있다. 도 1에 예시된 예에서, 분사 장치(112)는 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 덮개(108) 아래에 배치되고 정합 회로(118)를 통해 RF 전원(120)에 결합된다.
[0026] 기판 지지 어셈블리(126)는 내부 프로세싱 영역(110)에서 분사 장치(112) 아래에 배치된다. 기판 지지 어셈블리(126)는 기판 지지부(174) 및 냉각 베이스(130)를 포함한다. 냉각 베이스(130)는 베이스 플레이트(176)에 의해 지지된다. 베이스 플레이트(176)는 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 측벽들(104) 및/또는 바닥(106) 중 하나에 의해 지지된다. 기판 지지부(174)는 진공 척, 히터, 정전 척(ESC), 또는 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내에서 기판을 프로세싱하는 동안 기판을 위에 유지하기 위한 다른 적절한 지지부일 수 있다. 일례로, 기판 지지부(174)는 ESC이다. 기판 지지 어셈블리(126)는 내장형 저항성 히터 어셈블리를 추가로 포함할 수 있다. 히터는 기판 지지부(174)에 통합될 수 있다. 추가로, 기판 지지 어셈블리(126)는 기판 지지 어셈블리(126) 내에서 전기, 냉각 및/또는 가스 연결들을 가능하게 하도록 냉각 베이스(130)와 베이스 플레이트(176) 사이에 배치된 설비 플레이트(145) 및/또는 절연체 플레이트를 포함할 수 있다.
[0027] 기판 지지부(174)는 유전체 본체(175)에 배치된 하나 이상의 척킹 전극들(예컨대, RF 메시 또는 다른 전기 전도성 부재들)(186)을 포함한다. 유전체 본체(175)는 기판(124)을 지지하기 위한 가공물 지지면(137) 및 가공물 지지면(137)에 대향하는 바닥면(133)을 갖는다. 기판 지지부(174)의 유전체 본체(175)는 세라믹 재료, 이를테면 알루미나(Al2O3), 알루미늄 질화물(AlN) 또는 다른 적절한 재료로 제작된다. 유전체 본체(175)는 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴에테르케톤 등과 같은 중합체로 제작될 수 있다.
[0028] 유전체 본체(175)는 유전체 본체(175) 내에 내장된 하나 이상의 저항성 히터들(가열 엘리먼트들)(188)을 선택적으로 포함한다. 저항성 히터들(188)은, 기판 지지 어셈블리(126)의 가공물 지지면(137) 상에 배치된 기판(124)을 프로세싱하기에 적합한 온도로 기판 지지 어셈블리(126)의 온도를 상승시키는 데 이용된다. 저항성 히터들(188)은 기판들의 프로세싱 사이에 기판 지지 어셈블리(126)의 온도를 유지하는 데 사용될 수 있다. 저항성 히터들(188)은 설비 플레이트(145)를 통해 히터 전원(189)에 결합된다. 히터 전원(189)은 저항성 히터들(188)에 900와트 이상의 AC 전력을 제공할 수 있다. 제어기는 기판(124) 및/또는 기판 지지 어셈블리(126)를 미리 정해진 온도로 가열하도록 설정되는 히터 전원(189)의 동작을 제어하는 데 이용된다. 일례로, 저항성 히터들(188)은 측방향으로 분리된 복수의 가열 구역들을 포함한다. 제어기는 측방향으로 분리된 복수의 가열 구역들 중 적어도 하나의 구역이 다른 구역들 중 하나 이상에 위치된 하나 이상의 저항성 히터들(188)에 비해 우선적으로 가열될 수 있게 한다. 예를 들어, 저항성 히터들(188)은 복수의 분리된 가열 구역들에 동심으로 배열될 수 있다. 하나 이상의 저항성 히터들(188)은 프로세싱을 위한 온도, 이를테면 약 180℃ 내지 약 700℃에서 기판(124)을 유지한다. 일례로, 프로세싱을 위한 온도는 약 550℃ 초과, 이를테면 약 350℃ 내지 약 700℃이다.
[0029] 척킹 전극(186)은 모노폴라 또는 바이폴라 전극, 또는 다른 적절한 어레인지먼트로서 구성될 수 있다. 척킹 전극(186)은 RF 필터를 통해 척킹 전원(187)에 결합되며, 척킹 전원(187)은 DC 전력을 제공하여 기판 지지부(174)의 가공물 지지면(137)에 기판(124)을 정전식으로 고정(예컨대, 척킹)시킨다. RF 필터는 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내에 플라즈마를 형성하는 데 이용되는 RF 전력이 전기 장비를 손상시키거나 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 외부에 전기적 위험을 주는 것을 방지한다.
[0030] 기판 지지부(174)의 가공물 지지면(137)은 기판(124)과 기판 지지부(174)의 가공물 지지면(137) 사이에 정의된 틈새 공간에 후면 열 전달 가스를 제공하기 위한 가스 통로들을 포함할 수 있다. 기판 지지부(174)는 또한, 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 안팎으로의 로봇 이송을 가능하게 하기 위해 기판 지지부(174)의 가공물 지지면(137) 위로 기판(124)을 상승시키기 위한 리프트 핀들을 수용하기 위한 리프트 핀 구멍들을 포함한다. 기판 지지부(174)의 가공물 지지면(137)의 주변부를 따라 에지 링이 선택적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 에지 링은 기판(124)의 외측 에지 주위에 배치될 수 있다.
[0031] 도 2a는 일 구현에 따른 기판 지지부(200)의 개략적인 평면도이다. 기판 지지부(200)는 도 1의 플라즈마 프로세싱 챔버(100)에 예시된 기판 지지부(174)로서 사용하기에 적합하다. 도 2b는 일 구현에 따른 도 2a의 기판 지지부(200)의 개략적인 단면도이다. 도 2a와 도 2b는 함께 논의될 것이다. 기판 지지부(200)는 통합 에지 링을 포함하여, 기판 지지부(200) 및 통합 에지 링이 별도의 에지 링을 이용하지 않는 단일체(single mass of material)(예컨대, 모노바디)를 형성한다.
[0032] 기판 지지부(200)는 본체(202)를 갖는다. 본체(202)는 중심(232) 및 외측 둘레(234)를 갖는 원형 최상부 프로파일을 갖는다. 본체(202)는 본체(202)의 최상부면(230)을 따라 확장되는 복수의 표면들을 갖는다. 본체(202)는 기판 지지부(200)의 중심(232)으로부터 확장되는 하부 레지(ledge)(212)를 갖는다. 하부 레지(212)는 제1 립(lip)(214)까지 확장된다. 제1 립(214)은 그 위에 기판(124)을 지지하도록 구성된다. 제1 립(214)으로부터 기판(124)을 위에 지지하도록 구성된 제2 립(218)까지 트로스(troth)(216)가 확장된다. 제1 립(214)과 제2 립(218)은 제1 립(214)과 제2 립(218) 모두의 아래에서 트로스(216)와 실질적으로 동일 평면 상에 있다. 제1 립(214) 및 제2 립(218)은 그 위에 기판(124)을 지지하도록 구성된다. 기판(124)은 기판 지지부(200)의 포켓(270)에서 지지된다. 기판(124)은 제1 립(214) 및/또는 제2 립(218)의 하나 이상의 지지면들 상에 적어도 부분적으로 지지된다.
[0033] 제2 립(218)은 트로스(216)에서부터 제1 경사 벽(222)까지 확장된다. 제1 경사 벽(222)은 중심(232)으로부터 제1 거리(282)에서 시작하고 중심(232)으로부터 멀어지게(예컨대, 반경 방향 외측으로) 그리고 제2 립(218)의 상부 평면으로부터 제1 각도(292)로 상향 및 외측으로 경사진다. 상부 평면은 제2 립(218)의 지지면에 대응한다. 제1 경사 벽(222)은 포켓(270)에 대한 측벽(272)을 정의한다. 제1 거리(282)는 중심(232)으로부터 약 5.5인치 내지 약 6.15인치이다. 일례로, 제1 거리(282)는 중심(232)으로부터 약 5.5인치 내지 약 6.0인치이다. 일례로, 제1 거리(282)는 중심(232)으로부터 약 5.91인치 내지 약 6.15인치이다. 제1 거리(282)는 기판(124)과 포켓(270)의 측벽(272) 사이에 갭(262)을 정의한다. 예시된 예에서, 포켓(270)의 측벽(272)은 제1 경사 벽(222)에 의해 정의된다. 도시된 바와 같이, 제1 각도(292)는 약 30도 내지 90도이다. 제1 경사 벽(222)은 제1 상부 표면(224)으로 확장된다. 제1 상부 표면(224)은 제1 경사 벽(222)에서부터 제2 경사 벽(226)까지 확장된다. 제2 경사 벽(226)은 중심(232)으로부터 제2 거리(284)에서 시작하고 중심(232)으로부터 멀어지게 그리고 제1 상부 표면(224)의 평면으로부터 제2 각도(294)로 상향 및 외측으로 경사진다. 제2 거리(284)는 중심(232)으로부터 약 6.000인치 내지 약 7.000인치이다. 제2 경사 벽(226)의 제2 각도(294)는 도시된 바와 같이 약 5도 내지 60도로 확장된다. 제2 각도(294)는 제1 각도(292)보다 작다. 제2 경사 벽(226)은 제2 상부 표면(228)으로 확장된다. 제2 상부 표면(228)은 제2 경사 벽(226)에서부터 외측 둘레(234)까지 확장된다. 제1 상부 표면(224)과 제2 상부 표면(228)은 제2 립(218)의 지지면에 평행하다.
[0034] 제2 거리(284)와 제1 거리(282) 간의 차이는 제1 경사 벽(222)과 제1 상부 표면(224)의 제1 스텝 폭(296)을 정의한다. 제1 스텝 폭(296)은 0인치 내지 1.5인치의 범위 이내이다. 기판(124)의 반경에 대한 제1 거리(282)에 의해 제1 비율이 정의된다. 일례로, 제1 비율은 1.0 내지 1.1, 이를테면 1.0 내지 1.05 범위 이내이다. 제1 거리(282)에 대한 제1 스텝 폭(296)에 의해 제2 비율이 정의된다. 일례로, 제2 비율은 0.3 이하, 이를테면 0.1 내지 0.3 범위 이내이다.
[0035] 제1 상부 표면(224)은 제2 립(218)의 상부 평면보다 더 높다. 플라즈마 프로세싱 중에 플라즈마 시스를 기판(124)의 에지를 넘어 위로 확장시킴으로써 프로세스 균일성을 촉진시키도록 제1 상부 표면(224)은 제2 립(218) 위로 제3 거리(286)에 있다. 제3 거리(286)는 포켓(270)의 높이를 정의한다. 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제3 거리(286)는 약 0.005인치 내지 약 0.050인치이다.
[0036] 제2 상부 표면(228)은 제1 상부 표면(224)과 제2 립(218) 둘 다보다 높다. 플라즈마 프로세싱 중에 플라즈마 시스를 기판(124)의 에지를 넘어 위로 확장시킴으로써 프로세스 균일성을 촉진시키도록 제2 상부 표면(228)은 제2 립(218) 위로 제4 거리(288)에 있다. 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제4 거리(288)는 약 0.050인치 내지 약 0.500인치이다. 일례로, 제4 거리(288)는 약 0.050인치 내지 약 0.100인치이다.
[0037] 제1 거리(282) 및 제2 거리(284)는 수평면을 따라 취해진다. 제3 거리(286) 및 제4 거리(288)는 제1 거리(282) 및 제2 거리(284)의 수평면에 실질적으로 수직인 수직면을 따라 취해진다.
[0038] 제1 경사 벽(222), 제1 상부 표면(224), 제2 경사 벽(226) 및 제2 상부 표면(228)은 적어도 부분적으로, 제2 립(218)으로부터 위로 돌출되는 본체(202)의 돌출부를 형성한다. 돌출부는 본체(202)와 일체로 형성된다.
[0039] 플라즈마 시뮬레이션들을 기반으로, 에지 영향들로부터의 플라즈마 밀도 변화들에 의해 에지 두께 변화가 결정된다. 따라서 에지 균일성을 개선하기 위해, 2개의 스텝형 표면들(예컨대, 제1 상부 표면(224) 및 제2 상부 표면(228))이 기판(124)의 슬라이딩 방지를 가능하게 한다. 2개의 스텝형 표면들은 또한 아크 발생 성능을 촉진시키고 기판(124)에 걸쳐, 이를테면 기판(124)의 외측 에지 근처에서 보다 매끄러운 플라즈마 시스 프로파일을 촉진시킨다. 즉, 플라즈마 시스는 기판(124)의 외측 에지에서 더 나은 프로세싱 균일성을 위해 기판(124)의 외측 에지를 넘어 평평하게 확장되고 있다.
[0040] 도 3a는 일 구현에 따른 기판 지지부(300)의 개략적인 평면도이다. 기판 지지부(300)는 도 1의 플라즈마 프로세싱 챔버(100)에서 기판 지지부(174)로서 사용하기에 적합하다. 도 3b는 일 구현에 따른 도 3a의 기판 지지부(300)의 개략적인 단면도이다. 도 3a와 도 3b는 함께 논의될 것이다. 기판 지지부(300)는, 기판 지지부(300) 및 통합 에지 링이 별도의 에지 링을 이용하지 않는 단일체를 형성하도록 통합 에지 링을 포함한다.
[0041] 기판 지지부(300)는 본체(302)를 갖는다. 본체(302)는 중심(332) 및 외측 둘레(334)를 갖는 원형 최상부 프로파일을 갖는다. 본체(302)는 본체(302)의 최상부면(330)을 따라 확장되는 복수의 표면들을 갖는다. 본체는 기판 지지부의 중심(332)으로부터 확장되는 하부 레지(312)를 갖는다. 하부 레지(312)는 지지면(314)으로 확장된다. 지지면(314)은 포켓(370)에서 그 위에 기판(124)을 지지하도록 구성된다. 일례로, 하부 레지(312)는 지지면(314) 아래에 있으며, 지지면(314) 상에 지지된 기판(124)은 구부러지거나 척킹되지 않는 한 하부 레지(312)와 접촉하지 않는다. 이러한 예에서, 기판(124)이 구부러지거나 척킹되지 않는 한, 기판(124)과 하부 레지(312) 사이에 갭(316)이 배치된다. 일례로, 하부 레지(312)는 실질적으로 평면이고 지지면(314)과 평행하다.
[0042] 지지면(314)은 하부 레지(312)에서부터 제1 반경(392)에 의해 정의된 제1 아치형 표면까지 확장된다. 제1 반경(392)은 지지면(314)을 제1 경사 측벽(322)으로 전환한다. 제1 경사 측벽(322)은 제1 반경(392)으로부터 상향 및 외측으로 그리고 제2 반경(394)에 의해 정의된 제2 아치형 표면을 향해 중심(332)으로부터 멀리 확장된다. 제1 경사 측벽(322)은 포켓(370)의 외벽(372)을 정의한다. 기판(124)과 외벽(372) 사이에 갭이 형성된다. 제2 반경(394)은 제1 경사 측벽(322)을 제1 상부 표면(324)으로 전환한다. 제1 상부 표면(324)은 제2 반경(394)에서부터 제3 반경(396)까지 확장된다. 제3 반경(396)은 제1 상부 표면(324)을 제2 경사 측벽(326)으로 전환한다. 제2 경사 측벽(326)은 제3 반경(396)에서부터 제4 반경(398)까지 하향 및 외측으로 확장된다. 제4 반경(398)은 제2 경사 측벽(326)을 제2 경사 측벽(326)에서부터 제2 상부 표면(328)까지 하향 및 외측으로 전환한다. 제2 상부 표면(328)은 제4 반경(398)에서부터 기판 지지부(300)의 본체(302)의 외측 둘레(334)까지 확장된다. 제2 상부 표면(328)은 제1 상부 표면(324) 아래에 배치된다.
[0043] 제1 반경(392)은 0.010인치 내지 약 0.020인치이다. 제2 반경(394)은 플라즈마 결합을 감소시키도록 큰 반경(라운딩)을 제공한다. 제2 반경(394)은 0.020인치 내지 약 0.030인치이다. 플라즈마 밀도를 증가시키고 기판에 대한 에지 영향들을 피하도록 제3 반경(396)은 제2 반경(394)보다 작다. 제3 반경(396)은 0.0001인치 내지 약 0.010인치이다. 제4 반경(398)은 제1 반경(392)과 실질적으로 유사하거나 제1 반경(392)과 동일한 범위에 있을 수 있다. 제4 반경(398)은 0.010인치 내지 약 0.020인치이다.
[0044] 일례로, 제2 반경(394)은 제1 반경(392)보다 크고, 제3 반경(396)은 제1 반경(392)보다 작으며, 제4 반경(398)은 제1 반경과 동일하다.
[0045] 중심(332)에 대해 제1 거리(382)가 제1 반경(392)에 대해 제공된다. 제1 거리(382)는 기판(124)과 제1 경사 측벽(322), 이를테면 제1 경사 측벽(322)의 바닥 단부 사이에 갭(362)을 정의한다. 일례로, 중심(332)으로부터의 제1 반경(392)의 제1 거리(382)는 약 5.5인치 내지 약 6.15인치이다. 일례로, 제1 거리(382)는 중심(332)으로부터 약 5.5인치 내지 약 6.0인치이다. 일례로, 제1 거리(382)는 중심(332)으로부터 약 5.91인치 내지 약 6.15인치이다.
[0046] 제1 상부 표면(324)은 지지면(314)보다 더 높다. 플라즈마 시스를 기판(124)의 에지를 넘어 확장시킴으로써 프로세스 균일성을 촉진시키도록 제1 상부 표면(324)은 지지면(314) 위로 제2 거리(384)에 있다. 제2 거리(384)는 포켓(370)의 높이를 정의한다. 일례로, 지지면(314) 위의 제1 상부 표면(324)의 제2 거리(384)는 약 0.015인치 내지 약 0.500인치이다. 일례로, 제2 거리(384)는 약 0.015인치 내지 약 0.100인치이다.
[0047] 제2 상부 표면(328)은 제1 상부 표면(324)보다 낮고 지지면(314)보다 높다. 제2 상부 표면(328)은 아크 발생을 방지하도록 지지면(314) 위에서 제3 거리(386)에 있다. 일례로, 지지면(314) 위의 제2 상부 표면(328)의 제3 거리(386)는 약 0.005인치 내지 약 0.500인치이다.
[0048] 유리하게는, 포켓(370)은 기판(124)의 레벨에서 노출된 영역을 최소화하여 아크 발생에 대한 가능성을 감소시키도록 기판(124)에 가깝다. 포켓(370)의 기판 측의 매끄러운 라운딩은 증가된 국소 플라즈마 밀도를 방지하는 것을 가능하게 한다. 포켓(370)의 기판 측의 매끄러운 라운딩은 또한 이를테면, 기판 에지 근처의 위치들에서 증착 두께 감소를 방지하는 것을 가능하게 한다. 포켓 높이는, 음영 효과들을 줄이거나 최소화하면서 상당한 인장력의 보우 기판이 미끄러지는 것이 방지될 수 있게 선택된다. 포켓 높이는 제2 거리(384)와 동일하다. 일례로, 포켓 높이는 약 0.015인치 내지 약 0.500인치이다. 포켓 외부에 배치된 (제3 반경(396) 및/또는 제4 반경(398)과 같은) 하부 반경은 외부 영역에서 플라즈마 밀도를 증가시키며, 이는 기판에 대한 에지 영향들을 감소시킨다. 더욱이, 포켓(370) 뒤의 (제2 상부 표면(328)과 같은) 스텝형 표면은 기판 레벨에서 노출된 영역을 최소화하고, 따라서 아크 발생을 방지한다. 기판 지지부(300)의 양상들은 통상적인 TPH(Tight Pocket Heater) 막들에 대해 약 ~ 2% 대 5%로 에지 두께 균일성을 향상시킨다.
[0049] 제1 거리(382)는 수평면을 따라 취해진다. 제2 거리(384) 및 제3 거리(386)는 제1 거리(382)의 수평면에 실질적으로 수직인 수직면을 따라 취해진다.
[0050] 제1 반경(392), 제2 반경(394), 제3 반경(396), 제4 반경(398), 제1 경사 측벽(322), 제1 상부 표면(324), 제2 경사 측벽(326) 및 제2 상부 표면(328)은 적어도 부분적으로, 지지면(314)으로부터 위로 돌출되는 본체(302)의 돌출부를 형성한다. 돌출부는 본체(302)와 일체로 형성된다.
[0051] 도 4a는 일 구현에 따른 기판 지지부(400)의 개략적인 평면도이다. 기판 지지부(400)는 도 1의 플라즈마 프로세싱 챔버(100)에서 기판 지지부(174)로서 사용하기에 적합하다. 도 4b는 일 구현에 따른, 도 4a에 예시된 기판 지지부(400)의 개략적인 단면도이다. 도 4a 및 도 4b가 함께 논의될 것이다. 기판 지지부(400)는 기판 지지부(400)로부터 분리 가능한 에지 링(450)을 갖는다.
[0052] 기판 지지부(400)는 본체(402)를 갖는다. 본체(402)는 중심(432) 및 외측 둘레(434)를 갖는 원형 최상부 프로파일을 갖는다. 본체(402)는 본체(402)의 최상부면(430)을 따라 확장되는 복수의 표면들을 갖는다. 일례로, 에지 링(450)은 본체(402)로부터 분리 가능하다. 본체(402)는 기판 지지부(400)의 중심(432)으로부터 확장되는 하부 레지(412)를 갖는다. 하부 레지(412)는 제1 립(414)까지 확장된다. 제1 립(414)은 그 위에 기판(124)을 지지하도록 구성된다. 제1 립(414)으로부터 제2 립(418)까지 트로스(416)가 확장된다. 제1 립(414)과 제2 립(418)은 제1 립(414)과 제2 립(418) 모두의 아래에서 트로스(416)와 실질적으로 동일 평면 상에 있고 그리고/또는 평행하다. 제1 립(414)과 제2 립(418)은 포켓(470)에서 그 위에 기판(124)을 지지하도록 구성된다. 제1 립(414) 및/또는 제2 립(418)의 하나 이상의 지지면들은 기판(124)을 지지하도록 구성된다.
[0053] 제2 립(418)은 트로스(416)에서부터 제1 경사 벽(422)까지 확장된다. 제1 경사 벽(422)은 포켓(470)의 외벽(472)을 정의한다. 제1 경사 벽(422)의 바닥 단부와 같은 제1 경사 벽(422)은 중심(432)으로부터 제1 거리(484)에서 시작한다. 제1 경사 벽(422)은 제2 립(418)의 평면으로부터 제1 각도(492)로 상향 및 외측으로 경사진다. 제1 거리(484)는 중심(432)으로부터 약 5.5인치 내지 약 6.15인치이다. 일례로, 제1 거리(484)는 중심(432)으로부터 약 5.5인치 내지 약 6.0인치이다. 일례로, 제1 거리(484)는 중심(432)으로부터 약 5.91인치 내지 약 6.15인치이다. 제1 거리(484)는 기판(124)과 본체(402)의 돌출부(404) 사이에 갭(462)을 정의한다.
[0054] 돌출부(404)는 제1 경사 벽(422)에 의해 적어도 부분적으로 정의되고 본체(402)와 일체로 형성된다. 제1 각도(492)는 도 4b에 도시된 바와 같이 약 30도 내지 90도이다. 제1 경사 벽(422)은 돌출부(404)의 제1 최상부 표면(424)으로 확장된다. 제1 최상부 표면(424)은 제2 립(418) 위에서 약 0.010인치 내지 약 0.030인치의 제1 거리(482)에 있다. 제1 거리(482)는 포켓(470)의 높이를 정의한다. 제1 최상부 표면(424)은 돌출부(404)의 후면 벽(426)으로 확장된다. 후면 벽(426)은 더는 돌출부(404) 상에 존재하지 않는 외측 표면(442)까지 하향 확장된다. 후면 벽(426)은 돌출부(404)의 외측 경계를 정의한다.
[0055] 외측 표면(442)은 본체(402)의 외측 둘레(434)로 확장된다. 외측 표면(442)은 제2 립(418)과 실질적으로 동일 평면이고 그리고/또는 평행할 수 있다. 에지 링(450)은 돌출부(404) 외부의 외측 표면(442) 상에 배치된다. 에지 링(450)은 전면(451)을 갖는다. 전면(451)은 에지 링(450)의 중심에 대응하는 본체(402)의 중심(432)으로부터 제2 거리(486)에 배치된다. 제2 거리(486)는 본체(402)의 중심(432)으로부터 약 6.00인치 내지 약 6.5인치이다. 제2 거리(486)는 본체(402)의 돌출부(404)의 후면 벽(426)과 에지 링(450) 사이에 배치된 제2 갭(464)을 정의한다.
[0056] 제1 경사 벽(422)의 제1 거리(484)에 대한 전면(451)의 제2 거리(486)에 의해 비율이 정의된다. 일례로, 제1 거리(484)에 대한 제2 거리(486)의 비율은 1.00 내지 1.2, 이를테면 1.05 내지 1.2 또는 1.08 내지 1.095 범위 이내이다.
[0057] 에지 링(450)의 전면(451)은 외측 표면(442)으로부터 제2 거리(483) 위로 확장된다. 제2 거리(483)는 약 0.10인치 내지 약 0.30인치이다. 전면(451)의 제2 거리(483)는 돌출부(404)의 제1 거리(482)와 실질적으로 유사할 수 있는데, 이를테면 동일할 수 있다. 제1 경사 벽(452)은 전면(451)으로부터 확장되고, 전면(451)에 수직인 평면(498)으로부터 제2 각도(494)로 상향 및 외측으로 경사진다. 제1 경사 벽(452)의 제2 각도(494)는 도시된 바와 같이 약 5도 내지 20도이다. 제1 경사 벽(452)은 최상부 표면(453)으로 확장된다. 최상부 표면(453)은 외벽(454)으로 확장된다. 최상부 표면(453)은 제1 최상부 표면(424) 위에 있다. 최상부 표면(453)은 외측 표면(442) 위로 제3 거리(488)에 배치된다. 외벽(454)은 기판 지지부(400)의 본체(402)의 외측 둘레(434)와 정렬될 수 있다. 외벽(454)은 외측 둘레(434)를 넘어서 또는 그보다 짧게 확장될 수 있다. 외벽(454)은 최상부 표면(453)으로부터 에지 링(450)의 바닥면(455)까지 아래로 확장된다. 바닥면(455)은 외벽(454)으로부터 전면(451)까지 안쪽으로 확장된다. 에지 링(450)의 바닥면(455)은 기판 지지부(400)의 본체(402)의 외측 표면(442) 상에 배치되고 그와 계면 결합한다.
[0058] 제1 거리(484) 및 제2 거리(486)는 수평면을 따라 취해진다. 제1 거리(482), 제2 거리(483) 및 제3 거리(488)는 제1 거리(484) 및 제2 거리(486)의 수평면에 실질적으로 수직인 수직면을 따라 취해진다.
[0059] 제1 경사 벽(222), 제1 상부 표면(224), 제2 경사 벽(226) 및 제2 상부 표면(228)은 적어도 부분적으로, 제2 립(218)으로부터 위로 돌출되는 본체(202)의 돌출부를 형성한다. 돌출부는 본체(202)와 일체로 형성된다.
[0060] 본 명세서에 개시되는 기판 지지부들의 양상들에 대한 이점들은 상당한 아크 발생 마진, 더 나은 증착 균일성, 더 적은 에지 두께 손실, 더 적은 기판 슬라이딩, 기계 가공 용이성, 감소된 제조 비용과 같은 감소된 비용, 가능해진 고 RF 전력 기판 프로세싱, 감소된 기판 결함들, 향상된 기판 스루풋 및 수율을 제공한다.
[0061] 본 개시내용은 기판 지지부(200), 기판 지지부(300) 및/또는 기판 지지부(400)의 양상들, 특징들, 컴포넌트들 및/또는 특성들 중 하나 이상이 독립적으로 조합 또는 이용될 수 있음을 고려한다. 본 개시내용은 또한 조합된 또는 독립적인 양상들, 특징들, 컴포넌트들 및/또는 특성들이 상기 이점들 중 하나 이상을 달성할 수 있음을 고려한다.
[0062] 전술한 내용은 본 발명의 구현들에 관한 것이지만, 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 다른 구현들 및 추가 구현들이 안출될 수 있으며, 본 발명의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 중심을 갖는 본체;
    상기 본체 상에서 기판을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된 지지면;
    상기 지지면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제1 경사 벽;
    상기 지지면 위에 배치된 제1 상부 표면;
    상기 제1 상부 표면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제2 경사 벽 ― 상기 제1 상부 표면은 상기 제1 경사 벽과 상기 제2 경사 벽 사이에서 확장됨 ―; 및
    상기 제2 경사 벽으로부터 확장되는 제2 상부 표면을 포함하며,
    상기 제2 상부 표면은 상기 제1 상부 표면 위에 배치되는,
    기판 지지부.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지면, 상기 제1 경사 벽, 상기 제1 상부 표면, 상기 제2 경사 벽 및 상기 제2 상부 표면은 상기 본체와 일체로 형성되는,
    기판 지지부.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상부 표면 및 상기 제2 상부 표면은 상기 지지면에 평행한,
    기판 지지부.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 상부 표면은 상기 제2 경사 벽으로부터 그리고 상기 본체의 외측 둘레까지 확장되는,
    기판 지지부.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 경사 벽은 상기 본체의 중심으로부터 제1 거리에서 시작하고, 상기 제2 경사 벽은 상기 본체의 중심으로부터 제2 거리에서 시작하며,
    상기 제2 거리와 상기 제1 거리 간의 차이는 상기 제1 경사 벽과 상기 제1 상부 표면의 제1 스텝 폭을 정의하고,
    상기 제1 스텝 폭은 상기 제1 거리에 대한 상기 제1 스텝 폭의 비율에 의해 정의되고, 상기 비율은 0.3 이하인,
    기판 지지부.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 경사 벽은 제1 각도로 상향 및 반경 방향 외측으로 경사지고, 상기 제2 경사 벽은 상기 제1 각도보다 작은 제2 각도로 상향 및 반경 방향 외측으로 경사지며,
    상기 제1 각도는 30도 내지 90도의 범위 이내이고, 상기 제2 각도는 5도 내지 60도의 범위 이내인,
    기판 지지부.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상부 표면은 제1 거리만큼 상기 지지면 위에 배치되고, 상기 제2 상부 표면은 제2 거리만큼 상기 지지면 위에 배치되며,
    상기 제1 거리는 0.005인치 내지 0.050인치의 범위 이내이고, 상기 제2 거리는 0.050인치 내지 0.5인치의 범위 이내인,
    기판 지지부.
  8. 중심을 갖는 본체;
    상기 본체 상에서 기판을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된 지지면;
    상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제1 경사 측벽;
    상기 지지면 위에 배치된 제1 상부 표면;
    하향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제2 경사 측벽; 및
    상기 제1 상부 표면 아래에 배치된 제2 상부 표면을 포함하는,
    기판 지지부.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 지지면, 상기 제1 경사 측벽, 상기 제1 상부 표면, 상기 제2 경사 측벽 및 상기 제2 상부 표면은 상기 본체와 일체로 형성되는,
    기판 지지부.
  10. 제8 항에 있어서,
    제1 반경은 상기 지지면을 상기 제1 경사 측벽으로 전환하고;
    제2 반경은 상기 제1 경사 측벽을 상기 제1 상부 표면으로 전환하며;
    제3 반경은 상기 제1 상부 표면을 상기 제2 경사 측벽으로 전환하고;
    제4 반경은 상기 제2 경사 측벽을 상기 제2 상부 표면으로 전환하며; 그리고
    상기 제2 상부 표면은 상기 제4 반경에서부터 상기 본체의 외측 둘레까지 확장되는,
    기판 지지부.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 반경은 상기 제1 반경 및 상기 제3 반경보다 크고, 상기 제3 반경은 상기 제1 반경보다 작은,
    기판 지지부.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 상부 표면은 상기 지지면 위로 제1 거리에 있고, 상기 제2 상부 표면은 상기 지지면 위로 제2 거리에 있으며,
    상기 제1 거리는 0.015인치 내지 0.5인치의 범위 이내인,
    기판 지지부.
  13. 중심을 갖는 본체;
    상기 본체 상에서 기판을 적어도 부분적으로 지지하도록 구성된 지지면;
    상기 지지면으로부터 돌출되는 돌출부 ― 상기 돌출부는:
    상기 지지면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제1 경사 벽;
    제1 최상부 표면, 및
    후면 벽을 포함하며, 상기 제1 최상부 표면은 상기 제1 경사 벽에서부터 상기 후면 벽까지 확장됨 ―; 및
    상기 돌출부 외부에 그리고 상기 돌출부의 후면 벽으로부터의 갭에 배치된 에지 링을 포함하는,
    기판 지지부.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 지지면과 상기 돌출부는 상기 본체와 일체로 형성되고, 상기 에지 링은 상기 본체로부터 분리 가능한,
    기판 지지부.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 돌출부의 제1 경사 벽은 제1 각도로 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되며, 상기 제1 각도는 30도 내지 90도의 범위 이내이고;
    상기 에지 링은:
    전면,
    상기 제1 각도보다 작은 제2 각도로 상기 전면으로부터 상향 및 반경 방향 외측으로 확장되는 제1 경사 벽 ― 상기 제2 각도는 5도 내지 20도의 범위 이내임 ―,
    최상부 표면,
    외벽 ― 상기 최상부 표면은 상기 제1 경사 벽에서부터 상기 외벽까지 확장됨 ―, 및
    바닥면을 포함하고; 그리고
    상기 돌출부의 제1 경사 벽은 상기 본체의 중심으로부터 제1 거리에 배치되고, 상기 에지 링의 전면은 상기 본체의 중심으로부터 제2 거리에 배치되며,
    상기 제2 거리는 상기 제1 거리에 대한 상기 제2 거리의 비율에 의해 정의되고, 상기 비율은 1.00 내지 1.2의 범위 이내인,
    기판 지지부.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11682574B2 (en) * 2018-12-03 2023-06-20 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck design with improved chucking and arcing performance
CN115812247A (zh) * 2021-05-03 2023-03-17 朗姆研究公司 晶片状态检测

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6108189A (en) 1996-04-26 2000-08-22 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having improved gas conduits
US6189482B1 (en) 1997-02-12 2001-02-20 Applied Materials, Inc. High temperature, high flow rate chemical vapor deposition apparatus and related methods
TW422892B (en) 1997-03-27 2001-02-21 Applied Materials Inc Technique for improving chucking reproducibility
US5897752A (en) 1997-05-20 1999-04-27 Applied Materials, Inc. Wafer bias ring in a sustained self-sputtering reactor
US6363882B1 (en) 1999-12-30 2002-04-02 Lam Research Corporation Lower electrode design for higher uniformity
US6461435B1 (en) 2000-06-22 2002-10-08 Applied Materials, Inc. Showerhead with reduced contact area
US6475336B1 (en) 2000-10-06 2002-11-05 Lam Research Corporation Electrostatically clamped edge ring for plasma processing
US6656838B2 (en) 2001-03-16 2003-12-02 Hitachi, Ltd. Process for producing semiconductor and apparatus for production
JP3973872B2 (ja) 2001-10-17 2007-09-12 住友大阪セメント株式会社 電極内蔵型サセプタ及びその製造方法
JP3972710B2 (ja) 2002-03-28 2007-09-05 信越半導体株式会社 サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法
US20040112544A1 (en) 2002-12-16 2004-06-17 Hongwen Yan Magnetic mirror for preventing wafer edge damage during dry etching
JP2004327761A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp エピタキシャル成長用サセプタ
US7024105B2 (en) 2003-10-10 2006-04-04 Applied Materials Inc. Substrate heater assembly
JP4666473B2 (ja) * 2005-05-12 2011-04-06 大日本スクリーン製造株式会社 基板熱処理装置
US20070266945A1 (en) 2006-05-16 2007-11-22 Asm Japan K.K. Plasma cvd apparatus equipped with plasma blocking insulation plate
US20080179288A1 (en) 2007-01-30 2008-07-31 Collins Kenneth S Process for wafer backside polymer removal and wafer front side scavenger plasma
US8287650B2 (en) * 2008-09-10 2012-10-16 Applied Materials, Inc. Low sloped edge ring for plasma processing chamber
US8274017B2 (en) 2009-12-18 2012-09-25 Applied Materials, Inc. Multifunctional heater/chiller pedestal for wide range wafer temperature control
US10276410B2 (en) * 2011-11-25 2019-04-30 Nhk Spring Co., Ltd. Substrate support device
EP2923376A4 (en) * 2012-11-21 2016-06-22 Ev Group Inc ADJUSTMENT DEVICE FOR ADJUSTING AND ASSEMBLING A WATER
US10068791B2 (en) 2013-03-08 2018-09-04 Semiconductor Components Industries, Llc Wafer susceptor for forming a semiconductor device and method therefor
US20150001180A1 (en) 2013-06-28 2015-01-01 Applied Materials, Inc. Process kit for edge critical dimension uniformity control
KR101518398B1 (ko) 2013-12-06 2015-05-08 참엔지니어링(주) 기판 처리 장치
US9583377B2 (en) 2013-12-17 2017-02-28 Lam Research Corporation Installation fixture for elastomer bands
SG10201810390TA (en) 2014-05-21 2018-12-28 Applied Materials Inc Thermal processing susceptor
US20160071749A1 (en) 2014-09-05 2016-03-10 Applied Materials, Inc. Upper dome for epi chamber
EP3207565A1 (en) 2014-10-14 2017-08-23 Evatec AG Film stress uniformity control by rf coupling and wafer mount with adapted rf coupling
US10269614B2 (en) 2014-11-12 2019-04-23 Applied Materials, Inc. Susceptor design to reduce edge thermal peak
KR102380156B1 (ko) 2015-06-30 2022-03-29 삼성디스플레이 주식회사 플라즈마 화학 기상 증착 장치
US10950477B2 (en) * 2015-08-07 2021-03-16 Applied Materials, Inc. Ceramic heater and esc with enhanced wafer edge performance
CN108369921B (zh) 2015-12-07 2023-12-12 应用材料公司 使用静电夹盘夹持及解夹持基板的方法及装置
US20170353994A1 (en) 2016-06-06 2017-12-07 Applied Materials, Inc. Self-centering pedestal heater
US20170358431A1 (en) 2016-06-13 2017-12-14 Applied Materials, Inc. Systems and methods for controlling a voltage waveform at a substrate during plasma processing
US11069553B2 (en) 2016-07-07 2021-07-20 Lam Research Corporation Electrostatic chuck with features for preventing electrical arcing and light-up and improving process uniformity
US11682574B2 (en) 2018-12-03 2023-06-20 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck design with improved chucking and arcing performance

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