KR20230025013A - 극저온 응용들을 위한 정전 척 조립체 - Google Patents

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KR20230025013A
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비제이 디. 파크헤
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 극저온 응용들에서 사용하기에 적합한 정전 척 조립체에 관한 것이다. 하나 이상의 실시예에서, 정전 척 조립체가 제공되고, 정전 척 조립체는 바닥 표면에 대향하는 기판 지지 표면을 갖는 정전 척, 최상부 표면을 갖는 냉각 플레이트 ― 냉각 플레이트는 22 ppm 미만의 CTE를 갖는 알루미늄 합금을 함유함 ―, 및 정전 척의 바닥 표면과 냉각 플레이트의 최상부 표면을 고정하는 본딩 층을 포함하고, 본딩 층은 규소 수지 재료를 함유한다.

Description

극저온 응용들을 위한 정전 척 조립체
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 마이크로 전자 제조를 위한 장치들 및 프로세스들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 극저온 응용들에서 사용되는 정전 척 조립체(electrostatic chuck assembly)를 갖는 기판 지지 조립체에 관한 것이다.
[0002] 나노미터 및 더 작은 피처(feature)들을 신뢰성있게 생성하는 것은 반도체 디바이스들의 차세대 VLSI(very large scale integration) 및 ULSI(ultra-large-scale integration)에 대한 핵심 기술 과제들 중 하나이다. 그러나, 회로 기술이 한계들에 부딪힘에 따라, VLSI 및 ULSI 인터커넥트 기술의 축소되는 치수들은 처리 능력들에 대한 추가적인 요구들을 부과하였다. 기판 상의 게이트 구조체들의 신뢰성있는 형성은 VLSI 및 ULSI 성공에 그리고 개별 기판들 및 다이의 회로 밀도 및 품질을 증가시키기 위한 지속적인 노력에 중요하다.
[0003] 제조 비용을 낮추기 위해, 집적 칩(IC) 제조들은 처리되는 모든 각각의 규소 기판으로부터 더 높은 처리량 및 더 양호한 디바이스 수율 및 성능을 요구한다. 현재의 개발 하에서 차세대 디바이스들에 대해 탐구되고 있는 일부 제조 기술들은 기판 상의 막들을 처리하는 동안 300℃보다 높은 온도들 및 높은 바이어스 전력에서의 처리를 요구한다. 높은 바이어스 전력은 기판 상의 막 거칠기 및 모폴로지(morphology)를 개선한다. 그러나, 높은 바이어스 전력은 또한 전력이 온(on)일 때 열 에너지를 제공한다.
[0004] 이러한 고온 및 고전력 제조 기술들 중 일부는 정전 척들을 이용하여 챔버 내에서 처리되는 기판을 고정하는 처리 챔버들에서 수행된다. 기존의 정전 척들은 냉각 플레이트를 포함하는 기판 지지 조립체의 일부이다. 냉각 플레이트는 정전 척에 본딩된다. 냉각 플레이트와 정전 척 사이의 본딩을 위해 이용되는 재료는 고온, 열 팽창, 및 높은 에너지 필드들에 민감하다. 기존의 정전 척들은 전술한 인자들의 조합으로 인해 본딩 재료에 관한 문제들을 겪을 수 있다. 예를 들어, 본딩 재료는 박리되고 완전히 실패하여, 기판 지지에서의 진공 또는 이동의 손실을 야기할 수 있다. 처리 챔버는 본딩 재료에 관한 문제들을 갖는 정전 척들을 교체하기 위해 오프-라인으로 취해져야 하고, 따라서 처리 수율을 감소시키면서 바람직하지 않게 비용을 증가시킨다.
[0005] 극저온 응용들에서, 냉각 플레이트는 기판으로부터 열을 제거하기 위해 극저온 유체에 노출된다. 냉각 플레이트는 0℃ 미만, 예컨대 약 -10℃ 내지 약 -100℃ 또는 그 미만의 온도들로 냉각될 수 있다. 그러한 낮은 온도들에서, 정전 척과 냉각 플레이트는 종종 이러한 바디(body)들의 계면 사이의 본딩의 박리로 인해 분리된다. 박리는 바디들 내의 다양한 재료들의 열 팽창 계수들의 차이들에 의해 유발되는 이러한 바디들에서의 열 응력들에 의해 야기된다. 표준 접착제들은 통상적으로 0 미만의 온도들에서 본딩을 유지할 수 없다.
[0006] 따라서, 극저온 응용들에서 사용하기에 적합한 개선된 기판 지지 조립체가 필요하다.
[0007] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 극저온 응용들에서 사용하기에 적합한 정전 척(ESC) 조립체에 관한 것이다. ESC 조립체의 설계는 다양한 인자들에 의해 생성되는 응력의 관리를 이용한다. 극저온 응용들에서 사용되는 온도들로의 ESC 조립체의 냉각은 온도의 함수로써 열 팽창 계수 변화들을 야기한다. 본 명세서에 설명되고 논의된 ESC 조립체들은 ESC 조립체들의 컴포넌트들 내에서 사용되는 유사한 CTE 값들을 갖는 특정 재료들로 인한 균열 또는 박리 없이 극저온 응용들에서 사용되는 온도들을 핸들링할 수 있다.
[0008] 하나 이상의 실시예에서, 정전 척 조립체가 제공되고, 정전 척 조립체는 바닥 표면에 대향하는 기판 지지 표면을 갖는 정전 척, 최상부 표면을 갖는 냉각 플레이트 ― 냉각 플레이트는 22 ppm 미만의 CTE를 갖는 알루미늄 합금을 함유함 ―; 및 정전 척의 바닥 표면과 냉각 플레이트의 최상부 표면을 고정하는 본딩 층을 포함하고, 본딩 층은 규소 수지 재료를 함유한다.
[0009] 일부 실시예들에서, 정전 척 조립체가 제공되고, 정전 척 조립체는 바닥 표면에 대향하는 기판 지지 표면을 갖는 정전 척, 알루미늄 및 규소를 갖고 22 ppm 미만의 CTE를 갖는 알루미늄 합금을 함유하는 냉각 플레이트, 및 규소 수지 재료를 함유하고 정전 척과 냉각 플레이트 사이에 배치된 본딩 층을 포함한다.
[0010] 다른 실시예들에서, 정전 척 조립체가 제공되고, 정전 척 조립체는 바닥 표면에 대향하는 기판 지지 표면을 갖는 정전 척, 알루미늄 및 규소를 포함하고 22 ppm 미만의 CTE를 갖는 알루미늄 합금을 함유하는 냉각 플레이트, 및 정전 척과 냉각 플레이트 사이에 배치된 본딩 층을 포함하고, 본딩 층은 규소 수지 층, 인듐 함유 층, 및 규소 수지 재료와 인듐 함유 층 사이에 배치된 이차 금속 층을 함유하고, 이차 금속 층은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 및 이들의 합금들을 함유한다.
[0011] 위에서 언급된 본 개시내용의 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 실시예들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부 도면들은 예시적인 실시예들만을 예시하므로 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되며, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 유의해야 한다(첨부 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다).
[0012] 도 1은 본 명세서에 설명되고 논의된 하나 이상의 실시예에 따른, 정전 척 조립체를 갖는 기판 지지 조립체를 포함하는 처리 챔버의 개략적인 측단면도를 묘사한다.
[0013] 도 2는 본 명세서에 설명되고 논의된 하나 이상의 실시예에 따른 정전 척 조립체의 개략적인 측단면도를 묘사한다.
[0014] 도 3은 본 명세서에 설명되고 논의된 하나 이상의 실시예에 따른 다른 정전 척 조립체의 개략적인 측단면도를 묘사한다.
[0015] 도 4는 본 명세서에 설명되고 논의된 하나 이상의 실시예에 따른 냉각 플레이트의 개략적인 단면 사시도를 묘사한다.
[0016] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 요소들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 하나 이상의 실시예의 요소들 및 특징들은 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있는 것으로 고려된다.
[0017] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 극저온 응용들에서 사용하기에 적합한 정전 척 조립체에 관한 것이다. 하나 이상의 실시예에서, 정전 척 조립체는 0℃ 미만 및 -10℃ 미만, 예컨대 약 -50℃, 약 -80℃ 또는 약 -100℃ 내지 약 -110℃, 약 -120℃, 약 -135℃ 또는 약 -150℃의 극저온 처리 온도들에서 사용된다. 예를 들어, 정전 척 조립체는 약 -50℃ 내지 약 -150℃의 극저온 처리 온도에서 사용된다.
[0018] 도 1은 기판 지지 조립체(126)를 갖는, 에칭 챔버로서 구성된 것으로 도시된 예시적인 플라즈마 처리 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 기판 지지 조립체(126)는 다른 유형들의 처리 플라즈마 챔버들, 예를 들어 특히 플라즈마 처치 챔버들, 어닐링 챔버들, 물리 기상 증착(PVD) 챔버들, 화학 기상 증착(CVD) 챔버들 및 이온 주입 챔버들뿐만 아니라, 기판과 같은 표면 또는 기판에 대한 처리 균일성을 제어하는 능력이 바람직한 다른 시스템들에서도 이용될 수 있다. 기판 지지 조립체(126)에 대한 상승된 온도 범위들에서의 유전 특성들 tan(δ), 예를 들어 유전 손실 또는 ρ, 예를 들어 체적 비저항의 제어는 유리하게도 기판 지지 조립체(126) 상에 배치된 기판(124)에 대한 방위각 처리 제어, 예를 들어 처리 균일성을 가능하게 한다.
[0019] 플라즈마 처리 챔버(100)는 내부 처리 영역(110)을 둘러싸는 측벽들(104), 바닥 및 뚜껑(108)을 갖는 챔버 바디(102)를 포함한다. 주입 장치(112)는 챔버 바디(102)의 측벽들(104) 및/또는 뚜껑(108)에 결합된다. 가스 패널(114)은 프로세스 가스들이 처리 영역(110) 내로 제공되는 것을 허용하기 위해 주입 장치(112)에 결합된다. 주입 장치(112)는 하나 이상의 노즐 또는 유입 포트, 또는 대안적으로 샤워헤드일 수 있다. 처리 가스는, 임의의 처리 부산물들과 함께, 챔버 바디(102)의 측벽들(104) 또는 바닥(106) 내에 형성된 배기 포트(128)를 통해 처리 영역(110)으로부터 제거된다. 배기 포트(128)는 펌핑 시스템(132)에 결합되고, 펌핑 시스템(132)은 처리 영역(110) 내의 진공 레벨들을 제어하기 위해 이용되는 스로틀 밸브들 및 펌프들을 포함한다.
[0020] 처리 가스는 처리 영역(110) 내에 플라즈마를 형성하도록 에너자이징될 수 있다. 처리 가스는 RF 전력을 처리 가스들에 용량적으로 또는 유도적으로 결합함으로써 에너자이징될 수 있다. 도 1에 묘사된 실시예에서, 복수의 코일(116)이 플라즈마 처리 챔버(100)의 뚜껑(108) 위에 배치되고, 정합 회로(118)를 통해 RF 전원(120)에 결합된다.
[0021] 기판 지지 조립체(126)는 주입 장치(112) 아래의 처리 영역(110) 내에 배치된다. 기판 지지 조립체(126)는 정전 척(ESC)(174) 및 냉각 플레이트(130)를 포함한다. 냉각 플레이트(130)는 베이스 플레이트(176)에 의해 지지된다. 베이스 플레이트(176)는 처리 챔버의 측벽들(104) 또는 바닥(106) 중 하나에 의해 지지된다. 기판 지지 조립체(126)는 가열기 조립체(도시되지 않음)를 추가적으로 포함할 수 있다. 추가적으로, 기판 지지 조립체(126)는 기판 지지 조립체(126)와의 전기, 냉각 및 가스 연결들을 용이하게 하기 위해 냉각 플레이트(130)와 베이스 플레이트(176) 사이에 배치된 설비 플레이트(145) 및/또는 절연체 플레이트(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
[0022] 냉각 플레이트(130)는 하나 이상의 금속 재료로 형성되거나 아니면 하나 이상의 금속 재료를 함유한다. 하나 이상의 예에서, 냉각 플레이트(130)는 하나 이상의 알루미늄 합금, 하나 이상의 알루미늄-규소 합금, 하나 이상의 알루미늄-몰리브덴 합금, 하나 이상의 알루미늄-몰리브덴-규소 합금, 및 본 명세서에 추가로 설명되고 논의된 바와 같은 다른 합금들 및/또는 복합 재료들을 함유한다. 냉각 플레이트(130)는 그 안에 형성된 복수의 냉각 채널(138)을 포함한다. 냉각 채널들(138)은 열 전달 유체 소스(122)에 연결된다. 열 전달 유체 소스(122)는 냉각 플레이트(130) 내에 배치된 하나 이상의 냉각 채널(138)을 통해 순환되는 액체, 가스 또는 이들의 조합과 같은 열 전달 유체를 제공한다. 이웃하는 냉각 채널들(138)을 통해 유동하는 유체는 ESC(180)와 냉각 플레이트(130)의 상이한 영역들 사이의 열 전달의 국지적 제어를 가능하게 하도록 격리될 수 있고, 이는 기판(124)의 측방향 온도 프로파일의 제어를 돕는다. 하나 이상의 실시예에서, 냉각 플레이트(130)의 냉각 채널들(138)을 통해 순환하는 열 전달 유체는 냉각 플레이트(130)를 0℃ 미만, 예컨대 약 -40℃ 내지 약 -100℃의 온도로 유지한다.
[0023] ESC(180)는 유전체 바디(182) 내에 배치된 하나 이상의 척킹 전극(chucking electrode)(186)을 포함한다. ESC(180)의 유전체 바디(182)는 기판 지지 표면(137), 및 기판 지지 표면(137)에 대향하는 바닥 표면(133)을 갖는다. ESC(180)의 유전체 바디(182)는 알루미나(Al2O3), 알루미늄 질화물(AlN) 또는 다른 적합한 재료와 같은 세라믹 재료로 제조된다. 대안적으로, 유전체 바디(182)는 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴에테르케톤 등과 같은 폴리머로 제조될 수 있다.
[0024] 유전체 바디(182)는 선택적으로 그 안에 내장된 하나 이상의 저항성 가열기(188)를 포함한다. 저항성 가열기들(188)은 기판 지지 조립체(126)의 온도를 기판 지지 조립체(126)의 기판 지지 표면(137) 상에 배치된 기판(124)을 처리하기에 적합한 온도로 상승시키기 위해 이용된다. 저항성 가열기들(188)은 설비 플레이트(145)를 통해 가열기 전원(189)에 결합된다. 가열기 전원(189)은 900 와트 이상의 전력을 저항성 가열기들(188)에 제공할 수 있다. 제어기(도시되지 않음)는 일반적으로 기판(124)을 미리 정의된 온도로 가열하도록 설정되는 가열기 전원(189)의 동작을 제어하기 위해 이용된다. 하나 이상의 실시예에서, 저항성 가열기들(188)은 복수의 측방향으로 분리된 가열 존(zone)을 포함하고, 제어기는 저항성 가열기들(188)의 적어도 하나의 존이 다른 존들 중 하나 이상의 존에 로케이팅된 저항성 가열기들(188)에 비해 우선적으로 가열될 수 있게 한다. 예를 들어, 저항성 가열기들(188)은 복수의 분리된 가열 존에 동심으로 배열될 수 있다. 저항성 가열기들(188)은 기판(124)을 처리에 적합한 온도, 예컨대 약 180℃ 내지 약 500℃, 예컨대 약 250℃ 초과, 예컨대 약 250℃ 내지 약 300℃로 유지할 수 있다.
[0025] 하나 이상의 실시예에서, ESC(180)의 유전체 바디(182)는 마이크로-존 효과를 생성하는 복수의 가열기를 갖는다. 여기서, 마이크로 존들은 ESC(180) 상에 10개, 약 50개, 약 80개 또는 약 100개의 마이크로 존 내지 약 120개, 약 150개, 약 200개 또는 그 이상의 마이크로 존이 존재할 수 있는, ESC(180)의 별개로 온도 제어가능한 영역들을 지칭한다. 고온은 약 150℃를 초과하는 온도들, 예를 들어 300℃보다 높은 온도들을 지칭하도록 의도된다. 본 명세서에 설명되고 논의된 ESC 조립체들의 예들은 열 계면 특성들을 갖는 본딩 층에 의해 분리된 냉각 플레이트 및 정전 척을 포함한다. ESC(180), 본딩 층, 및 냉각 플레이트(130) 사이의 열 계면의 어레인지먼트(arrangement)는 ESC(180) 내의 마이크로 존들 사이의 온도 드레인(temperature drain) 및 열 스미어링(thermal smearing)을 감소시킨다.
[0026] ESC(180)는 일반적으로 유전체 바디(182) 내에 내장된 척킹 전극(186)을 포함한다. 척킹 전극(186)은 단극성 또는 양극성 전극, 또는 다른 적합한 어레인지먼트로서 구성될 수 있다. 척킹 전극(186)은 RF 필터를 통해 척킹 전원(187)에 결합되고, 척킹 전원(187)은 기판(124)을 ESC(180)의 기판 지지 표면(137)에 정전기적으로 고정하기 위한 DC 전력을 제공한다. RF 필터는 플라즈마 처리 챔버(100) 내에 플라즈마(도시되지 않음)를 형성하기 위해 이용되는 RF 전력이 전기 장비를 손상시키는 것 또는 챔버 외부에 전기적 위험을 제공하는 것을 방지한다.
[0027] ESC(180)의 기판 지지 표면(137)은 기판(124)과 ESC(180)의 기판 지지 표면(137) 사이에 정의된 틈새 공간에 후면 열 전달 가스를 제공하기 위한 가스 통로들(도시되지 않음)을 포함한다. ESC(180)는 또한 플라즈마 처리 챔버(100) 안팎으로의 로봇 전달을 용이하게 하기 위해 ESC(180)의 기판 지지 표면(137) 위로 기판(124)을 상승시키기 위한 리프트 핀들(도시되지 않음)을 수용하기 위한 리프트 핀 홀들을 포함한다.
[0028] 본딩 층(170)은 ESC(180) 아래에 배치되고 ESC(180)를 냉각 플레이트(130)에 고정한다. 다른 실시예들에서, 본딩 층(170)은 아래에 더 설명되는 바와 같이 ESC(180)와 냉각 플레이트(130) 사이에 배치되는 하부 플레이트와 ESC(180) 사이에 배치된다. 본딩 층(170)은 약 0.1 W/mK 내지 약 5 W/mk의 열 전도율을 가질 수 있다. 본딩 층(170)은 예를 들어 냉각 플레이트(130)와 같은, 기판 지지 조립체(126)의 하위 부분들과 ESC(180) 사이의 상이한 열 팽창을 보상하는 여러 개의 층으로 형성될 수 있다. 본딩 층(170)을 함유하는 층들은 상이한 재료들로 형성될 수 있고, 별개의 실시예들을 예시하는 후속 도면들을 참조하여 논의된다.
[0029] 하나 이상의 실시예에서, ESC(180)는 15 ppm(parts per million) 미만, 예컨대 약 5 ppm 내지 약 10 ppm의 열 팽창 계수(CTE)를 갖는 재료를 함유한다. 예를 들어, 바디(182)와 같은 ESC(180)는 알루미나, 알루미늄 질화물, 또는 이들의 도펀트들을 함유할 수 있다. 하나 이상의 예에서, ESC(180)는 그 안에 배치된 약 50개의 가열기 내지 약 200개의 가열기를 함유할 수 있다. 각각의 가열기는 개개의 존 내의 온도를 제어하도록 독립적으로 인에이블될 수 있다.
[0030] 도 2는 본 명세서에 설명되고 논의된 하나 이상의 실시예에 따른 정전 척(ESC) 조립체(200)의 개략적인 측단면도를 묘사한다. 하나 이상의 실시예에서, ESC 조립체(200)는 바닥 표면에 대향하는 워크피스 지지 표면을 갖는 ESC(180), 최상부 표면을 갖는 냉각 플레이트(130), 및 ESC(180)의 바닥 표면과 냉각 플레이트(130)의 최상부 표면을 고정하는 본딩 층(170)을 포함한다. 본딩 층(170)은 하나 이상의 규소 수지 재료를 함유하거나 포함한다. 냉각 플레이트(130)는 24 ppm 미만, 22 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만의 CTE를 갖는 알루미늄 합금을 함유한다.
[0031] 하나 이상의 실시예에서, 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 알루미늄 이외의 하나 이상의 금속을 함유한다. 예를 들어, 다른 금속은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 지르코늄, 철-니켈-코발트 합금들, 이들의 합금들, 및/또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
[0032] 일부 실시예들에서, 알루미늄 합금은 약 25 원자 퍼센트(at%), 약 30 at%, 약 40 at%, 약 50 at%, 또는 약 55 at% 내지 약 60 at%, 약 70 at%, 약 80 at%, 약 85 at%, 약 90 at%, 약 95 at%, 또는 약 99 at%의 알루미늄을 함유한다. 일부 예들에서, 알루미늄 합금은 약 80 at%, 약 82 at%, 약 85 at%, 약 88 at%, 또는 약 90 at% 내지 약 92 at%, 약 94 at%, 약 95 at%, 약 96 at%, 약 97 at%, 약 98 at%, 또는 약 99 at%의 알루미늄을 함유한다.
[0033] 알루미늄 합금은 약 0.1 at%, 약 0.2 at%, 약 0.5 at%, 약 1 at%, 약 2 at%, 약 3 at%, 약 5 at%, 약 6 at%, 또는 약 8 at% 내지 약 10 at%, 약 12 at%, 약 15 at%, 약 20 at%, 약 25 at%, 약 30 at%, 약 35 at%, 또는 약 40 at%의 규소를 함유할 수 있다. 알루미늄 합금은 약 25 at%, 약 30 at%, 약 35 at%, 또는 약 40 at% 내지 약 45 at%, 또는 약 50 at%의 하나 이상의 다른 금속(예를 들어, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 지르코늄)을 함유할 수 있다.
[0034] 하나 이상의 예에서, 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 또는 이들의 합금들로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 함유한다. 예를 들어, 알루미늄 합금은 약 30 at% 내지 약 60 at%의 알루미늄, 약 30 at% 내지 약 60 at%의 몰리브덴, 및 약 5 at% 내지 약 30 at%의 규소를 함유한다. 다른 예들에서, 알루미늄 합금(예를 들어, 4032 Al)은 약 80 at% 내지 약 90 at%의 알루미늄 및 약 5 at% 내지 약 20 at%의 규소를 함유한다. 추가 예들에서, 알루미늄 합금(예를 들어, 6061 Al)은 적어도 95 at%의 알루미늄, 약 0.5 at% 내지 약 2 at%의 마그네슘, 및 약 0.2 at% 내지 약 1.5 at%의 규소를 함유한다.
[0035] 알루미늄 합금은 24 ppm 미만, 예컨대 22 ppm 미만, 20 ppm 미만 및/또는 18 ppm 미만의 CTE를 갖는다. 일부 실시예들에서, 알루미늄 합금은 약 3 ppm, 약 4 ppm, 약 5 ppm, 약 6 ppm, 약 7 ppm, 약 8 ppm, 또는 약 9 ppm 내지 약 10 ppm, 약 12 ppm, 약 14 ppm, 약 15 ppm, 약 16 ppm, 약 18 ppm, 약 19 ppm, 약 20 ppm, 약 21 ppm, 약 22 ppm, 약 23 ppm, 또는 약 24 ppm의 CTE를 갖는다. 하나 이상의 예에서, 알루미늄 합금은 약 4 ppm 내지 약 16 ppm의 CTE를 갖는다. 다른 예들에서, 알루미늄 합금은 약 5 ppm 내지 약 15 ppm의 CTE를 갖는다. 일부 예들에서, 알루미늄 합금은 약 7 ppm 내지 약 12 ppm의 CTE를 갖는다.
[0036] 냉각 플레이트(130)는 약 0.1 인치, 약 0.2 인치, 약 0.25 인치, 약 0.4 인치, 또는 약 0.5 인치 내지 약 0.6 인치, 약 0.8 인치, 약 1 인치, 약 1.2 인치, 약 1.5 인치, 약 1.8 인치, 약 2 인치, 또는 그 이상의 두께를 가질 수 있다. 하나 이상의 예에서, 냉각 플레이트(130)는 약 0.1 인치 내지 약 2 인치, 예컨대 약 0.5 인치 내지 약 1.5 인치 또는 약 0.25 인치 내지 약 1 인치의 두께를 가질 수 있다.
[0037] 하나 이상의 실시예에서, 본딩 층(170)은 하나, 둘, 또는 그 이상의 유형의 규소 수지 재료들일 수 있거나 이들을 함유할 수 있다. 일부 예들에서, 본딩 층(170)의 규소 수지 재료는 하나 이상의 알킬 페닐 규소 수지일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 예시적인 알킬 페닐 규소 수지들은 메틸 페닐 규소 수지, 에틸 페닐 규소 수지, 프로필 페닐 규소 수지, 부틸 페닐 규소 수지, 이들의 폴리머들, 이들의 엘라스토머들, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
[0038] 규소 수지 재료는 통상적으로 150 ppm 미만의 CTE를 갖는다. 예를 들어, 규소 수지 재료는 약 30 ppm, 약 50 ppm, 또는 약 80 ppm 내지 약 100 ppm, 약 120 ppm, 또는 약 145 ppm의 CTE를 가질 수 있다. 규소 수지 재료는 -60℃ 미만의 유리 전이를 가질 수 있다. 예를 들어, 규소 수지 재료는 약 -100℃ 내지 약 -150℃의 유리 전이를 가질 수 있다. 규소 수지 재료는 약 0.5 MPa 내지 약 5 MPa의 영률을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 규소 수지 재료는 1 MPa 미만, 예컨대 약 0.5 MPa, 약 0.6 MPa, 또는 약 0.7 MPa 내지 약 0.8 MPa, 약 0.9 MPa, 또는 약 0.95 MPa의 영률을 갖는다.
[0039] 본딩 층(170)은 약 0.1mm 내지 약 1.2mm, 예컨대 약 0.3mm 내지 약 0.9mm, 약 0.4mm 내지 약 0.8mm, 또는 약 0.5mm 내지 약 0.7mm의 두께를 가질 수 있다.
[0040] 몇몇 예들에서, 본딩 층(170)은 NuSil®의 상표명으로 Avantor, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 하나 이상의 규소 수지 재료를 함유한다. 예시적인 NuSil® 규소 수지들은 규소 수지 엘라스토머를 함유하고 약 0℃ 내지 약 -140℃의 온도에서의 응용들에서 유용한 NuSil® R3-2160 2-성분 접착제/밀봉제; 약 0℃ 내지 약 -115℃의 온도에서의 응용들에서 유용한 NuSil® R-2655 및 NuSil® R-2560 2-성분 규소 수지들; 약 0℃ 내지 약 -115℃의 온도에서의 응용들에서 유용한 NuSil® R-2949 열 전도성 2-성분 접착제; 및 약 0℃ 내지 약 -140℃의 온도에서의 응용들에서 유용한 NuSil® R-2634 전기 전도성 규소 수지 접착제 중 하나 이상일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
[0041] 도 3은 본 명세서에 설명되고 논의된 하나 이상의 실시예에 따른 다른 정전 척(ESC) 조립체(300)의 개략적인 측단면도를 묘사한다. 하나 이상의 실시예에서, ESC 조립체(300)는 ESC(180), 알루미늄 합금을 함유하는 냉각 플레이트(130)를 포함하고, 알루미늄 합금은 알루미늄 및 규소를 함유하고 22 ppm 미만의 CTE를 갖는다. 본딩 막(302)이 ESC(180)와 냉각 플레이트(130) 사이에 배치된다. 본딩 막(302)은 하나 이상의 규소 수지 재료를 함유하는 본딩 층(170)을 포함할 수 있다.
[0042] 일부 실시예들에서, 본딩 막(302)은 본딩 층(170)과 냉각 플레이트(130) 사이에 배치된 이차 금속 층(160)을 더 포함한다. 이차 금속 층(160)은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 지르코늄, 철-니켈-코발트 합금들, 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 금속을 함유한다. 하나 이상의 예에서, 예시적인 철-니켈-코발트 합금은 KOVAR® 합금일 수 있고, 약 53.4 wt%의 철, 약 29 wt%의 니켈, 약 17 wt%의 코발트, 약 0.2%의 규소, 약 0.3%의 망간, 약 0.01% 미만의 탄소를 가질 수 있다.
[0043] 이차 금속 층(160)은 금속 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 금속 텅스텐, 텅스텐 합금, 금속 크롬 또는 크롬 합금을 함유한다. 이차 금속 층(160)은 약 3mm 내지 약 12mm, 예컨대 약 5mm 내지 약 10mm의 두께를 가질 수 있다. 이차 금속 층(160)은 12 ppm 미만, 예컨대 약 3 ppm 내지 약 8 ppm의 CTE를 가질 수 있다.
[0044] 하나 이상의 실시예에서, 본딩 막(302)은 이차 금속 층(160)과 냉각 플레이트(130) 사이에 배치된 인듐 함유 층(150)을 더 함유한다. 인듐 함유 층(150)은 금속 인듐 또는 인듐 합금을 함유한다. 인듐 함유 층은 약 100μm 내지 약 1,000μm, 예컨대 약 200μm 내지 약 500μm, 약 250μm 내지 약 450μm, 또는 약 300μm 내지 약 400μm의 두께를 가진다.
[0045] 일부 실시예들에서, ESC 조립체(300)는 ESC(180), 알루미늄 합금을 함유하는 냉각 플레이트(130) ― 알루미늄 합금은 알루미늄 및 규소를 함유하고 22 ppm 미만의 CTE를 가짐 ―, 및 ESC(180)와 냉각 플레이트(130) 사이에 배치된 본딩 막(302)을 포함한다. 하나 이상의 예에서, 본딩 막(302)은 하나 이상의 규소 수지 재료를 함유하는 본딩 층(170), 인듐 함유 층(150), 및 본딩 층(170)과 인듐 함유 층(150) 사이에 배치된 이차 금속 층(160)을 함유한다. 이차 금속 층(160)은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 및 이들의 합금들일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
[0046] 도 4는 본 명세서에 설명되고 논의된 하나 이상의 실시예에 따른 냉각 플레이트(400)의 개략적인 단면 사시도를 묘사한다. 하나 이상의 실시예에서, 도 1 내지 도 3에 묘사된 냉각 플레이트(130)는 본 명세서에 설명되고 논의된 바와 같은 냉각 플레이트(400)로 교체되거나 다른 방식으로 대체되는 것으로서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 냉각 플레이트(400)는 1개, 2개, 또는 그 이상의 내부 채널(402), 1개, 2개, 또는 그 이상의 채널(404), 및 1개, 2개, 또는 그 이상의 통로(406)를 함유하는 바디(410)를 갖는다. 도 4에 묘사된 냉각 플레이트(400)는 1개의 채널(402), 2개의 채널(404), 및 4개의 통로(406)를 예시하지만, 냉각 플레이트(400)는 채널들(402), 채널들(404), 및 통로들(406) 각각의 상이한 양들을 함유할 수 있다. 예를 들어, 도시되지는 않았지만, 냉각 플레이트(400)는 1-3개의 채널(402); 1-4개의 채널(404); 및/또는 1-100개의 통로(406)를 가질 수 있다. 하나 이상의 구성에서, 내부 채널들(402) 각각은 냉각 유체 또는 열 전달 유체에 결합되고 그와 유체 연통하며, 채널들(404) 각각은 프로세스 가스(예를 들어, 헬륨, 아르곤, 네온, 이질소, 또는 이들의 조합들)에 결합되고 그와 유체 연통하며, 통로들(406)은 개개의 채널(404)에 결합되고 그와 유체 연통한다.
[0047] 냉각 플레이트(400)는 적어도 제1 층(412) 및 제2 층(414)을 포함하는 인터 시트들 또는 층들의 스택을 함유하는 바디(410)를 가지며, 제1 층(412) 및 제2 층(414) 각각은 다른 하나와 상이한 금속을 독립적으로 함유하고, 각각의 금속은 상이한 CTE를 갖는다. 하나 이상의 실시예에서, 제1 층(412)은 구리, 인듐, 마그네슘, 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 금속일 수 있거나 이를 포함할 수 있고, 제2 층(414)은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 지르코늄, 하나 이상의 철-니켈-코발트 합금(위에서 설명되고 논의된 바와 같은 KOVAR® 합금), 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 금속일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
[0048] 다른 실시예들에서, 냉각 플레이트(400)는 제1 층(412) 및 제2 층(414)을 함유하는 교대 층들의 스택을 포함하고, 제1 층(412)은 알루미늄 합금을 함유하고 제2 층(414)은 몰리브덴을 함유한다. 하나 이상의 예에서, 알루미늄 합금은 약 5 at% 내지 약 40 at%, 약 8 at% 내지 약 20 at%, 또는 약 10 at% 내지 약 18 at%의 규소를 함유한다.
[0049] 도 4는 5개의 제1 층(412) 및 5개의 제2 층(414)을 갖는 냉각 플레이트(400)를 묘사하지만, 냉각 플레이트(400)는 제1 층(412) 및 제2 층(414) 각각의 다양한 상이한 양들을 가질 수 있다. 냉각 플레이트(400)는 제1 층(412) 및 제2 층(414) 각각에 대해 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 15, 18, 19, 또는 20개의 층 내지 22, 약 25, 약 30, 약 50, 약 80, 또는 약 100개의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 냉각 플레이트(400)는 약 5개의 제1 층(412) 내지 약 50개의 제1 층(412) 및 약 5개의 제2 층(414) 내지 약 50개의 제2 층(414)을 함유하는 (제1 층(412) 및 제2 층(414)의) 스택을 가질 수 있다. 다른 예들에서, 스택은 약 12개의 제1 층(412) 내지 약 30개의 제1 층(412) 및 약 12개의 제2 층(414) 내지 약 30개의 제2 층(414)을 함유한다.
[0050] 제1 층(412)은 약 0.1mm 내지 약 1mm, 예컨대 약 0.2mm 내지 약 0.5mm의 두께를 가질 수 있다. 제2 층(414)은 약 0.5mm 내지 약 2.5mm, 예컨대 약 0.8mm 내지 약 1.2mm의 두께를 가질 수 있다. (제1 층(412) 및 제2 층(414)의) 스택 및/또는 냉각 플레이트(400)는 약 8mm 내지 약 35mm, 예컨대 약 15mm 내지 약 25mm의 두께를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 제1 층들(412) 및 제2 층들(414)은 퍼니스 내의 열로 또는 그들을 계면들에서 기밀식으로 접합 또는 본딩하기 위한 압력의 인가 및 열에 의해 함께 접합되거나 다른 방식으로 본딩된다.
[0051] 본 개시내용의 실시예들은 제한이 아니라 예로서 다음의 예 1-46 중 어느 하나 이상에 더 관련된다.
[0052] 예 1. 정전 척 조립체로서, 바닥 표면에 대향하는 워크피스 지지 표면을 갖는 정전 척; 최상부 표면을 갖는 냉각 플레이트 ― 냉각 플레이트는 22 ppm(parts per million) 미만의 열팽창 계수(CTE)를 갖는 알루미늄 합금을 포함함 ―; 및 정전 척의 바닥 표면과 냉각 플레이트의 최상부 표면을 고정하는 본딩 층을 포함하고, 본딩 층은 규소 수지 재료를 포함하는, 정전 척 조립체.
[0053] 예 2. 정전 척 조립체로서, 바닥 표면에 대향하는 워크피스 지지 표면을 갖는 정전 척; 알루미늄 합금을 포함하는 냉각 플레이트 ― 알루미늄 합금은 알루미늄 및 규소를 포함하고 22 ppm 미만의 CTE를 가짐 ―; 및 정전 척과 냉각 플레이트 사이에 배치된 본딩 막을 포함하고, 본딩 막은 규소 수지 재료를 포함하는 본딩 층을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0054] 예 3. 정전 척 조립체로서, 바닥 표면에 대향하는 워크피스 지지 표면을 갖는 정전 척; 알루미늄 합금을 포함하는 냉각 플레이트 ― 알루미늄 합금은 알루미늄 및 규소를 포함하고 22 ppm 미만의 CTE를 가짐 ―; 및 정전 척과 냉각 플레이트 사이에 배치된 본딩 막을 포함하고, 본딩 막은 규소 수지 재료를 포함하는 본딩 층; 인듐 함유 층; 및 본딩 층과 인듐 함유 층 사이에 배치된 이차 금속 층을 포함하고, 이차 금속 층은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 및 이들의 합금들을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0055] 예 4. 예 1 내지 예 3 중 어느 한 예에 있어서, 알루미늄 합금은 약 80 원자 퍼센트(at%) 내지 약 90 at%의 알루미늄 및 약 5 at% 내지 약 20 at%의 규소를 포함하는, 정전 척 조립체.
[0056] 예 5. 예 1 내지 예 4 중 어느 한 예에 있어서, 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 및 이들의 합금들로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0057] 예 6. 예 1 내지 예 5 중 어느 한 예에 있어서, 알루미늄 합금은 약 30 at% 내지 약 60 at%의 알루미늄, 약 30 at% 내지 약 60 at%의 몰리브덴, 및 약 5 at% 내지 약 30 at%의 규소를 포함하는, 정전 척 조립체.
[0058] 예 7. 예 1 내지 예 6 중 어느 한 예에 있어서, 알루미늄 합금은 20 ppm 미만의 열 팽창 계수를 갖는, 정전 척 조립체.
[0059] 예 8. 예 1 내지 예 7 중 어느 한 예에 있어서, 알루미늄 합금은 18 ppm 미만의 CTE를 갖는, 정전 척 조립체.
[0060] 예 9. 예 1 내지 예 8 중 어느 한 예에 있어서, 알루미늄 합금은 약 4 ppm 내지 약 16 ppm의 CTE를 갖는, 정전 척 조립체.
[0061] 예 10. 예 1 내지 예 9 중 어느 한 예에 있어서, 냉각 플레이트는 약 0.1 인치 내지 약 2 인치의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0062] 예 11. 예 1 내지 예 10 중 어느 한 예에 있어서, 냉각 플레이트는 약 0.25 인치 내지 약 1 인치의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0063] 예 12. 예 1 내지 예 11 중 어느 한 예에 있어서, 냉각 플레이트는 적어도 제1 층 및 제2 층을 포함하는 인터 시트들 또는 층들의 스택을 포함하고, 제1 층 및 제2 층 각각은 다른 하나와 상이한 금속을 독립적으로 함유하고, 각각의 금속은 상이한 CTE를 갖는, 정전 척 조립체.
[0064] 예 13. 예 1 내지 예 12 중 어느 한 예에 있어서, 제1 층은 구리, 인듐, 마그네슘, 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하고, 제2 층은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 지르코늄, 철-니켈-코발트 합금들, 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0065] 예 14. 예 1 내지 예 13 중 어느 한 예에 있어서, 냉각 플레이트는 제1 층 및 제2 층을 포함하는 교대 층들의 스택을 포함하고, 제1 층은 알루미늄 합금을 포함하고, 제2 층은 몰리브덴을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0066] 예 15. 예 1 내지 예 14 중 어느 한 예에 있어서, 알루미늄 합금은 약 5 at% 내지 약 40 at%의 규소를 포함하는, 정전 척 조립체.
[0067] 예 16. 예 1 내지 예 15 중 어느 한 예에 있어서, 알루미늄 합금은 약 8 at% 내지 약 20 at%의 규소를 포함하는, 정전 척 조립체.
[0068] 예 17. 예 1 내지 예 16 중 어느 한 예에 있어서, 스택은 약 5개의 제1 층 내지 약 50개의 제1 층 및 약 5개의 제2 층 내지 약 50개의 제2 층을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0069] 예 18. 예 1 내지 예 17 중 어느 한 예에 있어서, 스택은 약 12개의 제1 층 내지 약 30개의 제1 층 및 약 12개의 제2 층 내지 약 30개의 제2 층을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0070] 예 19. 예 1 내지 예 18 중 어느 한 예에 있어서, 제1 층은 약 0.1mm 내지 약 1mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0071] 예 20. 예 1 내지 예 19 중 어느 한 예에 있어서, 제1 층은 약 0.2mm 내지 약 0.5mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0072] 예 21. 예 1 내지 예 20 중 어느 한 예에 있어서, 제2 층은 약 0.5mm 내지 약 2.5mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0073] 예 22. 예 1 내지 예 21 중 어느 한 예에 있어서, 제2 층은 약 0.8mm 내지 약 1.2mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0074] 예 23. 예 1 내지 예 22 중 어느 한 예에 있어서, 스택은 약 8mm 내지 약 35mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0075] 예 24. 예 1 내지 예 23 중 어느 한 예에 있어서, 냉각 플레이트는 그 안에 형성된 복수의 채널을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0076] 예 25. 예 1 내지 예 24 중 어느 한 예에 있어서, 본딩 층은 약 0.1 mm 내지 약 1.2 mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0077] 예 26. 예 1 내지 예 25 중 어느 한 예에 있어서, 본딩 층은 약 0.3 mm 내지 약 0.9 mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0078] 예 27. 예 1 내지 예 26 중 어느 한 예에 있어서, 본딩 층의 규소 수지 재료는 알킬 페닐 규소 수지를 포함하는, 정전 척 조립체.
[0079] 예 28. 예 1 내지 예 27 중 어느 한 예에 있어서, 규소 수지 재료는 150 ppm 미만의 CTE를 갖는, 정전 척 조립체.
[0080] 예 29. 예 1 내지 예 28 중 어느 한 예에 있어서, 규소 수지 재료는 -60℃ 미만의 유리 전이를 갖는, 정전 척 조립체.
[0081] 예 30. 예 1 내지 예 29 중 어느 한 예에 있어서, 규소 수지 재료는 약 -100℃ 내지 약 -150℃의 유리 전이를 갖는, 정전 척 조립체.
[0082] 예 31. 예 1 내지 예 30 중 어느 한 예에 있어서, 규소 수지 재료는 약 0.5 MPa 내지 약 5 MPa의 영률을 갖는, 정전 척 조립체.
[0083] 예 32. 예 1 내지 예 31 중 어느 한 예에 있어서, 규소 수지 재료는 1MPa 미만의 영률을 갖는, 정전 척 조립체.
[0084] 예 33. 예 1 내지 예 32 중 어느 한 예에 있어서, 정전 척은 알루미나, 알루미늄 질화물 또는 이들의 도펀트들을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0085] 예 34. 예 1 내지 예 33 중 어느 한 예에 있어서, 정전 척은 15 ppm 미만의 CTE를 갖는 재료를 포함하는, 정전 척 조립체.
[0086] 예 35. 예 1 내지 예 34 중 어느 한 예에 있어서, 정전 척은 약 5 ppm 내지 약 10 ppm의 CTE를 갖는 재료를 포함하는, 정전 척 조립체.
[0087] 예 36. 예 1 내지 예 35 중 어느 한 예에 있어서, 정전 척은 그 안에 배치된 약 50개의 가열기 내지 약 200개의 가열기를 포함하고, 각각의 가열기는 개개의 존에서 온도를 제어하도록 독립적으로 인에이블되는, 정전 척 조립체.
[0088] 예 37. 예 1 내지 예 36 중 어느 한 예에 있어서, 본딩 막은 본딩 막과 냉각 플레이트 사이에 배치된 이차 금속 층을 더 포함하고, 이차 금속 층은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 지르코늄, 철-니켈-코발트 합금들, 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0089] 예 38. 예 1 내지 예 37 중 어느 한 예에 있어서, 이차 금속 층은 금속 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 금속 텅스텐, 텅스텐 합금, 금속 크롬 또는 크롬 합금을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0090] 예 39. 예 1 내지 예 38 중 어느 한 예에 있어서, 이차 금속 층은 약 3mm 내지 약 12mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0091] 예 40. 예 1 내지 예 39 중 어느 한 예에 있어서, 이차 금속 층은 약 5mm 내지 약 10mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0092] 예 41. 예 1 내지 예 40 중 어느 한 예에 있어서, 이차 금속 층은 12 ppm 미만의 CTE를 갖는, 정전 척 조립체.
[0093] 예 42. 예 1 내지 예 41 중 어느 한 예에 있어서, 이차 금속 층은 약 3 ppm 내지 약 8 ppm의 CTE를 갖는, 정전 척 조립체.
[0094] 예 43. 예 1 내지 예 42 중 어느 한 예에 있어서, 본딩 막은 이차 금속 층과 냉각 플레이트 사이에 배치된 인듐 함유 층을 더 포함하는, 정전 척 조립체.
[0095] 예 44. 예 1 내지 예 43 중 어느 한 예에 있어서, 인듐 함유 층은 금속 인듐 또는 인듐 합금을 포함하는, 정전 척 조립체.
[0096] 예 45. 예 1 내지 예 44 중 어느 한 예에 있어서, 인듐 함유 층은 약 100μm 내지 약 1,000μm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0097] 예 46. 예 1 내지 예 45 중 어느 한 예에 있어서, 인듐 함유 층은 약 200μm 내지 약 500μm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
[0098] 전술한 것은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 다른 실시예들 및 추가의 실시예들이 본 개시내용의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다. 임의의 우선권 문서들 및/또는 테스팅 절차들을 포함하는, 본 명세서에 설명된 모든 문서들은 그들이 본 텍스트와 불일치하지 않는 정도까지 본 명세서에 참고로 통합된다. 전술한 일반적인 설명 및 특정 실시예들로부터 분명한 바와 같이, 본 개시내용의 형태들이 예시되고 설명되었지만, 본 개시내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고서 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시내용은 그것에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 마찬가지로, 용어 "포함하는(comprising)"은 미국 법률의 목적들을 위해 용어 "포함하는(including)"과 동의어로 간주된다. 마찬가지로, 조성, 요소, 또는 요소들의 그룹이 전이어 "포함하는(comprising)"에 후속할 때마다, 조성, 요소, 또는 요소들의 그룹의 기재에 선행하는 전이어 "~를 필수적 요소로 하여 구성되는(consisting essentially of)”, "~로 구성되는", "~로 구성되는 그룹으로부터 선택되는", 또는 "~인"을 갖는 동일한 조성 또는 요소들의 그룹이 고려되고, 그 반대도 마찬가지라는 것을 이해한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 공칭 값으로부터의 +/-10% 변동을 지칭한다. 그러한 변동은 본 명세서에서 제공되는 임의의 값에 포함될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
[0099] 특정 실시예들 및 특징들이 수치 상한들의 세트 및 수치 하한들의 세트를 사용하여 설명되었다. 달리 표시되지 않는 한, 임의의 2개의 값의 조합, 예를 들어 임의의 하위 값과 임의의 상위 값의 조합, 임의의 2개의 하위 값의 조합 및/또는 임의의 2개의 상위 값의 조합을 포함하는 범위들이 고려된다는 것을 알아야 한다. 특정 하한들, 상한들 및 범위들은 아래의 하나 이상의 청구항에서 나타난다.

Claims (20)

  1. 정전 척 조립체로서,
    바닥 표면에 대향하는 워크피스 지지 표면을 갖는 정전 척;
    최상부 표면을 갖는 냉각 플레이트 ― 상기 냉각 플레이트는 22 ppm(parts per million) 미만의 열팽창 계수(CTE)를 갖는 알루미늄 합금을 포함함 ―; 및
    상기 정전 척의 상기 바닥 표면과 상기 냉각 플레이트의 상기 최상부 표면을 고정하는 본딩 층을 포함하고, 상기 본딩 층은 규소 수지 재료를 포함하는, 정전 척 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 약 80 원자 퍼센트(at%) 내지 약 90 at%의 알루미늄 및 약 5 at% 내지 약 20 at%의 규소를 포함하는, 정전 척 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 알루미늄, 규소, 및 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 및 이들의 합금들로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는, 정전 척 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 약 30 at% 내지 약 60 at%의 알루미늄, 약 30 at% 내지 약 60 at%의 몰리브덴 및 약 5 at% 내지 약 30 at%의 규소를 포함하는, 정전 척 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 20 ppm 미만의 열 팽창 계수를 갖는, 정전 척 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 냉각 플레이트는 적어도 제1 층 및 제2 층을 포함하는 인터 시트(inter sheet)들 또는 층들의 스택을 포함하고, 상기 제1 층 및 상기 제2 층 각각은 다른 하나와 상이한 금속을 독립적으로 함유하고, 각각의 금속은 상이한 CTE를 갖는, 정전 척 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 층은 구리, 인듐, 마그네슘, 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하고, 상기 제2 층은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 지르코늄, 철-니켈-코발트 합금들, 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는, 정전 척 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 냉각 플레이트는 제1 층 및 제2 층을 포함하는 교대 층들의 스택을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 제2 층은 몰리브덴을 포함하는, 정전 척 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 약 5 at% 내지 약 40 at%의 규소를 포함하는, 정전 척 조립체.
  10. 제8항에 있어서, 상기 스택은 약 5개의 제1 층 내지 약 50개의 제1 층 및 약 5개의 제2 층 내지 약 50개의 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 약 0.1mm 내지 약 1mm의 두께를 갖고, 상기 제2 층은 약 0.5mm 내지 약 2.5mm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 본딩 층의 상기 규소 수지 재료는 알킬 페닐 규소 수지를 포함하는, 정전 척 조립체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 규소 수지 재료는 150 ppm 미만의 CTE, -60℃ 미만의 유리 전이 및 1MPa 미만의 영률을 갖는, 정전 척 조립체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 정전 척은 그 안에 배치된 약 50개의 가열기 내지 약 200개의 가열기를 포함하고, 각각의 가열기는 개개의 존에서 온도를 제어하도록 독립적으로 인에이블(enable)되는, 정전 척 조립체.
  14. 정전 척 조립체로서,
    바닥 표면에 대향하는 워크피스 지지 표면을 갖는 정전 척;
    알루미늄 합금을 포함하는 냉각 플레이트 ― 상기 알루미늄 합금은 알루미늄 및 규소를 포함하고 22 ppm(parts per million) 미만의 열팽창 계수(CTE)를 가짐 ―; 및
    상기 정전 척과 상기 냉각 플레이트 사이에 배치된 본딩 막을 포함하고, 상기 본딩 막은 규소 수지 재료를 포함하는 본딩 층을 포함하는, 정전 척 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 본딩 막은 상기 본딩 막과 상기 냉각 플레이트 사이에 배치된 이차 금속 층을 더 포함하고, 상기 이차 금속 층은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 철, 니켈, 티타늄, 지르코늄, 철-니켈-코발트 합금들, 이들의 합금들, 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는, 정전 척 조립체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 이차 금속 층은 금속 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 금속 텅스텐, 텅스텐 합금, 금속 크롬 또는 크롬 합금을 포함하는, 정전 척 조립체.
  17. 제15항에 있어서, 상기 이차 금속 층은 약 3mm 내지 약 12mm의 두께 및 12 ppm 미만의 CTE를 갖는, 정전 척 조립체.
  18. 제15항에 있어서, 상기 본딩 막은 상기 이차 금속 층과 상기 냉각 플레이트 사이에 배치된 인듐 함유 층을 더 포함하는, 정전 척 조립체.
  19. 제18항에 있어서, 상기 인듐 함유 층은 금속 인듐 또는 인듐 합금을 포함하고, 약 100μm 내지 약 1,000μm의 두께를 갖는, 정전 척 조립체.
  20. 정전 척 조립체로서,
    바닥 표면에 대향하는 워크피스 지지 표면을 갖는 정전 척;
    알루미늄 합금을 포함하는 냉각 플레이트 ― 상기 알루미늄 합금은 알루미늄 및 규소를 포함하고 22 ppm(parts per million) 미만의 열팽창 계수(CTE)를 가짐 ―; 및
    상기 정전 척과 상기 냉각 플레이트 사이에 배치된 본딩 막을 포함하고, 상기 본딩 막은:
    규소 수지 재료를 포함하는 본딩 층;
    인듐 함유 층; 및
    상기 본딩 층과 상기 인듐 함유 층 사이에 배치된 이차 금속 층을 포함하고, 상기 이차 금속 층은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 및 이들의 합금들을 포함하는, 정전 척 조립체.
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