KR20230128147A - 극저온 정전 척 - Google Patents
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Abstract
본원에서 설명되는 실시예들은, 정전 척(ESC) 상에 배치된 기판이 프로세싱에 적절한 극저온 프로세싱 온도로 유지되는 한편, 프로세싱 챔버의 다른 표면들이 상이한 온도로 유지되도록, 정전 척(ESC)의 극저온 온도 동작을 가능하게 하는 기판 지지 어셈블리에 관한 것이다. 기판 지지 어셈블리는 정전 척(ESC), ESC에 커플링된 ESC 베이스 어셈블리 ― ESC 베이스 어셈블리는 ESC 베이스 어셈블리 내에 배치된 베이스 채널을 가짐 ―, 및 설비 채널이 내부에 배치된 설비 플레이트를 포함한다. 설비 플레이트는 플레이트 부분 및 벽 부분을 포함한다. 플레이트 부분은 ESC 베이스 어셈블리에 커플링되고, 벽 부분은 밀봉 어셈블리로 ESC에 커플링된다. ESC, ESC 베이스 어셈블리, 설비 플레이트의 플레이트 부분, 설비 플레이트의 벽 부분, 및 밀봉 어셈블리에 의해 진공 영역이 정의된다.
Description
[0001]
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 반도체 제조에 관한 것으로, 더 구체적으로는 정전 척(ESC; electrostatic chuck)의 극저온 온도 동작을 가능하게 하는 기판 지지 어셈블리에 관한 것이다.
[0002]
나노미터 및 더 작은 피처(feature)들을 신뢰할 수 있게 생산하는 것은, 반도체 디바이스들의 차세대 VLSI(very large scale integration) 및 ULSI(ultra-large-scale integration)에 대한 주요 기술 도전과제들 중 하나이다. 그러나, 회로 기술이 한계들에 부딪힘에 따라, VLSI 및 ULSI 상호연결(interconnect) 기술의 축소되는 치수들은, 프로세싱 능력들에 대한 추가적인 요구들을 부과하였다. 기판 상의 게이트 구조들의 신뢰할 수 있는 형성은, VLSI 및 ULSI 성공, 및 개별적인 기판들 및 다이의 회로 밀도 및 품질을 증가시키기 위한 계속되는 노력에 중요하다.
[0003]
제조 비용을 낮추기 위해, IC(integrated chip) 제조사들은, 프로세싱되는 모든 각각의 실리콘 기판으로부터 더 높은 처리량 및 더 양호한 디바이스 수율 및 성능을 요구한다. 현재 개발 중인, 차세대 디바이스들에 대해 연구되고 있는 일부 제작 기법들은 극저온 온도들에서의 프로세싱을 필요로 한다. 극저온 온도로 균일하게 유지되는 기판을 건식 반응성 이온 에칭하는 것은, 매끄러운 수직 측벽들을 갖는 트렌치들이 형성되도록, 자연적 에칭(spontaneous etching)이 감소된 상태로 기판 상에 배치된 재료들의 상향면(upward facing surface)들을 이온들이 타격하는 것을 가능하게 한다. 추가적으로, 다른 재료에 비해 하나의 재료를 에칭하는 선택성이 극저온 온도에서 개선될 수 있다. 예컨대, 실리콘(Si)과 실리콘 이산화물(SiO2) 사이의 선택성은, 온도가 감소됨에 따라 기하급수적으로 증가한다.
[0004]
따라서, 극저온 온도들에 사용하기에 적절한 개선된 기판 지지 어셈블리가 필요하다.
[0005]
일 실시예에서, 기판 지지 어셈블리가 제공된다. 기판 지지 어셈블리는, 지지 표면 및 지지 표면 반대편의 최하부 표면을 갖는 정전 척(ESC)을 포함한다. ESC는 ESC 내에 배치된 척킹 전극 및 하나 이상의 저항성 가열기들을 갖는다. ESC 베이스 어셈블리가 ESC에 커플링되며, ESC 베이스 어셈블리는 ESC 베이스 어셈블리 내에 배치된 베이스 채널을 갖는다. 설비 플레이트는 설비 플레이트 내에 배치된 설비 채널을 갖는다. 설비 플레이트는 플레이트 부분 및 벽 부분을 포함한다. 플레이트 부분은 ESC 베이스 어셈블리에 커플링되고, 벽 부분은 밀봉 어셈블리로 ESC에 커플링된다. ESC, ESC 베이스 어셈블리, 설비 플레이트의 플레이트 부분, 설비 플레이트의 벽 부분, 및 밀봉 어셈블리에 의해 진공 영역이 정의된다.
[0006]
다른 실시예에서, 기판 지지 어셈블리가 제공된다. 기판 지지 어셈블리는, 지지 표면 및 지지 표면 반대편의 최하부 표면을 갖는 정전 척(ESC)을 포함한다. ESC는 ESC 내에 배치된 척킹 전극 및 하나 이상의 저항성 가열기들을 갖는다. ESC 베이스 어셈블리가 ESC에 커플링되며, ESC 베이스 어셈블리는 ESC 베이스 어셈블리 내에 배치된 베이스 채널을 갖는다. 베이스 채널은, 설비 플레이트, 설비 플레이트에 커플링된 절연체 플레이트, 및 절연체 플레이트에 커플링된 접지 플레이트를 관통해 배치된 재킷형 베이스 유입구 튜브(jacketed base inlet tube)와 유체 연통하는 베이스 유입구를 갖는다. 베이스 채널은, 설비 플레이트, 절연체 플레이트, 및 접지 플레이트를 관통해 배치된 재킷형 베이스 배출구 튜브와 유체 연통하는 베이스 배출구를 갖는다. 설비 플레이트는 플레이트 부분 및 벽 부분을 포함한다. 플레이트 부분은 하나 이상의 제1 스크루 어셈블리들로 ESC 베이스 어셈블리에 커플링되고, 벽 부분은 밀봉 어셈블리로 ESC에 커플링된다. 설비 플레이트는 설비 플레이트 내에 배치된 설비 채널을 갖는다. 밀봉 어셈블리는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바디를 포함하며, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바디는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바디 내에 배치된 나선형 스프링을 갖는다. ESC, ESC 베이스 어셈블리, 설비 플레이트의 플레이트 부분, 설비 플레이트의 벽 부분, 및 밀봉 어셈블리에 의해 진공 영역이 정의된다.
[0007]
또 다른 실시예에서, 프로세스 챔버가 제공된다. 프로세스 챔버는 벽들 및 덮개를 갖는 챔버 바디를 포함하며, 벽들과 덮개는 프로세싱 영역을 정의한다. 기판 지지 어셈블리가 프로세싱 영역에 배치된다. 기판 지지 어셈블리는, 지지 표면 및 지지 표면 반대편의 최하부 표면을 갖는 정전 척(ESC)을 포함한다. ESC는 ESC 내에 배치된 척킹 전극 및 하나 이상의 저항성 가열기들을 갖는다. ESC 베이스 어셈블리가 ESC에 커플링되며, ESC 베이스 어셈블리는 ESC 베이스 어셈블리 내에 배치된 베이스 채널을 갖는다. 설비 플레이트는 설비 플레이트 내에 배치된 설비 채널을 갖는다. 설비 플레이트는 플레이트 부분 및 벽 부분을 포함한다. 플레이트 부분은 ESC 베이스 어셈블리에 커플링되고, 벽 부분은 밀봉 어셈블리로 ESC에 커플링된다. ESC, ESC 베이스 어셈블리, 설비 플레이트의 플레이트 부분, 설비 플레이트의 벽 부분, 및 밀봉 어셈블리에 의해 진공 영역이 정의된다.
[0008]
본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
[0009] 도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0010] 도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따른 예시적인 기판 지지 어셈블리의 개략적인 단면도들이다.
[0011] 도 2c는 일 실시예에 따른 스크루 어셈블리의 개략도이다.
[0012] 도 3은 일 실시예에 따른 밀봉 어셈블리의 개략도이다.
[0013] 도 4a - 도 4d는 실시예들에 따른 ESC 베이스 어셈블리의 개략적인 단면도들이다.
[0014] 도 4e는 일 실시예에 따른 예시적인 기판 지지 어셈블리의 둘레 부분의 개략적인 단면도이다.
[0015] 도 5a - 도 5c는 실시예들에 따른 예시적인 기판 지지 어셈블리의 개략적인 단면도들이다.
[0016] 도 5d는 일 실시예에 따른 저온 광학 프로브 어셈블리의 개략적인 단면도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.
[0009] 도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0010] 도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따른 예시적인 기판 지지 어셈블리의 개략적인 단면도들이다.
[0011] 도 2c는 일 실시예에 따른 스크루 어셈블리의 개략도이다.
[0012] 도 3은 일 실시예에 따른 밀봉 어셈블리의 개략도이다.
[0013] 도 4a - 도 4d는 실시예들에 따른 ESC 베이스 어셈블리의 개략적인 단면도들이다.
[0014] 도 4e는 일 실시예에 따른 예시적인 기판 지지 어셈블리의 둘레 부분의 개략적인 단면도이다.
[0015] 도 5a - 도 5c는 실시예들에 따른 예시적인 기판 지지 어셈블리의 개략적인 단면도들이다.
[0016] 도 5d는 일 실시예에 따른 저온 광학 프로브 어셈블리의 개략적인 단면도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.
[0018]
본원에서 설명되는 실시예들은, 정전 척(ESC) 상에 배치된 기판이 프로세싱에 적절한 극저온 프로세싱 온도로 유지되는 한편, 프로세싱 챔버의 다른 표면들이 상이한 온도로 유지되도록, 정전 척(ESC)의 극저온 온도 동작을 가능하게 하는 기판 지지 어셈블리를 제공한다. 극저온 프로세싱 온도(즉, 기판의 온도)는 -20℃ 미만의 온도들을 의미하는 것으로 의도된다.
[0019]
아래에서 기판 지지 어셈블리가 에칭 프로세싱 챔버 내에 있는 것으로 설명되지만, 기판 지지 어셈블리는 다른 타입들의 플라즈마 프로세싱 챔버들, 이를테면, 특히, 물리 기상 증착 챔버들, 화학 기상 증착 챔버들, 이온 주입 챔버들, 및 프로세싱이 극저온 프로세싱 온도로 유지되는 기판을 필요로 하는 다른 시스템들에서 활용될 수 있다.
[0020]
도 1은, 기판 지지 어셈블리(101)를 갖는, 에칭 챔버로서 구성되는 것으로 도시된 예시적인 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 기판 지지 어셈블리(101)는 다른 타입들의 플라즈마 프로세싱 챔버들, 예컨대, 특히, 플라즈마 처리 챔버들, 어닐링 챔버들, 물리 기상 증착 챔버들, 화학 기상 증착 챔버들, 및 이온 주입 챔버들뿐만 아니라, 표면 또는 워크피스, 이를테면, 기판(124)을 극저온 프로세싱 온도로 균일하게 유지하는 능력이 바람직한 다른 시스템들에서도 활용될 수 있다. 극저온 프로세싱 온도로 유지되는 기판(124)을 건식 반응성 이온 에칭하는 것은, 매끄러운 수직 측벽들을 갖는 트렌치들이 형성되도록, 자연적 에칭이 감소된 상태로 기판(124) 상에 배치된 재료들의 상향면들을 이온들이 타격하는 것을 가능하게 한다. 예컨대, 극저온 프로세싱 온도로 균일하게 유지되는 기판(124) 상에 배치된 로우-k 유전체 재료의 기공(porosity)들에서의 이온들의 확산이 감소되는 한편, 이온들은 로우-k 유전체 재료의 상향면을 계속 타격하여 매끄러운 수직 측벽들을 갖는 트렌치들을 형성한다. 추가적으로, 다른 재료에 비해 하나의 재료를 에칭하는 선택성이 극저온 프로세싱 온도에서 개선될 수 있다. 예컨대, 실리콘(Si)과 실리콘 이산화물(SiO2) 사이의 선택성은, 온도가 감소됨에 따라 기하급수적으로 증가한다.
[0021]
플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 챔버 바디(102)를 포함하며, 챔버 바디(102)는, 프로세싱 영역(110)을 에워싸는, 측벽들(104), 최하부(106) 및 덮개(108)를 갖는다. 주입 장치(112)가 챔버 바디(102)의 측벽들(104) 및/또는 덮개(108)에 커플링된다. 프로세스 가스들이 프로세싱 영역(110) 내로 제공되는 것을 가능하게 하기 위해, 가스 패널(114)이 주입 장치(112)에 커플링된다. 주입 장치(112)는 하나 이상의 노즐 또는 유입구 포트들, 또는 대안적으로 샤워헤드일 수 있다. 프로세스 가스들은, 임의의 프로세싱 부산물들과 함께, 챔버 바디(102)의 측벽들(104) 또는 최하부(106)에 형성된 배기 포트(116)를 통해 프로세싱 영역(110)으로부터 제거된다. 배기 포트(116)는 펌핑 시스템(140)에 커플링되며, 펌핑 시스템(140)은, 프로세싱 영역(110) 내의 진공 레벨들을 제어하는 데 활용되는 펌프들 및 스로틀 밸브들을 포함한다.
[0022]
프로세스 가스들은 프로세싱 영역(110) 내에서 플라즈마를 형성하도록 에너자이징될(energized) 수 있다. 프로세스 가스들은, RF 전력을 프로세스 가스들에 용량성으로(capacitively) 또는 유도성으로(inductively) 커플링함으로써 에너자이징될 수 있다. 도 1에 도시된, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 복수의 코일들(118)이 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 덮개(108) 위에 배치되고, 매칭 회로(120)를 통해 RF 전력 소스(122)에 커플링된다.
[0023]
기판 지지 어셈블리(101)는 프로세싱 영역(110)에서 주입 장치(112) 아래에 배치된다. 기판 지지 어셈블리(101)는 ESC(103) 및 ESC 베이스 어셈블리(105)를 포함한다. ESC 베이스 어셈블리(105)는 ESC(103) 및 설비 플레이트(107)에 커플링된다. 접지 플레이트(111)에 의해 지지되는 설비 플레이트(107)는 기판 지지 어셈블리(101)와의 전기, 냉각, 가열, 및 가스 연결들을 가능하게 하도록 구성된다. 접지 플레이트(111)는 프로세싱 챔버의 최하부(106)에 의해 지지된다. 절연체 플레이트(109)가 설비 플레이트(107)를 접지 플레이트(111)로부터 절연시킨다.
[0024]
ESC 베이스 어셈블리(105)는 극저온 칠러(cryogenic chiller)(117)에 커플링된 베이스 채널(416)(도 4a - 도 4d에 도시됨)을 포함한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 극저온 칠러(117)는, ESC 베이스 어셈블리(105)가 미리 결정된 극저온 온도로 유지되도록, 베이스 채널(416)의 유입구(254)(도 2a 및 도 2b에 도시됨)에 연결된 베이스 유입구 도관(123)을 통해 그리고 베이스 채널(416)의 배출구(256)(도 2a 및 도 2b에 도시됨)에 연결된 베이스 배출구 도관(125)을 통해 베이스 채널(416)과 유체 연통한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 극저온 칠러(117)는 베이스 유체의 유량을 제어하기 위해 인터페이스 박스에 커플링된다. 베이스 유체는 -50℃ 미만의 극저온 온도를 유지할 수 있는 재료를 포함할 수 있다. 극저온 칠러(117)는 베이스 유체를 제공하며, 베이스 유체는 ESC 베이스 어셈블리(105)의 베이스 채널(416)을 통해 순환된다. 베이스 채널(416)을 통해 유동하는 베이스 유체는 ESC 베이스 어셈블리(105)가 극저온 온도로 유지되는 것을 가능하게 하며, 이는 ESC(103) 상에 배치된 기판(124)이 극저온 프로세싱 온도로 균일하게 유지되도록 ESC(103)의 측방향 온도 프로파일을 제어하는 것을 보조한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들에서 조합될 수 있는 일 실시예에서, 극저온 칠러(117)는 극저온 온도를 약 -50℃ 미만으로 유지하도록 동작가능한 1단식(single-stage) 칠러이다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들에서 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 극저온 칠러(117)는, 베이스 유체가 -50℃ 미만의 극저온 온도로 유지되도록, 2단식 칠러 내부의 냉매를 활용하는 2단식 칠러이다.
[0025]
설비 플레이트(107)는 칠러(119)에 커플링된 설비 채널(234)(도 2a 및 도 2b에 도시됨)을 포함한다. 칠러(119)는, 설비 플레이트(107)가 미리 결정된 주변 온도로 유지되도록, 설비 채널(234)의 유입구(240)(도 2a 및 도 2b에 도시됨)에 연결된 설비 유입구 도관(127)을 통해 그리고 설비 채널(234)의 배출구(242)(도 2a 및 도 2b에 도시됨)에 연결된 설비 배출구 도관(129)을 통해 설비 채널(234)과 유체 연통한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 극저온 칠러(117)는 설비 유체의 유량을 제어하기 위해 인터페이스 박스에 커플링된다. 설비 유체는 약 -10℃ 내지 약 60℃의 주변 온도를 유지할 수 있는 재료를 포함할 수 있다. 칠러(119)는 설비 유체를 제공하며, 설비 유체는 설비 플레이트(107)의 설비 채널(234)을 통해 순환된다. 설비 채널(234)을 통해 유동하는 설비 유체는 설비 플레이트(107)가 미리 결정된 주변 온도로 유지되는 것을 가능하게 하며, 이는 절연체 플레이트(109)를 미리 결정된 주변 온도로 유지하는 것을 보조한다.
[0026]
ESC(103)는 지지 표면(130) 및 지지 표면(130) 반대편의 최하부 표면(132)을 갖는다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, ESC(103)는 세라믹 재료, 이를테면, 알루미나(Al2O3), 알루미늄 질화물(AlN) 또는 다른 적절한 재료로 제작된다. 대안적으로, ESC(103)는 폴리머, 이를테면, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴에테르케톤 등으로 제작될 수 있다.
[0027]
ESC(103)는 ESC(103) 내에 배치된 척킹 전극(chucking electrode)(126)을 포함한다. 척킹 전극(126)은 단극성 또는 양극성 전극, 또는 다른 적절한 어레인지먼트로서 구성될 수 있다. 척킹 전극(126)은 RF 필터 및 설비 플레이트(107)를 통해 척킹 전력 소스(134)에 커플링되며, 척킹 전력 소스(134)는 ESC(103)의 지지 표면(130)에 기판(124)을 정전기적으로 고정시키기 위한 DC 전력을 제공한다. RF 필터는, 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내에서 플라즈마(도시되지 않음)를 형성하는 데 활용되는 RF 전력이 전기 장비를 손상시키거나 챔버 외부에 전기적 위험을 주는 것을 방지한다.
[0028]
ESC(103)는 ESC(103) 내에 임베딩된 하나 이상의 저항성 가열기들(128)을 포함한다. 저항성 가열기들(128)은, ESC(103)의 온도를 지지 표면(130) 상에 배치된 기판(124)을 프로세싱하기에 적절한 극저온 프로세싱 온도로 상승(elevate)시키는 데 활용된다. 저항성 가열기들(128)은 설비 플레이트(107) 및 RF 필터를 통해 가열기 전력 소스(136)에 커플링된다. RF 필터는, 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내에서 플라즈마(도시되지 않음)를 형성하는 데 활용되는 RF 전력이 전기 장비를 손상시키거나 챔버 외부에 전기적 위험을 주는 것을 방지한다. 가열기 전력 소스(136)는 500 와트 이상의 전력을 저항성 가열기들(128)에 제공할 수 있다. 가열기 전력 소스(136)는, 일반적으로 기판(124)을 미리 결정된 극저온 온도로 가열하도록 설정되는, 가열기 전력 소스(136)의 동작을 제어하는 데 활용되는 제어기(도시되지 않음)를 포함한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 저항성 가열기들(128)은 복수의 측방향으로 분리된 가열 구역들을 포함하며, 제어기는 저항성 가열기들(128)의 적어도 하나의 구역이, 다른 구역들 중 하나 이상에 로케이팅된 저항성 가열기들(128)에 비해 우선적으로 가열되는 것을 가능하게 한다. 예컨대, 저항성 가열기들(128)은 복수의 분리된 가열 구역들에 동심으로(concentrically) 배열될 수 있다. 저항성 가열기들(128)은 기판(124)을 프로세싱에 적절한 극저온 프로세싱 온도로 유지한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 극저온 프로세싱 온도는 약 -20℃ 미만이다. 예컨대, 극저온 프로세싱 온도는 약 -20℃ 내지 약 -150℃이다.
[0029]
기판 지지 어셈블리(101)는 기판 지지 어셈블리(101) 내에 배치된 하나 이상의 프로브들을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 하나 이상의 저온 광학 프로브 어셈블리들(500)(도 5a - 도 5d에 도시됨)이 프로브 제어기(138)에 커플링된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 저온 광학 프로브들(512) 각각의 프로브 팁(516)은, ESC(103)의 온도를 결정하기 위해, (도 5b에 도시된 바와 같이) ESC(103)의 표면 내에 또는 (도 5a에 도시된 바와 같이) ESC(103)의 표면에 배치된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 저온 광학 프로브들(512) 각각의 프로브 팁(516)은, ESC 베이스 어셈블리(105)의 온도에 기반하여 기판의 온도를 교정하기 위해, (도 5c에 도시된 바와 같이) ESC 베이스 어셈블리(105) 내에 배치된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 저온 광학 프로브 어셈블리들(500) 각각은 저항성 가열기들(128)의 복수의 측방향으로 분리된 가열 구역들 중 일 구역에 대응하며, 저온 광학 프로브들(512)은 ESC(103)의 각각의 구역의 온도를 측정한다. 프로브 제어기(138)는, 온도 측정들에 기반하여 ESC(103)의 측방향 온도 프로파일이 실질적으로 균일하도록 저항성 가열기들(128)의 각각의 구역이 독립적으로 가열되고, 그에 따라, ESC(103) 상에 배치된 기판(124)이 극저온 프로세싱 온도로 균일하게 유지되도록, 가열기 전력 소스(136)에 커플링된다.
[0030]
도 2a 및 도 2b는, ESC(103) 상에 배치된 기판(124)이 극저온 프로세싱 온도로 유지되도록, ESC(103)의 극저온 온도 동작을 가능하게 하는 예시적인 기판 지지 어셈블리(101)의 개략적인 단면도들이다. ESC(103)는 ESC 베이스 어셈블리(105)에 커플링된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, ESC(103)는 본딩 층(202)으로 ESC 베이스 어셈블리(105)에 고정된다. 본딩 층(202)은 유기 또는 무기 재료들을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 본딩 층(202)은 에폭시 또는 금속 재료들을 포함할 수 있다. 척킹 전극(126)은, 설비 플레이트(107)의 하부 절연체(212)의 제1 보어(208) 및 ESC 베이스 어셈블리(105)의 상부 절연체(214)를 관통해 배치된 제1 절연 와이어(204)를 통해 척킹 전력 소스(134)에 커플링된다. 하나 이상의 저항성 가열기들(128)은 설비 플레이트(107)의 하부 절연체(212) 내의 제2 보어(210) 및 ESC 베이스 어셈블리(105)의 상부 절연체(214)를 관통해 배치된 제2 절연 와이어(206)를 통해 가열기 전력 소스(136)에 커플링된다.
[0031]
설비 플레이트(107)는 플레이트 부분(229) 및 벽 부분(230)을 포함한다. 설비 플레이트(107)의 플레이트 부분(229)은, ESC 베이스 어셈블리(105)와 설비 플레이트(107) 사이에 진공 영역(222)이 존재하도록, 하나 이상의 제1 스크루 어셈블리들(220)로 ESC 베이스 어셈블리(105)에 커플링된다. 하나 이상의 제1 스크루 어셈블리들(220) 각각은, 설비 플레이트(107)와 접촉하는 열적 차단부(thermal break)(227), 하나 이상의 벨빌 와셔(Belleville washer)들(226), 및 설비 플레이트(107)를 통해 ESC 베이스 어셈블리(105)의 스레드 홀(thread hole)(228) 내로 삽입되는 볼트(224)를 포함한다. 열적 차단부(227)는 극저온 온도로 유지되는 ESC 베이스 어셈블리(105)로부터의 열적 격리(thermal isolation)를 제공하기 위해 설비 플레이트(107)와 접촉한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 열적 차단부(227)는 폴리아미드-이미드(PAI) 또는 폴리이미드(PI) 함유 재료를 포함한다. 하나 이상의 벨빌 와셔들(226) 및 볼트(224)는, 설비 플레이트(107)가 ESC 베이스 어셈블리(105)에 대해 강제되도록 사전설치된다. 일부 실시예들에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 제1 스크루 어셈블리들(220) 각각 사이에 진공 절연 영역(263)이 유지되도록, 스크루 커버(261)가 볼트(224) 위에서 설비 플레이트(107)에 커플링된다. 스크루 커버(261)는 O-링(267)에 의해 설비 플레이트(107)에 커플링되어, 진공 절연 영역(263) 내의 압력을 유지하고 하나 이상의 제1 스크루 어셈블리들(220) 각각을 설비 플레이트(107)로부터 열적으로 절연시킨다.
[0032]
설비 플레이트(107)는 밀봉 어셈블리(232)에 의해 ESC(103)에 커플링된 벽 부분(230)을 포함한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 설비 플레이트(107)의 하부 절연체(212)는 밀봉 어셈블리(232)를 통해 진공 영역(222)을 유지한다. 밀봉 어셈블리(232)에 의해 ESC(103)에 커플링된 벽은 ESC 베이스 어셈블리(105)의 재료들이 프로세스 가스들과의 접촉으로부터 잠재적으로 박리되는 것을 방지한다. 진공 영역(222)은, ESC(103), ESC 베이스 어셈블리(105), 설비 플레이트(107), 및 밀봉 어셈블리(232)에 의해 정의된다. 진공 영역(222)은, 냉각 플레이트의 후면 상의 응축을 방지하고, 프로세싱 영역(110)의 압력과 독립적인 압력을 가짐으로써 프로세스 가스들이 기판 지지 어셈블리(101)에 진입하는 것을 방지하며, ESC 베이스 어셈블리(105)와 설비 플레이트(107) 사이의 열적 격리를 제공한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 설비 플레이트(107)는 알루미늄 함유 재료들을 포함한다.
[0033]
설비 플레이트(107)의 설비 채널(234)은 설비 플레이트(107)에서 기계가공되고 커버(238)와 용접된다. 설비 채널(234)의 유입구(240)는 절연체 플레이트(109) 및 접지 플레이트(111)를 관통해 배치된 유입구 튜브(244)와 유체 연통한다. 설비 채널(234)의 배출구(242)는 절연체 플레이트(109) 및 접지 플레이트(111)를 관통해 배치된 배출구 튜브(246)와 유체 연통한다. 유입구 튜브(244) 및 배출구 튜브(246)는, 설비 유입구 도관(127)에 연결된 연결 유입구(250) 및 설비 배출구 도관(129)에 연결된 연결 배출구(252)를 갖는 연결부(248)에 연결된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 연결부(248), 유입구 튜브(244), 및 배출구 튜브(246)는 절연 재료들, 이를테면, 세라믹 함유 재료들을 포함할 수 있다.
[0034]
도 4a - 도 4d에서 더 상세히 설명되는 ESC 베이스 어셈블리(105)의 베이스 채널(416)은, 설비 플레이트(107), 절연체 플레이트(109), 및 접지 플레이트(111)를 관통해 배치된 재킷형 유입구 튜브(258)와 유체 연통하는, 베이스 채널(416)의 유입구(254)를 포함한다. 베이스 채널(416)의 배출구(256)는, 설비 플레이트(107), 절연체 플레이트(109), 및 접지 플레이트(111)를 관통해 배치된 재킷형 배출구 튜브(260)와 유체 연통한다. 재킷형 유입구 튜브(258) 및 재킷형 배출구 튜브(260)는 인터페이스 블록(270)에 연결된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 인터페이스 블록(270), 재킷형 유입구 튜브(258), 및 재킷형 배출구 튜브(260)는 절연 재료들, 이를테면, 세라믹 함유 재료들을 포함한다. 재킷형 유입구 튜브(258)는 유체 유입구 채널(266) 및 진공 채널(262)을 포함한다. 재킷형 배출구 튜브(260)는 유체 배출구 채널(268) 및 진공 채널(264)을 포함한다. 인터페이스 블록(270)은 베이스 유입구(272), 진공 채널(276), 베이스 배출구(274), 및 진공 채널(278)을 포함한다. 베이스 유입구(272)는 베이스 유입구 도관(123)에 연결되고, 베이스 배출구(274)는 베이스 배출구 도관(125)에 연결된다. 진공 채널(276)은 진공 소스(284)와 유체 연통하는 진공 도관(280)에 연결되고, 진공 채널(278)은 진공 소스(284)와 유체 연통하는 진공 도관(282)에 연결된다. 진공 소스(284)를 진공 영역(222)에 커플링시키는 것은, 프로세싱 영역(110)의 압력과 독립적인 압력이 진공 영역(222)에서 유지되는 것을 가능하게 한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 유체 유입구 채널(266) 및 유체 배출구 채널(268)은 진공 영역(222) 내의 압력을 유지하기 위해 밀봉 어셈블리(232)에 의해 ESC 베이스 어셈블리(105)에 커플링된다.
[0035]
기판 지지 어셈블리(101)는 또한, 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내로의 그리고 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 밖으로의 로봇식 전달을 가능하게 하기 위해 ESC(103)의 지지 표면(130) 위로 기판(124)을 상승시키기 위한 리프트 핀들(도시되지 않음)을 수용하기 위한 하나 이상의 리프트 핀 어셈블리들(286)을 포함한다. 하나 이상의 리프트 핀 어셈블리들(286) 각각은, ESC(103), ESC 베이스 어셈블리(105), 설비 플레이트(107), 절연체 플레이트(109), 및 접지 플레이트(111)를 관통해 배치된 리프트 핀 가이드(288)를 포함한다. ESC 베이스 어셈블리(105)를 관통해 배치된 리프트 핀 가이드(288)의 부분(290)은, 리프트 핀 가이드(288)를 제 위치에 홀딩하는 스레딩된 부싱(threaded bushing)(292)에 의해 둘러싸인다. 리프트 핀 가이드(288)는 챔버 진공 및 절연 진공을 별개로 유지하기 위해 밀봉 어셈블리(232)에 의해 ESC(103)에 커플링된다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, ESC(103)는 기판(124)과 ESC(103)의 지지 표면(130) 사이에 정의된 틈새 공간(interstitial space)에 후면 열 전달 가스, 이를테면, 헬륨을 제공하기 위한 하나 이상의 가스 통로들을 포함한다. 하나 이상의 가스 통로들 각각은, ESC(103), ESC 베이스 어셈블리(105), 설비 플레이트(107), 절연체 플레이트(109), 및 접지 플레이트(111)를 관통해 배치된다. 하나 이상의 가스 통로들 각각은 진공 영역(222) 내의 압력을 유지하기 위해 밀봉 어셈블리(232)에 의해 ESC(103)에 커플링된다.
[0036]
도 2b에 도시된 바와 같이, 설비 플레이트(107)는 절연체 플레이트(109)와 설비 플레이트(107) 사이에 배치된 리세스된 부분(296) 및 밀봉부(294)를 포함한다. 설비 플레이트(107)에 커플링된 절연체 플레이트(109)의 표면(205)은 설비 플레이트(107)와 등각성이다. 리세스된 부분(296) 및 절연체 플레이트(109)는 설비 플레이트(107)의 감소된 두께(201) 및 절연체 플레이트(109)의 증가된 두께(203)를 제공한다. 설비 플레이트(107)의 감소된 두께(201) 및 절연체 플레이트(109)의 증가된 두께(203)는, 설비 플레이트(107)의 하부 절연체(212)의 제1 보어(208)를 관통해 배치된 제1 절연 와이어(204)의 길이 및 절연체 플레이트(109)를 관통해 배치된 제1 절연 와이어(204)의 길이를 감소시킨다. 제1 보어(208)를 관통해 배치된 제1 절연 와이어(204)의 길이를 감소시키는 것은, 척킹 전력 소스(134)에 의해 제1 절연 와이어(204)에 제공되는 전압으로 인한, RF 고온 설비 플레이트(107)의 제1 보어(208) 내의 아킹 가능성을 감소시킨다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 절연체 플레이트(109)의 외측 부분(269)은 절연체 플레이트(109)의 내측 부분(271)의 재료들과 상이한 재료들을 포함한다. 외측 부분(269)은 알루미늄 산화물(AlO2) 함유 재료들을 포함할 수 있고, 절연체 플레이트(109)의 내측 부분(271)은 폴리스티렌 함유 재료들을 포함할 수 있다.
[0037]
도 3은 일 실시예에 따른 밀봉 어셈블리(232)의 개략도이다. 도 3이 페이스 밀봉부(face seal)로서 밀봉 어셈블리(232)를 도시하지만, 본원에서 설명되는 실시예들은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바디 또는 금속 밀봉부들을 갖는 피스톤(즉, 반경방향) 밀봉부들을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 밀봉부들은 약 -260℃ 내지 약 290℃의 온도에서 진공 영역(222)의 밀봉을 제공한다. 도 3에 도시된 밀봉 어셈블리(232)는, 스프링(304)이 내부에 배치된 PTFE 바디(302)를 포함한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 스프링(304)은 스테인리스 강, 니켈 합금, 니켈-크롬 합금, 및 코발트-크롬-니켈-몰리브덴 합금 함유 재료들을 포함한다. 밀봉 어셈블리(232)는 극저온 온도들에서 ESC(103)의 밀봉을 가능하게 한다. 스프링이 내부에 배치된 PTFE 바디(302)는 약 -260℃ 내지 약 290℃의 온도에서 동작가능하다.
[0038]
도 4a 및 도 4b는 베이스 채널 플레이트(404)에 커플링된 ESC 베이스(402)를 갖는 ESC 베이스 어셈블리(105)의 개략적인 단면도들이다. ESC 베이스(402)는 ESC(103)의 열 팽창 계수와 실질적으로 매칭하기 위한 재료들을 포함한다. ESC 베이스(402)는 몰리브덴 또는 탄소 섬유 함유 재료들을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 베이스 채널 플레이트(404)는 알루미늄 함유 재료들로 이루어진다. 베이스 채널 플레이트(404)는 ESC 베이스 어셈블리(105)의 베이스 채널(416)을 포함한다. 베이스 채널(416)은 베이스 채널 플레이트(404)에서 기계가공되고, 커버(420)와 본딩, 용접, 또는 브레이징된다. 베이스 채널(416)의 유입구(254)는 재킷형 유입구 튜브(258)와 유체 연통하고, 베이스 채널(416)의 배출구(256)는 재킷형 배출구 튜브(260)와 유체 연통한다. ESC 베이스(402)는 하나 이상의 제2 스크루 어셈블리들(408)을 통해 베이스 채널 플레이트(404)에 커플링된다. 일 실시예에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, ESC 베이스(402)는, ESC 베이스(402)와 베이스 채널 플레이트(404) 사이의 정의된 열 전도도를 유지하기 위해, ESC 베이스(402)와 베이스 채널 플레이트(404) 사이의 열 전도성 개스킷(406)으로 베이스 채널 플레이트(404)에 커플링된다. 다른 실시예에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 열 전도성 개스킷(406)이 포함되지 않는다. 하나 이상의 제2 스크루 어셈블리들(408) 각각은, 하나 이상의 벨빌 와셔들(412) 및 ESC 베이스(402)를 통해 ESC 베이스(402)의 스레드 홀(414) 내로 삽입된 볼트(410)를 포함한다. 하나 이상의 벨빌 와셔들(412) 및 볼트(410)는, 베이스 채널 플레이트(404)가 ESC 베이스(402)에 대해 강제되도록 사전설치된다.
[0039]
도 4c는 베이스 채널(416)을 갖는 ESC 베이스(402)를 갖는 ESC 베이스 어셈블리(105)의 개략적인 단면도이다. ESC 베이스(402)는 ESC(103)의 열 팽창 계수와 실질적으로 매칭하기 위한 몰리브덴 또는 탄소 섬유 함유 재료들을 포함한다. 베이스 채널(416)은 ESC 베이스(402)에서 기계가공되고, 커버(420)와 본딩, 용접, 또는 브레이징된다. 베이스 채널(416)의 유입구(254)는 재킷형 유입구 튜브(258)와 유체 연통하고, 베이스 채널(416)의 배출구(256)는 재킷형 배출구 튜브(260)와 유체 연통한다.
[0040]
도 4d는 베이스 채널(416)을 갖는 ESC 베이스(402)를 갖는 ESC 베이스 어셈블리(105)의 개략적인 단면도이다. ESC 베이스(402)는 ESC(103)의 열 팽창 계수와 실질적으로 매칭하기 위한 몰리브덴 또는 탄소 섬유 함유 재료들을 포함한다. 베이스 채널(416)은 ESC 베이스(402)의 기계가공된 공간(424)에 배치된 코일이다. 베이스 채널(416)의 유입구(254)는 재킷형 유입구 튜브(258)와 유체 연통하고, 베이스 채널(416)의 배출구(256)는 재킷형 배출구 튜브(260)와 유체 연통한다.
[0041]
도 4e는 도 2b의 기판 지지 어셈블리(101)의 둘레 부분의 개략적인 단면도이다. ESC 베이스(402)는 진공 영역(222)에 노출된 홈(426)을 포함한다. 홈(426)은 홈(426) 내에 배치된 RF 개스킷(428)을 포함한다. 설비 플레이트(107)의 플레이트 부분(229)은, RF 개스킷(432)이 내부에 배치된 홈(430)을 포함한다. ESC 베이스(402) 및 베이스 채널 플레이트(404)가 설비 플레이트(107)로부터 열적으로 격리되는 동안, RF 개스킷(432)은 베이스 채널 플레이트(404)와 설비 플레이트(107) 사이의 RF 연결성을 유지한다. 유사하게, ESC 베이스(402) 및 베이스 채널 플레이트(404)는 도 4a 및 도 4e에 도시된 실시예에서 열 전도성 개스킷(406)에 의해 열적으로 전도될 수 있지만, RF 개스킷(428)은 베이스 채널 플레이트(404)와 ESC 베이스(402) 사이의 전기적 RF 연결성을 유지한다.
[0042]
도 5a - 도 5c는 하나 이상의 저온 광학 프로브 어셈블리들(500)(도 5d에 도시됨) 중 하나를 갖는 예시적인 기판 지지 어셈블리(101)의 개략적인 단면 개략도이다. 저온 광학 프로브 어셈블리들(500) 각각은 프로브 제어기(138)에 연결된 광섬유(510)를 포함한다. 저온 광학 프로브 어셈블리들(500) 각각은 절연체 플레이트(109)에 배치된 마운트 하우징(502), 및 절연체 플레이트(109) 및 설비 플레이트(107)에 배치된 프로브 하우징(504)을 포함한다. 마운트 하우징(502)은, 프로브 어셈블리(500)가 설비 플레이트(107)에 대해 강제되도록, 마운트 하우징(502)을 통해 절연체 플레이트(109)의 스레드 홀(508) 내로 삽입된 프로브 장착 볼트(506)로 프로브 하우징(504)에 커플링된다. 광섬유(510)는 프로브 하우징(504)에 배치된 저온 광학 프로브(512)에 연결된다. 프로브 하우징(504)은, 저온 광학 프로브(512)의 프로브 팁(516)이 ESC(103)와 접촉하게 구성되도록, 저온 광학 프로브(512)의 수직 이동을 제공하기 위한 스프링(514)을 포함한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 프로브 팁(516)은 표면을 관통하지 않으면서 ESC(103)와 접촉한다. 도 5b에 도시된, 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 프로브 팁(516)은 ESC(103) 내에 배치된다. 설비 플레이트(107)에서, 스레딩된 캡(518)이 프로브 하우징(504)을 둘러싼다. 스레딩된 캡(518)의 내부 부분(520)은 내부 밀봉부(522)로 프로브 하우징(504)에 커플링된다. 내부 밀봉부(522)는 프로브 팁(516)이 ESC(103)와의 접촉을 유지하는 것을 가능하게 한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 내부 밀봉부(522)는 밀봉 어셈블리(232)이다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 내부 밀봉부(522)는 엘라스토머 밀봉부이다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 또 다른 실시예에서, 내부 밀봉부(522)는 O-링이다. 스레딩된 캡(518)의 외부 부분(524)은 외부 밀봉부(526)로 설비 플레이트(107)에 커플링된다. 외부 밀봉부(526)는 프로브 하우징(504)을 진공 영역(222)으로부터 밀봉한다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 외부 밀봉부(526)는 O-링이다.
[0043]
요약하면, ESC 상에 배치된 기판이 극저온 프로세싱 온도로 유지되는 한편, 프로세싱 챔버의 다른 표면들이 상이한 온도로 유지되도록, ESC의 극저온 온도 동작을 가능하게 하는 기판 지지 어셈블리가 제공된다. ESC(103), ESC(103) 및 설비 플레이트(107)에 커플링된 ESC 베이스 어셈블리(105), 및 접지 플레이트(111)에 커플링된 절연체 플레이트(109)를 포함하는 기판 지지 어셈블리가 프로세스 챔버에 배치된다. ESC(103)에 커플링된 ESC 베이스 어셈블리(105)의 베이스 채널(416)을 통해 유동하는 베이스 유체는, 저항성 가열기들(128)과 함께, ESC 베이스 어셈블리(105)가 미리 결정된 극저온 온도로 유지되는 것을 가능하게 하며, 이는 ESC(103) 상에 배치된 기판(124)이 극저온 프로세싱 온도로 균일하게 유지되도록, ESC(103)의 측방향 온도 프로파일을 제어하는 것을 보조한다. 설비 플레이트(107)의 설비 채널(234)을 통해 유동하는 설비 유체는, 설비 플레이트(107)가 주변 온도로 유지되는 것을 가능하게 하며, 이는 절연체 플레이트(109) 및 접지 플레이트(111)를 주변 온도로 유지하는 것을 보조한다.
[0044]
전술한 바가 본 개시내용의 예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (20)
- 기판 지지 어셈블리로서,
지지 표면 및 상기 지지 표면 반대편의 최하부 표면을 갖는 정전 척(ESC; electrostatic chuck) ― 상기 ESC는 상기 ESC 내에 배치된 척킹 전극 및 하나 이상의 저항성 가열기들을 가짐 ―;
상기 ESC에 커플링된 ESC 베이스 어셈블리 ― 상기 ESC 베이스 어셈블리는 상기 ESC 베이스 어셈블리 내에 배치된 냉매(refrigerant) 채널을 가짐 ―;
설비 플레이트 ― 상기 설비 플레이트는 상기 설비 플레이트 내에 배치된 냉각제(coolant) 채널을 갖고, 상기 설비 플레이트는 플레이트 부분 및 플랜지 부분을 포함하고, 상기 플레이트 부분은 상기 ESC 베이스 어셈블리에 커플링되고 그리고 상기 플랜지 부분은 상기 ESC 베이스 어셈블리의 측벽을 지나 연장하는 상기 ESC의 상기 최하부 표면의 일부에 밀봉 어셈블리로 커플링됨 ―; 및
상기 ESC, 상기 ESC 베이스 어셈블리, 상기 설비 플레이트의 플레이트 부분, 상기 설비 플레이트의 플랜지 부분, 및 상기 ESC 베이스 어셈블리의 측벽을 지나 연장하는 상기 ESC의 상기 최하부 표면의 일부에 있는 상기 밀봉 어셈블리에 의해 정의되는 진공 영역을 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 설비 플레이트에 커플링된 절연체 플레이트 및 상기 절연체 플레이트에 커플링된 접지 플레이트를 더 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 ESC 베이스 어셈블리는 본딩 층으로 상기 ESC에 고정되는,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 ESC는 알루미나(Al2O3) 및/또는 알루미늄 질화물(AlN) 함유 재료들을 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 ESC 베이스 어셈블리는 몰리브덴 또는 탄소 섬유 함유 재료들을 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
유입구 및 배출구를 갖는 상기 냉매 채널은 상기 냉매 채널의 유입구에 연결된 냉매 유입구 도관 및 상기 냉매 채널의 배출구에 연결된 냉매 배출구 도관을 통해 상기 냉매 채널과 유체 연통하는 극저온 칠러(cryogenic chiller)에 연결되도록 동작가능한,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
유입구 및 배출구를 갖는 상기 냉각제 채널은 상기 냉각제 채널의 유입구에 연결된 냉각제 유입구 도관 및 상기 냉각제 채널의 배출구에 연결된 냉각제 배출구 도관을 통해 상기 냉각제 채널과 유체 연통하는 칠러에 연결되도록 동작가능한,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 밀봉 어셈블리는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바디를 포함하고, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바디는 상기 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바디 내에 배치된 나선형 스프링을 가져서, 약 -250℃ 내지 약 250℃의 온도에서 상기 진공 영역을 밀봉하는,
기판 지지 어셈블리. - 제8 항에 있어서,
상기 나선형 스프링은 스테인리스 강, 니켈 합금, 니켈-크롬 합금, 및 코발트-크롬-니켈-몰리브덴 합금 함유 재료들을 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
상기 진공 영역은, 프로세싱 챔버의 프로세싱 영역의 압력보다 큰 상기 진공 영역 내의 진공 압력을 유지하기 위해, 진공 소스와 유체 연통하는 진공 유입구 도관에 연결되도록 동작가능한 진공 유입구 및 상기 진공 소스와 유체 연통하는 진공 배출구 도관에 연결되도록 동작가능한 진공 배출구를 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제1 항에 있어서,
프로브 제어기에 커플링된 하나 이상의 프로브 어셈블리들을 더 포함하며,
상기 하나 이상의 프로브 어셈블리들 각각은 상기 ESC와 접촉하는 프로브 팁을 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제11 항에 있어서,
제어기를 구비하는 상기 하나 이상의 저항성 가열기들의 가열기 전력 소스는 상기 프로브 제어기에 연결되는,
기판 지지 어셈블리. - 기판 지지 어셈블리로서,
지지 표면 및 상기 지지 표면 반대편의 최하부 표면을 갖는 정전 척(ESC; electrostatic chuck) ― 상기 ESC는 상기 ESC 내에 배치된 척킹 전극 및 하나 이상의 저항성 가열기들을 가짐 ―;
상기 ESC에 커플링된 ESC 베이스 어셈블리 ― 상기 ESC 베이스 어셈블리는 상기 ESC 베이스 어셈블리 내에 배치된 베이스 채널을 가지고 상기 ESC의 열 팽창 계수에 실질적으로 매칭되는 재료들을 포함하며, 상기 베이스 채널은 베이스 유체를 수용하도록 구성됨 ―;
설비 플레이트 ― 상기 설비 플레이트는 상기 설비 플레이트 내에 배치된 설비 채널을 갖고, 상기 설비 채널은 설비 유체를 수용하도록 구성되고, 상기 설비 플레이트는 플레이트 부분 및 벽 부분을 포함하고, 상기 플레이트 부분은 상기 ESC 베이스 어셈블리에 커플링되고 그리고 상기 벽 부분은 밀봉 어셈블리로 상기 ESC 베이스 어셈블리에 커플링됨 ―; 및
상기 ESC, 상기 ESC 베이스 어셈블리, 상기 설비 플레이트의 플레이트 부분, 상기 설비 플레이트의 벽 부분, 및 상기 밀봉 어셈블리에 의해 정의되는 진공 영역 ― 상기 진공 영역은 상기 ESC 베이스 어셈블리와 상기 설비 플레이트의 플레이트 부분 사이에 갭을 유지함 ― 을 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제13 항에 있어서,
상기 설비 플레이트에 커플링된 절연체 플레이트 및 상기 절연체 플레이트에 커플링된 접지 플레이트를 더 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제13 항에 있어서,
상기 ESC 베이스 어셈블리는 본딩 층으로 상기 ESC에 고정되는,
기판 지지 어셈블리. - 제13 항에 있어서,
상기 ESC는 알루미나(Al2O3) 및/또는 알루미늄 질화물(AlN) 함유 재료들을 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 제13 항에 있어서,
유입구 및 배출구를 갖는 상기 베이스 채널은 상기 베이스 채널의 유입구에 연결된 베이스 유입구 도관 및 상기 베이스 채널의 배출구에 연결된 베이스 배출구 도관을 통해 상기 베이스 채널과 유체 연통하는 극저온 칠러(cryogenic chiller)에 연결되도록 동작가능한,
기판 지지 어셈블리. - 제13 항에 있어서,
유입구 및 배출구를 갖는 상기 설비 채널은 상기 설비 채널의 유입구에 연결된 설비 유입구 도관 및 상기 설비 채널의 배출구에 연결된 설비 배출구 도관을 통해 상기 설비 채널과 유체 연통하는 칠러에 연결되도록 동작가능한,
기판 지지 어셈블리. - 제13 항에 있어서,
상기 진공 영역은, 프로세싱 챔버의 프로세싱 영역의 압력과는 독립적으로 상기 진공 영역 내의 진공 압력을 유지하기 위해, 진공 소스와 유체 연통하는 제1 진공 도관에 연결되도록 동작가능한 제1 진공 채널 및 상기 진공 소스와 유체 연통하는 제2 진공 도관에 연결되도록 동작가능한 제2 진공 채널을 포함하는,
기판 지지 어셈블리. - 기판 지지 어셈블리로서,
지지 표면 및 상기 지지 표면 반대편의 최하부 표면을 갖는 정전 척(ESC; electrostatic chuck) ― 상기 ESC는 상기 ESC 내에 배치된 척킹 전극 및 하나 이상의 저항성 가열기들을 가짐 ―;
상기 ESC에 커플링된 ESC 베이스 어셈블리 ― 상기 ESC 베이스 어셈블리는 상기 ESC 베이스 어셈블리 내에 배치된 냉매(refrigerant) 채널을 가지고, 상기 ESC의 열 팽창 계수에 실질적으로 매칭되는 재료들을 포함하며, 상기 냉매 채널은 냉매 유체를 수용하도록 구성됨 ―;
설비 플레이트 ― 상기 설비 플레이트는 상기 설비 플레이트 내에 배치된 냉각제(coolant) 채널을 갖고, 상기 설비 채널은 설비 유체를 수용하도록 구성되고상기 설비 플레이트는 플레이트 부분 및 플랜지 부분을 포함하고, 상기 플레이트 부분은 상기 ESC 베이스 어셈블리에 커플링되고 그리고 상기 플랜지 부분은 상기 ESC 베이스 어셈블리의 측벽을 지나 연장하는 상기 ESC의 상기 최하부 표면의 일부에 밀봉 어셈블리로 커플링됨 ―; 및
상기 ESC, 상기 ESC 베이스 어셈블리, 상기 설비 플레이트의 플레이트 부분, 상기 설비 플레이트의 플랜지 부분, 및 상기 ESC 베이스 어셈블리의 측벽을 지나 연장하는 상기 ESC의 상기 최하부 표면의 일부에 있는 상기 밀봉 어셈블리에 의해 정의되는 진공 영역 ― 상기 진공 영역은 상기 ESC 베이스 어셈블리와 상기 설비 플레이트의 플레이트 부분 사이에 갭을 유지함 ― 을 포함하는,
기판 지지 어셈블리.
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