KR20240016314A - 플라즈마 처리 장치 및 기판 지지기 - Google Patents
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Abstract
플라즈마 처리 장치는 기판 지지기(11A)를 구비한다. 기판 지지기(11A)는, 베이스(14), 정전 척(16A), 척 전극(16a) 및 전극 구조체(16pA)를 포함한다. 정전 척(16A)은 베이스(14) 상에 배치되며, 중앙 영역(16R1)과 고리형 영역(16R2)을 갖는다. 척 전극(16a)은 중앙 영역(16R1) 내에 배치된다. 전극 구조체(16pA)는, 중앙 영역(16R1)에서 척 전극(16a)의 하방에 배치되고, 전기적으로 플로팅된 상태로 배치된다. 전극 구조체(16pA)는, 제1 전극층(161)과, 제1 전극층(161)의 하방에 배치되는 제2 전극층(162)과, 제1 전극층(161)과 제2 전극층(162)을 접속하는 하나 또는 복수의 접속체(163)를 포함한다. 적어도 하나의 바이어스 전원(32)은 기판 지지기(11A)에 전기적으로 접속된다.
Description
본 개시의 예시적 실시형태는 기판 지지기, 플라즈마 처리 장치 및 정전 척의 제조 방법에 관한 것이다.
플라즈마 처리 장치는 기판에 대한 플라즈마 처리 시에 사용된다. 플라즈마 처리 장치는 챔버 및 기판 지지기를 포함한다. 기판 지지기는, 받침대 및 정전 척을 포함하며, 챔버 내에 설치된다. 정전 척은 받침대 상에 설치된다. 정전 척은 그 위에 기판이 탑재되는 제1 영역 및 그 위에 엣지 링이 탑재되는 제2 영역을 포함한다. 제1 영역의 두께는 제2 영역의 두께보다 크다. 이러한 플라즈마 처리 장치는, 하기의 특허문헌 1에 개시되어 있다.
본 개시는 기판 지지기에서 받침대와 기판 사이의 임피던스와, 받침대와 엣지 링 사이의 임피던스의 차이를 줄이는 기술을 제공한다.
일 예시적 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버, 기판 지지기 및 적어도 하나의 바이어스 전원을 구비한다. 기판 지지기는 플라즈마 처리 챔버 내에 배치된다. 기판 지지기는 받침대, 정전 척, 척 전극 및 전극 구조체를 포함한다. 정전 척은, 받침대 상에 배치되며, 기판 지지면을 갖는 중앙 영역과 중앙 영역을 둘러싸는 고리형 영역을 갖는다. 고리형 영역의 두께는 중앙 영역의 두께보다 작다. 척 전극은 중앙 영역 내에 배치된다. 전극 구조체는, 중앙 영역에서 척 전극의 하방에 배치되며 전기적으로 플로팅된 상태로 배치된다. 전극 구조체는, 제1 전극층과, 제1 전극층의 하방에 배치되는 제2 전극층과, 제1 전극층과 제2 전극층을 접속하는 하나 또는 복수의 접속체를 포함한다. 제1 전극층 및 제2 전극층은, 평면에서 볼 때 기판 지지면에 걸쳐 연장된다. 적어도 하나의 바이어스 전원은, 기판 지지기에 전기적으로 접속된다.
일 예시적 실시형태에 따르면, 기판 지지기에서, 받침대와 기판 지지면 상에 탑재되는 기판 사이의 임피던스와, 받침대와 고리형 영역 상에 탑재되는 엣지 링 사이의 임피던스의 차이를 줄이는 것이 가능하다.
도 1은 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 4는 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 5는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 6는, 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 7은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 8은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 9는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 10은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 11은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 12는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 13은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 14는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 15는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 16은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 17은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 18은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 19는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 20은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 21은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 22는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 23은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 24는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 25는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 26은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 27은 일례의 전극 구조체의 사시도이다.
도 28은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 4는 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 5는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 6는, 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 7은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 8은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 9는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 10은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 11은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 12는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 13은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 14는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 15는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 16은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 17은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 18은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 19는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 20은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 21은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 22는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 23은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 24는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 25는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 26은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
도 27은 일례의 전극 구조체의 사시도이다.
도 28은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시형태에 대해 자세히 설명한다. 아울러 각 도면에서 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙였다.
도 1 및 도 2는, 일 예시적 실시형태와 관련된 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
일 실시형태에서 플라즈마 처리 시스템은, 플라즈마 처리 장치(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 기판 지지기(11) 및 플라즈마 생성부(12)를 포함한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는 플라즈마 처리 공간을 갖는다. 또한 플라즈마 처리 챔버(10)는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간에 공급하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구와, 플라즈마 처리 공간으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 갖는다. 가스 공급구는 후술하는 가스 공급부(20)에 접속되고, 가스 배출구는 후술하는 배기 시스템(40)에 접속된다. 기판 지지기(11)는 플라즈마 처리 공간 내에 배치되며, 기판을 지지하기 위한 기판 지지면을 갖는다.
플라즈마 생성부(12)는, 플라즈마 처리 공간 내에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성된다. 플라즈마 처리 공간에서 형성되는 플라즈마는, 용량 결합 플라즈마(CCP; Capacitively Coupled Plasma), 유도 결합 플라즈마(ICP; Inducively Coupled Plasma), ECR 플라즈마(Electron-Cyclotron-resonance plasma), 헬리콘파 여기 플라즈마(HWP; Helicon Wave Plasma), 또는 표면파 플라즈마(SWP; Surface Wave Plasma) 등일 수 있다. 또한 AC(Alternating Current) 플라즈마 생성부 및 DC(Direct Current) 플라즈마 생성부를 포함한, 다양한 종류의 플라즈마 생성부가 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서, AC 플라즈마 생성부에서 사용되는 AC 신호(AC 전력)는, 100kHz 내지 10GHz의 범위의 주파수를 갖는다. 따라서 AC 신호는 RF(Radio Frequency) 신호 및 마이크로파 신호를 포함한다. 일 실시형태에서 RF 신호는, 200kHz 내지 150MHz 범위의 주파수를 갖는다.
제어부(2)는, 본 개시에서 설명하는 각종 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터로 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는 여기에서 설명하는 각종 공정을 실행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서 제어부(2)의 일부 또는 전부는 플라즈마 처리 장치(1)에 포함될 수 있다. 제어부(2)는 예를 들면 컴퓨터(2a)를 포함할 수도 있다. 컴퓨터(2a)는 예를 들면 처리부(CPU: Central Processing Unit)(2a1), 기억부(2a2) 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함할 수 있다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)에 저장된 프로그램에 기초하여 각종 제어 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 기억부(2a2)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(2a3)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해 플라즈마 처리 장치(1)와 통신할 수 있다.
이하에서는 플라즈마 처리 장치(1)의 일례로서 용량 결합 플라즈마 처리 장치의 구성예에 대해 설명한다. 용량 결합 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 복수의 전원 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 또한 플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지기(11) 및 가스 도입부를 포함한다. 가스 도입부는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 챔버(10) 내로 도입하도록 구성된다. 가스 도입부는 샤워 헤드(13)를 포함한다. 기판 지지기(11)는 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 배치된다. 샤워 헤드(13)는 기판 지지기(11)의 상방에 배치된다. 일 실시형태에서 샤워 헤드(13)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 천장부(ceiling)의 적어도 일부를 구성한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 샤워 헤드(13), 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽(10a) 및 기판 지지기(11)에 의해 규정된 플라즈마 처리 공간(10s)을 갖는다. 측벽(10a)은 접지된다. 샤워 헤드(13) 및 기판 지지기(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10)의 하우징과 전기적으로 절연된다.
기판 지지기(11)는, 본체부(11m) 및 엣지 링(11e)를 포함한다. 본체부(11m)는, 기판(W) 및 엣지 링(11e)를 지지하도록 구성된다. 도면에는 생략하였으나, 기판 지지기(11)는, 정전 척(16), 엣지 링(11e) 및 기판(W) 중 적어도 하나를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함할 수도 있다. 온도 조절 모듈은, 히터, 열 전달 매체, 유로, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유로에는 염수나 가스와 같은 열 전달 유체가 흐른다. 또한 기판 지지기(11)는, 기판(W)의 이면과 기판 지지기(11)의 상면 사이의 간극에 열 전달 가스를 공급하도록 구성된 열 전달 가스 공급부를 포함할 수 있다.
샤워 헤드(13)는, 가스 공급부(20)로부터 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s) 내로 도입하도록 구성된다. 샤워 헤드(13)는, 적어도 하나의 가스 공급구(13a), 적어도 하나의 가스 확산실(13b), 및 복수의 가스 도입구(13c)를 갖는다. 가스 공급구(13a)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(13b)을 통과하여 복수의 가스 도입구(13c)로부터 플라즈마 처리 공간(10s) 내로 도입된다. 또한 샤워 헤드(13)는 도전성 부재를 포함한다. 샤워 헤드(13)의 도전성 부재는 상부 전극으로서 기능한다. 덧붙여 가스 도입부는, 샤워 헤드(13)에 추가로, 측벽(10a)에 형성된 하나 또는 복수의 개구부에 장착되는 하나 또는 복수의 사이드 가스 주입부(SGI: Side Gas Injector)를 포함할 수 있다.
가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 가스 소스(21) 및 적어도 하나의 유량 제어기(22)를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스를, 각각에 대응되는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응되는 유량 제어기(22)를 통해 샤워 헤드(13)에 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는, 예를 들면 질량 유량 제어기 또는 압력 제어식 유량 제어기를 포함할 수 있다. 나아가 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 적어도 하나의 유량 변조 디바이스를 포함할 수도 있다.
플라즈마 처리 장치(1)의 복수의 전원은, 정전 인력에 의한 기판(W)의 유지에 이용되는 직류 전원, 플라즈마의 생성에 사용되는 고주파 전원, 및 플라즈마로부터의 이온을 끌어들이는데 사용되는 적어도 하나의 바이어스 전원을 포함한다. 복수의 전원에 대한 자세한 내용은 후술한다.
배기 시스템(40)은, 예를 들면 플라즈마 처리 챔버(10)의 바닥부에 설치된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함할 수 있다. 압력 조정 밸브에 의해 플라즈마 처리 공간(10s) 내의 압력이 조정된다. 진공 펌프는 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2와 함께 도 3을 참조한다. 도 3은 일 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 기판 지지기(11A)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다.
기판 지지기(11A)는 받침대(14) 및 정전 척(16A)을 포함한다. 받침대(14)는 대략 원반 형상을 갖는다. 받침대(14)는 알루미늄과 같은 금속으로 형성된다. 받침대(14)에는, 고주파 전원(31)(RF 전원)이 정합기(31m)를 통해 전기적으로 접속된다. 또한 받침대(14)에는 바이어스 전원(32)이 전기적으로 접속된다.
고주파 전원(31)은, 챔버(10) 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해 고주파 전력(RF)을 발생시키도록 구성된다. 고주파 전력(RF)은 13MHz 이상 150MHz 이하의 범위의 주파수를 갖는다. 정합기(31m)는, 고주파 전원(31)의 부하의 임피던스를 고주파 전원(31)의 출력 임피던스에 정합시키기 위한 정합 회로를 갖는다.
바이어스 전원(32)은, 플라즈마로부터 기판(W)으로 이온을 끌어들이기 위해 바이어스 에너지(BE)를 발생시키도록 구성된다. 바이어스 에너지(BE)는 전기 에너지이며, 100kHz 이상, 13.56MHz 이하의 범위의 바이어스 주파수를 갖는다.
바이어스 에너지(BE)는 바이어스 주파수를 갖는 고주파 전력, 즉 고주파 바이어스 전력일 수도 있다. 이 경우, 바이어스 전원(32)은 정합기(32m)를 통해 받침대(14)에 전기적으로 접속된다. 정합기(32m)는, 바이어스 전원(32)의 부하의 임피던스를 바이어스 전원(32)의 출력 임피던스에 정합시키기 위한 정합 회로를 갖는다.
혹은 바이어스 에너지(BE)는 주기적으로 생성되는 전압의 펄스일 수도 있다. 전압 펄스가 발생되는 시간 간격, 즉 주기의 시간 길이는 바이어스 주파수의 역수이다. 전압의 펄스는, 음의 극성을 가질 수도 있고 양의 극성을 가질 수도 있다. 전압의 펄스는 음의 직류 전압의 펄스일 수도 있다. 전압의 펄스는 직사각형파, 삼각파, 임펄스파와 같은 임의의 파형을 가질 수 있다.
정전 척(16A)은 받침대(14) 상에 설치된다. 정전 척(16A)은 접합 부재(15)를 통해 받침대(14)에 고정된다. 접합 부재(15)는 접착제 또는 납재(蠟材)일 수 있다. 접착제는 금속을 함유하는 접착제일 수도 있다.
정전 척(16A)은 본체(16m) 및 각종 전극을 갖는다. 본체(16m)는 산화 알루미늄 또는 질화 알루미늄과 같은 유전체로 형성되며, 대략 원반 형상을 갖는다. 정전 척(16A)의 각종 전극은, 본체(16m) 안에 설치된다.
정전 척(16A)은, 제1 영역(16R1)(중앙 영역) 및 제2 영역(16R2)(고리형 영역)을 포함한다. 제1 영역(16R1)은 정전 척(16A)의 중앙 영역이며, 본체(16m)의 중앙 부분을 포함한다. 제1 영역(16R1)은 평면에서 볼 때 대략 원 형상의 영역이다. 제1 영역(16R1)은 기판 지지면을 갖는다. 기판 지지면은 제1 영역(16R1)의 상면이며, 기판(W)은 기판 지지면 상에 탑재된다. 제2 영역(16R2)은, 제1 영역(16R1)을 둘러싸도록 정전 척(16A)의 중심 축선 주위로 둘레 방향으로 연장된다. 제2 영역(16R2)은 본체(16m)의 주변 부분을 포함한다. 제2 영역(16R2)은 평면에서 볼 때 링 형상의 영역이다. 제2 영역(16R2)은 엣지 링 지지면을 갖는다. 엣지 링 지지면은 제2 영역(16R2)의 상면이며, 엣지 링(11e)은 엣지 링 지지면 상에 탑재된다. 제1 영역(16R1)의 두께(T1)는 제2 영역(16R2)의 두께(T2)보다 크다. 즉, 제2 영역(16R2)의 두께(T2)는, 제1 영역(16R1)의 두께(T1)보다 작다. 제1 영역(16R1)의 상면의 수직 방향의 위치는, 제2 영역(16R2)의 수직 방향의 위치보다 높다.
제1 영역(16R1)은, 그 위에 탑재되는 기판(W)을 유지하도록 구성된다. 제1 영역(16R1)은 척 전극(16a)을 갖는다. 척 전극(16a)은 도전성 재료로 형성된 막으로, 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 척 전극(16a)은 대략 원형의 평면 형상을 가질 수 있다. 척 전극(16a)의 중심 축선은, 정전 척(16A)의 중심 축선과 대략 일치할 수 있다.
척 전극(16a)에는 직류 전원(50p)이 스위치(50s)를 통해 접속된다. 직류 전원(50p)으로부터의 직류 전압이 척 전극(16a)에 인가되면, 제1 영역(16R1)과 기판(W) 사이에 정전 인력이 발생한다. 기판(W)은, 발생한 정전 인력에 의해 제1 영역(16R1)으로 끌어당겨져, 제1 영역(16R1)에 의해 유지된다.
제2 영역(16R2)은 그 위에 탑재되는 엣지 링(11e)을 지지하도록 구성된다. 기판(W)은, 제1 영역(16R1) 상에 그리고 엣지 링(11e)에 의해 둘러싸인 영역 내에 배치된다. 일 실시형태에서 제2 영역(16R2)은, 척 전극(16b, 16c)을 갖는다. 척 전극(16b, 16c) 각각은 도전성 재료로 형성된 막이며, 제2 영역(16R2) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 척 전극(16b, 16c) 각각은, 정전 척(16A)의 중심 축선 주위로 둘레 방향으로 연장될 수도 있다. 척 전극(16c)은, 척 전극(16b)의 외측으로 연장될 수도 있다.
척 전극(16b)에는 직류 전원(51p)이 스위치(51s)를 통해 접속된다. 척 전극(16c)에는 직류 전원(52p)이 스위치(52s)를 통해 접속된다. 직류 전원(51p)으로부터의 직류 전압이 척 전극(16b)에 인가되고, 직류 전원(52p)으로부터의 직류 전압이 척 전극(16c)에 인가되면, 제2 영역(16R2)과 엣지 링(11e) 사이에 정전 인력이 발생한다. 엣지 링(11e)은, 발생한 정전 인력에 의해 제2 영역(16R2)으로 끌어당겨져 제2 영역(16R2)에 의해 유지된다.
다양한 예시적 실시형태에서 플라즈마 처리 장치(1)의 정전 척(16)은, 제1 영역(16R1)의 단위 면적당 정전 용량과 제2 영역(16R2)의 단위 면적당 정전 용량 사이의 차이를 줄이도록 구성된 부분 또는 요소(이하, '조정부')를 갖는다. 제1 영역(16R1)의 단위 면적당 정전 용량은, 제1 영역(16R1)의 상면(기판 지지면)과 받침대(14) 사이의 제1 영역(16R1)의 단위 면적당 정전 용량(또는 정전 용량의 평균값)이다. 제2 영역(16R2)의 단위 면적당 정전 용량은, 제2 영역(16R2)의 상면(엣지 링 지지면)과 받침대(14) 사이의 제2 영역(16R2)의 단위 면적당 정전 용량(또는 정전 용량의 평균값)이다. 조정부는 제1 영역(16R1) 및 제2 영역(16R2) 중 적어도 하나에 설치된다.
도 3에 나타낸 정전 척(16A)은, 조정부로서 부분(16pA)(전극 구조체)을 갖는다. 부분(16pA)은 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pA)은 척 전극(16a)과 본체(16m)의 하면 사이에 설치된다. 즉, 부분(16pA)은 척 전극(16a)의 하방에 설치된다.
부분(16pA)은, 제1 전극(161)(제1 전극층), 제2 전극(162)(제2 전극층) 및 하나 이상의 상호 접속체(163)(하나 또는 복수의 접속체)를 포함한다. 제1 전극(161) 및 제2 전극(162) 각각은 도전성 재료로 형성된 막이다. 제1 전극(161) 및 제2 전극(162) 각각은 대략 원형의 평면 형상을 가질 수 있다. 제1 전극(161) 및 제2 전극(162) 각각의 중심은, 정전 척(16A)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다. 또한 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)은, 평면에서 볼 때 기판 지지면에 걸쳐 연장된다. 즉, 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)에 걸쳐 연장된다. 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)의 대략 전체 영역(예를 들면 90% 이상의 영역)에 걸쳐 연장될 수도 있다.
제2 전극(162)은, 제1 전극(161)의 하방으로 연장된다. 하나 이상의 상호 접속체(163)는 도전성 재료로 형성된다. 하나 이상의 상호 접속체(163) 각각은 기둥 형상을 이룰 수 있다. 하나 이상의 상호 접속체(163)는, 제1 전극(161)과 제2 전극(162)을 서로 전기적으로 접속한다. 정전 척(16A)은 복수의 상호 접속체(163)를 가질 수 있다.
도 27은 일례의 전극 구조체의 사시도이다. 도 27에 나타낸 것처럼 복수의 상호 접속체(163)의 배치는 축 대칭일 수 있다. 또한 복수의 상호 접속체(163)는 각각 제1 전극(161) 또는 제2 전극(162)의 중심으로부터 같은 거리에 배치될 수도 있고, 상이한 거리로 배치될 수도 있다. 복수의 상호 접속체(163)는, 제1 전극(161) 또는 제2 전극(162)의 중심에 대해 방사 방향을 따라 배열될 수 있다.
부분(16pA)은 전기적으로 플로팅된 상태에 놓인다. 아울러 본 명세서에서, 부분(16pA)과 같은 다양한 예시적 실시형태와 관련된 전극 구조체의 전기적인 플로팅 상태란, 전원 및 그라운드(접지 전위) 중 어느 것으로부터도 전기적으로 부유 또는 분리된 상태이며, 주위의 도체와는 전하 또는 전류의 주고받음이 전혀 또는 거의 없고, 전적으로 전자 유도에 의해 당해 물체로 전류가 흐를 수 있는 상태를 말한다.
부분(16pA)과 같은 조정부를 갖는 정전 척에 의하면, 제1 영역(16R1)의 두께가 제2 영역(16R2)의 두께보다 크더라도, 제1 영역(16R1)의 단위 면적당 정전 용량과 제2 영역(16R2)의 단위 면적당 정전 용량 사이의 차이가 작아진다. 따라서 받침대(14)와 기판(W) 사이의 임피던스와, 받침대(14)와 엣지 링(11e) 사이의 임피던스의 차이가 작다. 그러므로 엣지 링(11e)을 통해 플라즈마와 결합하는 파워와, 기판(W)을 통해 플라즈마와 결합하는 파워의 차이를 줄일 수가 있다.
또한 접합 부재(15)가 금속을 함유하는 경우에는, 받침대(14)와 정전 척(16A) 사이의 열전달이 향상된다. 따라서 고주파 전력(RF) 및/또는 바이어스 에너지(BE)의 레벨이 높더라도, 정전 척(16A), 기판(W) 및 엣지 링(11e)의 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한 부분(16pA)이 제1 영역(16R1) 안에 존재하기 때문에, 제1 영역(16R1)의 정전 용량은 크다. 따라서 기판(W) 상의 시스(sheath)에 큰 전위차를 부여하는 것이 가능하다. 그러므로 고주파 전력(RF) 및 바이어스 에너지(BE)의 파워 효율이 향상된다.
또한 제1 영역(16R1)의 임피던스가 작기 때문에, 고주파 전력(RF) 및/또는 바이어스 에너지(BE)의 레벨을 작게할 수 있다. 따라서 열 전달 가스가 흐르는 기판 지지기(11A) 내의 유로 및 간극에서의 방전이 억제된다.
또한 정전 척(16A)은, 부분(16pA)에 대한 전기적 접점을 갖지 않는다. 따라서 정전 척(16A)에서는, 전기적 접점으로 인한 국소적인 발열이 발생하지 않는다. 아울러 다른 실시형태에서 정전 척(16A)은, 도 3에 나타낸 것처럼 부분(16pA)과 받침대(14)를 전기적으로 접속하는 도체부(17)를 가질 수도 있다.
이하에서는 도 4를 참조한다. 도 4는 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 4의 기판 지지기(11B)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서 기판 지지기(11B)와 기판 지지기(11A)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11B)의 정전 척(16B)은, 바이어스 전극(16e, 16f)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11A)의 정전 척(16A)과 상이하다. 바이어스 전극(16e, 16f) 각각은 도전성 재료로 형성된 막이다. 바이어스 전극(16e)은, 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 바이어스 전극(16e)은 평면에서 볼 때 기판 지지면에 걸쳐 연장된다. 즉, 바이어스 전극(16e)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)에 걸쳐 연장된다. 바이어스 전극(16e)은 제1 영역(16R1)의 상면과 부분(16pA) 사이에 설치된다. 바이어스 전극(16e)은 척 전극(16a)과 부분(16pA) 사이에 설치될 수도 있다. 바이어스 전극(16e)의 평면 형상은 대략 원형일 수 있으며, 그 중심은 정전 척(16B)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다.
바이어스 전극(16f)은, 제2 영역(16R2) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 바이어스 전극(16f)은, 척 전극(16b, 16c) 각각과 제2 영역(16R2)의 하면 사이에 설치될 수 있다. 바이어스 전극(16f)의 평면 형상은 대략 고리 형상일 수 있으며, 그 중심은 정전 척(16B)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다.
바이어스 전극(16e)에는, 바이어스 전원(32)(제1 바이어스 전원)이 전기적으로 접속된다. 바이어스 전극(16f)에는, 바이어스 전원(33)(제2 바이어스 전원)이 전기적으로 접속된다. 바이어스 전원(33)은, 바이어스 전극(16f)에 부여되는 바이어스 에너지(BE2)를 발생시키는 전원이다. 바이어스 에너지(BE2)는, 바이어스 에너지(BE)와 마찬가지로 고주파 바이어스 전력일 수도 있고 혹은 주기적으로 발생되는 전압의 펄스일 수도 있다. 바이어스 에너지(BE2)가 고주파 바이어스 전력인 경우, 바이어스 전원(33)은 정합기(33m)를 통해 바이어스 전극(16f)에 전기적으로 접속된다.
기판 지지기(11B)에 의하면, 기판(W)의 근방에 설치된 바이어스 전극(16e)에 비교적 낮은 주파수를 갖는 바이어스 에너지(BE)를 부여할 수 있다. 또한 엣지 링(11e)의 근방에 설치된 바이어스 전극(16f)에 비교적 낮은 주파수를 갖는 바이어스 에너지(BE2)를 부여할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조한다. 도 5는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 5의 실시형태에서 바이어스 전원(32)은, 바이어스 전극(16e, 16f) 모두와 전기적으로 접속되며, 바이어스 에너지(BE)는 바이어스 전극(16e, 16f)에 분배된다. 바이어스 전극(16e)과 바이어스 전극(16f) 사이의 바이어스 에너지(BE)의 분배 비율은, 임피던스 조정기(55)에 의해 조정된다. 임피던스 조정기(55)는 예를 들면 가변 용량 커패시터를 포함한다. 임피던스 조정기(55)는, 바이어스 전원(32)과 바이어스 전극(16f) 사이에 접속된다. 덧붙여 다른 임피던스 조정기가, 바이어스 전원(32)과 바이어스 전극(16e) 사이에 접속될 수도 있다. 혹은 임피던스 조정기(55)는, 바이어스 전원(32)과 바이어스 전극(16e) 사이에 접속될 수도 있다.
또한 도 5에 나타낸 실시형태에서 고주파 전원(31)은, 받침대(14) 이외에도 바이어스 전극(16f)과 전기적으로 접속되며, 고주파 전력(RF)은, 받침대(14)와 바이어스 전극(16f) 사이로 분배된다. 받침대(14)와 바이어스 전극(16f) 사이의 고주파 전력(RF)의 분배 비율은, 임피던스 조정기(54)에 의해 조정된다. 임피던스 조정기(54)는 예를 들면 가변 용량 커패시터를 포함한다. 임피던스 조정기(54)는, 고주파 전원(31)과 바이어스 전극(16f) 사이에 접속된다. 덧붙여 다른 임피던스 조정기가, 고주파 전원(31)과 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다. 혹은 임피던스 조정기(54)는, 고주파 전원(31)과 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다.
도 5에 나타낸 것처럼 고주파 전원(31)과 바이어스 전극(16f) 사이에 설치된 전기적 경로는, 바이어스 전원(32)을 바이어스 전극(16f)에 접속시키는 전기적 경로 상의 노드에 접속된다. 도 5의 실시형태에서는, 바이어스 전원(32)을 향해 흐르는 고주파 전력(RF)을 차단하거나 감쇠시키기 위해, 상기 노드와 바이어스 전원(32) 사이에 로우패스 필터(56)가 접속된다. 로우패스 필터(56)는 바이어스 에너지(BE)를 통과시키는 특성을 갖는다. 아울러 로우패스 필터(56)는, 상기 노드와 임피던스 조정기(55) 사이에 접속될 수도 있다. 또한 로우패스 필터(56)와 같은 로우패스 필터가, 바이어스 전원(32)을 바이어스 전극(16e, 16f)에 각각 접속시키는 두 개의 전기적 경로가 서로 분기하는 분기 노드와 바이어스 전극(16e) 사이에 접속될 수도 있다. 혹은 로우패스 필터(56)와 같은 로우패스 필터가, 당해 분기 노드와 바이어스 전원(32) 사이에 접속될 수도 있다.
이하에서는 도 6을 참조한다. 도 6은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 6의 실시형태에서 바이어스 전원(32)은, 바이어스 전극(16e)에 접속되며, 바이어스 전원(33)은 바이어스 전극(16f)에 접속된다.
또한 도 6의 실시형태에서 고주파 전원(31)은, 받침대(14) 이외에도 바이어스 전극(16f)에 전기적으로 접속되며, 고주파 전력(RF)은 받침대(14)와 바이어스 전극(16f) 사이로 분배된다. 받침대(14)와 바이어스 전극(16f) 사이의 고주파 전력(RF)의 분배 비율은, 임피던스 조정기(57)에 의해 조정된다. 임피던스 조정기(57)는 예를 들면 가변 용량 커패시터를 포함한다. 임피던스 조정기(57)는 고주파 전원(31)과 바이어스 전극(16f) 사이에 접속된다. 덧붙여 다른 임피던스 조정기가, 고주파 전원(31)과 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다. 혹은 임피던스 조정기(57)는, 고주파 전원(31)과 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다.
도 6에 나타낸 것처럼, 고주파 전원(31)과 바이어스 전극(16f) 사이에 설치된 전기적 경로는, 바이어스 전원(33)을 바이어스 전극(16f)에 접속시키는 전기적 경로 상의 노드에 접속된다. 도 6의 실시형태에서는, 고주파 전원(31)을 향해 흐르는 바이어스 에너지(BE2)를 차단하거나 감쇠시키기 위해, 상기 노드와 고주파 전원(31) 사이에는 하이패스 필터(58)가 접속된다. 하이패스 필터(58)는 고주파 전력(RF)을 통과시키는 특성을 갖는다. 아울러 하이패스 필터(58)는, 상기 노드와 임피던스 조정기(57) 사이에 접속될 수도 있다. 또한 하이패스 필터(58)와 같은 하이패스 필터가, 고주파 전원(31)을 받침대(14) 및 바이어스 전극(16f)에 각각 접속시키는 두 개의 전기적 경로가 서로 분기하는 분기 노드와 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다. 혹은 하이패스 필터(58)와 같은 하이패스 필터가, 당해 분기 노드와 고주파 전원(31) 사이에 접속될 수도 있다.
이하에서는 도 7을 참조한다. 도 7은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 7에 나타낸 기판 지지기(11C)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11C)와 기판 지지기(11B)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11C)의 정전 척(16C)은, 보조 전극(16g, 16h)을 추가로 포함한다는 점에서 기판 지지기(11B)의 정전 척(16B)과 상이하다. 보조 전극(16g, 16h) 각각은 도전성 재료로 형성된 막이다. 보조 전극(16g)은 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 보조 전극(16g)은 제1 영역(16R1)의 상면과 부분(16pA) 사이에 설치된다. 보조 전극(16g)은, 바이어스 전극(16e)과 부분(16pA) 사이에 설치될 수도 있다. 보조 전극(16g)의 평면 형상은 대략 고리 형상일 수 있으며, 그 중심은 정전 척(16C)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다.
보조 전극(16h)은 제2 영역(16R2) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 보조 전극(16h)은, 바이어스 전극(16f)과 제2 영역(16R2)의 하면 사이에 설치될 수 있다. 보조 전극(16h)의 평면 형상은 대략 고리 형상일 수 있으며, 그 중심은 정전 척(16C)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다.
도 7에 나타낸 것처럼 고주파 전원(31)은, 받침대(14) 이외에도 보조 전극(16g, 16h)에 전기적으로 접속되며, 고주파 전력(RF)은, 받침대(14), 보조 전극(16g) 및 보조 전극(16h)으로 분배된다. 받침대(14), 보조 전극(16g) 및 보조 전극(16h)에 대한 고주파 전력(RF)의 분배 비율은, 임피던스 조정기(59, 60)에 의해 조정된다. 임피던스 조정기(59, 60) 각각은 예를 들면 가변 용량 커패시터를 포함한다. 임피던스 조정기(59)는, 고주파 전원(31)(또는 정합기(31m))과 보조 전극(16g) 사이에 접속된다. 임피던스 조정기(60)는, 고주파 전원(31)(또는 정합기(31m))과 보조 전극(16h) 사이에 접속된다. 덧붙여 임피던스 조정기(59, 60) 중 하나는, 고주파 전원(31)(또는 정합기(31m))과 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다. 혹은 다른 임피던스 조정기가, 고주파 전원(31)과 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다.
이하에서는 도 8을 참조한다. 도 8은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 8에 나타낸 기판 지지기(11D)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11D)와 기판 지지기(11C)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11D)의 정전 척(16D)은, 보조 전극(16g)을 갖지 않는다는 점에서 기판 지지기(11C)의 정전 척(16C)과 상이하다. 도 8에 나타낸 것처럼 고주파 전원(31)은, 받침대(14) 이외에도 보조 전극(16h)에 전기적으로 접속되며, 고주파 전력(RF)은 받침대(14) 및 보조 전극(16h)으로 분배된다. 받침대(14)와 보조 전극(16h) 사이의 고주파 전력(RF)의 분배 비율은, 임피던스 조정기(61)에 의해 조정된다. 임피던스 조정기(61)는 예를 들면 가변 용량 커패시터를 포함한다. 임피던스 조정기(61)는, 고주파 전원(31)(또는 정합기(31m))과 보조 전극(16h) 사이에 접속된다. 덧붙여 임피던스 조정기(61)는, 고주파 전원(31)(또는 정합기(31m))과 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다. 혹은 다른 임피던스 조정기가 고주파 전원(31)과 받침대(14) 사이에 접속될 수도 있다.
이하에서는 도 9를 참조한다. 도 9는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 9의 기판 지지기(11E)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11E)와 기판 지지기(11A)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11E)의 정전 척(16E)은, 조정부로서 부분(16pE)(전극 구조체)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11A)의 정전 척(16A)과 상이하다. 부분(16pE)은 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pE)은, 척 전극(16a)과 제1 영역(16R1)의 하면 사이에 설치될 수 있다.
부분(16pE)은, 제1 전극(161E)(제1 전극층), 제2 전극(162E)(제2 전극층) 및 하나 이상의 상호 접속체(163E)(하나 또는 복수의 접속체)를 포함한다. 제1 전극(161E) 및 제2 전극(162E) 각각은 도전성 재료로 형성된 막이다. 제1 전극(161E) 및 제2 전극(162E) 각각은, 대략 원형의 평면 형상을 가질 수 있다. 제1 전극(161E) 및 제2 전극(162E) 각각의 중심은, 정전 척(16E)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다. 또한 제1 전극(161E) 및 제2 전극(162E)은, 평면에서 볼 때 기판 지지면에 걸쳐 연장된다. 즉, 제1 전극(161E) 및 제2 전극(162E)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)에 걸쳐 연장된다. 제1 전극(161E) 및 제2 전극(162E)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)의 대략 전체 영역(예를 들면 90% 이상의 영역)에 걸쳐 연장될 수도 있다.
제2 전극(162E)은 제1 전극(161E)이 하방으로 연장된다. 하나 이상의 상호 접속체(163E)는 도전성 재료로 형성된다. 하나 이상의 상호 접속체(163E) 각각은 기둥 형상을 이룰 수 있다. 하나 이상의 상호 접속체(163E)는, 상호 접속체(163)와 마찬가지로 제1 전극(161E)과 제2 전극(162E)을 서로 전기적으로 접속한다. 정전 척(16E)은 복수의 상호 접속체(163E)를 가질 수 있다.
제1 전극(161E)은, 당해 제1 전극(161E)과 제1 영역(16R1)의 상면 사이의 거리가, 제1 영역(16R1)의 중심으로부터 반경 방향으로의 거리가 증가함에 따라 서서히 작아지도록 형성된다.
정전 척(16E)에 의하면, 제1 영역(16R1)의 중심으로부터 반경 방향으로의 거리의 증가함에 따라 제1 영역(16R1)의 정전 용량이 증가한다. 따라서, 정전 척(16E)의 중심 축선으로부터 반경 방향의 거리가 증가함에 따라 낮아지는 플라즈마의 밀도 분포를 보정하는 것이 가능해진다.
이하에서는 도 10을 참조한다. 도 10은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 10의 기판 지지기(11F)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11F)와 기판 지지기(11E)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11F)의 정전 척(16F)은, 조정부로서 부분(16pF)(전극 구조체)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11E)의 정전 척(16E)과 상이하다. 부분(16pF)은 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pF)은, 척 전극(16a)과 제1 영역(16R1)의 하면 사이에 설치될 수 있다.
부분(16pF)은, 제1 전극(161F)(제1 전극층), 제2 전극(162F)(제2 전극층) 및 하나 이상의 상호 접속체(163F)(하나 또는 복수의 접속체)를 포함한다. 제1 전극(161F) 및 제2 전극(162F) 각각은 도전성 재료로 형성된 막이다. 제1 전극(161F) 및 제2 전극(162F) 각각은, 대략 원형의 평면 형상을 가질 수 있다. 제1 전극(161F) 및 제2 전극(162F) 각각의 중심은, 정전 척(16F)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다. 또한 제1 전극(161F) 및 제2 전극(162F)은, 평면에서 볼 때 기판 지지면에 걸쳐 연장된다. 즉, 제1 전극(161F) 및 제2 전극(162F)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)에 걸쳐 연장된다. 제1 전극(161F) 및 제2 전극(162F)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)의 대략 전체 영역(예를 들면 90% 이상의 영역)에 걸쳐 연장될 수도 있다.
제2 전극(162F)은, 제1 전극(161F)의 하방으로 연장된다. 하나 이상의 상호 접속체(163F)는 도전성 재료로 형성된다. 하나 이상의 상호 접속체(163F) 각각은 기둥 형상을 가질 수 있다. 하나 이상의 상호 접속체(163F)는, 상호 접속체(163)와 마찬가지로 제1 전극(161F)과 제2 전극(162F)을 서로 전기적으로 접속한다. 정전 척(16F)은 복수의 상호 접속체(163F)를 가질 수 있다.
제1 전극(161F)은, 당해 제1 전극(161F)과 제1 영역(16R1)의 상면 사이의 거리가, 제1 영역(16R1)의 중심으로부터 반경 방향으로의 거리가 증가함에 따라 단계적으로 작아지도록 형성된다.
정전 척(16F)에 의하면, 제1 영역(16R1)의 중심으로부터 반경 방향으로의 거리가 증가함에 따라, 제1 영역(16R1)의 정전 용량이 단계적으로 증가한다. 따라서, 정전 척(16E)의 중심 축선으로부터 반경 방향의 거리가 증가함에 따라 낮아지는 플라즈마의 밀도 분포를 보정하는 것이 가능해진다.
이하에서는 도 11을 참조한다. 도 11은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 11의 기판 지지기(11G)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11G)와 기판 지지기(11F)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11G)의 정전 척(16G)은, 바이어스 전극(16e)을 추가로 포함한다는 점에서 기판 지지기(11F)의 정전 척(16F)과 상이하다. 바이어스 전극(16e)은 도전성 재료로 형성된 막이다. 바이어스 전극(16e)은 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 바이어스 전극(16e)은 평면에서 볼 때 기판 지지면에 걸쳐 연장된다. 즉, 바이어스 전극(16e)은 수평 방향으로 제1 영역(16R1)에 걸쳐 연장된다. 바이어스 전극(16e)은, 제1 영역(16R1)의 상면과 부분(16pF) 사이에 설치된다. 바이어스 전극(16e)의 평면 형상은 대략 원형일 수 있으며, 그 중심은 정전 척(16G)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다. 바이어스 전극(16e)에는 바이어스 전원(32)이 전기적으로 접속된다.
이하에서는 도 12를 참조한다. 도 12는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 12의 기판 지지기(11H)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11H)와 기판 지지기(11F)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11H)의 정전 척(16H)은, 조정부로서 부분(16pH)(전극 구조체)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11F)의 정전 척(16F)과 상이하다. 부분(16pH)은 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pH)은, 척 전극(16a)과 제1 영역(16R1)의 하면 사이에 설치될 수 있다.
부분(16pH)은, 제1 전극(161H)(제1 전극층), 제2 전극(162H)(제2 전극층) 및 하나 이상의 상호 접속체(163H)(하나 또는 복수의 접속체)를 포함한다. 제1 전극(161H)은 도전성 재료로 형성된 복수의 막을 포함한다. 제2 전극(162H)은 도전성 재료로 형성된 막이다. 제1 전극(161H) 및 제2 전극(162H) 각각의 중심은, 정전 척(16H)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다. 또한 제1 전극(161H) 및 제2 전극(162H)은 평면에서 볼 때 기판 지지면에 걸쳐 연장된다. 즉, 제1 전극(161H) 및 제2 전극(162H)은 수평 방향으로 제1 영역(16R1)에 걸쳐 연장된다. 제1 전극(161H) 및 제2 전극(162H)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)의 대략 전체 영역(예를 들면 90% 이상의 영역)에 걸쳐 연장될 수도 있다.
제2 전극(162H)은, 제1 전극(161H)의 하방으로 연장된다. 하나 이상의 상호 접속체(163H)는 도전성 재료로 형성된다. 하나 이상의 상호 접속체(163H) 각각은 기둥 형상을 이룰 수 있다. 하나 이상의 상호 접속체(163H)는, 제1 전극(161H)과 제2 전극(162H)을 서로 전기적으로 접속한다. 정전 척(16H)은 복수의 상호 접속체(163H)를 가질 수 있다.
제1 전극(161H)을 구성하는 상술한 복수의 막은, 제1 전극(161H)과 제1 영역(16R1)의 상면 사이의 거리가, 제1 영역(16R1)의 중심으로부터 반경 방향으로의 거리가 증가함에 따라 단계적으로 작아지도록 형성된다. 즉, 복수의 막에 의해 제1 전극(161H)의 계단 형상의 상면이 제공된다.
정전 척(16H)에 의하면, 제1 영역(16R1)의 중심으로부터 반경 방향으로의 거리가 증가함에 따라, 제1 영역(16R1)의 정전 용량이 단계적으로 증가한다. 따라서, 정전 척(16H)의 중심 축선으로부터의 반경 방향의 거리가 증가함에 따라 낮아지는 플라즈마의 밀도 분포를 보정하는 것이 가능해진다.
이하에서는 도 13을 참조한다. 도 13은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 13의 기판 지지기(11J)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11J)와 기판 지지기(11A)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11J)의 정전 척(16J)은, 조정부로서 부분(16pJ)(전극 구조체)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11A)의 정전 척(16A)과 상이하다. 부분(16pJ)은 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pJ)은, 척 전극(16a)과 받침대(14) 사이에 설치될 수 있다.
부분(16pJ)은, 전극(161J) 및 하나 이상의 상호 접속체(163J)(하나 또는 복수의 접속체)를 포함한다. 전극(161J)은 도전성 재료로 형성된 막이다. 전극(161J)의 평면 형상은 대략 원형일 수 있다. 전극(161J)의 중심은, 정전 척(16J)의 중심 축선 상에 위치할 수 있다. 또한 전극(161J)은 평면에서 볼 때 기판 지지면에 걸쳐 연장된다. 즉, 전극(161J)은 수평 방향으로 제1 영역(16R1)에 걸쳐 연장된다. 전극(161J)은, 수평 방향으로 제1 영역(16R1)의 대략 전체 영역(예를 들면 90% 이상의 영역)에 걸쳐 연장될 수도 있다.
하나 이상의 상호 접속체(163J)는 도전성 재료로 형성된다. 하나 이상의 상호 접속체(163J) 각각은, 기둥 형상을 이룰 수 있다. 하나 이상의 상호 접속체(163J)는, 전극(161J)과 받침대(14)의 상면을 서로 전기적으로 접속한다. 정전 척(16J)은 복수의 상호 접속체(163J)를 가질 수 있다. 방전 및/또는 발열을 방지하는 관점에서 복수의 상호 접속체(163J)는, 기판 지지기(11J)를 상면에서 봤을 때 둥근 고리 형상, 동심원 형상, 또는 격자 형상으로 균등하게 배치될 수도 있다.
이하에서는 도 14를 참조한다. 도 14는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 14의 기판 지지기(11K)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11K)와 기판 지지기(11A)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11K)의 정전 척(16K)은, 조정부로서 부분(16pK)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11A)의 정전 척(16A)과 상이하다. 부분(16pK)은 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pK)은, 척 전극(16a)과 받침대(14) 사이에 설치될 수 있다.
부분(16pK)은, 알루미늄과 같은 금속으로 형성된 도체판이다. 부분(16pK)은 대략 원반 형상을 가질 수 있다. 부분(16pK)의 중심 축선은, 정전 척(16K)의 중심 축선과 대략 일치할 수 있다. 부분(16pK)은, 제1 영역(16R1) 내의 모든 도체부 중에서 가장 큰 두께를 가질 수 있다. 아울러 부분(16pK)과 본체(16m) 사이에는, 접합 부재(15)와 유사한 접합 부재가 개재될 수도 있다. 또한 부분(16pK)은 받침대(14)와 일체화될 수도 있다.
이하에서는 도 15를 참조한다. 도 15는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 15의 기판 지지기(11L)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11L)와 기판 지지기(11A)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11L)의 정전 척(16L)은, 조정부로서 부분(16pL)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11A)의 정전 척(16A)과 상이하다. 부분(16pL)은, 제1 영역(16R1)의 일부를 구성하며, 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pL)은 척 전극(16a)과 받침대(14) 사이에 설치될 수 있다. 부분(16pL)은 대략 원반 형상을 가질 수 있다. 부분(16pL)의 중심 축선은, 정전 척(16L)의 중심 축선과 대략 일치할 수 있다. 부분(16pL)은 금속 기반 복합 재료, 즉 세라믹과 금속의 복합 재료로 형성된다.
이하에서는 도 16을 참조한다. 도 16은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 16의 기판 지지기(11M)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11M)와 기판 지지기(11L)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11M)의 정전 척(16M)은, 조정부로서 부분(16pM)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11L)의 정전 척(16L)과 상이하다. 부분(16pM)은, 제1 영역(16R1)의 일부를 구성하며, 제1 영역(16R1) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pM)은, 척 전극(16a)과 받침대(14) 사이에 설치될 수 있다. 부분(16pM)은 대략 원반 형상을 가질 수 있다. 부분(16pM)의 중심 축선은, 정전 척(16M)의 중심 축선과 대략 일치할 수 있다.
부분(16pM)은, 제2 영역(16R2)을 구성하는 본체(16m)의 유전체 재료의 유전율보다 높은 유전율을 갖는 재료로 형성된다. 예를 들면 부분(16pM)은, 지르코니아, 산화 하프늄, 니오브산 마그네슘산 바륨, 또는 티타늄산 네오디뮴산 바륨으로 형성된다.
이하에서는 도 17을 참조한다. 도 17은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 17의 기판 지지기(11N)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11N)와 기판 지지기(11M)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11N)의 정전 척(16N)은, 조정부로서 부분(16pN)을 갖는다는 점에서 기판 지지기(11M)의 정전 척(16M)과 상이하다. 부분(16pN)은 제1 영역(16R1)의 대략 전체를 구성한다. 즉, 부분(16pN)은 제1 영역(16R1)의 척 전극(16a) 이외의 부분을 구성한다. 부분(16pN)은, 부분(16pM)을 구성하는 재료와 동일한 재료로 형성된다.
이하에서는 도 18을 참조한다. 도 18은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 18의 기판 지지기(11P)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11P)와 기판 지지기(11A)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11P)의 정전 척(16P)은, 조정부로서 부분(16pP)을 포함한다. 부분(16pP)은 하나 이상의 공동(空洞)으로, 제2 영역(16R2) 내에서 본체(16m) 안에 설치된다. 부분(16pP)을 구성하는 하나 이상의 공동은, 정전 척(16P)의 중심 축선에 대해 둘레 방향으로 연장되거나, 둘레 방향을 따라 배열될 수 있다. 부분(16pP)을 구성하는 하나 이상의 공동 안에는, 본체(16m)의 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 재료가 제공될 수 있다. 아울러 제1 영역(16R1)에도 하나 이상의 공동을 제공할 수 있다.
이하에서는 도 19를 참조한다. 도 19는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 19의 기판 지지기(11Q)는 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하, 기판 지지기(11Q)와 기판 지지기(11A)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11Q)는, 받침대(14) 대신에 받침대(14Q)를 포함한다는 점에서 기판 지지기(11A)와 상이하다. 받침대(14Q)는, 베이스(14b)(절연 부재), 제1 전극막(141) 및 제2 전극막(142)을 포함한다. 베이스(14b)는 SiC와 같은 절연체로 형성되며, 대략 원반 형상을 갖는다. 제1 전극막(141)은, 제1 영역(16R1)의 하방 및 베이스(14b)의 상면 상에 설치된다. 제2 전극막(142)은, 제2 영역(16R2)의 하방 및 베이스(14b)의 상면 상에 설치된다.
도 19에 나타낸 것처럼, 고주파 전원(31) 및 바이어스 전원(32)(제1 바이어스 전원)은 제1 전극막(141)에 접속된다. 일 실시형태에서 고주파 전원(31) 및 바이어스 전원(32)은, 전극막(143) 및 배선(144)을 통해 제1 전극막(141)에 접속될 수 있다. 전극막(143)은, 제1 영역(16R1)의 하방 및 베이스(14b)의 하면에 형성된다. 전극막(143)은 배선(144)을 통해 제1 전극막(141)에 접속된다. 배선(144)은 베이스(14b)에 형성된 비아일 수 있다. 아울러 제1 전극막(141)은, 제1 영역(16R1)에서 정전 척(16A)의 바닥면에 형성될 수 있으며, 배선(144)을 통해 그곳에 급전하도록 구성될 수도 있다.
바이어스 전원(33)(제2 바이어스 전원)은, 제2 전극막(142)에 접속된다. 일 실시형태에서 바이어스 전원(33)은, 전극막(145) 및 배선(146)을 통해 제2 전극막(142)에 접속될 수 있다. 전극막(145)은, 제2 영역(16R2)의 하방 및 베이스(14b)의 하면에 형성된다. 전극막(145)은, 배선(146)을 통해 제2 전극막(142)에 접속된다. 배선(146)은, 베이스(14b)에 형성된 비아일 수 있다. 아울러 제2 전극막(142)은, 제2 영역(16R2)에서 정전 척(16A)의 바닥면에 형성될 수 있으며, 배선(146)을 통해 그곳에 급전되도록 구성될 수도 있다.
고주파 전원(31)은 제2 전극막(142)에 추가로 접속된다. 고주파 전원(31)과 제2 전극막(142) 사이에서 연장되는 전기적 경로는, 바이어스 전원(32)을 제2 전극막(142)에 접속시키는 전기적 경로 상의 노드에 접속된다. 이 노드와 고주파 전원(31) 사이에는 하이패스 필터(70)가 접속된다. 하이패스 필터(70)는, 고주파 전원(31)을 향해 흐르는 바이어스 에너지(BE2)를 차단하거나 감쇠시켜, 고주파 전력(RF)을 통과시키는 특성을 갖는다.
이하에서는 도 20을 참조한다. 도 20은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 20의 실시형태와 도 19의 실시형태의 차이점을 설명한다.
도 20에 나타낸 실시형태에서 고주파 전원(31)은, 제2 전극막(142)에 전기적으로 접속되지 않으며, 바이어스 전원(32)과 함께 제1 전극막(141)(또는 전극막(143))에 전기적으로 접속된다. 또한 로우패스 필터(32L)가, 제1 전극막(141)과 바이어스 전원(32) 사이에 접속된다. 로우패스 필터(32L)는, 고주파 전력(RF)을 차단하거나 감쇠시켜, 바이어스 에너지(BE2)를 통과시키는 특성을 갖는다.
도 20에 나타낸 실시형태에서는, 바이어스 전원(33)과 함께 고주파 전원(34)이 제2 전극막(142)(또는 전극막(145))에 전기적으로 접속된다. 고주파 전원(34)은, 고주파 전력(RF)와 유사한 고주파 전력(RF2)을 생성하도록 구성된다. 고주파 전원(34)은, 정합기(34m)를 통해 제2 전극막(142)에 전기적으로 접속된다. 정합기(34m)는, 고주파 전원(34)의 부하의 임피던스를 고주파 전원(34)의 출력 임피던스에 정합시키기 위한 정합 회로를 갖는다.
도 20에 나타낸 실시형태에서 바이어스 전원(33)은, 로우패스 필터(33L)를 통해 제2 전극막(142)에 전기적으로 접속된다. 로우패스 필터(33L)는, 고주파 전원(34) 및 바이어스 전원(33)을 제2 전극막(142)에 각각 접속시키는 두 개의 전기적 경로가 서로 합류하는 노드와 바이어스 전원(33) 사이에 접속된다.
이하에서는 도 21을 참조한다. 도 21은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 21의 실시형태와 도 20의 실시형태의 차이점을 설명한다.
도 21에 나타낸 실시형태에서는 고주파 전원(34)이 사용되지 않는다. 도 21에 나타낸 실시형태에서 고주파 전원(31) 및 바이어스 전원(32)은, 제1 전극막(141)(또는 전극막(143))에 전기적으로 접속된다. 또한 고주파 전원(31)은, 제2 전극막(142)(또는 전극막(145))에 전기적으로 접속된다. 고주파 전원(31)은, 임피던스 조정기(31i) 및 하이패스 필터(31H)를 통해 제2 전극막(142)에 전기적으로 접속된다. 또한 고주파 전원(31) 및 바이어스 전원(32)은, 커패시터(31c)를 통해 제1 전극막(141)에 전기적으로 접속된다. 임피던스 조정기(31i) 및 하이패스 필터(31H)는, 고주파 전원(31)을 제1 전극막(141) 및 제2 전극막(142)에 각각 접속시키는 두 개의 전기적 경로가 서로 분기하는 분기 노드와 제2 전극막(142) 사이에 접속된다. 커패시터(31c)는, 당해 분기 노드와 제1 전극막(141) 사이에 전기적으로 접속된다.
하이패스 필터(31H)는, 바이어스 에너지(BE)를 차단하거나 감쇠시켜, 고주파 전력(RF)을 통과시키는 특성을 갖는다. 임피던스 조정기(31i)는 가변 임피던스를 갖는다. 임피던스 조절기(31i)는, 예를 들면 가변 용량 커패시터를 포함할 수 있다. 제1 전극막(141)과 제2 전극막(142) 사이에서의 고주파 전력(RF)의 분배 비율은, 임피던스 조정기(31i)가 임피던스를 조정함에 따라 조정된다.
이하에서는 도 22를 참조한다. 도 22는 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 22의 실시형태와 도 21의 실시형태의 차이점을 설명한다.
도 22에 나타낸 실시형태에서는 바이어스 전원(33) 및 하이패스 필터(31H)가 사용되지 않는다. 고주파 전원(31) 및 바이어스 전원(32)은, 제1 전극막(141) 및 제2 전극막(142)에 전기적으로 접속된다. 임피던스 조정기(31i)는, 분기 노드와 제2 전극막(142)(또는 전극막(145)) 사이에 접속된다. 분기 노드는, 고주파 전원(31) 및 바이어스 전원(32)을 제1 전극막(141)에 전기적으로 접속시키는 전기적 경로와 고주파 전원(31) 및 바이어스 전원(32)을 제2 전극막(142)에 전기적으로 접속시키는 전기적 경로가 서로에서 분기되는 노드이다. 도 22에 나타낸 실시형태에서, 제1 전극막(141)과 제2 전극막(142) 사이의 고주파 전력(RF) 및 바이어스 에너지(BE) 각각의 분배 비율은, 임피던스 조정기(31i)가 임피던스를 조정함에 따라 조정된다.
이하에서는 도 23 내지 도 25를 참조한다. 도 23 내지 도 25 각각은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 23의 실시형태와 도 4의 실시형태의 차이점을 설명한다. 또한 도 24의 실시형태와 도 5의 실시형태의 차이점을 설명한다. 또한 도 25의 실시형태와 도 6의 실시형태의 차이점을 설명한다.
도 23 내지 도 25 각각에 나타낸 실시형태에서는, 정전 척 안에 바이어스 전극(16e)이 설치되지 않는다. 부분(16pA)은, 척 전극(16a)의 하방 및 근방에 설치된다. 바이어스 전원(32)은, 부분(16pA)에 전기적으로 접속된다. 도 23 내지 도 25 각각에 나타낸 실시형태에서는, 바이어스 전극(16e)이 설치되지 않았기 때문에, 정전 척의 구조가 더욱 간단한 구조가 된다.
이하에서는 도 28을 참조한다. 도 28은 또 다른 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기를 나타낸 도면이다. 도 28의 기판 지지기(11R)는, 플라즈마 처리 장치(1)의 기판 지지기(11)로서 사용될 수 있다. 이하에서는 기판 지지기(11R)와 도 13의 기판 지지기(11J)의 차이점을 설명한다.
기판 지지기(11R)에서는, 정전 척(16J)의 본체(16m) 안에 공간(16s)이 형성된다. 공간(16s)은 하나의 연속된 공동이다. 공간(16s)은 전극(161J)과 본체(16m)의 하면 사이에 형성될 수 있다.
공간(16s)에는, 도면에 나타내지 않은 열 전달 가스 공급원이 접속될 수 있다. 열 전달 가스 공급원으로부터의 열 전달 가스(예를 들면 He 가스)는, 공간(16s)을 통과하여 도면에 나타내지 않은 공급구를 통해 기판(W)의 이면측으로 공급될 수 있다.
혹은 공간(16s)에는, 정전 척(16J)의 온도를 조정하기 위해 열매(갈덴(galden)(등록 상표) 등)가 공급될 수도 있다. 이 경우, 도면에 나타내지 않은 열매 공급 장치와, 공간(16s) 사이에서 열매가 순환된다.
상술한 다양한 예시적 실시형태와 관련된 기판 지지기의 정전 척은, 이하에 설명하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 제조 방법에서는, 이후에 정전 척을 구성하는 복수의 그린 시트를 적층한다. 이어서, 적층된 복수의 그린 시트를 소결한다. 이를 통해 정전 척이 제조될 수 있다.
이상에서 다양한 예시적 실시형태에 대해 설명했으나, 상술한 예시적 실시형태로 한정되지 않으며, 다양한 추가, 생략, 치환 및 변경이 이루어질 수도 있다. 또한 상이한 실시형태의 요소들을 조합하여 다른 실시형태를 형성할 수 있다.
예를 들면, 도 26에 나타낸 것처럼 제2 영역(16R2)은, 척 전극(16b, 16c)을 갖지 않을 수도 있다. 또한 도 3 내지 도 8 각각에 나타낸 실시형태에서, 부분(16pA) 대신 부분(16pE, 16pF, 16pH, 16pJ, 16pK, 16pL, 16pM, 16pN) 중 어느 것을 사용할 수도 있다. 또한 받침대(14Q)는, 기판 지지기(11Q) 이외의 다양한 실시형태의 기판 지지기의 받침대 대신에 사용될 수 있다.
여기서 본 개시에 포함되는 다양한 예시적 실시형태를 이하의 [E1] 내지 [E20]에 기재한다.
[E1]
받침대와,
상기 받침대 상에 설치된 정전 척을 구비하며,
상기 정전 척은,
그 위에 탑재되는 기판을 유지하도록 구성된 제1 영역과,
제1 영역을 둘러싸도록 연장되며, 그 위에 탑재되는 엣지 링을 지지하도록 구성된 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역의 두께는 상기 제2 영역의 두께보다 크며,
상기 정전 척은, 상기 제1 영역의 상면과 상기 받침대 사이에서의 해당 제1 영역의 단위 면적당 정전 용량과, 상기 제2 영역의 상면과 상기 받침대 사이에서의 해당 제2 영역의 단위 면적당 정전 용량의 차이를 줄이도록 구성된 부분으로, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 적어도 하나에 설치된 해당 부분을 가진, 기판 지지기.
상기 부분을 갖는 정전 척에서, 제1 영역의 두께는 제2 영역의 두께보다 크지만, 제1 영역의 단위 면적당 정전 용량과 제2 영역의 단위 면적당 정전 용량의 차이는 작아진다. 따라서, 기판 지지기에서 받침대와 기판 사이의 임피던스와, 받침대와 엣지 링 사이의 임피던스의 차이를 줄일 수 있다.
[E2]
[E1]에 있어서,
상기 부분은 상기 제1 영역 내에 설치되며,
제1 전극과,
상기 제1 전극의 하방으로 연장되는 제2 전극과,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 서로 전기적으로 접속하는 상호 접속체를 포함하는, 기판 지지기.
[E3]
[E2]에 있어서,
상기 제1 전극은, 해당 제1 전극과 상기 제1 영역의 상면 사이의 거리가 상기 제1 영역의 중심으로부터 반경 방향으로의 거리가 증가함에 따라 단계적으로 또는 서서히 작아지도록 설치되는, 기판 지지기.
[E4]
[E1]에 있어서,
상기 부분은 상기 제1 영역 안에 설치된 도체판을 포함하는, 기판 지지기.
[E5]
[E1]에 있어서,
상기 부분은 상기 제1 영역 안에 설치되며, 금속 기반 복합 재료로 형성되는, 기판 지지기.
[E6]
[E1]에 있어서,
상기 부분은 상기 제1 영역 안에 설치되거나 상기 제1 영역을 구성하며, 상기 제2 영역을 구성하는 유전체 재료의 유전율보다 높은 유전율을 갖는 재료로 형성되는, 기판 지지기.
[E7]
[E1]에 있어서,
상기 부분은 상기 제2 영역에서 공동을 제공하는, 기판 지지기.
[E8]
[E1] 내지 [E7] 중 어느 하나에 있어서,
상기 받침대는 금속으로 형성되는, 기판 지지기.
[E9]
[E1]에 있어서,
상기 받침대는 금속으로 형성된 상면을 포함하고,
상기 부분은 제1 영역 내에 설치되며,
전극과,
상기 전극과 상기 받침대의 상기 상면을 서로 전기적으로 접속하는 상호 접속체를 포함하는, 기판 지지기.
[E10]
[E1] 내지 [E7] 중 어느 하나에 있어서,
상기 받침대는,
절연체로 형성된 베이스와,
상기 제1 영역의 하방 및 상기 베이스의 상면 상에 설치된 제1 전극막과,
상기 제2 영역의 하방 및 상기 베이스의 상기 상면 상에 설치된 제2 전극막을 포함하는, 기판 지지기.
[E11]
[E1] 내지 [E10] 중 어느 하나에 있어서,
상기 정전 척은, 그 안에 설치된 바이어스 전극을 추가로 포함하는, 기판 지지기.
[E12]
[E11]에 있어서,
상기 바이어스 전극은, 상기 제1 영역 안에서 이 제1 영역의 상면과 상기 부분 사이에 설치되는, 기판 지지기.
[E13]
[E12]에 있어서,
상기 정전 척은, 상기 제2 영역 안에 설치된 다른 바이어스 전극을 추가로 포함하는, 기판 지지기.
[E14]
챔버와,
상기 챔버 내에 설치된, [E1] 내지 [E13] 중 어느 하나의 기판 지지기와,
상기 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해 고주파 전력을 발생하도록 구성된 고주파 전원과,
상기 기판 지지기에 상기 플라즈마로부터의 이온을 끌어들이기 위해 바이어스 에너지를 발생시키도록 구성된 바이어스 전원을 구비하며,
상기 고주파 전력 및 상기 바이어스 에너지 중 적어도 하나가 상기 받침대를 통해 공급되는, 플라즈마 처리 장치.
[E15]
[E14]에 있어서,
상기 기판 지지기는 [E8]의 기판 지지기이며,
상기 고주파 전원 및 상기 바이어스 전원 중 적어도 하나가 상기 기판 지지기의 상기 받침대에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치.
[E16]
[E15]에 있어서,
상기 고주파 전원 및 상기 바이어스 전원 모두가, 상기 받침대에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치.
[E17]
[E14]에 있어서,
상기 기판 지지기는 [E10]의 기판 지지기이며,
상기 고주파 전원은, 상기 제1 전극막 및 상기 제2 전극막에 전기적으로 접속되고,
상기 바이어스 전원은 상기 제1 전극막에 전기적으로 접속되며,
상기 제2 전극막에 전기적으로 접속된 다른 바이어스 전원을 추가로 구비하는, 플라즈마 처리 장치.
[E18]
[E14]에 있어서,
상기 기판 지지기는 [E11] 또는 [E12]의 기판 지지기이며,
상기 바이어스 전원은, 상기 바이어스 전극에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치.
[E19]
[E14]에 있어서,
상기 기판 지지기는 [E13]의 기판 지지기이며,
상기 바이어스 전원은, 상기 제1 영역 안에 설치된 상기 바이어스 전극에 전기적으로 접속되고,
상기 바이어스 전원 또는 다른 바이어스 전원이, 상기 제2 영역 안에 설치된 상기 다른 바이어스 전극에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치.
[E20]
[E1] 내지 [E13] 중 어느 하나의 기판 지지기의 정전 척의 제조 방법으로,
복수의 그린 시트를 적층하는 공정과,
적층된 상기 복수의 그린 시트를 소결시키는 공정을 포함하는, 제조 방법.
이상으로부터 본 개시의 다양한 실시형태는 설명의 목적으로 본 명세서에 기재되었으며, 본 개시의 범위 및 취지를 벗어나지 않고 다양하게 변형할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 명세서에 개시한 다양한 실시형태는 한정하려는 의도가 아니며, 진정한 범위와 주지는 첨부된 특허 청구의 범위에 의해 제시된다.
1: 플라즈마 처리 장치
10: 챔버,
11: 기판 지지기,
W: 기판,
11e: 엣지 링,
14: 받침대,
16: 정전 척,
16R1: 제1 영역,
16R2: 제2 영역,
16pA: 부분,
31: 고주파 전원,
32: 바이어스 전원
10: 챔버,
11: 기판 지지기,
W: 기판,
11e: 엣지 링,
14: 받침대,
16: 정전 척,
16R1: 제1 영역,
16R2: 제2 영역,
16pA: 부분,
31: 고주파 전원,
32: 바이어스 전원
Claims (21)
- 플라즈마 처리 챔버와,
상기 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지기로서,
받침대와,
상기 받침대 상에 배치되며, 기판 지지면을 갖는 중앙 영역과 상기 중앙 영역을 둘러싸는 고리형 영역을 갖는 정전 척으로, 상기 고리형 영역의 두께는 상기 중앙 영역의 두께보다 작은, 해당 정전 척과,
상기 중앙 영역 내에 배치되는 척 전극과,
상기 중앙 영역에서 상기 척 전극의 하방에 배치되며, 전기적으로 플로팅된 상태로 배치되는 전극 구조체로, 해당 전극 구조체는, 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 하방에 배치되는 제2 전극층과, 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 접속하는 하나 또는 복수의 접속체를 포함하며, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은, 평면에서 볼 때 상기 기판 지지면에 걸쳐 연장되는, 이 전극 구조체를 포함하는, 해당 기판 지지기와,
상기 기판 지지기에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 바이어스 전원을 구비하는,
플라즈마 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은, 평면에서 볼 때 상기 기판 지지면의 대략 전체 영역에 걸쳐 연장되는, 플라즈마 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 전극층은, 해당 제1 전극층과 상기 기판 지지면 사이의 거리가 상기 중앙 영역의 중심으로부터 반경 방향으로의 거리가 증가함에 따라 단계적으로 또는 서서히 작아지도록 배치되는, 플라즈마 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 받침대는,
절연 부재와,
상기 중앙 영역의 하방 및 상기 절연 부재 상에 배치되는 제1 전극막과,
상기 고리형 영역의 하방 및 상기 절연 부재 상에 배치되는 제2 전극막을 포함하는, 플라즈마 처리 장치. - 제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 전원은, 제1 바이어스 전원 및 제2 바이어스 전원을 포함하며,
상기 제1 바이어스 전원은 상기 제1 전극막에 전기적으로 접속되고,
상기 제2 바이어스 전원은 상기 제2 전극막에 전기적으러 접속되는, 플라즈마 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중앙 영역 내에 배치되며, 평면에서 볼 때 상기 기판 지지면에 걸쳐 연장되는 바이어스 전극을 추가로 구비하는, 플라즈마 처리 장치. - 제6항에 있어서,
상기 바이어스 전극은, 상기 척 전극과 상기 전극 구조체 사이에 배치되는, 플라즈마 처리 장치. - 제7항에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 전원은, 상기 바이어스 전극에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치. - 제6항에 있어서,
상기 고리형 영역 내에 배치되는 다른 바이어스 전극을 추가로 구비하는, 플라즈마 처리 장치. - 제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 전원은, 상기 바이어스 전극 및 상기 다른 바이어스 전극에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치. - 제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 전원은, 제1 바이어스 전원 및 제2 바이어스 전원을 포함하며,
상기 제1 바이어스 전원은, 상기 바이어스 전극에 전기적으로 접속되고,
상기 제2 바이어스 전원은, 상기 다른 바이어스 전극에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 받침대는 금속으로 형성되는, 플라즈마 처리 장치. - 제12항에 있어서,
RF 전원을 추가로 구비하며,
상기 RF 전원 및 상기 바이어스 전원 모두가, 상기 받침대에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치. - 기판 지지면을 갖는 중앙 영역과 상기 중앙 영역을 둘러싸는 고리형 영역을 갖는 정전 척으로서, 상기 고리형 영역의 두께는 상기 중앙 영역의 두께보다 작은, 해당 정전 척과,
상기 중앙 영역 내에 배치되는 척 전극과,
상기 중앙 영역에서 상기 척 전극의 하방에 배치되며, 전기적으로 플로팅된 상태로 배치되는 전극 구조체로, 해당 전극 구조체는, 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 하방에 배치되는 제2 전극층과, 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 접속하는 하나 또는 복수의 접속체를 포함하며, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층은, 평면에서 볼 때 상기 기판 지지면에 걸쳐 연장되는, 해당 전극 구조체를 구비하는,
기판 지지기. - 플라즈마 처리 챔버와,
상기 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되는 기판 지지기로서, 상기 기판 지지기는,
받침대와,
상기 받침대 상에 배치되며, 기판 지지면을 갖는 중앙 영역과 상기 중앙 영역을 둘러싸는 고리형 영역을 갖는 정전 척으로, 상기 고리형 영역의 두께는 상기 중앙 영역의 두께보다 작은, 해당 정전 척과,
상기 중앙 영역 내에 배치되는 척 전극과,
상기 중앙 영역에서 상기 척 전극의 하방에 배치되는 전극 구조체로서, 해당 전극 구조체는, 평면에서 볼 때 상기 기판 지지면에 걸쳐 연장되는 제1 전극층을 포함하는, 해당 전극 구조체를 포함하는, 기판 지지기와,
상기 전극 구조체에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 전원을 구비하는,
플라즈마 처리 장치. - 제15항에 있어서,
상기 전극 구조체는,
상기 제1 전극층의 하방에 배치되며, 평면에서 볼 때 상기 기판 지지면에 걸쳐 연장되는 제2 전극층과,
상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층을 접속하는 하나 또는 복수의 접속체와,
상기 제2 전극층과 상기 받침대를 접속하는 도체를 추가로 포함하며,
상기 적어도 하나의 전원은, 상기 도체를 통해 상기 전극 구조체에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치. - 제15항에 있어서,
상기 전극 구조체는, 상기 제1 전극층과 상기 받침대를 접속하는 하나 또는 복수의 접속체를 추가로 포함하며,
상기 적어도 하나의 전원은, 상기 하나 또는 복수의 접속체를 통해 상기 전극 구조체에 전기적으로 접속되는, 플라즈마 처리 장치. - 중앙 영역과 상기 중앙 영역을 둘러싸는 고리형 영역을 갖는 정전 척으로, 상기 중앙 영역은 기판 지지면을 가지며, 상기 고리형 영역은 엣지 링 지지면을 가지고, 상기 고리형 영역의 두께는 상기 중앙 영역의 두께보다 작은, 해당 정전 척과,
상기 중앙 영역 내에 배치되는 척 전극과,
상기 중앙 영역에서 상기 척 전극의 하방에 배치되며, 상기 기판 지지면과 받침대 사이에서의 해당 중앙 영역의 단위 면적당 정전 용량과, 상기 엣지 링 지지면과 상기 받침대 사이에서의 이 고리형 영역의 단위 면적당 정전 용량 사이의 차이를 줄이도록 구성된 요소를 구비하는,
기판 지지기. - 제18항에 있어서,
상기 요소는 도체판을 포함하는, 기판 지지기. - 제18항에 있어서,
상기 요소는 금속 기반 복합 재료로 형성되는, 기판 지지기. - 제18항에 있어서,
상기 요소는, 상기 고리형 영역을 구성하는 유전체 재료의 유전율보다 높은 유전율을 갖는 재료로 형성되는, 기판 지지기.
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