KR20240045368A - 에지 아크 방전 완화를 위한 교체 가능한 정전 척 외부 링 - Google Patents

에지 아크 방전 완화를 위한 교체 가능한 정전 척 외부 링 Download PDF

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Abstract

본원의 본 개시내용의 실시예들은 기판을 프로세싱하기 위한 장치를 포함한다. 더 구체적으로, 본 개시내용의 실시예들은 정전 척(ESC) 어셈블리를 포함하는 기판 지지체 어셈블리를 제공한다. ESC 어셈블리는 최상부 표면 및 외경 측벽을 갖는 냉각 베이스, 기판 지지 표면, 저부 표면 및 외경 측벽을 갖는 ESC를 포함하는데, ESC의 저부 표면은 접착제 층에 의해 냉각 베이스의 최상부 표면에 커플링된다. 기판 지지체 어셈블리는 냉각 베이스 및 ESC의 외경 측벽들 주위에 배치되는 차단 링을 포함하는데, 차단 링은 ESC의 저부 표면과 냉각 베이스의 최상부 표면 사이의 계면을 차폐한다.

Description

에지 아크 방전 완화를 위한 교체 가능한 정전 척 외부 링
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 반도체 디바이스들을 제조하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에서 개시되는 장치는 플라즈마 프로세싱 챔버에서의 사용을 위한 정전 척 어셈블리에 관한 것이다.
[0002] 반도체 기판들은, 통합 디바이스들 및 마이크로 디바이스들의 제조를 비롯하여, 아주 다양한 애플리케이션들을 위해 프로세싱된다. 하나의 그러한 프로세싱 디바이스는 플라즈마 프로세싱 챔버이다. 프로세싱 동안, 기판은 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 정전 척 어셈블리 상에 포지셔닝된다. 정전 척 어셈블리는 정전 척, 냉각 베이스, 설비 플레이트 및/또는 베이스를 가질 수 있다. ESC(electrostatic chuck)은 기판을 정전 척에 바이어싱하기 위한 척킹 전극(chucking electrode)들을 가질 수 있다.
[0003] 기판을 프로세싱하기 위해 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마가 형성된다. 플라즈마 프로세싱 동안, 우수하고 일관된 결과들을 획득하기 위해 기판 위의 플라즈마의 형상과 함께 기판 온도에 대한 엄격한 제어들이 사용된다. 온도 균일성은 냉각 베이스와 함께 ESC에 있는 복수의 히터들에 의해 제공된다. 플라즈마의 형상은 ESC의 전극들뿐만 아니라 플라즈마를 향하는 ESC의 형상, 즉 프로세스 링들에 의해 영향을 받는다. ESC에 대한 플라즈마 커플링 및/또는 ESC 전체에 걸친 온도의 불균일성에 기인하여 프로세스 스큐(process skew)가 발생하여 프로세스 성능에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.
[0004] 추가적으로, 프로세싱 동안, 플라즈마는 정전 척 어셈블리와 챔버의 벽 사이에서 회로를 형성하여 아크를 야기할 수 있다. 정전 척 어셈블리로부터 접지로의 또는 에지 링으로부터 ESC 냉각 베이스로의 아크 방전(arcing)은 기판에 대한 손상을 야기할 수 있거나 또는 프로세싱 결함을 야기할 수 있는, 즉, 프로세스 성능에 부정적으로 영향을 끼칠 수 있는 방식으로 플라즈마를 변경할 수 있다. 에지 아크 방전은 고전력 ESC들 상에서의 아크 방전에 대한 주요 로케이션들 중 하나이며 ESC 주변부 상의 코팅들을 사용하여 완화된다. 그러나, 이들 코팅들은, 그들이 쉽게 손상되고, 침식된다는 것을 포함하는 많은 이슈들을 갖는다. 코팅들은 다공성이고, 균열이 생기기 쉽고, 보수가 어렵고, 비용이 많이 든다.
[0005] 따라서, 프로세스 성능을 개선하기 위해서는 개선된 챔버 설계에 대한 필요성이 존재한다.
[0006] 본 개시내용은 일반적으로 ESC(electrostatic chuck) 어셈블리를 포함하는 기판 지지체 어셈블리(substrate support assembly)를 포함한다. ESC 어셈블리는 최상부(top) 표면 및 외경 측벽(outer diameter sidewall)을 갖는 냉각 베이스, 기판 지지 표면, 저부 표면 및 외경 측벽을 갖는 ESC를 포함하는데, ESC의 저부 표면은 접착제 층에 의해 냉각 베이스의 최상부 표면에 커플링된다. 기판 지지체 어셈블리는 냉각 베이스 및 ESC의 외경 측벽들 주위에 배치되는 차단 링(blocking ring)을 포함하는데, 차단 링은 ESC의 저부 표면과 냉각 베이스의 최상부 표면 사이의 계면을 차폐한다.
[0007] 본 개시내용의 실시예들은 ESC(electrostatic chuck) 어셈블리를 포함하는 기판 지지체 어셈블리를 추가로 제공할 수 있다. ESC 어셈블리는 기판 지지 표면 및 저부 표면을 갖는 ESC, 및 ESC의 저부 표면 아래에 배치되는 냉각 베이스를 포함한다. ESC의 저부 표면의 일부는 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장된다. 기판 지지체 어셈블리는, 냉각 베이스 아래에 배치되는 설비 플레이트 ― 냉각 베이스의 저부 표면은 설비 플레이트를 넘어 수평으로 연장됨 ―, 설비 플레이트 아래에 배치되는 절연체 플레이트 ― 절연체 플레이트의 최상부 표면의 일부는 냉각 베이스의 저부 표면을 넘어 수평으로 연장됨 ―, 및 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 ESC의 저부 표면과 냉각 베이스의 저부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 절연체 플레이트의 최상부 표면 사이에서 배치되는 차단 링을 더 포함하고, 차단 링은 냉각 베이스를 둘러싼다.
[0008] 본 개시내용의 실시예들은 ESC(electrostatic chuck)를 포함하는 기판 지지체 어셈블리를 추가로 제공할 수 있다. ESC 어셈블리는 기판 지지 표면 및 저부 표면을 갖는 ESC, ESC의 저부 표면 아래에 배치되는 냉각 베이스를 포함한다. ESC 저부 표면의 일부는 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장된다. 기판 지지체 어셈블리는, 냉각 베이스 아래에 배치되는 설비 플레이트, 설비 플레이트 아래에 배치되는 절연체 플레이트 ― 냉각 베이스의 저부 표면은 설비 플레이트 및 절연체 플레이트를 넘어 수평으로 연장됨 ―, 절연체 플레이트 아래에 배치되는 접지 플레이트 ― 접지 플레이트의 일부는 절연체 플레이트를 넘어 수평으로 연장됨 ―, 및 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 ESC의 저부 표면과 절연체 플레이트를 넘어 수평으로 연장되는 접지 플레이트의 일부 사이에 배치되는 차단 링을 더 포함한다.
[0009] 그러므로 본 개시내용의 상기 기재된 피처들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 상기에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 상세한 설명이 실시예들에 대한 참조에 의해 이루어질 수 있는데, 그들 중 일부는 첨부된 도면들에서 예시된다. 그러나, 첨부의 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하고 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되며, 다른 동등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것을 유의해야 한다.
[0010] 도 1은 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버의 단면 개략도이다.
[0011] 도 2는 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버의 단면 개략도이다.
[0012] 도 3은 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버의 단면 개략도이다.
[0013] 도 4는 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버의 단면 개략도이다.
[0014] 도 5는 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버의 단면 개략도이다.
[0015] 도 6은 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버의 단면 개략도이다.
[0016] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 하나의 실시예의 엘리먼트들 및 피처들은 추가적인 기재없이 다른 실시예들에서 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0017] 본원에서 설명되는 실시예들은 ESC(electrostatic chuck)와 냉각 베이스 사이의 접합(bond)을 보호하는 차단 링을 포함하는 기판 지지체 어셈블리를 제공한다. 차단 링은 또한 차단 링과 ESC 및 냉각 베이스 둘 모두 사이에서 진공 내지 대기 밀봉으로서 기능하는데, 이것은 RF 핫 냉각 베이스(RF hot cooling base)가 대기압에서 유지되는 것을 허용하고, 이것은 유익하게도 아크 방전을 완화한다.
[0018] 하기에서 설명되는 기판 지지체 어셈블리는 에칭 프로세싱 챔버에서 그리고, 다른 것들 중에서도, 물리적 기상 증착 챔버들, 화학적 기상 증착 챔버들, 이온 주입 챔버들과 같은 다른 타입들의 플라즈마 및 비플라즈마 강화 프로세싱 챔버들, 및 냉각 베이스와 ESC 사이에서 배치되는 접합 층의 보호가 바람직한 다른 시스템들에서 활용될 수 있다.
[0019] 도 1은 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리(101A)를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버(100A)의 개략적인 단면도이다. 기판 지지체 어셈블리(101A)는 다수의 타입들의 플라즈마 프로세싱 챔버들, 예를 들면, 다른 것들 중에서도, 플라즈마 처리 챔버들, 어닐링 챔버들, 물리적 기상 증착 챔버들, 화학적 기상 증착 챔버들, 및 이온 주입 챔버들뿐만 아니라, 플라즈마 프로세싱 챔버(100A) 내의 환경 조건들로부터 기판 지지체 어셈블리(101A) 내의 접착제 층들의 보호가 바람직한 다른 시스템들에서 활용될 수 있다. 또한, 본 개시내용은 플라즈마들을 활용하는 프로세싱 챔버들에서 유리하게 사용될 수 있다는 것이 고려된다.
[0020] 플라즈마 프로세싱 챔버(100A)는, 프로세싱 영역(109)을 둘러싸는, 측벽들(104), 저부(106) 및 덮개(108)를 갖는 챔버 본체(102)를 포함한다. 기판 지지체 어셈블리(101)는 프로세싱 영역(109) 내에 배치된다.
[0021] 기판 지지체 어셈블리(101)는 정전 척 어셈블리(103)(ESC 어셈블리), 설비 플레이트(124), 절연체 플레이트(126), 접지 플레이트(128), 및 차단 링(145)을 포함한다.
[0022] ESC 어셈블리(103)는 ESC(electrostatic chuck)(110) 및 냉각 베이스(112)를 포함한다. 특정한 실시예들에서, ESC 어셈블리(103)는 석영 프로세싱 키트(도시되지 않음)에 의해 둘러싸일 수 있다. ESC(110)는 접착제 층(114)을 사용하여 냉각 베이스(112)에 커플링된다. ESC(110)는 기판 지지 표면(116), 저부 표면(118), 및 지지 표면(116) 상에서 형성되며, 에지 링(120)을 지지하는 레지(ledge)(113)를 형성하는 드랍오프(drop-off)를 포함한다. 에지 링(120)은 ESC(110)의 외부 둘레를 넘어 수평으로 연장된다. 하나의 실시예에서, ESC(110)는 임베딩된 척킹 전극(129)을 갖는 유전성 본체(dielectric body)로부터 제조된다. 유전성 본체는 세라믹 재료, 예컨대 알루미나(Al2O3), 알루미늄 질화물(AlN) 또는 다른 적절한 재료일 수 있다. 대안적으로, ESC(110)의 유전성 본체는 폴리머, 예컨대 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴에테르케톤, 등으로부터 제조될 수 있다.
[0023] 냉각 베이스(112)의 최상부 표면(122)은 접착제 층(114)을 사용하여 ESC(110)의 저부 표면(118)에 커플링된다. 접착제 층(114)은 에폭시 함유 재료들, 실리콘 함유 재료들, 아크릴 함유 재료들 또는 ESC(110)를 냉각 베이스(112)에 접합하는 데 적절한 다른 재료를 포함할 수 있다. ESC(110)의 일부(115)는 냉각 베이스(112)의 최상부 표면(122)을 넘어 수평으로 연장된다. 달리 말하면, ESC(110)는 냉각 베이스(112)보다 더 넓다.
[0024] 설비 플레이트(124)는 냉각 베이스(112) 아래에 배치된다. 접지 플레이트(128)에 의해 지지되는 설비 플레이트(124)는 기판 지지체 어셈블리(101A)와의 전기, 냉각, 가열, 및 가스 연결들을 용이하게 하도록 구성된다. 접지 플레이트(128)는 프로세싱 챔버의 저부(106)에 의해 지지된다. 절연체 플레이트(126)가 설비 플레이트(124)를 접지 플레이트(128)로부터 절연한다. 상이하게 말하면, 절연체 플레이트(126)는 접지 플레이트(128) 위에 배치되고 설비 플레이트(124)를 둘러싼다. 설비 플레이트(124)와 절연체 플레이트(126) 사이에서 선택적인 갭(125)이 정의될 수 있다. 갭(125)의 거리는 0.002 인치 내지 0.010 인치일 수 있다. 갭(125)은 설비 플레이트(124)와 절연체 플레이트(126) 사이의 열의 전달을 늦추는 데 도움이 된다. 절연체 플레이트(126)의 최상부 표면(117)은 냉각 베이스(112)를 넘어 수평으로 연장된다. 상이하게 말하면, 절연체 플레이트(126)는 냉각 베이스(112)보다 더 넓다.
[0025] ESC(110)의 척킹 전극(129)은 단극성(mono polar) 또는 양극성(bipolar) 전극으로서 구성될 수 있거나, 또는 다른 적절한 배열을 가질 수 있다. 척킹 전극(129)은, ESC(110)의 지지 표면(116)에 기판을 정전기적으로 고정하기 위해 DC 전력을 제공하는 척킹 전력 소스(132)에 RF 필터(도시되지 않음)를 통해 커플링된다.
[0026] ESC(110)는 선택적으로 그 안에 임베딩되는 하나 이상의 저항성 히터들(134)을 포함한다. 저항성 히터들(134)은 ESC(110)의 온도를 지지 표면(116) 상에 배치되는 기판을 프로세싱하는 데 적절한 프로세싱 온도까지 상승시키기 위해 활용된다. 저항성 히터들(134)은 설비 플레이트(124)를 통해 선택적인 히터 전력 소스(136)에 커플링된다. 히터 전력 소스(136)는 저항성 히터들(134)에 500 와트 이상의 전력을 제공할 수 있다. 히터 전력 소스(136)는, 일반적으로 기판을 사전 결정된 온도까지 가열하도록 설정되는 히터 전력 소스(136)의 동작을 제어하기 위해 활용되는 컨트롤러(도시되지 않음)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 저항성 히터들(134)은 복수의 횡방향으로 분리된 가열 구역들을 포함하는데, 여기서 컨트롤러는 저항성 히터들(134)의 적어도 하나의 구역이 다른 구역들 중 하나 이상의 구역들에서 로케이팅되는 저항성 히터들(134)에 비해 우선적으로 가열되는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 저항성 히터들(134)은 복수의 분리된 가열 구역들에서 동심으로(concentrically) 배열될 수 있다. 저항성 히터들(134)은 프로세싱에 적절한 프로세싱 온도에서 기판을 유지한다. 하나의 실시예에서, 프로세싱 온도는 섭씨 약 -50 도보다 더 높지 않다. 예를 들면, 프로세싱 온도는 섭씨 약 -50 도 내지 섭씨 약 -150 도이다. 또 다른 예들에서, 프로세싱 온도는 섭씨 약 -50 도보다 더 높다. 예를 들면, 프로세싱 온도는 섭씨 -50 도 내지 섭씨 약 +150 도이다.
[0027] 냉각 베이스(112)는, 각각이 냉각제 공급부(140)에 커플링되는 적어도 하나의 냉각 구역(139)을 포함한다. 적어도 하나의 냉각 구역(139)은 동심으로 또는 다른 적절한 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 내부 구역(inner zone)은 기판 지지 표면(116) 아래에서 제공될 수 있고, 한편, 외부 구역(outer zone)은 외부 둘레를 따라 제공될 수 있고 어쩌면 에지 링(120) 아래에서 연장될 수 있다.
[0028] 설비 플레이트(124)는 선택적인 냉각제 공급부(142)에 커플링될 수 있는 선택적인 냉각 채널(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 냉각제 공급부(142)는, 하나의 예에서, 섭씨 약 25 도 내지 섭씨 약 35 도의 주위 온도를 유지할 수 있는 냉각제를 제공한다. 냉각제 공급부(142)에 의해 제공되는 냉각제는 열 전달 유체이며, 일부 예들에서는 냉매이다. 냉각제 공급부(142)는 설비 플레이트(124)의 냉각제 채널(도시되지 않음)을 통해 순환되는 냉각 재료를 제공한다. 냉각제 채널을 통해 흐르는 냉각제는 설비 플레이트(124)가 사전 결정된 주위 온도에서 유지되는 것을 가능하게 하는데, 이것은 절연체 플레이트(126)를 사전 결정된 주위 온도에서 유지하는 데 도움이 된다.
[0029] 하나의 실시예에서, 차단 링(145)은 ESC(110)와 기판 지지체 어셈블리(101A)의 양쪽 측면들 상에서 냉각 베이스(112)를 지나 연장되는 절연체 플레이트(126)의 최상부 표면(117) 사이에서 배치될 수 있다. 달리 말하면, 차단 링(145)은 냉각 베이스(112)의 외경 측벽(147) 주위에 배치된다. 하나의 예에서, 차단 링(145)은 세라믹 또는 다른 유전체 재료로부터 제조된다. 하나의 실시예에서, 차단 링(145)은 제1 밀봉부(150)를 사용하는 것을 통해 ESC(110)에 대한 진공 밀봉을 형성한다. 차단 링(145)은 제2 밀봉부(152)를 사용하여 절연체 플레이트(126)에 대한 진공 밀봉을 형성한다. ESC(110)와 차단 링(145) 사이에는 최상부 갭(154)이 있고, ESC(110)와 절연체 플레이트(126) 사이에는 저부 갭(156)이 있다. 따라서, 차단 링(145)은 ESC(110) 또는 절연체 플레이트(126)와 접촉하지 않는다. 달리 말하면, 냉각 베이스(112)의 외부 둘레는 진공 밀봉에 의해 완전히 격리된다. 대안적으로, 차단 링(145)은 밀봉들 대신에 접합 재료들을 사용하여 ESC(110) 및 설비 플레이트(124)에 밀봉될 수 있다. 접합 재료는 실리콘 기반, 에폭시, 등일 수 있다. 따라서, 차단 링(145)은 더 높은 압력, 예를 들면, 주위 압력이 차단 링(145)의 안쪽에 배치되는 기판 지지체 어셈블리(101)의 부분들 내에서 활용되는 것을 허용하는데, 이것도 또한 기판 지지체 어셈블리(101) 내에서 잠재적인 아크 방전을 완화한다.
[0030] 일부 실시예들에서, 기판 지지체 어셈블리(101A)의 컴포넌트들은 체결구(fastener)들(도시되지 않음)을 사용하여 서로 커플링될 수 있다. 예를 들면, 접지 플레이트(128)는 체결구를 사용하여 절연체 플레이트(126)에 커플링될 수 있고, 절연체 플레이트는 체결구를 사용하여 설비 플레이트(124)에 커플링될 수 있으며, 절연체 플레이트는 체결구를 사용하여 냉각 베이스(112)에 커플링될 수 있다.
[0031] 유리하게는, 차단 링(145)은 냉각 베이스(112)의 외경이 격리되도록 ESC(110)에 대한 진공 밀봉을 형성한다. 상이하게 말하면, 냉각 베이스(112)의 외경과 ESC(110)의 외경은 진공 밀봉의 대향하는 측면들 상에 있고, 한편, 차단 링(145)은 ESC(110)와 냉각 베이스(112) 사이의 접착제 층(114)의 침식을 방지하기 위한 플라즈마 차단기로서 기능하고, RF 핫 냉각 베이스(112)가 대기압에서 완전하게 유지되는 것을 허용하는데, 이것은 유리하게도 잠재적인 아크 방전을 완화한다.
[0032] 도 2는 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리(101B)를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버(100B)의 개략적인 단면도이다. 기판 지지체 어셈블리(101B)는 기판 지지체 어셈블리(101A)와 유사한데, 차단 링(145)이 레지(113)의 최상부와 에지 링(120) 사이에서 형성되는 갭(158)을 가지고 ESC(110)의 외부 둘레의 일부 주위에서 배치된다는 점을 추가로 갖는다.
[0033] 도 3은 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리(101C)를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버(100C)의 개략적인 단면도이다. 기판 지지체 어셈블리(101C)는, 절연체 플레이트(126)가 설비 플레이트(124)를 둘러싸지 않는다는 점을 제외하면, 기판 지지체 어셈블리(101A)와 유사하다. 도 3에서 예시되는 바와 같이, 차단 링(145)은 설비 플레이트(124)와 냉각 베이스(112) 사이의 갭들을 차폐하여, 설비 플레이트(124)가 플라즈마 챔버(100C)의 측벽들에 대한 직접적인 시야를 가지지 않는 것을 보장하고, 그 결과 그들 사이에서 아크 방전에 대한 가능성이 감소된다. 유리하게는, 이것은 저부 갭(156)(도 1)을 제거하고 최상부 갭(154)의 거리의 더 나은 제어를 허용하는데, 그 이유는 냉각 베이스(112)가 차단 링(145)의 어깨부(shoulder) 상에 놓이기 때문이다. 또한, ESC(110)에 대한 밀봉력은 감소되는데, 그 이유는 제1 밀봉부(150)의 힘만이 ESC(110)로 전달되기 때문이다. 더구나, 절연체 플레이트(126) 및 제2 밀봉부(152)의 침식은 감소되는데, 그 이유는 그들이 기판 지지 표면(116)(즉, 프로세싱 영역)으로부터 더 멀리 멀어지기 때문이다. 일부 실시예들에서, 차단 링(145)은 체결구(155)를 통해 냉각 베이스(112) 및 절연체 플레이트(126)에 커플링될 수 있다.
[0034] 도 4는 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리(101D)를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버(100D)의 개략적인 단면도이다. 기판 지지체 어셈블리(101D)는 기판 지지체 어셈블리(101C)와 유사한데, 차단 링(145)이 레지(113)의 최상부와 에지 링(120) 사이에서 형성되는 갭(158)을 가지고 ESC(110)의 외부 둘레의 일부 주위에서 배치된다는 점을 추가로 갖는다.
[0035] 도 5는 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리(101E)를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버(100E)의 개략적인 단면도이다. 기판 지지체 어셈블리(101E)는, 절연체 플레이트(126)가 설비 플레이트(124)와 같은 높이에 있다는 점을 제외하면, 기판 지지체 어셈블리들(101A-101D)과 유사하다. 도 5에서 예시되는 바와 같이, 차단 링(145)의 어깨부는 접지 플레이트(128)와 냉각 베이스(112) 사이의 갭들을 차폐하여, 설비 플레이트(124)가 플라즈마 챔버(100C)의 측벽들에 대한 직접적인 시야를 가지지 않는 것을 보장하고, 그 결과 그들 사이에서 아크 방전에 대한 가능성이 감소된다. 차단 링(145)은 제1 체결구(155)를 사용하여 냉각 베이스에 커플링될 수 있고, 제2 체결구를 사용하여 접지 플레이트(128)에 커플링될 수 있다. 유리하게는, 이것은 저부 갭(도 1)을 제거하고 최상부 갭(154)의 거리의 더 나은 제어를 허용하는데, 그 이유는 냉각 베이스(112)의 어깨부가 차단 링(145) 상에 놓이기 때문이다. 또한, ESC(110)에 대한 밀봉력은 감소되는데, 그 이유는 제1 밀봉부(150)의 힘만이 ESC(110)로 전달되기 때문이다. 더구나, 절연체 플레이트(126)의 침식이 감소되는데, 그 이유는 그것이 전체적으로 대기압으로 이동되기 때문이다. 일부 실시예들에서, 차단 링(145)은 체결구(155)를 통해 냉각 베이스(112) 및 절연체 플레이트(126)에 커플링될 수 있다.
[0036] 도 6은 실시예에 따른 기판 지지체 어셈블리(101F)를 포함하는 예시적인 플라즈마 챔버(100F)의 개략적인 단면도이다. 기판 지지체 어셈블리(101F)는 기판 지지체 어셈블리(101E)와 유사한데, 차단 링(145)이 레지들(113)의 최상부와 에지 링(120) 사이에서 형성되는 갭(158)을 가지고 ESC(110)의 외부 둘레의 일부 주위에서 배치된다는 점을 추가로 갖는다.

Claims (20)

  1. 기판 지지체 어셈블리(substrate support assembly)로서,
    ESC(electrostatic chuck) 어셈블리 ― 상기 ESC 어셈블리는:
    최상부 표면 및 외경 측벽을 갖는 냉각 베이스; 및
    기판 지지 표면, 저부 표면 및 외경 측벽을 갖는 ESC를 포함하고, 상기 ESC의 상기 저부 표면은 접착제 층에 의해 상기 냉각 베이스의 상기 최상부 표면에 커플링됨 ―; 및
    상기 냉각 베이스 및 ESC의 상기 외경 측벽들 주위에 배치되는 차단 링(blocking ring)을 포함하고, 상기 차단 링은 상기 ESC의 상기 저부 표면과 상기 냉각 베이스의 상기 최상부 표면 사이의 계면을 차폐하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 베이스 아래에 배치되는 설비 플레이트; 및
    상기 설비 플레이트를 둘러싸는 절연체 플레이트를 더 포함하고, 상기 절연체 플레이트의 최상부 표면의 일부는 상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는,
    기판 지지체 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절연체 플레이트 아래에 배치되는 접지 플레이트를 더 포함하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 차단 링과 상기 ESC의 상기 저부 표면 사이의 최상부 갭 및 상기 차단 링과 상기 절연체 플레이트의 상기 최상부 표면 사이의 저부 갭을 더 포함하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 차단 링은 접합 재료를 통해 상기 ESC 및 상기 절연체 플레이트와 밀봉(seal)을 형성하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 차단 링은 제1 밀봉부를 통해 ESC에 대한 진공 밀봉을 형성하고, 상기 차단 링은 제2 밀봉부를 통해 상기 절연체 플레이트에 대한 진공 밀봉을 형성하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 ESC 및 상기 차단 링은 상기 제1 밀봉부의 대향하는 측면들 상에 있는,
    기판 지지체 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 베이스는, 각각이 냉각 공급부에 커플링되는 적어도 하나의 냉각 구역을 포함하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차단 링은 세라믹 재료로 제조되는,
    기판 지지체 어셈블리.
  10. 기판 지지체 어셈블리로서,
    ESC(electrostatic chuck) 어셈블리 ― 상기 ESC 어셈블리는:
    기판 지지 표면 및 저부 표면을 갖는 ESC; 및
    상기 ESC의 상기 저부 표면 아래에 배치되는 냉각 베이스를 포함하고, 상기 ESC의 상기 저부 표면의 일부는 상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장됨 ―;
    상기 냉각 베이스 아래에 배치되는 설비 플레이트 ― 상기 냉각 베이스의 상기 저부 표면은 상기 설비 플레이트를 넘어 수평으로 연장됨 ― ;
    상기 설비 플레이트 아래에 배치되는 절연체 플레이트 ― 상기 절연체 플레이트의 최상부 표면의 일부는 상기 냉각 베이스의 상기 저부 표면을 넘어 수평으로 연장됨 ― ; 및
    상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 상기 ESC의 상기 저부 표면과 상기 냉각 베이스의 상기 저부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 상기 절연체 플레이트의 상기 최상부 표면 사이에서 배치되는 차단 링을 포함하고, 상기 차단 링은 상기 냉각 베이스를 둘러싸는,
    기판 지지체 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 차단 링은 체결구(fastener)를 통해 상기 절연체 플레이트 및 상기 냉각 베이스에 커플링되는,
    기판 지지체 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 차단 링은 제1 밀봉부를 통해 ESC에 대한 진공 밀봉을 형성하고, 상기 차단 링은 제2 밀봉부를 통해 상기 절연체 플레이트에 대한 진공 밀봉을 형성하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 차단 링과 상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 상기 ESC의 상기 저부 표면 사이에 최상부 갭을 더 포함하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 차단 링은 차단 재료를 통해 상기 절연체 플레이트 및 상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 상기 ESC의 상기 저부 표면과 밀봉을 형성하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 절연체 플레이트 아래에 배치되는 접지 플레이트를 더 포함하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  16. 기판 지지체 어셈블리로서,
    ESC(electrostatic chuck) 어셈블리 ― 상기 ESC 어셈블리는:
    기판 지지 표면 및 저부 표면을 갖는 ESC; 및
    상기 ESC의 상기 저부 표면 아래에 배치되는 냉각 베이스를 포함하고, 상기 ESC의 상기 저부 표면의 일부는 상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장됨 ―;
    상기 냉각 베이스 아래에 배치되는 설비 플레이트;
    상기 설비 플레이트 아래에 배치되는 절연체 플레이트 ― 상기 냉각 베이스의 상기 저부 표면은 상기 설비 플레이트 및 상기 절연체 플레이트를 넘어 수평으로 연장됨 ― ;
    상기 절연체 플레이트 아래에 배치되는 접지 플레이트 ― 상기 접지 플레이트의 일부는 상기 절연체 플레이트를 넘어 수평으로 연장됨 ― ; 및
    상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 상기 ESC의 상기 저부 표면과 상기 절연체 플레이트를 넘어 수평으로 연장되는 상기 접지 플레이트의 상기 일부 사이에 배치되는 차단 링을 포함하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 차단 링은 제1 체결구를 통해 상기 냉각 베이스에 커플링되고, 상기 차단 링은 제2 체결구를 사용하여 상기 접지 플레이트에 커플링되는,
    기판 지지체 어셈블리.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 차단 링은 제1 밀봉부를 통해 ESC에 대한 진공 밀봉을 형성하고, 상기 차단 링은 제2 밀봉부를 통해 상기 접지 플레이트에 대한 진공 밀봉을 형성하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 차단 링과 상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 상기 ESC의 상기 저부 표면 사이에 최상부 갭을 더 포함하는,
    기판 지지체 어셈블리.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 차단 링은 차단 재료를 통해 상기 접지 플레이트 및 상기 냉각 베이스의 최상부 표면을 넘어 수평으로 연장되는 상기 ESC의 상기 저부 표면과 밀봉을 형성하는,
    기판 지지체 어셈블리.
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