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KR20210117338A - 세라믹 모놀리식 바디를 갖는 정전 척 - Google Patents

세라믹 모놀리식 바디를 갖는 정전 척 Download PDF

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KR20210117338A
KR20210117338A KR1020217028943A KR20217028943A KR20210117338A KR 20210117338 A KR20210117338 A KR 20210117338A KR 1020217028943 A KR1020217028943 A KR 1020217028943A KR 20217028943 A KR20217028943 A KR 20217028943A KR 20210117338 A KR20210117338 A KR 20210117338A
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KR
South Korea
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green sheets
ceramic green
stack
electrostatic chuck
monolithic
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Pending
Application number
KR1020217028943A
Other languages
English (en)
Inventor
펑 왕
키이스 개프
크리스토퍼 킴볼
다렐 에를리히
Original Assignee
램 리써치 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 램 리써치 코포레이션 filed Critical 램 리써치 코포레이션
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Abstract

기판 프로세싱 시스템을 위한 정전 척은 세라믹으로 이루어진 모놀리식 바디를 포함한다. 복수의 제 1 전극들은 모놀리식 바디의 상단 표면에 인접하게 모놀리식 바디 내에 배치되고 척킹 신호를 선택적으로 수신하도록 구성된다. 가스 채널이 모놀리식 바디 내에 형성되고 후면 가스를 상단 표면에 공급하도록 구성된다. 냉각제 채널들은 모놀리식 바디 내에 형성되고 모놀리식 바디의 온도를 제어하기 위해 유체를 수용하도록 구성된다.

Description

세라믹 모놀리식 바디를 갖는 정전 척
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들에 관한 것이고, 보다 구체적으로 기판 프로세싱 시스템을 위한 세라믹 모놀리식 바디 (monolithic body) 를 갖는 정전 척에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들을 처리하기 위해 사용된다. 기판 상에서 수행되는 예시적인 프로세스들은 증착, 에칭, 세정, 및 다른 타입들의 프로세스들을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 기판은 프로세싱 챔버에서 정전 척 (ESC) 과 같은 기판 지지부 상에 배치된다. 프로세싱 동안, 가스 혼합물들이 프로세싱 챔버 내로 도입되고, 플라즈마가 화학 반응들을 개시하기 위해 사용될 수도 있다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2019 년 2 월 12 일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 62/804,465 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
기판 프로세싱 시스템을 위한 정전 척은 세라믹으로 이루어진 모놀리식 바디 (monolithic body) 를 포함한다. 복수의 제 1 전극들은 모놀리식 바디의 상단 표면에 인접하게 모놀리식 바디 내에 배치되고 척킹 신호를 선택적으로 수신하도록 구성된다. 가스 채널은 모놀리식 바디 내에 형성되고 상단 표면으로 후면 가스를 공급하도록 구성된다. 복수의 냉각제 채널들이 모놀리식 바디 내에 형성되고 모놀리식 바디의 온도를 제어하기 위해 유체를 수용하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 모놀리식 바디는 복수의 세라믹 그린 시트들을 포함한다. 모놀리식 바디는 기판에 인접하게 배치된 제 1 부분 및 제 1 부분에 인접하게 위치된 제 2 부분을 포함한다. 제 1 부분은 제 1 품질을 갖는 복수의 제 1 세라믹 그린 시트들로 이루어지고, 그리고 제 2 부분은 제 1 품질보다 낮은 제 2 품질을 갖는 복수의 제 2 세라믹 그린 시트들로 이루어진다.
다른 특징들에서, 제 2 복수의 세라믹 그린 시트들은 제 1 세라믹 그린 시트들에 대해 증가된 다공성, 감소된 순도, 증가된 유전 상수 또는 증가된 손실 탄젠트 중 적어도 하나를 갖는다. 복수의 제 1 전극들은 복수의 냉각제 채널들과 상단 표면 사이에 배치된다. 복수의 제 2 전극들이 모놀리식 바디 내에 배치되고 RF 바이어스 신호를 수신하도록 구성된다. 복수의 제 2 전극들은 복수의 냉각제 채널들과 복수의 제 1 전극들 사이에 배치된다. 다공성 플러그가 가스 채널의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나에 배치된다.
다른 특징들에서, 모놀리식 바디는 기판에 인접하게 배치된 제 1 부분 및 제 1 부분에 인접하게 배치된 제 2 부분을 포함한다. 제 2 부분은 복수의 세라믹 그린 시트들로 이루어진다. 제 1 부분은 제 2 부분 상에 증착되고 복수의 세라믹 층들 및 복수의 제 1 전극들을 규정하는 도전 층을 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 부분은 원자 층 증착 (atomic layer deposition) 및 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition) 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 프로세스를 사용하여 증착된다. 모놀리식 바디는 리프트 핀 캐비티를 규정하고 그리고 리프트 핀 캐비티 내에 배치된 리프트 핀 어셈블리를 더 포함한다.
모놀리식 정전 척을 제조하는 방법은, 모놀리식 정전 척을 위한 복수의 세라믹 그린 시트들을 선택하는 단계; 복수의 세라믹 그린 시트들 중 제 1 선택된 시트들의 복수의 피처들을 절단하는 단계―복수의 피처들은 가스 채널, 냉각제 채널, 및 리프트 핀 캐비티로 구성된 그룹으로부터 선택됨―; 복수의 세라믹 그린 시트들 중 제 2 선택된 그린 시트들 상에 복수의 전극들을 형성하는 단계; 스택으로 복수의 세라믹 그린 시트들을 정렬하고 배열하는 단계; 및 모놀리식 정전 척을 형성하기 위해 스택을 미리 결정된 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 1000 ℃ 내지 2000 ℃의 범위이다. 복수의 피처들은 냉각제 채널을 포함하고, 냉각제 채널은 복수의 세라믹 그린 시트들 중 인접한 그린 시트들을 통해 연장한다. 복수의 피처들은 가스 채널을 포함하고 가스 채널은 복수의 세라믹 그린 시트들 중 인접한 그린 시트들을 통해 연장한다. 방법은 스택을 가열하기 전에 가스 채널의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나 내에 다공성 플러그 재료를 배치하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 스택을 가열한 후 모놀리식 정전 척의 적어도 하나의 표면을 머시닝하는 단계를 포함한다. 방법은 가열 전에 복수의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들 상에 복수의 전극들을 형성하는 단계를 포함한다.
모놀리식 정전 척을 제조하는 방법은, 제 1 품질을 갖는 U 개의 세라믹 그린 시트들을 제공하는 단계―U는 1보다 큰 정수임―; U 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들에서 복수의 피처들을 절단하는 단계; U 개의 세라믹 그린 시트들을 제 1 스택으로 정렬하고 배치하는 단계; 제 1 품질보다 낮은 제 2 품질을 갖는 L 개의 세라믹 그린 시트들을 제공하는 단계―L은 1보다 큰 정수임―; L 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들에 복수의 피처들을 절단하는 단계; L 개의 세라믹 그린 시트들을 제 2 스택으로 정렬하고 배열하는 단계; 제 2 스택에 인접하게 제 1 스택을 배치하고 정렬하는 단계; 및 제 1 스택 및 제 2 스택을 가열하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 스택 및 제 2 스택은 1000 ℃ 내지 2000 ℃ 범위의 온도로 가열된다. 방법은 제 1 스택 및 제 2 스택을 가열하기 전에 U 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들 상에 척킹 바이어스를 수용하도록 구성된 복수의 제 1 전극들을 형성하는 단계를 더 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 제 1 스택 및 제 2 스택을 가열하기 전에 U 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들 상에 RF 바이어스를 수용하도록 구성된 복수의 제 2 전극들을 형성하는 단계를 포함한다. L 개의 세라믹 그린 시트들은 U 개의 세라믹 그린 시트들에 대해 증가된 다공성, 감소된 순도, 증가된 유전 상수 또는 증가된 손실 탄젠트 중 적어도 하나를 갖는다. 복수의 피처들을 절단하는 단계는 제 1 스택 및 제 2 스택을 가열하기 전에 U 개의 세라믹 그린 시트들 및 L 개의 세라믹 그린 시트들 중 적어도 하나에 복수의 냉각제 채널들을 형성하는 단계를 포함한다. 복수의 피처들을 절단하는 단계는 제 1 스택 및 제 2 스택을 가열하기 전에 U 개의 세라믹 그린 시트들 및 L 개의 세라믹 그린 시트들 중 적어도 하나에 복수의 가스 채널들을 형성하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 제 1 스택 및 제 2 스택을 가열하기 전에 복수의 가스 채널들의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나 내에 다공성 플러그 재료를 배치하는 단계를 포함한다. 방법은 제 1 스택 및 제 2 스택을 가열한 후 제 1 스택의 적어도 하나의 표면을 머시닝하는 단계를 포함한다.
모놀리식 정전 척을 제조하는 방법은, 정전 척 바디의 하부 부분을 위한 복수의 세라믹 그린 시트들을 선택하는 단계; 복수의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 시트들에서 복수의 피처들을 절단하는 단계; 스택으로 복수의 세라믹 그린 시트들을 정렬하고 배치하는 단계; 미리 결정된 온도로 스택을 가열하는 단계; 및 스택의 상부 표면 상에 복수의 층들을 증착함으로써 정전 척 바디의 상부 부분을 생성하는 단계를 포함한다. 복수의 층들은 세라믹을 포함하고 복수의 전극들을 규정한다.
다른 특징들에서, 미리 결정된 온도는 1000 ℃ 내지 2000 ℃의 범위이다. 정전 척 바디의 상부 부분 내의 세라믹 재료의 제 1 품질은 정전 척 바디의 하부 부분 내의 세라믹 재료의 제 2 품질보다 높다. 하부 부분의 복수의 세라믹 그린 시트들은 상부 부분의 복수의 세라믹 그린 시트들에 대해 증가된 다공성, 감소된 순도, 증가된 유전 상수 또는 증가된 손실 탄젠트 중 적어도 하나를 갖는다. 복수의 피처들은 세라믹 그린 시트들 중 인접한 세라믹 그린 시트들에 형성된 냉각제 채널들을 포함한다. 복수의 피처들은 세라믹 그린 시트들 중 인접한 세라믹 그린 시트들에 형성된 가스 채널들을 포함한다.
다른 특징들에서, 방법은 스택을 가열하기 전에 가스 채널들의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나 내에 다공성 플러그 재료를 배치하는 단계를 포함한다. 방법은 스택을 가열한 후 그리고 상부 부분을 증착하기 전에 하부 부분의 적어도 하나의 표면을 머시닝하는 단계를 포함한다. 스택의 상부 표면 상에 복수의 층들을 증착하는 단계는 원자 층 증착 및 화학적 기상 증착으로 구성된 그룹으로부터 선택된 프로세스를 포함한다. 방법은 가열 전에 세라믹 그린 시트들 중 선택된 시트들 상에 복수의 전극들을 형성하는 단계를 포함한다.
본 개시의 추가 적용 가능성의 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 세라믹 모놀리식 바디를 갖는 ESC를 통합한 기판 프로세싱 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 냉각제 채널들, 후면 가스 채널들, 전극들, 및 RF 단자들을 통합한 ESC의 일 예의 부분적인 측단면도이다.
도 3은 본 개시에 따른 다공성 플러그들, 센서들, 및 정전 단자를 갖는 가스 채널을 포함하는 ESC의 일 예의 또 다른 부분적인 측단면도이다.
도 4는 본 개시에 따른 리프트 핀 어셈블리를 갖는 ESC의 일 예의 또 다른 부분적인 측단면도이다.
도 5는 본 개시에 따른 후면 가스를 분배하기 위한 가스 채널들을 갖는 ESC의 일 예의 평면도이다.
도 6은 본 개시에 따른 세라믹 모놀리식 바디 내에 형성된 바이파일러 (bifilar) 냉각제 채널을 갖는 ESC의 일 예의 평면도이다.
도 7은 본 개시에 따른 세라믹 모놀리식 바디 내에 형성된 단일 파일러 냉각제 채널을 갖는 ESC의 일 예의 평면도이다.
도 8a는 본 개시에 따른 가열 전 세라믹 그린 시트들을 포함하는 바디 스택의 일 예의 측단면도이다.
도 8b는 본 개시에 따른 가열 후 도 8a의 바디 스택을 예시한다.
도 9는 본 개시에 따른 모놀리식 바디를 갖는 ESC를 제조하기 위한 방법의 예의 플로우 차트이다.
도 10a는 본 개시에 따른 가열 전에 제 1 품질을 갖는 세라믹 그린 시트들의 제 1 스택 및 제 2 품질을 갖는 세라믹 그린 시트들의 제 2 스택을 포함하는 바디 스택의 일 예를 예시한다.
도 10b는 본 개시에 따른 가열 후 도 10a의 바디 스택을 예시한다.
도 11a는 본 개시에 따른 가열 전에 ESC의 하부 부분에 대응하는 세라믹 그린 시트들의 제 1 스택을 포함하는 바디 스택의 일 예를 예시한다.
도 11b는 본 개시에 따른 가열 후 도 11a의 바디 스택을 예시한다.
도 11c는 본 개시에 따른 ESC의 상부 부분의 증착 후 도 11b의 바디 스택을 예시한다.
도 12는 본 개시에 따른 세라믹 모놀리식 바디를 갖는 ESC를 제조하기 위한 방법의 플로우 차트이다.
도 13은 본 개시에 따른 세라믹 모놀리식 바디를 갖는 ESC를 제조하기 위한 또 다른 방법의 플로우 차트이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
ESC는 통상적으로 베이스 플레이트에 본딩 층에 의해 본딩되는 세라믹 플레이트를 포함한다. 베이스 플레이트는 보통 알루미늄 (Al), 티타늄 (Ti), 또는 다른 금속과 같은 금속으로 이루어진다. 베이스 플레이트는 종종 알루미나 또는 다른 코팅과 같은 세라믹 박층으로 코팅된다. 세라믹 코팅은 통상적으로 전기-화학적 양극 산화 프로세스, 열 스프레이 프로세스 또는 다른 방법을 사용하여 도포된다. 세라믹 플레이트 및 베이스 플레이트는 본딩 층에 의해 함께 본딩된다. 단지 예를 들면, 본딩 층은 실리콘 폴리머들, 유기 폴리머 바인더들, 무기 필러들, 및/또는 연질 금속 재료들을 포함할 수 있다. 본딩 층은 보통 플라즈마 프로세싱 분위기로부터의 보호를 필요로 한다.
이 설계와 연관된 많은 단점들이 있다. 예를 들어, 세라믹 코팅은 고전압에 노출될 때 파괴되는 경향이 있고, 이는 프로세싱 챔버에서 전기적 아크 (arcing) 를 유발한다. 베이스 플레이트 및 세라믹 플레이트는 또한 상이한 CTE들을 갖는다. 미스 매칭 (mismatched) 재료들은 온도가 변화함에 따라 다른 레이트로 팽창하고 수축한다. 팽창과 수축은 오정렬과 열적 응력을 유발한다. 세라믹 코팅은 또한 베이스 플레이트와 세라믹 코팅의 열 팽창 계수 (CTE) 의 차들로 인해 균열될 수도 있다.
베이스 플레이트는 또한 단일 RF 전극으로서 기능한다. 이 사실은 베이스 플레이트의 상이한 영역들에 상이한 RF 전위들을 인가하는 것을 어렵게 한다.
본딩 층은 열적 전달을 제한하고, 특히 고전력 애플리케이션들에 대해 보다 높은 기판 온도들을 야기하는, 열적 배리어로서 작용한다. 본딩 층은 프로세싱 동안 세라믹 플레이트 및 베이스 플레이트의 상이한 CTE들로 인해 변형 사이클들을 겪는다. 결국, 변형 사이클들은 본딩 층의 박리 (delamination) 및 ESC의 고장을 유발한다.
일부 예들에서, 본 개시에 따른 ESC는 (본딩 층을 사용하지 않고) 모놀리식으로 (monolithicly) 제조된다. ESC는 정전 척, 온도 제어, RF 전력 전달, RF 차폐, 등을 위한 임베딩된 전극들을 포함한다. ESC는 또한 온도 센서들, 전류 및/또는 전압 센서들, 다공성 매체 가스 버퍼들, 임베딩된 가스 채널들 및/또는 임베딩된 냉각제 채널들과 같은 다른 통합된 컴포넌트들을 포함한다.
본 개시에 따른 ESC는 이전의 ESC 설계들을 사용할 때 직면한 많은 문제들을 해결한다. ESC의 바디가 모놀리식이고 세라믹으로 이루어지기 때문에, 세라믹 코팅은 제거되거나 유사한 CTE를 갖는다. CTE 미스 매칭이 거의 없거나 전혀 없기 때문에, 세라믹 코팅의 균열이 제거된다. 그 결과, ESC의 동작 온도 범위가 상승될 수 있다.
베이스 플레이트가 더 이상 금속으로 이루어지지 않기 때문에, 하나 이상의 전극들이 ESC의 바디에 임베딩된다. 전극들은 기판의 상이한 위치들에서 RF 바이어스의 변동을 허용하도록 하나 이상의 RF 전위들을 사용하여 제어될 수 있다.
본딩 층이 제거되기 때문에, 본딩 층의 부식 및 박리에 의해 유발된 고장들이 제거되고, 이는 ESC 수명 및 신뢰성을 개선한다.
ESC의 바디가 모놀리식이고 세라믹으로 이루어지기 때문에, ESC에 걸친 열 팽창 및 수축 차들이 최소화된다. 그 결과, 열적 미스 매칭 및 열적 응력이 상당히 감소된다. 본딩 층이 제거되기 때문에, ESC에서 기판으로부터 냉각 유체들 (예컨대 가스들 또는 액체들) 로의 열 전도가 증가한다. 개선된 열 전도는 냉각제 채널들을 사용한 열 전달이 보다 효율적이기 때문에 보다 고전력 애플리케이션들을 인에이블한다.
일부 예들에서, ESC의 바디는 알루미나 (Al2O3), 알루미늄 나이트라이드 (AlN), 실리콘 카바이드 (SiC) 또는 다른 세라믹 재료들로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 이루어진다. 일부 예들에서, ESC의 바디는 코팅된다. 일부 예들에서, 코팅 재료는 알루미나 (Al2O3), 이트륨 옥사이드 (Y2O3), 또는 지르코늄 다이옥사이드 (ZrO2) 로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
일부 예들에서, ESC의 바디는 비용을 감소시키고 그리고/또는 성능을 최적화하도록 이의 상이한 수직 부분들에서 상이한 등급들 또는 품질의 세라믹 재료들로 이루어진다. 예를 들어, 개선된 순도, 유전체, 전기적 또는 기계적 특성들, 등을 위해 보다 우수한 등급 (finer grade) 의 세라믹 재료가 기판에 가까운 ESC의 상부 부분에서 사용될 수도 있고, 보다 낮은 등급의 세라믹 재료가 ESC의 하부 부분들에 사용된다.
일부 예들에서, ESC는 텅스텐 (W), 백금 (Pt), 은 (Ag), 팔라듐 (Pd) 또는 다른 도전성 재료로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 이루어진 임베딩된 전극들을 포함한다. ESC의 바디는 함께 연결되거나 개별적으로 제어되는 하나 이상의 전극들을 포함할 수도 있다. 전극들은 또한 바디의 상이한 위치들에 배치될 수도 있다.
이제 도 1을 참조하면, 정전 척 (ESC) (101) 을 포함하는 기판 프로세싱 시스템 (100) 이 도시된다. 도 1은 CCP (capacitive coupled plasma) 시스템을 도시하지만, 본 출원은 또한 TCP (transformer coupled plasma) 시스템들, ECR (electron cyclotron resonance) 플라즈마 시스템들, IBE (ion beam etchers), ICP (inductively coupled plasma) 시스템들, 및/또는 기판 지지부를 포함하는 다른 시스템들과 같은 다른 프로세스들에 적용 가능하다.
ESC (101) 가 프로세싱 챔버의 하단에 장착되는 것으로 도시되지만, ESC (101) 는 프로세싱 챔버의 상단에 장착될 수도 있다. 프로세싱 챔버의 상단에 장착되면, ESC (101) 는 거꾸로 뒤집힐 (flipped upside down) 수도 있고 주변 기판 홀딩, 클램핑, 및/또는 크래스핑 (clasping) 하드웨어를 포함할 수도 있다.
기판 프로세싱 시스템 (100) 은 프로세싱 챔버 (104) 를 포함한다. 프로세싱 챔버 (104) 는 ESC (101) 및 다른 컴포넌트들을 둘러싼다. 프로세싱 챔버 (104) 는 또한 RF (radio frequency) 플라즈마를 담는다. 동작 동안, 기판 (107) 은 ESC (101) 상에 배치되고 정전기적으로 클램핑된다.
단지 예를 들면, 샤워헤드 (109) 는 가스들을 분배하고 상부 전극 (105) 으로서 역할을 할 수도 있다. 샤워헤드 (109) 는 프로세싱 챔버 (104) 의 상단 표면에 연결된 일 단부를 포함하는 스템 부분 (111) 을 포함할 수도 있다. 샤워헤드 (109) 는 일반적으로 원통형이고, 프로세싱 챔버 (104) 의 상단 표면으로부터 이격되는 위치에서 스템 부분 (111) 의 반대편 단부로부터 방사상 외측으로 연장한다. 샤워헤드 (109) 의 기판-대면 표면은 프로세스 가스가 흐르는 가스 쓰루 홀들 (through holes) 을 포함한다. 대안적으로, 상부 전극 (105) 은 도전 플레이트를 포함할 수도 있고, 가스들은 또 다른 방식으로 도입될 수도 있다. ESC (101) 에 임베딩된 (embedded) 전극들은 하부 전극으로서 기능한다.
ESC (101) 는 하나 이상의 가스 채널들 (115) 및/또는 하나 이상의 냉각제 채널들 (116) 을 포함할 수도 있다. 가스 채널들 (115) 은 기판 (107) 의 후면으로 헬륨 (He) 또는 다른 가스와 같은 후면 가스를 공급한다. 유체는 ESC (101) 의 온도를 제어하도록 ESC (101) 내의 냉각제 채널들 (116) 을 통해 흐른다.
RF 생성 시스템 (120) 은 ESC (101) 내의 상부 전극 (105) 및/또는 하부 전극으로 RF 전압을 출력한다. 상부 전극 (105) 및 하부 전극 중 하나는 DC 접지되거나, AC 접지되거나 플로팅 전위로 있을 수도 있다. 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (120) 은 RF 전압들을 생성하는 하나 이상의 RF 생성기들 (122) 을 포함할 수도 있다. RF 생성기(들) (122) 의 출력은 하나 이상의 매칭 및 분배 네트워크들 (124) 에 의해 상부 전극 (105) 및/또는 하부 전극으로 피딩된다 (feed). 예로서, RF 플라즈마 생성기 (123), RF 바이어스 생성기 (125), RF 플라즈마 매칭 네트워크 (127), 및 RF 바이어스 매칭 네트워크 (129) 가 도시된다.
가스 전달 시스템 (130) 은 하나 이상의 가스 소스들 (132-1, 132-2, … 및 132-N) (집합적으로 가스 소스들 (132)) 을 포함하고, 여기서 N은 0보다 큰 정수이다. 가스 소스들 (132) 은 하나 이상의 전구체들, 에칭 가스들, 불활성 가스들, 캐리어 가스들, 퍼지 가스들, 및 이들의 가스 혼합물들을 공급한다. 기화된 전구체가 또한 사용될 수도 있다.
가스 소스들 (132) 은 밸브들 (134-1, 134-2, … 및 134-N) (집합적으로 밸브들 (134)) 및 질량 유량 제어기들 (136-1, 136-2, … 및 136-N) (집합적으로 질량 유량 제어기들 (mass flow controller; MFC) (136)) 에 의해 매니폴드 (140) 에 연결된다. 매니폴드 (140) 의 출력이 프로세싱 챔버 (104) 에 피딩된다. 단지 예를 들면, 매니폴드 (154) 의 출력은 샤워헤드 (109) 에 피딩될 수도 있다.
기판 프로세싱 시스템 (100) 은 온도 제어기 (142) 를 포함하는 온도 제어 시스템 (141) 을 더 포함한다. 시스템 제어기 (160) 로부터 개별적으로 도시되지만, 온도 제어기 (142) 는 시스템 제어기 (160) 의 일부로서 구현될 수도 있다. 온도 제어기 (142) 는 냉각제 어셈블리 (146) 를 통해 냉각제 채널들 (116) 을 통해 흐르는 냉각제의 플로우 레이트 및 온도를 제어한다. 냉각제 어셈블리 (146) 는 저장부로부터 냉각제 채널들 (116) 로 냉각제를 펌핑하는 냉각제 펌프를 포함한다. 냉각제 어셈블리 (146) 는 또한 냉각제로부터 열을 전달하는 열 교환기를 포함할 수도 있다. 냉각제는 예를 들어, 액체 냉각제일 수도 있다.
밸브 (156) 및 펌프 (158) 가 프로세싱 챔버 (104) 로부터 반응물질들을 배기하도록 사용된다. 로봇 (170) 이 ESC (101) 상으로 기판들을 전달하고, ESC (101) 로부터 기판들을 제거한다. 예를 들어, 로봇 (170) 은 ESC (101) 와 로드 록 (172) 사이에서 기판들을 이송할 수도 있다. 시스템 제어기 (160) 는 로봇 (170) 및/또는 로드 록 (172) 의 동작을 제어할 수도 있다. ESC 전력 공급부 (180) 는 전극들로 하여금 기판 (107) 을 클램핑하게 하도록 클램핑 신호를 선택적으로 공급한다.
이제 또한 도 2를 참조하면, ESC (101) 의 부분 (200) 이 도시된다. ESC (101) 는 모놀리식 바디 (210) 를 갖는다. 도시된 예에서, 모놀리식 바디 (210) 는 ESC (101) 의 상단 표면 (212) 에 인접하게 배치된 정전 클램핑 전극들 (214) 을 포함한다. 정전 클램핑 전극들 (214) 은 기판 (107) 을 클램핑하기 위해 ESC 전력 공급부 (180) 로부터 클램핑 신호를 수신한다. 정전 클램핑 전극들 (214) 은 ESC 전력 공급부 (180) 에 연결될 수도 있는 단자들 (이하에 도시됨) 에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 도전체는 정전 클램핑 전극 (214) 에 대한 연결을 제공하기 위해 절연된 캐비티를 통과한다.
모놀리식 바디 (210) 는 내측 및 외측 RF (radio frequency) 전극들 (218-I 및 218-O) (집합적으로 RF 전극들 (218)) 을 각각 포함한다. RF 전극들 (218) 은 바이어스 RF 매칭 네트워크 (129) 에 연결될 수도 있는 단자들 (220-I 및 220-O) (집합적으로 단자들 (220)) 로부터 전력을 수신한다. 단자들 (220) 은 ESC (101) 의 하단부로부터 RF 전극들 (218) 로 연장하는 절연된 캐비티들 (222-I 및 222-O) 내에 배치된다. RF 전극들 (218) 은 모놀리식 바디 (210) 의 상단 표면의 미리 결정된 거리 내에 배치된다. RF 전극들 (218) 은 모놀리식 바디 (210) 의 상단 표면에 걸쳐 상이한 패턴들로 배치될 수도 있다. RF 전극들 (218-I) 중 하나 이상은 상향으로 돌출하고 환형 슬롯을 규정하는 모놀리식 바디 (210) 의 상부 부분 (221) 에 배치될 수도 있다. RF 전극들 (218-O) 중 하나 이상은 모놀리식 바디 (210) 의 외측 주변부 근방에 배치될 수도 있다. 일부 예들에서, RF 전극들 (218-O) 은 환형 슬롯 내에 위치되고 부분 (221) 에 의해 센터링되는 (centered) 에지 링 (미도시) 아래에 배치될 수도 있다.
모놀리식 바디 (210) 는 또한 기판 (107) 의 후면으로 후면 가스 (예컨대 헬륨) 를 수용하는 가스 채널들 (234) 을 포함한다. 냉각제 채널들 (228) 은 기판 (107) 에 평행한 하나 이상의 평면들에 배치된다. 냉각제 채널들 (228) 은 바이파일러 (bifilar) 또는 단일 파일러일 수도 있다.
이제 도 3을 참조하면, ESC (101) 의 부분 (300) 이 도시된다. 하나 이상의 수직 유입구들 (또는 유출구들) (310) 은 냉각제 채널들 (228) 에 유체를 제공한다. 모놀리식 바디 (210) 는 후면 가스를 가스 채널들 (234) 로 공급하는 수직 가스 채널 (320) 을 포함한다. 다공성 플러그 (324) 는 모놀리식 바디 (210) 의 하단 표면에 인접한 수직 가스 채널 (320) 의 일 단부에 배치된다. 다공성 플러그 (325) 가 가스 채널들 (234) 과 ESC (101) 의 상단 표면 사이에 배치된다. 다공성 플러그들 (324, 325) 은 다공성 세라믹으로 이루어지고 모놀리식 바디를 형성하는 세라믹 그린 시트들이 소성될 (fire) 때 소성될 수도 있다. 일부 예들에서, 다공성 플러그들은 생략되거나, 모놀리식 바디의 소성 후에 설치된다. 다공성 플러그들은 플라즈마에 대한 가시선을 방지하기 위해 가스 채널들에서 플라즈마의 형성을 방지하도록 작은 기공들을 포함한다.
모놀리식 바디 (210) 는 정전 클램핑 전극들 (214) 의 일 단부에 연결된 단자 (332) 를 하우징하는 수직 캐비티 (330) 를 포함한다. 모놀리식 바디 (210) 는 온도 센서들을 위한 하나 이상의 수직 캐비티들을 더 포함한다. 예시적인 온도 센서들 (342-1, 342-2, 및 342-3) (집합적으로 온도 센서들 (342)) 은 수직 캐비티들 (340-1, 340-2, 및 340-3) 내에 배치되고 도전체들 (344-1, 344-2, 및 344-3) 에 각각 연결된다. 온도 센서들 (342) 은 온도 출력 신호들을 제어기들 (142, 160) 에 제공한다.
이제 도 4를 참조하면, ESC (101) 의 부분 (400) 이 도시된다. 모놀리식 바디 (210) 는 리프트 핀 (410), 리프트 핀 채널 (414), 및 가스 채널 (434) 을 포함하는 리프트 핀 어셈블리 (420) 를 포함한다. 일부 예들에서, ESC (101) 는 3 개 이상의 리프트 핀 어셈블리들을 포함한다.
이제 도 5를 참조하면, ESC (101) 는 모놀리식 바디의 상단 표면으로 후면 가스를 공급하기 위한 가스 채널들 (234) 을 포함한다. 가스는 기판 (107) 아래의 가스 채널들 (234) 로 공급된다. 가스는 기판 아래로 후면 가스를 공급하기 위해 가스 채널들 (234) 로부터 다공성 플러그들 (325) (도 5에 도시되지 않음) 을 통해 다양한 위치들에서 흐른다.
이제 도 6을 참조하면, ESC (101) 의 모놀리식 바디에 형성된 냉각제 채널 층 (600) 이 도시된다. 냉각제 채널 층 (600) 은 바이파일러인 냉각제 채널 (602) 을 포함한다. 냉각제 채널 (602) 은 냉각제 채널 층 (600) 의 중심에 위치된 유입구 (604) 및 유출구 (608) 를 포함한다. 냉각제 채널 (602) 의 일 단부는 중심 근방에서 시작되고 주변부에 도달할 때까지 원형 코일-형 패턴으로 랩핑된다 (wrap). 냉각제 채널 (602) 은 주변부로부터 중심으로 다시 코일-형 패턴으로 계속된다.
이제 도 7을 참조하면, ESC (101) 의 모놀리식 바디에 형성된 냉각제 채널 층 (700) 이 도시된다. 냉각제 채널 층 (700) 은 단일 파일러 배열의 냉각제 채널 (702) 을 포함한다. 냉각제 채널 (702) 은 중심에 위치된 유입구 (704) 및 냉각제 채널 층 (700) 의 주변부 근방에 위치된 유출구 (708) 를 포함한다 (또는 그 반대도 같다). 예시적인 냉각제 채널 배열들이 도 6 및 도 7에 도시되지만, 다른 배열들이 사용될 수 있다.
이제 도 8a 및 도 8b를 참조하면, ESC 바디 스택 (800) 은 세라믹 그린 시트들로 제조될 수 있다. 도 8a에서, 가열 전 ESC 바디 스택 (800) 이 도시되고 세라믹 그린 시트들 (806) 의 스택 (802) 을 포함한다. 홀들, 캐비티들 (예를 들어, 가스 채널들, 냉각제 채널들, 단자들, 리프트 핀들) 및 전극들과 같은 피처들이 필요에 따라 세라믹 그린 시트들에 형성된다. 보다 다공성 세라믹 그린 시트들이 가스 채널들 내에 다공성 플러그들을 규정하도록 사용될 수도 있다. 도 8b에서, 가열 후 ESC 바디 스택 (800) 이 도시된다. 다른 장점들 중에서, ESC 바디 스택 (800) 은 가열 후에 모놀리식 바디 (피처들은 도시되지 않음) 를 형성한다. 모놀리식 바디는 개선된 전기적 특성 및 열적 특성을 갖고 조기 고장을 유발할 수 있는 본딩 층을 포함하거나 필요로 하지 않는다.
이제 도 9를 참조하면, ESC의 모놀리식 바디를 제조하기 위한 방법 (900) 이 도시된다. 910에서, ESC의 피처들을 규정하기 위해 세라믹 그린 시트들 중 하나 이상에서 개구부들이 절단된다. 일부 예들에서, 피처들은 세라믹 그린 시트들에서 레이저 절단된다. 예를 들어, 가스 채널들, 단자들, 다공성 플러그들, 센서들 및/또는 가스 플로우를 위한 캐비티들에 대응하는 개구부들은 그린 시트들로 절단된다. 일부 예들에서, 기판을 포함하는 평면에 평행한 가스 채널들을 생성하도록 세라믹 그린 시트들의 상단 표면을 스코어링하거나 (score) 제거하도록 (ablate) 레이저가 사용된다. 다른 예들에서, 기판을 포함하는 평면에 수직으로 배향되는 가스 채널들, 캐비티들 또는 다른 피처들을 생성하도록 하나 이상의 세라믹 그린 시트들을 절단하도록 (cut through) 레이저가 사용된다. 일부 예들에서, 그린 시트들 각각은 0.5 ㎜ 내지 2 ㎜ 범위의 두께를 갖지만, 다른 두께들이 사용될 수 있다.
914에서, RF 전극들 또는 정전 척 전극들과 같은 전극들이 세라믹 그린 시트들 중 선택된 시트들 상에 형성된다. 일부 예들에서, 전극들은 세라믹 그린 시트들 상에 금속 분말을 프린팅함으로써 형성된다. 918에서, 다공성 플러그 재료는 세라믹 그린 시트들의 하나 이상의 피처들 (예컨대 가스 채널들) 내에 선택 가능하게 배치된다. 일부 예들에서, 다공성 플러그 재료는 ESC 바디에 사용된 그린 시트 재료와 상이한 (예를 들어, 보다 다공성인) 세라믹 그린 시트 재료를 포함한다. 922에서, 세라믹 그린 시트들은 스택을 형성하기 위해 (피처들을 정렬하도록) 회전 (rotationally) 정렬되고 콘택트하여 배치된다.
924에서, 스택은 모놀리식 ESC 바디를 형성하도록 가열되거나 소성된다. 일부 예들에서, ESC 스택은 1000 ℃ 내지 2000 ℃ 범위의 온도로 가열된다. 926에서, 센서들 및 단자들이 선택 가능하게 설치된다. 928에서, ESC 바디의 하나 이상의 표면들이 필요에 따라 머시닝된다. 머시닝은 ESC 바디의 표면을 평탄하게 하기 위해 사용될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 단계들의 순서는 선행하는 예로부터 변경될 수 있다.
이제 도 10a 및 도 10b를 참조하면, ESC 바디 스택 (1000) 은 세라믹 그린 시트들로 제조될 수 있다. 일부 예들에서, 세라믹 그린 시트들은 ESC (101) 내 위치에 따라 상이한 품질을 갖는다. 보다 높은 품질의 세라믹 그린 시트들이 기판 근방에서 사용되고 보다 낮은 품질의 세라믹 그린 시트들이 ESC (101) 의 보다 낮거나 덜 중요한 부분들에 사용된다. 도 10a에서, 가열 전 ESC 바디 스택 (1000) 이 도시되고 제 1 품질을 갖는 세라믹 그린 시트들 (1006) 의 제 1 스택 (1002) 을 포함한다. ESC 바디 스택 (1000) 은 제 2 품질을 갖는 세라믹 그린 시트들 (1008) 의 제 2 스택 (1004) 을 포함한다. 도 10b에서, 가열 후 ESC 바디 스택 (1000) 이 도시된다. 다른 장점들 중에서, ESC 바디 스택 (1000) 은 가열 후에 모놀리식 바디를 형성한다. 모놀리식 바디는 개선된 전기적 특성 및 열적 특성을 갖고 조기 고장을 유발할 수 있는 본딩 층을 포함하거나 필요로 하지 않는다.
이제 도 11a 내지 도 11c를 참조하면, ESC 바디 (1100) 는 소성되고 선택 가능하게 머시닝되는 세라믹 그린 시트들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 이어서, 모놀리식 바디의 상부 부분은 전극들을 형성하는 세라믹 및/또는 도전성 재료와 같은 부가적인 재료들의 증착에 의해 형성된다. 비아들 또는 홀들은 온도 센서들, 리프트 핀 어셈블리들, RF 전극들을 위한 단자들, 가스 채널들, 등과 같은 센서들의 배치를 허용하도록 규정될 수도 있다.
도 11a에서, ESC 바디 스택 (1100) 은 세라믹 그린 시트들의 스택 (1106) 을 포함한다. 도 11b에서, 가열 후 ESC 바디 스택 (1100) 이 도시된다. 도 11c를 참조하면, ESC (101) 의 상부 부분에서 (예를 들어, 전극들을 규정하기 위해) 세라믹 재료들 및 전도성 재료들의 증착 후 도 11b의 ESC 바디 스택 (1100) 이 도시된다. 일부 예들에서, 머시닝은 증착 전에 ESC (101) 의 상부 표면 상에서 수행된다.
이제 도 12를 참조하면, ESC의 모놀리식 바디를 제조하기 위한 방법 (1200) 이 도시된다. 1210에서, 제 1 품질을 갖는 L 개의 세라믹 그린 시트들이 ESC 바디의 하부 부분으로 선택되고, 여기서 L은 1보다 큰 정수이다. 1214에서, ESC의 하부 부분의 피처들을 규정하기 위해 L 개의 세라믹 그린 시트들 중 하나 이상에서 개구부들이 절단된다. 일부 예들에서, 피처들은 세라믹 그린 시트들에서 레이저 절단된다. 예를 들어, 가스 채널들, 단자들, 다공성 플러그들, 센서들 및/또는 가스 플로우를 위한 캐비티들에 대응하는 개구부들은 그린 시트들로 절단된다. 일부 예들에서, 기판을 포함하는 평면에 평행한 가스 채널들을 생성하도록 세라믹 그린 시트들의 상단 표면을 스코어링하거나 제거하도록 레이저가 사용된다. 다른 예들에서, 기판을 포함하는 평면에 수직으로 배향되는 가스 채널들, 캐비티들 또는 다른 피처들을 생성하도록 하나 이상의 세라믹 그린 시트들을 절단하도록 레이저가 사용된다. 일부 예들에서, 그린 시트들 각각은 0.5 ㎜ 내지 2 ㎜ 범위의 두께를 갖지만, 다른 두께들이 사용될 수 있다.
1218에서, 제 2 품질을 갖는 U 개의 세라믹 그린 시트들이 ESC 바디의 상부 부분으로 선택되고, 여기서 U는 1보다 큰 정수이다. 일부 예들에서, 제 2 품질은 제 1 품질보다 높다. 예를 들어, 제 2 품질은 다공성, 순도, 유전 상수, 손실 탄젠트 또는 다른 특성들에서 제 1 품질과 상이할 수도 있다.
1222에서, 피처들은 ESC의 상부 부분을 규정하기 위해 U 개의 세라믹 그린 시트들 중 하나 이상 내로 절단된다. 1224에서, RF 전극들 또는 정전 척 전극들과 같은 전극들이 U 개의 세라믹 그린 시트들 및/또는 L 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 시트들 상에 형성된다. 일부 예들에서, 전극들은 세라믹 그린 시트들 상에 금속 분말을 프린팅함으로써 형성된다.
1228에서, L 개의 세라믹 그린 시트들은 제 1 스택을 형성하기 위해 (피처들을 정렬하도록) 회전 정렬되고 콘택트하여 배치된다. 1230에서, 다공성 플러그 재료가 L 개의 세라믹 그린 시트들의 하나 이상의 피처들에 선택 가능하게 배치된다. 일부 예들에서, 다공성 플러그 재료는 ESC 바디의 상부 부분 및 하부 부분에 사용된 그린 시트 재료와 상이한 그린 시트 재료를 포함한다. 1232에서, U 개의 세라믹 그린 시트들은 제 2 스택을 형성하기 위해 (피처들을 정렬하도록) 회전 정렬되고 콘택트하여 배치된다. 1232에서, 다공성 플러그 재료가 선택가능하게 U 개의 세라믹 그린 시트들의 피처들에 배치된다.
1236에서, 제 1 스택은 제 2 스택과 콘택트하여 배치된다. 1238에서, 제 1 스택 및 제 2 스택은 모놀리식 ESC 바디를 형성하도록 가열되거나 소성된다. 일부 예들에서, ESC 스택은 1000 ℃ 내지 2000 ℃ 범위의 온도로 가열된다. 1242에서, 센서들 및 단자들이 선택 가능하게 설치된다. 1246에서, ESC 바디의 하나 이상의 표면들이 필요에 따라 머시닝된다. 머시닝은 ESC 바디의 표면을 평탄하게 하기 위해 사용될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 단계들의 순서는 선행하는 예로부터 변경될 수 있다.
이제 도 13을 참조하면, 모놀리식 바디를 갖는 ESC를 제조하기 위한 또 다른 방법 (1300) 이 도시된다. 1310에서, L 개의 세라믹 그린 시트들이 ESC 바디의 하부 부분으로 선택된다. 1314에서, 피처들은 ESC 바디의 하부 부분의 피처들을 규정하도록 L 개의 세라믹 그린 시트들 중 하나 이상으로 절단된다. 1324에서, L 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 시트들 상에 전극들이 선택 가능하게 형성된다.
1332에서, L 개의 세라믹 그린 시트들은 스택을 형성하도록 콘택트하여 배치된다. 1334에서, 다공성 플러그 재료는 L 개의 세라믹 그린 시트들의 하나 이상의 피처들 내로 선택 가능하게 설치된다. 1338에서, 스택은 ESC 바디의 하부 부분을 형성하도록 가열된다. 1340에서, ESC 바디의 하부 부분의 상부 표면이 선택 가능하게 머시닝된다.
1342에서, 유전체 및/또는 도전체 재료가 증착된다. 일부 예들에서, 유전체 및/또는 도전체 재료는 ALD (atomic layer deposition), CVD (chemical vapor deposition), 스프레이 코팅 또는 다른 프로세스와 같은 증착 프로세스를 사용하여 증착된다. 1346에서, 센서들은 ESC 바디의 하나 이상의 피처들에 선택 가능하게 설치된다. 일부 예들에서, 포토리소그래피, 유전체 재료, 도전성 재료 및/또는 마스킹 재료의 증착, 및/또는 에칭을 포함하는 복수의 프로세스 단계들이 RF 또는 정전 척 단자들 및 주변 유전체 재료를 규정하도록 수행된다. 이해될 수 있는 바와 같이, ESC 바디의 상부 부분의 유전체 재료의 품질은 ESC 바디의 하부 부분들에 사용된 세라믹 그린 시트들보다 높을 수 있다.
일부 예들에서, 모놀리식 바디를 갖는 ESC는 보다 높은 전력 애플리케이션들을 위해 사용될 수 있다. 분리된 세라믹 플레이트, 금속 바디 및 본딩 층을 포함하는 이전의 설계들은 10 kW 내지 20 kW로 제한되는 한편, 모놀리식 바디를 갖는 ESC는 10 kW 내지 50 kW 및 보다 높은 전력 레벨들에서 사용될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 보다 높은 전력의 사용은 보다 높은 에칭 레이트들을 허용한다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구 시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도 임의의 다른 실시 예들의 피처들에서 그리고/또는 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, “연결된 (connected)”“인게이지된 (engaged)”“커플링된 (coupled)”“인접한 (adjacent)”“옆에 (next to)”“의 상단에 (on top of)”“위에 (above)”“아래에 (below)”및 “배치된 (disposed)”을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. “직접적 (direct)”인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, “적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C”를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에, 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치와 통합될 수도 있다. 전자장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 “제어기”로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 유형에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드 록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고 (enable), 엔드포인트 측정들을 인에이블하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 “클라우드” 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (Chemical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, ALD 챔버 또는 모듈, ALE (Atomic Layer Etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (37)

  1. 기판 프로세싱 시스템을 위한 정전 척에 있어서,
    세라믹으로 이루어진 모놀리식 바디 (monolithic body);
    상기 모놀리식 바디의 상단 표면에 인접하게 상기 모놀리식 바디 내에 배치되고 척킹 신호를 선택적으로 수신하도록 구성된 복수의 제 1 전극들;
    상기 모놀리식 바디 내에 형성되고 상기 상단 표면으로 후면 가스를 공급하도록 구성된 가스 채널; 및
    상기 모놀리식 바디 내에 형성되고 상기 모놀리식 바디의 온도를 제어하기 위해 유체를 수용하도록 구성된 복수의 냉각제 채널들을 포함하는, 정전 척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모놀리식 바디는 복수의 세라믹 그린 시트들을 포함하는, 정전 척.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모놀리식 바디는 기판에 인접하게 배치된 제 1 부분 및 상기 제 1 부분에 인접하게 위치된 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 1 부분은 제 1 품질을 갖는 제 1 복수의 세라믹 그린 시트들로 이루어지고, 그리고 상기 제 2 부분은 상기 제 1 품질보다 낮은 제 2 품질을 갖는 제 2 복수의 세라믹 그린 시트들로 이루어지는, 정전 척.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 복수의 세라믹 그린 시트들은 상기 제 1 복수의 세라믹 그린 시트들에 대해 증가된 다공성, 감소된 순도, 증가된 유전 상수 또는 증가된 손실 탄젠트 중 적어도 하나를 갖는, 정전 척.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 전극들은 상기 복수의 냉각제 채널들과 상기 상단 표면 사이에 배치되는, 정전 척.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 모놀리식 바디 내에 배치되고 RF 바이어스 신호를 수신하도록 구성되는 복수의 제 2 전극들을 더 포함하는, 정전 척.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 전극들은 상기 복수의 냉각제 채널들과 상기 복수의 제 1 전극들 사이에 배치되는, 정전 척.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 채널의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나에 배치된 다공성 플러그를 더 포함하는, 정전 척.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 모놀리식 바디는 기판에 인접하게 배치된 제 1 부분 및 상기 제 1 부분에 인접하게 배치된 제 2 부분을 포함하고;
    상기 제 2 부분은 복수의 세라믹 그린 시트들로 이루어지고; 그리고
    상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분 상에 증착되고 복수의 세라믹 층들 및 상기 복수의 제 1 전극들을 규정하는 도전 층을 포함하는, 정전 척.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 원자 층 증착 (atomic layer deposition) 및 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition) 으로 구성된 그룹으로부터 선택된 프로세스를 사용하여 증착되는, 정전 척.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 모놀리식 바디는 리프트 핀 캐비티를 규정하고 그리고 상기 리프트 핀 캐비티 내에 배치된 리프트 핀 어셈블리를 더 포함하는, 정전 척.
  12. 모놀리식 정전 척을 제조하는 방법에 있어서,
    모놀리식 정전 척을 위한 복수의 세라믹 그린 시트들을 선택하는 단계;
    상기 세라믹 그린 시트들 중 제 1 선택된 시트들의 복수의 피처들을 절단하는 단계로서, 상기 복수의 피처들은 가스 채널, 냉각제 채널, 및 리프트 핀 캐비티로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 상기 복수의 피처들을 절단하는 단계;
    상기 세라믹 그린 시트들 중 제 2 선택된 그린 시트들 상에 복수의 전극들을 형성하는 단계;
    스택으로 상기 복수의 세라믹 그린 시트들을 정렬하고 배열하는 단계; 및
    상기 모놀리식 정전 척을 형성하기 위해 상기 스택을 미리 결정된 온도로 가열하는 단계를 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 1000 ℃ 내지 2000 ℃의 범위인, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 피처들은 상기 냉각제 채널을 포함하고, 상기 냉각제 채널은 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 중 인접한 그린 시트들을 통해 연장하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 피처들은 상기 가스 채널을 포함하고 상기 가스 채널은 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 중 인접한 그린 시트들을 통해 연장하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스택을 가열하기 전에 상기 가스 채널의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나 내에 다공성 플러그 재료를 배치하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 스택을 가열한 후 상기 모놀리식 정전 척의 적어도 하나의 표면을 머시닝하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    가열 전에 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들 상에 복수의 전극들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  19. 모놀리식 정전 척을 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 품질을 갖는 U 개의 세라믹 그린 시트들을 제공하는 단계로서, U는 1보다 큰 정수인, 상기 U 개의 세라믹 그린 시트들을 제공하는 단계;
    상기 U 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들에서 복수의 피처들을 절단하는 단계;
    상기 U 개의 세라믹 그린 시트들을 제 1 스택으로 정렬하고 배치하는 단계;
    상기 제 1 품질보다 낮은 제 2 품질을 갖는 L 개의 세라믹 그린 시트들을 제공하는 단계로서, L은 1보다 큰 정수인, 상기 L 개의 세라믹 그린 시트들을 제공하는 단계;
    상기 L 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들의 복수의 피처들을 절단하는 단계;
    상기 L 개의 세라믹 그린 시트들을 제 2 스택으로 정렬하고 배열하는 단계;
    상기 제 2 스택에 인접하게 상기 제 1 스택을 배치하고 정렬하는 단계; 및
    상기 제 1 스택 및 상기 제 2 스택을 가열하는 단계를 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 스택 및 상기 제 2 스택은 1000 ℃ 내지 2000 ℃ 범위의 온도로 가열되는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 스택 및 상기 제 2 스택을 가열하기 전에 상기 U 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들 상에 척킹 바이어스를 수용하도록 구성된 복수의 제 1 전극들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 스택 및 상기 제 2 스택을 가열하기 전에 상기 U 개의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 그린 시트들 상에 RF 바이어스를 수용하도록 구성된 복수의 제 2 전극들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 L 개의 세라믹 그린 시트들은 상기 U 개의 세라믹 그린 시트들에 대해 증가된 다공성, 감소된 순도, 증가된 유전 상수 또는 증가된 손실 탄젠트 중 적어도 하나를 갖는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 피처들을 절단하는 단계는 상기 제 1 스택 및 상기 제 2 스택을 가열하기 전에 상기 U 개의 세라믹 그린 시트들 및 상기 L 개의 세라믹 그린 시트들 중 적어도 하나에 복수의 냉각제 채널들을 형성하는 단계를 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 피처들을 절단하는 단계는 상기 제 1 스택 및 상기 제 2 스택을 가열하기 전에 상기 U 개의 세라믹 그린 시트들 및 상기 L 개의 세라믹 그린 시트들 중 적어도 하나에 복수의 가스 채널들을 형성하는 단계를 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 스택 및 상기 제 2 스택을 가열하기 전에 상기 복수의 가스 채널들의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나 내에 다공성 플러그 재료를 배치하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 스택 및 상기 제 2 스택을 가열한 후 상기 제 1 스택의 적어도 하나의 표면을 머시닝하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  28. 모놀리식 정전 척을 제조하는 방법에 있어서,
    정전 척 바디의 하부 부분을 위한 복수의 세라믹 그린 시트들을 선택하는 단계;
    상기 복수의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 시트들에서 복수의 피처들을 절단하는 단계;
    스택으로 상기 복수의 세라믹 그린 시트들을 정렬하고 배치하는 단계;
    미리 결정된 온도로 상기 스택을 가열하는 단계; 및
    상기 스택의 상부 표면 상에 복수의 층들을 증착함으로써 상기 정전 척 바디의 상부 부분을 생성하는 단계로서, 상기 복수의 층들은 세라믹을 포함하고 복수의 전극들을 규정하는, 상기 정전 척 바디의 상부 부분을 생성하는 단계를 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 온도는 1000 ℃ 내지 2000 ℃의 범위인, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 정전 척 바디의 상기 상부 부분 내의 세라믹 재료의 제 1 품질은 상기 정전 척 바디의 상기 하부 부분 내의 세라믹 재료의 제 2 품질보다 높은, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 하부 부분의 상기 복수의 세라믹 그린 시트들은 상기 상부 부분의 상기 복수의 세라믹 그린 시트들에 대해 증가된 다공성, 감소된 순도, 증가된 유전 상수 또는 증가된 손실 탄젠트 중 적어도 하나를 갖는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 복수의 피처들은 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 중 인접한 세라믹 그린 시트들에 형성된 복수의 냉각제 채널들을 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  33. 제 28 항에 있어서,
    상기 복수의 피처들은 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 중 인접한 세라믹 그린 시트들에 형성된 복수의 가스 채널들을 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 스택을 가열하기 전에 상기 복수의 가스 채널들의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나 내에 다공성 플러그 재료를 배치하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  35. 제 28 항에 있어서,
    상기 스택을 가열한 후 그리고 상기 상부 부분을 증착하기 전에 상기 하부 부분의 적어도 하나의 표면을 머시닝하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  36. 제 28 항에 있어서,
    상기 스택의 상기 상부 표면 상에 상기 복수의 층들을 증착하는 단계는 원자 층 증착 및 화학적 기상 증착으로 구성된 그룹으로부터 선택된 프로세스를 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
  37. 제 28 항에 있어서,
    가열 전에 상기 복수의 세라믹 그린 시트들 중 선택된 시트들 상에 복수의 전극들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 모놀리식 정전 척 제조 방법.
KR1020217028943A 2019-02-12 2020-01-27 세라믹 모놀리식 바디를 갖는 정전 척 Pending KR20210117338A (ko)

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102787867B1 (ko) * 2020-07-03 2025-04-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 제조 장치 및 표시 장치의 제조 방법
CN112563175B (zh) * 2021-02-18 2021-06-08 北京中硅泰克精密技术有限公司 承载装置和半导体制造设备
JP7677862B2 (ja) * 2021-09-17 2025-05-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US12341048B2 (en) * 2021-11-29 2025-06-24 Applied Materials, Inc. Porous plug for electrostatic chuck gas delivery
JP7499836B2 (ja) * 2021-12-29 2024-06-14 セメス株式会社 基板処理装置
US11794296B2 (en) 2022-02-03 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with porous plug
JP2023149660A (ja) * 2022-03-31 2023-10-13 日本碍子株式会社 ウエハ載置台
US20240355593A1 (en) * 2023-04-18 2024-10-24 Tokyo Electron Limited Electrostatic Chuck and Method of Operation for Plasma Processing

Family Cites Families (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2578099B1 (fr) 1985-02-26 1987-12-04 Eurofarad Substrat monolithique pour composant electronique de puissance, et procede pour sa fabrication
JPH03108737A (ja) * 1989-05-24 1991-05-08 Toto Ltd 冷媒流路を備えた静電チャック及びその製造方法
US5535090A (en) * 1994-03-03 1996-07-09 Sherman; Arthur Electrostatic chuck
US5701228A (en) 1995-03-17 1997-12-23 Tokyo Electron Limited Stage system or device
JP3887842B2 (ja) * 1995-03-17 2007-02-28 東京エレクトロン株式会社 ステージ装置
US6529362B2 (en) * 1997-03-06 2003-03-04 Applied Materials Inc. Monocrystalline ceramic electrostatic chuck
JP2000277593A (ja) * 1999-03-25 2000-10-06 Ibiden Co Ltd 静電チャック
JP2001118915A (ja) * 1999-10-15 2001-04-27 Applied Materials Inc 内蔵チャンネルを有する多層セラミック静電チャック
US6485230B2 (en) 2000-08-01 2002-11-26 Robert A. Robinson Submersible modular dike and method for segregating body of water
DE10040726A1 (de) 2000-08-17 2002-02-28 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Cycloaliphatisch-aromatische Diphosphine und ihre Verwendung in der Katalyse
JP2002134600A (ja) * 2000-10-25 2002-05-10 Ibiden Co Ltd 静電チャック
US6529686B2 (en) 2001-06-06 2003-03-04 Fsi International, Inc. Heating member for combination heating and chilling apparatus, and methods
US6904336B2 (en) 2001-12-28 2005-06-07 Fannie Mae System and method for residential emissions trading
JP2003224180A (ja) * 2002-01-28 2003-08-08 Kyocera Corp ウエハ支持部材
JP2003208966A (ja) * 2002-10-30 2003-07-25 Ibiden Co Ltd セラミック基板およびその製造方法
JP4388287B2 (ja) 2003-02-12 2009-12-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び高周波電力供給装置
JP2004319972A (ja) 2003-03-31 2004-11-11 Tokyo Electron Ltd エッチング方法及びエッチング装置
JP4397271B2 (ja) 2003-05-12 2010-01-13 東京エレクトロン株式会社 処理装置
JP4331983B2 (ja) 2003-06-23 2009-09-16 京セラ株式会社 ウェハ支持部材およびその製造方法
DE20310267U1 (de) 2003-07-03 2003-09-18 Aldi GmbH & Co. KG, 45476 Mülheim Verkaufsgestell
JP4008401B2 (ja) 2003-09-22 2007-11-14 日本碍子株式会社 基板載置台の製造方法
JP4321855B2 (ja) * 2003-12-11 2009-08-26 日本碍子株式会社 セラミックチャック
JP2005223185A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Toto Ltd 静電チャックとその製造方法
JP2005276886A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Nikon Corp 静電チャックおよび露光装置
US20060028527A1 (en) 2004-08-05 2006-02-09 Konica Minolta Holdings, Inc. Inkjet recording medium
US7544251B2 (en) 2004-10-07 2009-06-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
KR100676203B1 (ko) 2005-06-21 2007-01-30 삼성전자주식회사 반도체 설비용 정전 척의 냉각 장치
JP2007043042A (ja) * 2005-07-07 2007-02-15 Sumitomo Electric Ind Ltd ウェハ保持体およびその製造方法、ならびにそれを搭載したウェハプローバ及び半導体加熱装置
JP4935143B2 (ja) 2006-03-29 2012-05-23 東京エレクトロン株式会社 載置台及び真空処理装置
US8226769B2 (en) * 2006-04-27 2012-07-24 Applied Materials, Inc. Substrate support with electrostatic chuck having dual temperature zones
EP2140683A4 (en) 2007-04-30 2013-05-01 Thales Avionics Inc WIRELESS AUDIO DISTRIBUTION SYSTEM AND METHOD FOR ONBOARD ENTERTAINMENT SYSTEM
US7758764B2 (en) 2007-06-28 2010-07-20 Lam Research Corporation Methods and apparatus for substrate processing
US7667944B2 (en) * 2007-06-29 2010-02-23 Praxair Technology, Inc. Polyceramic e-chuck
EP2232693A2 (en) * 2007-12-20 2010-09-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Electrostatic chuck and method of forming it
US20140069584A1 (en) 2008-07-23 2014-03-13 Applied Materials, Inc. Differential counter electrode tuning in a plasma reactor with an rf-driven ceiling electrode
JP2010080717A (ja) 2008-09-26 2010-04-08 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置用の載置台
JP2010114351A (ja) * 2008-11-10 2010-05-20 Ngk Spark Plug Co Ltd 静電チャック装置
JP5449750B2 (ja) * 2008-11-19 2014-03-19 株式会社日本セラテック 静電チャックおよびその製造方法
JP5496568B2 (ja) 2009-08-04 2014-05-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5960384B2 (ja) 2009-10-26 2016-08-02 新光電気工業株式会社 静電チャック用基板及び静電チャック
KR101108337B1 (ko) 2009-12-31 2012-01-25 주식회사 디엠에스 2단의 냉매 유로를 포함하는 정전척의 온도제어장치
JP5883694B2 (ja) 2011-04-07 2016-03-15 日産自動車株式会社 袋詰電極の製造装置、および袋詰電極の製造方法
KR20120136219A (ko) 2011-06-08 2012-12-18 엘지이노텍 주식회사 잉곳 제조 장치
US9869392B2 (en) 2011-10-20 2018-01-16 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
WO2013062131A1 (ja) * 2011-10-28 2013-05-02 京セラ株式会社 流路部材、これを用いた熱交換器および半導体装置ならびに半導体製造装置
JP2013191802A (ja) 2012-03-15 2013-09-26 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置の製造方法
JP5989593B2 (ja) 2012-04-27 2016-09-07 日本碍子株式会社 半導体製造装置用部材
US20150153116A1 (en) * 2012-07-27 2015-06-04 Kyocera Corporation Flow path member, and heat exchanger and semiconductor manufacturing device using same
JP6034402B2 (ja) 2012-11-29 2016-11-30 京セラ株式会社 静電チャック
US9685356B2 (en) 2012-12-11 2017-06-20 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly having metal bonded protective layer
US8941969B2 (en) 2012-12-21 2015-01-27 Applied Materials, Inc. Single-body electrostatic chuck
JP6100564B2 (ja) * 2013-01-24 2017-03-22 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び載置台
CN103972132B (zh) 2013-01-24 2017-07-11 东京毅力科创株式会社 基板处理装置和载置台
JP6080571B2 (ja) 2013-01-31 2017-02-15 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
KR101495850B1 (ko) 2013-02-28 2015-02-25 (주)나노엘엔피 세라믹 정전척 및 그 제조방법
WO2014137971A2 (en) 2013-03-04 2014-09-12 Johnson Controls Technology Company Outside air handling unit
WO2015020813A1 (en) 2013-08-06 2015-02-12 Applied Materials, Inc. Locally heated multi-zone substrate support
US9101038B2 (en) * 2013-12-20 2015-08-04 Lam Research Corporation Electrostatic chuck including declamping electrode and method of declamping
US9520315B2 (en) 2013-12-31 2016-12-13 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with internal flow adjustments for improved temperature distribution
JP6228031B2 (ja) 2014-02-25 2017-11-08 京セラ株式会社 試料保持具およびこれを用いたプラズマエッチング装置
JP6240028B2 (ja) * 2014-05-20 2017-11-29 京セラ株式会社 試料保持具
JP6358856B2 (ja) 2014-05-29 2018-07-18 東京エレクトロン株式会社 静電吸着装置及び冷却処理装置
US10410898B2 (en) * 2014-07-22 2019-09-10 Kyocera Corporation Mounting member
KR20160015510A (ko) 2014-07-30 2016-02-15 삼성전자주식회사 정전척 어셈블리, 이를 구비하는 반도체 제조장치, 및 이를 이용한 플라즈마 처리방법
JP6463938B2 (ja) 2014-10-08 2019-02-06 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
US10002782B2 (en) 2014-10-17 2018-06-19 Lam Research Corporation ESC assembly including an electrically conductive gasket for uniform RF power delivery therethrough
CN107004626B (zh) 2014-11-20 2019-02-05 住友大阪水泥股份有限公司 静电卡盘装置
KR20160145865A (ko) 2015-06-10 2016-12-21 세메스 주식회사 정전 척 및 기판 처리 장치
US9673025B2 (en) 2015-07-27 2017-06-06 Lam Research Corporation Electrostatic chuck including embedded faraday cage for RF delivery and associated methods for operation, monitoring, and control
JP6690918B2 (ja) 2015-10-16 2020-04-28 日本特殊陶業株式会社 加熱部材、静電チャック、及びセラミックヒータ
US10083853B2 (en) 2015-10-19 2018-09-25 Lam Research Corporation Electrostatic chuck design for cooling-gas light-up prevention
US10109464B2 (en) 2016-01-11 2018-10-23 Applied Materials, Inc. Minimization of ring erosion during plasma processes
US10249526B2 (en) 2016-03-04 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly for high temperature processes
JP6183567B1 (ja) 2016-05-13 2017-08-23 Toto株式会社 静電チャック
JP2018006299A (ja) 2016-07-08 2018-01-11 東芝メモリ株式会社 プラズマ処理装置用処理対象支持台、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US10283330B2 (en) 2016-07-25 2019-05-07 Lam Research Corporation Systems and methods for achieving a pre-determined factor associated with an edge region within a plasma chamber by synchronizing main and edge RF generators
US9922857B1 (en) 2016-11-03 2018-03-20 Lam Research Corporation Electrostatically clamped edge ring
JP2019117928A (ja) 2017-12-26 2019-07-18 京セラ株式会社 電極内蔵構造体およびこれを備える静電チャック
JP6960390B2 (ja) 2018-12-14 2021-11-05 東京エレクトロン株式会社 給電構造及びプラズマ処理装置

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Publication number Publication date
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US20220148903A1 (en) 2022-05-12
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US11967517B2 (en) 2024-04-23
TWI861055B (zh) 2024-11-11

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