特許 7264976 基板処理装置及び基板支持ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-17

(45)【発行日】2023-04-25

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板支持ユニット

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230418BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20230418BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20230418BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H05H1/46 M

H01L21/302 101C

H01L21/302 101B

H01L21/31 C

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021184158

(22)【出願日】2021-11-11

(65)【公開番号】P2022091120

(43)【公開日】2022-06-20

【審査請求日】2021-11-11

(31)【優先権主張番号】10-2020-0170465

(32)【優先日】2020-12-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518162784

【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】ソン，ヒョンキュ

(72)【発明者】

【氏名】アン，ジョン－ファン

(72)【発明者】

【氏名】チョ，ジャエ ヒュン

(72)【発明者】

【氏名】バエ，ミン ケウン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ドン スク

(72)【発明者】

【氏名】キム，ヒョン ギュ

(72)【発明者】

【氏名】ガルスチャン，オグセン

(72)【発明者】

【氏名】リー，ウォン セオク

(72)【発明者】

【氏名】キム，スン ジェ

【審査官】鈴木 智之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２６６２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５８６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１９７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第２００７－００５２１１２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマを利用して基板を処理する装置に提供される支持ユニットにおいて、
基板が置かれる誘電体板と、
前記誘電体板の下に配置されて第１直径を有する下部電極と、
前記下部電極にＲＦ電力を印加して第２直径を有する電力供給ロードと、
前記下部電極の下部に前記下部電極と絶縁部材によって第１間隔で離隔されて配置され、前記電力供給ロードが貫通する第３直径を有する貫通ホールが形成されたプレート部を含む接地部材と、を含み、
前記下部電極はその下面の中央から下部に延長されて下部に行くほど直径が小さくなるように形成される変形部を含み、前記変形部の端部に前記電力供給ロードが結合されるように提供される基板支持ユニット。

【請求項2】

前記接地部材は前記貫通ホールの内径から上部に向けて所定長さ延長され、前記電力供給ロードと第２間隔で離隔されるように提供されるガイド部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板支持ユニット。

【請求項3】

前記ガイド部は前記変形部と所定距離で離隔されて前記変形部に沿って延長される延長部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の基板支持ユニット。

【請求項4】

前記ガイド部は前記接地部材と一体で形成されるか、または別に形成されて電気的に連結されるように提供されることを特徴とする請求項２に記載の基板支持ユニット。

【請求項5】

前記変形部は下部に行くほど直径が小さくなるテーパー形状で形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板支持ユニット。

【請求項6】

前記変形部は縦断面が下部に行くほど直径が小さくなるラウンド形状で形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板支持ユニット。

【請求項7】

前記第１直径は前記第１間隔より５倍乃至８倍大きく提供されることを特徴とする請求項１に記載の基板支持ユニット。

【請求項8】

前記第１間隔は前記第３直径より１０mm以上大きく提供されることを特徴とする請求項１に記載の基板支持ユニット。

【請求項9】

前記第２直径は前記第２間隔より６倍乃至８倍大きく提供されることを特徴とする請求項２に記載の基板支持ユニット。

【請求項10】

プラズマを利用して基板を処理する装置に提供される支持ユニットにおいて、
基板が置かれる誘電体板と、
前記誘電体板の下に配置されて第１直径を有する下部電極と、
前記下部電極にＲＦ電力を印加して第２直径を有する電力供給ロードと、
前記下部電極の下部に前記下部電極と絶縁部材によって第１間隔で離隔されて配置され、前記電力供給ロードが貫通する第３直径を有する貫通ホールが形成されたプレート部を含む接地部材と、を含み、
前記接地部材は前記貫通ホールの内径から上部に向けて所定長さ延長され、前記電力供給ロードと第２間隔で離隔されるように提供されるガイド部をさらに含む基板支持ユニット。

【請求項11】

前記ガイド部は前記接地部材と一体で形成されるか、または別に形成されて電気的に連結されるように提供されることを特徴とする請求項１０に記載の基板支持ユニット。

【請求項12】

前記第１直径は前記第１間隔より５倍乃至８倍大きく提供されることを特徴とする請求項１０に記載の基板支持ユニット。

【請求項13】

前記第１間隔は前記第３直径より１０mm以上大きく提供されることを特徴とする請求項１０に記載の基板支持ユニット。

【請求項14】

前記第２直径は前記第２間隔より６倍乃至８倍大きく提供されることを特徴とする請求項１０に記載の基板支持ユニット。

【請求項15】

プラズマを利用して基板を処理する装置に提供される支持ユニットにおいて、
基板が置かれる誘電体板と、
前記誘電体板の下に配置されて第１直径を有する下部電極と、
前記下部電極にＲＦ電力を印加して第２直径を有する電力供給ロードと、
前記下部電極の下部に前記下部電極と絶縁部材によって第１間隔で離隔されて配置され、前記電力供給ロードが貫通する第３直径を有する貫通ホールが形成されたプレート部を含む接地部材と、を含み、
前記第１間隔は前記電力供給ロードから遠くなるほど広くなるように形成される基板支持ユニット。

【請求項16】

前記接地部材の前記プレート部の上面は内側領域と外側領域の高さが相異に形成されることを特徴とする請求項１５に記載の基板支持ユニット。

【請求項17】

前記プレート部の上面は前記内側領域で前記外側領域にいくほど高さが低くなるように提供されることを特徴とする請求項１６に記載の基板支持ユニット。

【請求項18】

前記貫通ホールの内径から上部に向けて所定長さ延長され、前記電力供給ロードと第２間隔で離隔されるように提供されるガイド部をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の基板支持ユニット。

【請求項19】

前記下部電極はその下面の中央から下部に延長されて下部に行くほど直径が小さくなるように形成される変形部を含み、前記変形部の端部に前記電力供給ロードが結合されるように提供されることを特徴とする請求項１５に記載の基板支持ユニット。

【請求項20】

基板を処理する装置において、
内部に処理空間を有するチャンバと、
前記処理空間で基板を支持する支持ユニットと、
前記処理空間にガスを供給するガス供給ユニットと、
前記ガスからプラズマを発生させるプラズマソースを含むが、
前記支持ユニットは、
基板が置かれる誘電体板と、
前記誘電体板の下に配置されて第１直径を有する下部電極と、
前記下部電極にＲＦ電力を印加して第２直径を有する電力供給ロードと、
前記下部電極の下部に前記下部電極と絶縁部材によって第１間隔で離隔されて配置され、前記電力供給ロードが貫通する第３直径を有する貫通ホールが形成されたプレート部を含む接地部材と、を含み、
前記下部電極はその下面の中央から下部に延長されて下部に行くほど直径が小さくなるように形成される変形部を含み、前記変形部の端部に前記電力供給ロードが結合されるように提供され、
前記接地部材は前記貫通ホールの内径から上部に向けて所定長さ延長され、前記接地部材と一体で形成されるか、または別に形成されて電気的に連結されるように提供され、前記電力供給ロードと第２間隔で離隔されるように提供されるガイド部をさらに含み、
前記第１間隔は前記電力供給ロードから遠くなるほど広くなるように形成される基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラズマを利用して基板を処理する装置及びこれに提供されて基板を支持する基板支持ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

プラズマは非常に高い温度や、強い電界あるいは高周波電子系(ＲＦ Electromagnetic Fields)によって生成され、イオンや電子、ラジカル等でなされたイオン化されたガス状態を言う。半導体素子製造工程はプラズマを利用して蝕刻、アッシング工程などを含むことができる。プラズマを利用してウェハーなどの基板を処理する工程はプラズマに含有されたイオン及びラジカル粒子らがウェハーと衝突することで遂行される。

【0003】

一般に、プラズマを利用して基板を処理する装置は工程ガスをプラズマ状態で励起するためのプラズマソースとして、下部電極を含む。例えば、図１に示されたように、プラズマを利用して基板を処理する装置は基板を支持する支持部材１０を含む。そして、支持部材１０は静電チャック１、下部電極２、セラミックス素材などでなされる絶縁部材３、そして導電性部材４を含む。導電部材４は接地される。下部電極２はＲＦロード５と結合される。下部電極２はＲＦロード５と電気的に連結される。ＲＦロード５は電源６と連結される。電源６はＲＦロード５で高周波電力を印加する。すなわち、ＲＦロード５は下部電極２に高周波電力を印加する。一般に、基板(Ｗ)は下部電極２の上部に支持される。すなわち、下部電極２は基板(Ｗ)の上部でプラズマが発生できるようにする。電源６に連結されたＲＦロード５には高周波電流が流れる。高周波電流はＲＦロード５の表面に沿って流れる。下部電極２と導電性部材４との間にはエアギャップ(Air Gap)が形成される。

【0004】

図１のようなエアギャップ(Air Gap)構造によって、下部に高い電力を供給(Feeding)してもアーキング(Arcing)を制御するのに多くの助けを借りたし、高いパワー(Power)を入力しても電力損失(Power Loss)が従来より低いことによって、温度が低いながらも電力損失が比較的低い電極構造を有して行くことができた。また、プラズマの対称側面でも下部電極２の下にエアギャップを維持している導電性部材４と下部電極２の間の維持間隔などが一定で多くの効果を得たことは事実である。

【0005】

エアギャップによって既存装備の構造対比処理効率は飛躍的に上昇したが、ＲＦロード５と下部電極２と導電性部材４との間の相互電気的影響によって、インピーダンスの増加が存在することを見つけたし、電力(Power)を昇圧しても工程品質上下部面に形成される電界(Field)効果が基板の処理工程に影響を与えるしかないことを見つけた。

【0006】

また、ＲＦロード５と下部電極２が接する領域では強い電気場の分散が発生し、強い電気場の分散で下部電極２に伝達される高周波電流は上部から眺めた下部電極２の領域に対してお互いに相異に伝達される。これに、基板の上部で電気場が均一に発生しないで、基板の上部で発生するプラズマの均一度が落ちって基板処理効率を落とす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、基板を効率的に処理することができる支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0008】

また、本発明は支持ユニットに提供される電極及び電力供給ロードが連結される領域に電気場が集中されることを最小化できて電気的インピーダンス(Impedance)を最小化できる支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0009】

また、本発明は基板上部で発生するプラズマ密度を調節するにおいて、追加的な制御因子を提供する支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0010】

また、本発明は基板(例えば、ウェハー)のセンター部分に集中された強い電界強度(Field Strength)を相殺させることで、基板の領域別？エチレートユニフォーミティ(ER Uniformity)を向上させることができる支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0011】

また、本発明はＲＦ電力フィーディングする時、接地部材の領域に形成される渦電流(Eddy Current)を最小化することができる支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0012】

また、本発明はＲＦ電力フィーディング過程で接地部材にＲＦエネルギーが伝達してノイズが発生することを最小化することができる支持ユニット、これを含む基板処理装置を提供することを一目的とする。

【0013】

本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは下の記載から当業者に明確に理解されることができるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、プラズマを利用して基板を処理する装置に提供される支持ユニットを提供する。一実施例において、基板支持ユニットは、基板が置かれる誘電体板と、前記誘電体板の下に配置されて第１直径を有する下部電極と、前記下部電極にＲＦ電力を印加して第２直径を有する電力供給ロードと、前記下部電極の下部に前記下部電極と絶縁部材によって第１間隔で離隔されて配置され、中央に前記電力供給ロードが貫通する第３直径を有する貫通ホールが形成されたプレート部を含む接地部材を含み、前記下部電極はその下面の中央から下部に延長されて下部に行くほど直径が小さくなるように形成される変形部を含み、前記変形部の端部に前記電力供給ロードが結合されるように提供される。

【0015】

一実施例において、前記接地部材は前記貫通ホールの内径から上部に向けて所定長さ延長され、前記電力供給ロードと第２間隔で離隔されるように提供される前記ガイド部をさらに含むことができる。

【0016】

一実施例において、前記ガイド部は前記変形部と所定距離で離隔されて前記変形部に沿って延長される延長部をさらに含むことができる。

【0017】

一実施例において、前記ガイド部は前記接地部材と一体で形成されるか、または別に形成されて電気的に連結されるように提供されることができる。

【0018】

一実施例において、前記変形部は下部に行くほど直径が小さくなるテーパー形状で形成されることができる。

【0019】

一実施例において、前記変形部は縦断面が下部に行くほど直径が小さくなるラウンド形状で形成されることができる。

【0020】

一実施例において、前記第１直径は前記第１間隔より５倍乃至８倍大きく提供されることができる。

【0021】

一実施例において、前記第３直径は前記第１間隔より１０mm以上大きく提供されることができる。

【0022】

一実施例において、前記第２直径は前記第２間隔より６倍乃至８倍大きく提供されることができる。

【0023】

本発明においてプラズマを利用して基板を処理する装置に提供される他の観点による実施例の支持ユニットは、基板が置かれる誘電体板と、前記誘電体板の下に配置されて第１直径を有する下部電極と、前記下部電極にＲＦ電力を印加して第２直径を有する電力供給ロードと、前記下部電極の下部に前記下部電極と絶縁部材によって第１間隔で離隔されて配置され、中央に前記電力供給ロードが貫通する第３直径を有する貫通ホールが形成されたプレート部を含む接地部材を含み、前記接地部材は前記貫通ホールの内径から上部に向けて所定長さ延長され、前記電力供給ロードと第２間隔で離隔されるように提供される前記ガイド部と、をさらに含む。

【0024】

一実施例において、前記ガイド部は前記接地部材と一体で形成されるか、または別に形成されて電気的に連結されるように提供されることができる。

【0025】

一実施例において、前記第１直径は前記第１間隔より５倍乃至８倍大きく提供されることができる。

【0026】

一実施例において、前記第３直径は前記第１間隔より１０mm以上大きく提供されることができる。

【0027】

一実施例において、前記第２直径は前記第２間隔より６倍乃至８倍大きく提供されることができる。

【0028】

本発明においてプラズマを利用して基板を処理する装置に提供されるまた他の観点による実施例の支持ユニットは、基板が置かれる誘電体板と、前記誘電体板の下に配置されて第１直径を有する下部電極と、前記下部電極にＲＦ電力を印加して第２直径を有する電力供給ロードと、前記下部電極の下部に前記下部電極と絶縁部材によって第１間隔で離隔されて配置され、中央に前記電力供給ロードが貫通する第３直径を有する貫通ホールが形成されたプレート部を含む接地部材を含み、前記第１間隔は前記電力供給ロードから遠くなるほど広くなるように形成される。

【0029】

一実施例において、前記接地部材の前記プレート部の上面は内側領域と外側領域の高さが相異に形成されることができる。

【0030】

一実施例において、前記プレート部の上面は前記内側領域で前記外側領域にいくほど高さが低くなるように形成されることができる。

【0031】

一実施例において、前記貫通ホールの内径から上部に向けて所定長さ延長され、前記電力供給ロードと第２間隔で離隔されるように提供される前記ガイド部をさらに含むことができる。

【0032】

一実施例において、前記下部電極はその下面の中央から下部に延長されて下部に行くほど直径が小さくなるように形成される変形部を含み、前記変形部の端部に前記電力供給ロードが結合されるように提供されることができる。

【0033】

本発明は、プラズマを利用して基板を処理する装置を提供する。一実施例において、基板処理装置は、内部に処理空間を有するチャンバと、前記処理空間で基板を支持する支持ユニットと、前記処理空間にガスを供給するガス供給ユニットと、前記ガスからプラズマを発生させるプラズマソースを含むが、前記支持ユニットは、基板が置かれる誘電体板と、前記誘電体板の下に配置されて第１直径を有する下部電極と、前記下部電極にＲＦ電力を印加して第２直径を有する電力供給ロードと、前記下部電極の下部に前記下部電極と絶縁部材によって第１間隔で離隔されて配置され、中央に前記電力供給ロードが貫通する第３直径を有する貫通ホールが形成されたプレート部を含む接地部材を含み、前記下部電極はその下面の中央から下部に延長されて下部に行くほど直径が小くなるように形成される変形部を含み、前記変形部の端部に前記電力供給ロードが結合されるように提供され、前記接地部材は前記貫通ホールの内径から上部に向けて所定長さ延長され、前記接地部材と一体で形成されるか、または別に形成されて電気的に連結されるように提供され、前記電力供給ロードと第２間隔で離隔されるように提供される前記ガイド部をさらに含み、前記第１間隔は前記電力供給ロードから遠くなるほど広くなるように形成される。

【発明の効果】

【0034】

本発明の多様な実施例によれば、基板を効率的に処理することができる。

【0035】

また、本発明の多様な実施例によれば、支持ユニットに提供される電極及び電力供給ロードが連結される領域に電気場が集中されることを最小化できて電気的インピーダンス(Impedance)を最小化できる。

【0036】

また、本発明の多様な実施例によれば、基板上部で発生するプラズマ密度を調節するにおいて、追加的な制御因子が提供されることができる。

【0037】

また、本発明の多様な実施例によれば、強い電界強度(Field Strength)が形成される部分のインピーダンス(Impedance)の最適化を通じてＲＦ Power伝達効率向上と併せてＣＣＰ電極の電気場ユニフォーミティ(Electrical Field Uniformity)制御を通じて、基板の領域別エチレートユニフォーミティ(ER Uniformity)を向上させることができる。

【0038】

また、本発明の多様な実施例によれば、ＲＦ電力フィーディングする時、接地部材の領域に形成される渦電流(Eddy Current)を最小化することができる。

【0039】

また、本発明の多様な実施例によれば、ＲＦ電力フィーディング過程で接地部材にＲＦエネルギーが伝達されてノイズが発生されることを最小化することができる。

【0040】

本発明の効果が上述した効果らで限定されるものではなくて、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】従来のプラズマを利用して基板を処理する装置に提供されて基板を支持する支持ユニットの一部を見せてくれる図面である。

【図2】本発明の一実施例による基板処理装置とこれに提供された第１実施例による基板支持ユニットを見せてくれる図面である。

【図3】図２に提供された第１実施例による基板支持ユニットを拡大した断面図である。

【図4】第２実施例による基板支持ユニットの断面図である。

【図5】第３実施例による基板支持ユニットの断面図である。

【図6】第４実施例による基板支持ユニットの断面図である。

【図7】第５実施例による基板支持ユニットの断面図である。

【図8】第６実施例による基板支持ユニットの断面図である。

【図9】第７実施例による基板支持ユニットの断面図である。

【図10】図７に示された本発明の第５実施例による基板支持ユニットのＲＦエネルギーシミュレーションである。

【図11】第８実施例による基板支持ユニットの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下では添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例で限定されない。また、本発明の望ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関連される公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることがあると判断される場合にはその詳細な説明を略する。また、類似機能及び作用をする部分に対しては図面全体にかけて等しい符号を使用する。

【0043】

ある構成要素を‘包含する’ということは、特別に反対される記載がない限り他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。具体的に，“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。

【0044】

単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数表現を含む。また、図面で要素らの形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

【0045】

本発明の実施例はさまざまな形態で変形することができるし、本発明の範囲が下の実施例らに限定されるものとして解釈されてはいけない。本実施例は当業界で平均的な知識を有した者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張された。

【0046】

本発明の実施例ではプラズマを利用して基板を蝕刻する基板処理装置に対して説明する。しかし、本発明はこれに限定されないで、チャンバ内にプラズマを供給して工程を遂行する多様な種類の装置に適用可能である。

【0047】

図２は、本発明の一実施例による基板処理装置とこれに提供された第１実施例による基板支持ユニットを見せてくれる図面であり、図３は図２に提供された第１実施例による基板支持ユニットを拡大した断面図である。

【0048】

以下、図２及び図３を参照すれば、基板処理装置１０００はプラズマを利用して基板(Ｗ)を処理する。基板処理装置１０００はチャンバ１００、支持ユニット２００、シャワーヘッドユニット３００、ガス供給ユニット４００、プラズマソース、ライナーユニット(図示せず)、バッフルユニット５００、そして制御機(図示せず)を含む。

【0049】

チャンバ１００は内部に基板処理工程が遂行される処理空間を有する。チャンバ１００は密閉された形状で提供される。チャンバ１００は導電性材質で提供されることができる。例えば、チャンバ１００は金属を含む材質で提供されることができる。チャンバ１００はアルミニウム材質で提供されることができる。チャンバ１００は接地されることができる。チャンバ１００の底面には排気ホール１０４が形成される。排気ホール１０４は排気ライン１５１と連結される。排気ライン１５１はポンプ１５３と連結される。工程過程で発生した反応副産物及びチャンバ１００の内部空間にとどまるガスは排気ライン１５１を通じて外部に排出されることができる。排気過程によってチャンバ１００の内部は所定圧力で減圧される。これと異なり、別途の減圧部材が提供されて処理空間１０２の内部を所定圧力で減圧させることができる。

【0050】

チャンバ１００の壁にはヒーター(図示せず)が提供されることができる。ヒーターはチャンバ１００の壁を加熱する。ヒーターは加熱電源(図示せず)と電気的に連結される。ヒーターは加熱電源で印加された電流に抵抗することで熱を発生させる。ヒーターで発生された熱は内部空間に伝達される。ヒーターで発生された熱によって処理空間は所定温度で維持される。ヒーターはコイル形状の熱線で提供されることができる。ヒーターはチャンバ１００の壁に複数個提供されることができる。

【0051】

チャンバ１００の内部には支持ユニット２００が位置する。支持ユニット２００は基板(Ｗ)を処理空間内で基板(Ｗ)を支持する。支持ユニット２００は静電気力を利用して基板(Ｗ)を吸い付く静電チャック(ＥＳＣ)で提供されることができる。これと異なり、基板支持ユニット２００は機械的クランピングのような多様な方式で基板(Ｗ)を支持することもできる。以下では、静電チャック(ＥＳＣ)を含む支持ユニット２００に対して説明する。

【0052】

支持ユニット２００は誘電プレート２２０、ボディープレート２３０、フォーカスリング２４０、ＲＦサポートプレート２７０、絶縁カバー２８０、接地部材２９０、下部カバー２９５を含む。支持ユニット２００はチャンバ１００内部でチャンバ１００の底面から上部に離隔されて位置されることができる。

【0053】

誘電プレート２２０は支持ユニット２００の上端部に位置する。誘電プレート２２０は円盤形状の誘電体(dielectric substance)で提供される。誘電プレート２２０の上面には基板(Ｗ)が置かれる。誘電プレート２２０の上面は基板(Ｗ)より小さな半径を有する。よって、基板(Ｗ)縁領域は誘電プレート２２０の外側に位置する。誘電プレート２２０には第１供給流路２２１が形成される。第１供給流路２２１は誘電プレート２２０の上面から底面に提供される。第１供給流路２２１はお互いに離隔して複数個形成され、基板(Ｗ)の底面に熱伝逹媒体が供給される通路で提供される。

【0054】

誘電プレート２２０の内部には静電電極２２３とヒーター２２５が埋設される。静電電極２２３はヒーター２２５の上部に位置する。静電電極２２３は第１下部電源２２３aと電気的に連結される。第１下部電源２２３aは直流電源を含む。静電電極２２３と第１下部電源２２３aとの間にはスイッチ２２３bが設置される。静電電極２２３はスイッチ２２３bのオン/オフによって第１下部電源２２３aと電気的に連結されることができる。スイッチ２２３bがオン(On)になれば、静電電極２２３には直流電流が印加される。静電電極２２３に印加された電流によって静電電極２２３と基板(Ｗ)との間には静電気力が作用し、静電気力によって基板(Ｗ)は誘電プレート２２０に吸着される。

【0055】

ヒーター２２５は第２下部電源２２５aと電気的に連結される。ヒーター２２５は第２下部電源２２５aで印加された電流に抵抗することで熱を発生させる。発生された熱は誘電プレート２２０を通じて基板(Ｗ)に伝達される。ヒーター２２５で発生された熱によって基板(Ｗ)は所定温度で維持される。ヒーター２２５は螺旋形状のコイルを含む。

【0056】

誘電プレート２２０の下部にはボディープレート２３０が位置する。誘電プレート２２０の底面とボディープレート２３０の上面は接着剤２３６によって接着されることができる。ボディープレート２３０はアルミニウム材質で提供されることができる。ボディープレート２３０の上面は中心領域が縁領域より高く位置されるように段差になることがある。ボディープレート２３０の上面中心領域は誘電プレート２２０の底面に相応する面積を有して、誘電プレート２２０の底面と接着される。ボディープレート２３０には第１循環流路２３１、第２循環流路２３２及び第２供給流路２３３が形成される。

【0057】

ボディープレート２３０は金属板を含むことができる。ボディープレート２３０は高周波伝送ライン６１０によって高周波電源６２０と連結されることができる。ボディープレート２３０は高周波電源６２０から電力が印加され、処理空間に生成されるプラズマが基板に円滑に供給されるようにできる。すなわち、ボディープレート２３０は電極で機能することができる。また、図２で基板処理装置１０００はＣＣＰタイプで構成されているが、これに限定されるものではなくて、本発明の一実施例による基板処理装置１０００はＩＣＰタイプで構成されることができる。基板処理装置１０００がＩＣＰタイプで構成される場合、高周波伝送ライン６１０はプラズマを生成するための下部電極に連結されて高周波電源６２０から下部電極で電力を印加することができる。

【0058】

第１循環流路２３１は熱伝逹媒体が循環する通路で提供される。第１循環流路２３１はボディープレート２３０内部に螺旋形状で形成されることができる。または、第１循環流路２３１はお互いに相異な半径を有するリング形状の流路らが等しい中心を有するように配置されることができる。それぞれの第１循環流路２３１はお互いに連通されることができる。第１循環流路２３１は等しい高さに形成される。

【0059】

第２循環流路２３２は冷却流体が循環する通路で提供される。第２循環流路２３２はボディープレート２３０内部に螺旋形状で形成されることができる。また、第２循環流路２３２はお互いに相異な半径を有するリング形状の流路らが等しい中心を有するように配置されることができる。それぞれの第２循環流路２３２はお互いに連通されることができる。第２循環流路２３２は第１循環流路２３１より大きい断面積を有することができる。第２循環流路２３２は等しい高さに形成される。第２循環流路２３２は第１循環流路２３１の下部に位置されることができる。

【0060】

第２供給流路２３３は第１循環流路２３１から上部に延長され、ボディープレート２３０の上面に提供される。第２供給流路２４３は第１供給流路２２１に対応する個数で提供され、第１循環流路２３１と第１供給流路２２１を連結する。

【0061】

第１循環流路２３１は熱伝逹媒体供給ライン２３１bを通じて熱伝逹媒体貯蔵部２３１aと連結される。熱伝逹媒体貯蔵部２３１aには熱伝逹媒体が貯蔵される。熱伝逹媒体は不活性ガスを含む。実施例によれば、熱伝逹媒体はヘリウム(He)ガスを含む。ヘリウムガスは供給ライン２３１bを通じて第１循環流路２３１に供給され、第２供給流路２３３と第１供給流路２２１を順次に経って基板(Ｗ)底面に供給される。ヘリウムガスはプラズマで基板(Ｗ)に伝達された熱が静電チャックに伝達される媒介体役割をする。

【0062】

第２循環流路２３２は冷却流体供給ライン２３２cを通じて冷却流体貯蔵部２３２aと連結される。冷却流体貯蔵部２３２aには冷却流体が貯蔵される。冷却流体貯蔵部２３２a内には冷却機２３２bが提供されることがある。冷却機２３２bは冷却流体を所定温度で冷却させる。これと異なり、冷却機２３２bは冷却流体供給ライン２３２c上に設置されることができる。冷却流体供給ライン２３２cを通じて第２循環流路２３２に供給された冷却流体は第２循環流路２３２に沿って循環してボディープレート２３０を冷却する。ボディープレート２３０は冷却されながら誘電プレート２２０と基板(Ｗ)を共に冷却させて基板(Ｗ)を所定温度で維持させる。

【0063】

フォーカスリング２４０は静電チャックの縁領域に配置される。フォーカスリング２４０はリング形状を有して、誘電プレート２２０のまわりに沿って配置される。また、フォーカスリング２４０は絶縁カバー２８０の上面に配置されることができる。フォーカスリング２４０の上面は外側部２４０aが内側部２４０bより高いように段差になることがある。フォーカスリング２４０の上面内側部２４０bは誘電プレート２２０の上面と同一高さに位置される。フォーカスリング２４０の上面内側部２４０bは誘電プレート２２０の外側に位置された基板(Ｗ)の縁領域を支持する。フォーカスリング２４０の外側部２４０aは基板(Ｗ)の縁領域を取り囲むように提供される。フォーカスリング２４０はチャンバ１００内でプラズマが基板(Ｗ)と向い合う領域に集中されるようにする。

【0064】

ボディープレート２３０の下部にはエアギャップ(Air gab)２８５が形成される。エアギャップ２８５はＲＦサポートプレート２７０と後述する接地部材２９０の間に形成される。エアギャップ２８５は絶縁カバー２８０によって囲まれることがある。エアギャップ２８５はＲＦサポートプレート２７０と接地部材２９０を電気的に絶縁させる。

【0065】

ＲＦサポートプレート２７０はボディープレート２３０の下に提供される。ＲＦサポートプレート２７０の上部面はボディープレート２３０の下部面と接触されて提供される。ＲＦサポートプレート２７０の平面は円板形状で提供されることができる。ＲＦサポートプレート２７０は導電性材質で提供される。一例でＲＦサポートプレート２７０はアルミニウム材質で提供されることができる。

【0066】

ＲＦサポートプレート２７０は電極板部７２１と変形部２７２とロード結合部２７３を含む。電極板部２７１の平面はボディープレート２３０の平面形状に対応される形状で提供される。変形部２７２は電極板部２７１の中央から下部に延長されて形成される。変形部２７２は下部に行くほど直径が小さくなるように形成されることができる。変形部２７２の下部に延長されてロード結合部２７３が形成される。

【0067】

電力供給ロード２７５はＲＦサポートプレート２７０に電力を印加することができる。電力供給ロード２７５はＲＦサポートプレート２７０と電気的に連結されることができる。電力供給ロード２７５は下部電源２２７と連結されることができる。下部電源２２７はＲＦ電力を発生させるＲＦ電源で提供されることができる。ＲＦ電源はハイバイアスパワーＲＦ(High Bias Power ＲＦ)電源で提供されることができる。下部電源２２７は複数個のＲＦ電源で提供されることができる。複数個のＲＦ電源高周波２７．１２MHz以上)、中周波１MHz乃至２７．１２MHz)及び低周波１００kHz乃至１MHz)のうちで何れか一つ以上の組合で構成されることができる。電力供給ロード２７５は下部電源２２７から高周波電力の印加を受ける。電力供給ロード２７５は導電性材質で提供されることができる。例えば、電力供給ロード２７５は金属を含む材質で提供されることができる。電力供給ロード２７５は金属ロードであることができる。また、電力供給ロード２７５は整合器(Matcher、図示せず)と連結されることができる。第３下部電源２３５aと電力供給ロード２７５は整合器(図示せず)を通して連結されることができる。整合器(図示せず)はインピーダンスマッチング(Impedance Matching)を遂行することができる。

【0068】

絶縁カバー２８０はＲＦサポートプレート２７０を支持する。絶縁カバー２８０はＲＦサポートプレート２７０の側面と接するように提供されることができる。絶縁カバー２８０はＲＦサポートプレート２７０の下面の縁領域と接するように提供されることができる。例えば、絶縁カバー２８０は上部と下部が開放された桶形状を有することができる。また、絶縁カバー２８０はＲＦサポートプレート２７０が絶縁カバー２８０によって支持されることができるように内側が段差になることができる。絶縁カバー２８０は絶縁性を有する材質で提供されることができる。

【0069】

接地部材２９０は電気的に接地される構成である。接地部材２９０の中央には電力供給ロード２７５が貫通される貫通ホールが形成される。

【0070】

下部カバー２９５は基板支持ユニット２００の下段部に位置する。下部カバー２９５はチャンバ１００の底部から上部に離隔されて位置する。下部カバー２９５は上面が開放された空間が内部に形成される。下部カバー２９５の上面は接地部材２９０によって覆われる。よって、下部カバー２９５の断面の外部半径は接地部材２９０の外部半径と等しい長さで提供されることができる。下部カバー２９５の内部空間には返送される基板(Ｗ)を外部の返送部材から支持ユニット２００の上面に該当する基板(Ｗ)支持面に移動させるリフトピンモジュール(図示せず)などが位置することができる。

【0071】

下部カバー２９５は連結部材２９７を含む。連結部材２９７は下部カバー２９５の外側面とチャンバ１００の内側壁を連結する。連結部材２９７は下部カバー２９５の外側面に一定な間隔で複数個提供されることができる。連結部材２９７は基板支持ユニット２００をチャンバ１００内部で支持する。また、連結部材２９７はチャンバ１００の内側壁と連結されることで下部カバー２９５が電気的に接地されるようにする。第１下部電源２２３aと連結される第１電源ライン２２３c、第２下部電源２２５aと連結される第２電源ライン２２５c、熱伝逹媒体貯蔵部２３１aと連結された熱伝逹媒体供給ライン２３１b、及び冷却流体貯蔵部２３２aと連結された冷却流体供給ライン２３２cなどは連結部材２９７の内部空間を通じて下部カバー２９５内部に延長される。

【0072】

下部カバー２９５は絶縁カバー２８０の下に配置される。下部カバー２９５は絶縁カバー２８０の下に配置されて絶縁カバー２８０を支持する。また、下部カバー２９５は導電性材質で提供されることができる。例えば、下部カバー２９５は金属を含む材質で提供されることができる。また、下部カバー２９５はチャンバ１００と電気的に連結されることができる。下部カバー２９５は電気的に接地されることができる。

【0073】

最近には、高電力(High Power)を印加するための電力供給ロード２７５の最適化技術のうちでＲＦの電磁気的な特性を利用しようとする研究が行われている。特に、電力供給ロード２７５を通じて支持ユニットに供給するＲＦパワー発散を最適化するための研究が行われている。これは、本発明の発明者らはＲＦパワーの発散ディレクション(Direction)がＲＦを効率的に伝達するのに有効に作用すると判断するためである。言い換えれば、本発明の発明者らはＲＦパワーの発散がよくなされる部分にパワーを印加したら、インピーダンス抵抗が低い支点をよく捜すことができると判断されるためである。これはレーダーや電磁波通信で使用されている形状を通じてＲＦフィーディング(ＲＦ Feeding)の特性をよく利用することができるであろうと予測される。

【0074】

図２に表現した‘Ａ’はＲＦサポートプレート２７０の電極板部２７１の底面と接地部材２９０のプレート部２９１の上面間距離(Gap)を意味する。‘Ｂ'は電極板部２７１の直径を意味する。‘Ｃ'はプレート部２９１に形成された貫通ホールの内壁と電力供給ロード２７５の離隔距離(Gap)を意味する。‘Ｄ'はプレート部２９１に形成された貫通ホールの内径を意味する。そして、‘Ｅ’は電力供給ロード２７５の直径(Dia.)である。本発明の発明者らはこれらを通じて支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)を設定しようとする。本発明者らによる支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)は下記のように定義される。
<Size規定>
１.Ｄ<Ａ、通常ＡはＤより１０mm以上のDimensionを有する。
２.Ｂ=Ａ×（５乃至８)、インピーダンス(Impedance)の効率とサイズ(Size)上ＲＦサポートプレート２７０の電極板部２７１の直径(Ｂ)対比Ａが５倍から８倍程小さい。
３．Ｃ×（６乃至８)<Ｅ
４.ＥはＲＦ電力の周波数及びパワーを考慮して２０mm<Ｅ<４０mm範囲で決まる。
５.（２×Ｃ)+Ｅ=Ｄ

【0075】

上の定義でＲＦパワーの効率を高めようとインダクタンス(Inductance)値とキャパシタンス(Capacitance)値を計算するには下のような数式が使用される。
[数学式１]

【数1】

[数学式１]を通じて基本的なインピーダンス(Impedance)を求めることができるし、Ｌ値とＣ値は同軸線路の公式を通じて求めることができる。
[数学式２]

【数2】

[数学式３]

【数3】

[数学式４]

【数4】

【0076】

[数学式２]は特性インピーダンス(Impedance)を求める式である。[数学式３]は電力供給ロード２７５のインダクタンス(Inductance)を求める式である。[数学式４]は電力供給ロード２７５の漂遊静電容量(Stray Capacitance)を求める式である。

【0077】

前記数学式らから、ＲＦ波動エネルギーが電力供給ロード２７５に沿って進行する時、図１のように下部電極２とＲＦロード５の連結部分に角が形成されることと、本発明の実施例のようにＲＦサポートプレート２７０(実施例、ボディープレート２３０とＲＦサポートプレート２７０は電気的に連結されることによって、ＲＦサポートプレート２７０及びボディープレート２３０は下部電極で機能する)の下部が下部に行くほど直径がますます小くなるように形成(例えば、ラウンド形状のテーパー(Fillet)形状や面取り(Chamfer)形状で形成)されている部分を比べると、本発明の実施例は電力供給ロード２７５の長さに対するインダクタンス(Inductance)値を下げてキャパシタンス(Capacitance)値を高めることができる余地を与える。これはインピーダンス(Impedance)を調節して上部フィールド(Field)を制御するのに重要な要素であることが分かる。

【0078】

第１実施例において、変形部２７２が面取り(Chamfer)形状で提供される時、面取り値である面取り部の距離(xまたはy)に対しては次のように定義されることができる。
Ｃ(mm)<各面取り部の距離であるxまたはy(mm)<Ｃ×２０(mm)

【0079】

ここで、面取り角度(Angle)は片側０を基準で０゜<Angle<９０゜で規定される。一方、変形部２７２が面取り(Chamfer)形状で提供されるにおいて、x値とy値はそれぞれ相異に提供されることもできる。

【0080】

一方、変形部２７２は図７などで後述されるように、その縦断面がラウンドになるようにテーパー(Fillet)形状で形成された変形部２２７２で提供されることができる。これに関しては図７で詳しく説明する。

【0081】

図４は、図２のような基板処理装置に提供されることができる第２実施例による基板支持ユニットの断面図である。図４を参照して第２実施例による基板支持ユニットを説明するが、以前の図面らで説明された構成と等しい構成は等しい図面符号を記載し、前述した説明でその説明の代わりをする。

【0082】

図４を参照すれば、電極板部１２７１を含むＲＦサポートプレート１２７０が提供され、ＲＦサポートプレート１２７０には電力供給ロード２７５が連結される。

【0083】

ＲＦサポートプレート１２７０の下部にはエアギャップ２８５が形成される。エアギャップ２８５はＲＦサポートプレート１２７０と接地部材１２９０との間に形成される。エアギャップ２８５は絶縁カバー２８０によって囲まれることがある。エアギャップ２８５はＲＦサポートプレート１２７０と接地部材１２９０を電気的に絶縁させる。

【0084】

接地部材１２９０は電気的に接地される構成である。接地部材１２９０はプレート部１２９１を含み、プレート部１２９１の中央には電力供給ロード２７５が貫通される貫通ホールが形成される。接地部材１２９０の中央に形成された貫通ホールの内径からエアギャップ２８５を向けて延長されるガイド部１２９２が提供される。ガイド部１２９２は電力供給ロード２７５と設定距離で離隔されて電力供給ロード２７５を囲むように形成される。

【0085】

ガイド部１２９２はＲＦエネルギーを上部に均一に伝達する役割をする。ガイド部１２９２が提供されない場合において、ガイド部１２９２が提供される場合よりプラズマにユニフォーミティが良くない。これによって、工程結果が良くない。本発明の発明者らはガイド部１２９２が提供されない場合、ＲＦエネルギーの放射性によって接地部材１２９０の接地板１２９１にＲＦエネルギーが伝達され、接地板１２９１に伝達されたＲＦエネルギーは基板(Ｗ)が処理される空間でノイズを起こすほどに接地板１２９１が接地役割をまともに遂行することができなくなることを見つけた。本発明者らは本発明の第２実施例のようにガイド部１２９２が提供される場合に、ガイド部１２９２が提供されない場合と比べて、ガイド部１２９２によってＲＦ電力の伝達過程で一部エネルギーロスが発生する点は本発明の利点とトレードオフ(trade off)関係があるものとして把握しているが、ガイド部１２９２によってノイズが抑制されることで、プラズマユニフォーミティが高くなることができる効果によって品質高い処理ができた点で、本発明は最近微細化トレンドに符合して常用価値があるものとして把握する。

【0086】

図示された’Ａ’はＲＦサポートプレート１２７０の電極板部１２７１の底面と接地部材１２９０のプレート部１２９１の上面間距離(Gap)を意味する。‘Ｂ'は電極板部１２７１の直径を意味する。‘Ｃ'はガイド部１２９２の内壁と電力供給ロード２７５の離隔距離(Gap)を意味する。‘Ｄ'はガイド部１２９２の内径を意味する。そして、’Ｅ’は電力供給ロード２７５の直径(Dia.)である。本発明の発明者らはこれらを通じて支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)を設定しようとする。本発明者らによる支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)は下記のように定義される。
<Size規定>
１.Ｄ<Ａ、通常ＡはＤより１０mm以上のDimensionを有する。
２.Ｂ=Ａ×（５乃至８)、インピーダンス(Impedance)の効率とサイズ(Size)上ＲＦサポートプレート２７０の電極板部２７１の直径(Ｂ)対比Ａが５倍から８倍程小さい。
３．Ｃ×（６乃至８)<Ｅ
４.ＥはＲＦ電力の周波数及びパワーを考慮して２０mm<Ｅ<４０mm範囲で決まる。
５.（２×Ｃ)+Ｅ=Ｄ

【0087】

図５は、図２のような基板処理装置に提供されることができる第３実施例による基板支持ユニットの断面図である。図５を参照して第３実施例による基板支持ユニットを説明するが、以前の図面らで説明された構成と等しい構成は等しい図面符号を記載し、前述した説明でその説明の代わりをする。

【0088】

図５を参照すれば、電極板部２２７１を含むＲＦサポートプレート２２７０が提供され、電極板部２２７１の下部には変形部２２７２が突き出されて形成される。変形部２２７２は縦断面がラウンドになるように形成されたラウンド形状でテーパー(Fillet)になった変形部２２７２に提供されることができる。変形部２２７２の下段部には下部に延長されるロード結合部２７３が形成される。ロード結合部２７３と電力供給ロード２７５は結合されて電気的に連結される。

【0089】

ＲＦサポートプレート２２７０の下部にはエアギャップ２８５が形成される。エアギャップ２８５はＲＦサポートプレート２２７０と接地部材２９０との間に形成される。エアギャップ２８５は絶縁カバー２８０によって囲まれることがある。エアギャップ２８５はＲＦサポートプレート２２７０と接地部材１２９０を電気的に絶縁させる。

【0090】

接地部材１２９０は電気的に接地される構成である。接地部材１２９０はプレート部１２９１を含む。プレート部１２９１の中央には電力供給ロード２７５が貫通される貫通ホールが形成される。接地部材１２９０の中央に形成された貫通ホールの内径からエアギャップ２８５を向けて延長されるガイド部１２９２が形成される。ガイド部１２９２は電力供給ロード２７５を囲むように形成される。

【0091】

ガイド部１２９２はＲＦエネルギーを上部に均一に伝達する役割をする。一方、詳述したように、ガイド部１２９２によってＲＦエネルギーの伝達過程で一部エネルギーロスが発生する点で本発明の利点とトレードオフ(trade off)関係があるものとして把握している。ガイド部１２９２は電力供給ロード２７５がＲＦサポートプレート２２７０に結合される位置よりさらに高く位置されることができる。しかし、ガイド部１２９２はエネルギーロスとのトレードオフ関係を考慮して適切に設計されることができる。

【0092】

図示された’Ａ’はＲＦサポートプレート１２７０の電極板部２２７１の底面と接地部材１２９０のプレート部１２９１の上面間距離(Gap)を意味する。‘Ｂ'は電極板部２２７１の直径を意味する。‘Ｃ'はガイド部１２９２の内壁と電力供給ロード２７５の離隔距離(Gap)を意味する。‘Ｄ'はガイド部１２９２の内径を意味する。そして’Ｅ’は電力供給ロード２７５の直径(Dia.)である。本発明の発明者らはこれらを通じて支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)を設定しようとする。本発明者らによる支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)は下記のように定義される。
<Size規定>
１.Ｄ<Ａ、通常ＡはＤより１０mm以上のDimensionを有する。
２.Ｂ=Ａ×（５乃至８)、インピーダンス(Impedance)の効率とサイズ(Size)上ＲＦサポートプレート２７０の電極板部２７１の直径(Ｂ)対比Ａが５倍から８倍程小さい。
３．Ｃ×（６乃至８)<Ｅ
４.ＥはＲＦ電力の周波数及びパワーを考慮して２０mm<Ｅ<４０mm範囲で決まる。
５.（２×Ｃ)+Ｅ=Ｄ

【0093】

また、変形部２２７２でラウンドを成す断面のＲ値(ラウンド部を成す曲面の半径)は次のように定義されることができる。
Ｃ(mm)<ラウンド部を成す曲面の半径(Ｒ)(mm)<Ｃ×２０(mm)

【0094】

ここで、ラウンド形状の変形部２２７２ラウンド角度(Angle)は片側０を基準で０゜<Angle<９０゜で規定される。

【0095】

図６は、図２のような基板処理装置に提供されることができる第４実施例による基板支持ユニットの断面図である。図６を参照して第４実施例による基板支持ユニットを説明するが、以前の図面らで説明された構成と等しい構成は等しい図面符号を記載し、前述した説明でその説明の代わりをする。

【0096】

図６を参照すれば、ＲＦサポートプレート２７０の電極板部２７１の下部には変形部２７２が面取り(Chamfer)形状で提供される。接地部材１２９０の中央に形成された貫通ホールの内径からエアギャップ２８５を向けて延長されるガイド部１２９２が提供される。ガイド部１２９２は電力供給ロード２７５を囲むように形成される。

【0097】

ガイド部１２９２はＲＦエネルギーを上部に均一に伝達する役割をする。一方、詳述したように、ガイド部１２９２によってＲＦエネルギーの伝達過程で一部エネルギーロスが発生する点で本発明の利点とトレードオフ(trade off)関係があるものとして把握している。ガイド部１２９２は電力供給ロード２７５がＲＦサポートプレート２２７０に結合される位置よりさらに高く位置されることができる。しかし、ガイド部１２９２はエネルギーロスとのトレードオフ関係を考慮して適切に設計されることができる。

【0098】

図７は、図２のような基板処理装置に提供されることができる第５実施例による基板支持ユニットの断面図である。図７を参照して第５実施例による基板支持ユニットを説明するが、以前の図面らで説明された構成と等しい構成は等しい図面符号を記載し、前述した説明でその説明の代わりをする。

【0099】

図７を参照すれば、電極板部２２７１を含むＲＦサポートプレート２２７０が提供され、電極板部２２７１の下部には変形部２２７２が突き出されて形成される。変形部２２７２は縦断面がラウンドになるように形成されたラウンド形状でテーパー(Fillet)になった変形部２２７２に提供されることができる。変形部２２７２の下端部には下部に延長されるロード結合部２７３が形成される。ロード結合部２７３と電力供給ロード２７５は結合されて電気的に連結される。

【0100】

接地部材２２９０は電気的に接地される構成である。接地部材２２９０はプレート部２２９１を含む。プレート部２２９１の中央には電力供給ロード２７５が貫通される貫通ホールが形成される。接地部材２２９０のプレート部２２９１の中央に形成された貫通ホールの内径からエアギャップ２８５を向けて延長されるガイド部２２９２が形成される。ガイド部２２９２は電力供給ロード２７５を囲むように形成され、ガイド部２２９２は延長部２２９３をさらに含む。延長部２２９３はＲＦサポートプレート２２７０の変形部２２７２と離隔を維持し、変形部２２７２の周辺を囲むように形成される。延長部２２９３は変形部２２７２に集まっているＲＦエネルギーが接地部材２２９０の接地板２２９１に放射されることを防止することができる。これで、ガイド部２２９２はＲＦエネルギーが接地板２２９１に伝達されてノイズを起こさないようにしながら、ＲＦエネルギーを上部に均一に伝達する役割をする。一方、ガイド部１２９２によってＲＦエネルギーの伝達過程で一部エネルギーロスが発生することができる点で、本発明の利点とトレードオフ(trade off)関係があるものとして把握される点を考慮し、その高さまたは厚さは適切に設計されることができる。

【0101】

図示された‘Ａ’はＲＦサポートプレート２２７０の電極板部２２７１の底面と接地部材２２９０のプレート部２２９１の上面間距離(Gap)を意味する。'Ｂ'は電極板部２２７１の直径を意味する。‘Ｃ'はガイド部２２９２の内壁と電力供給ロード２７５の離隔距離(Gap)を意味する。‘Ｄ'はガイド部２２９２の内径を意味する。そして‘Ｅ’は電力供給ロード２７５の直径(Dia.)である。本発明の発明者らはこれらを通じて支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)を設定しようとする。本発明者らによる支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)は下記のように定義される。
<Size規定>
１.Ｄ<Ａ、通常ＡはＤより１０mm以上のDimensionを有する。
２.Ｂ=Ａ×（５乃至８)、インピーダンス(Impedance)の効率とサイズ(Size)上ＲＦサポートプレート２７０の電極板部２７１の直径(Ｂ)対比Ａが５倍から８倍程小さい。
３．Ｃ×（６乃至８)<Ｅ
４.ＥはＲＦ電力の周波数及びパワーを考慮して２０mm<Ｅ<４０mm範囲で決まる。
５.（２×Ｃ)+Ｅ=Ｄ

【0102】

また、変形部２２７２でラウンドを成す断面のＲ値(ラウンド部を成す曲面の半径)は次のように定義されることができる。
Ｃ(mm)<ラウンド部を成す曲面の半径(Ｒ)(mm)<Ｃ×２０(mm)

【0103】

ここで、ラウンド形状の変形部２２７２ラウンド角度(Angle)は片側０を基準で０゜<Angle<９０゜に規定される。

【0104】

図８は、図２のような基板処理装置に提供されることができる第６実施例による基板支持ユニットの断面図である。図８を参照して第６実施例による基板支持ユニットを説明するが、以前の図面らで説明された構成と等しい構成は等しい図面符号を記載し、前述した説明でその説明の代わりをする。

【0105】

図８を参照すれば、電極板部２７１を含むＲＦサポートプレート２７０が提供され、電極板部２７１の下部には変形部２７２が突き出されて形成される。変形部２７２は面取り(Chamfer)形状で提供されることができる。変形部２７２の下端部には下部に延長されるロード結合部２７３が形成される。ロード結合部２７３と電力供給ロード２７５は結合されて電気的に連結される。

【0106】

接地部材３２９０は電気的に接地される構成である。接地部材３２９０の中央には電力供給ロード２７５が貫通される貫通ホールが形成される。接地部材３２９０の中央に形成された貫通ホールの内径からエアギャップ２８５を向けて延長されるガイド部３２９２が形成される。ガイド部３２９２は電力供給ロード２７５を囲むように形成され、ガイド部３２９２は延長部３２９３をさらに含む。延長部３２９３はＲＦサポートプレート２７０の変形部２７２と離隔を維持し、変形部２７２の周辺を囲むように形成される。延長部３２９３は変形部２７２に集まっているＲＦエネルギーが接地部材３２９０の接地板３２９１に放射されることを防止することができる。これで、ガイド部３２９２はＲＦエネルギーが接地板３２９１に伝達されてノイズを起こさないようにしながら、ＲＦエネルギーを上部に均一に伝達する役割をする。一方、ガイド部３２９２によってＲＦエネルギーの伝達過程で一部エネルギーロスが発生することができる点で、本発明の利点とトレードオフ(trade off)関係があるものとして把握される点を考慮してその高さまたは厚さは適切に設計されることができる。

【0107】

図示された‘Ａ’はＲＦサポートプレート２７０の電極板部２７１の底面と接地部材３２９０のプレート部２２９１の上面間距離(Gap)を意味する。‘Ｂ'は電極板部２７１の直径を意味する。‘Ｃ'はガイド部３２９２の内壁と電力供給ロード２７５の離隔距離(Gap)を意味する。‘Ｄ'はガイド部３２９２の内径を意味する。そして、‘Ｅ’は電力供給ロード２７５の直径(Dia.)である。本発明の発明者らはこれらを通じて支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)を設定しようとする。本発明者らによる支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)は下記のように定義される。
<Size規定>
１.Ｄ<Ａ、通常ＡはＤより１０mm以上のDimensionを有する。
２.Ｂ=Ａ×（５乃至８)、インピーダンス(Impedance)の効率とサイズ(Size)上ＲＦサポートプレート２７０の電極板部２７１の直径(Ｂ)対比Ａが５倍から８倍程小さい。
３．Ｃ×（６乃至８)<Ｅ
４.ＥはＲＦ電力の周波数及びパワーを考慮して２０mm<Ｅ<４０mm範囲で決まる。
５.（２×Ｃ)+Ｅ=Ｄ

【0108】

また、変形部２７２が面取り(Chamfer)形状で提供される時、面取り値である面取り部の距離(xまたはy)に対しては次のように定義されることができる。
Ｃ(mm)<各面取り部の距離であるxまたはy(mm)<Ｃ×２０(mm)

【0109】

ここで、面取り角度(Angle)は片側０を基準で０゜<Angle<９０゜で規定される。一方、変形部２７２が面取り(Chamfer)形状で提供されるにおいて、x値とy値はそれぞれ相異に提供されることもある。

【0110】

図９は、図２のような基板処理装置に提供されることができる第７実施例による基板支持ユニットの断面図である。図７を参照して第７実施例による基板支持ユニットを説明するが、以前の図面らで説明された構成と等しい構成は等しい図面符号を記載し、前述した説明でその説明の代わりをする。

【0111】

図９を参照すれば、電極板部１２７１を含むＲＦサポートプレート１２７０が提供され、ＲＦサポートプレート１２７０には電力供給ロード２７５が連結される。

【0112】

ＲＦサポートプレート１２７０の下部にはエアギャップ２８５が形成される。エアギャップ２８５はＲＦサポートプレート１２７０と接地部材４２９０の間に形成される。エアギャップ２８５は絶縁カバー２８０によって囲まれることがある。エアギャップ２８５はＲＦサポートプレート１２７０と接地部材４２９０を電気的に絶縁させる。

【0113】

接地部材４２９０は電気的に接地される構成である。接地部材４２９０の中央には電力供給ロード２７５が貫通される貫通ホールが形成される。接地部材４２９０の中央に形成された貫通ホールの内径からエアギャップ２８５を向けて延長されるガイド部４２９２が形成されることができる。ガイド部４２９２は電力供給ロード２７５を囲むように形成される。

【0114】

接地部材４２９０のプレート部４２９１の上面は内側領域と外側領域の高さが相異に形成されることができる。内側領域は電力供給ロード２７５と貫通する貫通ホールが形成された部分と近い領域であり、外側領域は絶縁カバー２８０と近い領域である。例えば、プレート部４２９１の上面は内側領域から外側領域にいくほど高さが低くなることがある。すなわち、内側領域を成す高さ(h２)は外側領域を成す高さ(h１)より高く形成されることができる。

【0115】

図９で参照されるプレート部４２９１の上面形状は図３乃至図８で参照される実施例と共に適用されることもできる。

【0116】

本発明の実施例によれば、強い電界強度が形成される部分のインピーダンス(Impedance)の最適化を通じてＲＦ Power伝達効率向上と併せてＣＣＰ電極の電気場ユニフォーミティ(Electrical Field Uniformity)制御を通じて、基板(Ｗ)の領域別エチレートユニフォーミティ(ER Uniformity)を向上させる効果及び/またはＳＣＤに強い効果を与える。また、本発明の実施例によれば、ＲＦ電力フィーディングする時、ＲＦサポートプレート１７２０に相対される接地部材４２９１の領域に形成される渦電流(Eddy Current)が最小化されることができる。

【0117】

図示された‘Ａ’はＲＦサポートプレート１２７０の電極板部１２７１の底面と接地部材４２９０のプレート部４２９１の上面間距離(Gap)を意味する。‘Ｂ'は電極板部１２７１の直径を意味する。‘Ｃ'はガイド部４２９２の内壁と電力供給ロード２７５の離隔距離(Gap)を意味する。‘Ｄ'はガイド部４２９２の内径を意味する。そして‘Ｅ’は電力供給ロード２７５の直径(Dia.)である。本発明の発明者らはこれらを通じて支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)を設定しようとする。本発明者らによる支持ユニットを成す構成の特定寸法範囲(Dimension)は下記のように定義される。
<Size規定>
１.Ｄ<Ａ、通常ＡはＤより１０mm以上のDimensionを有する。
２.Ｂ=Ａx（５乃至８)、インピーダンス(Impedance)の効率とサイズ(Size)上ＲＦサポートプレート１２７０の電極板部１２７１の直径(Ｂ)対比Ａが５倍から８倍程小さい。
３．Ｃ×（６乃至８)<Ｅ
４.ＥはＲＦ電力の周波数及びパワーを考慮して２０mm<Ｅ<４０mm範囲で決まる。
５.（２×Ｃ)+Ｅ=Ｄ

【0118】

図１０は、図７に示された本発明の第５実施例による基板支持ユニットのＲＦエネルギーシミュレーションである。図１０を通じて参照されるように、ウェハーセンター部分に集中される電界強度(Field Strength)が相対的に低くなって工程品質を調節することができる重要要素と作用し、ＲＦ波長の共振点回避がより効率的になされることができることを確認可能である。

【0119】

図１１は、図２のような基板処理装置に提供されることができる第８実施例による基板支持ユニットの断面図である。図１１を参照して第８実施例による基板支持ユニットを説明するが、以前の図面らで説明された構成と等しい構成は等しい図面符号を記載し、前述した説明でその説明の代わりをする。

【0120】

図１１を参照すれば、ガイド部５２９２は接地部材５２９０のプレート部５２９１と別途の構成で提供されてお互いに結合されて提供される。プレート部５２９１の貫通ホールには結合部５２９８が形成され、ガイド部５２９２は結合部５２９８に結合されて提供されることができる。ガイド部５２９２は導電性材質で提供されることができる。ガイド部５２９２は金属を含む材質で提供されることができる。ガイド部５２９２は接地されることができる。例えば、ガイド部５２９２はプレート部５２９１と電気的に連結されるように提供されることができる。また、プレート部５２９１は導電性材質で提供される。プレート部５２９１は独立的に接地されるか、またはチャンバ１００と電気的に連結されることができる。チャンバ１００は接地されることができる。

【0121】

再び図２を参照して説明する。

【0122】

再び図２を参照すれば、シャワーヘッドユニット３００は上部で供給されるガスを分散させることができる。また、シャワーヘッドユニット３００はガス供給ユニット４００が供給するガスが処理空間１０２に均一に供給されるようにできる。ガス供給ユニット４００はシャワーヘッド３１０、ガス噴射板３２０を含む。

【0123】

シャワーヘッド３１０はガス噴射板３２０の下部に配置される。シャワーヘッド３１０はチャンバ１００の上面で下部に一定距離で離隔されて位置する。シャワーヘッド３１０は支持ユニット２００の上部に位置する。シャワーヘッド３１０とチャンバ１００の上面はその間に一定な空間が形成される。シャワーヘッド３１０は厚さが一定な板形状で提供されることができる。シャワーヘッド３１０の底面はプラズマによるアーク発生を防止するためにその表面が陽極化処理されることができる。シャワーヘッド３１０の断面は支持ユニット２００と等しい形状と断面積を有するように提供されることができる。シャワーヘッド３１０には複数のガス供給ホール３１２が形成される。ガス供給ホール３１２はシャワーヘッド３１０の上面と下面を垂直方向に貫通して形成されることができる。

【0124】

シャワーヘッド３１０はガス供給ユニット４００が供給するガスから発生されるプラズマと応じて化合物を生成する材質で提供されることができる。一例で、シャワーヘッド３１０はプラズマが含むイオンらのうちで電気陰性度が最大のイオンと応じて化合物を生成する材質で提供されることができる。例えば、シャワーヘッド３１０は珪素(Si)を含む材質で提供されることができる。

【0125】

ガス噴射板３２０はシャワーヘッド３１０の上部に配置される。ガス噴射板３２０はチャンバ１００の上面で一定距離で離隔されて位置する。ガス噴射板３２０は上部で供給されるガスを拡散させることができる。ガス噴射板３２０にはガス導入ホール３２２が形成されることができる。ガス導入ホール３２２は上述したガス供給ホール３１２と対応される位置に形成されることができる。ガス導入ホール３２２はガス供給ホール３１２と連通されることができる。シャワーヘッドユニット３００の上部で供給されるガスは、ガス導入ホール３２２とガス供給ホール３１２を順次に経ってシャワーヘッド３１０の下部に供給されることができる。ガス噴射板３２０は金属材質を含むことができる。ガス噴射板３２０は接地されることができる。ガス噴射板３２０は接地されて上部電極で機能することができる。

【0126】

絶縁リング３８０はシャワーヘッド３１０、ガス噴射板のまわりを囲むように配置される。絶縁リング３８０は全体的に円形のリング形状で提供されることができる。絶縁リング３８０は非金属材質で提供されることができる。

【0127】

ガス供給ユニット４００はチャンバ１００内部に工程ガスを供給する。ガス供給ユニット４００はガス供給ノズル４１０、ガス供給ライン４２０及びガス貯蔵部４３０を含む。ガス供給ノズル４１０はチャンバ１００の上端中央部に設置されることができる。ガス供給ノズル４１０の底面には噴射口が形成される。ガス供給ノズル４１０を通じて供給された工程ガスはシャワーヘッドユニット３００を通過してチャンバ１００内部の処理空間に工程ガスを供給する。ガス供給ライン４２０はガス供給ノズル４１０とガス貯蔵部４３０を連結する。ガス供給ライン４２０はガス貯蔵部４３０に貯蔵された工程ガスをガス供給ノズル４１０に供給する。ガス供給ライン４２０にはバルブ４２１が設置される。バルブ４２１はガス供給ライン４２０を開閉して、ガス供給ライン４２０を通じて供給される工程ガスの流量を調節する。

【0128】

ガス供給ユニット４００が供給するガスは、プラズマソースによってプラズマ状態で励起されることができる。また、ガス供給ユニット４００が供給するガスはフッ素(Fluorine)を含むガスであることができる。例えば、ガス供給ユニット４００が供給するガスは四フッ化炭素であることができる。

【0129】

プラズマソースはチャンバ１００内に工程ガスをプラズマ状態で励起させる。本発明の実施例では、プラズマソースで容量結合型プラズマ(ＣＣＰ:capacitively coupled plasma)が使用される。容量結合型プラズマはチャンバ１００の内部に上部電極及び下部電極を含むことができる。上部電極及び下部電極はチャンバ１００の内部でお互いに平行に上下で配置されることができる。両電極のうちで何れか一つの電極は高周波電力を印加し、他の電極は接地されることができる。両電極の間の空間には電磁気場が形成され、この空間に供給される工程ガスはプラズマ状態で励起されることができる。このプラズマを利用して基板(Ｗ)処理工程が遂行される。一例によれば、上部電極はシャワーヘッドユニット３００に提供され、下部電極はボディープレート２３０及びＲＦサポートプレート２７０の組合で提供されることができる。下部電極には高周波電力が印加され、上部電極は接地されることができる。これと異なり、上部電極と下部電極にすべて高周波電力が印加されることができる。これによって上部電極と下部電極との間に電磁気場が発生される。発生された電磁気場はチャンバ１００内部に提供された工程ガスをプラズマ状態で励起させる。

【0130】

ライナーユニット(図示せず)は工程のうちでチャンバ１００の内壁及び支持ユニット２００が損傷されることを防止する。ライナーユニット(図示せず)は工程中に発生した不純物が内側壁及び支持ユニット２００に蒸着されることを防止する。ライナーユニット(図示せず)は内側ライナー(図示せず)と外側ライナー(図示せず)を含む。

【0131】

外側ライナー(図示せず)はチャンバ１００の内壁に提供される。外側ライナー(図示せず)は上面及び下面が開放された空間を有する。外側ライナー(図示せず)は円筒形状で提供されることができる。外側ライナー(図示せず)はチャンバ１００の内側面に相応する半径を有することができる。外側ライナー(図示せず)はチャンバ１００の内側面に沿って提供される。外側ライナー(図示せず)はアルミニウム材質で提供されることができる。外側ライナー(図示せず)はチャンバ１００内側面を保護する。工程ガスが励起される過程でチャンバ１００内部にはアーク(Arc)放電が発生されることがある。アーク放電はチャンバ１００を損傷させる。外側ライナー(図示せず)はチャンバ１００の内側面を保護してチャンバ１００の内側面がアーク放電で損傷されることを防止する。

【0132】

内側ライナー(図示せず)は支持ユニット２００を囲んで提供される。内側ライナー(図示せず)はリング形状で提供される。内側ライナー(図示せず)は絶縁カバー２８０を囲むように提供される。内側ライナー(図示せず)はアルミニウム材質で提供されることができる。内側ライナー(図示せず)は支持ユニット２００の外側面を保護する。

【0133】

バッフルユニット５００はチャンバ１００の内側壁と支持ユニット２００との間に位置される。バッフルユニット５００は環形のリング形状で提供される。バッフルユニット５００には複数の貫通ホールらが形成される。チャンバ１００内に提供されたガスはバッフルユニット５００の貫通ホールらを通過して排気ホール１０４に排気される。バッフルユニット５００の形状及び貫通ホールらの形状によってガスの流れが制御されることができる。

【0134】

前述して未図示された制御機は基板処理装置１０００の全体動作を制御することができる。制御機(図示せず)はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)を含むことができる。ＣＰＵはこれらの貯蔵領域に貯蔵された各種レシピによって、エッチング処理などの所望の処理を行う。

【0135】

レシピにはプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、プロセス圧力、高周波電力や電圧、各種ガス流量、チャンバ内の温度(電極の温度、チャンバの側壁温度、静電チャック温度など)、冷却機の温度などが入力されている。一方、これらプログラムや処理条件を示すレシピは、非一時的コンピューター判読可能媒体に記憶されても良い。非一時的コンピューター判読可能媒体とは、レジスター、キャッシュ、メモリーなどのように短い瞬間の間データを保存する媒体ではなく半永久的にデータを保存して、コンピューターによって判読(reading)が可能な媒体を意味する。具体的には、前述した多様なアプリケーションまたはプログラムらはＣＤ、ＤＶＤ、ハードディスク、ブル－レイディスク、ＵＳＢ、メモリーカード、ＲＯＭなどのような非一時的判読可能媒体に貯蔵されて提供されることができる。

【0136】

上述して、電力供給ロードはボディープレートの下部に提供されるＲＦサポートプレートと結合されることを例で説明したが、ボディープレートとＲＦサポートプレートが別途の部品で提供されるものではなく、伝導性素材で提供される一つの部品であることもある。例えば、冷却流体が循環する通路などが提供されるボディープレートの下部を変形してＲＦサポートプレートを形成することもできることである。すなわち、支持ユニットで下部電極で機能する構成において、高周波電力を供給する電力供給ロードが結合される部分などには本発明の技術的構成が適用されることができる。

【0137】

以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の技術的思想を具現するための望ましいか、または多様な実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むものとして解釈されなければならない。このような変形実施らは本発明の技術的思想や見込みから個別的に理解されてはいけないであろう。

【符号の説明】

【0138】

１００ チャンバ
２００ 支持ユニット
３００ シャワーヘッドユニット
４００ ガス供給ユニット
５００ バッフルユニット
１０００ 基板処理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】