特許 7507842 基板支持装置およびそれを含む基板処理装置

(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】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】基板支持装置およびそれを含む基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240621BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240621BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

H01L21/302 101R

H01L21/302 101L

H05H1/46 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022202786

(22)【出願日】2022-12-20

(65)【公開番号】P2024018859

(43)【公開日】2024-02-08

【審査請求日】2022-12-20

(31)【優先権主張番号】10-2022-0094780

(32)【優先日】2022-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】598123150

【氏名又は名称】セメス株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＥＭＥＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】７７，４ｓａｎｄａｎ ５－ｇｉｌ，Ｊｉｋｓａｎ－ｅｕｐ，Ｓｅｏｂｕｋ－ｇｕ，Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ，Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ，３３１－８１４ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】イ，ジョン グン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン，ソ ヒュン

(72)【発明者】

【氏名】キム，ヒュン ジョン

【審査官】内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５２２８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１０３５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－１９７５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２９２７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を支持する誘電体材質のボディと、
前記ボディを貫通するように設けられた熱伝達媒体供給孔と、
前記ボディ内に配置された第１静電電極と、
前記ボディ内に配置され、前記第１静電電極上に位置して前記第１静電電極と電気的に接続された第２静電電極と
前記ボディ内に設けられたヒータと、
を含み、
前記第１静電電極の表面積は、前記第２静電電極の表面積より小さく、 前記第１静電電極と前記ヒータは同一レベルに配置された、基板支持装置。

【請求項2】

前記第１静電電極から前記ボディの底面までの第１間隔は、前記第２静電電極から前記ボディの上面までの第２間隔と同じである、請求項１に記載の基板支持装置。

【請求項3】

前記熱伝達媒体供給孔は前記第１静電電極および前記第２静電電極を貫通するように構成された、請求項１に記載の基板支持装置。

【請求項4】

前記第１静電電極と前記第２静電電極に直接接触するビア（ｖｉａ）をさらに含む、請求項１に記載の基板支持装置。

【請求項5】

前記ボディの中心から前記ビアまでの第１距離は、前記ボディの中心から前記熱伝達媒体供給孔までの第２距離より大きい、請求項４に記載の基板支持装置。

【請求項6】

前記ボディの下に金属材質の下部板がさらに設けられ、前記下部板内には冷却流体が循環する冷却流路が設けられた、請求項１に記載の基板支持装置。

【請求項7】

基板を支持する誘電体材質のボディと、
前記ボディの下に配置され、ボンディング層によって前記ボディに固定される、金属材質の下部板とを含み、
前記ボディの内部には、第１静電電極と、前記第１静電電極上に位置する第２静電電極と、前記第１静電電極と前記第２静電電極に直接接触するビアと、前記第１静電電極および前記第２静電電極を貫通するように構成された熱伝達媒体供給孔と、ヒータと、が設けられ、
前記下部板の内部には、冷却流体が循環する冷却流路が設けられ、
前記第１静電電極から前記ボディの底面までの第１間隔は、前記第２静電電極から前記ボディの上面までの第２間隔と同じであり、
前記第１静電電極の表面積は、前記第２静電電極の表面積より小さく、
前記第１静電電極と前記ヒータは同一レベルに配置された、基板支持装置。

【請求項8】

前記ボディの中心から前記ビアまでの第１距離は、前記ボディの中心から前記熱伝達媒体供給孔までの第２距離より大きい、請求項７に記載の基板支持装置。

【請求項9】

ハウジングと、
前記ハウジング内に提供されて基板を支持する基板支持ユニットと、
前記ハウジング内にプロセスガスを供給するガス供給ユニットと、
高周波電力が印加されて前記プロセスガスを用いてプラズマを発生させる電極を有するプラズマソースとを含み、
前記基板支持ユニットは、
基板を支持して、誘電体材質のボディと、
前記ボディを貫通するように設けられた熱伝達媒体供給孔と、
前記ボディ内に配置された第１静電電極と、
前記ボディ内に配置され、前記第１静電電極上に位置して前記第１静電電極と電気的に接続された第２静電電極と
前記ボディ内に設けられたヒータと、を含み、
前記第１静電電極の表面積は、前記第２静電電極の表面積より小さく、
前記第１静電電極と前記ヒータは同一レベルに配置された、基板処理装置。

【請求項10】

前記第１静電電極から前記ボディの底面までの第１間隔は、前記第２静電電極から前記ボディの上面までの第２間隔と同じである、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記熱伝達媒体供給孔は前記第１静電電極および前記第２静電電極を貫通するように構成された、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記第１静電電極と前記第２静電電極に直接接触するビア（ｖｉａ）をさらに含む、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記ボディの中心から前記ビアまでの第１距離は、前記ボディの中心から前記熱伝達媒体供給孔までの第２距離より大きい、請求項１２に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は基板支持装置およびそれを含む基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置またはディスプレイ装置を製造する際には、写真、エッチング、アッシング、イオン注入、薄膜蒸着、洗浄など多様な工程が実施される。ここで、エッチング工程は基板上に形成された被エッチング膜の一部を除去する工程であり、エッチング液を用いる湿式エッチングとプラズマを用いる乾式エッチングに区分することができる。

【0003】

プラズマはイオンや電子、ラジカルなどからなるイオン化されたガス状態をいう。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磁界によって生成されることができる。プラズマに含まれたイオン粒子が基板に衝突することによって、基板に形成された被エッチング膜のうちの少なくとも一部を除去する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

静電チャック（ＥＳＣ，ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋ）には、基板の下面にヘリウムガスを供給するヘリウム供給孔が設けられる。しかし、静電チャックに高いレベルのバイアスパワーが印加されると、ヘリウム供給孔にアーキング（ａｒｃｉｎｇ）が発生し得る。ヘリウム供給孔のサイズを減らすとブレークダウン電圧（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｖｏｌｔａｇｅ）を高めてアーキングの発生確率を下げることができるが、ヘリウム供給孔を加工するのに困難性があり、製作単価が高くなる。したがって、高いレベルのバイアスパワーが印加されてもアーキングが発生せず、かつ製作単価が高くない基板支持装置の開発が求められる。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、耐久性が向上した基板支持装置を提供することにある。

【0006】

本発明が解決しようとする他の課題は、耐久性が向上した基板支持装置を含む基板処理装置を提供することにある。

【0007】

本発明の課題は以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を達成するための本発明の基板支持装置の一態様（ａｓｐｅｃｔ）は、基板を支持する誘電体材質のボディと、前記ボディを貫通するように設けられた熱伝達媒体供給孔と、前記ボディ内に配置された第１静電電極と、前記ボディ内に配置され、前記第１静電電極上に位置して前記第１静電電極と電気的に接続された第２静電電極とを含む。

【0009】

前記課題を達成するための本発明の基板支持装置の他の態様は、基板を支持する誘電体材質のボディと、前記ボディの下に配置され、ボンディング層によって前記ボディに固定される、金属材質の下部板とを含み、前記ボディの内部には、第１静電電極と、前記第１静電電極上に位置する第２静電電極と、前記第１静電電極と前記第２静電電極に直接接触するビアと、前記第１静電電極および前記第２静電電極を貫通するように構成された熱伝達媒体供給孔とが設けられ、前記下部板の内部には、冷却流体が循環する冷却流路が設けられ、前記第１静電電極から前記ボディの底面までの第１間隔は、前記第２静電電極から前記ボディの上面までの第２間隔と同一である。

【0010】

前記他の課題を達成するための本発明の基板処理装置の一面は、ハウジングと、前記ハウジング内に提供されて基板を支持する基板支持ユニットと、前記ハウジング内にプロセスガスを供給するガス供給ユニットと、高周波電力が印加されて前記プロセスガスを用いてプラズマを発生させる電極を有するプラズマソースとを含み、前記基板支持ユニットは、基板を支持して、誘電体材質のボディと、前記ボディを貫通するように設けられた熱伝達媒体供給孔と、前記ボディ内に配置された第１静電電極と、前記ボディ内に配置され、前記第１静電電極上に位置して前記第１静電電極と電気的に接続された第２静電電極とを含む。

【0011】

その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態による基板支持装置を説明するための断面図である。

【図2】図１に示す第１静電電極、第２静電電極およびビアを説明するための概念図である。

【図3】図１に示す基板支持装置でのキャパシタンスを説明するための図である。

【図4】一層の静電電極を使用した基板支持装置でのキャパシタンスを説明するための図である。

【図5】本発明の第２実施形態による基板支持装置を説明するための断面図である。

【図6】本発明の第３実施形態による基板支持装置を説明するための断面図である。

【図7】本発明の第４実施形態による基板支持装置を説明するための断面図である。

【図8】本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付する図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は以下に開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現することができ、本実施形態は単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を指すものとする。

【0014】

空間的に相対的な用語である「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」などは図面に示されているように一つの素子または構成要素と他の素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用される。空間的に相対的な用語は図面に示されている方向に加えて使用時または動作時の素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。例えば、図面に示されている素子をひっくり返す場合、他の素子の「下（ｂｅｌｏｗ）」または「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記述された素子は他の素子の「上（ａｂｏｖｅ）」に置かれ得る。したがって、例示的な用語の「下」は下と上の方向をすべて含むことができる。素子は他の方向に配向されてもよく、そのため空間的に相対的な用語は配向によって解釈されることができる。

【0015】

第１、第２などが多様な素子、構成要素および／またはセクションを叙述するために使われるが、これらの素子、構成要素および／またはセクションはこれらの用語によって制限されないのはもちろんである。これらの用語は単に一つの素子、構成要素またはセクションを他の素子、構成要素またはセクションと区別するために使用する。したがって、以下で言及される第１素子、第１構成要素または第１セクションは本発明の技術的思想内で第２素子、第２構成要素または第２セクションであり得るのはもちろんである。

【0016】

以下、添付する図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明し、添付図面を参照して説明するにあたり図面符号に関係なく同一であるかまたは対応する構成要素は同じ参照番号を付与し、これに係る重複する説明は省略する。

【0017】

図１は本発明の第１実施形態による基板支持装置を説明するための断面図である。図２は図１に示す第１静電電極、第２静電電極およびビアを説明するための概念図である。図３は図１に示す基板支持装置でのキャパシタンスを説明するための図面であり、図４は一層の静電電極を使用した基板支持装置でのキャパシタンスを説明するための図である。

【0018】

まず図１および図２を参照すると、本発明の第１実施形態による基板支持装置２００はボディ２２０、下部板２３０およびボンディング層２３６を含む。

【0019】

下部板２３０は金属材質（例えば、アルミニウム）からなり、ボディ２２０の下に位置する。下部板２３０内には、冷却流体が循環する冷却流路２３１が設けられる。冷却流体は冷却流路２３１を循環し、下部板２３０を冷却させる。冷却流路２３１は冷却流体供給部２３１０と連結される。

【0020】

ボンディング層２３６はボディ２２０と下部板２３０を接着させる。ボンディング層２３６は絶縁材質からなるが、これに限定されない。

【0021】

別に図示していないが、バイアスパワー（ｂｉａｓ ｐｏｗｅｒ）の提供を受ける電極は、下部板２３０内に設けられるか、ボンディング層２３６内に設けられるか、ボディ２２０内に設けられることもできる。バイアスパワーは高周波（ＲＦ）電源で構成されることができる。

【0022】

ボディ２２０は誘電体材質（例えば、セラミック）からなり、基板を支持する。

【0023】

ボディ２２０を貫通するように熱伝達媒体供給孔２２１が設けられる。熱伝達媒体供給孔２２１はボディ２２０のセンター領域および／またはエッジ領域に設けられることができる。熱伝達媒体供給孔２２１は熱伝達媒体供給部２３６０に連結される。熱伝達媒体供給部２３６０から提供された熱伝達媒体は、熱伝達媒体供給孔２２１を介して基板の底面に提供される。熱伝達媒体は不活性気体、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）であり得るが、これに限定されない。熱伝達媒体はプラズマから基板に伝達された熱が基板支持装置２００に伝達される媒介体の役割をすることができる。

【0024】

ボディ２２０内には電気的に接続された第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２が設けられる。第１静電電極２２３１および第２静電電極２２３２は定電圧提供部２２３０から、定電圧（ＤＣ）の提供を受ける。図示するように、第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２は互いに離隔して積層された形態であり得る。また、第１静電電極２２３１はボディ２２０の底面２２０Ｂに近く配置され、第２静電電極２２３２はボディ２２０の上面２２０Ｕに近く配置される。第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２を電気的に接続するために、第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２に直接接触するビア（ｖｉａ，２２３９）が設けられることができる。図２に図示するように、ビア２２３９は第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２の外周面に沿って配置されるが、これに限定されない。

【0025】

互いに電気的に接続されて離隔して積層された形態の静電電極２２３１，２２３２を使用することによって、ボディ２２０のキャパシタンスを増加させることができる。そのためボディ２２０のインピーダンスを減少させることができる。

【0026】

具体的には、図３を参照すると、積層された第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２を電気的に接続することによって、第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２の間の電圧を同電位にすることができる。

【0027】

そのため、第１静電電極２２３１によって形成された第１キャパシタンスＣ１は、数式１により計算される。ここで、第１キャパシタンスＣ１を算出するとき使用される第１間隔ｄ１は、ボディ２２０の底面２２０Ｂと第１静電電極２２３１の間の距離である。

【0028】

同様に、第２静電電極２２３２によって形成された第２キャパシタンスＣ２は、数式２により計算される。ここで、第２キャパシタンスＣ２を算出するとき使用される第２間隔ｄ２は、ボディ２２０の上面２２０Ｕと第２静電電極２２３２の間の距離である。

【0029】

【数1】

【0030】

【数2】

【0031】

ボディ２２０のインピーダンス（Ｚ_Ｔ）は数式３により算出される。第１間隔ｄ１および第２間隔ｄ２が小さくなるほど、第１キャパシタンスＣ１および第２キャパシタンスＣ２が増加する。第１キャパシタンスＣ１および第２キャパシタンスＣ２が増加するので、インピーダンス（Ｚ_Ｔ）は小さくなる。

【0032】

【数3】

【0033】

一方、図４のように、ボディ２２０Ａ内に一層の静電電極２２３Ａを使用する場合、静電電極２２３Ａによって形成されるキャパシタンスＣは数式４により計算される。ここで、キャパシタンスＣを算出するとき使用される間隔ｄは、ボディ２２０Ａの底面２２０Ｂと上面２２０Ｕの間の距離である。すなわち、間隔ｄはボディ２２０Ａの厚さに該当する。

【0034】

【数4】

【0035】

図４に示すボディ２２０Ａのインピーダンス（Ｚ）は数式５により算出される。

【0036】

【数5】

【0037】

図３に示すボディ２２０の物理的な厚さと、図４に示すボディ２２０Ａの物理的厚さが互いに同一であっても、図３でキャパシタンスＣ１，Ｃ２を算出するときに使用される第１距離ｄ１および第２距離ｄ２は、図４でキャパシタンスＣを算出するときに使用される距離ｄに比べて小さい。したがって、図３で算出されたインピーダンス（Ｚ_Ｔ）は、図４で算出されたインピーダンス（Ｚ）に比べて小さい。

【0038】

まとめると、図３を参照すると、バイアスパワーによってボディ２２０にかかる電圧は、ボディ２２０のインピーダンス（Ｚ_Ｔ）によって決定される。インピーダンス（Ｚ_Ｔ）はキャパシタンスＣ１，Ｃ２と反比例の関係を有する。

【0039】

互いに電気的に接続されて互いに離隔して積層された形態の静電電極２２３１，２２３２を使用すると、（図４に示す場合に比べて）キャパシタンスＣ１，Ｃ２が増加し、そのためインピーダンス（Ｚ_Ｔ）が小さくなる。したがって、バイアスパワーによってボディ２２０にかかる電圧が減少する。その結果、ボディ２２０の熱伝達媒体供給孔２２１にかかる電圧も減少し、熱伝達媒体供給孔２２１でアーキング（ａｒｃｉｎｇ）が発生しない。すなわち、エッチング生産性を高めるためにバイアスパワーを十分に高くしても、熱伝達媒体供給孔２２１でアーキング（ａｒｃｉｎｇ）が発生しない。また、熱伝達媒体供給孔２２１のサイズを不必要に減らさなくても良い。

【0040】

一方、図３に示すように、熱伝達媒体供給孔２２１は第１静電電極２２３１および第２静電電極２２３２を貫通するように構成されることができる。熱伝達媒体供給孔２２１はボディ２２０のセンター領域および／またはエッジ領域に設けられることができる。ビア２２３９は第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２の外周面に沿って配置されることができる。ボディ２２０の中心からビア２２３９までの第１距離Ｌ１は、ボディ２２０の中心から熱伝達媒体供給孔２２１までの第２距離より大きくてもよい。

【0041】

また、第１静電電極２２３１からボディ２２０の底面２２０Ｂまでの第１間隔ｄ１は、第２静電電極２２３２からボディ２２０の上面２２０Ｕまでの第２間隔ｄ２と同一であり得る。すなわち、第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２は、ボディ２２０の厚さ方向に互いに対称位置に設けられることができる。

【0042】

図５は本発明の第２実施形態による基板支持装置を説明するための断面図である。説明の便宜上、図１ないし図４を用いて説明した内容と異なる点を中心に説明する。

【0043】

図５を参照すると、本発明の第２実施形態による基板支持装置において、ボディ２２０２は第１静電電極２２３１、第２静電電極２２３２、熱伝達媒体供給孔２２１およびヒータ２２５を含む。

【0044】

ヒータ２２５はボディ２２０２を加熱する。ヒータ２２５は抵抗体を含み、抵抗体に印加された電流によって熱が発生する。ヒータ２２５から発生した熱は基板に伝達され、ヒータ２２５から発生した熱によって基板は既に設定された温度に維持される。

【0045】

ヒータ２２５は第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２の間に配置されることができる。そのため、ボディ２２０２の底面２２０Ｂと第１静電電極２２３１の間の第１間隔ｄ１と、ボディ２２０２の上面２２０Ｕと第２静電電極２２３２の間の第２間隔ｄ２は互いに同一であり得る。

【0046】

一方、図１に示すボディ２２０にはヒータが設けられず、図５に示すボディ２２０２にはヒータ２２５が設けられる。ヒータ２２５の設置の有無は、基板に形成された被エッチング物質の種類によって決定されることができる。例えば、酸化膜のエッチングを行うときには図１に示すボディ２２０が使用され、シリコン層のエッチングを行うときには図５に示すボディ２２０２が使用されることができる。

【0047】

熱伝達媒体供給孔２２１は第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２だけでなく、ヒータ２２５も貫通する。

【0048】

図６は本発明の第３実施形態による基板支持装置を説明するための断面図である。説明の便宜上、図１ないし図５を用いて説明した内容と異なる点を中心に説明する。

【0049】

図６を参照すると、本発明の第３実施形態による基板支持装置において、ボディ２２０３は第１静電電極２２３１、第２静電電極２２３２、熱伝達媒体供給孔２２１およびヒータ２２５を含む。

【0050】

ヒータ２２５は第１静電電極２２３１の下に配置されることができる。ヒータ２２５は第１静電電極２２３１と底面２２０Ｂの間に配置されることができる。そのため、ボディ２２０３の底面２２０Ｂと第１静電電極２２３１の間の第３間隔ｄ３は、ボディ２２０３の上面２２０Ｕと第２静電電極２２３２の間の第２間隔ｄ２より大きい。

【0051】

熱伝達媒体供給孔２２１は第１静電電極２２３１と第２静電電極２２３２だけでなく、ヒータ２２５も貫通する。

【0052】

図７は本発明の第４実施形態による基板支持装置を説明するための断面図である。説明の便宜上、図１ないし図６を用いて説明した内容と異なる点を中心に説明する。

【0053】

図７を参照すると、本発明の第４実施形態による基板支持装置において、ボディ２２０４は第１静電電極２２３１、第２静電電極２２３２、熱伝達媒体供給孔２２１およびヒータ２２５を含む。

【0054】

第１静電電極２２３１とヒータ２２５は同一レベルに配置されることができる。すなわち、底面２２０Ｂから第１静電電極２２３１までの距離と、底面２２０Ｂからヒータ２２５までの距離が実質的に同一であり得る。

【0055】

第１静電電極２２３１とヒータ２２５が同一レベルに配置されるので、第１静電電極２２３１の表面積は第２静電電極２２３２の表面積より小さい。したがって、図７に示すボディ２２０４のインピーダンスは、図５に示すボディ２２０２のインピーダンスに比べて大きい。しかし、図７に示すボディ２２０４の厚さは、図５および図６に示すボディ２２０２，２２０３の厚さに比べて薄く実現することができる。

【0056】

ボディ２２０４のインピーダンスよりボディ２２０４の厚さが重要な設計要素である場合には、図７に示すボディ２２０４が使用されることができる。

【0057】

図８は本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置を説明するための概念図である。図８に示す基板処理ユニットは図１ないし図７を用いて説明した基板支持装置のいずれか一つを使用することができる。

【0058】

図８を参照すると、本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置１０は、プラズマを用いて基板Ｗを処理する。例えば、基板処理装置１０は基板Ｗに対してエッチング工程を行うことができる。基板処理装置１０はチャンバ１００、基板支持ユニット２００、ガス供給ユニット３００、プラズマソース４００、そして排気ユニット５００を含む。

【0059】

チャンバ１００は基板処理工程が行われる空間を提供する。チャンバ１００はハウジング１１０、カバー１２０およびライナ１３０を含む。

【0060】

ハウジング１１０は内部に上面が開放された空間を有する。ハウジング１１０の内部空間は基板処理工程が行われる空間として提供される。ハウジング１１０は金属材質で提供される。ハウジング１１０はアルミニウム材質で提供されることができる。ハウジング１１０は接地されることができる。ハウジング１１０の底面には排気孔１０２が形成される。排気孔１０２は排気ライン１５１と連結される。工程過程で発生した反応副産物およびハウジング１１０の内部空間に留まるガスは排気ライン１５１を介して外部に排出されることができる。排気過程によってハウジング１１０の内部は所定圧力に減圧される。

【0061】

カバー１２０はハウジング１１０の開放された上面を覆う。カバー１２０は板形状で提供され、ハウジング１１０の内部空間を密閉させる。カバー１２０は誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）窓を含むことができる。

【0062】

ライナ１３０はハウジング１１０の内部に提供される。ライナ１３０は上面および下面が開放された内部空間を有する。ライナ１３０は円筒形状で提供されることができる。ライナ１３０はハウジング１１０の内側面に相応する半径を有することができる。ライナ１３０はハウジング１１０の内側面に沿って提供される。ライナ１３０の上端には支持リング１３１が形成される。支持リング１３１はリング形状の板として提供され、ライナ１３０の周囲に沿ってライナ１３０の外側に突出される。支持リング１３１はハウジング１１０の上端に置かれて、ライナ１３０を支持する。ライナ１３０はハウジング１１０と同じ材質で提供されることができる。ライナ１３０はアルミニウム材質で提供されることができる。ライナ１３０はハウジング１１０の内側面を保護する。プロセスガスが励起される過程でチャンバ１００の内部にはアーク（Ａｒｃ）放電が発生し得る。アーク放電は周辺装置を損傷させる。ライナ１３０はハウジング１１０の内側面を保護してハウジング１１０の内側面がアーク放電により損傷することを防止する。また、ライナ１３０は基板処理工程中に発生した不純物がハウジング１１０の内側壁に蒸着されることを防止する。アーク放電によりライナ１３０が損傷する場合、作業者は新しいライナ１３０に交換することができる。

【0063】

ガス供給ユニット３００はハウジング１１０の内部にプロセスガスを供給する。ガス供給ユニット３００はガス供給ノズル３１０、ガス供給ライン３２０、そしてガス貯蔵部３３０を含む。ガス供給ノズル３１０はカバー１２０の中央部に設けられる。ガス供給ノズル３１０の底面には噴射口が形成される。噴射口はカバー１２０の下部に位置し、チャンバ１００の内部にプロセスガスを供給する。ガス供給ライン３２０はガス供給ノズル３１０とガス貯蔵部３３０を連結する。ガス供給ライン３２０はガス貯蔵部３３０に貯蔵されたプロセスガスをガス供給ノズル３１０に供給する。ガス供給ライン３２０には弁３２１が設けられる。弁３２１はガス供給ライン３２０を開閉し、ガス供給ライン３２０を介して供給されるプロセスガスの流量を調節する。

【0064】

プラズマソース４００は基板支持ユニット２００の上部に配置される。プラズマソース４００はチャンバ１００内のプロセスガスをプラズマ状態に励起させる。プラズマソース４００としては誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）ソースを使用することができる。プラズマソース４００はアンテナ４２０、アンテナ室４１０、そして電源４３０を含む。

【0065】

アンテナ４２０は基板支持ユニット２００の上部に配置される上部電極の役割をする。アンテナ４２０はハウジング１１０の外部に提供されることができる。

【0066】

アンテナ室４１０は下部が開放された円筒形状で提供される。アンテナ室４１０は内部に空間が提供される。アンテナ室４１０はチャンバ１００と対応する直径を有するように提供される。アンテナ室４１０の下端はカバー１２０に脱着可能なように提供される。

【0067】

アンテナ４２０はアンテナ室４１０の内部に配置される。アンテナ４２０は複数回巻かれる螺旋形状のコイルとして提供されることができる。これとは異なり、アンテナの形状および数は多様に変更することができる。アンテナ４２０にはプラズマ電源４３０が連結される。プラズマ電源４３０とアンテナ４２０の間にはインピーダンスマッチングボックスＩＭＢが配置されることができる。アンテナ４２０はプラズマ電源４３０から電力の印加を受ける。一例として、アンテナ４２０には高周波電力が印加されることができる。高周波電力が印加されると、プラズマソース４００のアンテナ４２０はプロセスガスからチャンバ１００の処理空間にプラズマを発生させる。すなわち、プロセスガスは電磁場によってプラズマ状態に励起される。

【0068】

ハウジング１１０の内部には基板支持ユニット２００が位置する。基板支持ユニット２００は基板Ｗを支持する。基板支持ユニット２００は静電気力（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｆｏｒｃｅ）を用いて基板Ｗを吸着する静電チャックを含むことができる。

【0069】

基板支持ユニット２００は下部カバー２７０、絶縁プレート２５０、下部板２３０、ボディ２２０およびフォーカスリング２４０などを含む。基板支持ユニット２００はチャンバ１００の内部でハウジング１１０の底面から上部に離隔して提供されることができる。

【0070】

前述したように、ボディ２２０は円板形状の誘電体（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）材質で提供される。ボディ２２０の上面には基板Ｗが置かれる。ボディ２２０の上面は基板Ｗより小さい半径を有することができる。ボディ２２０には第１供給流路２２１（すなわち、熱伝達媒体供給孔）が形成される。第１供給流路２２１は互いに離隔して複数個形成され、基板Ｗの底面に伝達媒体が供給される通路として提供される。

【0071】

静電電極２２３はボディ２２０の内部に埋設される。静電電極２２３は第１静電電極と、第１静電電極上に配置された第２静電電極と、第１静電電極と第２静電電極を連結するビアを含む。静電電極２２３は第１下部電源２２３ａと電気的に接続される。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の間にはスイッチ２２３ｂが設けられる。静電電極２２３はスイッチ２２３ｂのオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）により第１下部電源２２３ａと電気的に接続されることができる。スイッチ２２３ｂがオン（ＯＮ）されると、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の間には静電気力が作用し、静電気力によって基板Ｗはボディ２２０に吸着する。

【0072】

ヒータ２２５はボディ２２０内に位置する。ヒータは例えば、第１静電電極と第２静電電極の間に配置されることができる。ヒータ２２５はボディ２２０を加熱する。ヒータ２２５は交流電流の印加によって加熱する。すなわち、ヒータ２２５は印加された電流に抵抗することによって熱を発生させる。発生した熱はボディ２２０を介して基板Ｗに伝達される。ヒータ２２５から発生した熱によって基板Ｗは所定温度に維持される。ヒータ２２５は第２下部電源２２５ａと電気的に接続される。スイッチ２２５ｂのオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）により、交流電流が選択的にヒータ２２５に提供される。

【0073】

下部板２３０には循環流路２３１、冷却流路２３２、そして第２供給流路２３３が形成される。循環流路２３１は熱伝達媒体が循環する通路として提供される。冷却流路２３２はボディを冷却させる。冷却流路２３２は冷却流体が循環する通路として提供される。循環流路２３１は熱伝達媒体供給ライン２３１ｂを介して熱伝達媒体貯蔵部２３１ａと連結される。熱伝達媒体貯蔵部２３１ａには熱伝達媒体が貯蔵される。熱伝達媒体は不活性ガスを含む。実施形態によれば、熱伝達媒体はヘリウム（Ｈｅ）ガスを含む。ヘリウムガスは供給ライン２３１ｂを介して循環流路２３１に供給され、第２供給流路２３３と第１供給流路２２１を順次に経て基板Ｗの底面に供給される。ヘリウムガスはプラズマから基板Ｗに伝達された熱が静電チャックに伝達される媒介体の役割をする。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、ボディ２２０の周囲に沿って配置される。フォーカスリング２４０の一面２４０ａは基板Ｗより突出するように構成され、他面２４０ｂは基板Ｗのエッジと接触するように構成されることができる。

【0074】

下部板２３０の下部には絶縁プレート２５０が位置する。絶縁プレート２５０は絶縁材質で提供され、下部板２３０と下部カバー２７０を電気的に絶縁させる。下部カバー２７０は連結部材２７３を有する。連結部材２７３はハウジング１１０の内側壁と連結されることによって下部カバー２７０が電気的に接地（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ）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、熱伝達媒体貯蔵部２３１ａと連結された熱伝達媒体供給ライン２３１ｂ、そして冷却流体貯蔵部２３２ａと連結された冷却流体供給ライン２３２ｃなどは連結部材２７３の内部空間を介して下部カバー２７０の内部に延びる。

【0075】

排気ユニット５００はハウジング１１０の内側壁と基板支持ユニット２００の間に位置する。排気ユニット５００は貫通孔が形成された排気板を含む。排気板は環状のリング形状であり、多数の貫通孔が形成される。ハウジング１１０内に提供されたプロセスガスは排気板の貫通孔を通過して排気孔１０２に排気する。

【0076】

図８に示す基板支持ユニット２００は例示的に、図５に示すボディ２２０２を用いて図示したが、これに限定されない。図３に示すボディ２２０、図６に示すボディ２２０３、図７に示すボディ２２０４が用いられることができる。

【0077】

図８はＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）プラズマ装置を示したが、ＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）プラズマ装置に適用することができる。

【0078】

以上と添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】