KR20040015814A - 유전체 코팅을 갖는 정전식 척 - Google Patents

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채핀마이클지
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쿠마어맨다에이치
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Abstract

일반적으로, 유전체 코팅을 갖는 정전식 척 (102) 이 제공된다. 일 실시형태에서, 정전식 척 (102) 은 지지면 (106), 지지면에 대향되게 위치하는 탑재면 (222) 및, 지지 바디를 한정하는 지지면과 탑재면을 분리하는 하나 이상의 측면 (220) 을 포함한다. 지지 바디내에 하나 이상의 전도성 부재 (208) 가 위치하여 바디와 그 위에 위치하는 기판 사이에서 정전기적 인력을 발생시킨다. 지지 바디의 탑재면상에 유전체 코팅 (224) 이 위치하여 그를 통한 바람직하지 못한 전류 누설을 최소화한다. 선택적으로, 유전체 코팅은 측면 및/또는 지지면들 중의 하나 이상 위에 추가적으로 위치할 수 있다.

Description

유전체 코팅을 갖는 정전식 척 {ELECTROSTATIC CHUCK WITH DIELECTRIC COATING}
명세서의 배경
발명의 분야
본 발명의 실시형태들은 일반적으로 기판 프로세싱 시스템내에서 기판을 지지하는 정전식 척에 관한 것이다.
배경기술의 설명
기판 지지체들이 반도체 웨이퍼 프로세싱 시스템내에서 기판을 지지하는데 광범위하게 사용된다. RIE (reactive ion etch) 챔버 또는 다른 프로세싱 시스템과 같은 반도체 웨이퍼 프로세싱 시스템에 사용되는 특정 타입의 기판 지지체는 정전식 척 (electrostatic chuck) 이다. 정전식 척은 반도체 웨이퍼 또는 다른 워크피스 (workpieces) 와 같은 기판을, 프로세싱 동안에 고정 위치로 유지하는데 사용된다. 통상적으로, 정전식 척은 세라믹과 같은 유전체내에 매입된 하나 이상의 전극을 포함한다. 전극에 파워가 인가될 때, 정전식 척과 그 위에 위치하는 기판간에 인력이 발생한다.
이러한 인력은 일반적으로 쿨롱 효과 또는 Johnsen-Rahbeck 효과를 통해 발생한다. 일반적으로, 쿨롱 인력을 이용하는 정전식 척은 높은 저항률을 가진 바디 (bodies) 에 위치하는 전극을 갖는다. 바디의 절연 특성은, 전극과 기판간에 전위가 인가될 경우, 전극과 기판간에 용량성 회로 (즉, 전하 분리) 를 유지한다. Johnsen-Rahbeck 인력을 이용하는 정전식 척은 낮은 저항률을 가진 바디에 위치하는 전극을 가지며, 이로 인해, 전극에 파워가 인가될 때, 바디를 통한 전하 이동 (charge migration) 이 허용된다. 바디내의 전하 (즉, 전자) 는, 전극에 전압이 인가될 때, 기판과 접촉하고 있는 정전식 척의 표면부로 이동한다. 접촉점에서의 척 표면과 기판간에 약간의 최소 전류가 흐르지만, 일반적으로 장치에 손상을 초래할 정도는 아니다. 따라서, 접촉점의 양측에 전하가 누적될 때, 기판과 정전식 척간에, 대단히 국소화된 강력한 전계가 확립된다. 인력은 반대 전하들간의 거리에 비례하기 때문에, 기판은, 기판에 근접한 척의 지지면상에 전하가 누적될 때, 높은 저항률의 재료를 포함하는 척 (즉, 쿨롱 인력만을 가진 척) 에 필요한 것보다 낮은 파워로 척에 고정된다. 이들 모두를 본원에서 참조하고 있으며, 1992년 5월 26일에 Watanabe 등에게 허용된 미국특허 제 5,117,121 호 및 1995년 10월 31일에 Mundt 에게 허용된 미국특허 제 5,463,526 호에, 낮은 저항률의 재료로 이루어진 정전식 척의 일례들이 개시되어 있다.
정전식 척은 일반적으로, 인력의 발생을 위해, 매입되어 있는 전극과 기판간에 유도된 전위에 의존하기 때문에, 척의 바디를 통한 의도하지 않은 기생 전류의 누설 방지가 탁월하다. 예를 들어, Johnsen-Rahbeck 형 정전식 척의 경우, 플라즈마가 정전식 척의 표면과 접촉할 수 있다. 플라즈마가 정전식 척과, 대체로 그라운드되어 있는 챔버 측벽들간에 전류 경로를 제공하기 때문에, 바디를 통한 전하의 이동이 지지면으로부터 그라운드로 전환되어, 지지면상의 전하 누적이 실질적으로 감소됨으로써, 인력의 감소 또는 상실이 발생한다. 인력이 감소되거나 상실되기 때문에, 기판이 이동하거나 밀려날 수 있다. 밀려난 기판은 손상되거나 부적절하게 프로세싱될 수 있다. 이와 같은 또는 다른 이유로 인한 정전식 척의 측면 또는 바닥 (sides or bottom) 을 통한 전류 누설은 유사한 효과를 갖는다.
따라서, 향상된 정전식 척이 필요하다.
발명의 요약
일반적으로, 유전체 코팅 (dielectric coating) 을 가진 정전식 척이 제공된다. 일 실시형태에서, 정전식 척은 지지면, 지지면에 대향하는 탑재면, 및 지지 바디 (support body) 를 한정하는 지지면과 탑재면을 분리하는 하나 이상의 측면을 포함한다. 하나 이상의 전도성 부재가 지지 바디내에 위치한다. 유전체 코팅은 지지 바디의 탑재면상에 위치하여 그를 통한 바람직하지 못한 전류 누설을 최소화한다. 선택적으로, 유전체 코팅은 측면 및/또는 지지면 중 하나 이상 위에도 추가적으로 위치할 수 있다.
다른 실시형태에서, 정전식 척은 내부에 위치하는 하나 이상의 전도성 부재를 갖는 세라믹 지지 바디를 포함한다. 세라믹 지지 바디는 기판 및 대향하는 탑재면을 지지하도록 구성된 지지면을 갖는다. 바디내에는 다공성의 세라믹 부재가 위치하여 지지면에 유동적으로 결합된다. 지지 바디의 탑재면상에는 코팅이 위치한다.
본 발명의 다른 태양에서는, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버가 제공된다. 일 실시형태에서, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 챔버는, 내부 공간 (interior volume) 을 한정하며 그에 유동적으로 결합되는 가스 공급부를 갖는 배기가능한 챔버 (evacuable chamber) 를 포함한다. 내부 공간에는 온도 제어판이 위치하며 온도 제어판은 정전식 척을 지지한다. 정전식 척은 내부에 위치하는 하나 이상의 전도성 부재를 갖는 지지 바디를 포함한다. 지지 바디는 지지면을 포함하는 상부 (upper portion) 를 갖는다. 지지 바디의 하부는 그 위에 위치하는 유전체 코팅을 갖는 탑재면을 가지며 온도 제어판상에 위치한다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 실시형태에 관한 첨부된 도면을 참조하여, 간단히 상술한 본 발명의 특징들을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 전형적인 실시형태들만을 나타내는 것이므로, 본 발명의 범위가 이러한 실시형태들에 한정되는 것은 아니다.
도 1 은 내부에 위치하는 일 실시형태의 기판 지지체를 가진 프로세스 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 기판 기지자에 대한 부분도이다.
도 3 은 기판 지지체의 다른 실시형태를 나타낸다.
이해를 돕기 위해, 도면 전체를 통해, 도면들에 공통되는 동일한 부재에는 동일한 참조 부호를 사용하였다.
상세한 설명
일반적으로, 내부에 위치하는 정전식 척을 가진 프로세스 챔버가 제공된다. 정전식 척은 일반적으로, 정전식 척으로부터의 전류 누설을 최소화하는 유전체 코팅을 포함하여, 바람직하게도 인력 또는 처킹 포스 (chucking force) 를 향상시킨다. California, Santa Clara 에 소재하는 Applied Materials, Inc. 로부터 입수할 수 있는 실리콘 DPS (Decoupled Plasma Source) CENTURA에칭 시스템에 정전식 척의 일 실시형태가 예시적으로 개시되어 있지만, 본 발명은 물리적 기상 증착 챔버, 화학적 기상 증착 챔버, 다른 에칭 챔버를 포함하는 다른 프로세스 챔버 및, 기판의 정전식 처킹이 필요한 다른 애플리케이션에도 이용될 수 있다.
도 1 은 유전체의 돔형 천정 (120 ; 이하, 돔 (120) 이라 함) 외부에 위치하는 하나 이상의 전도성 코일 안테나 세그먼트 (112) 를 구비하는 DPS 에칭 프로세스 챔버 (100) 의 개략적인 도면을 나타낸다. 여기에서 그 전부를 참조하고 있으며, 1996년 12월 10일에 Collins 등에 허용된 미국특허 제 5,583,737 호에, 본 발명으로부터의 이점을 이용하도록 구성될 수 있는 프로세스 챔버의 일례가 개시되어 있다.
안테나 세그먼트 (112) 는, 일반적으로 RF 신호 (radio-frequency signal) 를 생성할 수 있는 RF 소스 (118) 에 결합된다. RF 소스 (118) 는 매칭 네트워크 (119) 를 통해 안테나 (112) 에 결합된다. 프로세스 챔버 (100) 는 또한, 일반적으로 RF 신호를 생성할 수 있는 제 2 의 RF 소스 (122) 에 결합되는 기판 지지체 페디스털 (116 ; substrate support pedestal) 을 포함한다. 소스 (122) 는 매칭 네트워크 (124) 를 통해 페디스털 (116) 에 결합된다. 챔버 (100) 는 또한, 전기적 그라운드 (134) 에 접속되어 있는 전도성 챔버 벽 (130 ; donductive chamber wall) 을 포함한다. CPU (144), 메모리 (142) 및 CPU (144) 를 위한 보조 회로 (146) 를 포함하는 제어기 (140) 는 프로세스 챔버 (100) 의 다양한 컴포넌트에 결합되어 에칭 프로세스의 제어를 용이하게 한다.
동작시에, 반도체 기판 (114) 은 기판 지지체 페디스털 (116) 상에 위치하고, 가스 성분이 가스 패널 (138) 로부터 입구부 (126) 를 통해 프로세스 챔버 (100) 로 공급되어 가스 혼합물 (150) 을 형성한다. RF 소스 (118 및 122) 각각으로부터 안테나 (122) 및 페디스털 (116) 로 RF 파워를 인가하는 것에 의해, 가스 혼합물 (150) 은 프로세스 챔버 (100) 에서 플라즈마로 점화된다. 에칭 챔버 (100) 내의 내부 압력은 챔버 (100) 와 진공 펌프 (136) 사이에 위치하는 조절판 (127 ; throttle valve) 을 이용해 제어된다. 챔버 벽 (130) 의 표면 온도는 챔버 (100) 의 벽에 위치하는, (나타내지 않은) 액체를 포함한 도관을 이용해 제어된다. 화학적 활성 이온들이 플라즈마로부터 방출되어 기판을 때림으로써, 노출되어 있는 재료들을 기판 표면으로부터 제거한다.
페디스털 (116) 은 일반적으로, 온도 제어판 (104) 상에 위치하는 정전식 척 (102) 을 구비한다. 정전식 척 (102) 의 온도를 안정화시키고 기판 (114) 과정전식 척 (102) 의 지지면 (106) 사이로 한정되는 플레넘 (plenum) 으로 가스 소스 (148) 로부터의 헬륨 또는 다른 가스를 흘림으로써, 기판 (114) 의 온도를 제어한다. 헬륨 가스는 기판 (114) 과 페디스털 (116) 사이의 열 전달을 용이하게 하는데 이용된다. 에칭 프로세스 동안, 기판 (114) 은 플라즈마에 의해 정상 상태 (steady state) 의 온도로 서서히 가열된다. 돔 (120) 과 페디스털 (116) 양자의 터미널 제어를 이용해, 기판 (114) 은, 프로세싱 동안, 소정 온도로 유지된다.
도 2 는 페디스털 (116) 의 제 1 실시형태에 대한 수직 단면도를 나타낸다. 페디스털 (116) 은 일반적으로 온도 제어판 (104) 과 정전식 척 (102) 을 구비한다. 페디스털 (116) 은 일반적으로, 온도 제어판 (104) 에 결합되어 있는 샤프트 (202) 에 의해 챔버 (100) 의 바닥 위로 지지되어 있다. 샤프트 (202) 는 통상적으로 용접, 납땜 또는 다른 방식으로 온도 제어판 (104) 에 실링 (sealing) 되어, 챔버 (100) 내의 프로세스 환경으로부터 내부에 위치하는 여러가지 도관과 전기 배선을 분리한다.
온도 제어판 (104) 은 일반적으로, 스테인레스 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속 재료를 구비한다. 온도 제어판 (104) 은 통상적으로, 내부에 위치하며 열 전달 유체를 순환시켜 페디스털 (116) 의 열 제어를 유지하는 하나 이상의 통로 (212) 를 포함한다. 다른 방법으로, 온도 제어판 (104) 은 온도 제어를 제공하기 위해 외부 코일, 유체 재킷 (fluid jacket) 또는 열전 장치 (thermoelectric device) 를 포함할 수 있다.
온도 제어판 (104) 은 나사나 클램프를 이용하거나, 부착되거나 또는 다른 방법으로 정전식 척 (102) 에 고정될 수 있다. 일 실시형태에서는, 온도 제어판 (104) 과 정전식 척 (102) 사이에 열 전달 향상층 (204) 이 부착됨으로써, 온도 제어판 (104) 을 척 (102) 에 고정한다. 열 전달 향상층 (204) 은 다수의 열전도성 재료 및 복합재를 구비하며, 전도성 페이스트 (conductive pastes), 놋쇠 합금, 및 점착성으로 코팅되고 물결모양으로 주름잡힌 알루미늄 막을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
정전식 척 (102) 은 일반적으로 원형이지만, 예를 들어, 정사각형 또는 직사각형과 같이, 비-원형의 평평한 기판에 적용하기 위한 다른 기하 구조를 가질 수 있다. 정전식 척 (102) 은 일반적으로, 지지 바디 (206) 내에 매입된 하나 이상의 전극 (208) 을 포함한다. 전극 (208) 은 통상적으로, 구리, 그래파이트 등과 같은 전도성 재료를 구비한다. 통상적인 전극 구조로는 한 쌍의 동일 평면상의 D-형 전극, 동일 평면상의 맞물린 전극, 복수개의 동축 환상 전극, 단일의 원형 전극 또는 다른 구조를 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 전극 (208) 은 페디스털 (116) 에 위치하는 (나타내지 않은) 피드 스루 (feed through) 에 의해 RF 소스 (118) 에 결합된다. 여기에서 전체를 참조하고 있으며, 1998년 3월 24일에 사정된 미국특허 제 5,730,803 호에, 본 발명으로부터 이점을 취하도록 구성될 수 있는 하나의 피드 스루가 개시되어 있다.
바디 (206) 는 알루미늄, 세라믹, 유전체 또는 상술한 재료들 중 하나 이상의 조합을 구비할 수 있다. 일 실시형태에서, 척 바디 (206) 는 낮은 저항률의세라믹 재료 (즉, 약 1 ×E9내지 약 1 ×E11Ω-cm 의 저항률을 가진 재료) 로 제작된다. 낮은 저항률 재료의 일례로는, 티타늄 산화물 또는 크롬 산화물이 도핑되거나 알루미늄 산화물이 도핑되거나, 붕소-질화물 등이 도핑된 알루미나와 같이, 도핑된 세라믹스를 들 수 있다. 비교가능한 저항률의 다른 재료로는, 예를 들어, 알루미늄 질화물이 이용될 수 있다. 비교적 낮은 저항률을 갖는 이러한 세라믹 재료는 일반적으로, 전극 (208) 에 파워가 인가될 때, 기판과 정전식 척 (102) 간에 Johnsen-Rahbeck 인력을 촉진한다. 다른 방법으로, 1 ×E11Ω-cm 이상의 저항률을 갖는 세라믹 재료를 포함하는 척 바디 (206) 를 이용할 수도 있다.
정전식 척 (102) 은 일반적으로, 척 바디 (206) 의 하나 이상의 측면 (220) 및 바닥 (222) 상에 유전체 코팅 (224) 을 포함한다. 일반적으로, 유전체 코팅 (224) 은 척 바디 (206) 를 구성하는 재료보다 충분히 높은 저항률 (또는 낮은 유전 상수) 를 갖는다. 일 실시형태에서, 코팅 (224) 은 약 2.5 내지 약 7 범위의 유전 상수를 갖는 전기적 절연재이다. 이러한 절연재의 일례로는 실리콘 질화물, 실리콘 이산화물, 알루미늄 이산화물, 탄탈륨 5산화물, 실리콘 탄화물, 폴리이미드 등을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 바디 (206) 와 코팅 (224) 간의 높은 표면 또는 접촉 저항률은 전자가 이들 사이를 통과하는 것을 실질적으로 방지한다. 또한, 코팅 (224) 의 낮은 유전 상수는, 척 바디 (206) 를 주변 구조 및 환경 (예를 들어, 온도 제어판 (104), 프로세스 가스, 플라즈마 및다른 전도 경로) 으로부터 전기적으로 절연시켜, 정전식 척 (102) 과 기판간의 전위를 감소시킴으로써 인력을 감소시킬 수 있는 기생적 전기 손실을 최소화한다.
바람직한 실시형태에서, 코팅 (204) 은 적어도 척 바디 (206) 의 바닥 (222) 상에 위치한다. 다른 실시형태에서, 코팅 (224) 은 척 바디 (226) 의 측면 (220) 상에 위치한다. 또 다른 실시형태에서, 코팅 (224) 은 척 바디 (206) 의 지지면 (106) 상에 위치한다. 다른 방법으로, 코팅 (224) 은 척 바디 (206) 를 구성하는 표면들의 임의 조합상에 위치할 수 있다.
코팅 (204) 은, 바디 (206) 의 하나 이상의 외면을 코팅하는 점착성 막, 분사 (spraying), 인캡슐레이션 (encapsulation) 및 다른 방법을 포함하는 다양한 방법을 이용하여 척 바디 (206) 에 도포될 수 있다. 일 실시형태에서, 코팅 (224) 은 화학적 기상 증착, 플라즈마 분사, 또는 스퍼터링에 의해 바디 (206) 에 통합적으로 제조될 수 있다. 다른 방법으로, 코팅 (224) 이 세라믹 재료를 구비할 경우, 코팅 (224) 은 바디 (206) 에 소결 또는 가열압축되어 (sintered or hot-pressed) 하나의 단일 결정 세라믹 부재를 생성할 수 있다.
일 실시형태에서, 척 바디 (206) 의 지지면 (106) 은 지지면 (106) 상에 형성되는 복수개의 메사 (216 ; mesas) 를 포함할 수 있다. 메사 (216) 는 약 2.5 내지 약 7 범위의 유전 상수를 갖는 전기적 절연재의 하나 이상의 층으로 형성된다. 이러한 절연재의 일례로는 실리콘 질화물, 실리콘 이산화물, 알루미늄 이산화물, 탄탈륨 5산화물, 실리콘 탄화물, 폴리이미드 등을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 방법으로, 메사 (216) 는 척 바디와 동일한 재료로 형성된 다음, 높은 저항률의 유전체 막으로 코팅될 수 있다.
Johnson-Rahbeck 효과를 이용하는 척 (102) 의 일 실시형태에서, 세라믹의 척 바디 (206) 는 세라믹의 비교적 낮은 저항률로 인해 부분적으로 전도성을 띠게 되며, 그에 따라, 전하가 전극 (208) 으로부터 척 바디 (206) 의 표면 (106) 으로 이동하게 된다. 마찬가지로, 전하는 기판 (114) 을 통해 이동하며 기판 (114) 에 누적된다. 메사 (216) 를 구성하거나 코팅하는 절연재는 그를 통한 전류 흐름을 방지한다. 메사들 (216) 각각은 척 바디 (206) 에 비해 상당히 높은 저항률 (즉, 낮은 유전 상수) 을 가지므로, 이동하는 전하는 척 (102) 의 표면 (106) 상의 메사들 (216) 각각에 인접하여 누적된다. 전하가 메사들 (216) 간의 표면부 (106) 로도 이동하지만, 메사 (216) 의 유전 상수가 기판 (114) 후방과 척바디 표면간의 플레넘 (210) 내의 후방 가스에 대한 유전 상수보다 훨씬 크기 때문에, 전계는 메사의 바깥 위치에서보다 각 메사에서 충분히 커진다. 따라서, 클램핑 포스 (clamping force) 는 각 메사 (216) 에서 최대가 되며, 본 발명은 메사의 위치에 의해 클램핑 포스를 정확히 제어할 수 있게 함으로써, 기판의 후방 전체에 대해 균일한 전하 분포를 실현한다. 여기에서 그 전부를 참조하고 있으며, 1999년 5월 11일에 Grimard 등에 허용된 미국특허 제 5,903,428 호에, 본 발명으로부터의 이점을 취하도록 구성될 수 있는, 지지면상에 위치하는 메사를 갖는 하나의 정전식 척이 개시되어 있다.
정전식 척에 의해 유지되는 기판 전체에 대해 균일한 온도를 형성하기 위해, 정전식 척 (102) 의 지지면 (106) 과 기판 (114) 사이로 한정되는 플레넘 (210) 에후방 가스 (예를 들어, 헬륨 또는 아르곤) 가 도입되어 그들 사이에 열 전달 매질을 제공한다. 후방 가스는 일반적으로 척 바디 (206) 를 통과하도록 형성되는 하나 이상의 출구 (214) 를 통해 플레넘에 도입된다.
도 3 은 페디스털 (300) 의 다른 실시형태에 대한 부분 단면도를 나타낸다. 페디스털 (300) 은 온도 제어판 (302) 상에 위치하는 정전식 척 (324) 을 포함한다. 페디스털 (300) 은 일반적으로, 페디스털 (300) 이 정전식 척 (324) 의 지지면 (312) 의 경계에 인접하게 위치하는 복수개 후방 가스 출구 (310) 를 포함한다는 점을 제외하면, 도 1 및 도 2 의 페디스털 (116) 과 유사하게 구성된다.
일반적으로, 정전식 척 (324) 은 바닥 (316), 측면 (314) 및 지지면 (312) 을 가진 바디 (328) 를 포함한다. 바디 (328) 는 상술한 바디 (206) 와 유사한 재료를 구비할 수 있다. 일 실시형태에서, 바디 (328) 는 하부 (320) 상에 위치하는 상부 (322) 를 포함한다. 하부 (320) 는 온도 제어판 (302) 에 결합되며, 일반적으로 상부 (322) 의 저항률보다 높은 저항률을 가진 세라믹을 구비한다. 바디 (328) 의 상부와 하부 (322, 320) 사이에는 하나 이상의 전극 (304) 이 위치한다. 다른 방법으로, 전극 (304) 은 상부나 하부 (322, 320) 중 하나상에 또는 상부나 하부 (322, 320) 중 하나에 위치할 수 있다.
도 3 에 나타낸 일 실시형태에서, 상부 (322) 는 하부 (320) 를 덮도록 위치하여, 전극 (304) 을 인캡슐레이팅한다. 척 바디 (328) 의 상부 (322) 는 일반적으로, 낮은 저항률의 세라믹을 구비한다. 전극 (304) 에 파워가 공급될 때, 바디 (328) 의 상부 (322) 를 구성하는 낮은 저항률의 재료는 그를 통한 전하 이동을 가능하게 함으로써, 지지면 (312) 상에 위치하는 기판과 Johnson-Rahbeck 인력을 확립한다. 저부 (320) 의 높은 저항률 재료는 척 바디 (328) 의 측면 (314) 과 바닥 (316) 을 실질적으로 절연함으로써, 이들 영역을 통한 전류 누설을 최소화한다. 기생적 전류 누설로부터 척 (324) 을 더 보호하기 위해, 바닥 (316), 측면 (314) 및 지지면 (312) 또는 이들의 임의 조합상에 코팅 (306) 을 위치시킬 수 있다.
후방 가스는 일반적으로 지지면 (312) 상에 위치하는 복수개의 출구 (310) 를 통해 제공된다. 출구 (310) 는 일반적으로 척 바디 (328) 를 통과하도록 위치하는 통로 (308) 에 결합된다. 다공성 플러그 (318) 는 일반적으로 출구 (310) 와 통로 (308) 사이에 위치한다. 다공성 플러그 (318) 는 일반적으로 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 재료를 구비한다. 다공성 플러그 (318) 는 일반적으로 그린 상태 (green state) 에 있는 동안 척 바디 (328) 의 상부 (322) 에 위치한다. 플러그 (318), 전극 (304), 및 바디 (328) 의 상부 (322) 와 하부는 통상적으로 단일의 단결정 세라믹 부재로 가열압축 또는 소결된다. 일반적으로, 다공성 플러그 (318) 는, 전하 누적을 위해 이용할 수 있는, 후방 가스의 유동 경로에 인접한 표면적을 최소화하면서, 전극 (304) 에 인접한 통로 (308) 의 척 부분들과 기판 사이에서의 후방 가스를 통한 직접적인 전류 경로를 차단함으로써, 프로세싱과 플라즈마 클리닝 (cleaning) 동안, 후방 가스의 아킹 (arcing) 및 플라즈마 점화를 방지한다.
여기에서 본 발명의 원리를 통합하는 다양한 실시형태들을 도시하고 상세히설명했지만, 당업자는 이들 원리를 벗어나지 않으면서, 변형된 많은 실시형태들을 고안할 수 있다.

Claims (25)

  1. 지지면, 상기 지지면과 대향되게 위치하는 탑재면, 및 상기 지지면과 탑재면을 분리하는 하나 이상의 측면을 갖는 바디 (body);
    상기 바디내에 위치하는 하나 이상의 전도성 부재; 및
    적어도 상기 탑재면상에 위치하고, 동시-소성, 가열압축, 또는 소결하는 것 중의 적어도 하나에 의해 지지 바디와 함께 단일 부재로 되며, 상기 바디와 상이한 재료인 유전체 코팅을 구비하는 기판 지지체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 상기 지지면 또는 상기 측면상에 상기 유전체 코팅이 추가적으로 위치하는 기판 지지체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 코팅은 약 2.5 내지 약 7 범위의 유전 상수를 가진 재료를 포함하는 기판 지지체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 코팅은 실리콘 이산화물, 알루미늄 이산화물, 탄탈륨 5산화물, 실리콘 탄화물 및 폴리이미드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는기판 지지체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 세라믹 재료를 포함하는 기판 지지체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 세라믹 재료는 약 1E ×9 내지 약 1E ×11 Ω-cm 의 저항률을 갖는 기판 지지체.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 세라믹 재료는 약 1E ×11 Ω-cm 이상의 저항률을 갖는 기판 지지체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디내에 위치하며, 상기 지지면에 유동적으로 결합되는 다공성 부재를 더 구비하는 기판 지지체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다공성 부재는 세라믹 재료를 포함하는 기판 지지체.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 다공성 부재와 지지 바디는 단일 부재로 동시-소성, 가열압축, 또는 소결되는 기판 지지체.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 바디는,
    상기 지지면으로부터 상기 다공성 부재를 분리하는 부분; 및
    상기 부분을 통과하도록 위치하여 상기 다공성 부재를 상기 지지면에 유동적으로 결합시키는 하나 이상의 출구를 더 구비하는 기판 지지체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 그로부터 연장하는 복수개의 메사를 더 구비하는 기판 지지체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    각각의 메사는 그 위에 위치하는 유전체 층을 더 구비하는 기판 지지체.
  14. 기판을 지지하도록 구성되는 지지면과 그에 대향하는 탑재면을 갖는 세라믹 지지 바디;
    지지면에 위치하며, 바디에 위치하는 통로에 결합되는 복수개의 홀;
    상기 지지 바디내에 위치하는 하나 이상의 전도성 부재;
    적어도 상기 탑재면상에 위치하며, 상기 바디와는 상이한 재료의 코팅; 및
    상기 통로내에 위치하며, 홀들이 내부에 위치하는 바디 부분에 의해, 상기 지지면을 분리하는 다공성의 세라믹 부재를 구비하는 기판 지지체.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 지지면 또는 상기 바디의 일 측면상에 상기 유전체 코팅이 추가적으로 위치하는 기판 지지체.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 유전체 코팅은 약 2.5 내지 약 7 범위의 유전 상수를 가진 재료를 포함하는 기판 지지체.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 유전체 코팅은 실리콘 질화물, 실리콘 이산화물, 알루미늄 이산화물, 탄탈륨 5산화물, 실리콘 탄화물 및 폴리이미드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는 기판 지지체.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 세라믹 지지 바디는,
    상기 전도성 부재와 상기 지지면 사이에 위치하며, 약 1E ×9 내지 약 1E ×11 Ω-cm 의 저항률을 갖는 상부; 및
    하부를 더 구비하는 기판 지지체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 세라믹 지지 바디의 하부는 상기 상부의 저항률보다 높은 저항률을 갖는 기판 기지자.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 다공성 부재, 상기 바디의 상부 및 상기 바디의 하부는, 단일 부재로 동시-소성, 소결, 또는 가열압축되는 기판 지지체.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 다공성 부재, 상기 바디의 상부 및 상기 바디의 하부는, 단일 부재로 동시-소성, 소결, 또는 가열압축되는 기판 지지체.
  22. 내부 공간 (interior volume) 을 한정하는 배기가능한 챔버 (evacuable chamber);
    상기 내부 공간에 유동적으로 결합되는 가스 공급부;
    상기 내부 공간에 위치하는 온도 제어판; 및
    정전식 척을 구비하며,
    상기 정전식 척은,
    지지면을 가진 상부 및 상기 온도 제어판상에 위치하는 탑재면을 가진 하부를 갖는 지지 바디;
    상기 지지 바디에 위치하는 하나 이상의 전도성 부재;
    상기 탑재면상에 위치하며, 상기 바디와는 상이한 재료의 유전체 코팅;
    상기 지지 바디의 하부에 위치하며, 상기 상부에 의해 적어도 부분적으로 폐쇄되는 일단을 갖는 하나 이상의 통로;
    상기 지지 바디의 상부를 통과하도록 위치하며, 상기 통로를 상기 지지면에 유동적으로 결합시키는 하나 이상의 출구; 및
    상기 통로내에 위치하는 다공성 부재를 구비하는, 기판 프로세싱용 프로세스 챔버.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 지지 바디 및 다공성 부재는 세라믹을 구비하며, 단일 부재로 동시-소성, 소결, 또는 가열압축되는, 기판 프로세싱용 프로세스 챔버.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 배기가능한 챔버는 에칭 챔버, 물리적 증착 챔버 또는 화학적 기상 증착 챔버인, 기판 프로세싱용 프로세스 챔버.
  25. 제 22 항에 있어서,
    적어도 상기 바디의 지지면 또는 일측면상에 상기 유전체 코팅이 추가적으로 위치하는, 기판 프로세싱용 프로세스 챔버.
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