KR20060076288A - 접촉 체적을 이용한 효과적인 온도 제어를 위한 방법 및장치 - Google Patents

접촉 체적을 이용한 효과적인 온도 제어를 위한 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

기판을 지지하는 기판 홀더로서, 바깥쪽 지지면, 냉각 구성요소, 상기 지지면에 인접하고, 상기 지지면과 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 가열 구성요소, 및 상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이에 배치되고 제1 안쪽 표면과 제2 안쪽 표면에 의해 형성되는 접촉 체적을 포함한다. 상기 가열 구성요소와 상기 냉각구성요소 사이의 열전도성은 상기 접촉 체적에 유체가 공급될 때 증가한다.
접촉 체적, 기판 홀더, 기판, 온도제어

Description

접촉 체적을 이용한 효과적인 온도 제어를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT TEMPERATURE CONTROL USING A CONTACT VOLUME}
본 발명은 일반적으로 반도체 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기판 홀더 내의 거친 접촉(rough contact) 또는 마이크론 크기의 갭을 이용하여 기판의 온도 제어에 관한 것이다.
많은 공정들(예를 들면, 화학적, 플라즈마-유도, 에칭 및 증착)은 기판(또한, 웨이퍼라고도 칭한다)의 순간 온도에 상당히 의존한다. 따라서, 기판의 온도를 제어하는 능력은 반도체 처리 시스템의 필수적인 특성이다. 또한, 동일한 진공 챔버내에 다른 온도를 요구하는 다양한 공정들의 빠른 어플리케이션(어떤 중요한 경우 내에, 주기적으로)은 기판 온도의 빠른 변경 및 제어 능력을 요구한다. 기판의 온도를 제어하는 한가지 방법은 기판 홀더(또한, 척(chuck)이라고도 한다.)를 가열하거나 냉각하는 것이다. 기판 홀더의 보다 빠른 가열 혹은 냉각을 실행하는 방법들이 이전에 제시되고 적용되어 왔지만, 존재하는 어떤 방법도 산업계의 증가하는 요구를 충족시키도록 하는 충분히 빠른 온도 제어를 제공하지 못하였다.
예를 들면, 채널들을 통해 척 안에 액체를 흘리는 것은 기존의 시스템에서 기판을 냉각하기 위한 한 가지 방법이다. 그러나, 유체의 온도는 칠러(chiller)에 의해 제어되고, 이는 특히 그것의 소음과 크기 때문에 보통 척 어셈블리로부터 떨어진 위치에 배치된다. 그러나, 칠러 유닛은 보통 매우 비싸고, 냉각 유체의 상당한 부피 및 칠러에 의해 제공되는 가열 및 냉각 파워의 한계로 인해 빠른 온도 변화를 위한 능력에 제한이 있다. 또한, 척이 원하는 온도 설정에 도달하기 위해서는 대부분 척 블록의 크기와 열전도성에 의존하는 부가적인 시간 지연이 있다. 이러한 요인들은 기판을 빨리 원하는 온도로 냉각될 수 있는 방법에 제한을 준다.
기판의 가열에 영향을 주기 위해 기판 홀더 내에 실장된 전기적 히터의 사용을 포함하여 다른 방법들이 또한 제안되고 이용되고 있다. 실장된 히터는 기판 홀더의 온도를 증가시키지만, 그것의 냉각은 여전히 칠러에 의해 제어되는 냉각 액체에 의존한다. 또한, 실장된 히터와 직접 접촉하는 척 재료들이 영구적으로 손상될 수 있기 때문에, 실장된 히터에 인가될 수 있는 파워의 양은 제한된다. 기판 홀더의 윗면 위의 온도 균일성이 또한 필수 요소이고, 또한 가열률을 제한한다. 이러한 모든 요소들은 기판의 온도 변화를 빨리 이루는 방법에 제한을 준다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 종래의 온도 제어 방법의 상기 또는 다른 문제들을 해결하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 보다 빠른 기판의 가열 및 냉각을 제공하는 방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및/또는 다른 목적들은 화학적 및/또는 플라즈마 처리 동안에 기판을 지지하는 기판 홀더의 상부의 빠른 온도 변화 및 제어를 위한 방법 및 장치들에 의해 제공될 것이다.
본 발명의 제1 측면에 의하면, 기판을 지지하기 위한 기판 홀더가 제공된다. 기판 홀더는 바깥쪽 지지면, 냉각 구성요소, 상기 지지면에 인접하여, 상기 지지면과 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 가열 구성요소를 포함한다. 접촉 체적은 상기 가열 구성요소 및 상기 냉각구성요소 사이에 배치되고, 제1 안쪽 표면과 제2 안쪽 표면에 의해 형성된다. 상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이의 열전도성은 상기 접촉 체적에 유체가 제공될 때 증가한다.
본 발명의 제2 측면에 의하면, 기판 처리 시스템이 제공된다. 시스템은 바깥쪽 지지면, 냉각 유체를 포함하는 냉각 구성요소, 상기 지지면에 인접하여, 상기 지지면과 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 가열 구성요소, 및 상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이에 배치되고, 제1 안쪽 표면과 제2 안쪽 표면에 의해 형성된 접촉 체적을 포함하는 기판 지지용 기판 홀더를 포함한다. 시스템은 또한 상기 접촉 체적에 연결된 유체 공급 유닛을 포함한다. 유체 공급 유닛은 접촉 체적에 유체를 공급하고 상기 접촉 체적으로부터 유체를 제거하도록 배열된다.
본 발명의 제3 측면에 의하면, 기판을 지지하기 위한 기판 홀더가 제공된다. 기판 홀더는 바깥쪽 지지면, 냉각 구성요소, 상기 지지면에 인접하여, 상기 지지면과 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 가열 구성요소를 포함한다. 기판 홀더는 또한 상기 가열 구성요소에 의해 가열되는 상기 기판 홀더의 열량(thermal mass)을 효과적으로 감소시키고, 상기 가열 구성요소를 둘러싸는 상기 기판 홀더의 일부와 상기 냉각 구성요소를 둘러싸는 상기 기판 홀더의 일부 사이의 열 전도성을 증가시키는 제1 수단을 포함한다.
본 발명의 제4 측면에 의하면, 기판 홀더를 생산하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 바깥쪽 지지면을 제공하는 단계, 제1 안쪽 표면과 제2 안쪽 표면 중 적어도 하나를 폴리쉬(polish)하는 단계, 접촉 체적을 형성하기 위해 상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면의 주변부를 연결하는 단계 및 가열 구성요소 및 냉각 구성요소를 상기 접촉 체적의 반대쪽 면에 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제5 측면에 의하면, 기판 홀더의 온도를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 기판 홀더의 온도를 증가시키는 단계를 포함하고, 기판 홀더의 온도를 증가시키는 단계는 가열 구성요소를 활성화시키는 단계, 및 상기 가열 구성요소에 의해 가열된 상기 기판 홀더의 열량을 효과적으로 감소시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 지지면의 온도를 감소시키는 단계를 포함하고, 상기 지지면의 온도를 감소시키는 단계는, 냉각 구성요소를 활성화시키는 단계, 및 상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이의 열전도성을 증가시키는 단계를 포함한다.
결합되어 명세서의 일부를 구성하는 이후의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 도시하고, 이상에서 주어진 일반적인 설명 및 이하에 주어진 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 반도체 처리 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 기판 홀더의 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 홀더 내의 2개의 안쪽의 거친 표면들 사이의 접촉의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 도 1의 기판 홀더 내의 2개의 안쪽의 거친 표면 사이의 접촉 체적의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 의한, 도 1의 기판 홀더 내의 2개의 안쪽의 매끄러운 표면 사이의 접촉 체적의 개략도이다.
도 6은 도 5의 안쪽 표면 위의 예시적인 단일-구역 홈(single-zone groove) 패턴의 평면도이다.
도 7은 도 5의 안쪽 표면 위의 예시적인 이중-구역 홈(dual-zone groove) 패턴의 평면도이다.
이제부터, 유사한 참조 부호의 지정이 몇몇 도면을 통해 동일하거나 대응되는 부분을 나타내는 도면을 참조하여, 본 발명의 몇 가지 실시예들이 이후에 설명된다.
도 1은 예를 들면, 화학적 및/또는 플라즈마 처리에 사용될 수 있는 기판 처리 시스템(1)을 도시한다. 처리 시스템(1)은 진공 처리챔버(10), 지지면(22)을 가지는 기판 홀더(20), 및 기판 홀더(20)에 의해 지지되는 기판(30)을 포함한다. 처리 시스템(1)은 또한 처리챔버(10) 내에 감소된 대기압을 제공하는 펌프 시스템(40), 파워 공급원(130)에 의해 제공되는 실장된 전기적 가열 구성요소(50) 및 칠러(120)에 의해 제어되는 액체 흐름용 채널들을 가지는 실장된 냉각 구성요소(60) 를 포함한다. 접촉 체적(90)은 가열 구성요소(60)와 냉각 구성요소(60) 사이에 제공된다. 유체 공급 유닛(140)은 기판 홀더(20)의 가열 및 냉각을 용이하게 하도록 도관(conduit)(98)을 통해 접촉 체적(90)으로부터 유체(92)를 공급하거나 제공하기 위해 제공된다. 비제한적인 예로서, 유체(92)는 헬륨(He)가스 또는 택일적으로 접촉 체적(90)에 걸쳐서 열전도성을 빠르고 현저하게 증가시키거나 감소시킬 수 있는 다른 유체가 될 수 있다.
도 2는 기판(20)과 관련하여 기판 홀더(20)의 추가적인 상세사항을 도시한다. 이 도에서 보는 바와 같이, 헬륨 후방의 흐름(70)이 강화된 열전도성을 위해 He 공급원(미도시)로부터 기판 홀더(20)와 기판(30) 사이에 제공된다. 강화된 열 전도성은 가열 구성요소(50)를 포함하거나 바로 인접하는 지지판(22)의 빠른 온도 제어가 기판(30)의 빠른 온도 제어로 이르게 됨을 보증한다. 표면(22) 위의 홈들은 또한, 보다 빠른 He 가스 분배를 위해 이용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각 구성요소(60)는 칠러(120)에 의해 제어되는 유체 흐름을 포함하도록 배열된 복수의 채널들(62)을 포함하고, 기판 홀더(20)는 정전기 클램핑 전극(80)과 대응하는 DC 파워 공급원 및 기판(30)의 정전기 클램핑을 기판 홀더(20)에 제공하는 데 요구되는 연결소자들을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 시스템은 단지 예시이며, 다른 소자들이 포함될 수 있다. 예를 들면, 처리시스템(1)은 또한 RF 파워 공급원과 RF파워 피드(feed), 웨이퍼를 배치하고 제거하기 위한 핀들, 열센서 및 기술분야에서 알려진 다른 소자들을 포함할 수 있다. 처리 시스템(1)은 또한 진공챔버(10)에 넣은 처리 가스 라인 들 및 진공 챔버(10)안의 기체를 플라즈마로 여기시키기 위해 제2 전극(용량결합형 시스템에 대해) 또는 RF 코일(유도결합형 시스템에 대해)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 접촉 체적(90)의 상세를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 접촉 체적(90)은 기판 홀더(20)의 상부 안쪽 표면(93)과 하부 안쪽 표면(96) 사이에 제공된다. 이 예에서, 접촉 체적(90)은 두개의 거친 표면들(93 및 96)사이에 거친 접촉으로 마련된다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 표면들(93 및 96)은 가열구성요소(50) 및 냉각 구성요소(60)의 작동 표면 영역과 실질적으로 동일한 표면 영역을 가진다. 택일적으로, 표면들(93 및 96)의 표면 영역들은 가열 구성요소(50) 및 냉각 구성요소(60)의 표면 영역보다 더 크거나 작을 수 있으나, 결과로 생기는 접촉 체적(90)은 지지면(22)의 빠른 가열 및 냉각을 용이하게 하는 크기여야 한다. 또한, 바람직하게는, 지지면(22), 냉각 구성요소(60)의 작동 표면, 가열 구성요소(50)의 작동 표면, 위쪽 표면(93) 및 아래쪽 표면(96)은, 비록 그것들이 평행일 필요가 없더라도 서로 실질적으로 팽행일 수 있다. 본 문서의 목적을 위해, "실질적으로 동일" 및 "실질적으로 평행"이란 완전한 동일 및 완전한 평행으로부터의 편차가 각각 종래기술로 인식되는 허용범위 내에 있는 상태를 나타낸다. 표면들(93 및 96)의 거친 표면 영역을 얻기 위한 준비 단계들은 다음과 같이 되거나 또는 택일적으로, 표면 러프닝(surface roughening)용 기술분야에서 알려진 다른 방법들에 의해 이루어질 수 있다.
첫째, 표면들(93 및 96)은 반경 R에 의해 규정된 영역의 어느 곳에서도 모두 폴리쉬(polish)되고, 여기서, R은 기판 홀더의 전체 반지름(또는 만약 그것이 원이 아니라면, 전체 크기)이다. 그 후, 표면 러프닝용 몇 가지 기술들(예를 들면, 샌드 블래스팅(sand blasting))이 반지름 R1(원형구조의 경우)에 의해 규정된 표면의 안쪽 영역에 적용되고, 여기서 R1은 R보다 약간 작은 반지름으로, 따라서 오직 상대적으로 작은 주변 조각(strip)(95)이 폴리쉬되어 남겨진다. 그 후, 윗쪽 표면(93)과 아래쪽 표면(96)에 대응하는 상부 및 하부 블록들이 연결되고, 이는 주변 조각(95)에서 양호하게 기계적으로 접속되고, 반면에 접촉 체적(90)을 표면들(93 및 96)의 거친 접촉으로 남겨둔다.
거친 접촉의 아이디어는 표면들(93 및 96)을 서로 매우 가깝게(즉, 수 마이크론의 범위 내로, 바람직하게는 1~20 마이크론의 범위 내에) 지지하는 반면, 접촉 체적(90)에 걸쳐 열전도성을 상당하게 감소시키기 위한 것이다. 도 3의 실시예에서, 표면들(93 및 96)은 표면의 불규칙함을 포함하여 어떤 영역에서 서로 접촉할 수 있으나, 대부분의 장소에서는 분리된다. 이 구성으로, 접촉 체적(90)에 걸쳐 열 전도성은 크기 또는 그 외의 순서로 감소된다.
상기한 바와 같이, 도 3에 도시된 예는 각각 폴리쉬되고,후에 러프닝된 두 개의 표면들(93 및 96)에 의해 형성된 접촉 체적(90)을 도시한다. 택일적인 실시예에서는, 표면들(93 및 96) 중 오직 하나만이 러프닝되어, 접촉 체적이 일측면 위의 폴리쉬된 표면과, 대향된 측면 위의 러프닝된 표면에 의해 형성된다. 이 구성에서, 거친 접촉은 여전히 달성된다.
도 3에 도시된 실시예와 택일적인 실시예로서, 접촉 체적(90)이 윗면(93)과 아랫면(96)이 서로 전혀 접촉하지 않도록 상부면(93)과 하부면(96)에 의해 형성될 수 있다. 이 구성이 도 4에 도시되고, 여기서 표면들(93 및 96)은 작은 양의 공간, 즉 여기서 표면들(93 및 96) 사이의 접촉 체적(90)에 걸친 수 마이크론의 거리 에 의해 분리된다. 바람직하게는, 접촉 체적(90)을 가로지르는 거리는 1마이크론과 50마이크론 사이에 있고, 더욱 바람직하게는 1마이크론과 20마이크론 사이에 있다. 표면들(93 및 96)은 표면 영역을 증가시키고, 유체(92)와 표면들(93 및 96)의 상호작용을 변경하기 위해 러프닝될 수 있다(도 4에 도시된 바와 같이). 도 5의 다른 택일적인 실시예에 도시된 바와 같이, 표면들(93 및 96)은 모두 매끄럽게 될수 있고, 반면에 도 4의 실시예에 도시된 바와 같이 작은 양의 공간에 의해 분리된다. 이 모든 예들에서, 표면들(93 및 96)에 걸친 접촉 체적(90)은 접촉 체적(90)의 열전도성이 유체(92)의 유입 및 배출에 의해 현저하게 바뀌고, 제어가능한 경향에 있도록 하기 위해, 특정 수치로 만들어져야 한다. 압축된 He가스를 유체(92)로서 이용하는 실시예에서, 이 거리는 바람직하게는 1마이크론과 50마이크론 사이에 있고, 보다 바람직하게는 1마이크론과 20마이크론 사이에 있다.
도 6은 포트(port)(105), 홈들(115), 접촉 체적(90) 내에 유체(92)의 빠른 분배를 향상시키기 위해 제공되는 조합물(combination)을 포함하는 단일 구역 홈 시스템을 도시한다. 포트(105)는 윗면(93)(도 6에 도시된 바와 같이) 및/또는 아랫면(96) 상에 배치될 수 있다. 유체(92)는 도관(98)과 포트(105)를 통과하여 접촉 체적(90)에 공급된다. 홈들(115)은 또한 위쪽 표면(93)(예를 들면, 도 5의 상(phantom)에 도시된 실시예의 매끄러운 위쪽 표면(93)) 및/또는 아래쪽 표면(96) 위에 배치될 수 있다. 홈들(115)이 양 표면(93 및 96) 내에 배치될 때, 그것들은 동일하게 구성되고 각각에 대해 맞은편에 또는 각각에 대해 방향을 바꿔 배열될 수 있다. 택일적으로, 홈들(115)의 각각의 세트(set)는 표면들(93 및 96)이 접합할 때, 그것들이 정렬(align)되지 않도록, 다르게 구성될 수 있다. 홈들(115)은 약 0.2mm에서 2.0mm의 폭 및 동일한 수치 범위의 깊이를 가질 수 있다. 접촉 체적(90) 내의 열 전도성은 홈들(115)에 의해 덮인 구역(예를 들면, 영역) 내의 유체(92)의 압력 및 열전도성 프로파일(profile) 제어를 허용하는 조건, 및 표면들(93 및 96)에 걸친 온도 프로파일 제어에 의존한다.
도 6에 도시된 단일 구역 시스템에 택일적으로, 도 7은 제1 구역(94a)이 안쪽 홈들(115) 및 안쪽 포트(105)를 포함하여 형성되고, 제2 구역(94b)이 바깥쪽 홈(116) 및 바깥쪽 포트(106)를 포함하여 형성된 이중 구역 시스템을 도시한다. 안쪽 홈들(115)은 압력, 열 전도성 및 기판 홀더의 제1 구역(94a)안의 온도를 제어하는 반면에, 바깥쪽 홈(116)은 제2 구역(94b) 내의 상기 조건들을 제어한다. 홈들(115)은 표면(93) 상의 어떤 지점에서 홈(116)에 연결되지 않고, 접촉 체적의 다른 구역의 개별적인 제어를 용이하게 하는 구성을 만든다. 또한, 다중-구역 홈 시스템(미도시)이 제공될 수 있고, 어느 경우든 개별적인 유체 포트들의 세트가 각각의 구역에 제공되고, 다른 가스 압력이 다른 구역에 이용될 수 있다. 또한, 홈들(115) 및 포트(105)는 택일적으로 접촉 체적(90) 내에 원하는 유체 분배를 얻기 위해 어떤 다른 방법으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 3-구역 접촉 체적은 유체(92)의 독립적으로 제어된 압력을 가지고 안쪽 홈, 중간-반지름 홈 및 바깥쪽 홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 이하와 같이 동작할 수 있다. 가열 단계 동안, 가열 구성요소(50)에 파워가 인가되고, 유체(92)가 접촉 체적(90)으로부터 배출되어 유체 공급 유닛(140)으로 전달된다. 이렇게, 접촉 체적(90)에 걸친 열전도성은 접촉 체적(90)이 가열 배리어(barrier)로 작용하도록 하기 위해 크게 감소된다. 즉, 배출 단계는 효율적으로 냉각 구성요소(60)를 직접적으로 둘러싸는 기판 홀더(20)의 일부분을 가열 구성요소(50)를 직접적으로 둘러싸는 기판 홀더(20)의 부분과 분리한다. 따라서, 가열 구성요소(50)에 의해 가열되는 기판 홀더(20)의 질량은 가열 구성요소(50)의 직접적으로 에워싸는 부분만으로 효과적으로 감소된다. 가열 구성요소(50)의 이용과 택일적으로, 가열은 진공 챔버(10)내에서 생성된 플라즈마로부터의 열속과 같은, 외부의 열속(heat flux)을 통해 제공된다.
냉각 단계에서, 가열 구성요소(50)가 꺼지고, 유체(92)는 유체 공급 유닛(140)으로부터 접촉 체적(90)에 제공되고, 냉각 구성요소(60)는 활성화된다. 접촉 체적(90)이 유체(92)로 채워질 때, 접촉 체적(90)에 걸친 열 전도성은 현저히 증가하고, 이에 따라 냉각 구성요소(60)에 의해 지지면(22)과 웨이퍼(30)의 빠른 냉각을 제공한다. 작은 주변영역(95)(도 3~ 도 5)은 유체(92)가 접촉 체적(90)으로부터 흘러나오는 것을 방지한다. 어떤 상황에서, 폴리쉬된 영역(95)은 존재하지 않을 수 있고, 이에 의해 표면들(93 및 96)의 전체 영역은 거칠다. 이러한 상황에서, 접촉 체적(90)으로부터 유체(92)의 누설을 견디거나, 밀봉 구성요소(예를 들면, O-링(O-ring))가 유체(92)의 누설을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 효율적인 온도 제어 또는 빠른 온도 제어가 중요한 다양한 시스템 에 효과적으로 적용될 수 있다. 이러한 시스템들은 플라즈마 처리, 비-플라즈마 처리, 화학 처리, 에칭, 증착, 필름형성, 또는 애슁(ashing)을 이용하는 시스템을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 또한, 예를 들면 LCD 유리 기판 또는 유사한 장치와 같은, 반도체 웨이퍼가 아닌 타겟(target)물체용 플라즈마 처리장치에 적용될 수 있다.
본 기술분야의 당업자라면, 본 발명이 그 정식 및 필수적인 특징들을 벗어나지 않고도 다른 특정한 형태로 실현될 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 예시적이고, 제한적이지 않음이 모든 측면에서 고려된다. 본 발명의 범위는 이전의 설명 보다 계류중인 청구항들에 의해 나타나 있으며, 그 의미 및 범위 내에 있는 모든 변형 및 그 등가물이 그 안에 포함되는 것을 의미한다.

Claims (39)

  1. 기판을 지지하기 위한 기판 홀더에 있어서:
    바깥쪽 지지면;
    냉각 구성요소;
    상기 지지면에 인접하여, 상기 지지면과 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 가열 구성요소; 및
    상기 가열 구성요소 및 상기 냉각구성요소 사이에 배치되고, 제1 안쪽 표면과 제2 안쪽 표면에 의해 형성된 접촉 체적을 포함하고,
    상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이의 열전도성이 상기 접촉 체적에 유체가 제공될 때 증가하는, 기판 홀더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지면, 상기 냉각 구성요소의 작동 표면, 상기 가열 구성요소의 작동 표면, 상기 제1 안쪽 표면, 상기 제2 안쪽 표면이 서로 실질적으로 평행인, 기판 홀더.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면 중 적어도 하나의 표면 영역이 상기 냉각 구성요소와 상기 가열 구성요소 중 적어도 하나의 작동 표면의 표면영역과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면 중 적어도 하나가 거친(rough) 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면이 거친 접촉(rough contact)에 있는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면 중 적어도 하나가 매끄러운(smooth)한 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면 사이의 거리는 1마이크론과 50마이크론 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 구성요소는 복수의 유체 흐름(flow) 채널을 포함하는 것을 특징으 로 하는, 기판 홀더.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안쪽 표면 및 상기 제 2 안쪽 표면 중 적어도 하나가 복수의 유체 흐름 홈과 적어도 하나의 유체 포트(port)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉 체적은 상기 기판 홀더 내에 밀폐(seal)되는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  11. 기판 처리 시스템에 있어서:
    기판을 지지하기 위한 기판 홀더로서,
    바깥쪽 지지면,
    냉각 유체를 포함하는 냉각 구성요소,
    상기 지지면에 인접하여, 상기 지지면과 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 가열 구성요소, 및
    상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이에 배치되고, 제1 안쪽 표면과 제2 안쪽 표면에 의해 형성된 접촉 체적을 포함하는, 상기 기판을 지지하기 위한 기판 홀더; 및
    상기 접촉 체적에 연결되어, 상기 접촉 체적에 유체를 공급하고, 상기 접촉 체적으로부터 유체를 제거하도록 배열된 유체 공급 유닛
    을 포함하는, 기판 처리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각 구성요소에 연결된 온도 제어 유닛을 더 포함하는, 기판 처리 시스템.
  13. 기판을 지지하는 기판 홀더에 있어서:
    바깥쪽 지지면;
    냉각 구성요소;
    상기 지지면에 인접하여, 상기 지지면과 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 가열 구성요소; 및
    상기 가열 구성요소에 의해 가열되는 상기 기판 홀더의 열량(thermal mass)을 효과적으로 감소시키고, 상기 가열 구성요소를 둘러싸는 상기 기판 홀더의 일부와 상기 냉각 구성요소를 둘러싸는 상기 기판 홀더의 일부 사이의 열 전도성을 증가시키는 제1 수단을 포함하는, 기판 홀더.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 수단은 상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 접촉 체적을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 수단은 유체를 상기 접촉 체적으로부터 배출하고, 유체를 상기 접촉 체적에 제공하는 제2 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  16. 기판 홀더를 생산하는 방법에 있어서,
    바깥쪽 지지면을 제공하는 단계;
    제1 안쪽 표면과 제2 안쪽 표면 중 적어도 하나를 폴리쉬(polish)하는 단계;
    접촉 체적을 형성하기 위해 상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면의 주변부를 연결하는 단계; 및
    가열 구성요소 및 냉각 구성요소를 상기 접촉 체적의 반대쪽 면에 제공하는 단계를 포함하는, 기판 홀더의 생산방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 연결하는 단계 전에 상기 제1 안쪽 표면의 일부와 상기 제2 안쪽 표면의 일부 중에 적어도 하나를 러프닝(roughening)하는 단계를 더 포함하는, 기판 홀더의 생산방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면의 러프닝된 부분 사이의 거리가 1마이크론과 50마이크론 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더의 생산방법
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면의 주변부가 매끄럽게 만들어진 것을 특징으로 하는, 기판 홀더의 생산방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 가열 구성요소가 상기 지지면에 인접하여 제공되는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더의 생산방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 접촉 체적 안의 상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면 사이의 거리가 약 1 마이크론과 50마이크론 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더의 생산방법.
  22. 기판의 온도를 제어하는 방법에 있어서:
    기판 홀더의 온도를 증가시키는 단계로서,
    가열 구성요소를 활성화시키는 단계, 및
    상기 가열 구성요소에 의해 가열된 상기 기판 홀더의 열량을 효과적으로 감 소시키는 단계를 포함하는, 상기 기판 홀더의 온도 증가 단계; 및
    상기 지지면의 온도를 감소시키는 단계로서,
    냉각 구성요소를 활성화시키는 단계, 및
    상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이의 열전도성을 증가시키는 단계를 포함하는, 상기 지지면의 온도 감소 단계
    를 포함하는, 기판 온도 제어 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 기판 홀더는 상기 가열 구성요소와 상기 냉각 구성요소 사이에 배치된 접촉 체적을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 온도 제어 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 기판 홀더의 열량을 효과적으로 감소시키는 단계는 상기 접촉 체적으로부터 유체를 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 온도 제어 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 열전도성을 증가시키는 단계는 상기 접촉 체적을 상기 유체로 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 온도 제어 방법.
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 체적 내에 사용되는 유체는 가스(gas)인 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 유체는 헬륨 가스인 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  28. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면 사이의 거리가 1마이크론과 20마이크론 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  29. 제 18 항에 있어서,
    상기 접촉 체적 내의 상기 제1 안쪽 표면과 상기 제2 안쪽 표면 사이의 거리가 1마이크론과 20마이크론 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더의 생산방법.
  30. 제 9 항에 있어서,
    상기 두 개의 안쪽 표면 위의 홈들은 동일하게 배치되고 각각에 대해 맞은 편에 있는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  31. 제 9 항에 있어서,
    상기 두 개의 안쪽 표면 위의 홈들은 동일하게 배치되고, 각각에 대해 방향이 바뀌어져(shifted) 있는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  32. 제 9 항에 있어서,
    상기 두 개의 안쪽 표면 위의 홈들은 다른 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  33. 제 9 항에 있어서,
    모든 홈이 상기 홈에 유체를 전달하거나 상기 홈으로부터 유체를 제거하기 위한 적어도 하나의 포트를 포함하는 단일 구역 시스템 내에 연결된 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  34. 제 9 항에 있어서,
    홈들의 세트(set)가 제1 구역을 형성하기 위해 함께 연결되고, 구역들 간에 연결이 없이 홈들의 세트 중 적어도 하나는 제2 구역을 형성하고, 상기 제1 및 제 2 구역 각각은 구역에 유체를 전달하거나 제거하도록 구성된 적어도 하나의 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  35. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지면에 인접한 상기 가열 구성요소는 존재하지 않고, 상기 가열은 그 후에 예를 들면 플라즈마로부터의 열속과 같은, 외부의 열속에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  36. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 열 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 홀더.
  37. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지면에 인접하여 상기 접촉 체적 위에 배치되어 실장된 정전기 클램핑 전극;
    상기 클램핑 전극에 직류 전위를 제공하도록 구성된 연결소자; 및
    파워 공급원을 더 포함하는, 기판 홀더.
  38. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판 홀더가 배치된 진공 처리 챔버; 및
    상기 기판 처리 챔버에 넣은 적어도 하나의 처리 가스 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 시스템.
  39. 제 38 항에 있어서,
    플라즈마가 상기 진공 처리 챔버에서 생성되는 것을 특징으로 하는, 기판 처리 시스템.
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