KR20210072114A - He 홀 라이트-업 (light-up)/아크 (arcing) 를 방지하는 특징들을 갖는 고전력 정전 척 - Google Patents

He 홀 라이트-업 (light-up)/아크 (arcing) 를 방지하는 특징들을 갖는 고전력 정전 척 Download PDF

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알렉산더 마튜시킨
키이스 코멘단트
다렐 에를리히
에릭 새뮬온
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Abstract

플라즈마 프로세싱 챔버의 정전 척의 헬륨 라인을 위한 스파크 억제 장치가 제공된다. 스파크 억제 장치는 헬륨 라인 내에 유전체 멀티루멘 플러그를 포함하고, 유전체 멀티루멘 플러그는 복수의 루멘들을 갖고, 복수의 루멘들은 30 내지 100,000 루멘들로 넘버링되고 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 폭을 갖는다.

Description

He 홀 라이트-업 (light-up)/아크 (arcing) 를 방지하는 특징들을 갖는 고전력 정전 척
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 11월 1일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 62/754,308 호의 우선권의 이익을 주장하고, 이는 모든 목적들을 위해 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 기판들을 프로세싱하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 개시는 기판들을 플라즈마 프로세싱하기 위한 장치에 관한 것이다.
다양한 플라즈마 프로세싱 챔버들에서, 헬륨 (He) 은 온도 제어를 제공하기 위해 정전 척 (Electrostatic Chuck; ESC) 상의 기판의 후면으로 흐른다. 플라즈마를 형성하기 위해 사용된 무선 주파수 (Radio Frequency; RF) 전력은 플라즈마 형성과 연관된 고 전압으로 인해 ESC 캐비티들에서 2 차 플라즈마 라이트-업 (light-up) 을 유발할 수도 있다. 라이트-업은 임의의 두 표면들 사이에 높은 전위 차를 갖는 두 표면들 사이의 아크를 촉진할 것이다. 이러한 아크는 ESC에 손상을 줄 것이다.
전술한 바를 달성하기 위해 그리고 본 개시의 목적에 따라, 플라즈마 프로세싱 챔버의 정전 척의 헬륨 라인을 위한 스파크 억제 장치가 제공된다. 스파크 억제 장치는 헬륨 라인 내에 유전체 멀티루멘 (multilumen) 플러그를 포함하고, 유전체 멀티루멘 플러그는 복수의 루멘들을 갖고, 복수의 루멘들은 30 내지 100,000 루멘들로 넘버링되고 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 폭을 갖는다.
본 개시의 이들 및 다른 특징들은 본 개시의 상세한 기술 (description) 및 이하의 도면들과 함께 아래에 보다 상세하게 기술될 것이다.
본 개시는 유사한 참조 번호들이 유사한 엘리먼트들을 참조하는 첨부된 도면들의 도면들에, 제한이 아니라 예로서 예시된다.
도 1은 일 실시 예에서 사용될 수도 있는 정전 척 (ESC) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 일 실시 예에서 사용될 수도 있는 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략도이다.
본 개시는 첨부한 도면들에 예시된 바와 같이 개시의 몇몇 실시 예들을 참조하여 이제 상세히 기술될 것이다. 이하의 기술에서, 본 개시의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적 상세들이 제시된다. 그러나, 본 개시가 이들 구체적인 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 프로세스 단계들 및/또는 구조체들은 본 개시를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 기술되지 않았다.
새로운 반도체 제조 프로세스들은 매우 고 무선 주파수 (Radio Frequency; RF) 전력 플라즈마들을 필요로 한다. RF 전력을 상승시키는 것은 정전 척 (Electrostatic Chuck; ESC - 웨이퍼 서셉터) 에 인가된 RF 전류들 및 총 전압들의 상승을 유발한다. 동시에, 새로운 플라즈마 에칭 프로세스들은 이전에 요구된 것보다 상당히 저 RF 주파수들 (예를 들어, 2 ㎒, 400 ㎑, 또는 이하) 을 필요로 한다. 저 RF 주파수들은 ESC 세라믹에 걸쳐 인가된 RF 전압의 추가 상승을 유발한다. 세라믹에 걸쳐 인가된 고 전압은 웨이퍼와 베이스 플레이트 사이에서 전기적 방전 (아크 (arcing)) 또는 가스 공급 홀들에서 열 전달 가스 (예를 들어, He) 의 점화 (라이트-업 (light-up)) 를 유발할 수도 있다. ESC의 아크는 보통 웨이퍼 파괴, 다른 챔버 컴포넌트들에 대한 가능한 손상, 및 제조 프로세스 중단을 동반하는 부품의 치명적인 파괴를 유발한다. 열 전달 가스 라이트-업의 경우, ESC 파괴는 치명적일 수 있거나 반도체 디바이스 손상과 함께 복수의 웨이퍼들에 영향을 주며 서서히 전개될 수 있고, 제조 프로세스의 훨씬 나중 단계들에서만 검출된다. 두 경우들 모두, ESC 고장은 웨이퍼 생산 및 제조업체들의 수익에 상당한 손실을 유발한다.
저전압 적용 예들에 대해, 세라믹 플레이트의 홀들과 마주보고 직행 가시선 (direct line of sight) 을 방지하는 베이스 플레이트들의 세라믹 슬리브들을 갖는 세라믹 플레이트의 직선 홀들을 사용하는 것이 일반적이다. 중저 (mid-low) 전압 적용 예들의 경우, 베이스 플레이트들의 세라믹 슬리브들은 세라믹 슬리브들보다 높은 내전압을 제공하는 다공성 플러그들로 대체된다. 중전압 적용 예들에 대해, 다공성 플러그들은 베이스 플레이트의 슬리브들에 더하여 세라믹 플레이트에 삽입된다. 추가 항복 전압 개선은 새로운 해결책들을 필요로 한다.
일 실시 예는 He 홀들 내로 작은 (직경 0.1 내지 100 ㎛) 개구부들을 갖는 플러그들 (세라믹 재료, 예를 들어, 알루미나 Al2O3 또는 알루미늄 나이트라이드 AlN으로 이루어짐) 을 도입함으로써 ESC 아크 및 He 라이트-업 문제들에 대한 해결책을 제공한다. 플러그들은 대전된 입자들의 충돌들의 수를 방지함으로써 라이트-업 확률을 제한하고 웨이퍼 후면 냉각을 위해 홀들을 통해 필요한 He 플로우를 보장하면서 웨이퍼와 상단 세라믹 플레이트 아래 척의 금속 부품 사이의 가시선을 방지하는, 보다 작은 마이크로-볼륨들로 He 홀 볼륨을 구획한다 (compartmentalize).
이해를 용이하게 하기 위해, 도 1은 일 실시 예에서 사용될 수도 있는 정전 척 (ESC) (100) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (100) 는 본딩 층 (112) 에 의해 세라믹 플레이트 (108) 에 본딩된 베이스 플레이트 (104) 를 포함한다. 이 실시 예에서,베이스 플레이트 (104) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (104), 예를 들어, 알루미늄이다. 베이스 플레이트 (104) 는 He 공급 라인 홀 (116) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (116) 의 출력 단부에 다공성 플러그 (120) 가 있다. He 공급 라인 홀 (116) 은 다공성 플러그 (120) 의 제 1 측면 상에 있다. 이 실시 예에서, 다공성 플러그 (120) 는 30 내지 50 ％의 다공성을 갖는 세라믹 알루미나 또는 알루미늄 나이트라이드의 다공성 유전체 플러그이다. 이 실시 예에서, 다공성 플러그 (120) 는 공급 라인 홀 (116) 의 특징적인 치수 (직경 또는 폭) 의 3 배보다 큰 3 내지 10 ㎜의 직경을 갖는다. 이 예에서, 다공성 플러그 (120) 는 베이스 플레이트 (104) 의 상단 표면으로 연장한다. 다공성 플러그 (120) 는: 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 직선, 또는 도 6, 도 7, 도 8, 또는 도 9에 도시된 바와 같이 T-형상 외측 엔벨로프를 갖는 다양한 형상들을 가질 수도 있다.
다공성 플러그의 제 1 측면과 마주보는 다공성 플러그 (120) 의 제 2 측면 상에 제 1 플레넘 (124) 이 있다. 다공성 플러그 (120) 는 제 1 플레넘 (124) 의 제 1 측면 상에 있다. 제 1 플레넘 (124) 은 본딩 층 (112) 내에 형성된다. 제 1 측면과 마주보는 제 1 플레넘 (124) 의 제 2 측면 상에는, 복수의 소형 쓰루 홀들을 갖는 알루미나 또는 알루미늄 나이트라이드로 이루어진 유전체 멀티루멘 (multilumen) 플러그 (128), 및 세라믹 플레이트 (108) 가 있다. 이 실시 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 는 세라믹 플레이트 (108) 에 본딩된다. 이 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 는 50 내지 100,000 루멘을 갖는 유전체 플러그이고, 루멘 각각은 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 직경을 갖는다. 루멘들은 제 1 플레넘 (124) 에 인접한 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 의 제 1 측면으로부터 제 1 측면과 마주보는 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 의 제 2 측면으로 연장한다. 세라믹 플레이트 (108) 는 0.5 ㎜ 내지 3 ㎜의 두께를 갖는다. 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 는 0.1 ㎜ 내지 2.5 ㎜의 높이를 갖는다. 이 실시 예에서, 루멘들은 허니콤 (honeycomb) 단면을 형성하는 직선 원형 튜브들이다. 루멘들이 직선이고 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 의 높이에 걸쳐 연장하기 때문에, 루멘들은 0.1 ㎜ 내지 2.5 ㎜의 길이를 갖는다. 이 실시 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 는 3 내지 5 ㎜의 직경을 갖는다. 이 실시 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 는 알루미나로 이루어진다.
제 2 플레넘 (132) 이 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 의 제 2 측면 상에 있다. 적어도 하나의 He 홀 (136) 은 제 2 플레넘 (132) 으로부터 세라믹 플레이트 (108) 의 표면으로 연장한다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (136) 은 0.02 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. 이 실시 예에서, ESC (100) 의 다른 부분들은 다른 He 공급 라인 홀들 (116), 다공성 플러그들 (120), 제 1 플레넘들 (124), 유전체 멀티루멘 플러그들 (128), 제 2 플레넘들 (132), 및 He 홀들 (136) 을 갖는다. 세라믹 플레이트 (108) 의 상단 표면에서, 보다 넓은 부분이 세라믹 플레이트 (108) 의 상단 표면에서 복수의 He 홀들 (136) 사이에 연결된 홈 또는 채널의 일부일 수도 있기 때문에, 적어도 하나의 He 홀 (136) 은 보다 넓은 것으로 도시된다. He 공급 라인 홀 (116) 및 적어도 하나의 He 홀 (136) 은 헬륨 라인을 형성하고, He 공급 라인 홀 (116) 은 He 라인의 제 1 부분이고, 적어도 하나의 He 홀 (136) 은 He 라인의 제 2 부분이다. 제 2 플레넘은 폭 (148) 을 갖는다. 제 1 플레넘 (124) 은 폭을 갖는다. 제 1 플레넘 (124) 의 폭은 다공성 플러그 (120) 의 다공성 부분의 직경과 거의 동일하고, 제 2 플레넘 (132) 의 폭 (148) 은 유전체 멀티루멘 플러그 (128) 직경의 약 80 ％이고 He 공급 라인 홀 (116) 의 폭의 적어도 2 배이다.
이 실시 예는 아크를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 그 결과, 웨이퍼들에 대한 손상이 감소된다. 이에 더하여, 활용 시간/계수가 개선되었다. 이론에 얽매이지 않고, 다수의 박형 루멘들을 제공하는 것은 아크를 상당히 감소시키고 충분한 He 플로우를 허용한다고 여겨진다. 이에 더하여, 다공성 플러그 (120) 는 전도성 재료에 도달하기 위해 전기가 이동해야 하는 경로 길이를 증가시킨다. 이는 아크를 더 감소시킨다.
도 2는 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC (200) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (200) 는 본딩 층 (212) 에 의해 세라믹 플레이트 (208) 에 본딩된 베이스 플레이트 (204) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 베이스 플레이트 (204) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (204), 예를 들어, 알루미늄이다. 베이스 플레이트 (204) 는 He 공급 라인 홀 (216) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (216) 의 출력 단부에 다공성 플러그 (220) 가 있다. He 공급 라인 홀 (216) 은 다공성 플러그 (220) 의 제 1 측면 상에 있다. 이 실시 예에서, 다공성 플러그 (220) 는 30 내지 50 ％의 다공성을 갖는 세라믹 알루미나 또는 알루미늄 나이트라이드이다. 이 실시 예에서, 다공성 플러그 (220) 는 3 내지 10 ㎜인 직경을 갖는다. 이 예에서, 다공성 플러그 (220) 는 베이스 플레이트 (204) 의 상단 표면으로 연장한다.
다공성 플러그 (220) 의 제 1 측면과 마주보는 다공성 플러그 (220) 의 제 2 측면 상에 제 1 플레넘 (224) 이 있다. 다공성 플러그 (220) 는 제 1 플레넘 (224) 의 제 1 측면 상에 있다. 제 1 플레넘 (224) 은 본딩 층 (212) 내에 형성된다. 제 1 측면과 마주보는 제 1 플레넘 (224) 의 제 2 측면 상에는, 복수의 소형 쓰루 홀들을 갖는 알루미나 또는 알루미늄 나이트라이드로 이루어진 유전체 멀티루멘 플러그 (228), 및 세라믹 플레이트 (208) 가 있다. 이 실시 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (228) 는 중심에 중실 코어 (solid core) (230) 를 갖는다. 유전체 멀티루멘 플러그 (228) 는 세라믹 플레이트 (208) 에 본딩된다. 이 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (228) 는 30 내지 100,000 루멘을 갖고, 루멘 각각은 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 직경을 갖는다. 루멘들은 제 1 플레넘 (224) 에 인접한 유전체 멀티루멘 플러그 (228) 의 제 1 측면으로부터 제 1 측면과 마주보는 유전체 멀티루멘 플러그 (228) 의 제 2 측면으로 연장한다.
제 2 플레넘 (232) 이 유전체 멀티루멘 플러그 (228) 의 제 2 측면 상에 있다. 적어도 하나의 He 홀 (236) 이 제 2 플레넘 (232) 으로부터 세라믹 플레이트 (208) 의 표면으로 연장한다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (236) 은 0.05 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. 이 실시 예에서, 중실 코어 (230) 는 He 홀들의 클러스터 (위치 당 1 내지 6 개의 홀들) 와 같은 적어도 하나의 He 홀 (236) 의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 중실 코어 (230) 는 폭을 갖고, He 공급 라인 홀 (216) 로부터 유전체 멀티루멘 플러그 (228) 의 루멘들을 통해 적어도 하나의 He 홀 (236) 로의 가시선 경로를 방지하도록 위치된다. 이 실시 예에서, He 플로우의 가시선을 더 감소시키는 것은 아크를 더 감소시킨다. He 공급 라인 홀 (216) 및 적어도 하나의 He 홀 (236) 은 헬륨 라인을 형성하고, He 공급 라인 홀 (216) 은 He 라인의 제 1 부분이고, 적어도 하나의 He 홀 (236) 은 He 라인의 제 2 부분이다.
도 3은 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC (300) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (300) 는 본딩 층 (312) 에 의해 세라믹 플레이트 (308) 에 본딩된 베이스 플레이트 (304) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 베이스 플레이트 (304) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (304), 예를 들어, 알루미늄이다. 베이스 플레이트 (304) 는 He 공급 라인 홀 (316) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (316) 의 출력 단부에 제 1 플레넘 (318) 이 있다. He 공급 라인 홀 (316) 은 제 1 플레넘 (318) 의 제 1 측면 상에 있다. 제 1 플레넘 (318) 의 제 2 측면 상에는 복수의 소형 쓰루 홀들을 갖는 알루미나 또는 알루미늄 나이트라이드로 이루어진 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 의 제 1 측면이 있다. 이 실시 예에서, 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 는 중심에 중실 코어 (322) 를 갖는다. 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 는 베이스 플레이트 (304) 에 본딩된다. 이 예에서, 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 는 30 내지 100,000 루멘을 갖고, 루멘 각각은 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 직경을 갖는다. 루멘들은 제 1 플레넘 (318) 에 인접한 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 의 제 1 측면으로부터 제 1 측면과 마주보는 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 의 제 2 측면으로 연장한다. 이 예에서, 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 는 베이스 플레이트 (304) 의 상단 표면으로 연장한다.
제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 의 제 1 측면과 마주보는 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 의 제 2 측면 상에 제 2 플레넘 (324) 이 있다. 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 는 제 2 플레넘 (324) 의 제 1 측면 상에 있다. 제 2 플레넘 (324) 은 본딩 층 (312) 내에 형성된다. 제 1 측면과 마주보는 제 2 플레넘 (324) 의 제 2 측면 상에는, 복수의 소형 쓰루 홀들을 갖는 알루미나 또는 알루미늄 나이트라이드로 이루어진 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328), 및 세라믹 플레이트 (308) 가 있다. 이 실시 예에서, 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 는 중심에 중실 코어 (330) 를 갖는다. 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 는 세라믹 플레이트 (308) 에 본딩된다. 이 예에서, 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 는 30 내지 100,000 루멘을 갖고, 루멘 각각은 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 직경을 갖는다. 루멘들은 제 2 플레넘 (324) 에 인접한 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 의 제 1 측면으로부터 제 1 측면과 마주보는 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 의 제 2 측면으로 연장한다.
제 3 플레넘 (332) 이 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 의 제 2 측면 상에 있다. 적어도 하나의 He 홀 (336) 은 제 3 플레넘 (332) 으로부터 세라믹 플레이트 (308) 의 표면으로 연장한다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (336) 은 0.05 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 의 중실 코어 (330) 는 적어도 하나의 He 홀 (336) 의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 의 중실 코어 (322) 는 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 의 중실 코어 (330) 의 직경보다 크고 He 공급 라인 홀 (316) 의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 의 중실 코어 (322) 및 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 의 중실 코어 (330) 각각은 폭을 갖고, He 공급 라인 홀 (316) 로부터 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 및 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 의 루멘들을 통해 적어도 하나의 He 홀 (336) 로의 가시선 경로를 방지하도록 위치된다. 루멘들은 증가된 He 플로우를 허용한다. He 공급 라인 홀 (316) 및 적어도 하나의 He 홀 (336) 은 헬륨 라인을 형성하고, He 공급 라인 홀 (316) 은 He 라인의 제 1 부분이고, 적어도 하나의 He 홀 (336) 은 He 라인의 제 2 부분이다.
다른 실시 예들에서, 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (320) 의 중실 코어 (322) 및/또는 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (328) 의 중실 코어 (330) 는 복수의 루멘들로 대체될 수도 있다. 4 개의 조합들이 제공될 수도 있다. 중실 코어들의 폭들은 또한 부가적인 실시 예들을 추가하기 위해 가변될 수도 있다.
도 4는 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC (400) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (400) 는 본딩 층 (412) 에 의해 세라믹 플레이트 (408) 에 본딩된 베이스 플레이트 (404) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 베이스 플레이트 (404) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (404) 이다. 베이스 플레이트 (404) 는 He 공급 라인 홀 (416) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (416) 의 출력 단부에 제 1 플레넘 (418) 이 있다. He 공급 라인 홀 (416) 은 제 1 플레넘 (418) 의 제 1 측면 상에 있다. 제 1 플레넘 (418) 의 제 2 측면 상에 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 의 제 1 측면이 있다. 이 실시 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 는 중심에 중실 코어 (422) 를 갖는다. 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 는 베이스 플레이트 (404) 에 본딩된다. 이 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 는 30 내지 100,000 루멘을 갖고, 루멘 각각은 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 폭을 갖는다. 루멘들은 제 1 플레넘 (418) 에 인접한 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 의 제 1 측면으로부터 제 1 측면과 마주보는 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 의 제 2 측면으로 연장한다. 이 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 는 베이스 플레이트 (404) 의 표면으로 연장한다.
유전체 멀티루멘 플러그 (420) 의 제 1 측면과 마주보는 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 의 제 2 측면 상에 본딩 층 (412) 내에 위치된 제 2 플레넘 (424) 이 있다. 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 는 제 2 플레넘 (424) 의 제 1 측면 상에 있다.
제 1 측면과 마주보는 제 2 플레넘 (424) 의 제 2 측면 상에, 제 2 플레넘 (424) 으로부터 세라믹 플레이트 (408) 의 표면으로 연장하는 적어도 하나의 He 홀 (436) 이 있다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (436) 은 0.03 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 의 중실 코어 (422) 는 폭을 갖고, 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 의 루멘들을 통해, He 공급 라인 홀 (416) 로부터 적어도 하나의 He 홀 (436), 예컨대 보다 작은 He 홀들의 클러스터로의 가시선 경로를 방지하도록 위치된다.
이 실시 예는 단일 플러그만을 사용한다. 베이스 플레이트 (404) 내에 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 를 본딩함으로써, 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 는 보다 커질 수도 있어, 단일 플러그를 허용한다. 이 실시 예에서, 세라믹 플레이트 (408) 는 0.5 ㎜ 내지 1.5 ㎜의 두께를 갖는다. 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 는 1 ㎜보다 훨씬 큰 두께를 갖는다. 예를 들어, 유전체 멀티루멘 플러그 (420) 는 2 ㎜ 내지 10 ㎜의 두께 또는 높이 (421) 를 갖는다. 이 예에서, 중실 코어 (422) 는 1 내지 2 ㎜의 직경을 갖는다. He 공급 라인 홀 (416) 및 적어도 하나의 He 홀 (436) 은 헬륨 라인을 형성하고, He 공급 라인 홀 (416) 은 He 라인의 제 1 부분이고, 적어도 하나의 He 홀 (436) 은 He 라인의 제 2 부분이다.
도 5는 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC (500) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (500) 는 본딩 층 (512) 에 의해 세라믹 플레이트 (508) 에 본딩된 베이스 플레이트 (504) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 베이스 플레이트 (504) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (504), 예를 들어, 알루미늄이다. 베이스 플레이트 (504) 는 He 공급 라인 홀 (516) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (516) 의 출력 단부에 제 1 플레넘 (518) 이 있다. He 공급 라인 홀 (516) 은 제 1 플레넘 (518) 의 제 1 측면 상에 있다. 제 1 플레넘 (518) 의 제 2 측면 상에 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 의 제 1 측면이 있다. 이 실시 예에서, 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 는 중심에 중실 코어 (522) 를 갖는다. 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 는 베이스 플레이트 (504) 에 본딩된다. 이 예에서, 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 는 30 내지 100,000 루멘을 갖고, 루멘 각각은 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 직경을 갖는다. 루멘들은 제 1 플레넘 (518) 에 인접한 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 의 제 1 측면으로부터 제 1 측면과 마주보는 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 의 제 2 측면으로 연장한다. 이 예에서, 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 는 베이스 플레이트 (504) 의 표면으로 연장한다.
제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 의 제 1 측면과 마주보는 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 의 제 2 측면 상에 제 2 플레넘 (524) 이 있다. 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 는 제 2 플레넘 (524) 의 제 1 측면 상에 있다. 제 2 플레넘 (524) 은 본딩 층 (512) 내에 형성된다. 제 1 측면과 마주보는 제 2 플레넘 (524) 의 제 2 측면 상에는, 복수의 소형 쓰루 홀들을 갖는 알루미나 또는 알루미늄 나이트라이드로 이루어진 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528), 및 세라믹 플레이트 (508) 가 있다. 이 실시 예에서, 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 는 중심에 중실 코어 (530) 를 갖는다. 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 는 세라믹 플레이트 (508) 에 본딩된다. 이 예에서, 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 는 30 내지 100,000 루멘을 갖고, 루멘 각각은 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 직경을 갖는다. 루멘들은 제 2 플레넘 (524) 에 인접한 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 의 제 1 측면으로부터 제 1 측면과 마주보는 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 의 제 2 측면으로 연장한다. 이 실시 예에서, 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 는 제 2 플레넘 (524) 내로 연장한다. 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 의 제 1 측면은 세라믹 플레이트 (508) 의 표면을 지나 본딩 층 (512) 에 의해 규정된 층 또는 영역 내로 연장한다. 이 실시 예에서, 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 는 갭 거리의 약 50 내지 80 ％, 이 특정한 경우: 0.01 ㎜ 내지 0.25 ㎜의 오버행 (overhang) 을 형성하도록 제 2 플레넘 (524) 내로 연장한다. 이 예에서, 갭 거리는 본딩 층 (512) 의 두께이다.
제 3 플레넘 (532) 이 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 의 제 2 측면 상에 있다. 적어도 하나의 He 홀 (536) 은 제 3 플레넘 (532) 으로부터 세라믹 플레이트 (508) 의 표면으로 연장한다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (536) 은 0.2 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 의 중실 코어 (522) 및 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 의 중실 코어 (530) 각각은 폭을 갖고, 공급 라인 홀 (516) 로부터 제 1 유전체 멀티루멘 플러그 (520) 및 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 의 루멘들을 통해 적어도 하나의 He 홀 (536) 로의 가시선 경로를 방지하도록 위치된다. 루멘들은 증가된 He 플로우를 허용한다. 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 를 제 2 플레넘 (524) 내로 연장함으로써, 제 2 플레넘 (524) 의 높이가 감소되고 아크가 더 감소된다.
도 6은 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC (600) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (600) 는 본딩 층 (612) 에 의해 세라믹 플레이트 (608) 에 본딩된 베이스 플레이트 (604) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 베이스 플레이트 (604) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (604), 예를 들어, 알루미늄이다. 베이스 플레이트 (604) 는 He 공급 라인 홀 (616) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (616) 의 출력 단부에 캐비티 (618) 가 있다. 이 실시 예에서, 캐비티 (618) 는 T-형상이다. T-형상 캐비티 (618) 를 부분적으로 충진하는 것은 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 이다. 이 실시 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 는 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 의 중심을 통해 부분적으로 연장하는 2 내지 10 ㎜의 직경을 갖는 중심 보어 (622) 를 갖는다. 복수의 He 통과 홀들 (623) 은 중앙 보어 (622) 로부터 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 내의 제 1 플레넘 (624) 으로 연장한다. 이 실시 예에서, 제 1 플레넘 (624) 은 1 ㎜ 내지 10 ㎜의 직경 및 0.01 내지 0.5 ㎜의 높이를 갖는다. 이 실시 예에서, 30 ㎛ 내지 1 ㎜의 직경을 갖는 1 내지 300 개의 He 통과 홀들 (623) 이 있다. 복수의 루멘들 (628) 이 제 1 플레넘 (624) 으로부터 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 의 표면에 인접한 제 2 플레넘 (632) 으로 연장한다. 이 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 는 30 내지 500 루멘들 (628) 을 갖고, 루멘 (628) 각각은 30 ㎛ 내지 150 ㎛의 직경을 갖는다. 복수의 루멘들 (628) 은 동심원들을 형성하도록 배치될 수도 있다. 제 1 측면과 마주보는 제 2 플레넘 (632) 의 제 2 측면 상에, 제 2 플레넘 (632) 으로부터 세라믹 플레이트 (608) 의 표면으로 연장하는 적어도 하나의 He 홀 (636) 이 있다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (636) 은 0.2 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. He 공급 라인 홀 (616) 및 적어도 하나의 He 홀 (636) 은 헬륨 라인을 형성하고, He 공급 라인 홀 (616) 은 He 라인의 제 1 부분이고, 적어도 하나의 He 홀 (636) 은 He 라인의 제 2 부분이다.
He 통과 홀들 (623) 및 복수의 루멘들 (628) 은 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 의 상단부로부터 하단부까지 직행 가시선이 없는 방식으로 위치된다. 예를 들어, 원들로 배열된다면, He 통과 홀들 (623) 에 의한 원들의 직경들은 복수의 루멘들 (628) 에 의해 형성된 원들의 직경들과 상당히 상이하다. 이 실시 예에서, 멀티루멘 코어 (core) (640) 가 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 를 형성하도록 외측 플러그 (644) 에 본딩 또는 세라믹 라미네이션 (lamination) 또는 임의의 다른 프로세스에 의해 부착된다. 복수의 루멘들 (628) 은 도시된 바와 같이 멀티루멘 코어 (640) 를 통과하도록 형성된다. 멀티루멘 코어 (640) 의 하단부는 제 1 플레넘 (624) 을 형성하는 공간을 제공하도록 외측 플러그 (644) 의 중심 캐비티의 상단부로부터 이격된다. 이러한 구성은 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 로 하여금 보다 쉽게 형성되게 한다. 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 는 T-형상이다. 이 실시 예에서, T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 의 상단부는 베이스 플레이트 (604) 의 T-형상 캐비티 (618) 의 상단부에 본딩된다. T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 의 하단부와 T-형상 캐비티 (618) 사이에 갭 (652) 이 있다. 이 실시 예에서, 갭은 0.1 ㎜ 내지 1 ㎜이다.
전하는 T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 의 표면을 따라 이동할 수도 있고, 전도성 베이스 플레이트 (604) 에 도달할 수도 있다. 갭 (652) 은 적어도 하나의 He 홀 (636) 로부터 제 2 플레넘 (632), 복수의 루멘들 (628), 제 1 플레넘 (624), 복수의 He 통과 홀들 (623), 중심 보어 (622), 및 외측 플러그 (644) 의 하단부의 외측 표면을 통해 베이스 플레이트 (604) 로 보다 긴 표면 길이를 생성한다. 표면 길이의 증가는 아크를 감소시킨다. T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (620) 의 상단부가 기밀 (gas-tight) 시일로 베이스 플레이트 (604) 의 T-형상 캐비티 (618) 의 상단부에 본딩되기 때문에, 갭 (652) 은 기밀이어서, 중심 보어 (622), 복수의 He 통과 홀들 (623), 제 1 플레넘 (624), 루멘들 (628), 제 2 플레넘 (632) 을 통해 He 공급 라인 홀 (616) 로부터 He 홀들 (636) 로 통과하여 흐른다. 이 실시 예는 50 kW 이상에서 아크를 방지하는 것으로 밝혀졌다.
도 7은 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC (700) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (700) 는 본딩 층 (712) 에 의해 세라믹 플레이트 (708) 에 본딩된 베이스 플레이트 (704) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 베이스 플레이트 (704) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (704) 이다. 베이스 플레이트 (704) 는 He 공급 라인 홀 (716) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (716) 의 출력 단부에 캐비티 (718) 가 있다. 이 실시 예에서, 캐비티 (718) 는 T-형상이다. 캐비티 (718) 를 부분적으로 충진하는 것은 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 이다. 이 실시 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 는 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 의 중심을 통해 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 내의 제 1 플레넘 (724) 으로 부분적으로 연장하는 2 내지 10 ㎜의 직경을 갖는 중심 보어 (722) 를 갖는 중심 코어 (740) 를 갖는다. 복수의 루멘들 (728) 이 제 1 플레넘 (724) 으로부터 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 의 표면에 인접한 제 2 플레넘 (732) 으로 연장한다. 이 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 는 30 내지 500 루멘들 (728) 을 갖고, 루멘 (728) 각각은 1 ㎛ 내지 150 ㎛의 직경을 갖는다. 복수의 루멘들 (728) 은 동심원들을 형성하도록 배치될 수도 있다. 모든 루멘들 (728) 은 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 의 상단부로부터 하단부로의 직행 가시선을 방지하기 위해 중심 보어 (722) 로부터 멀리 위치되어야 한다. 제 1 측면과 마주보는 제 2 플레넘 (732) 의 제 2 측면 상에, 제 2 플레넘 (732) 으로부터 세라믹 플레이트 (708) 의 표면으로 연장하는 적어도 하나의 He 홀 (736) 이 있다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (736) 은 0.02 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. He 공급 라인 홀 (716) 및 적어도 하나의 He 홀 (736) 은 헬륨 라인을 형성하고, He 공급 라인 홀 (716) 은 He 라인의 제 1 부분이고, 적어도 하나의 He 홀 (736) 은 He 라인의 제 2 부분이다.
복수의 루멘들 (728) 은 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 의 상단부로부터 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 의 하단부까지 직행 가시선이 없는 방식으로 위치된다. 이 실시 예에서, 중심 코어 (740) 가 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 를 형성하도록 외측 플러그 (744) 내에 본딩된다. 루멘들 (728) 은 도시된 바와 같이 외측 플러그 (744) 를 통과하도록 형성된다. 중심 코어 (740) 의 상단 표면이 제 1 플레넘 (724) 을 형성하는 공간을 제공하도록 외측 플러그 (744) 의 중심 캐비티의 표면으로부터 이격된다. 이러한 구성은 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 로 하여금 보다 쉽게 형성되게 한다. 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 는 T-형상이다. 이 실시 예에서, T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 의 상단부는 베이스 플레이트 (704) 의 T-형상 캐비티 (718) 의 상단부에 본딩된다. 이전 실시 예에서 설명된 바와 같이, 아크를 감소시키기 위해 T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (720) 의 하단부와 T-형상 캐비티 (718) 사이에 갭이 있다. 이 실시 예에서, 갭은 0.1 ㎜ 내지 1 ㎜이다.
도 8은 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC (800) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (800) 는 본딩 층 (812) 에 의해 세라믹 플레이트 (808) 에 본딩된 베이스 플레이트 (804) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 베이스 플레이트 (804) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (804) 이다. 베이스 플레이트 (804) 는 He 공급 라인 홀 (816) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (816) 의 출력 단부에 캐비티 (818) 가 있다. 이 실시 예에서, 캐비티 (818) 는 T-형상이다. 캐비티 (818) 를 부분적으로 충진하는 것은 유전체 멀티루멘 플러그 (820) 이다. 이 실시 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (820) 는 중심 코어 (840) 및 외측 플러그 (844) 를 포함한다. 원통형 갭 (822) 이 중심 코어 (840) 와 외측 플러그 사이에 있다. 중심 코어는 외측 플러그 (844) 에 부착된 플랜지를 갖는 뒤집힌 T-형상을 갖는다. 원통형 갭 (822) 내로 He의 통과를 용이하게 하기 위해, 중심 코어 (840) 의 플랜지 내에 복수의 개구부들 또는 컷아웃들 (cutouts) 이 있다. 원통형 갭 (822) 은 제 1 플레넘 (824) 으로 연장한다. 루멘들 (828) 은 도시된 바와 같이 외측 플러그 (844) 를 통과하도록 형성된다. 중심 코어 (840) 의 상단 표면이 제 1 플레넘 (824) 을 형성하는 공간을 제공하도록 외측 플러그 (844) 의 중심 캐비티의 표면으로부터 이격된다. 복수의 루멘들 (828) 이 제 1 플레넘 (824) 으로부터 유전체 멀티루멘 플러그 (820) 의 표면에 인접한 제 2 플레넘 (832) 으로 연장한다. 이 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (820) 는 30 내지 500 루멘들 (828) 을 갖고, 루멘 (828) 각각은 1 ㎛ 내지 150 ㎛의 직경을 갖는다. 복수의 루멘들 (828) 은 동심원들을 형성하도록 배치될 수도 있다. 제 1 측면과 마주보는 제 2 플레넘 (832) 의 제 2 측면 상에, 제 2 플레넘 (832) 으로부터 세라믹 플레이트 (808) 의 표면으로 연장하는 적어도 하나의 He 홀 (836) 이 있다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (836) 은 0.2 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. 중심 코어 (840) 의 하단부의 슬릿 (848) 이 가스로 하여금 He 공급 라인 홀 (816) 로부터 원통형 갭 (822) 으로 통과하게 한다.
유전체 멀티루멘 플러그 (820) 는 T-형상이다. 이 실시 예에서, T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (820) 의 상단부는 베이스 플레이트 (804) 의 T-형상 캐비티 (818) 의 상단부에 본딩된다. 아크를 감소시키기 위해 T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (820) 의 하단부와 T-형상 캐비티 (818) 사이에 갭이 있다. 이 실시 예에서, 갭은 0.1 ㎜ 내지 1 ㎜이다. 루멘들 (828) 은 유전체 멀티루멘 플러그 (820) 의 상단부로부터 하단부로의 직행 가시선을 방지하기 위해 원통형 갭 (822) 으로부터 멀리 위치된다.
도 9는 또 다른 실시 예에서 사용될 수도 있는 ESC (900) 의 일부인 스파크 억제 장치의 개략적인 단면도이다. 이 실시 예에서, ESC (900) 는 본딩 층 (912) 에 의해 세라믹 플레이트 (908) 에 본딩된 베이스 플레이트 (904) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 베이스 플레이트 (904) 는 전도성 금속 베이스 플레이트 (904) 이다. 베이스 플레이트 (904) 는 He 공급 라인 홀 (916) 을 갖는다. He 공급 라인 홀 (916) 의 출력 단부에 캐비티 (918) 가 있다. 이 실시 예에서, 캐비티 (918) 는 T-형상이다. 캐비티 (918) 를 부분적으로 충진하는 것은 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 이다. 원통형 홈 (922) 이 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 의 하단부로부터 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 의 상단부를 향해 연장하는 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 내에 형성된다. 원통형 홈 (922) 은 제 1 플레넘을 형성한다. 루멘들 (928) 은 원통형 홈 (922) 으로부터 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 의 상단부로 그리고 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 의 표면에 인접한 제 2 플레넘 (932) 으로 통과하도록 형성된다. 이 예에서, 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 는 30 내지 500 루멘들 (928) 을 갖고, 루멘 (928) 각각은 1 ㎛ 내지 150 ㎛의 직경을 갖는다. 복수의 루멘들 (928) 은 동심원들을 형성하도록 배치될 수도 있다. 제 1 측면과 마주보는 제 2 플레넘 (932) 의 제 2 측면 상에, 제 2 플레넘 (932) 으로부터 세라믹 플레이트 (908) 의 표면으로 연장하는 적어도 하나의 He 홀 (936) 이 있다. 이 예에서, 적어도 하나의 He 홀 (936) 은 0.02 내지 0.3 ㎜의 직경을 갖는다. He 공급 라인 홀 (916) 및 적어도 하나의 He 홀 (936) 은 헬륨 라인을 형성하고, He 공급 라인 홀 (916) 은 He 라인의 제 1 부분이고, 적어도 하나의 He 홀 (936) 은 He 라인의 제 2 부분이다.
유전체 멀티루멘 플러그 (920) 는 T-형상이다. 이 실시 예에서, T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 의 상단부는 베이스 플레이트 (904) 의 T-형상 캐비티 (918) 의 상단부에 본딩된다. 아크를 감소시키기 위해 T-형상 유전체 멀티루멘 플러그 (920) 의 하단부와 T-형상 캐비티 (918) 사이에 갭이 있다. 이 실시 예에서, 갭은 0.1 ㎜ 내지 1 ㎜이다.
다른 실시 예들은 상이한 실시 예들의 다양한 특징들의 상이한 조합들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 실시 예의 제 2 유전체 멀티루멘 플러그 (528) 및 제 3 플레넘 (532) 과 같은 유전체 멀티루멘 플러그가 도 6, 도 7, 도 8, 및 도 9에 도시된 실시 예들의 세라믹 플레이트들 (608, 708, 808, 및 908) 에 형성될 수도 있다.
도 10은 반도체 웨이퍼를 프로세싱하기 위해 사용될 수도 있는 반도체 프로세싱 챔버 (1000) 의 실시 예의 개략도이다. 하나 이상의 실시 예들에서, 반도체 프로세싱 챔버 (1000) 가 챔버 벽 (1052) 에 의해 인클로징된, 에칭 챔버 (1049) 내에 가스 유입구를 제공하는 가스 분배 플레이트 (1006) 및 ESC (1008) 를 포함한다. 에칭 챔버 (1049) 내에서, 웨이퍼 (1003) 가 ESC (1008) 위에 위치된다. ESC (1008)는 웨이퍼 지지부이다. 에지 링 (1009) 이 ESC (1008) 를 둘러싼다. ESC 소스 (1048) 가 ESC (1008) 에 바이어스를 제공할 수도 있다. 가스 소스 (1010) 가 가스 분배 플레이트 (1006) 를 통해 에칭 챔버 (1049) 에 연결된다. ESC He 소스 (1050) 가 ESC (1008) 에 연결된다.
RF 소스 (1030) 가 하부 전극, 상부 외측 전극 (1016), 및 상부 내측 전극에 RF 전력을 제공한다. 이 실시 예에서, ESC (1008) 는 하부 전극이고, 가스 분배 플레이트 (1006) 는 상부 내측 전극이다. 일 예시적인 실시 예에서, 400 ㎑ (kilohertz), 60 ㎒ (megahertz), 2 ㎒, 13.56 ㎒, 및/또는 27 ㎒ 전력 소스들이 RF 소스 (1030) 및 ESC 소스 (1048) 를 구성한다. 이 실시 예에서, 일 생성기가 주파수 각각에 대해 제공된다. 다른 실시 예들에서, 생성기들은 개별적인 RF 소스들일 수도 있고, 또는 개별적인 RF 생성기들이 상이한 전극들에 연결될 수도 있다. RF 소스들 및 전극들의 다른 구성들이 다른 실시 예들에서 사용될 수도 있다. 다른 실시 예들에서, 전극은 유도 코일일 수도 있다.
제어기 (1035) 가 RF 소스 (1030), ESC 소스 (1048), 배기 펌프 (1020), 및 가스 소스 (1010) 에 제어 가능하게 연결된다. 고 플로우 라이너 (1004) 는 에칭 챔버 (1049) 내의 라이너이다. 이 실시 예에서 고 플로우 라이너 (1004) 는 C-슈라우드 (shroud) 이고 가스 소스로부터 가스를 한정하고, 슬롯들 (1002) 을 갖는다. 고 플로우 라이너 (1004) 는 가스의 제어된 플로우로 하여금 가스 소스 (1010) 로부터 배기 펌프 (1020) 로 통과하게 한다.
프로세싱 동안, He 가스는 열 전달을 제공하기 위해 ESC He 소스 (1050) 로부터 ESC (1008) 의 후면으로 제공될 수도 있다. RF 소스 (1030) 는 플라즈마를 형성하기 위한 전력을 제공한다. 플라즈마는 아크를 유발할 수도 있다. 아크는 He 소스를 향해 통과할 수 있고, ESC (1008) 를 손상시킬 수 있다. 상기 실시 예는 아크를 감소시키고, 따라서 ESC (1008) 손상을 감소시킨다.
본 개시가 몇몇의 실시 예들의 측면에서 기술되었지만, 본 개시의 범위 내에 속하는 변경들, 수정들, 치환들, 및 다양한 대체 등가물들이 있다. 또한 본 개시의 방법들 및 장치들을 구현하는 많은 대안적인 방식들이 있다는 것에 유의해야 한다. 따라서 이하의 첨부된 청구항들은 본 개시의 진정한 정신 및 범위 내에 속하는 이러한 변경들, 수정들, 치환들, 및 다양한 대체 등가물들을 모두 포함하는 것으로 해석되는 것이 의도된다.

Claims (17)

  1. 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 정전 척의 헬륨 라인을 위한 스파크 억제 장치에 있어서, 상기 스파크 억제 장치는 헬륨 라인 내에 유전체 멀티루멘 (multilumen) 플러그를 포함하고, 상기 유전체 멀티루멘 플러그는 복수의 루멘들을 갖고, 그리고 상기 복수의 루멘들은 30 내지 100,000 루멘으로 넘버링되고 1 ㎛ 내지 200 ㎛의 폭을 갖는, 스파크 억제 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그의 제 1 측면 상의 제 1 플레넘 및 상기 유전체 멀티루멘 플러그의 제 2 측면 상의 제 2 플레넘을 더 포함하고, 상기 제 2 측면은 상기 제 1 측면과 마주보고, 상기 복수의 루멘들은 상기 제 1 플레넘으로부터 상기 제 2 플레넘으로 연장하는, 스파크 억제 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 헬륨 라인은 상기 유전체 멀티루멘 플러그의 상기 제 1 측면 상의 제 1 부분 및 상기 유전체 멀티루멘 플러그의 상기 제 2 측면 상의 제 2 부분을 갖고, 그리고 상기 복수의 루멘들은 상기 헬륨 라인의 상기 제 1 부분과 상기 헬륨 라인의 상기 제 2 부분 사이의 직행 라인 (direct line) 을 따라 배치되지 않는, 스파크 억제 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그는 상기 헬륨 라인의 상기 제 1 부분과 상기 헬륨 라인의 상기 제 2 부분 사이에 중실 코어 (solid core) 를 더 포함하고, 그리고 상기 복수의 루멘들은 상기 중실 코어를 둘러싸는, 스파크 억제 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그로부터 상기 제 2 플레넘의 상기 제 2 플레넘의 맞은편 측면 상에 이격된 상기 제 2 플레넘에 인접한 유전체 플러그를 더 포함하는, 스파크 억제 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유전체 플러그는 다공성 유전체 플러그이거나, 상기 유전체 플러그를 통해 연장하는 복수의 루멘들을 포함하는, 스파크 억제 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그는 상기 제 1 플레넘 및 상기 제 2 플레넘 중 적어도 하나 내로 연장하는, 스파크 억제 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그는 유전체 세라믹 플러그인, 스파크 억제 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그는 상기 정전 척에 본딩되는, 스파크 억제 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그는 T-형상이고, 상기 유전체 멀티루멘 플러그는 T-형상 캐비티 (cavity) 내에 장착되고, 그리고 상기 유전체 멀티루멘 플러그는 상기 T-형상 캐비티의 하단부로 연장하지 않는, 스파크 억제 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그는 상기 유전체 멀티루멘 플러그 내에 제 1 플레넘을 더 포함하고, 그리고 상기 복수의 루멘들은 상기 제 1 플레넘으로부터 상기 유전체 멀티루멘 플러그의 표면으로 연장하는, 스파크 억제 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 루멘들이 연장하는 상기 유전체 멀티루멘 플러그의 상기 표면에 인접한 제 2 플레넘을 더 포함하는, 스파크 억제 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그의 상단부는 상기 T-형상 캐비티의 상단부에 본딩되고, 상기 T-형상 캐비티와 상기 T-형상 캐비티의 상기 상단부 아래의 상기 유전체 멀티루멘 플러그 사이의 갭을 더 포함하는, 스파크 억제 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전 척은 베이스 플레이트, 세라믹 플레이트, 상기 베이스 플레이트와 상기 세라믹 플레이트 사이의 본딩 층을 포함하고, 상기 스파크 억제 장치는 상기 베이스 플레이트와 상기 세라믹 플레이트 사이에 제 1 플레넘을 더 포함하고, 상기 제 1 플레넘은 상기 유전체 멀티루멘 플러그에 인접하고, 그리고 상기 복수의 루멘들은 상기 제 1 플레넘으로 연장하는, 스파크 억제 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그는 상기 베이스 플레이트 또는 상기 세라믹 플레이트에 본딩되는, 스파크 억제 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그는 상기 세라믹 플레이트에 본딩되고, 상기 스파크 억제 장치는 상기 제 1 플레넘과 마주보는 상기 유전체 멀티루멘 플러그의 측면 상에 제 2 플레넘을 더 포함하고, 그리고 상기 복수의 루멘들은 상기 제 1 플레넘으로부터 상기 제 2 플레넘으로 연장하는, 스파크 억제 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스파크 억제 장치는,
    상기 유전체 멀티루멘 플러그와 마주보는 상기 제 1 플레넘의 측면 상의 유전체 플러그; 및
    상기 제 1 플레넘과 마주보는 상기 유전체 플러그의 측면 상의 제 3 플레넘으로서, 상기 유전체 플러그는 상기 제 1 플레넘으로부터 상기 제 3 플레넘으로 연장하는 복수의 루멘들을 포함하는, 상기 제 3 플레넘을 더 포함하는, 스파크 억제 장치.
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