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HINTERGRUND
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Verschiedene
Arten von Prozesskammern sind für das Bearbeiten unterschiedlicher
Arten von Werkstücken verfügbar. Die Werkstücke
können beispielsweise Glasplatten, Filme, Bänder,
Solarpaneele, Spiegel, Flüssigkristallanzeigen bzw. LCDs,
Halbleiterwafer und Ähnliches sein. Viele verschiedene Arten
von Prozesskammern sind beispielsweise für das Bearbeiten
von Halbleiterwafern während der Herstellung von Chips
für integrierte Schaltungen verfügbar. Die Prozesskammern
können verwendet werden, um die Wafer zu vergüten,
chemische Gasphasen- bzw. Dampfabscheidung, physikalische Gasphasenabscheidung,
Plasmaätzprozesse und chemische Ätzprozesse, thermische
Prozesse, Oberflächenbearbeitung und andere Prozesse durchzuführen.
Diese Arten von Prozesskammern enthalten typischerweise einen Werkstückträger,
um das Werkstück in der Kammer zu halten.
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In
vielen Prozessen ist es wünschenswert, die Temperatur des
Werkstückes während der Bearbeitung zu steuern.
Prozesse können beispielsweise optimiert werden, wenn die
Temperatur des Werkstückes gleichförmig ist und
mit erwünschten Raten und auf erwünschte Maximalwerte
und Minimalwerte erhöht und verringert wird.
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In
der Vergangenheit wurden Werkstückträger verwendet,
um Werkstücke zu erhitzen, Werkstücke abzukühlen
oder um auf andere Weise die Temperatur von Werkstücken
zu steuern. Im
US-Patent Nr.
5,609,720 , im
US-Patent
5,761,023 und in der
japanischen
Patentanmeldung Nr. S63-78975 (1988) , die die Veröffentlichungsnummer
H1-251735 hat, welche alle
hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind, werden Werkstückträger
offenbart, die eine Oberseite haben, die ringförmig geformte
Kanäle definieren, die mit wärmeleitendem Gas
mit unterschiedlichen Drücken gefüllt sind, welche
die Unterseite eines Werkstückes kontaktieren, um die Temperatur
des Werkstückes zu steuern.
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Zum
Beispiel offenbart das
US-Patent
Nr. 5,761,023 einen Werkstückträger,
der mehrere Druckzonen hat, die auf der Oberseite des Trägers vorgesehen
sind. Ein abgedichteter Bereich ist zwischen den zwei unterschiedlichen
Zonen vorgesehen, um unterschiedliche Gasdrücke in den
zwei Zonen zu gestatten. Ein höherer Gasdruck ist für
eine Zone vorgesehen, die einem Bereich des Werkstückes
entspricht, an dem ein größerer Wärmeaustausch
erwünscht ist. Auf diese Weise kann die Temperatur des
Werkstückes gesteuert werden, während das Werkstück
einem Prozess ausgesetzt ist, wobei der Prozess die Temperatur des
Werkstückes beeinflussen kann.
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Obwohl
zahlreiche Versuche unternommen wurden, um Werkstückträger
zu konstruieren, die Temperaturungleichheiten steuern können
und Werkstücke auf dem Werkstückträger
halten können, bleiben zahlreiche Mängel und Nachteile
erhalten. Daher gibt es einen Bedarf an weiteren Verbesserungen
bei Werkstückträgern, die in der Lage sind, die Temperatur
eines Werkstückes innerhalb einer Prozesskammer zu steuern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Im
Allgemeinen ist die vorliegende Offenbarung auf einen Werkstückträger
zum Halten eines Werkstückes in einer Prozesskammer gerichtet,
auf einen Prozess zum Steuern der Temperatur eines Werkstückes
in einer Prozesskammer und auf ein Werkstückbearbeitungssystem.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist der Werkstückträger
eine Vielzahl von Fluidzonen auf, die ein Fluid, wie beispielsweise
ein Gas, zwischen den Werkstückträger und das
Werkstück liefern, um die Temperatur des Werkstückes
innerhalb der Zonen zu beeinflussen. Gemäß der
vorliegenden Offenbarung sind zumindest bestimmte Zonen nicht achsensymmetrisch.
Auf diese Weise kann die Temperatur des Werkstückes an
verschiedenen Stellen entlang des Azimuts bzw. Horizontalwinkels
des Werkstückes gesteuert werden, wobei Temperaturunregelmäßigkeiten
auftreten können, beispielsweise aufgrund von durch den
Prozess eingeführten Wärmefluss.
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Zum
Beispiel ist in einem Ausführungsbeispiel die vorliegende
Offenbarung auf einen Werkstückträger gerichtet,
der einen Werkstückträger aufweist, der eine ein
Werkstück aufnehmende Oberfläche bzw. Werkstückaufnahmefläche
definiert. Die das Werkstückaufnahmefläche ist
dafür da, ein Werkstück aufzunehmen und zu halten,
wie beispielsweise einen Halbleiterwafer. Es sollte jedoch klar
sein, dass jegliches geeignetes Werkstück auf dem Werkstückträger
gemäß der vorliegenden Offenbarung gehalten werden
kann.
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Der
Werkstückträger weist eine Werkstückaufnahmefläche
auf, die in eine Vielzahl von Fluidzonen unterteilt ist. Jede Fluidzone
ist mit einem entsprechenden Fluidanschluss verbunden, um ein unter
Druck gesetztes Fluid zwischen der Werkstückaufnahmefläche
einer einzelnen Fluidzone und einem entsprechenden Oberflächenabschnitt
des Werkstückes zu enthalten. Wenn Fluide an jede der Fluidzonen
geliefert werden, wird jede Fluidzone unter Druck gesetzt. Die Fluidzonen
sind getrennt, so dass jede Zone konfiguriert ist, um unabhängig
von den anderen Zonen unter Druck gesetzt zu werden. Weiter haben
zumindest bestimmte der Zonen eine unterschiedliche Azimutposition
auf der Werkstückaufnahmefläche. Diese Konstruktion
kann gestatten, dass die Temperatur in jeder der Azimutzonen unabhängig
eingestellt wird, um so ein erwünschtes Steuertemperaturprofil über
die Oberfläche des Werkstückes zu erreichen, indem
ungleichförmige Azimutprozesseinflüsse korrigiert
werden.
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Zum
Beispiel kann in einem Ausführungsbeispiel die Werkstückaufnahmefläche
einen Außenumfang aufweisen, der ein Außenband
aufweist. Das Außenband kann in Fluidzonen unterteilt sein,
die unterschiedliche Azimutpositionen haben. Zum Beispiel kann das
Außenband in etwa 2 bis etwa 12 Zonen unterteilt sein,
beispielsweise in 3 bis 12 Zonen. In einem Ausführungsbeispiel
kann der Werkstückträger weiter eine Fluidzone
aufweisen, die zentral auf der Werkstückaufnahmefläche
angeordnet ist. Die zentral angeordnete Fluidzone kann eine kreisförmige oder
polygonale Form aufweisen und kann von dem Außenband umgeben
sein.
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Die
Fluidzonen, die unterschiedliche Azimutpositionen haben, können
alle eine im Wesentlichen identische Form und einen im Wesentlichen
identischen Oberflächenbereich haben. Zum Beispiel kann,
wenn sie entlang eines Außenbandes angeordnet sind, das
Außenband in gleiche Abschnitte unterteilt sein. In anderen
Ausführungsbeispielen jedoch können die Fluidzonen,
die unterschiedliche Azimutpositionen aufweisen, verschiedene Größen und
Formen haben.
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Wie
oben beschrieben, können die Fluidzonen unabhängig
voneinander betrieben werden. Zum Beispiel können in einem
Ausführungsbeispiel die Fluidzonen durch Kanten getrennt
sein, die eine Dichtung mit dem Werkstück bilden, das auf
dem Werkstückträger angeordnet ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel kann der Werkstückträger
eine elektrostatische Aufnahme- bzw. Haltevorrichtung aufweisen,
die eine elektrostatische Anziehung für das Werkstück
aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise
der Werkstückträger mindestens eine metallische
Elektrode aufweisen, die in ein geeignetes dielektrisches Material
eingebettet ist. Jede Elektrode ist in dielektrisches Material eingeschlossen
und der Werkstückträger kann mit einer Gleichstromversorgung
in Verbindung stehen, um eine Spannung an die eingeschlossene Elektrode
anzulegen.
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Der
Werkstückträger, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung hergestellt ist, kann in Verbindung mit
jeglicher geeigneten Prozesskammer verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel
kann beispielsweise der Werkstückträger in einer
Prozesskammer angeordnet sein, die mit einer Plasmaversorgung verbunden
ist, um Plasma an die Kammer zu liefern. Die Plasmaversorgung kann
beispielsweise verwendet werden, um plasmaaktivierte CVD (CVD =
chemical vapour deposition) bzw. chemische Gasphasenabscheidung
innerhalb der Kammer auf einem Werkstück durchzuführen.
Es sei jedoch klar, dass der Werkstückträger in
Prozesskammern verwendet werden kann, in denen viele andere Prozesse
ausgeführt werden, wie beispielsweise Vergüten, Ionenätzen,
Plasmaätzen und Ähnliches.
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Um
die Temperatur des Werkstückes besser zu steuern, kann
die Prozesskammer eine oder mehrere Temperaturmessvorrichtungen
aufweisen, die die Temperatur des Werkstückes messen, das
auf dem Werkstückträger positioniert ist. Die
Prozesskammer kann weiter eine Steuervorrichtung aufweisen, die
mit der Temperaturmessvorrichtung und den Fluidversorgungen für
jede Fluidzone verbunden ist. Die Steuervorrichtung, die jegliche
geeigneter programmierbare Logikeinheit oder jeglicher Mikroprozessor
sein kann, kann konfiguriert sein, um den Druck in jeder Fluidzone
basierend auf Information, die von der Temperaturmessvorrichtung
empfangen wird, zu steuern.
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In
einem Ausführungsbeispiel kann die Steuervorrichtung, die
jegliche geeignete programmierbare Logikeinheit oder jeglicher Mikroprozessor
sein kann, konfiguriert sein, um den Druck in jeder der Fluidzonen
zu steuern, und zwar basierend auf Information, die von einer modellbasierten
Steuerung empfangen wurde, wobei der Energiefluss zu jeder Zone von
einem modellbasierten Steueralgorithmus vorhergesagt wird.
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In
einem Ausführungsbeispiel kann die Kammer eine Vielzahl
von Temperaturmessvorrichtungen aufweisen. Zum Beispiel kann eine
Temperaturmessvorrichtung verwendet werden, um die Temperatur des
Werkstückes an Stellen auf dem Werkstück zu überwachen,
die der Lage jeder der Fluidzonen entsprechen. Die Temperaturmessvorrichtungen
können beispielsweise Pyrometer aufweisen.
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Das
Fluid, das an jede der Fluidzonen geliefert wird, kann abhängig
von der bestimmten Anwendung variieren. Zum Beispiel kann ein Fluid
ausgewählt werden, das mit dem Werkstück nicht
reaktiv ist. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel
ein nicht reaktives Gas, wie beispielsweise Helium, an jede der
Fluidzonen geliefert werden. Die Größe des Druckes,
den das Gas auf das Werkstück ausübt, kann ebenfalls
abhängig von den erwünschten Ergebnissen variieren.
Im Allgemeinen erhöht das Erhöhen des Druckes
des Gases gegen das Werkstück die Fähigkeit des
Gases, die Werkstücktemperatur in dem bestimmten Bereich
zu regulieren, in dem der Kontakt stattfindet. Im Allgemeinen kann der
Gasdruck von ungefähr 1 bis ungefähr 800 Torr (133
kPa) liegen.
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Zusätzlich
dazu, dass sie auf einen Werkstückträger und eine
Prozesskammer gerichtet ist, ist die vorliegende Offenbarung auch
auf einen Prozess zum Steuern der Temperatur eines Werkstückes
gerichtet. Der Prozess weist beispielsweise die Schritte des Anordnens
eines Werkstückes auf einem Werkstückträger
in der Prozesskammer auf. Sobald es auf dem Werkstückträger
platziert ist, wird das Werkstück einer Energiequelle in
der Prozesskammer ausgesetzt, was bewirkt, dass die Temperatur des Werkstückes
ansteigt. Die Energiequelle kann beispielsweise eine Plasmaquelle,
eine thermische Energiequelle und Ähnliches aufweisen.
Um die Temperatur des Werkstückes während des
Erwärmens zu steuern, wird Fluid in unabhängig
voneinander unter Druck gesetzte Fluidzonen zwischen dem Werkstück und
einer Werkstückaufnahmefläche des Werkstückträgers
geliefert. Jede der Fluidzonen beeinflusst die Temperatur eines
entsprechenden Teils des Werkstückes. Gemäß der
vorliegenden Offenbarung haben zumindest bestimmte Zonen verschiedene
Azimutpositionen auf dem Werkstück.
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Andere
Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden unten ausführlicher
besprochen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine
vollständige und die Ausführung ermöglichende
Offenbarung der vorliegenden Erfindung, die deren besten Weg zur
Ausführung für einen Fachmann aufweist, wird genauer
im Rest der Beschreibung dargelegt, und weist Bezug zu den beigefügten
Zeichnungen auf, in denen Folgendes gezeigt ist:
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Werkstückbearbeitungssystems, das gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist;
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Werkstückträgers, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
einer Werkstückaufnahmefläche für einen
Werkstückträger, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist;
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4 ist
ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Fluidversorgungssystems,
das gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet
werden kann;
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5(a) und 5(b) sind
Querschnittsansichten des Werkstückträgers, der
in 2 veranschaulicht ist, die in 5(b) einen Wafer zeigen, der auf der Werkstückaufnahmefläche
positioniert ist;
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6 ist
eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer bipolaren
Elektrodenanordnung, die in dem Werkstückträger
der vorliegenden Offenbarung aufgenommen sein kann;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht von Fluidkühlkanälen,
die in einen Werkstückträger aufgenommen sein
können, der gemäß der vorliegenden Offenbarung
ausgeführt ist;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Werkstückträgers, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist;
-
9 ist
eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Werkstückträgers, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist;
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10 ist
eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Werkstückträgers, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist;
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11 ist
eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Werkstückträgers, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist; und
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12 ist
eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Werkstückträgers, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist.
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Eine
wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung
und den Zeichnungen soll gleiche oder analoge Merkmale oder Elemente
der vorliegenden Offenbarung darstellen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es
sollte dem Fachmann klar sein, dass die vorliegende Besprechung
nur eine Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen
ist und nicht die breiteren Aspekte der vorliegenden Offenbarung einschränken
soll.
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Die
vorliegende Offenbarung ist allgemein auf einen Werkstückträger
gerichtet, der in der Lage ist, das Werkstück nicht nur
zu halten, sondern auch in der Lage ist, die Temperatur des Werkstückes
zu beeinflussen, während das Werkstück in einer
Prozesskammer bearbeitet wird. Die Temperatur des Werkstückes
wird von einer Vielzahl von Fluidzonen gesteuert, die zwischen dem
Werkstück und der Oberseite des Werkstückträgers
gebildet sind. Ein Fluid, wie beispielsweise ein Gas, das die erwünschten
thermischen Leiteigenschaften aufweist, wird an die Fluidzonen geliefert,
die bewirken, dass eine Wärmeübertragung zwischen
dem Teil der Werkstückoberfläche, der der Fluidzone
gegenüberliegt, und dem Gas auftritt. Durch Steuern des
Druckes in jeder der Fluidzonen kann das Ausmaß an Wärmeübertragung
variiert werden. Auf diese Weise können Einstellungen an
der Temperatur des Werkstückes an bestimmten Stellen vorgenommen
werden.
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Gemäß der
vorliegenden Offenbarung sind zumindest einige der Fluidzonen an
unterschiedlichen Azimutpositionen bezüglich des Werkstückes angeordnet.
In der Vergangenheit wurden Werkstückträger vorgeschlagen,
die mehrere Druckzonen zum Steuern der Wärmeübertragung
aufweisen. Die Zonen hatten jedoch eine ringförmige Form,
welche eine gewisse Steuerung der Temperatur lediglich auf eine
achsensymmetrische Weise gestattete. Die Erfinder haben hier jedoch
festgestellt, dass Werkstücke selten achsensymmetrisch
erhitzt oder abgekühlt werden. Stattdessen variiert die
Temperatur eines Werkstückes, während es bearbeitet
wird, typischerweise sowohl radial als auch azimutal. Die Temperaturungleichheiten
können aufgrund zahlreicher Faktoren auftreten. Die Temperatur
eines Werkstückes an verschiedenen azimutalen Stellen kann
sich beispielsweise aufgrund der Weise verändern, in der das
Werkstück erhitzt wird und aufgrund der Weise, auf die
das Werkstück abkühlt. Weiter kann die Weise,
auf die das Werkstück vom Werkstückträger
kontaktiert wird auch bewirken, dass die Temperatur des Werkstückes über
die Oberfläche des Werkstückes hinweg auf nicht
achsensymmetrische Weise variiert.
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Der
Werkstückträger der vorliegenden Offenbarung ist
daher konstruiert, um eine Temperatursteuerung auf einem Werkstück
in sowohl radialer Richtung als auch einer Winkelrichtung vorzusehen.
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Mit
Bezug auf 1 ist beispielsweise ein Ausführungsbeispiel
eines Werkstückbearbeitungssystems, das gemäß der
vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist, gezeigt. In dem
in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
weist das System eine Prozesskammer 9 auf. Die Prozesskammer 9 weist eine
Werkstückbearbeitungsstation 13 auf. Die Bearbeitungsstation 13 weist
einen Werkstückträger 12 auf, der gemäß der
vorliegenden Offenbarung hergestellt ist. Die Prozesskammer, die
in 1 gezeigt ist, weist eine Bearbeitungsstation 13 zum
Bearbeiten eines Werkstückes auf, wie beispielsweise eines
Halbleiterwafers. Es sollte klar jedoch klar sein, dass die Prozesskammer 9 in
anderen Ausführungsbeispielen mehr als eine Bearbeitungsstation
aufweisen kann.
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Wie
gezeigt, weist die Bearbeitungsstation 13 einen Bearbeitungsbereich 14 auf.
In dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
ist der Bearbeitungsbereich 14 mit einem Isolationsventil 17 verbunden.
Das Isolationsventil 17 öffnet und schließt,
um so zu gestatten, dass das Werkstück ausgetauscht wird.
Das Isolationsventil 17 dichtet mit der Prozesskammerwand 10 ab.
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In
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist der Werkstückträger 12 die
Funktion einer elektrostatischen Haltevorrichtung auf. Elektrostatische
Haltevorrichtungen sind konfiguriert, um eine elektrostatische Kraft
zu erzeugen, die ein Werkstück auf einer Oberseite des
Werkstückträgers hält. Insbesondere arbeiten
elektrostatische Haltevorrichtungen durch Anlegen einer monopolaren
oder zwei bipolarer hohen Gleichspannungen zwischen einer elektrostatischen
Haltevorrichtung und dem Werkstück. Wie unten genauer beschrieben
wird, kann der Werkstückträger 12 eine
obere Schicht eines dielektrischen Materials aufweisen, die die
elektrostatische Haltefunktion ermöglicht.
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In
einem Ausführungsbeispiel bewirkt eine einzelne, monopolare
Gleichspannung eine positive Ladung auf der Oberfläche
des Dielektrikums, was negative Ladungen im Werkstück anzieht.
Dieses Ladungsverhältnis erzeugt eine anziehende, im Wesentlichen
gleichförmige Coulomb-Kraft zwischen der Oberfläche
des Werkstückträgers und einem Werkstück.
Es sollte jedoch klar sein, dass die Lehren und Prinzipien der vorliegenden
Offenbarung ebenso auf andere Werkstückträger
anwendbar sind, die nicht notwendigerweise elektrostatische Haltevorrichtungen
aufweisen.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel bewirken zwei bipolare
Gleichspannungen sowohl positive als auch negative Ladungen auf
einer Seite der dielektrischen Schicht. Diese Ladungen erzeugen anziehende
Coulomb-Kräfte zwischen der Oberfläche des Werkstückträgers
und einem Werkstück.
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Die
Bearbeitungsstation 13 ist konfiguriert, um ein Werkstück
auf dem Werkstückträger 12 aufzunehmen.
Sobald ein Werkstück, wie beispielsweise ein Halbleiterwafer,
in die Prozesskammer geladen ist, wird das Werkstück einer
Energiequelle ausgesetzt, damit das Werkstück eine erwünschte
physikalische und/oder chemische Veränderung durchläuft.
Energiequellen, die verwendet werden können, um Werkstücke
zu bearbeiten, können beispielsweise einen Ionenquelle,
eine reaktive chemische Quelle, eine thermische Quelle, eine Plasmaquelle
oder Mischungen davon aufweisen. Thermische Quellen, die verwendet
werden können, um die Werkstücke einer Energie
auszusetzen, weisen Lichtenergiequellen, wie beispielsweise Plasmalichtbogenlampen, Wolfram-Halogenlampen,
Mikrowellen-, Induktions- und Widerstandsheizvorrichtungen oder
Mischungen davon auf.
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In
dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
weist die Prozesskammer 10 eine Plasmaquelle auf, um ein
Werkstück einem Plasma auszusetzen. Das Plasma wird mittels
einer oder mehreren Induktionsspulen 40 vorgesehen, die
mit einer (nicht gezeigten) Hochfrequenzimpedanzanpassvorrichtung
verbunden ist und mit einer (nicht gezeigten) Hochfrequenzleistungsquelle
verbunden ist.
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Mit
Bezug zu 2 wird eine weitere Querschnittsansicht
des Werkstückträgers 12 veranschaulicht.
Wie gezeigt weist der Werkstückträger 12 eine
Werkstückaufnahmefläche 18 auf, die durch
einen dielektrischen Teil 20 definiert wird. Der dielektrische
Teil 20 ist über einer Basis angeordnet, die in diesem
Ausführungsbeispiel einen ersten Basisteil 22 aufweist,
der über einem zweiten Basisteil 15 angeordnet
ist. Die Basisteile 22 und 15 sind aus jeglichem
geeignetem metallischen oder keramischen Material hergestellt. Zum
Beispiel können in einem Ausführungsbeispiel die
Basisteile 22 und 15 aus Aluminium hergestellt
sein. Der Werkstückträger 12 ist an einem
Werkstückträgersockel 57 angebracht. Der
Zweck des Sockels ist es, einen starren mechanischen Träger
für den Werkstückträger 12 vorzusehen
und sowohl eine thermische als auch eine elektrische Isolation von
der Prozesskammer 9 vorzusehen.
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In
einem Ausführungsbeispiel können die Basisteile 22 und 15 flüssigkeitsgekühlt
sein. In dieser Hinsicht kann der Werkstückträger 12 eine
Vielzahl von Wärmesteuerungsfluidkanälen 24 definieren.
Beispielsweise ist mit Bezug auf 7 ein Ausführungsbeispiel
einer Basis gezeigt, die Wärmesteuerungsfluidkanäle 24 aufweist.
Wie in 2 gezeigt, sind die Wärmesteuerungsfluidkanäle 24 mit einer
primären Wärmesteuerungseinlassleitung 26 verbunden.
Ein Wärmesteuerungsfluid, wie beispielsweise Wasser, wird
in die primäre Wärmesteuerungseinlassleitung 26 zur
Zirkulation in den Wärmesteuerungseinlasskanälen 24 geleitet.
Wie nicht gezeigt ist, kann das Werkstück weiter eine Wärmesteuerungsablaufleitung
aufweisen. Das Wärmesteuerungsfluid kann beispielsweise
in die Wärmesteuerungsablaufleitung fließen, nachdem
es durch die Wärmesteuerungsfluidkanäle 24 geflossen
ist. Von der Wärmesteuerungsablaufleitung kann das Wärmesteuerungsfluid
in einem Ausführungsbeispiel durch einen Wärmetauscher
geleitet werden und durch die Wärmesteuerungsfluidkanäle
rückzirkuliert werden.
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Wie
oben beschrieben, ist der dielektrische Teil 20 über
dem Basisteil 22 positioniert und definiert die Werkstückaufnahmefläche 18.
Der dielektrische Teil 20 kann aus jeglichem geeigneten
dielektrischen Material hergestellt sein, wie beispielsweise einem keramischen
Material. Der dielektrische Teil kann mehrere Schichten eines dielektrischen
Materials aufweisen oder kann eine einzelne Schicht aufweisen.
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In
dem in 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
beispielsweise weist der dielektrische Teil 20 eine erste
dielektrische Schicht 28 auf, die auf einer zweiten und
dickeren dielektrischen Schicht 30 angeordnet ist. Die
erste dielektrische Schicht 28 kann beispielsweise eine
Dicke von ungefähr 0,4 bis ungefähr 1 mm haben,
während die zweite dielektrische Schicht 30 eine
Dicke von ungefähr 2 mm bis ungefähr 5 mm haben
kann.
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In
einem Ausführungsbeispiel kann, um eine elektrostatische
Haltevorrichtung zu bilden, eine bipolare Elektrodenanordnung 32,
wie in 6 gezeigt, zwischen der ersten dielektrischen
Schicht 28 und der zweiten dielektrischen Schicht 30 positioniert sein.
Die Elektrodenanordnung 32 kann mit einer Gleichstromquelle 24,
wie in 2 gezeigt ist, verbunden werden. Zwei unterschiedliche
Gleichspannungen können von einer einzelnen Gleichstromquelle
oder von zwei unabhängigen Stromversorgungen versorgt werden.
Die Gleichstromversorgung 34 liefert die Spannungen, die
notwendig sind, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, um eine elektrostatische
Anziehung zwischen der Werkstückaufnahmefläche 18 und
einem Werkstück herzustellen, das auf der Oberfläche
gehalten wird. Die Größe der Spannung, die von
der Gleichstromversorgung erzeugt wird, kann verwendet werden, um
das Maß an elektrostatischer Anziehung einzustellen. Weiter
kann, wenn es notwendig ist das Werkstück vom Werkstückträger
zu entfernen, die Gleichstromversorgung abgeschaltet werden, so
dass keine Spannung erzeugt wird oder kann eine Spannung umgekehrt
zum Anfangspotential erzeugen. Gleichspannungen variieren typischerweise
von ungefähr 500 bis ungefähr 2000 Volt.
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Wie
in 2 gezeigt, kann der Werkstückträger 12 weiter
mit einer Hochfrequenzleitung 36 verbunden sein, die mit
einer (nicht gezeigten) Hochfrequenz-Impedanzanpassvorrichtung verbunden
ist, die mit einer Hochfrequenz-Leistungsversorgung 38 zum
Liefern von Hochspannungsvorspannungsleistung an das Werkstück
verbunden ist.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Hochfrequenzquellenleistung
an den Werkstückträger 12 durch eine
(nicht gezeigte) Hochfrequenzimpedanzanpassvorrichtung gekoppelt
sein, die mit einer Hochfrequenzleitung 36 verbunden ist. In
diesem Ausführungsbeispiel wird keine zusätzliche
Hochfrequenzleistung an die Bearbeitungsstation 13 geliefert.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel ist keine Hochfrequenzquellenleistung
an den Werkstückträger 12 gekoppelt.
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Während
der Werkstückbearbeitung produziert die Hochfrequenzleistungsquelle
Ionen und Elektronen in dem Plasma für erwünschte
chemische Reaktionen mit der Vorderfläche des Werkstückes. Die
Hochfrequenzvorspannungsleistung sieht andererseits eine unabhängige
Steuerung der Energie vor, die die Ionen haben, wenn sie auf die
Oberseite des Werkstückes auftreffen.
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Die
Hochfrequenzleistungsversorgungen und die Gleichstromversorgung
können beide unter Verwendung jeglicher geeigneter Technik
geerdet sein. In einem Ausführungsbeispiel können
beispielsweise sowohl die Hochfrequenz- als auch die Gleichstromversorgungen
mit einer Elektrode geerdet sein, die mit der Prozesskammer verbunden
ist.
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In
den veranschaulichten Ausführungsbeispielen verwendet die
Prozesskammer induktiv gekoppelte Hochfrequenzleistung, um eine
Plasma zu erzeugen und aufrecht zu erhalten, das für die
Werkstückbearbeitung notwendig ist. Die Hochfrequenzvorspannungsleistung
ist kapazitiv durch den Werkstückträger 12,
der auch als eine elektrostatische Haltevorrichtung dient, an das
Plasma gekoppelt.
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Um
Werkstücke auf die Werkstückaufnahmefläche 18 zu
laden und davon zu entfernen, kann der Werkstückträger 12 jegliche
geeignete Aufnahmevorrichtung aufweisen. Zum Beispiel kann in einem
Ausführungsbeispiel der Werkstückträger
eine Vielzahl von Hubstiften aufweisen, die verwendet werden können,
um ein Werkstück richtig auf der Werkstückaufnahmefläche
zu positionieren und um das Werkstück auf der Werkstückaufnahmefläche anzuheben
oder abzusenken. In Hinblick darauf kann der Werkstückträger 12,
wie er in 2 gezeigt ist, eine Vielzahl
von Stiftkanälen 41 für eine Hubstiftanordnung
aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel beispielsweise
kann der Werkstückträger 12 drei Stiftkanäle
zur Aufnahme von drei Stiften aufweisen.
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Gemäß der
vorliegenden Offenbarung weist der Werkstückträger 12 weiter
eine Vielzahl von Fluidzonen auf, die auf der Werkstückaufnahmefläche 18 ausgebildet
sind, die dafür vorgesehen sind zu gestatten, dass Temperaturmodifikationen
an einem Werkstück vorgenommen werden, das auf dem Werkstückträger
positioniert ist. Die Fluidzonen sind mit einer Fluidversorgung
verbunden, um ein Fluid in die Zonen mit einem bestimmten Druck
zu liefern. Das Fluid, dass an die Zonen geliefert wird, kann jegliches
Fluid sein, das geeignete thermische Leitcharakteristika aufweist.
Zum Beispiel kann das Fluid in einem Ausführungsbeispiel
ein Gas aufweisen, wie Helium oder Wasserstoff.
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Gemäß der
vorliegenden Offenbarung sind zumindest gewisse Fluidzonen an verschiedenen Azimutpositionen
auf der Werkstückaufnahmefläche angeordnet. Insgesamt
sind die Fluidzonen vorgesehen, um eine Temperatursteuerung des
Werkstückes nicht nur in einer radialen Richtung sondern
auch in einer Azimutrichtung zu gestatten.
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Beispielsweise
ist mit Bezug auf die 3 und 5 ein
Ausführungsbeispiel eines Werkstückträgers
gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Mit
Bezug auf 3 definiert die Werkstückaufnahmefläche 18 des
Werkstückträgers 12 eine zentrale Fluidzone 42,
die in diesem Ausführungsbeispiel von 3 peripheren bzw. äußeren
Fluidzonen 44, 46 und 48 umgeben ist.
Die Fluidzonen sind durch Kanten 56 getrennt. Die Kanten 56 sind
vorgesehen, um eine Dichtung zwischen der Rückfläche
eines Werkstückes, das auf der Werkstückaufnahmefläche 18 positioniert
ist, zu bilden. Die Kanten 56 können aus dem gleichen
dielektrischen Material hergestellt sein, das verwendet wird, um
die Werkstückaufnahmefläche zu bilden oder können
aus einem unterschiedlichen Material hergestellt sein. Die Oberseite
der Kanten 56 bildet die Werkstückaufnahmefläche 18.
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Mit
Bezug auf die 5(a) und 5(b) ist eine
Querschnittsansicht des Werkstückträgers 12 gezeigt,
der in 3 veranschaulicht ist. In dem in 5(b) veranschaulichten Ausführungsbeispiel
ist ein Werkstück 60, wie beispielsweise ein Halbleiterwafer
gezeigt, der auf der Werkstückaufnahmefläche 18 positioniert
ist, während in 5(a) das
Werkstück 60 entfernt ist. Wie oben beschrieben
bilden die Kanten 56 eine Dichtung mit dem Werkstück 60.
Somit werden diskrete und unabhängige Fluidzonen gebildet.
In den Figuren ist die zentrale Fluidzone 42 zusammen mit
den äußeren Zonen 44 und 46 gezeigt.
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Um
sicherzustellen, dass das Werkstück 60 eine flache
Oberfläche beibehält, wenn es in Kontakt mit der
Werkstückaufnahmefläche 18 ist, kann
die zentrale Fluidzone 42 auch eine Anzahl von Tragstützen 41 aufweisen,
die über die zentrale Zone verteilt sind, um das Werkstück 60 zu
tragen. Diese Tragstützen 41 haben eine Höhe
gleich der Höhe der Kanten 56. Die Spitze der
Tragstützen 41 wird typischerweise einen kleinen
kreisförmigen Kontaktbereich haben, der die Rückseite
des Werkstückes 60 kontaktiert. Die Oberseite
der Tragstützen 41 ist eine zusätzliche
Komponente der Werkstückaufnahmefläche 18.
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Um
ein Fluid in die Zonen zu leiten, ist die zentrale Fluidzone 42 mit
einer Fluidversorgung 62 verbunden, was auch im Querschnitt
der 2 gezeigt ist. Wie auch in den 5(a) und 5(b) gezeigt,
ist die Fluidzone 44 mit einer Fluidversorgung 64 verbunden,
während die Fluidzone 46 mit einer Fluidversorgung 66 verbunden
ist. Wie unten genauer beschrieben wird, kann der Druck in jeder
Zone unabhängig von den anderen Zonen gesteuert werden.
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Während
der Bearbeitung wird ein wärmeleitendes Fluid, wie beispielsweise
Heliumgas, Wasserstoffgas oder Ähnliches mit ausgewählten
Drücken an jede der Zonen geliefert. Die Fluidzonen werden dann
gegen die Rückfläche des Werkstückes 60 unter
Druck gesetzt. Das wärmeleitende Fluid kann eine Mischung
von Fluiden oder ein einzelnes Fluid aufweisen. Ein Erhöhen
des Fluiddruckes erhöht den Betrag an thermischer Leitung,
der zwischen dem Fluid und dem Werkstück stattfindet. Wenn
ein Gas in die Fluidzonen geleitet wird, kann beispielsweise der Gasdruck
innerhalb der Zonen zwischen ungefähr 1 Torr und ungefähr
800 Torr variieren.
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Wie
in 3 gezeigt, weist der Werkstückträger
in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine relativ
große zentral angeordnete Fluidzone auf, die von peripheren
bzw. äußeren Zonen umgeben ist. In manchen Anwendungen
sind beispielsweise die räumliche Verteilung von sowohl
dem Leistungseingang als auch dem Kühlkörper üblicherweise
flach in dem zentralen Teil des Werkstückbereiches. Somit kann
in manchen Anwendungen nur eine einzelne zentrale Fluidzone für
eine adäquate Temperatursteuerung benötigt werden.
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Größere
Kühl- und Temperaturungleichheiten können jedoch
in den Außenbereichen des Werkstückes auftreten.
Die Erfinder haben hier jedoch festgestellt, dass die Temperaturunregelmäßigkeiten nicht
nur an gewissen radialen Positionen vorliegen können, sondern
auch in verschiedenen Azimutpositionen oder Winkelpositionen vorliegen
können. Somit weist, gemäß der vorliegenden
Offenbarung, der Werkstückträger 12 eine
Vielzahl von unabhängigen Fluidzonen auf, die an unterschiedlichen
Azimutpositionen angeordnet sind. Zum Beispiel sind, in dem in 3 veranschaulichten
Ausführungsbeispiel, die peripheren bzw. äußeren
Fluidzonen über einem Außenband angeordnet. Das
Außenband ist dann in die äußeren Fluidzonen 44, 46 und 48 unterteilt.
Durch Variieren des Fluiddruckes in den äußeren
Fluidzonen im Verhältnis zueinander können azimutale
Temperaturungleichmäßigkeiten, die durch eine
nicht gleichförmige Energiezufuhr und nicht gleichförmige Temperaturverteilungen
bewirkt werden, berücksichtigt und korrigiert werden.
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In
dem in 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
ist das Außenband in 3 Fluidzonen unterteilt, die im Wesentlichen
die gleiche Form und den gleichen Oberflächenbereich haben.
Es sollte jedoch klar sein, dass das Außenband in mehr
oder weniger Fluidzonen unterteilt sein kann. Zum Beispiel kann das
Außenband, wie in 3 gezeigt,
in etwa 2 Fluidzonen bis 12 Fluidzonen oder sogar mehr unterteilt sein.
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Weiter
müssen die äußeren Fluidzonen nicht notwendigerweise
den gleichen Oberflächenbereich und die gleiche Form besitzen.
Sowohl die Größe als auch die Form der äußeren
Fluidzonen können variieren und können auf eine
bestimmte Anwendung zugeschnitten sein. Zum Beispiel können
in einem Ausführungsbeispiel alle äußeren
Fluidzonen unterschiedliche Formen und Größen
besitzen. In noch weiteren Ausführungsbeispielen können
bestimmte äußere Fluidzonen die gleiche Größe
haben, während andere äußere Fluidzonen
eine unterschiedliche Größe haben.
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Zum
Beispiel sind mit Bezug auf die 8–12 verschiedene
andere Ausführungsbeispiele einer Werkstückaufnahmefläche
eines Werkstückträgers gezeigt. Gleiche Bezugszeichen
sind verwendet worden um ähnliche Elemente anzuzeigen. 8 veranschaulicht
beispielsweise eine Werkstückaufnahmefläche ähnlich
der Werkstückaufnahmefläche 18, die in 3 gezeigt
ist. In dem in 8 veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist
die Werkstückaufnahmefläche 18 statt
drei äußeren Fluidzonen sechs äußere
Fluidzonen 44, 46, 48, 50, 52 und 54 auf.
Wie gezeigt wird jede der Fluidzonen durch Kanten 56 getrennt.
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Die 9 und 10 auf
der anderen Seite veranschaulichen Werkstückaufnahmeflächen 18 eines
Werkstückträgers 12, die eine rechtwinklige Form
haben. Die Werkstückaufnahmeflächen 18,
wie sie in den 9 und 10 gezeigt
sind, können beispielsweise verwendet werden, um rechtwinklig geformte
Werkstücke oder Substrate zu bearbeiten. In sowohl 9 als
auch 10 weist jede Werkstückaufnahmefläche 18 eine
zentrale Fluidzone 42 auf, die von äußeren
Fluidzonen 44, 46, 48 und 50 umgeben
ist. In 9 haben die äußeren
Zonen alle eine rechtwinklige Form und alle haben näherungsweise
den gleichen Oberflächenbereich.
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In 10 auf
der anderen Seite haben die äußeren Fluidzonen 44, 46, 48 und 50 verschiedene Größen.
Insbesondere sind die äußeren Zonen 46 und 50 größer
als die äußeren Zonen 44 und 48.
Die äußeren Zonen sind voneinander durch diagonale Kanten 56 getrennt.
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In
den 11 und 12 sind
noch weitere Ausführungsbeispiele der Werkstückaufnahmeflächen 18 eines
Werkstückträgers 12 gezeigt. In den in den 11 und 12 veranschaulichten
Ausführungsbeispielen hat die zentrale Fluidzone 42 eine vieleckige
Form. Insbesondere sind die zentralen Fluidzonen 42 in
Form eines Sechsecks.
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In 12 ist
die zentrale Fluidzone 42 von äußeren
Zonen 44, 46, 48, 50, 52 und 54 umgeben. Alle äußeren
Fluidzonen haben im Allgemeinen die gleiche Form und den gleichen
Oberflächenbereich.
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In 11 hingegen
wird die zentrale Fluidzone von äußeren Fluidzonen
umgeben, wobei eine der äußeren Fluidzonen größer
ist als die anderen Zonen. Wie gezeigt, ist die zentrale Fluidzone 44 von den äußeren
Fluidzonen 44, 46, 48, 50 und 52 umgeben.
Die äußere Fluidzone 44 ist im Allgemeinen doppelt
so groß wie die anderen Fluidzonen.
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Die
Weise, auf die Fluid an jede der Fluidzonen geleitet wird, kann
von der Anzahl der Fluidzonen abhängen und von dem bestimmten
Fluid, das an die Zonen geleitet wird. Lediglich zu Beispielzwecken
ist in 4 ein Ausführungsbeispiel eines Fluidversorgungssystems
veranschaulicht. Wie gezeigt, weist das System einen Fluideinlass 70 auf,
der in Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Fluidreservoir angeordnet
ist. Wenn beispielsweise ein Gas an die Fluidzonen geliefert wird,
kann der Fluideinlass in Verbindung mit einer Quelle von unter Druck
gesetztem Gas angeordnet werden.
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Wie
gezeigt ist der Fluideinlass 70 mit einer Ventilvorrichtung 72 verbunden,
wie beispielsweise einem pneumatischen Ventil. Vom Ventil 72 aus
teilt sich der Fluideinlass 70 in eine erste Fluidleitung 74 und
eine zweite Fluidleitung 76. Die erste Fluidleitung 74 weist
einen Strömungsmesser 78 und ein Steuerventil 79 und
einen Drucksensor 80 auf. Vom Drucksensor 80 liefert
die Fluidleitung an die Fluidversorgung 62, um Fluid an
die zentralisierte Fluidzone 42 zu liefern, wie in 3 gezeigt
ist.
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Auf ähnliche
Weise kann die zweite Fluidleitung 76 auch einen Strömungsmesser 82,
ein Steuerventil 83 und einen Drucksensor 84 aufweisen. Vom
Drucksensor 84 liefert die Fluidleitung an eine Fluidversorgung 64,
um Fluid beispielsweise an eine der äußeren Zonen
zu liefern. Es sollte klar sein, dass das Fluidversorgungssystem
weitere Fluidleitungen aufweisen kann, abhängig von der
Anzahl der verschiedenen Fluidzonen, die in der Werkstückaufnahmefläche
des Werkstückträgers enthalten sind.
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Wie
in 4 gezeigt, kann die Fluidversorgung weiter eine
Steuervorrichtung 96 aufweisen. Wie hierin verwendet soll ”Steuervorrichtung” Systeme
mit einer einzelnen Steuervorrichtung abdecken oder Systeme, die
mehrere Steuervorrichtungen für jede der Komponenten aufweisen.
Die Steuervorrichtung 96 kann beispielsweise eine oder
mehrere elektronische Vorrichtungen, wie beispielsweise einen oder
mehrere Mikroprozessoren, aufweisen oder eine oder mehrere programmierbare
Logikeinheiten. Die Steuervorrichtung 96 kann verbunden
mit den Strömungsmessern 78 und 82, den
Steuerventilen 79 und 83 und den Drucksensoren 80 und 84 angeordnet
werden.
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Während
der Bearbeitung kann in einem Ausführungsbeispiel die Steuervorrichtung 96 mit
einem bestimmten Druckeinstellpunkt vorprogrammiert sein oder kann
konfiguriert sein, um einen Druckeinstellpunkt basierend auf verschiedenen
Parametern zu berechnen. Die Steuervorrichtung 96 kann
dann verwendet werden, um die Steuerventile 79 und 83 der
variablen Zumessöffnungen zu steuern, so dass der Gasdruck
im Wesentlichen dem Druckeinstellpunkt gleicht, wie dies von den
Drucksensoren 80 und 84 angezeigt werden kann.
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Wie
in 4 gezeigt, kann das Fluidversorgungssystem in
einem Ausführungsbeispiel feste Zumessöffnungen 90 und 92 aufweisen,
die mit Fluidleitungen 74 bzw. 76 verbunden sind.
Die festen Zumessöffnungen 90 und 92 sind
auch stromabwärts mit einer Fluidleitung 94 verbunden.
In manchen Ausführungsbeispielen kann es, insbesondere
wenn die Fluidzonen eine fluiddichte Dichtung mit dem Werkstück
innerhalb der Prozesskammer bilden, wünschenswert sein,
dass eine kleine Menge an Fluid durch die Ventile 83 und 79 strömt,
um den Druckeinstellpunkt zu treffen, der von der Steuervorrichtung 96 eingestellt
ist. Somit kann, um die Drucksteuerung zu ermöglichen bzw.
zu erleichtern, das Fluidversorgungssystem in einem Ausführungsbeispiel
feste Zumessöffnungen 90 und 92 aufweisen.
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In
dem in 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
weist das Fluidversorgungssystem unabhängige Steuerschaltungen
für zwei getrennte Bereich auf. Insbesondere können
der Strömungsmesser 78, das Steuerventil 79 und
der Drucksensor 80 verwendet werden, um den Gasdruck in
der zentralen Fluidzone 42 zu steuern. Das Steuerventil 83,
der Strömungsmesser 82 und der Drucksensor 84 können
andererseits verwendet werden, um den Druck in einer der äußeren
Zonen auf der Werkstückaufnahmefläche zu steuern.
In einem Ausführungsbeispiel kann jede Fluidzone auf der
Werkstückaufnahmefläche 18 mit einem
getrennten und unterschiedlichen Strömungsmesser, Steuerventil
und Drucksensor zur individuellen Steuerung jeder der Fluidzonen
verbunden sein. Das Ausmaß an Steuerungen, die für
jede der Fluidzonen notwendig sind, kann von verschiedenen Faktoren
und der bestimmten Anwendung abhängen.
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Die
Weise, auf die das Fluid in die Fluidzonen aus dem Fluidversorgungssystem
eintritt und innerhalb der Zonen umverteilt wird, kann von der Position
und den Spezifika anderer Elemente der elektrostatischen Haltevorrichtung
abhängen und ist für die vorliegende Erfindung
nicht wichtig.
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In
einem Ausführungsbeispiel kann das in 1 gezeigte
Werkstückbearbeitungssystem eine oder mehrere Temperaturmessvorrichtungen
aufweisen, die konfiguriert sind, um die Temperatur eines Werkstückes
innerhalb der Bearbeitungskammer abzufühlen und zu überwachen.
Im Allgemeinen kann jegliche geeignete Temperaturmessvorrichtung
verwendet werden. Zum Beispiel können Messvorrichtungen,
die verwendet werden können, Pyrometer, Temperaturfühler,
Thermistoren, Glasfasertemperatursensoren und Ähnliches
aufweisen.
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In
einem Ausführungsbeispiel kann das Waferbearbeitungssystem
eine Vielzahl von Temperaturmessvorrichtungen aufweisen, die konfiguriert sind,
um die Temperatur des Werkstückes an mehreren Stellen zu
messen. In diesem Ausführungsbeispiel können beispielsweise
Pyrometer verwendet werden, die die Temperatur des Werkstückes
messen, ohne das Werkstück zu kontaktieren. Ein Pyrometer
kann beispielsweise die Temperatur des Werkstückes an jeder
der Stellen messen, an denen die Fluidzonen angeordnet sind.
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Die
Temperaturmessvorrichtungen können mit der Steuervorrichtung 96 verbunden
angeordnet werden, wie in 4 gezeigt
ist. Die Steuervorrichtung 96 kann konfiguriert sein, um
den Druck in jeder der Fluidzonen basierend auf Information, die
von den Temperaturmessvorrichtungen empfangen wird, zu steuern.
Auf diese Weise kann die Temperatur des Werkstückes an
den azimutalen Stellen basierend auf der durch die Temperaturmessvorrichtung
abgefühlten Temperatur eingestellt werden.
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Die
Steuervorrichtung 96 kann beispielsweise auf steuernde
Weise, auf regelnde Weise oder auf modellbasierte Weise arbeiten.
Zum Beispiel kann in einem Steuersystem ein repräsentatives
Werkstück zuerst in der Bearbeitungskammer bearbeitet werden.
Während des Bearbeitens kann die Temperatur des Werkstückes
an mehreren Stellen überwacht werden. Basierend auf der
Information, die von den Temperaturmessvorrichtungen empfangen wird, kann
die Steuervorrichtung programmiert werden, um den Druck an jede
der Fluidzonen für das Bearbeiten ähnlicher Werkstücke
zu steuern.
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Alternativ
kann die Steuervorrichtung konfiguriert sein, um den Druck an die
Fluidzonen während der Bearbeitung jedes Werkstückes
basierend auf Echtzeit-Temperaturmessungen in einer Regelungsanordnung
zu steuern.
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Die
Fluidzonen können verwendet werden, um die Temperatur des
Werkstückes aus unterschiedlichen Gründen zu steuern.
Zum Beispiel können in einem Ausführungsbeispiel
die Fluidzonen verwendet werden, um das Werkstück innerhalb
der Bearbeitungskammer gleichmäßiger zu erwärmen.
In anderen Ausführungsbei spielen jedoch kann es wünschenswert
sein, das Werkstück auf nicht gleichförmige Weise
zu erwärmen. Zum Beispiel kann es in manchen Prozessen
wünschenswert sein, ein bestimmtes Temperaturprofil über
die Oberfläche des Werkstückes hinweg zu haben
anstelle einer gleichförmigen Temperatur.
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In
dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
weist, wie oben beschrieben, das Werkstückbearbeitungssystem
eine Plasmaquelle zum Durchführen verschiedener Prozesse
auf. Wie gezeigt, weist beispielsweise die Prozesskammer eine Öffnung 11 zum
Einführen von Reaktionsmitteln in die Kammer auf. Jegliches
geeignetes Reaktionsmittelliefersystem kann in die Kammer aufgenommen sein.
Zum Beispiel kann in einem Ausführungsbeispiel ein Duschkopf
innerhalb der Öffnung 11 angeordnet sein.
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Zusätzlich
zu einem Reaktionsmittelliefersystem kann die Prozesskammer auch
verbunden sein mit einer Pumpvorrichtung zum Pumpen von Fluiden,
wie beispielsweise Gasen, aus der Kammer, wenn dies erwünscht
ist. Zusätzlich kann die Pumpvorrichtung Vakuumbedingungen
oder annähernd ein Vakuum erreichende Bedingungen innerhalb
der Kammer erzeugen. Beispielsweise ist die Prozesskammer besonders
gut geeignet zum Durchführen von Prozessen bei Drücken,
die geringer sind als ungefähr 500 Torr, wie beispielsweise
geringer als ungefähr 5 Torr, oder sogar geringer als etwa
0,005 Torr.
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Es
sollte jedoch klar sein, dass der Werkstückträger
der vorliegenden Offenbarung in zahlreichen anderen und unterschiedlichen
Arten von Prozesskammern verwendet werden kann. Zum Beispiel sind
die Lehren der vorliegenden Offenbarung gleichfalls anwendbar auf
Prozesskammern zum Durchführen von CVD bzw. chemischer
Gasphasenabscheidung, Ätzen, Vergüten und Ähnlichem.
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Diese
und andere Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung
können vom Fachmann durchgeführt werden, ohne
vom Inhalt und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, welcher
genauer in den angehängten Ansprüchen dargestellt
ist. Zudem sollte klar sein, dass Aspekte der verschiedenen Ausführungsbeispiele
teilweise und ganz ausgetauscht werden können. Weiter wird
dem Fachmann klar sein, dass die vorhergehende Beschreibung nur
beispielhaft ist und die Erfindung nicht einschränken soll,
wie sie in den angehängten Ansprüchen weiter beschrieben
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
Werkstückträger ist offenbart, der eine Werkstückaufnahmefläche
definiert. Der Werkstückträger weist eine Vielzahl
von Fluidzonen auf. Ein Fluid, wie beispielsweise ein Gas, wird
an die Fluidzonen geliefert, um ein Werkstück auf dem Werkstückträger
zu kontaktieren. Das Fluid kann ausgewählte wärmeleitende
Charakteristika aufweisen, und zwar zum Steuern der Temperatur des
Werkstückes an bestimmten Stellen. Gemäß der
vorliegenden Offenbarung sind zumindest bestimmte Fluidzonen an
unterschiedlichen azimutalen Positionen. Auf diese Weise kann die
Temperatur des Werkstückes nicht nur in einer radialen
Richtung sondern auch ein einer Winkelrichtung eingestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 5609720 [0003]
- - US 5761023 [0003, 0004]
- - JP 63-78975 [0003]
- - JP 1-251735 [0003]