JP2010500760A - 基板支持体の加熱及び冷却 - Google Patents

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Abstract

処理チャンバ及び処理チャンバ内において基板支持アセンブリ上に位置決めされた基板の温度を制御するための方法を提供する。基板支持アセンブリは、熱伝導体と、この熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面と、熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、１つ以上の加熱要素と同一平面となるように熱伝導体内に埋設された２つ以上の冷却チャネルを含む。冷却チャネルを、２つ以上の長さの等しい冷却路に分岐してもよく、分岐冷却路は単一の流入口から単一の流出口に延びており、等しい抵抗冷却が得られる。

Description

発明の背景
（発明の分野）
本発明の実施形態は概して、基板の処理、特には、処理チャンバにおいて基板の温度を調節するための基板支持アセンブリに関する。より具体的には、本発明は、例えば、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、物理気相蒸着（ＰＶＤ）、エッチング及び基板材料を堆積、エッチング又はアニールするための他の基板処理反応において用いることが可能な方法及び装置に関する。
（関連技術の説明）
薄膜層を基板上に堆積するために、通常、基板は堆積処理チャンバ内において支持され、基板は高温にまで加熱される（数百度等）。ガス又は化学物質をこの処理チャンバ内に注入すると、化学的及び／又は物理的な反応が生じて、薄膜層が基板上に堆積される。この薄膜層は、誘電体層、半導体層、金属層又は他のシリコン含有層などである。
堆積処理は、プラズマ又は他の熱源によって強化し得る。例えば、半導体基板又はガラス基板を処理するためのプラズマ化学気相蒸着処理チャンバ内の基板の温度は、基板をプラズマに曝露することにより及び／又は基板を処理チャンバ内において熱源を用いて加熱することにより、所望の高堆積温度に維持することが可能である。熱源の一例には、熱源又は加熱要素を基板支持構造体（典型的には、基板処理中に基板を保持する）内に埋設することが含まれる。
堆積中、基板表面の温度が全体に亘って均一であることが、基板表面上に堆積される薄膜層の質を確保するのに重要である。基板のサイズが非常に大型になってきているため、基板支持構造体のサイズを大型化する必要があるが、基板を所望の堆積温度にまで加熱する際に多くの問題が生じる。例えば、ガラス基板（薄膜トランジスタ又は液晶ディスプレイ製作用の大型ガラス基板等）への堆積中、基板支持構造体の不本意な反りや基板の不均等な加熱が観察されることがある。
一般に、高い堆積温度にて基板表面全体の温度均一性を実現するほうが、数度の温度差が与える影響がより劇的となる中間堆積温度範囲において基板を中間堆積温度に維持するよりも容易である。例えば、基板表面全体での５℃の温度ムラが１５０℃の堆積温度を必要とする堆積薄膜層の質に与える影響は、４００℃の堆積温度を必要とする薄膜層よりも大きい。
従って、処理チャンバ内において基板表面全体に亘る温度均一性を改善する、改善された基板支持体が求められている。
本発明の実施形態は、基板処理中に基板の温度を調節するための改善された基板支持アセンブリを備えた処理チャンバを提供する。一実施形態において、処理チャンバ内において大面積基板を支持するための基板支持アセンブリが、提供される。基板支持アセンブリは、熱伝導体と、この熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面と、熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、この１つ以上の加熱要素と同一平面上にくるように熱伝導体内に埋設された２つ以上の冷却チャネルを含む。
本発明の別の実施形態は、処理チャンバ内において大面積基板を支持するように適合された基板支持アセンブリを提供する。基板支持アセンブリは、熱伝導体と、この熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面と、熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、熱伝導体内に等しい全長（Ｌ１＝Ｌ２・・・＝ＬＮ）にて埋設されるように適合された２つ以上の分岐冷却路を含む。
別の実施形態において、処理チャンバ内において大面積基板を支持するように適合された基板支持アセンブリは、熱伝導体と、この熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面と、熱伝導体内に埋設され且つ基板支持表面を加熱するため及び／又は冷却するための、所望の設定温度にて流体が流れるように適合された１つ以上のチャネルを含んでいてよい。この実施形態において、熱伝導体内に埋設された１つ以上の冷却／加熱チャネルの長さは、基板支持表面の全領域が加熱される及び／又は冷却されるように様々に異なった長さであってよい。
別の実施形態において、基板を処理するための装置が提供される。本装置は、処理チャンバと、この処理チャンバ内に配置され且つその上で基板を支持するように適合された基板支持アセンブリと、１つ以上の処理ガスを基板支持アセンブリ上方に供給するための、処理チャンバ内に配置されたガス分配板アセンブリを含む。
別の実施形態において、処理チャンバ内において大面積基板の温度を維持するための方法が提供される。本方法は、大面積基板を処理チャンバの基板支持アセンブリの基板支持表面上に準備し、２つ以上の冷却チャネル内に冷却流体を流し、１つ以上の加熱要素のための第１電源及び２つ以上の冷却チャネルのための第２電源を調節し、大面積基板の温度を維持することを含む。
本発明の上述した構成が詳細に理解されるように、上記で簡単に要約された本発明のより具体的な説明が実施形態を参照して行われ、それらの一部は添付図面に図示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を図示するに過ぎず、本発明は同等に効果的な他の実施形態も含み得るため、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
本発明の基板支持アセンブリの一実施形態を有する処理チャンバ例の概略断面図である。 本発明の一実施形態による基板支持アセンブリの水平上断面図である。 本発明の一実施形態による基板支持アセンブリの水平上断面図である。 本発明の基板支持アセンブリの一実施形態の水平上断面図である。 本発明の基板支持アセンブリの別の実施形態の水平上断面図である。 本発明の基板支持アセンブリの別の実施形態の水平上断面図である。 本発明の基板支持アセンブリの別の実施形態の水平上断面図である。 本発明の基板支持アセンブリの別の実施形態の水平上断面図である。 本発明の一実施形態による基板支持アセンブリの水平上断面図である。 本発明の一実施形態による基板支持アセンブリの概略断面図である。 本発明の一実施形態による、処理チャンバ内において基板の温度を制御するための方法の一実施形態のフロー図である。 本発明の一実施形態による、処理チャンバ内において基板の温度を制御するための、加熱要素の電源及び冷却チャネルの電源のオン／オフ切り替えの様々な組み合わせを示す図である。 本発明の一実施形態によるボトムゲート型薄膜トランジスタ構造の例示的な概略断面図である。 本発明の一実施形態による薄膜太陽電池構造の例示的な概略断面図である。
詳細な説明
本発明の実施形態は、概して、処理チャンバ内において均一な加熱と冷却を行うための基板支持アセンブリを提供する。例えば、本発明の実施形態は、太陽電池の処理に使用することができる。発明者らは、所望の温度からの逸脱は膜の特性に大きく影響することから、太陽電池の形成においては、基板上に微結晶シリコンを堆積する及び形成する際に基板の温度を制御することが重要なことを発見した。この温度制御問題は、基板が厚いとより困難になるが、これは基板の厚さも又、基板温度の熱調節に影響するからである。一部の基板材料（例えば、太陽電池用の基板）は、慣用の基板材料よりも本質的に厚いため、基板温度の調節は一層困難である。厚い基板を所望の堆積温度にまで加熱するにはずっと多くの時間がかかり、厚い基板は、一旦高温にまで加熱されてしまうと、その冷却により時間がかかる。この結果、処理温度内での基板処理スループットに多大な影響が出てしまう。基板の予備加熱を行うことにより基板処理のスループットを上昇させることはできるものの、プラズマを用いてガラス基板（他のガラス基板よりも厚く大型である薄膜太陽電池製造用の大面積ガラス基板等）の堆積を促進する場合は、基板温度を処理チャンバ内において慎重に調節しなくてはならない。これは、プラズマの存在により、好ましからぬことに、既に予備加熱された基板の温度が、設定された堆積温度よりも高くなることがあるからである。このため、基板の効率的な温度制御が必要とされる。
図１は、システム２００の一実施形態の概略断面図である。本発明を、ＡＫＴ社（カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社の子会社）から入手可能なプラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）システム等の、大面積基板を処理するように構成された化学気相蒸着システムに関連して、以下にて実例を挙げて説明する。しかしながら、本発明は、他のシステム構成（円形基板を処理するように構成されたシステムを含む、エッチシステム、他の化学気相蒸着システム及びチャンバ内における基板温度調節が望ましいその他いずれのシステム等）においても有用であることを理解すべきである。他の製造業者のものを含め、他の処理チャンバを本発明の実施に利用することも考えられる。
システム２００は、一般に、処理チャンバ２０２を含み、処理チャンバは、１つ以上のソース化合物及び／又は前駆体（例えば、とりわけシリコン含有化合物供給源、酸素含有化合物供給源、窒素含有化合物供給源、水素ガス供給源、炭素含有化合物供給源及び／又はこれらの組み合わせ）を供給するためのガス供給源２０４に連結されている。処理チャンバ２０２は、処理容積２１２を部分的に規定する壁部２０６と底部２０８とを有する。処理容積２１２には、典型的には、基板２４０の処理チャンバ２０２内外への移動を促進する壁部２０６のポート及び弁（図示せず）を介してアクセスする。壁部２０６は蓋アセンブリ２１０を支持しており、蓋アセンブリはポンピングプレナム２１４を含み、プレナムは、処理容積２１２を、ガス及び処理による副生成物を処理チャンバ２０２から排出するための排気ポート（様々なポンピング構成要素含む。図示せず）に連結している。
蓋アセンブリ２１０は、典型的には流入ポート２８０を含み、ガス供給源２０４によって供給された処理ガスはこのポートを通って処理チャンバ２０２内に導入される。流入ポート２８０は、解離フッ素等の洗浄剤を処理チャンバ２０２に供給してガス分配板アセンブリ２１８から堆積副生成物及び膜を除去するための洗浄剤供給源２８２にも連結されている。
ガス分配板アセンブリ２１８は、蓋アセンブリ２１０の内側２２０に連結されている。ガス分配板アセンブリ２１８は、典型的には、基板２４０の輪郭に実質的に沿うように構成されており、例えば、大面積ガラス基板の場合は多角形であり、ウェハの場合は円形である。ガス分配板アセンブリ２１８は穿孔領域２１６を含んでおり、ガス供給源２０４から供給された処理前駆体及び他のガスは、この穿孔領域を通って処理容積２１２に送られる。ガス分配板アセンブリ２１８の穿孔領域２１６は、処理チャンバ２０２内へとガス分配板アセンブリ２１８を通過するガスが均一に分配されるように構成されている。ガス分配板アセンブリ２１８は、典型的には、吊架板２６０に架けられた拡散板２５８を含む。複数のガス流路２６２が拡散板２５８を貫通して形成されており、ガス分配板アセンブリ２１８を通過して処理容積２１２内へと流れるガスは既定通りに分配される。拡散板２５８は、半導体ウェハ製造の場合は円形、ガラス基板（とりわけフラットパネルディスプレイ、ＯＬＥＤ及び太陽電池用の基板等）の製造の場合は多角形（長方形等）などである。
拡散板２５８は、基板２４０の上方に位置決めし、拡散板重力支持体によって垂直に懸架することができる。一実施形態において、拡散板２５８は、蓋アセンブリ２１０の吊架板２６０によって、弾性懸架部２５７を介して支持されている。弾性懸架部２５７は、拡散板２５８の膨張及び収縮を見越して、拡散板２５８をその縁部で支持するように適合されている。弾性懸架部２５７は、拡散板２５８の膨張及び収縮を円滑に進めるのに役立つ異なる構成を有していてもよい。弾性懸架部２５７の一例は、２００２年１１月１２日に発行の米国特許第６４７７９８０号「Ｆｌｅｘｉｂｌｙ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｇａｓ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｍａｎｉｆｏｌｄ ｆｏｒ Ａ Ｐｌａｓｍａ Ｃｈａｍｂｅｒ」において詳細に開示されており、引用により本願に組み込まれる。
吊架板２６０により、拡散板２５８と蓋アセンブリ２１０の内側２２０とが離間関係に維持されるため、その間にはプレナム２６４が画成される。プレナム２６４により、蓋アセンブリ２１０を通って流れるガスは拡散板２５８の幅全体に亘って均一に分配されるため、ガスを中央の穿孔領域２１６の上方に均一に供給すると、ガス流路２６２を均等に広がって流れる。
基板支持アセンブリ２３８は、処理チャンバ２０２の中央に配置される。基板支持アセンブリ２３８は、処理中、ガラス基板他等の基板２４０を支持する。基板支持アセンブリ２３８は、通常、接地されているため、蓋アセンブリ２１０と基板支持アセンブリ２３８との間に位置決めされたガス分配板アセンブリ２１８（又は、チャンバの蓋アセンブリの内部又はその近傍に位置決めされた他の電極）に電源２２２から供給されたＲＦ電力により、基板支持アセンブリ２３８とガス分配板アセンブリ２１８との間の処理容積２１２内に存在するガスが励起される。
電源２２２からのＲＦ電力は、通常、化学気相蒸着法を促進するように基板のサイズに見合ったものが選択される。一実施形態において、約４００Ｗ以上（約２０００Ｗ〜約４０００Ｗ又は約１００００Ｗ〜約２００００Ｗ等）のＲＦ電力を電源１２２に印加して、処理容積１４０内に電場を発生させることが可能である。例えば、出力密度約０．２ワット／ｃｍ２以上（例えば、約０．２ワット／ｃｍ２〜約０．８ワット／ｃｍ２、又は約０．４５ワット／ｃｍ２）を用いて、本発明の低温基板堆積法に対応させることが可能である。電源１２２及び整合回路（図示せず）は、処理容積１４０内において、前駆体ガスから処理ガスのプラズマを発生させ、維持する。好ましくは、１３．５６ＭＨｚの高周波ＲＦ電力を使用するが、これは重要ではなく、低周波も使用可能である。更に、セラミック材料又は陽極酸化アルミニウム材料で被覆することにより、チャンバの壁部を保護することが可能である。
システム２００は、本願に記載されるようなソフトウェア制御された基板処理法を実行するように適合された制御装置２９０も含み得る。制御装置２９０は、システム２００の様々な構成要素とのインターフェースをとり、その機能を制御するために組み込まれる（電源、昇降用モータ、熱源、ガス注入及び冷却流体注入のための流量制御装置、真空ポンプ、他の関連チャンバ及び／又は処理機能）。制御装置２９０は、典型的には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２９４、サポート回路２９６及びメモリ２９２を含む。ＣＰＵ２９４は、様々なチャンバ、装置及びチャンバ周辺機器を制御するために工業環境で使用可能ないずれの形態のコンピュータプロセッサであってもよい。
制御装置２９０は、ハードディスクドライブなどのメモリ２９２に格納されたシステム制御ソフトウェアを実行する。また、制御装置は、アナログ及びデジタル入力／出力ボード、インターフェースボード及びステッピングモータ・コントローラボードを含む場合がある。一般に、光学及び／又は磁気センサを用いて、可動式機械アセンブリを移動させたり位置を求めたりする。ＣＰＵ２９４に連結されたメモリ２９２、ソフトウェア又は他のコンピュータ可読性媒体は、容易に入手可能な１つ以上の記憶装置であってよい（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、ＣＤ、フロッピー（商標名）ディスク又はその他のいずれの形式の記憶記憶格納用のローカル又はリモートデジタルストレージ等）。サポート回路２９６は、慣用のやり方でＣＰＵ２９４をサポートするためにＣＰＵ２９４に連結される。これらの回路はキャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。
制御装置２９０を用いて、堆積温度、基板支持体の加熱及び／又は基板の冷却を含め、システム上に配置される温度の制御を行うことができる。制御装置２９０は、処理チャンバ２０２によって行われる処理／堆積時間、プラズマに点火するタイミング、処理チャンバ内において温度制御を維持する等の制御にも用いられる。
（処理チャンバの基板支持アセンブリ）
基板支持アセンブリ２３８は軸２４２に連結され且つ（図示されるような）上昇処理位置と基板搬送時の下降位置との間で基板支持アセンブリ２３８の移動を行う昇降システム（図示せず）に接続されている。また、軸２４２は、基板支持アセンブリ２３８と処理チャンバ２０２の他の構成要素とをつなぐ導線や熱電対リード線の導管となる。蛇腹部２４６は基板支持アセンブリ２３８に連結されており、処理容積２１２と処理チャンバ２０２の外部大気との間を真空シールし且つ基板支持アセンブリ２３８の垂直運動を円滑にしている。
一般に、処理中、基板支持アセンブリ２３８の昇降システムを調節して、基板２４０とガス分配板アセンブリ２１８との間の間隔を最適化（約４００ミリ以上）する。間隔調節機能により、大型基板の面全体に必要とされる膜均一性を維持しつつ、多様な堆積条件に合わせて処理を最適化することが可能となる。本発明が有益となるように適合され得る基板支持アセンブリは、１９９８年１２月１日にホワイト（Ｗｈｉｔｅ）らに発行された、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５８４４２０５号及びサジョト（Ｓａｊｏｔｏ）らに２０００年３月７日に発行された米国特許第６０３５１０１号に記載されており、これらの文献は全て引用によりその全体が本願に組み込まれる。
基板支持アセンブリ２３８は伝導体２２４を含み、この伝導体は、基板を処理する間、処理容積２１２内において、その上にて基板２４０を支持する基板支持表面２３４を有している。伝導体２２４は、熱伝導性を付与する金属又は合金材料から形成することが可能である。一実施形態において、伝導体２２４は、アルミニウム材料から形成される。しかしながら、他の適した材料も使用可能である。
基板支持アセンブリ２３８は、基板処理中に、基板支持表面２３４上に配置された基板２４０を取り囲むシャドーフレーム２４８を更に支持している。一般に、シャドーフレーム２４８により、基板２４０及び基板支持アセンブリ２３８の縁部への材料の堆積が防止されるため、基板２４０が基板支持アセンブリ２３８に固着することがない。一般に、基板支持アセンブリ２３８が下の非処理位置（図示せず）に在る場合、シャドーフレーム２４８は、チャンバ本体部の内壁部に沿って位置決めされている。図１に図示されるように、基板支持アセンブリ２３８が上の処理位置にある場合、シャドーフレーム２４８に刻まれた１つ以上の位置合わせ溝と１つ以上の位置合わせピン２７２とを一致させることにより、シャドーフレーム２４８を基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４に係合させ且つ整列させることが可能である。１つ以上の位置合わせピン２７２は、伝導体１２４の外周の上又はその付近に位置された１つ以上の位置合わせピン穴３０４を貫通するように適合されている。任意で、１つ以上の位置合わせピン２７２を支持ピン板２５４により支持し、基板のローディング中及びアンローディング時に伝導体２２４と共に移動可能にしてもよい。
基板支持アセンブリ２３８には、複数の基板支持ピン２５０が納まる複数の基板支持ピン穴２２８が貫通して形成されている。基板支持ピン２５０は、典型的には、セラミック又は陽極酸化アルミニウムから構成される。基板支持ピン２５０を、支持ピン板２５４により基板支持アセンブリ２３８に対して作動させて支持表面２３０から突出させ、基板を基板支持アセンブリ２３８に対して離間関係でもって載置することができる。或いは、昇降板はなくてもよく、基板支持アセンブリ２３８が下降された際に、処理チャンバ２０２の底部２０８により基板支持ピン２５０を突出させることが可能である。
温度制御される基板支持アセンブリ２３８は、１つ以上の電源２７４に連結された１つ以上の電極及び／又は加熱要素２３２も含んでいてよく、これらは基板支持アセンブリ２３８及びその上に位置決めされた基板２４０とを所定の温度範囲にまで制御しながら加熱する。典型的には、ＣＶＤ法において、１つ以上の加熱要素２３２は、基板２４０を、基板上に堆積される材料についての堆積処理パラメータに応じて、少なくとも室温より高い均一な温度（約６０℃以上等）、典型的には約８０℃〜少なくとも約４６０℃に維持する。一実施形態において、１つ以上の加熱要素１２２は、伝導体２２４内に埋設されている。
図２Ａ〜２Ｂは、伝導体２２４の全体に亘って配置された１つ以上の加熱要素２３２の平面図である。一実施形態において、加熱要素２３２は、基板支持アセンブリ２３８の内側及び外側溝領域に沿って走る外側加熱要素２３２Ａと内側加熱要素２３２Ｂとを含む。外側加熱要素２３２Ａは、軸２４２を通って伝導体２２４内に進入し、伝導体２２４の外周を１つ以上の外側ループとして取り巻き、軸２４２から外に出てよい。同様に、内側加熱要素２３２Ｂは、軸２４２を通って伝導体２２４内に進入し、伝導体２２４の中央領域を１つ以上の内側ループとして取り巻き、軸２４２から外に出てよい。
図２Ａ及び２Ｂに図示されるように、内側加熱要素２３２Ｂ及び外側加熱要素２３２Ａは、長さと、基板支持アセンブリ２３８の部位に関しての位置だけが異なる以外は構成が同じであってよい。内側加熱要素２３２Ｂ及び外側加熱要素２３２Ａを基板支持アセンブリ内部に１つ以上の加熱管として形成し、端部を軸２４２の中空芯部内に適切に配置してもよい。各加熱要素及び加熱管は、その中に埋設された導体リード線又は発熱コイルを含んでいてよい。加えて、他の加熱要素、加熱線パターン又は構成を用いることも可能である。例えば、１つ以上の加熱要素２３２を、伝導体２２４の裏側に位置決めする又は固締板により伝導体２２４に固締することが可能である。１つ以上の加熱要素２３２は、約８０℃以上の既定の温度にまで、抵抗加熱され得る又は他の加熱手段により抵抗加熱され得る。
加えて、内側加熱要素２３２Ｂと外側加熱要素２３２Ａの伝導体２２４における設置経路は、図２Ａに図示されるように、多少なりとも平行に近い２重ループにすることが可能である。或いは、内側加熱要素２３２Ｂを、図２Ｂに図示されるように、板状構造体の表面を多少なりとも均等に覆う葉状ループにすることが可能である。この二重ループパターンにより、伝導体２２４全体に亘って軸を中心としたほぼ対称的な温度分布が得られる一方、表面縁部での熱損失が大きくなる。通常、１つ以上の熱電対３３０を基板支持アセンブリ２３８内で用いることが可能である。一実施形態においては、伝導体２２４の中央領域に１つと外周に１つといったように、２つの熱電対を用いる。別の実施形態においては、伝導体２２４の中央からその４つの角部へと延びる４つの熱電対を用いる。
図示されるように、ディスプレイに使用するための伝導体２２４は、正方形又は長方形であってよい。ガラスパネル等の基板２４０を支持するための基板支持アセンブリ２３８の例示的な寸法は、幅約３０インチ及び長さ約３６インチである。しかしながら、本発明の板状構造のサイズは限定的なものではなく、本発明は円形又は多角形等の他の形状も含む。一実施形態において、伝導体２２４の形状は、幅約２６．２６インチ、長さ約３２．２６インチ以上の長方形であり、サイズ約５７０ｍｍｘ７２０ｍｍ以上の、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板の処理が可能である。別の実施形態において、伝導体２２４は、幅が例えば約８０インチ〜１００インチ、長さが例えば約８０インチ〜約１２０インチの長方形である。一例として挙げると、幅約９５インチｘ長さ約１０８インチの長方形の伝導体を、例えばサイズ約２２００ｍｍｘ２６００ｍｍ以上のガラス基板の処理に用いることが可能である。一実施形態において、伝導体２２４は、基板２４０の形状に沿ったものであり、その寸法は基板２４０より大きく、基板２４０の領域を取り囲む。別の実施形態において、伝導体２２４は、寸法及びサイズにおいて基板２４０より若干小さいが、依然として基板２４０に沿った形状である。
基板支持アセンブリ２３８は、基板２４０を保持する及び整列させるための追加の機構を含んでいてよい。例えば、伝導体２２４は、伝導体を貫通し且つ基板２４０を伝導体２２４の上方に若干の距離をあけて支持するように適合された複数の基板支持ピン２５０のための、１つ以上の基板支持ピン穴２２８を含む。基板支持ピン２５０を基板２４０の周縁近くに位置決めし、搬送ロボット又は処理チャンバ２０２の外に配置された他の搬送機構により、搬送ロボットの動きを妨げることなく、基板２４０の載置又は除去を円滑に進めることが可能である。一実施形態において、基板支持ピン２５０を絶縁材料（とりわけセラミック材料、陽極酸化アルミニウム材料等）から形成して、基板処理中の電気絶縁性をもたらしつつ、依然として熱伝導性とすることが可能である。基板をローディング又はアンローディングする際に、基板支持ピン２５０が基板支持アセンブリ２３８内で動いて基板２４０を持ち上げるように、任意で、基板支持ピン２５０を、支持ピン板２５４により支持してもよい。或いは、基板支持ピン２５０をチャンバ底部に固定し、伝導体２２４を垂直方向に移動させることで基板支持ピン２５０が伝導体内を通過するようにしてもよい。
別の実施形態において、加熱要素１３２の少なくとも１つの外側ループつまり外側加熱要素２３２Ａは、基板２４０が伝導体２２４の基板支持表面２３４上に載置された際に、基板２４０の外周に揃うように構成されている。例えば、伝導体２２４の寸法が基板２４０の寸法より大きい場合、外側加熱要素２３２Ａの位置は、伝導体２２４上の１つ以上のピン穴（例えば、基板支持ピン穴２５０又は位置合わせピン穴３０４）の位置を妨害することなく、基板２４０の外周を取り囲むように構成される。
図２Ａ及び２Ｂに図示されるように、本発明の一実施形態において、外側加熱要素２３２Ａは、１つ以上の基板支持ピン穴２２８の周囲に、伝導体２２４の中心からかなり離れて位置決めされており、１つ以上の基板支持ピン穴２２８の位置、従って基板２４０の縁部を支持するための基板支持ピン２５０の位置を妨げていない。更に、本発明の別の実施形態において、外側加熱要素２３２Ａは、１つ以上の基板支持ピン穴２２８と伝導体２２４の外縁との間に位置決めされており、基板２４０の縁部及び周囲までを加熱する。
（基板支持アセンブリの冷却構造）
上述したように、大面積基板の基板処理中、大面積基板の温度を調節する及び維持するにあたっては問題が生じる。従って、均一な温度プロファイルを達成するためには、加熱に加えて、基板の冷却が更に必要となる場合がある。本発明の１つ以上の態様において、基板支持アセンブリ２３８は、伝導体２２４に埋設された冷却構造３１０を更に含み得る。
図３Ａ〜３Ｆは、基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４内の冷却構造３１０の例示的な構成を図示している。冷却構造３１０は、温度制御を維持し、基板処理中に起こり得る温度ムラ（ＲＦプラズマを処理チャンバ２０２内で発生させた際の温度上昇又は急上昇）を補正するように構成された１つ以上の冷却チャネルを含む。例えば、基板２４０の左側を冷却するように構成された１つの冷却チャネルと、基板の右側を冷却するように構成された別の冷却チャネルが在る。冷却構造３１０は、１つ以上の電源３７４に連結することが可能であり、基板処理中に、基板の温度を効率的に調節するように構成されている。
一実施形態において、冷却チャネルは伝導体２２４内に埋設されており、１つ以上の加熱要素と同一平面上にくるように構成されている。別の実施形態において、各冷却チャネルは、２つ以上の冷却路に分岐されている。例えば、図３Ａ〜３Ｆに図示されるように、各冷却チャネルは、基板支持表面２３４の冷却が全領域に亘るように適合された冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを含む。加えて、熱伝導体内に埋設された冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、互いに同一平面上に在ってよい。更に、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、加熱要素１３２Ａ、１３２Ｂと同じ面の近傍付近にくるように製造することができる。
冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの形状は、図３Ａ〜３Ｆに例示的に図示されるように、様々に適合させることが可能である。全体として、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、螺旋、ループ、曲線、蛇行及び／又は直線形状に構成することができる。例えば、冷却路３１０Ａは外側加熱要素により近く、冷却路３１０Ｃは内側加熱要素により近い曲線形状であり、冷却路３１０Ｂは、冷却路３１０Ａと冷却路３１０Ｂとの間でループを描く。
一実施形態において、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを、図３Ａ〜３Ｅに例示的に図示されているように、単一の流入口（例えば、流入口３１２）から単一の流出口（例えば、流出口３１４）へと延ばし、軸２４２から出して軸２４２に戻すことが可能である。しかしながら、流入口３１２及び流出口３１４の位置に制限はなく、伝導体２２４及び／又は軸２４２内の場合もある。例えば、図３Ｆに例示的に図示されるように、１つ以上の流入口及び１つ以上の流出口を用いて、冷却チャネルを１つ以上の冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃに分岐させることも可能である。従って、本発明の一実施形態においては、複数の冷却路を単一の流入口及び単一の流出口に集中させることにより、複数の冷却路の存在下における一点冷却制御を行う。例えば、同じ流入口・流出口を共有する分岐冷却路は、単純なオン／オフ制御によって制御することが可能である。加えて、分岐冷却路は、図に描かれるように、左右対称の２つの群に分けることが可能である。結果として、このように設計された冷却路は、冷却構造内における冷却流体の圧力、流体流量、流体抵抗のより良好な制御をもたらす。一実施形態においては、冷却流体を、冷却路内に、制御された同一圧力、同一距離に亘って及び／又は同一抵抗にて流す。
別の実施形態において、各冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの全長（Ｌ）は互いに同じであるため、冷却流体が流れる総距離は同じとなる（Ｌ１＝Ｌ２・・・・ＬＮ）。加えて、本発明の一実施形態において、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの内部を流れる冷却流体は、同一流量となるように構成される。従って、１つ以上の冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの構造及びパターンにより、図３Ａ〜３Ｆに例示されるように、基板支持アセンブリ２３８の基板支持表面２３４の全領域に亘って、冷却流体は同じ分布及び同じ抵抗でもって送られる。
冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの直径に制限はなく、約１ｍｍ〜約１５ｍｍ等のいずれの適切な直径であってもよい（例えば、９ｍｍ）。冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃの構造は、内側加熱要素２３２Ｂと外側加熱要素２３２Ａとの間に割り当てられた、例えば、溝、チャネル、凸部、凹部等である。冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを伝導体２２４の高温領域又は高温ゾーンに比較的近い位置に設けることにより、基板支持アセンブリの全体的な温度均一性を改善することが考えられる。
図３Ｆに図示されるように、代替の実施形態において、基板支持表面を所望の温度設定点にまで冷却する及び／又は加熱すること並びに基板の温度を調節することは、熱伝導体内に埋設された１つ以上の冷却／加熱チャネルによって行うことが可能である。例えば、流体を、流体再循環ユニットにより要望に応じて加熱し及び／又は冷却し、この加熱／冷却された流体を１つ以上のチャネル内に流すことで基板支持表面を加熱する及び／又は冷却する。加えて、流体再循環ユニットを熱伝導体の外部に設置し、１つ以上のチャネルと接続し、この１つ以上のチャネル内を流れる流体の温度を所望の温度設定点に調節することが可能である。
一実施形態において、１つ以上のチャネルと流体再循環ユニットとの間を流れる流体は、例えば、熱せられたオイル、熱水、冷却されたオイル、冷水、熱せられたガス、冷ガス及びこれらの組み合わせである。望ましい温度設定点は様々であり、例えば、約８０℃以上（約１００℃〜約２００℃等）である。
別の実施形態において、流体再循環ユニットは、流体を加熱し及び／又は冷却し、流体の温度を望ましい温度設定点にまで調節するために設置された温度制御ユニットを含んでいる。温度制御ユニット内において望ましい温度設定点にまで加熱される及び／又は冷却される流体は、基板支持アセンブリの熱伝導体内に埋設された１つ以上のチャネルに再循環させることが可能である。別の実施形態において、熱伝導体内に埋設された１つ以上の冷却／加熱チャネルは、様々に異なる長さ又は同じ長さでもって、基板支持表面の全領域の加熱及び／又は冷却を担っている。更に別の実施形態において、１つ以上のチャネルのそれぞれは、基板支持表面の全領域が加熱される及び冷却されるように適合された２つ以上の分岐路を更に含む。
図４は、同一平面上にくるように構成された冷却構造３１０と加熱要素とを有する基板支持アセンブリの例示的な一実施形態である。例えば、冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを加熱要素の高さに合わせることにより（同一平面Ａの近くに形成する等）、基板処理中の良好な温度制御を保つ。
冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、熱伝導体内にチャネル及び流路を形成するための、当該分野において既知の技法によって形成することが可能である。例えば、冷却構造３１０及び／又は冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、溝を備えた２枚の伝導板を対応する位置で合わせて鍛造することにより形成することが可能であり、チャネル及び流路は、合わせた溝部から形成される。熱伝導体内に冷却チャネル及び流路が形成されたら、これらを封止してより良好な熱伝導性を確保し、冷却流体の漏れを防止する。
加熱要素、冷却チャネル及び冷却路を形成するための他の技法（溶接、鍛接、摩擦攪拌溶接、爆着、電子ビーム溶接、磨削等）も使用可能である。本発明の別の実施形態においては、伝導体２２４の製作中、溝、凹部、チャネル及び流路の部位をその表面上に備えた２枚の伝導板を、静水圧圧縮（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）により圧縮又は締め固めると、加熱要素、冷却チャネル及び冷却路が、均等に締め固められる形で形成される。加えて、１つ以上の加熱要素並びに１つ以上の冷却チャネル及び冷却路用のループ、管系又はチャネルを、既知の接合技法（とりわけ溶接、サンドブラスト、高圧接合、接着剤による接合、鍛造等）を用いて製作し、基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４に接合してもよい。
冷却構造３１０及び冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、伝導体２２４と同じ材料（アルミニウム材料等）から形成することが可能である。或いは、冷却構造３１０及び冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを、伝導体２２４とは異なる材料から形成することが可能である。例えば、冷却構造３１０及び冷却路３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは、熱伝導性を付与する金属又は合金材料から形成される。別の実施形態において、冷却チャネル１３６は、ステンレススチール材料から形成される。しかしながら、他の適した材料又は構成も用いることが可能である。
冷却構造及び／又は冷却路に流す冷却流体には、以下に限定されるものではないが、清浄な乾燥空気、圧縮空気、ガス状材料、ガス、水、冷却液、液体、冷却オイル及び他の適した冷却ガス又は液体材料が含まれる。好ましくは、ガス状材料を用いる。適したガス状材料には、清浄な乾燥空気、圧縮空気、濾過空気、窒素ガス、水素ガス、不活性ガス（例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス等）及び他のガスが含まれる。例え冷却水を使用するほうが都合がよくとも、１つ以上の冷却チャネル及び冷却路にガス状材料を流すほうが冷却水を流すよりも有益であるが、これは、ガス状材料だとより広い温度範囲に亘って冷却能を得ることができ、水漏れが処理基板上に堆積される膜の質やチャンバ構成要素に影響を及ぼす恐れがないからである。例えば、約１０℃〜約２５℃のガス状材料等の冷却流体を１つ以上の冷却チャネル及び冷却路に流すことにより、室温〜約２００℃又はそれを越える高温に亘っての冷却制御を行うことができるが、冷却水は、通常、約２０℃〜約１００℃で用いられる。
基板処理中に基板の冷却調節を行うための、冷却構造３１０に連結された１つ以上の電源３７４に加え、他の制御装置（流体流量制御装置等）も用いて、冷却構造３１０に流れ込む様々な冷却流体又はガスの流量及び／又は圧力を制御する及び調節することが可能である。他の流量制御構成要素は、１つ以上の流体流注入バルブを含んでいてよい。更に、冷却チャネル及び冷却路に冷却流体を制御された流量にて流すことにより、基板が加熱要素によって加熱されている基板処理中及び／又はチャンバのアイドル時間中に、冷却効率を制御することが可能である。例えば、直径約９ｍｍの例示的な冷却チャネルの場合、約２５ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ（約５０ｐｓｉ等）の圧力を用いて、ガス状冷却材料を流す。従って、加熱要素と冷却構造を有する本発明の基板支持アセンブリ２３８を用いて基板の温度を一定に保つことが可能であり、基板の広い表面領域全体に亘って均一な温度分布が保たれる。
基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４の温度は、基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４内に配置された１つ以上の熱電対によってモニタすることが可能である。伝導体２２４上の基板の、軸を中心として対称である温度分布には、通常、基板支持アセンブリ２３８の中心を面に対して垂直に通って延びる、基板支持アセンブリ２３８の軸２４２に平行な（及びその内部に位置される）中心軸から等距離の全ての点について実質的に均一であることを特徴とする温度パターンが観察される。
（基板温度の維持）
図５は、処理チャンバ内において基板の温度を制御するための一例示的な方法５００のフロー図である。運転中、基板は、工程５１０において、処理チャンバの内の基板支持アセンブリの基板支持表面上に位置決めされる。基板処理前及び／又は基板処理中、基板支持アセンブリの伝導体の上にある基板支持表面の温度は、約４００℃以下の設定温度（約８０℃〜約４００℃又は約１０℃〜約２００℃）に維持される。工程５２０において、冷却流体、ガス又は空気を冷却構造の冷却チャネルに流す。例えば、冷却流体を、基板支持アセンブリの伝導体内に埋設された１つ以上の冷却チャネルに一定流量で流す。一実施形態において、冷却構造は同じ長さの２つ以上の分岐冷却路を含んでおり、この同じ長さの分岐冷却路を流れる冷却流体の流量を一定に維持することにより、基板支持表面の領域全体の冷却を行う。
基板の温度は、基板処理計画によって必要とされる様々な望ましい設定温度及び／又は範囲に保つことが可能である。例えば、基板処理中、設定基板処理温度及びその温度について望ましい処理時間が異なる場合がある。
工程５３０では、本発明の一実施形態においては、加熱要素の電源並びに冷却構造及び／又は冷却チャネルの電源を調節することにより、基板支持アセンブリの基板支持表面上の基板の温度を、所望の温度範囲にて所望の時間に亘って維持する。例えば、加熱要素の加熱効率は、加熱要素に接続された電源の電力を調節することにより調節可能である。別の例として、冷却構造要素の冷却効率は、冷却構造に接続された電源の電力を調節すること及び／又は冷却構造を流れる冷却流体の流量を調節することにより調節可能である。別の例として、加熱要素及び冷却チャネル用の電源は、これらの電源のオン／オフを組み合わせることにより調節可能である。
図５Ｂは、本発明の一実施形態による、処理チャンバ内において基板の温度を制御するための、加熱要素の電源及び冷却チャネルの電源のオン／オフ切替えの様々な組み合わせを示している。各組み合わせを用いて、基板処理中及び／又は非処理時間中に（プラズマを誘発させる時又はプラズマのエネルギーから発生した更なる熱が基板に向けられる時等）、基板支持アセンブリの基板支持表面の温度を調節する及び維持することにより、基板表面の温度の急上昇又は温度ムラを防止することが可能である。
例えば、基板処理時間中及び／又は、或いは、チャンバアイドル時間、非処理時間又はチャンバ洗浄／保全時間中に、冷却流体を流すための電源をオンにして冷却ガスを冷却チャネルに流す。加えて、加熱要素及び冷却構造用の様々な電源の出力を微調節することができる。
一実施形態においては、基板の温度を、基板の表面全体に亘って約１００℃〜約２００℃の一定処理温度に維持する。この結果、加熱及び／又は冷却効率を調節するために、１つ以上の制御ループが、制御装置２９０のソフトウェア設計に必要となる。運転中、基板支持アセンブリの１つ以上の加熱要素は約１５０℃の設定温度に設定され、約１６℃又は他の適した温度の清浄な乾燥空気又は圧縮空気であるガス状冷却材料を冷却チャネルに一定流量で流すことにより、基板支持アセンブリの基板支持表面の温度を維持する。プラズマ又は追加の熱源が処理チャンバ内部の基板支持表面の上付近に存在する場合、冷却材料を圧力約５０ｐｓｉで一定して流すと、基板支持表面の温度が常に約１５０℃、表面温度均一性＋／−２℃に維持されることが判明した。約３００℃もの追加の熱源が存在したとしても基板支持表面の温度に影響はなく、本発明の冷却チャネル内に注入温度約１６℃の冷却流体を流すことにより、基板支持表面が常に約１５０℃に維持されることが判明した。冷却後の基板支持アセンブリから流れ出た後の冷却ガスの流出温度は約１２０℃であると判明した。従って、本発明の冷却チャネル内部流れる冷却ガスは、非常に効率的な冷却効果を示しており、このことは、冷却ガスの流出時の温度と注入時の温度との間に１００℃を越える差があることに反映されている。
表１は、（オン、オフ切替えされる）複数の電源（それぞれプラズマの点火並びに外側ヒータ、内側ヒータ及び冷却構造の調節用）を有する基板支持アセンブリの基板支持表面の温度の維持例を示す。冷却構造は、同じグループ内で制御される複数の冷却路（例えば、単一の流入・流出グループから分岐したＣ１、Ｃ２・・・ＣＮ）を有していてよい。
Figure 2010500760
外側ヒータを、可能な限り基板支持表面の外縁に近いところに形成して放射損失に対処することができる。初期設定温度に到達させるには、内側ヒータが有用であるかもしれない。説明上、２つの加熱要素を用いているが、複数の加熱要素を用いて基板支持アセンブリの伝導体の温度を制御することが可能である。加えて、内側加熱要素及び外側加熱要素は、異なる温度で作動させてもよい。一実施形態において、外側加熱要素は、内側加熱要素の設定温度よりも高い温度で作動させられる。外側加熱要素をより高温で作動させると外側加熱要素付近が高温領域となるため、冷却構造に連結された電源をオンにして、冷却流体を流す。このようにして、実質的に均一な温度分布が得られる。
従って、１つ以上の加熱要素並びに１つ以上の冷却チャネル及び冷却路を基板支持アセンブリ内に配置することにより、基板支持表面は、４００℃以下（約１００℃〜約２００℃等）の均一な温度に維持される。例えば、二元加熱・冷却温度制御におけるように、加熱要素の加熱効率は、電源２７４によって調節可能であり、冷却構造の冷却効率は、電源３７４及び／又び冷却構造内を流れる冷却流体の流量により調節可能である。
この結果、基板支持アセンブリ及びその上に位置決めされた基板は、加減されて所望の設定温度に維持される。本発明の基板支持アセンブリを用いると、設定温度の約＋／−５℃以下の温度均一性を、基板支持アセンブリ２３８の伝導体２２４について観察することができる。処理チャンバによって複数の基板が処理された後であっても、約＋／−２℃以下の処理設定温度再現性を観察することができる。一実施形態において、基板の温度は、約＋／−１０℃の正規化された温度ムラでもって（約＋／−５℃の温度ムラ等）、一定に維持される。
加えて、ベース支持板を伝導体の下に位置決めして基板支持アセンブリ及びその上の基板の構造的支持体とすることにより、重力及び高温によりこれらが撓むのを防止し、伝導体と基板との間の比較的均一で再現性のある接触を確保してもよい。従って、本発明の基板支持アセンブリ１３８内の伝導体は、大面積基板の温度を制御するための加熱及び冷却能を備えた単純なデザインとなる。
一実施形態において、基板支持アセンブリ２３８は、長方形の基板を処理するように適合されている。フラットパネルディスプレイ用の長方形の基板の表面積は通常、広く、例えば約３００ｍｍｘ約４００ｍｍ以上（例えば、約３７０ｍｍｘ約４７０ｍｍ以上）の長方形である。処理チャンバ２０２、伝導体２２４及び処理チャンバ１００の関連する構成要素の寸法に制限はなく、一般に、処理チャンバ１００内で処理される基板１１２のサイズ及び寸法に比例して大きくなる。例えば、幅約３７０ｍｍ〜約２１６０ｍｍ及び長さ約４７０ｍｍｘ約２４６０ｍｍの正方形の大面積基板を処理する場合、伝導体の幅は約４３０ｍｍｘ約２３００ｍｍ及び長さ約５２０ｍｍｘ約２６００ｍｍとなり、処理チャンバ２０２は幅約５７０ｍｍｘ約２３６０ｍｍ及び長さ約５７０ｍｍｘ約２６６０ｍｍとなる。別の例として、基板支持表面は、約３７０ｍｍｘ約４７０ｍｍ以上の寸法を有する。
フラットパネルディスプレイ用途の場合、基板が、可視スペクトルにおいて基本的に光学的に透明な材料（例えば、ガラス又は透明プラスチック）を含んでいる場合がある。例えば、薄膜トランジスタ用途の場合、基板は高い光透過性を有する大面積ガラス基板である。しかしながら、本発明は、どのようなタイプ及びサイズの基板の処理にも同等に適用可能である。本発明の基板は、フラットパネルディスプレイを製造する場合、円形、正方形、長方形又は多角形が可能である。加えて、本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、フレキシブルディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、フレキシブル有機発光ダイオード（ＦＯＬＥＤ）ディスプレイ、高分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機薄膜トランジスタ、アクティブマトリクス、パッシブマトリクス、トップエミッション型素子、ボトムエミッション型素子、太陽電池、ソーラーパネル等の装置を製造するための基板に応用され、とりわけシリコンウェハ、ガラス基板、金属基板、プラスチックフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等）、プラスチックエポキシフィルムのいずれについてのものであってもよい。本発明は、低温ＰＥＣＶＤ法（基板処理中に冷却制御を行うことが望ましい、フレキシブルディスプレイ装置の製作に用いられる技法等）に特に適している。
図６Ａは、記載されたような基板の上に形成可能な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）構造の概略断面図である。一般的なＴＦＴ構造は、バックチャネルエッチ（ＢＣＥ）タイプの逆スタガ型（つまりボトムゲート型）ＴＦＴ構造である。ＢＣＥ法では、ゲート誘電体（ＳｉＮ）、真性シリコン及びｎ＋ドープ非晶質シリコン膜を基板上に堆積する（例えば、任意により、同じＰＥＣＶＤポンプダウンランにて）。基板１０１は、例えばガラスや透明プラスチック等の、可視スペクトルにおいて基本的に光学的に透明な材料を含み得る。基板１０１の形状又は寸法は様々であってよい。通常、ＴＦＴに適用する場合、基板は約５００ｍｍ２を超える表面積のガラス基板である。
ゲート電極層１０２が、基板１０１上に形成される。ゲート電極層１０２は、ＴＦＴにおいて電荷キャリアの動きを制御する導電層を含む。ゲート電極層１０２は、例えば、とりわけアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）又はこれらの組み合わせ等の金属を含んでいてよい。ゲート電極層１０２は、慣用の堆積、リソグラフィ及びエッチング技法を用いて形成することができる。基板１０１とゲート電極層１０２との間に、任意の絶縁材料が在ってもよく（例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）又は窒化シリコン（ＳｉＮ）等）、この絶縁材料も、本願に記載のＰＥＣＶＤシステムの実施形態を使用して形成することができる。次に、慣用の技法を用いてゲート電極層１０２にリソグラフィによるパターン加工を施し、エッチングし、ゲート電極を画成する。
ゲート誘電体層１０３が、ゲート電極層１０２上に形成される。ゲート誘電体層１０３は、本発明によるＰＥＣＶＤシステムの実施形態を使用して堆積された二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）又は窒化ケイ素（ＳｉＮ）であってよい。ゲート誘電体層１０３は、約１００Å〜約６０００Åの範囲の厚さに形成することができる。
半導体層１０４が、ゲート誘電体層１０３上に形成される。半導体層１０４は、多結晶シリコン（ポリシリコン）又は非晶質シリコン（α−Ｓｉ）を含んでいてよく、この発明に組み込まれているＰＥＣＶＤシステムの実施形態又は当該分野において既知の他の慣用の方法を使用して堆積することができる。半導体層１０４は、約１００Å〜約３０００Åの範囲の厚さに堆積することができる。
ドープ半導体層１０５が、半導体層１０４上に形成される。ドープ半導体層１０５は、ｎ型（ｎ＋）又はｐ型（ｐ＋）ドープ多結晶（ポリシリコン）又は非晶質シリコン（α−Ｓｉ）を含んでいてよく、この発明に組み込まれているＰＥＣＶＤシステムの実施形態又は当該分野において既知の他の慣用の方法を使用して堆積することができる。ドープ半導体層１０５は、約１００Å〜約３０００Åの範囲内の厚さに堆積することができる。ドープ半導体層１０５の一例は、ｎ＋ドープα−Ｓｉ膜である。半導体層１０４及びドープ半導体層１０５を、慣用の技法を用いてリソグラフィパターン加工し、エッチングすることにより、蓄電キャパシタ誘電体としての役割も果たすゲート誘電絶縁体上にこれら２つの膜のメサを画成する。ドープ半導体層１０５は、半導体層１０４の一部と直接接触し、半導体接合部を形成する。
次に導電層１０６が、露出した表面上に堆積される。導電層１０６は、例えば、とりわけアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）及びこれらの組み合わせ等の金属を含み得る。導電層１０６は慣用の堆積技法を用いて形成することができる。導電層１０６とドープ半導体層１０５の双方にリソグラフィパターン加工を施すことにより、ＴＦＴのソース及びドレインコンタクトを画成することができる。
その後、パッシベーション層１０７を堆積してよい。パッシベーション層１０７は、露出面をぴったりと被覆する。パッシベーション層１０７は一般に絶縁体であり、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又は窒化ケイ素（ＳｉＮ）を含む。パッシベーション層１０７は、例えばＰＥＣＶＤ又は当該分野において既知である他の慣用の方法を用いて形成される。パッシベーション層１０７は、約１０００Å〜約５０００Åの範囲の厚さに堆積することができる。次に、パッシベーション層１０７に、慣用の技法を用いてリソグラフィパターン加工及びエッチングを施し、パッシベーション層にコンタクトホールを開ける。
次に、透明導電層１０８を堆積し、パターン加工を施し、導電層１０６と接触させる。透明導電層１０８は、可視スペクトルにおいて基本的に光学的に透明であり且つ導電性である材料を含む。透明導電層１０８は、例えば、とりわけインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又は酸化亜鉛を含む。透明導電層１０８のパターン形成は、慣用のリソグラフィ技法及びエッチング技法によって達成される。液晶ディスプレイ（又はフラットパネル）に使用されているドープ又は非ドープ（真性）非晶質シリコン（α−Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）及び窒化ケイ素（ＳｉＮ）の膜は全て、この発明に組み込まれているプラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムの実施形態を使用して堆積することができる。
図６Ｂは、本発明の一実施形態による、記載の基板上に形成可能なケイ素系薄膜太陽電池６００の例示的な断面図である。基板６０１が使用され、基板は、可視スペクトルにおいて基本的に光学的に透明である材料（例えば、ガラス又は透明プラスチック等）を含み得る。基板６０１の形状又は寸法は様々であってよい。基板６０１は、適した他の材料の中でもとりわけ金属、プラスチック、有機材料、シリコン、ガラス、石英又は高分子の薄いシートである。基板６０１は、約１ｍ２を越える（約５００ｍｍ２を越える等）の表面積を有し得る。例えば、太陽電池製作に適した基板６０１は、約２ｍ２を越える表面積を有するガラス基板である。
図６Ｂに図示されるように、透過伝導性酸化物層６０２を、基板６０１上に堆積することができる。任意の誘電体層（図示せず）を、基板６０１と透過伝導性酸化物層６０２との間に配置してもよい。例えば、任意の誘電体層はＳｉＯＮ又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層である。透過伝導性酸化物層６０２は、以下に限定されるものではないが、酸化スズ（ＳｎＯ２）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はこれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つの酸化物層を含んでいてよい。透過伝導性酸化物層６０２は、本願に記載されるように、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法又は他の適切な堆積法によって堆積することができる。例えば、透過伝導性酸化物層６０２は、既定の膜特性でもって反応性スパッタ堆積法によって堆積される。基板温度は約１５０℃〜約３５０℃に制御される。詳細な処理要件及び膜特性要件は、リー（Ｌｉ）らによって２００６年１２月２１日に出願された米国特許出願第１１／６１４４６１号「Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｓｐｕｔｔｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ（透明導電膜の反応性スパッタ蒸着）」に詳細に開示されており、参照により本願に組み込まれる。
光電変換ユニット６１４は、基板６０１の表面上に形成することが可能である。光電変換ユニット６１４は、典型的には、ｐ型半導体層６０４、ｎ型半導体層６０８及び光電変換層としての真性型（ｉ型）半導体層６０６を含む。ｐ型半導体層６０４、ｎ型半導体層６０８及び真性型（ｉ型）半導体層６０６は、厚さ約５ｎｍ〜約５０ｎｍの、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、多結晶シリコン（ポリＳｉ）及び微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）等の材料を含み得る。
一実施形態において、ｐ型半導体層６０４、真性型（ｉ型）半導体層６０６及びｎ型半導体層６０８は、本願に記載の方法及び装置により堆積することができる。堆積処理中の基板温度は、既定の範囲に維持される。一実施形態においては、基板温度を約４５０℃未満に維持することにより、低融点の基板（アルカリガラス、プラスチック及び金属等）の利用が可能になる。別の実施形態において、処理チャンバ内の基板温度は、約１００℃〜約４５０℃の範囲に維持される。更に別の実施形態において、基板温度は約１５０℃〜約４００℃（３５０℃等）の範囲に維持される。
処理中、ガス混合物を処理チャンバ内に流してＲＦプラズマの形成に用い、例えばｐ型微結晶シリコン層を堆積する。一実施形態において、ガス混合物は、シラン系ガス、グループＩＩＩドープガス及び水素ガス（Ｈ２）を含む。シラン系ガスの適切な例には、以下に限定されるものではないが、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）及びジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等が含まれる。グループＩＩＩドープガスは、ホウ酸トリメチル（ＴＭＢ）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、ＢＦ３、Ｂ（Ｃ２Ｈ５）３、ＢＨ３及びＢ（ＣＨ３）３から成る群から選択されるホウ素含有ガスであってよい。シラン系ガス、グループＩＩＩドープガス及びＨ２ガス間の供給ガス比を維持することにより、ガス混合物の反応挙動を制御し、ｐ型微結晶シリコン層に形成される結晶とドーパントの濃度を望ましい割合にする。一実施形態において、シラン系ガスはＳｉＨ４であり、グループＩＩＩドープガスはＢ（ＣＨ３）３である。ＳｉＨ４ガスは、１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２０ｓｃｃｍ／Ｌである。Ｈ２ガスは、流量約５ｓｃｃｍ／Ｌ〜５００ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。Ｂ（ＣＨ３）３は、流量約０．００１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約０．０５ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。処理圧は、約１Ｔｏｒｒ〜約２０Ｔｏｒｒ（例えば、約３Ｔｏｒｒより高い等）にて維持される。約１５ミリワット／ｃｍ２〜約２００ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力をシャワーヘッドに供給する。
任意で、処理チャンバ２０２に供給されるガス混合物に、１つ以上の不活性ガスを含めてもよい。不活性ガスは、以下に限定されるものではないが、希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等）を含み得る。不活性ガスは、処理チャンバ２０２に、流量約０ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２００ｓｃｃｍ／Ｌで供給することができる。１ｍ２より大きい上表面積を有する基板の場合の処理間隔は、約４００ミリ〜約１２００ミリ、例えば、約４００ミリ〜約８００ミリ（５００ミリ等）に制御される。
ｉ型半導体層６０６は、改善された光電変換効率を有する膜特性を付与する、制御された処理条件下において堆積された非ドープ・シリコン系膜が可能である、。一実施形態において、ｉ型半導体層は、ｉ型多結晶シリコン（ポリＳｉ）、ｉ型微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）又はｉ型非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ）を含み得る。一実施形態において、例えばｉ型非晶質シリコン膜を堆積するための基板温度は、約４００℃未満、例えば約１５０℃〜約４００℃の範囲（２００℃等）に維持される。詳細な処理要件及び膜特性要件は、チェ（Ｃｈｏｉ）らにより２００６年６月２３日に出願された米国特許出願第１１／４２６１２７号「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｆｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ ａ Ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｆｉｌｍ Ｆｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ（光起電装置用微結晶シリコン膜を堆積するための方法及び装置）」に詳細に開示されており、参照により本願に組み込まれる。ｉ型非晶質シリコン膜は、本願に記載されるような方法及び装置、例えば、水素ガスのシランガスに対する比が約２０：１以下のガス混合物を供給することにより堆積することができる。シランガスは、流量約０．５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約７ｓｃｃｍ／Ｌで供給することができる。水素ガスは、流量約５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約６０ｓｃｃｍ／Ｌで供給することができる。１５ミリワット／ｃｍ２〜約２５０ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力をシャワーヘッドに給電することができる。チャンバの圧力は、約０．１Ｔｏｒｒ〜２０Ｔｏｒｒ（約０．５Ｔｏｒｒ〜約５Ｔｏｒｒ等）に維持することができる。真性型非晶質シリコン層の堆積速度は、約１００Å／分以上であってよい。
ｎ型半導体層６０８は、例えば、ｉ型及びｎ型半導体層と同じ又は異なる処理チャンバにおいて堆積された非晶質シリコン層である。例えば、グループＶの元素を選択して半導体層にドープし、ｎ型層とする。一実施形態において、ｎ型半導体層６０８は、非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ）、多結晶膜（ポリＳｉ）及び微結晶膜（μｃ−Ｓｉ）によって、厚さ約５ｎｍ〜約５０ｎｍで形成される。例えば、ｎ型半導体層６０８は燐ドープ非晶質シリコンを含む。
処理中、ガス混合物を処理チャンバ内に流してＲＦプラズマの形成に用い、ｎ型非晶質シリコン層６０８を堆積する。一実施形態において、ガス混合物は、シラン系ガス、グループＶドープガス及び水素ガス（Ｈ２）を含む。シラン系ガスの適切な例には、以下に限定されるものではないが、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）及びジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等が含まれる。グループＶドープガスは、ＰＨ３、Ｐ２Ｈ５、ＰＯ３、ＰＦ３、ＰＦ５及びＰＣｌ３から成る群から選択される燐含有ガスであってよい。シラン系ガス、グループＶドープガス及びＨ２ガス間の供給ガス比を維持することにより、ガス混合物の反応挙動を制御し、ｎ型非晶質層６０８内において形成されるドーパント濃度を所望のものとする。一実施形態において、シラン系ガスはＳｉＨ４であり、グループＶドープガスはＰＨ３である。ＳｉＨ４ガスは、流量１ｓｃｃｍ／Ｌ及び約１０ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。Ｈ２ガスは、流量約４ｓｃｃｍ／Ｌ〜約５０ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。ＰＨ３は、流量約０．０００５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約０．００７５ｓｃｃｍ／Ｌで供給される。つまり、ホスフィンを０．５モル％又は体積％濃度でキャリアガス（Ｈ２ガス等）に供給する場合、ドーパント／キャリアガス混合物は流量約０．１ｓｃｃｍ／Ｌから約１．５ｓｃｃｍ／Ｌにて供給される。約１５ミリワット／ｃｍ２〜約２５０ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力をシャワーヘッドに給電することができる。チャンバの圧力は、約０．１Ｔｏｒｒ〜約２０Ｔｏｒｒ、好ましくは約０．５Ｔｏｒｒ〜約４Ｔｏｒｒに維持することができる。ｎ型非晶質シリコンバッファ層の堆積速度は、約２００Å／分以上であってよい。
任意で、処理チャンバ２０２に供給されるガス混合物に、１つ以上の不活性ガスを含めてもよい。不活性ガスは、以下に限定されるものではないが、希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等）を含み得る。不活性ガスは、処理チャンバ２０２に、流量約０ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２００ｓｃｃｍ／Ｌで供給することができる。一実施形態において、１ｍ２より大きい上表面積を有する基板の場合の処理間隔は、約４００ミリ〜約１２００ミリ、例えば、約４００ミリ〜約８００ミリ（５００ミリ等）に制御される。
一実施形態において、ｎ型非晶質層を堆積するために制御された基板温度は、ｐ型非晶質層及びｉ型非晶質層を堆積するための温度よりも低い温度に制御される。ｉ型非晶質層は、所望の結晶体積及び膜特性でもって基板上に堆積されているため、ｎ型非晶質層の堆積に比較的低い処理温度を用いることにより、その下のシリコン層への熱損傷と結晶の再構築を防止する。一実施形態において、基板温度は約３５０℃未満に制御される。別の実施形態において、基板温度は、約１５０℃〜約２５０℃等の約１００℃〜約３００℃（例えば、約２００℃）に制御される。
背面電極６１６は、光電変換ユニット６１４上に配置することができる。一実施形態において、背面電極６１６は、透過伝導性酸化物層６１０と導電層６１２を含む積層膜によって形成することができる。透過伝導性酸化物層６１０は、透過伝導性酸化物層６０２と同様の材料から形成してもよい。透過伝導性酸化物層６１０に適した材料は、以下に限定されるものではないが、スズ酸化物（ＳｎＯ２）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はこれらの組み合わせを含む。導電層６１２は、以下に限定されるものではないが、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ並びにこれらの組み合わせ及び合金を含めた金属材料を含み得る。透過伝導性酸化物層６１０及び導電層６１２は、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法又は他の適した堆積法によって堆積することができる。
透過伝導性酸化物層６１０は光電変換ユニット６１４上に堆積されるため、比較的低い処理温度を用いることにより、光電変換ユニット６１４内のシリコン含有層への熱損傷及び望ましくない結晶再構築を防止する。一実施形態において、基板温度は約１５０℃〜約３００℃（約２００℃〜約２５０℃等）に制御される。或いは、本願に記載されるような光起電装置又は太陽電池において、堆積を逆の順番で行ってもよい。例えば、光電変換ユニット６１４を形成する前に、背面電極６１６を最初に基板６０１上に堆積する。
図６Ｂの実施形態は、基板６０１上に形成された単一接合光電変換ユニットについてのものであるが、異なる数の光電変換ユニット（例えば、２つ以上）を光電変換ユニット６１４上に形成して、異なる処理要件とデバイス性能を満たしてもよい。
運転中、太陽電池には環境から光（例えば、太陽光又は他の光子）が供給され、光電変換ユニット６１４は光エネルギーを吸収すると、光電変換ユニット６１４内に形成されたｐｉｎ接合を介して光エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気又はエネルギーを発生させる。
本発明の開示を組み込んだ好ましい実施形態の幾つかを図示し、詳細に説明してきたが、当業者ならば、これらの開示を取り入れつつ他にも多くの様々な実施形態を容易に創作することが可能である。加えて、上記は本発明の実施形態についてのものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明のその他の及び更に別の実施形態を創作することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (21)

  1. 大面積基板を支持するように適合された装置であり、
    熱伝導体を有する基板支持アセンブリと、
    熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面と、
    熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、
    １つ以上の加熱要素と同一平面となるように熱伝導体内に埋設された２つ以上の冷却チャネルとを備える装置。
  2. ２つ以上の冷却チャネルのそれぞれは、基板支持表面の全領域の冷却を行うように適合された２つ以上の分岐冷却路を備え、２つ以上の分岐冷却路は、熱伝導体内に等しい全長で埋設され且つ１つ以上の加熱要素と同一平面となるように構成されている請求項１記載の装置。
  3. ２つ以上の分岐冷却路が、単一の流入口から単一の流出口に延びて等しい抵抗冷却が得られる請求項２記載の装置。
  4. 冷却流体は、２つ以上の分岐冷却路内を等しい流量で流される請求項２記載の装置。
  5. 冷却ガス、冷却液体、水、清浄な乾燥空気、圧縮空気、冷却オイル及びこれらの組み合わせから成る群から選択された冷却流体が、２つ以上の冷却チャネル内に流される請求項１記載の装置。
  6. ２つ以上の冷却チャネルは、鍛造、溶接、摩擦攪拌溶接、爆着、電子ビーム溶接、磨削及びこれらの組み合わせから成る群から選択された技法によって形成される請求項１記載の装置。
  7. 基板支持表面が矩形であり且つ約３７０ｍｍｘ約４７０ｍｍ以上の寸法を有する大面積基板を支持するように適合されている請求項１記載の装置。
  8. 基板支持アセンブリは、太陽電池、ソーラーパネル、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、フレキシブルディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、フレキシブル有機発光ダイオード（ＦＯＬＥＤ）ディスプレイ、高分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機薄膜トランジスタ、アクティブマトリクス、パッシブマトリクス、トップエミッション型素子、ボトムエミッション型素子及びこれらの組み合わせから成る群から選択された装置を製造するための１つ以上の大面積矩形基板を支持するように構成されている請求項１記載の装置。
  9. 大面積基板を支持するように適合された装置であり、
    熱伝導体を有する基板支持アセンブリと、
    熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面と、
    熱伝導体内に埋設され且つ基板支持表面を加熱する及び冷却するための、所望の温度設定点にて流体が流れるように適合された１つ以上のチャネルを備える装置。
  10. １つ以上のチャネルに接続され且つ熱伝導体の外部に配置された、１つ以上のチャネル内を流れる流体の温度を所望の温度設定点に調節するための流体再循環ユニットを更に備える請求項９記載の装置。
  11. 流体は１つ以上のチャネルと流体再循環ユニットとの間に流され、流体は、熱せられたオイル、熱水、冷却されたオイル、冷水、熱せられたガス、冷ガス及びこれらの組み合わせから成る群から選択される請求項１０記載の装置。
  12. １つ以上のチャネル内の流体は、約１００℃〜約２００℃の所望の温度設定点にて流される請求項９記載の装置。
  13. 大面積基板を処理するための装置であり、
    処理チャンバと、
    大面積基板を支持するように適合された基板支持アセンブリを備え、基板支持アセンブリは、
    熱伝導体と、
    熱伝導体の表面上に在り且つその上で大面積基板を支持するように適合された基板支持表面と、
    熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、
    １つ以上の加熱要素と同一平面となるように熱伝導体内に埋設された２つ以上の冷却チャネルとを備え、
    前記装置は処理チャンバ内に配置された、１つ以上の処理ガスを基板支持アセンブリ上に供給するためのガス分配板アセンブリを更に備えている装置。
  14. ２つ以上の冷却チャネルのそれぞれは、基板支持表面の全領域の冷却を行うように構成された２つ以上の分岐冷却路を備え、２つ以上の分岐冷却路は、等しい全長にて熱伝導体内に埋設されるように構成された請求項１３記載の装置。
  15. ２つ以上の分岐冷却路が、単一の流入口から単一の流出口に延びて等しい抵抗冷却が得られるように構成されている請求項１４記載の装置。
  16. 処理チャンバ内において大面積基板の温度を維持するための方法であり、
    大面積基板を処理チャンバの基板支持アセンブリの基板支持表面上に準備することを含み、基板支持アセンブリは、
    大面積基板を支持するように適合された基板支持表面をその上に有する熱伝導体と、
    熱伝導体内に埋設された１つ以上の加熱要素と、
    １つ以上の加熱要素と同一平面となるように熱伝導体内に埋設された２つ以上の冷却チャネルとを備え、
    前記方法は、２つ以上の冷却チャネル内に冷却流体を流し、
    １つ以上の加熱要素のための第１電源及び２つ以上の冷却チャネルのための第２電源を調節し、大面積基板の温度を維持することを更に含む方法。
  17. 大面積基板の温度は、第１電源及び第２電源のオン／オフの組み合わせによって一定に維持される請求項１６記載の方法。
  18. 大面積基板の温度は、約１００℃〜約２００℃の設定温度に、設置温度に対して約＋／−５℃以下の温度均一性でもって維持される請求項１６記載の方法。
  19. ２つ以上の分岐冷却路は、熱伝導体内に等しい全長にて且つ１つ以上の加熱要素と同一平面となるように埋設される請求項１６記載の方法。
  20. 冷却ガス、冷却液体、水、清浄な乾燥空気、圧縮空気、冷却オイル及びこれらの組み合わせから成る群から選択された冷却流体は、２つ以上の分岐冷却路内を等しい流量で流される請求項１６記載の方法。
  21. ２つ以上の分岐冷却路は、単一の流入点から単一の流出点に延びている請求項１６記載の方法。
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