JP2013534049A - 加熱環状チャック - Google Patents

Abstract

異なる寸法を持つ第１および第２の加工物をクランプ装置に固定し、また、それらに温度条件を付与するクランプ装置および方法を提供する。第１の加工物に関連付けられた直径を持つ静電クランプ板は、クランプの中心部を囲っている。非静電気的な中心部は環状部内にヒーターを備え、該中心部は第２の加工物に関連付けられた直径を持つ。加工物担持部を備え、該加工物担持部はヒーター上に第２の加工物を保持するように構成されるとともに、加工物担持部の直径は静電クランプ板環状部に関連付けられている。環状部は、加工物担持部または第１の加工物の外周部を、環状部のクランプ面に固定し、環状部または非静電気的な中心部に対する、第１の加工物または第２の加工物の位置を選択的に維持する。

Description

（関連出願への言及）
本願は、米国特許出願６１／３５２，６６５“加熱環状チャック”（出願日：２０１０年６月８日）および米国特許出願６１／３５２，５５４“高温におけるクランプ機能を有する加熱静電チャック”（出願日：２０１０年６月８日）の優先権および利益を主張し、これらの出願のすべての内容は、参照されることにより本願に組み入れられる。

本発明は、一般的に半導体処理装置に関連し、限定されないがイオン注入システムに関連し、さらに具体的に言えば、イオン注入の実施に利用される、静電環状部および加熱中心部を持つ静電チャックに関する。

静電クランプや静電チャック（ＥＳＣｓ）は、イオン注入、エッチング、化学蒸着（ＣＶＤ）等のような、プラズマ基部もしくは真空基部を有する半導体処理工程の間、支持材やクランプ面に関する固定位置における加工物や基板の固定や維持のために半導体産業でよく利用されている。ＥＳＣｓの静電クランプの可能性は、加工物の温度調節と同様に、半導体基板や、シリコンウエハーのようなウエハーの加工にとても役立つことが証明されている。例えば、典型的なＥＳＣは、導電性の電極や受け板（bucking plate）の上に誘電層を備えている。ここで、半導体ウエハーはＥＳＣの表面に取り付けられる（例えば、ウエハーは誘電層の表面に取り付けられている）。半導体処理の間（例えば、イオン注入）、クランプ電圧は典型的にウエハーと電極との間に加えられ、ウエハーは静電気の力によってチャック表面に固定される。

いくつかの状況においては、異なる寸法の加工物を処理することが好ましい。しかしながら、従来のシステムは、ひとつの寸法の加工物を処理するか、種々の加工物の寸法に適応するためにクランプ装置を交換するかのどちらかで設計されている。さらに、特定の用途のための処理の間、加工物を加熱および／または冷却する要求に応じて、所望の処理を実行するクランプ装置を実現するためには、重大かつ時間を要する変更が要求されるであろう。

発明者は、加工物の型締力が適切に維持される間、高温処理と低温処理との両方で１つのＥＳＣが様々な寸法の加工物を受け入れて支持し、一方、加工物に対する型締力を十分維持しつつ、クランプ装置の交換により生じる休止時間を最小限にする改善された静電クランプの必要性を見出した。

本開示は、半導体処理システムにおいて様々な寸法の加工物を固定するシステム、器具、方法の提供によって、先行文献の制限を克服したものである。加えて、本発明は半導体処理システムにおいて様々な寸法の加工物を選択的に加熱するシステム、器具、方法の提供によって、先行文献の制限を克服したものである。加工物は静電気力、機械力もしくは両方よりクランプ面の固定位置に維持される。

従って、以下の文書は発明のいくつかの様子の基本的理解事項を提供するために簡易化した発明の要約である。要約は、発明の広い範囲の概要ではない。発明のキーポイントや発明の重大な要素の特定でも発明の範囲の描写でもない。その目的は、後述する、より詳細な描写の序章として、簡易化した形で発明のいくつかの概念を提示することである。

共通する加工物クランプ装置を活用して加工物の加熱および／または冷却が提供される間、本開示は様々な寸法の加工物の位置を選択的に維持する器具、システム、方法に対して広く導かれる。

このように、前述および後述する目的を実現するために、発明は、下記の全部に記載されている特徴、そして特に請求項で示す特徴を備えている。下記の記述と添付の図面とは、発明の確かな実例となる実施形態を詳しく示す。これらの実施形態は表示されているが、発明の方針の中でいくつかの様々な方法を用いることができる。発明の別の目的、利点、目新しい点は下記の図と併せて考慮された発明の詳細な記述より明らかになるだろう。

図１は、開示の１つの態様に基づく模範的なイオン注入システムの概要である。 図２は、開示の別の態様に基づく模範的な走査アームについての透視図である。 図３は、開示に基づく加工物の寸法が変化する模範的なクランプ装置の平面図である。 図４は、開示の別の態様に基づく模範的なクランプ装置の平面図である。 図５は、開示の別の模範的な態様に基づく環状静電チャックの透視図である。 図６は、開示の別の模範的な態様に基づく環状静電チャックの断面図である。 図７は、開示の別の例に基づく第２の加工物がクランプ装置にかみ合うことを示した平面図である。 図８は、第２の加工物を拘束する模範的な担持部の部分断面図である。 図９は、第２の加工物を拘束する別の模範的な担持部の部分断面図である。 図１０は、ランプヒーターを備える模範的なクランプ装置の断面図である。 図１１は、抵抗ヒーターを備える別の模範的なクランプ装置の断面図である。 図１２は、開示の様々な態様を示す、模範的なクランプ装置の断面図である。 図１３は、開示の他の様々な態様を示す、模範的な別のクランプ装置の透視図である。 図１４は、開示の上記の態様に基づく様々な寸法の加工物を固定する模範的な方法である。

本開示は同じ静電クランプを用いる様々な寸法の加工物の固定と温度調節との両方を備える静電チャックとも呼ばれる、静電クランプ（ＥＳＣ）に広く導かれる。開示はさらに半導体処理システムの様々な寸法の加工物を加熱することができるクランプ機構と、方法に導かれる。ここで、加工物は静電気力、機械力、または両方のいずれかによりクランプ面の定位置に維持される。

本発明は、同様の参照番号が同様の要素全体に渡って参照するために使われた図面の言及をもって説明される。これらの態様の描写は、単に実例となるものであり、限られた意味の中で説明されるべきでないものだと理解できる。以下の描写の中では、説明の目的で、番号の特定の詳細が本発明の理解を提供するために示される。しかしながら、本発明はこれらの特定の詳細なしで実行できることは、当業者にとっては明白である。

イオン注入システムでは、例えば、ＥＳＣはイオン注入と処理との間、クランプ面の固定位置で加工物を維持するために、加工物（例えば、珪素、炭化珪素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウムのうちの１つ以上を含む半導体ウエハー）とそのクランプ面の静電クランプに活用される。イオン注入と加工物の処理とは、例えば、加工物の運搬と様々な並進運動の力を加工物に受けさせるのに関連することができる。

本開示によれば、ＥＳＣは様々な寸法の加工物を保持および／または固定するために構成される。そのような半導体ウエハーは直径で１００ｍｍから１５０ｍｍの差があり、少なくとも直径で３００ｍｍに達する。実際に産業指針は次の世代の半導体ウエハーサイズスケーリングを直径４５０ｍｍとすることを考慮している。さらに、発明者はウエハーへ熱エネルギーを与える、および／または、ウエハーから熱エネルギーを取り除くためには、ＥＳＣの温度特性を変化させる能力の存在が必要であることを見出した。熱エネルギーの加工物への供給は、例えば、加工物の寸法（少なくとも一部）に基づいて選択的に行われる。本発明は同じ静電チャックに活用される可変の加工物や、様々な寸法の加工物を処理するために構成される模範的な静電チャックを有利的に提供する。さらに、小さな加工物および／または大きな加工物の選択的な加熱および／または冷却は、同じ静電チャックで適応し、その構成に基づく。例えば、本開示の静電チャックは、様々な加工サイクルの間、より大きい直径の加工物の選択的な冷却とクランプと同じように、小さな直径の加工物の選択的な加熱とクランプを提供する。

ここで、本発明の模範的な態様に従った図を参照する。図１は模範的なイオン注入システム１００を説明している。ここでイオン注入システムは加工物にイオンを注入するイオンビーム１０４に関連する加工物１０２（例えば、珪素、炭化珪素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウムのうちの１つ以上を含む、半導体基板または半導体ウエハー）を走査するために動作可能である。静電クランプ１０５（静電チャックまたはＥＳＣとも呼ばれる）は後に詳細を詳しく述べるように、加工物１０２に実質的に固定する。上述したように、本発明の様々な態様は、図１の模範的なイオン注入システム１００に含まれるが限定されるものではなく、どんなタイプの半導体処理器具や半導体処理システムにも関連して実施できる。

模範的なイオン注入システム１００は、例えば、端子１０６、ビーム線アッセンブリー１０８、そして最終ステーション１１０を備えている。最終ステーション１１０は一般的に処理チャンバー１１２を形成し、ここでイオンビーム１０４が一般に加工物の位置１１４に位置する加工物１０２に導かれる。端子１０６のイオン供給源１１６には、ビーム線アッセンブリー１０８に抽出されたイオンビーム１２０（例えば、画一的なイオンビーム）を供給するために電源装置１１８から電力が供給される。ここでイオン供給源は、供給源チャンバーからイオンを抽出するための１つ以上の抽出電極１２２を備え、これによって、ビーム線アッセンブリー１０８に対してイオンビームを導いている。

ビーム線アッセンブリー１０８は、例えば、供給源１１６に最も近い入口１２６と、最終ステーション１１０に最も近い出口１２８とを持つビームガイド１２４を備えている。ビームガイド１２４は、例えば、質量分析器１３０（例えば、質量分析磁石）を備えている。質量分析器１３０は、抽出されたイオンビーム１２０を受け取って、質量に対しるエネルギーの適切な比率や適切な範囲のイオンだけを分離孔１３２を介して加工物１０２に向けて通過させるための双極子磁性領域を形成する。質量分析器１３０を通過して分離孔１３２を抜け出したイオンは、一般的に、質量に対するエネルギーの所望の比率や範囲のイオンを持つ、分析または所望の質量のイオンビーム１３４を規定する。イオンビームが所望のビーム経路１３６に沿って加工物１０２に向けて運ばれるときに、ビームを形成または成形する、ビーム線アッセンブリー１０８に設けられた様々な構造（図示しない）が、イオンビーム１０４を維持または制限するためにさらに備えられていてもよい。

１つの例では、所望のイオンビーム１３４は、加工物１０２の方向に導かれる。加工物は、通常、最終ステーション１１０に設けられた加工物走査システム１３８を介して位置づけられる。図１に図示される最終ステーション１１０は、例えば、“直列”型の最終ステーションを含んでいてもよい。“直列”型の最終ステーションは、排出処理チャンバー１１２内で、加工物の機械的な走査を行う。最終ステーションにおいて、加工物（例えば、半導体ウエハー、表示パネル、または他の加工物）は、加工物走査システム１３８を介して１つ以上の方向に、ビーム経路１３６を通るように機械的に平行移動される。本発明の模範的な態様の１つでは、イオン注入システム１００は、実質的に静止した、所望のイオンビーム１３４（例えば、スポットビームやペンシルビームとも呼ばれる）を供給し、加工物走査システム１３８は、静止イオンビームに対して実質的に直交する２つ軸に沿って加工物を平行移動させる。ただし、複数の加工物が同時に走査されてもよく、処置単位や他のタイプの最終ステーションを代わりに用いることができ、そのような最終ステーションは本発明の範囲に入るように考慮されていることに注意すべきである。

別の例では、システム１００は、加工物１０２に対する１つ以上の走査平面に沿って、イオンビーム１０４を走査できる静電気ビーム走査システム（図示しない）を備えていてもよい。従って、本発明は、走査された、もしくは走査されていない如何なるイオンビーム１０４であっても、本発明の範囲に入るようにさらに考慮されている。本発明の一形態に従うと、加工物走査システム１３８は、走査アーム１４０を備えている。ここで走査アームは、イオンビーム１０４に対して、加工物１０２が交互に走査されるように構成されている。イオン注入システム１００は、例えば、さらに制御部１５０によって制御される。ここで、イオン注入システムと加工物走査システム１３８との機能性は、制御部を介して制御される。

本開示に従えば、模範的なＥＳＣ１０５は、加工物１０２をクランプ面１５２で静電気的に保するために利用される。１つの例に従うと、図２に描写されているように、加工物走査システム１３８は、走査アーム１５４を備えている。ＥＳＣ１０５は、走査アームに動作可能に連結され、例えば、走査アームに回転可能に連結される。走査アーム１５４は、平行移動に加えて、第２の軸に対して概ね垂直な第３の軸１６０に沿って。第２の軸１５８に対して回転するように構成されている。このように、走査アーム１５４は、イオンビーム１３４を通って図１の加工物１０２を選択的に平行移動および／または回転するように構成されている。

本開示の１つの模範的な態様に従うと、図１と図２のＥＳＣ１０５は、図３にさらに大きく詳細に描かれている模範的なクランプ装置２００を備えている。図３のクランプ装置２００は、例えば、図１と図２の不定の寸法の加工物１０２を固定するように構成されており、その上、後述するように、処理中の加工物の可変の熱調条件をさらに供給する。図３のクランプ装置２００によってそれ自体固定する間加工物の工程は、例えば、図１に示されるようにイオン注入システム１００を通したイオン注入または、寸法を変えられる加工物に固定することが求められるその他の半導体処理システムを備える。

図３に描写されるように、クランプ装置２００は、例えば第１のモードでクランプ装置に対して第１の寸法２０４（例えば、３００ｍｍの直径を持つ半導体ウエハー）の第１の加工物２０２に選択的に固定するように備えられている。そして第２のモードでクランプ装置のクランプ面２１０について第２の寸法２０８（例えば破線で描写されている、１５０ｍｍの直径を持つ半導体ウエハー）の第２の加工物２０６に固定するように備えられている。本例では、加工物２０２の第１の寸法２０４は第２の加工物２０６の第２の寸法２０８よりも大きい。第１の加工物２０２は、別の例では、１５０ｍｍのシリコンウエハーを備え、その上第２の加工物２０６は１００ｍｍの炭化珪素加工物から構成される。

本発明の好ましい実施形態によれば、図４により具体的な詳細が描写されている。クランプ装置２００は、例えば、環状部２１２と、該環状部によって囲まれた中心部２１４とを備えている。環状部２１２は、例えば、環状静電チャック２１６を備え、そしてクランプ装置２００の中心部２１４は、後述するように、ヒーター２１８をさらに備える。環状部２１２（例えば、環状静電チャック２１６）は、例えば、図５と図６により具体的な詳細が描写されており、誘電層２２２（例えば、誘電層）の下に配列された１つ以上の電極２２０を備えている。誘電層は環状部のクランプ面２２４を、実質的に規定し、例えば、図３の第１の加工物２０２と環状静電チャック２１６内の１つ以上の電極との間に形成する静電容量を実質的に可能にする。

環状部２１２は、例えば、第１の加工物２０２の図３の外周領域２２６と同じ寸法であり、かつ、該外周領域２２６を静電気的に固定するために構成されている。図５と図６に描写されている環状部２１２は、例えば、受け板２２８（例えば、アルミニウム板）をさらに備えている。受け板は、環状ＥＳＣ２１６に対して構造的剛性を与えるものである。受け板２２８は、また、例えば、１以上の冷却水路２３０、１つ以上のヒーター（図示しない）、もしくは同様のものを介して、環状部２１６を冷却または加熱可能な構造を備えてもよい。

環状部２１２は、別の例で、図３の第１の加工物２０２が静電気的に環状部２１２に固定されたとき、第１の加工物の外周領域２２６がクランプ装置２００と接触し、一方で第１の加工物の中心領域２３２がクランプ装置の中心部２１４（例えば、ヒーター２１８）と接触または接触しないように構成されている。環状部２１２から供給される型締力は、例えば、クランプ装置２００のクランプ面２２４に対する固定位置において、第１の加工物２０２を維持するのに十分であることが理解できるであろう。第１のモードで動作するとき、例えば、第１の加工物２０２は、環状部２１２のクランプ面２２４に固定される。ヒーター２１８は動作せず、クランプ装置２００は、環状部がクランプ面２２４の固定位置において第１の加工物を維持するように動作する。

従って、第１のモードで動作しているとき、環状部２１２は、例えば、環状部２１２内に規定された、水または他の冷却剤が還流する１つ以上の冷却水路２３０により熱的に冷却されていてもよい。例えば、図１のイオン注入システム１００を介して第１の加工物２０２にイオンが注入される間、第１の加工物の熱容量が、該第１の加工物による経験則から得られた最高温度に十分に抑えられることを確保するために、イオン注入の注入量が制限される。従って、本例の第１のモードにおいて動作しているとき、クランプ装置２００は、第１の加工物２０２の温度制御を行う。これにより、有利に加工物を処理できるように、第１の加工物が冷却される。

図４のクランプ装置２００は、開示の別の模範的な態様に従うと、図７により具体的な詳細が描写されているように、第２のモードにおいて、第２の加工物２０６の位置を選択的に維持するようにさらに構成されている。動作の第２のモードにおいて、クランプ装置２００は、図４に描写されるヒーター２１８を介する処理（例えば、イオン注入）の間、第２の加工物２０６を加熱するためにさらに構成されている。上記の第２の加工物２０６は、例えば、第１の加工物２０２の寸法よりも小さい第２の寸法２０８である。従って、図７〜図９に描写される部２３４が備えられ、この担持部は、第２の加工物２０６を実質的に支持するために構成されている。例えば、図７に描写されているように、第２の加工物２０６は担持部２３４に搭載される。担持部は、図３の第１の加工物２０２と同じ寸法（例えば、第１の寸法２０４）を持つ。故に、第１の加工物を取り扱うのと同じように、第２の加工物を取り扱うことができる（例えば、担持するまたは固定する）。例えば、担持部２３４は第３の寸法２３６（例えば、第３の直径）あり、担持部の第３の寸法は、図３の第１の加工物２０２の第１の寸法２０４と概ね同一である。図７〜図９の担持部２３４は、例えば、酸化アルミニウム、炭化珪素、二酸化珪素および第２の加工物２０６の処理に用いられるその他の材料のうちの１つ以上から構成されている。

担持部２３４は、より小さい第２の加工物が、図４のヒーター２１８とともに一般的配置に位置することが可能なように構成された結果、例えば、イオン注入のような処理の前および／または処理の間、第２の加工物が加熱される。図１０に描写されるように、ヒーター２１８は、１つの例では、１つ以上のランプ要素２３６を備える。１つ以上のランプ要素は、第２の加工物２０６を選択的に加熱するように備えられている。或いは、ヒーター２１８は、図１１の別の例で描写されているように、埋め込まれ、かつ、第２の加工物２０６を選択的に加熱するように構成された埋め込み抵抗コイル２２を備えている。ここで、ヒーター２１８は、これらに代えて、第２の加工物２０６に熱を移動させるように構成された、クランプ装置２００に内蔵された他の加熱装置（図示せず）を備えることができることにも注意すべきである。そして、全てのそのような加熱装置は、本発明の範囲に含まれる。

本開示の別の例によれば、図７〜図８に描写されているように、担持部２３４は、例えば、１つ以上の保持装置２４０（例えば、つめ、指、ピン等）によって、第２の加工物２０６を選択的に保持するように構成されている。１つ以上の保持装置２４０は、例えば、処理条件に応じて、固定式または可倒式に構成されている。一方、別の例によると、図９に描写されているように、担持部２３４の形状は、第２の加工物２０６が段２４２に設置されるように構成されている。このように、１つ以上の保持装置２４０が規定され、第２の加工物２０６は担持部に入れ子になっている。第２の加工物の面２４４は、例えば、担持部３００に関連付けられた担持部面２４６に対して平坦となる、高くなる、または低くなることができる。１つ以上のピン２４８は、例えば、図７に描写されているように、第２の加工物の状態に応じで位置付けられる平面２５０に対して第２の加工物を並べるために担持部２３４にさらに組み入れられることができる。加えて、図１０と図１１に描写されるように、別の例では、１つ以上の補助的な機械式のクランプ２５２が備えられている。１つ以上の補助的な機械式のクランプは、環状静電チャック２１６により提供される静電気による固定に加えて、またはそれに代えて、クランプ装置に対する第１の加工物２０２および／または担持部２３４の固定を供給する。例えば、１つ以上の補助的な機械式のクランプ２５２は、第１の加工物、第２の加工物および環状静電チャック２１６のうちの１つ以上の所定の温度に基づいて、第１の加工物および／または担持部２３４のうちの１つ以上を固定するために導入される。

従って、上述の１つのクランプ装置２００を用いて、第１の寸法２０４（例えば、標準の（より大きい）ウエハー）の第１の加工物２０２へのイオン注入を低い温度で実行でき、第２の寸法（例えば、より小さいウエハー）の第２の加工物２０６へのイオン注入を高い温度で実行できる。

別の例に従うと、図１２〜図１３により具体的な詳細が描写されているように、１つ以上のへり、段または障壁２５４が、中心部２１４および環状部２１２のうちの１つ以上の周りにさらに備えられている。１つ以上のへり、段および／または障壁２５４は、例えば、熱導電性のガスに対する障壁として通常備えられる。熱導電性ガスは、例えば、供給管２５８を介して１つ以上のへり、段および／または障壁によって規定された空間（例えば、中心部２１４の空間として本例で描写されている）に供給される。供給管２５８は、例えば、温度制御の目的で、ガスおよび電気信号（例えば、サーモカップル等）うちの１つ以上を中継するように動作可能である。熱導電性ガスは、処理されている加工物（例えば、第１または第２の加工物）に応じて、それぞれのヒーター２１８および／または環状部２１２を介して、図３の第１の加工物２０２または第２の加工物２０６に大きな熱伝導を与える。

上述のように、ヒーター２１８は、上記の箇所に位置づけられる第２の加工物２０６を選択的に加熱するように備えられている。従って、別の模範的な態様に従うと、図１２のクランプ装置２００は、温度監視器具２６０を備える。例えば、サーモスタット、サーモカップル、または、クランプ装置のクランプ面および／または加工物（例えば、図３の第１の加工物２０２および／または第２の加工物）のうちの１つ以上の温度を決定するように構成された他の温度監視装置である。クランプ装置２００の他の態様や機能と同様に処理条件および加工物の選択（例えば、第１と第２の加工物の型２０４と２０８）に基づいて、図１の制御部１５０は、ヒーター２１８、環状静電チャック２１６、１つ以上の冷却水路２３０を介した冷却および１つ以上の補助的な機械式のクランプ２５２のうちの１つ以上を動作させるようにさらに構成されている。加えて、別の模範的な態様に従うと、クランプ装置２００は、図１２〜図１３で描写された熱シールド２６２をさらに備えている。熱シールドは、実質的にヒーター２１８を取り囲み、クランプ装置の環状部２１２をヒーターで生成される高温にさらされること防いでいる。別例に従うと、装置シールド２６４は、イオンビームが当たる等のような加工からクランプ装置２００への損害を最小限にしている。

本開示は、図１４に描写されているように、静電チャックに対して様々な寸法の加工物を効果的に固定するための方法３００を含んでいる。模範的な方法は、一連の行為または事象として説明されているが、本発明はそのような行為または事象の順序付けた説明によって限定されない。本発明において、いくつかのステップは、異なる順番および／または描写されている以外の他のステップと同時に行われてもよいことに注意すべきである。加えて、本発明に従ったすべての描写されたステップは、方法の実施に必須ではない。その上、方法がここで描写され記述されたシステムと関連して実施されることができることは描写されていない他のシステムと関連するのと同様に、明白である。

図１４に描写された１つの例に従って、方法は、動作３０２で第１の加工物と第２の加工物とを供給することを含む。第１および第２の加工物は、異なる寸法である（例えば、第１の加工物は、第２の加工物よりも大きい直径を持つ）。判定は動作３０４で行われ、第１の加工物または第２の加工物が処理されるかが決定される。動作３０４での判定が第１の寸法の第１の加工物であるとすれば、動作３０６で第１の加工物はクランプ装置のクランプ面に直接設置される。そして、第１の加工物は、動作３０８でさらに固定される。動作３１０で、第１の加工物もまた処理の間冷却される。１つの例に従うと、環状部は冷却液によって冷却され、ヒーターを動作させないことで、第１の加工物を実質的に冷却することができる。クランプ装置の中心部は、例えば、第１の加工物に接触しない。第１の加工物は、動作３１２でクランプ装置のクランプ面からさらに取り外される。

動作３０４での判定が、第２の寸法の第２の加工物の供給であった場合、動作３１４で加工物担持部がさらに供給される。加工物担持部は、第１の加工物の寸法（例えば、直径）と同じ寸法（例えば、直径）を持ち、前述のように加工物担持部は第２の加工物を選択的に維持するようにさらに構成されている。１つの例では、第２の加工物は、動作３１４で加工物担持部に設置され、加工物担持部は、動作３１６で静電クランプに設置される。ここで、第２の加工物は、クランプ装置の前述の中心部（例えば、前述のヒーター）に位置付けられる。そして、担持部は、動作３１８でクランプ装置（例えば、静電気的な環状部または前述の補助的な機械式のクランプを介して）に固定される。例えば、クランプ電圧は、クランプ面に対して加工物担持部を選択的に静電気によって固定する静電クランプ環状部に供給される。動作３２０では、第２の加工物が加熱される。１つの例で、第２の加工物は炭化珪素から構成され、高温注入が要求され、ヒーターは多くの熱（例えば６００℃〜１４００℃）を供給するように構成されている。動作３２２で、担持部はクランプ装置から取り外され、第２の加工物は動作３２４で担持部からさらに取り外される。

このように本発明に従うと、共通のクランプ装置がさらに異なる直径を持つ第１と第２の加工物を固定するのに活用される。ここで、静電クランプはさらに必要な処理条件および／または要件に基づいて、それぞれの加工物を加熱または冷却をするように構成される。従って、本発明は様々な寸法の加工物に対して改善されたクランプ能力を提供する静電チャックを提供し、そしてさらに有利な処理、特に処理温度の向上を提供する。

本発明は、特定の好ましい実施形態または複数の実施形態について明らかにして記述されているが、この明細書および添付図の参照および理解において、均等の交換または変更を他の当業者が成し得ることが可能であることは明白である。特に断りのない限り、本発明の実施形態において種々の機能を有する構成物（アッセンブリー、装置、回路等）について用いられた文言（手段に付与された符号も含む）は、構成上同一でなくとも同等の機能を有する構成物（機能上同等の構成物）についても用いられる。加えて、本発明特有の特徴は複数ある実施形態のうちの１つに関して開示されたが、このような特徴は、所定のまたは特定の利用に関して所望されるまたは好ましい他の形態について得られる１つ以上の他の特徴と組み合わせてもよい。

Claims (20)

1. 第１の加工物および第２の加工物の位置を選択的に維持するクランプ装置であって、
   クランプ面を備えるとともに、上記第２の加工物の直径よりも大きい上記第１の加工物の直径に関連付けられた直径を有しており、上記クランプ面に上記第１の加工物の外周部を選択的に静電気によって固定するように構成された、中心部を実質的に囲む静電クランプ板環状部と、
   ヒーターを備えるとともに、上記第２の加工物の直径に関連付けられた直径を有する、非静電気的な中心部と、
   上記第２の加工物を実質的に保持するように構成され、上記静電クランプ板環状部に応じた直径を有する加工物担持部とを備え、上記静電クランプ板環状部は、該静電クランプ板環状部の上記クランプ面に、上記加工物担持部を選択的に固定するように構成されており、上記非静電気的な中心部に関する上記第２の加工物の位置を選択的に維持するクランプ装置。
2. 上記静電クランプ板環状部は、上記第１の加工物の上記外周部に関連付けられた１つ以上の電極を備え、上記１つ以上の電極に供給される電圧によって、上記クランプ面に、少なくとも上記第１の加工物を静電気によって選択的に付着させる動作が可能である請求項１に記載のクランプ装置。
3. 上記１つ以上の電極に供給される電圧によって、上記クランプ面に、上記加工物担持部を静電気によって選択的に付着させる動作が可能である請求項２に記載のクランプ装置。
4. １つ以上の補助クランプ部材をさらに備え、該補助クランプ部材は、上記第１の加工物および上記加工物担持部のうちの１つ以上における、少なくとも一部分を上記クランプ面に固定する請求項１に記載のクランプ装置。
5. 上記第１の加工物および上記第２の加工物の１つ以上は、珪素、炭化珪素、ゲルマニウムおよびヒ化ガリウムのうちの１つ以上を含む請求項１に記載のクランプ装置。
6. 上記加工物担持部は、酸化アルミニウム、炭化珪素、二酸化珪素のうちの１つ以上を含む請求項１に記載のクランプ装置。
7. 上記ヒーターは、上記非静電気的な中心部に関連付けられた、加熱ランプおよび抵抗性ヒーターのうちの１つ以上を備える請求項１に記載のクランプ装置。
8. 上記加工物担持部に上記第２の加工物が保持されているとき、上記ヒーターは、少なくとも上記第２の加工物の面の下側に位置する請求項１に記載のクランプ装置。
9. 上記静電クランプ板環状部と上記非静電気的な中心部との間に位置するシールドをさらに備え、該シールドは、上記静電クランプ板環状部と上記非静電気的な中心部との間に断熱層を形成する請求項１に記載のクランプ装置。
10. 上記加工物担持部は、上記第２の加工物を選択的に抑える１つ以上の保持装置をさらに備える請求項１に記載のクランプ装置。
11. 上記加工物担持部は、該加工物担持部に関する固定された回転位置に上記第２の加工物を選択的に維持するように構成された、平面およびピンのうちの１つ以上を備える請求項１に記載のクランプ装置。
12. 上記第１の加工物および上記第２の加工物のうちの１つ以上は、珪素、炭化珪素、ゲルマニウムおよびヒ化ガリウムのうちの１つ以上を含む請求項１に記載のクランプ装置。
13. 上記静電クランプ板環状部は、該静電クランプ板環状部の上記クランプ面に、上記加工物担持部を静電気によって選択的に固定するようにさらに構成されており、上記非静電気的な中心部に関する上記第２の加工物の位置を選択的に維持する請求項１に記載のクランプ装置。
14. 不定寸法の加工物のクランプ方法であって、
    第２の寸法より大きい第１の寸法の第１の加工物と、上記第２の寸法の第２の加工物とを供給し、
    上記第２の加工物を選択的に保持する、上記第１の寸法と近似した第３の寸法を持つ加工物担持部を供給し、
    上記第２の加工物を上記加工物担持部に設置し、
    非静電気的な中心部を実質的に囲む静電クランプ環状部を備えたクランプ装置のクランプ面に、上記第１の加工物および上記加工物担持部のうちの１つを設置し、
    上記静電クランプ環状部に対して型締力を選択的に供給して、上記クランプ面に、第１の加工物および加工物担持部のそれぞれを選択的に固定するクランプ方法。
15. 上記第２の加工物を保持している上記加工物担持部が上記クランプ面に固定されたとき、上記クランプ装置の上記中心部を加熱することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
16. 上記中心部の加熱は、上記第２の加工物に関連付けられた、加熱ランプアッセンブリーおよび抵抗性ヒーターアッセンブリーのうちの１つ以上にエネルギーを与えることを含む請求項１５に記載の方法。
17. 上記第１の加工物が上記クランプ面に固定されたとき、上記静電クランプ環状部を冷却することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
18. １つ以上の所定の状態に基づいて、上記第１の加工物、上記第２の加工物および上記加工物担持部のうちの１つ以上に、補助的な機械式の型締力を選択的に供給することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
19. 上記１つ以上の所定の状態には、上記第１の加工物、上記第２の加工物および上記静電チャックのうちの１つ以上の所定温度が含まれる請求項１８に記載の方法。
20. 上記静電クランプに対する型締力の選択的な供給は、上記静電クランプ環状部に対してクランプ電圧の選択的に供給することを含み、上記クランプ面に、上記第１の加工物および上記加工物担持部のそれぞれを静電気によって選択的に固定する請求項１４に記載の方法。

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