JP2013535842A - 静電チャック及びその使用方法 - Google Patents

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Abstract

本明細書では、静電チャック及びその使用方法を提供する。いくつかの実施形態では、静電チャックが、基板を支持する第１の面と、熱制御板に選択的に結合するための接合面を提供する、第１の面の反対側の第２の面とを有するディスクと、ディスク内の第１の面の近傍に配置されて、基板をディスクに静電的に結合する第１の電極と、ディスク内のディスクの反対面の近傍に配置されて、ディスクを熱制御板に静電的に結合する第２の電極とを含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の電極を、ディスクを加熱するように構成することもできる。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、一般に静電チャック及びその使用方法に関する。
基板を基板支持体上に静電的に保持するために、しばしば静電チャック（ＥＳＣ）が使用される。従来、ＥＳＣは、内部に１又はそれ以上の電極を配置したセラミック体で構成される。本発明者らは、従来のＥＳＣの高い熱慣性（例えば、低い伝熱率）に起因して、ＥＳＣの加熱及び冷却速度が大幅に制限され、ひいてはＥＳＣを利用する処理効率が制限されることを発見した。
従って、本発明者らは、加熱及び冷却を素早く行うことができる改善された静電チャックを実現した。
本明細書では、静電チャック及びその使用方法の実施形態を提供する。本明細書では、静電チャック及びその使用方法を提供する。いくつかの実施形態では、静電チャックが、基板を支持する第１の面と、熱制御板に選択的に結合するための接合面を提供する、第１の面の反対側の第２の面とを有するディスクと、ディスク内の第１の面の近傍に配置されて、基板をディスクに静電的に結合する第１の電極と、ディスク内のディスクの反対面の近傍に配置されて、ディスクを熱制御板に静電的に結合する第２の電極とを含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の電極を、ディスクを加熱するように構成することもできる。
いくつかの実施形態では、基板の処理方法が、プロセスチャンバ内に配置された静電チャックのディスクの第１の面の近傍に配置された第１の電極に電力を供給することにより、静電チャック内の第１の表面上に基板を固定するステップと、第１の面の反対側のディスクの第２の面と、ディスクに結合された熱制御板との間に配置された接合面を通じる熱伝導率を選択的に増加又は減少させて、ディスクと熱制御板の間の伝熱速度を制御するステップとを含むことができる。
以下、本発明のその他の及びさらなる実施形態について説明する。
添付図面に示す本発明の例示的な実施形態を参照することにより、上記で手短に要約し以下でより詳細に説明する本発明の実施形態を理解することができる。しかしながら、添付図面には、本発明の代表的な実施形態しか示しておらず、本発明は、他の同等に効果的な実施形態も認めることができるので、これらの添付図面が本発明の範囲を限定すると見なすべきではない。
本発明のいくつかの実施形態による静電チャックとともに使用するのに適したプロセスチャンバを示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックの概略側面図である。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックの側断面図である。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックのディスクの平面図である。 本発明のいくつかの実施形態によるディスクの側面図である。 本発明のいくつかの実施形態によるディスクの側面図である。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックの平面図である。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックとともに使用するための結合器を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックとともに使用するための端子を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックとともに使用するための端子を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による静電チャックの一部の部分的側断面図である。
理解を容易にするために、可能な場合、図に共通する同一の要素は同じ参照数字を用いて示している。図は縮尺通りではなく、明確にするために単純化していることがある。１つの実施形態の要素及び特徴を、さらなる詳述を行わずに他の実施形態に有利に組み入れることもできる。
本明細書では、静電チャック及びその使用方法の実施形態を提供する。本発明の装置は、配置した基板の急速な加熱及び冷却と同時に素早く加熱及び冷却できる静電チャックを有利に提供することにより、基板処理における処理の柔軟性及びスループットの増加を実現することができる。本発明の静電チャックは、処理中の基板と静電チャックの熱膨張差に起因する摩擦によって生じる基板への損傷をさらに有利に低減又は排除することができる。
図１は、本発明のいくつかの実施形態によるプラズマ処理チャンバの概略断面図である。いくつかの実施形態では、このプラズマ処理チャンバが、物理蒸着（ＰＶＤ）処理チャンバである。しかしながら、静電チャックを利用する他の種類の処理チャンバを本発明の装置とともに使用することもできる。
チャンバ１００は、基板処理中にチャンバ内部容積１２０内の準大気圧を維持するように好適に適合された真空チャンバである。チャンバ１００は、チャンバ内部容積１２０の上半分に位置する処理容積１１９を取り囲むドーム１０４によって覆われたチャンバ本体１０６を含む。チャンバ１００は、様々なチャンバ構成部品とイオン化した処理材料の間の好ましくない反応を防ぐようにこのような構成部品を囲む１又はそれ以上のシールド１０５を含むこともできる。チャンバ本体１０６及びドーム１０４は、アルミニウムなどの金属で作製することができる。チャンバ本体１０６は、結合器を介してアース１１５に接地することができる。
チャンバ内部容積１２０内には、半導体ウェハ又はその他の静電的に保持できる基板などの基板Ｓを支持してチャッキングするための基板支持体１２４を配置することができる。一般に、基板支持体１２４は、（以下でより詳細に説明する）静電チャック１５０と、この静電チャック１５０を支持するための中空の支持軸１１２とを含むことができる。中空支持軸１１２は、静電チャック１５０にプロセスガス、流体、伝熱流体又は電力などを供給するための導管を構成する。
いくつかの実施形態では、中空支持軸１１２が、静電チャック１５０を（図１に示す）上側の処理位置と下側の転送位置（図示せず）との間で垂直移動できるようにするリフト機構１１３に結合される。中空支持軸１１２の周囲には蛇腹アセンブリ１１０が配置され、これを静電チャック１５０とチャンバ１００の底面１２６との間に結合して、静電チャック１５０の垂直移動を可能にしながらチャンバ１００内からの真空の消失を防ぐ可撓性シール部を提供する。蛇腹アセンブリ１１０は、底面１２６に接触してチャンバ真空の消失を防ぐ役に立つＯリング１６５と接する下側蛇腹フランジ１６４も含む。
中空支持軸１１２は、流体源１４２、ガス供給源１４１、チャッキング電源１４０、及び１又はそれ以上のＲＦ電源１１７（ＲＦプラズマ電源及び／又はＲＦバイアス電源など）を静電チャック１５０に結合するための導管を形成する。いくつかの実施形態では、ＲＦ電源１１７を、ＲＦ整合回路１１６を介して静電チャックに結合することができる。
基板リフト１３０は、シャフト１１１に連結されたプラットホーム１０８上に装着されたリフトピン１０９を含むことができ、シャフト１１１は、基板「Ｓ」を静電チャック１５０上に配置し、又はここから取り外すことができるように基板リフト１３０を昇降させるための第２のリフト機構１３２に結合される。静電チャック１５０は、このリフトピン１０９を受け入れる貫通孔（後述）を含む。基板リフト１３０と底面１２６の間には蛇腹アセンブリ１３１が結合されて、基板リフト１３０の垂直移動中にチャンバの真空を維持する可撓性シール部を構成する。
チャンバ１００は、真空システム１１４に結合されてこれと流体連通し、この真空システム１１４は、チャンバ１００を排気するために使用する絞り弁（図示せず）及び真空ポンプ（図示せず）を含むことができる。この絞り弁及び／又は真空ポンプを調整することにより、チャンバ１００内の圧力を制御することができる。チャンバ１００は、内部に配置された基板を処理するための１又はそれ以上のプロセスガスをチャンバ１００に供給できるプロセスガス供給源１１８にも結合されてこれと流体連通する。
動作時には、チャンバ内部容積１２０内で、例えばプラズマ１０２を生成して１又はそれ以上の処理を行うことができる。プラズマ１０２は、プラズマ電源（ＲＦ電源１１７など）からの電力をチャンバ内部容積１２０内の１又はそれ以上の電極（後述）を介してプロセスガスに結合し、プロセスガスに点火してプラズマ１０２を生成することにより生成することができる。これとは別に、又はこれと組み合わせて、他の方法によってチャンバ内部容積１２０内にプラズマを生成することもできる。いくつかの実施形態では、基板支持体又は静電チャック１５０内に配置された１又はそれ以上の電極（後述）にバイアス電源（ＲＦ電源１１７など）からのバイアス電力を供給して、プラズマから基板Ｓに向けてイオンを引き付けることができる。
例えば、チャンバ１００がＰＶＤチャンバであるいくつかの実施形態では、基板の上方のチャンバ内部容積内に、基板Ｓ上に堆積されるソース材料を含むターゲット１６６を配置することができる。ターゲット１６６は、例えば誘電体アイソレータを介したアルミニウムアダプタなどの、チャンバ１００の接地された導電性部分によって支持することができる。
チャンバ１００には、制御可能なＤＣ電源１６８を結合して、ターゲット１６６に負の電圧又はバイアスを印加することができる。基板１５０上に負のＤＣバイアスを誘起するために、基板支持体１２４にＲＦ電源１１７Ａ〜Ｂを結合することができる。また、いくつかの実施形態では、処理中に基板Ｓ上に負のＤＣ自己バイアスを形成することができる。その他の用途では、基板支持体１２４を接地させてもよく、又は電気的に浮遊させたままにしてもよい。いくつかの実施形態では、チャンバ１００にＲＦ電源１７０を結合し、ターゲット１６６にＲＦ電力を印加して、基板Ｓ上の堆積速度の径方向分布の制御を容易にすることができる。動作時には、チャンバ１００内で生成されたプラズマ１０２中のイオンが、ターゲット１６６からのソース材料と反応する。この反応により、ターゲット１６６がソース材料の原子を放出し、これらが基板１００の方に導かれて材料を堆積させる。
いくつかの実施形態では、ターゲット１６６の背面付近に回転式マグネトロン（図示せず）を配置することができる。このマグネトロンは、チャンバ１００内に磁場を生じるように構成された複数の磁石を含むことができ、この磁場は、ターゲット１６６の表面に概ね平行かつ接近して生じ、電子を捕捉して局所的なプラズマ密度を高め、これがさらにスパッタリング速度を高める。これらの磁石は、チャンバ１００の上部周囲に電磁場を生じるとともに回転してこの電磁場を回転させ、これにより処理のプラズマ密度に影響を与えてターゲット１６６をより均一にスパッタする。
図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態による静電チャック１５０の概略側面図である。一般に、静電チャック１５０は、基板Ｓを支持するための第１の表面と、反対側の第２の表面とを有するディスク１２２を含む。第１の表面近傍には第１の電極１２８が配置され、例えば導体１５４を介してこの電極をチャッキング電源１４０に結合して、基板Ｓを第１の表面上に選択的に静電的に保持することができる。第２の表面近傍には第２の電極１３８が配置され、例えば導体１５２を介してこの電極をチャッキング電源１４０に結合して、ディスク１２２に隣接して配置された熱制御板１３４に対してディスク１２２を選択的に静電的に保持することができる。チャッキング電源１４０は、例えば約５００〜約４０００ボルトなどの最大約４０００ボルトを好適な電力で供給できる１又はそれ以上のＤＣ電源とすることができる。他の構成の静電チャックでは、他の強度のＤＣ電力を使用して、例えばより小型の又はより大型の基板を保持することができる。以下でより詳細に説明するように、ガス供給源１４１を静電チャックに結合するために導管１４８を設けることができる。
熱制御板１３４内（又は別の好適な場所）には、真空フィードスルー１４６を設けて、処理容積１１９内部の雰囲気と処理容積外部の雰囲気（例えば、中空シャフト１１２の内部とチャンバ１００の外部）の間の分離を維持しながら、導体１５２、１５４及び導管１４８を熱制御板１３４内に容易に通せるようにすることができる。
熱制御板１３４は、少なくとも部分的に熱伝導性材料で作製することができ、例えば流体源１４２に結合された導管１５８を介して伝熱流体が流れるようにするための１又はそれ以上のチャンネルを内部に配置して、使用中のディスク１２２への及び／又はディスク１２２からの熱伝導の速度制御を容易にすることができる。熱制御板１３４は、少なくとも部分的に導電材料で作製することができ、例えば導体１５６を介してＲＦ電源１１７に結合して、使用中に処理容積１１９内のプラズマにＲＦ電力を結合するための電極として機能することができる。ＲＦ電源１１７は、例えば最大約２０００ワットの電力を、例えば約２ＭＨｚ〜約６０ＭＨｚなどの好適な周波数で供給することができる。
熱制御板１３４は、アイソレータ１３６上に配置することにより、基板支持体１２４内の他の導電性構成部品から電気的に絶縁することができる。静電チャック１５０（又は基板支持体１２４）の周囲に接地シェル１４４を設け、これを接地に結合して、処理容積１１９から接地へのＲＦ戻り経路を提供することができる。
静電チャックは、本明細書に示す教示による様々な構成を有することができる。例えば、図２は、本発明のいくつかの実施形態による静電チャックの側断面図である。図２を参照して分かるように、静電チャック１５０は、一般に熱制御板２０４上に配置されたディスク２０２を備える。ディスク２０２は、熱制御板２０４とは反対側に、基板Ｓを支持するための基板支持面を有する。いくつかの実施形態では、熱制御板２０４を、中空シャフト１１２に結合されてこれに支持される中空基部２１２上に配置することができる。いくつかの実施形態では、熱制御板２０４を、支持ハウジング２１０内に配置された絶縁層２０８上に置くことができる。このような実施形態では、支持ハウジング２１０が、絶縁層２０８及び熱制御板２０４を機械的に支持することができる。絶縁層２０８は、熱制御板２０４と支持ハウジング２１０の間を電気絶縁又は高周波（ＲＦ）絶縁することができる。いくつかの実施形態では、熱制御板２０４が、製造中に結合された２又はそれ以上のプレートで構成される。考えられる第２の連結部品としてプレート２１７を示している。プレート２１７は、存在する場合には、中空支持シャフト１１２を静電チャック１５０に結合するための接合面を提供する。
いくつかの実施形態では、中空支持シャフト１１２内に、ハウジング２２４に結合された導管２２９が配置される。ハウジング２２４は、十分な結合を行うのに適したあらゆる手段によって熱制御板２０４に結合することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ハウジング２２４が、ハウジング２２４を熱制御板２０４に結合するための締結具（ネジ、ボルト又はピンなど）を受け入れるように構成された貫通孔２２１を有するフランジ２２３を備える。１つの実施形態では、導管２２９を、ハウジング２２４とともに、熱制御板２０４に適当なＲＦ電力を伝える導体１５６として利用することができる。ハウジング２２４は、導管２２９とともに、熱制御板２０４にＲＦバイアス電力又はその他のユーティリティを送るための空間も提供する。ハウジング２２４は、設けられた場合、プロセスガス、伝熱流体又は電力をディスク２０２及び熱制御板２０４の諸領域に容易に選択的に分配するように構成された複数の貫通孔（後述）又は接合点（図示せず）を有するマニホールド２３５（後述）を収容することができる。いくつかの実施形態では、プロセスガス、伝熱流体又は電力を、それぞれの導管（ガス供給ライン２３６、２３４、及び電線管２３２など）に結合された供給源（図１に関連して上述したＲＦプラズマ供給源１１７、１１７Ａ、チャッキング電源１４０、ガス供給源１４１、流体源１４２など）によって供給することができる。いくつかの実施形態では、ガス供給源１４１が、単一のガスを供給することができ、又はいくつかの実施形態では、２種類以上のガスを供給することができる。いくつかの実施形態では、ガス供給源１４１を、例えばディスク２０２と基板Ｓの間の接合面２１６、又はディスク２０２と熱制御板２０４の間の接合面２０４などの、静電チャック１５０の別個の区域に選択的にガスを供給するように構成することができる。
いくつかの実施形態では、基板支持体１２４上の基板Ｓの周囲に、例えば図２に示す堆積リング２０６などの処理キットを配置して、基板支持体１２４の露出されるはずの部分を覆うことができる。例えば、いくつかの実施形態では、熱制御板２０４の棚部２２８上に堆積リング２０６を配置することができる。堆積リング２０６は、基板Ｓの形状に概ね一致するものの典型的には基板Ｓの下方に広がって基板Ｓと直接接触しない中央開口部を有する。堆積リング２０６は、一般にディスク２０２も取り囲み、堆積リング２０６の内縁とディスク２０２の外縁の間に狭い間隙を定めることができる。堆積リング２０６は、基板支持体１２４の被覆部分を、処理による（プラズマ又はスパッタリング又は基板Ｓからのその他の処理副産物などによる）損傷から保護する。堆積リング２０６は、あらゆる処理適合性電気絶縁材料で作製することができる。例えば、いくつかの実施形態では、堆積リング２０６を、セラミック、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化シリコン（ＳｉＮ）などの誘電性材料で作製することができる。
いくつかの実施形態では、図２〜図７に関連してより完全に説明するディスク２０２が、一般に基板対向面２２０と、概ね逆向きの熱制御板対向面２２２とを有する本体２４５を備える。いくつかの実施形態では、基板対向面２２０が、１又はそれ以上の第１の貫通孔２３９に結合された１又はそれ以上の第１の溝２３８を備えて、例えばヘリウム（Ｈｅ）又はアルゴン（Ａｒ）のようなイナートガスなどのガス、又はその他の伝熱流体がディスク２０９と基板Ｓの間の接合面２１６を流れやすくすることにより、ディスク２０２と基板Ｓの間の熱伝達を促進することができる。この伝熱ガスを、１又はそれ以上の第１の溝２３８と流体連通するディスク２０２内の１又はそれ以上の第１の孔２３９を通じて１又はそれ以上の第１の溝２３８に送出することができる。また、いくつかの実施形態では、熱制御板対向面２２２が、１又はそれ以上の第２の貫通孔２４１に結合された１又はそれ以上の第２の溝２４０を備えて、ガス又はその他の伝熱流体がディスク２０２と熱制御板２０４の間の接合面２１８を容易に流れるようにすることができる。
ディスク２０２は、適切な支持及び十分な伝熱特性を提供するのに適したいずれかの寸法及び形状を有するように作製することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ディスク２０２が、例えば基板Ｓの厚みの最大約３倍などの、ほぼ基板Ｓの厚みと同程度の厚みを有することができる。基板Ｓが半導体ウェハであるいくつかの実施形態では、ディスク２０２が、約１．０ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約１．５ｍｍの厚みを有することができる。いくつかの実施形態では、ディスク２０２が、基板対向面２２０及び熱制御板２０４対向面２２２に対して実質的に垂直な外縁２２１を有することができる。或いは、いくつかの実施形態では、外縁２２１が、堆積リング２０６の対応する傾斜縁２２７に整合するように構成された傾斜縁２２６を有して、処理容積から堆積リング２０６とディスク２０２の間のギャップを通って基板支持体１２４の構成部品に至る垂直方向の見通し線を排除することにより、処理中における基板支持体１２４の構成部品へのプラズマ誘起損傷を低減又は防止することができる。
ディスク２０２は、処理中にディスク２０２に十分な結合を与えてその動きを防ぐのに適したいずれかの手段によって熱制御板２０４に結合することができる。いくつかの実施形態では、ディスク２０２が、静電引力によって着脱自在に結合される。このような実施形態では、ディスク２０２が、本体２４５内の熱制御板対向面２２２の近傍に配置された１又はそれ以上の電極（後述）を備える。例えばＤＣ電圧などのチャッキング電力を、電源（図１に示すチャッキング電源１４０など）から中空支持軸１１２内に配置された１又はそれ以上の電線管２３２を介して電極に供給することにより、ディスク２０２を熱制御板２０４に結合するのに十分な静電引力を生成することができる。
これとは別に、又はこれと組み合わせて、いくつかの実施形態では、例えば、ボルト、ネジ、カム、クランプ又はバネなどの機械的締結具によって、ディスク２０２を熱制御板２０４に機械的に結合することもできる。いくつかの実施形態では、例えば図６に関連して後述するように、ディスク２０２内に複数の貫通孔（１つを示す）２３０を設けて、それぞれの締結具（ボルト、ネジ又はカムなど）と整合させることができる。
熱制御板２０４は、ディスク２０２から熱制御板２０４への十分な熱伝達を行うのに適したあらゆる材料を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、熱制御板２０４を、アルミニウム又はニッケルなどの金属で作製することができる。いくつかの実施形態では、熱制御板２０４内に、伝熱流体を循環させるための１又はそれ以上のチャンネル２４０を形成して、ディスク２０２から熱制御板２０４への熱伝達をさらに促進することができる。いくつかの実施形態では、熱制御板２０４（プレート２１７とともに示す）が、約１０〜約３０ｍｍの厚みを有することができる。
絶縁層２０８は、処理中に十分かつ安定した支持を行いながら電気絶縁性を提供するのに適したあらゆる電気絶縁材料を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、絶縁層２０８が、例えば、セラミック、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化シリコン（ＳｉＮ）などの誘電性材料を含むことができる。絶縁層２０８は、支持ハウジング２１０内に配置される。支持ハウジング２１０は、絶縁層２０８を機械的に支持し、例えばアルミニウムなどの金属で作製することができる。支持ハウジング２１０を導電性金属で作製した実施形態では、支持ハウジング２１０を、例えばチャンバ１００の接地部分（上述）への導電性接続を介して接地することができる。
図３を参照して分かるように、ディスク２０２は、使用する特定のプロセスチャンバ、行う処理、又は処理する基板に適したあらゆる寸法を有することができる。例えば、３００ｍｍの半導体ウェハを処理する実施形態では、ディスク２０２が、約２７０〜約３２０ｍｍの、又は実施形態によっては約２９０ｍｍの直径３０６を有することができる。
いくつかの実施形態では、ディスク２０２が、例えば、ディスク２０２を熱制御板に装着すること、ディスク２０２上に配置された基板にガスを供給すること、又はリフトピンが基板をディスク２０２の表面から昇降させること、を容易にするための複数の貫通孔を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ディスク２０２が、ディスク２０２を熱制御板２０４に容易に結合できるようにするための複数の取り付け穴３１０Ａ〜Ｃを有することができる。このような実施形態では、（図６に関連して後述するような）一連のクランプネジ又はボルトによってディスク２０２を熱制御板２０４に結合することができる。いくつかの実施形態では、取り付け穴３１０Ａ〜Ｃをグループ化し、ディスク２０２の表面全体にわたって等間隔に配置することができる。例えば、いくつかの例示的かつ非限定的な実施形態では、図３に示すように、３つの取り付け穴３１０Ａ〜Ｃからなる６つのグループ３０８Ａ〜Ｆの各々を、ディスク２０２の周囲に６０度間隔で配置することができる。ディスク２０２と熱制御板２０４の間の接続部の数及び分布については、他の構成も同様に利用することができる。
いくつかの実施形態では、ディスク２０２が、ディスク２０２上に配置された基板の背面に接する、ディスク２０２と基板Ｓの間の基板接合面に（上述した第１の溝などを介して）ガス供給源１４１（上述）からのガス流を供給するための１又はそれ以上のガス穴３０２を有することができる。基板接合面に供給されるガス圧を制御することにより、基板の加熱及び冷却を容易に制御できるようになる。いくつかの実施形態では、図３に示すように、ガス穴３０２をディスク２０２の中心に配置することができる。図３には１つのガス穴３０２しか示していないが、あらゆる数のガス穴３０２を設けて、ガスを望むように分散させることができる。
いくつかの実施形態では、ディスク２０２が、リフトピン（図１において上述した、チャンバ１００の基板リフトピン１３０に結合されたリフトピン１０９など）の自由な移動を可能にするように構成された複数のリフトピン穴３０４Ａ〜Ｃをさらに有することができる。これにより、リフトピンが、ディスク２０２上に配置された基板の表面と制御可能に整合して、基板の配置及び除去を容易にすることができる。リフトピン穴３０４Ａ〜Ｃは、基板を均等に支持するのに適したあらゆる構成で配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、図３に示すように、リフトピン穴３０４Ａ〜Ｃの各々を、ディスクの周囲に約１２０度間隔で配置することができる。また、いくつかの実施形態では、ディスク２０２の中心からの距離を、処理中の基板のサイズ又はディスク２０２のサイズに適応するように変化させることもできる。例えば、３００ｍｍの半導体ウェハを処理する実施形態では、リフトピン穴３０４Ａ〜Ｃを、２３０〜２８０ｍｍのボルト円の周囲に配置することができる。
いくつかの実施形態では、図９に示すように、リフトピンガイド９０２を設けて、リフトピン（図示せず）を基板Ｓの背面に容易に誘導して基板Ｓを昇降させることができる。いくつかの実施形態では、リフトピンガイド９０２を、一般に熱制御板２０４（及び存在する場合にはプレート２１７）内に配置することができる。リフトピンガイドは、リフトピンを受け入れるための開口部９０４を含む。絶縁層２０８（及び他のいずれかの介在する層）内に対応する開口部９０６を設けて、リフトピンがこの中を容易に移動できるようにすることができる。
ディスク２０２内に開口部９１０を設けて、リフトピンがこの中を容易に移動して基板Ｓの背面に接するようにすることができる。いくつかの実施形態では、ディスク２０２内の開口部９１０を、リフトピンガイド９０２の上部から延びる隆起リップ部９１２を収容するのに十分な大きさにすることができる。隆起リップ部９１２は、開口部９１０内に延びて、例えば組み立て中又はディスク２０２が熱制御板２０４に静電的に（又は他の方法で）固定されていない時に、ディスク２０２を容易に位置合わせしてディスク２０２の望ましくない動きを防ぐための位置決め及び保持機能を提供することができる。
いくつかの実施形態では、リフトピンガイド９０２の上部付近にフランジ９０８を設けて、リフトピンガイドを熱制御板２０４内に容易に保持し、及び／又はプロセスチャンバの処理領域からディスク２０２内の開口部９１０を通じて処理中にＲＦホットとなり得る熱制御板２０４に至る長い経路を提供することにより、生じ得るあらゆるアーキングを防止又は制限することができる。熱制御板２０４上には、熱制御板２０４とディスク２０２の外縁との間に、堆積リング２０６に隣接してその径方向内側に絶縁リング９１４を設けることができる。絶縁リング９１４は、好適な誘電材料で作製できるとともに、処理容積と熱制御板又はその他のＲＦホットな構成部品との間に長い及び／又は不連続な経路を提供して、生じ得るあらゆるアーキングを防止又は制限することができる。堆積リング２０６上には、堆積シールド９１６を設けて、プロセスチャンバの一部及び／又はその構成部品を処理中の好ましくない堆積からさらに保護することができる。
図４Ａ〜図４Ｂのディスク２０２の断面図を参照すると、いくつかの実施形態では、ディスク２０２が、一般にベース層４０２、及び２つの誘電体層４０４、４１０（例えば、第１の誘電体層４０４及び第２の誘電体層４１０）間に配置された２又はそれ以上の電極（２つを図示）４０６、４０８を備えることができる。いくつかの実施形態では、ベース層４０２が、ディスク２０２の形状及び特徴部（上述した貫通孔又は溝など）を形成するのに十分なテンプレートを提供するのに適したあらゆる材料又は形状を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ベース層４０２が、例えばグラファイトなどの炭素系材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、ベース層４０２が、熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）、ポリイミド又は（シリコンウェハなどの）シリコンなどの、その他の処理適合性誘電材料を含むことができる。ベース層４０２は、所望の寸法のディスク２０２を形成するのに適したあらゆる寸法を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ベース層４０２の厚みを約０．５〜約２．５ｍｍに、又は実施形態によっては約１．８ｍｍにすることができる。
いくつかの実施形態では、ベース層４０２と第１の誘電体層４０４を同じ層にすることができ、例えば、いずれかの層を任意と考え、１つの誘電体層をベース層４０２及び誘電体層４０４として設けることができる。このような実施形態に適した誘電材料としては、熱分解窒化ホウ素及びポリイミドなどが挙げられる。
ベース層４０２は、所望の寸法及び特徴部を有するベース層４０２を形成するのに適したあらゆる手段によって作製することができる。例えば、物理処理（粉末プレス、押出成形など）を通じてベース層４０２を形成し、機械加工して特徴部を形成することができる。或いは、堆積処理を通じてベース層４０２を作製し、その後エッチングして特徴部を形成することができる。
いくつかの実施形態では、ベース層４０２上に第１の誘電体層４０４を配置することができる。第１の誘電体層４０４は、ディスク２０２に機械的支持及び高い熱伝導率を与えて熱伝達を容易にするのに適したあらゆる誘電材料とすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、第１の誘電体層４０４が、窒化ホウ素（ＢＮ）を含むことができ、又は実施形態によっては、熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）を含むことができる。第１の誘電体層４０４は、所望の厚みの共形層を提供するのに適したあらゆる手段を通じて形成することができる。例えば、第１の誘電体層４０４を、化学蒸着処理などの堆積処理を通じて、約０．０５〜約０．４０ｍｍの厚みに形成することができる。
いくつかの実施形態では、第１の誘電体層４０４上に、２又はそれ以上の電極４０６、４０８を配置することができる。第１の電極４０６は、基板対向面２２０付近に配置することができ、第２の電極４０８は、熱制御板対向面２２２付近に配置することができる。これらの２又はそれ以上の電極４０６、４０８の各々を、各電極４０６、４０８に結合された（４１２、４１４などの）導体及び（図７〜図８に関連して後述するような）端子を介して、ＡＣ電源又はＤＣ電源（図１の電源１４０など）の一方に個別に電気的に結合することができる。いくつかの実施形態では、２又はそれ以上の電極４０６、４０８の各々を、例えば、図７に関連して後述する端子７０２又は図８に関連して後述する端子８１４などの、ディスク２０２に配置された貫通孔（図示せず）内に配置された端子を介してそれぞれの電源に結合することができる。例えば、いくつかの実施形態では、図４Ｂにより明確に示すように、電極４０６、４０８を、ベース４０２（又は存在する場合には誘電体層４０４）上に配置されたパターン化電極とすることができる。ディスク２０２の基板対向面２２０付近の電極４０６は、ベース４０２を貫いて配置された導体を介して電源に結合することができる。例えば、ベース４０２を貫く開口部を形成することができる。この開口部を導電材料でコーティングし及び／又は満たして、例えばロウ付けにより、ベース４０２の反対側に配置された接点に結合することができる。
２又はそれ以上の電極４０６、４０８は、例えば金属又は金属合金などのあらゆる好適な導電材料で作製することができる。また、２又はそれ以上の電極４０６、４０８は、例えばディスク形、リング形、くさび形、ストリップ形又はパターン化電気トレース形などのいずれの形状であってもよい。２又はそれ以上の電極４０６、４０８は、堆積、めっき又は印刷などのあらゆる好適な方法で作製することができる。いくつかの実施形態では、２又はそれ以上の電極４０６、４０８の一方又は両方が、基板対向面２２０及び／又は熱制御板対向面２２２付近に配置された、例えば２つなどの複数の電極を有することができる。例えば、バイポーラチャックを実現するいくつかの実施形態では、第１の電極４０６が、各々が電源の１つの端子に取り付けられた２つの半円形又は「Ｄ字」形のプレート電極を含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の電極４０８も２つの電極を含むことができる。同様に、他の電極構成を利用することもできる。
２又はそれ以上の電極４０６、４０８の一方又は両方を、加熱電極及び／又はチャック電極として選択的に機能するように構成することもできる。例えば、いくつかの実施形態では、第１の電極４０６にＤＣ電力を印加して、基板対向面２２０上に帯電を生じさせ、逆帯電した基板Ｓへの吸引力を生じさせることにより、基板Ｓのディスク２０２への静電チャッキングを容易にすることができる。いくつかの実施形態では、第２の電極４０８にＡＣ電力を印加して、第２の電極４０８の抵抗に起因して熱を生じさせることにより、ディスク２０２の加熱を容易にすることができる。このＡＣ電力は、静電チャックを最大６００℃に加熱するのに十分なものとすることができる。例えば、このＡＣ電源は、第２の電極４０８に約１１０〜約２０８ＶACを供給することができる。いくつかの実施形態では、使用中、抵抗加熱素子の抵抗値をモニタし、素子の温度に比例して抵抗値が変化するという抵抗素子の物理的特性に起因して結果的な温度を計算することにより、静電チャックの温度をモニタすることができる。
また、いくつかの実施形態では、２又はそれ以上の電極４０６、４０８の一方又は両方にＲＦ電力を印加して、基板Ｓ上にバイアスを生じさせ、及び／又はチャンバ（すなわち、上述したチャンバ１００）にＲＦ電力を供給してプラズマを形成することができる。例えば、図１に関連して上述したＲＦ電源１１７（又は同様のＲＦ電源）を使用して、電極４０６、４０８のいずれにもＲＦ電力を供給することができる。
いくつかの実施形態では、２又はそれ以上の電極４０６、４０８の一方又は両方にＤＣ電力及びＡＣ電力の両方を同時に印加して、第１の電極４０６、第２の電極４０８、又はこれらの両方を、加熱電極及びチャッキング電極として容易に同時利用することができる。例えば、このような実施形態では、第１の電極４０６にＤＣ電力を印加して、基板の基板対向面２２０への静電チャッキングを容易にし、第２の電極４０８にＤＣ電力及びＡＣ電力を同時に印加して、ディスク２０２を加熱するとともに熱制御板２０４に静電チャッキングすることができる。
いくつかの実施形態では、２又はそれ以上の電極４０６、４０８上に第２の誘電体層４１０を配置することができる。第２の誘電体層４１０は、ディスク２０２を機械的に支持するとともに高い熱伝導率を与えて熱伝達を容易にするのに適したいずれの誘電材料であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の誘電体層４１０が、第１の誘電体層４０２と同じ材料を、又は実施形態によっては異なる材料を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、第２の誘電体層４１０が、窒化ホウ素（ＢＮ）を含むことができ、又は実施形態によっては熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の誘電体層４１０を、所望の厚みの共形層を提供するのに適したあらゆる手段を通じて形成することができる。例えば、第２の誘電体層４１０を、化学蒸着処理などの堆積処理を通じて、約０．０２〜約０．３０ｍｍの厚みに形成することができる。いくつかの実施形態では、クーロン型静電チャック又はＪｏｈｎｓｏｎ−Ｒｅｂｅｃｋ型静電チャックとしての使用目的に基づいて誘電体層４１０の厚みを選択することができる。例えば、クーロン型静電チャックが望ましいいくつかの実施形態では、誘電体層４１０の厚みを、セラミック材料の場合には約０．０５０〜約０．３００ｍｍに、又はポリイミド材料の場合には約０．００５〜約０．００３インチ（約０．０１２７〜約０．０７６２ｍｍ）にすることができる。Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｒｅｂｅｃｋ型静電チャックが望ましいいくつかの実施形態では、誘電体層４１０の厚みを、セラミック材料の場合に最大約１ｍｍとすることができる。
上記に加えて、本発明にとっては、ディスク２０２を作製するために選択する材料の他の又はさらなる特性が有利となり得る。例えば、いくつかの実施形態では、ディスク２０２の全体的な熱膨張係数を、この上に配置する基板（図１で説明した基板Ｓなど）の熱膨張係数と実質的に同様にすることができる。実質的に同様の熱膨張係数を実現することにより、基板及びディスク２０２が、いずれも加熱時に実質的に同様の割合で膨張することによって基板との間の摩擦力が低下し、従って加熱時の損傷が低減する。
図５を参照すると、いくつかの実施形態では、マニホールド２３５を、複数のポート（ＡＣポート５０８及びＤＣポート５１０など）及び入口／出口（ウェハガス入口５１４、ディスクガス入口５０２、冷却流体入口５０６及び出口５０９など）を介してディスク（上述）及び熱制御板（上述）にプロセスガス、電力又は伝熱流体などを選択的に供給するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、冷却流体入口５０６と、伝熱流体（水など）の流れを熱制御板（上述）に送出するための冷却流体出口５０９とを有するプレート５１６に、２又はそれ以上の送水管（２つを図示）５０７を結合することができる。これらの入口５０６及び出口５０９の各々の周囲にＯリング５１８を配置して、伝熱流体の漏れを防ぐことができる。また、プレート５１６の端部付近にＯリングを配置して、静電チャック１０５の他の区域への伝熱流体の漏れをさらに防ぐことができる。また、いくつかの実施形態では、プレート５１６に水漏れ用ベント５０９を結合して、漏れた伝熱流体を除去することができる。
いくつかの実施形態では、マニホールド２３５の中心付近にガス入口５１４を配置して、接合面２２０又は接合面２２２（上述）に伝熱ガスを供給することができる。
いくつかの実施形態では、マニホールド２３５が、ディスクに電力（ＲＦ電力、ＡＣ電力、又はＤＣ電力など）を供給するように構成された２又はそれ以上の（４つを図示）電気ポート５０８、５１０をさらに有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、マニホールド２３５が、ディスク内に配置された１又はそれ以上の電極（上述）にＡＣ電力を供給するための２つのＡＣ電力ポート５０８を有して、ディスク及びその上に配置された基板の加熱を容易にすることができる。これとは別に、又はこれと組み合わせて、いくつかの実施形態では、マニホールド２３５が、ディスク内に配置された１又はそれ以上の電極にＤＣ電力を供給するための２つのＤＣ電力ポートを有して、ディスクの熱制御板へのチャッキング（上述）及び／又は基板のディスクへのチャッキング（上述）を容易にすることができる。
いくつかの実施形態では、マニホールド２３５が、ディスクへのアクセスを提供するための１又はそれ以上（１つを図示）のポート５０４をさらに有して温度モニタリングを容易にすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、１又はそれ以上のポート５０４を設け、ディスクに実質的に接近又は接触して熱電対５０５を容易に配置して温度モニタリングを容易にすることができる。これとは別に、又はこれと組み合わせて、ディスクに電力を供給する電源（すなわち、上述した電源１４０）の電圧及び電流の計測を通じて抵抗率の変化を測定することにより、ディスクの温度をモニタすることもできる。
いくつかの実施形態では、マニホールド２３５、ハウジング２２４及び真空プレート２１７の間にＯリング、絶縁体又はガスケットなどを配置して、流体又は電気の漏れを防ぐことができる。例えば、いくつかの実施形態では、ハウジング２２４上にＲＦガスケット５２２を配置して、真空プレート２１７に結合したときの高周波（ＲＦ）干渉を低減又は防止することができる。また、熱制御板２０２にＲＦ電力をより効率的に送出するために、ハウジング２２４を熱制御板２０２に電気的に結合する。
マニホールド２３５は、ディスク及び熱制御板にプロセスガス、電力又は伝熱流体などを供給するのに適したあらゆる材料で作製することができる。例えば、いくつかの実施形態では、マニホールド２３５をセラミックで作製することができ、又は実施形態によっては、アルミニウム、ステンレス鋼又はチタンなどの金属で作製することができる。マニホールド２３５は、十分な結合を提供するのに適したあらゆる手段を通じて真空プレート２１７に結合することができる。例えば、いくつかの実施形態では、溶接又はロウ付けを通じてマニホールド２３５を真空プレート２１７に結合することができる。いくつかの実施形態では、真空プレート２１７上にＯリング５１２を配置して、真空プレート２１７と、この上に配置される場合には熱制御板（図示せず）との間に真空シールを形成することができる。
図６を参照すると、いくつかの実施形態では、可撓性のネジとナットの構成６０８を通じてディスク２０２を熱制御板に結合することができる。このような実施形態では、熱制御板２０４及びディスク２０２が、ネジ６０６と整合するのに適した寸法の貫通孔６１０を有する。いくつかの実施形態では、貫通孔６１０が、ネジ６０６の寸法よりも大きな寸法を有して、熱制御板２０４及びディスク２０２が各々互いに独立して移動できるようにすることにより、熱膨張差によって生じる熱制御板２０４及び／又はディスク２０２への損傷を低減することができる。ネジ６０６は、例えば、機械ネジ、蝶ネジ又はクランプネジなどのあらゆる好適な種類のネジとすることができる。いくつかの実施形態では、ネジ６０６が、貫通孔６１０の先細の端部６１２に整合するように構成された先細の頭部６１４を有することにより、ネジ６０６を締め付けてディスク２０２の上面と同じ又はそれよりも低い高さに配置した時に、先細の頭部６１４がディスク２０２を締め付けるようにすることができる。ネジ６０６は、例えば、アルミニウム、チタン又はステンレス鋼のような金属などの、熱制御板２０４とディスク２０２を十分に結合させるのに適したあらゆる材料で作製することができる。
いくつかの実施形態では、熱制御板２０４の下側にナット６０２が配置され、ネジ６０６のネジ山付き端部６１６に整合するように構成された一連のネジ山６１８を有する。ナット６０２は、例えば、アルミニウム、チタン又はステンレス鋼のような金属などの、熱制御板２０４をディスク２０２に確実に結合するのに適したあらゆる材料で作製することができる。いくつかの実施形態では、ナット６０２を、ネジ６０６の材料と同じ又は異なる材料で作製することができる。
いくつかの実施形態では、熱制御板２０４とナット６０２の間に付勢部材６０４を配置して、熱制御板２０４及びディスク２０２に対する所望の締め付け圧を維持しながら、熱制御板２０４及び／又はディスク２０２の熱膨張を可能にすることができる。１つのネジとナットの構成６０８しか図示していないが、あらゆる数のネジとナットの構成６０８を利用してディスク２０２を熱制御板２０４に結合することができる。
図７を参照すると、いくつかの実施形態では、端子７０２を通じて、ディスク２０２内の電極７１０に電力を送出することができる。端子７０２は、バネ要素７０８を介して導体７０６に電気的に結合して、端子７０２のあらゆる垂直移動中に十分な電気的接続を維持することができる。端子７０２を電極７１０に向けて付勢する好適なバネ７０７により、ディスク２０２の電極７１０に印加される力を制御することができる。要素７０３、７０４及び７０５は、端子７０２のためのハウジングを提供することができ、熱制御板２０４、又は電力フィードスルー７１１近くの他のあらゆる導電素子から電気素子（端子７０２及び導体７０６など）を電気的に絶縁するのに適した絶縁材料で作製することができる。電力フィードスルー７１１を、溶接、ロウ付け又はその他の同様の接合技術を使用してマニホールド２３５に結合し、領域７１３（例えば、処理チャンバ内の処理容積）と領域７１４（例えば、処理容積から隔離された領域）の間に真空気密接続を形成することができる。
図８を参照すると、いくつかの実施形態では、ディスク２０２に形成された貫通孔８０６内に配置された１又はそれ以上の端子８１４（１つを図示）を介して、ディスク２０２を電源８１０に電気的に結合することができる。貫通孔８０６は、ディスク２０２内に配置された電極８０２と電源８１０の間を接続することができる、ディスク２０２上のあらゆる位置に形成することができる。いくつかの実施形態では、貫通孔８０６を、ディスク２０２の外縁８１２付近に、或いはディスク２０２の本体と一体的に形成された外向きに延びるタブ内に形成することができる。
いくつかの実施形態では、端子８１４が、貫通孔８０６内に収まるのに適した寸法のシャフト８１６、及び端子８１４を貫通孔８０６内の静止位置に固定する幅広の頭部８０４を有することができる。端子８１４は、ディスク２０２を電源８１０に結合するのに適したあらゆる材料を含むことができる。例えば、端子８１４は、アルミニウム、チタン又はステンレス鋼などの金属を含むことができる。
いくつかの実施形態では、幅広の頭部８０４とディスク２０２の間にワッシャ８０８を配置して、端子８１４とディスク２０２の摩擦に起因するディスク２０２への損傷を低減することができる。
１つの端子８１４しか図示していないが、あらゆる数の端子を利用することができる。例えば、ディスクが複数の電極（上述）を備える実施形態では、各電極を１又はそれ以上の端子８１４にそれぞれ結合して、容易に各電極に個別に電力を送出することができる。
静電チャック１０５の動作時には、ディスク２０２と基板Ｓの間の接合面２１６、及びディスク２０２と熱制御板２０４の間の接合面２１８にガス及び／又はチャッキング電力を選択的に供給することにより、基板Ｓの急速な加熱又は冷却を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、ディスク２０２を最大約５０℃／秒の速度で加熱又は冷却することができ、又は実施形態によっては、最大約１５０℃／秒の加熱速度で加熱し、最大約２０℃／秒の冷却速度で冷却することができる。
例えば、いくつかの実施形態では、基板Ｓを素早く加熱するために、ディスク２０２と基板Ｓの間の接合面２１６に熱伝導性ガス（アルゴン又はヘリウムなど）を供給しながら、ディスク２０２の１又はそれ以上の電極にＡＣ電力を供給してディスクを加熱することができる。このガスが存在することで、基板Ｓとディスク２０２の間の熱伝達が向上し、これにより加熱速度が高まる。また、ディスク２０２の電極４０６にチャッキング電力を供給し、基板Ｓをディスク２０２にチャッキングして基板Ｓとディスク２０２の間の熱伝達をさらに向上させることにより、基板Ｓの素早い加熱を容易にすることができる。
また、ディスクを熱制御板に不完全に熱結合して、基板の加熱速度をさらに高めることもできる。例えば、ディスクと熱制御板の間に背面ガス溝を設けた実施形態では、ガスの流れを低減又は解除して、ディスクから熱制御板への伝熱速度を下げることができる。これとは別に、又はこれと組み合わせて、熱制御板付近にチャッキング電極を設けた実施形態では、電極への電力を低減又は解除し、ディスクと熱制御板の間の締め付け圧を低下させて、ディスクから熱制御板への伝熱速度を下げることができる。
いくつかの実施形態では、基板Ｓを素早く冷却するために、ディスク２０２と熱制御板２０４の間の接合面２１８に熱伝導性ガス（アルゴン又はヘリウムなど）を供給することができる。例えば、いくつかの実施形態では、チャンバ内の動作圧を約３０ｍＴｏｒｒ未満にすることができる。熱伝導性ガスを供給することにより、ディスク２０２と熱制御板２０４の間の圧力を約２〜約２０Ｔｏｒｒに維持することができる。ガスが存在することで、ディスク２０２と熱制御板２０４の間の熱伝達が向上し、これにより冷却速度が高まる。また、ディスク２０２の電極４０８にチャッキング電力を供給し又はこれを増加させ、熱制御板２０４に対するディスク２０２の締め付け圧を高めてディスク２０２と熱制御板２０４の間の伝熱速度をさらに高めることにより、ディスク２０２と基板Ｓの素早い冷却をさらに容易にすることができる。
ディスクと基板Ｓの間に強固な締め付け力を提供し、加熱及び冷却を素早く行うことができるディスクを提供することにより、ディスク２０２及び基板Ｓが、実質的に同様の速度で加熱及び冷却されるようになる。ディスク２０２は、基板Ｓの熱膨張係数と同様の熱膨張係数を有しているので、異なる熱膨張又は熱収縮速度に起因する基板Ｓと静電チャック１５０の間の摩擦が低減又は排除され、これにより基板Ｓへの損傷を低減又は排除することができる。
以上、静電チャック及びその使用方法を示したが、これにより、配置した基板の急速な加熱及び冷却と同時に素早く加熱及び冷却できる静電チャックを有利に提供することができる。本発明の静電チャックは、基板処理における処理の柔軟性及びスループットの増加を実現することができる。本発明の静電チャックは、処理中の基板と静電チャックの熱膨張の速度差に起因する摩擦によって生じる基板への損傷をさらに有利に低減又は排除することができる。
上述した内容は、本発明の実施形態を対象とするものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の及びさらなる実施形態を考案することができる。
１１２ 中空支持軸
２０２ ディスク
２０４ 熱制御板
２０６ 堆積リング
２０８ 絶縁層
２１０ 支持ハウジング
２１２ 中空基部
２１６ 接合面
２１７ 真空プレート
２１８ 接合面
２２０ 基板対向面
２２１ 貫通孔
２２２ 熱制御板対向面
２２３ フランジ
２２４ ハウジング
２２６ 傾斜縁
２２７ 傾斜縁
２２９ 導管
２３０ 貫通孔
２３２ 電線管
２３４ ガス供給ライン
２３５ マニホールド
２３６ ガス供給ライン
２３８ 第１の溝
２３９ 第１の貫通孔
２４０ 第２の溝
２４１ 第２の貫通孔
２４５ 本体
Ｓ 基板

Claims (15)

  1. 基板を支持する第１の面と、熱制御板に選択的に結合するための接合面を提供する、前記第１の面の反対側の第２の面とを有するディスクと、
    前記ディスク内の前記第１の面の近傍に配置されて、前記基板を前記ディスクに静電的に結合する第１の電極と、
    前記ディスク内の前記ディスクの反対面の近傍に配置されて、前記ディスクを前記熱制御板に静電的に結合する第２の電極と、
    を備えることを特徴とする静電チャック。
  2. 前記第２の電極が、前記ディスクを加熱するようにさらに構成される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
  3. 前記ディスクの前記第２の面内、又は前記熱制御板内に形成されて、前記ディスクと前記熱制御板の間に伝熱流体を流す少なくとも１つの溝をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  4. 前記伝熱流体が、アルゴン又はヘリウムガスを含む、
    ことを特徴とする請求項３に記載の静電チャック。
  5. 前記ディスクの前記第１の面内に形成されて、前記ディスクと前記基板との間に伝熱流体を流す少なくとも１つの溝をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  6. 前記ディスクが、
    ベースと、
    前記ベース上に配置されて、その上に前記第１の電極及び第２の電極が配置された第１の誘電材料の層と、
    前記第１の電極及び第２の電極上に配置された第２の誘電材料の層と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  7. 前記ベースが、グラファイト、熱分解窒化ホウ素又はシリコンを含み、前記第１及び第２の誘電材料の層が、熱分解窒化ホウ素を含む、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  8. 前記ディスクが、
    上部に前記第１の電極及び第２の電極が配置された誘電性のベースと、
    前記第１の電極及び第２の電極上に配置された誘電材料の層と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  9. 前記ディスクの前記第２の面に結合された熱制御板をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  10. 前記ディスクが、前記基板の熱膨張係数と実質的に等しい熱膨張係数を有する、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  11. 前記ディスクが、前記基板の厚みの約３倍の厚みを有する、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  12. 前記ディスクが、約１．０〜約２．５ｍｍの厚みを有する、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の静電チャック。
  13. 基板の処理方法であって、
    プロセスチャンバ内に配置された静電チャックのディスクの第１の面の近傍に配置された第１の電極に電力を供給することにより、前記静電チャック内の前記第１の表面上に基板を固定するステップと、
    前記第１の面の反対側の前記ディスクの第２の面と、前記ディスクに結合された熱制御板との間に配置された接合面を通じる熱伝導率を選択的に増加又は減少させて、前記ディスクと前記熱制御板の間の伝熱速度を制御するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
  14. 前記基板を加熱する時に、
    前記ディスクと前記熱制御板の間に配置された１又はそれ以上の溝を介して前記接合面に供給されるガスの圧力を減少させること、又は
    前記ディスクの前記第２の面の近傍に配置された第２の電極に供給される、前記ディスクを前記熱制御板に静電的に固定するための電圧を減少させること、
    のうちの少なくとも一方により、前記接合面を通じる熱伝導率を減少させるステップ、又は
    前記基板を冷却する時に、
    前記ディスクと前記熱制御板の間に配置された１又はそれ以上の溝を介して前記接合面に供給されるガスの圧力を増加させること、又は
    前記ディスクの前記第２の面の近傍に配置された第２の電極に供給される、前記ディスクを前記熱制御板に静電的に固定するための電圧を増加させること、
    のうちの少なくとも一方により、前記接合面を通じる熱伝導率を増加させるステップ、
    のうちの少なくとも一方をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 前記ディスクの前記第２の面の近傍に配置された第２の電極にＡＣ電流を供給して前記ディスク及び前記基板を加熱するステップ、又は
    前記ディスクの前記第１の面の近傍に配置された前記第１の電極にＡＣ電流を供給して前記ディスク及び前記基板を加熱するステップ、
    のうちの少なくとも一方をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
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