JP2014524664A - ヒータを有する基板支持体 - Google Patents

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Abstract

本明細書においては、ヒータを有する基板支持体の実施形態が提供される。いくつかの実施形態においては、基板支持体は、基板が第１の部材の第１の表面の上方に存在する場合に基板に対して熱を分配するための第１の部材と、第１の部材に対して結合され、かつ第１の部材に対して熱を供給するために１つまたは複数の加熱ゾーンを有する、ヒータと、第１の部材の下方に配設された第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に配設され、第１の部材と第２の部材との間に間隙を形成する、管状本体と、第１の部材の第１の表面の上方に第１の距離を置いて配設され、基板が基板支持体の上に存在する場合には基板の裏側表面を支持する、複数の基板支持ピンとを含み得る。

Description

本発明の実施形態は、一般的には基板処理設備に関し、より詳細には、基板支持体に関する。
デバイスのクリティカルディメンションが縮小し続けるにつれて、加熱または冷却等々のプロセスに対する制御の改良が必要となる場合がある。例えば、基板支持体が、処理中に基板支持体上に配設された基板の所望の温度を実現するために、ヒータを備える場合がある。
したがって、本発明者らは、基板の温度の制御を容易にするヒータを有する改良された基板支持体を実現した。
本明細書においては、ヒータを有する基板支持体の実施形態が提供される。いくつかの実施形態においては、基板支持体は、基板が第１の部材の第１の表面の上方に存在する場合に基板に対して熱を分配するための第１の部材と、第１の部材に対して結合され、かつ第１の部材に対して熱を供給するために１つまたは複数の加熱ゾーンを有する、ヒータと、第１の部材の下方に配設される第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に配設され、第１の部材と第２の部材との間に間隙を形成する管状本体と、第１の部材の第１の表面の上方に第１の距離を置いて配設され、基板が基板支持体の上に存在する場合には基板の裏側表面を支持する、複数の基板支持ピンとを含み得る。
いくつかの実施形態においては、基板支持体は、基板が第１の部材の第１の表面の上方に存在する場合に基板に対して熱を分配するための第１の部材と、基板が基板支持体の上に存在する場合に基板の裏側表面を支持するために、第１の部材の第１の表面から延在する複数の基板支持ピンと、第１の部材内に配設される１つまたは複数の抵抗加熱要素と、第１の部材の下方に配設された第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に配設され、第１の部材の下部表面と第２の部材の上部表面との間に間隙を形成する、管状本体とを含み得る。
いくつかの実施形態においては、基板支持体は、基板が第１の部材の上部表面の上方に存在する場合に基板に対して熱を分配するための第１の部材と、基板が基板支持体の上に存在する場合に基板の裏側表面を支持するために、第１の部材の表面から延在する複数の基板支持ピンと、１つまたは複数の抵抗加熱要素をそれぞれが有し、第１の部材の下部表面の上に配設される、１つまたは複数の加熱ゾーンと、第１の部材の下方に配設された第２の部材と、第１の部材と第２の部材との間に配設され、第１の部材の下部表面と第２の部材の上部表面との間に間隙を形成する、管状本体とを含み得る。
以下、本発明の他のおよびさらなる実施形態を説明する。
上記で簡単に概説した、および以下でより詳細に論じられる、本発明の実施形態は、添付の図面において示される本発明の例示的な実施形態を参照とすることにより理解することが可能である。しかし、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがって本発明の範囲を限定するように見なされるべきではない点に留意されたい。なぜならば、本発明は、他の等しく有効な実施形態を許容し得るものであるからである。
本発明のいくつかの実施形態による基板支持体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基板支持体の一部分の側面断面図である。 本発明のいくつかの実施形態による基板支持体の一部分の側面断面図である。 本発明のいくつかの実施形態による基板支持体の一部分の側面断面図である。 本発明のいくつかの実施形態による基板支持体の一部分の側面断面図である。 本発明のいくつかの実施形態による基板支持体の一部分の側面断面図である。 本発明のいくつかの実施形態による基板支持体の一部分の側面断面図である。 本発明のいくつかの実施形態によるマルチゾーンヒータの上面図である。 本発明のいくつかの実施形態による基板支持体の概略側面図である。
理解を促すために、可能な場合には同一の参照数字を使用することにより、図面間で共通の同一要素を示している。これらの図面は、縮尺どおりには描かれておらず、明瞭化するために簡略化される場合がある。さらなる詳述を伴わずに、一実施形態の要素および特徴が、他の実施形態に有利に組み込まれる場合があることが企図される。
本明細書においては、ヒータを有する基板支持体の実施形態が開示される。本発明の基板支持体は、基板の加熱、基板の温度の維持、または所望のプロファイルにおける基板への熱の分配の中の１つまたは複数を容易化し得るため、有利である。
図１は、本発明のいくつかの実施形態による基板支持体１００を示している。基板支持体１００は、基板１０３が第１の部材１０２の第１の表面１０４（例えば上方表面）の上方に存在する場合に、基板１０３に熱を分配するための第１の部材１０２と、熱を第１の部材１０２に供給するための１つまたは複数のゾーン１０８を有する、ヒータ１０６とを備えてもよい。任意には、ヒータ１０６は、１つまたは複数の加熱ゾーン１０８の下層に位置し広がる、（図３Ａ〜図３Ｂに示す）第２の加熱ゾーン３０１をさらに備えてもよい。第２の加熱ゾーン３０１は、第１の部材１０２中の基準温度を達成するために使用されてもよく、１つまたは複数の加熱ゾーン１０８は、例えば基板１０３において均一な温度分布を達成するために、または基板１０３における所望の不均一な温度分布を達成するためになど、第１の部材１０２の各位置における温度を微調節するために使用されてもよい。図１に示すように、ヒータ１０６は、第１の部材１０２の下方に配設され得る。しかし、これは、ヒータ１０６の単なる一例の実施形態に過ぎない。ヒータ１０６は、第１の部材１０２内、第１の部材１０２の表面上、または第１の部材１０２の下方に配設されてもよい。図３Ａ〜図３Ｂに関連して、ヒータ１０６の実施形態を後述する。
いくつかの実施形態においては、基板支持体は、摂氏約４５０度〜摂氏約６００の範囲の温度を供給してもよい。しかし、本明細書において開示される基板支持体の実施形態は、上述の温度範囲に限定されない。例えば、温度は、摂氏約１５０度〜摂氏約４５０度など、より低くても、または摂氏約６００度超など、より高くてもよい。
基板支持体１００は、第１の部材１０２の下方に配設された第２の部材１０７を備えてもよい。第２の部材１０７は、１つまたは複数の加熱ゾーン１０８等々に対する配線管理および／または配管管理のためなどの、機能管理プレートとして機能し得る。いくつかの実施形態においては、第２の部材１０７は、下方の環境への対流損失を防止する断熱材としての役割を果たしてもよい。例えば、断熱材として使用される場合に、第２の部材１０７は、ＭＡＣＯＲ（登録商標）などの熱伝導抵抗性材料、またはセラミック材料等々の任意の適切な熱伝導抵抗性材料を含んでもよい。
第２の部材１０７は、例えば第２の部材１０７の中央を貫通して配設される、開口１０９を備えてもよい。開口１０９は、基板支持体１００の部材１０２、１０７に対してフィードスルーアセンブリ１１１を結合するために利用され得る。フィードスルーアセンブリ１１１は、１つまたは複数の加熱ゾーン１０８に対して電源１２６などの様々な供給源および／または制御デバイスを、または以下で論じるようなコントローラ１２２を送り込むことができる。いくつかの実施形態においては、フィードスルーアセンブリ１１１は、ガス源１４１から基板１０３の裏側までガスを供給するか、または真空ポンプ１４３から真空を供給することにより基板支持体１００に対して基板１０３を固定するかの少なくとも一方を行うことが可能な、導管１４０を備えてもよい。例えば、真空またはガスは、導管１４０に対して真空ポンプ１４３およびガス源１４１を結合するマルチウェイバルブ１４７により、交互に供給されてもよい。例えば、導管１４０により供給されるガスは、第１の部材１０２と基板１０３との間における熱伝達を向上させるために利用されてもよい。いくつかの実施形態においては、ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）である。例えば、動作に際して、真空ポンプ１４３は、基板支持体１００に対して基板１０３を固定するために使用されてもよい。基板１０３が固定された後には、ガス源１４１は、基板１０３と第１の部材１０２との間の空間にガスを供給することにより熱伝達を向上させてもよい。
導管１４０は、ベローズ等々の可撓性セクション１４２を備えてもよい。導管１４０におけるかかる可撓性は、例えば基板支持体１００がレベル調整される場合、および／または加熱時の基板支持体１００の熱変形もしくは熱膨張の際などに有用になり得る。例えば、基板支持体１００は、フィードスルーアセンブリ１１１の周囲におよび基板支持体１００の１つまたは複数の部材を貫通して配設された、１つまたは複数のレベリングデバイス（図示せず）によってレベル調整されてもよい。例えば、かかるレベリングデバイスは、運動学的ジャッキ等々を備えてもよい。さらに、フィードスルーアセンブリ１１１は、図１に示すように導管１４０を通してガス源１４１により供給されたガスを排出するために、可撓性セクション１６２を有する第２の導管１６０を備えてもよい。
管状本体１５２が、第１の部材１０２と第２の部材１０７との間に配設されてもよい。管状本体１５２は、第１の部材１０２と第２の部材１０７との間に間隙１５４を形成するために、および／または、上に配設される基板支持体１００の構成要素に対して提供されることとなる電線、流体導管、もしくはガス導管等々のための追加的な空間を用意するために、使用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、間隙１５４は、第１の部材１０２の下部表面（例えば図３Ａ〜図３Ｂに示す下部表面３０２）と第２の部材１０７の上部表面１０５との間に形成されてもよい。間隙１５４は、空気またはヘリウム（Ｈｅ）等々のガスで充填されてもよい。ガスは、熱伝導抵抗性ガスまたは熱伝達ガスとして使用され得る。例えば、ガスの組成物は、支持体１００を使用する処理システムにおいて実施されるプロセスに必要な所望の温度プロファイルに基づき選択されてもよい。したがって、間隙１５４は、良好な熱伝導体であるガスを供給することにより、第１の層１０２に対して結合された１つまたは複数の加熱ゾーン１０８から第２の部材１０７に熱を伝達するために使用されてもよい。熱伝導用のガスの一例は、ヘリウム（Ｈｅ）となり得る。あるいは、間隙１５４は、例えば間隙１５４内に真空を形成することなどにより、熱損失から支持体１００を保護するために使用されてもよい。例えば、間隙１５４は、真空ポンプ１４３（図１においては結合が示されない）または別の真空ポンプ（図示せず）などの真空ポンプに対して結合されてもよい。管状本体１５２は、ステンレス鋼等々を含んでもよい。さらに、管状本体１５２は、例えば第１の部材１０２および第２の部材１０７の管状本体対面表面の外周エッジの周囲の凹部（図示せず）内に配設される等々の、任意の適切な方法で第１の部材１０２および第２の部材１０７に対して取り付けられてもよい。あるいは、管状本体１５２は、第１の部材１０２もしくは第２の部材１０７から延在するリップまたは突出部であってもよい。
フィードスルーアセンブリ１１１は、容積部１１５を備えてもよい。容積部１１５は、間隙１５４から隔離され、個別に制御され得る雰囲気を有してもよい。例えば、容積部１１５は、容積部１１５内にガスおよび／または真空を供給するために、ガス源１４１（図１においては結合が示されない）もしくは別のガス源（図示せず）などのガス源、または真空ポンプ１４３（図１においては結合が示されない）もしくは別の真空ポンプ（図示せず）などの真空ポンプの中の１つまたは複数に対して結合されてもよい。
フィードスルーアセンブリ１１１は、基板支持体１００内の領域に真空および／またはガスを供給するための追加の導管を備えてもよい。例えば、フィードスルーアセンブリは、間隙１５４に対して真空もしくはガスの中の１つまたは複数を供給するために導管１６４を備えてもよい。例えば、導管１６４は、同様の理由から上述の他の導管と同様の可撓性セクション（図示せず）を備えてもよい。例えば、導管１６４は、真空ポンプ１４３（図１においては結合が示されない）もしくは別の真空ポンプ（図示せず）などの真空ポンプ、あるいはガス源１４１（図１においては結合が示されない）などのガス源および／または例えばパージガス源１２１などの別のガス源の中の１つまたは複数に対して、間隙１５４を結合するために使用されてもよい。例えば、パージガス源１２１は、処理中の基板１０３の裏側への材料の堆積を制限するためにパージガスを供給するために使用されてもよい。例えば、パージガスは、第１の部材１０２中に配設された１つまたは複数のパージガスチャネル１１９を経由して基板１０３の裏側に供給してもよい。図１に示すように、１つまたは複数のパージガスチャネル１１９は、基板１０３のエッジの近傍に配設された間隙１１７に対して、導管１６４により間隙１５４に対して供給されるパージガスを流体結合し得る。例えば、図１に示すように、間隙１１７は、アラインメントガイド１１８と第１の部材１０２の第１の表面１０４の上の基板１０３の外周エッジとの間に形成されてもよい。パージガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ２）、または任意の適切な不活性ガスの中の１つまたは複数を含んでもよい。パージガスは、間隙１１７を経由して排出されてもよく、処理中にプロセスガスが基板１０３の裏側に到達しこの裏側と反応するのを制限または防止し得る。パージガスは、排出されるパージガスを適切に取り扱うために、プロセスチャンバ（図示せず）の排気システムを経由してプロセスチャンバから排出されてもよい。あるいは、（図示せず）１つまたは複数のパージガスチャネルが、間隙１１７に対してパージガスを供給するために、アラインメントガイド１１８を貫通しておよびその周囲に配設されてもよい。
基板支持体１００の部材は、任意の個数の適切な作用により一体的に結合されてもよい。例えば、適切な作用には、重力、接着、結合、ろう付け、成形、機械的圧縮（ねじ、ばね、１つまたは複数のクランプ、または真空等々）等々が含まれ得る。機械的圧縮の非限定的な例示的形態が、図１に示される。例えば、圧縮アセンブリ１４５が、基板支持体１００の１つまたは複数の部材を貫通して配設され、第２の部材１０７で第１の部材１０２（および第１の部材１０２と第２の部材１０７との間の任意の部材）を圧縮するために使用される、ロッド１４４を備えてもよい。ロッド１４４は、単一片として図示されるが、必要な場合には複数片間における相対移動を容易にするためにヒンジまたは玉継手構造体等々により一体的に連結された複数の片（図示せず）であってもよい。ロッド１４４は、導管１４０に関して上述したのと同様の可撓性を、基板支持体１００の平坦化のために与えるものであってもよい。
ロッド１４４は、例えばろう付けもしくは溶接等々により第１の部材１０２に対して結合されてもよく、または、ロッド１４４は、ロッド１４４を受けるように構成された第１の部材１０２中の対応するねじ開口（図示せず）内に螺合されてもよい。ロッド１４４の対向端部が、ばね１４６または他の適切な弾性構造体を介して第２の部材１０７に対して結合されてもよい。例えば、ばね１４６の第１の端部が、ロッド１４４に対して結合されてもよく、ばね１４６の対向側の第２の端部が、第２の部材１０７に対して結合されてもよい。図１に示すように、第２の部材１０７内に配設されたボルト１５０が、ばね１４６の第２の端部に対して結合される。いくつかの実施形態においては、カバー１４８が、ボルト１５０を覆って設けられてもよい。第２の部材１０７の方向にロッド１４４を押すための圧縮力を供給するばね１４６が図示されるが、ロッド１４４およびばね１４６は、ばね１４６の伸展により所望の結合力を供給するように構成することも可能である。図１には圧縮アセンブリ１５０が１つのみ示されるが、複数の圧縮アセンブリ１５０が、例えば支持体１００の中心軸の周囲に配設されるなど、設けられてもよい。いくつかの実施形態においては、３つの圧縮アセンブリ１４５が、支持体１００の中心軸の周囲に対称的に配設されてもよい。
あるいは、基板支持体１００の部材は、これらの部材を共に焼結することにより一体的に結合されてもよい。例えば、これらの部材を共に焼結することにより、部材間の熱伝達が向上し得る。例えば、部材が共に焼結される基板支持体１００の一実施形態が、図５に示される。例えば、図５に示すように、圧縮アセンブリ（複数可）１４５は、存在しなくてもよく、第１の部材１０２、ヒータ１０６、管状本体１５２、および第２の部材１０７は、共に焼結されてもよい。例えば、各部材は、個別に形成され、次いで共に焼結されてもよい。例えば、管状本体１５２および第２の部材１０７は、別個に形成され、次いで形成後に共に焼結されてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、各部材が、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または任意の適切なセラミック材料から形成されてもよい。さらに、ヒータ１０６は、構造部材として図５には示されるが、図３Ａ〜図３Ｃに示し、以下で論じるヒータの任意の適切な実施形態であってもよい。同様に、第１の部材１０２は、図２Ａに示し、以下で論じる第１の部材１０２の実施形態に適合する態様を有するように、図５においては示され得るが、第１の部材１０２は、図２Ａ〜図２Ｃに示し、以下で論じる第１の部材の任意の適切な実施形態であってもよい。
いくつかの実施形態においては、基板支持体１００は、第１の部材１０２の第１の表面１０４の上方に第１の距離を置いて配設された複数の基板支持ピン１１２を備えてもよく、複数の基板支持ピン１１２は、基板１０３が基板支持体の上に存在する場合には基板１０３の裏側表面を支持することが可能である。複数の基板支持ピン１１２は、支持リング１２３により囲まれてもよい。支持リング１２３は、基板１０３の外周エッジの近傍において基板１０３の裏側に接触してもよい。例えば、支持リング１２３は、例えば基板１０３の裏側と基板支持体１００との間に空間または容積部を画成するためなどに使用されてもよい。例えば、空間は、支持体１００に対して基板１０３を固定するための真空を形成するために、および／または上記で論じるように支持体１００と基板１０３との間の熱伝達用のガスを供給するために、使用されてもよい。
いくつかの実施形態においては、（各支持体ピン１１２および支持リング１２３の近傍において破線により示されるように）複数の基板支持ピンおよび支持リング１２３はそれぞれ、第１の部材１０２の第１の表面１０４から延在してもよい（例えば基板支持ピン１１２および支持リング１２３は、第１の部材１０２の一部であり、第１の部材１０２中に形成されてもよい）。あるいは、いくつかの実施形態においては、支持体層１１６が、第１の部材１０２の第１の表面１０４の上に配設されてもよく、複数の基板支持ピン１１２および支持リング１２３のそれぞれが、支持体層１１６の表面１１４から延在してもよい。いくつかの実施形態においては、支持体層１１６ならびに複数の基板支持ピン１１２および支持リング１２３のそれぞれが、同一の材料から形成されてもよい。例えば、支持体層１１６ならびに基板支持ピン１１２および支持リング１２３のそれぞれが、単体構造（図２Ａに示し、以下において説明する）であってもよい。支持体層ならびに複数の基板支持ピン１１２および支持リング１２３のそれぞれは、耐摩耗特性を有する適切なプロセス適合材料から形成することが可能である。例えば、材料は、基板との間に、基板に対して実施されることとなるプロセスとの間に、または同様のものとの間に適合性を有するものであってもよい。いくつかの実施形態においては、支持体層１１６ならびに／または基板支持ピン１１２および／または支持リング１２３は、誘電体材料から作製されてもよい。いくつかの実施形態においては、支持体層１１６ならびに／または基板支持ピン１１２および／または支持リング１２３を形成するために使用される材料が、ポリイミド（ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）など）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、または炭化ケイ素（ＳｉＣ）等々のうちの１つまたは複数を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、例えば低温用途（例えば摂氏約２００度未満の温度の）に関して、支持体層１１６ならびに／または基板支持ピン１１２および／または支持リング１２３は、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）を含んでもよい。
いくつかの実施形態においては、基板支持体１００は、第１の部材１０２の第１の表面１０４からおよび複数の基板支持ピン１１２の周囲に延在する、アラインメントガイド１１８を備えてもよい。アラインメントガイド１１８は、例えば基板が複数のリフトピン（図示せず。ただし、リフトピン穴１１３は、図１に示され、支持体層１１６ならびに第１の部材１０２および第２の部材１０７を貫通して延在してもよい）により基板支持ピン１１２上へと下げられた場合などに、基板１０３の下方に配設された１つまたは複数の加熱ゾーン１０８に対してなど、基板１０３を案内する、中央に位置決めする、および／または位置合わせする役割を果たしてもよい。リフトピン穴１１３は、例えば間隙１５４からリフトピン穴１１３を隔離する管１２５などの任意の適切な構造体などにより、間隙１５４から隔離されてもよい。例えば、管１２５は、間隙１５４に供給されるガスがリフトピン穴１１３を経由して基板１０３の裏側に到達するのを防止し得る。
アラインメントガイド１１８は、耐摩耗性および／または低い熱膨張係数を有する材料などの、適切なプロセス適合材料から形成されてもよい。アラインメントガイド１１８は、単片または複数構成要素のアセンブリであってもよい。いくつかの実施形態においては、アラインメントガイド１１８は、誘電体材料から作製されてもよい。例えば、アラインメントガイド１１８を形成するために使用される適切な材料は、ＣＥＬＡＺＯＬＥ（登録商標）ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等々のうちの１つまたは複数を含んでもよい。一般的には、基板支持体１００の様々な構成要素のうちのいずれについての材料も、それらの材料の相互間における、および／または所与のプロセスアプリケーションとの間における化学的適合性および熱的適合性に基づいて選択することができる。
第１の部材１０２は、基板１０３に対して熱を分配するために利用されてもよい。例えば、第１の部材は、１つまたは複数の加熱ゾーン１０８により供給される熱を分散させるための熱拡散器としての役割を果たすことができる。いくつかの実施形態においては、第１の部材１０２は、第１の部材１０２の第１の表面１０４に沿った１つまたは複数の位置において基板１０３に対して供給される温度をモニタリングするために、第１の部材１０２中に埋設された、または第１の部材１０２を貫通して延在する、１つまたは複数の温度モニタリングデバイス１２０を備えてもよい。温度モニタリングデバイス１２０は、温度センサ、抵抗温度装置（ＲＴＤ）、または光学センサ等々のうちの１つまたは複数などの、温度をモニタリングするための任意の適切なデバイスを備えてもよい。１つまたは複数の温度モニタリングデバイス１２０は、複数の温度モニタリングデバイス１２０のそれぞれから温度情報を受領するためにコントローラ１２２に結合されてもよい。コントローラ１２２は、以下においてさらに論じるように温度情報に応答して加熱ゾーン１０８を制御するためにさらに使用されてもよい。第１の部材１０２は、高い熱伝導性、高い剛性、および低い熱膨張率のうちの１つまたは複数を有する材料などの、適切なプロセス適合材料から形成されてもよい。いくつかの実施形態においては、第１の部材１０２は、少なくとも約１４０Ｗ／ｍＫの熱伝導性を有してもよい。いくつかの実施形態においては、第１の部材１０２は、約９×１０−６／℃以下の熱膨張率を有してもよい。第１の部材１０２を形成するために使用される適切な材料の例には、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、もしくはそれらの合金、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ＰＢＮ被覆されたグラファイト、イットリウム（Ｙ２Ｏ３）被覆されたＡｌＮ、等々の中の１つまたは複数が含まれ得る。第１の部材１０２と共に使用し得る他の適切なコーティングには、ダイヤモンド状コーティング（ＤＬＣ）等々が含まれる。
第１の部材１０２、複数の基板支持ピン１１２、およびアラインメントガイド１１８の変形形態が可能である。例えば、かかる変形形態は、基板１０３に対して実施されるプロセスおよび／または基板１０３の組成によって決定されてもよい。例えば、所与のプロセスに対する温度要件に応じて、第１の部材１０２が、ある特定の熱伝導性等々を有する材料から形成されてもよいが、かかる材料は、基板１０３の裏側が第１の部材１０２の第１の表面１０４に対して露出される場合には、基板１０３を汚染する場合がある。したがって、支持体層１１６は、かかる状況下において利用され、第１の部材１０２とは異なる材料から形成されてもよい。この場合には、この異なる材料は、基板１０３を汚染しないことになる。同様に、アラインメントガイド１１８は、同様の理由により、第１の部材１０２とは異なる材料から形成されてもよい。例えば、図２Ａは、アラインメントガイド１１８、支持体層１１６および支持体層１１６から延在する支持体ピン、ならびに第１の部材１０２を備える、基板支持体１００の一実施形態を示している。アラインメントガイド１１８、支持体層１１６、および支持体ピン１１２は、第１の部材１０２とは異なる材料から形成される。
あるいは、基板１０３に対して実施されるプロセスおよび／または基板１０３の組成に応じて、第１の部材１０２、複数の基板支持ピン１１２、およびアラインメントガイド１１８は、図２Ｂに示すように、同一の材料から形成されてもよい。例えば、第１の部材の材料が、基板１０３に対して実施されるプロセスおよび／または基板１０３の組成との間に適合性を有する場合には、図２Ｂに示すような基板支持体１００の実施形態が、使用され得る。支持体層１１６が、図２Ｂにおいては第１の部材１０２と一体であるため、別個の支持体層１１６が、図２Ｂにおいては示されない。しかし、支持体層１１６は、第１の部材１０２の上方部分であると見なしてもよい。
あるいは、基板１０３に対して実施されるプロセスおよび／または基板の組成に応じて、第１の部材１０２は、図２Ｃに示すように厚さが変更されてもよい。例えば、第１の部材１０２に沿った厚さの変動により、基板１０３に沿って所望の加熱プロファイルを助長しても、および／または、堆積、硬化、ベーキング、アニーリング、エッチング、およびその他などの、基板１０３の表側表面に対して実施されるプロセスにおける非均一性を補償してもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、図２Ｃに示すように、第１の部材１０２は、第１の部材１０２の中心からエッジにかけて、厚さが増大してもよい。しかし、図２Ｃの実施形態は、単なる例示に過ぎず、第１の部材１０２の厚さは、基板１０３に沿って所望の加熱プロファイルを実現するために任意の適した様態で変更されてもよい。図２Ｃに示すように、第１の部材１０２の厚さが変更される場合には、複数の支持体ピン１１２は、第１の部材１０２における厚さの変更を補償するために可変長さを有してもよい。図２Ｃに示すように、各支持体ピン１１２は、各支持体ピン１１２が、ほぼ同一の垂直方向高さにおいて基板１０３の裏側表面に接触するような長さを有する。複数の支持体ピン１１２は、図２Ｃに示すように、第１の部材１０２に対して個別に作り結合することができる。あるいは、（図示せず）複数の支持体ピン１１２は、例えば図２Ｂに示す支持体ピン１１２の実施形態と同様に、第１の部材１０２と一体であってもよい。
図１に戻ると、ヒータ１０６は、１つまたは複数の抵抗加熱要素１２４を備えてもよい。例えば、１つまたは複数の加熱ゾーン１０８はそれぞれ、１つまたは複数の抵抗加熱要素１２４を備える。１つまたは複数の加熱ゾーン１０８は、図１および図３Ａ〜図３Ｄにおいては均一に分布するものとして示されるが、基板１０３に関して所望の温度プロファイルを実現するのに望ましい任意の適切な構成で分布してもよい。抵抗加熱要素１２４はそれぞれ、電源１２６に対して結合されてもよい。電源１２６は、抵抗加熱要素１２４との間に適合性を有する、直流電流（ＤＣ）または交流電流（ＡＣ）などの任意の適切なタイプの電力を供給してもよい。電源１２６は、コントローラ１２２に、または基板支持体が中に配設されたプロセスチャンバを制御するためのシステムコントローラ等々の別のコントローラ（図示せず）に結合され、コントローラ１２２により、または基板支持体が中に配設されたプロセスチャンバを制御するためのシステムコントローラ等々の別のコントローラ（図示せず）により制御されてもよい。いくつかの実施形態においては、電源１２６は、各加熱ゾーン１０８内の抵抗加熱要素１２４に対して供給される電力を分割する電力分割器（図示せず）をさらに備えてもよい。例えば、電力分割器は、温度モニタリングデバイス１２０のうちの１つまたは複数に応答して、特定の加熱ゾーン１０８内の抵抗加熱要素１２４に対して電力を選択的に分配するように作動してもよい。あるいは、いくつかの実施形態においては、複数の電源が、各抵抗加熱器ゾーン内の抵抗加熱要素に対して設けられてもよい。
例えば、６つのゾーン内に配置された１つまたは複数の加熱ゾーン１０８の構成の一実施形態が、図４に示されるが、より多数のまたはより少数のゾーンが使用されてもよい。上面図において示すように、加熱ゾーン１０８は、基板支持体１００の中心軸４０２の周囲に配設されてもよい。１つまたは複数の加熱ゾーン１０８は、第２の部材１０６の上方表面に沿って中心軸４０２から延在する第１の半径４０６を有する第１の加熱ゾーン４０４（例えば中央ゾーン）と、第１の加熱ゾーン４０４を囲む第２の加熱ゾーン４０８（例えば中間ゾーン）と、第２の加熱ゾーン４０８の周囲に配設された第３の加熱ゾーン、第４の加熱ゾーン、第５の加熱ゾーン、および第６の加熱ゾーン４１０（例えば複数の外方ゾーン）とを備えてもよい。いくつかの実施形態においては、および図示するように、第４の加熱ゾーン４１０のそれぞれは、基板支持体１００の外方領域の約１／４に相当してもよい。いくつかの実施形態においては、温度モニタリングデバイス（上記で論じた温度モニタリングデバイス１２０など）が、各ゾーン内の（または各ゾーン内の所望の位置の）温度に対応するデータを感知するために設けられてもよい。いくつかの実施形態においては、各温度モニタリングデバイスは、ＲＴＤである。温度モニタリングデバイスはそれぞれ、各対応する加熱ゾーン１０８に対してフィードバック制御を行うために、コントローラ（上記で論じたコントローラ１２２など）に対して結合されてもよい。
基板支持体１００のコンパクトな設計および基板１０３における温度不均一性を調節するための加熱の可調整性により、基板の加熱、基板の温度の維持、基板への熱の均一な分配または基板からの熱の均一な除去の中の１つまたは複数が容易化され得る、あるいは基板における温度不均一性が実現され得る。
ヒータ１０６は、第１の部材１０２内に配設される、第１の部材１０２の表面上に配設される、または第１の部材１０２に対して結合された別個の部材内に配設されるなど、任意の適切な方法で第１の部材１０２に対して結合されてもよい。例えば、ヒータ１０６の複数の非限定的な変形例が、図３Ａ〜図３Ｃに示す実施形態において示される。図３Ａ〜図３Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による支持体１００の部分断面図を示す。例えば、圧縮アセンブリ１５０、温度モニタリングデバイス１２０、支持ピン１１２、支持層１１６、または図１および図２Ａ〜図２Ｂに示す支持体の他の要素などの要素が、省かれているが、これらは、図３Ａ〜図３Ｃに示され、以下において説明されるヒータ１０６の任意の実施形態にしたがって使用されてもよい。
例えば、図３Ａに示すように、ヒータ１０６は、第１の部材１０２内に配設されてもよい。例えば、１つまたは複数の抵抗要素１２４が、基板１０３に対して所望の温度プロファイルをもたらすために、加熱ゾーン１０８内に配置されるなど、任意の適切な方法で第１の部材１０２内に配設されてもよい。例えば、１つまたは複数の抵抗要素１２４は、所望の温度プロファイルを実現するために第１の部材１０２の下部表面３０２から任意の適切な距離を置いて配設されてもよい。加熱ゾーン１０８は、図３Ａにおいては下部表面３０２から同一距離に配設されるよう示されるが、下部表面３０２からの距離は、加熱ゾーン１０８の中１つまたは複数ごとに異なってもよい。任意には、上記で論じたように、ヒータ１０６は、第１の部材１０２中にわたり基準温度を実現するために使用され得る第２の熱ゾーン３０１を備えてもよい。第２の熱ゾーン３０１は、１つまたは複数の抵抗要素３０３を備えてもよく、これらは、第２の熱ゾーン３０１中にわたって均一に分布してもよい。要素３０３は、図３Ａ〜図３Ｃにおいては単一の抵抗要素として示されるが、１つまたは複数の抵抗要素３０３であってもよい。
いくつかの実施形態においては、ヒータ１０６は、第１の部材１０２の下部表面３０２の上に配設された１つまたは複数の抵抗加熱要素１２４を備えてもよい。例えば、堆積は、所望のパターンの加熱ゾーン１０８を形成するための任意の適切な堆積技術を含んでもよい。例えば、１つまたは複数の抵抗加熱要素１２４は、白金、ニクロム、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）、抵抗性セラミック、または他の適切な抵抗加熱材料を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、１つまたは複数の抵抗加熱要素１２４の堆積が完了した後に、コーティング３０４が、下部表面３０２の上に堆積された１つまたは複数の加熱要素を覆うために使用されてもよい。例えば、コーティング３０４は、図３Ｂに示されるように下部表面３０２全体を覆っても、あるいは１つまたは複数の加熱要素１２４を覆うように限定されてもよい。コーティング３０４は、ガラスまたはセラミック等々の絶縁材料を含んでもよい。任意には、コーティング３０４を堆積する前に、１つまたは複数の抵抗要素３０３が、１つまたは複数の抵抗加熱要素１２４の下方にさらに堆積されてもよい。例えば、１つまたは複数の抵抗要素１２４および１つまたは複数の抵抗要素３０３は、誘電体層等々の絶縁層（図示せず）により分離されてもよく、この絶縁層は、１つまたは複数の抵抗要素３０３を堆積する前に堆積することが可能である。あるいは、コーティング３０４が、１つまたは複数の抵抗要素１２４を覆うために堆積されてもよく、次いで、１つまたは複数の抵抗要素３０３が、コーティング３０４の上に堆積されてもよい。第２のコーティング（図示せず）が、１つまたは複数の抵抗要素３０３を覆うために堆積されてもよい。
いくつかの実施形態においては、図３Ｃに示すように、支持体１００は、第１の部材１０２の下方におよび管状本体１５２の上方に配設された第３の部材３０６を備えてもよい。ヒータ１０６は、第３の部材３０６内に配設された１つまたは複数の抵抗加熱要素１２４を備えてもよい。例えば、堆積は、所望のパターンの加熱ゾーン１０８を形成するための任意の適切な堆積技術を含んでもよい。例えば、および図３Ａの実施形態と同様に、１つまたは複数の抵抗要素１２４、および任意には１つまたは複数の抵抗要素３０３が、基板１０３に対して所望の温度プロファイルをもたらすために、加熱ゾーン１０８内に配置されるなど、任意の適切な方法で第３の部材３０６内に配設されてもよい。あるいは、第３の部材３０６は、例えば１つまたは複数の抵抗加熱要素１２４を備える第１の部材および１つまたは複数の抵抗加熱要素３０３を備える第２の部材など、２つの部材（図示せず）を備えてもよい。例えば、１つまたは複数の抵抗要素１２４は、所望の温度プロファイルを実現するために第１の部材１０２の下部表面３０２から任意の適切な距離を置いて配設されてもよい。加熱ゾーン１０８は、図３Ｃにおいては下部表面３０２から同一距離に配設されるように示されるが、下部表面３０２からの距離は、１つまたは複数の加熱ゾーン１０８ごとに異なってもよい。第３の部材３０６は、高い機械的強度（例えば少なくとも約２００ＭＰａの曲げ強さ）、高い電気抵抗性（例えば少なくとも約１０１４Ω・ｃｍ）、低い熱膨張率（例えば約５×１０−６℃−１以下）の中の１つまたは複数を有する材料などの、適切なプロセス適合材料から形成されてもよい。適切な材料には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、熱分解窒化ホウ素（ＰＢＮ）、ＰＢＮ被覆されたグラファイト、またはイットリウム（Ｙ２Ｏ３）被覆されたＡｌＮ等々の中の１つまたは複数が含まれ得る。第３の部材３０６と共に使用し得る他の適切なコーティングには、ダイヤモンド状コーティング（ＤＬＣ）等々が含まれ得る。
このように、本明細書においては基板支持体の実施形態を開示した。本発明の基板支持体は、基板の加熱、基板の温度の維持、または基板への熱の均一な分配もしくは基板からの熱の均一な除去の中の１つまたは複数を容易にし得る、あるいは基板において温度不均一性を実現し得るため、有利である。
前述は、本発明の実施形態を対象とするものであるが、本発明の基本範囲から逸脱することなく、本発明の他のおよびさらなる実施形態が案出され得る。

Claims (15)

  1. 基板支持体であって、
    基板が第１の部材の第１の表面の上方に存在する場合に前記基板に対して熱を分配するための第１の部材と、
    前記第１の部材に対して結合され、かつ前記第１の部材に対して熱を供給するために１つまたは複数の加熱ゾーンを有する、ヒータと、
    前記第１の部材の下方に配設された第２の部材と、
    前記第１の部材と前記第２の部材との間に配設され、前記第１の部材と前記第２の部材との間に間隙を形成する、管状本体と、
    前記第１の部材の前記第１の表面の上方に第１の距離を置いて配設され、基板が前記基板支持体の上に存在する場合には前記基板の裏側表面を支持する、複数の基板支持ピンと
    を備える、基板支持体。
  2. 基板支持体であって、
    基板が第１の部材の第１の表面の上方に存在する場合に前記基板に対して熱を分配するための第１の部材と、
    基板が前記基板支持体の上に存在する場合に前記基板の裏側表面を支持するために、前記第１の部材の前記第１の表面から延在する、複数の基板支持ピンと、
    前記第１の部材内に配設された１つまたは複数の抵抗加熱要素と、
    前記第１の部材の下方に配設された第２の部材と、
    前記第１の部材と前記第２の部材との間に配設され、前記第１の部材の下部表面と前記第２の部材の上部表面との間に間隙を形成する、管状本体と
    を備える、基板支持体。
  3. 基板支持体であって、
    基板が第１の部材の上部表面の上方に存在する場合に前記基板に対して熱を分配するための第１の部材と、
    基板が前記基板支持体の上に存在する場合に前記基板の裏側表面を支持するために、前記第１の部材の表面から延在する、複数の基板支持ピンと、
    １つまたは複数の抵抗加熱要素をそれぞれが有し、前記第１の部材の下部表面上に配設される、１つまたは複数の加熱ゾーンと、
    前記第１の部材の下方に配設された第２の部材と、
    前記第１の部材と前記第２の部材との間に配設され、前記第１の部材の前記下部表面と前記第２の部材の上部表面との間に間隙を形成する、管状本体と
    を備える、基板支持体。
  4. 前記第１の部材の前記第１の表面から、および前記複数の基板支持ピンの周囲に延在する、アラインメントガイド
    をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板支持体。
  5. 前記第２の部材中の開口に対して結合されるフィードスルーアセンブリであって、前記間隙から分離された容積部を有し、前記容積部の雰囲気は、前記間隙の雰囲気に対して独立して制御可能である、フィードスルーアセンブリ
    をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板支持体。
  6. 前記第１の部材は、
    前記第１の部材内に配設され、前記間隙に対して前記第１の部材の前記第１の表面を流体結合する、１つまたは複数のパージガスチャネル
    をさらに備える、請求項５に記載の基板支持体。
  7. 前記複数の基板支持ピンのそれぞれが、前記第１の部材の前記第１の表面から延在する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板支持体。
  8. 前記第１の部材および前記第２の部材は、前記管状本体に対して焼結される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板支持体。
  9. 前記第１の部材の前記第１の表面上に配設された支持体層であって、前記複数の基板支持ピンのそれぞれが前記支持体層の表面から延在する、支持体層
    をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板支持体。
  10. 前記ヒータは、
    複数の抵抗加熱要素をさらに備え、前記１つまたは複数の加熱ゾーンのそれぞれが、１つまたは複数の抵抗加熱要素を備える、請求項１に記載の基板支持体。
  11. 前記第１の部材の下方におよび前記管状本体の上方に配設された第３の部材であって、前記１つまたは複数の抵抗加熱要素がそれぞれ、前記第３の部材内に配設される、第３の部材
    をさらに備える、請求項１０に記載の基板支持体。
  12. 前記複数の抵抗加熱要素がそれぞれ、前記第１の部材内に配設される、請求項１０に記載の基板支持体。
  13. 前記複数の抵抗加熱要素がそれぞれ、前記第１の部材の下部表面上に配設され、
    前記基板支持体が、絶縁材料を含むコーティングをさらに備え、前記コーティングが、前記第１の部材の前記下部表面上に配設された前記１つまたは複数の抵抗加熱要素を覆う、
    請求項１０に記載の基板支持体。
  14. 前記１つまたは複数の抵抗加熱要素は、複数の抵抗加熱要素を備え、前記複数の抵抗加熱要素は、１つまたは複数の加熱ゾーン内に配置される、請求項２に記載の基板支持体。
  15. 絶縁材料を含むコーティングをさらに備え、前記コーティングが、前記第１の部材の前記下部表面上に配設された前記１つまたは複数の抵抗加熱要素を覆う、
    請求項３に記載の基板支持体。
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