JP4692847B2 - 多極静電チャック - Google Patents
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Description
図3を再び見ると、複数の突起140は、第1の電気伝導層125上に形成され、そして、クランププレート110の頂部表面117から第1距離D1だけ伸びている。従って、複数の突起140は、その間に複数のギャップ145を形成し、たとえば、複数の突起は、第2距離D2だけ互いから離れている。これにより、複数のギャップの幅を形成する。第2距離D2は、クランプされるべき基板(図示略)の厚さよりも短い。これにより、クランプ中の基板の機械的変形が、後で詳細に論じられるように、かなりの減少する。たとえば、第2距離D2は、約100ミクロン未満である。
Claims (34)
- 基板をチャックしかつチャックに関連した熱伝達を制御するための多極静電チャックであって、
半導体プラットフォームと、
この半導体プラットフォームの頂部表面上に形成され、複数の部分を含み、この部分が、互いに電気的に絶縁されかつ内部に前記静電チャックと関連した複数の磁極を形成している、第1の電気伝導層と、
前記第1の電気伝導層の頂部表面から第1距離だけ外側に伸びて前記基板に接触するように作動可能であり、接触した部分が突起接触領域を形成する電気絶縁性材料の複数の突起であって、該突起間にそれぞれ第2距離を有するギャップを形成しているものと、
クランププレートの底部表面に接続され、該クランププレートを介して前記基板からの熱エネルギーを伝達するように作動可能なベースプレートと、
前記第1の電気伝導層の複数の部分のそれぞれに接続され、更に、電源に接続されて動作可能な複数の電極と、
複数の前記ギャップ内にある冷却ガスの背面側圧力を第1圧力と第2圧力との間に制御できる圧力制御システムとを含み、
前記基板と前記クランププレートとの間の前記冷却ガスを介しての熱伝導が、前記第1圧力と前記第2圧力によって選択され、前記冷却ガスの熱伝達係数が、前記背面側圧力と相対関係にあり、かつ前記第1距離に無関係であることを特徴とする静電チャック。 - 前記クランププレートは、更に、第2の電気伝導層を有し、この電気伝導層は、複数の垂直連結部と、前記半導体プラットフォームの底部表面上に形成される複数の部分とを含み、前記第2の電気伝導層の複数の部分は、互いに電気的に絶縁され、前記第2の電気伝導層は、前記複数の垂直連結部を介して前記第1の電気伝導層に電気接続され、前記複数の電極は、前記第2の電気伝導層の複数の部分の各々に電気接続されていることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記複数の垂直連結部は、半導体プラットフォームの頂部表面から半導体プラットフォーム底部表面に前記半導体プラットフォームを介して伸びている複数の通路を含んでいることを特徴とする請求項2記載の静電チャック。
- 前記複数の垂直連結部は、前記半導体プラットフォームの側壁に形成され、かつ複数の電極の各々に電気接続されていることを特徴とする請求項2記載の静電チャック。
- 前記複数の電極は、それぞれ前記複数のばね付勢された側壁の接触電極を含み、この接触電極は、それぞれ前記垂直連結部に電気接続可能であることを特徴とする請求項4記載の静電チャック。
- 前記ベースプレートは、電気伝導性を有し、かつ互いに電気的絶縁性を有する複数のセグメントからなり、前記第2の電気伝導層の複数の部分は、前記ベースプレートの複数のセグメントの各々に電気接続され、前記複数の電極は、前記ベースプレートの複数のセグメントの各々に電気接続されていることを特徴とする請求項2記載の静電チャック。
- 前記ベースプレートは、アルミニウム、銅、金属合金、またはアモルファスシリコンからなることを特徴とする請求項6記載の静電チャック。
- 前記第2の電気伝導層は、タングステンケイ化物、タングステン、またはチタンの1つ以上からなることを特徴とする請求項2記載の静電チャック。
- 前記第1の電気伝導層は、さらに、前記半導体プラットフォームの側壁上に形成された複数の側壁連結部を含み、前記複数の電極は、前記複数の側壁連結部の各々に電気接続されることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記複数の電極は、それぞれ前記ばね付勢された側壁接触電極を含み、この側壁接触電極は、それぞれ前記複数の側壁連結部に電気接続されることを特徴とする請求項9記載の静電チャック。
- 前記ベースプレートは、更に、1つ以上の流体導管を有し、冷却流体が前記流体導管を通じて流れることにより、前記ベースプレートを冷却することを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記ベースプレートは、前記クランププレートに真空ろう付けされることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記第1の電気導電層は、タングステンケイ化物、タングステン、またはチタンの1つ以上からなることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記ベースプレートは、電気伝導材料からなり、前記クランププレートは、前記ベースプレートから電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記ベースプレートは、アルミニウム、銅、金属合金、またはアモルファスシリコンからなることを特徴とする請求項14記載の静電チャック。
- 中間プレートを更に含み、この中間プレートは、前記ベースプレートから前記クランププレートを電気的に絶縁することを特徴とする請求項14記載の静電チャック。
- 前記中間プレートは、頂部表面と底部表面上を金属で覆っているアルミニウム窒化物のウエハから構成されることを特徴とする請求項16記載の静電チャック。
- 前記クランププレートは、前記中間プレートに真空ろう付けされ、前記中間プレートは、前記ベースプレートに真空ろう付けされていることを特徴とする請求項16記載の静電チャック。
- 前記半導体プラットフォームは、シリコンからなることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記複数の突起は、二酸化珪素からなることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記第1の電気伝導層の複数の部分は、二酸化珪素によって互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記第1の電気伝導層の複数の部分は、前記絶縁性材料によって互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記複数の突起の各々は、その上に形成された保護層を有することを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記保護層は、窒化珪素からなることを特徴とする請求項23記載の静電チャック。
- 前記複数の突起は、MEMS微細構造の配列からなることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記MEMS微細構造の各々は、概略0.1ミクロンまたはそれ以下の表面あらさを有することを特徴とする請求項25記載の静電チャック。
- 前記電源から前記複数の電極への電圧を制御するために使用できる電圧制御システムをさらに含み、前記電圧は、前記クランププレートと前記基板との間に静電力を導くことができ、これにより、前記基板を前記クランププレートに選択的にクランプすることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記第1距離は、前記冷却ガスの平均自由行程よりも小さいかまたは等しいことを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記クランププレートは、さらに、このプレートの頂部表面に関連した1つ以上のガス分配溝を含み、このガス分配溝は、前記クランププレート内に第3距離だけ伸びており、この第3距離は、前記第1距離よりも長く、前記1つ以上のガス分配溝の各々は、前記複数のギャップの1つ以上に交差して連通し、粘性領域において、冷却ガスが前記ガス分配溝内に流れることにより、前記基板の冷却を迅速に開始できることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記圧力制御システムと少なくとも1つの前記ガス分配溝との間に流体連結されたガス導管をさらに含み、このガス導管は、前記圧力制御システムに応答して、前記複数のギャップ内における前記冷却ガスの背面側圧力を調整可能にすることを特徴とする請求項29記載の静電チャック。
- 前記複数の突起の1つは、所定の直径を有するリングからなり、このリングの直径は、前記基板の直径よりも僅かに小さく、前記リングは、前記基板に同軸配置され、前記クランププレートと前記基板との間をシールできる形状とされ、前記クランププレートの内部領域を形成し、前記クランププレートの内部領域にある前記冷却ガスは、外部環境から分離されていることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記基板の表面積に対する前記突起接触領域の面積比は、0.1またはそれ以上であることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記ベースプレートは、前記クランププレートに熱的に連結されていることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記第1距離は、約1ミクロンであることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
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