JP5183058B2 - The substrate processing by rapid temperature gradient control - Google Patents

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アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated
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Description

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本発明の実施形態は、基板全体の急速温度勾配コントロールによる基板の処理に関する。 Embodiments of the present invention relates to the treatment of the substrate by a rapid temperature gradient control of the entire substrate.

半導体およびディスプレイなどの基板の処理において、静電チャックが、基板をチャンバに保持して基板上の層を処理するために使用される。 In the processing of substrates such as semiconductor and display, an electrostatic chuck, the substrate is held in a chamber is used to process the layer on the substrate. 通常の静電チャックはセラミックによってカバーされる電極を備える。 Typical electrostatic chuck includes an electrode covered by a ceramic. 電極が帯電されると、静電気は電極および基板に蓄積し、その結果生じる静電力が基板をチャックに保持する。 When the electrode is charged, static electricity accumulated in the electrodes and the substrate, the electrostatic force resulting holds the substrate to the chuck. 通常、基板の温度は、基板の下にヘリウムガスを維持して、基板の裏側とチャックの表面間のインタフェースの顕微鏡的ギャップ全体の熱移送レートを高めることによってコントロールされる。 Usually, the temperature of the substrate is to maintain the helium gas below the substrate, is controlled by increasing the microscopic gaps overall heat transfer rate of the interface between the surface of the back side and the chuck of the substrate. 静電チャックは、チャックを冷却または加熱するために流体を通過させるチャネルを有するベースによって支持可能である。 The electrostatic chuck can be supported by a base having a channel for passing a fluid to cool or heat the chuck. 基板がチャックにしっかりと保持されると、プロセスガスがチャンバに導入されて、基板を処理するためにプラズマが形成される。 Once the substrate is securely held by the chuck, the process gas is introduced into the chamber, plasma is formed to process the substrate. 基板はCVD、PVD、エッチング、インプラント、酸化、窒化または他のこのようなプロセスによって処理可能である。 The substrate can be processed CVD, PVD, etching, implant, oxide, by nitriding or other such processes.

このような従来の基板製作プロセスでは、基板は処理中単一温度に維持される。 In such a conventional substrate fabrication process, the substrate is maintained at a single temperature during processing. 通常、基板はウェーハブレードによってチャンバのスリットを通過させられて、静電チャックの本体を介して延ばされるリフトピン上に堆積される。 Normally, the substrate is passed through a slit of the chamber by the wafer blade, it is deposited on the lift pins is extended through the body of the electrostatic chuck. その後、リフトピンはチャックを後退させられて、基板をチャックの表面上に堆積する。 Thereafter, the lift pins are retracted chuck, depositing a substrate on a surface of the chuck. 基板は、チャックのヒーターやチャンバに形成されたプラズマによって一定に維持されるプリセット温度に温度を急激に上昇させる。 Substrate, rapidly raising the temperature to a preset temperature to be kept constant by the plasma formed in the heater and the chamber of the chuck. 基板温度は、ベースのチャネルを介して、またはチャックから熱を除去するために使用されるチャックの下方を通過した冷却剤の温度および流量によってさらにコントロール可能である。 Substrate temperature, through the base of the channel, or can be further controlled by the temperature and flow rate of the coolant that has passed through the lower chuck is used to remove heat from the chuck.

従来の処理チャンバは処理中一定の単一温度に基板を維持するのに適しているが、単一のプロセスサイクル時の基板の温度の急速な変化を許容しない。 Conventional processing chamber suitable for maintaining the substrate at a constant single temperature during processing, but does not allow rapid changes in the temperature of the substrate during a single process cycle. あるプロセスでは、プロセス中の特定の温度プロファイルを達成するために、基板温度を急速に上昇または低下させることが望ましい。 In some processes, in order to achieve a particular temperature profile during the process, it is desirable to rapidly raise or lower the substrate temperature. 例えば、エッチングプロセスの異なる段階で基板温度の急速な変化を有することによって、異なる基板温度での基板上の異なる材料のエッチングを許容することが望ましい。 For example, by having rapid changes in the substrate temperature at different stages of an etching process, it is desirable to permit the etching of different materials on a substrate at different substrate temperatures. これらの異なるエッチング段階で、チャンバに提供されたプロセスガスはまた組成が変化したり、同一組成を有したりすることが可能である。 In these different etch step, the process gas may also or composition change provided to the chamber, it is possible to or have the same composition. 別の例として、エッチングプロセスでは、このような温度プロファイルは、基板上にエッチングされた特徴の側壁上に側壁ポリマーを堆積し、後に同一エッチングプロセスで、エッチングプロセスの温度を上げることによって側壁ポリマーを除去するのに有用である場合があり、逆もまた同様である。 As another example, in the etching process, such a temperature profile, depositing a sidewall polymer on the sidewalls of the features etched on a substrate, in the same etching process after the sidewall polymer by raising the temperature of the etching process It may remove useful for, and vice versa. 同様に、堆積プロセスでは、例えば、まず核形成層を基板上に堆積してから、基板上に熱堆積層を成長させるために、第2の処理温度より高いか低い第1の処理温度を有することが望ましい場合がある。 Similarly, the deposition process has, for example, a nucleation layer was deposited on the substrate first, in order to grow a thermally deposited layer on a substrate, a lower or higher than the second treatment temperature the first treatment temperature it may be desirable. 従来の基板処理チャンバおよびこれらの内部コンポーネントはしばしば、基板温度の著しく急速な上昇および低下を許容しない。 Conventional substrate processing chamber and these internal components are often not allow a significantly rapid rise and drop of the substrate temperature.

処理中に、不均一な同心処理バンドを生じる基板にわたる半径方向の不均一プロセス条件に基板が付される場合にさらに複雑になる。 During processing, further complicated when the substrate is subjected to non-uniform process conditions in the radial direction across the substrate to produce a non-uniform concentric processing bands. 不均一な処理条件は、チャンバのガスやプラズマ種の分布から生じる恐れがあり、これはしばしばチャンバの不活性および排出ガスポートの場所に応じて変更する。 Heterogeneous process conditions, there may occur from gas and plasma species distribution chamber, which is frequently changed according to an inert and location of the exhaust gas port of the chamber. 大量移送機構もまた基板表面の異なる領域のガス種の到来や散逸のレートを変える可能性がある。 Mass transport mechanisms also may alter the gas type of the incoming and dissipation rate of different areas of the substrate surface. 不均一処理または、例えば、プラズマシースから基板へのエネルギーの不均一結合によって、またはチャンバ壁から反射された放射熱によって生じる、チャンバの不均一な熱負荷の結果として生じる恐れがある。 Uneven treatment or, for example, by uneven coupling of energy from the plasma sheath to the substrate, or caused by radiant heat reflected from the chamber walls, which may cause as a result of uneven thermal loading of the chamber. 基板にわたる処理バンドおよび他の変形は、基板の異なる領域、例えば、周辺および中心基板領域で製作される電子デバイスが異なる特性になると望ましくない。 Processing band and other variations across the substrate, the different regions of the substrate, for example, undesirable when the electronic device is fabricated in the peripheral and central substrate area becomes different characteristics. 従って、基板の処理中に基板表面にわたる処理レートおよび他のプロセス特徴の変化を小さくすることが望ましい。 Therefore, it is desirable to reduce the change in the processing rate and other process features across the substrate surface during processing of the substrate.

従って、チャンバで処理される基板の急速な温度上昇および低下を許容するプロセスチャンバおよびコンポーネントを有することが望ましい。 Therefore, it is desirable to have a process chamber and components allowing rapid temperature rise and drop of the substrate to be processed in the chamber. 基板の処理表面の異なる領域の温度をコントロールして、基板表面にわたって半径方向の不均一な処理条件の効果を小さくすることがさらに望ましい。 To control the temperature of different regions of the substrate of the treated surface, it is further desirable to reduce the effects of non-uniform processing conditions in the radial direction over the substrate surface. 処理中に基板全体の温度プロファイルをコントロールすることもまた望ましい。 It is also desirable to control the temperature profile across the substrate during processing.

本発明のこれらの特徴、態様および利点は、以下の説明、添付の請求項、および本発明の例を図示する添付の図面に関してより理解されるようになる。 These features, aspects and advantages of the present invention, the following description will be more understood with reference to the appended claims, and accompanying drawings, which illustrate examples of the present invention. しかしながら、特徴の各々は、特定の図面と関連してのみではなく一般に本発明で使用可能であることが理解されるべきであり、本発明は、これらの特徴の組み合わせを含んでいる。 However, each feature is to be understood that it is usable in the present invention generally not only in conjunction with certain drawings, the present invention includes a combination of these features.

説明 Description

基板104をエッチング可能なチャンバ106の例示的変形例が図1に概略的に図示されている。 Exemplary Modification of the substrate 104 etchable chamber 106 is schematically shown in FIG. チャンバ106は、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ズ社から入手可能な誘導結合プラズマエッチングチャンバであるDecoupled Plasma Source(DPS(商標))チャンバを表している。 Chamber 106 is an inductively coupled plasma etch chamber available from Applied Materials, Inc. of Santa Clara, Calif Decoupled Plasma Source (DPS (TM)) represent the chamber. DPSチャンバ106は、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ズ社から市販されているCENTURA(登録商標)集積処理システムで使用されてもよい。 DPS chamber 106 may be used in Santa Clara CENTURA commercially available from Applied Materials, Inc. (TM) integrated processing system. しかしながら、他のプロセスチャンバもまた、例えば、異なる設計の容量結合パラレルプレートチャンバ、磁気強化イオンエッチングチャンバ、誘導結合プラズマエッチングチャンバならびに堆積チャンバを含む本発明と関連して使用されてもよい。 However, other process chambers may also, for example, different capacitive coupling parallel plate chamber design, magnetically enhanced ion etch chambers, inductively coupled plasma etch chamber and may be used in connection with the present invention including a deposition chamber. 本装置およびプロセスはDPSチャンバで好都合に使用されるが、チャンバは本発明を図示するためにのみ提供されており、本発明の範囲を制限するように解釈されるべきではない。 The present apparatus and process is used advantageously in DPS chamber, the chamber is provided only to illustrate the present invention and should not be construed to limit the scope of the present invention.

図1を参照すると、通常のチャンバ106は、側壁120と、底壁122と天井124とを含むエンクロージャ壁118を備えるハウジング114を備えている。 Referring to FIG. 1, the usual chamber 106 includes a sidewall 120, a housing 114 comprising an enclosure wall 118 includes a bottom wall 122 and the ceiling 124. 天井124は、示されているようなフラット形状や、例えば、「Method of Plasma Etching a Deeply Recessed Feature in a Substrate Using a Plasma Source Gas Modulated Etchant System」と題された、Chinnらへの米国特許第7,074,723号に説明されているような多放射弓状プロファイルのドーム形状を備えていてもよく、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。 Ceiling 124, shown and flat shape such as that, for example, "Method of Plasma Etching a Deeply Recessed Feature in a Substrate Using a Plasma Source Gas Modulated Etchant System" and entitled, U.S. Patent No. 7 to Chinn et al It may comprise a multi-radiation arcuate profile dome shape, as described in EP 074,723, which is incorporated herein by reference in its entirety. 壁118は一般的にアルミニウムなどの金属やセラミック材料から製作される。 The wall 118 is generally fabricated from metal or ceramic material such as aluminum. 天井124および/または側壁120はまた、放射がチャンバを通過して、チャンバ106で行われるプロセスを監視するのを許容する放射透過性ウィンドウ126を有することが可能である。 Ceiling 124 and / or side walls 120 may also, radiation passes through the chamber, it is possible to have a radiation transmissive window 126 that allows to monitor the process performed in the chamber 106. プラズマが、プロセスチャンバ106と、基板支持体とドーム状天井124とによって画成されたプロセスゾーンに形成される。 Plasma, the process chamber 106, is formed on the image made the process zone by the substrate support and the dome-shaped ceiling 124.

基板25は、ベース91上に静止する静電チャック20を備える基板支持体の受け取り表面26上のチャンバ106に保持される。 Substrate 25 is held in the chamber 106 on the receiving surface 26 of the substrate support comprising the electrostatic chuck 20 to rest on the base 91. 静電チャック20は、パック24の上部表面である基板受け取り表面26を有するセラミックパック24を備えており、図1および2に示されているように基板25を保持するように作用する。 The electrostatic chuck 20 has a ceramic puck 24 having a substrate receiving surface 26 is an upper surface of the pack 24, it acts to hold the substrate 25 as shown in FIGS. セラミックパック24はまた、基板受け取り表面26に対向する裏側表面28を有する。 Ceramic puck 24 also has a back surface 28 opposite the substrate receiving surface 26. セラミックパック24は、第1のステップ31および第2のステップ33を有する周辺出っ張り29を有する。 Ceramic puck 24 has a peripheral ledge 29 with a first step 31 and second step 33. セラミックパック24は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化シリコン、シリコンカーバイド、窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウムおよびこれらの混合物のうちの少なくとも1つを備える。 Ceramic puck 24 includes aluminum oxide, aluminum nitride, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, titanium oxide, zirconium oxide and at least one of these mixtures. セラミックパック24は、セラミック粉末をホットプレスかつ焼結してから、焼結形態を加工してチャック24の最終的な形状を形成することによって作られたセラミックの一体型モノリスであってもよい。 Ceramic puck 24, the ceramic powder from the hot pressed and sintered ceramic may be integral monolith made by by processing the sintered form to form the final shape of the chuck 24.

セラミックパック24の厚さは実質的に、基板の温度を急速に上昇および低下させる能力に影響すると判断された。 The thickness of the ceramic puck 24 is substantially is determined to affect the ability to the temperature of the substrate rapidly increased and decreased. セラミックパック24が極めて厚い場合、パック24は温度を上昇および低下させるのに非常に時間がかかり、下地基板の温度は、所望のセットポイント温度に達するのにそれに応じてかなりの時間がかかることになる。 If the ceramic puck 24 is very thick, pack 24 is very time consuming to raise and lower the temperature, the temperature of the base substrate, it takes a considerable time accordingly to reach the desired set point temperature Become. さらに、セラミックパック24が非常に薄い場合は、基板を一定の状態温度に維持せずに、処理中の基板温度のばらつきをもたらすとも判断された。 Furthermore, if the ceramic puck 24 is very thin, without maintaining the substrate at a constant state temperature was also determined to bring the dispersion of the substrate temperature during processing. また、セラミックパック24の厚さは、セラミックパック24に埋め込まれている電極36の動作に影響する。 The thickness of the ceramic puck 24 affects the operation of the electrode 36 embedded in the ceramic puck 24. 埋め込まれている電極36のすぐ上のセラミックパック24の層の厚さが非常に大きい場合、電極36はプロセスゾーンに形成されたプラズマにエネルギーを効果的に結合させない。 If the thickness of the layer immediately ceramic puck 24 above the embedded electrode 36 is very large, the electrode 36 is not effectively couple energy to the plasma formed in the process zone. 他方、電極36周辺のセラミックパック24の厚さが非常に薄い場合は、電極36に印加されるRF電圧はプラズマ作成アークおよびプラズマ不安定性に放電する恐れがある。 On the other hand, when the thickness of the ceramic puck 24 near the electrode 36 is very thin, RF voltage applied to the electrode 36 is likely to discharge the plasma created arc and plasma instability. 従って、セラミックパック24の厚さは約7mm未満の厚さ、例えば、約4〜約7mmの厚さとなるように正確にコントロールされており、一変形例ではセラミックパックは5mmの厚さを有していた。 Therefore, the thickness is less than about 7mm thickness of the ceramic puck 24, for example, are accurately controlled so as to have a thickness of about 4 to about 7mm, ceramic puck in one variant has a thickness of 5mm which was. これらの厚さレベルで、セラミックパック24は基板温度の急速な上昇および低下を許容していたのに対して、プロセス中の温度ばらつきを削減して、実質的にプラズマ不安定性を作成しなかった。 In these thicknesses level, ceramic puck 24 against was not permit rapid rise and drop of the substrate temperature, to reduce the temperature variation of the process, did not create a substantial plasma instabilities .

セラミックパック24に埋め込まれた電極36は、静電力を生成し、基板受け取り表面26上に置かれた基板を保有し、かつ任意にはチャンバに形成されたプラズマにエネルギーを容量結合させるために使用される。 Electrode 36 embedded in the ceramic puck 24 generates an electrostatic force, holds the substrate placed on the substrate receiving surface 26, and used optionally to capacitively couple energy to the plasma formed in the chamber It is. 電極36は金属などの導体であり、モノポーラまたはバイポーラ電極34として成形される。 Electrode 36 is a conductor such as metal, is shaped as a monopolar or bipolar electrode 34. モノポーラ電極は単一の導体を備えており、外部電源への単一の電気接続を有しており、またチャック20に保持された基板全体に電気バイアスを印加するためにチャンバに形成された下地プラズマの帯電種との共働する。 Monopolar electrode is provided with a single conductor, which is formed in the chamber in order to apply an electrical bias has a single electrical connection, also to the entire substrate held by the chuck 20 to the external power supply base cooperating with the plasma of charged species. バイポーラ電極は2つ以上の導体を有しており、これらの各々は他方に対してバイアスされて、基板を保持する静電力を生成する。 Bipolar electrode has two or more conductors, each of which is biased relative to the other, to produce an electrostatic force that holds the substrate. 電極36はワイヤメッシュや、適切な切欠き領域を具備する金属プレートとして成形可能である。 Electrode 36 is a wire mesh and can be shaped as a metal plate having a suitable cut-out region. 例えば、モノポーラ電極を備える電極36は、示されるようなセラミックパックに埋め込まれた単一の連続ワイヤメッシュであってもよい。 For example, the electrode 36 comprises a monopolar electrode may be a single continuous wire mesh embedded in the ceramic puck as shown. バイポーラ電極を備える電極36の一実施形態は、C形状の真っ直ぐな脚にわたって相互に面する1対の充填C形状プレートであってもよい。 One embodiment of electrode 36 with a bipolar electrode may be packed C-shaped plate pair facing each other across the straight legs of the C-shaped. 電極36はアルミニウム、銅、鉄、モリブデン、チタン、タングステンまたはこれらの合金からなってもよい。 Electrode 36 of aluminum, copper, iron, molybdenum, titanium, tungsten, or may consist of an alloy thereof. 電極36の一変形例はモリブデンのメッシュを備える。 A modification of the electrode 36 comprises a mesh of molybdenum. 電極36は、外部電源230から電極36に電力を供給する端末ポスト58に接続されており、これはDC電圧電源、および任意でRF電圧電源を含むことができる。 Electrode 36 is connected to the external power source 230 to the terminal post 58 supplies power to the electrodes 36, which can be a DC voltage source, and which optionally includes an RF voltage source.

任意で、複数の熱移送ガス導管38a、bがセラミックパック24を横切って、チャック20の基板受け取り表面26のポート40a、bで終端して、熱移送ガスを基板受け取り表面26に提供する。 Optionally, a plurality of heat transfer gas conduit 38a, b is across the ceramic puck 24, port 40a of the substrate receiving surface 26 of the chuck 20, and terminates at b, to provide a heat transfer gas to the substrate receiving surface 26. 例えば、ヘリウムであってもよい熱移送ガスは、基板の裏側34の下方に供給されて、下地基板25から、かつセラミックパック24の受け取り表面26に熱を伝導する。 For example, good heat transfer gas be helium, it is supplied below the substrate backside 34, from the starting substrate 25, and conducting heat to the receiving surface 26 of the ceramic puck 24. 例えば、第1のガス導管38aは、基板受け取り表面26の中心加熱ゾーン42aに熱移送ガスを供給するように配置可能であり、また第2のガス導管38bは、基板受け取り表面26の周辺加熱ゾーン42bに熱移送ガスを供給するように配置可能である。 For example, a first gas conduit 38a is positionable so as to supply heat transfer gas to the central heating zone 42a of the substrate receiving surface 26 and a second gas conduit 38b, the peripheral heating zone of the substrate receiving surface 26 It can be arranged to supply heat transfer gas to 42b. セラミックパック24の基板受け取り表面26の中心および周辺加熱ゾーン42a、bによって基板表面44の対応する部分、例えば、基板25の下地中心および周辺部分46a、bは異なる温度に維持されることができ、相互に異なるプロセス条件の対応する不均一なバンドゆえに基板25に生じる不均一な同心処理バンドを補償する。 Corresponding portions of the substrate surface 44 central and peripheral heating zone 42a of the substrate receiving surface 26 of the ceramic puck 24 by b, for example, underlying the central and peripheral portions 46a of the substrate 25, b can be maintained at different temperatures, to compensate for the corresponding non-uniform concentric processing bands occurring in the substrate 25 because of non-uniform band of mutually different process conditions.

セラミックパック24はまた、基板25を加熱するための埋め込みヒーターを有している。 Ceramic puck 24 also has an embedded heater for heating the substrate 25. ヒーターは複数のヒーターコイル50、52、例えば、セラミックパック24に埋め込まれた第1のヒーターコイル50および第2のヒーターコイル52を備えている。 Heater plurality of heater coils 50, 52, for example, a first heater coil 50 and the second heater coil 52 embedded in the ceramic puck 24. セラミックパック24の基板受け取り表面26の中心および周辺加熱ゾーン42a、bの温度は、放射状に間隔をあけられており、かつ互いの中心に同心的であるヒーターコイル50、52を使用してコントロールされる。 Central and peripheral heating zone 42a of the substrate receiving surface 26 of the ceramic puck 24, the temperature of b, radial and spaced, and is controlled using a heater coil 50, 52 is concentric to the center of each other that. 一変形例では、第1のヒーターコイル50はセラミックパック24の周辺部分54bに配置されており、第2のヒーターコイル52はセラミックパック24の中心部分54aに配置されている。 In one variant, the first heater coil 50 is disposed in the peripheral portion 54b of the ceramic puck 24, a second heater coil 52 is disposed in the central portion 54a of the ceramic puck 24. 第1および第2のヒーターコイル50、52によって、セラミックパック24の中心および周辺部分54a、54bの温度の独立コントロールが可能になり、加熱ゾーン42a、bの温度を独立してコントロールする能力を提供して、基板25の処理表面44の半径方向の異なる処理レートや特徴を達成する。 The first and second heater coils 50, 52, provides the central and peripheral portions 54a of the ceramic puck 24 enables 54b temperature independent control of the heating zone 42a, the ability to control independently the temperature of b to, to achieve a radially different processing rate and characteristics of the treated surface 44 of the substrate 25. 従って、異なる温度が2つの加熱ゾーン42a、bに維持可能であり、基板25の下地中心および周辺部分46a、bの温度に影響することによって、基板25の処理中に生じる可変的なガス種分布や熱負荷に対抗することができる。 Therefore, it is possible maintain different temperatures are two heating zones 42a, the b, underlying the central and peripheral portions 46a of the substrate 25, by affecting the temperature of b, variable gas species distribution generated during processing of the substrate 25 it can counteract and heat load. 例えば、基板25の処理表面44の周辺部分46bのガス種が中心部分46bほどアクティブでない場合、周辺加熱ゾーン42bの温度は、中心加熱ゾーン42aよりも高温に上昇し、基板25の処理表面44にわたってより均一な処理レートやプロセス特徴を提供する。 For example, if the gas type of the peripheral portion 46b of the processing surface 44 of the substrate 25 is not active as the central portion 46b, a temperature near the heating zone 42b is increased to a temperature higher than the central heating zone 42a, over the treated surface 44 of the substrate 25 to provide a more uniform processing rate and process features. 図8は、基板温度の変化が、チャック24に埋め込まれている内側および外側加熱コイルによって供給されるヒーター電力のプリチャージに左右される様子を明示している。 Figure 8 is a variation of the substrate temperature, it is clearly the manner dependent on the precharge of the heater power supplied by the inner and outer heating coils embedded in the chuck 24.

一変形例では、第1および第2のヒーターコイル50、52は各々、並んで配列された抵抗加熱素子の円形ループを備えており、実質的に同一平面にあってもよい。 In one variant, the first and second heater coils 50, 52 are each provided with a circular loop arranged in parallel a resistor heating element may be in a substantially coplanar. 例えば、ヒーターコイル50、52は各々、セラミックパック24の本体の半径方向内側に徐々に螺旋を描く連続同心ループであってもよい。 For example, each heater coils 50, 52 may be gradually continuous concentric loops spiraling radially inwardly of the main body of the ceramic puck 24. 一変形例では、ヒーターは、第1の距離の間隔があけられた第1のループと、第1の距離よりも大きな第2の距離の間隔があけられた第2のループとを有するコイルを備えている。 In one variation, the heater is a coil having a first loop distance between the first distance is opened, and a second loop spaced a larger second distance than the first distance It is provided. 第2のループはパックのリフトピンホールを中心に位置決めされる。 The second loop is positioned around the lift pin hole of the pack. ヒーターコイル50、52はまた、例えば、セラミックパック24の内部容積にわたって同心円に位置決めされている電球フィラメントのような、コイルの中心を通過する軸を中心に螺旋を描くスパイラルコイルであってもよい。 Heater coils 50 and 52 also include, for example, such as a light bulb filament is positioned concentrically over the interior volume of the ceramic puck 24 may be a spiral coil spirals about an axis passing through the center of the coil. 抵抗加熱素子は、例えば、タングステンやモリブデンなどの異なる電気抵抗材料からなってもよい。 Resistive heating element, for example, may consist of different electrical resistance material, such as tungsten or molybdenum.

ヒーターコイル50、52は、基板25の温度を上昇および低下させるレートを高めるように選択される電気抵抗および動作電力レベルを有する。 Heater coils 50 and 52 has an electrical resistance and operating power levels are selected to increase the rate of raising and lowering the temperature of the substrate 25. 一変形例では、ヒーターコイル50、52は、各々、約80℃〜約250℃の温度にセラミックパック24の基板受け取り表面26を急速に上昇させて、これに維持するのにかなり高い電気抵抗を備えている。 In one variation, the heater coils 50, 52, respectively, much higher electrical resistance to rapidly raise the substrate receiving surface 26 of the ceramic puck 24 to a temperature of about 80 ° C. ~ about 250 ° C., maintained at this It is provided. この変形例では、コイルの電気抵抗は、約4〜約12オームである。 In this modification, the electrical resistance of the coil is about 4 to about 12 ohms. 一例では、第1のヒーターコイル50は6.5オームの電気抵抗を有しており、第2のヒーターコイル52は8.5オームの電気抵抗を有している。 In one example, a first heater coil 50 has an electrical resistance of 6.5 ohms, the second heater coil 52 has an electrical resistance of 8.5 ohms. 別の変形例では、第1および第2のヒーターコイルは、10オーム未満の合計抵抗を備えている。 In another variation, the first and second heater coils, and a total resistance of less than 10 ohms. 一変形例では、ヒーターは、8.5オームの抵抗を備えている。 In one variation, the heater is provided with a 8.5 ohm resistor. ヒーターコイル50、52は、セラミックパック24を介して延びる独立端末ポスト58a〜dを介して電源投入される。 Heater coils 50 and 52 is powered on through the independent terminal post 58a~d extending through a ceramic puck 24.

ヒーターコイル50、52と関連して、熱移送ガスの圧力もまた、基板25にわたって基板処理レートをより均一にするために、2つの加熱ゾーン42a、bでコントロール可能である。 In connection with the heater coils 50 and 52, the pressure of the heat transfer gas also to a more uniform substrate processing rate across the substrate 25, two heating zones 42a, which can be controlled in terms of b. 例えば、2つのゾーン42a、bは各々、異なる平衡圧力に熱移送ガスを保持して、基板25の裏側34から異なる熱移送レートを提供するように設定可能である。 For example, two zones 42a, b are each, retaining the heat transfer gas to different equilibrium pressure can be set to provide different heat transfer rates from the backside 34 of the substrate 25. これは、2つの導管38a、38bを介して2つの異なる圧力の熱移送ガスを供給して、基板受け取り表面26の2つの異なる場所に出ることによって遂行される。 This two conduits 38a, by supplying two different pressure of the heat transfer gas through 38b, is accomplished by leaving the two different locations of the substrate receiving surface 26.

セラミックパック24の裏側表面28は、図3に示されるような複数の間隔のあいたメサ30を有することができる。 Backside surface 28 of the ceramic puck 24 can have a mesa 30 having plurality of spaced apart, as shown in FIG. 一変形例では、メサ30は、複数のギャップ32によって相互に分離されている円筒形マウンドである。 In one variation, the mesa 30 is cylindrical mounds that are separated from each other by a plurality of gaps 32. 使用に際して、ギャップ32は空気などのガスで充填されて、裏側表面28からベースの下地表面への熱移送レートを調節する。 In use, the gap 32 is filled with a gas such as air, to adjust the heat transfer rate from the back surface 28 to the base of the underlying surface. 一実施形態では、メサ30は円筒形マウンドを備えており、これは、表面28から上に延びるポストとして成形可能であり、ポストは矩形または円形断面形状を有している。 In one embodiment, mesa 30 has a cylindrical mound, which is moldable as a post extending up from the surface 28, the post has a rectangular or circular cross-section. メサ30の高さは約10〜約50ミクロンであってもよく、メサ30の直径は約500〜約5000ミクロンであってもよい。 The height of the mesa 30 may be from about 10 to about 50 microns, the diameter of the mesa 30 may be from about 500 to about 5000 microns. しかしながら、メサ30はまた他の形状およびサイズ、例えば、円錐または矩形ブロックや、サイズが変るバンプをも有することができる。 However, the mesa 30 is also other shapes and sizes, for example, conical or rectangular block, can also have a bump is changed size. 一変形例では、メサ30は、例えば、数十ミクロンの適切に小さなビーズサイズで裏側表面28をビーズブラストすることによって形成されて、裏側表面28の材料を腐食によってエッチングして、介在するギャップ32によって成形メサ30を形成する。 In one variation, the mesa 30 may, for example, the back surface 28 at a proper small bead size of several tens of microns is formed by bead blasting, the material of the back surface 28 is etched by corrosion, intervening gaps 32 by forming a shaped mesa 30.

静電チャック20はまた、セラミックパック24のホール62a、bを通過して、基板25の下地中心および周辺部分46a、bの温度に接触して、これを正確に測定する光学温度センサー60a、bを含んでいる。 The electrostatic chuck 20 also, the hole 62a of the ceramic puck 24 passes through the b, underlying the central and peripheral portions 46a of the substrate 25, in contact with the temperature of b, the optical temperature sensor 60a to measure this accurately, b It contains. 第1のセンサー60aは、基板25の中心部分46aの温度を読み取るためにセラミックパック24の中心加熱ゾーン42aに位置決めされ、第2のセンサー60bは、これに応じて基板25の周辺部分46bの温度を読み取るためにセラミックパック24の周辺加熱ゾーン42bに位置決めされる。 The first sensor 60a is positioned at the center heating zone 42a of the ceramic puck 24 to read the temperature of the central portion 46a of the substrate 25, the second sensor 60b, the temperature of the peripheral portion 46b of the substrate 25 in accordance with this It is positioned around the heating zone 42b of the ceramic puck 24 for reading. センサーの先端64a、bがチャック20に保持された基板25の裏側34に接触できるように、光学温度センサー60a、bはチャック20に位置決めされて、センサーの先端64a、bはセラミックパック24の基板受け取り表面26と同一平面にある。 Sensor tip 64a, as b is to contact the back side 34 of the substrate 25 held by the chuck 20, the optical temperature sensors 60a, b are positioned on the chuck 20, the sensor tip 64a, b is a ceramic puck 24 substrate in receiving surface 26 flush. センサー60a、bの脚66a、bはセラミックパック24の本体を介して垂直に延びる。 Sensors 60a, b of the legs 66a, b extend vertically through the body of the ceramic puck 24.

一変形例では、図5に示されるように、各光学温度センサー60は、サイド72と、先端64として作用するドーム形状上部74とを具備するクローズオフシリンダーとして成形された銅キャップ70を備える熱センサープローブ68を備えている。 In one variation, as shown in FIG. 5, the optical temperature sensor 60, the heat provided to the side 72, a copper cap 70 which is molded as a closed-off cylinder comprises a dome-shaped upper 74 which acts as a front end 64 It is equipped with a sensor probe 68. 銅キャップ70は酸素フリー銅材料からなってもよい。 Copper cap 70 may consist of oxygen-free copper material. リンプラグ76が、銅キャップ70の上部74内部に、これと直接接触して埋め込まれる。 Rinpuragu 76, inside the upper portion 74 of the copper cap 70, are embedded in direct contact therewith. 銅キャップ70に埋め込まれたリンプラグ76は熱検知プローブ68に対してより迅速かつより敏感な熱応答を提供する。 Rinpuragu 76 embedded in the copper cap 70 provides a faster and more sensitive thermal response to heat sensing probe 68. 銅キャップ70の先端64はドーム形状上部74であり、基板を腐食したりダメージを与えたりせずに異なる基板25との反復接触を許容する。 Tip 64 of the copper cap 70 is dome-shaped upper portion 74, to permit repeated contact with the different substrates 25 without or damage or corrode the substrate. 銅キャップ70は、センサープローブ68にキャップ70を添えるためのエポキシ79を受け取るための凹状溝78を有している。 Copper cap 70 has a recessed groove 78 for receiving the epoxy 79 to lend cap 70 to the sensor probe 68.

リンプラグ76は赤外線放射形態の熱を、光学繊維束80を通過させられる光子に変換する。 Rinpuragu 76 thermal infrared radiation mode is converted into photons which are passed through the optical fiber bundle 80. 光学繊維束80はホウケイ酸塩ガラス繊維からなってもよい。 The optical fiber bundle 80 may consist of borosilicate glass fibers. 光学繊維束80はスリーブ82によって包まれており、これはまた、セラミックパックを支持するベースの熱から温度センサーを隔離するように作用する温度隔離ジャケット84によって部分的に囲まれている。 The optical fiber bundle 80 is encased by a sleeve 82, which is also partially surrounded by a temperature isolation jacket 84 that acts to isolate the temperature sensor from the base of the heat to support the ceramic puck. スリーブ82は周囲の構造からのより良好な熱隔離を提供するためのガラスチューブであってもよいが、これもまた銅などの金属から作られてもよい。 The sleeve 82 may be a glass tube for providing a better thermal isolation from the surrounding structure, which also may be made of a metal such as copper. 温度隔離ジャケット84はPEEK、ポリエーテルエーテルケトンからなってもよく、またDupont de Nemours Co. Temperature isolation jacket 84 may be made PEEK, polyetheretherketone, also Dupont de Nemours Co. DelawareのTeflon(登録商標)(ポリテトラフルオロエチレン)であってもよい。 Delaware of Teflon may be (R) (polytetrafluoroethylene).

静電チャック20を備える基板支持体90は、チャック20を支持および固定し、ならびにチャックを冷却するために使用される冷却ベース91に固定される(図1および図4)。 Substrate support 90 comprises an electrostatic chuck 20, the chuck 20 supporting and fixing, and is fixed to the cooling base 91 which is used to cool the chuck (FIGS. 1 and 4). ベース91は、チャック受け取り部分96および周辺部分98を有する上部表面94を具備する金属本体92を備えている。 Base 91 includes a metal body 92 having a top surface 94 having a chuck receiving portion 96 and the peripheral portion 98. 上部表面94のチャック受け取り部分96は、静電チャック20のセラミックパック24の裏側表面28を受け取るように適合されている。 Chuck receiving portion 96 of the upper surface 94 is adapted to receive the back surface 28 of the ceramic puck 24 of the electrostatic chuck 20. ベース91の周辺部分98はセラミックパック24を超えて、半径方向外側に延びる。 Peripheral portion 98 of the base 91 beyond the ceramic puck 24, extending radially outward. ベース91の周辺部分98は、ベースの周辺部分の上部表面に固定可能なクランプリング100を受け取るように適合可能である。 Peripheral portion of the base 91 98 may be adapted to receive a fixed clamp ring 100 on the top surface of the peripheral portion of the base. ベース91の金属本体92は、例えば、端末58a〜dや供給ガスをセラミックパック24のガス導管38a、bに保持するために、ベースの底部表面104からベース91の上部表面94に走る多数の通路102を有している。 Metal body 92 of the base 91, for example, to hold the terminal 58a~d and feed gas gas conduit 38a of the ceramic puck 24, to b, a number of passages running from the base of the bottom surface 104 to the top surface 94 of the base 91 and a 102.

ベース104は、冷却剤をチャネルに循環させるための、入口95および末端97を備える冷却チャネル110を有している。 Base 104 for circulating the coolant channel has a cooling channel 110 having an inlet 95 and terminal 97. 冷却チャネル110の入口95および末端97は、冷却チャネル110が図4Bに示されるように自身にループバックする場合に、相互に隣接して位置決め可能である。 Inlet 95 and the end 97 of the cooling channel 110, when the cooling channel 110 loops back to itself as shown in FIG. 4B, which is positionable adjacent to one another. 冷却剤は水などの流体や他の適切な熱移送流体であってもよく、これは冷却器でプリセット温度に維持されて、ベース91のチャネルを介してポンピングされる。 The coolant may be a fluid or other suitable heat transfer fluid such as water, which is maintained at a preset temperature by a cooler, is pumped through the channel of the base 91. 巡回する冷却流体を具備するベース91は、チャック20の温度をコントロールして基板25の処理表面44にわたって所望の温度を達成するための熱交換器として作用する。 Base 91 having a cyclic cooling fluid to control the temperature of the chuck 20 acts as a heat exchanger to achieve the desired temperature over the treated surface 44 of the substrate 25. チャネル110を通過した流体は、チャック28の温度、およびチャック28に保持された基板25の温度を上昇または低下させるために加熱または冷却可能である。 Fluid passing through the channel 110, the temperature of the chuck 28, and the temperature of the substrate 25 held by the chuck 28 can be heated or cooled in order to increase or decrease. 一変形例では、チャネル110は、約0〜120℃の温度にベース91を維持するように流体を流すように成形およびサイズ設定されている。 In one variation, the channel 110 is shaped and sized to fluid flow so as to maintain the base 91 to a temperature of about 0 to 120 ° C..

ベース91の上部表面94のチャック受け取り部分96は、セラミックパック20の裏側全体に空気を保有し、かつ流すための1つ以上の溝106a、bを備えている。 Chuck receiving portion of the upper surface 94 of the base 91 96 holds air across the back side of the ceramic puck 20, and 1 for supplying one or more grooves 106a, and a b. 一実施形態では、チャック受け取り部分96は、セラミックパック24の裏側表面28上の複数のメサ30と共働し、かつセラミックパック24の周辺部分54bからの熱移送レートをコントロールする周辺溝106aを備えている。 In one embodiment, the chuck receiving portion 96 is provided with a peripheral groove 106a which cooperates with a plurality of mesas 30 on the backside surface 28 of the ceramic puck 24, and controls the heat transfer rate from the peripheral portion 54b of the ceramic puck 24 ing. 別の実施形態では、ベースのチャック受け取り表面は、パックの裏側のメサの周りに空気を含有するための周辺溝を備えている。 In another embodiment, the base of the chuck receiving surface is provided with a peripheral groove for containing the air around the back side of the mesa of the pack. さらに別の実施形態では、中心溝106bが、セラミックパック24の中心部分からの熱移送を調節するために周辺溝106aと関連して使用される。 In yet another embodiment, the central groove 106b is used in connection with peripheral grooves 106a to regulate the heat transfer from the central portion of the ceramic puck 24.

ベース91の上部表面94の溝106a、bはセラミックパック24の裏側表面28上のメサ30と共働して、基板処理表面44全体の温度をさらに調節する。 Groove 106a of the upper surface 94 of the base 91, b is in cooperation with the mesa 30 on the backside surface 28 of the ceramic puck 24, further adjust the temperature of the entire substrate processing surface 44. セラミックパック24の裏側表面28上のメサ30は均一または不均一パターンで裏側表面28にわたって分布可能である。 Mesas 30 on the backside surface 28 of the ceramic puck 24 can be distributed over the back surface 28 in a uniform or non-uniform pattern. メサ30の形状、サイズおよび間隔は、ベース91の上部表面94とのメサ30の接触表面の全量をコントロールすることによって、インタフェースの全熱伝導面積をコントロールすることができる。 The shape of the mesa 30, the size and spacing, by controlling the total amount of contact surface of the mesa 30 of the upper surface 94 of the base 91, it is possible to control the total heat conduction area of ​​the interface. 均一に間隔のあけられたパターンでは、ギャップ32によって表されるようなメサ30間の距離は実質的に同じままであり、不均一な間隔では、ギャップ距離は表面28にわたって変化する。 The uniformly spaced-apart pattern, the distance between the mesa 30, as represented by the gap 32 remains substantially the same, in a non-uniform spacing, varies over the gap distance surface 28.

任意に、セラミックパック24の裏側表面28は、図3に示されるように、ベースの冷却チャネル111の入口に隣接するメサ30の第1のアレイ39と、チャネル111の入口95から離れているか、冷却チャネル111の末端97に隣接するメサ30の第2のアレイ41とを有することができる。 Optionally, the back surface 28 of the ceramic puck 24, as shown in FIG. 3, a first array 39 of the mesa 30 adjacent to the inlet of the base of the cooling channel 111, or away from the inlet 95 of the channel 111, the end 97 of the cooling channel 111 may have a second array 41 of the mesa 30 adjacent. メサ230の第2のアレイは第1のアレイとは異なるパターンを形成する異なるギャップ距離を有しており、冷却チャネル111に隣接し、かつこれから離れた領域周辺の熱移送レートを調節する。 The second array of mesas 230 has a different gap distances to form a pattern different from the first array, adjacent to the cooling channel 111, and to adjust the heat transfer rate of the peripheral region away therefrom. 例えば、新鮮な冷却剤を受け取るチャネル入口95付近の冷却チャネル111のセグメントの上にあるセラミックパック24の一部分はしばしば、チャネル末端付近の冷却チャネル111のセグメントの上にあるセラミックパック24の一部分より低い温度に維持される。 For example, a portion of the ceramic puck 24 at the top of the segment of the cooling channels 111 near the channel inlet 95 for receiving fresh coolant is often lower than the portion of the ceramic puck 24 at the top of the segment of the cooling channels 111 near the channel ends It is maintained at a temperature. これは、冷却剤は、セラミックパック24からの熱を捕捉することによってベースのチャネルの長さを移動すると温まるからである。 This coolant is because warm Moving the length of the base of the channel by capturing the heat from the ceramic puck 24. 結果として、セラミックパック24の受け取り表面26上に置かれた基板25の温度プロファイルは、入口95の上にある領域の温度より冷却チャネル末端97の下にある領域の温度のほうがが高くなっている。 As a result, the temperature profile of the substrate 25 placed on the receiving surface 26 of the ceramic puck 24, towards the temperature of a region of from under cooling channel end 97 the temperature of the area above the entrance 95 is the higher . この温度プロファイルは、第1のギャップ距離で間隔をあけられたチャネル入口周辺にメサ30の第1のアレイと、第1の距離とは異なる第2のギャップ距離で間隔をあけられたチャネル111の末端97周辺にメサ30の第2のアレイを提供することによって補償される。 The temperature profiles, the first and the first array of mesas 30 in channel inlet around spaced with a gap distance, a first channel 111 that is spaced at different second gap distance is the distance It is compensated by providing a second array of mesa 30 around end 97. 第1の距離が第2の距離よりも大きい場合、第1のアレイのすぐ上にある基板25の部分からの熱移送レートは、第2のアレイ41のすぐ上にある基板25の部分からの熱移送レートよりも低い。 If the first distance is greater than the second distance, the heat transfer rate from the portion of the substrate 25 directly above the first array from the portion of the substrate 25 directly above the second array 41 lower than the heat transfer rate. 結果的に、第2の基板領域からの熱移送レートよりも遅いレートで第1の基板領域から熱が移送されて、第1の領域を第2の領域よりも温かくして、冷却チャネルの入口95および末端97の基板表面44にわたって生じたであろう温度プロファイルを補償し、かつこれを等しくする。 Consequently, the first substrate region at a slower rate than the heat transfer rate from the second substrate region are transferred heat, and the first region and warmer than the second region, the inlet of the cooling channel It would have occurred across the substrate surface 44 of 95 and the end 97 to compensate for the temperature profile, and to equalize it. 一例では、メサ39の第1のアレイは少なくとも約5mmの第1の距離の間隔をあけられているのに対して、メサ41の第2のアレイは、約3mm未満の第2の距離の間隔があけられている。 In one example, while the first array of mesas 39 is spaced a first distance of at least about 5 mm, a second array of mesas 41, the interval of the second distance is less than about 3mm It has been opened.

同一の温度プロファイルコントロールが、メサ41の第2のアレイの接触領域の寸法に対してメサ39の第1のアレイの接触領域の寸法を変更することによって得られる。 Same temperature profile control is obtained by changing the dimensions of the contact region of the first array of mesa 39 relative to the size of the contact region of the second array of mesas 41. 例えば、メサ39の第1のアレイの接触領域の第1の寸法は約2000ミクロン未満であってもよいのに対して、メサ41の第2のアレイの接触領域は少なくとも約3000ミクロンであってもよい。 For example, a first dimension of the contact area of ​​the first array of mesas 39 whereas may be less than about 2000 microns, the contact region of the second array of mesas 41 is at least about 3000 microns it may be. 第1および第2の寸法はポスト形状を備えるメサ30の直径であってもよい。 The first and second dimensions may be a diameter of the mesa 30 with the shape of the post. 一変形例では、第1の寸法は1000ミクロンの直径であり、第2の寸法は4000ミクロンの直径である。 In one variation, the first dimension is the diameter of 1000 microns, the second dimension is the diameter of 4000 microns. 接触面積が小さいほど、基板処理表面44全体の温度は高くなる。 As the contact area is small, the temperature of the entire substrate processing surface 44 is increased. また、メサ30間と、裏側表面28全体に空気が提供されて、さらなる温度調節器として作用する。 Moreover, as between mesas 30, and air is provided on the entire back surface 28, act as additional temperature control.

基板の温度を急速に上昇および低下させる能力に影響を与える別の要因は、セラミックパック24とベース91間の熱インタフェースの性質である。 Another factor affecting the ability to the temperature of the substrate rapidly raising and lowering is the nature of the thermal interface between the ceramic puck 24 and the base 91. 良好な熱伝導性を有するインタフェースが、ベース91を移動する冷却剤によってセラミックパック24から容易に熱を除去するために、このインタフェースでは望ましい。 Interface having a good thermal conductivity, in order to easily remove the heat from the ceramic puck 24 by coolant moving the base 91, in this interface desirable. 加えて、セラミックパック24と冷却ベース91間の大きな温度差は、セラミックパック24のひび割れや他の熱ストレス誘導ダメージを引き起こす恐れのある熱膨張ストレスをもたらすため、インタフェースは柔らかいことが望ましい。 In addition, large temperature difference between the cooling base 91 and the ceramic puck 24, to bring the thermal expansion stresses which may cause cracking or other thermal stress-induced damage of the ceramic puck 24, the interface soft desirably. 一変形例では、柔らかい層が、セラミックパック24の裏側表面をベース91のフロント表面に接着させるのに使用される。 In one variation, the soft layer is used the back surface of the ceramic puck 24 to adhere to the front surface of the base 91. 柔らかい層は良好な熱伝導性を提供するように製作されるが、高い熱ストレスを吸収するには依然としてかなり柔らかい。 Soft layer is being fabricated to provide good thermal conductivity, to absorb high thermal stresses still quite soft. 一変形例では、柔らかい層はアルミニウム繊維を埋め込んだシリコンを備えている。 In one variation, the soft layer has a silicon with embedded aluminum fibers. シリコン材料は良好な柔らかさを提供するのに対して、依然として合理的な熱伝導性を有している。 Silicon material for providing a good softness, still has a reasonable thermal conductivity. シリコン材料の熱伝導性は、埋め込まれているアルミニウム繊維によって高められる。 Thermally conductive silicon material is enhanced by aluminum fibers that are embedded. 別の変形例では、柔らかい層は、埋め込みワイヤメッシュを有するアクリルを備えている。 In another variation, the soft layer comprises an acrylic with an embedded wire mesh. また、アクリルポリマーは柔らかさに熱ストレスを提供するように選択されるのに対して、埋め込みワイヤメッシュは構造の熱伝導性を高める。 Also, for being selected to provide a thermal stress on soft acrylic polymers, embedded wire mesh enhances the thermal conductivity of the structure.

ベース91はさらに、静電チャック20の電極36に電力を伝導するための電気端末アセンブリ120を備えている。 Base 91 further includes an electrical terminal assembly 120 for conducting power to the electrode 36 of the electrostatic chuck 20. 電気端末アセンブリ120はセラミック絶縁ジャケット124を備えている。 Electrical terminal assembly 120 includes a ceramic insulating jacket 124. セラミック絶縁ジャケット124は例えば、酸化アルミニウムであってもよい。 Ceramic insulating jacket 124 may be, for example, aluminum oxide. 複数の端末ポスト58がセラミック絶縁ジャケット124内に埋め込まれている。 A plurality of terminals posts 58 are embedded in a ceramic insulating jacket 124. 端末ポスト58、58a〜dは電力を静電チャック20の電極36およびヒーターコイル50、52に供給する。 Terminal posts 58,58a~d supplies power to the electrodes 36 and heater coils 50, 52 of the electrostatic chuck 20. 例えば、端末ポスト58は銅ポストを含んでもよい。 For example, the terminal post 58 may include a copper post.

リングアセンブリ170はまた、図6Aおよび6Bに示されているように、プロセス堆積物の形成を削減し、ベース91によって支持されている静電チャック20を備える基板支持体90の周辺領域を腐食から保護するために提供可能である。 The ring assembly 170, as shown in FIGS. 6A and 6B, to reduce the formation of process deposits from corrosion the peripheral region of the substrate support 90 with an electrostatic chuck 20 supported by the base 91 It can be provided to protect. リングアセンブリ170は、スクリューやボルト(図示せず)などの固定手段によってベース91の上部表面94の周辺部分98に固定されるクランプリング100を備えている。 Ring assembly 170 includes a clamp ring 100 which is fixed to the peripheral portion 98 of the top surface 94 of the base 91 by fixing means such as screws or bolts (not shown). クランプリング100は、横断方向かつ半径方向内側に延びるリップ172と、上部表面174と外側側面176とを有している。 Clamp ring 100 includes a lip 172 extending transversely and radially inward, and an upper surface 174 and the outer side surface 176. リップ172は、セラミックパック24と、上部表面174と外側側面176とのガス気密シールを形成するためにセラミックパック24の周辺出っ張り29の第1のステップ31上に静止する下面173を有している。 Lip 172 includes a ceramic puck 24 has a lower surface 173 resting on the first step 31 of the ledge around the ceramic puck 24 29 to form a gas-tight seal with the upper surface 174 and the outer side surface 176 . 一変形例では、下面173は例えば、ポリイミドを備えるポリマー層179を備えており、良好なガス気密シールを形成する。 In one variant, the lower surface 173, for example, comprises a polymeric layer 179 comprises a polyimide, to form a good gas tight seal. クランプリング100は、プラズマによる腐食に抵抗可能な材料、例えば、ステンレス鋼、チタンまたはアルミニウムなどの金属材料や、酸化アルミニウムなどのセラミック材料から製作される。 Clamp ring 100 includes a resistor material capable to corrosion by plasma, for example, stainless steel, or a metal material such as titanium or aluminum, it is fabricated from a ceramic material such as aluminum oxide.

リングアセンブリはまた、クランプリング100の上部表面174上に静止するフット184を有するバンド182を備える端リング180を含む。 The ring assembly includes an end ring 180 having a band 182 having a foot 184 which rests on the upper surface 174 of the clamping ring 100. 端リングはまた、クランプリング100上のスパッタリング堆積物の堆積を削減したり全体的に排除したりするために処理環境に暴露されるクランプリング100の外側表面176を取り囲む環状外壁186を有している。 End ring also has an annular outer wall 186 surrounding the outer surface 176 of the clamp ring 100 which is exposed to the processing environment in order to or to totally eliminate or reduce the deposition of the sputtering deposits on the clamp ring 100 there. 端リング180はまた、セラミックパックの受け取り表面上に保有されている端リング180を覆う基板の縁と共にシールを形成するために、セラミックパック29の周辺出っ張り29の第2のステップ33をカバーするフランジ190を備えている。 End ring 180 also covers to form a seal with the edge of the substrate covering the end ring 180, the second step 33 of the ledge around the ceramic puck 29 29 which is held on the receiving surface of the ceramic puck flange It is equipped with a 190. フランジ190は、基板25の張り出し端196の下方に終端する突出部194を備えている。 Flange 190 is provided with a protruding portion 194 that terminates below the overhanging edge 196 of the substrate 25. フランジ190は、基板25の周辺を取り囲んで、処理中に基板25によってカバーされないセラミックパック24の領域を保護するリング190の内縁を画成する。 Flange 190 surrounds the periphery of the substrate 25 to define the inner edge of the ring 190 to protect the region of the ceramic puck 24 that are not covered by the substrate 25 during processing. リングアセンブリ170のクランプリング100および端リング180は共働して、プロセスチャンバでの基板25の処理中にベース91上に支持される静電チャック20上へのプロセス堆積物の形成を削減し、またこれを腐食から保護する。 Clamp ring 100 and the end ring 180 of the ring assembly 170 cooperates to reduce the formation of process deposits on the electrostatic chuck 20 on which is supported on the base 91 during processing of the substrate 25 in the process chamber, In addition to protect it from corrosion. 端リング180は基板支持体90の暴露側面を保護して、エネルギー付与されたプラズマ種による腐食を削減する。 End ring 180 to protect the exposed side surfaces of the substrate support 90, to reduce the corrosion due to energy imparted plasma species. リングアセンブリ170はリング100、180の暴露表面から堆積物を洗浄するために容易に除去可能であるため、基板支持体90全体は洗浄するために分解される必要はない。 Since the ring assembly 170 can be easily removed for cleaning deposits from the exposed surface of the ring 100,180, the entire substrate support 90 need not be disassembled for washing. 端リング180は例えば、石英などのセラミックを備えている。 End ring 180 for example, a ceramic such as quartz.

動作に際して、プロセスガスが、設定流量のガスを通過させるための、質量流コントローラなどのガス流コントロールバルブ158を有する導管203を各々が供給するガス源を備えるプロセスガスサプライ204を含むガス送出システム150を介してチャンバ106に導入される。 In operation, process gas, for passing the set flow rate of the gas, the gas delivery system 150 that includes a process gas supply 204 comprising each supplies gas source conduit 203 having gas flow control valve 158, such as mass flow controllers It is introduced into the chamber 106 through the. 導管はガスを、ガスが混合されて所望のプロセスガス組成を形成する混合マニホルド(図示せず)に供給する。 Conduit for supplying the mixing manifold to form a desired process gas composition and gas, are mixed gas (not shown). 混合マニホルドはガス出口を有するガス分配器(図示せず)162をチャンバ106に供給する。 Mixing manifold (not shown) gas distributor having a gas outlet for supplying 162 to chamber 106. ガス出口はチャンバ側壁120を通過して基板支持体20の周辺に終端してもよく、または天井124を通過して基板25上方に終端してもよい。 Gas outlet may be terminated to the upper substrate 25 passes through passage and may be terminated at the periphery of the substrate support 20, or the ceiling 124 of the chamber sidewall 120. 使用済みプロセスガスおよび副生成物は、使用済みプロセスガスを受け取り、この使用済みガスを、チャンバ106のガス圧力をコントロールするためのスロットルバルブがある排出導管に通過させる1つ以上の排出ポート211を含む排出システム210を介してチャンバ106から排出される。 Spent process gas and byproducts receives spent process gas, the spent gas, one or more exhaust ports 211 passing through a discharge conduit there is a throttle valve for controlling the gas pressure in the chamber 106 It is discharged from the chamber 106 through an exhaust system 210 comprising. 排出導管172は1つ以上の排出ポンプ218を供給する。 Discharge conduit 172 provides one or more exhaust pumps 218. 排出システム210はまた、排出される望ましくないガスを削減するための廃棄処置システム(図示せず)を含有してもよい。 Discharge system 210 may also contain waste treatment system (not shown) to reduce unwanted gas discharged.

プロセスガスはエネルギー付与されて、チャンバ106のプロセスゾーン、またはチャンバ106の上流の遠隔ゾーン(図示せず)のプロセスガスにエネルギーを結合させるガスエナジャイザー208によって基板25を処理する。 The process gas is energized to process the process zones or substrate 25 by a gas energizer 208 to couple energy to the process gas upstream of the remote zones of the chamber 106 (not shown), the chamber 106. 「エネルギー付与されたプロセスガス」によって、解離ガス種、非解離ガス種、イオンガス種および天然ガス種のうちの1つ以上を形成するためにプロセスガスが活性化またはエネルギー付与されることになる。 By "energy Granted process gas", the dissociated gas species, non-dissociated gas species, so that the process gas is activated or energy application to form one or more of the ionic gas species and natural gas species . 一変形例では、ガスエナジャイザー208は、チャンバ106を中心とする円形対称性を有することがある1つ以上のインダクタコイル188を備えるアンテナ186を備えている。 In one variation, the gas energizer 208 comprises an antenna 186 comprising one or more inductor coils 188 which may have a circular symmetry around the chamber 106. 一般的に、アンテナ186は約1〜約20ターンを有するソレノイドを備えており、中心軸は、プロセスチャンバ106を介して延びる長手方向垂直軸に一致している。 Generally, the antenna 186 includes a solenoid having from about 1 to about 20 turns, the central axis coincides with the longitudinal vertical axis extending through the process chamber 106. ソレノイドの適切な配列は、プロセスガスへの強力な誘導フラックスリンクおよび結合を提供するように選択される。 Suitable sequences of the solenoid is selected to provide a strong inductive flux links and bonds to the process gas. アンテナ186がチャンバ106の天井124付近に位置決めされると、天井124の隣接部分は、RFまたは電磁場に対して透明な、二酸化シリコンなどの誘電材料から作られてもよい。 When the antenna 186 is positioned near the ceiling 124 of the chamber 106, adjacent portions of the ceiling 124, transparent to RF or electromagnetic fields, may be made from a dielectric material such as silicon dioxide. アンテナ186はアンテナ電流サプライ(図示せず)によって電源投入されて、印加された電力はRF整合ネットワーク192によってチューニングされる。 Antenna 186 is powered on by the antenna current supply (not shown), applied power is tuned by the RF matching network 192. アンテナ電流サプライは例えば、RF電力を、一般的に約50kHz〜約60MHz、より一般的には約13.56MHzの周波数で、かつ約100〜約5000ワットの電力レベルでアンテナ186に提供する。 Antenna current supply, for example, provides RF power, generally from about 50kHz~ about 60 MHz, more typically about a 13.56MHz frequency, and at a power level of about 100 to about 5000 watts antenna 186.

アンテナ186がチャンバ106で使用される場合、壁118は、酸化アルミニウムや二酸化シリコンなどの誘導電磁界透過材料から作られる天井124を含んでおり、アンテナ186からの誘導エネルギーが壁118や天井124を透過することを許容する。 When the antenna 186 is used in the chamber 106, the wall 118 includes a ceiling 124 made of induction field transmitting material such as aluminum oxide or silicon dioxide, inductive energy from the antenna 186 is a wall 118 and ceiling 124 It allows to pass through. 適切な半導体材料はドープシリコンである。 Suitable semiconductor material is doped silicon. ドープシリコン半導体天井について、天井124の温度は好ましくは、材料が半導体特性を提供し、かつキャリア電子濃度が温度に対してかなり一定である範囲に保持される。 For doped silicon semiconductor ceiling, the temperature of the ceiling 124 preferably material can provide a semiconductor characteristic, and a carrier electron concentration is maintained in the range is fairly constant with respect to temperature. ドープシリコンについて、温度範囲は(これ未満でシリコンが誘電特性を有し始める)約100K〜(これ以上でシリコンが金属導体特性を有し始める)600Kであってもよい。 For doped silicon, the temperature range may be (silicon below it starts having dielectric properties) about 100K~ (silicon in which more starts have metallic conductor properties) 600 K.

一変形例では、ガスエナジャイザー208はまた、プラズマ開始エネルギーをプロセスガスに提供したり、運動学的エネルギーをエネルギー付与されたガス種に与えたりするように容量結合されてもよい1対の電極(図示せず)である。 In one variant, the gas energizer 208 may also, provide plasma initiation energy to the process gas, the or a pair of be capacitively coupled to or apply kinetic energy to the energy imparted gas species electrode ( which is not shown). 一般的に、一方の電極は基板20の下方の支持体20にあり、他方の電極は壁、例えば、チャンバ106の側壁120や天井124である。 Typically, one electrode is in the support 20 of the lower substrate 20, the other electrode walls, for example, a sidewall 120 or ceiling 124 of the chamber 106. 例えば、電極は、依然として天井124上方のアンテナ186によって送信されるRF誘導電磁界に低インピーダンスを提供しつつ、チャンバ106に電界を形成するためにバイアスまたは接地されるのに十分導電性である半導体から作られる天井124であってもよい。 For example, the electrode is still while providing a low impedance to the RF induction field transmitted by the ceiling 124 over the antenna 186, sufficiently conductive to bias or to ground to form an electric field in the chamber 106 a semiconductor it may be a ceiling 124 made from. 適切な半導体は、例えば、室温で約500cm未満の電気抵抗を有するようにドープされたシリコンを備えている。 Suitable semiconductors, for example, a silicon doped to have an electrical resistance of less than about 500cm at room temperature. 概して、電極は、RFバイアス電圧を電極に提供して電極を相互に容量結合させるバイアス電圧サプライ(図示せず)によって相互に電気バイアスされてもよい。 Generally, the electrode may be electrically biased to each other by the bias voltage supply to be mutually capacitively coupled electrodes to provide an RF bias voltage to the electrodes (not shown). 印加されたRF電圧はRF整合ネットワーク202によってチューニングされる。 Applied RF voltage is tuned by the RF matching network 202. RFバイアス電圧は約50kHz〜約60MHz、つまり約13.56MHzの周波数を有してもよく、RFバイアス電流の電力レベルは一般的に約50〜約3000ワットである。 RF bias voltage is about 50kHz~ about 60 MHz, i.e. may have a frequency of about 13.56 MHz, the power level of the RF bias current is typically about 50 to about 3000 watts.

チャンバ106は、基板支持体20を昇降させる基板支持体20と、ガス流コントロールバルブ158と、ガスエナジャイザー208とスロットルバルブ174と、を含むチャンバコンポーネントを操作する命令を、ハードウェアインタフェース304を介して送るコンピュータ302を備えるコントローラ300によって操作されてもよい。 Chamber 106 includes a substrate support 20 for elevating the substrate support 20, the gas flow control valve 158, the gas energizer 208 and throttle valve 174, an instruction to operate the chamber components, including, via the hardware interface 304 it may be operated by a controller 300 comprising a computer 302 to send. チャンバ106の異なる検出器によって測定されたり、ガス流コントロールバルブ158、圧力モニター(図示せず)、スロットルバルブ174などのコントロールデバイスおよび他のこのようなデバイスによってフィードバック信号として送られたりするプロセス条件およびパラメータは、電気信号としてコントローラ300に送信される。 Or measured by different detectors of the chamber 106, the gas flow control valve 158, (not shown) pressure monitor, process conditions and or sent as a feedback signal by such a device control device and the other a throttle valve 174 parameters are transmitted as electrical signals to the controller 300. コントローラ300は本発明の説明を簡略化するために例示的な単一コントローラデバイスの例として図示されているが、コントローラ300は、相互に接続されてもよい複数のコントローラデバイスや、チャンバ106の異なるコンポーネントに接続されてもよい複数のコントローラデバイスであってもよいことが理解されるべきであり、従って、本発明は、本明細書に説明されている事例的かつ例示的実施形態に制限されるべきではない。 The controller 300 is shown as an example of exemplary single controller device in order to simplify the description of the present invention, controller 300, mutual good or plurality of controller device be connected to, a different chamber 106 should be connected to the component that may be also be a plurality of controller device is understood, therefore, the present invention is limited to the case and exemplarily embodiments are described herein It should not be.

コントローラ300は、チャンバ106およびこの周辺コンポーネントを操作するのに適した集積回路を備える電気回路を含む電子ハードウェアを備えている。 The controller 300 comprises electronic hardware including electrical circuitry comprising integrated circuits that are suitable to operate the chamber 106 and the peripheral components. 概して、コントローラ300は、データ入力を受容し、アルゴリズムを実行し(run)、有用な出力信号を発生させ、検出器および他のチャンバコンポーネントからのデータ信号を検出し、チャンバ106のプロセス条件を監視またはコントロールするように適合されている。 Generally, the controller 300 receives a data input, executes an algorithm (the run), to generate a useful output signal, detecting a data signal from the detector and other chamber components, we monitor the process conditions of the chamber 106 or it is adapted to control. 例えば、コントローラ300は、(1)例えば、CDやフロッピードライブなどのリムーバブル記憶媒体310や、例えば、ハードドライブ、ROMおよびRAM314などの非リムーバブル記憶媒体312を含むメモリ308に結合された、例えば、INTEL社の従来のマイクロプロセッサなどの中央演算処理装置(CPU)306と、(ii)チャンバ106からのデータおよび他の情報の検索や、特定のチャンバコンポーネントの操作などの特定のタスクに対して設計およびプログラミングされた特定用途向け集積回路(ASIC)と、(iii)例えば、アナログおよびディジタルの入力および出力ボードと、通信インタフェースボードとモーターコントローラボードとを備える、特定の信号処理タスクで使用されるインタフェースボー For example, controller 300 (1) for example, a removable storage medium 310 such as a CD or floppy drive, for example, coupled to a memory 308 that includes a hard drive, a non-removable storage medium 312 such as ROM and RAM 314, for example, INTEL company central processing unit such as a conventional microprocessor with (CPU) 306, design and for specific tasks, such as data and searches and other information, the operation of particular chamber component from (ii) the chamber 106 a programmed application-specific integrated circuit (ASIC), (iii) for example, includes analog and digital input and output boards, communication interface boards and motor controller boards, interface board to be used in specific signal processing tasks 304とを備えるコンピュータ302を備えてもよい。 304 and it may include a computer 302 comprising a. コントローラインタフェースボード304は例えば、プロセスモニター210からの信号を処理して、データ信号をCPU306に提供してもよい。 Controller interface board 304, for example, by processing the signals from the process monitor 210 may provide data signals to the CPU 306. コンピュータ302はまた、例えば、コプロセッサ、クロック回路、キャッシュ、電源、およびCPU306と連通している他の周知のコンポーネントを含む支持回路を有している。 Computer 302 may also, for example, co-processor, a clock circuit, a cache, power supplies, and a support circuit including the other known components in communication with the CPU 306. RAM314は、プロセス実施中に本発明のソフトウェア実施を記憶するために使用可能である。 RAM314 can be used to store the software implementation of the present invention during the process performance. 本発明のコードの命令セットは一般的に記憶媒体310、312に記憶されて、CPU306によって実行される場合にはRAM314の一次記憶装置に呼び出される。 Instruction set of codes of the present invention is generally stored in a storage medium 310, when executed by CPU306 is called primary storage devices RAM 314. オペレータとコントローラ300間のユーザインタフェースは例えば、ディスプレイ316と、キーボードやライトペンなどのデータ入力デバイス318とを介して可能である。 The user interface between the operator and the controller 300 is, for example, be via a display 316, a data input device 318 such as a keyboard or light pen. 特定のスクリーンや機能を選択するために、オペレータはデータ入力デバイス318を使用して選択を入力して、その選択をディスプレイ316で閲覧することができる。 To select a particular screen or function, the operator inputs the selection using the data input device 318, it is possible to browse the selection on the display 316.

コントローラ300によって受信および評価されたデータ信号はファクトリオートメーションホストコンピュータ320に送られてもよい。 Received and evaluated data signals by the controller 300 may be sent to the factory automation host computer 320. ファクトリオートメーションホストコンピュータ320は、幾つかのシステム、プラットフォームまたはチャンバ106からの、かつ基板104のバッチに対するまたは延長期間のデータを評価して、(i)基板上で行われたプロセスや、(ii)単一の基板にわたって統計的関係が変化することがある特性や、(iii)基板のバッチにわたって統計的関係が変化することがある特性の統計的プロセスコントロールパラメータを識別するホストソフトウェアプログラム322を備えていてもよい。 Factory automation host computer 320, some systems, from the platform or chamber 106, and evaluates the data of the batch against or extended periods of substrate 104, process or made in (i) on a substrate, (ii) and characteristics that may occur to statistical relationship changes over a single substrate, provided with a host software program 322 identifies a statistical process control parameters of the characteristics that may vary statistical relationship across (iii) substrate batches it may be. ホストソフトウェアプログラム322はまた、進行中のイン・シトゥープロセス評価やプロセスパラメータのコントロールに対してデータを使用してもよい。 Host software program 322 may also use the data to control in-situ process evaluation and process parameters in progress. 適切なホストソフトウェアプログラムは、上記のアプライドマテリアルズ社から入手可能なWORKSTREAM(商標)ソフトウェアプログラムを備えている。 Suitable host software program includes a possible Workstream (TM) software program available from the Applied Materials, Inc.. ファクトリオートメーションホストコンピュータ320はさらに、(i)例えば、基板特性が不適切であったり、統計的に所定の範囲の値にない場合、あるいはプロセスパラメータが許容範囲から外れている場合に特定の基板25をエッチングシーケンスから除去する、(ii)特定のチャンバ106でのエッチングを終了させる、または(iii)基板25やプロセスパラメータの不適切な特性を判断する際にプロセス条件を調整するための命令信号を提供するように適合されてもよい。 Factory automation host computer 320 further, (i) for example, or a inadequate substrate properties, statistically not in the value of the predetermined range or a specific substrate when the process parameters are out of the allowable range 25, is removed from the etching sequence, the command signal for adjusting the process conditions in determining (ii) inadequate characteristics of etching is terminated, or (iii) the substrate 25 or process parameters at a particular chamber 106 it may be adapted to provide. ファクトリオートメーションホストコンピュータ320はまた、ホストソフトウェアプログラム322によるデータの評価に応答して、基板25のエッチングの開始または終了時に命令信号を提供してもよい。 Factory automation host computer 320 also responds to the evaluation of the data by the host software program 322 may provide a command signal start or at the end of the etching of the substrate 25.

一変形例では、コントローラ300は、コンピュータ302によって読み取り可能であり、かつ例えば、非リムーバブル記憶媒体312やリムーバブル記憶媒体310上のメモリ308に記憶されてもよいコンピュータプログラム330を備えている。 In one variation, the controller 300 is readable by a computer 302, and for example, a good computer program 330 stored in the memory 308 on the non-removable storage medium 312 or the removable storage medium 310. コンピュータプログラム330は概して、チャンバ106およびこのコンポーネントを操作するためのプログラムコードを備えるプロセスコントロールソフトウェアと、チャンバ106で実行されるプロセスを監視するためのプロセス監視ソフトウェアと、安全なシステムソフトウェアと、他のコントロールソフトウェアとを備えている。 Computer program 330 generally comprises a process control software comprising program code for operating the chambers 106 and the component, and process monitoring software to monitor the processes running in the chamber 106, and secure system software, other and a control software. コンピュータプログラム330は、例えば、アセンブリ言語、C ++ 、PascalまたはFortranなどの任意の従来のプログラミング言語で書かれてもよい。 Computer program 330, for example, assembly language, C ++, may be written in any conventional programming language, such as Pascal or Fortran. 適切なプログラムコードが、従来のテキストエディターを使用して単一ファイルまたは複数のファイルに入力されて、メモリ308のコンピュータ使用可能な媒体に記憶または具現化される。 Suitable program code is entered into a single file, or multiple files, using a conventional text editor, and stored or embodied in a computer usable medium of the memory 308. 入力されたコードテキストがハイレベル言語である場合、コードはコンパイルされて、その結果得られたコンパイラコードは、プリコンパイルされたライブラリルーチンのオブジェクトコードとリンクされる。 If the entered code text is in a high level language, the code is compiled, the resulting compiler code is then linked with an object code of precompiled library routines. リンクされたコンパイル済みオブジェクトコードを実行するために、ユーザはオブジェクトコードを呼び出し、CPU306にコードを読み取りおよび実行させて、プログラムにおいて識別されたタスクを実行する。 To execute the linked compiled object code, the user invokes the object code, CPU 306 to be read and to execute the code to perform the tasks identified in the program.

動作に際して、データ入力デバイス318を使用して、例えば、ユーザは、プロセス選択器332によって生成されるディスプレイ316上のメニューやスクリーンに応答して、プロセスセットおよびチャンバ番号をコンピュータプログラム330に入力する。 In operation, using the data input device 318, for example, the user responds to the menu or screen on the display 316 that is generated by the process selector 332, inputs the process set and chamber number into a computer program 330. コンピュータプログラム330は、基板の位置、ガス流、ガス圧力、温度、RF電力レベル、および特定のプロセスの他のパラメータをコントロールするための命令セットならびにチャンバプロセスを監視するための命令セットを含んでいる。 Computer program 330 is the position of the substrate, gas flow, gas pressure, temperature, contains a set of instructions for monitoring the instruction set and chamber process for controlling RF power levels, and other parameters of a particular process . プロセスセットは、特定されたプロセスを実施するために必要なプロセスパラメータの所定のグループである。 The process sets are predetermined groups of process parameters necessary to carry out the process specified. プロセスパラメータは、ガス組成、ガス流量、温度、圧力、およびRFまたはマイクロ波電力レベルなどのガスエナジャイザー設定を制限なく含むプロセス条件である。 The process parameters, gas composition, gas flow rates, temperatures, and process conditions pressure, and without limitation gas energizer settings such as RF or microwave power level. チャンバ番号は、プラットフォームに1セットの相互接続チャンバがある場合の特定のチャンバのIDを反映する。 Chamber numbers reflects the ID of the particular chamber in the case where there is one set interconnect chambers of the platform.

プロセスシーケンサー334は、コンピュータプログラム330やプロセス選択器332からのチャンバ番号およびプロセスパラメータセットを受容して、この動作をコントロールするための命令セットを備えている。 The process sequencer 334 comprises a set of instructions for by receiving chamber numbers and process parameters set from the computer program 330 or the process selector 332, to control this operation. プロセスシーケンサー334は、特定のプロセスパラメータを、チャンバ106において多数のタスクをコントロールするチャンバマネージャ336に渡すことによってプロセスセットの実行を開始する。 The process sequencer 334, the specific process parameters, to start the execution of the process set by passing the chamber manager 336 that controls multiple tasks in chamber 106. チャンバマネージャ336は、例えば、基板位置決め命令セット340、ガス流コントロール命令セット342、ガス圧力コントロール命令セット344、温度コントロール命令セット348、ガスエナジャイザーコントロール命令セット350およびプロセス監視命令セット352などの命令セットを含んでもよい。 Chamber manager 336 may, for example, substrate positioning instruction set 340, the gas flow control instruction sets 342, gas pressure control instruction sets 344, temperature control instruction set 348, an instruction set, such as a gas energizer control instruction set 350 and process monitoring instruction set 352 it may also include a. 1セットのタスクを実行するための個別の命令セットとして説明されているが、これらの命令セットの各々は相互に一体化可能であり、あるいはオーバーラップしていてもよく、従って、本明細書に説明されているチャンバコントローラ300およびコンピュータ読み取り可能なプログラムは本明細書に説明されている機能的ルーチンの具体的な変形例に制限されるべきではない。 Although it described as separate instruction sets for performing a set of tasks, each of these instruction sets are possible integral with each other, or may be overlapping, therefore, herein description has been chamber controller 300 and a computer readable program which should not be limited to the specific modification of the functional routines described herein.

基板位置決め命令セット340は、基板25を基板支持体20上にロードし、任意で基板25をチャンバ106の所望の高さに持ち上げるために使用されるチャンバコンポーネントをコントロールするためのコードを備えている。 Substrate positioning instruction set 340 includes a code for controlling chamber components that are used to lift and load the substrate 25 onto substrate support 20, the substrate 25 in any the desired height of the chamber 106 . 例えば、基板位置決め命令セット340は、基板をチャンバに移送する移送ロボットアーム(図示せず)を操作し、静電チャックのホールを介して延ばされるリフトピン(図示せず)をコントロールし、ロボットアームの移動とリフトピンの動きとを調整するためのコードを含むことが可能である。 For example, substrate positioning instruction set 340 to operate the transfer robot arm for transferring a substrate into the chamber (not shown), to control the lift pins (not shown) which is extended through the holes of the electrostatic chuck, the robot arm It can include code for adjusting the movement of the moving and the lift pin.

プログラムコードはまた、例えば、チャック20のセラミックパック24における第1および第2のヒーターコイル50、52に異なる電力レベルを別個に印加することによって、基板25の異なる領域に維持されている温度を設定およびコントロールするための温度コントロール命令セット348を含んでいる。 Program code also may be modified, for example, by separately applying different power levels to the first and second heater coils 50, 52 in the ceramic puck 24 of the chuck 20, set the temperature being maintained in the different regions of the substrate 25 and includes a temperature control instruction set 348 to control. 温度コントロール命令セット348はまた、導管38a、bを通過した熱移送ガスの流れを調整する。 Temperature control instruction set 348 also the conduit 38a, to adjust the flow of heat transfer gas passing through the b.

温度コントロール命令セット348はまた、ベース91の冷却チャネル110を通過した冷却流体の温度および流量をコントロールするためのコードを備えている。 Temperature control instruction set 348 also includes code for controlling the temperature and flow rate of the cooling fluid which has passed through the cooling channel 110 of the base 91. 一変形例では、温度コントロール命令セット348は、ヒーターに印加された電力レベルを上昇させる直前に、初期の低レベルから、例えば、少なくとも約1秒間冷却器の冷却剤の温度をより高レベルに高めるコードを備えている。 In one variant, the temperature control instruction sets 348, just before raising the power level applied to the heater, from the initial low level, e.g., increasing the temperature of at least about 1 second cooler coolant to a higher level It is equipped with a code. これによって、ヒーターの温度が結局上がらない場合にヒーターが温度を上昇させてセラミックパック24からベース91への熱流を削減する直前に、より高い温度の冷却剤がベース91の冷却チャネルにおいて循環可能になり、基板の温度上昇レートを効果的に上げることができる。 Thus, just before the heater to reduce the heat flow from the ceramic puck 24 by raising the temperature to the base 91 when the temperature of the heater does not rise after all, can circulate in higher temperature coolant in the cooling channels of the base 91 you can raise the temperature rise rate of the substrate effectively. 反対に、プログラムコード348は、基板温度が低下される場合に基板から熱が移送されるレートを加速させるためにヒーターに印加される電力レベルを低下させる前に、冷却剤の温度を例えば、少なくとも約10℃下げ、冷却器をより低レベルに下げる命令セットを含んでいる。 Conversely, the program code 348, before the substrate temperature reduces the power level applied to the heater to heat to accelerate the rate to be transferred from the substrate when it is lowered, the temperature of the coolant for example, at least It lowered to about 10 ° C., and includes a set of instructions to lower the condenser to a lower level. 図7の温度対時間のグラフは、冷却ベースが5℃に維持されている、45℃〜75℃に傾斜した基板の温度傾斜レートを描いている。 Graph of the temperature vs. time in FIG. 7, the cooling base is maintained at 5 ° C., it depicts the temperature gradient rate of the substrate that is inclined 45 ° C. to 75 ° C.. 図9は、熱を保持して基板に与える静電チャックの温度傾斜のグラフによって、基板温度の急速な変化を描いている。 9, the graph of the temperature gradient of the electrostatic chuck to be applied to the substrate to hold the heat depicts a rapid change of the substrate temperature. 基板は、裏側のヘリウム圧力の使用によって、静電チャックと同じ温度を維持する。 Substrate by the use of backside helium pressure, to maintain the same temperature as the electrostatic chuck. グラフは、静電チャックが所定の時間間隔で上昇および低下される様子を明示している。 The graphs clearly how the electrostatic chuck is raised and lowered at a predetermined time interval. グラフの2つの急勾配の山はそれぞれ温度の高速上昇および低下を示している。 Two peaks steep graphs respectively show a fast rise and drop in temperature. 静電チャックのこのような高速の温度傾斜は基板温度の急速な変化を見込んでいるため、Poly−SiおよびWSIXなどの以前は両立不可能であった材料のエッチングを可能にする。 Such rapid temperature gradient of the electrostatic chuck since the expected rapid change of the substrate temperature, the earlier such Poly-Si and WSIX to allow etching of impossible compatible material.

プロセスフィードバックコントロール命令セット352は、温度信号を光学温度センサー60a、bから受信して、ヒーターコイル50、52などのチャンバコンポーネントに印加された電力と、導管38a、bを介する熱移送ガスの流れと、ベース91のチャネル110を介する流体の流れと、冷却器の冷却剤温度とを調整する温度監視命令セット348間のフィードバックコントロールループとして作用可能である。 Process Feedback Control instruction set 352, a temperature signal optical temperature sensor 60a, and receives from the b, a power applied to the chamber component such as a heater coil 50, 52, the flow of heat transfer gas through conduit 38a, the b , the flow of fluid through the channel 110 of the base 91, can act as a feedback control loop between the temperature monitoring instruction set 348 for adjusting the coolant temperature of the cooler.

ガス流コントロール命令セット342は、プロセスガスの異なる構成要素の流量をコントロールするためのコードを備えている。 Gas flow control instruction set 342 includes a code for controlling the flow rate of the different components of the process gas. 例えば、ガス流コントロール命令セット342は、ガス出口203からチャンバ106への所望のガス流量を得るために、ガス流コントロールバルブ158の開口サイズを調節してもよい。 For example, the gas flow control instruction set 342, in order to obtain the desired flow rate of the gas from the gas outlet 203 into the chamber 106 may be adjusted size of the opening of the gas flow control valve 158. 一変形例では、ガス流コントロール命令セット342は、第1のガスの第1の容積流量と第2のガスの第2の容積流量とを設定して、プロセスガス組成における第2のプロセスガスに対する第1のプロセスガスの所望の容積流量比を設定するためのコードを備えている。 In one variation, the gas flow control instruction set 342, set the first volume flow rate of the first gas and the second volume flow rate of the second gas, for the second process gas in the process gas composition and a code for setting the desired volume flow ratio of the first process gas.

ガス圧力コントロール命令セット344は、スロットルバルブ174の開閉位置を調節することによって、チャンバ106の圧力をコントロールするためのプログラムコードを備えている。 Gas pressure control instruction sets 344, by adjusting the opening and closing position of the throttle valve 174 comprises program code for controlling the pressure of the chamber 106. 温度コントロール命令セット348は例えば、エッチング中に基板104の温度をコントロールするためのコードや、天井の温度などの、チャンバ106の壁の温度をコントロールするためのコードを備えてもよい。 Temperature control instruction set 348, for example, code and for controlling the temperature of the substrate 104 during etching, the ceiling temperature, may comprise code for controlling the temperature of the walls of the chamber 106. ガスエナジャイザーコントロール命令セット350は、例えば、電極やアンテナ186に印加されるRF電力レベルを設定するためのコードを備えている。 Gas energizer control instruction set 350 comprises, for example, a code for setting the RF power level applied to the electrodes and the antenna 186.

1セットのタスクを実行するための個別の命令セットとして説明されているが、これらの命令セットの各々は相互に一体化可能である、つまり1セットのプログラムコードのタスクは、所望のセットのタスクを実行するためにタスクと相互に一体化されることが理解されるべきである。 Although described as separate instruction sets for performing a set of tasks, each of these instruction sets can be integrated with each other, i.e. one set of program code tasks, the desired set of tasks it is to be understood to be integrated with the tasks and each other to run. 従って、本明細書に説明されているコントローラ300およびコンピュータプログラム330は本明細書に説明されている機能的ルーチンの具体的な変形例に制限されるべきではなく、等価的なセットの機能を実行する任意の他のセットのルーチンや合併プログラムコードもまた本発明の範囲内である。 Accordingly, the controller 300 and the computer program 330 are described herein should not be limited to the specific modification of the functional routines described herein, performs the function of the equivalent set any other set routine and mergers program codes for also within the scope of the present invention. また、コントローラはチャンバ106の一変形例に対して図示されているが、本明細書に説明されている任意のチャンバに対して使用可能である。 The controller also has been shown with respect to a modification of the chamber 106, it can be used for any chamber described herein.

本発明の装置およびプロセスは、基板およびチャンバで実行されるプロセスの異なるステップ間の基板の温度の急速な変化を許容することによって重要な利点を提供している。 Apparatus and process of the present invention provides significant advantages by allowing rapid changes in the temperature of the substrate between different steps of the process executed by the substrate and the chamber. このような急速な温度変化は、多数のステップを有するエッチングプロセスが実行可能な速度を速める。 Such rapid temperature change, an etching process having a number of steps increase the viable rate. 本システムはまた、基板上の異なる材料や層のエッチングに必要な多数のエッチング段階を有するエッチングプロセスなどの特定のプロセスに望ましい温度上昇および低下プロファイルの正確な再現を許容する。 The system also allows for accurate reproduction of the temperature rise and drop profile desired for a particular process, such as etching process having a large number of etching steps necessary for etching of different materials and layers on the substrate. さらに別の利点は、本装置によって、冷却ベースの温度よりもかなり高い温度に基板を維持することができることであり、これはまたプロセス中の基板温度の偏り(drift)が全くなく、より高いプラズマ電力を基板に印加することを可能にする。 Yet another advantage is that the present device is that it is possible to maintain the substrate at temperatures significantly higher than the cooling-based temperature, which is also biased in the substrate temperature during the process (drift) is without any higher plasma It makes it possible to apply power to the substrate. 基板と冷却ベース間の大きな温度差によっても、基板の内側と外側のゾーン間の良好な温度差が可能になり、基板表面にわたって変動する環状プロセス条件を補償することができる。 By large temperature difference between the substrate and the cooling base, good temperature difference between the zones of the inner and outer substrate allows, it is possible to compensate for the cyclic process conditions vary over the surface of the substrate.

本発明は、この特定の好ましい変形例に関してかなり詳細に説明されてきたが、他の変形例も可能である。 The present invention has been described in considerable detail with respect to this particular preferred variant, other versions are possible. 例えば、基板支持体、冷却ベースおよび温度センサーなどの装置コンポーネントは、本明細書に説明されているもの以外のチャンバおよびプロセスに使用可能である。 For example, the substrate support, device component such as a cooling base and temperature sensors may be used in chambers and processes other than those described herein. 従って、添付の請求項は本明細書に含有されている好ましい変形例の説明に制限されるべきではない。 Accordingly, the appended claims should not be limited to the description of the preferred versions contained in the present specification.

静電チャックを具備する基板処理チャンバの実施形態の概略側面図である。 It is a schematic side view of an embodiment of a substrate processing chamber comprising the electrostatic chuck. 静電チャックの実施形態の概略側断面図である。 It is a schematic side sectional view of an embodiment of an electrostatic chuck. 図1の静電チャックの概略底面図である。 It is a schematic bottom view of the electrostatic chuck of FIG. 静電チャックのベースの実施形態の上部の概略斜視図である。 It is a schematic perspective view of a top of the base embodiment of the electrostatic chuck. 静電チャックのベースの実施形態の底部の概略斜視図である。 It is a schematic perspective view of the bottom of the base embodiment of the electrostatic chuck. 光学温度センサーの概略側面図である。 It is a schematic side view of an optical temperature sensor. 図4Aおよび4Bの静電チャック上のリングアセンブリの概略側断面図である。 It is a schematic side sectional view of FIG. 4A and 4B electrostatic chuck on the ring assembly of. 図6Aのリングアセンブリの詳細である。 Figure 6A is a detail of the ring assembly. 一定温度の冷却器によってある時間間隔に変化する(ramp)基板温度を描くグラフである。 It is a graph depicting a constant temperature change in the time interval that the cooler ( 'ramp) substrate temperature. ヒーター電力のプリチャージに対する静電チャックと冷却器間の温度差を描くグラフである。 It is a graph depicting the temperature difference between the electrostatic chuck and the cooler for precharging the heater power. 静電チャックの温度傾斜を描くグラフである。 Is a graph that depicts the temperature gradient of the electrostatic chuck.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

104…基板、106…チャンバ、120…側壁、122…底壁、124…天井、118…エンクロージャ壁、114…ハウジング、124…天井、208…ガスエナジャイザー、300…コントローラ、218…排出ポンプ。 104 ... substrate, 106 ... chamber, 120 ... sidewall, 122 ... bottom wall 124 ... ceiling, 118 ... enclosure wall, 114 ... housing, 124 ... ceiling, 208 ... gas energizer, 300 ... controller, 218 ... discharge pump.

Claims (20)

  1. プロセスチャンバにおいて基板を保持および加熱することができる基板支持アセンブリであって、 A substrate support assembly capable of holding and heating a substrate in a process chamber,
    (a)セラミックパック(puck)であって、(i)基板受け取り表面であって、該受け取り表面に熱移送ガスを供給するための複数のポートを有する基板受け取り表面と、(ii)中心部分及び周辺部分と、(iii)対向する裏側表面であって、第1のグループのメサおよび第2のグループのメサを具備する複数の間隔のあいたメサを備えている、前記対向する裏側表面と、(iv)静電力を生成して、前記基板受け取り表面に置かれた基板を保有するための、内部に埋め込まれた電極と、(v)前記基板を加熱するための、前記セラミックパックに埋め込まれたヒーターであって、前記セラミックパックの前記周辺部分に配置されている第1のヒーターコイルと、前記セラミックパックの前記中心部分に配置されている第2のヒーターコイルとを含むヒ (A) a ceramic puck (puck), a (i) a substrate receiving surface, the substrate receiving surface having a plurality of ports for supplying the heat transfer gas to the receiving surface, (ii) the center portion and a peripheral portion, and and (iii) a facing rear surface, and a mesa plurality of spaced apart having a mesa of the mesa and the second group of the first group, the opposing backside surface, ( iv) to generate an electrostatic force, for carrying the substrate placed on the substrate receiving surface, the electrode embedded therein, for heating (v) said substrate, embedded in the ceramic puck a heater, heat that the includes a first heater coil arranged on the peripheral portion of the ceramic puck, and said ceramic puck said center second heater coils disposed in a portion of the ーターとを備えるセラミックパックと、 And a ceramic pack and a Ta,
    (b)冷却剤を循環させる冷却チャネルを備える冷却ベースであって、前記冷却チャネルが入口および末端を備える冷却ベースと、 (B) a cooling base comprising a cooling channel for circulating a coolant, a cooling base the cooling channel comprises an inlet and a terminal,
    (c)前記セラミックパックを前記冷却ベースに接着する柔らかい層であって、(i)埋め込みアルミニウム繊維を有するシリコンまたは(ii)埋め込みワイヤメッシュを有するアクリルのうちの少なくとも1つを備える柔らかい層とを備え、 (C) a soft layer for bonding the ceramic puck to the cooling base, and a soft layer comprising at least one of acrylic with silicon or (ii) embedded wire mesh having (i) embedded aluminum fibers provided,
    前記第1及び第2のヒーターコイルを含むヒーター、前記冷却ベース、及び前記柔らかい層は協働して、前記セラミックパックの前記中心部分及び周辺部分の温度を独立して制御し、前記基板の温度を急速に上昇及び低下させることを可能にし、 Said first and second heater comprising a heater coil, the cooling base, and the soft layers cooperate aforementioned independently controlling the temperature of the central portion and the peripheral portion of the ceramic puck, the temperature of the substrate It enables rapid rise and reducing the,
    (i)前記第1のメサが、前記第2のメサ間の第2の距離よりも長い第1の距離の間隔があけられているか、 (I) whether the first mesa, the long distance between the first distance than the second distance between the second mesa is opened,
    (ii)前記第1のメサが、前記第2のメサの第2の接触領域の寸法よりも小さな寸法を有する第1の接触領域をそれぞれ有している、 (Ii) said first mesa, has a first contact area with the size smaller than the dimensions of the second contact area of the second mesa, respectively,
    アセンブリ。 assembly.
  2. 前記冷却チャネルの前記入口および末端が相互に隣接しており、前記冷却チャネルが自身にループバックする、請求項1に記載の支持アセンブリ。 Wherein the inlet and the end of the cooling channels are adjacent to each other, the cooling channel is looped back to itself, the support assembly of claim 1.
  3. 前記第1のメサが前記冷却チャネルの前記入口に隣接しており、 前記第2のメサが前記冷却チャネルの前記入口から離れている 、請求項2に記載の支持アセンブリ。 Said first mesa is adjacent to the inlet of the cooling channel, the second mesa is away from the inlet of the cooling channel, the support assembly of claim 2.
  4. 前記セラミックパックが、以下の特徴: It said ceramic pack, the following features:
    (i)約7mm未満の厚さ、 (I) a thickness of less than about 7 mm,
    (ii)約4〜約7mmの厚さ、または (iii)前記セラミックパックが酸化アルミニウムからなる、 (Ii) a thickness of about 4 to about 7 mm, or (iii) said ceramic pack consists of aluminum oxide,
    のうちの少なくとも1つを備える、請求項1に記載の支持アセンブリ。 At least one comprising a support assembly according to claim 1 of the.
  5. 前記電極およびヒーターがそれぞれタングステンまたはモリブデンのいずれかを備える、請求項1に記載の支持アセンブリ。 The electrodes and heater comprises either a respective tungsten or molybdenum, support assembly of claim 1.
  6. 以下の特徴: Following features:
    (i)前記第1および第2のヒーターコイルが、相互に放射状に間隔があけられ、かつ同心的である、 (I) said first and second heater coils, mutual radial spacing is opened to the, and a concentric,
    (ii)前記第1および第2のヒーターコイルが、10オーム未満の結合抵抗を有する、 (Ii) said first and second heater coils have binding resistance of less than 10 ohms,
    (iii)前記第1のヒーターコイルが、第1の距離の間隔のあいた第1のループを含み、前記第2のヒーターコイルが、前記第1の距離よりも長い第2の距離の間隔のあいた第2のループを含む、のうちの少なくとも1つを備える、請求項1に記載の支持アセンブリ。 (Iii) the first heater coil comprises a first loop spaced the first distance, the second heater coils, perforated first long second interval than the distance comprising a second loop, comprising at least one of the support assembly of claim 1.
  7. (iii)において前記第2のループが前記セラミックパックのリフトピンホールを中心に位置決めされている、請求項6に記載の支持アセンブリ。 It said second loop in (iii) is positioned around the lift pin holes of the ceramic puck, the support assembly of claim 6.
  8. プロセスチャンバにおいて基板を保持および加熱することができる静電チャックであって、 An electrostatic chuck capable of holding and heating a substrate in a process chamber,
    (a)(i)基板受け取り表面であって、該受け取り表面に熱移送ガスを供給するための複数のポートを有する基板受け取り表面と、(ii)中心部分及び周辺部分と、(iii)対向する裏側表面であって、第1のグループのメサおよび第2のグループのメサを具備する複数の間隔のあいたメサを備えている、前記対向する裏側表面とを備えるセラミックパックと、 (A) (i) a substrate receiving surface, the substrate receiving surface having a plurality of ports for supplying the heat transfer gas to the receiving surface, and (ii) the central portion and peripheral portion, to (iii) counter a backside surface, and a ceramic puck having has a mesa plurality of spaced apart having a mesa of the mesa and the second group of the first group, and said opposed backside surface,
    (b)静電力を生成して、前記基板受け取り表面に置かれた基板を保有するための、前記セラミックパックに埋め込まれた電極と、 (B) to generate an electrostatic force, for carrying the substrate placed on the substrate receiving surface, and an electrode embedded in the ceramic puck,
    (c)前記基板受け取り表面で受け取られた基板を加熱するための、前記セラミックパックに埋め込まれたヒーターであって、前記セラミックパックの前記周辺部分に配置されている第1のヒーターコイルと、前記セラミックパックの前記中心部分に配置されている第2のヒーターコイルとを含むヒーターと、 (C) for heating the substrate received in the substrate receiving surface, wherein a heater embedded in a ceramic puck, a first heater coil arranged on the peripheral portion of the ceramic puck, the a heater and a second heater coil arranged on the central portion of the ceramic puck,
    (d)前記セラミックパックに接着された冷却ベースであって、冷却剤を循環させる冷却チャネルを備える冷却ベースと、 ; (D) an adhesive cooling base ceramic puck, a cooling base comprising a cooling channel for circulating a coolant,
    を備え Equipped with a,
    (i)前記第1のメサが、前記第2のメサ間の第2の距離よりも長い第1の距離の間隔があけられているか、 (I) whether the first mesa, the long distance between the first distance than the second distance between the second mesa is opened,
    (ii)前記第1のメサが、前記第2のメサの第2の接触領域の寸法よりも小さな寸法を有する第1の接触領域をそれぞれ有している、 (Ii) said first mesa, has a first contact area with the size smaller than the dimensions of the second contact area of the second mesa, respectively,
    静電チャック。 An electrostatic chuck.
  9. 前記セラミックパックが7mm未満の厚さを備える、請求項8に記載の静電チャック。 The ceramic puck comprises a thickness of less than 7 mm, the electrostatic chuck of claim 8.
  10. (i)前記セラミックパックが酸化アルミニウムからなり、 (I) the ceramic puck is made of aluminum oxide,
    (ii)前記電極およびヒーターがそれぞれタングステンまたはモリブデンのいずれかからなる、請求項8に記載の静電チャック。 (Ii) the electrode and the heater is made of either a respective tungsten or molybdenum, the electrostatic chuck of claim 8.
  11. 基板処理装置であって、 A substrate processing apparatus,
    (a)基板支持体を搭載しているプロセスチャンバであって、前記基板支持体が (A) a process chamber is equipped with a substrate support, the substrate support
    (i)[i]基板受け取り表面であって、該基板受け取り表面に熱移送ガスを供給するための複数のポートを有する基板受け取り表面と、[ii]対向する裏側表面と、[iii]電極およびその内部に埋め込まれたヒーターとを具備する、セラミックパックと、 (I) A [i] substrate receiving surface, the substrate receiving surface having a plurality of ports for supplying the heat transfer gas to the substrate receiving surface, and [ii] opposed backside surface, [iii] electrode and comprising a heater embedded therein, the ceramic puck,
    (ii)前記セラミックパックの下の、前記セラミックパックの前記裏側表面に接着された冷却ベースであって、冷却チャネルを備える冷却ベースと、 (Ii) the lower ceramic puck, a cooling base the adhered on the back surface of the ceramic puck, a cooling base comprising a cooling channel,
    (iii)冷却剤を前記冷却ベースの前記冷却チャネルに通過させる冷却温度に、冷却剤を維持するための冷却器と、を備えるプロセスチャンバと、 (Iii) in the coolant cooling temperature passing to the cooling channel of the cooling base, and a process chamber and a cooler for maintaining the coolant,
    (b)プロセスガスを前記プロセスチャンバに提供するためのガス分配器と、 (B) a gas distributor for providing a process gas into said process chamber,
    (c)前記プロセスガスにエネルギー付与するためのガスエナジャイザーと、 A gas energizer for energizing the (c) the process gas,
    (d)前記プロセスガスを前記チャンバから排出させるためのガス排出ポートと、 And (d) the gas discharge port for discharging the process gas from the chamber,
    (e)(i)前記セラミックパックにおける前記ヒーターに印加された電力レベルを上昇させる前に前記冷却器の冷却温度をより高いレベルに上げ、あるいは(ii)前記セラミックパックにおける前記ヒーターに印加された電力レベルを低下させる前に前記冷却器の冷却温度をより低いレベルに下げることによって、前記基板の温度がより速いレートで上昇または低下可能になるコードを含む温度コントロール命令セットを備えるコントローラと、を備え、 (E) (i) the raising the cooling temperature of the cooler before raising the applied power level to the heater in the ceramic puck to a higher level, or (ii) applied to the heater in the ceramic puck by lowering the lower level of the cooling temperature of the cooler before lowering the power level, and a controller with a temperature control instruction set that contains the code temperature of the substrate is raised or can decrease at a faster rate provided,
    前記温度コントロール命令セットが、前記セラミックパックにおける前記ヒーターに印加された電力レベルを上昇または低下させる前に少なくとも約1秒間、前記冷却器の冷却温度を変化させるコードを含む、 前記装置。 The temperature control instruction set, at least about 1 second before raising or lowering the power level applied to the heater in the ceramic puck includes code for changing the cooling temperature of the cooler, the device.
  12. 基板処理装置であって、 A substrate processing apparatus,
    (a)基板支持体を搭載しているプロセスチャンバであって、前記基板支持体が (A) a process chamber is equipped with a substrate support, the substrate support
    (i)[i]基板受け取り表面であって、該基板受け取り表面に熱移送ガスを供給するための複数のポートを有する基板受け取り表面と、[ii]対向する裏側表面と、[iii]電極およびその内部に埋め込まれたヒーターとを具備する、セラミックパックと、 (I) A [i] substrate receiving surface, the substrate receiving surface having a plurality of ports for supplying the heat transfer gas to the substrate receiving surface, and [ii] opposed backside surface, [iii] electrode and comprising a heater embedded therein, the ceramic puck,
    (ii)前記セラミックパックの下の、前記セラミックパックの前記裏側表面に接着された冷却ベースであって、冷却チャネルを備える冷却ベースと、 (Ii) the lower ceramic puck, a cooling base the adhered on the back surface of the ceramic puck, a cooling base comprising a cooling channel,
    (iii)冷却剤を前記冷却ベースの前記冷却チャネルに通過させる冷却温度に、冷却剤を維持するための冷却器と、を備えるプロセスチャンバと、 (Iii) in the coolant cooling temperature passing to the cooling channel of the cooling base, and a process chamber and a cooler for maintaining the coolant,
    (b)プロセスガスを前記プロセスチャンバに提供するためのガス分配器と、 (B) a gas distributor for providing a process gas into said process chamber,
    (c)前記プロセスガスにエネルギー付与するためのガスエナジャイザーと、 A gas energizer for energizing the (c) the process gas,
    (d)前記プロセスガスを前記チャンバから排出させるためのガス排出ポートと、 And (d) the gas discharge port for discharging the process gas from the chamber,
    (e)(i)前記セラミックパックにおける前記ヒーターに印加された電力レベルを上昇させる前に前記冷却器の冷却温度をより高いレベルに上げ、あるいは(ii)前記セラミックパックにおける前記ヒーターに印加された電力レベルを低下させる前に前記冷却器の冷却温度をより低いレベルに下げることによって、前記基板の温度がより速いレートで上昇または低下可能になるコードを含む温度コントロール命令セットを備えるコントローラと、を備え、 (E) (i) the raising the cooling temperature of the cooler before raising the applied power level to the heater in the ceramic puck to a higher level, or (ii) applied to the heater in the ceramic puck by lowering the lower level of the cooling temperature of the cooler before lowering the power level, and a controller with a temperature control instruction set that contains the code temperature of the substrate is raised or can decrease at a faster rate provided,
    前記温度コントロール命令セットが、前記冷却温度を少なくとも約10℃変化させるコードを含む、 前記装置。 The temperature control instruction set comprises code for causing at least about 10 ° C. change the cooling temperature, the device.
  13. 基板処理装置であって、 A substrate processing apparatus,
    (a)基板支持体を搭載しているプロセスチャンバであって、前記基板支持体が (A) a process chamber is equipped with a substrate support, the substrate support
    (i)[i]基板受け取り表面であって、該基板受け取り表面に熱移送ガスを供給するための複数のポートを有する基板受け取り表面と、[ii]対向する裏側表面と、[iii]電極およびその内部に埋め込まれたヒーターとを具備する、セラミックパックと、 (I) A [i] substrate receiving surface, the substrate receiving surface having a plurality of ports for supplying the heat transfer gas to the substrate receiving surface, and [ii] opposed backside surface, [iii] electrode and comprising a heater embedded therein, the ceramic puck,
    (ii)前記セラミックパックの下の、前記セラミックパックの前記裏側表面に (i)埋め込みアルミニウム繊維を有するシリコン材料、または(ii)埋め込みワイヤメッシュを有するアクリルのうちの少なくとも1つを備える柔らかい層によって接着された冷却ベースであって、冷却チャネルを備える冷却ベースと、 Under (ii) the ceramic puck, by the silicon material having on the back surface of the (i) embedded aluminum fibers or (ii) a soft layer comprising at least one of acrylic with an embedded wire mesh, the ceramic puck an adhesive cooling base, the cooling base comprising a cooling channel,
    (iii)冷却剤を前記冷却ベースの前記冷却チャネルに通過させる冷却温度に、冷却剤を維持するための冷却器と、を備えるプロセスチャンバと、 (Iii) in the coolant cooling temperature passing to the cooling channel of the cooling base, and a process chamber and a cooler for maintaining the coolant,
    (b)プロセスガスを前記プロセスチャンバに提供するためのガス分配器と、 (B) a gas distributor for providing a process gas into said process chamber,
    (c)前記プロセスガスにエネルギー付与するためのガスエナジャイザーと、 A gas energizer for energizing the (c) the process gas,
    (d)前記プロセスガスを前記チャンバから排出させるためのガス排出ポートと、 And (d) the gas discharge port for discharging the process gas from the chamber,
    (e)(i)前記セラミックパックにおける前記ヒーターに印加された電力レベルを上昇させる前に前記冷却器の冷却温度をより高いレベルに上げ、あるいは(ii)前記セラミックパックにおける前記ヒーターに印加された電力レベルを低下させる前に前記冷却器の冷却温度をより低いレベルに下げることによって、前記基板の温度がより速いレートで上昇または低下可能になるコードを含む温度コントロール命令セットを備えるコントローラと、を備える、前記装置。 (E) (i) the raising the cooling temperature of the cooler before raising the applied power level to the heater in the ceramic puck to a higher level, or (ii) applied to the heater in the ceramic puck by lowering the lower level of the cooling temperature of the cooler before lowering the power level, and a controller with a temperature control instruction set that contains the code temperature of the substrate is raised or can decrease at a faster rate comprising the device.
  14. 前記柔らかい層が、シリコンまたはアクリルポリマーを含む、請求項1に記載の支持アセンブリ。 The soft layer comprises a silicone or acrylic polymers, a support assembly according to claim 1.
  15. 前記セラミックパックを熱移送ガス導管が横切って、前記基板受け取り表面上のポートで終端し、前記導管が、前記基板受け取り表面の中心加熱ゾーンに熱移送ガスを供給するように配置された第1のガス導管と、前記基板受け取り表面の周辺加熱ゾーンに熱移送ガスを供給するように配置された第2のガス導管とを備える、請求項1に記載の支持アセンブリ。 The ceramic puck across the heat transfer gas conduit, said terminate at ports on the substrate receiving surface, wherein the conduit, the first arranged to supply heat transfer gas to the central heating zone of the substrate receiving surface comprising a gas conduit, and a second gas conduit arranged to supply heat transfer gas around the heating zone of the substrate receiving surface, the support assembly of claim 1.
  16. 基板の重複する中心部分及び周辺部分の温度を測定するための光学温度センサを備える、請求項1に記載の支持アセンブリ。 Comprising an optical temperature sensor for measuring the temperature of the central portion and the peripheral portion overlapping the substrate, the support assembly of claim 1.
  17. 前記温度センサが、前記セラミックパックの中心部分に配置された第1のセンサと、前記セラミックパックの周辺部分に配置された第2のセンサとを備える、請求項1に記載の支持アセンブリ。 The temperature sensor is, the comprises a first sensor disposed in the central portion of the ceramic puck, and a second sensor that is disposed on the peripheral portion of the ceramic puck, the support assembly of claim 1.
  18. 前記柔らかい層が、シリコン材料を含む、請求項1に記載の支持アセンブリ。 The soft layer comprises a silicon material, a support assembly according to claim 1.
  19. プロセスチャンバにおいて基板を保持および加熱することができる基板支持アセンブリであって、 A substrate support assembly capable of holding and heating a substrate in a process chamber,
    (a)セラミックパックであって、(i)基板受け取り表面であって、該受け取り表面に熱移送ガスを供給するための複数のポートを有する基板受け取り表面と、(ii)対向する裏側表面であって、第1のグループのメサおよび第2のグループのメサを具備する複数の間隔のあいたメサを備えている、前記対向する裏側表面と、(iii)埋め込まれた電極及びヒーターとを備えるセラミックパックと、 (A) a ceramic puck, a (i) a substrate receiving surface, the substrate receiving surface having a plurality of ports for supplying the heat transfer gas to the receiving surface, met (ii) opposed backside surface Te, ceramic puck having has a mesa plurality of spaced apart having a mesa of the mesa and the second group of the first group, and the opposing rear surface, an electrode and a heater embedded (iii) When,
    (b)前記セラミックパックの下の、前記セラミックパックの前記裏側表面にシリコン材料で接着された冷却ベースであって、冷却チャネルを備える冷却ベースとを備え (B) said under ceramic puck, a said cooling base that is bonded by silicon material on the back surface of the ceramic puck, and a cooling base comprising a cooling channel,
    (i)前記第1のメサが、前記第2のメサ間の第2の距離よりも長い第1の距離の間隔があけられているか、 (I) whether the first mesa, the long distance between the first distance than the second distance between the second mesa is opened,
    (ii)前記第1のメサが、前記第2のメサの第2の接触領域の寸法よりも小さな寸法を有する第1の接触領域をそれぞれ有している、 (Ii) said first mesa, has a first contact area with the size smaller than the dimensions of the second contact area of the second mesa, respectively,
    アセンブリ。 assembly.
  20. 前記セラミックパックが中心部分及び周辺部分を備え、前記ヒーターが、前記セラミックパックの前記周辺部分に配置されている第1のヒーターコイルと、前記セラミックパックの前記中心部分に配置されている第2のヒーターコイルとを含む、請求項19に記載の支持アセンブリ。 Said ceramic pack comprises a central portion and a peripheral portion, said heater, said first heater coil disposed in the peripheral portion of the ceramic puck, the ceramic puck said central portion disposed in which the second of and a heater coil, the support assembly of claim 19.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5049891B2 (en) 2008-06-13 2012-10-17 新光電気工業株式会社 Substrate temperature adjusting-fixing device
WO2010090948A1 (en) 2009-02-04 2010-08-12 Mattson Technology, Inc. Electrostatic chuck system and process for radially tuning the temperature profile across the surface of a substrate
US8404572B2 (en) * 2009-02-13 2013-03-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Multi-zone temperature control for semiconductor wafer
JP5423632B2 (en) * 2010-01-29 2014-02-19 住友大阪セメント株式会社 Electrostatic chucking device
CN101866826B (en) * 2010-04-29 2012-04-11 中微半导体设备(上海)有限公司 Fluid conveying device for vacuum processing system
CN101899650A (en) * 2010-04-30 2010-12-01 苏州索乐机电设备有限公司 Substrate heating furnace of MOCVD
JP6122856B2 (en) * 2011-10-06 2017-04-26 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Chuck method using a lithographic apparatus and the chuck
US20130276980A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-24 Dmitry Lubomirsky Esc with cooling base
US20140116622A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Semes Co. Ltd. Electrostatic chuck and substrate processing apparatus
CN103388134B (en) * 2013-07-22 2016-05-18 北京工业大学 Capacitively coupled plasma-enhanced film thickness uniformity of a chemical vapor deposition process for preparing
US9196514B2 (en) * 2013-09-06 2015-11-24 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with variable pixilated heating
US20150165492A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Lam Research Corporation Electrostatic chuck cleaning fixture
CN105489527A (en) * 2014-09-19 2016-04-13 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 The carrier device and semiconductor processing equipment
CN105552014A (en) * 2014-10-28 2016-05-04 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Support device and plasma etching equipment

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4009006B2 (en) * 1998-04-15 2007-11-14 株式会社アルバック Hot plate
US6073577A (en) 1998-06-30 2000-06-13 Lam Research Corporation Electrode for plasma processes and method for manufacture and use thereof
US6469283B1 (en) 1999-03-04 2002-10-22 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing thermal gradients within a substrate support
US6320736B1 (en) 1999-05-17 2001-11-20 Applied Materials, Inc. Chuck having pressurized zones of heat transfer gas
JP2001118915A (en) * 1999-10-15 2001-04-27 Applied Materials Inc Multilayer ceramic electrostatic chuck having internal channel
JP3642746B2 (en) * 2001-06-21 2005-04-27 日本発条株式会社 Ceramic heater
JP2003077783A (en) * 2001-09-03 2003-03-14 Ibiden Co Ltd Ceramic heater for semiconductor manufacturing/ inspecting device and manufacturing method therefor
JP3881908B2 (en) * 2002-02-26 2007-02-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ The plasma processing apparatus
JP2004179364A (en) * 2002-11-27 2004-06-24 Kyocera Corp Electrostatic chuck
JP4674792B2 (en) * 2003-12-05 2011-04-20 住友大阪セメント株式会社 An electrostatic chuck
JP4413667B2 (en) * 2004-03-19 2010-02-10 日本特殊陶業株式会社 An electrostatic chuck
JP4540407B2 (en) * 2004-06-28 2010-09-08 京セラ株式会社 An electrostatic chuck
US7544251B2 (en) * 2004-10-07 2009-06-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate

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