JP7014607B2 - ウエハ処理システム向けの熱管理のシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本書及び付随する特許請求の範囲において、単数形の「1つの(a、an)」、及び「その(the)」は、文脈上別途明示しない限り、複数の指示対象を含む。ゆえに、例えば、「1つのプロセス(a process)」への言及は、複数のかかるプロセスを含み、「その電極(the electrode)」への言及は、一又は複数の電極、及び、当業者には既知であるその同等物への言及を含む、等々である。「備える(comprise/comprising)」、及び「含む(include/including/includes)」という語も、この明細書及び以下の特許請求の範囲において使用する場合、規定された特徴、整数値、構成要素、又はステップの存在を明示するためのものであるが、一又は複数の他の特徴、整数値、構成要素、ステップ、作用、又はグループの存在又は追加を排除するものではない。 また、本願は以下に記載する態様を含む。
(態様1)
処理のために被加工物を位置付ける被加工物ホルダであって、
円筒軸、前記円筒軸の周囲のパック半径、及びパック厚さによって特徴付けられる、実質的に円筒形のパックであって、
前記パック半径が、前記パック厚さの少なくとも4倍であり、
前記円筒形のパックの少なくとも上面が実質的に平らであり、
前記円筒形のパックが、一又は複数の径方向熱遮断部を画定する、円筒形のパックを備え、
各熱遮断部が、前記円筒形のパックの前記上面と底面の少なくとも一方と交わる径方向凹部として特徴付けられており、前記径方向凹部が、
前記パックの前記上面又は前記底面から前記パック厚さの少なくとも半分まで延在する、熱遮断部深さと、
前記円筒軸について対称に配置され、かつ、前記パック半径の少なくとも二分の一である、熱遮断部半径とによって特徴付けられる、被加工物ホルダ。
(態様2)
前記径方向凹部が前記上面と交わり、前記被加工物を前記上面から上昇させるために、伸長状態において前記上面の上方に延在し、かつ、前記被加工物を前記上面上まで下降させるために、後退状態において前記径方向凹部内に後退する、少なくとも3つのリフト要素を更に備える、態様1に記載の被加工物ホルダ。
(態様3)
前記パックの前記底面に隣接して、かつ、前記円筒軸に対して前記一又は複数の熱遮断部から径方向内側に配置された、第1加熱デバイスであって、前記熱遮断部半径の内側で前記パックの前記底面と熱接触している、第1加熱デバイスと、
前記パックの前記底面に隣接して、かつ、前記円筒軸に対して前記一又は複数の熱遮断部から径方向外側に配置された、第2加熱デバイスであって、前記熱遮断部半径の外側で前記パックの前記底面と熱接触している、第2加熱デバイスとを更に備える、態様1に記載の被加工物ホルダ。
(態様4)
前記第1加熱デバイスと前記第2加熱デバイスの少なくとも一方が、複数の電気絶縁層の間に配置されているヒータ要素トレースを備え、
前記ヒータ要素トレースが抵抗性材料を含み、
前記電気絶縁層のうちの少なくとも1つがポリイミドを含む、態様3に記載の被加工物ホルダ。
(態様5)
前記ヒータ要素トレース及び前記電気絶縁層が、複数の金属層の間に配置される、態様4に記載の被加工物ホルダ。
(態様6)
前記円筒形のパックの前記底面の実質的に全体に延在する、熱シンクを更に備え、
前記第1加熱デバイス及び前記第2加熱デバイスが、前記熱シンクと前記円筒形のパックの前記底面との間に配置されており、
前記熱シンクが、一又は複数の流体チャネルを画定する金属プレートを備える、態様3に記載の被加工物ホルダ。
(態様7)
ウエハを処理する方法であって、
第1のセンターツーエッジプロセス変動をもたらす第1プロセスを用いて前記ウエハを処理することと、
その後に、第2のセンターツーエッジプロセス変動をもたらす第2プロセスを用いて前記ウエハを処理することとを含み、
前記第2のセンターツーエッジプロセス変動は、前記第1のセンターツーエッジプロセス変動を実質的に補償する、ウエハを処理する方法。
(態様8)
前記第1プロセスを用いて前記ウエハを処理することが、前記ウエハ上に材料層を堆積させることを含み、
前記第1のセンターツーエッジ変動が、前記材料層の厚さの厚さ変動であり、
前記第2プロセスを用いて前記ウエハを処理することが、前記ウエハの少なくとも選択された区域において前記材料層をエッチングすることを含み、
前記ウエハの中心からエッジまで実質的に一定なエッチング時間で、前記ウエハの少なくとも前記選択された区域において前記材料層がエッチングされきるように、前記第2のセンターツーエッジ変動がエッチング速度変動である、態様7に記載のウエハを処理する方法。
(態様9)
前記第1プロセスと前記第2プロセスの少なくとも一方を用いて前記ウエハを処理することが、前記ウエハ全体にセンターツーエッジ温度変動を確立することを含む、態様7に記載のウエハを処理する方法。
(態様10)
前記ウエハ全体に前記センターツーエッジ温度変動を確立することが、
円筒形のパックの半径、及び、前記円筒形のパックの上面と底面との間のパック厚さによって特徴付けられる前記円筒形のパックの前記上面と熱連通するように、前記ウエハを置くことと、
前記センターツーエッジ温度変動を確立するために、前記パックの中心領域と熱連通する第1ヒータを提供すること、及び、
前記パックのエッジ領域と熱連通する第2ヒータを提供することとを含む、態様9に記載のウエハを処理する方法。
(態様11)
前記ウエハ全体に前記センターツーエッジ温度変動を確立することが、前記パックに、前記パックの前記エッジ領域と前記パックの前記中心領域との間の熱遮断部として、前記上面と前記底面の少なくとも一方と交わる少なくとも1つの径方向凹部を提供することを更に含み、
前記径方向凹部は、前記パックの前記上面又は前記底面から前記パック厚さの少なくとも半分まで延在する熱遮断部深さによって特徴付けられる、態様10に記載のウエハを処理する方法。
(態様12)
前記ウエハ全体に前記センターツーエッジ温度変動を確立することが、前記円筒形のパックの前記半径の少なくとも四分の三である半径のところに、前記少なくとも1つの径方向凹部を提供することを更に含む、態様11に記載のウエハを処理する方法。
(態様13)
前記ウエハ全体に前記センターツーエッジ温度変動を確立することが、
前記第1ヒータ及び前記第2ヒータと熱連通する熱シンクを提供することと、
前記熱シンクの中の流体チャネルを通して、制御された温度の熱交換液体を流すこととを更に含む、態様10に記載のウエハを処理する方法。
(態様14)
処理のために被加工物を位置付ける被加工物ホルダであって、
円筒軸及び実質的に平らな上面によって特徴付けられる、実質的に円筒形のパックであって、2つの径方向熱遮断部を画定し、
前記熱遮断部のうちの第1のものが、第1半径のところで前記円筒形のパックの底面と交わり、かつ、前記底面から前記パックの厚さの少なくとも二分の一まで延在する、径方向凹部として特徴付けられ、
前記熱遮断部のうちの第2のものが、前記第1半径よりも大きい第2半径のところで前記上面と交わり、かつ、前記上面から前記パックの前記厚さの少なくとも二分の一まで延在する、径方向凹部として特徴付けられる、円筒形のパックと、
前記パックの前記底面の実質的に下方に延在する熱シンクであって、前記パックの基準温度を維持するために、内部に画定されたチャネルを通して熱交換流体を流す金属プレートを備える、熱シンクと、
前記熱シンクと前記パックとの間に配置された第1加熱デバイスであって、前記第1半径の内側で前記パックの前記底面及び前記熱シンクと熱連通している、第1加熱デバイスと、
前記熱シンクと前記パックとの間に配置された第2加熱デバイスであって、前記第2半径の外側で前記パックの前記底面及び前記熱シンクと熱連通している、第2加熱デバイスとを備える、被加工物ホルダ。
Claims (12)
- 処理のために被加工物を位置付ける被加工物ホルダであって、
円筒軸、前記円筒軸の周囲のパック半径、及びパック厚さによって特徴付けられる、実質的に円筒形のパックであって、
前記パック半径が、前記パック厚さの少なくとも4倍であり、
前記円筒形のパックの少なくとも上面が実質的に平らであり、
前記円筒形のパックが、一又は複数の径方向熱遮断部を画定する、円筒形のパックを備え、
各熱遮断部が、前記円筒形のパックの前記上面と底面の少なくとも一方と交わる径方向凹部として特徴付けられており、前記径方向凹部が、
前記パックの前記上面又は前記底面から前記パック厚さの少なくとも半分まで延在する、熱遮断部深さと、
前記円筒軸について対称に配置され、かつ、前記パック半径の少なくとも二分の一である、熱遮断部半径とによって特徴付けられ、前記被加工物ホルダはさらに、
前記パックの前記底面に隣接して、かつ、前記円筒軸に対して前記一又は複数の熱遮断部から径方向内側に配置された、第1加熱デバイスであって、前記熱遮断部半径の内側で前記パックの前記底面と熱接触している、第1加熱デバイスと、
前記パックの前記底面に隣接して、かつ、前記円筒軸に対して前記一又は複数の熱遮断部から径方向外側に配置された、第2加熱デバイスであって、前記熱遮断部半径の外側で前記パックの前記底面と熱接触している、第2加熱デバイスと、
前記円筒形のパックの前記底面の実質的に全体に延在する、熱シンクとを備え、
前記第1加熱デバイス及び前記第2加熱デバイスが、前記熱シンクと前記円筒形のパックの前記底面との間に配置されている、被加工物ホルダ。 - 前記径方向凹部が前記上面と交わり、前記被加工物を前記上面から上昇させるために、伸長状態において前記上面の上方に延在し、かつ、前記被加工物を前記上面上まで下降させるために、後退状態において前記径方向凹部内に後退する、少なくとも3つのリフト要素を更に備える、請求項1に記載の被加工物ホルダ。
- 前記第1加熱デバイスと前記第2加熱デバイスの少なくとも一方が、複数の電気絶縁層の間に配置されているヒータ要素トレースを備え、
前記ヒータ要素トレースが抵抗性材料を含み、
前記電気絶縁層のうちの少なくとも1つがポリイミドを含む、請求項1に記載の被加工物ホルダ。 - 前記ヒータ要素トレース及び前記電気絶縁層が、複数の金属層の間に配置される、請求項3に記載の被加工物ホルダ。
- 前記熱シンクが、一又は複数の流体チャネルを画定する金属プレートを備える、請求項1に記載の被加工物ホルダ。
- 前記第1及び第2加熱デバイスは、第1及び第2電気絶縁層の間に配置されたそれぞれの第1および第2ヒータ要素トレースを備え、
前記第1電気絶縁層は、前記第1及び第2ヒータ要素トレースと前記熱シンクとの間に配置され、
前記第2電気絶縁層は、前記第1及び第2のヒータ要素トレースと前記円筒形のパックの底面との間に配置され、
前記第1電気絶縁層は前記第2電気絶縁層よりも厚く、その結果、前記第1電気絶縁層は、前記ヒータ要素トレースと前記熱シンクとの間の熱抵抗を増加させ、その結果、前記ヒータ要素トレースが熱を供給するとき、より多くの熱が前記熱シンクよりも前記パックに移る、請求項1に記載の被加工物ホルダ。 - 前記第1電気絶縁層がセラミックを含む、請求項6に記載の被加工物ホルダ。
- 第1及び第2ヒータ要素トレース、
第1及び第2電気絶縁層、
第1及び第2金属層、並びに
第1及び第2熱的に安定なポリマー層をさらに含む請求項1に記載の被加工物ホルダであって、前記被加工物ホルダは、要素および層が下から上に、
前記熱シンク、
前記第1熱的に安定なポリマー層、
前記第1金属層、
前記第1電気絶縁層、
前記第2ヒータ要素トレースは前記第1ヒータ要素トレースから半径方向外側にあり、同じレベルにある、前記第1及び第2ヒータ要素トレース、
前記第2電気絶縁層、
前記第2金属層、
前記第2熱的に安定なポリマー層、及び
前記パック、
の物理的順序で配置されて、結合されている、被加工物ホルダ。 - 処理のために被加工物を位置付ける被加工物ホルダであって、
円筒軸及び実質的に平らな上面によって特徴付けられる、実質的に円筒形のパックであって、2つの径方向熱遮断部を画定し、
前記熱遮断部のうちの第1のものが、第1半径のところで前記円筒形のパックの底面と交わり、かつ、前記底面から前記パックの厚さの少なくとも二分の一まで延在する、径方向凹部として特徴付けられ、
前記熱遮断部のうちの第2のものが、前記第1半径よりも大きい第2半径のところで前記上面と交わり、かつ、前記上面から前記パックの前記厚さの少なくとも二分の一まで延在する、径方向凹部として特徴付けられる、円筒形のパックと、
前記パックの前記底面の実質的に下方に延在する熱シンクであって、前記パックの基準温度を維持するために、内部に画定されたチャネルを通して熱交換流体を流す金属プレートを備える、熱シンクと、
前記熱シンクと前記パックとの間に配置された第1加熱デバイスであって、前記第1半径の内側で前記パックの前記底面及び前記熱シンクと熱連通している、第1加熱デバイスと、
前記熱シンクと前記パックとの間に配置された第2加熱デバイスであって、前記第2半径の外側で前記パックの前記底面及び前記熱シンクと熱連通している、第2加熱デバイスとを備え、
前記第1及び第2加熱デバイスがそれぞれ、第1及び第2電気絶縁層の間に配置された第1及び第2ヒータ要素トレースを備える、被加工物ホルダ。 - 前記第1電気絶縁層は、前記第1及び第2ヒータ要素トレースと前記熱シンクとの間に配置され、
前記第2電気絶縁層は、前記第1及び第2ヒータ要素トレースと前記円筒形のパックの底面との間に配置され、
前記第1電気絶縁層は前記第2電気絶縁層よりも厚く、その結果、前記第1電気絶縁層は、前記ヒータ要素トレースと前記熱シンクとの間の熱抵抗を増加させ、その結果、前記ヒータ要素トレースが熱を供給するとき、より多くの熱が前記熱シンクよりも前記パックに移動する、
請求項9に記載の被加工物ホルダ。 - 前記電気絶縁層のうち前記第1電気絶縁層がセラミックを含む、請求項9に記載の被加工物ホルダ。
- 第1及び第2金属層、及び
第1及び第2熱的に安定なポリマー層をさらに含む請求項9に記載の被加工物ホルダであって、前記被加工物ホルダは、要素および層が下から上に、
前記熱シンク、
前記第1熱的に安定なポリマー層、
前記第1金属層、
前記第1電気絶縁層、
前記第2ヒータ要素トレースは前記第1ヒータ要素トレースから半径方向外側にあり、同じレベルにある、前記第1及び第2ヒータ要素トレース、
前記第2電気絶縁層、
前記第2金属層、
前記第2熱的に安定なポリマー層、及び
前記パック、
の物理的順序で配置されて、結合されている、被加工物ホルダ。
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