JP7213592B1 - 多重加熱領域構造の静電チャック - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、このような加熱手段によって静電チャック全体またはウェーハ全体の温度が均一に調節されにくい。このような加熱手段による加熱によって、ウェーハの互いに異なる部分の間に温度偏差が発生してしまい、このような部分的な温度偏差を補償する必要がある。そのために、ウェーハと接触される静電チャックは、多数個の領域に区分され、それぞれの領域の温度を個別的に制御する必要がある。また、これと共に温度制御のための手段が工程に影響を及ぼさないようにする方法が作られる必要がある。しかし、先行技術は、このような技術について開示しない。
本発明の目的は、多数個に区分されたそれぞれの領域が個別的に温度制御されて静電チャックの全体温度分布の制御が可能な多重加熱領域構造の静電チャックを提供するところにある。
本発明による静電チャックは、このような空間的な制限を解決し、必要に応じて、多様な個数または形状の部分加熱領域を設定可能にする。本発明による静電チャックは、半導体工程に適用される多様な形態の静電チャックを含み、これにより、本発明は制限されるものではない。
図1を参照すれば、多重加熱領域構造の静電チャックは、それぞれが加熱素子によって個別的に加熱制御が可能な多数個のマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_N;多数個のマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nのそれぞれに連結された個別スイッチ手段14_1ないし14_Nを含むスイッチモジュール13;及びスイッチモジュール13の作動を制御するスイッチ制御モジュール15;を含み、それぞれのマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nによって静電チャックに固定されたウェーハの互いに異なる部分が独立して加熱される。
図2を参照すれば、セラミック層(CS)の内部に多数個のACヒーターゾーン21_1ないし21_18が形成され、ACヒーターゾーン21_1ないし21_18は、前述したマイクロヒーターゾーン11_1ないし11_Nに対応しうる。ACヒーターゾーン21_1ないし21_18は、例えば、300mmウェーハに適用可能であり、AC電力によって作動する。それぞれのACヒーターゾーン21_1ないし21_18に加熱素子、電力端子及びサーモカップルのような温度センサーが配置される。それぞれのACヒーターゾーン21_1ないし21_18に連結ポートが形成されて個別スイッチ手段に該当する、例えば、サイリスターのような半導体個別スイッチ22_1ないし22_18によってACヒーターゾーン21_1ないし21_18の作動が調節される。半導体個別スイッチ22aないし22_18は、連結配線23a、22bによってACヒーターゾーン21_1ないし22_18に連結され、それぞれのACヒーターゾーン21_1ないし22_18は、半導体個別スイッチ22_1ないし22_18と共に独立した加熱回路を形成しながら、ACヒーター電源に連結される。ACヒーターゾーン21_1ないし21_18は、互いに連結されて区分された18個の区分領域からなりうるが、ACヒーターゾーン21_1ないし21_18は、多様な個数で形成され、例えば、2~50個であるが、これに制限されるものではない。提示された実施形態において、18個のヒーターゾーン21_1ないし21_18に対して18個の半導体個別スイッチ22_1ないし22_18が連結される。個別スイッチ22_1ないし22_18は、独立して作動し、これにより、ACヒーターゾーン21_1ないし21_18が独立して加熱される。
図3の左側及び右側は、それぞれ静電チャックの上側及び下側から見た形状を示したものであって、ウェーハが固定される領域に配されるセラミック層の内部は、二次元マトリックス状に区分され、それぞれの区分領域は、ACヒーターゾーン21_1ないし21_Lに形成される領域になる。ウェーハが固定される全体領域がACヒーターゾーン21_1ないし21_Lに対応しうる。ウェーハが固定される領域のフレーム部分32に沿って多数個の締結ホール33_1ないし33_Kが形成され、ACヒーターゾーン21_1ないし21_Lは、ウェーハ固定部分31に形成されうる。図3の右側を参照すれば、静電チャックの胴体34にリフトピンが配されるピンホールまたは気体通路のような誘導ホール38_1ないし38_Mが形成され、それぞれのACヒーターゾーン21_1ないし21_Lと電力供給手段または制御手段を電気的に連結させる連結ホール35_1ないし35_Nが形成されうる。連結ホール35_1ないし35Nに配される配線を通じて、それぞれのACヒーターゾーン21_1ないし21_Lに配された加熱素子に電力が供給されるか、それぞれのACヒーターゾーン21_1ないし21_Lについての情報が獲得される。このような電力供給または情報獲得のためにセラミック層の下側に作動胴体34が形成され、作動胴体34にマイクロマルチゾーンボード37が配置される。そして、マルチゾーンボード37の内側面にマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nが配置される。マイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_NとACヒーターゾーン21_1ないし21_Lが、それぞれ実線で表示されているが、いずれも内部に位置すると理解されなければならない。以下、このような構造を有する静電チャックでそれぞれの構成の配置構造が具体的に説明される。
図4を参照すれば、マイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nは、マイクロマルチゾーンボード43に配置される。また、マイクロマルチゾーンボード43は、金属素材の作動胴体41に形成された加熱調節領域(RA)の内部に配される。
図5を参照すれば、作動胴体41の下側に単一領域構造(one zone)または二重領域構造(dual zone)になる多数個の冷却ライン(CL)が形成された冷却領域56が形成され、加熱調節領域(CA)の上側にウェーハの温度調節のための加熱領域51が形成されうる。マイクロマルチゾーンボード53が調節領域(RA)の内部に配置される。全体としてシリンダー状になる作動胴体41のフレーム領域55に締結ホール52_1ないし52_Kが形成され、作動胴体41に調節領域(RA)の内部と外部とを連結する多数個の誘導管57が形成されうる。また、作動胴体41の中心にバイアスRF電力の印加のためのRF電極58が形成されうる。ACヒーターゾーンの加熱制御またはマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Mによってウェーハ(W)に設定された多数個の加熱領域(HA_1ないしHA_K)が部分的に加熱されるか、全体として加熱されて温度均一性が確保される。ウェーハ(W)の加熱領域(HA_1ないしHA_K)は、図5の下側に示されたように、2次元マトリックス構造で形成されうる。または、ウェーハ(W)の加熱領域(HA_1ないしHA_M)は、円形を基準に半径の長さによって互いに円柱状の加熱帯(SA_1ないしSA_L)を形成し、それぞれの加熱帯(SA_1ないしSA_L)を少なくとも1つの区分領域に分割する方法で形成されうる。このようなウェーハの加熱構造によってACヒーターゾーンまたはマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Mの幾何学的形状が適切に形成されうる。図5の下に示されたように、マイクロマルチゾーンボード43に光通信回路モジュール44、駆動モジュール45または電源回路モジュール46が適切に配され、さらにヒーターゾーン11_1ないし11_Nの加熱制御または情報探知のための多様な手段が配され、これにより、本発明は制限されるものではない。
図6を参照すれば、マイクロマルチゾーンの作動方法は、ウェーハのサイズに対応する多数個のマルチマイクロヒーターゾーンが形成される段階(P61);多数個のマルチマイクロヒーターゾーンの加熱のための熱源及びそれぞれのヒーターゾーンの作動のための駆動回路が配される段階(P62);それぞれのヒーターゾーンの作動及び状態探知のための光通信回路が設定され、それぞれのヒーターゾーンに配された加熱素子の作動のための個別制御回路が形成される段階(P63);それぞれのヒーターゾーンの温度特性データが生成される段階;及び制御モジュールによって、それぞれのヒーターゾーンの加熱状態が調節される段階(P65);を含む。
13:スイッチモジュール
14_1ないし14_N:個別スイッチ手段
15:スイッチ制御モジュール
21_1ないし21_L:ACヒーターゾーン
22_1ないし22_L:半導体スイッチ
31:ウェーハ固定部分
32:フレーム部分
41:作動胴体
43:マイクロマルチゾーンボード
44:光通信回路モジュール
45:駆動モジュール
46:電源回路モジュール
47:ACヒーターコントローラ
48:AC電力供給源
51:加熱領域
Claims (5)
- それぞれが加熱素子によって個別的に加熱制御が可能な多数個のマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nと、
多数個のマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nのそれぞれに連結された個別スイッチ手段14_1ないし14_Nを含むスイッチモジュール13と、
スイッチモジュール13の作動を制御するスイッチ制御モジュール15と、を含み、
それぞれのマイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nによって静電チャックに固定されたウェーハの互いに異なる部分が独立して加熱され、
マイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nの上側に形成されたセラミック層に配されるACヒーターゾーン21_1ないし21_Lをさらに含み、
マイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nは、マイクロマルチゾーンボード43に配され、
マイクロマルチゾーンボード43は、金属素材の作動胴体41に形成された加熱調節領域(RA)の内部に配され、
マイクロマルチゾーンボード43にそれぞれのヒーターゾーン11_1ないし11_Nについての制御情報を伝達する光通信回路モジュール44;駆動モジュール45;及び電源回路モジュール46が配され、
作動胴体41は、アルミニウム素材からなり、
作動胴体41に形成される冷却ライン(CL)をさらに含む
ことを特徴とする多重加熱領域構造の静電チャック。 - ACヒーターゾーン21_1ないし21_Lは、2~50個になり、それぞれの半導体スイッチ22_1ないし22_Lによって作動が制御される
請求項1に記載の多重加熱領域構造の静電チャック。 - それぞれのACヒーターゾーン21_1ないし21_Lの温度を探知する温度センサーをさらに含む
請求項1に記載の多重加熱領域構造の静電チャック。 - マイクロマルチヒーターゾーン11_1ないし11_Nは、50~500個である
請求項1に記載の多重加熱領域構造の静電チャック。 - 加熱調節領域(RA)の内部は、熱ペーストで満たされる
請求項1に記載の多重加熱領域構造の静電チャック。
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