JPH09129715A - 流量レギュレータをもった静電チャック - Google Patents
流量レギュレータをもった静電チャックInfo
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- JPH09129715A JPH09129715A JP18966496A JP18966496A JPH09129715A JP H09129715 A JPH09129715 A JP H09129715A JP 18966496 A JP18966496 A JP 18966496A JP 18966496 A JP18966496 A JP 18966496A JP H09129715 A JPH09129715 A JP H09129715A
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- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 基板、特に基板の周縁部、にわたってほぼ一
様な温度を維持することのできる温度制御システムを有
し、耐食性が改良され且つ故障率が減少する静電チャッ
クを提供する。 【解決手段】 静電部材３５の電極４０への電圧の印加
により、基板３０がコンフォーマル接触面５０上に保持
され、伝熱流体が漏れ出すリーク部１１５、及び伝熱流
体が実質的に漏れ出さないシール部を有する外周部が画
成される。静電部材３５の導管１０５を通して異なる流
量の伝熱流体を流すための流量レギュレータ３５が設け
られ、チャック２０上に保持された基板３０にわたって
ほぼ一様な温度を維持するために、（i）静電部材３５
の外周部１１０のシール部近傍の導管を通る第１の伝熱
流体流量、及び（ii）リーク部１１５近傍の導管１０５
を通る第１流量より大きな第２の伝熱流体流量を供給し
ている。
様な温度を維持することのできる温度制御システムを有
し、耐食性が改良され且つ故障率が減少する静電チャッ
クを提供する。 【解決手段】 静電部材３５の電極４０への電圧の印加
により、基板３０がコンフォーマル接触面５０上に保持
され、伝熱流体が漏れ出すリーク部１１５、及び伝熱流
体が実質的に漏れ出さないシール部を有する外周部が画
成される。静電部材３５の導管１０５を通して異なる流
量の伝熱流体を流すための流量レギュレータ３５が設け
られ、チャック２０上に保持された基板３０にわたって
ほぼ一様な温度を維持するために、（i）静電部材３５
の外周部１１０のシール部近傍の導管を通る第１の伝熱
流体流量、及び（ii）リーク部１１５近傍の導管１０５
を通る第１流量より大きな第２の伝熱流体流量を供給し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の処理を行っ
ている間、基板を保持し、基板にわたってほぼ一様な温
度を維持し、且つ、腐食処理環境中での静電チャックの
寿命を長くするための静電チャックに関するものであ
る。
ている間、基板を保持し、基板にわたってほぼ一様な温
度を維持し、且つ、腐食処理環境中での静電チャックの
寿命を長くするための静電チャックに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】この出願は、１９９４年２月２８日に出
願された米国特許願第０８／２０３，１１１号明細書
［発明の名称「静電チャック」］の一部継続出願であ
り、且つ、１９９５年５月２４日に出願された米国特許
出願第０８／４４９，１３５号明細書に関連するもので
あり、これらの両方が本明細書において援用されてい
る。
願された米国特許願第０８／２０３，１１１号明細書
［発明の名称「静電チャック」］の一部継続出願であ
り、且つ、１９９５年５月２４日に出願された米国特許
出願第０８／４４９，１３５号明細書に関連するもので
あり、これらの両方が本明細書において援用されてい
る。
【０００３】半導体製造プロセスにおいて、基板を処理
すべく基板を保持するのに静電チャックが使用されてい
る。静電チャックは、真空チャックを使用して基板を保
持する差圧が不十分な真空処理環境において特に有用で
ある。典型的な静電チャックは、処理チャンバ内に固定
されるようになっているサポートにより支持される静電
部材を備えている。静電部材は、電気的に絶縁された電
極を備えている。処理チャンバ内には、電気コネクタが
電極を電圧供給源に電気的に接続している。電極がチャ
ック上に保持された基板に対して電気的にバイアスをか
けられる場合、電極および基板の内部には対立する（op
posing）静電荷が蓄積し、基板をチャックに保持する静
電引力を生じさせる。静電チャックは、例えばキャメロ
ン（Chameron）等による米国特許願第０８／２７８，７
８７号明細書、シャモウイリアン（Shamouilian）等に
よる第０８／２７６，７３５号明細書、及びシャモウイ
リアン（Shamouilian）等による第０８／１８９，５６
２号明細書に一般に開示され、このすべてが本明細書に
おいて援用されている。
すべく基板を保持するのに静電チャックが使用されてい
る。静電チャックは、真空チャックを使用して基板を保
持する差圧が不十分な真空処理環境において特に有用で
ある。典型的な静電チャックは、処理チャンバ内に固定
されるようになっているサポートにより支持される静電
部材を備えている。静電部材は、電気的に絶縁された電
極を備えている。処理チャンバ内には、電気コネクタが
電極を電圧供給源に電気的に接続している。電極がチャ
ック上に保持された基板に対して電気的にバイアスをか
けられる場合、電極および基板の内部には対立する（op
posing）静電荷が蓄積し、基板をチャックに保持する静
電引力を生じさせる。静電チャックは、例えばキャメロ
ン（Chameron）等による米国特許願第０８／２７８，７
８７号明細書、シャモウイリアン（Shamouilian）等に
よる第０８／２７６，７３５号明細書、及びシャモウイ
リアン（Shamouilian）等による第０８／１８９，５６
２号明細書に一般に開示され、このすべてが本明細書に
おいて援用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般的な静電チャック
は、チャック上に保持された基板にわたって温度を調整
するための温度制御システムを有することもできる。し
かしながら、一般的な温度制御システムは、基板にわた
って、特に基板の周縁部あるいは縁部で、一様な温度を
維持しないことが多い。基板の部分における極度の高温
により、基板上に形成される集積回路チップに損傷が与
えられ、低温により基板が不均一に処理され得る。
は、チャック上に保持された基板にわたって温度を調整
するための温度制御システムを有することもできる。し
かしながら、一般的な温度制御システムは、基板にわた
って、特に基板の周縁部あるいは縁部で、一様な温度を
維持しないことが多い。基板の部分における極度の高温
により、基板上に形成される集積回路チップに損傷が与
えられ、低温により基板が不均一に処理され得る。
【０００５】一般の典型的な温度制御システムは、チャ
ックの単一の中央孔を経て基板下にヘリウムのような伝
熱流体を導入することにより作動する。その単一の中央
孔は、開いたトラフあるいは相互接続された溝パターン
のような基板下にある凹んだキャビティにヘリウムを供
給して基板下にヘリウムを分配するのに使用されること
が多い。トラフあるいはパターン化された溝（patterne
d groove）は、チャックの周縁部まで達せられず、トラ
フの縁部あるいは溝先端部と、静電部材上に保持される
基板の周縁部との間に１０mm〜２０mmを越える比較的大
きなエッジギャップを形成することが多い。その大きな
エッジギャップは、伝熱流体が処理環境内へ漏れ出さな
いよう、上に位置する基板の周縁部をトラフあるいは溝
を覆ってシールさせるべく設けられている。しかしなが
ら、伝熱流体は、エッジギャップの上に位置する基板の
周縁部下に収容（hold）されないので、基板周縁部の温
度は、基板中央部に比較して有効に制御されず、基板に
わたって不均一な温度にする。
ックの単一の中央孔を経て基板下にヘリウムのような伝
熱流体を導入することにより作動する。その単一の中央
孔は、開いたトラフあるいは相互接続された溝パターン
のような基板下にある凹んだキャビティにヘリウムを供
給して基板下にヘリウムを分配するのに使用されること
が多い。トラフあるいはパターン化された溝（patterne
d groove）は、チャックの周縁部まで達せられず、トラ
フの縁部あるいは溝先端部と、静電部材上に保持される
基板の周縁部との間に１０mm〜２０mmを越える比較的大
きなエッジギャップを形成することが多い。その大きな
エッジギャップは、伝熱流体が処理環境内へ漏れ出さな
いよう、上に位置する基板の周縁部をトラフあるいは溝
を覆ってシールさせるべく設けられている。しかしなが
ら、伝熱流体は、エッジギャップの上に位置する基板の
周縁部下に収容（hold）されないので、基板周縁部の温
度は、基板中央部に比較して有効に制御されず、基板に
わたって不均一な温度にする。
【０００６】逆に、トラフの縁部あるいは溝先端部をチ
ャックの周縁部まで延ばすことは、他の問題を引き起こ
すことになる。トラフの縁部あるいは溝先端部と、上に
位置する基板周縁部との間の小さい間隙は、トラフの縁
部あるいは溝先端部の部分でヘリウムの過剰な漏れを起
こし得る。上に位置する基板周縁部の部分の同時に起こ
る（accompanying）温度制御の低下が原因となって、基
板が過熱点（hot spot）あるいは冷点（cold spot）を
示し、基板上に形成される集積回路の歩留まりが低減す
ることになる。
ャックの周縁部まで延ばすことは、他の問題を引き起こ
すことになる。トラフの縁部あるいは溝先端部と、上に
位置する基板周縁部との間の小さい間隙は、トラフの縁
部あるいは溝先端部の部分でヘリウムの過剰な漏れを起
こし得る。上に位置する基板周縁部の部分の同時に起こ
る（accompanying）温度制御の低下が原因となって、基
板が過熱点（hot spot）あるいは冷点（cold spot）を
示し、基板上に形成される集積回路の歩留まりが低減す
ることになる。
【０００７】一般のチャックの別の制約は、チャック１
１の静電部材１０の構造、典型的には図１に示すように
２つの高分子絶縁層１３ａ，１３ｂの間に挟まれた銅電
極層１２を備えた構造に起因している。高分子層１３
ａ，１３ｂは、電極１２を電気的に絶縁してシールすべ
く、銅電極１２の縁部を越えて静電部材の外周部１４で
重なっている。典型的には、高分子層のオーバーラップ
部は、隆起した電極１２の円周回りに約０．５mm〜２m
m、より典型的には１．２５mm〜１．５０mm幅の低い環
状の段差１５を形成する。環状の段差１５は静電チャッ
ク１１に対していくつかの有害な影響を有している。第
１に、電極１２の円周部を越えた基板１７の周縁部１６
には、環状の段差１５により静電部材１０の外周部１４
のわずかな部分が接触するにすぎない。その結果、外周
部１４近くの溝の先端部１８から、基板１７の極度な過
熱に寄与するヘリウム漏れの確率が高くなる。第２の影
響は、電極１２の円周部を処理環境から隔離させる高分
子絶縁体１０の比較的小さな幅により、チャック１１の
故障率が一層高くなり得ることであり、これは、小さな
絶縁部１９が腐食処理環境により急速に腐食され、電極
１２を露出してチャック１１の短絡をもたらすためであ
る。絶縁部１９の腐食は、例えば基板をエッチングした
り、処理チャンバを洗浄したりするような種々の用途に
使用される酸素、ハロゲン含有ガス、及びプラズマで特
に急速に起こる。基板処理中のチャックの故障は、基板
に損傷を与える場合があり、短絡されたチャックを頻繁
に交換することを必要とする。
１の静電部材１０の構造、典型的には図１に示すように
２つの高分子絶縁層１３ａ，１３ｂの間に挟まれた銅電
極層１２を備えた構造に起因している。高分子層１３
ａ，１３ｂは、電極１２を電気的に絶縁してシールすべ
く、銅電極１２の縁部を越えて静電部材の外周部１４で
重なっている。典型的には、高分子層のオーバーラップ
部は、隆起した電極１２の円周回りに約０．５mm〜２m
m、より典型的には１．２５mm〜１．５０mm幅の低い環
状の段差１５を形成する。環状の段差１５は静電チャッ
ク１１に対していくつかの有害な影響を有している。第
１に、電極１２の円周部を越えた基板１７の周縁部１６
には、環状の段差１５により静電部材１０の外周部１４
のわずかな部分が接触するにすぎない。その結果、外周
部１４近くの溝の先端部１８から、基板１７の極度な過
熱に寄与するヘリウム漏れの確率が高くなる。第２の影
響は、電極１２の円周部を処理環境から隔離させる高分
子絶縁体１０の比較的小さな幅により、チャック１１の
故障率が一層高くなり得ることであり、これは、小さな
絶縁部１９が腐食処理環境により急速に腐食され、電極
１２を露出してチャック１１の短絡をもたらすためであ
る。絶縁部１９の腐食は、例えば基板をエッチングした
り、処理チャンバを洗浄したりするような種々の用途に
使用される酸素、ハロゲン含有ガス、及びプラズマで特
に急速に起こる。基板処理中のチャックの故障は、基板
に損傷を与える場合があり、短絡されたチャックを頻繁
に交換することを必要とする。
【０００８】従って、基板から集積回路チップの歩留ま
りを一層高くすべく、基板、特に基板の周縁部、にわた
ってほぼ一様な温度を維持することのできる温度制御シ
ステムを持った静電チャックを有することが望ましい。
また、耐食性が改善され且つ故障率が低減される静電チ
ャックを有することが望ましい。
りを一層高くすべく、基板、特に基板の周縁部、にわた
ってほぼ一様な温度を維持することのできる温度制御シ
ステムを持った静電チャックを有することが望ましい。
また、耐食性が改善され且つ故障率が低減される静電チ
ャックを有することが望ましい。
【０００９】本発明は、基板にわたってほぼ一様な温度
を維持し、且つ、腐食処理環境において改善された耐食
性を有することのできる静電チャックを提供するもので
ある。
を維持し、且つ、腐食処理環境において改善された耐食
性を有することのできる静電チャックを提供するもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】静電チャックの一態様
は、（i）電極を覆う絶縁体、（ii）基板に適合可能な
ほぼ平らなコンフォーマル接触面、及び（iii）接触面
で終端する、伝熱流体を接触面に供給するための導管を
含む静電部材を備えている。静電部材の電極に電圧を印
加することにより、基板がコンフォーマル接触面上に静
電的に保持され、（１）伝熱流体が漏れ出すリーク部
と、（２）伝熱流体が実質的に漏れ出さないシール部と
を有する外周部が画成される。静電部材の導管を通して
異なる流量の伝熱流体を流すための流量レギュレータが
設けられ、チャック上に保持される基板にわたってほぼ
一様な温度を維持すべく、（i）静電部材の外周部のシ
ール部近傍の導管を通る第１の伝熱流体の流量、及び
（ii）第１の流量より大きい、リーク部近傍の導管を通
る第２の伝熱流体の流量を供給する。
は、（i）電極を覆う絶縁体、（ii）基板に適合可能な
ほぼ平らなコンフォーマル接触面、及び（iii）接触面
で終端する、伝熱流体を接触面に供給するための導管を
含む静電部材を備えている。静電部材の電極に電圧を印
加することにより、基板がコンフォーマル接触面上に静
電的に保持され、（１）伝熱流体が漏れ出すリーク部
と、（２）伝熱流体が実質的に漏れ出さないシール部と
を有する外周部が画成される。静電部材の導管を通して
異なる流量の伝熱流体を流すための流量レギュレータが
設けられ、チャック上に保持される基板にわたってほぼ
一様な温度を維持すべく、（i）静電部材の外周部のシ
ール部近傍の導管を通る第１の伝熱流体の流量、及び
（ii）第１の流量より大きい、リーク部近傍の導管を通
る第２の伝熱流体の流量を供給する。
【００１１】流量レギュレータは、静電部材の外周部の
リーク部近傍の導管に、より大きい第２の伝熱流体の流
量を供給すべく、（i）リザーバが静電部材近傍に配置
されていること、（ii）リザーバが全ての導管を横切っ
て広がっていること、及び（iii）リザーバが、処理チ
ャンバ内の圧力に対して十分高い圧力の十分な体積の伝
熱流体を保持する寸法及び構成とされていること、とい
う特性（ｉ）〜（ｉｉｉ）のうち少なくとも一つを有す
る伝熱流体リザーバを含むのが好ましい。伝熱流体リザ
ーバは、約ＰL〜約ＰHの範囲の圧力で伝熱流体を保持す
る寸法及び構成とされ、（i）圧力ＰHは、導管を通る伝
熱流体の流れにより、静電的に保持された基板が移動さ
れないよう十分低く、（ii）圧力ＰLは、シール部近傍
の導管へのより小さい第１の伝熱流体の流量を実質的に
減らさずに、外周部のリーク部近傍の導管に、より高い
第２の伝熱流体の流量を供給すべく十分高いものである
のが好ましい。
リーク部近傍の導管に、より大きい第２の伝熱流体の流
量を供給すべく、（i）リザーバが静電部材近傍に配置
されていること、（ii）リザーバが全ての導管を横切っ
て広がっていること、及び（iii）リザーバが、処理チ
ャンバ内の圧力に対して十分高い圧力の十分な体積の伝
熱流体を保持する寸法及び構成とされていること、とい
う特性（ｉ）〜（ｉｉｉ）のうち少なくとも一つを有す
る伝熱流体リザーバを含むのが好ましい。伝熱流体リザ
ーバは、約ＰL〜約ＰHの範囲の圧力で伝熱流体を保持す
る寸法及び構成とされ、（i）圧力ＰHは、導管を通る伝
熱流体の流れにより、静電的に保持された基板が移動さ
れないよう十分低く、（ii）圧力ＰLは、シール部近傍
の導管へのより小さい第１の伝熱流体の流量を実質的に
減らさずに、外周部のリーク部近傍の導管に、より高い
第２の伝熱流体の流量を供給すべく十分高いものである
のが好ましい。
【００１２】チャックに保持される基板にわたって一様
な温度を維持するための別の有用な態様では、静電チャ
ックは、静電部材を上にもったサポートを備えている。
静電部材は、電極に対する電圧の印加下で基板を保持す
ることの可能な絶縁された電極積層板（insulated elec
trode laminate）を備えている。基板下に伝熱流体を供
給するための複数の導管が、サポート及び静電部材を通
って延び、導管の少なくともいくつかは静電部材の外周
部近くで終端している。静電部材の外周部における多数
の導管は、基板外周部下の多数の源で伝熱流体を分配
し、基板の温度制御を改善する。
な温度を維持するための別の有用な態様では、静電チャ
ックは、静電部材を上にもったサポートを備えている。
静電部材は、電極に対する電圧の印加下で基板を保持す
ることの可能な絶縁された電極積層板（insulated elec
trode laminate）を備えている。基板下に伝熱流体を供
給するための複数の導管が、サポート及び静電部材を通
って延び、導管の少なくともいくつかは静電部材の外周
部近くで終端している。静電部材の外周部における多数
の導管は、基板外周部下の多数の源で伝熱流体を分配
し、基板の温度制御を改善する。
【００１３】静電チャックの別の態様は、実質的に耐食
性を有し、腐食処理環境において基板を保持するのに有
用である。この態様では、チャックは、静電部材を上に
もったサポートを備えている。静電部材は、（i）第１
絶縁層、（ii）第１絶縁層上の電極、及び（iii）電極
を電気的に絶縁すべく、電極上にあり且つ電極の周縁部
回りで第１絶縁層と融合する（merge）第２絶縁層とを
含む積層板を備えている。積層板は、基板に接触するた
めの接触面を有し、接触面は、静電部材の全幅にわたり
ほぼ平らであり、基板が静電的に接触面に保持される場
合に、平らな接触面が基板と連続して接触し、広範囲に
わたり電極を腐食処理環境から隔離して耐食性を大きく
する。サポートは凹部をもった上面を含み、第１絶縁層
上の電極は、積層板がほぼ平らな接触面を作るように、
第１の絶縁層上の電極は実質的にその凹部を塞ぐ寸法と
されることが好ましい。
性を有し、腐食処理環境において基板を保持するのに有
用である。この態様では、チャックは、静電部材を上に
もったサポートを備えている。静電部材は、（i）第１
絶縁層、（ii）第１絶縁層上の電極、及び（iii）電極
を電気的に絶縁すべく、電極上にあり且つ電極の周縁部
回りで第１絶縁層と融合する（merge）第２絶縁層とを
含む積層板を備えている。積層板は、基板に接触するた
めの接触面を有し、接触面は、静電部材の全幅にわたり
ほぼ平らであり、基板が静電的に接触面に保持される場
合に、平らな接触面が基板と連続して接触し、広範囲に
わたり電極を腐食処理環境から隔離して耐食性を大きく
する。サポートは凹部をもった上面を含み、第１絶縁層
上の電極は、積層板がほぼ平らな接触面を作るように、
第１の絶縁層上の電極は実質的にその凹部を塞ぐ寸法と
されることが好ましい。
【００１４】本発明の上記及びその他の特徴、側面及び
利点については、以下の説明、特許請求の範囲及び本発
明の説明の例（illustrative example）を与える添付図
面から、より理解されることとなろう。
利点については、以下の説明、特許請求の範囲及び本発
明の説明の例（illustrative example）を与える添付図
面から、より理解されることとなろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】図２及び図３を参照して、基板３
０を処理するのに適当な処理チャンバ２５における本発
明の静電チャックの動作（operation）を一般に説明す
る。本明細書で示される処理チャンバ２５の好適な実施
形態は、基板３０のプラズマ処理に適当なものであり、
チャック２０の動作を説明するためだけに与えられるも
ので、本発明の特許請求の範囲を限定するよう使用され
るものではない。
０を処理するのに適当な処理チャンバ２５における本発
明の静電チャックの動作（operation）を一般に説明す
る。本明細書で示される処理チャンバ２５の好適な実施
形態は、基板３０のプラズマ処理に適当なものであり、
チャック２０の動作を説明するためだけに与えられるも
ので、本発明の特許請求の範囲を限定するよう使用され
るものではない。
【００１６】図２を参照すると、静電チャック２０は、
（i）絶縁体４５で覆われた単一の電極４０、及び（i
i）基板３０に適合させることの可能なほぼ平らなコン
フォーマル接触面５０を有する静電部材３５を備えてい
る。チャック２０を動作すべく適当な電圧をかけるため
に、電気コネクタ５５が、電極４０をチャンバ２５の電
圧供給端子６０に接続している。端子６０に接続される
第１の電源（voltage supply）６５は典型的には約１０
００volts〜３０００voltsの高電圧直流源を備え、これ
は、１MΩの抵抗器を通して高電圧読出し器（high volt
age readout）に接続されている。回路を通って流れる
電流を制限すべく１MΩの抵抗器がその回路内に設けら
れ、５００pFのコンデンサが交流電流フィルタとして設
けられている。
（i）絶縁体４５で覆われた単一の電極４０、及び（i
i）基板３０に適合させることの可能なほぼ平らなコン
フォーマル接触面５０を有する静電部材３５を備えてい
る。チャック２０を動作すべく適当な電圧をかけるため
に、電気コネクタ５５が、電極４０をチャンバ２５の電
圧供給端子６０に接続している。端子６０に接続される
第１の電源（voltage supply）６５は典型的には約１０
００volts〜３０００voltsの高電圧直流源を備え、これ
は、１MΩの抵抗器を通して高電圧読出し器（high volt
age readout）に接続されている。回路を通って流れる
電流を制限すべく１MΩの抵抗器がその回路内に設けら
れ、５００pFのコンデンサが交流電流フィルタとして設
けられている。
【００１７】典型的には、静電部材３５は、静電部材３
５に構造的な剛性（structural rigidity）を与えるサ
ポート７０によって支持され、、陰極８０として一般に
知られる処理チャンバ内の処理電極に固定されるよう設
計されている。処理チャンバ２５内の陰極８０には第２
の電源９０が接続されている。陰極８０の少なくとも一
部は、導電性を有するもの、典型的にはアルミニウムで
あり、チャンバ２５内の電気的接地面９５に対して負の
バイアス電極として機能する。図２に示されるように、
第２の電源９０は一般的なものであり、これは、隔離コ
ンデンサ（isolation capacitor）と直列にした、処理
チャンバ２５のインピーダンスを線間電圧（line volta
ge）のインピーダンスに整合させるＲＦインピーダンス
を備える回路により陰極８０に電気的にバイアスを与え
る。
５に構造的な剛性（structural rigidity）を与えるサ
ポート７０によって支持され、、陰極８０として一般に
知られる処理チャンバ内の処理電極に固定されるよう設
計されている。処理チャンバ２５内の陰極８０には第２
の電源９０が接続されている。陰極８０の少なくとも一
部は、導電性を有するもの、典型的にはアルミニウムで
あり、チャンバ２５内の電気的接地面９５に対して負の
バイアス電極として機能する。図２に示されるように、
第２の電源９０は一般的なものであり、これは、隔離コ
ンデンサ（isolation capacitor）と直列にした、処理
チャンバ２５のインピーダンスを線間電圧（line volta
ge）のインピーダンスに整合させるＲＦインピーダンス
を備える回路により陰極８０に電気的にバイアスを与え
る。
【００１８】チャック２０を作動させるために、処理チ
ャンバ２５は、約１mTorr〜約５００mTorrの範囲の圧力
まで、より典型的には約１０mTorr〜１００mTorrまで真
空排気される。シリコンウェハのような半導体基板３０
は、ロードロック移送チャンバ（図示せず）からチャン
バ２５へ移送され、静電部材３５のコンフォーマル接触
面５０上に配置される。基板３０上でエッチングあるい
は堆積する材料のための処理ガスがチャンバ２５内に導
入される。適当な処理ガスは、カリフォルニア州、サン
セットビーチ、ラティスプレス（Lattice Press）、エ
ス・ウルフ（S.Wolf）及びアール・エヌ・トーバ（R.N.
Tauber）、「ＶＬＳＩ時代のためのシリコンプロセッシ
ング」第１巻（１９８６）に一般に記述され、これは本
明細書において援用されている。プラズマは、第２の電
源９０をチャンバ２５の接地面９５に対して陰極８０に
電気的バイアスがかかるよう作動（activate）すること
により処理ガスから生成される。
ャンバ２５は、約１mTorr〜約５００mTorrの範囲の圧力
まで、より典型的には約１０mTorr〜１００mTorrまで真
空排気される。シリコンウェハのような半導体基板３０
は、ロードロック移送チャンバ（図示せず）からチャン
バ２５へ移送され、静電部材３５のコンフォーマル接触
面５０上に配置される。基板３０上でエッチングあるい
は堆積する材料のための処理ガスがチャンバ２５内に導
入される。適当な処理ガスは、カリフォルニア州、サン
セットビーチ、ラティスプレス（Lattice Press）、エ
ス・ウルフ（S.Wolf）及びアール・エヌ・トーバ（R.N.
Tauber）、「ＶＬＳＩ時代のためのシリコンプロセッシ
ング」第１巻（１９８６）に一般に記述され、これは本
明細書において援用されている。プラズマは、第２の電
源９０をチャンバ２５の接地面９５に対して陰極８０に
電気的バイアスがかかるよう作動（activate）すること
により処理ガスから生成される。
【００１９】単極電極４０に印加される電圧は電極４０
内に静電荷が蓄積する原因となり、チャンバ２５内のプ
ラズマは、基板３０に蓄積する対立極性をもった電気的
荷電種を与える。蓄積された対立静電荷は、基板３０と
チャック２０の電極４０との間に静電引力を生じさせる
ことになり、基板３０をチャック２０に静電的に保持す
る。
内に静電荷が蓄積する原因となり、チャンバ２５内のプ
ラズマは、基板３０に蓄積する対立極性をもった電気的
荷電種を与える。蓄積された対立静電荷は、基板３０と
チャック２０の電極４０との間に静電引力を生じさせる
ことになり、基板３０をチャック２０に静電的に保持す
る。
【００２０】図３に示されるように、単一電極４０に代
えて、チャック２０の静電部材３５は、２つの双極電極
４０ａ，４０ｂを備えてもよい。双極電極４０ａ，４０
ｂは、典型的には相互に同一平面上にあり、等しい静電
気力を発生させるべくほぼ等しい面積を有している。チ
ャック２０の双極電極に電力を供給する第１電源６５
は、いくつかの代わるべき構成を有してもよい。好適な
構成では、第１電源６５は第１及び第２電源６５ａ，６
５ｂを備え、これらは、第１及び第２電極４０ａ，４０
ｂに負及び正の電圧を供給して電極４０ａ，４０ｂをそ
れぞれ負及び正の電位に維持する。対立する電位は、電
極４０ａ，４０ｂ、及びチャック２０に保持される基板
３０に対立する静電荷を誘起し、処理チャンバ２５にお
いてプラズマを使用せずに、基板３０が静電的にチャッ
ク２０に保持されることとなる。双極電極の構造（conf
iguration）は、基板に電気的にバイアスを与えるため
の荷電キャリアとして機能する荷電プラズマ種の存在し
ない非プラズマ処理に有効である。
えて、チャック２０の静電部材３５は、２つの双極電極
４０ａ，４０ｂを備えてもよい。双極電極４０ａ，４０
ｂは、典型的には相互に同一平面上にあり、等しい静電
気力を発生させるべくほぼ等しい面積を有している。チ
ャック２０の双極電極に電力を供給する第１電源６５
は、いくつかの代わるべき構成を有してもよい。好適な
構成では、第１電源６５は第１及び第２電源６５ａ，６
５ｂを備え、これらは、第１及び第２電極４０ａ，４０
ｂに負及び正の電圧を供給して電極４０ａ，４０ｂをそ
れぞれ負及び正の電位に維持する。対立する電位は、電
極４０ａ，４０ｂ、及びチャック２０に保持される基板
３０に対立する静電荷を誘起し、処理チャンバ２５にお
いてプラズマを使用せずに、基板３０が静電的にチャッ
ク２０に保持されることとなる。双極電極の構造（conf
iguration）は、基板に電気的にバイアスを与えるため
の荷電キャリアとして機能する荷電プラズマ種の存在し
ない非プラズマ処理に有効である。
【００２１】チャック２０は、基板３０にわたって一様
な温度を維持すべく、基板３０下に伝熱流体、典型的に
はヘリウムを供給するために静電部材３５の接触面５０
で終端する複数の導管１０５を更に備えている。単極電
極４０、あるいは双極電極４０ａ，４０ｂが、基板３０
及び電極４０に対立する静電荷を与えるよう作動される
場合に、基板３０は、静電部材３５のコンフォーマル接
触面５０に引き付けられて、そのコンフォーマル接触面
５０を押し付ける。典型的には、微視的レベルで、基板
３０のわずかな部分が接触面５０に実際に接触するにす
ぎない。基板３０下の伝熱流体は、基板３０と接触面５
０との間の微視的間隙の中に流れ込み、基板３０と接触
面５０との間のガス伝導（gas conduction）により熱結
合（thermal coupling）が起こり、基板３０及び接触面
５０の非接触部分の間で熱移動が促進される。基板３０
は、接触面５０を押し付けて、（i）伝熱流体がその外
周部１１０の間隙１２５の間から処理環境１２０へ漏れ
出すリーク部１１５、及び（ii）その外周部１１０に実
質的に間隙のない且つ伝熱流体が実質的に漏れ出さない
非リーク部（non-leaking portion）あるいはシール部
１３０を有する外周部を画成する。
な温度を維持すべく、基板３０下に伝熱流体、典型的に
はヘリウムを供給するために静電部材３５の接触面５０
で終端する複数の導管１０５を更に備えている。単極電
極４０、あるいは双極電極４０ａ，４０ｂが、基板３０
及び電極４０に対立する静電荷を与えるよう作動される
場合に、基板３０は、静電部材３５のコンフォーマル接
触面５０に引き付けられて、そのコンフォーマル接触面
５０を押し付ける。典型的には、微視的レベルで、基板
３０のわずかな部分が接触面５０に実際に接触するにす
ぎない。基板３０下の伝熱流体は、基板３０と接触面５
０との間の微視的間隙の中に流れ込み、基板３０と接触
面５０との間のガス伝導（gas conduction）により熱結
合（thermal coupling）が起こり、基板３０及び接触面
５０の非接触部分の間で熱移動が促進される。基板３０
は、接触面５０を押し付けて、（i）伝熱流体がその外
周部１１０の間隙１２５の間から処理環境１２０へ漏れ
出すリーク部１１５、及び（ii）その外周部１１０に実
質的に間隙のない且つ伝熱流体が実質的に漏れ出さない
非リーク部（non-leaking portion）あるいはシール部
１３０を有する外周部を画成する。
【００２２】伝熱流体は、基板３０に熱を移しあるいは
基板３０から熱を除去することの可能な如何なる液体あ
るいは気体であってもよい。伝熱流体は、その伝熱流体
をリークさせることにより基板３０上で行われる処理に
深刻な影響が与えられないようにチャンバ２５内の処理
環境に実質的に反応しない非反応性ガスを備えることが
好ましい。また、非反応性ガスは、チャック２０を作製
するのに用いられる材料、特に非反応性ガスと接触する
コンフォーマル接触面５０に反応すべきではない。例え
ば、コンフォーマル接触面５０を作製するのにポリイミ
ドのような高分子材料が用いられ、（i）酸素、あるい
は（ii）ＣＦ4あるいはＣＦ6等のハロゲン含有ガス、の
ようなポリイミドを腐食する反応性ガスは避けるべきで
ある。伝熱流体は、基板３０とチャック２０との間で最
適な伝熱速度を与えるべく高い熱伝導性をもっているこ
とが好ましい。処理環境及びコンフォーマル接触面に対
して反応せず且つ高い熱伝導性を有する好適な伝熱流体
は、ヘリウム、アルゴン、窒素及びその他同種のものを
備えるのが好ましい。アルゴンの室温付近での熱伝導性
は、cal／（sec）（cm2）（℃/cm）の単位で約４３×１
０-6であり、窒素は約６２×１０-6であり、そしてヘリ
ウムは約３６０×１０-6である。
基板３０から熱を除去することの可能な如何なる液体あ
るいは気体であってもよい。伝熱流体は、その伝熱流体
をリークさせることにより基板３０上で行われる処理に
深刻な影響が与えられないようにチャンバ２５内の処理
環境に実質的に反応しない非反応性ガスを備えることが
好ましい。また、非反応性ガスは、チャック２０を作製
するのに用いられる材料、特に非反応性ガスと接触する
コンフォーマル接触面５０に反応すべきではない。例え
ば、コンフォーマル接触面５０を作製するのにポリイミ
ドのような高分子材料が用いられ、（i）酸素、あるい
は（ii）ＣＦ4あるいはＣＦ6等のハロゲン含有ガス、の
ようなポリイミドを腐食する反応性ガスは避けるべきで
ある。伝熱流体は、基板３０とチャック２０との間で最
適な伝熱速度を与えるべく高い熱伝導性をもっているこ
とが好ましい。処理環境及びコンフォーマル接触面に対
して反応せず且つ高い熱伝導性を有する好適な伝熱流体
は、ヘリウム、アルゴン、窒素及びその他同種のものを
備えるのが好ましい。アルゴンの室温付近での熱伝導性
は、cal／（sec）（cm2）（℃/cm）の単位で約４３×１
０-6であり、窒素は約６２×１０-6であり、そしてヘリ
ウムは約３６０×１０-6である。
【００２３】伝熱流体は、基板３０上で一様な温度を達
成させるべく基板３０を冷却あるいは加熱するのに使用
され得る。基板の冷却が必要とされる場合、チャック２
０は、伝熱流体が基板３０からチャック２０へ熱を移し
得るよう基板３０より低温に維持される。また、基板が
加熱される必要がある場合、チャック２０は、伝熱流体
がチャック２０から基板３０へ熱を移し得るように基板
３０より高温に維持される。
成させるべく基板３０を冷却あるいは加熱するのに使用
され得る。基板の冷却が必要とされる場合、チャック２
０は、伝熱流体が基板３０からチャック２０へ熱を移し
得るよう基板３０より低温に維持される。また、基板が
加熱される必要がある場合、チャック２０は、伝熱流体
がチャック２０から基板３０へ熱を移し得るように基板
３０より高温に維持される。
【００２４】本発明の静電チャック２０は、静電部材３
５の外周部１１０のリーク部１１５からの伝熱流体の漏
れを相殺すべく、導管１０５を通して異なる流量で伝熱
流体を流すことの可能な流量レギュレータ１３５を用い
ることにより、基板３０の温度制御を改善するものであ
る。これは、リーク部１１５の上に位置する基板３０の
部分上で、「過熱点」あるいは「冷点」の発生を減ら
し、基板３０を一様な温度に維持させる。流量レギュレ
ータ１３５は、外周部１１０の非リーク部への伝熱流体
の流量を減らさずに、（i）静電部材３５の外周部１１
０のシール部１３０近傍の導管１０５を通る低い体積の
第１の伝熱流体流量、及び（ii）リーク部１１５近傍の
導管１０５を通る高い体積の第２の伝熱流体流量を供給
する。外周部１１０のリーク部１１５近傍の導管１０５
への第２の伝熱流体流量は、シール部１３０近傍の導管
１０５への第１の伝熱流体の流量より少なくとも約２sc
cm大きいことが好ましく、少なくとも約５sccm大きいこ
とがより好ましい。典型的には、第１の流量は約０sccm
〜約１sccmの範囲にあり、第２の流量は約１sccm〜約１
０sccmの範囲にある。
５の外周部１１０のリーク部１１５からの伝熱流体の漏
れを相殺すべく、導管１０５を通して異なる流量で伝熱
流体を流すことの可能な流量レギュレータ１３５を用い
ることにより、基板３０の温度制御を改善するものであ
る。これは、リーク部１１５の上に位置する基板３０の
部分上で、「過熱点」あるいは「冷点」の発生を減ら
し、基板３０を一様な温度に維持させる。流量レギュレ
ータ１３５は、外周部１１０の非リーク部への伝熱流体
の流量を減らさずに、（i）静電部材３５の外周部１１
０のシール部１３０近傍の導管１０５を通る低い体積の
第１の伝熱流体流量、及び（ii）リーク部１１５近傍の
導管１０５を通る高い体積の第２の伝熱流体流量を供給
する。外周部１１０のリーク部１１５近傍の導管１０５
への第２の伝熱流体流量は、シール部１３０近傍の導管
１０５への第１の伝熱流体の流量より少なくとも約２sc
cm大きいことが好ましく、少なくとも約５sccm大きいこ
とがより好ましい。典型的には、第１の流量は約０sccm
〜約１sccmの範囲にあり、第２の流量は約１sccm〜約１
０sccmの範囲にある。
【００２５】次に、典型的な伝熱流体の流量レギュレー
タの構造１３５について説明する。流量レギュレータ１
３５の一態様は、静電部材３５の下方のサポート７０に
形成される伝熱流体リザーバ１４０を含み、リザーバ１
４０の長さ（length）は、導管１０５と伝熱流体リザー
バ１４０との間に短い流路を与えるべく、導管１０５の
すべてを横切って延びている。複数の導管１０５、典型
的には約５０〜約５００の導管、より典型的には１００
〜２００の導管は、伝熱流体リザーバ１４０から静電部
材３５の接触面５０まで延びている。図４（ａ）に示さ
れるように、導管１０５は、基板３０の中央部１５５の
中央部導管１０５ｂのみならず、基板３０の周縁部１５
０近くの周縁部導管１０５ａを含んでいる。典型的に
は、周縁部導管１０５ａは、基板３０の周縁部１５０か
ら約１０ｍｍ以内に、より好ましくは５ｍｍ以内に配置
される。周縁部導管１０５ａ及び中央部導管１０５ｂは
均等に離隔して配置され且つ接触面５０のほぼ全体にわ
たって分配されて、基板３０下に複数の伝熱流体源を与
える。複数の伝熱流体源は、伝熱流体を基板３０下に一
様に分配させる。図４（ｂ），図５（ｂ）及び図６
（ｂ）には、周縁部導管１０５ａ及び中央部導管１０５
ｂの適切な分布が示されている。
タの構造１３５について説明する。流量レギュレータ１
３５の一態様は、静電部材３５の下方のサポート７０に
形成される伝熱流体リザーバ１４０を含み、リザーバ１
４０の長さ（length）は、導管１０５と伝熱流体リザー
バ１４０との間に短い流路を与えるべく、導管１０５の
すべてを横切って延びている。複数の導管１０５、典型
的には約５０〜約５００の導管、より典型的には１００
〜２００の導管は、伝熱流体リザーバ１４０から静電部
材３５の接触面５０まで延びている。図４（ａ）に示さ
れるように、導管１０５は、基板３０の中央部１５５の
中央部導管１０５ｂのみならず、基板３０の周縁部１５
０近くの周縁部導管１０５ａを含んでいる。典型的に
は、周縁部導管１０５ａは、基板３０の周縁部１５０か
ら約１０ｍｍ以内に、より好ましくは５ｍｍ以内に配置
される。周縁部導管１０５ａ及び中央部導管１０５ｂは
均等に離隔して配置され且つ接触面５０のほぼ全体にわ
たって分配されて、基板３０下に複数の伝熱流体源を与
える。複数の伝熱流体源は、伝熱流体を基板３０下に一
様に分配させる。図４（ｂ），図５（ｂ）及び図６
（ｂ）には、周縁部導管１０５ａ及び中央部導管１０５
ｂの適切な分布が示されている。
【００２６】導管１０５ａ，１０５ｂは、接触面５０に
第１端部１４５を有し、リザーバ１４０に第２端部を有
している。導管１０５は先細り状であり、その第１端部
１４５は第２端部１６０より小さい直径を有しているこ
とが好ましい。導管１０５の先細り（tapering）は、リ
ザーバ１４０から導管１０５に伝熱流体の流量を最適に
制御する。第１端部１４５の小さな直径は、その小さな
寸法により接触面５０の外周部１１０のリーク部１１５
への伝熱流体の過剰な流出を阻止する。比較的大きな直
径の第２端部１６０は、流体の導管１０５内への流体の
流出を阻止（impede）あるいは閉塞（obstruct）せず
に、リザーバ１４０から導管１０５内へ伝熱流体を進入
させる。また、より大きい第２端部１６０からより小さ
い第１端部１４５までの導管１０５の先細りは、伝熱流
体が導管１０５を通過する場合に、伝熱流体の速度を増
加させる。高速の伝熱流体は、接触面５０の外周部１１
０のリーク部１１５まで速い速度で移動し、それによっ
て伝熱流体を基板３０に急速に供給し、基板３０のより
有効な温度制御を行う。このようにして（in this mann
er）、先細り状の導管１０５は、近傍に位置する伝熱流
体リザーバ１４０と協働して、外周部１１０のリーク部
１１５に急速に十分な流量の伝熱流体を供給し、外周部
１１０のシール部１３０への伝熱流体の流量を減らさず
に、基板３０にわたって一様な温度を維持するのであ
る。従って、導管１０５の第１端部１４５は、約１mmよ
り小さい直径を有することが好ましく、約０．５mmより
小さいことがより好ましく、第１端部１４５の直径は、
約０．２５mm〜約０．５mmの範囲にあることが最も好ま
しい。第２端部１６０の直径は、少なくとも１．５mmで
あることが好ましく、約１．５mm〜約２．５mmの範囲に
あることがより好ましい。
第１端部１４５を有し、リザーバ１４０に第２端部を有
している。導管１０５は先細り状であり、その第１端部
１４５は第２端部１６０より小さい直径を有しているこ
とが好ましい。導管１０５の先細り（tapering）は、リ
ザーバ１４０から導管１０５に伝熱流体の流量を最適に
制御する。第１端部１４５の小さな直径は、その小さな
寸法により接触面５０の外周部１１０のリーク部１１５
への伝熱流体の過剰な流出を阻止する。比較的大きな直
径の第２端部１６０は、流体の導管１０５内への流体の
流出を阻止（impede）あるいは閉塞（obstruct）せず
に、リザーバ１４０から導管１０５内へ伝熱流体を進入
させる。また、より大きい第２端部１６０からより小さ
い第１端部１４５までの導管１０５の先細りは、伝熱流
体が導管１０５を通過する場合に、伝熱流体の速度を増
加させる。高速の伝熱流体は、接触面５０の外周部１１
０のリーク部１１５まで速い速度で移動し、それによっ
て伝熱流体を基板３０に急速に供給し、基板３０のより
有効な温度制御を行う。このようにして（in this mann
er）、先細り状の導管１０５は、近傍に位置する伝熱流
体リザーバ１４０と協働して、外周部１１０のリーク部
１１５に急速に十分な流量の伝熱流体を供給し、外周部
１１０のシール部１３０への伝熱流体の流量を減らさず
に、基板３０にわたって一様な温度を維持するのであ
る。従って、導管１０５の第１端部１４５は、約１mmよ
り小さい直径を有することが好ましく、約０．５mmより
小さいことがより好ましく、第１端部１４５の直径は、
約０．２５mm〜約０．５mmの範囲にあることが最も好ま
しい。第２端部１６０の直径は、少なくとも１．５mmで
あることが好ましく、約１．５mm〜約２．５mmの範囲に
あることがより好ましい。
【００２７】図２，図３に示されるように、供給ライン
１６５を経てリザーバ１４０に接続された圧縮ヘリウム
タンクのような伝熱流体源１６２が、リザーバ１４０内
の伝熱流体を処理チャンバ２５内の圧力に対して高圧Ｐ
に維持すべく使用される。圧力Ｐは、低圧ＰLから高圧
ＰHまでの範囲にあることが好ましい。高圧ＰHは、導管
１０５を通る伝熱流体の流れにより、静電的に保持され
た基板３０が移動されることがないように十分低くなる
ように選ばれる。典型的には、静電部材３５は、基板３
０上で少なくとも約５Torr、より典型的には約１０Torr
〜約１００Torr、そして最も典型的には２０Torr〜６０
Torrの単位面積当たりの静電引力を及ぼす。従って、伝
熱流体は、（i）基板３０が移動されあるいは取り除か
れる（dislodging）のを阻止し、且つ、（ii）外周部１
１０からの伝熱流体のリークを減らすべく基板３０に静
電部材３５の外周部１１０を少なくとも部分的にシール
させるよう、基板３０上の静電部材３５により及ぼされ
る静電吸引圧より低い圧力で導管１０５の第１端部１４
５から流出すべきである。従って、圧力ＰHは、約１０
０Torrより低いことが好ましく、約６０Torrより低いこ
とがより好ましい。低圧ＰLは、実質的にシール部１３
０近傍の導管１０５への伝熱流体流量を減らさずに、外
周部１１０のリーク部１１５近傍の導管１０５に、シー
ル部１３０近傍の導管１０５への伝熱流体流量より高い
伝熱流体の流量を供給すべく十分高くなるように選ばれ
る。低圧ＰLは、少なくとも約１００Torrであることが
好ましく、より典型的には少なくとも約２０Torrであ
る。従って、リザーバ内の伝熱流体は、約１０Torr〜約
１００Torr、より好ましくは２０Torr〜６０Torrの範囲
ΔＰをもった圧力Ｐで維持されることが最も好ましい。
１６５を経てリザーバ１４０に接続された圧縮ヘリウム
タンクのような伝熱流体源１６２が、リザーバ１４０内
の伝熱流体を処理チャンバ２５内の圧力に対して高圧Ｐ
に維持すべく使用される。圧力Ｐは、低圧ＰLから高圧
ＰHまでの範囲にあることが好ましい。高圧ＰHは、導管
１０５を通る伝熱流体の流れにより、静電的に保持され
た基板３０が移動されることがないように十分低くなる
ように選ばれる。典型的には、静電部材３５は、基板３
０上で少なくとも約５Torr、より典型的には約１０Torr
〜約１００Torr、そして最も典型的には２０Torr〜６０
Torrの単位面積当たりの静電引力を及ぼす。従って、伝
熱流体は、（i）基板３０が移動されあるいは取り除か
れる（dislodging）のを阻止し、且つ、（ii）外周部１
１０からの伝熱流体のリークを減らすべく基板３０に静
電部材３５の外周部１１０を少なくとも部分的にシール
させるよう、基板３０上の静電部材３５により及ぼされ
る静電吸引圧より低い圧力で導管１０５の第１端部１４
５から流出すべきである。従って、圧力ＰHは、約１０
０Torrより低いことが好ましく、約６０Torrより低いこ
とがより好ましい。低圧ＰLは、実質的にシール部１３
０近傍の導管１０５への伝熱流体流量を減らさずに、外
周部１１０のリーク部１１５近傍の導管１０５に、シー
ル部１３０近傍の導管１０５への伝熱流体流量より高い
伝熱流体の流量を供給すべく十分高くなるように選ばれ
る。低圧ＰLは、少なくとも約１００Torrであることが
好ましく、より典型的には少なくとも約２０Torrであ
る。従って、リザーバ内の伝熱流体は、約１０Torr〜約
１００Torr、より好ましくは２０Torr〜６０Torrの範囲
ΔＰをもった圧力Ｐで維持されることが最も好ましい。
【００２８】伝熱流体リザーバ１４０は、「コンデンサ
のような」伝熱流体の圧力源を導管１０５近傍に備え、
シール部１３０への伝熱流体流量を実質的に減らさずに
外周部１１０のリーク部１１５に高い伝熱流体流量を供
給し、基板３０にわたってほぼ一様な温度を維持する。
導管１０５とリザーバ１４０との間の短い流路、圧力を
かけた伝熱流体リザーバ１４０、及び導管１０５の先細
り形状は、静電部材３５の外周部１１０のリーク部１１
５に高い流量の伝熱流体を急速に伝達させて、基板３０
を一様な温度に維持する。
のような」伝熱流体の圧力源を導管１０５近傍に備え、
シール部１３０への伝熱流体流量を実質的に減らさずに
外周部１１０のリーク部１１５に高い伝熱流体流量を供
給し、基板３０にわたってほぼ一様な温度を維持する。
導管１０５とリザーバ１４０との間の短い流路、圧力を
かけた伝熱流体リザーバ１４０、及び導管１０５の先細
り形状は、静電部材３５の外周部１１０のリーク部１１
５に高い流量の伝熱流体を急速に伝達させて、基板３０
を一様な温度に維持する。
【００２９】流量レギュレータ１３５は、基板３０の表
面にわたってあるいは基板３０の周縁部１５０と中央部
１５５との間で、典型的には約１０℃より小さい、多く
は約５℃より小さい温度差に維持することにより従来技
術より顕著な利点を与えている。例えば、約４００℃の
温度で処理される基板は、流量レギュレータ１３５を使
用して約１００℃より低い温度まで、より典型的には約
８０℃より低い温度までは一様に冷却され得る。
面にわたってあるいは基板３０の周縁部１５０と中央部
１５５との間で、典型的には約１０℃より小さい、多く
は約５℃より小さい温度差に維持することにより従来技
術より顕著な利点を与えている。例えば、約４００℃の
温度で処理される基板は、流量レギュレータ１３５を使
用して約１００℃より低い温度まで、より典型的には約
８０℃より低い温度までは一様に冷却され得る。
【００３０】図５（ａ），５（ｂ）に示されるチャック
２０の態様は、静電部材３５に溝１７０を含み、溝１７
０の先端部１７５は、基板３０の周縁部１５０の近くに
配置されている。この態様では、周辺部導管１０５ａの
第１端部１４５は、伝熱流体を接触面５０の外周部１１
０に供給すべく溝先端部１７５で終端し、基板外周部１
５０がほぼ一様な温度に維持される。溝１７０は、典型
的には伝熱流体を基板３０下に分配すべく円周状及び放
射状に交差するチャンネルのパターンを形成している。
溝先端部１７５と基板３０の周縁部１５０との間の距離
は７mmより小さくことが好ましく、約１mm〜約５mmであ
るのがより好ましく、そして約３mmより小さいことが最
も好ましい。基板３０が静電的にチャック２０に保持さ
れる場合、基板３０は溝１７０を覆い実質的に溝先端部
１７５をシールして、溝先端部１７５からの伝熱流体の
漏れを低減する。
２０の態様は、静電部材３５に溝１７０を含み、溝１７
０の先端部１７５は、基板３０の周縁部１５０の近くに
配置されている。この態様では、周辺部導管１０５ａの
第１端部１４５は、伝熱流体を接触面５０の外周部１１
０に供給すべく溝先端部１７５で終端し、基板外周部１
５０がほぼ一様な温度に維持される。溝１７０は、典型
的には伝熱流体を基板３０下に分配すべく円周状及び放
射状に交差するチャンネルのパターンを形成している。
溝先端部１７５と基板３０の周縁部１５０との間の距離
は７mmより小さくことが好ましく、約１mm〜約５mmであ
るのがより好ましく、そして約３mmより小さいことが最
も好ましい。基板３０が静電的にチャック２０に保持さ
れる場合、基板３０は溝１７０を覆い実質的に溝先端部
１７５をシールして、溝先端部１７５からの伝熱流体の
漏れを低減する。
【００３１】図６（ａ），６（ｂ）に示されるチャック
の態様では、伝熱流体リザーバ１４０は静電部材３５に
形成されるチャンネル１８０を備えている。弾性接触層
（resilient contact layer）１８５がチャンネル１８
０を覆ってシールする。弾性接触層１８５は、加えられ
た静電気力下で基板３０に適合させることができ、静電
部材３５の幅全体にわたってほぼ平らになっている。こ
の態様では、導管１０５は、伝熱流体リザーバチャンネ
ル１８０から接触層１８５を通って延び、伝熱流体を基
板３０下に供給すべく接触層１８５の接触面５０で終端
している。
の態様では、伝熱流体リザーバ１４０は静電部材３５に
形成されるチャンネル１８０を備えている。弾性接触層
（resilient contact layer）１８５がチャンネル１８
０を覆ってシールする。弾性接触層１８５は、加えられ
た静電気力下で基板３０に適合させることができ、静電
部材３５の幅全体にわたってほぼ平らになっている。こ
の態様では、導管１０５は、伝熱流体リザーバチャンネ
ル１８０から接触層１８５を通って延び、伝熱流体を基
板３０下に供給すべく接触層１８５の接触面５０で終端
している。
【００３２】腐食処理環境で用いられるチャック２０に
有用な本発明の別の態様では、チャック２０の耐食性
は、その全幅にわたってほぼ平らな接触面５０をもった
静電部材３５を用いて増加され得る。連続した平らな静
電部材３５は、基板３０と連続的に接触し、広範囲にわ
たって腐食処理環境から電極４０を隔離させる。図７に
示される態様では、静電部材３５を支持するサポート７
０は、座ぐり凹部１９５をもった上面１９０を含んでい
る。凹部１９５は、静電部材３５の電極４０がその中に
嵌まり得る寸法とされ、典型的には電極４０の直径より
約０．１mm〜０．２mm大きい直径、及び電極４０の厚さ
にほぼ等しい、典型的には約０．０４０mm深さを有して
いる。静電部材３５は、（i）凹部１９５をもったサポ
ート７０の上面１９０上の第１絶縁層４５ａ、（ii）第
１絶縁層４５ａ上の電極４０、及び（iii）電極４０を
覆う第２絶縁層４５ｂを形成することにより、積層絶縁
電極として構成されている。電極４０をその上にもった
第１絶縁層４５ａは、凹部１９５をほぼ塞ぐ寸法の結合
厚を有し、第２絶縁層４５ｂが電極４０上に形成される
場合に、積層板の接触面５０は、電極４０の外径２００
を越えて基板３０と連続的に接触する連続した単体の平
らな表面を形成する。連続した接触面５０はヘリウム漏
れを低減し、電極４０と腐食処理環境との間に従来の絶
縁障壁長の約３０倍以上の約１．５mmの幅をもった絶縁
障壁を与え、それによって広範囲にわたり腐食処理環境
から電極４０を隔離させてチャック２０の有効寿命を延
ばしている。
有用な本発明の別の態様では、チャック２０の耐食性
は、その全幅にわたってほぼ平らな接触面５０をもった
静電部材３５を用いて増加され得る。連続した平らな静
電部材３５は、基板３０と連続的に接触し、広範囲にわ
たって腐食処理環境から電極４０を隔離させる。図７に
示される態様では、静電部材３５を支持するサポート７
０は、座ぐり凹部１９５をもった上面１９０を含んでい
る。凹部１９５は、静電部材３５の電極４０がその中に
嵌まり得る寸法とされ、典型的には電極４０の直径より
約０．１mm〜０．２mm大きい直径、及び電極４０の厚さ
にほぼ等しい、典型的には約０．０４０mm深さを有して
いる。静電部材３５は、（i）凹部１９５をもったサポ
ート７０の上面１９０上の第１絶縁層４５ａ、（ii）第
１絶縁層４５ａ上の電極４０、及び（iii）電極４０を
覆う第２絶縁層４５ｂを形成することにより、積層絶縁
電極として構成されている。電極４０をその上にもった
第１絶縁層４５ａは、凹部１９５をほぼ塞ぐ寸法の結合
厚を有し、第２絶縁層４５ｂが電極４０上に形成される
場合に、積層板の接触面５０は、電極４０の外径２００
を越えて基板３０と連続的に接触する連続した単体の平
らな表面を形成する。連続した接触面５０はヘリウム漏
れを低減し、電極４０と腐食処理環境との間に従来の絶
縁障壁長の約３０倍以上の約１．５mmの幅をもった絶縁
障壁を与え、それによって広範囲にわたり腐食処理環境
から電極４０を隔離させてチャック２０の有効寿命を延
ばしている。
【００３３】また、チャック２０の耐食性は、不活性な
マスクガスを静電部材３５の外周部１１０上に向けるマ
スキングガスアセンブリ（図示せず）を用いて向上させ
ることができ、このことは、１９９５年３月２４日にシ
ャムイリアン（Shamouilian）等によって出願された米
国特許出願第０８／４１０，４４９号明細書［発明の名
称「改良された耐食性をもった静電チャック」］に開示
され、これは本明細書において援用されている。また、
耐食性は、防護壁を用いて向上されることが可能であ
り、防護壁は、静電部材３５回りに円周状に配置され、
基板３０及びサポート７０を押し付け、基板３０とサポ
ート７０との間にシールを作って腐食環境への静電部材
３５の露出を減らす。このことは、１９９５年５月１１
日にサルフェルダ（Salfelder）等により出願された米
国特許出願第０８／４３９，０１０号明細書［発明の名
称「静電チャックのための静電シール」］に開示され、
これは本明細書において援用されている。
マスクガスを静電部材３５の外周部１１０上に向けるマ
スキングガスアセンブリ（図示せず）を用いて向上させ
ることができ、このことは、１９９５年３月２４日にシ
ャムイリアン（Shamouilian）等によって出願された米
国特許出願第０８／４１０，４４９号明細書［発明の名
称「改良された耐食性をもった静電チャック」］に開示
され、これは本明細書において援用されている。また、
耐食性は、防護壁を用いて向上されることが可能であ
り、防護壁は、静電部材３５回りに円周状に配置され、
基板３０及びサポート７０を押し付け、基板３０とサポ
ート７０との間にシールを作って腐食環境への静電部材
３５の露出を減らす。このことは、１９９５年５月１１
日にサルフェルダ（Salfelder）等により出願された米
国特許出願第０８／４３９，０１０号明細書［発明の名
称「静電チャックのための静電シール」］に開示され、
これは本明細書において援用されている。
【００３４】次に、本発明の種々の態様の静電チャック
２０を製造する方法について説明する。
２０を製造する方法について説明する。
【００３５】図４（ａ），図４（ｂ）に示される静電チ
ャック２０の態様は、静電部材３５を支持するためのサ
ポート７０を含んでいる。典型的には、サポート７０
は、サポート７０と基板３０との間の伝熱面を最大にす
べく基板３０の形状・寸法に応じた形状・寸法とされて
いる。例えば、約１２５mm〜約２００mm（５ inches〜
８ inches）の直径をもった円盤状の基板に対しては、
約１００mm〜３００mmの直径をもった真円柱状のサポー
トが好適である。サポート７０は、典型的には、約１．
５cm〜２cmの厚さをもったアルミニウム基板のような金
属から加工される。基板３０、静電部材３５及びサポー
ト７０間で滑らかな伝熱面を与えるべくサポート７０の
表面を約１μmの粗さまで研削するのに、一般的な研削
技術が用いられている。
ャック２０の態様は、静電部材３５を支持するためのサ
ポート７０を含んでいる。典型的には、サポート７０
は、サポート７０と基板３０との間の伝熱面を最大にす
べく基板３０の形状・寸法に応じた形状・寸法とされて
いる。例えば、約１２５mm〜約２００mm（５ inches〜
８ inches）の直径をもった円盤状の基板に対しては、
約１００mm〜３００mmの直径をもった真円柱状のサポー
トが好適である。サポート７０は、典型的には、約１．
５cm〜２cmの厚さをもったアルミニウム基板のような金
属から加工される。基板３０、静電部材３５及びサポー
ト７０間で滑らかな伝熱面を与えるべくサポート７０の
表面を約１μmの粗さまで研削するのに、一般的な研削
技術が用いられている。
【００３６】図４（ａ）に示されるように、サポート７
０の伝熱流体リザーバ１４０は、すべての導管１０５を
横切って延びるように、深さ約３mm〜５mm、及び直径約
１２０mm〜１９０mmまでサポート７０の背面に中空の座
ぐりキャビティを形成し、そのキャビティを覆うように
プレートを固定することにより形成することができる。
典型的には、伝熱流体リザーバ１４０の壁は、伝熱流体
をリザーバ１４０内の高圧Ｐに維持すべく十分に強固な
外枠（enclosure）を与え、少なくとも約５mm〜１０mm
の厚さを有している。プレート内には、伝熱流体をリザ
ーバ１４０内に導入するための伝熱流体ガス導入口２１
０が形成されている。複数の導管１０５はサポートの上
部を貫いて加工される。図４（ｂ）に示されるように、
導管は典型的には約５０〜約５００、より典型的には１
００〜２００の導管を備え、導管１０５の多くはサポー
ト７０の外端部近傍に配置されている。
０の伝熱流体リザーバ１４０は、すべての導管１０５を
横切って延びるように、深さ約３mm〜５mm、及び直径約
１２０mm〜１９０mmまでサポート７０の背面に中空の座
ぐりキャビティを形成し、そのキャビティを覆うように
プレートを固定することにより形成することができる。
典型的には、伝熱流体リザーバ１４０の壁は、伝熱流体
をリザーバ１４０内の高圧Ｐに維持すべく十分に強固な
外枠（enclosure）を与え、少なくとも約５mm〜１０mm
の厚さを有している。プレート内には、伝熱流体をリザ
ーバ１４０内に導入するための伝熱流体ガス導入口２１
０が形成されている。複数の導管１０５はサポートの上
部を貫いて加工される。図４（ｂ）に示されるように、
導管は典型的には約５０〜約５００、より典型的には１
００〜２００の導管を備え、導管１０５の多くはサポー
ト７０の外端部近傍に配置されている。
【００３７】サポート７０上の静電部材３５は、（i）
電極４０、及び（ii）その電極４０を覆う絶縁体４５を
備えている。静電部材３５の電極４０は、典型的には、
例えば、銅、ニッケル、クロム、アルミニウム、鉄及び
それらの合金を含む金属のような導電性材料から作られ
ている。典型的には、電極４０の厚さは、約０．５μm
〜１００μm、より典型的には約１μm〜５０μmであ
る。電極４０の形状は、基板３０の寸法及び形状に応じ
て変化する。例えば、基板３０が円盤状である場合、基
板３０と接触する電極４０の面積を最大にするために電
極４０も円盤状となっている。典型的には、電極４０は
約２００sqmm〜約４００sqmm、より典型的には約２５０
sqmm〜約３５０sqmmの面積を有している。典型的には、
電極４０は、連続したあるいはパターン化された金属層
である。
電極４０、及び（ii）その電極４０を覆う絶縁体４５を
備えている。静電部材３５の電極４０は、典型的には、
例えば、銅、ニッケル、クロム、アルミニウム、鉄及び
それらの合金を含む金属のような導電性材料から作られ
ている。典型的には、電極４０の厚さは、約０．５μm
〜１００μm、より典型的には約１μm〜５０μmであ
る。電極４０の形状は、基板３０の寸法及び形状に応じ
て変化する。例えば、基板３０が円盤状である場合、基
板３０と接触する電極４０の面積を最大にするために電
極４０も円盤状となっている。典型的には、電極４０は
約２００sqmm〜約４００sqmm、より典型的には約２５０
sqmm〜約３５０sqmmの面積を有している。典型的には、
電極４０は、連続したあるいはパターン化された金属層
である。
【００３８】絶縁体４５は、電極４０を覆うべく、より
好ましくは電極４０を包囲すべく十分に大きな寸法とさ
れ、絶縁体の上面は、静電部材３５の接触面５０を形成
している。絶縁体４５は、ポリイミド、ポリケトン、ポ
リエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリプ
ロピレン、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレンテレ
フタレート、フルオロエチレンプロピレン共重合体、セ
ルロース、トリアセテート、シリコン、及びゴムのよう
な弾性高分子絶縁材料であることが好ましい。弾性高分
子絶縁層４０は、基板３０の周縁部１５０の少なくとも
一部に、静電部材３５の接触面５０とシールを形成させ
る緩衝接触面を与え、それによって基板３０下方からの
伝熱流体の漏れを低減している。ポリイミドのような高
分子が使用される場合、ポリイミドの弾性は、ポリイミ
ドの引張弾性係数（tensile elastic modulus）で測定
すると、典型的には約０．２５GPa〜約１０GPaで、より
典型的には約１GPa〜約５GPaである。
好ましくは電極４０を包囲すべく十分に大きな寸法とさ
れ、絶縁体の上面は、静電部材３５の接触面５０を形成
している。絶縁体４５は、ポリイミド、ポリケトン、ポ
リエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリプ
ロピレン、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレンテレ
フタレート、フルオロエチレンプロピレン共重合体、セ
ルロース、トリアセテート、シリコン、及びゴムのよう
な弾性高分子絶縁材料であることが好ましい。弾性高分
子絶縁層４０は、基板３０の周縁部１５０の少なくとも
一部に、静電部材３５の接触面５０とシールを形成させ
る緩衝接触面を与え、それによって基板３０下方からの
伝熱流体の漏れを低減している。ポリイミドのような高
分子が使用される場合、ポリイミドの弾性は、ポリイミ
ドの引張弾性係数（tensile elastic modulus）で測定
すると、典型的には約０．２５GPa〜約１０GPaで、より
典型的には約１GPa〜約５GPaである。
【００３９】電極４０を電気的に絶縁させるのに必要と
される絶縁体４５の厚さは、絶縁体４５を形成するのに
使用される高分子の電気抵抗及び誘電率に応じて変化す
る。また、絶縁体４５は、基板３０上に加えられる静電
クランプ力下で、接触面５０を基板３０に適合させるべ
く十分な厚さを有するべきである。典型的な高分子絶縁
体は、（i）少なくとも約２、より好ましくは少なくと
も約３の誘電率、（ii）約１０13Ωcm〜１０20Ωcmの範
囲の抵抗、及び（iii）少なくとも約１００volts／mil
（３．９volts／μm）、より典型的には少なくとも約１
０００volts／mil（３９volts／μm）の絶縁破壊強さを
有している。高分子が約３．５の誘電率を有する場合、
絶縁体は典型的には、約１０μm〜約５００μmの厚さ、
好ましくは約１００μm〜約３００μmの厚さである。
される絶縁体４５の厚さは、絶縁体４５を形成するのに
使用される高分子の電気抵抗及び誘電率に応じて変化す
る。また、絶縁体４５は、基板３０上に加えられる静電
クランプ力下で、接触面５０を基板３０に適合させるべ
く十分な厚さを有するべきである。典型的な高分子絶縁
体は、（i）少なくとも約２、より好ましくは少なくと
も約３の誘電率、（ii）約１０13Ωcm〜１０20Ωcmの範
囲の抵抗、及び（iii）少なくとも約１００volts／mil
（３．９volts／μm）、より典型的には少なくとも約１
０００volts／mil（３９volts／μm）の絶縁破壊強さを
有している。高分子が約３．５の誘電率を有する場合、
絶縁体は典型的には、約１０μm〜約５００μmの厚さ、
好ましくは約１００μm〜約３００μmの厚さである。
【００４０】絶縁体４５は、チャック２０が基板３０が
加熱される処理で使用され得るよう、５０℃以上の温度
まで耐性があることが好ましく、１００℃以上の温度に
耐性があることがより好ましい。また、処理中に基板３
０で生成される熱がチャック２０を通って散逸し得るよ
うに、高分子絶縁体４５は高い熱伝導性を有することが
好ましい。十分な熱移動により基板３０の過熱が排除さ
れるよう、絶縁体４５の熱伝導性は、少なくとも約０．
１０Watts／m／°Kであるべきである。絶縁体４５は、
熱伝導性及びプラズマ腐食耐性を大きくするためにダイ
アモンド、アルミナ、ホウ化ジルコニウム、窒化ホウ
素、及び窒化アルミニウムのような高い熱伝導性をもっ
た充填材（filter material）も含んでいる。充填材
は、約１０μmより小さい平均粒度を有する粒体である
ことが好ましい。典型的には、充填材は、約１０％〜８
０％、より典型的には約２０％〜５０％の体積比で絶縁
材料中に分散されている。
加熱される処理で使用され得るよう、５０℃以上の温度
まで耐性があることが好ましく、１００℃以上の温度に
耐性があることがより好ましい。また、処理中に基板３
０で生成される熱がチャック２０を通って散逸し得るよ
うに、高分子絶縁体４５は高い熱伝導性を有することが
好ましい。十分な熱移動により基板３０の過熱が排除さ
れるよう、絶縁体４５の熱伝導性は、少なくとも約０．
１０Watts／m／°Kであるべきである。絶縁体４５は、
熱伝導性及びプラズマ腐食耐性を大きくするためにダイ
アモンド、アルミナ、ホウ化ジルコニウム、窒化ホウ
素、及び窒化アルミニウムのような高い熱伝導性をもっ
た充填材（filter material）も含んでいる。充填材
は、約１０μmより小さい平均粒度を有する粒体である
ことが好ましい。典型的には、充填材は、約１０％〜８
０％、より典型的には約２０％〜５０％の体積比で絶縁
材料中に分散されている。
【００４１】静電部材３５を製造する一つの方法は、積
層構造を形成するために、市販の２枚の絶縁層４５ａ，
４５ｂの間に挟まれた金属層のような導電層を使用する
ことである。市販の適当な絶縁性高分子膜は、例えば、
デラウェラ州、ウィルミントンのデュポン・ド・ヌムー
ル・コーポレーションにより製造されたポリイミドフィ
ルム「ＫＡＰＴＯＮ」、日本国の鐘淵化学株式会社によ
り製造された「ＡＰＩＱＥＯ」、日本国の宇部興産株式
会社により製造された「ＵＰＩＬＥＸ」、日本国の日東
電工株式会社により製造された「ＮＩＴＯＭＩＤ」及び
日本国の三菱樹脂株式会社により製造された「ＳＵＰＥ
ＲＩＯＲ ＦＩＬＭ」を含んでいる。典型的には、各絶
縁層の厚さは、約５０μm〜約１００μmである。絶縁層
４５ａ，４５ｂを電極４０に固着させるために、（i）
室温で粘着性がなく（non-tacky）高温で粘着性がある
（tacky）熱活性接着剤、あるいは（ii）圧力下で粘着
性のある感圧接着剤のような一般的な接着剤が使用され
る。適当な接着剤は、例えば、メタクリレート、ポリエ
ステル、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ、シリコ
ン含有接着剤、及びそれらの混合物等のポリアクリレー
トを含んでいる。静電部材積層板の製法については、シ
ャモウイリアン（Shamouilian）らにより１９９４年２
月２２日に出願された米国特許願第０８／１９９，９１
６号明細書［発明の名称「耐食性電極結合をもった静電
チャック」］に一般的に開示されている。
層構造を形成するために、市販の２枚の絶縁層４５ａ，
４５ｂの間に挟まれた金属層のような導電層を使用する
ことである。市販の適当な絶縁性高分子膜は、例えば、
デラウェラ州、ウィルミントンのデュポン・ド・ヌムー
ル・コーポレーションにより製造されたポリイミドフィ
ルム「ＫＡＰＴＯＮ」、日本国の鐘淵化学株式会社によ
り製造された「ＡＰＩＱＥＯ」、日本国の宇部興産株式
会社により製造された「ＵＰＩＬＥＸ」、日本国の日東
電工株式会社により製造された「ＮＩＴＯＭＩＤ」及び
日本国の三菱樹脂株式会社により製造された「ＳＵＰＥ
ＲＩＯＲ ＦＩＬＭ」を含んでいる。典型的には、各絶
縁層の厚さは、約５０μm〜約１００μmである。絶縁層
４５ａ，４５ｂを電極４０に固着させるために、（i）
室温で粘着性がなく（non-tacky）高温で粘着性がある
（tacky）熱活性接着剤、あるいは（ii）圧力下で粘着
性のある感圧接着剤のような一般的な接着剤が使用され
る。適当な接着剤は、例えば、メタクリレート、ポリエ
ステル、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ、シリコ
ン含有接着剤、及びそれらの混合物等のポリアクリレー
トを含んでいる。静電部材積層板の製法については、シ
ャモウイリアン（Shamouilian）らにより１９９４年２
月２２日に出願された米国特許願第０８／１９９，９１
６号明細書［発明の名称「耐食性電極結合をもった静電
チャック」］に一般的に開示されている。
【００４２】静電部材積層板４５は、導管１０５の第１
端部１４５に対する所望の直径に応じた約０．２５ｍｍ
〜約０．５ｍｍの直径を持つ穴を作るのに穴あけ加工あ
るいはプレス加工される。それから、穴あけされた静電
部材積層板４５は、サポート７０上の中心に置かれ、積
層板４５における穴は、伝熱流体リザーバ１４０と接触
面５０との間に連続した導管１０５を作るべくサポート
７０における穴と位置合わせされる。それから、チャン
バ２５内の腐食処理ガスに対するコネクタの露出を低減
すべく処理中に基板３０が電気コネクタ５５を覆うよう
に、静電部材３５の電気コネクタ５５が、サポート７０
を通して延ばされる。好適な電気コネクタ５５は、シャ
モウイリアン（Shamouilian）らにより１９９５年３月
２４日に出願された前述の米国特許願第０８／４１０，
４４９号明細書［発明の名称「改良された耐食性をもっ
た静電チャック」］に開示され、これは、本明細書にお
いて援用されている。
端部１４５に対する所望の直径に応じた約０．２５ｍｍ
〜約０．５ｍｍの直径を持つ穴を作るのに穴あけ加工あ
るいはプレス加工される。それから、穴あけされた静電
部材積層板４５は、サポート７０上の中心に置かれ、積
層板４５における穴は、伝熱流体リザーバ１４０と接触
面５０との間に連続した導管１０５を作るべくサポート
７０における穴と位置合わせされる。それから、チャン
バ２５内の腐食処理ガスに対するコネクタの露出を低減
すべく処理中に基板３０が電気コネクタ５５を覆うよう
に、静電部材３５の電気コネクタ５５が、サポート７０
を通して延ばされる。好適な電気コネクタ５５は、シャ
モウイリアン（Shamouilian）らにより１９９５年３月
２４日に出願された前述の米国特許願第０８／４１０，
４４９号明細書［発明の名称「改良された耐食性をもっ
た静電チャック」］に開示され、これは、本明細書にお
いて援用されている。
【００４３】図５（ａ）に示されるチャック２０の静電
部材３５の態様は、上に導電性を有する銅あるいはアル
ミニウムの層をもつ絶縁層４５ａを備える多層膜を用い
て作製することができる。市販の適当な多層膜は、例え
ば、アリゾナ州、チャンドラのロジャース・コーポレー
ションからの２５μm〜１２５μm厚のポリイミド膜でそ
の上に銅層が堆積されたものを備える「Ｒ／ＦＬＥＸ
１１００」膜、アブレスティック・コーポレーションか
ら入手可能なアブレスティック銘柄のアルミニウム充填
ポリイミド膜、及びパララックス（登録商標）ＡＰ膜で
あって、圧延され、アニールされ、あるいは電気溶着さ
れた銅箔に直接結合されたポリイミドを備えるものを含
んでいる。図５（ａ）に示されるように、溝１７０は、
パターン化されたあるいはセグメント化された電極４０
の間にその溝１７０を形成すべく、導電層をエッチン
グ、ルーティング（routing）あるいは圧延することに
より電極４０のセグメントの間に挿入される。例えば、
一般的なフォトリソグラフエッチング法は、（i）本明
細書において援用されている、ラティス・プレスの、ス
タンレイ・ウルフ及びリチャード・エヌ・トーバによる
「ＶＬＳＩ時代のシリコンプロセッシング：プロセステ
クノロジー」第１巻第１２章から第１４章までに一般に
記述されているように、導電性金属層上に、デュポン・
ド・ヌムール・コーポレーションにより製造された「Ｒ
ＩＳＴＯＮ」のパターン化されたフォトレジスト層を一
般的なフォトリソグラフ法を利用して形成し、（ii）一
般的な湿式あるいはプラズマエッチング技術を用いて導
電層の露出部をエッチングすることにより電極３０をエ
ッチングするのに利用することができる。典型的な湿式
化学エッチング法においては、多層膜は、塩化第二鉄、
過塩素酸ナトリウムのようなエッチング溶液、又は酸若
しくは塩基の中に浸される。典型的なプラズマエッチン
グプロセスは、塩素、酸素、あるいは四塩化ケイ素を使
用し、これは一般に、１９８８年マクグローヒル出版会
社、エス・エム・スゼ（S.M.Sze）による「ＶＬＳＩテ
クノロジー第２版」第５章に記述され、これは本明細書
において援用されている。残留したフォトレジストは、
一般的な酸あるいは酸素の剥離工程を用いて除去され得
る。エッチングをした後、第２の絶縁膜４５ｂが、静電
部材３５を形成する絶縁体の内部に電極４０を埋設すべ
く電極４０の上に接着される。それから、図５（ｂ）に
示すように、溝１７０が、多層絶縁体の一方あるいは両
方の絶縁層４５ａ，４５ｂを通して溝１７０を打ち抜き
加工（stamping）、プレス加工あるいは穴あけ加工（pu
nching）することにより切り取られる。溝あけした静電
部材３５は、溝の先端１７５が周縁部の導管１０５ａの
上方に配置されるようにサポート７０上の中心に置かれ
る。
部材３５の態様は、上に導電性を有する銅あるいはアル
ミニウムの層をもつ絶縁層４５ａを備える多層膜を用い
て作製することができる。市販の適当な多層膜は、例え
ば、アリゾナ州、チャンドラのロジャース・コーポレー
ションからの２５μm〜１２５μm厚のポリイミド膜でそ
の上に銅層が堆積されたものを備える「Ｒ／ＦＬＥＸ
１１００」膜、アブレスティック・コーポレーションか
ら入手可能なアブレスティック銘柄のアルミニウム充填
ポリイミド膜、及びパララックス（登録商標）ＡＰ膜で
あって、圧延され、アニールされ、あるいは電気溶着さ
れた銅箔に直接結合されたポリイミドを備えるものを含
んでいる。図５（ａ）に示されるように、溝１７０は、
パターン化されたあるいはセグメント化された電極４０
の間にその溝１７０を形成すべく、導電層をエッチン
グ、ルーティング（routing）あるいは圧延することに
より電極４０のセグメントの間に挿入される。例えば、
一般的なフォトリソグラフエッチング法は、（i）本明
細書において援用されている、ラティス・プレスの、ス
タンレイ・ウルフ及びリチャード・エヌ・トーバによる
「ＶＬＳＩ時代のシリコンプロセッシング：プロセステ
クノロジー」第１巻第１２章から第１４章までに一般に
記述されているように、導電性金属層上に、デュポン・
ド・ヌムール・コーポレーションにより製造された「Ｒ
ＩＳＴＯＮ」のパターン化されたフォトレジスト層を一
般的なフォトリソグラフ法を利用して形成し、（ii）一
般的な湿式あるいはプラズマエッチング技術を用いて導
電層の露出部をエッチングすることにより電極３０をエ
ッチングするのに利用することができる。典型的な湿式
化学エッチング法においては、多層膜は、塩化第二鉄、
過塩素酸ナトリウムのようなエッチング溶液、又は酸若
しくは塩基の中に浸される。典型的なプラズマエッチン
グプロセスは、塩素、酸素、あるいは四塩化ケイ素を使
用し、これは一般に、１９８８年マクグローヒル出版会
社、エス・エム・スゼ（S.M.Sze）による「ＶＬＳＩテ
クノロジー第２版」第５章に記述され、これは本明細書
において援用されている。残留したフォトレジストは、
一般的な酸あるいは酸素の剥離工程を用いて除去され得
る。エッチングをした後、第２の絶縁膜４５ｂが、静電
部材３５を形成する絶縁体の内部に電極４０を埋設すべ
く電極４０の上に接着される。それから、図５（ｂ）に
示すように、溝１７０が、多層絶縁体の一方あるいは両
方の絶縁層４５ａ，４５ｂを通して溝１７０を打ち抜き
加工（stamping）、プレス加工あるいは穴あけ加工（pu
nching）することにより切り取られる。溝あけした静電
部材３５は、溝の先端１７５が周縁部の導管１０５ａの
上方に配置されるようにサポート７０上の中心に置かれ
る。
【００４４】図６（ａ）に示されるチャックの態様は、
上述したように、多層膜を用いて静電部材３５を形成す
ることにより作製される。セグメント化された電極４０
を作るために多層膜の導電層をエッチングした後、積層
構造を形成するために、第２の絶縁膜４０ｂが電極４０
の上に固着される。それからリザーバチャンネル１８０
が積層構造を貫いて穴あけ加工される。その後、静電部
材３５内に伝熱流体リザーバ１４０を形成するために、
パンチ加工された導管１０５を持つ第３の弾性ポリイミ
ド膜１８５がリザーバチャンネル１８０の上方に固着さ
れる。
上述したように、多層膜を用いて静電部材３５を形成す
ることにより作製される。セグメント化された電極４０
を作るために多層膜の導電層をエッチングした後、積層
構造を形成するために、第２の絶縁膜４０ｂが電極４０
の上に固着される。それからリザーバチャンネル１８０
が積層構造を貫いて穴あけ加工される。その後、静電部
材３５内に伝熱流体リザーバ１４０を形成するために、
パンチ加工された導管１０５を持つ第３の弾性ポリイミ
ド膜１８５がリザーバチャンネル１８０の上方に固着さ
れる。
【００４５】流量レギュレータ１３５を有する本発明の
静電チャック２０は、従来技術のチャック以上に、基板
３０にわたって顕著に改善された温度均一性を提供する
ものである。例えば、タングステンエッチ処理で基板を
冷却するための本発明のプロトタイプテストにより、基
板３０の全体の温度が約１０℃低下し且つ基板３０の周
縁部の温度が約８０℃から約６０−６５℃に低下した。
また、基板３０の中央部１５５とその周縁部１５０との
間の温度勾配が、１５−２０℃から６−１０℃に低下し
た。反復及び許容し得る工程結果がチャック２０を用い
て得られた。
静電チャック２０は、従来技術のチャック以上に、基板
３０にわたって顕著に改善された温度均一性を提供する
ものである。例えば、タングステンエッチ処理で基板を
冷却するための本発明のプロトタイプテストにより、基
板３０の全体の温度が約１０℃低下し且つ基板３０の周
縁部の温度が約８０℃から約６０−６５℃に低下した。
また、基板３０の中央部１５５とその周縁部１５０との
間の温度勾配が、１５−２０℃から６−１０℃に低下し
た。反復及び許容し得る工程結果がチャック２０を用い
て得られた。
【００４６】更に、本発明のプロトタイプについての試
験結果から、従来技術において過度とみなされていた、
外周部１１０のリーク部１１５からの伝熱流体の漏れ
が、本発明の静電チャックを用いて有害（detrimenta
l）でないことが明らかである。本発明のチャック２０
は、リーク部１１５の近傍で十分な熱伝導性を与え、高
圧の伝熱流体を十分に供給し、リーク部１１５からの伝
熱流体のリークを相殺するのに十分大きい流量を与え
る。これに対して、従来のチャックの外周部からの約
０．２sccm〜１sccmの伝熱流体のリークは基板の過熱を
招くことが多い。本発明のチャック２０においては９To
rr圧における２sccm〜５sccmの漏れの存在は、基板３０
上で検出できる過熱効果を示さなかった。また、リーク
される外周部１１０のリーク部における外側導管１０５
を塞ぐと、約１０倍、即ち、０．４sccm〜０．６sccm漏
れが減少したが、基板外周部の過熱が起こるということ
が決定された。従って、リークギャップ１１５を塞ぐこ
とは、過熱問題に対して、本発明のチャックほどに有効
な解決を与えるものとはならない。
験結果から、従来技術において過度とみなされていた、
外周部１１０のリーク部１１５からの伝熱流体の漏れ
が、本発明の静電チャックを用いて有害（detrimenta
l）でないことが明らかである。本発明のチャック２０
は、リーク部１１５の近傍で十分な熱伝導性を与え、高
圧の伝熱流体を十分に供給し、リーク部１１５からの伝
熱流体のリークを相殺するのに十分大きい流量を与え
る。これに対して、従来のチャックの外周部からの約
０．２sccm〜１sccmの伝熱流体のリークは基板の過熱を
招くことが多い。本発明のチャック２０においては９To
rr圧における２sccm〜５sccmの漏れの存在は、基板３０
上で検出できる過熱効果を示さなかった。また、リーク
される外周部１１０のリーク部における外側導管１０５
を塞ぐと、約１０倍、即ち、０．４sccm〜０．６sccm漏
れが減少したが、基板外周部の過熱が起こるということ
が決定された。従って、リークギャップ１１５を塞ぐこ
とは、過熱問題に対して、本発明のチャックほどに有効
な解決を与えるものとはならない。
【００４７】本発明は、ある好適な態様を参照してかな
り詳細に記述されたが、他の多くの態様は、当業者に明
らかであるはずである。例えば、図示した流量レギュレ
ータ１３５の形態が本明細書において記述されている
が、流量レギュレータ１３５は、通常の当業者の一人に
明らかであろう如何なる構成を備えてもよい。従って、
本明細書における精神及び特許請求の範囲は、本明細書
に含まれる好適な態様の記述に限定されるべきものでは
ない。
り詳細に記述されたが、他の多くの態様は、当業者に明
らかであるはずである。例えば、図示した流量レギュレ
ータ１３５の形態が本明細書において記述されている
が、流量レギュレータ１３５は、通常の当業者の一人に
明らかであろう如何なる構成を備えてもよい。従って、
本明細書における精神及び特許請求の範囲は、本明細書
に含まれる好適な態様の記述に限定されるべきものでは
ない。
【００４８】
【発明の効果】以上のことから、本発明は、静電チャッ
クの分野で顕著な利点を示すことが理解されるであろ
う。特に、本発明の静電チャック２０は、基板３５の全
面、特に基板３０の周縁部にわたって、より効率的な温
度制御、外周部１１０での改善された熱移動及び接触、
及び向上された有用製品寿命を与える。
クの分野で顕著な利点を示すことが理解されるであろ
う。特に、本発明の静電チャック２０は、基板３５の全
面、特に基板３０の周縁部にわたって、より効率的な温
度制御、外周部１１０での改善された熱移動及び接触、
及び向上された有用製品寿命を与える。
【図１】腐食環境で高分子絶縁体が急速に腐食する電極
回りの環状の段差を示す従来の静電チャックを示す概ほ
ぼ的な部分側断面図である。
回りの環状の段差を示す従来の静電チャックを示す概ほ
ぼ的な部分側断面図である。
【図２】本発明の単極静電チャックの動作を示す処理チ
ャンバの部分側断面図である。
ャンバの部分側断面図である。
【図３】本発明の双極静電チャックの動作を示す処理チ
ャンバの部分側断面図である。
ャンバの部分側断面図である。
【図４】（ａ）流量レギュレータをサポートに備えるチ
ャックの態様を示す側断面図である。（ｂ）図４（ａ）
に示されるチャックの平面図である。
ャックの態様を示す側断面図である。（ｂ）図４（ａ）
に示されるチャックの平面図である。
【図５】（ａ）本発明のチャックの別の態様を示す部分
側断面図である。（ｂ）図５（ａ）に示されるチャック
の平面図である。
側断面図である。（ｂ）図５（ａ）に示されるチャック
の平面図である。
【図６】（ａ）本発明のチャックの別の態様を示す部分
側断面図である。（ｂ）図６（ａ）に示されるチャック
の平面図である。
側断面図である。（ｂ）図６（ａ）に示されるチャック
の平面図である。
【図７】本発明の耐食性チャックの部分側断面図であ
る。
る。
２０…静電チャック、２５…処理チャンバ、３０…基
板、３５…静電部材、４０，４０ａ，４０ｂ…電極、４
５…絶縁体、４５ａ…第１絶縁層、４５ｂ…第２絶縁
層、５０…接触面、５５…電気的コネクタ、７０…サポ
ート、１０５，１０５ａ，１０５ｂ…導管、１１０…外
周部、１１５…リーク部、１３０…シール部、１３５…
流量レギュレータ、１４０…伝熱流体リザーバ、１４５
…第１端部、１６０…第２端部、１７０…溝、１７５…
先端部、１８５…弾性層、１９０…上面、１９５…凹
部。
板、３５…静電部材、４０，４０ａ，４０ｂ…電極、４
５…絶縁体、４５ａ…第１絶縁層、４５ｂ…第２絶縁
層、５０…接触面、５５…電気的コネクタ、７０…サポ
ート、１０５，１０５ａ，１０５ｂ…導管、１１０…外
周部、１１５…リーク部、１３０…シール部、１３５…
流量レギュレータ、１４０…伝熱流体リザーバ、１４５
…第１端部、１６０…第２端部、１７０…溝、１７５…
先端部、１８５…弾性層、１９０…上面、１９５…凹
部。
フロントページの続き (72)発明者 ジョン エフ． キャメロン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス アルトス， コロナド アヴェニュ ー 91 (72)発明者 シャムール シャモリアン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ワシュー ドライヴ 1256 (72)発明者 マヌーシ ビラング アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス ガトス， ファーヴル リッジ ロ ード 18836 (72)発明者 アルフレッド マック アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ユニオン シティー， フェローズ コー ト 32722 (72)発明者 サイモン ダブリュー． タム アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ミルピタス， オレガン ウェイ 1001 (72)発明者 ロバート イー． ライアン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェール， ダブリュー． オリー ヴ アヴェニュー 1157
Claims (42)
- 【請求項１】 処理チャンバ内で基板を保持し、且つ、
基板をほぼ一様な温度に維持するための静電チャックで
あって、 （ａ）ｉ）電極を覆う絶縁体、 ｉｉ）前記基板に適合可能なほぼ平らな（planar）コン
フォーマル接触面（conformal contact surface）、及
び ｉｉｉ）前記接触面で終端する、伝熱流体を前記接触面
に供給するための導管（conduits）、を含む静電部材で
あって、 前記静電部材の前記電極への電圧の印加により、前記コ
ンフォーマル接触面上に前記基板を保持して、（１）伝
熱流体が漏れ出すリーク部、及び（２）伝熱流体が漏れ
出さないシール部を持つ外周部を画成する静電部材と、 （ｂ）前記静電部材の前記導管を通して異なる流量（fl
ow rate）の伝熱流体を流すための流量レギュレータで
あって、前記静電チャック上に保持される前記基板をほ
ぼ一様な温度に維持すべく、（ｉ）前記静電部材の前記
外周部の前記シール部近傍の前記導管を通る第１の伝熱
流体の流量、及び（ｉｉ）前記リーク部近傍の前記導管
を通る、前記第１の流量より大きな第２の伝熱流体の流
量を与える流量レギュレータと、を備える、静電チャッ
ク。 - 【請求項２】 前記流量レギュレータは、伝熱流体リザ
ーバであって、前記静電部材の前記外周部の前記リーク
部近傍の前記導管に、より高い第２の伝熱流体の流量を
与えるべく、（ａ）前記リザーバが前記静電部材の近傍
に配置されていること、（ｂ）前記リザーバが前記全て
の導管にわたって広がっていること、及び（ｃ）前記リ
ザーバが前記処理チャンバ内の圧力に対して十分高い圧
力の十分な体積の伝熱流体を保持する寸法及び構成とさ
れていること、という特性（ａ）〜（ｃ）のうち少なく
とも一つを有する伝熱流体リザーバを備える、請求項１
記載の静電チャック。 - 【請求項３】 前記伝熱流体リザーバは約ＰLから約ＰH
の範囲の圧力に伝熱流体を保持する寸法及び構成とさ
れ、（ａ）前記高圧ＰHは、前記導管を通る伝熱流体の
流れにより、静電的に保持される前記基板が移動されな
いよう選ばれ、（ｂ）前記低圧ＰLは、前記シール部近
傍の前記導管へのより小さい第１の伝熱流体の流量を実
質的に減らさずに、前記外周部の前記リーク部近傍の前
記導管に、より高い第２の伝熱流体の流量を供給するよ
う選ばれる、請求項２記載の静電チャック。 - 【請求項４】 前記圧力ＰLは約１Torrであり、前記圧
力ＰHは約７０Torrである、請求項３記載の静電チャッ
ク。 - 【請求項５】 前記伝熱流体リザーバの体積は約５０cm
3〜約１５０cm3の範囲にある、請求項２記載の静電チャ
ック。 - 【請求項６】 前記導管は、前記接触面で終端する第１
端部と、前記伝熱流体リザーバで終端する第２端部とを
有し、前記第１端部は前記第２端部より小さい直径を有
する、請求項２記載の静電チャック。 - 【請求項７】 前記導管の前記第１端部は約１mmより小
さい直径を有する、請求項６記載の静電チャック。 - 【請求項８】 前記導管の前記第２端部は少なくとも約
１．５mmの直径を有する、請求項６記載の静電チャッ
ク。 - 【請求項９】 前記第２の伝熱流体の流量は前記第１の
伝熱流体の流量より少なくとも２sccm大きい、請求項１
記載の静電チャック。 - 【請求項１０】 前記流量レギュレータは、前記基板を
横切る温度差が約１０℃より小さくなるように、前記導
管を通して十分異なる流量の伝熱流体を流す、請求項１
記載の静電チャック。 - 【請求項１１】 前記接触面は、前記静電部材により生
成される静電気力の印加下で、前記基板を適合させるこ
との可能な弾性材料を備える、請求項１記載の静電部
材。 - 【請求項１２】 前記接触面はポリイミドを備える、請
求項１１記載の静電部材。 - 【請求項１３】 さらに前記静電部材を支持するための
サポートを備え、前記サポート内には前記伝熱流体リザ
ーバが形成され、前記導管は前記リザーバから前記静電
部材の前記接触面まで延びる、請求項２記載の静電部
材。 - 【請求項１４】 前記伝熱流体リザーバは前記静電部材
内に形成され、前記導管は前記リザーバから前記静電部
材の前記接触面まで延びる、請求項２記載の静電チャッ
ク。 - 【請求項１５】 基板を保持し、且つ、前記基板にわた
ってほぼ一様な温度を維持するための静電部材であっ
て、 （ａ）電極と、 （ｂ）前記電極を覆う絶縁体であって、前記基板に適合
することの可能なほぼ平らなコンフォーマル接触面を有
するものと、 （ｃ）前記絶縁体の前記接触面で終端する、伝熱流体を
前記接触面に供給するための導管と、 （ｄ）前記接触面上に前記基板を静電的に保持して、
（ｉ）伝熱流体が漏れ出すリーク部、及び（ｉｉ）伝熱
流体が実質的に漏れ出さないシール部、を含む外周部を
画成すべく前記電極に電圧をかける（conduct）ための
電気的コネクタと、 （ｅ）前記導管に伝熱流体を供給するための、前記絶縁
体の前記接触面の下方の伝熱流体リザーバであって、前
記チャックに保持される前記基板にわたってほぼ一様な
温度を維持すべく、 ｉ）前記伝熱流体リザーバが前記静電部材近傍に配置さ
れていること、 ｉｉ）前記伝熱流体リザーバが全ての前記導管を横切っ
て広がっていること、及び ｉｉｉ）前記伝熱流体リザーバが、（１）前記シール部
近傍の前記導管を通るより小さい第１の伝熱流体流量、
及び（２）前記リーク部近傍の前記導管を通るより大き
い第２の伝熱流体の流量を与えるよう十分高い圧力の十
分な体積の伝熱流体を保持する寸法及び構成とされてい
ること、という特性ｉ）〜iii）のうち少なくとも一つ
を有する伝熱流体リザーバと、を備える、静電部材。 - 【請求項１６】 前記伝熱流体リザーバは約ＰLから約
ＰHの範囲の圧力に伝熱流体を保持する寸法及び構成と
され、（ａ）前記高圧ＰHは、前記導管を通る伝熱流体
の流れにより、静電的に保持される前記基板が移動され
ないよう選ばれ、（ｂ）前記低圧ＰLは、前記外周部の
前記リーク部近傍の前記導管に、より高い第２の伝熱流
体の流量を供給するよう選ばれる、請求項１５記載の静
電部材。 - 【請求項１７】 前記静電部材を支持するためのサポー
トをさらに備え、前記伝熱流体リザーバは前記サポート
に設置されている（located）、請求項１５記載の静電
チャック。 - 【請求項１８】 前記電極は電極セグメント（elevtrod
e segments）を備え、前記伝熱流体リザーバは前記電極
セグメント間に配置される溝（groove）を備える、請求
項１５記載の静電部材。 - 【請求項１９】 前記絶縁体の前記接触面は、前記静電
部材により生成される静電気力の印加下で前記基板に適
合させることの可能な材料からなる連続した単体の弾性
層を備える、請求項１５記載の静電部材。 - 【請求項２０】 前記接触面はポリイミドを備える、請
求項１９記載の静電部材。 - 【請求項２１】 基板を保持し、且つ、前記基板にわた
ってほぼ一様な温度に維持するための静電チャックであ
って、 （ａ）基板を保持するための静電部材であって、 ｉ）電極を覆う絶縁体、 ｉｉ）前記基板に適合させることの可能なほぼ平らで連
続した接触面（contactsurface）であって外周部を有す
るもの、及び ｉｉｉ）前記基板下に伝熱流体を保持するための溝であ
って、前記接触面の前記外周部に先端部（tip）を有す
るもの、を備える静電部材と、 （ｂ）前記静電部材を支持するためのサポートであっ
て、（ｉ）伝熱流体を保持するための伝熱流体リザー
バ、及び（ｉｉ）前記リザーバから前記溝の先端部まで
延びる前記接触面の前記外周部に伝熱流体を供給するた
めの導管を備えるサポートとを備え、 前記接触面の前記外周部は、伝熱流体が漏れ出すリーク
部、及び前記伝熱流体が漏れ出さないシール部を備え、 前記伝熱流体リザーバは、前記チャックに保持される前
記基板にわたってほぼ一様な温度を維持すべく、（ｉ）
前記シール部近傍の前記導管を通る、より小さい第１の
伝熱流体流量、及び（２）前記リーク部近傍の前記導管
を通る、より大きい第２の伝熱流体の流量を与えるよう
十分高い圧力の十分な体積の伝熱流体を保持する寸法及
び構成とされている、静電チャック。 - 【請求項２２】 前記静電部材の前記溝は、相互に接続
された溝からなる円周状及び放射状のパターンを備え
る、請求項２１記載の静電チャック。 - 【請求項２３】 基板を保持し、且つ、前記基板にわた
ってほぼ一様な温度を維持するための静電チャックであ
って、 （ａ）電極を含み、前記基板に適合させることの可能な
ほぼ平らなコンフォーマル接触面を有する絶縁体を含む
静電部材と、 （ｂ）前記静電部材を支持するためのサポートであっ
て、（ｉ）伝熱流体を保持するための伝熱流体リザー
バ、及び（ｉｉ）前記リザーバから前記接触面まで延び
る伝熱流体を前記接触面に供給するための先細り状の導
管であって、前記接触面に第１端部、及び伝熱流体リザ
ーバに第２端部を有し、前記第１端部が前記第２端部よ
り小さい直径を有している導管、を備えるサポートとを
備え、 前記電極への電圧の印加により、前記絶縁体の前記コン
フォーマル接触面上に前記基板が保持され、（ｉ）伝熱
流体が漏れ出すリーク部、及び（ｉｉ）伝熱流体が実質
的に漏れ出さないシール部を含む外周部が画成され、 前記チャック上に保持される前記基板にわたってほぼ一
様な温度を維持するために、前記伝熱流体リザーバ及び
先細り状の導管が、（i）前記シール部近傍の前記導管
に対してはより小さい第１の伝熱流体の流量、（ｉｉ）
前記リーク部近傍の前記導管に対してはより大きい第２
の伝熱流体の流量の伝熱流体を与える、静電チャック。 - 【請求項２４】 前記伝熱流体リザーバは前記静電部材
の近傍に配置され、すべての前記導管を横切って延び
る、請求項２３記載の静電チャック。 - 【請求項２５】 前記導管の前記第１端部は約１mmより
小さい直径を有する、請求項２４記載の静電チャック。 - 【請求項２６】 前記導管の前記第２端部は少なくとも
約１．５mmの直径を有する、請求項２４記載の静電チャ
ック。 - 【請求項２７】 静電部材の導管を経て供給される伝熱
流体を用いて、前記静電部材上に基板を保持し、且つ、
前記基板にわたってほぼ一様な温度を維持する方法であ
って、 （ａ）前記静電部材上に前記基板を静電的に保持して、
（ｉ）間隙を有するリーク部、及び（ｉｉ）実質的に間
隙のないシール部を備える外周部を画成するステップ
と、 （ｂ）前記導管を通して異なる流量で伝熱流体を流し、
前記リーク部を通る伝熱流体の漏れを相殺して前記チャ
ック上に保持される前記基板にわたってほぼ一様な温度
を維持すべく、（ｉ）前記外周部の前記シール部近傍の
前記導管を通る第１の流量、及び（ｉｉ）前記第１の流
量より大きい、前記外周部の前記リーク部近傍の前記導
管を通る第２の流量を供給するステップと、を備える、
方法。 - 【請求項２８】 前記伝熱流体は高い熱伝導性を持つ非
反応性ガス（non-reactive gas）を備える、請求項２７
記載の方法。 - 【請求項２９】 前記非反応性ガスは、ヘリウム、アル
ゴン又は窒素からなる群より選ばれる、請求項２８の方
法。 - 【請求項３０】 前記第２流量は前記第１流量より少な
くとも約２sccm大きい、請求項２７記載の方法。 - 【請求項３１】 前記第１流量は約０sccm〜約１sccmの
範囲にある、請求項２７記載の方法。 - 【請求項３２】 前記第２流量は約１sccm〜約１０sccm
の範囲にある、請求項２７記載の方法。 - 【請求項３３】 前記伝熱流体を流すステップは、前記
静電部材近傍の伝熱流体リザーバ内で十分高い圧力Ｐの
十分な体積の伝熱流体を維持して、前記静電部材の前記
外周部の前記リーク部近傍の前記導管に、より高い第２
の伝熱流体の流量を与えるステップを備える、請求項２
７記載の方法。 - 【請求項３４】 前記リザーバの前記伝熱流体の前記圧
力Ｐは約ＰLから約ＰHの範囲にあり、（ｉ）前記高圧Ｐ
Hは、前記基板下の伝熱流体の流れにより、静電的に保
持される前記基板が移動されないよう選ばれ、（ｉｉ）
前記低圧ＰLは、前記シール部近傍の前記導管へのより
小さい第１の伝熱流体の流量を実質的に減らすことな
く、前記リーク部近傍の前記導管へより高い第２の伝熱
流体の流量を供給するよう選ばれる、請求３３記載の方
法。 - 【請求項３５】 前記圧力ＰLは約１Torrであり、前記
圧力ＰHは約５０Torrである、請求項３４記載の方法。 - 【請求項３６】 前記基板にわたる温度がほぼ等しくな
るように前記静電部材の中央部の前記導管を通して十分
な流量の伝熱流体を流すステップをさらに備える、請求
項２７記載の方法。 - 【請求項３７】 前記伝熱流体を流すステップは、前記
基板の表面にわたる温度差が約１０℃より小さくなるよ
う十分異なる第１及び第２流量の伝熱流体を流すことを
備える、請求項２７記載の方法。 - 【請求項３８】 （ｉ）コンフォーマル接触面、及び
（ｉｉ）前記コンフォーマル接触面にわたって多数の位
置で伝熱流体を供給するための複数の導管を有する静電
部材を備える電極チャックの上に保持される基板にわた
って一様な温度を維持する方法であって、 （ａ）前記静電部材上に前記基板を静電的に保持して、
（ｉ）間隙を有するリーク部、及び（ｉｉ）実質的に間
隙のないシール部を備える外周部を画成するステップ
と、 （ｂ）前記導管を通して異なる流量で伝熱流体を流し、
前記リーク部を通る伝熱流体の漏れを相殺して前記チャ
ック上に保持される前記基板にわたってほぼ一様な温度
を維持すべく、（ｉ）前記外周部の前記シール部近傍の
前記導管を通る第１の流量、及び（ｉｉ）前記外周部の
前記リーク部近傍の前記導管を通る前記第１の流量より
大きな第２の流量を供給するステップと、を備え、 前記伝熱流体は前記コンフォーマル接触面に対して実質
的に非反応であり、高い熱伝導性を有している、方法。 - 【請求項３９】 基板を保持し且つ基板にわたってほぼ
一様な温度を維持するための静電チャックであって、 （ａ）サポートと、 （ｂ）（ｉ）電極に対する電圧の印加下で前記基板を保
持することの可能な絶縁された電極積層板を備えると共
に、（ｉｉ）外周部を有する前記サポート上の静電部材
と、 （ｃ）前記基板にわたってほぼ一様な温度を維持するた
めの導管であって、前記基板下に伝熱流体を供給すべ
く、前記サポート及び前記静電部材を通して延び且つ少
なくとも前記導管のいくつかは前記静電部材の前記外周
部近くで終端する複数の導管とを備える、静電チャッ
ク。 - 【請求項４０】 腐食処理環境で基板を保持するための
耐食性静電チャックであって、 （ａ）サポートと、 （ｂ）（ｉ）第１絶縁層、（ｉｉ）前記第１絶縁層上の
電極、及び（ｉｉｉ）前記電極上の第２絶縁層であっ
て、前記電極の周縁部回りで前記第１絶縁層と融合して
前記電極を電気的に絶縁している第２絶縁層を含む積層
板を備える静電部材とを前記サポート上に備え、 前記積層板は、前記静電部材の全体の広さにわたりほぼ
平らな、前記基板に接触するための接触面を備え、前記
電極への電圧の印加により前記基板が前記接触面上に静
電的に保持される場合、前記平らな接触面は、前記基板
と連続した接触を与え、前記腐食処理環境から広範囲に
わたり前記電極を隔離させる、静電チャック。 - 【請求項４１】 前記サポートは凹部をもった上面を含
み、前記第１絶縁層上の電極は、前記積層板がほぼ平ら
な接触面を形成すべく前記凹部を実質的に塞ぐ寸法とさ
れる、請求項４０記載の静電チャック。 - 【請求項４２】 （ｉ）サポート、及び（ｉｉ）前記サ
ポート上の絶縁された電極を備える、基板を保持するた
めの耐食性静電チャックを製造する方法であって、
（ａ）前記絶縁電極の厚さとほぼ等しい深さを持つ凹部
をもった表面を有するサポートを形成するステップと、
（ｂ）前記サポートの表面の前記凹部に適合する第１絶
縁層を形成するステップと、（ｃ）前記第１の絶縁層上
に前記凹部内にはまる寸法とされる外径を持った電極を
形成するステップと、（ｄ）前記電極層上に第２絶縁層
を形成するステップとを備え、もって、前記第２絶縁層
は、前記チャック上に保持される前記基板を接触させる
ためのほぼ平らな接触面を有し、前記電極の前記外径部
が比較的長い絶縁体経路（insulator path）により絶縁
され、前記チャックの耐食性を大きくする、方法。
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