JPH1187481A - 熱伝達レギュレータパッドを有する静電チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 プロセス・チャンバ２０内に基板２５を
保持するための静電チャック７５は、基板２５を受容す
るための受容面９８と、電極９５とを有する絶縁体を含
む静電部材８０を含む。ベース８５は、静電部材８０を
支持し、第１の熱抵抗Ｒ_B を有し、下面１０２を有す
る。熱パッド１００が、静電部材８０の受容面９８とベ
ース８５の下面１０２との間に配置される。この熱パッ
ド１００は、ベース８５の熱抵抗Ｒ_B とは充分に異なる
第２の熱抵抗Ｒ_P を含み、プロセス・チャンバ２０にお
ける処理中に基板２５の処理表面にわたる所定の温度を
与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセス・チャン
バ内で基板を保持するための静電チャックに関する。本
発明は更に、に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、処理
（processing）中に半導体基板を保持して基板の移動あ
るいはミスアライメントを防止するために、チャックが
使用される。静電引力を利用して基板を保持するような
静電チャックは、メカニカルチャックおよび真空吸着チ
ャックよりも多くの（several）利点を有する。静電チ
ャックは、機械的なクランプによってよく発生するスト
レスによる亀裂を減少させ、基板表面をより広く利用す
ることを可能にし、基板に堆積する腐食（corrosion）
粒子の形成を抑制し、真空プロセスにおけるチャックの
使用を可能にする。

【０００３】典型的な静電チャックは、プロセス・チャ
ンバ内に熱伝導性ベースによって支持される静電部材を
含む。この静電部材は、電気的な絶縁体ないし誘電体に
よって被覆されるか、あるいはその誘電体に埋め込まれ
た（embedded）少なくとも１つの電極を含む。この静電
部材の電極は、基板を基準にしてある電圧にバイアスさ
れ、静電荷を静電部材に蓄積させる。単極性（monopola
r）静電チャックにおいては、プロセス・チャンバにお
けるプラズマは、基板に蓄積される荷電化学種（charge
d species）を与える。基板に蓄積された電荷は、静電
部材に蓄積された電荷とは反対の極性を有し、基板をチ
ャックに保持する静電引力を発生させる。２極性（bipo
lar）静電チャックにおいては、複数の電極は異なった
電位に帯電され、基板がチャックに静電気的に保持され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】処理中に、基板および
その下にあるチャックは高い温度に加熱され、それは、
基板表面にわたる（across）好ましくない温度勾配を生
じさせる可能性がある。従来のチャックにおいては、静
電部材は、典型的には、熱伝導性ベースに直接に接着
（bonded）され、基板からの熱は静電部材を介してベー
スに伝わる。従来のチャックにおける熱伝導の相違ある
いは発熱の差は、基板の処理表面にわたる温度勾配を生
じさせる可能性がある。例えば、基板周辺部における温
度は、たいてい、基板中心部における温度よりも高いか
あるいは低い。プラズマ処理においては、基板の中心部
および周辺部におけるプラズマ密度の差によってこの温
度差が発生し得る。処理中に、プラズマから基板への熱
エネルギーの放出は、基板温度を上昇させる。基板の一
部分におけるより高いプラズマ密度は、より大きな熱放
出およびより高い基板温度をもたらす。

【０００５】また、基板にわたる温度差は、基板にわた
る異なる電気インピーダンスから生じるＲＦエネルギ
ー、および電界電束における差によっても発生する。例
えば、高周波エネルギー場は、基板周辺部（perimete
r）に沿った低インピーダンス領域に集まる傾向があ
り、基板の中心部よりもその周辺部で基板温度を上昇さ
せる。また、基板周辺部が、チャックの熱伝導性ベース
に直接には熱接触していない張り出し部分（overhang）
を形成する場合にも、基板周辺部でのより高い温度が発
生する。その結果として、基板周辺部から散逸する熱
は、基板中心部からよりも少ない率で散逸する。その結
果として、基板処理中に、基板の周辺部および中心部に
おける定常状態の温度は、５〜１０℃ほども異なる場合
がある。

【０００６】基板表面にわたる温度勾配は、一般的に
は、好ましくないものであるが、例えば、ある種の製造
プロセスにおいては、プロセス・ガス流量あるいは高周
波プラズマエネルギー等の基板表面にわたる処理条件の
中の他の変化を補償するために、基板において所定の温
度プロファイルを維持することが好ましい場合もある。
しかしながら、基板の処理表面における調整されない、
ないしは絶えず変動する（fluctuating）温度勾配は好
ましいものではない。堆積（deposition）プロセスにお
いては、このような変動する温度差によって、堆積され
た膜の電気特性を変化させるような基板にわたる膜構
造、種々の粒度、または表面の粗さを有する膜が堆積さ
れることになる。エッチングプロセスにおいては、変動
する温度勾配は、エッチング造作（etched feature）
のプロファイルを基板表面にわたって変化させ、基板の
ある部分は実質的にストレートの壁が形成されたエッチ
ング造作を有し、ある部分はテーパーのある側壁を含み
たエッチング造作を有するようになる。さらに、より低
い温度は、不活性高分子堆積（passivating polymeric
deposit）による過度の堆積を引き起こし（高分子堆積
の固着係数（stickingcoefficient）はより大きいた
め）、基板のある部分においては、より大きなテーパー
のあるエッチング造作を発生させる可能性がある。この
エッチング造作のプロファイルにおける変動は好ましい
ものではなく、このような過度の不活性化堆積を基板か
ら取り除くのは困難なことである。

【０００７】上述したように、基板の処理表面にわたる
所定の温度プロファイルを維持することのできる静電チ
ャックのニーズがある。ある種の処理形態（processing
application）においては、基板周辺部に比較して基板
中心部をより高い温度かまたはより低い温度に維持し
て、例えば、プラズマ密度またはインピーダンスにおけ
る差等の、基板表面にわたる処理条件の中の他の変化を
補償することは好ましいことである。別のプロセスにお
いては、基板の中心部から周辺部にわたって実質的に均
一かつ安定な（consistent）温度プロファイルを与える
ことのできる静電チャックのニーズがある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板を保持
し、基板の処理表面にわたる所定の温度を維持するため
の静電チャックを与える。この静電チャックは、少なく
とも１つの電極をその中に含みた絶縁体と、基板を受容
するための受容面とを有する静電部材を含む。ベース
は、静電部材を支持し、第１の熱抵抗Ｒ_B を有し、下面
を有する。パッドが、静電部材の受容面とベースの下面
との間に配置され（positioned）、ベースの熱抵抗Ｒ_B
より充分に大きいかまたは充分に小さい第２の熱抵抗Ｒ
_Pを含み、プロセス・チャンバにおける基板の処理中に
基板にわたり所定の温度を与える。パッドは、熱伝達率
を基板にわたって調整する熱伝達レギュレータパッドを
含み、より好ましくは、基板の選択された部分の下から
伝達される熱の断熱層（thermal barrier）として機能
する熱バリア・パッドを含む。

【０００９】この静電チャックは、チャンバにプロセス
・ガスを送り込むためのガスディストリビュータおよび
プロセス・ガスからプラズマを形成するためのプラズマ
発生装置を有するプロセス・チャンバ内に静電気的に基
板を保持するときに、基板にわたる同一の温度、あるい
は、基板にわたる温度プロファイル等の所定の温度を与
えるのに有用である。

【００１０】他の側面においては、本発明は、静電気的
に基板を保持し、基板にわたって所定の温度を維持する
方法を与える。この方法は、静電部材の受容面上に静電
気的に基板を保持するステップを含む。熱抵抗Ｒ_B を有
する第１の熱経路が、基板のある部分の下に維持され
る。熱抵抗Ｒ_P を有する第２の熱経路が、基板の別の部
分の下に維持され、この熱抵抗Ｒ_P は、熱抵抗Ｒ_B とは
充分に異なるものであり、基板の処理中に基板にわたる
所定の温度を与える。

【００１１】本発明のこれらの、そして、その他の特
徴、側面、および、利点は、以下の説明、添付の請求
項、および、本発明の実施の形態を示す添付の図面によ
ってより詳細に理解できるであろう。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、プロセス・チャンバ内
に基板を保持し、基板の中心部から周辺部にわたって所
定の温度プロファイルを維持するための静電チャックシ
ステムを与える。半導体基板のプラズマ処理に適した本
発明による好ましいプロセス・チャンバが図１に示され
る。ここに示される特定の実施の形態であるプロセス・
チャンバ２０は、ただ単に本発明の動作を説明するため
のものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
このプロセス・チャンバ２０は、例えば化学的気相成長
によって材料を基板２５上に堆積し、基板から材料をエ
ッチングし、あるいは、基板に材料を注入するのに使用
することができる。基板２５に膜を堆積するために、こ
の装置においてなされてもよい化学的気相成長（ＣＶ
Ｄ）プロセスに関しては、ここにレファレンスとして組
み込まれるニューヨークのマグローヒル社のＳｚｅ著
「ＶＬＳＩ技術（VLSI Technology）」第２版の第９章
に一般的に説明されている。例えば、基板２５にＳｉＯ
₂ を堆積するためのＣＶＤプロセスは、（ｉ）ＳｉＨ₄
またはＳｉＣｌ₂ Ｈ₂ 等のシリコン源（source）ガス、
および、ＣＯ₂ またはＮ₂ Ｏ等の酸素源ガス、あるい
は、（ｉｉ）Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄ 等のシリコンおよび酸
素の両方を含んだ単一のガス、等のプロセス・ガスを使
用する。Ｓｉ₃ Ｎ₄ を堆積するためのＣＶＤプロセス
は、典型的には、ＳｉＨ₄、および、ＮＨ₃またはＮ₂ 等
のガスを使用する。その他の良く使用される（conventi
onal）ＣＶＤプロセス・ガスは、ＮＨ₃ 、ＡｓＨ₃ 、Ｂ
₂ Ｈ₆ 、ＫＣｌ、ＰＨ₃、およびＳｉＨ₄等を包含する。
また、本発明による装置は、ここにレファレンスとして
組み込まれるニューヨークのマグローヒル社のＳ．Ｍ．
Ｓｚｅ著「ＶＬＳＩ技術（VLSI Technology）１９８８
年」第２版の第５章に一般的に記述されるようなプラズ
マ・エッチングプロセスに使用することもできる。金属
層をエッチングするための典型的なエッチングプロセス
は、ＢＣｌ₃、Ｃｌ₂ 、ＳＦ₆ 、ＣＦ₄ 、ＣＦＣｌ₃ 、
ＣＦ２ Ｃｌ₂ 、ＣＦ₃ Ｃｌ、ＣＨＦ₃、ＨＣｌ、あるい
は、Ｃ₂ ＣｌＦ₅ 等のプロセス・ガスを使用する。レジ
ストエッチングプロセスは、典型的には、基板２５上の
高分子レジストをエッチングするのに酸素ガスを使用す
る。

【００１３】基板２５上に材料を堆積し、エッチング
し、あるいは、基板２５中に材料を注入するのに使用さ
れるプロセス・ガスは、プロセス・ガスをチャンバに分
配するガスディストリビュータ３０を介してチャンバ２
０に送り込まれ、チャンバ２０から使用済みプロセス・
ガスおよびプロセス・ガス副産物を回収するために排気
マニホルド３５が与えられる。チャンバ２０内のプロセ
ス・ガスは、コイル電源４５および高周波整合ネットワ
ーク５０を用いて動作させられるチャンバのまわりに巻
かれた誘導コイル４０を用いて、誘導結合されてプラズ
マを形成することができる。また、プロセス・ガスは、
チャンバ２０内のプロセス電極５５および６０によって
容量結合されることが可能である。ここに示される例に
おいては、一方のプロセス電極５５は基板２５の下に配
置され、もう一方のプロセス電極６０はプロセス・チャ
ンバ２０の壁を電気的に接地することによって形成され
る。プロセス電極５５に高周波バイアス電圧を供給し、
お互いに関してこれらのプロセス電極を電気的にバイア
スし、チャンバ２０において高周波バイアス容量結合プ
ラズマを形成するためにプロセス電極バイアス電圧源６
５が使用される。適切な電圧源６５は、プロセス・チャ
ンバ２０のインピーダンスを線間電圧（line voltage）
のインピーダンスに整合させる高周波インピーダンスを
分離コンデンサに直列に含む。誘導結合と容量結合とを
組み合わせて使用することによって、より均一で制御さ
れた（directed）プラズマをチャンバ２０において形成
することができる。さらに、プロセス・チャンバ２０に
結合された磁界発生器（図示しない）を用いてプラズマ
を増強する（enhanced）ことも可能である。

【００１４】図２（ａ）〜図２（ｄ）を参照して、静電
チャック７５は、プロセス・チャンバ２０においてベー
ス８５上に支持された静電部材８０を含む。この静電部
材８０は、誘電体すなわち絶縁体９０を含み、この絶縁
体９０は、少なくとも１つの電極９５を被覆するか、あ
るいは、少なくとも１つの電極９５がそこに埋め込まれ
ており、また、その上に基板２５を受容するための受容
面９８を有する。熱伝達レギュレータパッド１００が、
静電部材８０の受容面９８とベース８５の下面１０２と
の間に配置され、基板２５からの熱の伝達または流れを
調整する。好ましくは、熱伝達レギュレータパッド１０
０は、チャックアセンブリ全体を容易に交換することが
できるように、静電チャック７５内に配置される。より
好ましくは、熱伝達レギュレータパッド１００は、静電
部材８０とベース８５との間に配置され、基板２５から
静電部材８０およびベース８５を介しての熱の伝達また
は流れを調整する。あるいは、熱伝達レギュレータパッ
ド１００は、基板２５に直接に熱接触している静電部材
８０の上面部分を形成してもよい。

【００１５】チャック電圧源１０５は、チャック７５の
電極９５を動作させるのに適した電圧を与える。典型的
には、チャックの電極９５に印加される電圧は、約１０
００〜３０００ＶのＤＣ電圧である。また、チャック電
圧源１０５は、チャック７５の２つ以上の電極９５を異
なった電圧に維持する複数の電圧源を含み、電極をバイ
ポーラ電極（bipolar electrode）として動作させても
よい。このような電圧源は、例えば、ここにレファレン
スとして組み入れられる米国特許出願第０８／３８１，
７８６号に記載されるように一般的（conventional）な
ものである。

【００１６】ヘリウム、アルゴン、または、ネオン等の
熱伝達流体が、基板２５からの熱伝達を促進し、処理中
に基板をほぼ一定の温度に維持するために使用されてし
てもよい。例えば、ヘリウムガスが、基板２５と静電部
材８０との間に導入されて、基板とチャック７５との間
の熱結合（thermal coupling）を容易としてもよい。こ
のガス結合がなければ、基板２５の温度は、基板表面に
わたって不均一であるか、あるいは、時間がたつにつれ
て徐々に増加するかもしれない。熱伝達流体は、熱伝達
流体供給源１１０によって与えられ、従来のガス流量レ
ギュレータおよび圧力調整器を用いて調整される。図３
に示されるように、好ましくは、熱伝達流体は、静電部
材８０の表面の熱伝達流体溝１１５に保持され、この熱
伝達流体溝１１５は、静電部材の厚さの全体かまたは一
部分に伸長する。溝１１５は、典型的には、放射状の溝
と同心円状の溝とを含むネットワークを含み、好ましく
は、これらの溝が、お互いに連絡されて（joined）基板
２５の下に熱伝達流体を保持する切れ目のない（contin
uous）ネットワークを形成する。

【００１７】本発明の静電チャック７５は、基板２５の
異なる部分から静電チャック７５を通る熱伝達率を調整
して、基板の処理表面にわたる所定の温度プロファイル
を与える。静電部材８０の下にあるベース８５は、第１
の熱抵抗Ｒ_B を含み、熱伝達レギュレータパッド１００
は、第１の熱抵抗Ｒ_B とは異なる第２の熱抵抗Ｒ_P を含
む。熱抵抗の差ΔＲ＝Ｒ_P −Ｒ_B は、チャック７５上に
保持される基板２５の処理表面にわたる所定の温度プロ
ファイルを与えるように選択される。熱抵抗は、Ｒ＝Ｌ
／ｋＡであり、ここで、Ｌは厚さ、ｋは熱伝導率、Ａは
ベース８５かまたはパッド１００の表面積である。ベー
ス８５の第１の熱抵抗Ｒ_B は、ベースの厚さＬＢ に沿
った平均熱抵抗である。ベース８５の部分が直接に基板
２５に接触する場合、熱抵抗Ｒ_B は、ベースの部分に直
接に接触している部分の下にあるベースの厚さに沿った
熱抵抗である。パッド１００は、パッドの厚さＬ_P に沿
った平均熱抵抗である第２の熱抵抗Ｒ_P を含む。パッド
１００が厚さにテーパーを有する場合、熱抵抗Ｒ_P は、
パッドのより厚い部分に沿った平均熱抵抗である。好ま
しくは、熱抵抗の差ΔＲは、約１０〜約１０００ｋ／Ｗ
である。

【００１８】パッド１００の熱抵抗Ｒ_P とベース８５の
熱抵抗Ｒ_B との差ΔＲは、充分に大きくなるように選択
されてチャック７５上に保持された基板２５の表面にわ
たる所定のないし予め規定された温度プロファイルを与
える。パッド１００の適切な構造（configuration）を
決定するためには、一組の所定の処理条件で基板を処理
中に基板２５の表面にわたる第１の定常（steady）温度
プロファイルが測定される。基板２５における温度プロ
ファイルとは、基板の中心部から周辺部までの処理表面
にわたる異なる位置での温度である。定常温度勾配と
は、ある特定の組の処理条件で基板を処理中に発生する
比較的にコンスタントな温度勾配を意味する。基板２５
における温度プロファイルは、温度スキャンセンサを用
いて基板表面にわたって温度を測定することによって決
定され、この温度スキャンセンサには、スキャンから温
度プロファイルを記録する適切なコンピュータシステム
に結合された（coupled）赤外線センサシステム、光高
温計（pyrometer）、熱電対、あるいは、抵抗温度検出
器（resistance temperature detector）等がある。赤
外線センサシステムは、それの小さい熱質量（thermal
mass）、較正後の高い精度、および、スキャンの容易さ
のために、好ましいものである。温度センサシステム
は、基板２５が定常状態の平衡温度に到達すると、基板
表面にわたって温度データを測定して記憶する。典型的
には、温度センサシステムは、基板２５の中心部から周
辺部までをスキャンして温度スキャンを得る。基板表面
にわたる温度プロファイルは、典型的には、基板２５の
中心部から周辺部まで対称であり、温度勾配は、基板表
面にわたって同心円状に発生する。

【００１９】定常温度プロファイル、すなわち、基板表
面の中心部から周辺部までの温度の範囲ないし分布ΔＴ
は、基板表面にわたる処理速度または特性において観測
される変動と相関させられる。基板表面にわたる処理変
化（例えば、堆積膜の厚さ、または、エッチング特徴
（etched features）の特性等）は、例えば、処理後の
基板の切断面の走査電子顕微鏡写真、基板表面にわたる
抵抗測定、あるいは、その他の従来の検査方法等の従来
の技術を用いて測定される。例えば、エッチングプロセ
スにおいては、処理された基板の切断面をマウントし
て、基板上のエッチング特徴の断面プロファイルを観察
することができ、また、エッチング造作の寸法（dimens
ions）を測定して、側壁のテーパー角、高さ、あるい
は、エッチング特徴の臨界寸法（critical dimensio
n）におけるロスなどの変化または変動のグラフまたは
表を、それらの基板表面上における位置の関数として与
える。

【００２０】そして、与えられた一組の処理条件に対し
て観測された処理変化および定常温度勾配が、熱パッド
１００の熱伝導率、形状、寸法（size）、および、位置
を選択するのに使用される。特に、第１の熱抵抗Ｒ_B と
第２の熱抵抗Ｒ_P との差ΔＲは、基板表面にわたる加
熱、冷却、または均一な温度勾配を選択的に与えて、基
板表面にわたる処理速度または不均一性における変化を
実質的に抑制する複数の熱伝達経路を与えるように選択
される。そして、選択されたパッド１００が基板２５に
わたり所望の温度勾配を与えることができるかどうかを
判定するために、さらなるプルーフ型の実験が実施され
る。これらの実験およびパッド構成は、一組の特定の処
理条件に対して、パッド１００の選択された特性、形
状、および、位置が、基板２５にわたる所望の温度プロ
ファイルをもたらす熱抵抗の差ΔＲを与えるまで反復さ
れる。

【００２１】チャック７５に保持された基板２５の処理
中に、チャック７５あるいはベース８５の介装された
（interlying）パッド１００がない部分は、第１の熱抵
抗Ｒ_Bを有する第１の熱流路を含み、ベースのパッド１
００に接触する部分は、第２の熱抵抗Ｒ_Bを有する第２
の熱流路を含む。基板２５の表面にわたる所定の温度プ
ロファイル（これはチャックの異なる部分にある第１の
熱流路および第２の熱流路の熱抵抗の差に対応する）
は、特に、処理中に基板表面にわたり定常温度差が発生
するような処理に対しては、基板表面にわたる顕著に
（significantly）改善された処理均一性を与える。

【００２２】１つの形態（version）においては、本発
明の静電チャック７５は、基板２５の中心部および周辺
部をほぼ等しい温度に維持する。中心部と周辺部との温
度差は、テーパーのあるエッチング・プロファイルを発
生させ、あるいは、基板２５の温度が低い領域に不活性
高分子を堆積させて基板の不均一なエッチングをもたら
す。基板２５の中心部における温度は、基板の周辺部に
おける温度よりも高いかまたは低い可能性がある。さら
に、温度勾配は、典型的には、基板表面にわたって対称
である。したがって、パッド１００は、好ましくは、図
２（ａ）および図２（ｄ）に示されるように、基板２５
の中心部分の下に広がる中実の（solid）円板等の対称
な円の形状を有し、あるいは、図２（ｂ）および図２
（ｃ）に示されるように、基板の下に位置するように形
状および寸法を与えられたリング間に円形の間隙部分を
含みた一連の環状リング１００等の対称な円の形状を有
する。

【００２３】図２（ａ）に示される好ましい形態におい
ては、パッド１００は、パッド１００を受容するような
形状および寸法を与えられたチャック７５の中央の凹部
（depression）１２０に嵌まり込む（fit）円板を含
む。このパッド１００は、静電部材８０の中心部分と同
一の広がりを有し（coextensive）、静電部材の一部分
は、パッド１００の外周を越えて広がる。チャック７５
のベース８５に設けられた凹部１２０は、パッド１００
の直径および厚さに適合するように選択された直径およ
び深さを有する円筒状の形状を含む。この形態において
は、パッド１００は、ベース８５の直径Ｄ_B よりも小さ
い直径Ｄ_Pを有し、また、ベースの熱伝導率Ｋ_B よりも
大きいかまたは小さい熱伝導率Ｋ_Pを有していてもよ
く、それはパッド１００とベース８５との所望の熱抵抗
差ΔＲに依存する。

【００２４】例えば、定常温度が基板２５の中心部にお
いて基板の周辺部よりも低い場合、パッド１００は、ベ
ースよりも断熱性のある断熱材か、またはベース８５の
熱伝導率Ｋ_B よりも小さい熱伝導率Ｋ_P を有する断熱材
を含む。パッド１００は、基板２５の下の中央に配置さ
れ、基板２５の中央部分からの熱移動を抑制して基板の
中央部分における実質的な（effective）定常温度を高
める（raise）。パッド１００とベース８５との直径の
差およびパッドの形状は、基板２５にわたる温度プロフ
ァイルに依存して選択され、基板２５の中央部から周辺
部にわたる所望の温度プロファイルを維持する。基板２
５上の特定の位置からの熱伝達率は、パッド１００が基
板のその特定の位置の下に広がっているかどうかに依存
し、そして、その位置におけるパッドの熱伝導率Ｋ_P お
よび厚さＬ_P に依存する。したがって、基板２５にわた
る特定の温度プロファイルを得るためには、円形バリア
・パッド１００の直径Ｄ_P 、熱伝導率Ｋ_P 、および厚さ
Ｌ_P は、所望の熱抵抗分布を与えるように選択される。
ベース８５は、パッド１００の外周を越えて広がる静電
部材８０の一部分に直接に熱接触するだけであり、基板
から熱をより急速に散逸させることによって、基板２５
の周辺部におけるより速い熱伝達率を与える。熱抵抗パ
ッド１００は、ベース８５の熱抵抗Ｒ_B よりも高い熱抵
抗Ｒ_P を有するので、基板２５の中央領域からの熱伝達
を抑制して、基板の中心部を周辺部における定常温度に
実質的に等価な定常温度に維持する。

【００２５】静電チャック７５のもう１つの実施の形態
は、基板の処理中に、基板２５の異なる部分において
（典型的には、基板の中心部および周辺部において）異
なる定常温度を維持することが望ましいようなプロセス
に有効である。例えば、パッド１００の熱抵抗Ｒ_P 、形
状、寸法、および位置は、基板２５の中心部または周辺
部からの熱伝達率を増大または減少させるように選択さ
れることができる。例えば、基板の中心部におけるより
高い温度が所望される場合には、基板２５の中心部にお
ける温度を周辺部における温度より約１℃〜約１０℃だ
け高く維持するために、パッド１００は、ベース８５の
熱抵抗Ｒ_B よりも充分に高い熱抵抗Ｒ_P を有する中央に
配置された円形パッドを含んでいてもよい。また、基板
の中央部分におけるより熱い温度は、図２（ｂ）に示さ
れるように、周辺部に配置された環状リング形パッド１
００を用いて得られてもよく、このパッド１００は、ベ
ース８５の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する熱伝導
体を含み、基板中心部に比較して基板周辺部からの熱伝
達率を増加させる。

【００２６】あるいは、基板の周囲（periphery）また
は周辺部（perimeter）を中心部よりも高い温度に維持
するために、パッド１００の熱抵抗Ｒ_P 、形状、寸法、
および相対位置は、基板２５の周辺部分における熱伝達
率を減少させるように選択されてもよい。これは、基板
２５の周囲の下にある小さい熱伝導率を有する環状リン
グ形パッド１００かまたは基板２５の中央部分の下にあ
る大きい熱伝導率を有する円板形パッド１００を用いて
実現することができる。この形態においては、環状リン
グパッド１００の熱抵抗Ｒ_Pは、ベース８５の熱抵抗Ｒ_B
よりも充分に大きいかまたは小さいように維持され、
基板２５の中心部における温度を周辺部における温度よ
り約０℃〜約１０℃だけ低く維持する。

【００２７】もう１つの構成においては、例えば、図２
（ｃ）に示されるように、パッド１００は、基板表面に
わたる所望の温度プロファイルに基づいて形状を与えら
れチャック７５に配置された複数のセグメントないし環
状リングを含んでいてもよい。このセグメント化された
パッド１００は、均一な厚さの部分、より厚い部分、お
よび、より薄い部分を含んでいてもよく、あるいは、異
なる直径において階段状の高さ（stepped height）を有
する１つ以上のパッドから構成されてもよい。例えば、
図２（ｃ）に示される構成においては、熱パッド１００
は、ベースの外周および内周に配置された２つの環状リ
ングを含む。このセグメント化されたパッド１００は、
基板２５の中心部から周辺部にわたる階段状の温度勾配
を与える。パッド１００は、それに適合する断面プロフ
ァイルを有するベース７５の凹部１２０に配置される。

【００２８】図２（ｄ）に例として示されるさらにもう
１つの構成においては、パッド１００の厚さは、基板表
面にわたる所望の温度プロファイルに応じて変化するよ
うに特別に製造される（tailored）。例えば、パッド１
００は、その中央においてより厚く、周囲においてより
薄くてもよく、あるいは、その逆でもよく、あるいは、
異なる直径において階段状の高さを含んでいてもよい。
例えば、熱パッド１００は、より厚い中央部分と、それ
の外周における断面において、あるいは、それの中心部
から周辺部までの断面において、なだらかなテーパーを
持つより薄い周辺部分とを含んでいてもよい。この形態
においては、パッド１００の厚さは、パッドの中心部か
ら周辺部まで徐々に減少してパッドの熱抵抗Ｒ_P を徐々
に減少（または、増加）させる。テーパーのあるパッド
１００は、それに適合するテーパーのある断面を有する
チャック７５の凹部１２０に配置され、この凹部１２０
は、パッドを受容するように形状および寸法が与えら
れ、パッドの上面は基板２５の下面に平行になる。好ま
しくは、パッド１００のテーパー角あるいは曲率は、基
板２５の中心部から周辺部にわたる滑らかで徐々に変化
する温度勾配を与えるように選択される。例えば、パッ
ド１００全体またはパッド１００のセグメントの熱抵
抗、テーパー角、または厚さの変化は、基板２５の処理
表面上の所望される温度プロファイルに応じて変化する
パッドの直径にわたる熱抵抗の差ΔＲ_P ＝Ｒ_P1−Ｒ_P2を
与えるように選択されてもよい。１つの好ましい実施の
形態においては、パッド１００は、パッドの中心部にお
ける約３００μｍの厚さが、パッドの周辺部において２
５μｍの厚さにまで徐々に減少するようなテーパーを有
し、基板２５の処理表面にわたる滑らかな温度勾配を与
える。テーパーのあるパッドは、テーパーのある断面を
有する円板または１つ以上の環状リングから構成されて
もよい。

【００２９】ここで、静電チャック７５およびチャンバ
２０の部品の製造について説明する。プロセス・チャン
バ２０の種々の部品およびチャンバそのものは、従来の
機械加工技術および成形技術を用いて、金属、セラミッ
ク、ガラス、ポリマー、および、複合材料などの種々の
材料から製造されてもよい。プロセス・チャンバ２０お
よび部品を製造するのに使用される好ましい金属には、
アルミニウム、アルマイト、“ＨＡＹＮＥＳ₂４２”、
“Ａｌ−６０６１”、“ＳＳ３０４”、“ＳＳ３１
６”、および、“ＩＮＣＯＮＥＬ”などが含まれる。

【００３０】静電部材８０を支持するチャック７５のベ
ース８５は、金属等の熱伝導性および電気伝導性のある
材料から、あるいは、ポリマーまたはセラミック等の熱
絶縁物から製造されてもよい。高い熱抵抗のベースは、
典型的には、セラミック材料またはポリマー材料から製
造され、低い熱抵抗のベースは、アルミニウムまたはス
テンレス鋼等の金属から製造される。金属ベースの熱伝
導率は、典型的には、約１５０ワット／ｍ°Ｋ 〜約２
５０ワット／ｍ°Ｋ であり、アルミニウムの場合に
は、熱伝導率は、約２０２ワット／ｍ°Ｋである。ベー
ス８５は、チャック７５に保持される基板２５の形状お
よび寸法に適合するように形状および寸法を与えられ
る。例えば、半導体基板に適したベース８５（これは、
典型的には、直径が約１２７〜２０３ｍｍの範囲にある
円である）は、厚さが約１５ｍｍ 〜約１８ｍｍで直径
が約１００ｍｍ 〜約３００ｍｍの直円柱の形状を有す
る。また、ベース８５は流路を含んでいてもよく、この
流路にはベースを加熱または冷却するために熱伝達流体
が維持される。ベース８５の上面および下面は、約１μ
ｍ以下の表面粗さを有するように磨き仕上げがなされて
いるので、ベースが、パッド１００および静電部材８０
に均一に接触することができ、基板２５とベースとの間
に効果的な熱伝達を与えることができる。好ましくは、
ベース８５は、パッド１００を保持するような寸法を与
えられた中央の凹部１２０を含み、パッドの上面は、ベ
ースの上面と同一平面をなして（flush with）静電部材
８０に均一に接触し、均一な熱伝達を与える。

【００３１】静電部材８０は、誘電体または電気的な絶
縁体９０を含み、この絶縁体９０は、１つ以上の電極９
５を被覆するか、または、その中に１つ以上の電極９５
が埋め込まれている。電極９５は、例えば、銅、ニッケ
ル、クロム、アルミニウム、鉄、タングステン、およ
び、これらの合金等の導電性のある材料から製造され、
典型的には、約１μｍ 〜約１０００μｍの厚さであ
る。絶縁体９０は、アルミニウム酸化物、チタン酸化
物、シリコン窒化物、または、これらの混合物、およ
び、これらに等価なもののモノリシックセラミック体を
含み、低い導電性を有するドープドセラミックを含んで
いる。絶縁体９０の絶縁破壊の強さは、好ましくは、少
なくとも約４Ｖ／μｍであり、より好ましくは、４０Ｖ
／μｍである。絶縁体９０の厚さは、それの絶縁破壊の
強さおよび誘電率に依存する。典型的には、誘電率は、
少なくとも約２であり、より好ましくは、少なくとも約
３である。誘電率が３．５の絶縁体９０の場合には、適
切な厚さは、約１μｍ 〜約１００μｍである。

【００３２】好ましい形態においては、静電部材８０
は、２つの絶縁体または２つの誘電体の層の間に挟まれ
た導電性のある材料を含む層を含む。この形態において
は、絶縁体９０は、（ｉ）チャック７５のベース８５上
の下側絶縁層と、（ｉｉ）電極９５を被覆する上側絶縁
層と、を含む。この静電部材８０は、ポリマーフィルム
上に導電性のある銅層かまたはアルミニウム層を有する
多層フィルムから製造されてもよい。市販されている適
切な多層フィルムには、例えば、銅層を含みた厚さが２
５〜１２５μｍのポリイミドフィルムを含む“Ｒ／ＦＬ
ＥＸ１１００”、エイブルスティック社（Ablestik Co
rporation）から販売されている商標がエイブルスティ
ック（Ａｂｌｅｓｔｉｋ）のアルミニウム添加（alumin
um-filled）ポリイミド、あるいは、銅箔に（接着剤を
用いずに）直接に接着されたポリイミドを含むパラルッ
クス（Ｐａｒａｌｕｘ；登録商標）ＡＰフィルムなどが
ある。２つの絶縁フィルムの間に埋め込まれた電極９５
を形成するために、第２の絶縁フィルムが多層フィルム
の導電性のある層に接着される。別の方法として、絶縁
体は、モノリシックセラミック体（piece）として、粉
末の（powered）セラミック材料または層状のセラミッ
ク材料から製造されてもよい。

【００３３】熱伝達レギュレータパッド１００は、基板
２５の表面にわたる所望の温度プロファイルに応じて選
択された材料特性を有する。高い熱抵抗Ｒ_P が必要な場
合には、パッド１００は、例えば、ポリイミド、ポリケ
トン、ポリエーテルケトン、ポリスルホン、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、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスル
ホン、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・コポリマー、セルロース、トリアセテー
ト、シリコーン、ゴム、あるいは、これらの混合物等の
熱絶縁材料を含む。好ましくは、熱伝達レギュレータパ
ッド１００は、日本の宇部興産（株）から市販されてい
る０．３１ワット／ｍＫの熱伝導率と約３００μｍの厚
さとを有するＵＰＩＬＥＸ、デラウェア州ウィルミント
ン（Wilmington,Delaware）のデュポンドヌムール社（D
uPont de Nemours Company）から市販されている
０．１２ワット／ｍＫの熱伝導率と１５０〜３００μｍ
の厚さとを有するＫＡＰＴＯＮ、あるいは、０．１７ワ
ット／ｍＫの熱伝導率と約２００μｍの厚さとを有する
ＡＵＲＵＭ（商標）、等のポリマー層から製造される。
低い熱抵抗パッド１００は、高い熱伝導率を有するポリ
マー等の高い熱伝導率を有する材料を含む。パッド１０
０の厚さは、典型的には、約０．２３ｍｍ（０．００
８″）〜約１．０２ｍｍ（０．０４０″）であり、その
直径および形状は所望の温度プロファイルに依存する。
パッド１００は、例えば、メタクリレート、ポリエステ
ル、ポリイミド、ポリウレタン、エポキシ、シリコーン
含有接着剤、および、これらの混合物、等の接着剤を用
いてベース８５に接着されてもよく、また、熱伝導性接
着剤を用いて接着されてもよい。

【００３４】実施例１および２は、本発明の静電チャッ
クの利点を実証するものである。これらの実施例におい
ては、熱抵抗パッド１００を有する静電チャック７５に
保持された基板の定常温度が、赤外線センサシステムを
用いて測定された。いずれの実施例においても、ポリイ
ミドから製造された熱パッド１００は、図２（ａ）に示
されるように、チャックのアルミニウムベース８５に設
けられた中央の凹部１２０内に配置された。ベース８５
は、直径が約７．８インチで熱伝導率が約２０２ワット
／ｍ°Ｋのアルミニウム円板から構成された。静電チャ
ック７５は、ポリシリコン層を有する半導体基板２５を
静電気的に保持するのに使用された。１３５ｓｃｃｍの
ＨＢｒおよび４５ｓｃｃｍのＣｌ₂ を含むプロセス・ガ
スを用いてポリシリコン層をエッチングするために、基
板２５がチャンバ２０において処理された。チャンバ２
０内の圧力は、約２００ｍトルに維持された。５２５ワ
ットの高周波バイアスが、プロセス電極５５、６０に印
加された。処理の後、基板２５は、切断され（cross-se
ctioned）、走査電子顕微鏡によって検査され、断面プ
ロファイルおよびエッチング特徴の角度が測定された。
断面測定は、基板２５の上側部分、中間部分、および、
下側部分にわたってなされた。

【００３５】両方の実施例において、基板２５は、約２
０℃〜約７０℃の処理温度でエッチングされた。基板表
面にフォーカスされた赤外線センサシステムを用いて、
基板表面にわたる温度が測定された。表１は、基板２５
の中心部および周辺部における温度の測定結果を示す。
実施例１においては、直径が０．１１４３ｍ（４．
５″）で厚さが約０．３０５×１０^-3ｍ（０．０１
２″）の円形ＵＰＩＬＥＸパッド１００が、基板２５の
中央領域の下に配置された。実施例２においては、直径
が約０．１１４３ｍ（４．５″）で厚さが０．７６２×
１０^-3ｍ（０．０３０″）の円形ＫＡＰＴＯＮパッド１
００が、基板２５の中央領域の下に配置された。“ＫＡ
ＰＴＯＮ”は、デラウェア州ウィルミントンのデュポン
ドヌムール社によって製造されたポリイミドであり、
“ＵＰＩＬＥＸ”は、日本の宇部興産（株）によって製
造されたポリイミドである。

【００３６】

【表１】 表１に示されるように、ＵＰＩＬＥＸパッド１００は、
基板２５の中心部を周辺部より３〜６℃だけ高い温度に
維持した。同様に、ＫＥＰＴＯＮパッド１００は、基板
２５の中心部を周辺部より１１〜１２℃だけ高い温度に
維持した。ＫＥＰＴＯＮ熱パッド１００の熱伝導率は、
０．１２ワット／ｍＫであり、ＵＰＩＬＥＸ熱パッド１
００では０．３１ワット／ｍＫであった。どちらの熱パ
ッド１００もベース８５（２０２ワット／ｍＫ）より小
さい熱伝導率を有していたので、基板２５の中心部分か
らの熱の散逸を効果的に抑制し、基板の中心部における
温度を周辺部よりも高い温度に維持した。

【００３７】実施例３〜５においては、静電チャックが
熱伝達パッドを有する場合、および、静電チャックが熱
伝達パッドを有しない場合の温度勾配とそれによって生
じる処理変化が比較された。実施例３は、熱伝達レギュ
レータパッド１００を有しない静電チャック７５を含ん
でいたが、実施例４および５の静電チャック７５は、断
熱層として機能する多層熱パッド１００を含んでいた。
すべての実施例は、熱伝導性のある直径が約１９５ｍｍ
のアルミニウムベース８５を使用した。実施例４および
５においては、ベース８５は、パッド１００を受容する
ように形状および寸法を与えられた中央の凹部１２０を
含み、この凹部１２０は、約０．１１４３ｍ（４．
５″）の直径と約２５０〜約３００μｍの深さとを有す
るほぼ円筒状の形状であった。凹部１２０の中にある熱
パッド１００の上面は、チャックの凹部のまわりのベー
ス８５の上面と同一平面を形成した。

【００３８】実施例４においては、熱伝達レギュレータ
パッド１００は２つの円形ＵＰＩＬＥＸ層から構成さ
れ、そのそれぞれは、直径が約０．１１４３ｍ（４．
５″）で厚さが約０．１２７×１０^-3ｍ（０．００
５″）であった。約２５〜５０μｍ（１〜２ミル）の厚
さを有する接着剤層によって、これらのＵＰＩＬＥＸ層
がお互いに接着され、そして、ベース８５に接着され
た。パッド１００の全体の厚さは、接着剤層の厚さも含
めて、約２５０〜３００μｍ（１０〜１５ミル）であっ
た。

【００３９】実施例５においては、パッド１００は２つ
の円形ＫＡＰＴＯＮ層から構成され、そのそれぞれは、
直径が約０．１１４３ｍ（４．５″）で厚さが約３００
μｍ（０．０１４インチ）であった。約２５μｍ（０．
００１インチ）の厚さを有する接着剤層によって、これ
らのＫＡＰＴＯＮ層がお互いに接着された。この多層パ
ッド１００が、約２５μｍ（０．００１インチ）の厚さ
を有する接着剤層によって、ベース８５に接着された。
パッド１００の全体の厚さは、ベース８５とパッド１０
０との間の接着剤層の厚さも含めて、約７５０μｍ
（０．０３０インチ）であった。

【００４０】どの実施例においても、ポリシリコン層を
有する半導体基板２５を静電気的に保持するために静電
チャック７５が使用された。コンデンサおよびゲートを
形成するために、前の実施例と同一のプロセス・ガス組
成および処理条件を用いて、ポリシリコン層がエッチン
グされた。基板２５は、約２０℃〜約７０℃の処理温度
でエッチングされ、基板表面にフォーカスされた赤外線
センサシステムを用いて、基板表面にわたる温度が測定
された。

【００４１】チャック７５が熱パッド１００を含んでい
なかった実施例３においては、基板２５の中心部と周辺
部の温度差は１０℃を超えていた。実際に、基板２５の
中心部において測定された温度は、典型的には、基板の
周辺部の温度よりも約１１℃低いものであった。この温
度変化は、基板２５の中心部分における８５°から基板
の周辺部分における８７°までの範囲にわたる断面角度
を有するエッチング特徴をもたらした。さらに、エッチ
ング・プロファイルは、基板中心におけるより低い温度
のために、基板２５の中心においてより大きなテーパー
を有するものであった。エッチング・プロファイルにお
ける変化およびテーパーのあるエッチング・プロファイ
ル形状は、基板２５にわたって不均一な電気的特性を有
する集積回路をもたらす。

【００４２】実施例４においては、現場（ｉｎ−ｓｉｔ
ｕ）における基板温度測定が、基板２５の中心部におけ
る温度は平均すると約６２℃であり、基板の周辺部にお
ける温度は平均すると約５６℃であることを示した。し
たがって、基板２５の中心部は、基板の周辺部における
平均温度より約５〜６℃だけ高い平均温度に維持され
た。このより高い温度は、基板２５の表面に対して約８
９〜９０°の角度で側壁を有するほぼ均一なエッチング
・プロファイルを有するエッチング特徴を与えた。

【００４３】実施例５においては、赤外線温度センサが
ペデスタルの中心部における温度を測定し、それは、基
板２５の周辺部における温度よりも約１１℃だけ熱いも
のであった。基板２５の稠密な（dense；多数のエッチ
ング特徴がある）領域におけるエッチング特徴の断面プ
ロファイル、およびまばらな（isolated；少数のより間
隔のあいたエッチング特徴がある）領域におけるエッチ
ング特徴の断面プロファイルが、走査顕微鏡によって検
査された。稠密な領域において、断面プロファイルは、
基板２５の上側部分において約８７°から８８°まで変
化し、基板の中央部分において約８７°から８８°まで
変化し、基板の下側部分においては約８０°であった。
まばらな領域においては、エッチング・プロファイル角
度は、基板の上側部分において約７７°から７８°まで
変化し、基板の中心部分は８０°の角度でエッチングさ
れ、基板の下側部分は７７°の角度でエッチングされて
いた。したがって、まばらな領域は、稠密な領域とは逆
の傾向を示し、静電チャック７５は、基板２５の中心部
よりも周辺部においてより大きなテーパーを有するエッ
チング特徴を与えた。これらの結果は、まばらな領域に
おいては理想的なものではなかったが、エッチング特徴
プロファイルにおけるこのような変化は、例えば、プロ
セス・ガスの流量、圧力、プラズマの電力等のプロセス
パラメータを調整することによって最適化することがで
きる。

【００４４】本発明が、その好ましい形態に関してかな
り詳細に説明されたが、別の形態も可能である。例え
ば、熱伝達レギュレータパッド１００は、静電チャック
７５の上、チャック７５の内部（inside）ないし中（wi
thin）、あるいは、チャックのベースの下に配置されて
もよい。あるいは、静電部材、ベース、および、パッド
は、複合多層構造として製造されてもよい。すなわち、
添付のクレームは、ここに記載された好ましい形態に限
定されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプロセス・チャンバの模式断面図
である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の静電チャックの種
々の形態（versions）の模式断面図である。

【図３】本発明の静電チャックの模式的上面図であり、
チャック中の熱伝達流体の溝を示す。

【図４】本発明の静電チャックの実施の形態の部分模式
断面図であり、静電部材および熱伝達レギュレータパッ
ドの詳細を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アジェイ クマール アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， ケニルワース コート 510 (72)発明者 シャシェインク シー． デッシュムック アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， リード テラス 10754， ナンバー３ (72)発明者 ウィーナン ジャン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， エトラスカン ドライヴ 3089 (72)発明者 ロルフ エー． ギュンター アメリカ合衆国， カリフォルニア州， モンテ セレノ， ヴァインランド アヴ ェニュー 17801

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセス・チャンバ内において基板を保
   持するための静電チャックであって、 基板を受容するための受容面を有し、電極を被覆する誘
   電体を含む静電部材と、 静電部材の下に配置され、プロセス・チャンバにおいて
   基板を処理中に基板からの熱伝達率をコントロールする
   パッドと、 を含む静電チャック。
2. 【請求項２】 更に、静電部材の下にベースを含み、前
   記ベースは第１の熱抵抗Ｒ_B を有し、且つ、前記パッド
   は、ベースの熱抵抗Ｒ_B よりも充分に大きいかまたは小
   さい第２の熱抵抗Ｒ_P を有し、基板表面にわたって所定
   の温度を与える請求項１に記載の静電チャック。
3. 【請求項３】 前記第２の熱抵抗Ｒ_P は、熱抵抗の差Δ
   Ｒ＝Ｒ_P −Ｒ_B が、基板表面にわたりほぼ同一温度を維
   持するのに充分に高い熱抵抗を与えるものである請求項
   ２に記載の静電チャック。
4. 【請求項４】 前記第２の熱抵抗Ｒ_P は、熱抵抗の差Δ
   Ｒ＝Ｒ_P −Ｒ_B が、基板表面にわたり０〜１０℃の温度
   差を有する温度プロファイルを与えるのに充分に高い熱
   抵抗を与えるものである請求項２に記載の静電チャッ
   ク。
5. 【請求項５】 熱抵抗の差ΔＲ＝Ｒ_P −Ｒ_B が、約１０
   〜約１０００Ｋ／Ｗの範囲にある請求項２に記載の静電
   チャック。
6. 【請求項６】 前記熱抵抗Ｒ_B が０．２×１０^-3〜２０
   ×１０^-3Ｋ／Ｗの範囲にあり、熱抵抗Ｒ_P が５０×１０
   ^-3〜４００×１０^-3Ｋ／Ｗの範囲にある請求項２に記載
   の静電チャック。
7. 【請求項７】 前記ベースは２０〜２０００ワット／ｍ
   Ｋの範囲にある熱伝導率を有し、前記パッドは０．０１
   〜３．０ワット／ｍＫの範囲にある熱伝導率を有する請
   求項２に記載の静電チャック。
8. 【請求項８】 前記パッドが、ベースの直径Ｄ_B よりも
   小さい直径Ｄ_P を有する円形（circular）部材を含む請
   求項２に記載の静電チャック。
9. 【請求項９】 前記パッドが円板（disc）または環状
   （annular）リングを含む請求項８に記載の静電チャッ
   ク。
10. 【請求項１０】 前記円形部材が、ベース中の凹部内に
    配置される請求項８に記載の静電チャック。
11. 【請求項１１】 （ａ）プロセス・ガスをプロセス・チ
    ャンバに導入するためのガスディストリビュータシステ
    ムと、 （ｂ）該プロセス・ガスからプラズマを形成するための
    プラズマ発生装置と、 （ｃ）前記プロセス・チャンバ内に基板を保持するため
    の請求項１に記載の静電チャックと、 を含むプロセス・チャンバ。
12. 【請求項１２】 静電気的に基板を保持し、基板表面に
    わたり所定の温度を維持する方法であって、 （ａ）静電部材の受容面に静電気的に基板を保持するス
    テップと、 （ｂ）基板の一部分（portions）の下に熱抵抗Ｒ_B を有
    する第１の熱経路（thermal pathways）を維持するステ
    ップと、 （ｃ）基板の他の部分（portions）の下に熱抵抗Ｒ_B と
    は充分に異なる熱抵抗Ｒ_P を有する第２の熱経路を維持
    し、基板の処理中に基板表面にわたり所定の温度を与え
    るステップと、 を含む方法。
13. 【請求項１３】 前記第１の熱経路は、下面を有し静電
    部材を支持するベースを与えることによって維持され、
    前記第２の熱経路は、静電部材の受容面とベースの下面
    との間にパッドを与えることによって維持される請求項
    １２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記第１の熱伝達経路は基板の周辺部
    分（perimeter）の下にある環状領域を含み、前記第２
    の熱伝達経路は基板の中心部分の下にある中央領域を含
    む請求項１２に記載の方法。
15. 【請求項１５】 熱抵抗の差ΔＲ＝Ｒ_P −Ｒ_B が、基板
    表面にわたるほぼ同一の温度を維持するように選択され
    る請求項１２に記載の方法。
16. 【請求項１６】 熱抵抗の差ΔＲ＝Ｒ_P −Ｒ_B が、基板
    の周辺部における温度よりも０〜１０℃だけ高い基板の
    中心部における温度を維持するように選択される請求項
    １２に記載の方法。
17. 【請求項１７】 （１）基板の処理中に基板表面にわた
    る定常温度プロファイルを測定する初期ステップと、 （２）該定常温度プロファイルを基板表面にわたる処理
    特性の変化（variations）と相関させる初期ステップ
    と、 （３）基板表面にわたる処理特性の変化を実質的に抑制
    する第１および第２の熱経路の熱抵抗の差ΔＲ＝Ｒ_P −
    Ｒ_B を選択する初期ステップと、 を含む請求項１２に記載の方法。