(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、
前記静電チャックのセラミック上部部材の外周に配置され、少なくとも前記セラミック上部部材の一部にのみ結合され、前記セラミック上部部材と同軸となるよう構成されるエッジリングを備え、前記エッジリングは、
少なくとも一部が固体イットリウムから製造され、
前記エッジリングと前記セラミック上部部材の前記外周との間に機械的結合をもたらすように配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、
外縁部と、
前記内縁部と前記外縁部との間に配置され、前記エッジリングが前記セラミック上部部材の前記外周に配置される時に水平になり、且つ前記プラズマ環境内で作動中に前記基板に対して平行となる略平坦な部分とを備える、装置。
【請求項２】
前記エッジリングは前記静電チャックの前記セラミック上部部材の周囲に摩擦嵌合をもたらすように製造されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記摩擦嵌合は約１００℃を超える温度範囲において保持される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、
前記静電チャックのセラミック上部部材の外周に配置され、少なくとも前記セラミック上部部材の一部にのみ結合され、前記セラミック上部部材と同軸となるよう構成されるエッジリングを備え、前記エッジリングは、
前記エッジリングと前記セラミック上部部材の前記外周との間に機械的結合をもたらすように配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、
外縁部と、
前記内縁部と前記外縁部との間に配置され、前記エッジリングが前記セラミック上部部材の前記外周に配置される時に水平になり、且つ前記プラズマ環境内で作動中に前記基板に対して平行となる略平坦な部分とを備え、
前記エッジ段差部は、前記エッジリングの前記内縁部から半径方向内向きに約０．４ミリメートル伸長する、装置。
【請求項５】
プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、
前記静電チャックのセラミック上部部材の外周に配置され、少なくとも前記セラミック上部部材の一部にのみ結合され、前記セラミック上部部材と同軸となるよう構成されるエッジリングを備え、前記エッジリングは、
前記エッジリングと前記セラミック上部部材の前記外周との間に機械的結合をもたらすように配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、
外縁部と、
前記内縁部と前記外縁部との間に配置され、前記エッジリングが前記セラミック上部部材の前記外周に配置される時に水平になり、且つ前記プラズマ環境内で作動中に前記基板に対して平行となる略平坦な部分とを備え、
前記エッジ段差部の内側部分は、前記エッジリングの前記内縁部と平行に約１．９ミリメートル伸長する、装置。
【請求項６】
プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、
前記静電チャックのベースプレートの外周に配置され、少なくとも前記ベースプレートの一部にのみ結合され、前記ベースプレートと同軸となるよう構成されるエッジリングを備え、前記エッジリングは、
少なくとも一部が固体イットリウムから製造され、
前記エッジリングと前記ベースプレートの前記外周との間に機械的結合を与えるよう配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、
外縁部と、
前記内縁部と前記外縁部との間に配置され、前記エッジリングが前記ベースプレートの前記外周に配置される時に水平になり、且つ前記プラズマ環境内で作動中に前記基板に対して平行となる略平坦な部分とを備える、装置。
【請求項７】
前記エッジリングは前記静電チャックの前記ベースプレート周囲に摩擦嵌合をもたらすように製造されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記摩擦嵌合は約１００℃を超える温度範囲において保持される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、
前記静電チャックのベースプレートの外周に配置され、少なくとも前記ベースプレートの一部にのみ結合され、前記ベースプレートと同軸となるよう構成されるエッジリングを備え、前記エッジリングは、
少なくとも一部が固体イットリウムから製造され、
前記エッジリングと前記ベースプレートの前記外周との間に機械的結合を与えるよう配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、
外縁部と、
前記内縁部と前記外縁部との間に配置され、前記エッジリングが前記ベースプレートの前記外周に配置される時に水平になり、且つ前記プラズマ環境内で作動中に前記基板に対して平行となる略平坦な部分とを備え、
前記エッジ段差部は、前記エッジリングの前記内縁部から半径方向内向きに約０．４ミリメートル伸長する、装置。
【請求項１０】
プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、
前記静電チャックのベースプレートの外周に配置され、少なくとも前記ベースプレートの一部にのみ結合され、前記ベースプレートと同軸となるよう構成されるエッジリングを備え、前記エッジリングは、
少なくとも一部が固体イットリウムから製造され、
前記エッジリングと前記ベースプレートの前記外周との間に機械的結合を与えるよう配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、
外縁部と、
前記内縁部と前記外縁部との間に配置され、前記エッジリングが前記ベースプレートの前記外周に配置される時に水平になり、且つ前記プラズマ環境内で作動中に前記基板に対して平行となる略平坦な部分とを備え、
前記エッジ段差部の内側部分は、前記エッジリングの前記内縁部と平行に約１．９ミリメートル伸長する、装置。
【請求項１１】
プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、
複数のピンを介して前記静電チャックのベースプレートに結合するよう構成されるエッジリングと、
前記エッジリングの外周近傍に配置され、前記複数のピン上に配置されて前記エッジリングを前記静電チャックと同軸上にセンタリングするよう構成され、前記エッジリングの前記同軸的センタリングを保持しつつ前記エッジリングと前記ベースプレートとの間の熱膨張差を許容するよう構成される複数のピンスロットとを備える、装置。
【請求項１２】
前記複数のピンスロットは非貫通孔構造として配置される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数のピンスロットは貫通孔構造として配置される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記エッジリングの少なくとも一部は固体イットリウムから製造される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記エッジリングの少なくとも一部は酸化アルミニウムから製造される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記酸化アルミニウムの少なくとも一部には酸化イットリウムが塗布される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数のピンスロットは、前記複数のピン周囲に使用時温度で摩擦嵌合を与えるよう製造されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、
複数のピンを介して前記静電チャックのベースプレートに結合するよう構成されるエッジリングと、
前記ベースプレートの外周近傍に配置され、前記複数のピン上に配置されて前記エッジリングを前記静電チャックと同軸上にセンタリングするよう構成され、前記エッジリングの前記同軸的センタリングを保持しつつ前記エッジリングと前記ベースプレートとの間の熱膨張差を許容するよう構成される複数のピンスロットとを備える、装置。
【請求項１９】
前記複数のピンスロットは非貫通孔構造として配置される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記複数のピンスロットは貫通孔構造として配置される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記エッジリングの少なくとも一部は固体イットリウムから  製造される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記エッジリングの少なくとも一部は酸化アルミニウムから製造される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記酸化アルミニウムの少なくとも一部には酸化イットリウムが塗布される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記複数のピンスロットは前記複数のピン周囲に使用時温度で摩擦嵌合をもたらすように製造されている、請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張：
本願は、２００８年８月１９日付出願の米国仮特許出願第６１／０９０，１８２号全文を本明細書に援用して、その優先権の利益を主張する。
【０００２】
本発明は一般的には半導体、データ記憶装置、平面パネル表示装置、および類似又はその他の産業において使用されるプロセス装置の分野に関する。より詳細には、本発明はプラズマベースのプロセスツールで使用される静電チャックの動作を向上させるシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体装置の形状（すなわち、集積回路の設計ルール）は、数十年前に集積回路（ＩＣ：Integrated circuit）装置が初めて導入されて以来、劇的に小型化してきている。ＩＣは、１個の集積回路チップ上に製造される装置の数は２年毎に２倍になるという「ムーアの法則」に概ね従ってきている。今日のＩＣ製造現場においては、製品寸法６５ｎｍ（０．０６５μｍ）の半導体装置を日常的に生産しており、近い将来、更に小さい製品寸法を有する半導体装置を生産するようになるであろう。
【０００４】
ＩＣの設計ルールが小型化するにつれて、半導体の製造においては、プラズマエッチングおよび堆積チャンバを含む様々な製造工程に枚葉式ウエハプロセスを用いる傾向が強くなっている。枚葉式ウエハリアクタは、プロセス中にウエハ全体の温度および温度均一性の両方を制御しつつ、ウエハ（又はその他の種類の基板）を控えめに固定するよう設計する必要がある。
【０００５】
ウエハの、プロセスが実行される前面の一部分に係合する機械的ウエハクランプは、ガス流と干渉したり、プラズマ分布を変化させたり、放熱器として動作することにより、プロセス均一性に関する問題を発生させる可能性がある。また、機械的ウエハクランプを適切に設計しなければ、微粒子を発生させ、ウエハ汚染やその他の問題の原因となる可能性がある。
【０００６】
プロセス中にウエハを所定の位置に保持するために静電ポテンシャルを利用する静電チャック（ＥＳＣ：ElectroStatic Chuck）は、ウエハの背面にのみ接触するため、機械的クランプにより固定する際に生じる問題を回避することができる。静電チャックは、基板およびチャック上に逆電荷を誘発し、チャックおよび基板間に静電引力を発生させることにより動作する。引力の強さは、誘発される電荷の量および伝導効果による電荷の散逸率に依存する。静電力は電圧をバイアスすることにより誘発および制御するが、電圧のバイアスは、例えば基板がチャックに搬送された直後等、プロセス周期の一部分でのみ実行してもよい。あるいは、プロセス周期を通して連続的に電圧をバイアスしてもよい。例えば、プラズマの伝導特性を利用することにより、ＥＳＣおよびウエハシステムの端子に電気接続することが可能である。
【０００７】
様々な種類の静電チャックにおいて、基板のすぐ近傍および上方の領域にプラズマを閉じ込めるために、基板の下方および周囲に消耗用（すなわち、犠牲的）エッジリングを配置してもよい。このエッジリングはまた、ＥＳＣをプラズマによる腐食から保護することも可能である。
【０００８】
図１を参照すると、例示としての先行技術によるＥＳＣ構造体１００の一部分は、陽極酸化アルミニウムベース１０１、加熱部接合層１０３、加熱部１０５、加熱板１０７、およびセラミック接合層１０９を含む。ＥＳＣ構造体１００は、セラミック上部部材（セラミック製表面層）１１１により覆われている。加熱部接合層１０３、加熱部１０５、加熱板１０７、およびセラミック接合層１０９は、周囲のプラズマ環境および腐食性化学物質に直接接触しないようエッジ接合シール１１３により保護されている。したがって、エッジ接合シール１１３は加熱部１０５、加熱板１０７を保護し、加熱部接合層１０３およびセラミック接合層１０９をプラズマによる腐食から保護する。
【０００９】
加熱部接合層１０３は通常、シリカを含浸させたシリコーン層（例えば、アモルファスＳｉＯx）を備える。加熱部１０５はポリイミド内に封入される金属製の抵抗素子を備える場合が多く、加熱板１０７は通常アルミニウムから製造される。セラミック接合層１０９には一般的にセラミック充填の（例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等）シリコーン材料が用いられる。セラミック上部部材１１１は一般的にアルミナから製造され、例えばシリコンウエハ等の基板１１５がセラミック上部部材１１１上の所定の位置にしっかり保持されるよう構成される。
【００１０】
エッジリング１１７は通常、円形の全体形状を有し、例示としての先行技術によるＥＳＣ構造体１００の内側部分の周囲に固定される。エッジリング１１７はＥＳＣ構造体１００の内側部分周囲で同軸上に配置され、垂直な一面の内径を形成する。この一面の内径は、エッジリング１１７をアルミニウムベース１０１、エッジ接合シール１１３、およびセラミック上部部材１１１に対向して拘束し、したがって、名目上はエッジリング１１７をセンタリングする。
【００１１】
更に、エッジリング１１７は、少なくともアルミニウムベース１０１およびセラミック上部部材１１１の限界公差（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）および同軸性の両方に依存する。各部材における公差又は同軸性が異なる場合、エッジリング１１７は設置又は使用の際に破損する可能性がある。したがって、エッジリング１１７は、少なくともアルミニウムベース１０１およびセラミック上部部材１１１間の、全体として最悪の場合の公差に対応できる必要がある。逆に言うと、この２個の部材の公差が最悪の場合の条件にない場合、エッジリング１１７は大き過ぎとなり、基板に関するプロセス条件を適切に向上させることができない。したがって、エッジリングは、サイズを抑えることにより生産量に対する影響を最小に抑え、ツールを動作させるための総コストを軽減し、プラズマベースのプロセスの全体性能を向上させつつ、最悪の場合の公差に対応している必要がある。
【００１２】
したがって、ＥＳＣに対して容易に適用可能なエッジリングが求められる。このエッジリングは、ＥＳＣの周囲で容易にセンタリングできる必要があり、広範囲の温度に対してＥＳＣ周囲で十分にセンタリングされた同軸性を維持しつつ、過度に厳しい設計公差を要求すべきでない。
【発明の概要】
【００１３】
一実施例において、プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置を開示する。装置は、静電チャックのセラミック上部部材の外周に配置され、少なくともセラミック上部部材の部分にのみ結合されるよう構成されるエッジリングを備える。エッジリングは更に、セラミック上部部材と同軸となるよう構成される。エッジリングは、エッジリングとセラミック上部部材の外周との間に機械的結合を形成するよう配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、外縁部と、内縁部および外縁部間に配置される平坦な部分を備える。平坦な部分は、エッジリングがセラミック上部部材の外周に配置されると水平になり、且つプラズマ環境内で作動中に基板に平行となるよう配置される。
【００１４】
別の実施例において、プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置を開示する。装置は、静電チャックのベースプレートの外周に配置され、少なくともベースプレートの部分にのみ結合されるよう構成されるエッジリングを備える。エッジリングは更に、ベースプレートと同軸となるよう構成される。エッジリングは、エッジリングとベースプレートの外周との間に機械的結合をもたらすよう配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、外縁部と、内縁部と外縁部との間に配置される平坦な部分を備える。平坦な部分は、エッジリングがベースプレートの外周に配置されると水平になり、且つプラズマ環境内で作動中に基板に平行となるよう配置される。
【００１５】
別の実施例において、プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置を開示する。装置は、複数のピンを介して静電チャックのベースプレートに結合するよう構成されるエッジリングを備える。複数のピンスロットは、エッジリングの外周近傍に配置され、複数のピン上に配置されてエッジリングを静電チャックと同軸上にセンタリングするよう構成される。複数のピンスロットは更に、エッジリングの同軸的センタリングを保持しつつエッジリングとベースプレートとの間の熱膨張差を許容するよう構成される。
【００１６】
別の実施例において、プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置を開示する。装置は、複数のピンを介して静電チャックのベースプレートに結合するよう構成されるエッジリングを備える。複数のピンスロットは、ベースプレートの外周近傍に配置され、複数のピン上に配置されてエッジリングを静電チャックと同軸上にセンタリングするよう構成される。複数のピンスロットは更に、エッジリングの同軸的センタリングを保持しつつエッジリングとベースプレートとの間の熱膨張差を許容するよう構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
添付の様々な図面は単に本発明の実施例を示すものであって、その範囲を制限するものではないと理解されるべきである。
【００１８】
【図１】図１は、先行技術による静電チャックの部分断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明によるショルダ・センタリング型エッジリングの例の平面図および等角図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示すショルダ・センタリング型エッジリングの断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ｂに示すエッジリングの部分拡大図であり、ショルダ構成の具体例を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｂに示すエッジリングの部分拡大図であり、ショルダ構成の別の具体例を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明によるピン・センタリング型エッジリングの例の底面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示すピン・センタリング型エッジリングの断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ｂに示すエッジリングの部分拡大図であり、ピン・センタリング構成の具体例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に記載の様々な実施の形態において、プロセス性能を向上させる改良型エッジリングを説明する。エッジリングを確実にＥＳＣのアルミニウムベース部又はセラミック上部部材周囲で同軸上に（すなわち、センタリングして）配置することにより、エッジリングが精密および正確に基板の周囲に配置されるようにすることでプロセス性能を向上できる。
【００２０】
図２Ａを参照して、平面図２００に示すショルダ・センタリング型エッジリング２０１の実施例は、階段状の内径形状２０５および略平坦な上面２０３を含む。使用時には、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１はＥＳＣ構造体（図示しないが、当業者にとっては容易に理解可能であるとする）周囲に配置され、平坦な上面２０３は略水平、且つＥＳＣ上の基板に平行となる。等角図２３０は、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１の更なる参照図を示す。
【００２１】
階段状の内径形状２０５は、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１がＥＳＣのセラミック上部部材のみに接触するため、ＥＳＣ構造体周囲でのセンタリングが向上する。ショルダ・センタリング型エッジリング２０１は、セラミック上部部材周囲に摩擦嵌合してもよく、あるいは、当該技術分野においてそれぞれ周知の接着剤又は機械的締着部材により所定の位置に保持されてもよい。具体的な実施例において、階段状の内径形状２０５の高さは約１．９ｍｍ（約０．０７５インチ）であり、幅は０．４ｍｍ（約０．０１６インチ）である。より具体的な詳細は以下に記述する。総合的には、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１の階段状の内径形状２０５は、エッジリングのセンタリングを約５０％向上させ、最終的にプロセス性能を向上させる。
【００２２】
図２Ｂを参照して、断面図２５０は前記ショルダ・センタリング型エッジリング２０１の断面Ａ−Ａを示す。ショルダ・センタリング型エッジリング２０１は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3、「アルミナ」）又はその他の種類のセラミック等、様々な材料から形成されていてもよい。また、ケイ素、炭化ケイ素、二酸化ケイ素（例えば、結晶質又はアモルファス（ＳｉＯx））、および例えば固体イットリウム等の遷移金属も、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１を製造するための材料に適している。更に、手軽にその他の様々な種類の金属・絶縁・半導体材料を用いてもよい。ショルダ・センタリング型エッジリング２０１がＥＳＣのセラミックと摩擦嵌合するよう構成されている場合、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１およびセラミック間の例えば１００℃を超える温度範囲における熱膨張整合性を考慮しなければならない場合がある。典型的な用途において、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１は使用時温度（例えば２０℃）で適切に圧入嵌合するよう機械加工してもよい。
【００２３】
具体的な実施例において、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１を酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から製造し、酸化イットリウムからなる仕上げ剤を７５マイクロメートル（μｍ）〜１２５μｍ（約０．００３〜０．００５インチ）の厚さに塗布する。この酸化イットリウムからなる仕上げ剤は、例えば熱スプレーにより塗布してもよく、又は物理蒸着（ＰＶＤ：Physical vapor deposition）システムにより塗布してもよい。本実施の形態において、酸化イットリウムからなる仕上げ剤は必要に応じて所定の領域で薄くなっていてもよく、又はショルダ・センタリング型エッジリング２０１全体を被膜なしとしてもよい。
【００２４】
引続き図２Ｂを参照して、３００ｍｍの直径を有する基板に対応するための寸法の具体例を以下の表１に示す。
【００２５】
【表１】
0005518071.tif 000002
【００２６】
上記の寸法例は、当業者がショルダ・センタリング型エッジリング２０１を製造するための詳細を完全に理解するために支援することのみを目的とする。上記の寸法は、その他の一般的な基板サイズ（例えば、２００ｍｍ又は４５０ｍｍの直径を有するウエハ又は平面パネル表示装置の矩形断面等）に合わせて拡大縮小してもよい。
【００２７】
図２Ｃを参照して、図２Ｂの断面Ａ−Ａにおける拡大断面図２７０は、第１のエッジ段差部２７１の具体的な実施例の詳細を示す。第１のエッジ段差部２７１は、少なくとも典型的なＥＳＣのセラミック上部部材１１１（図１）部にのみ機械的に接触する。したがって、第１のエッジ段差部２７１は、セラミック上部部材１１１周囲で精密および正確にセンタリングされた状態で、ショルダ・センタリング型エッジリング２０１およびＥＳＣのアルミニウムベースプレート１０１間に約０．４ｍｍ（約０．０１６インチ）の間隙を形成する。
【００２８】
図２Ｄを参照して、別の拡大断面図２９０は、第２のエッジ段差部２９１の具体的な実施例の詳細を示す。第２のエッジ段差部２９１の寸法は、直前に説明した第１のエッジ段差部２７１と同様であり、同様に機能する。当業者は、ここに提示した情報に基づいて、エッジ段差部が採り得るその他様々な形状を容易に想定できるものとする。
【００２９】
図３Ａにおいて、ピン・センタリング型エッジリング３０１の底面図３００は、複数のピン３０５上又は周囲に嵌合するよう配置される複数のピンスロット３０３を含む。本実施例において、複数のピンスロットは、合計３個のスロットについて約１２０°の間隔で配置される。その他の実施例（図示せず）においては、ピン・センタリング型エッジリング３０１に実装される複数のピンスロット３０３の数は前後してもよい。
【００３０】
複数のピンの各々は、ＥＳＣのアルミニウムベースプレート部（図示しないが、図１から容易に想定可能）内に実装される。複数のピン３０５は、ピン・センタリング型エッジリング３０１を圧入嵌合し、これによりエッジリングをＥＳＣ主部の外周にセンタリングするような大きさに形成される。しかしながら、複数のピンスロット３０３の細長の性質により、ピン・センタリング型エッジリング３０１およびアルミニウムベースプレートの熱膨張が一致していない場合でも対応可能である。
【００３１】
その他の実施の形態において（図示しないが、当業者には容易に理解可能）、複数のピン３０５の各々はピン・センタリング型エッジリング３０１に取り付けられてもよく、複数のピンスロットはアルミニウムベースプレートに機械加工されていてもよい。また、更に他の実施の形態において、複数のピン３０５は、ピン・センタリング型エッジリング３０１又はアルミニウムベースプレートのどちらかの一部分として直に機械加工されていてもよい。
【００３２】
複数のピン３０５が「完全に固定されていない」（すなわち、ピン・センタリング型エッジリング３０１又はアルミニウムベースプレートの一部分として機械加工されていない）場合、複数のピン３０５は様々な材料から製造されていてもよい。これらの材料は、ステンレス鋼（例えば、３１６Ｌ）、高温プラスチック、酸化アルミニウム又はその他のセラミック、固体イットリウム、又は機械加工可能、且つ比較的高温（例えば、４００℃以上）に対し耐性を有する、当技術分野で公知のその他の材料を含む。
【００３３】
図３Ｂを参照すると、断面図３５０はピン・センタリング型エッジリング３０１の断面Ｂ−Ｂを示す。断面図３５０は、複数のピンスロット３０３のうち１個の位置を示す。
【００３４】
ピン・センタリング型エッジリング３０１は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3、「アルミナ」）又はその他の種類のセラミック等、様々な材料から形成されていてもよい。また、ケイ素、炭化ケイ素、二酸化ケイ素（例えば、結晶質又はアモルファス（ＳｉＯx））、および例えば固体イットリウム等の遷移金属も、ピン・センタリング型エッジリング３０１を製造するための材料に適している。更に、手軽にその他の様々な種類の金属・絶縁・半導体材料を用いてもよい。通常、ピン・センタリング型エッジリング３０１およびアルミニウムベースプレート間の例えば１００℃を超える温度範囲における熱膨張整合性は、複数のピンスロット３０３の細長の性質により自動的に平衡化され、同時にＥＳＣとの同軸的センタリングも維持される。典型的な用途において、ピン・センタリング型エッジリング３０１は使用時温度（例えば２０℃）で適切に圧入嵌合するよう機械加工してもよい。
【００３５】
具体的な実施例において、ピン・センタリング型エッジリング３０１を酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から製造し、酸化イットリウムからなる仕上げ剤を７５マイクロメートル（μｍ）〜１２５μｍ（約０．００３〜０．００５インチ）の厚さに塗布する。この酸化イットリウムからなる仕上げ剤は、例えば熱スプレーにより塗布してもよく、又は物理蒸着（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）システムにより塗布してもよい。本実施の形態において、酸化イットリウムからなる仕上げ剤は必要に応じて所定の領域で薄くなっていてもよく、又はピン・センタリング型エッジリング３０１全体を被膜なしとしてもよい。
【００３６】
引続き図３Ｂを参照すると、３００ｍｍの直径を有する基板に対応するための寸法の具体例は上記の表１に示す通りである。上記の寸法例は、当業者がピン・センタリング型エッジリング３０１を製造するための詳細を完全に理解するのを支援することのみを目的とする。上記の寸法は、その他の一般的な基板サイズ（例えば、２００ｍｍ又は４５０ｍｍの直径を有するウエハ等）に合わせて拡大縮小してもよい。
【００３７】
図３Ｃを参照すると、図３Ｂに示す断面Ｂ−Ｂにおける拡大断面図３７０は、複数のピンスロット３０３のうち１個の具体的な実施例の詳細を示す。ピン・センタリング型エッジリング３０１は、典型的なＥＳＣのアルミニウムベースプレート１０１（図１）および複数のピン３０５のみに機械的に接触するよう構成される。複数のピンスロット３０３および複数のピン３０５は、ピン・センタリング型エッジリング３０１とセラミック上部部材１１１との間に約０．４ｍｍ（約０．０１６インチ）の間隙を形成するよう機械加工されていてもよい。更に、複数のピンスロットは非貫通孔構造として記載されているが、貫通孔構成を用いてもよいことに当業者は容易に想達できるものとする。
【００３８】
本発明を、その特定の実施の形態を参照して上記に説明した。しかしながら、当業者にとっては、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の広義の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変形および変更を加えてもよいことは明らかである。
【００３９】
例えば、特定の実施の形態について様々な種類の材料および配置が記載されている。当業者は、これらの材料および配置は変更されてもよく、当該エッジリングの様々な特性を示すための例示のみを目的として記載されていることと理解すべきである。例えば、本明細書に開示される情報を読むことにより、当業者は、エッジリングのショルダ・センタリング型実施の形態は、セラミック上部部材に接触することなくＥＳＣのベースプレート周囲に配置されてもよいことには容易に想達できる。更に当業者は、本明細書に説明した技術および方法を、正確で精密な同軸性および配置を保持する必要がある、より条件の悪いプラズマ環境および化学的環境下で動作する類似の構造に適用してもよいことに想達できる。半導体産業における静電チャックへの適用は、本発明の様々な実施の形態を説明する際に、当業者を支援する典型例としてのみ使われている。
【００４０】
更に、本明細書を通して、半導体とはデータ記憶装置、平面パネル表示装置、および類似又はその他の産業を含むものと理解されるべきである。これらおよび様々なその他の実施の形態は本発明の範囲に属する。したがって、本明細書および図面は、限定的ではなく、例示的であると理解されるべきである。
適用例１：プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、前記静電チャックのセラミック上部部材の外周に配置され、少なくとも前記セラミック上部部材の一部にのみ結合され、前記セラミック上部部材と同軸となるよう構成されるエッジリングを備え、前記エッジリングは、前記エッジリングと前記セラミック上部部材の前記外周との間に機械的結合をもたらすように配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、外縁部と、前記内縁部と前記外縁部との間に配置され、前記エッジリングが前記セラミック上部部材の前記外周に配置される時に水平になり、且つ前記プラズマ環境内で作動中に前記基板に対して平行となる略平坦な部分とを備える、装置。
適用例２：前記エッジリングの少なくとも一部は固体イットリウムから製造される、適用例１に記載の装置。
適用例３：前記エッジリングの少なくとも一部は酸化アルミニウムから製造される、適用例１に記載の装置。
適用例４：前記酸化アルミニウムの少なくとも一部には酸化イットリウムが塗布される、適用例３に記載の装置。
適用例５：前記エッジリングは前記静電チャックの前記セラミック上部部材の周囲に摩擦嵌合をもたらすように製造されている、適用例１に記載の装置。
適用例６：前記摩擦嵌合は約１００℃を超える温度範囲において保持される、適用例５に記載の装置。
適用例７：前記エッジ段差部は、前記エッジリングの前記内縁部から半径方向内向きに約０．４ミリメートル伸長する、適用例１に記載の装置。
適用例８：前記エッジ段差部の内側部分は、前記エッジリングの前記内縁部と平行に約１．９ミリメートル伸長する、適用例１に記載の装置。
適用例９：プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、前記静電チャックのベースプレートの外周に配置され、少なくとも前記ベースプレートの一部にのみ結合され、前記ベースプレートと同軸となるよう構成されるエッジリングを備え、前記エッジリングは、前記エッジリングと前記ベースプレートの前記外周との間に機械的結合を与えるよう配置されるエッジ段差部を有する内縁部と、外縁部と、前記内縁部と前記外縁部との間に配置され、前記エッジリングが前記ベースプレートの前記外周に配置される時に水平になり、且つ前記プラズマ環境内で作動中に前記基板に対して平行となる略平坦な部分とを備える、装置。
適用例１０：前記エッジリングの少なくとも一部は固体イットリウムから製造される、適用例９に記載の装置。
適用例１１：前記エッジリングの少なくとも一部は酸化アルミニウムから製造される、適用例９に記載の装置。
適用例１２：前記酸化アルミニウムの少なくとも一部には酸化イットリウムが塗布される、適用例１１に記載の装置。
適用例１３：前記エッジリングは前記静電チャックの前記ベースプレート周囲に摩擦嵌合をもたらすように製造されている、適用例９に記載の装置。
適用例１４：前記摩擦嵌合は約１００℃を超える温度範囲において保持される、適用例１３に記載の装置。
適用例１５：前記エッジ段差部は、前記エッジリングの前記内縁部から半径方向内向きに約０．４ミリメートル伸長する、適用例９に記載の装置。
適用例１６：前記エッジ段差部の内側部分は、前記エッジリングの前記内縁部と平行に約１．９ミリメートル伸長する、適用例９に記載の装置。
適用例１７：プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、複数のピンを介して前記静電チャックのベースプレートに結合するよう構成されるエッジリングと、前記エッジリングの外周近傍に配置され、前記複数のピン上に配置されて前記エッジリングを前記静電チャックと同軸上にセンタリングするよう構成され、前記エッジリングの前記同軸的センタリングを保持しつつ前記エッジリングと前記ベースプレートとの間の熱膨張差を許容するよう構成される複数のピンスロットとを備える、装置。
適用例１８：前記複数のピンスロットは非貫通孔構造として配置される、適用例１７に記載の装置。
適用例１９：前記複数のピンスロットは貫通孔構造として配置される、適用例１７に記載の装置。
適用例２０：前記エッジリングの少なくとも一部は固体イットリウムから製造される、適用例１７に記載の装置。
適用例２１：前記エッジリングの少なくとも一部は酸化アルミニウムから製造される、適用例１７に記載の装置。
適用例２２：前記酸化アルミニウムの少なくとも一部には酸化イットリウムが塗布される、適用例２１に記載の装置。
適用例２３：前記複数のピンスロットは、前記複数のピン周囲に使用時温度で摩擦嵌合を与えるよう製造されている、適用例１７に記載の装置。
適用例２４：プラズマ環境下で基板を保持するよう構成される静電チャックに用いられる装置であって、複数のピンを介して前記静電チャックのベースプレートに結合するよう構成されるエッジリングと、前記ベースプレートの外周近傍に配置され、前記複数のピン上に配置されて前記エッジリングを前記静電チャックと同軸上にセンタリングするよう構成され、前記エッジリングの前記同軸的センタリングを保持しつつ前記エッジリングと前記ベースプレートとの間の熱膨張差を許容するよう構成される複数のピンスロットとを備える、装置。
適用例２５：前記複数のピンスロットは非貫通孔構造として配置される、適用例２４に記載の装置。
適用例２６：前記複数のピンスロットは貫通孔構造として配置される、適用例２４に記載の装置。
適用例２７：前記エッジリングの少なくとも一部は固体イットリウムから  製造される、適用例２４に記載の装置。
適用例２８：前記エッジリングの少なくとも一部は酸化アルミニウムから製造される、適用例２４に記載の装置。
適用例２９：前記酸化アルミニウムの少なくとも一部には酸化イットリウムが塗布される、適用例２８に記載の装置。
適用例３０：前記複数のピンスロットは前記複数のピン周囲に使用時温度で摩擦嵌合をもたらすように製造されている、適用例２４に記載の装置。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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