(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能な結合リングであって、
前記静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ前記静電チャックの近くに取り付けられたエッジリングと熱的に接触するように構成され、前記結合リングは、
第１組の対向面を有する前記結合リングの第１の部分と、前記第１組の対向面のうちの少なくとも１つの対向面には、第１の複数の隆起特徴が形成されていることと、
第２組の対向面を有する前記結合リングの第２の部分と、前記第２組の対向面のうちの少なくとも１つの対向面には、前記第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されている第２の複数の隆起特徴が形成されており、前記結合リングの前記第１の部分と前記第２の部分は、互いに物理的に接触する際に可変の機械的接触領域を有するように構成されており、前記第１の部分と前記第２の部分との間の熱的結合の度合いは、前記第１の部分を前記第２の部分に対してクロック回転させることによって制御されるように構成されることと、
を含む、クロック回転可能な結合リング。
【請求項２】
請求項１に記載のクロック回転可能な結合リングであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記結合リングの前記第１及び第２の部分のそれぞれに放射状に配置されている、クロック回転可能な結合リング。
【請求項３】
請求項１に記載のクロック回転可能な結合リングであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記結合リングの前記第１及び第２の部分のそれぞれに複数の同心円の形で放射状に配置されており、前記複数の隆起特徴のぞれぞれは、その基部を除き、前記複数の同心円のうちの次の又は前の円の隆起特徴から熱的に隔てられる、クロック回転可能な結合リング。
【請求項４】
請求項１に記載のクロック回転可能な結合リングであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも特定の幾つかの間に配置されている熱界面材料層によって互いから隔てられる、クロック回転可能な結合リング。
【請求項５】
請求項１に記載のクロック回転可能な結合リングであって、
前記結合リングの前記第１及び第２の部分は、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも一部が互いと熱的に接触するようにボルトで締結されるように配置されている、クロック回転可能な結合リング。
【請求項６】
請求項１に記載のクロック回転可能な結合リングであって、
前記結合リングの前記第１及び第２の部分の少なくとも一方は、前記第１の部分を前記第２の部分に対して回転させることによって両部分の間の熱的接触を調整可能にするために、細長いスロットを有する、クロック回転可能な結合リング。
【請求項７】
プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスであって、
前記静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ前記静電チャックと熱的に接触するように構成されたエッジリングであって、第１の複数の隆起特徴が形成された下面を含むエッジリングと、
前記エッジリングと熱的に接触している前記静電チャックの部分上に形成されている第２の複数の隆起特徴であって、前記第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されている第２の複数の隆起特徴と、前記エッジリングの前記下面と前記エッジリングと熱的に接触する前記静電チャックの部分は、互いに物理的に接触する際に可変の機械的接触領域を有するように構成されており、前記エッジリングと前記静電チャックとの間の熱的結合の度合いは、前記エッジリングを前記第２の複数の隆起特徴に対してクロック回転させることによって制御されるように構成されていることと、
を備えるクロック回転可能なデバイス。
【請求項８】
請求項７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記エッジリング及び前記静電チャックの上に放射状に配置されている、クロック回転可能なデバイス。
【請求項９】
請求項７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記エッジリング及び前記静電チャック上に複数の同心円の形で放射状に配置されており、前記複数の隆起特徴のぞれぞれは、その基部を除き、前記複数の同心円のうちの次の又は前の円の隆起特徴から熱的に隔てられている、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１０】
請求項７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも特定の幾つかの間に配置されている熱界面材料層によって互いから隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１１】
請求項７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記エッジリング及び前記静電チャックは、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも一部が互いと熱的に接触するようにボルトで締結されるように配置されている、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１２】
請求項７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記エッジリング及び前記静電チャックの少なくとも一方は、前記エッジリングを前記静電チャックに対して回転させることによって両者の間の熱的接触を調整可能にするために、細長いスロットを有する、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１３】
プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスであって、
前記静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ前記静電チャックと熱的に結合するように構成されたエッジリングであって、第１の複数の隆起特徴が形成されている下面を含むエッジリングと、
少なくとも第２の複数の隆起特徴を有し、前記エッジリング上の前記第１の複数の隆起特徴と熱的結合状態に配されるように構成された結合リングと、前記第２の複数の隆起特徴は、前記第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されており、前記エッジリングの前記下面と前記結合リングは、互いに物理的に接触する際に可変の機械的接触領域を有するように構成されており、前記エッジリングと前記結合リングとの間の熱的結合の度合いは、前記エッジリングを前記結合リングに対してクロック回転させることによって制御されるように構成されることと、
を備えるクロック回転可能なデバイス。
【請求項１４】
請求項１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記エッジリング及び前記結合リング上に放射状に配置されている、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１５】
請求項１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記エッジリング及び前記結合リング上に複数の同心円の形で放射状に配置されており、前記複数の隆起特徴のぞれぞれは、その基部を除き、前記複数の同心円のうちの次の又は前の円の隆起特徴から熱的に隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１６】
請求項１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも特定の幾つかの間に配置されている熱界面材料層によって互いに隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１７】
請求項１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記エッジリング及び前記結合リングは、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも一部が互いと熱的に接触するようにボルトで締結されるように配置されている、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１８】
請求項１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記エッジリング及び前記結合リングの少なくとも一方は、前記エッジリングを前記結合リングに対して回転させることによって両者の間の熱的接触を調整可能にするために、細長いスロットを有する、クロック回転可能なデバイス。
【請求項１９】
プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスであって、
熱的接触可変領域が配置されている少なくとも１つの面を有する前記静電チャックの第１の部分と、
熱的接触可変領域が配置されている少なくとも１つの面を有する前記静電チャックの第２の部分と、前記第２の部分の前記少なくとも１つの面は、前記基板の面全体における熱的勾配を制御するために、前記第１の部分の前記少なくとも１つの面と熱的接触状態に配置されるように構成され、前記静電チャックの前記第１の部分と前記第２の部分は、互いに物理的に接触する際に可変の機械的接触領域を有するように構成されていることと、
を備えるクロック回転可能なデバイス。
【請求項２０】
請求項１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
各前記熱的接触可変領域は、粗い面の領域または滑らかな面の領域を含む、クロック回転可能なデバイス。
【請求項２１】
請求項１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記熱的接触可変領域は、前記第１及び第２の部分上に形成されている熱伝導性のコーティングを含む、クロック回転可能なデバイス。
【請求項２２】
請求項１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
熱的接触可変領域を有する前記第１及び第２の部分は、熱的接触可変領域を有する前記第１及び第２の部分の少なくとも特定の幾つかの間に配置されている熱界面材料層によって互いに隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
【請求項２３】
請求項１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記第１及び第２の部分は、熱的接触可変領域を有する前記第１及び第２の部分の少なくとも一部が互いと熱的に接触するようにボルトで締結されるように配置されている、クロック回転可能なデバイス。
【請求項２４】
請求項１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、
前記第１及び第２の部分の少なくとも一方は、前記第１の部分を前記第２の部分に対して回転させることによって両部分の間の熱的接触を調整可能にするために、細長いスロットを有する、クロック回転可能なデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願への相互参照］
本出願は、参照によって本明細書に全体を組み込まれる２００８年９月２６日出願の米国仮特許出願第６１／１９４，２７７号「Adjustable Thermal Contact Between an Electrostatic Chuck and A Hot Edge Ring by Clocking a Coupling Ring（結合リングのクロック回転によって調整可能な静電チャックとホットエッジリングとの間の熱的接触）」の優先権の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、全体として、半導体、データストレージ、フラットパネルディスプレイ、及び関連又はその他の産業で使用されるプロセス設備の分野に関する。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パフォーマンスを向上させるためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体デバイスの幾何形状（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）デバイスが初めて導入されて以来、劇的にサイズを縮小させてきた。ＩＣは、一般に、「ムーアの法則」に従っており、これは、１枚の集積回路チップ上に製作されるデバイスの数が２年で２倍になることを意味する。今日のＩＣ製作設備は、６５ｎｍ（０．０６５μｍ）特徴（feature）サイズのデバイスを日常的に生産しており、将来の製作設備は、間もなく、更に小さい特徴サイズのデバイスを生産するようになるであろう。
【０００４】
ＩＣ設計ルールの縮小に伴って、プラズマエッチングチャンバ及びデポジションチャンバを含む様々な製作工程で枚葉式の処理を用いることが、半導体製造の増勢になっている。枚葉式のリアクタは、温度及びウエハ（又はその他の基板タイプ）全体における温度均一性の両方を制御しつつ、処理中にウエハを邪魔にならない形で固定するように、設計されなければならない。
【０００５】
処理が実施されるウエハの前面の一部分に係合する機械的ウエハクランプは、ガスフローを阻害し、プラズマ分布を変化させ、及びヒートシンクとして機能することによって、プロセス均一性の問題を発生させる可能性がある。設計が適正でないと、機械的ウエハクランプは、ウエハの汚染及びその他の問題につながる微粒子を発生させることもある。
【０００６】
静電チャック（ＥＳＣ）は、処理中にウエハを適所に保持するために静電ポテンシャルを使用し、ウエハの裏側のみと接触することによって、機械的クランプの問題を回避する。静電チャックは、相対する電荷を基板上に誘導することによってチャックと基板との間に静電引力を発生させることで動作する。引力の程度は、誘導される電荷の量、及び伝導効果に起因して電荷が分散する速度に依存する。静電力の導入及び制御のために、電圧バイアスが用いられ、例えば基板がチャックに移された直後など処理サイクルの一部の間にのみ印加されてよい。あるいは、電圧バイアスは、処理サイクルの間ずっと印加され続けてもよい。例えば、プラズマの伝導特性を使用することにより、ＥＳＣおよびウエハシステムの一端子に電気的接続の手段を提供することができる。
【０００７】
各種タイプの静電チャックは、基板のすぐ近く及び上方の領域にプラズマを閉じ込める目的で基板の下方及び周囲に配置される、消耗（すなわち犠牲）エッジリングを含むことができる。エッジリングは、プラズマによる浸食からＥＳＣを保護することもできる。
【０００８】
図１を参照すると、典型的な従来のＥＳＣ構造１００の一部分は、陽極酸化アルミベース１０１と、ヒータ接合層１０３と、ヒータ１０５と、ヒータ板１０７と、セラミック接合層１０９とを含む。ＥＳＣ構造１００には、セラミックトップ片１１１が被せられる。ヒータ接合層１０３、ヒータ１０５、ヒータ板１０７、及びセラミック接合層１０９は、エッジ接合シール１１３によって、周囲のプラズマ環境及び腐食性ケミカルとの直接的な接触から保護される。エッジ接合シール１１３は、こうして、プラズマによる浸食からヒータ１０５、ヒータ板１０７、ヒータ接合層１０３、及びセラミック接合層１０９を保護する。
【０００９】
ヒータ接合層１０３は、通常、シリカ（例えば非晶質ＳｉＯx）が含浸されたシリコン層からなる。ヒータ１０５が、ポリイミドに包まれた金属抵抗素子から構成されることが多い一方で、ヒータ板１０７は、通常、アルミニウムから製作される。セラミック接合層１０９には、通例、セラミックが充填された（例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3））シリコン材料が用いられる。セラミックトップ片１１１は、一般的に、アルミナから製作され、シリコンウエハなどの基板１１５をセラミックトップ片１１１の上の適所にしっかりと保持することを可能にするように構成される。
【００１０】
エッジリング１１７は、通常、全体的に円形であり、典型的な従来のＥＳＣ構造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１００の内側部分に対して同心円状に配され、垂直な単一表面の内径を特徴付ける。単一表面の内径は、エッジリング１１７をアルミベース１０１、エッジ接合シール１１３、及びセラミックトップ片１１１に対して接触させ、そうしてエッジリング１１７を名目上中心合わせする。
【００１１】
概して、プラズマリアクタ内における高出力の重合化学作用中に熱くなりすぎたエッジリング（例えばホットエッジリング、ＨＥＲ）は、（熱泳動力（thermophoretic）に起因して）基板のエッジにポリマを追い込む。基板のエッジの上又は近くにおけるポリマの高さの増加は、基板上の予定される特徴の限界寸法（ＣＤ）を減少させる。反対に、エッジリングが冷たくなりすぎると、エッジリング自体の上に堆積されるポリマが増加し、それによって基板のエッジの上又は近くのＣＤを増大させる（すなわち、基板とエッジリングとの間の熱的勾配がエッジリング上にポリマ前駆物質を堆積させる）。
【００１２】
したがって、基板の表面全体において適切なＣＤ均一性を可能にするためには、ＥＳＣ上の熱い領域と冷たい領域との間でバランスが達成されなければならない。また、期待されるＣＤ結果を達成するために最適な熱バランス構成が、様々な化学剤及びプラズマ出力レベルの両方に固有な生産性の問題を招くことなく達成されなければならない。
【００１３】
したがって、エッジリングの温度が過熱または過冷とならないようバランスして動作させるための熱界面システムが必要とされる。熱界面システムは、様々なプロセスに合わせて素早く且つ容易に構成されることが望ましい（すなわち、システムは、現場において容易に調整可能であることが望ましい）。また、エッジリングの温度は、プラズマ出力レベルなどの所定の動作パラメータ群に合わせて熱界面システムを通じて容易に調節されることが望ましい。
【発明の概要】
【００１４】
典型的な実施形態では、プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスが開示される。クロック回転可能なデバイスは、静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ静電チャックの近くに取り付けられたエッジリングと熱的に接触するように構成された結合リングを含む。結合リングは、第１組の対向面を有する結合リングの第１の部分を含み、第１組の対向面のうちの少なくとも１つの対向面には、第１の複数の隆起特徴が形成されている。結合リングの第２の部分は、第２組の対向面を有し、第２組の対向面のうちの少なくとも１つの対向面には、第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されている第２の複数の隆起特徴が形成されている。第１の部分と第２の部分との間の熱的結合の度合いは、第１の部分を第２の部分に対してクロック回転させることによって制御されるように構成される。
【００１５】
別の典型的な実施形態では、プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスが開示される。クロック回転可能なデバイスは、静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ静電チャックと熱的に接触するように構成されたエッジリングを含む。エッジリングは、第１の複数の隆起特徴が形成されている下面を含む。第２の複数の隆起特徴が、エッジリングと熱的に接触している静電チャックの部分上に形成される。第２の複数の隆起特徴は、第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されており、エッジリングと静電チャックとの間の熱的結合の度合いは、エッジリングを第２の複数の隆起特徴に対してクロック回転させることによって制御されるように構成される。
【００１６】
別の典型的な実施形態では、プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスが開示される。クロック回転可能なデバイスは、静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ静電チャックと熱的に結合するように構成されたエッジリングを含む。エッジリングは、第１の複数の隆起特徴が形成された下面を含む。結合リングは、少なくとも第２の複数の隆起特徴を有し、エッジリング上の第１の複数の隆起特徴と熱的結合状態に配置されるように構成される。第２の複数の隆起特徴は、第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されており、エッジリングと結合リングとの間の熱的結合の度合いは、エッジリングを結合リングに対してクロック回転させることによって制御されるように構成される。
【００１７】
別の典型的な実施形態では、プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスが開示される。クロック回転可能なデバイスは、可変の熱的接触領域が配置されている少なくとも１つの面を有する静電チャックの第１の部分を含む。静電チャックの第２の部分は、可変の熱的接触領域が配置されている少なくとも１つの面を有する。第２の部分の少なくとも１つの面は、基板の面全体における熱的勾配を制御するために、第１の部分の少なくとも１つの面と熱的接触状態に配置されるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
各種の添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を例示しているにすぎず、本発明の範囲を限定するものと見なされてはならない。
【図１Ａ】先行技術としての静電チャックの一部分の断面図である。
【図１Ｂ】結合リング及び各種の熱界面材料層を組み入れた先行技術としての静電チャックの一部分の断面図である。
【図２】静電チャック（ＥＳＣ）とホットエッジリングとの間の温度勾配を変化させるためにＥＳＣ上で使用される典型的なクロック回転可能な結合リングの断面図である。
【図３】図２のクロック回転可能な結合リングの各部分の典型的な正面（すなわち表側）図及び背面図である。
【図４】典型的なクロック回転可能な結合リングの様々な熱的接触位置の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下で論じられる各種の実施形態は、プロセスパフォーマンスを向上させるように設計された改善された結合（カップリング）リングを説明している。プロセスパフォーマンスは、結合リングが所定の動作条件に対して（例えば所定のプラズマ出力レベルで）既知の熱的勾配を提供可能であることを保証することによって向上される。熱的勾配は、例えば、ＥＳＣとホットエッジリング（ＨＥＲ）との間に調整可能な熱的接触を有するクロック回転（時計状に回転）可能な結合リングによって制御されてよい。熱的接触は、必ずしも追加のハードウェア又は熱界面材料の選択変更を必要とすることなく、迅速に且つ容易に調整することができる。
【００２０】
図２を参照すると、ＥＳＣの断面図２００は、典型的なクロック回転可能な結合リング２０１を含む。典型的なクロック回転可能な結合リング２０１は、少なくとも２つの部分、すなわち上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとで構成される。上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間に、任意に結合リング熱界面材料層２０３が挟まれてよい。また、アルミベース板１０１と下側結合リング部分２０１Ｂとの間に、任意にＥＳＣ熱界面材料層２０５が追加されてよい。
【００２１】
上側結合リング部分２０１Ａ及び下側結合リング部分２０１Ｂは、様々な材料で構成されてよい。様々な材料には、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3、「アルミナ」）又はその他のタイプのセラミックが含まれる。シリコン、炭化シリコン、二酸化シリコン（例えば、結晶質又は非晶室（ＳｉＯx））、及び固体イットリウムなどの遷移金属もまた、上側結合リング部分２０１Ａ及び下側結合リング部分２０１Ｂを製作するのに適した材料である。また、その他の各種タイプの金属材料、絶縁材料、及び半導体材料もまた、容易に利用され得る。特定の典型的な実施形態では、上側結合リング部分２０１Ａ及び下側結合リング部分２０１Ｂとして、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）に酸化イットリウムによる仕上げを７５（μｍ）から１２５μｍ（およそ０．００３〜０．００５インチ）の厚さでコーティングしたものが使用され得る。酸化イットリウムによる仕上げは、例えば、サーモスプレイによって施されてよく、あるいは物理気相蒸着（ＰＶＤ）システムによって施されてよい。この実施形態では、酸化イットリウムによる仕上げは、必要に応じて特定の領域で漸減してよく、あるいは、上側結合リング部分２０１Ａ及び下側結合リング部分２０１Ｂの全部がコーティングされないまま残されてもよい。
【００２２】
特定の典型的な実施形態では、随意の結合リング熱界面材料層２０３及びＥＳＣ熱界面材料層２０５は、例えば、Q-Pad（登録商標） IIなどのQ-PAd伝熱材料で構成されてよい。Q-Padは、The Bergquist Company（米国ミネソタ州チャンハッセン）によって製造され、プラズマエッチングチャンバの高真空環境などガス放出材料を使用できないところのために特別に調合された、箔形態の熱グリース代替品である。Q-PAdは、熱伝導性で導電性のゴムの対向面上に形成されたアルミ箔で構成され、３４５ｋＰａ（およそ５０ｐｓｉｇ）における熱インピーダンスが１．４２℃ｃｍ2／Ｗ（およそ０．２２℃ｉｎ2／Ｗ）である。
【００２３】
別の特定の代表的な実施形態では、結合リング熱界面材料２０３及びＥＳＣ熱界面材料２０５は、例えば、Sil-Pad（登録商標） 400などのSil-Pad伝熱材料で構成されてよい。Sil-Padもやはり、The Bergquist Company（上記を参照）によって製造され、シリコーンゴムと繊維ガラスとの複合材料である。Sil-Padは、３４５ｋＰａ（およそ５０ｐｓｉｇ）における熱インピーダンスが７．２９℃ｃｍ2／Ｗ（およそ１．１３℃ｉｎ2／Ｗ）である熱伝導性の絶縁体である。当該分野において独立に知られているその他の熱伝導性の界面層も、同様に容易に使用されてよい。
【００２４】
図３を参照すると、上側結合リング部分２０１Ａの典型的な底面図３００は、上側結合リング部分２０１Ａの下面上に配された複数の隆起部３０１を含む。同様に、下側結合リング部分２０１Ｂの典型的な上面図３５０は、下側結合リング部分２０１Ｂの上面上に別の複数の隆起部３０１を含む。複数の隆起部３０１の配置は、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとが互いと物理的に接触されたときに両者が可変の機械的接触領域を有することを可能にする。可変の機械的接触領域は、結果として、後述するように、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間に可変の熱的接触を可能にする。当業者ならば本明細書に開示された情報を読むことで容易にわかるように、複数の隆起部は、所望の結果を達成するために、幅、高さ、数、及びその他のパラメータが可変であってよい。
【００２５】
図４を参照すると、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間の複数の隆起部３０１の１つの第１の断面図４００は、最大の熱的接触領域を示している。上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間の複数の隆起部３０１の１つの第２の断面図４３０は、機械的接触領域の減少ゆえに第１の断面図４００よりも高い熱インピーダンスを有する熱的接触領域を示している。同様に、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間の複数の隆起部３０１の１つの第３の断面図４５０は、機械的接触領域の更なる減少ゆえに第２の断面図４３０よりも更に高い熱インピーダンスを有する熱的接触領域を示している。したがって、エンドユーザは、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間の機械的接触の量に応じて、段階的な又は無段階的な（後述のように、機械的又は化学的な接合手段に依存する）可変性を提供しえる。
【００２６】
また、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間の全体的な熱伝導性に更に影響を及ぼすために、複数の隆起部３０１の１つ又は複数の間に（熱伝導性又は断熱性のいずれかの）熱界面材料片（不図示）が配置されてもよい。
【００２７】
したがって、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの組み合わせは、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間の熱的接触を変化させるために両者を様々な機械的接触配置に配置することによって、クロック回転可能な結合リングを提供する。
【００２８】
図には示されていないが、当業者ならば、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとを互いに取り付けるための各種の手段を容易に思いつくことができる。特定の典型的な実施形態では、２つの部分は、例えば、一方の部分の皿穴、及び穴から他方の部分のネジ穴及びネジ切り穴へ平頭切削ネジを通すことによって、互いに締結されても良い。一方の部分には、他方の部分の皿穴から各種のオフセット位置に配された複数のネジ切り穴が含まれてよい。別の特定の典型的な実施形態では、２つの部分は、例えば、一方の部分の細長い（すなわち、スロット状の）皿穴から他方の部分のネジ穴及びネジ切り穴へ平頭切削ネジを通すことによって、互いに締結されても良い。更に別の典型的な実施形態では、２つの部分は、高温接着剤によって互いに貼り付けられても良い。
【００２９】
上側結合リング部分２０１Ａ及び下側結合リング部分２０１Ｂの各種の互いに相対的な配置は、任意のホットエッジリング（ＨＥＲ）と静電チャックとの間の熱的接触を調整するための手段を可能にする。したがって、本発明の各種の実施形態は、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとが異なる相対的位置付けに回転されるのに伴って機械的接触領域が及びその結果として熱的接触領域が変わるようなパターンに複数の隆起部３０１を有することによって動作する。異なるＨＥＲ温度を必要とする異なるプロセスレシピは、単純に、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間の機械的接触の量を変えることによって容易に対応することができる。
【００３０】
他の典型的な実施形態（図には示されていないが、本明細書の記載内容を読むことで当業者ならば容易に理解可能である）では、複数の隆起部３０１は、クロック回転可能な結合リング上に示された配置の代わり又は追加のいずれかとして、ＥＳＣと結合リングとの間に配されてよい。更に、更に他の典型的な実施形態では、複数の隆起部３０１は、クロック回転可能な結合リング上に示された配置の代わり又は追加のいずれかとして、結合リングとＨＥＲとの間に配置されてもよい。
【００３１】
更に、更なる実施形態は、方位的な非均一性を生じないように、複数の隆起部３０１を、そのパターンが更に細かいスケールの特徴（例えばおよそ１ｃｍ幅）を有するように作成することを含む。更に、隆起部のパターンは、２つの部分の間の隙間におけるアーク放電の可能性を低減させる又は排除することができるように、幾つかの同心円の形で形成することができる。
【００３２】
複数の隆起部３０１は、粗い領域間の熱的接触と滑らかな領域間の熱的接触とが互いに異なるならば、そのような粗い領域と滑らかな領域とで置き換えることができる。例えば、粗い領域は、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間の密接な接触を阻止し、そうして熱インピーダンスを増加させる。反対に、滑らかな領域は、上側結合リング部分２０１Ａと下側結合リング部分２０１Ｂとの間に密接な接触を提供し、そうして熱インピーダンスを減少させる。
【００３３】
また、熱的接触に優れたコーティングと熱的接触に乏しいコーティングとが互いに異なる熱的接触を提供するならば、複数の隆起部３０１は、そのような各種のコーティングで置き換えることができる。例えば、熱的接触を調整可能なクロック回転可能なシステムを実現するために、厚さ又は伝熱性のいずれかが異なるコーティングが使用されてよい。
【００３４】
本発明は、その特定の実施形態に関連して上述されている。しかしながら、当業者ならば、添付の特許請求の範囲に明記された、より広範囲の本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく各種の修正及び変更が可能であることが明らかである。
【００３５】
例えば、特定の実施形態は、各種の材料タイプ及び配置を説明している。当業者ならば、これらの材料及び配置が可変であること、並びに本明細書で示されたものがエッジリングの各種の態様を例として説明するための例示を目的とするにすぎないことがわかる。例えば、当業者ならば、本明細書に記載されている情報を読むことで、結合リングの熱的接触領域が追加又は別途のいずれかとしてホットエッジリングに組み入れられてよいことがすぐにわかる。このような配置では、ＨＥＲは、結合リングを間に介在させることなく直接ＥＳＣに結合されてよく、それでも尚、本明細書で論じられるように、ＨＥＲにおける熱伝導性を及びひいては温度を可変にすることができる。また、当業者ならば、更に、本明細書で説明された技術及び方法が、精密で且つ正確な同心性及び配置を維持される必要がある過酷なプラズマおよび化学環境で動作するあらゆる種類の構造に適用可能であることがわかる。半導体産業の静電チャックへの応用は、純粋に、当業者が本発明の各種の実施形態を説明するのを助ける一例として使用される。
【００３６】
更に、半導体という用語は、説明全体を通じてデータストレージ、フラットパネルディスプレイ、及び関連又はその他の産業を含むものと解釈されるべきである。これらの及びその他の各種の実施形態は、全て、本発明の範囲内である。明細書及び図面は、したがって、限定的な意味ではなくむしろ例示的な意味だと見なされる。
適用例１：プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスであって、前記静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ前記静電チャックの近くに取り付けられたエッジリングと熱的に接触するように構成された結合リングを備え、前記結合リングは、第１組の対向面を有する前記結合リングの第１の部分と、前記第１組の対向面のうちの少なくとも１つの対向面には、第１の複数の隆起特徴が形成されていることと、第２組の対向面を有する前記結合リングの第２の部分と、前記第２組の対向面のうちの少なくとも１つの対向面には、前記第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されている第２の複数の隆起特徴が形成されており、前記第１の部分と前記第２の部分との間の熱的結合の度合いは、前記第１の部分を前記第２の部分に対してクロック回転させることによって制御されるように構成されることと、を含む、クロック回転可能なデバイス。
適用例２：適用例１に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記結合リングの前記第１及び第２の部分のそれぞれに放射状に配置されている、クロック回転可能なデバイス。
適用例３：適用例１に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記結合リングの前記第１及び第２の部分のそれぞれに複数の同心円の形で放射状に配置されており、前記複数の隆起特徴のぞれぞれは、その基部を除き、前記複数の同心円のうちの次の又は前の円の隆起特徴から熱的に隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
適用例４：適用例１に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも特定の幾つかの間に配置されている熱界面層によって互いから隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
適用例５：適用例１に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記結合リングの前記第１及び第２の部分は、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも一部が互いと熱的に接触するようにボルトで締結されるように配置されている、クロック回転可能なデバイス。
適用例６：適用例１に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記結合リングの前記第１及び第２の部分の少なくとも一方は、前記第１の部分を前記第２の部分に対して回転させることによって両部分の間の熱的接触を調整可能にするために、細長いスロットを有する、クロック回転可能なデバイス。
適用例７：プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスであって、前記静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ前記静電チャックと熱的に接触するように構成されたエッジリングであって、第１の複数の隆起特徴が形成された下面を含むエッジリングと、前記エッジリングと熱的に接触している前記静電チャックの部分上に形成されている第２の複数の隆起特徴であって、前記第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されている第２の複数の隆起特徴と、前記エッジリングと前記静電チャックとの間の熱的結合の度合いは、前記エッジリングを前記第２の複数の隆起特徴に対してクロック回転させることによって制御されるように構成されていることと、を備えるクロック回転可能なデバイス。
適用例８：適用例７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記エッジリング及び前記静電チャックの上に放射状に配置されている、クロック回転可能なデバイス。
適用例９：適用例７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記エッジリング及び前記静電チャック上に複数の同心円の形で放射状に配置されており、前記複数の隆起特徴のぞれぞれは、その基部を除き、前記複数の同心円のうちの次の又は前の円の隆起特徴から熱的に隔てられている、クロック回転可能なデバイス。
適用例１０：適用例７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも特定の幾つかの間に配置されている熱界面層によって互いから隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
適用例１１：適用例７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記エッジリング及び前記静電チャックは、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも一部が互いと熱的に接触するようにボルトで締結されるように配置されている、クロック回転可能なデバイス。
適用例１２：適用例７に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記エッジリング及び前記静電チャックの少なくとも一方は、前記エッジリングを前記静電チャックに対して回転させることによって両者の間の熱的接触を調整可能にするために、細長いスロットを有する、クロック回転可能なデバイス。
適用例１３：プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスであって、前記静電チャックの少なくとも一部分の周囲を取り囲むように且つ前記静電チャックと熱的に結合するように構成されたエッジリングであって、第１の複数の隆起特徴が形成されている下面を含むエッジリングと、少なくとも第２の複数の隆起特徴を有し、前記エッジリング上の前記第１の複数の隆起特徴と熱的結合状態に配されるように構成された結合リングと、前記第２の複数の隆起特徴は、前記第１の複数の隆起特徴と熱的に結合されるように配置されており、前記エッジリングと前記結合リングとの間の熱的結合の度合いは、前記エッジリングを前記結合リングに対してクロック回転させることによって制御されるように構成されることと、を備えるクロック回転可能なデバイス。
適用例１４：適用例１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記エッジリング及び前記結合リング上に放射状に配置されている、クロック回転可能なデバイス。
適用例１５：適用例１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記エッジリング及び前記結合リング上に複数の同心円の形で放射状に配置されており、前記複数の隆起特徴のぞれぞれは、その基部を除き、前記複数の同心円のうちの次の又は前の円の隆起特徴から熱的に隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
適用例１６：適用例１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の複数の隆起特徴は、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも特定の幾つかの間に配置されている熱界面層によって互いに隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
適用例１７：適用例１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記エッジリング及び前記結合リングは、前記第１及び第２の複数の隆起特徴の少なくとも一部が互いと熱的に接触するようにボルトで締結されるように配置されている、クロック回転可能なデバイス。
適用例１８：適用例１３に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記エッジリング及び前記結合リングの少なくとも一方は、前記エッジリングを前記結合リングに対して回転させることによって両者の間の熱的接触を調整可能にするために、細長いスロットを有する、クロック回転可能なデバイス。
適用例１９：プラズマ環境内で基板を保持するように構成された静電チャックに使用するためのクロック回転可能なデバイスであって、可変の熱的接触領域が配置されている少なくとも１つの面を有する前記静電チャックの第１の部分と、可変の熱的接触領域が配置されている少なくとも１つの面を有する前記静電チャックの第２の部分と、前記第２の部分の前記少なくとも１つの面は、前記基板の面全体における熱的勾配を制御するために、前記第１の部分の前記少なくとも１つの面と熱的接触状態に配置されるように構成されることと、を備えるクロック回転可能なデバイス。
適用例２０：適用例１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記可変の熱的接触領域は、複数の粗い面の領域と滑らかな面の領域とを含む、クロック回転可能なデバイス。
適用例２１：適用例１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記可変の接触領域は、前記第１及び第２の部分上に形成されている複数の様々な熱伝導性のコーティングを含む、クロック回転可能なデバイス。
適用例２２：適用例１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、可変の熱的接触領域を有する前記第１及び第２の部分は、可変の熱的接触領域を有する前記第１及び第２の部分の少なくとも特定の幾つかの間に配置されている熱界面層によって互いに隔てられる、クロック回転可能なデバイス。
適用例２３：適用例１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の部分は、可変の熱的接触領域を有する前記第１及び第２の部分の少なくとも一部が互いと熱的に接触するようにボルトで締結されるように配置されている、クロック回転可能なデバイス。
適用例２４：適用例１９に記載のクロック回転可能なデバイスであって、前記第１及び第２の部分の少なくとも一方は、前記第１の部分を前記第２の部分に対して回転させることによって両部分の間の熱的接触を調整可能にするために、細長いスロットを有する、クロック回転可能なデバイス。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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