(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板側に配置された第１面と、前記第１面の反対側に配置された第２面とを有し、前記基板を加熱する加熱ブロックと、
前記加熱ブロックの前記第２面の少なくとも一部分に隣接するベースと
を備え、
互いに隣接する前記ベースおよび前記加熱ブロックは共に、
前記加熱ブロックの第１部分と前記ベースとの間に配置された内側間隙と、
前記加熱ブロックの第２部分と前記ベースとの間に配置され、前記内側間隙と同心円状である外側間隙と
を画定し、
前記内側間隙と前記外側間隙とは、前記加熱ブロックの前記第２面と前記ベースとの間に形成された第１シール面によって互いに分離され、
前記ベースおよび前記加熱ブロックは前記第１シール面および前記ベースと前記加熱ブロックとの間に形成された第２シール面においてバネにより摺動可能に結合されている、静電クランプ。
【請求項２】
前記外側間隙は、前記第２シール面により、前記静電クランプの外部環境から分離されている、請求項１に記載の静電クランプ。
【請求項３】
前記第２面と前記ベースとの間に形成された１組のシール面によりそれぞれ分離され、前記内側間隙および前記外側間隙と同心円状である１以上の追加の間隙をさらに備える、請求項１または２に記載の静電クランプ。
【請求項４】
前記加熱ブロックは加熱部材を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の静電クランプ。
【請求項５】
前記内側間隙は、インレットを介し、前記加熱ブロックと前記ベースとの間にガスを供給するガスソースへ結合されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の静電クランプ。
【請求項６】
前記ベースは、前記加熱ブロックと前記ベースとが隣接した状態で前記内側間隙および前記外側間隙をそれぞれ確定する第１凹部および第２凹部を含む金属を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の静電クランプ。
【請求項７】
前記外側間隙と連通し、前記外側間隙からガスを送出する第１ポンプポートをさらに備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の静電クランプ。
【請求項８】
前記内側間隙の第１圧力はおよそ１０トル以上であり、前記外側間隙の第２圧力は１桁以上低い、請求項７に記載の静電クランプ。
【請求項９】
前記加熱ブロックの前記第１面に結合され、第３シール面を有し、内側コンパートメントを画定する第１環状部と、
前記加熱ブロックの前記第１面に結合され、第４シール面を有する第２環状部と、
前記内側コンパートメントと連通し、前記加熱ブロックの前記第１面と前記基板との間にガスを供給するガスインレットと
をさらに備え、
前記基板が前記第３シール面および前記第４シール面に載置された状態で前記第１環状部および前記第２環状部は共に、前記内側コンパートメントと同心円状の外側コンパートメントを画定する、請求項２に記載の静電クランプ。
【請求項１０】
前記外側コンパートメントと連通し、前記外側コンパートメントからポンプへガスを送る第２ポンプポートをさらに備える、請求項９に記載の静電クランプ。
【請求項１１】
第１面を有するベース部分と、
処理チャンバ内で基板を支持する外側ブロックであり、前記ベース部分の前記第１面の少なくとも一部分と隣接する第２面を有する前記外側ブロックと、
前記外側ブロックの外面に結合され、第１シール面を有する第１環状部と、
前記外側ブロックの外面に結合され、第２シール面を有する第２環状部と
を備え、
前記第１環状部は内側コンパートメントを画定し、
前記基板が前記第１シール面および前記第２シール面に載置された状態で前記第１環状部および前記第２環状部は共に、前記内側コンパートメントと同心円状の外側コンパートメントを画定し、
前記ベース部分および前記外側ブロックはバネにより摺動可能に結合されている、静電クランプ。
【請求項１２】
前記内側コンパートメントと連通し、前記外側ブロックの前記外面と前記基板との間にガスを供給するガスインレットと、
前記外側コンパートメントと連通し、前記外側コンパートメントからポンプへガスを送るポンプポートと
をさらに備える、請求項１１に記載の静電クランプ。
【請求項１３】
隣接する前記ベース部分と前記外側ブロックは共に、
前記外側ブロックの第１部分と前記ベース部分との間に配置される内側間隙であり、前記外側ブロックと前記ベース部分との間にガスを供給するガスソースに結合された前記内側間隙と、
前記外側ブロックの第２部分と前記ベース部分との間に配置され、前記内側間隙と同心円状の外側間隙と
を画定し、
前記内側間隙と前記外側間隙とは、前記外側ブロックの前記外面と前記ベース部分との間に形成された第３シール面によって互いに分離されており、
前記外側間隙は、前記ベース部分と前記外側ブロックとの間に形成された第４シール面により、前記静電クランプの外部環境から分離されている、請求項１１または１２に記載の静電クランプ。
【請求項１４】
前記外側ブロックはセラミック製の本体、および前記基板を加熱する加熱部分を有する、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の静電クランプ。
【請求項１５】
前記ベース部分は、前記外側ブロックと前記ベース部分とが隣接した状態で前記内側間隙および前記外側間隙をそれぞれ確定する、第１凹部および第２凹部を含む金属を有する、請求項１３に記載の静電クランプ。
【請求項１６】
基板へイオンを供給するイオンソースと、
前記基板を保持する静電クランプと
を備え、
前記静電クランプは、
前記基板を加熱する加熱ブロックと、
前記加熱ブロックと摺動可能に隣接するベースと
を有し、
摺動可能に隣接する前記ベースと前記加熱ブロックは共に、
前記加熱ブロックの第１部分と前記ベースとの間に配置された内側間隙と、
前記加熱ブロックの第２部分と前記ベースとの間に配置され、前記内側間隙と同心円状である外側間隙と
を画定し、
前記内側間隙と前記外側間隙とは、第１シール面によって互いに分離されており、
前記外側間隙は、前記ベースと前記加熱ブロックとの間に形成された第２シール面により、前記静電クランプの外部環境から分離されており、
前記ベースおよび前記加熱ブロックは前記第１シール面および前記第２シール面においてバネにより摺動可能に結合されている
イオン注入システム。
【請求項１７】
前記内側間隙および前記内側間隙にガスを供給するガスソースに連通するガスインレットと、
前記外側間隙と連通し、前記外側間隙からガスを送出する第１ポンプポートと、
をさらに備える、請求項１６に記載のイオン注入システム。
【請求項１８】
前記加熱ブロックの外面に結合された第１環状部と、
前記加熱ブロックの前記外面に結合された第２環状部と
をさらに備え、
前記第１環状部は内側コンパートメントを画定し、
前記基板が前記第１環状部の第１シール面および前記第２環状部の第２シール面に載置された状態で前記第１環状部および前記第２環状部は共に、前記内側コンパートメントと同心円状の外側コンパートメントを画定する、請求項１６または１７に記載のイオン注入システム。
【請求項１９】
前記内側コンパートメントと連通し、前記加熱ブロックの前記外面と前記基板との間にガスを供給するガスインレットと、
前記外側コンパートメントと連通し、前記外側コンパートメントからポンプへガスを送る第２ポンプポートと
をさらに備える、請求項１８に記載のイオン注入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は基板ホルダに関し、より詳細には静電クランプシステムにおける漏出の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電クランプなどの基板ホルダは、基板の適切な温度を維持するべく基板ホルダに対する制御された熱伝導が必要となる、基板に対し熱を与える装置において幅広く用いられている。熱は処理自体によって与えることが出来、若しくは、基板を加熱することによって与えることも出来る。抵抗加熱された静電クランプにおいて、熱伝導を促進すべく、加熱ブロックと冷却されたベースとの間にガスが供給され得る。加熱ブロックとベースとはそれぞれセラミックおよび金属など、互いに異種の材料から構成され得るので、ブロックが加熱された際に過度の互いに食い違う熱歪みを避けるべく、それら２つの部材の接着は避ける必要がある。ベースが加熱ブロックに対し接着されていなければ、低い圧力の周辺環境において熱伝導率が非常に低くなるので、加熱ブロックからの熱を伝導させるガスを用いることが必要となり得る。セラミックとベースとの間の温度の差は、セラミックからの熱を急速に伝導させるべく十分に高いガス圧力を用いることにより小さくすることが出来る。しかしセラミックと金属との間に供給されるガスは、ベースと加熱ブロックとの間のインタフェースに沿って静電クランプを収容する処理チャンバへと漏出し得る。所望されないガス漏出は、イオン注入機内のプラズマ注入処理またはビームライン注入処理などを含む、処理チャンバ内の環境に存在するガスの制御が重要となる処理において、処理の不十分な制御または基板の汚染へとつがなり得る。
【０００３】
図１ａは、ベース１２と加熱ブロック１４とが互いに結合される従来技術に係る静電クランプ１０の構成を示す。静電クランプ１０は加熱ブロック１４により支持される基板を抵抗加熱するのに用いられ得る加熱器（図示せず）を含む。静電クランプ１０は基板に対し１以上の処理を行う低圧力チャンバなどの処理チャンバ内の基板ホルダとして動作してもよい。そのような低圧力チャンバの例としては、例えば基板の処理の前に１０−７トル以下の圧力へ減圧を行い、１０−７〜１００トルの範囲の環境ガス圧において動作し得るプラズマおよびイオンビームツールが挙げられる。
【０００４】
処理の間、基板１６は加熱ブロック１４を用いて所定の温度となるよう加熱される。処理の制御を行うべく、ベース１２が、加熱ブロック１４から放出される熱の適切な流れを維持する放熱板としての役割を果たしてもよい。これにより、基板の温度、および加熱ブロックの温度のより正確な制御が可能となる。加熱ブロック１４とベース１２との間の適切な熱伝導を可能とするべく、インレット（図示せず）を通じ、加熱ブロック１４とベース１２との間に形成される幅の狭い間隙（チャンバ）１８へガスが供給されてもよい。ガスは熱伝導を促進し、ベース１２への急速な熱フローを維持する。この構成を用いることにより、上述したようにベース１２と加熱ブロック１４との間の互いに食い違う熱歪みに関する課題を避けることが可能となり得る。
【０００５】
しかし図１ａおよび１ｂに示す従来技術に係る静電クランプの構成は、結果として、静電クランプ１０外部の処理チャンバ２４へのガス漏出を引き起こし得る。例えば、加熱ブロック１４と、間隙１８の外側に配置されたベース１２との間に位置するインタフェース２０に沿って、ガスが漏出し得る。加熱ブロック１４はセラミックであり得、ベース１２は金属であり得るので、それぞれのインタフェースは加熱によって相対的に移動し得る。加えて、異種の材料を用いることにより相互のインタフェースにおいて密接した接触面が形成されなくなり、方向２２へのガス漏出が顕著になる。例えば、間隙１８内の圧力は、数十トル以上であり得、静電クランプ１０外部の圧力は、ミリトル程度以下であり得、インタフェース２０の不完全なシーリングに加えこの大きな圧力差によって、基板処理チャンバ２４へのガス漏出率が高くなり得る。
【０００６】
図１ｂに示すようにガス漏出に付随して、ガス圧力が間隙１８全体に亘って不均一となり、このことが静電クランプ１０全体での温度の不均一性へと繋がり得る。間隙に設けられるガスのインレット（図示せず）付近に位置する静電クランプの中心であう位置Ｉ付近において圧力は最大となる。圧力は、間隙１８の外側の部分（ＲＣ）に向かって一定の割合で低下し、そして間隙１８からガスが漏出するので、名称上の（ｎｏｍｉｎａｌ）シール面２０から静電クランプの外側縁部ＲＯにかけて急速に低下する。圧力が不均一であり、加熱ブロック１４からベース１２への熱伝導率が不均一であることにより、ｘ方向への温度勾配が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、基板の加熱に用いられる公知の静電クランプ構成の改善が求められていることが明らかである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態において静電クランプは、基板側に配置された第１面と、第１面の反対側に配置された第２面とを有し、基板を加熱する加熱ブロックを含む。ベースが加熱ブロックの第２面の少なくとも一部分に隣接する。互いに隣接するベースおよび加熱ブロックは共に、加熱ブロックの第１部分とベースとの間に配置された内側間隙を画定する。外側間隙は、加熱ブロックの第２部分とベースとの間に配置され、内側間隙と同心円状である。内側間隙と外側間隙とは、加熱ブロックの第２面とベースとの間に形成された第１シール面によって互いに分離されている。ベースおよび加熱ブロックは第１シール面およびベースと加熱ブロックとの間に形成された第２シール面においてバネにより摺動可能に結合されている。他の実施形態において静電クランプは、第１面を有するベース部分と、処理チャンバ内で基板を支持する外側ブロックであり、ベース部分の第１面の少なくとも一部分と隣接する第２面を有する外側ブロックとを含む。静電クランプはさらに、外側ブロックの外面に結合され、第１シール面を有する第１環状部と、外側ブロックの外面に結合され、第２シール面を有する第２環状部とを含む。第１環状部は内側コンパートメントを画定し、基板が第１シール面および第２シール面に載置された状態で第１環状部および第２環状部は共に、内側コンパートメントと同心円状の外側コンパートメントを画定する。ベース部分および外側ブロックはバネにより摺動可能に結合されている。他の実施形態においてイオン注入システムは、基板へイオンを供給するイオンソースと、基板を保持する静電クランプとを含む。静電クランプは、基板を加熱する加熱ブロックと、加熱ブロックと摺動可能に隣接するベースとを有する。摺動可能に隣接するベースと加熱ブロックは共に、加熱ブロックの第１部分とベースとの間に配置された内側間隙と、加熱ブロックの第２部分とベースとの間に配置され、内側間隙と同心円状である外側間隙とを画定する。内側間隙と外側間隙とは、第１シール面によって互いに分離されており、外側間隙は、ベースと加熱ブロックとの間に形成された第２シール面により、静電クランプの外部環境から分離されている。ベースおよび加熱ブロックは第１シール面および第２シール面においてバネにより摺動可能に結合されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示をよりよく理解いただけるよう、参照により本明細書に組み込まれる添付の図面を参照する。
【図１ａ】図１ａは、公知の静電クランプの構成の断面を示す。
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａに示す静電クランプ内の位置の関数としてのガス圧力の変化を示す。
【図２ａ】図２ａは、静電クランプの実施形態の断面を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａに示す静電クランプ内の位置の関数としての、異なる動作条件毎のガス圧力の変化を示す。
【図２ｃ】図２ｃは、図２ａに示す静電クランプ内の位置の関数としての、異なる動作条件毎のガス圧力の変化を示す。
【図３ａ】図３ａは、静電クランプの例示的なベースの上面図を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、静電クランプの例示的なベースの断面を示す。
【図４】図４は、静電クランプの他の実施形態の断面を示す。
【図５】図５は、例示的なイオン注入システムの概略を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、好ましい実施形態を示す添付の図面を参照し、本願発明をより詳細に説明する。しかし本願発明は、多くの異なる形態でも実施することが可能であり、本明細書で説明する実施形態に限定されるものとして見なされるべきではない。むしろこれらの実施形態は、本開示をよりよく理解いただき、かつ、当業者に対し本願発明の態様を完全に伝えるべく説明されている。複数の図面において、同様の参照符号は同様の要素を指す。
【００１１】
様々な実施形態において、加熱された静電クランプが、イオン注入システム、プラズマエッチャ、および成膜装置などを含む処理装置に設けられ得る。図５は、イオンソース１０２を含むイオン注入機１００のブロック図を示す。電源１０１は特定の種のイオンを生成するイオンソース１０２へ必要な電力を供給する。生成されたイオンは一連の電極１０４（抽出電極）を介してイオンソース１０２から抽出され、このイオンから、質量分析器１０６を通過するビーム９５が形成される。質量分析器１０６は、所望される質量対電荷比を有するイオンのみが分析器を通過するように、特定の磁界を有する。所望される種のイオンは減速ステージ１０８を通過し、補正磁石１１０へと到る。補正磁石１１０は適用される磁界の強さと方向に応じてイオンビームレットを偏向するよう電圧が加えられ、（プラテンなどの）支持体１１４上に位置するワークピースまたは基板に向けられたリボンビームを生成する。場合によっては、第２の減速ステージ１１２が補正磁石１１０と支持体１１４との間に配置されてもよい。イオンは基板中において電子および原子核と衝突するとエネルギーを失い、加速エネルギーに応じて基板の所望される深さに定着する。
【００１２】
イオン注入システム１００の一実施形態において、支持体１１４は、図２ａに示す静電クランプ２００などの静電クランプであってもよい。図２ａに示す静電クランプの実施形態は例えば、基板の加熱を行うのに用いてもよく、若しくは、注入プロセス間に加熱されない基板を支持するのに用いてもよい。他の実施形態において、静電クランプ２００を用いて他の処理装置での基板の加熱を行ってもよい。
【００１３】
以下に詳細に説明するように静電クランプ（または「クランプ」）２００は、基板の周辺環境のガスによる汚染を最小限に抑えつつ基板加熱ブロックからの良好な熱伝導を行うことにより、基板を処理する際の処理条件のより良好な制御を促し得る。周知であるように静電クランプは、（例えば数十トル未満の）低い圧力下で特に有効となる基板に対する十分な保持力を可能とし得る。例えば静電クランプ２００は、プラズマ処理システム、または上述したイオン注入システムなどの、基板を加熱することが所望され、支持体１１４を囲む処理チャンバ内のガス種の構成を制御することが重要である低圧力装置において特に有用となり得る（静電クランプ２００）。例えば、確実に基板１６が所望される種のみに曝されるよう、支持体１１４を囲む周辺環境２２０を制御することが重要となり得る。このことを実現するべく、静電クランプ２００の実施形態は、動作中においてクランプ内部で用いられ得るガスの漏出２２４を低減させる。
【００１４】
いくつかの実施形態において、静電クランプ２００は図２ａに示すように取り外し可能であってもよいベース２０２および加熱ブロック２０４を備える。加熱ブロック２０４を用いて、処理中に基板１６を支持してもよい。加熱ブロックには、薄膜加熱器などの加熱器（図示せず）が設けられてもよい。処理中において、加熱ブロック２０４は基板１６を加熱するべく、所望される温度まで加熱させられる。様々な実施形態において加熱ブロック２０４は、摂氏数百度以上などの高温状態を維持できるセラミック素材から構成されてもよい。加熱ブロックから熱を放出させ加熱ブロックの適切な温度を維持するべく、ベース２０２には循環液体などの冷却材（図示せず）が設けられてもよい。様々な実施形態において、ベースはアルミニウムなど、良好な熱伝導性を有する金属であってもよい。ベース２０２および加熱ブロック２０４は異種の材料であり得るので、加熱の際、それらの２つの材料は異なる割合で拡張し得る。したがって様々な実施形態において、ベース２０２および加熱ブロック２０４は、ベース２０２と加熱ブロック２０４との間のインタフェース２１０、２１４が互いに摺動出来るよう、摺動可能に結合されていてよい。図２ａの構成において、ベース２０２と加熱ブロック２０４とはバネ２１８を用いて機械的に結合されている。バネ２１８はベース２０２と加熱ブロック２０４とを互いに結合する共通のインタフェースに対して垂直に力を加え、インタフェース（シール面）２１０、２１４に沿ったシーリングを行ってもよい。このシーリングは、（図２ａに示される）ｘ−ｙ面においてインタフェースが互いに摺動するのを妨げることなく形成することが可能である。このような結合により、ベース２０２が加熱ブロック２０４とは独立して拡張または収縮することが可能となる。
【００１５】
様々な実施形態において、静電クランプには加熱ブロック２０４とベース２０２との間に、（本明細書で「コンパートメント」または「チャンバ」と呼ぶ）間隙が設けられてもよい。これらの間隙は加熱ブロック２０４とベース２０２との間のインタフェースに対して垂直なｚ方向に延在する小さな間隙を形成してもよい。いくつかの実施形態において、静電クランプには図２ａに示される間隙２０８、２１２などの２つの間隙が形成される。いくつかの実施形態において、図２ａに示されるように間隙２０８は大きな円状間隙であり、同心円状の環状間隙２１２によって囲まれる。いくつかの実施形態において、静電クランプの間隙は図３ａおよび図３ｂに示すようにベース２０２に対して凹部を設けることにより形成される。示されるように円状凹部２０９および環状凹部２１３は、加熱ブロック２０４と結合されることになるベース２０２の部分が２つの環状インタフェース２１０、２１４を備えるように、ベース２０２内に設けられる。
【００１６】
図２ａに示す実施形態において、加熱ブロック２０４はインタフェース２１０、２１４においてベース２０２とのシール面を形成する、平面状かつ高さの低い表面を有する。しかし他の実施形態において、加熱ブロックには、ベースと結合された状態で内部の間隙を形成する凹部が設けられる。
【００１７】
間隙２０８は、基板の加熱の際に用いられるガスを間隙２０８へ供給するインレット（図示せず）に結合されてもよい。基板の処理の際に、間隙２０８内の圧力が所望される圧力の範囲に維持されるよう、ガスが間隙２０８へ供給され、アウトレット（図示せず）を通じて送り出される。いくつかの実施形態において、ガス圧力は１トル、１０トル、または１００トルなどの範囲であってよく、これらの範囲であれば、所望される熱伝導率で加熱ブロック２０４からベース２０２へ熱を伝導させるのに十分である。
【００１８】
加熱ブロック２０４とベース２０２とは異種の材料であり得、かつ、それぞれのシールインタフェース２１０、２１４に沿って互いに対し摺動し得るので、シール面のシーリングが十分でなく、間隙２０８からのガス漏出を防げないかもしれない。インタフェース２１０に沿って間隙２０８からガスが漏出すると、ガスは間隙２０８を囲む間隙２１２に浸入し得る。そして間隙２１２はシールインタフェース２１４によって周辺環境２２４から分離されている。したがって、外側のシールインタフェース２１４が存在することにより、間隙２０８から間隙２１２に漏出するガスが静電クランプ２００の周辺環境に浸入するのを防ぎ得る。
【００１９】
いくつかの実施形態において、間隙２１２は、ガスが間隙２１２から送り出されるように（抜き出されるように）ポンプポート２１６に結合されている。図２ａ、３ａ、および３ｂに示す実施形態において、ポンプポートはベース２０２に設けられるが、加熱ブロック２０４に設けられてもよい。これにより、間隙２１２内の平均圧力を間隙２０８内の平均圧力よりもはるかに低く維持することが可能となり得る。
【００２０】
様々な実施形態において、間隙２１２の減圧率または分圧は、処理に求められる条件に従って調整することが出来る。図２ｂおよび２ｃは、静電クランプ２００の様々な箇所における圧力を表す、２つの異なる実施形態の半径位置の関数としての２つの異なる圧力曲線２２５、２３０を示す。曲線２２５は間隙２１２の送出速度が速い場合を示し、曲線２３０は、送出速度が非常に遅い（またはゼロである）場合を示す。
【００２１】
周辺環境２２０へのガス漏出を最小限にすることが重要である処理条件においては、間隙２１２の送出速度は速いのが有利である。図２ｂに示すように、インレットが中心近くに配置されていることにより、間隙２０８へガスが供給される静電クランプ２００の動作の間、中心に近い半径位置Ｉにおいてガス圧力が最大となる。間隙２１２が減圧されるので、ガスが間隙２０８から間隙２１２へと漏出し、位置Ｉと比較しＲＣ１においてガス圧力の低下が起こり得る。間隙２１２の平均圧力が間隙２０８の平均圧力よりもはるかに低くなるよう、間隙２１２へ漏出するガス２２２は早急に送り出される。例えば、間隙２０８の圧力は１０トル程度であってよく、間隙２１２の圧力は１００ミリトル程度であってよい。加えて、インタフェース２１４におけるガスの圧力がインタフェース２１０におけるガスの圧力よりもはるかに低くなるよう、圧力は内径ＲＣ２ｉから外径ＲＣ２ｏにかけて圧力の急激な低下がみられる。したがって、インタフェース２１４が形成するシーリングは不完全ではあるが、静電クランプ２００からのガス漏出率を許容可能なレベル、例えば基板の処理に対する影響が観察されない程度のレベルまで低減させるのに十分なものである。送出速度が十分に早ければ間隙２１２の外径ＲＣ２ｏにおけるガス圧力は十分に低くなり、図２ｂに示すように静電クランプ２００の外側縁部ＲＯにおいてガスが周辺環境２２０へ殆ど漏出しないか、全く漏出しなくなる。
【００２２】
したがって、一例において、基板を問題なく処理するのに求められるプロセスウィンドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）が内側間隙２０８全体のガス圧力の低下を許容するのであれば、周辺環境２２０のガス汚染を避けるべく、システムは低いガス圧力となるよう間隙２１２の減圧を行ってもよい。例えば、任意の加熱条件において、間隙２０８内の、曲線２２５に示される範囲に含まれ得るガス圧力の範囲に亘り、基板の温度は一定であるか、若しくは、温度に関する許容可能なプロセスウィンドウ内であり得る。
【００２３】
周辺環境２２０への多少のガス漏出がそれ程問題ではない場合、静電クランプ２００は間隙２０８内のガス圧力をより均一に維持するようにし、半径位置の関数としてのベース２０２への熱伝導が均一となるようにする。いくつかの実施形態において、間隙２０８、２１２間のガス圧力差は、間隙２０８全体の圧力低下が、間隙が単一である従来技術の静電クランプ１０に係る構成における圧力低下よりもはるかに小さくなるように調整される。例えばこのことは、図２ｃの曲線２３０により示されるように間隙２１２内の圧力が、間隙２０８内の圧力と同様になるように、間隙２１２の減圧の程度を小さくする、または減圧を行わないことにより達成され得る。しかし説明したように、間隙２１２の圧力が比較的高いことによって、周辺環境２２０へのガス漏出の程度がより大きくなり得る。したがって、いくつかの実施形態において、間隙２１２内の圧力を変化させることにより、静電クランプ２００を用いた基板の処理を、一方では中心の間隙２０８におけるより均一な圧力（したがって、静電クランプにおけるより均一な熱伝導）を優先するように調整することが出来、また他方では、処理周辺環境２２０へのガス漏出の程度の低減を優先するよう調整することが出来る。
【００２４】
よって静電クランプ２００の実施形態は、中心の間隙２０８においてより均一なガス圧力プロファイルを得ることを可能とし、処理チャンバ２２０へのガス漏出率を従来の静電クランプ装置のガス漏出率よりも低くすることも可能とするので有利である。ただし上記にて詳細に説明した通り、これら２つの利点にはトレードオフ関係がある。
【００２５】
さらにいくつかの実施形態において、基板における熱プロファイルがより均一となるよう、間隙２０８の直径を基板のサイズと近似するようにしてもよい。例えば図２ａにおいて、間隙２０８は基板１６の作用領域Ａのサイズと略等しい。
【００２６】
図４はガスフローが基板表面の真上で引き起こされ得る、他の静電クランプ実施形態を示す。静電クランプ４００において、ベース２０２は加熱ブロック４０４のメイン表面４１０上方に突出する環状構造４１４、４１６が設けられる加熱ブロック４０４へ結合される。いくつかの実施形態において、環状構造４１４、４１６は、加熱ブロック４０４から取り外し可能であるリングであってもよい。他の実施形態において、当該構造は、加熱ブロック４０４と一体であってもよく、この場合、加熱ブロック４０４の基板１６に対向する上部分は、図３ａおよび３ｂに示すベース２０２と同様の凹み構造を有する。環状構造４１４、４１６それぞれの表面４１８、４２０は、基板１６を保持するシール面として構成されてもよい。基板１６が構造４１４、４１６と接触した状態で、内側コンパートメント４０８および外側コンパートメント４１２が基板１６と、加熱ブロック４０４の本体との間で形成される。
【００２７】
いくつかの実施形態において、内側コンパートメント４０８は加熱ブロック４０４内に配置されてもよい、ガスインレットおよびアウトレット（図示せず）が設けられる。基板１６へ、または基板１６から伝導する熱の良好な熱伝導経路を形成すべく、基板の処理の間に、ガスフローが内側コンパートメント４０８へと送られてもよい。基板の処理の際に、ガスフローの圧力は、間隙２０８に関して上述したように、所望される熱伝導性を得られるように調整されてもよい。いくつかの実施形態において、内側コンパートメント４０８内のガス圧力は、数十〜数百トルの範囲であってもよい。加熱ブロック４０４とベース２０２とを機械的に結合した場合のように、基板１６と環状表面４１８、４２０のそれぞれとは、ガスが内側コンパートメント４０８および外側コンパートメント４１２から漏出するような不完全なシーリングを形成してもよい。様々な実施形態において、外側コンパートメント４１２にはポンプポート４２２が設けられてもよい。ポンプポート４２２はポンプ（図示せず）が結合され動作させられると、外側コンパートメント４１２からガスを送り出す。
【００２８】
図２ｂの場合と同様に、加熱ブロック４０４によって形成される同心円状のコンパートメントの構成により、外側コンパートメント４１２内の圧力は内側コンパートメント４０８内の圧力よりもはるかに低くなり、周辺環境４３０へと直接的に結合される表面４２０におけるガス圧力ははるかに低くなる。したがって、内側コンパートメント４０８内においてガスの圧力は比較的高くなり、周辺環境４３０への実質的なガス漏出を引き起こすことなく、基板１６と加熱ブロック４０４との間の熱伝導を促進することが出来る。
【００２９】
静電クランプ４００の実施形態において、内側環状構造４１４は、例えば内側コンパートメント４０８が基板１６の作用領域下方に延在するなど、内側コンパートメント４０８が基板１６の大部分の下方に延在することとなるような半径位置に設けられてもよい。
【００３０】
要するに、本開示の実施形態は、加熱ブロックと冷却ベースとの間の熱伝導を制御し、加熱ブロックと冷却ベースとの間からのガス漏出を最小限に抑える、ガスで充填された間隙が設けられた静電クランプ構成を提供する。いくつかの実施形態において、加熱ブロックとベースとの間に間隙が設けられ、また他の実施形態においては、ガスで充填された間隙が、加熱ブロックの両側、つまり、加熱ブロックと基板との間、および加熱ブロックとベースとの間に設けられる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、図４に示す加熱ブロック４０４および基板１６の同心円状の間隙構成は、他の目的で、基板１６と加熱ブロック４０４との間にガスを供給するのが所望される処理状況など基板の加熱を行わない場合において用いてもよい。
【００３２】
本開示は、本明細書で説明される特定の実施形態によってその範囲が限定されない。実際、当業者には、本明細書に説明されるものに加え本開示の他の様々な実施形態および変形例が、上述した説明および添付の図面から明らかとなるであろう。特に静電クランプの他に、基板ホルダに関する実施形態が可能である。加えて、２以上の環状間隙が内側間隙と同心円状に設けられる実施形態が可能である。
【００３３】
よってそのような他の実施形態および変形例が本開示の範囲内に含まれることが意図されている。さらに本開示は本明細書において特定の目的を果たすべく特定の環境における特定の実施例を用いて説明してきたが、当業者であればその有用性がそれらのみに限定されるのではなく、本開示は他の目的を果たすべく他の環境において有利に実施することが可能であることを理解されよう。よって以下に示す請求項は、本明細書で説明する本開示の態様および思想の最大限の範囲を鑑みて解釈されるべきである。
【図１ａ】
0006052184.tif 000002
【図１ｂ】
0006052184.tif 000003
【図２ａ】
0006052184.tif 000004
【図２ｂ】
0006052184.tif 000005
【図２ｃ】
0006052184.tif 000006
【図３ａ】
0006052184.tif 000007
【図３ｂ】
0006052184.tif 000008
【図４】
0006052184.tif 000009
【図５】
0006052184.tif 000010