(57)【要約】  本発明により、プラズマ加工用の、少なくとも１基板を担持する方法と装置が得られる。前記方法及び装置は、プラズマ加工用のプラズマ・システム内で基板支持体上へ、担体上に非接着状態で載置された基板を搬送するための担体を含んでいる。基板は、プラズマ加工中、基板支持体に結合された静電式クランプによって、担体を介して基板支持体に静電式に固定される。
2009530830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持する装置において、該装置が、
基板支持体と、
前記基板支持体上へ基板を運ぶための担体とを含み、しかも、前記担体上には基板が非接着状態で載置され、前記装置が、また
前記基板支持体に結合されたクランプ機構を含み、しかも、該クランプ機構が非作用位置と作用位置との間を移動するように構成されており、それにより、システムクランプ機構が前記作用位置に移動すると、基板が前記担体を介して前記基板支持体にクランプされる、プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持する装置。
【請求項２】
前記担体が、更に、カバー板を含む、請求項１に記載された装置。
【請求項３】
前記担体が、更に、少なくとも１凹部を含み、前記基板が前記凹部内に配置される、請求項１に記載された装置。
【請求項４】
前記担体が、更に、複数の拘束ピンを含み、基板が前記複数の拘束ピンによって前記担体上に位置決めされる、請求項１に記載された装置。
【請求項５】
前記担体が、更に、複数穴を含み、前記複数の穴が基板の背面へガスを導通させる、請求項１に記載された装置。
【請求項６】
プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持する装置において、前記装置が、
基板支持体と、
前記機支持体上へ基板を運ぶための担体とを含み、しかも、基板が前記担体上に非接着状態で載置され、前記装置が、また
前記基板支持体に結合された静電式クランプを含み、基板が前記電子式クランプにより前記担体を介して前記基板支持体に静電式に固定される、プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持する装置。
【請求項７】
前記担体が、更に、誘電材料を含む、請求項６に記載された装置。
【請求項８】
前記誘電材料が、アルミナ、酸化アルミニウム・セラミック、サファイア、クォーツからなる群から選択される、請求項７に記載された装置。
【請求項９】
前記担体が、更に、カバー板を含む、請求項６に記載された装置。
【請求項１０】
前記担体が、更に、少なくとも１凹部を含み、基板が該凹部内に配置される、請求項６に記載された装置。
【請求項１１】
前記担体がダイアフラムである、請求項６に記載された装置。
【請求項１２】
前記担体が、更に、複数の拘束ピンを含み、基板が前記複数の拘束ピンによって前記担体上に位置決めされる、請求項６に記載された装置。
【請求項１３】
前記担体が、更に、複数の穴を含み、前記複数の穴が基板背面へガスを導通させる、請求項６に記載された装置。
【請求項１４】
前記担体が、更に、前記担体の底面の少なくとも一部に導電層を含む、請求項６に記載された装置。
【請求項１５】
プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持するための方法において、前記方法が、
基板支持体を得る段階と、
前記基板支持体に結合された静電式クランプを得る段階と、
担体を得る段階と、
前記担体上に基板を載置する段階とを含み、前記基板が前記担体上に非接着状態で載置され、前記方法が、また
前記基板支持体上へ非接着状態の基板を有する前記担体を搬送する段階と、
前記静電式クランプにより前記担体を介して前記基板支持体へ基板を静電式にクランプする段階とを含む、プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持するための方法。
【請求項１６】
前記担体が、更に、誘電材料を含む、請求項１５に記載された方法。
【請求項１７】
前記誘電材料が、アルミナ、酸化アルミニウム・セラミック、サファイア、クォーツから成る群から選択される、請求項１６に記載された方法。
【請求項１８】
前記基板がＭＥＭＳ基板である、請求項１５に記載された方法。
【請求項１９】
前記基板が脆い基板である、請求項１５に記載された方法。
【請求項２０】
前記基板が、更に、誘電性フィルムである、請求項１５に記載された方法。
【請求項２１】
前記誘電性フィルムが二酸化シリコンである、請求項２０にに記載された方法。
【請求項２２】
前記基板が導電性である、請求項１５に記載された方法。
【請求項２３】
前記基板が部分導電性である、請求項１５に記載された方法。
【請求項２４】
前記基板がシリコン及び炭化シリコンから成る群から選択される、請求項２３に記載された方法。
【請求項２５】
前記担体が、更に、前記担体上の固定位置に非接着状態の基板を保持するための少なくとも１凹部を含む、請求項１５に記載された方法。
【請求項２６】
前記担体がダイアフラムである、請求項１５に記載された装置。
【請求項２７】
前記担体が、更に、前記担体上の固定位置に非接着状態の基板を保持するための複数拘束ピンを含む、請求項１５に記載された方法。
【請求項２８】
前記担体が、更に、前記担体の底面の少なくとも一部に導電層を含む、請求項１５に記載された方法。
【請求項２９】
前記担体が、更に、複数の穴を含む、請求項２５に記載された方法。
【請求項３０】
更に、前記担体の前記複数穴を介して基板背面にガスを導通させる段階を含む、請求項２９に記載された方法。
【請求項３１】
前記ガスがヘリウムである、請求項３０に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、「基板を担持するための装置と方法」と題する２００６年３月１７日提出の共同所有米国特許仮出願第６０／７８３，６１４号による優先権を請求し、かつまた該出願に関するものである。この仮出願は、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものとする。
本発明は、広くは半導体の加工に関し、より具体的には、ウェーハのエッチング加工時及び析出加工時のウェーハの取り扱いに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ加工法は、半導体、非半導体いずれのデバイスの製造にも広く使用されており、それらのデバイスには、シリコンその他の半導体基板（例えばＧａＡｓ）、又はクオーツ、サファイア、種々の金属材料等の材料が利用できる。この加工には、異なる材料の析出又は基板からの材料の除去（エッチング）が含まれる。材料区域をエッチングから保護するために、しばしば、フォトレジスト・マスクが使用され、そうすることで基板表面へパターンが転写される。
加工中、プラズマに曝されることにより、基板は、イオン及び電子の衝激の形でエネルギー源に曝される。このエネルギーの結果、基板内に熱が蓄積されるが、この熱を効果的に除去しなければ、基板の温度が上昇する。このことを効果的に利用する加工法も幾つかあるが、過剰な温度上昇が、不都合な副次効果、例えばフォトレジストの劣化又はデバイス性能の低下を引き起こすことのほうが多い。熱の発生は、高密度のプラズマ源、例えば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）が使用されている場合には、より問題が大きくなる。
【０００３】
加工中の温度制御のために基板から熱を除去するには、多くの技術が使用されている。最も普通に使用される技術は、基板と温度を制御される基板支持体との間にガスを導入して、熱除去のための熱伝導路を設けるというものである。ガスにはヘリウムが選択されることが多いが、それは、ヘリウムが不活性であり、高い熱伝導率を有するからである。ヘリウムが効果を挙げるには、少なくとも数トルの圧力が必要だが、大抵のプラズマ加工は、それより低い圧力で作業するので、基板の背後でヘリウムを密封する手段が必要になる。このことは、クランプ装置を用いて基板を支持体に密接保持することによって実現される。その場合、ウェーハの前側に圧力を加える機械式クランプを使用できる。しかし、機械式のクランプには、基板の前側と接触することでデバイスを損傷したり、粒子を発生させるため、問題がある。
【０００４】
しばしば使用される別のクランプ装置では、静電式チャック（ＥＳＣ）が使用される。この場合、基板は、基板支持体内に埋め込まれた１つ以上の絶縁電極による静電引力によって支持体にクランプされ、支持体には高電圧が印加される（図１）。静電式クランプを効果的にするには、基板は、導電性（例えばアルミニウム）であるか、又は部分導電性（例えばシリコン、炭化シリコン等）でなければならない。絶縁性の基板、例えばサファイア又はクォーツは、効果的にはクランプできない。ＥＳＣの利用は、広く受け入れられ、３００ｍｍ直径までのシリコン・ウェーハに作成されるデバイスの製造に使用される。
【０００５】
ＥＳＣを使用した場合、クランプ過程後、結果的に基板に幾らかの電荷が残ることが知られている。残留電荷があれば、基板と支持体の間に引力が生じる。残留電荷が十分に大きければ、基板は支持体から容易には取り外せない。その結果、基板を取り扱う機構に絡む問題が発生し、より悪いシナリオでは、基板が破断したり損傷したりすることがある。文献に記載された多くの技術（例えばＥＳＣ極性切換え、種々のＥＳＣ電圧波形、機械式の補助手段）が、基板の損傷や破断の問題を軽減するのに使用されてきた。残留電荷が完全には除去されなくとも、標準的なシリコン・ウェーハの加工時に取り扱い上の問題が生じない程度の、十分に低い値に低減することはできる。
【０００６】
近時、微細電気機械システム（ＭＥＭＳ）・デバイスの設計及び製造を改善する大きな努力がなされてきた。ＭＥＭＳの設計及び製造は、しばしば、シリコン基板に極めて深くエッチングされることで、より標準的なシリコン・デバイスから細分化されている。ＭＥＭＳの設計及び製造に使用するシリコン基板は、しばしば、「標準」基板より薄手であり、細いビーム又は薄い膜を介して付加されるシリコン区域を残してウェーハを完全に貫通するエッチングが稀ではない。その最終的な結果として、加工後、ウェーハは極端に脆くなる。脆弱なウェーハをＥＳＣにより加工する場合、残留電荷があれば、必ずウェーハが破断するという深刻な取り扱い上の問題が生じる。その場合、プラズマ加工システム内で破断ウェーハを修復する保守作業が必要になり、その保守作業からシステムを回復させるのに要する時間のため、生産性が低下する。残留電荷に関係する諸問題は、ウェーハが誘電性フィルム（例えば二酸化シリコン）でコーティングされる場合、より深刻になる。不導体のため、蓄積された電荷の中和が困難になるからである。このような不導体構造物は、ＭＥＭＳデバイスの設計及び製造には、よく用いられる。
【０００７】
基板を搬送及び加工用の担体上に置くことで、破断の問題は防止できるが、熱の除去の問題の解決にはならない。熱伝導性のペースト又は接着剤を用いて基板を担体に接着し、かつ温度制御された支持部材に担体を機械式に又はＥＳＣによってクランプすることで、必要な温度制御が可能になる（ウィチャートの米国特許出願第２００６／０１０８２３１号参照）。しかし、ウィチャートの出願に記載されている必要な取り外し処理は、時間がかかる上、汚染の恐れがあり、付加的な取り扱いが必要なため、薄く脆い基板を損傷する機会が多くなる。
したがって、プラズマ加工を可能にするのに必要な冷却が得られる技術と両立する、脆い基板を取り扱う手段が必要である。
本発明に付随する利点を有する先行技術は存在しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、先行技術によるデバイスの不備を克服し、かつ半導体の加工技術の進歩に著しく貢献する改良を行うことである。
本発明の別の目的は、プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持する装置を得ることである。この場合、該装置は、基板支持体と、前記基板支持体上へ基板を運ぶための担体、それも基板が非接着状態で載置される担体と、前記基板支持体に結合されたクランプ機構とを含み、しかも、前記クランプ機構が、非作用位置と作用位置との間を移動するように構成され、これにより、基板は、前記クランプ機構が前記作用位置に在る時には、前記担体を介して前記基板支持体にクランプされる。
本発明の更に別の目的は、プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持するための装置を得ることであり、この場合、該装置は、基板支持体と、基板支持体上へ基板を搬送するための担体、それも基板が非接着状態で載置される担体と、前記基板支持体に結合された静電式クランプとを含み、しかも、基板が、前記静電式クランプによって前記担体を介して前記基板支持体に静電固定される。
【０００９】
本発明の更に別の目的は、プラズマ加工用の少なくとも１基板を担持するための方法を得ることであり、該方法が、基板支持体を得る段階と、基板支持体に結合された静電式クランプを得る段階と、担体を得る段階と、前記担体に基板を非接着状態で載置する段階と、非接着状態の基板を有する担体を前記基板支持体上へ搬送する段階と、前記静電式クランプにより前記担体を介して前記基板支持体に基板を静電式にクランプする段階とを含んでいる。
以上、本発明に関連する目的の幾つかを概観した。これらの目的は、本発明の優れた特徴及び適用の幾つかを単に説明するためのものと解釈されたい。開示された本発明を異なる形式で適用することによって、又は開示されたものの範囲内で本発明を変更することによって、そのほかの多くの有利な成果を達成することができる。したがって、本発明の他の目的及びより完全な理解は、本発明の略説と、特許請求の範囲に定義された本発明の範囲に加えて、添付図面と関連して行われる好適実施例の詳細な説明とを参考にすることで得られるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明を略説すると、本発明により、少なくとも１基板を担持し、かつＥＳＣ上に配置できる担体が得られる。この担体は、担体を介して基板を静電式にクランプ可能な材料で作られ、プラズマ加工中、基板を冷却するヘリウム・ガスを基板の背方で使用することができる。
【００１１】
本発明の特徴は、プラズマ加工のため、少なくとも１基板を担持する装置を得ることである。この装置は、プラズマ加工システム内で基板支持体上へ基板を搬送するための担体を含んでいる。基板は、担体上に接着されずに載置される。担体上での非接着状態の基板の位置は、複数の拘束ピン、又は基板用凹部を形成する任意のカバー板によって維持できる。このカバー板は、担体と一体でも、別個の部材でもよい。また、このカバー板は、基板の加工に使用されるプラズマに対する耐性を有するように設計されている。機械式又は静電式クランプは基板支持体に結合されている。クランプ機構は、非作用位置と作用位置との間を移動するように構成されており、クランプ機構を作用位置に移動させることで、基板は担体を介して基板支持体にクランプされる。担体は複数の穴を有するように設計され、これらの穴には、プラズマ加工中に基板背面を冷却するため、例えばヘリウム等のガスを流通させる。
【００１２】
本発明の別の特徴は、プラズマ加工用の、少なくとも１基板を担持するための装置が得られることである。該装置は、プラズマ加工システム内で基板支持体上へ基板を搬送するための担体を含んでいる。基板は、担体上に接着されずに載置される。担体上での非接着状態の基板の位置は、複数の拘束ピン又は基板用凹部を形成する任意のカバー板によって維持できる。カバー板は、担体と一体でもよく、別個の部材でもよい。また、カバー板は、基板の加工に使用されるプラズマに対して耐性を有するように設計されている。基板支持体には静電式クランプが結合されており、静電式クランプが起動された場合、基板は担体を介して基板支持体に静電式にクランプされる。加えて、担体は、静電式クランプの静電気の力と効果的に相互作用するように、誘電材料（例えばアルミナ、酸化アルミニウム・セラミック、サファイア、クォーツ）で作られている。担体は複数穴を有するように設計され、これらの穴に、例えばヘリウム等のガスを導通させ、プラズマ加工中、基板の背面を冷却することができる。
【００１３】
本発明の更に別の特徴は、プラズマ加工のため、少なくとも１基板を担持する方法が得られることである。該方法は、基板支持体を得る段階と、基板支持体に結合された静電式クランプを得る段階と、担体を得る段階とを含んでいる。基板はＭＥＭＳ基板でよく、また二酸化シリコン等の誘電性フィルムを有していてよい。基板は、また接着されずに担体上に載置される。担体上での非接着状態の基板の位置は、複数拘束ピンによって維持されるか、又は基板用の凹部を形成する任意のカバー板によって維持できる。カバー板は、担体と一体でもよく、別個の部材でもよい。カバー板は、基板加工に使用されるプラズマに対する耐性を有するように設計される。
【００１４】
非接着状態の基板を載置された担体は、基板支持体上へ運ばれる。次いで静電式クランプが起動され、基板が担体を介して基板支持体に静電気によりクランプされる。加えて、担体は、静電式クランプによる静電力と効果的に相互作用するように、誘電性材料（例えばアルミナ、酸化アルミニウム・セラミック、サファイア、クォーツ）で作ることができる。担体は、複数の穴を有するように設計して、これらの穴にヘリウム等のガスを導通させ、プラズマ加工中に基板背面を冷却することができる。加えて、基板は、導電性（例えばアルミニウム）又は部分導電性（シリコン又は炭化シリコン）の材料で作ることができ、それにより、静電式クランプが起動された場合、基板を担体を介して効果的に静電気によりクランプすることができる。
【００１５】
以上、本発明に関連する重要な特徴を一般的に概観したが、これにより、本発明の以下の詳細な説明が、より完全に理解されるだろう。特許請求の範囲に記載の本発明の付加的な特徴も、以下で説明される。当業者には、開示された概念及び具体的な実施例を、本発明の目的を実現するための変更態様又は別の構成の基礎として容易に利用できることが理解されよう。また、当業者には、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、同等の構成が可能であることが理解されよう。
複数図面を通して、類似の部材には類似の符号が付されている。
【００１６】
図１には、先行技術により公知の典型的な静電式チャックの構成が示されている。図示のように、典型的な静電式チャック２０は基板支持電極３０を含み、該電極は、接地基板支持体も使用されるが、通常は、ＲＦ電力４０を供給され、電極上に静電素子５０が形成されている。静電素子５０は、誘電性材料５４により支持部材３０から絶縁された１つ以上の電極５２から成り、同じ又は異なる誘電性材料５４により基板６０からも絶縁されている。電極５２へは電源７０が電圧を印加している。電圧は、通常、ｄｃ電圧だが、技術的に周知のように、周期化、極性切換え、パルス化が可能である。印加電圧により、基板６０に対する静電引力が発生する。
この引力の大きさは次式により与えられる：
【００１７】
Ｆ＝ｅ０／２＊（Ｖ＊ｅ／（ｄ＋ｅ＊ｇ））２
この式において：
Ｆ＝発生する静電引力（単位はパスカル）
ｅ０＝自由空間の誘電率（８．８５×１０−１２）
Ｖ＝基板と電極との電圧差
ｅ＝誘電層の誘電率
ｄ＝誘電層の厚さ
ｇ＝基板とＥＳＣ表面との間隙
【００１８】
普通、使用される誘電性材料は、誘電率ｅが約１０の酸化アルミニウム（セラミックの形式か、又はサファイアとして）である。誘電層の厚さは、１ミリメートルの何分の幾つの程度（１０−４−１０−３ｍ）であり、基板とＥＳＣ表面との間隙は数十マイクロメートル（１０−６−１０−５ｍ）のうち数マイクロメートルまで減少できる。電圧は、普通、１０００Ｖが用いられる。これらの範囲のパラメータは、何十ｋＰａまでのｋＰａ範囲でクランプ力を生じさせ、これによって、数十トル（ｍｍＨｇ）までのトル（ｍｍＨｇ）範囲のヘリウム圧力を基板の背方に内包させることができる。
【００１９】
基板が受けるクランプ力を最大化するためには、担体は、できるだけ薄手であるのがよい。前記方程式では、クランプ力はｄ２に反比例する。担体を使用する場合、ＥＳＣと担体との誘電体が類似（ｅ値の類似）していると仮定すれば、ｄは、基板とＥＳＣ電極間の誘電体全厚を表し、この全厚は、ＥＳＣ誘電体と担体との厚さの合計である。ＥＳＣ誘電体厚は固定されているので、クランプ力は、担体厚が最小化されれば、最大化される。制限要因は担体の機械的安定性である。担体は、取り扱い中に曲げ、湾曲、破断が生じないように十分に剛性でなければならず、そうでなければ、担体を使用するすべての利点が失われてしまう。
【００２０】
担体の厚さは、扱われる基板寸法に依存する。例えば１５０ｍｍ直径のシリコン・ウェーハに適した担体は、０．２５−０．５ｍｍ厚さのアルミナ・セラミックでよいことが判明した。類似の厚さのサファイアも適している。より大きい直径の基板（２００ｍｍ又は３００ｍｍ直径のウェーハ）には、担体を幾分、より厚くする必要があるが、直径のより小さい基板には、より薄手の材料の担体が適している。極めて薄い担体材料の場合、基板が載置される中央区域をより薄手に構成し、周縁部をより厚くすることで、機械的強度を高めることもできる。限定的な場合だが、内部区域を薄い膜にすることもできる。
【００２１】
本発明の一部ではないが、ＥＳＣは担体と最適に協働するように変更することができる。表面の誘電層は、薄くするか又は完全に除去して、誘電層全厚を減少させることができる。このことは、誘電層が薄いと、ＥＳＣ電極とウェーハ間で電気破壊を生じやすいので、通常は望ましくない。しかし、その場合には、担体の誘電体を厚くすることで、破壊の問題は防止されるだろう。
担体の直径は、基板直径より大きいのがよいが、ウェーハを扱う通常のロボットで容易に扱える程度がよい。例えば、１５０ｍｍ直径のウェーハを扱うように設計された担体は、１５４ｍｍ直径に作ることができる。この大きさの担体であれば、取り扱い機構を大幅に改変することなく容易に扱うことができる。実際、この手法の付加的な利点は、同じ機構及び同じプラズマ・システムを使用して、変更なしに、担持されたウェーハも担持されないウェーハも双方とも加工できる点である。
【００２２】
図２に示すように、本発明では、静電式チャック上でプラズマ加工するため、支持電極３０上へ基板６０を運ぶ担体１００が使用される。基板６０は、プラズマ加工前に、担体１００上に接着されずに載置される。次に、担体１００と非接着状態の基板６０とは、通常、搬送ロボット機構（図示せず）を用いてプラズマ加工システム（図示せず）内へ運ばれる。プラズマ加工が済むと、担体１００と非接着状態の基板６０とは、プラズマ加工システムから取り出され、基板６０は担体１００から取り外される。
担体１００は、基板６０が静電気によるクランプ力を受け得る材料で作られる。したがって、担体１００の材料は、静電式チャック２０の構成に使用される誘電材料に似た特性を有する誘電材料がよい。この誘電材料には、例えばアルミナ、酸化アルミニウム・セラミック、サファイア、クォーツ等の材料が適しているが、選択は、これらの材料に限定はされない。アルミニウム等の導電性材料は、担体材料には不適である。
【００２３】
加工中に基板６０を冷却するためには、ヘリウム圧力を基板６０と担体１００との間に維持するのが好ましい。ヘリウムは、通常、基板電極の穴（図１及び図２には示されていない）を介して基板６０の背方の空間に導入される。ヘリウム導入用の複数穴１１０を有する担体１００の一例が、図３に示されている。このように、基板／担体１００のインタフェースに効果的にヘリウムを導通させるために、担体１００には多数の穴が設けられている。これらの穴１１０の寸法と分布は、決定的に重要というものではないが、例えば、１０ｍｍ間隔で１ｍｍ直径の一連の穴が基板縁部から１００ｍｍ以内まで延びるようにするのが適当だろう。担体１００の底面（静電式チャック２０と接触する側）の外縁部（例えば外側６ｍｍ）を導電性材料の薄層でコーティングすることで、担体１００に対する基板のクランプ力は局所的に高められ、ヘリウムを密封する能力が改善される。
【００２４】
加えて、図３に示すように、基板が担体１００上に載置された場合、動くのを防止するために、複数の拘束ピン１２０が担体１００の周縁部に配置されている。これらの拘束ピンは不連続のピン１２０でもよく、また連続する帯状部を形成してもよい（基板６０は、その凹部内に載置される）。外縁部のリングによって支持される薄い膜の前述の例も、ウェーハ拘束手段として役立つだろう。
【００２５】
担体を使用した場合、ＥＳＣ上に直接ウェーハをクランプする場合に比較して、冷却効果は減少する。冷却効果の減少は、誘電体の全厚が増すためであり、その結果、クランプ力が減少する。担体の厚さがＥＳＣ誘電体の厚さと等しい場合、全厚は２倍となるため、クランプ力は４倍減少する。また、熱の流れは、ヘリウムの２インタフェース（基板／担体のインタフェースと担体／ＥＳＣのインタフェース）を通過せねばならない。ヘリウムのインタフェースは最大の熱遮断を意味するので、全体の冷却効果は２倍低下する。こうした限界にもかかわらず、担体を用いずクランプせずに、又は静電式クランプの不可能な担体を用いて、基板を加工する場合より（例えば、アルミニウム、その他の導電性材料、部分導電性材料のいずれか製の担体を使用した場合、基板は静電気によるクランプ力を受けることはできない）、冷却効果は有意に高い。冷却効果が増すことで、より大きい電力を使用して加工が可能になり、そのため、概して、より高いエッチング（又は析出）速度で加工が可能になり、したがって生産高及び生産性が改善される。
【００２６】
一例として、図４には、本発明を使用した場合の冷却効率の改善が、温度と時間の関係により示されている。クランプされない担体を使用し、したがってヘリウムを使用できない場合、ウェーハ温度は、約５分間で１２０°Ｃを超える。この温度上昇の結果、加工は不可能となる。クランプされたサファイア又はアルミナ・セラミックの担体とヘリウム冷却とを利用した同じ加工パラメータの場合、ウェーハ温度は、１５分後でも約８５°Ｃであった。この温度上昇及び安定的な温度は、良好なエッチング成績を得るのに十分な低さである。
【００２７】
別の例として、脆いＭＥＭＳデバイス上のシリコンに深いトレンチをエッチングする加工法が開発された。入力は、ウェーハ温度が、レジストの劣化が生じる温度点まで上昇しないように制限された。クランプなしの加工の結果、最大エッチング速度は、毎分１マイクロメートルを下回った。ウェーハ担体とＥＳＣによるクランプを利用することで、基板背方のヘリウム圧を３トルに維持することができ、それによって、より高いＲＦ電力をプラズマ加工に使用できた。結果として、毎分１．５マイクロメートルを超えるエッチング速度が容易に達成でき、その結果、この加工法の場合、生産高に５０％を超える改善が見られた。
【００２８】
既述のように、本発明は、単一の薄い又は脆いウェーハを搬送することに関わるものである。本発明は、また図５に見られるように、多数の薄い又は脆いウェーハの搬送にも効率的に使用することができる。多くの新たに現れる材料、例えばＳｉＣやＧａＮの場合、利用可能な基板寸法は、多くの場合、直径５．０８ｃｍ（２ｉｎ）又は７．６２ｃｍ（３ｉｎ）に限られている。経済的なデバイス製造が可能なウェーハ生産速度を保証するには、一度に多数のウェーハを加工（バッチ加工）する必要がある。ＩＣＰ等の高密度エネルギー源の使用によって達せられる高いエッチング速度を利用するためには、既述の理由から、ウェーハの冷却も必要である。機械式クランプを使用して単一バッチの多数の基板をクランプし冷却するのは、難しく、失敗しやすい。
【００２９】
担体に基板を接着する（接着剤又は接着テープを用いて）場合には、効果的な冷却が可能である。しかし、接着及び接着剥除去の処置は、時間を食い、かつ薄い又は脆い基板が使用される場合は、付加的なウェーハ処理による破断の問題が生じるで、満足のゆくものではない。ＥＳＣによるクランプは可能だが、この最も簡単な手法では、効果的には「ｘ」個の個々のＥＳＣを含む基板支持体が使用される。この場合、「ｘ」はバッチの基板の数である。この種のクランプは極めて高価で、故障を生じ易くもある。簡単に言えば、故障の可能性は、個々のＥＳＣの数に比例しよう。
【００３０】
本発明を利用することで、多数の基板は、単一の薄手の担体１００上に載置できる。例えば、図５に示すように、７個の５．０８ｃｍ（２ｉｎ）直径の基板６０が２０．３２ｃｍ（８ｉｎ）直径の担体１００上に載置され、担体１００は、既述のように扱うことができる。個々の基板６０は、基板６０の効果的冷却を可能にする担体１００を介してクランプされる。担体１００には、ヘリウム・ガス用の複数の穴１１０が設けられ、各基板６０の背方の穴区域にヘリウム・ガスが充満でき、基板６０の冷却が改善される。必要とあれば、図３に見られるように、ウェーハ拘束ピン１２０を、担体１００に付加することもできる。
【００３１】
基板６０の間にある担体１００の表面は、プラズマに曝される。プラズマへのこの曝露が望ましくないと思われる場合は、コーティングで保護するか、又は適当な材料製のカバー部材１３０を用いて保護できる。このカバー部材は、図６に示すように、基板６０の配置位置に合わせて設計される。カバー部材１３０は、またウェーハ拘束デバイスとしても役立てることができる。このカバー部材１３０は、特定の加工に合うように選択された材料、例えばクォーツ、炭化シリコン、その他の材料から作ることができよう。このカバー部材１３０は、交換可能な別個の構成部品として構成するか、ウェーハ担体１００に接着するか、ウェーハ担体１００の一体部分として製造するか、いずれかでよい。担体１００ン０底面（静電式チャック２０と接触する側）の基板間区域を導電性材料の薄層でコーティングすることで、局所的に担体１００に対する基板のクランプ力が高められ、それによって、ヘリウムを密封する能力を改善することができる。
【００３２】
本発明による開示には、以上で説明されたことと同様に、特許請求の範囲の記載も含まれている。以上、本発明を或る程度の特殊性を有する好適実施例によって説明したが、この好適実施例による開示は実例に過ぎず、構成の細部並びに部品の組み合わせ及び配置の点で多くの変更が、本発明の精神及び枠を逸脱することなしに可能であることを理解されたい。
以上、本発明を説明した。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】先行技術による典型的な静電式チャックの略示図。
【図２】静電式チャックと本発明による基板担体との略示図。
【図３】ヘリウム流用の複数の穴と単一基板を保持するための複数の基板拘束ピンとを有する本発明による基板担体の一実施例を示す略示図。（実施例１）
【図４】本発明により改良された冷却効率を示す、温度と時間との関係線図。
【図５】複数基板を担持でき、かつ担体上の各基板へヘリウムを流す複数穴を有する本発明による基板担体の別の実施例の略示図。（実施例２）
【図６】カバー部材を示す本発明の基板担体の別の実施例の略示図。（実施例３）
【符号の説明】
【００３４】
２０  静電式チャック
３０  基板支持電極
４０  ＲＦ電力
５０  静電素子
５２  電極
５４  誘電材料
６０  基板
７０  電源
１００  担体
１１０  冷却用の穴
１３０  担体用のカバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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