(57)【要約】      （修正有）【課題】基板または基板支持体の支持プレートの温度感受性を低減および／または基板の温度均一性を改善する。【解決手段】基板２１０または基板支持体２００の支持プレート２０６における温度分布パターンを決定する工程と、温度分布パターンに基づいて、支持プレートの上面に塗布するマスクの数を決定する工程と、温度分布パターンに基づいて、マスクのパターンを決定する工程と、上面の上にマスクを塗布する工程とを備える。さらに、マスクによって保護されていない支持プレートの部分を除去して、第１メサ２０８と、第１メサの間の第１凹部領域２１３とを形成するために、第１機械加工処理を実行する工程と、第１マスクを支持プレートから除去する工程と、第２凹部領域と、第２メサおよび第１シールバンド領域の少なくとも一方とを形成するために、第２機械加工処理を実行する工程と、第２マスクを支持プレートから除去する工程と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
基板または基板支持体の支持プレートにおける温度分布パターンを決定する工程と、
前記温度分布パターンに基づいて、前記支持プレートの上面に塗布するマスクの数を２以上の数で決定する工程と、
前記温度分布パターンに基づいて、前記マスクのパターンを決定する工程と、
前記支持プレートの前記上面の上に前記マスクを塗布する工程と、
前記マスクによって保護されていない前記支持プレートの部分を除去して第１メサと、前記第１メサの間の第１凹部領域とを形成するために、第１機械加工処理を実行する工程と、
前記マスクの内の第１マスクを前記支持プレートから除去する工程と、
第２凹部領域と、第２メサおよび第１シールバンド領域の少なくとも一方とを形成するために、第２機械加工処理を実行する工程と、
前記マスクの内の第２マスクを前記支持プレートから除去する工程と
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記第２機械加工処理を実行した後に、前記第１凹部領域の深さが、前記第２凹部領域の深さと異なる方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記第２機械加工処理は、前記第１凹部領域の深さを増大させることを含み、
前記第２機械加工処理を実行した後に、前記第１凹部領域の前記深さは、前記第２凹部領域の前記深さよりも大きくなる方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記第２機械加工処理を実行した後に、前記第１凹部領域の深さが、前記第２凹部領域の深さと等しい方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記第２メサおよび前記第１シールバンド領域は、前記第２機械加工処理中に形成される方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記第１メサ、前記第２メサ、および、前記第１シールバンド領域のバンドの高さが、前記支持プレートの底部に対して同じ高さにある方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
第３メサおよび第２シールバンド領域の少なくとも一方を形成するために、第３機械加工処理を実行する工程と、
前記マスクの内の第３マスクを前記支持プレートから除去する工程と
を備える方法。
【請求項８】
基板処理システムのための基板支持体であって、
本体と、
前記本体にわたって分散され、前記本体から離れる方向に前記本体から伸び、基板を支持するよう構成された複数のメサと
を備え、
前記複数のメサの各々は、前記基板と接触して支持する表面領域を備え、
前記複数のメサの各々は、前記本体の底部に対して同じ高さを有し、
前記複数のメサの間の領域の深さは、前記基板の処理中に経験される前記基板または前記基板支持体のベースプレートの温度分布パターンに従ってサイズが異なる基板支持体。
【請求項９】
請求項８に記載の基板支持体であって、前記複数のメサの間の前記領域の前記深さは、前記基板支持体の中心からの半径方向距離が増大するにつれてサイズが減少する基板支持体。
【請求項１０】
請求項８に記載の基板支持体であって、前記複数のメサの間の前記領域の前記深さは、前記ベースプレートの冷却材流路入口の上の領域から前記ベースプレートの冷却材流路出口の上の領域に向かってサイズが減少する基板支持体。
【請求項１１】
請求項８に記載の基板支持体であって、
前記複数のメサの間の前記領域の前記深さは、前記本体の直径に沿った第１点から前記本体の前記直径に沿った第２点まで前記本体にわたって半径方向に減少し、
前記第２点は、前記本体の中心に関して前記第１点の反対側にある基板支持体。
【請求項１２】
請求項８に記載の基板支持体であって、さらに、シールバンド領域を規定する複数のバンドを備え、
前記シールバンド領域は、第１深さを有し、
前記シールバンド領域の外側にある前記複数のメサの深さは、前記第１深さよりもサイズが大きい基板支持体。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板支持体であって、前記シールバンド領域の外側にある前記複数のメサは、前記シールバンド領域よりも半径方向で前記本体の中心近くに配置される基板支持体。
【請求項１４】
請求項８に記載の基板支持体であって、前記複数のメサの前記深さのパターンは、前記ベースプレート内の高温スポットを考慮するように構成され、その結果、前記複数のメサの内の前記高温スポット上にある前記メサの深さが、前記複数のメサの内の前記高温スポット上にない他のメサの深さよりも小さくなる基板支持体。
【請求項１５】
請求項８に記載の基板支持体であって、さらに、第１シールバンド領域、第２シールバンド領域、および、非シールバンド領域を備え、
前記第１シールバンド領域および前記第２シールバンド領域の各々は、２つのバンドを境界とし、
前記第１シールバンド領域の深さが、前記第２シールバンド領域の深さまたは前記非シールバンド領域の深さと異なる基板支持体。
【請求項１６】
請求項８に記載の基板支持体であって、さらに、
前記ベースプレートと、
前記ベースプレート上に配意された熱ボンド層と、
前記本体および前記複数のメサを含む支持プレートと
を備える基板支持体。
【請求項１７】
基板処理システムであって、
請求項８の基板支持体と、
ＲＦ電力を生成して、前記ＲＦ電力を前記基板支持体に供給するよう構成された高周波電力発生器と、
前記高周波電力発生器の動作を制御するシステムコントローラと
を備える基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理システムの基板支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【０００３】
半導体ウエハなどの基板のエッチング、蒸着、および／または、その他の処理を実行するために、基板処理システムが利用されうる。基板に実行されうる処理の例は、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）処理、物理蒸着（ＰＶＤ）処理、イオン注入処理、ならびに／もしくは、その他のエッチング、蒸着、および、洗浄処理を含むが、これらに限定されない。基板は、基板処理システムの処理チャンバ内の基板支持体（ペデスタル、静電チャック（ＥＳＣ）など）上に配置されうる。例えば、ＰＥＣＶＤ処理のエッチング中、１または複数の前駆体を含むガス混合物が、処理チャンバに導入され、プラズマが基板上に材料を蒸着するために点火される。
【発明の概要】
【０００４】
方法が提供されており：基板または基板支持体の支持プレートにおける温度分布パターンを決定する工程と；温度分布パターンに基づいて、支持プレートの上面に塗布するマスクの数を決定する工程であって、マスクの数は２以上である工程と；温度分布パターンに基づいて、マスクのパターンを決定する工程と；上面の上にマスクを塗布する工程とを備える。方法は、さらに：マスクによって保護されていない支持プレートの部分を除去して、第１メサと、第１メサの間の第１凹部領域とを形成するために、第１機械加工処理を実行する工程と；マスクの内の第１マスクを支持プレートから除去する工程と；第２凹部領域と、第２メサおよび第１シールバンド領域の少なくとも一方とを形成するために、第２機械加工処理を実行する工程と；マスクの内の第２マスクを支持プレートから除去する工程とを備える。
【０００５】
別の特徴において、基板処理システムのための基板支持体が提供されている。基板支持体は、本体およびメサを備える。メサは、本体にわたって分散され、本体から離れる方向に本体から伸び、基板を支持するよう構成されている。メサの各々は、基板と接触して支持する表面領域を備える。メサの各々は、本体の底部に対して同じ高さを有する。メサの間の領域の深さは、基板の処理中に経験される基板または基板支持体のベースプレートの温度分布パターンに従ってサイズが異なる。
【０００６】
別の特徴において、方法が提供されており：基板または基板支持体の支持プレートにおける温度分布パターンを決定する工程と；温度分布パターンに基づいて、（ｉ）機械加工ツールが支持プレート上を通る速度、または、（ｉｉ）機械加工ツールが支持プレートの対応する領域上で費やす期間の少なくとも一方を決定する工程と；決定された速度または期間に基づいて、支持プレート上の第１位置から支持プレート上の第２位置まで機械加工ツールを移動させる工程とを備える。方法は、さらに、機械加工ツールを移動させる間に、支持プレートの上面を機械加工して、メサと、第１位置および第２位置の間の凹部領域の深さの勾配とを提供する工程を備えており、メサは、支持プレートの底部に対して同じ高さを有する。
【０００７】
詳細な説明、特許請求の範囲、および、図面から、本開示を適用可能なさらなる領域が明らかになる。詳細な説明および具体的な例は、単に例示を目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示は、詳細な説明および以下に説明する添付図面から、より十分に理解できる。
【０００９】
【図１】本開示の一実施形態に従って、基板支持体を組み込んだ基板処理システムの一例を示す機能ブロック図。
【００１０】
【図２】本開示に従って、基板支持体を含む静電チャックの一例を示す側断面図。
【００１１】
【図３】本開示の一実施形態に従って、基板支持体コントローラを備えた基板支持体製造システムの一例を示す図。
【００１２】
【図４】本開示の一実施形態に従って、基板支持体加工方法の一例を示す図。
【００１３】
【図５】冷却流路を備えたベースプレートの水平断面図。
【００１４】
【図６】本開示の一実施形態に従って、シールバンドおよびメサを備えた基板支持体の一例を示す上面図。
【００１５】
【図７】本開示の一実施形態に従って、基板支持体の一部の上のマスクの一例を示す上面図。
【００１６】
【図８】本開示の一実施形態に従って、基板支持体の支持プレートの上面領域の一例を示す上面斜視図。
【００１７】
【図９Ａ】本開示の一実施形態に従って、複数のマスクが塗布された支持プレートの一例を示す上面図。
【００１８】
【図９Ｂ】図９ＡのＡ−Ａ線によって表された平面に沿った側断面図。
【００１９】
【図１０Ａ】マスクの１つが除去された後の図９Ａの支持プレートを示す上面図。
【００２０】
【図１０Ｂ】図１０ＡのＢ−Ｂ線によって表された平面に沿った側断面図。
【００２１】
【図１１】本開示の一実施形態に従って、カスタム局所マスクの例を示す支持プレートの上面図。
【図１２】本開示の一実施形態に従って、カスタム局所マスクの例を示す支持プレートの上面図。
【００２２】
図面において、同様および／または同一の要素を特定するために、同じ符号を用いる場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
高電力エッチングチャンバでは、プラズマの存在下で基板の所定の温度を維持するために、基板支持体が用いられる。基板支持体は、供給された電力に関連する熱を放散する。熱放散がエッチング処理中に基板にわたって均一であるほど、エッチング処理の結果が良好になる。エッチング処理中、基板は、基板支持体上の誘電体エッチングチャンバ内に保持され、ここで、基板は、高出力プラズマの存在下で所定の温度だけ加熱される。プラズマと基板支持体の冷却とに関連する不均一性により、基板における平均温度は、プラズマ入力電力に応じて、例えば、５〜２０℃だけ変化しうる。プロセス変動により基板処理がどれだけ温度に敏感であるかは、結果として得られる基板が所定の構築要件を満たすか否かに影響する。この理由から、これらのプロセス変動は、温度の変化に非常に敏感である基板処理の歩留まりに悪影響を及ぼしうる。
【００２４】
温度感受性を低減および／または基板の温度均一性を改善するための１つの技術は、温度均一性を最大化するために基板支持体内の流体流路を介して冷却のパターンを提供することを含む。温度感受性を低減および／または基板の温度均一性を改善するための別の技術は、誘電体層と基板支持体のベースプレートとの間に熱ボンド層を均一に形成することを含む。これら２つの技術には、制限がある。基板支持体の冷却流路パターンは、（ｉ）基板支持体のベースプレートの寸法および構成、（ｉｉ）基板支持体内の加熱素子および／またはセンサを含む電気接続のレイアウト、および、（ｉｉｉ）冷却ガスフィードスルーによって制限され、これらが、冷却流体流路に利用可能な位置を限定する。また、冷却流体が基板支持体のベースプレートを通過する時に、冷却流体の温度が変化するので、冷却材流入口付近に低温スポットおよび冷却材流出口付近に高温スポットが発生しうる。例えば、冷却材流入口および／または冷却材流出口に関連する低温スポットおよび高温スポットを補償するために、熱ボンド層の厚さを局所的に制御することはできない。冷却材流路パターンおよび熱ボンド層の厚さの調整に関連する効果が限られているため、基板にわたって５〜２０℃の温度のばらつきが、高電力エッチングチャンバに存在しうる。
【００２５】
以下に記載する例は、基板全体にわたる温度（「ウエハ内温度」とも呼ばれる）の均一性を改善するよう設計された基板支持体を含む。メサおよびシールバンドの高さならびにメサ間の領域の深さが、（ｉ）「チャンバ不均一性」と呼ばれる基板におけるプラズマパターンの不均一性および（ｉｉ）基板の冷却の不均一性などの不均一性を補償するように設定される。基板全体にわたるプラズマパターンは、基板全体にわたるプラズマ濃度レベルと関連しうるため、基板の加熱パターンに直接関係する。
【００２６】
図１は、ＲＦプラズマを用いて基板を処理する基板処理システムの一例１００を示す。
図１は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）システムを示しているが、本明細書に開示する実施形態は、基板支持体を備えたトランス結合プラズマ（ＴＣＰ）システム、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマシステム、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）システム、ならびに／もしくは、その他のシステムおよびプラズマ源に適用可能である。実施形態は、物理蒸着（ＰＶＤ）処理、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）処理、化学強化プラズマ蒸着（ＣＥＰＶＤ）処理、イオン注入処理、ならびに／もしくは、その他のエッチング、蒸着、および、洗浄処理に適用可能である。
【００２７】
基板処理システム１００は、処理チャンバ１０２を備える。処理チャンバ１０２は、処理チャンバ１０２の他の構成要素を収容し、ＲＦプラズマを閉じ込める。処理チャンバ１０２は、上側電極１０４と、基板支持体１０６（例えば、ＥＳＣ）と、を備える。動作中、基板１０８が、基板支持体１０６上に配置される。基板支持体１０６は、最小接触面積（ＭＣＡ）フィーチャ１０７を備える。ＭＣＡフィーチャ１０７の各々は、「メサ」と呼んでもよい。メサ１０７は、基板支持体１０６の上部（すなわち、基板１０８に最も近い部分）に渡って分散されており、基板支持体１０６のベースプレート１１０から上方に伸びる。メサ１０７は、基板１０８の背面に接触して支持する。基板１０８は、基板支持体１０６上に静電的にクランプされてよい。メサ１０７は、基板支持体１０６の誘電体層、半導電層、または、上部金属層の一部として一体的に形成されてよい。基板支持体１０６は、任意の数のメサを備えてよい。
【００２８】
後に詳述するように、基板１０８に対するメサ１０７の接触表面積は、基板支持体１０６の半径（または基板支持体１０６の中心からの距離）ひいては基板１０８の半径（または基板１０８の中心からの距離）と共に増加する。これは、基板１０８が基板支持体の中心にあるからである。メサの直径、表面積、サイズ、および／または、数は、基板支持体１０６の中心からの半径方向距離が増大すると共に、基板支持体１０６の上部側面の単位面積ごとに増加してよい。一実施形態において、メサの接触表面積および数は、基板支持体１０６の中心からの半径方向距離が増加しても変化しない。メサ１０７は、図６、図９Ａ、および、図１０Ａに示すように円筒形であってよい、および／または、異なる形状（例えば、半球形または部分球形）であってよい。メサ１０７の構造および形成については、図２〜図１２に関して後に詳述する。
【００２９】
単に例として、上側電極１０４は、ガスを導入して分散させるシャワーヘッド１０９を備えてよい。シャワーヘッド１０９は、処理チャンバ１０２の上面に接続された一端を備えるステム部分１１１を備えてよい。シャワーヘッド１０９は、略円筒形であり、処理チャンバ１０２の上面から離れた位置でステム部分１１１の反対側の端部から半径方向外向きに広がる。シャワーヘッド１０９の基板対向面は、処理ガスまたはパージガスが流れる穴を備える。あるいは、上側電極１０４は、導電性のプレートを備えてもよく、ガスは、別の方法で導入されてもよい。
【００３０】
基板支持体１０６は、下側電極として機能する導電性のベースプレート１１０を備える。ベースプレート１１０は、支持プレート１１２を支持しており、支持プレート１１２は、少なくとも部分的にセラミック材料で形成されてよい。高電力誘電体エッチングの実施形態において、支持プレート１１２は、加熱プレートではない。低電力導電体エッチングの実施形態において、支持プレート１１２は、加熱プレートであってよい。熱抵抗層１１４が、支持プレート１１２とベースプレート１１０との間に配置されてよい。ベースプレート１１０は、ベースプレート１１０に冷却材を流すための１または複数の冷却材流路１１６を備えてよい。
【００３１】
ＲＦ発生システム１２０が、ＲＦ電圧を生成して、上側電極１０４および下側電極（例えば、基板支持体１０６のベースプレート１１０）の一方に出力する。上側電極１０４およびベースプレート１１０のもう一方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地されるか、または、浮遊電位にあってよい。単に例として、ＲＦ発生システム１２０は、ＲＦ電圧を発生させる１または複数のＲＦ発生器１２２（例えば、容量結合プラズマ高周波（ＲＦ）電力発生器、バイアスＲＦ電力発生器、および／または、その他のＲＦ電力発生器）を備えてよく、ＲＦ電圧は、整合／配電回路網１２４によって上側電極１０４および／またはベースプレート１１０に供給される。一例として、プラズマＲＦ発生器１２３、バイアスＲＦ発生器１２５、プラズマＲＦ整合回路網１２７、および、バイアスＲＦ整合回路網１２９が示されている。プラズマＲＦ発生器１２３は、例えば、６〜１０キロワット（ｋＷ）の電力を生成する高電力ＲＦ発生器であってよい。
【００３２】
ガス供給システム１３０は、１または複数のガス源１３２−１、１３２−２、・・・、および、１３２−Ｎ（集合的に、ガス源１３２）を備えており、ここで、Ｎはゼロより大きい整数である。ガス源１３２は、１または複数の前駆体およびそれらの混合物を供給する。ガス源１３２は、パージガスを供給してもよい。気化した前駆体が用いられてもよい。ガス源１３２は、バルブ１３４−１、１３４−２、・・・、および、１３４−Ｎ（集合的に、バルブ１３４）ならびにマスフローコントローラ１３６−１、１３６−２、・・・、および、１３６−Ｎ（集合的に、マスフローコントローラ１３６）によってマニホルド１４０に接続されている。マニホルド１４０の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。単に例として、マニホルド１４０の出力は、シャワーヘッド１０９に供給される。
【００３３】
基板処理システム１００は、支持プレート１１２内に配置された複数のＴＣＥ１４４（アクチュエータと呼ばれることもある）に接続されうる温度コントローラ１４２を備えた冷却システム１４１を備える。一実施形態において、ＴＣＥ１４４は備えられない。システムコントローラ１６０とは別個に図示されているが、温度コントローラ１４２は、システムコントローラ１６０の一部として実装されてもよい。一例として、複数のＴＣＥ１４４は、支持プレート１１２の各マクロ区画に対応するそれぞれのマクロＴＣＥ（すなわち、第１アレイのＴＣＥ）および／または支持プレート１１２の各マイクロ区画に対応するマイクロＴＣＥ（すなわち、第２アレイのＴＣＥ）を含みうるが、これらに限定されない。マクロＴＣＥは、支持プレート１１２のマクロ区画の温度および／またはその他のフィールドを粗調整するために用いられてよい。マイクロＴＣＥは、支持プレートのマイクロ区画の温度および／またはその他のフィールドを微調整するために用いられてよい。マクロ区画は、マイクロ区画を含んでよい。１または複数のマイクロ区画が、マクロ区画の内の２以上と重複してもよい。マクロ区画およびマイクロ区画は、所定の形状、一致する形状、異なる形状、または、任意の形状を有してよい。
【００３４】
支持プレート１１２は、複数の温度制御された区画（例えば、４つの区画、ここで、各区画は、４つの温度センサを備える）を備える。温度制御された区画の各々は、対応するマクロおよび／またはマイクロＴＣＥを有する。マクロＴＣＥは、それぞれの温度制御された区画の各々で、選択された温度を粗く達成するように制御される。マイクロＴＣＥは、それぞれの温度制御された区画内で、温度を細かく調整する、および／または、各温度制御された区画内の温度不均一性を補償するように、個別に制御されてよい。例えば、マクロＴＣＥの各設定温度について、支持プレート１１２の上面全体にわたる温度分布応答が、既知であってマッピング（すなわち、メモリに格納）されてよい。同様に、支持プレート１１２の表面全体にわたるマイクロＴＣＥの各々の温度分布応答が、既知であってマッピングされてよい。本明細書に開示のシステムおよび方法は、マルチ区画支持プレートおよび／または非加熱ＥＳＣに関して説明されているが、本開示の原理は、基板処理システムのその他の温度制御される構成要素に適用されてもよい。
【００３５】
温度コントローラ１４２は、基板支持体１０６および基板支持体１０６上の基板（例えば、基板１０８）の温度を制御するために、各ＴＣＥ１４４の動作ひいては温度を制御してよい。温度コントローラ１４２は、（ｉ）流路１１６を通る第１冷却材の流れ（冷却流体の圧力および流量）を制御するための第１冷却材アセンブリ１４６、ならびに、（ｉｉ）その他の流路（１つの流路１４８が図示されている）を通ってメサ１０７の間の領域を通る第２冷却材の流れ（例えば、冷却ガスの圧力および流量）を制御するための第２冷却材アセンブリ１４７と通信してよい。第１冷却材アセンブリ１４６は、リザーバ（図示せず）から冷却流体を受け入れてよい。第２冷却材アセンブリ１４７は、マニホルド１４０からガスを受け入れてよい。例えば、冷却材アセンブリ１４６は、冷却材ポンプおよびリザーバを備えてよい。温度コントローラ１４２は、基板支持体１０６および支持プレート１１２を冷却するために流路１１６を通して冷却材を選択的に流すように、冷却材アセンブリ１４６を作動させる。温度コントローラ１４２は、冷却材が流れる速度と、冷却材の温度とを制御してよい。温度コントローラ１４２は、処理チャンバ１０２内のセンサから検出されたパラメータに基づいて、ＴＣＥ１４４に供給される電流と、流路１１６に供給される冷却材の圧力および流量とを制御する。エッチング処理中、基板１０８は、高電力プラズマの存在下で所定の温度（例えば、摂氏１２０度（１２０℃））だけ加熱しうる。流路を通る冷却材の流れが、基板支持体１０６の温度を下げ、これが、基板１０８の温度を下げる（例えば、１２０℃から８０℃に冷却）。
【００３６】
バルブ１５６およびポンプ１５８が、処理チャンバ１０２から反応物質を排出するために用いられてよい。システムコントローラ１６０は、供給されるＲＦ電力レベル、供給されるガスの圧力および流量、ＲＦ整合などを制御することを含め、基板処理システム１００の構成要素を制御してよい。システムコントローラ１６０は、バルブ１５６およびポンプ１５８の状態を制御する。ロボット１７０が、基板支持体１０６上へ基板を供給すると共に、基板支持体１０６から基板を除去するために用いられてよい。例えば、ロボット１７０は、基板支持体１０６およびロードロック１７２の間で基板を搬送してよい。ロボット１７０は、システムコントローラ１６０によって制御されてよい。システムコントローラ１６０は、ロードロック１７２の動作を制御してよい。
【００３７】
図２は、ベースプレート２０２、熱ボンド層２０４、および、支持プレート２０６を備えた基板支持体２００を示す。支持プレート２０６は、基板支持体２００の最上層であってよい。支持プレート２０６は、本体２０７およびメサ２０８を備えており、図１の支持プレート１１２と同様の電極および／または加熱素子を備えてよい。基板２１０が、メサ２０８の上部接触面の上に接触して配置される。メサ２０８は、支持プレート２０６の最上層であってよい。メサ２０８は、支持プレート２０６ひいては基板２１０にわたって同じ平均温度を提供すしつつ、基板支持体２００の冷却およびプラズマチャンバ内のプラズマに関連する不均一性による温度のばらつきを最小化するよう構成される。
【００３８】
一実施形態において、メサ２０８は、支持プレート２０６の底部（すなわち底面）２１１に対して同じ高さを有しており、その結果、メサ２０８の最上面は同じ高さにある。本体２０７の底面にあるメサ２０８の最上面の間の距離は、支持プレート２０６にわたって同じである。陥凹面２１３上方の領域２１２の深さは、図に示すように、メサ２０８の間で異なってよい。また、メサ２０８の内の特定のメサの垂直面の長さは異なっていてよく、メサの内の他のメサの垂直面の長さは異なっていなくてよい。長さとは、メサ２０８の側面の垂直寸法のことである。一例として、メサ２１８の側面２１４、２１６の長さ（すなわち垂直寸法）が異なっている。例えば、側面２１４の長さがＤ１であり、側面２１６の長さがＤ２であるとする。深さＤ１〜Ｄ４が示されているが、任意の数の異なる深さがメサ２０８間に存在してよい。一例として、深さは、矢印２２４で示すように、冷却材流路入口２２０の上方に位置する第１位置から冷却材流路出口２２２の上方に位置する第２位置へ、支持プレート２０６にわたって半径方向にサイズが減少してよい。
【００３９】
ベースプレート２０２は、図１のベースプレート１１０と同様の電極、加熱素子、冷却材流路（例えば、冷却流路２０９が図示されている）などを備えてよい。冷却材は、矢印２２６で示すように、冷却材流路入口２２０で受け入れられ、それぞれ矢印２２８、２３０で示すように、冷却材流路出口２２２でベースプレート２０２から出力される。単一の冷却材流路入口および単一の冷却材流路出口が図示されているが、それぞれ任意の数だけ備えられてよい。また、冷却材流路入口２２０および冷却材流路出口２２２は、ベースプレート２０２の外周付近に示されているが、冷却材流路入口２２０および冷却材流路出口２２２は、他の位置にあってもよい。例えば、図５を参照のこと。
【００４０】
メサ２０８間の領域２１２の深さは、図に示すように、冷却材流路出口の近くおよび上ではより小さく、冷却材流路入口の近くおよび上ではより大きくてよい。これにより、より小さい深さを有するメサ２０８間の領域よりも、より大きい深さを有するメサ２０８間の領域で、通過する冷却ガス（例えば、ヘリウム）の体積が大きくなる。冷却ガスの体積が大きいと、さらなる冷却が提供される。冷却ガスは、ベースプレート２０２、熱ボンド層２０４、および、支持プレート２０６内の流路（１つの流路２３２が図示されている）を介して供給されて戻りうる。流路２３２に入力されるガスは、矢印２３４で示されている。メサ２０８は、異なる圧力の冷却ガスを受け入れる２以上の区画を備えるように区画分けされてよい。この一例については、図６および図８に関して図示および説明する。矢印２３６は、基板支持体２００の温度が概してメサ２０８からベースプレート２０２へ向かって減少するように、熱エネルギが基板２１０から基板支持体２００を通して伝達されることを示す。
【００４１】
一例として、支持プレート２０６は、セラミックおよび／またはその他の適切な誘電材料で形成されてよい。熱ボンド層２０４は、接着材料を含んでよい。ベースプレート２０２は、アルミニウムおよび／またはその他の適切な材料で形成されてよい。支持プレート２０６は、熱ボンド層２０４を介してベースプレート２０２によって冷却される。熱が、基板２１０から支持プレート２０６へ、そして、支持プレート２０６からベースプレート２０２へ伝導され、ベースプレート２０２は、流路２０９によって規定されたパターンで流路２０９を通る冷却流体によって冷却される。基板の温度の不均一性は、冷却処理における各工程に関連しうる。例えば、不均一性は、以下と関係しうる：ベースプレート内の冷却流路、支持プレートとベースプレートとの間に提供された熱ボンド層および対応する熱ボンド、および／または、支持プレートの厚さ。本明細書で開示されるメサの構成およびメサ間の領域の深さは、対応する支持プレートの少なくとも上側部分ひいてはその上に配置された基板における温度のばらつきへの不均一性の影響を最小化する。
【００４２】
図３は、コンピュータ２７２、機械加工システム２７４、および、センサ２７５を備えた基板支持体製造システム２７０を示している。コンピュータ２７２は、基板支持体コントローラ２７６およびメモリ２７８を備える。基板支持体コントローラ２７６は、温度分布コントローラ２７８、ベースプレート冷却パターンコントローラ２８０、基板支持体冷却パターンモジュール２８２、圧力コントローラ２８４、プラズマコントローラ２８５、不規則温度コントローラ２８６、面密度コントローラ２８８、深さコントローラ２９０、メサ構成コントローラ２９２、マスクパターンコントローラ２９４、加工コントローラ２９６、および、ソフト研磨コントローラ２９８を備えてよい。コントローラ２７８、２８０、２８２、２８４、２８６、２８８、２９０、２９２、２９６、２９８の動作については、図４の方法に関して後述する。
【００４３】
メモリ２７８は、パラメータ２９９、メサパターン３００、温度分布データ３０１、ベースプレート冷却パターン３０２、支持プレート冷却パターン３０３、熱伝導データ３０４、プラズマパターン３０５、不規則温度データ３０６などを格納する。パラメータ２９９、パターン３００、３０２、３０３、３０５、ならびに、データ３０１、３０４、および、３０６は、基板支持体のモデルに対応してよく、および／または、テーブルの一部として格納されてよく、履歴、所定、推定、および／または、シミュレートされた値を含んでよい。履歴、所定、推定、および／または、シミュレートされた値は、１または複数の処理システムレシピに従って動作する１または複数の基板支持体のためのものであってよい。
【００４４】
パラメータ２９９は、図１の処理システム１００のセンサによって検出されたパラメータ、ならびに／もしくは、図４の方法の間に利用、推定、および／または、決定されたパラメータを含んでよい。センサ２７５は、図１の処理システム１００のセンサ、温度検知アレイ、熱流束プローブ、チャンバ内赤外線カメラ、および／または、本明細書に開示されたその他のセンサを含んでよい。メサパターンは、以下を含んでよい：メサの接触表面領域の形状およびサイズ；基板支持体の各所定の局所領域におけるメサの数；メサの高さ；基板支持体全体にわたるメサの位置（またはレイアウト）；所定の局所領域の面密度；および／または、基板支持体の中心から外縁までの面密度の変動。
【００４５】
温度分布データ３０１は、支持プレートおよび／または基板全体にわたる温度を含んでよい。ベースプレート冷却パターン３０２は、ベースプレートにわたって提供された冷却のレベルを示す値を含んでよい。支持プレート冷却パターン３０３は、支持プレートにわたって提供された冷却のレベルを示す値を含んでよい。熱伝導データ３０４は、支持プレートのメサ間の領域に冷却ガスを通した結果として、支持プレート全体にわたる熱伝導の量を示す値を含んでよい。プラズマパターン３０５は、基板全体にわたるプラズマの濃度レベル、電圧、および／または、電力レベルを含んでよい。不規則温度データ３０６は、支持プレート全体にわたる低温スポット／高温スポットの場所および低温スポット／高温スポットの温度を示してよい。上述したパターンおよびデータは、（ｉ）所定の値、ならびに／もしくは、（ｉｉ）基板の処理中に存在する測定、推定、および／または、実際の値を指しうる。
【００４６】
機械加工システム２７４は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）フライス盤、ローレット加工機、成型機、鋳造機、三次元（３Ｄ）プリンタ、ならびに／もしくは、基板支持体を加工するのに適切なその他の機械および／または装置を含んでよい。機械加工システム２７４は、基板支持体３１８を加工するために用いられる機械加工コントローラ３１０、機械加工ツール３１２、マスク塗布コントローラ３１４、および、マスク塗布装置３１６を備えてよい。機械加工コントローラ３１０およびマスク塗布コントローラ３１４は、インターフェース３２０を介してコンピュータ２７２から、パラメータ２９９、パターン３００、３０２、３０３、３０５、および、データ３０１、３０４、３０６を受信してよい。コントローラ３１０、３１４は、基板支持体３１８を加工するために、機械加工ツール３１２およびマスク塗布装置３１６の動作を制御する。機械加工ツール３１２は、ＣＮＣフライスツールおよび／またはその他の適切な機械加工ツールを含んでよい。
【００４７】
図１および図３のコントローラのさらに明確な構造については、後述の図４の方法と、「コントローラ」という用語についての後述の定義とを参照すること。本明細書で開示されるシステムは、多くの方法を用いて動作されてよく、方法の一例が図４に示されている。図４では、基板支持体加工方法が示されている。以下の動作は、主に図２〜図１０Ｂおよび図１２の実施例に関して記載されているが、本開示のその他の実施例に適用するために容易に変形されうる。動作は、反復して実行されてもよい。
【００４８】
方法は、動作４００で開始しうる。動作４０２で、温度分布コントローラ２７８は、（ｉ）基板支持プレート（例えば、支持プレート２０６または本明細書に開示のその他の支持プレート）全体にわたる温度分布パターンを決定してよい、および／または、（ｉｉ）基板の温度分布パターンを推定してよい。これは、メモリ３０１に格納される温度分布データ３０１を提供しうる。温度分布データは、例えば、支持プレートの上および／または中に配置された熱流束プローブおよび／または温度センサを利用し、温度を検出するためのテストを行うことで決定されてよい。さらに、および／または、代わりに、チャンバ内赤外線カメラが、温度を検出して、印加された熱負荷下での温度分布データを提供するために用いられてもよい。
【００４９】
動作４０４で、ベースプレート冷却パターンコントローラ２８０は、基板支持体のベースプレート内の冷却流路に関連するベースプレート冷却パターンを決定してよい。これは、メモリ３０１に格納されるベースプレート冷却パターン３０２を提供しうる。
【００５０】
動作４０６で、基板支持体冷却パターンモジュール２８２は、冷却流路と支持プレートとの間の任意の熱抵抗材料の均一性パターンと関連して、支持プレート冷却パターンを決定してよい。これは、（ｉ）メサ間の領域の均一および／または不均一な冷却パターン、および／または、（ｉｉ）シールバンド間の領域の均一および／または不均一な冷却パターンを含んでよい。シールバンド領域の例を、図６および図８に示す。動作４０６は、メモリ２７８に格納される支持プレート冷却パターン３０３を提供しうる。支持プレート自体がヒータを含まない場合、冷却の均一性を測定するために、外部熱負荷が適用されてよい。
【００５１】
動作４０８で、圧力コントローラ２８４は、基板支持体のメサ間の領域および／またはシールバンド領域におけるガス分布、熱伝導、および／または、ガス圧に関連する熱伝導分布パターンを決定してよい。基板支持体は、１または複数のシールバンド領域を備えてよい。シールバンド領域におけるガス圧は、（ｉ）シールバンド領域の外側、および、（ｉｉ）支持プレートのメサ間の領域におけるガス圧とは異なっていてよい。各シールバンド領域は、それぞれのガス圧を有してよい。動作４０６は、熱伝導データ３０４を提供しうる。
【００５２】
動作４０９で、プラズマコントローラは、支持プレート全体にわたるプラズマパターンを決定してよい。これは、メモリ２７８に格納されるプラズマパターン３０５を提供しうる。動作４１０で、不規則温度コントローラ２８６は、支持プレートにおける低温スポットおよび／または高温スポットを特定してよい。これは、メモリ２７８に格納される不規則温度データ３０６を提供しうる。
【００５３】
動作４１２で、面密度コントローラ２８８は、基板支持体および／または基板支持体の所定の局所領域におけるメサの面密度を決定する。メサの面密度とは、基板支持体の局所領域におけるメサの総接触面積のことである。例えば、支持プレートの局所的な接触領域に対する面密度は、局所領域内にあるメサの上面領域の総接触面積を局所領域の面積で割ったものに等しい。例えば、局所領域に対する面密度は、（ｉ）局所領域内のメサの面積ａ〜ｄの部分の合計を、（ｉｉ）局所領域の面積で割ったもの（すなわち、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／πｒｌ２）（ここで、ｒｌは、局所領域の半径）に等しい。特定された局所領域内に存在しない面積ａ〜ｄの部分は、合計に含められない。
【００５４】
メサは、メサの面密度が基板支持体の半径と共に単調および／または線形に増加するように、スケーリングおよび構成されてよい。面密度コントローラ２８８は、１または複数の局所領域に対する面密度γを推定してよい。式１が、面密度γを推定するために用いられてよく、ここで、ＡMCAは、対応する局所領域内の総メサ接触表面積であり、Ａoは、対応する局所領域の総側方局所表面積である。
γ＝ＡMCA／Ａo      （１）
【００５５】
一実施形態において、基板支持体の面密度は、基板支持体の中心から基板支持体の外周縁および／または最外周縁に向かって増大する。面密度は、基板支持体の中心からの半径方向距離が増大するにつれ、単調および／または線形に増加してよい。一実施形態において、メサの基板接触表面積および／または直径は、中心から周縁に向かって大きくなり、したがって、基板および／または基板支持体の半径と共に大きくなる。メサの接触表面積のサイズを半径と共に増大させる代わりに、または、それに加えて、基板の上部側表面積単位あたり、および／または、基板支持体の局所領域あたりのメサの数が、基板および／または基板支持体の半径と共に増加してもよい。
【００５６】
動作４１４で、メサ構成コントローラ２９２は、メサ間の領域の深さを決定するなど、基板支持体のメサのためのメサ構成および／またはメサパターンを決定する。動作４１４Ａで、メサ構成コントローラ２９２は、１または複数の決定された面密度に基づいて、メサの接触表面領域の形状およびサイズを決定してよい。メサは、円筒形状、半球形状、または、部分球形状であってよい、ならびに／もしくは、その他の形状を有してもよい。メサは、均一な形状であってもよいし、様々な形状を有してもよい。メサの基板表面積は、基板の中心から離れたメサの方が基板の中心に近いメサよりも大きい基板表面積を有するように増加してよい。追加的または代替的に、メサの数は、基板支持体の半径の増大と共に増加してよい。動作４１４Ａは、メサ構成コントローラ２９２がメサの高さを決定することを含んでよい。
【００５７】
工程４１４Ｂで、メサ構成コントローラ２９２は、基板支持体全体にわたるメサの数、位置、および、パターンを決定する。異なる処理ＲＦ電力レベルおよび条件による基板膨張の量に応じて、異なるパターンの面密度の増加が実施されてもよい。これらのパターンの各々は、基板と基板支持体との間の接触圧およびメサの上側周縁での応力集中を最小化するなど、基板にわたって最小かつ均一な摩耗を提供するために、基板支持体半径と共に単調および／または線形的に増加する面密度を備えてよい。
【００５８】
メサ間の領域のサイズおよび形状ならびに／もしくは基板支持体の局所領域の半径は、領域および／または局所領域における基板の垂直たわみを最小化するように最小化および／または設定されてよい。メサ間の領域のサイズおよび形状ならびに／もしくは基板支持体の局所領域の半径は、メサの外周縁の決定された半径に基づいて、または、決定された半径に適合するように設定されてよい。メサの外周縁の決定された半径は、メサ間の領域のサイズおよび形状ならびに／もしくは基板支持体の局所領域の半径に基づいて、動作４１４Ａで決定されてよい。
【００５９】
動作４１４Ｃで、深さコントローラ２９０は、メサ間の領域の深さを決定する。これは、動作４０２、４０４、４０６、４０８、４０９、４１０、４１２、４１４Ａ、および／または、４１４Ｂの間に決定された情報に基づいてなされてよい。深さは、支持プレートの温度と反比例してよい。例えば、深さは、外部熱負荷の存在下での冷却能力の不均一性を補償するために、高温を経験する領域よりも低温を経験する領域で大きい。一実施形態において、深さは、冷却材流入口から冷却材流出口へ支持プレートを横切る方向にサイズが減少する。一実施形態において、この減少は、支持プレートの外周に沿った第１点から支持プレートを半径方向に横切って支持プレートの外周に沿った第２点までの減少である。別の実施形態において、この減少は、支持プレートの中心から半径方向外向きに支持プレートの外周付近の点までの減少である。
【００６０】
動作４１６で、マスクパターンコントローラ２９４は、メサを形成するために用いられる１または複数のマスクパターンを決定する。これは、メサのサイズ、形状、高さ、および、位置、ならびに、メサ間の領域の深さなど、動作４１４中に提供された情報に基づいてよい。マスクの数、マスクのパターン、ならびに、マスクの塗布および除去の順序が決定される。
【００６１】
動作４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、４１４、および、４１６中に決定されたパラメータは関連しており、したがって、パラメータの内の１つを変更すると、他のパラメータの値に影響しうる。これらの動作を繰り返し実行すれば、これらのパラメータのさらなる変化による垂直たわみ、摩耗深さ、局部応力などの推定値の変化が無視できるほどになるまで、パラメータを調整することができる。パラメータは、垂直たわみ、摩耗深さ、局部応力などの値の変化が、所定の範囲内になるまで、繰り返し調整されてよい。パラメータは、支持プレート全体にわたる推定および／または結果の温度が所定の範囲内になるまで、および／または、基板、温度検知アレイ、または、熱流束プローブ全体にわたる推定および／または結果の温度が所定の範囲内になるまで、調整されてもよい。パラメータは、基板、温度検知アレイ、または、熱流束プローブ全体にわたる推定および／または結果の温度の平均が所定の範囲内になるまで、調整されてもよい。温度検知アレイおよび／または熱流束プローブは、支持プレート上に配置され、プラズマ処理中に基板が経験する温度を検出するために用いられてよい。別の実施形態において、支持プレートは、支持プレート全体にわたる温度を検出するための温度センサを備えてもよく、センサは、支持プレートおよび基板全体にわたる温度を検出および／または推定するために用いられてよい。
【００６２】
動作４１８で、加工コントローラ２９６は、動作４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２、４１４、４１６、４１８中に決定された基板支持体のためのパラメータを機械加工システム２７４に送信する。コントローラ３１０、３１４は、メサおよびメサ間の領域など、基板支持体および／または基板支持体の層（例えば、最上層）を形成するために、機械加工ツール３１２およびマスク塗布装置３１６の動作を制御する。層は、動作４１４で決定されたメサパターン内のメサを有するように形成される。
【００６３】
動作４１８Ａで、１または複数のマスクが、支持プレートの上面に塗布される。一実施形態では、２つのマスクが形成される。第２マスクは、第１マスクの一部および支持プレートの上に塗布される。図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂに関して、２つのマスクの利用を示す一例を図示および説明する。別の実施形態では、３以上のマスクが形成される。図１２に関して、５つのマスクの利用を示す一例を図示および説明する。マスクは、支持プレートの機械加工中にマスクの下の支持プレートの表面を保護する。マスクは、互いに重なってもよいし、支持プレートの異なる領域を被覆してもよい。マスクは、マスクの下の支持プレートの領域が、例えば、動作４１８Ｂ中にエッチングされることを防ぐ。一例として、マスクは、ウレタン樹脂などの弾性樹脂材料で形成されてよい。
【００６４】
動作４１８Ｂで、機械加工ツール３１２は、メサ間の領域の一部または全部の少なくとも一部を含む第１深さパターンを形成するために、機械加工および／またはブラスト処理を実行する。この処理は、メサの仕様およびメサ間の領域の深さなど、動作４１４中に提供された情報に基づく。機械加工および／またはブラスト処理は、例えば、サンドブラスト、グリット（またはビーズ）ブラスト、レーザ機械加工、および／または、１または複数のマスクによって保護されていない支持プレートの材料を除去するために用いられるその他の技術を含みうる。一実施形態において、機械加工ツール３１２は、ビーズブラストツールであり、マスクによって保護されていない露出面が、シリカビーズの衝突によって削られる。支持プレートの上面へのブラストおよび／または上面の任意の１または複数の局所領域へのブラストが、所定の深さを提供するために、１または複数の所定の期間にわたって持続されてよい。一実施形態では、メサ間の複数の領域がエッチングされ、結果として同一の深さを有する。
【００６５】
機械加工および／またはブラスト処理は、マスクおよび支持プレートに実行される。利用できるブラスト材料の例は、炭化シリコン（ＳｉＣ）系の研削材およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）系の研削材である。一例として、図９Ｂは、２つのマスクが塗布された場合のエッチングの結果を示す。図１０Ｂは、第２マスクが図９Ｂの同じ支持プレートで除去された後のエッチングの第２反復の結果を示す。
【００６６】
動作４１８Ｃで、マスク塗布コントローラ３１４は、マスクが除去されるか否かを判定する。マスクが除去される場合、動作４１８Ｄが実行され、そうでなければ、動作４１８Ｅが実行される。動作４１８Ｄで、最上マスクが除去される。これは、最上マスクを剥離することを含んでよい。
【００６７】
動作４１８Ｅで、機械加工コントローラ３１０は、別の深さパターンが形成されるか否かを判定する。例えば、別のマスクが支持プレート上に残っている場合に、別の深さパターンが形成される。別の深さパターンが形成される場合、動作４１８Ｂが実行され、そうでなければ、動作４１８Ｆが実行されてよい。
【００６８】
動作４１８Ｆで、ソフト研磨コントローラ２９８が、ソフト研磨を実行してよい。ソフト研磨は、縁部での応力集中を低減すると共に基板支持体の表面粗さを低減することで、基板と基板支持体との間で滑りが生じた時の固体間の側面接触を低減するために、メサの外周縁を丸めることを含む。ソフト研磨コントローラ２９８は、基板支持体の局所領域における基板の垂直たわみの量に基づいて、メサ縁部半径（例えば、半径ｍｒ）および／またはソフト研磨の量を推定する。「ソフト研磨」という用語は、メサの上側周縁を丸めることを指す。メサの半径および／またはソフト研磨の量は、かかる半径を有するように上側周縁を研磨するために決定されてよい。半径が大きいほど、より大きい垂直たわみが起こりうる。ただし、半径が大きいほど、メサの縁部での局部応力が小さくなる。決定された垂直たわみに基づいて、メサの縁部でのたわみの量が決定されてよい。半径および／またはソフト研磨の量は、メサの縁部でのたわみの量に基づいて決定されてよい。基板の垂直たわみが大きいほど、半径ｒｌが大きく低減されてよい。方法は、動作４２０で終了してよい。
【００６９】
上述の動作は、例示を意図されており、動作は、応用例に応じて、順番に、同調して、同時に、連続的に、重複した期間内に、または、異なる順序で、実行されてよい。また、動作のいずれかが、実施例および／またはイベントの順序に応じて、実行されなくても飛ばされてもよい。
【００７０】
図５は、冷却流路４５２を備えたベースプレートの一例４５０を示す。ベースプレート４５０は単一の冷却流路を備えることが図示されているが、ベースプレートは、任意の数の冷却流路を有してよい。ベースプレート４５０は、区画分けされてよく、各区画は、対応する冷却材流入口および冷却材流出口を備えたそれぞれの冷却流路を備える。冷却流路４５２は、ベースプレート４５０の中心に冷却材流入口４５４を有し、ベースプレート４５０の外周付近に冷却材流出口４５６を有することが示されている。これは、プラズマ処理中により高い熱負荷を経験しうる基板の中心で、より大きい冷却を提供する。ベースプレート４５０は、さらに、任意の数の穴（たとえば、穴４５５、４５７、４５８、および、４５９が図示されている）を備えてよい。穴４５５は、温度測定のためのフィードスルーである。温度センサが、対応する電線を穴４５５に通すように接続されてよい。穴４５７は、ベースプレート４５０の外周付近のボルト穴である。
【００７１】
穴４５８は、少なくとも１つの供給穴および少なくとも１つの回収穴を含んでよい。穴４５８は、支持プレートのメサ間のオープン領域を通して循環するように、ベースプレート４５０を通して支持プレートへガスを通すために用いられてよい。穴４５９は、様々な目的に用いられてよい。穴４５９は、クランプ電圧、ヒータ接続、および、ＲＦ供給を提供するなどのために、電気フィードスルーとして用いられてよい。一実施形態において、穴４５９の直径は、穴４５５の直径よりも大きい。穴４５５の直径は、穴４５７および４５８の直径よりも大きくてよい。
【００７２】
冷却流路４５２は、ベースプレート４５０の中心で最大の冷却量を提供する。冷却量は、冷却流路４５２内の冷却流体の温度が上がるので、ベースプレート４５０の中心から周辺に向かって減少する。
【００７３】
図６は、シールバンド５０２およびメサ５０４を備えた基板支持体５００を示す。シールバンド５０２は、別の領域（例えば、内側領域５０８）から分離された環状領域（または区域）５０６を備える。シールバンド５０２は、第１バンド５１０および第２バンド５１２を備える。バンド５１０、５１２は、リングとして図示されており、円形であるが、バンド５１０、５１２は、他の形状を取ってもよい。第１バンド５１０は、基板支持体５００および／または対応する支持プレート５１４の外周にある。第２シールバンド５１２は、第１シールバンド５１０より小さい直径を有し、より基板支持体５００の中心近くに配置されている。第２バンド５１２は、内側領域（すなわち、非シールバンド領域）５０８から環状領域５０６を分離する。環状領域５０６は、内側領域５０８に供給されるガスよりも高い圧力のガスを供給されてよい。
【００７４】
ここで、図７も参照すると、図６の基板支持体５００の一部の上にあるマスクの一例５２０が示されている。マスク５２０は、図に示すように、環状の形状であり、内径および外径を備える。マスク５２０の外径は、基板支持体５００の外径と同じサイズである。マスク５２０は、マスク５２０の内径によって規定された支持プレート５１４の環状領域５２２を被覆しない。マスク５２０は、シールバンド領域５０６を被覆しており、内側領域５０８の一部を被覆してもよい。シールバンド領域５０６よりも広く被覆する様子が示されているが、マスク５２０の内径は、マスク５２０がシールバンド領域５０６だけを被覆するように、第２バンド５１２の直径と一致または同等になるように大きくされてもよい。
【００７５】
図８は、基板支持体の支持プレート５５１の上面領域の一例５５０を示す。上面領域５５０は、シールバンド５５２およびメサ（メサの位置を示すドット５５４が図示されている）を備える。シールバンド５５２は、バンド５５６、５５８を備える。加熱素子および／またはクランプ電極（図８には図示せず）が、支持プレート５５１に備えられてよい。図に示すように、メサは、バンド５５６、５５８の間のシールバンド領域内および非シールバンド領域５６４内に存在してよい。
【００７６】
以下の図９Ａ〜図９Ｂおよび１０Ａ〜図１０Ｂは、例示のためだけに図示されており、縮尺通りに描かれていない。マスクの直径、メサの数、メサのサイズ、および、メサ間の領域の深さは、図に示すものと異なってもよい。また、図９Ａ、図１０Ａに示すメサの一部のみが、図９Ｂ、図１０Ｂに示されている。図９Ａ〜図９Ｂは、支持プレート６００を示す。複数のマスク６０２、６０４が、支持プレート６００上に示されている。図９Ａ〜９Ｂは、図４の動作４１８Ｂの第１反復を実行した後の支持プレートの一例６００を示す。第１マスク６０２は、第１パターンを有する。第２マスク６０４は、第２パターンを有する。支持プレート６００は、メサ６０６を提供するために、マスク６０２、６０４のパターンに基づいてエッチングされている。図からわかるように、第２マスク６０４は、第２マスク６０４の環状領域内の円形領域におけるエッチングを防ぐ。第１マスク６０２は、メサ６０６に関連する領域におけるエッチングを防ぐために、より複雑なパターンを有する。動作４１８Ｂの第１反復によって実行されたエッチングの後、メサ６０６の間の領域は、第１深さＤ１を有する。第２マスク６０４は、支持プレート６００のシールバンド領域６０８のみを被覆してもよいし、シールバンド領域６０８よりも広く被覆してもよい。
【００７７】
図１０Ａ〜図１０Ｂは、第２マスク６０４が除去された後の支持プレート６００を示す。図１０Ａ〜１０Ｂは、図４の動作４１８Ｂの第２反復を実行した後の支持プレートの一例６００を示す。動作４１８Ｂの第２反復を実行した後、メサ６０６の間の領域は、第２深さＤ２を有してよく、この深さは、第１深さＤ１よりも大きくてよい。シールバンド６２０、６２２が、動作４１８Ｂの第２反復中に形成される。バンド６２０、６２２の中および外の領域は、第３深さＤ３を有してよく、これは、第２深さＤ２よりも小さい。第２マスク６０４がシールバンド領域６０８およびバンド６２０、６２２より広く被覆する場合、バンド６２２とメサ６０６の一部との間の１または複数の領域が、領域６２４、６２６によって示されるように、複数の深さを有してよい。領域６２４、６２６は、深さＤ２およびＤ３に対応する段差６２８を有する。
【００７８】
一実施形態において、メサ６０６およびバンド６２０、６２２の上面は、支持プレート６００の底部に対して同じ高さにある。一例として、深さＤ２は、１０ミクロンであってよく、深さＤ３は、８ミクロンであってよい。バンド６２０、６２２は、基板の背面と連続的なシールを形成してよい。これは、バンド６２２の内径の中の領域よりも、シールバンド領域６０８において小さい深さを提供して、冷却を高める。別の実施形態において、深さＤ２は深さＤ３と等しく、支持プレート６００にわたって均一な深さを提供する。動作中、冷却ガスが、（ｉ）シールバンド領域６０８、（ｉｉ）バンド６２２とメサ６０６との間の領域、および、（ｉｉｉ）メサ６０６間の領域に供給される。一例として、冷却ガスの圧力は、上記の領域全体にわたる熱を支持プレートの上面に伝導するために、最大８０Ｔｏｒｒであってよい。
【００７９】
深さＤ２、Ｄ３を減少させることで、プラズマリアクタ内のように、外部熱負荷の存在下で、支持プレート上の基板の温度を下げることができる。一例として、深度Ｄ２、Ｄ３を１０ミクロンから９ミクロンに減少させることで、６ｋＷの電力については基板の温度を１℃下げることができる。これは、上述の領域（すなわち、基板と支持プレートとの間のギャップ）における熱伝導が改善されるからである。
【００８０】
メサの高さが、冷却ガス原子の平均自由行程に近い場合、セラミックの上面からウエハへの熱伝達率ｈｇは、式２で表されてよく、ここで、ｋｇは、ガスの熱伝導率であり；ｄは、２つの表面間の距離（このシステムでは、メサの高さ）であり；ｇ１およびｇ２は、効果的により大きいガスギャップ距離の観点で界面における熱伝達を表し；ｈｇは、熱伝達率であるため、ギャップ全体にわたる温度降下は、式３で表すことができ、ここで、Ｐは、ウエハへの加熱電力であり、Ａは、加熱面積である。加熱電力Ｐは、プラズマ電力に比例する。
例えば、ガス相互作用のための表面積が増大するので、滑らかな表面よりも、粗い表面の方が熱伝達に効果的である。表面条件が一定のままであり、メサの高さのみが変化する場合、ｇ１およびｇ２は一定である。この場合、ウエハからセラミック面への温度降下は、メサの高さｄおよびプラズマ電力（または、プラズマ電力に比例する熱入力電力Ｐ）に線形比例する。この温度降下は、式４で表されてよい。
【００８１】
ｈｇ＝ｋｇ／（ｄ＋ｇ１＋ｇ２）        （２）
Ｔウエハ−Ｔセラミック＝Ｐ／（ｈｇ・Ａ）      （３）
Ｔウエハ−Ｔセラミック＝Ｐ・（（ｄ＋ｇ１＋ｇ２）／ｋｇ）・Ａ  （４）
【００８２】
本明細書に開示する例によって提供される熱伝導特性の改善により、ウエハ内温度のばらつきを１０〜５０％低減することができるため、基板処理歩留まりを改善できる。一実施形態において、深さは、８〜１５ミクロンの間で変更され、潜在的に、６ｋＷ入力電力に対して最大約７℃までのウエハ内不均一性の補償を可能にする。支持プレートにわたって深さを調整することにより、基板と支持プレートとの間のギャップのサイズが調整され、それにより、局所的冷却を調整してウエハ内温度均一性を制御する。支持プレート全体にわたるギャップのサイズは、完全に調整可能であり、他の冷却調整方法（ベースプレート内の冷却流路の調整など）ほどは幾何学的条件によって制限されない。また、支持プレートとベースプレートとの間の熱ボンド層の厚さとは異なり、ギャップのサイズは、支持プレートの局所領域については容易に調整できる。
【００８３】
一実施形態では、３以上のマスクが形成される。さらなる各マスクが、異なるサイズの深さの形成を可能にする。深さが小さいほど、強い冷却が提供され、高温スポットの冷却に役立つ。高温スポットは、ベースプレートによって十分に冷却されない領域および／または熱ボンド層に関連しうる。動作４１８Ａ〜４１８Ｅの反復は、支持プレートにわたって深さを微調整することを可能にする。
【００８４】
動作４１８Ａ〜４１８Ｅを繰り返し実行することの代替例として、機械加工ツール３１２は、所定の深さを局所的に提供するために用いられてもよい。この実施例は、例えば、深さパターンがブラスト処理と同じ対称性を有する場合に用いられてよい。例えば、この技術は、ギャップのサイズが支持プレートの中央から半径方向外向きに支持プレートの縁部まで徐々に減少するように、支持プレートの中央から縁部までのギャップ距離の勾配が必要である場合に用いられてよい。機械加工ツール３１２は、中央で最長の期間にわたって機械加工し、縁部付近で最短の期間にわたって機械加工するように、中央から縁部まで速度を上げつつ支持プレートにわたって半径方向に移動されてよい。結果として、支持プレートの中央は、支持プレートの縁部よりも長くブラストを受ける。支持プレートの領域における半径方向の移動の速度および／または期間は、この方法の実行前に、予め決定されてメモリ２７８に格納されてよい。
【００８５】
図１２は、カスタム局所マスクの例６５２、６５４、６５６、６５８を示す支持プレート６５０の図である。マスク６５２、６５４、６５６、６５８は、様々な形状を有してよく、外側環状マスク６６０の内径の中に配置されてよい。
【００８６】
開示されている例は、冷却電力均一性の局所的な改善を促進することで、基板温度の均一性を改善する。基板における温度均一性を提供することにより、上述の例は、基板間のばらつきを低減する。支持プレートの表面形状の深さは、具体的な適用例に対してカスタマイズされ、局所的深さを設定するために正確に制御されうる。
【００８７】
上述の記載は、本質的に例示に過ぎず、本開示、応用例、または、利用法を限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施されうる。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および、以下の特許請求の範囲を研究すれば他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲は、それらの例には限定されない。方法に含まれる１または複数の工程が、本開示の原理を改変することなく、異なる順序で（または同時に）実行されてもよいことを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして記載されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載された特徴の内の任意の１または複数の特徴を、他の実施形態のいずれかに実装することができる、および／または、組み合わせが明確に記載されていないとしても、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができる。換言すると、上述の実施形態は互いに排他的ではなく、１または複数の実施形態を互いに置き換えることは本開示の範囲内にある。
【００８８】
要素の間（例えば、モジュールの間、回路要素の間、半導体層の間）の空間的関係および機能的関係性が、「接続される」、「係合される」、「結合される」、「隣接する」、「近接する」、「の上部に」、「上方に」、「下方に」、および、「配置される」など、様々な用語を用いて記載されている。第１および第２要素の間の関係性を本開示で記載する時に、「直接」であると明確に記載されていない限り、その関係性は、他に介在する要素が第１および第２の要素の間に存在しない直接的な関係性でありうるが、１または複数の介在する要素が第１および第２の要素の間に（空間的または機能的に）存在する間接的な関係性でもありうる。本明細書で用いられているように、「Ａ、Ｂ、および、Ｃの少なくとも１つ」という表現は、非排他的な論理和ＯＲを用いて、論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、および、Ｃの少なくとも１つ」という意味であると解釈されるべきではない。
【００８９】
いくつかの実施例において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。
【００９０】
概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１または複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する命令であってよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
【００９１】
コントローラは、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されたコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。
【００９２】
限定はしないが、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含みうる。
【００９３】
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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