(57)【要約】本発明は、半導体処理装置を用いて、半導体基板をクランプして処理するための方法を提供する。本発明の１つの構成によれば、多極静電チャック及びその方法は、静電チャックと基板との間の熱接触伝導によって基板を加熱または冷却する動作を開示する。この多極静電チャックは、複数の突起を有する半導体プラットフォームを含み、前記突起は、その間にギャップを形成し、突起の表面あらさは、100Å以下である。静電チャックは、更にチャックに印加される電圧を制御する電圧制御システムを含み、チャックの接触熱伝達係数を制御する。静電チャックの熱伝達係数は、基板と複数の突起との間の接触圧の関数である。
2007511900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をクランプして処理するための方法であって、
前記基板を複数の突起を有するクランププレート上に配置し、
前記突起が、前記クランププレートの頂部表面から第１距離だけ伸び、かつ約１００オングストロームまたはそれ以下の表面あらさを備えて、前記基板に接触する突起接触面積を形成しており、さらに、
前記クランププレートの複数の極間に電圧を印加し、前記極に関連した静電力によって基板を前記クランププレートの頂部表面に引きつけ、
前記基板と複数の突起との間の接触圧が制御されるように前記電圧を制御し、前記基板と前記クランププレートとの間の熱伝達を制御する、各工程を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記クランププレートは、さらに、半導体プラットフォームを含み、熱エネルギーが、前記半導体プラットフォームを介して伝達されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記複数の極間に電圧を印加する工程は、前記半導体プラットフォームの頂部表面に関連した第１の電気伝導層の複数の部分間に電圧を印加するステップを含み、前記複数の部分は、互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記複数の突起は、前記第１の電気伝導層上に形成されかつ電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記複数の極間に電圧を印加する工程は、前記半導体プラットフォームの底部表面上に形成される第２の電気伝導層の複数の部分に電圧を印加するステップを含み、前記複数の部分は、互いに電気的に絶縁され、かつ前記第２の電気伝導層は、前記第１の電気伝導層に電気接続された複数の垂直連結部を含んでいることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記複数の極間に電圧を印加する工程は、更に、ばね付勢された複数の側壁接触電極に電圧を印加するステップを含み、前記側壁接触電極は、前記複数の垂直連結部のそれぞれに電気接続されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第１の電気伝導層は、タングステンシリサイド、タングステン、またはチタンの１つ以上を含んでいることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項８】
前記第１の電気伝導層は、二酸化珪素から構成されることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項９】
前記半導体プラットフォームを介して、前記基板から前記クランププレートに関連したベースプレートに熱エネルギーを伝達するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１０】
前記ベースプレートは、アモルファス、シリコン、アルミニウム、または銅からなることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記ベースプレートに関連した１つ以上の流体導管を介して、冷却流体を流すステップをさらに含み、熱エネルギーが前記冷却流体とベースプレートとの間で伝達されて、前記基板を冷却することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記ベースプレートを加熱するステップをさらに含み、前記基板が選択的に加熱されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記半導体プラットフォームは、シリコンから構成されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の突起は、二酸化珪素から構成されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の突起は、超小型電気機械部品構造のアレイからなることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の超小型電気機械部品構造は、約１０オングストロームまたはそれ以下の表面あらさを有することを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記複数の極間に印加される電圧は、１５０Ｖ未満であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記基板の表面積に対する前記突起の接触面積の比は、約０.５以下であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１９】
前記基板の表面積に対する前記突起の接触面積の比は、２．２〜０．２の範囲にあることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記基板の表面積に対する前記突起の接触面積の比は、約０．１０であることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記第１距離は、約１ミクロンであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２２】
前記基板に関連した温度を測定するステップをさらに含み、前記測定された温度は、前記電圧を制御するのに用いられ、この電圧は、前記基板と前記クランププレートとの間の熱伝達を制御することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２３】
前記制御は、所定の温度に達する基板に基づいていることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記制御は、前記温度の閉ループフィードバックに基づいていることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
前記電圧を印加する工程は、複数の極間に、第１電圧及び第２電圧をさらに印加するステップを含み、前記第１電圧は、前記基板と前記複数の突起との間に低い熱伝達係数を維持しながら、前記基板の位置を維持するように動作可能であり、第２電圧は、前記熱伝達係数を増加するように動作可能であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２６】
前記第１電圧は、１０Ｖ以上であり、前記第２電圧は、５００Ｖ未満であることを特徴とする請求項２５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、半導体処理システムに関し、より特定すると、基板を固定し、更に、これに関連した熱エネルギーを伝達するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエハの処理は、現代のマイクロエレクトロニクス素子の製造において、日常のことである。このような処理は、低圧力で実行されるプラズマ処理及びイオン注入を含んでおり、ここで、ＲＦ波またはマイクロ波のプラズマがウエハに供給され、処理中、ウエハは高温度となる。しかし、このような高温度（たとえば、400℃を越える温度）は、ウエハに有害な影響を与える。
【０００３】
多くの処理に対して、ウエハの温度を４００℃またはそれ以下の所定の温度以下に維持する限り、正確な温度制御は必要とされない。しかし、イオン注入における現在の趨勢は、高出力のシリアル注入機に向けられており、ここでは、熱伝達係数（ＨＴＣ）がＨＴＣ＞２００ｍＷ／ｃｍ2Ｃを満足する冷却が一般的に必要とされる。これらの或いは他のいくつかの注入動作において、正確な温度制御が、一般的に必要とされ、ＨＴＣは、３００ｍｍウエハにわたって均一であり、たとえば、１％以内に維持する必要がある。このような処理は、たとえば、５００ｍＷ／ｃｍ2Ｃと同程度に高いＨＴＣ値を有する。本発明が指向する要求もこのように高い性能に合致している。
【０００４】
半導体処理におけるウエハの温度制御は、ある時間の間、利用される静電チャック（ＥＳＣ）を有する。一般的な単一極のＥＳＣは、図１に示されており、ここで、ＥＳＣ１０は、静電気によってウエハ２０を保持する。ウエハ２０は、絶縁層４０によって電極３０から分離される。電圧（たとえば、a＋として図示される。）は、電源５０によって電極３０に印加される。電極に印加された電圧は、静電界（たとえば、a"-"）ウエハ２０に生じ、このウエハ２０上に等しくかつ反対の電荷を誘導する。ウエハ２０上に作用する静電界は、ウエハとＥＳＣ１０との間に静電力を生じる。その結果、静電力は、絶縁層４０に対してウエハ２０を保持する。
【０００５】
複数のＥＳＣを用いるときのウエハ２０の冷却は、ウエハと絶縁層４０の接触表面６０との間の接触伝導率によって与えることができる。ここで、絶縁層は、水冷により冷却することができる。従来、ウエハ２０の冷却は、一般的に、ＥＳＣに印加される電圧に応じて増加する。しかし、かなり高い電圧は、ウエハ上に有害な影響（たとえば、粒子発生原因となる）を与え、故障率の増加とともに、高価な電源及び電力消費をもたらすことになる。
【０００６】
従来の他のＥＳＣは、ウエハ２０と絶縁層４０との間に冷却ガスを用いる。この場合、絶縁層４０の接触面６０は、複数の突出部(図示略)を有して、冷却ガスを残す領域を形成する。セラミック層は、一般的に機械加工により突出部が形成され、この突出部は、ビードブラスト処理により形成される。しかし、セラミックからなる絶縁層４０を加工することは、いくつかの欠点として、精度と、ウエハ処理中にセラミック層によって起こる帯電微粒子の問題を生じさせる。
【０００７】
さらに、従来の機械加工方法を用いてチャック表面の平坦度（即ち、表面のうねりを制御すること）を３００ｍｍの加工物にわたって５ミクロン以下にすることは、一般的に非常に難しい。たとえば、ウエハを従来のチャック表面に接触させると、チャックとウエハ表面との間のギャップ幅は、一般的に、チャック表面のうねりにより５ミクロンの範囲内にある。しかし、このギャップは、ウエハ全体にわたり均一ではなく、クランプ状態によって変化する。従来のモデル及び測定において、平均的なギャップ幅は、チャック表面及びクランプ条件により２．２〜５ミクロンの範囲で変化する。この比較的大きくかつ制御できないギャップ幅は、ウエハ全体にわたり、より低い冷却能力と、温度の不均一性をもたらす。
【０００８】
更に、従来のＥＳＣの電極への電気接続を形成することは一般的に難しいことがわかっている。従来、導線は、電力の中心部分より下側に半田付けされる。このような半田付けは、ウエハ間の熱伝導の均一性を乱す欠点となる。
【０００９】
それゆえ、処理中、容易に調整できる均一な熱伝達係数を与えるとともに、ウエハの冷却と加熱の両方において、より高い熱の伝達を与える、改良された静電チャックが必要とされている。
【００１０】
さらに、ウエハ処理中に粒子の汚染をかなり抑えるように動作可能なクランプ表面を与える静電チャックを必要としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の基本的な構成を理解するために、単純化した本発明の要約を以下に示す。この要約は、本発明の拡張的な概要を示すものではない。これは、本発明の重要な要素を識別しかつ正確に概説するものでもない。この目的は、後に記載する詳細な説明の序文として、本発明のいくつかの概念を単純化した形で示すことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、一般的に、半導体基板を冷却または加熱するための、多極静電チャック及びその方法を指向している。多極静電チャックは、たとえば、基板を有効にクランプしかつほぼ均一に基板を冷却または加熱するためのクランププレートを含んでいる。これにより、処理制御を改善する。１つの例によれば、クランププレートは、半導体プラットフォームを含み、第１の電気伝導層が、このプラットフォームの頂部表面上に形成されている。第１の電気伝導層は、更に、互いに電気的に絶縁された複数の部分を有し、静電チャックの複数の極、即ち電極を形成する。
【００１３】
クランププレートは、例えば、基板に接触して使用でき、かつ均一な接触表面を与える複数の電気絶縁性突起を更に含んでいる。複数の突起は、複数の超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）「メムス」構造からなり、これらの突起と基板表面との間の接触面積比が小さく（例えば、約10％の面積比）なるように寸法付けられている。さらに、複数の突起によって形成される複数の谷部が、接触表面の均一性に影響を与えることなく、残留するように、微粒子等の汚染物質のための領域を与える。
【００１４】
本発明の１つの例示的な構成によれば、この静電チャックは、基板とチャックとの間の熱接触伝導によって基板を加熱または冷却する高い効率を示すように動作可能である。この熱伝導は、基板と複数の突起との間の接触圧による。複数の突起は、たとえば、基板とクランププレートとの間の熱伝達のために使用できる。複数の突起の均一性は、従来のＥＳＣｓに対して、ウエハにわたって高効率のＨＴＣの均一性を与える。更に、静電チャックを有効に操作するのに必要な電圧は、約１５０Ｖ未満に維持される。
【００１５】
本発明の別の例示的な構成によれば、半導体処理システムにおいて、基板を加熱または冷却するための方法が開示されている。この半導体処理システムは、多極静電チャックからなり、複数のＭＥＭＳの突起を有する半導体プラットフォームを含んでいる。この方法は、複数の突起上に基板を配置し、前記静電チャックに関連した２つ以上の電極間に電圧を印加する。ここで、基板は、クランププレートに静電的にクランプされる。この電圧は、制御され、複数の突起と基板との間の接触圧を制御する。接触圧は、基板と静電チャックとの間の熱伝達係数に関連している。ほぼ均一な接触圧は、基板の表面間で維持され、基板は、基板とクランププレート間の熱接触伝導によって加熱または冷却される。
【００１６】
前述の及びこれに関連した目的を達成するために、本発明は、以下に詳細に記載されかつ特許請求の範囲に特に示された特徴を含んでいる。以下の記載及び添付の図面は、本発明の例示的な実施形態を詳細に示している。しかし、これらの実施形態は、本発明の原理を用いる種々の方法の一部を示しているにすぎない。本発明の他の目的、利点及び新規な特徴は、図面を参照して、本発明の詳細な記載から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、いくつかの革新的な特徴を有する多極静電チャック（ＥＳＣ）およびこれに関連するシステムとその方法を指向する。特に、本発明の静電チャックは、ウエハ基板を均一に加熱または冷却する能力を増大させる。したがって、本発明は、図面に関連して以下で説明され、ここで同一の参照符号は、全体を通して同一の部材に対して使用される。これらの構成上の記載は、単に説明的なもので、これらの構成によって限定されるものではない。以下の記載において、説明の目的、多くの特定の詳細は、本発明の完全な理解を提供するために設けられたものである。しかし、当業者であれば、本発明は、これらの特定物でなくても実施できることが明らかであろう。
【００１８】
本発明は、多極静電チャック（ＥＳＣ）を介して従来例の問題点を克服するものであり、この静電チャックは、基板（たとえば、シリコンウエハ）及び多極静電チャック（ＥＳＣ）に関連する半導体クランププレートとの間で非常に空間的に均一な熱伝達係数を示す。
【００１９】
ウエハとＥＳＣとの間のＨＴＣを制御するための１つの方法は、基板とクランププレートとの間の熱接触伝導を用いることである。クランププレートに加えられる電圧は、接触力の大きさ、そして、前記基板とクランププレートとの間の熱接触伝導の大きさを決定する。しかし、ＨＴＣの均一性は、一般的に接触圧の均一性による。均一なＨＴＣを維持する１つの方法は、均一なクランプ表面を設けることである。しかし、クランプ表面は、基板に対して大きな接触面積を有しており、基板間に大きな接触圧を必要とする。それゆえ、高いＨＴＣを得るためにＥＳＣの電極対間に印加すべき大きな電圧差を必要とする。本発明に従ってクランプ表面の一部分を取り除くことは、単位面積当たりの接触圧力を増加させながら印加電圧を減少することを可能にする。
【００２０】
例えば、クランププレート表面の面積を取り除くために、残存する部分に複数の突起を形成し、この部分に基板が載置される。本発明の１つの構成によれば、クランププレートの接触表面積と基板の表面積との面積比は、最適化され、複数の突起を介して最大の熱伝達が起こり、基板に対する応力を最小化することができる。さらに、複数の突起は、以下で論じるように、基板に対する応力及び微粒子の発生を制限するとともに、基板をクランプするのに使用される低電圧（例えば、約５００Ｖ未満）を与える。
【００２１】
更に、複数の突起の各々の間にギャップが形成され、この一例において、複数の突起は、実際的な寸法に制限され、ギャップは、背面の微粒子に基づくと考えられる。例えば、ギャップの深さよりも大きな粒子は、基板を複数の突起に接触させることができないようにし、これにより、信頼性を欠くことになる。一般的なＥＳＣにおいて見られる多くの粒子は、１ミクロン以下であり、ギャップ深さに対する下側限界は、１ミクロン以下となる。さらに、基板における応力を最小化するために、ギャップの幅（例えば、突起間の距離）は、ほぼ基板の厚さに等しい。
【００２２】
本発明によって克服されるもう１つの企ては、ＥＳＣが多極となるようにして、この表面の制御を達成することである。単一極のクランプ（たとえば、ＥＳＣ全体を１つの電極とする）は、ウエハがプラズマに晒されかつ導電路がウエハとアースとの間で作られるような応用に用いることができる。しかし、ウエハは、プラズマに対して一定に接触していない場合、少なくとも２つの電極が必要となり、各電極は、反対の極性を有し、これにより、ウエハは、ウエハを介して電気接続することなく仮想的なアースに接続された状態となる。こうして、多極静電チャックが本発明において導入され、このチャックは、正確な表面制御とともに、電源に接続された多極電極を包含することになる。
【００２３】
図面を参照すると、本発明の図２は、本発明の１つの構成に従う多極ＥＳＣ１００の断面図を示す。このＥＳＣは、そこに存在する基板を支持しかつ熱エネルギーを伝達するように作動可能である（例えば、基板を加熱または冷却）。基板１０５は、たとえば、直径Ｄと底部表面１０７によって特徴付けられ、この底部表面は、第１表面領域(図示略)を有する。図１の静電チャック１００は、巨視的に単純化して図示されていることに注目すべきである。しかし、続く図面（例えば、図３,４及び他の図）には、より詳細に静電チャック１００の例示的な拡大図が提供されている。
【００２４】
本発明の図２に示す静電チャック１００は、基板１０５の底部表面１０７に関連しかつ底部表面の反対側に配置された頂部表面１１５を有するほぼ平坦なクランププレート１１０を含む。クランププレート１１０は、たとえば、半導体プラットフォーム１２０を含み、このプラットフォーム内に、第１の電気伝導層１２５が半導体プラットフォームの頂部表面１２７上に形成されている。第１の電気伝導層１２５は、複数の部分１３０から構成され、この部分は、後述するように、互いに電気的に絶縁された多極ＥＳＣ１００の複数の極１３１を形成する。半導体プラットフォーム１２０は、たとえば、シリコンウエハ等の半導体基板１３２を含み、この上に第１の電気伝導層１２５の複数の部分１３０が形成され、複数の部分１３０間に絶縁領域１３４を形成している。絶縁領域１３４は、第１の電気伝導層１２５の複数の部分１３０と互いに電気的に絶縁されている。複数の部分１３０に印加される電圧により、クランププレート１１０と基板１０５との間に静電力を発生させることができる。
【００２５】
本発明の例示的な構成によれば、クランププレート１１０は、以下で説明するように、半導体リソグラフィック技術を用いて形成される。ここで、絶縁領域１３４は、たとえば、第１の電気伝導層１２５の形成中、一般的にマスクされる。半導体プラットフォーム１２０は、たとえば、単一の半導体基板１３２を構成することもでき、代わりに半導体プラットフォームは、分離した半導体基板１３２（たとえば、破線１３３で示された）のモザイクを含んでいる。ここで、第１の電気伝導層１２５は、半導体基板のモザイク上に形成される。分離した半導体基板１３２のモザイクは、たとえば、分離した半導体基板を統合して半導体プラットフォーム１２０を形成し、連続した半導体プラットフォームを形成する。このようなモザイクは、標準シリコンウエハよりも大きい径を必要とする静電チャックに対して利点を有する。ここで、いくつかの半導体基板は、より大きな半導体プラットフォーム１２０を形成するために、一体に統合することができる。
【００２６】
本発明の別の構成が図９に示されており、この半導体プラットフォーム１２０は、いくつかの半導体基板１３２から形成された複数の別個のセグメント１３５を構成することができる。第１の電気伝導層１２５の複数の部分は、個々のセグメント１３５上に個別に形成される。たとえば、複数のセグメント１３５は、セラミックスペーサ１３７等の絶縁性材料によって互いに分離されている。ここで、第１の電気伝導層１２５の複数の部分は、互いに電気絶縁されている。
【００２７】
図３は、図２のクランププレート１１０の部分を示す一部断面図を示し、本発明のいくつかの例示的構成では、より詳細に説明される。この図は、必ずしもスケール寸法が正確ではなく、説明の目的のために与えられていることに注目してほしい。本発明の１つの例示的な構成によれば、クランププレート１１０は、図２に示す第１の電気伝導層の頂部表面から外側に伸びる複数の電気絶縁性突起１４０（ここで、クランププレート１１０の頂部表面１１７から外側に伸びる）を含んでいる。
【００２８】
図３を再び見ると、複数の突起１４０は、第１の電気伝導層１２５上に形成され、そして、クランププレート１１０の頂部表面１１７から第１距離Ｄ1だけ伸びている。従って、複数の突起１４０は、その間に複数のギャップ１４５を形成し、たとえば、複数の突起は、第２距離Ｄ2だけ互いから離れている。これにより、複数のギャップの幅を形成する。第２距離Ｄ2は、クランプされるべき基板(図示略)の厚さよりも短い。これにより、クランプ中の基板の機械的変形が、後で詳細に論じられるように、かなりの減少する。たとえば、第２距離Ｄ2は、約１００ミクロン未満である。
【００２９】
本発明の別の例示的な構成によれば、複数の突起１４０が超小型電気機械部品構造（ＭＥＭＳ）(microelectromechanical structure)からなる。たとえば、半導体プラットフォーム１２０は、ＭＥＭＳ微細構造を形成するのに利用されるシリコン等の材料から構成され、複数の突起１４０は、プラットフォーム上に形成される二酸化珪素（ＳｉＯ2）からなる。ＭＥＭＳ微細構造は、堅固に制御されかつクランププレート１１０の頂部表面１１７に安定した寸法を維持する。また、複数の突起１４０は、クランププレート間の頂部表面から一定の第１距離Ｄ1だけ伸びている。たとえば、図４は、円筒または矩形状の複数のアイランド１４７を含み、このアイランドは、クランププレート１１０の頂部表面１１７上に形成される。複数の突起１４０は、図２に示すように、基板１０５の底部表面１０７に接触するように使用でき、これにより、突起接触面積を形成する。好ましくは、突起接触面積比(ＡＲ）は、基板１０５の底部表面領域の全体の約１０％程度である。たとえば、図３の複数のアイランド１４７は、約１０ミクロンまたはそれ以下の直径を有し、そして、互いに約２５ミクロンだけ離れている。
【００３０】
クランププレート１１０の頂部表面１１７から伸びる複数の突起１４０は、図示するように均一の形状で整列配置されているが、複数の突起の配列、及び形状または突起の順序は、どのような形式でもよく、このような変更は、本発明の範囲内であると考えられる。
【００３１】
再び図２に戻ると、半導体プラットフォームの頂部表面１２７及び複数の突起は、更に、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）層等の保護被膜１４８をプラットフォーム上に形成することもできる。図３に示すように、この保護被膜１４８は、図３に示すように、低い放射率を有し、クランププレート１１５の方の基板(図示略)から放射される熱は、基板の加熱中、保護被膜から反射される。別の例によれば、保護被膜１４８は、クランププレート１１０と基板(図示略)との間に、硬くかつ不活性の中間界面１４９を与える。この保護被膜は、クランププレートの劣化による汚染物質の可能性を減少させる。また別の例によれば、保護被膜１４８は、基板(図示略)がクランププレート１１０と基板との間の中間界面１４９上を横方向にスライドさせることができる。
【００３２】
図５は、例示的な突起１４０を示し、保護被膜１４８が複数の突起１４０に適合し、かつ丸くなった１つ以上の鋭いエッジ１４６Ａを有する。これにより、突起は、丸くなった、１つ以上のエッジ１４６Ｂを形成する。１つ以上の丸くなったエッジ１４６Ｂは、たとえば、熱の運動（熱の膨張または圧縮）の間、クランププレート１１０に対して有利なスライド特性を与える。たとえば、突起に対する基板１０５の熱の運動１５８は、突起１４０によって基板１０５上に力Ｆを作り出すことができる。この力Ｆは、少なくとも部分的に、突起１４０の形状によって変化する。たとえば、図３に示すように、鋭いエッジ１５６は、より大きな力Ｆを作り出すように見え、基板１０５は、突起１４０の鋭いエッジで横方向への動きが拘束される。力Ｆが基板の降伏強さを超えると、基板１０５にストレスによる破壊が生じる。これにより、基板に対して電位の変動と基板の損傷の１つまたは両方を生じさせることになる。
【００３３】
一方、図５の丸いエッジ１４６Ｂは、丸いエッジを越えて力Ｆが広がることにより、基板１０５上の力Ｆを制限する。基板１０５上の力Ｆを制限することによって、基板１０５をクランププレート１１０に対してより自由に膨張または圧縮させることができる。これにより、突起１４０の位置で横方向の動きを拘束する。
【００３４】
上記で論じられた接触伝導率は、接触ＨＴＣのグラフと種々の接触面積比に対するウエハ応力を図示する図６に関連してより理解できる。たとえば、低い接触面積比（たとえば、約０．０５またはそれ以下のＡＲ）で、接触ＨＴＣ（グラフ１５９Ａ）は、突起及びウエハ間の小さな接触面積比によって小さくなる。このように小さい面積比は、特に、静電チャック圧力において、基板上のストレス（図６のグラフ１５９Ｂ）が望ましくない程度高くなる。本発明の１つの例示的な構成によれば、図２の基板と複数の突起１４０との間のＥＳＣからの機械的圧力は、少なくとも部分的に、基板とクランププレート１１０との間の熱接触ＨＴＣを決定する。ここで、熱接触ＨＴＣは、低い機械的圧力で減少する。
【００３５】
再び図６において、この接触ＡＲ（たとえば、全ての突起の突起接触面積は、全体のウエハ面積の大きな比率を占めている）が増加するに従い、接触ＨＴＣが増加し始め、最大に達してから再び減少する。これは、突起上の単位面積当たりの接触圧力が増加したり減少したりするトレードオフに影響する。この範囲（約0.05〜約0.3のＡＲの間）では、接触ＨＴＣは、比較的高く、これにより、ＥＳＣの高い効率に対する電圧制御を介して、ＥＳＣの冷却を切換え制御する。より高い接触面積比、たとえば、約０．４またはそれ以上のＡＲで、基板への応力を無視することができ、また接触ＨＴＣは、同一の接触圧を維持するために、ＥＳＣへの同一の入力電圧に対して低くなっている。
【００３６】
本発明の別の例示的な構成に従う図３を再び参照すると、複数の突起１４０は、クランププレートの頂部表面１１７から図２のクランププレートの頂部表面１１７から基板１０５の底部表面１０７までの第１距離Ｄ1を維持するように使用できる。ここで、複数の突起を介しての接触伝導率は、クランププレート間で均一である。これは、複数の突起の表面あらさを確実に制御することにより達成される。例えば、図４で再び説明するように、１００オングストローム以下の表面あらさ１６１（例えば、表面仕上げ）は、ＭＥＭＳベースの半導体処理を介して複数の突起１４０の各々に対して達成可能である。この場合、このような表面仕上げによる接触伝導率は、従来の機械加工された表面に比べて十分に高められる。
【００３７】
図７のグラフは、例示的なＭＥＭＳベースの静電チャックに対する接触熱伝達係数を示している。曲線１６３Ａ〜１６３Ｄは、それぞれ基板１０５とＭＥＭＳベースの図２に示す複数の突起との間の接触圧力が０．５、１、２及び５気圧における平均ＨＴＣｓを示している。図から明らかなように、ＨＴＣは、低ＡＲにおいて急速に増加し、最大に達し、そして、ＡＲが100％に到達するに従って次第に減少する。図７からのデータを用いて、本発明の発明者は、ＭＥＭＳベースの突起１４０に対して最適なＡＲを決定することができることを評価する。好ましくは、ＡＲは、約0.5未満であり、特に、約0.02〜0.2の範囲内が好ましい、例えば、約0.1（10％）のＡＲは、0.5〜1.0気圧の範囲の接触圧に対して最適化される。現在及びこれから予想される半導体製造処理に対して、ＨＴＣは、低電圧作業を可能にしながら、約3000ｍＷ／ｃｍ-2Ｃ-1までの範囲に熱伝達の要求条件が高くなり、これにより、最適ＡＲを約0.2以下の範囲に定める。
【００３８】
本発明の別の例によれば、図２に示すような例示の静電チャック１００は、ベースプレート１６０を更に含み、基板１０５とクランププレート１１０から熱エネルギーを移動するために使用できる。このベースプレート１６０は、たとえば、クランププレート１１０の底部表面１１７に関連した頂部表面１６２によって特徴づけられる。ベースプレート１６０の頂部表面１６２は、たとえば、クランププレート１１０の底部表面１１７に対面し、このベースプレートとクランププレートは、互いに熱的に連結される。ベースプレート１６０は、たとえば、金属等の良好な熱伝導率を与える材料で構成される。例示的なベースプレート１６０の金属は、良好な熱伝導率を有するアルミニウム、銅、あるいは他の金属合金であり、代わりに、ベースプレート１６０は、たとえば、アモルファスシリコン（a-Si）または炭化けい素(SiC)等のクランププレート１１０の熱伝導率と同等の熱伝導率を有する材料から構成される。
【００３９】
本発明の他の例示的な構成によれば、クランププレート１１０は、更に第２の電気伝導層１６５を含み、この第２の電気伝導層は、更に、互いに電気的に分離された複数の部分１６７を有する。この複数の部分１６７は、第１の電気伝導層１２５の複数の部分１３０のぞれぞれと電気的に接続されている。第２の電気伝導層１６５の複数の部分１６７は、たとえば、半導体プラットフォーム１２０の底部表面１６８とベースプレート１６０の頂部表面１６２との間に存在する。１つの実施形態では、半導体プラットフォーム１２０の頂部表面１２７上における第１の電気伝導層１２５の形成中に、第２の電気伝導層１６５の複数の部分１６７が、半導体プラットフォーム１２０の底部表面１６８上に形成される。
【００４０】
本発明の別の更に例示的な構成によれば、第２の電気伝導層１６５は、更に、電気伝導性の複数の垂直連結部１７０を含む。この垂直連結部１７０は、たとえば、第１の電気伝導層１２５及び第２の電気伝導層１４５を電気的に接続する。複数の電極１７５が、更に、第２の電気伝導層１６５に電気接続され、複数の垂直連結部１７０を介して複数の電極に第１の電気伝導層１２５を電気接続する。複数の垂直連結部１７０は、たとえば、半導体プラットフォーム１２０に関連した複数の通路１８０を含んでいる。複数の通路は、半導体プラットフォームの頂部表面１２７から底部表面１６８に伸びている。それゆえ、複数の通路１８０は、第１の電気伝導層１２５の各部分１３０を第２の電気伝導層１６５のそれぞれの部分１６７に電気接続する。第１の電気伝導層１２５および第２の電気伝導層１６５の各部分１３０及び１６７は、たとえば、１つ以上の通路１８０（たとえば、部分１３０Ａは、１つ以上の通路１８０Ａを介して部分１６７Ａに電気接続される。）によってそれぞれ電気接続される。図１１に示すように、たとえば、複数の通路１８０は、クランププレート１１０が、熱的にかつ電気的にバランスされるように、半導体プラットフォーム１２０の回りに向けられる。
【００４１】
別の実施形態に従って、図９は、別のＥＳＣ１００を示し、複数の垂直連結部１７０が半導体プラットフォーム１２０の側壁１８５に連結され、そこに複数の側壁連結部１８８を形成している。第１の電気伝導層１２５の各部分１３０は、たとえば、各々の側壁連結部１８８に電気接続され、各側壁連結部は、各々の電極１７５に電気接続される。たとえば、各電極１７５の各々は、ばね付勢された側壁接触電極１９０を含み、これらの接触電極は、ばね力(図示略)によってそれぞれの側壁連結部１８８に機械的に押圧されている。さらに、側壁連結部への接触電極の物理的結合（たとえば、ろう付けまたはエポキシ結合）は、必要ではない。
【００４２】
本発明の別の例示的な構成によれば、図１０に示すように、ベースプレート１６０は、その上に形成される第１の電気絶縁層１９２及び第３の電気伝導層１９４を含んでいる。第１の電気絶縁層１９２（たとえば、酸化物）がベースプレート１６０と第３の電気伝導層１９４との間にある。第３の電気伝導層１９４は、たとえば、更に、第１の電気伝導層１２５および第２の電気伝導層１６５のそれぞれの複数の部分１３０及び１６７に連結される複数の部分１９５を含む。第３の電気伝導層１９４の各部分１９５は、第２の電気伝導層の各部分１６７と電気接続される。第３の電気伝導層１９４の複数の部分１９５は、互いに電気的に絶縁され、ＥＳＣ１００の複数の極を電気的に絶縁させる。たとえば、第３の電気伝導層１９４は、ベースプレート１６０（第１の電気絶縁層１９２上に）の側壁１９６及び頂部表面１９７に沿って設けられ、複数の電極１７５は、ベースプレートの側壁において、第３の電気伝導層に電気接続される。代わりに、第３の電気伝導層１９４は、ベースプレート１６０の底部表面１９８上に形成することもできる。複数の電極１７５は、ベースプレートの底部表面(図示略)で、第３の電気伝導層に電気接続することができる。
【００４３】
第３の電気伝導層１９４は、たとえば、ベースプレート１６０をクランププレート１１０に結合でき、ベースプレートは、クランププレートに熱的に結合され、そして、第２の電気伝導層１６５に電気接続することができる。ベースプレート１６０をクランププレート１１０の底部表面１１７に結合する１つの例示的な方法は、ろう付けによって達成され、クランププレートの底部表面１１７を金属で覆い（たとえば、第２の電気伝導層１６５によって）、そして、ベースプレートの頂部表面１６２に真空ろう付けされる。たとえば、第３の電気伝導層１９４は、ベースプレート１６０の頂部表面１６２上に形成され、第２、第３の電気伝導層１６５，１９４は、一緒に真空ろう付けされる。第２、第３の電気伝導層１６５,１９４は、たとえば、タングステンシリサイド、タングステン、またはチタン、の１つまたは複数から構成される。しかし、いずれの電気伝導材料も、本発明の範囲内に入ると考えられる。
【００４４】
本発明の別の例示的な構成によれば、再び図９を参照すると、電気絶縁性の中間プレート１９９が、ベースプレート１６０とクランププレート１１０の間にある。この中間プレート１９９は、たとえば、アルミニウム窒化物の絶縁体ウエハを含んでいる。この中間プレートは、ベースプレート１６０からクランププレート１１０を電気的に絶縁し、適切な温度コンダクタンスを与える。さらに、中間プレート１９９は、ベースプレート１６０とクランププレート１１０に真空ろう付けすることができる。
【００４５】
図２に戻ると、ベースプレート１６０は、たとえば、更に、１つ以上の第１流体導管２００を含み、この第１流体導管は、水等の冷却流体(図示略)を、この導管内に流すことができ、ベースプレートは、冷却流体によって冷却される。図１３Ｑに図示されるように、ベースプレート４５０は、電気的伝導性を有し、さらに、複数の電極４４８を含む。これらの電極は、後述するように、第２の電気伝導層４３０の複数の部分の各々に電気接続される。
【００４６】
再び、図８において、本発明の別の例示的な構成によれば、複数のリフトピン２１０は、クランププレート１１０に連結されて作動する。複数のリフトピン２１０は、クランププレート１１０に近接する処理位置(図示略)とクランププレート上の載置位置(図示略)（たとえば、クランププレートから約１〜２ｍｍ上方の）との間で、基板１０５を垂直に転換するように作動できる。リフトピン２１０は、たとえば、水晶、炭化けい素、またはセラミック材料から構成され、処理中にリフトピンからの基板１０５への汚染を最小化する。更に、リフトピン２１０は、小さい直径（たとえば、１ｍｍまたは２ｍｍ）を有し、リフトピンが処理位置にあるとき、静電チャック１００内のリフトピンによって占有される容積をかなり制限する。リフトピン２１０によって占有される容積を最小化することは、処理位置にとって有利であり、背面側圧力を急速に変化させることができる。
【００４７】
本発明のさらに別の例示的な構成によれば、静電チャック１００は、更に、温度センサ２１５を含み、この温度センサは、図２の基板１０５に関連した１つ以上の温度Ｔを測定するために使用することができる。たとえば、図８の温度センサは、パイロメータからなり、このパイロメータは、基板(図示略)の温度Ｔを測定し、クランププレート１１０の頂部表面１１７に設けた開口２２０を介して基板(図示略)の温度Ｔを測定する。温度センサ２１５は、たとえば、最小容積のキャビティを有するパイロメータを構成し、その開口２２０を介してパイロメータが基板１０５の温度Ｔを測定するが、その開口は、小さい。開口の容積を小さくすることは、有益であり、これにより、背面側圧力を迅速に変更することができる。代わりに、温度センサ２１５は、光学式パイロメータからなり、クランププレート１１０に挿入される光ファイバーロッド(図示略)を用いる。この結果、光ファイバーロッドは、最小容積のキャビティを占有する。
【００４８】
図１１において、静電チャック１００及びこれに関連するシステム２３０のブロック図が図示されている。本発明の１つの例示的な構成によれば、静電チャックを制御するためのシステム２３０は、電圧供給源２４０に連結されて作動するコントローラ２３５を含んでいる。このコントローラ２３５は、電圧供給源２４０を制御することによってＥＳＣ１００に供給される電圧Ｖを制御するように動作可能であり、この電圧は、基板１０５に与えられるクランプ力の大きさに比例する。コントローラ２３５は、たとえば、電圧Ｖの上昇または減少により、静電力及びクランプ力をそれぞれ上げ下げして、ＥＳＣ１００の接触ＨＴＣの値をさらに制御することができる。更に、図３に示すように、約１ミクロンの第１距離Ｄ1を用いて、電圧Ｖは、半導体プラットフォームに関連したブレークダウン電圧（たとえば、約１００Ｖ〜１５０Ｖ未満の電圧）以下に維持することができる。
【００４９】
上述したように、図１１の静電チャック１００に印加される電圧を制御することは、クランププレートを介しての熱伝導の大きさを有利に制御することである。例えば、約0.10（10％）の面積比を用いる場合、低電圧（例えば、２０Ｖ未満）をＥＳＣ１００に印加することができ、約１００トルより小さい低接触圧力が基板１０５とクランププレート１１０との間で維持することができる。この低接触圧力において、基板１０５は、クランプ、即ち、固定され続け、最小量の熱エネルギーが基板と静電チャック１００との間で伝達される。このチャックの熱的部分は、実質的にオフされている。より大きな電圧Ｖ（例えば、１００Ｖ）がＥＳＣに印加されると、基板１０５とクランププレート１１０との間の接触圧は、増加（例えば、約１〜２気圧に増加される）し、これにより、基板１０５とクランププレート１１０の間のＨＴＣを急速に増加させる（例えば、約５００ｍＷ／ｃｍ2Ｃの増加）。そして、基板の加熱または冷却のために、チャックの熱的部分を「オン状態」に効果的に切換える。更に、他の実施形態によれば、図３の第１距離Ｄ1を約１ミクロンにすることは有益であり、これにより、基板１０５とクランププレート１１０との間の熱抵抗が最小化され、これによって熱損失の影響を減少させる。しかし、第１距離Ｄ1に対する他の値は、本発明の範囲内に入るものと考えられることに注目すべきである。
【００５０】
本発明のコントローラ２３５は、ＥＳＣ１００に印加する電圧Ｖを迅速に制御することによって接触圧を制御する。これにより、ＥＳＣが迅速に切換る状態（例えば、加熱状態から冷却状態に）を可能にする。コントローラ２３５は、例えば、ＥＳＣに関連した温度センサ２４５からの温度データＴをウエハにフィードバックさせるために使用することができる。ここで、電圧供給源２４０は、閉ループフィードバック装置において制御することができる。代わりに、コントローラ２３５は、所定の温度に達したとき、基板１０５とＥＳＣ１００との間のＨＴＣを制限するように作動可能である。
【００５１】
本発明は、半導体仕様の多極静電チャックを形成するための方法に向けられている。例示的な方法は、ここで一連の動作または事象として、説明かつ記載されているように、本発明は、このような動作または事象の説明される順序によって制限されるものではなく、いくつかのステップは、本発明に従って、ここで記載されかつ示されたものと異なる順序および／または他のステップを同時に実行することができる。さらに、図示されたステップでなくても、本発明に従う方法論に含まれるようにすることもできる。更に、この方法は、ここで記載しかつ説明したシステムと関連させることができるとともに、ここで説明されていない他のシステムと関連させることも可能である。
【００５２】
図１２に示すように、多極ＥＳＣを形成する方法３００は、図１３Ａ−図１３Ｑに関して論じることができる。図１２の動作３０５から初めると、半導体基板上に酸化物が形成される。図１３Ａに図示するように、酸化物層４０２は、半導体基板４１０（たとえば、両面仕上げされた３００ｍｍシリコンウエハ上に成長された２ミクロンのＳｉＯ2層）の前面４０４、背面４０６、および側壁４０８上に形成される。図１２の動作３１０では、伝導層が、基板上に形成される。たとえば、図１３Ｂに図示するように、伝導層４１２は、約１ミクロンのドープしたポリシリコンフィルムからなり、基板４１０の前面４０４、背面４０６及び側壁４０８上に形成される。図１２の動作３１５において、酸化物層は、図１３Ｃに図示するように、基板４１０の背面４０６に形成される。酸化物４１４は、たとえば、ＳｉＯ2層の２ミクロン蒸着を含み、この酸化物４１４は、基板４１０の側壁４０８を部分的に覆うとともに、基板４１０の背面４０６を覆う。
【００５３】
図１２を参照すると、動作３２０は、複数の接触穴とガス穴を形成するためにレジスト層をパターン化する。図１３Ｄは、レジスト４１６を示し、このレジストは、基板４１０の背面４０６上にパターン化される。また、このレジストは、接触穴４１８を形成する。接触穴４１８の数は、単純化して図中に示されているが、多数の接触穴を形成することもできる。後述するように、接触穴４１８は、たとえば、前面接触部(図示略)に形成して使用することができる。図１２の動作３２５において、接触穴がエッチングされ、そして、この結果を図１３Ｅに図示しており、酸化物層４０２，４１４及び伝導層４１２が、エッチングされ、更に、接触穴４１８が形成される。レジストは、その後取り除かれ、そして、図１２の動作３３０において、接触穴が、更に、たとえば、ハードマスクとして酸化物層４１４を用いて、基板にエッチングされる。図１３Ｆは、動作３３０の結果を示し、基板４１０がエッチングされ、さらに、伝導層４１２をエッチング停止に用いて、酸化物層４０２,４１４がエッチングされる。酸化物層４０２,４１４は、たとえば、湿式エッチングまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理を用いてエッチングすることもできる。
【００５４】
図１２の動作３３５は、基板上の伝導層の蒸着を示す。図１３Ｇは、動作３３５の結果を示し、伝導層４２２が、基板４１０上に蒸着される（たとえば、化学蒸着法「ＣＶＤ」でＷＳi2を１ミクロン）。接触穴４１８の内部と同様に、基板の前面４０４、背面４０６、側壁４０８にも伝導層が蒸着される。この伝導層４２２は、図２、図９及び図１０に図示するように、たとえば、第１の電気伝導層１２５、第２の電気伝導層１６５、または第３の電気伝導層１９４の１つまたは複数を含むこともできる。
【００５５】
図１２の動作３４０において、フォトレジストは、伝導層の前面エッジを取り除くために、基板の前面上にパターン化される。図１３Ｈは、基板４１０の前面４０４上に形成されるフォトレジスト４２４を図示する。ここで、前面エッジ４２６と絶縁体領域４２７は、フォトレジストによって覆われない。図１２の動作３４５において、複数の伝導層がエッチングされる。図１３Ｉは、動作３４５を実行した結果を示し、前面エッジ４２６がエッチングされ、伝導層４２２及び伝導層４１２が、前面エッジ４２６に沿って取り除かれ、電気絶縁された複数の極４４８を形成するとともに、第２の電気伝導層４３０から第１の電気伝導層を電気的に絶縁する。図１３Ｊは、フォトレジストが取り除かれた後の第１の電気伝導層４２８と第２の電気伝導層４３０を図示する。
【００５６】
図１２の動作３５０は、基板の前面上に前面酸化物を形成する動作を図示する。図１３Ｋは、基板４１０の前面４０４上に形成される酸化物層４３２を図示する。ここで、前面酸化物４３２は、第１の電気伝導層４２８を覆い、さらに、前面エッジ４２６を覆う。図１５の動作３５５において、複数の突起が前面酸化物層に形成される。図１３Ｌ−図１３Ｍは、複数の突起の形成を図示する。図１３Ｌにおいて、フォトレジスト４３４が、前面酸化物層４３２上に蒸着されかつパターン化される。そして、前面酸化物層は、その後、エッチングされ、図１３Ｍの複数の突起４３６が、フォトレジスト４３４を取り除いた後に形成される。図１２に再び戻ると、動作３６０は、基板上への保護層の蒸着を図示している。図１３Ｎにおいて、保護層４３８は、基板４１０上に形成され、この基板の前面４０４、背面４０６、及び側壁４０８は、領域４１８,４２０内で保護層によって覆われる。保護層４３８は、たとえば、約０．１ミクロンの窒化物（たとえば、窒化けい素Ｓｉ3Ｎ4）からなる。保護層４３８は、基板４１０の背面４０６から更にエッチングされる。
【００５７】
図１２の動作３７０において、第２の電気伝導層４３０が、マスクされ、静電チャックの極を形成する複数の極を電気的に絶縁するようにエッチングされる。図１３Ｏは、基板４１０の背面４０６上に形成されたマスク４４６を図示している。図１３Ｐは、第２の電気伝導層４３０及び伝導層４１２をエッチングした後の状態を図示し、複数の極４４８が互いに電気的に絶縁されている。図１２の動作３７５において、ベースプレートが、基板の背面上に形成される。ここで、ベースプレートは、静電チャックからの熱を伝達できるように動作する。図１３Ｑは、動作３７５を実行した結果を示し、ベースプレート４５０が基板４１０の背面４０６上に形成される。例えば、ベースプレート４５０は、アルミニウムからなり、ポリフィルム４１２を保護するためにリングマスク(図示略)を介して背面４０６上で脱水される。
【００５８】
本発明は、半導体基板を処理するための方法を指向している。最初に、本発明の図１４の方法５００は、図１１の例示的なシステム２３０に関連して論じることができる。静電チャック１００は、例えば、熱源(図示略)に対して局所的であり、基板１０５は、選択的に加熱することができる。クランププレート１１０の頂部表面１１５と基板１０５の底部表面１０７との間の接触面積比ＡＲは、小さく（例えば、約１０％）、接触伝導率が上述したように最適化される。更に、頂部表面１１５の表面あらさは、約１００オングストロームまたはそれ以下である。それゆえ、静電的に基板をクランプし、ＥＳＣ１００の２つ以上の極１３１に印加される電圧Ｖを制御することによって、システム２３０は、有利な方法で加熱及び冷却の間の熱移動を迅速に行うことができる。
【００５９】
基板を処理するための図１４に示す例示的な方法５００は、動作５０５で開始され、ここで、基板がクランププレートの頂部表面から突出する複数の突起を有するクランププレート上に配置される。例えば、図１５の基板１０５は、複数のピン（例えば、図８に示すように）を介して複数の突起(図示略)上に配置される。この複数のピンは、クランププレート１１０の頂部表面１１５の上方に位置する載置位置から頂部表面の下方に位置する処理位置に移動する。本発明の１つの例示的な構成によれば、複数の突起は、クランププレート１１０の頂部表面１１５から約１ミクロンの距離にある第１距離(図示略)だけ伸びている。更に、複数の突起は、約１００オングストローム以下の表面あらさを有する。
【００６０】
図１４の動作５１０において、電圧がクランププレートに印加され、基板は、クランププレートに静電的にクランプされる。本発明の１つの例示的な構成によれば、基板とクランププレート１１０との間の熱エネルギーの移動を十分許すものではないが、基板１０５をクランプするのに第１電圧が印加される。例えば、第１電圧は、約２０Ｖであり、基板１０５とクランププレート１１０との間の接触圧は、約１０〜２０トルである。第１電圧でクランプ中、基板は、加熱または別の処理がなされる。続いてまたはその代わりに、第２電圧をクランププレート１１５に印加することもできる。この第２電圧により、基板１０５とクランププレートとの間の接触圧は、コントローラ２３５によって制御され、接触熱伝達係数がかなり増加する(例えば、約１００Ｖの第２電圧が、１ミクロンのギャップ距離に基づいて、約３００トルまたはそれ以上のクランプ圧力を生じさせる)。本発明の１つの例示的な構成によれば、第１電圧は、１０Ｖ以上が好ましく、第２電圧は、５００Ｖ以下となる（例えば、第２電圧は、酸化物の破壊電圧よりも小さい）。
【００６１】
図１４の動作５１５において、熱エネルギーが基板とクランププレートの間で移動する。このとき、電圧が制御され、そして、基板が加熱または冷却される。例えば、図１１の基板１０５は、ベースプレート(図示略)を加熱、または、ベースプレートを介して冷却水を流すことによって、それぞれ加熱または冷却される。本発明の1つの例示的な構成によれば、動作５２０において、基板上の１つ以上の個所に関連した温度が測定される。
【００６２】
例えば、図１１の温度センサ２４５が、基板１０５の温度Ｔを測定し、この温度をコントローラ２３５にフィードバックさせる。１つの例によれば、温度Ｔが所定の温度に一致しない場合、第２電圧が測定された温度に従って修正または維持される。この熱エネルギーの移動は、電圧Ｖを更に制御することによって、修正または維持される。
【００６３】
図１４の動作５２５において、この電圧が停止され、あるいは減少される。基板とクランププレートとの間の接触圧が緩められ、これにより、熱伝達が停止される。動作５２５は、更に、クランププレートから電圧を低下させることができ、これにより、基板を静電力から解放する。方法５００は、動作５３０で終了する。ここで、ピンを持ち上げて、基板をＥＳＣから取り外せる載置位置に戻すことによってＥＳＣから取り除かれる。
【００６４】
本発明を或る用途及び実施に対して図示して説明してきたが、この明細書と添付された図面とを読んで理解すると他の同業者にも同等の変更や修正ができるものと認識することができる。特に上述の構成要素（アセンブリ、装置、回路、システム等）によって実行される種々の機能に関して、そのような構成要素を説明するために使用される用語（「手段」に対する参照を含めて）は、他に表示されていなければ、たとえ開示された構成に構造的に同等でなくても本発明のここで図示された例示的実施形態においてその機能を果たすものであれば、説明された構成要素の特定された機能を実行する（即ち、機能的に同等である）いずれかの構成要素に相当するものと意図されている。
【００６５】
更に、本発明の特定の特徴が幾つかの実施形態のただ一つに対して開示されてきたが、そのような特徴は、いずれかの或る又は特定の用途にとって望ましくかつ有利な他の実施形態における一つ以上の特徴と組み合わされ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来例の静電チャックの一部断面図である。
【図２】本発明の例示的な構成の１つである静電チャックの一部断面図である。
【図３】本発明の構成に従う複数の突起を有する例示的なクランププレートの一部断面図である。
【図４】本発明の構成に従う複数の突起を含む例示的なクランププレートの平面図である。
【図５】本発明の構成に従う例示的な突起の部分断面図である。
【図６】本発明の構成に従う面積比に対する例示的なクランププレート上の接触熱伝達係数及びストレスを説明するためのグラフである。
【図７】本発明の構成に従う例示的なクランププレートの面積比に対する接触熱伝達係数を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態に従う複数の通路を有するクランププレートの平面図である。
【図９】本発明の別の実施形態に従う静電クランプの一部断面図である。
【図１０】本発明の更に別の実施形態に従う静電クランプの一部断面図である。
【図１１】本発明の構成に従う例示的な静電チャックのシステム構成のブロック図である。
【図１２】本発明に従う半導体仕様の静電チャックを形成するための例示的な方法を示すフローチャート図である。
【図１３】本発明に従う図１２の方法によって図13Ａ〜図13Ｑの工程で形成される単純化した静電チャックの各一部断面図である。
【図１４】本発明に従う半導体基板を温度処理するための例示的な方法を示すフローチャート図である。
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
2007511900.tif 000020
【図１３Ｇ】
2007511900.tif 000021
【図１３Ｈ】
2007511900.tif 000022
【図１３Ｉ】
2007511900.tif 000023
【図１３Ｊ】
2007511900.tif 000024
【図１３Ｋ】
2007511900.tif 000025
【図１３Ｌ】
2007511900.tif 000026
【図１３Ｍ】
2007511900.tif 000027
【図１３Ｎ】
2007511900.tif 000028
【図１３Ｏ】
2007511900.tif 000029
【図１３Ｐ】
2007511900.tif 000030
【図１３Ｑ】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年6月12日(2006.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
本発明の別の更に例示的な構成によれば、第２の電気伝導層１６５は、更に、電気伝導性の複数の垂直連結部１７０を含む。この垂直連結部１７０は、たとえば、第１の電気伝導層１２５及び第２の電気伝導層１６５を電気的に接続する。複数の電極１７５が、更に、第２の電気伝導層１６５に電気接続され、複数の垂直連結部１７０を介して複数の電極に第１の電気伝導層１２５を電気接続する。複数の垂直連結部１７０は、たとえば、半導体プラットフォーム１２０に関連した複数の通路１８０を含んでいる。複数の通路は、半導体プラットフォームの頂部表面１２７から底部表面１６８に伸びている。それゆえ、複数の通路１８０は、第１の電気伝導層１２５の各部分１３０を第２の電気伝導層１６５のそれぞれの部分１６７に電気接続する。第１の電気伝導層１２５および第２の電気伝導層１６５の各部分１３０及び１６７は、たとえば、１つ以上の通路１８０（たとえば、部分１３０Ａは、１つ以上の通路１８０Ａを介して部分１６７Ａに電気接続される。）によってそれぞれ電気接続される。図４に示すように、たとえば、複数の通路１８０は、クランププレート１１０が、熱的にかつ電気的にバランスされるように、半導体プラットフォーム１２０の回りに向けられる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図１２を参照すると、動作３２０は、複数の接触穴とガス穴を形成するためにレジスト層をパターン化する。図１３Ｄは、レジスト４１６を示し、このレジストは、基板４１０の背面４０６上にパターン化される。また、このレジストは、接触穴４２０を形成する。接触穴４２０の数は、単純化して図中に示されているが、多数の接触穴を形成することもできる。後述するように、接触穴４２０は、たとえば、前面接触部(図示略)に形成して使用することができる。図１２の動作３２５において、接触穴がエッチングされ、そして、この結果を図１３Ｅに図示しており、酸化物層４０２，４１４及び伝導層４１２が、エッチングされ、更に、接触穴４２０が形成される。レジストは、その後取り除かれ、そして、図１２の動作３３０において、接触穴が、更に、たとえば、ハードマスクとして酸化物層４１４を用いて、基板にエッチングされる。図１３Ｆは、動作３３０の結果を示し、基板４１０がエッチングされ、さらに、伝導層４１２をエッチング停止に用いて、酸化物層４０２,４１４がエッチングされる。酸化物層４０２,４１４は、たとえば、湿式エッチングまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理を用いてエッチングすることもできる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図１２の動作３３５は、基板上の伝導層の蒸着を示す。図１３Ｇは、動作３３５の結果を示し、伝導層４２２が、基板４１０上に蒸着される（たとえば、化学蒸着法「ＣＶＤ」でＷＳi2を１ミクロン）。接触穴４２０の内部と同様に、基板の前面４０４、背面４０６、側壁４０８にも伝導層が蒸着される。この伝導層４２２は、図２、図９及び図１０に図示するように、たとえば、第１の電気伝導層１２５、第２の電気伝導層１６５、または第３の電気伝導層１９４の１つまたは複数を含むこともできる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
基板を処理するための図１４に示す例示的な方法５００は、動作５０５で開始され、ここで、基板がクランププレートの頂部表面から突出する複数の突起を有するクランププレート上に配置される。例えば、図１５の基板１０５は、複数のピン（例えば、図８に示すように）を介して複数の突起(図示略)上に配置される。この複数のピンは、クランププレート１１０の頂部表面１１５の上方に位置する載置位置から頂部表面の下方に位置する処理位置に移動する。本発明の１つの例示的な構成によれば、複数の突起は、クランププレート１１０の頂部表面１１５から約１ミクロンの距離にある第１距離(図示略)だけ伸びている。更に、複数の突起は、約１００オングストローム以下の表面あらさを有する。好ましくは、複数の突起は、超小型電気機械部品構造のアレイを構成し、これらの超小型電気機械部品のそれぞれは、約１０オングストロームまたはそれ以下の表面あらさを有する。
【国際調査報告】
2007511900.tif 000033
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