(57)【要約】【解決手段】  新型の半導体プロセス用のペデスタルおよび当該ペデスタルを備える装置の例を説明する。このようなペデスタルは特に、半導体基板に均一に熱を伝達し、メンテナンスの簡略化および／または頻度の低減を実現する。具体的には、ペデスタルは、金属プラテンの上方に配置された取り外し可能なカバーを含むとしてよい。取り外し可能なカバーは、当該カバーを支持すると共にカバーと熱のやり取りを行っているプラテンの上面の温度プロフィールがはるかに均一性が低いとしても、取り外し可能なカバーの基板側の表面では一貫して均一な温度プロフィールを維持する。カバーは、セラミック材料から形成されているとしてよく、薄いプレートの形状を持つとしてよい。このような材料は、処理環境に対して耐性を持ち、多くの処理サイクルにわたって熱特性を維持する。カバーは、プラテンから容易に取り外しが可能であり、装置全体を大規模に分解せずとも新しいカバーと交換が可能である。  【選択図】  図２
2013528943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を処理する装置において前記半導体基板を支持するペデスタルであって、
前記半導体基板に熱を与える上面を有する金属プラテンと、
取り外し可能なセラミックカバーと
を備え、
前記取り外し可能なセラミックカバーは、
前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記取り外し可能なセラミックカバーの基板側の表面の上方に配置されている前記半導体基板に略均一に熱を伝達し、
前記金属プラテンの前記上面の上方に配置されているペデスタル。
【請求項２】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、前記基板側の表面の反対側にプラテン側の表面を有し、前記プラテン側の表面の大半の部分は、前記ペデスタルを組み立てた後には、前記金属プラテンの前記上面と直接接触している請求項１に記載のペデスタル。
【請求項３】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、前記基板側の表面の反対側にプラテン側の表面を有し、前記プラテン側の表面は、前記ペデスタルを組み立てた後には、前記金属プラテンの前記上面から所定の距離を空けて配置されている請求項１に記載のペデスタル。
【請求項４】
前記金属プラテンは、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、および、アルミニウム３００３から成る群から選択される１以上のアルミニウム材料を有する請求項１に記載のペデスタル。
【請求項５】
前記金属プラテンは、前記金属プラテンの前記上面を約摂氏１００度と摂氏４５０度との間の温度まで加熱するべく、前記金属プラテンの内部に配置されているヒータを有する請求項１に記載のペデスタル。
【請求項６】
前記基板側の表面は、面全体で平均して所定の距離を空けて、前記基板側の表面の上方に前記半導体基板を支持する一群の支持部を含む請求項１に記載のペデスタル。
【請求項７】
前記所定の距離は、約０．００４インチと０．００７インチとの間である請求項６に記載のペデスタル。
【請求項８】
前記一群の支持部は、前記取り外し可能なセラミックカバーの中心を中心とする２以上の円形パターンに配置されている少なくとも６個の別箇の支持部を含む請求項６に記載のペデスタル。
【請求項９】
前記金属プラテンの前記上面は、前記取り外し可能なセラミックカバーに形成されている開口を貫通するように突出する一群の支持部を含み、前記一群の支持部は、前記半導体基板を、面全体で平均して所定の距離を空けて、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面の上方で支持する請求項１に記載のペデスタル。
【請求項１０】
前記一群の支持部は、前記金属プラテンに取り付けられている拡張部の自由端に配置されているセラミックボールを含む請求項９に記載のペデスタル。
【請求項１１】
前記開口は、前記取り外し可能なセラミックカバーの中心から径方向に延伸している長尺状の形状を持つ請求項９に記載のペデスタル。
【請求項１２】
前記ペデスタルは、前記基板側の表面の温度プロフィールを、設定温度である摂氏４００度から約摂氏３度未満の範囲内に維持する請求項１に記載のペデスタル。
【請求項１３】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、厚みが約０．０７５インチと約０．５００インチとの間である請求項１に記載のペデスタル。
【請求項１４】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、プラテン側の表面が約０．００２インチ未満のずれで前記基板側の表面と平行である請求項１に記載のペデスタル。
【請求項１５】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム、窒化ホウ素、酸窒化シリコンアルミニウム、炭化シリコン、窒化シリコン、ケイ酸マグネシウム、炭化チタン、酸化亜鉛および二酸化ジルコニウムから成る群から選択される１以上の材料を有する請求項１に記載のペデスタル。
【請求項１６】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、プラテン側の表面の中心から延伸し、前記金属プラテンの前記上面に形成されている対応する孔に挿入される誘導ピンを有し、前記誘導ピンおよび前記対応する孔は、前記取り外し可能なセラミックカバーと前記金属プラテンとの間の相対的な位置を維持する請求項１に記載のペデスタル。
【請求項１７】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、２以上の着脱柱状部を有し、前記２以上の着脱柱状部は、前記金属プラテンに対して前記取り外し可能なセラミックカバーを固定するべく、プラテン側の表面から延伸し、前記金属プラテンの前記上面に形成されている対応する着脱上方孔に挿入される請求項１に記載のペデスタル。
【請求項１８】
前記金属プラテンの側方着脱孔に挿入されて、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記２以上の着脱柱状部と係合する２以上の着脱鍵部をさらに備える請求項１７に記載のペデスタル。
【請求項１９】
前記金属プラテンの前記側方着脱孔に挿入され、前記側方着脱孔の内部で前記２以上の着脱鍵部を被覆する２以上の着脱カバーをさらに備える請求項１８に記載のペデスタル。
【請求項２０】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、カバー端縁突起部を有し、前記カバー端縁突起部は、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面の上方に延伸し、前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記半導体基板の外縁を把持する請求項１に記載のペデスタル。
【請求項２１】
前記金属プラテンは、プラテン端縁突起部を有し、前記プラテン端縁突起部は、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面の上方に延伸し、前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記半導体基板の外縁を把持しており、
前記取り外し可能なセラミックカバーは前記プラテン端縁突起部が形成する空隙内に配置される請求項１に記載のペデスタル。
【請求項２２】
前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面は、平均放射率が約０．３５未満である請求項１に記載のペデスタル。
【請求項２３】
前記取り外し可能なセラミックカバーのプラテン側の表面および前記金属プラテンの前記上面は、表面粗度が１０マイクロインチ未満である請求項１に記載のペデスタル。
【請求項２４】
前記金属プラテンの前記上面は、１以上の排気溝を有する請求項１に記載のペデスタル。
【請求項２５】
前記１以上の排気溝は、前記金属プラテンの中心から離れるように径方向に延在する溝を少なくとも１つ含む請求項２４に記載のペデスタル。
【請求項２６】
前記１以上の排気溝はさらに、少なくとも１つの同心円状の溝を含む請求項２５に記載のペデスタル。
【請求項２７】
前記１以上の排気溝の深さは、約０．００５インチと０．０２５インチとの間である請求項２４に記載のペデスタル。
【請求項２８】
半導体基板を処理する間にペデスタル上で利用する取り外し可能なセラミックカバーであって、
基板側の表面と、プラテン側の表面とを備え、
前記基板側の表面は、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面の上方に配置されている前記半導体基板に均一に熱を伝達し、
前記プラテン側の表面は、前記ペデスタルの金属プラテン上に配置される取り外し可能なセラミックカバー。
【請求項２９】
半導体基板を処理する装置であって、
前記半導体基板を受け取るチャンバと、
前記チャンバの内部においてプラズマを生成するプラズマ源と、
前記半導体基板を支持し、前記半導体基板を加熱するペデスタルと
を備え、
前記ペデスタルは、
前記半導体基板に熱を与える上面を持つ金属プラテンと、
取り外し可能なセラミックカバーと
を有し、
前記取り外し可能なセラミックカバーは、
前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記取り外し可能なセラミックカバーの基板側の表面の上方に配置されている前記半導体基板に略均一に熱を伝達し、
前記金属プラテンの前記上面の上方に配置されている装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の装置と、
ステッパと
を備えるシステム。
【請求項３１】
半導体基板からフォトレジストをストリッピングする方法であって、
（ａ）チャンバ内においてペデスタルの上方に半導体基板を配置する段階を備え、
前記ペデスタルは、
前記半導体基板に熱を与える上面を持つ金属プラテンと、
取り外し可能なセラミックカバーと
を有し、
前記取り外し可能なセラミックカバーは、
前記半導体基板を処理している間、前記取り外し可能なセラミックカバーの基板側の表面の上方に配置されている前記半導体基板に略均一に熱を伝達し、
前記金属プラテンの前記上面の上方に配置されており、
前記方法はさらに、
（ｂ）前記半導体基板からフォトレジストの一部または全てを除去する段階と、
（ｃ）前記ペデスタルから離れるように前記半導体基板を移動させる段階と、
（ａ）−（ｃ）の段階を他の基板について繰り返し実行する段階と
を備える方法。
【請求項３２】
前記ペデスタルは、段階（ａ）の前に少なくとも約摂氏１２０度まで加熱され、前記基板側の表面の温度プロフィールのずれは、約摂氏３度未満である請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記取り外し可能なセラミックカバーを用いて少なくとも１万枚の基板を処理した後に、前記取り外し可能なセラミックカバーを新しい取り外し可能なセラミックカバーと交換する段階をさらに備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記新しい取り外し可能なセラミックカバーの新しい基板側の表面の放射率特性を安定化させるために、段階（ａ）の前に、前記新しい取り外し可能なセラミックカバーを調整する段階をさらに備える請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
フォトレジストを前記半導体基板に塗布する段階と、
前記フォトレジストを露光させる段階と、
前記フォトレジストにパターンを形成して、前記パターンを前記半導体基板に転写する段階と、
前記半導体基板から前記フォトレジストを選択的に除去する段階と
をさらに備える請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国特許出願第１３／０８６，０１０号（出願日：２０１１年４月１３日、発明の名称：「ペデスタルカバー」）による恩恵を主張する。当該出願の内容は全て、参照により本願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ダマシンプロセスは、他の方法に比べると必要な処理工程の数が少なく、一般的に収率が高いので、多くの最新式集積回路製造方式で利用される。ダマシンプロセスでは、誘電体層内のトレンチおよびビアに象嵌的手法で金属ラインを成膜することによって、集積回路上に金属導電体を形成する。ダマシンプロセスの一環として、フォトレジスト層を誘電体層上に成膜する。このフォトレジストは、感光性有機ポリマーであり、液体状で「スピニング」されて、乾燥させて、固体薄膜となる。このフォトレジストはこの後、マスクを介して露光させることでパターニングされる。この処理の後、パターニングされたフォトレジスト（例えば、誘電体層のうち露出した部分）をプラズマエッチングして、誘電体層にビアおよびトレンチを形成する。この後、フォトレジストをストリッピングして、エッチング関連の残留物があれば後続の処理の前に除去する一般的に、フォトレジストストリッピングでは、酸素またはその他の酸化剤を含む１以上の処理ガスから形成されるプラズマを利用する。非常に反応性の高いプラズマは、有機フォトレジストをエッチングして、揮発性成分を形成する。この揮発性成分は、処理チャンバから排出される。このストリッピングプロセス中の基板温度は、（例えば、エッチング速度が望ましくない変化を見せないように）正確に制御する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
半導体処理に用いられる新型のペデスタルおよび当該ペデスタルを備える装置の例を説明する。これらのペデスタルは特に、半導体基板への熱伝達を均一化し、メンテナンスの頻度および／または複雑度を低減するように構成されている。具体的には、ペデスタルは、当該ペデスタルの金属プラテンの上方に配置される取り外し可能なカバーを備えるとしてよい。この取り外し可能なカバーは、当該カバーを支持すると共に当該カバーとの間で熱のやり取りを行うプラテンの上面の温度プロフィールがはるかに不均一であっても、基板側の表面の温度プロフィールを一貫して均一に維持するように構成されている。カバーは、特定のセラミック材料で形成されるとしてよく、薄いプレートのような形状を持つとしてよい。これらの材料は、処理環境に対する耐性を持ち、多くの処理サイクルを経ても熱特性が変わらない。カバーは、プラテンからの取り外しが容易であり、装置全体を分解する大規模な作業を行うことなく新しいものと交換することができる。
【０００４】
半導体基板を支持するペデスタルを提供する。このペデスタルは、半導体基板を処理する装置で利用されるとしてよい。このペデスタルは、金属プラテンおよび当該プラテンの上方に配置されている取り外し可能なカバーを備える。プラテンは、カバーを介して半導体基板に熱を与える上面を有する。カバーは、この熱を分配して、基板への熱伝達を略均一化する。処理中の基板は、カバーの基板側の表面の上方に配置されている。カバーは、後述するように１以上のセラミック材料から形成されるとしてよく、または、処理環境に適しており、基板への熱伝達を略均一化することができるいくつかの他の材料から形成されるとしてもよい。
【０００５】
カバーは、プラテンの上面の上方に配置される。カバーは通常、基板側の表面とは反対側にプラテン側の表面がある。プラテン側の表面の大部分は、組立後の動作可能なペデスタルでは、プラテンの上面と直接接触しているとしてよい。これに代えて、プラテン側の表面は、組立後の動作可能なペデスタルでは、プラテンの上面から所定の距離を空けて配置されるとしてもよい。プラテンとカバーとの間にこの距離があることによって耐熱性が向上し、この距離は、熱分布をより均一化するべく熱流束をさらに制限する必要がある場合に用いられるとしてもよい。特定の実施形態によると、金属プラテンは、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、および、アルミニウム３００３といった材料のうち１以上から形成される。金属プラテンは、内部に上面を加熱するためのヒータを有するとしてよい。ヒータの出力は、上面の温度を約摂氏１００度と摂氏４５０度との間、または、後述するようにさまざまなより具体的な範囲内に維持するために十分なものであるとしてよい。
【０００６】
特定の実施形態によると、カバーの基板側の表面には、当該基板側の表面の上方に面全体で平均して所定の距離を隔てて基板を支持する一連の支持部が設けられている。この距離は、約０．００１インチと０．０１５インチとの間であるとしてよく、または、より具体的には、約０．００４インチと０．００７インチとの間であるとしてよい。一連の支持部は、２以上の円パターンに配列されている少なくとも６個の個別の支持部を含むとしてよい。これらの円パターンの中心は、カバーの中心に対応するとしてよい。他の実施形態によると、基板支持部は、金属プラテンの上面に設けられている。このような支持部は、取り外し可能なカバーに形成されている開口を貫通して突出し、カバーの基板側の表面の上方まで延伸する。このような支持部は、同様に、カバーの基板側の表面の上方に、面全体で平均して所定の距離を空けて基板を支持する。この距離は、上述した範囲内に収まるとしてよい。これらの支持部の例を挙げると、金属プラテンに取着されている延長部の自由端に配置されているセラミックボール（例えば、サファイアボール）が含まれる。カバーに形成されている開口は、カバーの中心から径方向に延びる長尺状形状を持ち、カバーとプラテンとの間の熱膨張の相違に対応し得るとしてよい。
【０００７】
特定の実施形態によると、ペデスタルは、基板側の表面の温度プロフィールが摂氏４００度の設定温度について約摂氏３度未満内に収まるように構成されている。上面は、この動作方式では、温度のずれがはるかに大きいとしてよい。一部の実施形態によると、取り外し可能なカバーは、厚みが約０．０７５インチと０．５００インチとの間である。カバーは、プラテン側の表面および基板側の表面が約０．００２インチ未満のずれで平行であるとしてよい。
【０００８】
取り外し可能なカバーは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム、窒化ホウ素、酸窒化シリコンアルミニウム、炭化シリコン、窒化シリコン、ケイ酸マグネシウム、炭化チタン、酸化亜鉛、および、二酸化ジルコニウムといったセラミック材料のうち１以上から形成されるとしてよい。特定の実施形態によると、取り外し可能なカバーの基板側の表面は、平均放射率が約０．３５未満である。カバーのプラテン側の表面は、表面粗度が１０マイクロインチ未満であるとしてよい。同じ実施形態または他の実施形態では、金属プラテンの上面は、表面粗度が１０マイクロインチ未満である。表面を研磨すると、２つの表面の間の接触がより広範囲に及ぶので、通常は熱伝達が改善される。
【０００９】
特定の実施形態によると、取り外し可能なカバーは、プラテン側の表面の中心から延伸する誘導ピンを有する。ペデスタル組立時には、誘導ピンを、金属プラテンの上面に形成されている対応する誘導孔に挿入することによって、カバーとプラテンとを相対的に位置決めする。同じ実施形態または他の実施形態では、取り外し可能なカバーは、少なくとも垂直方向においてプラテンに対してカバーを固定するべく、プラテン側の表面から、プラテンの上面の上方着脱孔へと延伸する２以上の着脱柱状部を有している。ペデスタルはさらに、プラテンの側方着脱孔内へと延伸して、カバーが有する対応する着脱柱状部と係合する２以上の着脱鍵部を備えるとしてよい。これらの実施形態では、ペデスタルはさらに、側方着脱孔に挿入され、側方着脱孔内の着脱鍵部を被覆する着脱カバーを備えるとしてよい。
【００１０】
特定の実施形態によると、取り外し可能なカバーは、カバーの基板側の表面の上方に延伸するカバー端縁突起部を有する。カバー端縁突起部は、処理中の半導体基板の外縁を保持する。他の実施形態によると、金属プラテンは、カバーの基板側の表面の上方に延伸するプラテン端縁突起部を有する。プラテン端縁突起部は、基板の外縁を保持し、取り外し可能なカバーは、プラテン端縁突起部が形成する空間内に配置される。
【００１１】
特定の実施形態によると、金属プラテンの上面には、１以上の排気用の溝がある。この溝は、深さが約０．００５インチと０．０２５インチとの間であるとしてよい。この溝は、プラテンの中心から離れるように径方向に延在する溝を少なくとも１つ含むとしてよい。径方向の溝は、プラテンの外縁まで延在し、チャンバ環境に対して開口している。この溝は、径方向に延在している溝に加えて、同心円状の溝を少なくとも１つ含むとしてよい。同心円状の溝は、径方向に延伸する複数の排気用の溝と重なり合っており、２つの同心円状の溝の間で気体が流れるようになっている。特定の実施形態によると、プラテンの上面には、プラテンの中心と外縁との間に等間隔で配されている２つの同心円状の排気用の溝が形成されている。上面にはさらに、プラテンの中心と外縁との間に延在する径方向に延伸する排気用の溝が８個形成されている。
【００１２】
さらに、半導体基板を処理するためのペデスタルの組立時に金属プラテン上に配置され得る取り外し可能なカバーが提供される。カバーの基板側の表面は、基板側の表面の上方に配置される基板への熱伝達を均一化するように構成されている。カバーのプラテン側の表面は、ペデスタルの金属プラテン上に、または、より具体的には、プラテンの上面に配置される。カバーは、上述したさまざまなセラミック材料から形成されるとしてよい。特定の実施形態によると、カバーは、基板側の表面の上方に面全体で平均して所定の距離を空けて基板を支持するための支持部を複数備える。
【００１３】
さらに、半導体基板を処理する装置を提供する。当該装置は、基板がロードされるチャンバと、チャンバ内でプラズマを生成するプラズマ源と、基板を支持および加熱するペデスタルとを備える。ペデスタルは、上面を持つ金属プラテンを有するとしてよい。この上面を加熱するとしてよく、この上面から、上方に配置されている取り外し可能なカバーを介して基板に熱を伝達する。取り外し可能なカバーは、この熱を分配し直して、基板側の表面の上方に配置されている基板への熱伝達を略均一化する。当該装置は、ステッパをさらに備えるシステムの一部であるとしてよい。
【００１４】
さらに、半導体基板からフォトレジストをストリッピングする方法を提供する。当該方法は、半導体処理チャンバ内のペデスタル上または当該ペデスタルの上方に基板を位置決めする段階を備えるとしてよい。ペデスタルは金属プラテンを有するとしてよく、金属プラテンの上面から、当該上面の上方に配置されている取り外し可能なカバーを介して基板へ熱を伝達させる。取り外し可能なカバーは、この熱を分配し直して、基板側の表面の上方に配置されている基板への熱伝達を略均一化する。当該方法は、基板からフォトレジストの一部または全てを除去する段階へと進み、その後、ペデスタルから基板を取り外す段階へと進むとしてよい。これらの処理は、他の基板について繰り返すとしてよい。ペデスタルは、処理中、基板を用意する段階の前に、少なくとも約摂氏１２０度まで加熱されるとしてよい。この設定温度において、基板側の表面の温度プロフィールは、ずれが約摂氏３度未満であるとしてよい。このように温度プロフィールが均一化されることで、処理中の基板への熱伝達が均一化される。
【００１５】
特定の実施形態に係る方法は、取り外し可能なカバーを用いて、例えば、少なくとも約１０，０００枚の基板を処理した後に、このカバーを新しいカバーと交換する段階を備える。より具体的な実施形態によると、ペデスタルは、少なくとも約１００，０００枚の基板を処理するまでは、カバーを交換する必要がないとしてよい。カバーの放射率等の熱特性は、処理中、最初のレベルと略同じに維持されるとしてよい。
【００１６】
当該方法はさらに、処理対象の別の基板をロードする前に、新しいカバーを調整する段階を備えるとしてよい。このような調整は、新しいカバーの放射率特性、より具体的には、基板側の表面の放射率を安定化させるために行われるとしてよい。当該方法はさらに、基板にフォトレジストを塗布する段階と、当該フォトレジストを露光する段階と、フォトレジストをパターニングするとともにパターンを半導体基板に転写する段階と、半導体基板からフォトレジストを選択的に除去する段階とを備えるとしてよい。
【００１７】
上記およびその他の特徴は、図面を参照しつつ、以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】処理時間の関数として３通りのアッシング速度を示す図であり、３つの異なるペデスタルを用いた実験結果を示す図である。
【００１９】
【図２】特定の実施形態に係る取り外し可能なカバーを備える半導体処理装置を示す概略図である。
【００２０】
【図３Ａ】特定の実施形態に係る、金属プラテンおよび当該プラテンの上方に配置されている取り外し可能なカバーを備えるペデスタルを示す斜視図である。
【００２１】
【図３Ｂ】特定の実施形態に係る、金属プラテンの上方に取り外し可能なカバーを配置する前のペデスタルを示す斜視図である。
【００２２】
【図４Ａ】特定の実施形態に係る、取り外し可能なカバー上に端縁突起部（つまり、カバー端縁突起部）を備えるペデスタルを示す概略図である。
【００２３】
【図４Ｂ】特定の実施形態に係る、金属プラテン上に端縁突起部（つまり、プラテン端縁突起部）を備えるペデスタルを示す概略図である。
【００２４】
【図５Ａ】特定の実施形態に係る取り外し可能なカバーの基板側の表面を示す上面斜視図である。
【００２５】
【図５Ｂ】特定の実施形態に係る同じ取り外し可能なカバーのプラテン側の表面を示す底面斜視図である。
【００２６】
【図５Ｃ】特定の実施形態に係る取り外し可能なカバーの端縁部のさまざまなカバー端縁突起部を示す拡大図である。
【００２７】
【図６Ａ】特定の実施形態に係る別のカバーの基板側の表面に形成されるさまざまな特徴を示す概略上面図である。
【００２８】
【図６Ｂ】特定の実施形態に係る同じカバーのプラテン側の表面に形成されるさまざまな特徴を示す概略底面図である。
【００２９】
【図７】特定の実施形態に係る金属プラテンの上面および側面に形成されているさまざまな特徴を示す上面斜視図である。
【００３０】
【図８Ａ】特定の実施形態に係る取り外し可能なカバーのプラテン側の表面に取り付けられている着脱ピンのさまざまな特徴を示す底面斜視図である。
【００３１】
【図８Ｂ】特定の実施形態に係るペデスタルのカバーをプラテンに取着する前のペデスタルの端縁部を示す斜視図であり、着脱機構のさまざまな構成要素および特徴を示す図である。
【００３２】
【図９】特定の実施形態に係る、一の処理チャンバ内に複数のペデスタルを備えるマルチステーション装置を示す概略図である。
【００３３】
【図１０】特定の実施形態に係る、複数の異なるチャンバ内に複数のペデスタルが配置されているマルチチャンバ装置を示す概略図である。
【００３４】
【図１１】特定の実施形態に係る、半導体基板からフォトレジストをストリッピングする方法に対応する処理フローチャートである。
【００３５】
【図１２】アルミニウム製のプラテンおよびセラミック製の取り外し可能なカバーを備えるペデスタルのサーマルモデル化で得られるサーマルマップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に記載する説明では、本明細書で提示する概念を深く理解していただくべく具体的且つ詳細な内容を数多く記載する。本明細書で提示する概念は、以下に記載するような具体的且つ詳細な内容の一部または全てを採用することなく実施され得る。また、公知の処理は、説明する概念を不要にあいまいにすることを避けるべく、詳細な説明を省略している。一部の概念については具体的な実施形態に基づき説明しているが、これらの実施形態に限定するものではないと理解されたい。
【００３７】
＜序論＞
半導体処理装置では、半導体基板にさまざまな処理が実行されている間、これらの半導体基板を支持するためにペデスタルを利用するとしてよい。これらのペデスタルは、支持している基板を加熱および／または冷却するとしてよく、より具体的には、支持している基板の温度を制御するとしてよい。例えば、ペデスタルはヒータを備えるとしてよい。当該ヒータは、ペデスタルの金属製の本体の内部に配置されており、ペデスタルの基板側の表面を介して基板に熱流束を加える。基板は、基板側の表面の上方に所定の距離（例えば、千分の数インチ）を空けて配置されているとしてよく、輻射および対流による熱伝達を組み合わせた方法で加熱されるとしてよい。熱伝達を均一化するべく、基板側の表面は（全面にわたって、および／または、複数の処理サイクルにわたって）一定の温度に維持する必要がある。さらに、基板側の表面は、放射率が一定である必要がある。
【００３８】
本明細書では、略均一な温度は、ずれが所与の値未満である温度プロフィールと定義する。この所与の値は、さまざまな処理要件に応じて決まるとしてよい。例えば、後述する一部のアッシング処理については、このずれは約摂氏５度未満、または、約摂氏２度未満であるとしてよい。上述したように、この温度プロフィールは、ペデスタルの基板側の表面の全面にわたって、または、より具体的には、処理時に基板と実際に対向するように構成されている表面部分にわたって、考慮されるとしてよい。端縁突起部等の他の部分は、この温度プロフィールを形成する上では無視されるとしてよい。さらに、温度プロフィールの均一性は、１処理サイクルおよび複数の処理サイクル、例えば、少なくとも約１万サイクルまたは少なくとも約１０万サイクルと考えるとしてよい。半導体処理は、処理設備が特定の特性を持つことによって有効となる。このため、これらの特性の変化、例えば、基板側の表面の温度の変化は、最小限に抑えなければならない。「略均一な熱伝達」は、略均一な温度プロフィールを持つペデスタル側の表面によって実現される熱伝達と定義される。さらに、この表面は、所定数のサイクルにわたって略一定の放射率を維持する必要がある。当業者であれば、温度および放射率の均一性に関して、特定の半導体処理の具体的な要件に想到するであろう。
【００３９】
本明細書において、「半導体基板」、「半導体ウェハ」、「ウェハ」および「製造途中の集積回路」といった用語は、同様の意味を持つものとして用いられる。当業者であれば、上記の用語はさまざまな基板を意味するものと理解されたい。例えば、集積回路製造プロセスのさまざまな段階における２００ミリメートルおよび３００ミリメートルのウェハを意味するものと理解されたい。以下に記載する詳細な説明ではシリコンウェハを処理するために採用される方法および装置について何度も言及するが、範囲はこれに限定されない。概して、半導体基板は、形状、サイズおよび材料がさまざまなものであるとしてよい。一部の例には、プリント配線基板、ディスプレイ等が含まれる。本明細書で説明するペデスタル構造または、より具体的には、取り外し可能なカバーのさまざまな構成は特に、このような基板を処理するために構成されるとしてよい。
【００４０】
取り外し可能なカバーを有するペデスタルを備える装置は、さまざまな半導体製造プロセスに用いられるとしてよい。例えば、これらに限定されないが、バルクストリッピング処理および／または高ドーズインプラントストリッピング（ＨＤＩＳ）処理に利用されるとしてよい。バルクストリッピング処理は、高ドーズイオン注入処理で暴露されていないので、表面にクラストが大量に形成されていないフォトレジストを除去するために用いられるとしてよい。ＨＤＩＳ処理は、高ドーズイオン注入処理に暴露されたために大量のクラストが形成されているフォトレジストを除去するために用いられるとしてよい。ＨＤＩＳ処理は段階的に実行されるのが普通であり、初期ストリッピング段階はバルクフォトレジストを露出させるべくクラストを除去するように最適化されており、この後に実行される主要ストリッピング段階はバルクフォトレジストを除去するために異なる条件で最適化されている。ＨＤＩＳ処理におけるこれらのうち一方または両方の段階は、バルクストリッピング処理とは異なる処理条件を利用するとしてよい。例えば、バルク処理では、基板を少なくとも約摂氏２５０度、例えば、約摂氏２８０度まで高速で加熱するとしてよい。この後、この温度において、例えば、酸素含有プラズマが存在する中でアッシングを実行する。これとは対照的に、ＨＤＩＳ処理は、これより低い温度、例えば、約摂氏１２０度と摂氏１４０度との間の温度まで基板を加熱することから開始されるとしてよい。このようなより低い温度に基板を維持しつつ、酸素含有プラズマを用いてクラストを除去する。この後基板を少なくとも約摂氏２５０度、例えば、約摂氏２８０度まで加熱する。加熱した後、下方に設けられている（そして、この時点において、露出している）バルクフォトレジストをプラズマでアッシングするとしてよい。これらの例では、性能が劣化し得る化学的条件および熱条件にペデスタルが暴露されている。さらに、同じペデスタルは、同じＨＤＩＳ処理サイクルにおいて異なる処理条件、例えば、異なる基板温度を実現するために用いられるとしてもよい。これらの処理条件は通常、多くの処理サイクルにわたって継続して維持されるべきオペレーティングウィンドウが限定されている。
【００４１】
ペデスタルの一部の構成要素は通常、アルミニウムを材料とする。アルミニウムは、コストおよび製造可能性の両方の観点から見て良い選択である。アルミニウム製の構成要素は、保護コーティングを持つとしてよい。例えば、硬質陽極酸化処理が施されているとしてよい。一部のコーティングは、放射率等の特定の性能特性を実現するために用いられるとしてよい。ペデスタルの基板側の表面は通常、放射率を低くする必要がある。このため、そのままのアルミニウム面を利用することが多い。しかし、このように保護されていない表面は、過酷な処理環境において劣化すると共に表面特性が変化する可能性が高い。
【００４２】
一連の実験によって、基板側の表面の放射率特性は変化することが多く、その結果、熱伝達が一貫性に欠け不均一になることが分かっている。具体的に説明すると、アルミニウム６０６１を材料とするペデスタルで、上述したような通常のバルクストリッピング処理が約１万サイクル実行された。通常の動作方式によると、装置においてこのように多くのサイクルを実行するのにかかる時間は、約１週間に過ぎない。このペデスタルの基板側の表面は、アルミニウムのままであり、試験終了時には大幅な変色が見られた。ペデスタルは、中心が端縁よりもはるかに色が暗くなっていた。任意の特定の理論に限定されるものではないが、このグレードのアルミニウムは、マグネシウムの濃度が比較的高く、マグネシウムの一部が基板側の表面に移動してしまうと考えられている。基板側の表面の放射率マップによると、相対的に暗い中央部分は放射率が約０．１５であり、相対的に明るい端縁部分は放射率が約０．４に過ぎないことが分かった。元々のアルミニウム面の放射率は、試験前において０．４を超えていた。このような変化は、熱伝達、特に、輻射によって伝達される熱流束に悪影響を与える。
【００４３】
別の実験によると、３つの異なるペデスタルを利用して同じ処理条件下で複数のウェハを処理した。処理したウェハを検査して、各ペデスタルに対応するアッシング速度を決定した。この実験の結果を図１に示した。図１は、ペデスタルを変えるとアッシング速度が大きく変化することを示している。アッシング速度は基板温度に対する感度が非常に高いことに留意されたい。ライン２０は、アルミニウム６０６１で形成される新型のペデスタルに対応する。このペデスタルの表面では、目に見える変色は発生しなかった。ライン３０は、アルミニウム３００３で形成される新型のペデスタルに対応する。このペデスタルの表面でも、目に見える変色は発生しなかった。最後に、ライン１０は、アルミニウム６０６１で形成され、アッシングが約１万サイクル既に実行された使用済みのペデスタルに対応する。このペデスタルは、上述したように、基板側の表面の変色が大きかった。このペデスタルでは、図１から明らかであるように、アッシング速度がはるかに高くなった。任意の特定の理論に限定されるものではないが、このペデスタルの基板側の表面が他の２つのペデスタルよりも暗いので、輻射熱流速がはるかに大きいと考えられている。このため、処理中のウェハの温度が高くなり、アッシング速度がはるかに速くなった。このようなアッシング速度の差は、多くの例では許容できるものではなく、ペデスタルを交換する必要がある。つまり、ペデスタルの交換が必要になるまでに利用できるサイクル数は１万サイクル以下に過ぎない場合がある。
【００４４】
ペデスタルの交換は、非常に時間が係る処理であり、処理チャンバの圧力／真空封止状態を中断させて、新たに封止し直すとしてよい。ペデスタルを交換するためには、他の構成要素、例えば、内部基板ハンドリングロボットおよびロードロック輸送機構等に対して、ペデスタルを改めて位置合わせする必要があるとしてよい。また、ペデスタル全体は、非常に複雑で高価な部品である可能性が高い。ペデスタルを頻繁にメンテナンスおよび交換することは、出来る限り、回避すべきである。同時に、メンテナンスによる中断中にペデスタルの熱伝達特性を維持する必要があるが、上述したように、基板側の表面がアルミニウムで出来ている場合には困難であるとしてよい。また、新型のアルミニウムのペデスタルであっても、基板側の表面では温度変動が大きくなる場合があるとしてよい。
【００４５】
ペデスタルの金属プラテンの上方に特別な構成を持つカバーを配置することによって、半導体基板に対して略均一な熱伝達が常に実現されることが分かっている。このカバーは、プラテンから容易に取り外すことが可能で、プラテンを交換することなく新しいカバーと交換可能であるので、「取り外し可能なカバー」とも呼ばれるとしてよい。このカバーは、さまざまな熱特性を劣化させることなく特定の処理環境において利用可能な化学的および温度的に安定した材料で形成されている。このような材料には、初期放射率（最初の「シーズニング」サイクルの後の放射率）が比較的低く、この放射率を多数のサイクルにわたって略一定に維持可能なものがある。
【００４６】
特定の実施形態によると、取り外し可能なカバーは、熱伝導率が対応する金属プラテンよりもはるかに低い材料で形成されている。取り外し可能なカバーおよび金属プラテンの熱伝導率の比率は、少なくとも約２、または、少なくとも約５であるとしてよい。このように熱伝導率を相対的に低くすることで、プラテンの上面にホットスポットが存在する場合の平滑化して、カバーの基板側の表面上に対応してホットスポットが発生しないようにすることが容易になるとしてよい。つまり、カバーは、熱拡散部として利用されるとしてよい。
【００４７】
さらに、取り外し可能なカバーによって、例えば、必要な加熱条件が異なる他の種類の処理を実行するために同じペデスタルを用いる場合に、ペデスタルの熱特性を容易に調整することが可能となる。取り外し可能なカバーは、熱伝達特性が異なる別のカバーと容易に交換され得るか、または、カバー無しでペデスタルを利用するとしてよい。
【００４８】
概して、取り外し可能なカバーを備えるペデスタルは、基板との間の熱伝達を安定化および均一化するように構成され、メンテナンスおよび操作が容易になっているとしてよい。
【００４９】
＜装置の例＞
取り外し可能なカバーを備えるペデスタルのさまざまな特徴について理解を深めると共にその開発の背景を説明するべく、処理装置の簡単な説明を本明細書で記載する。図２は、特定の実施形態にかかる半導体基板を処理する装置１００を示す概略図である。装置１００は一般的に、例えば、フォトレジスト材料および／またはその他の残留物を半導体基板から除去したり、その他の半導体プロセスを実行するように構成されているさまざまな種類の設備である。具体例を幾つか挙げると、ＧＡＭＭＡ２１００、２１３０Ｉ２ＣＰ（インターレース方式誘導結合プラズマ）、Ｇ４００、ＧｘＴおよびＳＩＥＲＲＡがある。これらはすべて、ノベルス・システムズ（Ｎｏｖｅｌｌｕｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）（米国カリフォルニア州サンノゼ）社製である。他のシステムとしては、Ａｘｃｅｌｉｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（米国メリーランド州ロックビル）製のＦＵＳＩＯＮ  ｌｉｎｅ、韓国のＰＳＫ  Ｔｅｃｈ社製のＴＥＲＡ２１、および、Ｍａｔｔｓｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（米国カリフォルニア州フリーモント）社製のＡＳＰＥＮがある。取り外し可能なカバーを備えるペデスタルを持つ処理チャンバには、クラスタツールと対応付けられているものもあるとしてよい。例えば、ストリッピング用チャンバは、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  （米国カリフォルニア州サンタクラーラ）社製のＣＥＮＴＵＲＡクラスタツールに追加されるとしてよい。
【００５０】
装置１００は、プラズマ源１０１および処理チャンバ１０３を備えている。処理チャンバ１０３は、シャワーヘッドアセンブリ１０５によって、プラズマ源１０１とは分離されているとしてよい。プラズマ源１０１は、処理ガス吸気口１１１に接続されている。吸気口１１１は、１以上の処理ガスをシャワーヘッド構造１０５を介して処理チャンバ１０３へと供給する。低圧環境は、真空ポンプおよびコンジット１１９によって、処理チャンバ１０３内で実現される。シャワーヘッド１０９は、シャワーヘッド構造１０５の底部を形成している。処理チャンバ１０３の内部には、ペデスタルが収容されている。ペデスタルは、金属プラテン１１７と、プラテン１１７の上面の上方に配置されている取り外し可能なカバー１１８とを有する。ペデスタルは、半導体基板１１６を支持するために用いられ、特定の実施形態によると、半導体基板１１６を加熱および／または冷却する。このように、プラテン１１７は加熱／冷却素子が設けられているとしてよい。一部の実施形態によると、プラテン１１７はさらに、半導体基板１１６にバイアスを印加する。
【００５１】
処理中、１以上の処理ガスをガス吸気口１１１を介してプラズマ源１０１へと導入する。これらのガスは、１以上の化学的に活性な種を含むとしてよい。プラズマ源１０１は、ガスをイオン化して、活性化された種を生成すると共にプラズマを形成するために用いられるとしてよい。プラズマ源１０１は、無線周波数（ＲＦ）誘導コイル１１５を備えているとしてよい。シャワーヘッド１０９はこの後、このプラズマをシャワーヘッドの孔１２１を通して処理チャンバ１０３へと方向付ける。半導体基板１１６の表面に対する分布およびプラズマ／ガスの混合物の均一性を最大限まで高めるべく、シャワーヘッドの孔１２１の数および配置は任意に決定するとしてよい。
【００５２】
プラテン１１７は、温度が制御されるとしてよく、半導体基板１１６を加熱するために用いられるとしてよい。一部の実施形態によると、熱流束は取り外し可能なカバー１１８を介して伝達される。処理中、取り外し可能なカバー１１８と半導体基板１１６との間には、所与の間隙が設けられるとしてよい。この間隙は、図５Ａを参照しつつ後述するような最小接触領域（ＭＣＡ）支持部によって得られるとしてよい。特定の実施形態によると、取り外し可能なカバー１１８の基板側の表面と基板１１６との間にはある程度の接触が許可されるとしてよい。この間隙は、ペデスタルを降下させることで大きくするとしてもよい。ペデスタルを降下させると、半導体基板１１６は、固定部１２３によって支持される。固定部１２３は、処理チャンバ１０３に取り付けられているとしてよい。他の実施形態によると、内部ロボットのフィンガーは、プラテンが降下位置にある間、半導体基板を支持するために用いられるとしてよい。
【００５３】
一部の熱流束は、熱伝導によって得られるとしてよい。別の一部の熱流束は、輻射によって得られるとしてよい。これら２通りの熱伝達方法の相対的な貢献度合いは、取り外し可能なカバー１１８と基板１１６との間の間隙のサイズ、取り外し可能なカバー１１８の基板側の表面の放射率、処理チャンバ１０３内の圧力等の要因に応じて決まる。特定の実施形態によると、全熱流束のうち最大の割合を占めるのは熱伝導である。
【００５４】
＜ペデスタル構造＞
図３Ａは、特定の実施形態に係る、半導体処理装置で利用されるペデスタル２００を示す概略図である。このような半導体処理装置の例は、本明細書で幾つか上述しているとともに、以下でも説明する。ペデスタル２００の上側部分２０２は、半導体基板（不図示）を支持するために用いられる。上側部分２０２は通常、特定の種類の基板（例えば、３００ｍｍのウェハ）を収容できるようなサイズおよび形状を持つ。一部の実施形態によると、上側部分２０２は、略円形状であり、直径が約１０インチと１５インチとの間である。より具体的には、約１１インチと１４インチとの間、さらに具体的には、約１２インチと１３インチとの間（例えば、約１２．４インチ）である。上側部分２０２は、金属プラテン２０４および取り外し可能なカバー２０６を有する。取り外し可能なカバー２０６は、金属プラテン２０４の上方に配置されるか、より具体的には、プラテン２０４の上面（図面では見えない）上に配置される。取り外し可能なカバー２０６は、基板を載置する面（つまり、基板側の表面）を提供する。取り外し可能なカバー２０６はさらに、金属プラテン２０４と基板との間の熱流束を制御するとともに、特定の実施形態では、基板を略均一に加熱する。ペデスタル２００における金属プラテン２０４および取り外し可能なカバー２０６の配置について、図３Ｂを参照しつつ以下で詳しく説明する。
【００５５】
具体的には、図３Ｂは、取り外し可能なカバー２０６を金属プラテン２０４の上方に配置する前のペデスタル２００を示す図である。金属プラテン２０４の上面２２０は、取り外し可能なカバー２０６のプラテン側の表面（図面では見えない）と直接接触するとしてよい。特定の実施形態によると、上面２２０および／またはプラテン側の表面は、これら２つの面の間での機械的接触および熱伝達を改善するべく研磨されている。上面２２０は、上面２２０と取り外し可能なカバー２０６の裏面とが取着された場合に形成されるポケットからガスを排出するための経路となる排気溝を１以上有するとしてよい。特定の実施形態によると、取り外し可能なカバー２０６は、金属プラテン２０４より上方に上昇させて、カバー２０６のプラテン側の表面とプラテン２０４の上面２２０との間に間隙を形成する。この間隙を利用して、金属プラテン２０４と取り外し可能なカバー２０６との間の熱伝達抵抗を大きくするとしてよい。例えば、両者間に一連のスペーサを配置するとしてよい。スペーサは、取り外し可能なカバー２０６、金属プラテン２０４、他の構成要素（例えば、着脱機構）の一部であってもよいし、または、スタンドアロン型の構成要素であってよい。
【００５６】
上述したように、取り外し可能なカバー２０６は、基板側の表面の上方に配置された半導体基板に対して略均一な熱伝達を実現するために用いられるとしてよい。この熱は、ヒータを備える金属プラテン２０４によって供給される。特定の実施形態によると、ヒータは抵抗型電気ヒータであり、例えば、金属管内に通電コイルを設けたものをプラテン２０４の裏面の溝のうち１以上に配設している。加熱管は、プラテン２０４に溶接されるとしてよい。他の実施形態に係るヒータは、プラテン２０４内を循環する熱交換流体を含む。
【００５７】
図３Ａに戻って説明すると、上側部分２０２は、取り外し可能なカバー２０６の基板側の表面から所定距離を空けて半導体基板を支持するべく複数の突起部２０８を含むとしてよい。これらの突起部は、ＭＣＡ支持部と呼ばれることもある。ＭＣＡ支持部は、基板の裏面が損傷して汚染されてしまう可能性があるので、基板の裏面と取り外し可能なカバー２０６の基板側の表面との間の接触領域が大きくならないようにする。さらに、基板側の表面のわずかに上方に基板を配置することで、基板の加熱をより均一化するとしてよい。ＭＣＡ支持部は、取り外し可能なカバー２０６の一部またはプラテン２０４の一部として設けられるとしてよい。どちらの実施形態についても以下で説明する。
【００５８】
ペデスタル２００の上側部分２０２はさらに、内部ウェハ輸送ロボットのフィンガーまたはチャンバ固定部を収納する凹部２１０を複数有するとしてよい。例えば、図３Ａは、内部ロボットの一のアームに設けられている２つのフィンガーを収納すると共に、別のアームに設けられている別の２つのフィンガーを収納するために用いられる４つの凹部を示している。しかし、任意の数の凹部を利用するとしてよい。フィンガーまたは固定部は、ペデスタル２００の上側部分２０２が降下位置まで移動すると、基板を支持するために用いられる。上側部分２０２は、昇降機構２１４に結合されているシャフト２１２に取着されている。昇降機構２１４は、垂直方向（つまり、基板側の表面に垂直な方向）に上側部分２０２を移動させる。この垂直方向の動きによって、フィンガーまたは固定部が凹部２１０に挿脱され得る。ペデスタル構造の昇降機構２１４、ヒータおよびその他の構成要素は、後述する装置の制御システムに結合されているとしてよい。
【００５９】
上側部分２０２はさらに、半導体基板を水平方向（つまり、基板側の表面に平行な方向）に支持する１以上の端縁突起部を有するとしてよい。端縁突起部は、金属プラテン、カバー、または、その両方に設けられているとしてよい。図４Ａおよび図４Ｂは、特定の実施形態に係るさまざまな種類の端縁突起部を示す２つの概略図である。具体的に説明すると、図４Ａは、端縁突起部４０６がカバー４０４に設けられている実施形態を説明するための図である。この突起部は、カバー端縁突起部と呼ぶとしてよい。金属プラテン４０２には突起部が設けられていない。金属プラテン４０２は、プラテン４０２の外縁４０９まで延在する略平坦な上面４０３を持つとしてよい。上面４０３は、排気溝を含むとしてよい。排気溝の一部もまた、外縁４０９まで延在する。この構成によれば、プラテンの製造が簡略化され、より平滑な上面が製造され、許容誤差をより近似させることが可能になるとしてよい。
【００６０】
この構成によると、基板４００はカバー端縁突起部４０６によって支持されている。基板４００と突起部４０６との間には、基板の位置決めおよび取り外しが可能となるように、そして、処理中において基板４００とカバー４０６との間の熱膨張の差異を許容するべく、わずかな間隙４０８が設けられているとしてよい。同時に、間隙４０８は、基板の位置が合った状態を維持しつつ、間隙に汚染物質が集まらないように、十分小さくする必要がある。特定の実施形態によると、カバー端縁突起部の内側の直径は、３００ミリメートルのウェハを支持および／または位置合わせする場合には約１１．９８７インチである。カバー４０４は、後述するようにさまざまな着脱部を利用して金属プラテン４０２上に支持される。
【００６１】
図４Ｂは、端縁突起部４１６が金属プラテン４１２上に設けられている別の実施形態を示す図である。この突起部は、プラテン端縁突起部４１６と呼ばれる。カバー４１４には端縁突起部が設けられていないので、カバー４１４の製造が簡略化され、カバーの表面がより平滑に製造でき、許容誤差をより近似させることが可能になるとしてよい。プラテン端縁突起部４１６は、カバー４１４の基板側の表面４１５の上方まで延伸する。このため、プラテン端縁突起部４１６の高さは、カバー４１４の厚みに応じて決まる。一般的に、プラテン端縁突起部４１６がカバー４１４の基板側の表面４１５の上方に延伸している距離は、図４Ａを参照しつつ上述したカバー端縁突起部の高さと同一または同等である。プラテン４１２、カバー４１４および基板４１０の熱膨張の差異を許容し、プラテン端縁突起部４１６が形成する境界内にカバー４１４および基板４１０を位置決めするべく、間隙４１８をプラテン端縁突起部４１６とカバー４１４との間、および、プラテン端縁突起部４１６と基板４１０との間に設ける。カバー４１４は、さまざまな着脱部および／またはプラテン端縁突起部４１６を利用して、金属プラテン４１２上に支持されるとしてよい。
【００６２】
＜取り外し可能なカバー＞
したがって、取り外し可能なカバーは、カバー端縁突起部を備えるものとして、または、備えないものとして製造するとしてよい。図５Ａから図５Ｃを参照しつつ、カバー端縁突起部を備えるカバーを以下でより詳細に説明する。別の種類のカバー（つまり、カバー端縁突起部を備えないカバー）は、図６Ａおよび図６Ｂを参照しつつその後に説明する。当業者であれば、ある種類のカバーに関連して説明する多くの特徴は、特に明記していない限り、別の種類のカバーについても適用可能であると理解するであろう。このため、説明を簡略化するべく、以下の説明では、カバー端縁突起部を備えるカバーに重点を置く。
【００６３】
図５Ａは、特定の実施形態に係る取り外し可能なカバー５００を示す上面図である。取り外し可能なカバー５００の基板側の表面は５０２は、カバー端縁突起部５０４で画定されている境界の内部にある。カバーが端縁突起部を備えていない他の実施形態によると、基板側の表面は、カバーの外縁によって画定されるとしてよい。取り外し可能なカバー５００はさらに、内部輸送ロボットのフィンガーまたはチャンバ固定部を収納するための凹部５０８を複数備える。凹部５０８は、ペデスタルを組み立てる際に、対応する金属プラテン上の凹部に位置合わせされる。この位置合わせ状態は、後述する着脱機構によって維持されるとしてよい。
【００６４】
複数のＭＣＡ支持部５０６を持つ基板側の表面５０２を図示している。ＭＣＡ支持部は、スタンドアロン型の構成要素であってよく、例えば、カバー（またはプラテン）の凹部内に配置されているか、または、カバー（またはプラテン）に一体化されているサファイアボールであってよい。基板側の表面の上方に延伸しているＭＣＡ支持部の高さは、熱伝達を制御するとともに基板と基板側の表面との接触面積が大きくなり過ぎないように特に選択されているとしてよい。特定の実施形態によると、この高さは、約０．００１インチと０．０１０インチとの間であるか、より具体的には、約０．００４インチと０．００７インチとの間である。この高さによって、基板の裏面と取り外し可能なカバー５００の基板側の表面５０２との間に間隙が形成される。特定の実施形態によると、ＭＣＡ支持部同士の間で基板が凹型に湾曲し、基板側の表面に接触する場合もある。このため、この間隙は通常、平均化間隙と呼ばれる。この平均化間隙は、基板側の表面の上方に延伸しているＭＣＡ支持部の高さ未満であるとしてよい。
【００６５】
図５Ａは、取り外し可能なカバー５００の基板側の表面の全面にわたって均一に配置されている６個のＭＣＡ支持部５０６を示す図である。特に、基板が比較的高い処理温度まで加熱される場合に基板が凹型に湾曲するのを最小限に抑えるためには、均一に配置することが必要である。しかし、利用するＭＣＡ支持部の数を変える（例えば、３個から２５個）としてもよい。特定の実施形態によると、ペデスタルには支持部を設けず、基板は基板側の表面に直接配置して接触させる。
【００６６】
図５Ａに示す６個の支持部は、２つの同心円に沿って均一に配置される（つまり、第１の群の３つの支持部は内側の円に沿って配置され、第２の群の３つの支持部は外側の円に沿って配置される）。これらの円の中心は、取り外し可能なカバー５００の中心と略一致するとしてよい。それぞれの群に含まれる支持部は、互いに約１２０度ずらして配置されることで均一に配置されているとしてよい。一方の群に含まれる支持部は、他方の群に含まれる支持部とは約６０度ずらして配置されているとしてよい。これらの円の直径は、基板側の表面のサイズに応じて決まる。例えば、３００ミリメートルのウェハを支持するために用いられるペデスタルでは、内側の円の直径が約４インチと６インチとの間（例えば、約５インチ）であるとしてよく、外側の円の直径は約９インチと１１インチとの間（例えば、約１０インチ）であるとしてよい。
【００６７】
取り外し可能なカバーは、均一な熱伝達を実現するのに適した熱特性を持つ化学的および温度的に耐性を持つ材料で形成される。熱特性の例を挙げると、熱伝達係数、比熱、および、放射率がある。これらの特性は、通常の動作環境で順当な多数のサイクルにわたって利用されている間は、略安定して維持されるべきである。カバーの一部の初期の事前処理（例えば、「シーズニング」または「バーン・イン」）を行って、その後の安定性を確認するとしてもよい。例えば、カバーの基板側の表面の上方に基板を配置することなく１以上の処理サイクルをカバーに対して行って、放射率特性を調整するとしてよい。
【００６８】
取り外し可能なカバーに適した材料の例には、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム、窒化ホウ素、酸窒化シリコンアルミニウム、シリコン、酸化シリコン、炭化シリコン、窒化シリコン、ケイ酸マグネシウム、炭化チタン、酸化亜鉛および二酸化ジルコニウム等、さまざまなセラミック材料が含まれる。具体的な実施形態によると、カバーは酸化アルミニウムを材料とするか、より具体的には、少なくとも約９９．５％の純度の酸化アルミニウムを材料とするか、より具体的には少なくとも約９９．９％の純度の酸化アルミニウムを材料とする。高純度によって、カバーを後に処理に暴露する場合の気体漏れおよび粒子形成を回避することが容易になる。９９．５％および９９．９％の純度は、上述した他のセラミック材料にも適用可能である。
【００６９】
取り外し可能なカバーの材料は、熱特性によっても特徴付けられるとしてよい。特定の実施形態によると、カバーの材料は、（室温での）熱伝達係数が約１００Ｗ／（ｍ  Ｋ）未満であり、より具体的には、約５０Ｗ／（ｍ  Ｋ）未満であり、約２５Ｗ／（ｍ  Ｋ）未満である。上述したように、熱伝達係数が低いことによって、「熱拡散」が容易になり、取り外し可能なカバーの基板側の表面においてホットスポットが形成されないようにすることが容易になるとしてよい。
【００７０】
取外し可能なカバーを特徴付ける特性としては他にも、基板側の表面の放射率が挙げられる。この特性は、材料、表面の仕上げ等の要因に応じて決まるとしてよい。特定の実施形態によると、基板側の表面の平均放射率は、約０．０７未満であり、より具体的には、約０．０３未満または約０．０１未満である。カバーは通常、多くのサイクルにわたって放射率特性が一定に留まるように構成されている。特定の実施形態によると、最初の放射率の変化は、約１万サイクルの後で約５０％未満であり、より具体的には、約２５％未満、約５％未満である。このような安定性は、カバーの材料として特定の安定した材料を選択すること、および、基板側の表面の粗度を制御することによって得られるとしてよい。任意の特定の理論に限定されるものではないが、表面が荒くなるほど、研磨された表面に比べて、放射率ドリフトが小さくなると考えられる。特定の実施形態によると、基板側の表面は、表面粗度が約０．００１インチと０．０２５インチとの間である。
【００７１】
上述した放射率の値は、ペデスタルの通常動作温度および放射率測定時の通常角度に対して定義されている値である。輻射体では、温度が放出エネルギーのスペクトル分布に影響を与える。このため、本明細書で説明する放出率の値は、動作条件において放出強度がもっと高いスペクトル領域における値である。例えば、約摂氏３５０度と摂氏４００度との間のプラテンのウェハ側の表面の放射率の値は通常、約２マイクロメートルと８マイクロメートルとの間の波長および約９０度の放射率角度に対応する。また、説明した放射率の値は、文脈に応じて、プラテンのウェハ側の表面についての平均値または積分値である。局所的な放射率の値は表面上のさまざまな箇所で異なり得るものと理解されたい。例えば、プラテンのウェハ側の表面では、処理中に、傷および／または局所的な変色が見られる場合があるので、局所的な放射率ピークが発生する可能性がある。また、プラテンのウェハ側の表面は定期的に研磨し直して、放射率を特定範囲内に収めると理解されたい。
【００７２】
図５Ｂは、特定の実施形態に係る取り外し可能なカバー５００のプラテン側の表面５１０を示す底面斜視図である。組立後のペデスタルでは、プラテン側の表面５１０は、金属プラテンの上面と接触しておいるか、上面から所定の距離を空けて配置されているとしてよい。直接接触している実施形態では、熱伝達抵抗が低いが、熱拡散は得られるとしてよい。直接接触している実施形態では、熱伝達抵抗はさらに、プラテン側の表面５１０の粗度およびプラテンの上面の粗度に応じて決まる。特定の実施形態によると、プラテン側の表面５１０およびプラテンの上面のうち一方または両方は、表面粗度が２０マイクロインチ未満、より具体的には、約１０マイクロインチ未満、または、約５マイクロインチ未満である。さらに、熱流束の均一性については、これら２つの表面が略平行になっているか否かに応じて決まり、例えば、約０．０２５インチ未満内であるか、より具体的には、約０．０１０インチ未満であるか、または、約０．００５インチ未満である。他の実施形態によると、プラテン側の表面５１０と金属プラテンの上面との間には、例えば、一連の部材を一方または両方の面に配置することによって、間隙を設ける。この間隙は、約０．００１インチと０．０２５インチとの間であるとしてよく、より具体的には、約０．００５インチと０．０１０インチとの間であるとしてよい。
【００７３】
図５Ｂは、プラテン側の表面５１０上に配置されている（例えば、カバー５００の中央に配置されている）誘導ピン５１４を示す図である。誘導ピン５１４は、プラテンの上面の対応する誘導孔に挿入され、取り外し可能なカバー５００とプラテンとの相対的な位置関係を規定して維持するように構成されている。誘導ピン５１４および誘導孔は、取り外し可能なカバー５００およびプラテンを十分なレベルまで位置合わせするべく、（室温で）密に嵌合するとしてよい。特定の実施形態によると、誘導ピン５１４の直径は、約０．１２５インチと０．５インチとの間であり、より具体的には、約０．２５インチである。同一または別の実施形態によると、誘導ピン５１４の高さは、約０．１２５インチと０．５インチとの間であり、より具体的には、約０．２５インチである。誘導ピン５１４は、別の部材として製造した後に、プラテン側の表面５１０に取着するとしてもよい。これに代えて、誘導ピン５１４は、取り外し可能なカバー５００と一体的な部品であるとしてよい。
【００７４】
図５Ｂはさらに、プラテン側の表面５１０に配置されている２つの着脱柱状部５１２ａおよび５１２ｂを示す。特定の実施形態によると、２つの着脱柱状部は誘導ピン５１４と並んでいる。３００ミリメートルのウェハを支持するように構成されているカバーは、２つの着脱柱状部とカバーの中心との間の距離が約４インチと５．７５インチとの間であり、より具体的には、約４．５インチと５インチとの間の距離（例えば、約４．８インチ）だけ離れて配置されているとしてよい。着脱柱状部５１２ａおよび５１２ｂは、深過ぎる側方着脱孔を金属プラテン上に設けないように、取り外し可能なカバー５００の外縁に比較的近接した位置に配置される必要がある。着脱柱状部５１２ａおよび５１２ｂは、他の位置に配置することも可能である。着脱柱状部５１２ａおよび５１２ｂは、別の部材として製造した後に、プラテン側の表面５１０に取着するとしてよい。これに代えて、着脱柱状部５１２ａおよび５１２ｂは、取り外し可能なカバー５００と一体的な部材であるとしてもよい。
【００７５】
誘導ピンおよび／または着脱柱状部を別箇の部品として製造することによって、他の部材、例えば、プラテン側の表面および基板側の表面の製造精度を改善することができる。例えば、プラテン側の表面および基板側の表面の一方または両方は、より高精度に粗度を制御して製造するとしてもよいし、または、誘導ピンおよび／または着脱柱状部を別箇の部品として製造しない場合より平坦および／または平行になるように作成するとしてもよい。グレーズボンディングまたはろう付け等、複数のさまざまな技術を取着処理で利用するとしてよい。例えば、ろう付けの場合、事前に製造された粒子が大きいセラミック部材を２つ用意して両者間に、粒子が小さいセラミック材料を入れる。この積層体を加熱して、さらに特定の実施形態によると、加圧して、粒子が小さいセラミック材料を融解させて他の２つの構成要素内に溶かし入れることによって、一体的な金属結合を形成する。
【００７６】
取り外し可能なカバー５００のその他のいくつかの特徴、例えば、厚みおよびカバー端縁突起部のプロフィール（設けられている場合）は、図５Ｃを参照しつつ詳細に後述する。具体的には、図５Ｃは、特定の実施形態に係る取り外し可能なカバー５００の端縁部分を示す斜視図である。この図では、基板側の表面５０２およびカバー端縁突起部５０４の一部を図示している。同図ではさらに孔５０８も図示しており、これによって断面図のように他の特徴も図示されている。例えば、取り外し可能なカバー５００の厚みが同図から推定され得る。「厚み」という用語は、基板側の表面５０２とプラテン側の表面（同図では見えない）との間の距離と定義する。この定義は、基板側の表面５０２およびプラテン側の表面に設けられているさまざまな突起部または孔について当てはまるものではない。特定の実施形態によると、カバーの厚みは、約０．０７５インチと約０．５００インチとの間であるとしてよく、より具体的には、約０．１２５インチと０．２５０インチとの間（例えば、約０．１９８インチ）であるとしてよい。特定の熱伝導性要件を満足させるような厚みを選択するとしてよい。例えば、カバーは、耐熱性が高い材料を用いて形成する場合、例えば、熱伝導性が低い材料を用いる場合に比べて、厚みを薄くするとしてよい。上述した値は、後述する処理条件で用いる酸化アルミニウムまたはその他のセラミック材料から形成されたカバーに適用可能な値である。厚みの最小値は、製造上の理由（例えば、カバーの製造、誘導ピンおよび着脱ピンの結合）およびその他の要因から必要になるとしてよい。
【００７７】
図５Ｃからはさらに、カバー端縁突起部５０４の高さの視認および推定が可能である。特定の実施形態によると、高さは、約０．０１０インチと０．１００インチとの間であり、より具体的には、約０．０２５インチと０．０５０インチ（例えば、約０．０４０インチ）である。この高さは、図４Ａおよび図４Ｂを参照しつつ上述したように、基板の端縁を支持するのに十分な強度を持つ必要がある。しかし、基板の端縁の損傷を避けるべく、高さは大きくし過ぎるべきではない。特定の実施形態によると、カバー端縁突起部５０４は、基板側の表面５０２との間の界面に面取りが施されている。面取りによって、ある程度まで基板の位置合わせがし易くなり、基板の位置決めおよび取り外しが容易になるとしてよい。特定の実施形態によると、面取りの角度は、基板側の表面５０２に対して約３０度と６０度との間（例えば、約４５度）である。
【００７８】
図６Ａおよび図６Ｂは、特定の実施形態に係る別の取り外し可能なカバー６００の上面概略図および底面概略図である。この取り外し可能なカバー６００では、図６Ａに示すように、基板側の表面６０２にＭＣＡ支持部が設けられていない。これに代えて、取り外し可能なカバー６００は、複数の貫通孔６０６ａおよび６０６ｂを含む。これらの貫通孔によって、ＭＣＡ支持部は取り外し可能なカバー６００を貫通して突出し、基板側の表面６０２の上方まで延伸する。貫通孔６０６ａおよび６０６ｂは、図６Ａの基板側の表面６０２および図６Ｂのプラテン側の表面６１２の両方で見ることができる。これらの実施形態では、ＭＣＡ支持部は、金属プラテンの一部であるか、または、金属プラテンが支持するスタンドアロン型の構成要素（例えば、サファイアボール）であるとしてよい。金属プラテンは熱膨張係数が大幅に異なるので、ＭＣＡ支持部は取り外し可能なカバー６００に対して移動するとしてよい。例えば、アルミニウムの熱膨張係数は、約２２．２×１０−６ｍ／（ｍ  Ｋ）であり、アルミナベースのセラミックでは５．４×１０−６ｍ／（ｍ  Ｋ）に過ぎない。このため、長さが６インチ（通常のペデスタルの半径に略等しい）のセラミック製の物体およびアルミニウム製の物体を室温から約摂氏４２５度（動作温度に対応する温度）まで加熱すると、拡張の差分は約０．０４１インチとなる。このため、特定の実施形態によると、貫通孔６０６ａおよび６０６ｂは、取り外し可能なカバー６００の中心に対して径方向に長尺状の形状を持つスロットとして形成される。貫通孔６０６ａおよび６０６ｂは、１以上の円（図６Ａに点線で示した２つの円）に沿って配置されるとしてよい。取り外し可能なカバー６００は、端縁６０４に沿って設けられているカバー端縁突起部を備えるとしてよい。これに代えて、取り外し可能なカバー６００は、基板側の表面６０２が端縁６０４まで延在し、カバー端縁突起部によって周囲を取り囲まれていないとしてよい。取り外し可能なカバー６００の他の特徴は、図５Ａから図５Ｃを参照しつつ上述したものと同一または同様であるとしてよい。例えば、図６Ｂからは、プラテン側の表面６１２に２つの着脱柱状部６１６ａおよび６１６ｂ、ならびに、誘導ピン６１４が設けられている様子が分かる。
【００７９】
＜金属プラテン＞
金属プラテンのさまざまな特徴について、図７を参照しつつ、詳細に後述する。金属プラテンは、取り外し可能なカバーを支持して、取り外し可能なカバーに熱を分配するために用いられるとしてよい。金属プラテンは、バルク金属構造として形成され、加熱素子から最初に熱を分配するとしてよい。加熱素子は、プラテンの底部に取着されているか、プラテン内に配置されている。具体的には、図７は、特定の実施形態に係る金属プラテン７００を示す斜視図である。金属プラテン７００は、さまざまな熱伝導材料から構成されるとしてよい。このような材料は、さまざまな処理環境に対して化学的および熱的に耐性を持つ必要がある。アルミニウムを用いて金属プラテンを構成するとしてよい（より具体的には、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、およびアルミニウム３００３を用いとしてよい）。他のグレードのアルミニウムまたは金属も同様に利用するとしてよい。特定の実施形態によると、金属プラテンは、硬質陽極酸化コーティング等の保護コーティングが施されている。特定のコーティングを上面７０２に利用して、金属プラテン７００とカバーとの間の熱伝達を改善または制御するとしてよい。例えば、硬質陽極酸化コーティングを用いて上面７０２の表面粗度および／または放射率を修正するとしてよい。
【００８０】
金属プラテン７００の厚みは、少なくとも約０．５インチであるとしてよく、より具体的には、少なくとも約１インチ（例えば、約１．４インチ）であるとしてよい。プラテンの厚みが大きくなると通常、ヒータからの温度分布が均一化および安定化される。プラテン７００は、約摂氏１００度と約摂氏４５０度との間の設定温度に上面７０２の温度を維持するとしてよい。動作範囲の例を挙げると、温度は約摂氏１２０度と摂氏１４０度との間（例えば、約摂氏１３０度）、約摂氏２８０度と摂氏３２０度との間（例えば、約摂氏３００度）、または、約摂氏３７５度と摂氏４２５度（例えば、約摂氏４００度）との間がある。
【００８１】
金属プラテン７０２はさらに、内部ウェハ輸送ロボットのフィンガーまたはチャンバに取着されている固定部を収納する凹部７０４を複数備える。ペデスタルの組み立て時に、凹部７０４とカバーの対応する凹部とを位置合わせする。金属プラテン７００はさらに、１以上の上部着脱孔７０８および１以上の側方着脱孔７１０を備えるとしてよい。上部着脱孔７０８はそれぞれ、対応して側方着脱孔７１０があるとしてよい。２つの孔７０８、７１０は、交差しており、上部着脱孔７０８に挿入されたカバーの着脱ピンを、側方着脱孔７１０に挿入された着脱鍵部と係合するようになっている。これについては、図８Ａおよび図８Ｂを参照しつつさらに説明する。上部着脱孔７０８は、プラテン７００の中心から径方向に延伸している長尺状のスロットの形状を持ち、カバーとプラテン７００との間の熱膨張の差異に対応するとしてよい。上面７０２にはさらに、ペデスタルの組み立て時にカバーの誘導ピンを挿入する誘導孔７０６が設けられている。上述したように、誘導孔７０６およびピンを組み合わせることで、金属プラテン７０２に対してカバーを位置合わせしてその状態を維持する。
【００８２】
上面７０２には、排気溝７１２ａおよび７１２ｂが１以上設けられているとしてよい。これらの溝は、上面７０２上のさまざまな箇所からプラテン７００の外縁７１４までの経路として構成されている。カバーを上面７０２の上方に配置すると、上面７０２とカバーのプラテン側の表面との間には、両面の間で平坦さにバラツキがあるので、小さいポケットが複数形成されるとしてよい。チャンバ内の圧力を変化させると、これらのポケットからガスが漏れていくか（例えば、チャンバの真空化を行っている間）、または、これらのポケットにガスが入ろうとする（例えば、チャンバ内の圧力を上昇させる場合）。この現象は、ペデスタルの「排気」と呼ばれることもある。排気溝７１２ａおよび７１２ｂによって、ポケットとの間で障害の少ない経路が形成されることによって、排気が円滑に行えるようになる。ポケットの位置およびサイズは予測が困難であり時間の経過に応じて（例えば、金属プラテンおよびカバーが温度、圧力およびその他の要因によって変形することによって）変化するので、排気溝７１２ａおよび７１２ｂは上面７０２全体にわたって均一に配置するとしてよい。排気溝の深さは、約０．００５インチと０．０２５インチとの間（例えば、約０．０１５インチ）であるとしてよい。
【００８３】
特定の実施形態によると、排気溝は、径方向に延伸する排気溝７１２ａおよび同心円状の排気溝７１２ｂを含むとしてよい。具体的には、径方向に延伸する排気溝７１２ａは、プラテン７００の外縁７１４まで延在して、チャンバのチャンバ環境までの経路となる。径方向に延伸する排気溝７１２ａは、プラテン７００の中心を通るとしてもよいし、通らなくてもよい。具体的には、図７は、中心で交差する８個の径方向に延伸する排気溝７１２ａを図示している。これらの溝は、約４５度空けて等間隔に配置されている。しかし、径方向に延伸する排気溝の数および構成は変更するとしてもよい。
【００８４】
図７はさらに、２つの同心円状の排気溝７１２ｂを図示している。同心円状の排気溝７１２ｂおよび径方向に延伸する排気溝７１２ａは、互いに交差して、上面７０２上のさまざまな箇所と外縁７１４との間でガスの流路を形成している。３００ミリメートルのウェハを支持するプラテンについて、内側の同心円状の溝は、直径が約３インチと５インチとの間（例えば、約４インチ）であるとしてよい。外側の同心円状の溝は、直径が約６インチと１０インチとの間であり、より具体的には、７インチと９インチとの間（例えば、約８インチ）であるとしてよい。概して、溝のパターンは、溝が上面７０２全面を均一に被覆して、外縁７１４まで比較的直接的な流路が形成されるように構成されるべきである。金属プラテン上に設けられている排気溝に加えて、または、それらの排気溝に代えて、取り外し可能なカバーに排気溝を設けるとしてもよい。
【００８５】
＜着脱機構＞  
着脱機構のさまざまな特徴を、図８Ａおよび図８Ｂを参照しつつ詳細に後述する。着脱機構は、処理中およびペデスタルを取扱い中、金属プラテンに対して取り外し可能なカバーを支持するために用いて、取り外し可能なカバーおよび金属プラテンを近接して接触させた状態を維持する。取外し可能なカバーの重量によってある程度の支持力が得られるとしてよい。
【００８６】
着脱機構は、カバーのプラテン側の表面に固く取り付けられている着脱柱状部を１以上備えるとしてよい。具体的には、図８Ａは、カバー８００のプラテン側の表面８０２を図示する底面図であり、着脱柱状部８０４のさまざまな特徴を図示している。着脱柱状部８０４の胴体部８０６は、一端がプラテン側の表面８０２に取り付けられている。胴体部８０６は、円周形状のスロット８０８を含む。胴体部８０６の直径は、約０．２５インチと０．５インチ（例えば、約０．３７５インチ）であるとしてよい。円周形状のスロット８０８の深さは、約０．０４０インチと０．１２５インチとの間（例えば、約０．０６３インチ）であるとしてよい。プラテン側の表面８０２の下方に延伸する胴体部８０６の高さは、約０．０４０インチと０．１２５インチとの間（例えば、約０．０６０インチ）であるとしてよい。着脱柱状部８０４は、別の部材として製造される場合、プラテン側の表面８０２に接合するための、より具体的には、プラテン側の表面８０２の孔に挿入するための取り付けヘッドを含むとしてよい。プラテン側の表面８０２が備える着脱柱状部８０４の数は２個またはその他の任意の数であってよい。
【００８７】
図８Ｂは、特定の実施形態に係るペデスタルを示す斜視図であり、ペデスタルの組み立て前の着脱機構のさまざまな構成要素および特徴を示す図である。具体的には、金属プラテン８１０の上面８１２の上方に配置する前のカバー８００を図示している。カバー８００のプラテン側の表面上にある各着脱柱状部（図８Ｂでは不図示）について、金属プラテン８１０は、上方着脱孔８１４および側方着脱孔８１６を備える。これらの孔の位置は、着脱柱状部の位置に対応している。上方着脱孔８１４は、着脱柱状部が挿入されるように構成されている。カバー８００と金属プラテン８１０との間の熱膨張の差異に対応するべく、径方向にわずかに長尺形状を持つとしてよい（上述したように）。組立時には、着脱柱状部は、円周形状のスロットが側方着脱孔８１６と位置が並ぶまで、上方着脱孔８１４に挿入される。特定の実施形態によると、着脱柱状部および着脱孔は、カバーのプラテン側の表面がプラテンの上面と接触すると着脱柱状部の円周形状のスロットが側方着脱孔の中心と位置が並ぶように、構成されているとしてよい。ペデスタルの組立手順では続いて、着脱鍵部８２０を側方着脱孔８１６に挿入するとしてよい。着脱鍵部８２０は、本体部８２２、スロット係合縁部８２６、および、引出縁部８２４を含む。側方着脱孔８１６に挿入されている間、スロット係合縁部８２６は、円周形状のスロットを貫通して延伸して着脱柱状部と係合して、上方着脱孔８１４から取り出せないようにする。組立手順では続いて、着脱カバー８３０を側方着脱孔８１６に挿入して、着脱鍵部８２０が側方着脱孔８１６から滑って出ることを防ぐとしてよい。着脱カバー８３０および着脱鍵部８２０は、熱膨張の差異を最小限に抑えるべく、ペデスタルと同一材料で形成されるとしてよい。着脱カバー８３０は、側方着脱孔８１６に対してぴったりと嵌合するが、着脱鍵部８２０は、滑動可能に嵌合するとしてよい。
【００８８】
＜マルチステーション装置の例＞
上述したさまざまなペデスタルの例は、単一ステーション装置で、または、マルチステーション装置で利用するとしてよい。図９は、特定の実施形態に係るマルチステーション装置９００を示す概略図である。装置９００は、処理チャンバ９０１と、処理予定のウェハおよびストリッピング処理が完了したウェハを保持する１以上のカセット９０３（例えば、正面開口式カセット一体型搬送／保管箱（ＦＯＵＰ））とを備える。処理チャンバ９０１は、複数のステーションを有するとしてよく、例えば、ステーションの数は、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、１０個または任意のその他の数であってよい。ステーションの数は通常、処理がどの程度複雑なのか、および、共有環境で実行可能な処理が幾つあるのかに基づいて決まる。図９では、６個のステーション９１１−９１６を有する処理チャンバ９０１を図示している。マルチステーション装置９００が一の処理チャンバに備える全てのステーション９１１−９１６は、圧力環境が同じである。しかし、各ステーション９１１−９１６はそれぞれ、専用のプラズ生成部、ヒータおよびプラテン構成によってプラズマ条件および加熱条件が独自の条件になっているとしてよい。
【００８９】
装置９００で処理する予定の半導体基板は、カセット９０３のうちいずれか１つから、ロードロック９０５ａおよび９０５ｂのうち一方または両方を通って、ステーション９１１へとロードされる。外部ロボット９０７は、カセット９０３と、ロードロック９０５ａおよび９０５ｂとの間で基板を輸送するために用いられるとしてよい。図示した実施形態では、２つの別箇のロードロック９０５ａおよび９０５ｂが用意されている。ロードロック９０５ａおよび９０５ｂは、ある圧力環境（例えば、処理チャンバ９０１の外部の大気圧の圧力環境）と別の圧力環境（例えば、これよりはるかに低圧の処理チャンバ９０１の内部の圧力環境）との間で基板を輸送するために用いられる。処理チャンバ９０１の内部環境に対応するレベルに圧力が釣り合う状態になると、別の輸送デバイス（不図示）を利用して基板をロードロック９０５ａからステーション９１１へと移動させるとしてよい。処理チャンバ９０１から取り出すべく、ステーション９１６からロードロック９０５ｂへと基板を戻す場合に、同じ輸送デバイスを利用するとしてもよいし、別の輸送デバイスを利用するとしてもよい。内部ロボット９０９は、複数の処理ステーション９１１−９１６の間で基板を輸送するために用いられるとしてよい。内部ロボット９０９は、複数の処理ステーションに向かって延伸している複数のアームを持つスピンドル構造を含むとしてよい。各アームは、４つのフィンガーを持つとしてよい（例えば、ステーションに向かって延伸するアームの両側にそれぞれ２つのフィンガーが設けられている）。フィンガーは、処理ステーション内で基板を上昇、降下および位置決めするために用いられる。
【００９０】
基板をステーション９１１に配置する前に、内部ロボット９０９の対応するアームを、４つのフィンガー（つまり、ステーション９１１の両側に配置されている２つの隣接するアームのそれぞれにある２つのフィンガー）がプラテンおよび／または取り外し可能なカバーの孔の中に位置するように、位置決めする。前述したように、これらの孔は対応するフィンガーが挿入されるように構成されている。フィンガーはこの後、ステーション９１１の孔から上昇させられて、基板をステーション９１１の上方で支持して、別のステーションに移動させるとしてよい。したがって、他のステーションの孔も同様に、これらのフィンガーが挿入されるように構成されている。概して、どのステーションの孔も内部ロボット９０９の任意の組のフィンガーが挿入できるように構成されている。内部ロボット９０９およびステーション９１１−９１６のペデスタルは、ペデスタルの表面の上方に基板を上昇させるため、または、基板をペデスタルの表面に配置するために、互いに垂直方向に移動するように構成されている。当業者であれば、基板をペデスタルの表面に配置する場合、基板およびペデスタルの大部分同士が直接接触するとしてもよいし、しなくてもよいと理解されるであろう。例えば、ペデスタルは、基板の裏面との接触面積が大きくなり過ぎないように、ＭＣＡ支持部を備えるとしてよい。半導体処理装置および半導体処理の実施形態の概略を説明するべく、ＭＣＡ支持部で支持されているとしても、基板はペデスタル上に配置されていると言う。さらに、内部ロボット９０９およびステーション９１１−９１６のペデスタルは、ステーション間で基板を移動させるべく、互いを中心にして回転させるように移動するように構成されている。全てのステーションが同じ環境内にあるので、ロードロックまたはその他の種類の輸送ポートをステーション間に設ける必要はない。一の基板を各ステーションまたは選択された一部のステーションで処理する（加熱処理を含む）としてもよい。
【００９１】
一のステーション（例えば、ステーション９１１）は、新しく入ってきた基板ウェハを最初に加熱するためのステーションであるとしてよい。このステーションは、ステーションの上方に加熱用ランプが設けられているとしてよい。基板の最初の温度は、室温と同等であるとしてよい（例えば、約摂氏２５度）。事前加熱処理の後の温度は、摂氏３００度を超えるとしてよく、一般的には続いて行われるクラストストリッピングまたはバルクストリッピング等の処理によって決まる。
【００９２】
他のステーション（例えば、ステーション９１２、９１３、９１４、９１５および９１６）は、他の種類の処理について利用されるとしてよい。一の装置内の複数のステーションで行われる処理は、順次または並列に実行されるとしてよい。特定の実施形態によると、装置９００の処理ステーションのうち全てまたは一部の選択された処理ステーションが、取り外し可能なカバーを備えるペデスタルを持つとしてよい。上述したように、処理ステーションのうち一部または全ては、独自の無線周波数（ＲＦ）電源、例えば、下流誘導結合プラズマＲＦ源を備えているとしてよい。これらのステーションはさらに、ペデスタルの表面に配置されている基板にバイアスを印加する設備を持つとしてよい。また、プラテンのうち一部または全ては、加熱素子を備えるとしてもよい。
【００９３】
複数の異なるステーションは、内部ロボット９０９に対して、垂直方向において複数の異なる位置にペデスタルを備えているとしてよい。例えば、ステーション９１２および９１３は、ペデスタルから伝達する熱流速を少なくするべく、ペデスタルが降下位置にあるとしてよい。これらのステーションは、例えば、注入処理によって形成されたクラストをフォトレジストから除去するために用いられるとしてよい。このため、この除去処理の間、他のステーションで実行される他の処理の間よりも低い温度に基板を維持するべく、基板とペデスタル（例えば、取り外し可能なカバー）との間には間隙があるとしてよい。この間隙は、約０．１インチと３インチとの間であるとしてよく、より具体的には、約１.５インチと２．５インチとの間であるとしてよい。この間隙は、１以上の要因、例えば、プラテンのウェハ側の表面の放射率、プラテンの温度、ウェハをステーションに輸送してきた際のウェハの最初の温度、処理中のウェハの温度要件、ウェハのサーマルバジェット、ウェハの抵抗率、基板上のフォトレジストの種類、および、他の処理パラメータに応じて処理中に選択および／または調整されるとしてよい。ペデスタルの降下位置は、ペデスタル（つまり、基板側の表面またはＭＣＡ支持部）が基板と接触しない任意の位置と定義される。垂直方向のペデスタルの配向をこのように変化させる（つまり、上昇位置および降下位置を設定する）ことで、ペデスタルの加熱構成（ペデスタルの構造および加熱素子の出力）を略同様のままとしつつ、基板温度を変化させることが可能になる。これに代えて、ステーション毎にペデスタルの種類が異なるとしてよく、具体的には、カバーの種類を変更するとしてよい。例えば、基板温度を低くする必要があるステーション９１２および９１３のペデスタルは、基板カバーを厚くするとしてよい。同一または別の実施形態において、このペデスタルに利用されるカバーの材料は、熱伝導率が低いものにするとしてよい。さらに、ヒータの出力を制御して、基板温度を変化させるとしてよい。特定の実施形態によると、こういった技術（つまり、ペデスタルの垂直方向の位置、取り外し可能なカバーの熱伝達特性、および、ヒータの出力）をさまざまに組み合わせて、基板の温度を制御するとしてよい。
【００９４】
マルチステーション装置９００を利用して行われるＨＤＩＳストリッピング処理の例を幾つか、以下で簡単に説明する。この処理のさらに詳細な内容については、図１１を参照しつつ後述する。最初に、基板をステーション９１１に配置する。この時、ペデスタルは上昇位置にあり、温度は約摂氏１２０度と摂氏１４０度との間まで加熱される。特定の実施形態によると、このステーションのペデスタルは、取り外し可能なカバーを備えておらず、基板は、金属プラテンに直接接触するように配置される。他の実施形態によると、このステーションのペデスタルは、他のペデスタルで利用される他のカバーに比べて熱伝導性が高い取り外し可能なカバーを利用する。基板をステーション９１２に、その後でステーション９１３に移動させると、これらのステーションのペデスタルは、降下位置にあるので、基板とペデスタルは接触せず、熱伝達が最小限に抑えられる。これに代えて、ステーション９１２および９１３の一方または両方のペデスタルは、処理中常に、または、一定期間のみ、上昇位置にあるとしてよい。例えば、このようなペデスタルは、熱伝達を大きく制限する、比較的厚みが大きく、温度耐性が高いカバーを備えるとしてもよい。特定の実施形態によると、このようなペデスタルは、基板の温度を同じレベル（例えば、ステーション９１１で到達した約摂氏１２０度と摂氏１４０度との間の温度）で維持する。
【００９５】
この後、基板をステーション９１４へ移動させて、バルクストリッピングを開始させる。基板温度は、少なくとも約摂氏２５０度、より具体的には、約摂氏２８０度まで昇温させる必要があるとしてよい。このステーションのペデスタルは、上昇位置にあり、取り外し可能なカバーが基板に接触しているとしてよい。また、このペデスタルが備える取り外し可能なカバーは、熱伝達特性が良好であるとしてよい。
【００９６】
特定の実施形態に係る装置は、複数の異なる種類の基板を処理するために用いられる。例えば、同じ装置を用いて、普通は高温条件を要件とする「クラストが形成されていない」フォトレジストのストリッピング、および、比較的低温条件を要件とする「クラストが形成されている」フォトレジストのストリッピングを行うとしてよい。このようなさまざまな温度での動作方式を切り替えるべく、より精度の高い制御を行うことを目的として、ペデスタルカバーを交換するとしてよい。このような装置の構造の変更は、ヒータの出力および／またはペデスタルの垂直方向の位置の変更と組み合わせるとしてよい。
【００９７】
特定の実施形態によると、システムコントローラ９２１は、後述するストリッピング処理のさまざまな動作の処理条件を制御するために用いられる。例えば、システムコントローラ９２１は、各ステーション９１１−９１６内のペデスタルの位置およびヒータの出力を制御するとしてよい。システムコントローラ９２１は、さまざまなセンサ（例えば、ペデスタル、基板およびその他の構成要素の温度を測定する熱電対）から、そして、ユーザインターフェース（例えば、各ペデスタルで用いられているカバーの種類を特定する入力）から入力を受け取るとしてよい。システムコントローラ９２１は通常、１以上のメモリデバイスおよび１以上のプロセッサを含む。プロセッサは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）またはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタルの入出力接続、ステッパモータコントローラボード等を含むとしてよい。
【００９８】
システムコントローラ９２１は、装置９００の動作の一部または大半を制御するとしてよい。例えば、システムコントローラ９２１は、さまざまな処理のタイミング、ステーション９１１−９１６のペデスタルの位置、基板およびペデスタルの温度、チャンバ９０１内の圧力、および、その他の処理パラメータを制御するための命令群を含むシステム制御ソフトウェアを実行するとしてよい。システムコントローラ９２１に対応付けられているメモリデバイスには他のコンピュータプログラムが格納されているとしてよい。これらのプログラムは、さまざまな処理タスクおよびメインテナンスタスクに利用されるとしてよい。処理を制御するためのコンピュータプログラムコードは、任意の従来のコンピュータ可読プログラミング言語で記述することができる。例えば、アセンブリ言語、Ｃ言語、Ｃ＋＋言語、Ｐａｓｃａｌ、Ｆｏｒｔｒａｎ等で記述することができる。コンパイル型のオブジェクトコードまたはスクリプトをプロセッサで実行してプログラムで特定されているタスクを実施する。
【００９９】
特定の実施形態によると、システムコントローラ９２１は、ユーザインターフェースが対応付けられている。ユーザインターフェースは、表示スクリーン、装置および／または処理の状態を示すグラフィカルソフトウェア表示、ならびに、ポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン等のユーザ入力デバイスを含むとしてよい。
【０１００】
コントローラパラメータは、例えば、処理工程のタイミング、前駆体およびその他の処理ガスの流量および温度、基板の温度（例えば、基板と相対的に決まるペデスタルの位置、および／または、ペデスタルに供給されるエネルギー／電力によって制御される）、チャンバ圧、および、特定の処理のその他のパラメータ等の処理条件に関連する。これらのパラメータは、レシピとしてユーザに供給され、ユーザインターフェースを利用して入力されるとしてよい。
【０１０１】
システムソフトウェアは、さまざまな方法で設計または設定されているとしてよい。例えば、さまざまなチャンバ構成要素用のサブルーチンまたは制御目的が、本明細書に記載する処理を実行するために必要なチャンバ構成要素の動作を制御するべく記述されているとしてよい。この目的を実現するためのプログラムまたはプログラムの一部は、例えば、処理工程の基板タイミングのコード、前駆体およびその他の処理ガスの流量および温度のコード、および、チャンバ圧のコードを含む。
【０１０２】
システムコントローラ９２１は、ユーザインターフェースからの入力（例えば、操作者が、基板の種類、温度要件、および、さまざまなストリッピング処理の期間等の処理パラメータを入力する）、および／または、さまざまなセンサ（例えば、基板およびプラテンの温度を測定する熱電対、輻射測定デバイス、基板およびプラテンの位置を記録するセンサ、圧力測定デバイス等）を受け取るとしてよい。システムコントローラ９２１は、処理チャンバ９０１内の各ステーション９１１−９１６のアクチュエータ機構に接続されており、システムコントローラ９１１に供給される入力に基づいて各プラテンの位置を制御する（例えば、上昇位置、降下位置、中間位置、可変位置またはその他の任意の位置）としてよい。ストリッピング処理の説明および本明細書のその他の箇所では、さまざまな制御レシピを提示する。例えば、システムコントローラ９２１が、ステーション９１２で次に処理する予定の基板は抵抗率が低くＨＤＩＳストリッピング方法を利用すべきである旨を示す入力を受信するとしてよい。システムコントローラ９２１は、１以上のセンサからの処理条件（例えば、ステーション９１２のプラテンに載置された次の基板の温度、プラテンの温度、または、基板の抵抗率）を確認するとしてよい。システムコントローラ９２１は、入手可能な入力の全てに基づき、ペデスタルが降下位置にあるべきであると判断し、ペデスタルの現在の位置を確認するとしてよい。システムコントローラ９２１はこの後、ステーション９１２のアクチュエータに指示して、ペデスタルを降下位置へと移動させるとしてよい。また、入力の受信およびペデスタルの位置の調整は、動的に実行されるとしてよい。システムコントローラ９２１は、入力（例えば、基板の温度）を常に受信して、より高精度に基板の温度を制御するべく、処理の間は常にペデスタルの位置を再調整するとしてよい。
【０１０３】
＜マルチチャンバ装置の例＞
図１０は、特定の実施形態に係る、取り外し可能なカバーを持つペデスタルを備えるマルチチャンバ装置１０００を示す概略図である。装置１０００は、３つの別箇のチャンバ１００１、１００３および１００５（図示の通り）を備えるとしてもよいし、チャンバの数はその他の任意の数であるとしてよい。各チャンバ１００１−１００５はそれぞれ、独自の圧力環境を持ち、他のチャンバとは共有しない。例えば、チャンバ１００１は、チャンバ１００３および１００５とは異なる圧力レベルで動作するとしてもよく、または、環境における化学組成成分が異なるとしてよい。このような構成によると、処理をさらに柔軟に実行できるようになるが、それぞれの操作環境の間で交差汚染が発生しないように、異なる操作環境の間を輸送ポートを介して基板を輸送する必要が出てくる。具体的に説明すると、図１０では、各チャンバが２つのロードロックを有している様子を図示している（つまり、チャンバ１００１が一群のロードロック１０２１を有し、チャンバ１００３が一群のロードロック１０２３を有し、チャンバ１００５が一群のロードロック１０２５を有する）。なお、任意の数のロードロックを各チャンバに利用し得るものと理解されたい。ロードロック１０２１−１０２５は、中間環境１０３１に暴露されているとしてよい。中間環境１０３１は、収納カセット１００９の外囲環境とは異なる環境であってよく、一群のロードロック（不図示）によって収納カセット１００９とは分離されているとしてよい。さらに、１以上のチャンバ１００１−１００５は、それぞれの環境を中間環境１０３１との間で共有するとしてもよいので、対応する１以上のロードロック群１０２１−１０２５は、省略するとしてもよいし、両側を解放するとしてもよい。
【０１０４】
図１０は、各チャンバが２つのステーションを備える構成を図示している。しかし、任意の数のステーションを利用するとしてよい。一実施形態によると、マルチチャンバ装置の１以上のチャンバは、図９を参照しつつ上述した６個のステーションを備える例と同様であるとしてよい。各チャンバが有するステーションの数は、同数である必要はない。マルチチャンバ装置１０００の１以上のステーションは、上述したように取り外し可能なカバーを持つペデスタルを備える。特定の実施形態によると、複数のチャンバのうちの１つまたは全てが備える全てのステーションが、取り外し可能なカバーを持つペデスタルを備える。
【０１０５】
マルチチャンバ装置１０００はさらに、ロードロック１０２１−１０２５と、１以上のカセット１００９またはその他の構成要素との間でウェハを輸送する共有基板ハンドリングロボット１００７を備えるとしてよい。各チャンバ、さらには、各ステーションが、システムコントローラ１０１１によって制御されるとしてよい。システムコントローラ１０１１は、図９を参照しつつ上述したものと同様の構成を持つとしてよい。
【０１０６】
＜処理の例＞
図１１は、特定の実施形態に係る、半導体基板からフォトレジストをストリッピングするさまざまな方法に対応する処理フローチャートを示す図である。以下の説明では、取り外し可能なカバーを持つペデスタルのさまざまな特徴についてさらにその背景を説明する。プロセス１１００は、処理１１０１においてペデスタルを所定の温度まで加熱することから開始されるとしてよい。特定の実施形態によると、ペデスタルは少なくとも約摂氏２００度まで加熱され、より具体的には、少なくとも約摂氏３００度まで加熱する。この処理の後、ペデスタルの基板側の表面、例えば、ペデスタルのカバーの基板側の表面は、全面にわたって温度のバラツキが約摂氏２度未満、より具体的には、約摂氏１度未満であるとしてよい。
【０１０７】
プロセス１１００は次に、処理１１０２において、加熱したペデスタルの上方に基板を配置するとしてよい。特定の実施形態によると、基板の表面は、バック・エンド・オブ・ライン（ＢＥＯＬ）処理で採用されるｌｏｗ−ｋ誘電体材料またはその他の材料を含む。これに代えて、表面は、シリコンを含むとしてもよく（例えば、単結晶シリコンおよび／またはポリシリコン）、または、フロント・エンド・オブ・ライン（ＦＥＯＬ）処理で利用される他の材料を含むとしてもよい。
【０１０８】
ペデスタルは、上昇位置にあるとしてよく、（基板側の表面と直接接触して、または、ＭＣＡ支持部と直接接触して、または、両方と接触して）ウェハを支持するために用いられるとしてよい。これに代えて、ペデスタルは、降下位置にあるとしてよく、ウェハは、例えば、ウェハ輸送ロボットのフィンガーによって支持されているとしてもよい。上述したように、ペデスタルの温度、取り外し可能なカバーの種類、および、ペデスタルの垂直方向の位置は、基板の温度に関する要件によって決まる。基板温度要件は、バルクストリッピングとＨＤＩＳストリッピングとで異なるとしてよい。
【０１０９】
プロセス１１００は続いて、処理１１０４において、基板からフォトレジストの一部または全てを除去する。ペデスタルは、元の位置で保持するとしてもよいし、この処理においてより正確に温度を制御するべく調整するとしてもよい。プラズマを用いてフォトレジストのストリッピングを実行し易くするとしてよい。例えば、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、四フッ化炭素等の酸化剤と共に不活性ガスを利用するとしてもよい。任意の公知のプラズマ源、例えば、ＲＦプラズマ、ＤＣプラズマ、マイクロ波プラズマ、またはその他の任意の公知のプラズマ源を利用するとしてもよい。好ましい実施形態によると、下流ＲＦプラズマ源を利用する。３００ｍｍのウェハの場合、ＲＦプラズマ電力の範囲は通常、約３００ワットと約１０キロワットとの間である。好ましい実施形態によると、ＲＦプラズマ電力は、約３０００ワットと６０００ワットとの間である。処理チャンバの圧力は、約３００ｍＴｏｒｒと２Ｔｏｒｒとの間に維持されるとしてよく、より具体的には、約０．９Ｔｏｒｒと１．１Ｔｏｒｒとの間に維持されるとしてよい。ウェハ温度は、約摂氏２２０度と約摂氏３００度との間に維持されるとしてよい。
【０１１０】
プロセス１１００は次に、処理１１０６において、処理済みの基板をペデスタルから取り外すとしてよい。例えば、処理中にペデスタルの孔に配置されていた内部ロボットの一組のフィンガーによって基板を上昇させて、別のステーションに移動させるか、または、チャンバから取り出すために別の輸送機構に渡すとしてよい。
【０１１１】
プロセス１１００では、ペデスタルの基板側の表面を定期的に検査して、温度の変動、変色および／または汚染が見られるか否かを判断するとしてよい。この検査は、所定数の基板を処理した後、または、各ウェハを処理した後で実行するとしてよい。例えば、１以上の熱電対によって、基板側の表面の温度状態に関してシステムコントローラにフィードバックを供給するとしてよい。
【０１１２】
温度測定は、任意の適切なデバイス、例えば、熱電対、高温計、ウェハからの赤外線を測定する放射計（ｅｍｉｓｓｏｍｅｔｅｒ）等によって実行されるとしてよい。一般的には、非接触式の温度測定デバイスを用いてウェハの汚染または損傷を回避する。接触式のデバイスを利用する場合、ウェハの上面ではなく下側または端縁に接触させるとしてよい。特定の実施形態によると、ウェハに隣接させて黒体を設けて、黒体内の熱電対で温度をモニタリングする。特定の実施形態によると、１以上の熱電対をウェハの近傍に懸架または支持する。複数の異なる箇所に配された複数の熱電対を用いて、さらに温度情報を供給するとしてもよい。熱電対は、温度の指標となる直流電圧を出力する。
【０１１３】
上述したように、温度感知デバイスは、ウェハ温度情報を、通常は出力電圧として、コントローラに送る。コントローラは、データを分析して、リニアモータに命令を送信して、ウェハ−ペデスタル間の間隙を変化させて、温度を所望のレベルに維持する。一般的に、オーバーシュートを低く抑えた正確なフィードバック制御が必要である。特定の実施形態によると、コントローラは、安定して正確な制御を行うべく、比例積分微分（ＰＩＤ）アルゴリズムでプログラミングされている。特定の実施形態によると、ペデスタルおよび／またはウェハ支持部を移動させるために用いられるモータは、サーボ制御されているリニアアクチュエータモータであり、温度測定設備からの入力に基づいて所定の動作に関する命令を受信する。モータは、間隙の変更に関して、ＰＩＤ閉ループアルゴリズムをサポートする埋設ロジック回路を持つとしてよい。
【０１１４】
プロセスは、１以上の所定のパラメータについて定期的な確認を行うとしてよい（ブロック１１０８）。この結果によっては、処理１１１０において、取り外し可能なカバーの交換がトリガされるとしてよい。この交換処理の特定の側面は、図８Ａおよび図８Ｂを参照しつつ上述している。尚、ペデスタルから取り外されたカバーは、再加工されてプロセスに戻すとしてよい。例えば、カバーの基板側の表面は、研磨されて、適切な特性、例えば、放射率を持つようにするとしてよい。
【０１１５】
プロセス１１００は続いて、他にも処理すべきウェハがあるか否かについて質問１１１２が行われるとしてよい。必要がある場合、上述したように処理１１０２−１１１０を繰り返すとしてよい。尚、この新しいサイクルでは一部の処理条件を変更するとしてもよい。実際に、取り外し可能なカバーを前の処理１１００で交換して、新しい処理条件に変更または適応化するとしてもよい。
【０１１６】
一部の実施形態によると、ストリッピング装置はさらに、ドーパント（通常は、ホウ素、ヒ素またはリン）の濃度が非常に高くなる（例えば、１×１０１６ｃｍ−２以上）ＰＬＡＤ（プラズマ支援ドーピング）プロセスに対応付けられているストリッピングプロセスで利用するとしてもよい。濃度が高くなると、クラストの除去が困難になる。これは、クラストに捕獲されたドーパントは通常、酸化されたフォトレジスト材料よりも揮発性が低いためである。フッ素含有化合物をプラズマに添加して、除去プロセスを改善する場合もある。他の例を挙げると、酸素およびフォーミングガスから形成される第１のプラズマに基板を暴露する。フォーミングガスは、水素（例えば、約０．５モルパーセントと１０モルパーセントとの間、より具体的には、約４モルパーセントと６モルパーセントとの間、さらに具体的には、約５モルパーセントを含むとしてよい。この方法はさらに、第１のプラズマにおいて酸素およびフォーミングガスを用いて基板上に薄い酸化物を形成するステップを含むとしてよい。酸化物は、基板をフッ素ラジカルに暴露した場合のシリコン損失が発生しないように、少なくともシリコン損失を最小限に抑える上で十分な厚みを持つとしてよい。例えば、酸化物の厚みは、約０ナノメートルと５ナノメートルとの間であり、より具体的には、約０ナノメートルと約２ナノメートルとの間であるとしてよい。
【０１１７】
第１のプラズマに含まれるフォーミングガスは、フォトレジストのクラストを還元するための還元剤としての役割を持つ。具体的には、水素は非常に効果的に、Ｂ２Ｏ３＋Ｈ＋→ＢＸＨＹ＋ＯＺのメカニズムで酸化ホウ素をより揮発性の高い種に還元する。このような揮発性の高い種は、還元されていないクラストよりも容易に半導体基板から除去することができる。特定の実施形態によると、第１のプラズマは、酸素対フォーミングガスの比率が約０：１と１：０との間、より具体的には、約１：１９と１９：１との間（例えば、約４：１）である。
【０１１８】
フォトレジストの一部を除去し、酸化物の層を基板上に形成するのに十分な時間にわたって第１のプラズマに半導体基板を暴露した後、基板を第２のプラズマに暴露する。特定の実施形態によると、第２のプラズマは、酸素、フォーミングガスまたは不活性希釈剤（例えば、窒素またはヘリウム）、および、フッ素ラジカルのソースとなるフッ素含有ガスから形成する。フッ素含有ガスは、３フッ化窒素（ＮＦ３）、６フッ化硫黄（ＳＦ６）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）、オクトフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）、オクトフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）、オクトフルオロ［１−］ブタン（Ｃ４Ｆ８）、オクトフルオロ［２−］ブタン（Ｃ４Ｆ８）、オクトフルオロイソブチレン（Ｃ４Ｆ８）、フッ素（Ｆ２）等であってよい。特定の実施形態によると、第２のプラズマは、酸素、フォーミングガスまたは窒素、および、ＣＦ４から形成する。特定の実施形態によると、第２のプラズマは、約１０％から約１００％の範囲で含まれている酸素、約０％から約５０％の範囲で含まれているフォーミングガスまたは窒素、および、約０％から約２０％の範囲内で含まれているＣＦ４から形成されている。より具体的な実施形態によると、第２のプラズマは、酸素、フォーミングガスまたは窒素、および、ＣＦ４から形成する。酸素：フォーミングガスまたは窒素：ＣＦ４の比率は、約１６：２：０．０５である。フォーミングガスは、フッ素ラジカルとの水素結合により、シリコン損失をより高精度で制御することが可能になるとしてよい。第２のプラズマでは、第２のプラズマ処理で消費されるシリコンを最小限に抑えつつ、フォトレジスト残留物を除去して、はるかに低速で、薄い酸化物層を除去する。
【０１１９】
特定の実施形態によると、半導体基板は、第２のプラズマに暴露されている間に、約摂氏１６度（つまり、室温）から約摂氏３００度の範囲内の温度に維持されるか、当該範囲内の温度まで加熱される。半導体基板を第２のプラズマに暴露している期間は、第１のプラズマ処理の後のフォトレジスト残留物の厚みの関数である。半導体基板はさらに、約１ｍＴｏｒｒから約１気圧までの範囲内の圧力、好ましくは約０．１Ｔｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒの範囲で維持される。第１のプラズマへの暴露および第２のプラズマへの暴露は、２つの別箇のステップとして、例えば、両ステップ間にパージングステップを挟んで実行されるか、または、連続プラズマ流の組成を、第１のプラズマの組成から第２のプラズマの組成へと変更して、一続きのプラズマ流ステップとして実行すると理解されたい。概して、ペデスタルの取り外し可能なカバーは、上記の処理環境に対して耐性を持つ１以上の材料から形成される。
【０１２０】
＜パターニング方法／装置の例＞
本明細書で前述した装置／プロセスは、例えば、半導体デバイス、ディスプレイ、ＬＥＤ、太陽光発電パネル等の製造または生産のためのさまざまなリソグラフィーパターニングツールまたはリソグラフィーパターニングプロセスと共に用いられるとしてよい。通常は、必ずしも必要ではないが、このようなツール／プロセスは、共通の製造設備で利用または実行する。膜のリソグラフィーパターニングは通常、以下の工程の一部または全てを含む。尚、各工程は、多数の利用可能なツールで実行され得る。
（１）スピンオンツールまたはスプレーオンツールを用いてワークピース（つまり、基板）上にフォトレジストを塗布
（２）ホットプレート、炉またはＵＶ硬化ツールを用いてフォトレジストを硬化
（３）ウェハステッパ等のツールで、可視光、ＵＶ光またはＸ線にフォトレジストを暴露
（４）ウェットベンチ等のツールを利用して、レジストを現像してレジストを選択的に除去することでパターニング
（５）ドライエッチングツールまたはプラズマ支援エッチングツールを利用してレジストパターンを下方の膜またはワークピースに転写
（６）ＲＦプラズマレジストストリッピングツールまたはマイクロ波プラズマレジストストリッピングツール等のツールを用いてレジストを除去
【０１２１】
＜実験結果＞
アルミニウム製のペデスタルの上方にセラミック製のカバーを配置させることで効果的な熱拡散部となることが分かった。この結論は、図１２に示す実験結果によって裏付けされている。具体的には、図１２は、モデル化された熱定常状態における２つの構成要素のサーマルマップを示す図である。カバー１２０４は、９９．９％の純度の酸化アルミニウムを材料とした。厚みは、０．１９８インチであった。ペデスタル１２０２は、アルミニウム６０６１を材料とした。厚みは、１．３９５インチであった。突起部１２０６ａ、１２０６ｂおよび１２０６ｃは、加熱素子の位置を示している。モデルは、設定温度を摂氏４００度として作成した。
【０１２２】
この結果は、カバー１２０４の基板側の表面の大部分は摂氏３９７．８度であり、比較的小さい領域である外縁部分は摂氏３９８．４度であったことを示している。同時に、ペデスタル１２０２の上面は、摂氏４０１．１度ゾーン、摂氏４０１．６度ゾーンおよび摂氏４０２．２度ゾーンに均等に分割されていた。任意の特定の理論に限定されるものではないが、上面の温度プロフィールは、カバー１２０４が利用されない場合、均一性がより低くなっていたと考えられる。カバー１２０４は、ペデスタル１２０２の上面での熱分配も円滑化したと考えられる。概して、このような結果は、カバーを追加することで、カバーを利用しないペデスタルの場合よりも、基板側の表面の温度プロフィールがより均一になることを示している。
【０１２３】
＜結論＞
上述した概念は理解し易いようにある程度詳細に説明したが、請求項の範囲内で変更および修正が実施され得ることは明らかである。尚、プロセス、システムおよび装置を実現する方法には多くの別の方法があることに留意されたい。したがって、記載した実施形態は、本発明を限定するものではなく例示するものと考えられたい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を処理する装置において前記半導体基板を支持するペデスタルであって、
前記半導体基板に熱を与える上面を有する金属プラテンと、
取り外し可能なセラミックカバーと
を備え、
前記取り外し可能なセラミックカバーは、
前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記取り外し可能なセラミックカバーの基板側の表面の上方に配置されている前記半導体基板に略均一に熱を伝達し、
前記金属プラテンの前記上面の上方に配置されており、
前記金属プラテンの前記上面は、前記取り外し可能なセラミックカバーに形成されている開口を貫通するように突出する一群の支持部を含み、前記一群の支持部は、前記半導体基板を、面全体で平均して所定の距離を空けて、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面の上方で支持する
ペデスタル。
【請求項２】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、前記基板側の表面の反対側にプラテン側の表面を有し、前記プラテン側の表面は、前記ペデスタルを組み立てた後には、前記金属プラテンの前記上面と直接接触している請求項１に記載のペデスタル。
【請求項３】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、前記基板側の表面の反対側にプラテン側の表面を有し、前記プラテン側の表面は、前記ペデスタルを組み立てた後には、前記金属プラテンの前記上面から所定の距離を空けて配置されている請求項１に記載のペデスタル。
【請求項４】
前記金属プラテンは、アルミニウム６０６１、アルミニウム７０７５、および、アルミニウム３００３から成る群から選択される１以上のアルミニウム材料を有する請求項１から３の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項５】
前記金属プラテンは、前記金属プラテンの前記上面を摂氏１００度と摂氏４５０度との間の温度まで加熱するべく、前記金属プラテンの内部に配置されているヒータを有する請求項１から４の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項６】
前記基板側の表面は、面全体で平均して所定の距離を空けて、前記基板側の表面の上方に前記半導体基板を支持する一群の支持部を含む請求項１から５の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項７】
前記所定の距離は、０．００４インチと０．００７インチとの間である請求項６に記載のペデスタル。
【請求項８】
前記一群の支持部は、前記取り外し可能なセラミックカバーの中心を中心とする２以上の円形パターンに配置されている少なくとも６個の別箇の支持部を含む請求項６または７に記載のペデスタル。
【請求項９】
前記一群の支持部は、前記金属プラテンに取り付けられている拡張部の自由端に配置されているセラミックボールを含む請求項１から８の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項１０】
前記開口は、前記取り外し可能なセラミックカバーの中心から径方向に延伸している長尺状の形状を持つ請求項１に記載のペデスタル。
【請求項１１】
前記ペデスタルは、前記基板側の表面の温度プロフィールを、設定温度である摂氏４００度から摂氏３度未満の範囲内に維持する請求項１から１０の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項１２】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、厚みが０．０７５インチと０．５００インチとの間である請求項１から１１の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項１３】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、プラテン側の表面が０．００２インチ未満のずれで前記基板側の表面と平行である請求項１から１２の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項１４】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム、窒化ホウ素、酸窒化シリコンアルミニウム、炭化シリコン、窒化シリコン、ケイ酸マグネシウム、炭化チタン、酸化亜鉛および二酸化ジルコニウムから成る群から選択される１以上の材料を有する請求項１から１３の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項１５】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、プラテン側の表面の中心から延伸し、前記金属プラテンの前記上面に形成されている対応する孔に挿入される誘導ピンを有し、前記誘導ピンおよび前記対応する孔は、前記取り外し可能なセラミックカバーと前記金属プラテンとの間の相対的な位置を維持する請求項１から１４の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項１６】
前記取り外し可能なセラミックカバーは、２以上の着脱柱状部を有し、前記２以上の着脱柱状部は、前記金属プラテンに対して前記取り外し可能なセラミックカバーを固定するべく、プラテン側の表面から延伸し、前記金属プラテンの前記上面に形成されている対応する着脱上方孔に挿入される請求項１から１５の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項１７】
半導体基板を処理する装置において前記半導体基板を支持するペデスタルであって、
前記半導体基板に熱を与える上面を有する金属プラテンと、
前記装置において前記半導体基板が処理されている間、基板側の表面の上方に配置されている前記半導体基板に略均一に熱を伝達し、前記金属プラテンの前記上面の上方に配置され、前記金属プラテンに対して固定するべく、プラテン側の表面から延伸し、前記金属プラテンの前記上面に形成されている対応する着脱上方孔に挿入される２以上の着脱柱状部を有する取り外し可能なセラミックカバーと、
前記金属プラテンの側方着脱孔に挿入されて、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記２以上の着脱柱状部と係合する２以上の着脱鍵部と
を備えるペデスタル。
【請求項１８】
前記金属プラテンの前記側方着脱孔に挿入され、前記側方着脱孔の内部で前記２以上の着脱鍵部を被覆する２以上の着脱カバーをさらに備える請求項１７に記載のペデスタル。
【請求項１９】
半導体基板を処理する装置において前記半導体基板を支持するペデスタルであって、
前記半導体基板に熱を与える上面を有する金属プラテンと、
取り外し可能なセラミックカバーと
を備え、
前記取り外し可能なセラミックカバーは、
前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記取り外し可能なセラミックカバーの基板側の表面の上方に配置されている前記半導体基板に略均一に熱を伝達し、
前記金属プラテンの前記上面の上方に配置されており、
カバー端縁突起部を有し、前記カバー端縁突起部は、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面の上方に延伸し、前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記半導体基板の外縁を把持する
ペデスタル。
【請求項２０】
半導体基板を処理する装置において前記半導体基板を支持するペデスタルであって、
前記半導体基板に熱を与える上面を有する金属プラテンと、
取り外し可能なセラミックカバーと
を備え、
前記取り外し可能なセラミックカバーは、
前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記取り外し可能なセラミックカバーの基板側の表面の上方に配置されている前記半導体基板に略均一に熱を伝達し、前記金属プラテンの前記上面の上方に配置されており、
前記金属プラテンは、プラテン端縁突起部を有し、前記プラテン端縁突起部は、前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面の上方に延伸し、前記装置において前記半導体基板が処理されている間、前記半導体基板の外縁を把持しており、
前記取り外し可能なセラミックカバーは前記プラテン端縁突起部が形成する空隙内に配置される
ペデスタル。
【請求項２１】
前記取り外し可能なセラミックカバーの前記基板側の表面は、平均放射率が０．３５未満である請求項１から２０の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項２２】
前記取り外し可能なセラミックカバーのプラテン側の表面および前記金属プラテンの前記上面は、表面粗度が１０マイクロインチ未満である請求項１から２１の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項２３】
前記金属プラテンの前記上面は、１以上の排気溝を有する請求項１から２２の何れか１項に記載のペデスタル。
【請求項２４】
前記１以上の排気溝は、前記金属プラテンの中心から離れるように径方向に延在する溝を少なくとも１つ含む請求項２３に記載のペデスタル。
【請求項２５】
前記１以上の排気溝はさらに、少なくとも１つの同心円状の溝を含む請求項２４に記載のペデスタル。
【請求項２６】
前記１以上の排気溝の深さは、０．００５インチと０．０２５インチとの間である請求項２３から２５の何れか１項に記載のペデスタル。
【国際調査報告】
2013528943.tif 000021
2013528943.tif 000022