(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体処理装置の真空チャンバのなかで基板を処理するために使用される温度制御された基板支持アセンブリとその製造方法を提供する。【解決手段】基板支持アセンブリ１００は、基板を支えるためのトップ板１１０を含む。トップ板１１０の下方には、ベース板１７０が配され、該ベース板１７０は、ベース板１７０の上面内の空洞１４２を含む。トップ板１１０とベース板１７０との間には、カバー板１６０が配される。ベース板１７０の上面内の空洞内１４２には、少なくとも１つの熱電モジュールがあり、該少なくとも１つの熱電モジュールは、トップ板１１０及びベース板１７０と熱的に接触し、大気圧に維持される。【選択図】図１
2015008287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理装置の真空チャンバのなかで基板を処理するための、温度制御された基板支持アセンブリであって、
前記基板を支えるように構成されたトップ板と、
前記トップ板の下方に配されたベース板であって、その上面内に空洞を含むベース板と、
前記空洞を取り囲み、前記トップ板と前記ベース板との間に配されたカバー板と、
前記ベース板の前記上面内の前記空洞内の少なくとも１つの熱電モジュールであって、前記トップ板及び前記ベース板と熱的に接触し、大気圧に維持される少なくとも１つの熱電モジュールと、
を備える温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
（ａ）前記少なくとも１つの熱電モジュールは、電気的に接触しており且つペルチェ効果にしたがって動作する交互のｐ型半導体素子とｎ型半導体素子とを含む、
（ｂ）前記ベース板の前記上面内の前記空洞内には、上向きの突起が位置付けられる、
及び／又は、
（ｃ）前記少なくとも１つの熱電モジュールのそれぞれの上面及び下面を、電気絶縁層が覆う、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項３】
請求項２に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
（ａ）前記少なくとも１つの熱電モジュールの前記上面及び前記下面の前記電気絶縁層は、接着剤によって前記カバー板及び前記ベース板に接合される、
（ｂ）前記少なくとも１つの熱電モジュールの前記上面の前記電気絶縁層は、前記ベース板の前記上面の前記上向き突起及び外壁との間に真空シールを形成する、
及び／又は、
（ｃ）前記ベース板の各上向き突起は、リフトピンを受けるように及び／若しくは前記トップ板表面に裏面ヘリウムガスを供給するように構成された縦穴を含む、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項４】
請求項１に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
（ａ）前記トップ板は、誘電性材料の層に少なくとも１つの静電電極を埋め込まれた静電チャックを含む、
及び／又は、
（ｂ）前記ベース板は、温度制御された流体が循環する流路を含む、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項５】
請求項１に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
前記少なくとも１つの熱電モジュールの前記下面は、はんだ又は低融点合金によって前記ベース板内の前記空洞の上面に接合される、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項６】
請求項１に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
前記空洞内には、前記空洞内の各熱電モジュールが前記トップ板上に対応する温度制御ゾーンを形成するように、少なくとも２つの熱電モジュールが配置される、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項７】
請求項６に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
各熱電モジュールは、前記トップ板上に対応する温度制御ゾーンを形成し、前記温度制御ゾーンは、１つ以上の温度制御ゾーンによって中心の温度制御ゾーンが取り囲まれて形成された環状構造、格子構造、放射状構造、方位角状構造、極性構造、又は非極性構造を含む、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項８】
請求項１に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、更に、
前記トップ板の温度制御ゾーンに対応する複数のセンサを備え、各センサは、各対応する温度制御ゾーンの温度を表す信号を出力するように動作可能である、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項９】
請求項８に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、更に、
各センサからの信号を受信するための及び各温度制御ゾーンの各熱電モジュールに供給される電力を各温度制御ゾーン用の設定点又はフィードバック制御ループに基づいて調整するためのコントローラを備える温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項１０】
請求項１に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
（ａ）前記カバー板は、内側のカバー板と外側の環状カバー板とを含む、
及び／又は、
（ｂ）前記カバー板は、アルミニウム、銅、熱分解黒鉛、セラミック材料、若しくはアルミニウムをコーティングされた熱分解黒鉛で形成される、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
前記カバー板は、約０．５〜４ミリメートルの厚さを有する、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項１２】
請求項２に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
前記カバー板は、前記ベース板の前記上向き突起に対応する下向き突起を含み、
前記下向き突起及び前記上向き突起は、リフトピンを受けるように、及び／又は、裏面ヘリウムガスを供給するように構成された位置揃えされた穴を有し、
前記上向き突起及び前記対応する下向き突起は、前記温度制御された基板支持アセンブリ内にＲＦ電流経路を提供するように構成される、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項１３】
請求項１に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
前記ベース板は、前記空洞内の前記少なくとも１つの熱電モジュールと、温度制御された流体が循環する前記ベース板内の流路との間の熱伝導を高めるように構成された伝熱管を含み、
（ａ）前記ベース板は、前記伝熱管の上方に且つ前記少なくとも１つの熱電モジュールの下方に配された伝熱板を含む、
又は、
（ｂ）前記ベース板は、前記空洞内に配され各伝熱管を取り付けられた伝熱シートを含む、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
前記伝熱管は、水、アンモニア、及びエタノールからなる群より選択される流体を含む、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項１５】
請求項１３に記載の温度制御された基板支持アセンブリであって、
（ａ）前記伝熱板は、銅で形成される、
又は、
（ｂ）前記伝熱シートは、銅、アルミニウム、熱分解黒鉛、若しくはアルミニウムをコーティングされた熱分解黒鉛で形成される、温度制御された基板支持アセンブリ。
【請求項１６】
プラズマ処理中に基板の温度を制御するための基板支持アセンブリを製造する方法であって、
少なくとも１つの熱電モジュールの下面をベース板の上面内の空洞内の表面に接合することと、
前記少なくとも１つの熱電モジュールの上面に含まれる上方電気絶縁層の下面を前記ベース板の前記上面内の前記空洞を画定している円筒状の壁に及び前記空洞内の上向き突起に接合することであって、前記接合された前記上方電気絶縁層の下面は、前記円筒状壁及び前記上向き突起との間に真空シールを形成し、前記空洞は、前記ベース板の前記上面内の前記空洞の表面を通じて大気に開放される、ことと、
前記上方電気絶縁層の上面をカバー板に接合することと、
を備える方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
（ａ）前記少なくとも１つの熱電モジュールの前記下面は、はんだ若しくは低融点合金によって前記ベース板の前記上面内の前記空洞内の前記表面に接合される、
又は、
（ｂ）前記少なくとも１つの熱電モジュールの前記下面は、下方電気絶縁層に接合され、前記下方電気絶縁層の下面は、前記ベース板の前記上面内の前記空洞内の前記表面に接合される、方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、更に、
（ａ）前記ベース板の表面内にドリルで縦穴を開け、前記ベース板内の各開けられた穴に伝熱管を挿入することであって、各伝熱管の上面は、各穴を開けられた前記ベース板の前記表面と同一面上にある、こと、
及び／又は、
（ｂ）前記基板支持アセンブリ内に伝熱板を取り付けることであって、前記伝熱板は、前記伝熱管の上方に且つ前記少なくとも１つの熱電モジュールの下方に配され、前記伝熱板は、前記複数の熱電素子及び前記伝熱管の間で熱を均一に分布させるように構成される、こと、
を備える方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の温度制御された基板支持アセンブリと、前記基板支持アセンブリを取り囲む真空処理チャンバとを備える半導体処理システムにおいて基板を処理する方法であって、
前記トップ板表面の１つ以上のゾーンの温度を制御するために、前記トップ板と伝熱接触している前記少なくとも１つの熱電モジュールに電流を供給するステップと、
前記トップ板表面の温度を制御するために及び前記基板の処理中に前記基板に所望の温度分布を提供するために、前記少なくとも１つの熱電モジュールに供給される電流を制御するステップと、
を備える方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、
前記トップ板は、更に、少なくとも１つの熱電モジュールを埋め込まれ、
前記基板は、ウエハを含み、
前記処理することは、プラズマエッチング又は化学気相蒸着を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関し、特に、基板支持アセンブリの温度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハ又は半導体基板から集積回路が形成され、その上に、パターン形成されたマイクロエレクトロニクス層が形成される。基板の処理では、基板上に膜を蒸着させるために又は膜の対象部分をエッチングするために、しばしばプラズマが用いられる。次世代マイクロエレクトロニクス層における特徴サイズの縮小及び新材料の導入は、プラズマ処理機器に対して新たな要件を突き付けてきた。特徴が小さいほど、基板サイズが大きいほど、及び処理技術が新しくなるほど、プラズマ処理装置を改善してプラズマ処理の条件を制御することが必要である。
【０００３】
プラズマエッチング中は、半導体基板の場所によってエッチング速度及びエッチング速度選択性が異なるだろう。エッチング速度及びエッチング速度選択性は、温度による影響を受けるので、基板随所の空間的温度制御を改善することが必要である。空間的温度制御の改善に加えて、半導体基板の処理に使用される温度範囲の拡大は、複合材料積層体を含む半導体基板が処理中に用いられることを可能にすることができる。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書で開示されるのは、半導体処理装置の真空チャンバのなかで基板を処理するための、温度制御された基板支持アセンブリである。基板支持アセンブリは、基板を支えるためのトップ板を含む。トップ板の下方には、ベース板が配され、該ベース板は、ベース板の上面内の空洞を含む。トップ板とベース板との間には、カバー板が配される。ベース板の上面内の空洞内には、少なくとも１つの熱電モジュールがあり、該少なくとも１つの熱電モジュールは、トップ板及びベース板と熱的に接触し、大気圧に維持される。
【０００５】
やはり本明細書で開示されるのは、プラズマ処理中に基板の温度を制御するための基板支持アセンブリを製造する方法である。該方法は、少なくとも１つの熱電モジュールの下面をベース板の上面内の空洞内の表面に接合することと、少なくとも１つの熱電モジュールの上面に含まれる上方電気絶縁層の下面を、ベース板の上面内の空洞を画定している円筒状の壁及び空洞内の上向きの突起に接合することと、上方電気絶縁層の上面をカバー板に接合することとを含み、接合された上方電気絶縁層の下面は、円筒状壁及び上向き突起との間に真空シールを形成し、空洞は、ベース板の上面内の空洞の表面を通じて大気に開放される。
【０００６】
やはり本明細書で開示されるのは、半導体処理装置において基板を処理する方法であって、ここでは、基板は、真空処理チャンバのなかで、温度制御された基板支持アセンブリのトップ板上で支えられる。方法は、トップ板随所の１つ以上のゾーンの温度を制御するために、トップ板と伝熱接触している少なくとも１つの対応する熱電モジュールに電流を供給するステップを含む。方法は、また、トップ板表面の温度を設定するために及び処理中に基板随所に所望の温度分布を提供するために、電流を制御することも含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】複数の熱電モジュールを含む温度制御された基板支持アセンブリの一実施形態を示した図である。
【０００８】
【図２Ａ】本明細書で開示される温度制御された基板支持アセンブリの実施形態にしたがって使用されうるベース板の一実施形態を示した図である。
【図２Ｂ】本明細書で開示される温度制御された基板支持アセンブリの実施形態にしたがって使用されうるベース板の一実施形態を示した図である。
【０００９】
【図３】本明細書で開示される温度制御された基板支持アセンブリ内に形成されうる温度制御ゾーンの一実施形態を示した図である。
【００１０】
【図４】ベース板とカバー板との間の熱電モジュールのための代表的な接合構成の断面を示した図である。
【００１１】
【図５Ａ】本明細書で開示される、複数の熱電モジュールを含む温度制御された基板支持アセンブリの一実施形態が見せる温度制御を示したグラフである。
【図５Ｂ】本明細書で開示される、複数の熱電モジュールを含む温度制御された基板支持アセンブリの一実施形態が見せる温度制御を示したグラフである。
【００１２】
【図６Ａ】本明細書で開示される温度制御された基板支持アセンブリの実施形態にしたがって使用されうるベース板の更なる実施形態を示した図である。
【図６Ｂ】本明細書で開示される温度制御された基板支持アセンブリの実施形態にしたがって使用されうるベース板の更なる実施形態を示した図である。
【図６Ｃ】本明細書で開示される温度制御された基板支持アセンブリの実施形態にしたがって使用されうるベース板の更なる実施形態を示した図である。
【図６Ｄ】本明細書で開示される温度制御された基板支持アセンブリの実施形態にしたがって使用されうるベース板の更なる実施形態を示した図である。
【００１３】
【図７】本明細書で開示される実施形態にしたがった温度制御された基板支持アセンブリ上に支えられた基板の基板温度と基板温度均一性との間の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書開示されるのは、温度制御された基板支持アセンブリ（本明細書では「基板支持アセンブリ」）であり、該基板支持アセンブリは、そのトップ板（すなわち基板サポート）上に支えられた基板を加熱及び／又は冷却するための少なくとも１つの熱電モジュールを含む。以下の説明では、本明細書で開示される実施形態の完全な理解を与えるために、数々の具体的詳細が述べられている。しかしながら、当業者にならば明らかなように、実施形態は、これらの詳細の一部又は全部を伴わずに実施されてもよい。また、実施形態を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス動作の詳細な説明は省かれている。また、本明細書で使用される「約」という用語は、±１０％を意味する。
【００１５】
トップ板上で支えられる基板の温度の制御は、多くの変数を含む。第１に、基板支持アセンブリ内におけるヒートシンクの場所や基板支持アセンブリ内における様々な加熱用及び冷却用素子の詳細構造などの多くの要因が、伝熱に影響を及ぼす可能性がある。第２に、伝熱は、動的なプロセスである。したがって、問題にされているシステムが熱平衡状態にない限り、伝熱が発生し、温度分布及び伝熱が時間とともに変化することになる。第３に、プラズマ処理中に存在するプラズマ密度分布及びＲＦ電力分布などの非平衡現象は、実際のプラズマ処理装置の伝熱挙動の理論的予測を困難にし、したがって、多くの場合、基板温度分布は均一ではなく、制御することが困難である。これらの欠陥は、基板上の場所ごとの処理速度の非均一性及び基板上のデバイスダイの微小寸法の非均一性につながる恐れがある。
【００１６】
更に、抵抗加熱素子を含むトップ板は、アセンブリ全体に生来備わっている熱抵抗に依存して、実現可能な動作温度範囲が定められる。例えば、高い熱抵抗を有する基板支持アセンブリは、ベース板を流れる冷却剤に伝達される熱が少ないゆえに、より高い温度を実現可能にすることができる。しかしながら、高い熱抵抗を有する基板支持アセンブリは、所定のプロセス熱負荷に対して実現可能な最低温度を限定する。反対に、低い熱抵抗を有する基板支持アセンブリは、所定のプロセス熱負荷に対して実現可能な温度を下げることができるが、実現可能な最高温度を限定もする。基板支持アセンブリの動作範囲を広げるためには、冷却剤の温度を下げる及び加熱電力を上げることが可能であるが、これは、トップ板と冷却剤との間の温度差の拡大をもたらし、熱的な不均一性を誇張する。
【００１７】
基板の温度を制御するために、プラズマエッチングシステムは、基板支持アセンブリ内に配された少なくとも１つの熱電モジュールと、該基板支持アセンブリ内に配された各熱電モジュールを流れるＤＣ電流を制御するコントローラユニットとを有することができる。基板支持アセンブリの動作温度範囲を広げるために、１つ以上の熱電モジュールを使用することができ、各熱電モジュールは、そのベース板を流れる冷却剤の温度よりも高い又は低い温度に設定することができる。各熱電モジュールは、交互のｐドープ半導体素子とｎドープ半導体素子とで形成され（本明細書では「熱電対」と称される）、ここで、ｐドープ半導体素子及びｎドープ半導体素子は、電気的には直列に接続され、熱的には接合部によって並列に接続される。したがって、２つの半導体素子の接合部を電流が流れるときに、該電流は、その向きに応じて接合部を冷却又は加熱し、それによって各熱電モジュールに熱い側と冷たい側とを形成し、各熱電モジュールが基板支持アセンブリの対応部分を加熱又は冷却することができるようにする。各熱電モジュールは、既定のパターンで形成されることが好ましく、各熱電モジュールは、基板支持アセンブリ内における対応する温度制御ゾーンをそれぞれ形成するように配置されてよい。コントローラユニットによる制御下で各熱電モジュールの電力を調整することによって、及び基板支持アセンブリ内に各熱電モジュールを適切に配置することによって、基板が加熱又は冷却され、処理中の基板の温度分布を同心円状に、放射状に、及び方位角状に成形することができる。また、基板支持アセンブリ内に各熱電モジュールを配置することによって、処理中に基板随所に所望の温度分布を維持するために、基板支持アセンブリ随所の温度勾配を制御することができる。例えば、矩形格子、六角形格子、同心円、１つ以上の放射状配列、又はその他のパターンの熱電モジューが形成されてよく、それによって温度制御ゾーンを形成することができる。基板支持アセンブリは、各デバイスダイの場所における基板温度を、及び、その結果としてプラズマエッチングプロセスを制御し、それによって基板からのデバイスの歩留まりを最大にするように動作可能である。
【００１８】
プラズマ処理中に、基板支持アセンブリを含む真空チャンバは、０〜２０ミリトール、２０〜５０ミリトール、又は５０〜３００ミリトールなどの所望の圧力に維持される。化学試薬への暴露及び／又は望ましくないグロー放電を阻止するために、各熱電モジュールは、基板支持アセンブリ内に配置され、大気圧（約１気圧）に維持される。基板支持アセンブリ内に組み付けられた熱電モジュールは、能動的な基板冷却を提供し、基板支持アセンブリの温度動作窓を広げ、基板の低温処理を助けることができる。熱電モジュールは、非均一な熱配列又は均一な熱配列などの、より良い基板温度制御を提供することができる。例えば、基板支持アセンブリ内に組み付けられた独立制御可能な熱電モジュールは、基板支持アセンブリの上面随所で約０．１℃の均一性を実現することができる。
【００１９】
図１は、半導体処理システムのための基板支持アセンブリ１００を示しており、該基板支持アセンブリ１００は、温度制御されており、本明細書で開示される方法及び構造にしたがって使用されてよい。基板支持アセンブリ１００は、基板支持アセンブリ１００を配置された真空チャンバのなかで基板（不図示）をプラズマ処理するために使用されてよい。基板は、基板支持アセンブリ１００のトップ板１１０によって支えられることが好ましい。基板は、例えば、半導体基板又はフラットパネルディスプレイであってよい。トップ板１１０は、静電チャック（「ＥＳＣ」）を含んでいてよい。基板支持アセンブリ１００は、また、対無線周波数（「ＲＦ」）電源インターフェースと、少なくとも１つの熱電モジュール１４０で形成された熱電温度制御システム（「熱電システム」）とを含んでいてよい。基板は、機械的に、又は好ましくはトップ板１１０に組み込まれたＥＳＣ構造によって、トップ板１１０に留め付けられてよい。例示されてはいないが、基板支持アセンブリは、そのなかに配された、リフトピン及び関連の作動機器などの基板取り扱いシステム、基板の裏側に伝熱ガスを送るための導管、温度センサ、電力ラインなどの、その他の特徴も含んでいてよい。
【００２０】
基板支持アセンブリ１００は、更に、ベース板１７０を含み、該ベース板は、処理中の基板にＲＦバイアスを加えるために、及びプラズマチャンバ内で下方電極として機能するために、ＲＦ駆動される。ベース板１７０は、アルミニウム、銅、又は熱伝導性の高いその他の材料で形成されてよい。ベース板１７０は、アルミニウム、銅、銀、アルミニウムに包み込まれた熱分解黒鉛、又は熱伝導性の高いその他の材料で形成された、熱電モジュールを取り付けられる上面を含んでいてよい。アルミニウム、又はアルミニウムに包み込まれた熱分解黒鉛は、溶接によってベース板１７０が形成されることを可能にする。ベース板１７０は、トップ板１１０の下方に配されており、少なくとも１つの熱電モジュール１４０を収容するために、ベース板１７０の上面内に空洞１４２を含む。好ましくは、空洞１４２は、ベース板１７０の外周付近に位置付けられた円筒状の壁５０によって画定される。ベース板１７０は、ベース板１７０内の流路１７１に伝熱媒体（例えば冷却剤）を一定の温度で循環させることによってヒートシンクとして機能し、基板の局所的な温度は、少なくとも１つの熱電モジュール１４０によって制御される。流路１７１は、ベース板１７０がヒートシンクとして機能しうるように、冷却剤又は温度制御されたガスを供給するように構成されることが好ましい。例えば、ベース板１７０は、空気、Ｈｅ、Ｎ２などのガス、又は脱イオン水（ＤＩ）によって冷却された液体、又はフロリナートなどの誘電性の液体で冷却されてよい。好ましくは、ベース板１７０は、熱電制御システムの上側にかかる熱負荷を制御するための所要電力を削減するのに有用である。
【００２１】
好ましい一実施形態では、各熱電モジュールが、基板支持アセンブリ１００内に温度制御ゾーンを形成しうるように、ベース板１７０の上面内の１つの空洞１４２内に、２つ以上の熱電モジュール１４０が配置されてよい。各熱電モジュール１４０によって形成される温度制御ゾーンは、１つ以上の環状構造によって中心の温度制御ゾーンを取り囲んだ構造、格子構造、放射状構造、方位角状構造、極性構造、又は非極性構造などの、任意の所望の構成に配置されてよい。好ましくは、ベース板１７０の上面内の空洞１４２内に、上向きの突起５５が位置付けられる。少なくとも１つの熱電モジュール１４０の下面及び上面には、薄い上方電気絶縁層１５３ａ及び下方電気絶縁層１５３ｂが更に含められ、熱電モジュール１４０は、接着剤によって絶縁層１５３ａ、ｂに接着される。絶縁層１５３ａ、ｂは、セラミック層又は可塑性ポリイミド層であることが好ましく、約０．００４〜０．０２インチ（０．０１０１６〜０．０５０８センチ）の厚さを有することができる。少なくとも１つの熱電モジュール１４０の下面の絶縁層１５３ａは、接着剤１５４によって、空洞１４２内のベース板１７０の上面に接合され、ここでは、接着剤は、好ましくはエポキシ樹脂である。或いは、もし、ベース板１７０の上面が、陽極酸化物、吹き付けコーティングされた酸化アルミニウム、テフロン（登録商標）などの、電気絶縁材料のコーティングを含むならば、少なくとも１つの熱電モジュールの下面は、はんだ又は低融点合金によって、空洞１４２内のベース板１７０の上面に直接接合されてよい。少なくとも１つの熱電モジュール１４０の上面の絶縁層１５３ｂは、接着剤１５４によって、カバー板１６０に接合されることが好ましく、ここでは、接着剤は、好ましくはシリコーンである。カバー板１６０は、トップ板１１０と、ベース板１７０との間に配される。少なくとも１つの熱電モジュール１４０の上面の絶縁層１５３ｂは、ベース板１７０の上面内の空洞１４２を画定している円筒状の壁５０に、及びベース板１７０の空洞１４２内に位置付けられた上向きの突起５５にも接合される。絶縁層１５３ｂは、少なくとも１つの熱電モジュール１５０が真空チャンバ内の真空環境に曝されないように、及びその代わりにベース板１７０の空洞１４２内で大気圧に維持することができるように、ベース板１７０の円筒状壁５０及び突起５５との間に真空シールを形成する。
【００２２】
カバー板１６０は、アルミニウム、銅、熱分解黒鉛、又はアルミニウムをコーティングされた熱分解黒鉛などの、ベース板１７０と同じ材料で形成されることが好ましい。カバー板１６０は、下向きの突起１６１を好むことが好ましく、該突起１６１は、空洞１４２内に位置付けられた上向き突起５５に対応するように配置される。上向き突起５５及び下向き突起１６１は、トップ板１１０と位置を揃えられた開口１６５を有し、これらの位置を揃えられた開口１６５は、リフトピンを受けるように及び／又は基板支持アセンブリ１００の上面に裏面ヘリウムを供給するように構成される。上向き突起５５及び対応する下向き突起１６１は、熱電モジュール１４０を通じたＲＦ伝送を低減するために、基板支持アセンブリ１００内にＲＦ電流経路を提供するように配置することができる。下向き突起１６１は、ＲＦ電流経路を提供しつつもベース板１７０とカバー板１６０との間における熱伝導を最小限に抑えられるように、傾斜を付けられていることが好ましい。また、カバー板１６０は、各熱電モジュール１４０とトップ板１１０との間に優れた熱伝導を提供しつつＲＦ電圧勾配から熱電モジュール１４０を電気的に遮断するために、随意としてＲＦ分離板として機能してもよい。
【００２３】
基板の処理中に、基板は、真空チャンバ内に移されて、トップ板に搭載される。真空チャンバは、プラズマエッチング、蒸着、又は集積チップの製造に伴うその他のプロセスなどの処理を実施するために、プロセス環境を提供する。基板処理システム全体の一部である基板取り扱いシステムは、真空チャンバに基板を入れる及び真空チャンバから基板を取り出すために使用される。基板を挿入する、処理する、及び取り出す工程は、複数の基板に対して順次繰り返されてよい。
【００２４】
処理中にトップ板１１０随所の温度を制御するための熱電温度制御システムは、トップ板１１０の下方に配され、各熱電モジュールは、基板支持アセンブリ１００内における、大気圧に維持された空洞１４２内に位置付けられる。熱電システムは、２つ以上の熱電モジュール１４０を含むことが好ましい。各熱電モジュール１４０は、基板支持アセンブリ１００内の電力フィードスルーを通じて電源１８０によって駆動される電流に応答してトップ板１１０随所の温度を制御し、そうして処理中に基板随所の温度を制御する。
【００２５】
電流源１８０は、任意の従来電源で形成されてよい。電源は、例えば、１つの電源を含んでいてよい、又は複数の個別電源を含んでいてよい、すなわち熱電モジュールごとに１つずつの電源を含んでいてよい、又は複数の電源を含んでいてよい。好ましくは、（１つ以上の）電源は、直流電流（「ＤＣ」）を提供し、この場合は、ＤＣ電流は、基板支持アセンブリ１００のベース板１７０内の穴１６６内で支えることができる（１つ以上の）端子（不図示）を介して（１つ以上の）熱電モジュールに電気的に接続される（図２Ａを参照せよ）。電流源によって供給される電流の範囲は、半導体処理システムの熱負荷に応じて例えば０〜２５アンペアに制御されてよい。熱電システム用の代表的な回路構成は、同一出願人による米国特許第７，２０６，１８４号で見ることができる。
【００２６】
半導体の熱電モジュール１４０は、基板支持アセンブリ１００の局所的な温度を制御し、そうして処理中に基板随所の温度分布を制御する。例えば、処理中に基板随所に所望の処理条件を提供するために、熱電モジュール１４０への電流の方向と起電力とを制御し、そうしてトップ板１１０随所に所望の温度分布を確立することができる。したがって、処理中に基板随所に均一な又は非均一な温度分布が維持されるだろう。
【００２７】
電源は、基板下の温度制御ゾーン内に所望の温度を実現するために、十分なレベルの電流を一定期間にわたって供給するように制御することができる。例えば、電源は、同じ値を有する電流を、基板下の１つ以上の温度制御ゾーン内の全ての熱電モジュールに供給することができる。或いは、各熱電モジュールに供給される電流として異なる値を使用することによって、それぞれの熱電モジュールによって形成された基板下の温度制御ゾーンの動的温度制御を可能にしてもよい。例えば、トップ板１１０の中心の下に配置された熱電モジュールに供給される電流は、基板表面の中心領域と端領域とで加熱量又は冷却量が異なるように、トップ板１１０の外側（端）領域の下の環状ゾーンに配置された熱電モジュールに供給される電流と異なっていてよい。この動的温度制御は、半導体処理に起因する中心領域と端領域との基板表面温度の差を打ち消すので（例えばプラズマ均一性及びＲＦ均一性）、処理中は、基板表面随所に所望の温度分布が維持されるだろう。基板を冷却し、そうして基板表面を冷却する熱電モジュールの能力は、基板の処理中に均一（すなわち０．５℃未満の温度範囲）に維持可能である基板随所の処理温度の範囲を広げる。ベース板１７０とトップ板１１０との間の温度差が増すにつれて、基板随所の熱的な非均一性も増す。これは、たとえ完全に均一なときでも、基板支持アセンブリ１００に含まれる厚さが非均一な材料層を熱流束が貫くからである。例えば、図７に例示されるように、抵抗加熱素子による基板温度の制御は、基板の温度が上昇するにつれて、基板の温度非均一性の直線的増加を見せるうえに、更に、抵抗加熱素子は、ベース板の温度よりも低い温度では動作することができない（線７０１）。これに対して、熱電モジュールによる温度の制御は、ベース板温度よりも高い及び低い温度であって基板随所で温度を均一に維持可能である温度における動作を可能にし、そうしてトップ板の有効温度範囲を広げることができる（線７０２）。
【００２８】
このようにして、各熱電モジュール１４０付近におけるトップ板１１０の局所的な温度を制御し、そうして基板表面における温度が均一に維持されることを可能にすることができる。電子は、ｐ型及びｎ型の半導体素子内を素早く通過しうるので、加熱動作及び冷却動作を迅速に実施し、そうしてガス圧力、大質量ヒートシンク、抵抗加熱板などを用いた基板支持アセンブリよりも速い応答時間及び均一な温度制御を提供することができる。また、ペルチェ効果ゆえに、基板は、ベース板１７０の温度よりも低い温度にも冷却されうる。
【００２９】
各熱電モジュールの温度を動的に制御することによって、基板支持アセンブリは、複数の温度制御ゾーンに分割されてよい（すなわち、多ゾーン式の基板支持アセンブリであってよい）。このような温度制御ゾーンは、同心円状のゾーン、放射状のゾーン、環状のゾーン、及び／又は方位角を揃えられたゾーンを形成するように配置されてよい。
【００３０】
好ましくは、基板支持アセンブリ１００は、中心の温度制御ゾーンの周囲に３つの温度制御ゾーンが同心円状に配置された４つの温度制御ゾーンを含む。例えば、図３に例示されるように、基板支持アセンブリ１００は、第１の中心ゾーン１０５が３つの外側環状温度ゾーン１０６、１０７、１０８によって取り囲まれた４つの温度制御ゾーンで形成されてよい。或いは、基板支持アセンブリは、四分円状に配置された４つの内側ゾーンが四分円状に配置された４つの外側ゾーンに取り囲まれた８つの温度制御ゾーンを含むことが好ましいだろう。代表的な温度制御ゾーン構造は、参照によって本明細書に全体を組み込まれる同一出願人による米国特許第８，２１６，４８６号、第７，７１８，９３２号、及び第７，１６１，１２１号で見ることができる。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂは、基板支持アセンブリ１００のベース板１７０の一実施形態を示しており、図２Ａは、ベース板１７０の断面を、図２Ｂは、ベース板１７０の一部分を上から見た図を示している。ベース板１７０は、好ましくは、アルミニウムで形成されて、中心孔１７２を有している。中心孔１７２は、基板支持アセンブリ１００のトップ板上に支えられた基板に対して該基板の処理中にベース板１７０がＲＦバイアスを供給することができるように、ＲＦ電源接続を受けている。或いは、ＲＦ電力は、必要なＲＦ電流を運ぶのに適した電気的貫通導体を通じて、カバー板１６０に、又はトップ板１１０に埋め込まれた伝導層に供給することができる。ベース板１７０は、好ましくは、導電性の支持板１７０ａと、該導電性支持板１７０ａの上方に配された流路１７１を含む導電性の冷却板１７０ｂと、該冷却板１７０ｂの上方に配された導電性の熱電板１７０ｃとを含むことができる。熱電板１７０ｃは、大気圧に維持された１つの空洞１４２を含む。空洞１４２は、熱電板１７０ｃの外周近くに位置付けられた円筒状の壁５０によって画定されることが好ましい。好ましくは、空洞１４２内に、上向きの突起５５が位置付けられ、この場合は、上向き突起５５及び円筒状壁５０が上方絶縁層を支えてよく、それらの上に真空シールが形成される。好ましくは、上向き突起５５は、リフトピン及び／又は裏面ヘリウムガス供給部を支えるように構成された開口１６５を有する。少なくとも１つの熱電モジュール１４０は、熱電板１７０ｃの上面内に形成された、大気に開放された空洞１４２内に配置される。熱電板１７０ｃ内に形成された穴１６６は、温度プローブ又は電気的フィードスルーを収容するように構成されてよく、この場合は、穴１６６は、空洞１４２が大気圧に維持されうるように、空洞１４２を大気に曝すことができる。
【００３２】
一実施形態では、基板支持アセンブリ１００は、約１．５インチ（３．８１センチ）の厚さを有する。ベース板構成要素１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃは、あわせて約１．２〜１．３インチ（３．０４８〜３．３０２センチ）の厚さを有することができる。好ましくは、熱電板１７０ｃは、約０．３インチ（０．７５３センチ）の高さを有する段差を外周沿いに形成する。直径が３００ｍｍの基板を処理するために、ベース板１７０は、熱電板１７０ｃに形成された段差よりも下では約１２〜１３インチ（３０．４８〜３３．０２センチ）の外径を有することが好ましく、熱電板１７０ｃの段差よりも上の外径は、１２インチ（３０．４８センチ）未満、好ましくは約１１．７インチ（２９．７１８センチ）である。少なくとも１つの熱電モジュール（不図示）は、熱電板１７０ｃの空洞１４２内に配置され、熱電板１７０ｃは、約０．３〜０．４インチ（０．７５３〜１．０１６センチ）の厚さを有し、熱電板１７０ｃの上面内の空洞１４２は、約０．１５インチ（０．３８１センチ）の深さを有する。冷却板１７０ｂは、約０．５〜０．６インチ（１．２７〜１．５２４センチ）の厚さを有することが好ましく、支持板１７０ａは、約０．３〜０．４インチ（０．７５３〜１．０１６センチ）の厚さを有することが好ましい。好ましくは、冷却板１７０ｂ及び支持板１７０ａは、それぞれ、約１２．６インチ（３２．００４センチ）の外径を有する。
【００３３】
図１に戻り、好ましい一実施形態では、カバー板１６０は、好ましくは、内カバー１６０ａと外カバー１６０ｂとで形成することができる。好ましくは、カバー板１６０は、約０．１２インチ（０．３０４８センチ）の厚さを有し、内カバー１６０ａは、約９．８インチ（２４．８９２センチ）の外径を有し、外カバー１６０ｂは、約１１．７インチ（２９．７１８センチ）の外径を有する。トップ板１１０は、好ましくは、誘電性材料の層内に少なくとも１つの静電クランプ電極を含むとともに、約０．１インチ（０．２５４センチ）の厚さと約１１．７インチ（２９．７１８センチ）の直径とを有する。絶縁層１５３ａ、ｂは、好ましくは、約０．００４〜０．０２インチ（０．０１０１６〜０．０５０８センチ）の厚さを有し、例えば、可塑性ポリイミドの層が、約０．００４インチ（０．０１０１６センチ）の厚さを有するのに対し、セラミック層は、約０．０２インチ（０．０５０８センチ）の厚さを有することができる。
【００３４】
図４は、ベース板１７０とカバー１６０との間に配された熱電モジュール１４０（ペルチェ素子）の断面の代表的な一実施形態を示している。好ましくは、熱電モジュール１４０の交互のｐ型半導体素子とｎ型半導体素子を接続する接合部１５２は、接着剤によって絶縁層１５３ａ、ｂに取り付けられる。好ましくは、接合部１５２は、アルミニウム又は銅などの導電性材料で形成される。好ましくは、絶縁層１５３ａ、ｂは、熱電モジュール１４０の上面及び下面において優れた熱伝導性、強度と耐衝撃性、耐クリープ性、寸法安定性、耐放射線性、及び耐化学性などの特性を有する可塑性ポリイミド材料である。好ましくは、絶縁層１５３ａ、ｂは、ポリイミド材料で形成されるが、或いは、可塑性のポリイミド材料で形成されてもよい、又はセラミックであってもよい。好ましくは、ポリイミド層１５３ａ、ｂは、温度変化によってもたらされる熱電モジュール１４０における歪みを吸収するために、電気的絶縁性と、可塑性支持表面とを提供する。絶縁層１５３ａ、ｂを含む熱電モジュール１４０は、接着層１５４によって、ベース板１７０及びカバー板１６０に接着される。好ましくは、絶縁層１５３ａをベース板１７０に接着する接着剤は、エポキシ樹脂であり、絶縁層１５３ｂをカバー板１６０に接着する接着剤は、シリコーンである。上方及び下方のポリイミド膜を伴った代表的な熱電モジュールは、小松製作所の完全所有子会社であるＫＥＬＫ  Ｌｔｄ．によって製造され、参照によって本明細書に組み込まれる米国出願公開第２０１３／００９８０６８号で見ることができる。
【００３５】
図５Ａは、直線６０５によって表される、一定温度に維持されたベース板の上に多ゾーン抵抗ヒータを有する比較用の多ゾーン式基板支持アセンブリの場合の温度対時間のグラフと、破線６００によって表される、熱電モジュールを含む多ゾーン式基板支持アセンブリの場合の温度対時間のグラフとを示している。熱電モジュールを含む多ゾーン式基板支持アセンブリは、各温度ゾーンにおいて、２５００Ｗの電力による比較用の多ゾーン式基板支持アセンブリと同様の結果を２０００Ｗの電力によって実現することができる。例えば、熱電モジュールを含む多ゾーン式基板支持アセンブリは、支持表面の温度を、ひいては基板の温度を、約６０秒の間に約３０℃から約８０℃までの温度に高めることができる。更に、熱電モジュールを含む基板支持アセンブリは、約１．３℃毎秒の温度遷移速度を有することができ、約９０℃の最大温度に到達することができる。また、熱電モジュールを含む基板支持アセンブリは、より広い冷却温度範囲を実現することができる。例えば、図５Ｂに例示されるように、熱電モジュールを含む基板支持アセンブリの冷却機能は、約１０００Ｗの熱負荷で約−２０℃の温度を維持することができ（ベース板は、約−１０度に維持される）、２５００Ｗの熱負荷で約４０℃の温度を維持することができる。反対に、比較用の基板支持アセンブリは、１０００Ｗの熱負荷によって約２０℃で、そして２５００Ｗの熱負荷によって約７０℃で動作する。
【００３６】
図１に戻り、少なくとも１つの熱電モジュール１４０は、ベース板１７０の上面内の空洞１４２内に配置され、カバー板１６０によってベース板１７０の空洞１４２内に閉じ込められ、カバー板１６０に接合された絶縁層１５３ｂが、ベース板１７０との間に真空シールを形成する。好ましくは、ベース板１７０の空洞１４２内に、少なくとも４つの熱電モジュールがあり、これら４つの熱電モジュールは、基板支持アセンブリ１００内に４つの温度制御ゾーンを形成するように配置される。例えば、第１の熱電モジュールは、対応する第１の円形ゾーンを形成するように配置することができ、第２の熱電モジュールは、対応する第２の環状ゾーンを形成するように配置することができ、第３の熱電モジュールは、対応する第３の環状ゾーンを形成するように配置することができ、第４の熱電モジュールは、対応する第４の環状ゾーンを形成するように配置することができる。
【００３７】
熱電対間の物理的隙間の垂直寸法及び水平寸法は、プラズマ処理の動作圧力におけるグロー放電にとって理想的であるので、基板支持アセンブリ１００のベース板１７０とカバー板１６０との間の内部空間内の少なくとも１つの熱電モジュールを大気圧に維持することは、寄生プラズマ放電及びアークのリスクを軽減しうる。熱電モジュールを含む空洞を大気圧に維持することは、また、プラズマ処理装置の動作中にチャンバ圧力を真空に排気するために必要とされる追加のポンプ設備に起因する動作コストを軽減しうる。しかしながら、プラズマ処理チャンバの真空チャンバが動作している間に熱電モジュール空洞を大気圧に維持することは、カバー板１６０の湾曲をもたらし、それによってトップ板１１０を湾曲させる恐れがある。したがって、カバー板１６０は、真空チャンバ雰囲気内及び基板支持アセンブリ１００の内部空間内に見られる圧力差を打ち消すのに十分な厚さであることが好ましい。好ましくは、カバー板１６０は、約０．５〜４ｍｍの厚さを有する。一部の実施形態では、カバー板１６０は、少なくとも１つの熱電モジュール１４０などの下位の基板支持アセンブリ１００構成要素における熱膨張及び熱収縮ゆえの歪みが軽減されうるように、２つのピース、すなわち内側のカバー板１６０ａと外側の環状カバー板１６０ｂとに分けられていることが好ましい。
【００３８】
基板支持アセンブリ１００内の熱電モジュールの向き及び数は、基板随所に所望の温度分布を実現するように選択することができる。例えば、大量の小型素子を得ることを所望される基板を処理するためには、熱電モジュールによって形成される随所の温度制御ゾーンにおいて均一性の高い温度を実現するために、多数の熱電モジュールを使用することができる。熱電モジュールの数は、例えば、１から１０００までの範囲であってよい、又は基板サイズが増すにつれて更に多くてよい。好ましくは、少なくとも１つの熱電モジュール１４０を構成する半導体素子は、約２．５〜４．５ｍｍの、より好ましくは約３．０〜３．５ｍｍの高さを有し、ｐ型半導体素子とｎ型半導体素子との間の間隔は、約１．０〜２．０ミリメートルの範囲であり、より好ましくは約１．５ｍｍである。
【００３９】
図６Ａ及び図６Ｂは、温度制御された基板支持アセンブリ１００のベース板１７０の更なる実施形態を示している。ベース板１７０は、アルミニウム、銅、アルミニウムに包み込まれた熱分解黒鉛、又は熱伝導性の高いその他の材料で形成されてよく、少なくとも１つの熱電モジュール１４０を収容するために、ベース板１７０の上面内に１つの空洞１４２を含む。好ましくは、空洞１４２は、ベース板１７０の外周付近に位置付けられた円筒状の壁５０によって画定される。ベース板１７０は、ベース板１７０内の流路１７１に伝熱媒体を一定の温度で循環させることによってヒートシンクとして機能し、基板の局所的な温度は、少なくとも１つの熱電モジュール１４０によって制御される。流路１７１は、ベース板１７０がヒートシンクとして機能しうるように、冷却剤又は温度制御されたガスを供給するように構成されることが好ましい。例えば、ベース板１７０は、空気、Ｈｅ、Ｎ２などのガス、又は脱イオン水（ＤＩ）によって冷却された液体、又はＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴ（登録商標）などの誘電性の液体で冷却されてよい。
【００４０】
一実施形態では、ベース板１７０は、伝熱管１７３を含み、この場合は、空洞１４２の下面内に、ドリルで垂直の穴が開けられてよく、そこに、各伝熱管１７３の上面が空洞１４２内でベース板１７０の上面と同一面上にくるように、伝熱管１７３が挿入されてよい。使用することができる代表的な伝熱管は、管状のヒートパイプであり、これは、英国のハドソンのＣＲＳ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｌｉｍｉｔｅｄから市販されている。伝熱管１７３は、空洞１４２内の少なくとも１つの熱電モジュール１４０と、ベース板１７０の流路１７１との間の熱伝導を高め、それによって基板支持アセンブリ１００の冷却能力を向上させるために使用することができる。伝熱管１７３は、銅による無地表面仕上げ、又は錫、ニッケル、真鍮、銀、クロム、若しくは金によるめっきを伴う、又は伴わない、ステンレス鋼又は高純度銅などの金属で形成されることが好ましく、約１〜１２ｍｍの、好ましくは約１〜３ｍｍの外径を有する。伝熱管１７３は、約７〜２０ｍｍの、より好ましくは約１０〜１５ｍｍの長さを有する。各伝熱管１７３は、反重力ウィッキングシステムで動作する。該システムでは、液体が、管の第１の端で蒸発し、管の第２の端で凝縮して液体に戻り、多孔質の裏張り内における毛管現象を通じて第１の端に戻る。各伝熱管１７３は、その下端に凝縮側が、その上端に蒸発側がくるように、ベース板に取り付けられる。伝熱管１７３内における流体の蒸発及び凝縮は、流体の重力傾向に打ち勝つように毛管現象を通じて動作し、これは、ベース板１７０の上面内における少なくとも１つの熱電モジュールと流路１７１との間における熱伝導を高める。流体は、ベース板１７０が空気温度で動作しているときは水などであってよく、ベース板１７０が約０℃未満で動作しているときはアンモニアやエタノールなどであってよい。伝熱管の詳細は、参照によって本明細書に組み込まれる米国出願公開第２００６／０２０７７５０号に見ることができる。好ましくは、ベース板１７０は、伝熱管の数及び配置が各伝熱管１７３の個々の冷却能力に基づく伝熱管１７３の配列を含む。図６Ａに例示されるように、伝熱管１７３は、その各凝縮側１７３ａが各流路１７１の概ね中間点に位置するように、流路１７１間に配される。図６Ｂに例示されるような代替の一実施形態では、伝熱管１７３は、流路１７１の上方に配される。好ましくは、ベース板１７０は、熱電制御システムの上側にかかる熱負荷を制御するための所要電力を削減するのに有用である。
【００４１】
図６Ｃは、温度制御された基板支持アセンブリ１００のベース板１７０の更なる一実施形態を示している。ベース板１７０は、好ましくは、流路１７１及び伝熱管１７３を含む導電性の冷却板１８５ａを含むことができ、各伝熱管１７３の上面は、冷却板１８５ａの上面と同一面上にある。導電性冷却板１８５ａの上方には、導電性の伝熱板１７５ｂが配され、該伝熱板１８５ｂの上方には、導電性の熱電板１８５ｃが配される。導電性伝熱板１８５ｂは、アルミニウム又は類似の材料で形成されることが好ましく、冷却板１８５ａと熱電板１８５ｃとの間で熱を均一に分布させるように構成される。熱電板１８５ｃは、大気圧に維持された１つの空洞１４２を含む。空洞１４２は、熱電板１８５ｃの外周付近に位置付けられた円筒状の壁５０によって画定されることが好ましい。好ましくは、空洞１４２内に、上向きの突起５５が位置付けられ、この場合は、上向き突起５５及び円筒状壁５０が上方絶縁層を支えてよく、それらの上に真空シールが形成される。好ましくは、上向き突起５５は、リフトピン及び／又は裏面ヘリウムガス供給部を支えるように構成された開口１６５を有する。少なくとも１つの熱電モジュール１４０は、熱電板１８５ｃの上面内に形成された、熱電板１８５ｃ底部の開口を通じて大気に開放された空洞１４２内に配置される。
【００４２】
図６Ｄは、ベース板１７０が伝熱管１７３を含む、温度制御された基板支持アセンブリ１００の更なる一実施形態を示している。ベース板１７０は、熱電モジュール１４０を収容するために、その上面内に１つの空洞１４２を含み、空洞１４２は、ベース板１７０の外周付近に位置付けられた円筒状の壁５０によって画定される。空洞１４２の下面には、伝熱シート５０８が位置付けられる。各伝熱管１７３の各蒸発側は、伝熱シート５０８に取り付けられ、伝熱シート５０８は、各伝熱管１７３の有効表面積を広げることによって、熱電モジュール１４０と流路１７１との間の伝熱を増やしている。伝熱シート５０８は、高い熱伝導性を有し、アルミニウム、銅、熱分解黒鉛、又はアルミニウムでコーティングされた熱分解黒鉛で形成されることが好ましい。一実施形態では、伝熱シート５０８は、各部分がそれぞれの対応する１本の伝熱管１７３に取り付けられるように、或いは伝熱シート５０８の各部分がそれぞれの対応する一群の伝熱管１７３に取り付けられるように、区分けされてよい。
【００４３】
電流源１８０によって供給される電流を制御するために、コントローラ１９５が使用されてよい。コントローラは、基板の温度分布に関する統計的データに基づいて電流を制御してよい。この場合は、コントローラは、事前に設定された定電流を供給するように電流源を制御する。或いは、コントローラは、基板の処理中に得られた感知された温度情報に応答して電流を制御してよい。感知された温度情報は、１つ以上の熱電対又は赤外線（ＩＲ）カメラなどのセンサ１９０から得られてよい。センサ１９０は、処理中に基板表面随所の温度を感知する。感知された温度情報に基づいて、コントローラ１９５は、電流源によって熱電モジュール１４０に供給される電流の方向と起電力とを調整し、そうしてリアルタイムな基板温度制御を提供する。
【００４４】
本明細書で更に開示されるのは、半導体処理装置において基板を処理する方法であって、ここでは、基板は、真空処理チャンバのなかで、温度制御された基板支持アセンブリのトップ板上で支えられる。方法は、基板を処理しつつ、トップ板と伝熱接触している少なくとも１つの熱電モジュールに電流を供給し、そうしてトップ板のそれぞれの部分の温度を制御することを含む。好ましくは、プロセスは、基板をプラズマエッチングすることを含む。方法は、また、トップ板表面の温度を制御するために及び基板随所に所望の温度分布を提供するために、電流を制御することを含む。
【００４５】
当業者にならば、本発明が、その趣旨又は基本的特性から逸脱することなくその他の特定の形態で実現可能であることがわかる。ここで開示された実施形態は、したがって、あらゆる点で例示的であって非制限的であると見なされる。本発明の範囲は、上記の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、その均等物の意味及び範囲に入るあらゆる変更が、特許請求の範囲に含まれることを意図される。
【図１】
2015008287.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【外国語明細書】
2015008287000001.pdf