【手続補正書】
【提出日】平成25年10月17日(2013.10.17)
【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】
半導体処理装置において半導体基板を支持するために用いられる基板支持アセンブリ用の加熱プレートであって、
第１の電気絶縁層と、
第１、第２、第３、および第４の平面ヒータゾーンを少なくとも含む複数の平面ヒータゾーンであって、その各々は１つまたは複数のヒータエレメントを有し、これらの平面ヒータゾーンは前記第１の電気絶縁層上に横方向に分布して基板上の空間的温度プロファイルを調整するように機能する、複数の平面ヒータゾーンと、
前記第１および第２の平面ヒータゾーンに電気的に接続された第１の導電性電力供給ラインと、前記第３および第４の平面ヒータゾーンに電気的に接続された第２の導電性電力供給ラインと、を少なくとも含む複数の電力供給ラインと、
前記第１および第３の平面ヒータゾーンに電気的に接続された第１の導電性電力リターンラインと、前記第２および第４の平面ヒータゾーンに電気的に接続された第２の導電性電力リターンラインと、を少なくとも含む複数の電力リターンラインと、を備える、加熱プレート。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱プレートであって、
（ａ）前記平面ヒータゾーンおよび前記電力供給ラインは、第１の平面内にあり、前記電力リターンラインは、前記第１の平面に平行な第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面は、前記第１の電気絶縁層によって互いから分離されており、前記電力リターンラインは、前記第１電気絶縁層内に垂直に延在するビアによって前記平面ヒータゾーンに電気的に接続されている、あるいは、
（ｂ）前記平面ヒータゾーンおよび前記電力リターンラインは、第１の平面内にあり、前記電力供給ラインは、前記第１の平面に平行な第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面は、前記第１の電気絶縁層によって互いから分離されており、前記電力供給ラインは、前記第１電気絶縁層内に垂直に延在するビアによって前記平面ヒータゾーンに電気的に接続されている、あるいは、
（ｃ）前記平面ヒータゾーンは、第１の平面内にあり、前記電力供給ラインは、前記第１の平面に平行な第２の平面内にあり、前記電力リターンラインは、前記第１の平面に平行な第３の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面は、前記第１の電気絶縁層によって分離されており、前記第２の平面と前記第３の平面は、第２の電気絶縁層によって分離されており、前記電力供給ラインおよび前記電力リターンラインは、前記電気絶縁層を貫通して延在するビアによって前記平面ヒータゾーンに電気的に接続されている、加熱プレート。
【請求項３】
請求項１に記載の加熱プレートであって、
前記平面ヒータゾーンの大きさは、
（ａ）各平面ヒータゾーンが、前記半導体基板上に作られる４つの素子ダイ以下の大きさである、または、
（ｂ）各平面ヒータゾーンが、前記半導体基板上に作られる２つの素子ダイ以下の大きさである、または、
（ｃ）各平面ヒータゾーンが、前記半導体基板上に作られる１つの素子ダイ以下の大きさである、または、
（ｄ）各平面ヒータゾーンの面積が、２〜３ｃｍ2の間である、または、
（ｅ）当該加熱プレートに１００〜４００個の平面ヒータゾーンが含まれる、または、
（ｆ）各平面ヒータゾーンが、１〜１５ｃｍ2である、または、
（ｇ）各平面ヒータゾーンが、１６〜１００ｃｍ2である、または、
（ｈ）各平面ヒータゾーンの大きさが、前記半導体基板上の素子ダイの大きさおよび前記半導体基板の全体的大きさに応じて調整される、ようになっている、加熱プレート。
【請求項４】
請求項１に記載の加熱プレートであって、
前記第１の電気絶縁層は、ポリマー材料、セラミック材料、またはそれらの組み合わせを含む、加熱プレート。
【請求項５】
請求項１に記載の加熱プレートであって、
前記電力供給ラインと前記電力リターンラインの総数は、前記平面ヒータゾーンの総数以下である、加熱プレート。
【請求項６】
請求項１に記載の加熱プレートであって、
前記平面ヒータゾーンの総面積は、当該加熱プレートの上面の５０％〜９０％である、加熱プレート。
【請求項７】
請求項１に記載の加熱プレートであって、
前記平面ヒータゾーンは、矩形格子、六角格子、または同心環状に配置されており、
幅が少なくとも１ミリメートル、幅が最大で１０ミリメートルの隙間によって、前記複数の平面ヒータゾーンは互いから分離されている、加熱プレート。
【請求項８】
請求項１に記載の加熱プレートであって、
各ヒータゾーンとこれに接続されている前記電力供給ラインとの間に、整流器が直列に接続されているか、または、各ヒータゾーンとこれに接続されている前記電力リターンラインとの間に、整流器が直列に接続されている、加熱プレート。
【請求項９】
請求項８に記載の加熱プレートであって、
前記整流器は半導体ダイオードである、加熱プレート。
【請求項１０】
基板支持アセンブリであって、
当該基板支持アセンブリ上で半導体基板を静電的に固定するように構成された、少なくとも１つのクランプ電極を有する静電固定層を含む静電チャック（ＥＳＣ）と、
前記静電固定層の下方に配置された、請求項１に記載の加熱プレートと、
断熱層によって前記加熱プレートの下側に取り付けられた冷却プレートと、を備える、基板支持アセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板支持アセンブリであって、
（ａ）互いから電気的に絶縁されて、前記冷却プレート内の少なくとも１つの電力供給コンジットを通って延びる複数のリード線に、前記電力供給ラインが接続され、さらに、互いから電気的に絶縁されて、前記冷却プレート内の少なくとも１つの電力リターンコンジットを通って延びる複数のリード線に、前記電力リターンラインが接続されている、あるいは、
（ｂ）前記電力供給ラインおよび前記電力リターンラインは、前記冷却プレートに埋め込まれた端子コネクタに接続されている、基板支持アセンブリ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の基板支持アセンブリであって、
制御・電源回路をさらに備え、前記制御・電源回路は、任意の時点で、（ａ）前記第１のヒータゾーンのみ、（ｂ）前記第２のヒータゾーンのみ、（ｃ）前記第３のヒータゾーンのみ、（ｄ）前記第４のヒータゾーンのみ、（ｅ）前記第１と第２の平面ヒータゾーンのみ、（ｆ）前記第１と第３の平面ヒータゾーンのみ、（ｇ）前記第２と第４の平面ヒータゾーンのみ、（ｈ）前記第３と第４の平面ヒータゾーンのみ、（ｉ）前記平面ヒータゾーンのすべて、に選択的に電力を供給するように機能する、基板支持アセンブリ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板支持アセンブリであって、
前記制御・電源回路と電気接地との間に直列に接続された、少なくとも１つのフィルタまたはアイソレータをさらに備える、基板支持アセンブリ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の基板支持アセンブリであって、
前記少なくとも１つのフィルタまたはアイソレータは、変圧器である、基板支持アセンブリ。
【請求項１５】
請求項１０に記載の基板支持アセンブリであって、
前記加熱プレートの前記第１の電気絶縁層の上方または下方に配置された、少なくとも１つの主ヒータ層をさらに備え、
前記主ヒータ層は、前記加熱プレートの前記平面ヒータゾーン、前記電力供給ライン、前記電力リターンラインから電気的に絶縁されており、
前記主ヒータ層は、前記半導体基板の平均温度制御を提供する少なくとも１つのヒータを含み、
前記平面ヒータゾーンは、前記半導体基板の径方向および方位の温度プロファイル制御を、その処理中に提供する、基板支持アセンブリ。
【請求項１６】
請求項１に記載の加熱プレートを製造する方法であって、
（ａ）セラミックシートに孔を形成することと、
（ｂ）前記平面ヒータゾーン、前記電力供給ライン、および前記電力リターンラインを形成するため、前記セラミックシート上に、導電性粉末スラリーをスクリーン印刷すること、または予めカットした金属箔をプレスすること、または導電性粉末スラリーを噴霧することと、
（ｃ）電力供給ビアおよび電力リターンビアを形成するため、前記セラミックシートの前記孔に導電性粉末スラリーを充填することと、
（ｄ）前記セラミックシートを、揃えて、プレスし、接合することで、前記加熱プレートを形成することと、を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の加熱プレートを製造する方法であって、
（ａ）前記平面ヒータゾーンおよび前記電力供給ラインは、第１のセラミックシートの上面側に形成され、前記電力リターンラインは、前記第１のセラミックシートの下面側に形成され、前記第１のセラミックシートの上面の上に第２のセラミックシートが配置され、前記第１のセラミックシートの下方に第３のセラミックシートが配置され、前記第１、第２、第３のセラミックシートを一緒にプレスし、焼結させることで、ジョイントフリー加熱プレートを形成する、あるいは、
（ｂ）前記平面ヒータゾーンは、第１のセラミックシートの上面側に形成され、前記電力供給ラインは、前記第１のセラミックシートの下方に配置された第２のセラミックシートの上面側に形成され、前記電力リターンラインは、前記第２のセラミックシートの下方に配置された第３のセラミックシートの上面側に形成され、前記第１のセラミックシートの上面の上に第４のセラミックシートが配置され、前記第１、第２、第３、第４のセラミックシートを一緒にプレスし、焼結させることで、ジョイントフリー加熱プレートを形成する、方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の加熱プレートを製造する方法であって、
構成部品層を作ることであって、
（ａ）ポリマー膜の上に金属シートを接合するステップと、
（ｂ）パターン形成されるレジスト膜を前記金属シート上に塗布するステップであって、そのパターン形成されるレジスト膜の開孔部は、金属が除去されるべき位置に対応する、ステップと、
（ｃ）前記レジスト膜の開孔部から露出した金属を除去するため、前記金属シートをエッチングするステップであって、このエッチングにより、前記平面ヒータゾーン、前記電力供給ライン、および／または前記電力リターンラインの導電性金属パターンを形成するステップと、
（ｄ）前記レジスト膜を除去するステップと、を含む、構成部品層を作ることと、
ビア層を作ることであって、
（ａ）ポリマー膜に孔を打ち抜く、または切り抜くステップと、
（ｂ）前記孔の中に導電性ビアを形成するステップと、を含む、ビア層を作ることと、
１つまたは複数の構成部品層と１つまたは複数のビア層を接合することにより、積層体を構成することと、
前記積層体の上面および／または下面に連続ポリマー膜を接合することにより、前記積層体を絶縁することと、を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の加熱プレートを製造する方法であって、
前記平面ヒータゾーン、前記電力供給ライン、および／または前記電力リターンラインを形成するため、金属、非晶質導電性無機材料、または導電性セラミックを前記第１の絶縁層の上に堆積させることを含む、方法。
【請求項２０】
請求項１０に記載の基板支持アセンブリを備えるプラズマ処理室内で、半導体基板をプラズマ処理する方法であって、
（ａ）前記処理室内に半導体基板を挿入して、前記基板支持アセンブリ上で前記半導体基板を位置決めすることと、
（ｂ）限界寸法（ＣＤ）均一性に影響する処理条件を補償する温度プロファイルを決定することと、
（ｃ）前記温度プロファイルに従うように、前記基板支持アセンブリを用いて前記半導体基板を加熱することと、
（ｄ）プラズマに点火して、前記平面ヒータゾーンの独立に制御される加熱により温度プロファイルを制御しながら、前記半導体基板を処理することと、
（ｅ）前記半導体基板を前記処理室から取り出して、別の半導体基板でステップ（ａ）〜（ｅ）を繰り返すことと、を含む、方法。
【請求項２１】
請求項１１に記載の基板支持アセンブリであって、
前記端子コネクタは、バネ付きパススルーである、基板支持アセンブリ。
【請求項２２】
請求項１５に記載の基板支持アセンブリであって、
前記主ヒータ層は２つ以上のヒータを含む、基板支持アセンブリ。
【請求項２３】
半導体基板を支持する基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
前記基板支持アセンブリは、
２つまたはそれ以上の電力供給ラインと２つまたはそれ以上の電力リターンラインとにより電力を供給されるヒータのアレイであって、各前記電力供給ラインは電源と少なくとも２つの前記ヒータに接続され、各前記電力リターンラインは少なくとも２つの前記ヒータに接続される、ヒータのアレイと、
スイッチング装置であって、前記スイッチング装置のスイッチの時分割多重化によって、各前記ヒータに時間平均化された電力が供給されるように、各前記ヒータを独立して１つの前記電源供給ラインと１つの前記電力リターンラインとに接続する、スイッチング装置と、を有し、
前記方法は、
時間領域多重化方式を用いて、順番に各前記ヒータに電力を供給することを備える、方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
同時に１つのみの前記電力供給ラインが前記電源に接続される、方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
各前記ヒータの平均出力は、前記ヒータがオン状態にされる平均持続時間に正比例する、方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
前記ヒータは、行番号Ｎの前記ヒータは電力供給ライン番号Ｎに接続され、列番号Ｍのヒータは電力リターンライン番号Ｍに接続されるような格子に配置される、方法。
【請求項２７】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
各前記電力供給ラインは、順番に前記電源に接続される、方法。
【請求項２８】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
各前記ヒータは、少なくとも１Ｈｚの周波数で扱われる、方法。
【請求項２９】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
センサは、パラメータを測定し、
前記測定されたパラメータは、前記測定されたパラメータとそれらの設定目標との差異を最小化するように前記ヒータに供給される電力を調整する制御・電源回路に送られる、方法。
【請求項３０】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
前記ヒータの大きさは、
（ａ）各ヒータが、前記半導体基板上に作られる４つの素子ダイ以下の大きさである、または、
（ｂ）各ヒータが、前記半導体基板上に作られる２つの素子ダイ以下の大きさである、または、
（ｃ）各ヒータが、前記半導体基板上に作られる１つの素子ダイ以下の大きさである、または、
（ｄ）各ヒータの面積が、２〜３ｃｍ2の間である、または、
（ｅ）前記ヒータのアレイに１００〜４００個の平面ヒータが含まれる、または、
（ｆ）各ヒータが１〜１５ｃｍ2の平面ヒータゾーンを加熱する、または、
（ｇ）各ヒータが１６〜１００ｃｍ2の平面ヒータゾーンを加熱する、または、
（ｈ）各ヒータの大きさが、前記半導体基板上の素子ダイの大きさおよび前記半導体基板の全体的大きさに応じて調整される、ようになっている、方法。
【請求項３１】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
前記電力供給ラインと前記電力リターンラインの総数は、前記ヒータの総数以下である、方法。
【請求項３２】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
前記ヒータは、矩形格子、六角格子、または同心環状に配置されており、
幅が少なくとも１ミリメートル、幅が最大で１０ミリメートルの隙間によって、前記ヒータは互いに分離されている、方法。
【請求項３３】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
各ヒータとこれに接続されている前記電力供給ラインとの間に、整流器が直列に接続されているか、または、各ヒータとこれに接続されている前記電力リターンラインとの間に、整流器が直列に接続されている、方法。
【請求項３４】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
制御・電源回路が少なくとも１６個のヒータに順番に電力を供給する、方法
【請求項３５】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
少なくとも１つの主ヒータ層が、前記ヒータを支持する加熱プレートの第１の電気絶縁層の上方または下方に配置され、
前記主ヒータ層は、前記ヒータ、前記電力供給ライン、前記電力リターンラインから電気的に絶縁されており、
前記主ヒータ層は、前記半導体基板の平均温度制御を提供する少なくとも１つのヒータを含み、
前記ヒータは、前記半導体基板の径方向および方位の温度プロファイル制御を提供し、
前記方法は、前記主ヒータ層に電力を供給して、前記半導体基板を処理する所定の温度とプラズマとを提供することを備える、方法。
【請求項３６】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、さらに、
（ａ）前記処理室内に半導体基板を挿入して、前記基板支持アセンブリ上で前記半導体基板を位置決めすることと、
（ｂ）限界寸法（ＣＤ）均一性に影響する処理条件を補償する温度プロファイルを決定することと、
（ｃ）前記温度プロファイルに従うように、前記基板支持アセンブリを用いて前記半導体基板を加熱することと、
（ｄ）プラズマに点火して、前記ヒータの独立に制御される加熱により温度プロファイルを制御しながら、前記半導体基板を処理することと、
（ｅ）前記半導体基板を前記処理室から取り出して、別の半導体基板でステップ（ａ）〜（ｅ）を繰り返すことと、を含む、方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
前記処理することは、前記半導体基板をプラズマエッチングすることを含む、方法。
【請求項３８】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
１つの電力供給ラインに電力が供給されている間に、作動させるリターンラインを選択し、複数の前記選択されたリターンラインを同一のまたは異なる持続時間のフローティング基準に接続して、前記電力供給ラインと前記選択されたリターンラインとに接続されるヒータに供給される電力を調整することを備える、方法。
【請求項３９】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
前記ヒータは、抵抗ヒータであり、
前記抵抗ヒータに供給される最大電力は２０Ｗである、方法。
【請求項４０】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
各ヒータの時間平均加熱出力は、時間領域多重化により、個別に調整される、方法。
【請求項４１】
請求項２３に記載の基板支持アセンブリにおけるヒータに電力を供給する方法であって、
前記基板支持アセンブリは、１００〜１００００Ｗの出力の主ヒータを含み、
前記主ヒータは、前記ヒータのアレイの下方に配置される、方法。
【請求項４２】
プラズマ処理室内で半導体基板を支持する半導体基板支持体であって、
前記半導体基板上の空間的温度プロファイルを調整可能なヒータのアレイであって、前記ヒータは２つまたはそれ以上の電力供給ラインと２つまたはそれ以上の電力リターンラインとにより電力を供給され、各前記電力供給ラインは少なくとも２つの前記ヒータに接続され、各前記電力リターンラインは少なくとも２つの前記ヒータに接続される、ヒータのアレイと、
スイッチング装置であって、スイッチの時分割多重化によって、各前記ヒータに時間平均化された電力が供給されるように、各前記ヒータに独立して１つの前記電源供給ラインと１つの前記電力リターンラインとを介して電力を供給する、スイッチング装置と、を備える、半導体基板支持体。
【請求項４３】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、さらに、
前記ヒータのアレイの下に配置され、温度制御されると共に高周波電力が供給されるベースプレートと、
前記ベースプレートの下方の局所ファラデーケージ内に収容されるハイサイド回路と、を備える、半導体基板支持体。
【請求項４４】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、さらに、
第１の電気絶縁層を有する加熱プレートを備え、
平面ヒータゾーンに配置された前記ヒータのアレイは、第１、第２、第３、および第４の平面ヒータゾーンを少なくとも含み、その各々は１つまたは複数のヒータエレメントを有し、これらの平面ヒータゾーンは前記第１の電気絶縁層上に横方向に分布し、
前記電力供給ラインは、前記第１および第２の平面ヒータゾーンに電気的に接続された第１の導電性電力供給ラインと、前記第３および第４の平面ヒータゾーンに電気的に接続された第２の導電性電力供給ラインと、を備え、
前記電力リターンラインは、前記第１および第３の平面ヒータゾーンに電気的に接続された第１の導電性電力リターンラインと、前記第２および第４の平面ヒータゾーンに電気的に接続された第２の導電性電力リターンラインと、を備える、半導体基板支持体。
【請求項４５】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、さらに、
制御・電源回路に送られるパラメータを測定する温度センサを備え、
前記制御・電源回路は、前記測定されたパラメータとそれらの設定目標との差異を最小化するように前記ヒータに供給される電力を調整する、半導体基板支持体。
【請求項４６】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、さらに、
制御・電源回路に送られるパラメータを測定する温度センサを備え、
前記制御・電源回路は、前記測定されたパラメータとそれらの設定目標との差異を最小化するように前記ヒータに供給される電力を調整する、半導体基板支持体。
【請求項４７】
請求項４６に記載の半導体基板支持体であって、
前記スイッチング装置は、前記プラズマ処理室内に配置される、半導体基板支持体。
【請求項４８】
請求項４６に記載の半導体基板支持体であって、
前記アイソレータは、前記スイッチング装置を高周波から隔離するアイソレーション変圧器である、半導体基板支持体。
【請求項４９】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、さらに、
前記ヒータを支持する加熱プレートの第１の電気絶縁層の上方または下方に配置された少なくとも１つの主ヒータ層を備え、
前記主ヒータ層は、前記ヒータ、前記電力供給ライン、前記電力リターンラインから電気的に絶縁されており、
前記主ヒータ層は、前記半導体基板の平均温度制御を提供する少なくとも１つの主ヒータを含み、
前記ヒータのアレイは、前記半導体基板の径方向および方位の温度プロファイル制御を提供する、半導体基板支持体。
【請求項５０】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、
前記スイッチング装置は、ハイサイドコントローラであり、
前記半導体基板支持体は、さらに、
ローサイドコントローラとの間のデジタル通信のために前記ハイサイドコントローラに接続された光カプラを備える、半導体基板支持体。
【請求項５１】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、
前記スイッチング装置は、少なくとも１つの電力リターンラインをフローティング基準に接続する、半導体基板支持体。
【請求項５２】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、
前記スイッチング装置は、前記ヒータに接続された少なくとも１つの電力供給ラインが電源に接続されたときと、前記ヒータに接続された少なくとも１つの電力リターンラインがフローティング基準に接続されたときとに、そのヒータを作動させる、半導体基板支持体。
【請求項５３】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、
前記スイッチング装置は、すべての電力リターンラインをフローティング基準に接続する、半導体基板支持体。
【請求項５４】
請求項４２に記載の半導体基板支持体であって、さらに、
前記半導体基板支持体上の異なる位置におけるパラメータと前記ヒータゾーンの出力とを測定するセンサを備える、半導体基板支持体。
【請求項５５】
請求項５４に記載の半導体基板支持体であって、
前記センサは、電圧センサと電流センサとの少なくとも一方を含む、半導体基板支持体。
【請求項５６】
請求項５４に記載の半導体基板支持体であって、
前記測定されたパラメータは、少なくとも温度測定値を含む、半導体基板支持体。