(57)【要約】  本発明の実施形態は、プラズマ処理中にワークピースを支持するための台座を冷却するための装置、システム、及び方法を含む。台座の一実施形態は、ワークピースが載置されるベースと、ベースの表面に衝突するように供給プレナムから流体を供給するための複数のノズルと、供給された流体を回収プレナムへ戻すための複数の回収コンジットを含む。複数のノズルによって供給される流体は、ベースの表面に衝突するように、複数のノズルとベースの間の容積内で、周囲の流体内に隠された１以上のジェットとして、又は周囲の流体から出現するスプレーとして噴射させることができる。
2015520943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理中にワークピースを支持するための台座であって、
ワークピースを載置することができるベースと、
ベースの表面に非平行に衝突するように供給プレナムから流体を供給するための複数のノズルと、
供給された流体を回収プレナムへ戻すための複数の回収コンジットを含む台座。
【請求項２】
複数のノズルは、ベースの表面に非平行に衝突するように、複数のノズルとベースの間の容積内で周囲の流体内に隠された１以上のジェットとして流体を噴射することができる請求項１記載の台座。
【請求項３】
複数のノズルは、ベースの表面に非平行に衝突するように、複数のノズルとベースの間の容積内で周囲の流体から出現するスプレーとして流体を噴射することができる請求項１記載の台座。
【請求項４】
複数のノズルの各々の先端面は、ベースの表面からある距離離間されている請求項１記載の台座。
【請求項５】
流体は液体である請求項１記載の台座。
【請求項６】
ベースは、複数のノズルと複数の回収コンジットを含む分配プレートの上方に配置され、
分配プレートは、供給プレナムの上方に配置され、
供給プレナムは、回収プレナムの上方に配置され、プレナムプレートによって回収プレナムから分離している請求項１記載の台座。
【請求項７】
回収プレナムを貫通して延びる入口コンジットを含み、これによって流体を供給プレナムへ供給する請求項６記載の台座。
【請求項８】
入口コンジットは、分配プレートの一部である請求項７記載の台座。
【請求項９】
複数の回収コンジットの全コンダクタンスは、複数のノズルの全コンダクタンスよりも大きい請求項１記載の台座。
【請求項１０】
複数の回収コンジットのうちの少なくとも１つの内径は、複数のノズルのうちの少なくとも１つの内径よりも大きい請求項９記載の台座。
【請求項１１】
真空チャンバと、
内部を通って原料ガスを真空チャンバに供給するシャワーヘッドと、
請求項１記載の台座と、
真空チャンバ、シャワーヘッド、又は台座のうちの少なくとも１つに結合されたＲＦ発生器を含むプラズマエッチングシステム。
【請求項１２】
複数のノズルは、ベースの表面に非平行に衝突するように、複数のノズルとベースの間の容積内で周囲の流体内に隠された１以上のジェットとして流体を噴射することができる請求項１１記載のプラズマエッチングシステム。
【請求項１３】
複数のノズルは、ベースの表面に非平行に衝突するように、複数のノズルとベースの間の容積内で周囲の流体から出現するスプレーとして流体を噴射することができる請求項１１記載のプラズマエッチングシステム。
【請求項１４】
複数のノズルの各々の先端面は、ベースの表面からある距離離間されている請求項１１記載のプラズマエッチングシステム。
【請求項１５】
ベースは、複数のノズルと複数の回収コンジットを含む分配プレートの上方に配置され、
分配プレートは、供給プレナムの上方に配置され、
供給プレナムは、回収プレナムの上方に配置され、プレナムプレートによって回収プレナムから分離しており、
回収プレナムを貫通して延びる入口コンジットは、流体を供給プレナムへ供給し、
熱伝達流体ループは、回収プレナムを貫通する入口コンジットを介して熱交換器の高圧側に供給プレナムを流体結合し、複数の回収コンジットを介して熱交換器の低圧側に回収プレナムを流体結合する請求項１１記載のプラズマエッチングシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、「分散型静電チャック冷却」と題され、２０１２年４月２３日に出願された米国仮出願第６１／６３７，２１３号、及び「分散型静電チャック冷却」と題され、２０１２年８月２２日に出願された米国仮出願第６１／６９２，１９０号の利益を主張し、それらの全内容は、本明細書に全ての目的のために全体として参照により組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明の実施形態は、マイクロエレクトロニクス製造産業に関し、特に、プラズマ処理中にワークピースを支持するための温度制御された台座に関する。
【背景技術】
【０００３】
プラズマ処理機器（例えば、マイクロ電子デバイスのプラズマエッチングを行うように設計された機器等）における電力密度は、製造技術の進歩と共に増大している。現在、例えば、５〜１０キロワットの電力が、３００ｍｍ基板に対して使用されている。増加した電力密度によって、ワークピースの温度を均一に制御するために、処理中にワークピースを支持する台座の強化された冷却が有益である。プラズマ処理中に冷却する既存の方法は、ワークピースの冷却のあるレベルを達成することができているに過ぎず、処理環境によっては不十分な場合がある。このような方法の１つは、静電チャックの底部でチャネルを通して流体を循環させ、これによって流体がチャネルを通って流れ、したがってチャックの表面と平行に進むものである。処理中の不十分な冷却によるワークピースに発生する熱の不均一性は、他のハードウェア及びプロセス調整では十分に補償することができず、ウェハ上の性能に影響を与える可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の実施形態は、添付図面の図に、限定としてではなく例示として図示される。
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理中にワークピースを支持するための台座を含むプラズマエッチングシステムの概略図である。
【図２ａ】一実施形態に係る、図１の台座内で用いられる冷却ベースアセンブリの分解等角図を示す。
【図２ｂ】一実施形態に係る、図２ａの冷却ベースアセンブリ内で用いられる分配プレートの等角図を示す。
【図２ｃ】一実施形態に係る、図２ｂの分配プレートの上面の平面図を示す。
【図２ｄ】一実施形態に係る、図２ｂの分配プレートの底面の平面図を示す。
【図２ｅ】一実施形態に係る、図２ａの冷却ベースアセンブリ内で用いられるプレナムプレートの上面及び底面の等角図を示す。
【図２ｆ】一実施形態に係る、図２ｅのプレナムプレートの上面の平面図を示す。
【図２ｇ】一実施形態に係る、図２ｅのプレナムプレートの底面の平面図を示す。
【図２ｈ】一実施形態に係る、図２ａの冷却ベースアセンブリ内で用いられる下部カバーの上面及び底面の等角図を示す。
【図２ｉ】一実施形態に係る、図２ｈの下部カバーの上面の平面図を示す。
【図２ｊ】一実施形態に係る、図２ｈの下部カバーの底面の平面図を示す。
【図３ａ】一実施形態に係る、図１の台座アセンブリ内で用いられる冷却ベースアセンブリの断面等角図を示し、冷却ベースアセンブリ内に供給流路を示す。
【図３ｂ】一実施形態に係る、図１の台座アセンブリ内で用いられる冷却ベースアセンブリの断面等角図を示し、冷却ベースアセンブリ内に回収流路を示す。
【図３ｃ】一実施形態に係る、図１の台座アセンブリ内で用いられる冷却ベースアセンブリの断面等角図を示し、冷却ベースアセンブリ内に供給流路及び回収流路を示す。
【図４】一実施形態に係る、図２ａなどの冷却ベースアセンブリを介してワークピースを冷却する方法のフロー図を示す。
【詳細な説明】
【０００５】
以下の説明は、プラズマ処理中にワークピースを支持するための台座を冷却するための装置、システム、及び方法の実施形態を記載する。ワークピースは、プラズマ処理に用いられる任意のワークピースであることができる。例えば、ワークピースは、半導体ウェハであることができる。台座は、ワークピースを支持するための任意のアセンブリ（組立体）を含むことができる。例えば、台座は、ワークピースを保持するチャックを支持することができる。ワークピースを支持することは、他の支持手段と共にワークピースを完全に又は部分的に支持することを含むことができ、直接的又は間接的な支持を含むことができる。例えば、台座は、静電クランプ手段と共にワークピースを支持することができる。
【０００６】
一実施形態では、台座は、冷却ベースアセンブリを含み、これによって台座の表面全体に均一な冷却を達成し、したがって、台座上に配置されたワークピースの均一な冷却を達成する。一実施形態によれば、冷却ベースアセンブリは、冷却ベースの表面に非平行に衝突する冷却流体の複数のジェット又はスプレーを生成する。
【０００７】
一実施形態では、本明細書内で説明されるような冷却ベースアセンブリは、プラズマ処理のコンテキスト内でスプレー及び／又はジェット冷却を介して台座の均一な冷却を可能にする。一実施形態によれば、スプレー及び／又はジェット冷却を利用する冷却ベースアセンブリは、プレート及びコンポーネントの配置、ジェット及び／又はスプレーを生成するためのノズルの直径、ノズルの深さ（すなわち、冷却ベースの表面から離れたノズルの先端面の距離）、及び／又は、ジェット及び／又はスプレーのパターンのうちの１以上を含む本明細書内に記載されるような構成の相乗効果により実質的な熱伝達を可能にする。このような冷却ベースアセンブリは、実質的な熱を生成する処理条件のための熱の除去（例えば、１００００ワット以上の熱伝達率）を可能にすることができる。
【０００８】
以下の説明では、多数の詳細が記述されている。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細なしに実施できることが、当業者には明らかであろう。いくつかの例では、周知の方法及び装置は、本発明を不明瞭にすることを避けるために、詳細にではなく、ブロック図形式で示される。本明細書を通して「一実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明されたある特定の構成、構造、機能、又は特徴が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な場所における「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしも本発明の同じ実施形態を指すものではない。更に、本明細書内で記載される特定の構成、構造、機能、又は特徴は、１以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。例えば、第１の実施形態の文脈で説明される構成は、２つの実施形態が相互に排他的ではない任意の第２の実施形態で説明される構成と組み合わせることができる。
【０００９】
用語「結合された」及び「接続された」並びにそれらの派生語は、本明細書内において構成要素間の構造的関係を説明するために使用される場合がある。これらの用語は互いに同義語として意図されないことを理解すべきである。むしろ、特定の実施形態では、「接続された」は、２以上の要素が互いに直接物理的又は電気的に接触していることを示すために使用される場合がある。「結合された」は、２以上の要素が互いに直接的又は間接的に（それらの間に他の介在する要素を有して）物理的又は電気的に接触している、及び／又は２以上の要素が互いに協働する又は（例えば、因果関係にあるように）相互作用することを示すために使用される場合がある。用語「流体結合された」及び「流体連通」とは、１つの要素からもう１つの要素まで流体の通過を可能にする要素の構造的関係を指す。したがって、「流体結合された」第１及び第２要素は、第１要素内の流体が第２要素に、及びその逆に、要素間の圧力降下の方向にしたがって移動可能なように、第１要素を第２要素と流体連通して配置する方法で共に結合される。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る台座アセンブリ１４２を含むプラズマエッチングシステム１００の概略図である。プラズマエッチングシステム１００は、当該技術分野で公知の高性能エッチングチャンバの任意のタイプであってもよく、米国カリフォルニア州のアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）によって製造されるＥｎａｂｌｅｒ（商標名）、ＭｘＰ（商標名）、ＭｘＰ＋（商標名）、Ｓｕｐｅｒ−Ｅ（商標名）、ＤＰＳ  ＩＩ  ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ（商標名）Ｇ３、又はＥ−ＭＡＸ（商標名）チャンバが挙げられるが、これらに限定されない。他の市販のエッチングチャンバは、同様に、本明細書に記載の台座アセンブリを利用することができる。例示的な実施形態が、プラズマエッチングシステム１００の文脈内で説明されているが、本明細書に記載の台座アセンブリはまた、台座によって支持されるワークピース上に熱負荷を与える任意のプラズマ製造プロセス（例えば、プラズマ蒸着システムなど）を実行するために用いられる他の処理システムにも適合可能である。
【００１１】
図１を参照すると、プラズマエッチングシステム１００は、真空チャンバ１０５を含み、これは典型的には接地されている。ワークピース１１０は、開口部１１５を介してロードされ、台座アセンブリ１４２にクランプされる。ワークピース１００は、従来のプラズマ処理技術分野で使用される任意のもの（例えば、半導体ウェハ又はプラズマ処理に用いられる他のワークピース）であることができ、本発明はこの点において限定されるものではない。ワークピース１１０は、冷却ベースアセンブリ２１０の上方に配置された誘電体材料１４３の上面上に配置される。処理（原料）ガスが、１以上のガス供給源１２９からマスフローコントローラ１４９を介してチャンバ１０５の内部へ（例えば、ガスシャワーヘッドを介して）供給される。チャンバ１０５は、高容量真空ポンプスタック１５５に接続された排気バルブ１５１を介して排気される。
【００１２】
プラズマ電力がチャンバ１０５に印加されると、ワークピース１１０の上方の処理領域内にプラズマが形成される。プラズマバイアス電源１２５は、プラズマを励起するために台座アセンブリ１４２内へ結合される。プラズマバイアス電源１２５は、典型的には約２ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの間の低い周波数を有し、例えば、１３．５６ＭＨｚ帯にあってもよい。例示的な実施形態では、プラズマエッチングシステム１００は、プラズマバイアス電源１２５と同じＲＦ整合器１２７に接続され、パワーコンジット１２８を介して下部電極に結合された約２ＭＨｚ帯で動作する第２プラズマバイアス電源１２６を含む。プラズマソース電源１３０は、整合器（図示せず）を介してプラズマ生成要素１３５に結合され、これによってプラズマを誘導的又は容量的に励起するための高周波ソース電力を供給する。プラズマソース電源１３０は、プラズマバイアス電源１２５よりも高い周波数を有することができ、例えば、１００〜１８０ＭＨｚ、例えば、１６２ＭＨｚ帯にあることができる。
【００１３】
温度コントローラ１７５は、温度制御アルゴリズムを実行することができ、ソフトウェア、又はハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアの両方の組み合わせのいずれかであってもよい。温度コントローラ１７５は、中央処理装置（ＣＰＵ）１７２、メモリ１７３、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１７４を介して、システム１００の管理を担当するシステムコントローラ１７０のコンポーネント又はモジュールを更に含んでもよい。温度コントローラ１７５は、台座アセンブリ１４２と、プラズマチャンバ１０５の外部のヒートソース及び／又はヒートシンクとの間の熱伝達率に影響を与える制御信号を出力することができる。例示的な実施形態では、温度コントローラ１７５は、第１熱交換器（ＨＴＸ）又はチラー１７７と、第２熱交換器又はチラー１７８に結合されており、これによって温度コントローラ１７５は、ＨＴＸ／チラー１７７、１７８の温度設定値及び台座アセンブリの温度１７６を取得し、台座アセンブリ１４２内の流体コンジット１４１及び／又は１４５を介して熱伝達流体の流量を制御することができる。熱交換器／チラーと台座アセンブリ内の流体コンジットとの間の１以上のバルブ１８５（又は他の流量制御装置）は、温度コントローラ１７５によって制御され、これによって複数の流体コンジット１４１、１４５への熱伝達流体の流量を独立して制御することができる。したがって、例示的な実施形態では、２つの熱伝達流体ループが用いられている。他の実施形態は、１以上の熱伝達ループを含んでもよい。当該技術分野で公知の任意の熱伝達流体を使用することができる。熱伝達流体は、基板への又は基板からの熱の適切な伝達を提供するのに適した任意の流体を含むことができる。例えば、熱伝達流体は、気体（例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、酸素（Ｏ２）等）であることが可能である。しかしながら、例示的な実施形態では、熱伝達流体は、液体（例えば、ガルデン（商標名）、フロリナート（商標名）、又はエチレングリコール／水が挙げられるが、これらに限定されない）である。
【００１４】
図２ａは、一実施形態に係る、台座アセンブリ１４２に用いられる冷却ベースアセンブリ２１０を含むアセンブリの分解等角図を示す。
【００１５】
図示の実施形態によれば、ワークピースは、冷却ベースアセンブリ２１０の上方に配置された誘電体材料１４３の上面上に配置される。誘電体材料１４３は、当該技術分野で公知の任意のものであることができる。例えば、一実施形態では、誘電体材料１４３は、処理中にワークピースを静電的にクランプする上面付近に静電荷を維持することができるセラミックス（例えば、ＡｌＮ）である。一般に、誘電体材料１４３は、当該技術分野で公知の任意の静電チャック（ＥＳＣ）のように動作させることができ、例えば、ジョンソン‐レイベック（ＪＲ）チャックが挙げられるが、これに限定されない。例示的な一実施形態では、誘電体材料１４３は、少なくとも１つの電極（例えば、メッシュ又はグリッド）がセラミックス内に埋め込まれたセラミックスパックを含み、これによって電極が通電されたとき、セラミックスの表面と、セラミックスの表面上に配置されたワークピースとの間に静電ポテンシャルを誘導する。
【００１６】
図２ａに示されるように、冷却ベースアセンブリ２１０は、ベース２００、分配プレート２１２、プレナムプレート２１３、及び下部カバー２１５を含む。ベース２００、分配プレート２１２、プレナムプレート２１３、及び下部カバー２１５の各々は、上面Ａ及び底面Ｂを有する。ベース２００は、ヘリウム供給リング２０４が内部に装着されるヘリウム分配溝２０３を除いて実質的に平滑である上面を有する。ヘリウム供給リング２０４は、ワークピースの表面にチャックを介してヘリウムを供給するために使用し、これによってワークピースとの熱伝導のための圧力を生成することができる。ベース２００は、様々なリフトピン、センサプローブ（例えば、光ファイバ温度プローブ、ＩＶプローブなど）、並びにＤＣ電極及び／又は抵抗ヒータ電源線を収容することができる貫通孔を更に含む。ベース２００は、誘電体材料１４３と分配プレート２１２の間で熱伝導性機械的流体バリアとして機能することができる。ベース２００は、熱伝達流体に曝露させる可能性のある底面を有する。熱伝達流体は、ベース２００の上面を流体が通過することなく、ベース２００によって含まれるので、ベースは冷却ベースアセンブリ２１０の上部キャップと考えることができる。下部カバー２１５は、冷却アセンブリの下部キャップと考えることができる。図示のように、下部カバー２１５は、流体が供給される供給口２２６と、流体が回収される回収口２２７を含む。
【００１７】
例示的な実施形態では、分配プレート２１２及びベース２００は、各々ある材料の別々のプレートであり、好ましくは、熱膨張係数（ＣＴＥ）を一致させるために同じ材料（例えば、アルミニウム）である。冷却ベースアセンブリ２１０は、複数の工程で製造可能であり、製造時に永久接着、溶接、ロウ付け、圧入、又はネジによる取り外し可能な取り付け等を含む１以上の処理によって接続された主要部品／コンポーネントを有し、これによって１つの完全な冷却ベースアセンブリを作る。一実施形態では、真空を形成するために使用される部品は、真空漏れを防ぐために熱溶着させることができる。一実施形態では、誘電体材料１４３、ベース２００、分配プレート２１２、プレナムプレート２１３、又は下部カバー２１５のうちの少なくとも１つに抵抗ヒータを埋め込むことができる。
【００１８】
冷却ベースアセンブリ２１０は、供給プレナムから流体を供給する複数のノズル２１１を含み、これによってベース２００の表面に非平行に衝突する。例示的な一実施形態では、複数のノズル２１１は、ベース２００の底面に実質的に垂直に流体を供給する。複数のノズル２１１は、プレナムプレート２１３とベース２００の間に配置された分配プレート２１２によって提供される。複数のノズル２１１によって供給される熱伝達流体は、温度制御されている（例えば、１以上のＨＴＸ／チラー１７７、１７８から供給される）。このような一実施形態では、本明細書に記載されるような熱伝達流体の分配は、ベース２００の全領域に亘ってベース２００を高度に均一な温度に維持する。特に、本明細書に記載されるような実施形態は、ベースの底面に平行な流体の流れよりも高い均一性を提供する。ベース２００の全領域に亘って高度に均一な温度に維持することは、誘電体材料１４３の全領域に亘って均一な温度を維持することを可能にし、同様に、ワークピースが処理を受けながら、ワークピースの全領域に亘って均一な温度を維持することを可能にする。
【００１９】
一実施形態では、複数のノズル２１１によって供給される流体は、複数のノズル２１１とベース２００の間の容積内を取り囲む流体内に隠された１以上のジェットとして噴射させることができる。例えば、分配プレート２１２とベース２００の間の領域は、流体を含むことができ、複数のノズル２１１は、その領域内に流体を通るジェットとして追加の流体を噴射することができる。別の一実施形態では、複数のノズル２１１によって供給される流体は、複数のノズル２１１とベース２００の間の容積内を取り囲む流体から出現するスプレーとして噴射させ、これによってベース２００の表面に非平行に衝突することができる。例えば、分配プレート２１２とベース２００の間の領域は、流体を全く又はほとんど含まないことが可能であり、複数のノズル２１１は、ベース２００の表面に非平行に衝突するスプレーとして流体を噴射することができる。
【００２０】
一実施形態によれば、ベース２００に衝突するスプレー又はジェットの使用は、高速冷却をもたらす。ベース２００へのスプレー又はジェットの衝突は、スプレー又はジェットに打たれる領域内に、より高い熱伝達率をもたらす。例えば、スプレー又はジェットがベース２００の表面に非平行に衝突する一実施形態では、熱伝達率は、流体の流れがチャネル壁に平行なチャネル冷却設計の熱伝達率の２倍であり、流体の流れがチャネル壁に平行な設計は、熱伝達に有害な流体内の境界層をもたらす可能性がある。スプレー又はジェットのパターン、数、幅、及び／又は配置は、より低速又はより高速な冷却を達成するように調整することができ、ベース２００の表面上の均一な冷却を達成するように調整することができる。一実施形態では、冷却ベースアセンブリ２１０は、所望の冷却速度に応じて５〜２００のノズルを含む。このような一実施形態では、冷却ベースアセンブリ２１０は、１００未満のノズルを含む。他の数のノズルもまた、均一な冷却を達成することができる。
【００２１】
一実施形態によれば、複数のノズル２１１の先端面は、良好な冷却及び流体回収のためにベース２００の表面からある距離離間している。例えば、ベース２００と分配プレート２１２を結合するスタンドオフ（絶縁体）と共に、ギャップが複数のノズル２１１の各々の先端面とベース２００の間に存在することができる。一実施形態では、複数のノズルのうちの少なくとも１つがベースの表面からある距離離間しており、他は離間していない。更に別の一実施形態では、複数のノズル２１１の先端面とベース２００の一部は、ノズルの側壁内に形成されたレリーフ（例えば、ノッチ又は通気口）に接触している。複数のノズル２１１のベース２００からの距離を調整することは、冷却速度の変化をもたらすことができる。一実施形態では、複数のノズル２１１の各々とベース２００の間のギャップは、ノズルの各々の内径の倍数（例えば、複数のノズル２１１の各々の径の約１倍、２倍、又は３倍）である。
【００２２】
一実施形態によれば、複数のノズル２１１の各々は、複数のノズル２１１が特定の粘性の流体用のスプレー又はジェットを介して大量のクーラントを送出するのに十分に大きい。例えば、複数のノズルは、冷却速度を達成する所望のコンダクタンスのスプレー又はジェットを噴射する大きさの内径を有する。一実施形態では、複数のノズルは、複数の異なる内径を有する。別の一実施形態では、複数のノズルの各々は、同じ内径を有する。例えば、複数のノズルの各々は、０．１〜０．２インチの内径を有することができる。別の一実施形態では、各々のノズルの内径は、１インチの０．１〜０．２よりも大きく又は小さくして、これによって他の冷却速度を達成する所望のコンダクタンスのスプレー又はジェットを噴射することができる。液体（例えば、Ｇａｌｄｅｎ（商標名））を使用する本発明の実施形態では、複数のノズル２１１は、毎分６ガロン、毎分８ガロン、又はそれ以上の流体を送出することができる。
【００２３】
実施形態では、冷却ベースアセンブリはまた、供給された流体を回収プレナムに戻すための複数の回収コンジットを含む。図２ａの実施形態では、回収コンジット２１４は、分配プレート２１２内にある。回収コンジット２１４は、プレナムプレート２１３の底面に流体を通過させる。一実施形態では、複数のノズル２１１、複数の回収コンジット２１４、及びプレナムの配置及び寸法は、過度の圧力降下無しに冷却流体の排出を可能にしながら、高速冷却を可能にする。例えば、冷却ベースアセンブリ２１０は、その低圧及び高圧プレナムに亘って１０〜２０ＰＳＩの圧力降下を有することができる。
【００２４】
一実施形態では、複数の回収コンジット２１４の全コンダクタンスは、複数のノズル２１１の全コンダクタンスよりも大きく、これによって冷却ベースアセンブリ２１０は、供給流体よりも速い速度で流体を除去することができ、スプレー又はジェットによる良好な流れを確実にする。例えば、回収コンジット２１４のより大きな全コンダクタンスは、複数の回収コンジット２１４の各々の直径を、複数のノズル２１１の各々の直径よりも大きくすることによって、供給ノズルよりも回収コンジットの数をより多く提供することによって、又はこれらの組み合わせによって達成することができる。
【００２５】
図２ｂ〜図２ｊは、本発明の実施形態に係る、図２ａの冷却ベースアセンブリの構成要素の等角図及び平面図を示す。図２ｂ〜図２ｄは、複数のノズル２１１及び複数の回収コンジット２１４を備えた分配プレートの一実施形態を示す。図２ｂは、複数のノズル２１１のうちの１つの内径２２３と、回収コンジットのうちの１つの内径２２４を示す。図２ｅ〜図２ｇは、プレナムプレート２１３を介して供給プレナムへと流体を迂回させる入口２２０を備えたプレナムプレート２１３の一実施形態を示す。図２ｈ〜図２ｊは、供給口２２６及び回収口２２７を備えた下部カバー２１５の一実施形態を示す。
【００２６】
図３ａは、図１の台座アセンブリで使用される冷却ベースアセンブリの断面等角図を示しており、一実施形態に係る、冷却ベースアセンブリ内の供給流路を示している。冷却ベースアセンブリ３１０は、上部及び下部キャップを形成するベース３００と下部カバー３１５を含む。ベース３００と下部カバー３１５との間の中に、供給プレナム３１７と回収プレナム３１８がある。分配プレート３１２は、供給プレナム３１７の上方に配置され、供給プレナム３１７は、回収プレナム３１８の上方に配置され、プレナムプレート３１３によって回収プレナム３１８から分離している。入口３２０は、回収プレナム３１８及びプレナムプレート３１３を貫通して供給プレナム３１７へと流体を通過させる。熱伝達流体の供給流路３１６は、例示的な供給経路であり、入口３２０を通って供給プレナム３１７へと通過し、供給プレナム３１７から複数のノズル３１１を通ってベース３００の表面に衝突する。図３ａの例示的な実施形態では、ギャップ３２２が、複数のノズル３１１の少なくとも１つの先端面とベース３００の間に存在する。このような一実施形態では、スタンドオフが、ベース３００と分配プレート３１２を結合する。図示のように、複数のノズル３１１のうちの１つは、冷却速度を達成するための所望のコンダクタンスのスプレー又はジェットを噴射するための内径３２３を有する。供給プレナム３１７は、回収プレナム３１８よりも高い圧力にあり、これによって供給プレナム３１７を迂回させる回収コンジット３１４を介して回収プレナム３１８へと流体を戻すことができる。
【００２７】
図３ｂは、図１の台座アセンブリで使用される冷却ベースアセンブリの断面等角図を示しており、一実施形態に係る、冷却ベースアセンブリ内の回収流路を示している。流体の回収路３２１は、例示的な回収路であり、複数のノズル３１１によって供給された流体が、分配プレート３１２とベース３００の間の容積内に進み、供給プレナム３１７を通過する複数の回収コンジット３１４を介して回収プレナム３１８へと進むことを示している。回収プレナム３１８から、戻った流体は出口３１９を介して熱交換器へと送られる。一実施形態では、その後、流体は熱交換器によって冷却又は加熱され、入口３２０を通って戻って再循環される。
【００２８】
図３ｃは、図１の台座アセンブリで使用される冷却ベースアセンブリ３１０の断面等角図を示しており、一実施形態に係る、例示的な供給路３１６及び例示的な回収流路３２１の両方を示している。
【００２９】
図４は、一実施形態に係る、図２ａなどの冷却ベースアセンブリを介してワークピースを冷却する方法４００のフロー図を示す。特定の配列又は順序で示されているが、特に断りのない限り、動作の順序は変更することができる。したがって、図示の実施は例としてのみ理解されるべきであり、図示された方法は、異なる順序で実施することができ、いくつかの動作を同時に行ってもよい。また、本発明の様々な実施形態では、１以上の動作を省略することができる。このように、全ての動作が各々の実施において必要とされるわけではない。
【００３０】
方法４００によれば、ワークピースが処理用プラズマエッチングチャンバ内にロードされる（４０２）。ワークピースは、本明細書に記載の任意の実施形態に係る台座（例えば、図２ａのベース冷却アセンブリ２１０を含む台座）によって支持されることができる。ワークピースをロードした後、ワークピースの処理が開始する（４０４）。ワークピースの処理中、熱伝達流体は、台座のベースの表面に非平行に衝突するように供給される（例えば、流体が、ノズル（例えば、図２ａの複数のノズル２１１）によって噴射される）。流体を供給した後、流体は、複数の回収コンジットを介して回収プレナムへ（例えば、図２ａの複数の回収コンジット２１４を介してプレナム２１８へ）と戻される（４０６）。
【００３１】
なお、上記の説明は例示であり、限定的ではないことを意図していることが理解されるべきである。上記の説明を読み、理解することによって、当業者には他の多くの実施形態が明らかとなるだろう。本発明は特定の例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内で修正及び変更して実施することができることが認識されるだろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を、そのような特許請求の範囲が権利を与える均等物の全範囲と共に参照して決定されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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