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技術 薄い基板をハンドリングするための静電キャリア

出願人 アプライドマテリアルズインコーポレイテッド
発明者 コックスマイケルエス
出願日 2014年7月24日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2016-533317
公開日 2016年9月23日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2016-529718
状態 特許登録済
技術分野 ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等 特殊な電動機、発電機
主要キーワード 導電性装置 保護囲い 電気導管 摂氏数百度 周囲端面 単一構造体 導電性リード線 排気領域
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年9月23日)のものです。
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図面 (7)

課題・解決手段

本明細書に提供された実施形態は一般に静電チャックESC)に関する。このESCは、ESCを貫通する孔など、減らされたいくつかの応力開始点を含むことができ、これによってESCの機械完全性を向上させることができる。ESC内に配置された電極を、導電性リード線を介して電気接点および電源に接続することができ、この導電性リード線は、ESCの周囲端面に沿って結合または形成することができる。したがって、ESC内に形成された孔の必要性を低減または排除することができる。加えて、頂面もしくは底面またはその両方にガスチャネルを形成することができる。それらのガスチャネルは、ESCを貫いて形成されたガスチャネルの必要性を低減させまたは排除することができ、また、基板支持体、ESCおよびESCに結合された基板間の熱伝達を容易にすることができる。

概要

背景

半導体基板ディスプレイなどの基板の処理では、処理の間、プロセスチャンバ内支持体上に基板が保持される。支持体は、支持体上に基板を保持するために電気的にバイアスすることができる電極を有するESCを含むことができる。支持体は、チャンバ内でESCを支持するペデスタル(pedestal)を備えることができ、支持体は、ESCおよび基板の高さを高くしたりまたは低くしたりすることができることがある。ペデスタルはさらに、支持体の部分に接続する接続線ガス管などを保護する保護囲いを提供することができる。
基板を処理する目的に使用されるいくつかのプラズマプロセスでは、例えば基板上の材料をエッチングしまたは基板上に材料に堆積させることによって基板を処理するため、またはチャンバ内の表面を洗浄するために、通電されたガスが使用される。これらの通電されたガスは、ESCの部分を腐食しうる、化学エッチング剤などの高度に腐食性の種ならびに通電されたイオン種およびラジカル種を含むことができる。腐食されたESCが問題になることがある。損傷を受けたESCは、基板を処理または保持するための所望の電気特性を提供しない可能性があるためである。さらに、ESCからの腐食した粒子が、チャンバ内での処理である基板を汚染することもある。
セラミックでできたESCが望ましいことがある。これは、セラミックでできたESCが、通電されたプロセスガスによる腐食に対して改良された抵抗を有し、摂氏数百度を超える高い基板処理温度であってもESCの構造的完全性を維持することができるためである。しかしながら、ESCが組み込まれた従来の支持体の1つの問題は、特に高温で実行される基板プロセス中に、セラミックESCと支持ペデスタルとの間で熱膨張不一致が起こりうることである。セラミック材料金属ペデスタル熱膨張率の差が熱応力および機械応力を生み出すことがあり、それによってセラミックが割れたりまたは欠けたりすることがある。
さらに、それを貫いて形成された複数の孔を有するセラミックESCは特にひび割れしやすいことがある。ESC内の電極を電源に結合するために使用されるビア(via)用の孔は、セラミック材料のひび割れまたは割れを引き起こす可能性がある応力点の1つの例であることがある。それらの孔は一般に、ESCの機械的完全性の固有弱点であると考えられている。ESCがひび割れしたりまたは割れたりすると、ESCは、基板を有効に保持する能力を失う可能性があり、また、粒子の生成が増大する可能性もある。加えて、ひび割れしたESCを絶えず取り替える必要があることによって、費用がかさんだり無駄が多くなったりする可能性がある。

概要

本明細書に提供された実施形態は一般に静電チャック(ESC)に関する。このESCは、ESCを貫通する孔など、減らされたいくつかの応力開始点を含むことができ、これによってESCの機械的完全性を向上させることができる。ESC内に配置された電極を、導電性リード線を介して電気接点および電源に接続することができ、この導電性リード線は、ESCの周囲端面に沿って結合または形成することができる。したがって、ESC内に形成された孔の必要性を低減または排除することができる。加えて、頂面もしくは底面またはその両方にガスチャネルを形成することができる。それらのガスチャネルは、ESCを貫いて形成されたガスチャネルの必要性を低減させまたは排除することができ、また、基板支持体、ESCおよびESCに結合された基板間の熱伝達を容易にすることができる。

目的

ペデスタルはさらに、支持体の部分に接続する接続線、ガス管などを保護する保護囲いを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

静電チャックであって、前記静電チャックの底部を画定する底面を有する実質的に堅い支持層と、第1の電極と、前記静電チャックの頂部を画定する頂面を有する誘電体層とを備え、前記第1の電極が、前記誘電体層の前記頂面と前記支持層との間に配置されており、前記支持層、前記第1の電極および前記誘電体層が単一体を形成し、前記静電チャックがさらに、前記第1の電極に結合された第1のコネクタであり、前記静電チャックの前記底部に対して露出した第1のコネクタと、前記第1のコネクタと前記第1の電極とを接続する第1のリード線であり、前記支持層および前記誘電体層の周囲面上に形成された第1のリード線とを備える静電チャック。

請求項2

前記第1のコネクタが導電性パッドを含む、請求項1に記載の静電チャック。

請求項3

前記第1のリード線が、前記支持層内を通って延びていない、請求項1に記載の静電チャック。

請求項4

前記支持層が、ガラスまたはセラミック材料を含む、請求項1に記載の静電チャック。

請求項5

前記誘電体層が、ガラスまたはセラミック材料を含む、請求項1に記載の静電チャック。

請求項6

前記誘電体層が、前記支持層の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を備える、請求項1に記載の静電チャック。

請求項7

前記第1の電極が、第2の電極の複数のフィンガと交互に配置された複数のフィンガを備える、請求項1に記載の静電チャック。

請求項8

前記誘電体層の前記頂面が、前記頂面内に形成されたガスチャネルを有し、前記ガスチャネルが、前記誘電体層の前記周囲面に開いており、前記誘電体層が、前記ガスチャネルに接続された貫通孔を持たない、請求項1に記載の静電チャック。

請求項9

前記第1の電極と少なくとも部分的に交互に配置された第2の電極と、前記第2の電極に結合された第2のコネクタであり、前記静電チャックの前記底部に対して露出した第2のコネクタとをさらに備え、前記支持層および前記誘電体層の前記周囲面上に、前記第2のコネクタと前記第2の電極とを接続する第2のリード線が形成された、請求項1に記載の静電チャック。

請求項10

基板チャックする装置であって、(a)支持部材と、(b)前記支持部材の頂面上に配置された静電チャックとを備え、前記静電チャックが、前記静電チャックの底部を画定する底面を有する実質的に堅い支持層と、第2の電極と少なくとも部分的に交互に配置された第1の電極と、前記静電チャックの頂部を画定する頂面を有する誘電体層とを備え、前記第1および第2の電極が、前記誘電体層の前記頂面と前記支持層の頂面との間に配置されており、前記静電チャックがさらに、前記第1および第2の電極を、前記支持層上に配置されたコネクタに電気的に結合するリード線であり、前記支持層および前記誘電体層の周囲面上に形成されたリード線を備える装置。

請求項11

前記支持部材の前記頂面が、前記静電チャックを受け取るように適合された、請求項10に記載の装置。

請求項12

前記静電チャックが、前記静電チャックの前記頂面内に形成された1つまたは複数のガス送達溝であり、前記支持部材の前記頂面の上方で開いた1つまたは複数のガス送達溝を備える、請求項10に記載の装置。

請求項13

前記静電チャックを貫通するガス導管が形成されていない、請求項10に記載の装置。

請求項14

前記支持部材に対する前記静電チャックの位置に応じて自動的に係合したり離れたりするように構成された電気接続を、前記静電チャックおよび前記支持部材が有する、請求項10に記載の装置。

請求項15

静電チャックであって、前記静電チャックの底部を画定する底面を有する実質的に堅い支持層と、第1の電極と、前記第1の電極と少なくとも部分的に交互に配置された第2の電極と、前記静電チャックの頂部を画定する頂面を有する誘電体層とを備え、前記第1の電極が、前記誘電体層の前記頂面と前記支持層との間に配置されており、前記支持層、前記第1の電極、前記第2の電極および前記誘電体層が単一体を形成し、前記静電チャックがさらに、前記第1の電極に結合された第1のコネクタであり、前記静電チャックの前記底部に対して露出した第1のコネクタと、前記第1のコネクタと前記第1の電極とを接続する第1のリード線であり、前記支持層および前記誘電体層の周囲面上に形成された第1のリード線と、前記第2の電極に結合された第2のコネクタであり、前記静電チャックの前記底部に対して露出した第2のコネクタと、前記第2のコネクタと前記第2の電極とを接続する第2のリード線であり、前記支持層および前記誘電体層の前記周囲面上に形成された第2のリード線とを備える静電チャック。

技術分野

0001

本明細書に記載された実施形態は一般に静電チャック(electrostatic chuck:ESC)に関する。より詳細には、本明細書に記載された実施形態は、薄い基板ハンドリングするための改良された静電キャリア設計に関する。

背景技術

0002

半導体基板ディスプレイなどの基板の処理では、処理の間、プロセスチャンバ内支持体上に基板が保持される。支持体は、支持体上に基板を保持するために電気的にバイアスすることができる電極を有するESCを含むことができる。支持体は、チャンバ内でESCを支持するペデスタル(pedestal)を備えることができ、支持体は、ESCおよび基板の高さを高くしたりまたは低くしたりすることができることがある。ペデスタルはさらに、支持体の部分に接続する接続線ガス管などを保護する保護囲いを提供することができる。
基板を処理する目的に使用されるいくつかのプラズマプロセスでは、例えば基板上の材料をエッチングしまたは基板上に材料に堆積させることによって基板を処理するため、またはチャンバ内の表面を洗浄するために、通電されたガスが使用される。これらの通電されたガスは、ESCの部分を腐食しうる、化学エッチング剤などの高度に腐食性の種ならびに通電されたイオン種およびラジカル種を含むことができる。腐食されたESCが問題になることがある。損傷を受けたESCは、基板を処理または保持するための所望の電気特性を提供しない可能性があるためである。さらに、ESCからの腐食した粒子が、チャンバ内での処理である基板を汚染することもある。
セラミックでできたESCが望ましいことがある。これは、セラミックでできたESCが、通電されたプロセスガスによる腐食に対して改良された抵抗を有し、摂氏数百度を超える高い基板処理温度であってもESCの構造的完全性を維持することができるためである。しかしながら、ESCが組み込まれた従来の支持体の1つの問題は、特に高温で実行される基板プロセス中に、セラミックESCと支持ペデスタルとの間で熱膨張不一致が起こりうることである。セラミック材料金属ペデスタル熱膨張率の差が熱応力および機械応力を生み出すことがあり、それによってセラミックが割れたりまたは欠けたりすることがある。
さらに、それを貫いて形成された複数の孔を有するセラミックESCは特にひび割れしやすいことがある。ESC内の電極を電源に結合するために使用されるビア(via)用の孔は、セラミック材料のひび割れまたは割れを引き起こす可能性がある応力点の1つの例であることがある。それらの孔は一般に、ESCの機械的完全性の固有弱点であると考えられている。ESCがひび割れしたりまたは割れたりすると、ESCは、基板を有効に保持する能力を失う可能性があり、また、粒子の生成が増大する可能性もある。加えて、ひび割れしたESCを絶えず取り替える必要があることによって、費用がかさんだり無駄が多くなったりする可能性がある。

発明が解決しようとする課題

0003

したがって、当技術分野では、機械的完全性が向上し、応力開始点(stress initiation point)が低減または排除されたESCであり、望ましい静電結合特性を維持することができるESCが求められている。

課題を解決するための手段

0004

一実施形態では、静電チャックが提供される。この静電チャックは、静電チャックの底部を画定する底面を有する実質的に堅い(substantially rigid)支持層と、第1の電極と、静電チャックの頂部を画定する頂面を有する誘電体層とを含むことができる。第1の電極は、誘電体層の頂面と支持層との間に配置することができる。支持層、第1の電極および誘電体層は単一体(unitary body)を形成することができ、第1の電極に第1のコネクタを結合することができ、第1のコネクタを、静電チャックの底部に対して露出させることができる。支持層および誘電体層の周囲面上に、第1のコネクタと第1の電極とを接続する第1のリード線を形成することができる。

0005

他の実施形態では、基板をチャックする装置が提供される。この装置は、支持部材と、支持部材の頂面上に配置された静電チャックとを含むことができる。この静電チャックは、静電チャックの底部を画定する底面を有する実質的に堅い支持層と、第2の電極と少なくとも部分的に交互に配置された(interleaved)第1の電極と、静電チャックの頂部を画定する頂面を有する誘電体層とを含むことができる。第1および第2の電極は、誘電体層の頂面と支持層の頂面との間に配置することができる。リード線が、第1および第2の電極を、支持層上に配置されたコネクタに電気的に結合することができ、それらのリード線は、支持層および誘電体層の周囲面上に形成することができる。
他の実施形態では、静電チャックが提供される。この静電チャックは、静電チャックの底部を画定する底面を有する実質的に堅い支持層と、第1の電極と、第1の電極と少なくとも部分的に交互に配置された第2の電極と、静電チャックの頂部を画定する頂面を有する誘電体層とを含む。第1の電極は、誘電体層の頂面と支持層との間に配置することができる。支持層、第1の電極、第2の電極および誘電体層は単一体を形成することができる。第1の電極に第1のコネクタを結合することができ、第1のコネクタを、静電チャックの底部に対して露出させることができる。支持層および誘電体層の周囲面上に第1のリード線を形成することができ、第1のリード線は、第1のコネクタと第1の電極とを接続することができる。第2の電極に第2のコネクタを結合することができ、第2のコネクタを、静電チャックの底部に対して露出させることができる。支持層および誘電体層の周囲面上に第2のリード線を形成することができ、第2のリード線は、第2のコネクタと第2の電極とを接続することができる。

0006

上に挙げた本開示の諸特徴を詳細に理解することができるように、そのうちのいくつかが添付図面に示された実施形態を参照することによって、上に概要を示した本開示をより具体的に説明する。しかしながら、添付図面は本開示の典型的な実施形態だけを示したものであり、したがって添付図面を本開示の範囲を限定するものと考えるべきではないことに留意すべきである。等しく有効な別の実施形態を本開示が受け入れる可能性があるためである。

図面の簡単な説明

0007

基板支持体を有する処理チャンバの略断面図である。
基板支持体に結合されたESCの一実施形態のわずかに分解された略断面図である。
基板支持体に結合されたESCの一実施形態のわずかに分解された略断面図である。
電極を露出させたESCの上面図である。
図4のESCの下面図である。
ESCの上面図である。

実施例

0008

理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。特段の言及なしに、1つの実施形態の要素および特徴を他の実施形態に有利に組み込むことが企図される。
本明細書に提供された実施形態は一般に静電チャック(ESC)に関する。このESCは、ESCを貫通する孔など、減らされたいくつかの応力開始点を含むことができ、これによってESCの機械的完全性を向上させることができる。ESC内に配置された電極を、導電性リード線を介して電気接点および電源に接続することができ、この導電性リード線は、ESCの外側周囲面に沿って結合または形成することができる。したがって、ESC内に形成された孔の必要性を低減または排除することができる。いくつかの実施形態では、頂面もしくは底面またはその両方にガスチャネルを形成することができる。それらのガスチャネルは、ESCを貫いて形成されたガスチャネルの必要性を低減させまたは排除することができ、また、基板支持体、ESCおよびESCに結合された基板間の熱伝達を容易にすることができる。

0009

図1は、基体支持体150およびESC120の一実施形態を含む真空処理チャンバ100の略断面図である。ESC120は、処理の間、その上に基板121を保持するように構成されている。ESC120は、薄い基板121を処理するのに特に有用であることがある。処理チャンバ100はエッチングチャンバとして示されているが、堆積、イオン注入アニールプラズマ処理などの他のタイプの処理チャンバを、本明細書に記載された基板支持体とESCのうちの少なくとも一方を利用するように適合させることもできる。

0010

処理チャンバ100は一般に、プロセス容積(process volume)105を画定する壁130およびノズル106を含む。チャンバ100内へおよびチャンバ100の外へロボットによって基板121を移送することができるような態様で、スリットバルブ開口108を通してプロセス容積105にアクセスすることができる。排気領域128は壁126を備えることができ、真空ポンプ136に結合することができる。真空ポンプ136は、排気領域128を通してプロセス容積105からチャンバ100の外へ処理ガスを排出するように適合させることができる。

0011

基板支持体150は、チャンバ100内に配置することができる。基板支持体150は、基板支持体本体118を備えることができ、基板支持体本体118は、プロセス容積105内に配置することができる。支持体本体118の表面168から側壁119が延びることができる。側壁119の内側に、ESC120を配置し、場合によっては基板121を配置することができる。側壁119は、実質的にESC120および基板121の範囲を定めることができ、ESC120および基板121から間隔を置いて配置することができる。支持体本体118は、図1に示されているように動かない支持体本体とすることができ、または、基板支持体本体118を上げ下げするためのアクチュエータに結合することができる。支持体本体118は複数のリフトピン孔160を含む。ESC120は、処理の間、その上に基板121を保持するように構成されている。ESC120は、前記複数のリフトピン孔160と整列したリフトピン孔125を含む。

0012

支持体本体118およびESC120の孔160、125の中に、複数のリフトピン123を移動可能に配置することができる。それらの複数のリフトピン123は、アクチュエータ190内でインターフェースされている。アクチュエータ190は、支持体本体118およびESC120内のリフトピン123を、ESC120の基板支持面166の高さと同じかまたはそれよりも低い第1の位置すなわち下げられた位置と、支持面166よりも上方に延ばされた第2の位置すなわち上げられた位置との間で変位させる。第1の位置では、基板121が支持面166上に着座する。第2の位置では、処理チャンバ100内および処理チャンバ100の外への基板のロボット移送を可能にするために、基板121が、支持面166の上方に支持面166から間隔を置いて配置される。
ESC120に関して、支持体本体118は、電力および裏側ガスをESC120に供給するガス導管112および電気導管図1には示されていない)を含むことができる。これらの導管については図2に関してより詳細に説明する。支持体本体118はさらに、支持体本体118を所望の温度に維持するように適合された加熱および/または冷却要素(図示せず)を含むことができる。この加熱および/または冷却要素は、抵抗ヒータ流体導管などとすることができる。
処理チャンバ100はさらに、プロセスガスおよび/または洗浄ガスを処理チャンバ100に供給するガス送達装置を含む。図1に示された実施形態では、このガス送達装置が、チャンバ壁130を貫いて形成された少なくとも1つのノズル106の形態をとる。ノズル106を貫いて形成されたガス通路を通してプロセス容積105にプロセスガスを供給するため、壁130を貫いて形成されたノズル106にガスパネル138を結合することができる。ガスパネル138は、シリコン含有ガス供給源酸素含有ガス供給源、窒素含有ガス供給源、またはチャンバ100内で基板を処理するのに適した他のガスを含むことができる。

0013

チャンバ100にはさらにプラズマジェネレータを結合することができる。プラズマジェネレータは、電極またはアンテナに結合された信号発生器145を備えることができる。信号発生器145は一般に、チャンバ100内でプラズマを形成しかつ/または維持するのに適した周波数エネルギーを供給する。信号発生器145は例えば、周波数約50kHz〜約2.45GHzの信号を供給することができる。使用中の反射電力(reflected power)を最小化するため、整合ネットワーク140を介して信号発生器145を電極に結合することができる。

0014

この電極は、少なくとも1つのRFコイル113を備えるアンテナとすることができる。RFコイル113は、チャンバ100の上方に配置することができる。RFコイル113は、ノズル106を通してガスパネル138からプロセス容積105に供給されたプロセスガスにRFエネルギー誘導結合するように構成することができる。

0015

図2は、支持体本体118上に配置されたESC120のわずかに分解された略断面図である。図2には示されていないが、ESC120内でのリフトピンの移動を容易にするために、ESC120内に孔125を配置することができる。これについては図4に関してより詳細に説明する。ESC120は、支持体本体118に結合されているものとして示されている。分かりやすくするため、ESC120は、支持体本体118から間隔を置いて配置されているものとして示されているが、ESC120は、処理の間、支持体本体118の表面168に固定される。ESC120は、支持層204および誘電体層206を備えることができる。支持層204は、誘電体層206を支持することができ、かつ望ましい熱伝達特性を有する材料、例えばガラス、セラミック材料、例えば窒化アルミニウムもしくは酸化アルミニウム、または金属材料および半導体材料、例えばモリブデンシリコンもしくはシリコン−アルミニウム合金などの材料、から形成することができる。誘電体層206は、セラミック材料、ガラスなどの誘電体材料から形成することができ、または、一緒に積層された複数の誘電体材料層とすることができる。セラミック材料または誘電体材料の適当な例には、ポリマー(すなわちポリイミド)、サファイア酸化シリコン、例えば石英またはガラス、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、イットリウム含有材料酸化イットリウムイットリウムアルミニウムガーネット酸化チタン窒化チタン炭化シリコンなどがある。支持層204に対して選択される材料と誘電体層206に対して選択される材料は、これらの層間の機械応力の確率を低減させるため、類似した熱膨張率を有することができる。

0016

ESC120は、支持面166上に配置された基板121をチャックするために通電することができる少なくとも1つの電極を備えることができる。図2に示された実施形態には、第1の電極208および第2の電極210が示されている。第1の電極208および第2の電極210は支持層214上に配置することができ、基板121をESC120に静電的に結合するように適合させることができる。ESC120は実質的に円形とすることができ、または正方形長方形などの他の形状を得ることもできる。第1の電極208および第2の電極210は、望ましい静電チャッキング力を提供するように適合された複数の交互配置フィンガ(interleaving finger)を備えることができる。これらの交互配置フィンガについては図4に関してより詳細に論じる。

0017

第1の電極208は、第1の電極リード線212、第1のコネクタ216、導体220および第1の源リード線222を介して電源202に電気的に結合されている。第1の電極208は、誘電体層206の隣接する材料の熱膨張率に類似した熱膨張率を有する金属材料から製造することができる。第1の電極リード線212は、銅、アルミニウムなどの導電性材料から製造することができ、例えば単一の堆積プロセスを使用してリード線212と電極208とを同時に形成することによって、第1の電極208と一体の単一構造体として形成することができる。第1のコネクタ216は、支持層204上に形成することができ、同様に、銅、アルミニウムなどの導電性材料から製造することができる。示されているように、第1のコネクタ216は、支持体本体118の導体220と接触している。チャンバから取り出すためにESC120が基板支持体118から持ち上げられたとき、導体220は、支持体本体118の表面168を超えて延びることができる。ばねなどの導体220は、銅、アルミニウムなどの導電性材料から製造することができる。導体220は、はんだ付けなどによって支持体本体118に結合することができ、第1の源リード線222は、導体220に電気的に結合することができる。第1の源リード線222は導体220を電源202に結合する。第1の源リード線222も、銅、アルミニウムなどの導電性材料から製造することができる。

0018

第2の電極210は、第2の電極リード線214、第2のコネクタ218、導体220および第2の源リード線224を介して電源202に電気的に結合することができる。第2の電極210および関連する要素は、上述の第1の電極208に関して説明した要素と同様に配置することができる。そのため、簡潔にするために、これらの要素の説明は省く。

0019

第1のリード線212および第2のリード線214は、誘電体層206および支持層204の外側周囲面250に形成することができる。そのため、リード線212、214は、従来のESCにおけるルート設定とは違い、ESC120内に形成されたビアまたは孔の中を通ってコネクタ216、218まで下方へ延びることはない。したがって、ESC120内に形成された孔の必要性は低減または排除され、ESC120の機械的完全性が増大する可能性がある。リード線212、214は、ESC120の外側周囲面250に、スクリーン印刷プロセスPVD堆積、めっきプロセスによって形成することができる。支持体本体118などの他の導電性装置にリード線212、214が接触した場合の望ましくない電気的短絡を防ぐため、リード線212、214を絶縁材料で覆うことも企図される。

0020

動作について説明すると、電源202から電力が供給されたときに静電力を発生させるため、第1の電極208に正電荷印加することができ、第2の電極210に負電荷を印加することができる。チャッキング中は、電極208、210から発生した静電力が、電極上に配置された基板121をチャックし、固定された位置に保持する。電源202からの供給電力オフにすると、電極208、210内で発生した電荷消滅し、ESC120上に保持された基板121を解放する。いくつかの実施形態では、逆向きの短い極性を利用して、基板121をより効率的にデチャックする。
側壁119は、実質的にESC120の範囲を定めることができ、プレナム(plenum)230を形成するためにESC120から距離を置いて配置することができる。ガス導管112をガス源124に結合することができ、ガス導管112は、支持体本体118を貫いて表面168まで延びることができる。ガス導管112は、ヘリウム水素窒素アルゴンまたは他の不活性ガスなどのガスを、ESC120と基板支持体118の間およびESC120と基板121の間の領域に、プレナム230を介して供給するように適合させることができる。これらのガスを、ESC120と支持体本体118の間およびESC120と基板121の間のそれぞれの熱伝達を容易にするように適合させることができる。

0021

ESC120はさらに、1つまたは複数のガスチャネル228を備えることができる。ガスチャネル228は、基板121と接触するESC120の支持面166上に形成することができる。この1つまたは複数のガスチャネル228は、格子パターンなど、さまざまな向きに配置することができる。ガス源124からガス導管112を通してプレナム230に供給されたガスは、基板121とESC120の間の熱伝達を容易にするためのこの1つまたは複数のガスチャネル228を通って分散することができる。この1つまたは複数のガスチャネル228の深さを、伝導による熱伝達を容易にするように適合させることが企図される。柱または他の幾何学的形態などの1つまたは複数のディバイダ(divider)226が、この1つまたは複数のガスチャネル228を分離および画定することができる。ディバイダ226は基板121と接触することができ、この1つまたは複数のガスチャネル228から、数μm、例えば約1μmから約10μmの間、例えば約2μmから約5μmの間の距離だけ延びることができる。プレナム230内に存在するガスがガスチャネル228を通って基板121の下に移動することができるように、ガスチャネル228は、ESC120の外側周囲面250を貫いて延びることができる。

0022

支持体本体118はさらに、1つまたは複数のガスチャネル232を備えることができる。ガスチャネル232は、ESC120と接触することができる支持体本体118の表面168内に形成することができる。この1つまたは複数のガスチャネル232は、格子パターンなど、さまざまな向きに配置することができる。ガス源124からガス導管112を通して供給されたガスは、ESC120と支持体本体118の間の熱伝達を容易にするためのこの1つまたは複数のガスチャネル232を通って分散することができる。柱または他の幾何学的形態などの1つまたは複数のディバイダ231が、この1つまたは複数のガスチャネル232を分離および画定することができる。ディバイダ231の表面168はESC120と接触することができ、この1つまたは複数のガスチャネル232から、数μm、例えば約1μmから約10μmの間、例えば約2μmから約5μmの間の距離だけ延びることができる。ガスチャネル232は、支持体本体118内に、機械加工研磨ブラスティング(abrasive blasting)、エッチングなどの適当な任意の方法によって形成することができる。基板支持体118の代わりに支持層204の底部にガスチャネルを形成することも企図される。

0023

図3は、ESCの他の実施形態320のわずかに分解された略断面図である。図3のESC320は、上に説明が出ている図2のESC120と実質的に同様とすることができる。しかしながら、第1の電極208および第2の電極210を誘電体層206内に配置することができ、支持層214から間隔を置いて配置することができる。単極単一電極)型の静電チャックおよび他の従来型の静電チャックに対して、ESC120,320を貫いて形成された孔のないリード線212、214を構想し、同時に本開示の利点と同じ利点を提供することが企図される。

0024

図4は、露出させた電極208、210を示すESC120の上面図である。電極208、210の配置に関してより多くの詳細を提供するため、封入する誘電体層は示されていない。第1の電極208は、正または負の極性を有することができ、第2の電極210は、第1の電極208とは反対の極性を有することができる。第1の電極208は、ESC120の外側周囲面250に沿って延びることができ、第1の電極208から、ESC120の中央に向かって、複数の第1のフィンガ308が延びることができる。第2の電極210も、ESC120の外側周囲面250の近くの部分に沿って延びることができ、第2の電極210から、ESC120の中央に向かって、複数の第2のフィンガ306が延びることができる。これらの複数の第1のフィンガ308と複数の第2のフィンガ306は、第1のフィンガと第2のフィンガがESC120の直径を横切って交互に並ぶパターンなどの交互配置パターンを少なくとも部分的に形成することができる。電極208、210の部分が別の構成で交互に配置されることも企図される。

0025

第1の電極208は、ESC120の外側周囲面250の外へ横方向に延び、第1の電極リード線302に結合することができる。第2の電極210は、ESC120の外側周囲面250の外へ横方向に延び、第2の電極リード線304に結合することができる。第1の電極リード線302と第2の電極リード線304は、ESC120の直径を横切って互いの反対側に配置することができる。
図5は、図4のESC120の下面図である。第1の電極リード線302は、第1の電極208から、ESC120の外側周囲面250に沿って、ESC120の底部306へルート設定されているものとして示されている。ESC120の底部306は支持層214とすることができる。第1の電極リード線302と同様に、第2の電極リード線304も、ESC120の外側周囲面250に沿って、ESC120の底部306へルート設定されているものとして示されている。第1の電極リード線302をコネクタ216に結合することができる。第2の電極リード線304をコネクタ218に結合することができる。ESC120を貫いて延びる複数のリフトピン孔502が示されている。リフトフィンガまたはフープ(hoop)を利用してESC120を移動させる場合にはリフトピン孔が不必要であることが企図される。

0026

図6は、ESC120の上面図である。ESC120の支持面166内にガスチャネル228を形成することができ、ガスチャネル228は、格子パターンなど、さまざまなパターンを形成することができる。ガスチャネル228は、ESC120の外側周囲面250に開き、外側周囲面250からESC120の内部領域を通って延びることができる。ガスチャネル228が形成されたESC120の外側周囲面250に開口604を形成することができる。したがって、ガスは、外側周囲面250を超えた領域から、ESC120を横切るガスチャネル228を通って移動することができる。ガスは、開口604を通ってガスチャネル228に流入し、開口604を通ってガスチャネル228から流出することができる。そのため、ESC120とESC120上に保持された基板との間の熱伝達を改良することができる。

0027

ESC120は、製造するのに、従来のESCよりも少ない材料および従来のESCよりも少数の処理ステップを必要とすることがある。したがって、ESC120を製作し使用するコストを大幅に低減させることができる。さらに、ESC120の機械的完全性を向上させることができ、それによってESC120の破損またはひび割れの確率を低下させることができる。少なくともリード線のための孔が排除され、いくつかの実施形態ではそれに加えてガスチャネルおよびリフトピンのための孔が排除されることによって、応力開始点が減り、それによってESC120の機械的完全性を向上させることができる。さらに、本明細書に記載された実施形態によって熱伝導を向上させることができる。

0028

以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の追加の実施形態を考案することができる。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

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