特許 6960763 異なるヒータ配線材料を有する積層ヒータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6960763

(24)【登録日】2021年10月14日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】異なるヒータ配線材料を有する積層ヒータ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20211025BHJP

   H05B 3/14 20060101ALI20211025BHJP

   H05B 3/20 20060101ALI20211025BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/02 ZZIT

   H05B3/14 B

   H05B3/20 328

   H01L21/68 N

【請求項の数】14

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-93096(P2017-93096)

(22)【出願日】2017年5月9日

(65)【公開番号】特開2017-216440(P2017-216440A)

(43)【公開日】2017年12月7日

【審査請求日】2020年5月7日

(31)【優先権主張番号】62/334,084

(32)【優先日】2016年5月10日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/334,097

(32)【優先日】2016年5月10日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】15/586,178

(32)【優先日】2017年5月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ユマ・オークラ

(72)【発明者】

【氏名】ダレル・エ−ルリヒ

(72)【発明者】

【氏名】エリック・エー．・ペープ

【審査官】 小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５０８９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４０６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５４５３１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０５Ｂ ３／１４

Ｈ０５Ｂ ３／２０

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理システムのための基板支持体であって、
同心状に分けられた複数の加熱区画と、
ベースプレートと、
前記ベースプレート上に配置された加熱層およびセラミック層の少なくとも一方と、
前記加熱層および前記セラミック層の前記少なくとも一方に設けられ、第１電気抵抗を有する第１材料を含む複数の加熱素子と、
前記同心状に分けられた複数の加熱区画の内の第１区画内に前記ベースプレートを通して提供された配線と、
前記第１区画の前記配線から前記複数の加熱素子の内の第１加熱素子までルーティングされた電気接続であって、前記第１加熱素子は、前記同心状に分けられた複数の加熱区画の内の第２区画内に配置され、前記電気接続は、前記第１区画から前記第２区画に渡り、前記第２区画に配置された前記第１加熱素子に接続し、前記第１区画に配置されたいかなる加熱素子にも接続しておらず、前記電気接続は、前記第１電気抵抗より小さい第２電気抵抗を有する第２材料を含む電気接続と
を備える基板支持体。

【請求項2】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記電気接続の熱出力は、同じ電圧入力では、前記第１加熱素子の熱出力よりも小さい基板支持体。

【請求項3】

請求項１に記載の基板支持体であって、
（ｉ）前記複数の加熱素子の各々は、前記第１電気抵抗を有する配線パターンである第１電気トレースに対応し、
（ｉｉ）前記電気接続は、前記第２電気抵抗を有する配線パターンである第２電気トレースに対応する基板支持体。

【請求項4】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記電気接続は、バストレースに対応する基板支持体。

【請求項5】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記電気接続の幅は、前記第１加熱素子の幅とほぼ等しい基板支持体。

【請求項6】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記電気接続の高さは、前記第１加熱素子の高さとほぼ等しい基板支持体。

【請求項7】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記第２区画は、前記第１区画の半径方向外側に配置される基板支持体。

【請求項8】

請求項１に記載の基板支持体であって、さらに、前記ベースプレートを通して、前記第１区画内の前記加熱層および前記セラミック層の前記少なくとも一方の中へ提供されたビアを備え、前記配線は、前記ビアを通してルーティングされる基板支持体。

【請求項9】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記複数の加熱素子は、前記セラミック層内に提供され、前記電気接続は、前記セラミック層を通してルーティングされる基板支持体。

【請求項10】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記複数の加熱素子は、前記加熱層内に提供され、前記電気接続は、前記加熱層を通してルーティングされる基板支持体。

【請求項11】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記電気接続および前記第１加熱素子は同一平面上にある基板支持体。

【請求項12】

請求項１に記載の基板支持体であって、さらに、前記ベースプレート上に配置された導体層を備え、前記電気接続は、前記導体層を通してルーティングされる基板支持体。

【請求項13】

請求項１２に記載の基板支持体であって、前記導体層はポリマを含み、前記電気接続は、前記ポリマ内に埋め込まれる基板支持体。

【請求項14】

請求項１に記載の基板支持体であって、前記第１材料は、コンスタンタン、ニッケル合金、鉄合金、および、タングステン合金の内の少なくとも１つを含み、前記第２材料は、銅、タングステン、銀、および、パラジウムの内の少なくとも１つを含む基板支持体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本願は、２０１６年５月１０日出願の米国仮特許出願第６２／３３４，０９７号および２０１６年５月１０日出願の米国仮特許出願第６２／３３４，０８４号の利益を主張する。

【0002】

本願は、２０１７年５月３日出願の米国特許出願第１５／５８６，２０３号に関連する。上記の出願の開示全体が、参照によって本明細書に組み込まれる。

【0003】

本開示は、基板処理システムに関し、特に、基板支持体温度を制御するためのシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0004】

本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。

【0005】

半導体ウエハなどの基板を処理するために、基板処理システムが利用されうる。基板に実行されうる処理の例は、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）、導電体エッチング、および／または、その他のエッチング、蒸着、もしくは、洗浄処理を含むが、これらに限定されない。基板は、基板処理システムの処理チャンバ内の基板支持体（ペデスタル、静電チャック（ＥＳＣ）など）上に配置されうる。エッチング中、１または複数の前駆体を含むガス混合物が、処理チャンバに導入されてよく、プラズマが、化学反応を開始するために利用されうる。

【0006】

ＥＳＣなどの基板支持体は、ウエハを支持するよう構成されたセラミック層を備えうる。例えば、ウエハは、処理中にセラミック層にクランプされうる。加熱層が、基板支持体のセラミック層およびベースプレートの間に配置されうる。単に例として、加熱層は、加熱素子、配線などを含むセラミック加熱プレートでありうる。基板の温度は、加熱プレートの温度を制御することによって処理工程中に制御されうる。

【発明の概要】

【0007】

基板処理システムのための基板支持体が：複数の同心状に分けられた加熱区画と；ベースプレートと；ベースプレート上に配置された加熱層およびセラミック層の少なくとも一方と；加熱層およびセラミック層の少なくとも一方に設けられた複数の加熱素子とを備える。複数の加熱素子は、第１電気抵抗を有する第１材料を含む。配線が、複数の加熱区画の内の第１区画内にベースプレートを通して提供される。電気接続が、第１区画の配線から複数の加熱素子の内の第１加熱素子までルーティングされる。第１加熱素子は、複数の加熱区画の内の第２区画に配置され、前記電気接続は、前記第１区画から前記第２区画に渡り、前記第２区画に配置された前記第１加熱素子に接続し、前記第１区画に配置されたいかなる加熱素子にも接続しておらず、電気接続は、第１電気抵抗より小さい第２電気抵抗を有する第２材料を含む。

【0008】

別の特徴において、電気接続の熱出力は、同じ電圧入力では、第１加熱素子の熱出力よりも小さい。複数の加熱素子の各々は、第１電気抵抗を有する第１電気トレースに対応し、電気接続は、第２電気抵抗を有する第２電気トレースに対応する。電気接続は、バストレースに対応する。電気接続の幅は、第１加熱素子の幅とほぼ等しい。電気接続の高さは、第１加熱素子の高さとほぼ等しい。第２区画は、第１区画の半径方向外側に配置される。

【0009】

別の特徴において、基板支持体は、さらに、ベースプレートを通して、第１区画内の加熱層およびセラミック層の少なくとも一方の中へ提供されたビアを備え、配線は、ビアを通してルーティングされる。複数の加熱素子は、セラミック層内に提供され、電気接続は、セラミック層を通してルーティングされる。複数の加熱素子は、加熱層内に提供され、電気接続は、加熱層を通してルーティングされる。

【0010】

さらに別の特徴において、電気接続および第１加熱素子は、同一平面上にある。基板支持体は、さらに、ベースプレート上に配置された導体層を備え、電気接続は、前記導体層を通してルーティングされる。導体層はポリマを含み、電気接続は、ポリマ内に埋め込まれる。第１材料は、コンスタンタン、ニッケル合金、鉄合金、および、タングステン合金の内の少なくとも１つを含み、第２材料は、銅、タングステン、銀、および、パラジウムの内の少なくとも１つを含む。

【0011】

詳細な説明、特許請求の範囲、および、図面から、本開示を適用可能なさらなる領域が明らかになる。詳細な説明および具体的な例は、単に例示を目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0012】

本開示は、詳細な説明および以下に説明する添付図面から、より十分に理解できる。

【0013】

【図1】本開示の原理に従って、基板支持体を備えた基板処理システムの一例を示す機能ブロック図。

【0014】

【図2A】本開示の原理に従って、静電チャックの一例を示す説明図。

【0015】

【図2B】本開示の原理に従って、静電チャック例の区画および温度制御素子を示す説明図。

【0016】

【図3A】本開示の原理に従って、第１材料から形成された加熱素子配線パターン（以下、加熱素子トレースという）と第２材料から形成されたバス配線パターン（以下、バストレースという）とを備えた第１例の静電チャックを示す説明図。

【図3B】本開示の原理に従って、第１材料から形成された加熱素子トレースと第２材料から形成されたバストレースとを備えた第１例の静電チャックを示す説明図。

【0017】

【図4A】本開示の原理に従って、第１材料から形成された加熱素子トレースと第２材料から形成されたバストレースとを備えた第２例の静電チャックを示す説明図。

【図4B】本開示の原理に従って、第１材料から形成された加熱素子トレースと第２材料から形成されたバストレースとを備えた第２例の静電チャックを示す説明図。

【0018】

【図5A】本開示の原理に従って、第１材料から形成された加熱素子トレースと第２材料から形成されたバストレースとを備えた第３例の静電チャックを示す説明図。

【図5B】本開示の原理に従って、第１材料から形成された加熱素子トレースと第２材料から形成されたバストレースとを備えた第３例の静電チャックを示す説明図。

【0019】

図面において、同様および／または同一の要素を特定するために、同じ符号を用いる場合がある。

【発明を実施するための形態】

【0020】

静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体が、１または複数の加熱区画を備えてよい（例えば、マルチゾーンＥＳＣ）。ＥＳＣは、加熱層の各区画のためのそれぞれの加熱素子を備えてよい。加熱素子は、それぞれの区画の各々における所望の設定温度におおよそ達するように制御される。

【0021】

加熱層は、基板支持体の上部セラミック層とベースプレートとの間に配置された積層加熱プレートを備えてよい。加熱プレートは、ＥＳＣの区画にわたって配置された複数の加熱素子を備える。加熱素子は、ベースプレートを通してＥＳＣの下方の電圧源から供給された電圧入力を受ける電気路またはその他の配線を備える。例えば、ベースプレートは、加熱プレート内の加熱素子の接続点と整列された１または複数のビア（例えば、ホールまたはアクセスポート）を備えてよい。配線は、ベースプレート内のビアを通して、電圧源と加熱素子の接続点との間に接続される。

【0022】

通例は、ヒータ除外区画（すなわち、加熱素子を配置できない区画）をなくすと共に、温度不均一性を低減するために、ビアを通してルーティングされるビアおよび配線が、加熱素子の対応する接続点に可能な限り近くなるようにすることが望ましい。例えば、ビアは、接続点の真下に配置されうる。しかしながら、一部のＥＳＣでは、様々な構造的フィーチャが、ほとんどの望ましい位置にビア、配線、および、その他の加熱素子構成要素を提供することを妨げうる。結果的に、ビアおよび対応する配線は、さらに離れて配置される場合がある、および／または、ＥＳＣの目的区画の外側に配置される場合がある。例えば、中央区画、中間内側区画、中間外側区画、および、外側区画（例えば、ＥＳＣの半径方向最外区画）を有するＥＳＣでは、外側区画のためのビアおよび配線が、中間外側区画の下に配置されうる。

【0023】

さらなる配線が、電圧入力をビアからＥＳＣの様々な区画の接続点に供給するために必要になりうる。一部の例では、配線を加熱層の加熱プレート内の接続点にルーティングするために、導体層が加熱プレートの下に配置されうる。導体層内の電気トレース／配線は、バストレース／配線と呼ばれうる。逆に、加熱層に対応する電気トレース／配線は、加熱素子配線／トレースと呼ばれうる。例えば、導体層は、ポリマ（例えば、ポリイミド）内に埋め込まれた配線を備えうる。しかしながら、導体層内のパターンによる電気的な配線である電気トレースは、加熱層内の電気トレースと重複して、対応する区画の熱出力を増大させうる。したがって、電圧入力を区画（例えば、外側区画）へ供給する導体層内の電気トレースが、別の区画（例えば、中間外側区画など、電気トレースが横切る区画）の温度に影響を与える。

【0024】

一部の例では、導体層内の電気トレースが、対応する区画の温度に与える影響を最小限に抑えるために、導体層内の電気トレースの物理的寸法が変更されうる。例えば、電気トレースの長さ、幅、厚さなど、および／または、電気トレースの間の間隔が、所与の電圧入力に対する抵抗および熱出力を最小化するために調整されうる。しかしながら、このように熱出力を最小化する能力は限られている。さらに、電気トレースの物理的寸法の変動の結果、導体層の平坦性を妨げ、ヒータ除外領域を増大させる。

【0025】

本開示の原理に従ったシステムおよび方法は、バストレースおよび加熱素子トレースに異なる材料を利用し、一部の例では、加熱層内にバストレースを設けて、導体層を排除する。例えば、加熱素子トレースは、第１材料を含んでよく、バストレースは、第１材料よりも低い電気抵抗を有する第２材料を含む。したがって、バストレースは、同じ電圧入力に対して、加熱素子トレースよりも少ない熱を出力する。このように、バストレースおよび加熱素子トレースに異なる材料を利用すれば、設計の柔軟性（例えば、ビアの位置）が改善し、ヒータ除外区画が減少し、ＥＳＣにわたる温度均一性が改善し、バストレースおよび加熱素子トレースに同じ物理的寸法が維持され、平坦性が維持される。

【0026】

ここで、図１を参照すると、基板処理システムの一例１００が示されている。単に例として、基板処理システム１００は、ＲＦプラズマを用いたエッチングおよび／またはその他の適切な基板処理を実行するために用いられてよい。基板処理システム１００は、基板処理チャンバ１０２の他の構成要素を収容すると共にＲＦプラズマを閉じ込める基板処理チャンバ１０２を備える。基板処理チャンバ１０２は、上側電極１０４と、基板支持体１０６（静電チャック（ＥＳＣ）など）とを備える。動作中、基板１０８が、基板支持体１０６上に配置される。具体的な基板処理システム１００およびチャンバ１０２が一例として示されているが、本開示の原理は、その場でプラズマを生成する基板処理システム、（例えば、マイクロ波チューブを用いて）遠隔プラズマの生成および供給を実施する基板処理システムなど、他のタイプの基板処理システムおよびチャンバに適用されてもよい。

【0027】

単に例として、上側電極１０４は、処理ガスを導入して分散させるシャワーヘッド１０９を備えてよい。シャワーヘッド１０９は、処理チャンバの上面に接続された一端を備えるステム部分を備えてよい。ベース部分は、略円筒形であり、処理チャンバの上面から離れた位置でステム部分の反対側の端部から半径方向外向きに広がる。シャワーヘッドのベース部分の基板対向面すなわちフェースプレートは、処理ガスまたはパージガスが流れる複数の穴を備える。あるいは、上側電極１０４は、導電性のプレートを備えてもよく、処理ガスは、別の方法で導入されてよい。

【0028】

基板支持体１０６は、下側電極として機能する導電性のベースプレート１１０を備える。ベースプレート１１０は、セラミック層１１１を支持し、加熱プレート１１２が、ベースプレート１１０とセラミック層１１１との間に配置されている。単に例として、加熱プレート１１２は、積層マルチゾーン加熱プレートに対応してよい。熱抵抗層１１４（例えば、ボンド層）が、加熱プレート１１２とベースプレート１１０との間に配置されてよい。ベースプレート１１０は、ベースプレート１１０に冷却剤を流すための１または複数の冷却剤流路１１６を備えてよい。

【0029】

ＲＦ発生システム１２０が、ＲＦ電圧を生成して、上側電極１０４および下側電極（例えば、基板支持体１０６のベースプレート１１０）の一方に出力する。上側電極１０４およびベースプレート１１０のもう一方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地されるか、または、浮遊していてよい。単に例として、ＲＦ発生システム１２０は、整合／配電ネットワーク１２４によって上側電極１０４またはベースプレート１１０に供給されるＲＦ電圧を生成するＲＦ電圧発生器１２２を備えてよい。他の例において、プラズマは、誘導的にまたは遠隔で生成されてよい。例示の目的で示すように、ＲＦ発生システム１２０は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）システムに対応するが、本開示の原理は、単に例として、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）システム、ＣＣＰカソードシステム、遠隔マイクロ波プラズマ生成／供給システムなど、他の適切なシステムで実施されてもよい。

【0030】

ガス供給システム１３０は、１または複数のガス源１３２−１、１３２−２、・・・、および、１３２−Ｎ（集合的に、ガス源１３２）を備えており、ここで、Ｎはゼロより大きい整数である。ガス源は、１または複数の前駆体およびそれらの混合物を供給する。ガス源は、パージガスを供給してもよい。気化した前駆体が用いられてもよい。ガス源１３２は、バルブ１３４−１、１３４−２、・・・、および、１３４−Ｎ（集合的に、バルブ１３４）ならびにマスフローコントローラ１３６−１、１３６−２、・・・、および、１３６−Ｎ（集合的に、マスフローコントローラ１３６）によってマニホルド１４０に接続されている。マニホルド１４０の出力は、処理チャンバ１０２に供給される。単に例として、マニホルド１４０の出力は、シャワーヘッド１０９に供給される。

【0031】

温度コントローラ１４２が、加熱プレート１１２に配置された複数の加熱素子（加熱素子１４４など）に電圧入力を供給してよい。例えば、加熱素子１４４は、マルチゾーン加熱プレートにおけるそれぞれの区画に対応するマクロ加熱素子、および／または、マルチゾーン加熱プレートの複数の区画にわたって配置されたマイクロ加熱素子のアレイを含みうるが、これらに限定されない。温度コントローラ１４２は、複数の加熱素子１４４を制御して基板支持体１０６および基板１０８の温度を制御するために用いられる。図に示すように、加熱プレート１１２が、セラミック層１１１とベースプレート１１０（およびボンド層１１４）との間に配置されているが、別の例において、加熱素子１４４がセラミック層１１１内に提供されてもよく、加熱プレート１１２が省略されてもよい。別の例において、加熱素子１４４は、加熱プレート１１２およびセラミック層１１１内に提供されてもよい。

【0032】

温度コントローラ１４２は、流路１１６を通る冷却剤の流れを制御するための冷却剤アセンブリ１４６と連通してよい。例えば、冷却剤アセンブリ１４６は、冷却剤ポンプおよび冷却剤リザーバを備えてよい。温度コントローラ１４２は、基板支持体１０６を冷却するために流路１１６を通して冷却剤を選択的に流すように、冷却剤アセンブリ１４６を作動させる。

【0033】

バルブ１５０およびポンプ１５２が、処理チャンバ１０２から反応物質を排出するために用いられてよい。システムコントローラ１６０が、基板処理システム１００の構成要素を制御するために用いられてよい。ロボット１７０が、基板支持体１０６上へ基板を供給すると共に、基板支持体１０６から基板を除去するために用いられてよい。例えば、ロボット１７０は、基板支持体１０６およびロードロック１７２の間で基板を移送してよい。別個のコントローラとして示しているが、温度コントローラ１４２は、システムコントローラ１６０内に実装されてもよい。

【0034】

ここで、図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、図には、ＥＳＣ２００の一例が示されている。温度コントローラ２０４が、１または複数の電気接続２０８を介してＥＳＣ２００と通信する。例えば、電気接続２０８は、加熱素子２１２−１、２１２−２、２１２−３、および、２１２−４（集合的に加熱素子２１２と呼ぶ）を選択的に制御するための接続と、１または複数の区画温度センサ２２０から温度フィードバックを受けるための接続を含みうるが、これらに限定されない。

【0035】

図に示すように、ＥＳＣ２００は、区画２２４−１、２２４−２、２２４−３、および、２２４−４（集合的に区画２２４と呼ばれる）を備えたマルチゾーンＥＳＣであり、これらの区画は、外側区画、中間外側区画、中間内側区画、および、内側区画と呼ばれてよい。４つの同心の区画２２４が示されているが、実施形態において、ＥＳＣ２００は、１、２、３、または、４を超える区画２２４を備えてもよい。区画２２４の相対サイズ、形状、向きなどは、様々であってよい。例えば、区画２２４は、四分円または別の格子状配列として提供されてもよい。区画２２４の各々は、単に例として、区画温度センサ２２０のそれぞれの１つおよび加熱素子２１２のそれぞれの１つを備える。実施形態において、区画２２４の各々は、２以上の温度センサ２２０を有してもよい。

【0036】

ＥＳＣ２００は、冷却剤流路２３２を備えたベースプレート２２８、ベースプレート２２８上に形成された熱抵抗層２３６、熱抵抗層２３６上に形成されたマルチゾーンセラミック加熱プレート２４０、および、加熱プレート２４０上に形成された上側セラミック層２４２を備える。電圧入力が、ベースプレート２２８およびセラミック層２４２を通してルーティングされた配線を用いて温度コントローラ２０４から加熱素子２１２へ供給される。別の例において、加熱素子２１２は、セラミック層２４２内に提供されてもよい。例えば、専用の加熱プレート２４０が省略されてもよい。図２Ａにおいて、電気接続２０８は、簡単のために、概略的に熱抵抗層２３６を通してルーティングされるように図示されている。後に詳述するように、別の例において、電気接続２０８は、専用の導体層、加熱プレート２４０、セラミック層２４２などを通してルーティングされてもよい。

【0037】

温度コントローラ２０４は、所望の設定温度に従って、加熱素子２１２を制御する。例えば、温度コントローラ２０４は、（例えば、図１に示したようなシステムコントローラ１６０から）、区画２２４の内の１または複数のための設定温度を受信してよい。単に例として、温度コントローラ２０４は、区画２２４の全部または一部のための同じ設定温度、および／または、区画２２４の各々のための異なるそれぞれの設定温度を受信してよい。区画２２４の各々のための設定温度は、異なる処理または各処理の異なる工程で様々であってよい。

【0038】

温度コントローラ２０４は、それぞれの設定温度と、センサ２２０によって提供された温度フィードバックとに基づいて、区画２２４の各々のための加熱素子２１２を制御する。例えば、温度コントローラ２０４は、センサ２２０の各々で設定温度を達成するために、加熱素子２１２の各々に提供される電力（例えば、電流）を個別に調節する。加熱素子２１２は、図２Ｂの破線で概略的に表す単一の抵抗コイルまたはその他の構造を備えてよい。したがって、加熱素子２１２の１つを調節すれば、それぞれの区画２２４全体の温度に影響し、区画２２４の内の他の区画にも影響しうる。センサ２２０は、区画２２４の各々の局所的な部分のみについての温度フィードバックを提供してよい。単に例として、センサ２２０は、区画２２４の平均温度と最も密接な相関を有すると以前に決定された各区画２２４の部分に配置されてよい。

【0039】

図に示すように、それぞれのビア２４６、２５０、および、２５４、ならびに、対応する電圧入力が、中間外側区画２２４−２、中間内側区画２２４−３、およに、内側区画２２４−４に提供される。本明細書で用いられているように、「ビア」とは、一般に、ベースプレート２２８などの構造を貫通する開口部、ポートなどのことであり、「配線」とは、ビア内部の導電材料のことである。ビアは、単に例として、特定の位置に対で示されているが、任意の適切な位置および／または数のビアが実装されてよい。例えば、ビア２４６、２５０、および、２５４は、ベースプレート２２８を貫通して提供され、配線は、ビア２４６、２５０、および、２５４を通してそれぞれの接続点に至るように提供される。しかしながら、外側区画２２４−１に対応するビア２５８が、ビア２４６、２５０、および、２５４よりも離れて配置されてよく、中間外側区画２２４−２に配置されてよい。換言すると、外側区画２２４−１の加熱素子のための配線は、外側区画２２４−１の真下に提供されない。したがって、外側区画２２４−１の加熱素子に電圧入力を提供するために、さらなる電気接続が必要である。

【0040】

ここで、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、および、図５Ｂを参照すると、第１材料から形成された加熱素子トレース４０４と、第２材料から形成されたバストレース４０８とを備えたＥＳＣ４００が例示されている。図３Ｂは、図３Ａの加熱素子トレース４０４を含むＥＳＣ４００の一部を示す拡大図である。図４Ｂは、図４Ａの加熱素子トレース４０４を含むＥＳＣ４００の一部を示す拡大図である。図５Ｂは、図５Ａの加熱素子トレース４０４を含むＥＳＣ４００の一部を示す拡大図である。ＥＳＣ４００は、単に例として、外側区画４１０−１、中間外側区画４１０−２、中間内側区画４１０−３、および、内側区画４１０−４（集合的に区画４１０と呼んでもよい）を含む複数の区画を有する。

【0041】

第２材料は、第１材料よりも低い電気抵抗を有する。したがって、バストレース４０８は、加熱素子トレース４０４よりも少ない熱を出力する。このように、バストレース４０８は、バストレース４０８が加熱素子トレース４０４と重複するＥＳＣ４００の領域の温度を大きく上昇させることなしに、電圧入力を加熱素子トレース４０４に供給する。例えば、バストレース４０８は、ＥＳＣ４００の外側区画４１０−１内の加熱素子トレース４０４に電圧入力を供給するために、ＥＳＣ４００の中間外側区画４１０−２を横切りうる。しかしながら、加熱素子トレース４０４に比べてバストレース４０８の電気抵抗が小さいため、バストレース４０８は、中間外側区画４１０−２の加熱素子トレース４１２がバストレース４０８と重複する領域または外側区画４１０−１の加熱素子トレース４０４がバストレース４０８と重複する領域の温度に大きい影響を与えない。したがって、バストレース４０８および加熱素子トレース４０４の熱出力重複領域を増やすことなしに、バストレース４０８の幅および／または高さを加熱素子トレース４０４の幅および／または高さとおおよそ等しくすることができる。例えば、バストレース４０８の幅および／または高さは、加熱素子トレース４０４の幅および／または高さの１０％以内である。別の例では、バストレース４０８の幅および／または高さは、加熱素子トレース４０４の幅および／または高さの５％以内である。

【0042】

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ＥＳＣ４００は、加熱素子トレース４０４を含む加熱層４１６と、セラミック層４１８と、バストレース４０８を含む別個の導体層４２０とを備える。加熱層４１６、セラミック層４１８、および、導体層４２０は、ベースプレート４２２上に形成される。簡単のため、ボンド層（例えば、ボンド層１１４に対応する）は、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、および、図５Ｂには図示されていない。逆に、図４Ａおよび図４Ｂにおいて、ＥＳＣ４００は、加熱素子トレース４０４およびバストレース４０８の両方を含む複合加熱／導体層４２４を備える。換言すると、加熱素子トレース４０４およびバストレース４０８が同一平面上にある。したがって、図３Ｂに示すＥＳＣ４００は、導体層４２０を排除し、単一層４２４しか必要としない。単一層４２４のみを有する一部の例では、第１材料の加熱素子トレース４０４と第２材料のバストレース４０８とを含む単一の導体シートが提供されてもよい。単に例として、第１材料は、比較的高い電気抵抗を有する材料（例えば、コンスタンタン、ニッケル合金、鉄合金、タングステン合金など）を含んでよく、第２材料は、比較的低い電気抵抗を有する材料（例えば、銅、タングステン、銀、パラジウム、それらの合金など）を含んでよい。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、ＥＳＣ４００は、専用の加熱層４１６を備えない。代わりに、この例では、加熱素子トレース４０４、４１２などが、セラミック層４１８に設けられる。したがって、バストレース４０８は、セラミック層４１８を通してルーティングされる。

【0043】

例示のために、バストレース４０８について、中間外側区画４１０−２内のビア４２８から外側区画４１０−１へのルーティングのみが示されている。しかしながら、別の例において、ビア４２８およびバストレース４０８のそれぞれが、区画４１０の内の任意の１または複数の区画に設けられてもよい。一部の例において、バストレース４０８は、（例えば、中間内側区画４１０−３に位置するビアから外側区画４１０−１まで）区画４１０の内の複数の区画を横切ってルーティングされる。さらに、図に示すように、バストレース４０８は、半径方向内側の区画内のビアから半径方向外側の区画までルーティングされているが、別の例において、バストレース４０８は、半径方向外側の区画内のビアから半径方向内側の区画まで（例えば、外側区画４１０−１に位置するビアから中間内側区画４１０−３まで）ルーティングされる。

【0044】

上述の記載は、本質的に例示に過ぎず、本開示、応用例、または、利用法を限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施されうる。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および、以下の特許請求の範囲を研究すれば他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲は、それらの例には限定されない。方法に含まれる１または複数の工程が、本開示の原理を改変することなく、異なる順序で（または同時に）実行されてもよいことを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして記載されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載された特徴の内の任意の１または複数の特徴を、他の実施形態のいずれかに実装することができる、および／または、組み合わせが明確に記載されていないとしても、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができる。換言すると、上述の実施形態は互いに排他的ではなく、１または複数の実施形態を互いに置き換えることは本開示の範囲内にある。

【0045】

要素の間（例えば、モジュールの間、回路要素の間、半導体層の間）の空間的関係および機能的関係性が、「接続される」、「係合される」、「結合される」、「隣接する」、「近接する」、「の上部に」、「上方に」、「下方に」、および、「配置される」など、様々な用語を用いて記載されている。第１および第２要素の間の関係性を本開示で記載する時に、「直接」であると明確に記載されていない限り、その関係性は、他に介在する要素が第１および第２の要素の間に存在しない直接的な関係性でありうるが、１または複数の介在する要素が第１および第２の要素の間に（空間的または機能的に）存在する間接的な関係性でもありうる。本明細書で用いられているように、「Ａ、Ｂ、および、Ｃの少なくとも１つ」という表現は、非排他的な論理和ＯＲを用いて、論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、および、Ｃの少なくとも１つ」という意味であると解釈されるべきではない。

【0046】

いくつかの実施例において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。

【0047】

概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１または複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する命令であってよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。

【0048】

コントローラは、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されたコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。

【0049】

限定はしないが、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含みうる。

【0050】

上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。また、本開示は、以下の適用例としても実施可能な内容を含む。
［適用例１］基板処理システムのための基板支持体であって、
複数の加熱区画と、
ベースプレートと、
前記ベースプレート上に配置された加熱層およびセラミック層の少なくとも一方と、
前記加熱層および前記セラミック層の前記少なくとも一方に設けられ、第１電気抵抗を有する第１材料を含む複数の加熱素子と、
前記複数の加熱区画の内の第１区画内に前記ベースプレートを通して提供された配線と、
前記第１区画の前記配線から前記複数の加熱素子の内の第１加熱素子までルーティングされた電気接続であって、前記第１加熱素子は、前記複数の加熱区画の内の第２区画内に配置され、前記電気接続は、前記第１電気抵抗より小さい第２電気抵抗を有する第２材料を含む電気接続と
を備える基板支持体。
［適用例２］適用例１に記載の基板支持体であって、前記電気接続の熱出力は、同じ電圧入力では、前記第１加熱素子の熱出力よりも小さい基板支持体。
［適用例３］適用例１に記載の基板支持体であって、（ｉ）前記複数の加熱素子の各々は、前記第１電気抵抗を有する配線パターンである第１電気トレースに対応し、（ｉｉ）前記電気接続は、前記第２電気抵抗を有する配線パターンである第２電気トレースに対応する基板支持体。
［適用例４］適用例１に記載の基板支持体であって、前記電気接続は、バストレースに対応する基板支持体。
［適用例５］適用例１に記載の基板支持体であって、前記電気接続の幅は、前記第１加熱素子の幅とほぼ等しい基板支持体。
［適用例６］適用例１に記載の基板支持体であって、前記電気接続の高さは、前記第１加熱素子の高さとほぼ等しい基板支持体。
［適用例７］適用例１に記載の基板支持体であって、前記第２区画は、前記第１区画の半径方向外側に配置される基板支持体。
［適用例８］適用例１に記載の基板支持体であって、さらに、前記ベースプレートを通して、前記第１区画内の前記加熱層および前記セラミック層の前記少なくとも一方の中へ提供されたビアを備え、前記配線は、前記ビアを通してルーティングされる基板支持体。
［適用例９］適用例１に記載の基板支持体であって、前記複数の加熱素子は、前記セラミック層内に提供され、前記電気接続は、前記セラミック層を通してルーティングされる基板支持体。
［適用例１０］適用例１に記載の基板支持体であって、前記複数の加熱素子は、前記加熱層内に提供され、前記電気接続は、前記加熱層を通してルーティングされる基板支持体。
［適用例１１］適用例１に記載の基板支持体であって、前記電気接続および前記第１加熱素子は同一平面上にある基板支持体。
［適用例１２］適用例１に記載の基板支持体であって、さらに、前記ベースプレート上に配置された導体層を備え、前記電気接続は、前記導体層を通してルーティングされる基板支持体。
［適用例１３］適用例１２に記載の基板支持体であって、前記導体層はポリマを含み、前記電気接続は、前記ポリマ内に埋め込まれる基板支持体。
［適用例１４］適用例１に記載の基板支持体であって、前記第１材料は、コンスタンタン、ニッケル合金、鉄合金、および、タングステン合金の内の少なくとも１つを含み、前記第２材料は、銅、タングステン、銀、および、パラジウムの内の少なくとも１つを含む基板支持体。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】