特開 2024-127819 加熱／冷却ガス管を有するセラミックペデスタルシャフト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127819

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】加熱／冷却ガス管を有するセラミックペデスタルシャフト

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20240912BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240912BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240912BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20240912BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

H01L21/302 101G

H01L21/68 R

C23C14/50 E

C23C16/458

【審査請求】未請求

【請求項の数】29

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024031820

(22)【出願日】2024-03-04

(31)【優先権主張番号】18/179,503

(32)【優先日】2023-03-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】514028776

【氏名又は名称】トーキョー エレクトロン ユーエス ホールディングス，インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】ヴェルバース メルヴィン

【テーマコード（参考）】

4K029

4K030

5F004

5F045

5F131

【Ｆターム（参考）】

4K029DA08

4K029JA01

4K029JA05

4K030CA04

4K030GA02

4K030JA03

4K030KA22

4K030KA23

4K030KA26

4K030KA46

5F004BB22

5F004BB25

5F004BB26

5F004BB28

5F004BB29

5F004BD04

5F045AA06

5F045AA08

5F045AA15

5F045DP03

5F045EF05

5F045EJ03

5F045EJ10

5F045EK07

5F045EM05

5F045EM09

5F131AA02

5F131BA03

5F131BA04

5F131BA19

5F131CA02

5F131EA04

5F131EB11

5F131EB81

5F131EB82

(57)【要約】

【課題】 加熱／冷却ガス管を有するセラミックペデスタルシャフトを提供する。
【解決手段】 半導体処理装置であって、セラミックウェーハチャックの下面に結合されるセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルであって、セラミックペデスタルシャフトは、中央貫通開口部を有する、ウェーハペデスタルと、セラミックペデスタルシャフト内に埋設されるセラミックガス送出管であって、第１のセラミック材料から作成され、及びセラミックペデスタルシャフトは、第２のセラミック材料から作成され、セラミックガス送出管は、セラミックウェーハチャック内のガスチャネルに結合される、セラミックガス送出管と、を含む、半導体処理装置。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体処理装置であって、
セラミックウェーハチャックの下面に結合されるセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルであって、前記セラミックペデスタルシャフトは、中央貫通開口部を有する、ウェーハペデスタルと、
前記セラミックペデスタルシャフト内に埋設されるセラミックガス送出管であって、第１のセラミック材料から作成され、及び前記セラミックペデスタルシャフトは、第２のセラミック材料から作成され、前記セラミックガス送出管は、前記セラミックウェーハチャック内のガスチャネルに結合される、セラミックガス送出管と、
を含む、半導体処理装置。

【請求項2】

前記第１のセラミック材料及び前記第２のセラミック材料は、界面領域によって互いに分離される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１のセラミック材料及び前記第２のセラミック材料は、異なる化学組成を有する、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記中央貫通開口部内の中央に置かれ、且つ前記セラミックウェーハチャックの前記下面の中央において第１のガスチャネル開口部に結合される、前記セラミックガス送出管の第１のものと、
前記セラミックペデスタルシャフトの壁に埋設され、且つ前記セラミックウェーハチャックの前記下面の周辺領域において第２のガスチャネル開口部に結合される、前記セラミックガス送出管の第２のものと、
を更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記中央貫通開口部内の中央に置かれ、且つ前記セラミックウェーハチャックの前記下面の中央においてガスチャネル開口部に結合される、前記セラミックガス送出管の第１のものと、
前記中央貫通開口部内に配設され、且つ前記セラミックペデスタルシャフトの内壁に取り付けられる、前記セラミックガス送出管の第２のものと、
を更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記セラミックガス送出管の１つに埋設される抵抗ヒータを更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記セラミックガス送出管の１つの周囲に巻装される冷却管を更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記冷却管は、ニッケル、タングステン、モリブデン、チタン及び炭化タングステンからなる群から選択される金属を含む、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記セラミックガス送出管の１つに埋設される抵抗ヒータと、埋設された抵抗ヒータと共に前記セラミックガス送出管の１つの周囲に巻装される冷却管と、を更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記セラミックペデスタルシャフトは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されるセラミック材料から作成される、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記第１のセラミック材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択される、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

前記第１のセラミック材料及び前記第２のセラミック材料は、窒化アルミニウムから作成される、請求項１に記載の装置。

【請求項13】

前記セラミックペデスタルシャフトは、前記セラミックウェーハチャックの前記下面に拡散接合される、請求項１に記載の装置。

【請求項14】

ウェーハペデスタルアセンブリを形成する方法であって、
中央貫通開口部とセラミックガス送出管とを含むペデスタルシャフト構造体を形成することと、
前記ペデスタルシャフト構造体を焼結して、前記セラミックガス送出管を有するセラミックペデスタルシャフトを形成することと、
前記セラミックガス送出管をセラミックウェーハチャックのガスチャネル開口部と位置合わせすることと、
前記セラミックガス送出管が前記ガスチャネル開口部と位置合わせされた状態で、前記セラミックペデスタルシャフトを前記セラミックウェーハチャックに取り付けることと、
を含む、方法。

【請求項15】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、
前記セラミックガス送出管を金型内に載置することと、
粉末被覆プロセスを行って、前記セラミックガス送出管をセラミック粉末で被覆することと、
硬化プロセス後に前記金型から前記ペデスタルシャフト構造体を取り出すことと、
を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、圧縮成形プロセスを行うことを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、射出成形プロセスを行うことを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項18】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、３Ｄ印刷プロセスを行うことを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項19】

前記セラミックガス送出管は、前記ペデスタルシャフト構造体の壁内に載置される、請求項１４に記載の方法。

【請求項20】

前記セラミックガス送出管は、前記中央貫通開口部内に載置され、且つ前記ペデスタルシャフト構造体の内壁に取り付けられる、請求項１４に記載の方法。

【請求項21】

前記セラミックペデスタルシャフトを取り付けることは、拡散接合プロセスを行うことを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項22】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されるセラミック材料で形成することを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項23】

前記セラミックガス送出管の内径は、１ｍｍ～１０ｍｍである、請求項１４に記載の方法。

【請求項24】

ウェーハペデスタルアセンブリを形成する方法であって、
ペデスタルシャフト構造体であって、前記ペデスタルシャフト構造体の壁内に中央貫通開口部及び金属管を含むペデスタルシャフト構造体を形成することと、
前記ペデスタルシャフト構造体を焼結して、前記金属管を有するペデスタルシャフトを形成することと、
前記金属管をエッチングして、前記ペデスタルシャフトの前記壁内に配設されるガス送出管を形成することと、
前記ガス送出管がセラミックウェーハチャックのガスチャネル開口部と位置合わせされた状態で、前記ペデスタルシャフトを前記セラミックウェーハチャックに取り付けることと、
を含む、方法。

【請求項25】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、圧縮成形プロセスを行うことを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、射出成形プロセスを行うことを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項27】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、３Ｄ印刷プロセスを行うことを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項28】

前記ペデスタルシャフト構造体を形成することは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されるセラミック材料から前記ペデスタルシャフト構造体を形成することを含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項29】

前記金属管の外径は、１ｍｍ～１０ｍｍである、請求項２４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体基板を処理するための、ペデスタルを有する機器に関し、特に、高温で半導体基板を処理するための、セラミックペデスタルを有する機器に関する。

【背景技術】

【0002】

ウェーハペデスタルを採用する半導体基板処理装置は、エッチング、物理気相成長法（ＰＶＤ）、化学気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）、パルス堆積層（ＰＤＬ）、プラズマ強化パルス堆積層（ＰＥＰＤＬ）及びレジスト除去を含む技術を用いて半導体基板を処理するために用いられる。ウェーハペデスタルは、処理中に半導体基板が載置されるウェーハチャックと、ウェーハチャックの下面に結合されるペデスタルシャフトとを含み、ペデスタルシャフトを通して、加熱又は冷却ガス及び液体がウェーハチャックに送出され、且つペデスタルシャフトを通して、ウェーハチャック内のセンサ、アンテナ及び抵抗ヒータへの電気接続が提供される。処理温度が５００℃を超える場合、ウェーハチャックは、通常、セラミック材料から作成される。

【発明の概要】

【0003】

本発明の一実施形態によれば、半導体処理装置であって、セラミックウェーハチャックの下面に結合されるセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルであって、セラミックペデスタルシャフトは、中央貫通開口部を有する、ウェーハペデスタルと、セラミックペデスタルシャフト内に埋設されるセラミックガス送出管であって、第１のセラミック材料から作成され、及びセラミックペデスタルシャフトは、第２のセラミック材料から作成され、セラミックガス送出管は、セラミックウェーハチャック内のガスチャネルに結合される、セラミックガス送出管と、を含む、半導体処理装置である。

【0004】

本発明の一実施形態によれば、ウェーハペデスタルアセンブリを形成する方法であって、中央貫通開口部とセラミックガス送出管とを含むペデスタルシャフト構造体を形成することと、ペデスタルシャフト構造体を焼結して、セラミックガス送出管を有するセラミックペデスタルシャフトを形成することと、セラミックガス送出管をセラミックウェーハチャックのガスチャネル開口部と位置合わせすることと、セラミックガス送出管がガスチャネル開口部と位置合わせされた状態で、セラミックペデスタルシャフトをセラミックウェーハチャックに取り付けることと、を含む、方法である。

【0005】

本発明の一実施形態によれば、ウェーハペデスタルアセンブリを形成する方法であって、ペデスタルシャフト構造体であって、ペデスタルシャフト構造体の壁内に中央貫通開口部及び金属管を含むペデスタルシャフト構造体を形成することと、ペデスタルシャフト構造体を焼結して、金属管を有するペデスタルシャフトを形成することと、金属管をエッチングして、ペデスタルシャフトの壁内に配設されるガス送出管を形成することと、セラミックガス送出管がセラミックウェーハチャックのガスチャネル開口部と位置合わせされた状態で、ペデスタルシャフトをセラミックウェーハチャックに取り付けることと、を含む、方法である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

本発明及びその利点のより詳細な理解のために、ここで、添付図面と合わせて以下の説明が参照される。

【0007】

【図1】実施形態によるウェーハペデスタルを含む半導体処理装置のブロック図である。

【図2】実施形態によるウェーハペデスタルの断面図である。

【図3A】実施形態による、セラミックウェーハチャック及びセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルの断面図である。

【図3B】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図及び平面図である。

【図3C】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図及び平面図である。

【図3D】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図及び平面図である。

【図3E】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図及び平面図である。

【図3F】実施形態による、セラミックウェーハチャック及びセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルの断面図である。

【図4】実施形態によるウェーハペデスタルの形成を説明するブロックを有するフロー図である。

【図5A】実施形態による、セラミックウェーハチャック及びセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルの断面図である。

【図5B】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図である。

【図5C】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの平面図である。

【図5D】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図である。

【図5E】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの平面図である。

【図5F】実施形態による、セラミックウェーハチャック及びセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルの断面図である。

【図5G】実施形態によるウェーハペデスタルシャフトの平面図である。

【図6】実施形態によるウェーハペデスタルの形成を説明するブロックを有するフロー図である。

【図7A】実施形態による、セラミックウェーハチャック及びセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルの断面図である。

【図7B】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図である。

【図7C】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの平面図である。

【図7D】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図である。

【図7E】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの平面図である。

【図7F】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの断面図である。

【図7G】実施形態による、製造の様々な段階中のウェーハペデスタルシャフトの平面図である。

【図8】実施形態による、図７Ａのウェーハペデスタルの形成を説明するブロックを有するフロー図である。

【図9A】実施形態による、抵抗ヒータを有するセラミックガス送出管の断面図である。

【図9B】実施形態による、抵抗ヒータを有するセラミックガス送出管の断面図である。

【図10】実施形態による、その周囲に巻装される冷却管を有するセラミックガス送出管の断面図である。

【図11】実施形態による、抵抗ヒータと、その周囲に巻装される冷却管とを有するセラミックガス送出管の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

例示的実施形態を参照して本発明を説明しているが、本明細書は、限定的な意味で解釈されることを意図するものではない。本明細書を参照することにより、それらの例示的実施形態の様々な修正形態及び組み合わせ並びに本発明の他の実施形態が当業者に明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、そのようなあらゆる修正形態又は実施形態を包含することを意図する。

【0009】

図１に示すように、半導体ウェーハ１１０等の半導体基板は、真空チャンバ１０２内のウェーハペデスタル１０８上で処理されることが多い。ウェーハペデスタル１０８は、処理中に半導体ウェーハ１１０が載置されるウェーハチャック１０４と、ウェーハチャック１０４を支持するペデスタルシャフト１０６とを含む。以下の種々の実施形態でより詳細に説明するウェーハチャック１０４は、ペデスタルシャフト１０６内に埋設されるガス送出管を含む。埋設されたガス送出管は、ペデスタルシャフト１０６の壁内に完全若しくは部分的に埋設され得るか、又はペデスタルシャフト１０６の壁に取り付けられ、ペデスタルシャフト１０６の貫通開口部内に位置し得る。特定の実施形態では、ガス送出管は、第１のセラミック材料から作成され得、及びペデスタルシャフト１０６は、第２のセラミック材料から作成され得る。ガス送出管は、セラミックウェーハチャック１０４内のガスチャネルに結合され得る。

【0010】

プロセスガスは、真空排気ポート１１６を介して真空チャンバ１０２から除去される。ガス入口１１４を介してパージガスを導入して、真空チャンバ１０２を大気圧に戻すことができる。薄膜堆積及びエッチングを含む半導体プロセスは、通常、半導体ウェーハ１１０の上方に位置決めされるシャワーヘッド１１２を介してプロセスガスを導入する。シャワーヘッド１１２は、半導体ウェーハ１１０の表面全体にプロセスガスを均一に分散させる。１つ以上のガスを、ガスライン１１８及び１２０を介してシャワーヘッド１１２に送出することができる。プラズマプロセスを伴う半導体基板処理装置１００は、ＲＦ電源１２２及びアンテナ１２４も含み得る。

【0011】

図２は、約５００℃を超える温度で半導体ウェーハ１１０等の半導体基板を処理するために用いられる例示的な半導体ウェーハペデスタル１０８の断面図をより詳細に示す。ウェーハペデスタル１０８は、セラミックペデスタルシャフト１０６によって支持されるセラミックウェーハチャック１３４を含む。図２の例示的なセラミックウェーハチャック１３４は、処理中にガスが流れて半導体ウェーハ１１０を加熱又は冷却することができる第１及び第２のガスチャネル１４２及び１５０を含む。抵抗ヒータ１５４及び静電チャックアンテナ１５６もセラミックウェーハチャック１３４内部に組み込むことができる。

【0012】

ウェーハ加熱ガス及びウェーハ冷却ガスは、セラミックウェーハチャック１３４内の第１のガスチャネル１４２及び第２のガスチャネル１５０を通して半導体ウェーハ１１０の裏面に送出され得る。電力は、セラミックペデスタルシャフト１０６内の中央貫通開口部１３２を通して、セラミックウェーハチャック１３４内の抵抗ヒータ１５４及び静電チャックアンテナ１５６に供給され得る。ペデスタルシャフト１０６の壁１４０内の第１のセラミックガス送出管１４６は、セラミックウェーハチャック１３４内の第１のガスチャネル１４２に加熱又は冷却ガスを供給する。ガスは、セラミックウェーハチャック１３４内のガスチャネル１４４を通して半導体ウェーハの裏面に送出されて、半導体ウェーハ１１０の縁部を加熱又は冷却し得る。壁１４０を貫通する第２のセラミックガス送出管１４８も、セラミックウェーハチャック１３４内の第２のガスチャネル１５０に加熱又は冷却ガスを供給して、半導体ウェーハ１１０の中央部分を加熱又は冷却し得る。セラミックガス送出管及びガスチャネルの数並びにそれらの構成は、他のウェーハチャック及びウェーハペデスタルシャフトでは異なり得る。

【0013】

低温処理の場合、ウェーハペデスタルは、通常、真鍮、アルミニウム又はステンレス鋼等の金属で作成される。約５００℃を超える温度で処理するために、ウェーハペデスタルは、通常、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素等のセラミック材料で作成される。

【0014】

図３Ａは、セラミックペデスタルシャフト１０６上にセラミックウェーハチャック１３４を備えるウェーハペデスタル１３０の断面図であり、セラミックガス送出管１７０及び１７２がセラミックペデスタルシャフト１０６の壁１４０に埋設され、且つセラミックウェーハチャック１３４において第１及び第２のガスチャネル１４２及び１５０と位置合わせされる。第３のセラミックガス送出管１７４は、セラミックウェーハチャック１３４の下面の中央に結合され、セラミックウェーハチャック１３４内のガスチャネル１５８への開口部と位置合わせされる。セラミックガス送出管１７０、１７２及び１７４は、セラミックペデスタルシャフト１０６を製造する前に高温でアニールされるセラミックガラスから形成される。セラミックガス送出管１７０及び１７２は、セラミックペデスタルシャフト１０６の製造中に壁１４０内に埋設される。ガス送出管１７０は、ウェーハ１１０の縁部を加熱又は冷却するセラミックウェーハチャック１３４内のガスチャネル１４２に結合される。ガス送出管１７２は、ウェーハ１１０の中心と縁部との間のドーナツ状領域を加熱又は冷却するセラミックウェーハチャック１３４内の第１及び第２のガスチャネル１５０に結合される。セラミックペデスタルシャフト１０６がセラミックウェーハチャック１３４に結合されると、セラミックガス送出管１７４をセラミックウェーハチャック１３４の中心に結合することができる。セラミックペデスタルシャフト１０６は、通常、拡散接合を用いてセラミックウェーハチャック１３４の下面に結合される。

【0015】

ここで、ペデスタルシャフト壁１４０に埋設されるセラミックガス送出管１７０及び１７２を含むセラミックペデスタルシャフト１０６を有するウェーハペデスタル１３０の形成を説明する実施形態を、図３Ａ～３Ｆを参照して説明する。図４は、図３Ａにおけるウェーハペデスタル１３０を形成するための主要なステップを説明するブロックを有するフロー図である。

【0016】

図４のブロック１８０並びに図３Ｂ及び３Ｃを参照すると、セラミックガス送出管１７０及び１７２は、ペデスタルシャフト金型内に位置決めされ、金型は、セラミック粉末又はスラリー１３８で充填される。金型は、射出成形又は圧縮成形プロセスを用いて充填され得る。金型にセラミック粉末含有スラリー又はペーストを充填した後、焼成を含み得る硬化ステップを実施して、溶媒を除去し、焼結前に圧縮セラミック粉末を生成し得る。セラミックガス送出管１７０及び１７２は、金型内に載置される前に高温で焼結されたセラミックガラスから形成される。これらは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されるセラミック材料から形成され得る。

【0017】

特定の実施形態において、図４のブロック１８２では、セラミックガス送出管１７０及び１７２を所定の位置に保持し、３Ｄ印刷を用いてそれらの周囲にセラミックペデスタルシャフトを形成し得る。３Ｄ印刷に用いられるセラミック粉末は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されるセラミック材料を含み得る。

【0018】

図４のブロック１８４並びに図３Ｄ及び３Ｅでは、セラミックペデスタルシャフト１０６は、高温で焼結されて、セラミック粉末又はスラリー１３８の壁１４０をセラミックガラスに変換する。セラミックペデスタルシャフト１０６は、セラミック粉末又はスラリー１３８のガラス転移温度よりも高い温度で焼結され、次いでアニールされ得る。セラミックペデスタルシャフト１０６は、閉塞された気泡及びボイドを除去するために圧力下で焼結され得る。焼結中のガラスセラミックガス送出管１７０及び１７２並びにセラミック粉末又はスラリー１３８のガラス流動特性が異なるため、セラミックペデスタルシャフト１０６の壁１４０内のセラミックガス送出管１７０及び１７２とセラミック粉末又はスラリー１３８との間に界面が形成される。セラミックペデスタルシャフト１０６に用いられるセラミック材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択され得る。セラミックペデスタルシャフト１０６は、セラミックガス送出管１７０、１７２及び１７４と同じセラミック材料であり得るか、又は異なるセラミック材料であり得る。

【0019】

図４のブロック１８６及び図３Ｆでは、セラミックペデスタルシャフト１０６は、セラミックガス送出管１７０及び１７２がセラミックウェーハチャック１３４内の第１及び第２のガスチャネル１４２及び１５０への開口部と位置合わせされた状態で、セラミックウェーハチャック１３４の下面に結合される。セラミックペデスタルシャフト１０６は、拡散接合を用いてセラミックウェーハチャック１３４の下面に結合され得る。

【0020】

ここで、図４のブロック１８８及び図３Ａを参照すると、必要に応じて、セラミックガス送出管１７４をセラミックウェーハチャック１３４の下面の中央におけるガスチャネル１５８への開口部と位置合わせし、取り付けることができる。ガスは、このガスチャネル１５８を通して流れ、径方向に出て、ウェーハ１１０の中心を均一に加熱又は冷却することができる。必要に応じて、図３Ａに示すように、セラミックガス送出管１７４の側面は、セラミック粉末又はスラリー１７６で粉末被覆され、焼結されて、セラミックガス送出管に補強を追加し得る。

【0021】

焼結前にセラミックペデスタルシャフト１０６の壁１４０内に高温で予めアニールされたセラミックガス送出管１７０及び１７２を埋設することにより、製造プロセス中のガス送出管１７０及び１７２の内径の安定性が確保される。

【0022】

図５Ａは、中央貫通開口部１３２内に配設され、且つセラミックペデスタルシャフト１０６の壁１４０の内側に取り付けられたセラミックガス送出管２０２及び２０４を有するセラミックペデスタルシャフト１０６上のセラミックウェーハチャック１３４からなるウェーハペデスタル１３０の断面図である。中央貫通開口部１３２の中央に位置決めされるセラミックガス送出管２０６は、セラミックウェーハチャック１３４の下面の中央に結合される。セラミックガス送出管２０２、２０４及び２０６は、セラミックペデスタルシャフト１０６を製造する前に高温でアニールされるセラミックガラスから作成される。セラミックガス送出管２０２及び２０４は、中央貫通開口部１３２内に配設され、セラミックペデスタルシャフト１０６の内壁１４０に取り付けられる。ガス送出管２０２は、セラミックウェーハチャック１３４内のガスチャネル１４２に結合されて、ウェーハ１１０の縁部を加熱又は冷却する。ガス送出管２０４は、セラミックウェーハチャック１３４内の第２のガスチャネル１５０に結合されて、ウェーハ１１０の中心と縁部との間のドーナツ状領域を加熱又は冷却する。ガス送出管２０６は、セラミックウェーハチャック１３４内のガスチャネル１５８に結合される。それは、ウェーハ１１０の中心の下に加熱又は冷却ガスを送出し、そこで放射状に広がり、均一な加熱又は冷却を提供する。セラミックペデスタルシャフト１０６は、通常、拡散接合を用いてセラミックウェーハチャック１３４の下面に結合される。

【0023】

ここで、中央貫通開口部１３２内の内壁１４０に取り付けられるセラミックガス送出管２０２及び２０４を有するセラミックペデスタルシャフト１０６を有するウェーハペデスタル１３０の形成を説明する実施形態を、図５Ａ～５Ｆを参照して説明する。図６は、図５Ａにおけるウェーハペデスタル１３０を形成するための主要なステップを説明するブロックを有するフロー図である。セラミックガス送出管２０２、２０４及び２０６は、通常、高温でアニールされるセラミックガラスから作成される。セラミックガス送出管２０２、２０４及び２０６のセラミック材料並びにセラミックペデスタルシャフト１０６のセラミック材料は、同じであり得るか、又は窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択される異なるセラミック材料から作成され得る。

【0024】

図６のステップ２２０並びに図５Ｂ及び５Ｃを参照すると、セラミックペデスタルシャフト１０６は、セラミック粉末又はスラリー１３８を用いて形成される。図５Ｂは、セラミックペデスタルシャフト１０６の断面図であり、図５Ｃは、平面図である。図５Ｂ及び５Ｃに示すセラミックペデスタルシャフト１０６は、セラミックガス送出管２０２及び２０４をペデスタルシャフト金型内の中央貫通開口部１３２内に壁１４０に対して位置決めすることによって形成され得る。金型は、セラミック粉末又はスラリー１３８で充填されて、射出成形、圧縮成形又は粉末被覆等のプロセスを用い得る。

【0025】

特定の実施形態において、図６のステップ２２２では、セラミックガス送出管２０２及び２０４を所定の位置に保持し、３Ｄ印刷を用いてそれらの周囲にセラミックペデスタルシャフト１０６の壁１４０を形成し得る。セラミックペデスタルシャフト１０６の壁１４０は、セラミックガス送出管２０２及び２０４と同じセラミック材料であり得るか、又は異なるセラミック材料であり得る。

【0026】

図６のブロック２２４並びに図５Ｄ及び５Ｅでは、セラミックペデスタルシャフトは、セラミック粉末又はスラリー１３８から作成される壁１４０をセラミックガラスに変換するのに十分に高い温度で焼結される。セラミックペデスタルシャフト１０６は、閉塞された気泡及びボイドを除去するために、圧力下にある間に焼結され得る。セラミック材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択され得る。セラミックペデスタルシャフト１０６のセラミック材料は、セラミックガス送出管２０２及び２０４のセラミック材料と同じであり得るか又は異なり得る。

【0027】

図６のブロック２２６及び図５Ｆでは、セラミックペデスタルシャフト１０６は、セラミックガス送出管２０２及び２０４がセラミックウェーハチャック１３４の下面における第１及び第２のガスチャネル１４２及び１５０への開口部と位置合わせされた状態で、セラミックウェーハチャック１３４の下面に結合される。セラミックペデスタルシャフト１０６は、拡散接合を用いてセラミックウェーハチャック１３４の下面に結合され得る。

【0028】

ここで、図６のブロック２２８及び図５Ａを参照すると、特定の実施形態では、セラミックガス送出管２０６は、セラミックウェーハチャック１３４の下面の中央におけるガスチャネル１５８への開口部と位置合わせされ、セラミックウェーハチャック１３４に結合され得る。ウェーハ１１０の中心下のガスチャネル１５８から出るガスは、径方向外向きに流れて、均一な加熱又は冷却を提供し得る。

【0029】

ペデスタルシャフトを焼結する場合に高温で予めアニールされたガス送出管２０２、２０４及び２０６を用いることにより、ガス送出管２０２、２０４及び２０６の内径の安定性が確保される。

【0030】

図５Ｇは、実施形態によるウェーハペデスタルシャフトの平面図である。

【0031】

図５Ｇに示すように、特定の実施形態では、ガス送出管２０２、２０４は、中央貫通開口部１３２の側壁内に部分的に埋設され得る。中央貫通開口部１３２の側壁は、より良好な機械的支持のためにガス送出管２０２、２０４を部分的に埋設するためのノッチを含むように設計され得る。ガス送出管２０２、２０４の埋設は、ステップ２２０で説明される成形プロセス又はステップ２２２で説明される３Ｄ印刷中に行われ得る。

【0032】

図７Ａは、セラミックペデスタルシャフト１０６の垂直長さを通して延び、セラミックウェーハチャック１３４の下面に結合されるセラミックガス送出管２５４及び２５６を有するセラミックペデスタルシャフト１０６からなるウェーハペデスタル１３０の断面図である。ガス送出管２５４は、セラミックウェーハチャック１３４内のガスチャネル１４２に結合されて、ウェーハ１１０の縁部を加熱又は冷却する。ガス送出管２５６は、セラミックウェーハチャック１３４内の第２のガスチャネル１５０に結合されて、ウェーハ１１０の中心領域を加熱又は冷却する。セラミックペデスタルシャフト１０６は、通常、拡散接合を用いてセラミックウェーハチャック１３４の下面に結合される。

【0033】

ここで、ペデスタルシャフト壁１４０に埋設されるセラミックガス送出管２５４及び２５６を含むセラミックペデスタルシャフト１０６を有するウェーハペデスタル１３０の形成を説明する実施形態を、図７Ａ～７Ｇを参照して説明する。図８は、図７Ａにおけるウェーハペデスタル１３０を形成するための主要なステップを説明するブロックを有するフロー図である。

【0034】

図８のブロック２７０並びに図７Ｂ及び７Ｃでは、金属管２５０及び２５２が壁１４０に埋設されたセラミックペデスタルシャフト１０６が、セラミック粉末又はスラリー１３８を用いて形成される。先の実施形態と異なり、この実施形態は、セラミックペデスタルシャフト１０６の製造中に第１及び第２のガス送出管２５４及び２５６の内径に安定性を提供するために金属製の管を用いる。図７Ｂは、セラミックペデスタルシャフト１０６の断面図であり、図７Ｃは、平面図である。金属管２５０及び２５２は、その後、例えば射出成形、圧縮成形又は粉末被覆等のプロセスを用いて、セラミック粉末又はセラミックスラリー１３８で充填することができるペデスタルシャフト金型内に位置決めされ得る。

【0035】

特定の実施形態において、図８のブロック２７２では、金属管２５０及び２５２を所定の位置に保持し、３Ｄ印刷を用いてそれらの周囲にセラミックペデスタルシャフト１０６を形成し得る。

【0036】

種々の実施形態では、成形プロセス又は３Ｄ印刷のためのセラミック材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択され得る。

【0037】

図８のブロック２７４並びに図７Ｄ及び７Ｅでは、セラミック粉末又はスラリー１３８は、高温で焼結されて、セラミックガラスから作成される壁１４０を有するセラミックペデスタルシャフト１０６を形成する。セラミックペデスタルシャフト１０６は、セラミック粉末又はスラリー１３８のガラス転移温度よりも高い温度で焼結され、次いでアニールされ得る。セラミックペデスタルシャフト１０６は、閉塞された気泡及びボイドを除去するために、圧力下にある間に焼結され得る。

【0038】

ここで、図８のブロック２７６並びに図７Ｆ及び７Ｇを参照すると、塩酸、硝酸又は硫酸等の酸を用いて金属管２５０及び２５２をエッチング除去し得る。これにより、セラミックペデスタルシャフト１０６の壁１４０を通る第１及び第２のセラミックガス送出管２５４及び２５６が残る。

【0039】

図８のブロック２７８及び図７Ａでは、セラミックペデスタルシャフト１０６は、第１のセラミックガス送出管２５４がセラミックウェーハチャック１３４内の第１のガスチャネル１４２に位置合わせされ、第２のセラミックガス送出管２５６がセラミックウェーハチャック１３４内の第２のガスチャネル１５０に位置合わせされた状態で、セラミックウェーハチャック１３４の下面に結合され得る。

【0040】

セラミックペデスタルシャフト１０６を焼結する前にセラミックペデスタルシャフト１０６の壁１４０内に金属管２５０及び２５２を埋設することにより、製造中のセラミックガス送出管２５４及び２５６の内径の安定性が確保される。焼結後に金属管２５０及び２５２を除去することにより、そうでなければ金属管２５０及び２５２とプロセスガスとの間の化学反応により発生し得る金属汚染を防止する。

【0041】

ウェーハチャックに送出されるガスを加熱又は冷却するように修正されるガス送出管２８０を説明する実施形態を図９Ａ、図９Ｂ、図１０及び図１１に示す。

【0042】

図９Ａ及び９Ｂは、抵抗ヒータ２８４が埋設されたガス送出管２８０を製造する方法を示す。図９Ａでは、ワイヤ２８６が抵抗ヒータ２８４に電力を供給するために取り付けられた抵抗ヒータ２８４は、その後、セラミック粉末２８２で充填されるガス送出管金型内に位置決めされ得る。図９Ｂは、セラミック粉末２８２をセラミックガラス２８８に変換するために高温で焼結された後のガス送出管２８０を示す。抵抗ヒータ２８４の電源を投入して、ウェーハチャック内のガスチャネルに送出されるガスを加熱し得る。

【0043】

図１０は、周囲に冷却管２９０が巻装されたガス送出管２８０の側面図である。ウェーハチャック内のガスチャネルに送出されるガスを冷却するために、冷却管２９０を通して低温のガス又は液体を循環させ得る。

【0044】

図１１は、ガス送出管２８０の壁に埋設される抵抗ヒータ２８４と、ガス送出管２８０の周囲に巻装される冷却管２９０との両方を有するガス送出管２８０の側面図である。この構成は、ウェーハ処理中にウェーハチャック内のガスチャネルに送出されるガスを順次加熱及び冷却するために用いられ得る。例えば、ウェーハは、フォトレジストが劣化しないように熱を発生させるプラズマエッチングプロセス中に冷却され得、その後、エッチングが完了すると、フォトレジストをアッシングすることを促進するために加熱され得る。

【0045】

上で検討したように、セラミックペデスタルシャフトの壁を貫通するセラミックガス送出管を有する一実施形態のセラミックペデスタルシャフトは、ガス送出管がセラミックウェーハチャック内のガスチャネル開口部と位置合わせされた状態で、セラミックウェーハチャックの下面に結合される。実施形態では、界面がセラミックガス送出管材料とセラミックペデスタルシャフト材料との間に形成される。他の実施形態では、セラミック管は、セラミックペデスタルシャフト内の貫通孔開口部内に配設され、セラミックペデスタルシャフトの内壁に取り付けられる。実施形態では、セラミック管は、ガスチャネル開口部と位置合わせされ、セラミックウェーハチャックの下面の中心に結合される。

【0046】

実施形態では、セラミックガス送出管及びセラミックペデスタルシャフトは、異なるセラミック材料から形成される。他の実施形態では、セラミックガス送出管及びセラミックペデスタルシャフトは、同じセラミック材料から形成される。

【0047】

実施形態では、セラミックガス送出管は、ペデスタルシャフト金型内に位置決めされ、金型は、セラミック粉末で充填され、セラミック粉末は、焼結されて、それをセラミックガラスから作成されるセラミックペデスタルシャフトに変換する。一実施形態では、セラミックガス送出管は、セラミックペデスタルシャフトの壁内に埋設される。別の実施形態では、セラミックガス送出管は、中央貫通開口部内に配設され、且つセラミックペデスタルシャフトの内壁に取り付けられる。

【0048】

実施形態では、セラミックガス送出管は、所定の位置に保持され、セラミックペデスタルシャフトがその周囲に３Ｄ印刷される。一実施形態では、セラミックペデスタルシャフトは、セラミックペデスタルシャフトに埋設されるセラミックガス送出管と共に３Ｄ印刷される。別の実施形態では、セラミックペデスタルシャフトは、セラミックペデスタルシャフト内の中央貫通開口部の内壁に取り付けられるセラミックガス送出管と共に３Ｄ印刷される。実施形態では、金属管がペデスタルシャフト金型内に位置決めされ、金型は、セラミック粉末で充填され、セラミック粉末は、焼結されて、セラミックガラスから作成されるセラミックペデスタルシャフトに変換され、金属管は、エッチング除去されて、セラミックペデスタルシャフトを通るセラミックガス送出管を形成する。本発明の例示的な実施形態を以下に要約する。他の実施形態も、本明細書の全体及び本明細書に添付する特許請求の範囲から理解され得る。

【0049】

例１．半導体基板処理装置は、ウェーハペデスタルを含み、ウェーハペデスタルは、セラミックウェーハチャックの下面に結合されるセラミックペデスタルシャフトを含み、セラミックペデスタルシャフトは、セラミックウェーハチャック内のガスチャネルへの開口部と位置合わせされる、セラミックペデスタルシャフト内のセラミックガス送出管を有する。

【0050】

例２．セラミックペデスタルシャフトの壁内にセラミックガス送出管を埋設することを更に含む、例１に記載の半導体基板処理装置。

【0051】

例３．セラミックペデスタルシャフト内の中央貫通開口部の内壁にセラミックガス送出管を取り付けることを更に含む、例１に記載の半導体基板処理装置。

【0052】

例４：セラミックガス送出管は、第１のセラミック材料から作成され、及びセラミックペデスタルシャフトは、第２のセラミック材料から作成される、例１、２及び３のいずれか１つに記載の半導体基板処理装置。

【0053】

例５：セラミックガス送出管及びセラミックペデスタルシャフトは、同じセラミック材料から作成される、例１、２及び３のいずれか１つに記載の半導体基板処理装置。

【0054】

例６：第２のセラミックガス送出管は、セラミックウェーハチャックの下面の中央に結合され、且つセラミックウェーハチャック内のガスチャネルへの開口部と位置合わせされる、例１、２及び３のいずれか１つに記載の半導体基板処理装置。

【0055】

例７：ヒータは、セラミックガス送出管の壁内に埋設される、例１、２、３、４、５及び６のいずれか１つに記載の半導体基板処理装置。

【0056】

例８：冷却管は、セラミックガス送出管の周囲に巻装される、例１、２、３、４、５及び６のいずれか１つに記載の半導体基板処理装置。

【0057】

例９：冷却管は、セラミックガス送出管の周囲に巻装され、及びヒータは、セラミックガス送出管の壁内に埋設される、例１、２、３、４、５及び６のいずれか１つに記載の半導体基板処理装置。

【0058】

例１０：冷却管は、ニッケル、タングステン、モリブデン、チタン又は炭化タングステンからなる群から選択される金属を含む、例８及び９のいずれか１つに記載の半導体基板処理装置。

【0059】

例１１：ペデスタルシャフト金型内にセラミックガス送出管を位置決めすることと、金型にセラミック粉末又はスラリーを充填することと、セラミック粉末又はスラリーを焼結して、セラミック粉末又はスラリーをセラミックガラスから作成されるセラミックペデスタルシャフトに変換することと、セラミックガス送出管がセラミックウェーハチャック内のガスチャネルへの開口部と位置合わせされた状態で、セラミックペデスタルシャフトをセラミックウェーハチャックの下面に取り付けることとにより、半導体基板処理装置を形成する方法。

【0060】

例１２：セラミックガス送出管の周囲にセラミックペデスタルシャフトを３Ｄ印刷することにより、半導体基板処理装置を形成する方法。

【0061】

例１３：セラミックペデスタルシャフト内に中央貫通開口部を形成することを更に含む、例１２に記載の方法。

【0062】

例１４：壁に埋設されるセラミックガス送出管を有するセラミックペデスタルシャフトを形成することを含む、例１１及び１２のいずれか１つに記載の方法。

【0063】

例１５：中央貫通開口部内の内壁に取り付けられるセラミックガス送出管を有するセラミックペデスタルシャフトを形成することを含む、例１１、１２及び１３のいずれか１つに記載の方法。

【0064】

例１６：射出成形、圧縮成形又は粉末被覆等のプロセスを用いてペデスタルシャフト金型を充填することを含む、例１１に記載の方法。

【0065】

例１７：第１のセラミック材料のセラミックガス送出管と、第２のセラミック材料のセラミックペデスタルシャフトとを作成することを含む、例１１、１２、１３、１４及び１５のいずれか１つに記載の方法。

【0066】

例１８：同じセラミック材料のセラミックガス送出管及びセラミックペデスタルシャフトを作成することを含む、例１１、１２、１３、１４及び１５のいずれか１つに記載の方法。

【0067】

例１９：セラミック材料を、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択することを含む、例１１、１２、１３、１４、１５、１７及び１８のいずれか１つに記載の方法。

【0068】

例２０：金属管をペデスタルシャフト金型内に位置決めすることと、金型にセラミック粉末又はスラリーを充填することと、セラミック粉末又はスラリーを焼結して、セラミック粉末又はスラリーをセラミックガラスから作成されるセラミックペデスタルシャフトにすることと、エッチングによって金属管を除去し、セラミックペデスタルシャフト内にセラミックガス送出管を形成することと、セラミックガス送出管がセラミックウェーハチャック内のガスチャネルへの開口部と位置合わせされた状態で、セラミックペデスタルシャフトをセラミックウェーハチャックの下面に取り付けることと、により、半導体基板処理装置を形成する方法。

【0069】

例２１：拡散接合を用いて、セラミックペデスタルシャフトをセラミックウェーハチャックに結合する、例１１及び２０のいずれか１つに記載の方法。

【0070】

例２２：セラミックガス送出管をセラミックウェーハチャックの下面の中央に結合し、且つセラミックウェーハチャック内のガスチャネルへの開口部と位置合わせすることを更に含む、例１１及び２０のいずれか１つに記載の方法。

【0071】

例２３：セラミック材料を、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択することを含む、例２０に記載の方法。これまでの説明では、処理システムの特定の幾何学的形状並びに用いられる各種の構成要素及び処理の記述等、具体的な詳細を記載してきた。しかし、本明細書の技術は、これら特定の詳細から逸脱する他の実施形態で実施され得、かかる詳細は、説明目的のものであり、限定するものではないことを理解されたい。本明細書に開示する実施形態について添付の図面を参照して説明してきた。同様に、説明目的のため、十分な理解を提供するために特定の番号、材料及び構成が示されている。しかしながら、かかる特定の詳細なしに実施形態を実装することができる。略同一の機能構造を有する要素は、同一参照文字で示され、従って冗長な説明を全て省略している場合がある。

【0072】

種々の実施形態の理解を促進するために、様々な技術を個別の動作として説明してきた。説明の順序を、これらの動作が必然的に順序に依存するものとして解釈すべきではない。実際に、これらの動作は、提示された順序で実行されなくてもよい。記述した動作は、記述した実施形態と異なる順序で実行され得る。様々な追加的な動作が実行され得、且つ／又は記述した動作が追加的な実施形態で省略され得る。

【0073】

本発明の例示的な実施形態を以下に要約する。他の実施形態も、本明細書の全体及び本明細書に添付する特許請求の範囲から理解され得る。

【0074】

例１．半導体処理装置であって、セラミックウェーハチャックの下面に結合されるセラミックペデスタルシャフトを含むウェーハペデスタルであって、セラミックペデスタルシャフトは、中央貫通開口部を有する、ウェーハペデスタルと、セラミックペデスタルシャフト内に埋設されるセラミックガス送出管であって、第１のセラミック材料から作成され、及びセラミックペデスタルシャフトは、第２のセラミック材料から作成され、セラミックガス送出管は、セラミックウェーハチャック内のガスチャネルに結合される、セラミックガス送出管と、を含む、半導体処理装置。

【0075】

例２．第１のセラミック材料及び第２のセラミック材料は、界面領域によって互いに分離される、例１に記載の装置。

【0076】

例３．第１のセラミック材料及び第２のセラミック材料は、異なる化学組成を有する、例１又は２のいずれか１つに記載の装置。

【0077】

例４．貫通開口部内の中央に置かれ、且つセラミックウェーハチャックの下面の中央において第１のガスチャネル開口部に結合される、セラミックガス送出管の第１のものと、セラミックペデスタルシャフトの壁に埋設され、且つセラミックウェーハチャックの下面の周辺領域において第２のガスチャネル開口部に結合される、セラミックガス送出管の第２のものとを更に含む、例１～３のいずれか１つに記載の装置。

【0078】

例５．貫通開口部内の中央に置かれ、且つセラミックウェーハチャックの下面の中央においてガスチャネル開口部に結合される、セラミックガス送出管の第１のものと、中央貫通開口部内に配設され、且つセラミックペデスタルシャフトの内壁に取り付けられる、セラミックガス送出管の第２のものとを更に含む、例１～４のいずれか１つに記載の装置。

【0079】

例６．セラミックガス送出管の１つに埋設される抵抗ヒータを更に含む、例１～５のいずれか１つに記載の装置。

【0080】

例７．セラミックガス送出管の１つの周囲に巻装される冷却管を更に含む、例１～６のいずれか１つに記載の装置。

【0081】

例８．冷却管は、ニッケル、タングステン、モリブデン、チタン及び炭化タングステンからなる群から選択される金属を含む、例１～７のいずれか１つに記載の装置。

【0082】

例９．セラミックガス送出管の１つに埋設される抵抗ヒータと、埋設された抵抗ヒータと共にセラミックガス送出管の１つの周囲に巻装される冷却管とを更に含む、例１～８のいずれか１つに記載の装置。

【0083】

例１０．セラミックペデスタルシャフトは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されるセラミック材料から作成される、例１～９のいずれか１つに記載の装置。

【0084】

例１１．第１のセラミック材料は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択される、例１～１０のいずれか１つに記載の装置。

【0085】

例１２．第１のセラミック材料及び第２のセラミック材料は、窒化アルミニウムから作成される、例１～１１のいずれか１つに記載の装置。

【0086】

例１３．セラミックペデスタルシャフトは、セラミックウェーハチャックの下面に拡散接合される、例１～１２のいずれか１つに記載の装置。

【0087】

例１４．ウェーハペデスタルアセンブリを形成する方法であって、中央貫通開口部とセラミックガス送出管とを含むペデスタルシャフト構造体を形成することと、ペデスタルシャフト構造体を焼結して、セラミックガス送出管を有するセラミックペデスタルシャフトを形成することと、セラミックガス送出管をセラミックウェーハチャックのガスチャネル開口部と位置合わせすることと、セラミックガス送出管がガスチャネル開口部と位置合わせされた状態で、セラミックペデスタルシャフトをセラミックウェーハチャックに取り付けることとを含む方法。

【0088】

例１５．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、セラミックガス送出管を金型内に載置することと、粉末被覆プロセスを行って、セラミックガス送出管をセラミック粉末で被覆することと、硬化プロセス後に金型からペデスタルシャフト構造体を取り出すこととを含む、例１４に記載の方法。

【0089】

例１６．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、圧縮成形プロセスを行うことを含む、例１４又は１５の１つに記載の方法。

【0090】

例１７．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、射出成形プロセスを行うことを含む、例１４～１６のいずれか１つに記載の方法。

【0091】

例１８．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、３Ｄ印刷プロセスを行うことを含む、例１４～１７のいずれか１つに記載の方法。

【0092】

例１９．セラミックガス送出管は、ペデスタルシャフト構造体の壁内に載置される、例１４～１８のいずれか１つに記載の方法。

【0093】

例２０．セラミックガス送出管は、中央貫通開口部内に載置され、且つペデスタルシャフト構造体の内壁に取り付けられる、例１４～１９のいずれか１つに記載の方法。

【0094】

例２１．セラミックペデスタルシャフトを取り付けることは、拡散接合プロセスを行うことを含む、例１４～２０のいずれか１つに記載の方法。

【0095】

例２２．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されるセラミック材料で形成することを含む、例１４～２１のいずれか１つに記載の方法。

【0096】

例２３．セラミックガス送出管の内径は、１ｍｍ～１０ｍｍである、例１４～２２のいずれか１つに記載の方法。

【0097】

例２４．ウェーハペデスタルアセンブリを形成する方法であって、ペデスタルシャフト構造体であって、ペデスタルシャフト構造体の壁内に中央貫通開口部及び金属管を含むペデスタルシャフト構造体を形成することと、ペデスタルシャフト構造体を焼結して、金属管を有するペデスタルシャフトを形成することと、金属管をエッチングして、ペデスタルシャフトの壁内に配設されるガス送出管を形成することと、セラミックガス送出管がセラミックウェーハチャックのガスチャネル開口部と位置合わせされた状態で、ペデスタルシャフトをセラミックウェーハチャックに取り付けることと、を含む、方法。

【0098】

例２５．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、圧縮成形プロセスを行うことを含む、例２４に記載の方法。

【0099】

例２６．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、射出成形プロセスを行うことを含む、例２４又は２５の１つに記載の方法。

【0100】

例２７．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、３Ｄ印刷プロセスを行うことを含む、例２４～２６のいずれか１つに記載の方法。

【0101】

例２８．ペデスタルシャフト構造体を形成することは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び窒化ホウ素からなる群から選択されるセラミック材料からペデスタルシャフト構造体を形成することを含む、例２４～２７のいずれか１つに記載の方法。

【0102】

例２９．金属管の外径は、１ｍｍ～１０ｍｍである、例２４～２８のいずれか１つに記載の方法。

【0103】

本発明の同じ目的を達成しながら、上記で説明した技術の動作に対する多くの変更形態が可能であることも当業者に理解されるであろう。かかる変更形態は、本開示の適用範囲に含まれることを意図する。従って、本発明の実施形態に関する上述の説明は、限定を意図するものではない。むしろ、本発明の実施形態に対する限定は、以下の特許請求の範囲に示される。

【符号の説明】

【0104】

１００ 半導体基板処理装置
１０２ 真空チャンバ
１０４ ウェーハチャック
１０６ セラミックペデスタルシャフト
１０８ ウェーハペデスタル
１１０ 半導体ウェーハ
１１２ シャワーヘッド
１１４ ガス入口
１１６ 真空排気ポート
１１８ ガスライン
１２２ ＲＦ電源
１２４ アンテナ
１３０ ウェーハペデスタル
１３２ 中央貫通開口部
１３４ セラミックウェーハチャック
１３８ スラリー
１４０ 壁
１４２ ガスチャネル
１４４ ガスチャネル
１４６ セラミックガス送出管
１４８ セラミックガス送出管
１５０ ガスチャネル
１５４ 抵抗ヒータ
１５６ 静電チャックアンテナ
１５８ ガスチャネル
１７０ セラミックガス送出管
１７２ セラミックガス送出管
１７４ セラミックガス送出管
１７６ スラリー
２０２ セラミックガス送出管
２０４ セラミックガス送出管
２０６ セラミックガス送出管
２５０ 金属管
２５４ セラミックガス送出管
２５６ セラミックガス送出管
２８０ ガス送出管
２８２ セラミック粉末
２８４ 抵抗ヒータ
２８６ ワイヤ
２８８ セラミックガラス
２９０ 冷却管

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図5G】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図7F】

【図7G】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【外国語明細書】