特表 2022-552963 撓み可能なプラテン及び関連する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-21

(54)【発明の名称】撓み可能なプラテン及び関連する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20221214BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H02N13/00 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022522257

(86)(22)【出願日】2020-09-10

(85)【翻訳文提出日】2022-06-09

(86)【国際出願番号】 US2020050087

(87)【国際公開番号】W WO2021076247

(87)【国際公開日】2021-04-22

(31)【優先権主張番号】16/657,020

(32)【優先日】2019-10-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】Ｍ／Ｓ １２６９，３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】イン， ミン

(72)【発明者】

【氏名】スン， ダーウェイ

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131CA07

5F131EB15

5F131EB58

5F131EB78

(57)【要約】

第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料から形成された第１の層と、第１の層に結合され、第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する第２の層とを含む、撓み可能なプラテンであって、第２の層は、第２の層へのウエハの静電クランプを促進するために埋め込まれた複数の電極を含む、撓み可能なプラテン。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料から形成された第１の層と、
前記第１の層に結合され、前記第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する第２の層であって、前記第２の層へのウエハの静電クランプを促進するために内部に埋め込まれた複数の電極を含む、第２の層と、
を備える、撓み可能なプラテン。

【請求項2】

前記第２のＣＴＥは、前記第１のＣＴＥよりも大きい、請求項１に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項3】

前記第１のＣＴＥが、２．０×１０^－７／℃～４．０×１０^－７／℃の間であり、前記第２のＣＴＥが、６．０×１０^－７／℃～８．０×１０^－７／℃の間である、請求項２に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項4】

前記第１の層は、石英、炭素、ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、ＩＮＶＡＲ、ＫＯＶＡＲ、モリブデン、タングステン、タンタル、及びチタンのうちの少なくとも１つから形成されている、請求項２に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項5】

前記第２の層は、セラミック、アルミニウム、銀、及び銅のうちの少なくとも１つから形成されている、請求項２に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項6】

前記第１のＣＴＥは、前記第２のＣＴＥよりも大きい、請求項１に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項7】

前記第２のＣＴＥが、２．０×１０^－７／℃～４．０×１０^－７／℃の間であり、前記第１のＣＴＥが、６．０×１０^－７／℃～８．０×１０^－７／℃の間である、請求項６に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項8】

前記第２の層は、石英、炭素、ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、ＩＮＶＡＲ、ＫＯＶＡＲ、モリブデン、タングステン、タンタル、及びチタンのうちの少なくとも１つから形成されている、請求項６に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項9】

前記第１の層は、セラミック、アルミニウム、銀、及び銅のうちの少なくとも１つから形成されている、請求項６に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項10】

前記第１の層と前記第２の層との間に配置され、前記第１の層と前記第２の層とを制御可能に加熱するように適合されたヒートトレースをさらに備える、請求項１に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項11】

前記ヒートトレースは、電源に接続されたワイヤ、ケーブル、プレート、及びテープのうちの少なくとも１つを備える、請求項１０に記載の撓み可能なプラテン。

【請求項12】

第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料で形成された第１の層と、
前記第１の層に結合され、前記第１のＣＴＥよりも大きい第２のＣＴＥを有する第２の層であって、前記第２の層へのウエハの静電クランプを促進するために内部に埋め込まれた複数の電極を含む、第２の層と、
前記第１の層と前記第２の層との間に配置され、前記第１の層と前記第２の層とを制御可能に加熱するように適合されたヒートトレースと、
を備える、撓み可能なプラテン。

【請求項13】

第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料で形成された第１の層を提供することと、
前記第１の層に結合され、前記第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する第２の層を提供することであって、前記第２の層は、前記第２の層へのウエハの静電クランプを促進するために内部に埋め込まれた複数の電極を含む、第２の層を提供することと、
を含む、プラテンを撓ませる方法であって、
前記第１の層と前記第２の層とを２００℃～６００℃の範囲の温度に加熱することと、
前記第１の層と前記第２の層とを－５０℃～－１５０℃の範囲の温度に冷却することと、
のうちの１つを含む、プラテンを撓ませる方法。

【請求項14】

前記第２のＣＴＥは、前記第１のＣＴＥよりも大きい、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１のＣＴＥが、２．０×１０^－７／℃～４．０×１０^－７／℃の間であり、前記第２のＣＴＥが、６．０×１０^－７／℃～８．０×１０^－７／℃の間である、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記第１の層と前記第２の層との間にヒートトレースを配置することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記第１の層と前記第２の層との間に配置されたヒートトレースを作動して、前記第１の層と前記第２の層とを加熱することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項18】

前記第１のＣＴＥは、前記第２のＣＴＥよりも大きい、請求項１３に記載の方法。

【請求項19】

前記第２のＣＴＥが、２．０×１０^－７／℃～４．０×１０^－７／℃の間であり、前記第１のＣＴＥが、６．０×１０^－７／℃～８．０×１０^－７／℃の間である、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記第１の層と前記第２の層とを冷却することは、前記第１の層と前記第２の層とを液体窒素中に少なくとも部分的に浸漬することを含む、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］ 本開示の実施形態は、概して、半導体デバイス製造の分野に関し、より具体的には、半導体ウエハの効果的な静電クランプを促進するための撓み可能なプラテンに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ 半導体ウエハは、典型的には、イオン注入中に平坦なプラテン上に配置され、他の特定のプロセスが半導体デバイスの製造中に実行される。一般的に、半導体ウエハは、静電クランプを介してプラテンに固定され、ここで、電圧がプラテン内の埋め込まれた電極間に印加され、結果として生じる電場が、半導体ウエハをプラテンに保持する。機械的クランプは半導体ウエハを損傷及び／又は汚染することがあるため、機械的クランプよりも静電クランプの方が好ましい。

【0003】

［０００３］ プラテンが静電クランプを介して半導体ウエハをプラテンにしっかりと固定する能力は、半導体ウエハ底面のプラテン上面への近接性に大きく依存する。理想的には、これらの表面は共に平面であり、互いに平坦で連続的に接触して配置される。場合によっては、半導体ウエハは、反り返っている（例えば、２０ｔｈｏｕ（ｔｈｏｕは１０００分の１インチ）まで反り返っている）ことがあり、その結果、半導体ウエハの底面とプラテンの上面との間に比較的大きな間隙が生じる。これにより、静電クランプが弱くなる、又は無効になることがある。この問題は、半導体ウエハ及びプラテンが高温処理（例えば、高温イオン注入の間）に曝される場合に悪化することがあり、半導体ウエハ及びプラテンの一貫性のない撓みが、両者の間の間隙を増大させる可能性がある。

【0004】

［０００４］ したがって、半導体ウエハとプラテンとの間の面と面との近接性を最小化することは、両者の間の確実な静電クランプを促進するために望ましい。これら及びその他の考慮事項に関しては、本発明の改良は有用でありうる。

【発明の概要】

【0005】

［０００５］ 本概要は、概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供される。本概要は、特許請求される主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する際の補助として意図したものでもない。

【0006】

［０００６］ 本開示の非限定的な実施形態による撓み可能なプラテンは、第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する材料で形成された第１の層と、第１の層に結合され、第２のＣＴＥを有する第２の層とを含むことができ、第２の層は、第２の層へのウエハの静電クランプを促進するために、内部に埋め込まれた複数の電極を含み、第２のＣＴＥは、第１のＣＴＥとは異なる。

【0007】

［０００７］ 本開示の別の非限定的な実施形態による撓み可能なプラテンは、第１のＣＴＥを有する材料で形成された第１の層と、第１の層に結合され、第１のＣＴＥよりも大きい第２のＣＴＥを有する第２の層と、第２の層へのウエハの静電クランプを促進するために内部に埋め込まれた複数の電極を含む第２の層と、第１の層と第２の層との間に配置され、第１の層と第２の層とを制御可能に加熱するように適合されたヒートトレースと、を含みうる。

【0008】

［０００８］ 本開示の非限定的な実施形態によるプラテンを撓ませる方法は、第１のＣＴＥを有する材料で形成された第１の層を提供することと、第１の層に結合され、第１のＣＴＥとは異なる第２のＣＴＥを有する第２の層を提供することであって、第２の層は、第２の層へのウエハの静電クランプを促進するために内部に埋め込まれた複数の電極を含む、第２の層を提供することとを含み、第１の層と第２の層とを摂氏３００度から摂氏６００度の範囲の温度に加熱することと、第１の層と第２の層とを摂氏－５０度から摂氏－１５０度の範囲の温度に冷却することと、のうちの１つを含みうる。

【0009】

［０００９］ 例として、開示された装置の様々な実施形態が、添付の図面を参照して、以下で説明される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】半導体ウエハが配置された、本開示による撓み可能なプラテンの例示的な実施形態を示す側断面図である。

【図1B】半導体ウエハが配置され、撓み状態にある図１Ａの撓み可能なプラテンを示す側断面図である。

【図1C】非撓み状態に弾性的に戻されている図１Ａの撓み可能なプラテンを示す側断面図である。

【図2】本開示の一実施形態による、プラテンを撓ませる方法を示すフロー図である。

【図3A】半導体ウエハが配置された、本開示による撓み可能なプラテンの別の例示的な実施形態を示す側断面図である。

【図3B】半導体ウエハが配置され、撓み状態にある図３Ａの撓み可能なプラテンを示す側断面図である。

【図3C】撓み状態に塑性的に維持された、図３Ａの撓み可能なプラテンを示す側断面図である。

【図4】本開示の一実施形態による、プラテンを撓ませる別の方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００１８］ いくつかの実施形態が示されている添付の図面を参照して、本実施形態をより完全に説明する。本開示の主題は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、主題の範囲を当業者に完全に伝えるように提供される。図面では、全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。

【0012】

［００１９］ 図１Ａを参照すると、本開示の例示的な実施形態による撓み可能なプラテン１０（以下、「プラテン１０」）を示す側断面図が示されている。プラテン１０の上面と、プラテン１０の上に配置された反り返った又は湾曲した半導体ウエハの底面との間に近接したクリアランス関係（ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ）を設けて、両者の間の効果的な静電クランプを促進するため、プラテン１０は、（以下にさらに説明するように）弾性変形可能であってもよい。

【0013】

［００２０］ プラテン１０は、第１の材料で形成された概して平坦な第１の層１２と、第１の層１２の上に配置された第２の材料で形成された概して平坦な第２の層１４とを含みうる。第１の材料は第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有してよく、第２の材料は第２のＣＴＥを有してよく、第２のＣＴＥは、第１のＣＴＥよりも大きくなりうる。第１の層１２と第２の層１４とは、第１の材料と第２の材料を共に結合するのに適したろう付け、又は他の技法などによって、共に平坦に結合されうる。様々な実施形態では、プラテン１０は、第１の層１２と第２の層１４との間に配置された、又は「挟まれた」ヒートトレース１５を含みうる。ヒートトレース１５は、電源（図示せず）に接続された電気加熱要素（例えば、１つ又は複数のワイヤ、ケーブル、プレート、テープなど）を含みうる。ヒートトレース１５は、可撓性であってもよく、例えば、少なくとも２０ｔｈｏｕ（以下で説明されるように）までのプラテン１０の撓みに耐えるように適合されてもよい。ヒートトレース１５を作動することによって、プラテン１０の隣接する第１の層１２及び第２の層１４は、以下でさらに説明されるように制御可能に加熱されてもよい。

【0014】

［００２１］ 一実施例では、プラテン１０の第１の層１２は、６．０×１０^－７／℃未満（例えば、２．０×１０^－７／℃～４．０×１０^－７／℃）のＣＴＥを有する材料から形成されてもよい。特定の実施例では、第１の層１２は、石英で形成されてもよい。本開示は、この点に関して限定されない。第１の層１２は、代替的に、炭素、ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、ＩＮＶＡＲ、ＫＯＶＡＲ、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、及びそれらの合金を含むが、これらに限定されない、他の比較的低いＣＴＥ材料で形成されてもよい。一実施例では、プラテン１０の第２の層１４は、第１の層１２よりも比較的高いＣＴＥを有する材料（例えば、６．０×１０^－７／℃～８．０×１０^－７／℃の範囲のＣＴＥを有する材料）から形成されてもよい。特定の実施例では、第２の層１４は、酸化アルミニウムを含むがこれに限定されないセラミックで形成されてもよい。本開示は、この点に関して限定されない。代替的に、第２の層１４は、アルミニウム、銀、銅、及びそれらの合金を含むがこれらに限定されない、他の比較的高いＣＴＥの材料から形成されてもよい。

【0015】

［００２２］ プラテン１０の第２の層１４は、内部に埋め込まれた複数の電極１６を有することができる。電極１６は、電源（図示せず）に接続されてもよく、当業者によく知られている従来の静電クランプの方法で動作するように配置及び構成されてもよい。特に、電極１６の両端に電圧を印加することによって、電界を発生させることができ、静電力を介して半導体ウエハ１８（以下、「ウエハ１８」という）をプラテン１０に保持することができる。ウエハ１８に作用する静電力の強度は、ウエハ１８の電極１６への近接性に部分的に依存する。理想的には、ウエハ１８の底面の輪郭は、プラテン１０の上面の輪郭に適合するか、又はほぼ適合し（例えば、両者の表面が平坦であるか、又はほぼ平坦である場合）、これにより、電極１６とウエハ１８との間に可能な限り短い距離を確立し、それらの間に強い静電結合を提供する。場合によっては、図１Ａに示されているウエハ１８のようなウエハは、反り返ったり湾曲したり（例えば、最大で２０ｔｈｏｕ、場合によってはそれ以上に撓み）、プラテン１０の概して平坦な上面に凹状の底面を呈することがある（図１Ａに示されているようなウエハ１８の撓みは、説明のため誇張されている）。結果として生じるウエハ１８とプラテン１０との間の間隙２０は、ウエハ１８に作用する静電力を減衰させ、その結果、プラテン１０とウエハ１８との間の静電クランプは低下する。

【0016】

［００２３］ 図１Ｂを参照すると、プラテン１０は撓んだ状態で示されている。特に、ヒートトレース１５は作動しており、その結果、プラテン１０の第１の層１２及び第２の層１４を加熱する。第２の層１４のＣＴＥは第１の層１２のＣＴＥよりも大きいため、加熱された第２の層１４は、加熱された第１の層１２よりも大きく（すなわち、より迅速且つ／又はより大きな程度に）膨張し、プラテン１０の凸状の撓みをもたらすことができる。したがって、プラテン１０の上面の輪郭は、ウエハ１８の底面の輪郭とより密接に適合され、図１Ａに示したプラテン１０の非撓み状態と比較して、両者の間隙２０のサイズを小さくすることができる。様々な実施例では、プラテン１０は、３００℃～６００℃の温度に加熱されることがある。特定の非限定的な実施例では、プラテン１０は、５００℃の温度まで加熱されると、１８ｔｈｏｕの撓みを示すことがある。本開示は、この点に関して限定されない。撓んだプラテン１０によって促進される、より小さな間隙２０及び電極１６のウエハ１８への近接性は、図１Ａに示された撓んでいないプラテン１０によって印加される静電力と比較して、ウエハ１８に作用するより強い静電力を提供し、その結果、プラテン１０とウエハ１８との間により良い静電結合をもたらす。

【0017】

［００２４］ 加熱されたプラテン１０での撓みの程度は、第１の層１２及び第２の層１４のＣＴＥ、第１の層１２及び第２の層１４に加えられる熱の量、第１の層１２及び第２の層１４の直径、ならびに第１の層１２及び第２の層１４の厚さを含むが、これらに限定されない、多くの要因に依存するであろう。非限定的な実施形態では、第１の層１２の厚さは４ミリメートルであってよく、第２の層１４の厚さは４ミリメートルであってよい。別の非限定的な実施形態では、第１の層１２の厚さは６ミリメートルであってよく、第２の層１４の厚さは４ミリメートルであってよい。別の非限定的な実施形態では、第１の層１２の厚さは８ミリメートルであってよく、第２の層１４の厚さは４ミリメートルであってよい。本開示は、この点に関して限定されず、第１の層１２及び第２の層１４の厚さは、上述のものと異なってもよい。さらに、プラテン１０を制御可能に加熱するための一体化されたヒートトレース１５を含むものとしてプラテン１０を説明したが、ヒートトレース１５が省略され、プラテン１０が外部熱源（例えば、オーブン）によって加熱されるプラテン１０の実施形態も考えられる。

【0018】

［００２５］ 様々な実施形態では、加熱中のプラテン１０の撓み応力は、第１の層１２及び／又は第２の層１４の材料の降伏強度未満であってもよい。したがって、ヒートトレース１５（又は他の熱源）が停止され、プラテン１０を室温まで冷却することが可能になると、プラテン１０は、図１Ｃに示したように、元のほぼ平坦な状態に戻ることができる。したがって、第１の層１２及び第２の層１４に印加される熱量を変化させることによって、プラテン１０は、その上に配置される様々な程度の撓みを有するウエハの輪郭に適合又は近接して、その間に効果的な静電クランプを提供するように、様々な程度（例えば、０～２０ｔｈｏｕ）に制御可能に撓みうる。

【0019】

［００２６］ 図２を参照すると、本開示によるプラテンを撓ませるための例示的な方法を示す流れ図が示されている。次に、この方法を、図１Ａ～図１Ｃに示したプラテン１０の図解に関連して説明する。

【0020】

［００２７］ 例示的な方法のブロック１００では、第１の層１２を設けることができ、第１のＣＴＥを有する材料から形成されてもよい。この方法のブロック１１０では、第２の層１４を設けることができ、第２のＣＴＥを有する材料から形成されてもよく、第２の層１４を、ろう付け又は上述のような他の適切な技法などによって、第１の層１２に平坦に結合することができる。第２のＣＴＥは、第１のＣＴＥよりも大きくてもよい。様々な実施例において、第１の層１２は、６．０×１０^－７／℃未満（例えば、２．０×１０^－７／℃～４．０×１０^－７／℃）のＣＴＥを有する材料から形成されてもよく、第２の層１４は、６．０×１０^－７／℃～８．０×１０^－７／℃の範囲のＣＴＥを有してもよい。第２の層１４には、複数の電極１６が埋め込まれていてもよい。電極１６は、電源に接続されてもよく、当業者によく知られている従来の静電クランプの方法で動作するように配置及び構成されてもよい。

【0021】

［００２８］ 例示的な方法のブロック１２０では、ヒートトレース１５は、第１の層１２と第２の層１４との間に配置されてもよい（例えば、挟まれてもよい）。これは、第２の層１４を第１の層１２に結合する前に、又は結合中に行うことができる。ヒートトレース１５は、電源に接続された電気加熱要素（例えば、１つ又は複数のワイヤ、ケーブル、プレート、テープなど）を含んでもよい。

【0022】

［００２９］ 例示的な方法のブロック１３０では、ヒートトレース１５を作動させ、それによって第１の層１２及び第２の層１４を加熱することができる。第２の層１４のＣＴＥは第１の層１２のＣＴＥよりも大きいため、加熱された第２の層１４は、加熱された第１の層１２よりも大きく（すなわち、より迅速且つ／又はより大きな程度に）膨張し、プラテン１０の凸状の撓みをもたらすことができる。したがって、図１Ｂに示したように、プラテン１０の上面の輪郭は、ウエハ１８の底面の輪郭とより密接に適合され、図１Ａに示したプラテン１０の非撓み状態と比較して、両者の間隙２０のサイズを小さくすることができる。

【0023】

［００３０］ 図３Ａを参照すると、本開示の別の例示的な実施形態による撓み可能なプラテン２００（以下、「プラテン２００」）を示す側断面図が示されている。プラテン２００の上面と、プラテン２００の上に配置された反り返った又は湾曲した半導体ウエハの底面との間に近接したクリアランス関係を設けて、両者の間の効果的な静電クランプを促進するため、プラテン２００は、（以下にさらに説明するように）塑性変形可能であってもよい。

【0024】

［００３１］ プラテン２００は、第１の材料で形成された概して平坦な第１の層２１２と、第１の層２１２の上に配置された第２の材料で形成された概して平坦な第２の層２１４とを含みうる。第１の材料は、第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有してよく、第２の材料は、第２のＣＴＥを有してよく、第１のＣＴＥは、第２のＣＴＥよりも大きくなりうる。第１の層２１２と第２の層２１４とは、第１の材料及び第２の材料を共に結合するのに適したエポキシ又は他の技法などによって、共に平坦に結合されうる。

【0025】

［００３２］ 一実施例では、プラテン２００の第１の層２１２は、２０．０×１０^－７／℃を超えるＣＴＥを有する材料（例えば、約２４．０×１０^－７／℃のＣＴＥを有する材料）から形成されてもよい。特定の実施例では、第１の層２１２は、多孔質アルミニウム合金から形成されてもよい。本開示は、この点に関して限定されない。代替的に、第１の層２１２は、アルミニウム、銀、銅、及びそれらの合金を含むがこれらに限定されない、他の比較的高いＣＴＥの材料から形成されてもよい。一実施例では、プラテン２００の第２の層２１４は、第１の層１１２よりも比較的低いＣＴＥを有する材料（例えば、６．０×１０^－７／℃～８．０×１０^－７／℃の範囲のＣＴＥを有する材料）から形成されてもよい。特定の実施例では、第２の層２１４は、酸化アルミニウムを含むが、これに限定されないセラミックで形成されてもよい。本開示は、この点に関して限定されない。第２の層２１４は、代替的に、炭素、ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、ＩＮＶＡＲ、ＫＯＶＡＲ、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、及びそれらの合金を含むが、これらに限定されない、他の比較的低いＣＴＥ材料で形成されてもよい。

【0026】

［００３３］ プラテン２００の第２の層２１４は、内部に埋め込まれた複数の電極２１６を有することができる。電極２１６は、電源（図示せず）に接続されてもよく、当業者によく知られている従来の静電クランプの方法で動作するように配置及び構成されてもよい。特に、電極２１６の両端に電圧を印加することによって、電界を発生させることができ、静電力を介して半導体ウエハ２１８（以下、「ウエハ２１８」という）をプラテン２００に保持することができる。ウエハ２１８に作用する静電力の強度は、ウエハ２１８の電極２１６への近接性に部分的に依存する。理想的には、ウエハ２１８の底面の輪郭は、プラテン２００の上面の輪郭に適合するか、又はほぼ適合し（例えば、両方の表面が平坦である場合）、したがって、電極２１６とウエハ２１８との間に可能な限り短い距離を確立し、それらの間に強い静電結合を提供する。場合によっては、図３Ａに示されているウエハ２１８のようなウエハは、反り返ったり湾曲したり（例えば、最大で２０ｔｈｏｕ、場合によってはそれ以上に撓み）、プラテン２００の概して平坦な上面に凹状の底面を呈することがある（図３Ａに示されているようなウエハ２１８の撓みは、説明のため誇張されている）。結果として生じるウエハ２１８とプラテン２００との間の間隙２２０は、ウエハ２１８に作用する静電力を減衰させ、その結果、プラテン２００とウエハ２１８との間の静電クランプは低下する。

【0027】

［００３４］ 図３Ｂを参照すると、プラテン２００は撓み状態で示されている。特に、プラテンは急速且つ大幅に冷却されている。非限定的な実施例では、プラテン２００は、液体窒素に浸漬されてもよい。本開示は、この点に関して限定されない。第１の層２１２のＣＴＥは第２の層２１４のＣＴＥよりも大きいため、冷却された第１の層２１２は、冷却された第２の層２１４よりも収縮し（すなわち、より迅速且つ／又はより大きな程度で）、プラテン２００の凸状の撓みをもたらしうる。したがって、プラテン２００の上面の輪郭は、ウエハ２１８の底面の輪郭とより密接に適合され、図３Ａに示したプラテン２００の非撓み状態と比較して、両者の間隙２２０のサイズを小さくすることができる。様々な実施例では、プラテン２００は、－５０℃～－１５０℃の間の温度に冷却されてもよい。特定の非限定的な実施例では、プラテン２００は、－１００℃の温度まで冷却されると、２２ｔｈｏｕの撓みを呈しうる。本開示は、この点に関して限定されない。撓んだプラテン２００によって促進される、より小さな間隙２２０及び電極２１６のウエハ２１８への近接性は、図３Ａに示された撓んでいないプラテン２００によって印加される静電力と比較して、ウエハ２１８に作用するより強い静電力を提供し、その結果、プラテン２００とウエハ２１８との間により良い静電結合をもたらす。

【0028】

［００３５］ 加熱されたプラテン２００における撓みの程度は、第１の層２１２及び第２の層２１４のＣＴＥ、第１の層２１２及び第２の層２１４に加えられる冷却量、第１の層２１２及び第２の層２１４の直径、並びに第１の層２１２及び第２の層２１４の厚さを含むが、これらに限定されない多くの要因に依存する。非限定的な実施形態では、第１の層２１２の厚さは４ミリメートルであってよく、第２の層２１４の厚さは４ミリメートルであってよい。別の非限定的な実施形態では、第１の層２１２の厚さは６ミリメートルであってよく、第２の層２１４の厚さは４ミリメートルであってよい。別の非限定的な実施形態では、第１の層２１２の厚さは８ミリメートルであってよく、第２の層２１４の厚さは４ミリメートルであってよい。本開示は、この点に関して限定されず、第１の層２１２及び第２の層２１４の厚さは、上述のものとは異なってもよい。

【0029】

［００３６］ 様々な実施形態では、冷却中のプラテン２００の撓み応力は、第１の層２１２の材料の降伏強度及び／又は第２の層２１４の材料の降伏強度よりも大きくなりうる。このように、プラテン２００が室温まで温めることが可能な場合には、プラテン２００は図３Ｃに示したように、凸状に撓んだ状態に留まりうる。冷却中に、プラテン２００が所望の目標量の撓みを超えて撓んだ場合（すなわち、所望よりも凸状になった場合）には、プラテン２００は、外部熱源（例えば、オーブン）などによって加熱されてもよい。第１の層２１２のＣＴＥが第２の層２１４のＣＴＥよりも大きいため、加熱された第１の層２１２は、加熱された第２の層２１４よりも大きく（すなわち、より迅速且つ／又は、より大きな程度で）膨張し、プラテン２００の（すなわち、プラテン２００が冷却されたときと比較して）逆方向の撓みをもたらし、これにより、プラテン２００の凸性を低減することができる。加熱中のプラテン２００の撓み応力は、第１の層２１２の材料の降伏強度よりも大きく、且つ／又は第２の層２１４の材料の降伏強度よりも大きく、これにより塑性変形をもたらしうる。プラテン２００の上述の冷却及び加熱は、プラテン２００内の所望の量の撓みが達成されるまで、必要に応じて繰り返されてもよい。したがって、第１の層２１２及び第２の層２１４に印加される冷却及び加熱の量を変化させることによって、プラテン２００は、その上に配置される様々な程度の撓みを有するウエハの輪郭に適合又は近接して、両者の間に効果的な静電クランプを提供するために、様々な程度（例えば、０～２２ｔｈｏｕ）に制御可能に撓められてもよい。

【0030】

［００３７］ 図４を参照すると、本開示によるプラテンを撓ませるための例示的な方法を示すフロー図が示されている。次に、この方法を、図３Ａ～図３Ｃに示したプラテン２００の図と関連して説明する。

【0031】

［００３８］ 例示的な方法のブロック３００では、第１の層２１２を設けることができ、第１のＣＴＥを有する材料から形成されてもよい。この方法のブロック３１０では、第２の層２１４を設けることができ、第２のＣＴＥを有する材料から形成されてもよく、第２の層２１４は、エポキシ又は上述のような他の適切な技法などによって第１の層２１２に平坦に結合されうる。第１のＣＴＥは、第２のＣＴＥより大きくてもよい。様々な実施例において、第１の層２１２は、６．０×１０^－７／℃～８．０×１０^－７／℃の範囲のＣＴＥを有する材料から形成されてもよく、第２の層２１４は、６．０×１０^－７／℃未満（例えば、２．０×１０^－７／℃～４．０×１０^－７／℃）のＣＴＥを有してもよい。第２の層２１４には、複数の電極２１６が埋め込まれていてもよい。電極２１６は、電源に接続されてもよく、当業者によく知られている従来の静電クランプの方法で動作するように配置及び構成されてもよい。

【0032】

［００３９］ 例示的な方法のブロック３２０では、プラテン２００を急速且つ大幅に冷却することができる。非限定的な実施例では、プラテン２００は、液体窒素に浸漬されてもよい。本開示は、この点に関して限定されない。第１の層２１２のＣＴＥは第２の層２１４のＣＴＥよりも大きいため、冷却された第１の層２１２は、冷却された第２の層２１４よりも収縮し（すなわち、より迅速且つ／又はより大きな程度で）、プラテン２００の凸状の撓みをもたらしうる。したがって、プラテン２００の上面の輪郭は、ウエハ２１８の底面の輪郭とより密接に適合され、図３Ａに示したプラテン２００の非撓み状態と比較して、両者の間隙２２０のサイズを小さくすることができる。

【0033】

［００４０］ 当業者には理解されるように、上述の撓み可能なプラテン１０、２００及び関連する方法は、従来のプラテンと比較して明確な利点を提供する。例えば、上述の弾性変形可能なプラテン１０の場合には、プラテン１０は、（例えば、ヒートトレース１５を介した）熱の選択的印加によって動的に撓ませることが可能で、様々な程度の撓みを有するウエハとの効果的な静電クランプを迅速且つ簡便に促進することができる。上述の塑性変形可能なプラテン２００の場合には、プラテン２００は、（冷却及び加熱の適用を介して）所望の程度の撓みを達成するために一度変形させることが可能で、その後、それ以上の冷却又は加熱がない場合には、同様に撓んだウエハとの効果的な静電クランプを促進するため、その撓み形状を保持する。

【0034】

［００４１］ 本開示は、本明細書に記載された特定の実施形態によって範囲が限定されるべきではない。実際に、本明細書に記載のものに加えて、本開示の他のさまざまな実施形態及び本開示の変形例は、上述の説明及び添付図面から、当業者には明らかである。したがって、そのような他の実施形態及び変形例は、本開示の範囲に含まれるよう意図されている。さらに、本明細書では、特定の目的のために特定の環境における特定の実装の文脈で本開示を説明したが、当業者は、その有用性がこれに限定されないことを認識するであろう。本開示の実施形態は、任意の数の目的のために、任意の数の環境において有益に実装されうる。したがって、以下に記載される特許請求の範囲は、本明細書に記載される本開示の全範囲及び主旨を考慮して解釈されるものとする。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【国際調査報告】