広範囲温度チャック装置
処理チャンバ内にワークピースを支持する装置が設けられ、その装置は、ワークピースを支持する表面を有する第１の「ホット・チャック」を有し、そのホット・チャックは当該ホット・チャックを加熱する電気的な加熱要素を含んでおり、当該装置はまた熱伝導流体を循環させるためにそこに形成された流路を有する第２の「コールド」チャックを有する。ホット・チャックとコールド・チャックとの間の熱伝達の比率を変化させるために、コールド・チャックはホット・チャックに向けてまたはホット・チャックから離れて選択的に移動可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、半導体処理装置のワークピース支持チャックの温度制御に関するものであり、特定的には、そのようなチャックの迅速な加熱と冷却の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、エッチング、デポジション、アニーリグなどの、多くの半導体処理過程において、（たとえば、シリコンウエハ、ガラス基板などの）ワークピースが処理チャンバ内に支持される。ワークピースが特定の温度まで加熱されている間、ガス、および／または、プラズマ反応剤（reactant）がワークピースの表面に提供される。
【０００３】
代表的には、高い温度が高い反応率を実現することを援助するから、それゆえ、より高いワークピースのスループットが得られことを援助する。他方、高い温度は時折、部分的に形成された集積回路の構造にダメージを与える可能性がある。さらに、ある種の化学的な反応が低温度において最も効率的に遂行される。
【０００４】
チャンバ内のワークピースの温度を制御するための多くの構造と方法が知られている。たとえば、石英で製造された透明な「冷たい壁」を通してワークピースに放射熱が収束されうる。放射熱はしばしば、（たとえば、５００℃以上の）非常に高い温度処理に使用されており、各ワークピースの処理サイクルの期間、温度を上昇させたり低下させることが望まれている。
【０００５】
他の構成としては、ワークピースの温度は、ワークピース支持部またはチャックを加熱することによって調整できる。便宜的に、用語「チャック」は、処理ワークピースの支持部として参照されており、この処理ワークピースはワークピースとしての一定の温度に維持されており、サイクル内で、処理チャンバ内で転送され、処理され、そして、処理チャンバの外に転送される。
【０００６】
ある装置は、特にプラズマ処理装置は、所望のチャック温度を維持するために、チャックを加熱することよりもチャックを冷却することを要求している。化学的および処理用パラメータに依存して、あるプラズマ処理は、チャックに対して非常な熱負荷を与える。もしチャックがその熱を除去する手段を有していない場合、チャックの温度は所望の設定点を越えて上昇する可能性がある。このことは、代表的には、低温の処理において起こる。その理由は、チャックの温度は周囲のチャンバの温度に接近しており、チャックとチャンバとの間の放射熱伝達が行われにくいからである。この状況は、チャンバの温度がチャックの温度より高い時に最悪となる。
【０００７】
高温処理においては、チャックと周囲のチャンバとの間の放射熱伝達は一般的には、処理によって発生した熱負荷をオフセットするために十分である。チャックを加熱し、余剰の熱を除去するための両者に液体を用いることは、この技術において通常行われている。液体を用いた加熱による高い温度による処理を行うことは、しかしながら、危険であり、経済的でない。さらに、チャックの温度を変化させることは、低速となり、スループットを低下させる可能性がある、流体の温度を変化させることを要求する。
【特許文献１】米国特許第６，４６１，８０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
チャックを用いて２つの温度の水準を実現する方法は、高温処理を行うある電気加熱ソースと、低温処理を行う液体加熱源とを用いる。そのような装置は、たとえば、米国特許第６，４６１，８０１号に開示されている。しかしながら、そのような装置においては、高温度処理を行っているとき、チャック内で液体が沸騰することを防止するために、液体をチャックからパージしなければならない。このことは代表的には、時間を消費し、スループットを低下させる可能性かある。それゆえ、ワークピースの支持チャックの温度制御を提供する改良された装置の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
それゆえ、１実施形態に基づけば、処理チャンバ内においてワークピースを処理する方法が提供される。この実施形態の方法は、第１のチャックを第１の温度まで加熱する処理と、第２のチャンバを第１の温度より低い第２の温度まで冷却する処理と、処理すべきワークピースを第１のチャックの支持面に位置させる処理と、第１のチャックと第２のチャックとの間の熱伝達（heat transfer)の比率を調整することによって第１のチャックの温度を制御する処理とを具備する。
【００１０】
１実施形態において、熱伝達の比率を調整処理は、第１のチャックを第２のチャックから物理的に距離を変化させる処理を具備する。第２のチャックを第１のチャックから物理的に隔離する距離を変化させる処理は、両者のチャックを相互に直接分離的に接触するように配置する処理を具備する。他の実施形態において、熱伝達の比率を調整する処理は、第１のチャックと第２のチャックとの間の空間に導入されるガスの流量を変化させる処理を具備する。さらに他の実施形態においては、熱伝達の比率を調整する処理は、第２のチャックから除去される熱の比率に影響を与えるパラメータを変換させる処理を具備する。たとえば、第２のチャックを通した循環する冷却用流体の流量比率が調整され得る。
【００１１】
他の実施形態は、処理チャンバ内にワークピースを支持するための装置を提供する。この実施形態における装置は、ワークピースを支持する表面を有する第１のチャックに結合されたヒータを具備する。その装置はさらに、冷却デバイス（装置）を有し、その冷却デバイス（装置）に結合されている第２のチャックを具備する。第２のチャックは、第１のチャックと第２のチャックとの間の熱伝達の比率を変化させるために、第１のチャックに熱的に結合可能である。ある実施形態においては、その装置はさらに、第１のチャックと第２のチャックとの間の熱伝達の比率を変化させることによって第１のチャックの温度を制御するように構成された自動制御システム（装置）を具備する。
【００１２】
さらに他の実施形態は、装置内のワークピースを処理する方法を提供する。この実施形態の方法は、第１のチャックにワークピースを配置する処理と、第２のチャックを第１のチャックに対して相対的な第１の距離に位置決めする処理と、第１の温度でワークピースに第１の処理を行う処理とを具備する。第２のチャックはそれから、第２のチャックが第１のチャックに対する相対的な第２の位置に位置するまで、第１のチャックに移動され、第２の温度でワークピースに第２の処理が行われる。
【００１３】
さらに他の実施形態においては、装置内のワークピースを処理する方法を提供する。この実施形態のこの方法は、第２のチャックが第１のチャックから離れている第１の距離に位置決めされるとともに、ワークピースを第１のチャックに位置決めする処理を具備する。この方法は、ワークピースにホトレジスト・ストリップ（剥離）処理を開始する処理と、第２のチャックを第１のチャックから離れている第２の距離の位置に移動させることによって第１のチャックの温度を変化させる処理と、ワークピースにホトレジスト・ストリップ処理を行うことを継続する処理を具備する。
【００１４】
また他の実施形態においては、方法は、第１の温度で第１のバッチのワークピースに第１のホトレジスト・ストリップ処理を行う処理と、第２のチャックを第１のチャックに向けて移動させる処理と、第１の温度より低い第２の温度で第２のバッチのワークピースに清浄処理を行う処理を具備する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一般的な特質を要約すれば、本発明の実施形態とその変形態様は、下記に図面を参照した詳細な記述から当業者にとって明瞭となるのであって、添付図面は下記の通りである。
【００１６】
添付図面を参照して、ワークピースを支持するための温度制御型装置のある好適な実施形態は、ワークピース支持部に熱を入力するように構成された熱源と、ワークピース支持部から熱を除去するように構成されたヒートシンクとを具備する。図１に例示的に図解されている１つの実施形態において、熱源は第１のチャック１０に設けることができ、その第１のチャック１０によってワークピースが支持でき、ヒートシンクが第１のチャック１０に近接して位置している第２のチャック２０内に設けられている。
【００１７】
一般的に、第１のチャック（または「ホット・チャック」１０は、能動的に（actively) 加熱されるように構成されており、ワークピースをその上面に（またはそれから上方に延びる支持ピンの上に）おいて支持するように構成されている。第２のチャック（またはコールド・チャック）２０は、一般的に第１のチャック１０の温度より低い温度に維持されており、ホット・チャック１０から、放射、対流、および／または、熱伝導（conductive heat transfer) によって、熱を取り除くように構成されている。ホット・チャックとコールド・チャックとの間の熱伝達（heat transfer)）の比率は、たとえば、２つのチャック１０と２０とを隔離する距離、コールド・チャックの温度または熱伝達の比率、２つのチャックの間の空間を占めるガスの組成の量などのパラメータのいずれかを調整するか、または、熟練した技術者によって認識されている他のパラメータを調整することによって変更することができる。
【００１８】
図１に図解した実施の形態において、チャック１０はチャック１０内に埋め込まれている電気的な加熱要素３６によって加熱される。熟練した技術者は、ここで記述したように、ワークピースのチャックに使用する、適切な加熱要素または化の熱源を選択することができよう。加熱要素を備えたチャックの例示が米国特許第６，６６０，９７５号に記述されている。代替的に、ホット・チャックは、たとえば、放射型ヒータ、流体ヒータ、熱電気デバイスなどの他の手段によって加熱され得る。
【００１９】
ホット・チャック１０は、任意の適切な構成を取りうる。たとえば、チャック１０はワークピースをそこに保持するために真空チャネルを含み得る、または、ワークピースは基本的に重力によってそこに保持され得る。ホットチャック１０は任意の適切な材料で製造でき、代表的には、そのような材料は高い熱伝導度（thermal conductivity）を持つ。１実施の形態として、ホット・チャック１０は、たとえば、アルミニウム・ナイトライド（ＡｌＮ）などのセラミックで形成されており、約７００グラムと約２，５００グラムの間の質量を持ち、１つの好適な実施の形態においては約１，２００グラムの質量を持つ。ＡｌＮは、比較的高い熱伝導度を持ち、高い温度に剛性（rigidity) があり、腐食に対抗性を持つ、現在のシステムに使用するために、望ましい材料である。代替的には、ホット・チャック１０は任意の他の適切な金属、またはセラミック材料で製造でき得る。図解した実施の形態において、ホット・チャック１０はチャンバ５０（図２および図３を参照されたい）に対して安定に保持されているまたは固定されており、当該チャックはチャンバ５０内に位置している。しかしながら、代替的な実施の形態においては、ホット・チャック１０は処理チャンバ内に移動可能になるように構成され得る。
【００２０】
コールド・チャック２０も任意の適切な材料で製造され得る。１つの実施形態においては、コールド・チャック２０の材料は、高い熱伝導度を持つように選択され、ある実施形態においては、コールド・チャック２０はまた、好ましくは比較的小さな質量と熱容量を持つホット・チャック１０に対して大きな質量と高い温度容量を持つように（すなわち、特定的な熱と密度の材料の製造物の製品であるように）選択される。ある実施形態においては、コールド・チャック２０は純粋なアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、その質量は約３，０００グラムから約１０，０００グラムの間であり、ある好適な実施形態においてはその質量は約５，０００グラムである。それゆえ、いくつかの実施形態においては、ホット・チャックは、利益的には、コールド・チャックの質量の約２０％〜約３０％の範囲の質量を持ちうる。ある好適な実施形態においては、ホット・チャックはコールド・チャックの質量の約２３％〜約２８％の範囲の質量を持ち、ある特定的な実施形態においては、ホット・チャックの質量はコールド・チャックの約２４％である。
【００２１】
ある実施形態においては、約１，２００グラムの質量を持つＡｌＮセラミック製のホット・チャックを、約５，０００グラムの質量を持つアルミニウム製のコール・ドチャックと組み合わせて用いることが望ましい。これらの材料は相互にユニークな好ましい物理的かつ熱的な特性を持つ。代替的には、実質的に大きな熱容量を持つ材料、たとえば、ベリリウム（beryllium)、ホウ素(boron) 、クロム(chromium)、銅などが適切な質量として用いることも出来得る。しかしながら、アルミニウム（Ａｌ）を除く金属は、代表的には、半導体製造処理期間におけるプラズマ環境において存続させ、かつ、金属汚染を回避するため、保護用メッキが設けられる。詳細は後述するある実施形態においては、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の隔離間隔（またはギャップ）２４を増減するため、コールド・チャック２０はホット・チャック１０に対して移動可能であることが望ましい。
【００２２】
図１に図解した実施形態においては、複数の流体流路チャンネル３０がコールド・チャック２０内に設けられている。複数のチャンネル３０がチャック２０を介して巻いてある単一の流路を規定するように直列に接続でき得ること、または、コールド・チャック２０を介して複数の流体流路を提供するように並列に接続でき得ることが理解されよう。熱伝達（heat transfer)流体、たとえば、水、水とエチレン・グリコールの混合物、または、他の適切なガスまたは液体が、コールド・チャック２０を冷却するために、コールド・チャック２０内を循環させられる。
【００２３】
そのような流体式冷却系統（システム）はまた、代表的には、コールド・チャック２０内に複数のチャンネル３０を介して冷却用流体を循環させるためのポンプまたは他の装置を含む。比較的低い温度で熱伝達流体を蓄積している流体源（図示せず）は、供給ライン４２と戻りライン４４を介してコールド・チャック２０内における複数のチャンネルと連通している。流量制御弁（図示せず）は、コールド・チャック２０を介して流れる熱伝達流体の流量比率を調整するために、流体ライン内に設けられ得る。代表的には、熱伝達流体の流量の比率はポンピング比率または他のパラメータを変化させることにより制御でき得る。
【００２４】
他のさらなる変形態様においては、コールド・チャック２０は、望ましい他の方法または装置によって冷却され得る。たとえば、コールド・チャックは複数の熱電クーラー（thermoelectric coolers: ＴＥＣ's）または対象物から熱を除去可能な他の任意の装置によって冷却され得る。
【００２５】
ここで図２および図３を参照すると、ホット・チャック１０およびコールド・チャック２０は処理チャンバ５０内に示されている。図示のごとく、複数のレッグ（legs) ５４が、処理チャンバ５０内にホット・チャック１０を支持させるために、ホット・チャック１０と処理チャンバ５０の下部面との間に延びるように設けられ得る。代替的には、ホット・チャック１０は適切と認識される他の任意の手法で支持され得る。いくつかの実施形態においては、ホット・チャック１０の位置は処理チャンバ５０に対して固定され得る。代替的には、ホット・チャックは、コールド・チャック２０に加えて、または、コールド・チャック２０に代えて、チャンバ内において移動可能に構成され得る。多数のリフト・ピン３８が、ワークピースを装荷し(loading) そして再装荷する期間、ホット・チャック１０からワークピースを上昇させて外す（リフト・オフする）ために、設けることができる。
【００２６】
図２および図３に図解したように、コールド・チャック２０は中心カラム５８によってホット・チャック１０の下に支持されている。カラム５８は、処理チャンバ５０の下部を通してコールド・チャック２０の中心から位置制御系統（システム）６２まで延びている。多数のスルーホール６０が、ホット・チャック１０のレッグ５４がホット・チャック１０を通して処理チャンバ５０の下部表面まで延びることを可能にするように、コールド・チャック２０内に設けられることができる。代替的には、第１のチャック１０は、たとえば、処理チャンバ５０の側壁から延びるブラケットの上に、または、他の適切な方法で、その周辺が支持され得る。
【００２７】
複数の入力通路６４が、処理ガスが入力バッフル・プレート（inlet baffle plate) ６５およびシャワー・ヘッド・プレート（shower head plate)６６を介して処理チャンバ５０に入ることを可能にするために、処理チャンバ５０の頭部を介して設けられている。複数の廃棄通路６８は処理チャンバ５０の底部を介して設けられ得る。図示のごとく、中心開口７２を持つ中心（セントラル）ドロー・バッフル（central-draw baffle ）７０が、コールド・チャック２０の下部に設けられ得る。バッフル７０は、ワークピースを越えて入力通路６４から廃棄通路６８まで処理ガスがより均一に流れるようにする。
【００２８】
図２に示したような実施形態においては、処理チャンバ５０の処理ガスから、供給ライン４２、戻りライン４４、ガス供給ライン７４および支持カラム５８を隔離するために、可撓性のあるベローズ（flexible bellows）７６がカラム５８の周囲に設けられている。ベローズ７６はまた好ましくは、処理チャンバ５０とベローズ７６内の空間の間の大気の差を維持するために、コールド・チャック２０をチャンバ内を垂直方向に移動するとき、曲がるように構成されている。ベローズ７６は、たとえば、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）合金または他のニッケルベースの合金などの適切な任意の耐腐食性材料（corrosion resistant material) で製造され得る。供給ライン４２および戻りライン４４は、ベローズ７６を通りコールド・チャック２０までカラム５８の脇に沿って延びている。ガス供給ライン７４も好ましくは、２つのチャック１０と２０との間のギャップ２４に不活性ガスを供給するために、ベローズ７６を通り支持カラム５８に脇に沿って延びる。実施形態においては、図示のように、ガス供給ラインはガス出口７５で終端してもよい。変形態様においては、ガス供給ライン７４および／または２つのライン４２、４４は、コールド・チャック２０に対して、および／または、２つのチャックの間のギャップ２４に対して所望の流体連通が提供されるように、レッグ５４を介して、または、他の任意の構造を介して、支持カラムの中心を通して経路づけることができる。さらに他の変形態様においては、ガスおよび／または流体のラインは、チャンバの側壁を通って延びることができ、（これらのラインが処理ガスからの損傷に対抗する適切な材料で製造されている場合）、直接、処理ガスに晒されてもよい。流体ラインが側壁を通して延びているガスは、コールド・チャックがチャンバ内に固定されているシステムのためには、特に利用度が高い。
【００２９】
図解した実施形態において、コールド・チャック２０は第１のチャック１０に対して垂直方向に相対的に移動可能である。望むならば、適切なモータと位置制御装置が、支持カラム５８とコールド・チャック２０とをホット・チャック１０に向けて、または、ホット・チャック１０から離して駆動するように、設けられ得る。たとえば、いくつかの実施形態において、中心カラム５８は、ラックとピニオン、または、ウォームネジによって、上昇されたり、下降されることができる。代替的には、コールド・チャック２０は単一のカラムよりも複数の移動可能な支持体によって支持され得る。
【００３０】
図１〜図３を参照して、温度制御型ワークピース支持の実施形態の動作方法が記述される。温度制御型ワークピース支持の実施形態は利益的には、広範囲の温度にわたって、ホット・チャック１０を迅速に加熱し、冷却することを可能にする。ホット・チャック１０の温度は通常、ホット・チャック１０内のヒータ３６に供給する電力を増加させることによって（または、流体加熱系統の流体の温度または流量比率を変化させることによって）上昇させることができる。ホット・チャック１０の温度を低下させることは、ホット・チャック１０からコールド・チャック２０への熱伝達の比率を変化させることによって達成することができる。ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱伝達の比率は、たとえば、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０とを分離（隔離）しているギャップ２４の寸法、コールド・チャックの温度、２つのチャックの間の空間を占めるガスの量とガスの種別、または、他の熟練技術者によって認識されている他のパラメータなどのパラメータのあるものを調整することによって変化させることができる。
【００３１】
好適な実施形態においては、不活性ガスが２つのチャックの間の隔離（分離）間隔（またはギャップ）２４に連続的に注入される。このことは、その不活性ガスによる「自由対流」および（ある程度の）熱伝導（conduction）によって、ホット・チャックからコールド・チャックに熱が伝導されることを可能にする。熟練技術者は、ガスの種類と、そのガスの注入比率および／またはガスの除去比率が２つのチャックの間の熱伝達の比率に影響を及ぼすことを認識しているであろう。もし、２つのチャック１０、２０が物理的に接触している場合、熱伝達がそれら２つのチャックの間の熱伝達において支配的なモードとなる。熟練技術者は、熱伝導(conductive heat transfer)が、温度差、および、２つのチャック材料の比熱（specific heat ）、さらに他の要因に依存することを認識していよう。それゆえ、好適な実施形態においては、ホット・チャック１０の温度は、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間のギャップ２４を増減することにより（ゼロにすることも可能である）、制御される。
【００３２】
ここでは、用語「熱結合（または、熱的に結合すること、thermal couple）」は、通常の意味で用いられており、所望のレベルまでまたは所望のレベル以上に、ホット・チャックとコールド・チャックとの間の熱伝達の比率を増加させる作用には制限がないものと考えている。熟練技術者は、熱伝達の最大比率がホット・チャックとコールド・チャックとを直接物理的に接触させることによって達成されることを認識していよう。しかしながら、２つのチャックを「熱結合」させるためる十分な熱伝達の所望のレベルは、与えられた系統のために可能な最大値よりも低くても良い。それゆえ、いくつかの実施形態においては、２つのチャックが相互に接近しているが（約２ｍｍ未満に接近しているが）相互に直接物理的に接触はしていないとき、２つのチャックが「熱的に結合されている」と考えられる。同様に、用語「熱非結合（または、熱的結合が解かれていること、thermal decouple）５は、通常の意味で用いられており、所望の最小値まで、ホット・チャックとコールド・チャックとの間の熱伝達の比率を減少させる作用には制限がないものと考えている。熟練技術者は、熱伝達の比率の所望の最小値が与えられた系統が実現可能な絶対的な最小値である必要がないことを認識していよう。
【００３３】
高温（たとえば、約１１０℃以上の温度）での処理のために、ホット・チャックからコールド・チャックへの熱伝達の比率は、２つのチャックを熱的に非結合させる（熱的な結合を解く）ことによって増加させることができる。いくつかの実施形態においては、２つのチャックが、ホット・チャック１０からコールド・チャック２０を下方に離して移動させることによって熱的に非結合にされる。１つの実施形態においては、コールド・チャック２０がホット・チャック１０から少なくとも約０．５インチ（約１．２７ｃｍ）だけ位置を移動されると、コールド・チャック２０はホット・チャック１０から熱的に非結合にされる。さらに他の実施形態においては、２つのチャックがより小さな距離またはより大きな距離だけ離されているとき、または、２つのチャックの間のギャップに注入される冷却流体またはガスの流量比率などの他のパラメータが特定のレベルに調整されるとき、２つのチャックが熱的に非結合されるように構成され得る。
【００３４】
低温（たとえば、約１１０℃以下の温度）での処理のために、コールド・チャック２０はホット・チャック１０の上方にまたはホット・チャック１０に向かって移動される。好ましくは、コールド・チャック２０は、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱伝達の比率を増加させるように、ホット・チャック１０と接触状態になるように移動可能である。さらに他の変形態様においては、２つのチャックの間の熱伝達の比率を変化させるために、ホット・チャックとコールド・チャックとの間に、中間の熱伝達性構造または材料、または、中間の熱隔離構造または材料を配置することができる。
【００３５】
１つの実施形態においては、ホット・チャック１０の所望の温度は、熱電対８０から温度測定値を受け入れ、ここで討議している熱伝達の比率に影響を与えるパラメータを制御するように構成されている外部の閉ループ式温度制御器（図示せず）によって制御される。もしホット・チャック１０の測定温度が所望の温度より高いときには、制御器が加熱要素３６に供給される電力を低減し、または、電力の供給を停止する。制御器はまた、２つのチャック１０、２０の熱的な結合を行うために、コールド・チャック２０の温度をホット・チャック１０の温度に向かって上昇させる。
【００３６】
いくつかの実施形態においては、コールド・チャック２０がホット・チャック１０から約０．５インチ（約１．２７ｍｍ）未満だけ離れた位置に移動されると、コールド・チャック２０がホット・チャック１０と熱的に結合される。特定的な実施形態においては、コールド・チャック２０がホット・チャック１０と接触するまで移動されると、コールド・チャック２０はホット・チャック１０と熱的に結合される。コールド・チャック２０がホット・チャック１０と接触すると、代表的には、ホット・チャック１０の温度が、コールド・チャック２０の質量と熱容量と比較するとホット・チャック１０の質量と熱容量が低いことにより、急速に低下する。コールド・チャック２０の温度は、コールド・チャック２０の質量とその熱容量に起因して、適度に上昇する。
【００３７】
討議したように、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間にガスが存在するとき、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱伝達の比率を増加させるために、不活性ガスがホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間に供給されうる。たとえば、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０とが相互に物理的に接触しているとき、２つのチャックの対向面における面の不均一さ（rough variations）の結果として、ギャップが存在する可能性がある。熟練技術者は、もし真空状態の場合よりもガスが存在している場合、熱が任意のギャップを横切って迅速に伝達されることを認識していよう。したがって、いくつかの実施形態においては、不活性ガスが可能な限り高い熱伝導度を持つものとして選択されることができる。それゆえ、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱の均衡が比較的迅速に到達され得る。
【００３８】
所望の範囲にホット・チャック１０の温度を維持するために、制御器がホット・チャック１０から伝達される熱の比率を増減するシステムパラメータを調整することができ、その結果として、ホット・チャック１０の温度を増減することができる。実施形態によれば、ホット・チャック１０の測定温度が所望の温度より低い場合、制御器が、ホット・チャック１０の温度を上昇させるために、ホット・チャック１０の加熱要素３６を再び活動させる。ホット・チャック１０の望ましい低い質量と熱容量とが、ホット・チャック１０の温度が迅速に変化することを可能にする。もし測定した温度がホット・チャック１０の所望の温度より高い場合は、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０から余剰の熱を除去するために熱伝達（heat transfer）流体がコールド・チャック２０を介して循環している間、加熱要素３６は駆動されない状態が維持される。
ある実施形態においては、図解したワークピース支持装置は、集積回路ワークピースから有機ホトレジストを剥離（ストリップ）するためのマイクロウェーブアッシャ内に用いることができる。そのアッシャは、処理チャンバの酸素基および／またはフッ素基（fluorine radicalのアップストリームを生成する遠隔式（リモート）マイクロウェーブプラズマ源を用いることができる。代替的には、その装置は、処理チャンバ内に内部高周波（ＲＦ）プラズマ発生装置を用いることができる。
【００３９】
前に注目したように、図解した装置のいくつかの実施形態は、ホトレジスト・ストリップ（剥離）処理および／または清浄造作のために特に有用である。ホトレジストは、半導体製造の種々の段階におけるワークピースに適用され、ワークピースから除去される。下記の例示に記述されるように、図解した装置は多くのレジスト・ストリップ処理の文脈において実用性を示している。たとえば、図解した装置は特に、２段階ホトレジスト・ストリップ処理に有用であり、その２段階ホトレジスト・ストリップ処理においては、ある処理段階が他より高い温度で処理を行う。ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱伝達の比率を調整することにより、１つの処理段階が、処理チャンバ５０からワークピースを取り出すことなく、他の処理の後、直後に遂行され得る。さらに、異なるバッチのワークピースが、図解した装置を用いて異なる温度で処理することができる。第１バッチのワークピースは、第１の温度で処理チャンバ５０内で処理することができる。それから、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の距離を調整することによって（あるいは、２つのチャックの間の熱伝達の比率に影響を与える他のパラメータを調整することによって）、第２バッチのワークピースが、上記処理の直後に、第２の温度で処理チャンバ５０内で処理できる。
【００４０】
図４は、２段階ポスト・インプラント（post-implant）・レジスト・ストリップ処理における温度制御型ワークピース支持装置を用いた方法の１例示を図解している。半導体製造の初期段階の期間、半導体基板の領域は、ホトレジスト・マスクを介してドーパント（たとえば、ホウ素、リン、ヒ素）が注入される。多くの他のドーピング段階において、マスクを介してイオン注入が同様に行われる。イオン注入処理は、ホトレジストの頭部の表面に固化外皮（固化クラスト、hardened crust）を生じさせる。高温度段階の期間に出てくるガスが、部分的に製造されたワークピースと反応容器の両者を損傷させる可能性がある爆発的な圧力がホトレジスト内に形成されるまで、固化クラストによって捕捉される可能性がある。これまでは、過剰なガスの発生を回避しこの危険を最小にするため、低温度でのストリップ処理が用いられている。
【００４１】
それゆえ、レジスト・ストリップ処理の実施形態において、熱伝達流体がコールド・チャック２０を介して循環され、捕捉されたクラストがホトレジストから除去されるまで低温で第１のストリップ処理がまず行われる期間、ステップ１２０、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０とが熱的に結合される。初期段階の期間のワークピースの温度は好ましくは約１００℃〜１４０°の間に維持される、さらに好ましくは約１１０℃〜１２５℃の間に維持される。反応ガスとして下記のガスが含まれ得る、レジストの酸化を促進するオキシダント（たとえば、Ｏ２ 、好ましくは、酸素基（酸素ラジカル）に変換されたもの）、注入部分の除去を促進するためフッ素ソース（たとえば、ＮＦ３ またはＣＦ４、好ましくは、フッ素基に変換されたもの）、および、希釈ガス（diluting gas） （たとえば、ＨｅまたはＡｒ）および／またはキャリアとして提供する形成ガス（Ｈ２ ／Ｈ２ ）。反応物（リアクタント）が任意の方法で、ワークピースの表面に提供され得る。基（ラジカル）が遠隔式マイクロウェーブプラズマ発生装置または他の適切なプラズマ源に発生され得る。レジストの注入された上部は代表的には、約３０秒で除去される。
【００４２】
一旦クラストが除去されると、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０とは熱的に非結合にされ（熱的な結合が解かれ）、ステップ１３０、ホット・チャック１０の温度が上昇し、ステップ１４０、反応が継続する、ステップ１５０。好ましくは、温度は、約１５０℃〜３００℃の間まで上昇する、さらに好ましくは約２００℃〜２５０℃の間まで上昇する。この高温処理段階の期間、コールド・チャック２０は好ましくは、ホット・チャック１０２ら熱的に非結合にされる。たとえば、コールド・チャック２０はホット・チャック１０から少なくとも０．５インチ（１２．７ｍｍ）だけ離されて移動され得る。一旦ホット・チャック１０がコールド・チャック２０から隔離されると、電気的な加熱要素３６がホット・チャック１０の温度を上昇させる。同じ反応化学物質（reactant chemistry） が第２段階のステップ処理の期間流され続ける。しかしながら、ある実施形態においては、Ｎ２ （または形成ガス）がＯ２ とともに流れ、フッ素の流れは継続されない。上昇した温度はエッチング比率を非常に高め、それにより、ワークピースのスループットを向上させる。特に、約２５０℃の温度は７μｍ／分のスループット比率をもたらす。約１μｍの代表的なホトレジスト・マスクはしたがって、約５〜１０秒以内に除去され得る。
図５を参照して、ポスト・ビア（post-via）レジスト・ストリップ処理における温度制御型ワークピース支持装置を用いた方法を述べる。いくつかの半導体製造処理期間における種々の段階において、複数のビアが層（レイヤー）、代表的には、ＴＥＯＳ（tetraethylorthosilicate ）から形成されたＢＰＳＧ（borophosphosilicate ）または酸化物（oxides）などの絶縁層を介して生成される。ホトレジスト・マスクが所定のパターンに照射されて現像（展開）され、正のレジストが用いられるか負のレジストが用いられるかに依存して、現像されたレジストまたは現像されなかった（未現像の）レジストが除去される。ビアはそれから、パターン化されたホトレジスト・マスクを介して、そして、アンダーレイヤー、代表的には、酸化部分（oxide ）の照射部分を介して、形成される。
【００４３】
ビアの形成の後、ホトレジスト・マスクが除去される。不幸なことに、ビア形成の処理は、しばしば除去することが難しい有機残留物（organic residue ）をビア内に生成する。この残留物はしばしば、この業界において、ポリマー「ベイル（veil) 」として参照されており、特に、製造のバックエンドまたは金属化段階のためのビアの、その後に続く反応性イオンエッチング処理の問題となる。このポリマー残留物を除去するために、比較的強力な清浄用化学物質がしばしば使用されている間、構造物へのオーバーエッチングがビア内の照射された特性に対して損傷を与える危険がある。したがって、比較的低い温度での迅速なレジスト・ストリップ処理の後、ポスト・ビア形成清浄を行うことが利益となる。
【００４４】
ホット・チャックとコールド・チャックとが熱的に非結合であり（熱的な結合が解かれており）、ステップ２１０、そして、ホット・ワークピース・チャック１０の温度が上昇しているとき（たとえば、２００℃〜２５０℃）、ポスト・インプラント処理の第２段階に関して上記に開示したように、高い温度のレジスト・ストリップ処理が迅速な比率で行われ得る、ステップ２２０。反応物（リアクタント）もまた、上述した例示において討議したように、オプショナルなフッ素の流れとともに、提供され得る。１つの実施の形態において、熱的な非結合が、ホット・チャック１０から少なくとも０．５インチ（１２．７ｍｍ）離して移動させることにより、実現される。
【００４５】
図解した２つのチャックシステムは、高温度でのレジスト・ストリップ処理、ステップ２２０、として同じ処理チャンバ内において行われるべきポスト・ビア清浄を可能にする。したがって、高温度でのレジスト・ストリップ処理の後、ステップ２２０の後、ホット・チャックとコールド・チャックとが熱的に結合され、ステップ２３０、「ホット」チャック１０が低温度での清浄処理、ステップ２５０のために、冷却され得る、ステップ２４０。ポスト・ストリップ・清浄処理の期間、ワークピースの温度が代表的には、ほぼ室温と約１００℃の間、より好ましくは約５０℃と約８０℃の間に、保持される。この処理の期間の化学物質は好ましくは、オキシダント（Ｏ２ ）、希釈ガス（たとえば、Ｈｅ、Ａｒ、および／または、Ｈ２ ／Ｎ２ などの形成ガス）、および、フッ素ソースガス（たとえば、ＮＦ３ またはＣＦ４ ）を含む。ポリマーの除去を援助している期間、フッ素もまた、ビアの側壁の酸化物を攻撃する。オキシダントとフッ素リアクタントは、反応チャンバの上流に形成されたラジカル（基）を具備しうる。
【００４６】
ポスト・ストリップ・清浄処理は、チャンバ内にある高周波（ＲＦ）プラズマ発生器を用いることができ、処理の期間において低下した温度を補償する。Ｎ２ または形成ガスはプラズマ放電の維持を助ける。さらに、酸素とフッ素のソースを用いた処理の直後に、オプアョナルな物理的なスパッタ・エッチングが簡単に適用できる。
【００４７】
ビア清浄処理段階、ステップ２５０が終了すると、ワークピースがチャンバ５０から除去される、ステップ２６０。コールド・チャック２０とホット・チャック１０とがそれから熱的に非結合にされ、ステップ２７０、ホット・チャック１０が再び他のワークピースのための準備として加熱される、ステップ２８０。
【００４８】
図６は後述するｄｅ−ｓｃｕｍ処理において使用する温度制御型ワークピース支持装置を用いる方法の例示を図解している。上記で討議したように、ある半導体製造における種々の段階において、ホトレジスト・マスクが所望のパターンに選択的に照射されて現像され、現像されたレジストまたは現像されていないレジストが、（正のレジストが行われたか負のレジストが行われたかに依存して）除去される。現像されたレジストまたは未現像のレジストの除去の後、しばしば、薄いポリマー残留物が残る。望ましくは、残留物を除去するために、エッチングまたは他のマスクする処理（たとえば、イオン注入処理）の前に、清浄処理または「ｄｅ−ｓｃｕｍ」処理が行われる。
【００４９】
それゆえ、図６に図解した実施の形態において、第１の現像チャンバ（図示せず）の中でレジスト層が現像される（展開される）、ステップ３１０。現像段階の後または現像段階の期間、処理チャンバ５０内の二重（dual）チャックシステムの２つのチャック１０、２０は、熱的に結合されて、ステップ３２０、ワークピース支持チャック１０が所望の「冷却（cool) 」温度まで冷却される。それから、２つのワークピースが「冷却」チャックシステムに装荷され、ステップ３３０、ｄｅ−ｓｃｕｍ処理が「冷却」温度で行われる、ステップ３４０。ｄｅ−ｓｃｕｍ処理は好ましくは、ホトレジスト・マスクの除去を回避するため、比較的低い温度（たとえば、約１００℃）で行われる。ｄｅ−ｓｃｕｍ処理が終了すると、ワークピースが処理チャンバ５０から取り外されて、ステップ３５０、マスク化処理またはエッチング段階のために他のチャンバに移動される、ステップ３６０。マスク化処理の後またはマスク処理の期間、二重チャックシステムのホット・チャック１０およびコールド・チャック２０は熱的に非結合にされ、ステップ３７０、所望の「高い」温度まで上昇させられる。ワークピースはそれから処理チャンバ５０内に再装荷され、ステップ３８０、レジスト・ストリップ処理が行われ得る、ステップ３９０。
【００５０】
熟練技術者は、ワークピースがここで述べた処理に従って、「バッチモード」または個別モードにおいて、処理され得ることを認識するであろう。たとえば、ある実施の形態において、新しいウエハの処理の前に、単一のウエハが図６に図解した方法によって処理され得る。代替的には、２またはそれ以上のワークピースが、同時に処理するために、図６の種々の処理チャンバの間で移動され得る。それゆえ、１または両者のチャンバのオーバーヘッド時間を最小にするため、１バッチのワークピースが２つのチャンバを介してサイクル的に循環される。ここで開示した観点において、実施の形態によって理解されるように、他の構成において、１バッチのワークピースが、２つのチャックの非結合処理、および、「高い」温度での１バッチのウエハの処理の前に、「冷却」温度で処理チャンバ５０内において二重チャック装置を用いて処理され得る。そのようなバッチ処理サイクルまたは個別処理サイクルはまた、（異なるチャンバ内で行われる中間の処理と共に、あるいは、そのような処理なしに）高温処理が低温処理によって続けられる処理に適用できる。
【００５１】
再び図５を参照すると、シリコンまたは他の酸化物の損失を低減するために、温度制御型ワークピース支持装置を用いる方法の１例示が記述される。ポストビア・ストリップ処理に関連づけて討議したように、バックエンド金属化処理の期間、ＲＩＥによって形成された複数のビア内の残留物が、ホトレジスト・ストリップ処理の後、清浄にされる。しかしながら、コンタクト開口または穴もまた、ウェトエッチング、ドライ・ベーパー・エッチングまたはＲＩＥのいずれかによって、集積回路製造の種々の他の段階において形成される。
【００５２】
集積回路は、導電性要素を電気的に絶縁するため多くの誘電体要素を含む。そのような誘電体要素の共通の材料は、シリコン・ナイトライド（窒化シリコン）もまた多くの用途において通常使用されているにもかかわらず、種々の形態におけるシリコン・オキサイド（酸化シリコン）である。
【００５３】
導電性要素のなかで電気的な接触を形成する場合において、コンタクトホールまたは開口は、インターレベル・ダイエレクトリック（ＩＬＤ、interlevel dielctrics ）として知られている絶縁層を介して形成される。半導体基板内の領域を活性化するコンタクトホールを開口することは、しばしば、トランジスタのゲート電極を越えて絶縁用（insulative）側壁スペーサを照射する。そのようなコンタクトエッチングはまた代表的には、基板う越えて犠牲オキサイド（sacrificial oxid）を照射する。これらの例示の各々において、ホールまたはビアを規定するためマスクが用いられ、そして、エッチング処理がオキサイド表面を照射する。
【００５４】
そのようなオキサイド表面は、回路設計によって選択された寸法を規定する。集積回路（ＩＣ）の動作速度を高速にし、電力消費を低減することを実現することを高めるためにデバイス・パッキング密度（device packing density）が連続するとき、これらの寸法を維持することがより重要であり、オーバーエッチングのための耐久性（toleranc）がそれと釣り合って減少される。それゆえ、ホトレジスト・マスクの除去の後の開口を清浄にすることが、照射された絶縁性表面のオーバーエッチングを回避するために、注意深く制御されることが、非常に重要である。
【００５５】
したがって、オキサイドの損失を低減する方法の実施の形態は、ホット・チャックとコールド・チャックとの熱的な非結合処理、ステップ２１０を具備し、それから、（好ましくは約１００℃と３００℃の間の）高温で、（より好ましくは約２００℃〜２５０℃の範囲の）高温で、ポストコンタクト・エッチング・レジスト・ストリップ処理の第１段階を行う、ステップ２２０。例示的なリアクタントの流量は、Ｎ２ ：Ｏ２の比率が１：１０である。
【００５６】
ポストコンタクト・エッチング・レジスト・ストリップ処理の後、低温度でポスト・ストリップ・清浄処理を行うために、二重チャック装置が使用され得る。したがって、ホット・チャックとコールド・チャックとは熱的に結合され、ステップ２３０、ホット・チャックが所望の温度まで冷却され、ステップ２４０、ポスト・ストリップ・清浄処理が行われる、ステップ２５０。ポスト・ビア清浄処理に関連づけて留意したように、フッ素はリソグラフィ・バイ・プロダクト（lithography by-product）の酸化表面の清浄を助ける。望むならば、比較的少ないパーセント（比率）のフッ素ガスソース（たとえば、約５％ＣＦ４ 未満）がフローに加えられる。
【００５７】
利益的には、遠隔式プラズマ発生器に加えて、ＲＦプラズマを用いることが、与えられたエッチング比率のために要求される処理温度を低くする。低温度の清浄段階、ステップ２５０の期間、ホット・チャック１０の温度は好ましくは、約１５℃〜１００℃の範囲、より好ましくは約２０℃〜１００℃の範囲、さらに好ましくは約２５℃〜５０℃の範囲に、維持される。迅速なエッチング比率にも拘らず、ポスト・ストリップ・清浄処理はＲＦ電極が給電される時間を制限することによって、厳格に制御されうる（その時間はたとえば、１５秒である）。
上述した２段階処理の例示に加えて、図１〜図３の二重チャック装置が、高温度で行われる単一の温度処理を含む、任意の所望の処理のためのワークピースのスループットを利益的に増加させることができる。そのような向上したスループットは、ワークピースの・ポスト処理冷却の速度と効率を改善することによって達成され得る。
【００５８】
図７に例示として図解した、そのような処理のために、迅速なレジスト・ストリップ処理段階、ステップ４２０、（好ましくは約１００℃〜３００℃の範囲、より好ましくは２００℃〜２５０℃の範囲で行うレジスト・ストリップ処理）は、ワークピースが商業用保存カセットによって耐用可能なレベルにホット・チャック１０に位置されている期間、ワークピースの温度を低下させることが続けられ得る、ステップ４４０。その方法は一般的には、コールド・チャック２０をホット・チャック１０に熱的に結合する処理段階、ステップ４３０を含み、ワークピースおよびホット・チャック１０の温度を所望の除去温度まで低下させる、ステップ４４０。ある実施の形態においては、ワークピースとチャックとは約１００℃未満の温度、ある実施の形態においては約７０℃未満の温度まで、冷却される。それゆえ、ワークピースはホット・チャック１０と処理チャンバ５０から除去され、ステップ４５０、そして、チャンバ・ゲート弁を開け、ワークピースを乗せるために転送ロボットを広げるのに要求されている時間を越えて待機することなく、低温度の貯蔵カセット内に直接、配置される。
【００５９】
したがって、複数の利益が上述した装置において得られる。たとえば、異なる温度で２段階の処理を要求する処理が、同じ処理チャンバ内で効率的に行われる。さらに、低価格の貯蔵カセットに配置する前にワークピースを冷却するために従来使用されている分離型冷却ステーションを除去することにより、ワークピースのスループットが向上する。
【００６０】
ここではある複数の実施の形態と例示が記述されたが、この開示において示され、記述された方法と装置についての種々の観点が、さらなる実施の形態を形成するために、異なるように組み合わせたり、および／または、改変することが、当業者によって理解されうる。さらに、ここで記述された方法が、繰り返し段階を行うために適切な任意の構造を用いて実施されることが認識されよう。そのような変形態様、および／または、上述した方法と装置の使用、そして、明らかな改変とその均等物は、この開示の範囲内にあるべきことが意図されている。それゆえ、本発明の範囲は上述した特定的な実施の形態によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲に記載の内容を公平に読むことによってのみ決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、温度制御型二重チャック装置の概略的な図解を示す図である。
【図２】図２は、処理チャンバ内に設けられた二重チャック装置の概略的な断面を示す図である。
【図３】図３は、図２に図解した装置を拡大した、断面を示す斜視図である。
【図４】図４は、二重チャック装置を用いた１の方法を図解したフローチャートである。
【図５】図５は、二重チャック装置を用いた他の方法を図解したフローチャートである。
【図６】図６は、二重チャック装置を用いた他の方法を図解したフローチャートである。
【図７】図７は、二重チャック装置を用いたさらに他の方法を図解したフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、半導体処理装置のワークピース支持チャックの温度制御に関するものであり、特定的には、そのようなチャックの迅速な加熱と冷却の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、エッチング、デポジション、アニーリグなどの、多くの半導体処理過程において、（たとえば、シリコンウエハ、ガラス基板などの）ワークピースが処理チャンバ内に支持される。ワークピースが特定の温度まで加熱されている間、ガス、および／または、プラズマ反応剤（reactant）がワークピースの表面に提供される。
【０００３】
代表的には、高い温度が高い反応率を実現することを援助するから、それゆえ、より高いワークピースのスループットが得られことを援助する。他方、高い温度は時折、部分的に形成された集積回路の構造にダメージを与える可能性がある。さらに、ある種の化学的な反応が低温度において最も効率的に遂行される。
【０００４】
チャンバ内のワークピースの温度を制御するための多くの構造と方法が知られている。たとえば、石英で製造された透明な「冷たい壁」を通してワークピースに放射熱が収束されうる。放射熱はしばしば、（たとえば、５００℃以上の）非常に高い温度処理に使用されており、各ワークピースの処理サイクルの期間、温度を上昇させたり低下させることが望まれている。
【０００５】
他の構成としては、ワークピースの温度は、ワークピース支持部またはチャックを加熱することによって調整できる。便宜的に、用語「チャック」は、処理ワークピースの支持部として参照されており、この処理ワークピースはワークピースとしての一定の温度に維持されており、サイクル内で、処理チャンバ内で転送され、処理され、そして、処理チャンバの外に転送される。
【０００６】
ある装置は、特にプラズマ処理装置は、所望のチャック温度を維持するために、チャックを加熱することよりもチャックを冷却することを要求している。化学的および処理用パラメータに依存して、あるプラズマ処理は、チャックに対して非常な熱負荷を与える。もしチャックがその熱を除去する手段を有していない場合、チャックの温度は所望の設定点を越えて上昇する可能性がある。このことは、代表的には、低温の処理において起こる。その理由は、チャックの温度は周囲のチャンバの温度に接近しており、チャックとチャンバとの間の放射熱伝達が行われにくいからである。この状況は、チャンバの温度がチャックの温度より高い時に最悪となる。
【０００７】
高温処理においては、チャックと周囲のチャンバとの間の放射熱伝達は一般的には、処理によって発生した熱負荷をオフセットするために十分である。チャックを加熱し、余剰の熱を除去するための両者に液体を用いることは、この技術において通常行われている。液体を用いた加熱による高い温度による処理を行うことは、しかしながら、危険であり、経済的でない。さらに、チャックの温度を変化させることは、低速となり、スループットを低下させる可能性がある、流体の温度を変化させることを要求する。
【特許文献１】米国特許第６，４６１，８０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
チャックを用いて２つの温度の水準を実現する方法は、高温処理を行うある電気加熱ソースと、低温処理を行う液体加熱源とを用いる。そのような装置は、たとえば、米国特許第６，４６１，８０１号に開示されている。しかしながら、そのような装置においては、高温度処理を行っているとき、チャック内で液体が沸騰することを防止するために、液体をチャックからパージしなければならない。このことは代表的には、時間を消費し、スループットを低下させる可能性かある。それゆえ、ワークピースの支持チャックの温度制御を提供する改良された装置の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
それゆえ、１実施形態に基づけば、処理チャンバ内においてワークピースを処理する方法が提供される。この実施形態の方法は、第１のチャックを第１の温度まで加熱する処理と、第２のチャンバを第１の温度より低い第２の温度まで冷却する処理と、処理すべきワークピースを第１のチャックの支持面に位置させる処理と、第１のチャックと第２のチャックとの間の熱伝達（heat transfer)の比率を調整することによって第１のチャックの温度を制御する処理とを具備する。
【００１０】
１実施形態において、熱伝達の比率を調整処理は、第１のチャックを第２のチャックから物理的に距離を変化させる処理を具備する。第２のチャックを第１のチャックから物理的に隔離する距離を変化させる処理は、両者のチャックを相互に直接分離的に接触するように配置する処理を具備する。他の実施形態において、熱伝達の比率を調整する処理は、第１のチャックと第２のチャックとの間の空間に導入されるガスの流量を変化させる処理を具備する。さらに他の実施形態においては、熱伝達の比率を調整する処理は、第２のチャックから除去される熱の比率に影響を与えるパラメータを変換させる処理を具備する。たとえば、第２のチャックを通した循環する冷却用流体の流量比率が調整され得る。
【００１１】
他の実施形態は、処理チャンバ内にワークピースを支持するための装置を提供する。この実施形態における装置は、ワークピースを支持する表面を有する第１のチャックに結合されたヒータを具備する。その装置はさらに、冷却デバイス（装置）を有し、その冷却デバイス（装置）に結合されている第２のチャックを具備する。第２のチャックは、第１のチャックと第２のチャックとの間の熱伝達の比率を変化させるために、第１のチャックに熱的に結合可能である。ある実施形態においては、その装置はさらに、第１のチャックと第２のチャックとの間の熱伝達の比率を変化させることによって第１のチャックの温度を制御するように構成された自動制御システム（装置）を具備する。
【００１２】
さらに他の実施形態は、装置内のワークピースを処理する方法を提供する。この実施形態の方法は、第１のチャックにワークピースを配置する処理と、第２のチャックを第１のチャックに対して相対的な第１の距離に位置決めする処理と、第１の温度でワークピースに第１の処理を行う処理とを具備する。第２のチャックはそれから、第２のチャックが第１のチャックに対する相対的な第２の位置に位置するまで、第１のチャックに移動され、第２の温度でワークピースに第２の処理が行われる。
【００１３】
さらに他の実施形態においては、装置内のワークピースを処理する方法を提供する。この実施形態のこの方法は、第２のチャックが第１のチャックから離れている第１の距離に位置決めされるとともに、ワークピースを第１のチャックに位置決めする処理を具備する。この方法は、ワークピースにホトレジスト・ストリップ（剥離）処理を開始する処理と、第２のチャックを第１のチャックから離れている第２の距離の位置に移動させることによって第１のチャックの温度を変化させる処理と、ワークピースにホトレジスト・ストリップ処理を行うことを継続する処理を具備する。
【００１４】
また他の実施形態においては、方法は、第１の温度で第１のバッチのワークピースに第１のホトレジスト・ストリップ処理を行う処理と、第２のチャックを第１のチャックに向けて移動させる処理と、第１の温度より低い第２の温度で第２のバッチのワークピースに清浄処理を行う処理を具備する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一般的な特質を要約すれば、本発明の実施形態とその変形態様は、下記に図面を参照した詳細な記述から当業者にとって明瞭となるのであって、添付図面は下記の通りである。
【００１６】
添付図面を参照して、ワークピースを支持するための温度制御型装置のある好適な実施形態は、ワークピース支持部に熱を入力するように構成された熱源と、ワークピース支持部から熱を除去するように構成されたヒートシンクとを具備する。図１に例示的に図解されている１つの実施形態において、熱源は第１のチャック１０に設けることができ、その第１のチャック１０によってワークピースが支持でき、ヒートシンクが第１のチャック１０に近接して位置している第２のチャック２０内に設けられている。
【００１７】
一般的に、第１のチャック（または「ホット・チャック」１０は、能動的に（actively) 加熱されるように構成されており、ワークピースをその上面に（またはそれから上方に延びる支持ピンの上に）おいて支持するように構成されている。第２のチャック（またはコールド・チャック）２０は、一般的に第１のチャック１０の温度より低い温度に維持されており、ホット・チャック１０から、放射、対流、および／または、熱伝導（conductive heat transfer) によって、熱を取り除くように構成されている。ホット・チャックとコールド・チャックとの間の熱伝達（heat transfer)）の比率は、たとえば、２つのチャック１０と２０とを隔離する距離、コールド・チャックの温度または熱伝達の比率、２つのチャックの間の空間を占めるガスの組成の量などのパラメータのいずれかを調整するか、または、熟練した技術者によって認識されている他のパラメータを調整することによって変更することができる。
【００１８】
図１に図解した実施の形態において、チャック１０はチャック１０内に埋め込まれている電気的な加熱要素３６によって加熱される。熟練した技術者は、ここで記述したように、ワークピースのチャックに使用する、適切な加熱要素または化の熱源を選択することができよう。加熱要素を備えたチャックの例示が米国特許第６，６６０，９７５号に記述されている。代替的に、ホット・チャックは、たとえば、放射型ヒータ、流体ヒータ、熱電気デバイスなどの他の手段によって加熱され得る。
【００１９】
ホット・チャック１０は、任意の適切な構成を取りうる。たとえば、チャック１０はワークピースをそこに保持するために真空チャネルを含み得る、または、ワークピースは基本的に重力によってそこに保持され得る。ホットチャック１０は任意の適切な材料で製造でき、代表的には、そのような材料は高い熱伝導度（thermal conductivity）を持つ。１実施の形態として、ホット・チャック１０は、たとえば、アルミニウム・ナイトライド（ＡｌＮ）などのセラミックで形成されており、約７００グラムと約２，５００グラムの間の質量を持ち、１つの好適な実施の形態においては約１，２００グラムの質量を持つ。ＡｌＮは、比較的高い熱伝導度を持ち、高い温度に剛性（rigidity) があり、腐食に対抗性を持つ、現在のシステムに使用するために、望ましい材料である。代替的には、ホット・チャック１０は任意の他の適切な金属、またはセラミック材料で製造でき得る。図解した実施の形態において、ホット・チャック１０はチャンバ５０（図２および図３を参照されたい）に対して安定に保持されているまたは固定されており、当該チャックはチャンバ５０内に位置している。しかしながら、代替的な実施の形態においては、ホット・チャック１０は処理チャンバ内に移動可能になるように構成され得る。
【００２０】
コールド・チャック２０も任意の適切な材料で製造され得る。１つの実施形態においては、コールド・チャック２０の材料は、高い熱伝導度を持つように選択され、ある実施形態においては、コールド・チャック２０はまた、好ましくは比較的小さな質量と熱容量を持つホット・チャック１０に対して大きな質量と高い温度容量を持つように（すなわち、特定的な熱と密度の材料の製造物の製品であるように）選択される。ある実施形態においては、コールド・チャック２０は純粋なアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、その質量は約３，０００グラムから約１０，０００グラムの間であり、ある好適な実施形態においてはその質量は約５，０００グラムである。それゆえ、いくつかの実施形態においては、ホット・チャックは、利益的には、コールド・チャックの質量の約２０％〜約３０％の範囲の質量を持ちうる。ある好適な実施形態においては、ホット・チャックはコールド・チャックの質量の約２３％〜約２８％の範囲の質量を持ち、ある特定的な実施形態においては、ホット・チャックの質量はコールド・チャックの約２４％である。
【００２１】
ある実施形態においては、約１，２００グラムの質量を持つＡｌＮセラミック製のホット・チャックを、約５，０００グラムの質量を持つアルミニウム製のコール・ドチャックと組み合わせて用いることが望ましい。これらの材料は相互にユニークな好ましい物理的かつ熱的な特性を持つ。代替的には、実質的に大きな熱容量を持つ材料、たとえば、ベリリウム（beryllium)、ホウ素(boron) 、クロム(chromium)、銅などが適切な質量として用いることも出来得る。しかしながら、アルミニウム（Ａｌ）を除く金属は、代表的には、半導体製造処理期間におけるプラズマ環境において存続させ、かつ、金属汚染を回避するため、保護用メッキが設けられる。詳細は後述するある実施形態においては、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の隔離間隔（またはギャップ）２４を増減するため、コールド・チャック２０はホット・チャック１０に対して移動可能であることが望ましい。
【００２２】
図１に図解した実施形態においては、複数の流体流路チャンネル３０がコールド・チャック２０内に設けられている。複数のチャンネル３０がチャック２０を介して巻いてある単一の流路を規定するように直列に接続でき得ること、または、コールド・チャック２０を介して複数の流体流路を提供するように並列に接続でき得ることが理解されよう。熱伝達（heat transfer)流体、たとえば、水、水とエチレン・グリコールの混合物、または、他の適切なガスまたは液体が、コールド・チャック２０を冷却するために、コールド・チャック２０内を循環させられる。
【００２３】
そのような流体式冷却系統（システム）はまた、代表的には、コールド・チャック２０内に複数のチャンネル３０を介して冷却用流体を循環させるためのポンプまたは他の装置を含む。比較的低い温度で熱伝達流体を蓄積している流体源（図示せず）は、供給ライン４２と戻りライン４４を介してコールド・チャック２０内における複数のチャンネルと連通している。流量制御弁（図示せず）は、コールド・チャック２０を介して流れる熱伝達流体の流量比率を調整するために、流体ライン内に設けられ得る。代表的には、熱伝達流体の流量の比率はポンピング比率または他のパラメータを変化させることにより制御でき得る。
【００２４】
他のさらなる変形態様においては、コールド・チャック２０は、望ましい他の方法または装置によって冷却され得る。たとえば、コールド・チャックは複数の熱電クーラー（thermoelectric coolers: ＴＥＣ's）または対象物から熱を除去可能な他の任意の装置によって冷却され得る。
【００２５】
ここで図２および図３を参照すると、ホット・チャック１０およびコールド・チャック２０は処理チャンバ５０内に示されている。図示のごとく、複数のレッグ（legs) ５４が、処理チャンバ５０内にホット・チャック１０を支持させるために、ホット・チャック１０と処理チャンバ５０の下部面との間に延びるように設けられ得る。代替的には、ホット・チャック１０は適切と認識される他の任意の手法で支持され得る。いくつかの実施形態においては、ホット・チャック１０の位置は処理チャンバ５０に対して固定され得る。代替的には、ホット・チャックは、コールド・チャック２０に加えて、または、コールド・チャック２０に代えて、チャンバ内において移動可能に構成され得る。多数のリフト・ピン３８が、ワークピースを装荷し(loading) そして再装荷する期間、ホット・チャック１０からワークピースを上昇させて外す（リフト・オフする）ために、設けることができる。
【００２６】
図２および図３に図解したように、コールド・チャック２０は中心カラム５８によってホット・チャック１０の下に支持されている。カラム５８は、処理チャンバ５０の下部を通してコールド・チャック２０の中心から位置制御系統（システム）６２まで延びている。多数のスルーホール６０が、ホット・チャック１０のレッグ５４がホット・チャック１０を通して処理チャンバ５０の下部表面まで延びることを可能にするように、コールド・チャック２０内に設けられることができる。代替的には、第１のチャック１０は、たとえば、処理チャンバ５０の側壁から延びるブラケットの上に、または、他の適切な方法で、その周辺が支持され得る。
【００２７】
複数の入力通路６４が、処理ガスが入力バッフル・プレート（inlet baffle plate) ６５およびシャワー・ヘッド・プレート（shower head plate)６６を介して処理チャンバ５０に入ることを可能にするために、処理チャンバ５０の頭部を介して設けられている。複数の廃棄通路６８は処理チャンバ５０の底部を介して設けられ得る。図示のごとく、中心開口７２を持つ中心（セントラル）ドロー・バッフル（central-draw baffle ）７０が、コールド・チャック２０の下部に設けられ得る。バッフル７０は、ワークピースを越えて入力通路６４から廃棄通路６８まで処理ガスがより均一に流れるようにする。
【００２８】
図２に示したような実施形態においては、処理チャンバ５０の処理ガスから、供給ライン４２、戻りライン４４、ガス供給ライン７４および支持カラム５８を隔離するために、可撓性のあるベローズ（flexible bellows）７６がカラム５８の周囲に設けられている。ベローズ７６はまた好ましくは、処理チャンバ５０とベローズ７６内の空間の間の大気の差を維持するために、コールド・チャック２０をチャンバ内を垂直方向に移動するとき、曲がるように構成されている。ベローズ７６は、たとえば、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）合金または他のニッケルベースの合金などの適切な任意の耐腐食性材料（corrosion resistant material) で製造され得る。供給ライン４２および戻りライン４４は、ベローズ７６を通りコールド・チャック２０までカラム５８の脇に沿って延びている。ガス供給ライン７４も好ましくは、２つのチャック１０と２０との間のギャップ２４に不活性ガスを供給するために、ベローズ７６を通り支持カラム５８に脇に沿って延びる。実施形態においては、図示のように、ガス供給ラインはガス出口７５で終端してもよい。変形態様においては、ガス供給ライン７４および／または２つのライン４２、４４は、コールド・チャック２０に対して、および／または、２つのチャックの間のギャップ２４に対して所望の流体連通が提供されるように、レッグ５４を介して、または、他の任意の構造を介して、支持カラムの中心を通して経路づけることができる。さらに他の変形態様においては、ガスおよび／または流体のラインは、チャンバの側壁を通って延びることができ、（これらのラインが処理ガスからの損傷に対抗する適切な材料で製造されている場合）、直接、処理ガスに晒されてもよい。流体ラインが側壁を通して延びているガスは、コールド・チャックがチャンバ内に固定されているシステムのためには、特に利用度が高い。
【００２９】
図解した実施形態において、コールド・チャック２０は第１のチャック１０に対して垂直方向に相対的に移動可能である。望むならば、適切なモータと位置制御装置が、支持カラム５８とコールド・チャック２０とをホット・チャック１０に向けて、または、ホット・チャック１０から離して駆動するように、設けられ得る。たとえば、いくつかの実施形態において、中心カラム５８は、ラックとピニオン、または、ウォームネジによって、上昇されたり、下降されることができる。代替的には、コールド・チャック２０は単一のカラムよりも複数の移動可能な支持体によって支持され得る。
【００３０】
図１〜図３を参照して、温度制御型ワークピース支持の実施形態の動作方法が記述される。温度制御型ワークピース支持の実施形態は利益的には、広範囲の温度にわたって、ホット・チャック１０を迅速に加熱し、冷却することを可能にする。ホット・チャック１０の温度は通常、ホット・チャック１０内のヒータ３６に供給する電力を増加させることによって（または、流体加熱系統の流体の温度または流量比率を変化させることによって）上昇させることができる。ホット・チャック１０の温度を低下させることは、ホット・チャック１０からコールド・チャック２０への熱伝達の比率を変化させることによって達成することができる。ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱伝達の比率は、たとえば、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０とを分離（隔離）しているギャップ２４の寸法、コールド・チャックの温度、２つのチャックの間の空間を占めるガスの量とガスの種別、または、他の熟練技術者によって認識されている他のパラメータなどのパラメータのあるものを調整することによって変化させることができる。
【００３１】
好適な実施形態においては、不活性ガスが２つのチャックの間の隔離（分離）間隔（またはギャップ）２４に連続的に注入される。このことは、その不活性ガスによる「自由対流」および（ある程度の）熱伝導（conduction）によって、ホット・チャックからコールド・チャックに熱が伝導されることを可能にする。熟練技術者は、ガスの種類と、そのガスの注入比率および／またはガスの除去比率が２つのチャックの間の熱伝達の比率に影響を及ぼすことを認識しているであろう。もし、２つのチャック１０、２０が物理的に接触している場合、熱伝達がそれら２つのチャックの間の熱伝達において支配的なモードとなる。熟練技術者は、熱伝導(conductive heat transfer)が、温度差、および、２つのチャック材料の比熱（specific heat ）、さらに他の要因に依存することを認識していよう。それゆえ、好適な実施形態においては、ホット・チャック１０の温度は、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間のギャップ２４を増減することにより（ゼロにすることも可能である）、制御される。
【００３２】
ここでは、用語「熱結合（または、熱的に結合すること、thermal couple）」は、通常の意味で用いられており、所望のレベルまでまたは所望のレベル以上に、ホット・チャックとコールド・チャックとの間の熱伝達の比率を増加させる作用には制限がないものと考えている。熟練技術者は、熱伝達の最大比率がホット・チャックとコールド・チャックとを直接物理的に接触させることによって達成されることを認識していよう。しかしながら、２つのチャックを「熱結合」させるためる十分な熱伝達の所望のレベルは、与えられた系統のために可能な最大値よりも低くても良い。それゆえ、いくつかの実施形態においては、２つのチャックが相互に接近しているが（約２ｍｍ未満に接近しているが）相互に直接物理的に接触はしていないとき、２つのチャックが「熱的に結合されている」と考えられる。同様に、用語「熱非結合（または、熱的結合が解かれていること、thermal decouple）５は、通常の意味で用いられており、所望の最小値まで、ホット・チャックとコールド・チャックとの間の熱伝達の比率を減少させる作用には制限がないものと考えている。熟練技術者は、熱伝達の比率の所望の最小値が与えられた系統が実現可能な絶対的な最小値である必要がないことを認識していよう。
【００３３】
高温（たとえば、約１１０℃以上の温度）での処理のために、ホット・チャックからコールド・チャックへの熱伝達の比率は、２つのチャックを熱的に非結合させる（熱的な結合を解く）ことによって増加させることができる。いくつかの実施形態においては、２つのチャックが、ホット・チャック１０からコールド・チャック２０を下方に離して移動させることによって熱的に非結合にされる。１つの実施形態においては、コールド・チャック２０がホット・チャック１０から少なくとも約０．５インチ（約１．２７ｃｍ）だけ位置を移動されると、コールド・チャック２０はホット・チャック１０から熱的に非結合にされる。さらに他の実施形態においては、２つのチャックがより小さな距離またはより大きな距離だけ離されているとき、または、２つのチャックの間のギャップに注入される冷却流体またはガスの流量比率などの他のパラメータが特定のレベルに調整されるとき、２つのチャックが熱的に非結合されるように構成され得る。
【００３４】
低温（たとえば、約１１０℃以下の温度）での処理のために、コールド・チャック２０はホット・チャック１０の上方にまたはホット・チャック１０に向かって移動される。好ましくは、コールド・チャック２０は、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱伝達の比率を増加させるように、ホット・チャック１０と接触状態になるように移動可能である。さらに他の変形態様においては、２つのチャックの間の熱伝達の比率を変化させるために、ホット・チャックとコールド・チャックとの間に、中間の熱伝達性構造または材料、または、中間の熱隔離構造または材料を配置することができる。
【００３５】
１つの実施形態においては、ホット・チャック１０の所望の温度は、熱電対８０から温度測定値を受け入れ、ここで討議している熱伝達の比率に影響を与えるパラメータを制御するように構成されている外部の閉ループ式温度制御器（図示せず）によって制御される。もしホット・チャック１０の測定温度が所望の温度より高いときには、制御器が加熱要素３６に供給される電力を低減し、または、電力の供給を停止する。制御器はまた、２つのチャック１０、２０の熱的な結合を行うために、コールド・チャック２０の温度をホット・チャック１０の温度に向かって上昇させる。
【００３６】
いくつかの実施形態においては、コールド・チャック２０がホット・チャック１０から約０．５インチ（約１．２７ｍｍ）未満だけ離れた位置に移動されると、コールド・チャック２０がホット・チャック１０と熱的に結合される。特定的な実施形態においては、コールド・チャック２０がホット・チャック１０と接触するまで移動されると、コールド・チャック２０はホット・チャック１０と熱的に結合される。コールド・チャック２０がホット・チャック１０と接触すると、代表的には、ホット・チャック１０の温度が、コールド・チャック２０の質量と熱容量と比較するとホット・チャック１０の質量と熱容量が低いことにより、急速に低下する。コールド・チャック２０の温度は、コールド・チャック２０の質量とその熱容量に起因して、適度に上昇する。
【００３７】
討議したように、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間にガスが存在するとき、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱伝達の比率を増加させるために、不活性ガスがホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間に供給されうる。たとえば、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０とが相互に物理的に接触しているとき、２つのチャックの対向面における面の不均一さ（rough variations）の結果として、ギャップが存在する可能性がある。熟練技術者は、もし真空状態の場合よりもガスが存在している場合、熱が任意のギャップを横切って迅速に伝達されることを認識していよう。したがって、いくつかの実施形態においては、不活性ガスが可能な限り高い熱伝導度を持つものとして選択されることができる。それゆえ、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱の均衡が比較的迅速に到達され得る。
【００３８】
所望の範囲にホット・チャック１０の温度を維持するために、制御器がホット・チャック１０から伝達される熱の比率を増減するシステムパラメータを調整することができ、その結果として、ホット・チャック１０の温度を増減することができる。実施形態によれば、ホット・チャック１０の測定温度が所望の温度より低い場合、制御器が、ホット・チャック１０の温度を上昇させるために、ホット・チャック１０の加熱要素３６を再び活動させる。ホット・チャック１０の望ましい低い質量と熱容量とが、ホット・チャック１０の温度が迅速に変化することを可能にする。もし測定した温度がホット・チャック１０の所望の温度より高い場合は、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０から余剰の熱を除去するために熱伝達（heat transfer）流体がコールド・チャック２０を介して循環している間、加熱要素３６は駆動されない状態が維持される。
ある実施形態においては、図解したワークピース支持装置は、集積回路ワークピースから有機ホトレジストを剥離（ストリップ）するためのマイクロウェーブアッシャ内に用いることができる。そのアッシャは、処理チャンバの酸素基および／またはフッ素基（fluorine radicalのアップストリームを生成する遠隔式（リモート）マイクロウェーブプラズマ源を用いることができる。代替的には、その装置は、処理チャンバ内に内部高周波（ＲＦ）プラズマ発生装置を用いることができる。
【００３９】
前に注目したように、図解した装置のいくつかの実施形態は、ホトレジスト・ストリップ（剥離）処理および／または清浄造作のために特に有用である。ホトレジストは、半導体製造の種々の段階におけるワークピースに適用され、ワークピースから除去される。下記の例示に記述されるように、図解した装置は多くのレジスト・ストリップ処理の文脈において実用性を示している。たとえば、図解した装置は特に、２段階ホトレジスト・ストリップ処理に有用であり、その２段階ホトレジスト・ストリップ処理においては、ある処理段階が他より高い温度で処理を行う。ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の熱伝達の比率を調整することにより、１つの処理段階が、処理チャンバ５０からワークピースを取り出すことなく、他の処理の後、直後に遂行され得る。さらに、異なるバッチのワークピースが、図解した装置を用いて異なる温度で処理することができる。第１バッチのワークピースは、第１の温度で処理チャンバ５０内で処理することができる。それから、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０との間の距離を調整することによって（あるいは、２つのチャックの間の熱伝達の比率に影響を与える他のパラメータを調整することによって）、第２バッチのワークピースが、上記処理の直後に、第２の温度で処理チャンバ５０内で処理できる。
【００４０】
図４は、２段階ポスト・インプラント（post-implant）・レジスト・ストリップ処理における温度制御型ワークピース支持装置を用いた方法の１例示を図解している。半導体製造の初期段階の期間、半導体基板の領域は、ホトレジスト・マスクを介してドーパント（たとえば、ホウ素、リン、ヒ素）が注入される。多くの他のドーピング段階において、マスクを介してイオン注入が同様に行われる。イオン注入処理は、ホトレジストの頭部の表面に固化外皮（固化クラスト、hardened crust）を生じさせる。高温度段階の期間に出てくるガスが、部分的に製造されたワークピースと反応容器の両者を損傷させる可能性がある爆発的な圧力がホトレジスト内に形成されるまで、固化クラストによって捕捉される可能性がある。これまでは、過剰なガスの発生を回避しこの危険を最小にするため、低温度でのストリップ処理が用いられている。
【００４１】
それゆえ、レジスト・ストリップ処理の実施形態において、熱伝達流体がコールド・チャック２０を介して循環され、捕捉されたクラストがホトレジストから除去されるまで低温で第１のストリップ処理がまず行われる期間、ステップ１２０、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０とが熱的に結合される。初期段階の期間のワークピースの温度は好ましくは約１００℃〜１４０°の間に維持される、さらに好ましくは約１１０℃〜１２５℃の間に維持される。反応ガスとして下記のガスが含まれ得る、レジストの酸化を促進するオキシダント（たとえば、Ｏ２ 、好ましくは、酸素基（酸素ラジカル）に変換されたもの）、注入部分の除去を促進するためフッ素ソース（たとえば、ＮＦ３ またはＣＦ４、好ましくは、フッ素基に変換されたもの）、および、希釈ガス（diluting gas） （たとえば、ＨｅまたはＡｒ）および／またはキャリアとして提供する形成ガス（Ｈ２ ／Ｈ２ ）。反応物（リアクタント）が任意の方法で、ワークピースの表面に提供され得る。基（ラジカル）が遠隔式マイクロウェーブプラズマ発生装置または他の適切なプラズマ源に発生され得る。レジストの注入された上部は代表的には、約３０秒で除去される。
【００４２】
一旦クラストが除去されると、ホット・チャック１０とコールド・チャック２０とは熱的に非結合にされ（熱的な結合が解かれ）、ステップ１３０、ホット・チャック１０の温度が上昇し、ステップ１４０、反応が継続する、ステップ１５０。好ましくは、温度は、約１５０℃〜３００℃の間まで上昇する、さらに好ましくは約２００℃〜２５０℃の間まで上昇する。この高温処理段階の期間、コールド・チャック２０は好ましくは、ホット・チャック１０２ら熱的に非結合にされる。たとえば、コールド・チャック２０はホット・チャック１０から少なくとも０．５インチ（１２．７ｍｍ）だけ離されて移動され得る。一旦ホット・チャック１０がコールド・チャック２０から隔離されると、電気的な加熱要素３６がホット・チャック１０の温度を上昇させる。同じ反応化学物質（reactant chemistry） が第２段階のステップ処理の期間流され続ける。しかしながら、ある実施形態においては、Ｎ２ （または形成ガス）がＯ２ とともに流れ、フッ素の流れは継続されない。上昇した温度はエッチング比率を非常に高め、それにより、ワークピースのスループットを向上させる。特に、約２５０℃の温度は７μｍ／分のスループット比率をもたらす。約１μｍの代表的なホトレジスト・マスクはしたがって、約５〜１０秒以内に除去され得る。
図５を参照して、ポスト・ビア（post-via）レジスト・ストリップ処理における温度制御型ワークピース支持装置を用いた方法を述べる。いくつかの半導体製造処理期間における種々の段階において、複数のビアが層（レイヤー）、代表的には、ＴＥＯＳ（tetraethylorthosilicate ）から形成されたＢＰＳＧ（borophosphosilicate ）または酸化物（oxides）などの絶縁層を介して生成される。ホトレジスト・マスクが所定のパターンに照射されて現像（展開）され、正のレジストが用いられるか負のレジストが用いられるかに依存して、現像されたレジストまたは現像されなかった（未現像の）レジストが除去される。ビアはそれから、パターン化されたホトレジスト・マスクを介して、そして、アンダーレイヤー、代表的には、酸化部分（oxide ）の照射部分を介して、形成される。
【００４３】
ビアの形成の後、ホトレジスト・マスクが除去される。不幸なことに、ビア形成の処理は、しばしば除去することが難しい有機残留物（organic residue ）をビア内に生成する。この残留物はしばしば、この業界において、ポリマー「ベイル（veil) 」として参照されており、特に、製造のバックエンドまたは金属化段階のためのビアの、その後に続く反応性イオンエッチング処理の問題となる。このポリマー残留物を除去するために、比較的強力な清浄用化学物質がしばしば使用されている間、構造物へのオーバーエッチングがビア内の照射された特性に対して損傷を与える危険がある。したがって、比較的低い温度での迅速なレジスト・ストリップ処理の後、ポスト・ビア形成清浄を行うことが利益となる。
【００４４】
ホット・チャックとコールド・チャックとが熱的に非結合であり（熱的な結合が解かれており）、ステップ２１０、そして、ホット・ワークピース・チャック１０の温度が上昇しているとき（たとえば、２００℃〜２５０℃）、ポスト・インプラント処理の第２段階に関して上記に開示したように、高い温度のレジスト・ストリップ処理が迅速な比率で行われ得る、ステップ２２０。反応物（リアクタント）もまた、上述した例示において討議したように、オプショナルなフッ素の流れとともに、提供され得る。１つの実施の形態において、熱的な非結合が、ホット・チャック１０から少なくとも０．５インチ（１２．７ｍｍ）離して移動させることにより、実現される。
【００４５】
図解した２つのチャックシステムは、高温度でのレジスト・ストリップ処理、ステップ２２０、として同じ処理チャンバ内において行われるべきポスト・ビア清浄を可能にする。したがって、高温度でのレジスト・ストリップ処理の後、ステップ２２０の後、ホット・チャックとコールド・チャックとが熱的に結合され、ステップ２３０、「ホット」チャック１０が低温度での清浄処理、ステップ２５０のために、冷却され得る、ステップ２４０。ポスト・ストリップ・清浄処理の期間、ワークピースの温度が代表的には、ほぼ室温と約１００℃の間、より好ましくは約５０℃と約８０℃の間に、保持される。この処理の期間の化学物質は好ましくは、オキシダント（Ｏ２ ）、希釈ガス（たとえば、Ｈｅ、Ａｒ、および／または、Ｈ２ ／Ｎ２ などの形成ガス）、および、フッ素ソースガス（たとえば、ＮＦ３ またはＣＦ４ ）を含む。ポリマーの除去を援助している期間、フッ素もまた、ビアの側壁の酸化物を攻撃する。オキシダントとフッ素リアクタントは、反応チャンバの上流に形成されたラジカル（基）を具備しうる。
【００４６】
ポスト・ストリップ・清浄処理は、チャンバ内にある高周波（ＲＦ）プラズマ発生器を用いることができ、処理の期間において低下した温度を補償する。Ｎ２ または形成ガスはプラズマ放電の維持を助ける。さらに、酸素とフッ素のソースを用いた処理の直後に、オプアョナルな物理的なスパッタ・エッチングが簡単に適用できる。
【００４７】
ビア清浄処理段階、ステップ２５０が終了すると、ワークピースがチャンバ５０から除去される、ステップ２６０。コールド・チャック２０とホット・チャック１０とがそれから熱的に非結合にされ、ステップ２７０、ホット・チャック１０が再び他のワークピースのための準備として加熱される、ステップ２８０。
【００４８】
図６は後述するｄｅ−ｓｃｕｍ処理において使用する温度制御型ワークピース支持装置を用いる方法の例示を図解している。上記で討議したように、ある半導体製造における種々の段階において、ホトレジスト・マスクが所望のパターンに選択的に照射されて現像され、現像されたレジストまたは現像されていないレジストが、（正のレジストが行われたか負のレジストが行われたかに依存して）除去される。現像されたレジストまたは未現像のレジストの除去の後、しばしば、薄いポリマー残留物が残る。望ましくは、残留物を除去するために、エッチングまたは他のマスクする処理（たとえば、イオン注入処理）の前に、清浄処理または「ｄｅ−ｓｃｕｍ」処理が行われる。
【００４９】
それゆえ、図６に図解した実施の形態において、第１の現像チャンバ（図示せず）の中でレジスト層が現像される（展開される）、ステップ３１０。現像段階の後または現像段階の期間、処理チャンバ５０内の二重（dual）チャックシステムの２つのチャック１０、２０は、熱的に結合されて、ステップ３２０、ワークピース支持チャック１０が所望の「冷却（cool) 」温度まで冷却される。それから、２つのワークピースが「冷却」チャックシステムに装荷され、ステップ３３０、ｄｅ−ｓｃｕｍ処理が「冷却」温度で行われる、ステップ３４０。ｄｅ−ｓｃｕｍ処理は好ましくは、ホトレジスト・マスクの除去を回避するため、比較的低い温度（たとえば、約１００℃）で行われる。ｄｅ−ｓｃｕｍ処理が終了すると、ワークピースが処理チャンバ５０から取り外されて、ステップ３５０、マスク化処理またはエッチング段階のために他のチャンバに移動される、ステップ３６０。マスク化処理の後またはマスク処理の期間、二重チャックシステムのホット・チャック１０およびコールド・チャック２０は熱的に非結合にされ、ステップ３７０、所望の「高い」温度まで上昇させられる。ワークピースはそれから処理チャンバ５０内に再装荷され、ステップ３８０、レジスト・ストリップ処理が行われ得る、ステップ３９０。
【００５０】
熟練技術者は、ワークピースがここで述べた処理に従って、「バッチモード」または個別モードにおいて、処理され得ることを認識するであろう。たとえば、ある実施の形態において、新しいウエハの処理の前に、単一のウエハが図６に図解した方法によって処理され得る。代替的には、２またはそれ以上のワークピースが、同時に処理するために、図６の種々の処理チャンバの間で移動され得る。それゆえ、１または両者のチャンバのオーバーヘッド時間を最小にするため、１バッチのワークピースが２つのチャンバを介してサイクル的に循環される。ここで開示した観点において、実施の形態によって理解されるように、他の構成において、１バッチのワークピースが、２つのチャックの非結合処理、および、「高い」温度での１バッチのウエハの処理の前に、「冷却」温度で処理チャンバ５０内において二重チャック装置を用いて処理され得る。そのようなバッチ処理サイクルまたは個別処理サイクルはまた、（異なるチャンバ内で行われる中間の処理と共に、あるいは、そのような処理なしに）高温処理が低温処理によって続けられる処理に適用できる。
【００５１】
再び図５を参照すると、シリコンまたは他の酸化物の損失を低減するために、温度制御型ワークピース支持装置を用いる方法の１例示が記述される。ポストビア・ストリップ処理に関連づけて討議したように、バックエンド金属化処理の期間、ＲＩＥによって形成された複数のビア内の残留物が、ホトレジスト・ストリップ処理の後、清浄にされる。しかしながら、コンタクト開口または穴もまた、ウェトエッチング、ドライ・ベーパー・エッチングまたはＲＩＥのいずれかによって、集積回路製造の種々の他の段階において形成される。
【００５２】
集積回路は、導電性要素を電気的に絶縁するため多くの誘電体要素を含む。そのような誘電体要素の共通の材料は、シリコン・ナイトライド（窒化シリコン）もまた多くの用途において通常使用されているにもかかわらず、種々の形態におけるシリコン・オキサイド（酸化シリコン）である。
【００５３】
導電性要素のなかで電気的な接触を形成する場合において、コンタクトホールまたは開口は、インターレベル・ダイエレクトリック（ＩＬＤ、interlevel dielctrics ）として知られている絶縁層を介して形成される。半導体基板内の領域を活性化するコンタクトホールを開口することは、しばしば、トランジスタのゲート電極を越えて絶縁用（insulative）側壁スペーサを照射する。そのようなコンタクトエッチングはまた代表的には、基板う越えて犠牲オキサイド（sacrificial oxid）を照射する。これらの例示の各々において、ホールまたはビアを規定するためマスクが用いられ、そして、エッチング処理がオキサイド表面を照射する。
【００５４】
そのようなオキサイド表面は、回路設計によって選択された寸法を規定する。集積回路（ＩＣ）の動作速度を高速にし、電力消費を低減することを実現することを高めるためにデバイス・パッキング密度（device packing density）が連続するとき、これらの寸法を維持することがより重要であり、オーバーエッチングのための耐久性（toleranc）がそれと釣り合って減少される。それゆえ、ホトレジスト・マスクの除去の後の開口を清浄にすることが、照射された絶縁性表面のオーバーエッチングを回避するために、注意深く制御されることが、非常に重要である。
【００５５】
したがって、オキサイドの損失を低減する方法の実施の形態は、ホット・チャックとコールド・チャックとの熱的な非結合処理、ステップ２１０を具備し、それから、（好ましくは約１００℃と３００℃の間の）高温で、（より好ましくは約２００℃〜２５０℃の範囲の）高温で、ポストコンタクト・エッチング・レジスト・ストリップ処理の第１段階を行う、ステップ２２０。例示的なリアクタントの流量は、Ｎ２ ：Ｏ２の比率が１：１０である。
【００５６】
ポストコンタクト・エッチング・レジスト・ストリップ処理の後、低温度でポスト・ストリップ・清浄処理を行うために、二重チャック装置が使用され得る。したがって、ホット・チャックとコールド・チャックとは熱的に結合され、ステップ２３０、ホット・チャックが所望の温度まで冷却され、ステップ２４０、ポスト・ストリップ・清浄処理が行われる、ステップ２５０。ポスト・ビア清浄処理に関連づけて留意したように、フッ素はリソグラフィ・バイ・プロダクト（lithography by-product）の酸化表面の清浄を助ける。望むならば、比較的少ないパーセント（比率）のフッ素ガスソース（たとえば、約５％ＣＦ４ 未満）がフローに加えられる。
【００５７】
利益的には、遠隔式プラズマ発生器に加えて、ＲＦプラズマを用いることが、与えられたエッチング比率のために要求される処理温度を低くする。低温度の清浄段階、ステップ２５０の期間、ホット・チャック１０の温度は好ましくは、約１５℃〜１００℃の範囲、より好ましくは約２０℃〜１００℃の範囲、さらに好ましくは約２５℃〜５０℃の範囲に、維持される。迅速なエッチング比率にも拘らず、ポスト・ストリップ・清浄処理はＲＦ電極が給電される時間を制限することによって、厳格に制御されうる（その時間はたとえば、１５秒である）。
上述した２段階処理の例示に加えて、図１〜図３の二重チャック装置が、高温度で行われる単一の温度処理を含む、任意の所望の処理のためのワークピースのスループットを利益的に増加させることができる。そのような向上したスループットは、ワークピースの・ポスト処理冷却の速度と効率を改善することによって達成され得る。
【００５８】
図７に例示として図解した、そのような処理のために、迅速なレジスト・ストリップ処理段階、ステップ４２０、（好ましくは約１００℃〜３００℃の範囲、より好ましくは２００℃〜２５０℃の範囲で行うレジスト・ストリップ処理）は、ワークピースが商業用保存カセットによって耐用可能なレベルにホット・チャック１０に位置されている期間、ワークピースの温度を低下させることが続けられ得る、ステップ４４０。その方法は一般的には、コールド・チャック２０をホット・チャック１０に熱的に結合する処理段階、ステップ４３０を含み、ワークピースおよびホット・チャック１０の温度を所望の除去温度まで低下させる、ステップ４４０。ある実施の形態においては、ワークピースとチャックとは約１００℃未満の温度、ある実施の形態においては約７０℃未満の温度まで、冷却される。それゆえ、ワークピースはホット・チャック１０と処理チャンバ５０から除去され、ステップ４５０、そして、チャンバ・ゲート弁を開け、ワークピースを乗せるために転送ロボットを広げるのに要求されている時間を越えて待機することなく、低温度の貯蔵カセット内に直接、配置される。
【００５９】
したがって、複数の利益が上述した装置において得られる。たとえば、異なる温度で２段階の処理を要求する処理が、同じ処理チャンバ内で効率的に行われる。さらに、低価格の貯蔵カセットに配置する前にワークピースを冷却するために従来使用されている分離型冷却ステーションを除去することにより、ワークピースのスループットが向上する。
【００６０】
ここではある複数の実施の形態と例示が記述されたが、この開示において示され、記述された方法と装置についての種々の観点が、さらなる実施の形態を形成するために、異なるように組み合わせたり、および／または、改変することが、当業者によって理解されうる。さらに、ここで記述された方法が、繰り返し段階を行うために適切な任意の構造を用いて実施されることが認識されよう。そのような変形態様、および／または、上述した方法と装置の使用、そして、明らかな改変とその均等物は、この開示の範囲内にあるべきことが意図されている。それゆえ、本発明の範囲は上述した特定的な実施の形態によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲に記載の内容を公平に読むことによってのみ決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、温度制御型二重チャック装置の概略的な図解を示す図である。
【図２】図２は、処理チャンバ内に設けられた二重チャック装置の概略的な断面を示す図である。
【図３】図３は、図２に図解した装置を拡大した、断面を示す斜視図である。
【図４】図４は、二重チャック装置を用いた１の方法を図解したフローチャートである。
【図５】図５は、二重チャック装置を用いた他の方法を図解したフローチャートである。
【図６】図６は、二重チャック装置を用いた他の方法を図解したフローチャートである。
【図７】図７は、二重チャック装置を用いたさらに他の方法を図解したフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内のワークピースを支持する装置であって、当該装置は、
前記ワークピースを支持する表面を有する第１のチャックに結合されたヒータと、
冷却デバイスを有する第２のチャックであって、前記冷却デバイスが当該第２のチャックに結合されている、第２のチャックと
を具備し、
前記第２のチャックは、前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の熱伝達の比率を変化させるために前記第１のチャックに熱的に結合可能である、
装置。
【請求項２】
前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の熱伝達の比率を変化させることによって前記第１のチャックの温度を制御するようにプログラムされている制御装置をさらに具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記冷却デバイスは、前記第２のチャックを介して熱伝達流体を循環させるため、前記第２のチャックを介して延びる流体通路を具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２のチャックは、前記第２のチャックを前記第１のチャックに向かっておよび前記第１のチャックから離れて選択的に移動させるように構成されている位置制御装置に結合されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ヒータは電気抵抗式加熱要素を具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の空間にガスを注入するように構成されている、少なくとも１つの流体アウトレットをさらに具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記流体アウトレットは、前記第２のチャックの上面にある、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のチャックは、前記第１のチャックの垂直方向の下部に位置する前記処理チャンバ内に配設されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第２のチャックは、前記第１のチャックの下表面と接触して移動すべきように構成されている上表面を具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２のチャックは、前記第１のチャックから少なくとも０．５インチ（１．２７ｃｍ）離れて移動可能である、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２のチャックは、ベローズによって包囲されている中心カラムによって支持されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２のチャックは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で製造されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１のチャックは、セラミック材料で形成されている、
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記セラミック材料は、アルミニウム・ナイトライドである、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
第１の加熱されたチャックと第２の冷却されたチャックを具備する装置内のワークピースを処理する方法であって、当該方法が下記の諸段階、すなわち、
前記ワークピースを前記第１のチャックに配置する段階、
前記第２のチャックを前記第１のチャックに対して相対的な第１の位置に位置決めする段階、
第１の温度で前記ワークピースに第１の処理を行う段階、
前記第２のチャックが前記第１のチャックに対して相対的な第２の位置に位置するまで、前記第２のチャックを前記第２のチャックに対して相対的に移動させる段階、および、
第２の温度で前記ワークピースに第２の処理を行う段階
を具備する方法。
【請求項１６】
当該方法は、チャンバから前記ワークピースを取り除く段階をさらに具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のチャックを移動させる段階は、前記第２のチャックを前記第１のチャックに対して相対的に垂直に移動させる段階を具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
当該方法は、前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の空間にガスを注入する段階をさらに具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
当該方法は、前記第２のチャックを介して冷却流体をポンピングする段階をさらに具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
当該方法は、前記第１のチャック内の電気抵抗式ヒータに電力を供給する段階をさらに具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の温度は前記第２の温度より低く、前記第１の位置は前記第２の位置より前記第１のチャックに接近している、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２のチャックを前記第１の位置に配置する段階は、前記第２のチャックを前記第１のチャックに接触させて配置する段階を具備する、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の処理は、低温度のリジスト・ストリップ処理である、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の処理は、ｄｅ−ｓｃｕｍ処理である、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記ｄｅ−ｓｃｕｍ処理の後前記チャンバから前記ワークピースを取り除き、第２のチャンバにおいてレジスト・マスクを用いて第２の処理を行う段階をさらに具備する、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記チャンバに前記ワークピースを戻し、高温度で第３の処理を行う段階をさらに具備する、
請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第３の処理は、リジスト・ストリップ処理である、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の温度は前記第２の温度より高く、前記第１の位置は前記第２の位置より前記第１のチャックから離れている、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の位置に前記第２のチャックを位置決めする処理は、前記第１のチャックの下部の少なくとも０．５インチメートル（１．２７ｃｍ）において前記第２のチャックを位置決めする処理を具備する、
請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の処理は、高温度でのリジスト・ストリップ処理である、
請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の処理は、低温度での清浄処理である、
請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
第１のチャックおよび第２のチャックを具備する装置内においてワークピースを処理する方法であって、当該方法は下記の段階、すなわち、
前記ワークピースを前記第１のチャックに配置する段階であって、ここで、前記第２のチャックは前記第１のチャックより第１の距離だけ離れている、段階と、
前記ワークピースにホトレジスト・ストリップ処理を開始する段階と、
前記第２のチャックを前記第１のチャックから第２の距離だけ離れた位置に移動させることにより前記第１のチャックの温度を変化させる段階と、
前記ワークピースにおける前記ホトレジスト・ストリップ処理を行うことを継続する段階と
を具備する、方法。
【請求項３３】
前記第１の距離は前記第２の距離より短く、前記第１の温度は前記第２の温度より低い、
請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の距離は前記第２の距離より長く、前記第１の温度は前記第２の温度より高い、
請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
第１のチャックおよび第２のチャックを具備する装置内においてワークピースを処理する方法であって、当該方法は下記の段階、すなわち、
前記第２のチャックが前記第１のチャックから第１の距離だけ離れている間、第１の温度で第１バッチのワークピースに第１のホトレジスト・ストリップ処理を行う段階と、
前記第２のチャックを前記第１のチャックから第２の距離だけ離す段階であって、ここで、当該第２の距離は前記第１の距離より接近している、段階と、
前記第２のチャックが前記第１のチャックに対する前記第２の距離にある間、前記第１の温度より低い第２の温度で第２のバッチのワークピースに清浄処理を行う段階と
を具備する、方法。
【請求項３６】
前記第１の温度は、約１５０℃と約３００℃との間の温度である、
請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記清浄処理は、前記ワークピースの上にホトレジスト・マスクを現像した後であるが、前記ホトレジスト・マスクを介して前記ワークピースにおける処理を行う前に、前記第２のバッチのワークピースに行うｄｅ−ｓｃｕｍ処理である、
請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
処理チャンバ内においてワークピースを処理する方法であって、当該方法は下記の段階、すなわち、
第１のチャックを第１の温度まで加熱する段階と、
第２のチャックを前記第１の温度より低い第２の温度まで冷却する段階と、
前記第１のチャックの支持面に処理すべきワークピースを配置する段階と、
前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の熱伝達の比率を調整することにより前記第１のチャックの温度を制御する段階と
を具備する、方法。
【請求項３９】
前記熱伝達の比率を調整する処理は、前記第１のチャックを前記第２のチャックから物理的に隔てる距離を変化させる処理を具備する、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１のチャックを前記第２のチャックから物理的に距離を隔てる処理は、前記第１および第２のチェックを直接物理的に接触させるように配置する処理を具備する、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記熱伝達の比率を調整する処理は、前記第１のチャックと前記第２のチャックの間の空間に導入するガスの流量を制御する処理を具備する、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記熱伝達の比率を調整する処理は、前記第２のチャックから除去される熱の比率に影響を及ぼすパラメータを変化させる処理を具備する、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記熱伝達の比率を調整する処理は、前記第２のチャックを介して循環する冷却流体の流量の比率を変化させる処理を具備する、
請求項４２に記載の方法。
【請求項１】
処理チャンバ内のワークピースを支持する装置であって、当該装置は、
前記ワークピースを支持する表面を有する第１のチャックに結合されたヒータと、
冷却デバイスを有する第２のチャックであって、前記冷却デバイスが当該第２のチャックに結合されている、第２のチャックと
を具備し、
前記第２のチャックは、前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の熱伝達の比率を変化させるために前記第１のチャックに熱的に結合可能である、
装置。
【請求項２】
前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の熱伝達の比率を変化させることによって前記第１のチャックの温度を制御するようにプログラムされている制御装置をさらに具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記冷却デバイスは、前記第２のチャックを介して熱伝達流体を循環させるため、前記第２のチャックを介して延びる流体通路を具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２のチャックは、前記第２のチャックを前記第１のチャックに向かっておよび前記第１のチャックから離れて選択的に移動させるように構成されている位置制御装置に結合されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ヒータは電気抵抗式加熱要素を具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の空間にガスを注入するように構成されている、少なくとも１つの流体アウトレットをさらに具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記流体アウトレットは、前記第２のチャックの上面にある、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のチャックは、前記第１のチャックの垂直方向の下部に位置する前記処理チャンバ内に配設されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第２のチャックは、前記第１のチャックの下表面と接触して移動すべきように構成されている上表面を具備する、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２のチャックは、前記第１のチャックから少なくとも０．５インチ（１．２７ｃｍ）離れて移動可能である、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２のチャックは、ベローズによって包囲されている中心カラムによって支持されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２のチャックは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で製造されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１のチャックは、セラミック材料で形成されている、
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記セラミック材料は、アルミニウム・ナイトライドである、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
第１の加熱されたチャックと第２の冷却されたチャックを具備する装置内のワークピースを処理する方法であって、当該方法が下記の諸段階、すなわち、
前記ワークピースを前記第１のチャックに配置する段階、
前記第２のチャックを前記第１のチャックに対して相対的な第１の位置に位置決めする段階、
第１の温度で前記ワークピースに第１の処理を行う段階、
前記第２のチャックが前記第１のチャックに対して相対的な第２の位置に位置するまで、前記第２のチャックを前記第２のチャックに対して相対的に移動させる段階、および、
第２の温度で前記ワークピースに第２の処理を行う段階
を具備する方法。
【請求項１６】
当該方法は、チャンバから前記ワークピースを取り除く段階をさらに具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のチャックを移動させる段階は、前記第２のチャックを前記第１のチャックに対して相対的に垂直に移動させる段階を具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
当該方法は、前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の空間にガスを注入する段階をさらに具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
当該方法は、前記第２のチャックを介して冷却流体をポンピングする段階をさらに具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
当該方法は、前記第１のチャック内の電気抵抗式ヒータに電力を供給する段階をさらに具備する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の温度は前記第２の温度より低く、前記第１の位置は前記第２の位置より前記第１のチャックに接近している、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２のチャックを前記第１の位置に配置する段階は、前記第２のチャックを前記第１のチャックに接触させて配置する段階を具備する、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の処理は、低温度のリジスト・ストリップ処理である、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の処理は、ｄｅ−ｓｃｕｍ処理である、
請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記ｄｅ−ｓｃｕｍ処理の後前記チャンバから前記ワークピースを取り除き、第２のチャンバにおいてレジスト・マスクを用いて第２の処理を行う段階をさらに具備する、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記チャンバに前記ワークピースを戻し、高温度で第３の処理を行う段階をさらに具備する、
請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第３の処理は、リジスト・ストリップ処理である、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の温度は前記第２の温度より高く、前記第１の位置は前記第２の位置より前記第１のチャックから離れている、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の位置に前記第２のチャックを位置決めする処理は、前記第１のチャックの下部の少なくとも０．５インチメートル（１．２７ｃｍ）において前記第２のチャックを位置決めする処理を具備する、
請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の処理は、高温度でのリジスト・ストリップ処理である、
請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の処理は、低温度での清浄処理である、
請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
第１のチャックおよび第２のチャックを具備する装置内においてワークピースを処理する方法であって、当該方法は下記の段階、すなわち、
前記ワークピースを前記第１のチャックに配置する段階であって、ここで、前記第２のチャックは前記第１のチャックより第１の距離だけ離れている、段階と、
前記ワークピースにホトレジスト・ストリップ処理を開始する段階と、
前記第２のチャックを前記第１のチャックから第２の距離だけ離れた位置に移動させることにより前記第１のチャックの温度を変化させる段階と、
前記ワークピースにおける前記ホトレジスト・ストリップ処理を行うことを継続する段階と
を具備する、方法。
【請求項３３】
前記第１の距離は前記第２の距離より短く、前記第１の温度は前記第２の温度より低い、
請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の距離は前記第２の距離より長く、前記第１の温度は前記第２の温度より高い、
請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
第１のチャックおよび第２のチャックを具備する装置内においてワークピースを処理する方法であって、当該方法は下記の段階、すなわち、
前記第２のチャックが前記第１のチャックから第１の距離だけ離れている間、第１の温度で第１バッチのワークピースに第１のホトレジスト・ストリップ処理を行う段階と、
前記第２のチャックを前記第１のチャックから第２の距離だけ離す段階であって、ここで、当該第２の距離は前記第１の距離より接近している、段階と、
前記第２のチャックが前記第１のチャックに対する前記第２の距離にある間、前記第１の温度より低い第２の温度で第２のバッチのワークピースに清浄処理を行う段階と
を具備する、方法。
【請求項３６】
前記第１の温度は、約１５０℃と約３００℃との間の温度である、
請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記清浄処理は、前記ワークピースの上にホトレジスト・マスクを現像した後であるが、前記ホトレジスト・マスクを介して前記ワークピースにおける処理を行う前に、前記第２のバッチのワークピースに行うｄｅ−ｓｃｕｍ処理である、
請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
処理チャンバ内においてワークピースを処理する方法であって、当該方法は下記の段階、すなわち、
第１のチャックを第１の温度まで加熱する段階と、
第２のチャックを前記第１の温度より低い第２の温度まで冷却する段階と、
前記第１のチャックの支持面に処理すべきワークピースを配置する段階と、
前記第１のチャックと前記第２のチャックとの間の熱伝達の比率を調整することにより前記第１のチャックの温度を制御する段階と
を具備する、方法。
【請求項３９】
前記熱伝達の比率を調整する処理は、前記第１のチャックを前記第２のチャックから物理的に隔てる距離を変化させる処理を具備する、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１のチャックを前記第２のチャックから物理的に距離を隔てる処理は、前記第１および第２のチェックを直接物理的に接触させるように配置する処理を具備する、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記熱伝達の比率を調整する処理は、前記第１のチャックと前記第２のチャックの間の空間に導入するガスの流量を制御する処理を具備する、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記熱伝達の比率を調整する処理は、前記第２のチャックから除去される熱の比率に影響を及ぼすパラメータを変化させる処理を具備する、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記熱伝達の比率を調整する処理は、前記第２のチャックを介して循環する冷却流体の流量の比率を変化させる処理を具備する、
請求項４２に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００７−５１５７８１（Ｐ２００７−５１５７８１Ａ）
【公表日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３２８１２（Ｐ２００６−５３２８１２）
【出願日】平成１６年５月６日（２００４．５．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１４０９３
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０２６４０
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（５０５４１３５８７）アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年５月６日（２００４．５．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１４０９３
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０２６４０
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（５０５４１３５８７）アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
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