JP7645996B2 - Wafer placement table - Google Patents
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Description
本発明は、ウエハ載置台に関する。 The present invention relates to a wafer mounting table.
従来、ウエハ載置面を有し電極を内蔵するセラミック基材と、冷媒流路を有する冷却基材と、セラミック基材と冷却基材とを接合する接合層とを備えたウエハ載置台が知られている。例えば、特許文献1,2には、こうしたウエハ載置台において、冷却基材として、線熱膨張係数がセラミック基材と同程度の金属マトリックス複合材料で作製されたものを用いる点が記載されている。また、ウエハ載置台に、電極に給電するための給電端子を挿通する端子穴やウエハの裏面にHeガスを供給するためのガス穴やウエハをウエハ載置面から持ち上げるリフトピンを挿通するためのリフトピン穴を設ける点が記載されている。Conventionally, a wafer mounting table is known that includes a ceramic substrate having a wafer mounting surface and an electrode built therein, a cooling substrate having a refrigerant flow path, and a bonding layer that bonds the ceramic substrate and the cooling substrate. For example, Patent Documents 1 and 2 describe that in such a wafer mounting table, a cooling substrate made of a metal matrix composite material having a linear thermal expansion coefficient similar to that of the ceramic substrate is used. Also, they describe that the wafer mounting table is provided with terminal holes through which power supply terminals for supplying power to the electrodes are inserted, gas holes for supplying He gas to the back surface of the wafer, and lift pin holes through which lift pins for lifting the wafer from the wafer mounting surface are inserted.
しかしながら、端子穴やガス穴やリフトピン穴の周辺では抜熱能力が劣るため、ウエハのうちこのような穴の直上周辺は他の部分に比べて温度が高くなるいわゆるホットスポットになることがあった。また、これらの穴の周辺以外にも抜熱能力が劣る領域が存在する場合があり、その直上周辺にホットスポットが生じることがあった。However, because the heat dissipation capacity is poor around terminal holes, gas holes, and lift pin holes, the areas directly above these holes can become hot spots, where the temperature is higher than other areas of the wafer. Also, there can be other areas with poor heat dissipation capacity besides the areas around these holes, and hot spots can occur directly above these areas.
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ウエハにホットスポットが発生するのを抑制することを主目的とする。The present invention has been made to solve these problems, and its main objective is to prevent hot spots from occurring on the wafer.
[1]本発明のウエハ載置台は、
上面にウエハ載置面を有し、電極を内蔵するセラミック基材と、
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有するものである。
[1] The wafer mounting table of the present invention comprises:
a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
The cooling substrate has, as a refrigerant flow path, a wide area refrigerant flow path formed over the entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local refrigerant flow path formed in a specific local area and to which refrigerant is supplied independently of the wide area refrigerant flow path.
このウエハ載置台では、ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を備えている。所定の局所領域は、ホットスポットになりやすい領域であり、例えば、端子穴やガス穴やリフトピン穴の周辺領域である。局所領域は、例えば、その直径がウエハ載置面の直径の1/5以下でもよく、1/10以下でもよい。また、局所領域は、例えば、その中心がウエハ載置面の中心からずれていてもよい。本発明ではこうした局所領域に広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路が設けられているため、局所領域を重点的に冷却できる。したがって、ウエハにホットスポットが発生するのを抑制することができる。This wafer mounting table is provided with a wide-area refrigerant flow path formed over the entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local refrigerant flow path formed in a predetermined local area to which the refrigerant is supplied independently of the wide-area refrigerant flow path. The predetermined local area is an area that is prone to become a hot spot, for example, a peripheral area of a terminal hole, a gas hole, or a lift pin hole. The diameter of the local area may be, for example, 1/5 or less of the diameter of the wafer mounting surface, or 1/10 or less. The center of the local area may be offset from the center of the wafer mounting surface. In the present invention, a local refrigerant flow path is provided to supply the refrigerant to such a local area independently of the wide-area refrigerant flow path, so that the local area can be cooled in a focused manner. Therefore, the occurrence of hot spots on the wafer can be suppressed.
なお、本明細書において、「上」「下」は、絶対的な位置関係を表すものではなく、相対的な位置関係を表すものである。そのため、ウエハ載置台の向きによって「上」「下」は「左」「右」になったり「前」「後」になったり「下」「上」になったりする。In this specification, "up" and "down" do not represent absolute positional relationships, but rather relative positional relationships. Therefore, depending on the orientation of the wafer placement table, "up" and "down" can become "left" and "right," "front" and "back," or "down" and "up."
[2]本発明のウエハ載置台(前記[1]に記載のウエハ載置台)において、前記局所冷媒流路には、前記広域冷媒流路よりも、低温の前記冷媒が供給されるものとしてもよい。こうすれば、低温の冷媒によって、局所領域の抜熱が促進される。 [2] In the wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in [1] above), the local refrigerant flow path may be supplied with a refrigerant having a lower temperature than the wide-area refrigerant flow path. In this way, the low-temperature refrigerant promotes heat removal from the local area.
[3]本発明のウエハ載置台(前記[1]又は[2]に記載のウエハ載置台)において、前記局所冷媒流路には、前記広域冷媒流路よりも、高流量で前記冷媒が供給されるものとしてもよい。こうすれば、高流量の冷媒によって、局所領域の抜熱が促進される。 [3] In the wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in [1] or [2] above), the refrigerant may be supplied to the local refrigerant flow path at a higher flow rate than the wide area refrigerant flow path. In this way, the high flow rate of refrigerant promotes heat removal from the local area.
[4]本発明のウエハ載置台(前記[1]~[3]のいずれかに記載のウエハ載置台)において、前記冷却基材のうち、前記局所領域における前記冷媒流路の体積率は、前記局所領域を外れた領域における前記冷媒流路の体積率よりも大きいものとしてもよい。こうすれば、局所領域に冷媒流路が高密度で配置されるため、局所領域の抜熱が促進される。なお、局所領域には、局所冷媒流路のみが形成されている場合のほか、局所冷媒流路だけでなく広域冷媒流路が形成される場合がある。その場合、局所領域における冷媒流路の体積率は、局所領域における局所冷媒流路及び広域冷媒流路の合計の体積率とすればよい。一方、局所領域を外れる領域には、局所冷媒流路は形成されないので、局所領域を外れた領域における冷媒流路の体積率は、局所領域を外れた領域における広域冷媒流路の体積率とすればよい。 [4] In the wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in any one of [1] to [3] above), the volume ratio of the refrigerant flow path in the local region of the cooling substrate may be greater than the volume ratio of the refrigerant flow path in a region outside the local region. In this way, the refrigerant flow paths are arranged at high density in the local region, promoting heat removal from the local region. In addition to cases where only a local refrigerant flow path is formed in the local region, not only a local refrigerant flow path but also a wide-area refrigerant flow path may be formed. In such cases, the volume ratio of the refrigerant flow path in the local region may be the total volume ratio of the local refrigerant flow path and the wide-area refrigerant flow path in the local region. On the other hand, since a local refrigerant flow path is not formed in a region outside the local region, the volume ratio of the refrigerant flow path in a region outside the local region may be the volume ratio of the wide-area refrigerant flow path in the region outside the local region.
[5]本発明のウエハ載置台(前記[1]~[4]のいずれかに記載のウエハ載置台)において、前記局所冷媒流路は、前記局所冷媒流路を流れる冷媒と前記ウエハ載置面に載置されるウエハとの熱交換を促進する熱交換促進構造を備えているものとしてもよい。こうすれば、熱交換促進構造によって、局所冷媒流路における熱伝達率が向上し、局所領域の抜熱が促進される。前記熱交換促進構造は、前記局所冷媒流路の内面に設けられたフィンとしてもよいし、前記局所冷媒流路の途中で流路が狭くなった狭小部としてもよい。 [5] In the wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in any one of [1] to [4] above), the local refrigerant flow path may be provided with a heat exchange promotion structure that promotes heat exchange between the refrigerant flowing through the local refrigerant flow path and the wafer placed on the wafer mounting surface. In this way, the heat exchange promotion structure improves the heat transfer coefficient in the local refrigerant flow path and promotes heat removal from a local region. The heat exchange promotion structure may be a fin provided on the inner surface of the local refrigerant flow path, or may be a narrow portion where the flow path narrows midway through the local refrigerant flow path.
[6]本発明のウエハ載置台(前記[1]~[5]のいずれかに記載のウエハ載置台)において、前記局所冷媒流路には、前記広域冷媒流路よりも、熱伝導率の大きい前記冷媒が供給されるものとしてもよい。こうすれば、熱伝導率の大きい冷媒によって、局所領域の抜熱が促進される。 [6] In the wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in any one of [1] to [5] above), the local refrigerant flow path may be supplied with a refrigerant having a higher thermal conductivity than the wide area refrigerant flow path. In this way, the refrigerant having a higher thermal conductivity promotes heat removal from the local area.
[7]本発明のウエハ載置台(前記[1]~[6]のいずれかに記載のウエハ載置台)において、前記局所冷媒流路には、前記広域冷媒流路よりも、比熱の大きい前記冷媒が供給されるものとしてもよい。こうすれば、冷媒の温度上昇が抑制されるため、局所領域の抜熱が促進される。 [7] In the wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in any one of [1] to [6] above), the local refrigerant flow path may be supplied with a refrigerant having a larger specific heat capacity than the wide area refrigerant flow path. In this way, the temperature rise of the refrigerant is suppressed, and heat removal from the local area is promoted.
[8]本発明のウエハ載置台(前記[1]~[7]のいずれかに記載のウエハ載置台)において、前記広域冷媒流路と前記局所冷媒流路とは、前記ウエハ載置面に平行な同一平面上に形成されていてもよい。こうすれば、ウエハ載置面に平行な平面を挟んで一方が上側に他方が下側になるように多段に形成する場合などよりも簡便に両流路を形成できる。 [8] In the wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in any one of [1] to [7] above), the wide area refrigerant flow path and the local refrigerant flow path may be formed on the same plane parallel to the wafer mounting surface. In this way, both flow paths can be formed more simply than when they are formed in multiple stages, one above the other below a plane parallel to the wafer mounting surface.
[9]本発明のウエハ載置台(前記[1]~[8]のいずれかに記載のウエハ載置台)において、前記広域冷媒流路と前記局所冷媒流路とは、前記ウエハ載置面に平行な平面を挟んで一方が上側に他方が下側になるように多段に形成されていてもよい。こうすれば、同一平面上に形成するよりも、両流路の配置の自由度を高めることができる。多段に形成されている場合、局所冷媒流路が広域冷媒流路よりも上側に形成されていてもよい。 [9] In the wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in any one of [1] to [8] above), the wide area refrigerant flow path and the local refrigerant flow path may be formed in multiple stages, one above the other below a plane parallel to the wafer mounting surface. This allows for greater freedom in the arrangement of both flow paths than if they were formed on the same plane. When formed in multiple stages, the local refrigerant flow path may be formed above the wide area refrigerant flow path.
[10]本発明のウエハ載置台(前記[1]~[9]のいずれかに記載のウエハ載置台)において、前記冷却基材を上下方向に貫通する複数の穴を備え、前記局所領域は、前記複数の穴のうちの少なくとも1つの穴の周辺領域であるものとしてもよい。一般にウエハのうちこのような穴の直上領域はホットスポットになりやすい。そのため、本発明を適用する意義が高い。 [10] The wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in any one of [1] to [9] above) may have a plurality of holes penetrating the cooling substrate in the vertical direction, and the local region may be a peripheral region of at least one of the plurality of holes. Generally, the region directly above such a hole on the wafer is prone to becoming a hot spot. Therefore, there is great significance in applying the present invention.
[11]本発明のウエハ載置台(前記[1]~[10]のいずれかに記載のウエハ載置台)において、前記冷却基材を上下方向に貫通する複数の穴を備え、前記局所領域は、前記複数の穴のうちの少なくとも1つの穴の周辺領域であり、前記穴は、前記ウエハ載置台のうち前記電極から下方に向かって設けられ前記電極へ給電する給電部材が挿通される給電部材挿通穴、前記ウエハ載置台を上下方向に貫通しリフトピンが挿通されるリフトピン穴、前記ウエハ載置面を上下方向に貫通し前記ウエハ載置面にガスを供給するガス穴及び前記冷却基材を上下方向に貫通し測温部材が挿通される測温穴の少なくとも1つであってもよい。一般にウエハのうち給電部材挿通穴、リフトピン穴、ガス穴及び測温穴の直上領域はホットスポットになりやすい。そのため、本発明を適用する意義が高い。 [11] The wafer mounting table of the present invention (the wafer mounting table described in any one of [1] to [10]) has a plurality of holes penetrating the cooling substrate in the vertical direction, and the local region is a peripheral region of at least one of the plurality of holes, and the hole may be at least one of a power supply member insertion hole provided in the wafer mounting table from the electrode downward and through which a power supply member that supplies power to the electrode is inserted, a lift pin hole that penetrates the wafer mounting table in the vertical direction and through which a lift pin is inserted, a gas hole that penetrates the wafer mounting surface in the vertical direction and supplies gas to the wafer mounting surface, and a temperature measurement hole that penetrates the cooling substrate in the vertical direction and through which a temperature measurement member is inserted. In general, the areas directly above the power supply member insertion hole, lift pin hole, gas hole, and temperature measurement hole in the wafer are prone to become hot spots. Therefore, it is highly significant to apply the present invention.
本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。実施形態では、所定の局所領域が、冷却基材を上下方向に貫通する穴のうち少なくとも1つの周辺領域であり、局所冷媒流路が、穴の周辺領域に設けられた穴用冷媒流路である場合を説明する。図1はチャンバ94に設置されたウエハ載置台10の縦断面図(ウエハ載置台10の中心軸を含む面で切断したときの断面図)、図2はウエハ載置台10の平面図、図3は広域冷媒流路32及び穴用冷媒流路36を通る水平面でウエハ載置台10を切断したときの断面図、図4はリフトピン穴44周辺の縦断面を示す拡大断面図である。A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the embodiment, the predetermined local region is the peripheral region of at least one of the holes penetrating the cooling substrate in the vertical direction, and the local refrigerant flow path is a hole refrigerant flow path provided in the peripheral region of the hole. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a wafer mounting table 10 installed in a chamber 94 (a cross-sectional view when cut along a plane including the central axis of the wafer mounting table 10), FIG. 2 is a plan view of the wafer mounting table 10, FIG. 3 is a cross-sectional view when the wafer mounting table 10 is cut along a horizontal plane passing through the wide-area
ウエハ載置台10は、ウエハWにプラズマを利用してCVDやエッチングなどを行うために用いられるものであり、半導体プロセス用のチャンバ94の内部に設けられた設置板96に固定されている。ウエハ載置台10は、セラミック基材20と、冷却基材30と、金属接合層40とを備えている。The wafer mounting table 10 is used to perform CVD, etching, etc. on a wafer W using plasma, and is fixed to a mounting
セラミック基材20は、円形のウエハ載置面22aを有する中央部22の外周に、環状のフォーカスリング載置面24aを有する外周部24を備えている。以下、フォーカスリングは「FR」と略すことがある。ウエハ載置面22aには、ウエハWが載置され、FR載置面24aには、フォーカスリング78が載置される。セラミック基材20は、アルミナ、窒化アルミニウムなどに代表されるセラミック材料で形成されている。FR載置面24aは、ウエハ載置面22aに対して一段低くなっている。The
セラミック基材20の中央部22は、ウエハ載置面22aに近い側に、ウエハ吸着用電極26を内蔵している。ウエハ吸着用電極26は、例えばW、Mo、WC、MoCなどを含有する材料によって形成されている。ウエハ吸着用電極26は、円板状又はメッシュ状の単極型の静電吸着用電極である。セラミック基材20のうちウエハ吸着用電極26よりも上側の層は誘電体層として機能する。ウエハ吸着用電極26には、ウエハ吸着用直流電源52が給電端子54(本発明の給電部材に相当)を介して接続されている。給電端子54は、ウエハ載置台10のうちウエハ吸着用電極26の下面と冷却基材30の下面との間に設けられた端子穴51に挿通されている。給電端子54は、端子穴51のうち冷却基材30及び金属接合層40を上下方向に貫通する貫通穴に配置された絶縁管55を通過して、セラミック基材20の下面からウエハ吸着用電極26に至るように設けられている。ウエハ吸着用直流電源52とウエハ吸着用電極26との間には、ローパスフィルタ(LPF)53が設けられている。The
ウエハ載置面22aには、図2に示すように、外縁に沿ってシールバンド22bが形成され、全面に複数の小突起22cが形成されている。シールバンド22b及び複数の小突起22cは、ウエハ載置面22aの基準面22dに形成されている。小突起22cは、本実施形態では扁平な円柱突起である。シールバンド22bの頂面及び複数の小突起22cの頂面は、同一平面上に位置している。シールバンド22b及び小突起22cの高さ(つまり基準面22dからこれらの頂面までの距離)は数μm~数10μmである。ウエハWは、シールバンド22bの頂面及び複数の小突起22cの頂面に接触した状態でウエハ載置面22aに載置される。As shown in FIG. 2, the
冷却基材30は、金属マトリックス複合材料(メタル・マトリックス・コンポジット(MMC)ともいう)製の円板部材である。冷却基材30は、セラミック基材20を冷却するものであり、内部に冷媒が循環可能な冷媒流路(広域冷媒流路32及び穴用冷媒流路36)を備えている。広域冷媒流路32は、広域冷媒供給装置33に接続されており、この広域冷媒供給装置33から冷媒が供給される。穴用冷媒流路36は、穴用冷媒供給装置37に接続されており、この穴用冷媒供給装置37から、広域冷媒流路32とは独立して冷媒が供給される。なお、広域冷媒供給装置33は、広域冷媒流路32から排出された冷媒を温度調整したあと、再び冷媒流路32に供給するように構成されていてもよい。穴用冷媒供給装置37も同様である。広域冷媒流路32や穴用冷媒流路36を流れる冷媒は、液体が好ましく、電気絶縁性であることが好ましい。電気絶縁性の液体としては、例えばフッ素系不活性液体などが挙げられる。MMCとしては、Si,SiC及びTiを含む材料やSiC多孔質体にAl及び/又はSiを含浸させた材料などが挙げられる。Si,SiC及びTiを含む材料をSiSiCTiといい、SiC多孔質体にAlを含浸させた材料をAlSiCといい、SiC多孔質体にSiを含浸させた材料をSiSiCという。セラミック基材20がアルミナ基材の場合、冷却基材30に用いるMMCとしては熱膨張係数がアルミナに近いAlSiCやSiSiCTiなどが好ましい。冷却基材30は、RF電源62に給電端子64を介して接続されている。冷却基材30とRF電源62との間には、ハイパスフィルタ(HPF)63が配置されている。冷却基材30は、下面側にウエハ載置台10を設置板96にクランプするのに用いられるフランジ部34を有する。The cooling
金属接合層40は、セラミック基材20の下面と冷却基材30の上面とを接合する。金属接合層40は、例えば、はんだや金属ロウ材で形成された層であってもよい。金属接合層40は、例えばTCB(Thermal compression bonding)により形成される。TCBとは、接合対象の2つの部材の間に金属接合材を挟み込み、金属接合材の固相線温度以下の温度に加熱した状態で2つの部材を加圧接合する公知の方法をいう。The
セラミック基材20の外周部24の側面、金属接合層40の外周及び冷却基材30の側面は、絶縁膜42で被覆されている。絶縁膜42としては、例えばアルミナやイットリアなどの溶射膜が挙げられる。The side of the
ウエハ載置台10は、ウエハ載置台10を上下方向に貫通する穴を複数有している。こうした穴としては、図2に示すように、ウエハ載置面22aの基準面22dに開口する複数のガス穴44やウエハ載置面22aに対してウエハWを上下させるリフトピン49を挿通させるためのリフトピン穴48がある。ガス穴44は、ウエハ載置面22aを平面視したときに基準面22dの適当な位置に複数個設けられている。ガス穴44には、外部のガス供給源46(図1参照)からHeガスのような熱伝導ガスが供給される。ウエハ載置面22aにウエハWが載置された状態でガス穴44に熱伝導ガスが供給されると、ウエハWとシールバンド22bと小突起22cと基準面22dとによって囲まれた空間が熱伝導ガスによって充填される。熱伝導ガスは、真空に比べると熱伝導率が高いため、ウエハWとセラミック基材20との間の熱伝導を良好にする役割を果たす。リフトピン穴48は、ウエハ載置面22aを平面視したときにウエハ載置面22aの同心円に沿って等間隔に複数個設けられている。なお、本実施形態では、ガス穴44及びリフトピン穴48は、ウエハ載置面22aを平面視したときにウエハ載置面22aの同心円に沿って交互に等間隔に3個ずつ設けられている。The wafer mounting table 10 has a plurality of holes penetrating the wafer mounting table 10 in the vertical direction. As shown in FIG. 2, such holes include a plurality of
冷却基材30の内部に設けられた広域冷媒流路32及び穴用冷媒流路36は、冷却基材30のうちウエハ載置面22aに平行な同一平面上に形成されている。つまり、冷却基材30をウエハ載置面22aに平行な平面で切断したいずれかの断面において、広域冷媒流路32及び穴用冷媒流路36の両方が現れる位置に形成されている。広域冷媒流路32は、図3に示すように、広域冷媒流路32及び穴用冷媒流路36を通る水平面で切断した断面を上からみたときに、冷却基材30のうちウエハ載置面22aに対応する全域にわたって入口32pから出口32qまで一筆書きの要領で形成されている。本実施形態では、広域冷媒流路32は渦巻き状に形成されている。広域冷媒供給装置33は、広域冷媒流路32の入口32p及び出口32qに接続されている。穴用冷媒流路36は、各ガス穴44及び各リフトピン穴48の周辺領域(図2及び図3において2点鎖線で囲った領域)にそれぞれ穴の全周を囲うように環状に形成されている。各穴用冷媒流路36は、入口36pで分岐し環の反対側にある出口36qで合流するようになっている。穴用冷媒流路36は、連結流路38を介して全てが直列に連結され、その両端には補助流路39が接続されている。穴用冷媒流路36、連結流路38及び補助流路39は、全体としてC字状に形成されている。穴用冷媒供給装置37は、上流側の補助流路39に設けられた入口39p及び下流側の補助流路39に設けられた出口39qに接続されており、補助流路39及び連結流路38を介して全ての穴用冷媒流路36に接続されている。The wide-area
こうしたウエハ載置台10は、チャンバ94の内部に設けられた設置板96にクランプ部材70を用いて取り付けられる。クランプ部材70は、断面が略逆L字状の環状部材であり、内周段差面70aを有する。ウエハ載置台10と設置板96とは、クランプ部材70によって一体化されている。ウエハ載置台10の冷却基材30のフランジ部34に、クランプ部材70の内周段差面70aを載置した状態で、クランプ部材70の上面からボルト72が差し込まれて設置板96の上面に設けられたネジ穴に螺合されている。ボルト72は、クランプ部材70の円周方向に沿って等間隔に設けられた複数箇所(例えば8箇所とか12箇所)に取り付けられる。クランプ部材70やボルト72は、絶縁材料で作製されていてもよいし、導電材料(金属など)で作製されていてもよい。The wafer mounting table 10 is attached to a mounting
次に、ウエハ載置台10の製造例を図5を用いて説明する。図5はウエハ載置台10の製造工程図である。まず、セラミック基材20の元となる円板状のセラミック焼結体120を、セラミック粉末の成形体をホットプレス焼成することにより作製する(図5A)。セラミック焼結体120は、ウエハ吸着用電極26を内蔵している。次に、セラミック焼結体120の下面からウエハ吸着用電極26までの間に端子穴上部151aを形成すると共に、所定位置にセラミック焼結体120を上下方向に貫通するガス穴上部144aやリフトピン穴上部148aをあける(図5B)。そして、端子穴上部151aに給電端子54を挿入して給電端子54とウエハ吸着用電極26とを接合する(図5C)。Next, a manufacturing example of the wafer mounting table 10 will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the wafer mounting table 10. First, a disk-shaped ceramic
これと並行して、2つのMMC円板部材131,136を作製する(図5D)。そして、両方のMMC円板部材131,136に上下方向に貫通する複数の穴をあける(図5E)。具体的には、上側のMMC円板部材131に、端子穴中間部151b、ガス穴中間部144b及びリフトピン穴中間部148bをあける。また、下側のMMC円板部材136に、端子穴下部151c、ガス穴下部144c及びリフトピン穴下部148cをあける。また、上側のMMC円板部材131の下面に最終的に広域冷媒流路32となる溝132、穴用冷媒流路36となる溝137、連結流路38となる溝(図示せず)及び補助流路39となる溝(図示せず)を形成する(図5E)。セラミック焼結体120がアルミナ製の場合、MMC円板部材131,136はSiSiCTi製かAlSiC製であることが好ましい。アルミナの熱膨張係数とSiSiCTiやAlSiCの熱膨張係数とは、概ね同じだからである。In parallel with this, two
SiSiCTi製の円板部材は、例えば以下のように作製することができる。まず、炭化珪素と金属Siと金属Tiとを混合して粉体混合物を作製する。次に、得られた粉体混合物を一軸加圧成形により円板状の成形体を作製し、その成形体を不活性雰囲気下でホットプレス焼結させることにより、SiSiCTi製の円板部材を得る。A SiSiCTi disk member can be produced, for example, as follows. First, silicon carbide, metallic Si, and metallic Ti are mixed to produce a powder mixture. Next, the resulting powder mixture is uniaxially pressed to produce a disk-shaped compact, which is then hot-press sintered in an inert atmosphere to obtain a SiSiCTi disk member.
次に、上側のMMC円板部材131の下面と下側のMMC円板部材136の上面との間に金属接合材を配置すると共に、上側のMMC円板部材131の上面に金属接合材を配置する。各金属接合材には、各穴に対向する位置に貫通穴を設けておく。そして、セラミック焼結体120の給電端子54を端子穴中間部151b及び端子穴下部151cに挿入し、セラミック焼結体120を上側のMMC円板部材131の上面に配置された金属接合材の上に載せる。これにより、下側のMMC円板部材136と金属接合材と上側のMMC円板部材131と金属接合材とセラミック焼結体120とを下からこの順に積層した積層体を得る。この積層体を加熱しながら加圧することにより(TCB)、接合体110を得る(図5F)。接合体110は、冷却基材30の元となるMMCブロック130の上面に、金属接合層40を介してセラミック焼結体120が接合されたものである。MMCブロック130は、上側のMMC円板部材131と下側のMMC円板部材136とが金属接合層135を介して接合されたものである。MMCブロック130は、内部に広域冷媒流路32、穴用冷媒流路36、連結流路38(図示せず)、補助流路39(図示せず)、端子穴51、ガス穴44及びリフトピン穴48を有する。端子穴51は、端子穴上部151aと端子穴中間部151bと端子穴下部151cとが連なった穴であり、ガス穴44は、ガス穴上部144aとガス穴中間部144bとガス穴下部144cとが連なった穴である。リフトピン穴48は、リフトピン穴上部148aとリフトピン穴中間部148bとリフトピン穴下部148cとが連なった穴である。Next, a metal bonding material is placed between the lower surface of the upper
TCBは、例えば以下のように行われる。すなわち、金属接合材の固相線温度以下(例えば、固相線温度から20℃引いた温度以上固相線温度以下)の温度で積層体を加圧して接合し、その後室温に戻す。これにより、金属接合材は金属接合層になる。このときの金属接合材としては、Al-Mg系接合材やAl-Si-Mg系接合材を使用することができる。例えば、Al-Si-Mg系接合材を用いてTCBを行う場合、真空雰囲気下で加熱した状態で積層体を加圧する。金属接合材は、厚みが100μm前後のものを用いるのが好ましい。 TCB is performed, for example, as follows. That is, the laminate is pressed and bonded at a temperature below the solidus temperature of the metal bonding material (for example, at a temperature equal to or higher than the solidus temperature minus 20°C and below the solidus temperature), and then returned to room temperature. This causes the metal bonding material to become a metal bonding layer. The metal bonding material used here can be an Al-Mg based bonding material or an Al-Si-Mg based bonding material. For example, when TCB is performed using an Al-Si-Mg based bonding material, the laminate is pressed while heated in a vacuum atmosphere. It is preferable to use a metal bonding material with a thickness of around 100 μm.
続いて、セラミック焼結体120の外周を切削して段差を形成することにより、中央部22と外周部24とを備えたセラミック基材20とする。また、MMCブロック130の外周を切削して段差を形成することにより、フランジ部34を備えた冷却基材30とする。また、端子穴51のうちセラミック基材20の下面から冷却基材30の下面まで、給電端子54を挿通する絶縁管55を配置する。更に、セラミック基材20の外周部24の側面、金属接合層40の周囲及び冷却基材30の側面を、セラミック粉末を用いて溶射することにより絶縁膜42を形成する(図5G)。シールバンド22bや小突起22cは例えばブラスト加工により形成する。これにより、ウエハ載置台10を得る。Next, the ceramic
なお、図1の冷却基材30は、一体品として記載したが、図5Gに示すように2つの部材が金属接合層で接合された構造であってもよいし、3つ以上の部材が金属接合層で接合された構造であってもよい。Although the cooling
次に、ウエハ載置台10の使用例について図1を用いて説明する。チャンバ94の設置板96には、上述したようにウエハ載置台10がクランプ部材70によって固定されている。チャンバ94の天井面には、プロセスガスを多数のガス噴射孔からチャンバ94の内部へ放出するシャワーヘッド98が配置されている。Next, an example of how the wafer mounting table 10 is used will be described with reference to Figure 1. As described above, the wafer mounting table 10 is fixed to the mounting
ウエハ載置台10のFR載置面24aには、フォーカスリング78が載置され、ウエハ載置面22aには、円盤状のウエハWが載置される。フォーカスリング78は、ウエハWと干渉しないように上端部の内周に沿って段差を備えている。この状態で、ウエハ吸着用電極26にウエハ吸着用直流電源52の直流電圧を印加してウエハWをウエハ載置面22aに吸着させる。そして、チャンバ94の内部を所定の真空雰囲気(又は減圧雰囲気)になるように設定し、シャワーヘッド98からプロセスガスを供給しながら、冷却基材30にRF電源62からのRF電圧を印加する。すると、ウエハWとシャワーヘッド98との間でプラズマが発生する。そして、そのプラズマを利用してウエハWにCVD成膜を施したりエッチングを施したりする。なお、ウエハWがプラズマ処理されるのに伴ってフォーカスリング78も消耗するが、フォーカスリング78はウエハWに比べて厚いため、フォーカスリング78の交換は複数枚のウエハWを処理したあとに行われる。A
ハイパワープラズマでウエハWを処理する場合には、ウエハWを効率的に冷却する必要がある。ウエハ載置台10では、セラミック基材20と冷却基材30との接合層として、熱伝導率の低い樹脂層ではなく、熱伝導率の高い金属接合層40を用いている。そのため、ウエハWから熱を引く能力(抜熱能力)が高い。また、セラミック基材20と冷却基材30との熱膨張差は小さいため、金属接合層40の応力緩和性が低くても、支障が生じにくい。更に、各ガス穴44及び各リフトピン穴48の周辺領域に、広域冷媒流路32とは独立して冷媒が供給される穴用冷媒流路36が形成されているため、穴用冷媒流路36の周辺を、広域冷媒流路32の周辺とは独立した温度制御で冷却できる。When processing the wafer W with high-power plasma, it is necessary to efficiently cool the wafer W. In the wafer mounting table 10, a
以上説明した本実施形態のウエハ載置台10では、冷却基材30を上下方向に貫通する穴のうち少なくとも1つ(本実施形態では、3個のガス穴44及び3個のリフトピン穴48)の周辺領域に、広域冷媒流路32とは独立して冷媒が供給される穴用冷媒流路36が設けられている。一般にウエハWのうちこうした穴の直上周辺はホットスポットになりやすいが、本実施形態ではこうした穴の周辺領域に穴用冷媒流路36が形成されていて、穴の周辺領域から外れた領域とは独立した温度制御で冷却できるため、この部分を重点的に冷却することが可能である。例えば、穴用冷媒流路36に、広域冷媒流路32よりも低温(例えば、広域冷媒流路32よりも10℃以上低温)の冷媒を供給すれば、低温の冷媒によって、穴の周辺領域の抜熱が促進される。また、穴用冷媒流路36に、広域冷媒流路32よりも高流量で冷媒を供給すれば、冷媒の温度上昇が少なく、穴の周辺領域の抜熱が促進される。また、穴用冷媒流路36に、広域冷媒流路32よりも高流速となるように冷媒を供給すれば、高流速の冷媒によって、穴の周辺領域の抜熱が促進される。また、穴用冷媒流路36に、広域冷媒流路32よりも熱伝導率の大きい冷媒を供給すれば、熱伝導率の大きい冷媒によって、穴の周辺領域の抜熱が促進される。また、穴用冷媒流路36に、広域冷媒流路32よりも比熱の大きい冷媒を供給すれば、冷媒の温度上昇が少なく、穴の周辺領域の抜熱が促進される。また、穴用冷媒流路36に、広域冷媒流路32よりも粘性が低い冷媒を供給すれば、乱流になりやすく、穴の周辺領域の抜熱が促進される。したがって、ウエハWにホットスポットが発生するのを抑制することができる。また、穴の周辺領域における冷媒流路(穴用冷媒流路36)の体積率を、穴の周辺領域を外れた領域における冷媒流路(広域冷媒流路32)の体積率よりも大きくすれば、穴の周辺領域に冷媒流路が高密度に配置されるため、穴の周辺領域の抜熱が促進される。In the wafer mounting table 10 of the present embodiment described above, a hole
また、広域冷媒流路32と穴用冷媒流路36とは、ウエハ載置面22aに平行な同一平面上に形成されているため、図5Eに示すように1つのMMC円板部材131に溝132及び溝137をまとめて形成すればよいなど、ウエハ載置面22aに平行な平面を挟んで一方が上側に他方が下側になるように多段に形成するよりも簡便に両流路を形成できる。In addition, since the wide area
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。It goes without saying that the present invention is in no way limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present invention.
上述した実施形態において、穴用冷媒流路36は、熱交換促進構造を備えていてもよい。例えば、図6の拡大断面図に示すように、ガス穴44の周辺領域の穴用冷媒流路36の内面に、熱交換促進構造として、フィン36aを設けてもよい。フィン36aが設けられた穴用冷媒流路36を流れる冷媒は、フィン36aが設けられていない場合に比べて乱流になりやすい。そのため、ガス穴44の周辺領域の抜熱が促進される。なお、フィン36aの数や長さは、希望する抜熱量に応じて適宜設定すればよい。リフトピン穴48の周辺領域を通過する穴用冷媒流路36についても、これと同様の構造を採用してもよい。あるいは、図7の拡大断面図に示すように、ガス穴44の周辺領域の穴用冷媒流路36の途中に、熱交換促進構造として、流路が狭くなった狭小部36bを設けてもよい。狭小部36bが設けられた穴用冷媒流路36を流れる冷媒は、狭小部36bで流速が速くなり、乱流になりやすい。そのため、ガス穴44の周辺領域の抜熱が促進される。リフトピン穴48の周辺領域を通過する穴用冷媒流路36についても、これと同様の構造を採用してもよい。また、穴用冷媒流路36の壁面(側面でも上下面でもよい)に、熱交換促進構造として、広域冷媒流路32よりも表面粗さの粗い壁面を採用したり、壁面に凹凸を設けてもよい。壁面の表面粗さが粗い又は壁面に凹凸が設けられた穴用冷媒流路36を流れる冷媒は、壁面が平滑な場合に比べて乱流になりやすい。そのため、穴の周辺領域の抜熱が促進される。また、穴用冷媒流路36を蛇行させ、これを熱交換促進構造としてもよい。穴用冷媒流路36を蛇行させることで、乱流になりやすい。そのため、穴の周辺領域の抜熱が促進される。In the above-described embodiment, the hole
上述した実施形態において、図8の拡大断面図に示すように、ガス穴44の周辺領域におけるウエハWから穴用冷媒流路36の天井面までの距離d1が、ウエハWから広域冷媒流路32の天井面までの距離d2よりも短くなるようにしてもよい。こうすれば、穴用冷媒流路36を流れる冷媒は、広域冷媒流路32を流れる冷媒に比べて冷媒とウエハWとの間の熱抵抗が小さくなる。そのため、ガス穴44の周辺領域の抜熱が促進される。なお、図8では、穴用冷媒流路36の上下方向の長さを広域冷媒流路32よりも長くしたが、広域冷媒流路32と同じ長さにしてもよい。リフトピン穴48の周辺領域についても、これと同様の構造を採用してもよい。In the above-described embodiment, as shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 8, the distance d1 from the wafer W to the ceiling surface of the hole
上述した実施形態では、複数ある穴用冷媒流路36の全てを連結流路38で連結したが、その全部又は一部を連結流路38で連結しなくてもよい。例えば、図9に示すように、複数ある穴用冷媒流路36の全てを独立させ、連結流路38を用いなくてもよい。この場合、穴用冷媒流路36のそれぞれに個別に冷媒供給装置を接続すればよい。また、この場合、各穴用冷媒流路36の上流側(入口36p)及び下流側(出口36q)の少なくとも一方に補助流路39を接続してもよい。あるいは、複数ある穴用冷媒流路36を複数のグループに分け、2個以上の穴用冷媒流路36を含むグループのみ、グループ内の穴用冷媒流路36を連結流路38で連結してもよい。この場合、グループごとに個別に冷媒供給装置を接続してもよく、各グループの上流側及び下流側の少なくとも一方に補助流路39を接続してもよい。なお、上述した実施形態において、補助流路39のうちの少なくとも一方を省略してもよい。In the above-mentioned embodiment, all of the multiple hole
上述した実施形態では、ガス穴44の周辺領域の穴用冷媒流路36は、ガス穴44の全周を囲うように環状に形成し、入口36pで分岐して環の反対側にある出口36qで合流するようにしたが、ガス穴44の周辺領域に形成されていればよく、その形状や出入口の配置は特に限定されない。例えば、図10に示すように、ガス穴44の周囲を囲うようにC字状に形成してもよい。図10では、C字の一端にある入口36pから他端にある出口36qまで分岐なしで形成されている。また、ガス穴44の周辺領域の穴用冷媒流路36は形状を環状とし、入口36p及び出口36qの配置を図10と同様とし、入口36pから出口36qまで分岐なしで形成してもよい。また、ガス穴44の周辺領域の穴用冷媒流路36は、ガス穴44の周囲を囲うように渦巻き状に形成してもよい。ガス穴44の周辺領域の穴用冷媒流路36は、穴の周囲の半周以上を囲うように形成されているものとしてもよい。リフトピン穴48の周辺領域についても、これらと同様の構造を採用してもよい。In the above embodiment, the hole
上述した実施形態では、広域冷媒流路32及び穴用冷媒流路36は、同一平面上に形成されているものとしたが、ウエハ載置面22aに平行な平面を挟んで一方が上側に他方が下側になるように多段に形成されていてもよい。例えば、図11に示すように、穴用冷媒流路36が上側に、広域冷媒流路32が下側になるように多段(図11では2段)に形成されていてもよい。こうすれば、両流路を同一平面上に形成するよりも、両流路の配置の自由度を高めることができる。例えば、穴の周辺領域にも広域冷媒流路32を配置して、穴の周辺領域の抜熱をより促進させることもできる。また、穴用冷媒流路36が上側に配置されているため、図8で説明したのと同様に、ウエハWから穴用冷媒流路36の天井面までの距離d1が、ウエハWから広域冷媒流路32の天井面までの距離d2よりも短くなるため、穴の周辺領域の抜熱が促進される。図11のウエハ載置台10では、広域冷媒流路32は、図12に示すように、広域冷媒流路32を通る水平面で切断した断面を上から見たときに、冷却基材30のうちウエハ載置面22aに対応する全域にわたって入口32pから出口32qまで一筆書きの要領で形成されている。ここでは、広域冷媒流路32は、ガス穴44の周辺領域及びリフトピン穴48の周辺領域にも配置した。図11のウエハ載置台10では、穴用冷媒流路36は、図13に示すように、穴用冷媒流路36を通る水平面で切断した断面を上から見たときの形状が、上述した実施形態の穴用冷媒流路36について図3の断面を上から見たときの形状と同形状に形成されている。このように、広域冷媒流路32をガス穴44の周辺領域及びリフトピン穴48の周辺領域にも配置すれば、穴の周辺領域における冷媒流路の体積率を穴の周辺領域に配置された広域冷媒流路32の分だけ増やすことができる。このとき、穴の周辺領域における冷媒流路の体積率が、穴の周辺領域を外れた領域における冷媒流路の体積率よりも大きくなるようにすることが好ましい。こうすれば、穴の周辺領域の抜熱がより促進される。In the above embodiment, the wide area
上述した実施形態では、ガス穴44の全て及びリフトピン穴48の全ての周辺領域に穴用冷媒流路36を設けたが、特にこれに限定されない。例えば、これらの穴のうちの一部の穴の周辺領域(例えば特にホットスポットになりやすい領域)に穴用冷媒流路36を設けてもよい。また、これらに代えて又はこれらに加えて、端子穴51や、図示しない測温穴など、冷却基材30を上下方向に貫通する穴の周辺領域に穴用冷媒流路を設けてもよい。測温穴は、熱電対などの測温部材が挿通される穴である。なお、端子穴51の周辺領域の穴用冷媒流路や測温穴の周辺領域の穴用冷媒流路について、穴用冷媒流路36で説明した各態様を採用してもよい。In the above-described embodiment, the hole
上述した実施形態では、ガス穴44やリフトピン穴48といった、冷却基材を上下方向に貫通する穴の周辺領域に穴用冷媒流路36を設けたが、特にこれに限定されず、ホットスポットになりやすい所定の局所領域に局所冷媒流路を設けてもよい。例えば、冷媒温度が高くなる冷媒出口近傍など、抜熱能力が周辺よりも局所的に劣る傾向のある領域に局所冷媒流路を設けてもよい。また、構造や材質が周辺と異なることなどにより、抜熱能力が周辺よりも局所的に劣る傾向にある領域に局所冷媒流路を設けてもよい。In the above-described embodiment, the hole
上述した実施形態では、冷却基材30をMMCで作製したが、特にこれに限定されない。冷却基材30を金属(例えばアルミニウムやチタン、モリブデン、タングステン及びそれらの合金)で作製してもよい。また、冷却基材30をセラミックマトリックス複合材料(CMC)で作製してもよい。なお、MMCもCMCも金属とセラミックとの複合材料である。CMCとしては、Si,SiC及びTiを含む材料やSiC多孔質体にAl及び/又はSiを含浸させた材料などが挙げられる。In the above-described embodiment, the cooling
上述した実施形態では、セラミック基材20と冷却基材30とを熱伝導率が良く発明の効果が高い金属接合層40を介して接合したが、特にこれに限定されない。例えば、金属接合層40の代わりに、樹脂接合層を用いてもよい。In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、広域冷媒流路32を平面視したときの形状を渦巻き状としたが、特にこれに限定されない。例えば、広域冷媒流路32を平面視したときの形状をジグザグ状としてもよい。具体的には、平面視で冷却基材30の中心を対称中心とする点対称の外周付近の2点に入口と出口を設け、入口から出口まで一筆書きの要領でジグザグになるように広域冷媒流路32を形成してもよい。In the above-described embodiment, the wide-area
上述した実施形態では、セラミック基材20の中央部22にウエハ吸着用電極26を内蔵したが、これに代えて又は加えて、プラズマ発生用のRF電極を内蔵してもよいし、ヒータ電極(抵抗発熱体)を内蔵してもよい。また、セラミック基材20の外周部24にフォーカスリング(FR)吸着用電極を内蔵してもよいし、RF電極やヒータ電極を内蔵してもよい。In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、図5Aのセラミック焼結体120はセラミック粉末の成形体をホットプレス焼成することにより作製したが、そのときの成形体は、テープ成形体を複数枚積層して作製してもよいし、モールドキャスト法によって作製してもよいし、セラミック粉末を押し固めることによって作製してもよい。In the above-described embodiment, the ceramic
本出願は、2022年3月1日に出願された日本国特許出願第2022-30790号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。This application claims priority from Japanese Patent Application No. 2022-30790, filed on March 1, 2022, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
本発明のウエハ載置台は、例えば半導体製造装置に用いられる。The wafer mounting table of the present invention is used, for example, in semiconductor manufacturing equipment.
10 ウエハ載置台、20 セラミック基材、22 中央部、22a ウエハ載置面、22b シールバンド、22c 小突起、22d 基準面、24 外周部、24a フォーカスリング載置面、26 ウエハ吸着用電極、30 冷却基材、32 広域冷媒流路、32p 入口、32q 出口、33 広域冷媒供給装置、34 フランジ部、36 穴用冷媒流路、36a フィン、36b 狭小部、36p 入口、36q 出口、37 穴用冷媒供給装置、38 連結流路、39 補助流路、39p 入口、39q 出口、40 金属接合層、42 絶縁膜、44 ガス穴、46 ガス供給源、48 リフトピン穴、51 端子穴、52 ウエハ吸着用直流電源、53 ローパスフィルタ(LPF)、54 給電端子、55 絶縁管、62 RF電源、63 ハイパスフィルタ(HPF)、64 給電端子、70 クランプ部材、70a 内周段差面、72 ボルト、78 フォーカスリング、94 チャンバ、96 設置板、98 シャワーヘッド、110 接合体、120 セラミック焼結体、130 MMCブロック、131 MMC円板部材、132 溝、135 金属接合層、136 MMC円板部材、137 溝、144a ガス穴上部、144b ガス穴中間部、144c ガス穴下部、148a リフトピン穴上部、148b リフトピン穴中間部、148c リフトピン穴下部、151a 端子穴上部、151b 端子穴中間部、151c 端子穴下部、d1,d2 距離、W ウエハ。10 wafer mounting table, 20 ceramic substrate, 22 center portion, 22a wafer mounting surface, 22b seal band, 22c small protrusion, 22d reference surface, 24 outer periphery, 24a focus ring mounting surface, 26 wafer suction electrode, 30 cooling substrate, 32 wide area coolant flow path, 32p inlet, 32q outlet, 33 wide area coolant supply device, 34 flange portion, 36 hole coolant flow path, 36a fin, 36b narrow portion, 36p inlet, 36q outlet, 37 hole coolant supply device, 38 connection flow path, 39 auxiliary flow path, 39p inlet, 39q outlet, 40 metal bonding layer, 42 insulating film, 44 gas hole, 46 gas supply source, 48 lift pin hole, 51 terminal hole, 52 wafer suction DC power source, 53 low pass filter (LPF), 54 power supply terminal, 55 insulating tube, 62 RF power supply, 63 high pass filter (HPF), 64 power supply terminal, 70 clamp member, 70a inner peripheral step surface, 72 bolt, 78 focus ring, 94 chamber, 96 mounting plate, 98 shower head, 110 bonded body, 120 ceramic sintered body, 130 MMC block, 131 MMC disk member, 132 groove, 135 metal bonding layer, 136 MMC disk member, 137 groove, 144a gas hole upper portion, 144b gas hole middle portion, 144c gas hole lower portion, 148a lift pin hole upper portion, 148b lift pin hole middle portion, 148c lift pin hole lower portion, 151a terminal hole upper portion, 151b terminal hole middle portion, 151c terminal hole lower portion, d1, d2 distance, W wafer.
Claims (14)
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記局所冷媒流路には、前記広域冷媒流路よりも、低温の前記冷媒が供給される、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
The local refrigerant flow path is supplied with the refrigerant having a lower temperature than the wide area refrigerant flow path.
Wafer placement stage.
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記局所冷媒流路には、前記広域冷媒流路よりも、高流量で前記冷媒が供給される、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
The refrigerant is supplied to the local refrigerant flow path at a higher flow rate than the wide area refrigerant flow path.
Wafer placement stage.
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記冷却基材のうち、前記局所領域における前記冷媒流路の体積率は、前記局所領域を外れた領域における前記冷媒流路の体積率よりも大きい、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
In the cooling material, a volume ratio of the coolant flow path in the local region is greater than a volume ratio of the coolant flow path in a region outside the local region.
Wafer placement stage.
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記局所冷媒流路には、前記広域冷媒流路よりも、熱伝導率の大きい前記冷媒が供給される、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
The local refrigerant flow path is supplied with the refrigerant having a higher thermal conductivity than the wide area refrigerant flow path.
Wafer placement stage.
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記局所冷媒流路には、前記広域冷媒流路よりも、比熱の大きい前記冷媒が供給される、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
The local refrigerant flow path is supplied with the refrigerant having a larger specific heat than the wide area refrigerant flow path.
Wafer placement stage.
請求項1~5のいずれか1項に記載のウエハ載置台。 the local refrigerant flow path is provided with a heat exchange promotion structure that promotes heat exchange between the refrigerant flowing through the local refrigerant flow path and the wafer placed on the wafer placement surface.
The wafer mounting table according to any one of claims 1 to 5.
請求項1~5のいずれか1項に記載のウエハ載置台。 the wide area refrigerant flow path and the local refrigerant flow path are formed on the same plane parallel to the wafer mounting surface;
The wafer mounting table according to any one of claims 1 to 5.
請求項1~5のいずれか1項に記載のウエハ載置台。 the wide area refrigerant flow path and the local refrigerant flow path are formed in multiple stages, one on the upper side and the other on the lower side, with a plane parallel to the wafer mounting surface in between;
The wafer mounting table according to any one of claims 1 to 5.
前記局所領域は、前記複数の穴のうちの少なくとも1つの穴の周辺領域である、
請求項1~5のいずれか1項に記載のウエハ載置台。 A plurality of holes are provided through the cooling substrate in the vertical direction,
The local region is a peripheral region of at least one hole among the plurality of holes.
The wafer mounting table according to any one of claims 1 to 5.
前記局所領域は、前記複数の穴のうちの少なくとも1つの穴の周辺領域であり、
前記穴は、前記ウエハ載置台のうち前記電極から下方に向かって設けられ前記電極へ給電する給電部材が挿通される給電部材挿通穴、前記ウエハ載置台を上下方向に貫通しリフトピンが挿通されるリフトピン穴、前記ウエハ載置面を上下方向に貫通し前記ウエハ載置面にガスを供給するガス穴及び前記冷却基材を上下方向に貫通し測温部材が挿通される測温穴の少なくとも1つである、
請求項1~5のいずれか1項に記載のウエハ載置台。 A plurality of holes are provided through the cooling substrate in the vertical direction,
the local region is a peripheral region of at least one hole among the plurality of holes,
The hole is at least one of a power supply member insertion hole that is provided in the wafer mounting table from the electrode downward and through which a power supply member that supplies power to the electrode is inserted, a lift pin hole that penetrates the wafer mounting table in the vertical direction and through which a lift pin is inserted, a gas hole that penetrates the wafer mounting surface in the vertical direction and supplies gas to the wafer mounting surface, and a temperature measurement hole that penetrates the cooling substrate in the vertical direction and through which a temperature measurement member is inserted.
The wafer mounting table according to any one of claims 1 to 5.
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記冷却基材を上下方向に貫通する複数の穴を備え、
前記局所領域は、前記複数の穴のうちの少なくとも1つの穴の周辺領域であり、
前記局所冷媒流路として、前記穴の周辺領域に設けられた穴用冷媒流路を複数有し、複数ある前記穴用冷媒流路が連結することなく独立して設けられている、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
A plurality of holes are provided through the cooling substrate in the vertical direction,
the local region is a peripheral region of at least one hole among the plurality of holes,
The local refrigerant flow path includes a plurality of hole refrigerant flow paths provided in a peripheral region of the hole, and the plurality of hole refrigerant flow paths are provided independently without being connected to each other.
Wafer placement stage.
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備えたウエハ載置台であって、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記冷却基材を上下方向に貫通する複数の穴を備え、
前記局所領域は、前記複数の穴のうちの少なくとも1つの穴の周辺領域であり、
前記穴として、前記ウエハ載置台を上下方向に貫通しリフトピンが挿通されるリフトピン穴と前記ウエハ載置面を上下方向に貫通し前記ウエハ載置面にガスを供給するガス穴とを備え、前記局所冷媒流路として、各前記リフトピン穴及び各前記ガス穴の周辺領域にそれぞれ穴用冷媒流路が形成され、該穴用冷媒流路は、連結流路を介して全てが直列に連結されている、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
A wafer mounting table comprising :
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
A plurality of holes are provided through the cooling substrate in the vertical direction,
the local region is a peripheral region of at least one hole among the plurality of holes,
the holes include lift pin holes penetrating the wafer mounting table in the vertical direction and through which lift pins are inserted, and gas holes penetrating the wafer mounting surface in the vertical direction and through which gas is supplied to the wafer mounting surface; and the local refrigerant flow paths are formed in peripheral areas of each of the lift pin holes and each of the gas holes, and the hole refrigerant flow paths are all connected in series via a connection flow path.
Wafer placement stage.
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記広域冷媒流路と前記局所冷媒流路とは、前記ウエハ載置面に平行な同一平面上に形成されていて、
前記広域冷媒流路は渦巻き状に形成され、前記局所冷媒流路は、前記広域冷媒流路の最内周の流路よりも外周側で、前記広域冷媒流路の最外周の流路よりも内周側の領域に形成されている、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
the wide area refrigerant flow path and the local refrigerant flow path are formed on the same plane parallel to the wafer mounting surface,
the wide-area refrigerant flow path is formed in a spiral shape, and the local refrigerant flow path is formed in a region on the outer circumferential side of an innermost flow path of the wide-area refrigerant flow path and on the inner circumferential side of an outermost flow path of the wide-area refrigerant flow path.
Wafer placement stage.
前記セラミック基材の下面に接合され、前記セラミック基材を冷却する冷却基材と、
を備え、
前記冷却基材は、冷媒流路として、前記ウエハ載置面に対応する全域にわたって形成された広域冷媒流路と、所定の局所領域に形成され、前記広域冷媒流路とは独立して冷媒が供給される局所冷媒流路と、を有し、
前記広域冷媒流路と前記局所冷媒流路とは、前記ウエハ載置面に平行な同一平面上に形成されていて、
前記広域冷媒流路は渦巻き状に形成され、前記局所冷媒流路は、前記広域冷媒流路の最内周の流路よりも外周側で、前記広域冷媒流路の最外周の流路よりも内周側の領域に形成されていて、
前記局所冷媒流路を複数有し、複数ある前記局所冷媒流路が連結流路を介して直列に連結され、全体としてC字状に形成されている、
ウエハ載置台。 a ceramic substrate having a wafer mounting surface on an upper surface thereof and incorporating an electrode;
a cooling substrate bonded to a lower surface of the ceramic substrate and configured to cool the ceramic substrate;
Equipped with
the cooling base material has, as coolant flow paths, a wide-area coolant flow path formed over an entire area corresponding to the wafer mounting surface, and a local coolant flow path formed in a predetermined local area, to which a coolant is supplied independently of the wide-area coolant flow path;
the wide area refrigerant flow path and the local refrigerant flow path are formed on the same plane parallel to the wafer mounting surface,
the wide-area refrigerant flow path is formed in a spiral shape, and the local refrigerant flow path is formed in a region on the outer circumferential side of an innermost flow path of the wide-area refrigerant flow path and on the inner circumferential side of an outermost flow path of the wide-area refrigerant flow path,
The local refrigerant flow path is provided in a plurality of parts, and the plurality of local refrigerant flow paths are connected in series via a connecting flow path to form a C-shape as a whole.
Wafer placement stage.
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