JPH10256357A - 改良された温度コントロールを有するウェハ支持体 - Google Patents

改良された温度コントロールを有するウェハ支持体

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JPH10256357A
JPH10256357A JP9340478A JP34047897A JPH10256357A JP H10256357 A JPH10256357 A JP H10256357A JP 9340478 A JP9340478 A JP 9340478A JP 34047897 A JP34047897 A JP 34047897A JP H10256357 A JPH10256357 A JP H10256357A
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heat transfer
transfer gas
vanes
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JP9340478A
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Arnold Kholodenko
コロデンコ アーノルド
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Original Assignee
Applied Materials Inc
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Publication date
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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    • H10P72/0431—Apparatus for thermal treatment
    • H10P72/0434—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T279/23—Chucks or sockets with magnetic or electrostatic means

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストを大幅に増加することなく、熱伝
達率を最大にするとともにウェーハを横切る温度の制御
性と均一性を改善する、半導体ウェーハ処理用チャック
の改良された表面構造を提供する。 【解決手段】 本発明に係る装置は、伝熱ガスの流れを
少なくとも１つのガス供給ポートからドレインポートの
方向に明確に方向づけるワークピース支持面を有する機
械式または静電式チャックの何れかを有する。ドレイン
ポートの下流の圧力バルブが伝熱ガス圧力を調整して、
伝導による冷却のための適切なガス密度と、バルブを通
る制御された漏れのための適切なガス流れとを確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
1. 発明の分野 本発明は一般に、ワークピースを保持するための機械式
または静電式クランプチャックに関し、より詳細には、
チャックによって保持されるワークピースの底面沿いの
伝熱ガスの分散性を高めるための、上記チャックの支持
面の改良された表面構造(topographical structure) に
関する。
【０００２】2. 背景技術の説明 機械式および静電式クランプチャックは、コンピュータ
グラフィックプロッタにおける一枚の紙の保持から半導
体ウェーハプロセスチャンバ内での半導体ウェーハの保
持までの様々な適用範囲でワークピースを保持するため
に用いられている。半導体ウェーハ処理装置では、機械
式および静電式チャックが、処理中にウェーハをペデス
タルに取り付けるために使用されている。ペデスタルは
電極（静電式チャックに適用する場合）と吸収熱器の両
者を形成してもよい。これらのチャックは、エッチン
グ、化学蒸着（ＣＶＤ）および物理蒸着（ＰＶＤ）への
適用において使用が見い出されている。
【０００３】機械式チャックでは通常、ワークピースの
周辺部に配置されたクランプリングまたはキャリパスに
物理的な保持力を加えることによって、ワークピースを
チャックに固定する。ワークピースは、物理的な力が反
転してクランプリングまたはキャリパスが後退するまで
所定の位置に保持される。静電式チャックでは、ワーク
ピースとチャックの間に静電引力を発生させることによ
って、この仕事を行なう。ワークピースと電極内にそれ
ぞれ相対する極性の電荷を誘起させるために、電圧をチ
ャック内の１つ以上の電極に印加する。相対する電荷に
よってワークピースがチャックに引き寄せられてワーク
ピースが保持される。より詳細には、「単極」静電式チ
ャックでは、何らかの内部チャンバ接地基準に対する電
圧が導電性ペデスタルに印加される。静電力が、取り付
けられるウェーハと静電式チャックとの間で確立され
る。電圧が印加されると、ウェーハは、導電接触によっ
て電圧源と同一の接地基準に静電結合(referred back)
される。代替に、ウェーハに近接して発生したプラズマ
が、ウェーハをアースに静電結合させることもできる。
但し、取り付けられるウェーハと基準電極の両者におい
て形成するプラズマシース(plasma sheaths)を跨いで若
干の電圧低下が起こる。
【０００４】ウェーハを処理するために使用される材料
とプロセスは、極めて温度感受性が高い。万一、これら
の材料が、処理中にウェーハからの熱伝達が乏しいこと
によって過剰な温度変動に曝されると、ウェーハ処理シ
ステムの性能が害なわれてウェーハの損傷を招くかもし
れない。ウェーハとチャックの間で熱を最適に伝達させ
るには、最大量のウェーハ表面をチャックの支持面に物
理的に接触させる意図で、非常に大きな静電力や物理力
が用いられる。しかしながら、ウェーハとチャックの両
者の表面粗さによって、チャックとウェーハの間に小さ
な隙間空間(interstitial spaces) が残り、それが最適
な熱伝達を妨げる。
【０００５】処理中のウェーハの更なる冷却を達成する
ために、ヘリウム等の不活性ガスが、ウェーハと支持面
の間に形成された隙間空間に圧送される。このガスは、
それによって置換される真空よりも優れた熱伝達特性を
有する、ウェーハからチャックへの伝熱媒体として働
く。チャックは一般に、伝熱ガスが周辺の低圧雰囲気
（すなわち反応チャンバ）内に逃げ込まないように設計
される。具体的には、静電式チャックの支持面は、ウェ
ーハの直径に略等しい直径を有する円周方向に盛上った
リムと、下部のペデスタルの支持面を覆う柔軟性循環路
(flex circuit)とを有する。柔軟性循環路は一般に、フ
レキシブルな誘電材料に包まれた導電材料である。導電
材料は、パターン加工されて（単数または複数の）静電
電極を形成している。誘電材料は、導電材料を他の導電
部品から絶縁するとともにガスケットとしても役立って
いる。ウェーハが取り付けられると、気密シールがウェ
ーハとリムの間に作られる。かくして、リムにおけるウ
ェーハの下部からの伝熱ガスの漏れが最小になる。機械
式チャックのクランプリングは、漏れを除去するため
に、そのペデスタルの支持面の端部のリップシールに対
して押し下げる。リップシールは、静電式チャックに使
用される誘電「ガスケット」よりも小さいが、原理は同
様である。冷却プロセスを更に高めるために、チャック
は通常、ペデスタル内のコンジットを介して水冷され
る。この冷却技術は裏側ガス冷却(backside gas coolin
g)として知られている。
【０００６】従来技術では、隙間空間への伝熱ガスの分
散は浸透的である。あるガス圧力に達すると、ポンプ作
用は止まり、ウェーハの下にガスが停滞する。中には相
互連結されない隙間空間も存在するだろうから、伝熱ガ
スを全く受け取らない空間もある。この状態は、処理中
のウェーハを横切る不均一な温度プロフィルをもたら
し、ウエーハを損傷をさせる可能性がある。ウェーハか
らの効果的で均一な熱伝導は、製造プロセスの重要な局
面である。従って、支持面と接するか、または伝熱ガス
に曝されるウェーハ面積を最大にすることは、最大熱伝
達率に寄与するに違いない。かくして、裏側ガス冷却技
術はこの前提に基づいて開発された。
【０００７】しかしながら、既存技術は、物理的制約に
よって、ウェーハ下のすべての隙間空間内に伝熱ガスを
均等に分散するための必要な条件を提供していない。既
存のペデスタルの表面構造は、それらがほぼ平らな支持
面を有すること、およびウェーハがほぼ平らな底面を有
することによって、熱伝達プロセスの有効性を制限して
いる。理想的には、これらの平らな表面に欠陥(defect)
や偏りがなく、ウェーハの全底面が支持面に接触してウ
ェーハからペデスタルへの最大の熱伝達を許容する。し
かし、一般的な表面構造の異常によって、必ずしもすべ
てのウェーハがこの支持面と接触しているわけではな
い、という状態が作り出されている。
【０００８】静電式チャックは、ウェーハの全底面にわ
たってより均一な伝熱ガス層を提供することによって、
この問題を解決しようとするものである。柔軟性循環路
は、ウェーハの全底面にわたって伝熱ガスを分散させる
ために、ラジアルアーム、支持面の大部分を占める平
板、または一連の同心リング等の様々な構造に形成され
て得るであろう。更に、柔軟性循環路は溝やチャネルを
有しているので、伝熱ガスは多少均一に柔軟性循環路を
通過、横断して流れることができる。それにもかかわら
ず、依然としてガスを含まない前記の隙間空間が形成さ
れ、ガスの分散が害われるかもしれない。機械式チャッ
クは、クランプ部品の早期破壊や、周辺部リップシール
における伝熱ガス圧力の損失に寄与するクランプリング
またはキャリパスの不均一な圧縮の欠点を有する可能性
がある。
【０００９】若干のガス漏れはどのタイプのチャックで
も予想されるので、充分なガス密度を確保するために、
最小ガス圧力が常時ウェーハの下に維持されている。ガ
スが予想より早い速度で逃げた場合、装置の熱伝達特性
は再び不安定化して、信頼性のないものになる。更に、
両タイプのチャックに固定されるウェーハは、ウェーハ
の下側に生成する伝熱ガス圧力によって中心部の曲がり
を生じる傾向がある。機械式チャックでは、この曲がり
の作用が、ウェーハをシール部分から持ち上げるか可能
性がある。この状態は不均一な伝熱ガス状態の原因とな
り、ウェーハ下側に亘る不十分な温度制御をもたらす。
その結果、処理中に、温度の不均一性が不均一な処理と
ウェーハの損傷をもたらすかもしれない。
【００１０】従って、製造コストに対する大幅な増加な
しに、熱伝達率を最大にするとともにウェーハを横切る
温度の制御と均一性を改善する、半導体ウェーハ処理用
チャックの改良された表面構造のための技術が必要であ
る。
【００１１】
【発明の概要】従来技術に伴うこれまでの欠点は、ウェ
ーハ支持面にウェーハを取り付けるために機械式または
静電式のどちらの方式を用いる装置によっても克服され
る。支持面の発明に係る表面構造は、伝熱ガスポートを
ワークピース支持面の周辺部に配置するとともに、周辺
部からのガスを中央ドレインに導くために、フローベー
ンをその周辺部の半径方向内方に配置することによって
作成される。ガスは次に、ドレインから支持面下のチャ
ネルを介して圧力バルブに導かれる。圧力バルブには膜
が備えられている。膜は多孔質で、所定の圧力がウェー
ハの下に存在する場合のみガスが膜を通って流れるよう
な厚さを有する。明確な流れ特性を達成するために、膜
はセラミックであることが望ましい。新しく配置される
ポート、ベーン、ドレインおよび圧力バルブは静的伝熱
ガス伝導に伴う問題を除去する。
【００１２】本発明の第１実施態様では、機械式チャッ
クの支持面の周辺部のまわりに８つのポートが配置され
ている。支持面は、支持面の周辺部から中央ドレインま
で半径方向に延在する第１のセットのベーンによって８
つの区域に分割されている。半径方向内方に延びている
が中心部には達しない、各伝熱ガスポートの前に配置さ
れた第２のセットのベーンは、ガスが中央ドレインまで
進んで支持面下のチャネルを圧力バルブまで下降する際
に、ガスの流れを各区域を介して均等に分割している。
【００１３】本発明の第２実施態様では、静電式チャッ
クの支持面の周辺部のまわりに１２のポートが配置され
ている。支持面は、支持面の半径の約１／６と１／４と
の間で交互に変化する長さを有する、支持面の周辺部か
ら延びる第１のセットのベーンによって１２の区域に分
割されている。第２のセットのベーンは、第１のセット
のベーンから半径方向内方に配置された複数のＵ字形フ
ローブレーキと中央ドレインとの間で、ガスが支持面下
のチャネルと圧力バルブに入ってしまう前に、ガスの流
れを均等に分割している。
【００１４】本発明は、ウェーハを機械式また静電式チ
ャックに効率的に取り付けられ、改良された熱伝達特性
を提供できる装置に対する長年のニーズを満たす。詳細
には、支持面は、中央ドレイン、支持面下のチャネルお
よび圧力バルブに関連して、従来可能であったものより
も、より制御された且つ均一な形で伝熱ガスをウェーハ
の裏側に有利に分散する。ガスの流量が低いために、伝
導に加えて対流によるウェーハの小規模な冷却も提供さ
れるので、最終製品の品質がより良好になり、歩留りが
改善される。
【００１５】本発明の教義は、添付の図面に関連して下
記の詳細説明を考慮することによって、容易に理解でき
る。
【００１６】
【発明の実施形態の詳細な説明】図１は、半導体ウェー
ハ等の処理されるワークピースを高密度プラズマ反応チ
ャンバ（図示せず）内のペデスタル１０２上に支持して
物理的に保持するようになっている機械式クランプチャ
ック１００の上面図を示している。図２は、図１の２−
２線に沿った静電式チャックの断面図で、半導体ウェー
ハ１１１が所定の位置に取り付けられた状態を示す。本
発明を良く理解するために、読者は図１と図２の両方を
同時に参照すべきである。
【００１７】プラズマ反応チャンバと、ウェーハ処理時
のその動作を詳細に理解するために、読者は１９８９年
６月２７日に付与された、米国特許第4,842,683号明細
書（本明細書に援用されている）に含まれる図面および
詳細説明を参照しなければならない。その開示は、カリ
フォルニア州サンタクララのアプライド マテリアルズ
インコーポレイテッド（Applied Materials, Inc.）に
よって製造されたバイアス式高密度プラズマ反応チャン
バを開示している。
【００１８】機械式クランプチャック１００はペデスタ
ル１０２上に滑らかな支持面１０４を備えている。支持
面１０４の直径は、それが支持するウェーハ１１１の直
径よりわずかに小さい。支持面１０４の端部にはリップ
シール１１２が設けられており、支持面１０４とウェー
ハ１１１の底面端部とによって画成される空間１０８の
間隙内の伝熱ガスがシールされている。処理中のウェー
ハ１１１を保持するためのクランプリング１１０が支持
面１０４のわずか上方に配置されている。クランプリン
グ１１０の直径はウェーハ１１１の直径にほぼ等しい。
クランプリング１１０は、係合される時に、ウェーハの
円周のまわりを、それがリップシール１１２に接触する
まで均等に下方に押し下げる。
【００１９】ペデスタル１０２は、プリナム１１８を介
して支持面１０４に伝熱ガス（ヘリウムが望ましい）を
導入するためのコンジット１１６を備えている。プリナ
ム１１８は、支持面１０４の周辺部に近接して均等かつ
同心的に配置された８つの伝熱ガスポート１２０にガス
を供給する。ガスは、シールされた周辺部から間隙１０
８に侵入するので、周辺部から中心部まで支持面１０４
を横切って強制的に流される。ガスの流れの方向づけを
促進するために、２セットのベーンが支持面１０４上に
備えられている。第１のセットのベーン１２２は、支持
面１０４の周辺部から中心部まで半径方向に延びてお
り、支持面１０４の全面積を８つの均等区域に分割して
いる。周辺部の各ベーンの間に、１つの伝熱ガスポート
１２０が配置されており、関連区域にガスを供給する。
第２のセット１２３からの１つのベーンは、８つの伝熱
ガスポート１２０の各々の前に配置され、中心部の方向
に向って（但し、完全には到達しない）半径方向内方に
延びている。各セットのすべてのベーンは、幅（０．５
ｍｍ）および高さが均一で、ウェーハを支持面１０４の
上０．０５ｍｍに支持する。この構造では、各ポートか
ら流入するガスは、各区域に亘って均等に分割される。
ガスは、ウェーハ１１１の下側を横切って移動して隙間
空間を満たすとともに熱も伝達する。ガスは支持面１０
４の中心部に達すると、ドレイン１２４に流れ落ち、ド
レインが、加熱されたガスをウェーハ１１１から支持面
１０４の下のチャネル１２５を介して反応チャンバに導
く。
【００２０】適切なガス圧力を保つために、ドレイン１
２４から反応チャンバへのチャネル１２５の端部に、圧
力バルブ１２６が設けられている。通常、圧力バルブは
金属製であって、予想されるヘリウム漏洩率（例えば２
ｓｃｃｍ）に相当する圧力を維持することができる。図
３は圧力バルブ１２６の詳細図を示す。圧力バルブ１２
６は、チャネル１２５の端部の二段内径部１３４に適合
する大きさに製造されたケーシング１３２を有してい
る。ケーシング１３２の狭端部１３６には、望ましくな
いガス洩れまたは吹抜けを防止するために、Ｏリングシ
ール１３０がはめ込まれている。圧力バルブ１２６は、
二段内径部１３４に釣り合った、ケーシング１３２の広
端部１４０から狭端部１３６のすぐ前まで延びている二
段開口部１３８を有している。狭端部１３６には、エポ
キシベースの接着剤によって二段開口部１３６の狭端部
に接着された膜１２８がはめられている。膜は多孔質の
セラミックで、１０ｍｍ×１０ｍｍの寸法が望ましい。
膜１２８の多孔性によって、ガスは膜と二段開口部１３
８を通ってチャンバに抜けることができる。従って、膜
１２８は間隙１０８内に適切なガス圧力を保って熱伝達
のための均一なガス層を維持し、しかも膜を通って反応
チャンバへガスが「洩れ」ることができるようにする。
このようにして、ウェーハからの、制御および制限され
たガスの流れが実現される。通常の流量は約２ｓｃｃｍ
である。従って、ウェーハはわずかに対流によって冷却
されるが、大部分は伝導によって冷却される。しかしな
がら、このようなガスの流れによって、ガスが、確実に
ウェーハの下側のほぼ全体に到達して接触することが確
保される。
【００２１】伝熱ガスの流れは、上述の条件に対して許
容可能で論理的な他の手段によっても調整できる。例え
ば、従来型のバルブは、ウェーハ処理中に手動で作動さ
せても良いし、伝熱ガス圧力を監視するフィードバック
システムによって自動的に作動させてもよい。更に、支
持面の下に一定直径のコンジットのネットワークを設計
して、予定の流量と圧力を維持することもできる。当業
者によって、本装置に使用するために他のそのような制
御装置が適合されることもあるであろう。
【００２２】図４および図５は本発明の第２実施形態で
ある静電式チャックの支持面を示す。詳細には、チャッ
ク２００は表面２０３を有するペデスタル２０２を含
み、その表面上に柔軟性循環路２０４が接着されてい
る。柔軟性循環路２０４は、上部と下部の誘電体層（図
示せず）に包まれたパターン加工の導体層を含んでい
る。柔軟性循環路２０４は、接着層（図示せず）によっ
てペデスタル表面２０３に取り付けられて、ウェーハ用
の支持面２０６を作り出している。導体層は静電式チャ
ックの１つの電極である。第１実施形態と同様、ウェー
ハ２１１が支持面２０６の上に置かれると、間隙空間２
０８がウェーハの下と支持面２０６の上に作られる。電
力が導体層に加えられると、その電力は、ウェーハ２１
１を支持面２０６の方向に引き寄せる静電力を発生させ
る。この静電力はクランプ力としても知られている。柔
軟性循環路２０４の誘電材料は半ば柔軟性があるので、
比較的しっかりしたシールが作られ、そこでウェーハが
支持面２０６と接触する。かくして、間隙空間２０８
は、ウェーハ２１１が静電的に取り付けられると、チャ
ンバの真空からシールされる。
【００２３】第１実施形態の支持面上のベーンと同様、
柔軟性循環路２０４には半径方向に延びる２セットのベ
ーンが形成される。第１のセット２０７は、柔軟性循環
路２０４の端部を起点として半径方向内方に延び、支持
面２０６を１２の均等な面積区域に分割する。しかしな
がら、ベーンの長さは、周辺部から中心部までの距離の
約１／６と約１／４との間で区域毎に交互に変化してい
る。周辺部の各ベーンの間に伝熱ガスポート２２０が配
置されている。ガスは、機械式クランプチャックのもの
と同様のプリナム２１８とコンジット２１６とを介して
１２箇所のポートから排出され、中央ドレイン２２４の
方向に移動を開始する。第２のセットのベーン２０９
は、ガスの流れを中央ドレイン２２４とＵ形フローブレ
ーキ２１０の間で均等に分割する。フローブレーキ２１
０は、ガスが中央ドレイン２２４に進む前に、間隙２０
８の全体にわたってガスをより完全に再分配するのに役
立つ。第１実施形態の場合と同様、ガスはドレイン２２
４に到達すると、表面下のチャネル２２５を通って圧力
バルブ２２６に進み、最終的には反応チャンバに通気さ
れる。静電式チャック用の圧力バルブ２２６の各要素と
設計は、機械式チャックのものと同一である。
【００２４】多数の伝熱ポートの均等な分散、方向ベー
ン、ドレインおよび圧力バルブによって、ウェーハと支
持面（１０４または２０６）との間の隙間の空間は、よ
り完全に到達される。かくして、伝熱ガスのみに露出さ
れるウェーハの表面積は、大幅に増大され、加熱後、ガ
スはウェーハから離れて流出することができる。これ
は、従来技術による経験に比べて、より大きなチャック
の冷却能力と、より均一な処理時のウェーハ温度とに寄
与する。
【００２５】望ましい伝熱ガスの流れパターンを達成す
るために、組み合わせて使用される様々なパラメータが
存在するので、これらのパラメータのいずれか、または
すべてを変更しても、同一の効果が得られるだろう。例
えば、ガスの流れ方向の逆転（中央部から周辺部へ）が
同様の結果を達成するだろうことは、容易に理解でき
る。バルブや膜を様々な場所（すなわち各周辺ポート）
に配置して、各区域の圧力を調整することができる。ベ
ーンの位置とサイズを変更して、流れを異なる流量（圧
力）で最適化することができる。更に、膜の厚さ、プリ
ナムとドレインの寸法をすべて変更して、新しい流れパ
ターンを作り出すことができる。
【００２６】本発明の教義を組み込んだ様々な実施形態
を本明細書に詳細に図示、記載したが、当業者は、これ
らの教義をなお組み込んだ他の様々な実施形態を容易に
発明できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】改良された伝熱ガス分散のための発明的に係る
表面構造の第１実施形態を提供する機械式クランプチャ
ックの上面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った機械式チャックの断面
図である。
【図３】図２視でペデスタルの左側にある圧力バルブの
拡大図である。
【図４】発明に係る表面構造の第２実施形態を提供する
静電式チャックの上面図である。
【図５】図４の５−５線に沿った静電式チャックの断面
図である。理解を容易にする目的で、図面に共通な同一
要素を示すために、可能な場合は同一参照符号を使用し
た。

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワークピースを支持するための装置であ
    って、 周辺部および半径を有するワークピース支持面を備えた
    チャックと、 前記支持面に配置された少なくとも１つの伝熱ガス供給
    ポートと、 前記支持面に配置された伝熱ガスドレインと、 支持面下のチャネルを介して前記ドレインに取り付けら
    れた圧力バルブとを具備しており、 前記圧力バルブが、前記ワークピースと前記チャックの
    前記支持面との間の間隙中の伝熱ガスの流れを制御およ
    び制限するためのセラミック膜を含んでいる、ワークピ
    ースを支持するための装置。
  2. 【請求項２】 前記伝熱ガスドレインの位置が、前記支
    持面の中心部である請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記伝熱ガス供給ポートの位置が、前記
    支持面の前記周辺部に近接している請求項１の装置。
  4. 【請求項４】 前記周辺部からの前記支持面を横切る伝
    熱ガスの流れを方向づけるための手段を更に備えた請求
    項１の装置。
  5. 【請求項５】 前記チャックが、前記ワークピースを前
    記支持面に取り付けるための手段を更に備えた請求項４
    の装置。
  6. 【請求項６】 前記取り付けるための手段が、機械式ク
    ランプである請求項５の装置。
  7. 【請求項７】 ８つの伝熱ガスポートを有する請求項６
    の装置。
  8. 【請求項８】 前記伝熱ガスの流れを方向づけるための
    手段が、前記支持面の全面積を均等サイズの８つの区域
    に分割して、前記支持面の前記周辺部から前記ドレイン
    まで半径方向に延びている第１のセットのベーンと、前
    記８つの伝熱ガスポートの各々の前に配置された、半径
    方向内方に延びている第２のセットのベーンとを更に備
    えた請求項６の装置。
  9. 【請求項９】 前記取り付けるための手段は静電式クラ
    ンプである、請求項５の装置。
  10. 【請求項１０】 １２の伝熱ガスポートを有する請求項
    ９の装置。
  11. 【請求項１１】 前記伝熱ガスの流れを方向づけるため
    の手段が、前記支持面の半径の約１／６と１／４との間
    で交互に変化する長さで前記支持面の前記周辺部から延
    びている第１のセットのベーンと、前記第１のセットの
    ベーンから半径方向内方に配置された複数のＵ字形フロ
    ーブレーキと前記ドレインの間で均等にガスの流れを分
    割する第２のセットのベーンとを更に備えた請求項９の
    装置。
  12. 【請求項１２】 前記複数のＵ字形フローブレーキが６
    つである請求項１１の装置。
  13. 【請求項１３】 前記圧力バルブが、 広端部と狭端部とを有するケーシングと、 前記ケーシングを通って前記広端部から前記狭端部まで
    軸方向に延びている二段開口部とを更に備え、 前記セラミック膜が前記ケーシングの前記狭端部の前記
    二段開口部に接着されている請求項１の装置。
  14. 【請求項１４】 ワークピースを支持するための装置で
    あって、 周辺部および半径を有するワークピース支持面を備えた
    チャックと前記支持面に配置された少なくとも１つの伝
    熱ガス供給ポートと、 前記支持面に配置された伝熱ガスドレインと、 支持面下のチャネルを介して前記ドレインに取り付けら
    れた圧力バルブと、 複数のベーンと、を具備し、 前記伝熱ガス供給ポート、ドレイン、圧力バルブおよび
    複数のベーンが、前記ワークピースと前記チャックの前
    記支持面との間の間隙内に伝熱ガスの制御および制限さ
    れた流れを発生させるワークピースを支持するための装
    置。
  15. 【請求項１５】 前記複数のベーンは、 前記支持面の前記周辺部から半径方向内方に延びている
    第１のセットのベーンと、 前記伝熱ガスポートの各々に近接して配置された半径方
    向内方に延びている第２のセットのベーンとを更に備え
    る、請求項１４の装置。
  16. 【請求項１６】 前記伝熱ガスドレインの位置が、前記
    支持面の中心部である請求項１５の装置。
  17. 【請求項１７】 前記伝熱ガス供給ポートの位置が、前
    記支持面の前記周辺部に近接している請求項１５の装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記チャックが、前記ワークピースを
    前記支持面に取り付けるための手段を更に備えた請求項
    １５の装置。
  19. 【請求項１９】 取り付けるための前記手段が、機械式
    クランプである請求項１８の装置。
  20. 【請求項２０】 ８つの伝熱ガスポートを有する請求項
    １９の装置。
  21. 【請求項２１】 前記第１のセットのベーンが前記支持
    面の全面積を均等サイズの８つの区域に分割し、前記第
    ２のセットのベーンが前記８つの伝熱ガスポートの各々
    の前に配置された請求項１９の装置。
  22. 【請求項２２】 取り付けるための前記手段が静電式ク
    ランプである請求項１８の装置。
  23. 【請求項２３】 １２の伝熱ガスポートを有する請求２
    ２の装置。
  24. 【請求項２４】 前記第１のセットのベーンは、長さが
    前記支持面の半径の約１／６と１／４との間で交互に変
    化し、前記第２のセットのベーンは、前記第１のセット
    のベーンから半径方向内方に配置された複数のＵ字形フ
    ローブレーキと前記ドレインの間で均等にガスの流れを
    分割する請求項２２の装置。
  25. 【請求項２５】 前記複数のＵ字形フローブレーキが６
    つである請求項２４の装置。
  26. 【請求項２６】 ワークピースを保持するための装置で
    あって、 周辺部および中心部を有するワークピース支持面を備え
    たチャックと、 前記支持面の前記周辺部に近接して配置された複数の伝
    熱ガスポートと、 前記支持面の中心部に近接して配置されたドレインと、 支持面下のチャネルを介して前記ドレインに取り付けら
    れた圧力バルブであって、広端部および狭端部を有する
    ケーシング、前記広端部から前記狭端部まで前記ケーシ
    ングを通って軸方向に延在する二段開口部ならびに前記
    ケーシングの前記狭端部において前記二段開口部に接着
    された多孔質セラミック膜を有する圧力バルブと、 前記支持面の前記周辺部から半径方向内方に延在する第
    １のセットのベーンと、 前記伝熱ガスポートの各々に近接して配置された半径方
    向内方に延びる第２のセットのべーンと、を具備するワ
    ークピースを保持するための装置。
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