CN110556316B - 基板支撑基座 - Google Patents

基板支撑基座 Download PDF

Info

Publication number
CN110556316B
CN110556316B CN201910484041.5A CN201910484041A CN110556316B CN 110556316 B CN110556316 B CN 110556316B CN 201910484041 A CN201910484041 A CN 201910484041A CN 110556316 B CN110556316 B CN 110556316B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chuck body
porous plug
substrate support
electrostatic chuck
cooling base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910484041.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110556316A (zh
Inventor
S·J·拉罗萨
S·普劳蒂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN110556316A publication Critical patent/CN110556316A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110556316B publication Critical patent/CN110556316B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/002—Cooling arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本文讨论的系统和方法与在处理腔室中使用以制造半导体、电子器件、光学器件和其它器件的基板支撑基座相关联。所述基板支撑基座包括静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部。气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间，并且多孔塞定位在所述气流通道中。所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，并且具有与所述结合层中的所述孔的内边缘物理屏蔽的扫掠容积，以保护所述结合层免受侵蚀。

Description

基板支撑基座
技术领域
本发明的实施方式总体上涉及一种用于基板工艺腔室中的具有受保护的结合层的基板支撑基座。
背景技术
基板支撑基座广泛地用于在处理期间支撑半导体处理系统内的基板。特定类型的基板支撑基座包括安装在冷却基部上的陶瓷静电吸盘。静电吸盘一般在处理期间将基板保持在静止位置。静电吸盘在陶瓷主体内含有一个或多个嵌入式电极。当在电极与设置在陶瓷主体上的基板之间施加电位时，就会产生静电引力，静电引力将基板保持抵靠陶瓷主体的支撑表面。所产生的力可以是由于基板与电极之间的电位差而引起的电容效应，或者在由具有相对低的电阻率的半导体材料组成的陶瓷主体(这允许在陶瓷主体内向接近基板的表面的电荷迁移)的情况下所产生的力可以是约翰森-拉别克(Johnsen-Rahbeck)效应。利用电容引力和Johnsen-Rahbeck引力的静电吸盘可从数个来源商购得到。
为了在处理期间控制基板温度，在陶瓷主体的支撑表面与基板之间提供背部气体。一般，背部气体填充陶瓷主体与基板之间的缝隙区域，由此提供增强基板与基板支撑件之间的传热速率的传热介质。
将静电吸盘固定到冷却基部的结合层易于被穿过结合层的工艺气体侵蚀。另外，发明人已经发现，如果背部气体被点燃成等离子体、被激励或以其它方式促进在穿过基板支撑基座的背部气体通道的暴露于结合层的部分中的电弧放电，那么结合层可能受到进一步侵蚀。结合层的侵蚀出于至少两个原因是有问题的。首先，从结合层侵蚀的材料是一种工艺污染物，它会产生缺陷并减少产品良率。其次，随着背部气体通过的结合层中的孔的大小增大，静电吸盘与冷却基部之间的局部传热速率随结合材料被替换为间隙而改变，由此产生不期望的温度不均匀性和工艺漂移。
因此，需要一种改进的基板支撑基座。
发明内容
本文公开具有结合层以防止直接地暴露于穿过所述结合层的气流路径的基板支撑基座。由于所述结合层与经由所述气流路径输送通过所述基板支撑基座的直接气流(工艺气体或背部气体)屏蔽，因此所述结合层更不易受侵蚀，这保持了静电吸盘组件的完整性。
在一个实施方式中，一种基板支撑基座包括：静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部；多孔塞；以及气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间。所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，所述气流通道具有与所述结合层中的所述孔的内边缘物理地屏蔽的扫掠容积。
在另一个实施方式中，一种基板支撑基座包括：静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部，所述结合层具有限定所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙的厚度，其中空腔形成在所述静电吸盘主体的底表面中。所述基板支撑基座进一步包括：多孔塞；套筒，所述套筒围绕所述多孔塞设置；以及气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间。所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，并且具有通过所述套筒中的至少一个套筒与所述结合层中的所述孔的内边缘物理地屏蔽的扫掠容积。所述基板支撑基座进一步包括从所述静电吸盘主体和所述冷却基部中的一个延伸的环以及环，其中所述多孔塞由具有顶部直径的顶部部分和具有底部直径的底部部分限定。所述多孔塞的所述顶部部分延伸到吸盘空腔中，并且所述底部部分延伸到形成在所述冷却基部的顶部中的基部空腔中，并且所述多孔塞的所述顶部直径大于所述底部直径。
在另一个实施方式中，一种基板支撑基座包括：静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部，所述结合层具有限定所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙的厚度。所述静电吸盘主体包括形成在所述静电吸盘主体的底表面中的第一吸盘空腔和穿过所述第一吸盘空腔形成的第二吸盘空腔。所述基板支撑基座进一步包括多孔塞，其中所述多孔塞具有等于或小于所述第二吸盘空腔的高度的塞高度，并且所述多孔塞不延伸到所述第一吸盘空腔中。所述基板支撑基座可以进一步包括：套筒，所述套筒围绕所述多孔塞设置，其中所述套筒不延伸到所述冷却基部中；以及气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间。所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞。所述气流通道具有通过所述套筒、从所述静电吸盘主体和所述冷却基部中的一个延伸的环或环中的至少一个与所述结合层中的所述孔的所述内边缘物理地屏蔽的扫掠容积。
附图简述
为了达成和能够详细地理解本发明的上述特征的方式，上面简要地概述的本发明的更特定的描述可以参考本发明的实施方式进行，实施方式示出在附图中。然而，应当注意，附图仅示出了本发明的实施方式，并且因此不应当被视为限制本发明的范围，因为本发明可以允许其它等效实施方式。
图1描绘了工艺腔室的示意图，所述工艺腔室中设置有基板支撑基座的一个实施方式。
图2描绘了图1的基板支撑基座的局部剖视图，示出了吸盘和气流路径的一种配置。
图3是根据本公开的某些实施方式的基板支撑基座和气流路径的局部截面图。
图4是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座和气流路径的局部截面图。
图5是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座和气流路径的局部截面图。
图6是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座和气流路径的局部截面图。
图7是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座和气流路径的截面图。
图8是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座和气流路径的截面图。
图9是根据本公开的某些实施方式的又一个基板支撑基座和气流路径的截面图。
为了便于理解，已经尽可能地使用相同的元件符号指定各图共有的相同元件。
具体实施方式
本文讨论的系统和方法采用基板支撑基座设计，所述基板支撑基座设计具有经由结合层结合在一起的冷却基部和静电吸盘。冷却基部和吸盘的耦接与定位在冷却基部与吸盘之间的多孔塞相结合保护形成气体通道，所述气体通道可以被称为延伸穿过结合层的气流路径。本文讨论的用于基板支撑基座设计的实施方式使结合层与气流路径屏蔽，由此防止结合层的劣化，所述结合层的劣化可能引起不期望的温度分布。
图1描绘了工艺腔室100的示意图，工艺腔室100包括可以是线圈天线的天线。在一个示例中，工艺腔室100至少包括第一天线节段112A和第二天线节段112B，第一天线节段112A和第二天线节段112B这两者都定位在介电顶板120的外部。第一天线节段112A和第二天线节段112B各自耦接到一般能够产生RF信号的第一射频(RF)源118。第一RF源118通过匹配网络119耦接到第一天线节段112A和第二天线节段112B。工艺腔室100还包括基板支撑基座116，基板支撑基座116耦接到一般能够产生RF信号的第二RF源122。第二RF源122通过匹配网络124耦接到基板支撑基座116。工艺腔室100还含有腔室壁130，腔室壁130是导电的且电连接到电接地134。包括中央处理单元(CPU)144、存储器142和用于CPU 144的支持电路146的控制器140耦接到工艺腔室100的各个部件，以便于控制蚀刻工艺。
在操作中，半导体基板114放置在基板支撑基座116上，并且气体组分通过入口端口126从气体面板138供应到工艺腔室100，以在处理空间150中形成气体混合物。通过分别将来自第一RF源118和第二RF源122的RF功率施加到第一天线节段112A和第二天线节段112B并进一步施加到基板支撑基座116，处理空间150中的气体混合物在工艺腔室100中被点燃成等离子体。工艺腔室100的内部内的压力是使用位于工艺腔室100与真空泵136之间的节流阀127来控制。在腔室壁130的表面处的温度是使用容纳液体的导管(未示出)来控制，容纳液体的导管位于工艺腔室100的腔室壁130中。化学反应离子从等离子体中释放并撞击基板；由此从基板的表面去除暴露的材料。
基板支撑基座116包括定位在冷却基部104上的静电吸盘102，所述冷却基部在各种实施方式中可以被称为冷却基部104。半导体基板114的温度是通过稳定静电吸盘102的温度并使氦或其它气体从气源148流到限定在半导体基板114与静电吸盘102的支撑表面106之间的气室来控制。氦气用于促进半导体基板114与基板支撑基座116之间的传热。在蚀刻工艺期间，半导体基板114被等离子体逐渐地加热到稳态温度。使用对顶板120和基板支撑基座116两者的热控制，半导体基板114在处理期间维持在预定温度处。
图2描绘了基板支撑基座116的第一实施方式的竖直横截面视图。基板支撑基座116一般由耦接到冷却基部104的基部202支撑在工艺腔室100的底部上方，冷却基部104通过结合层204、即吸盘-基部结合层附接到静电吸盘。基板支撑基座116紧固到基部202，使得基板支撑基座116可以从基部202移除、进行翻新并重新紧固到基部202。基部202密封到冷却基部104以将各种导管和定位在导管中的电引线与工艺腔室100内的工艺环境隔离。
冷却基部104一般由金属材料制成，诸如不锈钢、铝、铝合金以及其它合适的材料。冷却基部104包括定位在冷却基部104中的一个或多个通道212，一个或多个通道212使传热流体循环以维持对基板支撑基座116的热控制。如上所述，冷却基部104通过结合层204粘附到静电吸盘102。结合层204包括一种或多种材料，诸如丙烯酸粘合剂或硅基粘合剂、环氧树脂、氯丁橡胶、光学透明粘合剂(诸如透明丙烯酸粘合剂)、或其它合适的粘合剂。
静电吸盘102一般是圆形形式的，但是替代地也可以采用其它几何形状的形式以适应非圆形的基板，例如方形或矩形基板，诸如平板。静电吸盘102一般包括嵌入吸盘主体206内的一个或多个电极208。电极208由导电材料(诸如铜、石墨、钨、钼等)形成。电极结构的各种实施方式包括但不限于一对共面D形电极、共面叉指电极、多个同轴环形电极、单个圆形电极或其它结构。电极208通过定位在基板支撑基座116中的馈通件252耦接到第二RF源122。
吸盘主体206由陶瓷制成。在一个实施方式中，吸盘主体206由低电阻率陶瓷材料(即，具有的电阻率在约1×E9至约1×E11欧姆-厘米之间的材料)制成。低电阻率材料的示例包括掺杂的陶瓷，诸如掺杂有氧化钛或氧化铬的氧化铝、掺杂的氧化铝、掺杂的氮化硼等。也可以使用具有相当的电阻率的其它材料，例如氮化铝。这种具有相对低的电阻率的陶瓷材料一般在向电极208施加功率时促进基板与静电吸盘102之间的Johnsen-Rahbek引力。或者，也可以使用包括具有的电阻率等于或大于1×E11欧姆-厘米的陶瓷材料的吸盘主体206。
在图2中所示的实施方式中，吸盘主体206的支撑表面106包括形成在支撑表面106上的密封环240的内部的多个台面216。在一个示例中，密封环240由构成吸盘主体206的相同材料形成。在另一个示例中，密封环240可以替代地由其它介电材料形成。台面216一般由一层或多层电绝缘材料形成，所述电绝缘材料具有的介电常数在约5至约10的范围内。这样的绝缘材料的示例包括但不限于氮化硅、二氧化硅、氧化铝、五氧化二钽、聚酰亚胺等。或者，台面216可以由与吸盘主体相同的材料形成，然后涂覆高电阻率介电膜。
在利用Johnson-Rahbeck效应的静电吸盘102的实施方式中，吸盘主体206可以至少部分地由陶瓷材料形成。由于陶瓷材料的相对低的电阻率，吸盘主体206是部分地导电的，由此允许电荷从电极208迁移到吸盘主体206的支撑表面106。类似地，电荷迁移通过半导体基板114并累积在半导体基板114上。形成和/或涂覆台面216的绝缘材料防止电流从中流过。由于台面216中的每个具有比吸盘主体20显著更高的电阻率(即，更低的介电常数)，因此迁移电荷在静电吸盘102的支撑表面106上的台面216中的每个附近累积。尽管电荷也迁移到支撑表面106的在台面216之间的部分，但台面216的介电常数基本上大于半导体基板114的背部与吸盘主体的表面之间的背部气体的介电常数。介电常数的这种差异造成在每个台面216处的电场显著大于在台面的旁边的位置处的电场。因此，夹紧力在每个台面216处最大，并且本发明使得能够通过放置台面来严格地控制夹紧力，以在基板的背部上实现均匀的电荷分布。
为了促进由静电吸盘保持的基板上的均匀温度，由气源148提供的气体(例如，氦、氮或氩)被引入到限定在静电吸盘102的支撑表面106与半导体基板114之间的在密封环240的内部的气室280中，以在这两者之间提供传热介质。背部气体一般通过穿过吸盘主体206和冷却基部104形成的一个或多个气流通道270被施加到气室280。每个气流通道270终止于穿过吸盘主体206的支撑表面238形成的出口210。
气流通道270包括第一部分270A和第二部分270B。气流通道270从吸盘主体206的顶表面(即由出口210指示的顶表面)、从冷却基部104的底表面284延伸。气流通道270的第一部分270A穿过吸盘主体206形成。第一部分270A包括第一吸盘通道248和第二吸盘通道254。第一吸盘通道248终止于出口210的一端处，并且在相对端处与第二吸盘通道254耦接。第二吸盘通道254离开吸盘主体206的底表面222。第二吸盘通道254一般具有大于第一吸盘通道248的截面积的截面积(诸如直径)。
气流通道270的第二部分270B穿过冷却基部104形成。第二部分270B包括第一基部通道256和第二基部通道258。第一基部通道256在一端处耦接到公共端口272。公共端口272提供气流通道270的入口。公共端口272形成在冷却基部104中，并且在相对端处与第二基部通道258耦接。公共端口272耦接到气源148。在一个示例中，所有的气流通道270通过单个公共端口272耦接到气源148。或者，每个气流通道270可以通过单独的公共端口272单独地耦接到气源148。第二基部通道258离开冷却基部104的顶部并与离开吸盘主体206的底表面222的第二吸盘通道254对准。在一个示例中，第二基部通道258与第二吸盘通道254共线，或换句话说，第二基部通道258和第二吸盘通道254共用共同的中心轴线。第二基部通道258一般具有大于第一基部通道256的截面积的截面积(诸如直径)。
多孔塞244一般定位在吸盘主体206与冷却基部104之间的气流通道270中，使得多孔塞244形成气流通道270的一部分。多孔塞244一般由诸如氧化铝或氮化铝之类的陶瓷材料形成。在一个实施方式中，多孔塞244具有的孔隙率为约30％至约80％。多孔塞244可以以各种配置被定位在吸盘主体206中。
气流通道270被配置为屏蔽将吸盘主体206固定到冷却基部104的结合层204。以下至少图3至图9中讨论了包括气流通道270的静电吸盘组件的各种配置。结合层204将吸盘主体206与冷却基部104分离。结合层204中的孔204A具有包围气流通道270的内边缘204B，以在吸盘主体206与冷却基部104之间形成间隙260，气体在通过在公共端口272与出口210之间的气流通道270时流过间隙260。在间隙260内，扫掠容积区域262与多孔塞244和第二基部通道258竖直地限定成一排。扫掠容积区域262内的基本上所有的气体(例如，扫掠容积)流过定位在气流通道270中的多孔塞244并流出出口210。扫掠容积区域262因此包括第一部分270A、第二部分270B、多孔塞244、以及间隙260的竖直地对准在多孔塞244的底部与第二基部通道258之间的部分。
在图2中所示的示例中，多孔塞244从吸盘主体206的底表面222定位在第二基部通道258中。多孔塞244邻接限定在气流通道270的第一部分270A中的阶状物250，在这里，第一吸盘通道248与第二吸盘通道254相汇。多孔塞244可以通过各种技术在吸盘主体206中保持就位。这些技术可以包括压配合、保持环、结合和钉扎等，包括将多孔塞244热压或烧结成具有吸盘主体206的单个主体。
在一些实施方式中，套筒276定位在多孔塞244和吸盘主体206之间的第二吸盘通道254中。套筒276可以使用各种技术(诸如压配合、钉扎和结合等)耦接到多孔塞244和吸盘主体206。在图2中所示的示例中，套筒276与多孔塞244压配合，同时套筒276使用粘合剂层274结合到吸盘主体206。在另一个示例中，套筒276压配合或以其它方式机械地固定到多孔塞244和吸盘主体两者而不使用粘合剂。在其它示例中，粘合剂层274在没有套筒的情况下被使用来将多孔塞244直接地耦接到吸盘主体206。在其它示例中，套筒276与吸盘主体206压配合，同时套筒276使用粘结剂层274结合到多孔塞244以将多孔塞244耦接到吸盘主体206。
一般，多孔塞244通过阻挡通过基板与静电吸盘102的部分之间的背部气体的直流路径来防止在处理和等离子体清洁期间的背部气体的电弧放电和等离子体点燃。直流补片在气流通道270的靠近电极208的第一部分270A中受阻，同时使可用于与背部气流路径相邻的电荷累积的表面积最小化。
图3是图2的基板支撑基座116的局部截面图。形成在吸盘主体206中的第二吸盘通道254限定吸盘空腔348，吸盘空腔348具有顶部空腔表面302、宽度330和侧壁304。形成在冷却基部104中的第二基部通道258限定基部空腔360，基部空腔360具有底部空腔表面366、宽度362和侧壁364，如图3的放大插图所示。吸盘空腔348的宽度330可以基本上等于基部空腔360的宽度362。多孔塞244位于形成在吸盘主体206中的吸盘空腔348中。多孔塞244的一部分还延伸到基部空腔360中。或者，多孔塞244可以整体居于空腔348、360中的仅一个中。多孔塞244部分地由高度334限定。在一个示例中，高度334大于吸盘空腔348的整体空腔高度332。多孔塞244包括平行于第一轴线328并垂直于与第一轴线328相垂直的第二轴线326测量的宽度314(在图3中以放大插图示出)。第一轴线328也是气流通道270的中心线，而第二轴线326与吸盘主体206的底表面222平行。
如图3所示，套筒276围绕多孔塞244同心地设置。套筒276桥接限定在冷却基部104与吸盘主体206之间的间隙260。通过跨越间隙260，套筒276使结合层204与多孔塞244物理地屏蔽，并且由此使结合层204与流过气流通道270的气体有效地屏蔽。因此，流过气流通道270的气体不会侵蚀结合层204，以有益地延长基板支撑基座116的寿命，同时有利地防止因包括在结合层204中的结合材料的量的变化而造成的静电吸盘102的温度分布的漂移。
在一个示例中，在基部空腔360的底部空腔表面366与多孔塞244的底表面320之间存在空间。多孔塞244的第一顶表面316和底表面320平行于第二轴线328。第一顶表面316与底表面320以高度334分开，高度334限定多孔塞244的长度。多孔塞244的高度334小于空腔348、360的深度的总和。套筒276具有足以桥接间隙260的长度346。取决于示例，套筒276的长度346可以小于、等于或大于高度334，但是小于空腔348、360的深度的总和。在可与本文中的其它示例组合一个示例中，套筒276与将套筒276固定到吸盘主体206的粘合剂层274之间的高度差为使得套筒276的长度346超过粘合剂层274的长度。
在一个实施方式中，多孔塞244不与形成在冷却基部104中的基部空腔360的底部空腔表面366直接接触。因此，形成间隙(未标记附图标记)，所述间隙有效地允许气体流出第一基部通道256以进入多孔塞244并继续进入气流通道270的第一部分270A。流出第一基部通道256的气体最终流出出口210(如图3的放大插图所示)并进入气室280(在图2中所示)。
套筒276还用于在套筒276与包围气流通道270的结合层204的内边缘204B之间产生死容积352(在图3中以放大视角插图示出)。死容积352被流过气流通道270的气体向上扫掠。由于与流过气流通道270的气体相比，居于死容积352中的向上扫掠气体几乎没有动能，因此结合层204的内边缘有益地因与流动气体的相互作用而几乎不经受侵蚀。
图4至图9中示出了可在图2中描绘的基板支撑基座116和工艺腔室100中使用的用于固定多孔塞244的替代配置。图4至图9中描绘的示例都使结合层204与流过基座的气体物理地屏蔽，由此延长基座的使用寿命，同时降低在处理基板时污染的可能性。
图4是根据本公开的某些实施方式的基板支撑基座400的局部截面图。基板支撑基座400与上述基板支撑基座116基本上相同，不同之处在于多孔塞244如何与气流通道270固定的细节。如图4所示，基板支撑基座400包括吸盘主体418。吸盘主体418与上述吸盘主体206基本上相同，不同之处在于吸盘主体418包括从吸盘主体418的底表面222延伸的环402。在图4的示例中，环402呈从吸盘主体418延伸的凸台的形式。环402具有高度404和宽度308。形成在吸盘主体206中的第二吸盘通道254限定吸盘空腔348，吸盘空腔348具有顶部空腔表面302、宽度410和侧壁422。第二吸盘通道254延伸穿过环402，并且因此，吸盘空腔348的至少一部分居于环402内。
环402从底表面222延伸到高度404。高度404比跨过限定在吸盘主体206与冷却基部104之间的间隙260(在图4的放大插图中示出)的距离更大。因此，环402的至少一部分延伸到限定在冷却基部104中的基部空腔360中。为了接纳环402，环402的宽度406必须小于基部空腔360的宽度414，如图4的放大插图中所示。由于环402跨越限定在冷却基部104与吸盘主体206之间的间隙260，因此环402使结合层204与多孔塞244物理地屏蔽，并且由此有效地使结合层204与流过气流通道270的气体屏蔽。在其中环402桥接间隙260的这种实施方式中，套筒276是任选的。
或者，环402可以不完全地跨越限定在冷却基部104与吸盘主体206之间的间隙260。在这样的实施方式中，套筒276延伸出第二吸盘通道254和环402并进入冷却基部104的第二基部通道258，由此物理地屏蔽结合层204。形成在冷却基部104中的第二基部通道258限定基部空腔360，基部空腔360具有底部空腔表面366、宽度362和侧壁364。在基板支撑基座400的一个示例中，吸盘空腔348与基部空腔360重叠，使得第二基部通道258和第二吸盘通道254重叠，如图4所示。
在图4中描绘的示例中，利用粘合剂层274固定套筒276或在不存在套筒276时固定插塞244。然而，套筒276和粘合剂层274可以如上文提供的示例中的任何一个中所述的那样存在和配置。
与上述的类似，环402用于在环402的外表面(即，外径)与包围气流通道270的结合层204的内边缘204B之间产生死容积452(在图4中以放大视角插图示出)。死容积452被流过气流通道270的气体向上扫掠。由于居于死容积352中的向上扫掠气体因由环402与流过气流通道270的气体分离开而几乎没有动能。因此，结合层204的内边缘204B有益地因与流动气体的相互作用而几乎不经受侵蚀。
图5是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座500的局部截面图。基板支撑基座500与上述基板支撑基座116基本上相同，不同之处在于多孔塞244如何与气流通道270固定的细节。如图5所示，基板支撑基座500包括吸盘主体514。吸盘主体514与上述吸盘主体206基本上相同。环502定位在冷却基部512的空腔510中。环502可以由一个或多个单独的环制成。基部空腔510被限定为形成在冷却基部512中的第二基部通道258的全部或部分。基部空腔510包括底部空腔表面366、宽度516和侧壁364。
冷却基部512可以类似于图2中讨论的冷却基部104，但是具有被配置为配合环502的空腔510，这与由吸盘主体形成的凸台相反，如在其它实施方式中所示。形成在吸盘主体206中的第二吸盘通道254限定吸盘空腔348，吸盘空腔348具有顶部空腔表面520、宽度522和侧壁524，如图5的放大插图所示。第二吸盘通道254不延伸穿过环502，而是冷却基部空腔510接收环502。
环502沿着冷却基部512的空腔510的侧壁508延伸。环502具有高度504和宽度506。环502的高度504比跨过限定在吸盘主体514与冷却基部512之间的间隙260的距离更大，如图5的放大插图所示。为了接纳环502，环502的宽度506必须小于基部空腔510的宽度516。由于环502跨越限定在冷却基部512与吸盘主体514之间的间隙260，因此环502使结合层204与多孔塞244物理地屏蔽，并且由此有效地使结合层204与流过气流通道270的气体屏蔽。在其中环502桥接间隙260的这样的实施方式中，套筒276是任选的。在一个示例中，环502耦接到静电吸盘主体的底表面222中的至少一个，并且在另一个示例中，环502耦接到冷却基部512的基部空腔510的底部空腔表面366，其中表面366垂直于第一轴线328。
或者，环502可以不完全地跨越限定在冷却基部512与吸盘主体514之间的间隙260。在这样的实施方式中，套筒276延伸出第二吸盘通道254和环502并进入冷却基部512的第二基部通道258，由此物理地屏蔽结合层204。
在图5中描绘的示例中，利用粘合剂层274固定套筒276或在不存在套筒276时固定插塞244。然而，套筒276和粘合剂层274可以如上文提供的示例中的任何一个中所述的那样存在和配置。
与上述的类似，环502用于在环502的外表面(即，外径)与包围气流通道270的结合层204的内边缘204B之间产生死容积552(在图5中以放大视角插图示出)。死容积552被流过气流通道270的气体向上扫掠。由于居于死容积552中的向上扫掠气体因由环502与流过气流通道270的气体分离而几乎没有动能。因此，结合层204的内边缘204B有益地因与流动气体的相互作用而几乎不经受侵蚀。
图6是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座600的局部截面图。基板支撑基座600与上述基板支撑基座116基本上相同，不同之处在于多孔塞604如何与气流通道270固定的细节。基板支撑基座600包括吸盘主体602，吸盘主体602类似于吸盘主体206，但是另外包括第一吸盘空腔608和第二吸盘空腔610。基板支撑基座600还包括冷却基部612，冷却基部612类似于冷却基部104，但是图6中的冷却基部612另外包括基部环614。
基部环614定位在冷却基部612的顶表面630上。基部环614可以呈从冷却基部612的顶表面630延伸的凸台的形式，或者可以由一个或多个单独的环组成。基部环614具有高度616和宽度618。基部环616的高度614比跨过限定在吸盘主体602与冷却基部612之间的间隙260的距离更大，如图6的放大插图所示。
形成在吸盘主体602中的第二吸盘空腔610具有宽度622和侧壁628，如图6的放大插图所示。第一吸盘空腔608的宽度632小于第二吸盘空腔610的宽度622。为了接纳基部环614，基部环618的宽度614必须小于第二吸盘空腔610的宽度622。
多孔塞604基本上类似于上面讨论的多孔塞244，不同之处在于多孔塞244包括高度620，高度620小于或基本上类似于第一吸盘空腔608的高度624。因此，与本文讨论的其它实施方式相反，多孔塞604不延伸到冷却基部612中。由于基部环614延伸到限定在冷却基部612与吸盘主体602之间的间隙260中，因此基部环614使结合层204与多孔塞244物理地屏蔽，并且由此有效地使结合层204与流过气流通道270的气体屏蔽。在其中基部环614桥接间隙260的这样的实施方式中，套筒276是任选的。第二吸盘通道254由第一吸盘空腔608的宽度632以及第一吸盘空腔608的侧壁636和顶部空腔表面638限定。
或者，基部环614可以不是完全地跨越限定在冷却基部612与吸盘主体602之间的间隙260。在这样的实施方式中，套筒276延伸出第二吸盘通道254和基部环614并进入冷却基部612的第二基部通道258，由此物理地屏蔽结合层204，如图6的放大插图所示。在图6中描绘的示例中，利用粘合剂层274固定套筒276或在不存在套筒276时固定多孔塞244。然而，套筒276和粘合剂层274可以如上文提供的示例中的任何一个中所述的那样存在和配置。
与上述的类似，基部环614用于在基部环614的外表面(即，外径)与包围气流通道270的结合层204的内边缘204B之间产生死容积652(在图6中以放大插图示出)。死容积652被流过气流通道270的气体向上扫掠。由于居于死容积652中的向上扫掠气体因由基部环614与流过气流通道270的气体分离而几乎没有动能。因此，结合层204的内边缘204B有益地因与流动气体的相互作用而几乎不经受侵蚀。
图7是另一个基板支撑基座700的局部截面图。基板支撑基座700与上述基板支撑基座116基本上相同，不同之处在于多孔塞708如何与气流通道270固定的细节。基板支撑基座700包括吸盘主体206和冷却基部104，吸盘主体206包括吸盘空腔704，冷却基部104包括基部空腔736。第二吸盘通道254由吸盘空腔704限定，吸盘空腔704具有顶部空腔表面740、宽度712和侧壁714。
形成在冷却基部104中的第二基部通道258限定基部空腔736，基部空腔736具有底部空腔表面366、宽度718和侧壁720。吸盘空腔704的宽度712可以基本上等于基部空腔718的宽度736。多孔塞708类似于上面讨论的多孔塞244，不同之处在于多孔塞708包括大于底部直径724的顶部直径722。因此，形成多孔塞708的悬伸部726，如图7中的放大视图所示。多孔塞708位于形成在吸盘主体206中的吸盘空腔704中。如图7中的放大视图进一步详述，间隙738形成在套筒276与吸盘空腔704的侧壁714之间。
多孔塞708包括底部部分782和顶部部分780。底部部分782具有底部部分高度728，其外部直径由底部直径724限定。顶部直径722大于套筒276的宽度712，而底部直径724小于套筒276的宽度712。多孔塞708的底部部分782可以与套筒276压配合或间隙配合。因此，多孔塞708的悬伸部726由套筒276支撑和捕获在吸盘空腔704内。
多孔塞708的底部部分782也延伸到基部空腔736中。或者，整个多孔塞708可以居于吸盘空腔704或基部空腔736中的仅一个中。多孔塞708部分地由高度730限定，高度730是多孔塞708的整体高度。在一个示例中，高度730大于吸盘空腔704的整体空腔高度732。第一轴线328也是气流通道270的中心线，而第二轴线326与吸盘主体206的底表面222平行。
如图7所示，套筒276围绕多孔塞244同心地设置。套筒276桥接限定在冷却基部104与吸盘主体206之间的间隙260。通过跨越间隙260，套筒276使结合层204与多孔塞708物理地屏蔽，并且由此有效地使结合层204与流过气流通道270的气体屏蔽。因此，流过气流通道270的气体不侵蚀结合层204，以有益地延长基板支撑基座700的寿命，同时有利地防止因构成结合层204的结合材料的量的变化而造成的吸盘主体206的温度分布的漂移。
在一个示例中，在基部空腔710的底部空腔表面716与多孔塞708的底表面734之间存在空间。多孔塞708的高度730限定比吸盘空腔704和基部空腔736的深度的总和更小的距离。套筒276具有足以桥接间隙260的长度346，并且可以小于、等于或大于高度334，但是小于空腔348、360的深度的总和。
在一个实施方式中，多孔塞708不与形成在冷却基部104中的基部空腔736的底部空腔表面366直接接触。在此示例中，形成间隙(未标记附图标记)，所述间隙有效地允许气体流出第一基部通道256以进入多孔塞708并继续进入气流通道270的第二吸盘通道254和第一吸盘通道248。气流最终通过出口210排出并进入气室280(如图2所示)。
套筒276还用于在套筒276与包围气流通道270的结合层204的内边缘204B之间产生死容积752。可包括图4的放大视图中所示的间隙738的死容积752被流过气流通道270的气体向上扫掠。由于与流过气流通道270的气体相比，居于死容积752中的向上扫掠气体几乎没有动能，因此结合层204的内边缘204B有益地因与流动气体的相互作用而几乎不经受侵蚀。
图8是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座800的局部截面图。基板支撑基座800与上述基板支撑基座116和400基本上相同，不同之处在于多孔塞708如何与气流通道270固定的细节。如图8所示，基板支撑基座800包括吸盘主体412。吸盘主体412与上述吸盘主体206基本上相同，但是包括从吸盘主体412的底表面222延伸的环804。环804可以呈从吸盘主体412的底表面222延伸的凸台的形式，或可呈一个或多个单独的环的形式。环804具有高度806和宽度808。第二吸盘通道254延伸穿过环804，并且由此，吸盘空腔810的至少一部分居于环804内。形成在冷却基部104中的第二基部通道258限定基部空腔360，基部空腔360具有底部空腔表面818、宽度802和侧壁820。在基板支撑基座800的一个示例中，吸盘空腔810与基部空腔360重叠，使得第二基部通道258和第二吸盘通道254重叠。形成在吸盘主体206中的第二吸盘通道254限定吸盘空腔810，吸盘空腔810具有顶部空腔表面812、宽度816和侧壁814。
环804从吸盘主体412的底表面222延伸到高度806。环804的高度806大于跨过间隙260的距离(限定在吸盘主体412与冷却基部104之间)。因此，环804的至少一部分延伸到限定在冷却基部104中的基部空腔360中。为了接纳环804，环804的宽度808必须小于基部空腔360的宽度802。由于环804跨越限定在冷却基部104与吸盘主体412之间的间隙260，环804使结合层204与多孔塞708物理地屏蔽，并且因此有效地使结合层204与流过气流通道270的气体屏蔽。在环804桥接间隙260的这样的实施方式中，套筒276是任选的。
或者，环804可以不是完全地跨越限定在冷却基部104与吸盘主体412之间的间隙260。在这样的实施方式中，套筒276延伸出第二吸盘通道254和环804并进入冷却基部104的第二基部通道258，由此物理地屏蔽结合层204。
基板支撑基座800中的多孔塞708类似于上面讨论的多孔塞244，不同之处在于多孔塞708包括大于底部直径724的顶部直径722。因此，并且如在插图中所示的那样，产生多孔塞708的悬伸部726，如图8中的放大视图所示。如上面参考图7所讨论，多孔塞708的悬伸部726的大小设为由套筒276支撑和捕获在吸盘空腔810内。在图8中描绘的示例中，利用粘合剂层274固定套筒276或当不存在套筒276时固定多孔塞708。然而，套筒276和粘合剂层274可以如上文提供的示例中的任何一个所述的那样存在和配置。
与上述的类似，环804用于在环804的外表面(即，外径)与包围气流通道270的结合层204的内边缘204B之间产生死容积752(在图4中以放大视图示出)。死容积752被流过气流通道270的气体向上扫掠。由于居于死容积752中的向上扫掠气体因由环804与流过气流通道270的气体的分离而几乎没有动能。因此，结合层204的内边缘204B有益地因与流动气体的相互作用而几乎不经受侵蚀。
图9是根据本公开的某些实施方式的另一个基板支撑基座900的局部截面图。基板支撑基座900与上述基板支撑基座116基本上相同，不同之处在于多孔塞708如何与气流通道270固定的细节。如图9所示，基板支撑基座900包括吸盘主体514，吸盘主体514具有吸盘空腔704。吸盘主体514与上述吸盘主体206基本上相同。由一个或多个单独的环形成的环902定位在冷却基部512的空腔510中。冷却基部512可以类似于图2中讨论的冷却基部104，但是具有被配置为接纳环902的空腔510。形成在吸盘主体206中的第二吸盘通道254限定吸盘空腔704，吸盘空腔704具有顶部空腔表面740、宽度908和侧壁714。第二吸盘通道254不延伸穿过环902。形成在冷却基部512中的第二基部通道258限定基部空腔510，基部空腔510具有底部空腔表面366、宽度910和侧壁912。
多孔塞708位于形成在吸盘主体206中的吸盘空腔704中。多孔塞708类似于上面讨论的多孔塞244，不同之处在于多孔塞708包括大于底部直径724的顶部直径722。因此，并且如在图9的放大插图中所示的那样，产生多孔塞708的悬伸部726。多孔塞708的悬伸部726(如上面参考图7所讨论的那样)的大小设为由套筒276支撑和捕获在吸盘空腔810内。此外，在图9中的放大视图中，在套筒276与吸盘空腔704的侧壁714之间形成间隙738。
环902沿着冷却基部512的空腔510的侧壁508延伸并具有高度904和宽度906，高度904比跨过限定在吸盘主体514与冷却基部512之间的间隙260的距离更大。为了接纳环902，环902的宽度906必须小于基部空腔510的宽度910。由于凸台802跨越限定在冷却基部512与吸盘主体514之间的间隙260，环902使结合层204与多孔塞708物理地屏蔽，并且由此有效地使结合层204与流过气流通道270的气体屏蔽。在环902桥接间隙260的这样的实施方式中，套筒276是任选的。
或者，环902可以不是完全地跨越限定在冷却基部512与吸盘主体514之间的间隙260。在这样的实施方式中，套筒276延伸出第二吸盘通道254和环902并进入冷却基部512的第二基部通道258，由此物理地屏蔽结合层204。
在图9中描绘的示例中，利用粘合剂层274固定套筒276或当不存在套筒276时固定插塞244。然而，套筒276和粘合剂层274可以如上面提供的示例中的任何一个所述的那样存在和配置。
与上述的类似，环902用于在环902的外表面(即，外径)与包围气流通道270的结合层204的内边缘204B之间产生死容积952。死容积952被流过气流通道270的气体向上扫掠。由于居于死容积952中的向上扫掠气体因由环902与流过气流通道270的气体的分离而几乎没有动能，因此，结合层204的内边缘204B有益地因与流动气体的相互作用而几乎不经受侵蚀。
尽管本文已经详细地示出和描述结合本发明的教导的各种实施方式，但是本领域的技术人员可以容易地设想仍结合有这些教导的许多其它变化的实施方式。

Claims (16)

1.一种基板支撑基座，包括：
静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部；
多孔塞；
气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间，所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，所述气流通道具有与所述结合层中的所述孔的内边缘物理地屏蔽的扫掠容积；以及
环，所述环从所述冷却基部的顶表面延伸并进入所述静电吸盘主体。
2.如权利要求1所述的基板支撑基座，其中所述多孔塞至少部分地设置在吸盘空腔中，所述吸盘空腔形成在所述静电吸盘主体的底表面中。
3.如权利要求2所述的基板支撑基座，其中所述多孔塞至少部分地设置在基部空腔中，所述基部空腔形成在所述冷却基部的顶表面中。
4.如权利要求1所述的基板支撑基座，其中所述多孔塞经由粘合剂层或经由压配合耦接到所述静电吸盘主体。
5.如权利要求1所述的基板支撑基座，进一步包括：
套筒，所述套筒围绕所述多孔塞设置；
密封件，所述密封件跨过形成在所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙延伸，形成在所述结合层中的所述孔的所述内边缘通过所述套筒与所述气流通道的所述扫掠容积物理地屏蔽。
6.如权利要求5所述的基板支撑基座，其中死容积限定在所述套筒与所述孔的所述内边缘之间。
7.如权利要求1所述的基板支撑基座，其中所述环跨过形成在所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙延伸，形成在所述结合层中的所述孔的所述内边缘通过所述环与所述气流通道的所述扫掠容积物理地屏蔽。
8.如权利要求1所述的基板支撑基座，进一步包括：
套筒，所述套筒定位在所述环与居于所述环中的所述多孔塞之间。
9.如权利要求8所述的基板支撑基座，其中所述套筒从所述环延伸到所述冷却基部，形成在所述结合层中的所述孔的所述内边缘通过所述环和所述套筒与所述气流通道的所述扫掠容积物理地屏蔽。
10.如权利要求1所述的基板支撑基座，其中所述气流通道穿过所述环，所述环跨过形成在所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙延伸，形成在所述结合层中的所述孔的所述内边缘通过所述环与所述气流通道的所述扫掠容积物理地屏蔽。
11.如权利要求8所述的基板支撑基座，其中所述套筒从所述环延伸到所述静电吸盘主体，形成在所述结合层中的所述孔的所述内边缘通过所述环和所述套筒与所述气流通道的所述扫掠容积物理地屏蔽。
12.如权利要求1所述的基板支撑基座，进一步包括：
套筒，所述套筒固定到所述静电吸盘主体，所述套筒捕获从所述多孔塞延伸的突起。
13.一种基板支撑基座，包括：
静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部，所述结合层具有限定所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙的厚度，其中空腔形成在所述静电吸盘主体的底表面中；
多孔塞；
套筒，所述套筒围绕所述多孔塞设置；以及
气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间，所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，所述气流通道具有扫掠容积，所述扫掠容积通过所述套筒和环中的至少一个与所述结合层中的所述孔的内边缘物理地屏蔽，所述环从所述冷却基部的顶表面延伸并进入所述静电吸盘主体，
其中所述多孔塞由具有顶部直径的顶部部分以及具有底部直径的底部部分限定，
其中所述多孔塞的所述顶部部分延伸到吸盘空腔中，并且所述底部部分延伸到形成在所述冷却基部的顶部中的基部空腔中，并且其中所述顶部直径大于所述底部直径。
14.如权利要求13所述的基板支撑基座，其中所述顶部直径与所述底部直径之间的直径差形成所述多孔塞的悬伸部，所述悬伸部耦接到围绕所述多孔塞同心地设置的套筒，并且粘合剂层形成在所述吸盘空腔的侧壁与所述套筒之间，以将所述多孔塞耦接到所述静电吸盘主体。
15.一种基板支撑基座，包括：
静电吸盘主体，所述静电吸盘主体经由结合层结合到冷却基部，所述结合层具有限定所述静电吸盘主体与所述冷却基部之间的间隙的厚度，其中所述静电吸盘主体包括形成在所述静电吸盘主体的底表面中的第一吸盘空腔以及穿过所述第一吸盘空腔形成的第二吸盘空腔；
多孔塞，其中所述多孔塞具有等于或小于所述第二吸盘空腔的高度的塞高度，并且所述多孔塞不延伸到所述第一吸盘空腔中；
套筒，所述套筒围绕所述多孔塞设置，其中所述套筒不延伸到所述冷却基部中；以及
气流通道，所述气流通道形成在所述静电吸盘主体的顶表面与所述冷却基部的底表面之间，所述气流通道穿过所述结合层中的孔和所述多孔塞，所述气流通道具有扫掠容积，所述扫掠容积通过所述套筒和环中的至少一个物理地屏蔽所述结合层中的所述孔的内边缘，所述环从所述冷却基部的顶表面延伸并进入所述静电吸盘主体。
16.如权利要求15所述的基板支撑基座，其中所述多孔塞经由粘合剂层或经由压配合中的至少一个耦接到所述静电吸盘主体。
CN201910484041.5A 2018-06-04 2019-06-04 基板支撑基座 Active CN110556316B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862680224P 2018-06-04 2018-06-04
US62/680,224 2018-06-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110556316A CN110556316A (zh) 2019-12-10
CN110556316B true CN110556316B (zh) 2024-05-14

Family

ID=68693632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910484041.5A Active CN110556316B (zh) 2018-06-04 2019-06-04 基板支撑基座

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11456161B2 (zh)
JP (1) JP2019212910A (zh)
KR (1) KR20190138285A (zh)
CN (1) CN110556316B (zh)
TW (2) TW202401653A (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7299805B2 (ja) * 2019-09-09 2023-06-28 日本特殊陶業株式会社 保持装置
JP7458195B2 (ja) * 2020-02-10 2024-03-29 東京エレクトロン株式会社 載置台、プラズマ処理装置及びクリーニング処理方法
KR20220082132A (ko) * 2020-12-09 2022-06-17 삼성디스플레이 주식회사 증착장치 및 이를 포함하는 표시패널의 제조장치
JP7372271B2 (ja) * 2021-01-06 2023-10-31 日本碍子株式会社 半導体製造装置用部材及びその製法
JP7382978B2 (ja) * 2021-02-04 2023-11-17 日本碍子株式会社 半導体製造装置用部材及びプラグ
US11955355B2 (en) * 2021-02-25 2024-04-09 Applied Materials, Inc. Isolated volume seals and method of forming an isolated volume within a processing chamber
US20230118651A1 (en) * 2021-09-02 2023-04-20 Applied Materials, Inc. Replaceable electrostatic chuck outer ring for edge arcing mitigation
WO2023121945A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-29 Lam Research Corporation Electrostatic chucks with self-sealing gas conduits and/or reduced clogging due to residue
US11794296B2 (en) 2022-02-03 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with porous plug
WO2023172434A1 (en) * 2022-03-08 2023-09-14 Lam Research Corporation Encapsulated compression washer for bonding ceramic plate and metal baseplate of electrostatic chucks
US20240112889A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 Applied Materials, Inc. Large diameter porous plug for argon delivery
KR102592338B1 (ko) * 2022-10-25 2023-10-23 주식회사 동탄이엔지 일체형 다공성 필터를 포함하는 정전척 및 이의 제조 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001102436A (ja) * 1999-05-07 2001-04-13 Applied Materials Inc 静電チャック及びその製造方法
JP2004088063A (ja) * 2003-02-28 2004-03-18 Hitachi High-Technologies Corp ウエハ処理装置、ウエハステージおよびウエハ処理方法
JP2008047657A (ja) * 2006-08-12 2008-02-28 Ngk Spark Plug Co Ltd 静電チャック装置
CN101533763A (zh) * 2008-03-12 2009-09-16 东京毅力科创株式会社 喷淋板的制造方法、喷淋板以及等离子体处理装置
CN104952779A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 Toto株式会社 静电吸盘
JP2017162899A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2017206974A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 芳信 林 燃焼改善装置

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6490144B1 (en) 1999-11-29 2002-12-03 Applied Materials, Inc. Support for supporting a substrate in a process chamber
US6606234B1 (en) * 2000-09-05 2003-08-12 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Electrostatic chuck and method for forming an electrostatic chuck having porous regions for fluid flow
JP3962661B2 (ja) * 2002-08-30 2007-08-22 三菱重工業株式会社 静電チャック支持機構及び支持台装置及びプラズマ処理装置
WO2004084298A1 (ja) * 2003-03-19 2004-09-30 Tokyo Electron Limited 静電チャックを用いた基板保持機構およびその製造方法
JP4089820B2 (ja) * 2003-04-02 2008-05-28 日本発条株式会社 静電チャック
JP4557814B2 (ja) * 2005-06-09 2010-10-06 パナソニック株式会社 プラズマ処理装置
US9202736B2 (en) * 2007-07-31 2015-12-01 Applied Materials, Inc. Method for refurbishing an electrostatic chuck with reduced plasma penetration and arcing
KR101125885B1 (ko) * 2007-07-31 2012-03-22 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 감소된 플라즈마 침투 및 아킹을 갖는 정전척을 제공하는 방법 및 장치
WO2009078923A2 (en) 2007-12-19 2009-06-25 Lam Research Corporation Film adhesive for semiconductor vacuum processing apparatus
US9520314B2 (en) 2008-12-19 2016-12-13 Applied Materials, Inc. High temperature electrostatic chuck bonding adhesive
JP5143184B2 (ja) 2010-05-07 2013-02-13 日本碍子株式会社 ウエハー載置装置の製造方法
CN103843128B (zh) 2011-09-30 2017-11-21 应用材料公司 静电夹具
JP5829509B2 (ja) 2011-12-20 2015-12-09 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
US9412635B2 (en) 2012-02-08 2016-08-09 Tokyo Electron Limited Electrostatic chuck device
JP5984504B2 (ja) * 2012-05-21 2016-09-06 新光電気工業株式会社 静電チャック、静電チャックの製造方法
US9685356B2 (en) 2012-12-11 2017-06-20 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly having metal bonded protective layer
JP6110159B2 (ja) 2013-02-22 2017-04-05 日本特殊陶業株式会社 複合部材及びその製造方法
JP5633766B2 (ja) 2013-03-29 2014-12-03 Toto株式会社 静電チャック
US20150332942A1 (en) 2014-05-16 2015-11-19 Eng Sheng Peh Pedestal fluid-based thermal control
WO2016132909A1 (ja) * 2015-02-18 2016-08-25 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置及び半導体製造装置
CN107258012B (zh) 2015-03-20 2021-04-16 应用材料公司 以高温聚合物接合剂接合至金属基底的陶瓷静电夹盘
US9608550B2 (en) 2015-05-29 2017-03-28 Lam Research Corporation Lightup prevention using multi-layer ceramic fabrication techniques
JP6525793B2 (ja) * 2015-07-29 2019-06-05 京セラ株式会社 試料保持具
US10923381B2 (en) * 2016-01-19 2021-02-16 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Electrostatic chuck device
US11227749B2 (en) 2016-02-18 2022-01-18 Lam Research Corporation 3D printed plasma arrestor for an electrostatic chuck
US10249526B2 (en) 2016-03-04 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly for high temperature processes
US10770270B2 (en) * 2016-06-07 2020-09-08 Applied Materials, Inc. High power electrostatic chuck with aperture-reducing plug in a gas hole
JP6688715B2 (ja) 2016-09-29 2020-04-28 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
JP6865145B2 (ja) 2016-12-16 2021-04-28 日本特殊陶業株式会社 保持装置
US10688750B2 (en) 2017-10-03 2020-06-23 Applied Materials, Inc. Bonding structure of E chuck to aluminum base configuration
WO2019082875A1 (ja) * 2017-10-26 2019-05-02 京セラ株式会社 試料保持具
JP6994981B2 (ja) 2018-02-26 2022-01-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び載置台の製造方法
US10896837B2 (en) 2018-10-01 2021-01-19 Lam Research Corporation Ceramic foam for helium light-up suppression

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001102436A (ja) * 1999-05-07 2001-04-13 Applied Materials Inc 静電チャック及びその製造方法
JP2004088063A (ja) * 2003-02-28 2004-03-18 Hitachi High-Technologies Corp ウエハ処理装置、ウエハステージおよびウエハ処理方法
JP2008047657A (ja) * 2006-08-12 2008-02-28 Ngk Spark Plug Co Ltd 静電チャック装置
CN101533763A (zh) * 2008-03-12 2009-09-16 东京毅力科创株式会社 喷淋板的制造方法、喷淋板以及等离子体处理装置
CN104952779A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 Toto株式会社 静电吸盘
JP2017162899A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2017206974A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 芳信 林 燃焼改善装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI818997B (zh) 2023-10-21
JP2019212910A (ja) 2019-12-12
TW202013586A (zh) 2020-04-01
US11456161B2 (en) 2022-09-27
US20190371578A1 (en) 2019-12-05
US20230019718A1 (en) 2023-01-19
KR20190138285A (ko) 2019-12-12
TW202401653A (zh) 2024-01-01
CN110556316A (zh) 2019-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110556316B (zh) 基板支撑基座
KR102335248B1 (ko) 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 엘라스토머 시일의 수명을 연장시키는 크기로 형성된 에지 링
KR101919644B1 (ko) 디척 어시스트된 웨이퍼 후측 플라즈마를 갖는 정전 척
TWI686503B (zh) 具有減少的背側電漿點火的噴淋頭
KR101854937B1 (ko) 플라즈마 처리 챔버들에서 기생 플라즈마 방지
JP7387764B2 (ja) 結合層の保護が改善された基板支持キャリア
US20090294064A1 (en) Focus ring and plasma processing apparatus
CN104247003A (zh) 针对防止静电夹盘的黏接粘合剂侵蚀的方法及设备
US20200286717A1 (en) Electrostatic chuck for high bias radio frequency (rf) power application in a plasma processing chamber
JP2019522889A (ja) 高周波結合による高電力静電チャック設計
KR20210073466A (ko) 정전 척 및 기판 고정 디바이스
JP2014022261A (ja) プラズマ処理装置用部品及びプラズマ処理装置
TWI794131B (zh) 靜電吸盤
CN115552589A (zh) 静电吸盘装置
KR101296156B1 (ko) 유전체로 코팅된 정전척
US20230118651A1 (en) Replaceable electrostatic chuck outer ring for edge arcing mitigation
US20220028720A1 (en) Lift pin interface in a substrate support
TW202030799A (zh) 電漿處理裝置
TW202405975A (zh) 具有多孔塞的靜電夾盤

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant