CN114342059A - 低温静电吸盘 - Google Patents

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Abstract

本文描述的实施例涉及基板支撑组件，所述基板支撑组件使静电吸盘(ESC)能够进行低温操作，使得设置在基板支撑组件上的基板维持在适合进行处理的低温处理温度下，同时使处理腔室的其他表面维持在不同的温度。基板支撑组件包括静电吸盘(ESC)、ESC底座组件和设施板，ESC底座组件耦接至ESC、具有设置在ESC底座组件中的底座通道，且设施板具有设置在设施板中的设施通道。设施板包括板部分和壁部分。板部分耦接至ESC底座组件，且壁部分由密封组件耦接至ESC。由ESC、ESC底座组件、设施板的板部分、设施板的壁部分和密封组件限定真空区域。

Description

低温静电吸盘
背景
领域
本公开内容的实施例总体涉及半导体制造，并且更具体地，涉及使静电吸盘(ESC)能够进行低温操作的基板支撑组件。
相关技术说明
可靠地生产纳米和更小的特征是半导体器件的下一代超大规模集成(VLSI)和甚超大规模集成(ULSI)的关键技术挑战之一。然而，随着电路技术极限被推进，VLSI和ULSI互连技术的不断缩小的尺寸对处理能力提出了额外的要求。在基板上可靠地形成栅极结构对于VLSI和ULSI的成功以及对提高电路密度以及各个基板和晶粒的质量的持续努力至关重要。
为了降低制造成本，集成芯片(IC)制造商要求处理的每个硅基板具有更高的生产量以及更好的器件良率和性能。当前开发中正在探索的用于下一代器件的一些制造技术需要在低温下进行处理。干式反应性离子蚀刻均匀地维持在低温下的基板使离子能够以减少的自发蚀刻轰击设置在基板上的材料的面向上表面，从而形成具有光滑、垂直侧壁的沟槽。此外，在低温下可改善蚀刻一种材料相对于另一种材料的选择性。例如，随着温度降低，硅(Si)与二氧化硅(SiO2)之间的选择性呈指数增长。
因此，需要一种适用于低温的改进的基板支撑组件。
发明内容
在一个实施例中，提供基板支撑组件。基板支撑组件包括静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与支撑表面相对的底部表面。ESC具有设置在ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器。ESC底座组件耦接至ESC，ESC底座组件具有设置在ESC底座组件中的底座通道。设施板具有设置在设施板中的设施通道。设施板包括板部分和壁部分。板部分耦接至ESC底座组件且壁部分由密封组件耦接至ESC。由ESC、ESC底座组件、设施板的板部分、设施板的壁部分和密封组件限定真空区域。
在另一个实施例中，提供基板支撑组件。基板支撑组件包括静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与支撑表面相对的底部表面。ESC具有设置在ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器。ESC底座组件耦接至ESC，ESC底座组件具有底座通道设置在ESC底座组件中。底座通道具有与加套的底座入口管流体连通的底座入口，加套的底座入口管设置为穿过设施板，绝缘体板耦接至设施板，并且接地板耦接至绝缘体板。底座通道具有与加套的底座出口管流体连通的底座出口，加套的底座出口管设置为穿过设施板、绝缘体板和接地板。设施板包括板部分和壁部分。板部分由一个或多个第一螺钉组件耦接至ESC底座组件，并且壁部分由密封组件耦接至ESC。设施板具有设置在设施板中的设施通道。密封组件包括聚四氟乙烯(PTFE)主体，所述聚四氟乙烯(PTFE)主体具有设置在聚四氟乙烯(PTFE)主体中的螺旋弹簧。由ESC、ESC底座组件、设施板的板部分、设施板的壁部分和密封组件限定真空区域。
在又另一实施例中，提供处理腔室。处理腔室包括腔室主体，所述腔室主体具有限定处理区域的壁和盖体。基板支撑组件设置在处理区域中。基板支撑组件包括静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与支撑表面相对的底部表面。ESC具有设置在ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器。ESC底座组件耦接至ESC，ESC底座组件具有设置在ESC底座组件中的底座通道。设施板具有设置在设施板中的设施通道。设施板包括板部分和壁部分。板部分耦接至ESC底座组件且壁部分由密封组件耦接至ESC。由ESC、ESC底座组件、设施板的板部分、设施板的壁部分和密封组件限定真空区域。
附图说明
因此，为了详细理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施例来获得对以上简要概述的本公开内容的更具体描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了示例性实施例，因此不应视为对范围的限制，并可允许其他等效实施例。
图1是根据实施例的示例性等离子体处理腔室的横截面示意图。
图2A和图2B是根据实施例的示例性基板支撑组件的横截面示意图。
图2C是根据实施例的螺钉组件的示意图。
图3是根据实施例的密封组件的示意图。
图4A至图4D是根据实施例的ESC底座组件的横截面示意图。
图4E是根据实施例的示例性基板支撑组件的周边部分的横截面示意图。
图5A至图5C是根据实施例的示例性基板支撑组件的横截面示意图。
图5D是根据实施例的低温光学探针组件的横截面示意图。
为了便于理解，尽可能使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。可预期到一个实施例的元件和特征可以有益地并入其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
本文描述的实施例提供基板支撑组件，所述基板支撑组件使静电吸盘(ESC)能够进行低温操作，使得设置在基板支撑组件上的基板维持在适合进行处理的低温处理温度下，同时使处理腔室的其他表面维持在不同的温度。低温处理温度(即，基板的温度)旨在指低于-20摄氏度的温度。
尽管下文在蚀刻处理腔室中描述基板支撑组件，但基板支撑组件可用于其他类型的等离子体处理腔室(诸如物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室、离子注入腔室等)以及处理需要将基板维持在低温处理温度的其他系统中。
图1是具有基板支撑组件101的示例性等离子体处理腔室100的横截面示意图，等离子体处理腔室100示出为被配置成蚀刻腔室。可将基板支撑组件101用于其他类型的等离子体处理腔室(例如，等离子体处理腔室、退火腔室、物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室和离子注入腔室等)以及期望在低温处理温度下均匀地维持表面或工件(诸如基板124)的能力的其他系统中。干式反应性离子蚀刻维持在低温处理温度的基板124使离子能够以减少的自发蚀刻轰击设置在基板124上的材料的面向上的表面，从而形成具有光滑、垂直侧壁的沟槽。例如，减少设置在均匀地维持于低温处理温度下的基板124上的低k介电材料的孔隙中的离子扩散，同时离子继续轰击低k介电材料的面向上表面以形成具有光滑、垂直侧壁的沟槽。此外，在低温处理温度下，可改善蚀刻一种材料相对于另一种材料的选择性。例如，随着温度降低，硅(Si)与二氧化硅(SiO2)之间的选择性呈指数增长。
等离子体处理腔室100包括腔室主体102，腔室主体102具有封闭处理区域110的侧壁104、底部106和盖体108。注射设备112耦接至腔室主体102的侧壁104和/或盖体108。气体面板114耦接至注射设备112以允许将处理气体提供到处理区域110中。注射设备112可为一个或多个喷嘴或入口端口，或替代地为喷头。可通过在腔室主体102的侧壁104或底部106中形成的排放端口116，从处理区域110移除处理气体以及任何处理副产物。排放端口116耦接至泵送系统140，泵送系统140包括用于控制处理区域110内的真空水平的节流阀和泵。
处理气体可被激励以在处理区域110内形成等离子体。可通过将RF功率电容性或电感性地耦接至处理气体来激励处理气体。在可与本文所述的其他实施例组合的实施例中，如图1中所描绘，多个线圈118设置在等离子体处理腔室100的盖体108上方，并通过匹配电路120耦接至RF电源122。
基板支撑组件101设置在注射设备112下方的处理区域110中。基板支撑组件101包括ESC 103和ESC底座组件105。ESC底座组件105耦接至ESC 103和设施板107。由接地板111支撑的设施板107被配置成促进与基板支撑组件101的电连接、冷却连接、加热连接和气体连接。由处理腔室的底部106支撑接地板111。绝缘体板109使设施板107与接地板111绝缘。
ESC底座组件105包括底座通道416(示出在图4A至图4D中)，底座通道416耦接至低温冷却器117。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，低温冷却器117经由底座入口导管123并经由底座出口导管125与底座通道416流体连通，使得ESC底座组件105维持在预定的低温，底座入口导管123连接到底座通道416的入口254(示出在图2A和图2B中)，底座出口导管125连接到底座通道416的出口256(示出在图2A和图2B中)。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，低温冷却器117耦接至接口盒(interface box)以控制底座流体的流速。底座流体可包括可维持低于-50摄氏度的低温的材料。低温冷却器117提供底座流体，所述底座流体循环通过ESC底座组件105的底座通道416。流经底座通道416的底座流体使ESC底座组件105能够维持于低温，这有助于控制ESC 103的侧向温度分布，使得设置在ESC103上的基板124均匀地维持于低温处理温度。在可在本文描述的其他实施例中组合的一个实施例中，低温冷却器117是单级冷却器，所述单级冷却器可操作以维持低于约-50摄氏度的低温。在可在本文描述的其他实施例中组合的另一个实施例中，低温冷却器117是双级冷却器，所述双级冷却器利用双级冷却器内部的致冷剂，使得底座流体维持在低于-50摄氏度的低温。
设施板107包括设施通道234(示出在图2A和图2B中)，设施通道234耦接至冷却器119。冷却器119经由设施入口导管127并经由设施出口导管129与设施通道234流体连通，使得设施板107维持于预定的环境温度，设施入口导管127连接到设施通道234的入口240(示出在图2A和图2B中)，设施出口导管129连接到设施通道234的出口242(示出在图2A和图2B中)。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，低温冷却器117耦接至接口盒以控制设施流体的流速。设施流体可包括可将环境温度维持在约-10摄氏度到约60摄氏度之间的材料。冷却器119提供设施流体，所述设施流体通过设施板107的设施通道234循环。流经设施通道234的设施流体使设施板107能够维持于预定的环境温度，这有助于将绝缘体板109维持于预定的环境温度。
ESC 103具有支撑表面130和与支撑表面130相对的底部表面132。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，ESC 103由陶瓷材料制成，所述陶瓷材料诸如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或其他合适的材料。替代地，ESC 103可由聚合物制成，所述聚合物诸如聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳基醚酮等。
ESC 103包括设置在ESC 103中的吸附电极126。吸附电极126可被配置为单极或双极电极，或其他合适的布置。吸附电极126通过RF滤波器和设施板107耦接至吸附电源134，吸附电源134提供DC功率以将基板124以静电方式固定到ESC 103的支撑表面130。RF滤波器防止用于在等离子体处理腔室100内形成等离子体(未示出)的RF功率损坏电气装备或在腔室外部产生电气危害。
ESC 103包括嵌入在ESC 103中的一个或多个电阻式加热器128。电阻式加热器128用于将ESC 103的温度升高至适于处理设置在支撑表面130上的基板124的低温处理温度。电阻式加热器128通过设施板107和RF滤波器耦接至加热器电源136。RF滤波器防止用于在等离子体处理腔室100内形成等离子体(未示出)的RF功率损坏电气装备或在腔室外部产生电气危害。加热器电源136可向电阻式加热器128提供500瓦或更多的功率。加热器电源136包括控制器(未示出)，所述控制器用于控制加热器电源136的操作，所述操作通常设定为将基板124加热至预定的低温。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，电阻式加热器128包括多个侧向分离的加热区，其中控制器使电阻式加热器128的至少一个区相对于位于其他区中的一个或多个区中的电阻式加热器128优先被加热。例如，电阻式加热器128可同心地布置在多个分离的加热区中。电阻式加热器128将基板124维持在适于处理的低温处理温度。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，低温处理温度低于约-20摄氏度。例如，低温处理温度在约-20摄氏度至约-150摄氏度之间。
基板支撑组件101可包括设置在基板支撑组件101中的一个或多个探针。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，一个或多个低温光学探针组件500(示出在图5A至图5D中)耦接探针控制器138。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，低温光学探针512中的每一个低温光学探针512的探针尖端516设置在ESC 103中(如图5B所示)或设置在ESC 103的表面处(如图5A所示)，以确定ESC 103的温度。在可与本文描述的其他实施例组合的另一个实施例中，低温光学探针512中的每一个低温光学探针512的探针尖端516设置在ESC底座组件105中(如图5C所示)，以基于ESC底座组件105的温度来校准基板的温度。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，低温光学探针组件500中的每一个低温光学探针组件500对应于电阻式加热器128的多个侧向分离的加热区中的区，其中低温光学探针测量ESC 103的每个区的温度。探针控制器138耦接至加热器电源136，使得电阻式加热器128的每个区基于温度测量值被独立地加热以使ESC 103的侧向温度分布基本上均匀，使得设置在ESC 103上的基板124均匀地维持于低温处理温度。
图2A和图2B是示例性基板支撑组件101的横截面示意图，基板支撑组件101使ESC103能够进行低温操作，使得设置在基板支撑组件101上的基板124维持于低温处理温度。ESC 103耦接至ESC底座组件105。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，ESC103由接合层202固定至ESC底座组件105。接合层202可包括有机或无机材料。在可与本文描述的其他实施例组合的一些实施例中，接合层202可包括环氧树脂或金属材料。吸附电极126经由第一绝缘线204耦接至吸附电源134，第一绝缘线204设置为穿过设施板107的下绝缘体212中的第一孔208和ESC底座组件105的上绝缘体214。一个或多个电阻式加热器128经由第二绝缘线206耦接至加热器电源136，第二绝缘线206设置为穿过设施板107的下绝缘体212中的第二孔210和ESC底座组件105的上绝缘体214。
设施板107包括板部分229和壁部分230。ESC底座组件105的板部分229由一个或多个第一螺钉组件220耦接至设施板107，使得ESC底座组件105与设施板107之间存在真空区域222。一个或多个第一螺钉组件220中的每一者包括螺栓224，螺栓224穿过与设施板107接触的热阻断件227、一个或多个贝氏垫圈(Belleville washer)226、以及设施板107而插入ESC底座组件105的螺纹孔228。热阻断件227与设施板107接触以提供与维持于低温的ESC底座组件105的热绝缘。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，热阻断件227包括含聚酰胺-酰亚胺(PAI)材料或含聚酰亚胺(PI)材料。预先装载一个或多个贝氏垫圈226和螺栓224，使得设施板107被迫抵靠ESC底座组件105。在一些实施例中，如图2C所示，螺钉护盖261在螺栓224之上耦接至设施板107，使得在一个或多个第一螺钉组件220中的每一者之间维持真空绝缘区域263。螺钉护盖261通过O形环267耦接至设施板107，以维持真空绝缘区域263中的压力且使一个或多个第一螺钉组件220中的每一者与设施板107热绝缘。
设施板107包括壁部分230，壁部分230通过密封组件232耦接至ESC 103。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，设施板107的下绝缘体212经由密封组件232来维持真空区域222。通过密封组件232耦接至ESC的壁保护了ESC底座组件105的材料免于潜在地与处理气体接触而剥落。由ESC 103、ESC底座组件105、设施板107和密封组件232来限定真空区域222。真空区域222防止冷却板背侧上的凝结，防止处理气体通过具有独立于处理区域110的压力的压力而进入基板支撑组件101，并在ESC底座组件105与设施板107之间提供热绝缘。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，设施板107包括含铝材料。
设施板107的设施通道234在设施板中加工，并与护盖238焊接。设施通道234的入口240与穿过绝缘体板109和接地板111而设置的入口管244流体连通。设施通道234的出口242与穿过绝缘体板109和接地板111而设置的出口管246流体连通。入口管244和出口管246连接到具有连接入口250和连接出口252的连接件248，连接入口250连接到设施入口导管127，连接出口252连接到设施出口导管129。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，连接件248、入口管244和出口管246可包括绝缘材料，诸如含陶瓷材料。
在图4A至图4D中更详细描述的ESC底座组件105的底座通道416包括底座通道416的入口254，入口254与穿过设施板107、绝缘体板109和接地板111而设置的加套的入口管258流体连通。底座通道416的出口256与穿过设施板107、绝缘体板109和接地板111而设置的加套的出口管260流体连通。加套的入口管258和加套的出口管260连接到接口块270。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，接口块270、加套的入口管258和加套的出口管260包括绝缘材料，诸如含陶瓷材料。加套的入口管258包括流体入口通道266和真空通道262。加套的出口管260包括流体出口通道268和真空通道264。接口块270包括底座入口272、真空通道276、底座出口274和真空通道278。底座入口272连接到底座入口导管123，且底座出口274连接到底座出口导管125。真空通道276连接到与真空源284流体连通的真空导管280，且真空通道278连接到与真空源284流体连通的真空导管282。将真空源284耦接至真空区域222使得能够独立于处理区域110的压力而维持真空区域222中的压力。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，流体入口通道266和流体出口通道268通过密封组件232耦接至ESC底座组件105，以维持真空区域222中的压力。
基板支撑组件101也包括一个或多个升降销组件286以用于容纳升降销(未示出)，以将基板124升高到ESC 103的支撑表面130上方，以促进自动传送进出等离子体处理腔室100。一个或多个升降销组件286中的每一者包括穿过ESC 103、ESC底座组件105、设施板107、绝缘体板109和接地板111而设置的升降销导引件288。穿过ESC底座组件105而设置的升降销导引件288的部分290被将升降销导引件288保持在适当位置的螺纹衬套292包围。升降销导引件288通过密封组件232耦接至ESC 103，以维持腔室真空和绝缘真空分离。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，ESC 103包括一个或多个气体通路以用于将背侧传热气体(诸如氦气)提供给在基板124与ESC 103的支撑表面130之间限定的间隙空间。穿过ESC 103、ESC底座组件105、设施板107、绝缘体板109和接地板111而设置一个或多个气体通路中的每一者。一个或多个气体通路中的每一者通过密封组件232耦接至ESC103，以维持真空区域222中的压力。
如图2B所示，设施板107包括设置在绝缘体板109与设施板107之间的凹陷部分296和密封件294。耦接至设施板107的绝缘体板109的表面205与设施板107共形。凹陷部分296和绝缘体板109提供设施板107的减小的厚度201和绝缘体板109的增加的厚度203。设施板107的减小的厚度201和绝缘体板109的增加的厚度203减少了穿过设施板107的下绝缘体212中的第一孔208设置的第一绝缘线204的长度和穿过绝缘体板109设置的线204的长度。减少穿过第一孔208设置的第一绝缘线204的长度使RF热设施板107的第一孔208中的电弧电位降低，所述电弧电位来自通过吸附电源134提供给第一绝缘线204的电压。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，绝缘体板109的外部分269包含与绝缘体板109的内部分271的材料不同的材料。外部分269可包括含氧化铝(AlO2)的材料，且绝缘体板109的内部分271可包括含聚苯乙烯材料。
图3是根据实施例的密封组件232的示意图。尽管图3将密封组件232示出为面密封(face seal)，但本文所述的实施例可包含具有聚四氟乙烯(PTFE)主体的活塞(即，径向)密封或金属密封。本文所述的密封用于在约-260摄氏度至约290摄氏度之间的温度下密封真空区域222。如图3中所示的密封组件232包括PTFE主体302，PTFE主体302具有设置在PTFE主体302中的弹簧304。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，弹簧304包括含不锈钢材料材料、含镍合金材料材料、含镍-铬合金材料和含钴-铬-镍-钼合金材料。密封组件232允许在低温下密封ESC 103。可在约-260摄氏度至约290摄氏度之间的温度下操作PTFE主体302，PTFE主体302具有设置在PTFE主体302中的弹簧。
图4A和图4B是ESC底座组件105的横截面示意图，ESC底座组件105具有耦接至底座通道板404的ESC底座402。ESC底座402包含与ESC 103的热膨胀系数基本上匹配的材料。ESC底座402可包括含钼材料或含碳纤维材料。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，底座通道板404由含铝材料组成。底座通道板404包含ESC底座组件105的底座通道416。底座通道416在底座通道板404中被加工并与护盖420接合、焊接或铜焊。底座通道416的入口254与加套的入口管258流体连通，且底座通道416的出口256与加套的出口管260流体连通。ESC底座402经由一个或多个第二螺钉组件408耦接至底座通道板404。在一个实施例中，如图4A中所示，ESC底座402由在ESC底座402与底座通道板404之间的导热垫片406耦接至底座通道板404，以维持ESC底座402与底座通道板404之间限定的热传导率。在另一实施例中，如图4B中所示，不包含导热垫片406。一个或多个第二螺钉组件408中的每一者包括螺栓410，螺栓410穿过一个或多个贝氏垫圈412和ESC底座402而插入ESC底座402的螺纹孔414。预先装载一个或多个贝氏垫圈412和螺栓410，使得底座通道板404被迫抵靠ESC底座402。
图4C是具有ESC底座402的ESC底座组件105的横截面示意图，ESC底座402具有底座通道416。ESC底座402包括含钼材料或含碳纤维材料，以基本上匹配ESC 103的热膨胀系数。底座通道416在ESC底座402中被加工并与护盖420接合、焊接或铜焊。底座通道416的入口254与加套的入口管258流体连通，且底座通道416的出口256与加套的出口管260流体连通。
图4D是具有ESC底座402的ESC底座组件105的横截面示意图，ESC底座402具有底座通道416。ESC底座402包括含钼材料或含碳纤维材料，以基本上匹配ESC 103的热膨胀系数。底座通道416是设置在ESC底座402中加工的空间424中的线圈。底座通道416的入口254与加套的入口管258流体连通，且底座通道416的出口256与加套的出口管260流体连通。
图4E是图2B的基板支撑组件101的周边部分的横截面示意图。ESC底座402包括暴露于真空区域222的凹槽426。凹槽426包括设置在凹槽426中的RF垫片428。设施板107的板部分229包括凹槽430，凹槽430具有设置在凹槽430中的RF垫片432。当ESC底座402和底座通道板404与设施板107热绝缘时，RF垫片432维持底座通道板404与设施板107之间的RF连接性。相似地，当ESC底座402和底座通道板404可通过图4A和图4E中所示的实施例中的热接口406进行热传导时，RF垫片428在底座通道板404与ESC底座402之间维持电气、RF连接性。
图5A至图5C是具有一个或多个低温光学探针组件500(示出在图5D中)中的一者的示例性基板支撑组件101的示意性横截面示意图。低温光学探针组件500中的每一个低温光学探针组件500包括连接到探针控制器138的光纤510。低温光学探针组件500中的每一个低温光学探针组件500包括设置在绝缘体板109中的安装壳体502和设置在绝缘体板109与设施板107中的探针壳体504。安装壳体502由穿过安装壳体502并插入绝缘体板109的螺纹孔508的探针安装螺栓506耦接至探针壳体504，使得探针组件500被迫抵靠设施板107。光纤510连接到设置在探针壳体504中的低温光学探针512。探针壳体504包括弹簧514，以提供用于低温光学探针512的垂直移动，使得低温光学探针512的探针尖端516被配置成接触ESC103。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，探针尖端516在不穿透表面的情况下接触ESC 103。在可与本文所述的其他实施例组合的另一个实施例中，如图5B中所示，探针尖端516设置在ESC 103内。在设施板107中，螺纹帽518围绕探针壳体504。螺纹帽518的内部分520由内密封件522耦接至探针壳体504。内密封件522允许探针尖端516维持与ESC103的接触。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，内密封件522为密封组件232。在可与本文所述的其他实施例组合的另一个实施例中，内密封件522为弹性体密封件。在可与本文描述的其他实施例组合的又另一实施例中，内密封件522为O形环。螺纹帽518的外部分524由外密封件526耦接至设施板107。外密封件526将探针壳体504从真空区域222密封。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，外密封件526为O形环。
总而言之，提供了基板支撑组件，所述基板支撑组件使ESC能够进行低温操作，使得设置在基板支撑组件上的基板维持在低温处理温度，同时将处理腔室的其他表面维持在不同的温度。基板支撑组件设置在处理腔室中，包括ESC 103、耦接至ESC 103和设施板107的ESC底座组件105、以及耦接至接地板111的绝缘体板109。流经耦接至ESC 103的ESC底座组件105的底座通道的底座流体，与电阻式加热器128结合，使ESC底座组件105能够被维持在预定的低温，这有助于控制ESC 103的侧向温度分布，使得设置在ESC 103上的基板124均匀地维持在低温处理温度。流经设施板107的设施通道234的设施流体使设施板107能够维持在环境温度下，这有助于将绝缘体板109和接地板111维持在环境温度。
虽然前述内容针对本公开内容的示例，但可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计出本公开内容的其他和进一步示例，且本公开内容的范围由以下权利要求来确定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种基板支撑组件，包含：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦接至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道；
设施板，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述设施板包含板部分和壁部分，所述板部分耦接至所述ESC底座组件，并且所述壁部分由密封组件耦接至所述ESC；以及
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分和所述密封组件所限定。
2.如权利要求1所述的基板支撑组件，进一步包含：绝缘体板和接地板，所述绝缘体板耦接至所述设施板，所述接地板耦接至所述绝缘体板。
3.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC底座组件由接合层固定至所述ESC。
4.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC包含含氧化铝(Al2O3)材料和/或含氮化铝(AlN)材料。
5.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC底座组件包含与所述ESC的热膨胀系数基本上匹配的材料。
6.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中具有入口和出口的所述底座通道可操作以连接到低温冷却器，所述低温冷却器经由底座入口导管和底座出口导管与所述底座通道流体连通，所述底座入口导管连接到所述底座通道的所述入口，所述底座出口导管连接到所述底座通道的所述出口。
7.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中具有入口和出口的所述设施通道可操作以连接到冷却器，所述冷却器经由设施入口导管和设施出口导管与所述设施通道流体连通，所述设施入口导管连接到所述设施通道的所述入口，所述设施出口导管连接到所述设施通道的所述出口。
8.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述密封组件包含聚四氟乙烯(PTFE)主体，所述聚四氟乙烯(PTFE)主体具有设置在所述聚四氟乙烯(PTFE)主体中的螺旋弹簧，以在约-260摄氏度至约290摄氏度之间的温度下密封所述真空区域。
9.如权利要求8所述的基板支撑组件，其中所述螺旋弹簧包含：含不锈钢材料、含镍合金材料、含镍-铬合金材料和含钴-铬-镍-钼合金材料。
10.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述真空区域包含第一真空通道和第二真空通道，所述第一真空通道可操作以连接到第一真空导管，所述第一真空导管与真空源流体连通，所述第二真空通道可操作地连接到第二真空导管，所述第二真空导管与所述真空源流体连通，以独立于处理腔室的处理区域的压力而维持所述真空区域中的真空压力。
11.如权利要求1所述的基板支撑组件，进一步包含：耦接至探针控制器的一个或多个探针组件，所述一个或多个探针组件中的每一个探针组件包含探针尖端。
12.如权利要求11所述的基板支撑组件，其中所述一个或多个电阻式加热器的加热器电源连接到所述探针控制器，所述加热器电源具有控制器。
13.一种基板支撑组件，包含：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦接至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道，所述底座通道具有与加套的底座入口管流体连通的底座入口，所述加套的底座入口管设置为穿过设施板，绝缘体板耦接至所述设施板，并且接地板耦接至所述绝缘体板，所述底座通道具有与加套的底座出口管流体连通的底座出口，所述加套的底座出口管设置为穿过所述设施板、所述绝缘体板和所述接地板；
所述设施板包含板部分和壁部分，所述板部分由一个或多个螺钉组件耦接至所述ESC底座组件，并且所述壁部分由密封组件耦接至所述ESC，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述密封组件包含聚四氟乙烯(PTFE)主体，所述聚四氟乙烯(PTFE)主体具有设置在所述聚四氟乙烯(PTFE)主体中的螺旋弹簧；
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分和所述密封组件所限定。
14.如权利要求13所述的基板支撑组件，其中所述螺旋弹簧包含：含不锈钢材料、含镍合金材料、含镍-铬合金材料和含钴-铬-镍-钼合金材料。
15.如权利要求13所述的基板支撑组件，其中所述一个或多个螺钉组件中的每一个螺钉组件包括螺栓，所述螺栓穿过热阻断件、贝氏垫圈和所述设施板而插入ESC底座组件的螺纹孔，所述贝氏垫圈和螺栓迫使所述设施板抵靠所述ESC底座组件。
16.如权利要求15所述的基板支撑组件，其中螺钉护盖在所述螺栓之上耦接至所述设施板。
17.一种处理腔室，包含：
腔室主体，所述腔室主体具有限定处理区域的壁和盖体；
基板支撑组件，所述基板支撑组件设置在所述处理区域中，所述基板支撑组件包含：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦接至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道；
设施板，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述设施板包含板部分和壁部分，所述板部分耦接至所述ESC底座组件，并且所述壁部分由密封组件耦接至所述ESC；以及
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分和所述密封组件所限定。
18.如权利要求17所述的处理腔室，其中所述基板支撑组件进一步包含：绝缘体板和接地板，所述绝缘体板耦接至所述设施板，所述接地板耦接至所述绝缘体板。
19.如权利要求17所述的处理腔室，其中所述ESC包含含氧化铝(Al2O3)材料和/或含氮化铝(AlN)材料。
20.如权利要求17所述的处理腔室，其中所述ESC底座组件包含：含钼材料或含碳纤维材料。

Claims (20)

1.一种基板支撑组件，包含：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦接至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道；
设施板，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述设施板包含板部分和壁部分，所述板部分耦接至所述ESC底座组件，并且所述壁部分由密封组件耦接至所述ESC；以及
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分和所述密封组件所限定。
2.如权利要求1所述的基板支撑组件，进一步包含：绝缘体板和接地板，所述绝缘体板耦接至所述设施板，所述接地板耦接至所述绝缘体板。
3.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC底座组件由接合层固定至所述ESC。
4.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC包含含氧化铝(Al2O3)材料和/或含氮化铝(AlN)材料。
5.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC底座组件包含与所述ESC的热膨胀系数基本上匹配的材料。
6.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中具有入口和出口的所述底座通道可操作以连接到低温冷却器，所述低温冷却器经由底座入口导管和底座出口导管与所述底座通道流体连通，所述底座入口导管连接到所述底座通道的所述入口，所述底座出口导管连接到所述底座通道的所述出口。
7.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中具有入口和出口的所述设施通道可操作以连接到冷却器，所述冷却器经由设施入口导管和设施出口导管与所述设施通道流体连通，所述设施入口导管连接到所述设施通道的所述入口，所述设施出口导管连接到所述设施通道的所述出口。
8.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述密封组件包含聚四氟乙烯(PTFE)主体，所述聚四氟乙烯(PTFE)主体具有设置在所述聚四氟乙烯(PTFE)主体中的螺旋弹簧，以在约-260摄氏度至约290摄氏度之间的温度下密封所述真空区域。
9.如权利要求8所述的基板支撑组件，其中所述螺旋弹簧包含：含不锈钢材料、含镍合金材料、含镍-铬合金材料和含钴-铬-镍-钼合金材料。
10.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述真空区域包含第一真空通道和第二真空通道，所述第一真空通道可操作以连接到第一真空导管，所述第一真空导管与真空源流体连通，所述第二真空通道可操作地连接到第二真空导管，所述第二真空导管与所述真空源流体连通，以独立于处理腔室的处理区域的压力而维持所述真空区域中的真空压力。
11.如权利要求1所述的基板支撑组件，进一步包含：耦接至探针控制器的一个或多个探针组件，所述一个或多个探针组件中的每一个探针组件包含探针尖端。
12.如权利要求11所述的基板支撑组件，其中所述一个或多个电阻式加热器的加热器电源连接到所述探针控制器，所述加热器电源具有控制器。
13.一种基板支撑组件，包含：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦接至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道，所述底座通道具有与加套的底座入口管流体连通的底座入口，所述加套的底座入口管设置为穿过设施板，绝缘体板耦接至所述设施板，并且接地板耦接至所述绝缘体板，所述底座通道具有与加套的底座出口管流体连通的底座出口，所述加套的底座出口管设置为穿过所述设施板、所述绝缘体板和所述接地板；
所述设施板包含板部分和壁部分，所述板部分由一个或多个螺钉组件耦接至所述ESC底座组件，并且所述壁部分由密封组件耦接至所述ESC，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述密封组件包含聚四氟乙烯(PTFE)主体，所述聚四氟乙烯(PTFE)主体具有设置在所述聚四氟乙烯(PTFE)主体中的螺旋弹簧；
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分和所述密封组件所限定。
14.如权利要求13所述的基板支撑组件，其中所述螺旋弹簧包含：含不锈钢材料、含镍合金材料、含镍-铬合金材料和含钴-铬-镍-钼合金材料。
15.如权利要求13所述的基板支撑组件，其中所述一个或多个螺钉组件中的每一个螺钉组件包括螺栓，所述螺栓穿过热阻断件、贝氏垫圈和所述设施板而插入ESC底座组件的螺纹孔，所述贝氏垫圈和螺栓迫使所述设施板抵靠所述ESC底座组件。
16.如权利要求15所述的基板支撑组件，其中螺钉护盖在所述螺栓之上耦接至所述设施板。
17.一种处理腔室，包含：
腔室主体，所述腔室主体具有限定处理区域的壁和盖体；
基板支撑组件，所述基板支撑组件设置在所述处理区域中，所述基板支撑组件包含：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦接至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道；
设施板，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述设施板包含板部分和壁部分，所述板部分耦接至所述ESC底座组件，并且所述壁部分由密封组件耦接至所述ESC；以及
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分和所述密封组件所限定。
18.如权利要求17所述的基板支撑组件，进一步包含：绝缘体板和接地板，所述绝缘体板耦接至所述设施板，所述接地板耦接至所述绝缘体板。
19.如权利要求17所述的基板支撑组件，其中所述ESC包含含氧化铝(Al2O3)材料和/或含氮化铝(AlN)材料。
20.如权利要求17所述的基板支撑组件，其中所述ESC底座组件包含：含钼材料或含碳纤维材料。
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