CN117222773A - 衬底上背面沉积的防止 - Google Patents

Abstract

提供各种系统及方法，通过使用方案的组合来防止衬底上的背面沉积。方案包括将衬底夹持至基座和/或供应清扫气体至不想要沉积的区域。夹持方法包括静电或真空夹持。此外，提供各种基座及边缘环设计，用于供应清扫气体至不想要沉积的区域。将夹持与清扫结合使用可进一步提高效能，而不会影响在衬底正面的材料沉积。通过将基座的上表面加工成具有轻微的盘状或圆顶状形状(即，分别为凹形或凸形)，可使沿着衬底边缘的夹持更有效。

Description

衬底上背面沉积的防止

相关申请的交叉引用

本申请主张2021年4月21日提出申请的美国临时申请No.63/177,617的权益。该申请的完整公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开内容总体涉及衬底处理系统，具体而言，涉及防止衬底上的背面沉积的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

原子层沉积(ALD)是一种薄膜沉积方法，其依序执行气体化学处理以在材料的表面(例如，像是半导体晶片的衬底的表面)上沉积薄膜。大多数ALD反应使用至少两种称为前体(反应物)的化学品，其是以依序且自限制的方式、一次一前体与材料的表面进行反应。通过重复地暴露至不同的前体，薄膜逐渐地沉积在材料的表面上。ALD通常在加热的处理室中进行。使用真空泵及受控的惰性气体流动，将处理室保持在次大气压。将待涂膜的衬底放置在处理室中，并在开始ALD处理之前使其与处理室的温度平衡。

发明内容

系统包括布置在喷头下的基座。所述基座包括基部以及杆部。所述基部支撑衬底。所述基部是盘形的、并且具有在所述基部的上表面上沿着所述基部的外直径的环形凹部。所述杆部连接至所述基部。所述系统包括热屏蔽件，其被设置在所述基部的下表面下方。所述热屏蔽件与所述下表面限定歧管，所述歧管与气体入口流体连通。所述系统包括边缘环，其包括圆柱部以及环形部。所述圆柱部围绕着所述基部。所述圆柱部具有第一端及第二端，所述第一端被搁置在所述热屏蔽件的外边缘上。所述圆柱部的内表面与所述基部的外表面被限定出与所述歧管流体连通的第一间隙。所述环形部在所述环形凹部上方从所述圆柱部的所述第二端而径向朝内延伸。所述环形部与所述环形凹部限定出与所述第一间隙流体连通的第二间隙。供应至所述气体入口的清扫气体通过所述歧管、所述第一间隙及所述第二间隙及在所述环形部上方径向朝外流动。

在其他特征中，当材料从喷头而沉积在所述衬底的面向喷头表面上时，所述清扫气体被供应至所述气体入口，并且其中所述清扫气体防止所述材料沉积在所述衬底的面向基座表面上。

在其他特征中，所述基座包括静电夹持系统以将所述衬底夹持至所述基部的所述上表面。

在其他特征中，所述基座包括一真空夹持系统以将所述衬底夹持至所述基部的所述上表面。

在其他特征中，相较于在所述基部的中心处，在所述基部的所述外直径处的所述基部的所述上表面位于较高的平面中。

在其他特征中，相较于在所述基部的中心处，在所述基部的所述外直径处的所述基部的所述上表面位于较低的平面中。

在其他特征中，所述系统还包括环形密封带，所述环形密封带被被设置在所述基部的所述上表面上。所述环形密封带的外直径等于所述环形凹部的内直径及所述衬底的外直径。

在其他特征中，所述系统还包括致动器，所述致动器被用以使所述基座相对于喷头而垂直移动，以在处理期间调整在所述衬底与所述喷头之间的间隙。

在其他特征中，相较于所述衬底的面向喷头表面，所述环形部的上表面位于较高的平面中。

在其他特征中，所述环形部的上表面及下表面每一者包括径向外部及径向内部。所述径向外部是从所述圆柱部平行于所述环形凹部而延伸，及所述径向内部是朝向所述环形部的内直径而倾斜。

在其他特征中，所述圆柱部平行于所述基部的所述外表面。其中所述环形部平行于所述环形凹部。

在其他特征中，所述圆柱部及所述环形部的外直径相等。

在其他特征中，所述环形凹部的内直径大于或等于所述衬底的外直径。

在其他特征中，所述环形部的内直径大于所述环形凹部的内直径及所述衬底的外直径。

在其他特征中，所述环形部的上表面与所述衬底的面向喷头表面齐平。其中所述环形部的下表面是从所述圆柱部平行于所述环形凹部而延伸、并且朝向所述环形部的内直径而朝上倾斜。

在其他特征中，所述系统还包括第二环，所述第二环被设置在所述环形部的所述上表面上方一定距离处，其中所述第二环的内及外直径等于所述环形部的对应直径，及其中所述第二环的上及下表面平行于所述环形部的所述上表面。

在其他特征中，所述环形部包括多个孔洞，所述孔洞从所述环形部的内直径而径向朝外延伸。

在其他特征中，所述环形部的下表面从所述圆柱部平行于所述环形凹部而延伸、并且朝向所述环形部的内直径而朝上倾斜。所述环形部的上表面包括第一部分及第二部分，所述第一部分从所述环形部的所述内直径而朝上倾斜达第一距离，所述第二部分从所述第一距离而朝下倾斜至所述环形部的外直径。所述环形部的所述上表面包括多个孔洞，所述孔洞径向延伸穿过所述第一部分并且部分地穿过所述第二部分。

在其他特征中，所述系统还包括控制器以控制所述清扫气体流动通过所述气体入口。

在其他特征中，所述气体入口位于所述杆部的底部处。

在其他特征中，布置在喷头下的支撑衬底的基座包括基部，其具有盘形形状以及从所述基部延伸的杆部。所述基部包括在上表面上的环形脊部，在下表面上的环形突起以及从所述下表面朝外延伸至所述上表面的多个孔洞。所述环形脊部的外直径小于所述基部的外直径，所述环形脊部的内直径大于或等于所述衬底的外直径。所述环形突起的直径小于所述环形脊部的所述内直径及所述衬底的所述外直径。所述孔洞在所述上表面上沿着第一圆而设置、并且在所述下表面上沿着第二圆而设置。所述第一圆的第一直径小于所述环形脊部的所述内直径及所述衬底的所述外直径、并且大于所述环形突起的所述直径。所述第二圆的第二直径小于所述环形突起的所述直径；以及

在其他特征中，系统包括所述的基座，被设置为平行于所述基部的所述下表面并且在其下方的热屏蔽件以及气体源。所述热屏蔽件被连接至所述环形突起。所述热屏蔽件、所述下表面及所述环形突起限定出歧管，所述歧管与气体入口流体连通。当材料从喷头沉积在所述基座面向喷头的表面时，气体源供应清扫气体至所述气体入口。所述清扫气体流动通过所述歧管及所述孔洞、径向朝外地流动在所述环形脊部上、并且防止所述材料沉积在所述衬底的面向基座表面上。

在其他特征中，所述基座还包括静电夹持系统或真空夹持系统以将所述衬底夹持至所述基部的所述上表面。

在其他特征中，所述环形脊部在所述环形脊部的所述内直径处从所述基部的所述上表面垂直上升、相对于所述杆部的竖直轴而以一定角度朝外延伸、径向朝外延伸、并且在所述环形脊部的所述外直径处竖直下降至所述基部的所述上表面。

在其他特征中，所述孔洞相对于所述杆部的竖直轴而以锐角从所述下表面延伸至所述上表面。

在其他特征中，所述基座还包括环形密封带，所述环形密封带被设置在所述基部的所述上表面上，其中所述环形密封带的外直径小于所述第一圆的所述第一直径。

在其他特征中，所述基座还包括致动器，所述致动器被用以使所述基座相对于喷头而竖直移动，以调整在处理期间在所述衬底与所述喷头之间的间隙。

在其他特征中，所述系统还包括控制器以控制所述清扫气体的流动通过所述气体入口。

在其他特征中，所述气体入口位于所述杆部的底部处。

在其他特征中，所述系统还包括环，所述环被设置为围绕着所述基座。所述环包括圆柱部，其围绕着所述基部、并且具有第一端及一第二端，所述第一端与所述热屏蔽件的外边缘对齐。所述环包括环形部，其在所述基部的所述上表面上方从所述第二端而径向朝内延伸至所述环形脊部的所述外直径。所述环形脊部及所述环的所述环形部的上表面是共平面的。

在其他特征中，基座组件包括基座，其包括基板，具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，以及包括杆体，从所述基板的所述第二表面延伸。多个通孔在所述杆体的径向外侧的位置处从所述基板的所述第一表面延伸通过所述第二表面。所述基座包括轴环，其被设置为围绕着所述杆体及所述多个通孔。所述轴环在所述轴环的内表面与所述杆体的外表面之间限定出第一环形容积。所述轴环的上表面与所述基板的所述第二表面形成面对面密封。所述基座组件包括环形热屏蔽件，其具有设置在所述基板的所述第二表面下方的第一部分、并且具有从所述第一部分的径向内端而延伸的第二部分。所述第二部分围绕着所述轴环、并且在所述环形热屏蔽件的所述第二部分的内表面与所述轴环的外表面之间限定出第二环形容积。

在其他特征中，所述第一环形容积与所述第二环形容积是分隔开的。

在其他特征中，通过所述多个通孔及所述第一环形容积，一种或更多种气体从放置在所述基板上的衬底下方被抽出，以将所述衬底夹持至所述基板。

在其他特征中，在处理期间，清扫气体被注入至所述第二环形容积中，以在放置在所述基板上的衬底的边缘附近离去。

在其他特征中，所述清扫气体防止在所述衬底的面向基座表面上沉积。

在其他特征中，所述基座组件还包括边缘环，其围绕着所述基板。所述边缘环的底表面与所述环形热屏蔽件的所述第一部分的上表面形成面对面密封。所述环形热屏蔽件的所述第一部分的所述上表面、所述边缘环的内侧表面及所述基板的所述第二表面限定出歧管，所述歧管与所述第二环形容积流体连通。清扫气体被注入至所述第二环形容积中，以通过在所述边缘环与所述基板之间的间隙而离去。

在其他特征中，所述清扫气体防止在设置在所述基板上的衬底的面向基座表面上沉积。

在其他特征中，所述基座的所述杆体的底端包括径向朝外延伸的凸缘。所述基座组件还包括基座支撑结构，所述基座支撑结构附接至所述凸缘，在所述凸缘与所述基座支撑结构之间具有O形环。

在其他特征中，所述基座支撑结构包括具有侧壁的圆柱体，在所述侧壁中的竖直孔被限定出气体通道，所述气体通道与所述第一环形容积及所述多个通孔流体连通。

在其他特征中，所述基座支撑结构包括具有侧壁的圆柱体，在所述侧壁中的孔被限定出气体通道，所述气体通道与所述第二环形容积流体连通。

在其他特征中，所述基座支撑结构包括限定出内空腔的圆柱体、并且包括从所述圆柱体的上表面而径向朝外延伸的第二凸缘，所述基座组件还包括一个或多个夹具，所述一个或多个夹具将在所述杆体的所述底端处的所述凸缘连接至所述基座支撑结构的所述第二凸缘。

在其他特征中，所述基座支撑结构包括限定出内空腔的圆柱体、并且包括从所述圆柱体的上表面而径向朝外延伸的第二凸缘，所述基座组件还包括具有L形横剖面的夹具，其中所述第二凸缘被搁置在所述夹具的水平部分上与其形成面对面密封。

在其他特征中，所述夹具的竖直部分的上端包括径向朝外延伸的第三凸缘、并且包括第一及第二竖直部分，所述第一及第二竖直部分分别从径向外端及内端而在所述第三凸缘的上表面上延伸。

在其他特征中，所述轴环的底端与所述第二竖直部分形成第一面对面密封，及其中所述环形热屏蔽件的所述第二部分的底端与所述第一竖直部分形成第二面对面密封。

在其他特征中，所述第一及第二面对面密封防止在所述第一及第二环形容积之间的流体连通。

在其他特征中，所述圆柱体包括从所述第二凸缘朝上延伸的竖直部分，及其中所述夹具的所述竖直部分的所述上端的径向内部与所述圆柱体的所述竖直部分的上端的径向外表面形成面对面密封。

在其他特征中，所述圆柱体具有侧壁，在所述侧壁中具有第一孔。所述夹具的所述竖直部分与所述圆柱体的从所述第二凸缘朝上延伸的所述竖直部分被间隔开而限定出空腔，所述空腔与所述第一孔流体连通。所述夹具的所述竖直部分的所述上端包括第二孔，所述第二孔与所述空腔及所述第二环形容积流体连通。

在其他特征中，所述基座组件还包括：阀和控制器。所述阀被配置为选择性地连接所述气体通道、所述第一环形容积及所述多个通孔至真空泵。所述控制器被配置为在所述衬底的处理期间选择性地控制所述阀以通过所述气体通道、所述第一环形容积及所述多个通孔将一种或更多种气体从设置在所述基板上的所述衬底下方移除，以将所述衬底夹持至所述基板。

在其他特征中，所述基座组件还包括：阀和控制器。所述阀被配置为选择性地连接所述气体通道及所述第二环形容积至清扫气体的来源。所述控制器被配置为在设置在所述基板上的衬底的处理期间选择性地控制所述阀以供应所述清扫气体通过所述气体通道及所述第二环形容积，以防止在所述衬底的面向基座侧上沉积。

在其他特征中，所述基座组件还包括环形密封带，沿着所述第一表面的外直径而放置在所述基板的所述第一表面上。所述基座组件还包括多个突出部，从所述基板的所述第一表面而朝上延伸。所述突出部从所述第一表面的中心至所述环形密封带的内直径而分布。

在其他特征中，所述突出部的高度从所述环形密封带的所述内直径至所述基板的所述第一表面的所述中心而减少。

在其他特征中，所述突出部的高度从所述环形密封带的所述内直径至所述基板的所述第一表面的所述中心而增加。

在其他特征中，基座组件包括基座，其包括基板及从所述基板延伸的杆体。所述基板是盘形的并且具有上表面。所述基座组件包括多个突出部，从所述基板的所述上表面而朝上延伸、并且从所述基板的所述上表面的中心至所述基座的外直径而分布。所述突出部的高度被定制以调整所述突出部附近的传导性热传递。

在其他特征中，所述突出部的轮廓被所述突出部的多个上端所限定。

在其他特征中，所述突出部具有相等的高度。

在其他特征中，所述突出部的第一组与所述突出部的第二组具有不同的高度。

在其他特征中，所述突出部的高度从所述环形密封带的所述内直径至所述基板的所述上表面的所述中心而减少。

在其他特征中，所述突出部的高度从所述环形密封带的所述内直径至所述基板的所述上表面的所述中心而增加。

在其他特征中，所述突出部是圆柱形。

在其他特征中，所述基座组件还包括设置在所述基座中的静电夹持系统，以将衬底夹持至所述基板的所述上表面。

在其他特征中，所述基座组件还包括设置在所述基座中的真空夹持系统，以将衬底夹持至所述基板的所述上表面。

在其他特征中，衬底并未夹持至所述基板的所述上表面。

在其他特征中，所述突出部的高度从所述基板的所述上表面的一个径向边缘至相对的径向边缘成线性地变化。

在其他特征中，包括所述突出部的所述基板的所述上表面是凹形的。

在其他特征中，包括所述突出部的所述基板的所述上表面是凸形的。

在其他特征中，基座组件包括基座，包括基板及从所述基板延伸的杆体。所述基板是盘形的并且具有凹形的上表面。所述基座组件包括多个突出部，从所述基板的所述上表面而朝上延伸、并且从所述基板的所述上表面的中心至所述基座的外直径而分布。所述突出部具有多个顶端，所述顶端是凹形的。

在其他特征中，所述基座的所述上表面与所述突出部的所述顶端的曲率半径是相等的。

在其他特征中，所述基座的所述上表面与所述突出部的所述顶端的曲率半径是不同的。

在其他特征中，所述基座的所述上表面的第一曲率半径大于所述突出部的所述顶端的第二曲率半径。

在其他特征中，所述基座的所述上表面的第一曲率半径小于所述突出部的所述顶端的第二曲率半径。

在其他特征中，基座组件包括基座，其包括基板及从所述基板延伸的杆体。所述基板是盘形的并且具有凸形的上表面。所述基座组件包括多个突出部，从所述基板的所述上表面而朝上延伸、并且从所述基板的所述上表面的中心至所述基座的外直径而分布。所述突出部具有多个顶端，所述顶端是凸形的。

在其他特征中，所述基座的所述上表面与所述突出部的所述顶端的曲率半径是相等的。

在其他特征中，所述基座的所述上表面与所述突出部的所述顶端的曲率半径是不同的。

在其他特征中，所述基座的所述上表面的第一曲率半径大于所述突出部的所述顶端的第二曲率半径。

在其他特征中，所述基座的所述上表面的第一曲率半径小于所述突出部的所述顶端的第二曲率半径。

根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。

附图说明

根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：

图1A及1B显示出根据本公开内容的包括处理室的衬底处理系统的示例，处理室包括设计成防止在衬底上背面沉积的基座及边缘环；

图2是根据本公开内容的基座的透视横剖面图，该基座可与图3-6所示的边缘环中的任一者一起使用以防止在衬底上背面沉积；

图3是根据本公开内容的边缘环的透视横剖面图，该边缘环可与图2的基座一起使用以防止在衬底上背面沉积；

图4是根据本公开内容的另一边缘环的透视横剖面图，该边缘环可与图2的基座一起使用以防止在衬底上背面沉积；

图5A是根据本公开内容的包括孔洞的边缘环的透视横剖面图，该边缘环可与图2的基座一起使用以防止在衬底上背面沉积；

图5B及5C更详细地显示出图5A的边缘环中的孔洞的额外视图；

图6是根据本公开内容的另一边缘环的透视横剖面图，该边缘环可与图2的基座一起使用以防止在衬底上背面沉积；

图7A-7C显示出根据本公开内容的包括孔洞的基座的透视及侧视横剖面图，所述孔洞可从衬底下方供应清扫气体以防止背面沉积；

图8显示出根据本公开内容的防止在衬底上背面沉积的方法；

图9A及9B显示出根据本公开内容的基座的示例，该基座包括真空夹持系统并且还从衬底下方供应清扫气体以防止背面沉积；

图10A-10C显示出根据本公开内容的设置在基座上的突出部(台面(mesa))的示例，所述突出部用以在处理期间改善对衬底的夹持力；及

图11A-12E显示出可设置在基座上的台面的各种配置。

在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。

具体实施方式

当在衬底(例如，半导体晶片)上沉积材料(例如，金属膜)时防止背面沉积可能是关键的性能指针。现代沉积技术(例如原子层沉积(ALD)及等离子体增强化学气相沉积(PECVD))具有相对高的保形性能。因此，当在衬底正面沉积材料时防止在不想要的地方(例如，在衬底背面上)沉积变得越来越具有挑战性。

本公开内容提供了通过使用方法的组合来防止背面沉积的系统及方法。这些方法包括将衬底夹持至基座和/或将清扫气体供应至不想要沉积的区域。夹持方法包括静电夹持或真空夹持。此外，提供了各种基座及边缘环设计，用于供应清扫气体至不想要沉积的区域。使用夹持与清扫的结合可进一步提高效能，而不会影响材料在衬底正面的沉积。

具体而言，通过将衬底放置在基座(例如，密封带)上高度抛光的(即，平滑的)表面上，可轻易地防止沉积化学品粘性流动至衬底背面。将衬底放置在高度抛光的表面上仅仅允许分子流动至衬底背面。在某些应用中，仅允许分子流动至衬底背面可能足以防止背面沉积至所需的程度。通过清扫衬底的斜边区域或衬底背面、以及在衬底与边缘环之间的间隙可维持粘性流动，可在斜边区域中达成沉积化学品浓度的降低。随着在具有预定尺寸之间隙中具有足够的粘性流动，这些化学品在斜边区域中的浓度可降低至不会遭受衬底背面上的沉积的程度。其它方法包括使用沉积抑制剂、或是使用惰性化学品或在前体可粘附至衬底表面之前与所述前体进行反应的反应性化学品。

当衬底以相当大的力(例如，衬底重量的50倍)被夹持至基座表面时，上述方法是最有效的。夹持方法可包括使用压力差(即，真空夹持)或静电夹持(例如，静电卡盘或ESC)。通过将基座的上表面加工成具有轻微的盘状或圆顶状形状，可使沿着衬底边缘的夹持更有效。即，基座的上表面可加工成稍微凹入或凸出。由于此弯曲的形状，基座的边缘部分比基座的中心部分稍高(在盘状的情况下)或稍低(在圆顶形的情况下)。弯曲成型显著改善沿着衬底边缘的夹持。沿着衬底边缘的改善夹持进一步防止了衬底上的背面沉积。

本公开内容整理如下。首先，参考图1A及1B以显示及说明包括处理室的衬底处理系统，该处理室可使用用于防止背面沉积的基座及边缘环。图1A显示静电夹持的使用。图1B显示真空夹持的使用。随后，参考图2-7C以详细地显示及说明基座及边缘环的各种设计。参考图8以显示及说明防止背面沉积的方法。参考图9A及9B以详细地显示及说明真空夹持。参考图10A-10C以显示及说明基座的上表面的弯曲形状。参考图11A-12E以显示及说明各种配置，其中突出部(台面)可设置在基座的上表面上。

图1A显示衬底处理系统100的示例，衬底处理系统100包括用以处理衬底(例如，使用ALD)的处理室102。处理室102包括衬底支撑件(例如，基座)104。基座104由陶瓷材料所制成，以承受相对高的处理温度。例如，处理温度可高于摄氏600度。在图2及7A-7C中，更详细地显示出基座104的示例。

在处理期间，衬底106被设置在基座104的上表面上。使用由基座104所采用的静电夹持，可将衬底106夹持至基座104的上表面。例如，一个或更多个夹持电极112-1、112-2(统称为夹持电极112)可配置在基座104中。夹持电极112使用静电力将衬底106夹持至基座104的上表面。

边缘环108被设置在基座104的上表面及衬底106周围。边缘环108可包括图3-6中所示的边缘环中的任一者。边缘环108也由可承受相对高的处理温度的陶瓷材料所制成，处理温度可大于摄氏600度。

一个或更多个加热器110(例如，加热器数组、区域加热器等)被配置在基座104中以在处理期间加热衬底106。此外，虽然未显示，但包括冷却通道的冷却系统可配置在基座104中，冷却剂可流过冷却通道以冷却基座104。此外，虽然未显示，但一个或更多个温度传感器被配置在基座104中以感测基座104的温度。虽然夹持电极112显示为设置在加热器110上方，但是夹持电极112及加热器110可以其它方式而设置在基座104中。

此外，流体输送系统128将冷却剂供应至基座104中的冷却系统(例如，包括多个冷却通道，未显示)。对于相对高温的处理(例如，高于摄氏600度的处理温度)，流体系统128通常不会使冷却剂流过基座104。对于一些相对低温的处理(例如，低于摄氏300度的处理温度)，基座104可使用基座104内的液体作为稳定器以弥补较低的热能损失。

处理室102还包括气体分配装置114(例如，喷头)，其引入并且分配处理气体至处理室102中。气体分配装置(以下称为喷头)114可包括杆部116，杆部包括连接至处理室102顶表面的一端。喷头114的基部118通常为圆柱形，并且在与处理室102顶表面分隔开的位置处、自杆部116的相反端径向朝外延伸。

喷头114的基部118的面向衬底表面包括陶瓷面板120。陶瓷面板120包括多个出口或特征(例如，槽或通孔)，处理气体流过所述出口或特征而进入处理室102中。虽然未显示，但喷头114还包括加热板及冷却板，其分别包括一个或更多个加热器及冷却通道。此外，虽然未显示，但一个或更多个温度传感器可配置在喷头114中以感测喷头114的温度。流体输送系统128将冷却剂供应至喷头114中的冷却通道。

致动器122使基座104相对于静止的喷头114竖直地移动。通过使用致动器122而使基座104相对于喷头114竖直地移动，可改变在喷头114与基座104之间的间隙(及因此在衬底106与喷头114的陶瓷面板120之间的间隙)。在衬底106上所执行的处理期间或在处理与处理之间，可动态地改变间隙。在处理期间，喷头114的陶瓷面板120比所显示的更靠近基座104。

气体输送系统130包括一种或更多种气体源132-1、132-2、…、及132-N(统称为气体源132)，其中N为大于1的整数。气体源132通过阀134-1、134-2、…、及134-N(统称为阀134)及质流控制器136-1、136-2、…、及136-N(统称为质流控制器136)而连接至歧管139。歧管139的输出被供给至处理室102。

气体源132可供应处理气体、清洁气体、清扫气体、惰性气体等至处理室102。气体源132其中一者通过在基座104底部处的气体入口(以下称为入口)124而供应清扫气体。如以下参考图2-7C所详细显示及描述，来自入口124的清扫气体流过基座104的杆部105。在一示例中，清扫气体流过基座104下方的歧管以及在基座104的边缘与边缘环108之间的间隙，如以下参考图2-6所详细显示及描述。或者，清扫气体经由基座104中的通孔流动，如以下参考图7A-7C所详细显示及描述。在任一示例中，清扫气体防止在衬底106的背面沉积。

温度控制器150被连接至在基座104中的加热器110及温度传感器、至在喷头114中的加热器及温度传感器、及至流体输送系统128。温度控制器150控制被供应至加热器110的功率以及通过基座104中的冷却系统的冷却剂流动，以控制基座104及衬底106的温度。温度控制器150还控制被供应至喷头114中的加热器的功率以及通过喷头114中的冷却通道的冷却剂流动，以控制喷头114的温度。

阀156被连接至处理室102的排气口及至真空泵158。真空泵158在衬底处理期间维持处理室102内的低气压。阀156及真空泵158用于控制处理室102中的压力以及将排出气体及反应物从处理室102抽空。系统控制器160控制衬底处理系统100的构件。

图1B显示衬底处理系统101，其中基座103采用真空夹持而不是静电夹持。除了以下内容之外，图1B所示的衬底处理系统101与图1A所示的衬底处理系统100相同。在衬底处理系统101中，基座103使用真空夹持而不是静电夹持。因此，在基座103中不使用夹持电极112。参考图9A-9B而详细地显示及描述基座103。

简言之，基座103包括在杆部105中的环形容积125。环形容积125与基座103的上表面中的多个气体通孔流体连通，其参考图9A-9B而详细地显示及描述。环形容积125通过阀162而与真空泵158流体连通。系统控制器160控制阀162。

在处理期间，真空泵158通过在基座103的上表面中的多个通孔从衬底106下方抽吸气体，从而在衬底106下方产生真空。真空泵158通过环形容积125及阀162而从衬底106下方去除气体。由真空泵158所产生的真空将衬底106夹持至基座103的上表面。

清扫气体通过入口124而供应至基座103，其参考图9A-9B而更详细地显示及描述。简言之，入口124的形状也是环形的并且围绕着环形容积125。入口124不与环形容积125流体连通。入口124通过阀164而连接至歧管139。系统控制器160控制阀164。清扫气体流过在基座103的边缘与边缘环108之间的间隙。或者，清扫气体通过基座103中的通孔而流动。清扫气体防止在衬底106的背面上的沉积，如以上参考图1A的描述且如以下参考图3-6的更详细描述。以下参考图9A-9B而更详细地描述在基座103中所使用的真空夹持的这些及其它特征。

以下为可设置在处理室(例如，图1A及1B中所示的处理室102)中围绕基座及衬底的边缘环及基座的各种设计。为了说明的目的，在图2、7A-7C及9A中仅显示出基座的部分视图。然而，应当理解，基座的顶表面(在处理期间衬底被设置于其上)的形状通常为圆形。此外，应当理解，基座的顶表面另外具有如下所显示及描述的其它结构及几何细节。此外，为了说明的目的，在图3-6中仅显示出边缘环的部分视图。然而，应当理解，边缘环的形状通常是环形的。此外，应当理解，边缘环另外具有如下所显示及描述的其它结构及几何细节。

图2显示出根据本公开内容的基座200的示例。图3-6中所示的边缘环中的任一者可与基座200一起使用以防止背面沉积，如下所述。基座200包括基部202及杆部204。在一些示例中，基部202是盘形的，杆部204是圆柱形的。杆部204从基部202的中心竖直朝下延伸。杆部204支撑着基部202。基座200包括基座104的一个或更多个特征(例如，入口124、一个或更多个加热器、冷却系统、一个或更多个温度传感器等)。基座200可用于代替在子系统处理系统100中的基座104。

基部202包括沿着基部202的外边缘207的环形凹部206。环形凹部206从基部202的外边缘207径向朝内延伸。环形凹部206的内直径(ID)限定出基部202的上表面208的外直径(OD)。环形凹部206的OD等于基部202的OD。

高度抛光的(即，平滑的)环形密封带210被设置在基部202的上表面208上。例如，密封带210的表面粗糙度(其表示为平均粗糙度(Ra))可为2-8微英寸，但规格限制为16微英寸。密封带210的OD等于基部202的上表面208的OD。密封带210的OD等于环形凹部206的ID。在处理期间，衬底212(如图3-6所示)被设置在基部202的上表面208上。衬底212被搁置在密封带210上、且在多个台面或微小突出部上(以下参考图10A-10C而详细地显示及描述)。台面分布在基部202的整个上表面208。台面被密封带210所包围。衬底212的OD大约等于密封带210的OD。衬底212覆盖着密封带210(如图3-6所示)。

图3显示出根据本公开内容的边缘环300。边缘环300被设置成围绕着基座200的基部202。边缘环300包括圆柱部302及环形部304。圆柱部302从环形部304的OD竖直朝下延伸、并且围绕着基座200的基部202。环形部304从圆柱部302的顶端303径向朝内延伸。环形部304在基座200的基部202中的环形凹部206上方水平地延伸。环形部304平行于环形凹部206。

热屏蔽件310被设置在基座200的基部202的底表面220下方。热屏蔽件310从基座200的杆部204径向朝外延伸、并且平行于基座200的基部202的底表面220。边缘环300的圆柱部302的底端305在热屏蔽件310的远端311处被搁置在热屏蔽件310的上表面312上。在热屏蔽件310的上表面312与边缘环300的圆柱部302的底表面之间的界面处产生面对面密封(surface-to-surface)。

在一些示例中，面对面密封包括平面对平面(flat-to-flat)密封，平面对平面密封是当两个平坦表面为直接接触而在该两个表面之间不使用焊接或单独的密封件(例如，O形环)而产生。在其它示例中，面对面密封包括互补的非平面表面。换言之，两个表面的接界形成密封。在一些示例中，热屏蔽件310的上表面312及边缘环300的圆柱部302的底表面被抛光至在3至20微英寸范围内的表面粗糙度(Ra)。在其它示例中，表面粗糙度在3至16微英寸的范围内。在其它示例中，表面粗糙度在3至8微英寸的范围内。

歧管222被基座200的基部202的底表面220与热屏蔽件310的上表面312所限定。间隙320被边缘环300的圆柱部302的内竖直表面(或内壁)322与基座200的基部202的外边缘207所限定。间隙330被边缘环300的环形部304的内(即，下)水平表面332与在基座200的基部202中的环形凹部206所限定。歧管222与入口124流体连通(显示在图1A及1B中)。例如，通过在杆部204内的合适管路，入口124可连接至歧管222。或者，入口124可直接连接至歧管222，而不是连接至杆部204的底部。歧管222与间隙320及330流体连通。

边缘环300的环形部304的远端307(即，边缘环300的环形部304的ID)与边缘环300的圆柱部302的顶端303相对、并且与基部202的上表面208的OD(即，与环形凹部206的顶端211)间隔开及与衬底212的OD间隔开。间隙308被限定在边缘环300的环形部304的远端307(即，环形部304的ID)与基部202的上表面208的OD(即，环形凹部206的顶端211)及衬底212的OD之间。间隙308与间隙320、330及歧管222流体连通。

边缘环300的环形部304的内(即，下)水平表面332的第一部分是从圆柱部302的顶端303附近径向朝内延伸、并且平行于环形凹部206。此后，环形部304的内(即，下)水平表面332的其余部分朝向边缘环300的环形部304的远端307而朝上倾斜。换言之，环形部304的内(即，下)水平表面332的其余部分以钝角朝向边缘环300的环形部304的ID而朝上倾斜。

边缘环300的环形部304的外(即，顶)水平表面334的第一部分是从圆柱部302的顶端303径向朝内延伸、并且平行于环形凹部206。此后，环形部304的外水平表面334的其余部分是朝向边缘环300的环形部304的远端307而朝下倾斜。换言之，环形部304的外水平表面334的其余部分是以钝角朝向边缘环300的环形部304的ID而倾斜。

因此，环形部304的内(即，下)水平表面332及外(即，顶)水平表面334是从圆柱部302的顶端303径向朝内延伸、并且平行于环形凹部206达一距离。此后，环形部304的内(即，下)水平表面332及外(即，顶)水平表面334的其余部分是以钝角朝向环形部304的远端307(即，在ID处)逐渐变细并且会聚。环形部304的远端307(即，ID)是圆化的。

边缘环300的环形部304的外(即，顶)水平表面334不与衬底212的顶表面213齐平(即，不在同一平面中)。边缘环300的环形部304的外(即，顶)水平表面334平行于衬底212的顶表面213、并且位于比衬底212的顶表面213所在的平面略高的平面中。

在处理期间，基座200与设置在基座200的基部202的上表面208上的衬底212被移动而更靠近喷头(未显示)。在处理室中，喷头固定在衬底212及基座200上方(例如，参见图1A及1B所示的处理室102中的喷头114)。在喷头与边缘环300的环形部304的外(即，顶)水平表面334之间存在小间隙。例如，在边缘环300与喷头之间的间隙可为约0.050”，且在衬底212的顶表面213与喷头的面板之间的间隙可为约0.150”。喷头将材料沉积(例如，使用ALD)在衬底212的顶表面(即，正面)213上。

在沉积期间，清扫气体从入口124(显示在图1A及1B中)流过歧管222及间隙320、330、308。清扫气体在边缘环300的环形部304的外(即，顶)水平表面334上流动。清扫气体通过流过在喷头与边缘环300的环形部304的外(即，顶)水平表面334之间的间隙而离开。清扫气体的流动被箭头336-1、336-2、336-3、336-4及336-5(统称为箭头336)表示。清扫气体的流动是受控的(例如，通过图1A及1B所示的系统控制器160)。清扫气体的流动防止在衬底212的底表面(即，背面)214上沉积。

在整个本公开内容中，为了防止衬底上的背面沉积，衬底212的背面214被定义为开始于衬底212的斜边的底边缘、并且延伸至衬底212的背面214的中心的衬底212区域。在沉积期间，由喷头输送至衬底212的顶表面(即，正面)213的处理气体在箭头338-1、338-2(统称为箭头338)所指示的方向上流动。在沉积期间，在箭头338所示的方向上流动的处理气体有助于推动清扫气体在箭头336所示的方向上流动。在沉积期间，清扫气体的流动不影响在衬底212的顶表面(即，正面)213上的沉积。

为了进一步防止发生在衬底212的背面214上的沉积，使用如参考图1A所述的静电夹持以将衬底212夹持至基座200的上表面208。或者，使用如以下参考图9A-9B所述的真空夹持以将衬底212夹持至基座200的上表面208。在任一方法中，施加至衬底212上的夹持力的大小被图1A及1B所示的系统控制器160所控制。

为了进一步增强衬底212上的夹持力，可将基座200的上表面208加工成具有轻微的盘状或圆顶状形状。因此，基座200的上表面208的OD可略高(如果上表面208是盘状)或略低(如果上表面208是圆顶形)于基座200的上表面208的中心。衬底212的OD被搁置在密封带210上。基座200的上表面208的弯曲形状增强了将衬底212夹持至在基座200的上表面208上的密封带210的夹持力。此增强的夹持力进一步防止沉积发生在衬底212的背面214上。以下参考图10A-10C更详细地显示及描述基座200的上表面208的弯曲形状。

图4显示出根据本公开内容的边缘环350。边缘环350仅在一个方面与边缘环300不同。边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352是从圆柱部302的顶端303径向朝内延伸、并且平行于环形凹部206，但是不以钝角朝向边缘环350的环形部354的远端307(即，边缘环350的环形部354的ID)而朝下倾斜。反而，边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352是平坦的、并且从圆柱部302的顶端303沿着直线并且平行于环形凹部206而径向朝内延伸至边缘环350的环形部354的远端307(即，边缘环350的环形部354的ID)。边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352与衬底212的顶表面213齐平(即，位于同一平面内)。因此，边缘环350的环状部354的外(即，顶)水平表面352不仅平行于衬底212的顶表面213，而且与衬底212的顶表面213同一水平。

边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352的平坦性以及边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352与衬底212的顶表面213对齐有助于清扫气体更快地流出在喷头与边缘环350之间的间隙(相较于在边缘环300中)，此进一步防止在衬底212的背面214上沉积，并且不会影响在衬底212的顶表面(即，正面)213上的沉积。边缘环300的所有其它描述适用于边缘环350，因此为了简洁而不再重复。

图5A-5C显示出根据本公开内容的边缘环400。在图5A中，边缘环400在两方面与边缘环300不同。首先，边缘环400包括在边缘环400的环形部404中的多个径向延伸的孔洞402-1、402-2、403-3等(统称为孔洞402)；其次，边缘环400的环形部404的外(即，顶)表面403是从圆柱部302的顶端303而径向朝内延伸，朝上倾斜一距离，然后朝向边缘环400的环形部404的远端307(即，朝向边缘环400的环形部404的ID)而朝下倾斜。

因此，边缘环400的环形部404的外(即，顶)表面403不平行于环形凹部206。反而，边缘环400的环形部404的外(即，顶)表面403包括二倾斜部分，二倾斜部分分别朝向边缘环400的环形部404的ID及OD而朝下倾斜(即，朝向环形部404的远端307及圆柱部302的顶端303两者)。因此，边缘环400的环形部404的外(即，顶)表面403不仅不与衬底212的顶表面213对齐(即，不在同一平面内)，而且也不平行于衬底212的顶表面213。

边缘环400的环形部404的外(即，顶)表面403的双倾斜特征及孔洞402有助于清扫气体更快地流出在喷头与边缘环400之间的间隙(相较于在边缘环300中)，从而进一步防止在衬底212的背面214上的沉积，并且不会影响衬底212的顶表面(即，正面)213上的沉积。边缘环300的所有其它描述适用于边缘环400，因此为了简洁而不再重复。

孔洞402的额外视图显示在图5B及5C中。在图5B及5C中，每一孔洞402开始于边缘环400的环形部404的远端307处(即，边缘环400的环形部404的ID处)、并且朝向边缘环400的环形部404的OD(即，朝向边缘环400的圆柱部302的顶端303)径向朝外延伸。因此，清扫气体不仅通过流过边缘环400的环形部404的外(即，顶)表面403而流动及离开，而且额外地通过孔洞402而流出。清扫气体通过孔洞402的额外流动进一步防止在衬底212的背面214上的沉积，并且不会影响在衬底212的顶表面(即，正面)213上的沉积。可基于孔洞402的尺寸及密度而控制(例如，通过图1A及1B中所示的系统控制器160)清扫气体的体积及流率。

图6显示出边缘环350及设置在边缘环350的环形部354上方并且与其平行的附加第二环450。第二环450是平坦且薄的环形(即，盘形)结构，设置在边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352上方并且与其平行。第二环450的宽度(即，在第二环450的ID与OD之间的距离)与边缘环350的环形部354的宽度(即，在环形部354的ID与边缘环350的圆柱部302的OD之间的距离)大约相同。第二环450的厚度可与衬底212的厚度大约相同。第二环450沿着平行于衬底212的平面且略高于衬底212的平面而设置。第二环450也平行于环形凹部206。

第二环450使用柱体454而连接至(即，安装在)边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352，柱体454被设置在环形部354的外(即，顶)水平表面352上的三或更多位置处。柱体454可位于边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352上的任何位置。柱体454可较佳地设置为较靠近边缘环350的环形部354的OD，以不阻碍清扫气体的排放路径。清扫气体通过在第二环450的底部与边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352之间的间隙452而离开。

在处理期间，喷头可靠近或可搁置在第二环450的顶部上。第二环450及边缘环350的环形部354的外(即，顶)水平表面352的平坦性有助于清扫气体更快地流出在第二环450与边缘环350之间的间隙452(相较于边缘环300)，从而进一步防止在衬底212的背面214上的沉积，并且不会影响在衬底212的顶表面(即，正面)213上的沉积。边缘环300的所有其它描述适用于边缘环350，因此为了简洁而不再重复。

图7A-7C显示出根据本公开内容的基座500，通过在基座500中的多个孔洞502-1、502-2、502-3等(统称为孔洞502)而供应清扫气体，以防止背面沉积在衬底510上。基座500包括基部501及杆部503。基部501是盘形的。杆部503是圆柱形的。杆部503从基部501的中心竖直朝下延伸。杆部503支撑着基部501。基座500包括基座104的一个或更多个特征(例如，入口124、一个或更多个加热器、冷却系统、一个或更多个温度传感器等)。基座500可用于代替在子系统处理系统100中的基座104。图7A及7C显示出设置在基座500上的衬底510。图7B显示出没有衬底510的基座500，以说明基座500的附加特征。

基座500的基部501包括在基部501的顶表面506上的环形脊部504。环形脊部504较靠近基座500的基部501的OD。环形脊部504围绕着设置在基座500的基部501的顶表面506上的衬底510。环形脊部504的ID与衬底510的OD大约相同(即，大于或等于)。环形脊部504的OD小于基座500的基部501的OD。

环形脊部504在环形脊部504的ID处从基部501的顶表面506竖直上升、相对于杆部503的竖直轴以一定角度朝外(即，远离基部501的中心)延伸、然后平行于基部501的顶表面506径向朝外延伸、然后在环形脊部504的OD处竖直下降至基部501的顶表面506。

环形脊部504可加工成为基部501的顶表面506的整体部分。或者，环形脊部504可与基座500是分开的、可为具有上述的几何形状的环的形式、并且可附接至基部501的顶表面506。

孔洞502沿着在基部501的顶表面506上的第一圆而设置。第一圆的直径小于环形脊部504的ID。因此，环形脊部504围绕着孔洞502。孔洞502朝下延伸而穿过基座500的基部501并且穿过基部501的底表面514。孔洞502相对于基座500的杆部503的竖直轴以一定角度、从顶表面506朝内(即，朝向基座500的中心)下降至基部501的底表面514。例如，该角度可为45度。例如，该角度可介于30与60度之间。在基部501的底表面514中的孔洞502沿着直径小于第一圆的第二圆而设置。

高度抛光的(即，平滑的)环形密封带512被设置在基部501的顶表面506上。密封带512的OD小于第一圆的直径，孔洞502沿着第一圆而设置在基部501的顶表面506上。因此，孔洞502围绕着密封带512。衬底510的OD大于密封带512的OD及第一圆的直径，孔洞502沿着第一圆而设置在基部501的顶表面506上。衬底510的实质部分径向延伸超过密封带512及孔洞502直到环形脊部504的ID。

环形L形环520围绕着环形脊部504的OD及基座的基部501的OD。环520被作为热屏蔽件。环520的水平部分522被搁置在环形脊部504的OD与基部501的OD之间的基部501的顶表面506上。环520的水平部分522的顶表面523与环形脊部504的顶表面505齐平(即，在同一平面内)。

热屏蔽件530被设置在基座500的基部501的底表面514下方。热屏蔽件530从基座500的杆部503径向朝外延伸、并且平行于基座500的基部501的底表面514。热屏蔽件530的远端531延伸至基座500的基部501的OD、并且与环520的竖直部分524的底端526对齐。

在基部501的底表面514上的环形突起536连接至热屏蔽件530的顶表面534。环形突起536围绕着在基部501的底表面514中的孔洞502。环形突起536与在基部501的底表面514中的孔洞502相邻。环形突起536的直径大于第二圆，孔洞502沿着第二圆而位于基部501的底表面514中。环形突起536的直径小于第一圆的直径，孔洞502沿着第一圆而位于基部501的顶表面506中。

歧管532被基座500的基部501的底表面514、热屏蔽件530的顶表面534及环形突起536所限定。歧管532与孔洞502及入口124流体连通(如图1A及1B所示)。例如，入口124可通过在杆部503内的合适管路而连接至歧管532。或者，入口124可直接连接至歧管532，而不是连接至杆部503的底部。

在处理期间，基座500与设置在基座500的基部501的顶表面506上的衬底510被移动而更靠近喷头540，在处理室(例如，图1A及1B中所示的处理室102)中，喷头540固定在衬底510及基座500上方。在喷头540与环形脊部504的顶表面505之间存在小间隙。例如，在环形脊部504的顶表面505与喷头540之间的间隙可为约0.050”，在衬底510的顶表面513与喷头540的面板之间的间隙可为约0.150”。喷头使材料沉积(例如，使用ALD)在衬底510的顶表面(即，正面)513上。

在沉积期间，清扫气体从入口124(显示在图1A及1B中)通过歧管532及孔洞502而流至衬底510的底表面(即，背面)515的一部分上，该部分是在衬底510的OD与第一圆之间，在基部501的顶表面506中的孔洞502沿着第一圆分布。清扫气体通过流过环形脊部504上方(即，通过在喷头540与环形脊部504的顶表面534之间的间隙)、以及环520的水平部分522的顶表面523上方而离开。来自喷头540的处理气体还通过流过环形脊部504上方(即，通过在喷头540与环形脊部504的顶表面505之间的间隙)、以及环520的水平部分522的顶表面523上方而离开。清扫气体通过孔洞502而流至衬底510的背面515上、朝向衬底510的OD，从而防止在衬底510的底表面(即，背面)515的沉积。同样地，为了防止衬底上的背面沉积，衬底510的背面515被限定为开始于衬底510的斜边的底边缘、并且延伸至衬底510的背面515的中心的衬底510区域。

可基于孔洞502的尺寸及密度而控制(例如，通过图1A及1B中所示的系统控制器160)清扫气体的体积及流率。在沉积期间，通过孔洞502的清扫气体流动不影响来自喷头540的材料在衬底510的顶表面(即，正面)513上的沉积。为了进一步防止在衬底510的背面515上发生沉积，使用静电夹持或真空夹持以将衬底510夹持至基座500的顶表面506，如参考图1A及1B所述。

图8显示出根据本公开内容的用于防止衬底上的背面沉积的方法600。衬底处理系统的控制器(例如，图1A及1B中所示的组件160)可执行方法600的一些步骤。在方法600中，在602，将衬底放置在基座(例如，图2中所示的组件200或图7A中所示的组件500)上。在604，将基座移动为更靠近喷头。在606，方法600判定是否为衬底的处理(例如，沉积)。

在608，方法600开始通过从喷头沉积材料(例如，使用ALD)在衬底的正面上来处理衬底。在610，当处理(例如，沉积)正在进行时，方法600供应清扫气体在衬底边缘周围(例如，使用图2的基座200以及图3-6中所示的边缘环中的任一者)。或者，方法600从衬底下方、朝向衬底边缘而供应清扫气体(例如，使用图7A-7C中所示的基座)。清扫气体防止在衬底的背面(即，从斜边的底边缘至衬底的底表面中心的整个衬底区域)上的沉积。

图9A及9B显示出根据本公开内容的采用真空夹持的基座700的示例。图3-6中所示的边缘环中的任一者可与基座700一起使用，以防止如上所述的背面沉积。在图9A中，基座700包括基部702及杆部704。在一些示例中，基部702是盘形的，杆部704是圆柱形的。杆部704从基部702的中心竖直朝下延伸。杆部704支撑着基部702。杆部704提供真空夹持及清扫气体流，如以下参考图9B的更详细描述。基座700包括图1B的基座103的一个或更多个特征(例如，入口124、一个或更多个加热器、冷却系统、一个或更多个温度传感器等)。基座700可用于代替在图1B的子系统处理系统101中的基座103。

基部702包括沿着基部702的外边缘707的环形凹部706。环形凹部706从基部702的外边缘707径向朝内延伸。环形凹部706的内直径(ID)限定出基部702的上表面708的外直径(OD)。环形凹部706的OD等于基部702的OD。

高度抛光的(即，平滑的)环形密封带710(参见图9A)被设置在基部702的上表面708上。密封带710类似于图2中所示的密封带210。例如，密封带710的表面粗糙度(其表示为平均粗糙度(Ra))可为2-8微英寸，但规格限制为16微英寸。密封带710的OD等于基部702的上表面708的OD。密封带710的OD等于环形凹部706的ID。

在处理期间，衬底212(显示在图3-6中)被设置在基部702的上表面708上。衬底212被搁置在密封带710上、且在多个台面或微小突出部上(以下参考图10A-10C而详细地显示及描述)。台面分布在基部702的整个上表面708。台面被密封带710所包围。衬底212的OD大约等于密封带710的OD。衬底212覆盖着密封带710(如图3-6中的密封带210所示)。

仅作为示例，边缘环300被设置成围绕着基座700的基部702。边缘环300已经参考图3而详细地描述于上。为了简洁起见，因此省略了对边缘环300的描述。替代地，图4-6中所示的边缘环中的任一者可与基座700一起使用，而不是边缘环300。现在详细地描述真空夹持。

图9B更详细地显示出杆部704。杆部704提供如下的真空夹持及清扫气体流。以下的描述包括形成面对面密封的各种实例。形成面对面密封的方法已经参考图3而详细地说明如上，因此为了简洁而加以省略。

杆部704包括基座700的支撑结构750。支撑结构750包括第一圆柱部752及第二圆柱部744。第一圆柱部752的上径向外端包括凸缘742。凸缘742从第一圆柱部752的上径向外端而径向朝外延伸。第一圆柱部752的上径向内端包括槽740。第二圆柱部744从凸缘742的上径向外端而竖直朝上延伸。第二圆柱部744具有比第一圆柱部752更大的直径。

基座700的杆部704的底部使用一个或更多个夹具而连接至支撑结构750。在一些示例中，一个或更多个夹具包括具有环形或分裂环形形状的夹环。第一夹具850通过一个或更多个紧固件852-1、852-2等(统称为紧固件852)通过第二夹具854而连接至支撑结构750的内表面。当使用在本文中，术语“夹具”是指被固定至另一构件以将一个或更多个构件保持在一起的环形或弓形部分。

第一夹具850与杆部704的侧壁720间隔开(详述于下)。第一夹具850的内表面与杆部704的侧壁720的外表面被限定出空腔853。第二夹具854包括多个通孔855-1、855-2等(统称为通孔855)。空腔853与通孔855彼此流体连通。如以下的详细描述，空腔853及通孔855为通过真空泵158从安装在基座700的上表面708上的衬底下方抽吸的气体提供通道。

第三夹具770附接至支撑结构750的第一圆柱部752的凸缘742的面向底部表面。在一些示例中，第三夹具770具有“L”形横剖面、并且包括朝上突出部分774及径向朝内突出部分772。第三夹具770围绕着支撑结构750的上部。

径向朝内突出部分772的第一端从朝上突出部分774的下端而径向朝内延伸。径向朝内突出部分772的第二端与支撑结构750的第一圆柱部752的外壁775形成面对面密封。凸缘742的下端被搁置在径向朝内突出部分772的上表面776上、并且与径向朝内突出部分772的上表面776形成面对面密封。

朝上突出部分774从径向朝内突出部分772的径向外端(即，第一端)而竖直朝上延伸。朝上突出部分774的内表面被与支撑结构750的第二圆柱部744的外表面间隔开。朝上突出部分774的内表面及第二圆柱部744的外表面被限定出空腔780。

朝上突出部分774的上端包括凸缘779。凸缘779从朝上突出部分774的上端而径向朝外延伸。第一竖直部分778从凸缘779的径向外端而竖直朝上延伸。第二竖直部分782从凸缘779的径向内端附近而竖直朝上延伸。第一及第二竖直部分778及782被彼此间隔开、并且限定出空腔784。第一及第二竖直部分778具有大约相同的高度。凸缘779与第一及第二竖直部分778及782形成U形(或叉形)结构781。

朝上突出部分774的上端的径向内部790径向朝内突出、并且与支撑结构750的第二圆柱部744的外表面形成面对面密封。径向内部790位于与凸缘779径向相对的位置。具体而言，径向内部790还从第二竖直部分782的下部及径向内部而径向朝内延伸。

孔788从朝上突出部分774的径向内及上端以一定角度延伸至凸缘779的上表面。孔788与由第一及第二竖直部分778及782所限定的空腔784流体连通。孔788还与由朝上突出部分774的内表面与第二圆柱部744的外表面所限定的空腔780流体连通。孔788及空腔784、780提供清扫气体的通道，如下所述。

杆部704包括侧壁720。侧壁720从基部702的底表面716的中心区域715而竖直朝下延伸，如图9A所示。凸缘726位于侧壁720的下端。凸缘726从侧壁720而径向朝外延伸。凸缘726的下端被设置在支撑结构750中的槽740中。O形环748被设置在槽740中在凸缘726的下端下方以形成密封。侧壁720限定出杆部704的内空腔724。与位于基部702中的电构件(例如，加热器、热传感器等)的连接(未显示)是经由内空腔724而提供的。

轴环730被与基座700的杆部704的侧壁720间隔开、并且围绕着侧壁720。轴环730与侧壁720在轴环730的内表面与基座700的杆部704的侧壁720的外表面之间限定出环形容积725。轴环730包括凸缘734及736，分别从其下端及上端而径向朝外延伸。凸缘734的径向外表面与U形结构781的第二竖直部分782的径向内表面形成面对面密封。凸缘736的上表面与基部702的底表面716形成面对面密封。环形容积725与在第一夹具850与侧壁720之间的空腔853以及第二夹具854中的通孔855流体连通。

基座的基部702的上表面708包括多个通孔712-1、712-2、712-3等(统称为通孔712)。通孔712从上表面708竖直朝下延伸而穿过基部702的底表面716。通孔712沿着圆而设置。该圆的直径大于杆部704的侧壁720的OD。该圆的直径小于轴环730的ID。通孔712与在侧壁720与轴环730之间的环形容积725流体连通。通孔712还与在第一夹具850与侧壁720之间的空腔853、并且与第二夹具854中的通孔855流体连通。如下所述，通孔712、环形容积725、空腔853及通孔855提供通道给气体的抽出并且在放置在基座700的基部702上的衬底下方形成真空。

支撑结构750的第一圆柱部752包括孔800。孔800与在侧壁720及轴环730之间的环形容积725流体连通。孔800与阀162流体连通(参见图1B)。在处理期间，衬底(例如，图3中所示的衬底212)被放置在基座700的上表面708上。系统控制器160启动阀162。真空泵158通过去除来自衬底212下方的气体(经由通孔712、环形容积725、空腔853、通孔855、孔800及阀162)而在衬底212下方产生真空。例如，朝下的箭头802-1、802-2及802-3(统称为箭头802)指示出气体的流动。由于该真空，衬底212被夹持至基座700的上表面708。

图9A中所示的热屏蔽件810类似于图3-6中所示的热屏蔽件310。热屏蔽件810被设置在基座700的基部702的底表面716下方的预定距离处。热屏蔽件810是环形的。热屏蔽件810包括足够宽以接收轴环730及基座700的杆部704的中央开口。热屏蔽件810从基座700的杆部704的上端径向朝外延伸、并且平行于基座700的基部702的底表面716。边缘环300的圆柱部302的底端305在热屏蔽件810的远端811处搁置在热屏蔽件810的上表面812上。面对面密封产生(如以上参考图3的详细解释)在热屏蔽件810的上表面812与边缘环300的圆柱部302的底表面之间的界面处。

歧管822被基座700的基部702的底表面716以及热屏蔽件810的上表面812所限定。间隙820被边缘环300的圆柱部302的内竖直表面(或内壁)322以及基座700的基部702的外边缘707所限定。间隙830被边缘环300的环形部304的内(即，下)水平表面332以及在基座700的基部702中的环形凹部706所限定。间隙820及830与歧管822流体连通。边缘环300的其它细节参考图3说明如上，因此为了简洁而加以省略。

热屏蔽件810包括竖直部分880。竖直部分880从热屏蔽件810的中央区域而竖直朝下延伸。竖直部分880与轴环730间隔开并且围绕着轴环730。竖直部分880的远端包括凸缘882。凸缘882从竖直部分880的远端而径向朝外延伸。凸缘882的径向外表面与U形结构781的第一竖直部分778的径向内表面形成面对面密封。竖直部分880的内表面及轴环730的外表面被限定出第二环形容积884。第二环形容积884与环形容积725是分隔开的。第二环形容积884不流体连接至环形容积725。第二环形容积与空腔784、孔788及空腔780流体连通。歧管822与第二环形容积884流体连通。

支撑结构750的第一圆柱部752包括第二孔886。孔886竖直朝上延伸穿过第一圆柱部752，然后径向穿过凸缘742。孔886与空腔780、孔788、空腔784、第二环形容积884及歧管722流体连通。孔886与入口124及阀164流体连通(见图1B)。

在处理期间，衬底(例如，图3中所示的衬底212)被设置在基座700的上表面708上。系统控制器160启动阀164。清扫气体流过阀164、入口124、孔886、空腔780、孔788、空腔784、第二环形容积884、歧管722以及在边缘环300与基座700的基部702之间的间隙820及830。例如，朝上的箭头890-1、890-2及890-3(统称为箭头890)指示出清扫气体的流动。清扫气体防止在衬底212的背面上的沉积。

如上所述，基座700的杆部704的设计提供分开的(即，独立的)通道给真空夹持及清扫气体。所述通道彼此不流体连通。如上所述，气体以相反方向流过所述通道。由杆部704所提供的用于真空夹持及清扫气体的通道也可以与图7A-7C中所示的基座500一起使用。

图10A-10C显示出设置在基座700的上部708上的台面的示例。图10A显示出基座700的基部702的俯视图。图10B显示出基部702的横剖面。图10C详细地显示出台面。为了聚焦于台面，所以省略了基部702的所有其它特征(例如，通孔712)。台面也可类似地使用在以上参考图2-7C所显示及描述的基座200及500中。

图10A显示出台面900-1、900-2等(统称为台面900)。台面900为微小的突出部(见图10C)。仅举例来说，台面900的形状可为圆柱形。台面900可具有任何其它形状。台面900被密封带710所围绕，密封带710沿着基座700的基部702的上表面708的OD而设置。台面900位于基座700的基部702的上表面708上。台面900从基部702的上表面708的中心分布至密封带710的ID。或者，台面900从基部702的上表面708的中心分布至基座700的基部702上表面708的OD。

可将所述台面900加工成具有不同的高度。例如，可将所述台面900加工成提供面向基座700的上部708的凸面或凹面形状。仅举例来说，对于设计用于处理13”衬底的基座，可将所述台面900加工成提供直径为50英尺的球体的曲率。图10B显示出由台面900所提供的面向基座700的上部708的凹面形状的示例。所示的示例并非按比例的。为了说明的目的，所示的示例被夸大了。该示例显示出，相较于基座700的上部708的中心区域902，基座700的上部708的外围区域904位于较高的平面中。在所示的示例中，所述台面900的高度从基座700的上部708的外围区域904至基座700的上部708的中心区域902而减少。

相反地，所述台面900可提供面向基座700的上部708的凸面形状。在此示例中，相较于基座700的上部708的中心区域902，基座700的上部708的外围区域904将位于较低的平面中。在此示例中，所述台面900的高度将从基座700的上部708的外围区域904至基座700的上部708中心区域902而增加。

在另一示例中，也可将所述台面900加工成提供平坦表面，在处理期间可将衬底放置在该平坦表面上。在此示例中，所有的台面900将具有相同(一致)的高度。或者，可将所述台面900加工成提供倾斜表面(从基部702的上表面708的一个径向边缘至相对的径向边缘)，在处理期间可将衬底放置在该倾斜表面上。在此示例中，所述台面900的高度将从基部702的上表面708的一个径向边缘至相对的径向边缘逐渐减少(即，线性地增加或减少)。

在其它示例中，可将所述台面900加工成具有量身订做的高度以调整接近台面900的传导性热传递。传导性热传递在基座700的上表面708与衬底212之间通过台面900发生。例如，相同高度的台面900可确保在台面900附近一致的传导性热传递。或者，所述台面900可具有由所述台面900的上端所限定的预定轮廓。在一些示例中，可通过改变所述台面900的高度以校正热不均匀性(例如，由图1A中所示的加热器110的非线性所造成)。

在处理期间，衬底212(显示在图3-6中)被设置在基座700的基部702的上表面708上。衬底212被搁置在密封带710上及所述台面900上。衬底212的OD大约等于密封带710的OD。衬底212覆盖着密封带710(例如，如图3-6所示)。通过所述台面900所提供的面向基座700的上部708的弯曲形状改善了在处理期间将衬底212夹持至基座700的夹持力。台面900改善了衬底212与基座700的上表面708的静电及真空夹持两者。在一些示例中，衬底212可不被夹持至基座700的上部708。

图11A-12E显示出可设置在基座700的上表面708上的台面900的各种配置。具体而言，所述配置包括由台面900以及基座700的上表面708所形成的凹面(杯形)及凸面(圆顶形)表面的各种组合，在处理期间衬底被设置在其上。简言之，图11A显示出在基座700的上表面708上的台面900的配置，其提供了在处理期间将衬底设置在其上的平坦表面。图11B-11F显示出台面900及基座700的上表面708的各种配置，其包括凹形上表面708和/或由台面900所形成的凹形表面，在处理期间衬底被设置在其上。图12A-12E显示出台面900及基座700的上表面708的各种配置，其包括凸形上表面708和/或由台面900所形成的凸形表面，在处理期间衬底被设置在其上。现在详细地说明这些配置。

在图11A中，基座700的上表面708是平坦的。换言之，基座700的上表面708平行于在处理期间设置在基座700上的衬底(例如，图3-6中所示的衬底212)的平面。例如，基座700的上表面708具有在大约1Ra至64Ra(微英寸)范围内的粗糙度。所述台面900被设置在基座700的上表面708上，以使所述台面900从基座700的上表面708而竖直朝上延伸。所述台面900具有相同的高度(或长度)。所述台面900的顶端是平坦的并且位于与基座700的上表面708的平面平行的平面中，该平面与在处理期间设置在台面900上的衬底所在的平面平行。

在图11B中，基座700的上表面708是凹形的。所述台面900被设置在基座700的上表面708上，以使所述台面900从基座700的上表面708而竖直朝上延伸。所述台面900的顶端是平坦的。在处理期间，衬底被放置在台面900的顶端上。所述台面900具有不同的高度(或长度)。然而，所述台面900的顶端彼此齐平、并且位于与在处理期间设置在台面900上的衬底所在的平面平行的平面中。因此，虽然基座700的上表面708是凹形的，但所述台面900的顶端提供了在处理期间衬底位于其上的平坦表面。由于基座700的上表面708的凹形形状并且因为所述台面900的顶端位于单一平面中，所以所述台面900的高度以及因此在衬底与基座700的凹形上表面708之间的距离从基座700的凹形上表面708的中心至周边而变化(减少)。

在图11C中，基座700的上表面708如同图11A是平坦的。所述台面900被设置在基座700的上表面708上，以使所述台面900从基座700的上表面708而竖直朝上延伸。所述台面900具有不同的长度(即，高度)。所述台面900的顶端彼此不齐平、并且不位于与基座700的上表面708的平面平行的单一平面中。反而，所述台面900的顶端是凹形的、并且形成凹形表面，在处理期间可放置杯形衬底在凹形表面上。因为所述台面900的顶端形成凹形表面，所以在衬底与基座700的上表面708之间的距离从基座700的上表面708的中心至周边而变化(增加)。

图11D-11F显示出基座700的凹形上表面708以及由所述台面900的顶端所形成的凹形表面的不同配置。在图11D-11F中，R1表示基座700的凹形上表面708的半径，R2表示由所述台面900的凹形顶端所形成的凹形表面的半径。

在图11D中，R1＝R2。所述台面900具有相等的长度(即，高度)。所述台面900的顶端是凹形的。在处理期间，将杯形衬底放置在所述台面900的凹形顶端上。因为所述台面900具有相等的长度且R1＝R2，所以在基座700的凹形上表面708与杯形衬底之间的距离从基座700的凹形上表面708的中心至周边是固定的(不变的)。换言之，在杯形衬底与基座700的凹形上表面708之间的间隙从基座700的凹形上表面708的中心至周边是固定的(不变的)。

在图11E中，R2＜R1。所述台面900的高度(即，长度)从基座700的凹形上表面708的中心至周边而变化(增加)。所述台面900的顶端是凹形的。在处理期间，将杯形衬底放置在所述台面900的凹形顶端上。因为所述台面900的高度从基座700的凹形上表面708的中心至周边而增加且R2＜R1，所以在基座700的凹形上表面708与杯形衬底之间的距离从基座700的凹形上表面708的中心至周边而变化(增加)。换言之，在杯形衬底与基座700的凹形上表面708之间的间隙从基座700的凹形上表面708的中心至周边而变化(增加)。

在图11F中，R2＞R1。所述台面900的高度(即，长度)从基座700的凹形上表面708的中心至周边而变化(减少)。所述台面900的顶端是凹形的。在处理期间，将杯形衬底放置在所述台面900的凹形顶端上。因为所述台面900的高度从基座700的凹形上表面708的中心至周边而减小且R2＞R1，所以在基座700的凹形上表面708与杯形衬底之间的距离从基座700的凹形上表面708的中心至周边而变化(减少)。换言之，在杯形衬底与基座700的凹形上表面708之间的间隙从基座700的凹形上表面708的中心至周边而变化(减少)。

这些配置提供了各种优点。以下为优点的一些非限制性示例。例如，这些配置其中某些改善了衬底至基座700的夹持。使所述台面900的顶表面成为杯状(即，通过使所述台面900的顶表面为凹形)允许杯形衬底座落得更低(即，更靠近基座700的上表面708)。在某些配置中(例如，在图11D及11F中)，使所述台面900的顶表面呈杯状可导致在基座700的边缘处、在杯形衬底与基座700的上表面708之间的相对小的间隙，其允许在用于将杯形衬底夹持至基座700的真空夹持系统中产生改善的压力梯度。当R1＝R2时，夹持可能是最有效的(图11D)。

此外，R1＝R2的配置还提供从基座700至衬底的均匀的热传递，其为半径的函数。R2＜R1(图11E)的配置可帮助改善夹持，并且可通过改变在衬底与基座700的上表面708之间的间隙而校正或改善关于热均匀性的任何问题(即，从基座700至衬底的均匀的热传递，其为半径的函数)。所述台面900的顶至底高度被限定出局部间隙。在衬底与基座700的上表面708之间的间隙可通过改变所述台面900的高度同时保持R2＜R1而改变。图11B中所示的配置可能无助于夹持，但在校正/改善热均匀性上可能是有用的。考虑了许多其它的优点。

图12A-12D显示出台面900可设置在基座700的上表面708上的其它配置。在图12A中，基座700的上表面708是凸形的。台面900被设置在基座700的上表面708上，以使台面900从基座700的上表面708而竖直朝上延伸。所述台面900的顶端是平坦的。在处理期间，将衬底放置在所述台面900的顶端上。所述台面900具有不同的长度。然而，所述台面900的顶端彼此对齐并且位于与基座700的上表面708的平面平行的平面中，其也平行于衬底位于所述台面900上的平面。因此，虽然基座700的上表面708是凸形的，但所述台面900的顶端提供衬底位于其上的平坦表面。由于基座700的上表面708的凸形形状且因为所述台面900的顶端位于单一平面中，所以所述台面900的高度以及因此在衬底与基座700的凸形上表面708之间的距离从基座700的凸形上表面708的中心至周边而变化(增加)。

在图12B中，基座700的上表面708如图11A一样为平坦的。台面900被设置在基座700的上表面708上，以使台面900从基座700的上表面708而竖直朝上延伸。所述台面900具有不同的长度(即，高度)。所述台面900的顶端彼此不对齐并且不位于与基座700的上表面708的平面平行的单一平面中。反而，所述台面900的顶端形成凸形表面或圆顶形状，在处理期间可在其上放置圆顶形衬底。所述台面900的底端是平坦的。因为所述台面900的顶端形成凸形表面，所以在衬底与基座700的上表面708之间的距离从基座700的上表面708的中心至周边而变化(减少)。

图12C-12E显示出基座700的上表面708的凸形形状及由所述台面900的顶端所形成的凸形表面的不同配置。在图12C-12E中，R1表示基座700的凸形上表面708的半径，R2表示由所述台面900的凸形顶端所形成的凸形表面的半径。

在图12C中，R1＝R2。所述台面900具有相等的长度(即，高度)。所述台面900的顶端是凸形的。在处理期间，将圆顶形衬底放置在所述台面900的凸形顶端上。因为所述台面900具有相等的长度且R1＝R2，所以在基座700的凸形上表面708与圆顶形衬底之间的距离从基座700的凸形上表面708的中心至周边是固定的(不变的)。即，在圆顶形衬底与基座700的凸形上表面708之间的间隙从基座700的凸形上表面708的中心至周边是固定的(不变的)。

在图12D中，R2＜R1。所述台面900的高度(长度)从基座700的凸形上表面708的中心至周边而变化(减少)。所述台面900的顶端是凸形的。在处理期间，将圆顶形衬底放置在所述台面900的凸形顶端上。因为所述台面900的高度从基座700的凸形上表面708的中心至周边而减少且R2＜R1，所以在基座700的凸形上表面708与圆顶形衬底之间的距离从基座700的凸形上表面708的中心至周边而变化(减少)。换言之，在圆顶形衬底与基座700的凸形上表面708之间的间隙从基座700的凸形上表面708的中心至周边而变化(减少)。

在图12E中，R2＞R1。所述台面900的高度(长度)从基座700的凸形上表面708的中心至周边而变化(增加)。所述台面900的顶端是凸面的。在处理期间，将圆顶形衬底放置在所述台面900的凸形顶端上。因为所述台面900的高度从基座700的凸形上表面708的中心至周边而增加且R2＞R1，所以在基座700的凸形上表面708与圆顶形衬底之间的距离从基座700的凸形上表面708的中心至周边而变化(增加)。换言之，在圆顶形衬底与基座700的凸形上表面708之间的间隙从基座700的凸形上表面708的中心至周边而变化(增加)。

除了热均匀性相反(即，凸形配置与凹形配置中的热均匀性是反向)之外，这些凸形配置提供了与上述凹形配置相似的优点。圆顶形晶片天生就容易夹持，因为其自然地形成良好的边缘密封。然而，凸形配置可能影响如下的热均匀性。通常，在衬底与基座700的上表面708之间具有较小间隙的衬底区域可能比在衬底与基座700的上表面708之间具有较大间隙的衬底区域更热。在衬底与基座700的上表面708之间的间隙具有变化的配置中，热均匀性可能与变化的间隙成比例而相应地变化。考虑了许多其它的优点。

前面的描述本质上仅仅是说明性的，绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改方案将变得显而易见。

应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方案在上面被描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施方案描述的那些特征中的任何一个或多个，可以在任何其它实施方案的特征中实现和/或与任何其它实施方案的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方案不是相互排斥的，并且一个或多个实施方案彼此的置换保持在本公开的范围内。

使用各种术语来描述元件之间(例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系，各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”，否则在上述公开中描述这种关系时，该关系可以是直接关系，其中在第一和第二元件之间不存在其它中间元件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。

在一些实现方案中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。

根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何处理，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出与具体系统连接或通过接口连接的工具和其他转移工具和/或装载锁。

概括地说，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或执行程序指令(例如，软件)的一个或多个微处理器或微控制器。

程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、电介质、绝缘体、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。

在一些实现方案中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，以改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。

在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供处理配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的处理的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。

因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的处理和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的处理。

示例性系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。

如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。

Claims (75)

1.基座，其包括：

基部，以支撑衬底，所述基部是盘形的、并且具有在所述基部的上表面上沿着所述基部的外直径的环形凹部；

杆部，其连接至所述基部；

热屏蔽件，其被设置在所述基部的下表面下方，所述热屏蔽件与所述下表面限定歧管，所述歧管与气体入口流体连通；以及

边缘环，其包括：

圆柱部，其围绕着所述基部并且具有第一端及第二端，所述第一端被搁置在所述热屏蔽件的外边缘上，所述圆柱部的内表面与所述基部的外表面限定与所述歧管流体连通的第一间隙；以及

环形部，其在所述环形凹部上方从所述圆柱部的所述第二端而径向朝内延伸，所述环形部与所述环形凹部限定与所述第一间隙流体连通的第二间隙，

其中供应至所述气体入口的清扫气体通过所述歧管、所述第一间隙及所述第二间隙及在所述环形部上方径向朝外流动。

2.根据权利要求1所述的基座，其中当材料从喷头而沉积在所述衬底的面向喷头表面上时，所述清扫气体被供应至所述气体入口，并且其中所述清扫气体防止所述材料沉积在所述衬底的面向基座表面上。

3.根据权利要求1所述的基座，其还包括静电夹持系统以将所述衬底夹持至所述基部的所述上表面。

4.根据权利要求1所述的基座，其还包括一真空夹持系统以将所述衬底夹持至所述基部的所述上表面。

5.根据权利要求1所述的基座，其中相较于在所述基部的中心处，在所述基部的所述外直径处的所述基部的所述上表面位于较高的平面中。

6.根据权利要求1所述的基座，其中相较于在所述基部的中心处，在所述基部的所述外直径处的所述基部的所述上表面位于较低的平面中。

7.根据权利要求1所述的基座，其还包括环形密封带，所述环形密封带被被设置在所述基部的所述上表面上，其中所述环形密封带的外直径等于所述环形凹部的内直径及所述衬底的外直径。

8.根据权利要求1所述的基座，其还包括致动器，所述致动器被用以使所述基座相对于喷头而垂直移动，以在处理期间调整在所述衬底与所述喷头之间的间隙。

9.根据权利要求1所述的基座，其中相较于所述衬底的面向喷头表面，所述环形部的上表面位于较高的平面中。

10.根据权利要求1所述的基座，其中所述环形部的上表面及下表面每一者包括径向外部及径向内部，其中所述径向外部是从所述圆柱部平行于所述环形凹部而延伸，及其中所述径向内部是朝向所述环形部的内直径而倾斜。

11.根据权利要求1所述的基座，其中所述圆柱部平行于所述基部的所述外表面，及其中所述环形部平行于所述环形凹部。

12.根据权利要求1所述的基座，其中所述圆柱部及所述环形部的外直径相等。

13.根据权利要求1所述的基座，其中所述环形凹部的内直径大于或等于所述衬底的外直径。

14.根据权利要求1所述的基座，其中所述环形部的内直径大于所述环形凹部的内直径及所述衬底的外直径。

15.根据权利要求1所述的基座，其中所述环形部的上表面与所述衬底的面向喷头表面齐平，及其中所述环形部的下表面是从所述圆柱部平行于所述环形凹部而延伸、并且朝向所述环形部的内直径而朝上倾斜。

16.根据权利要求15所述的基座，其还包括第二环，所述第二环被设置在所述环形部的所述上表面上方一定距离处，其中所述第二环的内及外直径等于所述环形部的对应直径，及其中所述第二环的上及下表面平行于所述环形部的所述上表面。

17.根据权利要求1所述的基座，其中所述环形部包括多个孔洞，所述孔洞从所述环形部的内直径而径向朝外延伸。

18.根据权利要求1所述的基座，其中：

所述环形部的下表面从所述圆柱部平行于所述环形凹部而延伸、并且朝向所述环形部的内直径而朝上倾斜；及

所述环形部的上表面包括第一部分及第二部分，所述第一部分从所述环形部的所述内直径而朝上倾斜达第一距离，所述第二部分从所述第一距离而朝下倾斜至所述环形部的外直径，且所述环形部的所述上表面包括多个孔洞，所述孔洞径向延伸穿过所述第一部分并且部分地穿过所述第二部分。

19.一种系统，其包括根据权利要求1的所述基座、以及控制所述清扫气体流动通过所述气体入口的控制器。

20.根据权利要求1所述的基座，其中所述气体入口位于所述杆部的底部处。

21.一种支撑衬底的基座，其包括：

基部，其具有盘形形状并且包括：

环形脊部，其在上表面上，所述环形脊部的外直径小于所述基部的外直径，所述环形脊部的内直径大于或等于所述衬底的外直径；

环形突起，其在下表面上，所述环形突起的直径小于所述环形脊部的所述内直径及所述衬底的所述外直径；以及

多个孔洞，从所述下表面朝外延伸至所述上表面，所述孔洞在所述上表面上沿着第一圆而设置、并且在所述下表面上沿着第二圆而设置，所述第一圆的第一直径小于所述环形脊部的所述内直径及所述衬底的所述外直径、并且大于所述环形突起的所述直径，所述第二圆的第二直径小于所述环形突起的所述直径；以及

杆部，其从所述基部延伸。

22.根据权利要求21所述的基座，其还包括：

热屏蔽件，其被设置为平行于所述基部的所述下表面并且在其下方，所述热屏蔽件被连接至所述环形突起，其中所述热屏蔽件、所述下表面及所述环形突起限定歧管，所述歧管与气体入口流体连通，

其中当材料沉积在所述衬底上时，供应至所述气体入口的清扫气体流动通过所述歧管及所述孔洞、径向朝外地流动在所述环形脊部上、并且防止所述材料沉积在所述衬底的面向基座表面上。

23.根据权利要求21所述的基座，其还包括静电夹持系统或真空夹持系统以将所述衬底夹持至所述基部的所述上表面。

24.根据权利要求21所述的基座，其中所述环形脊部在所述环形脊部的所述内直径处从所述基部的所述上表面垂直上升、相对于所述杆部的竖直轴而以一定角度朝外延伸、径向朝外延伸、并且在所述环形脊部的所述外直径处竖直下降至所述基部的所述上表面。

25.根据权利要求21所述的基座，其中所述孔洞相对于所述杆部的竖直轴而以锐角从所述下表面延伸至所述上表面。

26.根据权利要求21所述的基座，其还包括环形密封带，所述环形密封带被设置在所述基部的所述上表面上，其中所述环形密封带的外直径小于所述第一圆的所述第一直径。

27.根据权利要求21所述的基座，其还包括致动器，所述致动器被配置成使所述基座相对于喷头而竖直移动，以调整在处理期间在所述衬底与所述喷头之间的间隙。

28.一种系统，其包括根据权利要求22所述的基座、以及控制所述清扫气体的流动通过所述气体入口的控制器。

29.根据权利要求22所述的基座，其中所述气体入口位于所述杆部的底部处。

30.根据权利要求22所述的基座，其还包括环，所述环被设置为围绕着所述基座，所述环包括：

圆柱部，围绕着所述基部、并且具有第一端及一第二端，所述第一端与所述热屏蔽件的外边缘对齐；以及

环形部，在所述基部的所述上表面上方从所述第二端而径向朝内延伸至所述环形脊部的所述外直径，

其中所述环形脊部及所述环的所述环形部的上表面是共平面的。

31.一种基座组件，其包括：

基座，其包括：

基板，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；以及

杆体，其从所述基板的所述第二表面延伸，

其中多个通孔在所述杆体的径向外侧的位置处从所述基板的所述第一表面延伸通过所述第二表面；

轴环，其被设置为围绕着所述杆体及所述多个通孔，其中所述轴环在所述轴环的内表面与所述杆体的外表面之间限定第一环形容积，及其中所述轴环的上表面与所述基板的所述第二表面形成面对面密封；以及

环形热屏蔽件，其具有设置在所述基板的所述第二表面下方的第一部分、并且具有从所述第一部分的径向内端而延伸的第二部分，其中所述第二部分围绕着所述轴环、并且在所述环形热屏蔽件的所述第二部分的内表面与所述轴环的外表面之间限定第二环形容积。

32.根据权利要求31所述的基座组件，其中所述第一环形容积与所述第二环形容积是分隔开的。

33.根据权利要求31所述的基座组件，其中通过所述多个通孔及所述第一环形容积，一种或更多种气体从放置在所述基板上的衬底下方被抽出，以将所述衬底夹持至所述基板。

34.根据权利要求31所述的基座组件，其中在处理期间，清扫气体被注入至所述第二环形容积中，以在放置在所述基板上的衬底的边缘附近离去。

35.根据权利要求34所述的基座组件，其中所述清扫气体防止在所述衬底的面向基座表面上沉积。

36.根据权利要求31所述的基座组件，其还包括：

边缘环，其围绕着所述基板，

其中所述边缘环的底表面与所述环形热屏蔽件的所述第一部分的上表面形成面对面密封，

其中所述环形热屏蔽件的所述第一部分的所述上表面、所述边缘环的内侧表面及所述基板的所述第二表面限定歧管，所述歧管与所述第二环形容积流体连通，以及

其中清扫气体被注入至所述第二环形容积中，以通过在所述边缘环与所述基板之间的间隙而离去。

37.根据权利要求36所述的基座组件，其中所述清扫气体防止在设置在所述基板上的衬底的面向基座表面上沉积。

38.根据权利要求31所述的基座组件，其中所述基座的所述杆体的底端包括径向朝外延伸的凸缘，所述基座组件还包括基座支撑结构，所述基座支撑结构附接至所述凸缘，在所述凸缘与所述基座支撑结构之间具有O形环。

39.根据权利要求38所述的基座组件，其中所述基座支撑结构包括具有侧壁的圆柱体，在所述侧壁中的竖直孔限定气体通道，所述气体通道与所述第一环形容积及所述多个通孔流体连通。

40.根据权利要求38所述的基座组件，其中所述基座支撑结构包括具有侧壁的圆柱体，在所述侧壁中的孔限定气体通道，所述气体通道与所述第二环形容积流体连通。

41.根据权利要求38所述的基座组件，其中所述基座支撑结构包括限定出内空腔的圆柱体、并且包括从所述圆柱体的上表面而径向朝外延伸的第二凸缘，所述基座组件还包括一个或多个夹具，所述一个或多个夹具将在所述杆体的所述底端处的所述凸缘连接至所述基座支撑结构的所述第二凸缘。

42.根据权利要求38所述的基座组件，其中所述基座支撑结构包括限定内空腔的圆柱体、并且包括从所述圆柱体的上表面而径向朝外延伸的第二凸缘，所述基座组件还包括具有L形横剖面的夹具，其中所述第二凸缘被搁置在所述夹具的水平部分上与其形成面对面密封。

43.根据权利要求42所述的基座组件，其中所述夹具的竖直部分的上端包括径向朝外延伸的第三凸缘、并且包括第一及第二竖直部分，所述第一及第二竖直部分分别从径向外端及内端而在所述第三凸缘的上表面上延伸。

44.根据权利要求43所述的基座组件，其中所述轴环的底端与所述第二竖直部分形成第一面对面密封，及其中所述环形热屏蔽件的所述第二部分的底端与所述第一竖直部分形成第二面对面密封。

45.根据权利要求44所述的基座组件，其中所述第一及第二面对面密封防止在所述第一及第二环形容积之间的流体连通。

46.根据权利要求44所述的基座组件，其中所述圆柱体包括从所述第二凸缘朝上延伸的竖直部分，及其中所述夹具的所述竖直部分的所述上端的径向内部与所述圆柱体的所述竖直部分的上端的径向外表面形成面对面密封。

47.根据权利要求46所述的基座组件，其中：

所述圆柱体具有侧壁，在所述侧壁中具有第一孔；

所述夹具的所述竖直部分与所述圆柱体的从所述第二凸缘朝上延伸的所述竖直部分被间隔开而限定出空腔，所述空腔与所述第一孔流体连通；以及

所述夹具的所述竖直部分的所述上端包括第二孔，所述第二孔与所述空腔及所述第二环形容积流体连通。

48.根据权利要求39所述的基座组件，还包括：

阀，其被配置为选择性地连接所述气体通道、所述第一环形容积及所述多个通孔至真空泵；以及

控制器，其被配置为在所述衬底的处理期间选择性地控制所述阀以通过所述气体通道、所述第一环形容积及所述多个通孔将一种或更多种气体从设置在所述基板上的所述衬底下方移除，以将所述衬底夹持至所述基板。

49.根据权利要求40所述的基座组件，其还包括：

阀，其被配置为选择性地连接所述气体通道及所述第二环形容积至清扫气体的来源；以及

控制器，其被配置为在设置在所述基板上的衬底的处理期间选择性地控制所述阀以供应所述清扫气体通过所述气体通道及所述第二环形容积，以防止在所述衬底的面向基座侧上沉积。

50.根据权利要求31所述的基座组件，还包括：

环形密封带，沿着所述第一表面的外直径而放置在所述基板的所述第一表面上；以及

多个突出部，从所述基板的所述第一表面而朝上延伸，其中所述突出部从所述第一表面的中心至所述环形密封带的内直径而分布。

51.根据权利要求50所述的基座组件，其中所述突出部的高度从所述环形密封带的所述内直径至所述基板的所述第一表面的所述中心而减少。

52.根据权利要求50所述的基座组件，其中所述突出部的高度从所述环形密封带的所述内直径至所述基板的所述第一表面的所述中心而增加。

53.一种基座组件，其包括：

基座，包括基板及从所述基板延伸的杆体，所述基板是盘形的并且具有上表面；

多个突出部，从所述基板的所述上表面而朝上延伸、并且从所述基板的所述上表面的中心至所述基座的外直径而分布，其中所述突出部的高度被定制以调整所述突出部附近的传导性热传递。

54.根据权利要求53所述的基座组件，其中所述突出部的轮廓被所述突出部的多个上端所限定。

55.根据权利要求53所述的基座组件，其中所述突出部具有相等的高度。

56.根据权利要求53所述的基座组件，其中所述突出部的第一组与所述突出部的第二组具有不同的高度。

57.根据权利要求53所述的基座组件，其中所述突出部的高度从所述环形密封带的所述内直径至所述基板的所述上表面的所述中心而减少。

58.根据权利要求53所述的基座组件，其中所述突出部的高度从所述环形密封带的所述内直径至所述基板的所述上表面的所述中心而增加。

59.根据权利要求53所述的基座组件，其中所述突出部是圆柱形。

60.根据权利要求53所述的基座组件，其还包括设置在所述基座中的静电夹持系统，以将衬底夹持至所述基板的所述上表面。

61.根据权利要求53所述的基座组件，其还包括设置在所述基座中的真空夹持系统，以将衬底夹持至所述基板的所述上表面。

62.根据权利要求53所述的基座组件，其中衬底并未夹持至所述基板的所述上表面。

63.根据权利要求53所述的基座组件，其中所述突出部的高度从所述基板的所述上表面的一个径向边缘至相对的径向边缘成线性地变化。

64.根据权利要求53所述的基座组件，其中包括所述突出部的所述基板的所述上表面是凹形的。

65.根据权利要求53所述的基座组件，其中包括所述突出部的所述基板的所述上表面是凸形的。

66.一种基座组件，其包括：

基座，其包括基板及从所述基板延伸的杆体，所述基板是盘形的并且具有凹形的上表面；

多个突出部，其从所述基板的所述上表面而朝上延伸、并且从所述基板的所述上表面的中心至所述基座的外直径而分布，

其中所述突出部具有多个顶端，所述顶端是凹形的。

67.根据权利要求66所述的基座组件，其中所述基座的所述上表面与所述突出部的所述顶端的曲率半径是相等的。

68.根据权利要求66所述的基座组件，其中所述基座的所述上表面与所述突出部的所述顶端的曲率半径是不同的。

69.根据权利要求66所述的基座组件，其中所述基座的所述上表面的第一曲率半径大于所述突出部的所述顶端的第二曲率半径。

70.根据权利要求66所述的基座组件，其中所述基座的所述上表面的第一曲率半径小于所述突出部的所述顶端的第二曲率半径。

71.一种基座组件，其包括：

基座，其包括基板及从所述基板延伸的杆体，所述基板是盘形的并且具有凸形的上表面；

多个突出部，其从所述基板的所述上表面而朝上延伸、并且从所述基板的所述上表面的中心至所述基座的外直径而分布，其中所述突出部具有多个顶端，所述顶端是凸形的。

72.根据权利要求71所述的基座组件，其中所述基座的所述上表面与所述突出部的所述顶端的曲率半径是相等的。

73.根据权利要求71所述的基座组件，其中所述基座的所述上表面与所述突出部的所述顶端的曲率半径是不同的。

74.根据权利要求71所述的基座组件，其中所述基座的所述上表面的第一曲率半径大于所述突出部的所述顶端的第二曲率半径。

75.根据权利要求71所述的基座组件，其中所述基座的所述上表面的第一曲率半径小于所述突出部的所述顶端的第二曲率半径。