TW201709399A - 高熱傳導晶圓支撐臺座裝置 - Google Patents

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Abstract

一用於靜電夾盤之支撐臺座裝置係包括一用以界定一內部腔穴之基底殼體，及一被置設成近鄰於該基底殼體的內部腔穴之基底插件。一流體道路係形成於該內部腔穴中並包括由對應的複數個線性平行冷卻鰭片所分離之複數個線性平行冷卻通路、一流體供應通路、及一流體返回通路。一冷卻流體係流動經過該流體供應通路，經過該等複數個線性平行冷卻通路，及返回經過該流體返回通路，以冷卻該支撐臺座裝置。

Description

高熱傳導晶圓支撐臺座裝置 參考相關申請案
此申請案係對於2015年6月5日提申名稱為「高熱傳導晶圓支撐臺座裝置」之臨時專利申請案編號62/171,539作權利主張，其內容整體以參考方式併入本文中。
領域
本發明係有關於半導體製造工具中之晶圓支撐裝置，且更特別有關於該等晶圓支撐裝置之晶圓支撐臺座。
此段落的陳述係僅提供與本揭示內容相關的背景資訊並可能不構成先前技藝。
一靜電夾盤(ESC)係為一使用於諸如電漿蝕刻器及電漿增強沉積工具等半導體製造工具中的晶圓支撐裝置。特別來說，ESC可在一壓力受控制處理腔室中固持一半導體晶圓。晶圓、ESC及處理腔室係可變成一熱力學系統，其中程序中的多餘能量係透過諸如ESC總成等組件來移除。特別來說，ESC總成可在處理期間控制及維持晶圓的溫度，例如藉由利用流通經過一夾盤基底中的內部通路之一液體冷卻劑來冷卻該晶圓。
ESC總成可包括不同的組件或層，諸如一ESC(支撐基材)、基材、加熱器、及冷卻板。層係可形成為一堆積體，且鄰層可以一熱傳導彈性體黏劑被結合在一起。
如圖1所示，一典型的晶圓支撐裝置係概括包括一用以界定一螺旋狀冷卻通路2之冷卻板1，以使一冷卻流體流通遍佈。螺旋狀冷卻通路2係包括一位於一周邊部分之入口3及一與冷卻板1的一中央部分相鄰之出口4。冷卻流體首先沿著周邊部分流通且隨後流通朝向冷卻板1的中央部分。然而，在具有螺旋狀冷卻路徑之典型的ESC總成中，從入口3至出口4之流動路徑係相對地長。並且，冷卻流體的溫度總是在與中央部分相鄰處較高且在與冷卻板1的周邊部分相鄰處較低。因此，典型的ESC總成無法對於其上所支撐的晶圓提供均勻且快速的冷卻。
在本揭示內容的一形式中，係提供一用於半導體製造工具的一靜電夾盤之支撐臺座裝置。該支撐臺座裝置係包括一用以界定一內部腔穴之基底殼體，一置設於該基底殼體的內部腔穴內之基底插件，及至少一置設於該內部腔穴內之流體道路。該流體道路係界定由對應的複數個線性平行冷卻鰭片所分離之複數個線性平行冷卻通路、一流體供應通路、及一流體返回通路。一冷卻流體係能夠藉由通過該流體供應通路、經過該等複數個線性平行冷卻通路、及返回經過該流體返回通路，以流動經過該流體道路，而冷卻該支撐臺座裝置。在另一形式中，該流體道路係與 該基底插件一體地形成。在又另一形式中，該流體道路係形成於該基底殼體中。在更另一形式中，一第一流體道路係形成於該基底插件中，且一第二流體道路形成於該基底殼體中。
在另一形式中，一用於一彈性體夾盤之支撐臺座裝置係包括由對應的複數個線性平行冷卻鰭片所分離之複數個線性平行冷卻通路、一流體供應通路、及一流體返回通路。一冷卻流體係流動經過該流體供應通路，經過該等複數個線性平行冷卻通路，且返回經過該流體返回通路，以冷卻該支撐臺座裝置。
在又另一形式中，係提供一製造一支撐臺座裝置之方法。該方法係包括：提供一基底殼體及一基底插件；在該基底插件中形成複數個線性鰭片以界定複數個線性冷卻通路，其中該等複數個線性冷卻通路僅在一方向延伸且與彼此呈流體連通；及將該基底插件結合至該基底殼體。
在本揭示內容的另一形式中，係提供一改良一晶圓支撐臺座的熱傳導及降低熱質量之方法。該方法在一形式中係包括：導引一冷卻流體經過一流體供應通路來到該晶圓支撐臺座的一中央部分；徑向往外地導引該冷卻流體；雙周緣地導引該冷卻流體；導引該冷卻流體經過線性平行冷卻通路；雙周緣地導引該冷卻流體；及徑向往內地導引該冷卻流體經過一流體返回通路來到該晶圓支撐臺座的中央部分。在另一形式中，供應及返回埠係可設置於該支撐臺座裝置之一周邊的周圍以供導引冷卻流體。
本揭示內容的進一步形態係部份為明顯得知且部份將在下文中指出。應瞭解：本揭示內容的不同形態可個別地或彼此組合地作實行。亦應瞭解：詳細描述及圖式雖然表明本揭示內容的特定示範性形式，其意圖僅供繪示用途而不應被詮釋成限制本揭示內容的範圍。
1‧‧‧冷卻板
2‧‧‧螺旋狀冷卻通路
3,55‧‧‧入口
4,56‧‧‧出口
10,300,500‧‧‧支撐臺座裝置
12,312,412‧‧‧基底殼體
14,314,414,504‧‧‧基底插件
16‧‧‧饋通孔
20‧‧‧饋通間隔件
22,322‧‧‧內部腔穴
24‧‧‧主區域/凸升主部分
26‧‧‧周邊區域
30,41‧‧‧安裝孔
32‧‧‧內側表面
34‧‧‧定位凹部
35,46‧‧‧上表面
36‧‧‧板體部/基底板
38,338‧‧‧(線性)鰭片
40‧‧‧定位凸緣/徑向凸緣
42‧‧‧冷卻通路
43‧‧‧凸升主部分
44‧‧‧外側面
45‧‧‧周邊部分
50‧‧‧(流體)供應通路
52‧‧‧流體返回通路
54‧‧‧凹部
58‧‧‧螺絲
59‧‧‧通孔
60‧‧‧空間填料材料
61‧‧‧第一介面
63‧‧‧第二介面
100,120‧‧‧方法
102~116,122~134‧‧‧步驟
210‧‧‧資料收集裝置
220‧‧‧冷卻器
230‧‧‧流量計
342,442‧‧‧冷卻通路
400‧‧‧(支撐臺座)裝置
438,438A‧‧‧冷卻鰭片
442A‧‧‧流動通路/冷卻通路
502‧‧‧(基底)殼體
510‧‧‧硬銲線
538‧‧‧鰭片
A,B‧‧‧周緣方向
C‧‧‧中央部分
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
L‧‧‧高度
Q‧‧‧熱(負荷)流率
Q1‧‧‧熱負荷
R‧‧‧熱阻常數
TC1,TC2‧‧‧熱電偶
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
為了可更加瞭解本揭示內容，現在將參照附圖來描述藉由範例所提供的其不同形式，其中：圖1係為一先前技藝的晶圓支撐總成之示意圖；圖2係為根據本揭示內容的原理所建構之一支撐臺座裝置的俯視圖；圖3係為一支撐臺座裝置沿著圖2的線3-3所取之橫剖視圖，其中為清楚起見移除了供其所用之電極饋通件及固接構件；圖4係為圖3的支撐臺座裝置之細部A的放大圖；圖5係為根據本揭示內容的教示所建構之一基底殼體的橫剖視圖；圖6係為根據本揭示內容的原理所建構之一支撐臺座裝置的一基底插件之立體圖；圖7係為圖6的一基底插件之俯視圖；圖8係為基底插件沿著圖7的線8-8所取之橫剖視圖；圖9係為圖8的基底插件之細部B的放大圖；圖10係為根據本揭示內容的原理所建構之一支 撐臺座裝置的另一俯視圖；圖11係為支撐臺座裝置沿著圖10的線11-11所取之橫剖視圖；圖12係為支撐臺座裝置沿著圖10的線12-12所取之橫剖視圖；圖13係為根據本揭示內容的原理之一製造一支撐臺座裝置之方法的流程圖；圖14A至14C係顯示根據本揭示內容的原理之一經過一基底插件形成凹部之步驟，其中圖14A係為基底插件的俯視圖，圖14B係為基底插件的橫剖視圖，且圖14C係為圖14B的部分D之放大圖；圖15至17係顯示根據本揭示內容的原理之一在一基底插件中形成一流體供應通路及一流體返回通路之步驟，其中圖15係為基底插件的俯視圖，圖16係為基底插件沿著線6-6所取的橫剖視圖，且圖17係為基底插件沿著線7-7所取的橫剖視圖；圖18A及18B係顯示根據本揭示內容的原理之一形成複數個鰭片以在一基底插件中形成複數個冷卻通路之步驟，其中圖18A係為基底插件的俯視圖，且圖18B係為基底插件沿著圖18A的線8-8所取的橫剖視圖；圖19A至19C係顯示根據本揭示內容的原理之一在基底插件的凹部中固接複數個饋通間隔件之步驟，其中圖19A係為基底插件的俯視圖，圖19B係為基底插件沿著圖19A的線9-9所取的橫剖視圖，且圖19C係為圖19B的部分E 之放大圖；圖20係顯示根據本揭示內容的原理之一在基底插件的冷卻通路、流體供應通路及流體返回通路中施加一空間填料材料之步驟；圖21A至21D係顯示根據本揭示內容的原理之一將一基底插件結合至基底殼體之步驟，其中圖21A係為基底插件的俯視圖，圖21B係為基底插件沿著圖21A的線10-10所取之橫剖視圖，圖21C係為基底插件沿著圖21A的線11-11所取之橫剖視圖，且圖21D係為圖21C的部分F之放大圖；圖22係為根據本揭示內容的原理之一改良一支撐臺座裝置的熱傳導及降低熱質量之方法的流程圖；圖23係為相較於一般裝置而言之根據本揭示內容的教示所建構之一實驗性建置的示意圖，其被部署用來決定一支撐臺座裝置的熱阻改良；圖24係為一用於決定一熱阻常數之熱迴路的示意圖；圖25係為顯示相較於本揭示內容的一支撐臺座裝置而言之一個一般裝置對於改變的熱負荷增加之溫度變化之資料的表格；圖26係為圖25的表格所提供之資料點的圖表；圖27係為根據本揭示內容的教示所建構且具有被形成於一基底殼體中的冷卻鰭片之一支撐臺座裝置的一替代性形式；圖28係為根據本揭示內容的教示所建構且具有 被形成於一基底殼體及一基底插件兩者中的冷卻鰭片之一支撐臺座裝置的另一替代性形式；及圖29係為根據本揭示內容的教示所建構之一臺座裝置的一殼體及基底之又另一形式的部份橫剖視圖。
本文所描述的圖式係僅供繪示用途且無意以任何方式限制本揭示內容的範圍。
下列描述係僅為示範本質且無意限制本揭示內容或本揭示內容的應用或使用。例如，本揭示內容的下列形式係有關於用於半導體處理中所使用的夾盤、且在部分案例中為靜電夾盤之支撐總成。然而，應瞭解：本文所提供的支撐總成及系統係可在多種不同應用中被採用並且不限於半導體處理應用。
如圖2至5所示，一用於一靜電夾盤之支撐臺座裝置10係概括包括一基底殼體12及一置設於基底殼體12底下之基底插件14。基底插件14係可為一與基底殼體12分離之組件，或可與基底殼體12一體地形成。支撐臺座裝置10係界定經過基底殼體12及基底插件14兩者之複數個饋通孔16，以供接收電極饋通件(未顯示)。複數個饋通間隔件20係設置於基底殼體12與基底插件14之間並界定與基底殼體12及基底插件14的饋通孔16呈對準之通孔59。支撐臺座裝置10係調適成被安裝在一晶圓支撐裝置、諸如一靜電夾盤底下。基底殼體12係包括一主區域24及一圍繞主區域24之周邊區域26。主區域24作為一處理區域。支撐臺座裝置10 係包括經改良的冷卻形貌體，以供控制晶圓支撐裝置及位於其上的晶圓之溫度，下文將作更詳細描述。
基底殼體12係界定一內部腔穴22，以供在其中接收基底插件14。主區域24係界定饋通孔16。周邊區域26係界定複數個安裝孔30，螺絲(未顯示)經過其被插入以將基底殼體12安裝至基底插件14。主區域24係從周邊區域26凸升。內部腔穴22由基底殼體12的一內側表面32及一上表面35所界定。在本揭示內容的一形式中，至少一定位凹部34從基底殼體12的內側表面32凹入。
參照圖6至9，基底插件14係包括一板體部36，從板體部36往外延伸之複數個線性鰭片38，及至少一定位凸緣40。雖然顯示二個定位凸緣40，請瞭解可採用僅一個定位凸緣40以供與基底殼體12的定位凹部34作對接。板體部36係具有一外側面44，外側面44係抵靠基底殼體12的內部腔穴22之一內側表面32。複數個線性鰭片38係具有複數個上表面46，當基底插件14結合至基底殼體12時，複數個上表面46係抵靠或接近於內部腔穴22的上表面35。複數個安裝孔41係可形成於基底板14的周邊部分45中並與基底殼體12的安裝孔30呈對準。
在一形式中，複數個線性鰭片38係彼此平行並在一第一方向X以一第一距離D1呈分隔(圖9)。為此，「線性平行」用語將被詮釋成意指形貌體實質呈幾何線性且在一垂直方向彼此分隔，或線性形貌體彼此平行行進。複數個線性鰭片38係在一第二方向Y延伸以在相鄰的線性鰭片38之 間形成複數個線性冷卻通路42。複數個線性冷卻通路42係在第二方向Y延伸且由對應的複數個線性冷卻鰭片38所分離。至少四個線性鰭片係以一大於第一距離D1之第二距離D2隔開，以界定一流體供應通路50及一流體返回通路52。
基底插件14進一步界定可具有相同尺寸或不同尺寸的複數個凹部54。凹部54中的至少一者係形成於流體供應通路50中以界定一入口55。凹部54中的至少一者係形成於流體返回通路52中以界定一出口56。圖7中顯示一凹部54形成於流體供應通路50中以形成一入口55，且二個凹部54形成於流體返回通路52中以形成二個出口56以利於經流通的冷卻流體離開臺座支撐裝置10。在另一形式中，入口55及出口56係可形成於周邊區域26周圍，或遍及插件14的其他區位中，同時仍位於本揭示內容的範圍內。
參照圖9，複數個冷卻通路42在一形式中係界定相同的矩形橫剖面積。線性鰭片38的高度L係大於相鄰鰭片38之間的距離D1，俾在本揭示內容的一形式中使冷卻通路42各具有約10：1的縱橫比(L：D1)。應瞭解：鰭片38及冷卻通路42的數目及尺寸可依據應用的冷卻要求而改變，因此本文所繪示的不同形式不應被詮釋成限制本揭示內容的範圍。例如，鰭片38的方向/定向可使其未必彼此平行，且可相對於相鄰鰭片38處於不同角度。此外，鰭片38的間隔及幾何結構係可組構成可藉以提供橫越支撐臺座裝置10之不同熱傳導的區。並且，鰭片38可具有一非恆定的橫剖面積或如本文所繪示的矩形組態以外之替代形狀。此等變異 應被詮釋成落在本揭示內容的範圍內。
流體供應通路50、流體返回通路52及冷卻通路42係聯合地界定一流動路徑，以容許一冷卻流體流動於支撐臺座裝置10內側。冷卻通路42及流體供應通路50及流體返回通路52係位於支撐臺座裝置10之內部。冷卻流體可來自於一萬用製冷劑源，其亦將冷卻流體供應至晶圓處理系統(未顯示)中的其他工具及腔室。冷卻流體係可為水或流體相變媒體，以改良熱轉移及冷卻效率及回應性。
更確切地，流體供應通路50從基底插件14的一中央部分C徑向地延伸。流體係經過入口55進入流體供應通路50，在流體返回通路52中被徑向及往外地導引，沿著基底插件14的周邊被雙周緣地導引(亦即相反的周緣方向A及B)遠離流體返回通路52。隨著流體被雙周緣地導引遠離流體供應通路50，部份的冷卻流體係進入線性冷卻通路42且在第二方向Y流動。流體到達呈直徑方向相對的定位凸緣40之後，流體係被雙周緣地導引朝向流體返回通路52。從流體供應通路50雙周緣地流動之流體的兩個流束以及流動經過複數個線性冷卻通路42之複數個流束在流體返回通路52處被合併，並隨後在流體返回通路52中被徑向及往內地導引朝向基底插件14的中央部分C，且經過出口56離開支撐臺座裝置10。
本揭示內容係提供特別是對於一靜電夾盤之具有經改良的熱管理及冷卻以在一處理表面維持一較均勻的溫度條件之不同的支撐臺座裝置及操作方法。一般來說， 除了本文所繪示的內部流組態外，增加流體流率係容許減少一冷卻流體的入口至出口的溫度升高。增加的流率係可容納因為出現冷卻鰭片所導致之壓力損失。相較於具有增大的表面積之一般晶圓支撐裝置而言，支撐臺座裝置10係容許具有增加的對流。在本揭示內容的一形式中，藉由移除材料，例如一機械加工操作，而形成鰭片38之間的支撐臺座裝置10溝槽。這係容許以一降低的熱質量對於熱負荷更具有回應性。根據本文所繪示的幾何結構，及一增加的流體流率，流動阻抗亦被降低，同時降低背壓力。
參照圖10至12，基底殼體12可沿著基底插件14的板體部36的外側面44與基底殼體12的內側表面32之間的介面、且沿著線性鰭片38的上表面46與基底殼體12的內部腔穴22的上表面35之間的介面被硬銲至基底插件14，下文將連同圖21A至21D更詳細予以描述。
複數個饋通間隔件20係置設於凹部54中以安裝複數個電極饋通件(未顯示)。饋通間隔件20可由一鋁材料製成並由螺絲58安裝至基底插件14的基底板36。饋通間隔件20可各包括一通孔59(顯示於圖3及4)，通孔59係與支撐臺座裝置10中所形成的饋通孔16呈同軸地對準，俾可插入電極饋通件(未顯示)。易言之，饋通間隔件20係各界定一通孔59以供接收一電極饋通件，及一螺絲孔以供接收螺絲58。
參照圖13，一製造一支撐臺座裝置10之方法100首先係在步驟102提供一用以界定一內部腔穴22之基底殼體12及一包括一凸升主部分43與一周邊部分45之基底插件 14。基底殼體12及基底插件14可由脫蠟鑄造或添加式製造一體地形成。基底插件14的周邊部分45係圍繞凸升主部分43。
接下來，亦參照圖14A至14C，基底插件14係在一形式中在步驟104被機械加工以形成複數個凹部54。凹部54係延伸經過基底插件14的凸升主部分43並可具有相等尺寸或變化的尺寸。
接下來，基底插件14係在步驟106被機械加工以形成一流體供應通路50及一流體返回通路52。如圖15至17所示，流體供應通路50及流體返回通路52係為與基底插件14的中央部分C相鄰地形成之二個直線槽的形式，沿著一第一方向X(亦即一徑向方向)呈偏移，且沿著一第二方向Y延伸。流體供應通路50及流體返回通路52係為平行且與凹部54中的至少一者呈流體連通。流體供應通路50及流體返回通路52中的凹部54係分別作為流動路徑的一入口55及一出口56。選用性地，凸升主部分24的一周邊邊緣係作機械加工以放大周邊部分45，俾使一對的徑向凸緣40沿著第一方向X在基底插件14的直徑方向形成。雖未顯示於圖14A，請瞭解安裝孔41(顯示於圖9A)可形成於周邊部分45中。
接下來，如圖18A及18B所示，基底插件14的凸升主部分43係在步驟108作機械加工，以形成平行於流體供應通路50及流體返回通路52之複數個線性鰭片38。線性鰭片38係彼此平行並沿著第二方向Y延伸且沿著第一方向X以一預定距離分隔開來。因此，複數個冷卻通路42係在相 鄰的線性鰭片38之間被界定且被線性鰭片38所分離。
如圖19A至19C所顯示，複數個饋通間隔件20係在步驟110置設於凹部54中並固接至基底插件14。複數個饋通間隔件20係對應於複數個凹部54並可由螺絲58固接至基底插件14。饋通間隔件20係包括螺紋孔以被螺絲58插入。饋通間隔件20亦界定與支撐臺座裝置10的通孔16呈對準之通孔59(顯示於圖3及4)，以容許電極饋通件通過。饋通間隔件20亦用來保護電極饋通件並防止冷卻流體接觸到電極饋通件。
接下來，一空間填料材料60係在步驟112充填在冷卻通路42、流體供應通路50及流體返回通路52中，接著在步驟114對線性鰭片38的上表面46進行機械研磨。如圖20所示，空間填料材料60係充填在基底插件14中的任何開放空間中，包括冷卻通路42、流體供應通路50、流體返回通路52、及未被饋通間隔件20佔用之凹部54的一部份。空間填料材料60係防止塵土及後續機械研磨步驟中所產生的殘留物進入基底插件14中的開放空間。空間填料材料60係可為可犧牲充填材料，諸如石蠟。可使用適合此用途的任何其他材料。在基底插件14結合至基底殼體12之後，稍後可藉由熱或機械手段、及其他手段移除空間填料材料60。機械研磨步驟係確保線性鰭片38的上表面46之平坦度，以確保線性鰭片38的上表面46對於基底殼體12的內部腔穴22的上表面35具有經改良的結合。
最後，具有饋通間隔件20之基底插件14係在步驟 116沿著基底殼體12與基底插件14之間的介面被結合至基底殼體12。如圖21A至21D所示，當基底插件14插入基底殼體12的內部腔穴22中時，基底插件14的板體部36的外側面44係抵靠基底殼體12的內部腔穴22的一內側表面32，以界定位於其間的一第一介面61，且線性鰭片38的上表面46係抵靠基底殼體12的內部腔穴22的上表面35，以界定位於其間的一第二介面63(顯示於圖21B至21D)。基底殼體12可沿著第一及第二介面61及63硬銲至基底插件14。可藉由放置、加熱及固化複數個線性鰭片38的上表面46及基底插件14的板體部36的外側面44上之一硬銲材料，來達成該結合。
參照圖22，一改良一支撐臺座裝置10的熱傳導及降低熱質量之方法120首先係在步驟122導引一冷卻流體經過與支撐臺座裝置10的一中央部分相鄰之一入口55來到一流體供應通路50。接下來，冷卻流體在步驟124在流體供應通路50中被往外及徑向地導引。然後，冷卻流體在步驟126被雙周緣地導引遠離流體供應通路50，接著係為在步驟128導引冷卻流體經過複數個線性及平行冷卻通路42。冷卻流體在步驟130繼續被雙周緣地導引朝向流體返回通路52。冷卻流體隨後在步驟132在流體返回通路52中被往內及徑向地導引來到支撐臺座裝置10的中央部分C。最後，冷卻流體經過一出口56被導引遠離支撐臺座裝置10。冷卻流體可為水，或可包括流體相變媒體以改良熱轉移及冷卻效率及回應性。可使用任何冷卻流體，而不脫離本揭示內容的範圍。
參照圖23至26，進行一實驗以決定與本揭示內容 的一支撐臺座裝置相關聯之散熱利益。一支撐臺座裝置10係部署並暴露於一熱負荷Q1中。一對的熱電偶TC1及TC2如圖示作定位，以測量冷卻器220所提供之冷卻流體的溫度增加。TC1被定位在入口流體供應通路50之前，如圖所示。一流量計230亦被定位在用以供應冷卻流體之冷卻器220與供應通路50之間。隨著流體通過裝置10且進入由線性鰭片38所形成之流動通路42中，流體係從熱負荷Q1吸收熱量。經加熱的流體係經過其中設有另一熱電偶TC2之返回通路52而返回至冷卻器220。熱電偶TC1及TC2且連同流量計230係耦接至資料收集裝置210，以收集溫度資訊並決定經改良的效能。利用一個一般臺座裝置進行一類似測試，故可作一比較。
圖24所示的熱迴路係繪示可如何藉由獲知熱流率Q及測量橫越裝置10的溫降來決定一熱阻常數R。圖25的表格及圖26的圖表係顯示根據本揭示內容具有冷卻鰭片的裝置10與一般臺座裝置者之比較。對於一不同熱負荷流率Q測量裝置的溫度變化，可計算出各類型裝置的R數值。根據該實驗，一個一般臺座裝置係顯示0.000520℃/W的一熱阻，而根據本揭示內容具有冷卻鰭片之經改良的臺座裝置則導致0.000171℃/W的熱阻。因此，利用根據本揭示內容的臺座裝置10在熱轉移上可獲得30%增加。
參照圖27至28，係顯示根據本揭示內容的臺座支撐裝置之額外形式，其中鰭片係形成於殼體而非插件中(圖27)，或者鰭片形成於殼體及插件兩者中(圖28)。在圖27， 一替代性支撐臺座裝置300係包括一基底殼體312以供接收一基底插件314。基底插件314係界定一內部腔穴322。基底殼體312係包括線性鰭片338，其形成冷卻通路342連同供應及返回通路(先前所顯示)。冷卻通路342係調適成可接收一冷卻流體以供基底殼體312上方的一處理表面之熱管理。由於鰭片338形成於殼體312中，以及如上文所述的一經硬銲介面，經硬銲介面係進一步移動遠離殼體的一頂表面(亦即前往鰭片338的底部分，其在該處遭遇到插件314的內側)藉以移動熱阻的一潛在來源。
在再另一形式中，如圖28所示，係顯示一支撐臺座裝置400。在此變異中，係提供一具有用以形成冷卻通路442的冷卻鰭片438之基底殼體412。基底殼體412係調適成可接收一基底插件414。基底插件414亦包括用以形成流動通路442A之冷卻鰭片438A。當與基底殼體412作組合時，冷卻鰭片438及438A係形成冷卻通路442及442A以容許冷卻流體通過裝置400，如先前描述。
參照圖29，一基底殼體及基底插件的另一形式係被繪示成支撐臺座裝置500。支撐臺座裝置500係包括一具有鰭片538之基底殼體502，如先前描述，而一基底插件504則不包括鰭片。在一形式中，基底殼體502沿著一硬銲線510被硬銲至基底插件504，其將熱阻的此潛在來源移動遠離殼體502的頂部，如先前描述。應瞭解：「插件」用語不應被詮釋成指基底一定必然被插入基底殼體的一腔穴內，如先前所繪示，且可包括具有一平面性介面之如圖29所示的組 態。為此，殼體及基底係可為平面性或另行齊平於彼此，或一者可被插入另一者內側，或具有鎖定形貌體以將這兩個組件固接在一起同時仍位於本揭示內容的範圍內。
在又另一形式中，可提供一個二相流體以流動經過冷卻通路，並控制該二相流體的壓力俾使該二相流體對於本揭示內容的支撐臺座裝置提供進一步加熱或熱傳導性質。此系統例如更詳細地描述於美國專利案第7,178,353號及第7,415,835號且亦描述於公開的美國專利申請案第20100076611號中，該等案件的內容整體以參考方式併入本文中。一般來說，在這些系統中，經加壓的製冷劑係以一經凝結的液體提供且亦以一氣態提供。經凝結的液體係膨脹成一蒸氣性混合物，並添加氣體性製冷劑以到達由其壓力所決定的一目標溫度。因此可藉由氣壓調整很快作出溫度修正。
應注意：本揭示內容並不限於被描述及繪示成範例的實施例。已經描述許多不同的修改，且更多修改係屬於熟悉該技藝者知識的一部份。可對於描述及圖式添加這些及進一步的修改暨任何技術均等物的替代，而不脫離本申請案及揭示內容的保護範圍。
14‧‧‧基底插件
36‧‧‧板體部/基底板
38‧‧‧(線性)鰭片
40‧‧‧定位凸緣/徑向凸緣
41‧‧‧安裝孔
42‧‧‧(線性)冷卻通路
44‧‧‧外側面
45‧‧‧周邊部分
50‧‧‧(流體)供應通路
52‧‧‧流體返回通路
54‧‧‧凹部
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向

Claims (20)

  1. 一種用於靜電夾盤之支撐臺座裝置，其包含：用以界定一內部腔穴之一基底殼體；置設於該基底殼體的該內部腔穴內之一基底插件；及置設於該內部腔穴內之至少一流體道路，該流體道路界定：由對應的複數個線性平行冷卻鰭片所分離之複數個線性平行冷卻通路；一流體供應通路；及一流體返回通路，其中一冷卻流體能夠藉由通過該流體供應通路、經過該等複數個線性平行冷卻通路、及返回經過該流體返回通路，以流動經過該流體道路，而冷卻該支撐臺座裝置。
  2. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該等線性平行冷卻鰭片係為該基底插件的一部份。
  3. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該等線性平行冷卻鰭片係為該基底殼體的一部份。
  4. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中一第一流體道路係形成於該基底插件中，且一第二流體道路係形成於該基底殼體中，其中各流體道路界定由對應的複數個線性平行冷卻鰭片所分離之複數個線性平行冷卻通路、一流體供 應通路、及一流體返回通路，其中該等線性平行冷卻鰭片係為該基底殼體及該基底插件的一部份。
  5. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該基底殼體及該基底插件係為分離的組件。
  6. 如請求項1之支撐臺座裝置，其進一步包含延伸經過該基底殼體及該基底插件之複數個電極饋通件。
  7. 如請求項6之支撐臺座裝置，其進一步包含置設於形成在該基底殼體或該基底插件中的凹部內之複數個間隔件，其中該等電極饋通件係延伸經過該等間隔件。
  8. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該流體供應通路係在一平行於該等冷卻通路的方向上從一中央部分徑向地延伸，且隨後在該流體道路的一外周邊周圍雙周緣地延伸。
  9. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該流體返回通路係在一平行於該流體道路的該等冷卻通路之方向上雙周緣地延伸且隨後徑向地延伸至一中央部分。
  10. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中一流體入口及一流體出口係形成於該支撐臺座裝置的一周邊區域周圍。
  11. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該基底插件包含一用以界定一外面之下徑向凸緣，該外面抵靠該基底殼體的該內部腔穴之一內側表面。
  12. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該等複數個冷卻通路界定相同的橫剖面積。
  13. 如請求項12之支撐臺座裝置，其中該等冷卻通路界定約 10：1的一縱橫比。
  14. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該裝置界定0.000171℃/w或更小的一熱阻。
  15. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該基底殼體與該基底插件之間的一介面係為平面性。
  16. 如請求項1之支撐臺座裝置，其中該等線性平行冷卻鰭片界定一間隔及幾何結構，以提供橫越該支撐臺座裝置之不同熱傳導的區。
  17. 一種用於靜電夾盤之支撐臺座裝置，其包含：由對應的複數個線性平行冷卻鰭片所分離之複數個線性平行冷卻通路；一流體供應通路；及一流體返回通路，其中一冷卻流體係流動經過該流體供應通路、經過該等複數個線性平行冷卻通路、及返回經過該流體返回通路，以冷卻該支撐臺座裝置。
  18. 如請求項17之支撐臺座裝置，其中該等冷卻通路及該等流體供應通路及該等流體返回通路係位於該支撐臺座裝置的內部。
  19. 一種改良晶圓支撐臺座的熱傳導及降低熱質量之方法，其包含：導引一冷卻流體經過一流體供應通路到該晶圓支撐臺座的一中央部分；徑向往外地導引該冷卻流體； 雙周緣地導引該冷卻流體；導引該冷卻流體經過線性平行冷卻通路；雙周緣地導引該冷卻流體；及徑向往內地導引該冷卻流體經過一流體返回通路到該晶圓支撐臺座的該中央部分。
  20. 如請求項19之方法，其中該冷卻流體係為一個二相流體。
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