TW201803005A - 用於高溫製程之基板支撐組件 - Google Patents

用於高溫製程之基板支撐組件

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Abstract

一種靜電吸盤包含：陶瓷主體，具有頂部及底部；一或多個加熱元件，設置於陶瓷主體中；以及一或多個電極，設置於陶瓷主體中。所述靜電吸盤進一步包含複數個物件，該複數個物件藉由一金屬接合物接合至陶瓷主體的底部，其中複數個物件全體包含複數個特徵，該複數個特徵分佈在陶瓷主體的底部上從一圓的中心開始之複數個不同距離處，該圓由陶瓷主體的底部所界定，且其中該複數個特徵之一特徵容置緊固件。

Description

用於高溫製程之基板支撐組件
本發明的部分實施例通常關於可用於高溫製程的基板支撐組件。
靜電吸盤泛用於在處理腔室處理基材期間支托基材，例如半導體晶圓，以用於各種應用，例如物理氣相沉積、蝕刻或化學氣相沉積。靜電吸盤通常包括一或多個電極埋設在單體式吸盤主體內，吸盤主體包括介電質或半導電陶瓷材料，靜電夾持場可跨主體產生。
靜電吸盤較機械夾持裝置與真空吸盤有數個優點。舉例而言，靜電吸盤可減少機械夾持引起的應力誘發裂痕、容許更大基板面積露出供處理（很少或沒有邊緣排除(edge exclusion)），並可用於低壓或高真空環境。此外，靜電吸盤可更均勻地將基板支托在吸附表面(chucking surface)，故能更大程度地控制基板溫度。
用於製造積體電路的各種製程可能需要高溫及/或大溫度範圍來進行基板處理。舉例而言，蝕刻製程中的靜電吸盤通常在高達約120°C的溫度範圍中操作。處在120°C以上的溫度使得許多靜電吸盤的部件開始因不同問題（例如Al2 O3 靜電吸盤中的脫附(de-chucking)、來自腐蝕性化學品的電漿侵蝕、鍵結可靠度等）而故障。
本文所描述之本發明的某些實施例涵蓋靜電吸盤，所述靜電吸盤包含：陶瓷主體，具有頂部和底部；一或多個加熱元件，設置於陶瓷主體中；以及一或多個電極，設置於陶瓷主體中。靜電吸盤進一步包含複數個物件，所述複數個物件藉由金屬接合物接合至陶瓷主體的底部，其中複數個物件全體包含複數個特徵，該複數個特徵分佈在陶瓷主體的底部上從一圓的中心開始之複數個不同距離處，該圓由陶瓷主體的底部所界定，且其中該複數個特徵之一特徵容置緊固件。
本文所描述之本發明的某些實施例涵蓋基板支撐組件，所述基板支撐組件包括靜電吸盤，靜電吸盤包含一或多個物件藉由金屬接合物接合至靜電吸盤的底部，其中一或多個物件全體包含複數個特徵，該複數個特徵分佈在靜電吸盤的底部上從一圓的中心開始之複數個不同距離處，該圓由靜電吸盤的底部所界定，且其中複數個特徵全體容置複數個緊固件。所述基板支撐組件進一步包括底板，底板藉由複數個緊固件耦接至靜電吸盤，其中複數個緊固件各自施加將近相等的緊固力(fastening force)以將底板耦接至靜電吸盤。所述基板支撐組件進一步包括O形環，設置於靜電吸盤與底板之間而位於靜電吸盤之周緣處。
本文所描述之本發明的某些實施例涵蓋了用於基板支撐組件的底板，所述底板包括金屬主體，金屬主體包含凹部，金屬主體還包含一或多個特徵，所述一或多個特徵容置緊固件。所述底板進一步包括金屬冷卻板，金屬冷卻板設置於凹部中，金屬冷卻板包含複數個溝道以接納冷卻劑，金屬冷卻板進一步包含一或多個表面特徵，該一或多個表面特徵位於金屬冷卻板之頂部上。底板進一步包括複數個彈簧以及熱墊片，複數個彈簧將金屬冷卻板的底部連接至金屬主體，而熱墊片位於冷卻板的頂部上，熱墊片包含一或多個聚亞醯胺層及複數個石墨箔(grafoil)層。
本發明的實施例提供了靜電吸盤，所述靜電吸盤包括多個配接物件藉由金屬接合物接合至靜電吸盤的底部。在一個實施例中的配接物件為各自包括多個特徵的碟及/或環，所述多個特徵可用以接納緊固件。在另一個實施例中，配接物件為具有其它形狀的碟或物件，所述碟或物件各自包括一個或一些特徵，用以接納緊固件。可將配接物件接合至靜電吸盤的平坦底部，或可將配接物件插入並接合至形成於靜電吸盤的底部上之凹部。
實施例進一步提供基板支撐組件，所述基板支撐組件包括靜電吸盤，靜電吸盤具有多個配接物件接合至靜電吸盤的底部。基板支撐組件可額外包括底板，底板具有裝載著彈簧的冷卻板，使冷卻板抵住靜電吸盤。冷卻板可包括墊片，具有低導熱率的墊片可作為冷卻板與靜電吸盤之間的熱扼流件(thermal choke)。使用包括有墊片且裝載著彈簧的冷卻板可使靜電吸盤能維持比冷卻板的溫度高攝氏200或300度的溫度。
靜電吸盤可藉由各種緊固件耦接至底板，其中各緊固件插入到配接物件中的一個內，所述配接物件接合到靜電吸盤的底部。多個緊固件位於離由靜電吸盤的底部界定之圓的中心之不同距離處。在一個實施例中，第一組緊固件設置在離靜電吸盤的中心之第一半徑處，且第二組緊固件設置在離靜電吸盤的中心之第二半徑處。多個緊固件可以大致平均地分佈遍及靜電吸盤的底部，以均勻地分佈緊固力，以將靜電吸盤耦合到基板。可使緊固件全部以相同的力擰緊，以確保由每個緊固件施加的緊固力大約相同。這有利於靜電吸盤與靜電吸盤上方的冷卻板之間的均勻熱傳遞特性。
在某些實施例中，高溫O形環或墊片在底板與靜電吸盤之間受到壓縮。高溫O形環或墊片可保護配接物件不暴露於處理氣體。此外，靜電吸盤可包括氣體輸送孔洞與底板中的氣體輸送孔洞對齊。可在氣體輸送孔洞周圍設置O形環，且O形環在靜電吸盤與底板之間受到壓縮。
第1圖為半導體處理腔室100的一個實施例之剖面視圖，半導體處理腔室100具有基板支撐組件150設置於其中。基板支撐組件150包括靜電吸盤166，靜電吸盤166包括多個配接物件167接合至靜電吸盤166的底部，將於下文更詳細地討論。藉由多個緊固件將靜電吸盤166耦接至冷卻板，於下文更詳細地討論。
處理腔室100包括腔室主體102和蓋體104，腔室主體102和蓋體104圍出內容積106。可由鋁、不鏽鋼或其它合適的材料製造腔室主體102。腔室主體102通常包括側壁108和底部110。可設置外襯墊116鄰接側壁108，以保護腔室主體102。外襯墊116可由耐電漿或含鹵素氣體的材料製成及/或塗佈有耐電漿或含鹵素氣體的材料。在一個實施例中，外襯墊116由氧化鋁製成。在另一個實施例中，外襯墊116可由氧化釔、釔合金或上述物質的氧化物製成或塗佈有氧化釔、釔合金或上述物質的氧化物。
可於腔室主體102中界定排放埠126，且排放埠126可將內容積106耦接至泵系統128。泵系統128可包括一或多個泵和節流閥，用以排空並調節處理腔室100的內容積106的壓力。
可在腔室主體102的側壁108上支撐蓋體104。蓋體104可打開供進出處理腔室100的內容積106，並於關閉時密封處理腔室100。氣體面板158可耦接至處理腔室100，以經由氣體分配組件130提供處理氣體及/或清潔氣體至內容積106，氣體分配組件130為蓋體104的一部分。可用於處理腔室中的製程之處理氣體的實例包括含鹵素氣體，如C2 F6 、SF6 、SiCl4 、HBr、NF3 、CF4 、CHF3 、CH2 F3 、Cl2 及SiF4 等，也可包括其它氣體，如O2 或N2 O。載氣的實例包括N2 、He、Ar，和不與處理氣體作用的其它氣體（如，非反應性氣體）。氣體分配組件130可具有多個開孔132位於氣體分配組件130的下游表面上，以將氣體流引導至基板144的表面。此外又或者，氣體分配組件130可具有中心孔洞，在此氣體經由陶瓷氣體噴嘴進入。氣體分配組件130可由陶瓷材料製成及/或塗佈有陶瓷材料，如碳化矽、氧化釔等，以提供對含鹵素化學品的抗性，而防止氣體分配組件130遭腐蝕。
基板支撐組件150設置於氣體分配組件130下方之處理腔室100的內容積106中。基板支撐組件150在處理期間支托基板144。可將內襯墊118塗佈於基板支撐組件150的周圍上。內襯墊118可為對含鹵素氣體有抗性的材料，如就外襯墊116所討論的那些材料。在一個實施例中，內襯墊118可由和外襯墊116一樣的材料製成。
在一個實施例中，基板支撐組件150包括：裝配板162，裝配板162支撐基座152；底板162及靜電吸盤166。在一個實施例中，底板164藉由多個緊固件耦接至靜電吸盤166。在一個實施例中，底板164包括在此被稱為冷卻板的導熱底座。在多個實施例中描述的基板支撐組件150可用於Johnsen-Rahbek靜電吸附及/或庫倫靜電吸附(Coulombic electrostatic chucking)。
在一個實施例中，可在靜電吸盤166的外周界處將保護環146設置於靜電吸盤166的一部份上方。在一個實施例中，靜電吸盤166塗佈有保護層136。或者，靜電吸盤166可不塗佈保護層136。保護層136可為陶瓷，如Y2 O3 （三氧化二釔(yttria)或氧化釔(yttrium oxide)）、Y4 Al2 O9 （YAM）、Al2 O3 （氧化鋁）、Y3 Al5 O12 （YAG）、YAlO3 （YAP）、石英、SiC（碳化矽）、Si3 N4 （氮化矽）、SiAlON、AlN（氮化鋁）、AlON（氮氧化鋁）、TiO2 （氧化鈦）、ZrO2 （氧化鋯）、TiC（碳化鈦）、ZrC（碳化鋯）、TiN（氮化鈦）、TiCN（氮碳化鈦）、Y2 O3 穩定之ZrO2 （YSZ）等。保護層亦可為陶瓷複合物，如Y3 Al5 O12 分散於Al2 O3 基質、Y2 O3 -ZrO2 固溶體或SiC-Si3 N4 固溶體中。保護層亦可為包括含氧化釔（亦稱作三氧化二釔與Y2 O3 ）固溶體的陶瓷複合物。舉例而言，保護層可為由化合物Y4 Al2 O9 （YAM）與固溶體Y2-x Zrx O3 （Y2 O3 -ZrO2 固溶體）組成的陶瓷複合物。請注意純氧化釔和含氧化釔固溶體可摻雜有ZrO2 、Al2 O3 、SiO2 、B2 O3 、Er2 O3 、Nd2 O3 、Nb2 O5 、CeO2 、Sm2 O3 、Yb2 O3 或其它氧化物中之一或多者。也請注意亦可使用純氮化鋁和摻雜有ZrO2 、Al2 O3 、SiO2 、B2 O3 、Er2 O3 、Nd2 O3 、Nb2 O5 、CeO2 、Sm2 O3 、Yb2 O3 或其它氧化物中之一或多者的氮化鋁。或者，保護層可為藍寶石或MgAlON。
靜電吸盤166可為或可包括由介電質或電絕緣材料（例如，具有大於1014 歐姆·米的電阻率）製成的圓盤(puck)，所述介電質或電絕緣材料可在180°C或更高的溫度下之半導體製程中使用。在一個實施例中，靜電吸盤166由可在從約20°C至約500°C下使用的材料組成。在一個實施例中，靜電吸盤166為AlN。AlN靜電吸盤166可能是未經摻雜或經摻雜的。舉例而言，AlN可摻雜有氧化釤（Sm2 O3 ）、氧化鈰（CeO2 ）、二氧化鈦（TiO2 ）或過渡金屬氧化物。在一個實施例中，靜電吸盤166為Al2 O3 。Al2 O3 靜電吸盤166可能是未經摻雜或經摻雜的。舉例而言，Al2 O3 可摻雜有二氧化鈦（TiO2 ）或過渡金屬氧化物。
可將一或多個配接物件167接合至靜電吸盤166的底部。配接物件167具有的熱膨脹係數可近似匹配於靜電吸盤166的熱膨脹係數。在一個實施例中，配接物件167由SiC多孔主體製成，所述SiC多孔主體可滲透有AlSi合金（可稱為AlSiSiC）。在一個實施例中，配接物件167為鉬。也可使用其它材料。
可將裝配板162耦接至腔室主體102的底部110，且裝配板162可包括通道以將公用元件（如，流體、電力線、感測器引腳等）路由至底板164和靜電吸盤166。底板164及/或靜電吸盤166可包括一或多個可選的嵌入式加熱元件176，可選的嵌入式熱隔離器(thermal isolator) 174及/或可選的導管168、170，以控制基板支撐組件148的側向溫度分佈。在一個實施例中，可將熱墊片138設置於底板164的至少一部份上。
導管168、170可以流體地耦接至流體源172，流體源172通過導管168、170循環溫度調節流體。在一個實施例中，可將嵌入式熱隔離器174設置於導管168、170之間。可藉由加熱器電源178調控嵌入式加熱元件176。可利用導管168、170及嵌入式加熱元件176來控制靜電吸盤166的溫度，並用於加熱及/或冷卻靜電吸盤166及處理中之基板（如，晶圓）。在一個實施例中，靜電吸盤166包括可以保持不同溫度的兩個單獨加熱區。在另一個實施例中，靜電吸盤166包括可以保持不同溫度的四個不同的加熱區。也可以使用更多或更少的加熱區。可使用多個溫度感應器190、192來監控靜電吸盤166及底板164的溫度，可使用控制器195來監控溫度感應器190、192。
靜電吸盤166可進一步包括多個氣體通道，如凹溝、台狀物(mesa)及可在靜電吸盤166的上表面中形成的其它表面特徵。氣體通道可透過圓盤166中鑽出之孔洞流體地耦接至熱傳遞源（或背側）氣體，諸如He。在操作中，可將處在受控制壓力下的背側氣體提供入氣體通道，以增強靜電吸盤166與基板144之間的熱傳遞。
在一個實施例中，靜電吸盤166包括至少一個夾持電極180，可藉由吸附電源182控制夾持電極180。可經由匹配電路188進一步將夾持電極180（也稱作吸附電極）耦接至一或多個RF電源184、186，以在處理腔室100中維持由處理氣體及/或其它氣體形成之電漿。一或多個RF電源184、186通常能產生具有自約50 kHz至約3 GHz之頻率和高達約10,000瓦之功率的RF訊號。在一個實施例中，可將RF訊號施加至金屬底座，將交流電流（AC）施加至加熱器，並將直流電流（DC）施加至夾持電極180。
第2圖描繪基板支撐組件150的一個實施例之分解圖，基板支撐組件150包括靜電吸盤166、裝配板162、底板164、冷卻板165及基座152。如圖所示，在一個實施例中，底板164可包括內凹部，且可將冷卻板165插入並附接至內凹部。可將O形環（未繪示）設置於底板164上方而位在底板164的周緣240處。在一個實施例中，O形環為全氟聚合物(perfluoropolymer；PFP) O形環。或者，也可使用其他類型的高溫O形環。在一個實施例中，可使用熱絕緣高溫O形環。O形環可為階狀O形環，階狀O形環具有第一厚度之第一階和第二厚度之第二階。此舉可藉由使得PFP O形環的設定壓縮量之後顯著增加用於使緊固件變緊的力量，而促進緊固件的均勻變緊。
也可將額外的O形環（未繪示）設置於冷卻板165及/或底板164的頂側上而圍繞冷卻板165中心處之孔洞280，纜線通過孔洞280延伸。也可將其它較小的O形環設置於冷卻板165及/或底板164上而圍繞其它開口、圍繞舉升銷等等。O形環可在基板支撐組件150內的內容積與腔室內容積之間提供真空密封。基板支撐組件150內的內容積包括基座152內的開放空間，用於路由導管和佈線。
在一個實施例中，可將墊片（如，PFP墊片）設置於冷卻板165的頂側上。可用於墊片或O形環240之PFP的範例為Dupont’sTM ECCtremeTM、Dupont’s KALREZ®及Daikin’s® DUPRATM。或者，墊片可為交替的石墨箔(grafoil)層及聚亞醯胺層之堆疊。
冷卻板165及/或底板164可額外包括眾多特徵242，緊固件通過這些特徵插入。在某些實施例中，墊片可以在各個特徵242處具有切口。
緊固件延伸通過各特徵242並附接至緊固件的額外部份（或附接至額外的緊固件），所述緊固件的額外部份插入額外特徵，所述額外特徵形成在配接物件中，而配接物件接合至靜電吸盤166。舉例而言，螺栓可延伸通過冷卻板164中的特徵242並被旋入設置在靜電吸盤166的特徵中之螺母。或者，緊固件可延伸通過 特徵242並接附至形成在配接物件中的特徵，而配接物件接合至靜電吸盤166的底部。冷卻板164中的各特徵242可排列對準靜電吸盤166中的類似特徵（未繪示）。
靜電吸盤166具有碟狀形狀，此碟狀形狀具有與安置在其上之基板144的形狀和尺寸實質上相匹配的環形周緣230。靜電吸盤166的上表面可具有外環216、多個台狀物(mesa) 206、210，及台狀物210之間的溝道208、212。靜電吸盤166包括唇部232，唇部232置於底板162的外周緣240上。在一個實施例中，可由電絕緣陶瓷材料製成靜電吸盤150。陶瓷材料的合適實例可包括氮化鋁（AlN）、氧化鋁（Al2 O3 ）等等。
靜電吸盤166可包括二個或更多個配接物件（未繪示）接合至靜電吸盤166的底部。各配接物件可包括一或多個特徵（未繪示）用以接納緊固件。特徵可以大致均勻地分佈在靜電吸盤166的表面上，且可包括處在從靜電吸盤166的底部所界定之一圓的中心開始之第一距離處的第一組特徵，和處在從靜電吸盤166的底部所界定之該圓的中心開始之第二距離處的第二組特徵。
附接在靜電吸盤166下方的底板164可具有碟狀形狀，且被安置在裝配板162上。在一個實施例中，可以金屬（如鋁或不鏽鋼或其它合適的材料）製造底板164。在一個實施例中，可以金屬（如鋁或不鏽鋼或其它材料）製造冷卻板165。或者，可由複合陶瓷（如滲透有鋁-矽合金的SiC或鉬）製造冷卻板165，以匹配靜電吸盤166的熱膨脹係數。
第3圖描繪靜電吸盤166的一個實施例之剖面頂視圖。如圖所示，靜電吸盤166具有半徑R3，半徑R3可實質與將由靜電吸盤166所支撐的基板或晶圓的半徑相似。靜電吸盤166額外包括多個特徵305。這些特徵可以匹配安裝有靜電吸盤166的冷卻板中的類似特徵。各特徵305容置一緊固件。舉例而言，可將螺栓（如，不鏽鋼螺栓、鍍鋅鋼螺栓等）置入各特徵，使得螺栓的頭部位在開口的內部，所述開口夠大以容置該頭部，且螺栓的軸部從靜電吸盤166的底部側延伸出來。可將螺栓拴緊至安置在冷卻板中之對應特徵中的螺母上。或者，可制訂特徵305的尺寸以容置螺母，並且可包括孔洞來接納螺栓的軸部，所述螺栓由冷卻板中的對應特徵所容置。在另一個實例中，螺旋插入件（如，Heli-Coil®）或其它帶螺紋的插入件（如，壓配插入件(press fit insert)、模內插入件(mold-in insert)、卡式螺母(captive nut)等）可以插入到一或多個特徵，以在所述特徵上添加帶螺紋的孔洞。在一個實施例中，特徵305為帶螺紋的孔洞，螺栓或帶螺紋的桿可插入該帶螺紋的孔洞。然後可以將安置在底板內部並從冷卻板突出的螺栓旋入帶螺紋的插入件或帶螺紋的特徵內，以將底板和冷卻板固定至靜電吸盤166。替代或附加地，可在冷卻板及/或底板中使用帶螺紋的插入件。
與某些實施例中的緊固件的尺寸相比，特徵305可以稍微過大，以適應緊固件之更大的熱膨脹係數。在一個實施例中，可制訂緊固件的尺寸使得當緊固件被加熱到攝氏500或600度時，緊固件不會在特徵上施加力。
如圖所示，靜電吸盤166中可包括多組特徵305。各組特徵305可以在離靜電吸盤166界定之圓的中心特定的半徑或距離處均勻地間隔開。舉例而言，如圖所示，第一組特徵305位於半徑R1處，而第二組特徵305位於半徑R2處。額外的特徵組也可以位於額外的半徑處。
在一個實施例中，可佈置特徵305以在靜電吸盤166上產生均勻的負載。在一個實施例中，可佈置特徵以使得螺栓定位在將近每30至70平方公分（例如，每50平方公分）處。在一個實施例中，針對12吋的靜電吸盤166可使用三組特徵。第一組特徵可定位在離靜電吸盤166的中心約4吋處，並包括約4個特徵。第二組特徵可定位在離靜電吸盤166的中心約6吋處，並包括約6個特徵。第三組特徵可定位在離靜電吸盤166的中心約8吋處，並包括約8個特徵。在一個實施例中，靜電吸盤166可包括約8至24個特徵，該等特徵成組排列在2到3個不同半徑處，其中各個特徵容置有緊固件。
第4A圖描繪靜電吸盤400的底部之一個實施例的透視圖。以倒置方式繪示靜電吸盤400，以更好地顯示靜電吸盤400的特定部件。如所繪示，靜電吸盤400的底部界定一圓。已在靜電吸盤的底部鑽出多個孔洞，且已將配接物件420、424插入這些孔洞並使用金屬接合物將配接物件420、424接合至靜電吸盤400。各個配接物件420、424包括一或多個特徵422、426。舉例而言，接近靜電吸盤400的周緣處之配接物件420包括特徵420，且接近由靜電吸盤400的底部所界定之圓的中心處之配接物件424包括特徵426。如所繪示，各配接物件420、424具有圓形形狀並且包括單個特徵422、426。然而，在替代實施例中，配接物件420、424可以具有不同形狀、具有不同尺寸及/或含有多於一個特徵。舉例而言，配接物件420、424可以是正方形、矩形、六角形、八角形或具有其它形狀。
靜電吸盤400可以另外包括一或多個舉升銷孔洞499及/或氣體輸送孔洞480。在所繪示的實例中，線A1-A1'被繪示通過兩個外配接物件420、兩個內配接物件424及氣體輸送孔洞480。
第4B圖描繪靜電吸盤402的底部之一個實施例的透視圖。以倒置方式繪示靜電吸盤402，以更好地顯示靜電吸盤402的特定部件。如所繪示，靜電吸盤402的底部界定一圓。兩個環形溝槽已經被機械加工至靜電吸盤402的底部中，且配接物件430、440已經被插入那些環形溝槽中並使用金屬接合物接合至靜電吸盤402。各個配接物件430、440包括多個特徵432、442。舉例而言，接近靜電吸盤402的周緣處之配接物件430包括特徵432，且接近由靜電吸盤402的底部所界定之圓的中心處之配接物件440包括特徵442。如所繪示，配接物件430及440各自具有環形並包括多個特徵432、442。然而，在替代的實施例中，配接物件430、440可具有不同形狀、具有不同尺寸及/或含有不同數量的特徵。舉例而言，靜電吸盤可包括一或多個直矩形(straight rectangular)配接物件，其中某些配接物件可包括接近靜電吸盤的中心處之特徵，也包括接近靜電吸盤的周緣處之特徵。靜電吸盤可額外地或替代地包括具有部分環狀的配接物件，所述配接物件包括多個外特徵(outer feature)或多個內特徵(inner feature)。
靜電吸盤402可另外包括一或多個舉升銷孔499及/或氣體輸送孔洞480。在所繪示的實例中，線A2-A2'被繪示通過配接物件430、配接物件440及氣體輸送孔洞480。
第5圖描繪基板支撐組件505的一個實施例之剖面側視圖。在一個實施例中，基板支撐組件505對應第1至2圖的基板支撐組件150。基板支撐組件505包括靜電吸盤515、底板595、冷卻板536及裝配板540。
在一個實施例中，靜電吸盤515對應第4A圖的靜電吸盤400。在一個實施例中，第5圖的剖面側視圖所顯示的是與第4A圖的線A1-A1'對應之切線處。在一個實施例中，靜電吸盤515對應第4B圖的靜電吸盤402。在一個實施例中，第5圖的剖面側視圖所顯示的是與第4B圖的線A2-A2'對應之切線處。
靜電吸盤515可由諸如AlN或Al2 O3 的電絕緣（介電）陶瓷構成。靜電吸盤515可包括夾持電極527及一或多個加熱元件529。可經由匹配電路（未繪示）將夾持電極527耦接至吸附電源（未繪示）、耦接至RF電漿電源電源（未繪示）及/或耦接至RF偏壓電源（未繪示）。可將加熱元件529電連接至加熱器電源（未繪示），以加熱靜電吸盤515。
在一個實施例中，靜電吸盤515可包括多個凹部563、567。凹部563、567可為不同形狀、深度及尺寸的孔洞及/或溝槽。在靜電吸盤515對應第4A圖的靜電吸盤400之實施例中，凹部563及567為圓形孔洞，並且存在多個不同的凹部563及多個不同的凹部567。在靜電吸盤515對應第4B圖之靜電吸盤402的實施例中，凹部563為環形溝槽，且凹部567為另一個環形溝槽。
凹部563包括配接物件552，配接物件552藉由金屬接合物550接合至凹部563。配接物件552可在凹部563中接合至靜電吸盤的底部。相似地，凹部567可包括配接物件562，配接物件562可藉由金屬接合物550接合至凹部567。配接物件562可在凹部567中接合至靜電吸盤的底部。配接物件552可包括一或多個特徵554。配接物件562可額外包括一或多個特徵564。各特徵可經配置來接納緊固件，如下文中更詳細地描述般。
較佳地，配接物件552、562由具有與靜電吸盤515的CTE匹配或類似的CTE之材料製成。在一個實施例中，配接物件552、562為鉬。在另一個實施例中，配接物件由鎳-鈷鐵合金（如Kovar®）製成。
在另一個實施例中，配接物件552、562由導電金屬基複合物(metal matrix composite; MMC)製成。MMC材料包括金屬基質和增強材料，增強材料嵌入並分散在整個基質中。金屬基質可以包括單一金屬或兩種或更多種金屬或金屬合金。可以使用的金屬包括但不限於鋁（Al）、鎂（Mg）、鈦（Ti）、鈷（Co）、鈷-鎳合金（CoNi）、鎳（Ni）、鉻（Cr）或它們的各種組合。可以選擇增強材料以為MMC提供期望的結構強度，並且還可以選擇增強材料以提供MMC之其它性質（例如導熱率和CTE）的期望值。可以使用的增強材料的實例包括矽（Si）、碳（C）或碳化矽（SiC），但是也可以使用其它材料。
在基板支撐組件505的操作溫度範圍內，MMC材料較佳地被選擇為實質上匹配靜電吸盤515的CTE。在一個實施例中，溫度可以在約攝氏20度至約攝氏500度的範圍內。在一個實施例中，匹配CTE是基於選擇MCC材料，使得MCC材料包括也用於靜電吸盤515中的至少一種材料。在一個實施例中，靜電吸盤515包括AlN。在一個實施例中，MMC材料包括滲透有AlSi合金（本文稱為AlSiSiC）的SiC多孔主體。
可以選擇MMC的構成材料和組成百分比以提供滿足期望設計目標的工程材料。舉例而言，藉由適當地選擇MCC材料以緊密匹配靜電吸盤515的CTE，可降低配接物件552、562與靜電吸盤515之間的界面處之熱機械應力。
藉由使配接物件552、562與靜電吸盤515之間的熱膨脹係數匹配，可以使將配接物件552、562接合至靜電吸盤515所引起的應力最小化。在一個實施例中，可使用擴散接合(diffusion bonding)作為金屬接合的方法，以產生金屬接合物550。在另一實施例中，使用硬焊(brazing)來產生金屬接合物550。然而，也可使用其它接合方法來產生金屬接合物。
金屬接合物550可包括鋁箔或其它金屬箔的「中間層(interlayer)」，所述中間層放置在靜電吸盤515與配接物件552、562之間的接合區域中。可以施加壓力和熱以在鋁箔與靜電吸盤515之間和鋁箔與配接物件552、562之間形成擴散接合。在其它實施例中，可以使用其它中間層材料來形成擴散接合，所述中間層材料可基於用於靜電吸盤515和配接物件552、562的材料來選擇。在一個實施例中，金屬接合物550具有約0.2至0.3 mm的厚度。在一個實施例中，可使用直接擴散接合來將靜電吸盤515直接接合至配接物件552、562，其中不使用中間層來形成接合。
靜電吸盤515可具有約5至35 mm的厚度。在一個實施例中，靜電吸盤515具有約8至15 mm的厚度。夾持電極527可以位於離靜電吸盤515的上表面約0.3至1mm處，並且加熱元件529可以位於夾持電極527下方約2mm處。加熱元件529可以是具有約10至200微米的厚度之網版印刷的加熱元件。或者，加熱元件529可以是使用靜電吸盤515的約1至3mm之厚度的電阻線圈。在一個實施例中，靜電吸盤515額外包括足夠的附加厚度以容置凹部563、567和插入的配接物件552、562。在某些實施例中，配接物件552、562可具有約5 mm至約25 mm的厚度。
在一個實施例中，靜電吸盤515具有約300 mm的直徑。或者，靜電吸盤515可具有任何其它直徑。底板595的邊緣所具有之直徑可與靜電吸盤515的直徑相似。可將耐電漿和高溫O型環545設置在靜電吸盤515和基板595之間。此O形環545可在基板支撐組件505的內部與處理腔室之間提供真空密封。O形環545可由全氟聚合物（PFP）製成。在一個實施例中，O形環545為具有無機添加物（如SiC）的PFP。O形環545可以是可更換的。
底板595可包括冷卻板536，冷卻板536可以用作靜電吸盤515的散熱器。冷卻板536的材料可影響冷卻板536的熱傳遞特性。舉例而言，鋁的冷卻板536比不鏽鋼的冷卻板536更能傳遞熱。
可以藉由一或多個彈簧570將冷卻板536耦接到底板595，可操作彈簧570以壓著散熱器536抵靠靜電吸盤515。在一個實施例中，彈簧570為螺旋彈簧。彈簧570可施力以壓著散熱器536抵靠靜電吸盤515。靜電吸盤515可耦接冷卻板536並與冷卻板536熱連通。冷卻板536可具有一或多個導管535（本文中也稱為冷卻溝道），所述導管535與流體源（未繪示）流體連通。
配接物件552、562全體可包括用於接納緊固件的多個特徵554、564。底板595同樣可以包括用於容置緊固件的多個特徵526。此外，冷卻板536可以包括用於容置緊固件的多個孔。在一個實施例中，可藉由多個緊固件528將冷卻板436及/或底板495耦接至靜電吸盤515。緊固件528可為帶螺紋的緊固件，如螺栓或成對的螺母和螺栓。
在一個實施例中，特徵526是具有埋頭孔(counter bore)的螺栓孔洞。特徵可以是延伸穿過底板595的貫穿特徵。在一個實施例中，特徵554、564為配接物件552、562中之帶螺紋的孔洞。或者，特徵可為孔洞及/或槽(slot)，所述孔洞及/或槽可容置t形螺栓頭或矩形螺母，所述t形螺栓頭或矩形螺母可插入槽中並接著旋轉90度。在一個實施例中，螺旋插入件（如，Heli-Coil®）或其它帶螺紋的插入件（如，壓配插入件、模內插入件、卡式螺母等）可插入特徵524，以在特徵524上添加帶螺紋的孔洞。然後，可以將安置在冷卻板536內部（例如，在冷卻板536的基底部595中的特徵524之內部）並從冷卻板536凸出的螺栓旋入帶螺紋的插入件或帶螺紋的孔洞中，以將冷卻板固定至圓盤(puck)。在一個實施例中，緊固件包括墊圈、石墨箔(grafoil)、鋁箔或其它負載散佈材料(load spreading material)，以將來自緊固件的頭部之力量均勻地分佈在特徵上。
在一個實施例中，特徵554、564為帶螺紋的孔洞，其在將帶螺紋的桿插入特徵554、564之前被硬焊。接著可進行金屬接合（如，擴散結合）製程，以將帶螺紋的桿固定至特徵554、564。由於在組裝期間施加了增加的力，這可以提供增加的耐久性。
冷卻板536可作為散熱器以從靜電吸盤515吸收熱量。在一個實施例中（如所示），可將低導熱墊片525設置在冷卻板436上。低導熱墊片525可為，例如，設置於冷卻板536上的PFP墊片。PFP墊片可具有約0.2瓦特每米克耳文（W/(m·K)）或更低的導熱率。
或者，低導熱墊片525可為石墨箔和聚亞醯胺層的交替堆疊。舉例而言，低導熱墊片525可為第一石墨箔層、第一石墨箔層上之聚亞醯胺層及聚亞醯胺層上之第二石墨箔層的堆疊。在另一個實例中，低導熱墊片525可為第一石墨箔層、第一石墨箔層上之第一聚亞醯胺層、第一聚亞醯胺層上之第二石墨箔層、第二石墨箔層上之第二聚亞醯胺層及第二聚亞醯胺層上之第三石墨箔層的堆疊。
聚亞醯胺層可具有約0.2瓦特每米克耳文（W/(m·K)）之非常低的導熱率。然而，聚亞醯胺可能具有低的可壓縮性。若聚亞醯胺自身被用來形成低導熱墊片525的話，則低可壓縮性可能降低靜電吸盤515與冷卻板536之間的接觸面積。石墨箔層具有高導熱率，但也具有高的可壓縮性。石墨箔(Graphoil)可以具有240 W/(m·K)的平面內導熱率(in plane thermal conductivity)和5 W/(m·K)的貫通平面導熱率(through plane thermal conductivity)。因此，藉由使用石墨箔和聚亞醯胺的交替堆疊，低導熱墊片525可具有中等至高的可壓縮性和低的導熱率二者。在實施例中，聚亞醯胺的可壓縮性為約1至2%，且石墨箔的可壓縮性為約5至10%。
可以用大致相同的力量來使緊固件528變緊，以均勻地壓縮高溫O形環545及/或其它O形環。低導熱墊片525可減少靜電吸盤515與冷卻板536之間的熱傳遞，並作為熱扼流件。在一個實施例中，可將石墨箔層（未繪示）設置於低導熱墊片525上。石墨箔可具有約10至40密耳的厚度。可把緊固件變緊，以壓縮石墨箔層也壓縮低導熱墊片525。
藉由在靜電吸盤515與冷卻板536之間保持熱扼流件，可將靜電吸盤515維持在比冷卻板536高得多的溫度下。舉例而言，在某些實施例中，靜電吸盤515可被加熱至攝氏200至300度的溫度，同時冷卻板536可維持在低於約攝氏80度的溫度。在一個實施例中，靜電吸盤515可被加熱至約250°C的溫度，同時將冷卻板536維持在約60°C或更低的溫度下。因此，在實施例中，可在靜電吸盤515與冷卻板536之間維持高達250°C的溫差。靜電吸盤515和冷卻板536在熱循環期間獨立地自由膨脹或收縮。
在一個實施例中，可將裝配板540設置在底板595下方並耦接至底板595。在一個實施例中，可將熱間隔件585設置在底板595上（如，鄰近墊片545）。熱間隔件585可被用來確保底板595不會與靜電吸盤515接觸。
在一個實施例中，可將一或多個氣體孔洞532、542鑽設在冷卻板536、底板595及/或靜電吸盤515內。氣體孔洞532、542可被用來輸送背側氣體（如氦氣）至被吸附基板的背側。在一個實施例中，靜電吸盤515包括氣體孔洞532，氣體孔洞532終止於多孔塞534。氣體孔洞532可為貫通孔洞，其為埋頭孔(counter bore)，所述埋頭孔具有較大直徑的孔，以容許多孔塞534插入該較大直徑的孔。多孔塞534可以是多孔陶瓷，如AlN或Al2 O3 。多孔塞534可防止電弧及/或可防止電漿在靜電圓盤505內產生。多孔塞可以具有介於約30%至約60%之間的任何值之孔隙度。
在一個實施例中，冷卻板536包括孔洞，且底板595包括凸部544，凸部544延伸穿過冷卻板536中的孔洞。可將孔洞542鑽入凸部544（如，進入凸部544的中心）。在一個實施例中，可將O形環538設置於凸部544的頂部。當緊固件526變緊時，緊固件526可壓縮O形環538。在實施例中，O形環538可為與O形環545同型的O形環。
第6A圖描繪靜電吸盤600的底部之一個實施例的透視圖。以倒置方式繪示靜電吸盤600，以更好地顯示靜電吸盤600的特定部件。如所繪示，靜電吸盤600的底部是平坦或接近平坦的，並界定一圓。已使用金屬接合物將配接物件620、624接合至靜電吸盤600的底部。各個配接物件620、624包括一或多個特徵622、626。舉例而言，接近靜電吸盤600的周緣處之配接物件620包括特徵620，且接近由靜電吸盤600的底部所界定之圓的中心處之配接物件624包括特徵626。如所繪示，各配接物件620、624具有圓形形狀並且包括單個特徵622、626。然而，在替代實施例中，配接物件620、624可以具有不同形狀、具有不同尺寸及/或含有多於一個特徵。舉例而言，配接物件620、624可以是正方形、矩形、六角形、八角形或具有其它形狀。
靜電吸盤600可以另外包括一或多個舉升銷孔洞699及/或氣體輸送孔洞680。在所繪示的實例中，線B1-B1'被繪示通過兩個外配接物件620、兩個內配接物件624及氣體輸送孔洞680。靜電吸盤600與靜電吸盤400類似，除了就靜電吸盤600而言，配接物件620、624接合至靜電吸盤的底表面，而非接合至靜電吸盤400的底部所鑽設之孔洞。
第6B圖描繪靜電吸盤602的底部之一個實施例的透視圖。以倒置方式繪示靜電吸盤602，以更好地顯示靜電吸盤602的特定部件。如所繪示，靜電吸盤602的底部是平坦或接近平坦的，並界定一圓。已使用金屬接合物將兩個環形配接物件630、640接合至靜電吸盤602的底部。各配接物件630、640包括多個特徵632、642。舉例而言，接近靜電吸盤602的周緣處之配接物件630包括特徵632，且接近由靜電吸盤602的底部所界定之圓的中心處之配接物件640包括特徵642。
如所描繪，配接物件630及640各自具有環形並包括多個特徵632、642。然而，在替代的實施例中，配接物件630、640可具有不同形狀、具有不同尺寸及/或含有不同數量的特徵。舉例而言，靜電吸盤可包括一或多個直矩形(straight rectangular)配接物件，其中某些配接物件可包括接近靜電吸盤的中心處之特徵，也包括接近靜電吸盤的周緣處之特徵。靜電吸盤可額外地或替代地包括具有部分環狀的配接物件，所述配接物件包括多個外特徵或多個內特徵。
靜電吸盤602可另外包括一或多個舉升銷孔洞699及/或氣體輸送孔洞680。在所繪示的實例中，線B2-B2'被繪示通過配接物件630、配接物件640及氣體輸送孔洞680。靜電吸盤602與靜電吸盤402類似，除了就靜電吸盤602而言，配接物件630、640被接合至靜電吸盤的底表面，而不是被接合至靜電吸盤402的底部中之經機械加工的溝槽。
第7圖描繪基板支撐組件705的一個實施例之剖面側視圖。在一個實施例中，基板支撐組件705對應第1至2圖的基板支撐組件150。基板支撐組件705包括靜電吸盤715、底板795、冷卻板736及裝配板740。
在一個實施例中，靜電吸盤715對應第6A圖的靜電吸盤600。在一個實施例中，第7圖的剖面側視圖所顯示的是與第6A圖的線B1-B1'對應之切線處。在一個實施例中，靜電吸盤715對應第6B圖的靜電吸盤602。在一個實施例中，第7圖的剖面側視圖所顯示的是與第6B圖的線B2-B2'對應之切線處。
靜電吸盤715可由諸如AlN或Al2 O3 的電絕緣（介電）陶瓷構成。靜電吸盤715可包括夾持電極727及一或多個加熱元件729。可經由匹配電路（未繪示）將夾持電極727耦接至吸附電源（未繪示）、耦接至RF電漿電源電源（未繪示）及/或耦接至RF偏壓電源（未繪示）。可將加熱元件729電連接至加熱器電源（未繪示），以加熱靜電吸盤715。
可藉由金屬接合物750將配接物件752接合至靜電吸盤715的底部。配接物件762也可藉由金屬接合物750接合至靜電吸盤715的底部。配接物件752可包括一或多個特徵754。配接物件762可額外包括一或多個特徵764。各特徵可經配置來接納緊固件。金屬接合物750可與先前描述的金屬接合物550相同。金屬接合物可為，例如，藉由擴散接合或硬焊所形成的金屬接合物。配接物件752、762可具有約5 mm至約25 mm的厚度。
較佳地，配接物件752、762由具有與靜電吸盤715的CTE匹配或類似的CTE之材料製成。在一個實施例中，配接物件752、762為鉬。在另一個實施例中，配接物件由鎳-鈷鐵合金（如Kovar®）製成。在另一個實施例中，配接物件752、762由如AlSiSiC等導電金屬基複合物（MMC）製成。
靜電吸盤715可具有約3至10 mm的厚度。在一個實施例中，靜電吸盤715具有約3至5 mm的厚度。夾持電極727可以位於離靜電吸盤715的上表面約0.3至1mm處，並且加熱元件729可以位於夾持電極727下方約2mm處。加熱元件729可以是具有約10至200微米的厚度之網版印刷的加熱元件。或者，加熱元件729可以是使用靜電吸盤715的約1至3mm之厚度的電阻線圈。在此類實施例中，靜電吸盤715可具有約5 mm的最小厚度。
在一個實施例中，靜電吸盤715具有約300 mm的直徑。或者，靜電吸盤715可具有任何其它直徑。底板795的邊緣所具有之直徑可與靜電吸盤715的直徑相似。可將耐電漿和高溫O形環745設置在靜電吸盤715與底板795之間。此O形環745可在基板支撐組件705的內部與處理腔室之間提供真空密封。O形環745可由全氟聚合物（PFP）製成。在一個實施例中，O形環745為具有無機添加物（如SiC）的PFP。O形環745可以是可更換的。
底板795可包括冷卻板736，冷卻板536可以用作靜電吸盤715的散熱器。冷卻板736的材料可影響冷卻板736的熱傳遞特性。舉例而言，鋁的冷卻板736比不鏽鋼的冷卻板736更能傳遞熱。
可以藉由一或多個彈簧770將冷卻板736耦接到底板795，可操作彈簧770以壓著散熱器736抵靠靜電吸盤715。在一個實施例中，彈簧770為螺旋彈簧。彈簧770可施力以壓著散熱器736抵靠靜電吸盤715。靜電吸盤715可耦接冷卻板736並與冷卻板736熱連通。冷卻板736可具有一或多個導管735（本文中也稱為冷卻溝道），所述導管735與流體源（未繪示）流體連通。
冷卻板736及/或底板795可以被加工而具有表面輪廓，該表面輪廓為具有被接合之配接物件752、762之靜電吸盤715底部之表面輪廓的相反輪廓（如，具有被接合之配接物件752、762之靜電吸盤715底部之表面輪廓的負輪廓）。因此，當配接物件752、762自靜電吸盤715的底部凸出時，冷卻板736及底板795包括凹部，以容置凸出的配接物件752、762。在一個實施例中，根據配接物件752、762的厚度，凹部可具有約5 mm至約25 mm的深度。
配接物件752、762全體可包括用於接納緊固件的多個特徵754、764。底板795同樣可以包括用於容置緊固件的多個特徵726。此外，冷卻板736可包括用於容置緊固件的多個孔。在一個實施例中，可藉由多個緊固件728將冷卻板636及/或底板695耦接至靜電吸盤715。緊固件可為帶螺紋的緊固件，如螺栓或成對的螺母和螺栓。
在一個實施例中，特徵726是具有埋頭孔(counter bore)的螺栓孔洞。特徵可以是延伸穿過底板795的貫穿特徵。在一個實施例中，特徵754、764為配接物件752、762中之帶螺紋的孔洞。或者，特徵可為孔洞及/或槽(slot)，所述孔洞及/或槽可容置t形螺栓頭或矩形螺母，所述t形螺栓頭或矩形螺母可插入槽中並接著旋轉90度。在一個實施例中，緊固件包括墊圈、石墨箔、鋁箔或其它負載散佈材料(load spreading material)，以將來自緊固件的頭部之力量均勻地分佈在特徵上。在一個實施例中，螺旋插入件（如，Heli-Coil®）或其它帶螺紋的插入件（如，壓配插入件、模內插入件、卡式螺母等）可插入特徵754，以在特徵754上添加帶螺紋的孔洞。可以將安置在冷卻板764內部（例如，在冷卻板736的基底部795中的特徵754之內部）並從冷卻板736凸出的螺栓旋入帶螺紋的插入件或帶螺紋的特徵中，以將冷卻板固定至靜電吸盤。或者，可在冷卻板中使用帶螺紋的插入件。
在一個實施例中，可將卡式螺母(captive nut)、模製插入件(mold insert)、壓配插入件(press fit insert)或其它帶螺紋的插入件安置在配接物件752、762中的特徵754、764內。在一個實施例中，特徵754、764為帶螺紋的孔洞，其在將帶螺紋的桿插入特徵754、764之前被硬焊。接著可進行金屬接合（如，擴散結合）製程，以將帶螺紋的桿固定至特徵754、764。由於在組裝期間施加了增加的力，這可以提供增加的耐久性。
冷卻板736可作為散熱器以從靜電吸盤715吸收熱量。在一個實施例中（如所示），可將低導熱墊片725設置在冷卻板736上。低導熱墊片725可為，例如，PFP墊片，或可為聚亞醯胺和石墨箔之交替層的堆疊。
可以用大致相同的力量來使緊固件728變緊，以均勻地壓縮低導熱墊片725。低導熱墊片725可減少靜電吸盤715與冷卻板736之間的熱傳遞，並作為熱扼流件。在一個實施例中，可將石墨箔層（未繪示）設置於低導熱墊片725上。石墨箔可具有約10至40密耳的厚度。可把緊固件變緊，以壓縮石墨箔層也壓縮低導熱墊片725。石墨箔可具導熱性。
藉由在靜電吸盤715與冷卻板736之間保持熱扼流件，可將靜電吸盤715維持在比冷卻板736高得多的溫度下。舉例而言，在某些實施例中，靜電吸盤715可被加熱至攝氏200至300度的溫度，同時冷卻板736可維持在低於約攝氏120度的溫度。在一個實施例中，靜電吸盤715可被加熱至約250°C的溫度，同時將冷卻板736維持在約60°C或更低的溫度下。因此，在實施例中，可在靜電吸盤715與冷卻板736之間維持高達190°C的溫差。靜電吸盤715和冷卻板736在熱循環期間獨立地自由膨脹或收縮。
在一個實施例中，可將裝配板740設置在底板795下方並耦接至底板795。在一個實施例中，可將熱間隔件785設置在底板795上（如，鄰近墊片745）。熱間隔件785可被用來確保底板795不會與靜電吸盤715接觸。
在一個實施例中，可將一或多個氣體孔洞732、742鑽設在冷卻板736、底板795及/或靜電吸盤715內。氣體孔洞732、742可被用來輸送背側氣體（如氦氣）至被吸附基板的背側。在一個實施例中，靜電吸盤715包括氣體孔洞732，氣體孔洞732終止於多孔塞734。氣體孔洞732可為貫通孔洞，其為埋頭孔(counter bore)，所述埋頭孔具有較大直徑的孔，以容許多孔塞734插入該較大直徑的孔。多孔塞734可以是多孔陶瓷，如AlN或Al2 O3 。多孔塞734可防止電弧及/或可防止電漿在靜電圓盤705內產生。多孔塞可以具有介於約30%至約60%之間的任何值之孔隙度。
在一個實施例中，冷卻板736包括孔洞，且底板795包括凸部744，凸部744延伸穿過冷卻板736中的孔洞。可將孔洞742鑽入凸部744 （如，進入凸部744的中心）。在一個實施例中，可將O形環738設置於凸部744的頂部上。當緊固件726變緊時，緊固件726可壓縮O形環738。在實施例中，O形環738可為與O形環745同型的O形環。
第8圖描繪用於製造基板支撐組件之製程800的一個實施例。在製程800的方塊805，在靜電吸盤的底部中或在冷卻板的頂部及/或底板的頂部中形成凹部。在方塊810，將兩個或更多個配接物件接合至靜電吸盤的底部。若凹部形成於靜電吸盤的底部中，則將配接物件接合至凹部內。若凹部形成於冷卻板及/或底板中，則將配接物件接合至靜電吸盤的底部而位在將與凹部對齊的位置處。可以AlSiSiC板、鉬或另一種合適的材料來形成配接物件。各個配接物件包括用於容置緊固件的一或多個特徵。
在方塊815，將墊片設置於冷卻板的頂側上。冷卻板可為，例如，鋁或鋁合金冷卻板，冷卻板具有多個溝道以流通冷卻流體。墊片可為PFP或可為聚亞醯胺和石墨箔的交替堆疊。冷卻板及/或底板也可具有形成於其中的特徵。冷卻板及/或底板中的特徵和下方圓盤板中的特徵可各自容置緊固件（如，螺栓及/或螺母）。
在方塊820，可將緊固件插入配接物件及/或底板中的特徵。在方塊825，可藉由使緊固件變緊來將靜電吸盤耦接至底板（如，藉由將從下方圓盤板中的特徵凸出的螺栓旋入位於冷卻板中的特徵中的螺母內）。
以上說明提及眾多特定細節，例如特定系統、部件、方法等實例，以對本發明的數個實施例有更徹底的理解。然熟諳此技術者將明白本發明的至少一些實施例可不按該等特定細節實踐。在其他情況下，不詳述已知部件或方法，或是以簡易方塊圖表示，以免非必要地使本發明晦澀難懂。故提及的特定細節僅為舉例而已。特定實施方式可能偏離該等示例性細節，但仍涵蓋在本發明的範圍內。
整份說明書提及的「一個實施例」或「一實施例」意指該實施例描述的特定特徵、結構或特性係包括在至少一實施例內。故說明書各處出現的如「在一個實施例中」或「在一實施例中」等用語不必然指稱同一實施例。此外，「或」一詞欲表示包容性的「或」、而非排除性的「或」。本文所用「約(about)」或「將近(approximately)」等詞欲表示所呈現之標稱值(nominal value)的精確度在±10%以內。
雖然本文所示及所述方法操作係呈特定順序，但各方法操作順序可改變成讓某些操作按相反順序進行，或使某些操作至少部分與其他操作同時進行。在另一個實施例中，可以間歇及/或交替方式進行不同操作的指令或次操作。
應理解以上敘述僅為舉例說明，而無限定意圖。熟諳此技術者在閱讀及理解本文後將能明白許多其他實施例。因此，本發明的保護範圍應視後附申請專利範圍和申請專利範圍主張的均等物之全體範圍所界定者為準。
100‧‧‧處理腔室
102‧‧‧腔室主體
104‧‧‧蓋體
106‧‧‧內容積
108‧‧‧側壁
110‧‧‧底部
116‧‧‧外襯墊
118‧‧‧內襯墊
126‧‧‧排放埠
128‧‧‧泵系統
130‧‧‧氣體分配組件
132‧‧‧開孔
136‧‧‧保護層
138‧‧‧熱墊片
144‧‧‧基板
146‧‧‧保護環
150‧‧‧基板支撐組件
152‧‧‧基座
158‧‧‧氣體面板
162‧‧‧裝配板
164‧‧‧底板
165‧‧‧冷卻板
166‧‧‧靜電吸盤
167‧‧‧配接物件
168、170‧‧‧導管
172‧‧‧流體源
174‧‧‧熱隔離器
176‧‧‧加熱元件
178‧‧‧加熱器電源
180‧‧‧夾持電極
182‧‧‧吸附電源
184、186‧‧‧RF電源
188‧‧‧匹配電路
190、192‧‧‧溫度感應器
195‧‧‧控制器
206、210‧‧‧台狀物
208、212‧‧‧溝道
216‧‧‧外環
230‧‧‧環形周緣
232‧‧‧唇部
240‧‧‧外周緣
242‧‧‧特徵
280‧‧‧孔洞
305‧‧‧特徵
400、402‧‧‧靜電吸盤
420、424‧‧‧配接物件
422、426‧‧‧特徵
430、440‧‧‧配接物件
432、442‧‧‧特徵
480‧‧‧氣體輸送孔洞
499‧‧‧舉升銷孔洞
505‧‧‧基板支撐組件
515‧‧‧靜電吸盤
525‧‧‧低導熱墊片
526、528‧‧‧緊固件
527‧‧‧夾持電極
529‧‧‧加熱元件
532、542‧‧‧氣體孔洞
534‧‧‧多孔塞
535‧‧‧導管
536‧‧‧冷卻板
538、545‧‧‧O形環
540‧‧‧裝配板
544‧‧‧凸部
550‧‧‧金屬接合物
552、562‧‧‧配接物件
554、564‧‧‧特徵
563、567‧‧‧凹部
570‧‧‧彈簧
585‧‧‧熱間隔件
595‧‧‧底板
600、602‧‧‧靜電吸盤
620、624‧‧‧配接物件
622、626‧‧‧特徵
630、640‧‧‧配接物件
632、642‧‧‧特徵
680‧‧‧氣體輸送孔洞
699‧‧‧舉升銷孔洞
705‧‧‧基板支撐組件
715‧‧‧靜電吸盤
725‧‧‧低導熱墊片
726、728‧‧‧緊固件
727‧‧‧夾持電極
729‧‧‧加熱元件
732、742‧‧‧氣體孔洞
734‧‧‧多孔塞
735‧‧‧導管
736‧‧‧冷卻板
738、745‧‧‧O形環
740‧‧‧裝配板
744‧‧‧凸部
750‧‧‧金屬接合物
752、762‧‧‧配接物件
754、764‧‧‧特徵
770‧‧‧彈簧
785‧‧‧熱間隔件
795‧‧‧底板
800‧‧‧製程
805、810、815、820、825‧‧‧方塊
本發明的實施例以舉例方式說明，並無限定意圖，其中各附圖以相同的元件符號代表類似的元件。應注意本文提及的「一」或「一個」實施例不必然指稱相同的實施例，而是指至少一個。
第1圖描繪處理腔室的一個實施例之剖面側視圖。
第2圖描繪基板支撐組件的一個實施例之分解圖。
第3圖描繪基板支撐組件的一個實施例之剖面頂視圖。
第4A圖描繪靜電吸盤的一個實施例之透視圖。
第4B圖描繪靜電吸盤的另一個實施例之透視圖。
第5圖描繪基板支撐組件的一個實施例之剖面側視圖。
第6A圖描繪靜電吸盤的一個實施例之透視圖。
第6B圖描繪靜電吸盤的另一個實施例之透視圖。
第7圖描繪基板支撐組件的一個實施例之剖面側視圖。
第8圖圖解用於製造基板支撐組件之製程的一個實施例。
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505‧‧‧基板支撐組件
515‧‧‧靜電吸盤
525‧‧‧低導熱墊片
526、528‧‧‧緊固件
527‧‧‧夾持電極
529‧‧‧加熱元件
532、542‧‧‧氣體孔洞
534‧‧‧多孔塞
535‧‧‧導管
536‧‧‧冷卻板
538、545‧‧‧O形環
540‧‧‧裝配板
544‧‧‧凸部
550‧‧‧金屬接合物
552、562‧‧‧配接物件
554、564‧‧‧特徵
563、567‧‧‧凹部
570‧‧‧彈簧
585‧‧‧熱間隔件
595‧‧‧底板

Claims (20)

  1. 一種靜電吸盤，包含： 一陶瓷主體，具有一頂部及一底部；一或多個加熱元件，設置於該陶瓷主體中；一或多個電極，設置於該陶瓷主體中；以及複數個物件，該複數個物件藉由一金屬接合物(metal bond)接合至該陶瓷主體的該底部，其中該複數個物件全體包含複數個特徵，該複數個特徵分佈在該陶瓷主體的該底部上從一圓的一中心開始之複數個不同距離處，該圓由該陶瓷主體的該底部所界定，且其中該複數個特徵之一特徵容置一緊固件(fastener)。
  2. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該複數個距離包含從該中心開始的一第一距離，和從該中心開始的一第二距離，且其中該複數個物件包含： 一內環或內碟，具有一第一直徑，該內環或內碟包含該複數個特徵之一第一子集(subset)，該第一子集具有從該中心開始之該第一距離；以及一外環，具有一第二直徑，該外環包含該複數個特徵之一第二子集，該第二子集具有從該中心開始之該第二距離。
  3. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該複數個物件包含： 複數個碟，各該複數個碟包含該複數個特徵中的一個特徵。
  4. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該陶瓷主體的該底部包含至少一個凹部，其中該複數個物件中的至少一個物件被插入該至少一個凹部內，且其中該至少一個物件的一底部與該陶瓷主體的該底部將近齊平。
  5. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該複數個物件包含以下至少一者：a) 鉬、b) 鎳-鈷鐵合金、c) 滲透有AlSi合金的SiC多孔主體、或d) 包含Si、SiC及Ti的金屬基複合物(metal matrix composite)。
  6. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該陶瓷主體包含AlN或Al2 O3 ，且其中各該複數個物件包含以下至少一者：金屬、金屬合金、或金屬基複合物。
  7. 一種基板支撐組件，包含： 一靜電吸盤，包含一或多個物件藉由一金屬接合物(metal bond)接合至該靜電吸盤的一底部，其中該一或多個物件全體包含複數個特徵，該複數個特徵分佈在該靜電吸盤的該底部上從一圓的一中心開始之複數個不同距離處，該圓由該靜電吸盤的該底部所界定，且其中該複數個特徵全體容置複數個緊固件(fastener)； 一底板，藉由該複數個緊固件耦接至該靜電吸盤，其中該複數個緊固件各自施加一將近相等的緊固力(fastening force)以將該底板耦接至該靜電吸盤；以及 一O形環，設置於該靜電吸盤與該底板之間而位於該靜電吸盤之一周緣處。
  8. 如請求項7所述之基板支撐組件，其中該O形環於該靜電吸盤與該底板之間提供一真空密封(vacuum seal)。
  9. 如請求項7所述之基板支撐組件，進一步包含： 一冷卻板，透過一或多個彈簧耦接至該底板，其中該一或多個彈簧致使該冷卻板抵住該靜電吸盤。
  10. 如請求項9所述之基板支撐組件，進一步包含： 一墊片，設置於該冷卻板的至少一部分之一頂側上，其中該墊片在該冷卻板與該靜電吸盤之間受到壓縮，並作為該冷卻板與該靜電吸盤之間的一熱扼流件(thermal choke)。
  11. 如請求項10所述之基板支撐組件，其中該墊片包含： 一第一石墨箔(grafoil)層； 一第一聚亞醯胺層，位於該第一石墨箔層上；以及 一第二石墨箔層，位於該第一聚亞醯胺層上。
  12. 如請求項11所述之基板支撐組件，其中該墊片進一步包含： 一第二聚亞醯胺層，位於該第二石墨箔層上；以及 一第三石墨箔層，位於該第二聚亞醯胺層上。
  13. 如請求項9所述之基板支撐組件，其中該複數個物件形成一圖案，該圖案從該靜電吸盤的該底部凸出，其中該冷卻板的一頂部包含複數個凹部，該複數個凹部形成該圖案的一負片(negative)，且其中從該靜電吸盤的該底部凸出之該圖案與該冷卻板的該頂部中之該圖案的該負片相吻合。
  14. 如請求項7所述之基板支撐組件，其中該複數個距離包含從該中心開始的一第一距離，和從該中心開始的一第二距離，且其中該一或多個物件包含： 一內環或內盤，具有一第一直徑，該內環或內盤包含該複數個特徵之一第一子集(subset)，該第一子集具有從該中心開始之該第一距離；以及 一外環，具有一第二直徑，該外環包含該複數個特徵之一第二子集，該第二子集具有從該中心開始之該第二距離。
  15. 如請求項7所述之基板支撐組件，其中該一或多個物件包含： 複數個盤，各該複數個盤包含該複數個特徵中的一個特徵。
  16. 如請求項7所述之基板支撐組件，其中該靜電吸盤的該底部包含至少一個凹部，其中該複數個物件中的至少一個物件被插入該至少一個凹部內，且其中該至少一個物件的一底部與該靜電吸盤的該底部將近齊平。
  17. 如請求項7所述之基板支撐組件，其中該複數個物件包含以下至少一者：a) 鉬、b) 鎳-鈷鐵合金, c) 滲透有AlSi合金的SiC多孔主體、或d) 包含Si、SiC及Ti的金屬基複合物(metal matrix composite)。
  18. 如請求項7所述之基板支撐組件，進一步包含： 一第一氣體輸送通道，位於該底板中； 一第二氣體輸送通道，位於該靜電吸盤中，該第二氣體輸送通道與該底板中之該第一氣體輸送通道對齊；以及 一O形環，位於該第一氣體輸送通道和該第二氣體輸送通道之一邊界處，以提供一密封。
  19. 如請求項7所述之基板支撐組件，其中該複數個緊固件包含複數個帶螺紋的緊固件(threaded fastener)，且該複數個特徵包含複數個開口以接納該複數個帶螺紋的緊固件。
  20. 一種底板，用於一基板支撐組件，該底板包含： 一金屬主體，包含一凹部，該金屬主體包含一或多個特徵，該一或多個特徵容置一緊固件； 一金屬冷卻板，設置於該凹部中，該金屬冷卻板包含複數個溝道以接納一冷卻劑，該金屬冷卻板進一步包含一或多個表面特徵，該一或多個表面特徵位於該金屬冷卻板之一頂部上； 複數個彈簧，該複數個彈簧將該金屬冷卻板之一底部連接至該金屬主體；以及 一熱墊片，位於該冷卻板之該頂部上，該熱墊片包含一或多個聚亞醯胺層及複數個石墨箔(grafoil)層。
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