TWI500110B - 不冷凝保溫夾頭 - Google Patents

Description

不冷凝保溫夾頭

本發明大體上有關於半導體處理系統，且更特別地有關用於製造用於夾持一基板之靜電夾頭以及傳遞與其相關之熱能的方法。

矽晶圓的處理在現代微電子裝置的製造中是很常見的。此種處理，包含電漿處理和離子植入可在低壓下執行，其中無線電頻率或微波電漿，或是高功率粒子束係輸送至該晶圓，在處理期間於晶圓該處產生高溫。然而，此高溫(例如傳統植入超過100℃，且在其它步驟中到達400℃)，可能在晶圓上產生不良影響。

對於許多處理來說，不需要精確的溫度控制，只要晶圓溫度保持低於預定界限，例如在離子植入中低於100℃或通常低於400℃。然而，在離子植入目前趨勢中，係趨向於高功率連續植入機，其大體上需要以熱傳遞係數(HTC)>200mW/cm² C以及溫度控制在±5%中來冷卻。在進階植入和晶圓處理操作中，典型地需要精確的溫度控制，其中熱傳遞係數一致地越過一300mm晶圓，舉例而言，必須保持在1%的範圍中。此種處理可能需要一熱傳遞係數數值，舉例而言，像是500mW/cm² C之高。

晶圓溫度控制以及在半導體處理中相關的問題在某些時候係利用靜電夾頭(ESCs)。一典型的單極靜電夾頭係繪示在圖1中，其中該靜電夾頭10藉由靜電力將晶圓20固持定位。該晶圓20係藉由一隔絕層40與一電極30分開。一電壓(例如，以+號繪示)係藉由一電壓源50施加至電極。施加至電極的電壓產生一靜電場(例如，以〝-〞繪示)於晶圓20，其引起一均等反電荷(例如，以+繪示)於晶圓20上。在晶圓20上的靜電場產生一介於晶圓和靜電夾頭10之間的靜電力。因此，該靜電力抵抗隔絕層40固持晶圓20。

在利用靜電夾頭時，晶圓20的冷卻可藉由在晶圓和隔絕層40的接觸表面60之間的接觸電導率所提供，其中該隔絕層可藉由冷卻水或冷卻媒介來冷卻。傳統地，晶圓20的冷卻大體上增加施加至靜電夾頭的電壓。然而，相當的高電壓可能在晶圓上有不良影響(例如，造成顆粒產生)，且可能進一步具有昂貴的電源供應及消耗考量，伴隨著增加的故障率。除此之外，在靜電夾頭可能位於的一處理室中的溫暖環境以及靜電夾頭內部的冷卻之間的溫度差可能產生冷凝，伴隨著零件故障。

在真空環境中，傳統的靜電夾頭利用一冷卻氣體介於晶圓20和隔絕層40之間，其中隔絕層40的一接觸表面60包含加工在隔絕層之中的複數個突起(未顯示)，在其中提供讓冷卻氣體駐留的區域。典型地，一陶瓷層係傳統地加工以形成在其中的突起，其中該突起可藉由噴珠處理(bead blasting)形成。

雖然嘗試低溫離子植入，現有方法遇到數種不足之處。舉例而言，真空室暴露於低溫晶圓和或被冷卻的夾頭可能導致殘留水份或可冷凝材料(例如水)在夾頭表面的外側，同時在低溫下運作，其可能導致結冰。

有鑑於前述，其需要提供用於使用在高生產率離子植入機之低溫離子植入的解決方案，其克服上述不足之處和缺點。

下文呈現簡化的摘要以提供揭露內容之某些態樣的基本理解。此摘要並非是延伸的概要。其無須確認揭露內容的主要或關鍵元件，或是限定範圍。其目的為以簡化的形式作為前言呈現某些概念，更詳細的說明係呈現在後。

本揭露內容大體上有關於一種用於形成一夾持板的方法，該夾持板具有一用於任何形式之基板/晶圓夾頭的夾持表面，用於加熱或冷卻一半導體基板，同時防止冷凝發生在夾頭的外部。該方法包含形成一支撐機構，諸如為一夾頭，該夾頭可以是任何機械或電子夾頭，其適合用於固持一半導體基板。該夾頭可包含一支撐表面或夾持表面以接觸基板的背面。該方法進一步包含形成一保溫層以包覆該支撐機構，該保溫層能夠提供一環繞該支撐機構的熱隔絕密封，並且防止在處理室或末端站之中的構件的冷凝和結冰。

在一實施例中，一種形成一在離子植入期間將一晶圓支撐於其上之夾頭的方法包含形成一環繞該夾頭的熱隔絕層。該夾頭可包含用於固持一晶圓的表面，例如是一夾持表面，其中該熱隔絕層支撐該晶圓的表面的下方包覆該夾頭。該熱隔絕層包含一外殼或薄層，諸如鋁、鋼或是陶瓷材料。該外殼或薄層可進一步包覆一介於該夾頭和外殼之間的真空間隙，其足以斷絕或防止在冷卻器內表面上的冷凝。該外殼和真空間隙一起可形成熱隔絕層，並且防止在離子植入期間冷凝形成產生於夾頭之外部和/或形成於末端站處理室之中。

為了完成前述和相關目的，本揭露內容包含在完全地說明在下文中以及特別在申請專利範圍中指出的特點。以下之說明以及隨附圖式詳係地提出特定說明性實施例。然而，這些實施例為本發明原則可應用之多種方式中的少數方式的代表。其它目的、優點和新穎特徵從以下詳細說明且與圖式一起考慮時將變得更明顯。

本揭露內容係指向於一種夾持夾頭以及一種形成一夾持板的相關方法，因此其包含數種發明特點。特別地，本發明的靜電夾頭改進均勻地冷卻一晶圓基板的能力。因此，本發明將參照圖式作說明，其中，在文中類似的元件符號係用來代表類似的元件。應了解的是，這些態樣的說明僅為說明用途，因此它們不應被認為限制的意義。在以下的說明中，為了解釋的目的，數種特定細節係被提出以提供對本發明揭露內容徹底的理解。然而，對於在此技術領域中具有通常知識之人士很明顯的是，本揭露內容可不在具有這些特定細節下被實施。

本揭露內容克服了先前技藝的挑戰，經由環繞一基板夾頭或晶圓支撐組件的熱隔絕層以防止熱傳遞至夾頭的外表面。在進行冷植入(cold implant)時，該熱隔絕層可以減輕形成在夾頭外部的凝結。舉例而言，一支撐組件可經由一冷卻系統被冷卻至大約攝氏10度或更冷的溫度。該晶圓支撐組件可被設致在一末端站或者處理室之中，該末端站或者處理室可具有比晶圓支撐組件更暖的溫度。因此，因此，此溫度差可以導致凝結形成在夾頭的外部，而因此導致結冰(icing)，而因此導致系統故障。揭露在本文中的結構和技術可應用於用在離子植入的任何形式的基板/晶圓支撐組件，像是靜電夾頭，例如，和/或機械夾頭。

圖2係根據本揭露內容數種態樣繪製的包含一靜電夾頭200的一系統230的方塊圖。雖然一靜電夾頭係繪示在本文中，揭露在本文中的態樣可應用於任何用在植入離子到一半導體基板的基板夾頭或支撐組件，而因此，本揭露內容並不限制於任何特殊形式的夾頭組件。舉例而言，可包含用於夾持一晶圓的機械夾頭、平台組件，和/或電子夾頭。

根據本揭露內容的一示範性態樣，用於控制一靜電夾頭200的系統230可包含一控制器235可運作地連結至一電壓電源供應器240。藉由控制該電壓供應器240，該控制器235可運作以控制供給至靜電夾頭200的電極231A、231B的電壓V，其中該電壓係成比例於一緣由於電壓而引起的靜電力而被基板205所尋求的夾持力的量。根據一範例，藉由增加或減少電壓V，該控制器235可進一步控制靜電夾頭200的接觸熱傳遞係數(HTC)的量，藉此靜電力，以及因此該夾持力，係分別地增加或減少。根據以上範例，控制作用在圖2的靜電夾頭200的電壓V有利地控制了通過夾持板210的熱傳導的量。在低接觸壓力，該基板205係仍被夾持或固定，但微量的熱能係在基板205和靜電夾頭200之間傳遞，其中夾頭的一熱部位實質上係為〝關閉〞。當一較大的電壓V(例如接近600伏特)係被作用至靜電夾頭200時，基板205和夾持板210之間的接觸壓力可實質上的增加，藉此快速地增加基板205和夾持板210之間的熱傳遞係數，且因此有效地將夾頭的熱部位轉成〝開啟〞用於加熱或冷卻該基板。

該控制器235，在此範例中，藉由快速地控制作用於靜電夾頭200的電壓V，而可運作以控制該接觸壓力，因此容許靜電夾頭快速地改變狀態(例如，從一加熱狀態到一冷卻狀態)。控制器235，舉例而言，可進一步地控制以回饋一來自與靜電夾頭結合的溫度感測器245的晶圓溫度資料T，其中該電壓供應器240可在一封閉迴路回饋配置中被控制。或者，在達到一預定溫度時，該控制器235可運作以大體上限制基板205和靜電夾頭200之間的熱傳遞係數。

根據另一種室範性態樣，圖2的系統230進一步可包含一個或多個閥250A至250C，其中該一個或多個閥係可 運作以可選擇性地容許一個或多個真空泵255A-255B以多種模式將冷卻氣體260打氣通過靜電夾頭200以用於基板205和靜電夾頭之間的氣體熱傳導。一個或多個閥250A至250C，舉例而言，可包含一個或多個自動閥(例如，閥250A)，諸如快速作用電子閥或提動閥，或是熟習此項技藝之人士可以想到的任何合適的閥。

根據另一種示範性態樣，該控制器235可運作地結合至一個或多個真空閥255A至255B、一氣體供應器265、該電壓供應器240，以及該一個或多個閥250A至250C。控制作用在本範例之靜電夾頭200的真空有利地控制經由冷卻氣體的熱傳導。因此，控制背面壓力的閥250A容許靜電夾頭200快速地改變狀態(例如，從一加熱狀態改變成冷卻狀態)。因此，經由控制該一個或多個自動閥250A-250C，該控制器235係進一步可運作以控制基板205和靜電夾頭200之間的氣體壓力。靜電夾頭200可包含熟習此項技藝人士所能想到的任何合適的冷卻機構。舉例而言，液體冷卻劑可流動通過一冷卻劑循環(未顯示)，其可運載過多的熱遠離晶圓205的背面。

作為使用在一離子植入機的範例，在一60KeV的射束能量(beam energy)和一20mA的射束電流(beam current)的一砷(As)植入物可將大約1200W的能量儲存在包含靜電夾頭200和晶圓205的末端站之中(未顯示)。在此離子植入步驟中，晶圓205和靜電夾頭200之間的溫度差可以是大約40℃。舉例而言，水的流動，藉由一外部水冷卻熱交換器(未顯示)被冷卻至20℃，可在0.6gpm(每分鐘加侖，gallons per minute)的速率下被循環至夾頭200，經由某些種類的導管、管路或通道。此水的流動可以足夠確保晶圓溫度不會超過一上界限(例如，100℃，超過100℃遮蔽晶圓的光阻材料已知會降級)。在某些例子中，夾頭係被冷卻至低溫(例如小於20℃)。在這些情況下，材料可能冷凝在夾頭上導致許多問題。

在一實施例中，靜電夾頭200進一步包含一熱隔絕層203，其防止凝結物形成在夾頭200的外側。熱隔絕層203包封住靜電夾頭以防止熱傳遞至夾頭的外表面。因此，夾頭可包含一熱薄層或外殼213，其產生圍繞該靜電夾頭200的一保溫冷凝屏蔽205，以容許完全不同的溫度存在於屏蔽205的任一側。

在一實施例中，該熱隔絕層203包含一外薄層和/或殼體以及形成在熱隔絕層203中的一真空間隙207。該真空間隙可圍繞在夾持板210下方的夾頭200的外部。該真空間隙207可包含一第一真空，其係由一外部第二真空所產生，第二真空係位於由外殼213所分隔開的一區域中。此外殼可包含一孔洞於其中(未顯示)，該孔洞容許在真空間隙之中的真空藉由外部第二真空產生，但足夠小以防止顯著的凝結物從孔洞通過。

圖3繪示一晶圓支撐組件300，其作為一在離子植入期間用於支撐一晶圓的一實施例的範例。該晶圓支撐組件300可被實施在且通過一末端站或真空室326。該晶圓支撐組件300可包含一晶圓支撐夾頭328，以及其它裝設機構，像是一裝設支撐塊308，該裝設支撐塊可經由一個或多個軸承和/或接頭(未顯示)被結合在一起。一晶圓327可藉由一夾持力被夾固在晶圓支撐夾頭328上，以接收來自一離子束(未顯示)的離子植入。該晶圓327可被靜電地夾持、機械性地夾持或者藉由熟習此項技藝人士所能想到的任何其它機構夾持。

該晶圓支撐夾頭328或平台可包含一埋植在一陶瓷材料之中的電極元件301以用於產生一夾持力。舉例而言，可設有一電源供應器330以用於經由電極元件301產生一靜電力，用於將晶圓327的背面夾持至夾頭328的表面。此外，一冷卻系統(未顯示)可包含在晶圓支撐組件300之中或與其結合，且可包含熟習該項技藝人士能夠想到的任何用於冷卻晶圓支撐夾頭328的冷卻系統。該晶圓327能夠經由一藉由氣體供應器332所產生的背面氣體將熱傳遞至晶圓支撐夾頭328之中，且流動通過的冷卻劑(例如，一液體冷卻劑)隨後可將過多的熱運出。在其中一實施例中，該夾頭328可被冷卻至如攝氏10度到攝氏負80度的低溫，或者任何足夠冷的溫度以導致冷凝由夾頭的內部形成。

在一實施例中，一保溫隔絕層314在晶圓支撐夾頭328於晶圓327之背部所面對的夾頭的表面下方的背部包圍住晶圓支撐夾頭328。在圖2的繪示中，此可代表面對表面的左側，雖然包圍夾頭328的背部可代表除了接觸面之外的任何位置。此外，該保溫隔絕層314包含一真空間隙306，其中具有一第一真空，以及一外薄層312或外殼，其包含環繞該真空間隙306的一密封屏蔽。該外薄層312可包含一鋁、鋼和/或陶瓷被覆。

在一實施例中，在末端站326之中的高度真空326可以是一第二真空，其產生在保溫隔絕層314之中，例如在真空間隙306之中的第一真空。該外薄層312可包含一小開口(未顯示)，以用於容許在末端站326中的真空產生在真空間隙306之中的第一真空。在末端站326之中的第二真空可提供一在末端站中的腔室之中的背景壓力，該背景壓力係大約為10^-3 至10^-7 Torr，舉例而言，大約為10^-5 Torr。在其它實施例中，替代由在末端站326中的第二真空產生，在真空間隙306中的第一真空可藉由一分離真空泵336產生，或是其它由真空泵336產生的的處理室產生。

該保溫隔絕層314隔絕了夾頭328被冷卻的地方，並且在不需要更改壓力下保持在其中的構件比其外部環境較熱或較冷，藉由插入一淨空區以提供內容物和環境(例如，末端站環境)之間的熱隔絕。所稱的第一真空係用於熱隔絕；內容物不需要在真空狀態。使用真空作為絕緣體避免藉由傳導或對流的熱傳遞。此外，輻射熱損失可藉由塗佈一反射塗層至表面而最小化，類似於杜瓦瓶(Dewar thermos)，其使用銀作為其中一種選擇。

每次一晶圓係被帶入或離開末端站或真空識，其可能會有小量空氣闖入。因此，來自光阻材料以及其它外部氣 體處理材料的所有種類的產物亦可能從晶圓本身進入。在真空中的壓力很低，但具有大量可冷凝材料，其可冷凝在夾頭上，特別是在冷溫下運行時。因此，該保溫隔絕層可保護避免此冷凝。

圖4繪示一末端站400其可包圍住一真空空間402，例如一真空室或處理室，用於植入離子到一晶圓408。該晶圓408被設定在藉由一具有電極414的晶圓固持器412以及在其中結合至晶圓固持器412的冷卻單元(未顯示)被設定在一固定位置。該晶圓固持器412典型為一固定平台，其可藉由一能夠移動或不動的裝設底座418支撐，且可使用，舉例而言，一靜電力將晶圓408固定在定位。或者，該晶圓固持器亦可以是一機械式系統。

一個或多個真空泵406可被結合至晶圓固持器412以多種模式將一於圖4中標示為”氣體”的冷卻氣體打氣通過固持器以用於晶圓408和晶圓固持器412之間的氣體熱傳導。真空可施加至本範例中的末端站400，有利地控制經由冷卻氣體的熱傳導的量。因此，壓力可容許晶圓固持器412快速地改變狀態(例如，從一加熱狀態改變成冷卻狀態)。除此之外，該真空泵406可被用來控制一通過氣體泵410的氣體壓力，該氣體泵供應氣體壓力於晶圓408和晶圓固持器412之間。該晶圓固持器412可包含任何合適的冷卻機構，如熟習此項技藝人士所能想到者。舉例而言，液體冷卻劑可流動通過一冷卻劑循環(未顯示)其可運載過多的熱遠離晶圓408的背面。

在一實施例中，該晶圓固持器412包含圍繞晶圓固持器412之背面的一保溫隔絕層422，例如晶圓408未被支撐的面。該保溫隔絕層422可包含一外薄層或外殼404，其將晶圓固持器412的背面與末端站400熱隔絕。該外薄層404可進一步圍繞一真空間隙420，該真空間隙420包含一淨空空間。在一實施例中，該外薄層404可包含一鋁、鋼和/或陶瓷外殼。該真空間隙420可以是一真空空間其將該晶圓固持器412與末端站400的剩餘部分熱隔絕，並且防止形成在其上的冷凝。

在一實施例中，該外薄層404包含一個或多個小開口或小孔416，其能夠讓真空間隙420具有來自於末端站400之中的真空402的一真空壓力。

在一實施例中，末端站400之中的高度真空可以是一第二真空402，該第二真空產生一在一保溫隔絕層422之中的第一真空，例如在真空間隙420之中。該外薄層404可包含一小開口416，其用於容許在末端站400之中的真空產生在真空間隙420之中的第一真空。該末端站400之中的第二真空可提供一在腔室之中的背景壓力，該背景壓力係大約為10^-3 至10^-7 Torr，舉例而言，大約10^-5 Torr。在另一實施例中，該真空間隙420之中的第一真空可藉由一分離的真空泵(未顯示)來替代從末端站400或處理室中的第二真空402產生。

現請參照圖5，其繪示一示範性方法500且在下文中說明，該方法用於製造一晶圓支撐，諸如一基板晶圓夾頭/ 平台。雖然本文中的方法500和其它方法係以一連續的動作或事件被繪示以及在下文說明，其將可了解的是，本揭露內容並不限於所繪示的這些動作或事件之順序。舉例而言，根據本發明，某些動作可以不同的順序發生和/或是與除所繪示和/或描述在本文中的其它動作或事件同時發生。除此之外，並非全部繪示的步驟需要用以執行根據本發明的方法。此外，根據本發明的方法可結合繪示且說明在本文中的構成或結構之處理，以及結合未繪示出的其它結構。

該方法500在步驟502開始，且在步驟504形成一用於夾持一基板的一支撐機構。該支撐機構可以是用於固持用於離子植入步驟的一基板或數個基板的任何支撐機構。舉例而言，該支撐機構可包含一靜電夾頭或機械平台，其中係藉由任何形式的冷卻機構來冷卻該支撐機構。在步驟506，一熱隔絕層係被形成以在接觸該基板之表面的外側的表面上，例如基板的被面，包覆該支撐機構。在一實施例中，該熱隔絕層可以形成在一夾持表面的下方。該熱隔絕層可以藉由在步驟508首先形成一外殼或是外薄層。該外殼可包覆一真空間隙，該真空間隙係在步驟510形成在外殼和支撐機構之間。該外殼可以包含一小孔開口，用於容許一真空可在該真空間隙之中，該真空係來自於覆蓋該支撐機構的一腔室中的另一真空。在步驟512，該方法完成。

雖然本發明以特定較佳實施例或數個實施例來顯示和說明，其很明顯的是，熟習此項技藝之人士在閱讀和理解 此說明書及附圖後，可完成同等的替代和修飾。特別是有關於上述構件(組件、裝置、電路等等)所執行的不同功能，用於描述此構件的術語(包含有關一〝機構〞)係意欲對應，除非特別指明，任何執行所述構件之特定功能的任何構件(意即，功能上相同)，即使並非在結構上相同於所揭露的結構，其執行在本文說明本發明示範實施例中的功能。除此之外，本發明的特殊特點參照單獨一個或數個實施例揭露，此特點可結合其它實施例中的一個或多個其它特點，其對於任何給定或特定應用中可能是需要且有利的。

10‧‧‧靜電夾頭

20‧‧‧晶圓

30‧‧‧電極

40‧‧‧隔絕層

50‧‧‧電壓源

60‧‧‧接觸表面

200‧‧‧靜電夾頭

203‧‧‧熱隔絕層

205‧‧‧保溫冷凝屏蔽/基板/晶圓

207‧‧‧真空間隙

210‧‧‧夾持板

213‧‧‧熱薄層或外殼

230‧‧‧系統

231A‧‧‧電極

231B‧‧‧電極

235‧‧‧控制器

240‧‧‧電壓供應器

245‧‧‧溫度感測器

250A‧‧‧閥

250B‧‧‧閥

250C‧‧‧閥

255A‧‧‧真空閥

255B‧‧‧真空閥

260‧‧‧冷卻氣體

265‧‧‧氣體供應器

300‧‧‧晶圓支撐組件

301‧‧‧電極元件

306‧‧‧真空間隙

308‧‧‧裝設支撐塊

312‧‧‧外薄層/外殼

314‧‧‧保溫隔絕層

326‧‧‧末端站或真空室

327‧‧‧晶圓

328‧‧‧晶圓支撐夾頭

330‧‧‧電源供應器

332‧‧‧氣體供應器

336‧‧‧真空泵

400‧‧‧末端站

402‧‧‧真空空間

404‧‧‧外薄層或外殼

406‧‧‧真空泵

408‧‧‧晶圓

410‧‧‧氣體泵

412‧‧‧晶圓固持器

414‧‧‧電極

416‧‧‧小開口或小孔

418‧‧‧裝設底座

420‧‧‧真空間隙

422‧‧‧保溫隔絕層

500‧‧‧方法

502‧‧‧步驟

504‧‧‧步驟

506‧‧‧步驟

508‧‧‧步驟

510‧‧‧步驟

512‧‧‧步驟

圖1為範例性先前技藝的靜電夾頭的部分剖面圖。

圖2繪示一根據本發明之一態樣的靜電夾頭的系統等級方塊圖。

圖3繪示一根據本發明之一態樣的晶圓支撐組件的部分剖面圖，其可被修飾用於低溫離子植入。

圖4繪示一根據本發明之一態樣的晶圓支撐組件的一部分剖面圖，其可被修飾用於低溫離子植入。

圖5係一流程圖，其繪示用於形成一根據本發明之半導體為主的靜電夾頭的示範性方法。

200‧‧‧靜電夾頭

203‧‧‧熱隔絕層

205‧‧‧保溫冷凝屏蔽/基板/晶圓

207‧‧‧真空間隙

210‧‧‧夾持板

213‧‧‧熱薄層或外殼

230‧‧‧系統

231A、231B‧‧‧電極

235‧‧‧控制器

240‧‧‧電壓供應器

245‧‧‧溫度感測器

250A、250B、250C‧‧‧閥

255A、255B‧‧‧真空閥

260‧‧‧冷卻氣體

265‧‧‧氣體供應器

Claims (16)

1. 一種基板夾頭，其位於一離子植入系統的真空室中，用於支撐一基板且控制與其有關的熱傳遞，該基板夾頭包含：一支撐機構，其包含一夾持表面以在離子植入期間固持一基板，並且幫助晶圓在至少一維度中的移動；一冷卻機構，其結合至該支撐機構；一保溫層，其實質上在該夾持表面的外側環繞該基板夾頭，該保溫層包含：一真空間隙，其環繞該支撐機構的外側；以及一外殼，其實質地包覆該真空間隙；其中該保溫層產生一介於該支撐機構和支撐機構外側的真空屏蔽，藉此防止在支撐機構的壁部上的冷凝以及防止熱傳遞至支撐機構的壁部；以及其中該真空間隙包含一來自一第一真空泵的第一真空，該第一真空泵與提供一第二真空至真空室的一第二真空泵分隔開。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中該支撐機構的外殼進一步包含一孔洞，且該真空間隙包含一第一真空，該第一真空藉由該真空室中的一第二真空所產生。
3. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中在藉由該冷卻機構冷卻之後，該支撐機構包含在保溫層之中的一幾乎恆定溫度，其足以防止冷凝形成於該支撐機構的一外表面上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中結合至該支撐機構的冷卻機構包含位於該支撐機構中的冷卻結構，該冷卻結構用於將該支撐機構冷卻至一溫度，該溫度係低於基板之溫度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中該外殼包含一鋁外殼、鋼外殼或是陶瓷外殼。
6. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中該支撐機構冷卻至攝氏10度至攝氏負80度的溫度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中該基板夾頭進一步包含被該保溫層包覆的一靜電夾頭。
8. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中該外殼包含一閥，其用於控制從該真空間隙至該外腔室中的環境的一開口。
9. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中該保溫層實質地減少從支撐元件到該支撐機構的外表面的熱傳遞，其足以阻止冷凝形成在保溫層上，且該保溫層包含一在0.1mm到10mm之間的厚度。
10. 如申請專利範圍第1項所述之基板夾頭，其中該外殼實質地將該支撐元件與該冷卻機構的至少一部位和一在該真空室中的真空空間分隔開，該晶圓在離子植入期間係被固持在該真空空間之中。
11. 如申請專利範圍第2項所述之基板夾頭，其中該第一真空以及第二真空為實質上相等。
12. 一種離子植入系統的晶圓支撐夾頭，其用於將一晶 圓支撐在一表面上並且控制與其相關的熱傳遞，該晶圓支撐夾頭包含：一保溫層，其實質地在該表面下方環繞該晶圓支撐夾頭，該保溫層包含：一真空間隙，其環繞該晶圓支撐夾頭的於該表面下方的外側；以及一外殼，其實質地包覆該真空間隙；其中該真空間隙包含一來自一第一真空泵的第一真空，該第一真空泵與提供一第二真空至真空室的一第二真空泵分隔開。
13. 如申請專利範圍第12項所述之晶圓支撐夾頭，其中該保溫層包含一位在該晶圓支撐夾頭和一處理室之間的保溫冷凝屏蔽，藉此防止晶圓支撐夾頭外部以及到該處理室的冷凝，且進一步包含位於環繞該晶圓支撐夾頭之背部上的一孔洞開口。
14. 如申請專利範圍第12項所述之晶圓支撐夾頭，其中該真空間隙包含在一第一真空區域中的一第一真空，且一處理室包含該晶圓支撐夾頭以及在一第二真空區域中的一第二真空，且該第二真空包含足夠產生通過在保溫層中之孔洞的第一真空的壓力。
15. 如申請專利範圍第14項所述之晶圓支撐夾頭，其中該保溫層實質地減少從晶圓支撐夾頭到處理室的熱傳遞，其足以阻止冷凝形成在其中，並且包含一在0.1mm到10mm之間的厚度。
16. 一種形成用於離子植入之晶圓支撐夾頭的方法，其包含：形成一支撐機構，該支撐機構包含一用於夾持一基板的夾持表面；以及形成一保溫隔絕層，其環繞該支撐機構並且連接至支撐機構，其中該保溫隔絕層在該夾持表面下方環繞該支撐機構；以及其中，形成該保溫隔絕層的步驟包含形成一在其中包含有真空的真空間隙，以及形成一包覆該真空間隙的外薄層。