TWI700772B - 具有冷卻劑氣體區域及對應的溝槽與單極靜電夾持電極圖案之靜電夾頭 - Google Patents

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Abstract

提出一種用於基板處理系統之靜電夾頭，該靜電夾頭包括一底板、設置在該底板上之一中間層、及一頂板。該頂板藉由該中間層而接合至該底板並且配置以靜電夾持至一基板。該頂板包括一單極夾持電極及複數密封件。該單極夾持電極包括一溝槽開口圖案，該溝槽開口圖案具有複數冷卻氣體溝槽開口組。該等密封件將複數冷卻氣體區域分隔開。該等冷卻氣體區域包括四或更多冷卻氣體區域。該等冷卻氣體區域每一者包括複數不同的冷卻氣體溝槽組。該頂板包括該等不同的冷卻氣體溝槽組。該等不同的冷卻氣體溝槽組每一者具有一或更多冷卻氣體供應孔及對應至該等冷卻氣體溝槽開口組其中個別一者。

Description

具有冷卻劑氣體區域及對應的溝槽與單極靜電夾持電極圖案之靜電夾頭
本揭示內容係關於基板處理系統之靜電夾頭。
本文中所提出之先前技術大致上用於呈現本揭示內容之背景。在此先前技術部分中所述之成果之範圍內，本案發明人之成果以及不適格做為申請時之先前技術之實施態樣，皆非直接或間接地被承認為對抗本揭示內容之先前技術。
基板處理系統可用於實施基板（例如，半導體晶圓）之蝕刻、沉積、及∕或其它處理。可在基板上實施之示例性處理包括，但不限於，電漿增強化學氣相沉積（PECVD）處理、物理氣相沉積（PVD）處理、離子植入處理、及∕或其它蝕刻、沉積、及清潔處理。例如，在蝕刻處理期間，可將基板配置在基板處理系統之靜電夾頭（ESC）上，並且蝕刻基板上之薄膜。
用於基板處理系統之靜電夾頭被提出，並且包括一底板、設置在該底板上之一中間層、及一頂板。該頂板藉由該中間層而接合至該底板並且配置以靜電夾持至一基板。該頂板包括一單極夾持電極及複數密封件。該單極夾持電極包括一溝槽開口圖案，該溝槽開口圖案具有複數冷卻氣體溝槽開口組。該等密封件將複數冷卻氣體區域分隔開。該等冷卻氣體區域包括四或更多冷卻氣體區域。該等冷卻氣體區域每一者包括複數不同的冷卻氣體溝槽組。該頂板包括該等不同的冷卻氣體溝槽組。該等不同的冷卻氣體溝槽組每一者具有一或更多冷卻氣體供應孔及對應至該等冷卻氣體溝槽開口組其中個別一者。
在其它特徵中，該等冷卻氣體溝槽開口組係設置在該頂板之一或更多層之中及在該單極夾持電極之一層之上。在其它特徵中，該等冷卻氣體溝槽開口組係個別地設置在該等不同的冷卻氣體溝槽組之下。在其它特徵中，該等冷卻氣體溝槽組每一者包括複數冷卻氣體溝槽，用以將冷卻氣體分配遍及該頂板之一頂部各處。
在其它特徵中，在該等冷卻氣體區域其中最外側一者中之該等不同的冷卻氣體溝槽組每一者包括複數溝槽及複數供應孔，該等供應孔係配置為一環狀系列之元件。在該等冷卻氣體區域其中最內側三或更多者中之該等不同的冷卻氣體溝槽組每一者包括一徑向延伸溝槽及複數環狀延伸溝槽。
在其它特徵中，該等不同的冷卻氣體溝槽組每一者之該等環狀延伸溝槽係延伸自及遠離該等徑向延伸溝槽其中相對應的一者。在其它特徵中，該溝槽開口圖案係類似於該等不同的冷卻氣體溝槽組之一配置圖案。在其它特徵中，在該溝槽開口圖案中之複數冷卻氣體開口之數量與在該頂板中之不同的冷卻氣體溝槽組相同。
在其它特徵中，該等冷卻氣體區域其中一者包括一第一冷卻氣體溝槽組及一第二冷卻氣體溝槽組。該第一冷卻氣體溝槽組包括一第一徑向延伸溝槽、及延伸自該第一徑向延伸溝槽之複數第一溝槽。該第二冷卻氣體溝槽組包括一第二徑向延伸溝槽、及延伸自該第二徑向延伸溝槽之複數第二溝槽。該等不同的冷卻氣體溝槽組包括該第一冷卻氣體溝槽組及該第二冷卻氣體溝槽組。在其它特徵中，該等第一溝槽包括複數第一分支對。該等第二溝槽包括複數第二分支對。該等第一分支對沿著與該等第二分支對相同的圓形路徑而延伸，且該等第一分支對與該等第二分支對係藉由複數間隔而分隔開。該等間隔係設置在該等第一分支對與該等第二分支對之間。
在其它特徵中，該等不同的冷卻氣體溝槽組包括設置在一第一冷卻氣體區域中之一第一冷卻氣體溝槽組、及設置在一第二冷卻氣體區域中之一第二冷卻氣體溝槽組。該第一冷卻氣體溝槽組係在徑向上對準該第二冷卻氣體溝槽組，俾使該第一冷卻氣體溝槽組及該第二冷卻氣體溝槽組係置中於相同的徑向延伸線，該徑向延伸線係自該頂板之中央延伸。
在其它特徵中，該等不同的冷卻氣體溝槽組包括設置在一第一冷卻氣體區域中之一第一冷卻氣體溝槽組、及設置在一第二冷卻氣體區域中之一第二冷卻氣體溝槽組。該第一冷卻氣體溝槽組係設置為在徑向上向外，及在環狀上與該第二冷卻氣體溝槽組偏離。
在其它特徵中，該等冷卻氣體溝槽開口組包括設置在一第一冷卻氣體區域之下之一第一冷卻氣體溝槽開口組、及設置在一第二冷卻氣體區域之下之一第二冷卻氣體溝槽開口組。該第一冷卻氣體溝槽開口組係在徑向上對準該第二冷卻氣體溝槽開口組，俾使該第一冷卻氣體溝槽組及該第二冷卻氣體溝槽組係置中於相同的徑向延伸線，該徑向延伸線係自該頂板之中央延伸。
在其它特徵中，該等冷卻氣體溝槽開口組包括：一第一冷卻氣體溝槽開口組，設置在一第一冷卻氣體區域之下；及一第二冷卻氣體溝槽開口組，設置在一第二冷卻氣體區域之下。該第一冷卻氣體溝槽開口組係設置為在徑向上向外，及在環狀上與該第二冷卻氣體溝槽開口組偏離。在其它特徵中，該等冷卻氣體區域係同心的。在其它特徵中，該單極夾持電極覆蓋該頂板之徑向表面積之至少95 %。
根據實施方式、申請專利範圍及圖式，本揭露內容之進一步應用範圍將變得明顯。實施方式及具體範例僅僅是為了說明之目的，並非用於限制本揭示內容之範疇。
在基板之處理期間，ESC固持一基板。ESC利用靜電力將基板固持在，例如，真空處理腔室中。ESC可具有雙板配置，包括由介電材料（例如，陶瓷）所形成之一薄頂板（例如，1.25毫米（mm）厚）及一主體（或厚）底板。頂板可包括複數密封件、複數台面、複數冷卻溝槽及一電極。密封件將ESC之上表面與基板之間之冷卻劑區域分隔開。基板在處理期間係放置在密封件及台面上、並且藉由電極之靜電力而向下固持至ESC，電極以靜電的方式將基板夾持在ESC上。
為了在處理期間調整基板之溫度，需要在基板與ESC頂板之間之熱接觸。此為合適的，不管正在進行之處理是否包括從基板吸熱或是供熱至基板中。冷卻氣體（例如，氦氣）可被容納 (i) 在基板與頂板之複數接觸表面之間、及 (ii) 在頂板之複數密封件之間。複數密封件係配置在基板與頂板之間，並且是頂板之不可或缺的零件。當以靜電的方式將基板夾持在頂板上時，密封區域形成。密封區域在徑向上係配置在複數密封件之間，且在垂直方向上係配置在頂板之上表面與基板之相對的底表面（或背側）之間。冷卻氣體洩漏可能發生在複數密封區域之間及∕或在徑向上最外側的密封區域與真空處理腔室之內部之間。
可提供在密封區域中、沒有過度的氣體洩漏量之冷卻氣體壓力大小係受到由電極及相對應的夾持系統所提供之靜電夾持力之限制。用於將基板固持在ESC頂板上之夾持力愈大，可提供之冷卻氣體壓力愈高。因此，可用於影響在基板與頂板之間之熱傳遞之冷卻氣體壓力大小具有限制。
此外，例如熱傳遞率、冷卻氣體壓力、以及在基板與ESC頂板之間之距離之參數是相關的。例如，當距離減少時，熱傳遞率增加。然而，距離減少造成橫向流導量之減少，其可能造成在基板與頂板之間之壓力不均勻。造成的壓力改變可能導致不適當的熱傳遞 (i) 整體地在基板與ESC之間而導致基板溫度提高、及∕或 (ii) 局部地在橫跨ESC上表面區域之區域中而導致溫度不均勻。可調整冷卻氣體之供應及壓力，以提供適當的熱傳遞。可加上冷卻氣體溝槽，以助於均勻地分配冷卻氣體而防止溫度不均勻。
若在冷卻氣體溝槽與靜電夾持電極之間之距離小於一預定距離，則在冷卻氣體溝槽與靜電夾持電極之間可能發生介電崩潰及隨後的電弧（arcing）。例如，具有薄頂板、且夾持電極配置在頂板上表面附近且在一或更多冷卻氣體溝槽附近之ESC可能遭受到介電崩潰及電弧在夾持電極與冷卻氣體溝槽之間。電弧可能對ESC造成無法挽回的損害，並且是缺陷的來源。
本文中所提出之範例包括具有頂板之ESC，頂板具有冷卻氣體溝槽圖案及相對應的夾持電極，其均勻地分配冷卻氣體，同時在冷卻氣體溝槽與夾持電極之間提供適當的分隔。冷卻氣體溝槽圖案包括樹狀圖案溝槽組，其均勻地分佈在整個頂板上表面，以均勻地分配冷卻氣體及適當地冷卻基板背側。冷卻氣體溝槽有助於冷卻氣體分配在整個頂板。夾持電極為單極電極，其中每一ESC包括單一非分割夾持電極。夾持電極覆蓋超過ESC之一預定徑向表面積，並且具有個別的溝槽開口圖案。藉由覆蓋超過總頂板∕基板界面表面積之一預定量（例如，超過95 %），夾持電極提供改善的基板夾持。夾持力係正比於電極之表面積。溝槽開口圖案提供在夾持電極與冷卻氣體溝槽之間之間隔之一預定量，以防止介電崩潰及電弧。
圖1顯示了基板處理系統100，包括ESC 101。ESC 101可配置為與本文中所揭示之ESC其中任一者相同或相似。雖然圖1顯示了電容耦合電漿（CCP）系統，但本文中所揭示之實施例可應用於變壓耦合電漿（TCP）系統、電子迴旋共振（ECR）電漿系統、感應耦合電漿（ICP）系統及∕或包括基板支座之其它系統及電漿源。此等實施例可應用於PVD處理、PECVD處理、化學增強電漿氣相沉積（CEPVD）處理、離子植入處理、電漿蝕刻處理、及∕或其它蝕刻、沉積、及清潔處理。
ESC 101包括頂板102及底板103。頂板102及底板103兩者可由陶瓷及∕或其它合適的材料所形成。板102, 103、其它頂板及底板、及所揭示ESC之其它特徵將進一步描述於以下之關於圖1-8所示之範例。雖然圖1-8之ESC每一者係顯示為具有某些特徵及沒有其它特徵，但可修改每一ESC以包括本文及圖1-8中所揭示之任一特徵。
基板處理系統100包括處理腔室104。ESC 101被包圍在處理腔室104中。處理腔室104亦包圍其它組件（例如上電極105）並且容納RF電漿。在操作期間，基板107係配置且靜電夾持於ESC 101之頂板102上。僅做為範例，上電極105可包括噴淋頭109，其導入並分配氣體。噴淋頭109可包括柄部部分111，其包括連接至處理腔室104之上表面之一端。噴淋頭109大致為圓柱形，並且在與處理腔室104之上表面分隔開之位置處、自柄部部分之一相反端徑向朝外延伸。噴淋頭109之面向基板的表面包括複數孔，處理氣體或吹淨氣體（purge gas）係流動通過該等孔。或者，上電極105可包括導電板，且氣體可以另一方式導入。板102, 103其中一者或兩者可做為下電極。
中間（或接合）層114可配置在板102, 103之間。中間層114可將頂板102接合至底板103。例如，中間層可由適合用於將頂板102接合至底板103之黏著材料所形成。底板103可包括一或更多氣體通道115及∕或一或更多冷卻劑通道116，用於使背側（或冷卻劑）氣體流動至基板107之背側以及使冷卻劑流動通過底板103。
RF產生系統120產生並輸出RF電壓至上電極105及下電極（例如，在板103中之一或更多電極121）。上電極105及ESC 101其中一者可為DC接地、AC接地、或浮動電位。僅做為範例，RF產生系統120可包括產生RF電壓之一或更多RF產生器122（例如，電容耦合電漿RF功率產生器、偏壓RF功率產生器、及∕或其它RF功率產生器），RF電壓係藉由一或更多匹配與分配網路124而供給至上電極105及∕或ESC 101。做為一範例，顯示電漿RF產生器123、偏壓RF產生器125、電漿RF匹配網路127、及偏壓RF匹配網路129。電漿RF產生器123可為高功率RF產生器，例如，產生6-10千瓦（kW）或更多之功率。偏壓RF匹配網路供應功率至RF電極，例如在板103中之RF電極121。
氣體輸送系統130包括一或更多氣體來源132-1、132-2、…、及132-N（統稱為氣體來源132），其中N為大於零之整數。氣體來源供應一或更多前驅物及其氣體混合物。氣體來源亦可供應蝕刻氣體、載氣、及∕或吹淨氣體 。亦可使用汽化的前驅物。氣體來源132藉由閥134-1、134-2、…，及134-N（統稱為閥134）、與質量流量控制器136-1、136-2、…，及136-N（統稱為質量流量控制器136）而連接至岐管140。岐管140之輸出係供給至處理腔室104。僅做為範例，岐管140之輸出係供給至噴淋頭109。
基板處理系統100更包括冷卻系統141，冷卻系統141包括溫度控制器142。雖然顯示為與系統控制器160分開，但溫度控制器142可實施做為系統控制器160之一部分。板102, 103其中一或更多可包括多個溫度受控區域。
藉由控制從氣體來源132其中一或多者至氣體通道115之流動，溫度控制器142及∕或系統控制器160可控制用於冷卻基板之背側氣體（例如，氦）至氣體通道115之流率。溫度控制器142亦可與冷卻劑組件146通訊，以控制通過通道116之第一冷卻劑之流動（冷卻流體之壓力及流率）。例如，冷卻劑組件146可包括冷卻劑泵及貯存器。溫度控制器142對冷卻劑組件146進行操作，以使冷卻劑流動通過通道116以冷卻底板103。溫度控制器142可控制冷卻劑流動之速率及冷卻劑之溫度。基於在處理腔室104中之感測器143所偵測到的參數，溫度控制器142控制供應至通道115之氣體及∕或冷卻劑之壓力及流率。溫度感測器143可包括電阻式溫度元件、熱偶、數位溫度感測器、及∕或其它合適的溫度感測器。在蝕刻處理期間，基板107在高功率電漿之存在下可能被加熱至一預定溫度（例如，攝氏120度（°C））。氣體及∕或冷卻劑流動通過通道115, 116降低了底板103之溫度，其降低了基板107之溫度（例如，從120 °C冷卻至80 °C）。
閥156及泵158可用以從處理腔室104抽空反應物。系統控制器160可用以控制基板處理系統100之構件，包括控制所供應的RF功率位準、所供應的氣體之壓力及流率、RF匹配、等。系統控制器160控制閥156及泵158之狀態。機械臂170可用以將基板傳遞至ESC 101上、以及將基板從ESC 101移除。例如，機械臂170可在ESC 101與負載鎖室172之間傳送基板。系統控制器160可控制機械臂170。系統控制器160可控制負載鎖室172之操作。
電源180可提供電力（包括高電壓）至單極夾持電極182，以靜電的方式將基板107夾持至頂板102。系統控制器160可控制電源180。閥、氣體及∕或冷卻劑泵、電源、RF產生器等可被稱為致動器。氣體通道、冷卻劑通道等可被稱為溫度調整元件。
圖2顯示ESC 200，包括頂板202及底板204。頂板202可藉由中間層（如圖1中所示之範例）而接合至底板204。頂板202包括密封件206A, 206B, 206C, 206D，其 (i) 將密封（或氣體冷卻）區域208A, 208B, 208C, 208D分隔開，以及 (ii) 將區域208A與處理腔室（例如，圖1之處理腔室104）之內部分隔開。該等區域208為同心的。密封區域208每一者包括複數台面209。該等台面209可橫跨頂板202而均勻地分佈及∕或以具有預定尺寸之預定圖案均勻地分佈。雖然ESC 200係顯示為具有四個冷卻氣體區域，但ESC 200可具有三或更多冷卻氣體區域。具有三個區域之ESC之範例係顯示在圖4中。密封件206是環形，並且從頂板202向上突出。密封件206可由與頂板202相同的材料所形成，並且不可或缺地形成為頂板202之零件。該等密封件206可為同心的，如圖所示。
徑向上最外側的密封區域208A包括冷卻氣體溝槽210A, 210B, 210C, 210D，其為一組的並且延著相同的圓（或圓形路徑）延伸。冷卻氣體溝槽210可統稱為單一分段溝槽，其為圓形的並且具有多個間隔。單一分段溝槽可具有任何數目之間隔及相對應的溝槽。在一實施例中，在單一分段溝槽中之間隔數目被最小化，以改善冷卻氣體分佈，同時維持分佈對稱性。冷卻氣體溝槽210每一者可具有任何數目之冷卻氣體供應孔，冷卻氣體（例如，氦）通過冷卻氣體供應孔而供應至冷卻氣體溝槽210。氣體供應孔之範例係顯示在圖8中。
密封區域208每一者包括多個冷卻氣體溝槽組，其中每一冷卻氣體溝槽組為樹狀的並且包括一徑向延伸溝槽及多對環狀延伸溝槽（稱為分支對）。每一冷卻氣體溝槽組可具有任何數目之分支對。在所示之範例中，密封區域208B包括9個冷卻氣體溝槽組，密封區域208C包括7個冷卻氣體溝槽組，徑向上最內側的密封區域208D包括4個冷卻氣體溝槽組。例如，徑向延伸溝槽220及分支222, 224, 226, 228被視為密封區域208B之該等冷卻氣體溝槽組其中一者。密封區域208C, 208D每一者之該等冷卻氣體溝槽組其中一者分別被標示為230, 240。在每一分支對中，該等分支彼此相對並且在相反的方向上延伸遠離相對應的交點，其中該等分支與徑向延伸溝槽其中相對應的一者交會。
在圖2中，冷卻氣體溝槽組之溝槽係顯示為線。實際上，溝槽為淺溝渠，其均勻地引導及分配冷卻氣體在整個密封區域208。每一溝槽具有相對應的最大深度及相對應的最大寬度。例如，每一溝槽可具有100微米（m）之最大深度及300 m之最大寬度。該等溝槽可具有非均勻的深度，因此可能不具有矩形的橫剖面。如所示，每一冷卻氣體溝槽組之該等分支之長度沿著相對應的徑向延伸溝槽而減少，俾使徑向上最外側的分支是最長的，徑向上最內側的分支是最短的。
例如，每一冷卻氣體溝槽組可具有一或更多相對應的冷卻氣體供應孔。每一冷卻氣體溝槽組可具有一或更多相對應的冷卻氣體返回孔。在一實施例中，冷卻氣體溝槽組包括冷卻氣體供應孔、沒有冷卻氣體返回孔。在另一實施例中，冷卻氣體溝槽組包括複數冷卻氣體供應孔及複數冷卻氣體返回孔。在另一實施例中，每一冷卻氣體溝槽組僅包括單一冷卻氣體供應孔及單一冷卻氣體返回孔。冷卻氣體供應孔可位於在相對應的徑向延伸溝槽之徑向上最外側端之溝槽交點中。每一溝槽交點係徑向延伸溝槽與兩分支之最內側端交會之處。冷卻氣體返回孔可能 (i) 在徑向延伸溝槽之徑向上最內側端處、(ii) 在相對應的冷卻氣體溝槽組之溝槽中且在離開冷卻氣體供應孔之最遠處、或 (iii) 在其之間之位置處。
頂板202可包括單一單極電極（下文中稱之為電極），具有相對應的夾持電極圖案（其一範例顯示於圖5-6中）。該電極具有冷卻氣體溝槽開口圖案，其中開口係提供給每一冷卻氣體溝槽及相對應的頂板之相對應的供應孔及返回孔。冷卻氣體溝槽開口圖案具有冷卻氣體溝槽開口，冷卻氣體溝槽開口大於且類似於一或更多冷卻氣體溝槽及∕或相對應的冷卻氣體溝槽組其中一者之形狀。此將進一步描述於下，關於圖5-7。
每一密封區域之冷卻氣體溝槽組包括複數分支，其接續著在相同密封區域之其它冷卻氣體溝槽組中之複數分支。例如，密封區域208B之每一冷卻氣體溝槽組之最外側分支係沿著相同的圓（或圓形路徑）而接續地延伸。雖然沿著相同的圓（或圓形路徑）之該等分支可能並未顯示為具有相同的長度，但沿著相同的圓（或圓形路徑）之該等分支每一者可具有相同的長度，俾使相對應的徑向延伸溝槽皆位在兩等長分支之中間。每一冷卻氣體溝槽組之分支與相鄰的冷卻氣體溝槽組之分支係以周圍間隔（例如，間隔250，在冷卻氣體溝槽組252之分支與冷卻氣體溝槽組254之分支之間）分隔開。
每一密封區域之每一徑向延伸溝槽與其它密封區域之徑向延伸溝槽係錯開的。此與圖3之ESC之徑向延伸溝槽是不同的。沒有冷卻氣體溝槽從密封區域其中一者延伸至密封區域其中另一者。此有助於維持為了每一密封區域所選擇之壓力及溫度。
圖3顯示ESC 300，包括頂板302及底板304。頂板302可藉由中間層（如圖1中所示之範例）而接合至底板304。頂板302包括密封件306A, 306B, 306C，其將密封（或氣體冷卻）區域308A, 308B, 308C, 308D分隔開。該等區域308為同心的。密封區域308每一者包括複數台面309。雖然ESC 300係顯示為具有四個冷卻氣體區域，但ESC 300可具有三或更多冷卻氣體區域。具有三個區域之ESC之範例係顯示在圖4中。密封件306是環形，並且從頂板302向上突出。密封件306可由與頂板302相同的材料所形成，並且不可或缺地形成為頂板302之零件。該等密封件306可為同心的，如圖所示。
徑向上最外側的密封區域308A包括冷卻氣體溝槽310A, 310B, 310C, 310D，其為一組的並且延著相同的圓（或圓形路徑）延伸。冷卻氣體溝槽310可統稱為單一分段溝槽，其為圓形的並且具有多個間隔（非溝槽區域）。單一分段溝槽可具有任何數目之間隔及相對應的溝槽。冷卻氣體溝槽310每一者可具有任何數目之冷卻氣體供應孔，冷卻氣體通過冷卻氣體供應孔而供應至冷卻氣體溝槽310。氣體供應孔之範例係顯示在圖8中。
密封區域308每一者包括多個冷卻氣體溝槽組，其中每一冷卻氣體溝槽組為樹狀的並且包括一徑向延伸溝槽及多對環狀延伸溝槽（稱為分支對）。每一冷卻氣體溝槽組可具有任何數目之分支對。在所示之範例中，密封區域308B包括9個冷卻氣體溝槽組，密封區域308C包括7個冷卻氣體溝槽組，徑向上最內側的密封區域308D包括4個冷卻氣體溝槽組。例如，徑向延伸溝槽320及分支322, 324, 326, 328被視為密封區域308B之該等冷卻氣體溝槽組其中一者。密封區域308C, 308D每一者之該等冷卻氣體溝槽組其中一者分別被標示為330, 340。在每一分支對中，該等分支彼此相對並且在相反的方向上延伸遠離相對應的交點，其中該等分支與徑向延伸溝槽其中相對應的一者交會。
在圖3中，冷卻氣體溝槽組之溝槽係顯示為線。實際上，溝槽為淺溝渠，其均勻地引導及分配冷卻氣體在整個密封區域308。每一溝槽具有相對應的最大深度及相對應的最大寬度，如上關於圖2之ESC所述。如所示，每一冷卻氣體溝槽組之該等分支之長度沿著相對應的徑向延伸溝槽而減少，俾使徑向上最外側的分支是最長的，徑向上最內側的分支是最短的。
例如，密封區域308之每一冷卻氣體溝槽組可具有一或更多相對應的冷卻氣體供應孔。每一冷卻氣體溝槽組可具有一或更多相對應的冷卻氣體返回孔。在一實施例中，冷卻氣體溝槽組包括冷卻氣體供應孔、沒有冷卻氣體返回孔。在另一實施例中，冷卻氣體溝槽組包括複數冷卻氣體供應孔及複數冷卻氣體返回孔。在另一實施例中，每一冷卻氣體溝槽組僅包括單一冷卻氣體供應孔及一冷卻氣體返回孔。冷卻氣體供應孔可位於在相對應的徑向延伸溝槽之徑向上最外側端之溝槽交點中。每一溝槽交點係徑向延伸溝槽與兩分支之最內側端交會之處。冷卻氣體返回孔可能 (i) 在徑向延伸溝槽之徑向上最內側端處、(ii) 在相對應的冷卻氣體溝槽組之溝槽中且在離開冷卻氣體供應孔之最遠處、或 (iii) 在其之間之位置處。
頂板302可包括單一單極電極（下文中稱之為電極），具有相對應的夾持電極圖案（其一範例顯示於圖5-6中）。該電極具有冷卻氣體溝槽開口圖案，其中開口係提供給每一冷卻氣體溝槽及相對應的頂板之相對應的供應孔及返回孔。冷卻氣體溝槽開口圖案具有冷卻氣體溝槽開口，冷卻氣體溝槽開口大於且類似於一或更多冷卻氣體溝槽及∕或相對應的冷卻氣體溝槽組其中一者之形狀。此將進一步描述於下，關於圖5-7。
每一密封區域308之冷卻氣體溝槽組包括複數分支，其接續著在相同密封區域之其它冷卻氣體溝槽組中之複數分支。例如，密封區域308B之每一冷卻氣體溝槽組之最外側分支係沿著相同的圓（或圓形路徑）而接續地延伸。雖然沿著相同的圓（或圓形路徑）之該等分支可能並未顯示為具有相同的長度，但沿著相同的圓（或圓形路徑）之該等分支每一者可具有相同的長度，俾使相對應的徑向延伸溝槽皆位在兩等長分支之中間。每一冷卻氣體溝槽組之分支與相鄰的冷卻氣體溝槽組之分支係以周圍間隔（例如，間隔350，在冷卻氣體溝槽組352之分支與冷卻氣體溝槽組354之分支之間）分隔開。
每一密封區域308之複數徑向延伸溝槽其中一些與其它密封區域308之其它徑向延伸溝槽係在徑向上排成直線。例如，徑向延伸溝槽360, 362, 364是接續的、並且沿著同一直線延伸。該等徑向延伸溝槽被密封件306B, 306C分隔開。沒有冷卻氣體溝槽從密封區域其中一者延伸至密封區域其中另一者。此有助於維持為了每一密封區域所選擇之壓力及溫度。
圖4顯示ESC 400，包括頂板402及底板404。頂板402可藉由中間層（如圖1中所示之範例）而接合至底板404。頂板402包括密封件406A, 406B, 406C，其將密封（或氣體冷卻）區域408A, 408B, 408C分隔開。該等區域408為同心的。密封區域408每一者包括複數台面409。雖然ESC 400係顯示為具有三個冷卻氣體區域，但ESC 400可具有三或更多冷卻氣體區域。密封件406是環形，並且從頂板402向上突出。密封件406可由與頂板402相同的材料所形成，並且不可或缺地形成為頂板402之零件。該等密封件406可為同心的，如圖所示。
徑向上最外側的密封區域408A包括冷卻氣體溝槽410A, 410B, 410C, 410D，其為一組的並且延著相同的圓（或圓形路徑）延伸。冷卻氣體溝槽410沿著密封件406B之外側延伸，不同於圖3之冷卻氣體溝槽310，其沿著密封件306A之內側延伸。冷卻氣體溝槽410可統稱為單一分段溝槽，其為圓形的並且具有多個間隔。單一分段溝槽可具有任何數目之間隔及相對應的溝槽。冷卻氣體溝槽410每一者可具有任何數目之冷卻氣體供應孔，冷卻氣體通過冷卻氣體供應孔而供應至冷卻氣體溝槽410。氣體供應孔之範例係顯示在圖8中。
密封區域408每一者包括多個冷卻氣體溝槽組，其中每一冷卻氣體溝槽組為樹狀的並且包括一徑向延伸溝槽及多對環狀延伸溝槽（稱為分支對）。每一冷卻氣體溝槽組可具有任何數目之分支對。在所示之範例中，密封區域408B包括10個冷卻氣體溝槽組，密封區域408C包括10個冷卻氣體溝槽組。例如，徑向延伸溝槽420及分支422, 424, 426, 428被視為密封區域408B之該等冷卻氣體溝槽組其中一者。密封區域408C之該等冷卻氣體溝槽組其中一者被標示為430。在每一分支對中，該等分支彼此相對並且在相反的方向上延伸遠離相對應的交點，其中該等分支與徑向延伸溝槽其中相對應的一者交會。
在圖4中，冷卻氣體溝槽組之溝槽係顯示為線。實際上，溝槽為淺溝渠，其均勻地引導及分配冷卻氣體在整個密封區域408。每一溝槽具有相對應的最大深度及相對應的最大寬度，如上關於圖2之ESC所述。如所示，每一冷卻氣體溝槽組之該等分支之長度沿著相對應的徑向延伸溝槽而減少，俾使徑向上最外側的分支是最長的，徑向上最內側的分支是最短的。
例如，密封區域408之每一冷卻氣體溝槽組可具有一或更多相對應的冷卻氣體供應孔。每一冷卻氣體溝槽組可具有一或更多相對應的冷卻氣體返回孔。在一實施例中，冷卻氣體溝槽組包括冷卻氣體供應孔、沒有冷卻氣體返回孔。在另一實施例中，冷卻氣體溝槽組包括複數冷卻氣體供應孔及複數冷卻氣體返回孔。在另一實施例中，每一冷卻氣體溝槽組僅包括單一冷卻氣體供應孔及一冷卻氣體返回孔。冷卻氣體供應孔可位於在相對應的徑向延伸溝槽之徑向上最外側端之溝槽交點中。每一溝槽交點係徑向延伸溝槽與兩分支之最內側端交會之處。
頂板402可包括單一單極電極（下文中稱之為電極），具有相對應的夾持電極圖案（其一範例顯示於圖5-6中）。該電極具有冷卻氣體溝槽開口圖案，其中開口係提供給每一冷卻氣體溝槽及相對應的頂板之相對應的供應孔及返回孔。冷卻氣體溝槽開口圖案具有冷卻氣體溝槽開口，冷卻氣體溝槽開口大於且類似於一或更多冷卻氣體溝槽及∕或相對應的冷卻氣體溝槽組其中一者之形狀。此將進一步描述於下，關於圖5-7。
每一密封區域408之冷卻氣體溝槽組包括複數分支，其接續著在相同密封區域之其它冷卻氣體溝槽組中之複數分支。例如，密封區域408B之每一冷卻氣體溝槽組之最外側分支係沿著相同的圓（或圓形路徑）而接續地延伸。雖然沿著相同的圓（或圓形路徑）之該等分支可能並未顯示為具有相同的長度，但沿著相同的圓（或圓形路徑）之該等分支每一者可具有相同的長度，俾使相對應的徑向延伸溝槽皆位在兩等長分支之中間。每一冷卻氣體溝槽組之分支與相鄰的冷卻氣體溝槽組之分支係以周圍間隔（例如，間隔450，在冷卻氣體溝槽組452之分支與冷卻氣體溝槽組454之分支之間）分隔開。
每一密封區域408之複數徑向延伸溝槽其中一些與其它密封區域408之其它徑向延伸溝槽係在徑向上排成直線。例如，徑向延伸溝槽420, 460, 462, 464是接續的、並且沿著同一直線延伸。在所示的範例中，具有四個其它類似系列之徑向延伸溝槽，沿著個別的直線而延伸。該等徑向延伸溝槽被密封件406B及中間區域470分隔開。沒有冷卻氣體溝槽從密封區域其中一者延伸至密封區域其中另一者。此有助於維持為了每一密封區域所選擇之壓力及溫度。
圖5顯示單極夾持電極500，具有夾持電極圖案502及冷卻氣體溝槽開口圖案504。圖案502及504是用於四個冷卻氣體區域，四個冷卻氣體（或密封）區域每一者包括個別的冷卻氣體開口506A, 506B, 506C, 506D。圖案502及504可修改以用於三或更多冷卻氣體區域。冷卻氣體開口506具有相對應的氣體供應部分（其中某些被標示為510）。
在一實施例中，單極夾持電極500係導體膜層，其覆蓋ESC之頂板之徑向表面積超過一預定百分比。單極夾持電極500之夾持電極圖案502提供一單元結構，該單元結構在使用時係處於單一電壓電位。夾持電極圖案502提供改良的夾持力於整個頂板。在所示之範例中，單極夾持電極可接收來自圖1之電源180之電力。單極夾持電極可連接至一端點，該端點可連接至電源180。
雖然對於相對應的頂板之每一密封區域，顯示了某些數量之冷卻氣體開口，但每一密封區域可包括任何數量之氣體開口。每一冷卻氣體開口506A具有多個氣體供應孔部分及接續地連接之溝槽開口。例如，冷卻氣體開口506A其中一者之氣體供應孔部分及溝槽開口係標示為520及522。雖然每一冷卻氣體開口506A係顯示為具有五個氣體供應孔部分，但冷卻氣體開口506A可具有不同數量之氣體供應孔部分。氣體供應孔部分係對應至在頂板之相對應的冷卻氣體溝槽中之多個冷卻氣體供應孔。由於最外側區域中之每一冷卻氣體溝槽組具有多個冷卻氣體供應孔，在頂板之周緣附近之冷卻氣體壓力得以維持。此補償了經由頂板之徑向上最外側的密封件（例如，圖2之密封件206A）之冷卻氣體洩漏。
每一冷卻氣體開口506B, 506C, 506D具有徑向延伸部分（其中一者被標示為530）以及分支對部分（從徑向延伸部分530之一側延伸之單一分支部分被標示為532, 534, 536, 538）。徑向延伸部分及分支對部分係在頂板之相對應的徑向延伸溝槽及溝槽分支對之下。徑向延伸溝槽係在徑向延伸部分之上置中。溝槽分支對係在分支對部分之上置中。徑向延伸部分530具有氣體供應開口部分540在徑向上最外側端。如所示，該等分支對部分之長度沿著相對應的徑向延伸部分而減少，俾使徑向上最外側的分支部分是最長的，徑向上最內側的分支部分是最短的。
單極夾持電極500之冷卻氣體溝槽開口圖案504係對應至與圖2之ESC 200類似之溝槽圖案，除了單極夾持電極500之對應至徑向上最內側的冷卻區域之部分不同以外。相對應的頂板之徑向上最內側冷卻區域之每一冷卻氣體溝槽組具有二分支對（而不是每一冷卻氣體溝槽組具有三分支對），因此單極夾持電極500之每一冷卻氣體開口組具有相對應的二分支對部分。
圖6顯示單極夾持電極600，具有夾持電極圖案602及冷卻氣體溝槽開口圖案604用於四個冷卻氣體區域，四個冷卻氣體區域包括冷卻氣體開口，冷卻氣體開口具有氣體供應及返回部分。由於具有對應至返回部分之返回孔，可增加冷卻氣體流動。單極夾持電極600類似於圖5之單極夾持電極500，除了單極夾持電極600包括冷卻氣體溝槽開口之氣體返回部分在徑向上內側之三個區域之外。
圖案602及604是用於四個冷卻氣體區域，四個冷卻氣體（或密封）區域每一者包括個別的冷卻氣體開口606A, 606B, 606C, 606D。冷卻氣體開口606具有相對應的氣體供應部分（其中某些被標示為610）。在一實施例中，單極夾持電極600係導體膜層，其覆蓋ESC之頂板之徑向表面積超過一預定百分比。單極夾持電極600之夾持電極圖案602提供一單元結構，該單元結構在使用時係處於單一電壓電位。夾持電極圖案602提供改良的夾持力於整個頂板。
每一冷卻氣體開口606A具有多個氣體供應孔部分及接續地連接之溝槽開口。例如，冷卻氣體開口606A其中一者之氣體供應孔部分及溝槽開口係標示為620及622。雖然每一冷卻氣體開口606A係顯示為具有五個氣體供應孔部分，但冷卻氣體開口606A可具有不同數量之氣體供應孔部分。氣體供應孔部分係對應至在頂板之相對應的冷卻氣體溝槽中之多個冷卻氣體供應孔。由於最外側區域中之每一冷卻氣體溝槽組具有多個冷卻氣體供應孔，在頂板之周緣附近之冷卻氣體壓力得以維持。此補償了經由頂板之徑向上最外側的密封件（例如，圖2之密封件206A）之冷卻氣體洩漏。
每一冷卻氣體開口606B, 606C, 606D具有徑向延伸部分（其中一者被標示為630）以及分支對部分（從徑向延伸部分630之一側延伸之單一分支部分被標示為632, 634, 636, 638）。徑向延伸部分及分支對部分係在頂板之相對應的徑向延伸溝槽及溝槽分支對之下。徑向延伸溝槽係在徑向延伸部分之上置中。溝槽分支對係在分支對部分之上置中。徑向延伸部分630具有氣體供應開口部分640在徑向上最外側端。如所示，該等分支對部分之長度沿著相對應的徑向延伸部分而減少，俾使徑向上最外側的分支部分是最長的，徑向上最內側的分支部分是最短的。
單極夾持電極600之冷卻氣體溝槽開口圖案604係對應至與圖2之ESC 200類似之溝槽圖案，除了單極夾持電極600之對應至徑向上最內側的冷卻區域之部分不同以外。相對應的頂板之徑向上最內側冷卻區域之每一冷卻氣體溝槽組具有二分支對（而不是每一冷卻氣體溝槽組具有三分支對），因此單極夾持電極600之每一冷卻氣體開口組具有相對應的二分支對部分。
圖7顯示ESC之頂板之部分700，描繪密封件702、台面704、冷卻溝槽706及單極夾持電極（其部分708被顯示）。部分700可為，例如，圖2之頂板202之一部分。密封件702可向上突出至頂板之其它部分之上之高度。雖然台面704係顯示為具有與密封件702相同的高度，但台面704可具有不同的高度並且可低於或高於密封件702。例如，台面704之至少某些之高度可為10 m。在一實施例中，頂板之密封件702及∕或將密封區域分隔開之其它密封件之高度可等於周圍的表面特徵部之高度（例如，台面704之高度）之0-100%。
單極夾持電極之部分708係與冷卻溝槽706離開一預定距離。此防止在部分708與溝槽706之間之區域中之頂板700之介電崩潰。冷卻氣體溝槽706為本文中所揭示之冷卻溝槽之範例，並且具有不同的深度及寬度。深度之最大值係在溝槽之中央處。寬度之最大值（例如，300 μ）係在溝槽之頂部處。單極夾持電極之深度D1可為，例如，300 μ。冷卻氣體溝槽706之深度D2可為，例如，100 μ。雖然在圖7中，單極夾持電極係顯示為具有複數分離的部分708，但該等部分708係藉由單極夾持電極之其它部分而連接。在一實施例中，一平面在徑向上延伸通過單極夾持電極之所有部分。
圖8顯示ESC之部分800，包括頂板852、中間層854、及底板856。底板856包括氣體通道860，氣體通道860將背側氣體引導至氣體通道862中，氣體通道862從氣體通道860向上延伸通過中間層854、通過冷卻氣體供應孔863、及進入冷卻氣體溝槽864中。雖然提供了冷卻氣體供應孔863做為冷卻氣體供應孔之範例，但亦可類似於冷卻氣體供應孔863而配置上述之冷卻氣體返回孔，冷卻氣體返回孔可具有與氣體通道860, 862類似之相對應的氣體通道。亦顯示單極夾持電極之部分866。
圖9顯示設置在ESC之頂板904之密封件903之間之密封區域之示例性部分，包括單極夾持電極之冷卻氣體溝槽開口組901、及相對應的冷卻氣體溝槽組902。組901, 902係提供做為範例，以顯示分支對與分支開口對之間之關係。本文中所揭露之溝槽及∕或溝槽開口其中任一者可具有類似的關係。冷卻氣體溝槽開口組901包括徑向延伸溝槽906及環狀延伸溝槽（或分支對）908。冷卻氣體溝槽組902包括徑向延伸溝槽開口910及環狀延伸溝槽開口（或分支開口對）912。圖9亦顯示在徑向延伸溝槽906之徑向上最外側端之示例性冷卻氣體供應孔914、及在徑向延伸溝槽906之徑向上最內側端之氣體返回孔916。冷卻氣體溝槽開口組901在下方，且當由上往下看時，其周緣圍繞冷卻氣體溝槽組902及孔914, 916。冷卻氣體溝槽開口組901離開冷卻氣體溝槽組902及孔914, 916至少一預定距離。
上述範例包括電極圖案及冷卻氣體溝槽圖案，其係建構以對多個區域提供改良的靜電夾持及冷卻氣體分配。本文中所揭示之ESC包括多個冷卻氣體區域，可設定為不同的冷卻氣體壓力（例如，在10 托 (T) to 80T之間）。該等區域可包括一中央圓形區域及多個相對應的同心圓區域。該等區域其中每一者可具有一預定數量（例如，4或更多）之冷卻氣體供應孔，其可在相對應的冷卻氣體溝槽中。
對於多區ESC而言，在整個區域以及在該區域之每一邊界（例如，密封件圈）處具有足夠的冷卻氣體供應是重要的，以將來自相鄰區域之壓力影響最小化並且使帶狀的（徑向的）溫度調整有效。所揭示的圖案有助於提供冷卻氣體之此供應及相對應的分配，且沒有介電材料崩潰。所揭示的溝槽圖案之另一好處為，能夠有效地沿著整個密封件圈而傳送冷卻氣體，此降低了在複數區域之間之冷卻氣體洩漏所造成之溫度漂移之影響。當密封件圈耗損且在分隔開該等區域上變的較無效時，此特別地有用。所揭示的高流導溝槽有助於在每一區域中產生等壓條件。台面及其它結構之高度可能對氣體流動造成高阻力。所揭示的溝槽藉由增加氣體流動而補償此高阻力。
放置靜電夾持電極在冷卻氣體溝槽下可能產生橫跨薄介電材料之高電場，並且造成在冷卻氣體溝槽中之點火（light-up）及∕或在靜電夾持電極與冷卻氣體溝槽之間之介電材料之崩潰。所揭示的範例在冷卻氣體溝槽正下方不包括夾持電極。每一夾持電極是在頂板之一層中、在冷卻氣體溝槽所設置之一層之下、並且在冷卻氣體溝槽正下方具有開口。夾持電極之材料離開冷卻氣體溝槽至少一預定距離。冷卻氣體開口之面積大於相對應的冷卻氣體溝槽之面積。
薄頂板使得包括藉由下方的導電運送層而連接之多個分離電極具有挑戰性且不切實際。所揭示的範例包括複數單極夾持電極，每一單極夾持電極係配置在個別的ESC之單一層中。相對應的溝槽圖案有助於對於每一環形區域產生等壓條件，並且具有複數間隔，在該等間隔處具有夾持電極位於內介電層中。根據冷卻氣體壓力、冷卻氣體區域尺寸等，分配溝槽圖案可能具有各種不同的圖案。每一區域使用更多環形溝槽改善了分配。在一實施例中，在每一區域中之環形溝槽包括環形間斷（或在沿著相同的圓之相鄰溝槽之間之間隔）。在一區域之兩相鄰徑向間斷（或密封件）之間之每一組環形溝槽中，環形溝槽係藉由徑向溝槽而連接以產生分支圖案。徑向溝槽提供在每一分支圖案中之連續性，並且改善了冷卻氣體分配。在一實施例中，每一分支圖案包括被提供著冷卻氣體之至少一孔。
所揭示的圖案使得單極夾持電極能夠使用於具有很少層之薄頂板。在具有，例如，1-1.25 mm之厚度及中等厚度胚片構造（例如，0.3-0.8 mm）之薄頂板中，具有藉由下方的導電運送層而互相連接之多個電極層是不可能的。胚片構造指的是薄材料（例如，介電帶）之複數層之堆疊，並且燒結該堆疊以形成一板。製造此類型的頂板之下方運送層是困難的，因為有不適當的層用於該運送層。此外，包括多個電極層之堆疊之該等層可能太接近頂表面並且經由周圍的介電材料而崩潰。所揭示的間斷分支氦溝槽圖案提供均勻的冷卻氣體分配，同時提供了在ESC之頂表面附近（一預定距離內）之連續的單極夾持電極（亦即，並未分隔成多個區段之單極夾持電極）。頂表面為暴露至存在於頂板與基板之間之冷卻氣體之表面。頂表面可面對基板之背側表面。
以上所述在本質上僅用於說明，並非用於限制本揭示內容、其應用、或使用。本揭示內容的廣泛教示可以各種形式加以實施。因此，雖然本揭示內容包含特定的範例，但本揭示內容之實際範圍不應如此受限，因為在研讀圖示、說明書及以下的申請專利範圍後，其它的變化將變得顯而易見。應當了解，在方法中之一或更多步驟可以不同的順序（或同時）執行而不改變本揭示內容之原理。此外，儘管每個實施例中皆於以上敘述為具有某些特徵，但關於本揭示內容之任何實施例所述之該等特徵其中任何一或多者，可實施於其它實施例其中任一者之特徵中及∕或與之結合，即使該結合並未明確地加以說明。換言之，所述的實施例並非互相排斥，且一或更多實施例彼此之間之排列組合仍然落在本揭示內容之範圍內。
在元件之間（例如，在模組、電路元件，半導體層等之間）之空間及功能上的關係使用各種術語來表示，包括「連接」、「接合」、「耦接」、「相鄰」、「接近」、「在頂部上」、「在上方」、「在下方」及「配置」。當於上述揭示內容中描述第一與第二元件之間之關係時，除非明確地描述為「直接」，否則該關係可為第一與二元件之間沒有其它中間元件存在之直接關係，但亦可為第一與二元件之間（空間上或功能上）存在一或更多中間元件之間接關係。如本文中所使用，詞組「A、B及C其中至少一者」應解讀為表示使用非排除性邏輯OR之邏輯（A OR B OR C），且不應解讀為表示「A其中至少一者、B其中至少一者、及C其中至少一者」。
在某些實行例中，控制器為系統之一部分，其可為上述範例之一部分。此類系統可包括半導體處理設備，半導體處理設備包括一處理工具或複數處理工具、一腔室或複數腔室、一處理平臺或複數處理平臺、及∕或複數的特定處理組件（晶圓座臺、氣體流動系統等）。這些系統可與複數電子裝置整合，該等電子裝置係用以在半導體晶圓或基板處理之前、期間及之後控制這些系統之操作。該等電子裝置可被稱為「控制器」，其可控制該系統或該等系統之各種組件或子部件。取決於處理需求及∕或系統類型，控制器可被程式化，以控制本文中所揭示之任何處理，包括處理氣體之輸送、溫度設定（例如，加熱及∕或冷卻）、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻（RF）產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置及操作設定、晶圓傳輸進入或離開一工具或其它傳輸工具及∕或連接至特定系統或與特定系統交界之負載鎖室。
概括地說，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及∕或軟體之電子裝置，其接收指令、發佈指令、控制操作、啟動清理操作、啟動終點量測等。積體電路可包括儲存程式指令之具有韌體形式之晶片、數位訊號處理器（DSP）、被定義為特殊應用積體電路（ASIC）之晶片、及∕或執行程式指令（例如，軟體）之一或更多微處理器或微控制器。程式指令可為與控制器通訊之具有各種獨立設定（或程式檔案）形式之指令，其定義了在半導體晶圓上或針對半導體晶圓、或對一系統進行特定處理所用之操作參數。在某些實施例中，操作參數可為製程工程師所定義之配方之一部分，以在晶圓之一或更多膜層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及∕或晶粒之製造期間完成一或更多處理步驟。
在某些實行例中，控制器可為電腦之一部分或耦接至電腦，該電腦與該系統整合、耦接至該系統、以其它方式網路連接至該系統、或其組合。例如，控制器可在「雲端」中或為晶圓廠主機電腦系統之全部或一部分，其使得晶圓處理之遠端控制得以進行。該電腦可使得對系統之遠端控制得以進行，以監視製造操作之當前處理、檢驗過去製造操作之歷史記錄、檢驗複數製造操作之趨勢或效能評量、改變當前處理之參數、設置在當前處理之後之處理步驟、或開始新的處理。在某些範例中，遠端電腦（例如，伺服器）可透過網路而將處理配方提供至系統，網路可包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包括使用者界面，使用者介面使得參數及∕或設定之輸入或程式化得以進行，該參數及∕或設定接著從遠端電腦被傳遞至該系統。在某些範例中，控制器接收數據形式之指令，指令為待於一或更多操作期間內實施之處理步驟其中每一者指定了參數。應當了解，參數可針對待實施之處理類型、及控制器與其接合或對其進行控制之工具類型。因此，如上所述，控制器可為分散式的，例如藉由包括以網路連接在一起並朝著共同目標（例如本文中所述之處理及控制）工作之一或更多獨立控制器。用於此類目標之分散式控制器之範例將是腔室中之一或更多積體電路，該一或更多積體電路與位於遠端（例如，在平台等級或做為遠端電腦之一部分）之一或更多積體電路通訊相結合，以控制腔室中之處理。
不受限地，示例性系統可包括電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉沖洗腔室或模組、金屬鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、邊緣斜角蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積（PVD）腔室或模組、化學氣相沉積（CVD）腔室或模組、原子層沉積（ALD）腔室或模組、原子層蝕刻（ALE）腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、以及與半導體晶圓之製造相關或用於製造半導體晶圓之任何其他半導體處理系統。
如上所述，取決於待由工具所實施之處理步驟，控制器可與下列之一或更多者通訊：其它工具電路或模組、其它工具組件、叢集工具、其它工具界面、相鄰工具、鄰近工具、位於工廠各處之工具、主電腦、另一控制器、或在半導體製造工廠中將晶圓容器移入及移出工具位置及∕或裝載埠之材料傳送用工具。
100‧‧‧基板處理系統101‧‧‧靜電夾頭（ESC）102‧‧‧頂板103‧‧‧底板104‧‧‧處理腔室105‧‧‧上電極107‧‧‧基板109‧‧‧噴淋頭111‧‧‧柄部部分114‧‧‧中間層115‧‧‧氣體通道116‧‧‧冷卻劑通道120‧‧‧RF產生系統121‧‧‧電極122‧‧‧RF產生器123‧‧‧電漿RF產生器124‧‧‧匹配與分配網路125‧‧‧偏壓RF產生器127‧‧‧電漿RF匹配網路129‧‧‧偏壓RF匹配網路130‧‧‧氣體輸送系統132‧‧‧氣體來源132-1, 132-2, …, 132-N‧‧‧氣體來源134‧‧‧閥134-1, 134-2, …, 134-N‧‧‧閥136‧‧‧質量流量控制器136-1, 136-2, …, 136-N‧‧‧質量流量控制器140‧‧‧歧管141‧‧‧冷卻系統142‧‧‧溫度控制器143‧‧‧感測器146‧‧‧冷卻劑組件156‧‧‧閥158‧‧‧泵160‧‧‧系統控制器170‧‧‧機械臂172‧‧‧負載鎖室180‧‧‧電源182‧‧‧單極夾持電極200‧‧‧靜電夾頭（ESC）202‧‧‧頂板204‧‧‧底板206A, 206B, 206C, 206D‧‧‧密封件208A, 208B, 208C, 208D‧‧‧密封區域209‧‧‧台面210A, 210B, 210C, 210D‧‧‧冷卻氣體溝槽220‧‧‧徑向延伸溝槽222, 224, 226, 228‧‧‧分支230, 240‧‧‧冷卻氣體溝槽組250‧‧‧間隔252, 254‧‧‧冷卻氣體溝槽組300‧‧‧靜電夾頭（ESC）302‧‧‧頂板304‧‧‧底板306A, 306B, 306C‧‧‧密封件308A, 308B, 308C, 308D‧‧‧密封區域309‧‧‧台面310A, 310B, 310C, 310D‧‧‧冷卻氣體溝槽320‧‧‧徑向延伸溝槽322, 324, 326, 328‧‧‧分支330, 340‧‧‧冷卻氣體溝槽組350‧‧‧間隔352, 354‧‧‧冷卻氣體溝槽組360, 362, 364‧‧‧徑向延伸溝槽400‧‧‧靜電夾頭（ESC）402‧‧‧頂板404‧‧‧底板406A, 406B, 406C‧‧‧密封件408A, 408B, 408C‧‧‧密封區域409‧‧‧台面410A, 410B, 410C, 410D‧‧‧冷卻氣體溝槽420‧‧‧徑向延伸溝槽422, 424, 426, 428‧‧‧分支430‧‧‧冷卻氣體溝槽組450‧‧‧間隔452, 454‧‧‧冷卻氣體溝槽組460, 462, 464‧‧‧徑向延伸溝槽470‧‧‧中間區域500‧‧‧單極夾持電極502‧‧‧夾持電極圖案504‧‧‧冷卻氣體溝槽開口圖案506A, 506B, 506C, 506D‧‧‧冷卻氣體開口510‧‧‧氣體供應部分520‧‧‧氣體供應孔部分522‧‧‧溝槽開口530‧‧‧徑向延伸部分532, 534, 536, 538‧‧‧分支部分540‧‧‧氣體供應開口部分600‧‧‧單極夾持電極602‧‧‧夾持電極圖案604‧‧‧冷卻氣體溝槽開口圖案606A, 606B, 606C, 606D‧‧‧冷卻氣體開口610‧‧‧氣體供應部分620‧‧‧氣體供應孔部分622‧‧‧溝槽開口630‧‧‧徑向延伸部分632, 634, 636, 638‧‧‧分支部分640‧‧‧氣體供應開口部分700‧‧‧頂板之部分702‧‧‧密封件704‧‧‧台面706‧‧‧冷卻溝槽708‧‧‧單極夾持電極之部分800‧‧‧ESC之部分852‧‧‧頂板854‧‧‧中間層856‧‧‧底板860‧‧‧氣體通道862‧‧‧氣體通道863‧‧‧冷卻氣體供應孔864‧‧‧冷卻氣體溝槽866‧‧‧單極夾持電極之部分901‧‧‧冷卻氣體溝槽開口組902‧‧‧冷卻氣體溝槽組903‧‧‧密封件904‧‧‧頂板906‧‧‧徑向延伸溝槽908‧‧‧環狀延伸溝槽910‧‧‧徑向延伸溝槽開口912‧‧‧環狀延伸溝槽開口914‧‧‧冷卻氣體供應孔916‧‧‧冷卻氣體返回孔D1, D2‧‧‧深度
根據實施方式及隨附圖式，將能更完整地理解本揭露內容，其中：
根據本揭示內容之一實施例，圖1為包含ESC之基板處理系統之範例之功能方塊圖；
根據本揭示內容之一實施例，圖2為ESC之範例之透視圖，ESC包括四冷卻氣體區域，具有冷卻氣體溝槽圖案及相對應的夾持電極圖案，冷卻氣體溝槽圖案具有錯開的溝槽組；
根據本揭示內容之一實施例，圖3為另一ESC之範例之透視圖，ESC包括四冷卻氣體區域，具有冷卻氣體溝槽圖案及相對應的夾持電極圖案，冷卻氣體溝槽圖案具有一些在徑向上排成直線的溝槽組；
根據本揭示內容之一實施例，圖4為另一ESC之範例之透視圖，ESC包括三冷卻氣體區域，具有冷卻氣體溝槽圖案及相對應的夾持電極圖案，冷卻氣體溝槽圖案具有一些在徑向上排成直線的溝槽組；
根據本揭示內容之一實施例，圖5為單極夾持電極之範例之俯視圖，單極夾持電極具有夾持電極圖案及冷卻氣體溝槽開口圖案用於四冷卻氣體區域，包括冷卻氣體溝槽開口，其具有氣體供應孔；
根據本揭示內容之一實施例，圖6為單極夾持電極之範例之俯視圖，單極夾持電極具有夾持電極圖案及冷卻氣體溝槽開口圖案用於四冷卻氣體區域，包括冷卻氣體溝槽開口及氣體供應及返回孔部分；
根據本揭示內容之一實施例，圖7為ESC之頂板之一部分之橫剖面側視圖，描繪密封件、台面、冷卻溝槽及單極夾持電極；
根據本揭示內容之一實施例，圖8為ESC之一部分之範例之橫剖面圖，描繪冷卻氣體供應孔在冷卻氣體溝槽之底部處；
根據本揭示內容之一實施例，圖9為密封區域之示例部分之俯視圖，密封區域包括冷卻氣體溝槽開口組及相對應的冷卻氣體溝槽組。
在圖式中，元件符號可能重複使用，以標示類似及∕或相同的元件。
500‧‧‧單極夾持電極
502‧‧‧夾持電極圖案
504‧‧‧冷卻氣體溝槽開口圖案
506A,506B,506C,506D‧‧‧冷卻氣體開口
510‧‧‧氣體供應部分
520‧‧‧氣體供應孔部分
522‧‧‧溝槽開口
530‧‧‧徑向延伸部分
532,534,536,538‧‧‧分支部分
540‧‧‧氣體供應開口部分

Claims (18)

  1. 一種基板處理系統之靜電夾頭的頂板，該頂板藉由設置在該靜電夾頭之底板上之中間層而接合至該底板，該頂板包括：一單極夾持電極，設置於該頂板中，其中該單極夾持電極包括一溝槽開口圖案，該溝槽開口圖案具有複數冷卻氣體溝槽開口組，及複數密封件，設置於該頂板上且將複數冷卻氣體區域分隔開，其中該複數冷卻氣體區域包括四或更多冷卻氣體區域，該複數冷卻氣體區域每一者包括複數不同的冷卻氣體溝槽組，其中該頂板包括該複數不同的冷卻氣體溝槽組，及該複數不同的冷卻氣體溝槽組每一者具有一或更多冷卻氣體供應孔及對應至該複數冷卻氣體溝槽開口組其中個別一者。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該複數冷卻氣體溝槽開口組係設置在該頂板之一或更多層之中及在該單極夾持電極之一層之上。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該複數冷卻氣體溝槽開口組係個別地設置在該複數不同的冷卻氣體溝槽組之下。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該複數不同的冷卻氣體溝槽組每一者包括複數冷卻氣體溝槽，用以將冷卻氣體分配遍及該頂板之一頂部各處。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中：在該複數冷卻氣體區域其中最外側一者中之該複數不同的冷卻氣體溝槽組每一者包括複數溝槽及複數供應孔，該複數供應孔係配置為一環狀系列之元件；及在該複數冷卻氣體區域其中最內側三或更多者中之該複數不同的冷卻氣體溝槽組每一者包括一徑向延伸溝槽及複數環狀延伸溝槽。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該複數不同的冷卻氣體溝槽組每一者之該複數環狀延伸溝槽係延伸自及遠離該等徑向延伸溝槽其中相對應的一者。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該溝槽開口圖案係類似於該複數不同的冷卻氣體溝槽組之一配置圖案。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中在該溝槽開口圖案中之複數冷卻氣體開口之數量與在該頂板中之不同的冷卻氣體溝槽組相同。
  9. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中：該複數冷卻氣體區域其中一者包括一第一冷卻氣體溝槽組，包括 一第一徑向延伸溝槽，及複數第一溝槽，延伸自該第一徑向延伸溝槽，及一第二冷卻氣體溝槽組，包括一第二徑向延伸溝槽，及複數第二溝槽，延伸自該第二徑向延伸溝槽；及該複數不同的冷卻氣體溝槽組包括該第一冷卻氣體溝槽組及該第二冷卻氣體溝槽組。
  10. 如申請專利範圍第9項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中：該複數第一溝槽包括複數第一分支對；及該複數第二溝槽包括複數第二分支對；及該複數第一分支對沿著與該複數第二分支對相同的圓形路徑而延伸，且該複數第一分支對與該複數第二分支對係藉由複數間隔而分隔開；及該等間隔係設置在該複數第一分支對與該複數第二分支對之間。
  11. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該複數不同的冷卻氣體溝槽組包括一第一冷卻氣體溝槽組，設置在一第一冷卻氣體區域中，及一第二冷卻氣體溝槽組，設置在一第二冷卻氣體區域中；及該第一冷卻氣體溝槽組係在徑向上對準該第二冷卻氣體溝槽組，俾使該第一冷卻氣體溝槽組及該第二冷卻氣體溝槽組係置中於相同的徑向延伸線，該徑向延伸線係自該頂板之中央延伸。
  12. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中：該複數不同的冷卻氣體溝槽組包括一第一冷卻氣體溝槽組，設置在一第一冷卻氣體區域中，及一第二冷卻氣體溝槽組，設置在一第二冷卻氣體區域中；及該第一冷卻氣體溝槽組係設置為在徑向上向外，及在環狀上與該第二冷卻氣體溝槽組偏離。
  13. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中：該複數冷卻氣體溝槽開口組包括一第一冷卻氣體溝槽開口組，設置在一第一冷卻氣體區域之下，及一第二冷卻氣體溝槽開口組，設置在一第二冷卻氣體區域之下；及該第一冷卻氣體溝槽開口組係在徑向上對準該第二冷卻氣體溝槽開口組，俾使該第一冷卻氣體溝槽開口組及該第二冷卻氣體溝槽開口組係置中於相同的徑向延伸線，該徑向延伸線係自該頂板之中央延伸。
  14. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該複數冷卻氣體溝槽開口組包括一第一冷卻氣體溝槽開口組，設置在一第一冷卻氣體區域之下，及一第二冷卻氣體溝槽開口組，設置在一第二冷卻氣體區域之下；及該第一冷卻氣體溝槽開口組係設置為在徑向上向外，及在環狀上與該第二冷卻氣體溝槽開口組偏離。
  15. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該複數冷卻氣體區域係同心的。
  16. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該單極夾持電極覆蓋該頂板之徑向表面積之至少95%。
  17. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統之靜電夾頭的頂板，其中該複數密封件係整體地形成為該頂板之零件。
  18. 一種靜電夾頭，包括：如申請專利範圍第1項之頂板，其中該頂板係配置以靜電夾持至一基板；該底板；及該中間層。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11393708B2 (en) * 2018-12-21 2022-07-19 Toto Ltd. Electrostatic chuck
CN115132635A (zh) * 2021-03-24 2022-09-30 Toto株式会社 静电吸盘以及半导体制造装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100254064A1 (en) * 2007-09-06 2010-10-07 Kinya Miyashita Method for manufacturing gas supply structure in electrostatic chuck apparatus, gas supply structure in electrostatic chuck apparatus, and electrostatic chuck apparatus
TW201528425A (zh) * 2013-12-31 2015-07-16 Applied Materials Inc 具有用於改善溫度分布的內部流量調整的靜電吸座
CN106463449A (zh) * 2014-05-30 2017-02-22 应用材料公司 具有凸起的顶板及冷却通道的静电夹盘

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5801915A (en) * 1994-01-31 1998-09-01 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having a unidirectionally conducting coupler layer
US5822171A (en) * 1994-02-22 1998-10-13 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with improved erosion resistance
US5631803A (en) 1995-01-06 1997-05-20 Applied Materials, Inc. Erosion resistant electrostatic chuck with improved cooling system
JP2626618B2 (ja) 1995-03-10 1997-07-02 株式会社日立製作所 真空処理装置の試料保持方法
JP4165745B2 (ja) * 2003-01-27 2008-10-15 日本碍子株式会社 半導体ウェハ保持装置
JP2005079415A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP2005136104A (ja) 2003-10-29 2005-05-26 Ngk Spark Plug Co Ltd 静電チャック
JP4540407B2 (ja) * 2004-06-28 2010-09-08 京セラ株式会社 静電チャック
JP2006165475A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Nippon Dennetsu Co Ltd 被処理基板の加熱冷却構造
JP5660753B2 (ja) * 2007-07-13 2015-01-28 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ プラズマエッチング用高温カソード
US20090086401A1 (en) 2007-09-28 2009-04-02 Intevac, Inc. Electrostatic chuck apparatus
US7972444B2 (en) * 2007-11-07 2011-07-05 Mattson Technology, Inc. Workpiece support with fluid zones for temperature control
JP2010141081A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Toyota Motor Corp ウェハ処理装置
JP2011114178A (ja) 2009-11-27 2011-06-09 Samco Inc プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5218865B2 (ja) * 2010-03-26 2013-06-26 Ｔｏｔｏ株式会社 静電チャック
CN102345112B (zh) * 2011-09-22 2013-08-21 中微半导体设备(上海)有限公司 一种半导体处理设备及其气体喷淋头冷却板
JP6064908B2 (ja) * 2011-09-28 2017-01-25 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP6001402B2 (ja) 2012-09-28 2016-10-05 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
WO2014164449A1 (en) * 2013-03-13 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Multi-zone heated esc with independent edge zones
US20140356985A1 (en) 2013-06-03 2014-12-04 Lam Research Corporation Temperature controlled substrate support assembly
JP2015088743A (ja) 2013-09-27 2015-05-07 Toto株式会社 静電チャック
US10079165B2 (en) * 2014-05-20 2018-09-18 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck with independent zone cooling and reduced crosstalk
US10008404B2 (en) 2014-10-17 2018-06-26 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck assembly for high temperature processes
US9870934B2 (en) * 2015-07-28 2018-01-16 Micron Technology, Inc. Electrostatic chuck and temperature-control method for the same
CN107710399B (zh) * 2016-05-09 2021-04-16 株式会社爱发科 静电吸盘及等离子处理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100254064A1 (en) * 2007-09-06 2010-10-07 Kinya Miyashita Method for manufacturing gas supply structure in electrostatic chuck apparatus, gas supply structure in electrostatic chuck apparatus, and electrostatic chuck apparatus
TW201528425A (zh) * 2013-12-31 2015-07-16 Applied Materials Inc 具有用於改善溫度分布的內部流量調整的靜電吸座
CN106463449A (zh) * 2014-05-30 2017-02-22 应用材料公司 具有凸起的顶板及冷却通道的静电夹盘

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US11664262B2 (en) 2023-05-30
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