TWI716430B - 用於靜電夾頭之具有凸形內表面的環狀邊緣密封 - Google Patents

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Abstract

邊緣密封係配置於在基板處理系統之靜電夾頭中所形成的環狀槽孔中。該邊緣密封包含環狀體部、徑向內表面、徑向外表面、頂表面、及底表面。該徑向內表面為凸形的。該徑向外表面、頂表面、及底表面為大致上平面的。

Description

用於靜電夾頭之具有凸形內表面的環狀邊緣密封
[交互參考之相關申請案]
本申請案主張2015年8月10日申請之美國專利臨時申請案第62/203118號作為優先權母案。以上所提及之該申請案整體揭露內容併入本說明書中以供參照。
本揭露內容係關於基板處理系統，而更具體而言，係關於基板處理系統中所使用的邊緣密封。
本說明書所提供之「先前技術」的敘述，係為了概括性地呈現本揭露內容之背景。在本「先前技術」部分中所述的成果之範圍內，本案列名之發明人的成果，以及在申請期間不適格作為先前技術之敘述觀點，皆非直接或非間接地被承認係相對於本揭露內容之先前技術。
基板處理系統包含具有基板支撐體的處理腔室。在處理期間，例如半導體晶圓的基板係配置於基板支撐體上。在若干系統中，基板支撐體包含靜電夾頭(ESC,electrostatic chuck)。在基板處理(例如蝕刻、化學氣相沉積(CVD,chemical vapor deposition)、原子層沉積(ALD,atomic layer deposition)或原子層蝕刻(ALE,atomic layer etching))期間，可將氣體混合物引至處理腔室中。在處理期 間，可使用射頻(RF,Radio frequency)電漿以活化化學反應。位於基板處理系統內的元件需要能夠抵抗處理期間所使用的電漿及/或氣體化學物。
ESC可包含邊緣密封，其會保護用以將加熱板接合至ESC的陶瓷頂板的黏著接合層。當不加以保護時，黏著接合層會受到損害，且會發生微粒污染。若黏著接合層被嚴重地腐蝕，ESC可能會永久地受損。
一種用於基板處理系統之靜電夾頭的邊緣密封包含環狀的體部、徑向內表面、徑向外表面、頂表面、及底表面。該徑向內表面為凸形的。
在其他特徵中，該徑向內表面、該徑向外表面、該頂表面、及該底表面間的角為圓角的。該體部之該徑向外表面在第一角與第二角之間為大致上平面的，其中該第一角位於該頂表面與該徑向外表面之間，該第二角位於該底表面與該徑向外表面之間
在其他特徵中，該體部之該頂表面在第三角與該第一角之間為大致上平面的，其中該第三角位於該頂表面與該徑向內表面之間，該第一角位於該頂表面與該徑向外表面之間。該體部之該底表面在第四角與該第二角之間為大致上平面的，其中該第四角位於該底表面與該徑向內表面之間，該第二角位於該底表面與該徑向外表面之間。該體部之該徑向內表面在該第三角與該第四角之間為凸形的，其中該第三角位於該頂表面與該徑向內表面之間，該第四角位於底表面與該徑向內表面之間。
在其他特徵中，該體部在其中央處的徑向厚度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚10%至30%。該體部在其中央處的徑向厚 度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚15%至25%。該體部在其中央處的徑向厚度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚20%至24%。
一種靜電夾頭包含上層、中間層、下層、配置於該上層與該中間層之間的第一黏著接合層、配置於該中間層與該下層之間的第二黏著接合層。該中間層以及該第一及該第二黏著接合層的徑向外緣形成相對於該上層及該下層的環狀槽孔。該邊緣密封係配置於該環狀槽孔中。
在其他特徵中，該上層包含陶瓷層，該中間層包含加熱板，而該下層包含下電極。該第一及該第二黏著接合層包含彈性矽酮。該第一及該第二黏著接合層包含矽酮橡膠。
一種基板處理系統包含處理腔室、用以將製程氣體輸送至該處理腔室的氣體輸送系統、用以在該處理腔室中產生電漿的電漿產生器、及該靜電夾頭。
本揭露內容的可應用性之進一步範圍將從實施方式、請求項、及圖式而變得清楚明瞭。實施方式及具體範例僅意為說明之目的且並非意為限制本揭露內容之範疇。
1:基板處理系統
2:處理腔室
4:上電極
6:基板支撐體
8:基板
9:氣體分配裝置
10:下電極
12:加熱板
14:耐熱層
15:環狀邊緣密封
16:冷卻劑通道
20:射頻產生系統
22:射頻產生器
24:匹配及分配網路
30:氣體輸送系統
32-1:氣體源
32-2:氣體源
32-N:氣體源
34-1:閥
34-N:閥
36-1:質量流量控制器
36-N:質量流量控制器
40:歧管
42:溫度控制器
44:熱控制元件
46:冷卻劑組件
50:閥
52:泵浦
60:系統控制器
70:機器人
72:負載鎖室
152:層
153:環狀槽孔
158:上層
164:中間層
170:下層
180:黏著接合層/接合層
184:黏著接合層/接合層
190:徑向外表面
192:徑向外表面
194:徑向外表面
196:徑向外表面
198:徑向外表面
200:環狀邊緣密封
200’:環狀邊緣密封
201:環狀體部
201’:環狀體部
202:頂表面
204:底表面
206:表面
208:表面
208’:外表面
300:環狀邊緣密封/邊緣密封
301:環狀體部
309:徑向外表面
310:徑向內表面
311:頂表面
312:底表面
314:角
316:角
318:角
320:角
由實施方式及隨附圖式將更充分理解本揭露內容，其中：圖1依據本揭露內容，係為包含靜電夾頭(ESC,electrostatic chuck)的基板處理系統之範例的功能性方塊圖；圖2係為ESC之下電極的表面橫剖面圖； 圖3A及3B依據先前技術，係為配置於ESC之下電極中的環狀邊緣密封之範例的表面橫剖面圖；圖3C係為圖3A的環狀邊緣密封使用後之變形情況的表面橫剖面圖；及圖4依據本揭露內容，係為環狀邊緣密封之範例的表面橫剖面圖；及圖5依據本揭露內容，係為配置於ESC之下電極上之圖4的環狀邊緣密封之範例的表面橫剖面圖。
在該等圖式中，可重複使用參考符號以識別相似及/或相同的元件。
邊緣密封係用以保護ESC之下電極的黏著接合層。邊緣密封具有環狀體部，其具有大致上矩形的橫剖面。在若干範例中，環狀邊緣密封的外表面為凹形的，而內表面為大致上平面的(例如，垂直於頂表面及底表面)。當環狀邊緣密封安裝於ESC之下電極的環狀槽孔中時，其會受到3個表面所限制。在使用期間，環狀邊緣密封受到壓擠，並遭受到垂直與徑向的應力。若環狀邊緣密封設計不當，則環狀邊緣密封在使用期間可能會彎曲。彎曲現象可能會導致某些情況下的故障。
依據本揭露內容之環狀邊緣密封具有改善的橫剖面形狀。依據本揭露內容之環狀邊緣密封利用凸形徑向內表面及大致上平面的徑向外表面。此形狀在其垂直中心之整體上較厚的輪廓會在需要更換前抑制電漿腐蝕達較長的期間。徑向內表面之凸形曲線及大致上平面的徑向外表面，會減少安裝於ESC 上之環狀槽孔時向外的徑向應力。換言之，依據本揭露內容之環狀邊緣密封的凸形幾何結構已改善了抗變形性。
現參照圖1，顯示基板處理系統1的範例。儘管先前的範例將描述於電漿輔助原子層沉積(PEALD,plasma enhanced atomic layer deposition)的背景下，但可將本揭露內容運用於執行蝕刻、化學氣相沉積etching,(CVD,chemical vapor deposition)、PECVD、ALE、ALD、PEALE、或任何其他基板處理的其他基板處理系統。
基板處理系統1包含處理腔室2，其圍住基板處理系統1的其他元件，且容納RF電漿(若有使用)。基板處理系統1包含上電極4及基板支撐體6(例如靜電夾頭(ESC,electrostatic chuck)、基座等)。在操作期間，基板8係配置於基板支撐體6上。
僅以舉例而言，上電極4可包含引入及分配製程氣體的氣體分配裝置9(例如噴淋頭)。氣體分配裝置9可包含桿部，該桿部包含連接至處理腔室之頂表面的一端。底部一般為圓柱形的，且自該桿部之相反端向外徑向延伸，且位於與處理腔室之頂表面間隔開的位置。噴淋頭底部的面向基板之表面或面板包含許多孔洞，製程氣體或吹淨氣體會流過該等孔洞。或者，上電極4可包含導板，且製程氣體可以另一方式導入。
基板支撐體6包含下電極10。下電極10支撐加熱板12，其可對應於陶瓷多區加熱板。耐熱層14可配置於加熱板12與下電極10之間。下電極10可包含用於使冷卻劑流過下電極10的一或更多冷卻劑通道16。可將環狀邊緣密封15配置於基板支撐體6之一或更多層周圍的環狀槽孔中，如以下將進一步描述。
RF產生系統20產生並輸出RF電壓至上電極4與基板支撐體6之下電極10其中一者。上電極4與下電極10其中另一者可為直流(DC)接地、交流(AC) 接地、或浮動。僅以舉例而言，RF產生系統20可包含產生RF功率之RF產生器22，該RF功率係藉由匹配及分配網路24而供至上電極4或下電極10。
氣體輸送系統30包含一或更多氣體源32-1、32-2、…、及32-N(統稱為氣體源32)，其中N為大於零的整數。氣體源32係藉由閥34-1、34-2、…，及34-N(統稱為閥34)，與質量流量控制器36-1、36-2、…，及36-N(統稱為質量流量控制器36)，而連接至岐管40。儘管顯示特定的氣體輸送系統，但可使用任何適當的氣體輸送系統來輸送氣體。
可將溫度控制器42連接至配置於加熱板12中的複數熱控制元件(TCE,thermal control elements)44。溫度控制器42可用以控制複數TCE44以控制基板支撐體6及基板8的溫度。溫度控制器42可與冷卻劑組件46通訊，以控制冷卻劑流過冷卻劑通道16。例如，冷卻劑組件46可包含冷卻劑泵浦及貯存器。溫度控制器42操作冷卻劑組件46以使冷卻劑選擇性地流過冷卻劑通道16，以冷卻基板支撐體6。
可使用閥50及泵浦52以自處理腔室2將反應物抽空。可使用系統控制器60以控制基板處理系統1的元件。可使用機器人70來將基板輸送至基板支撐體6上，及將基板自基板支撐體6移開。例如，機器人70可在基板支撐體6與負載鎖室72之間傳送基板。
現參照圖2，基板支撐體6可包含接合在一起的複數層152。層152的徑向外緣定義基板支撐體6周圍的環狀槽孔153。在若干範例中，基板支撐體6的層152包含上層158、中間層164、及下層170。上層158可包含陶瓷層，中間層164可包含加熱板12，而下層170可包含下電極10。加熱板12可包含金屬或陶瓷板，以及一或更多加熱器(例如耦合至該板之底部的膜加熱器)。
黏著接合層180係配置於下層170之頂表面與中間層164之底表面之間。黏著接合層180將下層170之頂表面接合至中間層164之底表面。黏著接合 層184係配置於上層158之底表面與中間層164之頂表面之間。黏著接合層184將上層158之底表面接合至中間層164之頂表面。
上層158及下層170徑向延伸而超過中間層164及接合層180、184，以形成環狀槽孔153。中間層164及黏著接合層180、184的徑向外表面190、192、194實質上彼此互相對齊。上層158及下層170各自的徑向外表面196、198，可垂直對齊或不垂直對齊。額外的或更少數的層可配置於上層158與下層170之間。
黏著接合層180、184可包含低模數材料，例如彈性矽酮或矽酮橡膠材料，然而可使用其他合適的接合材料。黏著接合層180、184的厚度依據所期望的熱傳係數而變化。因此，該厚度會基於黏著接合層180、184的製造公差而提供所期望的熱傳係數。
加熱板12可包含金屬或陶瓷板，其具有耦合至該金屬或陶瓷板之底部的膜加熱器。膜加熱器可為箔層合物(未顯示)，其包含第一絕緣層(例如介電層)、加熱層(例如電阻性材料的一或更多帶片)、及第二絕緣層(例如介電層)。絕緣層較佳包含具有在大溫度範圍內維持其物理、電子、及機械特性之能力(包括對電漿環境中之腐蝕性氣體的抗性)的材料。
黏著接合層180、184通常對基板處理系統之電漿或反應性蝕刻化學物不會有充分的抗性。為保護黏著接合層180、184，彈性體帶形式的環狀邊緣密封係配置於環狀槽孔153中，以形成防止基板處理系統之電漿及/或腐蝕性氣體穿透的密封。
現參照圖3A至圖3C，顯示依據先前技術之環狀邊緣密封的範例。在圖3A中，環狀邊緣密封200包含環狀體部201，其具有大致上矩形的橫剖面，該橫剖面具有平行的頂表面202及底表面204，以及平行的表面206及表面208。
在圖3B中，環狀邊緣密封200’包含環狀體部201’，其具有平行的頂表面202及底表面204。內表面206為大致上平面的(垂直於頂表面202及底表面204)。外表面208’為凹形的。
在圖3C中，顯示使用後的環狀邊緣密封200及200’。除了其他環境應力之外，環狀邊緣密封200及200’可能還會遭受垂直應力。垂直應力可能會使環狀邊緣密封200及200’從環狀槽孔153徑向向外彎曲。因此，環狀邊緣密封200及200’可能不會充分保護黏著接合層180、184，且可能會發生對基板支撐體6之損害或污染(或兩者)。
現參照圖4及圖5，顯示依據本揭露內容之環狀邊緣密封300。在圖4中，環狀邊緣密封300包含環狀體部301，其具有徑向外表面309、徑向內表面310、頂表面311、及底表面312。徑向外表面309為大致上平面的，且垂直於頂表面311及底表面312。徑向內表面310面朝徑向向內的方向，且係配置成緊鄰著層152(例如，上層158、中間層164、及下層170)。徑向外表面309面朝徑向向外的方向。在若干範例中，環狀邊緣密封包含圓角的角314、316、318及320。
徑向內表面310為凸形的。在若干範例中，環狀邊緣密封300在其中央部分的厚度(在徑向方向上)係較環狀邊緣密封300鄰接頂表面311及底表面312處的厚度更厚10%-30%。在其他範例中，環狀邊緣密封300在其中央部分的厚度係較環狀邊緣密封300鄰接頂表面311及底表面312處的厚度更厚15%-25%。在又一範例中，環狀邊緣密封在其中央部分的厚度係較環狀邊緣密封鄰接頂表面311及底表面312處的厚度更厚22% +/- 2%。在若干範例中，邊緣密封之最大的徑向尺寸係大於環狀槽孔的徑向尺寸。在若干範例中，邊緣密封之最大的軸向尺寸近乎(+/- 10%)為環狀槽孔的軸向尺寸。
邊緣密封300中央處之增加的厚度提供了額外的材料來保護黏著接合層免於遭受電漿及/或氣體化學物。中央處的厚度亦使環狀邊緣密封300能抵 抗因熱及壓擠應力所引起的變形。凸形的內表面會減少環狀邊緣密封上的徑向應力，其會減少環狀邊緣密封300彎曲(或變形)出環狀槽孔外的傾向。
在圖5中，環狀邊緣密封300顯示為安裝於環狀槽孔153中，以在基板處理期間保護下電極10之複數的層152免於暴露。
相較於圖3B中具有凹形徑向外表面的環狀邊緣密封，估計圖4及圖5中具有凸形徑向內表面的環狀邊緣密封會具有大於2倍的改善之抗彎曲性。此外，相較於凸形環狀邊緣密封，估計凹形環狀邊緣密封的徑向應力會較高。徑向應力的重大改善在抗彎曲性方面提供了對應的改善。此外，相較於凹形環狀邊緣密封，凸形環狀邊緣密封之最大垂直應力亦有減少的現象。
前文的敘述實質上僅為說明性，且無限制本揭露內容、其應用、或用途之意圖。可以各種形式來實施本揭露內容之主要教示。因此，儘管本揭露內容包含特定的範例，由於根據圖式、說明書、及下列請求項的研究，其他修改將變得清楚明瞭，故本揭露內容的真實範疇不應受到如此限制。應瞭解，可在不改變本揭露內容之原則的情況下，以不同的順序(或同時)執行方法中的一或更多步驟。另外，儘管每個實施例皆於以上敘述為具有特定的特徵，但參照本揭露內容之任何實施例所述的該等特徵之任何一或多者可在其他實施例之任一者的特徵中實施、及/或與之組合而實施，即使該組合並未明確說明亦然。換言之，所述實施例並非互相排除，且一或更多實施例之間的排列組合仍屬於本揭露內容的範圍內。
元件之間(例如，在模組、電路元件，半導體層等之間)的空間和功能上的關係係使用各種用語來表述，其中包含「連接」、「嚙合」、「耦合」、「鄰接」、「接近」、「在頂部」、「上方」、「下方」及「配置」。除非明確敘述為「直接」，否則當於以上揭露內容中描述第一和第二元件間的關係時，該關係可為第一及二元件間沒有其他中間元件存在的直接關係，但亦可為第一 及二元件間(空間上或功能上)存在一或更多中間元件的間接關係。如本說明書中所使用，用語「A、B、及C其中至少一者」應解釋為意指使用非排除性邏輯上的OR之邏輯上的(A or B or C)，且不應解釋為意指「A中之至少一者、B中之至少一者、及C中之至少一者」。
在若干實施例中，控制器係為控制器的部分，該系統可為上述範例的部分。此類系統可包含半導體處理設備，含一或複數處理工具、一或複數腔室、用於處理的一或複數工作台、及/或特定處理元件(晶圓基座、氣流系統等)。該等系統可與電子裝置整合，以於半導體晶圓或基板之處理前、處理期間、及處理後控制其操作。可將該等電子裝置稱為「控制器」，其可控制一或複數系統的各種元件或子部件。依據處理之需求及/或系統之類型，可將控制器程式化以控制本說明書中所揭露之製程的任一者，包含處理氣體之輸送、溫度設定(如：加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF,radio frequency)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、進出工具及連接至特定系統或與特定系統介面接合的其他傳送工具及/或負載鎖室之晶圓傳送。
廣泛而言，可將控制器定義為具有接收指令、發送指令、控制操作、允許清潔操作、允許端點量測等之各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子設備。該積體電路可包含儲存程式指令的韌體形式之晶片、數位信號處理器(DSPs,digital signal processors)、定義為特殊應用積體電路(ASICs,application specific integrated circuits)之晶片、及/或執行程式指令(如：軟體)之一或更多的微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定(或程式檔案)之形式傳送到控制器的指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對系統執行特定製程的操作參數。在若干實施例中，該操作參數可為由製程工程師所定義之配方的部分，該配方係用以在晶圓之一或更多的層、材料、金屬、 氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶粒的製造期間，完成一或更多的處理步驟。
在若干實施中，控制器可為電腦的部分或耦接至電腦，該電腦係與系統整合、耦接至系統、或透過網路連接至系統、或上述之組合。例如，控制器係可位於「雲端」、或為晶圓廠主機電腦系統的全部或部分，其可允許晶圓處理之遠端存取。該電腦能達成對該系統之遠端存取，以監視製造操作之目前製程、查看過去製造操作之歷史、查看來自許多製造操作之趨勢或性能指標，來改變目前處理之參數，以設定處理步驟來接續目前的處理、或開始新的製程。在若干範例中，遠端電腦(如：伺服器)可透過網路將製程配方提供給系統，該網路可包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含可達成參數及/或設定之輸入或編程的使用者介面，該等參數或設定接著自該遠端電腦傳送至該系統。在若干範例中，控制器接收資料形式之指令，在一或更多的操作期間，其針對該待執行的處理步驟之各者而指定參數。應瞭解，該等參數可特定於待執行之製程的類型、及工具(控制器係配置成與該工具介面接合或控制該工具)的類型。因此，如上所述，控制器可分散，例如藉由包含一或更多的分離的控制器，其透過網路連接在一起並朝共同的目標而作業，例如本說明書中所敘述之製程及控制。用於此類目的之分開的控制器之範例可為腔室上之一或更多的積體電路，其與位於遠端(例如為平台等級、或為遠端電腦的部分)之一或更多的積體電路連通，其結合以控制該腔室上的製程。
範例系統可包含(但不限於)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、金屬電鍍腔室或模組、潔淨腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD,physical vapor deposition)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD,chemical vapor deposition)腔室或模組、原子層沉積(ALD,atomic layer deposition)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE,atomic layer etch)腔室或模組、離 子植入腔室或模組、徑跡腔室或模組、及可與半導體晶圓之製造及/或生產有關或用於其中的任何其他半導體處理系統。
如上所述，依據待由工具執行之製程步驟(或複數製程步驟)，控制器可與下列一或多者通訊：其他工具電路或模組、其他工具元件、群集工具、其他工具介面、鄰接工具、附近工具、位於整個工廠的工具、主要電腦、另一控制器、或將晶圓之容器帶往或帶離半導體製造廠中的工具位置及/或載入埠的用於材料傳送之工具。
152:層
153:環狀槽孔
158:上層
164:中間層
170:下層
180:黏著接合層/接合層
184:黏著接合層/接合層
190:徑向外表面
192:徑向外表面
194:徑向外表面
196:徑向外表面
198:徑向外表面
301:環狀體部
300:環狀邊緣密封/邊緣密封
309:徑向外表面
310:徑向內表面
311:頂表面
312:底表面

Claims (18)

  1. 一種靜電夾頭，其包含：上層；中間層；下層；第一黏著接合層，其配置於該上層與該中間層之間；第二黏著接合層，其配置於該中間層與該下層之間，其中該中間層以及該第一及該第二黏著接合層的徑向外緣形成相對於該上層及該下層的環狀槽孔；及邊緣密封，其配置於該環狀槽孔中，其中該邊緣密封包含環狀的體部，該體部包含徑向內表面、徑向外表面、頂表面、及底表面，及其中該徑向內表面具有連續凸形曲線，並且該體部之該徑向外表面在第一角與第二角之間為大致上平面的，其中該第一角位於該頂表面與該徑向外表面之間，該第二角位於該底表面與該徑向外表面之間；該體部之該頂表面在第三角與該第一角之間為大致上平面的，其中該第三角位於該頂表面與該徑向內表面之間，該第一角位於該頂表面與該徑向外表面之間；該體部之該底表面在第四角與該第二角之間為大致上平面的，其中該第四角位於該底表面與該徑向內表面之間，該第二角位於該底表面與該徑向外表面之間；且 該體部之該徑向內表面在該第三角與該第四角之間具有該連續凸形曲線，其中該第三角位於該頂表面與該徑向內表面之間，該第四角位於該底表面與該徑向內表面之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之靜電夾頭，其中該徑向內表面、該徑向外表面、該頂表面、及該底表面間的角為圓角的。
  3. 如申請專利範圍第1項之靜電夾頭，其中該體部在其中央處的徑向厚度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚10%至30%。
  4. 如申請專利範圍第1項之靜電夾頭，其中該體部在其中央處的徑向厚度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚15%至25%。
  5. 如申請專利範圍第1項之靜電夾頭，其中該體部在其中央處的徑向厚度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚20%至24%。
  6. 如申請專利範圍第1項之靜電夾頭，其中該上層包含陶瓷層，該中間層包含加熱板，而該下層包含下電極。
  7. 如申請專利範圍第6項之靜電夾頭，其中該第一及該第二黏著接合層包含彈性矽酮。
  8. 如申請專利範圍第6項之靜電夾頭，其中該第一及該第二黏著接合層包含矽酮橡膠。
  9. 一種基板處理系統，其包含：處理腔室；氣體輸送系統，其用以將製程氣體輸送至該處理腔室；電漿產生器，其用以在該處理腔室中產生電漿；及如申請專利範圍第1項之靜電夾頭。
  10. 一種用於基板處理系統之靜電夾頭的邊緣密封，該邊緣密封包含： 環狀的體部；該體部之頂表面；該體部之底表面；該體部之徑向內表面，其中該徑向內表面具有連續凸形曲線；及該體部之徑向外表面，其中該體部之該徑向外表面在第一角與第二角之間為大致上平面的，其中該第一角位於該頂表面與該徑向外表面之間，該第二角位於該底表面與該徑向外表面之間，其中該體部之該頂表面在第三角與該第一角之間為大致上平面的，其中該第三角位於該頂表面與該徑向內表面之間，該第一角位於該頂表面與該徑向外表面之間；該體部之該底表面在第四角與該第二角之間為大致上平面的，其中該第四角位於該底表面與該徑向內表面之間，該第二角位於該底表面與該徑向外表面之間；且該體部之該徑向內表面在該第三角與該第四角之間具有該連續凸形曲線，其中該第三角位於該頂表面與該徑向內表面之間，該第四角位於該底表面與該徑向內表面之間。
  11. 如申請專利範圍第10項之用於基板處理系統之靜電夾頭的邊緣密封，其中該徑向內表面、該徑向外表面、該頂表面、及該底表面間的角為圓角的。
  12. 如申請專利範圍第10項之用於基板處理系統之靜電夾頭的邊緣密封，其中該體部在其中央處的徑向厚度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚10%至30%。
  13. 如申請專利範圍第10項之用於基板處理系統之靜電夾頭的邊緣密封，其中該體部在其中央處的徑向厚度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚15%至25%。
  14. 如申請專利範圍第10項之用於基板處理系統之靜電夾頭的邊緣密封，其中該體部在其中央處的徑向厚度係較該體部在該頂表面及該底表面鄰近處的徑向厚度更厚20%至24%。
  15. 一種靜電夾頭，其包含：陶瓷層；加熱板；下電極；第一黏著接合層，其配置於該陶瓷層與該加熱板之間；第二黏著接合層，其配置於該加熱板與該下電極之間，其中該加熱板以及該第一及該第二黏著接合層的徑向外緣形成相對於該陶瓷層及該下電極的環狀槽孔；及如申請專利範圍第10項之邊緣密封，其中該邊緣密封係配置於該環狀槽孔中。
  16. 如申請專利範圍第15項之靜電夾頭，其中該第一及該第二黏著接合層包含彈性矽酮。
  17. 如申請專利範圍第15項之靜電夾頭，其中該第一及該第二黏著接合層包含矽酮橡膠。
  18. 一種基板處理系統，其包含：處理腔室；氣體輸送系統，其用以將製程氣體輸送至該處理腔室；電漿產生器，其用以在該處理腔室中產生電漿；及 如申請專利範圍第15項之靜電夾頭。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11127619B2 (en) 2016-06-07 2021-09-21 Applied Materials, Inc. Workpiece carrier for high power with enhanced edge sealing
CN107195578B (zh) * 2017-07-17 2019-11-29 北京北方华创微电子装备有限公司 静电卡盘
CN109881184B (zh) * 2019-03-29 2022-03-25 拓荆科技股份有限公司 具有静电力抑制的基板承载装置
WO2024059276A1 (en) * 2022-09-16 2024-03-21 Lam Research Corporation Spring-loaded seal cover band for protecting a substrate support

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201005869A (en) * 2008-07-30 2010-02-01 Taiwan Semiconductor Mfg Replaceable electrostatic chuck sidewall shield
US20150187614A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10116887A (ja) * 1996-08-26 1998-05-06 Applied Materials Inc ワークピースの冷却装置及び方法
US6982178B2 (en) * 2002-06-10 2006-01-03 E Ink Corporation Components and methods for use in electro-optic displays
JP4458995B2 (ja) * 2004-09-10 2010-04-28 京セラ株式会社 ウェハ支持部材
JP2009024712A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Nok Corp 密封装置
US8794638B2 (en) * 2009-02-27 2014-08-05 Halliburton Energy Services, Inc. Sealing array for high temperature applications
CN201973238U (zh) * 2010-09-26 2011-09-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 密封圈及应用该密封圈的等离子体加工设备
JP5920655B2 (ja) * 2011-02-25 2016-05-18 東レ株式会社 樹脂注入成形装置およびそれを用いたｒｔｍ成形方法
US9869392B2 (en) * 2011-10-20 2018-01-16 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
US9859142B2 (en) * 2011-10-20 2018-01-02 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
TWI613753B (zh) * 2015-02-16 2018-02-01 靜電吸附承盤側壁之改良密封件

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201005869A (en) * 2008-07-30 2010-02-01 Taiwan Semiconductor Mfg Replaceable electrostatic chuck sidewall shield
US20150187614A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly

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Publication number Publication date
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