TWI789585B - 具有改良的接合層保護之基板支撐載體 - Google Patents
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Abstract
一種基板支撐基座包括靜電吸盤、冷卻基部、氣流通道、多孔塞和密封構件。靜電吸盤包括具有凹部的主體。冷卻基部經由接合層耦接至靜電吸盤。氣流通道形成在靜電吸盤的頂表面與冷卻基部的底表面之間。氣流通道進一步包括凹部。多孔塞定位於凹部內,以控制通過氣流通道的氣流。該密封構件鄰近該多孔塞定位,且該密封構件經配置形成以下各者中的一個或多個:該多孔塞和該凹部之間的一徑向密封以及該多孔塞和該冷卻基部之間的一軸向密封。
Description
本揭示案的實施例一般係關於一種用於基板處理腔室的具有受保護的接合層之基板支撐基座。
基板支撐基座被廣泛用於在基板處理期間在半導體處理系統內支撐基板。基板支撐基座通常包括以接合層(bond layer)接合到冷卻基部的靜電吸盤。靜電吸盤通常包括一個或多個嵌入式電極,在處理期間,該一個或多個嵌入式電極被驅動到一電位以將基板固持抵靠靜電吸盤。冷卻基部通常包括一個或多個冷卻通道,並有助於在處理期間控制基板的溫度。此外,靜電吸盤可包括一個或多個氣流通道,其允許氣體在靜電吸盤和基板之間流動以在處理期間輔助控制基板的溫度。氣體填充靜電吸盤和基板之間的區域,從而提高基板和基板支撐件之間的傳熱速率。然而,當不存在基板時,氣流通道亦為處理氣體提供一路徑,使處理氣體流入靜電吸盤和冷卻基部之間的接合層所在的區域。因此,接合層被處理氣體侵蝕。
至少由於兩個原因,接合層的侵蝕是有問題的。首先,自接合層侵蝕的材料是一種處理污染物,其會產生缺陷並降低產品產量。其次,當接合層被侵蝕時,靜電吸盤和冷卻基部之間的局部速率傳熱發生變化,從而在基板上產生不必要的溫度不均勻性並導致製程漂移(process drift)。
因此,需要改良基板支撐基座。
在一個實例中,靜電吸盤具有主體,該主體包括頂表面、凹部、氣流通道和多孔塞(porous plug)。氣流通道形成在頂表面和凹部之間。多孔塞定位於凹部內。密封構件鄰近該多孔塞定位,且該密封構件經配置形成以下各者中的一個或多個:該多孔塞和該凹部之間的一徑向密封以及該多孔塞和冷卻基部之間的一軸向密封,該冷卻基部與該靜電吸盤接合。
在一個實例中,提供了一種基板支撐基座,該基板支撐基座包括靜電吸盤、冷卻基部、氣流通道、多孔塞和密封構件。該靜電吸盤具有包括凹部的主體。冷卻基部經由接合層耦接至靜電吸盤。氣流通道形成在靜電吸盤的頂表面與冷卻基部的底表面之間。氣流通道進一步包括凹部。多孔塞定位於凹部內。該密封構件鄰近該多孔塞定位,且該密封構件經配置形成以下各者中的一個或多個:該多孔塞和該凹部之間的一徑向密封以及該多孔塞和該冷卻基部之間的一軸向密封。
在一個實例中,處理腔室包括腔室主體、靜電吸盤、冷卻基部、氣流通道、多孔塞和密封構件。腔室主體具有處理空間。靜電吸盤設置在處理空間中,且具有經配置在處理期間支撐基板的頂表面。靜電吸盤進一步包括底表面和凹部。冷卻基部經由接合層耦接至靜電吸盤。氣流通道形成在靜電吸盤的頂表面和冷卻基部的底表面之間。此外,氣流通道穿過凹部。多孔塞定位於凹部內。該密封構件鄰近該多孔塞定位,且該密封構件經配置形成以下各者中的一個或多個:該多孔塞和該凹部之間的一徑向密封以及該多孔塞和該冷卻基部之間的一軸向密封。
本案討論的系統和方法採用具有冷卻基部和靜電吸盤的基板支撐基座,該冷卻基部和該靜電吸盤經由接合層接合在一起。多孔塞定位於氣流通道中,該氣流通道形成在冷卻基部和靜電吸盤中。多孔塞的限制保護接合層免受基板處理期間中使用的處理氣體的影響。有利地,以下實施例討論用於將多孔塞固定在氣流通道內以藉由利用徑向密封來防止接合層降解(degradation)的改良技術,該徑向密封實質防止氣體在多孔塞周圍流動。
圖1繪示根據一個或多個實施例的處理腔室100的示意圖。處理腔室100包括至少一個感應線圈天線段112A和導電線圈天線段112B,它們都定位於介電頂板120的外部。感應線圈天線段112A和導電線圈天線段112B分別耦接到產生RF信號的射頻(RF)源118。RF源118透過匹配網路119耦接到感應線圈天線段112A以及耦接到導電線圈天線段112B。處理腔室100亦包括基板支撐基座116,該基板支撐基座116耦接至產生RF信號的RF源122。RF源122透過匹配網路124耦接到基板支撐基座116。處理腔室100亦包括腔室壁130,該腔室壁130是導電的並且連接到電接地134。
控制器140包括中央處理單元(CPU)144、記憶體142和支援電路146。控制器140耦接至處理腔室100的各種部件,以利於對基板處理製程的控制。
在操作中,將半導體基板114放置在基板支撐基座116上,並且將氣態成分從氣體面板138透過入口埠126供應到處理腔室100,以在處理腔室100的處理空間150中形成氣態混合物。藉由將來自RF源118、122的RF功率分別施加到感應線圈天線段112A、導電線圈天線段112B以及施加到基板支撐基座116,使處理空間150中的氣態混合物點燃成(ignite)電漿。此外,化學反應離子從電漿中釋放出來並撞擊(strike)基板;從而從基板的表面去除暴露的材料。
使用位於處理腔室100與真空泵136之間的節流閥127控制處理腔室100內部的壓力。使用位於處理腔室100的腔室壁130中的含液體的導管(未圖示)來控制腔室壁130的表面處的溫度。
基板支撐基座116包括設置在冷卻基部104上的靜電吸盤102。基板支撐基座116通常由耦接至冷卻基部104的軸107而被支撐在處理腔室100的底部上方。基板支撐基座116緊固於軸107,使得基板支撐基座116可以從軸107上移除、整修(refurbished)並重新緊固於軸107。軸107密封至(sealed to)冷卻基部104,以將設置在其中的各種導管和電導線與處理腔室100內的處理環境隔離。或者,靜電吸盤102和冷卻基部104可設置在附接於接地板或機架(chassis)的絕緣板上。此外,接地板可附接於一個或多個腔室壁130。
藉由穩定靜電吸盤102的溫度來控制半導體基板114的溫度。例如,可藉由氣體源148將背面氣體(如氦或其他氣體)提供到氣室,氣室被界定在半導體基板114與靜電吸盤102的支撐表面106之間。背面氣體用於促進半導體基板114和基板支撐基座116之間的熱傳遞,以在處理期間控制基板114的溫度。靜電吸盤102可包括一個或多個加熱器。例如,加熱器可以是電加熱器或類似物。
圖2繪示根據一個或多個實施例的圖1中所示的基板支撐基座116的一部分的垂直截面圖。如上所述,基板支撐基座116具有固定至靜電吸盤102的冷卻基部104。在圖2所示的實例中,冷卻基部104藉由接合層204固定於靜電吸盤102。
接合層204包括一種或多種材料,如丙烯酸或矽基黏合劑、環氧樹脂、氯丁橡膠基接合劑、光學透明黏合劑(如透明丙烯酸黏合劑)或其他合適的黏合材料。
冷卻基部104通常由金屬材料製成,如不銹鋼、鋁、鋁合金以及其他合適的材料。此外,冷卻基部104包括設置在其中的一個或多個冷卻通道212,冷卻通道212使傳熱流體循環以維持對基板支撐基座116和基板114的熱控制。
靜電吸盤102的形狀通常是圓形的,但是可替代地可以包括其他幾何形狀以容納非圓形基板。例如,當用於處理顯示器玻璃(如用於平板顯示器的玻璃)時,靜電吸盤102可包括正方形或矩形基板。靜電吸盤102通常包括主體206,主體206包含一個或多個電極208。電極208由導電材料(如銅、石墨、鎢、鉬及類似物)組成。電極結構的各種實施例包括但不限於一對共面D形電極、共面叉指(interdigital)電極、複數個同軸環形電極、單數、圓形電極或其他結構。電極208透過設置在基板支撐基座116中的饋通(feed through)209耦接到電源供應125。電源供應125可用正或負電壓驅動電極208。例如,電源供應125可用約-1000伏特的電壓或約2500伏特的電壓驅動電極208。或者,可利用其他負電壓或其他正電壓。
靜電吸盤102的主體206可由陶瓷材料製成。例如,靜電吸盤102的主體206可由低電阻率的陶瓷材料(即,具有在約1xE9
至約1xE11
ohm-cm之間的電阻率的材料)製成。低電阻率材料的實例包括摻雜的陶瓷,如摻雜有氧化鈦或氧化鉻的氧化鋁、摻雜的氧化鋁、摻雜的氮化硼及類似物。也可使用電阻率相當的其他材料,例如氮化鋁。當將功率施加到電極208時,這種具有相對低電阻率的陶瓷材料通常會促進基板和靜電吸盤102之間的Johnsen-Rahbek吸引力。或者,也可使用包括陶瓷材料的主體206,該陶瓷材料的電阻率等於或大於1Ex11
ohms-cm。此外,靜電吸盤102的主體206可由氧化鋁製成。
主體206的支撐表面106包括由密封環(未圖示)往內設置的複數個臺面(mesa)216,且複數個臺面216形成在支撐表面106上。密封環由與主體206相同的材料構成,但也可由其他介電材料構成。臺面216通常由介電常數在約5至約10範圍內的一層或多層電絕緣材料形成。這種絕緣材料的實例包括但不限於氮化矽、二氧化矽、氧化鋁、五氧化鉭、聚酰亞胺或類似物。或者,臺面216可由與主體206相同的材料形成,且接著塗覆有高電阻率的介電膜。
在操作期間,藉由驅動電極208所產生的電場藉由夾持力(clamping force)將基板114固持在支撐表面106上。在每個臺面216處,夾持力最大。此外,可調整臺面216的位置和/或尺寸以在整個基板的背面上實現均勻的電荷分佈。
藉由氣體源148將背面氣體(如氦、氮或氬)引入氣室280,以在基板114被靜電吸盤102固持時,幫助控制基板114上的溫度。氣室280被界定在靜電吸盤102的支撐表面106和基板114之間。此外,氣室280內的背面氣體在靜電吸盤102和基板114之間提供傳熱介質。通常透過一個或多個氣流通道270將背面氣體提供到氣室280,該一個或多個氣流通道270穿過主體206和冷卻基部104形成。此外,每個氣流通道270終止於穿過主體206的支撐表面106形成的相應開口210。
氣流通道270從主體206的支撐表面106延伸到冷卻基部104的底表面284。氣流通道270包括靜電吸盤102中的開口210、冷卻基部104中的開口209以及在靜電吸盤102的主體206中形成的凹部211。凹部211可具有截面(如直徑),該截面大於開口210和開口209中的至少一者的截面。開口209的直徑可大於、小於或等於開口210的直徑。此外,雖然在圖2中圖示了單個氣流通道270,但是基板支撐基座116可包括多個氣流通道。
氣流通道270耦接至氣體源148。另外,每個氣流通道270可透過單個埠272耦接到氣體源148。或者,每個氣流通道270可透過單獨的埠272個別地耦接到氣體源148。
多孔塞244通常設置在氣流通道270內(在凹部211內),使得它形成氣流通道270的一部分。多孔塞244為加壓氣體提供一路徑,以在不同電位的兩個表面之間流動。例如,多孔塞244為加壓氣體提供一路徑,以在靜電吸盤102的第一表面和第二表面之間以及在靜電吸盤102的第一表面和冷卻基部104的第一表面之間流動。此外,多孔塞244包括複數個小的通路(passage way),與不包括多孔塞244的設計相比,其減少了電漿在靜電吸盤102與冷卻基部104之間的間隙204A中點燃的可能性。多孔塞244通常由陶瓷材料(如氧化鋁或氮化鋁)構成。或者,多孔塞244可由其他多孔材料構成。此外,多孔塞244可具有約30%至約80%的孔隙率。或者,多孔塞可具有小於30%或大於80%的孔隙率。另外,多孔塞244鄰接階部250,階部250界定凹部211頂部。
多孔塞244具有t形(t-shape)。與其他形狀的多孔塞相比,t形的多孔塞提供增加的氣流,並且更容易安裝到凹部211中。多孔塞244可包括頭部251和軸252。頭部251具有直徑253,而軸252具有直徑254。此外,直徑253大於直徑254。另外,頭部包括與軸252相接(meet)的底表面255。頭部251進一步包括面向凹部211的側壁205之表面256。此外,軸252包括面向凹部211的側壁205之表面257。在各種實施例中,可使用各種技術(如壓入配合、滑動配合、間隙配合、釘扎(pinning)和接合等)將多孔塞244定位在凹部211內。例如,多孔塞244可定位在凹部內,使得頭部251的表面256與側壁205接觸,或者使得頭部251的表面256與側壁205之間存在間隙。
密封構件245與多孔塞244相鄰設置。密封構件245在多孔塞244的表面257和凹部211的側壁205之間形成密封。密封構件245可形成以下各者中的至少一個:在多孔塞244與凹部211之間的徑向密封以及在多孔塞244與冷卻基部104之間的軸向密封。此外,密封構件245可將多孔塞244固定在凹部211內。例如,密封構件245可使用各種技術(如,壓入配合、釘扎和接合等)耦接到多孔塞244和凹部211的側壁205中的至少一個。密封構件245可將多孔塞244機械地固定於凹部211的側壁205。
密封構件245可由彈性聚合材料(如彈性體)構成。此外,密封構件245可以由含氟彈性體材料(如FKM)、全氟彈性體材料(如FFKM)和高純度陶瓷中的一者或多者組成。高純度陶瓷的純度可大於99%,並且可以是陶瓷糊或懸浮在溶液中的固體。另外,密封構件245可由對處理氣體具有耐蝕性的材料構成。例如,在處理氣體存在的情況下,耐侵蝕材料不會侵蝕。或者或甚者,選擇密封構件245的材料,使得該材料不穿透(penetrate)多孔塞244。密封構件245可以是O形環、圓柱形墊片或其他環形密封件。或者,密封構件245可由以液體、糊劑和/或凝膠中的一種應用並且將狀態改變成實質固體或凝膠形式的材料形成。此外,密封構件245可由實質非黏性的材料構成。
接合層204將主體206固定於冷卻基部104。此外,間隙204A在接合層204中形成並且是氣流通道270的部分。由於通常構成接合層204的材料或多種材料在基板處理期間所使用的處理氣體的存在下容易受到侵蝕,因此已經探索了各種保護接合層204免受處理氣體影響的方法。有利地,藉由採用對處理氣體具有高度抗侵蝕性的密封構件(如密封構件245),可防止處理氣體穿過多孔塞244。因此,增加了接合層204的使用壽命。此外,亦增加了基板支撐基座116的使用壽命。
圖3是根據一個或多個實施例的基板支撐基座116的一部分201的示意性截面圖。如上所述,多孔塞244具有頭部251和軸252,形成了多孔塞244的t形。t形多孔塞可提供比其他形狀的多孔塞更好的氣流,並且可以比其他形狀的多孔塞更容易安裝到凹部211中。此外,多孔塞244防止背面氣體流入靜電吸盤102和冷卻基部104之間的間隙中,並且防止不利地影響(如侵蝕)接合層204。
多孔塞244可從凹部211的第一端302延伸到凹部211的第二端304。例如,多孔塞244的表面306可接觸凹部的表面309,並且多孔塞244的表面308和靜電吸盤102的表面307可以是共面的,使得表面308確實延伸到靜電吸盤102與冷卻基部104之間的間隙305中。或者,表面308可延伸到靜電吸盤102和冷卻基部104之間的間隙305中。此外,表面308可以在表面309和表面307之間。
如以上關於圖2所述,多孔塞244的直徑253大於開口210的直徑332。此外,多孔塞244和開口210是同心的。或者或甚者,多孔塞244和開口209是同心的。
凹部211包括倒角(chamfered)邊緣310,倒角邊緣310在側壁205與靜電吸盤102的底表面307相交的地方形成。此外,多孔塞244可具有倒角邊緣,其中表面306在該倒角邊緣處與表面256相交。凹部211的倒角邊緣310和多孔塞244的倒角邊緣320有助於將多孔塞244插入凹部211中。此外,倒角邊緣310減少了當將密封構件245插入多孔塞244周圍的凹部中時或者密封構件245在基板處理期間膨脹時可能對密封構件245造成的可能損壞。
密封構件245與多孔塞244相鄰。密封構件245在多孔塞244和凹部211之間形成徑向密封。例如,密封構件245可接觸多孔塞244的表面257和凹部211的側壁205,從而防止處理氣體沿著多孔塞244的側面流動。此外,密封構件245可將多孔塞244固定在凹部211內。例如,密封構件245可在凹部211的側壁205和多孔塞244的表面257上施加力,使得多孔塞244被固持在凹部211內。另外,密封構件245包括表面356和357。表面356和357中的一個或多個可具有實質彎曲的形狀。實質彎曲的形狀可以是凸的或凹的。此外,表面356和357中的一個或多個可具有實質平坦的形狀。
密封構件245可完全處於(reside)凹部211內,或者密封構件245可至少部分地延伸到靜電吸盤102和冷卻基部104之間的間隙305中。此外,可調整密封構件245的尺寸使得密封構件245不超過在多孔塞244的表面255、軸252的表面257、靜電吸盤102的表面307和凹部211的側壁205之間界定的凹部211的開口。或者或甚者,接合層204可延伸到間隙305中,使得接合層204至少部分地接觸密封構件245。
圖4是具有不同的密封構件445的基板支撐基座116的部分201的示意性截面圖。與圖3的密封構件245相比,圖4的密封構件445在軸252的表面257與凹部211的側壁205之間形成徑向密封,並且在多孔塞244的表面255與冷卻基部104的表面404之間形成軸向密封。例如,密封構件245可接觸多孔塞244的表面257和表面255、凹部211的側壁205及冷卻基部104的表面404。密封構件445經定位與多孔塞244相鄰。例如,密封構件445定位於多孔塞244和凹部211的側壁之間。此外,密封構件定位於多孔塞244和冷卻基部104之間。另外,密封構件445可形成為類似於密封構件245的密封構件。例如,密封構件445可以是O形環、圓柱形墊片或其他環形密封件。此外,密封構件245可由在如上所述的關於密封構件245之基板處理期間使用的處理氣體的存在下具有抗侵蝕性的材料形成。另外,密封構件445包括表面456和457。表面456和457中的一個或多個可具有實質彎曲的形狀。實質彎曲的形狀可以是凸的或凹的。此外,表面456和457中的一個或多個可具有實質平坦的形狀。此外,接合層204可至少部分地接觸密封構件445。
圖5是基板支撐基座116的部分201的示意性橫截面,其具有不同的密封構件545和多孔塞544。多孔塞544經配置類似於圖2和圖3的多孔塞244,然而,該多孔塞544不是包括t形,而是包括圓柱形。密封構件545經定位與多孔塞544相鄰。例如,密封構件545定位於多孔塞544和凹部211的側壁之間。此外,密封構件可定位於凹部211的表面309和冷卻基部104之間。多孔塞544具有直徑530、頂表面506、底表面508和表面550。頂表面506接觸凹部211的表面309。此外,表面508可凹入凹部211內,與靜電吸盤102的表面307共面,或者延伸到在靜電吸盤的表面307和冷卻基部104的表面404之間形成的間隙305中。多孔塞544的直徑530大於開口210的直徑532。
密封構件545可形成為類似於密封構件245的密封構件。例如,密封構件545可以是O形環、圓柱形墊片或其他環形密封件。此外,密封構件545可以由在如上所述的關於密封構件245所描述的基板處理期間使用的處理氣體的存在下具有抗侵蝕性的材料形成。密封構件545在多孔塞544的表面550和凹部211的側壁205之間形成徑向密封。例如,密封構件545接觸多孔塞544的表面550和凹部211的側壁205,如圖4所示的密封構件445。另外,密封構件545可在凹部211的表面309與冷卻基部104的表面404之間形成軸向密封。例如,密封構件545可接觸凹部211的表面309並且接觸冷卻基部104的表面404。密封構件545包括表面556和557。表面556和557中的一個或多個可具有實質彎曲的形狀。實質彎曲的形狀可以是凸的或凹的。表面556和557中的一個或多個可具有實質平坦的形狀。此外,接合層204可突出(protrude)到間隙305中,使得接合層204至少部分地接觸密封構件545。
圖6是根據一個或多個實施例的具有不同的密封構件645的基板支撐基座116的部分201的示意性截面圖。與圖3的密封構件245相比,圖6的密封構件645由以液體、糊劑或凝膠形式應用將狀態改變成實質固體或凝膠形式的材料形成。例如,密封構件645可以由氟彈性體材料、全氟彈性體材料和高純度陶瓷封裝材料等中的一種形成,其可以流動或以其他方式設置在圍繞多孔塞244的凹部211中,其將狀態改變為更固體和實質上不動的形式。密封構件645經設置與多孔塞244相鄰,使得材料設置在多孔塞244的表面257和表面255與凹部211的側壁205之間。此外,材料可暴露於預定的壓力、溫度和/或能量源,以將材料改變為實質不動的(immobile)形式並產生密封構件645。用於將材料改變成實質不動的形式的溫度可以小於約攝氏300度。或者,可利用其他溫度。另外,密封構件645將多孔塞244固定在凹部211中,而在多孔塞
244的表面257和凹部211的側壁205之間形成徑向密封。此外,接合層204可突出到間隙305中,使得接合層204至少部分地接觸密封構件645。
圖7是根據一個或多個實施例的具有不同的密封構件745的基板支撐基座116的部分201的示意性截面圖。與圖5的密封構件545相比,圖7的密封構件745由以液體、糊劑或凝膠形式應用將狀態改變成實質固體或凝膠形式的材料形成。例如,密封構件745可以由含氟彈性體材料、全氟彈性體材料和高純度陶瓷封裝材料等中的一種形成,其可以流動或以其他方式設置在圍繞多孔塞544的凹部211中,其將狀態改變為更固體和實質上不動的形式。該材料可設置在多孔塞544的表面550與側壁205和凹部211的表面309之間。此外,材料暴露於預定的壓力、溫度和/或能量源,以將材料改變為實質不動的形式並產生密封構件745。另外,密封構件745接觸多孔塞544的表面550以及凹部211的表面309和側壁205,而將多孔塞544固定在凹部211中。此外,密封構件745在多孔塞544的表面550與凹部211的側壁205之間形成徑向密封。此外,接合層204可突出到間隙305中,使得接合層204至少部分地接觸密封構件745。
圖8是與圖2的實施例相比具有不同的多孔塞844和不同的密封構件845的基板支撐基座116的部分201的示意性橫截面。例如,與圖2的多孔塞244相比,多孔塞844包括圓柱形狀。此外,與圖5的多孔塞544相比,多孔塞844的直徑830大於多孔塞544的直徑530,使得多孔塞844填充凹孔211比填充多孔塞544更多。多孔塞844的直徑大於開口210的直徑832。頂表面806接觸凹部211的表面309。表面808可以與靜電吸盤102的表面307共面。多孔塞844可沿著表面806具有倒角邊緣,類似於圖3的多孔塞244的倒角邊緣。
密封構件845可形成為類似於密封構件245的密封構件。例如,密封構件845可以是O形環、圓柱形墊片或其他環形密封件。此外,密封構件845可以由在如上所述的關於密封構件245所描述的基板處理期間使用的處理氣體的存在下具有抗侵蝕性的材料形成。密封構件845在多孔塞844的表面808、靜電吸盤102的表面307和冷卻基部104的表面809之間形成軸向密封。例如,密封構件845接觸多孔塞844的表面809和靜電吸盤102的表面307。此外,密封構件845接觸冷卻基部104的表面809。
密封構件845經定位與多孔塞844相鄰。例如,密封構件845定位於多孔塞844和冷卻基部104之間。
冷卻基部104可包括凹槽810。冷卻基部104的表面809形成凹槽810的底部。密封構件845定位於凹槽810中並且定位在冷卻基部104和靜電吸盤102之間。凹槽810至少部分地與凹部211的一部分和靜電吸盤102的一部分重疊,從而允許凹槽810有效地將密封構件845定位在多孔塞844與靜電吸盤102之間界定的間隙上並密封該間隙。與不包括凹槽810的實施例相比,凹槽810允許更大的橫截面密封而不增加接合層的厚度。此外,凹槽810減小了製造公差的影響,並允許在更寬的溫度範圍內密封。在一個或多個實施例中,冷卻基部104不包括凹槽810,且密封構件845在與靜電吸盤102和凹部211的一部分重疊的區域中與表面809接觸。
密封構件845可將多孔塞844固定在凹部211內。例如,密封構件845可在多孔塞844的表面808和冷卻基部104的表面809上施力,使得多孔塞844固持在凹部211內。
密封構件845包括表面856和857。表面856和857中的一個或多個可具有實質彎曲的形狀。實質彎曲的形狀可以是凸的或凹的。此外,表面856和857中的一個或多個可具有實質平坦的形狀。此外,接合層204可至少部分地接觸密封構件845。
圖9是根據一個或多個實施例的具有多孔塞944和密封構件845的基板支撐基座116的部分201的示意性截面圖。關於圖8更詳細地描述了密封構件845。如關於圖8所描述的,冷卻基部104包括凹槽810,密封構件845的至少一部分與凹槽810一起定位。
與圖8的實施例的多孔塞844相比,多孔塞944包括延伸到靜電吸盤102和冷卻基部104之間的間隙305中的表面908。延伸到間隙305中的多孔塞944的部分的直徑931小於定位於凹部211內的多孔塞944的部分的直徑930。直徑930大於開口210的直徑832。或者,直徑930小於或等於直徑832。此外,多孔塞944的頂表面906接觸凹部211的表面309。多孔塞944可沿著表面906具有倒角邊緣,類似於圖3的多孔塞244的倒角邊緣。
密封構件845經定位與多孔塞944相鄰。例如,密封構件845定位於多孔塞944和冷卻基部104之間。密封構件845接觸靜電吸盤102的表面307、多孔塞944的表面907和冷卻基部104的表面809,而在靜電吸盤102和冷卻基部104之間形成軸向密封。密封構件845可將多孔塞944固定在凹部211內。例如,密封構件845可在多孔塞944的表面907和冷卻基部104的表面809上施力,使得多孔塞944固持在凹部211內。此外,密封構件845可接觸多孔塞944的表面909。
本文所述之密封構件和多孔塞適用於基板支撐基座,以保護將冷卻基部與靜電吸盤接合的接合層不受處理氣體的影響。有利的是,保護接合層不受處理氣體的影響,減少了接合層的侵蝕,並在基板上維持實質均勻的溫度。例如,可以使用對處理氣體具有抗侵蝕性的密封構件來在靜電吸盤的多孔塞之間形成徑向密封和/或垂直密封。這種密封構件防止處理氣體流入靜電吸盤和冷卻基部之間的間隙,並減少接合層的侵蝕。因此,維持了冷卻基部和靜電吸盤之間的實質均勻的熱傳遞以及基板上的均勻的溫度。
雖然前面所述係針對本揭示案的實施例,但在不背離本揭示案的基本範圍及以下專利申請範圍所界定之範圍下,可設計其他與進一步的實施例。
100:處理腔室
102:靜電吸盤
104:冷卻基部
106:支撐表面
107:軸
114:基板
116:基板支撐基座
118:射頻源
119:網路
120:頂板
124:RF源
125:電源供應
126:入口埠
127:節流閥
130:腔室壁
134:電接地
136:真空泵
138:氣體面板
140:控制器
142:記憶體
144:中央處理單元
146:支援電路
148:氣體源
150:處理空間
201:部分
204:接合層
204A:間隙
205:側壁
206:主體
208:電極
209:開口
210:開口
211:凹部
212:冷卻通道
216:臺面
244:多孔塞
245:密封構件
250:階部
251:頭部
252:軸
253:直徑
254:直徑
255:底表面
256:表面
257:表面
270:氣流通道
272:氣流通道
280:氣室
284:底表面
302:第一端
304:第二端
305:間隙
306:表面
307:底表面
308:表面
309:表面
310:倒角邊緣
320:倒角邊緣
332:直徑
356:表面
404:表面
445:密封構件
456:表面
506:頂表面
508:底表面
530:直徑
532:直徑
544:多孔塞
545:密封構件
550:表面
556:表面
645:密封構件
745:密封構件
806:表面
809:表面
810:凹槽
830:直徑
832:直徑
844:多孔塞
845:密封構件
856:表面
857:表面
906:頂表面
907:表面
908:表面
909:表面
930:直徑
931:直徑
944:多孔塞
本揭示案之特徵已簡要概述於前,並在以下有更詳盡之討論,可以藉由參考所附圖式中繪示之本案實施例以作瞭解。然而,應注意的是,所附圖式僅繪示本揭示案的實施例,且因此不應認為是對其範圍的限制,因為本揭示案可允許其他同等有效的實施例。
圖1繪示根據一個或多個實施例的具有基板支撐基座的處理腔室的示意圖。
圖2繪示根據一個或多個實施例的基板支撐基座的局部截面圖。
圖3、4、5、6、7、8和9是根據一個或多個實施例的基板支撐基座的局部截面圖。
為便於理解,在可能的情況下,使用相同的數字編號代表圖示中相同的元件。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
102:靜電吸盤
104:冷卻基部
106:支撐表面
107:軸
114:基板
116:基板支撐基座
125:電源供應
148:氣體源
150:處理空間
201:部分
204:接合層
204A:間隙
205:側壁
206:主體
208:電極
209:開口
210:開口
211:凹部
212:冷卻通道
216:臺面
244:多孔塞
245:密封構件
250:階部
251:頭部
252:軸
253:直徑
254:直徑
255:底表面
256:表面
257:表面
270:氣流通道
272:氣流通道
280:氣室
284:底表面
Claims (20)
- 一種靜電吸盤,包括:一主體,該主體包含:一頂表面;及一凹部;一氣流通道,該氣流通道在該頂表面和該凹部之間形成;及一多孔塞,該多孔塞定位在該凹部內,其中一密封構件定位於該多孔塞和該凹部的一側壁之間,且該密封構件經配置形成該多孔塞和該凹部之間的一密封。
- 如請求項1所述之靜電吸盤,其中該密封構件進一步經配置形成該多孔塞和一冷卻基部之間的一密封,該冷卻基部與該靜電吸盤接合。
- 如請求項2所述之靜電吸盤,其中該密封構件進一步定位於該多孔塞與該冷卻基部之間。
- 如請求項1所述之靜電吸盤,其中該密封構件將該多孔塞固定在該凹部內。
- 如請求項1所述之靜電吸盤,其中該密封構件是一O形環或一圓柱形墊片。
- 如請求項1所述之靜電吸盤,其中該密封構件是以下各者中的一者:含氟彈性體材料、全氟彈性體材料及高純度陶瓷。
- 如請求項6所述之靜電吸盤,其中該密封構件由以液體、糊劑或凝膠形式應用的材料形成。
- 如請求項1所述之靜電吸盤,其中該多孔塞具有以下形狀中的一者:t形和圓柱形。
- 一種基板支撐基座,該基板支撐基座包括:一靜電吸盤,該靜電吸盤具有一主體,該主體包含一凹部;一冷卻基部,該冷卻基部經由一接合層與靜電吸盤耦接;一氣流通道,該氣流通道在該靜電吸盤的一頂表面與該冷卻基部的一底表面之間形成,該氣流通道包含該凹部;一多孔塞,該多孔塞定位於該凹部內;及一密封構件,該密封構件定位於該多孔塞和該凹部的一側壁之間,且該密封構件經配置形成該多孔塞和該凹部之間的一密封。
- 如請求項9所述之基板支撐基座,其中該密封構件進一步經配置形成該多孔塞和該冷卻基部之間的一密封。
- 如請求項10所述之基板支撐基座,其中該密封構件定位於該多孔塞和該冷卻基部之間。
- 如請求項9所述之基板支撐基座,其中該密封構件將該多孔塞固定在該凹部中。
- 如請求項9所述之基板支撐基座,其中該冷卻基部包括一凹槽,且該密封構件定位於該凹槽內。
- 如請求項9所述之基板支撐基座,其中該密 封構件是一O形環或一圓柱形墊片。
- 如請求項9所述之基板支撐基座,其中該密封構件是以下各者中的一者:含氟彈性體材料、全氟彈性體材料及高純度陶瓷。
- 如請求項9所述之基板支撐基座,其中該多孔塞具有t形或圓柱形狀。
- 一種處理腔室,該處理腔室包括:一腔室主體,該腔室主體具有一處理空間:一靜電吸盤,該靜電吸盤設置在該處理空間中,該靜電吸盤具有一頂表面、一底表面和一凹部,該頂表面經配置在處理期間支撐一基板;一冷卻基部,該冷卻基部經由一接合層與靜電吸盤耦接;一氣流通道,該氣流通道在該靜電吸盤的該頂表面與該冷卻基部的一底表面之間形成,該氣流通道穿過該凹部;一多孔塞,該多孔塞定位於該凹部內;及一密封構件,該密封構件定位於該多孔塞和該凹部的一側壁之間,且該密封構件經配置形成該多孔塞和該凹部之間的一密封。
- 如請求項17所述之處理腔室,其中該密封構件進一步經配置形成該多孔塞和該冷卻基部之間的一密封。
- 如請求項18所述之處理腔室,其中該密封 構件定位於該多孔塞和該冷卻基部之間。
- 如請求項17所述之處理腔室,其中該冷卻基部包括一凹槽,且該密封構件定位於該凹槽內。
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