TW202111832A - 低溫可偏置基板支撐件 - Google Patents

Abstract

在本文中描述的實施例涉及基板支撐件和用於控制該基板支撐件的溫度的技術。該基板支撐件包含：加熱元件和設置在其中的過熱開關。該加熱元件加熱該基板支撐件和設置在其上的基板。該過熱開關控制該加熱元件和該基板支撐件的溫度。該過熱開關可進行操作以回應於該基板支撐件的溫度超過預定溫度而切換狀態。

Description

低溫可偏置基板支撐件

本揭示案的實施例大體係關於用於製造微電子元件的處理腔室，並且更特定言之係關於設置在腔室中的基板支撐件。

基板支撐件被廣泛地使用於在處理腔室中處理基板(例如半導體晶圓)期間保持基板。在處理腔室中執行的過程可以包括：物理氣相沉積、化學氣相沉積，或蝕刻。一種特定的基板支撐件是靜電卡盤。基板支撐件可以由介電質或半導電材料製成，其中在介電質或半導電材料上可以產生靜電夾持場。

靜電卡盤通常包含：嵌入其中的一或多個電極。一或多個加熱元件亦可以嵌入於靜電卡盤中。在處理期間，加熱元件被使用於加熱靜電卡盤。由於處理腔室中的熱傳導，靜電卡盤的溫度可能會繼續升高到加熱器的溫度以上。若靜電卡盤的溫度升高到靜電卡盤的最高溫度以上，則可能會對靜電卡盤造成損壞。

因此，需要用以基本上減少基板支撐件過熱情況的發生的改進的設備和方法。

在一個實施例中，提供了一種基板支撐件，該基板支撐件包括主體，該主體具有加熱元件。過熱開關被設置在該基板支撐件中。該過熱開關可進行操作以回應於偵測到超過預定溫度的溫度而切換狀態。在另一個實施例中，提供了包含靜電卡盤的基板支撐件。具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面的冷卻板被設置為：使得該第一表面與該靜電卡盤相鄰。在該冷卻板的該第二表面中形成有凹口。穿過該冷卻板形成開口。中央絕緣體設置在該開口中。過熱開關設置在該凹口中，並且可進行操作以回應於該冷卻板超過預定溫度而切換狀態。電絕緣體設置在該凹口和該過熱開關之間。

在另一個實施例中，提供了一種包含靜電卡盤的基板支撐件。具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面的冷卻板被設置為：使得該第一表面與該靜電卡盤相鄰。在該冷卻板的該第二表面中形成有凹口。穿過該冷卻板形成開口。中央絕緣體設置在該開口中。過熱開關設置在該凹口中，並且可進行操作以回應於該冷卻板超過預定溫度而切換狀態。在中央絕緣體中形成一或多個凹槽。一或多個低電壓電纜耦接到過熱開關，並且至少部分地設置在凹槽中。電絕緣體設置在該凹口與該過熱開關之間。

在本文中描述的實施例涉及基板支撐件及用於控制基板支撐件的溫度的技術。基板支撐件包括：加熱元件和設置在其中的過熱開關。加熱元件加熱基板支撐件和設置在其上的基板。過熱開關控制加熱元件和基板支撐件的溫度。過熱開關可進行操作以回應於基板支撐件的溫度超過預定溫度而切換狀態。

在一個實施例中，基板支撐件包括：卡盤主體。可選擇地將冷卻板設置成：與基板支撐件中的卡盤主體相鄰。在與卡盤主體相對的冷卻板中形成凹口，並且在凹口中設置過熱開關。可以將電絕緣體設置在基板支撐件中，並且將穿過其中的各種電源線隔離。

第1圖是根據本揭露的一個實施例的處理腔室100的示意圖。處理腔室100包含：在其中界定處理體積130的腔室主體102。氣體源110耦接至腔室主體102。氣體源110供應處理氣體到處理體積130中。在一個實施例中，若有必要，處理氣體可包括：惰性氣體、非反應性氣體，及反應性氣體。

靶材106被設置在處理體積130中。靶材106提供可以在物理氣相沉積（PVD）過程期間被濺射且被沉積到基板的表面上的材料源。靶材106在DC濺射期間作用為電漿電路的陰極。

第一電源108亦耦接至靶材106並向靶材106提供功率。第一電源108促進將材料從靶材106濺射到基板上。第一電源108可以向靶材106提供直流（DC）、脈衝DC，或射頻（RF）功率。在操作中，靶材106可被使用作為電極以對在處理體積130中的氣體提供能量。在處理期間，可以藉由添加來自氣體源110的處理氣體來改變來自靶材106的濺射材料。靶材106可被使用以在基板上沉積例如氧化物或氮化物。

基板支撐件105被設置在相對於靶材106的處理體積130中。基板支撐件105包括：具有支撐表面132的主體104，其中在處理期間基板被設置在該支撐表面上。主體104包含：加熱元件124和設置在其中的過熱開關128。第二電源114耦接至加熱元件124並向加熱元件124提供功率。第二電源114是交流（AC）電源，以使得能夠加熱基板支撐件105和設置在其上的基板。

加熱元件124可以是單一的設備，或者可以是設置在基板支撐件105中的多於一個元件。加熱元件124加熱基板支撐件105和設置在支撐表面132上的基板。加熱元件124是電阻性加熱器或另一種適合的加熱器。加熱元件124均勻地加熱基板支撐件105和設置在支撐表面132上的基板。

在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，基板支撐件105包括：靜電卡盤。在該實施例中，基板支撐件105包括：電極122。第三電源116耦接到電極122並向電極122提供功率。電極122向基板支撐件105提供夾持電壓，以夾持基板至支撐表面132。第三電源116亦可向設置在支撐表面132上的基板提供偏置電壓。

第三電源116可向電極122提供DC功率。在可以與上述的一或多個實施例結合的一些實施例中，第三電源116可向電極122提供交流（AC）功率。來自第三電源116的功率提供夾持電壓給電極122。電極122的夾持電壓是在約300伏特與約600伏特之間，例如約400伏特。第三電源116的頻率為約2 MHz或約13.56 MHz，以偏置設置在基板支撐件105上的基板。

射頻（RF）電源（未圖示）亦可耦接至電極122。RF電源可以使得電極的RF偏置能夠改變離子從靶材106到基板的表面上的撞擊。電極的RF偏置不會增加至施加到基板的夾持力。

系統控制器112耦接到第二電源114和第三電源116以控制其各態樣。舉例而言，系統控制器112可控制第三電源116的功率輸出和/或第二電源114的功率輸出。系統控制器112亦可耦接至處理腔室100的其他部件以控制其各態樣。舉例而言，系統控制器112可耦接至第一電源108以控制提供給靶材106的功率。

熱電偶126被設置在基板支撐件105中。熱電偶126耦接到系統控制器112。熱電偶126可被設置成與支撐表面132相鄰，以使得能夠精確地測量支撐表面132的溫度。在可以與上述的一或多個實施例結合的一些實施例中，熱電偶126可以比加熱元件124更靠近支撐表面132。此種佈置可以進一步地改善基板支撐件105和支撐表面132的溫度測量的準確性。在可以與上述的一或多個實施例結合的一些實施例中，可以在基板支撐件105中設置多於一個熱電偶126。

第三電源116和第二電源114經由卡盤控制器118分別耦接至電極122和加熱元件124。卡盤控制器118耦接至過熱開關128。卡盤控制器118包括：被配置為開啟在第二電源114與加熱元件124之間的功率供應電路的控制電路。

卡盤控制器118將來自過熱開關128的訊號與系統控制器112，以及用於控制在處理腔室100中執行的過程的軟體分開。亦即，用於加熱元件124的功率供應電路的控制與處理腔室100的其他控制訊號和控制電路分開。

在操作期間，氣體源110經由靶材106將氣體引入處理體積130。熱電偶126測量基板支撐件105的溫度。溫度測量被提供給系統控制器112。若來自熱電偶126的溫度測量值超過臨界值溫度，則系統控制器112可以調整加熱元件124的溫度。舉例而言，系統控制器112可修改由第二電源114提供給加熱元件124的功率，以調整加熱元件124的溫度。

過熱開關128被設置在基板支撐件105中。過熱開關128與主體104的其他部件(包括加熱元件124和電極122)電隔離。過熱開關128與耦接至加熱元件124和電極122的電力電纜電隔離。

過熱開關128的斷開狀態和閉合狀態回應於基板支撐件105的溫度。若基板支撐件105的溫度升高或降低到預定溫度，則過熱開關128的狀態改變。舉例而言，過熱開關128可以是速動開關，其回應於過熱開關128暴露於處在特定設定點或高於特定設定點的基板支撐件的溫度而致動或改變狀態。在另一個實例中，當基板支撐件105的溫度低於預定溫度時，過熱開關128處於第一狀態或閉合狀態（例如，作為閉合電路的狀態），並且當基板支撐件105的溫度高於預定溫度時，過熱開關128處於第二狀態或斷開狀態（例如，作為斷開電路的狀態）。

當過熱開關128改變狀態時，訊號從過熱開關128被傳送到卡盤控制器118。回應於該訊號，卡盤控制器118將加熱元件124的功率供應電路斷開。亦即，卡盤控制器118將加熱元件124與第二電源114實體地斷開。為了如此進行，卡盤控制器118可包括：繼電器，或與繼電器界面相接。

在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，當基板支撐件105返回到低於預定溫度的溫度時，過熱開關128的狀態被重置。當由於基板支撐件105的溫度高於預定溫度而導致過熱開關128的狀態改變時，可以產生錯誤訊息並將其提供給處理腔室100的操作員。

在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，一旦過熱開關128由於溫度超過預定溫度而改變狀態，則處理腔室100的軟體控制系統（未圖示）可指示已經發生錯誤。在進行基板處理之前，可能需要清除軟體控制系統中的錯誤。清除錯誤訊息確保：使得處理腔室100的操作員意識到基板支撐件105的過熱情形。以此方式，一旦重置了過熱開關128，則藉由防止過程的自動重新啟動，過熱開關128和錯誤訊息賦能對基板支撐件105的保護。

如在上文論述的，當基板支撐件105的溫度降低到低於過熱開關128的設定點（例如，預定溫度）時，過熱開關128的狀態會自動改變。類似地，當基板支撐件105的溫度增大過熱開關128的設定點時，過熱開關128的狀態會自動改變。當基板支撐件105處於或接近過熱條件時，自動地改變為過熱開關128的斷開狀態會切斷對加熱元件124的功率提供，此保護了基板支撐件105和相關電路免受損壞，並且另外地有助於減少了處理腔室100的停機時間。

通常將過熱開關128的設定點選擇為介於處理腔室100中執行的過程的處理溫度與基板支撐件105的最大操作溫度之間。基板支撐件105的最大操作溫度可為：組成基板支撐件105的材料和/或在基板支撐件105中抵抗的電路的最大安全操作溫度。藉由將加熱元件124的功率供應電路斷開，過熱開關128藉由基本上防止基板支撐件105達到最高溫度和達成過熱情況來對基板支撐件105提供保護。因此，過熱開關128基本上減少了由於過熱情況而損壞基板支撐件105的發生。

冷卻板（第1圖中未圖示）可以被設置在基板支撐件105中。過熱開關128可以被設置成與冷卻板相鄰。冷卻板可以使得過熱開關128與加熱元件124和電極122絕緣。在後文中關於第2圖和第3圖更詳細地論述了冷卻板。

背側氣體源120耦接至基板支撐件105。背側氣體源120可向基板支撐件105的支撐表面132提供氣體。來自背側氣體源120的氣體可流入在支撐表面132與設置於其上的基板之間的空間。來自背側氣體源120的氣體使得能夠控制在基板支撐件105與基板之間的熱傳遞。

第2圖是根據本揭露的一個實施例的圖示於第1圖中的基板支撐件105的放大圖。基板支撐件105包括：殼體202和卡盤主體204。卡盤主體204包括：用於在處理期間支撐基板的支撐表面218、與支撐表面218相對的底表面222；以及在支撐表面218與底表面222之間延伸的側邊234。側邊234大致上垂直於支撐表面218和底表面222。卡盤主體204的直徑大於支撐在其上的基板的直徑。

在一些實施例中，卡盤主體204包括：從側邊234側向延伸的階梯狀表面236。階梯狀表面236大致上垂直於支撐表面218。環（未圖示）可被設置在階梯狀表面236上並且圍繞卡盤主體204的至少一部分。該環可以基本上防止濺射材料沉積在卡盤主體204上。

在可與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，卡盤主體204由介電材料製成。舉例而言，卡盤主體204可以由例如為氮化鋁（AlN）或氧化鋁的陶瓷材料或另一種適合的材料製成。有利地，卡盤主體204的陶瓷材料相較於一些其他材料提供了改善的耐電漿性。

殼體202密封地耦接至卡盤主體204的底表面222，並且在其中限定內部體積230。在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，在殼體202與卡盤主體204之間形成氣密密封。

卡盤主體204包括：嵌入其中的加熱元件238。加熱元件238使得能夠加熱卡盤主體204和設置在其上的基板。加熱元件238可以是電阻性加熱器或其他適合的加熱器。作為實例，加熱元件238可以是諸如為鉬的導熱材料的網狀物。在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，加熱元件238是電阻線圈。

在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，卡盤主體204是靜電卡盤。在該實施例中，電極240被嵌入在卡盤主體204中。電極240提供夾持電壓以夾持基板至支撐表面218。在可以與上述的一或多個實施例組合的一個實施例中，電極240比加熱元件238更靠近支撐表面218，以在支撐表面218上提供對稱的夾持力。此外，更深地嵌入在卡盤主體204中的加熱元件238使得能夠改善整個支撐表面218上的熱差的減小。

穿過基板支撐件105形成氣體管226。氣體管226與基板支撐件105的主軸線同軸，並且延伸穿過耦接至基板支撐件105的桿232。氣體管226耦接至背側氣體源（例如，關於第1圖描述的背側氣體源120）。氣體管226使得來自背側氣體源的氣體能夠被引入到基板與支撐表面218之間，其中具有對於在基板上執行的過程的最小影響。

當基板支撐件105在升高位置與降低位置之間移動時，波紋管220圍繞桿232，並且保持處理腔室中的處理體積的密封(例如，關於第1圖描述的處理體積130)。在可以與上述的一或多個實施例組合的一個實施例中，基板支撐件105的內部體積230充滿了氣體。舉例而言，在內部體積230中的氣體可以是氮氣。在內部體積230中的氣體可以是緩慢的吹掃氣體(purge)。因此，在內部體積230中的氣體可大致上防止冷凝在其中形成，此可能導致電弧放電並損壞基板支撐件105。

波紋管220使得基板支撐件105能夠在處理腔室中的升高位置與下部位置之間移動，而不會允許氣體在處理體積(例如，處理體積130)與內部體積230之間流動。因此，波紋管220減少了在內部體積230中形成冷凝的情形發生。

冷卻板208被設置在基板支撐件105中與卡盤主體204的底表面222相鄰的位置。冷卻板208被定位在內部體積230內。冷卻板208被至少部分地設置在殼體202內。冷卻板208的直徑小於卡盤主體204的直徑。在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，冷卻板208的厚度在約0.5吋與約0.7吋之間，例如在約0.622吋與約0.632吋之間，例如約0.627吋。

環210被設置為與冷卻板208相鄰，而與卡盤主體204相對。環210包括：支撐冷卻板208的階梯面。一或多個彈簧212在環210上施加壓力，該等彈簧在冷卻板208上施加壓力，以將冷卻板208保持為抵靠卡盤主體204。在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，一或多個彈簧212可圍繞氣體管226而被間隔開，使得由彈簧212施加到環210的壓力圍繞環210均勻地分佈。舉例而言，一或多個彈簧212可以圍繞氣體管226對稱地設置。

導熱層206被設置在冷卻板208與卡盤主體204之間。在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，導熱層206是石墨箔。在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，導熱層206的厚度在約0.015吋與約0.05吋之間，例如約0.02吋。導熱層206改善了卡盤主體204與冷卻板208之間的熱傳遞。一或多個熱電偶126被設置在基板支撐件105中。熱電偶126被設置在環210的徑向內側。來自熱電偶的熱電偶126電纜穿過冷卻板208和桿232。

熱電偶126的電壓為約0伏特至約10伏特。熱電偶126監控卡盤主體204的溫度，並且將訊號傳送到控制器，例如關於圖1描述的系統控制器112。

如前文所述，來自熱電偶126的訊號可以被控制器使用來調整提供給加熱元件的功率，從而調整加熱元件238和卡盤主體204的溫度。背托環216被設置在一或多個熱電偶126中的每一者與卡盤主體204之間。背托環216至少部分地被導熱層206包圍。背托環216使得熱電偶126與卡盤主體204隔離，以減少由於過熱而損壞熱電偶126的情況的發生。背托環216將熱電偶126設置在內部體積230中。

在冷卻板208中與導熱層206相對地形成有凹口228。凹口228被設置於環210的徑向內側，並且被設置於一或多個熱電偶126的徑向外側。過熱開關128至少部分地設置在凹口228中。凹口228為過熱開關128提供空間，以使得過熱開關128不與殼體202接觸。亦即，凹口228的深度在過熱開關128與殼體202之間提供了間隙，從而有助於使得板支撐件105為更緊湊且成本更低的。凹口228的寬度大於過熱開關128的寬度，以在凹口228與過熱開關128之間提供間隙。

凹口228使得過熱開關128能夠被設置成接近卡盤主體204，從而由過熱開關128感測到的溫度是卡盤主體204的更精確的溫度讀數。因此，凹口228使得過熱開關128能夠對卡盤主體204的溫度變化具有更快的回應時間。此外，凹口228在過熱開關128與殼體202之間提供間隙，從而允許更為緊密和堅固的設計。

可選擇的絕緣墊224被設置在過熱開關128與凹口228之間。絕緣墊224將過熱開關128與冷卻板208、加熱元件238，以及電極240電隔離。絕緣墊224是導熱的，以使得來自卡盤主體204的熱被傳遞到過熱開關128。絕緣墊224藉由實質上減少經由過熱開關128引起的洩漏電流的發生的方式，使得能夠在保護過熱開關128的同時精確地測量卡盤主體204的溫度。有利地，絕緣墊224防止過熱開關128的不期望的充電。

過熱開關128可以經由一或多個非金屬緊固件（未圖示）安裝至冷卻板208。非金屬緊固件進一步地使得過熱開關128與冷卻板208、加熱元件238，以及電極240絕緣。在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，絕緣墊224由包含陶瓷的材料製成。

絕緣體214被設置在基板支撐件105中。絕緣體214至少部分地包圍熱電偶126和氣體管226。絕緣體214被設置在環210和過熱開關128的徑向內側。絕緣體214的至少一部分從導熱層206延伸到與環210的底表面共平面的平面。在一些實施例中，絕緣體214的至少一部分從導熱層206延伸到與環210的底表面共平面的該平面之外。

絕緣體214將用於加熱元件238的電力電纜與用於電極240的電力電纜隔離。絕緣體214亦將用於過熱開關128的低電壓控制電纜與加熱元件238和電極240的電力電纜隔離。亦即，絕緣體214實質上減少了來自加熱元件238和電極240的電源線且在過熱開關128和過熱開關128的控制電纜中的感應電流的產生。絕緣體214亦將過熱開關128與冷卻板208隔離。在可以與上述的一或多個實施例結合的一個實施例中，絕緣體214由聚醚醚酮材料製成。在可以與上述的一或多個實施例結合的其他實施例中，絕緣體214是由包含陶瓷的材料製成。在可以與上述的一或多個實施例結合的其他實施例中，絕緣體214可以由聚四氟乙烯材料製成。

在操作中，電極240向卡盤主體204提供夾持電壓，以夾持基板至基板支撐件105。加熱元件238加熱卡盤主體204和設置在其上的基板。卡盤主體204可以承受達到最大臨界值溫度的溫度，其中在該最大臨界值溫度以上，卡盤主體204被損壞。舉例而言，高於150℃的溫度可能損壞卡盤主體204和/或在其中的電路。

處理基板所處於的溫度小於卡盤主體204的臨界值溫度。過熱開關128跳脫以改變其狀態（例如，斷開加熱元件238的功率供應電路）的溫度可以在處理腔室的操作溫度與卡盤主體204的臨界值溫度之間。舉例而言，過熱開關128改變狀態以斷開加熱元件238的功率供應電路的溫度可以在約120℃與約140℃之間，例如約135℃。

第3圖是根據本揭露的一個實施例的冷卻板208的示意圖。冷卻板208包括：中央開口312、冷卻通道302、一或多個孔306、入口308，以及出口310。中央開口312穿過冷卻板208而形成。

冷卻通道302形成在冷卻板208中。冷卻通道302開始於形成在冷卻板中的入口308處。冷卻通道302相對於中央開口312對稱地蜿蜒穿過冷卻板208。冷卻通道302終止在冷卻板208於出口310處。冷卻通道302在冷卻板208的至少一個軸線上對稱地穿過冷卻板208而形成。

輪廓304描繪了過熱開關（例如，關於第2圖描述的過熱開關128）相對於冷卻通道302的位置。輪廓304被設置在形成於冷卻板中的凹口（在第3圖中未圖示）(例如，關於第2圖描述的凹口228)中。在輪廓304下方，冷卻通道302圍繞輪廓304的短軸對稱地設置。亦即，冷卻通道302在形成在冷卻板302中而在輪廓304內的一或多個孔306之間對稱。

在冷卻板208中形成一或多個孔306。緊固件(例如，帶螺紋的螺釘)可被使用以藉由一或多個孔306將過熱開關裝設至冷卻板208。絕緣體(例如，在第2圖中的絕緣體214)被設置在中央開口312中並穿過中央開口312。冷卻通道302開始於入口308處並且在中央開口312周圍對稱地蜿蜒穿過冷卻板208。冷卻通道302終止在冷卻板208於出口310處。

在操作期間，將冷卻流體提供給冷卻通道302以調節冷卻板208的溫度。冷卻流體可以從入口308流過冷卻通道而流至出口310，或者可以從出口310流過冷卻通道而流至入口308。冷卻通道302形成在冷卻板208中，以使得從冷卻板208到在冷卻通道302中的冷卻流體的熱傳遞在冷卻板208上為大致上均勻的。

第4圖是根據本揭露的一個實施例的基板支撐件105的部件的示意圖。絕緣體214和過熱開關（例如，關於第1圖和第2圖描述的過熱開關128）被設置在環210內。在環210中形成複數個凹陷402。複數個凹陷402圍繞環210徑向分佈並且彼此等距地間隔開。彈簧(例如，關於第2圖描述的一或多個彈簧212)可以延伸到每個凹陷402中以在環210上施加力。

刻口404被形成在環210中。刻口404被形成在兩個凹陷402之間。刻口404可以是在環210的內表面中的凹入的壓痕。刻口404使得能夠將過熱開關128的安裝托架436的間隙設置在環210內並與環210相鄰。

如所圖示的，絕緣體214包括：第一突起部428和與第一突起部428相對的第二突起部432。弧430連接第一突起部428和第二突起部432。壓痕434亦連接第一突起部428和第二突起部432。壓痕434形成在與弧430相對的絕緣體214中。壓痕434使得能夠在過熱開關128周圍形成間隙，從而可以將過熱開關128設置在壓痕434與在環210中的刻口之間。絕緣體214的形狀可以被修改以使得絕緣體214能夠被設置在冷卻板中的開口（例如，關於第2圖和第3圖描述的冷卻板208的中央開口312）內，並且隔離穿過其中的引線、電纜，及管道中的每一者。

穿過絕緣體214形成有複數個孔，以使得電纜和管道能夠從該複數個孔中穿過。複數個孔包含：第一孔406、第二孔408、第三孔410，及第四孔412。複數個孔亦包含：第五孔414、第六孔414、第七孔440、第八孔442，及中心孔226。

在第一突起部428中形成第一孔406和第三孔410。在第二突起部432中形成第二孔408和第四孔412。第一孔406、第二孔408、第三孔410，及第四孔412可以具有大致上相同的尺寸。用於嵌入在基板支撐件（例如，參照第2圖描述的加熱元件238）中的加熱元件的電源線（例如，電纜）可以穿過第一孔406和第二孔408。用於嵌入在基板支撐件中的電極（例如，相關於第2圖描述的電極240）的電源線可以穿過第三孔410和第四孔412。

中心孔226穿過絕緣體214的中心形成，並且與配置成耦接至氣體源（在第4圖中未圖示）的氣體管對準。第五孔和第六孔414穿過絕緣體214形成，而鄰近於中心孔226。第五孔和第六孔414在中心孔226的相對側上。中心孔226，以及第五孔和第六孔414形成在第一突起部428與第二突起部432之間和在弧430和壓痕434之間。第五孔和第六孔414被配置成使熱電偶電纜從中穿過。

穿過絕緣體214而與弧430相鄰地形成第七孔440和第八孔442。第七孔440和第八孔442使得管道416和418能夠從中穿過。管道416、418可以耦接至基板支撐件的冷卻板（在第4圖中未圖示）。在複數個孔中的每個孔可以具有與該複數個孔中的其他孔相似或不同的形狀。

在操作期間，冷卻流體可以流過管道416、418以冷卻冷卻板並從基板支撐件移除熱量。絕緣體214將穿過第一孔406、第二孔408、第三孔410、第四孔412，以及第五孔和第六孔414中的每一個的電纜隔離，以基本上避免電纜中的感應電流。絕緣體214亦使得穿過其中的電纜與環210隔離。過熱開關128藉由設置在安裝托架436中的一或多個孔中的一或多個緊固件被裝設到冷卻板上。一或多個電纜（未圖示）耦接至過熱開關128的端子420和422。電纜的路徑為從端子420和422穿過形成在凹槽214中的一或多個凹槽424和426。

第5圖是根據本揭示案的一個實施例的絕緣體214的透視圖。如前文所述，絕緣體214包含：穿過其中形成的複數個孔226、406、408、410、412，及414。凹槽424和426被形成為具有足夠的深度，以使得來自過熱開關（例如，關於第1圖和第2圖描述的過熱開關128）的電纜至少部分地凹入絕緣體214中，並且與穿過孔406和408的電源線和穿過第六孔414的電纜隔離。

在可以與上述的一或多個實施例組合的一個實施例中，突起部428和432的厚度502和絕緣體214的壓痕434大於弧430的厚度504。絕緣體214的厚度502和504的差異使得絕緣體能夠被設置在冷卻板和基板支撐件內(例如，關於第2圖描述的冷卻板208和基板支撐件105)。

在本文中描述的基板支撐件可用於在基板上執行的各種過程。舉例而言，各種過程可包括：物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、電漿蝕刻，或其變型。可以在不偏離本揭示案的範疇的情況下，針對於各種過程來修改基板支撐件的設計（形狀、部件的位置等等）。

雖然前述者係關於本揭示案的實施例，在不偏離其基本範疇，以及由後續的申請專利範圍決定的其範疇的情況下，可以設想本揭示案的其他和另外的實施例。

100:處理腔室 102:腔室主體 104:主體 105:基板支撐件 106:靶材 108:第一電源 110:氣體源 112:系統控制器 114:第二電源 116:第三電源 118:卡盤控制器 120:背側氣體源 122:電極 124:加熱元件 126:熱電偶 128:過熱開關 130:處理體積 132:支撐表面 202:殼體 204:卡盤主體 206:導熱層 208:冷卻板 210:環 212:彈簧 214:絕緣體 216:背托環 218:支撐表面 220:波紋管 222:底表面 224:可選擇的絕緣墊 226:氣體管 228:凹口 230:內部體積 232:桿 234:側邊 236:階梯狀表面 238:加熱元件 240:電極 302:冷卻通道 304:輪廓 306:孔 308:入口 310:出口 312:中央開口 402:凹陷 404:刻口 406:第一孔 408:第二孔 410:第三孔 412:第四孔 414:第五孔 416:管道 418:管道 420:端子 422:端子 424:凹槽 426:凹槽 428:第一突起部 430:弧 432:第二突起部 434:壓痕 436:安裝托架 440:第七孔 442:第八孔 502:厚度 504:厚度

為了使得可詳細地理解前文引述本揭露的特徵的方式，本揭露的更為特定的描述(在前文中簡短地概述者)可藉由參照實施例來獲得，該等實施例中的一些者被圖示於附圖中。然而，應注意到：附圖僅圖示示例性的實施例，因而不被認為是對其範疇作出限制，因為本揭露可容許其他的同等有效的實施例。

第1圖是根據本揭露的一個實施例的處理腔室的示意圖。

第2圖是根據本揭露的一個實施例的基板支撐件的放大圖。

第3圖是根據本揭露的一個實施例的冷卻板的示意圖。

第4圖是根據本揭露的一個實施例的基板支撐件的部件的示意圖。

第5圖是根據本揭露的一個實施例的絕緣體的透視圖。

為了要促進理解，在可能的情況中已經使用相同的元件符號以指定圖式共用的相同的元件。考慮到：一個實施例的元件和特徵可被有利地併入其他實施例中，而無需進一步的詳述。

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

100:處理腔室

102:腔室主體

104:主體

105:基板支撐件

106:靶材

108:第一電源

112:系統控制器

114:第二電源

116:第三電源

118:卡盤控制器

120:背側氣體源

122:電極

124:加熱元件

126:熱電偶

128:過熱開關

130:處理體積

132:支撐表面

Claims (20)

1. 一種基板支撐件，包含： 一主體，該主體具有一加熱元件；及 一過熱開關，該過熱開關設置在該基板支撐件中且可進行操作以回應於偵側到超過一預定溫度的一溫度而切換狀態。
2. 如請求項1所述之基板支撐件，進一步包含： 一冷卻板，該冷卻板具有一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面，該第一表面被設置為鄰近於該主體。
3. 如請求項2所述之基板支撐件，其中該冷卻板進一步包含： 一凹口，該凹口形成在該冷卻板的該第二表面中，該過熱開關設置在該凹口中。
4. 如請求項3所述之基板支撐件，進一步包含： 一電絕緣體，該電絕緣體被設置在該凹口與該過熱開關之間。
5. 如請求項4所述之基板支撐件，進一步包含： 一具有非導電性的緊固件，該具有非導電性的緊固件將過熱開關固定到該冷卻板上。
6. 如請求項2所述之基板支撐件，進一步包含： 一陶瓷墊，該陶瓷墊使得該過熱開關與該冷卻板電絕緣。
7. 如請求項2所述之基板支撐件，其中該主體是由一包含陶瓷的材料製成。
8. 如請求項2所述之基板支撐件，進一步包含： 一開口，該開口穿過該冷卻板形成； 一電絕緣體，該電絕緣體被設置為穿過該開口，該電絕緣體包含： 一第一孔，該第一孔具有一第一電源線，該第一電源線從該第一孔中延伸穿過並耦接到設置在該主體中的一電極； 一第二孔，該第二孔具有一第二電源線，該第二電源線從該第二孔中延伸穿過並耦接到該電極； 一第三孔，該第三孔具有一第三電源線，該第三電源線從該第三孔中延伸穿過並耦接到設置在該主體中的一加熱器； 一第四孔，該第四孔具有一第四電源線，該第四電源線從該第四孔中延伸穿過並耦接到該加熱器； 一第五孔，該第五孔具有一入口管，該入口管從該第五孔中延伸穿並耦接到該冷卻板； 一第六孔，該第六孔具有一出口管，該出口管從該第六孔中延伸穿過並耦接到該冷卻板； 一第一凹槽，該第一凹槽形成至該電絕緣體的與該主體相對的一表面中，該第一凹槽具有一第一低電壓引線，該第一低電壓引線從該第一凹槽中延伸穿過並耦接到一控制電路；及 一第二凹槽，該第二凹槽形成至該電絕緣體的與該主體相對的該表面中，該第二凹槽具有一第二低電壓引線，該第二低電壓引線從該第二凹槽中延伸穿過並耦接到該控制電路。
9. 如請求項8所述之基板支撐件，進一步包含： 一殼體，該殼體密封地耦接到該主體並與該主體限定一內部體積，該冷卻板被設置在該內部體積中；及 一桿，該桿密封地耦接到該殼體，其中該第一電源線、該第二電源線、該第三電源線，及該第四電源線、該第一低電壓引線和該第二低電壓引線，以及該入口管和該出口管的路徑為穿過該殼體。
10. 如請求項1所述之基板支撐件，進一步包含： 控制電路，該控制電路被配置為回應於該過熱開關變為一斷開狀態而斷開向該主體提供功率的一功率供應電路。
11. 如請求項10所述之基板支撐件，其中該控制電路進一步包含： 一低電壓電路部分，該低電壓電路部分耦接到該過熱開關；及 一高電壓開關，該高電壓開關被配置為回應於來自該低電壓電路部分的指示該過熱開關處於該斷開狀態的一訊號而斷開該功率供應電路。
12. 如請求項11所述之基板支撐件，進一步包含： 一控制器，該控制器耦接到該功率供應電路以控制提供給該主體的功率，該控制器與該控制電路分離。
13. 一種基板支撐件，包含： 一主體，該主體具有設置在其中的一加熱元件； 一冷卻板，該冷卻板具有一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面，該第一表面被設置為鄰近於該主體； 一凹口，該凹口形成在該冷卻板的該第二表面中； 一開口，該開口穿過該冷卻板形成； 一中央絕緣體，該中央絕緣體設置在該開口中； 一過熱開關，該過熱開關設置在該凹口中，並且可進行操作以回應於該冷卻板超過一預定溫度而切換狀態；及 一電絕緣體，該電絕緣體設置在該凹口與該過熱開關之間。
14. 如請求項13所述之基板支撐件，其中該電絕緣體是由一陶瓷材料製成，並且使得該過熱開關與該冷卻板電絕緣。
15. 如請求項13所述之基板支撐件，進一步包含： 一通道，該通道形成在該冷卻板內，該通道被配置成耦接至一流體源。
16. 如請求項15所述之基板支撐件，其中該通道大致上平行於該冷卻板的該第一表面。
17. 如請求項16所述之基板支撐件，其中該通道是圍繞穿過該冷卻板形成的一開口對稱地設置。
18. 一種基板支撐件，包含： 一主體； 一冷卻板，該冷卻板具有一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面，該第一表面被設置為鄰近於該主體； 一凹口，該凹口形成在該冷卻板的該第二表面中； 一開口，該開口穿過該冷卻板形成； 一中央絕緣體，該中央絕緣體設置在該開口中； 一過熱開關，該過熱開關設置在該凹口中，並且可進行操作以回應於該冷卻板超過一預定溫度而切換狀態； 一或多個凹槽，該等凹槽形成在該中央絕緣體中； 一或多個低電壓電纜，該等低電壓電纜耦接到該過熱開關，且至少部分地設置在該等凹槽中；及 一電絕緣體，該電絕緣體設置在該凹口與該過熱開關之間。
19. 如請求項18所述之基板支撐件，進一步包含： 控制電路，該控制電路被配置為回應於該過熱開關變為一斷開狀態而斷開向該主體提供功率的一功率供應電路；及 一控制器，該控制器耦接到該功率供應電路以控制提供給該主體的一功率，該控制器與該控制電路分離。
20. 如請求項19所述之基板支撐件，其中該控制電路進一步包含： 一低電壓電路部分，該低電壓電路部分耦接到該過熱開關；及 一高電壓開關，該高電壓開關被配置為回應於來自該低電壓電路部分的指示該過熱開關處於該斷開狀態的一訊號而斷開該功率供應電路。

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