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TWI861321B - 用於射頻環境的冷卻的基板支撐組件 - Google Patents

用於射頻環境的冷卻的基板支撐組件 Download PDF

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TWI861321B
TWI861321B TW109145235A TW109145235A TWI861321B TW I861321 B TWI861321 B TW I861321B TW 109145235 A TW109145235 A TW 109145235A TW 109145235 A TW109145235 A TW 109145235A TW I861321 B TWI861321 B TW I861321B
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維傑Ｄ 帕克
安德列亞斯 史密德
安德魯安東因 紐杰姆
史蒂芬唐納德 普勞蒂
艾拉羅 加西亞德哥羅多
馬丁 帕茲古茲曼
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

本文描述了一種基板支撐組件，包括：一設施板；一接地板，該接地板耦合至該設施板；一流體導管，該流體導管設置於該基板支撐組件內而設置穿過該設施板及該接地板；及一連接器，該連接器耦合至該接地板，該接地板容納該流體導管的一部分。該連接器包括一偏置組件及一緊固件，該緊固件設置於在該接地板中形成的一袋部中。

Description

用於射頻環境的冷卻的基板支撐組件
本揭示案的實施例一般相關於半導體腔室部件，且更特定地相關於用於高頻電場中的冷卻的基板支撐組件。
對於半導體裝置的下一代超大規模積體電路(VLSI)和超大規模積體電路(ULSI)，可靠地生產奈米和更小的特徵是關鍵的技術挑戰之一。然而，隨著電路技術極限的不斷推進，VLSI和ULSI互連技術的尺寸不斷縮小，對處理能力提出了更高的要求。在基板上可靠地形成閘極結構對於VLSI和ULSI的成功及對於增加電路密度和個別基板和晶片的品質的持續努力很重要。
為了降低製造成本，積體晶片(IC)製造商要求處理的每一矽基板都具有更高的生產量及更好的裝置良率和效能。當前開發中正在探索的用於下一代裝置的一些製造技術需要在低溫下進行處理。乾式反應離子蝕刻均勻維持在低溫下的基板，使離子能夠以減少的自發蝕刻轟擊設置在基板上的材料的面朝上表面，從而形成具有平滑、垂直側壁的溝槽。另外，可在低溫下改善蝕刻一種材料對另一種材料的選擇性。例如，隨著溫度減低，矽(Si)和二氧化矽(SiO2 )之間的選擇性呈指數增加。
操作基板支撐組件以實現低溫處理通常依賴於循環穿過基板支撐組件的冷卻劑的使用。由於導管被用於繞經同時接地和通電的基板支撐組件的冷卻劑跨接部分，冷卻劑和導管必須具有足夠的電絕緣性以防止短路。然而，絕緣性導管內的冷卻劑流可隨著時間的流逝而在管道上積聚電荷，該電荷足以在導管與基板支撐組件的接地部分之間造成電弧。此外，基板支撐組件的冷卻和加熱造成膨脹和收縮，這可能造成導管處的洩漏。電弧及/或冷卻劑洩漏可能造成或導致許多問題。
因此，需要改善的基板支撐組件。
本文描述了基板支撐組件，包括一個或更多個用於在低溫下載送流體的流體導管。流體導管經配置以減低電弧。
在一個實施例中，本文描述了一種基板支撐組件，包括：一設施板；一接地板，該接地板耦合至該設施板；一流體導管，該流體導管設置於該基板支撐組件內而設置穿過該設施板及該接地板；及一連接器，該連接器耦合至該接地板，該接地板容納該流體導管的一部分。該連接器包括一偏置組件及一緊固件，該緊固件設置於在該接地板中形成的一袋部中。
在另一實施例中，描述了一種基板支撐組件，包括：一基底組件，該基底組件用於支撐一靜電吸盤；一設施板，該設施板耦合至該基底組件；一介電板，該介電板耦合至該設施板；一接地板，該接地板耦合至該設施板；一流體導管，該流體導管設置於該基板支撐組件內而設置穿過該設施板及該接地板；及一連接器，該連接器耦合至該接地板，該接地板容納該流體導管的一部分。該連接器包括一偏置組件及一緊固件，該緊固件設置於在該接地板中形成的一袋部中。滑動密封件環繞該連接器的一主體。
在另一實施例中，本文描述了一種基板支撐組件，包括：一靜電吸盤；一基底組件，該基底組件耦合至該靜電吸盤；一設施板，該設施板耦合至該基底組件；一介電板，該介電板耦合至該設施板；一接地板，該接地板耦合至該設施板；一流體導管，該流體導管設置於該基板支撐組件內而設置穿過該設施板及該接地板；及一連接器，該連接器耦合至該接地板，該接地板容納該流體導管的一部分。該連接器包括一偏置組件及一緊固件，該緊固件設置於在該接地板中形成的一袋部中。滑動密封件環繞該連接器的一主體。
本文所述的實施例提供了一種基板支撐組件，使靜電吸盤(ESC)能夠進行低溫操作，使得設置在其上的基板維持在適用於處理的低溫處理溫度，同時將處理腔室的其他表面維持在不同的溫度。低溫處理溫度(亦即，基板溫度)意圖指代基板支撐件處小於攝氏-10度的溫度。
儘管下面在蝕刻處理腔室中描述了基板支撐組件，基板支撐組件可用在其他類型的電漿處理腔室中，例如物理氣相沉積腔室、化學氣相沉積腔室、離子注入腔室等，及其他需要維持在低溫處理溫度的處理基板的系統。然而，應注意，本文所述的基板支撐組件和腔室部件可在其他處理溫度下使用。
圖1是示例性電漿處理腔室100的橫截面示意圖，展示成配置為蝕刻腔室，具有基板支撐組件101。如上所述，基板支撐組件101可用於其他類型的電漿處理腔室中，例如電漿處理腔室、退火腔室、物理氣相沉積腔室、化學氣相沉積腔室、和離子注入腔室等，以及其他需要均勻地維持工件(例如，基板124)表面在低溫處理溫度下的能力的系統。乾式反應性離子蝕刻維持在低溫處理溫度下的基板124使離子能夠以減少的自發蝕刻轟擊設置在基板124上的材料的面朝上表面，從而形成具有平滑、垂直側壁的溝槽。例如，當離子持續轟擊低k介電材料的面朝上表面以形成具有平滑、垂直側壁的溝槽的時候，減少了離子均勻地維持在低溫處理溫度下設置在基板124上的低k介電材料的孔隙中的擴散。另外，在低溫處理溫度下，可改善蝕刻一種材料對另一種材料的選擇性。例如，隨著溫度減低，矽(Si)和二氧化矽(SiO2 )之間的選擇性呈指數增加。
電漿處理腔室100包括具有側壁104、底部106和蓋108以封閉處理區域110的腔室主體102。注射設備112耦合到腔室主體102的側壁104及/或蓋108。氣體面板114耦合到注射設備112，以允許待提供的處理氣體進入處理區域110。注射設備112可為一個或更多個噴嘴或入口端口，或替代地為噴頭。經由在腔室主體102的側壁104或底部106中形成的排放端口116，將處理氣體以及任何處理副產物從處理區域110移除。排放端口116耦合至泵送系統140，泵送系統140包括用以控制處理區域110內的真空層級的節流閥和泵。也使用泵送系統140經由排放端口116移除處理副產物。
可對處理氣體賦能以在處理區域110內形成電漿。可藉由將RF功率電容性或電感性耦合到處理氣體來對處理氣體賦能。在可與本文所述的其他實施例組合的一個實施例中，如圖1中所描繪，複數個線圈118設置在電漿處理腔室100的蓋108上方，並經由匹配電路120耦合至RF功率源122。
基板支撐組件101設置在注射設備112下方的處理區域110中。基板支撐組件101包括靜電吸盤(ESC) 103和ESC基底組件105。ESC基底組件105耦合至ESC 103和設施板107。設施板107由接地板111支撐，經配置以便於與基板支撐組件101進行電性、冷卻、加熱、和氣體連接。接地板111由處理腔室的底部106支撐。介電板109將設施板107與接地板111電絕緣。
ESC基底組件105包括流體耦合至低溫冷卻器117的基底通道115。低溫冷卻器117提供基底流體(例如製冷劑)至基底通道115，使得ESC基底組件105因此以及基板124可維持在預定的低溫下。相似地，設施板107包括流體耦合至冷卻器119的設施通道113(在圖2中進一步詳細描述)。冷卻器119提供設施流體至設施通道113，使得設施板107維持在預定溫度下。在一個範例中，基底流體將ESC基底組件105維持在小於設施板107的溫度的溫度下。
ESC 103具有支撐表面130和與支撐表面130相對的底部表面132。在可與本文描述的其他實施例組合的一個實施例中，ESC 103由陶瓷材料製成，例如氧化鋁(Al2 O3 )、氮化鋁(AlN)或其他合適的材料。替代地，ESC 103可由聚合物製成，例如聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚芳基醚酮等。
在ESC 103的底部表面132與ESC基底組件105的頂部表面134之間的介面處提供接合層133。ESC 103和ESC基底組件105選自具有實質相似的熱膨脹係數(CTE)的材料。ESC 103可由氧化鋁(Al2 O3 )或氮化鋁(AlN)製成。ESC基底組件105可由鋁(Al)、鉬(Mo)、陶瓷、或上述之組合製成。接合層133的範例材料包括銦(In)、Al、矽酮(包含Si)、全氟聚合物、或上述之組合和合金。在一個應用中，將Mo和Al的合金(約5至40%的鋁)與具有氧化鋁ESC的CTE用於ESC基底組件105。由於操作期間從約攝氏90度至約攝氏-200度的溫度下ESC 103及ESC基底組件105的CTE中的小差異，接合層133允許應力被吸收。接合層133可與陶瓷粉末混合以改善導熱性，而提供了經由傳導從ESC 103和ESC基底組件105的改善的熱傳送，而增強了ESC 103的操作。
ESC 103包括設置在ESC 103中的吸附電極126。吸附電極126可被配置為單極或雙極電極，或其他合適的佈置。吸附電極126經由RF濾波器和設施板107耦合到吸附功率源135，吸附功率源135提供DC功率以將基板124靜電固定到ESC 103的支撐表面130。RF濾波器防止利用RF功率以在電漿處理腔室100內形成電漿(未展示)，以免損壞電儀器或在腔室外部產生電危害。
ESC 103包括嵌入ESC 103中的一個或更多個電阻加熱器128。電阻加熱器128用於控制由ESC基底組件105冷卻的ESC 103的溫度，使得可維持適用於處理設置在基板支撐組件101的支撐表面130上的基板124的低溫處理溫度。電阻加熱器128經由設施板107和RF濾波器耦合到加熱器功率源136。RF濾波器防止利用RF功率以在電漿處理腔室100內形成電漿(未展示)，以免損壞電儀器或在腔室外部產生電危害。加熱器功率源136可提供500瓦或更多的功率至電阻加熱器128。加熱器功率源136包括控制器(未展示)，該控制器用於控制加熱器功率源136的操作，加熱器功率源136通常被設定以加熱基板124至預定的低溫。在可與本文描述的其他實施例組合的一個實施例中，電阻加熱器128包括複數個橫向分離的加熱區，其中控制器使電阻加熱器128的至少一個區能夠相對於位於一個或更多個其他區中的電阻加熱器128優先被加熱。例如，電阻加熱器128可同心地佈置在複數個分開的加熱區中。電阻加熱器128將基板124維持在適用於處理的低溫處理溫度下。在可與本文描述的其他實施例組合的一個實施例中，低溫處理溫度小於約攝氏-10度。例如，低溫處理溫度在約攝氏-10度至約攝氏-150度之間，包括低至約攝氏-200度。
低溫冷卻器117經由連接至基底通道115的入口254(圖2)的基底入口導管123和經由連接至基底通道115的出口256(圖2)的基底出口導管125與基底通道115流體連通，使得ESC基底組件105維持在預定的低溫下。在可與本文描述的其他實施例組合的一個實施例中，低溫冷卻器117耦合至介面盒以控制基底流體的溫度。基底流體包括在操作壓力下將液體保持於小於攝氏-50度的低溫的成分。基底流體通常是介電性或電絕緣的，使得當循環經過基板支撐組件101時，不會經由基底流體形成電路徑。合適的基底流體的非限制性範例包括氟化的熱傳送流體。低溫冷卻器117提供循環經過ESC基底組件105的基底通道115的基底流體。流經基底通道115的基底流體使ESC基底組件105能夠維持在低溫下，而有助於控制ESC 103的橫向溫度分佈，使得設置在ESC 103上的基板124均勻地維持在低溫處理溫度下。在可與本文所述的其他實施例組合的一個實施例中，低溫冷卻器117為單級冷卻器，可操作以維持低溫小於約攝氏-50度。在可與本文描述的其他實施例組合的另一實施例中，低溫冷卻器117為兩級冷卻器，利用兩級冷卻器內部的製冷劑而使得基底流體維持在小於攝氏-50度的低溫下。
冷卻器119經由連接至設施通道113的入口240(圖2)的設施入口導管127和經由連接至設施通道113的出口242(圖2)的設施出口導管129與設施通道113流體連通，使得設施板107維持在預定的環境溫度下。在可與本文描述的其他實施例組合的一個實施例中，冷卻器119耦合至介面盒以控制設施流體的溫度。設施流體可包括可將環境溫度維持於約攝氏-10度至約攝氏60度之間的材料。冷卻器119提供設施流體，設施流體經由設施板107的設施通道113循環。設施流體通常是介電性或電絕緣的，使得當循環經過基板支撐組件101時，不會經由設施流體形成電路徑。合適的設施流體的非限制性範例包括氟化的熱傳送流體。流經設施通道113的設施流體使設施板107能夠維持在預定的環境溫度下，而有助於將介電板109維持於預定的環境溫度下。
圖2是根據一實施例的示例性基板支撐組件101的示意性截面圖。基板支撐組件101經配置以使ESC 103能夠進行低溫操作，使得設置在其上的基板124維持在低溫處理溫度下。ESC 103耦合至ESC基底組件105。吸附電極126經由設置穿過設施板107的下絕緣體212及ESC基底組件105的上絕緣體214中的第一孔208的第一絕緣導線204耦合至吸附功率源135。一個或更多個電阻加熱器128經由設置穿過設施板107的下絕緣體212及ESC基底組件105的上絕緣體214中的第二孔210的第二絕緣導線206耦合到加熱器功率源136。在一些實施例中，ESC基底組件105包括上板215和下板217。在上板215和下板217之間提供隔熱件227。上板215可由Mo製成，而下板217由Al製成。在可與本文描述的其他實施例組合的一個實施例中，隔熱件227包括含有聚醯胺-醯亞胺(PAI)或聚醯亞胺(PI)的材料。
設施板107包括板部分229和壁部分230。設施板107的板部分229使用一個或更多個第一螺釘組件220耦合到ESC基底組件105，使得ESC基底組件105及設施板107之間存在真空區域222。一個或更多個第一螺釘組件220之每一者包括螺栓224，螺栓224經由偏置元件226接觸設施板107，並插入ESC基底組件105的螺紋孔228。
偏置元件226被利用以在被壓縮時產生力。合適的偏置元件226包括線圈彈簧、彈簧形式、和彈性體。在一個範例中，偏置元件226是複數個貝氏(Belleville)墊圈。藉由擰緊螺栓224來壓縮偏置元件226，使得設施板107被壓迫(亦即，預裝載)抵著ESC基底組件105。
在操作中，通常將ESC基底組件105維持在RF熱狀態中。設施板107包括壁部分230且藉由密封件232耦合至ESC 103。在可與本文所述的其他實施例組合的一個實施例中，設施板107的下絕緣體212經由密封件232維持真空區域222。藉由密封件232耦合至ESC 103的壁部分230保護ESC基底組件105的材料免於潛在的腐蝕及/或侵蝕而免於與處理氣體接觸。
真空區域222由ESC 103、ESC基底組件105、設施板107、和密封件232限定。真空區域222防止冷卻的ESC 103背側上的凝結，藉由具有與處理區域110(圖1中所展示)的壓力無關的壓力來防止處理氣體進入基板支撐組件101，並在ESC基底組件105和設施板107之間提供熱隔絕。在可與本文所述的其他實施例組合的一個實施例中，設施板107包括含鋁材料。
在設施板中加工設施板107的設施通道113並使用覆蓋238密封。在一個範例中，將覆蓋238焊接到設施板107以密封設施通道113。設施通道113的入口240與設置穿過介電板109和接地板111的入口導管244流體連通。設施通道113的出口242與設置穿過介電板109和接地板111的出口導管246流體連通。入口導管244和出口導管246具有連接到設施入口導管127的連接入口250和連接到設施出口導管129的連接出口252。在操作中，設施板107通常維持在RF熱狀態中。
ESC基底組件105的基底通道115包括與設置穿過設施板107、介電板109、和接地板111的入口導管258流體連通的入口254。基底通道115的出口256與設置穿過設施板107、介電板109、和接地板111的出口導管260流體連通。入口導管258和出口導管260設置在基板支撐組件101的真空區域222內。入口導管258和出口導管260連接到相應的介面區塊270。在可與本文所述的其他實施例組合的一個實施例中，介面區塊270由不銹鋼製成。入口導管258包括流體入口導管266和真空通道262。帶夾套的出口導管260包括流體出口導管268和真空通道264。在圖3中更詳細地描述介面區塊270。
入口導管258和出口導管260包括基底入口272、真空通道276、基底出口274、和真空通道278。基底入口272將流體入口導管266連接至基底入口導管123。基底出口274將流體出口導管268連接至基底出口導管125。真空通道276連接至與真空源284流體連通的真空導管280，且真空通道278連接至與真空源284流體連通的真空導管282。真空通道276和真空通道278都與真空區域222流體連通。將真空源284耦合到真空區域222使得欲維持在真空區域222中的壓力能夠獨立於處理區域110的壓力。在可與本文所述的其他實施例組合的一個實施例中，流體入口導管266及流體出口導管268藉由密封件232來耦合至ESC基底組件105以維持真空區域222中的壓力。
基板支撐組件101也包括一個或更多個升降銷組件286以用於容納升降銷(未展示)，該等升降銷用於將基板124升高到ESC 103的支撐表面130上方，以便於機器人傳送進出電漿處理腔室100。一個或更多個升降銷組件286之每一者包括設置穿過ESC 103、ESC基底組件105、設施板107、介電板109、和接地板111的升降銷引導件288。設置穿過ESC基底組件105的升降銷引導件288的部分290被將升降銷引導件288保持在原位的螺紋襯套292環繞。升降銷引導件288藉由密封件232耦合至ESC 103，以維持腔室真空和隔絕。在可與本文描述的其他實施例組合的一個實施例中，ESC 103包括一個或更多個氣體通路(未展示)以用於提供背側熱傳送氣體(例如，氦)至基板124的背側及ESC 103的支撐表面130。
圖3是圖2的基板支撐組件101的一部分的截面圖。介面區塊270包括連接器300，連接器300便於將流體出口導管268耦合到基板支撐組件101。特定地，連接器300將流體出口導管268的管狀構件305耦合至接地板111。雖然未詳細展示或描述，流體入口導管266包括專用介面連接(亦即，介面區塊270)、連接器(亦即，連接器300)和管狀構件(亦即，管狀構件305)，如圖3中所述。
連接器300包括主體302，主體302藉由至少一個緊固件310(例如螺釘或螺栓)耦合到接地板111。在圖3的截面圖中，僅展示了一個緊固件，但利用多達約三個緊固件將連接器300耦合至接地板111。接地板111的一部分包括在其中形成的袋部315。在圖3的截面圖中，僅展示了一個袋部，但袋部的數量等於與連接器300一起使用的緊固件的數量。耦合至緊固件310的偏置組件320位於袋部315中。偏置組件320包括彼此偏置的複數個彈簧形式325以及緊固件310和袋部315。彈簧形式325之每一者基於基板支撐組件101的溫度而壓縮和膨脹。例如，當提供製冷劑至基板支撐組件101時(例如，當冷卻基板支撐組件101時)，彈簧形式325膨脹。當未冷卻基板支撐組件101時，彈簧形式325壓縮。因此，偏置組件320(連接器300、彈簧形式325和袋部315之一者或組合)在使用期間允許連接器300相對於接地板111至少垂直(Z方向)移動。彈簧形式325之每一者可為盤形彈簧墊圈，例如貝氏墊圈。
連接器300也包括限定動態或滑動密封件335的一部分的環形袋部330。滑動密封件335也包括彈性密封件340，例如O形環。滑動密封件335在使用期間允許連接器300相對於接地板111垂直移動，並維持真空或來自環境或大氣壓力的負壓。例如，在基板支撐組件101的使用期間，沿著管狀構件305的長度在管狀構件305的外表面與連接器300、介電板109和接地板111的部分之間形成的間隙345維持在真空壓力下。相反，連接器300的外表面350與環境或大氣條件流體連通。因此，滑動密封件335包括氣密密封件以維持連接器300內和沒有連接器300時的壓力。另外，在使用期間，滑動密封件335附近的基板支撐組件101的溫度處於或接近室溫，這防止了彈性密封件340的劣化。
連接器300也藉由熱墊片360耦合到接地板111的下表面355。熱墊片360是墊形式的導熱凝膠材料。熱墊片360包括矽酮材料。連接器300也包括一個或更多個第一或下通道365和一個或更多個第二或上通道370。雖然在圖3的截面圖中僅展示了下通道365之一者和上通道370之一者，連接器300之下通道365和上通道370之每一者可具有三個、四個、或更多個。如下面將更詳細地說明的，下通道365和上通道370允許繞著管狀構件305的真空泵送。例如，藉由泵送穿過下通道365和上通道370，可經由間隙345提供負壓。
管狀構件305包括沿著管狀構件305的長度而形成的通道375以用於使製冷劑流至低溫冷卻器117。管狀構件305也包括端引導件380以及彈簧密封件385。如下方圖5中所示，管狀構件305在其兩端處包括端引導件380和彈簧密封件385。如將在圖6中更詳細地說明的，端引導件380將彈簧密封件385保持在原位及/或限制彈簧密封件385的壓縮。端引導件380的端部也防止了管狀構件305由於基板支撐組件101的徑向膨脹和收縮而導致的傾斜。例如，端引導件380允許管狀構件305在X/Y平面中橫向移動(在使用基板支撐組件101期間(例如，徑向膨脹和收縮))。端引導件380也允許真空泵送，同時將管狀構件305與連接器300和ESC 103的介面處的電弧最小化。
圖4是本文所揭露的連接器300的等距圖。連接器300包括中央開口400，中央開口400的尺寸被設成接收管狀構件305(在圖3中展示)。另外，連接器300也包括凸緣405。凸緣405包括複數個通孔410，每一通孔410經適用以接收緊固件310(如圖3中所展示)。連接器300也包括第一或上肩部415和第二或下肩部420。環形袋部330(如圖3中所展示)限定在上肩部415和下肩部420之間。
圖5是展示穿過基板支撐組件101的真空路徑500的一個實施例的示意性截面圖。真空路徑500在圖5中以箭頭展示。真空路徑500是從管狀構件305的第一端505至管狀構件305的第二端510的導電路徑。導電路徑包括經過端引導件380中或周圍的空隙空間515到間隙345的流動。在一些實施例中，管狀構件305的外表面的一部分包括套管520。套管520包括在套管520的外表面與ESC基底組件105、介電板109、和接地板111之間形成的間隙525。在一些實施例中，間隙345是第一或內通道530，且間隙525是第二或外通道535。密封件540(例如，O形環)以及滑動密封件335經由管狀構件305延伸穿過的各個層來密封導電路徑。
在一些實施例中，內通道530包括螺旋狀或螺旋形通道545，包括在管狀構件305的外表面和套管520的內表面中形成的一部分。
導電路徑也流經在套管520中形成的端口555，端口555與內通道530及/或外通道535流體連通。導電路徑也經由複數個縱向通道560延伸進入連接器300，縱向通道560與連接器300的下通道365流體連通。
如圖5中所展示，第一端505和第二端510均包括彈簧密封件385。彈簧密封件385包括由金屬材料製成的線圈彈簧，例如以軟塑膠包裹的不銹鋼。在圖7中展示彈簧密封件385的範例。同樣在圖5中展示，管狀構件305的第一端505和第二端510均包括端引導件380。
圖6A和6B分別是上端引導件600A和下端引導件600B的截面圖。上端引導件600A和下端引導件600B可用作如圖3和圖5中所述的具有管狀構件305的端引導件380。
上端引導件600A和下端引導件600B包括由金屬材料製成的管狀主體602，例如不鏽鋼。管狀主體602包括第一端605和與第一端605相對的第二端610。管狀主體602包括內部直徑615，內部直徑615的尺寸被設成接收管狀構件305的第一端505或管狀構件305的第二端510(如圖5中所展示)。管狀主體600包括內部壁620和外部壁625。在第二端610和內部壁620之間的介面處展示了錐度630。
上端引導件600A的管狀主體602在其第一端605處包括凸緣635。凸緣635從外部壁625徑向向外延伸。凸緣635包括第一表面645、側表面650、和第二表面655。第一表面645通常正交於內部壁620或外部壁625的平面。側表面650通常平行於內部壁620或外部壁625的平面。第二表面655通常平行於第一表面645。介面660將第二表面655過渡到外部壁625。
上端引導件600A的第一表面645包括接觸表面640，接觸表面640經適用以接觸ESC基底組件105(在管狀構件305的一端上)和連接器300(在管狀構件305的另一端處)。相似於上端引導件600A，下端引導件600B包括第一表面645。接觸表面640包括塗覆665。塗覆665是聚合材料，例如含氟聚合物，包括但不限於基於全氟烷氧基烷烴(PFA)的材料。
圖7是彈簧密封件385的一個實施例的示意性部分等距圖。彈簧密封件385包括密封組件700。密封組件700包括聚合物主體705，具有設置在聚合物主體705的通道715中的彈簧710。儘管圖7將密封組件700展示為面密封，本文描述的實施例可包括具有聚四氟乙烯(PTFE)作為聚合物主體705的活塞(亦即，徑向)密封或金屬密封。本文所述的密封件提供用於在約攝氏-260度至約攝氏290度之間的溫度下密封真空區域222。在可與本文描述的其他實施例組合的一個實施例中，彈簧710包括含有不銹鋼、鎳合金、鎳鉻合金、和鈷鉻鎳鉬合金的材料。密封組件700允許在低溫下密封ESC 103。密封組件700可在約攝氏-260度至約攝氏290度之間的溫度下操作。
如本文所述的端引導件380為如圖5中所述的真空路徑500提供流動。端引導件380防止了彈簧密封件385的過度壓縮(在管狀構件305的縱向(長度)方向上)，但允許管狀構件305的有限的橫向移動。然而，由於在使用期間溫度改變而導致的基板支撐組件101的徑向膨脹和收縮將造成管狀構件305傾斜或結合。傾斜或結合可能造成製冷劑流體洩漏。然而，塗覆665被用以減低ESC基底組件105和管狀構件305的匹配表面之間的摩擦，其中端引導件380位於其上。因此，在使用期間，當基板支撐組件101膨脹或收縮時，塗覆665允許管狀構件305相對於該等匹配表面滑動。另外，塗覆665是介電性的，而最小化或消除了真空路徑500中或沿著真空路徑500的電弧。
儘管前述內容針對本揭示案的範例，在不脫離本揭示案的基本範圍的情況下，可設計本揭示案的其他和進一步的範例，且本揭示案的範圍由以下請求項來決定。
100:電漿處理腔室 101:基板支撐組件 102:腔室主體 103:靜電吸盤(ESC) 104:側壁 105:ESC基底組件 106:底部 107:設施板 108:蓋 109:介電板 110:處理區域 111:接地板 112:注射設備 113:設施通道 114:氣體面板 115:基底通道 116:排放端口 117:低溫冷卻器 118:線圈 119:低溫冷卻器 120:匹配電路 122:RF功率源 123:基底入口導管 124:基板 125:基底出口導管 126:吸附電極 127:設施入口導管 128:電阻加熱器 129:設施出口導管 130:支撐表面 132:底部表面 133:接合層 134:頂部表面 135:吸附功率源 136:加熱器功率源 140:系統 204:第一絕緣導線 206:第二絕緣導線 208:第一孔 210:第二孔 212:下絕緣體 214:上絕緣體 215:上板 217:下板 220:第一螺釘組件 222:真空區域 224:螺栓 226:偏置元件 227:隔熱件 228:螺紋孔 229:板部分 230:壁部分 232:密封件 238:覆蓋 240:入口 242:出口 244:入口導管 246:出口導管 250:連接入口 252:連接出口 254:入口 256:出口 258:入口導管 260:出口導管 262:真空通道 264:真空通道 266:流體入口導管 268:流體出口導管 270:介面區塊 272:基底入口 274:基底出口 276:真空通道 278:真空通道 280:真空導管 282:真空導管 284:真空源 286:升降銷組件 288:升降銷引導件 290:部分 292:螺紋襯套 300:連接器 302:主體 305:管狀構件 310:緊固件 315:袋部 320:偏置組件 325:彈簧形式 330:環形袋部 335:密封件 340:彈性密封件 345:間隙 350:外表面 355:下表面 360:熱墊片 365:下通道 370:上通道 375:通道 380:端引導件 385:彈簧密封件 400:中央開口 405:凸緣 410:通孔 415:上肩部 420:下肩部 500:真空路徑 505:第一端 510:第二端 515:開口 520:套管 525:間隙 530:內通道 535:外通道 540:密封件 545:螺旋形通道 555:端口 560:縱向通道 600A:上端引導件 600B:下端引導件 602:主體 605:第一端 610:第二端 615:內部直徑 620:內部壁 625:外部壁 630:錐度 635:凸緣 640:接觸表面 645:第一表面 650:側表面 655:第二表面 660:介面 665:塗覆 700:密封組件 705:聚合物主體 710:彈簧 715:通道
為了可詳細地理解本揭示案的上述特徵的方式，可藉由參考實施例來對本揭示案進行更特定的描述(簡要概述如上)，其中一些圖示於附圖中。然而，應注意，附圖僅圖示了示例性實施例，因此不應視為限制其範圍，且可允許其他等效實施例。
圖1是根據一實施例的示例性電漿處理腔室的橫截面示意圖。
圖2是根據一實施例的示例性基板支撐組件的示意性截面圖。
圖3是圖2的基板支撐組件的一部分的截面圖。
圖4是如本文所揭露的連接器的等距圖。
圖5是展示穿過如本文所述的基板支撐組件的真空路徑的一個實施例的示意性截面圖。
圖6A和6B分別是上端引導件和下端引導件的截面圖，可用作具有管狀構件的端引導件，如圖3及5中所述。
圖7是彈簧密封件的一個實施例的部分等距圖。
為了便於理解，儘可能地使用相同的參考數字來標示圖式中共有的相同元件。可預期的是，一個實施例的元件和特徵可有益地併入其他實施例中，而無需進一步敘述。
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
101:基板支撐組件
103:靜電吸盤(ESC)
105:ESC基底組件
107:設施板
109:介電板
111:接地板
113:設施通道
115:基底通道
117:低溫冷卻器
119:低溫冷卻器
123:基底入口導管
124:基板
125:基底出口導管
126:吸附電極
127:設施入口導管
128:電阻加熱器
129:設施出口導管
130:支撐表面
132:底部表面
135:吸附功率源
136:加熱器功率源
204:第一絕緣導線
206:第二絕緣導線
208:第一孔
210:第二孔
212:下絕緣體
214:上絕緣體
215:上板
217:下板
220:第一螺釘組件
222:真空區域
224:螺栓
226:偏置元件
227:隔熱件
228:螺紋孔
229:板部分
230:壁部分
232:密封件
238:覆蓋
240:入口
242:出口
244:入口導管
246:出口導管
250:連接入口
252:連接出口
254:入口
256:出口
258:入口導管
260:出口導管
262:真空通道
264:真空通道
266:流體入口導管
268:流體出口導管
270:介面區塊
272:基底入口
274:基底出口
276:真空通道
278:真空通道
280:真空導管
282:真空導管
284:真空源
286:升降銷組件
288:升降銷引導件
290:部分
292:螺紋襯套

Claims (20)

  1. 一種基板支撐組件，包括：一設施板；一接地板，該接地板耦合至該設施板；一流體導管，該流體導管具有一第一端引導件及設置於一第一端處的一彈簧密封件，該流體導管設置於該基板支撐組件內，其中該流體導管進一步設置穿過該設施板及該接地板；及一連接器，該連接器耦合至容納該流體導管的一部分的該接地板的一底部表面，該第一端引導件及該彈簧密封件設置於該連接器中，該連接器包括一偏置組件及一緊固件，該緊固件設置於在該接地板中形成的一袋部中。
  2. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該偏置組件包括在該緊固件及該袋部之間耦合的複數個彈簧形式。
  3. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該連接器包括環繞該連接器的一主體的一滑動密封件。
  4. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該連接器包括在該連接器中形成的一個或更多個真空通道。
  5. 如請求項1所述之基板支撐組件，進一步包括一靜電吸盤及耦合至該設施板的一基底組件。
  6. 如請求項5所述之基板支撐組件，進一步包括一接合層，該接合層在該靜電吸盤的一底部表面及該 基底組件的一頂部表面之間的一介面處。
  7. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該連接器藉由一熱墊片來耦合至該接地板的一下表面。
  8. 如請求項1所述之基板支撐組件，進一步包括一第二端引導件，該第二端引導件設置於該流體導管的一第二端處，其中該第二端引導件包括設置於該第二端引導件上的一摩擦減低塗覆。
  9. 如請求項8所述之基板支撐組件，其中該第一端引導件包括設置於該第一端引導件上的一摩擦減低塗覆。
  10. 一種基板支撐組件，包括：一基底組件，該基底組件用於支撐一靜電吸盤；一設施板，該設施板耦合至該基底組件；一介電板，該介電板耦合至該設施板；一接地板，該接地板耦合至該設施板；一流體導管，該流體導管具有一第一端引導件及設置於一第一端處的一彈簧密封件，該流體導管設置於該基板支撐組件內，其中該流體導管進一步設置穿過該設施板及該接地板；及一連接器，該連接器耦合至容納該流體導管的一部分的該接地板的一底部表面，該第一端引導件及該彈簧密封件設置於該連接器中，該連接器包括一偏置組件及一緊固件，及一滑動密封件，該緊固件設置於在該接地板中形成的一袋部中，該滑動密封件環繞該連接器的一主 體。
  11. 如請求項10所述之基板支撐組件，進一步包括一接合層，該接合層設置於該基底組件的一頂部表面上。
  12. 如請求項10所述之基板支撐組件，其中該連接器藉由一熱墊片來耦合至該接地板的一下表面。
  13. 如請求項10所述之基板支撐組件，進一步包括一第二端引導件，該第二端引導件設置於該流體導管的一第二端處，其中該第二端引導件包括設置於該第二端引導件上的一摩擦減低塗覆。
  14. 如請求項13所述之基板支撐組件，其中該第一端引導件包括設置於該第一端引導件上的一摩擦減低塗覆。
  15. 如請求項10所述之基板支撐組件，進一步包括一套管，繞著該流體導管提供該套管。
  16. 如請求項15所述之基板支撐組件，其中該套管包括一間隙，在該套管的一外表面及該基底組件、該介電板、及該接地板之間形成該間隙。
  17. 一種基板支撐組件，包括：一靜電吸盤；一基底組件，該基底組件耦合至該靜電吸盤；一設施板，該設施板耦合至該基底組件；一介電板，該介電板耦合至該設施板；一接地板，該接地板耦合至該設施板； 一流體導管，該流體導管具有一第一端引導件及設置於一第一端處的一彈簧密封件，該流體導管設置於該基板支撐組件內，其中該流體導管進一步設置穿過該設施板及該接地板；及一連接器，該連接器耦合至容納該流體導管的一部分的該接地板的一底部表面，該第一端引導件及該彈簧密封件設置於該連接器中，該連接器包括一偏置組件及一緊固件，及一滑動密封件，該緊固件設置於在該接地板中形成的一袋部中，該滑動密封件環繞該連接器的一主體。
  18. 如請求項17所述之基板支撐組件，進一步包括一接合層，該接合層設置於該基底組件的一頂部表面上。
  19. 如請求項17所述之基板支撐組件，其中該連接器藉由一熱墊片來耦合至該接地板的一下表面。
  20. 如請求項17所述之基板支撐組件，進一步包括一第二端引導件，該第二端引導件設置於該流體導管的一第二端處，其中該第二端引導件包括設置於該第二端引導件上的一摩擦減低塗覆。
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