TWI900766B - 具快速排熱能力之高溫基座 - Google Patents

Abstract

基板支撐組件包括冷卻板，該冷卻板形成有經配置以接收傳熱流體的一或多個通道。基板支撐組件進一步包含佈置於冷卻板上的氣體分配板。氣體分配板形成有經配置以接收氣體的內部容積。基板支撐組件進一步包含佈置於氣體分配板上的加熱板。加熱板包含電阻式加熱體。基板支撐組件進一步包含佈置於加熱板上的靜電夾盤。靜電夾盤經配置以支撐處理腔室中的基板。

Description

具快速排熱能力之高溫基座

本揭示案的實施例係關於基座（例如與基板處理系統結合使用的彼等基座），且特定而言係關於用於高溫應用的基座。

在基板處理及其他電子設備處理中，使用處理腔室執行基板處理操作。控制處理腔室中的基板的溫度，以避免缺陷。

下文為本揭示案的簡單概述，其提供對本揭示案的一些態樣的基本理解。本概述並非對本揭示案的廣泛概述。本概述不預期指明本揭示案的重要或關鍵要素，亦不描述本揭示案的特定實施的任何範疇或請求項的任何範疇。其唯一目的是以簡單的形式提出本揭示案的一些概念，作為對其後所提供的更詳細描述的序言。

在揭示案的一態樣中，基板支撐組件包括冷卻板，該冷卻板形成有經配置以接收傳熱流體的一或多個通道。基板支撐組件進一步包含佈置於冷卻板上的氣體分配板。氣體分配板形成有經配置以接收氣體的內部容積。基板支撐組件進一步包含佈置於氣體分配板上的加熱板。加熱板包含電阻式加熱體。基板支撐組件進一步包含佈置於氣體加熱板上的靜電夾盤。靜電夾盤經配置以支撐處理腔室中的基板。

在揭示案的另一態樣中，系統包括佈置於處理腔室中的基板支撐組件。基板支撐組件包含冷卻板、佈置於冷卻板上的氣體分配板以及佈置於氣體分配板上的加熱板。系統進一步包括一控制器。控制器使傳熱流體流過冷卻板形成的一或多個通道。控制器進一步使氣體穿過氣體分配板流至加熱板形成的開口，並自加熱板中的開口流至基板支撐組件之上表面與佈置於基板支撐組件上之基板之間的一位置。控制器進一步使佈置於加熱板中的電阻式加熱器對加熱板加熱。

在揭示案的另一態樣中，方法包括使傳熱流體流過基板支撐組件的冷卻板形成的一或多個流體。方法進一步包括使氣體流過佈置於冷卻板上的基板支撐組件的氣體分配板，流過佈置於冷卻板上的基板支撐組件的加熱板中形成的開口，並流至基板支撐組件的上表面與基板支撐組件上的處理腔室中的基板之間的一位置。回應於處理腔室處於閒置狀態，方法進一步包括使佈置於加熱板中的電阻式加熱器對加熱板加熱。

本文描述的實施例係關於具有快速排熱能力的高溫基座（例如基板支撐組件）。高溫基座可經配置以在約攝氏300至約400度下使用。高溫基座可經配置以在處於約攝氏350至約400度下的基板處理操作（例如電漿操作）中吸收熱。

基板處理系統用於處理基板。經由機器人（例如轉移腔室機器人）將基板轉移至處理腔室中。密封處理腔室，並對基板執行基板處理操作（例如化學氣相沉積(chemical vapor deposition; CVD)、原子層沉積(atomic layer deposition; ALD)、電漿增強CVD(PECVD)、電漿增強ALD(PEALD)、蝕刻等）。在基板處理操作之前、期間及之後控制基板的溫度。不能控制基板的溫度會導致基板缺陷，基板效能不一致，良率降低等。

在習知的系統中，使用基座支撐基板，且該基座係用以嘗試控制基板的溫度。當在處理腔室中的基板上方形成電漿時，電漿耗散大量熱，並且習知的基座無法快速排熱以防止基板過熱。某些習知的基座具有加熱部件及冷卻部件，其中冷卻部件帶走由加熱部件產生的加熱能量。

本文揭示的部件、系統及方法提供具有快速排熱能力的高溫基座。

基板支撐組件（例如基座）經配置以支撐處理腔室中的（例如基板處理系統的）基板（例如玻璃、顯示器、晶圓、半導體）。基板支撐組件包含冷卻板、佈置於冷卻板上的氣體分配板以及佈置於氣體分配板上的加熱板。靜電設備佈置於加熱板上（或為其一部分）。靜電夾盤經配置以支撐基板（例如基板佈置於靜電夾盤的上表面上，靜電夾盤經由靜電力將基板固定至基板支撐組件）。

冷卻板形成接收傳熱流體的一或多個通道。氣體分配板形成有經配置以接收氣體（例如氦、氬等）的內部容積。在一些實施例中，加熱板包含電阻式加熱器（例如電熱器）。

控制器（例如耦接至基板支撐組件）決定處理腔室處於閒置狀態（例如不執行基板處理操作）還是活動狀態（例如執行基板處理操作）。在一些實施例中，控制器基於自與基板支撐組件相關的感測器（例如位置靠近基板，位置靠近靜電夾盤，位置靠近基板支撐組件的上表面）接收的溫度資料決定處理腔室處於閒置狀態還是活動狀態。回應於溫度資料滿足第一閾值溫度，控制器決定處理腔室處於閒置狀態。回應於溫度資料滿足第二閾值溫度，控制器決定處理腔室處於活動狀態。回應於決定處理腔室處於閒置狀態，控制器可使電阻式加熱器對加熱板（例如及基板）加熱。回應於決定處理腔室處於活動狀態，控制器可阻止電阻式加熱器對加熱板加熱，並且在一些實施例中使傳熱流體流過冷卻板以冷卻基板。在一些實施例中，控制器使傳熱流體不斷流過冷卻板。氣體分配板提供冷卻板與加熱板之間的緩衝器（例如溫度梯度、阻熱塞）。在一些實施例中，電阻式加熱器與傳熱流體之間的溫度梯度為約攝氏50至約200度。在一些實施例中，電阻式加熱器與傳熱流體之間的溫度梯度為約攝氏50至約100度。在一些實施例中，傳熱流體處於約攝氏200至約300度，加熱板處於約攝氏300至約400度。

相比於習知的解決方案，本文揭示的部件、系統及方法有優點。相比於經配置以在低溫下使用的習知解決方案，本揭示案的基板支撐組件經配置以在高溫（例如約攝氏300至約400度）下使用。相比於不將基板加熱至高溫且在基板處理操作中不維持（冷卻）基板的溫度的習知解決方案，本揭示案的基板支撐組件經配置以將基板加熱至一高溫（例如約攝氏300至約400度），並且在基板處理操作期間將基板維持於該高溫（例如將基板冷卻至基本上相同的溫度）。相比於習知的解決方案，本揭示案的基板支撐組件可更精確地控制基板溫度（例如在基板處理操作之前、期間及之後控制在攝氏10度以內，提高基板溫度均勻性並改良基板溫度控制）。本揭示案的基板支撐組件提供冷卻板與加熱板之間的緩衝（例如阻熱塞），使得傳熱流體可處於較低的溫度（例如更有效，能量消耗更少），不帶走加熱板中的電阻式加熱器提供的加熱能量。相比於習知的解決方案，本揭示案的基板支撐組件具有較少的基板缺陷、更一致的基板效能、更高的良率等。

雖然本揭示案的一些實施例描述使用加熱板中的電阻式加熱器（例如電熱器），在其他實施例中，加熱板中可使用一或多種其他類型的加熱器，例如傳熱流體、固態冷凍機（例如帕耳帖裝置、帕耳帖加熱器、帕耳帖熱泵、熱電池組、熱電熱泵等）及/或類似者中之一或多者。

第1圖圖示根據某些實施例的基板支撐組件100。在一些實施例中，基板支撐組件100包括靜電夾盤、真空夾盤、基座、工件支撐表面及/或類似者中之一或多者。在一些實施例中，基板支撐組件100將基板夾緊至基座體110的上表面（例如使與基座體110的接觸更牢固、更均勻等）。基板可指晶圓、半導體、玻璃、玻璃基板、電子裝置、玻璃裝置、顯示裝置及/或類似者。

在一些實施例中，將基板支撐組件100佈置於處理腔室中，例如電漿處理腔室、退火腔室、物理氣相沉積(physical vapor deposition; PVD)腔室、化學氣相沉積(CVD)腔室、離子植入腔室、蝕刻腔室、沉積腔室（例如原子層沉積(ALD)腔室、化學氣相沉積(CVD)腔室、物理氣相沉積(PVD)腔室及/或其電漿增強(plasma enhanced; PE)版本，如PEALD、PECVD、PEPVD等）、退火腔室或類似者。在一些實施例中，處理腔室具有高密度電漿(high density plasma; HDP)源，其具有高溫（例如高於攝氏350度），向基板提供大量熱。習知大量熱提高基板溫度，導致基板出現問題（例如導致玻璃上的裝置出現問題）。為精確控制基板溫度，包含電阻式加熱器及傳熱流體（例如高溫傳熱流體）的基板支撐組件100（例如基座體110）用於加熱基板，且用於自電漿源去除大量熱（例如將基板維持於恆定的溫度），以維持基板的設定溫度。

基板支撐組件100可有加熱及冷卻功能，並且能在高溫下運行（例如由諸如電阻式加熱器122的內部加熱器引起）並且在短時間內排出大量外部熱（例如由流動冷卻劑引起）。可使用基板支撐組件（例如基座）支撐基板且控制其溫度。當在基板上方形成電漿時，電漿可耗散大量熱。基板支撐組件快速排出熱以防止基板過熱。本揭示案可將加熱元件（例如電阻式加熱器122）及傳熱流體通道（例如通道142）組合為一主體（例如基座體110）。可在電阻式加熱器122與通道142之間佈置氣體分配板130（例如氦分配層(helium distribution layer; HDL)）以節省能量。氣體分配板130可分配氣流，使得基板160與基板支撐組件100的頂表面之間的氣體壓力均勻（例如氣體分配板130將氣體均勻分配至基板160的背側），並且氣體分配板130可用作電阻式加熱器122與傳熱流體（例如冷卻劑）之間的阻熱塞，以防止傳熱流體流動帶走電阻式加熱器122的加熱能量（例如氣體分配板130在通道142與電阻式加熱器122之間產生閾值溫度差，可使用更可靠的低溫冷卻劑，使用較小的加熱功率以維持溫度差）。電阻式加熱器122及傳熱流體可將基板160維持於約攝氏200至約400度，並且在發生基板處理操作（例如射頻(radio frequency; RF)、電漿等）時允許快速排熱。可將加熱元件（例如電阻式加熱器122）佈置於靠近基板支撐組件100的頂表面，並且可將通道142佈置於靠近基板支撐組件100的底表面（例如其間有氣體分配板130）。

氣體分配板130可增大電阻式加熱器122與通道142之間的距離，以提供阻熱塞。氣體分配板130可為基本上空心的，以減少穿過氣體分配板130的固體材料的導熱量。電阻式加熱器122與氣體分配板130之間的加熱板120的材料可側向分配熱。氣體分配板130允許電阻式加熱器122與通道142中的傳熱流體之間有更大的溫度差。較低溫度的傳熱流體更有效，且使用更少的能量。在處理腔室的閒置狀態期間使用小的加熱功率，並且基板支撐組件100在處理腔室處於活動狀態（例如RF為打開的）之後的幾秒內排出熱。

在一些實施例中，傳熱流體不斷流過通道142（例如在處理腔室的活動狀態及閒置狀態下流動，可能不使用傳熱流體的關斷閥）以對溫度的變化作出更快的反應。在一些實施例中，傳熱流體在處理腔室的活動狀態期間流過通道142，並且在處理腔室的閒置狀態期間不流過通道142（例如使用傳熱流體的關斷閥），以在閒置狀態下節約能量。在一些實施例中，在處理腔室的活動狀態之前（例如當製程配方開始時）使傳熱流體流過通道142。

基板支撐組件100包括基座體110。基板支撐組件100可包括基座（例如靜電夾盤（ESC或E夾盤）基座），該基座包含基座體110。基座體110包含電阻式加熱器122（例如電阻式加熱器、電阻加熱器等），基座體110形成接收氣體的內部容積132，並且基座體110形成接收傳熱流體的通道142（例如加熱及/或冷卻通道）。將內部容積132佈置於通道142上方。將電阻式加熱器122佈置於內部容積132上方。內部容積132是通道142中之傳熱流體提供之冷卻與電阻式加熱器122之間的緩衝器（例如阻熱塞）。

在一些實施例中，基座體110具有一或多個板，並且該等板中之每一者包含加熱器122、內部容積132或通道142中之一或多者。在一些實施例中，加熱板120包含電阻式加熱器，氣體分配板130形成接收氣體的內部容積132，並且冷卻板形成接收傳熱流體的通道142。在一些實施例中，加熱板120為頂板，氣體分配板130為中間板，而冷卻板140為底板（例如頂板在中間板上，而中間板在底板上）。

在一些實施例中，傳熱流體是合成的有機傳熱介質。在一些實施例中，傳熱流體可在閉式強制循環傳熱系統中以液相使用。在一些實施例中，傳熱流體可在工作範圍（例如約攝氏-5至約400度）內使用，同時保持壓力。在一些實施例中，傳熱流體在大氣壓下具有高於約攝氏350至約400度的沸騰範圍。在一些實施例中，使用的傳熱流體不在壁上留下沉積物。在一些實施例中，傳熱流體在約攝氏20度時具有液態、透明的外觀。在一些實施例中，傳熱流體中的氯小於約百萬分之10。在一些實施例中，傳熱流體在約攝氏20度時具有每毫升約1.0至約1.1（約1.04至約1.05）公克的密度。在一些實施例中，傳熱流體在約攝氏20度時具有每秒約42至約52平方毫米的黏度。在一些實施例中，傳熱流體與石墨、聚四氟乙烯(PTFE)及含氟彈性體相容。在一些實施例中，可將傳熱流體加熱至約攝氏350至約400度。在一些實施例中，可將傳熱流體加熱至約攝氏200至約400度之間的溫度。在一些實施例中，可將傳熱流體加熱至約攝氏200至約300度之間的溫度。在一些實施例中，可將傳熱流體加熱至約攝氏300至約400度之間的溫度。在一些實施例中，傳熱流體經配置以在基板處理期間將基座體110維持於約攝氏10度的範圍內。在一些實施例中，基板支撐組件100（例如基座體110）除傳熱流體外包含一或多個電阻式加熱器122，以控制基板的溫度。

在一些實施例中，基板支撐組件100（例如基座體110）在加熱板120上包含靜電夾盤150。在一些實施例中，靜電夾盤150經配置以支撐基板160。

在一些實施例中，將基板佈置（例如固定或靜電固定）於基板支撐組件100（例如基座體110）上（例如經由靜電夾盤150）。在一些實施例中，回應於處理腔室處於閒置狀態（例如不執行基板處理操作），基板支撐組件100經由電阻式加熱器122將基板溫度維持於預定溫度（例如約攝氏200至約350度的預定溫度）的正或負十度內，並且回應於處理腔室處於活動狀態（例如執行基板處理操作、RF打開、電漿處理等），基板支撐組件100經由通道142中的傳熱流體將基板維持於預定溫度的正或負十度內。基板支撐組件100經配置以在基板處理操作期間自電漿源排熱（例如自基板排熱）。

在一些實施例中，加熱板120與氣體分配板130相互耦接（例如接合、扣緊、熔接、黏著等）。在一些實施例中，氣體分配板130與冷卻板140相互耦接（例如接合、扣緊、熔接、黏著等）。在一些實施例中，氣體分配板的下表面及冷卻板140的上表面（例如平坦上表面）的至少一部分形成內部容積132。在一些實施例中，將冷卻板140的上表面的至少一部分固定（例如接合、扣緊、熔接等）至氣體分配二板130的下表面的至少一部分（例如周邊部分、內部部分等）。在一些實施例中，冷卻板140的上表面及氣體分配板的下表面（例如平坦上表面）形成內部容積132（例如相互固定）。在一些實施例中，冷卻板140的上表面及氣體分配板的下表面（例如平坦上表面）形成內部容積132（例如相互固定）。在一些實施例中，氣體分配板130的上表面及加熱板120的下表面形成內部容積132（例如相互固定）。

在一些實施例中，基座體110的至少一部分由金屬基材及陶瓷製成。金屬基材可為鋁基材、鎂基材、鈦基材、鈷基材、鈷鎳合金基材中之一或多者。陶瓷可為碳化矽、碳纖維、硼絲、鋁等中之一或多者。陶瓷可為顆粒、纖維、絲及/或類似者。在一些實施例中，基座體110為約70%體積的陶瓷及約30%體積的金屬。在一些實施例中，基座體110有至少約40%體積的陶瓷（例如至少約50%體積的陶瓷顆粒）。在一些實施例中，藉由將強化材料（例如陶瓷顆粒）分散於金屬基材中來形成基座體110。在一些實施例中，塗佈強化材料（例如用鎳或硼化鈦塗佈碳纖維），以防止與金屬基材發生化學反應。金屬基材可為整塊的材料，其中嵌入有強化材料。

在一些實施例中，靜電夾盤150包含塗層（例如電漿噴塗、靜電夾盤層、氧化鋁、一或多種介電材料等。）塗層可為靜電夾盤150的上表面。塗層118可保護基座體110不進行基板處理操作。在一些實施例中，冷卻板140、氣體分配板130、加熱板120、靜電夾盤150及塗層118的對應的熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion; CTE)在彼此的閾值範圍內（例如約10%、約5%或約1%）。

在一些實施例中，將氣體分配板130（例如氦分配板）固定（例如經由諸如螺釘、螺栓等的扣件扣緊）至基座體110的部件（例如冷卻板140）。氣體分配板130包含內部容積132（例如通道）。氣體（例如氦、氬等）流過內部容積。基座體110中的孔（例如開口、通道）（例如塗層中的孔、加熱板120中的孔、靜電夾盤150中的孔）與內部容積132的一或多個部分對準。氣體穿過內部容積132及孔流至基座體110上方的位置（例如基板160下方的位置）。氣體分配板130可經由孔119將氣體基本上均勻地分配至基板下的不同位置。基板支撐組件100（例如靜電夾盤150）可使用電壓將基板160固定至基座體110。流過內部容積132及孔的氣體提供的壓力可小於將基板160固定至基座體110的靜電夾盤的電壓提供的壓力。在一些實施例中，氣體分配板130的至少一部分包含在基板處理期間防止腐蝕的塗層（例如電漿噴塗、氧化鋁、介電材料等）。

在一些實施例中，基板支撐組件100包括基座軸170。將基座軸170佈置於冷卻板140下方。在一些實施例中，基座軸170的至少一部分包含在基板處理期間防止腐蝕的塗層（例如電漿噴塗、氧化鋁、介電材料）。在一些實施例中，靜電夾盤150、加熱板120、氣體分配板130、冷卻板140及/或基座軸170的至少一部分（例如外部部分）包含在基板處理期間防止腐蝕的塗層（例如電漿噴塗、氧化鋁、介電材料）。

傳熱流體經配置以經由基座軸170中的供應通道流至基座體110中的通道142，並且自基座體110中的通道142流至基座軸170中的返回通道。傳熱流體可按每分鐘約50至約150公升流過供應通道、通道142及返回通道。傳熱流體可處於約攝氏300至約400度之間的溫度。在一些實施例中，基座軸170形成供應通道及返回通道。在一些實施例中，供應管形成供應通道，並且返回管形成返回通道。使供應及返回管路由穿過基座軸170的內部容積。

在一些實施例中，基板支撐組件100包含歧管（例如高溫傳熱流體歧管）。傳熱流體可自傳熱流體供應處（例如傳熱流體源、泵、閥等）流過供應通道，流過歧管中的第一通道，流過通道142，流過歧管中的第二通道，流過返回通道。可處理（例如加熱、冷卻、過濾、提高流率、泵等）來自返回通道的傳熱流體，並將其提供至供應通道。可將歧管固定（例如扣緊、接合等）至基座體110（例如冷卻板140）。在一些實施例中，將歧管固定至冷卻板140、氣體分配板130及/或基座軸170中之一或多者。

氣體（例如氦、氬等）經配置以經由基座軸170中的氣體通道流至氣體分配板130中的內部容積132，並經由基座軸110（例如加熱板120、靜電夾盤150等）中的孔流至基板160下方的位置。在一些實施例中，基座軸170形成氣體通道。在一些實施例中，氣體管形成氣體通道。使氣體通道路由穿過基座軸170的內部容積。

在一些實施例中，供應通道及返回通道中之每一者有約0.5至約1.5吋（例如約1吋）的內徑，並且氣體通道有約0.2至約0.3吋（例如約0.25吋）的內徑。

處理腔室可用於執行提高處理腔室中之溫度的基板處理操作。基板支撐組件100可將基座體110加熱至高於室溫且低於基板處理操作的溫度的一溫度。在一些實例中，基板處理操作在高於基座體110的溫度的一溫度下進行。舉例而言，基板處理操作可高於攝氏350度，並且電阻式加熱器122可將基座體110加熱至約攝氏350度。在處理腔室的閒置狀態（例如不執行基板處理操作）期間，電阻式加熱器122可將基板加熱至約攝氏300至約400度的一溫度（例如約攝氏350度）。在處理腔室的活動狀態（例如執行基板處理操作）期間，通道142中的傳熱流體可將基板冷卻至約攝氏300至約400度的一溫度（例如約攝氏350度）。

在一些實施例中，控制器109控制基板支撐組件100、處理腔室、機器人、一或多個控制閥及/或基板處理系統的各種態樣。控制器109是及/或包括計算裝置，例如個人電腦、伺服器電腦、可程式化邏輯控制器(programmable logic controller; PLC)、微控制器等。控制器109包括一或多個處理裝置，在一些實施例中，該等處理裝置為通用處理裝置，例如微處理器、中央處理單元或類似者。更特定而言，在一些實施例中，處理裝置是複雜指令集計算(complex instruction set computing; CISC)微處理器、精簡指令集計算(reduced instruction set computing; RISC)微處理器、極長指令字(very long instruction word; VLIW)微處理器或執行其他指令集的處理器或實施指令集組合的處理器。在一些實施例中，處理裝置是一或多個專用處理裝置，例如特定應用積體電路(application specific integrated; ASIC)、現場可程式閘陣列(field programmable gate array; FPGA)、數位訊號處理器(digital signal processor; DSP)、網路處理器或類似者。在一些實施例中，控制器109可包括資料儲存裝置（例如一或多個磁碟機及/或固態驅動機）、主記憶體、靜態記憶體、網路介面及/或其他部件。在一些實施例中，控制器109執行指令以執行本文描述的方法或製程中之任一或多者。將指令儲存於電腦可讀儲存媒體中，電腦可讀儲存媒體包括主記憶體、靜態記憶體、輔助儲存器及/或處理裝置（在執行指令期間）。在一些實施例中，使用控制器109控制基板支撐組件100的一或多個參數（例如溫度、壓力、流率、電壓等）。控制器109自與基板支撐組件100相關聯的一或多個感測器接收感測器資料。

在一些實施例中，一或多個感測器向控制器109提供感測器資料。感測器可包含熱電偶感測器、熱感測器、溫度感測器、壓力感測器、流率感測器、電壓感測器及/或類似者中之一或多者。

在一些實施例中，控制器109自感測器（例如熱電偶、熱感測器、溫度感測器）接收與基板的溫度（例如基座體110的溫度）相關的感測器資料。回應於基板的溫度達到第一閾值溫度（例如高於約攝氏350度），控制器109阻止電阻式加熱器122對加熱板120加熱，並使傳熱流體流過通道142以冷卻基板。回應於溫度達到第二閾值溫度（例如低於約攝氏350度），控制器109使電阻式加熱器122對加熱板120加熱以加熱基板。在一些實施例中，控制器109在處理腔室的閒置狀態及活動狀態期間使（例如藉由致動流體耦接至基板支撐組件的關斷閥）傳熱流體流過通道142。在一些實施例中，控制器109在處理腔室的活動狀態期間使（例如藉由致動關斷閥）傳熱流體流過通道142，並且控制器109在處理腔室的閒置狀態期間阻止（藉由致動關斷閥）傳熱流體流過通道142。

在一些實施例中，控制器109自感測器（例如壓力感測器、流率感測器等）接收與氣體分配板130相關的氣體壓力相關的感測器資料。在一些實施例中，感測器資料與氣體入口（例如基座軸170中的氣體通道的）相關。在一些實施例中，感測器資料與內部容積132相關聯。在一些實施例中，感測器資料與佈置於基座體110上的基板160下的一位置相關聯。控制器109可將氣體控制於閾值壓力值。在一些實施例中，控制器109接收與將基板160固定於基座體110的靜電夾緊力相關聯的壓力值。在一些實施例中，基於壓力資料（例如靜電夾緊力）決定氣體的閾值壓力值。

在一些實施例中，系統包含基板支撐組件100、控制器109、一或多個感測器、一或多個流體溫度調整裝置（例如流體加熱器、流體冷卻器等）及一或多個流率調整裝置（例如泵、閥、再循環泵等）。

回應於致動（例如打開、由控制器109致動）基板處理設備及/或回應於控制器109接收指示處理腔室達到第一閾值溫度（例如在閒置狀態下低於攝氏350度）的感測器資料（例如溫度資料），控制器109使電阻式加熱器122對加熱板120加熱。

回應於致動（例如打開、由控制器109致動）基板處理設備及/或回應於控制器109接收指示處理腔室達到第二閾值溫度（例如在活動狀態下高於攝氏350度）的感測器資料（例如溫度資料），控制器109使得流率調整裝置（例如泵、再循環泵等）使傳熱流體流過供應通道、通道142及返回通道。

在一些實施例中，控制器109進一步使得流體溫度調整裝置（例如加熱器、冷卻器、冷凝器等）進行傳熱流體的溫度調整（例如使加熱器將再循環傳熱流體加熱至約攝氏200與約400度之間的溫度）。

回應於將基板160置於基板支撐組件100上及/或回應於致動基板處理設備，控制器109使得流率調整裝置（例如閥、泵）使氣體（例如氦）穿過氣體通道、內部容積132及穿過孔流至基板支撐組件100的上表面（例如基板下）。

控制器藉由控制電阻式加熱器122及/或通道142中的傳熱流體控制基板的溫度，以在閒置狀態期間加熱基板並在活動狀態期間冷卻基板。控制器109可將基板的溫度控制於正或負十度內（例如約攝氏340至約360度）。

第2A圖至第2C圖圖示根據某些實施例的基板支撐組件（例如第1圖的基板支撐組件100、第1圖的基座體110）的部件。第2A圖圖示加熱板220（例如第1圖的加熱板120）的截面圖，第2B圖圖示氣體分配板230（例如第1圖的氣體分配板）的視圖（例如底視圖），並且第2C圖圖示冷卻板240（例如第1圖的冷卻板140）的截面圖。具有與第1圖中彼等者類似的元件符號的第2A圖至第2C圖的特徵可具有與第1圖中彼等者類似或相同的功能及/或結構。

參考第2A圖，加熱板220具有一或多個電阻式加熱器222。在一些實施例中，控制器（例如第1圖的控制器109）基於來自一或多個感測器（例如熱電偶）的溫度資料統一及/或單獨控制電阻式加熱器222。加熱板220具有在加熱板220的上表面與下表面之間延伸的一或多個孔224（例如通道、開口）。孔224經配置以使氣體（例如氦、氬等）自氣體分配板230的內部容積232通向基板與基板支撐組件的上表面之間的一位置。

參考第2B圖，氣體分配板230的下表面可形成接收氣體（例如氦、氬等）的一或多個內部容積232。可將氣體分配板230的上表面（例如平坦上表面）固定（例如接合）至加熱板220的下表面（例如平坦下表面）。可將氣體分配板230的下表面的至少一部分固定（例如扣緊）至冷卻板240的上表面（例如平坦上表面）。在一些實施例中，冷卻板240的上表面及氣體分配板230的下表面包圍內部容積232（例如氣體分配板230提供內部容積232的上表面，並且冷卻板240提供內部容積232的下表面）。

一或多個轉接器（例如氣體捲流入口）可經配置以將內部容積232耦接至基座軸（例如第1圖的基座軸170）的氣體通道。內部容積232與基座體中的孔224對準，以向基板下的一位置提供氣體。

在一些實施例中，氣體分配板230包含上部結構234、周邊結構236、內部結構238及一或多個支撐結構239。上部結構234、周邊結構236、內部結構238及支撐結構239可為一次連續的部件（例如藉由模製及/或藉由移除材料形成）。上部結構234可有平坦上表面（例如經配置以固定至加熱板220的底表面），且可有耦接（例如為其組成部分、與其接合）至周邊結構236、內部結構238及支撐結構239的底表面。內部結構238可耦接至基座軸中的氣體通道，並可向內部容積232提供氣體。可由上部結構234在頂部、由周邊結構236在側面、由內部結構238在中間及由冷卻板240的上表面在底部密封內部容積232隔離環境。支撐結構239可在周邊結構236與內部結構238之間部分地延伸。周邊結構236、內部結構238及/或一或多個支撐結構239可自上部結構234延伸至冷卻板240的上表面（例如回應於氣體分配板230耦接至冷卻板240）。支撐結構239防止氣體分配板230變形（例如防止內部容積232的高度變化）。

氣體分配板230經配置以分配氣體，以在靜電夾盤與基板之間提供基本上均勻的氣體壓力（例如不同位置的氣體壓力在+/-10%、+/-5%及/或類似者內）。

氣體分配板（例如上部結構234的）的固態面積（例如周邊結構236、內部結構238及支撐結構239的面積）佔總面積的比可達10%或達5%。

例如第2C圖，冷卻板240形成一或多個通道242，通道242在處理腔室的活動狀態期間接收傳熱流體以冷卻基座體（例如第1圖的基座體110）及佈置於基座體上的基板。

第3A圖至第3C圖圖示根據某些實施例的基板支撐組件（例如第1圖的基板支撐組件100）的部件。第3A圖為基座軸370（例如第1圖的基座軸170）的側視圖，第3B圖為基座軸370的底視圖，並且第4C圖為無基座軸370的基板支撐組件300的側視圖。與其他圖中的特徵具有相似元件符號的特徵可包含相同或類似的結構及/或功能性。

基座軸370包括細長的下部及帶凸緣的上部。帶凸緣的上部經配置以固定（例如扣緊）至冷卻板（例如第2C圖的冷卻板240、第1圖的冷卻板140）。將氣體分配板330（例如第2B圖的氣體分配板230、第1圖的氣體分配板130）佈置於冷卻板340上，並且將加熱板320（例如第2A圖的加熱板220、第1圖的加熱板120）佈置於氣體分配板330上。可將靜電夾盤350（例如第1圖的靜電夾盤150）佈置於加熱板320上。

將供應通道372、返回通道374及氣體通道376佈置於基座軸370中。在一些實施例中，藉由路由穿過基座軸370的管道形成供應通道372、返回通道374及氣體通道376。

第4圖圖示根據某些實施例的基板支撐組件的使用方法400。在一些實施例中，控制器（例如第1圖的控制器109）執行方法400的操作中之一或多者。雖然按特定的順序或次序展示，但除非另外說明，可修改製程的次序。由此，應僅將所說明的實施例理解為實例，可按不同的次序執行所說明的製程，並且可平行執行一些製程。另外，在各個實施例中可省略一或多個製程。由此，不是每個實施例都需要所有製程。

參考第4圖的方法400，在方塊402，使氣體（例如氦、氬等）穿過基座軸中的氣體通道，穿過氣體分配板的內部容積，穿過冷卻板及靜電夾盤中的孔流至基板下的一位置。控制器可經由流率調整裝置（例如泵、閥等）提供氣流。氣體在基板的下表面上提供壓力。在一些實施例中，將基板的周邊部分基本上與基座體密封，使氣體基本上封在基板下。控制器可基於感測器資料（例如壓力感測器資料、流率資料等）提供氣流。控制器可使基板下的氣體壓力小於基座體的檢查壓力（例如靜電夾緊壓力）。

在一些實施例中，在方塊404，接收與佈置於基板支撐組件上的基板相關的感測器資料。在一些實施例中，感測器資料與基板及/或基座體的溫度相關。控制器可自溫度感測器（例如熱電偶）接收感測器資料。

在方塊406，決定處理腔室處於閒置狀態（例如基於感測器資料）。在一些實施例中，回應於決定基板及/或基座體的溫度達到第一閾值溫度（例如約攝氏350度或更低），控制器可決定處理腔室處於閒置狀態（例如不執行基板處理操作）。在一些實施例中，控制器接收指示處理腔室不在執行基板處理操作的資料。在一些實施例中，控制器控制處理腔室。

在方塊408，回應於處理腔室處於閒置狀態，使佈置於加熱板中的電阻式加熱器對加熱板加熱（例如使得加熱佈置於基座體上的基板。）在閒置狀態期間，電阻式加熱器使加熱板具有低於基板處理操作溫度（例如約攝氏350至400度之間）的溫度（例如約攝氏350度），以將基板加熱至相比於室溫更接近基板處理操作溫度的溫度（例如約攝氏350度）並保持於該溫度。

在一些實施例中，在將基板置於基座體上之前，可將基座體加熱（例如經由電阻式加熱器）至約攝氏300與約400度之間的溫度（例如約攝氏350度）。回應於將基板置於基座體上，將基板加熱至約攝氏300與約400度之間的溫度（例如約攝氏350度）（例如經由自基座體進行熱傳導）。

在方塊410，決定處理腔室處於活動狀態（例如基於感測器資料）。控制器可基於與基板及/或基座體的溫度相關的感測器資料決定處理腔室處於活動狀態。控制器可接收指示處理腔室在執行基板處理操作的資料。控制器可具有指示處理腔室何時執行基板處理操作的資料。控制器可使處理腔室執行基板處理操作。

在方塊412，回應於處理腔室處於活動狀態，阻止電阻式加熱器對加熱板加熱。在一些實施例中，加熱板包含多個電阻式加熱器（例如形成熱區）。控制器可使某些電阻式加熱器加熱至某一溫度（例如處於某一電壓），並可基於與基座體上不同位置相關的感測器資料阻止某些電阻式加熱器對加熱板加熱。

在方塊414，回應於處理腔室處於活動狀態，使傳熱流體流過基座體形成的通道（例如冷卻板形成的通道）以冷卻基板。控制器可經由流體溫度調整裝置（例如冷卻器、冷凝器）對流過基座體的通道的傳熱流體進行溫度調整（例如冷卻），以冷卻基板。控制器可經由流率調整裝置（例如泵、再循環泵及/或閥）使傳熱流體（例如以每分鐘約70公升）流過基座體，以將基座體冷卻至約攝氏300與約400度之間的溫度（例如約攝氏350度）。控制器可使處於較低溫（例如約攝氏300至約350度）的傳熱流體流過基座體。傳熱流體可自基板處理操作吸收額外的熱，以將基板（例如及基座體）維持於基座體上基板的閒置溫度（例如約攝氏350度）的閾值溫度（例如正或負攝氏10度）。

在一些實施例中，控制器在處理腔室的活動狀態及閒置狀態下使傳熱流體流過通道。

在一些實施例中，執行方法400的操作中之每一者，同時維持處理腔室中的密封環境。在一些實施例中，基於基板處理操作的溫度調整傳熱流體、基座體及/或基板的預定溫度。在一些實施例中，對於傳熱流體、基座體及/或與對應基板處理操作相關的基板的每一預定溫度，在對應基板處理操作之前、期間及之後將傳熱流體、基座體及/或基板的溫度維持於閾值溫度（例如正或負攝氏10度）。

除非另外具體說明，諸如「使」、「決定」、「加熱」、「冷卻」、「流動」、「接收」、「傳送」、「產生」或類似者的術語係指由電腦系統執行或實施的動作或過程，該等電腦系統操控在電腦系統暫存器及記憶體中表示為物理（電子）量的資料，且將其轉化為在電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存、傳輸或顯示裝置中類似地表示為物理量的資料。而且，本文使用的術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等用作標籤，區分不同的元件，不具有與其數字符號相關的順序意義。

本文所描述的實例亦與用於執行本文所描述方法的裝置相關。在一些實施例中，特別構造此裝置以用於執行本文所描述的方法，或此裝置包括通用電腦系統，該通用電腦系統由儲存於電腦系統中的電腦程式選擇性程式化。在一些實施例中，此類電腦程式儲存於電腦可讀的有形儲存媒體中。

本文所描述的方法及說明性實例與任何特定的電腦或其他裝置無固定的相關性。根據本文所描述的教示可使用各個通用系統，或可構造更專用的裝置以執行本文所描述的方法及/或其個別的功能、常式、子常式或操作。以上描述闡述用於多種此等系統的結構的實例。

前面的描述闡述大量特定細節，例如特定系統、部件、方法等的實例，從而很好地理解本揭示案的若干實施例。然而，對於熟習此項技術者將顯而易見的是，可在無此等特定細節的情況下實踐本揭示案的至少一些實施例。在其他情況下，不詳細地描述已知的部件或方法，用簡單的方塊圖格式剔除已知的部件或方法，以便避免不必要地模糊本揭示案。由此，所闡述的特定細節僅為例示性的。特定的實施方式可不同於該些例示性細節，仍在本揭示案的範疇內。

本文使用的術語「上方」、「下」、「之間」、「佈置於」、「支撐」及「上」係指一材料層或部件相對於其他層或部件的相對位置。舉例而言，佈置於一層上、上方或下的另一層可與另一層直接接觸或可有一或多個中介層。此外，佈置於兩個層之間的一層可與該兩個層直接接觸或可有一或多個中介層。類似而言，除非另外明確說明，否則佈置於兩個特徵之間的一特徵可與相鄰的特徵直接接觸或可有一或多個中介層。

在整個本說明書中指「一個實施例」(one embodiment)或「一實施例」(an embodiment)意謂至少一個實施例中包括結合實施例描述的特定特徵、結構或特性。由此，片語「在一個實施例中」(in one embodiment)或「在一實施例中」(in an embodiment)的在整個本說明書中各處出現不一定指本揭示案的同一實施例。另外，術語「或(or)」意謂包括包含性「或」而非排他性「或」。當本文使用術語「約」或「近似」時，其意謂所提出的標稱值的精確度在±10%內。

雖然以特定次序展示且描述本文方法的操作，但可更改每一方法的操作次序，使得按相反的次序執行某些操作，使得某些操作至少部分地與其他操作同時執行。在另一實施例中，按間歇及/或交替的方式進行不同操作的指令或子操作。

應理解以上描述意欲為說明性的，不具有限制性。閱讀並理解以上描述後，熟習此項技術者將理解許多其他實施例。因此應參考所附的請求項以及此等請求項所授權的等效物的全部範疇來決定本揭示案的範疇。

100:基板支撐組件 109:控制器 110:基座體 120:加熱板 122:電阻式加熱器 130:氣體分配板 132:內部容積 140:冷卻板 142:通道 150:靜電夾盤 160:基板 170:基座軸 220:加熱板 222:電阻式加熱器 224:孔 230:氣體分配板 232:內部容積 234:上部結構 236:周邊結構 238:內部結構 239:支撐結構 240:冷卻板 242:通道 300:基板支撐組件 320:加熱板 330:氣體分配板 340:冷卻板 350:靜電夾盤 370:基座軸 372:供應通道 374:返回通道 376:氣體通道 400:方法 402:方塊 404:方塊 406:方塊 408:方塊 410:方塊 412:方塊 414:方塊

藉由實例說明本揭示案，且不受附圖的限制，附圖中相同的符號表示相似的要素。應指出本揭示案中對「一」(an)或「一個」(one)實施例的不同提及不一定指相同的實施例，且此等提及意謂至少一個。

第1圖圖示根據某些實施例的基板支撐組件。

第2A圖至第2C圖圖示根據某些實施例的基板支撐組件的部件。

第3A圖至第3C圖圖示根據某些實施例的基板支撐組件的部件。

第4圖圖示根據某些實施例的基板支撐組件的使用方法。

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:基板支撐組件 109:控制器 110:基座體 120:加熱板 122:電阻式加熱器 130:氣體分配板 132:內部容積 140:冷卻板 142:通道 150:靜電夾盤 160:基板 170:基座軸

Claims (18)

1. 一種基板支撐組件，其包含：一冷卻板，其形成經配置以接收傳熱流體的一或多個通道；一氣體分配板，佈置於該冷卻板上，其中該氣體分配板形成經配置以接收一氣體的一內部容積；一加熱板，佈置於該氣體分配板上，其中該加熱板包含一電阻式加熱器；及一靜電夾盤，佈置於該加熱板上，其中該靜電夾盤經配置以支撐一處理腔室中的一基板，其中該電阻式加熱器在該處理腔室的一閒置狀態期間將該基板支撐組件加熱至約攝氏300至約400度，其中該傳熱流體在該處理腔室的一活動狀態期間將該基板支撐組件冷卻至約攝氏300至約400度。
2. 如請求項1所述之基板支撐組件，其進一步包含佈置於該冷卻板下的一軸，其中該氣體經配置以穿過該軸中的一氣體通道流至該氣體分配板的該內部容積，穿過形成於該加熱板中的開口及該靜電夾盤流至該基板與該靜電夾盤之間的一位置。
3. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該傳熱流體可在約攝氏200至約攝氏300度下以冷卻該基板支撐組件。
4. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該電阻式加熱器可將該加熱板加熱至約攝氏300至約攝氏400度。
5. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該氣體分配板經配置以分配該氣體，以在該靜電夾盤與該基板之間提供基本上均勻的氣體壓力。
6. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該靜電夾盤包含一塗層，其中該冷卻板、該氣體分配板、該加熱板、該靜電夾盤及該塗層的一對應的熱膨脹係數(CTE)在彼此的一閾值範圍內。
7. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該氣體分配板的固體面積與總面積的一比高達約百分之十。
8. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該傳熱流體可在該處理腔室的一閒置狀態期間及該處理腔室的一活動狀態期間流過該一或多個通道。
9. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該基板支撐組件流體地耦接至一關斷閥，其中該關斷閥經配置以被致動，以在該處理腔室的一活動狀態期間提供該傳熱流體穿過該一或多個通道的流動，並且在該處理腔室的一閒置狀態期間防止該傳熱流體穿過該一或多個通道的該流動。
10. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該基板支撐組件在該處理腔室的一閒置狀態期間及該處理腔室的一活動狀態期間將該基板維持於一基本上恆定的溫度。
11. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中該氣體分配板可在該電阻式加熱器與該傳熱流體之間提供約攝氏50至約200度的一溫度梯度。
12. 一種基板處理系統，其包含：佈置於一處理腔室中的一基板支撐組件，該基板支撐組件包含一冷卻板、佈置於該冷卻板上的一氣體分配板以及佈置於該氣體分配板上的一加熱板；及一控制器，其：使傳熱流體流過該冷卻板形成的一或多個通道；使氣體穿過該氣體分配板流至該加熱板形成的開口，並自該加熱板中的該等開口流至該基板支撐組件之一上表面與佈置於該基板支撐組件上之一基板之間的一位置；使佈置於該加熱板中的一電阻式加熱器對該加熱板加熱；決定該處理腔室處於一閒置狀態還是一活動狀態；以及回應於決定該處理腔室處於該活動狀態，阻止該電阻式加熱器對該加熱板加熱，且回應於決定該處理腔室處於該閒置狀態，使該電阻式加熱器對該加熱板加熱。
13. 如請求項12所述之系統，其中該控制器進一步在該處理腔室的一閒置狀態期間及該處理腔室的一活動狀態期間使該傳熱流體流過該一或多個通道。
14. 如請求項12所述之系統，其進一步包含流體地耦接至該基板支撐組件的一關斷閥，其中該控制器進一步致動該關斷閥，以在該處理腔室的一活動狀態期間提供該傳熱流體穿過該一或多個通道的流動，並且在該處理腔室的一閒置狀態期間防止該傳熱流體穿過該一或多個通道的該流動。
15. 一種基板處理方法，其包含以下步驟：使傳熱流體流過一基板支撐組件的一冷卻板形成的一或多個通道；使氣體流過佈置於該冷卻板上的該基板支撐組件的一氣體分配板，流過佈置於該冷卻板上的該基板支撐組件的一加熱板中形成的開口，並流至該基板支撐組件的一上表面與該基板支撐組件上的一處理腔室中的一基板之間的一位置；及回應於該處理腔室處於一閒置狀態，使佈置於該加熱板中的一電阻式加熱器對該加熱板加熱。
16. 如請求項15所述之方法，其中回應於該處理腔室處於一活動狀態使該傳熱流體流過該一或多個通道。
17. 如請求項15所述之方法，其進一步包含以下步驟：回應於該處理腔室處於一活動狀態阻止該電阻式加熱器對該加熱板加熱。
18. 如請求項15所述之方法，其進一步包含以下步驟：自與該加熱板相關的一感測器接收溫度資料；及基於該溫度資料決定該處理腔室處於該閒置狀態還是一活動狀態。