CN112970100A - 低温静电吸盘 - Google Patents

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Abstract

本文所述实施例涉及一种基板支撑组件，所述基板支撑组件实现静电吸盘(ESC)的低温操作，使得设置在静电吸盘(ESC)上的基板被维持在适用于处理的低温处理温度，同时将处理腔室的其他表面维持在不同的温度。基板支撑组件包含：静电吸盘(ESC)，耦合至ESC的ESC底座组件，ESC底座组件具有设置在ESC底座组件中的底座通道，以及具有设置在设施板中的设施通道的设施板。设施板包含板部分和壁部分。板部分耦合至ESC底座组件并且壁部分使用密封组件耦合至ESC。真空区域由ESC、ESC底座组件、设施板的板部分、设施板的壁部分、以及密封组件来限定。

Description

低温静电吸盘
背景技术
技术领域
本公开的实施例总体上涉及半导体制造，并且更具体地涉及能够实现静电吸盘(ESC)的低温操作的基板支撑组件。
相关技术说明
可靠地生产纳米和更小的特征是半导体装置的下一代超大规模集成(VLSI)和特大规模集成(ULSI)的关键技术挑战之一。然而，随着电路技术的极限被推动，VLSI和ULSI互连技术的缩小的尺寸对处理能力提出了额外的要求。在基板上可靠地形成闸极结构对于VLSI和ULSI的成功以及对提高电路密度和个体基板和管芯的质量的持续努力是重要的。
为了降低制造成本，集成芯片(IC)制造商要求所处理的每个硅基板具有更高的生产量以及更好的装置良率和性能。当前开发中正在探索的用于下一代装置的一些制造技术需要在低温下进行处理。干式反应性离子蚀刻均匀地维持在低温下的基板，使得离子能够以减少的自发蚀刻轰击设置在基板上的材料的面朝上的表面，从而形成具有光滑、垂直侧壁的沟槽。另外，可在低温下改善蚀刻一种材料相对于另一种材料的选择性。例如，随着温度降低，硅(Si)与二氧化硅(SiO2)之间的选择性指数地增加。
因此，需要一种适于在低温情况下使用的改进的基板支撑组件。
发明内容
在一个实施例中，提供一种基板支撑组件。基板支撑组件包含：静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与支撑表面相对的底部表面。ESC具有设置在ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器。ESC底座组件耦合至ESC，ESC底座组件具有设置在ESC底座组件中的底座通道。设施板具有设置在设施板中的设施通道。设施板包含板部分和壁部分。板部分耦合至ESC底座组件并且壁部分使用密封组件耦合至ESC。真空区域由ESC、ESC底座组件、设施板的板部分、设施板的壁部分、以及密封组件来限定。
在另一实施例中，提供一种基板支撑组件。基板支撑组件包含：静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与支撑表面相对的底部表面。ESC具有设置在ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器。ESC底座组件耦合至ESC，ESC底座组件具有设置在ESC底座组件中的底座通道。底座通道具有与穿过设施板、耦合至设施板的绝缘体板、以及耦合至绝缘体板的接地板设置的带夹套的底座入口管流体连通的底座入口。底座通道具有与穿过设施板、绝缘体板、以及接地板设置的带夹套的底座出口管流体连通的底座出口。设施板包含板部分和壁部分。板部分使用一个或多个第一螺钉组件耦合至ESC底座组件，并且壁部分使用密封组件耦合至ESC。设施板具有设置在设施板中的设施通道。密封组件包含聚四氟乙烯(PTFE)主体，聚四氟乙烯(PTFE)主体具有设置在聚四氟乙烯(PTFE)主体中的螺旋弹簧。真空区域由ESC、ESC底座组件、设施板的板部分、设施板的壁部分、以及密封组件来限定。
在又另一实施例中，提供一种处理腔室。处理腔室包含：腔室主体，所述腔室主体具有限定处理区域的壁和盖。基板支撑组件设置在处理区域中。基板支撑组件包含：静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与支撑表面相对的底部表面。ESC具有设置在ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器。ESC底座组件耦合至ESC，ESC底座组件具有设置在ESC底座组件中的底座通道。设施板具有设置在设施板中的设施通道。设施板包含板部分和壁部分。板部分耦合至ESC底座组件并且壁部分使用密封组件耦合至ESC。真空区域由ESC、ESC底座组件、设施板的板部分、设施板的壁部分、以及密封组件来限定。
附图说明
为了可详细地理解本公开的上述特征的方式，可通过参考实施例来获得以上简要概述的本公开的更具体的描述，所述实施例中的一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出了示例性实施例，并且因此不应被认为是对其范围的限制，并且可允许其他等效实施例。
图1是根据实施例的示例性等离子体处理腔室的横截面示意图。
图2A和图2B是根据实施例的示例性基板支撑组件的横截面示意图。
图2C是根据实施例的螺钉组件的示意图。
图3是根据实施例的密封组件的示意图。
图4A-图4D是根据实施例的ESC底座组件的横截面示意图。
图4E是根据实施例的示例性基板支撑组件的周边部分的横截面示意图。
图5A-图5C是根据实施例的示例性基板支撑组件的横截面示意图。
图5D是根据实施例的低温光学探针组件的横截面示意图。
为了便于理解，在可能的情况下使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。可预期的是，一个实施例的元件和特征可被有益地并入其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
本文所述的实施例提供了一种基板支撑组件，所述基板支撑组件能够实现静电吸盘(ESC)的低温操作，使得设置在静电吸盘(ESC)上的基板维持在适于处理的低温处理温度下，同时处理腔室的其他表面维持在不同的温度下。低温处理温度(即，基板温度)旨在指低于-20摄氏度的温度。
尽管下文在蚀刻处理腔室中描述基板支撑组件，但基板支撑组件可用在其他类型的等离子体处理腔室(诸如物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室、离子注入腔室等)以及处理需要将基板维持在低温处理温度的其他***中。
图1是具有基板支撑组件101的示出为配置成蚀刻腔室的示例性等离子体处理腔室100的横截面示意图。基板支撑组件101可用于其他类型的等离子体处理腔室(例如，等离子体处理腔室、退火腔室、物理气相沉积腔室、化学气相沉积腔室、以及离子注入腔室等)以及期望将表面或工件(诸如基板124)均匀地维持在低温处理温度下的能力的其他***中。干式反应性离子蚀刻被维持在低温处理温度的基板124，使得离子能够以减少的自发蚀刻轰击设置在基板124上的材料的面向上的表面，从而形成具有光滑、垂直侧壁的沟槽。例如，减少了离子在设置在被均匀地维持在低温处理温度下的基板124上的低介电常数介电材料的孔隙中的扩散，同时离子继续轰击低介电常数介电材料的面向上的表面以形成具有光滑、垂直侧壁的沟槽。另外，在低温处理温度下，可改善蚀刻一种材料相对于另一种材料的选择性。例如，随着温度降低，硅(Si)与二氧化硅(SiO2)之间的选择性指数地增加。
等离子体处理腔室100包含腔室主体102，腔室主体102具有侧壁104、底部106和盖108以封围处理区域110。注射设备112耦合到腔室主体102的侧壁104和/或盖108。气体面板114耦合至注射设备112以允许将工艺气体提供到处理区域110中。注射设备112可为一个或多个喷嘴或入口端口，或替代地为喷头。通过在腔室主体102的侧壁104或底部106中形成的排气端口116从处理区域110移除工艺气体以及任何处理副产物。排气端口116耦合至泵送***140，泵送***140包含用于控制处理区域110内真空水平的节流阀和泵。
可激励工艺气体以在处理区域110内形成等离子体。可通过将RF功率电容性地或电感性地耦合到工艺气体来激励工艺气体。在可与本文所述的其他实施例组合的实施例中，如图1中所描绘，多个线圈118设置在等离子体处理腔室100的盖108上方并通过匹配电路120耦合至RF功率源122。
基板支撑组件101设置在注射设备112下方的处理区域110中。基板支撑组件101包含ESC 103和ESC底座组件105。ESC底座组件105耦合至ESC 103和设施板107。由接地板111支撑的设施板107被配置成促进与基板支撑组件101的电气、冷却、加热和气体连接。接地板111由处理腔室的底部106支撑。绝缘体板109使设施板107与接地板111绝缘。
ESC底座组件105包含耦合至低温冷却器117的底座通道416(在图4A-图4D中示出)。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，低温冷却器117经由连接到底座通道416的入口254(在图2A和图2B中示出)的底座入口管道123和经由连接到底座通道416的出口256(在图2A和图2B中示出)的底座出口管道125与底座通道416流体连通，使得ESC底座组件105维持在预定的低温。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，低温冷却器117耦合至接口盒以控制底座流体的流率。底座流体可包含可维持低于-50摄氏度的低温的材料。低温冷却器117提供底座流体，所述底座流体通过ESC底座组件105的底座通道416循环。流过底座通道416的底座流体使得ESC底座组件105能够被维持在低温，这有助于控制ESC 103的侧向温度分布，使得设置在ESC 103上的基板124被均匀地维持在低温处理温度。在可在本文描述的其他实施例中组合的一个实施例中，低温冷却器117是可操作以将低温维持在低于约-50摄氏度的单级冷却器。在可在本文描述的其他实施例中组合的另一实施例中，低温冷却器117是两级冷却器，所述两级冷却器利用两级冷却器内部的制冷剂，使得底座流体被维持在低于-50摄氏度的低温。
设施板107包含耦合至冷却器119的设施通道234(在图2A和图2B中示出)。冷却器119经由连接至设施通道234的入口240(在图2A和图2B中示出)和经由连接至设施通道234的出口242(在图2A和图2B中示出)与设施通道234流体连通，使得设施板107被维持在预定的环境温度。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，低温冷却器117耦合至接口盒以控制设施流体的流率。设施流体可包含可维持在约-10摄氏度到约60摄氏度之间的环境温度的材料。冷却器119提供通过设施板107的设施通道234循环的设施流体。流过设施通道234的设施流体使得设施板107能够被维持在预定的环境温度，这有助于将绝缘体板109维持在预定的环境温度。
ESC 103具有支撑表面130和与支撑表面130相对的底部表面132。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，ESC 103由陶瓷材料制成，所述陶瓷材料诸如氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或其他合适的材料。替代地，ESC 103可由聚合物制成，所述聚合物诸如聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳基醚酮等。
ESC 103包含设置在ESC 103中的吸附电极126。吸附电极126可被配置为单极或双极电极，或其他合适的布置。吸附电极126通过RF滤波器和设施板107耦合到吸附电源134，吸附电源134提供DC功率以将基板124静电固定到ESC 103的支撑表面130。RF滤波器防止用于在等离子体处理腔室100内形成等离子体(未示出)的RF功率损坏电气装备或在腔室外部造成电气危害。
ESC 103包含嵌入在ESC 103中的一个或多个电阻式加热器128。电阻式加热器128用于将ESC 103的温度升高至适于处理设置在支撑表面130上的基板124的低温处理温度。电阻式加热器128通过设施板107和RF滤波器耦合至加热器电源136。RF滤波器防止用于在等离子体处理腔室100内形成等离子体(未示出)的RF功率损坏电气装备或在腔室外部造成电气危害。加热器电源136可向电阻式加热器128提供500瓦或更多的功率。加热器电源136包含用于控制加热器电源136的操作的控制器(未示出)，所述加热器电源136的操作通常被设置为将基板124加热至预定的低温。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，电阻式加热器128包含多个侧向分离的加热区，其中控制器使得电阻式加热器128的至少一个区能够相对于位于其他区中的一个或多个区中的电阻式加热器128被优先加热。例如，电阻式加热器128可同心地布置在多个分离的加热区中。电阻式加热器128将基板124维持在适于处理的低温处理温度。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，低温处理温度低于约-20摄氏度。例如，低温处理温度在约-20摄氏度到约-150摄氏度之间。
基板支撑组件101可包含设置在基板支撑组件101中的一个或多个探针。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，一个或多个低温光学探针组件500(在图5A-图5D中示出)与探针控制器138耦合。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，低温光学探针512中的每一个的探针尖端516设置在ESC 103的表面中(如图5B中所示)或在ESC 103的表面处(如图5A中所示)以确定ESC 103的温度。在可与本文描述的其他实施例组合的另一实施例中，低温光学探针512中的每一个的探针尖端516设置在ESC底座组件105中(如图5C中所示)，以基于ESC底座组件105的温度来校准基板的温度。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，低温光学探针组件500中的每一个对应于电阻式加热器128的多个侧向分离的加热区中的区，其中低温光学探针测量ESC 103的每个区的温度。探针控制器138耦合到加热器电源136，使得电阻式加热器128的每个区基于温度测量值被独立地加热以使ESC103的侧向温度分布基本上均匀，从而使设置在ESC 103上的基板124被均匀地维持在低温处理温度。
图2A和图2B是示例性基板支撑组件101的横截面示意图，示例性基板支撑组件101实现ESC 103的低温操作，使得设置在ESC 103上的基板124被维持在低温处理温度。ESC103耦合至ESC底座组件105。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，使用接合层202将ESC 103固定至ESC底座组件105。接合层202可包含有机或无机材料。在可与本文描述的其他实施例组合的一些实施例中，接合层202可包含环氧树脂或金属材料。吸附电极126经由第一绝缘线204耦合至吸附电源134，穿过设施板107的下绝缘体212和ESC底座组件105的上绝缘体214中的第一孔208来设置第一绝缘线204。一个或多个电阻式加热器128经由第二绝缘线206耦合至加热器电源136，穿过设施板107的下绝缘体212和ESC底座组件105的上绝缘体214中的第二孔210来设置第二绝缘线206。
设施板107包含板部分229和壁部分230。使用一个或多个第一螺钉组件220将ESC底座组件105的板部分229耦合至设施板107，使得ESC底座组件105与设施板107之间存在真空区域222。一个或多个第一螺钉组件220中的每一者包含螺栓224，螺栓224穿过与设施板107接触的热中断227、一个或多个贝氏弹簧垫圈(Belleville washer)226、以及设施板107并***ESC底座组件105的螺纹孔洞228。热中断227与设施板107接触以提供与被维持在低温的ESC底座组件105的热隔离。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，热中断227包含含有聚酰胺-酰亚胺(PAI)或聚酰亚胺(PI)的材料。预先装载一个或多个贝氏弹簧垫圈226和螺栓224，使得设施板107被迫抵靠ESC底座组件105。在一些实施例中，如图2C中所示，螺钉覆盖件261在螺栓224之上耦合到设施板107，使得在一个或多个第一螺钉组件220中的每一者之间维持真空绝缘区域263。螺钉覆盖件261通过O形环267耦合到设施板107，以维持真空绝缘区域263中的压力并使一个或多个第一螺钉组件220中的每一者与设施板107热绝缘。
设施板107包含通过密封组件232耦合至ESC 103的壁部分230。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，设施板107的下绝缘体212经由密封组件232来维持真空区域222。通过密封组件232耦合到ESC的壁保护ESC底座组件105的材料免于潜在地与工艺气体接触而剥落。由ESC103、ESC底座组件105、设施板107和密封组件232来限定真空区域222。真空区域222防止冷却板背侧上的凝结，通过具有独立于处理区域110的压力的压力来防止工艺气体进入基板支撑组件101，并在ESC底座组件105与设施板107之间提供热隔离。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，设施板107包含含铝材料。
设施板107的设施通道234在设施板中被机加工并与覆盖件238焊接。设施通道234的入口240与穿过绝缘体板109和接地板111设置的入口管244流体连通。设施通道234的出口242与穿过绝缘体板109和接地板111设置的出口管246流体连通。入口管244和出口管246连接到具有连接入口250和连接出口252的连接248，连接入口250连接到设施入口管道127，连接出口252连接到设施出口管道129。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，连接248、入口管244和出口管246可包含绝缘材料，诸如含有陶瓷的材料。
在图4A-图4D中更详细地描述的ESC底座组件105的底座通道416包含底座通道416的入口254，入口254与穿过设施板107、绝缘体板109和接地板111设置的带夹套的入口管258流体连通。底座通道416的出口256与穿过设施板107、绝缘体板109和接地板111设置的带夹套的出口管260流体连通。带夹套的入口管258和带夹套的出口管260连接到接口块270。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，接口块270、带夹套的入口管258和带夹套的出口管260包含绝缘材料，诸如含有陶瓷的材料。带夹套的入口管258包含流体入口通道266和真空通道262。带夹套的出口管260包含流体出口通道268和真空通道264。接口块270包含底座入口272、真空通道276、底座出口274和真空通道278。底座入口272连接到底座入口管道123，并且底座出口274连接到底座出口管道125。真空通道276连接到与真空源284流体连通的真空管道280，并且真空通道278连接到与真空源284流体连通的真空管道282。将真空源284耦合到真空区域222使得能够在真空区域222中维持独立于处理区域110的压力的压力。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，流体入口通道266和流体出口通道268通过密封组件232耦合至ESC底座组件105，以维持真空区域222中的压力。
基板支撑组件101还包含用于容纳升降杆(未示出)的一个或多个升降杆组件286，以用于将基板124升高到ESC 103的支撑表面130上方，以便于自动地传送进出等离子体处理腔室100。一个或多个升降杆组件286中的每一者包含穿过ESC 103、ESC底座组件105、设施板107、绝缘体板109和接地板111设置的升降杆导引件288。穿过ESC底座组件105设置的升降杆导引件288的部分290被将升降杆导引件288保持在适当位置的螺纹衬套292包围。升降杆导引件288通过密封组件232耦合至ESC 103，以维持腔室真空和绝缘真空分离。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，ESC 103包含一个或多个气体通路以用于将背侧传热气体(诸如，氦)提供给在基板124与ESC 103的支撑表面130之间限定的间隙空间。穿过ESC 103、ESC底座组件105、设施板107、绝缘体板109和接地板111来设置一个或多个气体通路中的每一者。一个或多个气体通路中的每一者通过密封组件232耦合至ESC 103，以维持真空区域222中的压力。
如图2B中所示，设施板107包含设置在绝缘体板109与设施板107之间的凹陷部分296和密封件294。耦合至设施板107的绝缘体板109的表面205是与设施板107共形的。凹陷部分296和绝缘体板109提供了设施板107的减小的厚度201和绝缘体板109的增加的厚度203。设施板107的减小的厚度201和绝缘体板109的增加的厚度203减小了穿过设施板107的下绝缘体212中的第一孔208设置的第一绝缘线204的长度和穿过绝缘体板109设置的线204的长度。减小穿过第一孔208设置的第一绝缘线204的长度减少了RF热设施板107的第一孔208中的来自通过吸附电源134提供给第一绝缘线204的电压的电弧电位。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，绝缘体板109的外部部分269包含与绝缘体板109的内部部分271的材料不同的材料。外部部分269可包含含有氧化铝(AlO2)的材料，并且绝缘体板109的内部部分271可包含含有聚苯乙烯的材料。
图3是根据实施例的密封组件232的示意图。尽管图3将密封组件232示出为面密封件，本文所述的实施例可包含具有聚四氟乙烯(PTFE)主体的活塞(即，径向)密封件或金属密封件。本文所述的密封件提供用于在约-260摄氏度至约290摄氏度之间的温度下密封真空区域222。如图3中所示，密封组件232包含PTFE主体302，PTFE主体302具有设置在PTFE主体302中的弹簧304。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，弹簧304包含含有不锈钢、镍合金、镍铬合金和钴铬镍钼合金的材料。密封组件232允许在低温下密封ESC103。可在约-260摄氏度至约290摄氏度之间的温度下操作具有设置在PTFE主体302中的弹簧的PTFE主体302。
图4A和图4B是ESC底座组件105的横截面示意图，ESC底座组件105具有耦合到底座通道板404的ESC底座402。ESC底座402包含与ESC103的热膨胀系数基本上匹配的材料。ESC底座402可包含含有钼或碳纤维的材料。在可与本文描述的其他实施例组合的一个实施例中，底座通道板404由含铝材料组成。底座通道板404包含ESC底座组件105的底座通道416。底座通道416在底座通道板404中被机加工并与覆盖件420接合、焊接或铜焊。底座通道416的入口254与带夹套的入口管258流体连通，并且底座通道416的出口256与带夹套的出口管260流体连通。ESC底座402经由一个或多个第二螺钉组件408耦合到底座通道板404。在一个实施例中，如图4A中所示，使用在ESC底座402与底座通道板404之间的导热垫片406将ESC底座402耦合到底座通道板404，以维持ESC底座402与底座通道板404之间的限定的热导率。在另一实施例中，如图4B中所示，不包含导热垫片406。一个或多个第二螺钉组件408中的每一者包含螺栓410，螺栓410穿过一个或多个贝氏弹簧垫圈412和ESC底座402并***ESC底座402的螺纹孔洞414。预先装载一个或多个贝氏弹簧垫圈412和螺栓410，使得底座通道板404被迫抵靠ESC底座402。
图4C是具有ESC底座402的ESC底座组件105的横截面示意图，ESC底座402具有底座通道416。ESC底座402包含含有钼或碳纤维的材料，以基本上匹配ESC 103的热膨胀系数。底座通道416在ESC底座402中被机加工并与覆盖件420接合、焊接或铜焊。底座通道416的入口254与带夹套的入口管258流体连通，并且底座通道416的出口256与带夹套的出口管260流体连通。
图4D是具有ESC底座402的ESC底座组件105的横截面示意图，ESC底座402具有底座通道416。ESC底座402包含含有钼或碳纤维的材料，以基本上匹配ESC 103的热膨胀系数。底座通道416是设置在ESC底座402中机加工的空间424中的线圈。底座通道416的入口254与带夹套的入口管258流体连通，并且底座通道416的出口256与带夹套的出口管260流体连通。
图4E是图2B的基板支撑组件101的周边部分的横截面示意图。ESC底座402包含暴露于真空区域222的凹槽426。凹槽426包含设置在凹槽426中的RF垫片428。设施板107的板部分229包含具有设置在凹槽430中的RF垫片432的凹槽430。当ESC底座402和底座通道板404与设施板107热绝缘时，RF垫片432维持底座通道板404与设施板107之间的RF连接性。类似地，当ESC底座402和底座通道板404可通过图4A和图4E中所示的实施例中的热界面406进行热传导时，RF垫片428在底座通道板404与ESC底座402之间维持电气的RF连接性。
图5A-图5C是具有一个或多个低温光学探针组件500(在图5D中示出)中的一个光学探针组件500的示例性基板支撑组件101的示意性横截面示意图。低温光学探针组件500中的每一个包含连接到探针控制器138的光纤510。低温光学探针组件500中的每一个包含设置在绝缘体板109中的安装壳体502和设置在绝缘体板109和设施板107中的探针壳体504。安装壳体502使用探针安装螺栓506将安装壳体502耦合至探针壳体504，探针安装螺栓506穿过安装壳体502并***绝缘体板109的螺纹孔洞508，从而迫使探针组件500抵靠设施板107。光纤510连接到设置在探针壳体504中的低温光学探针512。探针壳体504包含弹簧514以提供用于低温光学探针512的垂直移动，使得低温光学探针512的探针尖端516被配置成接触ESC 103。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，探针尖端516在不穿透表面的情况下接触ESC103。在可与本文所述的其他实施例组合的另一实施例中，如图5B中所示，探针尖端516设置在ESC 103内。在设施板107中，螺纹帽518围绕探针壳体504。螺纹帽518的内部部分520使用内部密封件522耦合到探针壳体504。内部密封件522允许探针尖端516维持与ESC 103的接触。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，内部密封件522为密封组件232。在可与本文所述的其他实施例组合的另一实施例中，内部密封件522为弹性体密封件。在可与本文描述的其他实施例组合的又另一实施例中，内部密封件522为O形环。螺纹帽518的外部部分524使用外部密封件526耦合到设施板107。外部密封件526将探针壳体504与真空区域222密封。在可与本文所述的其他实施例组合的一个实施例中，外部密封件526为O形环。
总而言之，提供了一种基板支撑组件，所述基板支撑组件实现ESC的低温操作，使得设置在ESC上的基板被维持在低温处理温度，同时将处理腔室的其他表面维持在不同的温度。基板支撑组件设置在处理腔室中，包含ESC 103、耦合到ESC 103和设施板107的ESC底座组件105、以及耦合到接地板111的绝缘体板109。流经耦合至ESC 103的ESC底座组件105的底座通道的底座流体与电阻式加热器128结合，使得ESC底座组件105能够被维持在预定的低温，这有助于控制ESC 103的侧向温度分布，使得设置在ESC 103上的基板124被均匀地维持在低温处理温度。流经设施板107的设施通道234的设施流体使得设施板107能够被维持在环境温度，这有助于将绝缘体板109和接地板111维持在环境温度。
尽管前述内容针对本公开的示例，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可设计本公开的其他和进一步的示例，并且本公开的范围由所附权利要求来确定。

Claims (15)

1.一种基板支撑组件，包括：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦合至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道；
设施板，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述设施板包括板部分和壁部分，所述板部分耦合至所述ESC底座组件并且所述壁部分使用密封组件耦合至所述ESC；以及
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分、以及所述密封组件来限定。
2.如权利要求1所述的基板支撑组件，进一步包括绝缘体板和接地板，所述绝缘体板耦合至所述设施板，所述接地板耦合至所述绝缘体板。
3.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC底座组件使用接合层固定至所述ESC。
4.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC包括含有氧化铝(Al2O3)和/或氮化铝(AlN)的材料。
5.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述ESC底座组件包括基本上与所述ESC的热膨胀系数匹配的材料。
6.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述底座通道具有入口和出口，所述底座通道可操作以经由底座入口管道和底座出口管道连接至与所述底座通道流体连通的低温冷却器，所述底座入口管道连接至所述底座通道的所述入口，所述底座出口管道连接至所述底座通道的所述出口。
7.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述设施通道具有入口和出口，所述设施通道可操作以经由设施入口管道和设施出口管道连接至与所述设施通道流体连通的冷却器，所述设施入口管道连接至所述设施通道的所述入口，所述设施出口管道连接至所述设施通道的所述出口。
8.如权利要求1所述的基板支撑组件，其中所述真空区域包括第一真空通道和第二真空通道，可操作所述第一真空通道以连接至与真空源流体连通的第一真空管道并且可操作所述第二真空通道以连接至与所述真空源流体连通的第二真空管道以独立于处理腔室的处理区域的压力维持所述真空区域中的真空压力。
9.如权利要求1所述的基板支撑组件，进一步包括一个或多个探针组件，所述一个或多个探针组件耦合至探针控制器，所述一个或多个探针组件中的每一者包括探针尖端。
10.如权利要求9所述的基板支撑组件，其中所述一个或多个电阻式加热器的加热器电源连接至所述探针控制器，所述加热器电源具有控制器。
11.一种基板支撑组件，包括：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦合至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道，所述底座通道具有与穿过设施板、耦合至所述设施板的绝缘体板、以及耦合至所述绝缘体板的接地板设置的带夹套的底座入口管流体连通的底座入口，所述底座通道具有与穿过所述设施板、所述绝缘体板、以及所述接地板设置的带夹套的底座出口管流体连通的底座出口；
所述设施板包括板部分和壁部分，所述板部分使用一个或多个螺钉组件耦合至所述ESC底座组件，并且所述壁部分使用密封组件耦合至所述ESC，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述密封组件包括聚四氟乙烯(PTFE)主体，所述聚四氟乙烯(PTFE)主体具有设置在所述聚四氟乙烯(PTFE)主体中的螺旋弹簧；
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分、以及所述密封组件来限定。
12.如权利要求11所述的基板支撑组件，其中所述螺旋弹簧包括含有不锈钢、镍合金、镍铬合金和钴铬镍钼合金的材料。
13.如权利要求11所述的基板支撑组件，其中所述一个或多个螺钉组件中的每一者包含螺栓，所述螺栓穿过热中断、贝氏弹簧垫圈(Belleville washer)、以及所述设施板并***ESC底座组件的螺纹孔洞，所述贝氏弹簧垫圈和所述螺栓迫使所述设施板抵靠所述ESC底座组件。
14.如权利要求13所述的基板支撑组件，其中螺钉覆盖件在所述螺栓之上耦合至所述设施板。
15.一种处理腔室，包括：
腔室主体，所述腔室主体具有限定处理区域的侧壁和盖；
基板支撑组件，所述基板支撑组件设置在所述处理区域中，所述基板支撑组件包括：
静电吸盘(ESC)，所述静电吸盘(ESC)具有支撑表面和与所述支撑表面相对的底部表面，所述ESC具有设置在所述ESC中的吸附电极和一个或多个电阻式加热器；
ESC底座组件，所述ESC底座组件耦合至所述ESC，所述ESC底座组件具有设置在所述ESC底座组件中的底座通道；
设施板，所述设施板具有设置在所述设施板中的设施通道，所述设施板包括板部分和壁部分，所述板部分耦合至所述ESC底座组件并且所述壁部分使用密封组件耦合至所述ESC；以及
真空区域，所述真空区域由所述ESC、所述ESC底座组件、所述设施板的所述板部分、所述设施板的所述壁部分、以及所述密封组件来限定。
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