的原子之后被导引朝向基板101，从而沉积材料。
[0029]在一些实施方式中，可旋转的磁电管(magnetron)(未图示)可定位于靶材166的背表面附近。磁电管可包括多个被配置成产生磁场于腔室100内的磁铁，所述磁场大体上平行于靶材166的表面且靠近于靶材166的表面，以捕捉电子并且增加局部的等离子体密度，这又增加了溅射率(sputtering rate)。这些磁铁产生电磁场于腔室100的顶部周围，且旋转这些磁铁从而使电磁场旋转，这影响所述处理的等离子体密度，从而更均匀地溅射革巴材166。
[0030]例如，静电夹盘150可包括电介质构件，所述电介质构件具有用于支撑具有给定宽度的基板(例如，150_，或其他尺寸的硅晶片或其他基板)的支撑表面。基板支撑件124可包括冷却环组件152，所述冷却环组件152设置于静电夹盘150之下，以冷却静电夹盘150。冷却剂可通过冷却剂流体源142而供应至冷却环组件152。冷却环组件152在下面相关于图2与图3进行更详细地讨论。
[0031]图2绘示基板支撑件124的示意横剖面侧视图。如同上面相关于图1所讨论的，基板支撑件124包括静电夹盘150。在一些实施方式中，静电夹盘150可由诸如陶瓷之类的电介质材料形成，但是也可使用其他材料。在一些实施方式中，可使用低操作温度氮化铝(例如，KYOCERA生产的AN2010)，所述氮化铝具有大于或等于150W/m_K的热传导率(thermalconductivity)。这大大有助于来自基板101的热的移除，且将所述热传递至冷却环组件152。
[0032]在一些实施方式中，静电夹盘150的基板支撑表面可具有约140mm至约160mm的直径230，以支撑150mm的基板101。在一些实施方式中，直径230可以是约144mm，以支撑150mm的基板101。可根据需要使用其他直径，以支撑不同尺寸的基板。静电夹盘150可包括一个或更多个升降杆孔228，所述升降杆孔228被形成为穿过静电夹盘150的主体，升降杆孔228可使升降杆被设置成穿过升降杆孔228，以升举基板101与降低基板101至静电夹盘150的顶部表面上。在一些实施方式中，静电夹盘150也可具有气孔222，所述气孔222被形成为穿过静电夹盘150的主体，气孔222可用以供应气体至可形成于静电夹盘150的顶部表面上的气体通道，从而提供气体至设置于静电夹盘150上时的基板101的背侧。
[0033]环状支撑环212可耦接至静电夹盘150的背侧。在一些实施方式中，具有中心开孔的环状支撑环212可被铜焊或被焊接至静电夹盘150的背侧。在一些实施方式中，环状支撑环212可由铁-镍-钴合金制成，或者由任何其他具有类似的热膨胀系数与结构特性的材料制成。具有中心开孔的环状固定环(retent1n ring) 214可设置于支撑环212的中心开孔内。固定环214可耦接至环状支撑环212。
[0034]冷却环组件152可设置于静电夹盘150的底部表面的附近，以冷却静电夹盘150。在一些实施方式中，冷却环组件152具有比静电夹盘150的基板支撑表面小的直径。在一些实施方式中，冷却环组件152具有比升降杆孔228被定位所沿的直径小的直径。在一些实施方式中，冷却环组件152可借助热垫片210而热耦接至静电夹盘150。在一些实施方式中，热垫片210可为方向性导热(conductive)(例如，竖直地)石墨材料层。这有利地改善了至冷却环的热传导。传统的冷却环通常依靠冷却环与陶瓷之间的接触，这并非完美的，因为这些表面并非100%平坦，导致微小的空隙与不良的热传导率。诸如热胶(thermal paste)之类的其他的热衬垫材料也是可能的。
[0035]在一些实施方式中，冷却环组件152可包括耦接至帽部252的冷却部250。在一些实施方式中，冷却部250可由铜形成。在其他实施方式中，可使用其他材料，诸如不锈钢、铝、或类似者，这取决于所期望的热传导率与冷却环152操作所处的处理环境。在一些实施方式中，冷却部的热传导率是约300W/m-K或更大。在一些实施方式中，帽部252可由不锈钢形成，或者由可以促进冷却流体馈送管的焊接的其他材料形成。在一些实施方式中，可将冷却部250与帽部252栓接(bolt)在一起、铜焊(braze)在一起、焊接在一起、或钉接(pin)在一起或用其他方式接在一起。在一些实施方式中，可使用对准销(alignment pin)218，以将冷却部250与帽部252对准。
[0036]冷却部250包括冷却剂通道258，所述冷却剂通道258用于使冷却剂流过。如图3中所示，图3是冷却部250的底部的示意图，冷却剂通道258的第一端可耦接至第一冷却供应管302，所述第一冷却供应管302用于提供冷却剂至冷却部250。在一些实施方式中，冷却剂可流过冷却剂通道258，所述冷却剂通道258以层层卷绕的配置(serpentineconfigurat1n)形成为冷却部250的主体中的沟槽。冷却剂通道258的第二端可親接至冷却流体出口管304，以从冷却环组件152移除被加热的冷却剂。在一些实施方式中，帽部252耦接至冷却部250是以此方式:防止冷却剂从冷却剂通道258泄漏。在一些实施方式中，帽部252可包括中心开孔262，中心开孔262与冷却部250中的开孔254对准，并且具有与开孔254相同的形状与尺寸。
[0037]在一些实施方式中，冷却部250可包括多个开孔256，这些开孔256具有设置于开孔256中的对准销216，这些对准销216用于将冷却环组件152对准于静电夹盘150。冷却环组件152可具有被设置为穿过冷却部250与帽部252两者的中心开孔254，以允许至静电夹盘150的各种接触/管线/连接来穿过。例如，在一些实施方式中，弹簧固定式热电偶(spring-retained thermocouple) 220可穿过开孔254，以连接至静电夹盘150的背侧。相似的，在一些实施方式中，气体/电气线路232可穿过开孔254，以连接至静电夹盘150。冷却环组件152可包括多个紧固件孔260，所述多个紧固件孔260设置于环组件152的外部直径的周围。
[0038]虽然上文是针对本发明的实施方式，但是在不偏离本发明的基本范围的情况下可设想出本发明的其他实施方式与进一步的实施方式。
【主权项】
1.一种用于基板处理腔室中的基板支撑件，所述基板支撑件包括: 静电夹盘，所述静电夹盘具有顶部基板支撑表面与底部表面；及 冷却环组件，所述冷却环组件具有中心开孔，所述冷却环组件设置于所述静电夹盘的所述底部表面的附近，所述冷却环组件包括: 冷却部，所述冷却部具有热耦接至所述静电夹盘的所述底部表面的顶部表面，所述冷却部具有形成于所述冷却部的底部表面中的冷却通道；及 帽部，所述帽部耦接至所述冷却部的所述底部表面并且流体地密封形成于所述冷却部中的所述冷却通道。2.如权利要求1所述的基板支撑件，其中所述冷却通道形成于所述冷却环中的所述中心开孔的周边的周围。3.如权利要求1所述的基板支撑件，进一步包括: 冷却剂供应管，所述冷却剂供应管流体地耦接至所述冷却通道的第一端；及 冷却剂出口管，所述冷却剂出口管流体地耦接至所述冷却通道的第二端。4.如权利要求1所述的基板支撑件，其中所述帽部由不锈钢形成。5.如权利要求1-4的任一项所述的基板支撑件，其中所述冷却部是由铜、钢、或铝之一形成。6.如权利要求1-4的任一项所述的基板支撑件，其中所述冷却部的热传导率是约300W/m-K或更大。7.如权利要求1-4的任一项所述的基板支撑件，所述冷却部与所述帽部是被栓接在一起、被铜焊在一起、被焊接在一起、或被钉接在一起中的一种。8.如权利要求1-4的任一项所述的基板支撑件，进一步包括对准销，这些对准销将所述冷却部与所述帽部对准。9.如权利要求1-4的任一项所述的基板支撑件，其中所述冷却环借助热垫片而热耦接至所述静电夹盘。10.如权利要求9所述的基板支撑件，其中所述热垫片是方向性导热石墨材料层。11.如权利要求1-4的任一项所述的基板支撑件，其中所述冷却部的所述顶部表面包括多个开孔，所述多个开孔具有设置于这些开孔中的对准销，这些对准销将所述冷却环组件对准至所述静电夹盘。12.如权利要求1-4的任一项所述的基板支撑件，进一步包括至少一个热电偶，所述至少一个热电偶被设置为穿过所述中心开孔并且被耦接至所述静电夹盘的所述底部表面。13.如权利要求1-4的任一项所述的基板支撑件，进一步包括至少热电偶，所述至少热电偶被设置为穿过所述中心开孔并且被耦接至所述静电夹盘的所述底部表面。14.一种用于冷却基板支撑件的冷却环组件，所述冷却环组件包括: 冷却部，所述冷却部具有顶部表面、底部表面、与第一中心开孔，所述底部表面具有形成于所述底部表面中的冷却通道；及 帽部，所述帽部具有第二中心开孔，其中所述帽部被耦接至所述冷却部的所述底部表面并且流体地密封形成于所述冷却部中的所述冷却通道，且其中所述第一中心开孔与所述第二中心开孔是实质上对准的。15.如权利要求14所述的冷却环组件，其中所述冷却通道以一层层卷绕的配置形成于所述第一中心开孔的周边的周围。
【专利摘要】本文提供一种用于基板处理系统中的基板支撑夹盘。在一些实施方式中，用于基板处理腔室中的基板支撑件可包括：静电夹盘，所述静电夹盘具有顶部基板支撑表面与底部表面；以及冷却环组件，所述冷却环组件具有中心开孔，所述冷却环组件设置于所述静电夹盘的底部表面的附近，所述冷却环组件包括：冷却部，所述冷却部具有热耦接至所述静电夹盘的底部表面的顶部表面，所述冷却部具有形成于所述冷却部的底部表面中的冷却通道；以及帽部，所述帽部耦接至所述冷却部的底部表面并且流体地密封形成于所述冷却部中的所述冷却通道。
【IPC分类】H01L21/205, H01L21/683
【公开号】CN105027274
【申请号】CN201480003693
【发明人】布赖恩·韦斯特, 维贾伊·帕克赫, 罗伯特·海拉哈拉, 丹·戴永
【申请人】应用材料公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年3月4日
【公告号】US20140268479, WO2014149678A1