用于靜電卡盤表面的徑向向外的墊設計的制作方法

文檔序號：11285726閱讀：449來源：國知局

于此披露的實施方式大體涉及靜電卡盤(electrostaticchuck)；更具體地，于此披露的實施方式大體涉及用于靜電卡盤表面的圖案。

背景技術：

靜電卡盤在用于各種應用(諸如物理氣相沉積(pvd)、蝕刻或化學氣相沉積)的處理腔室中的基板處理期間被廣泛地用于保持基板(諸如半導體基板)。靜電卡盤通常包括嵌入單塊卡盤主體內(nèi)的一個或更多個電極，單塊卡盤主體包括跨越可產(chǎn)生靜電夾持場的介電的或半導電的陶瓷材料。例如，半導電的陶瓷材料(諸如氮化鋁、氮化硼或摻雜有金屬氧化物的氧化鋁)可被用以產(chǎn)生johnsen-rahbek或非庫侖靜電夾持場。

于處理期間跨越基板的表面所施加的夾持力的變化可導致非期望的基板變形，且可導致在基板與靜電卡盤之間的界面上的顆粒的產(chǎn)生和沉積。這些顆?？膳c通過影響夾持力的大小而干擾靜電卡盤的操作。當基板被隨后移動到靜電卡盤和從靜電卡盤移動時，這些沉積的顆粒也可刮傷或鑿傷基板并最終導致基板的破裂及磨損靜電卡盤的表面。

此外，當在沉積工藝期間背側(cè)氣體被引入時，傳統(tǒng)的靜電卡盤可能經(jīng)歷溫度的突然激增(spike)。在基板和靜電卡盤之間的非均勻的或過多的熱傳送也可導致?lián)p壞基板和/或卡盤。例如，被過度夾持的(chucked)基板可能導致過大的面積接觸或在基板和卡盤表面之間的過度集中的接觸面積。在接觸面積處發(fā)生的熱傳送可能超過基板和/或卡盤的物理限制，導致裂痕或破裂，且可能產(chǎn)生并沉積顆粒在卡盤表面上，此可能導致進一步的損壞或磨損。

因此，存在對減少損壞基板和/或卡盤的更好的靜電卡盤的需求。

技術實現(xiàn)要素：

于此披露靜電卡盤組件和具有所述靜電卡盤組件的處理腔室。在一個實施方式中，提供了靜電卡盤組件，靜電卡盤組件包括具有外邊緣的主體，外邊緣連接前側(cè)表面和背側(cè)表面。主體具有設置在主體中的夾持電極。晶片間隔掩模形成在主體的前側(cè)表面上。晶片間隔掩模具有多個細長特征結(jié)構(elongatedfeature)。細長特征結(jié)構具有從中心到外邊緣徑向?qū)R的長軸。晶片間隔掩模具有限定在細長特征結(jié)構之間的多個徑向?qū)R的氣體通道。

在另一個實施方式中，提供了處理腔室，處理腔室包括設置在處理腔室的處理容積中的靜電卡盤組件。靜電卡盤組件包括具有外邊緣的主體，外邊緣連接前側(cè)表面和背側(cè)表面。主體具有設置在主體中的夾持電極。晶片間隔掩模形成在主體的前側(cè)表面上。晶片間隔掩模具有多個細長特征結(jié)構。細長特征結(jié)構具有從中心到外邊緣徑向?qū)R的長軸。晶片間隔掩模具有限定在細長特征結(jié)構之間的多個徑向?qū)R的氣體通道。

附圖說明

可通過參照實施方式(一些實施方式描述于附圖中)來詳細理解本發(fā)明的上述特征以及以上簡要概述的有關本發(fā)明更具體的描述。然而，應注意附圖僅圖示本發(fā)明的典型實施方式，因此不被視為限制本發(fā)明的范圍，因為本發(fā)明可允許其他等效的實施方式。

圖1是物理氣相沉積(pvd)腔室的示意性截面?zhèn)纫晥D，示例性的靜電卡盤可在該物理氣相沉積(pvd)腔室內(nèi)被操作。

圖2是圖1中所示的靜電卡盤組件的示意性截面細節(jié)圖。

圖3是在靜電卡盤組件的前側(cè)表面上的晶片間隔掩模的示意性截面細節(jié)圖。

圖4示出具有最小接觸面積特征結(jié)構的布置的靜電卡盤組件的頂表面的頂視圖。

為了便于理解，已盡可能地使用相同的附圖標記來標示各圖共有的相同元件。預期一個實施方式的元件和特征可被有利地并入于其它實施方式中，而無需進一步詳述。

具體實施方式

如上所述，跨越基板施加的非均勻的夾持力，且在基板和卡盤之間的不均勻或過量的熱傳送可導致在基板-卡盤界面處發(fā)生顆粒生成，這可導致對基板和卡盤的損壞或增加的磨損。因此，降低在靜電卡盤和基板的界面處的顆粒的生成可直接地導致兩個元件的減少的磨損和更長的工作壽命，且可提供更一致的和所需的卡盤操作。

顆粒的產(chǎn)生可通過調(diào)節(jié)一些設計或工藝參數(shù)而被減少。例如，卡盤表面可經(jīng)設計以減少或最小化所夾持的基板的變形，由此減少由于基板的變形而產(chǎn)生顆粒的可能性。根據(jù)其他物理設計參數(shù)(如，熱傳送氣體流量)，卡盤表面可采用與基板的接觸點的(多個)特定布置，和/或可使用具有所需性質(zhì)的(多個)特定材料。

圖1示出根據(jù)一個實施方式的pvd腔室100的示意性截面?zhèn)纫晥D，示例性的靜電卡盤120可在所述pvd腔室內(nèi)被操作。pvd腔室100包括限定處理容積116的腔室壁110、腔室蓋112和腔室底部114。在處理期間，處理容積116可通過泵送系統(tǒng)118而維持真空。腔室壁110、腔室蓋112和腔室底部114可由導電材料(諸如鋁和/或不銹鋼)形成。介電隔離器(dielectricisolator)126可設置在腔室蓋112和腔室壁110之間，且可提供腔室壁110和腔室蓋112之間的電隔離。腔室壁110和腔室底部114可在操作期間被電接地。

靜電卡盤組件120設置在處理容積116中，用于沿接觸表面158支撐基板122。靜電卡盤組件120可在處理容積116內(nèi)垂直地移動，以促進基板處理和基板傳送。夾持功率源132可耦接至靜電卡盤組件120，用于將基板122固定在靜電卡盤組件120上，且可提供dc功率或rf功率給一個或更多個夾持電極150。夾持電極150可具有任何合適的形狀，諸如半圓、“d”形板、盤、環(huán)、楔、帶等等。例如，夾持電極150可由任何合適的導電材料(諸如金屬或金屬合金)制成。

靶材124可安裝在腔室蓋112上并面對靜電卡盤組件120。靶材124包括待于處理期間沉積于基板122上的材料。靶材功率源138可耦接到靶材124，且可提供dc功率源或rf功率源給靶材，以于操作期間產(chǎn)生負電壓或偏壓到靶材124，或用以在腔室100中驅(qū)動等離子體146。靶材功率源138可為脈沖功率源。靶材功率源138可提供高達約10kw的功率，且在約0.5mhz至約60mhz的范圍內(nèi)，或更優(yōu)選地在約2mhz和約13.56mhz之間的頻率給靶材124。較低的頻率可被用于驅(qū)動偏壓(由此控制離子能量)，而較高的頻率可被用于驅(qū)動等離子體。在一個實施方式中，靶材124可由用于形成介電材料的一個或更多個導電材料通過反應濺射而形成。在一個實施方式中，靶材124可包括金屬或合金。

屏蔽組件128可設置在處理容積116內(nèi)。屏蔽組件128圍繞靶材124和設置在靜電卡盤組件120之上的基板122，以保持在腔室內(nèi)的處理化學作用(chemistry)并保護腔室壁110、腔室底部114及其他腔室部件的內(nèi)表面。在一個實施方式中，屏蔽組件128可于操作期間被電接地。

為允許更好地控制沉積至基板122上的材料，蓋環(huán)123可繞基板122的周邊而定位并且可在處理過程中安置在屏蔽組件128的一部分上。當靜電卡盤組件120垂直地移動時，蓋環(huán)123一般可定位在腔室100內(nèi)或在腔室100內(nèi)移動。蓋環(huán)123可成形為促進靠近基板的邊緣的沉積，同時防止邊緣缺陷。蓋環(huán)123可防止沉積材料形成在處理腔室100的底部中和底部周邊，例如在腔室底部114上。

工藝氣源130流體地連接到處理容積116，以提供一種或更多種處理氣體。流量控制器136可耦接在工藝氣源130和處理容積116之間，以控制輸送到處理容積116的氣體流量。

磁控管134可設置于外部并位于腔室蓋112之上。磁控管134包括多個磁體152。磁體152在處理容積116內(nèi)，靠近靶材124的前面148處產(chǎn)生磁場，以產(chǎn)生等離子體146，使得大量的離子流撞擊靶材124，導致靶材材料的濺射發(fā)射。磁體152可旋轉(zhuǎn)或線性地掃描靶材，以增加跨越靶材124的前面148的磁場的均勻性。如圖所示，多個磁體152可安裝在連接到軸142的框架140上。軸142可與靜電卡盤組件120的中心軸144軸向地對齊，使得磁體152繞中心軸144旋轉(zhuǎn)。

物理氣相沉積腔室100可用于沉積膜到基板122上。圖1示意性地示出了用來沉積膜到基板122上的處理配置的物理氣相沉積腔室100。在沉積期間，包括一種或更多種反應氣體和一種或更多種惰性氣體的氣體混合物可從氣源130被輸送到處理容積116。在靠近靶材124的前面148處形成的等離子體146可包括一種或更多種惰性氣體和一種或更多種反應氣體的離子。等離子體146中的離子撞擊靶材124的前面148，而濺射導電材料，導電材料接著與反應氣體反應，以形成膜到基板122上。

根據(jù)待形成在基板122上的材料，靶材124可由金屬(諸例鋁、鉭、鉿、鈦、銅、鈮)或它們的合金形成。反應氣體可包括氧化劑、氮化劑或其它反應氣體。根據(jù)一個實施方式，反應氣體可包括用于形成金屬氧化物的氧氣，或用于形成金屬氮化物的氮氣。惰性氣體可包括氬氣。

雖然以上是針對用來處理基板122的示例性的靜電卡盤組件的操作而對pvd腔室100進行描述的，但請注意，亦可使用具有相同或類似配置的pvd腔室來沉積材料，以在靜電卡盤組件120上產(chǎn)生所需的表面。例如，pvd腔室100可使用掩模以產(chǎn)生于圖4中所示的靜電卡盤表面。

圖2示出了圖1中所示的靜電卡盤組件120的示意性截面細節(jié)圖。如圖所示，兩個夾持電極150被嵌入到靜電卡盤組件120的主體202中。主體202可由諸如陶瓷(諸如氮化鋁和類似物)的介電材料制成。替代地，主體202可由塑性材料制成，諸如由聚酰亞胺、聚醚醚酮及類似物的片材制成。主體202具有背側(cè)表面204和前側(cè)表面205。前側(cè)表面205被用來支撐基板122。

晶片間隔掩模210形成于前側(cè)表面205上，以最小化基板122和靜電卡盤組件120之間的接觸面積。晶片間隔掩模210可由構成主體202的材料一體地形成，或者可由沉積在主體202的前側(cè)表面205上的一個或更多個分開的材料層組成。

晶片間隔掩模210可具有頂表面208和底表面206。底表面206可直接設置在靜電卡盤組件120的前側(cè)表面205上。晶片間隔掩模210的厚度260可被優(yōu)先地選擇且跨越前側(cè)表面205而空間地分布，以形成特征結(jié)構(諸如多個臺面(mesas)215和可選的外周邊環(huán)225)。臺面215大體被配置為在處理期間沿頂表面208支撐基板122。氣體通道220形成在臺面215之間，允許背側(cè)氣體被提供在基板122和靜電卡盤組件120的前表面205之間。外周邊環(huán)225可為在結(jié)構上類似于在靜電卡盤組件120的頂表面208上的臺面215的堅固的環(huán)或段(segments)，且可被用來限制或調(diào)節(jié)通過氣體通道220來自基板122下方的背側(cè)氣體的流量的存在。在一個實施方式中，外周邊環(huán)225在形狀和配置上類似于臺面215。替代地，外周邊環(huán)225可用來將靜電卡盤組件120上的基板122居中。

熱傳送氣源230是通過靜電卡盤組件120耦接到前側(cè)表面205，以提供背側(cè)氣體到限定于臺面215之間的氣體通道220。熱傳送氣源230提供在基板122的背側(cè)與靜電卡盤組件120之間流動的熱傳送氣體(亦即，背側(cè)氣體)，以幫助調(diào)節(jié)靜電卡盤組件120和基板122之間的熱傳送速率。熱傳送氣體可從靜電卡盤組件120的中心向外流動，并通過臺面215周圍的氣體通道220并且從外周邊環(huán)225上流過而進入處理容積116(顯示于圖1中)。在一個例子中，熱傳送氣體可包括惰性氣體(諸如氬氣、氦氣、氮氣)或工藝氣體。熱傳送氣體(諸如氬氣)也可為工藝氣體，且其中對進入腔室容積中的流量(flowrate)進行測定，以獲得可預測的結(jié)果。熱傳送氣體可通過在靜電卡盤組件120中的與一個或更多個氣體通道220和熱傳送氣源230流體連通的一個或更多個入口222而被輸送到氣體通道220。外周邊環(huán)225靠近基板的邊緣而接觸基板，且可經(jīng)優(yōu)先地設計以控制從基板122和靜電卡盤組件120之間逸出進入處理容積的熱傳送氣體的量。例如，外周邊環(huán)225和臺面215可被配置成提供對于熱傳送氣體流動的阻力，使得存在于基板122和靜電卡盤組件120之間的氣體壓力不超過預定值。

主體202(及最終基板122)的溫度調(diào)節(jié)，可使用設置在冷卻板240中的一個或更多個冷卻溝道245而進行進一步的監(jiān)測和控制，冷卻板240被設置成與主體202的背側(cè)表面204接觸。冷卻溝道245耦接到流體源250并與流體源250流體連通，流體源250提供冷卻劑流體(諸如水)，但可使用任何其他合適的冷卻劑流體，無論是氣體或液體。

晶片間隔掩模210可通過將材料經(jīng)由掩模沉積到前側(cè)表面205上而形成。掩模的使用可允許對在晶片間隔掩模210中的特征結(jié)構的大小、形狀和分布更好地控制，由此控制臺面215的接觸面積和限定在臺面215之間的氣體通道220的傳導率(conductance)兩者。

雖然顯示為具有平坦的頂表面208，但是每個單獨的臺面215大體可具有任何合適的形狀和高度，臺面215的每一者可被優(yōu)先地選擇以滿足特定的設計參數(shù)(諸如所需的夾持力和/或熱傳送)。在一個實施方式中，晶片間隔掩模210的臺面215的頂表面208可形成平面的表面。在其他實施方式中，晶片間隔掩模210的臺面215的頂表面208可形成非平面的表面，例如，凹表面或凸表面。大體而言，臺面215可具有約1微米至約100微米，或更優(yōu)選地在約1微米和30微米之間的臺面高度262。在一個實施方式中，支撐基板的臺面215的表面122可具有小的、圓的類凸塊(bump-like)形狀，以最小化臺面215和基板122之間的總接觸面積。在另一個實施方式中，臺面215可包括在大體平坦的表面頂上的小凸塊或突起。在又一個實施方式中，前側(cè)表面205本身可在相對高點和低點(類似于臺面215和氣體通道220)之間變化，且晶片間隔掩模210可形成在該非均勻的表面上。

在一個或更多個實施方式中，可使用非均勻的掩模輪廓(maskprofile)來形成晶片間隔掩模210。大體而言，非均勻的掩模輪廓可準許每個臺面215的高度或每個氣體通道220的深度被單獨地或結(jié)合地控制。使用非均勻的掩模輪廓產(chǎn)生的晶片間隔掩模210可有利地提供跨越基板的更均勻的夾持力。

圖3示出根據(jù)一個實施方式的沉積到靜電卡盤組件上的晶片間隔掩模的示意性截面細節(jié)圖。在此例子中，臺面的高度215隨著距靜電卡盤組件120的中心線360的側(cè)向距離增加，使得最大的臺面高度發(fā)生在最外面的臺面325處，對應于外周邊環(huán)225。類似地，臺面215的高度在最接近中心線360的臺面315處可為最小值。如上所述，單獨的臺面215可具有任何合適的形狀且掩模輪廓可經(jīng)選擇以提供具有不同尺寸和/或形狀的臺面215。掩模輪廓可提供側(cè)向?qū)ΨQ性，使得距中心線360特定側(cè)向距離處的對應臺面215具有相同的高度和/或形狀。

圖4示出靜電卡盤組件120的前側(cè)表面205的頂視圖。靜電卡盤組件120的前側(cè)表面205具有沉積于其上的晶片間隔掩模210。因此，靜電卡盤組件120的前側(cè)表面205可被特征化為具有由晶片間隔掩模210所限定的升高區(qū)域402，和由實質(zhì)上未被晶片間隔掩模210覆蓋的前側(cè)表面205的部分所限定的未改質(zhì)區(qū)域(unmodifiedarea)404。前側(cè)表面205的未改質(zhì)區(qū)域404可包括被沉積以形成晶片間隔掩模210的相同材料層，此相同材料層留在臺面215的頂表面208下方，并限定氣體通道220。

晶片間隔掩模210還可包括對應于圖2的臺面215的細長特征結(jié)構406。晶片間隔掩模210還可包括圓柱形特征結(jié)構408和410以及中心分接頭特征結(jié)構414。頂表面208還可具有升降銷孔開口416。圓柱形特征結(jié)構410可由升降銷孔開口416向內(nèi)形成以取代細長特征結(jié)構，以局部地減少基板的接觸面積，并允許更多的氣流，以補償因延伸通過靜電卡盤組件120的主體202的升降銷孔開口416的存在所導致的熱的非均勻性。晶片間隔掩模210的細長特征結(jié)構406的長軸可從靜電卡盤組件120的中心線460至外邊緣462大體地徑向?qū)R。此外，圓形特征結(jié)構408和410也可從中心線460至外邊緣462與細長特征結(jié)構406徑向?qū)R。臺面215的最外環(huán)418可限定外周邊環(huán)225。氣體通道220限定于臺面215的頂表面208之間，臺面215限定晶片間隔掩模210。氣體通道220也可從靜電卡盤組件120的中心線460至外邊緣462徑向?qū)R，或也可以沿不同的方向延伸(諸如從靜電卡盤組件120的中心線460同心地延伸)。

細長特征結(jié)構406可被布置在從中心發(fā)出的同心排409中。在一個實施方式中，每個同心排409具有相同數(shù)量的細長特征結(jié)構406。在另一個實施方式中，在每個同心排409中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量可從中心線460到外邊緣462增加。例如，在最靠近外邊緣462處的排409中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量大于在最靠近中心線460的同心排409中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量。在另一個實施方式中，細長特征結(jié)構406的數(shù)量可在一個或更多個隨后的同心排409中增加一倍。例如，在第一排413中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量可為在第二排415中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量的一半。在第二排415中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量可為在第四排417中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量的一半。在第四排417中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量可為在第六排419中的細長特征結(jié)構406的數(shù)量的一半。亦即，細長特征結(jié)構406的數(shù)量可從中心線460開始到外邊緣462每隔一排409加倍。以這種方式，在排409中的細長特征結(jié)構406之間的間隔440保持相當?shù)匾恢?。在?09中的相鄰的細長特征結(jié)構406之間的間隔440可具有大約0.1英寸至約0.5英寸的側(cè)向距離。細長特征結(jié)構406的長軸的徑向長度可在約0.1英寸到約0.5英寸的范圍內(nèi)。在相鄰的排409中的徑向?qū)R的細長特征結(jié)構406之間的間隔可在約0.1英寸到約0.5英寸的范圍內(nèi)。

為進一步提供減少顆粒的產(chǎn)生和靜電卡盤組件120的頂表面208的磨損，晶片間隔掩模210的材料成分可基于一些特性而被優(yōu)先地選擇。例如，用于改良的頂表面208的材料成分可經(jīng)選擇以呈現(xiàn)高硬度、高彈性模量、低摩擦系數(shù)和/或低磨損因數(shù)之一或多者。在一個實施方式中，晶片間隔掩模210可由氮化鈦制成。在另一個實施方式中，晶片間隔掩模210可由類金剛石碳(dlc)成分(諸如dylyntm(sulzer有限公司的商標)和類似物)制成。

徑向?qū)R的氣體通道220和臺面215減少流經(jīng)氣體通道220的背側(cè)氣體的壓力。徑向?qū)R的氣體通道220和臺面215通過降低氣流的傳導率而促進背側(cè)氣體的流動。例如，相比于傳統(tǒng)的不具有徑向?qū)R的細長特征結(jié)構的靜電卡盤組件，在300mm的靜電卡盤組件120上，在低于10sccm的流量下，徑向?qū)R的氣體通道220和臺面215可在外邊緣462處，比非徑向?qū)R的氣體通道和臺面減少從約50％至約70％(諸如約64％)，的背側(cè)氣體壓力。因此，當背側(cè)氣體在入口(諸如入口222)處具有約3torr的壓力及3sccm，且在傳統(tǒng)的esc(具有非徑向?qū)R的臺面)的外邊緣上具有約7torr的壓力時，在具有徑向?qū)R的氣體通道220和臺面215的esc120上，可具有減少至約4torr的壓力。所減少的壓力有利地增加約100％的背側(cè)氣體的速度。類似地，當背側(cè)氣體在入口(諸如入口222)處具有約3torr的壓力及0.1sccm，且在傳統(tǒng)的esc(具有非徑向?qū)R的臺面)的外邊緣上具有約4torr的壓力時，在具有徑向?qū)R的氣體通道220和臺面215的esc120上，可減少壓力至約2torr。所減少的壓力有利地增加約100％的背側(cè)氣體的速度。改良的背側(cè)氣體壓力和速度促進設置在晶片間隔掩模210上的基板122的熱均勻性。由于背側(cè)氣體更自由地流動，因此背側(cè)氣體能更好地調(diào)節(jié)基板122的溫度，因為熱量被從基板122更容易地傳送。例如，因當背側(cè)氣體被引入時的沉積所導致的突然溫度激增和一旦工藝終止時從靜電卡盤組件120到基板122的熱傳送通過自由地流動的背側(cè)氣體(不會進一步促進對基板122的快速加熱)而減少。此外，改良的背側(cè)氣體壓力和速度不需要調(diào)整背側(cè)氣體的流動來促進熱均勻性。在一個實施方式中，當以約3torr的壓力通過入口222流入約0.1sccm的背側(cè)氣體時，徑向?qū)R的氣體通道220和臺面215在外邊緣462處產(chǎn)生約2.5torr和約8torr之間(諸如2.5torr)的背側(cè)氣體壓力。在另一個實施方式中，當以約3torr的壓力通過入口222流入約3sccm的背側(cè)氣體時，徑向?qū)R的氣體通道220和臺面215在外邊緣462處產(chǎn)生約4torr的背側(cè)氣體壓力。

當通過入口222流入約3sccm的背側(cè)氣體至氣體通道220中時，在外邊緣462處的背側(cè)氣體的最大速度為約6mm/s和約1mm/s之間(諸如約5.77mm/s)。在一個實施方式中，當3sccm流量的背側(cè)氣體以3torr流至入口222中時，最大速度是4mm/s。在另一個實施方式中，當21sccm流量的背側(cè)氣體以3torr流至入口222中時，最大速度是1.31mm/s。當通過入口222流入約0.1sccm至約1sccm的背側(cè)氣體至氣體通道220中時，在外邊緣462處的背側(cè)氣體的最大速度為約6mm/s和約1mm/s之間(諸如約4mm/s)。在一個實施方式中，當0.1sccm流量的背側(cè)氣體以3torr流至入口222中時，最大速度是2.1mm/s。在另一個實施方式中，當0.1sccm流量的背側(cè)氣體以3torr流至入口222中時，最大速度是4.7mm/s。

與基板122接觸的晶片間隔掩模210的頂表面208的總面積為約20cm²到約60cm²，此表面接觸面積的增加為傳統(tǒng)的晶片間隔掩模的近三倍。對于相同的夾持電壓而言，徑向?qū)R的臺面215的增加的接觸面積增加了對基板的理論夾持力從約800克至約3300克。徑向?qū)R的氣體通道220和臺面215與基板122的額外接觸面積顯著地降低對基板122的總體應力，而與基板122接觸的靜電卡盤組件120的實際表面面積僅在約3％至約15％之間。徑向?qū)R的臺面215減少在基板122和靜電卡盤組件120之間的摩擦。徑向?qū)R的臺面215減少由于在基板122和靜電卡盤組件120之間較大的接觸面積而導致的磨損和顆粒產(chǎn)生。在靜電卡盤組件120和基板122之間較大的接觸面積提供對基板的額外支撐，且因此降低因夾持基板122而產(chǎn)生的跨越基板122的整體應力。例如，具有徑向?qū)R的臺面215的靜電卡盤組件120相較于傳統(tǒng)的靜電卡盤組件可減少對基板122約30％的應力。此外，相比于傳統(tǒng)的靜電卡盤組件，徑向?qū)R的臺面215減少從中心線460到外邊緣462的基板122的溫度梯度?；?22(特別是沿外側(cè)周邊)從增加的接觸面積而經(jīng)受應力的降低，并且從背側(cè)氣體的壓力降低和速度增加而經(jīng)受溫度梯度的減小，應力和溫度梯度可能會損壞基板(亦即，使基板破裂)。對基板122的應力不僅依賴于熱梯度，而且依賴于材料。例如，在基板122上的ttn膜在對應于膜中的最大溫度梯度的時間時可為約58mpa，然后在約10秒后達到低于約8mpa。類似地，在基板122上的dlc膜在對應于膜中的最大溫度梯度的時間時可為約50mpa，然后在約10秒后達到低于約11mpa。在約0秒至約1秒的時間步驟處，基板122的應力是最大的，因為在初始時間步驟處的溫度差異最大。在0到3秒期間基板上的疲勞應力是非常關鍵的，這將導致接觸的材料斷裂，因此，在靜電卡盤上預熱基材和基板的受控降落都是非常關鍵的。通過增加入口溫度而對流地加熱基板在基板運輸期間有改變的可能性。加熱器的葉片也可基于工藝配方而被主動地維持在+/-50攝氏度的升高溫度處，以減少初始3秒接觸的熱沖擊和熱瞬態(tài)疲勞應力。

有利地，在靜電卡盤組件120的前側(cè)表面205上的臺面215和氣體通道220的徑向向外設計改良了在靜電卡盤組件120的前側(cè)表面205上處理的基板的熱均勻性。臺面215和氣體通道220的徑向向外設計提供對靜電卡盤組件120而言較好的背側(cè)氣體的控制。臺面215和氣體通道220的徑向向外設計促進減少由于在基板122和靜電卡盤組件120之間較多的表面面積接觸而導致的磨損特性。在靜電卡盤組件120的頂表面208上的臺面215和氣體通道220的徑向向外設計提供對基板背側(cè)的改良的支撐，由于改良的接觸面積減少對基板122的應力和后續(xù)的損壞。因此，本發(fā)明所披露的實施方式提供用于靜電卡盤組件的特征結(jié)構圖案，這些特征結(jié)構涉及提供減少的顆粒產(chǎn)生并減少對基板和夾持裝置的磨損。

除了以上所述的例子，一些額外的非限制性的例子可描述如下。

例1.一種靜電卡盤組件，包括：