本申請案要求2015年2月4日提交的發(fā)明名稱為“具有獨立隔離的加熱器區(qū)域的晶片載體(WAFER CARRIER WITH INDEPENDENT ISOLATED HEATER ZONES)”)的美國專利申請案No.14/614,199的優(yōu)先權，，該美國專利申請案No.14/614,199要求2014年8月1日提交的發(fā)明名稱為“具有獨立隔離的加熱器區(qū)域的晶片載體(WAFER CARRIER WITH INDEPENDENT ISOLATED HEATER ZONES)”)的美國臨時專利申請案No.62/032,313的優(yōu)先權且為所有目的而通過參考其整體結合于此。

技術領域

本發(fā)明的實施例涉及微電子制造工業(yè)，并且更具體地涉及等離子體處理期間用于支撐工件的溫度控制夾盤。

背景技術：

在半導體芯片的制造中，硅晶片或其他基板暴露于各種不同處理腔室中的不同工藝中。腔室可暴露晶片至等離子體、化學蒸氣、金屬、激光蝕刻及各種沉積及酸蝕刻工藝，以形成電路及晶片上的其他結構。在該等工藝中，可用真空夾盤或靜電夾盤(ESC)來將硅晶片保持在適當位置。夾盤通過產生靜電場來固持晶片，以將晶片的背面夾持至夾盤的平坦表面或定位盤表面。

隨著等離子體處理設備的制造技術(如經設計以執(zhí)行微電子裝置等的等離子體蝕刻的那些設備)進步，制造期間的晶片的溫度越顯重要。已為跨越基板表面(有時稱為工件)的熱均勻性而設計晶片夾盤。也為跨越晶片基板表面的熱不均勻性而設計晶片夾盤。液體冷卻有時用于吸收等離子體功率熱及將該等離子體功率熱自夾盤移除。在一些情況中，在多個區(qū)域中使用經獨立控制的加熱器。這允許不同工藝及等離子體條件下的更廣泛的工藝窗口。

在半導體蝕刻處理中，處理期間的晶片的溫度影響晶片上的結構經蝕刻的速率。其他工藝也可具有溫度依賴性。例如，此溫度影響存在于導體蝕刻應用中，在導體蝕刻應用中，非常精確的晶片溫度控制幫助得到均勻的蝕刻速率。更精確的熱性能允許更精確地形成的晶片上的結構?？缇慕浛刂频木鶆蚣胺蔷鶆蛭g刻速率允許要在晶片上形成的較小結構。熱性能或溫度控制因此為減少晶體管及其他硅芯片上的結構的尺寸的因素。

技術實現(xiàn)要素：

描述一種具有獨立隔離的加熱器區(qū)域的晶片載體。在一范例中，載體具有為制造工藝而搬運工件的定位盤、具有多個熱隔離區(qū)塊的加熱器板材(該多個熱隔離區(qū)塊各自熱耦合至該定位盤，該多個熱隔離區(qū)塊各自具有加熱器以加熱該加熱器板材的相應區(qū)塊)及經固定至及熱耦合至該加熱器板材的冷卻板材，該冷卻板材具有冷卻通道以攜載熱傳遞流體以從該冷卻板材傳遞熱。

附圖說明

通過在所附附圖中的圖中以范例的方式(非為限制)描繪本發(fā)明的實施例，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含夾盤組件的等離子體蝕刻系統(tǒng)的示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于支撐晶片的靜電夾盤的部分的等角及剖面視圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實施例的帶有經移除的電介質定位盤的靜電夾盤的部分的等角及剖面視圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實施例的基座的加熱板材的等角底部視圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的實施例的自用于支撐晶片的基座上方的等角分解及剖面視圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖5的基座的等角組裝側面視圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明的實施例的基座的冷卻板材的底部等角視圖；及

圖8為根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于支撐晶片的替代基座的側面剖面視圖。

具體實施方式

在下列敘述中，闡述眾多細節(jié)；然而，對本領域技術人員而言顯而易見的是，可實施本發(fā)明而無須這些特定細節(jié)。在一些示例中，眾所皆知的方法及裝置以框圖形式示出(而非以細節(jié)示出)，以避免模糊本發(fā)明。整篇說明書中對“實施例”或“一個實施例”的參考意味著與實施例相關所描述的特定特征、結構、功能或特性包含于本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，術語“在實施例中”或“在一個實施例中”的于整篇此說明書中的各個位置中的出現(xiàn)并不一定指本發(fā)明的同一實施例。此外，可用任何合適方式結合特定特征、結構、功能或特性于一個或更多個實施例中。例如，第一實施例可與第二實施例于與兩實施例相關的特定特征、結構、功能或特性非為互斥的任何地方結合。

除非內容以其他方式清楚指示，不然如本發(fā)明的說明書及所附權利要求書中所使用的單數(shù)形式“一(a)”、“一(an)”及“該”還意欲包含復數(shù)形式。還將要了解的是，如本文所使用的術語“和/或”意指及包含一個或更多個相關表列項目的任何及所有可能的結合。

本文可使用術語“經耦合”及“經連接”及該等術語的衍生物以描述組件間的功能關系或結構關系。應該要了解的是，該等術語并不意欲作為彼此的同義詞。相反，在特定實施例中，可使用“經連接”以指示兩個或更多元素直接地物理、光學或電氣接觸彼此。可使用“經耦合”以指示兩個或更多元素(利用與在該兩個或更多元素間的其他中間元件)直接地或間接地物理、光學或電氣接觸彼此，和/或兩個或更多元件協(xié)作或與彼此相互作用(例如就像因果關系一樣)。

如本文所使用的術語“在…上方(over)”、“在…下方(under)”、“在…之間(between)”及“在…上(on)”是意指一組件或材料層相對于其他組件或層的相對位置，其中此類物理關系是明顯的。例如，在材料層的背景中，布置在另一層上方或另一層下方的一層可直接地接觸另一層或可具有一個或更多個中間層。此外，部署于兩層間的一層可直接地接觸兩層或可具有一個或更多個中間層。相比之下，在第二層“上”的第一層直接地接觸第二層。在部件組件的背景中可作類似區(qū)別。

已用經改善的冷卻板材以及將冷卻板材黏接至固持工件的定位盤的加熱器設計及改善來改善跨越真空夾盤的表面的溫度均勻性。然而，該等設計及工藝仍經受制造變化，該等制造變化可導致顯著的熱不均勻性。對于一些實施來說，跨晶片的小于+/-0.3℃的空間溫度變化為期望的。對于其他實施方式來說，從晶片的中心至邊緣處，幾度的差異是期望的。

在一些實施方式中，通過控制真空夾盤的溫度而控制晶片上的特征的臨界尺寸。等離子體腔室中的晶片邊緣上的溫度可能比晶片中心附近的溫度高很多。此外，圍繞晶片周邊的溫度可因腔室中的不一致性而變化。

如本文所描述的，多區(qū)域真空夾盤或靜電夾盤可具有多個獨立加熱器區(qū)域。每個加熱器區(qū)域具有加熱器，該加熱器如電阻式加熱器元件及溫度傳感器(如熱電偶或RTD(電阻式溫度檢測器))，以基于來自傳感器的主動反饋而獨立地控制每個加熱器區(qū)域的溫度。熱電偶結合可使用簡單的經組合加熱器而提供任何數(shù)量(從12個至如64、128、256或更多及任何在此之間的數(shù)量的更高數(shù)量)的加熱區(qū)域。

如本文所描述的，可通過加熱經由陶瓷定位盤施加熱至晶片或其他工件的鋁加熱器板材來實現(xiàn)每個區(qū)域(例如，每個像素)的加熱及冷卻。鋁陶瓷接口連接相鄰像素，但因陶瓷定位盤的低熱導率，僅有相當少的熱經由陶瓷以于像素間沿側向方向或橫向方向傳遞。

雖然像素間的熱流被減少，但從每個電阻式加熱器至工件的熱通量穿過粘合層及夾盤的陶瓷頂板材。熱將被引導通過包含每個加熱器的鉆孔的圓柱形部分、沿著每個像素的側壁向上，并且垂直于陶瓷頂板材。這允許獨立地且準確地控制每一像素的溫度。因此，可精確地控制由夾盤所攜載的工件的溫度?？梢钥缭摴ぜ谋砻娴囊恢聹囟染S持工件，或可用如期望的較熱像素或較冷像素實現(xiàn)任何期望的熱模式。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含夾盤組件142的等離子體蝕刻系統(tǒng)100的示意圖。等離子體蝕刻系統(tǒng)100可以是任何類型的本領域已知的高效能蝕刻腔室，如(但非為限制)由美國加利福尼亞州的應用材料公司所制造的DPSAdvantEdge^TM G3、或Mesa^TM chambers。其他市售蝕刻腔室可相似地利用本文所描述的夾盤組件。雖然示例性實施例描述于等離子體蝕刻系統(tǒng)100的環(huán)境中，但本文所描述的夾盤組件也能適用于其他經使用的處理系統(tǒng)，以執(zhí)行任何等離子體制造工藝(例如，等離子體沉積系統(tǒng)等)。

參考圖1，等離子體蝕刻系統(tǒng)100包含接地腔室105。經由質流控制器149從經連接至腔室的氣源129供應處理氣體至腔室105的內部體積中。經由經連接至高容量真空泵堆棧155的排氣閥151抽空腔室105。當應用等離子體功率至腔室105時，等離子體形成于工件110上方的處理區(qū)域中。等離子體偏壓功率125經耦合至夾盤組件142以激發(fā)等離子體。等離子體偏壓功率125典型地具有約2MHz至60MHz間的低頻，且該電壓偏壓功率125例如可在13.56MHz頻帶中。在范例實施例中，等離子體蝕刻系統(tǒng)100包含第二等離子體偏壓功率126，該第二等離子體偏壓功率126操作于約2MHz頻帶處，該2MHz頻帶經連接至RF匹配127。等離子體偏壓功率125也經耦合至RF匹配及也經由電力導管而經耦合至較低電極，以供應驅動電流128。等離子體電源130通過另一匹配(未示出)而經耦合至等離子體產生元素135以提供高頻電源功率，以感應地或電容地激發(fā)等離子體。等離子體電源130可具有比等離子體偏壓功率125高的頻率，如在100MHz與180MHz間，且該等離子體電源130例如可在162MHz頻帶中。

經由開口115加載工件110，且該工件110被夾至腔室內部的夾盤組件142。如半導體晶片的工件110可以是任何晶片、基板或其他布置于半導體處理技術上的工件，及本發(fā)明并不被限于在此方面。工件110布置在介電層或布置在夾盤組件的冷卻底座組件144上的夾盤組件的定位盤的頂表面上。夾持電極(未示出)嵌入至介電層中。在特定實施例中，夾盤組件142包含許多不同的電加熱器區(qū)域(未示出)?？瑟毩⒖刂泼總€區(qū)域為相同的或不同的溫度設定點。

系統(tǒng)控制器170經耦合至各式各樣的不同系統(tǒng)以控制腔室中的制造工藝。控制器170可包含溫度控制器175以執(zhí)行溫度控制算法(例如，溫度反饋控制)，及該控制器170可以是軟件、或硬件或軟件及硬件兩者的結合。溫度控制器從夾盤中的熱傳感器143接收溫度信息，及該溫度控制器隨后調整加熱器及熱交換器。雖然只示出一個熱傳感器，但取決于特定實施方式，可于眾多不同位置中有更多的熱傳感器。系統(tǒng)控制器170也包含中央處理單元172、存儲器173及輸入/輸出接口174。溫度控制器175要輸出控制信號或驅動電流128，從而影響加熱速率并且因此影響夾盤組件142的每個加熱區(qū)與工件間的熱傳遞的速率。

在實施例中，除了不同的加熱器外，可有一個或更多個冷卻液溫度區(qū)域。冷卻液區(qū)域具有基于溫度反饋回路而經控制的帶有流量控制的熱傳遞流體回路。在范例實施例中，經由控制接線176將溫度控制器175耦合至熱交換器(HTX)/冷卻器177(取決于特定實施方式)?？墒褂每刂平泳€以允許溫度控制器設定溫度、流動速率及熱交換器的其他參數(shù)。穿過夾盤組件142中的導管的熱傳遞流體或冷卻液的流動速率可替代地或額外地由熱交換器所控制。

夾盤組件142中的于熱交換器/冷卻器177及流體導管間的一個或更多個閥185(或其他流量控制裝置)可由溫度控制器175所控制以獨立地控制熱傳遞流體的流動速率。溫度控制器也可控制熱交換器所使用的溫度設定點，以冷卻熱傳遞流體。

熱傳遞流體可以是液態(tài)，如(但不限于)去離子水/乙二醇、如來自3M的或來自Solvay Solexis公司的的氟化冷卻液，或任何其他合適的電介質流體，如那些包含全氟惰性聚醚的流體。雖然本說明書于等離子體處理腔室背景中描述真空夾盤，但可用各式各樣不同的工件支撐而使用本文所描述的原則、結構及技術于各式各樣的不同腔室中及用于各式各樣的不同目的。

圖2為用于支撐晶片以便在腔室(例如如圖1的腔室)中進行處理的靜電夾盤202的部分的等角及剖面視圖。電介質定位盤204是在夾盤的頂上以搬運晶片。通過頂板材206支撐電介質定位盤，該頂板材206進而通過由底板材210所支撐的冷卻板材208所支撐。底板材是由軸所攜載(示出于圖5中)。夾盤可以是真空夾盤、基座、載體、ESC或相似類型裝置。

軸及底板材可由各式各樣不同的材料所構成，該各式各樣不同的材料包含陶瓷、鋁及各式各樣的其他材料。雖然將于真空夾盤202的背景中描述本發(fā)明，但作為替代，夾盤可使用任何各式各樣的其他技術以將晶片保持靠在電介質定位盤204上，該任何各式各樣的其他技術包含電磁力、靜電力、真空及黏合劑。

冷卻板材具有一個或更多個冷卻通道222以經由冷卻板材208攜載冷卻液。經由軸212供應冷卻液及自該軸抽出該冷卻液至熱交換器177，以在該冷卻液被抽回夾盤202前控制該冷卻液的溫度。通過于冷卻板材底部處的蓋224覆蓋冷卻液通道222。通道蓋224也可用于抵靠底板材210密封冷卻板材。

冷卻通道222經配置于同心路徑中，該等同心路徑對應至加熱器區(qū)塊244的同心環(huán)中。這提供在每個加熱器區(qū)塊下方的冷卻板材中存在至少一個冷卻通道。如此剖面視圖所示出的，每個加熱器區(qū)塊244具有加熱器棒230，該加熱器棒230向下延伸到帶有至冷卻板材的孔的圓柱形延伸262的冷卻板材。冷卻板材在加熱器棒的每側上具有冷卻通道。冷卻板材及加熱器板材由如鋁的熱導材料制作。這允許冷卻通道移除任何過量的熱。底板材210由帶有較低熱導率的材料(如鈦或陶瓷)制作，以預防底板材跨越冷卻板材或其他組件傳導熱。

在操作中，在冷卻板材移除熱的同時，加熱器提供熱給每個區(qū)塊。這預防任何熱累積，使得可簡單地通過減少加熱器的驅動電流而減少每個區(qū)塊的溫度。冷卻通道及加熱器的結合影響在每個加熱器區(qū)塊上提供獨立及準確的控制。

頂板材具有多個槽228以承載加熱器。在所圖標說明的范例中，僅示出一個加熱器230且兩個槽228為空的。然而，加熱器典型地經放置于槽228的每一個中。如以下所詳加描述地，加熱器為電阻式加熱器，該等電阻式加熱器響應于所施加的電流產生熱。加熱器也包含整合式溫度傳感器(如熱電偶)，以感測電阻式加熱器附近的上部板材的熱。經由引導通過軸212的導線導管232耦合加熱器，以接收來自外部控制器(如圖1的溫度控制器175)的加熱電流。也經由軸下方的導線導管232發(fā)送第二溫度至溫度控制器，使得可調節(jié)每個加熱器的溫度。

圖3以剖面示出帶有經移除的電介質定位盤204的真空夾盤202的部分?？扇菀椎乜匆婍敯宀?06的上方表面的配置?？捎娩X或一些其他熱傳導材料形成頂板材?？杉庸ろ敯宀囊跃哂腥鐖D式中所示出的凹槽及洞。因頂板材具有多個槽228且每個該槽228固持經獨立控制的加熱器元件230，故該頂板材作為加熱器板材。以形成多個經隔離的加熱器區(qū)塊244的凹槽242加工頂板材。槽形成每個區(qū)塊或像素間的熱隔離阻障層?？捎每諝?、腔室內的環(huán)境氣體或固體絕緣或泡沫材料填滿凹槽。每個分開區(qū)塊通過凹槽242形成與其他區(qū)塊隔離的熱獨立島。

每個區(qū)塊具有該每個區(qū)塊自己的經獨立控制的加熱器230，該每個經獨立控制的加熱器230施加熱至該等區(qū)塊。除了獨立加熱區(qū)塊外，冷卻板材也可包含用于升舉銷、凈化及其他氣體、真空通道及用于其他目的的孔(未示出)。

可使用摩擦配合、導熱膏或任何其他黏合劑而將每個加熱器棒230安裝至對應的槽228。加熱器棒可具有圓柱形外殼，使得外殼的壁接觸到槽的壁。為了得到在每個像素的熱上的最佳控制，安裝加熱器棒使得該加熱器棒具有與區(qū)塊的其余部分的好的熱傳導。這允許區(qū)塊快速加熱。在一些情況中，加熱器棒可包含溫度傳感器，如熱電偶或熱二極管。較佳的加熱器棒與區(qū)塊間的熱傳導將通過加熱器棒提供更準確的溫度測量。

在另一實施例中，加熱器棒不具有外殼但該加熱器棒經裝配且安裝至每個相應槽。在此情況中，加熱器棒的加熱元件(如電阻式銅繞組)直接地安裝于槽中，及以適合的導熱膏或其他黏合劑將該加熱器棒的加熱元件保持在適當位置。直接附連加熱元件或繞組至槽提供更佳的熱導率至相應的加熱器區(qū)塊(但可能會更加難以組裝)。

加熱器板材206的每個區(qū)塊244具有熱傳遞表面239，該熱傳遞表面239鄰近直接接觸冷卻板材208的加熱器棒。如所示出的，加熱器傳遞表面位于加熱器區(qū)塊延伸部分的底端；然而，本發(fā)明并不限于此。可放置熱傳遞表面于其他位置中。此表面允許自加熱區(qū)塊至冷卻板材的熱傳遞。通過氣隙242而自冷卻板材隔離區(qū)塊的其余部分。通過控制熱傳遞表面的大小及位置，可設計組件的熱特征。于熱傳遞表面使用技術而將兩組件接合在一起，以經由連接而最大化熱傳導。在一范例中，使用導熱膏。在另一范例中，將兩個表面焊在一起。

相對于加熱器板材，冷卻液板材208不隔離由頂板材的區(qū)塊所形成的各個加熱區(qū)域的每者；然而，本發(fā)明并不限于此。每個熱區(qū)塊在加熱器棒的兩相反側的每者上具有蓋224的冷卻液通道222。在經圖示說明的實施例中，冷卻液通道大約對齊每個加熱區(qū)間的凹槽242。因此，在每個區(qū)塊中心處加熱該每個區(qū)塊及沿著兩側冷卻該每個區(qū)塊。這更進一步地通過于每個區(qū)塊間放置冷卻區(qū)域而將每個區(qū)塊與彼此熱隔離。此外，允許降低每個區(qū)塊的溫度，使得可通過加熱器(而非冷卻流體)控制特定溫度。

圖4示出加熱板材206的部分于從下側看的等角視圖中。槽228的每者從其相應的熱隔離區(qū)塊244延伸通過如圓柱形軸的延伸部分262。圓柱262具有用于保持加熱器230的中央槽228。如以下所述地，圓柱體適配在冷卻板材的對應內徑的內部中。圓柱體的熱傳遞表面239為圓形的。鄰近加熱器棒內部放置該圓柱體的熱傳遞表面239，及該圓柱體的熱傳遞表面239于一端環(huán)繞加熱器棒。熱傳遞表面配合冷卻板材中的對應的埋頭孔270中(如圖5中所示出的)的支座263(如圖5中所示出的)。如自加熱器板材的下側所示出的，熱隔離區(qū)塊間的凹槽242從頭至尾地延伸通過冷卻板材。

圖5為圖2的真空夾盤的分解視圖。如所示出的，主支撐軸212利用在支撐軸與底板材間的經隔離的熱斷開(thermal break)216支撐底板材210。底板材支撐冷卻板材208。冷卻板材具有冷卻通道222，該等冷卻通道222經由夾盤的內部體積而循環(huán)冷卻液流體。在通道已被銑入冷卻板材后，用蓋224覆蓋每個冷卻通道。典型地以鋁制造冷卻板材，及隨后以用于每個冷卻通道的彈性體蓋覆蓋該冷卻板材。

冷卻板材經由加熱器板材吸收來自經嵌入的加熱器230的熱及經由陶瓷頂板材或定位盤204吸收來自工件的熱。溫度均勻性取決于陶瓷定位盤204、頂板材的頂表面205及定位盤204間的彈性體接合及冷卻板材通道224的質量。該溫度均勻性也取決于熱有多好地自工件傳遞至陶瓷定位盤。所有該等因素皆經受制造及使用上的變化。

用高溫粘合劑(如硅氧樹脂)將頂板材206的頂表面205接合至電介質定位盤204。定位盤典型地為陶瓷；但作為替代地，也可用其他材料制造該定位盤。在靜電夾盤的情況中，電極(未示出)經嵌入至定位盤的內部以產生靜電場，利用靜電場來夾緊工件(如硅氧樹脂基板)。

底板材210提供結構化強化至冷卻板材208?？捎删哂胁顭釋实膭傂圆牧闲纬傻装宀?。這經由底板材而防止冷卻通道間的熱流?？捎免仭X、陶瓷、不銹鋼、鎳及相似材料形成底板材?？捎蓡我黄幕蚝冈谝黄鸬亩鄠€部分形成該底板材。取決于特定實施，底板材可被拴住、擰緊或鉚接至冷卻板材。

冷卻板材具有用于圓柱形加熱器元件載體262的每者的圓柱形埋頭孔270。該等圓柱形埋頭孔環(huán)繞槽228，該等槽228各自延伸至相應的埋頭孔270。中央的孔經由冷卻板材而從頭至尾地延伸通過埋頭孔，以允許制造穿過冷卻板材至支撐軸212的用于電氣連接的線。用于每個加熱器及每個熱傳感器的線穿過相應的埋頭孔270的孔洞并且聚集于底板材210周圍，以穿過支撐軸212收集至導管(未示出)。頂加熱器板材適配到冷卻液板材中，使得每個圓柱體穿過相應的埋頭孔。

用于每個加熱器棒的圓柱262延伸至每個相應的埋頭孔270，使得熱傳遞表面239靠著每個埋頭孔的相應突出部分或支座263就位。該等表面經連接在一起以助于每個加熱器板材區(qū)塊與冷卻板材間的熱傳遞。

底板材210承載于軸212上。軸為內部中空且該軸包含用于經供應至夾盤的頂端的導體、氣體及其他材料的導管。隔離器216經放置于金屬軸與金屬底板材210間以減少軸與底板材間的熱傳導。這維持軸冷卻器且還屏蔽來自任何可被附加至軸的處理機制的熱。

圖6為圖5的經組裝ESC的等角視圖。支撐軸212經由隔離器216支撐底板材210。通過底板材承載冷卻板材208及加熱器板材206。頂部加熱器板材206在加熱器板材的頂表面205上方承載定位盤204。工件(未示出)進而承載于定位盤上方且該工件可被靜電(或以其他方式)附著。

如所示出及描述的真空夾盤能獨立地控制加熱板材的隔離區(qū)塊的每者的溫度。這允許控制在頂電介質定位盤204上方的本地區(qū)域；從而允許在晶片的該等小型加熱區(qū)域的每者中精控晶片的溫度。主要通過啟動在適當?shù)募訜釁^(qū)域中相應的加熱器元件來控制熱。區(qū)域的每者通過經加工至頂加熱器板材的凹槽而彼此熱隔離。使用冷卻液及為冷卻液板材的部分的冷卻液通道而冷卻各個區(qū)塊。

圖7為冷卻板材208的底部等角視圖，以示出冷卻通道的一個范例配置。使用中的冷卻通道將具有蓋224(未示出)以密封用于冷卻液經由冷卻板材的流動的通道。冷卻板材由帶有高熱傳導的材料組成，使得通過經由通道流動的冷卻液傳導并吸收自加熱器區(qū)塊所吸收的熱。在此范例中，有至冷卻液通道的入口274及出口276。入口及出口靠近冷卻板材的中部放置，以容易從穿過冷卻液流體被供應的中央支撐軸進入?？墒褂闷渌恢靡杂糜谄渌愋偷墓渲谩Ｈ缢境龅?，冷卻液從入口徑向地向外流動至第一圓形通道280-1。用于至少一些加熱器元件的孔洞270為可見的，且可看見第一圓形通道280-1的圓形路徑在加熱器區(qū)塊的第一行及第二行的孔洞之間流動。通道的路徑稍后于徑向截面290-1中徑向地向外穿過至第二同心圓形路徑280-2。

第二圓形路徑與該第一圓形路徑同心，及該第二圓形路徑在經熱隔離的區(qū)塊的第三圓形行及第四圓形行之間。路徑在用于該路徑的最外層路線的第三行及第四行上的區(qū)塊之間行進，并且隨后來到將冷卻通道帶領至中間路徑的第二徑向截面290-2。第三同心圓280-3同心地圍繞在第二行及第三行間的冷卻板材行進。第三徑向截面帶領冷卻通道徑向地向內至冷卻板材的中央，以在冷卻板材的第二行及第三行之間行進。此同心路徑280-3圍繞著冷卻板材行進，且該同心路徑280-3具有另一臂290-3，該另一臂290-3帶領通道至該同心路徑280-3的出口276。冷卻液從出口向下流動至中央支撐軸。

所描繪的流動路徑的類型考慮到冷卻液流體第一次自入口274進入冷卻板材時的該冷卻液流體相較于該冷卻液流體來到出口276時的該冷卻液流體是較為冷的。因冷卻液流體行經穿過冷卻液通道，故該冷卻液流體吸收來自通過上方的加熱器板材而已加熱的冷卻板材的熱，使得穿過該冷卻液流體的路徑的流體變暖。圓形通道于行間交替，使得每個獨立加熱器區(qū)塊在一邊具有向外流的冷卻液通道而在另一邊具有向內流的冷卻液通道。換而言之，沿著區(qū)塊的一個邊緣流過的冷卻液流體將比沿著該區(qū)塊的其他邊緣穿過的流體更冷。對于每個冷卻液區(qū)塊來說，因穿過橫跨區(qū)塊的每者的板材的熱傳導而讓整體冷卻效果被平衡是真實的。

可使用各式各樣的其他配置，以助于更均勻的用于所有加熱器區(qū)塊的冷卻?？芍本€地、以不同形狀的曲線及以網格等方式安排加熱器區(qū)塊。加熱器區(qū)塊可以是如所示出的矩形或如三角形、六邊形或帶有一些其他數(shù)量的側邊的形狀的另一形狀。加熱器區(qū)塊可具有曲線側邊或直線側邊?？烧{適不同配置為區(qū)塊的不同配置及不同的冷卻液配置。作為替代(或此外)，可以存在眾多獨立的冷卻通道，該等眾多冷卻通道各自經由支撐軸連接至不同的熱交換器。

對照加熱器板材的冷卻液板材并不一定要隔離通過頂板材的區(qū)塊所形成的獨立加熱區(qū)域的每者。如圖7所示出的，冷卻液通道可形成于同心環(huán)的形狀中。如圖2所示出的，每個加熱器區(qū)塊在兩相反側的每者上具有冷卻液通道。在描繪的實施例中，冷卻液通道大致上對齊每個加熱區(qū)域間的凹槽242。因此，在每個區(qū)塊在其中央被加熱且沿著兩側被冷卻。這更進一步地通過在每個區(qū)塊間放置冷卻區(qū)域來彼此熱隔離每個區(qū)塊。此外，允許降低每個區(qū)塊的溫度以便通過加熱器(而不是通過冷卻液流體)而可控制特定溫度。

如由圖7的孔洞270所建議的，以同心圖案安排圍繞頂板材的隔離區(qū)塊244。在此范例中，存在四個通過區(qū)塊的同心圖案所形成的同心環(huán)。通過將區(qū)塊彼此隔離的徑向線劃分內部環(huán)的區(qū)塊及每個外部同心環(huán)。在區(qū)塊的第一環(huán)后有超過三個以連續(xù)同心環(huán)的方式環(huán)繞每個先前環(huán)的區(qū)塊的圓形環(huán)。因環(huán)的直徑朝向板材的邊緣或周長增加，故每個區(qū)塊的環(huán)相較鄰近的更中央的環(huán)而言具有更多區(qū)塊。

可配置單獨且獨立的加熱區(qū)塊的數(shù)量，以適于任何特定應用及提供任何期望的精準程度。也可調整這些區(qū)塊的尺寸及數(shù)量，以適于不同工件的尺寸。典型的等離子體處理中的典型的300mm晶片相對于另一晶片而言可具有不同需求?？墒褂酶鄥^(qū)塊以為更精準的熱控制或以允許更多加熱器以施加更多的經組合的總熱給晶片。作為替代，可使用較少區(qū)塊，其中期望較不精準的控制或較少的整體加熱功率。

圖8示出用于真空夾盤組件的替代配置。在圖8的范例中，頂電介質定位盤904承載于頂加熱器板材906的上方，該頂加熱器板材906擱在冷卻板材908上方。頂板材906被固定至底板材910。可于周圍所有基板的邊緣使用邊緣環(huán)912，以將夾盤組件保持在一起。如先前的范例，以大量槽914示出加熱器板材，其中該大量槽中的七個槽為可見的以支撐加熱器元件916。雖然僅有四個槽承載加熱器元件而三個槽未承載加熱器元件；但如所示出的，在最后組裝后，該等槽的每者將具有可被獨立控制的加熱器元件。

在此范例中，槽并不被延伸至冷卻板材的圓孔承載，而是由加熱器元件直接地靠在冷卻板材上方且該等加熱器元件不被延伸至冷卻板材中的埋頭孔中。此外，存在凹槽920以將加熱區(qū)塊彼此隔離。該等凹槽穿過頂部加熱器板材而延伸三分之二至四分之三的距離(而非從頭至尾的距離)至冷卻板材。這允許用于加熱器板材的較高等級的結構化剛性，且仍提供在每個加熱器區(qū)塊間顯著的隔離量。冷卻液通道922以與圖3方式相似的方式而在加熱器區(qū)塊924的每者間圍繞著冷卻板材908延伸。

圖8示出可修改本文所描述的各種元件的特定比例、尺寸及形狀以滿足用于強度、熱隔離及熱控制的不同需求。

當于等離子體腔室中加熱工件時，將通過加熱器板材及冷卻板材吸收來自于電介質定位盤的熱?？捎蓭в懈邿醾鲗У慕饘?如鋁或一些其他金屬)制作加熱器板材及冷卻板材。這允許自鋁加熱區(qū)塊傳遞熱至冷卻板材及冷卻通道中的冷卻液流體中。在加熱器板材的每個部分間的氣隙抑制加熱器板材的每個區(qū)塊間的熱傳遞。歸因于此氣隙，且因為電介質定位盤為差的熱導體，故可將電介質定位盤的溫度劃分到所有區(qū)域。

可作為替代在每個區(qū)塊間使用任何其他低的熱導率的劃分件，如硅氧樹脂或陶瓷。可用熱隔離材料填滿加熱器板材的凹槽。這將每個區(qū)塊的溫度彼此隔離。凹槽的氣隙或其他熱阻障層減少區(qū)塊間的熱干擾，以允許每個區(qū)塊的溫度的更精確且更隔離的控制。雖然本文描述每個區(qū)塊間的帶有空氣隙的鋁板材，但加熱器板材可由各式各樣不同的帶有高熱傳導的材料制成。在區(qū)塊的每者間的接口可以是如所描述的空氣隙，或可用如粘合劑、陶瓷或一些其他部分的低熱傳導的材料填滿隙。

應該要了解的是，上述描述也意欲為說明性的；并非為限制。例如，雖然圖式中的流程圖示出由本發(fā)明的某些實施例執(zhí)行的特定操作順序，但應了解的是并不要求此類順序(例如，替代實施例可用不同順序執(zhí)行操作、結合某些操作及交迭某些操作等)。此外，對本領域技術人員而言，一旦閱讀及了解上述描述，則眾多其他實施例將立即為顯而易見的。雖然已參考特定示例性的實施例而描述本發(fā)明，但將要意識到的是，本發(fā)明并不限制于所描述的實施例，可用在所附權利要求書的精神及范圍內的修改物或替代物實施本發(fā)明。因此，應參考所附的權利要求書及此權利要求書所經賦予的等效物的全部范圍而決定本發(fā)明的范圍。