[发明专利]用于半导体晶片处理的高效静电吸盘

说明书

技术领域

本发明实施例大体上关于用以在处理环境中保持衬底的静电吸盘。

背景技术

在衬底处理应用中，吸盘是用来保持衬底，以避免衬底在处理过程中移动或错位。静电吸盘利用静电吸引力来保持衬底使其就定位。由于静电吸盘比机械性真空吸盘更具优势，例如减少衬底中因应力引起的裂缝、减少处理腔室中的污染以及能够在低真空环境中保持衬底，因此静电吸盘广受欢迎。

典型的静电吸盘含有埋置在电绝缘体中的导电电极。使用电压源相对于电极来电性偏压衬底。绝缘体可避免电子流穿过该绝缘体，造成在衬底和电极中累积相反的电荷。因此产生静电力，而将衬底吸引且保持在吸盘上。

一般静电吸盘是使用聚醯亚胺(polyimide)形成多层绝缘层将铜电极夹在中间所制成的多层式结构。聚醯亚胺是一种热固性材料(thermosetting material)，具有例如高温稳定性(相对于其它有机聚合物而言)、良好介电性、良好机械性等期望的性质。然而，在某些衬底制造处理中，使用聚醯亚胺来绝缘电极限制了吸盘的使用寿命。聚醯亚胺和类似聚合物对于某些处理气体和等离子体的抗腐蚀性低。用于各种衬底处理操作中的含氧气体和等离子体对静电吸盘上的聚醯亚胺层特别有害。在这些处理中，处理气体会腐蚀绝缘体且暴露出电极，造成吸盘在处理过程中故障，损失掉成本昂贵的整个衬底。

此外，当衬底碎裂或破损而形成具有锐利边缘的碎片时，衬底碎片能轻易地刺穿聚醯亚胺膜，而暴露出吸盘的电极。衬底碎片也可能从衬底背侧移动到聚醯亚胺膜。即使是在绝缘体中单个针孔处暴露出电极，也可能造成电极和等离子体之间的电弧放电作用(arcing)，并且需要更换整个吸盘。

再者，制造上述静电吸盘的处理需要使用对压力和热敏感的粘着剂以及复杂又费力的电路建构作业。例如，可提供具有导电性铜层的聚醯亚胺膜。该铜层可能经过蚀刻、绕线配置或研磨以形成电极。蚀刻之后，使用压力或热敏感性粘着剂将第二聚醯亚胺膜粘在电极层上。接着利用压力或热敏感性粘着剂将该多层堆栈粘至吸盘的基底。这种处理不仅仅复杂且需要很多步骤和长的制造时间，而且某些处理腔室中的处理条件也可能会对该些粘着层造成不利的影响。这将会导致这些层分层，需要更换掉整个吸盘。

因此，需要一种改进的静电吸盘以及制造静电吸盘的简化方法。

发明内容

在本发明的一个实施例中，多层式静电吸盘包含高纯度聚芳醚酮部件以及预先形成的电极，其中该高纯度聚芳醚酮部件含有低的金属离子浓度，该高纯度聚芳醚酮部件作为静电吸盘中的介电质，并且该预先形成的电极埋置在该高纯度聚芳醚酮部件中。

在本发明的另一实施例中，静电吸盘组件包含衬底支撑平台、第一聚芳醚酮层、第二聚芳醚酮层以及电极部件，其中该第一聚芳醚酮层的第一表面热塑性地接合至衬底支撑平台，且该第二聚芳醚酮层的第二表面构造成支撑衬底，并且该电极部件埋置在第一聚芳醚酮层的第二表面和第二聚芳醚酮层的第一表面之间，其中第一和第二聚芳醚酮层热塑性地接合在一起。

在本发明的又一实施例中，制造静电吸盘组件的方法包括将预先形成的电极放置在第一高纯度聚芳醚酮层和第二高纯度聚芳醚酮层之间，将该第一和第二高纯度聚芳醚酮层热塑性地接合在一起，并且将第一高纯度聚芳醚酮层热塑性地接合至衬底支撑平台。

附图说明

为了详细了解本发明上述特征，将参照多个实施例更具体地描述本发明，部分实施例绘于附图中。但需注意的是，附图所绘的仅是本发明的代表性实施例，因此不应视为本发明范围的限制，本发明可能具有其它等效实施例。

图1是根据本发明的静电吸盘实施例的剖面图。

图2是可使用本发明静电吸盘的示例性处理腔室的剖面图。

图3是可使用该示例性处理腔室的示例性群集工具的俯视平面图。

具体实施方式

本发明大体上提供一种用以在处理体积中保持衬底的高效静电吸盘。该高效静电吸盘包含电极，该电极埋置在两层高纯度热塑性膜之间。明确而言，该高纯度热塑性膜可能是一种金属离子含量极低的高纯度聚芳醚酮(polyaryletherketone)。相较于现今用于静电吸盘中的聚醯亚胺膜而言，高纯度聚芳醚酮具有优越的耐磨损性、耐高温、耐等离子体、抗腐蚀性化学品、电稳定性及强度。本发明亦提供一种制造高效静电吸盘的简化方法。