[发明专利]静电夹头有效

专利信息
申请号: 201310159972.0 申请日: 2009-05-15
公开(公告)号: CN103236413A 公开(公告)日: 2013-08-07
发明(设计)人: 理查·A·库克 申请(专利权)人: 恩特格林斯公司
主分类号: H01L21/687 分类号: H01L21/687;H01L21/683;H02N13/00
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 曹玲柱
地址: 美国麻*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 静电 夹头
【说明书】:

本案为分案申请,其母案的申请号为:200980117047.3,申请日为:2009年5月15日。

相关申请案

本申请案主张2008年5月19日提出申请,名称为“静电夹头(Electrostatic Chuck)”的美国专利临时申请案第61/054,259号,及2008年9月5日提出申请,名称为“静电夹头(Electrostatic Chuck)”的美国专利临时申请案第61/094,700号的利益。这些申请案的全部教示以参考的方式加入本文中。

背景技术

静电夹头用以在制造过程期间固持并支撑一基板,而且不需要以机械方式夹住此基板就可以从基板上移走热量。在使用静电夹头的期间,基板(例如:半导体晶片)的背面被静电力固持于此静电夹头的表面上。基板与此静电夹头表面中的一个或多个电极被一表面层所隔开,此表面层的材料覆盖住电极。在库伦式夹头(Coulombic chuck)中,此表面层是电气绝缘的,但在Johnsen-Rahbek式静电夹头中,此表面层具有微弱的导电性。静电夹头的表面层可以是扁平的,或者具有一个或多个凸起、突出物、或能够将基板背面与被覆盖的电极两者隔开的其它表面特色部位。可以通过与凸起的热接触传导及/或与冷却气体的气体热传导作用,而将加工期间传送至基板上的热量从基板上移开并传送至静电夹头。一般来说,将热量从基板移开,热接触传导比气体热传导更为有效。然而,却难以控制基板与凸起之间的接触量。

在微电子元件的制造过程中,由于半导体与内存装置的几何形状变得越来越小,而晶片、平面显示器、标线片及其它欲加工的基板的尺寸却变得越来越大,所以能够允许的微粒污染过程的要求就更加严格。微粒在静电夹头上的影响是特别重要的问题点,因为晶片必须实际接触或安装于夹头的夹钳表面上。假如静电夹头的安装表面让任何微粒物质卡在安装表面与基板之间的话,则基板可能会由于此卡入的微粒而产生变形。例如,倘若晶片的背面以静电方式被夹紧于一平坦的参考表面,所卡入的微粒可能会导致晶片的正面产生变形,如此一来将无法平放在一平坦表面上。根据美国专利第6,835,415号案,其研究结果显示在平坦的静电夹头上具有一个10微米大的微粒就会使标线片(亦即:测试晶片)的表面移动一英时或以上的径向距离。此微粒所引起的位移的真正高度和直径与许多参数有关,这些参数例如有:微粒尺寸、微粒硬度、夹钳力、及标线片厚度等。

在基板加工期间,能够控制基板温度、限制基板的最大温度上升、维持在基板表面上的温度均匀性、或上述条件的任何组合等是很重要的。假如由于热传效果很差或不均匀的缘故,导致在基板表面上产生过大的温度变化,则基板可能会发生扭曲,且影响制备工艺的化学作用。与静电夹头之间的直接接触面积越大,则通过接触热传效果所传送的热量就越多。直接接触的面积大小是基板与静电夹头的接触表面的粗糙度、平坦度及硬度,以及在接触表面之间所施加的压力等因素的函数。由于接触表面的特性在每块基板之间有所差异,且由于接触表面的特性会随时间改变,所以很难在静电夹头与基板之间精确地控制热接触传导。

对于减少或消除微电子元件装置、标线片罩体、及其它这类结构等的损伤,以及将制造产量损失缩减或降至最小等目的来说,控制基板温度及基板背面上的微粒数量是很重要的。静电夹头凸起的研磨特性、粗糙凸起的大接触面积、及静电夹头的制造期间研磨(lapping)与抛光操作的影响,均可能会在使用静电夹头的期间产生微粒添加物(particle adders)到基板背面上。

发明内容

依据本发明的一实施例,设有一种静电夹头,包含:一电极、及一表面层,所述表面层被所述电极中的一电压所致动而形成电荷,通过此将一基板静电夹钳至所述静电夹头上。表面层包括多个凸起,所述凸起延伸至围绕所述凸起的部分所述表面层上方的一高度处,以便在基板的静电夹钳期间将所述基板支撑于凸起上。如同就多对相邻凸起的中心间距所测量到的,所述凸起在整个表面层上大致等距离隔开。

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