[发明专利]在去夹持步骤期间移除静电夹盘上的残余电荷的方法

说明书

一种用于从基板支撑件对残余电荷进行放电的方法和设备。在一个例子中，提供了基板支撑件，基板支撑件包括本体、设置在本体中的电极、辐射发射器和扩散器。本体具有形成在工件支撑表面中的一个或多个孔，工件支撑表面经构造以在工件支撑表面上接收基板。电极经构造以将基板静电保持到工件支撑表面。辐射发射器设置在形成于工件支撑表面中的一个或多个孔的第一孔中。辐射发射器经构造以从第一孔发射电磁能。扩散器设置在第一孔中并位于辐射发射器上方。

技术领域

本发明的实施方式涉及半导体晶片处理系统，且更具体地，涉及用于移除用以保持半导体晶片的静电夹盘上的残余电荷的方法和设备。

背景技术

在高精度制造(例如半导体制造)中，在制造操作期间，基板可能需要被固定设备精确地保持，以增加均匀品质并减少缺陷。在一些制造操作中，使用静电夹盘作为固定设备，以在一个或多个制造操作期间利用静电力(“夹持力”)将基板保持在支撑结构上。尽管静电夹盘在设计上不同，但是静电夹盘利用对嵌入在夹盘中的一个或多个电极施加电压，以便在基板和(多个)电极中感生相反极性的电荷，从而产生静电夹持力。静电夹持力将基板拉抵至夹盘，从而保持基板。

静电夹盘的问题在于当需要从夹盘释放基板时，难以从基板和夹盘移除电荷。一种传统的解决方案是将电极和基板两者接地，以允许电荷排出。另一种传统的解决方案是使施加到电极的DC电压的极性反转。

这些方法的缺点是残余电荷通常残留在夹盘上，导致在基板和夹盘之间残留一些静电力。另外，残留的电荷可能局部地累积，使得施加到基板的静电力遍布基板可能变得不均匀。残留静电力还可能需要使用大的机械力以将工件从夹盘分离。不期望地，用以移除基板所需的力常常令基板破裂或以其他方式损坏基板。即使当基板没有被损坏时，机械地克服残余静电力的难度有时导致基板从夹盘不可预测地弹出到使用基板传送机器人难以取回的位置。

残余电荷的累积也不利于后续基板的夹持。累积的电荷通过增加(即，累积电荷具有与夹持电压相同的极性)或抵消(即，累积电荷具有与夹持电压相反的极性)的任一者而干扰夹持电压。

在某些陶瓷静电夹盘中，高温暴露(如，暴露于高于200℃的温度)可使夹盘的材料更导电。因此，只要夹盘保持在高温，一些残余电荷将通过夹盘传导到电极而消散。此外，可在晶片处理之后执行电浆清洁步骤。通常地，将惰性气体(诸如氩气)引入到含有静电夹盘的腔室中并离子化成等离子体。等离子体可形成从静电夹盘的表面到接地的腔室部件(诸如腔室的壁)的导电路径。来自等离子体的离子轰击静电夹盘的表面，从而逐出(dislodge)残余电荷。被逐出的电荷接着通过等离子体而移动到地。等离子体清洁步骤还可包括高温，以进一步强化残余电荷的消散。不幸的是，当夹盘冷却并准备用于基板处理时，高温维持工艺(无论是通过直接加热或等离子体处理)的消散效应被大大地降低。

因此，存在对一种改进的静电夹盘的需求。

发明内容

本文公开的实施方式包括改进从静电夹盘对基板去夹持的方法和设备。一种用于从基板支撑件对残余电荷进行放电的方法和设备。在一个例子中，提供了基板支撑件，基板支撑件包括本体、设置在本体中的电极、辐射发射器和扩散器(diffuser)。本体具有形成在工件支撑表面中的一个或多个孔，工件支撑表面经构造以在工件支撑表面上接收基板。电极经构造以将基板静电保持到工件支撑表面。辐射发射器设置在形成于工件支撑表面中的一个或多个孔的第一孔中。辐射发射器经构造以从第一孔发射电磁能。扩散器设置在第一孔中并位于辐射发射器上方。

在另一个例子中，提供了处理腔室。处理腔室包括腔室本体，腔室本体具有腔室盖、腔室壁和腔室底部。腔室本体包围腔室内部容积。处理腔室另外包括设置在腔室内部容积中的喷头和基板支撑件。处理腔室另外包括设置在喷头，盖或基板支撑件的一个中的辐射发射器。辐射发射器经构造以在照射或反射到基板支撑件的工件支撑表面上的方向上发射电磁能。