高表面電阻率靜電吸盤的制作方法
【專利說明】
[0001] 本發明申請為申請日為2011年5月24日，申請號為201180026596. 7,發明名稱為 "高表面電阻率靜電吸盤"的發明申請的分案申請。
[0002] 巧關申請案
[0003] 本申請案主張2010年5月28日申請之美國臨時申請案第61/349504號之權利。 W上申請案之全部教示被W引用的方式并入本文中。
技術領域
[0004] 根據本發明之一具體實例，提供一種靜電吸盤。該靜電吸盤包含一電極及一表面 層，該表面層由該電極中之一電壓啟動W形成一電荷W將一基板靜電夾持至該靜電吸盤， 該表面層包括一電荷控制層，該電荷控制層包含大于約每平方1〇11歐姆之一表面電阻率。 陽00引 發巧背景
[0006] 靜電吸盤在制程期間固持且支撐基板，且亦自基板移除熱，而不機械夾持基板。在 靜電吸盤之使用期間，藉由靜電力將基板（諸如，半導體晶圓）之背面固持至靜電吸盤之 面。覆蓋電極的表面材料層將基板與靜電吸盤之面中的一或多個電極分開。在庫侖吸盤中， 表面層電絕緣，而在化hnsen-Rahbek靜電吸盤中，表面層為弱導電的。靜電吸盤之表面層 可平坦，或可具有將基板之背面與經覆蓋之電極進一步分開的一或多個突起、突出物或其 他表面特征。
[0007] 在靜電吸盤之設計中，正存在避免在移除了吸盤電力后當晶圓或其他基板靜電黏 附至吸盤表面時發生的「晶圓黏附」之問題之需要。
【發明內容】
[0008] 根據本發明之一具體實例，提供一種靜電吸盤。該靜電吸盤包含一電極及一表面 層，該表面層由該電極中之一電壓啟動W形成一電荷W將一基板靜電夾持至該靜電吸盤， 該表面層包括一電荷控制層，該電荷控制層包含大于約每平方1〇11歐姆之一表面電阻率。
[0009] 在另外的有關具體實例中，該電荷控制層可包含大于約每平方1〇12歐姆、或大于 約每平方10"歐姆、或自約IX10 11歐姆/平方至約IX10 16歐姆/平方、或自約IX10 12歐 姆/平方至約1Xl〇ie歐姆/平方、或自約1X10 "歐姆/平方至約1X10IS歐姆/平方之一 表面電阻率。該電荷控制層可包含聚合物，諸如，聚酸酷亞胺（PEI)、聚酷亞胺及聚酸酸酬 (P邸K)中之至少一者。該電荷控制層可包含含娃氮化物、含娃氧化物、含娃碳化物、含非化 學計量娃之氮化物、含非化學計量娃之氧化物、含非化學計量娃之碳化物、碳及碳之氮化物 化合物；諸如，siOyNy、氮化娃、氧化娃、碳化娃及類鉆碳。如本文中所使用，「Sicyg可含有 元素氨，且忽略氨（例如，其可按高達約20原子百分率存在），變數X可（例如）在0至2 之范圍內，且變數y可（例如）在0至1.4之范圍內，其中希望在X及/或y為零值之情況 下，氧及/或氮可不存在。或者，在此范圍中，氧及氮中之一或多者可按至少某一非零量存 在。
[0010] 在另外的具體實例中，該表面層可包括多個聚合物突起，該多個聚合物突起延伸 至在該電荷控制層之包圍該多個聚合物突起的部分上方之一高度W在該基板之靜電夾持 期間在該多個聚合物突起上支撐該基板。形成該多個聚合物突起之該聚合物可包含聚酸酷 亞胺（PEI)、聚酷亞胺及聚酸酸酬（PEEK)中之至少一者。該多個聚合物突起可實質上在該 表面層上等距間隔（如按成對的相鄰聚合物突起之間的中屯、至中屯、距離所量測）；且可按 S角形圖案排列。
[0011] 在根據本發明之另一具體實例中，提供一種制造一靜電吸盤之方法。該方法包含 在該靜電吸盤中形成一電荷控制層，該電荷控制層包含大于約每平方1〇11歐姆之一表面電 阻率。
[0012] 在另外的有關具體實例中，該電荷控制層可包含大于約每平方1〇12歐姆、或大于 約每平方10"歐姆、或自約IX 1011歐姆/平方至約IX 1016歐姆/平方、或自約IX 1012歐姆 /平方至約1 Xl〇ie歐姆/平方、或自約1 X 10"歐姆/平方至約1 X 10IS歐姆/平方之一表 面電阻率。該方法可包含在該靜電吸盤之使用中減少晶圓黏附之頻率，而不修改該靜電吸 盤之機能，諸如，不修改該靜電吸盤之電源供應器、電極結構、介電層厚度、機械性質及夾持 力中之至少一者。該方法可包含控制W原子百分率計的該電荷控制表面層中娃對其他物質 之一比率，W便達成表面電阻率之一所要位準。形成該電荷控制層可包含更改已經產生的 一表面層之該表面電阻率。該更改該表面電阻率可包含使用一反應性離子蝕刻制程處理已 經產生之該表面層。該更改該表面電阻率可包含執行已經產生的該表面層之一電漿處理、 一化學處理及一重新氨化處理中之至少一者。該表面電阻率之該更改可在處理后產生處于 在處理前該表面電阻率將為的值之增或減25%范圍內之表面電阻率。該方法可包含：在形 成該電荷控制層前：將該靜電吸盤之一介電層結合至該靜電吸盤之一絕緣體層；用一黏著 涂層涂布該靜電吸盤之該介電層，該黏著涂層包含含娃氮化物、含娃氧化物、含娃碳化物、 含非化學計量娃之氮化物、含非化學計量娃之氧化物、含非化學計量娃之碳化物、碳及碳之 氮化物化合物中之至少一者；將包含一電荷控制層聚合物之一電荷控制層結合至該靜電吸 盤之該表面，該電荷控制層聚合物包含聚酸酷亞胺（PEI)、聚酷亞胺及聚酸酸酬（PEEK)中 之至少一者；在該電荷控制層上沈積一光阻；反應性離子蝕刻該電荷控制層W移除該電荷 控制層之將包圍形成于該電荷控制層中之多個聚合物突起的部分；及從該靜電吸盤剝離該 光阻，藉此顯露由與該電荷控制層相同的電荷控制層聚合物形成的多個聚合物突起。
【附圖說明】
[0013] 自如在隨附圖式（其中同樣的參考字元貫穿不同視圖指相同的零件）中說明的本 發明之實例具體實例之W下更特定描述，前述內容將顯而易見。圖式未必按比例，實情為著 重說明本發明之具體實例。
[0014] 圖1為根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之頂層之橫截面圖。
[0015] 圖2為展示根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之另外層之橫截面圖。
[0016] 圖3為在根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之表面上的突起之圖案之說明。
[0017] 圖4為根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之表面外觀之圖。
[0018] 圖5為說明將具有厚氧化物或氮化物絕緣層之基板抬離先前技術靜電吸盤之表 面的起模頂桿之圖。
[0019] 圖6為當具有厚氧化物或氮化物絕緣層之基板正上升離開根據本發明之一具體 實例的靜電吸盤之表面時的該基板之圖。
[0020] 圖7為當具有厚氧化物或氮化物絕緣層之基板正上升離開先前技術靜電吸盤之 表面時的該基板之圖。
【具體實施方式】
[0021] 接著為本發明之實例具體實例之描述。
[0022] 根據本發明之一具體實例，提供一種靜電吸盤，其包括一具有高表面電阻率（例 如，大于約每平方1〇11歐姆，包括大于約每平方10 12歐姆及大于約每平方10 "歐姆）之電 荷控制層。已發現包括具有此等高表面電阻率之電荷控制表面層可防止晶圓黏附至靜電吸 盤，而不干擾靜電吸盤與基板之間的靜電吸引。根據本發明之一具體實例，可藉由更改一最 初具有較低表面電阻率的表面層之表面電阻率（例如，藉由反應性離子蝕刻，包括電漿處 理、化學處理及/或重新氨化處理）來產生高表面電阻率電荷控制表面層。
[0023] 并不希望受理論約束，咸信根據本發明之一具體實例的電荷控制表面層之高表面 電阻率幫助抵消靜電吸盤與基板之間的摩擦電效應之影響。在基板涂布有厚絕緣體涂層之 情況下，此可尤其成問題。涂布有厚絕緣體（諸如，氧化物或氮化物）之基板可傾向于黏附 至靜電夾持表面，其可導致晶圓處置問題及甚至將晶圓報廢之需求。此等問題可發生于靜 電及機械夾持系統兩者之情況下。根據本發明之一具體實例，咸信將夾持表面之表面電阻 率控制至高表面電阻率（諸如，大于約每平方1〇11歐姆或本文中論述之其他范圍）使在涂 布有絕緣體之基板之脫離吸盤期間基板與夾具之摩擦生電之影響最小化。此高表面電阻率 可用于靜電及機械夾持系統兩者。根據本發明之一具體實例，可防止晶圓黏附，而不修改夾 具之機能，諸如，不修改電源供應器、電極結構、介電層厚層、機械性質及/或夾持力（如在 防止晶圓黏附之其他技術中所進行）。
[0024] 圖1為根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之頂層之橫截面圖。該靜電吸盤可W 在其表面上之用于安裝基板的突起101為特征。靜電吸盤W突起101可黏著至之一電荷控 制表面層102為特征。電荷控制層102之目的在于提供一傳導層W泄放表面電荷。電荷 控制層102減少了晶圓黏附之可能性。具有在適當范圍（諸如，大于約每平方1〇11歐姆， 包括大于約每平方1〇1 2歐姆、大于約每平方10"歐姆、及/或自約IX10 11歐姆/平方至約 1Xl〇ie歐姆/平方之范圍、及/或自約1X10I2歐姆/平方至約1X10IS歐姆/平方之范 圍、及/或自約IX10"歐姆/平方至約IX10IS歐姆/平方之范圍）中之表面電阻率的電 荷控制層102減少晶圓黏附。略微有傳導性的表面層將電