CN1745456A - 用于基片加工的设备 - Google Patents

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Abstract

一种设备、尤其是一种真空处理设备，用于基片(130)、尤其是半导体晶片的加工，带有一个加工工位，为了夹持和/或者输送基片(130)，所述设备包括至少一个带有夹紧的载体(120)的框架(110)，其中基片(130)可大面积地固定在载体(120)上。加工工位优选包括一个夹紧电极(140)，带有一个平整的外表面(141)，其中载体可平行地、紧邻地在夹紧电极的外表面(141)上定位，从而由夹紧电机(140)和载体(120)构成一个静电的夹紧装置。

Description

用于基片加工的设备
技术领域
本发明涉及一种设备、尤其涉及一种真空处理设备，用于基片、尤其是半导体晶片的加工带有至少一个加工工位。此外本发明涉及这种设备的加工工位、一种用于基片夹持和/或者输送的这样设备的框架、一种在框架中夹紧的薄膜、和一种用于基片、尤其是半导体晶片在真空处理设备中加工的方法。
背景技术
用于集成电路制造的半导体晶片通常在真空处理设备中加工，它包括一个或多个加工工位，其中晶片在真空室中例如借助于CVD(化学汽化淀积)或者PVD(物理汽化淀积)的方法涂层或者蚀刻。同时重要的是，在真空室中的晶片在加工期间要采用力学的方式保持稳定，同时它的温度要得到控制，尤其是给晶片供给的处理热量要被排出来。否则的话晶片受到强烈加热的威胁，它可能导致晶片的损伤或者破坏。
为了提高生产率越来越多地使用较大的晶片，其中部分晶片具有300毫米的直径，将来还会有更大直径的晶片获得应用。由于这种基片面积大、厚度薄(典型的0.8毫米或者更薄)，不仅对在加工时晶片的夹持、而且对晶片通过真空处理设备的输送，提出了附加的力学要求，因为微小的力的作用就令导致基片的损伤或者破坏。为了改善温度控制晶片部分地在其背面被磨薄，直到它具有200微米或者更薄的厚度，有时甚至到只有50-75微米的厚度。紧接着被磨薄的晶片在真空处理设备中在它的背面金属化。在这类薄薄的基片中对于夹持和输送的要求更高。
同时例如在喷溅加工中产生的处理热量要保证良好地排出，否则带有微小的热容量的薄薄的基片很快就会达到150℃以上的温度，在这样的温度下将损伤在晶片上已经存在的层系统。此外在微小的加热时已经存在这种危险，在基片上的淀积层中出现热内应力，它在冷却时会导致晶片的变形。在真空室中处理热量的排出变得很困难，因为热量的输送基本上必须通过热辐射来进行。
美国专利4,680,061和4,743,570(Varian)说明了一种用于在真空室内晶片调温的方法。晶片沿着它的圆周通过多个在载盘开孔处的夹子夹持。为了冷却它被送到一个与冷却元件平整的表面相邻的位置，其中在冷却元件和晶片背面之间的狭窄缝隙中引入氩气，以使从晶片到冷却元件的热量输送，通过在这一背面气体中的传热被增强。
US6,477,787B2(应用材料)涉及到一种在同一室中基片的加热和冷却的方法，以使可以放弃单独的冷却室。冷却机构包括一个冷却板，晶片通过一个输送机构，例如带有向内布置的支承销、或者多个升降销的输送环来输送。通过在冷却板和基片之间的气流使冷却得到改善。
在这篇文件中公开的机械输送和夹持装置当然对于大面积的带有微小厚度的基片有点不适合，因为在夹持时在晶片上会产生不均匀的力的分布，并因此产生力学应力。背面气体的压力的提高同时因此热量的通过受到限制，因为从一定的气体压力起，在圆周上面或者以点的方式夹持的晶片开始变形。因此对于薄薄的晶片不能实现有效的冷却。
美国专利5,880,924(应用材料)描述了一个静电夹紧装置(夹头)，通过缩短夹头的充电和放电时间，可使基片迅速的夹紧或分开。为此夹紧装置包括一个放置基片的电介质层，一个埋在电介质层内的充电电极、和一个与充电电极绝缘布置的放电电极，它与在电介质层表面上的基片相接触。
US6,238,160B1(台湾半导体制造)描述了一种用于在加工室中半导体晶片的静电夹紧和输送的方法，其中使用了一个静电机械手。机械手给晶片充电，同时在输送时通过静电力夹持住它。它有这种好处，晶片同时部分地被预充电，使得在静电夹头上的夹紧被简化了，同时在室内的气体等离子体、或者接触晶片的充电电极均可避开。如果晶片被夹紧在夹头上，通过背面气体的援助、例如将氦气引到在晶片和夹头之间的间隙中，晶片可以被调温。
通过静电夹紧装置(夹头)，基片的夹持被改善。尤其是背面气体可以有较高的压力，而不会使基片变形，因此实现了处理热量的较好地排出。
当然夹头的制造费用高，同时需要经常保养，尤其是与基片接触的部件必须定期更换。而对机械敏感的基片从夹紧装置的表面取下的过程更是非常关键。夹头通常是采用有一定间隔的销子，所以在夹头未完全放电时，会导致基片的损伤或者破坏。
发明内容
本发明的任务是，提供一种属于开头所述技术领域的设备，它具有简单的结构，易于保养，同时在该设备上可以无损伤或无破坏危险地加工薄薄的和/或大面积的、力学敏感的基片。
该任务的解决方案通过权利要求1所述的特征限定。根据本发明用于夹持和/或者输送基片的设备至少包括一个带有夹紧载体的环行卡具，其中基片可大面积地固定在载体上。
通过大面积地固定，基片被可靠地夹持在载体上，同基片只在其边缘或者在一定间隔的点上夹持的方法相反，这样力学上更加稳固。而且基片在加工时一直保持在载体上，因此可以放弃昂贵的和容易损伤的夹紧或者取下工作程序，同时设备的结构被简化。因此基片最好在加工前被固定到载体上，在输送和加工工作程序时仍保持在那儿，直到完成加工后，在设备外边再从载体上被取下。带有载体的框架定期由设备中输送出来，因此可以方便地检查，必要时进行保养或者更换。
本发明并不局限在半导体晶片的加工，而是可应用在大量的尤其是大面积的和/或者薄薄的工件中，例如在玻璃或者塑料基材上。因此它尤其适用于电子部件、即使在它们被分成独立的部分以后的加工，或者太阳能电池的加工。
基片优选可借助于适合真空的或可拆开的胶粘剂粘在一个平整的载体的主表面上。因此就保证了在载体上大面积地固定。胶粘剂最好具有良好的导热性，以使热量可被最佳地排出。
具有优点的是，至少一个加工工位包括一个静电夹紧装置，一个所谓的静电夹头，即一个带有平整的外表面的夹紧电极，其中载体平行地和紧邻地定位在电极的外表面上。在载体上的大面积固定和在夹头上的大面积夹持的组合使基片获得了力学的不一般的稳定的支持和相应的良好的热量排出。平整外表面的扩展要优选与基片的至少主表面相对应。但是在一定的情况下基片的利用表面可小于整个基片的主表面，例如当一个单独的矩形半导体部件在一个圆形晶片上加工时。那么平整的外表面可以这样选择，不是整个基片，而仅是技术上有条件的缩小的有效面积在夹头上被夹持。
基片在夹紧于框架中的载体上稳定固定，在不需要冷却的加工工位上也非常有利。
载体优选由不导电的电介质材料组成，一侧带有导电层。框架至少在一个区域是导电的，载体夹紧在框架中，使导电层与框架的导电区域相接触。载体的导电层与电介质材料和夹紧电极共同构成了静电的夹紧装置，其中导电层和夹紧电极仿佛构成了平板电容的两个极板。如果载体的布置使导电层背离夹紧电极，那么当它与基片接触时，载体的电介质材料提高了在平行极板场中的吸引力。
这种通过电极和在框架中夹紧的载体构成的静电夹紧装置(夹头)具有简单的结构。由于借助载体静电夹紧装置的部件定期由设备中运出来，由于对这种保养工作量大的部件可例行检查和必要时更换，简化了保养。留在设备中的部件，即夹紧电极，在基片加工时通过在它前面布置的载体得到了保护，因此保养费用很低。
框架的导电区和通过这一区域载体导电层的接电使得夹紧装置第二个极板的连接非常简单，只需通过一个在框架上的接触点即可接电。
另一种方案是，作为载体材料可选择一种弱掺杂的电介质材料，它具有半导电的特性。由此代替上边所指出的库仑引力产生一种所谓江森-拉贝克引力(Johnsen-Rahbek-Anzichung)，由于微小的有效极板距离引力明显增强。当然掺杂电介质材料的半导电作用经常要在提高温度时才产生，同时为了平衡产生的泄露电流，需要一个连续的充电电流，它使得装置的构造更加昂贵。
为了取下基片，载体的导电层与夹紧电极短路连接更加有利。通过载膜的支持，允许基片安全地取下并不存在损伤的危险，因为没有能在基片上起作用的局部残余力。
首先载体通过适合真空的、不受温度变化影响的薄膜和通过汽化渗镀的金属化导电层，或者导电的聚合物来构成。聚酰亚胺适合作为薄膜材料。这种薄膜物美价廉；此外晶片在磨薄时为了力学的稳定性已经部分地被固定在载膜上，在相应的薄膜材料选择时，同样的载体也可用于接下来的涂层，晶片不需要再被固定到新的夹持装置上。
另一种方案是载体也可以由其它的不导电介质材料制造，例如由陶瓷或者玻璃。
薄膜的厚度在50-200微米，特别是在约100微米，同时金属化层在0.03～0.5微米，特别是在约0.1微米时比较有利。这种薄膜厚度使薄膜具有高的力学稳定性和耐久性。同时载体的横断面很小，所以当薄膜材料作为电介质使用时，可形成高的吸引力，材料和制造成本也能够保持较低的水平。规定厚度的金属化层可以成本较低的实现，同时对于在根据本发明的静电夹头中的应用具有良好的电特性。尤其由于这种导电层的高导电性，在夹头断开之后还存在的剩余电荷在短的时间内将被消除。
载膜的厚度或者说是金属化层的厚度当然要适应各自的应用，即尤其是基片的尺寸、力学的情况、或者通过加工后所期待的作用。在同一设备中可以毫无问题地使用不同的载体，例如对于某些基片使用薄膜材料的载体，对于其它的基片例如使用玻璃的载体。
如果在基片加工时，例如在蚀刻时使用高频，夹紧电极可以构建在一个基体上，该基体包括一个高频电极，其中夹紧电极与高频电极是电绝缘的。优选是夹紧电极通过一个穿过高频电极的绝缘套管接电。因此静电夹紧装置浮动是有利的，即不与高频源也不与接地位势相连。因此以简单的方式和方法对于在载体上固定的同时通过夹头夹持的基片的加工也可使用高频电压。
在载体布置在夹紧电极前面使导电层面向夹紧电极时，在夹紧电极前布置有电介质，使它位于夹紧电极和载体之间。通过选择薄薄的带有高介电常数εr的电介质——不依赖于载体的材料——可达到高的吸引力。作为电介质，带有高介电常数εr≈10的三氧化二铝Al2O3板特别适用。
另一种方案是，如已经提到的，载体可布置在夹紧电极前，以使载体材料在夹紧电极和导电层之间形成电介质。它使得设备结构简单、制造成本低廉，当然由于可经济使用的载体材料典型的较低的介电常数会导致较小的吸引力。但是在大量的应用情况下这类可达到的吸引力也足够了。
优选的是，加工工位包括一个电源用于在框架和夹紧电极之间施加电压，其中尤其是可以产生200～1500伏、最好是500～1000伏的直流电压。由于在框架和载体导电层之间的导电连接，可以简单的方式形成静电夹紧装置，其中既不需要基片的直接接电，也不需要用于充电和放电的气体等离子体。规定的电压在常用的载体横断面上产生一个适用于半导体晶片加工的压紧压力。
夹紧电极可以包含多个不同极性的区域。因此可以形成双极或者多极的静电夹紧装置，它不需要反向电极或者反向极板。那么在这种情况下基本上可以取消载体的导电层和相应的接电。但是通常双极或者多极的夹紧装置比在单极结构中达到的吸引力要小。
优选的是加工工位包括一个用于供给气体到夹紧电极和载体之间的间隙中的气体供给通道，其中最好能产生100Pa以上的气体压力。以此通过在背面气体中的导热达到有效的热量排出。在传统的在其边缘上夹紧基片时，气体压力的提高受到限制，因为在超过背面气体压力的上限时，会导致仅在圆周上夹紧的基片的强烈的弯曲。例如在大面积的薄薄的半导体晶片上，气体压力可达到约20Pa，这对于有效的冷却是不够的。带有静电夹头和基片大面积固定在载体上的方案可显著提高背面气体的压力，并以此使基片热量的排出明显改善。
在一定的加工步骤时，也可以给夹紧的基片供热，例如通过对平整的夹紧电极外表面相应地进行调温。这种逐渐加热也可以通过背面气体来加快。最后也有可以省去基片调温的加工步骤。但是在这些情况下根据本发明的夹紧装置就要保证，基片夹持稳固，同时在进行加工以后可简单的从夹紧装置上取下来。
根据本发明的设备可以包括多个加工工位和用于将连同夹紧的载体和基片的框架从第一个加工工位输送到第二个加工工位的机构例如真空机械手。例如这种设备的结构可以是星形结构，以使垂直排列的框架沿着环形轨道运动，它的轴线与框架主表面平行。带有水平布置的框架的集群形结构也是可以的。视任务而定，将带有基片的框架放入加工工位，或者在处理时被夹持。加工或者输送相应地可以同步或者单个进行。由于不需要等离子体作为导体或者回线，根据本发明的夹紧装置也可以在没有布置等离子体的纯粹的冷却工位使用。这种冷却工位可以布置在设备中两个对基片进行继续加工的工位之间。
由接下来的详细说明和整个权利要求书，可得出本发明的其它有利的实施形式和特征的组合。
附图说明
用于实施例解释使用的附图示出了：
图1根据本发明加工工位的第一种实施形式的单极电极和夹持和输送环行卡具示意图；
图2根据本发明加工工位的第二种实施形式的单极电极和夹持和输送环行卡具示意图，其中在电极和框架上夹紧的载体之间布置有一层电介质；
图3根据本发明加工工位的第三种实施形式的单极电极和夹持和输送环行卡具示意图，它包括一个高频源；
图4根据本发明加工工位的第四种实施形式的双极电极的和夹持和输送框架示意图；和
图5带有多个加工工位的真空处理设备示意图。
原则上在示意图中相同的部件采用相同的附图标记。
具体实施方式
图1所示是根据本发明加工工位的第一种实施形式的单极电极和夹持和输送环行卡具示意图。为了能看得更清楚，图示部件的长度比例(在下面的图中也是这样)并不符合其真实尺寸。载膜120夹紧在环行卡具110中，大面积的、薄薄的基片130固定在上面。例如基片130是一个环形的、被加工薄的、直径300毫米、厚度200微米的半导体晶片。
框架110尺寸的确定，要使基片130的整个表面都能够固定在夹紧于环行卡具110中的载膜120上。基片130的背面131和载膜120的上主表面121之间的固定，借助于适合真空的、最好导热的、将来可简单再拆开的胶粘剂来实现。环行卡具110由一个环形的下部件111和一个相应的可拆卸连接的环形上部件112装配而成。载膜120夹紧在下部件111和上部件112之间。夹紧可通过纯粹的夹紧作用来实现，作为附加的或者替代夹紧的作用，载膜120可沿着它的圆周具有开孔，环行卡具110通过开孔，用相应的销钉穿过固定。
不仅环行卡具110的下部件111、而且环行卡具110的上部件112均由能导电的金属来制造。载膜120由聚酰亚胺制造，具有100微米的厚度。沿着它的上主表面121汽化渗镀了一个0.1微米厚度的金属化层122，它由环行卡具110的上部件112处接电。
带有夹紧载膜120的环行卡具110，紧邻地布置在金属电极140的平整的上外表面141处，其中载膜120的下主表面123平行地以微小的间距相对于电极140的上外表面141定位。在电极140前的环行卡具110的定位，通过环行卡具110的导向装置(未图示)来实现很有好处。电极140的上外表面141的面积和形状基本上相应于粘在载膜120上的基片130的面积和形状；但是同样的电极140也允许较小的或者较大面积的基片的稳定夹持。
电极140在它的对称轴的区域具有一个气体供给通道142，通过它可将背面气体供给位于载膜120和电极140的外表面141之间的空隙。为此在气体供给通道142上接有一种(未图示)公知的气源，该气源以可调节的压力供给气体、例如氩气。
在金属电极140和与导电的金属化层122电连接的环行卡具110之间接有电源150，它在金属化层122和电极140的外表面141之间产生例如700伏的直流电压。环行卡具110并因此金属化层122处于接地位势，相反外表面141保持700伏的位势。因此在载膜120的金属化层122和电极140外表面141之间产生了一个静电吸引力，同时带有固定在上面的基片130的载膜120被压到电极140上。单位面积施加的力F/A根据公知的公式得出
                 F/A＝1/2ε0εrU2/d2
其中U指的是所施加的电压，d指的是电介质的厚度。在所示的布置中，膜厚度d＝100微米、电压U＝700伏、同时介电常数εr＝2.5，载膜120产生压紧压力p＝F/A约540Pa。背面的气体压力不允许超过静电卡具的压紧压力，以使带有基片130的载膜120不会由于气体压力从电极140上被压开。那么在图示的例子中例如背面的气体压力可选到大约500Pa，它可实现从基片到夹头的非常好的热传导。背面气体的k值在这样的压力下至少要有50W/m2K。对于热传导情况见下表：
  层   硅晶片   胶粘剂   薄膜   背面气体
  热导率[W/mK]   150   0.1   0.2
  厚度[μm]   200   20   100
  k值[W/m2K]   7.5×105   5×103   2×103   50
  热阻％   ≈0   ≈1   ≈2   ≈97
在静止的情况下，在接受0.3W/cm2的热负荷和21℃的电极表面温度时，晶片温度只有83℃。
相比没有夹头的情况，背面气体只能接受20Pa的压力，因为否则的话基片就会产生太大的弯曲。
  层   硅晶片   胶粘剂   薄膜   背面气体
  热导率[W/mK]   150   0.1   0.2
  厚度[μm]   200   20   100
  k值[W/m2K]   7.5×105   5×103   2×103   10
  热阻％   ≈0   ≈0   ≈0   ≈99
由于微小的气体压力，背面气体的k值最高为10W/m2K。在静止的情况下，在同样的0.3W/cm2的热负荷和21℃的冷却器表面温度时，晶片温度达到323℃。它导致已经存在的层组织的破坏，以及在新形成的层中的热内应力，以至于基片被损伤或者破坏。
通过开关151，框架110可与外表面141形成短路，以使两个部件被置于接地位势。然后带有基片130的载膜120可以无阻碍地从电极140上取下。
图2所示是根据本发明加工工位的第二种实施形式的单极电极和夹持和输送环行卡具示意图。其中在电极和框架上夹紧的载体之间布置有一层电介质。第二种实施形式在大部分上与图1所示的第一种实施形式相对应。
一个载膜220夹紧在环行卡具210中，大面积的、薄薄的基片230固定在上面。另外基片230用它的底面231粘在载膜220的上主表面221上。框架210与第一种实施形式的框架110相对应，由一个环形的下部件211和一个相应的可拆卸连接的环形上部件212装配而成，载膜220夹紧在它们之间。
第二种实施形式与第一种实施形式的第一个区别在于，金属化层222沿着载膜220的下主表面223汽化渗镀，即载膜220是以相反的方向夹紧在框架210上。金属化层222从框架的下部件211接电，它也是由导电金属制造。
带有夹紧的载膜220的框架210紧邻着电介质板243布置，它向上隔离了金属电极240。电介质板243由Al2O3组成，它具有高的介电常数εr≈10；厚度总计约100微米。带有金属化层222的载膜220的下主表面223平行地、以相对于电介质板243的上主表面244微小的间距定位。
另一方面电介质板243、并由此电极240的上主表面244的面积和形式，至少相当于在载膜220上粘贴的基片230的形式和面积。另外电极240在它的对称轴区域有一个气体供给通道242，通过它背面气体可供给位于载膜220和电介质板243的上主表面244间的空隙。
电源250接在金属电极140和与导电金属化层222电连接的框架210之间，另外它在金属化层222和电极240之间产生一个例如700伏的直流电压，其中框架210并由此金属化层222重新处于接地位势，而电极240保持在700伏的位势。由此在载膜220的金属化层222和电极140之间生产一个静电吸引力，以使带有在上面固定的基片230的载膜被压向电极140。相对于第一种实施形式，在同样的电介质厚度时，根据上面所提到的公式，由于电介质板243的较高的介电常数εr，单位面积所施加的力F/A被提高了大约3倍。也即在相同的电压下产生了大约1600Pa的压紧压力，从而背面气体压力在需要时可以被提高，以便进一步改善基片的调温。
另外通过开关251，框架210可与电极240短路连接，以使两个部件置于接地位势，带有基片230的载膜220可以从电极140上被取下来。
图3所示是根据本发明加工工位的第三种实施形式的单极电极和夹持和输送环行卡具示意图，它包括一个高频源。例如这种实施形式在加工工位中可用于基片的蚀刻。框架310的结构和布置与第一种实施形式的框架是一致的，如在图1中所示。厚度100微米的聚酰亚胺载膜320夹紧在框架310中，基片330被大面积地固定在上面。框架310由一个环形的下部件311和一个相应的可拆卸连接的环形上部件312装配而成，载膜220夹紧在它们之间。不仅框架310的下部件311而且上部件312均由导电金属制造。另外沿着它的上主表面321汽化渗镀了一层厚度为0.1微米的金属化层322，并从框架的上部件312接电。
电极340有一个由一个高频电极345形成的基体，它通过高频电压源360供电。高频电极345在它的上侧面通过一个陶瓷绝缘板346隔离，它的面积与高频电极345的断面相应。另外在绝缘板346上布置有同样表面的夹紧电极347。另外通过高频电极345，绝缘板346和夹紧电极347形成一个气体供给通道342。框架340这样布置，载膜320的下主表面323平行地、以相对于夹紧电极347的上外表面341微小的间距定位。
另外在夹紧电极347和与导电的金属化层322电连接的框架310之间接入电源350，它在金属化层322和夹紧电极347的上外表面341之间产生直流电压。但是与此同时金属化层322与第一种实施形式相反不是处于接地位势，而夹紧电路是浮动的，它即不同高频回路也不同接地位势相连。夹紧电极347的接电通过一个绝缘套管348穿过高频电极345、绝缘板346来实现。
一个与接地位势相连的环形屏蔽370，它的横断面大约与框架310相当，布置在框架310的上部。它为在蚀刻过程中使用的喷溅源提供一个到框架310的暗区。以此防止框架310的材料被腐蚀掉，或者由基片330上腐蚀下来的材料沉积到框架310上。
另外通过开关351，框架310可与外表面341短路连接，以使两个部件处于同样的位势。此后带有基片330的载膜320可以无阻碍地从夹紧电极347上取下。
图4是根据本发明加工工位的第四种实施形式的双极电极的夹持和输送框架示意图。
框架410的机械结构和布置与第一种和第三种实施形式的框架是一致的，如在图1和图3中所示。厚度100微米的聚酰亚胺载膜420夹紧在框架410中，基片430被大面积地固定在上面。框架410由一个环形的下部件411和一个相应的可拆卸连接的环形上部件412装配而成，载膜420夹紧在它们之间。
带有夹紧载膜420的环行卡具410，紧邻地布置在金属电极440的平整的上外表面441处，其中载膜420的下主表面423平行地以微小的间距相对于电极440的上外表面441定位。电极440的上外表面441的面积和形状基本上与粘在载膜420上的基片430的面积和形状相对应。
在电极440上外表面441的中心区装入了第二个电极449，它的上表面与电极440上外表面441同处一个平面。第二个电极449通过陶瓷绝缘板446与电极440电绝缘。第二个电极449的直径大约有电极440的一半。
另外电极440在它的对称轴区域有一个气体供给通道442，此外它要经过绝缘板446和第二个电极449，通过它背面气体可供给位于载膜420和电极440的外表面441间的空隙。
电源450接在金属电极440和第二个电极449之间，它在两个电极440、449之间产生一个直流电压。此外第二个电极449的接电借助于一个穿过电极440和绝缘板446的绝缘套管448来实现。此外电极440处于接地位势，而第二电极449则保持700伏的位势。由此产生一个散射电场，通过它在沿着载膜420的上主表面421的金属化层中、以及也可能在基片420中产生静电荷。由于这一静电荷，使它的每个相邻电极的极性是相反的，于是就产生了一个吸引力，通过它带有固定的基片430的载膜420就被压向电极440。那么通过图示的实施形式一个双极静电夹紧装置(夹头)的原理在本发明的框架中被实现了。在载膜420上汽化渗镀的金属化层或者基片430的接电就不必要了。
通过开关451，电极440、449可相互短路连接，以使两个部件置于接地位势。然后基片430的载膜420可毫无阻碍地从电极440上取下。
单个电极的布置在电极的上外表面上并不局限为图示的环形形式。双极也可以以其它的形式沿着表面分配，例如内电极可以构成星形形式。此外可以类似的方式实施带有多于两个从属电极的多极电极。例如这种布置是可能的，其中如图示例子中的圆形外表面，先分成环形，再被一分为二，以形成四个区域。然后彼此邻接的区域与电源连接，以使它们各自具有不同的极性。
在图5所示是一个带多个加工工位的真空处理设备示意图。八个加工工位581...588在它的布置中构成了一个规则的八角形。所有加工工位在其内侧都具有根据四种上述实施形式之一的一个电极581a...588a，其中在同一台设备中也可使用不同的电极(例如单极和双极或者带有高频源的电极)。电极581a...588a的上外表面处于垂直位置同时方向朝外。
粘在夹紧于框架510中的载膜520上的基片530，在传送工位581被引入设备中，在加工以后再从那取出来。例如传送工位581包括一个真空阀。框架510在整个加工过程中处在垂直位置。在带有基片530的框架510被引向电极581a后，按照四种图示的实施形式之一，在电极上(必要时也在框架上)施加电压，以使框架夹紧在电极518a上。这时框架被安装到一个(未图示)星形输送装置上，通过它，这八个分别在一个加工工位定位的框架可同时沿顺时针方向被输送到相邻的加工工位。
在输送完以后，在放气工位582进行第一道加工工序，其中框架510，在所有的加工工位581...588都一样，在加工过程中被夹持在电极582a上。紧跟着就是冷却工位583。因为在根据本发明的夹持装置中为了基片的接电不需要等离子体，所以在电极583a上夹持的基片的冷却可以简单的方式进行。下一步紧接着是蚀刻工位584，在它之后跟着又是冷却工位585。最后紧跟着三个溅射工位586、587、588，此后被加工的基片530在输送工位581可再次由设备中取出。
装置中所述的尺寸只能理解为是例子。它可以适应电的和机械的要求。尤其是它适用于电极及其组成部分、框架和在其中夹紧的载膜的厚度及其伸展。根据使用目的，材料也可有不同的选择。例如薄膜可以采用其它的塑料代替聚酰亚胺、或者不用薄膜，而用陶瓷薄片、或者玻璃薄片、或者其它电介质材料薄片作为基片的载体夹紧在框架中。
所述的直流电源电压可以适应应用的领域、电极的尺寸和电介质的尺寸，以使能够达到背面气体压力，该压力可使基片得到充分的冷却。
主要的影响产生在电介质材料的匹配性(在第一、第三、和第四种实施形式中的载膜，或者在第二种实施形式中的电介质板)。如果代替一种不导电的电介质材料，使用一种弱掺杂的电介质材料，产生一种“半导电电介质”。在这种材料中电极表面的电荷就会移入到电介质内，因此产生两个相互吸引“极板”的微小有效距离，它相对于电绝缘电介质在同样的电压下将导致一个明显高的压紧力。代替库仑引力产生了一个所谓的江森-拉贝克引力。这种掺杂的电介质相对于不导电的电介质的缺点是，半导电作用经常是在较高的温度下才出现，这在根据本发明的设备中恰恰是应该避免的。此外还必须附加准备好一定的连续的充电电流，以使引力能够维持。
图示的真空处理设备只是一个例子。它可以环形布置更多、或较少数量的加工工位，或者加工工位也可以一个接一个地直线排列。本发明装置也可以装备到这种设备上，其中基片在水平布置的载体上输送，例如在过去熟知的带有中心物流工位的集群形式下。
总之可以确定，本发明提供了一种用于加工基片的设备，它具有简单的结构，易于保养，同时在该设备上可以无损伤或破坏危险的加工薄薄的、和/或者大面积的、力学敏感的基片。

Claims (23)

1.一种设备、尤其是一种真空处理设备，用于基片(130；230；330；430；530)、尤其是半导体晶片的加工，带有至少一个加工工位(582-588)，其特征在于，为了夹持和/或者输送基片(130；230；330；430；530)，所述设备包括至少一个带有夹紧的载体(120；220；320；420；520)的框架(110；210；310；410；510)，其中基片(130；230；330；430；530)可大面积地固定在载体(120；220；320；420；520)上。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少一个加工工位(582-588)包括一个带有一个平整的外表面(141；244；341；441)的夹紧电极(140；240；340；440)，其中载体(120；220；320；420；520)可平行地和紧邻地定位在夹紧电极(140；240；340；440)的外表面(141；244；341；441)上。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，
a)载体(120；220；320)由不导电电介质材料组成，在一侧设有导电层(122；222；322)；
b)环行卡具(110；210；310)至少在一个区域导电；同时
c)载体(120；220；320)夹紧在环行卡具(110；210；310)上，使导电层(122；222；322)与环行卡具(110；210；310)的导电区域相接触。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，载体(120；220；320)通过适合真空的、不受温度变化影响的薄膜尤其是聚酰亚胺，和通过汽化渗镀的金属化导电层(122；222；322)或者导电的聚合物来构成。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，薄膜(120；220；320)具有50-200微米、特别是大约100微米的厚度，同时金属化层(122；222；322)具有0.03～0.5微米、特别是大约0.1微米的厚度。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的设备，其特征在于，夹紧电极(347)布置在一个基体上，它包括高频电极(345)，其中夹紧电极(347)与高频电极(345)电绝缘，其中尤其是设有一个穿过高频电极(345)接触夹紧电极(340)的绝缘套管(348)。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的设备，其特征在于，夹紧电极(240)包括一个电介质(243)、尤其是一个三氧化二铝Al2O3板，当载体(220)平行地、紧邻着夹紧电极(240)的外表面(244)定位时，该板位于夹紧电极(240)和载体(220)之间。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的设备，其特征在于，加工工位(582-588)包括用于在环行卡具(110；210；310)和夹紧电极(140；240；340)之间施加电压的电源(150；250；350)，其中尤其是可以产生200-1500伏，优选为500-1000伏的直流电压。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的设备，其特征在于，夹紧电极(440)包括不同极性的多个区域。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的设备，其特征在于，加工工位(582-588)包括一个用于供给气体到夹紧电极(140；240；340；440)和载体(120；220；320；420)之间的间隙中的气体供给通道(142；242；342；442)，其中优选产生100Pa以上的气体压力。
11.根据权利要求1至10中任一项所述设备的用于基片(130；230；330；430)夹持和/或者输送的环行卡具，其特征在于，它用于载体(120；220；320；420)、尤其是薄膜的夹紧。
12.根据权利要求11所述的环行卡具，其特征在于，它至少在一个区域是导电的，通过导电区域夹紧载体(120；220；320)的导电层(122；222；322)可以被接电。
13.在权利要求11或者12所述的环行卡具中夹紧的薄膜，其特征在于，它一侧具有导电层(122；222；322)，导电层最好由通过汽化渗镀的金属化层或者导电的聚合物来构成，它是适合真空的、不受温度变化影响的，其中薄膜基本上由不导电的电介质材料、尤其是由聚酰亚胺制造。
14.用于根据权利要求2至10中任一项所述设备的加工工位，其特征在于夹紧电极(140；240；340；440)，带有一个平整的外表面(141；244；341；441)，它的扩展至少与基片(130；230；330；430)的主表面相对应，其中夹紧电极(140；240；340；440)可与一个平行地、紧邻地在夹紧电极的外表面(141；244；341；441)上定位的载体(120；220；320；420)构成一个静电的夹紧装置。
15.在真空处理设备中用于基片(130；230；330；430)尤其是半导体晶片加工的方法，其特征在于，基片(130；230；330；430)为夹持和/或者输送大面积地固定在夹紧在框架(110；210；310；410)中的载体(120；220；320；420)上。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，基片(130；230；330；430)借助于适合真空的、可拆开的胶粘剂粘在载体(120；220；320；420)的第一个平整的主表面(121；221；321；421)上。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，带有平整的外表面(141；244；341；441)的夹紧电极(140；240；340；440)平行地、紧邻地布置在载体(120；220；320；420)的第二个平整的主表面(123；223；323；423)上，其中第二个平整的主表面(123；223；323；423)位于第一个平整的主表面(121；221；321；421)的对面。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，载体(120；320；420)的第一个主表面(121；321；421)带有一个导电层(122；322；422)。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，夹紧电极(347)布置在由高频电极(345)构成的基体上，其中夹紧电极(347)与高频电极(345)电绝缘，尤其是借助于绝缘套管(348)在夹紧电极(347)和框架(310)之间施加电压。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，载体(220)的第二个主表面(223)带有一个导电层(222)，同时在夹紧电极(240)和载体(220)的第二个平整的主表面(223)之间布置有一层电介质(243)。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其特征在于，在框架(110；210；310)和夹紧电极(140；240；340)之间施加电压。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其特征在于，为了基片(130；230；330；430)的调温，在载体(120；220；320；420)的第二个主表面(123；223；323；423)和夹紧电极(140；240；340；440)的平整的外表面(141；244；341；441)之间的间隙中引入过压的气体。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的方法，其特征在于，为了取下基片(130；230；330)，载体(120；220；320)的导电层(122；222；322)与夹紧电极(140；240；340)短路连接。
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