DE69726278T2 - Semiconductor wafer carrier with CVD film coating made of silicon carbide - Google Patents
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Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Bereich der ErfindungField of the invention
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Halterung für die Fixierung von Halbleiterwafern mittels Ansaugen und ein Verfahren zur Herstellung derselben.This invention relates to a holder for the fixation of semiconductor wafers by means of suction and a method for making them.
Beschreibung des verwandten Standes des Technikdescription of the related art
Es gibt verschiedene Typen von konventionellen Halterungen, die für das Anliegen einer glatten Oberfläche eines gehaltenen Gegenstandes und Halten des besagten Stücks entworfen sind, z. B. Vorrichtungen, die im Herstellungsverfahren von integrierten Halbleiterschaltungen eingesetzt werden um Wafer an vorbestimmte Positionen zu befördern und zu fixieren. In Belichtungssystemen, die eine grundlegende Rolle im lithographischen Prozess spielen, werden Unterdruck-Aufspannvorrichtungen zur Fixierung von Dünnschicht- Wafern innerhalb einer Ebene verwendet.There are different types of conventional ones Mounts for the application of a smooth surface to an object being held and holding said piece are designed, e.g. B. Devices used in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits are used around wafers to transport and fix at predetermined positions. In exposure systems, that play a fundamental role in the lithographic process, become vacuum fixtures for fixing thin-film wafers within one level used.
Es ist bekannt, dass anodisch oxidierte Aluminiumlegierungen und Aluminiumoxid-Keramiken derzeit als Materialien für den Kontaktbereich mit dem durch die Halterung dieses Typs gehaltenen Gegenstand verwendet werden. Es ist ebenso bekannt, dass es für eine Halterung, deren Kontaktbereich aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, unmöglich ist, die Genauigkeit deren Ansaugfläche aufgrund von Abrieb oder ähnlichem über einen längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten, während eine Halterung mit einem aus einer Aluminiumoxid-Keramik hergestelltem Kontaktbereich auch nicht problemlos ist, nämlich wenn bei der Verwendung der Halterungsteil elektrisch aufgeladen wird, angezogene Staubpartikel, die auf Wafer übertragen werden und diese kontaminieren, die Ansauggenauigkeit der gehaltenen Gegenstände verringern.It is known that anodized Aluminum alloys and alumina ceramics currently as materials for the Contact area with that held by the bracket of this type Object can be used. It is also known that for a bracket, whose contact area is made of an aluminum alloy, impossible is, the accuracy of their suction surface due to abrasion or the like over a longer Maintain period while a holder with a made of an alumina ceramic Contact area is also not easy, namely when using the Holder part is electrically charged, attracted dust particles, which are transferred to wafers and contaminate the suction accuracy of the held objects reduce.
Als Ergebnis der Mikro-Miniaturisierung der vergangenen Jahre ist es, sofern die integrierten Halbleiterschaltungen betroffen sind, notwendig, dass die Wafer-Belichtungsoberfläche eine vollständig zweidimensional ebene und ultraglatte Oberfläche aufweist. Demgemäß ist es erforderlich, dass die Oberflächengenauigkeit der Saugoberfläche der Halterung (Unterdruckaufspannhalter), die den zu haltenden Gegenstand (Wafer) hält, einen ultraglatten Abschluss hat.As a result of micro miniaturization the past few years, it provided the integrated semiconductor circuits affected, it is necessary that the wafer exposure surface has a Completely two-dimensionally flat and ultra smooth surface. Accordingly it is required the surface accuracy the suction surface the holder (vacuum holder), the object to be held (Wafer) holds, has an ultra smooth finish.
Wenn die Kontaktoberfläche der Halterung durch Spannung geformt wird, wird die Aluminiumlegierung, obwohl sie weich und einfach spanbar ist, schnell beeinträchtigt. Aluminiumoxid-Keramiken neigen wegen der Existenz von feinen Löchern und elektrischer Aufladung dazu, Staubpartikel zu absorbieren, womit ein weiterer Nachteil eines großen Wärmeausdehnungskoef fizienten verbunden ist.If the contact surface of the Bracket is formed by tension, the aluminum alloy, although it is soft and easy to machine, it quickly deteriorates. Alumina ceramics tend to have fine holes and because of the existence electrical charge to absorb dust particles, with what another disadvantage of a big one Coefficient of thermal expansion connected is.
Wie in den zuvor erwähnten Ausführungen des Standes der Technik erklärt, sind folgende Eigenschaften der Halterungsmaterialien erforderlich, die zum in Kontakt halten der gehaltenen Gegenstände mit der glatten Oberfläche der Halterung entworfen wurden:
- (1) Hervorragende Abriebbeständigkeit, z. B. ein hoher Härtegrad;
- (2) keine Ansaugung von Staubpartikeln aufgrund der Existenz von feinen Löchern und elektrischer Aufladung;
- (3) kleiner Wärmeausdehnungskoeffizient;
- (4) ein geringes spezifisches Gewicht und eine hohe Härte; und
- (5) eine hervorragende Spanbarkeit.
- (1) Excellent abrasion resistance, e.g. B. a high degree of hardness;
- (2) no suction of dust particles due to the existence of fine holes and electric charge;
- (3) small coefficient of thermal expansion;
- (4) low specific weight and high hardness; and
- (5) excellent machinability.
Die zuvor erwähnten Eigenschaften werden nachfolgend im Detail beschrieben.The previously mentioned properties will be described in detail below.
Die Kontaktoberfläche zwischen der Halterung und dem gehaltenen Objekt nutzt sich ab und erleidet durch die Wiederholung des Haltevorgangs Schaden. Insbesondere wenn ein dünnes Stück, wie etwa ein Dünnschicht-Wafer an einem Unterdruckaufspannhalter angesaugt und dort gehalten wird, muss die Oberfläche des Wafers, die der Ansaugung ausgesetzt ist, hinsichtlich der optimalen Position für das Belichtungssystem zur Lichterzeugung korrigiert werden, d. h. eine möglichst genaue zweidimensionale Fläche. Dementsprechend sind eine hohe Abriebbeständigkeit und eine hohe Härte die gewünschten Beschaffenheiten der Kontaktoberfläche zwischen der Halterung und dem gehaltenen Objekt, um eine Deformation des Stücks, die auf durch Abrieb der Kontaktoberfläche bedingte Fehler zurückzuführen ist, genauso wie eine durch die Anwesenheit von winzigen Partikeln, die durch die Abriebabnutzung resultierend aus deren Kontakt erzeugt werden, bedingte Deformation des Stücks zu vermeiden. Im Falle von Wafern führt die Ablagerung von winzigen Partikeln auf der Oberfläche zu Drahtbruch und Kurzschlüssen beim Drucken von Schaltungen.The contact surface between the bracket and the held object wears out and suffers from repetition damage to the holding process. Especially when a thin piece like such as a thin film wafer on a vacuum chuck is sucked in and held there, the surface of the Wafers, which is exposed to the suction, in terms of optimal Position for correct the exposure system for light generation, d. H. one if possible exact two-dimensional surface. Accordingly, high abrasion resistance and high hardness are the desired Textures of the contact surface between the bracket and the held object to a deformation of the piece, the is due to defects caused by abrasion of the contact surface, just like one due to the presence of tiny particles that generated by abrasion wear resulting from their contact to avoid conditional deformation of the piece. In the event of of wafers the deposition of tiny particles on the surface to break the wire and shorts when printing circuits.
Weiterhin, zusätzlich zu der zuvor erwähnten Abriebabnutzung, wird Staub von der elektrisch geladenen Halterung angezogen, z. B. dringt dieser in die feinen Löcher auf der keramischen Oberfläche ein, was zu dem gleichen Schaden, wie zuvor erwähnt, führt.Furthermore, in addition to the abrasion wear mentioned above, dust is attracted to the electrically charged holder, e.g. B. penetrates into the fine holes on the ceramic surface which leads to the same damage as mentioned before.
Im Falle des Unterdruckaufspannhalters eines Belichtungssystems wird wegen der Absorption des Lichts zum Zeitpunkt der Belichtung Wärme gespeichert. Dies führt dazu, dass ein großer Wärmeausdehnungskoeffizient der Halterung eine Maßänderung der eigentlichen Halterung verursacht, wodurch es unmöglich wird, den Wafer im Zustand der Anziehung durch die Ansaugung und der Fixierung an der Halterung in einer vorbestimmten Position zu halten. Daher ist es erwünscht, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient so klein wie möglich ist, um Maßfehler beim Drucken von Schaltungen zu unterdrücken.In the case of the vacuum holder of an exposure system due to the absorption of the Light is stored at the time of exposure to heat. As a result, a large coefficient of thermal expansion of the holder causes the actual holder to change in size, making it impossible to hold the wafer in a predetermined position in the state of being attracted by the suction and being fixed to the holder. Therefore, it is desirable that the coefficient of thermal expansion be as small as possible in order to suppress dimensional errors when printing circuits.
Wenn ein großer gehaltener Gegenstand gehalten werden muss, erhöht sich die Belastung auf die haltenden Bestandteile der Halterung, weswegen ein Material hoher mechanischer Härte für die Halterung benötigt wird, wobei dies zu einer Erhöhung der Materialdicke führen würde, so dass eine Erhöhung der Härte dem Bestreben zuwiderläuft, die Halterung leicht zu machen.When a large held object is held must be increased the load on the holding components of the bracket, which is why a material with high mechanical hardness is required for the holder, taking this to an increase the material thickness would, so an increase the hardness runs counter to the effort to make the bracket easy.
Der zeit- und arbeitsaufwendigste Schritt bei dem Spanprozess von Materialien ist der Schritt des Abschleifens. Insbesondere im Falle des Unterdruckaufspannhalters zum Halten von Wafern muss die Kontaktoberfläche mit dem Wafer wegen der für das Erreichen der Ebenheit während der Vakuumansaugung erforderlichen Korrektur ultraglatt sein. Daher wird die Schleifbarkeit des Materials der Halterung zu einem kritischen Faktor.The most time-consuming and labor-intensive Step in the material cutting process is the step of Abrading. Especially in the case of the vacuum chuck to hold wafers, the contact surface with the wafer must be because of the for the Achieving flatness during correction required for vacuum suction must be ultra smooth. Therefore the grindability of the bracket material becomes a critical factor.
Als die Materialien die der oben genannten Voraussetzung entsprechen, wurden neuerdings keramische Materialien entwickelt. Dennoch erfordern die existierenden keramischen Materialien, die im allgemeinen sehr hart sind, ein erhebliches Maß an Zerspanung ebenso wie Abschleifenergie, um die Abschleifung der Oberfläche bis zu einem Grad der Ultra-Glätte, wie zuvor beschrieben, zu erreichen. Die Intensivierung des Abschleifens führt dazu, dass die polierte Oberfläche beschädigt wird, und macht es daher schwierig, eine glatte und ebene Oberfläche hoher Präzision zu erhalten.As the materials that of the above have met the above-mentioned requirement, ceramic Materials developed. Nevertheless, the existing ceramic ones require Materials that are generally very hard are considerable Degree of Machining as well as grinding energy to grind up the surface to a degree of ultra smoothness, as previously described. The intensification of grinding leads to, that the polished surface damaged becomes, and therefore makes it difficult to have a smooth and level surface higher precision to obtain.
JP 09-142996 offenbart ein Maskensubstrat
aus gesintertem SiC mit einem (
Unter Berücksichtigung obiger Ausführungen ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Unterdruckaufspannhalter zum Halten eines Halbleiterwafers bereitzustellen, der hervorragende Halteeigenschaften und eine gute Bearbeitbarkeit besitzt, wobei er eine große Härte und eine gute Abriebwiderstandsfähigkeit aufweist.Taking into account the above statements it is the object of the present invention to provide a vacuum chuck for holding a semiconductor wafer that is excellent Holding properties and good workability, where he a great one Hardness and has good abrasion resistance.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Unterdruckaufspannhalter gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Merkmale der Unteransprüche geliefert.The invention solves this problem by Vacuum clamping holder according to claim 1 and the method according to claim 5. Advantageous further developments are provided by the features of the subclaims.
Das elektrische Entladungs-Spanverfahren wird normalerweise angewandt, um die Schwierigkeiten bei der Zerspanung von konventionellen keramischen Materialien zu überwinden. Trotzdem weist ein Bereich, der der elektrischen Entladungs-Spanung unterworfen ist, meist die Bildung von Ausnehmungen und winzigen Löchern auf, so dass für die Herstellung einer glatten Kontaktoberfläche zu dem gehaltenen Gegenstand keine andere Vorgehensweise besteht, als sich auf das schrittweise Abschleifen, das den schwierigsten Schritt bei der Bearbeitung keramischer Materialien darstellt, zu verlassen. Es ist bevorzugt, dass für die Unterdruck-Halterung für die Halbleiter-Wafer der vorliegenden Erfindung ein gesintertes Siliziumcarbidsubstrat zunächst geformt und anschließend deren Oberfläche mit einem CVD-SiliziumcarbidFilm beschichtet wird, wodurch deren Herstellung erleichtert wird.The electrical discharge chip process is usually applied to the difficulty of machining overcome conventional ceramic materials. Still points Area subjected to the electrical discharge voltage mostly the formation of recesses and tiny holes, so for making a smooth contact surface with the object being held there is no other approach but to step by step Grinding is the most difficult step in machining ceramic Represents materials to leave. It is preferred that for the vacuum holder for the The semiconductor wafer of the present invention is a sintered silicon carbide substrate first shaped and then their surface is coated with a CVD silicon carbide film, thereby making them is facilitated.
Weiterhin benutzt die Unterdruck-Halterung für Halb leiter-Wafer der vorliegenden Erfindung das gesinterte Siliziumcarbid für den Kontaktbereich zum gehaltenen Gegenstand nicht direkt, sondern es wird der CVD-Siliziumcarbid-Film auf der Oberfläche aufgetragen, wodurch das Abschleifen des Überstands der Halterung hinsichtlich der kritischsten Eigenschaft, z. B. der Bearbeitbarkeit der Kontaktoberfläche zum gehaltenen Gegenstand, zu einer ultraglatten und ebenen Oberfläche erleichtert wird.The vacuum holder is also used for semiconductor wafers of the present invention, the sintered silicon carbide for the contact area not directly to the held object, but it becomes the CVD silicon carbide film on the surface applied, thereby grinding the excess of the bracket with respect the most critical property, e.g. B. the machinability of the contact surface object, relieved to an ultra smooth and flat surface becomes.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung durch eine Verbesserung hinsichtlich der Schwierigkeiten des Abschleifens der Oberfläche aufgrund der fehlenden Ausrichtung der Kristallebenen auf der Oberfläche des üblichen Siliziumcarbid-Materials gekennzeichnet, indem durch Orientierung der Kristallebenen des Siliziumcarbid-Dampfabscheidungs-Film und der Ausrichtung der spaltbaren Ebenen ermöglicht wird, dass die Oberflächen zu ultraglatten und ebenen Oberflächen mit geringerer Abschleifenergie abgeschliffen werden, während die Bildung von Schäden soweit wie möglich verhindert wird.In addition, the present Invention through an improvement in the difficulty of Sanding the surface due to the lack of alignment of the crystal planes on the surface of the usual Silicon carbide material characterized by orientation the crystal planes of the silicon carbide vapor deposition film and The orientation of the fissile planes enables the surfaces to ultra smooth and flat surfaces be ground with less grinding energy, while the Formation of damage as far as possible is prevented.
Es ist bevorzugt, dass der elektrische Widerstand des gesinterten Siliziumcarbid-Mischungsmaterials, das für die vorliegende Erfindung verwendet wird, unter 106 Ω·cm beträgt. Diese Eigenschaft ist eine sogenannte mischungsimmanente Leitfähigkeit. Mit anderen Worten besitzt die Unterdruck-Halterung für Halbleiter-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu den Eigenschaften der hohen Steifheit, dem geringen Gewicht und der hohen Härte der gesinterten Keramiken eine Leitfähigkeit, die für bestehende Al2O3-Keramiken bisher unerreichbar ist. Dementsprechend hat sich deren Abriebbeständigkeit erhöht und es wird die Bildung einer statischen Aufladung an dem Kon taktbereich mit dem gehaltenen Gegenstand verhindert, wodurch die Abscheidung von Staub vermindert wird.It is preferable that the electrical resistance of the sintered silicon carbide mixture material used for the present invention is below 10 6 Ω · cm. This property is a so-called mixture-inherent conductivity. In other words, in addition to the properties of the high rigidity, the low weight and the high hardness of the sintered ceramics, the vacuum holder for semiconductor wafers according to the present invention has a conductivity which is suitable for existing Al 2 O 3 -Ke ramiken is so far unreachable. Accordingly, their abrasion resistance has increased and the formation of a static charge at the contact area with the held object is prevented, thereby reducing the separation of dust.
Der für die Erfindung eingesetzte CVD-Siliziumcarbid-Film gemäß dieser Erfindung ist von solch einer dichten Struktur, dass der Film frei von feinen Löchern ist, die in normalen keramischen Oberflächen auftreten. Daher ist der Kontaktbereich zwischen der Halterung für Halbleiter-Wafer und dem gehaltenen Gegenstand frei von jeder Ablagerung fremder Objekte in den feinen Löchern, und sollte irgendeine Ablagerung auftreten, so kann die Ablagerung leicht gereinigt und entfernt werden.The one used for the invention CVD silicon carbide film according to this Invention is of such a dense structure that the film is free of fine holes that occur in normal ceramic surfaces. Hence the Contact area between the semiconductor wafer holder and the held object free from any deposition of foreign objects in the fine holes, and if there is any deposit, the deposit can easily cleaned and removed.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete CVD Siliziumcarbidfilm kann so hergestellt werden, dass er viele Arten von Filmstrukturen mit der oben erwähnten Orientierung abhängig von der Bedingung der Dampfabscheidung aufweist. Entsprechend dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der CVD Siliziumcarbidfilm mittel der CVD bei reduziertem Druck unter nicht saurer Atmosphäre hergestellt.The one in the present invention CVD silicon carbide film used can be manufactured in such a way that he has many types of film structures with the orientation mentioned above dependent from the vapor deposition condition. According to that The method of the present invention becomes the CVD silicon carbide film produced by means of the CVD at reduced pressure in a non-acidic atmosphere.
Solange der Halbleiter-Wafer-Unterdruckaufspannhalter der vorliegenden Erfindung einen Modus zum Halten des gehaltenen Gegenstandes durch Anliegen deren glatten und ebenen Oberfläche besitzt, bestehen keine bestimmten Beschränkungen für deren Anwendungen für die Beförderung und das Halten von Wafern für die Halbleitersubstrate, z. B. Unterdruckaufspannhalter (Unterdruckaufspannhalter, die die Wafer in einer Ebene des Belichtungssystems des lithographischen Prozesses fixieren, usw.).As long as the semiconductor wafer vacuum chuck of the present invention a mode for holding the held Object due to its smooth and flat surface, there are no specific restrictions for their Applications for the promotion and keeping wafers for the semiconductor substrates, e.g. B. vacuum clamps (vacuum clamps, which the wafers in one plane of the exposure system of the lithographic Process, etc.).
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Merkmale hinsichtlich Struktur, Handhabung und Vorteil der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann anhand der folgenden Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, von denen:Other features regarding structure, Handling and advantage of the present invention will become apparent to those skilled in the art clear from the following description when combined is read with the accompanying drawings, of which:
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Zunächst werden unter Bezug auf Untersuchungsbeispiele die Effekte der vorliegenden Erfindung im folgenden im Detail beschrieben.First, referring to Test examples the effects of the present invention in the following described in detail.
Untersuchungsbeispiel 1Test example 1
In Tabelle 1 sind die physikalischen Eigenschaften von Unterdruckaufspannhaltern (im folgenden auch erwähnt als „Halterungen") dargestellt, wobei die Siliziumcarbid-Filme aus jedem für konventionelle Halterungen verwendeten Material durch chemische Unterdruck-Abscheidung in nicht-saurer Atmosphäre von ei ner Ausführungsform gebildet wurden. Jede physikalische Eigenschaft eines Metalls, einer Keramik, eines Edelstahl vertretende betreffende Materialien und von Aluminiumoxid sind als vergleichbare Materialien dargestellt.Table 1 shows the physical Properties of vacuum chucks (also referred to below as "brackets"), where the silicon carbide films from each for conventional mounts used material by chemical vacuum deposition in non-acidic the atmosphere from an embodiment were formed. Every physical property of a metal, one Ceramics, materials and materials representing stainless steel of alumina are shown as comparable materials.
Tabelle 1 Table 1
Die folgende Information wurde aus Tabelle 1 erhalten. Wie die bei der Berechnung der Eigenschaftswerte der Halterungen, die Ebenheit erfordern, und der Materialien für die Trägervorrichtungen, die eine geringe Größe und hohe Leistungsfähigkeit zeigt ein Vergleich des Elastizitätsmoduls und des spezifischen Gewichtes in beiden Fällen, dass das in dieser Erfindung verwendete CVD-Siliziumcarbid-Mischungsmaterial die am meisten erwünschten Werte eines großen Elastizitätsmoduls und eines kleinen spezifischen Gewichtes aufweisen. Von den drei Materialien hat dieses Material den geringsten Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch geringe dimensionale Änderungen erzeugt werden, sogar wenn Wärme über einen längeren Zeitraum der Belichtungszeit gespeichert wird. Das bedeutet, dass die Verwendung solcher Materialien zur Herstellung eines Unterdruckaufspannhalters sicherstellt, dass geringe Maßfehler beim Drucken von Schaltungen eines durch Ansaugen fixierten Wafers erzeugt werden.The following information has been removed from Get Table 1. Like that when calculating property values the brackets that require flatness and the materials for the support devices, which is a small size and high capacity shows a comparison of the elastic modulus and the specific Weight in both cases, that the CVD silicon carbide blend material used in this invention the most wanted Values of a great Young's modulus and have a small specific weight. Of the three Materials, this material has the lowest coefficient of thermal expansion, causing small dimensional changes generated even when heat is over you longer Exposure time period is saved. It means that the use of such materials to manufacture a vacuum chuck ensures minor dimensional errors when printing circuits of a wafer fixed by suction be generated.
Es gibt so gut wie keine feinen Löcher auf der aus dem Dampf chemisch abgeschiedene Oberfläche oder der Kontaktoberfläche mit dem gehaltenen Gegenstand. Daher sind die Chancen für die Abscheidung von Staub auf der Ansaugungsoberfläche sehr gering, was zu einer geringen Wahrscheinlichkeit der Verminderung der Ebenheit des gehaltenen Gegenstandes aufgrund der Anwesenheit von Staub zwischen der Kontaktoberfläche und dem gehaltenen Gegenstand führt. Es ist ebenso vorteilhaft, dass deren hohe Härte es unmöglich macht, dass die Erzeugung winziger Partikel durch Abriebabnutzung und die Ablagerung auf dem gehaltenen Gegenstand bewirkt wird.There are almost no fine holes the surface chemically separated from the steam or the contact surface the held object. Hence the chances of deposition of dust on the suction surface very low, resulting in a low probability of reducing the flatness of the held Object due to the presence of dust between the contact surface and leads to the held object. It is also advantageous that their high hardness makes it impossible to produce tiny particles due to abrasion wear and the deposition on the held object is effected.
Das als Substrat verwendete gesinterte α-Siliziumcarbid zeigt einen elektrischen Widerstand von etwa 106 Ω·cm. Da das Carbid als Mischungsstruktur mit dem kristallisierten CVD-Siliziumcarbid-Film der β-Struktur vorliegt, weist das Carbid dennoch einen elektrischen Widerstand unter 106 Ω·cm auf, was für eine ausgezeichnete Leitfähigkeit in Keramiken sorgt, weswegen keine durch statische Aufladung erzeugte Staubablagerung auf der Halterung bewirkt wird. Selbst wenn etwas Staub abgeschieden werden sollte, kann solch eine Abscheidung einfach entfernt werden. Die Reinigung der Halterung wird daher vereinfacht.The sintered α-silicon carbide used as the substrate shows an electrical resistance of approximately 10 6 Ω · cm. Since the carbide is present as a mixture structure with the crystallized CVD silicon carbide film of the β structure, the carbide nevertheless has an electrical resistance below 10 6 Ω · cm, which ensures excellent conductivity in ceramics, which is why there is no dust deposition caused by static charge is effected on the bracket. Even if some dust should be removed, such a deposit can be easily removed. Cleaning the bracket is therefore simplified.
Weiterhin ist der kleine Wärmeausdehnungskoeffizient für eine geringe Maßänderungen der Halterung während der Wärmespeicherung zum Belichtungszeitpunkt, usw. verantwortlich. Demzufolge kann der Maßfehler des Wa fers, wenn der Wafer gehalten wird und ein hochempfindliches Fotoresist über einen langen Zeitraum der Belichtungszeit bei geringer Intensität verwendet wird, innerhalb der Toleranz gehalten werden.Furthermore, the small coefficient of thermal expansion for one minor dimensional changes the bracket during of heat storage responsible at the time of exposure, etc. As a result, the dimensional errors of the wafer when the wafer is held and a highly sensitive Photoresist over used a long period of exposure at low intensity will be kept within tolerance.
Untersuchungsbeispiel 2Test example 2
Es wurde ein Vergleich zwischen dem
Dampfabscheidungsfilm, der durch eine Anordnung für die Orientierung
der Kristallebenen in den (
Untersuchungsbeispiel 3Test example 3
Die Kristallstrukturen beider Dampfabscheidungsfilme,
gebildet unter reduzierter Druck- oder Normaldruckatmosphäre, wurden
zum Vergleich einer Röntgenbeugung
unterzogen, mit dem Ergebnis, dass die Kristallstruktur des Films,
der unter reduzierter Druckatmosphäre gebildet wurde, die (
Ausführungsformembodiment
Eine Ausführungsform der Halbleiter-Wafer-Halterung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben.An embodiment of the semiconductor wafer holder according to the present Invention will now be described with reference to the accompanying figures described.
Eine Wafer-Ansaugoberfläche des
Unterdruckaufspannhalters WH gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
besitzt eine runde Form mit einem geringfügig kleineren Durchmesser als
der Wafer W. Eine Mehrzahl von ringförmigen Vorsprüngen
An jeder ringförmigen Vertiefung
Für
diese Ausführungsform
wurde die eigentliche Halterung WH durch Beschichtung eines gesinterten Siliziumcarbid-Substrats
mit einem durch CVD gebildeten Siliziumcarbid-Film hergestellt.
Zunächst
wurde ein α-Silizium-Carbid-Substrat
Die den Wafer haltende Oberfläche und
die Rillenoberfläche
des Substrats wurden mit simultaner Filmbildung behandelt, d. h.,
beide Oberflächen
der ringförmigen
Vorsprünge
Die derart erhaltenen zwei Oberflächen des Unterdruckaufspannhalters wurden dann maschinell mit Diamantpulver über 5 Stunden poliert, worauf die durch Dampfabscheidung unter der zuvor erwähnten Unterdruck-Atmosphäre erhaltene Filmoberfläche mittels Abschleifen bis 8 Å (10 Å = 1 nm) rms und die andere durch Dampfabscheidung unter Normaldruck-Atmosphäre erhaltene Filmoberfläche bis 500 Å rms fertiggestellt wurde.The two surfaces of the Vacuum chucks were then machined with diamond powder for 5 hours polished, whereupon those obtained by vapor deposition under the aforementioned vacuum atmosphere film surface by grinding up to 8 Å (10 Å = 1 nm) rms and the other obtained by vapor deposition under a normal pressure atmosphere film surface up to 500 Å rms was completed.
Wie die vorhergegangene Beschreibung gezeigt hat, ist, was die Herstellung der Halbleiterwafer-Halterung dieser Erfindung betrifft, diese einfach. Zudem wird das gesinterte Siliziumcarbid nicht direkt für den Kontaktbereich mit dem gehaltenen Gegenstand benutzt, sondern es wird ein CVD-Siliziumcarbid-Film, der das Abschleifen erleichtert, für die Oberfläche benutzt, wodurch eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit der Kontaktoberfläche mit dem gehaltenen Gegenstand zu einer glatten und ebenen Oberfläche als der kritischste Faktor erreicht wird.Like the previous description has shown is what the manufacture of the semiconductor wafer holder this Invention relates to this simple. In addition, the sintered silicon carbide not directly for uses the contact area with the held object, but it becomes a CVD silicon carbide film that makes it easier to grind, for the surface used, which ensures excellent workability of the contact surface the held object as a smooth and flat surface the most critical factor is reached.
Weiterhin ermöglicht diese Erfindung, dass die Oberfläche des CVD-Siliziumcarbid-Films sich bei Verbrauch von weniger Abschleifenergie glatt und eben abscheidet, während die Bildung von Schäden durch dessen Orientierung der Kristallebenen und Ausrichtung der spaltbaren Ebenen soweit wie möglich verhindert wird. Insbesondere bildet der durch Beschichtung des CVD-Siliziumcarbid-Films in nicht-saurer Atmo sphäre bei reduziertem Druck hergestellte Film eine spezifische Kristallstruktur, wodurch die Bildung der ultraglatten und flachen Oberfläche mittels Abschleifen, was den schwierigsten Arbeitsschritt bei keramischen Materialien darstellt, erleichtert wird.Furthermore, this invention enables that the surface of the CVD silicon carbide film using less grinding energy deposits smoothly and evenly while the formation of damage by orienting the crystal planes and aligning the fissile levels as much as possible is prevented. In particular, it is formed by coating the CVD silicon carbide film produced in a non-acidic atmosphere under reduced pressure Film a specific crystal structure, causing the formation of the ultra smooth and flat surface by means of grinding, which is the most difficult step in ceramic Represents materials, is facilitated.
Die Freiheit des Siliziumcarbid-Films von jeglichen feinen Löchern und die Eigenschaft der Leitfähigkeit der Halbleiterwafer-Halterung gemäß dieser Erfindung verhindert die Ablagerung von Staub aufgrund der Erzeugung einer statischen Aufladung, wodurch die Halterung leicht zu reinigen ist.The freedom of silicon carbide film from any fine holes and the property of conductivity of the semiconductor wafer holder according to this invention the deposition of dust due to the generation of a static Charging, which makes the bracket easy to clean.
Ein weiterer vorteilhafter Effekt entsteht aus der Verwendung von gesintertem Siliziumcarbid für das Substrat: die durch die Eigenschaften der hohen Härte und des geringen Gewichts, die für Keramiken charakteristisch sind, herbeigeführte Zähigkeit ermöglicht es, den gehaltenen Gegenstand zu halten und Korrekturen durchzuführen, um eine ebene Oberfläche stabil über einen langen Zeitraum zu erzielen. Eine weitere Eigenschaft ist die hohe Maßstabilität als Resultat eines kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten, was vorteilhaft ist, wenn Maßänderungen aufgrund von Wärmespeicherung von Hitze ein Problem darstellen.Another beneficial effect arises from the use of sintered silicon carbide for the substrate: due to the properties of high hardness and low weight, the for Ceramics are characteristic, resulting toughness enables the held object to maintain and make corrections to keep a flat surface stable over a long period of time. Another characteristic is the high one Dimensional stability as a result a small coefficient of thermal expansion, which is beneficial when dimensional changes due to heat storage of heat pose a problem.
Während nun beschrieben wurde, was derzeit als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrachtet wird, ist es verständlich, dass hiervon zahlreiche Modifizierungen vorgenommen werden können, die in den Bereich der Erfindung, wie er in den anhängigen Ansprüchen definiert ist, fallen.While now what has been described as the preferred embodiment of the invention, it is understood that many of them Modifications can be made in the area of Invention as in the pending claims is defined, fall.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
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EP98250438A EP0908932B1 (en) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Semiconductor wafer holder with cvd silicon carbide film coating |
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DE69726278T Expired - Fee Related DE69726278T2 (en) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Semiconductor wafer carrier with CVD film coating made of silicon carbide |
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-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |