FR2852444A3 - Support de substrat electrostatique mobile et transportable - Google Patents

Abstract

Il est décrit différentes réalisations de ce que l'on appelle des supports de substrat mobiles et transportables (Transfer-ESC) destinés à différents domaines d'utilisation en particulier en vue de la manipulation de plaquettes dans l'industrie des semi-conducteurs.Il est pour cela réalisé surtout une bonne adaptation aux processus de fabrication déjà existants et le risque de perte de rendement lors de la fabrication des composants est réduit de façon drastique.

Description

Description

ETAT DE LA TECHNIQUE

Les supports électrostatiques stationnaires sont utilisés depuis des années dans la manipulation de matériaux conducteurs et semi-conducteurs 5 en forme de disque, en particulier comme dispositif de support pour la manipulation de ce que l'on appelle des plaquettes dans les installations de fabrication de l'industrie des semi-conducteurs. Le principe de fonctionnement est décrit en détail dans des publications telles que: Shermann et al in Semiconductor International V 20 de juiller 1997; Olson et ai in Rev. Sci. 10 Instrum. 66(2) de février 1995, pages 1108 à 1114; Watanabe et ai in Jpn J. Appi. Phys. Vol. (32) 1993, pages 864 à 871; Hartsough in Solid State Techn.

97(1), 1994, pages 91 à 98.

Le procédé d'application de ces principes à ce que l'on appelle des système de support électrostatiques mobiles et transportables sont décrits en 15 détails dans les documents EP 1 217 655 AI, US 2002/0110449 AI ainsi que WO/02 11184 AI et représentent l'état de la technique.

L'application pratique du procédé à la manipulation électrostatique mobile a conduit au développement des premiers dispositifs de support électrostatiques mobiles (appelé, Transfer-ESC, en abrégé T-ESC), dans le 20 but de maintenir de façon électrostatique des pièces en feuille (par exemple des plaquettes de silicium) en particulier dans la technique des semiconducteurs, cf. le document EP 1 217 655.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

Cependant, les premières solutions proposées ne satisfont que de 25 façon insuffisante bon nombre des exigences techniques et économiques en matière de supports électrostatiques mobiles de ce type (support de substrat).

Cela est dû au fait que les supports de substrat électrostatiques transportables ne sont adaptés que dans une faible mesure aux différents domaines d'utilisation et différentes étapes de processus lors du traitement et 30 de la manipulation des plaquettes surtout dans le domaine de l'industrie des semi-conducteurs. Il en va de même pour d'autres domaines importants de l'industrie, par exemple les technique solaires, médicales et audio lors de la manipulation de substrats minces, comme par exemple les cellules solaires, les filtres, les supports d'information, pour lesquels les problèmes sont 35 nombreux et analogues à ceux de la technique des semi-conducteurs.

Par conséquent, il est proposé dans la suite différentes réalisations de support de substrat électrostatiques mobiles et transportables (T-ESC), en particulier pour le domaine de l'industrie des semi-conducteurs, qui peuvent également être utilisées souvent dans d'autres branches de l'industrie sans apporter de modifications.

Ainsi, c'est surtout le risque de perte de rendement, par exemple à cause de la rupture resp. de la destruction mécanique des composants, qui est réduit de façon drastique dans l'industrie des semi-conducteurs.

Outre l'épaisseur du support de substrat électrostatique mobile (cf. pour cela le document EP 1 217 655 AI), une autre dimension importante de celui10 ci est le diamètre. Afin de minimiser le risque de rupture des bords des plaquettes relativement fragiles, par exemple en silicium resp. en d'autres matières semi-conductrices, comme par exemple l'arséniure de gallium, il est généralement proposé dans la technique des semiconducteurs de dimensionner le diamètre du support de substrat de façon à être égal à celui 15 des plaquettes normalisées (cf. Semi-Standard, par exemple MI.9-0699), et de façon à coïncider dans une large mesure aux géométries de plaquette existantes, par exemple rondes ou chanfreinées (ce que l'on appelle des Flats, cf. les Semi-Standard correspondantes).

En ce qui concerne certains processus, comme la gravure par plasma, 20 il est cependant logique de réduire entre 0,1 et 30 mm le diamètre (substrat circulaire, rond, le cas échéant avec ce que l'on appelle un Flat) resp. les dimensions extérieures (la longueur des bords dans le cas de substrats polygonaux) du support électrostatique mobile en comparaison avec la plaquette. On arrive ainsi d'une part à arrondir les bords dans le cas d'une 25 faible usure par gravure, ce qui permet de réduire de façon drastique le risque de rupture de la plaquette, et un support de substrat électrostatique mobile réduit de façon significative par rapport à la plaquette transportée permet d'autre part de réduire le risque de claquages électriques sur le support électrostatique mobile et on empêche également une érosion rapide du 30 Transfer-ESC dans le plasma.

Lorsqu'un autre dispositif de support électrostatique stationnaire solidement intégré est utilisé pour supporter le support électrostatique mobile, il est proposé d'augmenter l'adhérence du support électrostatique mobile et de recouvrir localement, par endroit ou en totalité le côté, dirigé vers le support 35 électrostatique mobile, avec des métaux (par exemple de l'aluminium, du nickel) et/ou des métalloïdes (par exemple du silicium) et/ou des alliages métalliques (par exemple des alliages de chrome-nickel). Cela permet de lui appliquer si nécessaire un potentiel électrique supplémentaire. On peut ainsi réaliser des électrodes dorsales unipolaires et/ou multipolaires.

Une autre possibilité consiste à incorporer des matériaux magnétiques 5 (par exemple des ferrites) de façon massive dans le support de substrat électrostatique mobile ou de recouvrir de celui-ci localement, par endroit ou en totalité avec ces matériaux. Le support de substrat peut alors être maintenu de façon magnétique au moyen d'un logement (dispositif de réception) doté de façon appropriée d'aimants.

Dans d'autres cas o il est nécessaire de manipuler et/ou de fixer le support électrostatique mobile doté du substrat (par exemple d'une plaquette) mécaniquement par exemple au moyen d'un dispositif de préhension ou d'un dispositif de serrage, il est proposé de dimensionner le support de substrat électrostatique mobile localement, par endroit ou bien sur toute la géométrie 15 extérieure de façon à ce qu'il soit plus grand que le substrat transporté (par exemple la plaquette). Par rapport au diamètre et aux dimensions extérieures du substrat (par exemple une plaquette de 300 mm de diamètre), le support électrostatique mobile pour être plus grand jusqu'à atteindre une taille de 150 mm. Le bord saillant pouvant atteindre 150 mm peut alors être utilisé pour 20 serrer resp. pour manipuler mécaniquement le support électrostatique transportable doté du substrat (par exemple une plaquette). Une bague supplémentaire de protection et de serrage en matière plastique, par exemple en polyimide, ou en céramique, comme en oxyde d'aluminium, laquelle bague recouvre localement, par endroit ou périphériquement le bord, permet de 25 protéger efficacement le bord saillant du support électrostatique mobile contre une gravure par plasma (figure 1 a, 1 b).

En outre, en comparaison avec des supports électrostatiques mobiles incorporés fixes dans la machine manipulation, le serrage mécanique du support électrostatique mobile permet d'augmenter de façon significative le 30 rendement (augmentation de la productivité) des machines de fabrication.

Ainsi, il est actuellement utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs de nombreuses machines de fabrication, destinées par exemple à la gravure par plasma, qui sont en général dotées de systèmes de support électrostatiques stationnaires incorporés fixes.

Dans le cas de dispositifs de support électrostatiques stationnaires de l'état de la technique, la charge et décharge électrique (électrostatique) du système de support électrostatique destinées à attirer (charge) et libérer (décharge) le substrat (plaquette) peuvent alors durer jusqu'à 20 secondes environ par chaque chambre de processus en fonction des matériaux utilisés pour le diélectrique du support électrostatique (le cas échéant favorisé par ce 5 que l'on appelle des effets de mémoire), de la taille et des dimensions de la plaquette. Cependant, si l'on met en oeuvre le processus de charge et de décharge, lequel prend beaucoup de temps, à l'extérieur de la machine de fabrication (par exemple une installation à plasma) en utilisant un support électrostatique mobile décrit ici et que l'on introduit dans la machine le support 10 mobile doté d'une plaquette en le maintenant et le fixant à l'intérieur de la dite machine mécaniquement par serrage, le rendement des machines de traitement très onéreuses peut être augmenté entre 5 et 25% environ (selon le temps de processus). Ainsi, les dispositifs resp. les bagues de serrage peuvent être mis en place et commandés très rapidement de façon connue 15 depuis longtemps, par exemple à l'aide de moteurs électriques ou par déplacement pneumatique. Ces dispositifs de serrage mécaniques étaient déjà utilisés comme support électrostatique stationnaire encore inconnu resp.

non diffusé. Cependant, ces dispositifs serraient le substrat (par exemple la plaquette) et non, comme décrit ici, le support électrostatique mobile.

Étant donné que les plaquettes à manipuler selon cette invention ne sont pas recouvertes par les bagues de serrage, la dimension de la surface des plaquettes pouvant être traitée correspond à celle des supports électrostatiques stationnaires utilisés, c'est-à-dire qu'il n'y a aucune perte de rendement dû au recouvrement de la surface des plaquettes par la bague de 25 serrage, comme dans le cas d'anciens dispositifs de serrage. Il n'y a pas non plus d'augmentation de particules générées, comme dans le cas de système de serrage purement mécanique des anciens modèles. Ainsi, les particules indésirables étaient générées surtout au niveau de l'interface resp. de l'endroit de contact entre la plaquette et la bague de serrage par l'ouverture et/ou la 30 fermeture de la bague de serrage et par exemple à la suite de la déchirure de couches de contamination, par exemple en polymère généré par plasma.

Simultanément, l'utilisation de supports électrostatiques mobiles selon invention permet de diminuer considérablement la consommation de matières industrielles (gaz etc.) pour chaque substrat traité (plaquette). Étant donné 35 que les supports électrostatiques mobiles peuvent avoir une durée de vie similaire à celle des supports électrostatiques mobiles onéreux et dispendieux du point de vue de la technique de fabrication avec cependant une production sensiblement plus avantageuse, les coûts d'entretien sont en outre réduits de façon significative.

Le bord du support électrostatique mobile, dépassant les dimensions 5 du substrat (par exemple une plaquette) peut être localement, par endroit ou périphériquement jusqu'à 30 mm plus épais plus épais et jusqu'à 10 mm plus mince que la région recouverte par le substrat. Cette caractéristique dimensionnelle permet par exemple, dans le cas d'une épaisseur majorée, comme dans le document EP 1 217 655, d'incorporer des accumulateurs, des 10 batteries et une électronique onéreuse de dimensions plus importantes dans les supports électrostatique mobiles. D'autre part, un bord plus mince simplifie le serrage et le centrage mécanique du système de support électrostatique mobile à l'intérieur de la machine de fabrication.

Naturellement, les accumulateurs, l'électronique, comme réalisés dans 15 le document EP 1 217 655 AI, peuvent également être incorporés dans différents modèles de boîtiers existant localement de façon permanente ou non permanente. Par exemple, une manipulation flexible automatique ou manuelle régulière ou non régulière peut permettre de décharger électriquement le support électrostatique mobile, et le recharger ensuite, dans 20 ce que l'on appelle des porte-plaquette.

Des forces de cisaillement très élevées apparaissent dans le domaine de l'industrie des semi-conducteurs en particulier lors du ponçage et du polissage de la plaquette.

Lorsque l'intensité de l'abrasion est élevée, la force de maintien 25 électrostatique n'est souvent plus suffisante pour assurer la fixation de la plaquette dans le cas des processus de traitement mécanique susmentionnés.

Dans la plupart des cas, il est utilisé actuellement dans des machines de ponçage et polissage et fréquemment également dans des dispositifs de 30 traitement atmosphériques ce que l'on appelle des supports à dépression (logements à dépression) afin de fixer et maintenir la plaquette. Pour cela, une pompe à vide permet de générer au dos de la plaquette une dépression. La force de maintien peut atteindre environ 0,1 N/mm2 en fonction de la différence de pression respective.

Pour réaliser une distribution de pression uniforme, les supports à dépression (logements à dépression, logements de plaquette) sont souvent en matériaux poreux (homogènes) ou sont constitués par des disques ajourés et également perforés annulairement (figure 2a, 2b). Cependant, si le support électrostatique mobile (logement à dépression) est perforé de la même manière que le support à dépression existant dans la machine de ponçage, de 5 polissage ou de traitement atmosphérique respective (par exemple, également dans un graveur à rotation ou dans divers appareils lithographiques) (figures 2a, 2b), une partie importante de la force de maintien générée par le support à dépression (en raison de la différence de pression) peut être utilisée en complément de la force de maintien électrostatique pour 10 fixer la plaquette sur le support électrostatique.

Pour uniformiser l'action de la dépression afin de maintenir la plaquette et pour empêcher l'entrée de liquides, par exemple d'émulsions de ponçage, et d'acides pour la gravure par rotation, il est proposé de doter le côté des supports électrostatiques mobiles, qui est dirigé vers la plaquette et/ou qui est 15 opposé à celle-ci (cf. figures 2a, 2b), de garnitures d'étanchéité (faces d'étanchéité). Ces garnitures d'étanchéité peuvent par exemple être en polymères, tels que du silicone, en matières plastiques fluorées et ou en métaux appropriés, par exemple en nickel déposé par galvanisation et/ou en alliages métalliques (surtout pour des températures élevées).

Ces garnitures d'étanchéité sont le plus souvent placées dans la région extérieure (figures la, lb) du support électrostatiques mobiles. De façon similaire, des garnitures d'étanchéité supplémentaires en polymères et/ou en métaux et/ou en alliages métalliques peuvent également être introduites dans la région extérieure du logement à dépression afin d'étancher l'espace 25 intermédiaire entre le dos du support électrostatique mobile et le logement à dépression (non représenté dans les figures 2a, 2b).

Les supports électrostatiques mobiles destinés surtout au ponçage, au polissage, à la photolithographie et au nettoyage chimique par voie humide de substrats (plaquettes) doivent avantageusement être en verre, en céramiques 30 vitreuses, en matériaux céramiques ou en matériaux semiconducteurs. Ainsi, ces supports présentent d'une part des propriétés mécaniques et physiques similaires à celles des matériaux traités dans l'industrie des semi-conducteurs (par exemple le silicium) et peuvent être calibrés aisément dans un ponceuse en vue de poncer (à l'avance) les plaquettes. D'autre part, ces supports sont 35 le plus souvent de remarquables isolants ou bien peuvent être aisément modifiés de façon appropriée de façon à minimiser les courants de fuite également dans des médiums humides.

Ce sont surtout la technique dite multicouche utilisant des verres resp.

des céramiques et l'utilisation de verres (photo)-structurées, connus également sous le nom de Foturan , qui s'avèrent très utiles dans la 5 fabrication de supports électrostatiques entre autres pour le ponçage et le polissage. De même, l'utilisation de verres permet de fabriquer des supports électrostatiques mobiles transparents qui sont appropriés par exemple pour un alignement optique de dispositifs de protection (emballages), par exemple pour des composants micromécaniques (appelés MEMS).

En outre, la technique multicouche utilisant des matières plastiques, comme lors de la fabrication de circuits imprimés, par exemple en utilisant des feuilles de polyimide très solides pour la fabrication de supports électrostatiques mobiles destinés à la gravure par plasma, à la gravure par rotation et à des fins de transport.

De façon comparable, comme décrit ci-dessus, les supports électrostatiques mobiles peuvent également être dotés de perforations, de garnitures d'étanchéité, d'éléments d'étanchéité et de structures des surfaces respectives en vie de la gravure par plasma, de la déposition en phase gazeuse par plasma (PECVD), de la déposition physique par plasma.

Ainsi, il est décrit dans le document EP 1 217 655 qu'un support électrostatique mobile peut être utilisé pour fixer la pièce pendant le traitement, par exemple par gravure par plasma. Dans les réalisation connues jusqu'à présent, il n'est cependant pas prévu d'empêcher un échauffement fréquent dommageable de la pièce resp. de la plaquette au moyen d'un 25 dispositif de refroidissement.

Par conséquent, dans une autre réalisation de l'invention d'un support électrostatique mobile, il est ménagé dans le support de substrat des perçages resp. perforations qui permettent de réduire les échauffements survenant lors d'un traitement de la plaquette au moyen d'un refroidissement 30 par gaz, par exemple de l'hélium. Dans ce cas, le flux de gaz est dirigé vers la plaquette de sorte qu'un espace intermédiaire est ménagé entre ladite pièce et le support électrostatique mobile (remarque: aussi bien dans le texte cidessus que dans le texte ci-dessous, il est désigné par perçages non seulement des ouvertures et perforations rondes mais également des 35 ouvertures et perforations ayant d'autres géométries).

Une action de refroidissement particulièrement sûre est alors obtenue lorsque le gaz de refroidissement est distribué par exemple depuis un ou plusieurs perçages le plus souvent médian ménagés dans le support électrostatique à travers des canaux de gaz de refroidissement ménagés dans la surface du support électrostatique qui est dirigée vers le dos de la 5 plaquette. Ces canaux de refroidissement qui sont dirigés vers le dos de la plaquette peuvent être réalisés comme décrit dans le document EP0948042A1 etUS6215641 BI.

Les perçages resp. les perforations du support électrostatiques mobiles sont nécessaire, en plus de l'utilisation pour un gaz de refroidissement, 10 également pour amener des tiges de décollement, des capteurs et des tiges de contact sur la plaquette.

Les tiges de décollement servent à décoller le support électrostatique mobile doté du substrat (plaquette) du logement (dispositif de réception) immobile, et le déposer sur ce dernier, ou bien servent également, lorsque 15 ces tiges de décollement ou des tiges de décollement supplémentaires sont guidées à travers les perforations resp. perçages ménagés dans le support électrostatique mobile, à décoller et déposer la plaquette sur le support électrostatique (mobile) fixé sur le logement (dispositif de réception) (figure la, 1b). Le décollement est effectué afin de pouvoir saisir le support 20 électrostatique doté du substrat (plaquette) au moyen d'un bras de robot et de pouvoir le transporter. De la même façon, ou d'une façon différente, il est également possible de placer des capteurs, par exemple des sondes de température, au dos du substrat (plaquette) resp. du support électrostatique mobile. En outre, les tiges de contact peuvent être guidées au dos du support 25 électrostatique mobile pour effectuer une nouvelle charge électrique si nécessaire dans la machine fabrication respective. La nouvelle charge dans la machine de fabrication n'est surtout nécessaire que lorsque, comme on l'a déjà montré, des temps de processus sont longs ou que les températures sont très élevées (supérieures à 1 50'C environ), ce qui peut favoriser 30 fortement une décharge électrique indésirable du support électrostatique mobile dans la machine de fabrication.

Étant donné que le support électrostatique mobile est réalisé à partir de semi-conducteurs et que l'on utilise ce que l'on appelle l'effet (resp. le dispositif) de Johnson-Rahbek, les courants de pertes sont le plus souvent si 35 élevés qu'il faut procéder à une nouvelle charge électrique dans la machine de fabrication comme ci-dessus. De cette façon, seule la fonction souhaitée peut souvent être garantie.

En raison du fait que l'on peut effectuer une nouvelle charge électrique dans la machine de fabrication resp. l'environnement de fabrication, il est obtenu à partir du support de substrat électrostatique mobile et du logement 5 (dispositif de réception) immobile correspondant un système de support électrostatique combiné qui peut être exploité si nécessaire aussi longtemps, et de la même manière, qu'un système de support électrostatique incorporé fixe conventionnel constitué d'une ou plusieurs parties immobiles.

Un tel système de support de l'invention constitué de deux ou de 10 plusieurs parties présentent l'avantage par rapport aux anciennes réalisations conventionnelles que dans le cadre de l'entretien, par exemple dans des installations à dépression destinées à la gravure par plasma, l'entretien peut être effectué automatiquement en remplaçant le support de substrat électrostatique (mobile), qui est la première pièce qui s'use, au moyen de 15 robots de manipulation de la plaquette existant sans avoir à ouvrir les chambres à dépression et à les remplir de l'atmosphère environnante. Pour cela, les supports électrostatiques mobiles sont étudiés quant à la géométrie et aux dimensions de façon similaire à la plaquette utilisée pour que des adaptations spéciales des systèmes de machine ne soient pas nécessaires 20 (cf. également le document EP 1 217 655 AI).

Dans les systèmes conventionnels de conception antérieure, l'entretien prend généralement plusieurs heures pour monter et démonter les systèmes de support électrostatique mobile et pour régler un état de fonctionnement stable (en particulier une dépression stable). En outre, comme déjà 25 mentionné, des systèmes de support électrostatiques mobiles peuvent être fabriqués des coûts sensiblement moins élevés que les systèmes de support électrostatique immobile connu.

Les tiges de contact peuvent également être utilisées, lorsqu'elles sont appliquées au dos de la plaquette (à la suite de perçages, de perforations 30 ménagées dans le support électrostatique mobile), pour la décharge électrique de la plaquette resp. du substrat (figure lb). Les tiges susmentionnées peuvent remplir une fonction unique, plusieurs fonctions ou toutes les fonctions parmi les fonctions susmentionnées et peuvent être utilisées par exemple comme tiges de décollement, tiges de contact et 35 supports de capteur.

Les passages à travers le support électrostatique mobile sont le plus souvent entourés d'autres garnitures d'étanchéité pour empêcher un écoulement majoré du gaz de refroidissement dans l'espace de traitement (figure 1b).

Dans un mode de réalisations préféré, le support électrostatique mobile 5 dispose, par exemple pour améliorer l'action de refroidissement de la plaquette, de garnitures d'étanchéité supplémentaires en polymère, par exemple en silicone, en matière plastique fluorée (par exemple en élastomère fluoré) et en métal (par exemple en nickel) et/ou en alliage métallique (par exemple en alliage nickel chrome). Ces garnitures d'étanchéité peuvent être 10 montées du côté du support électrostatique mobile qui est dirigé vers la plaquette et/ou qui est opposé à la plaquette (figure 3a à 3c).

Les garnitures d'étanchéité, montées du côté du support électrostatique mobile qui est opposé à la plaquette, sont le cas échéant supprimées lorsqu'une ou plusieurs garnitures d'étanchéité sont insérées dans le 15 logement (dispositif de réception) du support électrostatique mobile (figure 3c).

Le polissage, le rodage, le ponçage, le tournage de haute précision ou le fraisage des surfaces d'étanchéité du support électrostatique mobile et/ou du logement (dispositif de réception) permettent encore d'améliorer 20 l'étanchéité aux gaz.

Ainsi, on peut le cas échéant renoncer également localement, par endroit ou en totalité aux garnitures d'étanchéité selon les conditions de pression et d'environnement respectives.

Dans la figure 4, il est représenté un autre mode de réalisation amélioré 25 dans lequel le gaz de refroidissement (de préférence de l'hélium) est introduit dans un espace intermédiaire formé par le support susmentionné travers par exemple le logement (dispositif de réception) du support électrostatique qui est fréquemment refroidi avec de l'eau déionisée ou un mélange de glycol, via par exemple un ou plusieurs perçages de gaz annulaires (figure 4). L'hélium 30 refroidit tout d'abord le dos du support électrostatique mobile qui est opposé à la plaquette. Ensuite, le gaz de refroidissement est amené (introduit) dans l'espace intermédiaire entre la plaquette et le support électrostatique mobile par exemple via un ou plusieurs perçages de préférence centraux.

Le dos de la plaquette est ainsi refroidi de façon très efficace.

Les canaux de gaz (figure 3a) à la surface du support électrostatique mobile et/ou du logement (dispositif de réception) permettent d'augmenter encore l'efficacité du refroidissement.

Le gaz de refroidissement est ramené si nécessaire par un dispositif d'aspiration au niveau du bord extérieur de la plaquette (figure 4). Ce gaz de refroidissement peut donc être ramené et être le cas échéant réutilisé en 5 fonction du refroidissement précédent. En raison des garnitures d'étanchéité supplémentaires utilisées, le gaz de refroidissement ne peut pas s'écouler dans l'espace de traitement environnant et peut avoir une influence négative sur les paramètres de processus nécessaires par exemple à la gravure par plasma, à la pulvérisation cathodique (PVD, atomiser).

Pour réaliser un refroidissement efficace de la plaquette avantageusement au moyen de gaz, une surface de refroidissement la plus grande possible est nécessaire. Par exemple, il est proposé pour cela de structurer de façon correspondante le côté du support de substrat électrostatique mobile qui est opposé à la plaquette et/ou qui est dirigé vers la 15 plaquette ainsi que la surface du logement (dispositif de réception) immobile.

La structuration peut être effectuée par ponçage, sciage, attaque chimique, découpe par laser (surface de structure uniforme, appelée structuration définie) ou bien elle peut être générée par exemple par sablage en combinaison avec le procédé susmentionné (surface de structure non 20 uniforme, appelée structuration indéfinie).

Des structurations préférées comportent un dessin quadrillé uniforme (figures 5a à 5c). Un polissage et/ou un rodage, traitement mécanique (par exemple ponçage, tournage de haute précision, fraisage) supplémentaire permettent de rectifier les surfaces ainsi générées. Cela permet de réaliser 25 des surfaces structurées présentant une bonne uniformité et une bonne planéité.

DESCRIPTION DES DESSINS

La figure la est une vue en coupe d'un dispositif de support électrostatique complet destiné par exemple à la gravure par plasma selon 30 l'invention; la référence numérique 1 désigne le substrat (plaquette), la référence numérique 2 désigne le support électrostatique mobile, la référence numérique 3 désigne la bague de serrage permettant de fixer lesupport électrostatique mobile 2.

La référence numérique 4 représente une ou plusieurs garnitures 35 d'étanchéité périphériques dans le support électrostatique mobile 2 afin d'empêcher l'écoulement latéral des gazs destinés au refroidissement par gaz du substrat (plaquette) 1.

D'autres garnitures d'étanchéité 4 disposées autour du ou des perçages destinés aux tiges de décollement resp. de contact 7 du support électrostatique mobile de 2 réduisent en plus les écoulements de fuite du gaz 5 de refroidissement. La référence 5 désigne le perçage destiné au refroidissement par gaz (ici: par exemple réalisé au centre). Le logement (dispositif de réception) immobile 6 comportant le cas échéant des dispositifs de chauffage resp. de refroidissement, des passages pour les gaz de refroidissement, des tiges de décollement et de contact appropriées 7 pour 10 réaliser la charge et/ou la décharge électrique et des capteurs reçoit le support électrostatique mobile 2 doté du substrat (plaquette) 1. Les tiges de décollement et de contact 7 permettent la mise en place et/ou la charge resp.

la décharge électrique du support électrostatique mobile 2 qui maintient le substrat (plaquette) 1.

La figure lb est, tout comme la figure la, une vue en coupe d'un dispositif de support électrostatique complet destiné par exemple à la gravure par plasma selon cette invention, cependant cette vue en coupe est tournée de 900 par rapport à la vue en coupe de la figure la. L'illustration est ici dans une large mesure identique à celle de la figure la, seules les tiges de 20 décollement resp. de contact supplémentaires 7 représentées ne sont utilisés que pour le décollement (abaissement) resp. pour le contact électrique (surtout décharge) du substrat (plaquette) 1.

La figure 2a est une vue de dessus d'un mode de réalisation selon l'invention d'un support électrostatique mobile 2 qui est approprié par exemple 25 au ponçage et au polissage. Pour une meilleure illustration, le substrat (plaquette) a été omis. Outre des perçages destinés aux tiges de décollement et de contact 8, le support électrostatique mobile 2 dispose d'une perforation annulaire 9 ainsi que d'une série de perçages supplémentaires distincts permettant d'utiliser le vide généré au moyen du logement à dépression 11 30 (cf. la figure 2b) en plus de la force de maintien électrostatique pour fixer et maintenir le substrat (plaquette) 1. De plus, la figure 2a représente la garniture d'étanchéité périphérique 4.

La figure 2b est une vue en coupe de la figure 2a. Les tiges de décollement resp. de contact ont été omises en vue d'une meilleure 35 illustration. Le logement à dépression 11, réalisé à partir d'un matériau poreux en céramique, maintient par dépression le support électrostatique mobile 2 qui maintient lui-même le substrat (plaquette) 1 de façon électrostatique et par le vide généré.

En outre, la figure 2b représente des garnitures d'étanchéité périphériques qui maintiennent d'une part un écoulement de fuite 5 dommageable pour le vide aussi faible que possible et empêchent d'autre part la pénétration de moyens de ponçage et de polissage ainsi que le cas échéant de liquides existants (par exemple émulsions de ponçage). De plus, la figure 2b représente également les perforations annulaires 9 données à titre d'exemple ainsi que les perçages 10 supplémentaires nécessaires au 10 maintien du vide dans le support électrostatique mobile 2.

Les figures 3a à 3c sont respectivement une vue de dessus (3a) et des vues en coupe (3b, 3c) de différents façon d'étancher le support électrostatique mobile 2 destiné par exemple à la gravure par plasma afin de réduire au minimum les fuites.

La figure 3a est une vue de dessus de la surface structurée destinée à la distribution de gaz 13 au moyen de canaux de gaz du support électrostatique mobile 2. Le substrat (plaquette) 1 a été omis pour une meilleure illustration.

Le support électrostatique mobile 2 est fixé par la bague de serrage 3. 20 De plus, la figure représente des perçages centraux et radiaux destinés à la distribution de gaz de refroidissement 12 ainsi que des garnitures d'étanchéité 4 et les perçages pour les tiges de décollement resp. de contact 8.

La figure 3b est une vue en coupe du dispositif de la figure 3a dans laquelle des garnitures d'étanchéité 4 sont introduites dans le support 25 électrostatique mobile 2. Cela permet d'étancher le dos du substrat (plaquette) 1 ainsi que le côté du support électrostatique mobile 2 qui est opposé au substrat (plaquette) 1 et les perçages individuels destinés aux tiges de décollement resp. de contact 7, 8. La bague de serrage 3 fixe le support électrostatique mobile 2. Le perçage destiné au refroidissement par gaz 5 30 continue dans le logement (dispositif de réception) immobile 6. Les garnitures d'étanchéité 4 utilisées permettent de réaliser entre le substrat (plaquette) 1 et le support électrostatique mobile 2 ainsi qu'entre le logement (dispositif de réception) immobile 6 des espaces intermédiaires étanches très efficaces 14 destinés au refroidissement du substrat (plaquette) 1.

La figure 3c est une vue en coupe supplémentaire de la figure 3a d'un autre mode de réalisation de l'invention. L'illustration est dans une large mesure identique à la figure 3b; elle en diffère simplement par les garnitures d'étanchéité 4 qui sont introduites ici également dans le logement (dispositif de réception) immobile 6 du support électrostatique mobile 2.

La figure 4 est une vue en coupe d'une autre partie de l'invention. Le 5 support électrostatique mobile 2 est maintenu par une bague de serrage 3 sur le logement (dispositif de réception) 6. Le support électrostatique mobile 2 fixe le substrat (plaquette) 1. Les garnitures d'étanchéité 4, resp. les surfaces d'étanchéité, introduites dans le support électrostatique mobile 2 et dans le logement (dispositif de réception) immobile 6 permettent là encore de réaliser 10 des espaces intermédiaires 14 nécessaires au refroidissement par gaz.

L'écoulement de gaz de refroidissement caractérisé 15 dans les espaces intermédiaires 14 et le refroidissement par liquide 16 dans le logement (dispositif de réception) immobile 6 permettent de réaliser un refroidissement très efficace du substrat (plaquette) 1. Une circulation en circuit fermé du gaz 15 de refroidissement selon le flux de gaz de refroidissement représenté 15 permettent de réutiliser le gaz de refroidissement et si nécessaire de l'équilibrer en température (par refroidissement resp. chauffage).

Les figures 5a à 5c représentent un mode de réalisation d'une partie de l'invention pour améliorer l'action de refroidissement du gaz de 20 refroidissement en générant une surface de refroidissement la plus grande possible sur un côté ou sur les deux côtés (le côté qui est opposé au substrat (plaquette) 1 et le côté qui est dirigé vers ledit substrat) du support électrostatique mobile 2 et/ou du logement (dispositif de réception) immobile 6.

La figure 5a représente à titre d'exemple une surface 17 de structure non uniforme (indéfinie) réalisée par sablage. Cette surface présente en comparaison avec une surface 17 de structure uniforme (définie) de la figure 5b l'avantage d'une surface spécifique le plus souvent plus importante et plus approprié à la fabrication du point de vue économique.

La surface 18 de structure uniforme (définie) représentée dans la figure 5, qui peut être réalisée par exemple par des procédés mécaniques reproductibles (par exemple fraisage, sciage, ponçage) et des procédés à faisceau laser ou électronique ou bien un procédé chimique (par exemple gravure par voie humide ou sèche (gravure par plasma)), présente cependant 35 par rapport aux surfaces traitées de la figure 5a des propriétés de refroidissement sensiblement plus homogènes.

La figure 5c est une vue de dessus du dessin quadrillé recherché 19 des surfaces réalisées par la structuration selon les figures 5a et 5b. Un ponçage excessif, un rodage, un polissage, un fraisage ou un tournage de (très) haute précision des surfaces structurées 17, 18, lesquels sont effectués 5 après la structuration, permettent d'obtenir un dessin quadrillé 19 selon la figure 5c de la surface traitée et une bonne planéité et uniformité du support électrostatique mobile 2 et du logement (dispositif de réception) immobile 6 du support électrostatique mobile 2.

Traduction des schémas 5c Figure la 1 Substrat (plaquette) 2 Support électrostatique mobile 3 Bague de serrage 4 Garniture(s)-surface(s) d'étanchéité Perçage pour refroidissement par gaz 6 Logement (dispositif de réception) immobile du support électrostatique mobile 7 Tiges de décollement resp. de contact Figure 1b 1 Substrat (plaquette) 2 Support électrostatique mobile 3 Bague de serrage 4 Garniture(s)-surface(s) d'étanchéité Perçage pour refroidissement par gaz 6 Logement (dispositif de réception) immobile du support électrostatique mobile 7 Tiges de décollement resp. de contact Figure 2a 2 Support électrostatique mobile 4 Garniture(s)-surface(s) d'étanchéité 8 Perçages pour tiges de décollement resp. de contact 9 Perforation annulaire Perçages (destinés au maintien supplémentaire par dépression) Figure 2b 2 Support électrostatique mobile 4 Garniture(s)-surface(s) d'étanchéité 9 Perforation annulaire Perçages (destinés au maintien supplémentaire par dépression) 11 Logement à dépression Figure 3a 2 Support électrostatique mobile 3 Bague de serrage 4 Garniture(s)-surface(s) d'étanchéité 8 Perçages pour tiges de décollement resp. de contact 12 Perçages centraux resp. radiaux destinée à la distribution de gaz de refroidissement 13 Surface structurée destinée à la distribution de gaz (canaux de gaz) Figure 3b 1 Substrat (plaquette) 2 Support électrostatique mobile 3 Bague de serrage 4 Garniture(s)-surface(s) d'étanchéité Perçage pour refroidissement par gaz 6 Logement (dispositif de réception) immobile du support électrostatique mobile 7 Tiges de décollement resp. de contact 8 Perçages pour tiges de décollement resp. de contact 14 Espace intermédiaire destiné au refroidissement par gaz Figure 3c 1 Substrat (plaquette) 2 Support électrostatique mobile 3 Bague de serrage 4 Garniture(s)-surface(s) d'étanchéité Perçage pour refroidissement par gaz 6 Logement (dispositif de réception) immobile du support électrostatique mobile 7 Tiges de décollement resp. de contact 8 Perçages pour tiges de décollement resp. de contact 14 Espace intermédiaire destiné au refroidissement par gaz Figure 4 1 Substrat (plaquette) 2 Support électrostatique mobile 3 Bague de serrage 4 Garniture(s)-surface(s) d'étanchéité Perçage pour refroidissement par gaz 6 Logement (dispositif de réception) immobile du support électrostatique mobile 7 Tiges de décollement resp. de contact 14 Espace intermédiaire destiné au refroidissement par gaz 15Flux de gaz de refroidissement (->) 16Refroidissement par liquide (->) Figure 5a 17Surface de structure non uniforme Figure 5b 18Surface de structure uniforme 25 Figure5c 19Dessin quadrillé (en vue de dessus) Suivant l'invention le diamètre et/ou la longueur des bords coïncident avec celui du substrat transporté (par exemple plaquette) avec une précision localement, par endroits ou en totalité, inférieure à 0, lmm.

De préférence, le diamètre et/ou la longueur des bords sont localement, par endroits ou en totalité inférieurs de 0,1 mm à 30 mm à ceux du substrat transporté (par exemple plaquette).

De préférence, le diamètre et/ou la longueur des bords sont localement, par endroits ou 10 en totalité supérieurs de 0,1 mm à 150 mm à ceux du substrat transporté (par exemple plaquette).

De préférence, un ou plusieurs canaux sont ménagés du côté du support, qui est opposé au substrat et/ou des deux côtés du support et/ou dans la surface du logement. 15 De préférence, le support est doté de façon massive ou sous la forme de revêtements, localement ou en plusieurs endroits de garniture d'étanchéité en polymère, en matière plastique fluorée, en métal et/ou en alliage métallique, par exemple en alliage nickelchrome.

De préférence, plusieurs espaces intermédiaires appropriés au refroidissement avec un gaz de refroidissement sont ménagés entre le substrat et le support et/ou entre le logement du support électrostatique et le support électrostatique.

De préférence, un ou plusieurs métalloïdes, alliages et/ou métaux magnétiques ou amagnétiques sont introduits de façon massive localement, par endroits ou en totalité dans le côté du support, qui est dirigé vers le substrat et/ou qui est opposé audit substrat, et/ou les côtés susmentionnés du support en sont recouverts localement, par endroits ou en totalité.

De préférence, il est prévu une ou plusieurs électrodes unipolaires et/ou multipolaires du côté du support qui est dirigé vers le substrat et/ou qui est opposé audit substrat.

De préférence le support de substrat peut être alimenté en courant électrique, chargé 35 électriquement et/ou déchargé électriquement de façon permanente ou non permanente.

Claims (23)

Revendications

1. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, caractérisé en ce que le diamètre et/ou la longueur des bords coïncident avec celui du substrat transporté (par exemple plaquette) avec une précision localement, par endroits ou en totalité, inférieure à 0,1 mm.

2. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, caractérisé en ce que le diamètre et/ou la longueur des bords sont localement, par endroits ou en totalité inférieurs de 0,1 à 30 mm à ceux du substrat transporté (par exemple plaquette).

3. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, caractérisé en ce que le diamètre et/ou la longueur des bords sont localement, par endroits ou en totalité supérieurs de 0,1 à 150 mm à ceux du substrat transporté (par exemple plaquette).

4. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, suivant 15 l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la région qui n'est pas recouverte par le substrat transporté (par exemple plaquette) peut être localement, par endroits ou en totalité jusqu'à 30 mm plus épaisse ou jusqu'à mm plus mince que la région recouverte.

5. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une 20 ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est percé et/ou perforé une fois ou plusieurs fois afin d'augmenter par exemple la force de maintien, agissant sur le substrat, du support de substrat électrostatique mobile en l'utilisant simultanément comme support à dépression.

6. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une 25 ou plusieurs des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que un ou plusieurs perçages et/ou perforations destinés au passage de gaz afin de refroidir le substrat et/ou destinés aux tiges de décollement et/ou de contact et/ou à des capteurs sont ménagés dans le support et/ou dans le logement (dispositif de réception) destiné au support.

7. Support de substrat électrostatique mobile et transportable selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le support, doté de tiges de contact à l'intérieur ou à l'extérieur de la machine de fabrication, et/ou le substrat (par exemple une plaquette) peuvent être chargés électriquement et/ou déchargés électriquement.

8. Support de substrat électrostatique mobile et transportable selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le support doté de t iges d e d écollement e Vou I e s ubstrat (par e xemple u ne p laquette) p eut être déplacé.

9. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs 5 canaux sont m énagés du côté d u support, q ui est opposé au substrat (par exemple une plaquette) et/ou des deux côtés du support et/ou dans la surface du logement (dispositif de réception), lesquels canaux peuvent être reliés à un ou plusieurs perçages (perforations) destinés au passage de gaz et peuvent être traversés par un flux de gaz de refroidissement.

10. Support de substrat électrostatique mobile et transportable selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le support est doté d'une ou plusieurs surfaces d'étanchéité et/ou de garnitures d'étanchéité (éléments d'étanchéité) du côté arrière et/ou du côté avant qui est opposé au substrat (par exemple une plaquette).

11. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le support est doté de façon massive ou sous la forme de revêtements, localement ou en plusieurs endroits de garnitures d'étanchéité en polymère, par exemple en silicone, en matière plastique fluorée, en métal (par exemple en nickel) et/ou 20 en alliage métallique (par exemple en alliage nickel-chrome).

12. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs espaces intermédiaires appropriés au refroidissement avec un gaz de refroidissement sont ménagés entre le substrat (par exemple une plaquette) 25 et le support et/ou entre le logement (dispositif de réception) du support électrostatique et le support électrostatique.

13. Support de substrat électrostatique mobile et transportable selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le gaz de refroidissement est guidé dans un circuit et peut être réutilisé.

14. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs surfaces d'étanchéité et/ou garnitures d'étanchéité (éléments d'étanchéité) sont réalisées dans le logement (dispositif de réception) destiné au support.

15. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une 35 ou plusieurs des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le côté avant et/ou le côté arrière, opposé au substrat (par exemple une plaquette), du support et/ou de son logement (dispositif de réception) est structurée par sciage, fraisage, tournage, ponçage et/ou découpage, par exemple moyen d'un faisceau laser et/ou électronique, par attaque chimique par voie humide, par gravure par plasma, par sablage et/ou par un procédé similaire 5 avantageusement suivant un dessin quadrillé afin d'obtenir une surface de refroidissement la plus grande possible pour le gaz de refroidissement.

16. Support de substrat électrostatique mobile et transportable selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le côté avant et/ou arrière, qui est opposé au substrat (par exemple une plaquette), du 10 support et/ou du logement (dispositif de réception) est réalisé par ponçage et/ou rodage et/ou polissage ou fraisage ou tournage pour obtenir la meilleure planéité et une uniformité possible.

17. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs 15 métalloïdes, alliages et/ou métaux magnétiques ou amagnétiques sont introduits de façon massive localement, par endroits en totalité dans le côté du support, qui est dirigé vers le substrat (par exemple une plaquette) et/ou qui est opposé audit substrat, et/ou les côtés susmentionnés du support en sont recouverts localement, par endroits ou en totalité.

18. Support de substrat électrostatique mobile et transportable selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il est prévu une ou plusieurs électrodes unipolaires et/ou multipolaires du côté du support qui est dirigé vers le substrat (par exemple une plaquette) et/ou qui est opposé audit substrat.

19. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs aimants sont incorporés dans le logement (dispositif de réception) du support.

20. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une plusieurs des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le support 30 électrostatique est réalisé par la technique multicouche utilisant des verres ou par la technique multicouche utilisant des céramiques et/ou par la technique multicouche utilisant des matières plastiques.

21. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le support 35 électrostatique peut être en céramique, de faire, en verre photostructuré, en céramique vitreuse, en matériau semi-conducteur et/ou en matière plastique en combinaison avec des métaux ou des alliages métalliques.

22. Support de substrat électrostatique mobile et transportables selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que les surfaces d'étanchéité du côté, qui est dirigé vers le substrat (par exemple une 5 plaquette) et/ou qui est opposé audit substrat, du support et/ou du logement (dispositif de réception) du support électrostatique peuvent être réalisées par usinage de très grande précision, comme par exemple par ponçage, polissage, rodage, fraisage, tournage en vue d'obtenir une étanchéité aux gaz élevée.

23. Support de substrat électrostatique mobile et transportable, selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 22, caractérisé en ce qu'il peut être alimenté en courant électrique, chargé électriquement et/ou décharger électriquement de façon permanente ou non permanente.