JP2020537352A - 疎水性静電チャック - Google Patents

Abstract

本開示は、処理中に基板をその上に支持する第１の誘電体表面を有する基部と、使用中に基板が第１の誘電体表面に静電結合されやすくなるように第１の誘電体表面に近接して基部内に配置された電極とを含む静電チャックに関し、第１の誘電体表面は、水と接触したときに、基板を第１の誘電体表面に静電的に保持するのに十分に疎水性である。静電チャックを作製し、湿潤条件下で使用する方法も開示される。【選択図】図１

Description

［０００１］本開示の実施形態は、概して、基板を疎水性面上に保持するための静電チャック（電子チャック）に関する。

［０００２］電子基板の限界寸法の厚さが縮小し続けるにつれ、洗浄液中に配置されたもの等の基板を適切に支持及び処理できる半導体処理機器の必要性が高まっている。

［０００３］静電チャックは、一般に、処理中に基板を静止位置に支持及び保持するように、処理チャンバ内で物理的に位置決め及び固定され得る、又は可搬式であり得る。しかしながら、本発明者らは、水又は他の導電性液体により、電子チャックの把持接合が解除され得るために、洗浄条件などの湿潤条件下の基板がしばしばデチャックされることを観察した。特に極薄基板の場合、修理不能になるほど基板が損傷するリスクがあるため、湿潤条件下でのデチャックは問題である。

［０００４］したがって、本発明者らは、静電チャックの改善された実施形態を提供している。

［０００５］静電チャック及び使用方法の実施形態が提供される。ある実施形態では、静電チャックは、処理中に基板をその上に支持する第１の誘電体表面を有する基部と、使用中に基板が第１の誘電体表面に静電結合されやすくなるように第１の誘電体表面に近接して基部内に配置された電極とを含み、第１の誘電体表面は、水と接触したときに、基板を第１の誘電体表面に静電的に保持するのに十分に疎水性である。

［０００６］ある実施形態では、静電チャックは、処理中に基板をその上に支持する第１の誘電体表面を有する基部と、使用中に基板が第１の誘電体表面に静電結合されやすくなるように第１の誘電体表面に近接して基部内に配置された電極とを含み、第１の誘電体表面は、水と接触したときに、基板を第１の誘電体表面に静電的に保持するのに十分に疎水性であり、第１の誘電体表面は、分岐ポリシリケート構造及び疎水性リガンドを含む超疎水性コーティングを含み、第１の誘電体表面は、水と接触したときに、少なくとも１４０度、少なくとも１５０度、少なくとも１６０度、又は少なくとも１７０度の接触角を有する。

［０００７］ある実施形態では、極薄基板を静電チャックする方法は、処理中に基板をその上に支持する第１の誘電体表面を有する基部と、使用中に基板が第１の誘電体表面に静電結合されやすくなるように第１の誘電体表面に近接して基部内に配置された電極とに基板を静電チャックすることを含み、第１の誘電体表面は、水と接触したときに、基板を基部に静電的に保持するのに十分に疎水性である。静電チャックは、本書に開示の実施形態のいずれかに記載されている通りである。

［０００８］本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態を、以下に説明する。

［０００９］上記で簡潔に要約し、以下でより詳細に説明する本開示の実施形態は、添付の図面に示す本開示の例示的な実施形態を参照することにより、理解することが可能である。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容し得ることから、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを例示するものであり、したがって、範囲を限定していると見なすべきではない。

本開示に係る静電チャックの概略側面図である。 本開示に係る静電チャックの一部の側面断面図である。 図１とは異なる、本開示に係る可搬式静電チャックの概略側面図である。

［００１３］理解を容易にするために、可能な場合には、図面に共通の同一の要素を指し示すのに同一の参照番号が使用されている。図面は縮尺どおりではなく、分かり易くするために簡略化されていることがある。ある実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込まれ得る。

［００１４］本開示の実施形態は、従来の基板支持装置と比較して、湿潤又は洗浄条件での望ましくないデチャックによる基板の損傷を低減又は排除する、改善された基板支持体を提供する。本開示の実施形態は、洗浄処理中の望ましくないデチャックを有利に回避又は低減することができ、これにより、基板の反り及び不均一性をさらに制限又は防止することができる。本開示の実施形態は、洗浄処理中、例えば水と接触したときに、１又は複数の基板又はダイを疎水性面又は超疎水性面に保持することにより、１又は複数の超薄基板（例えば、約１０から２００ミクロンの間の厚さ）及び／又は１又は複数のダイ（例えば、ダイが１ｍｍから１０ミクロン等の完全な厚さを有し得る）の望ましくないデチャックを低減又は排除するために使用され得る。

［００１５］図１は、処理中にワークピース又は基板１３０をその上に支持する第１の誘電体表面１２０を有する基部１１０を示す静電チャック１００の概略側面図（図１はコントラストを提供するために網掛けされている）である。静電チャック１００は、処理チャンバ内のロード又はアンロードステーションに移動され、ペデスタル支持体（図１に図示せず）によって支持され得る。静電チャック１００は、基板１３０を静電的に保持するように構成される。図１は、図面を明確にするために第１の面１２０の上方に基板１３０を図示しているが、使用中、基板１３０は第１の面１２０上に配置される。ある実施形態では、基板１３０を静電チャック１００に静電的に固定するために、処理チャンバの外側の静電チャック１００にバイアス電圧が印加され得る。本開示と一致するいくつかの実施形態では、基板１３０を静電チャック１００に静電的に固定するために、静電チャック１００に連続的に電力を印加する必要はない（例えば、バイアス電圧を必要に応じて１回又は断続的に印加することができる）。ロードステーションで基板１３０が静電チャック１００に静電的に固定されると、基板を処理するために、静電チャック１００を湿潤条件に入れたり出したりすることが可能である。実施形態では、固定バッテリ、ＤＣ電源、充電ステーションなどの固定ＤＣ電源を有する電源１９０が含まれ得る。

［００１６］静電チャック１００の厚さは、静電チャック１００上に配置された基板１３０に十分な剛性を提供するように選択され、例えば、極薄基板などの基板１３０は、超薄基板に損傷を与えることなく１又は複数の処理チャンバで処理され得る。ある実施形態では、静電チャック１００は可搬式であり得る、及び／又は静電チャック１００と基板１３０（例えば、ウエハ又はダイ）を合わせると約０．７ｍｍ（すなわち、現在処理されている通常のウエハ又はダイ基板と同じ）の厚さを有するようなサイズであってよく、通常のウエハ又はダイ処理と同じ方法で取扱いされ得る。実施形態では、静電チャックは、静電チャックが基板処理機器によって取り扱われ、移動され得るように可搬式であるように構成される。実施形態では、可搬式静電チャックは、基板を第１の場所から第２の場所に移送するのに適している。実施形態では、静電チャックの第１の誘電体表面１２０は、ほぼ長方形又は正方形であってよく、１００平方ミリメートル（ｍｍ^２）から約３平方メートル（ｍ^２）の大きさの支持表面積を有し得る。

［００１７］ある実施形態では、静電チャック１００は、地面にほぼ平行に基板１３０を支持するように、水平処理チャンバ（図１に図示せず）で使用され得る。他の実施形態では、静電チャック１００は、地面にほぼ直角に基板１３０を支持するように、垂直処理チャンバ（図１に図示せず）で使用される。静電チャック１００は、その上に基板１３０を保持するため、基板１３０に損傷を与えることなく、任意の向きで保持又は移動し得る。ある可搬式の実施形態では、コンベアシステム（例えば、ロボットアセンブリ、ローラなど（図１に図示せず））を使用して、静電チャック１００を様々な処理チャンバの開口部で出し入れすることができる。本明細書では、上部及び下部などの方向を示す用語が、様々な特徴を説明する目的で使用される場合があるが、そのような用語は、本開示と一致する実施形態を特定の向きに限定するものではない。

［００１８］さらに図１を参照すると、静電チャック１００は、例えば、ガラス、ポリシリコン、ヒ化ガリウム、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、ステンレス鋼、アルミニウム、セラミック、低熱膨張係数を有するニッケル鉄合金（例えば、６４ＦｅＮｉ、例えば、ＩＮＶＡＲ（登録商標））などを含む材料で製造され得るキャリア１４０を含む。これらの材料は丈夫で機械加工が簡単であり、既存のウエハ処理ツールで使用可能である。実施形態では、キャリアは、薄化することによって、又は貫通孔１７０を削孔又はエッチングすることによって準備される。実施形態では、キャリア１４０は、約３００ｍｍウエハなどの任意の所望の形状又はサイズの標準的なシリコンウエハであってよい。

［００１９］キャリア材料が誘電体である場合、静電チャック１００用の電極１５０（例えば、チャック電極）を、キャリア１４０上に直接堆積させることができる。キャリア材料が誘電体ではない実施形態では、誘電体層（図１に図示せず）が、キャリア１４０と電極１５０との間に配置され得る。

［００２０］ある実施形態では、キャリア１４０は、基板１３０と同じ材料、又は基板１３０に使用される材料とほぼ同等の熱膨張係数（例えば、約１０％、又は約５％、又は約１％以内）を有する材料で製造される。同一又は類似の熱膨張係数を得ることにより、基板処理中にキャリア１４０及び基板１３０の両方が加熱されたときの基板の亀裂及び基板の不均一な熱膨張又は変形が有利に防止される。

［００２１］ある実施形態では、適切なキャリア１４０は、カリフォルニア州サンタクララのＣｅｒａｔｅｃ社及びカリフォルニア州バレンシアのＦｒａｌｏｃｋ社から入手可能なキャリアを含む。Ｆｒａｌｏｃｋ社のキャリアは、オプションとして、キャリア１４０に取り付け又は接着されたポリイミドコーティング（図１に図示せず）を含み得る。

［００２２］キャリア１４０の厚さは、基板１３０が静電チャック１００上に配置されたときに既存の処理チャンバでシートとして処理／取扱いされ得るように、静電チャック１００に十分な剛性を付与するようにサイズ設定される。ある実施形態では、キャリア１４０の厚さは、特定の種類の基板のために処理される従来の基板の厚さと一致するべきである。例えば、ウエハ用途の場合、キャリア１４０及び基板１３０の厚さは、従来のウエハ基板の厚さ（例えば、約０．４〜０．７ｍｍ）と一致しなければならない。キャリア１４０及び基板１３０の厚さを特定の種類の基板のために処理される従来の基板の厚さと一致させることにより、フレキシブル基板１３０には、剛性基板を取り扱うように設計されたツールで取扱い及び処理できるという利点がある。ある実施形態では、静電チャック１００の厚さは、包括的に、０．４ｍｍ未満の約１００ミクロンから１０００ミクロンの間及び０．７ｍｍ未満の約１０ミクロンから２００ミクロンの間である。

［００２３］さらに図１を参照すると、電極１５０は、使用中に基板１３０が第１の誘電体表面１２０に静電結合されやすくなるように、第１の誘電体表面１２０に近接して基部１１０内に配置された導電層として示される。電極１５０は、キャリア１４０の第１の面１６０上に配置された導電層として示される。電極１５０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン等の、基板処理及び基板処理機器での使用に適した任意の導電性材料で製造され得る。ある実施形態では、電極１５０は、約１００ｎｍと約２０ミクロンとの間の厚さを有する。実施形態では、電極１５０は、双極又は単極であり得る。

［００２４］電極１５０は、チャッキング電極を形成するために堆積及びパターン化され得る。電極１５０は、単一の電極又は複数の電極（図１に図示せず）を形成するようにパターン化され得る。例えば、ある実施形態では、電極１５０をパターン化して、複数の基板１３０を単一のキャリア１４０上に保持するように位置づけされた複数のチャック電極を形成することができる。例えば、複数の基板１３０は、複数の基板１３０が同時に処理され得るように（図１に図示せず）、静電チャック１００上のアレーに保持され得る。

［００２５］さらに図１を参照すると、静電チャック１００は、電極１５０がキャリア１４０と第１の誘電体表面１２０との間に配置されるように電極１５０の上に配置された基部１１０を含む。実施形態では、基部１１０は、電極１５０の上に配置され、基板１３０のための第１の誘電体表面１２０を提供する誘電体材料（例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、ガラス、セラミックなど）の層である。基部１１０は、基板１３０及び／又はキャリア１４０と同じ材料、又は基板１３０及び／又はキャリア１４０に使用される材料とほぼ同等の熱膨張係数を有する材料で製造され得る。実施形態では、基部１１０は、基板１３０が静電チャック１００上に配置されたときに、基板１３０を静電チャック１００の第１の誘電体表面１２０にほぼ平行に支持する。ある実施形態では、基部１１０は、約１００ｎｍから約０．２ｍｍの間の厚さを有する。基部１１０の厚さは、所望の静電チャック力及び抵抗率に応じて変わり得る。例えば、基部１１０が厚いほど、静電チャック力は低くなる。抵抗率が低いほど、静電チャック１００は、再充電することなく基板をより長く保持する。実施形態では、基部１１０は、シリコンと類似の熱膨張係数を有する材料を含む。

［００２６］実施形態では、基部１１０は、電極１５０の上に堆積された誘電体層である。誘電体層は、電極を保護し、絶縁層を提供して、基板１３０が静電チャック１００に静電的に保持されているときに静電荷を維持し得る。基部１１０は、様々な異なる方法で堆積させることができる。実施形態では、キャリア１４０は、基部の部分１１１を含むように拡張された基部１１０によってカプセル化される、又はすべての側面で囲まれる。

［００２７］実施形態では、基部１１０の第１の誘電体表面１２０は、水と接触したときに、基板１３０を静電チャック１００に静電的に保持するのに十分に疎水性である。疎水的及び疎水性とは、約８５°以上の水接触角を有する第１の誘電体表面１２０（例えば、コーティング表面又は滑らかな表面）の濡れ性を指す。超疎水的及び超疎水性とは、約１５０°以上の水接触角を有する第１の誘電体表面１２０（例えば、コーティング表面又は滑らかな表面）の濡れ性を指す。実施形態では、低接触角ヒステリシス（ΔΘ＝Θ_ＡＤＶ−Θ_ＲＥＣ＜５°）により、超疎水性がさらに特徴付けられる。通常、疎水性表面では、たとえば、直径２ｍｍの水滴はビーズ状になるが、表面を適度に傾けても表面から流れ落ちない。表面が傾くと、液滴の下り側の濡れ角度が増加し、液滴の上り側の濡れ角度が減少する。前進（下り坂）インターフェースが次の固体表面の増分に押し進むことが困難であり、後退（上り坂）インターフェースが液滴が配置されている固体表面の部分から離れることが困難であるため、液滴は静止したままになる、あるいは所定の位置に固定される。前進接触角と後退接触角の差が５°未満の場合、疎水性表面は接触角ヒステリシスが低いと説明できる。水滴が超疎水性表面上を滑動又は転動する能力は、堆積物又は表面汚染物質が表面上を滑動又は転動するときに水滴によって除去される自己洗浄機構につながる。実施形態では、接触角は、ゴニオメータを使用するなど、当技術分野で周知の方法によって測定される。

［００２８］実施形態では、基板は、その上を流れる水と接触したときに、約５５ｐｓｉにおいて、毎分３〜１０リットルの速度、又は毎分少なくとも１リットル、又は毎分少なくとも２リットル、毎分少なくとも３リットル、又は毎分４リットルの速度で第１の誘電体表面１２０上に保持され得る。

［００２９］実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、約０．５〜８マイクロインチ、約５〜８マイクロインチ、又は約３〜７マイクロインチなど、約８マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有することを特徴とする表面仕上げに研磨又は平滑化される。実施形態では、本開示による表面仕上げは、水と接触したときに、その接触角を、少なくとも１０度、少なくとも２０度、少なくとも３０度、少なくとも５０度、少なくとも６０度、少なくとも７０度、又は少なくとも８０度増加させる。実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、水と接触したときに、１００度から１７０度の接触角を有する。実施形態では、第１の誘電体表面は、水に接触したときに、少なくとも１００度、少なくとも１１０度、少なくとも１２０度、少なくとも１３０度、少なくとも１４０度、少なくとも１５０度、少なくとも１６０度、又は少なくとも１７０度の接触角を含む。実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、水と接触したときに、１５０度から１７０度の接触角を有する。実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、水と接触したときに、１６０度から１７０度の接触角を有する。実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、水と接触したときに、１８０度以上の接触角を有する。

［００３０］実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、第１の誘電体表面１２０が水と接触したときに基板１３０を第１の誘電体表面１２０に静電的に保持するのに十分疎水性であるように、疎水性コーティング又は超疎水性コーティングなどのコーティング１８０を含む。適切なコーティングは、第１の誘電体表面１２０に塗布することができる溶液又は親水性ポリシリケートゲルから製造され得る。ゲルの適切な溶液は、コーティングの層を形成し、第１の誘電体表面１２０に接着することができる疎水性又は超疎水性組成物を含む。実施形態では、疎水性コーティングは、シラン、シロキサン、又はそれらの組み合わせを含む。実施形態では、超疎水性コーティングは、分岐ポリシリケート構造及び疎水性リガンドを含む。実施形態では、コーティング溶液をアルコールで希釈して、所与のコーティング堆積方法に合わせて疎水性コーティング溶液を調整することができる。特定の実施形態では、コーティング溶液の蒸発速度を遅らせるために、追加の溶媒が添加され得る。適切な溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、又はジエトキシエタンが挙げられ、これらは、特定の溶媒蒸発特性を得るために必要に応じて組み合わせて添加され得る。

［００３１］実施形態では、第１の誘電体表面１２０上への疎水性又は超疎水性コーティング溶液の堆積は、当業者に周知の様々なコーティング方法を使用して達成される。これらには、浸漬コーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、フローコーティング、噴射剤によるエアロゾル堆積、コーティング溶液の超音波エアロゾル化などが含まれ得る。コーティング溶液の乾燥時間は、溶媒の選択に依存するが、ほとんどの実施形態では、乾燥は、溶液の堆積から１０分以内に起こる。コーティング溶液は、特定の用途ごとの乾燥処理を支援するために、周囲条件下で、又は熱と気流の存在下で乾燥させることが可能である。

［００３２］実施形態では、第１の誘電体表面１２０及びコーティング１８０は、少なくとも約１５０°の水接触角及び約５°未満の接触角ヒステリシスを有する超疎水性コーティングを含み得る。堆積された超疎水性コーティングは、疎水性リガンド又は疎油性リガンドが付与されたナノ多孔性金属酸化物を含み得る。孔径は、約５ｎｍから１ミクロンの範囲である。様々な実施形態では、１又は複数の超疎水性コーティングは各々、シリル化剤及び複数のポアで誘導体化された表面官能基を有するシリカ粒子の三次元ネットワークを含み得るポリシリケート構造を含み得る。例示的なシリル化剤は、トリメチルクロロシラン、トリクロロメチルシラン、トリクロロオクチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、又は少なくとも１つの疎水性リガンドを含む任意の反応性シランを含み得るが、これらに限定されない。ある実施形態では、１又は複数の超疎水性コーティングを、第１の誘電体表面１２０上に配置することができ、これは、化学組成及び厚さに関して同じであり得る。特定の実施形態では、１又は複数の疎水性及び／又は超疎水性コーティングの少なくとも１つは、化学組成及び厚さの点で異なり得る。様々な実施形態では、１又は複数の疎水性又は超疎水性コーティングは各々、約１０ナノメートル（０．０１ミクロン）から約３ミクロンの厚さを有し得る。

［００３３］本開示の様々な実施形態によれば、第１の誘電体表面１２０への局所塗布に適した疎水性コーティング溶液又は疎水性ポリシリケートゲルには、ニューメキシコ州アルバカーキのロータスリーフコーティング社から入手可能なものが含まれる。実施形態では、ＨＹＤＲＯＦＯＥ（商標）ブランドの超疎水性コーティングが本開示による使用に適しており、硬化すると、１５０°と１７０°の間の接触角が得られる。このようなコーティングは、１ミクロン未満の厚さ、最大約３５０℃の耐熱性、９３％〜９５％の高い光学的透明度、及びＵＶ曝露下での安定性を有し得る。

［００３４］実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、上述したようにコーティングされ、水と接触したときに、その接触角を少なくとも１０度、少なくとも２０度、少なくとも３０度、少なくとも５０度、少なくとも６０度、少なくとも７０度又は少なくとも８０度増加させる。実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、本書に記載したように、水と接触したときに１００度から１７０度の接触角を有するようにコーティングされる。実施形態では、第１の誘電体表面は、水と接触したときに、少なくとも１００度、少なくとも１１０度、少なくとも１２０度、少なくとも１３０度、少なくとも１４０度、少なくとも１５０度、少なくとも１６０度、又は少なくとも１７０度の接触角を含む。実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、水と接触したときに、１５０度から１７０度の接触角を有するようにコーティングされる。実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、水と接触したときに、１６０度から１７０度の接触角を有するようにコーティングされる。実施形態では、第１の誘電体表面１２０は、水と接触したときに、１８０度以上の接触角を有する。

［００３５］代替的に、又は上記に開示のコーティングと組み合わせて、ある実施形態では、基板１３０も本書に記載したようにコーティングされ得る。上述のコーティングは、基板３３０の裏側又は非処理側などの、第１の誘電体表面１２０に隣接する基板１３０の部分に塗布され得る。実施形態では、基板１３０は、上述したように、水と接触したときに、その接触角が少なくとも１０度、少なくとも２０度、少なくとも３０度、少なくとも５０度、少なくとも６０度、少なくとも７０度、又は少なくとも８０度増加するようにコーティングされる。実施形態では、基板１３０は、本書に記載したように、水と接触したときに、１００度から１７０度の接触角を有するようにコーティングされる。実施形態では、基板１３０は、水と接触したときに、少なくとも１００度、少なくとも１１０度、少なくとも１２０度、少なくとも１３０度、少なくとも１４０度、少なくとも１５０度、少なくとも１６０度、又は少なくとも１７０度の接触角を含む。実施形態では、基板１３０は、水と接触したときに、１５０〜１７０度の接触角を有するようにコーティングされる。実施形態では、基板１３０は、水と接触したときに、１６０〜１７０度の接触角を有するようにコーティングされる。実施形態では、基板１３０は、水と接触したときに、１８０度以上の接触角を有する。

［００３６］実施形態では、上述のように基板１３０をコーティングすることによって、基板は、水と接触したときに第１の誘電体表面１２０に保持される。例えば、基板は、約５５ｐｓｉにおいて毎分３〜１０リットルの速度、又は毎分少なくとも１リットル、又は毎分少なくとも２リットル、又は、毎分少なくとも３リットル、又は毎分４リットルの速度でその上を流れる水と接触すると、第１の誘電体表面１２０上に保持され得る。

［００３７］実施形態では、誘電体層がコーティングなしで十分に疎水性であれば、基板のみを本書に記載したようにコーティングして、静電チャックに対するワークピースの付着を保持することができる。

［００３８］実施形態では、第１の誘電体表面は、水と接触したときに、接触角を少なくとも１０度増加させるように研磨される。たとえば、セラミック表面を研磨して、上質な仕上げにすることができる。

［００３９］さらに図１を参照すると、静電チャック１００は、電極１５０に連結された少なくとも１つの導体１８５をさらに含む。少なくとも１つの導体１８５は、電源１９０に連結され得る。ある実施形態では、電源１９０からの電力が少なくとも１つの導体１８５に印加されると、基板１３０を静電チャック１００に静電的に引き付けて、その上に基板を保持するのに十分な基板１３０に対するバイアスが静電チャック１００に付与される。ある実施形態では、導体２８５の数は２つである。

［００４０］ここで図３を参照すると（図３は、コントラストを提供するために網掛けされている）、電源は、静電チャック１００に連結された可搬式バッテリ電源３０１として配設される。可搬式バッテリ電源３０１は、キャリア１４０内に配置され得る。実施形態では、可搬式バッテリ電源３０１は、静電チャック１００が可搬式であり、例えば、基板１３０を１又は複数の処理チャンバに出し入れする場合などに、静電チャック１００と共に移動することが可能である。実施形態では、可搬式バッテリ電源３０１を有する静電チャック１００はまた、固定ＤＣ電源、固定バッテリ、ＤＣ電源、電力充電ステーションなどの電源１９０をオプションとして含み得る。実施形態では、可搬式バッテリ電源３０１を電極１５０に連結して、水と接触したときに、基板１３０を静電チャック１００に静電的に保持する基板１３０に対するバイアスを、静電チャック１００に付与することができる。

［００４１］ここで、静電チャック２００とともに使用され得る２種類の孔の例を示す、静電チャック２００の一部の側面断面図である図２を参照する。上述のシリコンウエハなどのキャリア２１０は、キャリア２１０を貫通して延在する大きな貫通孔２２０を有する。貫通孔２２０が形成された後に、電極層等の電極２５０がキャリア２１０上に適用される。キャリア２１０の第１の表面２０５上に上述のように堆積された金属は、電極２５０として機能する。実施形態では、電極２５０は、大きい貫通孔及び貫通孔のライン又はプレート側２７６内に延在する。大きい孔２２０は、真空ポート、リフトピン、及び他の目的にも使用され得る。別の第２の孔２７８は小さく、金属層で充填されているため、金属で充填された第２の孔は、電極２５０への電気的接続を提供する。ある実施形態では、基部は、それを貫通して形成された１又は複数の大きい孔２２０を含む。ある実施形態では、大きい孔２２０は、デチャックしやすくなるように、ガス拡散孔又はリフトピン孔として構成され得る。

［００４２］さらに図２を参照すると、裏側の電気的アクセスは、１又は複数の孔２７８の上に導電性ボンドパッド２８０を含めることによって改善され得る。ボンドパッド２８０は、金属堆積、印刷、又は当技術分野で周知の他の方法によって形成され得る。ボンドパッド２８０は、電気リード線（図１に示す導体１８５など）への安全な接続を提供する。電気リード線を使用して電流を電極２５０に印加し、電極２５０を静電的に帯電させて基板をチャックに保持し、基板をデチャックするときに静電荷を除去することができる。

［００４３］静電荷を維持するために、第１の誘電体表面２８２を有する誘電体層２８１が電極２５０の上に適用される。誘電体層２８１は、図１に関して上述した基部１１０及び第１の誘電体表面１２０と同様であり得る。第１の誘電体表面２８２は、水と接触したときに、基板を第１の誘電体表面２８２に静電的に保持するのに十分に疎水性であるように改変され得る。実施形態では、第１の誘電体表面２８２は、上記のように平滑化又はコーティングされる。

［００４４］本開示はまた、処理中に基板をその上に支持する第１の誘電体表面を有する基部と、使用中に基板が第１の誘電体表面に静電結合されやすくなるように第１の誘電体表面に近接して基部内に配置された電極とに基板を静電チャックすることを含む極薄基板を静電チャックする方法に関し、第１の誘電体表面は、水と接触したときに、基板を基部に静電的に保持するのに十分に疎水性である。実施形態では、方法は、電極に第１の電力を印加して、基板に対してバイアス基部を提供することを含む。実施形態は、第１の誘電体表面及び静電的に保持された基板を水と接触させることと、デチャック処理を実施して、基板を第１の誘電体表面から解放することとを含む。実施形態では、方法は、第１の誘電体表面と基板との間にガスを供給して、基板を第１の誘電体表面から解放することによってデチャックすることを含む。

［００４５］本開示は、静電チャックを製造及び／又は改修する方法にも関する。上記方法は、処理中に基板をその上に支持する第１の誘電体表面を備えた基部を有する静電チャックを提供することを含む。第１の誘電体表面は、水と接触したときに、基板を第１の誘電体表面に静電的に保持するのに十分に疎水性であるように改変され得る。実施形態では、第１の誘電体表面は、接触角を少なくとも１０度増加させるように第１の誘電体表面を研磨すること、又は上述のように第１の誘電体表面をコーティングすることの少なくとも１つによって改変される。使用中又は経時的に、誘電体表面及び／又はその上に配置された任意のコーティングの摩耗により、誘電体表面の疎水性が不必要に低下することがある。したがって、ある実施形態では、静電チャックは、上記処理を繰り返して、第１の誘電体表面を研磨して接触角を少なくとも１０度増加させること、又は上記のように第１の誘電体表面をコーティングすることの少なくとも１つによって再生することが可能である。

［００４６］上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態を考案することが可能である。

Claims (15)

1. 静電チャックであって、
   処理中に基板をその上に支持する第１の誘電体表面を有する基部と、
   使用中に前記基板が前記第１の誘電体表面に静電結合されやすくなるように前記第１の誘電体表面に近接して前記基部内に配置された電極と
   を備え、
   前記第１の誘電体表面は、水と接触したときに、前記基板を前記第１の誘電体表面に静電的に保持するのに十分に疎水性である、静電チャック。
2. 前記第１の誘電体表面が、疎水性コーティング又は超疎水性コーティングを含む、請求項１に記載の静電チャック。
3. 前記第１の誘電体表面が前記疎水性コーティングを含み、前記疎水性コーティングがシラン、シロキサン、又はそれらの組み合わせを含む、請求項２に記載の静電チャック。
4. 前記第１の誘電体表面が前記超疎水性コーティングを含み、前記超疎水性コーティングが分岐ポリシリケート構造及び疎水性リガンドを含む、請求項２に記載の静電チャック。
5. 前記第１の誘電体表面が、約８マイクロインチ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する表面仕上げに研磨される、請求項１から４のいずれか一項に記載の静電チャック。
6. 前記静電チャックは、基板処理機器によって取り扱われ移動されるように構成された、可搬式静電チャックである、請求項１から５のいずれか一項に記載の静電チャック。
7. 前記第１の誘電体表面は、水と接触したときに、１００度から１７０度の接触角を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の静電チャック。
8. 前記第１の誘電体表面は、水と接触したときに、少なくとも１００度、少なくとも１１０度、少なくとも１２０度、少なくとも１３０度、少なくとも１４０度、少なくとも１５０度、少なくとも１６０度、又は少なくとも１７０度の接触角を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の静電チャック。
9. 前記第１の誘電体表面が、約１００ｍｍ^２から約３ｍ^２の基板支持表面積を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の静電チャック。
10. 前記基部は、超薄基板が前記静電チャック上に配置されたときに、前記超薄基板が１又は複数の処理チャンバにおいて１つのシートとして処理され得るように、前記静電チャックに十分な剛性を付与するように構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の静電チャック。
11. 前記基部が、ガラス、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン（Ｓｉ）、ステンレス鋼、アルミニウム、セラミック、又はニッケル鉄合金の少なくとも１つから製造される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の静電チャック。
12. 前記基部は、シリコンと類似の熱膨張係数を有する材料を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の静電チャック。
13. 前記基部が、前記基部を貫通して形成され、かつ、前記基部の底面を前記第１の誘電体表面と流体的に結合させるガス拡散孔を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の静電チャック。
14. 前記静電チャックに電力を選択的に供給するために前記電極に連結された電源をさらに備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の静電チャック。
15. 極薄基板を静電チャックする方法であって、
    処理中に基板をその上に支持する第１の誘電体表面を有する基部と、使用中に前記基板が前記第１の誘電体表面に静電結合されやすくなるように前記第１の誘電体表面に近接して前記基部内に配置された電極とに、前記基板を静電チャックすることを含み、前記第１の誘電体表面は、水と接触したときに、前記基板を前記基部に静電的に保持するのに十分に疎水性である、方法。

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