TW200524071A - Clamping and de-clamping semiconductor wafers on an electrostatic chuck using wafer inertial confinement by applying a single-phase square wave AC clamping voltage - Google Patents

Description

200524071 九、發明說明： 〔與本案相關之申請案〕 本申請案係相關於美國申請案序號第10/642939號，於 2003年8月18日申請，（代理人之檔案編號〇2-IMp-〇56)標題 為 “MEMS Based Multi-P〇lar Electrostatic chuck”，其在此合 併作為參考，本案並且相關於美國申請案序號第1〇/66118〇 唬，於2003年9月12曰申請，代理人之檔案編號 03-IMP-002 ，標題為 “Clamping and De-Ciamping

Semiconductor Wafers on a J-R Electrostatic Chuck Having a Micromachined Surface by Using Force Delay in Applying a

Single-Phase Square Wave AC Clamping Voltage”。 【發明所屬之技術領域】 本發明大致上係相關於半導體處理系統，並且特別相關 於一種方法，其利用施加單一相位方波交流箝制電壓箝制及 解箝制在利用晶圓慣性限制之靜電夾盤上的半導體晶圓。 【先前技術】 靜電夾盤（ESC)已經利用在根據基於電漿或是真空之半 導體製程一段長時間，該種半導體製程係例如蝕刻，化學拋 光（CVD)以及離子植入等等。靜電夾盤包含無邊緣排斥以及晶 圓溫度控制的能力，已經證明在處理半導體基板或是晶圓上 ⑽如石夕晶圓）具有相t的價值。一種典型的靜電夹盤’舉例而 。，包含置放於一個導電電極上的一個介電質層，其中該半 200524071 導體晶圓係置放在一個靜電夾盤的表面上（例如，該晶圓係置 放於一個介電質層的表面）。在半導體處理過程中（例如電漿處 理），一個箝制電壓係通常施加在晶圓以及電極之間，其中該 晶圓係由靜電力箝制而相對於夾盤表面。另外，晶圓可以藉 由導入一種氣體例如氦氣而冷卻，並且提供在晶圓以及介電 質層。晶圓的溫度可以由調整在晶圓以及介電質層之間的反 向壓力而控制。 解箝制或是將晶圓從夾盤表面解除貼附的狀態，然而， 係一種在許多靜電夾盤申請案中都有的考量。舉例而言，在 箝制電愿被關閉之後，該晶圓一般“黏著，，於夹盤表面—段相 當長的時間，其中該晶圓不能被傳統晶圓升起裝置移除(例 如’經過靜電夾盤延伸之接腳係操作用於從介電質層表面舉 起晶圓）。此種晶圓解箝制問題會降低整個製程的生產率。一 般相信晶圓·解箝制題發生在當由箝制電壓所感應之殘餘 電荷遺留在介電質層或是晶圓表面上，因此導致不必要的電 場以及箝制力。根據-個電荷移動模型，殘餘電荷係在箱制 過程中由電荷的移動以及累積造成，其中電荷累積在介電質 表面並且/或是晶圓反向(例如，當晶圓表面包含隔離層)。 舉例而言，一個RC fl存問當童fm…丄 了 Π吊數了以被用於特徵化充電次數 /放電次數，該些次數係對應於一個 — 7㈣個時間置，係通常需要個別 罐是解箝制該晶圓之時間量。該時間常數係由介電質層 之體積電阻以及在晶圓以及介雷矣 你日_及；丨電表面之間的間隙電容乘積所 200524071 決定，亦即 (1) RC = - p(dielectnc)e0sr ^ielectric^ r gap 電夤層之電阻，cgi7p是晶圓以及夾盤表面 之間的間隙電容，7 •、人 P (Ae/ecirzc)介電質層之體積電阻，是 了工；丨電㊉數 ε r係該間隙的介電質常數， 係’I電質層的厚度，而⑽是指在介電表面以及晶圓表面之 門的距離|例而言，對於_個_般的平板靜電夾盤，如果 假設 p (心/伽今1〇15q，，“= 8 85χΐ(Γ】4]ρ/⑽， d(dieleciric) = 〇.2 mrv, ,、，n ^ a mm，以及客叩=3 μιη，就會得出常數 ' ； 心此項常數係屬非常長的充電/放電時間，其代 表的是如果箝制時間比测秒還要久，該項解箝制時間將 會至少接近於5900秒。 先别已經揭露报多種用於減輕因為使用靜電夾盤而產生 的晶圓解箝制問題。舉例而言，—種習知技術涉及提供一個 在晶圓從靜電夾盤上移除之前施加反向㈣，因此減輕了殘 留的吸引力。然而此種反向電壓’係一般高於該箝制電壓15 至2倍’並且該解箝制時間仍然相當長。另一種習知技術涉 及提供-個低頻正弦交流電壓以用於產生具有受控的振幅與 相位的正弦波場。然而此種低頻正弦交流電壓—般提供較低 的箝制力量，也造成相當長的殘餘箝制時間。 其他用於解箝制晶圓之習知技術包含決定一個相對極性 200524071 直流駆動電壓，其施加在電極上以用於取消殘餘靜電電荷的 握持效果，並且因此可以釋放晶圓。然而一般而言，此種技 術涉及相當複雜的計時電路，並且並未考慮對於晶圓慣性效 應、從冷卻氣體的反向壓力，或是靜電夾盤的整體RC時間常 數而呈現最佳化。 因此，在此項技術中需要一種用於箝制以及解箝制之系 統與方法，其可以對晶圓慣性效應，靜電夾盤之物理性質與 電力性質呈現最佳化狀態。 ' 【發明内容】 以下内容呈現一種本發 本發明之某些層面的基礎了解。此項摘要並不是本發明的廣 泛概述，也不是意欲驗證本發明之關鍵要件，亦不是闡述本 發明之範°其目的係以-種簡化的形式表示本發明之一些 觀點，一種對於稍後會呈現的更詳細敘述之内容的前言。一 本發明克服了先前技術上的挑戰，其藉由提供 相位方波交流電壓至一靜電夾盤(ESC)，舉例而言，1中一個 方=«之極性轉換速度係較_個半導體晶圓被箝制之慣性 反應㈣為快。相㈣不同的f知靜電夹盤，本發明利用一 個相對簡單並且不昂貴的裝置。相較於_些習 的f圖盡可能快速的移除殘餘電荷，本發明之方二= 係设汁以整體預防殘餘電荷為第— /… “曰m ^ 馒先。較佳的方法係如同 屬性限制”，並且引用一種方波單一相位交流籍制電 200524071 壓’其可被施加至-個單極或是—個多極電極靜電夾盤。夢 由调整施加電壓的脈波寬度以及脈波上升時間，解箝制時； 可以進一步的減至最低。 根據本發明之—個層面，本方法可以應用在平板靜電失 皿以及根據Μ聽的靜電夾盤，其中該半導體晶圓係經由一 :晶圓慣性限制機制被箝制以及解箝制。經由控制例如一個 早=相位方波交流信號的上升時間，脈波寬度以及脈波重複 ^員率（prf)之參數，該半導體晶圓可以在電壓轉換期間至少部 分係被晶圓的慣性質量牢靠的箝制。並且根據本發明另—個 不範性層面，該晶圓可以在箝制電壓被關閉後幾乎瞬間被解 柑制’至少-部分原因是因為在箝制期間脈波寬度係足夠短 以至於可以顯著的預防電荷遷徙並累積至晶圓之介電前表面 並且/或是後表面。 根據本發明另一示範性層面，該靜電夹盤可以包含不同 形式的電極圖樣，其包含，舉例而言，用於一個電激環境系 統之-個簡單的單—極結構或是用於真空環境系統的—個簡 :的D形狀雙極結構。並且，本發明並不需要複雜的電極圖 樣或是複雜的信號計時控制電子電路。 為了達到上述以及相關的目的，本發明包含在之後完整 敘述的特徵’該些特徵並且會在後述φ請專·圍中特別提 =。下列的敘述以及提出的所附圖式特別詳細顯示本發明之 實施例。然而該些實施例係象徵性的，少數不同的方式可以 200524071 實現本發明之原則。I發明其他目的，優點以及顯著的特徵 將從以下本發明詳細敘述中結合圖式一起考慮而變得更加明 顯。 【實施方式】

本發明係針對一個系統以及一個方法，用於利用一靜電 夾盤(esc)箝制以及解箝制—個晶圓。因Λ，本發明將會參考 圖式而作說明’其中類似的參考元件符號係用於參考整體中 類似的元件。必須了解的是，該些層面的說明係僅僅用於顯 不性，並且不應該被視作一種限制性的了解。在下列用於解 釋的目的的敘述巾’大4特定細節係提以用於提供—個本發 明整體的了解。缺而對；^羽A -u· a 1 . …、對於自知技術者而言係明顯的是，本發 明可以不需用該些特定細節而實作。 " 本發明克服先前技術的挑戰，係提供一種系統以及一 方法’以用於箝制以及解箝制—個晶圓（例如，—個半導體

板），其中-個預定的方波電壓係施加在該靜電夹盤，因此 擇性的箱制晶圓於其上。根據本發明之—示範性實施例中 該預定的方波電屢係一種晶圓之慣性性質的函數，靜電夾 之電现性質以及有關於在晶圓以及靜電央盤之間的冷卻幻 之反向壓力。 見在 '考圖式’第一圖顯示_個示範性籍制系、统⑽之 方h圖’其中该箝制系統包含—個靜電夾盤1〇5,用於選擇性 繼卜個晶圓U0於其上。舉例而言，電壓源115係操作 10 200524071 以用於廷擇性的提供電壓F至靜電夾盤1〇5，其中該電壓可 紅作以达擇ϋ的以靜電方式箝制晶圓i丨〇至一個靜電夾盤之 ;丨電層125的表面12〇，以及從一個靜電夾盤之介電層 的表面120解箝制晶圓丨丨〇。根據本發明之一示範性層面，該 電>1源1 1 5係可操作以提供一個單一相位方波交流箝制電壓 =該靜電夾盤105。舉例而言，提供一個單一相位方波交 抓箝制電[K ’可以將用於晶gj i ( 〇之解箝制時間最小化， 其中一個有關於該方波之脈波寬度以及脈波上升時間係可操 作以㈣該解箝制時間，將會在以下被討論到。系統100，舉 J 口進步包含一個氣體供應器13 0，可操作以提供一個 反向虱體壓力P(也參照為冷卻氣體反向壓力心至晶圓 ⑴° β «I體供應H 13〇 ’舉例而言，係可操作以提供一個冷 部軋體（並未顯示），例如氦氣，於靜電夾盤105之表面12〇 以及晶圓1 ίο之間。一個控制器135，舉例而言，係進一步可 操作以控制該冷卻氣體之塵力ρ，其中壓力控制係進一步可 操作以控制在靜電夾盤1〇5以及晶圓u〇之間的熱轉移量。 ㈣器U5,舉例而言，係進一步可操作以控制由電麼源⑴ 柑制電壓例如，一個電源供應器)至靜電夾盤⑻。 提供一個方波箝制電塵K至該靜電夾盤1〇5以用於有效 的㈣以及解籍制晶圓110之方法包含克服數個難題。舉例 而口 ’ -個方波箝制電I厂施加至靜電夾盤ι〇5係可操作以 感應-靜電箝制力4於晶圓11〇上，其中將晶圓吸引至靜 200524071 電夾盤之表面120。鈇而太 …、在拇制電壓V之極性被反向斯間（例 如，當方波箝制電屢超過〇伏特時），該冷卻氣體反向壓力‘ 曰超過柑制力Feic ’並且該晶圓J 1〇可以加速遠離靜電夾盤 之表面120。因為由冷卻氣體反向壓力；定義的排斥 力’晶® 11〇可以移動一段距離z遠離靜電央盤1〇5,如果該 靜電夾盤係上側朝下的話，可以並且/或是由於其他力量，例 如重力(並未顯示)而遠離晶圓。晶圓"〇不能以一無限速度v 移動’然而’其晶圓係受限於其慣性質量。如同牛頓第二定 律所敘述的，〜，…係箝制力‘以及反向愿力‘ 之總和，例如係相等於晶圓11〇之慣性質量所乘以晶圓之加 速度a，其中該加速度係定義為由速度以及距離所引生出，亦 尽？ a=dWdt = d2x/dt2 〇 士根據本發明之一層面，晶圓11〇之一個位置係可以決定 為^曰1 /之函數，其中可以決定不會錯失晶圓的一個最小時 間里（例如，該晶圓係限定在接近於靜電夹盤105之一個區域 内）。必須注意的是箝制力F…以及冷卻氣體反向壓力。W， :例而言，通常會在箝制電M r超過。伏特時變化，因為該 :制電壓具有一個上升時間，其係一個時間，的函數，以及 2在晶圓110以及靜電夾盤105之表面12〇之間的冷卻氣體 月豆積擴大或是壓縮時，該反向壓力係可操作以隨著時間變化。 數學上，靜電夾盤之慣性限制動力學可以如下所表示。 晶圓110之移動通常觀察牛頓第二定律，F =所α，其中只係 12 200524071 晶圓上的淨力。該淨力f，舉例而言，可以表示為氣體反向 壓力y以及箝制力ΑκΓχ，y之總和，其中F係距離J 以及時間ί之函數，因此導出 F(x，t) = Fsas(x，t)-Fesc(x，t) = m^±。 ⑵ 剛開始當晶圓110並未移動時，氣體反向壓力，以 ，柑制力F㈣通常為常數，使得一個靜態氣體反向壓力p… ⑶ 其中户係氣體反向壓力(單位為陶爾，Torr)，其施加以用 於冷部曰曰圓，以及4係晶圓之半徑。靜態箝制力〜肩係 進一步表示如下 (4) L l：R^s〇(k'v〇)2_ 2(d + k-gap)2 二中Q係真空介電常數(例如’。=&以…尸/w〇 絶緣介電質層125之介電f常數1 糸 係於靜電夾盤⑼之表面以及晶丨電/層之厚度，卿 产W去強一 w 衣囬乂及曰曰_ U〇之表面的靜態間隙長 Γ :二由冷卻氣體所佔據），並且〜係被施加 Μ靜態間隙長度客叩，舉例而言，可 電夹㈣之表面m的表面粗糙度。Ύ以有關於靜 13 200524071 當所施加之單一相位方波箝制電壓F超過〇伏特時，舉 例而言，該晶1] 110可能會損失箝制力4並且開始： 離靜電夾盤105之表面12〇,直中哕名 ^ π w U，、T該軋體反向壓力F州係定義 為距離X以及時間/之函數， 厂抑(义，0 =

Fgas(°)-gCip x + gap (5) 之函數 並且藉制力也係一個X以及 ^(,5〇=4^£^i(C (6) 2(“灸♦ +卿))2， ⑹ 其中F⑺係一個箝制電壓，其跨過晶圓1〇5以及有關於 靜電夾盤105之電極14〇。或者是，F⑴係一個箝制電壓，在 兩個或是更多有關於靜電夾盤1〇5之電極14〇。並且，舉 例而言’不再是一常數值而是會根據與系統1〇〇有關之時 間常數呈現指數型變化，其中Λ係晶圓丨〇5之電阻，並且c 是在晶圓以及電極14 0之間的電容。 因此，該箝制電壓F⑺可以以下式表示： m-v0 1 一 2 · exp ⑺ 將方程式（5)以及（6)結合至方程式（2)，晶圓110之慣性限 剎的動力學可以表示為一個差分方程式 14 (8) 200524071 D(x，t) d2x _ 1 dt2 m x +gap 2(d^k^(x + gap)f 對於-般⑼軸的晶圓’該差分方程式（8)可以藉由利用 一個電腦化差分方程式計算器，例如由Mathsoft Engineering and Education，Inc.所生產的胸㈤，肖數值方式解決晶圓 Ί置X⑴在獲持位1 χ⑴後，該速度v⑴=办仙，以 及加速度= 可以被進一步導出。 、第2A至2D圖顯示一示範性單一相位方波箝制電壓卜 其被施加在第1圖中一個典型的平板靜電夾盤心在電壓轉 換期間’藉由控制參數’例如上升時間， 一相位方波交流箝制《信號的脈波重複㈣ 少部分是）晶圓慣性質量該晶圓11G可以被牢靠的箝制。第Μ 圖，舉例而言，圖示—施加的箝制…以及跨於第ι圖的 晶固105以及電極140的吻。第2八_之該示範性方波 箝制電…常定義箝制力‘，以及第2b圖說明解決吻 的結果，其中-個最大值，(例如’該晶圓移動的最大距離)以 至0所需的時間(例如’晶圓的初始位置)可以被決 疋？曰曰圓離開並且回返到其初始位置之間的消逝時間，舉 例而& ’係稱為晶圓衝擊時間。第 及2D圖個別說明晶 圓的^度，及加速度响，並且係以參考的目的而說明。 作為-範例，第2A-2D圖的圖表利用—個第^之平板 15 200524071 靜電失盤105,其具有一個15〇mm半徑以及一個〇 2mm絕緣 介電質層125(例如，氧化鋁層），其中一個幾近於3m的間隙 於晶圓110以及靜電夾盤105之間，其維持將近2〇〇陶爾的 氣體反向壓力P。施加一個幾近於±2000伏特的箝制電壓Γ， 其中提供一個幾近於250陶爾的靜態箝制力。電容c係幾近 於3。4nF，電阻及係幾近於2〇ω，在此時間常數定義為 及C = 6.8 X 1(Γ8 秒。 根據本發明另一個示範性層面，第i圖中—個以mems 為基礎之靜電夾盤105也可以根據本發明而利用。第3圖說 明一個示範性以MEMS為基礎之靜電夾盤15〇的平面圖，其 中靜電夾盤之一個表面155包含多個微結構16〇。該多個微 f構160’舉例而言，係可操作以維持一個前後一致的間隙於 晶圓（並未顯示）以及靜電夾盤15〇之表面155之間。再一次， 在電壓轉換期間，藉由控制參數，例如上升時間，脈波寬度， 以及單一相位方波交流箝制電壓信號的脈波重複頻率，由於 (至少部分是因為）晶圓慣性質量該晶圓110可以被牢靠的箝 制二，而，利用一個以MEMS為基礎之靜電夾盤15〇,通常 隹"午粉制電壓^係顯著的小於第1圖之典型平板靜電 105 〇 χ顯示於第4八_40圖之圖表，舉例而言，對於一個根據本 又月第3圖之以MEMS為基礎的靜電夾盤^ ，個別描述示 範性箝制電壓κ之波形’晶圓位置χ，速度v，以及加速“， 16 200524071 其皆為一個時間函數。舉例而言，利用一個以MEMS為基礎 之靜電夾盤150,其具有150mm半徑，其中幾近於1μηι的間 隙位於晶圓（並未顯示）以及靜電夾盤之間，其維持一幾近於 200陶爾的反向壓力尸，以及一個幾近於土U2伏特的箝制 電壓厂，其中提供幾近於4〇〇陶爾的靜態箝制力。電容c，舉 例而言，係幾近於78。2nF，電阻i?係幾近於2〇Ω，在此定 義AC時間常數為= 1。56 X 1(Γ6秒。 再次參考第2Α以及4Α圖，根據另一個本發明之示範性 層面，箝制電壓F之脈波寬度可以具有一個相當大的範圍。 一個脈波寬度的較低限制，舉例而言，如同先前所述係較佳 大於晶圓衝擊時間。另外，在另一個範例中，該脈波寬度較 佳的係大於10倍的晶圓衝擊時間，以用於提供一個用於靜電 夾盤之較高可靠度的因數。舉例而言，最短的脈波寬度1於 上述傳統的靜電夾盤和以MEMS為基礎的靜電夾盤而言係個 別幾近於1.3pSec以及llpSec。脈波寬度的較高上限，舉例 而言，係由與靜電夾盤生產率規格相關的一個預定的解箝制 時間所決定，因為解箝制時間係正比於在一個特定箝制電壓 下的箝制時間。如果希望一個短於0.5秒的解箝制時間，舉 例而言，對於上述傳統靜電夾盤的脈波寬度範圍例子而言， 必須k將近於1.3psec到幾近於0 5|Llsec，對應到幾近於 300kHz到1Hz的脈波重複頻率。根據上述以Mems為基礎之 靜電夹盤範例，其脈波寬度範圍必須在將近於UMec至〇.5 17 200524071 秒之間’其對應至將近於術1Hz的脈波重複頻率。 根據本發明之另一個示範性層面，有關於第 二’沒有存在嚴格的限制則數。舉例而言，"二 的電阻，並會在-個起伏不大的範圍内變化。 楚:靜電夹盤15°，舉例而言…

"〃以及^曰圓之間的間隙所決定（並未顯示），其中箝制 係進一步可以更直接的由間隙所決定。然:而，對於 第=平板靜電夹盤而言’電容c以及籍制〜系通 二由弟1圖之間隙以及介電質層125之組合所決 數由曰圓之雷B节 可能的小’然而通常此時間常 心門二·以及夾盤表面狀況所限定。通常，較短的 曰1吊數，會造成較小的晶圓移動量X， 衝擊時間。相似的，較長的π時門較紐的晶圓 移動量x，會造成較大的晶圓

圓的移動量X越ΙΓΙ衝擊時間。此時間常數越大，晶 數长 '’且日日圓衝擊時間越長。如果時間常 距離(例:舉例而言’晶圓110可以從靜電夾盤105移動-個 夠由)，核㈣足夠遠使得其不能 :吸引’然後該靜電夾盤係’’漏失”了該晶圓。根據 上升S 時間常數將會影響單一相位方波籍制《的 的 由以上範例可知 其中當箝制電壓 ’傳統平板靜電夾盤係較容易容許失誤 F轉換極性並且高於〇伏特時，出現 18 200524071 7x10 m (0.0007μιη)的一個晶圓移動量i以及} 2χ1〇·6秒 的第一曰曰圓衝擊時間。當與平均的3，靜態間隙比較，此距 離可以考慮忽略。U MEMS為基礎之靜電夾盤範例相較之 下’較不能容忍誤差，因為電容c係幾近於大於一階的量測 階次，而具有一個lxl〇·7 m(〇 1μπι)的晶圓移動量X以及 X10心的a日圓衝擊時間。然而，以MEMS為基礎之靜電 夾盤超過傳統靜電夾盤的優點在於，卩mems為基礎之靜電馨 夾孟而σ ，靜電夾盤以及晶圓之間的間隙可以被良好的控 制，使得可能具有-個較小的間隙以及較低的箝制電壓以或 是^相同電壓下一個較大的箝制力）。舉例而言，較低的箝制 電壓F’會降低具有危害性的放電風險，並且也降低形成會 污染靜電夾盤的微粒物質的風險。 根據另個|a例，時間常數的較高上限係使得晶圓移 動！“、於初始間隙的十分之一，因為該間隙舉例而言係具 、子於氣體冷卻此力較大的影響。然而’因為脈波寬度在— 個大的範圍内變化，可以選擇較長的脈波寬度（較低的脈波重 複頻率）以將晶圓移動量的影響減至最小。較佳的是，脈波寬 度j於〇·1秒，以及方波箝制電壓的上升時間係小於2μ秒， =別對於傳統靜電夹盤以及以MEMS為基礎之靜電夾盤而 言二具有幾近於〇·5μπι的最大移動量χ以及〇上_的最大移 動量％。當脈波寬度不是這麼絕對時，〇1毫秒至〇1秒的脈 波重複頻率將會提供一個一般快速的解箝制時間。 19 200524071 根據本發明之另一個示範性層面，第丨圖以及第3圖之 月？電夾盤可以進一步包含不同形式的電極圖樣，包含，舉例 而言，一個用於一個電漿環境系統的簡單單一極結構或是一 個用於真空環境系統的簡單D形狀雙極結構。並且，本發明 亚不而要複雜的電極圖樣或是複合信號計時控制電子電路。 在推制電壓v關閉後晶圓可以幾乎即刻的被解箝制，因為（至 >某種私度上）在箝制期間脈波寬度足夠短以致於顯著的預 防電荷遷移以及累積至介電質前表面以及/或是晶圓的後表 面。 田次月了示範性方法以及在此所敘述的一連串的動作或 :事件’將可了解的是本發明並不限於所說明的此種動作或 是事件之順序，根據本發明—些步驟可以以不同的順序發 生，並且/或是與其他並未在此顯示及說明的步驟—起發生。 ^外’並非所有顯示的步驟可以需要根據本發明之法則實 —匕外冑可了解的是本方法可以由相關於在此說明並顯 、本系、先而實現’也可以由並未在此顯示的其他系統實現。 如見在多考第5圖，用於籍制—個半導體晶圓至一靜電夾 、方法2〇0係根據本發明之一示範性層面而說明。開始205 时料，根據（至少某種程度上）晶圓的慣性反性時間決定-個 攻相位方波拆制電壓。在動作21G中，晶圓係置放在靜電 二個箝制表面上。該箝制表面，舉例而言，可以包含 固平板著電夾盤表面，或是一個以μεμ§為基礎之靜電 20 200524071 夾&表面’其包含一從該夾盤表面延伸的多個微結構。在動 作215中’決定單一相位方波箝制電壓係施加在該靜電夾盤， ^中遠晶圓係通常被箝制在該靜電夾盤。被決定的箝制電 【舉例而& ’係可操作以感應在靜電夾盤以及晶圓之間的 個虎電力，在此係吸引晶圓到靜電夾盤的表面。在步驟2如 中單才Μ立方波|甘制電壓係停止，在此從豸靜電爽盤解籍

制該晶圓。解箝制時間，舉例而言，係由於在動作205實現 的箝制電壓而可以降至最小。

雖然本發明已經針對特定的實施例或是實施例顯示以7 說明’明顯的是習知技術者在閱讀並且了解本說明書以及附力 圖式後，等效變異以及修改將會發生。在特定相關於由上述力 ^組件’裝置’電路，等等）所實現的不同功能，除非特則 疋否則用於“述该些組件的特定用語（包含參照為“裝置 的）係' 意欲對應至任何可實現所述㈣的特定功能的元件，（边 即’意指功能上的等效），即使沒有功能性等效至所揭示結構， :其貫現在此所揭示的本發明示範性實施例的功能。除此之 夕’當-個本發明之特定特徵可以針對於數個實施例其中一 ^此種特徵可以對於—給^的或是特定的中請案所欲求並且 有i的結合一或是其他實施例更多的其他特徵。 【圖式簡單說明】 統層級方塊圖，其 第1圖係一示範性靜電夾盤之一個系 係根據本發明之某一層面。 21 200524071 第 圖至第2D圖係圖表，顯示根據本發明另一層面之 -示範性典型靜電夾盤，其箝制電壓之波形，晶圓位置，速 度以及加速度，其中波形，晶圓位置，速度，以及加速度 係為時間的函數。 第3圖顯示根據本發明另一示範性層面的 MEMS為基礎之靜電夾盤。

一: 圖至第4D圖係圖表，顯示根據本發明另一層面 一不範性典型靜電夾盤，其 八柑制電壓之波形，晶圓位置，： 又’以及加速度，1 φ、、由游 係A 士 八波形，日日圓位置，速度，以及加速, 你為日可間的函數。 苐5圖顯示根據本發明另 拆制一個晶圓的示範性方法。 【主要元件符號說明】 一不範性層面用於箝制以及解 100 105 110 115 120 125 130 135 示範性箝制系統 靜電夾盤

晶圓 電壓源 介電層表面 介電層 氣體供應器 控制器 電極 22 140

Claims (1)

1. 200524071 十、申請專利範圍·· 1 · 一種用於箝制一個半導體晶圓至一靜電夾盤的方 法，其包含下列步驟： 決定一個用於該靜電夾盤之單一相位方波箝制電壓， 其中該決定係至少某種程度上根據晶圓的慣性反應時間； 置放該晶圓於該靜電夾盤上，其中一個間隙係限定在 該晶圓以及該靜電夾盤之間； 提供該決定之單一相位方波箝制電壓至該靜電夾盤， 在此以靜電方式箝制該晶圓至該靜電夾盤；並且 春 停止所.決定的單一相位方波箝制電壓，在此從該靜電 夾盤解箝制該晶圓。 2:如申請專利範圍帛丄項之方法，其中決定的單一相位 方波箝制電壓係施加至與靜電夾盤相關的一或是多個電 才系° 3·如申請專利範圍第“員之方法，其中該靜電夾盤包含 一個平板靜電夾盤表面，其包含一個介電質層，並且其中 置文“a圓於#電夾盤上之步驟包含置放該晶圓於介電冑 〇 層上。 (如申請專利範圍第μ之方法，其中該靜電夹盤包含 一個以MEMS為基礎之靜電夹盤表面，其包含多個微結 構並且其中置放該晶圓於該靜電夹盤上的步驟包含置放 該晶圓於多個微結構上。 5 ·如申請專利範圍第4項之方法，其中該多個微結構提 供-個大致上均勻的表面於置放晶圓的面上，以及其中該 23 200524071 間隙對於整個靜電夾盤而言係顯著的均勻。 # 6.如申凊專利範圍第1項之方法，其進一步包含透過該 1失盤提供-個冷卻氣體反向壓力於該晶圓上，其中該 決定的單-相位方波箝制電壓係進_步根據冷卻氣體反向 壓力而決定。

   7.如申請專利範圍第6項之方法，其中該決定之單一相 位方波箝制電壓係由具有一個上升時間的一個波形，一個 脈，寬度’以及一脈波重複頻率，並且其中該波形係K時 曰：數的④數’其及。時間常數係相關於該靜電夹盤，該 圓°亥曰曰圓之一慣性反應時間，以及該冷卻氣體反向壓 力。 •如申請專利範圍第1項之方法，其中決定該單一相位 方^箝制電Μ之步驟進一步包含決定已定之單一相位方 波箝制電壓的-個上升時間’其中該上升時間係近似小於 該晶圓慣性反應時間。 9. 如申請專利範圍帛！項之方法，其中該決定的單一才目 位方波甜制電壓造成該晶圓之一個移動量，當方波超過〇 〇 伏特時從該靜電夾盤遠離，以及其中該移動量係小於在晶 圓以及該靜電夾盤之間的間隙之十分之一。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中預定的單一相 位方波箝制電壓之一個脈波寬度係小於一個所需之解箝制 時間’其滿足製程生產率規格。 1 h如申請專利範圍第丨項之方法，其中所決定的單一 相位方波箝制電壓之一個脈波寬度係較長於該晶圓慣性反 24 200524071 應時間。 12·如申請專利範圍第11項之方法，其中所贼的單— 相位方波㈣電屢之該脈波寬度係較該晶圓慣性反應時間 長約近似於1 〇倍或是更多倍。 13.-種用於箝制一個晶圓之系统，其包含： -靜電夾盤’其包含—或是更多個電極，其可操作以 提供-靜電箝制力於其上的一個表面以及該晶圓之間，亨 靜電夹盤進一步具有-此時間常數以及-排斥力，其排斥

   力係通常相反於該相關的箝制力，其中一個預定的逃脫距 離係由#亥晶圓之慣性及麻拉pq 6 貝r夂應時間疋義，其中該慣性反應時間 係進一步有關於靜電夹盤之時間常數；並且 一電源供應器’其構成以提供—個單—相位方波籍制 電·壓至該一或是更多個電極。 \4·如申請專利範圍第13項之系統，其中一個單—相位 方波柑制電壓之上升時間係幾近於小於該晶圓之慣性反 應時間。 ' 15·如申請專利範圍第13項之系統，其中該單一相位方 波掛制電壓《一個脈波寬度係小於一個所需要的解籍制時 間，其滿足於製程生產率規格。 1 6·如申請專利範圍第1 3項之系統，其中該單一相位方 波箝制電壓一個脈波寬度係長於該晶圓之慣性反應時間。 17·如申請專利範圍第13項之系統，其中該單一相位方 波箝制電壓一個脈波寬度係較該晶圓慣性反應時間長約10 倍或是更多倍。 25 200524071 18. 如申請專利範圍第13項之系統，其中該表面包含一 個平板。 19. 如申請專利範圍第13項之系統，其中該表面包含多 個MEMS微結構。 20. 如申請專利範圍第13項之系統，進一步包含一個冷 卻氣體供應器，其中該冷卻氣體供應器係可操作以提供一 個冷卻氣體反向壓力於該靜電夹盤的表面以及晶圓之間， 在此作為排斥力。 十一、圖式： 如次頁。 26