TW201923951A - 疏水性靜電吸座 - Google Patents
疏水性靜電吸座 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201923951A TW201923951A TW107134746A TW107134746A TW201923951A TW 201923951 A TW201923951 A TW 201923951A TW 107134746 A TW107134746 A TW 107134746A TW 107134746 A TW107134746 A TW 107134746A TW 201923951 A TW201923951 A TW 201923951A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- dielectric
- substrate
- electrostatic chuck
- degrees
- base
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
- H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T279/00—Chucks or sockets
- Y10T279/23—Chucks or sockets with magnetic or electrostatic means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Abstract
本揭露書關於一種靜電吸座,包括:基座,具有介電第一表面,以在處理期間在其上支撐基板;及電極,設置在靠近介電第一表面的基座內,以在使用期間促進將基板靜電耦合到介電第一表面,其中介電第一表面具有足夠的疏水性,以在當與水接觸時將基板靜電地保持在介電第一表面上。還揭露了在潮濕條件下製造和使用靜電吸座的方法。
Description
本揭露書的實施例大體上關於用於將基板保持在疏水性表面上的靜電吸座(e-chuck)。
隨著電子基板的臨界尺寸繼續縮小厚度,對能夠充分地支撐和處理基板(諸如設置在洗滌中的基板)的半導體處理設備的需求增加。
靜電吸座可為可攜的或物理定位並固定在處理腔室內,以在處理期間將基板大致支撐並保持在靜止位置。然而,發明人已經觀察到在潮濕條件下(諸如洗滌條件)的基板經常解除吸附,因為水或其他導電液體可能破壞靜電吸座的夾緊接合。在潮濕條件下解除吸附是有問題的,因為有損壞基板而無法修復的風險,尤其是在超薄基板的情況下。
因此,發明人提供了靜電吸座的改進實施例。
提供了靜電吸座的實施例和使用的方法。在一些實施例中,一種靜電吸座包括:基座,具有介電第一表面,以在處理期間在其上支撐基板;及電極,設置在靠近介電第一表面的基座內,以在使用期間促進將基板靜電耦合到介電第一表面,其中介電第一表面具有足夠的疏水性,以在當與水接觸時將基板靜電地保持在介電第一表面上。
在一些實施例中,一種靜電吸座包括:基座,具有介電第一表面,以在處理期間在其上支撐基板;及電極,設置在靠近介電第一表面的基座內,以在使用期間促進將基板靜電耦合到介電第一表面,其中介電第一表面具有足夠的疏水性,以在當與水接觸時將基板靜電地保持在介電第一表面上,其中介電第一表面包括超疏水性塗層,超疏水性塗層包括支鏈聚矽酸鹽結構和疏水性配體,且其中介電第一表面在與水接觸時具有至少140度、至少150度、至少160度或至少170度的接觸角度。
在一些實施例中,一種靜電吸附基板的方法包括以下步驟:將基板靜電吸附到具有介電第一表面的基座,以在處理期間在其上支撐基板;及電極設置在靠近介電第一表面的基座內,以在使用期間促進將基板靜電耦合到介電第一表面,其中介電第一表面具有足夠的疏水性,以將基板靜電地保持在基座上。靜電吸座如於此揭露的實施例的任一者中所述。
以下描述本揭露書的其他和進一步的實施例。
本揭露書的實施例提供了改進的基板支撐件,與傳統的基板支撐設備相比,改進的基板支撐件減少或消除了由於在潮濕或清洗條件下的不期望的解除吸附而導致的基板損壞。本揭露書的實施例可有利地避免或減少在洗滌處理期間的不期望的解除吸附,這可進一步限制或防止基板的翹曲和不均勻性。本揭露書的實施例可藉由在洗滌處理期間(諸如當與水接觸時)將一個或多個基板或晶粒保留在疏水性表面或超疏水性表面上而用以減少或消除一個或多個超薄基板(如,在約10至200微米厚之間)及/或一個或多個晶粒(如,晶粒可具有諸如從1mm至10微米的全厚度)的不期望的解除吸附。
第1圖是靜電吸座100的示意性側視圖(第1圖繪有交叉陰影以提供對比),顯示了具有介電第一表面120的基座110,以在處理期間在其上支撐工件或基板130。靜電吸座100可移動到處理腔室中的裝載或卸載站中,並由基座支撐件(未顯示在第1圖中)支撐。靜電吸座100被配置為靜電保持基板130。為了圖式的清楚起見,第1圖顯示了在第一表面120之上方的基板130,然而,在使用中,基板130設置在第一表面120上。在一些實施例中,偏壓電壓可施加於處理腔室外側的靜電吸座100,以將基板130靜電固定到靜電吸座100。在與本揭露書一致的一些實施例中,不需要將連續電力施加到靜電吸座100,以便將基板130靜電固定到靜電吸座100(如,可根據需要施加一次或間歇地施加偏壓。)一旦基板130在裝載站中靜電固定到靜電吸座100,靜電吸座100就可移入和移出潮濕條件以便處理基板。在實施例中,可包括具有固定DC電源(諸如固定電池、DC電源、充電站或類似者)的電源190。
選擇靜電吸座100的厚度以為設置在靜電吸座100上的基板130提供足夠的剛性,例如,可在一個或多個處理腔室中處理基板130(諸如超薄基板)而不損壞超薄基板。在一些實施例中,靜電吸座100可為可攜的及/或可被調整尺寸,使得靜電吸座100加上基板130(如,晶圓或晶粒)一起具有約0.7mm的厚度(亦即,與當前處理的典型晶圓或晶粒基板相同)且可以與典型的晶圓或晶粒處理相同的方式對待靜電吸座100加上基板130。在實施例中,靜電吸座被配置為可攜的,使得靜電吸座可藉由基板處理設備而對待和移動。在實施例中,可攜的靜電吸座適合於將基板從第一位置傳送到第二位置。在實施例中,靜電吸座的介電第一表面120可為大致矩形或正方形的,且可具有約100平方毫米(mm2
)至約3平方米(m2
)的支撐表面積。
在一些實施例中,靜電吸座100可用在水平處理腔室(未顯示在第1圖中)中,使得靜電吸座100基本上平行於地面而支撐基板130。在其他實施例中,靜電吸座100用在垂直處理腔室(未顯示在第1圖中)中,使得靜電吸座100基本上垂直於地面而支撐基板130。由於靜電吸座100在其上保持基板130,靜電吸座100可以任何方向保持或移動而不損壞基板130。在一些可攜的實施例中,傳送系統(如,機器人組件、滾輪等(未顯示在第1圖))中可用以將靜電吸座100移入和移出各種處理腔室中的開口。儘管於此可使用諸如頂部和底部的方向術語以用於各種特徵的描述目的,但是這些術語不將與本揭露書一致的實施例限制於特定定向。
仍然參考第1圖,靜電吸座100包括載體140,載體140可由包括(如)玻璃、多晶矽、砷化鎵、氧化鋁(Al2
O3
)、氮化鋁(AlN)、矽(Si)、鍺、矽鍺、不銹鋼、鋁、陶瓷、具有低熱膨脹係數的鎳鐵合金(諸如64FeNi,例如,INVAR®),或類似者的材料製成。這些材料堅固且易於機械加工,且可與現存的晶圓處理工具一起使用。在實施例中,藉由減薄或藉由鑽孔或蝕刻通孔170來製備載體。在實施例中,載體140可為具有任何所期望的形狀或尺寸的標準矽晶圓,諸如約300mm晶圓。
若載體材料是介電的,則用於靜電吸座100的電極150(如,吸附電極)可直接沉積在載體140上。在載體材料不是介電的實施例中,介電層(未顯示在第1圖中)可設置在載體140和電極150之間。
在一些實施例中,載體140由與基板130相同的材料或與用於基板130的材料具有基本相等的熱膨脹係數(諸如在約10%,或約5%,或約1%內)的材料製成。當在基板處理期間加熱載體140和基板130兩者時,提供相同或相似的熱膨脹係數將有利地防止基板裂開和基板的不均勻熱膨脹或變形。
在一些實施例中,合適的載體140包括可從加州聖克拉拉市的Ceratec公司和加州瓦倫西亞市的Fralock公司所取得的載體。Fralock載體可任選地包括附接或黏附到載體140的聚酰亞胺塗層(未顯示在第1圖中)。
載體140的厚度經調整尺寸以為靜電吸座100提供足夠的剛性,使得當基板130設置在靜電吸座100上時,基板130可在現存的處理腔室中作為片材處理/對待。在一些實施例中,載體140的厚度應該與為特定類型的基板而處理的傳統基板的厚度相匹配。例如,對於晶圓應用而言,載體140和基板130的厚度應該與傳統晶圓基板的厚度匹配(如,約0.4-0.7mm)。藉由使載體140和基板130的厚度與為特定類型的基板而處理的傳統基板的厚度相匹配,撓性基板130有利地能夠在設計用以對待剛性基板的工具中進行對待和處理。在一些實施例中,靜電吸座100的厚度包括在小於0.4mm約100至1000微米和小於0.7mm約10至200微米之間。
仍然參考第1圖,電極150被顯示為設置在靠近介電第一表面120的基座110內的導電層,以在使用期間促進將基板130靜電耦合到介電第一表面120。電極150顯示為設置在載體140的第一表面160上的導電層。電極150可由適合在基板處理中使用和基板處理設備的任何導電材料製成,諸如(如)鋁(Al)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鎢等。在一些實施例中,電極150具有在約100nm和約20微米之間的厚度。在實施例中,電極150可為雙極或單極的。
可沉積並圖案化電極150以形成吸附電極。電極150可被圖案化以形成單個電極或複數個電極(未顯示在第1圖中)。例如,在一些實施例中,電極150可被圖案化以形成複數個吸附電極,複數個吸附電極被定位成將複數個基板130保持在單個載體140上。例如,複數個基板130可以陣列的方式而保持在靜電吸座100上,使得可同時處理複數個基板130(未顯示在第1圖中)。
仍然參考第1圖,靜電吸座100包括設置在電極150上方的基座110,使得電極150設置在載體140和介電第一表面120之間。在實施例中,基座110是設置在電極150上方的介電材料的層(如,氧化鋁(Al2
O3
)、氧化矽(SiO2
)、氮化矽(SiN)、玻璃、陶瓷或類似者),以為基板130提供介電第一表面120。基座110可為由與基板130及/或載體140相同的材料或具有與用於基板130及/或載體140的材料基本相同的熱膨脹係數的材料製成。在實施例中,當基板130設置在靜電吸座100上時,基底110支撐基板130基本平行於靜電吸座100的介電第一表面120。在一些實施例中,基座110具有在約100nm和約0.2mm之間的厚度。基座110的厚度可根據所期望的靜電吸附力和電阻率而變化。例如,基座110越厚,靜電吸附力越低。電阻率越低,靜電吸座100在沒有再充電的情況下保持基板的時間越長。在實施例中,基座110包括具有類似於矽的熱膨脹係數的材料。
在實施例中,基座110是沉積在電極150上方的介電層。介電層可保護電極並提供絕緣層以在當基板130靜電保持到靜電吸座100時保持靜電電荷。可以各種不同方式沉積基座110。在實施例中,載體140藉由將基座110擴展以包括基部111而在所有側面上被包封或包圍。
在實施例中,基座110的介電第一表面120具有足夠的疏水性,以在當與水接觸時將基板130靜電地保持在靜電吸座100上。疏水性的和疏水性是指具有大約85°或更大的水接觸角度的介電第一表面120(如,塗層表面或光滑表面)的潤濕性。超疏水性的和超疏水性是指具有約150°或更大的水接觸角度的介電第一表面120(如,塗層表面或光滑表面)的潤濕性。在實施例中,低接觸角度滯後(hysteresis)(ΔΘ=ΘADV
-ΘREC
<5°進一步表徵超疏水性。通常,在疏水性表面上,例如,2mm直徑的水滴成珠狀,但當表面適度傾斜時不會從表面流下。當表面傾斜時,在液滴下坡側處的潤濕角度增加,而在液滴上坡側處的潤濕角度減小。由於推進(下坡)界面難以推動向前移動到固體表面的下一個增量且後退(上坡)界面難以釋放液滴設置於上的固體表面的部分,液滴傾向於保持靜止或釘扎在適當的位置。疏水性表面被描述成若在前進和後退接觸角度之間的差異小於5°時,則具有低接觸角度滯後。水滴在超疏水性表面上滑動或滾動的能力導致藉由水滴在表面上方滑動或滾動而移除沉積物或表面污染物的自清潔機制。在實施例中,接觸角度藉由熟悉本領域者已知的方法測量,諸如使用測角器。
在實施例中,當與以在3至10升/分鐘的速率、或至少1升/分鐘、或至少2升/分鐘、或至少3升/分鐘、或4升/分鐘的速率,以約55 psi而接觸在基板上流動的水時,基板可保持在介電第一表面120上。
在實施例中,介電第一表面120被拋光或平滑至表徵為具有約8微英寸或更低的表面粗糙度(Ra),諸如約0.5至8微英寸、約5至8微英寸或約3至7微英寸的表面光潔度。在實施例中,當與水接觸時,根據本揭露書的表面光潔度其接觸角度增加至少10度、至少20度、至少30度、至少50度、至少60度、至少70度或至少80度。在實施例中,當與水接觸時,介電第一表面120具有100至170度的接觸角度。在實施例中,當與水接觸時,介電第一表面包括至少100度、至少110度、至少120度、至少130度、至少140度、至少150度、至少160度或至少170度的接觸角度。在實施例中,當與水接觸時,介電第一表面120具有150至170度的接觸角度。在實施例中,當與水接觸時,介電第一表面120具有160至170度的接觸角度。在實施例中,當與水接觸時,介電第一表面120具有180度或更高的接觸角度。
在實施例中,介電第一表面120包括塗層180(諸如疏水性塗層或超疏水性塗層),以使介電第一表面120具有足夠的疏水性,以在當與水接觸時將基板130靜電地保持在介電第一表面120上。合適的塗層可由能夠施加到介電第一表面120的溶液或親水性聚矽酸鹽凝膠製成。合適的凝膠溶液包括能夠形成塗層並黏附到介電第一表面120的疏水性或超疏水性成分。在實施例中,疏水性塗層包括矽烷、矽氧烷或其組合。在實施例中,超疏水性塗層包括支鏈聚矽酸鹽結構和疏水性配體。在實施例中,可用乙醇稀釋塗覆溶液以使疏水性塗料溶液適應給定的塗覆沉積方法。在某些實施例中,可加入另外的溶劑以賦予塗覆溶液較慢的蒸發速率。合適的溶劑可包括丙二醇單甲醚(propylene glycol monomethyl ether),四氫呋喃(tetrahydrofuran),二噁烷(dioxane)或二乙氧基乙烷(diethoxyethane),它們可任選地組合添加,以獲得特定的溶劑蒸發特性。
在實施例中,使用熟悉本領域者已知的各種塗覆方法實現疏水性或超疏水性塗覆溶液在介電第一表面120上的沉積。這些可包括浸塗、旋塗、噴塗、流塗、經由推進劑的氣溶膠沉積、塗覆溶液的超音波霧化或類似者。塗覆溶液的乾燥時間取決於溶劑選擇,但在大多數實施例中,乾燥在溶液沉積的10分鐘內發生。塗覆溶液可在環境條件下或在熱和氣流的存在下乾燥,以幫助於特定應用的乾燥處理。
在實施例中,介電第一表面120和塗層180可包括具有至少約150°的水接觸角度和小於約5°的接觸角度滯後的超疏水性塗層。沉積的超疏水性塗層可包括賦予疏水性配體或疏油性配體的奈米多孔金屬氧化物。孔徑在大約5nm至1微米的範圍內。在各種實施例中,一種或多種超疏水性塗層的每一種可包括聚矽酸鹽結構,聚矽酸鹽結構可包括具有用甲矽烷基化試劑和複數個孔衍生的表面官能團的二氧化矽顆粒的三維網絡。示例性甲矽烷基化試劑可包括(但不限於)三甲基氯矽烷(trimethylchlorosilane),三氯甲基矽烷(trichloromethylsilane),三氯辛基矽烷(trichlorooctylsilane),六甲基二矽氮烷(hexamethyldisilazane),或包括至少一種疏水性配體的任何反應性矽烷。在一些實施例中,一個或多個超疏水性塗層可設置在介電第一表面120上,其在化學成分和厚度方面可為相同的。在某些實施例中,一個或多個疏水性及/或超疏水性塗層的至少一個在化學組成和厚度方面可為不同的。在各種實施例中,一個或多個疏水性或超疏水性塗層的每一個可具有從約10奈米(0.01微米)至約3微米的厚度。
根據本揭露書的各種實施例,適於局部施加到介電第一表面120的疏水性塗覆溶液或疏水性聚矽酸鹽凝膠包括可從新墨西哥州阿布奎基市的Lotus Leaf Coatings公司取得的那些。在實施例中,HYDROFOETM
牌超疏水性塗層適合於根據本揭露書使用,並且在一旦固化之後提供在150°和170°之間的接觸角度。這種塗層可具有小於1微米的厚度、高達約350℃的耐熱性、93%至95%的高光學透明度及在UV曝露下的穩定性。
在實施例中,如上所述塗覆介電第一表面120,以當與水接觸時將其接觸角度增加至少10度、至少20度、至少30度、至少50度、至少60度、至少70度或至少80度。在實施例中,如於此所述塗覆介電第一表面120,以當與水接觸時具有100至170度的接觸角度。在實施例中,當與水接觸時,介電第一表面包括至少100度、至少110度、至少120度、至少130度、至少140度、至少150度、至少160度或至少170度的接觸角度。在實施例中,介電第一表面120被塗覆以當與水接觸時具有150至170度的接觸角度。在實施例中,介電第一表面120被塗覆以當與水接觸時具有160至170度的接觸角度。在實施例中,當與水接觸時,介電第一表面120具有180度或更高的接觸角度。
作為上文揭露的塗層的替代或組合,在一些實施例中,基板130也可如於此所述進行塗覆。如上所述的塗層可提供給基板130鄰近介電第一表面120的部分,諸如基板330的背面或非處理側。在實施例中,如上所述塗覆基板130以當與水接觸時,增加其接觸角度至少10度、至少20度、至少30度、至少50度、至少60度、至少70度或至少80度。在實施例中,如於此所述塗覆基板130,以當與水接觸時具有100至170度的接觸角度。在實施例中,當與水接觸時,基板130包括至少100度、至少110度、至少120度、至少130度、至少140度、至少150度、至少160度或至少170的接觸角度。在實施例中,基板130被塗覆以當與水接觸時具有150至170度的接觸角度。在實施例中,基板130被塗覆以當與水接觸時具有160至170度的接觸角度。在實施例中,當與水接觸時,基板130具有180度或更高的接觸角度。
在實施例中,藉由如上所述塗覆基板130,當與水接觸時,基板保持在介電第一表面120上。例如,當與以在3至10升/分鐘的速率、或至少1升/分鐘、或至少2升/分鐘、或至少3升/分鐘、或4升/分鐘的速率,以約55 psi而接觸在基板上流動的水時,基板可保持在介電第一表面120上。
在實施例中,假設介電層在沒有塗層的情況下具有足夠的疏水性,可如於此所述僅塗覆基板以保持將工件夾持在靜電吸座上。
在實施例中,拋光介電第一表面以當與水接觸時將接觸角度增加至少10度。例如,可研磨陶瓷表面以獲得精細的光潔度。
仍然參考第1圖,靜電吸座100進一步包括耦接到電極150的至少一個導體185。至少一個導體185可耦接到電源190。在一些實施例中,當來自電源190的電力施加到至少一個導體185上時,向靜電吸座100提供相對於基板130的偏壓,其靜電吸引基板130到靜電吸座100,足以將基板130保持在其上。在一些實施例中,導體285的數量是兩個。
現在參考第3圖(第3圖繪有交叉陰影線以提供對比),提供電源作為耦接到靜電吸座100的可攜的電池電源301。可攜的電池電源301可設置在載體140內。在實施例中,可攜的電池電源301可與靜電吸座100一起移動,諸如當靜電吸座100是可攜的時,並且例如將基板130運送進出於一個或多個處理腔室。在實施例中,具有可攜的電池電源301的靜電吸座100還可任選地包括電源190,諸如固定DC電源、固定電池、DC電源、充電站或類似者。在實施例中,可攜的電池電源301可耦接到電極150,以向靜電吸座100提供相對於基板130的偏壓,當與水接觸時,其將基板130靜電地保持在靜電吸座100上。
現在參考第2圖,靜電吸座200的一部分的橫截面側視圖顯示了可與靜電吸座200一起使用的兩種類型的孔的示例。載體210(諸如如上所述的矽晶圓)具有延伸通過載體210的大通孔220。在製成通孔220之後,在載體210上方施加電極250(諸如電極層)。如上所述的沉積金屬在載體210的第一表面205上用作電極250。在實施例中,電極250延伸到大通孔和通孔的線或板側276中。較大的孔220也可用於真空埠、升降銷和其他目的。另一個第二孔278較小且填充有金屬層,使得金屬填充的第二孔提供與電極250的電連接。在一些實施例中,基座包括穿過基座形成的一個或多個較大的孔220。在一些實施例中,較大的孔220可配置為氣體擴散孔或升降銷孔,以促進解除吸附。
仍然參考第2圖,可藉由在孔278的一個或多個上方包括導電接合墊280來改善背側電接入。接合墊280可藉由金屬沉積、印刷或該技術中已知的其他方式形成。接合墊280提供與電引線(諸如第1圖中所示的導體185)的牢固連接。電引線可用以向電極250施加電流,以靜電充電電極250,以將基板保持在吸座上,並在當解除吸附基板時移除靜電電荷。
在電極250上方施加具有介電第一表面282的介電層281以保持靜電電荷。介電層281可類似於基座110和介電第一表面120,如上面參照第1圖所述。介電第一表面282可被修改為使得具有足夠的疏水性,以當與水接觸時將基板靜電地保持在介電第一表面282上。在實施例中,如上所述平滑或塗覆介電第一表面282。
本揭露書還關於一種靜電吸附超薄基板的方法,包括:將基板靜電吸附到具有介電第一表面的基座,以在處理期間在其上支撐基板;及電極設置在靠近介電第一表面的基座內,以在使用期間促進將基板靜電耦合到介電第一表面,其中介電第一表面具有足夠的疏水性,以當與水接觸時將基板靜電地保持在基座上。在實施例中,方法包括向電極施加第一電力以提供相對於基板的偏壓基底。實施例包括使介電第一表面和靜電保留的基板與水接觸;及執行解除吸附處理,以從介電第一表面釋放基板。在實施例中,方法包括藉由在介電第一表面和基板之間提供氣體以從介電第一表面釋放基板而解除吸附。
本揭露書還關於製造及/或翻新靜電吸座的方法。這些方法包括提供靜電吸座,靜電吸座具有帶介電第一表面的基底,以在處理期間在其上支撐基板。介電第一表面可被修改為具有足夠的疏水性,以當與水接觸時將基板靜電保持在介電第一表面上。在實施例中,藉由拋光介電第一表面以增加接觸角度至少10度,或如上所述塗覆介電第一表面的至少一個來修改介電第一表面。在使用期間或隨著時間的推移,由於介電表面及/或設置在其上的任何塗層的磨損,介電表面的疏水性可能不期望地降低。這樣,在一些實施例中,可藉由重複上述處理來對靜電吸座進行翻新,以對介電第一表面進行拋光以將接觸角度增加至少10度,或如上所述塗覆介電第一表面的至少一個。 。
雖然前述內容涉及本揭露書的實施例,但是可在不背離本揭露書的基本範圍的情況下設計本揭露書的其他和進一步的實施例。
100‧‧‧靜電吸座
110‧‧‧基座
111‧‧‧基部
120‧‧‧介電第一表面/第一表面
130‧‧‧基板
140‧‧‧載體
150‧‧‧電極
160‧‧‧第一表面
170‧‧‧孔
180‧‧‧塗層
185‧‧‧導體
190‧‧‧電源
200‧‧‧靜電吸座
205‧‧‧第一表面
210‧‧‧載體
220‧‧‧孔
250‧‧‧電極
276‧‧‧板側
278‧‧‧孔
280‧‧‧接合墊
281‧‧‧介電層
282‧‧‧介電第一表面
300‧‧‧靜電吸座
301‧‧‧可攜的電池電源
藉由參考附隨的圖式中描繪的本揭露書的說明性實施例,可理解以上簡要概述並在下面更詳細討論的本揭露書的實施例。然而,附隨的圖式僅顯示了本揭露書的典型實施例,且因此不應視為對範圍的限制,因為本揭露書可允許其他同等有效的實施例。
第1圖是根據本揭露書的靜電吸座的示意性側視圖。
第2圖是根據本揭露書的靜電吸座的一部分的橫截面側視圖。
第3圖是根據本揭露書的可攜靜電吸座的示意性側視圖,與第1圖不同。
為促進理解,在可能的情況下,使用相同的元件符號來表示圖式中共有的相同元件。圖式未按比例繪製,且為了清楚起見可簡化。一個實施例的元件和特徵可有利地併入其他實施例中而無需進一步敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
Claims (20)
- 一種靜電吸座,包含: 一基座,具有一介電第一表面,以在處理期間在其上支撐一基板;及一電極,設置在靠近該介電第一表面的該基座內,以在使用期間促進將該基板靜電耦合到該介電第一表面,其中該介電第一表面具有足夠的疏水性,以在當與水接觸時將該基板靜電地保持在該介電第一表面上。
- 如請求項1所述之靜電吸座,其中該介電第一表面包含一疏水性塗層或一超疏水性塗層。
- 如請求項2所述之靜電吸座,其中該介電第一表面包含該疏水性塗層,且該疏水性塗層包含矽烷、矽氧烷或其組合。
- 如請求項2所述之靜電吸座,其中該介電第一表面包含該超疏水性塗層,且該超疏水性塗層包含支鏈聚矽酸鹽結構和疏水性配體。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中該介電第一表面被拋光成具有約8微英寸或更低的一表面粗糙度(Ra)的一表面光潔度。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中該靜電吸座是一可攜的靜電吸座,配置成由基板處理設備對待和移動。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中當與水接觸時,該介電第一表面具有100至170度的一接觸角度。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中當與水接觸時,該介電第一表面具有至少100度、至少110度、至少120度、至少130度、至少140度、至少150度、至少160度或至少170度的一接觸角度。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中該介電第一表面具有約100mm2 至約3m2 的一基板支撐表面積。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中該基座被配置成為該靜電吸座提供足夠的剛性,使得當一超薄基板設置在該靜電吸座上時,該超薄基板可在一個或多個處理腔室中作為片材而處理。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中該基座由玻璃、氧化鋁(Al2 O3 )、氮化鋁(AlN)、矽(Si)、不銹鋼、鋁、陶瓷或鎳鐵合金的至少一種製成。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中該基座包含具有類似於矽的一熱膨脹係數的一材料。
- 2、3或4所述之靜電吸座,其中基座包括通過該基座而形成的多個氣體擴散孔,該等氣體擴散孔將該基座的一底表面與該介電第一表面流體耦接。
- 2、3或4所述之靜電吸座,進一步包含一電源,耦合到該電極,以選擇性地向該靜電吸座提供電力。
- 一種靜電吸附一超薄基板的方法,包含以下步驟: 將一基板靜電吸附到具有一介電第一表面的一基座,以在處理期間在其上支撐該基板;及一電極設置在靠近該介電第一表面的該基座內,以在使用期間促進將該基板靜電耦合到該介電第一表面,其中該介電第一表面具有足夠的疏水性,以當與水接觸時將該基板靜電地保持在該基座上。
- 如請求項15所述之方法,進一步包含以下步驟:將該基板從一第一位置傳輸到一第二位置。
- 如請求項15或16所述之方法,進一步包含以下步驟: 向該電極施加一第一電力以提供相對於該基板的一偏壓基底;使介電第一表面和靜電保留的基板與水接觸;及執行一解除吸附處理,以從該介電第一表面釋放該基板。
- 如請求項17所述之方法,其中該解除吸附處理包括: 在該介電第一表面和該基板之間提供一氣體,以從該介電第一表面釋放該基板。
- 如請求項15或16所述之方法,其中該基板具有在約10至200微米的一厚度。
- 一種靜電吸座,包含: 一基座,具有一介電第一表面,以在處理期間在其上支撐一基板;及一電極,設置在靠近該介電第一表面的該基座內,以在使用期間促進將該基板靜電耦合到該介電第一表面,其中該介電第一表面具有足夠的疏水性,以在當與水接觸時將該基板靜電地保持在該介電第一表面上,其中該介電第一表面包含一超疏水性塗層,該超疏水性塗層包含支鏈聚矽酸鹽結構和疏水性配體,且其中該介電第一表面當與水接觸時具有至少140度的一接觸角度。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/782,650 US20190115241A1 (en) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Hydrophobic electrostatic chuck |
US15/782,650 | 2017-10-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201923951A true TW201923951A (zh) | 2019-06-16 |
Family
ID=66096001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107134746A TW201923951A (zh) | 2017-10-12 | 2018-10-02 | 疏水性靜電吸座 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190115241A1 (zh) |
JP (1) | JP2020537352A (zh) |
KR (1) | KR20200056469A (zh) |
CN (1) | CN111213229A (zh) |
TW (1) | TW201923951A (zh) |
WO (1) | WO2019074661A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11289355B2 (en) | 2017-06-02 | 2022-03-29 | Lam Research Corporation | Electrostatic chuck for use in semiconductor processing |
CN111670491A (zh) | 2018-01-31 | 2020-09-15 | 朗姆研究公司 | 静电卡盘(esc)基座电压隔离 |
US11086233B2 (en) * | 2018-03-20 | 2021-08-10 | Lam Research Corporation | Protective coating for electrostatic chucks |
US11094573B2 (en) * | 2018-11-21 | 2021-08-17 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for thin wafer carrier |
CN112864079B (zh) * | 2021-01-25 | 2024-02-27 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 静电卡盘及半导体加工设备 |
US11702738B2 (en) | 2021-05-17 | 2023-07-18 | Applied Materials, Inc. | Chamber processes for reducing backside particles |
JP2023101252A (ja) * | 2022-01-07 | 2023-07-20 | 筑波精工株式会社 | 静電吸着ツール及び対象物表面加工方法 |
WO2024106537A1 (ja) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | 三菱マテリアル株式会社 | 撥水性膜、撥水性静電吸着シート、静電吸着サポート部材、撥水性静電吸着シートの製造方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6169652B1 (en) * | 1999-03-12 | 2001-01-02 | Euv, L.L.C. | Electrostatically screened, voltage-controlled electrostatic chuck |
JP3599634B2 (ja) * | 2000-04-10 | 2004-12-08 | 信越化学工業株式会社 | イオン注入機用静電チャック |
US7479456B2 (en) * | 2004-08-26 | 2009-01-20 | Applied Materials, Inc. | Gasless high voltage high contact force wafer contact-cooling electrostatic chuck |
TW541586B (en) * | 2001-05-25 | 2003-07-11 | Tokyo Electron Ltd | Substrate table, production method therefor and plasma treating device |
US6754062B2 (en) * | 2002-02-27 | 2004-06-22 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Hybrid ceramic electrostatic clamp |
US7697260B2 (en) * | 2004-03-31 | 2010-04-13 | Applied Materials, Inc. | Detachable electrostatic chuck |
JP4831953B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2011-12-07 | 住友電気工業株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体 |
JP2006310466A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Nikon Corp | 静電チャックおよび露光装置 |
US7672110B2 (en) * | 2005-08-29 | 2010-03-02 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck having textured contact surface |
DE202006007122U1 (de) * | 2006-05-03 | 2006-09-07 | Retzlaff, Udo, Dr. | Mobiler, transportabler, elektrostatischer Substrathalter aus Halbleitermaterial |
JP2008091353A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-04-17 | Ngk Insulators Ltd | 静電チャック |
JP5029089B2 (ja) * | 2007-03-26 | 2012-09-19 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置用の載置台及びプラズマ処理装置 |
JP5053696B2 (ja) * | 2007-04-26 | 2012-10-17 | 信越化学工業株式会社 | 静電チャック |
US7989022B2 (en) * | 2007-07-20 | 2011-08-02 | Micron Technology, Inc. | Methods of processing substrates, electrostatic carriers for retaining substrates for processing, and assemblies comprising electrostatic carriers having substrates electrostatically bonded thereto |
AU2009293609A1 (en) * | 2008-06-30 | 2010-03-25 | Stc.Unm | Durable polymer-aerogel based superhydrophobic coatings: a composite material |
US9159595B2 (en) * | 2010-02-09 | 2015-10-13 | Suss Microtec Lithography Gmbh | Thin wafer carrier |
NL2009487A (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-16 | Asml Netherlands Bv | Substrate holder, lithographic apparatus, device manufacturing method, and method of manufacturing a substrate holder. |
TW201327712A (zh) * | 2011-11-01 | 2013-07-01 | Intevac Inc | 以電漿處理太陽能電池晶圓之系統架構 |
WO2014039655A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Applied Materials, Inc. | Portable electrostatic chuck carrier for thin substrates |
JP6151028B2 (ja) * | 2013-01-17 | 2017-06-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
WO2015013464A1 (en) * | 2013-07-23 | 2015-01-29 | Lotus Leaf Coatings, Inc. | Process for preparing an optically clear superhydrophobic coating solution |
JP6217303B2 (ja) * | 2013-10-17 | 2017-10-25 | 株式会社シンコーモールド | 導電性シリコーンゴム製電極パターンの作製方法並びにオールシリコーンゴム製静電チャック及びその製造方法 |
US9740111B2 (en) * | 2014-05-16 | 2017-08-22 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic carrier for handling substrates for processing |
JP6444078B2 (ja) * | 2014-07-09 | 2018-12-26 | 日本特殊陶業株式会社 | 電極埋設体 |
-
2017
- 2017-10-12 US US15/782,650 patent/US20190115241A1/en not_active Abandoned
-
2018
- 2018-09-24 JP JP2020520306A patent/JP2020537352A/ja active Pending
- 2018-09-24 WO PCT/US2018/052496 patent/WO2019074661A1/en active Application Filing
- 2018-09-24 CN CN201880066470.4A patent/CN111213229A/zh active Pending
- 2018-09-24 KR KR1020207013503A patent/KR20200056469A/ko not_active Application Discontinuation
- 2018-10-02 TW TW107134746A patent/TW201923951A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019074661A1 (en) | 2019-04-18 |
KR20200056469A (ko) | 2020-05-22 |
JP2020537352A (ja) | 2020-12-17 |
US20190115241A1 (en) | 2019-04-18 |
CN111213229A (zh) | 2020-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW201923951A (zh) | 疏水性靜電吸座 | |
US11769683B2 (en) | Chamber component with protective ceramic coating containing yttrium, aluminum and oxygen | |
US10395963B2 (en) | Electrostatic chuck | |
JP3859937B2 (ja) | 静電チャック | |
US9343347B2 (en) | Portable electrostatic chuck carrier for thin substrates | |
TW590852B (en) | Electrostatic chuck having a low level of particle generation and method of fabricating same | |
TWI534940B (zh) | 高傳導靜電夾盤 | |
JP3114419U (ja) | 基板支持体の清浄 | |
US10978334B2 (en) | Sealing structure for workpiece to substrate bonding in a processing chamber | |
US20060234499A1 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
US20060003566A1 (en) | Methods and apparatuses for semiconductor fabrication utilizing through-wafer interconnects | |
US20100104403A1 (en) | Apparatus for transferring a wafer | |
JP2007258500A (ja) | 基板支持装置 | |
JP4444843B2 (ja) | 静電チャック | |
JP3271352B2 (ja) | 静電チャック及びその作製方法並びに基板処理装置及び基板搬送装置 | |
CN111480222A (zh) | 静电卡盘装置及静电卡盘装置的制造方法 | |
JPH1064986A (ja) | 汚染抑制層を有する基板支持チャック及びその製造方法 | |
EP2915189B1 (en) | Electrostatic chuck with photo-patternable soft protrusion contact surface | |
KR20200042953A (ko) | 손상 없는 기판 프로세싱을 위한 정전 척 | |
US8011116B2 (en) | Substrate proximity drying using in-situ local heating of substrate | |
WO2004027839A2 (en) | Electrostatic chuck having a low level of particle generation and method of fabricating same | |
KR101042320B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 방법 | |
US20220367215A1 (en) | Method and system for bonding | |
CN116936442A (zh) | 静电卡盘设备 | |
KR101236806B1 (ko) | 기판 연마 장치 및 방법 |