TW202240758A - 用於靜電吸盤之螺旋多相電極 - Google Patents

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Abstract

靜電吸盤包含各具有圍繞該靜電吸盤之一表面之一中心之一螺旋形狀之多個電極，以提供一多相靜電吸盤。各電極可連接至一不同相位之電力。該等螺旋形狀可各相互避開以及避開該靜電吸盤之該表面中之孔或開口。該等螺旋形狀可使用一處理器用演算法判定。此等靜電吸盤可包含三個或更多個電極。製造該等靜電吸盤之方法包含判定該等電極之各者之形狀及設置該等電極之各者。

Description

用於靜電吸盤之螺旋多相電極
本發明係關於用於一靜電吸盤中之電極，特定言之用以提供一多相靜電吸盤之多個電極之螺旋圖案。
靜電吸盤可用於在半導體處理中保持晶圓。靜電吸盤可使用不同相位之交流(AC)電壓來幫助管理在使用AC電壓來操作吸盤時週期性發生之力損失。可透過離散區域或透過梳狀設計提供兩個相位。可在離散區域中提供多於兩個相位。由於由不同區域施加之力隨使用之交流電隨時間而改變，因此針對各相位使用離散區域可引起晶圓之不平衡。當存在用於晶圓之其他支撐件(諸如晶圓藉由靜電吸盤之力固持至之銷)時，此可尤其顯著，此係因為基於由靜電吸盤之不同區域施加之力，晶圓可圍繞支撐件傾斜。
本發明係關於用於一靜電吸盤中之電極，特定言之用以提供一多相靜電吸盤之多個電極之螺旋圖案。
指叉式螺旋圖案容許多個電極之各者圍繞一靜電吸盤之一中心，而非必須將吸盤劃分成用於各相位之離散區域。此容許將經固定晶圓更一致地固持於吸盤中，從而抑制歸因於功率變化之位置變動及歸因於交流電之性質之特定相位丟失。位置變動之抑制亦確保距離保持恆定，從而容許在靜電吸盤上之任何點處準確且一致地進行電容量測，例如用於判定一晶圓是否被夾持或靜電吸盤之其他控制之電容量測。
在一實施例中，一種靜電吸盤包含以一螺旋圖案形成於一表面上之複數個電極。該複數個電極之各者呈指叉式且該複數個電極之各者圍繞該表面之一中心。
在一實施例中，該表面係一陶瓷表面。在一實施例中，螺旋圖案經組態以避開形成於表面中之一或多個孔。在一實施例中，表面係呈大體上圓形形狀。
在一實施例中，複數個電極之各者連接至經組態以提供一不同相位之電力之一不同電路。在一實施例中，複數個電極之各者在表面之一周邊處具有一起點。在一實施例中，複數個電極包含至少三個電極。在一實施例中，複數個電極包含至少六個電極。
在一實施例中，一種夾持一晶圓之方法包含將該晶圓放置於靜電吸盤上及對複數個電極之各者提供電力。
在一實施例中，一種製造一靜電吸盤之方法包含：判定一圖案，可按該圖案在一表面上設置彼此呈指叉式之複數個電極，使得各電極自一起點延伸至一終點，各電極圍繞該表面之一中心；及根據該圖案在該表面上設置該複數個電極。
在一實施例中，判定圖案包含使用一演算法以基於表面及設置於該表面上之任何開口之尺寸來判定圖案。
在一實施例中，表面係一陶瓷表面。在一實施例中，圖案經組態以避開形成於表面中之一或多個開口。
在一實施例中，在表面上設置複數個電極包含使用光微影來界定電極之各者。在一實施例中，在表面上設置複數個電極包含箔燒結。在一實施例中，在表面上設置複數個電極包含用一導電油墨印刷各電極。
在一實施例中，方法進一步包含將複數個電極之各者連接至一不同電路，該等電路之各者經組態以提供具有不同於其他該等電路之一相位之電力。
在一實施例中，複數個電極包含至少三個電極。在一實施例中，複數個電極包含至少六個電極。
本發明係關於用於一靜電吸盤中之電極，特定言之用以提供一多相靜電吸盤之多個電極之螺旋圖案。
圖1展示根據一實施例之一靜電吸盤之一平面視圖。在圖1中之靜電吸盤100之平面視圖中，可見表面102以及開口104及電極106a至106f。
表面102係靜電吸盤100之經組態以面向及/或接觸晶圓之一表面。表面102可包含任何合適材料(舉例而言，諸如介電質材料)。在表面102上使用或用作表面102之合適介電質材料之非限制性實例包含聚合物材料、玻璃材料及/或陶瓷材料。介電質材料可為一塊體材料或塗佈表面102之一薄膜。在平面視圖中，表面102可具有用於一靜電吸盤之任何合適形狀，舉例而言，諸如一大體上圓形、正方形或矩形形狀。在一實施例中，表面102之周邊可包含凹部、突出部，或偏離靜電吸盤之大體總體形狀之任何其他特徵，諸如如圖1中所展示之圍繞表面102之大體上圓形形狀展示之凹部。
開口104係形成於表面102中之開口。例如，開口104可為用於氣體冷卻之流動路徑，用以容納感測器(諸如電容感測器或其他合適感測器)之位置。
電極106a至106f係設置於表面102上之複數個電極，各電極具有一螺旋形狀，其中螺旋形狀經定位，使得電極106a至106f彼此呈指叉式。在一實施例中，可能存在與圖1中所展示之六個電極106a至106f不同數目個電極。在一實施例中，存在兩個或更多個電極106。在另一實施例中，存在三個或更多個電極106。電極106a至106f可各具有一螺旋形狀，使得各電極圍繞表面102之一中心。電極106a至106f配置成一圖案，使得電極之各者彼此呈指叉式。電極106a至106f經配置使得電極106a至106f之各者彼此不接觸或交叉。在一實施例中，電極106a至106f之各者具有一螺旋形狀，其中各電極之各自螺旋形狀具有其圍繞表面102分佈之各自起點及終點。在一實施例中，電極106a至106f之各者之各自起點可圍繞表面102之一中心均勻地徑向分佈，例如，當存在三個電極106時彼此分開120度，或當如圖1中所展示存在六個電極106a至106f時彼此分開60度。可用演算法判定電極106a至106f之圖案。在一實施例中，電極之圖案經組態以避開開口104，使得電極106a至106f與開口104不接觸或交叉，同時保持電極106a至106f之各者自其等起點至其等終點連續，且保持電極106a至106f之各者彼此分開。
圖2展示根據一實施例之一靜電吸盤之一分解截面視圖。靜電吸盤200包含基底202及表面204。視需要，可在表面204上設置一或多個開口206。設置複數個電極208a至208f。各電極208a至208f可藉由連接銷210a至210f連接至一對應電源212a至212f。靜電吸盤200可用於保持一晶圓214。在一實施例中，可在電極208a至208f與晶圓214之間設置一第二表面216。
靜電吸盤200藉由提供將晶圓夾持至靜電吸盤200之靜電力來保持晶圓(諸如晶圓214)。靜電吸盤200可與任何合適類型之晶圓(例如半導體晶圓或絕緣晶圓)一起使用。
基底202可為靜電吸盤200之支撐表面204之一本體。在實施例中，基底202可視需要容納用於冷卻吸盤200及任何經夾持晶圓214之水及/或氣體冷卻系統。例如，氣體冷卻系統可包含朝向基底202之表面且在基底202之表面內形成之通道218。例如，水冷卻系統可包含形成於基底202內之流動路徑220。在實施例中，在圖2中示意性地展示之佈線210a至210f及/或電源212a至212f可定位於基底202內。
表面204係靜電吸盤200之經組態以面向及/或接觸晶圓214之一表面。表面204可包含任何合適材料(舉例而言，諸如介電質材料)。在表面204上使用或用作表面204之合適介電質材料之非限制性實例包含聚合物材料、玻璃材料及/或陶瓷材料。介電質材料可為構成一些或全部表面204之一塊體介電質材料，或覆蓋表面204之一薄膜。
開口206係形成於表面204中之開口。例如，開口206可用作用於氣體冷卻之流動路徑，用以容納任何合適感測器或其等之部分(諸如電容感測器之接地銷)之位置，用以容納致動器(諸如升降銷)之位置，或一靜電吸盤中之任何其他合適功能。一些或全部開口206可具有不同大小。開口206之各者之大小及位置可適於該特定開口之目的。
電極208a至208f各係靜電吸盤200之分開的電極。例如，電極208a至208f可設置於表面204之一或兩者上及第二表面216之面向表面204之一側上。在一實施例中，可能存在與圖1中所展示之六個電極208a至208f不同數目個電極。在一實施例中，存在兩個或更多個電極208。在一實施例中，存在三個或更多個電極208。電極208a至208f可各具有一螺旋形狀，使得各電極圍繞表面204之一中心。電極208a至208f配置成一圖案，使得電極之各者彼此呈指叉式。電極208a至208f經配置使得電極208a至208f之各者彼此不接觸或交叉。在一實施例中，電極208a至208f之各者具有一大體上螺旋形狀，其中各電極之各自螺旋形狀具有圍繞表面204分佈之起點及終點。在一實施例中，電極208a至208f之各者之各自起點可圍繞表面204之一中心均勻地徑向分佈，例如，當存在三個電極208時彼此分開120度，或當如圖2中所展示存在六個電極208a至208f時彼此分開60度。可用演算法判定電極208a至208f之圖案。在一實施例中，電極之圖案經組態以避開開口206，使得電極208a至208f與開口206不接觸或交叉，同時保持電極208a至208f之各者自其等起點至其等終點連續，且保持電極208a至208f之各者彼此分開。電極208a至208f可藉由圍繞各自開口206彎曲而避開開口206，且其他電極208a至208f可包含類似彎曲以避免接觸其等偏離以避開彼等開口206之其他電極。
連接銷210a至210f容許將各自電極208a至208f之各者連接至對應電源212a至212f。電源212a至212f各將電力提供至來自電極208a至208f當中之各自經連接電極。在具有不同數目個電極208之實施例中，可存在用於該實施例之電極之各者之一連接銷210及一電源212。電源212a至212f之各者可向各自電極208a至208f提供具有一不同相位之交流(AC)電力，或不同極性之直流(DC)電力，使得歸因於電極208a至208f之各者處之功率波動之力損失在時間上彼此分開。在一實施例中，電源212a至212f之各者提供具有一不同相位之AC電力。在一實施例中，電源212a至212f之一或多者提供各極性之DC電力。因此，藉由使用電源212a至212f對各自電極208a至208f提供具有特定相位或極性之電力，可隨時間維持夾持力。
晶圓214係可由靜電吸盤200保持之一晶圓。在一實施例中，晶圓214係一半導體晶圓。在一實施例中，晶圓214係一絕緣晶圓。一絕緣晶圓之一非限制性實例係一玻璃晶圓。如本文中所描述之指叉式電極結構對於適當地夾持玻璃晶圓可為必要的。此外，使用本文中所描述之指叉式電極之螺旋圖案可更均勻地保持晶圓214。在一實施例中，晶圓214具有大體上對應於表面204之形狀之一形狀，例如，其中晶圓214及表面204各呈大體上圓形形狀。在實施例中，晶圓214及表面204可各具有大體上矩形形狀、大體上正方形形狀或類似者。當電極208a至208f接收電力時，可藉由由供電電極208a至208f提供之力將晶圓214夾持至靜電吸盤200。在一實施例中，當將晶圓214夾持至靜電吸盤200時，晶圓214接觸設置於靜電吸盤200上或附近之一或多個突出部(未展示)。在一實施例中，接觸晶圓214之突出部包含自表面204延伸之兩個或更多個銷。在一實施例中，晶圓214之存在可由一電容感測器(諸如包含於開口206之一或多者中之一個電容感測器)，或由自身用作電容感測器之至少一些電極208a至208f偵測。
在實施例中，第二表面216可設置於電極208a至208f上方。第二表面216可進一步覆蓋表面204之由電極208a至208f保持曝露之部分。例如，第二表面216可為一或多種介電質材料。在表面204上使用或用作表面204之合適介電質材料之非限制性實例包含聚合物材料、玻璃材料及/或陶瓷材料。介電質材料可為構成一些或全部表面204之一塊體介電質材料，或覆蓋表面204之一薄膜。
在一實施例中，可藉由啟動電源212a至212f以各提供電力至其等各自電極208a至208f來執行將晶圓214夾持至靜電吸盤200。因此，電極208a至208f之各者在由其各自電源212a至212f供電時可提供靜電力，從而將晶圓214夾持至靜電吸盤200。可選擇不同相位之電力，使得電極208a至208f連續提供夾持力，例如藉由憑藉使至少一些電源212a至212f彼此異相來確保電極208a至208f之至少一者總是接收一非零量之電力。例如，可藉由切斷自電源212a至212f至各自電極208a至208f之電力而將晶圓214自靜電吸盤200解除夾持。可透過控制電源212a至212f或其等對各自電極208a至208f之電力提供來按需執行夾持及解除夾持。
圖3展示根據一實施例之用於製造一靜電吸盤之一方法之一流程圖。方法300包含判定用於設置複數個指叉式電極之一圖案302及設置電極304。
在302判定用於設置複數個指叉式電極之一圖案。該圖案可為其中複數個電極之各者自一起點延伸至一終點之一圖案，其中各電極圍繞一表面之一中心。該圖案係使得複數個電極彼此皆不接觸或交叉之一圖案。圖案可為包含於複數個電極中之各電極之一螺旋。圖案可基於靜電吸盤之表面之一形狀(諸如一圓形、正方形或矩形形狀)。在實施例中，圖案可包含經組態以避開其上待設置複數個電極之表面中之開口之電極之一或多者。複數個電極可包含用於保持一晶圓之一多相靜電吸盤之任何合適數目個電極。在一實施例中，複數個電極包含至少三個電極。在一實施例中，複數個電極包含偶數數目個電極。在一實施例中，複數個電極包含六個電極。
在一實施例中，在302判定之圖案中之各電極可包含在靜電吸盤之表面之一周邊處或附近之一起點及在與該起點比較時較靠近靜電吸盤之表面之一中心之一終點。圖案中之各電極之各自起點及/或終點可相對於靜電吸盤之表面之中心彼此徑向間隔開。在一實施例中，電極之各者之起點及/或終點可圍繞靜電吸盤之表面之中心均勻地徑向分佈，例如，當存在三個電極時彼此偏移達120度，當存在四個電極時彼此偏移達90度，當存在六個電極時彼此偏移達60度及類似者。
在一實施例中，可在302使用一處理器基於輸入(諸如待設置之電極之數目、其上待設置電極之表面之大小及形狀、待由電極避開之在表面中之任何開口及類似者)用演算法判定圖案。
在304在表面上設置電極。表面可為用於一靜電吸盤之任何合適表面(諸如一介電質材料)。介電質材料之非限制性實例包含陶瓷、玻璃、聚合物或類似者。表面可具有用於一靜電吸盤之任何合適形狀(諸如一圓形、正方形或矩形形狀)。在304根據在302判定之圖案在表面上設置電極。電極可藉由用於形成電極之任何合適手段設置於表面上。用於在304設置電極之方法之非限制性實例包含光微影方法、箔燒結方法或導電油墨印刷。作為非限制性實例，光微影方法可包含將一導電層沈積於表面上及使用光微影來界定電極，其中將導電層沈積於一光阻劑上且與該光阻劑一起移除之剝離方法。例如，箔燒結方法可包含在陶瓷表面之間夾置經塑形塊體導電箔以形成電極。電極可進一步形成使得其等各具有接觸件，該等接觸件經組態以連接至一電源，使得當靜電吸盤在操作時，可由該電源對所形成電極之各者供電。例如，使用導電油墨之印刷可包含使用一金屬油墨根據在302判定之圖案設置電極304之絲網印刷。
態樣：
應理解，態樣1至9之任一者可與態樣10至18之任一者組合。
態樣1. 一種靜電吸盤，其包括以一螺旋圖案形成於一表面上之複數個電極，其中該複數個電極之各者呈指叉式且該複數個電極之各者圍繞該表面之一中心。
態樣2. 如態樣1之靜電吸盤，其中該表面係一陶瓷表面。
態樣3. 如態樣1至2中任一項之靜電吸盤，其中該螺旋圖案經組態以避開形成於該表面中之一或多個孔。
態樣4. 如態樣1至3中任一項之靜電吸盤，其中該表面呈大體上圓形形狀。
態樣5. 如態樣1至4中任一項之靜電吸盤，其中該複數個電極之各者連接至經組態以提供一不同相位之電力之一不同電路。
態樣6. 如態樣1至5中任一項之靜電吸盤，其中該複數個電極之各者在該表面之一周邊處具有一起點。
態樣7. 如態樣1至6中任一項之靜電吸盤，其中該複數個電極包含至少三個電極。
態樣8. 如態樣1至7中任一項之靜電吸盤，其中該複數個電極包含至少六個電極。
態樣9. 一種夾持一晶圓之方法，其包括：將該晶圓放置於如態樣1至8中任一項之靜電吸盤上，及 對複數個電極之各者提供電力。
態樣10. 一種製造一靜電吸盤之方法，其包括： 判定一圖案，可按該圖案在一表面上設置彼此呈指叉式之複數個電極，使得各電極自一起點延伸至一終點，各電極圍繞該表面之一中心，及 根據該圖案在該表面上設置該複數個電極。
態樣11. 如態樣10之方法，其中該判定該圖案包括使用一演算法以基於該表面及設置於該表面上之任何開口之尺寸來判定該圖案。
態樣12. 如態樣10至11中任一項之方法，其中該表面係一陶瓷表面。
態樣13. 如態樣10至12中任一項之方法，其中該圖案經組態以避開形成於該表面中之一或多個開口。
態樣14. 如態樣10至13中任一項之方法，其中在該表面上設置該複數個電極包括使用光微影來界定該等電極之各者。
態樣15. 如態樣10至14中任一項之方法，其中在該表面上設置該複數個電極包括箔燒結。
態樣16. 如態樣10至14中任一項之方法，其中在該表面上設置該複數個電極包括用一導電油墨來印刷各電極。
態樣17. 如態樣10至16中任一項之方法，其進一步包括將該複數個電極之各者連接至一不同電路，該等電路之各者經組態以提供具有不同於其他該等電路之一相位之電力。
態樣18. 如態樣10至17中任一項之方法，其中該複數個電極包含至少三個電極。
態樣19. 如態樣10至18中任一項之方法，其中該複數個電極包含至少六個電極。
本申請案中所揭示之實例應在所有方面皆被視為闡釋性而非限制性的。本發明之範圍係由隨附發明申請專利範圍而非由前文描述指示；且在發明申請專利範圍之等效含義及範圍內之所有變化皆旨在涵蓋於其中。
100:靜電吸盤 102:表面 104:開口 106a至106f:電極 200:靜電吸盤/吸盤 202:基底 204:表面 206:開口 208a至208c:電極/供電電極 210a至210f:連接銷/佈線 212a至212f:電源 214:晶圓 216:第二表面 218:通道 220:流動路徑 300:方法 302:步驟 304:步驟
圖1展示根據一實施例之一靜電吸盤之一平面視圖。
圖2展示根據一實施例之一靜電吸盤之一透視圖。
圖3展示根據一實施例之用於製造一靜電吸盤之一方法之一流程圖。
100:靜電吸盤
102:表面
104:開口
106a至106f:電極

Claims (10)

  1. 一種靜電吸盤，其包括以一螺旋圖案形成於一表面上之複數個電極，其中該複數個電極之各者呈指叉式且該複數個電極之各者圍繞該表面之一中心。
  2. 如請求項1之靜電吸盤，其中該螺旋圖案經組態以避開形成於該表面中之一或多個孔。
  3. 如請求項1之靜電吸盤，其中該複數個電極之各者連接至經組態以提供一不同相位之電力之一不同電路。
  4. 如請求項1或3之靜電吸盤，其中該複數個電極之各者在該表面之一周邊處具有一起點。
  5. 如請求項1、2或3之靜電吸盤，其中該複數個電極包含至少三個電極。
  6. 一種製造一靜電吸盤之方法，其包括： 判定一圖案，可按該圖案在一表面上設置彼此呈指叉式之複數個電極，使得各電極自一起點延伸至一終點，各電極圍繞該表面之一中心，及 根據該圖案在該表面上設置該複數個電極。
  7. 如請求項6之方法，其中該判定該圖案包括使用一演算法以基於該表面及設置於該表面上之任何開口之尺寸來判定該圖案。
  8. 如請求項6之方法，其中該圖案經組態以避開形成於該表面中之一或多個開口。
  9. 如請求項6至8中任一項之方法，其中在該表面上設置該複數個電極包括使用光微影來界定該等電極之各者。
  10. 如請求項6至8中任一項之方法，其進一步包括將該複數個電極之各者連接至一不同電路，該等電路之各者經組態以提供具有不同於其他該等電路之一相位之電力。
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