TW410414B - Electrostatic wafer clamp having low particulate contamination of wafers - Google Patents

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410414 A7 B7 ._. ___ 五、發明說明（/ ) 發明之領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明乃關於在真空處理室中供靜電夾持半導體晶圓 之裝置，特別關於一靜電夾持裝置，其可提供關於晶圓微 粒污染之優異性能。此裝置在離子植入系統特別有用，但 不限於該用途。 發明之背景 在積體電路之製造中，許多完美建立之方法涉及應用 離子束在真空中加在半導體晶圓上。此方法包括離子植入 、離子束磨碎及反應離子蝕刻。在每一例中，離子束由一 源產生並以不同之加速度導向目標晶圓。離子植入已成爲 將電導率改變雜質導入半導體晶圓之標準技術。一理想雜 質材料在離子源予以離子化，離子係加速而形成規定能量 之離子束，離子束被導向晶圓之表面。在離子束中被激勵 之離子貫穿進入半導體材料之大部份及嵌入半導體材料之 晶格而形成理想電導率之區域。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 目標安裝站爲離子植入系統之重要部份。目標安裝站 必須在一固定位置緊密夾住一半導體晶圓，及在大多數情 況下提供晶圓之冷卻。此外，必須備有裝置以在離子植入 完成後交換晶圓。晶圓之冷卻在商用半導體處理中特別重 要，其中一主要目的爲達到每單位時間晶圓處理之高出產 量》達到高出產量之一方法爲利用高電流離子束，俾植入 程序於較短時間完成。但高電流離子束可能產生大量之熱 。熱可能引起在晶圓中超過規定限制之雜質無法控制之擴 散*及圖案之光阻材料層之退化。因此必須提供晶圓冷卻 3 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS>A4規格（210x297公釐） B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 410414 五、發明說明（2) ，以便限制最大晶圓溫度爲攝氏100度。 在此技藝中，有幾種熟知之茌目標安裝站夾持半導體 晶圓之技術。一種著名技術涉及使用靜電力量。一介電質 餍配置在半導體晶圓及導電支撐板之間β —電壓施加在半 導體晶圓及支撐板之間，及晶圓被夾住以抵制由靜電力量 之介電質層。一種靜電晶圓夾持器曾由G.A.Wardly在公佈 於 1972 年 10 月 10 日之 Rev.Sci.Instrum./VoW^pp.lSOe-iSi^ 之“供電子束微製造之靜電晶圓夾盤”及在美國專利申 請號碼3,993,509於1976年11月23日頒給McGinty之專 利中曾予揭示。利用熱導材料以自晶圓將熱移除之靜電晶 圓夾持裝置曾揭示於1985年2月26日頒給Lewin等人之 美國專利號碼4,502,094及1987年5月I2日頒給Ward等 人之美國專利號碼4,665,463及1980年1月丨5日頒給 Briglia之美國專利號碼4,184,188中^ Briglia專利中揭示 一支撐板，其具有熱導層、電絕緣RTV矽層。靜電晶圓夾 持器亦曾揭示於1984年10月30日頒給Tojo等人之美國 專利號碼4,480,284及1985年11月19日頒給1^评丨11之美 國專利號碼4,554,61 1及1叩8年2月9日頒給Wicker等人 之美國專利號碼4,724,510及1983年10月25日頒給 Eckes等人之美國專利號碼4,412，133等專利中。 1985年5月28日頒給Sakitani等人之美國專利號碼 4,520,421中曾揭示一種樣本支撐裝置，包括一對樣本吸引 部份，每一者具有一電極位於絕緣構件之下表面上。當電 壓加在一對樣本吸引部份之間時，樣本被靜電吸引至上表 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） 410414 A7 _B7____ - 五、發明說明（S) i請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 面。電壓可爲交流或直流。一種具有八個弧形樣本吸引部 份及交互相反極性之電壓之實施例係揭示。 1972年4月7日頒給Horowitz等人之美國專利號碼 5,103,367中曾揭示一靜電夾盤供具有至少三電極之半導體 晶圓之用。嵌入介電質薄膜之二電極由交流電壓徼勵，以 提供可控制波幅及相位之正弦波電場。電極電壓之相對相 位及波幅係加以調節，以消除晶圓表面上感應之電壓。在 —實施例中，基體支撐表面含一薄陶質層，如藍寶石 (AL203)。 1992年11月24日頒給Liporace等人之美國專利號碼 5,166,856曾揭示一靜電夾盤，包括耐高溫金屬之本體，其 大小係以支撐半導體晶圓·>金鋼石之第一層鍍在耐高溫金 屬本體上對平面電極配置在金鋼石之第一層。金鋼石 之第二層依序鎞在電極上。加在電極間之直流電壓發展出 一靜電力量，將晶圓固定抵住第二金鋼石層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與習知技術靜電晶圓夾持器有關之問題包括：不適當 之夾持力、由充電電流對晶圓上之裝置之損害、難以與半 導體晶圓成電接觸及夾持電壓消除後晶圓黏在壓板上。此 外，熱轉移特性不適合用於高電流離子植入上，由於壓板 表面面積之大部份均供與半導體晶圓成電接觸之用。舉例 而言，參考上述之美國專利號碼4,502,094。 能提供高度滿意性能之靜電晶圓夾持器曾揭示於1995 年9月19曰頒與Frutiger之美國專利號碼4,452，177中。 六相位靜電晶圓夾持器包括具有六個對稱位置之電極之壓 5 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐〉 410414 A7 _ ____B7 _；_ 五、發明說明（Μ 板 '六不同相位之電壓係加在電極上，加在壓板之相對側 電極之電壓爲半週期反相。施加之電壓宜爲雙極方波。 當半導體裝置之外貌日趨變小，而晶圓尺寸變大，可 接受之微粒子污染規格變爲更嚴格。靜電晶圓夾持器之微 粒子性能特別重要，因爲晶圓實際上與晶圓夾持器之表面 接觸，具用以夾住晶圓之靜電力量亦吸引微粒子。準此， 理想是提供一靜電晶圓夾持器之構型使微粒子產生及晶圓 之微粒子污染爲最小。 本發明之槪述 根據本發明之第一特性，備有一工作件之靜電夾持器 裝置。此裝置含一壓板總成，其限定一電絕緣夾持表面以 接受一工件。壓板總成含在夾持表面下並與其成電絕緣之 電極，及一介電質層在電極與夾持表面之間。介電質層有 一週邊成斜角以限定第一鈍邊緣，該邊緣形成夾持表面之 .邊界，及根定一第二邊緣與工作件隔開。此裝置尙含夾持 控制機構，以施加夾持電壓於電極上，供在夾持表面上之 固定位置作靜電夾持工作件》 最好，介電質層之斜角週邊限定一斜角表面，其與在 夾持表面上之工作件形成大約小於十度之角度。斜角表面 最好位於電極之外圍。形成夾持表面之鈍邊緣不太可能由 工作件磨損而產生微粒子，及亦不可能靜電方式吸引微粒 子。因爲第二邊緣與工作件係空間隔開，工作件之磨損不 太可能，及由靜電吸引至第二邊緣之微粒子係不與工作件 接觸。 6 {請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) i_!丨II訂--------線丨·：、

Hr .-a. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 * 297公餐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41〇4u __B7____ 五、發明說明（{) 根據本發明之另一特性，備有一靜電夾持工作件之裝 置。此裝置含一壓板總成，其限定一電絕緣夾持表面以接 納一工作件。壓板總成含在夾持表面之下及與表面成電絕 緣之電極，一相當厚之介電質層位於電極與夾持表面之間 ，及一相當薄·、低磨擦、高硬度介電質塗層在介電質層之 上及形成夾持表面。此夾持裝置尙含夾持控制機構以將夾 持控制電壓加在電極上，供靜電夾持在夾持表面上固定位 置之工作件。 介電質塗層可含如金鋼石之非晶形碳塗層。介電質塗 層之厚度最好在大約0.5微来至5.0微米之範圍，最好爲 1.5微米之厚度。塗層最好覆蓋鄰近夾持表面之介電質層之 側邊。在較佳實施例中，介電質層含氧化鋁，且電極含鈮 〇 在較佳實施例中，壓板含多個裝在壓板基座上之扇形 總成。扇形總成限定一實質上圓形、電絕緣之夾持表面以 接納半導體晶圓。每一扇形總成含：一導電電極，在夾持 表面之下並與夾持表面絕緣；一上方介電質層，位於電極 及夾持表面之間；及一下方介電質層，位於電極及壓板基 座之間。壓板可倂入一或多個上述之新穎特性。 圖式簡略說明 爲較佳了解本發明，參考所附圖式，該等圖式以參考 方式倂入此間，其中： 圖1.爲適於倂入本發明之靜電晶圓夾持器一例之平面 圖； 7 紙張尺度適用中國國家標準（CNSM4規格<210 X 297公爱)" --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

410414 A7 —.__B7 _- 五、發明說明（) 圖2.爲取自圖1之線2-2之晶圓夾持器之剖面圖； {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3.爲靜電晶圓夾持器之方塊圖，說明夾持控制電路 之一例；及 圖4.爲實施本發明靜電晶圖夾持器之一例之部份剖面 圖。 詳細說明 圖1-4簡略顯示用以靜電夾持一工作件（如半導體晶 圓）之裝置之一例。一靜電晶圓夾持裝置包括一壓板10及 夾持控制電路12供在需要夾持一工作件時以施加夾持電壓 至壓板10。壓板10包括一支撐板，或壓板基座14，及六 個扇形總成20、22、24、26、28及30，其安裝在壓板基 座14之上表面上。壓板基座14係槪括爲圓形及有一中央 開口 18供晶圓昇起機構(未示出)之用。 經濟部智慧財產局3工消費合作杜印製 每一扇形總成包括一扇形電極，係位於上扇形絕緣體 及下扇形絕緣體之間。扇形總成20，22、24、26、28及 3〇分別包括扇形電極40、42、44、46、48及50〇上扇形 絕緣體60、62、64、66、68及70分別覆蓋電極40、42、 44、46、48及50。該等電極最好爲薄金屬層，其係形成在 各別上扇形絕緣體之下方表面上。電極40、42、44、46、 48及50最好有相等之面積，且係與壓板10之中心72成 對稱配置。電極彼此間成電絕緣，在較佳實施例中爲扇形 形狀，如圖1所示。扇形絕緣體60、62、64、66、68及 70之上表面爲同一平面。如所述，上扇形絕緣體最好有一 薄塗層，其限定晶圓夾持表面76。當未利用塗層時，上扇 未紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） B7 410414 五、發明說明(]) 形絕緣體之上表面限定一晶圓夾持表面。如圖2所示，扇 形總成20包括一下方扇形絕緣體80，扇形總成26包括一 下方扇形絕緣體86。其餘之扇形總成均爲同一結構。最好 ，每一扇形總成之上方及下方扇形絕緣體與各別電極之邊 緣重疊，以防止電極與晶圓間之接觸。 在圖1-4之實施例中，包括扇形之上及下扇形絕緣體 之一單獨扇形總成爲對於每一電極所製成》在其他實施例 中，上絕緣體或下絕緣體或二者，可以圓形碟狀形成。多 個電極可形成在圓形上方絕緣體之下表面上。此一構型對 相當小之壓板很實用？ 壓板基座I4及下扇形絕緣體80、86分別備有對齊之 開口 90及92在每一電極之下。開口 90及92係允許與每 一電極成電連接。圖2中之半導體晶圓100置於夾持表面 76之上。當夾持電壓加在電極40、42、44、46、48及50 上時，晶圓100在夾持表面76之一固定位置被夾住》 上扇形絕緣體60、62、64、66、6S及70宜爲硬陶質 ，其有一高介電質強度及高介電常數，並不會在所用頻率 及電壓時顯出體極化。較佳材料包括氧化鋁、藍寶石、碳 化矽及氮化鋁。上扇形絕緣體之厚度在約〇*〇〇8吋，以便 在峰値電壓1，〇〇〇伏特時有可靠之夾持。上扇形絕緣體之 上表面與地成0.001吋齊平。 電極40、42、44、46、48及50宜由在各別上扇形絕 緣體60、62、64、66、68及70之下表面上沉積金屬層而 形成。在較佳實施例中，電極含一鈮之導電塗層。每一電 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A)^ - I I I I I t ϋ ϋ I a— n I f o----------------------- Ψ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210>«297 公¾)

4104U 五、發明說明（s ) 極之厚度典型爲大約爲I微米範圍。在本發明範圍內其他 適合之導電金屬層亦可使用。例如，鈦鉬電極曾在前述專 利號碼5,452，177中提及。 扇形絕緣體有足夠之厚度，以提供結構剛性及與電極 成電隔離。下扇形絕緣體宜由與上扇形絕緣體相同或類似 之材料製成，以匹配熱膨脹係數。在較佳實施例中，下扇 形絕緣體由氧化鋁製成。壓板基座14典型由如鋁之金屬製 成。 具有電極形成於其下表面之每一上扇形絕緣體係與下 扇形絕緣體之上表面黏接，最好利用熱塑膠四氟化乙烯黏 劑108(圖4)，如聚四氟乙烯(Teflon)FEP接合材料。 加在壓板10之電極上之夾持電壓宜爲雙極方波，具有 六不同相位(0、60、120、180、240及300度）。加在壓板 10之相對側電極之電壓相位爲半週期或180度反相。因此 ，加在電極40及46上之電壓爲半週期反相；加在電極42 及48上之電壓爲半週期反相；及加在電極44及50上之電 壓爲半週期反相。以上所揭示之夾持裝置可提供可靠之夾 持及可靠之晶圓卸下而不需晶圓之電接觸，及不會產生可 能損及晶圓之放電電流。 圖3顯不適當之夾持控制電路12之一例。方波產生器 110、112及II4分別供應低壓方波至放大器120、122及 124。放大器120、122及124之輸出分別加至高電壓變流 器變壓器Π0、Π2及134。變壓器130、132及134產生 輸出電壓，其爲180度或半週期反相。在線路140及142 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ ^ - I t--- --..訂----!—-線—‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 410414 37 ______ 五、發明說明（？） 上之變壓器130之輸出爲半週期反相之雙極方波。在線路 140及142上之輸出分別與電極46及40連接。在線路144 及146上之變壓器130之輸出爲半週波反相之雙極方波， 並與變壓器〖30之輸出成120度偏移。在線路144及146 上之變壓器132之輸出分別連接至電極48及42。在線路 148及150上之變壓器134之輸出爲半週期反相及與變壓 器130之輸出成240度偏移。在線路Μ8及150上之變壓 器134之輸出連接至電極50及44 »此構型提供晶圓之六 相位夾持。關於夾持控制電路及夾持電壓之額外細節係備 於前述之專利號碼4,452，177，並以參考方式倂入此間。 圖4顯示實施本發明之靜電晶圓夾持器之一例之剖面 圖。圖1，2及4中之相同元件均有相同之參考號碼。扇形 總成20之一部份係顯示。吾人了解圖4並非實際大小’僅 係用以便利本發明之了解。如圖示，電極位於上扇形絕 緣體60及下扇形絕緣體80之間。扇形絕緣體60及80以 黏劑〖08固定一起。電極40最好與扇形總成20之一側 200分開。在較佳實施例中，電極4〇與側200分開約0.1 吋。 根據本發明第一特性，上扇形絕緣體60之周圍成斜角 以限定第一鈍邊緣210，其形成夾持表面76之邊界，第二 邊緣212與晶圓100隔開。斜角之周圍限定一斜角表面 214，其與位於夾持表面76上之晶圓100成一相當狹窄之 角度α。最好’上扇形絕緣體60、62、64、66、68及70( 圖1)以此方式傾斜。形成傾斜表面214及夾持表面76間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I II ^1 ^1 ^1 ^1 ·1 n i n It n I ^ ^ a n i n I l> 1 ϋ ϋ I n I 線！ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 410414 A7 B7 五、發明說明（fC ) 相交之鈍邊緣210最好混合並磨光，以形成在此等平面間 之一光滑渡越-α角最好小於10度，俾斜角表面214與夾 持表面76成一小斜坡。雖然邊緣212相當陡，但以一間隔 S1與晶圓分開，通常不與晶圓1〇〇接觸。 斜角周圍之效用係將夾持表面向扇形總成之邊緣成錐 型，及無接觸晶圓100之陡緣》當晶圓接觸鈍邊緣210， 其接觸相當大之表面因而有力量分布。此舉可減輕晶圓所 受損壞之程度，因而降低產生之微粒子數目。此外，斜角 表面214與微粒子大小相比相當寬。當夾持器激勵後，在 真空室中之自由微粒子被靜電場吸引至壓板邊緣。此等微 粒子有集合在斜角表面214及邊緣212之附近之趨勢。微 粒子之數量由系統中的自由微粒子之數量決定。在習知技 術靜電晶圓夾持器中，夾持表面有一與晶圓接觸之陡緣， 在陡緣之微粒子密度可能很高。位於夾持表面之邊界之微 粒子有硏磨粉末之作用，其將損害晶圓並可製造更多微粒 子。本發明提供相當寬之斜角表面214，沉積之微粒子之 密度甚低，因此可降低損害之危險及進一步微粒子產生之 危險。 邊緣210及212最好爲圓的，並予磨光以除去介電質 材料突出之微粒，特別是氧化鋁，其可能甚爲尖銳而損壞 晶圓。此種突出之微粒不但將損壞晶圓，並且將成爲晶圓 旋轉之支點。晶圓在此種突出微粒上置放，可導致夾持表 面及晶圓間，自由空間。而有效增加夾持器之另一介電質 層，及增加電極與晶圓間之距離，此兩者均可降低夾持力 一 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I II ^1 ^1 ϋ I ϋ ϋ ϋ i I I n n ϋ n n n I - B7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 五、發明說明（Η ) 。由於晶圓之表面特性及平坦性之改變，並無兩個晶圓以 確切相同之方式置於突出之微粒上。結果’夾持力及每— 晶圓產生之微粒數均有不同°將此等尖銳微粒之消除顯示 可產生夾持力變化降低九倍，及微粒數之變化降低50倍。 在較佳實施例中’上扇形絕緣體60爲高純度 (99.5%)氧化鋁，其厚度〇1約爲0.0〇8吋。下扇形絕緣體 80可爲較低純度之氧化鋁，其厚度爲約〇.1吋。斜角表面 214之寬度爲0.035吋’與晶圓100所成之角α約爲5度。 結果，邊緣212與晶圓100以間隔約0.004吋之S1隔開’ 集結在邊緣212上之微粒不太可能接觸晶圓1〇〇。斜角表 面214宜位於電極40之外部而朝向扇形總成20之側200 。吾人了解以上尺寸僅供舉例之用，並不限制本發明之範 疇。 根據本發明之另一特性、低磨擦，高硬度介電質塗層 220施加在每一上扇形絕緣體60、62、64、66、68及7〇 之每一上表面。在較佳實施例中，塗層220爲如金鋼石之 非結晶碳塗層。其他適合之塗層材料包括矽碳化物及氮化 鋁。塗層之厚度宜爲D3，其範圍約0.5微米至約爲5.0微 米，最好其厚度爲約1.5微米。塗層220限定晶圓夾持器 之夾持表面76。除了覆蓋每一上絕緣體之上表面之外，塗 層220最好能覆蓋斜角表面214及每一扇形總成之側200 。碳塗層可用保形電漿感應之蒸氣沉積之已知技術施加。 塗層可提供數個優點。其可降低壓板之夾持表面76及 晶圓100間之磨擦。因此，如晶圓與夾持表面成橫向移動 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張&度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 410414 A7 _ B7 五、發明說明（θ) {請先閱讀背面之注意事項再瑱寫本育) ，晶圓上之特性有滑動之趨勢而非折斷而變成微粒子。塗 層可提供上扇形絕緣體60之微粒結構之高度氣密密封，其 如上所述爲典型氧化鋁。其意義爲微粒並未進入顆粒結構 中，稍後會被釋放而不保留》在無塗層時所看到之褐色污 點在利用塗層時即無法看到。 塗層之厚度增加壓板上尖銳表面特性一塗層厚度之半 徑。當塗層之厚度爲1:5微米時，表面特性之半徑增加， 其以在半導體晶圓處理有關最小目最多的微粒之直徑而增 加。表面特性之半徑之增加，在該特性與晶圓間產生較高 之負傾斜角，因而需要更多能量以折斷特性及製造顆粒。 晶圓傾向於滑動及在該特性上滑動，而非被挖出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，塗層可提供扇形總成各側邊之氣密密封。特別 是，塗層220可覆蓋扇形總成20之側200及將上扇形絕緣 體60及下扇形絕緣體80間之介面224密封。如圖所示上 及下絕緣體由黏劑108所固定。塗層220可防止在儲存及 裝配期間出現之大氣中之水蒸氣進入扇形總成之各側。水 蒸氣沿介面224進入扇形總成後有下列不良效果:（1)電極 4〇可能在邊緣腐蝕:(2)聚四氟乙烯黏接層可能膨脹:(3)扇形 總成之邊緣可能在晶圓100之方向偏轉，由於腐蝕及吸收 水蒸氣造成之邊緣膨脹而使晶圓受損:(4)足夠之水蒸氣可能 積存因而自電極至地形成一路徑。在此情況下水立即沸騰 ，絕緣體破裂並將扇形總成之頂部吹掉。 根據本發明之另一特性，電極4〇最好含鈮。以聚四氟 乙烯黏劑將鈮濕化，較習知技術電極材料之濕化爲優異。 14 衣紙張尺度適用中國國家標準<CNS>A4規格（2】0 X 297公.¾ ) 410414 A7 B7 五、發明說明（o) 結果，扇形總k之各元件被更緊密固定一起。此外，鈮電 極可提供較習知技術電極爲低之電阻率。較低電阻率可補 償碳塗層220之電效應°碳塗層可在某種程度上作爲壓板 表面上局部電荷之消耗器’因爲碳塗層較氧化鋁表面之導 電更佳。結果，夾持力由碳塗層所略爲降低。藉著提供較 低電阻率之鈮電極’更多之電荷供應至夾持表面。儘管某 些電荷已被消耗，夾持力仍可恢復至理想値。鈮被相信可 提供在每一扇形更平均分布電荷之優點。此舉導致晶圓面 積上更均勻之夾持力量’及降低局部化點力量集中之數量 ，其可造成晶圓損害及微粒子之產生 '在較佳實施例中’ 鈮電極由99%純度之鈮源濺鍍而成至厚度D4，其可達每平 方0.13歐姆。氮可在接近程序終了時加入，以彤成電極表 面上之氮化鈮，因而可提供低表面電阻率。吾人應了解不 同外形需要不同電阻率。 當靜電晶圓夾持器被激勵時，由於交變之電場產生之 力量，使晶圓振動。振動之強度相信可足夠產生微粒子之 程度。在習知技術靜電晶圓夾持器中，振動之強度曾被測 量少於0.001吋，因此，不直接影響植入程序。但吾人相 信，振動之降低將產生微粒性能之改進。在習知技術晶圓 夾持器中之扇形總成係由相當堅硬之環氧樹脂固定在壓板 基座上。扇形總成因此限定一靜止表面，在振動期間，晶 圓即衝擊於其上β根據本發明之另一特性，堅硬之環氧樹 脂由彈性、低硬度(durometer)黏劑230(圖4)所取代。此舉 可使扇形總成可用與壓板基座14相較甚小之力將其移動。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210x297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ό: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 I n n I i 11 n -I— · 410414 A7 B7 五、發明說明（ (請先閱請背面之沈意事項再填寫本頁) 當靜電場致動時，晶圓即被吸至扇形總成，扇形總成亦被 吸向晶圓，因此，降低晶圓行進之距離。結果，晶圓以較 低之速度及顯著降低之力撞擊。此外，撞擊能量被低硬度 黏劑所吸收。適當低硬度黏劑之例爲50硬度矽黏劑。 在習知技術晶圓夾持器中，壓板基座14備有扇形凹隙 以在製造期間定位扇形總成。每一凹隙之外唇部240如圖 4虛線所示，在徑向將扇形總成保留住。但當扇形總成以 黏劑固定在凹隙中時，在唇部240及扇形總成之間保留有 小空間242。此空間242作爲微粒子儲存處。晶圓夾持器 之靜電場吸引自由微粒子及將其沉積在扇形總成邊緣上及 附近，微粒子在該處容易落入空間242中並聚集。微粒子 亦聚集在唇部240上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明另一特性，壓板基座之唇部被除掉或降低 ，俾其自晶圓有一較習知技術晶圓夾持器較大之空間。微 粒子被沉積在唇部區域及沉積在唇部與扇形總成間之可能 性不大。任何沉積在此區域之微粒子，均較習知技術晶圓 夾持器距離晶圓爲大之空間》此外，壓板之周圍較易淸理 。扇形總成在裝配期間可利用夾具與壓板基座相關而定位 ，如在製造技藝中所週知者》 以上顯示及說明者爲本發明之較佳實施例，對精於此 藝之人士非常明顯，即不同改變及修正在不悖所附之本發 明申請專利範圍之範疇時均屬可行。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t )

Claims (1)

1. 410414 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種用以靜電夾持工作件之裝置，包含： 一壓板總成，限定一電絕緣夾持表面以接納一工作件 ，該壓板總成包含電極在該夾持表面之下並與其成電絕緣 ，及一介電質層在該電極及夾持表面之間，該介電質層具 有一周圍，其爲傾斜以限定一第一鈍邊緣，該邊緣形成夾 持表面之邊界，及一第二邊緣與工作件分開；及 一夾持控制電路，用以施加夾持電壓至該等電極，以 靜電夾持在該夾持表面上固定位置之工作件。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該介電質層之 斜角周圍限定一斜角表面，該表面與位於夾持表面上之工 作件形成一小於10度之角^ 3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第二邊緣與 在該夾持表面之工作件分開至少0.004吋。 4-如申請專利範圍第1項之裝置，其中該介電質層之 斜角周圍限定一傾斜表面，其位於該等電極外部。 5·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該介電質層包 含一材料，係選自氧化鋁、碳化矽及氮化鋁所組成之一組 材料。 6·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該介電質層包 含氧化鋁。 7.如身請專利範圍第6項之裝置，其中該壓板總成尙 含一低磨擦、高硬度介電質塗層，其在該氧化鋁之上並限 定該夾持表面。 匕如申請專利範圍第6項之裝置，其中該壓板總成尙 本紙張尺度適用中闺國家標準（CNS ) A4規格（210X297公费） (請先閱讀背而之注逸事項存填筠本K ) 訂 經消却智"5:4总員工泊費合作社印製 410414 H C8 _—- . ._ D8 六、申請專利範圍 包含一金鋼石相似單晶塊碳塗層，其在該氧化鋁之上並限 定該夾持表面。 9.如申請專利範圍第8項之裝置，其中該碳塗層之厚 度爲約〇·5微米至5.0微米之範圍。 W·如申請專利範圍第8項之裝置，其中該介電質層包 括一鄰近夾持表面之一側，其中該碳塗層覆蓋該介電質層 之側邊。 11·如申請專利範圍第8項之裝置，其中該等電極包含 鈮。 12. —種用以靜電夾持工作件之裝置，包含： 一壓板總成，限定一電絕緣夾持表面以接收一工作件 ’該壓板總成包含電極在夾持表面之下並與其成電隔離， 一相當厚之介電質層在該電極與夾持表面之間，及一相當 薄、低磨擦、高硬度介電質塗層在該介電質層之上並構成 夾持表面；及 〜夾持控制電路，以將夾持電壓加在該等電極上，以 靜電夾持在夾持表面上一固定位置之工作件。 13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該介電質層 含一材料，其選自由氧化鋁、碳化矽及氮化鋁組成之一組 材料。 14. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該介電質層 含氧化銘。 15. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該介電質層 有千分之幾吋之厚度。 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS > Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背而之注虑肀項再填寫本页) 訂 經.-部智忽!,|4局：肖工消費合作钍印製 A8 Βδ C8 D8 410414 六、申請專利範圍 16. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該介電質塗 層係選自含非晶碳、碳化矽及氮化鋁之一組材料。 17. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中之介電質塗 層包含如金鋼石之非晶碳塗層。 18. 如申諝專利範圍第12項之裝置’其中該介電質塗 層之厚度約爲0.5微米至5.0微米之範圍。 19. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該介電質層 包括一鄰近該夾持表面之一側，及該介電質塗層將該側蓋 住。 20. 如申強專利範圍第12項之裝置，其中該等電極含 鈮。 21. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該介電質層 包含氧化鋁，其厚度爲數千分之一吋，該介電質塗層包含 一如金鋼石之非晶碳塗層，其厚度約爲0.5微米至5.0微 米之範圍，且該電極包含鈮。 22. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該介電質層 有一周圍，其成斜角以限定第一鈍邊緣而形成夾持表面之 邊界，及第二邊緣與工作件分開。 23. 如申請專利範圍第22項之裝置，該斜角周圍限定 一傾斜表面，其與位於夾持表面上之工作件成約10度之角 〇 24. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中該面 位於該電極之外部。 參二::： 25. 一種用以靜電夾持半導體晶圓之裝置，包'.丨： r：· (請先閱讀背面之泣恋事项再填^木奸) τ ,線 經濟部¾1.¾財/¾¾§;工;»1!費合作社印製 本紙佚尺度適用中國國家插準（CNS ) Λ4规格（210X207公衆） 410414 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 —壓板，含多個裝在壓板基座上之扇形總成，該等扇 形總成限定一實質上圓形、電隔離之夾持表面以接收一半 導體晶圓，各扇形總成包含一導電電極在夾持表面之下旅 與其成電隔離，一上介電質層位於電極與夾持表面之間， 及一下介電質層位於該電極與壓板基座之間，該上介電質 層有一周圍，其爲斜角以限定一第一鈍邊緣而形成夾持表 面之邊界，及一第二邊緣與半導體晶圓分開；及 一夾持控制電路，施加夾持電壓至電極以靜電夾持在 夾持表面上固定位置之半導體晶圓。 26. 如申請專利範圍第25項裝置，其中該 上介電層之斜角周圍限定一傾斜表Γ 半導體晶圓成一小於10度之角<* 27. 如申請專利範圍第25項裝置，其中之

   其與夾持表面上之 第二邊緣與在夾持表面上之半導體晶圓分開至少0.004吋 i —ο--I t請先閱读背而之注意事項存填:^本莨) 訂 經濟部智慧时是局員工消費合作杜印製 28. 如申請專利範圍第25項之靜特裝置，其中該 上介電層之傾斜周圍限定一傾斜表面極之外部。 29. 如申請專利範圍第25項之靜裝置，其中該 上介電質層包含氧化錯》 30. 如申請專利範圍第29項之裝置，其中每 一扇形總成尙包含一如金鋼石非晶在上介電質層之 上，並限定該夾持表面。 31. 如申請專利範圍第30項之膽置，其中該 碳塗層之厚度爲約0.5微米至5.0微米之範圍。 本紙浪尺度適坶中國國家標芈（CNS ) A4規格（210X29?公釐） Α8 Β8 C8 D8 410414 申請專利範圍 32.如申請專利範圍第30項之^裝置，其中每 ，其中該碳塗層蓋

   丧择裝置其中該 一扇形總成包括一鄰近夾持表面之 住該扇形總成之側邊。 33. 如申請專利範圍第30項之Ϊ 等電極包含鈮。 34. 如申請專利範圍第30項之1 碳塗層之厚度約爲1.5微米·> 35. 如申請專利範圍第26項之•裝置，其中該 傾斜表面形成一與夾持表面上之半導11圓成約5度之角 t特 #裝置，其中該 (請先閱讀背Is之注意事項再>/!·巧本页) 36. 如申請專利範圍第26項之靜 鈍邊緣係混合並磨光以形成在傾斜表 光滑渡越。 37. 如申請專利範圍第25項之I 等扇形總成各者係以低硬度黏劑固 38·如申請專利範圍第25項之

   串裝置，其中之 持表面間之一 荚特裝置，其中該 板基座上® 裝置，其中該 經濟部皙3財產局員工消骨合作社印製 壓板基座之構型可避免凹隙可能聚集微粒子。 39.—種用以靜電夾持半導體晶圓之裝置，包含： 一壓板，包含許多裝在壓板基座上之扇形總成，該扇 形總成限定實質上一圓形、電絕緣之夾持表面以接受半導 體晶圖，每一扇形總成含一導電極在該夾持表面之下並與 其成電隔離，一相當厚之上介電質層位於該電極與夾持表 面之間，一相當薄之低磨擦、高硬度介電質塗層在該上介 電質層之上並構成該夾持表面，及一下介電質層位於該電 本紙張尺度適用中國國家標孪（CNS ) A4規格（2丨OX Z97公釐） 410414 A8 · B8 C8 D8 六、申請專利範圍 極與該壓板基座之間；及 一夾持控制電路，用以施加夾持電壓至該等電極，以 靜電夾持在夾持表面上一固定位置之半導體晶圓。 40.如申請專利範圍第39項之裝置，其中該介電質塗 層包含一如金鋼石之非金碳塗層。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ今 訂 經濟部¾1.¾財產局員工消#合作社印製 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS > A4規格（2I0X297公釐）