TWI545683B - 高表面電阻率靜電吸盤及製造彼之方法 - Google Patents

高表面電阻率靜電吸盤及製造彼之方法 Download PDF

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Description

高表面電阻率靜電吸盤及製造彼之方法
相關申請案
本申請案主張2010年5月28日申請之美國臨時申請案第61/349504號之權利。以上申請案之全部教示被以引用的方式併入本文中。
根據本發明之一具體實例，提供一種靜電吸盤。該靜電吸盤包含一電極及一表面層，該表面層由該電極中之一電壓啟動以形成一電荷以將一基板靜電夾持至該靜電吸盤，該表面層包括一電荷控制層，該電荷控制層包含大於約每平方1011歐姆之一表面電阻率。
本發明之背景
靜電吸盤在製程期間固持且支撐基板，且亦自基板移除熱，而不機械夾持基板。在靜電吸盤之使用期間，藉由靜電力將基板(諸如，半導體晶圓)之背面固持至靜電吸盤之面。覆蓋電極的表面材料層將基板與靜電吸盤之面中的一或多個電極分開。在庫侖吸盤中，表面層電絕緣，而在Johnsen-Rahbek靜電吸盤中，表面層為弱導電的。靜電吸盤之表面層可平坦，或可具有將基板之背面與經覆蓋之電極進一步分開的一或多個突起、突出物或其他表面特徵。
在靜電吸盤之設計中，正存在避免在移除了吸盤電力後當晶圓或其他基板靜電黏附至吸盤表面時發生的「晶圓黏附」之問題之需要。
本發明之總結
根據本發明之一具體實例，提供一種靜電吸盤。該靜電吸盤包含一電極及一表面層，該表面層由該電極中之一電壓啟動以形成一電荷以將一基板靜電夾持至該靜電吸盤，該表面層包括一電荷控制層，該電荷控制層包含大於約每平方1011歐姆之一表面電阻率。
在另外的有關具體實例中，該電荷控制層可包含大於約每平方1012歐姆、或大於約每平方1013歐姆、或自約1×1011歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方、或自約1×1012歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方、或自約1×1013歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方之一表面電阻率。該電荷控制層可包含聚合物，諸如，聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺及聚醚醚酮(PEEK)中之至少一者。該電荷控制層可包含含矽氮化物、含矽氧化物、含矽碳化物、含非化學計量矽之氮化物、含非化學計量矽之氧化物、含非化學計量矽之碳化物、碳及碳之氮化物化合物；諸如，SiOxNy、氮化矽、氧化矽、碳化矽及類鑽碳。如本文中所使用，「SiOxNy」可含有元素氫，且忽略氫(例如，其可按高達約20原子百分率存在)，變數x可(例如)在0至2之範圍內，且變數y可(例如)在0至1.4之範圍內，其中希望在x及/或y為零值之情況下，氧及/或氮可不存在。或者，在此範圍中，氧及氮中之一或多者可按至少某一非零量存在。
在另外的具體實例中，該表面層可包括多個聚合物突起，該多個聚合物突起延伸至在該電荷控制層之包圍該多個聚合物突起的部分上方之一高度以在該基板之靜電夾持期間在該多個聚合物突起上支撐該基板。形成該多個聚合物突起之該聚合物可包含聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺及聚醚醚酮(PEEK)中之至少一者。該多個聚合物突起可實質上在該表面層上等距間隔(如按成對的相鄰聚合物突起之間的中心至中心距離所量測)；且可按三角形圖案排列。
在根據本發明之另一具體實例中，提供一種製造一靜電吸盤之方法。該方法包含在該靜電吸盤中形成一電荷控制層，該電荷控制層包含大於約每平方1011歐姆之一表面電阻率。
在另外的有關具體實例中，該電荷控制層可包含大於約每平方1012歐姆、或大於約每平方1013歐姆、或自約1×1011歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方、或自約1×1012歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方、或自約1×1013歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方之一表面電阻率。該方法可包含在該靜電吸盤之使用中減少晶圓黏附之頻率，而不修改該靜電吸盤之機能，諸如，不修改該靜電吸盤之電源供應器、電極結構、介電層厚度、機械性質及夾持力中之至少一者。該方法可包含控制以原子百分率計的該電荷控制表面層中矽對其他物質之一比率，以便達成表面電阻率之一所要位準。形成該電荷控制層可包含更改已經產生的一表面層之該表面電阻率。該更改該表面電阻率可包含使用一反應性離子蝕刻製程處理已經產生之該表面層。該更改該表面電阻率可包含執行已經產生的該表面層之一電漿處理、一化學處理及一重新氫化處理中之至少一者。該表面電阻率之該更改可在處理後產生處於在處理前該表面電阻率將為的值之增或減25%範圍內之表面電阻率。該方法可包含：在形成該電荷控制層前：將該靜電吸盤之一介電層結合至該靜電吸盤之一絕緣體層；用一黏著塗層塗佈該靜電吸盤之該介電層，該黏著塗層包含含矽氮化物、含矽氧化物、含矽碳化物、含非化學計量矽之氮化物、含非化學計量矽之氧化物、含非化學計量矽之碳化物、碳及碳之氮化物化合物中之至少一者；將包含一電荷控制層聚合物之一電荷控制層結合至該靜電吸盤之該表面，該電荷控制層聚合物包含聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺及聚醚醚酮(PEEK)中之至少一者；在該電荷控制層上沈積一光阻；反應性離子蝕刻該電荷控制層以移除該電荷控制層之將包圍形成於該電荷控制層中之多個聚合物突起的部分；及從該靜電吸盤剝離該光阻，藉此顯露由與該電荷控制層相同的電荷控制層聚合物形成的多個聚合物突起。
本發明之詳細論述
自如在隨附圖式(其中同樣的參考字元貫穿不同視圖指相同的零件)中說明的本發明之實例具體實例之以下更特定描述，前述內容將顯而易見。圖式未必按比例，實情為著重說明本發明之具體實例。
接著為本發明之實例具體實例之描述。
根據本發明之一具體實例，提供一種靜電吸盤，其包括一具有高表面電阻率(例如，大於約每平方1011歐姆，包括大於約每平方1012歐姆及大於約每平方1013歐姆)之電荷控制層。已發現包括具有此等高表面電阻率之電荷控制表面層可防止晶圓黏附至靜電吸盤，而不干擾靜電吸盤與基板之間的靜電吸引。根據本發明之一具體實例，可藉由更改一最初具有較低表面電阻率的表面層之表面電阻率(例如，藉由反應性離子蝕刻，包括電漿處理、化學處理及/或重新氫化處理)來產生高表面電阻率電荷控制表面層。
並不希望受理論約束，咸信根據本發明之一具體實例的電荷控制表面層之高表面電阻率幫助抵消靜電吸盤與基板之間的摩擦電效應之影響。在基板塗佈有厚絕緣體塗層之情況下，此可尤其成問題。塗佈有厚絕緣體(諸如，氧化物或氮化物)之基板可傾向於黏附至靜電夾持表面，其可導致晶圓處置問題及甚至將晶圓報廢之需求。此等問題可發生於靜電及機械夾持系統兩者之情況下。根據本發明之一具體實例，咸信將夾持表面之表面電阻率控制至高表面電阻率(諸如，大於約每平方1011歐姆或本文中論述之其他範圍)使在塗佈有絕緣體之基板之脫離吸盤期間基板與夾具之摩擦生電之影響最小化。此高表面電阻率可用於靜電及機械夾持系統兩者。根據本發明之一具體實例，可防止晶圓黏附，而不修改夾具之機能，諸如，不修改電源供應器、電極結構、介電層厚層、機械性質及/或夾持力(如在防止晶圓黏附之其他技術中所進行)。
圖1為根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之頂層之橫截面圖。該靜電吸盤可以在其表面上之用於安裝基板的突起101為特徵。靜電吸盤以突起101可黏著至之一電荷控制表面層102為特徵。電荷控制層102之目的在於提供一傳導層以泄放表面電荷。電荷控制層102減少了晶圓黏附之可能性。具有在適當範圍(諸如，大於約每平方1011歐姆，包括大於約每平方1012歐姆、大於約每平方1013歐姆、及/或自約1×1011歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方之範圍、及/或自約1×1012歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方之範圍、及/或自約1×1013歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方之範圍)中之表面電阻率的電荷控制層102減少晶圓黏附。略微有傳導性的表面層將電荷泄放至地面(圖中未示)，而不干擾靜電吸盤與基板之間的靜電吸引。黏著層103可在電荷控制層102之下。或者，無需存在黏著層103。在黏著層103之下(或在電荷控制層102正下方)，靜電吸盤可包括一黏著塗層104，其促進在其上方之層黏附至介電層105。黏著塗層104可(例如)包括含矽氮化物、氧化物、碳化物及此等之非化學計量型式，例如(但不限於)，SiOxNy、氮化矽、氧化矽或碳化矽。黏著塗層亦可包含碳或碳之氮化物化合物；且可包含類鑽碳；及/或前述者中之任何者的組合。在黏著塗層104之下為介電層105，諸如，氧化鋁介電質。如本文中所使用，術語「表面層(surface layer)」包括一電荷控制層102及存在於靜電吸盤中之任何突起101。
在根據本發明之一具體實例中，突起101可由諸如聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺或聚醚醚酮(PEEK)之聚合物形成。電荷控制表面層102可由與突起101相同之聚合物物質形成，諸如，聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺或聚醚醚酮(PEEK)。電荷控制表面層102及突起101亦可由不同材料形成。突起及電荷控制表面層可輔助靜電吸盤與基板之接觸以促進接觸冷卻，同時亦減少不良粒子之產生。靜電吸盤之氣體密封環(圖中未示)可由諸如與突起101相同之聚合物的聚合物形成。黏著層103可包含與電荷控制層102不同的聚合物。詳言之，在電荷控制層102由聚醚醚酮(PEEK)形成之情況下，黏著層103可包含聚醚醯亞胺(PEI)。
在根據本發明之另一具體實例中，吸盤中之電荷控制表面層102及/或任何突起101不需要包括聚合物，且可由含矽氮化物、氧化物、碳化物及此等物之非化學計量型式(例如(但不限於)，SiOxNy、氮化矽、氧化矽或碳化矽)形成。電荷控制表面層102中矽對其他物質之比率(按原子百分率計)可經控制以便達成高表面電阻率之所要的位準，包括藉由使用增大的矽對其他物質之比率以便增加表面電阻率，及/或減小的矽對其他物質之比率以便減小表面電阻率。電荷控制表面層102亦可包含碳或碳之氮化物化合物；且可包含類鑽碳；及/或前述者中之任何者的組合。具有所要範圍中之表面電阻率的其他物質可用於電荷控制表面層102。
圖2為展示根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之另外層之橫截面圖。除了突起201、電荷控制層202、黏著層203、黏著塗層204及介電層205之外，該靜電吸盤亦包括金屬電極206。金屬電極206藉由導電環氧樹脂黏結劑208結合至電極接腳207。介電層205藉由陶瓷至陶瓷結合210結合至絕緣體層209(諸如，氧化鋁絕緣體)。陶瓷至陶瓷結合210可由諸如聚四氟乙烯(PTFE)或改質PTFE(除了PTFE之外，其亦包括PFA及/或FEP)之聚合物形成。另外，陶瓷至陶瓷結合210可由諸如全氟烷氧基酯(PFA)、氟化乙烯-丙烯(FEP)及聚醚醚酮(PEEK)之聚合物形成。在絕緣體209之下，存在導熱結合211(可例如使用由美國Bedford,MA之TRA-CON,Inc.出售之TRA-CON熱導性環氧樹脂來形成其)及水冷卻基底212。黏著塗層204可沿著靜電吸盤之邊緣(包括沿著氣體密封環之邊緣)延伸以形成金屬減少層213，其防止照射於靜電吸盤之邊緣上的射束使鋁粒子撞擊基板。
根據本發明之一具體實例，用於突起201、電荷控制層202或靜電吸盤之其他組件的聚醚醯亞胺(PEI)可由未填充之非晶聚醚醯亞胺(PEI)形成，厚度處於約12微米與約25微米之間。舉例而言，可使用在商標名ULTEM 1000下出售之PEI(由Sabic Innovative Plastics Holdings BV出售)。在突起201及/或電荷控制層202或其他組件由聚醚醚酮(PEEK)形成之情況下，其可自未填充之PEEK製造，厚度處於約12微米與約25微米之間。舉例而言，可使用在商標名Victrex APTIV PEEKTM FILM,2000-006(未填充之非晶等級)下出售之PEEK(由美國West Conshohocken,PA之Victrex U.S.A.,Inc.出售)。
根據本發明之一具體實例的靜電吸盤可包括2009年5月15日申請之美國專利申請案第12/454,336號(作為美國專利申請公開案第2009/0284894號公開)的靜電吸盤之特徵，該申請案之教示特此以引用的方式全部併入本文中。詳言之，可包括關於等距間隔之突起、三角形圖案突起及低粒子產生的特徵，且亦可包括其他特徵。另外，根據本發明之一具體實例的靜電吸盤可包括2010年5月13日申請之題為「Electrostatic Chuck With Polymer Protrusions」的PCT申請案PCT/US2010/034667之靜電吸盤之特徵，該申請案之教示特此以引用的方式全部併入本文中。詳言之，可包括關於聚合物突起及電荷控制層之特徵，且亦可包括其他特徵。
圖3為在根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之表面上的突起314之圖案之說明，其中突起圖案用以減小基板與突起314之間的力。可使用相等地分散此等力之突起圖案，例如，突起之三角形或大體六邊形圖案。應瞭解，如本文中所使用，「三角形(trigonal)」圖案意欲意謂突起之等邊三角形之規則重複圖案，使得該等突起實質上等距間隔開。(亦可將此圖案看作形狀為大體六邊形，具有在形成正六邊形之頂點的六個突起之陣列之中心的一中心突起)。亦可藉由增大突起之直徑315或藉由減小突起314之中心至中心間距316來減小力。如在圖3之具體實例中所示，可按等距間隔排列來安置該等突起，其中每一突起實質上與鄰近突起以中心至中心間距尺寸316等距間隔開。由於此間距，基板的背面之實質部分接觸突起之頂部部分，在突起之間留下用於氦或其他氣體的間隙以用於背面冷卻。相對比之下，在無此突起間距之情況下，該等突起之僅小部分(10%或更少)可接觸基板。根據本發明之一具體實例，基板可接觸突起之頂表面積的大於25%。
在一實例中，靜電吸盤可為300 mm組態，包括鋁基底、厚度約0.120吋之氧化鋁絕緣體209、厚度約0.004吋之氧化鋁介電質205，且具有旋轉壓板設計以允許旋轉及傾斜安裝至靜電吸盤的基板。靜電吸盤之直徑可(例如)為300 mm、200 mm或450 mm。突起314可為三角形圖案，其中中心至中心間距尺寸316為(例如)自約6 mm至約8 mm。突起之直徑315可(例如)為約900微米。突起314之高度可(例如)自約3微米至約12微米，諸如，約6微米。突起314可全部由聚合物形成，如同電荷控制層202(見圖2)。
圖4為根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之表面外觀之圖。靜電吸盤表面包括氣體入口417、接地接腳通道418、氣體密封環419、包括其自己的氣體密封環(圖4中的起模頂桿通道420之外部淺色結構)之起模頂桿通道420，及在吸盤之中心421處的小氣體入口(在圖4中不可見之入口)。接地接腳通道418可包括其自己的氣體密封環(圖4中的接地接腳通道418之外環)。詳圖(圖4中之插圖422)展示突起414。氣體密封環419(及起模頂桿通道420及接地接腳通道418之氣體密封環)寬度可為約0.1吋，且可具有等於突起414之高度的高度，諸如，自約3微米至約12微米，例如，約6微米，但其他寬度及高度係可能的。
根據本發明之一具體實例，可藉由首先使用陶瓷至陶瓷結合製備陶瓷總成之製程來製造靜電吸盤。舉例而言，可使用以上結合圖2之具體實例描述之結合物質將介電層205結合至絕緣體層209。接下來，用黏著塗層204(諸如，以上結合圖1之具體實例論述之物質)塗佈陶瓷總成至約1或2微米之厚度。接下來，將組成電荷控制層202及突起201之聚合物物質結合至黏著塗層204之表面。接著可電漿處理聚合物物質之頂部以幫助光阻(接下來塗覆)黏附。接下來，將光阻沈積於聚合物物質上，且曝光及顯影。接下來，使用反應性離子蝕刻製程移除一厚度之聚合物物質(諸如，在約3微米與約12微米之間，詳言之，約6微米)以在突起201之間產生區域。可針對將與靜電吸盤一起使用之背面氣體壓力來最佳化蝕刻掉之量(導致突起之高度)。突起之高度較佳地與在背面冷卻中使用的氣體之平均自由路徑大致相同或實質上相等。在蝕刻後，接著剝離光阻。接下來，可藉由更改已產生的表面層之表面電阻率來產生高表面電阻率電荷控制表面層。舉例而言，可藉由處理已藉由反應性離子蝕刻產生之表面層(包括電漿處 理、化學處理及/或重新氫化處理)來更改表面層以具有較高表面電阻率。電漿處理可為氧電漿處理。接下來，製程可繼續進行至靜電吸盤之最終組裝。
根據本發明之一具體實例，可藉由更改一最初具有較低表面電阻率的表面層之表面電阻率來產生高表面電阻率電荷控制表面層。表面電阻率之更改可在處理後產生處於在處理前該表面電阻率將為的值之增或減25%範圍內之表面電阻率。可在已圖案化了較低表面電阻率表面層後執行表面電阻率之更改。舉例而言，初始較低表面電阻率表面層可包括聚合物，諸如，聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺或聚醚醚酮(PEEK)。或者，初始較低表面電阻率表面層可包括含矽氮化物、氧化物、碳化物及此等之非化學計量型式，例如(但不限於)，SiOxNy、氮化矽、氧化矽或碳化矽。初始較低表面電阻率表面層亦可包含碳或碳之氮化物化合物；且可包含類鑽碳；及/或前述者中之任何者的組合。
根據本發明之一具體實例，可藉由以上描述的製程中之任何者(諸如，反應性離子蝕刻)來處理最初形成之表面層以達成大於約每平方1011歐姆(包括大於約每平方1012歐姆、大於約每平方1013歐姆、及/或自約1×1011歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方之範圍、及/或自約1×1012歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方之範圍、及/或自約1×1013歐姆/平方至約1×1016歐姆/平方之範圍)之表面電阻率。根據本發明之一具體實例，可根據在由美國West Conshohocken,PA之ASTM International公開的題為「Standard Test Methods for DC Resistance or Conductance of Insulating Materials」之ASTM標準D257-07中闡明之標準量測表面電阻率，該標準之全部揭示內容特此以引用的方式併入本文中。可使用標準表面電阻率探針(例如，由美國Medina,NY之TREK,Inc.出售之TREK圓形探針)在基板被夾持至之靜電吸盤之表面上量測表面電阻率。在靜電吸盤之表面包括突起之情況下，可在處於突起之間的表面區域上或在突起之表面上量測表面電阻率。對於大於約每平方1014歐姆之表面電阻率，物理吸附水可影響對表面電阻率之量測，且因此較佳地使用在乾燥環境或真空中之量測。
根據本發明之一具體實例，亦可直接將較高表面電阻率層塗覆至靜電吸盤，而不修改初始較低表面電阻率層。又，可在首先使用蝕刻製程(諸如，反應性離子蝕刻製程)移除了初始較低表面電阻率層之至少部分後塗覆較高表面電阻率層。舉例而言，在初始較低表面電阻率表面層包括含矽氮化物、氧化物、碳化物及此等之非化學計量型式的情況下，可藉由反應性離子蝕刻製程移除表面層之一部分直至曝露靜電吸盤之絕緣體層，且接著可塗覆較高表面電阻率塗層。
並不希望受理論約束，接下來論述導致晶圓黏附且可由根據本發明之一具體實例的高表面電阻率層減輕之摩擦電表面生電效應所基於之可能機制。靜電夾持產生靜電吸盤表面與基板之間的緊密接觸界面，且產生強分子吸引力(諸如，凡得瓦爾力)。圖5為說明將具有厚氧化物或氮化物絕緣層之基板523抬離先前技術靜電吸盤524之表面之圖。當抬高起模頂桿525時，基板523與靜電吸盤524之間的緊密接觸界面被扯開，且產生摩擦電表面電荷。基板523為負電性(吸引電子)，且靜電吸盤524之表面將電子526讓與給基板之氧化物表面。如咸信在此處發生之摩擦生電(Triboelectric charging)係作為兩個物件相互接觸且接著分開之結果的電子轉移之過程。字首「tribo」意謂「摩擦」。摩擦生電之過程導致一物件在其表面上獲得電子，且因此變得帶負電，且另一物件自其表面失去電子，且因此變得帶正電。
圖6為當具有厚氧化物或氮化物絕緣層627之基板623正上升離開根據本發明之一具體實例的靜電吸盤624之表面時的該基板623之圖。通常，基板623將永不會自靜電吸盤624之表面精確平行地升起，且因此將存在基板623與靜電吸盤624之間的最後接觸點628。在先前技術靜電吸盤中，最後接觸點628可為晶圓黏附點。然而，在根據本發明之一具體實例的靜電吸盤624中，高電阻率表面629具有不活動的留在其表面上之正電荷630。在基板之氧化物或氮化物絕緣層627中的負電荷同樣不活動。吸盤624之表面及基板623之表面帶相反極性之電荷，但該等電荷係隨機置放且散開，且因此過於弱而不能造成顯著的晶圓黏附。因此，根據本發明之一具體實例的高電阻率表面629幫助防止晶圓黏附。
相對比之下，圖7為當具有厚氧化物或氮化物絕緣層727之基板723正上升離開先前技術靜電吸盤724之表面時的該基板723之圖。在此情況下，靜電吸盤724具有較低表面電阻率表面729。基板723中之負電荷731及較低電阻率表面729中之正電荷730皆為活動的；電荷732之分離發生於基板723中，且電荷731及730朝向最後接觸點728遷移而形成強電容器，藉此將基板723之角落黏附至靜電吸盤724。
在一可能的失效模式下，在使用中當自傳導性射束所指向的加熱之石墨靶材排出砷及/或磷時，可有效地降低靜電吸盤之表面電阻率。排出之砷及/或磷可沈積且冷凝於冷卻之靜電吸盤的表面上，藉此降低其表面電阻率且潛在地導致隨後的晶圓黏附。因此，根據本發明之一具體實例的表面電阻率應足夠高以便不會由於此等射束沈積物之效應而減小至不良的低表面電阻率位準。
根據本發明之一具體實例，使用具有低電阻率表面及高電阻率表面之靜電吸盤用塗佈有氧化物/氮化物之晶圓執行實驗，如下表1中所示。使用由美國Medina,NY之TREK,Inc.出售之TREK圓形探針量測表面電阻率。氧化物晶圓黏附至所有低表面電阻率靜電吸盤，且正常晶圓循環係不可能的。然而，氧化物晶圓未黏附至高表面電阻率靜電吸盤中之任一者。根據本發明之具體實例因此展現成功地減輕晶圓黏附。
表1：針對不同表面電阻率之晶圓黏附之比較
根據本發明之一具體實例，靜電吸盤可包括具有約6微米之高度且具有非常平滑的晶圓接觸表面的突起。舉例而言，突起可在晶圓接觸表面上具有約0.02 μm至約0.05 μm的表面粗糙度。同樣地，氣體密封環可具有類似的平滑表面，其導致與基板之良好密封。根據本發明之一具體實例，靜電吸盤之氣體密封環可包含小於約8微吋或小於約4微吋或小於約2微吋或小於約1微吋之表面粗糙度。
根據本發明之一具體實例，靜電吸盤為庫侖吸盤。介電質可包括鋁，例如，氧化鋁或氮化鋁。在根據本發明之另一具體實例中，靜電吸盤為Johnsen-Rahbek靜電吸盤。或者，靜電吸盤可不為Johnsen-Rahbek靜電吸盤，且介電質可經選擇使得Johnsen-Rahbek(JR)力或部分混合Johnsen-Rahbek力不作用於晶圓或基板上。
本文中所引用之所有專利案、公開申請案及參考之教示全部被以引用的方式併入本文中。
雖然本發明已經參照其實例具體實例特定展示及描述，但熟習此項技術者應理解，在不脫離由隨附申請專利範圍涵蓋的本發明之範疇之情況下，可在其中進行形式及細節之各種改變。
圖1中之參考數字
101．．．突起
102．．．電荷控制表面層
103．．．黏著層
104．．．黏著塗層
105．．．介電層
圖2中之參考數字
201．．．突起
202．．．電荷控制表面層
203．．．黏著層
204．．．黏著塗層
205．．．介電層
206．．．電極
207．．．電極接腳
208．．．導電環氧樹脂黏結劑
209．．．絕緣體層
210．．．陶瓷至陶瓷結合
211．．．導熱結合
212．．．水冷卻基底
213．．．金屬減少層
圖3中之參考數字
314．．．突起
315．．．直徑
316．．．中心至中心間距
圖4中之參考數字
414．．．突起
417．．．氣體入口
418．．．接地接腳通道
419．．．氣體密封環
420．．．起模頂桿通道
421．．．氣體入口
422‧‧‧插圖
圖5中之參考數字
523‧‧‧基板
524‧‧‧靜電吸盤
525‧‧‧起模頂桿
526‧‧‧電子
圖6中之參考數字
623‧‧‧基板
624‧‧‧靜電吸盤
627‧‧‧絕緣層
628‧‧‧接觸點
629‧‧‧高電阻率表面
630‧‧‧正電荷
圖7中之參考數字
723‧‧‧基板
724‧‧‧靜電吸盤
727‧‧‧絕緣層
728‧‧‧接觸點
729‧‧‧電阻率表面
730‧‧‧正電荷
731‧‧‧負電荷
732‧‧‧電荷
圖1為根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之頂層之橫截面圖。
圖2為展示根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之另外層之橫截面圖。
圖3為在根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之表面上的突起之圖案之說明。
圖4為根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之表面外觀之圖。
圖5為說明將具有厚氧化物或氮化物絕緣層之基板抬離先前技術靜電吸盤之表面的起模頂桿之圖。
圖6為當具有厚氧化物或氮化物絕緣層之基板正上升離開根據本發明之一具體實例的靜電吸盤之表面時的該基板之圖。
圖7為當具有厚氧化物或氮化物絕緣層之基板正上升離開先前技術靜電吸盤之表面時的該基板之圖。
201‧‧‧突起
202‧‧‧電荷控制表面層
203‧‧‧黏著層
204‧‧‧黏著塗層
205‧‧‧介電層
206‧‧‧電極
207‧‧‧電極接腳
208‧‧‧導電環氧樹脂黏結劑
209‧‧‧絕緣體層
210‧‧‧陶瓷至陶瓷結合
211‧‧‧導熱結合
212‧‧‧水冷卻基底
213‧‧‧金屬減少層

Claims (11)

  1. 一種靜電吸盤，其包含：電極；及表面層，其由該電極中之電壓啟動以形成電荷以將基板靜電夾持至該靜電吸盤，該表面層包括：(i)介電質；(ii)電荷控制層，該電荷控制層包含聚合物且包含自1×1012歐姆/平方至1×1016歐姆/平方之表面電阻率，其中被包括於該電荷控制層中之該聚合物包含聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺及聚醚醚酮(PEEK)中之至少一者；及(iii)多個聚合物突起，該多個聚合物突起延伸至在該電荷控制層之包圍該多個聚合物突起的部分上方之高度以在該基板之靜電夾持期間在該多個聚合物突起上支撐該基板。
  2. 如申請專利範圍第1項之靜電吸盤，其中該電荷控制層包含自1×1013歐姆/平方至1×1016歐姆/平方之表面電阻率。
  3. 如申請專利範圍第1項之靜電吸盤，其中形成該多個聚合物突起之該聚合物包含聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺及聚醚醚酮(PEEK)中之至少一者。
  4. 如申請專利範圍第1項之靜電吸盤，其中形成該多個聚合物突起之該聚合物包含聚醚醯亞胺(PEI)，其中該電荷控制層由聚醚醯亞胺(PEI)形成，且其中該電荷控制層包含自1×1013歐姆/平方至1×1016歐姆/平方之表面電阻率。
  5. 一種製造靜電吸盤之方法，該方法包含：在該靜電吸盤中形成表面層，該表面層包含：(i)介電質；(ii)電荷控制層，其包含聚合物且包含自1×1012歐姆/平方至1×1016歐姆/平方之表面電阻率，其中被包括於該電荷控制層中之該聚合物包含聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺及聚醚醚酮(PEEK)中之至少一者；及(iii)多個聚合物突起，該多個聚合物突起延伸至在該電荷控制層之包圍該多個聚合物突起的部分上方之高度以在該基板之靜電夾持期間在該多個聚合物突起上支撐該基板。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該方法包含在該靜電吸盤之使用中減少晶圓黏附之頻率，而不修改該靜電吸盤之機能，包括藉由不修改該靜電吸盤之電源供應器、電極結構、介電層厚度、機械性質及夾持力中之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該形成該荷控制層包含更改已經產生的表面層之該表面電阻率。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該更改該表面電阻率包含使用反應性離子蝕刻製程處理已經產生之該表面層。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該更改該表面電阻率包含執行已經產生的該表面層之電漿處理、化學處理及重新氫化處理中之至少一者。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中對該表面電阻 率之該更改在處理後產生處於在處理前該表面電阻率將為的值之增或減25%範圍內之表面電阻率。
  11. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該方法包含在形成該電荷控制層前：將該靜電吸盤之介電層結合至該靜電吸盤之絕緣體層；用黏著塗層塗佈該靜電吸盤之該介電層，該黏著塗層包含含矽氮化物、含矽氧化物、含矽碳化物、含非化學計量矽之氮化物、含非化學計量矽之氧化物、含非化學計量矽之碳化物、碳及碳之氮化物化合物中之至少一者；將包含電荷控制層聚合物之電荷控制層結合至該靜電吸盤之該表面，該電荷控制層聚合物包含聚醚醯亞胺(PEI)、聚醯亞胺及聚醚醚酮(PEEK)中之至少一者；在該電荷控制層上沈積光阻；反應性離子蝕刻該電荷控制層以移除該電荷控制層之將包圍形成於該電荷控制層中之多個聚合物突起的部分；及從該靜電吸盤剝離該光阻，藉此顯露由與該電荷控制層相同的電荷控制層聚合物形成的該多個聚合物突起。
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