TWI640054B - 托盤及晶圓固持裝置 - Google Patents

托盤及晶圓固持裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI640054B
TWI640054B TW104118706A TW104118706A TWI640054B TW I640054 B TWI640054 B TW I640054B TW 104118706 A TW104118706 A TW 104118706A TW 104118706 A TW104118706 A TW 104118706A TW I640054 B TWI640054 B TW I640054B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrode
support base
tray
electrostatic
upper electrode
Prior art date
Application number
TW104118706A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201613019A (en
Inventor
玉川晃樹
白岩則雄
吉川忠義
渡部直人
齋藤美喜
Original Assignee
日商新光電氣工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商新光電氣工業股份有限公司 filed Critical 日商新光電氣工業股份有限公司
Publication of TW201613019A publication Critical patent/TW201613019A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI640054B publication Critical patent/TWI640054B/zh

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
    • 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • 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
    • H01L21/6875—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 plurality of individual support members, e.g. support posts or protrusions
    • 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
    • H01L21/68771—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 supporting more than one semiconductor substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

一種托盤，包括：一支撐基座，具有一第一面供一夾持物放置及相反於第一面之一第二面；一上電極嵌入於支撐基座且設置朝向第一面；一下電極嵌入於支撐基座且相較於上電極設置更朝向第二面；及一至多個內連線，設置以提供一電性連接於上電極與下電極之間。

Description

托盤及晶圓固持裝置
本發明依據申請優先權關於日本專利申請號No.2014-128275，其於日本專利局之申請日為2014年6月23日，於此作為引用參考。
本發明揭露關於一種托盤用於一靜電吸盤及一晶圓固持裝置。
一種薄膜沉積裝置(如化學氣相沉積裝置，物理氣相沉積裝置或類似物)及一電漿蝕刻裝置，應用於製造半導體裝置的程序上如積體電路或大型積體電路。這些裝置設有固定晶圓的高準確度臺子(如矽晶圓)於真空製程的腔室內。其中此臺的例子為應用一靜電吸盤夾持一晶圓的晶圓固持裝置。
一特定型式之晶圓固持裝置利用一托盤，設置於一靜電吸盤及一夾持物間。此晶圓固持裝置之托盤具有電極於內或位於背面，使得托盤可藉由位於靜電吸盤及托盤電極間之夾持力牢固地維持於靜電吸盤上(例如專利文件1)。
在上述晶圓固持裝置之電極設置無法提供足夠的夾持力以維持托盤於靜電吸盤上及夾持物體於托盤上。
或許較佳的提供用於靜電吸盤之托盤放置於靜電 吸盤及夾持物間以提供夾持物體之足夠夾持力。
<專利文件1>習知技術專利文件之專利文件1為早期公開日本專利文件號No.H3-3250
根據實施例的一個方面，有一種托盤，包括：一支撐基座，具有一第一面供一夾持物放置及相反於第一面之一第二面；一上電極嵌入於支撐基座且設置朝向第一面；一下電極嵌入於支撐基座且相較於上電極設置更朝向第二面；及一至多個內連線，設置以提供一電性連接於上電極與下電極之間。
根據實施例的一個方面，有一種晶圓固持裝置，包括：一靜電吸盤其包括一支撐基座及內設一靜電電極及一托盤其包括：一支撐基座，具有一第一面供一夾持物放置及相反於第一面之一第二面；一上電極嵌入於托盤支撐基座且設置朝向第一面；一下電極嵌入於托盤的支撐基座且相較於上電極設置更朝向第二面；及一至多個內連線，設置以提供一電性連接於上電極與下電極之間且其中靜電電極及下電極設置彼此面對面且托盤以可拆卸的形式設置於靜電吸盤之支撐基座的一上表面。
實施例之目的及優點將藉由專利範圍中特定提及之元件及其組合實現達成。可理解的先前一般描述及後續的細部敘述僅為實施例子及解釋用途而非限制本發明的範圍。
1‧‧‧晶圓固持裝置
1A‧‧‧晶圓固持裝置
1B‧‧‧晶圓固持裝置
10‧‧‧靜電吸盤
11‧‧‧支撐基座
11a‧‧‧上表面
12‧‧‧靜電電極
20‧‧‧基座盤
21‧‧‧冷凍劑通道
30‧‧‧托盤
30A‧‧‧托盤
30B‧‧‧托盤
31‧‧‧支撐基座
31a‧‧‧上表面
31b‧‧‧下表面
31c‧‧‧放置面
31d‧‧‧圓形閘
31e‧‧‧突出部
31f‧‧‧穿透孔
31x‧‧‧凹陷處
31y‧‧‧凹陷處
32‧‧‧上電極
32a‧‧‧電極
32b‧‧‧電極
33‧‧‧下電極
33a‧‧‧電極
33b‧‧‧電極
34‧‧‧內接線
35‧‧‧上電極
35a‧‧‧電極
35b‧‧‧電極
100‧‧‧夾持物
110‧‧‧夾持物
L1~L3‧‧‧距離
A-A‧‧‧剖面線
B-B‧‧‧剖面線
第1A及1B圖係表示本發明晶圓固持裝置第一實施例之圖 式示意圖；第2A及2B圖係分別表示本發明第一實施例之上電極及下電極的範例之平面圖；第3圖係表示本發明晶圓固持裝置第一實施例中一夾持物放置於上之剖面圖；第4圖係表示本發明關於施加電壓於靜電吸盤與托盤產生電壓間之實驗結果的關係圖形；第5A及5B圖係表示本發明晶圓固持裝置第一實施例之第一種變化之圖式示意圖；第6A及6B圖係分別表示本發明第一實施例之第一種變化的上電極及下電極範例之平面圖；第7圖係表示本發明晶圓固持裝置第一實施例之第一種變化中一夾持物放置於上之剖面圖；及第8A及8B圖係表示本發明晶圓固持裝置第一實施例之第二種變化之圖式示意圖。
下面實施例將藉由參考伴隨圖式描述。於此圖形中，相同構件藉由相同編號表示且重複描述的情況會加以省略。
<第一實施例>
第1A及1B圖係表示本發明晶圓固持裝置第一實施例之圖式示意圖。第1B圖描述一平面圖且第1A圖描述沿著第1B圖A-A線之剖面圖。一種晶圓固持裝置1描述於第1A及1B圖中包括一靜電吸盤10、一基座盤20及一托盤30以與 靜電吸盤10併用。
靜電吸盤10包括一支撐基座11及一靜電電極12。靜電吸盤10可為Johnsen-Rahbeck靜電吸盤。
支撐基座11由介電材料製成。支撐基座11藉由矽黏著物或類似物(未顯示)固定於基座盤20上，具有良好熱導性。支撐基座11可為氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)或相類似的的陶瓷物構成。支撐基座11的厚度範圍接近1mm至5mm。支撐基座11於1KHz之相對介電常數為近似9至10。
靜電電極12為一薄膜靜電吸盤，內置於支撐基座11。靜電電極12耦接於晶圓固持裝置1外部之直流電源供應器(未顯示)。當接收到預定電壓時，靜電電極12於托盤30上產生依據靜電之夾持力，因而夾持住托盤30。當施加於靜電電極12之電壓增加時，夾持力隨之增加。靜電電極12可為單極性或偶極性結構。鎢、鉬或是類似材料可用作靜電電極12的材料。
基座盤20用作支撐靜電吸盤10。基座盤20具有一冷凍劑通道21及一加熱器(未顯示)，以控制支撐基座11及托盤30溫度。鋁或類似物可用作基座盤20材料。當接收到電壓時，加熱器產生熱以加熱支撐基座11及托盤30。
冷凍劑通道21連接至冷凍水控制裝置(未顯示)提供於晶圓固持裝置1外部。冷凍水控制裝置透過基座盤20之冷水進水管(未顯示)供應冷凍水至冷凍劑通道21。冷凍水由冷水出水管(未顯示)排放。冷水透過冷凍劑通道21循環以冷卻基座盤20，因而冷卻支撐基座11及托盤30。
支撐基座11及基座盤20可內設有氣體通道。氣體通道可包括一氣體進入管於基座盤20的底面及一氣體出口管形成於支撐基座11的上表面11a。氣體進入管接於晶圓固持裝置1外部之一氣體壓力控制裝置(未顯示)。氣體壓力控制裝置透過氣體進入管導入一惰性氣體進入氣體通道管，因而能夠冷卻支撐基座11及托盤30。
托盤30接收並夾持一物體如矽晶圓、藍寶石晶圓、碳化矽(SiC)晶圓、氮化鎵(GaN)晶圓、玻璃晶圓或類似物。托盤30以可拆卸方式放置於靜電吸盤10之支撐基座11的上表面11a。可拆卸式表示托盤30很容易拆下且附著至靜電吸盤10當沒有電壓施加於靜電電極12，同時托盤30不是分離的時候，而當電壓施加於靜電電極12時，受靜電吸盤10夾持。
托盤30包括一支撐基座31且同時包括：一上電極32、一下電極33及內接線34，所有皆內設於支撐基座31內。支撐基座31可為氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)或相類似的的陶瓷物的介電材料構成。支撐基座31具有一上表面31a及一下表面31b。支撐基座31之上表面31a具有一凹陷處31x形成於其內以能定位夾持位置。凹陷處31x的底面作為放置面31c，以放置夾持物。凹陷處31x的深度(即支撐基座31之上表面31a與放置面31c的距離)可依據夾持物的大小來決定且例如可位於範圍0.8mm至1.5mm間。支撐基座31的厚度(即放置面31c與相反於放置面31c的下表面31b的距離)例如可位於近似範圍2mm至3mm間。支撐基座31於1KHz之相對介電常數可為近似9至10。
上電極32內設於支撐基座31且設置朝向放置面31c。下電極33內設於支撐基座31且較上電極32設置朝向接近下表面31b。換句話說，上電極32可內設於支撐基座31且比起厚度方向的中途點位置較接近夾持物；下電極33可內設於支撐基座31且比起厚度方向的中途點位置較接近靜電吸盤10。在此情形下，上電極32及下電極33分別內設於支撐基座31厚度方向之不同位置且透過內接線34電性耦接彼此。上電極32設置以面對位於放置面31c上之夾持物。下電極33設置以面對靜電吸盤10之靜電電極12(但非電性耦接至靜電電極12)。
托盤30可藉由傳統方式製造，其中溝槽及穿透孔形成於複數個綠色片中且填滿導電膏或相類似物以形成電極，接著進行薄板(Laminating)及燒結(Sintering)綠色片。
第2A及2B圖係分別表示本發明第一實施例之上電極及下電極範例之平面圖。如第2A圖所述，上電極32可包括偶極電極構件，每一個為環繞形狀或多個集中環型。構成偶極電極構件之兩電極32a,32b彼此纏繞於軸向方向。相似地，如第2B圖所示，下電極33可包括偶極電極構件，每一個為環繞形狀或多個集中環型。構成偶極電極構件之兩電極33a,33b彼此交錯纏繞於軸向方向。
上電極32及下電極33的分別偶極電極結構可具有相同空間結構或不同空間結構，只要彼此透過內接線34連接。再者，上電極32及下電極33不限於偶極電極結構但可為一單電極結構。鎢、鉬或是類似材料可用作為上電極32及下 電極33的材料。
下電極33設置例如面向靜電吸盤10之靜電電極12。靜電電極12及下電極33之個別偶極結構可具有相同空間結構或不同空間結構。再者，下電極33及靜電電極12不限於偶極電極結構但可為一單電極結構。
第3圖係表示本發明晶圓固持裝置1第一實施例中一夾持物放置於上之剖面圖。當電壓施加於第3圖中之靜電吸盤10之靜電電極12時，在靜電電極12上產生靜電勢。靜電電極12之靜電勢透過下表面31b傳送至相反方向接近於靜電電極12之下電極33。藉由此設置，靜電夾持力可產生於靜電電極12與下電極33間，因此托盤30夾持於靜電吸盤10上。
靜電勢由靜電電極12傳至下電極33，透過內接線34散佈至上電極32。因此，靜電夾持力可產生於上電極32與夾持物100(如矽晶圓)間，因此夾持物100可夾持於托盤30之放置面31c上。
為確保足夠的靜電夾持力位於靜電電極12與下電極33間，一距離L1位於支撐基座11的上表面11a與靜電電極12之上表面且一距離L2位於支撐基座31的下表面31b與下電極33的下表面較佳為越短越好。為確保足夠的靜電夾持力位於上電極32與夾持物100間，一距離L3位於支撐基座31的放置面31c與上電極32之上表面較佳為越短越好。細部地，L1、L2、L3較佳為短於0.5mm。
於下為描述施加電壓於靜電吸盤10(電壓施加至靜電電極12)與托盤30之放置面31c產生電壓間之實驗結果的關係。於此實驗中，氧化鋁(Al2O3)使用作為靜電吸盤10之支撐基座11及托盤30之支撐基座31的材料。
一靜電吸盤10(參考作為H10)，L1距離為0.4mm且支撐基座11的上表面11a的粗糙度為Ra=0.6微米且支撐基座11具有體電阻率1015Ωcm(室溫下施加1000伏特)。再者，一靜電吸盤10(作為參考L10)，L1距離為0.4mm且支撐基座11的上表面11a的粗糙度為Ra=0.6微米且支撐基座11具有體電阻率1011Ωcm(室溫下施加1000伏特)。
一托盤30(作為參考H30)使用其中距離L2與L3為0.4mm且放置面31c與支撐基座31的下表面31b的粗糙度為Ra=0.6微米且支撐基座31具有體電阻率1015Ωcm(室溫下施加1000伏特)。再者，一托盤30(作為參考L30)使用其中距離L2與L3為0.4mm且放置面31c與支撐基座31的下表面31b的粗糙度為Ra=0.6微米且支撐基座31具有體電阻率1011Ωcm(室溫下施加1000伏特)。
有關於施加電壓於靜電吸盤10(電壓施加於靜電電極12)與電壓產生於托盤30之放置面31c之間的關係，藉由相對的一種情況(H30於H10上)量測，其中樣本H30放置於樣本H10上；另一種情況(L30於H10上)，其中樣本L30放置於樣本H10上；另一種情況(H30於L10上)，其中樣本H30放置於樣本L10上；另一種情況(L30於L10上)，其中樣本L30放置於樣本L10上。
結果發現L30於H10上的情況，體電阻率相較於靜電吸盤10與托盤30低，允許電動勢更有效率的由靜電吸盤 10傳送至托盤30。此可能造成減少體電阻率而因為漏電流的關係使得表面勢較容易發生。
於本發明中，介電材料之體電阻率大於或等於1013Ωcm(室溫下施加1000伏特)作為高阻抗介電材料且介電材料之體電阻率小於1013Ωcm(室溫下施加1000伏特)則作為低阻抗介電材料。應了解上述結果可換個說法如下：使用低阻抗介電材料於靜電吸盤10及托盤30，允許靜電勢最有效地由靜電吸盤10傳送至托盤30。
進一步的實驗同樣顯示低阻抗介電材料於靜電吸盤10及托盤30進一步搭配如下之設置，能傳遞更有效率的靜電勢傳遞。亦即，當距離L1、L2、L3減少且支撐基座11的上表面11a及支撐基座31之放置面31c及下表面31b的表面粗糙度減少時，靜電勢可更有效率的傳遞得以確認。
特別地，當距離L1、L2、L3小於或等於0.3mm且支撐基座11的上表面11a及支撐基座31之放置面31c及下表面31b的表面粗糙度Ra小於或等於0.2微米時，靜電勢可更有效率的傳遞得以確認。設定支撐基座11的上表面11a及支撐基座31之放置面31c及下表面31b的表面粗糙度Ra小於或等於0.2微米的方法可藉由研光機或類似機器研磨支撐基座11的上表面11a及支撐基座31之放置面31c及下表面31b的方式達成。
藉此，第一實施例之晶圓固持裝置具1有上電極32內設於托盤30之支撐基座31相較相反面接近於夾持物位置且同時具有下電極33內設於支撐基座31相較相反面接近於靜 電吸盤10的位置，且上電極32及下電極33電性耦接彼此。托盤30放置於靜電吸盤10上。
在此狀態下，電壓施加至靜電吸盤10之靜電電極12以產生一電動勢於靜電電極12。電動勢接著傳送至相反於接近靜電電極12之下電極33。一靜電夾持力因此產生靜電電極12與下電極33間，因此托盤30可夾持於靜電吸盤10。
靜電勢由靜電電極12傳送至下電極33間，透過內接線34散佈至上電極32。因此，靜電夾持力產生於上電極32與夾持物100(如矽晶圓)間，使得夾持物100夾持於托盤30之放置面31c。
用於夾持夾持物100的上電極32及夾持靜電吸盤10之下電極33設置於托盤30內。並非僅設置一個電極於托盤30中，本設置允許靜電吸盤10與上電極32的距離及靜電吸盤10與下電極33的距離彼此獨立最佳化，因此很容易能提供所需夾持力。
再者，當夾持物100夾持定位時，托盤30穩固夾持以允許托盤30與夾持物100同步藉由靜電吸盤10冷卻。此設置可穩定控制夾持物100溫度。藉此，在製造發光二極體的製程時，蝕刻層的蝕變化率於蝕刻作為夾持物100的藍寶石基板製程時，得以減低。此可用作改善蝕刻製程良率。
再者，托盤30為可拆卸式設置於靜電吸盤10上。藉由此設置，托盤30可簡單地置換成另一個托盤(如後述之托盤30A)用於放置不同尺寸的另一夾持物。此設置亦可允許夾持數量的改變。
上電極32與下電極33內設於托盤30內而非曝露於托盤30外。一可選擇地組成如具有金屬層作為下電極設置於托盤30的支撐基座31之下表面31b。但於此種組成，金屬層具有電漿或是類似物汙染的風險。然而此處揭露的托盤30並無金屬層曝露於外，因而不致有金屬層受汙染的風險。
<第一實施例之第一種變化>
第一實施例之第一種變化導向一種晶圓固持裝置，具有複數個上電極且允許複數個夾持物放置於上電極的對應位置之放置面(正上方)。連結第一實施例之第一種變化，相同描述或是相同構件如前所述則得以適當的忽略。
第5A及5B圖係表示本發明基板固持裝置第一實施例之第一種變化之圖式示意圖。第5B圖描述一平面圖且第5A圖描述沿著第5B圖中沿B-B線之剖面圖。在第5A與5B圖中，晶圓固持裝置1A不同於晶圓固持裝置1(見第1A與1B圖等)，因為托盤30用托盤30A來取代。
托盤30A類似於托盤30(見第1A與1B圖等)，因為托盤30A用作夾持一矽晶圓或類似等物放置於托盤30A做為夾持物。托盤30A以可拆卸的方式放置於靜電吸盤10之支撐基座11的上表面11a。托盤30A設置以最大同時夾持四個夾持物。
托盤30A，包括：一支撐基座31且同時包括四個上電極35、一下電極33及內接線34，所有皆內設於支撐基座31。支撐基座31之上表面31a具有四個凹陷處31y以定位夾持物。每一個凹陷處31y的底面用作為夾持物放置於其上之放 置面31c。凹陷處31y的深度為(即支撐基座31之上表面31a與放置面31c的距離)可依照夾持物尺寸決定，且可位於範圍如0.8mm至1.5mm間。
上電極35內設於支撐基座31且設置朝向放置面31c。下電極33內設於支撐基座31且設置相較於上電極35更朝向下表面31b。換句話說，上電極35可內設於支撐基座31且位在較靠近夾持物厚度方向之中途點位置且下電極33可內設於支撐基座31且位在較靠近靜電吸盤10厚度方向之中途點位置。在此情況下，上電極35及下電極33內設於支撐基座31且分別位於厚度方向上的不同位置，藉由內接線34耦接彼此。上電極35設置用以面對放置於個別凹陷處31y之放置面31c的個別夾持物。下電極33設置用以面對靜電吸盤10的靜電電極12(非電性連接至靜電電極12)。
第6A及6B圖係分別表示本發明第一實施例之第一種變化的上電極及下電極範例之平面圖。如第6A圖所示，每一上電極35可包括偶極電極構件且每一可具有空間環繞形狀或多個同心環型式。兩電極35a,35b構成偶極電極構件彼此纏繞於軸向。相似地，如第6B圖所示，下電極33可包括偶極電極構件且每一可具有空間環繞形狀或多個同心環型式。兩電極33a,33b構成偶極電極構件彼此纏繞於軸向
上電極35及下電極33個別的偶極電極結構可具有相同的空間型式或是不同的空間型式，只要這些結構透過內接線34彼此連接。再者，上電極35及下電極33不限於偶極電極結構，但可為單電極結構。鎢、鉬或是類似材料可用作為 上電極35及下電極33的材料。
第7圖係表示本發明晶圓固持裝置1第一實施例之第一種變化中一夾持物放置於上之剖面圖。第7圖中，當電壓施加至靜電吸盤10之靜電電極12以產生一電動勢於靜電電極12。靜電電極12的電動勢接著傳送至相反於接近靜電電極12之下電極33。藉此設置，一靜電夾持力因此產生靜電電極12與下電極33間，因此托盤30A可夾持於靜電吸盤10。
靜電勢由靜電電極12傳送至下電極33間，透過內接線34散佈至上電極35。因此，靜電夾持力產生於上電極35與夾持物110(如矽晶圓)間，使得夾持物110夾持於托盤30之放置面31c。類似於第一實施例，距離L1、L2、L3較佳為短於0.5mm。
於晶圓夾持裝置1A中，凹陷處31y與上電極35的數量並非限制為4個且可選擇地為2、3或是大於4。凹陷處31y的形狀並不需要相同且相類似地，上電極35的形狀亦無需皆相同。
如上所述第一實施例之第一種變化的晶圓夾持裝置1A除第一實施例晶圓夾持裝置1的優點之外，還具有同時夾持複數個夾持物的優點。
<第一實施例之第二種變化>
第一實施例之第二種變化導向一種晶圓固持裝置，具有一托盤，設計用以改善冷卻效率。連結第一實施例之第二種變化，相同描述或是相同構件如前所述則得以適當的忽略。
第8A及8B圖係表示本發明基座固持裝置第一實施例之第二種變化之圖式示意圖。第8A圖描述一剖面圖，對應於第1A圖所示；第8B圖則為一平面圖，用於描述托盤之支撐基座。於第8B圖中，突出部31e以虛線表示以與穿透孔31f做區別。
於第8A與8B圖中，一晶圓固持裝置1B有別於晶圓固持裝置1(見第1A及1B相類似圖)，托盤30B取代托盤30。
托盤30B的底面(支撐基座31的下表面)具有圓形閘31d形成於周長且多個突出部31e形成於圓形閘31d內部。突出部31e可為圓柱型且由平面視圖可為波卡朵圓點(Polka Dot)型式散布於圓形閘31d內。突出部31e不限為圓柱型(即平面為圓形)且於平面視之，其可為橢圓形、多邊菱形如六角型、結合複數個不同直徑的圓柱形、任意結合上述形狀等等。圓形閘31d與突出部31e的高度例如可為數十微米。圓形閘31d之下表面與突出部31e之下表面實質上彼此相通。
於托盤30B提供圓形閘31d與突出部31e之下表面，用作提供除了突出部31e所在位置的一空間(凹陷處)於圓形閘31d內部。惰性氣體(如氦等)透過設置於支撐基座11及基座板20內之氣體通道(未顯示)供應，填滿托盤30B底面空間，因而可改善托盤30B的冷卻效率。
用於提供惰性氣體填滿空間的結構可為任意結構且不限於圓形閘31d與突出部31e，只要能提供適當空間。
托盤30B更包括複數個穿透孔31f。每一穿透孔 31f一端開口在放置面31c而另一端開口朝向托盤30B的底面空間。透過提供穿透孔31f於托盤30B內，可使托盤30B底部空間填滿之惰性氣體流過穿透孔31f以到達放置面31c。此方式可改善放置於放置面31c上方夾持物的冷卻效率。
如上所述，第一實施例之第二種變化的晶圓夾持裝置1B除第一實施例晶圓夾持裝置1的優點之外，還具有改善托盤30B冷卻效率的優點。再者，還有改善放置於放置面31c上方夾持物冷卻效率之優點。
再者，本發明不限於這些實施例，凡各式變化修改在不脫離本發明之精神和範圍內皆適用。
實施例與變化揭露於此直接相關於一範例即约翰森-拉別克(Johnsen-Rahbeck)靜電吸盤，此非侷限的範例且揭露技術等同應用庫侖(Coulomb)靜電吸盤。
應可瞭解的是揭露實施例和變化可適當結合。例如，第一實施例之第一種變化的晶圓固持裝置1A的托盤30A底面可具有如第一實施例之第二種變化之惰性氣體填滿空間，且或許可具有穿透孔以讓惰性氣體流過。
依據至少一實施例，一托盤用以靜電吸盤提供於一靜電吸盤與一夾持物間以提供足夠夾持力以夾持物體。
此處所提所有例子及情況語言，意於做為教學之目的，以幫助讀者瞭解發明者闡述之發明及概念，以進一步衍伸技術內容，因此本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

  1. 一種托盤，包括：一支撐基座，具有一第一面供一夾持物放置及相反於該第一面之一第二面；一上電極嵌入於該支撐基座且設置朝向該第一面；一下電極嵌入於該支撐基座且相較於該上電極設置更朝向該第二面；及一至多個內連線，設置以提供一電性連接於該上電極與該下電極之間，其中該上電極包括複數個上電極部件，且該第一面具有複數個凹陷部，分別直接位於該等上電極部件上方，其中該第二面具有一凹陷處，用於容納惰性氣體，其中該上電極及該下電極完全包覆在該支撐基座中，且不會暴露於該支撐基座之外。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之托盤，其中該支撐基座、該上電極及該下電極設置以透過應用該第二面之靜電勢夾持該夾持物以放置於該第一面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之托盤，其中該支撐基座由體電阻率小於1013Ωcm介電材料製成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之托盤，其中該第一面及該第二面為研磨面。
  5. 一種晶圓固持裝置，包括：一靜電吸盤包括一支撐基座及內設一靜電電極；及一托盤包括： 一支撐基座，具有一第一面供一夾持物放置及相反於該第一面之一第二面；一上電極嵌入於該托盤的該支撐基座且設置朝向該第一面；一下電極嵌入於該托盤的該支撐基座且相較於該上電極設置更朝向該第二面；及一至多個內連線，設置以提供一電性連接於該上電極與該下電極之間，且其中該靜電電極及該下電極設置彼此面對面，且該托盤以可拆卸的形式設置於該靜電吸盤之該支撐基座的一上表面，其中該上電極包括複數個上電極部件，且該第一面具有複數個凹陷部，分別直接位於該等上電極部件上方，其中該第二面具有一凹陷處，用於容納惰性氣體，其中該上電極及該下電極完全包覆在該支撐基座中，且不會暴露於該支撐基座之外。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓固持裝置，其中當該夾持物放置於該第一面且電壓施加於該靜電電極，該下電極受該靜電電極吸引，使得該托盤夾持於該靜電吸盤之該支撐基座之該上表面，且該夾持物受該上電極吸引，使得該夾持物夾持於該第一面。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓固持裝置，其中該靜電吸盤之該支撐基座由體電阻率小於1013Ωcm介電材料製成。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓固持裝置，其中該靜電 吸盤之該支撐基座之該上表面為研磨表面。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓固持裝置，其中該靜電吸盤包括一氣體通道，設置以供應一惰性氣體至該托盤。
TW104118706A 2014-06-23 2015-06-10 托盤及晶圓固持裝置 TWI640054B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-128275 2014-06-23
JP2014128275A JP6377975B2 (ja) 2014-06-23 2014-06-23 基板固定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201613019A TW201613019A (en) 2016-04-01
TWI640054B true TWI640054B (zh) 2018-11-01

Family

ID=54870313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104118706A TWI640054B (zh) 2014-06-23 2015-06-10 托盤及晶圓固持裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9837297B2 (zh)
JP (1) JP6377975B2 (zh)
KR (1) KR102266688B1 (zh)
TW (1) TWI640054B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6010720B1 (ja) * 2015-01-20 2016-10-19 日本碍子株式会社 ウエハ支持構造体
US10770270B2 (en) * 2016-06-07 2020-09-08 Applied Materials, Inc. High power electrostatic chuck with aperture-reducing plug in a gas hole
US11532497B2 (en) 2016-06-07 2022-12-20 Applied Materials, Inc. High power electrostatic chuck design with radio frequency coupling
US20180096867A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Momentive Performance Materials Inc. Heating apparatus with controlled thermal contact
CN108292619B (zh) * 2016-11-07 2023-02-24 应用材料公司 用于保持基板的载体、载体在处理系统中的使用、应用载体的处理系统、及用于控制基板的温度的方法
JP6986937B2 (ja) * 2017-01-05 2021-12-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP6858035B2 (ja) 2017-02-27 2021-04-14 新光電気工業株式会社 基板固定具及び基板固定装置
JP6969182B2 (ja) * 2017-07-06 2021-11-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US20190105748A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Seal-less airlock wafer stage
JP7049108B2 (ja) * 2017-12-25 2022-04-06 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
DE102018127658A1 (de) * 2018-11-06 2020-05-07 Asm Assembly Systems Gmbh & Co. Kg Elektrostatisches Aufspannen von Elektronikplatten
KR102497965B1 (ko) * 2019-03-18 2023-02-08 엔지케이 인슐레이터 엘티디 정전 척
JP7386086B2 (ja) 2020-01-07 2023-11-24 日本特殊陶業株式会社 保持装置
CN115552589A (zh) * 2020-06-29 2022-12-30 住友大阪水泥股份有限公司 静电吸盘装置
US20240186121A1 (en) * 2022-12-06 2024-06-06 Applied Materials, Inc. Thermal choke plate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH033250A (ja) * 1989-05-30 1991-01-09 Ulvac Corp 基板保持装置
US20040223285A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Wafer heating apparatus having electrostatic adsorption function
US20080217291A1 (en) * 2007-02-14 2008-09-11 Tokyo Electron Limited Substrate mounting stage and surface treatment method therefor
US7667945B2 (en) * 2005-11-25 2010-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Bipolar carrier wafer and mobile bipolar electrostatic wafer arrangement

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05259048A (ja) * 1992-03-09 1993-10-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 試料加工用装置、試料搬送用装置及び試料搬送・加工用装置
JP3596127B2 (ja) * 1995-12-04 2004-12-02 ソニー株式会社 静電チャック、薄板保持装置、半導体製造装置、搬送方法及び半導体の製造方法
JP4256503B2 (ja) * 1997-10-30 2009-04-22 東京エレクトロン株式会社 真空処理装置
JP4346877B2 (ja) * 2002-08-29 2009-10-21 東京エレクトロン株式会社 静電吸着装置および処理装置
JP2006056731A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Taiheiyo Cement Corp 窒化アルミニウム焼結体およびそれを用いた静電チャック
JP2010098012A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Ulvac Japan Ltd エッチング装置及びエッチング方法
JP2012074650A (ja) * 2010-09-30 2012-04-12 Samco Inc プラズマ処理用トレイ及びプラズマ処理装置
JP5638405B2 (ja) * 2010-10-08 2014-12-10 パナソニック株式会社 基板のプラズマ処理方法
JP6285620B2 (ja) * 2011-08-26 2018-02-28 新光電気工業株式会社 静電チャック及び半導体・液晶製造装置
US9494875B2 (en) * 2011-10-06 2016-11-15 Asml Netherlands B.V. Chuck, a chuck control system, a lithography apparatus and a method of using a chuck
JP6007039B2 (ja) * 2012-09-18 2016-10-12 株式会社アルバック 搬送トレー及び基板保持方法
JP5595549B2 (ja) * 2013-03-28 2014-09-24 パナソニック株式会社 プラズマ処理装置用トレイ、プラズマ処理装置、及びプラズマ処理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH033250A (ja) * 1989-05-30 1991-01-09 Ulvac Corp 基板保持装置
US20040223285A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Wafer heating apparatus having electrostatic adsorption function
US7667945B2 (en) * 2005-11-25 2010-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Bipolar carrier wafer and mobile bipolar electrostatic wafer arrangement
US20080217291A1 (en) * 2007-02-14 2008-09-11 Tokyo Electron Limited Substrate mounting stage and surface treatment method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR102266688B1 (ko) 2021-06-21
TW201613019A (en) 2016-04-01
JP6377975B2 (ja) 2018-08-22
KR20150146408A (ko) 2015-12-31
US20150371885A1 (en) 2015-12-24
JP2016009715A (ja) 2016-01-18
US9837297B2 (en) 2017-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI640054B (zh) 托盤及晶圓固持裝置
US9984912B2 (en) Locally heated multi-zone substrate support
JP6108051B1 (ja) 静電チャック装置
US11322337B2 (en) Plasma processing system workpiece carrier with thermally isolated heater plate blocks
US11024528B2 (en) Electrostatic chuck device having focus ring
TWI438861B (zh) 環形夾具及背側氣冷靜電夾頭
JP6423880B2 (ja) インシトゥで取り出すことができる静電チャック
JP6001402B2 (ja) 静電チャック
TW564477B (en) Showerhead electrode design for semiconductor processing reactor
JP6656153B2 (ja) より小さいウエハおよびウエハ片向けのウエハキャリア
TWI643289B (zh) 靜電夾盤及使用在靜電夾盤中之基座構件
KR20160015510A (ko) 정전척 어셈블리, 이를 구비하는 반도체 제조장치, 및 이를 이용한 플라즈마 처리방법
JP7259765B2 (ja) 静電チャック装置
TW201539642A (zh) 溫度調整裝置
JP7494972B1 (ja) 静電チャック
TW202126107A (zh) 加熱裝置