[發(fā)明專利]用于半導(dǎo)體晶圓處理的高效率靜電夾盤組件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110339410.5
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102543813A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿施施·布特那格爾;莫妮卡·阿格沃;帕德瑪·戈帕拉克里氏南;丹尼爾·馬丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01L21/683
• 分類號(hào): H01L21/683;H01L21/67
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 王安武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例大體涉及在處理環(huán)境中用于固持(hold)基板的靜電夾盤。

背景技術(shù)

在基板處理應(yīng)用中，夾盤用以固持基板，以防止在處理期間基板的移動(dòng)或失準(zhǔn)(misalignment)。靜電夾盤使用靜電引力來(lái)將基板固持在適當(dāng)?shù)奈恢谩ｌo電夾盤的使用已獲得廣泛接受，這是因?yàn)殪o電夾盤相比于機(jī)械夾盤及真空夾盤的優(yōu)點(diǎn)，例如，基板中與應(yīng)力相關(guān)的破裂的減少、處理腔室中污染的減少及將基板保持在低真空環(huán)境中的能力。

典型的靜電夾盤包括導(dǎo)電電極，該導(dǎo)電電極嵌入電絕緣體內(nèi)部。電壓源使基板相對(duì)于電極產(chǎn)生電偏壓。該絕緣體防止電子流經(jīng)該絕緣體而使相反的靜電電荷在基板中及電極中累積。因此，產(chǎn)生了靜電力以將該基板吸引且固持于夾盤上。

普通的靜電夾盤為多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)使用用于絕緣層的聚酰亞胺來(lái)制造，這些絕緣層將銅電極夾在當(dāng)中。聚酰亞胺為熱固性材料，該熱固性材料具有理想的特性，例如高溫穩(wěn)定性(相對(duì)于其它有機(jī)聚合物而言)、優(yōu)良的介電行為及優(yōu)良的機(jī)械特性。然而，使用聚酰亞胺以隔絕電極會(huì)限制夾盤在某些基板制造工藝中的使用壽命。聚酰亞胺及類似聚合物對(duì)于某些處理氣體及等離子體具有較低的耐蝕性。各種基板處理操作中所用的含氧氣體及等離子體對(duì)靜電夾盤上的聚酰亞胺層是特別有害的。在這些工藝期間，絕緣體可受到處理氣體腐蝕，所造成的電極的暴露導(dǎo)致夾盤在處理期間失效且導(dǎo)致整個(gè)基板成本損失較大。

此外，當(dāng)基板斷裂或碎裂以形成具有銳緣的碎片時(shí)，基板碎片可能容易刺穿聚酰亞胺膜，從而使夾盤的電極暴露。基板碎片也可能從基板背側(cè)轉(zhuǎn)移至該聚酰亞胺膜。即使絕緣體中僅暴露一個(gè)針孔處的電極也可能在電極與等離子體之間引起電弧，并因而需要替換整個(gè)夾盤。

此外，制造上述靜電夾盤的工藝需要使用壓敏或熱敏黏接劑，以及較為費(fèi)力的電路安裝。例如，銅電極電路可被電鍍于聚酰亞胺膜上。在形成電極之后，可使用壓敏或熱敏黏接劑將第二聚酰亞胺膜層黏接于該電極層上。隨后使用壓敏或溫度敏感的酚類黏接劑將多層堆疊件(stack)黏接至夾盤的基底。此工藝不僅復(fù)雜，而且此工藝需要許多步驟并需要延長(zhǎng)制造時(shí)間。因此，需要改善的靜電夾盤及制造該靜電夾盤的簡(jiǎn)化方法。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，一種靜電夾盤組件包括撓性堆疊件，該撓性堆疊件具有預(yù)成型電極，該預(yù)成型電極嵌入第一介電層與第二介電層之間。該第一介電層可包括聚芳醚酮材料。該聚芳醚酮第一介電層具有暴露的基板支撐表面。第二介電層具有暴露的接合(bond)表面。在另一實(shí)施例中，該靜電夾盤組件還包括底座，該底座接合至撓性堆疊件的第二介電層的接合表面。接合表面與底座之間的剝離強(qiáng)度介于約每線性英寸2磅(約0.91公斤)與約每線性英寸14磅(約6.35公斤)之間。

在另一實(shí)施例中，一種靜電夾盤組件包括基板支撐底座及撓性堆疊件，該撓性堆疊件用黏接層接合至該基板支撐底座。該黏接層具有剝離強(qiáng)度，該剝離強(qiáng)度介于約每線性英寸2磅(約0.91公斤)與約每線性英寸14磅(約6.35公斤)之間。該撓性堆疊件還包括第一介電層、第二介電層及預(yù)成型薄片電極，該預(yù)成型薄片電極設(shè)置于第一介電層與第二介電層之間。第一介電層及第二介電層可以熱塑方式接合或用黏接劑接合。在另一實(shí)施例中，第一介電層由聚芳醚酮形成。在另一實(shí)施例中，第一介電層由聚芳醚酮形成，而第二介電層由聚酰亞胺形成。

在又一實(shí)施例中，一種制造靜電夾盤組件的方法包括以下步驟：在聚芳醚酮層與介電層之間置放預(yù)成型薄片電極；將該聚芳醚酮層與該介電層接合在一起；用等離子體處理該介電層的表面；將該經(jīng)等離子體處理的介電層接合至基板支撐底座。該介電層與該基板支撐底座之間的接合具有剝離強(qiáng)度，該剝離強(qiáng)度介于約每線性英寸2磅(約0.91公斤)與約每線性英寸14磅(約6.35公斤)之間。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考本發(fā)明的實(shí)施例(這些實(shí)施例中的一些被圖示于附圖中)，可以對(duì)上文簡(jiǎn)述的本發(fā)明進(jìn)行更具體的描述，以詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征。然而應(yīng)注意，這些附圖僅以舉例方式圖示本發(fā)明的典型實(shí)施例，不應(yīng)認(rèn)為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它同等有效的實(shí)施例。

圖1A為根據(jù)本發(fā)明的靜電夾盤組件的實(shí)施例的示意性截面圖。

圖1B為圖1A中的靜電夾盤組件的分解示意性截面圖。

圖1C為圖1A中的靜電夾盤的基板容納表面的一部分的放大示意性截面圖。

圖2為示例性處理腔室的示意性截面圖，在該示例性處理腔室中可利用靜電夾盤組件。