高表面电阻率静电吸盘的制作方法
【专利说明】
[0001] 本发明申请为申请日为2011年5月24日，申请号为201180026596. 7,发明名称为 "高表面电阻率静电吸盘"的发明申请的分案申请。
[0002] 巧关申请案
[0003] 本申请案主张2010年5月28日申请之美国临时申请案第61/349504号之权利。 W上申请案之全部教示被W引用的方式并入本文中。
技术领域
[0004] 根据本发明之一具体实例，提供一种静电吸盘。该静电吸盘包含一电极及一表面 层，该表面层由该电极中之一电压启动W形成一电荷W将一基板静电夹持至该静电吸盘， 该表面层包括一电荷控制层，该电荷控制层包含大于约每平方1〇11欧姆之一表面电阻率。 阳00引 发巧背景
[0006] 静电吸盘在制程期间固持且支撑基板，且亦自基板移除热，而不机械夹持基板。在 静电吸盘之使用期间，藉由静电力将基板（诸如，半导体晶圆）之背面固持至静电吸盘之 面。覆盖电极的表面材料层将基板与静电吸盘之面中的一或多个电极分开。在库仑吸盘中， 表面层电绝缘，而在化hnsen-Rahbek静电吸盘中，表面层为弱导电的。静电吸盘之表面层 可平坦，或可具有将基板之背面与经覆盖之电极进一步分开的一或多个突起、突出物或其 他表面特征。
[0007] 在静电吸盘之设计中，正存在避免在移除了吸盘电力后当晶圆或其他基板静电黏 附至吸盘表面时发生的「晶圆黏附」之问题之需要。
【发明内容】
[0008] 根据本发明之一具体实例，提供一种静电吸盘。该静电吸盘包含一电极及一表面 层，该表面层由该电极中之一电压启动W形成一电荷W将一基板静电夹持至该静电吸盘， 该表面层包括一电荷控制层，该电荷控制层包含大于约每平方1〇11欧姆之一表面电阻率。
[0009] 在另外的有关具体实例中，该电荷控制层可包含大于约每平方1〇12欧姆、或大于 约每平方10"欧姆、或自约IX10 11欧姆/平方至约IX10 16欧姆/平方、或自约IX10 12欧 姆/平方至约1Xl〇ie欧姆/平方、或自约1X10 "欧姆/平方至约1X10IS欧姆/平方之一 表面电阻率。该电荷控制层可包含聚合物，诸如，聚酸酷亚胺（PEI)、聚酷亚胺及聚酸酸酬 (P邸K)中之至少一者。该电荷控制层可包含含娃氮化物、含娃氧化物、含娃碳化物、含非化 学计量娃之氮化物、含非化学计量娃之氧化物、含非化学计量娃之碳化物、碳及碳之氮化物 化合物；诸如，siOyNy、氮化娃、氧化娃、碳化娃及类钻碳。如本文中所使用，「Sicyg可含有 元素氨，且忽略氨（例如，其可按高达约20原子百分率存在），变数X可（例如）在0至2 之范围内，且变数y可（例如）在0至1.4之范围内，其中希望在X及/或y为零值之情况 下，氧及/或氮可不存在。或者，在此范围中，氧及氮中之一或多者可按至少某一非零量存 在。
[0010] 在另外的具体实例中，该表面层可包括多个聚合物突起，该多个聚合物突起延伸 至在该电荷控制层之包围该多个聚合物突起的部分上方之一高度W在该基板之静电夹持 期间在该多个聚合物突起上支撑该基板。形成该多个聚合物突起之该聚合物可包含聚酸酷 亚胺（PEI)、聚酷亚胺及聚酸酸酬（PEEK)中之至少一者。该多个聚合物突起可实质上在该 表面层上等距间隔（如按成对的相邻聚合物突起之间的中屯、至中屯、距离所量测）；且可按 S角形图案排列。
[0011] 在根据本发明之另一具体实例中，提供一种制造一静电吸盘之方法。该方法包含 在该静电吸盘中形成一电荷控制层，该电荷控制层包含大于约每平方1〇11欧姆之一表面电 阻率。
[0012] 在另外的有关具体实例中，该电荷控制层可包含大于约每平方1〇12欧姆、或大于 约每平方10"欧姆、或自约IX 1011欧姆/平方至约IX 1016欧姆/平方、或自约IX 1012欧姆 /平方至约1 Xl〇ie欧姆/平方、或自约1 X 10"欧姆/平方至约1 X 10IS欧姆/平方之一表 面电阻率。该方法可包含在该静电吸盘之使用中减少晶圆黏附之频率，而不修改该静电吸 盘之机能，诸如，不修改该静电吸盘之电源供应器、电极结构、介电层厚度、机械性质及夹持 力中之至少一者。该方法可包含控制W原子百分率计的该电荷控制表面层中娃对其他物质 之一比率，W便达成表面电阻率之一所要位准。形成该电荷控制层可包含更改已经产生的 一表面层之该表面电阻率。该更改该表面电阻率可包含使用一反应性离子蚀刻制程处理已 经产生之该表面层。该更改该表面电阻率可包含执行已经产生的该表面层之一电浆处理、 一化学处理及一重新氨化处理中之至少一者。该表面电阻率之该更改可在处理后产生处于 在处理前该表面电阻率将为的值之增或减25%范围内之表面电阻率。该方法可包含：在形 成该电荷控制层前：将该静电吸盘之一介电层结合至该静电吸盘之一绝缘体层；用一黏着 涂层涂布该静电吸盘之该介电层，该黏着涂层包含含娃氮化物、含娃氧化物、含娃碳化物、 含非化学计量娃之氮化物、含非化学计量娃之氧化物、含非化学计量娃之碳化物、碳及碳之 氮化物化合物中之至少一者；将包含一电荷控制层聚合物之一电荷控制层结合至该静电吸 盘之该表面，该电荷控制层聚合物包含聚酸酷亚胺（PEI)、聚酷亚胺及聚酸酸酬（PEEK)中 之至少一者；在该电荷控制层上沈积一光阻；反应性离子蚀刻该电荷控制层W移除该电荷 控制层之将包围形成于该电荷控制层中之多个聚合物突起的部分；及从该静电吸盘剥离该 光阻，藉此显露由与该电荷控制层相同的电荷控制层聚合物形成的多个聚合物突起。
【附图说明】
[0013] 自如在随附图式（其中同样的参考字元贯穿不同视图指相同的零件）中说明的本 发明之实例具体实例之W下更特定描述，前述内容将显而易见。图式未必按比例，实情为着 重说明本发明之具体实例。
[0014] 图1为根据本发明之一具体实例的静电吸盘之顶层之横截面图。
[0015] 图2为展示根据本发明之一具体实例的静电吸盘之另外层之横截面图。
[0016] 图3为在根据本发明之一具体实例的静电吸盘之表面上的突起之图案之说明。
[0017] 图4为根据本发明之一具体实例的静电吸盘之表面外观之图。
[0018] 图5为说明将具有厚氧化物或氮化物绝缘层之基板抬离先前技术静电吸盘之表 面的起模顶杆之图。
[0019] 图6为当具有厚氧化物或氮化物绝缘层之基板正上升离开根据本发明之一具体 实例的静电吸盘之表面时的该基板之图。
[0020] 图7为当具有厚氧化物或氮化物绝缘层之基板正上升离开先前技术静电吸盘之 表面时的该基板之图。
【具体实施方式】
[0021] 接着为本发明之实例具体实例之描述。
[0022] 根据本发明之一具体实例，提供一种静电吸盘，其包括一具有高表面电阻率（例 如，大于约每平方1〇11欧姆，包括大于约每平方10 12欧姆及大于约每平方10 "欧姆）之电 荷控制层。已发现包括具有此等高表面电阻率之电荷控制表面层可防止晶圆黏附至静电吸 盘，而不干扰静电吸盘与基板之间的静电吸引。根据本发明之一具体实例，可藉由更改一最 初具有较低表面电阻率的表面层之表面电阻率（例如，藉由反应性离子蚀刻，包括电浆处 理、化学处理及/或重新氨化处理）来产生高表面电阻率电荷控制表面层。
[0023] 并不希望受理论约束，咸信根据本发明之一具体实例的电荷控制表面层之高表面 电阻率帮助抵消静电吸盘与基板之间的摩擦电效应之影响。在基板涂布有厚绝缘体涂层之 情况下，此可尤其成问题。涂布有厚绝缘体（诸如，氧化物或氮化物）之基板可倾向于黏附 至静电夹持表面，其可导致晶圆处置问题及甚至将晶圆报废之需求。此等问题可发生于静 电及机械夹持系统两者之情况下。根据本发明之一具体实例，咸信将夹持表面之表面电阻 率控制至高表面电阻率（诸如，大于约每平方1〇11欧姆或本文中论述之其他范围）使在涂 布有绝缘体之基板之脱离吸盘期间基板与夹具之摩擦生电之影响最小化。此高表面电阻率 可用于静电及机械夹持系统两者。根据本发明之一具体实例，可防止晶圆黏附，而不修改夹 具之机能，诸如，不修改电源供应器、电极结构、介电层厚层、机械性质及/或夹持力（如在 防止晶圆黏附之其他技术中所进行）。
[0024] 图1为根据本发明之一具体实例的静电吸盘之顶层之横截面图。该静电吸盘可W 在其表面上之用于安装基板的突起101为特征。静电吸盘W突起101可黏着至之一电荷控 制表面层102为特征。电荷控制层102之目的在于提供一传导层W泄放表面电荷。电荷 控制层102减少了晶圆黏附之可能性。具有在适当范围（诸如，大于约每平方1〇11欧姆， 包括大于约每平方1〇1 2欧姆、大于约每平方10"欧姆、及/或自约IX10 11欧姆/平方至约 1Xl〇ie欧姆/平方之范围、及/或自约1X10I2欧姆/平方至约1X10IS欧姆/平方之范 围、及/或自约IX10"欧姆/平方至约IX10IS欧姆/平方之范围）中之表面电阻率的电 荷控制层102减少晶圆黏附。略微有传导性的表面层将电