专利名称：施加单相方波交流吸附电压时通过使用力延迟在具有微加工表面的j－r静电吸盘上吸附 ...的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及半导体加工系统，更具体地说，涉及通过施加单相方波交流吸附电压将晶圆吸附到Johnsen-Rahbek静电吸盘的方法和系统。
背景技术：
静电吸盘(ESC)已在蚀刻、CVD和离子注入等基于等离子体或基于真空的半导体工艺中有了很长时间的应用。已经证明，ESC的性能(包括非边缘排斥(non-edge exclusion)和晶圆温度控制)在加工硅晶圆之类的半导体衬底或晶圆的过程中很有价值。例如，典型的ESC包括设置在导电电极上的电介质层，其中，半导体晶圆放置在ESC的表面上(例如，晶圆放置在电介质层的表面上)。在半导体加工过程(如等离子体加工)中，通常在晶圆和电极之间施加吸附电压，其中，由静电力将晶圆吸附在吸盘表面上。此外，可以通过引入氦气之类的气体和在晶圆与电介质层之间施加反压力对晶圆进行冷却。然后，通过调节晶圆和电介质层之间的反压力，可以控制晶圆的温度。
然而，在许多ESC应用中，将晶圆从吸盘表面释放或分开是人们所关心的问题。例如，在关掉吸附电压后，晶圆通常在吸盘表面“粘附”相当长时间，但是，不能通过通常的晶圆提升机构(如伸出ESC来将晶圆从电介质层表面升起的支杆)来释放晶圆，且该晶圆释放问题会降低总处理能力。人们相信，当吸附电压激发的剩余电荷保留在电介质层或晶圆表面上从而导致不希望的电场和吸附力时，便出现了晶圆释放问题。根据电荷迁移模型，吸附过程中的电荷迁移和累积造成了剩余电荷，其中，电荷在电介质表面和/或晶圆背面(例如，当晶圆表面包含绝缘层时)上累积。
例如，可以用RC时间常数来描述充电/放电时间，这些时间通常分别与吸附或释放晶圆所需的时间对应。该时间常数由电介质层的体积电阻和晶圆与电介质表面之间的间隙电容确定，即RC=RdieCgap=ρ(dielectric)ϵ0ϵrd(dielectric)gap---(1)]]>其中Rdie是电介质层的电阻，Cgap是晶圆与吸盘表面之间的间隙电容，ρ(dielectric)是电介质层的体积电阻率，ε0是自由空间介电常数，而εr是间隙的介电常数，d(dielectric)是电介质层的厚度，而gap(间隙)是电介质和晶圆表面之间的距离。例如，对于典型的平板ESC，如果我们假设ρ(dielectric)＝1015Ω-cm，ε0＝8.85×10-14F/cm，εr＝1，d(dielectric)＝0.2mm，gap＝3μm，则我们发现RC＝5900秒。这是相当长的充/放电时间，意味着如果吸附超过5900秒，则释放时间也将持续约5900秒。
之前已公开了多种用于减少在使用ESC时遇到的晶圆释放问题(时间)的技术。例如，一种传统的技术包括在将晶圆从ESC上释放之前施加反向电压，以消除剩余吸引力。然而，该反向电压通常是吸附电压的1.5至2倍，且通常释放时间仍然很长。另一种传统技术包括提供低频正弦交流电压，以产生幅值和相位受控的正弦波场。然而，这样的低频正弦交流电压通常提供了较小的吸附力，同时剩余吸附时间仍然较长。
还开发了Johnsen-Rahbek(J-R)效应类型的ESC来使释放问题(时间)变得最小，其中，有意地使用“漏”电介质层，以能更快地将剩余电荷放电完。例如，如果通过利用公式(1)和以上条件能将电介质的电阻率Rdie控制到约为109Ω-cm，则可以将吸附/释放时间减少到约为0.0059秒。例如，已发现J-R型ESC对于将裸硅晶圆的释放问题的影响最小化是有效的。然而，试验和模型均表明，对于有背面绝缘体的晶圆，释放问题仍很突出。
对于有背面绝缘体的晶圆，典型的释放时间一般为5至50秒之间，这至少部分地取决于该背面绝缘体的厚度、体积电阻率和吸盘的表面条件。例如，图1的图表10示出了现有技术的典型J-R型ESC的释放时间(RC时间常数)与背面绝缘层厚度的关系曲线。图表10示出了晶圆和电介质之间的示范性的1μm间隙(曲线15)和4.5μm间隙(曲线20)。可以看出，例如，对于变化的间隙，当背面绝缘层约为2k时，一般释放时间处于约4至20秒的范围内。当加工时间和处理能力成为关心的因素时，这种大晶圆的释放时间会造成相当高的代价。
通常，电荷迁移和累积到晶圆的背面绝缘体至少部分地导致了J-R型ESC中的晶圆释放问题。如公式(1)所示，可以用充/放电时间常数来描述释放时间，且释放时间通常与ESC的吸附时间成正比。然而，似乎当前尚不存在针对用于有背面绝缘体的Si晶圆的J-R型ESC的释放问题的可接受的解决方案。
因此，本领域需要用于J-R型ESC的改进的吸附和释放系统以及方法，该系统和方法同时考虑了具有背面绝缘体的半导体晶圆和ESC的物理和电特性。
发明内容
以下是对本发明的简要概述，以让读者对本发明的几个方面有基本的理解。概述不是对本发明的详尽综述，并不试图确定本发明的重要或关键因素，也不试图界定本发明的范围。其目的是在后面提供的更详细的说明之前简述本发明的某些概念。
在本发明中，通过将单相方波交流电压施加于Johnsen-Rahbek(J-R)静电吸盘(ESC)来吸附和释放有背面绝缘层的半导体晶圆，解决了现有技术中存在的难题，其中，例如，方波电压的极性至少部分地基于ESC的表面形态和与之相关的最小剩余吸附力来确定和控制。与各种传统的静电吸盘相比，本发明采用了相对简单和便宜的设备。与某些试图尽可能快地除去剩余电荷的传统技术不同，本发明的方法和系统通常设计成首先防止剩余电荷的生成。
根据本发明的一个示范性方面，所述方法称为“力延迟”，其中包括对施加到J-R型ESC的方波单相交流吸附电压之确定。通过调整所施加电压的脉宽和脉幅并调整ESC的表面形态，可以使释放时间为最小。可以采用微加工的J-R型ESC，其中，在晶圆和ESC之间采用了间隙差异(gap differential)，对ESC的表面形态进行精确的控制和调整，且一般允许对吸附电压的波形进行精确地确定。
根据本发明的另一示范性方面，将吸附电压关掉后，几乎可以立即释放晶圆，而这至少部分是由于吸附过程中脉宽足够短而在很大程度上防止了电荷迁移和累积到电介质前表面和/或晶圆的后表面的缘故。根据本发明的另一示范性方面，ESC可以包括各种类型的电极图案，例如，可以包括用于等离子体环境系统的简单单极结构或用于真空环境系统的简单D形双极结构。此外，本发明不需要复杂的电极图案或复杂的信号定时控制电子装置。
为实现前述和相关的目的，本发明包括在以下得到完全说明的并在权利要求中具体指出的特征。以下的描述和附图详细阐明了本发明特定的说明性实施例。然而，这些实施例仅仅是应用本发明原理的各种方案中的一些方案。可以参照附图从本发明的以下详细说明中清楚地看出本发明的其他目的、优点和新颖特征。
图1示出了示范性的释放时间与背面绝缘体厚度的关系曲线，该曲线用于现有技术的J-R型静电吸盘。
图2是根据本发明一个方面的示范性J-R静电吸盘的系统级框图。
图3是根据本发明另一个方面的示范性ESC的局部横截面图，该ESC包括粗糙的泄漏电介质层。
图4是根据本发明另一个方面的示范性ESC的平面图，该ESC包括经微加工的泄漏电介质层。
图5是根据本发明另一个方面的示范性ESC的局部横截面图，该ESC包括经微加工的泄漏电介质层。
图6示出了吸附电压波形，该波形是时间的函数，用于根据本发明另一个方面的示范性ESC。
图7示出了吸附力和总吸附压力的波形，该波形是时间的函数，用于根据本发明另一个方面的示范性ESC。
图8示出了根据本发明另一个示范性方面的吸附和释放晶圆的示范性方法。
具体实施例方式
本发明一般针对利用Johnsen-Rahbek(J-R)型静电吸盘(ESC)吸附和释放有背面绝缘层的晶圆的方法和系统，其中，将确定的单相方波交流吸附电压施加到ESC，从而有选择地将晶圆吸附到该ESC。相应地，现在参考附图对本发明进行说明，所有图中使用相同的附图标记来表示相同的要素。应当理解，对这些方面的说明仅仅是说明性的，不应当将它们视为限制性的。在以下的说明中，出于解释之目的，给出了许多具体的细节，以让读者透彻地理解本发明。显然，对本领域技术人员而言，没有这些具体细节也可实施本发明。
传统技术中，已开发出J-R型ESC来使与裸半导体晶圆的静电吸附相关的释放问题的影响成为最小。通过利用ESC表面的包含“漏”电介质材料的电介质层，可以自然地“泄漏”累积在ESC的电介质层处的静电电荷，或是从该电介质层放电，从而缩短释放时间。然而，观察和理论均表明，当吸附具有背面绝缘层(如SiO2)的晶圆时，该晶圆的释放时间可能相当长，其中，去除已迁移和累积在晶圆的绝缘层处的剩余电荷导致了较长的释放时间。
利用单相方波吸附电压，通过提供相对简单和便宜的方法和系统来吸附和释放晶圆，本发明克服了释放具有背面绝缘层的晶圆面临的传统挑战。参看附图，图2是示范性的吸附系统100的框图，其中，该吸附系统包括用于有选择地将具有背面绝缘层112的晶圆110吸附到其上的J-R型静电吸盘105。例如，系统100包括用来有选择地将电势V提供给ESC105的一个或多个电极117的电压源115，其中，所述电势用来通过在ESC和晶圆110之间激发静电吸附力Fesc，以有选择地将晶圆110吸附到ESC的表面120。例如，ESC105还包括泄漏电介质层125，其中，该泄漏电介质层用来以预定的速度将与其相关的静电电荷放电。
例如，系统100还包括用来将背面气压P(也称为冷却气体反压力Fgas)提供给晶圆110的气源130。例如，气源130用来在ESC105的表面120和晶圆110之间提供氦之类的冷却气体(未示出)。系统100还包括控制器135，其中，用所述控制器来控制所述冷却气体的压力P，用对所述压力的控制来进一步控制ESC105和晶圆110之间的热传递。例如，用控制器135控制电压源115(如电源)来控制吸附电压V对ESC105之施加。
根据本发明的一个示范性方面，用电压源115来将单相方波交流吸附电压V提供给ESC105，其中，一般用脉宽、脉冲重复频率(prf)和脉幅来定义该方波吸附电压。如以上的公式(1)所示，可以用充/放电RC时间常数来描述释放时间，其中，对于ESC105，释放时间一般正比于吸附时间。然而，根据本发明，施加作为吸附电压V的单相方波交流信号，其中所述吸附电压具有足够短的脉宽，则剩余电荷几乎没有时间迁移和累积到晶圆110的绝缘层112的背面136，从而在很大程度上解决了以上讨论的释放问题。换言之，可以将释放时间减少到约等于吸附电压的脉宽。因此，通过调节脉宽(例如，脉冲重复频率)，可以确定并选择释放时间来使其足够短，以满足对半导体加工的处理能力要求。
然而，在将单相方波吸附电压V提供给ESC105时，由于吸附电压V的极性发生转换(例如，如由电压脉冲的上升时间所表征的，吸附电压V以相对于时间的变化速率跨过0伏)，因此静电吸附力Fesc可能降低到零，从而若ESC的方位是面朝下，则可能会这样由于气体反压力Fgas或其他力(如重力，未示出)的缘故，引起晶圆110的“丢失”。然而，通过沿晶圆在晶圆和ESC105之间设置间隙差异，当吸附电压V跨过0伏时，本发明以有利的方式吸附晶圆110，平衡了沿所述晶圆上的静电吸附力Fesc。
因此，就本发明的一个示范性方面而言，可以在J-R ESC105中利用“力延迟”来基本上解决通常与具有背面绝缘层的晶圆有关的吸附和释放问题。例如，“力延迟”采用了施加到J-R型ESC105的单极或多极电极的一个或多个电极117的单相方波交流吸附电压，其中，例如，根据吸盘表面120的形态，通过调节吸附电压的脉宽和脉幅，所述吸附电压可用来以可预测的方式吸附和释放晶圆110。由于吸盘表面120的非均匀形态的缘故，因而在极性转换过程中(当电压跨过0伏时)，通过利用“力延迟”将平均的非零吸附力Fesc施加在晶圆110上，其中，这在很大程度上改变了吸盘表面120和晶圆之间的间隙。
例如，在图3的横截面中示出了示范性的ESC105的局部视图，其中，吸盘表面120包括电介质层125和晶圆110之间的变化的间隙距离间隙1，间隙2...间隙N。例如，由于沿表面120的每个点N处的电压V1，V2...VN处的电压的缘故，因而所述变化的间隙距离导致RC时间常数发生变化，或说导致了延迟。可以计算沿整个晶圆110的净吸附力(如最小的剩余吸附力)，且所得的净吸附力在极性转换期间不为零，这至少部分地归因于沿晶圆各吸附电压具有不同的RC时间常数。因此，通过控制单相方波交流吸附电压V的脉宽、脉冲重复频率(prf)和脉幅，并通过控制吸盘表面120的形态，在极性转换期间，至少部分地由于最小剩余吸附力，可以可靠的吸附晶圆110。
根据本发明的另一个示范性方面，通过控制ESC105的表面形态，可以对电压极性转换期间的最小剩余吸附力进行优化。例如，可以对泄漏电介质层125的表面140进行微加工，其中，经过微加工的吸附表面120提供了间隙距离方面的更大的不同，从而在RC时间常数方面提供更大的差异。另外，可以使用其他传统的加工方法对泄漏电介质层125进行加工，从而在间隙距离方面提供了更大的差异。
根据本发明的另一个示范性方面，图4示出了包含微加工表面155的示范性的ESC150的平面图。例如，ESC150的表面155包括多个微结构或岛160，其中，所述多个岛一般从泄漏电介质层125的表面165向外延伸。例如，图中示出的多个岛160为圆形岛，然而，所述多个岛也可以是正方形、矩形、同心环等之类的任何形状，且认为任何这样的形状均落在本发明的范围之内。例如，可以通过调节方波吸附电压V的脉幅和ESC表面155的表面形态来对电压极性转换期间的最小剩余吸附力进行可靠的控制，且所述对表面形态的调节包括，但不限于，调节岛的高度和与泄漏电介质层125相关的岛面积比。
例如，如之前图4中所示，图5示出了包括多个岛160的微加工的ESC150的横截面。例如，如图5所示，微加工表面155具有第一间隙(gap1)和第二间隙(gap2)，其中，gap1一般基于形成于泄漏电介质层125中的岛160的高度，而gap2由所述岛的上表面的表面条件定义。例如，相对于电介质层125的总厚度T(例如，约为1mm)，岛的高度(例如，约为3μm的高度)可以忽略不计，因此，可以假定与岛160相关的体积电阻R1约等于所述上表面的体积电阻R2。然而，由于间隙距离方面的显著差异，gap1的电容C1远小于gap2的电容C2。在此例中，相应的RC时间常数为RC1=ρϵ0d(dielectric)gap1=0.066sec,---(2)]]>和RC2=ρϵ0d(dielectric)gap2=0.266sec,---(3)]]>其中，ρ(dielectric)为电介质层的体积电阻率(如ρ(dielectric)＝3×109Ω-cm)，ε0是自由空间介电常数(如ε0＝8.85×10-14F/cm)，且d(dielectric)为电介质层的厚度。为上例之目的，令d(dielectric)＝1mm，gap1＝4μm，gap2＝1μm。
根据一个实例，gap1至少为gap2的两倍，其中，间隙距离之间的差异提供了所述间隙电容之间的相应差异。较大的间隙差异(如gap1＝4μm和gap2＝1μm)提供了间隙之间的较大的电容差异，从而提供了较大和有利的RC时间常数方面的差异。
图6示出了分别施加到电极的gap1、gap2的上述示范性吸附电压的示范性波形，此处假设V0为所施加的吸附电压，且该电压为完美的方波脉冲，且电压V1和V2分别按时间常数RC1和RC2延迟。例如，如以下所示，按指数衰减函数对作为时间t的函数的吸附电压V进行了延迟。
V(t)＝V0(1-2e-t/RC).(4)如图6所示，当V0转换极性时，示范性的吸附电压V1(t)和V2(t)以不同的延时跨过0伏。
图7示出了以上的示范性吸附力F1(t)和F2(t)以及总吸附力Ftot，其中，吸附力由以下公式计算
F1(t)=A12ϵ0(V1(t)gap1)2,---(5)]]>和F2(t)=A22ϵ0(V2(t)gap2)2,---(6)]]>其中，A1是总的吸盘表面积减去由多个岛包围的面积所得的面积，而A2是岛的表面积。因而，总的吸附力为F(t)＝F1(t)+F2(t)。
根据本发明的另一个示范性方面，将最小剩余吸附力定义为将晶圆维持在吸附于ESC中的状态所需的最小力。如图7所示，吸附了示范性的6英寸(150mm)直径的硅晶圆，其中，当V0转换极性时，在以上条件下，总的最小剩余吸附压力可高达约100托。因而，可以通过调节V0的脉宽以及控制岛高度(与RC时间常数相关)与面积比(与力的分量相关)之类的表面形态来可靠地控制V0转换极性期间的最小剩余吸附力。例如，如果岛与吸盘表面的面积之比为0.1，gap1＝4μm，gap2＝1μm，则当V0的幅值为±300、400和500V时，V0转换极性期间的最小剩余吸附力分别为94、170和260托。另外，如果V0约为±300伏，面积比为0.1，gap1＝4μm，gap2＝1、0.8和0.5μm，则V0转换极性期间的最小剩余吸附力分别为94、140和170托。在另一个实例中，如果V0约为±300伏，gap1＝4μm，gap2＝1μm，且岛面积比为0.05、0.1和0.2，则V0转换极性期间的最小剩余吸附力分别为60、94和110托。从以上实例可以看出，吸附电压和泄漏电介质层的表面形态可以提供很宽的“调整”ESC的能力，使得在电压极性转换期间晶圆能保持吸附状态。
根据本发明的另一个示范性方面，吸附电压V的脉幅应当足够高，以激发所需的最小剩余吸附力，且该吸附电压激发的吸附力也应当高于实现可靠的吸附和冷却的背面气体压力所要求的值。例如，如果需要±300伏的吸附电压来实现最小的100托吸附压力，则通过将脉宽调节成小于或等于约1秒，可以将释放时间控制为小于或等于约1秒。交流信号的脉冲上升时间可以变化，但是应当尽可能小。因此，在一个实例中，5微秒或更短的脉冲上升时间提供了对所述加工的足够的控制，并且，可以在市场上方便地找到采用MOSFET或IGBT技术的这类电压源。
根据本发明的另一个示范性方面，图2的ESC105还包括各种类型的电极图案，例如，包括用于等离子体环境系统的简单单极结构或用于真空环境系统的简单D形双极结构。此外，本发明不需要复杂的电极图案或复杂的信号定时控制电子电路。在关掉吸附电压V后，几乎可以立即释放晶圆110，这至少部分地归因于吸附过程中的脉宽足够短，从而可以在很大程度上限制或防止电荷迁移或累积到泄漏电介质层125和/或晶圆110的绝缘层112。
现在参看图8，其中示出了根据本发明的一个示范性方面的方法200，该方法用于将半导体晶圆吸附到J-R型静电吸盘。尽管此处以一系列操作或事件的形式对各种示范性方法进行了说明，但仍应理解，本发明不限于示出的操作或事件的顺序，因为某些步骤可能以不同的顺序发生和/或与此处所示或所述的步骤以外的其他步骤同时发生。此外，不必用所有示出的步骤来实施根据本发明的方法。而且，应当理解，可以结合本文示出和说明的系统，也可以结合其他没有示出的系统来实施所述方法。
从操作205开始，至少部分地基于ESC的表面形态来确定单相方波吸附电压。而ESC的表面形态例如由与其相关的泄漏电介质层的表面形态定义。接着，可基于与晶圆和静电吸盘相关的最小剩余吸附力来确定吸附电压。
在操作210中，将晶圆放置在泄漏电介质层上。例如，该表面可以包括所述泄漏电介质层的粗糙表面或经过微加工的泄漏电介质层表面(包含多个从电介质表面向外延伸的微结构或岛)。在操作215中，将确定的单相方波吸附电压加到ESC，这时，所述晶圆一般被吸附到所述ESC。所述确定的吸附电压例如用来在ESC和晶圆之间产生静电力，从而将晶圆吸附到ESC的表面上。例如，在施加的单相方波吸附电压的极性发生转换的过程中，至少维持了最小剩余吸附力，这时，晶圆仍然被吸附到静电吸盘，但在很大程度上防止了电荷迁移或累积在晶圆的绝缘层上。
在操作220中，例如，关掉了单相方波吸附电压，从而将晶圆从ESC上释放。例如，由于操作205中的吸附电压确定，释放时间被进一步最小化。
尽管用特定的优选实施例和多个实施例示出并描述了本发明，但是显而易见，在阅读并理解了本说明及附图后，本领域其他技术人员能得到与所述实施例的等同的变更和修改。特别就上述部件(组合、装置、电路等等)执行的各种功能而言，除非另有说明，描述这些部件的术语(包括指称为“装置”(“means)”的)与任何执行上述部件的上述规定功能的部件(即功能上等同)一致对应，即使这些部件在结构上不与在此示出的本发明的示范性实施例中执行所述功能的公开结构等同。此外，虽然仅用几个实施例中的一个公开了本发明的一个特定特征，但是，如果对任何给定或特定的应用有必要或是有利，就可将该特征与其他实施例的一个或多个其他特征进行组合。
权利要求
1.一种将具有背面绝缘层的半导体晶圆吸附到具有泄漏电介质层的J-R静电吸盘的方法，所述方法包括为所述静电吸盘确定单相方波吸附电压，其中，所述确定操作至少部分地基于与所述晶圆和所述静电吸盘以及所述泄漏电介质层的表面形态相关的最小剩余吸附力；将所述晶圆放置在所述静电吸盘上；以及将所确定的单相方波吸附电压施加到所述静电吸盘，从而以静电方式将所述晶圆吸附到所述静电吸盘，其中，在单相方波吸附电压的极性发生转换期间，至少维持所述最小剩余吸附力，使得所述晶圆保持被吸附在所述静电吸盘上。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述泄漏电介质层的表面形态包含处于所述晶圆和所述静电吸盘之间的第一间隙和第二间隙，其中RC时间常数与各自的第一和第二间隙有关，且与所述第一和第二间隙相关的所述RC时间常数之间的差异达到这样的程度，使得在所确定的单相方波吸附电压的极性发生转换期间，至少维持所述最小剩余吸附力。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二间隙与所述泄漏电介质层的自然表面粗糙度有关，且所述第一间隙大于所述第二间隙。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述第一间隙至少为所述第二间隙的两倍。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述第一间隙至少为所述第二间隙的三倍。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第一间隙约为4微米，而所述第二间隙约为1微米。
7.如权利要求3所述的方法，其中，通过对所述泄漏电介质层进行传统加工或微加工在所述泄漏电介质层内形成所述第一间隙。
8.如权利要求2所述的方法，其中，确定所述单相方波吸附电压包括确定由脉宽和脉幅定义的波形，其中所述波形是与各自的第一间隙和第二间隙相关的RC时间常数的函数。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述脉幅确定成这样，在所述晶圆和所述静电吸盘之间至少提供所述最小剩余吸附力。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所确定的单相方波吸附电压的脉幅约小于+/-300伏。
11.如权利要求8所述的方法，还包括断开所确定的单相方波吸附电压，从而将所述晶圆从所述静电吸盘上释放，其中释放时间与所确定波形的脉宽有关。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所确定波形的脉宽比要求的释放时间短，且所述释放时间满足处理能力要求。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所确定波形的脉冲短于约1秒。
14.如权利要求1所述的方法，还包括确定所述泄漏电介质层的表面形态。
15.如权利要求14所述的方法，其中，确定所述表面形态的操作包含确定一个或多个岛高度和岛面积比。
16.如权利要求1所述的方法，还包括将冷却气体反压力通过所述静电吸盘加到所述晶圆的背面，其中，所确定的单相方波吸附电压被基于所述冷却气体反压力进一步确定。
17.一种吸附具有背面绝缘体的晶圆的系统，该系统包括包含一个泄漏电介质层和一个或多个用来在所述泄漏电介质层与所述晶圆之间提供静电吸附力的电极的J-R静电吸盘，所述泄漏电介质层具有多个从其放置所述晶圆的表面突出的多个岛，其中，第一间隙规定为在所述泄漏电介质层的表面和所述晶圆之间，第二间隙规定为在所述多个岛的上表面与所述晶圆之间，而所述第一间隙和所述第二间隙与所述泄漏电介质层一起进一步确定了与它们相关的各自的RC时间常数；以及配置成将单相方波吸附电压提供给一个或多个电极的电源，其中，所述单相方波吸附电压的脉幅与所述第一间隙和第二间隙各自的RC时间常数有关，且至少部分地由于所述间隙各自的RC时间常数，所述J-R静电吸盘用来在所述单相方波吸附电压的极性转换期间维持所述最小剩余吸附力。
18.如权利要求17所述的系统，其中，所述第二间隙由所述泄漏电介质层的自然表面粗糙度定义。
19.如权利要求18所述的系统，其中，所述泄漏电介质层的自然表面粗糙度约为1微米或更小。
20.如权利要求17所述的系统，其中，所述第一间隙至少为所述第二间隙的两倍。
21.如权利要求17所述的系统，其中，所述第一间隙至少为所述第二间隙的三倍。
22.如权利要求17所述的系统，其中，所述第一间隙约为4微米，所述第二间隙约为1微米。
23.如权利要求17所述的系统，其中，所述多个岛通过用一种或多种传统加工方法或微加工方法对所述泄漏电介质层进行加工而形成，其中，一部分所述泄漏电介质层被去除，从而在所述晶圆和所述泄漏电介质层的表面之间确定所述第一间隙。
24.如权利要求23所述的系统，其中，所述多个岛通过对所述泄漏电介质层进行珠光处理而形成。
25.如权利要求17所述的系统，其中，所述单相方波吸附电压的脉幅用来向所述晶圆至少供给所述最小剩余吸附力。
26.如权利要求17所述的系统，其中，所述单相方波吸附电压的脉宽比要求的释放时间短，所述释放时间满足处理能力要求。
27.如权利要求17所述的系统，还包含冷却气源，其中所述冷却气源用来在所述静电吸盘和所述晶圆之间提供冷却气体反压力，且所述冷却气体反压力还与所述最小剩余吸附力有关。
全文摘要
本发明旨在提供使用单相方波交流吸附电压将晶圆吸附到J－R静电吸盘的方法和系统。该方法包括为J－R静电吸盘确定单相方波吸附电压，其中，所述确定至少部分地基于与晶圆和静电吸盘以及泄漏电介质层的表面形态相关的最小剩余吸附力。将晶圆放置在静电吸盘上；并向静电吸盘施加所确定的吸附电压，这样，便以静电的方式将晶圆吸附到静电吸盘，在单相方波吸附电压的极性转换过程中，至少保持所述的最小剩余吸附力。确定表面形态的操作包含确定晶圆和静电吸盘之间的第一间隙和第二间隙以及岛面积比，其中，分别与所述第一间隙和第二间隙相关的RC时间常数之间存在差异，使得在所述极性转换过程中保持了至少最小的剩余吸附力。当去掉方波吸附电压时，释放时间大幅减少，该释放时间对应于方波吸附电压的脉宽。
文档编号H01L21/68GK1875472SQ200480032676
公开日2006年12月6日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年9月12日
发明者秦舒, P·克雷曼 申请人:艾克塞利斯技术公司