专利名称：环状物抓持与背侧气体冷却的静电夹盘的制作方法
技术领域：
本发明主要地涉及一种半导体加工抓持系统，更具体地是， 一种静电 夹具和抓持工件的方法。
背景技术：
静电夹具或夹盘(ESCs)大致上用于在半导体工业的诸如注入、刻 蚀、化学蒸镀(CVD)等的等离子基础或真空基础的半导体加工期间抓持 工件或基底。ESC的抓持能力以及工件温度控制已在加工诸如硅晶片的半 导体基底或晶片方面被证明是非常有价值的。例如，示例性的ESC包括位 于导电电极上的介电层，其中，将半导体晶片布置在ESC的表面上(例如， 将晶片布置在介电层的表面上)。在半导体加工期间(例如，离子注入)， 抓持电压示例性地被施加在晶片与电极之间，其中，晶片通过静电力被抓 持靠着夹具表面。
称为约翰森'瑞贝克(Johnsen-Rahbek) (J-R)夹具的静电夹具的子 装置，利用与晶片相接触的泄漏的(leaky)介电层(例如，体积电阻约 为lX108Ohm-cm至IJlX10^Ohm-cm之间的半导体介电层)，其中，与传统 的非J-R夹具相比，其在较小的电压条件下可获得较大的抓持力。典型地， 对ESC输入低电压不仅减少与J-R夹具相关联的电源要求，而且更提供对 晶片及形成在晶片上的装置具有潜在较小危害的抓持条件。
例如，传统的J-R夹具包括轻微导电的介电层，这样大致上允许介电 层(例如，陶瓷)的厚度比示例性的或库伦(Coulombic) ESC所允许的 厚很多。这个厚度的增加非常有助于夹具的制造过程，同时也减小夹具的 工作电压。例如，通过电介质糊剂的丝网印刷(screenprinting)和烧结 (firing),介电层可被用作形成正、负电极的基底。但是，例如，示例性地 由使用半导体电介质所造成的电荷转移也能将电荷传送至晶片，在那里产生可导致从夹具释放晶片过程中延迟的残余抓持力。为减轻残余抓持力的
影响，可使用利用多组电极(例如多相或聚合相(multi-phasing, poly-phasing))的A/C抓持电压。但是，这个A/C抓持电压和多组电极大 致上要求每个电极使其区域在某种程度上均匀地跨越夹具分布。由此而导 致的电极结构是非常复杂的，这是因为为满足抓持面积和抓持力最大化所 要求的设计限制。
一些传统的ESC还使用背侧气体冷却以在加工期间冷却工件。在这种 情况下，冷却气体被提供在工件与ESC表面之间，其中，气体压力于它的 热传递系数大致上成正比。因此，为获得更高的冷却率，大致上要求较高 的背侧冷却气体压力以提供所期望的热效能。因此，.为保持对工件的适当 抓持，应以较大的抓持力或施加到ESC的电压来适当地抵消与较高的背侧 气体压力相关的作用力。在高能离子注入的情况下(例如，2.5kW)，气 体压力相当高以获得适当的冷却，其中，应该适当地增加抓持力以试图补 偿相当高的气体压力。而且，在二维扫描工件的情况下(例如在一些离子 注入系统中所见到的)，较大的G作用力会存在于工件振荡期间，其中， 甚至需要更高的抓持力以保持工件与ESC之间的充分接触。但是，提高作 用在整个工件上的抓持力具有诸如增加颗粒污染的有害影响，这是因为增 加的抓持压力会造成在跨越工件表面的ESC与工件之间的摩擦力，因此， 导致跨越形成装置的工件区域的颗粒污染的更大的机会。
而且，诸如背侧冷却气体压力、加工腔压力及所期望的抓持力的设计 参数大致上(例如在二维扫描离子注入系统的情况中)大致上是紧密耦合 的，其中，与操作压力相关的离子转移效率和背侧冷却气体泄漏也开始起
作用。因此，在这个紧密耦合的系统内以气体压力抵消抓持压力非常困难， 反之亦然。
因此，在本技术领域中存在对多电极夹具的需要，此多电极夹具大致 上将抓持工件所需要的抓持力从与背侧气体冷却相关的需要中分离，其 中，颗粒污染大致上能够被减轻，同时，提供所期望的温度均匀性和抓持 压力以有效地加工工件
发明内容
本发明通过提供用于在半导体加工系统内抓持工件的系统、装置和方 法而克服先前技术的不足。因此，下面给出本发明的简要内容以提供对本 发明一些方面的基本理解。此内容不是本发明的广泛概述。它的目的既不 是确定本发明的关键或决定性元件，也不是描述本发明的范围。它的目的 是以简单形式给出本发明的一些想法作为后续更详细描述的序言。
本发明大致上针对一种静电夹具，其用于在半导体加工中将工件抓持 到静电夹具，且针对用于抓持工件到静电夹具的方法。根据本发明的一个 示例性方面，静电夹具包括抓持板，其中，抓持板包括环状物和中心盘， 其中，环状物大致上围绕中心盘。环状物包括第一层，第一层具有与其相 关联的第一表面，其中，第一表面设置为与工件表面的周边区域相接触。
根据一个示例，工件表面的周边区域为排除区域(exclusionaryzone)的 一部分，其中，半导体器件大致上并不形成在排除区域中。
中心盘包括具有第二表面的第二层，其中，第二表面大致上从第一表 面凹进，在其中大致上限定第二表面与工件表面之间的间隙。第一层和第 二层可包括J-R型材料或库伦型材料。与气体供给源流体连通的一个或更 多背侧气体输送孔还定位于最接近环状物与中心盘之间的界面，其中，背 侧气体有选择地被引到限定在环状物、中心盘与工件之间的容积。
第一电极与环状物相关联，其中，第一电极电连接到第一电压电位， 并且第二电极与中心盘相关联，其中，第二电极电连接到第二电压电位。 第一电极和第二电极相互之间电气隔离，并设置为独立充电，其中，第一 电压电位可操作以实质上通过第一抓持力将工件抓持到环状物，并且，其 中第二电压电位可操作以对工件提供第二抓持力，其中，第二抓持力可实 质上补偿与背侧气体压力相关联的作用力。而且，环状物可操作以在工件 的周边区域与ESC之间提供实质地密封，其中，冷却气体大致上保持在由 环状物、中心盘和工件所限定的容积内。
根据另一个示例方面，还提供与抓持板背侧相关联的冷却板，其中， 冷却板包括设置为从中输送冷却流体的一个或更多冷却通道。在一个示例 中， 一个或更多冷却通道包括通过多个径向通道相互连接的多个同心通 道。例如，多个同心通道和径向通道限定在冷却板的前表面中，所述冷却 板的前表面对着抓持板的背侧。在另一个示例中， 一个或更多径向通道还沿着冷却板的背侧表面被限定，其中，冷却板的背侧表面大致上与冷却板 的前面相对。一个或更多冷却通道的构造提供对抓持板的有利冷却，同时， 大致上防止在其中形成气泡。
根据另一个示例方面，提供用于抓持工件的方法，其中，提供例如上 述的抓持板。将工件放置在抓持板上，其中，工件的周边区域与第一层接 触，并且其中，容积大致上被第二层与工件的中心区域之间的间隙距离所
限定。背侧气体在背侧气体压力下通过一个或更多背侧气体输送孔而提供 到容积内，其中，背侧气体压力大致上对第二层与工件的中心区域之间的
容积加压。第一电压电位施加于第一电极，在其中，大致上用第一作用力
将工件的周边区域吸引到第一层。例如，在静电夹具平移期间(如在离子
注入过程中静电夹具的高频二维平移)，第一作用力可充分保持工件相对
于静电夹具的位置。
根据本发明，向第二电极施加第二电压电位，其中，大致上用第二作 用力而将工件的中心区域吸引到第二层。通过控制第一电压电位并且通过 控制第二电压电位，保持工件相对于抓持板的位置，第二作用力大致上抵 消与容积内的背侧气体压力相关联的力，从而，第二作用力还大致上控制 间隙距离。因此，通过控制第二电压电位，间隙距离被大致上控制，并且， 通过控制背侧气体压力，可进一步控制在容积内的热传递系数。
因此，为实现前述和相关的目标，本发明包括在下文中详细叙述的特 征和在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细说明本发明的示 意性实施例。但是，这些实施例只是应用本发明原理的一些不同方式。通 过与附图接合的以下详细描述，本发明的其它的目的、优点和新颖的特征 将变得明显。
图l是根据本发明的一个示例性方面的静电夹盘的分解透视图； 图2是根据本发明的另一个方面的图1的静电夹盘的横截面视图3是图2的静电夹盘的部分的放大横截面视图4是根据本发明的另一个方面的示例性静电夹盘的简化横截面视
图；图5是包括本发明的静电夹盘的示例性系统的框图6是根据本发明的另一个方面的示例性冷却板的顶视图7为根据本发明的另一个方面的图6的示例性冷却板的底视图8为根据本发明的用于抓持工件的示例性方法的框图。
具体实施例方式
本发明大致上针对静电夹具或夹盘(electrostatic clamp or chuck) (ESC)，静电夹具或夹盘在提供改善的抓持和热均匀性的同时进一步减 少背侧颗粒污染。因此，本发明将参考附图进行描述，其中，使用相同的 参考序号以在全文中指代相似元件。应该能够理解，这些方面的描述仅为 说明性的，并且它们不应被解释为限制的意义。在以下描述中，为解释的 目的，大量具体的细节被阐述以提供对本发明的彻底理解。但是，本领域 的技术人员显而易见可在没有这些具体的细节的情况下实现本发明。
现在参考附图，图l为示例性说明也称为"ESC"的示例性静电夹具 100的分解透视图。ESC100可操作以在诸如离子注入过程的半导体加工期 间，通过静电力将工件102大致抓持在其上(图2中横截面所示)，其中， 工件相对于离子束(未显示)在一个或更多方向上被快速地平移。工件102 可包括诸如硅晶片或其它基底的半导体基底。例如，图1中示出的ESC100 包括抓持板104、第一电极106、第二电极108和冷却板110，其中，抓持板、 第一电极、第二电极和冷却板可操作地耦合以形成ESC。
根据本发明的一个方面，抓持板104包括环状物112和中心盘114，其 中，环状物大致上围绕中心盘。环状物112包括第一层116，第一层具有与 其相关联的第一表面118，其中，第一表面大致上设置为与工件102接触， 图2显示工件的横截面。例如，如图2所示，可操作第一表面118以在静电 抓持期间在工件102的表面120的周边区域122的周围与工件102的表面120 接触。例如，工件102的表面120的周边区域122可与工件的排除区域124 相关联，其中，半导体器件大致上不形成在排除区域内。例如，与环状物 112相关联的第一表面118可在排除区域124内部分地或完全地接触工件 102的表面120。可选择地，第一表面118可部分地或全部地接触工件的活 性区域125，其中，装置(未显示)形成在所述活性区域内。例如，中心盘114包括第二层126，第二层具有与其相关联的第二表面
128。在图3中进一步说明图2中示例性ESC100的部分129，其中显示本发 明若干方面。如图3所示，第二层126的第二表面128大致上从第一层116 的第一表面118凹进预定的距离，其中大致上限定第二表面与工件102的表 面120之间的间隙130。例如，第二表面128大致上从第一层116的第一表面 118凹进约5微米和30微米之间。在一个具体示例中，第二表面128大致上 从第一层116的第一表面118凹进约10微米。
根据另一个示例，第一层116和第二层126包括掺杂的J-R型材料(例 如掺杂钛的氧化铝、掺杂一氧化铈的氮化铝等)。在J-R型ESC100中掺杂 的J-R型材料(例如，体积电阻在lX10S lXl(^Ohm-cm之间的半导体介 电材料)优于非掺杂的材料，因为抓持板104可相当地厚(例如厚度为 0.5mm或更大)，并且随后无需通过切削、碾磨或其它工艺变薄以产生有 用的抓持力。可选择地，第一层116和第二层126包括非J-R材料，其中， ESC100可以是库伦型夹具。
图4示出图2中示例的ESC100的部分129的简化的视图132，其中，进 一步阐述本发明的若干发明方面。如图4所示，根据一个示例，第一层116 包括第一介电层134，第一介电层具有形成在其上的第一保护层136，其中， 第一表面118大致上被第一保护层的顶面138所限定。在一个示例中，第一 介电层134包括诸如一个或多个掺杂钛的氧化铝、掺杂一氧化铈的氮化铝 的掺杂的介电材料。例如，第一保护层136包括形成在第一介电层上的二 氧化硅(Si02)层。可选择地，第一保护层136包括形成在第一介电层134 上的聚酰亚胺(PI)或其它聚合体。
例如，第二层126以类似的方式包括第二介电层140，第二介电层具 有形成在其上的第二保护层142，其中，第二表面128大致上被第二保护层 的顶表面144所限定。第一介电层134和第二介电层140可由类似的或不同 的材料构成。类似地，第一保护层136和第二保护层142可由类似的或不同 的材料构成。在一个示例中，第一介电层134和第二介电层140由共同的陶 瓷基底形成，其中，第一保护层136和第二保护层142在第一和第二介电层 形成之后形成在第一和第二介电层之上。
根据本发明的另一个方面，图2中所示的ESC100的第一电极106与环状物104相关联，并且第二电极108与中心盘114相关联，其中，第一电极 和第二电极大致上彼此电气隔离。例如， 一个或更多第一电极106和第二 电极108由一种或多种的银、金、钛、钨或其它导电性金属或材料构成。 如图5所示并且将在下文中被讨论，ESC100的第一电极106和第二电极108 可分别地电气连接到各自的第一电压源146 (例如第一电压电位)和第二 电压源148 (例如第二电压电位)。
根据另一个方面，如图2 4所示，抓持板104还包括一个或更多背侧 气体输送孔150，其中，再如图5所示， 一个或更多背侧气体输送孔与气体 源152流体连通。例如，图2 4中一个或更多背侧气体输送孔150大致上靠 近环状物112与中心盘114之间的界面154定位。例如， 一个或更多背侧气 体输送孔150可包括位于环状物112与中心盘114之间界面154周围的一个 或更多孔156，如图1所示，其中，冷却气体(未显示)被允许泄漏进入由 工件102与中心盘114以及环状物I12之间的间隙130所限定的容积158 (如 图4所示)。因此，环状物112可操作以在工件102的表面120的周边区域122 与ESC100之间提供实质密封159，其中，冷却气体大致上被保持在由环状 物、中心盘114和工件所限定的容积158内。通过控制冷却气体的压力，可 以依靠间隙130的尺寸、气体压力，以及气体是否在自由分子状态、过渡 状态或粘性流状态而控制工件与ESC100之间的热传递。
在一个示例中， 一个或更多孔156可以具有约为2毫微或更小的直径， 但是，各种其它尺寸的孔也可在本发明的范围内被设计。例如， 一个或更 多孔156可具有约为500微米的直径。在一个替代中， 一个或更多背侧气体 输送孔150包括一个或更多细长的缝隙(未显示)，其中， 一个或更多缝隙 大致上沿环状物112与中心盘114之间的界面154延伸预定的距离(未显 示)。例如， 一个或更多细长的缝隙可包括线性或弓形的缝隙，其中，当 测量环状物与中心盘之间时， 一个或更多弓形的缝隙的径向宽度(沿 ESC100的半径160延伸测量)约为2毫微或更小。例如， 一个或更多细长
的缝隙的长度大致大于它的径向宽度。
根据本发明的另一个示例性方面，图1 4的ESC100的冷却板110与抓 持板104的背侧162相关联，如图4所示，其中，抓持板104还包括形成在第 一电极146与冷却板110之间的第一绝缘层164和形成在第二电极148与冷却板之间的第二绝缘层166。例如， 一个或更多第一绝缘层162和第二绝缘 层166包括介电材料，其中，介电材料可由一种或多种氧化铝、氮化铝或
其它绝缘材料构成。
根据本发明的另一个示例性方面，如图2和3所示，冷却板110包括一 个或更多冷却通道168。例如， 一个或更多冷却通道168设置为用于在抓持 板104与冷却板110之间和/或通过冷却板输送诸如水的冷却流体(未显示) 以在半导体加工期间冷却ESCIOO。图6示出冷却板110的示例性前表面 170，其中，冷却板的前表面大致上与图2的抓持板104的背侧162连接，例 如，其中描述冷却通道168的至少部分的预定图案172。应注意，预定图案 172可以不同于图中所示图案，并且所有这些图案都预期落入本发明的范 围内。
如图6所示，与冷却板110的前表面170相关联的一个或更多冷却通道 168大致上包括多个同心通道174，多个同心通道大致上通过多个径向过道 176相互连通。图7示出图6的示例性的冷却板110的背侧表面178，其中， 冷却板的背侧表面大致上与冷却板的前表面相对。因此，冷却板110的一 个或更多通道168还包括一个或更多径向通道180，径向通道沿冷却板的背 侧表面限定，其中，冷却流体可操作以通过一个或更多孔182穿过冷却板 而在冷却板的前表面170与背侧表面178之间传递。例如，示例性的多个同 心通道174、径向过道176、径向通道180和一个或更多孔182大致上提供穿 过其的冷却流体的有利的流动，其中，气泡大致上被减少到最小。
因此，本发明的图1 4的示例性ESC100提供对工件102的冷却和围绕 工件102的周边区域122的有利的抓持，同时，大致上允许在与中心盘114 相关联的静电作用力与工件和中心盘之间的容积158相关联的背侧气体压 力之间获得作用力的平衡。根据本发明的另一个示例性方面，第二层126 还可包括一个或更多"微点"或平顶山状结构(mesas) 184(如图1所示)， 其中， 一个或更多平顶山状结构大致上从第二表面128向外延伸，并且如 图2所示，为了大致上支撑工件的内部区域185， 一个或更多平顶山状结构 设置为与工件102的表面120相接触。例如，图l所示的一个或更多平顶山 状结构184具有表面区域，所述的表面区域与约占工件102的表面120的1% 或更少的部分相接触。例如，每个一个或更多平顶山状结构184具有的表面积小于2mm2，并且大致上彼此间隔约为15mm 30mm。应该注意的是， 一个或更多平顶山状结构184可完全地被省略，其中，ESC100与工件102 之间仅沿着环状物112接触。
仍然根据本发明的另一个示例性方面，抓持板104还包括布置在其周 边188附近的多个(例如，三个或更多)凹口186，其中，多个凹口设置为 与用于操纵ESC100的钳子(未显示)相连接。例如，钳子可电接地，其 中，与钳子相关联的接地销(未显示)大致上提供与抓持板相关联的三个 或更多个电接地。例如，在这种配置下，多个凹口 186因此大致上使ESC100 接地，其中，ESC可进一步被用作单极夹盘。例如，在抓持板104周边188 附近的多个凹口186的位置大致上可减小可能由接地销所产生的热的不均 匀性。作为选择，ESC100可被用作双极夹盘，其中，不必电连接到接地 销。
图5示出示例性的静电抓持系统190，其中，ESC100可被操作以与第 一电压源或电压电位146 (例如第一电源)、第二电压源或电位148 (例如 第二电源)、气体源152和控制器192接合。例如，控制器192可操作以控制 施加于图2中环状物112的第一电压电位146，以大致将工件102抓持到 ESC100并且将背侧气体密封在中心盘114、环状物112与工件102之间所限 定的容积158内，同时，进一步控制第二电压电位148和气体源152以在与 第二电极108相关联的静电抓持力与容积内的背侧气体压力之间提供实质 作用力平衡。
根据本发明的另一个特点，图8示出用于通过静电夹盘抓持工件的示 例性的方法300。应注意，虽然在本文中将示例性方法说明并描述为系列 动作或事件，但应了解本发明并不受这些动作或事件所说明的顺序限制， 因为根据本发明， 一些步骤可以不同的顺序和/或与除本文所示和描述之 外的其它步骤同时发生。此外，并不需要所有图示的步骤来实现根据本发 明的方法。而且，应了解可结合本文说明并且描述的系统以及与其它未说 明的系统来实施本方法。
如图8所示，方法300以动作302开始，其中，提供诸如图1 4的ESC100 的静电夹盘。例如，在动作302中提供的ESC包括抓持板，其中，抓持板 包括具有第一电极的环状物和与其相关联的第一层。抓持板还包括具有第二电极的中心盘和与其相关联的第二层，其中，中心盘大致上从环状物凹 进。夹持板还进一步包括位于最接近环状物与中心盘之间的界面的一个或 更多背侧气体输送孔。
在动作304中，工件被放置在抓持板上，其中，工件的周边区域与第 一层相接触，并且，其中容积大致上被环状物和第二层与工件的中心区域
之间的间隙距离限定。在动作306中，第一电压电位施加于第一电极，在 其中大致上用第一作用力(例如第一抓持力)将工件的周边区域吸引到第 一层。在动作308中，背侧气体以背侧气体压力提供到一个或更多背侧气 体输送孔，其中，背侧气体压力大致上对第二层与工件的中心区域之间的 容积加压。背侧气体压力大致上确定工件与抓持板之间的热传递量。而且， 例如，与在动作306中施加到第一电极的第一电压电位相关联的第一作用 力大致上足以保持工件相对于抓持板的位置，并且在工件与环状物之间提 供实质密封以防止背侧气体从与ESC相关联的容积泄漏。
在动作310中，第二电压电位施加于第二电极，在其中大致上用第二 作用力(例如第二抓持力)将工件的中心区域吸引到第二层。在动作312 中，第一电压电位和第二电压电位被控制，其中，第一电压电位大致上用 第一作用力将工件抓持到抓持板，并且其中第二电压电位大致上用第二作 用力来补偿背侧气体压力和大致上控制间隙距离。动作312还包括控制背 侧气体压力，其中背侧气体压力大致上确定抓持板与工件之间的热传递。 因此，与中心盘相关联的间隙距离和背侧气体压力能够独立于与环状物相 关联的所期望的抓持而被控制，其中，将工件的中心区域的抓持从工件的 周边区域的抓持大致上分离。因此，在一个示例中，第二作用力可大致小 于第一作用力，其中，由于ESC与工件的中心区域之间摩擦的减小，这个 较小的第二作用力可使颗粒污染减小。
因此，通过如上述而使抓持分离，本发明提供一种静电夹具，静电 夹具提供改善的热均匀性，同时还减小颗粒污染。尽管以某些较佳具体实 施例展示并描述本发明，但显而易见，本领域技术人员在阅读并理解本说 明书及附图后会想到等效改变及修改。特别对于上述元件(组件、装置、 电路等)所执行的各种功能而言，除非另行指示，即使结构上与在本文中 执行本发明图示的示例性实施例的功能所公开的结构不等效，用于描述这些元件的术语(包括涉及的"方法")与执行所描述的元件的特定功能的 任意元件相对应(也就是功能上等效)。此外，虽然本发明的独特的特征 仅参考许多实施例的其中之一被公开，当对于任何给定或特定的应用而言 是所期望和有利时，这个特征可与其它实施例的一个或更多其它特点相结
权利要求
1.一种用于抓持工件的静电夹具，所述静电夹具包括抓持板，所述抓持板包括环状物，所述环状物包括第一层，所述第一层具有与其相关联的第一表面，其中，所述第一表面设置为接触工件表面的周边区域；中心盘，所述中心盘包括第二层，所述第二层具有第二表面，其中，所述环状物大致围绕所述中心盘，并且其中所述第二表面大致从所述第一表面凹进，由此大致限定所述第二表面与所述工件表面之间的间隙；和一个或更多背侧气体输送孔，所述一个或更多背侧气体输送孔与气体源流体相通，并且所述一个或更多背侧气体输送孔接近所述环状物与所述中心盘之间的界面定位；第一电极，所述第一电极与所述环状物相连接，其中，所述第一电极电连接到第一电压电位；和第二电极，所述第二电极与所述中心盘相连接，其中，所述第二电极电连接到第二电压电位，并且其中，所述第一电极与所述第二电极彼此电绝缘。
2. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中，所述第一层和所述第二层 包括J-R型材料。
3. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中，所述第一层包括第一介电 层，所述第一介电层具有形成在其上的第一保护层，其中，所述第一保护 层的表面大致限定所述第一表面，并且其中，所述第二层包括第二介电层， 所述第二介电层具有形成在其上的第二保护层，其中，所述第二保护层的 表面大致限定所述第二表面。
4. 根据权利要求3所述的静电夹具，其中，所述第一介电层和第二介 电层中的一个或更多包括掺杂的介电材料。
5. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中，所述第二表面从所述第一 表面凹进约5微米和30微米之间。
6. 根据权利要求5所述的静电夹具，其中，所述第二表面从所述第一 表面凹进约10微米。
7. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中，所述第一电极和第二电极 中的一个或更多包括导电性金属。
8. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中，所述工件的表面的周边区 域与所述工件的排除区域相连接，其中，没有半导体器件形成在所述排除 区域中。
9. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中，所述一个或更多背侧气体 输送孔包括具有约为2mm或更小直径的一个或更多孔。
10. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中， 一个或更多背侧气体输 送孔包括一个或更多细长的缝隙，所述缝隙沿所述环状物与所述中心盘之 间的所述界面延伸。
11. 根据权利要求10所述的静电夹具，其中，当在所述环状物与所述 中心盘之间测量时，所述一个或更多细长的缝隙的宽度约为2mm或更小。
12. 根据权利要求l所述的静电夹具，还包括与所述抓持板的背侧相 连接的冷却板，其中，所述冷却板包括一个或更多冷却通道，所述冷却通 道设置为通过该冷却通道输送冷却流体。
13. 根据权利要求12所述的静电夹具，其中，所述冷却板的所述一个 或更多通道包括多个同心通道，所述多个同心通道通过多个径向过道相互 连接，其中，所述多个同心通道和多个径向过道限定在所述冷却板的前表 面中，所述冷却板前表面面对所述抓持板的所述背侧。
14. 根据权利要求13所述的静电夹具，其中，所述冷却板的所述一个 或更多通道还包括沿着所述冷却板的背侧表面限定的一个或更多径向通 道，其中，所述冷却板的所述背侧表面大致与所述冷却板的所述前表面相 对。
15. 根据权利要求12所述的静电夹具，还包括形成在所述第一电极与 所述冷却板之间的第一绝缘层，和形成在所述第二电极与所述冷却板之间 的第二绝缘层。
16. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中，所述第二层还包括一个 或更多平顶山状部分，其中，所述一个或更多平顶山状部分大致从所述第二表面向外延伸，并且与所述工件的所述表面接触。
17. 根据权利要求16所述的静电夹具，其中，所述一个或更多平顶山状部分具有表面面积，所述表面面积接触所述工件的所述表面的约1%或 更少。
18. 根据权利要求16所述的静电夹具，其中，所述一个或更多平顶山 状部分中的每个具有小于2mr^的表面面积。
19. 根据权利要求l所述的静电夹具，其中，所述抓持板还包括三个 或更多布置在其周边附近的凹槽，其中，所述三个或更多凹槽设置为与接 地夹持器相连接，由此分别提供与抓持板相关联的三个或更多电接地。
20. —种用于抓持工件的方法，所述方法包括提供抓持板，其中，所述抓持板包括环状物，所述环状物具有第一 电极和与所述第一电极相连接的第一层；中心盘，所述中心盘具有第二电 极和与所述第二电极相连接的第二层，其中，所述中心盘大致从所述环状 物凹进，并且其中所述抓持板还包括一个或更多背侧气体输送孔，所述背 侧气体输送孔接近所述环状物与所述中心盘之间的界面定位；将所述工件放置在所述抓持板上，其中，所述工件的周边区域接触所 述第一层，并且其中，容积大致通过所述第二层与所述工件的中心区域之 间的间隙距离限定；对所述第一电极施加第一电压电位，由此大致用第一作用力将所述工 件的所述周边区域向所述第一层吸引；将背侧气体以背侧气体压力提供到所述一个或更多背侧气体输送孔， 其中，所述背侧气体压力大致对所述第二层与所述工件的所述中心区域之 间的所述容积加压；对所述第二电极施加第二电压电位，由此大致用第二作用力将所述工 件的所述中心区域向所述第二层吸引；和控制所述第一电压电位和所述第二电压电位，其中，所述第一电压电 位大致通过所述第一作用力将所述工件抓持到所述抓持板，并且其中，所 述第二电压电位大致通过所述第二作用力补偿所述背侧气体压力，由此大 致控制所述间隙距离。
21. 根据权利要求20所述的方法，还包括控制所述背侧气体压力，其中，所述背侧气体压力大致确定所述抓持板与所述工件之间的热量传 递。
22. 根据权利要求20所述的方法，还包括通过冷却板冷却所述抓持 板的背侧，其中，冷却流体流经与冷却板相连接的一个或更多通道。
23. 根据权利要求20所述的方法，其中所述第一电压电位和所述第二电压电位是交流电压。
24. 根据权利要求20所述的方法，其中所述第一电压电位和所述第二电压电位是直流电压。
25. 根据权利要求20所述的方法，其中将所述第一电压电位施加到所述第一电极大致在所述环状物与所述工件之间提供密封，由此大致将所 述背侧气体保持在所述容积中。
全文摘要
本发明公开了一种用于抓持工件的静电夹具(ESC)、系统和方法。ESC的抓持板具有中心盘和围绕中心盘的环状物，其中，中心盘从环状物以间隙距离凹进，在其中限定容积。背侧气体输送孔定位于为最接近环状物与中心盘之间的界面。加到环状物的第一电极的第一电压抓持工件的周边区域到第一层。加到中心盘的第二电极的第二电压大致上补偿在容积内的背侧气体的压力。ESC可由J-R型或库伦型材料构成。与抓持板相关联连的冷却板还由设置为用于从中输送冷却流体的一个或更多冷却通道提供冷却。
文档编号H01L21/683GK101563770SQ200780046690
公开日2009年10月21日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年12月19日
发明者威廉·李, 艾许温·普罗西特, 陶天照, 马文·拉方腾 申请人:艾克塞利斯科技公司