具有可光图案化的软性突出接触表面的静电夹盘的制作方法
【专利说明】具有可光图案化的软性突出接触表面的静电夹盘
[000。 相关申请案
[0002] 本申请案是2012年11月2日所提交的美国申请案第13/667, 516号的连续案，该 美国申请案第13/667, 516号是2011年10月27日所提交的美国申请案第13/266, 657号 的部分连续案，该美国申请案第13/266, 657号是2010年5月13日所提交的W英文公开的 美国国家阶段国际申请案第PCT/US2010/034667号，其请求2009年5月15日所提交的美 国临时申请案第61/216, 305号的权益。上述申请案的全部教示皆W引用方式并入本文中。
【背景技术】
[0003] 静电夹盘在制造制程期间固持且支撑基板，且也自基板移除热，而不机械夹持基 板。在静电夹盘的使用期间，通过静电力将基板（诸如，半导体晶圆）的背面固持至静电夹 盘的面。基板与静电夹盘的面中的一或多个电极是由覆盖电极的表面材料层分开。在库仑 夹盘中，表面层电绝缘，而在化hnsen-Rahbek静电夹盘中，表面层弱传导。静电夹盘的表面 层可平坦，或可具有将基板的背面与经覆盖电极进一步分开的一或多个突出、突起或其他 表面特征。在处理期间传递至基板的热可通过与突出的接触热传导及/或通过与冷却气体 的气体热传导而转移离开基板且转移至静电夹盘。在自基板移除热时，接触热传导通常比 气体热传导有效率。然而，控制基板与突出之间的接触量可为困难的。
[0004] 在微电子生产中，随着半导体及内存装置几何形状变得逐渐更小且晶圆、平面屏 幕显示器、比例光罩及其他处理过基板的大小变得逐渐更大，可允许的颗粒污染过程规范 变得更有限制性。粒子对静电夹盘的影响特别有意义，此是因为晶圆实体上接触或安装至 夹盘夹持表面。若静电夹盘的安装表面允许任何颗粒变得陷落于安装表面与基板之间，贝U 基板可因陷落的粒子而变形。举例而言，若将晶圆的背面抵靠平坦参考表面W静电方式夹 持，则陷落的粒子将造成晶圆的正面的变形，其将因此不位于平坦平面中。根据美国专利 第6, 835, 415号，研究已展示，平坦静电夹盘上的10微米粒子可使比例光罩（亦即，测试晶 圆）的表面移位一时或一时W上的径向距离。粒子诱发的位移的实际高度及直径取决于众 多参数，诸如，粒径、粒子硬度、夹持力及比例光罩厚度。
[0005] 在基板处理期间，重要的是能够控制基板的温度、限制基板的最大温度上升、维持 基板表面上的温度均匀性或此等的任何组合。若归因于不良及/或不均匀的热转移，在基 板表面上存在过度的温度变化，则基板可变得扭曲，且制程化学可受到影响。与静电夹盘直 接接触的面积愈大，通过接触热传导转移的热愈多。直接接触的面积的大小随基板与静电 夹盘的接触表面的粗趟度、平度及硬度W及接触表面之间的施加的力而变。由于接触表面 的特性在基板间有变化，且由于接触表面的特性可随时间而改变，因此准确地控制静电夹 盘与基板之间的接触热传导是困难的。
[0006] 控制基板的温度及在其背面上的粒子的数目对于减少或消除对微电子装置、比例 光罩光罩及其他此等结构的损害而言及对于减少或最小化制造产率损失而言是重要的。静 电夹盘突出的研磨性质、变粗趟突出的高接触面积及静电夹盘的制造期间的研光及抛光操 作的效应可皆对在与静电夹盘一起使用期间将粒子添加至基板的背面有影响。
【发明内容】
[0007] 根据本发明的一具体实例，提供一种用于一静电夹盘的软性突出结构，其提供用 于晶圆、工件或其他基板的非研磨接触表面，同时也具有改良的可制造性及与接地表面压 板设计的兼容性。软性突出结构包含可光图案化的聚合物。
[0008] 在根据本发明的一项具体实例中，提供一种静电夹盘，其包含一表面层，该表面层 通过一电极中的一电压活化W形成一电荷W将一基板W静电方式夹持至该静电夹盘。该表 面层包括包含一可光图案化的聚合物的多个突出及该多个聚合物突出所黏附的电荷控制 层。该多个聚合物突出延伸至在该电荷控制层的包围该多个聚合物突出的部分上方的一高 度W在该基板的静电夹持期间将该基板支撑于该多个聚合物突出上。
[0009] 在另外有关具体实例中，该可光图案化的聚合物可包含在烘烤前在室温下为液体 的一可光图案化的聚合物，或可包含在烘烤前在室温下为固体的一可光图案化的聚合物。 该可光图案化的聚合物可包含一W环氧树脂为基础、W聚酷亚胺为基础或W苯并环了締为 基础的可光图案化的聚合物。该电荷控制层可包含碳化娃或类钻碳。该电荷控制层可包含 介于每平方约1〇 8奥姆至每平方约10 11奥姆之间的一表面电阻率。该等聚合物突出可包含 介于约3微米与约12微米之间的一高度；且可包含约900微米的一直径。该静电夹盘可进 一步包含一气体密封环，该气体密封环包含一可光图案化的聚合物，诸如W环氧树脂为基 础、W苯并环了締为基础或W聚酷亚胺为基础的可光图案化的聚合物。该多个聚合物突出 可包含介于约0. 02ym与约0. 05ym之间的一表面粗趟度。该可光图案化的聚合物可包含 具有大于约70兆帕斯卡（MPa)的一拉伸强度的一材料，且可包含具有小于约3. 5千兆帕斯 卡（GPa)的一杨氏模数的一材料。该静电夹盘可包含一传导路径，该传导路径覆盖该静电 夹盘的一气体密封环的一工件接触表面的至少一部分，该传导路径包含至接地的一电路径 的至少一部分。该传导路径可包含类钻碳。
[0010] 在根据本发明的另一具体实例中，提供一种静电夹盘，其包含一表面层，该表面层 通过一电极中的一电压活化W形成一电荷W将一基板W静电方式夹持至该静电夹盘。该表 面层包括包含一传导性聚合物的多个突出及该多个聚合物突出黏附至的一电荷控制层。该 多个聚合物突出延伸至在该电荷控制层的包围该多个聚合物突出的部分上方的一高度W 在该基板的静电夹持期间将该基板支撑于该多个聚合物突出上。
[0011] 在另外有关具体实例中，该传导性聚合物可包含来自由W下各个组成的群的一聚 合物；一碳奈米管与一聚合物的一渗合物；及一渗杂有传导性奈米粒子的聚合物。
[0012] 在根据本发明的另一具体实例中，提供一种制造一静电夹盘的方法。该方法包含 经由一光罩使在该静电夹盘的一表面上的一可光图案化的聚合物曝露至光，该静电夹盘包 含在该可光图案化的聚合物的至少一部分下面的一电荷控制层；及基于该表面经由该光罩 至该光的一曝光图案而移除该静电夹盘的该表面区域，由此在该静电夹盘的该表面上形成 多个聚合物突出。该多个聚合物突出黏附至该电荷控制层且延伸至在该电荷控制层的包围 该多个聚合物突出的部分上方的一高度。
[0013] 在另外有关具体实例中，该方法可包含在该电荷控制层的至少一部分上方层压包 括该可光图案化的聚合物的一聚合物薄片，或在该电荷控制层的至少一部分上方喷洒包括 该可光图案化的聚合物的一液体聚合物。该可光图案化的聚合物可包含具有大于约70兆 帕斯卡（MPa)的一拉伸强度且具有小于约3. 5千兆帕斯卡（GPa)的一杨氏模数的一材料。 该方法可进一步包含用一传导路径覆盖该静电夹盘的一气体密封环的一工件接触表面的 至少一部分，该传导路径包含至接地的一电路径的至少一部分。
【附图说明】
[0014] 如随附图式（其中相似参考字符贯穿不同视图是指相似零件）中所说明，前述内 容将自本发明的实例具体实例的W下较特定描述显而易见。图式未必按比例，而是着重于 说明本发明的具体实例。
[0015] 图1为根据本发明的一具体实例的静电夹盘的顶层的截面图。
[0016] 图2为展示根据本发明的一具体实例的静电夹盘的另外层的截面图。
[0017] 图3为根据本发明的一具体实例的静电夹盘的表面上的突出的图案的说明。
[0018] 图4为根据本发明的一具体实例的静电夹盘的表面外观图。
[0019] 图5为根据本发明的一具体实例的静电夹盘上的突出的构形图。
[0020] 图6为根据本发明的一具体实例说明层压制程在使用可光图案化的聚合物制造 静电夹盘中的使用的示意图。
[0021]图7为根据本发明的一具体实例说明喷涂制程在使用可光图案化的聚合物制造 静电夹盘中的使用的方块图。
[0022] 图8为根据本发明的一具体实例的包括多个聚合物突出及接地层的静电夹盘的 截面图。
[0023] 图9为根据本发明的一具体实例的包括多个聚合物突出及一传导路径