TW201216406A - High conductivity electrostatic chuck - Google Patents

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201216406 六、發明說明： 【相關申請案】 本案主張基於2010年9月8曰申請之美國專利臨時申 請案第61/380,970號和2011年7月20日申請之美國專利 臨時申請案第61/509,970號的利益。上述申請案的所有教 示併於此以為參考。 【發明所屬之技術領域】 本發明相關一種高傳導靜電夾盤。 【先前技術】 靜電夾盤亦稱為台板，是用來穩固並且支撐要處理的 工件。靜電荷可能累積在工件上’也可能累積在支撐工件 的台板表面上。累積在工件上的電荷可以傳送至台板的表 面，而累積在台板表面上的電荷可以傳送至工件。 電荷的累積可造成工件「沾黏」（sticking)的問題。在 某例中，電荷的累積可以強到使得典型的反夹持力無法鬆 開工件。舉例來說，典型的反夾持力可藉由抬高升起栓‘ 接觸工件的背面而提供。在另—例中，升起栓可能提高— 部分的工# ’但是剩餘的部分還是保持和卫件接觸。當工 件是碟形的半導體晶圓時，晶圓可能變得「傾斜」_二， 看起來黏在台板的邊緣。當相關的機器手臂試著取回晶圓 時，可能無法適當地和晶圓接合’甚至是將晶圓推落台板 而可能導致晶圓損傷並且打斷了製程。另―項卫件「沾黏 201216406 的問題可稱為「在台板周圍跳舞」（dancing a_d加 platen)。在此例中，於工件處理期間或是處於裝載位置時， 工件可能夾持於台板。對於像是半導體晶圓的圓形或碟形 工件，晶圓可能沿著台板的外緣而進入大致擺盪的進動 (general oscillatory precession)狀態，使得晶圓掉落的風險 大增。在其他的例子中，則是可能發生「晶圓漫步」（wafer walk)，其原因可能是晶圓邊緣在升起期間有部分沾黏於台 板’而造成晶圓在升起检上搖擺’並且可能因為沒有對齊 在升起栓上而導致晶圓操作的問題。 即使電荷的累積並未導致工件「沾黏」的問題，卻也 可旎損壞正形成在工件上的元件。在工件與電漿置於相同 腔室内的電漿摻雜離子植入器中，過量的電荷累積也可導 致摻雜不均勻、微負載、發生電弧β因此，在某些例子中 可能會故意限制電漿摻雜離子植入器的產出率以避免過量 的電荷累積。 一種控制電荷累積的習用解決方案是使用三個彈簧負 載的接地栓，其接觸工件的背面以便在工件處於夾持位置 時提供接地的路徑。此項解決方案的缺點是彈簧負载的接 地栓被限制在三個栓。因此，這種用來分散過多電荷累積 孓接地安排的功效是有限的。此種解決方案的另一項缺點 是彈簧負載之接地栓的接觸點具有尖銳的邊緣，其可損傷 工件的背面。損傷工件的背面也會產生不想要的粒子（污 染），而對某些處理應用而言，限制這些粒子是非常重要 的。 201216406 據此 直都有改善靜電夾盤效能的需求 【發明内容】 根據本發明的具體態樣’提供—種靜電夾盤，其包括： 傳導路徑，其覆蓋靜電失盤的氣密環之至少一部分接觸工 件的表面’該傳導路徑包括至少一部分至接地的電路徑； =及靜電夾盤的接觸卫件表面的主場區域，其包括範圍從 每平方約108至約1012歐姆的表面電阻率。 在進-步相關的具體態樣中，傳導路徑可以包括每平 方小於約10歐姆的表面電阻率，例如範圍從每平方約1〇5 歐姆至每平方約1G7歐姆的表面電阻率。傳導路徑可以包括 類鑽石碳，像是摻_的類鑽石碳（例如播雜有氮的氯化 反）傳導路徑可以包括厚度小於約1微米的披覆。傳導 路裣可以包括覆蓋至少一部分靜電夾盤的外緣的彼覆。傳 導路徑可以繞到靜電夾盤的絕緣層下方。主場區域可以包 括碳化矽，並且可以包括範圍從每平方約i09到約10i,歐姆 的表面電阻率。 在其他相關的具體態樣中，靜電夾盤可以包括傳導接 地層，其至少有一部分係位於靜電夾盤的絕緣層下方，該 傳導接地層電接觸該傳導路徑。傳導接地層可以包括每平 方小於約1 〇3歐姆的表面電阻率，並且可以包括鋁。傳導接 地層的外緣至少有—部分可以被傳導路徑所覆蓋。傳導接 地層可以電接觸靜電夾盤的接地栓。靜電夾盤可以進一步 包括位於至少一部分傳導接地層下方的導電環氧樹脂層。 201216406 在關的具體_，主場區域可以包括延伸 在主场的周圍部分之 可以進一牛由f 個孑凸物。靜電夾盤 傳導披覆：=Γ至少一個浮凸物之接觸工件表面上的 =件表面上的傳導披覆可以都包括類鑽石碳披覆。且 二/子凸物的靜電夾盤可以包括傳導接地層’其至 少有-部分係位於靜電夾盤的絕緣層下方，該傳導接地層 電接㈣傳導路徑。靜電夾盤的基部可以包括位於基部的 一或更多個邊緣上的❹區域。傳導路㈣以藉由在斜切 區域中的導電環氧樹脂（例如石墨傳導環氧樹"而電接 觸基部。傳導路徑可以包括覆蓋至少—部分靜電夹盤的外 緣的被覆，而傳導路徑係繞至靜電失盤 在其他相關的具體態樣中，靜電夹盤可=下一方步包括 位於靜電夾盤的接觸工件表面上的傳導圖案，該至少一個 傳導圖案電接觸傳導路徑。該至少一個傳導圖案可以包括 彼覆有傳導彼覆的金屬’例如披覆有類鑽石碳的鋁。該至 少—個傳導圖案可以包括以下至少一者：朝向靜電失:中 心延伸的輻條、環繞靜電夾盤氣孔的環、在靜電夹盤的接 觸工件表面上的至少一個浮凸物之間的痕跡。 在進一步相關的具體態樣中，靜電夾盤的主場區域可 以包括聚合物。主場區域可以包括延伸在主場區域周圍部 分之上的至少一個洋凸物，該至少一個浮凸物包括聚合 物。主場區域可以包括範圍從每平方約1〇8到約1〇10歐姆的 表面電阻率。聚合物可以包括以下至少一者：聚醚亞醯胺、 201216406 聚醚醚酮、聚亞醯胺。包括聚合物主場區域的靜電夾盤之 傳導路徑可以包括位於至少部分的靜電夾盤外緣上方的類 鑽石碳彼覆，並且靜電夾盤可以進一步包括位於至少部分 的靜電夾盤的絕緣層下方的鋁接地彼覆，鋁披覆係電接觸 傳導路徑。包括聚合物的主場區域的靜電夾盤之傳導路徑 可以包括覆蓋至少部分主場區域的傳導彼覆。舉例來說， 傳導披覆可以包括覆蓋至少部分主場區域和至少部分氣密 環的類鑽石碳’並且靜電夾盤可以進一步包括位於至少部 分的靜電夾盤的絕緣層下方的鋁接地披覆，該鋁披覆係電 接觸傳導路徑。傳導路徑可以包括摻雜的碳化矽。 在根據本發明的另一具體態樣中，提供一種靜電夹 盤，其包括：傳導路徑，其電連接到至少部分的靜電夾盤 的接觸工件表面，該傳導路徑包括至少一部分至接地的電 牷，以及靜電夾盤的接觸工件表面的主場區域，其包括 範圍從每平方約1〇8到、約101。歐姆的表面電阻率，該主場區 :包括含有奈米碳管的聚合物。舉例來說，該聚合物可以 x下至y—者·裝填有奈米碳管的聚醚亞醢胺、裝壤 有奈米碳管的㈣㈣、裝填有奈米碳管的聚亞醯胺。、、 【實施方式】 態樣的說明。 經過多次夾持工件的循環 島j (island)。在這些「島 ’因而限制了頂部摻雜層 以下是本發明之範例性具體 在些傳統的靜電夾盤中， 以後，表面可能因為斷裂而產生「 之間，材料的截面積可能會減少 201216406 各處的電荷分佈。其結果則產生「電荷島」㈤ electrical charge)，其中可觀察到電荷的極性於數個毫米的 距離便會反轉。在4至6毫米的距離上有正/負4〇〇伏特 或更大的變化也並非不常見。此局部的表面電荷可能導致 非期望的晶圓夾持，即使並不存在外部的電壓。 據此，便有改善台板以控制靜電爽盤之電荷累積的需 求。 /圖1是根據本發明具體態樣的靜電夾盤⑽的圖式。 靜電夾盤1G0具有接地之傳導路# 1()1的特徵，a允許過 量的表面電荷放電至接地，藉此降低由於表面電荷累積而 造成的晶圓沾黏。目1具體態樣的好處是藉由使用此處所 列之仔細挑選的表面電阻率和接地路徑，可以中和表面的 電荷而不會對於夾持力有不利的影響。舉例來說，傳導路 徑⑻可以由類鑽石碳（diam〇nd_Ukecarb〇n，DLc)所製 .成，其可加以摻雜以得到適當的表面電阻率。例如，傳導 披覆101可具有每平方小於約1〇7歐姆的表面電阻率，豆係 在如1〇2所示的DLC披覆和接地之間所測量，舉例來:兒是 在每平方約Μ歐姆和每平方約ι〇7歐姆之間。傳導路徑⑻ 可由例如摻雜有氮的氫化碳膜所製成’其厚度約"数米。 傳導路徑101可以是覆蓋在環繞夾盤的邊緣的氣密環⑻ 上方的傳導披覆’並且在如1〇4處的爽盤側繞折下來。此 外’傳導接地層1〇5(例如紹或其他金屬^賤鑛層）可置於 爽盤陶究4 106的下方，並且可由環繞夾盤的邊緣的傳導 路扭⑻所覆蓋。傳導接地層105可藉由傳導路徑ι〇ι (例 201216406 可、疋dlc披覆）來覆蓋而避免和基板（或其他工件 接觸。傳導接地層105使用例如接地栓107和/或 導電環氧樹脂層108來接地。傳導接地層105可為例如約 〇·5微米厚的！呂層。夾盤表面的主場區域⑽可以是具有浮 ::110的碳化石夕表面，浮凸物n〇係延伸在主場區域109 的邊緣區域上方。在主場…〇9和接地之間的表面電阻 率可位於從每平方❸108歐姆到約ίο12歐姆之間的範圍 “々在每平方.10丨。歐姆的範圍内，而在傳導路徑1〇1 :接地之間的表面電阻率則是每平方約ι〇7歐姆。在傳導路 ^ 101和接地之間較低的表面電阻率可能並沒有害處，口 ?傳導路# 101在靜電夾盤接觸工件的表面上僅延伸一:: 巨離即可：靜電夾盤1〇〇也包括例如由鋁所製成的基部 例如，DLC彼覆的傳導路徑1()1可以覆蓋氣密環 ’並且環繞台板的邊緣而延伸以覆蓋在1〇4處的陶瓷组 件該面。進-步的電接觸可在靜電夾M UH)的外緣中使用 導電的石墨％氧樹脂來達成。從氣密環⑻（位於傳導路徑 101内）至接地之每平方約5x1q5歐姆的表面電阻率可以使 ，電夾盤可以進—步包括氣孔、升起栓、其他標準的 構件（未顯示）。 根據圖1的具體能# 〜、羨’傳導路徑1 〇 1 (例如類鑽石碳披 覆）可以位於或是靠诉每 密環1〇3±的工件靠(2電失盤⑽的邊緣，以便和在氣 ⑽的中心到接地之間以=體01圓）接觸。從靜電夹盤 U的表面電阻率可以小於每平方約1〇丨1 歐姆，以便盡可能违 J最大的電荷移動性。例如碳化石夕的 201216406 低表面電阻率材料+ 何杆了以用於主場區域109,以便達到從靜電 夾盤的中心到邊緣之間有良 _ ，民灯的電何移動性。根據圖1之 具有傳導路徑1 〇 1的呈能接· #4· - L、體‘。樣對於靜電夹盤的氣體茂漏或 持力的衝3擊最小，並且具有良好的耐磨性與穩健性。 圖疋根據本發明具體態樣的靜電夹盤圖，其包括位 於一或更多個浮凸物2 1 η夕«ϋκ , 之接觸工件表面上的傳導披覆 2 1 2。在此具體態樣中，舉來 』4 芈例來》兒s夾盤係用於太陽能面 板或其他基板時而精確的基板對齊要求基板滑入跨越夹盤 表面的位置，則位於浮凸物⑽頂部上的傳導披覆川㈠列 ^類鑽石有助㈣磨性。在這種情形下，具有相對於 基板之低摩擦係數的傳導披覆212 (例如類鑽石碳）可以是 有幫助的。圖2具體態樣的製造可以是從用於主場區域209 _做出雙重披覆（亦即由兩種材料做成的披覆，其十 ;另者上方）’例如碳化石夕由傳導披覆212 (例如 2鑽石奴）所覆盍’然後蝕刻移除材料以形成披覆的 物 210 / 212。 根據圖2的具體態樣，靜電夹盤包括位在靜電夹盤表 面上的雙重彼覆結構21G/212以及背面的傳導接地層 2〇5。主场區域209可由比其他類似的、沒有雙重披覆的靜 電央盤更薄的材料所形成，例如由比其他類似的靜電夾盤 ㈣約1,5微米的碳切所製成，並且具有每平方約2XW。 歐姆的表面電阻率。以類如_ 电|手以類似圖1之具體態樣的方式，可以 吏用傳導路L 20 1，例如是由類鑽石碳所做成而厚度約以 微米、表面電阻率每平方的τ λ7 千母十万、，々1〇歐姆。可以使用比每平方約 10 201216406 ίο歐姆稍微高一些的表面電阻率，並不會影響靜電夾盤的 夾持力。可使用位於靜電夾盤的基部内的接地拴2〇7來將 靜電夾盤接地。如在此所使用的，將能理解的是可以使用 接地螺絲或其他類似的接地結構來代替接地检。 圖3是根據本發明具體態樣之圖2靜電夾盤另外可選 擇的版本圖式，其中傳導接地層3〇5係置於環繞靜電夾盤 邊緣的傳導路徑301的外側。和圖2相較之下，此種安排 透過台板的邊緣而可降低表面電阻率。從另一方面來看， 圖2將傳導接地層置於傳導路徑内部的安排可以是較佳的 做法，以便減少金屬在工件上的Μ。在決定傳導接地層 3〇5延伸至靜電夾盤的邊緣的最高距離時’會求取兩項目^ 之間的平衡：第一項目標是保持金屬污染遠離工件，其鼓 勵使用較短的傳導接地層305 ;第二項目標則是想要改善路 徑301的傳導性，其鼓勵使用較長的傳導接地層3〇5。在圖 3的具體態樣以及此處其他的具體態樣中，對於主場區域 3〇9可採用每平方約1〇9和約1〇11歐姆之間的表面電阻率_; 例如類鑽石碳披覆的傳導路徑301可採用每平方約1〇5和約 k姆之間的表面電阻率；而例如紹層的傳導接地層3 〇 $ 則可採用每平方小於約1 〇3歐姆的表面電阻率。 圖4是根據本發明具體態樣的靜電夾盤圖，其中使用 了導電環氧樹脂以形成電連接。在此具體態樣中，可採用 和圖2類似的技術，例外的是基部4n在一或更多個邊緣 41 3上被斜切以及使用導電環氧樹脂（例如石墨傳導環氧樹 月曰）在斜切區域414中做出電連接。此外，例如類鑽石碳 201216406 彼覆的傳導路徑401可繞折到靜電夾盤的背面，如於415 處，而在陶瓷絕緣層406的下方。再者，也可以採用接地 螺絲、接地栓或其他類似的接地結構。 圖5是根據本發明具體態樣的靜電夾盤圖，其包括位 於靜電夾盤的接觸工件表面上的傳導圖案。傳導圖案可以 電接觸傳導㈣HH (見圖υ，並且舉例來說可以包括從 靜電夾盤面中心至夾盤邊緣的高傳導韓條516。此種傳導圖 案可提供至接地的高傳導路徑，並且可幫助電荷在失盤表 面之上和到接地的移動性。輻條516舉例來說可以是由例 如DLC、紹或其他高傳導材料的傳導彼覆所製成。舉例而 言，傳導圖案可由金屬（例如紹）所製成，並且披覆有傳 導披覆（例如DLC)以避免金屬污染工件。進一步來說， 傳導圖案可由金屬製成，並且該金屬披覆有用於主場區域 (見圖1的109 )其餘部分的材料（例如碳化石夕）。在一具 體態樣中，傳導圖案可由沉積至厚度為譲埃的紹㈣ 成，其披覆著摻雜有氮的氫化碳。傳導圖案舉例來說也可 I括衣517 ’其化繞著靜電央盤的氣孔而位於氣密環 上。例如輻條5 1 6的億遙®ι垒α 1 得導圖案了採取曲線的路徑，以避開 靜電失盤表面上之浮凸物的特徵。在進-步的具： i夹二高傳導材料做的像是小痕跡般的路徑可形成在靜 凸物之間而最終至接地，並且也可在浮凸物的 積最j 傳導材料。傳導圖案可設計成將整個路徑面 達積=使得由™的寄生效應而竊取的夹持力面 12 201216406 圖6疋根據本發明且At 乃具體態樣之具有聚合物表面的靜電 夾盤圖，其提供電荷至接认 靜電 电仃至接地的路徑，其中該表 有奈米碳管的聚合物。且有命人抓主 。括裝填

/、有聚s物表面的靜電夹盤藉由在 聚合物表面與工件之間先$杜M h A 4立… 仵之間極佳的接觸，而能提供極佳的粒子 生產政月b。根據本發明的呈1¾. ’ 的具'體態樣，此種具有聚合物表面 的靜電夾盤提供將電荷從办般 电仃從夹盤表面以及從工件向接地移動 的f力，同時維持聚合物/工件的接觸1免金屬污染的 問題’而允㈣電夾盤的表面能夠維修翻新。根據本發明 的具體態#，具有聚合物表面的靜電爽盤在夹盤表面的主 場區域内係提供有每平方從約1()8至約m姆的表面電 阻率，而錢密區域収每平方從、約105至約107歐姆的表 面電阻率’以及提供有從夾盤的邊緣到接地的高傳導路 徑’例如小於約104歐姆。 …士圖6的具體態樣中，靜電炎盤的表面包括裝填有奈 米奴管的聚合物’其形成毯覆層6〇9和浮凸物“Ο。聚合物 表面609 / 610係藉由傳導路徑6〇1而接地，傳導路徑 可從毯覆| 609的正下方延伸，而環繞靜電夾盤的邊緣至 氧化鋁絕緣層606的下方。傳導路徑6〇1舉例來說可以藉 由物理氧相，儿積（phySicai vap〇r心卩…出⑽’ pvD )所形成 的鋁披覆或其他例如類鑽石碳（例如摻雜有氮的氫化碳） 的傳導披覆來製成。接地螺絲6〇7可將傳導路徑6〇1電連 接至鋁基部/冷卻結構611。靜電夾盤也包括氣密環6〇3、 導電環氧樹脂層608、黏合披覆618、氧化鋁介電質619、 金屬電極620、氟化聚合物的結合物621 (例如全氟烷氧基 13 201216406

(PFA)結合物）、導電環氧樹脂的結合物622、電極栓μ]。 黏合披覆層可以包括以下至少一者：含矽的氮化物、氧化 物、碳化物以及此等的非化學計量版本，例如但是並不限 於SiO為、氮化石夕、氧化石夕或碳化石夕。黏合披覆層也可以 包括％或碳的氮化物，並且可以包括類鑽石碳。聚合物矛 面6〇9/61G舉例來說可以是裝填有奈米碳管的聚合':，合; 如裝填有奈米碳管的聚醚亞醯胺（ΡΕι)、聚醚醚酮（咖κ) 或聚亞醯胺。奈米碳管表面6〇9/61〇的表面電阻率舉例來 說可以是在每平方從約1〇8到約1〇1。歐姆的範圍内。夺米鲈 管表面609/ 6Η)舉例來說可以藉由層疊和以反應性離子= 刻來圖案化所形成，其做法類似Entegris公司的專利合作條 約申請案公告第W〇2〇l〇/132640 A2號、標題為「且有聚人 突起物的靜電夹盤」所描述的，該申請案全部的揭露乃併: 此以為參考。® 6裝填有奈米碳管之聚合物表面的具體態 樣的優點可為材料各處的電阻率是均勻的，並且隨著時間 或清潔將不會磨損掉或是磨光。 、S 圖7是根據本發明具豸態樣之具有聚合物表面的靜電 夾盤圖，纟提供電荷至接地的路徑，其中該接地路極係由 具有氣密接觸部的傳導披覆毯覆膜所提供。在圖7的具體 ‘4樣中，#電夾盤的表面包括聚合物，其形成毯覆層· 和浮凸物710。聚合物表面7。9/71()是藉由傳導路徑州 而接地的，該路徑可存在於細71〇之間的場區域、於 氣密環703的上方並且環繞靜電夾盤的邊緣、位於氧化鋁 絕緣層706的下方。傳導路徑7〇1舉例來說可以是由例如 14 201216406 類鑽石碳（例如摻雜有氮的氫化碳）的傳導披覆所形成。 此外，傳導路徑701可藉由進一步的披覆路徑724 (例如由 物理氣相沉積法（pvr))所形成的鋁披覆）而電連接至接地。 接地螺絲707可將披覆路徑724電連接至鋁基部/冷卻結 構711。靜電夾盤也包括氣密環7〇3、氧化鋁絕緣層7〇6、 導電環氧樹脂層708、黏合彼覆718、氡化鋁介電質719、 金屬電極720、陶瓷對陶瓷的結合物721、導電環氧樹脂的 結合物722、電極栓723。黏合披覆層可以包括和用於圖6 具體態樣類似的材料。聚合物表面709 / 710舉例來說可以 是例如聚醚亞醯胺（PEI)、聚醚醚酮（PEEK)*聚亞醯 聚合物。聚合物表面709 / 710的表面電阻率舉例來說可以 是在每平方從約1〇8到約1〇1〇歐姆的範圍内。聚合物表面 709 / 71〇舉例來說可以藉由層疊和以反應性離子餘刻來圖 案化所形成，其做法類似Entegris公司的專利合作條約申請 案公告第W〇 2010/132640 A25虎、標題為「具有聚合突起: ^靜電夾盤」所描述的，該申請案全部的揭露乃併於此4 參"考。 圖7之具體態樣的優點可以是：聚合物/工件 係保持在浮凸物7丨〇上；使用 使用非接觸工件的場區域而替位 ;Λ盤中心的電荷提供至接地的傳導路;^ #储Μ Μ φ 該足以承受清潔的操作。 導路^穩健的披覆應 圖8是根據本發明具體態 ，圖，其提供電荷至接地的路役;==靜電 具有氣密接觸部的傳導披覆圖㈣仏係由 在圖8的具體態樣中， 15 201216406 以和圖7類似的方式’靜電夾盤的表面包括聚合物，其形 成毯覆層809和浮凸物810。聚合物表面809 / 810是藉由 傳導路徑801而接地的，該路徑延伸在氣密環803的上方 而環繞靜電夾盤邊緣、以及位於氧化鋁絕緣層8〇6的下方。 傳導路徑80 1舉例來說可以由例如類鑽石碳（例如摻雜有 氮的氫化碳）的傳導披覆所形成。此外，傳導路徑8 〇丨可 藉由進一步的披覆路徑8 2 4 (例如由物理氣相沉積法（p v D ) 所形成的紹彼覆）而電連接至接地。接地螺絲807可將披 覆路徑824電連接至鋁基部/冷卻結構8丨丨。靜電夾盤也包 括氣密環803 '氧化鋁絕緣層8〇6、導電環氧樹脂層8〇8、 黏合披覆818、氧化鋁介電質819、金屬電極82〇、氟化聚 合物的結合物82 1 (例如全氟烷氧基（pF A )結合物）、導 電環氧樹脂的結合物822、電極栓823。黏合彼覆層可以包 括和用於圖7具體態樣類似的材料。聚合物表面$ 〇 9 / 8 j 〇 舉例來說可以是例如聚醚亞醯胺（pEI)、聚醚醚酮（ρΕΕκ) 或聚亞醯胺的聚合物。聚合物表面8〇9/81〇的表面電阻率 舉例來說可以是在每平方從約1〇8到約1〇10歐姆的範圍 内。聚合物表面809 / 810舉例來說可以藉由層疊和以反應 陡離子蝕刻來圖案化所形成，其做法類似Entegris公司的專 J 〇作條約申明案公告第w〇 2〇1〇/13264〇入2號、標題為厂 具有聚合突起物的靜電夾盤」所描述的，該申請案全部的揭 露乃併於此以為參考。 ,圖8的具體態樣的優點可以是：聚合物/工件的接觸 二保持在浮四物8 i 〇上，製矛呈比圖7的具體態樣要簡單， 16 201216406 因為在環繞浮凸物的區域中沒有添加任何的彼覆；至接地 的傳導路徑是從夾盤邊緣處提供；穩健的彼覆應該足以承 受清潔的操作。 圖9是根據本發明具體態樣之靜電夾盤900的圖式， 其中使用了位於下方的傳導層925。傳導層925可由傳導材 料來製造’其可以包括但並不限於類鑽石碳（DLc)或铭。 傳導層925的表面電阻率可以是在每平方從約1〇9至約ι〇ιι 歐姆的範圍内。傳導層925大部分的表面積（96〜98%)為 分散電荷而提供了足夠的路徑，此係透過電通孔或藉由將 傳導層環繞著台板的側面而繞折至台板接地的基部來為 之。 巧此乐積隹台板表面上的靜電荷可以是造成工件「沾 黏」問題的顯著因f。此種位於台板上的靜電荷現象可藉 由傳導層925而得到控制和分散。傳導層奶也可以有助 於在工件和接地之間傳误摇雷共 门得达静電何。此外，由於傳導層925 並未接觸位於夹持位置的工件背自，因此可避免由於接觸 摩擦而造成傳導層925的任何磨損。 ，圖1〇是根據本發明具體態樣之靜電夹盤1000的圖 式其中使肖了毯覆層1025。和圖9的具體態樣相較之下， 傳導層H)25是沉積在氣密環與浮凸物之上而成為「毯覆」 (blanket)層。至接地的電連接可以類似於圖9。傳導層1〇25 的：面電阻率也可以是在每平方從約1〇9至約… ;圍内。藉由浮凸物的導電頂部表面，電荷可傳送跨j 個工件而進入浮凸物之間的-般區域，並且分散至接地。 17 201216406 此外’例如通道的低電阻路徑可納入台板的結構中，以控 制晶圓的電荷和台板表面的電荷經由台板基部而排到接 地。傳導路徑可藉由採用連接至接地的傳導通孔或是通道 而做成穿過靜電構件的厚度。 藉由提供至接地的高傳導路徑，根據本發明的具體態 樣在給疋的靜電夾盤處理基板的步調中，允許電荷於足夠 短的時間内流出靜電夾盤，以避免或減輕晶圓的沾黏或其 他晶圓處理的問題。在此方面，應注意的是根據本發明具 體態樣之至接地的傳導路徑，其表面電阻率應足以於正在 使用靜電夾盤的過程所允許的時間内將電荷傳送至接地。 舉例來說，對於每個工件丨0秒的處理時間和每個工件1秒 的處理時間，表面電阻率的差異將需要一個數量級，以便 在所需的時間内把電荷傳送至接地。對於植入的過程而 言，在幾個十分之一秒内的週期時間需要在此所列的表面 電阻率，儘管可能視需要而採用其他的表面電阻率。 根據本發明的具體態樣，為靜電夾盤提供有至接地的 傳導路徑，這不但允許電荷流出至接地，同時也避免過量 的寄生效應（其中傳導路徑本身可能降低靜電夾盤的央持 力）。儘管可能產生-些寄生效應，但是據信不會顯著降 低夾持力’舉例來說，因為傳導路徑（例如dlc披覆）僅 存在於夾盤的邊緣。 如在此所用的，「接觸工件的表面」 (w〇rkpiece_contacting surface) 一詞是指-表面其於使用 靜電夾盤的期間接觸著被靜電夾盤所夾持的工件。 18 201216406 根據本發明的具體態樣可用於庫倫（c〇ul〇mbic)夾盤 和強森一拉貝（Johnsen_Rahbek)夹盤。進一步而言，雖然 此處描述的是傳導披覆，將了解的是可使用各式各樣不同、 可能的傳導材料；舉例來說，可採用推雜的碳化石夕、金屬 (例如链）或其他材料來代替類鑽石碳。可採取拋光來降 低傳導路徑的有效表面電阻率。在—具體態樣中用於靜 電夾盤之主場區域的雙重結構可由碳化石夕來形成，宜结人 了用於傳導路徑之高度摻雜的碳化^根據本發明具體： 樣的靜電夾盤可採關如反應性離子Μ製程來維修翻 新。進-步而言，根據本發明的具體態樣可應用在不同的 系統令，包括但是並不限於束線離子植入機、電漿推雜離 子植入機、電漿浸沒式離子植入系統、洪他離子植入機、 聚焦電編、調制電漿勒的系，先、钮刻系統、基於光學 的處理系統、化學氣相沉積系統。 此處所有引用之專利、公開的申請案、參考文獻的教 示皆整個併於此以為參考。 雖然本發明已特別參考其範例性的具體態樣來展示和 描述’但是熟於此技藝者將了解當中可進行各式各樣之形 式與細節上的變化，而不背離由所附申請專利範圍所涵蓋 的本發明範圍。 【圖式簡單說明】 具體態樣更特定的說明， 圖式中所示範的，其中相 從以上對於本發明之範例性 上述内容將很容易了解；如所附 19 201216406 同的參考符號係指不同觀察角度中相同的部分。圖式不一 疋合乎比例，而在示範本發明的具體態樣時會對比例予以 強调。此外，應了解的是雖然構件是顯示成相鄰的， 部可此是互相電連接的，即使是為了明確起見而在 顯不成在它們之間具有些許的空間，這於發明說明一 中藉由參考圖式將可明瞭。 子 圖1是根據本發明具體態樣的靜電夾盤圖。 圖2是根據本發明具體態樣的靜電夾盤圖，其包括 於一或更多個浮凸物之接觸工件表面上的傳導披覆。 疋根據本發明具體態樣之圖2靜電央盤另外可 擇的版本圖式，其中傳導接地層係置於環 緣 之傳導路徑的外側。 处琎遭緣 圖4是根據本發明具體態樣的靜電夾盤圖，其 了導電環氧樹脂以形成電連接。 圖5是根據本發明具體態樣的靜電夾盤圖，盆包括在 靜電爽盤接觸工件的表面上的傳導圖案。 ^括在 圖6是根據本發明具體態樣之具有聚 夹盤圖，其提供電荷接 面的靜電 米碳管的聚合物。 而絲面包括裝填有奈 夹盤Ξ 據本發明具體態樣之具有聚合物表面的靜電 ^盤，，其k供電荷接地的路徑，其中接地的路捏係由旦 有矶雄接觸部的傳導披覆毯覆膜所提供。 〃 圖8是根據本發明具體態樣之且 央盤圖，其提供電荷接地的路徑，复、有接物表面的靜電 其中接地的路徑係由具 20 201216406 有氣密接觸部的傳導彼覆所提供。 靜電夾盤圖，其中使用 靜電夾盤圖，其中使用 圖9是根據本發明具體態樣的 了位於下方的傳導層。 圖10是根據本發明具體態樣的 了毯覆層 〇 【主 要元件符號說明】 loo 靜電夾盤 101 傳導路徑 102 表面電阻率測量 1 03 氣密環 104 向下繞折到靜電夾盤 105 傳導接地層 1 06 陶究層 1 07 接地检· 108 導電環氧樹脂 109 主場區域 110 浮凸物 111 基部 201 傳導路徑 205 傳導接地層 207 接地检 209 主場區域 21〇 浮凸物 側面 21 201216406 212 301 305 309 401 406 411 413 414 415 503 516 517 601 603 606 607 608 609 610 611 618 619 620 傳導彼覆 傳導路徑 傳導接地層 主場區域 傳導路徑 陶瓷絕緣層 基部 邊緣 斜切區域 繞折到靜電夾盤背面 氣密環 輻條 氣孔周圍的環 傳導路徑 氣密環 氧化鋁絕緣層 接地螺絲 環氧樹脂層 毯覆層 浮凸物 基部/冷卻結構 黏合彼覆 氧化鋁介電質 金屬電極 22 201216406 621 622 623 701 703 706 707 708 709 710 711 718 719 720 721 722 723 724 801 803 806 807 808 809 氟化聚合物的結合物 環氧樹脂的結合物 電極栓 傳導路徑 氣密環 氧化鋁絕緣層 接地螺絲 環氧樹脂層 毯覆層 浮凸物 基部/冷卻結構 黏合彼覆 氧化鋁介電質 金屬電極 陶究對陶曼的結合物 環氧樹脂的結合物 電極栓 披覆路徑 傳導路徑 氣密環 氧化鋁絕緣層 接地螺絲 環氧樹脂層 毯覆層 23 201216406 810 811 818 819 820 821 822 823 824 900 925 1000 1025 浮凸物 基部/冷卻結構 黏合彼覆 氧化鋁介電質 金屬電極 氟化聚合物的結合物 環氧樹脂的結合物 電極栓 彼覆路徑 靜電夾盤 傳導層 靜電夾盤 毯覆層 24

Claims (1)

1. 201216406 七 、申請專利範圍： l一種靜電夾盤，其包括： 傳導路#，其覆蓋靜電夾 觸工件的表面的氣祖環之至少一部分接 徑，以及 卩刀至接地的電路 2電夾盤的接觸工件表面的主 母2, 108至約f歐姆的表面電阻率，、…圍 .據申請專利範圍第1項的靜電夾# t + 母千方小於約1〇7歐姆的表面電阻率。 格 .根據申請專利範圍第2項的 徑包括範圍從每平方約1〇5 盤、、令該傳導路 電阻率。 …1…至每平方約1〇1 2 3 4歐姆的表面 項的靜電夾盤，其中該傳導路 4項的靜電夾盤，其中該傳導路 5項的靜電夾盤，其中該傳導路 路 路 路 π 7’根據申請專利範圍第i項的靜電炎盤，其中該傳導 從包括厚度小於約丨微米的彼覆。 斤勺8.根據申請專利範圍第i項的靜電夾盤，其中該傳導 杈包括覆蓋至少一部分之該靜電失盤的外緣的彼覆。 9,根據申請專利範圍第8項的靜電夾盤，其中該傳導 也·繞到該靜電夾盤的絕緣層下方。 25 1 _根據申請專利範圍第 彼包括類鐵石碳。 2 5.根據申請專利範圍第 牷包括摻雜的類鑽石碳。 3 ，根據申請專利範圍第 4 徑包括摻雜有氮的氫化碳。 201216406 1〇_根據申請專利範圍第i項的靜電夾盤 區域包括碳化矽。 /、中4主％ 11.根據申請專利範圍第10項的靜電夾盤，其令 區域包括範圍從每平方約109 苟 表面電阻率。 ^姆至母平方約Π)"歐姆的 夾盤專利範圍第1項的靜電夾盤，其中該靜電 = ’其至少有—部分係位於該靜電夹盤 層下方’該傳導接地層電接觸該傳導路徑。 13. 根據申請專利範圍第 接地屛α 貝的靜電夾盤，其令該傳導 接地層的外緣至少有一部分係被該傳導路徑所覆蓋。 14. 根據申請專利範圍第12項 接地層電接觸該靜電夾盤的接地掩其令該傳導 括位I5.根據申請專利範圍第12項的靜電央盤，其進-步包 括位於至少—部分該傳導 僧下方的導電環氧樹脂層。 根據申請專利範圍第1項的靜電夾盤，”咳主場 &域包括延伸在該主場區域的周 凸物。 丨刀之上的至少一個浮 據申請專利範圍第16項的靜電央盤，其進一步包 ίο ^ 牛表面上的傳導披覆。 夾盤m圍第17項的靜電夾盤，其，該靜電 的傳導枯薄路么以及至少一個該浮凸物之接觸工件表面上 的傳導被覆都包括類鑽石碳彼覆。 夾盤= 康申請專利範圍第17項的靜電夾盤，其"_ 傳導接地層，其至少有—部分係位於該靜電夾盤 26 201216406 的絕緣層下方，該傳導接地岸 2。·根據申請專利範圍第:7該傳導路^。 夹盤的基部包括位於該基部的—月夹盤’其中該靜電 域。 —夕個邊緣上的斜切區 21. 根據申請專利範圍第2〇 路徑是藉由在該斜切區域中#令该傳導 部。 導環氧樹脂而電接觸該基 22. 根據申請專利範圍第2 路徑包括覆蓋至少-部分^電項;^電夹盤，其中該傳導 導路役係繞於該靜電夾盤的絕緣層了彳。 寻 ^據”專利範圍第1項的靜電夾盤，其進一步包 宰…亥靜電夾盤的接觸工件表面上的至少-個傳導圖 案，该至少一個傳導圖案電接觸該傳導路徑。 據申明專利圍第23項的靜電夾盤，其甲該至少 一個傳導圖案包括披覆有傳導披覆的金屬。 25.根據申請專利範圍第23項的靜電炎盤，其中該至少 個傳導圖案包括以下至少一者··朝向該靜電爽盤中心延 申的輪條、環繞該靜電夾盤之氣孔的環、在該靜電炎盤的 接觸工件表面上的至少一個浮凸物之間的痕跡。 6.根據申5青專利範圍第1項的靜電夾盤，其中該靜電 失盤的主場區域包括聚合物。 。.27.根據申請專利範圍第％項的靜電爽盤，其中該主場 區域包括延伸在該主場區域周圍部分之上的至少一個浮凸 物，該至少一個浮凸物包括聚合物。 27 201216406 28.根據申請專利範圍第26項的靜電失盤，其中該 區域包括範圍從每平方約1〇8到㈣，。歐姆的表面電阻主^ 29_根據申請專利範圍第26項的靜電爽盤，其中該傳導 路徑包括傳導坡覆，該傳導披覆也覆蓋少一 區域。 彳刀的主場 30·—種靜電夾盤，其包括： 傳導路徑，其電連接到至少部分之靜電夹盤接觸工件 的表面，該傳導路徑包括至少一部分至接地的電路和 及 " 該靜電夾盤的接觸工件表面的主 J 土锈&域，其包括範圍 從每平方約1〇至“勺10ι❶歐姆範圍的表面電阻率該主場區 域包括含有奈米碳管的聚合物。 31·根據巾請專利範圍第3G項的靜電央盤，其_該聚合 物包括以下至少十裝填有奈米碳管的聚醚亞醢胺、裝 填有奈米碳管的聚醚醚酮以及裝填有奈*碳管的聚亞醯 胺0 八、圖式： (如次頁） 28