TWI500109B - 氣體軸承靜電夾具 - Google Patents

Description

氣體軸承靜電夾具

本發明大致是關於半導體處理夾持系統，且尤指一種靜電夾器(clamp)及用於夾持工件之方法。

靜電夾器或夾具(ESC,electrostatic clamps or chucks)是經常利用於半導體工業以供夾持工件或基板於諸如離子植入、蝕刻、化學汽相沉積(CVD,chemical vapor deposition)等等之基於電漿或基於真空的半導體製程期間。ESC之夾持能力以及工件溫度控制已經證實於處理半導體基板或晶圓為相當有用，諸如：矽晶圓。舉例而言，一個典型的ESC包含其定位於一導電電極之上的一介電層，其中，半導體晶圓是置放於ESC之一表面(例如：該晶圓是置放於介電層之一表面)。於半導體處理(例如：離子植入)期間，一夾持電壓典型為施加於晶圓與電極之間，其中，晶圓是藉由靜電力而靠於夾具表面夾持。

一些習用的ESC進而利用背側氣體冷卻，藉以冷卻於處理期間之工件。於該等情形，一冷卻氣體靜態呈現於工件與ESC的一或多個凹陷表面之間的一間隙，其中，氣體之壓力大致正比於間隙之內的其熱轉移係數。因此，為了達到較高的冷卻速率，典型地需要較高的靜態背側冷卻氣體壓力，藉以提供期望的熱性能。因此，為了維持工件之適當夾持，關聯於較高的背側氣體壓力之力量應以施加至ESC之較大的夾持力或電壓而適當抵消。倘若是高功率的離子植入(例如：2.5千瓦)，氣體壓力實質為高，藉以得到適當的冷卻，其中，夾持力應適當提高以企圖補償實質為高的氣體壓力。再者，至於一種掃描的工件，諸如：於一些離子植入系統所見，大的G力可存在於工件振盪期間，其中，更高的夾持力為必要，藉以維持於工件與ESC之間的充分接觸。然而，提高於整個工件的夾持力將具有不良的效應，諸如：增加的微粒污染，由於提高夾持壓力會引起跨於工件表面之於ESC與工件之間的摩擦力，因而導致跨於工件面積(元件形成於其中)的微粒污染之較大機會。

因此，於此技術是存在針對於一種夾器的需要，該種夾器是可以操作來限制工件，同時減輕微粒污染，且亦同時提供期望的溫度均勻度與夾持壓力以供有效率處理工件。

本發明是藉由提出一種用於夾持於半導體處理系統的工件之系統、裝置、及方法而克服先前技術的限制。是以，下文提出本發明之簡化的概要，藉以提供本發明之一些觀點的基本瞭解。此概要是非為本發明之廣泛的概觀。此概要是既不傾向於識別本發明之關鍵的要素且亦不傾向於描述本發明之範疇。此概要之目的是以簡化形式而呈現本發明之一些概念，以作為稍後提出之較詳細說明的一個序文。

本發明大致為針對於半導體處理之一種用於夾持一工件至其之靜電夾器、及用於夾持工件至其之方法。根據本發明之一個範例的觀點，該種靜電夾器包含一夾持板，其具有關聯於工件之一夾持表面。舉例而言，該夾持板具有界定於其之一中央區域與一環狀區域，且其中，環狀區域大致為配置在中央區域之一周邊的周圍。舉例而言，該夾持板之中央區域大致為平面，且任何結構的空隙是自其而朝外延伸。一或多個電極進而關聯於該夾持板之中央區域。該一或多個電極進而電氣連接至一第一電壓電位，其中，第一電壓電位可操作成選擇性地吸引該工件朝向該夾持板。

根據一個實例，複數個氣體供應孔口是界定於該夾持板之中央區域，其中，該複數個氣體供應孔口是流體連通於一加壓氣體供應器。舉例而言，加壓氣體供應器是構成以經由透過該複數個氣體供應孔口之氣體的流動而提供該夾持表面與工件之間的一氣墊於該夾持板之中央區域。根據本發明之一個實例，該夾持板之中央區域包含具有關聯於其的一預定孔隙率之一多孔板，其中，複數個氣體供應孔口大致由該多孔板之預定孔隙率所界定。舉例而言，該多孔板可包含一多孔碳與一多孔碳酸矽材料之一或多者，其中，該多孔板之孔隙率大致為平均分配自該中央區域之氣體的流量。

一或多個氣體返回孔口進而界定於該夾持板之中央區域與環狀區域的一或多者。舉例而言，該一或多個氣體返回孔口是流體連通於一真空源，在其中大致界定了針對於該氣墊之一排氣路徑。舉例而言，該一或多個氣體返回孔口可包含於該夾持板之一或多個溝槽，其配置於中央區域與密封之間，其中，提供該氣墊之返回或排氣路徑，因此而大致允許於該中央區域之內的氣體之一動態流動。

一密封進而配置於該夾持板之環狀區域，其中，該密封是構成以大致防止該氣墊自該中央區域洩漏至該環狀區域之外部環境。舉例而言，密封可為自該夾持板的一第一平面延伸至該夾持板的一第二平面之一彈性密封。作為一個替代者，密封可包含界定於環狀區域之夾持表面的一或多個大致同心差動抽吸溝槽(differential pumping groove)。舉例而言，該一或多個同心差動抽吸溝槽之各者是流體連通於一或多個各別的真空源，其中，關聯於各個真空源之個別的壓力在移動為遠離該中央區域而針對於各個接續的差動抽吸溝槽減小。

本發明之夾持板可更包含配置在該環狀區域之一周邊的周圍之二或多個銷，其中，二或多個凹口是構成以選擇性地介接於該工件之一周邊。該二或多個銷大致地抑制該工件免於側向移動。

根據又一個範例的觀點，一種用於夾持工件之方法是提出，其中，提供一夾持板(諸如：上述的夾持板)。舉例而言，該種方法包含：置放工件於該夾持板之上，其中，工件之一周邊區域是位在於該夾持板之環狀區域之上。經由界定該夾持板之中央區域於一第一氣體壓力的複數個氣體供應孔口而提供於一緩衝氣體，其中，該緩衝氣體大致以一第一排斥力而將工件排斥自該夾持板。因此，提供了於該工件與夾持板的中央區域之間的一大致無摩擦介面。

一第一電壓電位進而施加至第一電極，於其是大致以一第一吸引力而將工件吸引至該夾持板。舉例而言，進而控制第一氣體壓力與第一電壓電位是，其中，第一排斥力與第一吸引力大致為等化。因此，工件大致為“浮動”於一氣墊，因此，大致地消除於工件與靜電夾器之間的接觸。

因此，為了達成前述與相關目的，本發明包含完整描述於下文且特定指出於申請專利範圍之特徵。以下的說明與隨附的圖式詳細陳述本發明之某些說明性質的實施例。然而，此等實施例是指出本發明之原理可為運用於其中的種種方式之少數者。本發明之其他目的、優點、與新穎特徵將由本發明的以下詳細說明且當連同圖式所考慮時而成為顯明。

本發明大致為針對於一種靜電夾器或夾具(ESC)，其提供改良的夾持與熱均勻度且進而減少背側粒子污染。是以，本發明是將參考圖式而說明，其中，相同參考符號是可用以參考於圖式中的相同元件。應瞭解的是：此等觀點之說明僅為說明性質且其不應為限制意味而解續。於以下說明，為了解說，陳述諸多的特定細節以提供本發明之徹底瞭解。然而，對於熟悉此技術人士而將為顯明的是：本發明可不需此等特定細節而實施。

參考圖式，圖1是說明一種範例的靜電夾器(亦稱為ESC)100之分解立體圖。ESC 100可操作於諸如一離子植入製程之半導體處理期間以經由靜電力而實質夾持一工件102至其(於圖2之橫截面所示)，其中，該工件是迅速平移於相關於一離子束(未顯示)之一或多個方向。工件102可包含一半導體基板，諸如：一矽晶圓或其他的基板。舉例而言，於圖1所示的ESC 100包含：一夾持板104、一第一電極106、與一冷卻板108，其中，該夾持板、第一電極、與冷卻板可操作耦接以形成該ESC。ESC 100更可包含一第二電極110或另外的電極，且任何數目的電極視為歸屬於本發明之範疇內。

根據本發明之一個觀點，夾持板104包含界定於其之一環狀區域112與一中央區域114，其中，該環狀區域大致為配置在該中央區域之一周邊116的周圍。環狀區域112包含關聯於其之一第一表面118，其中，於一個實例，第一表面是構成以大致接觸工件102(於圖2之橫截面所示)。舉例而言，第一表面118可操作於靜電夾持期間以接觸工件102之一表面120的在其一周邊區域122的周圍。舉例而言，工件102之表面120的周邊區域122可關聯於工件之一排他區124，其中，半導體元件大致未形成於排他區。舉例而言，關聯於夾持板104之環狀區域112的第一表面118是部分或整體接觸於排他區124的工件102之表面120，如於圖2所示。圖2之範例ESC 100的一部分129是進而顯示於圖3，其中，第一表面118圖示為大致接觸工件102在ESC之周邊116的周圍。替代而言，雖然未圖示，第一表面118可部分或整體接觸排他區124及/或工件102之表面120的一主動區域126，其中，半導體元件(未顯示)是形成於主動區域的工件102之一前側127。

根據本發明之另一個範例觀點，如再次於圖2所示，夾持板104之中央區域114包含關聯於工件102之主動區域126的一第二表面128。如於圖3所示且進一步詳示於圖4，夾持板104之範例的第二表面128大致以一預定距離凹陷自第一表面118，於其大致界定於夾持板的第二表面與工件102的表面120之間的一間隙130。

舉例而言，第二表面128大致凹陷自第一表面118(例如：於約0與30微米之間的一間隙130)。於一個特定實例，第二表面128大致凹陷約10微米自第一層116之第一表面118。因此，當工件102置放於ESC 100，環狀區域112可操作以大致將中央區域114隔離自一外部環境131(例如：一真空室、處理室、或類似者)。根據一個範例的觀點，夾持板104之環狀區域112是由一彈性材料(例如：一彈性密封)所構成，其中，該彈性材料大致界定第一表面118。該彈性材料因此提供於工件102與夾持板104之間的一密封，其中，中央區域114大致隔離自外部環境131。

於又一個實例，第二表面128大致為共平面於第一表面118(例如：圖4之一間隙130為零)。舉例而言，間隙130之選擇進而大致由關聯於第二表面128的氣體壓力與其施加至工件102的靜電力所確定，其中，於氣體壓力與靜電力之間的平衡大致為合意，藉以“浮動”該工件於夾持板之上，如將於下文所述。

根據又一個實例，本發明是思及於圖1之夾持板104的周邊116之差動抽吸，其中，提供於環狀區域112之一或多個方位角置放的差動抽吸溝槽(未顯示)，且其中，當自該夾持板之中央為朝外漸進時，提供漸進較高的真空(例如：較低的壓力)至一或多個差動抽吸溝槽。舉例而言，第一表面118與第二表面128可大致為共平面，其中，例如差動抽吸溝槽為大致延伸至夾持板104，因此實質禁止自ESC 100的氣體流動為超過夾持板的周邊116而延伸至外部環境131，如同將為熟悉此技術人士所瞭解。

根據另一個實例，夾持板104的環狀區域112與中央區域114是包含一J-R材料(例如：摻雜鈦之氧化鋁、摻雜氧化鈰之氮化鋁、或類似者)。一J-R材料(例如：具有於1×10⁸ 至1×10¹² 歐姆-公分之間的整體電阻率之一半導電性的介電材料)是具有優於一J-R型式ESC 100之未摻雜材料的一個優點，因為夾持板104可實質加厚(例如：0.5毫米或更大之一厚度)，且不需要藉由加工、研磨或其他技術之後續的薄化，藉以產生有用的夾持力。替代而言，夾持板104的環狀區域112與中央區域114包含一非J-R材料，其中，ESC 100是可視為一非J-R或庫侖(Coulombic-)型式的夾器。

圖4是說明圖2之範例ESC 100的部分129之簡圖132，其中，本發明之數個創新的觀點是進一步說明。如於圖4所示，根據一個實例，夾持板104之環狀區域112包含一第一介電層134，第一介電層134具有形成於其上之一第一保護層136，其中，第一表面118大致由第一保護層之一頂表面138所界定。於一個實例，第一介電層134包含一摻雜介電材料，諸如：摻雜鈦之氧化鋁與摻雜氧化鈰之氮化鋁之一或多者。舉例而言，第一保護層136包含形成於第一介電層之上的一個二氧化矽(SiO₂ )層。替代而言，第一保護層136包含形成於第一介電層134之上的一個聚醯亞胺(PI,polyimide)或其他聚合物。

於一種類似方式，舉例而言，夾持板104之中央區域114包含一第二介電層140，第二介電層140具有形成於其上之一第二保護層142，其中，第二表面128大致由第二保護層之一頂表面144所界定。第一介電層134與第二介電層140可由類似或差異的材料所構成。同理，第一保護層136與第二保護層142可由類似或差異的材料所構成。於一個實例，第一介電層134與第二介電層140是由一共同的陶瓷基板所形成，其中，第一保護層136與第二保護層142是在第一與第二介電層為形成後而形成於第一與第二介電層之上。

根據一個實例，於圖2所示之ESC 100的第一電極106是關聯於中央區域114，且第二電極110是關聯於環狀區域112，其中，第一電極與第二電極大致為彼此電氣隔離。舉例而言，第一電極106與第二電極110之一或多者是由銀、金、鈦、鎢、或其他導電性的金屬或材料之一或多者所構成。ESC 100的第一電極106與第二電極110可分別電氣連接至個別的第一電壓源146(例如：第一電壓電位)與第二電壓源148(例如：第二電壓電位)，如於圖5所示，且如將為於下文所論述。

根據本發明，如於圖1所示，夾持板104更包含關聯於中央區域114之複數個氣體供應孔口150，其中，該複數個氣體供應孔口是流體連通於一加壓氣體源或供應器152，如同再次於圖5所示。舉例而言，圖1之複數個氣體供應孔口150是構成以經由圖5之氣體供應器152而提供於該夾持表面(例如：第二表面128)與工件102的表面120之間的一氣墊(未顯示)於夾持板104之中央區域。

舉例而言，圖1之複數個氣體供應孔口150大致由第二介電層140之一孔隙率所界定於夾持板104之中央區域114(如於圖4所示)。舉例而言，夾持板104之至少該中央區域114包含具有關聯於其的一預定孔隙率Φ之一多孔板154。於此實例，圖4之第二介電層140包含多孔板154。是以，圖1之複數個氣體供應孔口150大致由多孔板154之預定孔隙率所界定。根據一個實例，多孔板154包含一多孔碳與一多孔碳酸矽材料之一或多者。於另一個實例，多孔板154包含一多孔石墨材料。根據另一個實例，多孔板154之預定孔隙率Φ大致假定為空隙的體積(V_V )對整體材料的體積(V_B )之一比值，其中：

Φ=V_V /V_B 　(1)

預定孔隙率Φ可具有一範圍為0至1、或0%至100%的孔隙率。於一個特定實例，多孔板154之預定孔隙率Φ選擇為於約5%至約75%的範圍之內。由於結構整合度與流動氣體通過多孔板154的容量大致取決於材料選擇以及關聯於其的預定孔隙率，本發明預期能夠提供工件102之充分流量與支撐/夾持的任何材料與預定孔隙率Φ所構成之多孔板為歸屬於本發明之範疇內。再者，應為注意的是：舉例而言，圖4之至少第二保護層142更可包含形成在第二介電層140之上的一多孔材料。應為注意的是：該複數個氣體供應孔口150可均勻分佈在夾持板104之中央區域114的周圍。舉例而言，該複數個氣體供應孔口150可包含複數個機械加工或者是以其他方式所形成的鑽孔、裂縫、環、溝槽、或其他孔口(未顯示)於夾持板104之中央區域114，其中，該複數個氣體供應孔口是流體流通於圖5之氣體供應器152。該複數個氣體供應孔口150之一架構或型樣化可因此基於自該氣體供應器152之緩衝氣體的一最佳流量而確定。

根據又一個觀點，一或多個氣體返回孔口156界定於夾持板104之中央區域114與環狀區域112的一或多者。舉例而言，該一或多個氣體返回孔口156是流體連通於一真空源158，如於圖5所示。舉例而言，圖3與4之該一或多個氣體返回孔口156可包含配置在環狀區域112與中央區域114之間的一介面162的周圍之一或多個溝槽或孔160，如於圖3與4所示，因此提供針對於緩衝氣體(未顯示)通過ESC 100之一排氣路徑。

舉例而言，環狀區域112是進而可用以提供於工件102之表面120的周邊區域122與ESC 100之間的一實質密封164，其中，緩衝氣體大致維持於由該環狀區域、中央區域114、與工件所界定的一容積165之內。藉由控制自該複數個氣體供應孔口150且透過該一或多個氣體返回孔口156所返回(例如：經由圖5之氣體源152與真空源158)的緩衝氣體之壓力與流量，夾持板104可用以提供一第一力而將工件102大致排斥自ESC 100。自該複數個氣體供應孔口150的緩衝氣體之壓力與流量可因此大致抵消其關聯於經由圖5之第一電壓源146與第二電壓源148所施加至第一電極106與第二電極110的電壓電位之靜電力。該種力量之抵消或平衡因此可用以提供一大致無摩擦的介面於工件102與夾持板104的至少該中央區域114之間。再者，藉由控制自該複數個氣體供應孔口150且透過該一或多個氣體返回孔口156(例如：經由圖5之氣體源152與真空源158)的緩衝氣體之壓力與流量，亦可控制於工件102與ESC 100之間的熱轉移，其視緩衝氣體之流量與溫度而定。

於一個實例，該一或多個氣體返回孔口156具有約2毫米或更小之一直徑，然而，種種其他尺寸的孔亦預期為歸屬於本發明之範疇內。舉例而言，該一或多個氣體返回孔口156可具有約500微米之一直徑。該等氣體返回孔口之尺寸可基於壓力與流量率而變化，且因此可針對於ESC 100之任何既定應用而最佳化。

於一個替代者，圖1之一或多個氣體返回孔口156包含一或多個裂縫(未顯示)，其中，該一或多個裂縫大致為沿著於環狀區域112與中央區域114之間的介面162延伸一預定距離(未顯示)。舉例而言，該一或多個裂縫可包含線性或弧形的裂縫，其中，如沿著ESC 100之一半徑166延伸所測量，當測量於環狀區域112與中央區域114之間，該一或多個弧形裂縫之一徑向寬度可為約2毫米或更小。舉例而言，該一或多個長形裂縫之一長度可為實質大於其徑向寬度。

根據本發明之再一個範例觀點，圖1至4之ESC 100的冷卻板108關聯於夾持板104之一背側168，如於圖4所示，其中，夾持板104更包含：一第一絕緣層170，其形成於第一電極106與圖1的冷卻板108之間；及，一第二絕緣層172，其形成於第二電極110與冷卻板之間。舉例而言，第一絕緣層170與第二絕緣層172之一或多者是由一介電材料所構成，其中，介電材料可包含氧化鋁、氮化鋁、或其他絕緣材料之一或多者。

根據本發明之另一個範例觀點，於圖6所示之冷卻板108包含一或多個冷卻通道174。舉例而言，該一或多個冷卻通道174是構成以安排由諸如水之一冷卻流體(未顯示)於夾持板104與冷卻板108之間的路線及/或通過該冷卻板以供ESC 100於半導體處理期間之冷卻。圖6說明冷卻板108之一個範例的前表面176，其中，冷卻板之前表面大致為介接於圖4之夾持板104的背側168，舉例而言，其中，圖示了冷卻通道174之至少部分者的一預定型樣178。應為注意的是：預定型樣178是可不同於圖式所示者，且所有該等型樣預期為歸屬於本發明之範疇內。

如於圖6所示，關聯於冷卻板108之前表面176的該一或多個冷卻通道174包含複數個大致同心通道180，其大致經由複數個徑向通路182而互連。舉例而言，範例的複數個同心通道180、徑向通路182大致提供經由其的冷卻流體之有利的流動，其中，氣泡大致為最小化。

因此，本發明之圖1至4的範例ESC 100因此提供工件102之夾持及冷卻，其中，力平衡可得到於關聯於中央區域114的靜電力與其關聯於氣體流動的氣體壓力(於工件與中央區域間的容積165)之間。根據本發明之另一個範例觀點，中央區域114大致為平坦，如於圖1所示，其中，中央區域大致為延伸朝向(及/或接觸)工件102的表面120之任何結構。替代而言，中央區域114可包含其散佈為跨於第二表面128之一或多個台面或圓點(未顯示)，其中，舉例而言，圖2之工件102大致地被防護以免於“著落”或接觸第二表面之大部分者。舉例而言，該一或多個台面或圓點可由第二介電層140與第二保護層142之一或多者所界定。

根據本發明之又一個範例觀點，夾持板104更包含配置在一周邊188的周圍之複數個銷、栓、或其他的特徵186，其中，複數個銷是構成於工件之處置及/或處理期間以介接於工件102之周邊區域122。舉例而言，三或多個銷186延伸在大致垂直於第一表面118而在夾持板104之周邊188的周圍，其中，該等銷大致防止工件102於工件之掃描期間之側向運動。舉例而言，該等銷186可選擇地定位，以當供應緩衝氣體時而維持工件102之位置。

圖5說明一個範例的靜電夾持系統190，其中，ESC 100可操作為耦接至第一電壓源146(例如：一第一電源供應器)、第二電壓源148、緩衝氣體源152、返回氣體或真空源158、及一控制器192。舉例而言，控制器192可操作為控制施加至圖4之中央區域114的第一電壓電位146，藉以大致吸引工件102至ESC 100且密封背側氣體於界定在中央區域114、環狀區域112(例如：密封)、與工件102之間的容積165之內，而且進一步控制氣體源152與真空源158，藉以提供於靜電夾持與該容積內的緩衝氣體壓力之間的力量之實質平衡。應為再次注意的是：儘管一第二電壓源148提供於此實例以供電第二電極110，若第二電極是亦省略，則該第二電壓源可省略。同理，可控制針對於附加的電極(未顯示)之附加的電壓源(未顯示)，因此將為由熟悉此技術人士所瞭解。

根據本發明之另一個觀點，圖7是說明一種範例方法300，用於經由一靜電夾具以夾持一工件。應為注意的是：儘管範例方法是圖示且描述於本文為一系列動作或事件，將為理解的是，本發明是並未由該等動作或事件之圖示的順序所限制，正如根據本發明之一些步驟是可發生於不同順序且/或並存除了顯示及描述於本文之外的其他步驟。此外，並非需要所有圖示的步驟來實施根據本發明之一種方法。甚者，將為理解的是，該等方法是可關聯於本文所圖示及描述的系統以及關聯於並未圖示的其他系統而實施。

如於圖7所示，方法300是開始於動作302，提供諸如圖1至4之ESC 100的一種靜電夾具。舉例而言，提供於動作302之ESC包含一夾持板，其中，該夾持板包含界定於其之一中央區域與一環狀區域，且其中，一第一電極是至少關聯於該中央區域。該夾持板更包含關聯於該中央區域之複數個氣體供應孔口、及一或多個氣體返回孔口。

於動作304，一工件置放於該夾持板之上，其中，於一個實例，該工件之一周邊區域接觸該夾持板之環狀區域。於動作306，一緩衝氣體是於一第一氣體壓力且經由透過複數個氣體供應孔口之一緩衝氣體供應而提供，其中，該緩衝氣體大致以一第一排斥力而將該工件排斥自該夾持板。該緩衝氣體大致確定於該工件與夾持板之間的某量的力與熱轉移。於動作308，一第一電壓電位施加至第一電極，於其大致以一第一吸引力(例如：一第一夾持力)而將該工件吸引至該夾持板。

於動作310，控制第一電壓電位與緩衝氣體壓力，其中，第一電壓電位大致以第一力而將該工件吸引至該夾持板，且緩衝氣體壓力大致提供一反抗或排斥力。於一個實例，第一吸引力與第一排斥力是藉由動作310之控制而等化，於其提供該工件與夾持板的至少該中央區域之間的一大致無摩擦介面。

於一個實例，關聯於動作306所施加至第一電極之第一電壓電位的第一吸引力是充分的，藉以大致維持該工件相對於夾持板之一位置、且提供於該工件與環狀區域之間的實質密封以防止緩衝氣體洩漏至外部環境。於另一個實例，差動抽吸溝槽提供於該工件與夾持板之間的密封以防止緩衝氣體洩漏至外部環境。

是以，本發明提出一種靜電夾具，其提供改良的熱均勻度且進而減少背側微粒污染。雖然本發明已經顯示及描述關於某個較佳實施例或多個實施例，明顯的是：等效的變更與修改將由熟悉此技術人士閱讀及瞭解此說明書與隨附圖式而思及。特別是關於由上述的構件(組件、裝置、電路、等等)所實行的種種功能，運用來描述該等構件之術語(包括：提及“機構”)是意圖以對應(除非是另為指明)實行上述的構件之指定功能的任何構件(即：其為功能等效)，即使非為結構等效於實行於本文所述的本發明範例實施例之功能的揭示結構。此外，儘管本發明之一特定特徵可為關於數個實施例之僅有一者而揭示，針對於任何既定或特定應用而可為期望且有利，該特徵可結合其他實施例之一或多個其他特徵。

100．．．靜電夾器

102．．．工件

104．．．夾持板

106．．．第一電極

108．．．冷卻板

110．．．第二電極

112．．．環狀區域

114．．．中央區域

116．．．周邊

118．．．第一表面

120．．．表面

122．．．周邊區域

124．．．排他區

126．．．主動區域

127．．．前側

128．．．第二表面

129．．．部分

130．．．間隙

131．．．外部環境

132．．．簡圖

134．．．第一介電層

136．．．第一保護層

138．．．頂表面

140．．．第二介電層

142．．．第二保護層

144．．．頂表面

146．．．第一電壓源

148．．．第二電壓源

150．．．氣體供應孔口

152．．．氣體源

154．．．多孔板

156．．．氣體返回孔口

158．．．真空源

160．．．孔

162．．．介面

164．．．實質密封

165．．．容積

166．．．半徑

168．．．背側

170．．．第一絕緣層

172．．．第二絕緣層

174．．．冷卻通道

176．．．前表面

178．．．預定型樣

180．．．同心通道

182．．．徑向通路

186．．．銷

188．．．周邊

190．．．靜電夾持系統

192．．．控制器

300．．．方法

302-310．．．動作

圖1說明根據本發明之一個範例觀點的一種靜電夾具之分解立體圖。

圖2說明根據本發明之另一個觀點之圖1的靜電夾具之橫截面圖。

圖3是圖2的靜電夾具的一部分之放大橫截面圖。

圖4是根據本發明的又一個觀點之一種範例的靜電夾具之簡化橫截面圖。

圖5是一種範例系統之方塊圖，該種系統包含本發明之靜電夾具。

圖6說明根據本發明的再一個觀點之一種範例的冷卻板之俯視圖，。

圖7是方塊圖，其說明根據本發明之一種用於夾持工件的範例方法。

100．．．靜電夾器(ESC)

104．．．夾持板

106．．．第一電極

108．．．冷卻板

110．．．第二電極

112．．．環狀區域

114．．．中央區域

116．．．周邊

118．．．第一表面

126．．．主動區域

128．．．第二表面

131．．．外部環境

150．．．氣體供應孔口

154．．．多孔板

156．．．氣體返回孔口

158．．．真空源

166．．．半徑

168．．．背側

186．．．銷

188．．．周邊

Claims (17)

1. 一種靜電夾器，其用於選擇性地維持一工件之一位置，該種靜電夾器是包含：一夾持板，其具有關聯於該工件之一夾持表面，其中，該夾持板具有界定於其之一中央區域與一環狀區域，且其中，該環狀區域是大致地配置在該中央區域之一周邊的周圍；複數個氣體供應孔口，其界定於該夾持板之中央區域，其中，該複數個氣體供應孔口是流體連通於一加壓氣體供應器，且其中，該加壓氣體供應器是構成以經由該複數個氣體供應孔口而提供該夾持表面與工件之間的一氣墊於該夾持板之中央區域；一或多個氣體返回孔口，其界定於該夾持板之中央區域與環狀區域的一或多者，其中，該一或多個氣體返回孔口是流體連通於一真空源，在其中大致地界定了針對於該氣墊之一排氣路徑；一密封，其配置於該夾持板之環狀區域，其中，該密封是構成以大致地防止該氣墊自該中央區域洩漏至該環狀區域之外部環境，其中，該密封包含界定於該環狀區域之該夾持表面的一或多個同心差動抽吸溝槽，其中該一或多個同心差動抽吸溝槽之各者是流體連通於一或多個各別的真空源；及一或多個電極，其至少關聯於該中央區域，其中，該一或多個電極是電氣連接至一第一電壓電位。
2. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該夾持板之中央區域包含具有關聯於其的一預定孔隙率之一多孔板，其中該預定孔隙率是由該多孔板之空隙的體積對整體材料的體積之一比值所定義，且其中該複數個氣體供應孔口大致地由該多孔板之預定孔隙率所界定。
3. 如申請專利範圍第2項之靜電夾器，其中，該多孔板包含一多孔碳與一多孔碳酸矽材料之一或多者。
4. 如申請專利範圍第3項之靜電夾器，其中，該多孔板包含多孔石墨。
5. 如申請專利範圍第2項之靜電夾器，其中，該多孔板之預定孔隙率的範圍為於約5%與約75%之間。
6. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該複數個氣體供應孔口是以大致均勻方式而分配在該夾持板之中央區域的周圍。
7. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該複數個氣體供應孔口包含界定於該夾持板之中央區域的複數個裂縫與複數個凹環之一或多者。
8. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該複數個氣體供應孔口包含界定於該夾持板之中央區域的複數個孔。
9. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該夾持板之中央區域大致為平面且任何結構的空隙是自其而朝外延伸。
10. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該夾持 表面具有關聯於該環狀區域之一第一平面、及關聯於該中央區域之一第二平面，其中第一平面是自第二平面凹陷。
11. 如申請專利範圍第10項之靜電夾器，其中，該密封包含自第二平面延伸至第一平面之一彈性密封。
12. 如申請專利範圍第10項之靜電夾器，其中，該第二平面是自第一平面凹陷約10微米。
13. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，更包含：流體連通於三個各別的真空源之三個同心差動抽吸溝槽。
14. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該一或多個電極進而關聯於該環狀區域，且其中該一或多個電極是電氣連接至一第二電壓電位。
15. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該一或多個氣體返回孔口包含於該夾持板中之一或多個溝槽，其配置於該中央區域與密封之間。
16. 如申請專利範圍第1項之靜電夾器，其中，該夾持板更包含配置在該環狀區域之一周邊的周圍之二或多個銷，其中，二或多個凹口是構成以選擇性地介接於該工件之一周邊。
17. 一種用於夾持工件之方法，該種方法包含： 提供一夾持板，其中，該夾持板包含界定於其之一中央區域與一環狀區域，其中一第一電極是至少關聯於該中央區域；置放該工件於該夾持板之上，其中，該工件之一周邊區域是位在於該夾持板之環狀區域之上；經由界定該夾持板之中央區域於一第一氣體壓力的複數個氣體供應孔口而提供一緩衝氣體，其中，該緩衝氣體大致地以一第一排斥力而將該工件排斥自該夾持板且提供位於該工件與夾持板的至少中央區域之間的一大致無摩擦介面；施加一第一電壓電位至第一電極，在其中大致地以一第一吸引力而將該工件吸引至該夾持板，其中，施加第一電壓電位至第一電極大致地提供位於該環狀區域與工件之間的一密封，其中，該密封包含界定於該環狀區域之該夾持表面的一或多個同心差動抽吸溝槽，其中該一或多個同心差動抽吸溝槽之各者是流體連通於一或多個各別的真空源；及控制第一氣體壓力與第一電壓電位，其中，第一排斥力與第一吸引力為大致地等化。