作为半导体和机械处理中的工件载体的顶板的处理晶片制造技术

描述了可作为半导体和机械处理中的工件载体的处理晶片。在一些实例中，工件载体包括：基板；电极，所述电极形成在基板上以携带电荷，以夹持工件；通孔，所述通孔穿过基板并连接到电极；和介电层，所述位于基板之上，以将电极与工件隔离。

Processing wafers for the top plate of workpiece carriers in semiconductor and mechanical processing

Processing wafers that can be used as workpiece carriers in semiconductor and mechanical processing are described. In some instances, the workpiece carrier includes a substrate; an electrode formed on the substrate to carry charges to hold the workpiece; a through hole through which the through hole passes through the substrate and is connected to the electrode; and a dielectric layer which is located on the substrate to isolate the electrode from the workpiece.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为半导体和机械处理中的工件载体的顶板的处理晶片
本公开内容涉及用于半导体和机械处理的工件载体，且具体地涉及作为工件载体的处理晶片。
技术介绍
在微机械和半导体芯片的制造中，工件(诸如硅晶片或其它基板)在不同的处理腔室中暴露于各种不同的工艺。这些腔室可将晶片暴露于许多不同的化学和物理工艺，由此在基板上产生微型集成电路和微机械结构。构成集成电路的材料层由包括化学气相沉积、物理气相沉积、外延生长及类似者的工艺所制成。使用光刻胶掩模(photoresistmask)和湿式或干式蚀刻技术将一些材料层图案化。基板可为硅、砷化镓、磷化铟、玻璃或其它合适的材料。在这些工艺中所使用的处理腔室通常包括在处理期间用于支撑基板的基板支撑件、基座或卡盘(chuck)。在一些工艺中，基座可包括嵌入式加热器，用于控制基板的温度，且在一些情况下，用于提供可在该工艺中使用的升高的温度。静电卡盘(ESC)具有一个或多个嵌入式导电电极，以产生使用静电将晶片保持在卡盘上的电场。ESC将具有称为圆盘(puck)的顶板，称为基座的底板或底座，及将两者保持在一起的界面或接合。圆盘的顶表面具有保持工件的接触表面，接触表面可由各种材料所制成，如，硅、聚合物、陶瓷或组合，且可在其上全部具有涂层，或在选择性的位置上具有涂层等。各种部件嵌入到圆盘中，包括用于保持或卡紧(chucking)晶片的电子部件和用于加热晶片的热部件。存在有使集成电路芯片更小的恒定趋势。这种趋势的一部分包括在将电路部件构建在晶片的前侧上之前和之后，使晶片的背侧变薄。变薄的晶片小得多，但是很脆，所以用粘合带将其接合到圆盘上。这有助于防止变薄的晶片若从圆盘上掉落时受到损坏。虽然这样使晶片牢固地保持，但是比使用静电卡盘更难以附接和移除晶片。此外，粘合剂会作为在晶片和ESC的圆盘之间的电绝缘体和热绝缘体。
技术实现思路
描述了可作为半导体和机械处理中的工件载体的处理晶片。在一些实例中，所述工件载体包括：基板；电极，所述电极形成在基板上以携带电荷，以夹持(grip)工件；通孔，所述通孔穿过基板并连接至电极；和介电层，所述介电层位于基板之上，以将电极与工件隔离。附图说明藉由示例而非限制的方式，在附图的各图中显示本专利技术的实施方式，其中：图1是根据实施方式的附接在一起的载体晶片和变薄的工件晶片的截面侧视图；图2是根据实施方式的显示在施加介电层之前施加电极的载体晶片的顶部平面图；图3是根据实施方式的在电极沉积之前施加掩模的载体晶片的等距视图；图4是根据实施方式的图3的载体晶片的侧视截面图；图5是根据实施方式的载体晶片的顶部平面图，显示了在施加介电层之前施加替代的电极配置；图6是根据实施方式的在施加介电层之前具有用于施加进一步的替代的电极配置的模板(stencil)的载体晶片的等距视图；图7是根据实施方式的显示两种类型的孔的载体的一部分的截面侧视图；图8是根据实施方式的制造载体的工艺流程图；图9是根据实施方式的替代载体的侧视截面图；图10是根据实施方式的图9的载体的变型的侧视截面图；图11是根据实施方式的携带载体的组装的静电卡盘的等距视图；图12是根据实施方式的具有能够承载工件和载体的基座或ESC的等离子体系统的局部截面图。具体实施方式如本文所描述的，一般的硅晶片可用作晶片载体的基板，且ESC可藉由使用半导体制造工艺以非常小的附加厚度构建在载体晶片上。可将变薄的工件晶片静电卡紧到硅载体晶片上。使用靠近硅载体晶片顶部的电极，附接和分离是快速和简单的。保护变薄的工件晶片不受载体晶片的物理应力，且载体晶片和工件晶片一起为约与传统厚晶片相同的尺寸。因此，工件和载体的卡紧组件与现有的工具和制造工艺良好地运作。这种载体被称为转移ESC。变薄的晶片可藉由将电引线连接到载体上的触点(contact)并将电荷施加到载体电极而静电附接到载体上。当组件移动到不同的工艺和位置时，载体晶片接着将电荷和它的夹持力维持在变薄的晶片上。当适合时，藉由以相反的极性连接电引线来释放静电电荷。例如，使用PVD(等离子体气相沉积)工具将用于静电保持工件晶片的电极沉积在载体晶片上。这允许非常薄和高品质的电极。介电层可使用例如CVD(化学气相沉积)工具而沉积在晶片上。这允许高静电力所需的高品质介电层。较旧的等离子体处理设备的精确度足以形成电极来保持工件。图1是附接在一起的载体晶片2和变薄的工件晶片4的截面侧视图。载体晶片基于硅基板6。这可为与工件晶片相同类型的基板。使用相同的材料避免了由热膨胀和收缩所引起的任何应力。正如工件晶片可由不同材料所制成的那样，载体晶片也可由任何相同的材料所制成。或者，可使用具有与工件晶片相似的热膨胀系数的不同材料。一组孔8被钻凿、蚀刻或钻孔穿过基板。所示的孔是接触孔。可存在有用于升降销、背侧气体、真空配件或其他目的的附加孔。在一些实施方式中，在释放静电电荷之后，可使用孔来释放工件。可将销或空气压力施加到孔，以将变薄的晶片的背侧推离载体晶片。这些孔可被镀覆(plated)或填充钽、铜、铝或其它导电材料，使得孔的壁或填充物可用作电引线的触点或接触点或焊盘(pad)。将电极10作为层施加在基板之上。这个层或另一层可延伸到孔8中，使得孔在内侧被镀覆。以这种方式，镀覆孔可用作与相对侧的电极的电连接。当电极被工件晶片覆盖时，这允许对电极的电气接入。电极可由钽、铜、铝所形成，或由各种其它导电材料的任一种所制成。可使用传统的硅图案化和掩模技术将电极制成图案。可使用各种不同图案的任一种，包括偶极子(dipole)、同心和星形图案等。下面描述并显示了额外的图案。因为载体晶片由硅所形成，所以可应用各种硅处理技术的任何一种。在一些实施方式中，使用PVD(等离子体气相沉积)将约1μm厚的钽层施加到载体晶片的顶部和孔的内壁。或者，可使用多种其它工艺的任一种来将铜、铝、钽或其它导电材料或材料的组合施加到硅。电极接着被介电层12封装和覆盖。可根据需要藉由CVD(化学气相沉积)或以任何其它方式施加介电层。介电层允许在导电电极和工件晶片之间维持静电荷，因为当工件载体在使用时，介电层位于电极和工件载体之间。在一些实施方式中，在施加电介质之后，工件载体被翻转，且介电层14也施加到工件晶片的背侧。孔可蚀刻到电介质中以暴露载体中的孔108，并允许接入电触点、气体配件和任何其它部件。在这个实例中，背侧电介质与基板接触而没有中间金属层。在前侧上的金属层10用作电极，且通孔8允许与电极电接触，使得不需要在背侧上的金属层。图2是载体晶片的顶部平面图，显示了在施加介电层之前施加电极。硅载体晶片222具有同心双极电极配置，其具有内部中心电极234和外部周边电极236。可向两个电极施加不同的电荷极性，以提供更牢固的静电夹持。可在基板的背侧上设置不同的通孔作为两个不同电极的电触点。为了附接工件，以两个不同的极性施加电流，一个极性被施加到用于内部电极的触点，且另一个极性被施加作为外部电极的触点。为了释放工件，连接被反转以反转极性，直到电荷被移除。或者，两个触点连接在一起以允许相反的电荷均衡，释放工件。图3是在沉积电极234、236之前施加掩模224的硅载体晶片222的等距视图。掩模由PEEK(聚醚醚酮)或任何其它合适的半刚性材料所形成，其承受电极的沉积工艺。可使用以热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工件载体，包括：基板；电极，所述电极形成在所述基板上以携带电荷，以夹持工件；通孔，所述通孔穿过所述基板并连接到所述电极；和介电层，所述介电层位于所述基板之上，以将所述电极与所述工件隔离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.22 US 15/217,3281.一种工件载体，包括：基板；电极，所述电极形成在所述基板上以携带电荷，以夹持工件；通孔，所述通孔穿过所述基板并连接到所述电极；和介电层，所述介电层位于所述基板之上，以将所述电极与所述工件隔离。2.如权利要求1所述的工件载体，其中所述基板包括硅晶片。3.如权利要求1或2所述的工件载体，其中所述基板由玻璃、多晶硅和陶瓷的至少一种所构成。4.如前述权利要求中任一项或多项所述的工件载体，其中所述电极包括图案化的钽。5.如前述权利要求中任一项或多项所述的工件载体，其中所述电极藉由等离子体气相沉积而施加到所述基板。6.如前述权利要求中任一项或多项所述的工件载体，其中所述通孔包含导电材料，以提供电耦接到所述电极的电触点。7.如前述权利要求中任一项或多项所述的工件载体，进一步包括导电塞子，所述导电塞子位于所述通孔之上，其中所述电极位于所述塞子之上。8.如前述权利要求中任一项或多项所述的工件载体，进一步包括接合焊盘，所述接合焊盘在与所述电极相对的所述基板的一侧上的所述通孔之上，所述接合焊盘从相对侧提供对所述电极的电连接。9.如前述权利要求中任一项或多项所述的工件载体，其中所述电极位于所述基板的前侧上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯里尼瓦斯·D·内曼尼，尚布休·N·罗伊，高塔姆·皮莎罗蒂，小道格拉斯·A·布池贝尔格尔，怡利·Y·叶，华钟强，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US