晶片卡盘、其生产方法和曝光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及晶片卡盘、其生产方法和曝光装置。晶片卡盘包括由含有碳化硅的陶瓷制成的基底。该基底具有氧化处理层，并且在该基底的最外表面上形成有由类金刚石碳(DLC)制成的膜。

【技术实现步骤摘要】
晶片卡盘、其生产方法和曝光装置
本专利技术涉及在制备半导体器件的光刻工艺步骤等中用于支撑基板的晶片卡盘构件。
技术介绍
已知在制备半导体器件的光刻工艺步骤中陶瓷材料例如碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷被用作晶片卡盘构件，该晶片卡盘构件用于支撑基板。其中，碳化硅陶瓷由于其高机械强度从而抵抗耐久性降低，并且由于其高导热性从而温度变化所引起的半导体晶片的定位精度的降低较小。因此，碳化硅陶瓷适合于晶片卡盘构件。然而，当将碳化硅构件研磨或抛光为预定形状以用作晶片卡盘材料时，已知在其表面出现细微裂纹，细碳化硅陶瓷颗粒从细微裂纹分离为粉尘。沉积在半导体器件的电路上的这些粉尘(废料)引起电路绝缘故障、短路或其他问题。因此，已知在晶片卡盘的表面上形成多晶金刚石膜或硬质碳膜，以防止从晶片卡盘产生粉尘(日本专利公开No.平6-204324)。在用于马达部件的碳化硅陶瓷中，也已知在空气中或在氧化气氛中在400℃至1400℃的范围内的温度下进行热处理能够减少粉尘的产生(日本专利公开No.2002-47078)。这是因为在空气中或在氧化气氛中的热处理形成含有氧化物的表面膜。但是，仅在形成有多晶金刚石膜或硬质碳膜的晶片卡盘表面上减少灰尘产生，而在其上未形成这样的膜的侧面或背面上不能减少灰尘产生。在空气中或在氧化气氛中在400℃至1400℃的范围内的温度下对碳化硅陶瓷进行热处理能够减少粉尘产生。然而，与碳化硅陶瓷相比，由此形成的含有氧化物的表面膜具有更低的机械强度和更高的摩擦系数。尽管这些在马达部件中不是大问题，但在需要纳米级的平坦度的构件例如用于晶片卡盘的构件中，由磨损引起的较低的平坦度以及由磨损引起的粉尘产生导致的晶片卡盘的耐久性较低成为问题。尽管碳化硅陶瓷构件具有高耐磨性，但是在晶片构件上的长时间滑动会导致磨损并损害定位精度或曝光性能(例如分辨率)。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供晶片卡盘，其包括由含有碳化硅的陶瓷制成的基底，其中，所述基底具有氧化处理层，并且在所述基底的最外表面上形成有由类金刚石碳(DLC)制成的膜。本专利技术的第二方面提供生产晶片卡盘的方法，包括：对由含有碳化硅的陶瓷制成的基底的表面进行氧化处理；以及形成由类金刚石碳(DLC)制成的膜。通过以下参考附图对例示实施方式的描述，本专利技术的其他特征将变得清晰。附图说明图1是根据本专利技术的成膜装置的示意图。图2A是根据本专利技术的晶片卡盘的示意图。图2B是根据本专利技术的晶片卡盘的示意图。图3A是根据本专利技术的晶片卡盘的示意图。图3B是根据本专利技术的晶片卡盘的示意图。图3C是根据本专利技术的晶片卡盘的示意图。图4是根据本专利技术的曝光装置中的光刻工艺的示意图。具体实施方式下面更具体地描述本专利技术的实施方式。晶片卡盘是在半导体设备的光刻工艺装置中保持半导体晶片的构件。晶片卡盘在与半导体晶片接触的晶片卡盘的表面上具有以数百微米至几毫米的间隔形成的突出销部，该突出销部的高度和直径为数十至数百微米。晶片卡盘还具有用于吸附半导体晶片的孔和凹槽。图2A和2B是用于本专利技术的晶片卡盘的示意图。图2A是俯视图，图2B是侧视图。晶片卡盘21具有在厚度方向上贯穿晶片卡盘21的抽吸孔22。抽吸孔22用于吸引晶片(未图示)例如硅晶片。图中示出了27个径向配置的抽吸孔22，但可以调节抽吸孔22的大小、个数和配置以适当地将晶片抽吸并固定在卡盘21上。在完成固定到卡盘21的晶片的光刻工艺之后，停止晶片的抽吸，并且通过升降销孔23从卡盘21的背侧升高升降销(未示出)以从卡盘21分离晶片。图中示出了三个周向配置的升降销孔23，但可以调节升降销孔23的尺寸、数量和布置以适当地将晶片与卡盘21分离。将硅晶片保持在晶片卡盘21的上表面24上。在上表面24上形成突出销部(未示出)。晶片卡盘21可以经由晶片卡盘21的凸缘25固定到晶片平台。图3A至图3C是在基底上形成的类金刚石碳膜和粘合层的示意图。在基底31上形成突出销部32。图3A至图3C示意地示出销部32的形状，并且未按比例示出销部32的高度和宽度以及销部32之间的距离。准备地说，如上所述，销部通常具有数十到数百微米的高度和直径，并且以数百微米至几毫米的间隔配置。在本专利技术中，如图3B中所示那样，能够在基底31的整个前表面(销部的上表面、侧表面和下表面)上形成由类金刚石碳(DLC)制成的膜(类金刚石碳膜)33。另外，在本专利技术中，如图3C中所示那样，能够在基底31的前表面上依次形成粘合层34和类金刚石碳膜33。由此，在晶片卡盘的最外表面上形成由类金刚石碳(DLC)制成的膜。图4是曝光装置中的光刻工艺的示意图，该曝光装置是包括根据本专利技术的晶片卡盘的装置的示例。在图中，曝光光源41可以是水银灯、激光源(例如KrF激光器或ArF激光器)、或X射线光源。聚光透镜42能够将来自光源41的发散光转换为平行光。掩模43具有在石英部件等的表面上描绘的晶片的所期望的电路图案。缩小投影透镜44能够使在掩模43上描绘的电路图案缩小并投射在晶片45上。晶片45可以由硅制成。在光刻工艺中在施涂于晶片45的表面的光致抗蚀剂上描绘期望的电路图案。晶片卡盘46放置在晶片平台(未示出)上并且能够支撑晶片45，例如硅晶片。通过晶片平台，能够使晶片45和晶片卡盘46依次移动，能够使晶片45重复地曝光于电路图案。在图4的示意图中，使用光源(光)在光刻工艺中形成电路图案。然而，根据本专利技术的晶片卡盘也可以用于通过压制原始模具来转印数十纳米或更小的微图案的工艺中，例如纳米压印工艺。曝光装置中的根据本专利技术的晶片卡盘能够通过减少磨损从而减少粉尘并改善耐久性。根据本实施方式的晶片卡盘中使用的基底能够通过例如在与半导体晶片接触的晶片卡盘的表面上形成销状的含有碳化硅的陶瓷材料而具有规定的形状。本实施方式中使用的含有碳化硅的陶瓷为碳化硅的烧结体或多晶。通过除了碳化硅成分以外还使用铍(Be)，硼(B)，铝(Al)和/或其化合物(碳化物，氮化物，氧化物)作为烧结助剂，能够形成致密的烧结体。碳化硅多晶能够通过化学气相沉积(CVD)法形成。更具体地，例如，能够通过采用热CVD法在石墨基底上由四氯化硅气体和甲烷气体形成厚度为几毫米的碳化硅多晶并通过切割或高温下气化去除石墨基底从而生产多晶碳化硅构件的单体。由于不包含烧结助剂，通过CVD法形成的多晶碳化硅构件具有比烧结体更高的纯度，并且对要形成的类金刚石碳膜具有高粘接性。多晶碳化硅构件由于其高机械强度和导热性，因此适于晶片卡盘构件。在本专利技术中，将主要由碳化硅组成的烧结体以及通过CVD法形成的多晶碳化硅构件称为含有碳化硅的陶瓷(碳化硅陶瓷)。晶片卡盘应当具有高的平坦度，尤其是在晶片卡盘的与半导体晶片接触的表面上的销状部中。将基底研磨或抛光成预定形状时，在其表面出现细微裂纹，细小的碳化硅陶瓷颗粒从细微裂纹分离为粉尘(废料)。沉积在半导体器件的电路上的这些粉尘有时会引起电路绝缘故障或短路。为了解决这些问题，在本实施方式中，首先对由含有碳化硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.晶片卡盘，其包括由含有碳化硅的陶瓷制成的基底，其中，所述基底具有氧化处理层，并且在所述基底的最外表面上形成有由类金刚石碳(DLC)制成的膜。/n

【技术特征摘要】
20191002 JP 2019-182530;20200806 JP 2020-1340031.晶片卡盘，其包括由含有碳化硅的陶瓷制成的基底，其中，所述基底具有氧化处理层，并且在所述基底的最外表面上形成有由类金刚石碳(DLC)制成的膜。


2.根据权利要求1所述的晶片卡盘，其中，在所述氧化处理层与所述膜之间形成有至少含有硅或碳的层。


3.根据权利要求2所述的晶片卡盘，其中，所述至少含有硅或碳的层的厚度为0.01μm以上且1μm以下。


4.根据权利要求2或3所述的晶片卡盘，其中，所述至少含有硅或碳的层是主要由硅、氮化硅、碳化硅或氮化碳组成的层。


5.根据权利要求1所述的晶片卡盘，其中，在所述氧化处理层与所述膜之间形成有含有碳、硅、氧和氢的非晶层。


6.根据权利要求5所述的晶片卡盘，其中，所述含有碳、硅、氧和氢的非晶层的厚度为0.01μm以上且1μm以下。

【专利技术属性】
技术研发人员：平林敬二，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP