静电卡盘组合件及其制备方法技术

本申请案涉及一种静电卡盘组合件及一种用于制备所述静电卡盘组合件的方法。本发明专利技术描述了在处理工件的步骤期间用以支撑所述工件的静电卡盘，所述静电卡盘包含由多个经沉积层制成的凸起，所述层包含类金刚石碳层及含有基于硅的材料的层，例如碳化硅层。例如碳化硅层。例如碳化硅层。

【技术实现步骤摘要】
静电卡盘组合件及其制备方法
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张于2020年9月2日提出申请的依据美国临时专利申请案第63/073,796号的35USC 119的权益，本申请案的公开内容由此以全文引用方式并入本文中。


[0003]本专利技术属于用以在处理工件的步骤期间支撑所述工件的静电卡盘的领域，所述静电卡盘包含由多个经沉积层制成的凸起，所述层包含类金刚石碳层以及含有基于硅的材料的层，例如碳化硅层。

技术介绍

[0004]静电卡盘(也简称为“卡盘”)用于半导体及微电子装置处理中。卡盘将例如半导体晶片或微电子装置衬底的工件固持就位以在工件的表面上执行工艺。特定来说，静电卡盘通过在工件与卡盘之间产生静电引力来将工件固定到卡盘的上部表面。将电压施加到卡盘内所含纳的电极以在工件及卡盘中感应相反极性的电荷。
[0005]卡盘包含允许卡盘执行或改进性能的各种结构、装置及设计。通常，静电卡盘可以是多层结构，所述多层结构包含：支撑工件的平面上部表面；控制卡盘及所支撑工件的静电电荷的电子组件，例如电极、导电涂层及接地连接件；以及各种其它功能性，其可包含用以支撑或改变工件相对于卡盘的位置的测量探针及可移动引脚。
[0006]静电卡盘的典型特征是小凸起(有时称为“突起”)图案，其在卡盘的上部表面上方延伸极小距离，以在主卡盘表面上方以小距离支撑工件，并且在工件的下部表面及卡盘的上部表面之间形成极小空间。在具有凸起的情况下，卡盘的上部表面的仅一小部分会接触工件的下部表面。介于两个表面之间的经减小接触面积可减少可能通过接触表面产生的碎屑。另外，在一些卡盘设计中，由介于工件与卡盘之间的凸起形成的空间用于通过使冷却气体流入所述空间来冷却工件。

技术实现思路

[0007]静电卡盘组合件上的当前凸起设计会遭遇随大数目的使用周期而发生的磨损及退化，所述使用周期包含将工件放置到所述凸起上并从所述凸起移除工件。在经延长使用周期中，凸起从原始大小(包含原始高度)部分或完全变得磨损。在所述凸起遭遇过度磨损之后，放置到所述表面上的晶片将接触所述静电卡盘的上部介电表面，这可能产生颗粒碎屑、所述卡盘与所支撑工件之间的热转移以及将降低所述静电卡盘的整体性能及有效性的其它性能复杂化。对新的、性能更好的、更耐用的凸起的需求一直存在。
[0008]包含多个碳化硅层及类金刚石碳层的经多层沉积涂层已用于对用于工业应用的某些特定类型的表面进行涂覆。实例包含用于生物医学应用(植入物)、航空航天应用、石油勘探领域的应用及与塑料注射成型相关的应用的耐磨表面。先前，包含多个碳化硅层及类金刚石碳层之经多层沉积涂层尚未用例如光刻的图案涂覆技术来进行沉积，并且没有作为
凸起图案施加到静电卡盘的陶瓷的、任选导电的、晶片接触的上部表面。先前涂层已作为装置的整个操作(支承)表面之上的连续涂层而不是以在较大操作表面的仅部分之上的图案施加到表面。
[0009]在一个方面中，本专利技术涉及一种包含晶片支撑表面的静电卡盘组合件，所述静电卡盘组合件包含陶瓷层，在所述陶瓷层的上部表面处具有至少一个凸起。所述凸起包含多个层，所述多个层包含至少两个经沉积基于硅的材料层及至少两个类金刚石碳层。
[0010]在另一方面中，本专利技术涉及一种制备静电卡盘组合件的方法，所述静电卡盘组合件包含陶瓷层，在所述陶瓷层的上部表面处具有至少一个凸起。所述凸起包含多个层，所述多个层包含至少两个经沉积基于硅的材料层及至少两个类金刚石碳层。所述方法包含通过沉积方法将所述凸起沉积到所述上部表面上。
附图说明
[0011]图1是实例性现有技术静电卡盘组合件的一部分的示意性剖视侧视图。
[0012]图2是本说明书的静电卡盘组合件的一部分的示意性剖视侧视图。
[0013]所有图均是示意性的且未必按比例绘制。
具体实施方式
[0014]如所描述的静电卡盘是多层结构，所述多层结构包含装配在一起以形成静电卡盘组合件的多个不同层以及如所描述的其前体及部分。组合件包含静电卡盘组合件典型的各种特征，并且所述特征允许卡盘在处理期间支撑工件(例如，半导体衬底、微电子装置、半导体晶片、其前体)，其中静电引力在卡盘的上部表面(工件接触表面)处将工件固持就位。与静电卡盘搭配使用的实例性工件包含半导体晶片、平面屏幕显示器，太阳能电池、光罩、光掩模等等。工件可具有等于或大于圆形的100毫米直径晶片、200毫米直径晶片、300毫米直径晶片或450毫米直径晶片的面积的面积。
[0015]卡盘包含适应于在处理期间支撑工件的上部表面(“工件接触表面”)。上部表面通常具有带有圆形边缘的圆形表面区域，并且所述圆形边缘界定圆形周界且也界定工件接触表面及多层卡盘两者的直径。如本文中所使用，术语“工件接触表面”是指静电卡盘在使用期间接触工件的上部所暴露表面，并且所述上部所暴露表面包含由陶瓷材料制成的“主场”并具有上部表面，其中在上部表面处具有凸起，且具有可覆盖上部表面的至少一部分的任选导电涂层。将工件固持在陶瓷材料的上部表面上方的工件接触表面处，与凸起的上部表面接触，并且在使用静电卡盘期间将其抵靠静电卡盘而固持或“夹持”到静电卡盘。实例性静电卡盘组合件可与AC及DC库伦(Coulombic)卡盘以及约翰逊
‑
拉别克(Johnsen
‑
Rahbek)卡盘搭配使用。
[0016]卡盘组合件(或简称为“卡盘”)也包含卡盘运行所需的或任选的若干其它层、装置、结构或特征。这些层、装置、结构或特征包含：电极层，其在卡盘与工件之间产生静电引力以在处理期间将工件固持就位；接地装置，例如接地层及相关电连接件；测量装置，用于在处理步骤期间测量压力、温度或电性质；气体流动导管，其作为温度控制功能的一部分；导电表面涂层；等等。
[0017]多层结构的一个层是组合件的上部部分处的陶瓷层(又称为介电层)。陶瓷层可以
是组合件的顶部层且可包含卡盘的上部表面而不是放置在陶瓷层的上部表面上的导电涂层、突起等等。上部表面的导电涂层可通过也包含于多层组合件中的接地层、接地引脚等等连接到电接地。陶瓷层可由例如氧化铝、氮化铝、石英、SiO2(玻璃)等等的有用的陶瓷材料制成。必要时，陶瓷层可由单个(整体)材料层制成，或者可由两种或多种不同材料交替地制成，例如，多个不同材料层。陶瓷层的总厚度(具有一个或多个陶瓷材料层)可以是任何有效厚度，举例来说，在从1毫米到10毫米的范围中的厚度，例如，从1毫米到5毫米。
[0018]陶瓷层由基底层(简称为“基底”)在下方进行支撑，基底层通常由以下材料制成：金属，例如铝、铝合金、钛、不锈钢；陶瓷，例如氧化铝；金属基体复合材料；等等。
[0019]通常介于陶瓷层与基底之间的是以下各项中的一或多者：接合层(例如，聚合物粘合剂)、电极、接地层、允许电极及其它层起电作用的绝缘层或者额外电路系统。
[0020]本说明书的卡盘组合件包含跨越陶瓷层的上部表面的区域而分布的多个三维凸起的图案。凸起中的一或多个凸起是制成包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括晶片支撑表面的静电卡盘组合件，所述静电卡盘组合件包括陶瓷层，在所述陶瓷层的上部表面处具有至少一个凸起，所述凸起包括包含至少两个经沉积基于硅的材料层及至少两个类金刚石碳层的多个层。2.根据权利要求1所述的组合件，其中所述凸起包括总共至少6个层，所述总共6个层包含至少3个经沉积基于硅的材料层及至少3个类金刚石碳层，每一碳化硅层及每一类金刚石碳层具有在从0.5微米到约3微米的范围中的厚度。3.根据权利要求1或2所述的组合件，其中所述凸起的顶部层是类金刚石碳层。4.根据权利要求1或2所述的组合件，其中所述经沉积基于硅的材料选自氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、氧化硅(例如，二氧化硅SiO2)及氮氧化硅(SiON)。5.根据权利要求1或2所述的组合件，其中所述凸起由所述经沉积基于硅的材料与类金刚石碳的交替层组成。6.根据权利要求1或2所述的组合件，其中所述凸起覆盖等于所述上部表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘研，S，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：发明
国别省市：