ESD耗散结构部件制造技术

提供一种包括衬底层和沉积在衬底上的陶瓷层的结构部件。该陶瓷层由陶瓷静电放电耗散材料组成且具有１０↑［３］至约１０↑［１１］欧姆－厘米范围内的电阻率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及结构部件，尤其涉及用于静电电荷安全放电的具有静电放电耗散性质的结构部件。
技术介绍
微电子制造业中，敏感微电子器件通常采用自动化装置和/或由工作人员在如洁净室之类的环境中操作。在此背景下，调控和制造操作容易产生静电累积，也就是所谓的摩擦电荷。在制造微电子器件的洁净室环境背景中，诸如通过晶圆加工操作生产集成电路，所积累的静电电荷容易引起污染问题。特别地，在洁净室环境中，带有电荷的表面容易吸附和留存污染物，从而使颗粒难以从洁净室中除去。静电电荷的存在除了会引起污染问题外，静电电荷的放电也会带来其它问题。例如，由于静电放电是不受控制的，会破坏集成电路、模拟器件、存储介质和存储器件之类的微电子器件。如若损害很大，可以在制造工艺后期的测试阶段会发现这些损害。但是，更麻烦的是，静电放电会造成潜伏的破坏，直到在客户后期组装或最终用户将此微电子器件用作电子部件的一部分时才浮出水面。由静电放电协会(E1ectrostatic Discharge Association)提供的有关该主题的背景信息详细描述了解决静电放电问题的各种方法，参见www.esda.org。尽管一种解决静电放电问题的方法是减少静电电荷积聚，有可能的话，消除静电电荷积聚，但是在给定环境中要完全消除所产生的所有静电电荷是困难的。因此，采取步骤在静电电荷形成时安全地耗散或中和它们。在这一方面，为防止对敏感微电子器件的损害，通常使用静电放电(ESD)耗散材料来控制放电速率。在这一方面，已经用合适的聚合物制成了在制造过程中使用的某些加工工具，因为聚合物易于形成各种需要的几何形状，同时聚合物的电阻可以在一个相当大的范围内调控。但是，聚合物的机械性能较差。例如，大部分聚合物材料不耐磨、负载时发生蠕变、且弹性模量小于10GPa。本领域中也使用过在聚合物上涂层的技术。在一个实例中，五氧化二钒溶胶与粘合剂一起施用于表面之上，形成一种被聚合物粘合剂结合着的“纤维状或带形网状”结构的五氧化二钒颗粒。这样的涂层可以施用到大多数表面之上。但是，这样的涂层缺乏耐磨性，所以不适合长期用于需要经常与其它部分发生接触的领域，如工作台上表面。在洁净室环境中，纤维容易从该表面脱离，从而导致污染。为了解决聚合物材料的缺陷，开发出了静电放电耗散陶瓷材料。美国专利第6274524号中公开了一个实例，该专利描述了一种由氧化锆和氧化铁制得的陶瓷材料的形成。但是，所公开的材料与许多陶瓷材料一样，制成大件时成本太高，例如整体式处理工具、器具和固定设备。因此，鉴于前文所述，期望提供改进的静电放电耗散材料、部件以及形成该材料和部件的方法，诸如在微电子制造环境中所使用者。附图简要说明参考附图则可以更好地理解本专利技术，其诸多目的、特征和优点也会更加清楚。附图说明图1是根据本专利技术实施例的一个真空吸盘(vacuum chuck)。不同的图中用相同的附图标记表示是相似或完全一样的项目。
技术实现思路
依据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种结构部件，它包括一个衬底层和一个沉积在衬底上的陶瓷层。陶瓷层由陶瓷静电放电耗散材料组成，且具有的电阻率在103至约1011欧姆-厘米范围内。对于特殊的应用，部件可具有稍微窄一些的电阻率范围，如105至约109欧姆-厘米。陶瓷层可通过薄膜或厚膜形成技术沉积。在一个实施方式中，陶瓷层通过一种所谓的热喷涂厚膜形成技术沉积。结构部件可根据微电子操作的需要来成形，如微电子器件制造操作。具体实施例方式依据本专利技术的一个实施例，本专利技术提供一种包括一个衬底层和一个沉积在衬底上的陶瓷层的结构部件。陶瓷层由陶瓷静电放电耗散材料组成，且该材料的电阻率在103至约1011欧姆-厘米范围内。前述电阻率测量值表示的是体电阻率。给定实施例的实际电阻率是基于很多因素选择的。考虑的因素包括放电路径对地的电阻，其取决于涂层的电阻率和涂层的厚度。因此，如果涂层非常薄(比如涂层部分的结构形貌非常精细或该部分本身非常小的情况下)，则与涂层为几毫米时所选择的电阻率相比，应选择一个在前述的涂层电阻率范围内偏高一些的值。通常，对地电阻在105至109欧姆范围内是较佳的，因为该电阻可以在通常的小于1000V的静电电压下使杂散电流小于一毫安，而同时使电荷在几秒的时间之内耗散。结构部件的实际配置和预期部署会变化。例如，结构部件可以在微电子器件的操作环境中使用，诸如在制造环境中。在对静电累积和/或放电敏感的环境中进行操作的典型微电子器件包括通过晶圆加工技术制成的集成电路器件(例如，MOS器件)、存储介质和存储器(例如硬盘、光驱、磁介质和光介质)、磁存储介质的读/写头、CCD组、模拟器件(例如，RF晶体管)、光电器件(例如，波导和相关部件)、电声器件(例如，SAW滤波器)、光掩模和微机电系统(MEMS)。结构部件可以是在诸如微电子器件制造环境之类的操作环境中使用的一件器具。该器具可被大致分为不同的几类，包括，例如，存储器具、用于传送微电子器件的传送器具和为容纳微电子器件以进行加工操作提供工作面的支承器具。另外，这种器具还可能包括物理衬底面，诸如地砖。存储部件器具的实例包括搁板、架子、柜子和抽屉。用于操作和传送微电子器件的传送部件包括推车、料盘、晶圆载架、机械手末端效应器、传送带和传送辊轮。变得越来越常用的晶圆载架的实例是称为前开式一体化舱(FOUP)的托架。属于支承部件类的器具实例包括工作台和工作面。就制造环境这种特别情况而言，诸如晶圆加工厂，器具的水平表面通常设计为可在洁净室环境中维持层流。为此，器具的垂直面通常设计为具有相当高程度的敞开区域，这与实心工作面相反。敞开区域的面积占整个水平面面积的50％以上，例如60％以上、或甚至70％以上。具有如此开阔区域的工作面可以由平行棒材或平行的杆材、或者棒或杆组成的类似栅格的阵列形成，或者此敞开区域是一个穿孔表面。除器具以外，结构部件的特别形式可以是一种微电子固定装置，该装置被配置用于容纳单个或多个微电子器件。例如，在半导体制造环境中，加工工具中使用多个固定装置来在单晶圆加工操作中或多晶圆加工操作中挟持晶圆。这种加工操作可包括，例如，氧化物形成、沉积、金属化、光刻、刻蚀、离子注入、热处理、离子铣削(ion milling)、抛光(包括化学-机械抛光)、湿法净化、计量、检测和包装。固定装置的形式可包括扩散固定装置、光刻固定装置、沉积固定装置、金属化固定装置、刻蚀固定装置、抛光固定装置、机械加工固定装置和研磨固定装置。相似的，前述的器具可在前述任一加工操作中使用。固定装置的一个具体实例是用于诸如沉积(例如，化学蒸气沉积)和刻蚀操作之类的单晶圆加工操作中的夹具，或在用于工件加工的超声波槽内沉积作业的固定装置。结构部件通常被限制为无源部件，设计上不与电源相连，且没有电极、触点和相互连接等。本专利技术的一个具体实例示于图1，具体是一种用于平板显示器(FPD)加工的真空吸盘。在此例中，真空吸盘10包括一个衬底座12和一个可变形装配平台16，后者与底座12通过多个执行机构14相连接。例如，执行机构可以是电变换器，是能够以物理方式偏置并和控制装配平台16的轮廓(contour)的。装配平台16通过真空吸纳和保持衬底20。衬底在此情况下是一个FPD部件，诸如一个透明的塑料片或玻璃片。真空是通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构部件，包括衬底；和沉积在所述衬底上的陶瓷层，所述陶瓷层包括陶瓷静电放电耗散材料且具有约１０↑［３］至约１０↑［１１］欧姆－厘米范围内的电阻率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：权五熏，MA辛普森，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]