TWI463597B - 用於半導體晶圓處理的高效率靜電夾盤組件 - Google Patents

Description

用於半導體晶圓處理的高效率靜電夾盤組件

本發明之實施例大致而言係關於在處理環境中用於固持基板之靜電夾盤。

在基板處理應用中，夾盤用以固持基板，以防止在處理期間基板之移動或未對準。靜電夾盤使用靜電引力來將基板固持在適當的位置。靜電夾盤之使用已獲得廣泛接受，此係歸因於靜電夾盤相比於機械夾盤及真空夾盤的優點，諸如，基板中與應力相關的破裂之減少、處理腔室中污染之減少及將基板保持在低真空環境中的能力。

典型的靜電夾盤包括導電電極，該導電電極嵌入電氣絕緣體內部。電壓源使基板相對於電極產生電氣偏壓。絕緣體防止電子流經該絕緣體，從而使相反的靜電電荷在基板中及電極中累積。因此，產生靜電力以將該基板吸引且固持於夾盤上。

共用靜電夾盤為多層結構，該多層結構係使用用於絕緣層之聚醯亞胺來製造，該等絕緣層將銅電極夾在當中。聚醯亞胺為熱固性材料，該熱固性材料具有理想的特性，諸如，高溫穩定性(相對於其他有機聚合物而言)、優良的介電行為及優良的機械特性。然而，使用聚醯亞胺以隔絕電極會限制夾盤在某些基板製造製程中之使用壽命。聚醯亞胺及類似聚合物對於某些處理氣體及電漿具有較低的耐蝕性。含氧氣體及電漿對靜電夾盤上之聚醯亞胺層是特別有害的，該等含氧氣體及電漿用於各種基板處理操作。在此等製程期間，絕緣體可受到處理氣體腐蝕，且所造成的電極之暴露導致夾盤在處理期間失效且導致整個基板成本損失較大。

此外，當基板斷裂或碎裂以形成具有銳緣的碎片時，基板碎片可較容易地穿刺聚醯亞胺膜，從而使夾盤之電極暴露。基板碎片亦可自基板背側轉移至該聚醯亞胺膜。即使在絕緣體中之單一針孔處的電極之暴露亦可在電極與電漿之間引起電弧，且因此需要替換整個夾盤。

此外，製造上述靜電夾盤之製程需要使用壓敏或熱敏黏接劑，以及較為費力的電路安裝。例如，銅電極電路可電鍍於聚醯亞胺膜上。在形成電極之後，可使用壓敏或熱敏黏接劑將第二聚醯亞胺膜層黏接於該電極層上。隨後使用壓敏或溫度敏感性酚類黏接劑將多層堆疊黏接至夾盤之基底。此製程不僅複雜，而且此製程需要許多步驟且需要延長製造時間。因此，存在對於經改良的靜電夾盤及製造該靜電夾盤之簡化方法的需要。

在一個實施例中，一種靜電夾盤組件包含撓曲堆疊，該撓曲堆疊具有預成型電極，該預成型電極嵌入第一介電層與第二介電層之間。該第一介電層可包含聚芳醚酮材料。該聚芳醚酮第一介電層具有暴露的基板支撐表面。第二介電層具有暴露的接合表面。在另一實施例中，該靜電夾盤組件進一步包含底座，該底座接合至撓曲堆疊之第二介電層之接合表面。接合表面與底座之間的剝離強度介於約每線性吋2磅(約0.91公斤)與約每線性吋14磅(約6.35公斤)之間。

在另一實施例中，一種靜電夾盤組件包含基板支撐底座及撓曲堆疊，該撓曲堆疊用黏接層接合至該基板支撐底座。該黏接層具有剝離強度，該剝離強度介於約每線性吋2磅(約0.91公斤)與約每線性吋14磅(約6.35公斤)之間。該撓曲堆疊進一步包含第一介電層、第二介電層及預成型薄片電極，該預成型薄片電極設置於第一介電層與第二介電層之間。第一介電層及第二介電層可以熱塑方式接合或用黏接劑接合。在另一實施例中，第一介電層由聚芳醚酮形成。在另一實施例中，第一介電層由聚芳醚酮形成，而第二介電層由聚醯亞胺形成。

在又一實施例中，一種製造靜電夾盤組件之方法包含以下步驟：在聚芳醚酮層與介電層之間置放預成型薄片電極；將該聚芳醚酮層與該介電層接合在一起；用電漿處理該介電層之表面；以及將該經電漿處理之介電層接合至基板支撐底座。該介電層與該基板支撐底座之間的接合具有剝離強度，該剝離強度介於約每線性吋2磅(約0.91公斤)與約每線性吋14磅(約6.35公斤)之間。

本發明大致而言提供一種用於將基板固持在處理容積中的高效率靜電夾盤組件。該高效率靜電夾盤組件包括撓曲堆疊，該撓曲堆疊接合至基板支撐底座。該撓曲堆疊包括電極，該電極設置在兩個介電層之間。特定言之，該撓曲堆疊之至少頂部或第一介電層可為聚芳醚酮，例如，該聚芳醚酮為標準級或高純度級，在該標準級或高純度級聚芳醚酮中存在極低含量之金屬離子。與目前用於靜電夾盤之聚醯亞胺或其他聚合物膜相比，聚芳醚酮具有極佳的耐磨性、耐高溫性、耐電漿性、耐化學腐蝕性、電氣穩定性及強度。此外，該撓曲堆疊可在第一介電層之基板支撐表面上具有粗糙毛面修整(matte finish)，以提供諸如在靜電夾盤之整個表面上經改良的溫度分佈之益處。該撓曲堆疊之非基板支撐側可以電漿處理，該電漿處理提供所要的表面修整，隨後使用黏接劑將該撓曲堆疊接合至底座，從而產生與傳統的聚合物靜電夾盤相比，更為優越的接合強度及熱導率。靜電夾盤之電極可為預成型薄片電極，該預成型薄片電極實現更均勻的厚度控制，且因此該預成型薄片電極實現更優良的夾持效能，以及該預成型薄片電極增加了製造之便利。

第1A圖為根據本發明之靜電夾盤組件100之一個實施例的示意性截面圖。靜電夾盤組件100包括至少一個撓曲堆疊112。靜電夾盤組件100亦可包括基板支撐底座110，使用一層黏接劑108(諸如，丙烯酸、環氧樹脂、氯丁橡膠或其他適合的黏接劑)將基板支撐底座110接合至撓曲堆疊112。撓曲堆疊112包含介電部件120，介電部件120具有嵌入式電極122。電極122可預成型或電沈積於介電部件120中之一者上。電極122可預配置成各種幾何結構，且電極122可為單極的或雙極的。介電部件120可包括至少第一介電層124及第二介電層114，第二介電層114具有電極122，電極122設置在第一介電層124與第二介電層114之間。在一個實施例中，第一介電層124接合至基板支撐底座110，且第一介電層124具有電極122，電極122設置於第一介電層124上。第二介電層114設置在電極122及第一介電層124的頂部。可使用黏接劑將第一介電層124與第二介電層114接合在一起，藉此將電極122夾在第一介電層124與第二介電層114之間。或者，可將第一介電層124與第二介電層114以熱塑方式接合在一起，以將電極122夾在第一介電層124與第二介電層114之間。

第一介電層124及第二介電層114中之每一者可具有介於約25 μm至約75 μm之間的厚度。層124、層114中之每一者之厚度可為選擇性的，以使特定應用之熱導率及夾持要求最優化。介電層124、介電層114可各自包含單一層的材料，或視需要，介電層124、介電層114中之一者或兩者可包含多個層的材料。

基板支撐底座110可為底座，該底座由用於電漿處理腔室之習知材料(諸如，鋁或不銹鋼)形成。基板支撐底座110可包括開孔111，導電延伸116可延伸穿過開孔111以提供電氣接觸表面118，功率可經由電氣接觸表面118連接至電極122。在一個實施例中，導電延伸116為電極122之組成部分，亦即，導電延伸116、電極122為單一的一體元件，該元件使子元件之數目最小化、確保穩健的電氣連接性、降低成本且簡化組件。導電延伸116可黏接至支撐底座110之底部。或者，導電延伸116可與電極122分離，且導電延伸116可硬焊至電極122，或導電延伸116可以其他方式電氣連接至電極122。可將約200伏特至約3,000伏特之範圍的高電壓施加至電極122，以產生絕緣介電膜之偏振，從而在第二介電層114之基板支撐表面132上產生靜電，以使得基板由此靜電之庫侖力吸引且固持於支撐底座110上。基板支撐底座110可包括導管113，導管113設置於基板支撐底座110中，熱傳送流體可流經導管113，以幫助控制基板之溫度。

為了為基板提供經改良的熱傳送，其中該基板固持至第一介電層124之基板支撐表面132，可將熱傳送氣體經由導管128饋送至第一介電層124之表面。導管128可通向氣體引導通道(未圖示)，該等氣體引導通道形成於第一介電層124之基板支撐表面132中。該等通道可採取各種幾何形式。熱傳送氣體可在基板之處理期間經由導管128饋送至氣體引導通道。

撓曲堆疊112之第一介電層124及第二介電層114可由介電膜或薄片而製得。在其他實施例中，撓曲堆疊112之第一介電層124及第二介電層114中之一者或兩者可藉由旋轉沈積、噴霧沈積或其他適合的沈積製程而製得。在一個實施例中，撓曲堆疊112之第一介電層124及第二介電層114中之一者或兩者可由高純度的熱塑性膜(諸如，聚芳醚酮)形成。用於撓曲堆疊112之第一介電層124及/或第二介電層114之聚芳醚酮膜可為標準級聚芳醚酮或高純度級聚芳醚酮，在該標準級聚芳醚酮或高純度級聚芳醚酮中存在極低含量之金屬離子。在此上下文中，高純度被定義為具有不大於百萬分之一的以下金屬中之每一者：鋁、銻、砷、鋇、鈹、鉍、硼、鎘、鈣、鉻、鈷、銅、鎵、鍺、鉿、銦、鐵、鉛、鋰、汞、鎂、錳、鉬、鎳、鈮、磷、鉀、銣、鈧、硒、矽、銀、鈉、鍶、硫、鉭、碲、鉈、錫、鈦、鎢、釩、釔、鋅及鋯。在一個實施例中，第一介電層124及第二介電層114中之至少一者由聚醯亞胺或其他適合的熱塑性膜，而非高純度聚芳醚酮製得。舉例而言，第一介電層124可由高純度聚芳醚酮製得，而第二介電層114可由聚醯亞胺製得。在又一實施例中，第一介電層124包含高純度聚芳醚酮，且第一介電層124以旋轉或噴霧方式沈積電極122及第二介電層114，其中第二介電層114由聚醯亞胺製得。

撓曲堆疊112具有至少第一介電層124，第一介電層124由高純度聚芳醚酮製得，與僅由聚醯亞胺膜製得的傳統靜電夾盤相比，撓曲堆疊112具有極佳的機械強度及抗穿刺性(puncture resistance)。如先前所述，基板粒子可自晶圓之背側或自晶圓斷裂處移送至撓曲堆疊112之表面。第一介電層124之穿刺可在腔室中引起電極122與電漿之間的電弧。因此，對於至少第一介電層124而言，使用高純度聚芳醚酮藉由提供防止基板粒子穿刺的保護，來顯著地延長撓曲堆疊112之壽命。

此外，至少部分地由高純度聚芳醚酮製得的撓曲堆疊112具有極佳的耐高溫性，諸如，具有超過攝氏200度之溫度的處理環境。由高純度聚芳醚酮製得的撓曲堆疊112亦顯示出對於較大範圍之化學環境(包括鹼金屬、芳香烴、醇及氫化烴)的極佳的耐化學性。

高純度聚芳醚酮亦具有極佳的耐電漿性。例如，具有100%之氧氣(O₂ )的預清潔蝕刻電漿在電漿蝕刻之100小時內，可造成少於0.14 g/cm² 的質量損失，該電漿蝕刻在10.3 cm² 薄片上執行。此特徵允許在不需要開啟腔室且將腔室暴露於污染物的情況下，將撓曲堆疊112之基板支撐表面132預處理及清潔，以使夾持參數最優化，對於清潔由聚醯亞胺膜建構之靜電夾盤的基板支撐表面而言，則需要開啟腔室且將腔室暴露於污染物。

高純度聚芳醚酮亦可抵抗若干強腐蝕性氣體。舉例而言，撓曲堆疊112可用於處理環境，該等處理環境具有腐蝕性氣體，諸如，氯氣(Cl₂ )、三氯化硼(BCl₃ )、四氟甲烷(CF₄ )及三氟甲烷(CHF₃ )，而不需要額外的保護罩。此特徵允許撓曲堆疊112用於延長腔室清潔製程之間的時間，從而導致與使用完全由聚醯亞胺膜建構之靜電夾盤相比，系統的能工作時間更長。

在第一介電層124由高純度聚芳醚酮製得，而第二介電層114由聚醯亞胺製得的實施例中，撓曲堆疊112享有以下效能之益處：使聚芳醚酮暴露於基板及電漿，以實現經改良之處理結果及增加使用壽命，同時聚醯亞胺材料提供成本之節省及對於支撐底座110經改良的黏接性，該聚醯亞胺材料設置於基板支撐底座110與電極122之間。

與傳統的聚醯亞胺膜相比，第1A圖之撓曲堆疊112進一步得益於高純度聚芳醚酮之使用，使得製造簡單且容易。在形成第一介電層124及第二介電層114中之至少一者時使用高純度聚芳醚酮的一個優點係歸因於材料之熱塑性特徵，在一些實施例中，該熱塑性特徵促進第一介電層124以熱塑方式接合至第二介電層114。

如以上所論述，電極122可經預成型或電沈積於介電部件120中之一者上，且電極122之厚度可介於約5 μm與約40 μm之間。使用電極122之預成型薄片的一個優點為便於製造且便於減少缺陷。舉例而言，預成型電極122可以更均勻的方式製造，且預成型電極122可更易於檢查，從而降低生產成本且增加品質。此外，電鍍銅電路可能具有高達22%之非均勻性，且該等電鍍銅電路可能需要在電極形成之前，將種晶層(諸如，鈦種晶層)沈積於介電部件120上。此等非均勻性對完成的靜電夾盤之效能(亦即，固持力)具有有害效應。此外，種晶層之部分增加弧電位，種晶層之該等部分不為電極122所覆蓋。相反，使用電極122之預成型薄片提供十分一致厚度的撓曲堆疊對撓曲堆疊，從而引起與習知靜電夾盤相比，產生優越的夾持對夾持的效能均勻性。

第1B圖為夾盤組件100之分解截面圖。根據本發明之一個實施例，電極122(諸如，銅電極)經預成型，且將電極122嵌入第一介電層124與第二介電層114之間以產生撓曲堆疊112。電極122可為預成型的導電薄片(亦即，膜)，例如，銅片。在一個實施例中，電極122為經預成型的導電銅片，該導電銅片電沈積於釋放襯墊上。使用電極122之薄片產生電極，該電極具有厚度均勻性，該厚度均勻性顯著高於使用電鍍層或金屬篩網可達成的厚度均勻性，該電鍍層或金屬篩網用於習知靜電夾盤。此外，使用電極122之薄片允許該電極具有厚度，該厚度顯著大於使用電鍍層可達成的厚度。在一個實例中，電極122可由銅片形成，該銅片具有選擇於約5 μm與約40 μm之間的厚度。該厚度均勻性可低於約10%。因此，歸因於與先前技術之習知靜電夾盤相比而增加的表面均勻性，本發明之電極122提供在整個靜電夾盤組件100上更均勻的基板固持力。此外，歸因於電極122之增加的平坦性及厚度均勻性，與先前技術之靜電夾盤相比，靜電夾盤之耐電弧性改良。此外，藉由消除先前技術之電鍍步驟，根據本發明之靜電夾盤降低腔室受到電鍍製程期間使用的材料(諸如，鈦或鈦的類似物)污染之可能性。

電極122可接合至撓曲堆疊112之第一介電層124及/或第二介電層114。在一個實施例中，使用熱量及壓力將電極122直接熔合至撓曲堆疊112之第二介電層114。將電極122直接熔合至撓曲堆疊112之第二介電層114消除銅的種晶層之需要，該銅的種晶層設置於平板電極與介電層之間，當利用預成型電極122時，該介電層提供於習知靜電夾盤組件上。銅的種晶層之消除在產生更穩健接合的同時降低成本及製造複雜性，該更穩健接合不易遭受可導致較差效能的分層及毀壞。

黏接劑150用以將第一介電層124接合至第二介電層114，以形成撓曲堆疊112。如以上所論述，撓曲堆疊112可替代地經加熱且加壓，而以熱塑方式將第一介電層124接合至第二介電層114，以形成撓曲堆疊112。在一個實施例中，黏接劑150可為丙烯酸、環氧樹脂或氯丁橡膠黏接劑。在另一實施例中，黏接劑150為光學透明黏接劑，例如，透明的丙烯酸黏接劑。可利用其他適合的光學透明黏接劑。光學透明黏接劑之使用促進對於黏接劑150內部雜質及污染物經改良的檢查，黏接劑150內部的該等雜質及污染物可助長較差的接合及/或較差的熱傳送效能。因此，光學透明黏接劑150提供更穩健的靜電夾盤組件100，更穩健的靜電夾盤組件100具有較少的夾持對夾持之變化。此外，由於第一介電層124是透明的，故光學透明黏接劑150之使用允許在撓曲堆疊112之層124、層114已被接合之後，對電極122的檢查。在一個實施例中，黏接劑150具有介於約0.5 μm至約2.0 μm之間的厚度。

在接合製程之前、期間或之後的任一者，撓曲堆疊112之基板支撐表面132可經處理，以提供所要的表面粗糙度或該處的粗糙毛面修整。或者，基板支撐表面132可具有光滑表面修整(glossy finish)。在撓曲堆疊112之基板支撐表面132上使用粗糙毛面修整會產生優於習知聚合物靜電夾盤的若干益處。例如，因為粗糙毛面修整中之尖峰在基板支撐表面132上方延伸，所以基板支撐於尖峰頂部，從而引起與基板的接觸面積減少，且此舉允許來自導管128的熱傳送氣體在整個基板表面上更佳的溫度分佈。此外，基板與撓曲堆疊112之基板支撐表面132之間的接觸面積減少引起對於基板及/或處理條件之靈敏度較小。舉例而言，相比於具有習知表面修整的靜電夾盤，撓曲堆疊112更不易遭受磨損及粒子穿刺。第1C圖為撓曲堆疊112之基板支撐表面132的示意性放大截面圖。如第1C圖所示，基板支撐表面132可具有複數個尖峰或凸形134，尖峰或凸形134設置在整個基板支撐表面132上。凸形134自基板支撐表面132向上延伸距離(d)，且凸形134由間隙136彼此分離。

底座容納表面138界定於撓曲堆疊112之第二介電層114上，底座容納表面138可經處理以提供所要的表面修整，來增強撓曲堆疊112與支撐底座110之間的接合強度。在一個實例中，底座容納表面138藉由使用電漿蝕刻來處理，該電漿自氧氣或腐蝕性氣體(例如，O₂ 、CF₄ )產生。電漿處理提供底座容納表面138上之表面修整，底座容納表面138具有增加的表面面積，以接合至支撐底座110。舉例而言，已發現電漿處理使底座容納表面138中之尖峰每平方微米增加了至少200%。此外，已發現電漿處理使底座容納表面138中之尖峰的輪廓改變成更圓的輪廓。底座容納表面138上之尖峰數目的增加及尖峰圓形輪廓的增加之兩者皆使對於支撐底座110的黏接力增加，支撐底座110的表面粗糙度維持在小於63 Ra。實際上，已發現將底座容納表面138處理成所要的表面光度引起撓曲堆疊112與支撐底座110之間的接合或剝離強度顯著增加，如隨後所述。預期表面處理可使用其他技術來完成。亦已發現對表面進行電漿處理引起雜質之移除，雜質之移除進一步增強第二介電層114之底座容納表面與支撐底座110之間的接合。

在對底座容納表面138進行處理之後，使用黏接劑108將撓曲堆疊112接合至支撐底座110。在一個實例中，黏接劑108為丙烯酸、環氧樹脂或氯丁橡膠黏接劑。在另一實施例中，黏接劑108為光學透明黏接劑，例如，透明的丙烯酸黏接劑。可利用其他適合的光學透明黏接劑。光學透明黏接劑之使用促進對於黏接劑108內部雜質及污染物經改良的檢查，黏接劑108內部的該等雜質及污染物可助長較差的接合及/或較差的熱傳送效能。因此，光學透明黏接劑108之使用提供更穩健的靜電夾盤組件100，更穩健的靜電夾盤組件100具有較少的夾持對夾持之變化。黏接劑108之使用(黏接劑108與傳統上用於靜電夾盤接合製程的酚類黏接劑不同)允許使用增加的黏接劑厚度，從而產生增加的接合或剝離強度，而無需犧牲熱導率，該熱導率對於維持撓曲堆疊112之均勻的橫向溫度分佈而言是十分重要的。例如，黏接劑108可以介於約0.5密耳與約1密耳之間的厚度來使用。此外，已發現電漿處理底座容納表面138與使用黏接劑108之組合，產生基板支撐底座110與撓曲堆疊112之間的剝離強度，該剝離強度之數量級大於習知聚合物靜電夾盤之剝離強度。在一個實例中，使用丙烯酸黏接劑108時，撓曲堆疊112與基板支撐底座110之間的剝離強度介於約每線性吋2磅(約0.91公斤)與約每線性吋14磅(約6.35公斤)之間。

因此，對於安裝電極電路及經由壓敏或熱敏黏接劑黏接該等層之要求並非如使用聚醯亞胺層時所要求的。因此，可簡化本發明之撓曲堆疊112之實施例的製造製程，從而提供與傳統的用聚醯亞胺膜製造的夾盤組件相比，更可靠的及可重複的夾盤組件，同時改善產量。

此外，與習知靜電夾盤組件相比，可顯著簡化整修本發明之夾盤組件100之製程。在一個實施例中，使用電漿製程(諸如，氧電漿製程)將所使用的撓曲堆疊112自支撐底座110移除。支撐底座110隨後諸如藉由以下處理中的一或更多處理來清潔：使用腐蝕性氣體或電漿之處理、使用酸性溶液之處理、使用鹼性溶液之處理、珠粒噴擊，或用於清潔電漿處理腔室零件的另一習知製程。支撐底座110之頂表面可藉由機械加工及添加塗層(諸如，陶瓷或轉化塗層(諸如，陽極化))來重修表面，以修復該頂表面，而容納新的撓曲堆疊112。接著，製備新的撓曲堆疊112，且對表面進行如上所述的處理。隨後，如上所述，使用黏接劑108將撓曲堆疊112接合至經清潔的基板支撐底座110。

第2圖為示例性處理腔室200之示意性截面圖，在示例性處理腔室200中可利用靜電夾盤組件100。所圖示的示例性處理腔室可適合於電漿蝕刻。然而，本發明之靜電夾盤組件100可用於其他腔室，該等其他腔室執行其他製程，諸如，化學氣相沈積、物理氣相沈積及離子轟擊。

處理腔室200大致而言具有側壁235、頂板245及底部250，靜電夾盤組件100可置於底部250上。靜電夾盤組件100支撐且保持基板225，如先前所述。氣體可藉由氣體供應器280而引入處理腔室200中，氣體供應器280具有複數個噴嘴285，噴嘴285自處理氣源283饋入。穿過噴嘴285之氣流可藉由一或更多氣閥284來控制。可藉由將電磁能量(諸如，射頻(radio frequency;RF)或微波能量)耦合至氣體而激發該氣體，以形成電漿。在處理腔室200中(如第2圖中所示)，可藉由將來自天線電源供應器290之RF電壓施加至電感器天線295而以感應方式激發該氣體，電感器天線295鄰近於處理腔室200之頂板245。視需要，可藉由將來自電極電壓供應器210之RF電壓施加至靜電夾盤組件100之電極122，且以電氣方式使外層頂板245接地，而以電容方式激發該氣體。基板225之溫度可經由熱傳送氣體來控制，該熱傳送氣體藉由熱傳送氣源230來供應。廢氣及副產物可經由排氣系統220而自處理腔室200排出，排氣系統220可包括真空泵212及節流閥215。

第3圖為示例性群集工具300之示意性俯視平面圖，在示例性群集工具300中可利用示例性處理腔室200。處理腔室200可附接至群集工具300，群集工具300含有且提供用於處理腔室200之電氣、配管及其他支援功能。群集工具300可具有在不中斷真空且不將基板暴露於群集工具300外部的濕氣或其他污染物的情況下，在群集工具300之處理腔室200-204之間移送基板225的能力。群集工具300包括移送室205，移送室205耦接至負載鎖定室206及處理腔室200-204。負載鎖定室206允許基板225在系統外部的周圍環境與移送室205及處理腔室200-204內部的真空環境之間移送。負載鎖定室206可包括一或更多可抽氣區域，該一或更多可抽氣區域固持一或更多基板225。在將基板225輸入至群集工具300期間，將該等可抽氣區域抽真空，且在將基板225自群集工具300輸出期間，將該等可抽氣區域通氣。移送室205可具有移送機器人207，移送機器人207設置於移送室205中，移送機器人207適合於在負載鎖定室206與處理腔室200-204之間移送基板225。儘管五個處理腔室圖示於第3圖中，但是群集工具300可具有任何適合數目之處理腔室。

總之，提供一種高效率靜電夾盤組件，該高效率靜電夾盤組件包括撓曲堆疊，該撓曲堆疊具有預成型電極，該預成型電極嵌入高純度熱塑性膜之兩個層之間。特定言之，至少第一介電層由高純度熱塑性膜(諸如，高純度聚芳醚酮，該高純度聚芳醚酮中存在極低含量之金屬離子)製得，該第一介電層包含基板支撐表面。與目前用於靜電夾盤之聚醯亞胺或其他聚合物膜相比，高純度聚芳醚酮具有極佳的耐磨性、耐高溫性、耐電漿性、耐化學腐蝕性、電氣穩定性及強度。此外，該撓曲堆疊之一些實施例可在基板支撐表面上具有粗糙毛面修整，以提供諸如在夾盤之整個表面上經改良的溫度分佈之益處。該撓曲堆疊之非基板支撐側或底座容納側可以電漿處理，該電漿處理提供所要的表面修整，隨後使用黏接劑將該撓曲堆疊接合至底座，從而產生與傳統的聚合物靜電夾盤相比而更為優越的接合強度。可利用可選的平板電極來簡化構造，同時以較少的夾盤對夾盤之變化(chuck-to-chuck variation)改良溫度均勻性。

儘管上述內容係針對本發明之實施例，但可在不脫離本發明之基本範疇之情況下，設計本發明之其他及更多實施例，且本發明之範疇係由以下申請專利範圍來決定。

100．．．靜電夾盤組件

108．．．黏接劑

110．．．基板支撐底座

111．．．開孔

112．．．撓曲堆疊

113．．．導管

114．．．第二介電層

116．．．導電延伸

118．．．電氣接觸表面

120．．．介電部件

122．．．電極

124．．．第一介電層

128．．．導管

132．．．基板支撐表面

134．．．凸形

136．．．間隙

138．．．底座容納表面

150．．．黏接劑

200．．．處理腔室

201．．．處理腔室

202．．．處理腔室

203．．．處理腔室

204．．．處理腔室

205．．．移送室

206．．．負載鎖定室

207．．．移送機器人

210．．．電極電壓供應器

212．．．真空泵

215．．．節流閥

220．．．排氣系統

225．．．基板

230．．．氣源

235．．．側壁

245．．．頂板

250．．．底部

280．．．氣體供應器

283．．．處理氣源

284．．．氣閥

285．．．噴嘴

290．．．天線電源供應器

295．．．電感器天線

300．．．群集工具

因此，可詳細理解本發明之上述特徵結構之方式，即上文簡要概述之本發明之更特定描述可參照實施例進行，一些實施例圖示於附加圖式中。然而，應注意，該等附加圖式僅圖示本發明之典型實施例，且因此不欲視為本發明之範疇之限制，因為本發明可允許其他同等有效之實施例。

第1A圖為根據本發明之靜電夾盤組件之實施例的示意性截面圖。

第1B圖為第1A圖中之靜電夾盤組件的分解示意性截面圖。

第1C圖為第1A圖中之靜電夾盤之基板容納表面之一部分的放大示意性截面圖。

第2圖為示例性處理腔室之示意性截面圖，在該示例性處理腔室中可利用靜電夾盤組件。

第3圖為示例性群集工具之示意性俯視平面圖，在該示例性群集工具中可利用示例性處理腔室。

100．．．靜電夾盤組件

122．．．電極

210．．．電極電壓供應器

212．．．真空泵

215．．．節流閥

220．．．排氣系統

225．．．基板

230．．．氣源

235．．．側壁

245．．．頂板

250．．．底部

280．．．氣體供應器

283．．．處理氣源

284．．．氣閥

285．．．噴嘴

290．．．天線電源供應器

295．．．電感器天線

Claims (28)

1. 一種靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件包含：一撓曲堆疊，該撓曲堆疊包含：一第一介電層，該第一介電層包含聚芳醚酮(polyaryletherketone)，該第一介電層具有一基板支撐表面；一第二介電層，該第二介電層具有一接合表面，該第一介電層接合至該第二介電層；以及一預成型薄片電極，該預成型薄片電極設置於該第一介電層與該第二介電層之間。
2. 如請求項1所述之靜電夾盤組件，其中該聚芳醚酮包含一高純度聚芳醚酮材料，該高純度聚芳醚酮材料包括不大於百萬分之一的以下金屬中之任一者：鋁、銻、砷、鋇、鈹、鉍、硼、鎘、鈣、鉻、鈷、銅、鎵、鍺、鉿、銦、鐵、鉛、鋰、汞、鎂、錳、鉬、鎳、鈮、磷、鉀、銣、鈧、硒、矽、銀、鈉、鍶、硫、鉭、碲、鉈、錫、鈦、鎢、釩、釔、鋅及鋯。
3. 如請求項1所述之靜電夾盤組件，其中該電極為一銅片，該銅片具有介於約5 μm及約40 μm之間的一厚度。
4. 如請求項1所述之靜電夾盤組件，其中該第一介電層之該基板支撐表面具有一粗糙毛面修整(matte finish)或一光滑表面修整(glossy finish)。
5. 如請求項1所述之靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件進一步包含：一底座，該底座接合至該第二介電層之該接合表面，其中該接合表面與該底座之間的一剝離強度介於約每線性吋2磅(約0.91公斤)與約每線性吋14磅(約6.35公斤)之間。
6. 如請求項5所述之靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件進一步包含：一黏接層，該黏接層的厚度介於約0.5密耳與約1密耳之間，該黏接層將該底座接合至該第二介電層之該接合表面，其中該黏接層包含一丙烯酸或環氧樹脂黏接劑。
7. 如請求項1所述之靜電夾盤組件，其中該第二介電層由聚醯亞胺製得。
8. 如請求項1所述之靜電夾盤組件，其中該第一介電層以熱塑方式接合至該第二介電層。
9. 如請求項1所述之靜電夾盤組件，其中該第一介電層由噴霧沈積的聚芳醚酮製得。
10. 如請求項1所述之靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件進一步包含：一光學透明黏接劑，該光學透明黏接劑將該第一介電層接合至該第二介電層。
11. 如請求項10所述之靜電夾盤組件，其中該電極熔合至該第二介電層。
12. 一種靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件包含：一基板支撐底座；一第一介電層，用一黏接層將該第一介電層接合至該基板支撐底座，其中該黏接層具有一剝離強度，該剝離強度介於約每線性吋2磅(約0.91公斤)與約每線性吋14磅(約6.35公斤)之間；一第二介電層；以及一薄片電極，該薄片電極設置於該第一介電層與該第二介電層之間，其中該第一介電層及該第二介電層接合在一起。
13. 如請求項12所述之靜電夾盤組件，其中該第一介電層由聚芳醚酮製得，且該第一介電層具有一第一表面及一第二表面，該第二表面與該第一表面相對，且其中該第一表面具有一粗糙毛面修整，且該第二表面接合至該第二介電層。
14. 如請求項13所述之靜電夾盤組件，其中該薄片電極為一銅片，該銅片具有介於約4μm與約40μm之間的一厚度，及小於約10%的一厚度均勻性。
15. 如請求項14所述之靜電夾盤組件，其中該第一介電層包含高純度聚芳醚酮，該高純度聚芳醚酮具有小於百萬分之一的以下金屬中之每一者：鋁、銻、砷、鋇、鈹、鉍、硼、鎘、鈣、鉻、鈷、銅、鎵、鍺、鉿、銦、鐵、鉛、鋰、汞、鎂、錳、鉬、鎳、鈮、磷、鉀、銣、鈧、硒、矽、銀、鈉、鍶、硫、鉭、碲、鉈、錫、鈦、鎢、釩、釔、鋅及鋯。
16. 如請求項14所述之靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件進一步包含：一光學透明黏接劑，該光學透明黏接劑將該第一介電層接合至該第二介電層。
17. 如請求項16所述之靜電夾盤組件，其中該電極熔合至該第二介電層。
18. 如請求項17所述之靜電夾盤組件，其中該第二介電層包含聚醯亞胺，且該第一介電層包含一標準級或高純度級聚芳醚酮。
19. 一種靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件包含：一撓曲堆疊，該撓曲堆疊包含：一第一介電層，該第一介電層包含聚芳醚酮，該第一介電層具有一基板支撐表面；一第二介電層，該第二介電層具有一接合表面，該第一介電層接合至該第二介電層；以及一電極，該電極電沈積於該第一介電層與該第二介電層之間。
20. 如請求項19所述之靜電夾盤組件，其中該聚芳醚酮包含一高純度聚芳醚酮材料，該高純度聚芳醚酮材料包括不大於百萬分之一的以下金屬中之任一者：鋁、銻、砷、鋇、鈹、鉍、硼、鎘、鈣、鉻、鈷、銅、鎵、鍺、鉿、銦、鐵、鉛、鋰、汞、鎂、錳、鉬、鎳、鈮、磷、鉀、銣、鈧、硒、矽、銀、鈉、鍶、硫、鉭、碲、鉈、錫、鈦、鎢、釩、釔、鋅及鋯。
21. 如請求項19所述之靜電夾盤組件，其中該第一介電層之該基板支撐表面具有一粗糙毛面修整或一光滑表面修整。
22. 如請求項21所述之靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件進一步包含：一底座，該底座接合至該第二介電層之該接合表面，其中該接合表面與該底座之間的一剝離強度介於約每線性吋2磅(約0.91公斤)與約每線性吋14磅(約6.35公斤)之間。
23. 如請求項22所述之靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件進一步包含：一黏接層，該黏接層的厚度介於約0.5密耳與約1密耳之間，該黏接層將該底座接合至該第二介電層之該接合表面，其中該黏接層包含一丙烯酸或環氧樹脂黏接劑。
24. 如請求項19所述之靜電夾盤組件，其中該第二介電層由聚醯亞胺製得。
25. 如請求項19所述之靜電夾盤組件，其中該第一介電層以熱塑方式接合至該第二介電層。
26. 如請求項19所述之靜電夾盤組件，其中該第一介電層由噴霧沈積的聚芳醚酮製得。
27. 如請求項19所述之靜電夾盤組件，該靜電夾盤組件進一步包含：一光學透明黏接劑，該光學透明黏接劑將該第一介電層接合至該第二介電層。
28. 一種製造一靜電夾盤組件之方法，該方法包含以下步驟：置放一預成型薄片電極於一聚芳醚酮層與另一介電層之間；將該聚芳醚酮層與該介電層接合在一起，以形成一撓曲堆疊；對該介電層之一表面進行電漿處理；以及將該介電層接合至一基板支撐底座，該接合具有一剝離強度，該剝離強度介於約每線性吋2磅(約0.91公斤)與約每線性吋14磅(約6.35公斤)之間。