半導(dǎo)體與微機(jī)械晶片一般以晶片(通常是硅晶片)開始來形成。晶片一般是圓的，且直徑約為300毫米，然而，偶爾也使用其他晶片形狀。使用各種不同的工藝腔室將晶片形成在晶片的表面上，所述工藝腔室可涉及等離子體、氣相沉積、光刻和機(jī)械工藝(諸如，研磨、機(jī)加工和鉆孔)。形成在晶片上的電路與其他部件一般是相當(dāng)薄的，并且僅構(gòu)成晶片厚度的一小部分。

為了使半導(dǎo)體和微機(jī)械晶片更小，致力于減小形成基板的晶片的厚度，有源電路形成在所述基板上。一種減小晶片厚度的方式是在電路已形成在前側(cè)上之后研磨晶片的背側(cè)。另一方式是從開始就使用較薄的晶片。可惜的是，薄晶片容易翹曲和破裂。為了防止翹曲和破裂，先使用粘著劑將厚晶片接合至玻璃或硅基板。在接合之后，一般通過機(jī)械研磨使晶片的前側(cè)薄化。接著在晶片的前側(cè)上形成電路與其他部件。隨后使完成的薄化的晶片從基板脫粘。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

描述了一種用于承載基板以搬運(yùn)通過不同工藝的靜電載體。所述載體具有：電介質(zhì)板，所述電介質(zhì)板具有頂側(cè)和底側(cè)，并且經(jīng)配置以使用靜電力而在所述板的頂側(cè)上附接至基板；以及基底板，所述基底板耦接至所述電介質(zhì)板的底側(cè)。電極形成在所述基底板上，并且跨所述基底板平行于所述電介質(zhì)板的所述頂側(cè)延伸。所述電極經(jīng)配置以載送靜電電荷，并且形成為使得第一電荷的電極是定位在第二電荷的電極附近。連接器延伸穿過所述基底板而至所述電極，以便將所述電極耦接至靜電電荷的源。

附圖說明

實(shí)施例通過示例而非限制方式闡釋本發(fā)明的實(shí)施例，在所附附圖的各圖中：

圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靜電基板載體的截面圖和分解等距圖的示圖；

圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的靜電基板載體的截面圖和分解等距圖的示圖；

圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的靜電基板載體的截面圖和分解等距圖的示圖；

圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的靜電基板載體的截面圖和分解等距圖的示圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的等離子體蝕刻系統(tǒng)的示意圖，所述等離子體蝕刻系統(tǒng)包括用于固持基板的夾盤組件以及基板載體；

圖6A至圖6D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造和使用靜電基板載體的操作工件臺(tái)的等距示圖；

圖7A至圖7G是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的制造和使用靜電基板載體的操作工件臺(tái)的等距示圖；

圖8A至圖8F是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的制造和使用靜電基板載體的操作工件臺(tái)的等距示圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、適用于本文中所述的基板載體中的任一者的電極圖案的俯視平面圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、適用于本文中所述的基板載體中的任一者的第二電極圖案的俯視平面圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、適用于本文中所述的基板載體中的任一者的第三電極圖案的俯視平面圖；

圖12是包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、適用于本文中所述的基板載體中的任一者的第四電極圖案的放大區(qū)段的俯視平面圖；

圖13是包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、適用于基板載體中的任一者的第五電極圖案的放大區(qū)段的俯視平面圖；以及

圖14是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、基板和基板載體上的靜電力的側(cè)截面圖。

具體實(shí)施方式

在下述描述中陳述了各種細(xì)節(jié)，然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明可在無需這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在一些實(shí)例中，以框圖形式而非詳細(xì)地示出公知的方法和設(shè)備以避免使本發(fā)明含糊。貫穿本描述書，提及“實(shí)施例”或“一個(gè)實(shí)施例”意味著結(jié)合所述實(shí)施例所描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)、功能或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在本描述書中各處出現(xiàn)的短語“在實(shí)施例中”或“在一個(gè)實(shí)施例中”不一定是指本發(fā)明的相同的實(shí)施例。此外，特定的特征、結(jié)構(gòu)、功能或特性能以任何適當(dāng)方式組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。例如，第一實(shí)施例和第二實(shí)施例在與這兩個(gè)實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的這些特定的特征、結(jié)構(gòu)、功能或特性不互相排斥的任何地方都可組合。

如在本發(fā)明的說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，單數(shù)形式的術(shù)語“一(“a”、“an”)”與“所述”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中清楚地以其他方式指示。也將理解，如本文中所使用的術(shù)語“和/或”是指并涵蓋所列舉項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)中的任一個(gè)以及所有可能的組合。

術(shù)語“耦接的”和“連接的”與它們的衍生詞在本文中可用于描述多個(gè)部件之間的功能性或結(jié)構(gòu)性關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些術(shù)語不旨在作為彼此的同義詞。相反，在特定的實(shí)施例中，“連接的”可用于指示兩個(gè)或更多個(gè)元件直接在物理上、光學(xué)上或電氣上彼此接觸；“耦接的”可用于指示兩個(gè)或更多個(gè)元件直接或間接地(在它們之間還有其他中間元件)在物理上、光學(xué)上或電氣上彼此接觸，和/或這兩個(gè)或更多個(gè)元件彼此共同協(xié)作或交互(例如，作為因果關(guān)系)。

如本文中所使用的術(shù)語“上方”、“下方”、“之間”和“上”是指一個(gè)部件或材料層對(duì)于其他部件或?qū)芋w的相對(duì)位置，其中此類物理關(guān)系是顯著的。例如，在材料層的上下文中，設(shè)置在另一層上方或下方的一層可直接與所述另一層接觸，或可具有一個(gè)或多個(gè)中間層。此外，設(shè)置在兩層之間的一層可直接與這兩層接觸，或可具有一個(gè)或多個(gè)中間層。相比之下，在第二層“上”的第一層與所述第二層直接接觸。在部件組件的上下文中也作出類似的區(qū)分。

本發(fā)明的描述在用于承載半導(dǎo)體或硅晶片的半導(dǎo)體或硅晶片載體的上下文中呈現(xiàn)，然而本發(fā)明不受此限制。晶片載體可用于承載各種不同其他類型的基板，包括，砷化鎵、鈮酸鋰、非晶電介質(zhì)(諸如，玻璃與陶瓷)。相應(yīng)地，晶片載體是可適用于各種目的的基板載體。

可產(chǎn)生靜電地接合至薄晶片的晶片載體。可通過中和將晶片固持至載體的靜電電荷而電氣地釋放靜電接合。這避免在釋放粘著性接合時(shí)可能導(dǎo)致的應(yīng)力、污染和可能的損傷?？墒褂镁哂星度氲膫鲗?dǎo)電極的剛性電介質(zhì)基板制成靜電基板載體。這些電極形成具有變化的寬度以及指部之間的間隙的互相交錯(cuò)的網(wǎng)格(mesh)。載體厚度可大致為1毫米，而直徑恰大于晶片的直徑，例如，約為301毫米。

在使用時(shí)，先將晶片置于晶片載體上。隨后由控制單元通過跨嵌入式電極施加高電壓來對(duì)載體充電。所施加的電壓跨晶片和載體產(chǎn)生了局部化的雙極靜電吸引，從而產(chǎn)生晶片與載體的靜電接合的疊層。此類晶片載體可能能夠在無需任何附加的電壓施加的情況下保持足夠的接合達(dá)長于十天。接合的疊層可以好像此疊層是單個(gè)晶片一樣被搬運(yùn)，以經(jīng)歷任何相關(guān)的半導(dǎo)體或微機(jī)械處理步驟。此搬運(yùn)可包括由真空或靜電夾盤承載進(jìn)和承載出各個(gè)工藝腔室。

一般而言，晶片與載體之間的靜電接合強(qiáng)度對(duì)于傳導(dǎo)材料是最強(qiáng)的，而對(duì)于絕緣材料是最弱的。然而，可針對(duì)每一類材料以本文所述的方式來優(yōu)化電極布局和充電算法，從而實(shí)現(xiàn)足夠的接合。通過將高電容薄片材料并入到載體中來增加由載體存儲(chǔ)的電荷量，可增加接合的歷時(shí)。

晶片載體能以各種不同方式來強(qiáng)化。作為示例，可將疏水性涂層施加至載體的外表面以確保液體不進(jìn)入接合界面。液體可能能夠中和靜電電荷。疏水性涂層可例如用于要求濕式化學(xué)兼容性的應(yīng)用中。

可使用精細(xì)地拋光的氮化鋁(AlN)或類似的陶瓷電介質(zhì)基板來維持平坦度并防止空隙。例如，氮化鋁具有高介電常數(shù)以及非常好的抗化學(xué)性和抗熱性。這對(duì)于接合的晶片將經(jīng)受強(qiáng)張力與剪切力的應(yīng)用(諸如，在通過研磨來進(jìn)行晶片薄化的情況下)是特別有用的。AlN陶瓷電介質(zhì)也提供良好的導(dǎo)熱性，這在接合的晶片將經(jīng)受對(duì)于溫度非常敏感的工藝(諸如，PVD(等離子體氣相沉積)、CVD(化學(xué)氣相沉積)和蝕刻工藝)的應(yīng)用中是有用的。

在本文中描述了可嵌入在晶片載體內(nèi)的各種不同的電極布局和配置。電極可經(jīng)優(yōu)化以提供對(duì)于各種應(yīng)用的強(qiáng)接合強(qiáng)度和電荷載送參數(shù)?？舍槍?duì)具有附加的涂層(諸如，聚酰亞胺、氧化物、氮化物或?qū)雍屯繉拥娜魏纹渌M合)的晶片來優(yōu)化電極。在使用諸如玻璃與環(huán)氧樹脂之類的絕緣材料進(jìn)行接合的情況下，可使用不同的優(yōu)化。晶片可由硅、鈮酸鋰、砷化鎵或各種其他材料中的任一者制成。載體也可用于承載其他類型的基板。載體的特定設(shè)計(jì)和配置可適用于適配不同類型的基板。

圖1A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的晶片載體的部分的截面圖。雖然載體被稱為晶片載體，但是本發(fā)明并不限于此。載體可用于以靜電方式夾取和載送各種不同類型的基板。此晶片載體具有完全為氮化鋁的兩部分式本體。氮化鋁是具有高介電常數(shù)和低熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料。晶片載體具有上部陶瓷本體102與下部基底板104。一系列電極106形成在基底板上，而連接器108將電極連接至外部功率供應(yīng)。

頂部電介質(zhì)板102經(jīng)配置以使用由電極106產(chǎn)生的電場(chǎng)而靜電地附接至硅晶片或其他類型的晶片(未示出)?；装寰o固至電介質(zhì)板，它們兩者一般都是圓形的，且具有大致相同的尺寸。如上文所述，板大致都是與這些板被設(shè)計(jì)所要承載的晶片尺寸相同。對(duì)于300毫米的晶片，板可以約為305毫米。對(duì)于450毫米的晶片，板可以約為455毫米。

圖1B是圖1A中所述兩部分式晶片載體的分解等距圖。頂部電介質(zhì)板示出為具有平滑的頂部表面，如上所述，載體表面是經(jīng)拋光。隨后，任選地可在頂部上方形成凸塊(未示出)，以便在頂板與晶片之間提供位移。頂部表面的特定配置和形狀適用于適配此晶片載體將承載的各種不同的晶片。

基底板104具有形成在陶瓷基底板104上方的兩組電極106。這兩組不同的電極具有相反的電荷，使得第一電極帶正電，而第二電極帶負(fù)電，或反之亦然。如圖所示，電極在一個(gè)極性的長指部110A上延伸，并在相反極性的長指部110B上延伸。這兩組指部跨電極的表面交替，使得晶片跨電介質(zhì)板102的表面可經(jīng)歷正電場(chǎng)與負(fù)電場(chǎng)間之間的變化。這些電極指部因此跨基底板的表面互相交錯(cuò)。

帶有電極的基底板接至頂板，使得電極接近頂板或甚至與頂板相鄰。隨后，電極能夠在頂板中誘發(fā)靜電電場(chǎng)。頂板可制為是薄的，使得靜電電場(chǎng)可通過頂板而施加至由兩件式(two-piece)載體承載的晶片。電極嵌入在它們受到保護(hù)的這兩個(gè)件內(nèi)。電極通過連接器108是可接取的，所述連接器108從基地板的底部穿過所述基底板而至所述基底板的頂部上的電極。

圖2A示出晶片載體的替代配置，其中頂部電介質(zhì)板202如圖1A中所示為陶瓷，但是基底板由夾置在一起的兩種不同材料形成的兩個(gè)不同的件形成?；装?04具有由第一電介質(zhì)材料件(諸如，氧化硅、氮化硅或聚酰亞胺)形成的上部222以及由第二電介質(zhì)非傳導(dǎo)材料件(諸如，裸硅或玻璃)形成的下部224。電極206的圖案形成在基底板上。在所闡釋的示例中，電極形成在基底板的頂部222上，其中連接器208穿過基底板的這兩個(gè)件而將電極連接至外部功率源。這允許電極對(duì)于載體上將承載的晶片是盡可能地可實(shí)施的。

圖2B是圖2A的晶片載體的三個(gè)部分的分解等距圖。如圖所示，頂板202由陶瓷形成，所述陶瓷諸如但不限于氮化鋁。基底板222的頂部部分由硅、聚酰亞胺或非晶材料(諸如，玻璃)形成。電極(正電極210A和負(fù)電極210B兩者)形成在基底板的頂部上方。電極圖案與圖1B的電極圖案相同，然而，其他圖案也可用于此以及其他實(shí)施例中的任一者。這些可通過旋涂、電鍍、網(wǎng)印或以任何其他方式來形成。

隨后，底部件224接合至頂部件以形成單個(gè)基底板204，所述基底板204隨后緊固至電介質(zhì)板202。這形成如圖2A中的截面圖所示的夾置結(jié)構(gòu)。或者，AlN頂板可沉積在基底板和電極上方。圖2A的示例晶片載體會(huì)更易于構(gòu)建，因?yàn)榛装宓捻敯逵晒杌蚓埘啺凡牧闲纬?。這允許使用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體處理技術(shù)可以將電極施加至基底板。在使用了標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝之后，陶瓷基底板可附接或形成在基底板和電極上方，以附接至待被承載的晶片。

圖3A是晶片載體的另一替代實(shí)現(xiàn)方式的截面?zhèn)纫晥D。電介質(zhì)板302由基底板304承載。基底板由四個(gè)件制成。如圖2A的示例那樣，基底板的頂板322可由氧化硅、氮化硅、聚酰亞胺或各種其他材料中任一種形成?；装宓捻敳坎糠殖休d電極306?；装宓牡撞坎糠?24也可由裸硅或玻璃材料形成。電容器部分326嵌入在基底板的頂部件與基底板的底部件之間。此嵌入的電容器允許晶片載體保持靜電電荷達(dá)較久的時(shí)間段。

使用這種構(gòu)造，電極306上的靜電電荷可能能夠在不需要將附加的電荷施加至電極的情況下承載晶片達(dá)若干天。圖3A的電極形成在電介質(zhì)板下方，并且通過穿過基底板的連接器308而耦接至外部功率源。

圖3B是圖3A的晶片載體的分解圖，在此示出基底板304的每一個(gè)件302、322、326、324。電介質(zhì)頂板302附接或沉積在基底板304上方，所述基底板304包括具有電極310a與310B的聚合物頂部件、電容器件326和底部件324。

圖4A以部分截面?zhèn)纫晥D示出載體晶片的進(jìn)一步的替代實(shí)現(xiàn)方式。陶瓷頂板402附接至基底板404?；装灏ㄉ喜坎糠?22，所述上部部分422由二氧化硅、氮化硅或聚酰亞胺的件形成。電極406已形成在基底板的頂部部分上。當(dāng)基底板附接至電介質(zhì)板時(shí)，這些電極與晶片載體的電介質(zhì)板接觸或非常接近晶片載體的電介質(zhì)板。電極由去往外部功率源的連接器408供電。

如在圖3A的示例中，圖4A的截面示圖也包括嵌入式電容器426。然而，在這種情況下，嵌入式電容器426夾設(shè)置在基底板的聚合物上部部分或頂部部分422與基底板的陶瓷底部部分428之間。如同在圖3A的示例中，不具有裸硅或玻璃板。

圖4B示出基底板404的三個(gè)件的等距分解視圖。正電極410A與負(fù)電極410B形成在基底板的頂部部分的頂部上方。如同在圖1B、圖2B與圖3B的示例中，正電極410A以具有平行的指部的大周邊弧體的形式成形，所述平行的指部從所述弧體跨晶片載體的基底板的上部部分的頂部的表面延伸。類似地，負(fù)電極410B也圍繞頂板的周邊延伸。如圖所示，帶正電的電極圍繞頂板的周邊一半延伸，而帶負(fù)點(diǎn)的電極圍繞頂板的周邊的另一半延伸。隨后，這兩個(gè)電極連接至電極的平行的指部，所述平行的指部跨頂板的表面延伸。這些指部在位置上交替，使得正電極指部在兩個(gè)負(fù)電極指部之間，并且反之亦然。電極的交替的指部對(duì)于如下文中詳述的以靜電方式固持晶片具有顯著的益處。

圖1A至圖4A的電極示出為電極的平行線，這些電極的平行線跨基底板的表面是互相交錯(cuò)的，并且在極性上是交替的。電極能以各種其他配置來形成。電極的特定配置可適用于適配任何特定的實(shí)現(xiàn)方式。在本文中描述了各種不同的電極配置。這些配置中的任一種或多種可適用于本文所示的不同構(gòu)造中的任一種，以便實(shí)現(xiàn)所需的完整的載體晶片設(shè)計(jì)。

圖5是晶片處理系統(tǒng)500的示意圖，所述晶片處理系統(tǒng)500用于低溫化學(xué)氣相沉積的等離子體蝕刻，或用于各種其他用途。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系統(tǒng)包括夾盤組件542。處理系統(tǒng)500可以是本領(lǐng)域中任何類型的已知腔室，諸如但不限于，都可從美國加州的應(yīng)用材料公司制造的Enabler^TM、DPS II、AdventEdge^TM G3、Axiom、Orion或Mesa CIP腔室。其他可商購的處理腔室可類似地利用本文所述的夾盤組件。雖然在等離子體蝕刻系統(tǒng)的上下文中描述示例性實(shí)施例，但是本文所述的夾盤組件也適用于用于執(zhí)行其他制造工藝的其他處理系統(tǒng)(例如，等離子體沉積系統(tǒng)等)。

處理系統(tǒng)500包括接地的腔室505。工藝氣體從氣源529被供應(yīng)至腔室505的內(nèi)部，所述(多個(gè))氣源529通過質(zhì)量流控制器549被連接至腔室。腔室505經(jīng)由排氣閥551而被排空，所述排氣閥551連接至高容量真空泵堆疊555。當(dāng)?shù)入x子體功率施加至腔室505時(shí)，等離子體在形成在工件510上方的處理區(qū)域中。等離子體偏置功率525耦接至夾盤組件542中以激勵(lì)等離子體。等離子體偏置功率525可以在從2MHz至60MHz的范圍中。等離子體偏置功率525經(jīng)由功率導(dǎo)管528而耦接至下電極(未示出)。第二等離子體源功率530或同一源的分支耦接至等離子體生成元件535以提供高頻源功率，以便感性或容性地激勵(lì)等離子體。等離子體源功率530可具有比等離子體偏置功率525更高的頻率，諸如，在500與580MHz之間的頻率，例如，可在562MHz頻帶中。

通過開口515將工件510加載至腔室內(nèi)部的夾盤組件542，并且工件510夾置至腔室內(nèi)部的夾盤組件542。工件510(諸如，接合至載體的半導(dǎo)體晶片)可以是接合至本文所述的各種晶片載體和變體中任一種的任何類型的晶片、基板或其他材料。工件510設(shè)置在電介質(zhì)層545的頂表面或夾盤組件的定位盤上，所述靜電定位盤設(shè)置在夾盤組件的冷卻基底組件544上方。夾具電極(未示出)嵌入在電介質(zhì)層543中。夾具電極提供靜電力以將晶片固持至電介質(zhì)定位盤545，并由功率供應(yīng)579來驅(qū)動(dòng)。

系統(tǒng)控制器570耦接至各種不同系統(tǒng)以控制腔室中的制造工藝。控制器570可用于執(zhí)行溫度控制算法(例如，溫度反饋控制)的溫度控制器575，并且可以是軟件或硬件、或軟件與硬件兩者的組合。系統(tǒng)控制器570也包括中央處理單元572、存儲(chǔ)器573和輸入/輸出接口574。溫度控制器從夾盤上的傳感器543接收溫度讀值。溫度傳感器可在冷卻劑通道附近、在晶片附近、或置于夾盤的電介質(zhì)材料中。溫度控制器575使用感測(cè)到的一個(gè)或多個(gè)溫度來輸出控制信號(hào)，所述控制信號(hào)影響夾盤組件542與在等離子體腔室505外部的熱源和/或熱沉(諸如，加熱器功率供應(yīng)576與熱交換器577)之間的熱傳遞速率。加熱器功率供應(yīng)提供電流以驅(qū)動(dòng)在夾盤組件542內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)加熱器(未示出)。

系統(tǒng)也可包括受控的熱傳遞流體回路541，并且基于溫度反饋控制來控制流。在示例實(shí)施例中，溫度控制器575耦接至熱交換器(HTX)/冷卻器577。熱傳遞流體以由閥通過熱傳遞流體回路541控制的速率流經(jīng)閥581。熱傳遞流體流經(jīng)夾盤組件542中的導(dǎo)管，隨后返回至HTX 577。由HTX降低熱傳遞流體的溫度，隨后使此流體返回通過回路而回到夾盤組件。

由溫度控制器575控制HTX 577與夾盤組件542中流體導(dǎo)管之間的閥581(或其他流量控制裝置)以控制去往流體回路的熱傳遞流體的流的流率。雖然溫度控制器575、溫度傳感器573和閥581都示出為分開的部件，但是可組合它們以簡化構(gòu)造和操作。在實(shí)施例中，熱交換器在熱傳遞流體從流體導(dǎo)管返回后感測(cè)所述熱傳遞流體的溫度，并且基于流體的溫度以及對(duì)于腔室505的操作狀態(tài)所需的溫度來冷卻熱傳遞流體。電加熱器可用于夾盤組件中以將熱施加至夾盤組件。

背側(cè)氣源578(諸如，加壓氣體供應(yīng))或泵與氣體貯槽通過質(zhì)量流計(jì)585或其他類型的閥而耦接至夾盤組件542。背側(cè)氣體可以是氬氣，或可以是在晶片與定位盤之間提供熱傳導(dǎo)而不影響腔室工藝的任何氣體。在系統(tǒng)連接至的系統(tǒng)控制器570的控制下，氣源通過夾盤組件的氣體出流口將氣體泵送至晶片的背側(cè)。

圖6A至圖6D示出構(gòu)建例如圖1A中所示的晶片載體的示例。在圖6A中，陶瓷板602(諸如，氮化鋁板)被機(jī)加工為剛性基板和絕緣體。所述板具有適用于適配它被設(shè)計(jì)成將承載的晶片的頂部外表面。一般而言，晶片的直徑大致為300毫米，因此陶瓷板為類似的尺寸或略大。取決于陶瓷的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，所述板非常薄，例如，為1毫米厚。

在圖6B中，陶瓷板602鍍有銅、鈦、鋁或其他傳導(dǎo)材料以形成電極604A、604B。取決于所需的特性，可使用包括不同金屬的各種不同材料。在圖6B的示例中，電極形成為第一銅半圓604A以形成正電極以及第二銅半圓604B以形成負(fù)電極。在一些實(shí)施例中，先將銅鍍到陶瓷上，隨后使用常規(guī)的金屬圖案化技術(shù)來進(jìn)行圖案化?？赏ㄟ^圖案化金屬來形成本文所述的電極配置中的任一種或多種。

在圖6C中，已經(jīng)施加了附加的圖案化。這可用于形成如例如圖1B中所示的互相交錯(cuò)的電極或是任何其他所需配置。在所闡釋的示例中，接觸點(diǎn)606施加至陶瓷板以允許電極被連接至外部電壓來源，從而將電荷施加至電極。

在圖6D中，頂部電介質(zhì)板608(諸如，陶瓷板)已接合至圖6C的基底板602的頂部。此完成的晶片載體可用于以靜電方式將器件晶片612附接至完成的晶片載體610。外部功率源控制器614可用于將靜電電荷施加至電極。這可將器件晶片向下拉到晶片載體上，如由箭頭616所示。

圖7A至圖7G示出用于形成器件晶片載體的替代工藝。在圖7A中，硅晶片702而不是氮化鋁板用作最初起始點(diǎn)。如同圖6A的陶瓷板602，此硅晶片702的尺寸大致與它將要承載的器件晶片相同或略大?？墒褂酶鞣N其他材料來取代硅，諸如，聚酰亞胺玻璃強(qiáng)化基板、玻璃基板或甚至陶瓷基板。硅晶片可薄達(dá)0.7毫米，然而特定的晶片厚度適用于適配任何特定的實(shí)現(xiàn)方式。

在圖7B中，通過激光或機(jī)械鉆孔對(duì)晶片鉆孔。這形成用于電氣連接器的接觸點(diǎn)706。電極可耦接至這些連接器。

在圖7C中，通過例如濺射、電鍍、等離子體氣相沉積或任何各種其他技術(shù)在硅晶片上方施加鋁、銅、鈦、其他金屬或其他傳導(dǎo)材料。在圖7D中，形成在硅晶片上方的金屬層704經(jīng)圖案化以形成至少兩個(gè)電極708A、708B。這些電極可圖案化為所示的左側(cè)與右側(cè)，或圖案化為如本文其他實(shí)施例中所述的更復(fù)雜的形狀。

在圖7E中，可使用等離子體氣相沉積濺射以在電極上方施加氮化鋁或其他電介質(zhì)材料的上部層714。在圖7F中，電介質(zhì)702的頂表面714經(jīng)拋光以形成表面輪廓。隨后，以硅基底板702、電極708A、708B與頂部介電層714形成晶片載體710。在圖7G中，使用控制器722通過接觸點(diǎn)706將靜電力施加至電極而將器件晶片720附接至此完成的晶片載體。這將晶片向下拉向?qū)⒕瑢⒈桓浇又恋碾娊橘|(zhì)板，如由箭頭724所示。

圖8A至圖8F示出用于產(chǎn)生圖1A至圖4A中任一種或多種晶片載體的進(jìn)一步的替代工藝流程。此晶片載體可由上述各種不同材料的多層或多個(gè)件形成。在一些實(shí)施例中，使用粘著性接合或機(jī)械緊固件(諸如，螺栓、鉚釘或螺釘)將頂部電介質(zhì)板附接在基底板上方。然而，在圖8A至圖8F的示例中，通過化學(xué)氣相沉積將頂部電介質(zhì)板形成在基底板上方。

在圖8A中，使用初始的基底板802。此板可由陶瓷、聚酰亞胺、硅化合物、裸硅、玻璃或任何各種其他材料制成。首先通過激光鉆孔、銑銷或蝕刻來制備板以形成一系列接觸孔804。在圖8B中，以電介質(zhì)材料(諸如，二氧化硅)覆蓋基底板802的頂表面。這可例如使用TEOS(四乙氧基硅烷)或任何各種其他材料的化學(xué)氣相沉積來完成。

在圖8C中，隨后，以金屬層808覆蓋基底板的頂表面?？梢黄鹗褂免伝蜚~的等離子體氣相沉積。替代地，可使用ECP(電機(jī)械銅電鍍)以在電介質(zhì)層806上方沉積金屬層808。能以任何所需的拋光形式(諸如，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP))來完成此層。

圖8D示出形成在金屬層上方的光阻劑掩模810。此光阻劑掩模隨后經(jīng)顯影并經(jīng)濕式蝕刻以形成所需的電極圖案。在圖8D的示例截面示圖中，電極是呈現(xiàn)為跨基底板的頂部的一系列直線。然而，從主視圖看，特定的配置可以復(fù)雜得多。本文所述的電極圖案中的任一種可通過光刻法形成。

在圖8E中，在已去除光阻劑之后，使用進(jìn)一步的化學(xué)氣相沉積以在銅電極圖案的多個(gè)線之間施加電介質(zhì)的層812。此電介質(zhì)在跨電極施加電荷時(shí)將電極中的每一個(gè)彼此電氣隔離。在圖8F中，頂部電介質(zhì)層814通過氮化鋁的等離子體氣相沉積而形成在電極上方。圖8A至圖8F中所示工藝允許使用常規(guī)的半導(dǎo)體處理技術(shù)將晶片載體形成在常規(guī)的等離子體蝕刻腔室中。

取決于將承載的晶片的性質(zhì)以及將施加至晶片的力，可使用各種不同的電極配置。圖9示出簡單的電極配置，其中基底板902由從基底板的頂部圓形表面的一側(cè)至圓形基底板的另一側(cè)的直徑分為兩半。第一電極904占據(jù)基底板的頂表面的圓形的一半，而第二電極906占據(jù)另一半。這使一個(gè)電極帶正電，而另一個(gè)電極帶負(fù)電。在多個(gè)電極之間具有一個(gè)空間908，這允許這些電極可在靜電能量已施加至這兩個(gè)電極之后保持它們的電荷。這種簡單的設(shè)計(jì)足以固持器件晶片通過各種物理干擾。

圖10示出更復(fù)雜的配置，其中基底板1002具有第一電極1004和第二電極1006?；装?002仍分為一半，然而，這些電極形成了半圓形弧體的路徑，所述半圓形弧體圍繞基底板1008的中心是同心的。第一電極的弧體由第二電極的弧體所圍繞，使得從基底板1002的周邊邊緣到基底板的中心，電極弧體從正到負(fù)交替朝中心進(jìn)展。這些同心半圓形弧體覆蓋基底板的整體表面，并且互相交錯(cuò)為交替的半圓形。

圖11示出替代實(shí)施例，其中頂板1102具有兩個(gè)電極1104和1106。如在圖2B的示例中，電極布置為從基底板1102的一個(gè)側(cè)橫越至基底板另一側(cè)的互相交錯(cuò)的線，以便跨基底板形成平行的指部。然而，在圖11的示例中，圓形基底板同樣被平分，或被分為一半成為兩個(gè)半圓。在一個(gè)半圓上，互相交錯(cuò)的電極布置在第一方向上，而在另一個(gè)半圓上，互相交錯(cuò)的電極在距另一側(cè)上的方向90°的正交方向上延伸。如圖11的示圖中所示，圓形基底板的左半部具有如紙面上所示的水平電極，而基底板1102的右半部具有豎直電極。這允許正電極與負(fù)電極之間的交替性跨板的表面更有效。此外，方向的改變進(jìn)一步抵抗晶片跨晶片載體的水平平移。如頁面上所示，水平電極抵抗晶片向頁面上下的移動(dòng)，而豎直電極抵抗晶片從側(cè)到側(cè)的移動(dòng)。電極方向的交替對(duì)于晶片跨晶片載體上的任何平移提供了更大的抵抗性。

圖12示出基底板1202的部分，其中電極方向的正交變化已經(jīng)延伸為非常精細(xì)節(jié)距的電極圖案。在圖12的示例中，基底板1202的頂部的圓形面已被分為矩形塊的柵格。每一個(gè)塊都具有在水平或豎直方向上布置的精細(xì)的電極圖案。每一個(gè)塊要么正的要么是負(fù)的。成序列的塊在方向上、極性上或這兩者上是交替的。

如圖所示，靠近基底板的一個(gè)邊緣的部分具有第一塊1204、第二塊1206與第三塊1208的豎直序列或列。這些塊全都具有水平電極1210，但在極性上是交替的。在下一列中，三個(gè)塊1212、1214與1216的集合具有豎直電極，但在電荷上是交替的。這些豎直電極塊與水平電極塊相鄰，并且緊鄰水平電極塊放置。這種跨電極圖案內(nèi)的塊的整個(gè)表面的水平與豎直電極之間交替的圖案可抵抗在較精細(xì)的圖案中產(chǎn)生在晶片上的平移力。這增加了載體抵抗此類平移力而固持到晶片上的能力。

正如圖12中的電極圖案比例如圖1B的電極圖案精細(xì)得多，取決于特定的實(shí)現(xiàn)方式，本文所示的其他圖案中的任一種也可被制為精細(xì)得多或粗略得多。使用本文所述的光刻技術(shù)，可形成銅、鈦、鉬或其他電極類型的非常精細(xì)的圖案。

圖13示出可應(yīng)用于本文所述的線性電極或弧形電極中的任一者的電極的進(jìn)一步變體。每一個(gè)電極1302都具有從電極的否則是線性的延伸部延伸的一系列刺部或根部。這些刺部向上1306以及向下1304延伸。類似地，具有相反極性的下一個(gè)最接近的電極1310具有向下延伸1312的刺部以及向上延伸1314的刺部。上電極的向下延伸刺部1312在下電極的多個(gè)向上延伸刺部1306之間延伸。

因此，除了線性電極1302、1310的交替的極性之外，刺部1312還呈現(xiàn)出在極性上也交替的刺部1312、1306的更復(fù)雜的互相交錯(cuò)的圖案。這些刺部可與線性電極的主線正交地延伸或在成角度的方向上延伸。在所闡釋的示例中，刺部偏離正交方向約30°，然而，刺部距線性電極的特定角度可適用于適配任何特定的實(shí)現(xiàn)方式。這種互扣的刺部圖案產(chǎn)生了正、負(fù)電荷的進(jìn)一步變體，這允許靜電晶片載體抵抗施加至它承載的晶片的力。

圖14示出支撐晶片1402的晶片載體1404。在此簡化的截面示圖中，晶片載體具有正電極1406與負(fù)電極1408。正電極1406在晶片上產(chǎn)生帶負(fù)電區(qū)域1410以將晶片固持到晶片載體上。類似地，帶負(fù)電的電極1408在晶片上產(chǎn)生帶負(fù)電區(qū)域1412。當(dāng)大平移力(如大箭頭1414所示)被施加至晶片邊緣以使晶片平移偏離晶片載體時(shí)，由靜電電荷即抵抗此力，所述靜電電荷由晶片上的正電極1406和負(fù)區(qū)域1410表示。如示圖上所示，在向左方向上平移晶片時(shí)，在相反的方向上產(chǎn)生反作用力1416。此反作用力是因?yàn)樵陔姌O與晶片上帶相反電荷的區(qū)域之間的吸引力所致，如由箭頭1408與1420所示。

此外，存在排斥力1422，所述排斥力1422在負(fù)電極1408與晶片1402的帶負(fù)電區(qū)域1410之間。晶片載體與晶片之間的吸引力以及載體與晶片之間的排斥力將晶片往回推到它的原始位置，從而傾向于利用平移力來復(fù)原晶片。通過增加晶片上的正、負(fù)區(qū)域的數(shù)量，可增加復(fù)原排斥力1422的數(shù)量。雖然每一個(gè)區(qū)域的電荷量將不增加，但增加了區(qū)域數(shù)量以及隨之產(chǎn)生的排斥力。因此，跨基底板的整個(gè)表面的精細(xì)的圖案傾向于比例如圖9中所示的簡單的雙極性半圓形圖案更有效地排斥平移力1414。

應(yīng)理解的是，上述描述旨在是說明性而非限制性的。例如，雖然附圖中的序列化的示圖示出由本發(fā)明的某些實(shí)施例執(zhí)行的特定的操作順序，但當(dāng)應(yīng)理解，此類順序不是必需的(例如，替代實(shí)施例能以不同的順序來執(zhí)行操作、可組合某些操作、可使某些操作重疊，等等)。此外，在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀并理解以上描述后，許多其他實(shí)施例對(duì)他們將是顯而易見的。雖然已參照特定的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是將理解的是，本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例，而是能以落在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的修改和更改來實(shí)踐。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附權(quán)利要求書連同此類權(quán)利要求所主張內(nèi)容的等效方案的完整范圍來確定。