專利名稱：防止襯底支座引起的金屬污染的方法
防jbH"底iLt享I起的金屬污染的方法
技術領域：
本發明涉及向襯^R供導電、無金屬、親水的 ^層的方法并涉及具有 這樣涂層的襯底。
背景狄
于許多應用，^i^層需要是導電的。通常已知的;UfI金屬例如過渡金屬來摻
雜^i^層以影響涂層的導電性。
涂覆有^^層的部件的例子是傳^/或M半"H^t底的部件，例i嗜
電卡盤、晶片M器、^^4十(lift pin)和加熱器。
在一些微芯片制造i^呈中，這些部件需好電涂層，因itb^i^層通常摻 雜有金屬如艦金屬。
^tt^/^頁域中，^^P的^i^^元素是Fe、 Cr、 Ni、 Co、 Ti、 W、 Zn、 Cu、 Mn、 Al、 Na、 Ca和K。
然而，尤其是對于半"^^應用而言，由于在半"Wt底上的金屬污染可能 會劣化半"H^t底的電性能，因此可能的金屬污染是一大擔憂。 孩說理器 上的要素(feature)和線寬變^MH、，金屬污染的風險變得更大。
在寸能與晶片接觸的系統中，金屬零件或金/W^劑的存在能夠足以？ 1起 ^r屬污染。晶片。
當前，如Na、 K和Cu的元素^全不食 受的9其它元素如A1和Ti對 于當代^^加工A^b許的。然而，將用于45納米以下節點的工藝將不會允許 ^^類型的^r屬污染。
因此，希望防止^f可可能的污染。
為了^微污染，必須定期清洗表面。通常地，偵月有機溶劑進行清洗。
5然而，由于對4狄揮發'財^^^ (V0C)的4a心日益增加，因jtbA們iL^尋 找#^/性的清潔方法。所以，在清潔工藝中^^1,^#發'1^且分非常令人關注。 由于^r剛石^^層""^ii^K的，潤濕'樹于這些應用是一個問題。

發明內容
本發明的一個目的另Li^J!^^支術的這些問題。 另一個目的是提^-種向襯底提供無金屬導電涂層的方法，以避免金屬污染。
本發明的另一目的是提^"種提高部件潤濕性的方法，使得能夠用去離子 水清洗該部件。
本發明的又一目的是提^-"種具有耐磨的、堅硬的、^f擦的、熱穩定的、 導電的、無ir屬的導電^)^層的^t底。
依據本發明的第一方面，提供了一種提高襯底潤濕性的方法。
該方法包括向襯底至少局部提供導電、無金屬、親水的^i^"層。該# 涂^#^有氮，并JL該^^層的電阻剩氐于108 O-cm 。
通it^a包含氮的導電性無金屬的涂層，襯底的潤濕性fSl^表面更親水而 提高。因此，可以更容易清'3fe^r覆襯底的表面。當表面更親水時，可以4M去 離子水來清洗該表面，并且可以i^/fM VOC。
jj^卜，4條本發明的涂層K金屬的。i^寸于其中金屬污染是問題的應用 是重要的。
^^發明的一大優吝oU^覆罷同時是導電的、夭^r屬的和親水的。 ，本發明的涂^ft別適合于其中金屬污U問題的襯底。 例如，這樣的襯底包絲姊/或械^^t底的辦。 這樣的部件的例子包括靜電卡盤、晶片^器、加熱器^^^針。 半"f^"^t底的例子包括^體晶片。
傳i^/或^^Wt底的部件需要稍微導電的涂層，所ii^層it^半導 ^H"底的任何可能的污染。
當才娥械明的涂層滿組些要求時，該涂辦為傳錄/或絲"f^H" 底的辦的涂層時，特別令人感姨。
將無金屬的導電^S^層至少^口到部件的與半"^^Hv^^觸的一個或多
6個表面上。
可食fe^，還可以將ib^屬的導電^tt^層;^到部件的其它表面上， 在一些實施方案中，部件的整個外表面M有it^屬的導電^^層。 該涂^ii合于涂覆如下"W:該部件用于傳^/或M^N^圖形^^ ife^中所用的高^L液體。
底。這樣的襯底的例子包括復印積瑯^N。供給降，或電火花加工(EDM)應用中所 用的部件。
^iJ^層的電阻^N^&低于108 Q-cm ,例如103 O-cra至108 Q-cm，更
>^ 104 cm至106 Q-cm。
氮的^im為0.1 - 20原子％，并且更^ii為3 - 7原子%。 在大多雌用中，m^層具有低的摩擦系數。對于半"^^應用，具有低
摩擦系數的涂^i^！來制^半導^t底上導致顆粒的摩擦il^損的形成和餘、。
M地，該涂層的摩擦系數低于O. 15,例如O. 05-0.10。
ji^卜，對于大多妙用，^^^層具有高的石級例如以敏劃傷iUN員。
^i4J4，涂層的硬度高于10GPa，例如高于12GPa、 15GPa、 18GPa、 20GPa 或25 GPa。
^!ii^層的^^度范圍是0. 5mm-10jLim，且更to2. 5 pm~8 jara。
可以考慮^f可類型的^ir。艦的^S^包括絲剛石碳饑C)涂層和類
金剛石納米J^^ (DLN)涂層。
絲剛石碳饑C)涂層包含無定形的氬^^ (a~C:H)。 DLC涂層包含sp2和 sp3鍵合碳的^^，并具有0-80%，且皿20- 30y。的氬M。
DLC層的硬度 為15 GPa-25 GPa。更>^地，DLC層的硬度為18 GPa-25
GPa。
^r剛石納米復^KDLN)涂層包含C、 H、 Si和O的無定形結構。R剛 石納米復^涂層在商業上稱為DYLY^涂層。
金剛石層納米復^b層的;^tlM為10 GPa-20 GPa。
DLN涂層按相對于C、 Si和O的總量的比例含有40-90原子％ 的C、 5-40原子%的Si、和5 - 25原子％的0。 ^fe>，絲剛石納米復讀組^^包含a~C: H和a-Si: 0的兩個W目貫 穿的網絡。
可用賴^^的賄凈沐娜亥^ii^層。
M的J5t^Pv^^包括離子^^^、樂辦^b b^^、電S^C^、如i^慮或非過 濾電弧沉積、化學^目^^、如增強等離子,助化學^目J5^ 、M光電弧沉積。
，本發明的實施方案，可以^^導電、無金屬、親7jC的^j^層之前 樹^Ji^附著^i^。
理論上，可考慮改"l^^層對襯底的附著性的任何涂層。
艦的附著^g"包絲自硅、元素周期表中IVB就素、VB絲素和VIB ;^l素中的至少一種元素。他逸的中間層包含Ti和/或Cr。
可肯她，附著^ii^包含多于一個層，例如兩個或更多^r屬層，每層均 包絲自硅、元素周期表中IVB就素、VB就素、VIB;^t素的金屬，例如 Ti或Cr層。
作為替代，附著^i^:可以包含選自硅、元素周期表中IVB^l素、VB族 元素和vib;^l素的金屬的碳^^、氮^^、碳氮4緣、^^^、 M/f綠、 碳氧氮4t^的一個或多個層。 一些例子是TiN、 CrN、 TiC、 Cr2C3、 TiCN和CrCN。
jW^卜，附著^JlitJr可以包含以下層的^H"組合選自硅、元素周絲中ivb ^l素、vb;^l素和vib;^l素的金屬的一個或多個金屬層，以及選自硅、元 素周M中ivb;^l素，vb;^L素和vib;^t素的金屬的碳化物、氮化物、碳 氮化物、碳氧化物、氧IU^;、碳氧氮^^;的一個或多個層。
中間層的一些例子包括金屬層^r^^tt^層的組合，金屬層和金屬氮 ^^層的組合，金屬層和金M氮^^層的組合，第-^r屬層、金^^tt^層 和第二金屬層的組合，以;5L^""^r屬層、金屬氮^^層和第^ir屬層的組合。
附著M層的厚度皿為l咖到1000nm，例如10nm到500nm。
可以通it^域已知的任何技術;^(秋附著^UM:，例如物理^目^^K如 ,或蒸發'
依據本發明的第二個方面，提供至少局部涂覆有導電的、無金屬的、親水 的^ii^層的^"底。該^^^#^有氮，并且電阻^N氐于108 Q-cm。
^fti^地，電阻率在103 Q-cm和108 Q-cm之間，且更艇在104 c邁和 106 Q-cm之間。優逸的襯底包拾傳i^/iil^rf"Wt底的部件，例:W電卡盤、晶片
M器、加熱器^^^#;傳^/或^^高^yi液體的部件；復印一件以及
電火; ^工(EDM)應用中所用的部件。
依據本發明的第三個方面，提供了一種允許用去離子水清'^t底例如用于 傳i^/i^rfWt底的部件的方法。該方法包^^驟
-提供襯底，所述襯底至少局部涂覆有導電的、無金屬的、親水的^i^ 層，所述^^，雜有氮，并且電阻剩氐于10s Q-cm;
-用去離子水清、3^斤述襯底。
清洗可以包括沖洗和/或^t^/或^^T其它的清洗方法。 通ii^口才緣本發明的涂層，襯底的潤濕性,表面更親水而提高。因此， 能^^)去離子水清#面。


iE脈將參照附圖更詳細^4翁ii^發明，其中
-圖1 Ai^據^iL明的靜電卡盤的^^面-圖2是包^^i據本發明的起微的組件的麟面圖。
本發明M實施方案的描述
參照圖1描述依據本發明的靜電卡盤10的M實施方案。 靜電卡盤廣泛用于將襯底如半#晶片或其它工件#口工期間^#在固定 的位置。
典型地，靜電卡盤含有疊J^電介質材料^J^紅電介質材料內的一個 或多個電極。當向電g加電力時，在靜電卡盤和置于其上的襯底之間產生了 吸引力。
可能需要用具有一些導電性的涂^MU^覆該靜電卡盤，以使在靜電卡盤 表面和晶片之間產生的W^少。
涂層的導電性^"助于將襯底維持在所希望的加工*且同時具有最小的 加工偏差。
然而，應該iat^^r可能的^r屬污染。
參照圖1描述了依據本發明的靜電卡盤10的M實施方案。
9靜電卡盤10包含
-至少一個電極ll;
—至少部分絲電極11的介電體12;
—無金屬的導電^^層13，其至少部分絲介電體12。
當向電^Ufe^電力時，在靜電卡盤和位于其上的襯底14之間產生吸引力。
依據本發明的M屬導電^^層13具有卜10 pm，且艦3 - 7 Mm的厚 度。涂層的電阻率在1030-011和108 ri-cm之間，且更^Lii在104 Q-cm和106 Q -cm之間。
該涂層包含50- 70原子。/。的C、 20-30原子y。的H以及3-7原子。/。的N。該涂 層13的石M^ 15-19 GPa。
或可fr"定圖案施加到介電體12上。
^i^，對該圖案進行優化以提供最佳的靜電夾緊力和產生最少顆粒的晶 片絲區。
圖2顯示了依據本發明的起，20。
起才辭十20包賴件21，該構件21具有適于提升和斷^t底24的尖端22。 起模針20至少在尖端22處涂覆有^r屬的導電^^層23。 依據本發明的ifc^T屬的導電^i^層24具有l-10Mm，且艦2-4nm
的厚度。該涂層具有103 - 108 Q-cm，且更Ml(y-106 cm的電阻率。
該涂層包含50-70原于/。的C、 20- 30原子W的H以及3-7原子。/。的N。涂
層23的^jJ(; 15-19 GPa。
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權利要求
1. 提高襯底潤濕性的方法，該方法在于向所述襯底至少局部提供導電的、無金屬的、親水的碳基涂層，所述碳基涂層摻雜有氮，所述碳基涂層具有低于108Ω-cm的電阻率。
2. 依據;M'澳求1的方法，其中所述襯M自如下傳i^/或^半導^Mt底的部件、傳^/或承載高M液體的部件、復印機部件以及電火花加工(EDM)應用中所用的部件。
3. 依據W'J要求1或2的方法,其中所述^i^層包含0.1 - 20原3、的氮。
4. 依據前ii^^要求中^^項的方法，其中所述^i^:層包含摻雜氮的類金剛石碳饑C)涂層，所述摻雜氮的絲剛石碳饑C)涂層包含無定形的IU誠U"C:H)。
5. 依據斥WJ要求1到3中^-項的方法，其中所述^i^層包含絲氮的務ir剛石納米復，(DLN)涂層，所述摻雜氮的^r剛石納米復^ (DLN)涂層包含C、 H、 0和Si。
6. 依據W決求5的方法，其中所述絲剛石納米復絲涂層包含兩個互相貫穿的網絡絲定的絲剛石碳網絡中主要為sp3鍵合碳的第一網絡，和氧穩定的娃的第二網絡。
7. 依據前^M'澳求中^""項的方法，其中^fe^所述^ii^層之前在所述襯;!Ui^a附著^i^。
8. 依據^U，澳求7的方法，其中所述附著^&包含至少一個層，所^包絲自硅、元素周棘中IVB就素、VB;^L素和VIB就素中的至少^t元素。
9. 提高襯底潤濕性的方法，該方法在于向所述襯底至少局"lp^齡電的、無金屬的、親水的^Si^層，所述^|^^#^有氮，所述^4^層具有低于108 Q-cm的電阻率。
10. 至少局部涂覆有導電的、無金屬的、親水的^4^層的襯底，所i^it金屬的導電^^^#^有氮，所述^l^層具有低于108 Q-cm的電阻率。
11. 依據 "要求10的襯底，其中所述襯M自如下傳i^/或M半導^H"底的部件、傳#/或承載高*液體的部件、復印機郎件以及電火花加工(EDM)應用中所用的部件。
12. 依據沖WJ要求10或11的襯底，其中所述^^層包含0.1 - 20原子°/。的氮。
13. 依據W'漆求10到12任一項的襯底，其中所述^^層包含摻雜氮的於剛石碳饑C)涂層，該絲氮的絲剛石碳(DLC)涂層包含無定形的氫4械(a-C:H)。
14. 依據權利要求10到12中^"-項的部件，其中所述^^層包含#^氮的^T剛石納米復^ (DLN)涂層，所述摻雜氮的M剛石納米復^ (DLN)涂層包含C、 H、 O和Si。
15. 依據WJ^求14的襯底，其中所述絲剛石納米復^涂層包含兩個5^目貫穿的網絡H^急定的絲剛石碳網絡中主要為sps鍵合碳的第一網絡，和M定的硅的第二網絡。
16. 依據W'J^求10到15中^->項的襯底，其中^^a所述^^層之前在所述襯;IUi^附著^iW。
17. 依據似，J^求16的襯底，其中所述附著^S包含至少一個層，所述層包絲自硅、元素周棘中IVB;^t素、VB就素和VIB^L素中的至少一種元素。
18. 允許用去離子7jc清';feH"底的方法，所述方法包^#驟-提供襯底，所述襯底至少局部涂覆有導電的、無^r屬的、親水的^^i^層，所述^i^v^^有氮，并且電阻剩氐于108 Q-cm;-用去離子水清^^斤述襯底。
全文摘要
本發明涉及提高襯底潤濕性的方法，該方法在于向所述襯底至少局部提供導電性、無金屬、親水的碳基涂層。該碳基涂層摻雜有氮，并且電阻率低于10⁸Ω-cm。本發明還涉及至少局部涂覆有導電的、無金屬的、親水的碳基涂層的襯底。
文檔編號H01L21/67GK101467243SQ200780020392
公開日2009年6月24日 申請日期2007年5月31日 優先權日2006年6月2日
發明者C·L·阿克曼, C·溫卡特拉曼, E·德克姆潘尼爾, M·P·科爾克, R·格羅內恩 申請人:貝卡爾特股份有限公司