具有用于静电放电应用的导电聚合物涂层的方法及系统与流程

本公开涉及半导体处理及其中使用的设备。更明确来说，本公开涉及一种在半导体处理中用于提供静电放电缓和的设备的衬底上的导电聚合物涂层。优先权本公开主张具有2021年12月22日的申请日的第63/292,927号美国临时专利的优先权，所述美国临时专利以引用方式并入本文中。

背景技术：

1、半导体处理中使用的设备包含用于保护、制造商、运输及递送晶片、光罩及其它衬底，且在制造及运输其期间防止劣化及污染(例如，化学品、微粒、气体或类似者)的设备。此类设备包含(但不限于)前开式晶片盒(foup)、光罩盒(reticle pod)、晶片载体、半导体处理中使用的其它容器及箱、机械臂、装载/卸除端口及流体处置管、过滤器、阀及连接器以及类似者。

2、然而，在半导体处理中使用的设备是本质上电绝缘材料且易受静电荷积聚的影响，所述静电荷积聚可导致半导体处理系统中的损坏。因此，防止静电放电(esd)是半导体处理系统及其它技术应用中的重要技术问题。例如，流体与半导体处理系统中的各种操作组件(例如，载体、运输机、管路或管道、阀、配件等)的表面之间的摩擦接触可能导致静电荷的产生及积聚。电荷产生的程度取决于各种因素，包含(但不限于)组件的性质、组件之间的接触类型、相对湿度、到接地的路径及表面积。此外，在流体流动通过系统时，电荷可在称为流动电荷(streaming charge)的现象中被携载到下游，在下游处，电荷可积聚超出电荷起源之处。充分电荷累积可能在各个过程步骤引起管壁、组件表面处的放电或甚至到衬底或晶片上的放电。

3、静电的积聚导致有害副作用，例如火花及短路，其中受影响的部分变得危险或难以操作，且突然放电可能损坏电子器件或引起爆炸。另外，许多半导体装置对静电的存在非常敏感。例如，半导体衬底是高度敏感的，且此类放电可导致衬底的损坏或毁坏，例如，衬底上的电路可能被毁坏，且光活性化合物可能在常规曝光之前活化。另外，积聚静电荷可从流体管理系统的操作组件内放电到外部环境，从而潜在地损坏管线中的组件(例如，管路、配件、容器、过滤器等)，且导致系统中的流体泄漏、溢出及组件的减弱性能，此可能导致火灾及/或爆炸。一般来说，需要找到用于在半导体处理系统中消散静电荷以改进生产产量，降低制造成本且提高产品质量及产品可靠性的解决方案。

技术实现思路

1、本公开涉及半导体处理及其中使用的设备。更明确来说，本公开涉及一种在半导体处理中用于提供静电放电缓和的设备的衬底上的导电聚合物涂层。

2、在实施例中，提供一种半导体处理设备，其包含：衬底，其具有聚合物材料层；导电聚合物涂层，其涂覆所述衬底的所述聚合物材料层的至少一部分，其中所述导电聚合物涂层包含共轭聚合物，其中所述导电聚合物涂层具有小于400ng/g的总可萃取金属，其中所述导电聚合物涂层经配置以在连接到半导体处理系统时使所述半导体处理设备中的静电积聚放电。

3、在另一实施例中，提供一种用于涂覆半导体处理设备以控制半导体处理过程中的静电放电的方法，所述方法包含：用导电聚合物涂层涂覆半导体处理设备的衬底或半导体支撑结构中的至少一者的至少一部分，其中所述衬底及/或所述半导体支撑结构包括聚合物材料层，其中所述导电聚合物涂层包括共轭聚合物；使具有所述导电聚合物涂层的所述衬底及/或所述半导体支撑结构干燥；将具有所述导电聚合物涂层的所述经干燥衬底及/或所述半导体支撑结构浸泡在5％ hcl水溶液中；从所述5％ hcl水溶液移除具有所述导电聚合物涂层的所述衬底及/或所述半导体支撑结构，且在去离子水中清洗及/或浸泡具有所述导电聚合物涂层的所述衬底及/或所述半导体支撑结构；及使具有所述导电聚合物涂层的所述衬底及/或所述半导体支撑结构干燥，其中所述导电聚合物涂层具有小于400ng/g的总可萃取金属。

技术特征：

1.一种半导体处理设备，其包括：

2.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层基本上由聚合物组成。

3.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层是半透明的。

4.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述衬底包括聚合物，其中所述聚合物是以下中的至少一者：聚碳酸酯、聚乙烯、高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯、聚烯烃、环烯烃共聚物、聚醚醚酮(peek)或其组合。

5.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层具有介于e+5ωcm到e+9ωcm之间的表面电阻率。

6.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层具有小于4μg/g且优选地小于0.5μg/g的除气。

7.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层具有小于200ng/g且优选地小于100ng/g的所述总可萃取金属。

8.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层具有介于200nm到10微米之间的厚度。

9.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层是表面活性材料。

10.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层包括以下中的至少一者：聚乙炔、聚(芴)、聚苯、聚对苯乙炔、聚芘、聚薁、聚萘、聚(吡咯)、聚咔唑、聚吲哚、聚氮呯、聚苯胺、聚并苯、聚噻吩、聚噻吩乙烯、聚(对苯硫醚)、聚吡啶或其官能化衍生物、前驱体或组合。

11.根据权利要求10所述的半导体处理设备，其中所述共轭聚合物包括含氮或含硫杂原子。

12.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述半导体处理设备是选自由前开式晶片盒、晶片载体、光罩载体或用于半导体处理的类似容器或箱组成的群组。

13.根据权利要求12所述的半导体处理设备，其中所述半导体处理设备进一步包括经配置以容纳一或多个半导体衬底的半导体支撑结构，其中所述导电聚合物涂层涂覆所述半导体支撑结构的至少一部分。

14.根据权利要求13所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层经配置以在所述半导体处理设备连接到所述半导体处理系统的装载端口时通过提供到接地的路径来使所述静电积聚放电。

15.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述导电聚合物涂层不包含附着到所述聚合物的水分子，使得所述导电聚合物涂层与系统中的相对湿度无关。

16.一种用于涂覆半导体处理设备以控制静电放电的方法，其包括：

17.根据权利要求16所述的用于涂覆半导体处理设备的方法，其中所述涂覆进一步包括用所述导电聚合物涂层涂覆整个所述衬底及/或所述半导体支撑结构。

技术总结一种半导体处理设备包含：衬底，其包括聚合物材料层；及导电聚合物涂层，其涂覆所述衬底的所述聚合物材料层的至少一部分，其中所述导电聚合物涂层包括共轭聚合物，其中所述导电聚合物涂层具有小于400ng/g的总可萃取金属，且其中所述导电聚合物涂层经配置以在连接到半导体处理系统时使所述半导体处理设备中的静电积聚放电。技术研发人员：李志峰,P·R·瓦兰阿西,M·C·扎布卡受保护的技术使用者：恩特格里斯公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29