[发明专利]可变压力环境中的平衡阻挡放电中和

说明书

公开用于可变压力环境中的静电荷中和的方法和设备。明确地说，阻挡放电电离设备可包含：中空介电通道，设置在可变压力环境内并可具有至少一个开放端；参考发射器，设置在所述通道的外表面上；以及高电压电极，设置在所述通道内。所述高电压电极可响应于由所述可变压力环境中的条件决定的可变波形信号的提供而经由所述介电通道向所述参考发射器呈现高强度电场。由于所述参考发射器与所述介电通道的外表面之间的界面处发生的阻挡放电，这导致具有电平衡电荷载流子的等离子体区在所述可变压力环境内的产生。所公开的设备与射频或微脉冲电压电力供应器兼容。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及用于通过阻挡放电而实现的静电荷中和的平衡电离。因此，本发明的总体目标是提供这种特征的新颖的系统、方法和设备。

2.背景技术

当前半导体制造的意义重大的部分始于晶片的产生，所述晶片接着在低压/真空环境中以各种方式进行加工。此加工可包含薄膜材料沉积、蚀刻、喷溅、等离子体处理和/或在中度或深度真空(即，低压)下进行的其它操作。在此情形下，中度或深度真空压力通常介于约10^-2托与约10^-3托之间。

半导体制造的一种新趋势是从基于晶片的制造到连续卷对卷(roll to roll)制造的转变。卷对卷半导体制造通常需要随着适当塑料薄膜从一个卷轴退绕并接着缠绕在另一卷轴上而在所述塑料薄膜上印刷电子电路(例如，通过真空金属喷镀)。使用卷对卷制造，微米级和亚微米级印刷电子电路成为可能，但商业上可行的实施方案必须严格遵守已应用到基于晶片的制造的半导体质量控制要求。明确地说，所得的工作产品必须几乎没有缺陷、均匀且干净。

中压和低压卷对卷半导体制造环境中的静电电荷的不可避免的产生导致大量问题。这些问题包含：(1)在装载和/或携载期间因搬运和/或导引装置所致的薄膜的静电粘连；(2)因高电应力和放电所致的受损的薄膜工作产品；(3)因所吸引的颗粒的粘连所致的薄膜表面污染。这些问题预期随着半导体电路尺寸减小并且密度增大而变得更严重。因此，对静电电荷产生、监视和中和的兴趣正增长，在低压卷对卷半导体制造中特别如此。

被设计成在正常大气压力(通常约760托)下操作的基于电晕的静电荷中和器当然是众所周知的。然而，通常认为所述静电荷中和器因容易发生电击穿、火花放电和电极腐蚀而不适用于可变压力环境和/或中压到低压环境中。出于这些原因，已将其它技术用于低压半导体制造中。例如，使用磁控管DC放电或RF型等离子体离子产生源的等离子体中和器已用于在离子注入和/或蚀刻期间将用电子束/离子束喷淋半导体晶片。并且，使用软X射线和UV光产生灯的光电离中和器已知用于在存在如N2和Ar等惰性且电正性的气体的情况下在低压下中和产品。然而，光电离中和器的效率已知在处于10^-1到10^-2托的范围中的N2和O2气体压力下急剧降低。最终，UV氘灯中和器可在低至10^-3到10^-5托的低压下提供晶片上的双极电离和静电荷减少。这些中和器遭受许多严重缺陷。这些缺陷包含以下事实：UV氘弧灯(1)在极高温度下操作；(2)需要专门的高压电力供应器和有效的冷却系统；并且(3)产生跨越较小区域操作的相对窄的中和束。

因此，薄膜和/或晶片半导体制造中的静电荷中和(特别是在中度真空到低度真空压力环境中执行的静电荷中和)仍然需要进一步改进。

发明内容