[發明專利]具有可再生性能的靜電卡盤及其成型方法

在審

• 申請號: 202011106884.0
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112018021A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 楊冬野;袁蕾
• 申請（專利權）人: 蘇州芯慧聯半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明揭示了具有可再生性能的靜電卡盤及其成型方法，具有可再生性能的靜電卡盤包括底座、設于底座頂部的絕緣層、設于絕緣層頂部的介電層、夾持內嵌設于絕緣層和介電層之間的電極層、以及設于介電層表面的由類金剛石薄膜制成的若干凸臺；若干凸臺沿介電層圓心呈數個不同直徑環繞的圓形間斷分布，介電層表面設有若干沿其不同直徑方向分布的冷卻槽，若干凸臺的表面架置設有晶圓基板。本發明實現了抑制晶圓與介電層直接接觸產生的磨耗，抑制微粒的產生。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，尤其涉及一種具有可再生性能的靜電卡盤及其成型方法。

背景技術

半導體制造機臺在半導體加工過程中要經過等離子刻蝕、離子體注入、熱擴散、半導體封裝等多個復雜工序，每一個工序都有其專門的生產機臺，因此半導體生產過程(搬運和處理)中的夾持就顯得尤為重要。現有半導體搬運和處理過程中主要利用裝有靜電卡盤的機械手臂固定和移動半導體晶圓。靜電卡盤在使用過程中僅接觸半導體晶圓的背面。

傳統的靜電卡盤主要由金屬或者陶瓷構成，有些靜電卡盤也會由兩種材料共同構成。但是，由于金屬型靜電卡盤在與晶圓接觸時極易對晶圓產生污染，因此在晶圓接觸面使用陶瓷材料，如氧化鋁和石英等，與金屬材料相比，陶瓷材料還具有更加優異的透電率和阻抗率，使用過程中可以更加迅速的夾持和釋放晶圓。但是，在另一方面，陶瓷靜電卡盤與晶圓接觸過程中會與晶圓摩擦產生損耗，同時產生大量微粒。

為了防止靜電卡盤使用過程中在晶圓表面產生微粒，一般選用與晶圓基板之間摩擦系數較小，硬度很高的材料在介電層上表面形成多個凸起物，但是凸起物易將晶圓表面刮壞，使用過程中若要頻繁更換，勢必需要停止半導體制造機臺(真空機臺)，此時生產周期的增加將不可避免，因此防止靜電卡盤的摩擦產生的微粒來提高靜電卡盤使用周期十分必要。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，而提供具有可再生性能的靜電卡盤及其成型方法，從而實現抑制晶圓與介電層直接接觸產生的磨耗，抑制微粒的產生。為了達到上述目的，本發明技術方案如下：

具有可再生性能的靜電卡盤，包括底座、設于底座頂部的絕緣層、設于絕緣層頂部的介電層、夾持內嵌設于絕緣層和介電層之間的電極層、以及設于介電層表面的由類金剛石薄膜制成的若干凸臺；若干凸臺沿介電層圓心呈數個不同直徑環繞的圓形間斷分布，介電層表面設有若干沿其不同直徑方向分布的冷卻槽，若干凸臺的表面架置設有晶圓基板。

具體的，所述冷卻槽呈十字交叉分布于介電層表面，冷卻槽內充入冷卻介質。

具體的，所述介電層表面位于最外圈凸臺位置的外周設有環繞閉合的外環凸部，冷卻槽的兩端置于外環凸部內部。

具體的，所述凸臺和外環凸部硬度達到800HV以上，其與晶圓基板之間摩擦系數在0.05-0.2。

具體的，所述外環凸部和凸臺的高度范圍為4-6μm，外環凸部的寬度為0.6-0.8mm，凸臺與晶圓基板接觸直徑為0.6-0.8mm。

具體的，同一圓周上所述凸臺間距或同一徑向相鄰圓周上凸臺間距在0.5-1.5mm。

具有可再生性能的靜電卡盤成型方法，包括以下步驟：

分為兩種成型再生方式，I)：

1)靜電卡盤表面介電層進行表面清潔處理；

2)打磨，控制靜電卡盤的表面粗糙度在0.3-0.5μm；

3)噴涂，包括以下兩種噴涂方式，i)首先在介電層表面噴涂，形成1-2μm的緩沖層，接下來將類金剛石粉噴涂在緩沖層表面形成類金剛石薄膜，類金剛石薄膜的厚度在4-6μm之間；或ii)直接將類金剛石粉噴涂在介電層表面形成類金剛石薄膜；

4)標記，標記成型厚度為0.1-1mm的干膜抗蝕層，在類金剛石薄膜上表面形成印花；