CN105374727A - 静电卡盘装置及晶片或托盘的固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静电卡盘装置及晶片或托盘的固定方法，所述静电卡盘装置包括绝缘本体、卡盘本体、供电电源、多个第一静电吸附电极与多个第二静电吸附电极，绝缘本体设置在卡盘本体上；所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极埋设在所述绝缘本体的内部；所述供电电源直流电压输出端与所述第一静电吸附电极、所述第二静电吸附电极电连接；所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极上加载的直流电压的极性相反，所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极交替相邻并彼此电绝缘，本发明的静电卡盘装置能有效固定晶片，特别是高绝缘电介质晶片；晶片或托盘的固定方法保证了各种类型的晶片或托盘可靠固定，不会发生“跳片”现象。

Description

静电卡盘装置及晶片或托盘的固定方法

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，特别是涉及一种用于等离子体刻蚀设备的静电卡盘装置及晶片或托盘的固定方法。

背景技术

现有技术中，在半导体晶片加工行业，等离子体刻蚀设备利用等离子体实现对晶片的刻蚀，晶片或者装载晶片的托盘放置在设备的真空腔室内的卡盘上。等离子体处理晶片的过程中，为避免过高的温度对处理过程带来不利的影响，需要对晶片温度进行有效的管理。通常是在卡盘内的冷却液通道中不断循环冷却液，同时通过卡盘的气体通道输入热媒气体如氦气，对晶片背面进行气吹，稳定地控制晶片温度在合适的范围。

为将晶片或者托盘固定，同时避免氦气泄露，一般使用机械夹具、按压单元或粘着板将晶片或者托盘固定在卡盘上，但这种办法通常也会带来诸如处理过程麻烦，晶片可加工有效面积减小，冷却效果恶化等弊端，解决此类问题一种普遍的办法是利用静电卡盘(ElectroStaticChuck，ESC)将晶片或者托盘吸附固定。

请参阅图1所示，其为真空平行板电容器示意图，静电卡盘是一种利用静电力固定晶片或者托盘的卡盘。真空中，电容内部两块彼此绝缘的带有相反电荷的直流电极板，根据库仑定律，两极板间静电引力计算公式为：

$F=\frac{k{\mathrm{\ϵ}}_{0}A{V}^2}{2d^2}=\frac{{\mathrm{CV}}^2}{2d}$

其中，F-静电引力，k-绝缘层介电常数，ε₀-真空介电常数，

A-直流电极层面积，V-直流电极间电压差，d-直流电极间距离。

请参阅图2所示，其为双电极的静电卡盘固定普通晶片的示意图，静电卡盘包括卡盘本体301、绝缘本体302、第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307。晶片320放置在绝缘本体302的上表面，第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307埋设在绝缘本体302的内部，相邻的两个电极相互绝缘，绝缘本体302的底部设置卡盘本体301。

供电电源305的直流负电压输出端(或者正电压输出端)连接到第一静电吸附电极306，供电电源305的直流正电压输出端(或者负电压输出端)连接到第二静电吸附电极307，实现对第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307的供电。

绝缘本体302上设置覆盖部件303，机械压环304作用在覆盖部件303上。

卡盘本体301中设置多条第一冷媒通道308，绝缘本体302中设置多条第二冷媒通道309。

当晶片320是半导体例如Si，或者导体材料例如金属AL，或者晶片320与绝缘本体302的上表面接触的部分(即晶片320的下表面)是半导体或者导体材料时，供电电源305向第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307通电，在两电极空间区域，形成静电场，同时晶片320的下表面区域，在电场作用下，分别感应出与第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307相反极性的感应电荷。

由于第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307，与晶片320之间相互绝缘，分别相当于图1中电容的极板，两极板间存在电压差V，第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307与晶片320之间存在静电力，静电力将晶片320固定在绝缘本体302上。

上述静电卡盘固定晶片的方式，基于晶片320为普通材料，一般是基于半导体或者导体材料的晶片320在电场作用下，其内部存在一定数量的电子可定向运动的原理。在静电电极存在高压直流电压时，晶片320的空间区域形成静电场，其内部的自由电子在电场影响的区域内，做定向运动，在晶片320下表面或者上表面积累，形成感应电荷层；晶片320下表面与静电卡盘的电极之间携带的电荷极性相反，并彼此绝缘，从而在两者之间产生静电力；这样，静电卡盘的电极将晶片320吸附在静电卡盘上。

但对于高绝缘电介质材料的晶片，例如蓝宝石、SiO₂晶片等，晶片材料是绝缘的，由于图2中的电极为双电极，其形成的电场强度较小，在电介质的分子结构中，原子核和电子之间的束缚力足以使电子处于被束缚状态，在外电场作用下，电介质分子中的正负电荷不能脱离分子结构而形成自由电荷，其内部无自由运动的电荷，就无法形成感应电荷层，也就无法产生静电力，高绝缘电介质晶片将很难被静电卡盘吸附。

发明内容

基于此，有必要提供一种能有效固定晶片，特别是高绝缘电介质晶片的静电卡盘装置，及一种保证晶片或托盘可靠固定的固定方法。

本发明采用以下技术方案：

一种静电卡盘装置，包括绝缘本体、卡盘本体与供电电源，所述绝缘本体设置在所述卡盘本体上，还包括至少两个第一静电吸附电极和至少两个第二静电吸附电极；

所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极埋设在所述绝缘本体的内部；

所述供电电源的直流电压输出端分别与所述第一静电吸附电极和所述第二静电吸附电极电连接；所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极上加载的直流电压的极性相反，所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极交替相邻设置，所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极之间相互绝缘。

作为一种可实施方式，所述第一静电吸附电极和所述第二静电吸附电极之间存在有预设距离。

作为一种可实施方式，所述供电电源具有输出电压的极性反转功能；所述供电电源的输出电压极性反转时，正极输出端输出负极性电压，负极输出端输出正极性电压。

作为一种可实施方式，所述供电电源为直流高压电源。

作为一种可实施方式，还包括用于控制所述供电电源运行的控制模块。

作为一种可实施方式，所述控制模块包括计时器和电源控制器；

所述电源控制器通过所述供电电源的控制端口控制所述供电电源按照预设指令运行；

所述预设指令包括当所述计时器的到达预设时间时，所述电源控制器将所述供电电源的输出电压的极性反转，并将所述计时器的计时清零。

本发明还提供一种晶片或托盘的固定方法，包括如下步骤：

在静电卡盘装置的绝缘本体内埋设至少两个第一静电吸附电极与至少两个第二静电吸附电极，所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极上加载的直流电压的极性相反、交替相邻并彼此电绝缘；

将晶片或托盘放置在所述静电卡盘装置的绝缘本体上；

开启供电电源，使相邻的所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极之间的区域内产生强电场将所述晶片或托盘极化，产生第一极化电荷和第二极化电荷将所述晶片或托盘吸附在所述静电卡盘装置上。

作为一种可实施方式，在所述开启供电电源上的步骤之后还包括如下步骤：

电源控制器控制所述供电电源的输出电压的极性；当计时器到达预设时间时，所述电源控制器控制所述供电电源的输出电压极性反转，并将所述计时器的计时清零。

作为一种可实施方式，电源控制器控制所述供电电源的输出电压极性；当计时器到达预设时间时，所述电源控制器控制所述供电电源的输出电压极性反转，并将所述计时器的计时清零，包括如下步骤：

所述计时器设置记时参数T；

所述计时器的记时参数T达到设定值T0，所述供电电源的输出电压极性反转，同时，所述计时器清零并重新开始计数；重复该步骤，直至工艺流程结束，所述电源控制器关闭所述供电电源的输出电压。

作为一种可实施方式，所述T0是通过以下方法设定的：

将背吹气体的泄漏率的上限值设为a；测量当背吹气体的泄漏率等于其上限值a时的供电电源的开启时间t，则设定T0≤t。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明的静电卡盘装置，由于设置了多个电极且每两个相邻电极间加载的电压极性相反，相邻两个电极之间形成电场。内部的多电极设计使得其内部形成的电场数量多，同时两电极之间的距离越小，则同样电极电压下，形成的电场强度越大。针对高绝缘电介质晶片，在电场覆盖范围内分子发生极化，产生极化电荷，高绝缘电介质晶片的极化电荷与其对应电极之间产生静电力；显然，电场数量越多，强度越大，则高绝缘电介质晶片的极化电荷越多，静电力也就越大，从而有效地固定住高绝缘电介质晶片。

本发明的晶片的固定方法，在晶片的下表面失去极化电荷之前，将供电电源的输出电压极性反转，有效地防止“跳片”，避免了背吹气体的泄漏，提高了加工效率，也能有效解决高绝缘电介质晶片的静电吸附问题。

附图说明

图1为目前的真空平行板电容器示意图；

图2为目前的双电极的静电卡盘固定普通晶片的示意图；

图3为本发明的静电卡盘装置固定高绝缘电介质晶片的示意图；

图4为本发明的静电卡盘装置的一实施例的内部电极分布示意图；

图5为电介质分子或者原子在电场作用下的极化过程示意图；

图6为本发明的静电卡盘装置吸附电极加载直流电压后，形成的电场示意图；

图7为本发明的静电卡盘装置吸附电极形成的电场受等离子体影响，场强被消弱的情形之一示意图；

图8为本发明的静电卡盘装置吸附电极加载电压极性反转后，晶片上极化电荷分布情况示意图；

图9为本发明的静电卡盘装置吸附电极形成的电场受等离子体影响，场强被消弱的情形之二示意图；

图10为本发明的晶片或托盘的固定方法的控制流程示意图。

具体实施方式

为了解决晶片的静电吸附的稳定性问题，特别是高绝缘电介质晶片难于吸附固定的问题，提出了一种静电卡盘装置及晶片或托盘的固定方法。

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的技术特征可以任意组合。

为解决晶片静电吸附的稳定性较差，高绝缘电介质晶片难于产生静电力的问题，需要设计一种能适用于高绝缘电介质晶片或者托盘，同时也适用于普通晶片或者托盘，并能保证静电吸附可靠的静电卡盘装置。下文将以静电卡盘装置固定晶片为例进行说明。请参阅图3所示，其为本发明的静电卡盘装置固定高绝缘电介质晶片的示意图。

静电卡盘装置包括卡盘本体301、绝缘本体302、供电电源305、多个第一静电吸附电极306与多个第二静电吸附电极307。

第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307的数量均大于或等于2，所有的第一静电吸附电极306与所有的第二静电吸附电极307均埋设在绝缘本体302的内部。

供电电源305直流电压输出端与第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307电连接；加载在第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307上的直流电压的极性相反，第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307交替相邻，并彼此电绝缘。

卡盘本体301为铝基体，内部设计有冷却水道及冷媒气体通道，表面一般做绝缘处理，如阳极氧化。

绝缘本体302的材料一般为陶瓷，内嵌电极，电极一般为导体材料。陶瓷一般烧结或者喷涂而成，保证不同电极间彼此电绝缘。

本发明的静电卡盘内部的多电极设计，且每两个相邻电极间，加载电压的极性相反，相邻两个电极形成电场，使得电场数量尽可能的多，从而有效可靠地固定晶片330。针对高绝缘电介质晶片，在电场覆盖范围内分子发生极化，产生极化电荷，高绝缘电介质晶片的极化电荷与其对应电极之间产生静电力；显然，电场数量越多，强度越大，则高绝缘电介质晶片的极化电荷越多，静电力也就越大，从而有效地固定住高绝缘电介质晶片。

通过这种方式，解决晶片330的静电吸附的稳定性问题，特别是高绝缘电介质晶片难于吸附固定的问题。同时，如果两电极间距离越小，则同样电极电压下，形成的电场强度会越大，静电吸附会更可靠。

作为一种可实施方式，基于电介质极化原理设计，所有的第一静电吸附电极306与供电电源305的正极输出端相连接；所有的第二静电吸附电极307与供电电源305的负极输出端相连接。供电电源305的正极输出端和负极输出端的输出直流电压极性相反。

当然，也可以第一静电吸附电极306与供电电源305的负极输出端相连接；所有第二静电吸附电极307与供电电源305的正极输出端相连接。

较佳地，加载同种极性直流电压的多个第一静电吸附电极306在内部彼此相连，加载同种极性直流电压的多个第二静电吸附电极307在内部彼此相连。

作为一种可实施方式，供电电源305具有输出电压极性反转的功能，输出电压极性反转时，正极电压输出端输出负极性电压,负极电压输出端输出正极性电压。

作为一种可实施方式，供电电源305为直流高压电源，可以根据电源控制器指令，持续稳定的输出极性相反的直流负电压和直流正电压。

供电电源305的输出端包括正极输出端(HV+)、负极输出端(HV-)与中间点输出端(HV-CT)。中间点输出端是正极输出端与负极输出端的零点参考电位。比如设置电源输出±1KV，也就是说，正极输出端和中间点输出端之间直流电压差+1kv,负极输出端和中间点输出端之间直流电压差-1kv，正负电压输出端分别与卡盘电极电连接，电源外壳及中间点输出端与整机系统的地电连接。

供电电源305还可以无中间点输出端，此时电源正负输出端电压参考点一般为电源外壳，正负电压输出端分别与卡盘电极电连接，电源外壳与整机系统地电连接。

请参阅图4所示，其为本发明的静电卡盘的实施例一的内部电极分布示意图，绝缘本体302内部的第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307呈环形分布。

第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307的数量分别为三个，圆形的第一静电吸附电极306与圆形的第二静电吸附电极307交错相邻。第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307的数量，相邻两电极间绝缘距离，电极分布图案，均可根据晶片330吸附的难易程度及陶瓷耐压能力进行其他设计。

在电介质的分子结构中，原子核和电子之间的束缚力足以使电子处于被束缚状态，当电场强度足够大时，电介质分子或原子，可发生极化现象，产生极化电荷。电介质在外加电场作用下产生宏观的电极化强度，实际上是电介质微观上各种极化机制贡献的结果，极化包括电子的极化、离子的极化、电偶极子取向极化、空间电荷极化。

请参阅图5所示，其为电介质分子或者原子在电场作用下的一种极化过程示意图，没有受电场作用时，组成电介质的分子或原子所带正负电荷中心重合，对外呈中性。受电场作用时，正、负电荷中心产生相对位移(电子云发生了变化而使正、负电荷中心分离的物理过程)，中性分子则转化为偶极子，从而产生了电子位移极化或电子形变极化。

图5中a表示晶片330内部原子或者分子未极化状态；b表示晶片330内部原子或者分子极化状态；c表示晶片330在外加电场作用下，宏观的电极化状态。

本发明的绝缘本体302中内嵌的多电极设计，使得相邻电极间形成的电场的数量多，强度大，相邻电极形成的电场同样彼此相邻，即使是高绝缘电介质晶片的分子或者原子，在上述电场作用下也可在微观范围内移动，产生极化电荷，电场强度及发布决定了极化电荷的数量及分布状态。

极化了的晶片330相当于电容器的一个极板，与极化的晶片330相对的静电卡盘中的电极相当于电容器的另外一块极板，两极板间携带电荷相反，彼此绝缘，形成静电力，像这样的等效电容器，数量众多，加载正极性电压的电极相当于电容器的正极板，其上方被电场极化的晶片330，相当于电容器负极板。同样地，加载负极性电压的电极相当于电容器的负极板，其上方被电场极化的晶片330，相当于电容器正极板，两种等效电容器彼此相邻，共同决定了电极与晶片330间静电力的大小。

如果静电卡盘中电极数量足够多，设计合理，电极加载电压后，形成的电场足够强，那么形成静电力将足以将难于产生静电力的高绝缘电介质材料的晶片330固定在静电卡盘上，当然也能将普通材料的晶片330有效可靠地固定。

作为一种可实施方式，静电卡盘装置还包括控制模块，用于控制所述供电电源运行。

作为一种可实施方式，控制模块包括计时器和电源控制器。

电源控制器通过供电电源305的控制端口控制供电电源305按照特定指令运行，包括设置供电电源305的输出电压值，实现输出电压的开启或关闭、输出电压的极性反转等功能。当计时器的计时时间到达时，电源控制器将供电电源305的输出电压的极性反转，并将计时器的计时清零。

请参阅图6所示，其为本发明静电卡盘吸附电极加载电压后，形成的电场示意图，当绝缘本体302中内嵌的电极加载电压后，相邻第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307之间产生足以使晶片330，特别是高绝缘电介质材料的晶片330的分子或者原子发生极化的强电场E，一般认为，强电场E存在于两个相邻的第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307之间的空间区域，极化则主要受水平方向上电场的影响。

这样，在两个相邻的第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307之间的区域上方将分别出现第一极化电荷311、第二极化电荷312。

第一极化电荷311、第二极化电荷312与对应的第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307之间携带电荷的极性相反，彼此绝缘，两种电荷之间产生静电力，从而实现对晶片330的固定。本实施例中，第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307彼此交错相邻，而且之间的距离足够小；供电电源305的输出直流电压值足够大，这样可以获得数量足够多，强度足够大的电场，从而实现对高绝缘电介质材料的晶片330的固定。

请结合图7所示，其本发明的静电卡盘吸附电极形成的电场受等离子体影响，场强被消弱的情形之一示意图，晶片在实际应用中经常存在“跳片”问题，“跳片”即晶片330，特别是高绝缘电介质材料的晶片330突然挣脱静电吸附电极的吸附力，被背吹气体吹起，背吹气体的泄漏率突然增大的现象。

电介质的特征是以正、负电荷重心不重合的电极化方式传递或记录(存储)电的作用和影响，由于其电阻率大，“导电性”极差，介质材料具有一定的存储或者束缚电荷的能力，另外电介质内部可以存在电场，这是电介质与导体的基本区别。

基于电介质这种特性，当等离子体310启辉后，等离子体310中大量带电粒子，将受到第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307形成的垂直方向上的电场影响。加载直流负电压的静电吸附电极正上方的晶片330区域，其上表面将吸附等离子体310中的带电正粒子，加载直流正电压的静电吸附电极正上方的晶片330区域，其上表面将吸附等离子体中的电子。如图7中晶片330表面的第一区域313处将积累负电荷即电子，晶片330表面的第二区域314处将积累正电荷即正粒子。随着等离子体310启辉，晶片330表面第一区域313与第二区域314处的电荷将不断积累，并形成电场EI，同时电场EI的强度在不断增强。

在晶片330内部，由于电场EI与电场E的电场方向相反，电场EI将对电场E产生消弱作用，而此时晶片330极化取决于两电场的矢量和。电场EI不断增大，最终导致电场EI与电场E矢量和不断减少，最终总电场的强度不足以实现对晶片330，特别是高绝缘电介质晶片的极化，晶片330的下表面不断失去极化电荷，第一极化电荷311、第二极化电荷312与位置对应的第一静电吸附电极306或第二静电吸附电极307之间的静电力随之减小，甚至消失为零，从而晶片330出现“跳片”现象。

在绝缘本体302中的第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307的电压加载流程上进行优化，可以彻底解决利用静电卡盘固定高绝缘电介质晶片“跳片”的问题。

请参阅图8所示，其为本发明的静电卡盘吸附电极加载电压极性反转后，晶片上极化电荷分布情况示意图，供电电源305采用输出电压极性可反转的电源，供电电源305正常情况下，正极输出端输出正极性电压，负极输出端输出负极性电压；当电压极性反转时，供电电源305的正极输出端输出负极性电压，负极输出端输出正极性电压。

在图7中逐渐增大的电场EI增大至足以使晶片330的下表面失去极化电荷之前，供电电源305的输出电压极性反转，如图8，相邻的第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307之间的强电场E的方向反转，晶片330的第一极化电荷311、第二极化电荷312的极性也随着强电场E的变化迅速改变，同时第一极化电荷311、第二极化电荷312与其对应的第一静电吸附电极306或第二静电吸附电极307之间建立静电力。

此时由于强电场E与电场EI方向相同，此时电场EI对强电场E有增强作用，而不是消弱作用，所以将不会出现静电力减小甚至消失的情况，从而有效地避免“跳片”。

请参阅图9所示，其为本发明的静电卡盘吸附电极形成的电场受等离子体影响，场强被消弱的情形之二示意图。图8中，供电电源305的输出电压极性反转后，强电场E方向发生反转，电场垂直方向上，对于等离子的影响也发生了变化，随着时间的变化，晶片330的第一区域313处将积累正粒子，中和原来的电子；晶片330的第二区域314处将积累电子，中和原来的正粒子，第一区域313与第二区域314处的电荷将不断减少，导致电场EI的强度变小直至变为零，之后，由于第一区域313处将继续积累正粒子，第二区域314处将继续积累电子，电场EI的方向同样发生反转，建立图9中所示的新电场EI。

此时，新电场EI强度在不断增强。由于新电场EI与强电场E的方向再次相反，新电场EI将对强电场E产生消弱作用，电场EI不断增大，最终导致电场EI与电场E矢量和不断减少，最终总电场的强度不足以实现晶片330，特别是高绝缘电介质晶片的极化。晶片330的下表面不断失去极化电荷，第一极化电荷311、第二极化电荷312与位置对应的第一静电吸附电极306或第二静电吸附电极307之间的静电力随之减小，甚至消失为零。

同样地，避免静电力消失的方法是在图9中逐渐增大的新电场EI足以使晶片330，特别是高绝缘电介质晶片的下表面失去极化电荷之前，再次将供电电源305的输出电压极性反转。

请参阅图10所示，其为本发明的晶片的固定方法的控制流程示意图，并结合图6至图9，一种晶片的固定方法，使用上述的静电卡盘装置，包括如下步骤：

步骤S100，在静电卡盘的绝缘本体302内埋设至少两个第一静电吸附电极306与至少两个第二静电吸附电极307，第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307加载的电压的极性相反、交替相邻并彼此电绝缘；

步骤S200，所有的第一静电吸附电极306与供电电源305的正极输出端相电连接；所有的第二静电吸附电极307与供电电源305的负极输出端相连接；

步骤S300，将晶片或者装载有晶片的托盘放置在静电卡盘的绝缘本体302上；

步骤S400，当静电卡盘的第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307上分别加载供电电源305的直流电压后，则相邻的第一静电吸附电极306与第二静电吸附电极307之间的区域内产生强电场E，该强电场E将晶片330的材料极化，在晶片330上第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307形成的电场覆盖区域，分别出现了第一极化电荷311、第二极化电荷312；

第一极化电荷311、第二极化电荷312与其上下相邻的第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307的携带的电荷极性相反，彼此电绝缘，极性相反的电荷之间产生静电力，也就是晶片330与第一静电吸附电极306、第二静电吸附电极307间产生静电力。

通过加载在静电吸附电极上的直流电压，形成强电场E，强电场E使晶片330材料极化，特别能适用于高绝缘电介质晶片，晶片330产生极化电荷，晶片330与静电吸附电极间产生彼此吸引的静电力，电极数量越多，电极间距离越短，电极加载直流电压值越多，相邻电极间形成的电场强度越大，晶片330的极化效果越强，这样，晶片330与静电吸附电极间产生的静电力越大，从而实现利用静电卡盘固定晶片330的目的。

本发明中提供的固定晶片的静电卡盘及晶片的固定方法，可用于普通晶片，特别适用于固定高绝缘电介质晶片，如蓝宝石晶片，玻璃晶片等。同样适用于以绝缘材料为主要组成成分的晶片，半导体材料晶片，或者导体材料的晶片等；同样适用于包含多种材料的键合片，适用于装载晶片的托盘结构。

作为一种可实施方式，晶片的固定方法在步骤S400之后还包括如下步骤：

步骤S400’，电源控制器控制供电电源305的输出电压极性，当计时器的计时时间到达，控制供电电源305的输出电压极性反转，并将所述计时器的计时清零。

作为一种可实施方式，步骤S400’包括如下步骤：

步骤S410’，计时器设置记时参数T；

步骤S420’，计时器的记时参数T达到设定值T0，供电电源305的输出电压的极性反转，同时，计时器清零并重新开始计数；重复该步骤，直至工艺流程结束，控制器关闭供电电源电压输出。

通过这种及时反转电压极性的方法有效防止“跳片”。

作为一种可实施方式，根据晶片330的类型设置不同的设定值T0，从而使这种方法能针对不同的晶片330使用，适用范围很广。

作为一种可实施方式，T0的确定方法如下：将背吹气体的泄漏率的上限值设为a；测量当背吹气体的泄漏率等于其上限值a时的供电电源的开启时间t，则设定T0≤t，即T0取小于等于t的值即可。

背吹气体作用在晶片330与所述静电卡盘的贴合面上，用于将晶片330的温度控制在合适的范围。在背吹气体的泄漏率增大之前反转电压极性，避免了背吹气体的泄漏，提高了加工效率，也能有效解决高绝缘电介质晶片的静电吸附问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种静电卡盘装置，包括绝缘本体、卡盘本体与供电电源，所述绝缘本体设置在所述卡盘本体上，其特征在于，还包括至少两个第一静电吸附电极和至少两个第二静电吸附电极；

所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极埋设在所述绝缘本体的内部；

所述供电电源的直流电压输出端分别与所述第一静电吸附电极和所述第二静电吸附电极电连接；所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极上加载的直流电压的极性相反，所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极交替相邻设置，所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极之间相互绝缘。

2.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，所述第一静电吸附电极和所述第二静电吸附电极之间存在有预设距离。

3.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，所述供电电源具有输出电压的极性反转功能；所述供电电源的输出电压极性反转时，正极输出端输出负极性电压，负极输出端输出正极性电压。

4.根据权利要求3所述的静电卡盘装置，其特征在于，所述供电电源为直流高压电源。

5.根据权利要求1至4任一项所述的静电卡盘装置，其特征在于，还包括用于控制所述供电电源运行的控制模块。

6.根据权利要求5所述的静电卡盘装置，其特征在于，所述控制模块包括计时器和电源控制器；

所述电源控制器通过所述供电电源的控制端口控制所述供电电源按照预设指令运行；

所述预设指令包括当所述计时器的到达预设时间时，所述电源控制器将所述供电电源的输出电压的极性反转，并将所述计时器的计时清零。

7.一种晶片或托盘的固定方法，其特征在于，包括如下步骤：

在静电卡盘装置的绝缘本体内埋设至少两个第一静电吸附电极与至少两个第二静电吸附电极，所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极上加载的直流电压的极性相反、交替相邻并彼此电绝缘；

将晶片或托盘放置在所述静电卡盘装置的绝缘本体上；

开启供电电源，使相邻的所述第一静电吸附电极与所述第二静电吸附电极之间的区域内产生强电场将所述晶片或托盘极化，产生第一极化电荷和第二极化电荷将所述晶片或托盘吸附在所述静电卡盘装置上。

8.根据权利要求7所述的晶片或托盘的固定方法，其特征在于，在所述开启供电电源上的步骤之后还包括如下步骤：

电源控制器控制所述供电电源的输出电压的极性；当计时器到达预设时间时，所述电源控制器控制所述供电电源的输出电压极性反转，并将所述计时器的计时清零。

9.根据权利要求8所述的晶片或托盘的固定方法，其特征在于，电源控制器控制所述供电电源的输出电压极性；当计时器到达预设时间时，所述电源控制器控制所述供电电源的输出电压极性反转，并将所述计时器的计时清零，包括如下步骤：

所述计时器设置记时参数T；

所述计时器的记时参数T达到设定值T0，所述供电电源的输出电压极性反转，同时，所述计时器清零并重新开始计数；重复该步骤，直至工艺流程结束，所述电源控制器关闭所述供电电源的输出电压。

10.根据权利要求9所述的晶片或托盘的固定方法，其特征在于，所述T0是通过以下方法设定的：

将背吹气体的泄漏率的上限值设为a；测量当背吹气体的泄漏率等于其上限值a时的供电电源的开启时间t，则设定T0≤t。