CN110473824A - 一种半导体用可再生静电卡盘及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体用可再生静电卡盘及其制造方法。本发明的静电卡盘的构成包括依靠库仑力吸附固定晶圆的介质层、产生等离子体功能的基板以及介质层与基板之间的羟基含氟聚合物热合薄膜绝缘层。本发明的优点是介质层具有防护涂层，避免由于介质层受到等离子体浸蚀。基板和介质层之间的羟基含氟聚合物热合薄膜绝缘层加热后可以分离，便于受损介质层或者基板的更换，降低成本、延长静电卡盘的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体用可再生静电卡盘及其制造方法。
背景技术
在对晶圆进行蒸镀、刻蚀、扩散、溅射等工序时，固定晶圆所用的静电卡盘长期处于等离子体环境中。固定晶圆的介质层内部设置有吸附晶圆所需的电极，通过直流电源对此电极施加高电压，使晶圆和介质层之间产生静电力（库仑力），由此使晶圆吸附固定在静电卡盘上面。直接与晶圆接触的介质层需要制备一层防护陶瓷涂层避免介质层受到等离子体的浸蚀。
为了产生等离子体，需要在静电卡盘的导电基板和气体供给室之间构建交流电压。需要在介质层和基板之间制备使两者电气绝缘的绝缘层。绝缘层要求在施加高电压时也也不会产生绝缘破坏的材料，同时可以粘合介质层和基板。
发明内容
本发明提供一种具备再生能力的静电卡盘及其制造方法，特别是可更换绝缘层薄膜使静电卡盘具备可再生功能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
通过静电力吸附固定晶圆的静电卡盘暴露在等离子体环境中，其结构包括为了固定上述晶圆而带有晶圆吸附用电极的介质层和为了使上述等离子体发生而带有等离子体用电极的基板，以及介于二者之间由羟基含氟聚合物制成的热合薄膜绝缘层。
进一步的，上述静电卡盘的制造方法是通过静电力将暴露在等离子体环境的晶圆进行吸附固定的静电卡盘的制造方法。为了避免固定上述晶圆的介质层受到等离子体的浸蚀，需要在介质层表面制备一层陶瓷防护层，上述防护层通过等离子喷涂工艺制备。
进一步的，上述静电卡盘的介质层和基板之间是由羟基含氟聚合物制成的薄膜绝缘层，上述热合薄膜绝缘层通过热合的方法使上述介质层和上述基板结合。
进一步的，上述静电卡盘再生方法的特征是，上述静电卡盘热合制备介质层和基板之间是由羟基含氟聚合物制成的热合薄膜绝缘层，对介质层或者基板发生破损的上述静电卡盘进行加热，使上述热合薄膜熔化或者软化，从而使上述介质层和上述基板互相分离，上述介质层和上述基板的其中一层可换用新板，并通过热合工艺使上述静电卡盘重新使用。
本发明的静电卡盘以及制造方法，可以防止介质层受到等离子体浸蚀，同时使静电卡盘具备可再生能力，方法简单，可降低静电卡盘的使用成本。
附图说明
图1为静电卡盘的结构的截面图。
图2为关于本发明的一种实施形态的具备静电卡盘的等离子处理的示意图。
图中：1为晶圆、2为防护涂层、3为吸附固定晶圆的介质层、4为薄膜绝缘层、5为静电卡盘基板、6为吸附电极、7为气体供给室、8为气体喷口。
具体实施方式
以下基于附图，对本发明静电卡盘及静电卡盘制造方法做详细说明。
图1是静电卡盘的结构，由固定上述晶圆而带有晶圆吸附用电极的介质层和为了使上述等离子体发生而带有等离子体用电极的基板，以及介于二者之间由羟基含氟聚合物制成的热合薄膜绝缘层组成。
上述介质层为低热膨胀系数陶瓷，成分为Al2O3，通过热等静压烧结工艺制备。
上述介质层需要制备一层防护层避免介质层受到等离子体的浸蚀，通过等离子喷涂的工艺制备一层防护层，可以是ZrO2-Y2O3、YF3、SiC的一种或者复合涂层。
上述静电卡盘基板5具有导电性的材料形成，作为与气体供给室7上部电极成对的下部电极发挥功能。作为制备静电卡盘基板的材料，可以利用6061铝合金等。
热合薄膜绝缘层4是由介质层3和基板5之间通过热合工艺制成。保证介质层3和基板5相互电气绝缘，热合薄膜绝缘层4由具有高耐绝缘破坏特性的氟聚合物形成。优选绝缘性为1016Ω·cm以上，耐电压为10kV以上，粘合性为1kN/cm2以上的材料。可以选用含有羟基的含氟聚合物等。
通过将介质层3、绝缘层4和基板5，以350±20℃进行25±5分钟的加热，能够使介质层3和基板5通过热合薄膜4相互连接。以360±20℃进行加热，能够使热合薄膜4溶解或软化，能够从介质层3和基板5上取下热合薄膜4。只要进行清洗等简便的处理就能够再利用可使用的另一个的介质层3或者基板5，简单操作就可以使静电卡盘再生，直到介质层3和基板5同时不能使用为止。
Claims (4)
1.一种半导体用可再生静电卡盘及其制造方法，其特征在于：其结构包括介质层、基板、以及介于二者之间的热合薄膜绝缘层组成，带有晶圆吸附用电极的介质层固定晶圆；基板带有等离子体用电极，使上述等离子体发生，静电卡盘是通过静电力将暴露在等离子体环境的晶圆进行吸附固定的静电卡盘。
2.根据权利要求1所述的一种半导体用可再生静电卡盘，其特征在于热合薄膜绝缘层具备可再生能力。
3.根据权利要求1所述的一种半导体用可再生静电卡盘，其特征在于：介质层和基板之间由羟基的含氟聚合物通过热合制备出电气绝缘层。
4.根据权利要求1所述的一种半导体用可再生静电卡盘的制造方法，其特征在于：静电卡盘中，吸附固定晶圆的介质层和产生等离子体功能的基板之间由羟基含氟聚合物制成的热合薄膜绝缘层，对破损静电卡盘进行加热，使上述热合薄膜熔化或者软化，从而使介质层和基板互相分离，分离后，再次被利用的其他的介质层和基板通过清洗再次被使用，使静电卡盘再生。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112289732A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-29 | Tcl华星光电技术有限公司 | 基板处理装置 |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1065496A (zh) * | 1991-04-05 | 1992-10-21 | 旭硝子株式会社 | 电解用的含氟阳离子交换膜 |
| US5645921A (en) * | 1994-11-22 | 1997-07-08 | Tomoegawa Paper Co., Ltd. | Electrostatic chucking device |
| JPH10209256A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 静電チャック装置およびその製造方法 |
| JPH11168134A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電吸着装置およびその製造方法 |
| US20020021545A1 (en) * | 2000-08-16 | 2002-02-21 | Creative Technology Corp. | Electrostatic chucking device and manufacturing method thereof |
| CN1707792A (zh) * | 2004-06-08 | 2005-12-14 | 三洋电机株式会社 | 加工精度良好的半导体模块及其制造方法和半导体装置 |
| CN1868062A (zh) * | 2003-09-09 | 2006-11-22 | 三洋电机株式会社 | 含有电路元件和绝缘膜的半导体模块及其制造方法以及其应用 |
| CN101118865A (zh) * | 2006-08-01 | 2008-02-06 | 应用材料股份有限公司 | 具有耐等离子体腐蚀性的保护层的衬底支架 |
| TW201106442A (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-16 | Mactech Corp | Electrostatic suction disk assembling device |
| JP2011100889A (ja) * | 2009-11-06 | 2011-05-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 静電チャック、静電チャック製造方法、および静電チャック再生方法 |
| JP2013016554A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Ulvac Japan Ltd | 静電チャック、真空処理装置 |
| CN103794445A (zh) * | 2012-10-29 | 2014-05-14 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 用于等离子体处理腔室的静电夹盘组件及制造方法 |
| CN104241181A (zh) * | 2013-06-08 | 2014-12-24 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 静电吸盘的制造方法,静电吸盘及等离子体处理装置 |
| CN104241183A (zh) * | 2013-06-08 | 2014-12-24 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 静电吸盘的制造方法,静电吸盘及等离子体处理装置 |
| CN104934279A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种等离子体处理腔室及其基台的制造方法 |
| CN205845922U (zh) * | 2016-06-20 | 2016-12-28 | 北京华卓精科科技股份有限公司 | 平板型静电卡盘装置 |
-
2019
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Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1065496A (zh) * | 1991-04-05 | 1992-10-21 | 旭硝子株式会社 | 电解用的含氟阳离子交换膜 |
| US5645921A (en) * | 1994-11-22 | 1997-07-08 | Tomoegawa Paper Co., Ltd. | Electrostatic chucking device |
| JPH10209256A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 静電チャック装置およびその製造方法 |
| JPH11168134A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電吸着装置およびその製造方法 |
| US20020021545A1 (en) * | 2000-08-16 | 2002-02-21 | Creative Technology Corp. | Electrostatic chucking device and manufacturing method thereof |
| CN1868062A (zh) * | 2003-09-09 | 2006-11-22 | 三洋电机株式会社 | 含有电路元件和绝缘膜的半导体模块及其制造方法以及其应用 |
| CN1707792A (zh) * | 2004-06-08 | 2005-12-14 | 三洋电机株式会社 | 加工精度良好的半导体模块及其制造方法和半导体装置 |
| CN101118865A (zh) * | 2006-08-01 | 2008-02-06 | 应用材料股份有限公司 | 具有耐等离子体腐蚀性的保护层的衬底支架 |
| TW201106442A (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-16 | Mactech Corp | Electrostatic suction disk assembling device |
| JP2011100889A (ja) * | 2009-11-06 | 2011-05-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 静電チャック、静電チャック製造方法、および静電チャック再生方法 |
| JP2013016554A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Ulvac Japan Ltd | 静電チャック、真空処理装置 |
| CN103794445A (zh) * | 2012-10-29 | 2014-05-14 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 用于等离子体处理腔室的静电夹盘组件及制造方法 |
| CN104241181A (zh) * | 2013-06-08 | 2014-12-24 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 静电吸盘的制造方法,静电吸盘及等离子体处理装置 |
| CN104241183A (zh) * | 2013-06-08 | 2014-12-24 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 静电吸盘的制造方法,静电吸盘及等离子体处理装置 |
| CN104934279A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种等离子体处理腔室及其基台的制造方法 |
| CN205845922U (zh) * | 2016-06-20 | 2016-12-28 | 北京华卓精科科技股份有限公司 | 平板型静电卡盘装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112289732A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-29 | Tcl华星光电技术有限公司 | 基板处理装置 |
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