[发明专利]具有可再生性能的静电卡盘及其成型方法

说明书

本发明揭示了具有可再生性能的静电卡盘及其成型方法，具有可再生性能的静电卡盘包括底座、设于底座顶部的绝缘层、设于绝缘层顶部的介电层、夹持内嵌设于绝缘层和介电层之间的电极层、以及设于介电层表面的由类金刚石薄膜制成的若干凸台；若干凸台沿介电层圆心呈数个不同直径环绕的圆形间断分布，介电层表面设有若干沿其不同直径方向分布的冷却槽，若干凸台的表面架置设有晶圆基板。本发明实现了抑制晶圆与介电层直接接触产生的磨耗，抑制微粒的产生。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，尤其涉及一种具有可再生性能的静电卡盘及其成型方法。

背景技术

半导体制造机台在半导体加工过程中要经过等离子刻蚀、离子体注入、热扩散、半导体封装等多个复杂工序，每一个工序都有其专门的生产机台，因此半导体生产过程(搬运和处理)中的夹持就显得尤为重要。现有半导体搬运和处理过程中主要利用装有静电卡盘的机械手臂固定和移动半导体晶圆。静电卡盘在使用过程中仅接触半导体晶圆的背面。

传统的静电卡盘主要由金属或者陶瓷构成，有些静电卡盘也会由两种材料共同构成。但是，由于金属型静电卡盘在与晶圆接触时极易对晶圆产生污染，因此在晶圆接触面使用陶瓷材料，如氧化铝和石英等，与金属材料相比，陶瓷材料还具有更加优异的透电率和阻抗率，使用过程中可以更加迅速的夹持和释放晶圆。但是，在另一方面，陶瓷静电卡盘与晶圆接触过程中会与晶圆摩擦产生损耗，同时产生大量微粒。

为了防止静电卡盘使用过程中在晶圆表面产生微粒，一般选用与晶圆基板之间摩擦系数较小，硬度很高的材料在介电层上表面形成多个凸起物，但是凸起物易将晶圆表面刮坏，使用过程中若要频繁更换，势必需要停止半导体制造机台(真空机台)，此时生产周期的增加将不可避免，因此防止静电卡盘的摩擦产生的微粒来提高静电卡盘使用周期十分必要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供具有可再生性能的静电卡盘及其成型方法，从而实现抑制晶圆与介电层直接接触产生的磨耗，抑制微粒的产生。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：

具有可再生性能的静电卡盘，包括底座、设于底座顶部的绝缘层、设于绝缘层顶部的介电层、夹持内嵌设于绝缘层和介电层之间的电极层、以及设于介电层表面的由类金刚石薄膜制成的若干凸台；若干凸台沿介电层圆心呈数个不同直径环绕的圆形间断分布，介电层表面设有若干沿其不同直径方向分布的冷却槽，若干凸台的表面架置设有晶圆基板。

具体的，所述冷却槽呈十字交叉分布于介电层表面，冷却槽内充入冷却介质。

具体的，所述介电层表面位于最外圈凸台位置的外周设有环绕闭合的外环凸部，冷却槽的两端置于外环凸部内部。

具体的，所述凸台和外环凸部硬度达到800HV以上，其与晶圆基板之间摩擦系数在0.05-0.2。

具体的，所述外环凸部和凸台的高度范围为4-6μm，外环凸部的宽度为0.6-0.8mm，凸台与晶圆基板接触直径为0.6-0.8mm。

具体的，同一圆周上所述凸台间距或同一径向相邻圆周上凸台间距在0.5-1.5mm。

具有可再生性能的静电卡盘成型方法，包括以下步骤：

分为两种成型再生方式，I)：

1)静电卡盘表面介电层进行表面清洁处理；

2)打磨，控制静电卡盘的表面粗糙度在0.3-0.5μm；

3)喷涂，包括以下两种喷涂方式，i)首先在介电层表面喷涂，形成1-2μm的缓冲层，接下来将类金刚石粉喷涂在缓冲层表面形成类金刚石薄膜，类金刚石薄膜的厚度在4-6μm之间；或ii)直接将类金刚石粉喷涂在介电层表面形成类金刚石薄膜；

4)标记，标记成型厚度为0.1-1mm的干膜抗蚀层，在类金刚石薄膜上表面形成印花；