[发明专利]一种新型静电吸附卡盘

说明书

本发明公开了一种新型静电吸附卡盘，包括由两个铝制半圆盘面共同配合构成的圆形卡盘，铝制盘面上有陶瓷层，两个半圆盘面的圆心位置分别设有C型凸台，C型凸台上设有延伸到电源处的C型槽，C型凸台的上表面和槽壁均设有钛和氮化钛涂层，使得C型凸台上表面的静电电压能够直连到电源作为中性地，两个半圆盘面在陶瓷层形成自圆心设有向外扩散的若干径向不同的导流环槽，陶瓷层上，自最内层的导流环槽上设有朝向半圆盘面外围的若干导流线槽，导流环槽和导流线槽共同包围形成的若干陶瓷面上设有若干钛制小面积接触点，在半圆盘面的周向靠近最外围的盘面上设有若干出气孔，半圆盘面靠近C型凸台的盘面上设有若干进气孔。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是一种新型静电吸附卡盘。

背景技术

半导体行业的前道FAB厂有很多工作在真空环境下的设备，比如PVD，ETCH,晶圆在这些设备中运行工艺时需要对晶圆进行降温，静电吸附晶圆就是满足这种要求的设备，它利用静电吸附原理，在卡盘表面和晶圆背面形成不同极性的静电，从而产生吸附效果，然后在卡盘表面的气槽内流动氩气，从而达到冷却的效果，这是一种高端设备，多家半导体设备厂家都有相应产品。

冷板冷却的方式存在着如下的缺陷：

1、目前市场上的静电吸附卡盘的盘面都使用陶瓷材料封装技术，将电极，其他辅助零件整体封装在陶瓷包装内，然后在陶瓷上再加工，加工难度高，结构复杂，从而致使静电吸附卡盘价格昂贵，翻新的成本同样昂贵，FAB厂经常抱怨虽然性能好，但用不起。

2、市场上的静电吸附卡盘，一般使用在卡盘表面，晶圆的背面流动氦气的方式对晶圆降温，目前的理论认为，晶圆背面的氦气气压在4-6Torr时气体导热的效率最高，因此在冷却时，为了保持高气压，采用比较浅的导气槽，气体流量也比较小，为3-5sccm,但是如果卡盘表面颗粒物增多导致静电吸力降低的情况下，高气压会导致晶圆跳起，从而造成工艺失败。这是目前市场上的静电吸附卡盘的顽疾。

3、因为压力的存在，卡盘表面的气槽一般都比较浅，只能容纳少量的气体，降温的效果也比较有限。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有的静电卡盘结构复杂，生产困难导致成本较高，无法提供较大气流，降温效果不尽人意，提供太大气流会导致晶圆跳起的问题。

技术方案：为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种新型静电吸附卡盘，包括由两个铝制半圆盘面共同配合构成的圆形卡盘，两个铝制半圆盘面间接合处设置绝缘层，铝制盘面上有陶瓷层，两个半圆盘面的圆心位置分别设有C型凸台，C型凸台上设有延伸到电源处的C型槽，C型凸台的上表面和槽壁均设有连续的钛和氮化钛涂层，使得C型凸台上表面的静电电压能够直连到电源作为中性地，圆形卡盘在陶瓷层形成自圆心设有向外扩散的若干半径不同的导流环槽，陶瓷层上，自最内层的导流环槽上设有朝向半圆盘面外围的若干导流线槽，在半圆盘面的周向靠近最外围的盘面上设有若干均匀分布的出气孔，半圆盘面靠近C型凸台的盘面上设有若干均匀分布的进气孔，两个半圆盘面构成的圆形卡盘的进气孔和出气孔间均匀分布有三个互呈120°夹角的第一顶针孔，在圆形卡盘的出气孔外设有和C型凸台高度相同的沉积环。

现有的静电卡盘采用的静电吸附方式是在卡盘上和晶圆上分别形成相反的电极，然后进行静电吸附，但从背景技术中可以看出此种技术已经存在了瓶颈，一个是制作困难，由于对气流量的限制，使得降温效果不明显，同时，气流量的限制，反馈为气体的构造精细，制作困难。

同时，本申请发现，采用背景技术的方案，在静电吸附的过程中，由于感应电荷的聚集，会在电源的基础上，生成局部不等的感应电压，进一步地，增加在晶圆和卡盘间的静电吸附力也就会形成分配不均匀的情况，进一步使得需要提供的气体压力无法准确判定。