静电卡盘及反应腔室的制作方法

本实用新型属于半导体制造技术领域，具体涉及一种静电卡盘及反应腔室。

背景技术：

静电卡盘为反应腔室中的关键零部件，用于对晶圆进行支撑、固定和温度控制。图1为现有技术中提供的一种静电卡盘的结构示意图，如图1所示，静电卡盘包括由上至下依次设置的陶瓷层1、加热层2与基座3。其中，在陶瓷层1内设置有吸附电极，当晶圆放置在静电卡盘上时，通过对吸附电极施加直流电压，能够在吸附电极与晶圆之间产生静电吸附力，从而可以实现对晶圆的固定。晶圆完成加工之后，对吸附电极施加大小相同的反向电压，以解除对晶圆的吸附。

加热层2用于控制晶圆的温度。在基座3内设置有冷却通道，用于与加热层2共同作用完成对晶圆的温度控制。另外，在反应腔室中还设置有升针，该升针能够贯穿静电卡盘上升或下降，用于将完成加工的晶圆顶起，使晶圆与静电卡盘脱离，以便机械手取走晶圆。

在上述结构中，陶瓷层1、加热层2和基座3之间均采用粘接剂进行粘接，粘结剂一般为硅胶，为了对基座进行耐等离子处理，一般在基座表面涂有一层聚酰亚胺(polyimide)薄膜，同时，加热层2中也大量使用粘接剂和聚酰亚胺。由于聚酰亚胺与硅胶都为半导体材料，相当于在晶圆到地之间形成了一个个等效的串联电容。在晶圆的工艺过程中，晶圆及静电卡盘处于射频环境中，且吸附电极通过高压直流电压对晶圆进行吸附，这使得串联的电容不断地充电，当吸附电压撤掉且等离子消失之后，电容所充的电荷没有释放途径，随着使用时间的增长，静电卡盘内部的残余电荷不断积累且分布不均匀性逐渐明显，使得晶圆局部受到残余电荷的吸引力不断增加，导致当升针将晶圆顶起时，晶圆易发生偏移，且只要发生过晶圆偏移的静电卡盘，即便更换机台，也容易再次发生晶圆偏移的问题，出现这种现象时，只能更换新的静电卡盘，致使运行成本的增加。虽然解除吸附可以中和部分电荷，但是，如果解除吸附时间过长则可能产生反向加压，因而控制难度较大，且浪费时间。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种静电卡盘及反应腔室，以解决现有技术中静电卡盘中的残余电荷无法释放的问题。

作为本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种静电卡盘，包括基座以及设置在基座上的加热层，其中，静电卡盘还包括电荷释放单元，电荷释放单元用于将基座和加热层均与地断开或者电导通。

其中，电荷释放单元包括电荷释放电路，电荷释放电路接地，且分别与基座和加热层电连接，并且在电荷释放电路上设置有通断开关，用于接通或断开电荷释放电路。

其中，基座与加热层二者电绝缘设置；电荷释放电路包括主路、第一支路和第二支路，其中，第一支路和第二支路分别与基座和加热层电连接，并且第一支路和第二支路与主路串联；主路接地；

通断开关为一个，且设置在主路上；或者，

通断开关为两个，且分别设置在第一支路和第二支路上。

其中，基座与加热层二者电导通设置；电荷释放电路包括主路，主路与基座或者加热层电连接，且主路接地；通断开关设置在主路上。

其中，其特征在于，在主路上设置有保护电阻。

其中，加热层包括加热器层和设置在加热器层上的匀热层；电荷释放电路与匀热层电连接。

其中，在匀热层与加热器层之间设置有第一保护层，且在加热器层的背离匀热层的一侧设置有第二保护层，并且在第一保护层与匀热层之间设置有粘接剂层。

其中，基座与加热层通过螺纹连接并电导通。

其中，电荷释放单元还包括两个馈入电极，两个馈入电极分别设置在加热层和基座中，且电荷释放电路分别与两个馈入电极电连接。

作为本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种反应腔室，包括静电卡盘，其中，静电卡盘为本实用新型提供的静电卡盘。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种静电卡盘，通过电荷释放单元将基座和加热层均与地断开或者电导通，当工艺结束之后，通过电荷释放单元可以释放静电卡盘内部的残余电荷，可以避免因残余电荷不断积累而导致的晶圆在被顶起时发生偏移的问题。

本实用新型提供的一种反应腔室，其包括本实用新型提供的静电卡盘，当工艺结束之后，通过电荷释放单元释放静电卡盘内部的残余电荷，避免因残余电荷不断积累而导致的晶圆在被顶起时发生偏移的问题。

附图说明

图1为现有技术提供的一种静电卡盘的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的一种静电卡盘的结构示意图；以及

图3为本实用新型第二实施例提供的一种静电卡盘的结构示意图。

其中，

1-陶瓷层；2-加热层；3-基座；10-吸附层；20-加热层；30-基座；6-通断开关；7-保护电阻；8-螺纹。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型提供的静电卡盘及反应腔室进行详细描述。

图2为本实用新型第一实施例提供的一种静电卡盘的结构示意图，如图2所示，本实用新型实施例提供了一种静电卡盘，包括基座30以及设置在基座30上的加热层20，静电卡盘还包括电荷释放单元，电荷释放单元用于将基座和加热层均与地断开或者电导通。

本实用新型提供的一种静电卡盘，通过电荷释放单元将基座和加热层均与地断开或者电导通，当工艺结束之后，通过电荷释放单元可以释放静电卡盘内部的残余电荷，可以避免因残余电荷不断积累而导致的晶圆在被顶起时发生偏移的问题。

在本实施例中，电荷释放单元包括电荷释放电路，电荷释放电路接地，且分别与基座30和加热层20电连接，并且，在电荷释放电路上设置有通断开关，用于接通或断开电荷释放电路。

作为电荷释放电路的一种具体实施方式，如图2所示，电荷释放电路包括主路、第一支路和第二支路，其中，第一支路和第二支路分别与基座30和加热层20电连接，并且第一支路和第二支路与主路串联，主路接地。在本实施例中，基座30与加热层20二者电绝缘设置，在这种情况下，通过第一支路和第二支路分别使基座30与加热层20接地。

在本实施例中，通断开关6的数量为两个，分别设置在第一支路和第二支路上。这样，可以单独控制第一支路和第二支路与地接通或断开，从而释放基座30与加热层20的残余电荷。

需要说明的是，在本实施例中，通断开关的数量为两个，且分别设置在第一支路和第二支路上，但本实用新型并不局限于此，在实际应用中，通断开关的数量也可以为一个，且设置在主路上。

可选的，电荷释放单元还包括两个馈入电极(图中未示出)，两个馈入电极分别设置在加热层20和基座30中，且第一支路、第二支路分别与两个馈入电极电连接。通过设置馈入电极，能够增大电荷释放电路与加热层30、基座30的接触面积，从而提高电荷释放的稳定性。

在本实施例中，加热层20包括加热器层和设置在该加热器层上的匀热层，加热器层用于产生对晶片进行加热，匀热层用于使加热层产生的热量更加均匀。由于匀热层为加热层20中最上一层，基座的底面为基座中最下的一层，将电荷释放电路连接匀热层与基座的底面，能够使残余电荷最大程度的释放。

在本实施例中，电荷释放电路连接加热层20中的匀热层，但本实用新型并不局限于此，在实际应用中，电荷释放电路还可以连接至加热层20中的其它导电层。具体地，加热层20还包括第一保护层、第二保护层以及粘结剂层，第一保护层设置在在匀热层与加热器层之间，第二保护层设置在加热器层的背离匀热层的一侧，粘接剂层设置在第一保护层与匀热层之间，电荷释放电路可以连接至第一保护层、第二保护层以及粘结剂层中的任意位置。

在本实施例中，电荷释放单元还包括设置在主路上的保护电阻7，用于当出现强电压或短路电流时，自动切断主路，以保护静电卡盘及人身安全。

如图2所示，静电卡盘还包括设置在加热层20上的吸附层10，吸附层10中设置有吸附电极，通过对吸附电极施加直流电压，能够在吸附电极与晶圆之间产生静电吸附力，从而可以实现对晶圆的固定，工艺结束之后，对吸附电极施加大小相同的反向电压，以解除对晶圆的吸附。

在本实施例中，工艺结束之后，先对晶圆进行接触吸附，释放部分电荷，然后再通过本实用新型提供的电荷释放电源，将基座30和加热层20均与地电导通，以彻底释放残余电荷。

图3为本实用新型第二实施例提供的一种静电卡盘的结构示意图，本实施例提供的静电卡盘与第一实施例相比，其区别在于：电荷释放电路的结构不同。如图3所示，基座30与加热层20二者电导通设置，电荷释放电路包括主路，主路与基座30电连接，且主路接地，通断开关6设置在主路上。

基座30与加热层20电连接的方式包括：通过螺纹8连接且电导通，具体地，在加热层20和基座30中任意一者上设置螺纹孔，螺纹空内具有螺纹8，在另一者上设置有螺栓，通过螺栓与螺纹8连接，以实现二者之间的电导通。或者，将分别设置在基座30与加热层20中的两个馈入电极焊接在一起。

在本实施例中，主路与基座30电连接，但本实用新型并不局限于此，在实际应用中，主路还可以与加热层20相连，只要能够实现基座30和加热层20与地电连接即可。

作为又一个技术方案，本实用新型实施例还提供了一种反应腔室，包括静电卡盘，该静电卡盘为本实用新型提供的静电卡盘。

本实用新型提供的反应腔室，其包括本实用新型提供的静电卡盘，通过电荷释放单元释放静电卡盘内部的残余电荷，避免因残余电荷不断积累而导致的晶圆在被顶起时发生偏移的问题。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。