一种用于多规格晶圆吸附的静电吸盘的制作方法

1.本实用新型涉及半导体装备技术领域，特别是涉及一种用于多规格晶圆吸附的静电吸盘。


背景技术：

2.在集成电路制造装备中，作为核心零部件的静电吸盘起到支持、固定晶圆的作用，而且可以对晶圆进行整平和温度控制等等。
3.常规的静电吸盘主要有电极层、电介质层、金属基座等部分组成。在集成电路的装备中配置的静电卡盘规格是根据工艺晶圆规格进行定制配置的，一般为单一尺寸规格，比容6寸、8寸、12寸等等。一般情况下，一款静电吸盘电极层为连续两区结构，介电层为一体结构，无法在一款静电吸盘的表面按吸附需求产生特定面积区域的吸附力。所以，常规的静电吸盘仅能够针对一款特定尺寸规格的晶圆进行吸附，不能兼容多种尺寸规格的晶圆。
4.目前，有个别的制造设备是具备多尺寸规格工艺兼容能力的，但是在更换另一规格晶圆工艺时，设备需要进行长时间停机进行对应晶圆规格的静电卡盘更换和调试，极大的降低了生产效率。
5.因此，设计开发一种能够满足多种规格晶圆吸附要求的静电吸盘，成为了本领域亟需解决的难题之一。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于多规格晶圆吸附的静电吸盘，可满足多规格晶圆加工的集成电路制造设备的需求，可以在不更换核心零部件情况下快速完成工艺规格的变更。
7.为了解决上述技术问题，本技术提供了如下技术方案：
8.一种用于多规格晶圆吸附的静电吸盘，包括依次设置的绝缘基板、静电电极层和电介质层；所述静电电极层上设有2n个静电电极区域，所有静电电极区域从静电电极层的中心向边缘依次排列；所述电介质层上设有n个电介质层区域，所有电介质层区域从电介质的中心向边缘依次排列；其中，n为正整数。
9.进一步的，位于静电电极层中心的静电电极区域呈圆形，计为第1个静电电极区域；其余静电电极区域呈环形依次向静电电极层的边缘排列，由内向外依次计为第2个、第3个
……
第2n个静电电极区域。
10.进一步的，位于电介质层中心的电介质层区域呈圆形，计为第1个电介质层区域；其余电介质层区域呈环形依次向电介质层的边缘排列，由内向外依次计为第2个、第3个
……
第n个电介质层区域。
11.进一步的，静电电极层中，第m个静电电极区域和第m+1个静电电极区域构成一组，即第k组静电电极区域；其中，m为正奇数，k＝(m+1)/2，k≤n。
12.进一步的，电介质层中的第k个电介质层区域对应于静电电极层的第k组静电电极
区域。每组静电电极区域均对应一种晶圆尺寸规格。
13.进一步的，相邻的电介质层区域之间设有隔离结构。采用分区且独立的电介质层布局，可以配合多区的静电电极层结构进行静电力分区控制，不会在非吸附区域产生连带电场效应，影响吸附区域的静电力均匀性。
14.进一步的，当用于晶圆吸附时，位于晶圆规格范围内的所有静电电极区域通电，位于晶圆规格范围外的所有静电电极区域断电。
15.也就是说，本实用新型将静电电极层和电介质层都按晶圆尺寸规格进行切分，可以精确的根据所吸附晶圆尺寸进行电场区域控制，能够稳定、均匀的夹持特定规格的晶圆，不会因为静电卡盘表面非吸附区域产生多余电场而影响吸附效果。
16.与现有技术相比，本实用新型的用于多规格晶圆吸附的静电吸盘至少具有以下有益效果：
17.本实用新型的静电吸盘上通过分区的电极层结构结合分区的电介质层达到多规格晶圆的兼容吸附，无需在更换晶圆规格后更换新的静电吸盘，可以快速进行工艺规格调整，极大的提升了生产效率。
18.当采用4个静电电极区域和2个电介质层区域时，该静电吸盘可兼容6寸和8寸两种晶圆，通过对静电卡盘中的产生静电场的电极层进行分区设计结合表面电介质层的阻隔设计使静电吸盘能够根据具体工艺需求进行6英寸晶圆的吸附，而在吸附该种规格的晶圆时在静电卡盘外圆区域的电介质层没有产生静电场，排除了对于6寸吸附区域的静电力干扰影响。在进行8英寸晶圆的吸附时，整个静电卡盘的电极层都将发挥吸附作用，依靠双区电极层组的尺寸比例关系，将在整个区域内产生均匀稳定的电场进而能够完整且均匀的吸附固定住8英寸晶圆。
19.在实际使用过程中，仅需根据吸附晶圆规程要求选择相应的接通电路开关即可实现多种规格晶圆的吸附，其吸附效果与单规格静电吸盘基本一致。
20.本实用新型能够减少应用于多规格晶圆生产的设备关键零部件备件数量，极大程度上降低设备购置成本和维护成本。在设备应用过程中还能够在不更换关键零部件条件下转换加工晶圆的规格，可以极大程度的提高生产效率。
21.下面结合附图对本实用新型的用于多规格晶圆吸附的静电吸盘作进一步说明。
附图说明
22.图1为实施例中静电吸盘的静电电极层的静电电极区域分布示意图；
23.图2为实施例中静电吸盘的电介质层区域分布示意图；
24.图3为实施例中静电吸盘的纵剖图。
25.其中，1-第一静电电极区域，2-第二静电电极区域，3-第三静电电极区域，4-第四静电电极区域；5-第一电介质层区域，6-第二电介质层区域，7-电介质层，8-静电电极层，9-绝缘基板。
具体实施方式
26.如图1-3所示，一种用于多规格晶圆吸附的静电吸盘，包括从下至上依次设置的绝缘基板9、静电电极层8和电介质层7；所述静电电极层8上设有4个静电电极区域，所有静电
电极区域从静电电极层的中心向边缘依次排列；所述电介质层上设有2个电介质层区域，所有电介质层区域从电介质的中心向边缘依次排列。
27.位于静电电极层中心的静电电极区域呈圆形，为第一静电电极区域1；其余静电电极区域呈环形依次向静电电极层的边缘排列，分别为第二静电电极区域2、第三静电电极区域3、第四静电电极区域4。
28.位于电介质层中心的电介质层区域呈圆形，为第一电介质层区域5；另一个电介质层区域为第二电介质层区域6，呈环形排列在第一电介质层区域5的外侧。两个电介质层区域之间设有隔离结构。
29.静电电极层中，第一静电电极区域1和第二静电电极区域2构成一组，即第1组静电电极区域；第三静电电极区域3和第四静电电极区域4构成一组，即第2组静电电极区域。第1组静电电极区域和第2组静电电极区域分别对应6寸规格晶圆吸附区域和8寸规格晶圆吸附区域。
30.电介质层中的第一电介质层区域5对应于静电电极层的第1组静电电极区域，第二电介质层区域6对应于静电电极层的第2组静电电极区域。也就是说，2个电介质层区域分别对应两组静电电极区域和两种规格的晶圆吸附区域。
31.在其他有益的变形实施例中，如需扩展更大或更小的晶圆兼容夹持需求，只需按此方式成组增加静电电极区域和电介质层区域即可达到更多尺寸规格的晶圆兼容吸附。
32.当用于晶圆吸附时，位于晶圆规格范围内的所有静电电极区域通电，位于晶圆规格范围外的所有静电电极区域断电。
33.在进行6英寸规格晶圆吸附时，内圈的2个静电电极区域通电时分别接通静电专用电源的正负极各一端，外圈的2个静电电极区域处于断电状态，这样静电卡盘仅在6英寸范围内产生用于电介质极化的电场，对应着在内圈的电介质层区域被电场极化仅在6英寸范围内产生对晶圆的吸附力。外圈的电介质层区域由于和内圈电介质层区域存在结构隔离，不会受内圈电介质层影响产生附加电场，降低对吸附区域的静电力干扰。
34.在进行8英寸规格晶圆吸附时，同时接通内、外圈4个电极区域的供电，这样在表面的2个电介质层区域都会受电场影响极化出吸附电荷，从而在静电卡盘表面8英寸区域内产生静电吸附力，完成对8英寸规格晶圆的吸附。
35.当工艺需要静电吸盘更换吸附物尺寸时，不必停机更换静电吸盘，适用这种具备兼容多规格吸附的静电吸盘仅需在静电电源供电上选择供电路线即可，可以实现快速切换吸附规格，达到提升多规格晶圆生产的效率。
36.以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。