一种静电吸盘的制作方法

本技术一般涉及半导体器件制造，尤其涉及一种静电吸盘。

背景技术：

1、静电吸盘在半导体制造领域应用广泛，它是一种通过静电感应原理产生感应电荷来吸住晶圆的装置。目前公开的静电吸盘大多数采用的是单极性静电吸盘或双极性静电吸盘。图1是现有的一种单极性静电吸盘的示意图，其中阴影部分为静电吸附区域。对于单极性静电吸盘，在停止施加电压后，表面静电不易释放，仍有残余吸力吸附晶圆，使得卸下晶圆的过程受阻，容易引发故障。另外，单极性静电吸盘一旦发生故障，将无法继续吸住晶圆，此时容易发生掉片。

2、由于单极性静电吸盘存在以上种种缺点，现在更多地开始采用双极性静电吸盘，甚至还出现了更多极性的静电吸盘。图2是现有的一种双极性静电吸盘的示意图，其中吸附区域被划分为两个半圆形区域。这些多极性的静电吸盘虽然在一定程度上可以解决单极性静电吸盘的一些问题，但是又带来了诸多新的缺点。例如，在施加三相交流电压时容易形成旋转电场，所产生的旋转力会带动晶圆旋转；静电吸盘上的整片大面积电极布局容易发生表面绝缘膜击穿；各个电极之间电容小，所产生的吸附力较小。

技术实现思路

1、基于现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种静电吸盘，其具有特定设置的电极排布，使得每个电极在各个区域均有分布，并且每个电极在各个区域上所产生的圆周方向的力矩相接近甚至相等，因此能够有效解决因旋转电场所带来的晶圆跟转问题，从而在作业过程中具有更高的可靠性。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种静电吸盘，其包括静电吸盘主体，静电吸盘主体设置有一电极层，该电极层具有圆盘形状的吸附区，吸附区包括n个电极，n为大于或等于三的整数；吸附区在周向上均等地分割为n个扇形区域，沿顺时针或逆时针方向依次为第一扇形区域、第二扇形区域直至第n扇形区域，该n个扇形区域中的每个扇形区域具有相等的面积；吸附区在径向上进一步分割为n个环形区域，该n个环形区域全部为同心设置，并且沿径向自内向外该n个环形区域的面积依次减小；该n个扇形区域中的每个扇形区域均包括n个扇环区，沿径向自内向外依次为第一扇环区、第二扇环区直至第n扇环区，并且沿径向自内向外该n个扇环区的面积依次减小；第一扇形区域的第一扇环区、第二扇形区域的第二扇环区依此类推直至第n扇形区域的第n扇环区依次电气连通，作为该n个电极中的第一电极；第二扇形区域的第一扇环区、第三扇形区域的第二扇环区依此类推直至第一扇形区域的第n扇环区依次电气连通，作为该n个电极中的第二电极；依次类推，直至：第n扇形区域的第一扇环区、第一扇形区域的第二扇环区依此类推直至第n-1扇形区域的第n扇环区依次电气连通，作为该n个电极中的第n电极。

3、优选地，对于该n个扇环区中的任何一个扇环区，面积与质心半径的乘积为一数值，该n个扇环区的所述数值均相等。

4、优选地，n等于四，吸附区包括四个电极，该四个电极分别被施加设定相位的交流电压。

5、优选地，n等于六，吸附区包括六个电极，该六个电极分别被施加设定相位的交流电压。

6、进一步地，静电吸盘还包括第一介电质层和第二介电质层，静电吸盘主体、第一介电质层、电极层和第二介电质层自下至上排列。

7、进一步地，电极层通过粘接填充材料来填充电极之间的空隙，并且第一介电质层、电极层和第二介电质层通过粘结填充材料固定在一起。

8、进一步地，电极层中的电极紧贴在第一介电质层的上表面，或者紧贴在第二介电质层的下表面。

9、优选地，吸附区在圆周方向上均等地分割为n个扇形异形区域，该n个扇形异形区域中的每个扇形异形区域具有相等的面积。

10、与现有技术相比，本实用新型静电吸盘的有益技术效果如下：

11、1、每个电极在每个扇形区域上所产生的圆周方向的力矩相接近甚至相等，使得施加交流电压时所产生的旋转吸力不会造成晶圆跟转。

12、2、静电吸盘被分割成更小的扇环区，每个电极在各个区域均有布置，这种离散式的电极排布使得避免发生表面绝缘膜击穿。

13、3、每个电极在各个区域均有布置，使得电极与电极之间的电容较大，所产生的吸附力也较大。

14、4、每个电极在所有扇形区域均有吸附力，若某一个电极发生故障，剩余电极在每个扇形区域上仍有吸附力；即使只剩下一个电极，每个扇形区域上仍有吸附力，如此极大地提高了可靠性。

15、5、向各个电极施加交流电压，每个区域上的正电压和负电压交替变化，使得去吸附时残留的感应电荷非常少，有效避免了粘片现象。

技术特征：

1.一种静电吸盘，其特征在于，所述静电吸盘包括静电吸盘主体，所述静电吸盘主体设置有一电极层，所述电极层具有圆盘形状的吸附区，所述吸附区包括n个电极，n为大于或等于三的整数；

2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于，对于所述n个扇环区中的任何一个扇环区，面积与质心半径的乘积为一数值，所述n个扇环区的所述数值均相等。

3.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于，所述n等于四，所述吸附区包括四个电极，所述四个电极分别被施加设定相位的交流电压。

4.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于，所述n等于六，所述吸附区包括六个电极，所述六个电极分别被施加设定相位的交流电压。

5.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于，所述静电吸盘还包括第一介电质层和第二介电质层，所述静电吸盘主体、所述第一介电质层、所述电极层和所述第二介电质层自下至上排列。

6.根据权利要求5所述的静电吸盘，其特征在于，所述电极层通过粘接填充材料来填充电极之间的空隙，并且所述第一介电质层、所述电极层和所述第二介电质层通过粘结填充材料固定在一起。

7.根据权利要求5所述的静电吸盘，其特征在于，所述电极层中的电极紧贴在所述第一介电质层的上表面，或者紧贴在所述第二介电质层的下表面。

8.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于，所述吸附区在圆周方向上均等地分割为n个扇形异形区域，所述n个扇形异形区域中的每个扇形异形区域具有相等的面积。

技术总结
本技术公开了一种静电吸盘，可用于半导体制造领域。该静电吸盘的圆盘状吸附区在周向上分割为多个面积相同的扇形区域，且在径向上分割为同样多个面积不相同的环形区域，由此整个吸附区被分割成若干个扇环区，位于特定位置上的多个扇环区按照特定顺序依次连通作为一极，使得每一极在各个区域都有分布。由于每一极在各个区域上所产生的圆周方向的力矩相接近甚至相等，因此能够有效地解决因旋转电场所带来的晶圆跟转问题。

技术研发人员：夏世伟,王占柱,李轩,王吉祥,杨立军
受保护的技术使用者：上海凯世通半导体股份有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/11