一种具有工作状态检测机构的静电卡盘的制作方法

本发明属于半导体设备，具体地涉及一种具有工作状态检测机构的静电卡盘。

背景技术：

1、在半导体设备例如离子注入机中，晶圆在密闭的设备腔体内的稳定固持一般通过静电卡盘实现。对静电卡盘通电，会产生静电吸附作用，从而吸附住放置在静电卡盘上的晶圆；停止通电，吸附作用消失，晶圆能够被机械手取走。因此，在工艺过程中静电卡盘存在四个工作状态需要进行判断，即：静电卡盘上有没有放置晶圆、通电后晶圆有没有被吸附住、断电后晶圆有没有被释放、晶圆有没有被取走。这四个状态都需要与工艺设计的情况一致，否则就会出现问题，例如机械手去拾取晶圆时静电卡盘还没有释放晶圆，可能导致晶圆损坏。尤其对于先进半导体制程，晶圆的成本很高，因此在工艺中需要确保上述状态无误。现有的静电卡盘产品中尚无此类检测机构。

技术实现思路

1、基于现有技术存在的技术问题，本发明提供一种具有工作状态检测机构的静电卡盘，解决现有技术方案无法检测静电卡盘和晶圆之间吸附关系的问题，实现工作状态的监测，并且结构较为简单、易于应用。

2、依据本发明的技术方案，本发明提供了一种具有工作状态检测机构的静电卡盘，包括有静电卡盘底座，静电卡盘底座上安装连接有静电卡盘，静电卡盘底座的侧面设置有感应器壳体；在感应器壳体内，自下而上依次相接触地设置有压力感应器、弹性件和滑动块，滑动块的外侧面与感应器壳体的内侧面相匹配；在滑动块上设置有向上延伸的检测针，感应器壳体的顶部具有针孔，检测针从针孔穿出；检测针位于静电卡盘的外侧。

3、进一步地，静电卡盘为用于承载晶圆的圆形静电卡盘，静电卡盘的半径小于晶圆的半径；检测针至静电卡盘圆心的距离大于静电卡盘的半径，且小于晶圆的半径；在静电卡盘上未放置晶圆的状态下，检测针的顶端高于静电卡盘的上表面。

4、进一步地，静电卡盘底座的中部开设有接线孔，接线孔内设置有真空电极；静电卡盘的背侧具有静电卡盘电极，静电卡盘电极与真空电极相连接。

5、进一步地，静电卡盘底座上开设有连通接线孔和感应器壳体的导线槽，压力感应器与真空电极通过导线相连接，导线设置在导线槽内。

6、进一步地，感应器壳体包括有感应器底座和感应器外壳，感应器底座与静电卡盘底座固定连接，感应器外壳与感应器底座安装连接；在感应器底座和/或感应器外壳上设置有限位部，限位部的内侧面与滑动块的外侧面相匹配。

7、进一步地，限位部为在感应器底座上设置的向上延伸的管状或半管状结构，感应器外壳的内侧面与限位部的外侧面相匹配地安装连接。

8、优选地，感应器壳体和滑动块均呈半圆柱状。

9、优选地，压力感应器为片状的柔性薄膜压敏传感器。

10、优选地，弹性件为橡胶材质的柱状结构。

11、优选地，检测针为钨钢针。

12、与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

13、本发明的具有工作状态检测机构的静电卡盘基于在半导体设备中静电卡盘的工作过程，通过检测静电卡盘上方晶圆对检测针的压力，判断静电卡盘与晶圆相关的工作状态，且具有良好的信噪比，检测既方便又准确，解决了目前生产企业存在的顾虑；同时，本方案结构精简，并独立于静电卡盘，因此能够采用现有的静电卡盘、无需对静电卡盘用于进行静电吸附的部分本身进行加工、改动，成本较低，并且能够保证不影响静电卡盘的吸附作用。

技术特征：

1.一种具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，包括有静电卡盘底座(1)，所述静电卡盘底座(1)上安装连接有静电卡盘(2)，所述静电卡盘底座(1)的侧面设置有感应器壳体(3)；在所述感应器壳体(3)内，自下而上依次相接触地设置有压力感应器(4)、弹性件(5)和滑动块(6)，所述滑动块(6)的外侧面与所述感应器壳体(3)的内侧面相匹配；在所述滑动块(6)上设置有向上延伸的检测针(7)，所述感应器壳体(3)的顶部具有针孔，所述检测针(7)从所述针孔穿出；所述检测针(7)位于所述静电卡盘(2)的外侧。

2.根据权利要求1所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述静电卡盘(2)为用于承载晶圆的圆形静电卡盘，所述静电卡盘的半径小于晶圆的半径；所述检测针(7)至所述静电卡盘(2)圆心的距离大于所述静电卡盘(2)的半径，且小于晶圆的半径；在所述静电卡盘(2)上未放置晶圆的状态下，所述检测针(7)的顶端高于所述静电卡盘(2)的上表面。

3.根据权利要求1所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述静电卡盘底座(1)的中部开设有接线孔(8)，所述接线孔(8)内设置有真空电极(10)；所述静电卡盘(2)的背侧具有静电卡盘电极，所述静电卡盘电极与所述真空电极(10)相连接。

4.根据权利要求3所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述静电卡盘底座(1)上开设有连通所述接线孔(8)和所述感应器壳体(3)的导线槽(9)，所述压力感应器(4)与所述真空电极(10)通过导线相连接，所述导线设置在所述导线槽(9)内。

5.根据权利要求1所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述感应器壳体(3)包括有感应器底座(11)和感应器外壳(12)，所述感应器底座(11)与所述静电卡盘底座(1)固定连接，所述感应器外壳(12)与所述感应器底座(11)安装连接；在所述感应器底座(11)和/或感应器外壳(12)上设置有限位部(13)，所述限位部(13)的内侧面与所述滑动块(6)的外侧面相匹配。

6.根据权利要求5所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述限位部(13)为在所述感应器底座(11)上设置的向上延伸的管状或半管状结构，所述感应器外壳(12)的内侧面与所述限位部(13)的外侧面相匹配地安装连接。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述感应器壳体(3)和所述滑动块(6)均呈半圆柱状。

8.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述压力感应器(4)为片状的柔性薄膜压敏传感器。

9.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述弹性件(5)为橡胶材质的柱状结构。

10.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的具有工作状态检测机构的静电卡盘，其特征在于，所述检测针(7)为钨钢针。

技术总结
本发明涉及一种具有工作状态检测机构的静电卡盘，属于半导体设备技术领域，包括有静电卡盘底座，静电卡盘底座上安装连接有静电卡盘，静电卡盘底座的侧面设置有感应器壳体；在感应器壳体内，自下而上依次相接触地设置有压力感应器、弹性件和滑动块，滑动块的外侧面与感应器壳体的内侧面相匹配；在滑动块上设置有向上延伸的检测针，感应器壳体的顶部具有针孔，检测针从针孔穿出；检测针位于静电卡盘的外侧。本方案检测既方便又准确，解决了目前生产企业存在的顾虑；同时结构精简，并独立于静电卡盘，能够采用现有的静电卡盘、无需对静电卡盘用于进行静电吸附的部分本身进行加工、改动，成本较低，并且能够保证不影响静电卡盘的吸附作用。

技术研发人员：张劲,卢合强,沈斌
受保护的技术使用者：天津鑫钰半导体设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24