[实用新型]一种静电卡盘系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种在对晶片进行加工时，利用静电力固定晶片的静电卡盘系统。

背景技术

在集成电路芯片制造行业中，对晶片进行加工的整个流程中，普遍包括光刻、刻蚀、离子注入、金属沉积、核心封装等工艺。在等离子刻蚀工艺，刻蚀机将光刻工艺所产生的诸如线、面或孔洞等光阻图案，忠实无误地转印到光阻底下的材质上，以形成整个集成电路所应有的复杂架构。在封装领域，将器件晶片整体减薄及背部封装，也需要等离子刻蚀工艺。上述工艺的完成，通常是将晶片放置在半导体加工设备反应腔室内的卡盘上，对晶片进行加工。卡盘起到支撑、固定晶片，对工艺过程晶片温度进行控制等作用。静电卡盘是一种利用静电力固定晶片的卡盘结构，消除了机械卡盘结构复杂，晶片有效加工面积减少等缺点。

静电卡盘电介质层中镶嵌着一个直流电极，电极加载正或者负一种极性直流静电高压，此类静电卡盘称作单电极静电卡盘；电介质层中镶嵌着两个直流电极，电极分别加载正负两种极性直流静电高压，此类静电卡盘称作双电极静电卡盘。

图1为等离子加工设备反应腔示意图。反应腔5在工艺过程中处于真空状态，腔体顶部设有介质窗1，介质窗1上方安装电感耦合线圈2，上激励射频源4通过匹配器3同电感耦合线圈2相连，上激励射频功率源4、上匹配器3、电感耦合线圈2组成上电极，用于将腔室内的工艺气体激发成等离子体6。下激励功率源14通过下匹配器13连接至静电卡盘11本体，下激励射频功率源14、下匹配器13、静电卡盘11组成下电极，用于在晶片7表面产生直流自偏压，吸引等离子，对晶片7表面进行加工处理。静电卡盘11安装在卡盘基座12上。

静电卡盘11内部埋设有2块电极10，2块电极彼此电绝缘，电极四面被绝缘电介质材料包裹，直流电源15对2块电极分别加载正直流高压静电和负直流高压静电，使得静电卡盘2块电极10对晶片7产生吸附作用，从而将晶片7固定在卡盘11上。

图2中，静电卡盘内部埋设1块电极10，电极四面被绝缘电介质材料包裹，直流电源15对电极加载负直流高压静电或正直流高压静电，使得静电卡盘电极10对晶片7产生吸附作用，从而将晶片7固定在卡盘11上。

图1中的静电卡盘是双电极吸附方式，图2中的静电卡盘是单电极吸附方式。单电极、双电极吸附方式区别在于加载在卡盘电极上的直流静电高压电极是两种还是一种。

双电极静电卡盘利用静电力固定晶片，一般适用于半导体材料晶片，如Si，晶片易于吸附及释放。对于固定电介质晶片，如蓝宝石，难以吸附，并且由于需要电压极高，对静电卡盘两电极间绝缘要求比较高，应用于电介质晶片，经常发生卡盘击穿问题。

单电极静电卡盘不存在电极间耐压问题，固定电介质晶片，故，一般采用单电极静电卡盘。但晶片不易释放。

在实际应用的过程中，针对不同的晶片，为了晶片易于吸附或者释放，有时必须更换静电卡盘的吸附方式，此时需更换静电卡盘，ESC电源等硬件结构，不仅经济代价高，而且操作复杂，不适用规模化生产任务，对于频繁使用不同晶片的应用需求，通过更换硬件的方式，改变静电卡盘吸附方式，更加不可行。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可自动切换单、双电极吸附方式的静电卡盘系统，该系统针对不同的晶片，在不改变硬件结构的条件下，可切换静电卡盘单、双电极吸附方式，从而满足不同的应用需求。

为实现上述目的，本实用新型静电卡盘系统包括双电极静电卡盘、电压极性转换电路、直流电源，双电极静电卡盘经电压极性转换电路与直流电源电连接，其中，电压极性转换电路用于将双电极静电卡盘切换成单电极吸附方式或双电极吸附方式，并同时用于切换施加到静电卡盘中埋设的电极上的电压极性。

进一步，所述双电极静电卡盘内埋设有相互电绝缘的两部分电极。

进一步，所述双电极静电卡盘被切换成单电极吸附方式时，所述两部分电极相互并联。

进一步，所述双电极静电卡盘被切换成单电极吸附方式时，所述电极上所加载的电压极性为正压或负压。

进一步，所述双电极静电卡盘被切换成双电极吸附方式时，所述两部分电极上的电压极性能够互换。

进一步，所述电压极性转换电路由继电器开关电路构成。