本发明属于半导体工艺设备领域,特别是涉及一种静电吸附装置。
背景技术:
1、在半导体行业,尤其是刻蚀、化学气相沉积(cvd)、物理气相沉积(pvd)、离子注入、电子束晶圆检测、极紫外光刻(euvl)等工艺中,多采用静电吸盘(esc,electrostaticchuck)通过晶片和电极之间产生的库仑力或约翰逊-拉别克力(j-r,johnsen-rahbek)来固定晶圆。相较于传统的机械吸盘,静电吸盘不需要大尺寸的运动部件,颗粒污染风险小、可靠性高。
2、静电吸附装置可以分为单极性静电吸附装置和双极性静电吸附装置。单极性静电吸附装置只有一个极性的电极,需要等离子体环境中使晶圆携带与静电吸附装置电极层电性相反的电荷,从而吸附晶圆;单极性静电吸附装置结构简单,且同尺寸情况下电极层面积一般大于双极性静电吸附装置,故吸附力更强,但是需要接地腔体或基体以形成完整回路。双电极静电吸附装置是通过在两个电极上施加电性相反的高压,两个电极与晶圆形成完整回路,因此不需要等离子体环境。所以在非等离子环境中,双极性静电吸盘得到了广泛应用。
3、而随着第三代、第四代半导体的工艺制程飞速发展,显示行业也在不断取得技术突破。对于传统的半导体制造工艺,单纯的晶圆加工已经远远不能满足客户需求,像蓝宝石、玻璃基板这些高电阻率的衬底更能满足显示行业等新兴半导体应用领域需求。然而高电阻率衬底的吸附固定,对静电吸附力的需求更高,现有技术中的双极性静电吸盘只能用于吸附硅晶圆,而无法满足蓝宝石、玻璃基板等高电阻率衬底的静电吸附。
4、因此,亟需一种能够实现对高电阻率衬底进行可靠静电吸附的双极性静电吸盘。
5、应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的,不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、鉴于以上现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种静电吸附装置,用于解决现有技术中双极性静电吸盘对高电阻率衬底的吸附可靠性差的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供一种静电吸附装置,所述静电吸附装置包括:绝缘介质层、第一电极区和第二电极区,所述绝缘介质层预设高度的横截面为圆形平面;
3、所述第一电极区包括一个中心电极部、m个第一分支部和m组第一圆弧部,每组所述第一圆弧部包括n个第一圆弧电极;所述中心电极部为与所述圆形平面圆心重合的第一圆弧形,所述第一分支部沿着所述圆形平面的径向延伸,m个所述第一分支部均与所述中心电极部的外周连接;每组所述第一圆弧部与所述第一分支部两两对应连接,同组所述第一圆弧部中的n个第一圆弧电极为半径不同且大于所述第一圆弧形的n个同心圆在同一圆心角上对应的圆弧;
4、所述第二电极区包括一个边缘电极部、m个第二分支部和m组第二圆弧部,每组所述第二圆弧部包括n个第二圆弧电极;所述边缘电极部为与所述圆形平面圆心重合的第二圆弧形,所述第二分支部沿着所述圆形平面的径向延伸,m个所述第二分支部均与所述边缘电极部的内周连接;每组所述第二圆弧部与所述第二分支部两两对应连接,同组所述第二圆弧部中的n个第二圆弧电极为半径不同且小于所述第二圆弧形的n个同心圆在同一圆心角上对应的圆弧;
5、m为大于等于1的整数,n为大于2的整数;所述第一电极区与所述第二电极区电极性相反;沿所述圆形平面径向相邻的所述第一圆弧电极与所述第二圆弧电极呈叉指交错分布,所述绝缘介质层覆盖所述第一圆弧电极和所述第二圆弧电极显露出的表面并填充其表面之间的间隙;所述中心电极部的半径小于任何所述第二圆弧电极的半径,所述边缘电极部的半径大于任何所述第一圆弧电极的半径;
6、每个所述第一圆弧电极沿所述圆形平面径向的长度大于等于0.3毫米且小于等于5毫米,每个所述第二圆弧电极沿所述圆形平面径向的长度大于等于0.3毫米且小于等于5毫米。
7、可选地,每组所述第一圆弧部均分布在其对应连接的所述第一分支部沿所述圆形平面的第一圆周方向的同侧;每组所述第二圆弧部均分布在其对应连接的所述第二分支部沿所述圆形平面的第二圆周方向的同侧;所述第一圆周方向和所述第二圆周方向中一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向。
8、可选地,每组所述第一圆弧部分布在其对应连接的所述第一分支部沿所述圆形平面第一圆周方向的一侧和沿所述圆形平面第二圆周方向的一侧;每组所述第二圆弧部分布在其对应连接的所述第二分支部沿所述圆形平面第一圆周方向的一侧和沿所述圆形平面第二圆周方向的一侧;所述第一圆周方向和所述第二圆周方向中一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向。
9、可选地,所述第一分支部和所述第二分支部所在的所述圆形平面径向上存在避空区域,靠近所述避空区域的所述第一圆弧电极、所述第二圆弧电极、所述第一分支部和所述第二分支部进行避位变形设置以得到设置所述避空区域的空间。
10、可选地,所述中心电极部内部为空心孔。
11、可选地,所述中心电极部为有一个开口的优弧;或所述中心电极部为一个整圆环形;
12、所述边缘电极部为有一个开口的优弧;或所述边缘电极部为一个整圆环形。
13、可选地,所述第一电极区和所述第二电极区的面积比大于0且小于等于10,或所述第二电极区和所述第一电极区的面积比大于0且小于等于10。
14、可选地,所述第一电极区和所述第二电极区的面积比等于1。
15、可选地,每个所述第一圆弧电极沿所述圆形平面的径向长度大于等于0.3毫米且小于0.5毫米,每个所述第二圆弧电极沿所述圆形平面的径向长度大于等于0.3毫米且小于0.5毫米。
16、可选地,每个所述第一圆弧电极沿所述圆形平面的径向长度等于每个所述第二圆弧电极沿所述圆形平面的径向长度。
17、可选地,各个沿所述圆形平面的径向相邻的所述第一圆弧电极和所述第二圆弧电极之间的间隔距离相等。
18、可选地,各个沿所述圆形平面的径向相邻的所述第一圆弧电极和所述第二圆弧电极之间的间隔距离均大于等于0.5毫米且小于等于10毫米。
19、可选地,所述静电吸附装置还包括保护层,所述保护层覆盖于所述绝缘介质层上方,所述保护层用于与所述静电吸附装置用于吸附的待吸附基体接触,所述保护层的体电阻率大于等于1014ω·cm。
20、可选地,所述绝缘介质层的体电阻率大于等于1014ω·cm。
21、如上,本发明的静电吸附装置,具有以下有益效果:
22、本发明通过第一电极区和第二电极区的分布方式,使其分别可以通过一个电极连接点即可对整个电极实现电连接,有利于减少静电吸附装置背部所需要的走线空间,便于静电吸附装置的集成和调试;
23、本发明通过第一圆弧电极和第二圆弧电极沿圆形平面径向的宽度和数量设置,产生电场强度很强的梯度力,从而大大提高了静电吸附装置的吸附力,从而可以实现对电阻率更高的待吸附基体的吸附可靠性;
24、本发明通过设置避空区域,为静电吸附装置在转移待吸附基体的交接过程中提供移动空间,避免碰撞,提高静电吸附装置可靠性并保护待吸附基体和交接装置;
25、本发明通过设置中心电极部和边缘电极部为整圆环形,保持单个电极连接点的同时可以实现更大面积的电极分布,进一步提高吸附能力。
1.一种静电吸附装置,其特征在于,所述静电吸附装置包括:绝缘介质层(20)、第一电极区和第二电极区,所述绝缘介质层(20)预设高度的横截面为圆形平面;
2.根据权利要求1中所述的静电吸附装置,其特征在于,每组所述第一圆弧部均分布在其对应连接的所述第一分支部(312)沿所述圆形平面的第一圆周方向(13)的同侧;每组所述第二圆弧部均分布在其对应连接的所述第二分支部(322)沿所述圆形平面的第二圆周方向(14)的同侧;所述第一圆周方向(13)和所述第二圆周方向(14)中一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向。
3.根据权利要求1中所述的静电吸附装置,其特征在于,每组所述第一圆弧部分布在其对应连接的所述第一分支部(312)沿所述圆形平面第一圆周方向(13)的一侧和沿所述圆形平面第二圆周方向(14)的一侧;每组所述第二圆弧部分布在其对应连接的所述第二分支部(322)沿所述圆形平面第一圆周方向(13)的一侧和沿所述圆形平面第二圆周方向(14)的一侧;所述第一圆周方向(13)和所述第二圆周方向(14)中一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,所述第一分支部(312)和所述第二分支部(322)所在的所述圆形平面径向(11)上存在避空区域(33),靠近所述避空区域(33)的所述第一圆弧电极(311)、所述第二圆弧电极(321)、所述第一分支部(312)和所述第二分支部(322)进行避位变形设置以得到设置所述避空区域(33)的空间。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,所述中心电极部(35)内部为空心孔(34)。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,所述中心电极部(35)为有一个开口的优弧;或所述中心电极部(35)为一个整圆环形;
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,所述第一电极区和所述第二电极区的面积比大于0且小于等于10,或所述第二电极区和所述第一电极区的面积比大于0且小于等于10。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,所述第一电极区和所述第二电极区的面积比等于1。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,每个所述第一圆弧电极(311)沿所述圆形平面的径向(11)长度大于等于0.3毫米且小于0.5毫米,每个所述第二圆弧电极(321)沿所述圆形平面的径向(11)长度大于等于0.3毫米且小于0.5毫米。
10.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,每个所述第一圆弧电极(311)沿所述圆形平面的径向(11)长度等于每个所述第二圆弧电极(321)沿所述圆形平面的径向(11)长度。
11.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,各个沿所述圆形平面的径向(11)相邻的所述第一圆弧电极(311)和所述第二圆弧电极(321)之间的间隔距离相等。
12.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,各个沿所述圆形平面的径向(11)相邻的所述第一圆弧电极(311)和所述第二圆弧电极(321)之间的间隔距离均大于等于0.5毫米且小于等于10毫米。
13.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,所述静电吸附装置还包括保护层,所述保护层覆盖于所述绝缘介质层(20)上方,所述保护层用于与所述静电吸附装置用于吸附的待吸附基体(40)接触,所述保护层的体电阻率大于等于1014ω·cm。
14.根据权利要求1-3中任意一项所述的静电吸附装置,其特征在于,所述绝缘介质层(20)的体电阻率大于等于1014ω·cm。