一种静电卡盘的集成装置及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及静电卡盘技术领域，具体为一种静电卡盘的集成装置及制造方法。本发明专利技术的静电卡盘的集成装置，包括真空腔体和抽真空系统，所述真空腔体包括由隔板隔开的上腔室和下腔室；所述抽真空系统与上腔室、下腔室相连；所述抽真空系统包括第一真空泵管路、第二真空泵管路、充气管路、排气管路和真空管路。采用本发明专利技术装置和方法集成制造的静电卡盘具有高粘接强度、无气泡等特点，而且各粘接层均匀；边缘和内部导热系数一致，不会影响静电卡盘的温度均匀性，大面积粘接的缺陷控制较好。大面积粘接的缺陷控制较好。大面积粘接的缺陷控制较好。

【技术实现步骤摘要】
一种静电卡盘的集成装置及制造方法


[0001]本专利技术涉及静电卡盘
，特别是涉及一种静电卡盘的集成装置及制造方法。

技术介绍

[0002]静电卡盘是晶圆精密加工设备的载台，常设置在PVD镀膜设备、刻蚀设备、离子注入设备、EUV光刻机等设备中，作为以上设备的核心部件之一。
[0003]随着CD值的不断缩小，晶圆表面的器件集成度增加，器件的尺寸小而精，同时要求支撑晶圆的静电卡盘的加工精度高、均匀性优异。
[0004]刻蚀类、离子注入类常温型静电卡盘的基本构成从下到上依次为具有冷却功能的金属基座、粘接层、具有吸附功能的陶瓷部件。
[0005]变温型静电卡盘，一般会内置加热器，并可分区加热，可以在高于室温的工况下应用；金属基座、加热器、陶瓷部件等各部件之间采用粘接集成。
[0006]大量研究发现粘接层中存在的微米级和毫米数量级的气泡会导致传热降低、粘接强度降低、介电损耗增加，这样不利于静电卡盘在高温环境、等离子体、高能量离子注入下应用。
[0007]因此，针对以上问题，需要对静电卡盘的粘接集成方法进行改进。
[0008]CN110875230A提供了一种静电卡盘的粘接层的保护结构、灌胶工艺和装置，有效保护粘接层，但是该文献并未提及大面积粘接的缺陷控制。
[0009]CN112582329B提供了一种粘接型静电卡盘的粘接层结构，内部用导热好的材料做填充，提供粘接层的热导率。但此方法易造成边缘和内部导热系数不一致，会影响静电卡盘的温度均匀性。

技术实现思路
<br/>[0010]本专利技术目的是提供一种静电卡盘的集成装置及制造方法。
[0011]为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：
[0012]一种静电卡盘的集成装置，包括真空腔体和抽真空系统，所述真空腔体包括由隔板隔开的上腔室和下腔室；所述抽真空系统与上腔室、下腔室相连；
[0013]所述抽真空系统包括第一真空泵管路、第二真空泵管路、充气管路、排气管路和真空管路。
[0014]其中，所述第一真空泵管路的一端连接到上腔室，另一端连接到真空管路；所述充气管路与第一真空泵管路相连，所述充气管路与真空管路之间的第一真空泵管路上连接有排气管路；所述充气管路上设有充气阀，所述排气管路上设有排气阀；所述排气管路与真空管路之间的第一真空泵管路上设有第一阀门；
[0015]所述第二真空泵管路的一端连接到下腔室，另一端连接到真空管路；
[0016]所述真空管路与真空泵相连，所述真空管路上设有用于控制第一真空泵管路和第
二真空泵管路的第二阀门；
[0017]所述上腔室设有气压表；所述下腔室设有真空计。
[0018]其中，所述上腔室包括至少一个窗口。
[0019]其中，所述隔板将上腔室与下腔室完全密封，强度满足静电卡盘集成要求。
[0020]其中，所述隔板和上腔室、下腔室之间的密封连接处均设有密封圈。
[0021]进一步的，上述集成装置制得的静电卡盘包括至少一个粘接层，所述粘接层的内部填充有粘接剂，每个粘接层内均匀分布有至少一个等高块。
[0022]其中，所述粘接剂为弹性粘接剂，如硅胶等。
[0023]其中，各层粘接剂为同一种粘接剂或不同种类的粘接剂。
[0024]其中，所述粘接剂的固化温度20
‑
150℃。
[0025]其中，等高块的材质与粘接层为同种材质或不同材质。
[0026]其中，所述等高块均匀分布在粘接区域。
[0027]其中，所述等高块为弹性体。
[0028]其中，所述粘接层的上方设有陶瓷盘，所述粘接层的下方设有金属基座。
[0029]一种静电卡盘的制造方法，包括对静电卡盘的非粘接区域进行遮蔽防护，静电卡盘的粘接区域为非遮蔽区域，对所述非遮蔽区域进行涂胶，去除遮蔽物，在指定位置放置等高块，将静电卡盘的待粘接部件放置在等高块上。
[0030]具体为：将静电卡盘的各粘接部件定位在集成装置的下腔室中，并在涂胶面设置粘接剂，放置等高块，各粘接部件位于下腔室底壁和隔板之间；
[0031]至少设置1个粘接面，金属基座与集成装置的下腔室的下底面接触，带吸附功能的陶瓷盘与隔板接触；
[0032]将下腔室和上腔室同时抽真空，每一层粘接剂中的气泡都被抽走，并保持下腔室处于真空状态；
[0033]抽空结束后，将上腔室放入大气状态，并通入高压气体，压缩隔板，隔板变形压缩位于下腔室的静电卡盘的各部件，使其贴合在一起；
[0034]压缩完成后，将上腔室和下腔室均排入大气状态，打开集成装置，将静电卡盘取出。
[0035]其中，所述粘接剂是弹性粘接剂。
[0036]其中，还包括固化所述粘接剂，其中所述固化包括将所述粘接剂加热至20
‑
150℃。
[0037]其中，将所述下腔室抽真空至低于100Pa的压力。
[0038]进一步的，上腔室从充气阀充入高于标准大气压的气体。
[0039]本专利技术的制造方法和集成装置原则上在涉及静电卡盘各部件的粘接中均可以实现可靠性的无泡粘接，涉及的静电卡盘类型为常温型和变温型，尤其是在刻蚀和离子注入工艺静电卡盘中更适用。
[0040]与现有技术相比，本专利技术静电卡盘的集成装置及制造方法具有以下有益效果：
[0041]本专利技术的制造方法是在真空环境下进行，所涉及的静电卡盘具有多层结构，至少存在一个粘接层，各粘接层之间设置等高块，进而控制粘接层厚度，在真空环境下，通过压缩带吸附功能的陶瓷盘和金属基座，可实现均匀无泡粘接。
[0042]采用本专利技术装置和方法集成制造的静电卡盘具有高粘接强度、无气泡等特点，而
且各粘接层均匀；边缘和内部导热系数一致，不会影响静电卡盘的温度均匀性，大面积粘接的缺陷控制较好。
[0043]下面结合附图对本专利技术的静电卡盘的集成装置及制造方法作进一步说明。
附图说明
[0044]图1为常温型静电卡盘的结构示意图；
[0045]图2为变温型静电卡盘的结构示意图；
[0046]图3为等高块分布示意图；
[0047]图4为静电卡盘集成装置的结构示意图；
[0048]图5为静电卡盘制造方法的流程图；
[0049]图6为实施例的超声波探伤图片；
[0050]图7为比较例的超声波探伤图片。
[0051]其中，100
‑
常温型静电卡盘，110
‑
陶瓷层，120
‑
粘接层，130
‑
金属基座，135
‑
等高块；
[0052]200
‑
变温型静电卡盘，210
‑
陶瓷层，220
‑
第一粘接层，230
‑
加热器，235
‑
第一等高块，240
‑
第二粘接层，245
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电卡盘的集成装置，其特征在于：包括真空腔体和抽真空系统，所述真空腔体包括由隔板隔开的上腔室和下腔室；所述抽真空系统与上腔室、下腔室相连；所述抽真空系统包括第一真空泵管路、第二真空泵管路、充气管路、排气管路和真空管路；所述第一真空泵管路的一端连接到上腔室，另一端连接到真空管路；所述充气管路与第一真空泵管路相连，所述充气管路与真空管路之间的第一真空泵管路上连接有排气管路；所述第二真空泵管路的一端连接到下腔室，另一端连接到真空管路；所述真空管路与真空泵相连。2.根据权利要求1所述静电卡盘的集成装置，其特征在于：所述充气管路上设有充气阀，所述排气管路上设有排气阀；所述排气管路与真空管路之间的第一真空泵管路上设有第一阀门；所述真空管路上设有用于控制第一真空泵管路和第二真空泵管路的第二阀门；所述上腔室设有气压表；所述下腔室设有真空计。3.根据权利要求2所述静电卡盘的集成装置，其特征在于：所述上腔室包括至少一个窗口；所述隔板将上腔室与下腔室完全密封；所述隔板和上腔室、下腔室之间的密封连接处均设有密封圈。4.根据权利要求3所述静电卡盘的集成装置，其特征在于：所述集成装置制得的静电卡盘包括至少一个粘接层，所述粘接层的内部填充有粘接剂，每个粘接层内均匀分布有至少一个等高块；所述粘接剂为弹性粘接剂，其固化温度为20
‑
150℃。5.一种静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉利，杨鹏远，王建冲，王超星，
申请(专利权)人：北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：