一种静电吸盘及该静电吸盘的可重复使用方法与流程

本发明涉及静电吸盘，特别涉及一种静电吸盘及该静电吸盘的可重复使用方法。

背景技术：

1、现有的静电吸盘表层的陶瓷在使用过程中会遇到被工艺生成物污染或侵蚀，从而导致陶瓷层形貌变形。目前，一般会采用清洗、抛光的方法来处理被污染或侵蚀的陶瓷层，以延长静电吸盘的寿命。然而，该方法会影响表层的平面度和粗糙度，并且清洗抛光次数有限，此为不可逆的损伤。

2、在长期使用清洗、抛光处理表层的过程中，形貌、平面度、均匀性等改变会影响静电吸盘的吸附及吸附均匀性，进而导致静电吸盘表面的等离子体刻蚀不均匀，良率大幅度下降，甚至因吸附力不均而造成硅片碎裂导致整体报废。

3、目前，在清洗、抛光多次数导致静电吸盘性能变差后，只能采取报废或者拔除原有陶瓷层，粘连新陶瓷层的方法。

技术实现思路

1、静电吸盘作为半导体工艺制程中的核心零部件，每当发生陶瓷层被污染或侵蚀的情况时，现有的处理方式是将静电吸盘表层的陶瓷层整体拔除，再重新粘胶粘黏新的陶瓷层。而静电吸盘上的陶瓷层构造精密，不仅表层有复杂精巧的形貌结构，内层还内置有金属电极层。每次拔除和重新粘黏新的陶瓷层不仅造价昂贵而且人工耗时耗力；为解决上述现有静电吸盘存在的至少一个不足，本发明提供一种静电吸盘及该静电吸盘的可重复使用方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案之一如下：

3、一种静电吸盘，该静电吸盘包括：

4、基板；以及

5、依序堆叠于所述基板上的电极层、接触层及薄膜；

6、所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述薄膜的蚀刻速率大于所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述接触层的蚀刻速率。

7、本发明提出运用增材制造法，在静电吸盘的接触层上均匀生长一层或多层薄膜，在静电吸盘使用后，可以选择将受污染的薄膜清除，由于所形成的接触层和薄膜的蚀刻速率差异，可以通过酸性蚀刻的方式清除薄膜且不伤害接触层，而清除后可重新镀制新的薄膜，从而延长该静电吸盘的使用寿命。

8、在一实施例中，所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述薄膜的蚀刻速率与所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述接触层的蚀刻速率比值大于100:1；利用较大的酸性蚀刻的蚀刻速率差异从而实现在对接触层较小影响的情况下，使位于接触层上的薄膜更容易被清除干净。

9、在一实施例中，所述薄膜的材料为易酸侵蚀且耐等离子体腐蚀的氧化物材料；为使更易去除使用后的薄膜从而形成新的薄膜，由此选择易酸侵蚀且耐等离子体腐蚀的氧化物材料更为合适。

10、优选的，所述薄膜的材料选自iiib族金属化合物、或者ivb族金属化合物、或者iiia族金属化合物、或者iva族非金属化合物、或者上述化合物的组合；

11、优选的，所述薄膜的材料选自氧化钇、氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、氮化钛、类金刚石中的一种或上述的复合材料。

12、在一实施例中，所述薄膜的厚度在0.5μm以上且50.0μm以下；薄膜的厚度不宜过厚，容易影响其在接触层上的附着并会使得静电吸附力变差，而过薄则难以起到设置该薄膜所需的作用。

13、在一实施例中，所述接触层为绝缘层，所述薄膜采用绝缘氧化物材料；或者所述接触层为导电层，所述薄膜采用导电氧化物材料。

14、在一实施例中，所述薄膜的电阻率与所述接触层的电阻率之比小于等于5:1；基于静电吸盘需要加电压实施吸附，若中间薄膜电的阻率过高或低，会影响吸附的表现。较佳的，接触层与薄膜层的电阻率应在同一个数量级下，以此，本申请通过实验发现，二者的电阻率在5：1及以下可以充分满足静电吸盘所需要的吸附效果；

15、优选地，所述薄膜的电阻率与所述接触层的电阻率之比为1:1。

16、在一实施例中，所述接触层为烧结形成，所述薄膜为真空镀膜形成。本发明针对接触层和薄膜分别采用烧结的方式以及真空镀膜的方式进行制备，从而使得酸性蚀刻用蚀刻剂对薄膜的蚀刻速率大于酸性蚀刻用蚀刻剂对接触层的蚀刻速率。

17、在一实施例中，所述薄膜为多层薄膜结构，所述多层薄膜结构包含靠近所述接触层的底层薄膜和远离所述接触层的面层薄膜孔隙率；所述底层薄膜的孔隙率大于所述面层薄膜；

18、当薄膜为多层薄膜结构时，底层薄膜的孔隙率大于面层薄膜的孔隙率，从而起到应力释放的作用，提高面层薄膜的附着力，使其在高低温差的膨胀应力下不容易剥落；而面层薄膜的孔隙率小因此较致密，耐腐蚀性更好，可以起到更好的保护作用。

19、优选的，所述底层薄膜的孔隙率在1.0‰以上且5.0‰以下，所述面层薄膜的孔隙率在0.1‰以下；

20、优选的，所述底层薄膜的材料为氧化铝，所述面层薄膜的材料为氧化钇。

21、本发明提供的技术方案之二如下：

22、本发明提供一种如上所述的静电吸盘的可重复使用方法，该方法包括以下步骤：

23、形成图案化掩膜以保护所述静电吸盘上易化学腐蚀的部分并露出所述接触层和薄膜；

24、对所述接触层和薄膜实施酸性蚀刻以去除所述薄膜；

25、将去除所述薄膜后的静电吸盘进行清洗并烘干；

26、在所述接触层上形成薄膜。

27、在一实施例中，所述酸性蚀刻包括浸泡式、喷淋式、或者水平淋洗式，其中，所述酸性蚀刻用的蚀刻剂选自氢氟酸和/或硝酸。

28、在一实施例中，所述薄膜的酸性蚀刻速率大于所述接触层的酸性蚀刻速率。

29、基于上述，与现有技术相比，本发明提供的静电吸盘包括以下至少一种有益技术效果：

30、本发明提供的静电吸盘，在接触层上均匀生长一层或多层薄膜，该薄膜具有良好的致密性，可以将工艺过程中生成的聚合物、污染物与原本的静电吸盘的接触层物理阻隔开来；该薄膜其膜具有良好的附着力，使用周期过程中不会脱落；该薄膜可以采用氧化钇、氧化铝、氮化铝等陶瓷材料制备具有抗等离子体刻蚀的特性；所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述薄膜的蚀刻速率大于所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述接触层的蚀刻速率，因此，在清除薄膜的过程不会影响原本的静电吸盘的接触层；本发明提供的静电吸盘在清除薄膜后，可以在该静电吸盘的接触层上再次镀制薄膜，达到重复清洗利用的目的，延长静电吸盘使用寿命。

31、本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种静电吸盘，其特征在于，该静电吸盘包括：

2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于：所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述薄膜的蚀刻速率与所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述接触层的蚀刻速率比值大于100:1。

3.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于：所述薄膜的材料为易酸侵蚀且耐等离子体腐蚀的氧化物材料。

4.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于：所述薄膜的厚度在0.5μm以上且50.0μm以下。

5.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征在于：所述接触层为烧结形成，所述薄膜为真空镀膜形成。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的静电吸盘的可重复使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于：所述酸性蚀刻包括浸泡式、喷淋式、或者水平淋洗式，其中，所述酸性蚀刻用的蚀刻剂选自氢氟酸和/或硝酸。

8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：所述薄膜的酸性蚀刻速率大于所述接触层的酸性蚀刻速率。

技术总结
本发明涉及静电吸盘技术领域，特别涉及一种静电吸盘及该静电吸盘的可重复使用方法。该静电吸盘包括：基板；以及依序堆叠于所述基板上的电极层、接触层及薄膜；酸性蚀刻用蚀刻剂对所述薄膜的蚀刻速率大于酸性蚀刻用蚀刻剂对所述接触层的蚀刻速率。本发明提出运用增材制造法，在静电吸盘的接触层上均匀生长一层或多层薄膜，在静电吸盘使用后，可以选择将受污染的薄膜清除，由于所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述薄膜的蚀刻速率大于所述酸性蚀刻用蚀刻剂对所述接触层的蚀刻速率，可以通过酸性蚀刻的方式清除薄膜且不伤害接触层，而清除后可重新镀制新的薄膜，从而延长该静电吸盘的使用寿命。

技术研发人员：史浩远,张馨月,蔡宗祐
受保护的技术使用者：艾希纳半导体科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5