[发明专利]静电式夹盘及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体制造工程中，利用静电力固定晶片的静电式夹盘及其制造方法，尤 指具有将固定晶片的吸附部黏合在基材上的黏合层以及防止黏合层侵蚀的黏合层防侵蚀涂层 的静电式夹盘及其制造方法。

背景技术

静电式夹盘(electrostaticchuck)是在半导体制造工程中，吸附并固定晶片(wafer) 的装置，用于沉积(deposition)、蚀刻(etching)、灰化(ashing)、扩散(diffusio n)、洗净(cleaning)等工程。

在半导体制造工程之等离子体环境中，在静电式夹盘上，直接固定晶片的静电式夹盘之 吸附部主要是具有抗等离子体(anti-plasma)的陶瓷片(ceramicsheet)或绝缘树脂片 (insulatingresinsheet)。该静电式夹盘属于高价装置，为了延长其使用寿命，通常会 再使用，一般采用换新形成吸附部的陶瓷片或绝缘树脂片的方式来再使用。

现有技术的静电式夹盘，其将上述吸附部黏合在基材上的黏合层，在半导体制造工程中， 持续受影响于等离子体，在该黏合层上发生侵蚀，其结果导致该黏合层脱落，在工程中生成 微粒。此外，在形成该吸附部的陶瓷片或绝缘树脂片的中心部和外周部之间，因有温度差， 造成被吸附的晶片弯曲变形等缺失。

为了防止上述问题中黏合层因为等离子体侵蚀而黏合层脱落、或生成微粒，先行技术中 公开了美国专利“MethodAndApparatusForReparingAnElectrostaticChuckDevice， AndTheElectrostaticChuckDevice”(USPat.No.8，252，132)。在该先行技术中， 利用线团(bobbin)装置将线条(string-like)形的黏合剂包在静电式夹盘的基材和吸附 部之间的黏合层上，使黏合层不露在等离子体中。但是，所述先行技术使用与黏合层材质相 同的丙烯酸橡胶和热固性树脂作为黏合剂，该黏合剂很难具有抗等离子体的能力，而且受温 度影响较大，结果会导致黏合剂因等离子体侵蚀而脱落，并生成微粒等缺失。

为了防止黏合层蚀刻为等离子体环境的方法，将陶瓷粉直接喷射在黏合层的露出表面上 而形成防侵蚀涂层，但会产生以下的问题。

第一，用15，000k以上的温度把陶瓷粉融化喷涂的热喷涂方法(thermalspraying)或 利用以数百度高温把陶瓷粉加热喷涂的冷喷涂方法(coldspraying)，静电式夹盘和陶瓷 片的粘合树脂而形成的黏合层露出面上喷涂陶瓷粉时导致融化该黏合层的问题，而要保护黏 合层涂抺是不可能的。

第二，考虑到化学气相沉积(CVD；chemicalvapordeposition)方法或物理气相沉积 (PVD；Physicalvapordeposition)方法，所述两种方法在1μm以下形成之薄膜的适当的 方法，放置在等离子体环境中，很难适用于形成所述静电吸盘侧黏合层露出面与保护涂层， 因为要维持2μm以上的厚度时，容易导致涂层中裂痕产生，此外，沿着在静电式夹盘的外侧 面之黏合层露出面的三次元形状而形成均匀的涂层具有难度。

第三，考虑到陶瓷粉真空状态时喷射涂料之气溶胶喷涂(AD；aerosoldeposition)方 法，上述热喷涂方法和低温喷涂方法不同，因为可以在常温喷涂的关系，静电式夹盘在树脂 涂层构成的黏合层，可以在不融化的状态下执行喷涂，但该AD方法是以美国专利US7，153， 567“CompositeStructureAndMethodAndApparatusForFormingTheSame”；PCT/J POO/07076)的明细书Fig.3的第23号，美国专利登记US7，993，701“CompositeStruct ureFormingMethod”的明细书Fig.l的13号和气溶胶发生器(aerosolgenerator)为基本， 在装有粉未的气溶胶发生器上，装上压缩器，因为利用了气溶胶化的粉未在输送管供给的方 式，粉未因为压缩器的关系，不规则的喷射，在输送管内喷射的粉未，是不可能以定量供给， 也无法控制定量的粉未而导致表面卷绕、孔(hole)、突出部等，三次元形状规律的喷涂因 厚度而难以实现。