本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片加工裝置及其集成工藝，特別是指一種靜電卡盤(pán)裝置及其集成工藝。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的靜電卡盤(pán)的制法是對(duì)內(nèi)置電極的氧化鋁陶瓷進(jìn)行一體化高溫?zé)Y(jié)。其制法包括：形成氧化鋁陶瓷燒結(jié)體的工序；在該氧化鋁燒結(jié)體上印刷靜電電極用的電極糊的工序；在該電極糊上填充氧化鋁造粒粉進(jìn)行金屬模成型的工序；將通過(guò)金屬模成型的工序一體化的成型體進(jìn)行燒成的工序(參照專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2005-343733號(hào)公報(bào))。這種陶瓷高溫?zé)Y(jié)的靜電卡盤(pán)的制法不可避免的會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題：燒成后的介電層和電極層均存在一定程度的變形，從而影響了靜電卡盤(pán)靜電力的均勻性。甚至靜電電極的斷面變形而尖銳成銳角，形成這樣尖銳的形狀時(shí)，由于應(yīng)力集中及電場(chǎng)集中等容易發(fā)生裂紋，難以確保靜電卡盤(pán)的耐久性。

有些專利為抑制靜電卡盤(pán)電極的斷面變形，對(duì)靜電卡盤(pán)的制法進(jìn)行了改善，其是對(duì)以?shī)A入規(guī)定形狀的靜電電極或其前體的方式將一對(duì)陶瓷煅燒體重疊而成的層疊燒結(jié)體進(jìn)行熱壓燒成(參照專利文獻(xiàn)2：申請(qǐng)公布號(hào)cn104835770a)。但專利文獻(xiàn)2的制法也不能從根本上避免高溫?zé)Y(jié)造成的介電層和電極層的變形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電極層和介電層不變形、靜電吸附力均勻、封裝強(qiáng)度高、氣密性好的靜電卡盤(pán)裝置及其集成工藝。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明提供一種靜電卡盤(pán)裝置及其集成工藝，包括介電層、 電極層、絕緣層和金屬基體，所述介電層設(shè)置在絕緣層的上方，所述電極層通過(guò)激光焊接工藝封裝在所述介電層和絕緣層之間，所述絕緣層設(shè)置在所述金屬基體上。

進(jìn)一步的，所述介電層為藍(lán)寶石材料。

進(jìn)一步的，所述絕緣層為藍(lán)寶石、陶瓷材料。

進(jìn)一步的，所述絕緣層上設(shè)置有用于嵌入所述電極層的凹槽。

進(jìn)一步的，設(shè)置在所述電極層上的通氣孔尺寸大于設(shè)置在所述介電層和絕緣層上的通氣孔的尺寸。

進(jìn)一步的，所述電極層的材質(zhì)為銅、銀、鎢或石墨烯。

另一方面，本發(fā)明還提供一種靜電卡盤(pán)裝置的集成工藝，所述介電層和絕緣層之間通過(guò)激光焊接工藝在激光焊接區(qū)域內(nèi)進(jìn)行激光焊接，在界面處形成連接固溶體，實(shí)現(xiàn)集成，所述絕緣層設(shè)置在所述金屬基體上。

本發(fā)明具有以下有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的靜電卡盤(pán)激光焊接的集成工藝無(wú)需經(jīng)歷高溫，介電層和電極層不會(huì)發(fā)生變形，靜電力分布均勻。并且，通過(guò)激光焊接工藝將電極層封裝在所述介電層和絕緣層之間，可以實(shí)現(xiàn)高的封裝強(qiáng)度以及良好的氣密性。另外，激光焊接工藝簡(jiǎn)單，易于操作。

附圖說(shuō)明

圖1現(xiàn)有技術(shù)中的靜電卡盤(pán)靜裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的靜電卡盤(pán)靜裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的介電層激光焊接區(qū)域的截面圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

一方面，本發(fā)明提供一種靜電卡盤(pán)裝置，靜電卡盤(pán)裝置如圖2所示，一種靜電卡盤(pán)裝置，包括介電層4、電極層5、絕緣層6和金屬基體7。介 電層設(shè)置在絕緣層的上方，電極層通過(guò)激光焊接工藝封裝在介電層和絕緣層之間，絕緣層設(shè)置在金屬基體上。激光焊接區(qū)域如圖3所示，在氣孔及靜電卡盤(pán)邊緣區(qū)域8內(nèi)實(shí)施。焊接前需要根據(jù)激光焊接圖形和精度要求，制作一個(gè)焊接工裝，用于激光焊接時(shí)夾持待焊接工件。激光焊接采用連續(xù)式激光，功率范圍在100w-300w。激光焊接時(shí)的單點(diǎn)瞬時(shí)溫度在200-400℃，單點(diǎn)持續(xù)時(shí)間在5ms-10ms。以8英寸的靜電卡盤(pán)為例，整個(gè)激光焊接過(guò)程持續(xù)大約4h的時(shí)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的靜電卡盤(pán)靜裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1、絕緣層；2、電極層；3、金屬基座。本發(fā)明的靜電卡盤(pán)激光焊接的集成工藝無(wú)需經(jīng)歷高溫，對(duì)介電層及電極材料無(wú)影響，集成后介電層與電極層均無(wú)變形，從而保證靜電卡盤(pán)靜電力分布均勻。并且，通過(guò)激光焊接工藝將電極層封裝在所述介電層和絕緣層之間，可以實(shí)現(xiàn)高的封裝強(qiáng)度以及良好的氣密性。另外，激光焊接工藝簡(jiǎn)單，易于操作。

介電層上優(yōu)選設(shè)置有用于嵌入電極層的凹槽。具體的，凹槽設(shè)置在介電層上與絕緣層激光焊接的一面，這種結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步保證電極層在絕緣層和介電層之間的穩(wěn)定性，提高本發(fā)明的靜電吸附力的均勻性。

本發(fā)明中，設(shè)置在電極層上的通氣孔尺寸優(yōu)選大于設(shè)置在介電層和絕緣層上的通氣孔的尺寸，以保證電絕緣性。

本發(fā)明中，絕緣層優(yōu)選為藍(lán)寶石、陶瓷。

另一方面，本發(fā)明還提供一種靜電卡盤(pán)裝置的集成工藝，介電層和絕緣層之間通過(guò)激光焊接工藝在激光焊接區(qū)域內(nèi)進(jìn)行激光焊接，在界面處形成連接固溶體，實(shí)現(xiàn)集成，絕緣層設(shè)置在金屬基體上。

其中，電極層的材質(zhì)可以為銅、銀、鎢或石墨烯或其他導(dǎo)電材料，選用這些材料既可以保證導(dǎo)電效果，又不提高成本。

綜上，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的靜電卡盤(pán)激光焊接集成工藝減少了傳統(tǒng)集成工藝中陶瓷高溫?zé)Y(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，避免了介電層及電極層的變形，使得靜電卡盤(pán)的靜電吸附力均勻；

2、本發(fā)明通過(guò)激光焊接技術(shù)集成的靜電卡盤(pán)的封裝強(qiáng)度高，氣密性好；

3、本發(fā)明的靜電卡盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本較低，可廣泛推廣使用。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種靜電卡盤(pán)裝置及其集成工藝，屬于半導(dǎo)體晶片加工技術(shù)領(lǐng)域，所述靜電卡盤(pán)裝置包括介電層、電極層、絕緣層和金屬基體，所述介電層設(shè)置在絕緣層的上方，所述電極層通過(guò)激光焊接工藝封裝在所述介電層和絕緣層之間，所述絕緣層設(shè)置在所述金屬基體上。本發(fā)明的靜電卡盤(pán)的集成工藝無(wú)需經(jīng)歷高溫，介電層和電極材料不存在變形，靜電力分布均勻，并且集成后的封接強(qiáng)度高、氣密性好。

技術(shù)研發(fā)人員：朱煜;徐登峰;楊鵬遠(yuǎn);成榮;許巖;穆海華;王建沖;唐娜娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京華卓精科科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.03
技術(shù)公布日：2017.09.12