【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体的，具体而言，涉及一种可变形静电卡盘及晶圆吸附方法。
技术介绍
1、静电卡盘在半导体器件制造装备中应用广泛，其主要功能是通过静电吸附的方式将晶圆吸附加持固定，这种方式能最大可能地降低机械加持方式带来的静电卡盘损伤，降低碎片和破片风险，以上吸附功能在现有的静电卡盘制备过程中已经非常成熟。
2、但是，对于超薄片晶圆和带衬底晶圆，其初始状态通常为变形的不规则形态，常规的静电卡盘无法进行可靠吸附。现有技术中，通常采取加大吸附电压、提升吸附力强行将变形的晶圆吸附平整的方法进行吸附，但这种方法仅能够完成小变形晶圆的吸附，对于变形较大的晶圆，依然无法完成稳定的吸附，而且过大的吸附电压还会造成脱附困难。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的在于提供一种可变形静电卡盘，以解决现有技术中存在的静电卡盘对大变形晶圆的吸附可靠性低，脱附困难的技术问题。
2、本专利技术提供的可变形静电卡盘，包括吸附层和形变层，两者层叠设置、固定连接且热膨胀系数不同；所述可变形静电卡盘还包括控制器以及与所述控制器连接的测距元件、测温元件和调温组件，所述测距元件用于测量晶圆和所述吸附层的距离；所述测温元件用于测量所述吸附层和所述形变层的温度；所述控制器用于根据测距和测温结果确定所述晶圆的形态和形变量，并通过所述调温组件调节所述吸附层和所述形变层的温度，以控制所述吸附层的形态和形变量匹配所述晶圆的形态和形变量；所述形态包括凹态和凸态。
3、进一步地，所述吸附层的材质为电
4、进一步地，所述形变层的材质为金属，所述金属包括铝、铝合金或钛合金。
5、进一步地，所述吸附层内设置有静电电极，所述静电电极通电后能够产生静电以吸附所述晶圆。
6、进一步地，所述静电电极的材质为导电金属；所述静电电极嵌设或埋设于所述吸附层内，且与所述吸附层共烧为一体结构。
7、进一步地，所述调温组件包括加热组件，所述加热组件包括加热丝；所述加热丝设置于所述吸附层，和/或，所述加热丝设置于所述形变层，和/或，所述吸附层和所述形变层之间固定夹设有绝缘的加热层，所述加热丝设置于所述加热层内。
8、进一步地，所述加热组件还包括加热电源，所述加热电源与所述加热丝连接；所述控制器能够控制所述加热电源的通、断状态。
9、进一步地，所述加热层为高聚物柔性材质。
10、进一步地，所述加热层的一侧与所述吸附层通过第一硬质连接层连接，另一侧与所述形变层通过第二硬质连接层连接；所述第一硬质连接层和所述第二硬质连接层均由金属焊料凝固而成。
11、进一步地，所述调温组件还包括降温组件，所述降温组件包括制冷件，所述制冷件与所述控制器连接；所述形变层内设置有降温水道，所述制冷件用于降低所述降温水道内的冷媒的温度。
12、进一步地，所述加热丝的数量为一组，一组所述加热丝覆盖整个所述加热层；所述降温水道的数量为一条，一条所述降温水道覆盖整个所述形变层；所述测温元件的数量为一对，其中一个用于测量所述可变形静电卡盘主体的中间区域的温度，另一个用于测量所述可变形静电卡盘主体的边缘区域的温度；所述测距元件的数量为一对，其中一个用于测量所述可变形静电卡盘主体的中间区域与所述晶圆的中间区域的距离，另一个用于测量所述可变形静电卡盘主体的边缘区域与所述晶圆的边缘区域的距离。
13、进一步地，所述可变形静电卡盘划分为多个温区，所述加热丝的数量为多组，多组所述加热丝与多个所述温区一一对应设置，且每组所述加热丝独立加热；所述降温水道的数量为多条，多条所述降温水道与所述温区一一对应设置，且每条所述降温水道独立循环；所述测温元件的数量为多对，多对所述测温元件与多个所述温区一一对应设置，且每对所述测温元件中，一个用于测量对应所述温区的中间部分的温度，另一个用于测量对应所述温区的边缘部分的温度；所述测距元件的数量为多对，多对所述测距元件与多个所述温区一一对应设置，且每对所述测距元件中，一个用于测量对应所述温区的中间部分及其上晶圆部分的距离，另一个用于测量对应所述温区的边缘部分及其上晶圆部分的距离。
14、进一步地，所述测距元件为外置距离测量仪，所述外置距离测量仪能够测量晶圆和所述吸附层的距离。
15、本专利技术提供的可变形静电卡盘，能够产生以下有益效果：
16、本专利技术提供的可变形静电卡盘，由于吸附层和形变层的热膨胀系数不同，所以，可以通过调温组件调节吸附层和形变层的温度以使形变层的膨胀量大于吸附层的膨胀量，从而使静电卡盘整体变形为中心低、边缘高的凹态，进而能够接近呈现凹态变形的晶圆，最终有效贴合并吸附呈现凹态变形的晶圆；也可以通过调温组件调节吸附层和形变层的温度以使形变层的收缩量大于吸附层的收缩量，从而使静电卡盘整体变形为中心高、边缘低的凸态，进而能够接近呈现凸态变形的晶圆，最终有效贴合并吸附呈现凸态变形的晶圆。
17、使用过程中，测距元件测量吸附层与晶圆之间的距离；控制器根据测距结果确定晶圆的形态和形变量；测温元件测量吸附层和形变层的温度；控制器根据晶圆的形态和形变量以及测温结果，控制调温组件升高或降低吸附层和形变层的温度，以使吸附层的形态和形变量与晶圆的形态和形变量相符，从而，吸附层可以有效贴合并可靠吸附晶圆。而在吸附层的温度恢复至常温的过程中，随着吸附层逐渐恢复至平整状态，晶圆的形变也逐渐减小并恢复至平整状态。
18、综上，本专利技术提供的可变形静电卡盘，通过调节吸附层和形变层的温度，可以实现吸附层下凹或上凸的较大变形，使得吸附层能够匹配变形晶圆的形态和形变量，进而能够与晶圆贴合并可靠吸附晶圆；而吸附层在恢复至常温的过程中不仅自身逐渐恢复至平整状态，也带动变形翘曲的晶圆恢复至平整状态，纠正了晶圆的形变的同时，也使得晶圆便于脱附。
19、本专利技术的第二个目的在于提供一种晶圆吸附方法，以解决现有技术中存在的静电卡盘对大变形晶圆的吸附可靠性低，脱附困难的技术问题。
20、本专利技术提供的晶圆吸附方法，使用上述的可变形静电卡盘，所述晶圆吸附方法包括：
21、将所述晶圆放置于所述吸附层上；
22、通过所述测距元件测量所述晶圆与所述吸附层之间的距离，并根据测距结果确定所述晶圆的形态和形变量；通过所述测温元件测量所述吸附层和所述形变层的温度；
23、根据所述晶圆的形态和形变量以及测温结果，控制所述调温组件调节所述吸附层和所述形变层的温度，以使所述吸附层变形至与所述晶圆贴合；
24、待所述吸附层变形至与所述晶圆贴合后，使所述吸附层保持对所述晶圆的吸附，并控制所述调温组件调节所述吸附层和所述形变层降温至室温或使所述吸附层和所述形变层自然降温至室温。
25、本专利技术提供的晶圆吸附方法，使用上述的可变形静电卡盘，能够产生上述的可变形静电卡盘的全部有益效果，故在此不再赘述。
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1.一种可变形静电卡盘，其特征在于，包括吸附层(100)和形变层(300)，两者层叠设置、固定连接且热膨胀系数不同；
2.根据权利要求1所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述吸附层(100)的材质为电解质陶瓷，所述电解质陶瓷包括氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷。
3.根据权利要求1所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述形变层(300)的材质为金属，所述金属包括铝、铝合金或钛合金。
4.根据权利要求1所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述吸附层(100)内设置有静电电极(110)，所述静电电极(110)通电后能够产生静电以吸附所述晶圆(900)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述调温组件包括加热组件，所述加热组件包括加热丝(210)；
6.根据权利要求5所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述加热层(200)为高聚物柔性材质。
7.根据权利要求5所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述加热层(200)的一侧与所述吸附层(100)通过第一硬质连接层(400)连接，另一侧与所述形变层(300)通
8.根据权利要求5所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述调温组件还包括降温组件，所述降温组件包括制冷件(640)，所述制冷件(640)与所述控制器(600)连接；所述形变层(300)内设置有降温水道(310)，所述制冷件(640)用于降低所述降温水道(310)内的冷媒的温度。
9.根据权利要求8所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述加热丝(210)的数量为一组，一组所述加热丝(210)覆盖整个所述加热层(200)；所述降温水道(310)的数量为一条，一条所述降温水道(310)覆盖整个所述形变层(300)；
10.根据权利要求8所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述可变形静电卡盘划分为多个温区，所述加热丝(210)的数量为多组，多组所述加热丝(210)与多个所述温区一一对应设置，且每组所述加热丝(210)独立加热；所述降温水道(310)的数量为多条，多条所述降温水道(310)与所述温区一一对应设置，且每条所述降温水道(310)独立循环；
11.根据权利要求1所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述测距元件(610)为外置距离测量仪，所述外置距离测量仪能够测量晶圆(900)和所述吸附层(100)的距离。
12.一种晶圆吸附方法，其特征在于，使用权利要求1-11任一项所述的可变形静电卡盘，所述晶圆吸附方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种可变形静电卡盘，其特征在于，包括吸附层(100)和形变层(300)，两者层叠设置、固定连接且热膨胀系数不同；
2.根据权利要求1所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述吸附层(100)的材质为电解质陶瓷，所述电解质陶瓷包括氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷。
3.根据权利要求1所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述形变层(300)的材质为金属，所述金属包括铝、铝合金或钛合金。
4.根据权利要求1所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述吸附层(100)内设置有静电电极(110)，所述静电电极(110)通电后能够产生静电以吸附所述晶圆(900)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述调温组件包括加热组件，所述加热组件包括加热丝(210)；
6.根据权利要求5所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述加热层(200)为高聚物柔性材质。
7.根据权利要求5所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述加热层(200)的一侧与所述吸附层(100)通过第一硬质连接层(400)连接，另一侧与所述形变层(300)通过第二硬质连接层(500)连接；
8.根据权利要求5所述的可变形静电卡盘，其特征在于，所述调温组件...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建冲，杨鹏远，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：
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