本发明专利技术提供一种静电夹持装置以及半导体处理设备，静电夹持装置包括基座和绝缘层，绝缘层置于基座上方且绝缘层内设置有直流电极，直流电极连接直流电源以产生可吸附被加工工件的静电引力，静电夹持装置还包括检测单元、控制单元以及执行单元，其中，检测单元用于检测静电夹持装置所承载的被加工工件的直流自偏压，并将直流自偏压传输至控制单元；控制单元用于根据被加工工件的直流自偏压生成控制信号，并将控制信号传输至执行单元；执行单元根据控制信号调整直流电源的输出电压，以对作用在被加工工件上的静电引力进行调整。静电夹持装置可以使被加工工件不同区域获得均衡的静电引力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电子
，具体而言，涉及半导体加工エ艺中所使用的ー种静电夹持装置及采用该静电夹持装置的半导体处理设备
技术介绍
在集成电路(IC)制造エ艺过程中，特别是在实施等离子刻蚀(ETCH)、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等エ艺中，常使用夹持装置来固定、支撑及传送晶片(Wafer)，以避免晶片在エ艺过程中出现移动或错位。夹持装置可以是静电卡盘(Electro Static Chuck简称ESC)、机械卡盘或真空吸盘，而且，相对于传统的机械卡盘和真空吸盘，静电卡盘可以减少因压力、碰撞等原因而造成的晶片损伤，同时可以減少因机械碰撞而产生的颗粒污染。因此，在半导体加工设备中静电卡盘应用较为广泛。典型的静电卡盘包括绝缘层和铝基座，晶片放置在绝缘层的顶部。绝缘层采用AL2O3或ALN等陶瓷材料制成，绝缘层中设有两个直流电极。直流电极与直流电源连接，铝基座与射频电源连接。当直流电极与直流电源电连接时，在直流电极与晶片之间将产生静电引力，从而将晶片固定在绝缘层的顶部。当直流电源在两个直流电极上施加大小相等的电压时，在晶片不同区域的静电引力相等。然而，在实际エ艺中，射频电源使晶片上产生直流自偏压，这使得静电卡盘中ー个直流电极与晶片之间的电势差増大，而另ー个直流电极与晶片之间的电势差减小，从而导致作用在晶片上不同区域的静电引力不平衡(不相等)，这不仅会影响的加工重量，而且还容易弓I起用于热量交換的氦气泄漏。为了减少晶片表面静电引力不平衡的现象，人们对静电卡盘的结构进行了改进。图I为ー种静电卡盘的结构示意图。如图I所示，设置在绝缘层内的直流电极包括电极A和电极B，电极A和电极B均为环形结构，其相互嵌套设置且彼此不接触，即电极A与电极B之间存在的间隙C。在整体上，电极A和电极B形成环形结构的直流电极。虽然改进的静电卡盘在一定程度上能够改善晶片不同区域的静电引力的不平衡性，然而，直流自偏压仍然会使两个直流电极与晶片之间的电势差存在差异，也就是说，改进的静电卡盘并未从根本上解决对晶片不同区域静电引力不平衡的问题。另外，电极A与电极B之间的间隙C的面积较大，导致静电卡盘存在较大的吸附盲区，这将影响晶片的加工质量。
技术实现思路
为解决上述现有技术的不足，本专利技术提供ー种静电夹持装置，其能够使直流电极与被加工エ件之间的电势差保持相等，从而使被加工エ件受到均衡的静电引力作用。此外，本专利技术还提供ー种半导体处理设备，其上的静电夹持装置能够使直流电极与被加工エ件之间的电势差保持相等，从而使被加工エ件不同区域的静电引力均衡，进而提高半导体处理设备的加工质量。解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种静电夹持装置，包括基座和绝缘层，所述绝缘层置于基座上方且所述绝缘层内设置有直流电极，所述直流电极连接直流电源以产生可吸附被加工工件的静电引力，所述静电夹持装置还包括检测单元、控制单元以及执行单元，其中所述检测单元用于检测所述静电夹持装置所承载的被加工工件的直流自偏压，并将所述直流自偏压传输至所述控制单元；所述控制单元用于根据所述被加工工件的直流自偏压生成控制信号，并将所述控制信号传输至所述执行单元； 所述执行单元用于根据所述控制信号调整所述直流电源的输出电压，以对作用在所述被加工工件上的所述静电引力进行调整。其中，所述绝缘层内设有至少两个直流电极，所述至少两个直流电极各自连接一所述直流电源，各所述直流电源分别与所述执行单元连接。其中，所述绝缘层内设有直径相对且互不接触的形状为半圆形的两个直流电极，所述两个直流电极各自连接一所述直流电源，且所述两个直流电极设置在同一水平面。其中，所述检测单元包括检测部件，所述检测部件贯穿所述基座和所述绝缘层，并且设置在不与所述直流电极相接触的位置。其中，在所述基座和绝缘层上分别设有贯穿其厚度方向的基座安装孔和绝缘层安装孔，所述检测部件设置在所述基座安装孔和绝缘层安装孔内，而且，所述基座安装孔与所述检测部件之间设有用于隔离所述基座与所述检测部件的基座隔离部件。其中，所述检测部件通过钎焊的方式固定在所述基座安装孔和绝缘层安装孔内。其中，所述检测部件的上表面与所述绝缘层的上表面平齐。其中，所述基座隔离部件为设置在所述检测部件表面的隔离层。其中，所述基座隔离部件为套置在所述检测部件外侧的衬套，所述衬套采用绝缘材料制成，并且，所述衬套的轴向长度与所述基座的厚度一致。 其中，所述检测部件采用金属材料制成。其中，所述检测部件包括绝缘材料制成的本体以及设置在所述本体表面的导电层。其中，在所述绝缘层的顶部设有与所述绝缘层安装孔同轴的凹槽，并且所述凹槽的直径大于所述绝缘层安装孔的直径。其中，所述检测部件上表面沉积有导电薄膜，所述导电薄膜通过所述凹槽内沉积的导电薄膜与所述导电层电连接。本专利技术还提供一种半导体处理设备，包括反应腔室以及设置在所述反应腔室内的静电夹持装置，所述静电夹持装置采用本专利技术提供的静电夹持装置。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术提供的静电夹持装置可借助检测单元直接检测被加工工件上的直流自偏压，并根据该直流自偏压来调整各直流电源的输出电压，从而使各直流电极与被加工工件之间的电势差保持相等，进而使被加工工件不同区域获得均衡的静电引力。类似的，本专利技术提供的半导体处理设备，由于采用了本专利技术提供的静电夹持装置，从而可使各直流电极与被加工工件之间的电势差保持相等，进而使被加工工件不同区域获得均衡的静电引力。这不仅可以提高半导体处理设备的加工质量，并提高产品良率，而且还可以减小氦气的泄露量，从而降低半导体处理设备的生产成本。附图说明 图I为一种静电卡盘的结构示意图；图2为本专利技术提供的静电夹持装置的工作原理图；图3为本专利技术提供的一种静电夹持装置的剖面图；图4为本专利技术提供的静电夹持装置吸附过程的等效电路图；图5为本专利技术提供的另一种静电夹持装置的剖面示意图；以及图6为图5中检测部件的结构示意图。具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术所提供的静电夹持装置以及半导体处理设备进行详细描述。实施例一图2为本专利技术提供的静电夹持装置的工作原理图。图3为本专利技术提供的一种静电夹持装置的剖面图。请一并参阅图2和图3，本专利技术提供的静电夹持装置包括绝缘层I、基座2、直流电极、检测单元、控制单元7、执行单元10以及直流电源。绝缘层I设置在基座2的上方，晶片4放置在绝缘层I的顶部。直流电极包括形状为半圆形的第一直流电极6a和第二直流电极6b,第一直流电极6a和第二直流电极6b设置在同一水平面,且第一直流电极6a和第二直流电极6b的直边相对且互不接触，即将第一直流电极6a和第二直流电极6b可拼接成与绝缘层形状相似的圆形。第一直流电极6a和第二直流电极6b设置在绝缘层I内，并分别与第一直流电源8a和第二直流电源8b连接。当第一直流电极6a和第二直流电极6b与第一直流电源8a和第二直流电源8b连接时，第一直流电极6a和第二直流电极6b可产生吸附晶片4的静电引力。检测单元用于检测作用在晶片4上的直流自偏压，并将晶片4的直流自偏压传输至所述控制单元7。控制单元7用于根据晶片4的直流自偏压生成控制信号，并将控制信号传输至执行单元10。执行单元10根据来自控制单元7的控制信号调整第一直流电源8a和第二直流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：武学伟，赵梦欣，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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