静电吸附装置的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种可调节晶圆位置的静电吸附装置。

背景技术：

静电吸附装置是一种集成射频(Radio Frequency，RF)传导、静电吸附以及温度传感于一体的部件。目前，在半导体领域内的很多工艺腔内使用静电吸附装置吸附待工艺处理的晶圆，尤其在刻蚀工艺过程中起着至关重要的作用，所述静电吸附装置一般都是居中设置在工艺腔室内。理论上，待工艺处理的晶圆也是处于等离子体的居中位置。

在实际的工艺处理过程中，晶圆在工艺腔室内的位置是通过机械手臂将晶圆传送至静电吸附装置的静电吸附盘(Electrostatic Chuck，ESC)上，而机械手臂采用先期校准的方式以尽量保证晶圆落在静电吸附盘上的中心位置，而这个位置依靠人眼一次定位，主观性强。明显地，晶圆在工艺腔室内的位置会存在着微小误差，这种位置误差来自多个方面，例如：每次例行维护保养后部件的摆放位置误差、机械手臂传送位置误差、机械手臂传送过程中晶圆移动产生误差及静电吸附盘吸附晶圆时受力不均匀导致的位置误差等等。

而以上误差势必导致晶圆在工艺腔室内的位置在每次工艺处理或者维护后均存在差异。尤其在晶圆的晶边刻蚀制程中，对晶圆的中心化要求极高，微小的误差就会导致刻蚀缺陷，严重的会导致整个晶圆刻蚀失败。另外，在如今半导体的关键尺寸越来越小的背景下，上述微小的误差导致的结果将会被放大，进而影响产品良率。

因此有必要提供一种静电吸附装置，该装置可调节晶圆在静电吸附盘上的位置，使晶圆处于静电吸附装置的中心位置。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种静电吸附装置，用于解决现有技术中晶圆在传送过程中产生位置误差，从而使晶圆不能传送至静电吸附装置的中心位置的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种静电吸附装置，所述静电吸附装置包括：

静电吸附盘；

至少3个可上下活动翻转连接于所述静电吸附盘的侧壁的夹具，且所述夹具沿所述静电吸附盘的周向间隔排布，所述夹具具有连接端及调节晶圆位置的自由端，所述连接端与所述静电吸附盘的侧壁活动连接；

所述夹具从下向上翻转过来后，所述自由端均与所述晶圆接触，所述自由端与所述晶圆接触的点在同一个圆周上，且所述圆周的直径与所述晶圆的直径相等，同时所述圆周的圆心与所述晶圆的圆心及所述静电吸附盘的圆心的正投影重合。

优选地，所述夹具沿所述静电吸附盘的周向均匀排布。

进一步地，所述静电吸附装置包括3个所述夹具。

优选地，所述夹具的材料包括聚四氟乙烯。

优选地，所述夹具与所述静电吸附盘可拆卸连接。

优选地，所述自由端包括垂直面。

优选地，所述夹具的边角设置为倒圆角。

优选地，所述静电吸附盘的侧壁开设有凹槽，所述凹槽与所述静电吸附盘的盘面之间形成凸缘；所述夹具容置于所述凹槽中，所述夹具包括具有所述连接端的翻转臂、具有所述自由端的位置调节臂及连接所述翻转臂与所述位置调节臂的连接臂，且所述翻转臂、所述位置调节臂及所述连接臂形成可容置所述凸缘的开口；所述夹具未翻转时，所述翻转臂连接于所述凹槽的顶壁，所述位置调节臂位于所述凹槽的底壁上，所述连接臂位于所述凹槽的侧壁上。

进一步地，所述位置调节臂的长度可以调节。

进一步地，所述连接臂的内侧面包括垂直面。

如上所述，本实用新型的静电吸附装置，包括：静电吸附盘；至少3个可上下活动翻转连接于所述静电吸附盘的侧壁的夹具，且所述夹具沿所述静电吸附盘的周向间隔排布，所述夹具具有连接端及调节晶圆位置的自由端，所述连接端与所述静电吸附盘的侧壁活动连接；所述夹具从下向上翻转过来后，所述自由端均与所述晶圆接触，所述自由端与所述晶圆接触的点在同一个圆周上，且所述圆周的直径与所述晶圆的直径相等，同时所述圆周的圆心与所述晶圆的圆心及所述静电吸附盘的圆心的正投影重合。通过在所述静电吸附盘的侧壁连接所述夹具以调节所述晶圆在传送过程中产生的位置偏移，可调节所述晶圆传送至所述静电吸附盘的中心位置，改善了所述晶圆在后续工艺中的均匀度，提高了后续工艺的稳定性；另外所述夹具是通过推动所述晶圆的调节方式完成，而不是现有技术中采用夹紧的调节方式，大大减小了所述夹具对所述晶圆的磨损，提高产品良率。

附图说明

图1显示为机械手臂吸附晶圆的俯视图。

图2显示为本实用新型的静电吸附装置的俯视图。

图3显示为本实用新型的一实施例的静电吸附盘沿图2中AA'方向的纵向剖视图。

图4显示为本实用新型的一实施例的夹具的示意图。

图5显示为本实用新型的一实施例的静电吸附装置沿图2中AA'方向的纵向剖视图。

图6显示为本实用新型的另一实施例的静电吸附盘沿图2中AA'方向的纵向剖视图。

图7显示为本实用新型的另一实施例的夹具的示意图。

图8-图10显示为本实用新型的静电吸附装置的调节晶圆位置的过程图，其中，图8显示为夹具处于初始位置时静电吸附装置的调节图，图9显示为夹具处于中间翻转位置时静电吸附装置的调节图，图10显示为夹具处于终止位置时静电吸附装置的调节图。

元件标号说明

1 机械手臂

2 晶圆

3 静电吸附盘

31 凹槽

311 凹槽的顶壁

312 凹槽的底壁

313 凹槽的侧壁

32 凸缘

321 防磨垫

4 夹具

41 翻转臂

411 连接端

42 位置调节臂

421 自由端

43 连接臂

431 连接臂的内侧面

44 开口

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图10。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图2至图10所示，本实用新型提供一种静电吸附装置，所述静电吸附装置包括：

静电吸附盘3；

至少3个可上下活动翻转连接于所述静电吸附盘3的侧壁的夹具4，且所述夹具4沿所述静电吸附盘3的周向间隔排布，所述夹具4具有连接端411及调节晶圆2位置的自由端421，所述连接端411与所述静电吸附盘3的侧壁活动连接；

如图10所示，所述夹具4从下向上翻转过来后，所述自由端421均与所述晶圆2接触，所述自由端421与所述晶圆2接触的点在同一个圆周上，且所述圆周的直径与所述晶圆2的直径相等，同时所述圆周的圆心与所述晶圆2的圆心及所述静电吸附盘3的圆心的正投影重合。

所述夹具4可上下活动翻转，当所述夹具4不需要调节所述晶圆2的位置时，所述夹具4处于初始位置，即所述夹具4翻转朝下位于所述静电吸附盘3的侧壁，如图5及图8所示；当所述夹具4需要调节所述晶圆2的位置时，所述夹具4开始从下向上翻转直至所述自由端421将所述晶圆2的位置调节完毕，此时所述夹具4的位置为夹具的终止位置，如图10所示。

这里需要说明的是，本实用新型的静电吸附装置对所述晶圆2位置的调节过程，主要由所述夹具4的所述自由端421在从下向上的翻转过程中同时完成，所以对于所述夹具4的形状不做限制，同时所述连接端411与所述静电吸附盘3的侧壁的连接方式只要满足使所述夹具4可从下向上翻转即可。

作为示例，如图3至图5所示，所述夹具4可为一柱体，当所述夹具4不需要调节所述晶圆2的位置时，所述夹具4翻转朝下位于所述静电吸附盘3的侧壁，如图5所示；当所述夹具4需要调节所述晶圆2的位置时，所述夹具4开始从下向上翻转直至所述自由端421与所述晶圆2接触并调整所述晶圆2的位置。

作为优选示例，如图6至图8所示，所述静电吸附盘3的侧壁开设有凹槽31，所述凹槽31与所述静电吸附盘3的盘面之间形成凸缘32；所述夹具4容置于所述凹槽31中，所述夹具4包括具有所述连接端411的翻转臂41、具有所述自由端421的位置调节臂42及连接所述翻转臂41与所述位置调节臂42的连接臂43，且所述翻转臂41、所述位置调节臂42及所述连接臂43形成可容置所述凸缘32的开口44；所述夹具4处于初始位置时，所述翻转臂41连接于所述凹槽的顶壁311，所述位置调节臂42位于所述凹槽的底壁312上，所述连接臂43位于所述凹槽的侧壁313上。较佳地，所述翻转臂41、所述位置调节臂42及所述连接臂43为一体成型。

作为示例，如图7所示，所述位置调节臂42的长度可以调节，从而使所述夹具4可以调节不同尺寸的所述晶圆2的位置。

作为示例，所述连接臂的内侧面431包括垂直面，当所述夹具4在调整所述晶圆2的位置时，所述连接臂的内侧面431与所述凸缘32为点接触，降低接触面积，减小对所述静电吸附盘3的损伤。更优选地，如图8所示，可在所述凸缘32上设置防磨垫321，进一步降低对所述静电吸附盘3的损伤。

所述静电吸附装置调节所述晶圆2的位置的操作过程为：如图1、图8至图10所示，所述晶圆2固定在机械手臂1上面，其中，所述机械手臂1固定所述晶圆2的方式可以为现有半导体制造领域内使用的任何固定方式，本实施例中，优选所述机械手臂1通过O-ring接触的方式固定所述晶圆2，当固定有所述晶圆2的机械手臂1传送至所述静电吸附盘3上方的指定位置后，连接于所述静电吸附盘3侧壁的所述夹具4开始作业，即所述夹具4从所述初始位置向上翻转，带动所述位置调节臂42的所述自由端421向上翻转，随着所述位置调节臂42向上翻转的过程中，所述自由端421可以将位置偏移的所述晶圆2调节至所述静电吸附盘3的中心位置，至所述夹具4旋转至所述终止位置，所述夹具4对所述晶圆2的位置调节结束。举例说明，如图8至图10所示，当所述晶圆2在所述机械手臂1的传送过程中向左偏移，随着所述位置调节臂42从下向上翻转过程中，所述位置调节臂42的所述自由端421会慢慢推动所述晶圆2向右移动，直至所述夹具4翻转至所述终止位置，此时所述晶圆2的位置被调节至所述静电吸附盘3的中心位置；当所述夹具4将所述晶圆2的位置调节结束后，可设置所述夹具4沿原路反方向翻转至所述初始位置。需要说明的是，本实施例中，优选所述机械手臂1通过O-ring接触的方式固定所述晶圆2，该方式主要是依靠摩擦力固定所述晶圆2，当所述位置调节臂42在调节所述晶圆2时，所述位置调节臂42可以克服O-ring的摩擦力，达到调节所述晶圆2位置的目的。

如上所述，本实用新型提供的所述静电吸附装置通过在所述静电吸附盘3的侧壁连接所述夹具4以调节所述晶圆2在传送过程中产生的位置偏移，可调节所述晶圆2传送至所述静电吸附盘3的中心位置，改善了所述晶圆2在后续工艺中的均匀度，提高了后续工艺的稳定性；另外所述夹具4是通过推动所述晶圆2的调节方式完成，而不是现有技术中采用夹紧的调节方式，大大减小了所述夹具4对所述晶圆2的磨损，提高产品良率。

优选地，所述夹具4沿所述静电吸附盘3的周向均匀排布，可提高对所述晶圆2位置的调整精度，降低对所述晶圆2的磨损。

更优地，所述静电吸附装置包括3个所述夹具4。

作为示例，所述夹具4的材料包括聚四氟乙烯。当所述夹具4在调节所述晶圆2位置时，所述机械手臂1与所述晶圆2之间的摩擦力可量化，通过仪器可以量测，此摩擦力较弱，轻微的碰触即可调节所述晶圆2的位置，聚四氟乙烯材料具有缓冲功能，可保护所述晶圆2不会因撞击而碎裂。

作为示例，所述夹具4与所述静电吸附盘3可拆卸连接。当所述夹具4因为各种原因需要更换时，可随时从所述静电吸附盘3上拆卸下来，提高所述静电吸附装置的生命周期，减少浪费，降低成本。

优选地，所述自由端421包括垂直面，可保证所述夹具4的所述自由端421在调节所述晶圆2的位置时为点接触，降低接触面积，减小位置调节过程中对所述晶圆2的损伤。

作为示例，所述夹具4的边角设置为倒圆角，防止所述夹具4的边角撞到所述晶圆2，造成所述晶圆2的损伤。

综上所述，本实用新型提供一种静电吸附装置，所述静电吸附装置包括：静电吸附盘；至少3个可上下活动翻转连接于所述静电吸附盘的侧壁的夹具，且所述夹具沿所述静电吸附盘的周向间隔排布，所述夹具具有连接端及调节晶圆位置的自由端，所述连接端与所述静电吸附盘的侧壁活动连接；所述夹具从下向上翻转过来后，所述自由端均与所述晶圆接触，所述自由端与所述晶圆接触的点在同一个圆周上，且所述圆周的直径与所述晶圆的直径相等，同时所述圆周的圆心与所述晶圆的圆心及所述静电吸附盘的圆心的正投影重合。本实用新型提供的所述静电吸附装置通过在所述静电吸附盘的侧壁连接所述夹具以调节所述晶圆在传送过程中产生的位置偏移，可调节所述晶圆传送至所述静电吸附盘的中心位置，改善了所述晶圆在后续工艺中的均匀度，提高了后续工艺的稳定性；另外所述夹具是通过推动所述晶圆的调节方式完成，而不是现有技术中采用夹紧的调节方式，大大减小了所述夹具对所述晶圆的磨损，提高产品良率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。