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

背景技術：

傳統(tǒng)的靜電卡盤的制法是對內(nèi)置電極的氧化鋁陶瓷進行一體化高溫燒結(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行金屬模成型的工序；將通過金屬模成型的工序一體化的成型體進行燒成的工序(參照專利文獻1：日本特開2005-343733號公報)。這種陶瓷高溫燒結(jié)的靜電卡盤的制法不可避免的會帶來一些問題：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，由于應力集中及電場集中等容易發(fā)生裂紋，難以確保靜電卡盤的耐久性。

有些專利為抑制靜電卡盤電極的斷面變形，對靜電卡盤的制法進行了改善，其是對以夾入規(guī)定形狀的靜電電極或其前體的方式將一對陶瓷煅燒體重疊而成的層疊燒結(jié)體進行熱壓燒成(參照專利文獻2：申請公布號cn104835770a)。但專利文獻2的制法也不能從根本上避免高溫燒結(jié)造成的介電層和電極層的變形。

技術實現(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、封裝強度高、氣密性好的靜電卡盤裝置及其集成工藝。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供技術方案如下：

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

進一步的，所述介電層為藍寶石材料。

進一步的，所述絕緣層為藍寶石、陶瓷材料。

進一步的，所述絕緣層上設置有用于嵌入所述電極層的凹槽。

進一步的，設置在所述電極層上的通氣孔尺寸大于設置在所述介電層和絕緣層上的通氣孔的尺寸。

進一步的，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裝置的集成工藝，所述介電層和絕緣層之間通過激光焊接工藝在激光焊接區(qū)域內(nèi)進行激光焊接，在界面處形成連接固溶體，實現(xiàn)集成，所述絕緣層設置在所述金屬基體上。

本發(fā)明具有以下有益效果：

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

附圖說明

圖1現(xiàn)有技術中的靜電卡盤靜裝置的剖面結(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。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。

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

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

介電層上優(yōu)選設置有用于嵌入電極層的凹槽。具體的，凹槽設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，設置在電極層上的通氣孔尺寸優(yōu)選大于設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)選為藍寶石、陶瓷。

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

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

綜上，本發(fā)明具有以下有益效果：

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

2、本發(fā)明通過激光焊接技術集成的靜電卡盤的封裝強度高，氣密性好；

3、本發(fā)明的靜電卡盤結(jié)構(gòu)簡單，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)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，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和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。

技術特征：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種靜電卡盤裝置及其集成工藝，屬于半導體晶片加工技術領域，所述靜電卡盤裝置包括介電層、電極層、絕緣層和金屬基體，所述介電層設置在絕緣層的上方，所述電極層通過激光焊接工藝封裝在所述介電層和絕緣層之間，所述絕緣層設置在所述金屬基體上。本發(fā)明的靜電卡盤的集成工藝無需經(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度高、氣密性好。

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