靜電吸盤、對晶圓進行吸附的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種可設定靜電吸力分布的靜電吸盤以及對晶圓進行吸附的方法。
【背景技術】
[0002]在半導體制造領域，靜電吸盤通過異性電荷的吸力用來承載工藝過程中的晶圓，被廣泛應用于光刻、離子注入、刻蝕、薄膜等工藝過程中。
[0003]圖1為靜電吸盤的示意圖，如圖所示:在靜電吸盤的絕緣材料中鑲嵌著一組直流電極，用以接通到直流電源，分別使正負電極的電壓大小相等，極性相反(例如輸入500V電壓，正電極電壓為+250V，負電極電壓為-250V)，絕緣質的表面會產生極化電荷，表面極化電荷會產生電場，這一電場會進一步在置于吸盤之上的晶圓底面產生極化電荷，分布在晶片背面的電荷與分布在吸盤上面的電荷極性相反，從而吸住晶圓。根據Johnsen - Rahbek效應公式可以得出靜電吸力為=Ftotal= CV2/D，其中:F為靜電吸力，C為晶圓與吸盤之間的電容，V為正負電極間的電壓，D為晶圓與吸盤間的間距。
[0004]目前靜電吸盤對于晶圓的吸力無法針對不同的晶圓進行吸力的分布的設定。隨著晶圓尺寸的增大，晶圓本身的彎曲度越來越嚴重，不匹配的吸力分布會影響到靜電吸盤承載晶圓的能力。
[0005]如圖2所示:對于向下彎曲的晶圓，中間部分間距大，邊緣部分間距小，在相同的電壓下，晶圓整體所受的靜電吸力為中間部分吸力小，邊緣部分吸力大。中間部分吸力不夠，無法維持用于熱交換的背壓，甚至造成跳片；邊緣部分與靜電吸盤的絕緣材料接觸不均勻，造成晶圓背面和靜電吸盤表面材料摩擦，損害晶圓產品質量和靜電吸盤的壽命。
【發明內容】
[0006]為了克服以上問題，本發明旨在提供一種可設定靜電吸力分布的靜電吸盤，利用探測部件來探測晶圓的形貌，并利用控制部件根據探測部件所探測的結果來控制靜電吸盤具有合適的靜電吸力分布。
[0007]為了達到上述目的，本發明提供了一種可設定靜電吸力分布的靜電吸盤，靜電吸盤頂部具有絕緣材料，其包括:
[0008]在絕緣材料中鑲嵌有兩個及以上成對的正電極和負電極，所有所述正電極位于靜電吸盤中心線的一側，所有所述負電極位于靜電吸盤中心線的另一側，且每一對所述正電極和所述負電極的分布均以所述靜電吸盤中心線為對稱軸；
[0009]探測部件，用于探測位于所述靜電吸盤上表面的晶圓的彎曲位置和彎曲度，以得到探測數據；并且向控制部件發送所述探測數據；
[0010]控制部件，用于接收所述探測部件發送的所述探測數據，并且根據所述探測數據控制施加于所述彎曲位置區域和非彎曲位置區域分別對應的所述正電極和所述負電極之間的電壓，從而使所述正電極和所述負電極產生與所述晶圓的彎曲位置和彎曲度相匹配的靜電吸力分布；其中，所述彎曲位置與所述靜電吸盤的距離越大的區域所施加的靜電吸力越大，所述彎曲度越大的所述彎曲位置所施加的靜電吸力越大。
[0011]優選地，所述靜電吸盤在所述正電極和所述負電極所在平面的投影面被所述正電極和所述負電極布滿。
[0012]優選地，所述正電極和所述負電極的分布以所述靜電吸盤的中心線為中心軸構成同心圈；每一個圈上具有兩對及以上的所述正電極和所述負電極。
[0013]優選地，所述控制部件控制施加于所述晶圓的非彎曲位置所對應的成對的正電極和所述負電極之間的電壓為能夠吸附平坦晶圓底部的電壓，并且所述控制部件控制施加于所述晶圓的彎曲位置所對應的成對的所述正電極和所述負電極之間的電壓大于所述晶圓的非彎曲位置所對應的成對的正電極和所述負電極之間的電壓，從而使得所述晶圓的彎曲位置受到的靜電吸力大于所述晶圓非彎曲位置受到的靜電吸力。
[0014]優選地，所述晶圓的彎曲位置呈弧面時，所述控制部件控制施加于所述弧面所對應的成對的所述正電極和所述負電極之間的電壓沿所述弧面上與所述靜電吸盤距離最大的位置向所述弧面上與所述靜電吸盤距離最小的位置遞減。
[0015]優選地，當所述晶圓的中心區域向上彎曲呈弧面時，所述控制部件控制施加于所述晶圓的邊緣區域所對應的成對的所述正電極和所述負電極之間的電壓為能夠吸附平坦晶圓底部的電壓，并且所述控制部件控制施加于所述弧面所對應的成對的所述正電極和所述負電極之間的電壓沿所述弧面中心到所述弧面邊緣遞減。
[0016]優選地，當所述晶圓的邊緣區域向上彎曲呈弧面時，所述控制部件控制施加于所述晶圓的中心區域所對應的成對的所述正電極和所述負電極之間的電壓為能夠吸附平坦晶圓底部的電壓，并且所述控制部件控制施加于所述弧面所對應的成對的所述正電極和所述負電極之間的電壓沿所述弧面的邊緣到所述弧面的中心遞減。
[0017]優選地，當所述晶圓不具有彎曲位置時，所述控制部件控制施加于整個所述晶圓區域所對應的成對的所述正電極和所述負電極之間的電壓相等。
[0018]為了實現上述目的，本發明還提供了一種根據上述的靜電吸盤對晶圓進行吸附的方法，其包括:
[0019]步驟01:將所述晶圓置于所述靜電吸盤上；
[0020]步驟02:所述探測部件探測所述晶圓的彎曲位置和彎曲度，以得到探測數據；
[0021]步驟03:所述探測部件將所述探測數據發送給所述控制部件；
[0022]步驟04:所述控制部件控制施加所述彎曲位置區域和非彎曲位置區域分別對應的所述正電極和所述負電極之間的電壓，從而使所述正電極和所述負電極產生與所述晶圓的彎曲位置和彎曲度相匹配的靜電吸力分布，以使所述晶圓與所述絕緣材料均勻接觸；其中，所述彎曲位置與所述靜電吸盤的距離越大的區域所施加的靜電吸力越大，所述彎曲度越大的所述彎曲位置所施加的靜電吸力越大。
[0023]優選地，所述控制部件控制施加所述晶圓的非彎曲位置所對應的成對的正電極和所述負電極之間的電壓為能夠吸附平坦晶圓底部的電壓，并且所述控制部件控制施加于所述晶圓的彎曲位置所對應的成對的所述正電極和所述負電極之間的電壓大于所述晶圓的非彎曲位置所對應的成對的正電極和所述負電極之間的電壓，從而使得所述晶圓的彎曲位置受到的靜電吸力大于所述晶圓非彎曲位置受到的靜電吸力。
[0024]本發明的可設定靜電吸力分布的靜電吸盤以及對晶圓進行吸附的方法，在靜電吸盤頂部的絕緣層中設置了多對正電極和負電極，通過設置探測部件來探測晶圓的彎曲位置和彎曲程度，并將探測結果發送給控制部件，控制部件根據該探測結果來控制每一對正電極和負電極之間的電壓分布，從而使得靜電吸盤產生與晶圓的彎曲位置和彎曲程度相匹配的靜電吸力分布，使得整個晶圓與絕緣材料接觸均勻，減小晶圓背面和靜電吸盤表面材料摩擦，避免晶圓發生跳片問題，提高晶圓產品質量和靜電吸盤的壽命等。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的一個較佳實施例的靜電吸盤的各個部件的連接關系圖
[0026]圖2為本發明的一個較佳實施例的靜電吸盤中的成對的正電極和負電極的分布示意圖
[0027]圖3a為本發明的一個較佳實施例的靜電吸盤吸附中心彎曲的晶圓的截面結構以及相對應的晶圓受到的靜電吸力分布示意圖
[0028]圖3b為本發明的一個較佳實施例的靜電吸盤吸附邊緣彎曲的晶圓的截面結構以及相對應的晶圓受到的靜電吸力分布示意圖
[0029]圖3c為本發明的一個較佳實施例的靜電吸盤吸附平坦晶圓的截面結構以及相對應的晶圓受到的靜電吸力分布示意圖
[0030]圖4a為本發明的一個較佳實施例的靜電吸盤吸附中心彎曲的晶圓的截面結構以及相對應的晶圓受到的靜電吸力分布示意圖
[0031]圖4b為本發明的一個較佳實施例的靜電吸盤吸附邊緣彎曲的晶圓的截面結構以及相對應的晶圓受到的靜電吸力分布示意圖
[0032]圖4c為本發明的一個較佳實施例的靜電吸盤吸附平坦晶圓的截面結構以及相對應的晶圓受到的靜電吸力分布示意圖
[0033]圖5為本發明的一個較佳實施例的對晶圓進行