本發(fā)明涉及靜電卡盤(pán)，特別涉及一種避免靜電卡盤(pán)邊緣氣孔電弧放電的方法。

背景技術(shù)：

1、靜電卡盤(pán)(esc,electrostatic?chuck)作為晶圓的夾持工具，應(yīng)用于刻蝕、離子注入、清洗等具有嚴(yán)苛環(huán)境的工藝中，由于整個(gè)腔室處于等離子體環(huán)境下，其構(gòu)造和特性需要滿(mǎn)足特定要求，以確保其在制造過(guò)程中能夠高效、穩(wěn)定地工作?，F(xiàn)存的靜電卡盤(pán)基本結(jié)構(gòu)包含基座、絕緣層、電極層和吸附層。

2、靜電卡盤(pán)基座的氣路通道在靜電卡盤(pán)表面形成氣路孔，可以提供精確控制的氣流以維持晶圓的穩(wěn)定。然而，在靜電卡盤(pán)的應(yīng)用中，氣路孔中的電弧放電現(xiàn)象是一個(gè)常見(jiàn)且棘手的問(wèn)題。靜電卡盤(pán)的氣孔在高壓電場(chǎng)和復(fù)雜的加工環(huán)境下容易遭受電弧放電，這種現(xiàn)象不僅會(huì)損壞靜電卡盤(pán)，還可能對(duì)加工中的晶圓或其他敏感電子器件造成破壞，影響產(chǎn)品的良率和設(shè)備的穩(wěn)定性。

3、為了解決電弧放電的問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了多種解決方案，包括增加陶瓷部件、重新設(shè)計(jì)氣體通路以及利用陽(yáng)極氧化工藝處理氣路孔。上述方法盡管在一定程度上緩解了氣路孔電弧放電的問(wèn)題，但在工業(yè)化應(yīng)用中仍存在許多局限。陶瓷部件和氣體通路的重新設(shè)計(jì)通常導(dǎo)致較高的制造成本和工藝復(fù)雜度，而熔射工藝盡管操作簡(jiǎn)單，卻容易因氣孔孔徑問(wèn)題受到應(yīng)用限制，而且熔射工藝也容易產(chǎn)生涂層不均勻的問(wèn)題，影響絕緣效果。陽(yáng)極氧化的涂層厚度有限制且不易后續(xù)維修。

4、因此，需要一種簡(jiǎn)單、有效以避免靜電卡盤(pán)邊緣氣孔電弧放電的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種避免靜電卡盤(pán)邊緣氣孔電弧放電的方法，以解決背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、一種避免靜電卡盤(pán)邊緣氣孔電弧放電的方法，所述方法包括：

4、s1：制作靜電卡盤(pán)及氣路孔道預(yù)處理，制作靜電卡盤(pán)以及其上的氣路孔道，通過(guò)對(duì)氣路孔道進(jìn)行預(yù)處理，去除氣路孔道內(nèi)壁的雜質(zhì)和氧化物，以確保后續(xù)涂覆和粘合的附著力；

5、s2：絕緣膠黏劑的制備，絕緣膠黏劑包括填充劑、有機(jī)粘合劑和添加劑，將配料稱(chēng)重后進(jìn)行混合以及脫氣處理，最終得到性能良好的絕緣膠黏劑，其具有良好的絕緣性、粘接強(qiáng)度和耐溫性，滿(mǎn)足氣路孔道的絕緣要求；

6、s3：將絕緣膠黏劑均勻涂覆在氣路孔道內(nèi)部，確保絕緣膠黏劑在氣路孔道內(nèi)均勻覆蓋，形成有效的絕緣涂層，防止工作中的電弧放電，并提升整體的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)合強(qiáng)度；

7、s4：使用熔射工藝增加靜電卡盤(pán)表面吸附層厚度，提高其電性能和抗腐蝕性能，從而提升靜電卡盤(pán)的整體性能和使用壽命；

8、s5：對(duì)吸附層表面及氣路孔道進(jìn)行機(jī)械研磨拋光處理，以改善表面光潔度，降低流動(dòng)阻力；

9、s6：對(duì)吸附層表面進(jìn)行密封處理，以使靜電卡盤(pán)達(dá)到機(jī)械性能和絕緣性能，確保設(shè)備在高負(fù)荷和高溫條件下的可靠運(yùn)行。

10、優(yōu)選的，所述步驟s1中的氣路孔道預(yù)處理包括采用超聲清洗去除表面的污染物和氧化層，清洗后烘干干燥，烘干溫度為50～100℃，干燥時(shí)間為12～48h，然后對(duì)氣路孔道內(nèi)壁進(jìn)行打磨，打磨后的表面粗糙度ra為4～6μm，以提高絕緣膠黏劑的附著力。

11、優(yōu)選的，所述步驟s1中制作的靜電卡盤(pán)包括金屬基座、絕緣層、電極層和吸附層，所述靜電卡盤(pán)絕緣層、電極層、吸附層均通過(guò)熔射工藝制作，其中所述吸附層的厚度為30～300μm；

12、所述金屬基座的制作材料為金屬鋁、金屬鈦、鋁合金、鈦合金、不銹鋼中的任意一個(gè)，所述絕緣層包括al2o3、aln、zro2、mgo、sio2、sic、y2o3、yf3中的任意一種或兩種及兩種以上的混合；

13、所述吸附層包括陶瓷材料al2o3、aln、zro2、mgo、sio2、sic、y2o3、yf3中的任意一種，所述電極層包括鎢、鎳、鉬中的任意一種或兩種及兩種以上的混合，所述熔射層包括al2o3、aln、zro2、mgo、sio2、sic、y2o3、yf3中的任意一種或兩種及兩種以上的混合。

14、優(yōu)選的，所述步驟s2中，所述填充劑的質(zhì)量占比為60～75％，所述有機(jī)粘合劑的質(zhì)量占比為20～40％，所述添加劑的質(zhì)量占比為5～20％，以保證其絕緣性、穩(wěn)定性和光滑表面特性；

15、所述填充劑為陶瓷粉末，所述陶瓷粉末為al2o3、aln、zro2、mgo、sio2、sic、y2o3、yf3中的任意一種，所述絕緣膠黏劑中的陶瓷粉末與所述吸附層所使用的陶瓷材料相同，所述陶瓷粉末的粒徑為0.1～40μm；

16、所述有機(jī)粘合劑為環(huán)氧樹(shù)脂或者聚酰亞胺樹(shù)脂，以在高溫的工作環(huán)境下能提供涂層的基本機(jī)械強(qiáng)度和韌性，確保陶瓷粉末在基材表面的牢固附著，擁有卓越電絕緣性能；

17、所述添加劑為分散劑、增韌劑、流變改性劑、消泡劑、稀釋劑。

18、優(yōu)選的，所述步驟s2中，絕緣膠黏劑的混合方法為：

19、先加入有機(jī)粘合劑，再逐步加入陶瓷粉末，同時(shí)加入分散劑和流變改性劑，以保證顆粒均勻分散，形成良好混合狀態(tài)的預(yù)漿料；

20、再將增韌劑和消泡劑再加入具有良好混合狀態(tài)的預(yù)漿料中進(jìn)行攪拌，避免引入過(guò)多氣泡，最后再添加稀釋劑，調(diào)整絕緣膠黏劑的粘度，最終達(dá)到更為均勻的混合狀態(tài)以進(jìn)行涂覆；

21、其中，所述預(yù)漿料先進(jìn)行攪拌混合，攪拌的速度為2000～4000rpm，攪拌時(shí)間為15～30min，加入增韌劑和消泡劑后漿料的攪拌速度為300～1000rpm，攪拌時(shí)間為30min～2h；

22、所述絕緣膠黏劑的粘度為5000～30000cps，并且在該范圍內(nèi)均勻混合和分散，以保持優(yōu)異的物理性能和表面光澤特性。

23、優(yōu)選的，所述步驟s2中，所述脫氣處理包括：將所述填充劑、所述有機(jī)粘合劑、所述添加劑混合后置于真空脫氣裝置中，在0.002～0.05mpa的真空度下處理5～15min，以徹底消除膏體內(nèi)部的氣泡，確保最終涂層的致密性和均勻性。

24、優(yōu)選的，所述步驟s3中，絕緣涂層的厚度在50～150μm，絕緣涂層確保致密涂覆在靜電卡盤(pán)氣路孔道內(nèi)部，涂覆后將靜電卡盤(pán)置于真空固化爐中，在30～120℃下固化2～12小時(shí)，使絕緣涂層固化并達(dá)到所需的機(jī)械強(qiáng)度和絕緣性能，使得其hv硬度大于等于850kgf/mm2，ra≤0.2μm，孔隙率為1～4％。

25、優(yōu)選的，所述步驟s4中，所述熔射工藝為大氣等離子噴涂、火焰噴涂、電弧噴涂、高速氧燃料噴涂、冷噴涂、真空等離子噴涂中的任意一種；

26、使用熔射工藝增加靜電卡盤(pán)表面吸附層厚度，使得吸附層的厚度為200～800μm，吸附層的孔隙率為1～4％。

27、優(yōu)選的，所述步驟s5中，使用數(shù)控磨床對(duì)吸附層表面進(jìn)行機(jī)械研磨拋光處理，使用微型研磨工具對(duì)氣路孔道進(jìn)行研磨，達(dá)到氣路孔孔徑和孔深要求，研磨后使用純水進(jìn)行沖洗，研磨至所述吸附層的厚度為50～400μm，ra≤0.2μm。

28、優(yōu)選的，所述步驟s6中使用密封劑對(duì)吸附層表面進(jìn)行均勻涂覆，其中所述密封劑為樹(shù)脂類(lèi)密封劑，所述密封劑采用刷涂或者浸涂或者滴涂的方式涂覆。

29、采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

30、1、通過(guò)在氣路孔道內(nèi)部涂覆專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的絕緣膠黏劑，并經(jīng)過(guò)固化處理，本發(fā)明大幅提高了靜電卡盤(pán)的整體絕緣性能，這一過(guò)程能夠有效地避免電弧放電，尤其是在高溫和高壓環(huán)境下，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行；

31、2、相比以往的復(fù)雜工藝及工藝步驟，絕緣膠黏劑的使用，簡(jiǎn)化了防止氣孔發(fā)生電弧放電的方式，避免了傳統(tǒng)工藝中多次處理帶來(lái)的效率低下問(wèn)題，很好地降低了環(huán)境影響和工藝難度；

32、3、對(duì)氣路孔道內(nèi)壁保持適當(dāng)粗糙度再進(jìn)行絕緣膠黏劑的涂覆顯著提高了涂層與基材之間的結(jié)合力和機(jī)械強(qiáng)度，從而延長(zhǎng)了靜電卡盤(pán)的使用壽命；

33、4、對(duì)于靜電卡盤(pán)氣路孔道內(nèi)壁常出現(xiàn)的熔射層剝落、破裂問(wèn)題，使用絕緣膠黏劑進(jìn)行維修涂覆更為簡(jiǎn)單；

34、5、相比熔射層，絕緣膠黏劑涂覆的涂層具有更低孔隙率，保證了涂層在高要求環(huán)境下的可靠性。