一种用于静电卡盘的钼电极浆料及其制备方法与流程

本发明涉及静电卡盘，特别涉及一种用于静电卡盘的钼电极浆料及其制备方法。

背景技术：

1、静电卡盘是半导体刻蚀、薄膜沉积等精密制程中的核心承载部件，依靠内部金属电极通电产生静电吸附力，实现对晶圆的精准固定、温控与传输，其电极性能直接决定静电卡盘的吸附稳定性、耐高温性及使用寿命。钼金属具备熔点高、电阻率低、高温化学稳定性优异、与陶瓷基底适配性优于钨、银等金属的特性，是高端半导体静电吸盘电极的核心导电材料。

2、现有钼电极浆料的主要不足在于：

3、一、浆料分散均匀性差。传统钼浆静置24h即出现明显底部积粉、上层清液分层现象，粉体二次团聚严重，d50波动达1.8μm，上下层固含量差值大于等于8.5wt%，印刷前后浆料一致性差，导致印刷成型的电极层厚薄不均、内部存在大量孔隙与缺陷；

4、二、电极层与陶瓷基底结合力弱，易分层开裂，成品良率低。现有浆料仅添加单一普通氧化物粘结助剂，高温烧结后钼浆与陶瓷基底结合强度低（＜15mpa），孔隙率高（＞7%），冷热循环合格率低，无法耐受长期温度交变工况；

5、三、电极层致密度与导电均匀性不足。现有配方体系仅依靠常规分散剂改善钼粉团聚问题，效果有限，微米级钼粉极易在浆料中沉降、团聚，导致印刷成型的电极层厚薄不均。烧结后电极局部方阻差异大，导电均匀性差，进而造成静电卡盘表面静电场分布不均。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种用于静电卡盘的钼电极浆料及其制备方法，以解决背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

3、本发明一方面公开了一种用于静电卡盘的钼电极浆料，所述钼电极浆料包括：

4、复合导电相，其重量百分比为70～80wt%，包括75～85%的微米钼粉和15～25%纳米钼粉，其中，所述微米钼粉的粒径为3～5μm，所述纳米钼粉的粒径为50～100nm；

5、复合烧结助剂，包括：

6、氧化铝，其重量百分比为10wt%～15wt%；

7、二氧化硅，其重量百分比为6wt%～9wt%；

8、氧化钇，其重量百分比为4wt%～6wt%；

9、复合有机载体，包括松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、乙基纤维素；

10、复合分散剂，包括聚乙二醇和脂肪酸甘油酯，所述复合分散剂为所述复合导电相与所述复合烧结助剂总量的3%。

11、优选的，所述松油醇、所述二乙二醇丁醚醋酸酯、所述乙基纤维素的比为7:2:1。

12、优选的，所述聚乙二醇与所述脂肪酸甘油酯的比为1:1。

13、本发明另一方面公开了一种用于静电卡盘的钼电极浆料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

14、步骤s1：粉料预处理

15、将复配钼粉置于真空烘箱中，在115～125℃的温度条件下烘干2～2.5h，去除粉料表面吸附的水分与杂质，随后加入复合烧结助剂，采用高速球磨混合30～40min，获得均匀混合的固体粉料体系；

16、步骤s2：复合有机载体配制

17、将松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯混合搅拌均匀，水浴加热至60℃，缓慢加入乙基纤维素，恒温搅拌2～3h，直至乙基纤维素完全溶解，冷却至室温，静置消泡，制得透明均匀的复合有机载体；

18、步骤s3：浆料分散研磨

19、向复合有机载体中加入复合分散剂，搅拌均匀后分三次加入预处理后的固体粉料，每次加料后低速搅拌至少15min，避免粉料团聚，加料完成后采用三辊研磨机反复研磨，控制研磨细度小于等于5μm，保证浆料组分均匀分散；

20、步骤s4：真空脱泡

21、将研磨完成的浆料置于真空脱泡机中，在真空度-0.08～-0.09mpa条件下脱泡25～30min，去除浆料内部微小气泡，最终制得用于静电卡盘的钼电极浆料。

22、采用上述技术方案，具有以下有益效果：

23、提升浆料储存与印刷稳定性，改善团聚、沉降、分层问题：本发明采用纳米-微米复配钼粉配合复配润湿分散体系，粉体与有机载体相容性好，浆料体系均一性提升，解决了传统浆料短期静置即严重沉降团聚、印刷一致性差、批次波动大的问题，提升丝网印刷工艺适配性与量产稳定性。

24、增强电极与陶瓷基底界面结合强度，抗热冲击、不易开裂脱落，采用氧化铝-二氧化硅-氧化钇三元复合粘结体系，可有效匹配钼相与氮化铝陶瓷的热膨胀系数，高温烧结形成致密界面过渡层与机械互锁结构，电极与基底界面结合强度可达18.5～22.3mpa，无起皮、微裂纹、分层脱落缺陷，大幅提升静电卡盘使用寿命。

25、电极致密度高、导电性能优异且长期稳定，杜绝工况导电衰减，复配粉体结构可有效填充颗粒间隙，配合优化烧结工艺，电极烧结致密度大于等于98%，常温电阻率低至5.8～6.5μω•cm，面阻均匀偏差小于等于3%，解决了传统电极导电不均、高温易劣化、静电吸附力波动大的痛点，满足半导体高精度制程稳定性要求。

26、工艺通用性强、生产成本可控，量产适配性优异，制备工艺基于成熟的搅拌研磨、丝网印刷、高温烧结设备，无需昂贵镀膜设备与复杂精密工艺，流程简单可控、参数窗口宽，可直接适配现有静电卡盘电极量产产线，兼具高性能与产业化优势，具备极高的工程推广价值。

1.一种用于静电卡盘的钼电极浆料，其特征在于，所述钼电极浆料包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于静电卡盘的钼电极浆料，其特征在于，所述松油醇、所述二乙二醇丁醚醋酸酯、所述乙基纤维素的比为7:2:1。

3.根据权利要求1所述的一种用于静电卡盘的钼电极浆料，其特征在于，所述聚乙二醇与所述脂肪酸甘油酯的比为1:1。

4.一种如权利要求1-3任一所述用于静电卡盘的钼电极浆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：