CN100370592C - 静电卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带加热器的、且表面绝缘层为烧结陶瓷的静电卡盘。本发明的静电卡盘包括基座、盘面绝缘层以及位于基座和盘面绝缘层之间的加热器，其中所述盘面绝缘层上邻近基座侧设有凹槽，所述加热器镶嵌在该凹槽内，盘面绝缘层上的凹槽壁部分形成用于保护加热器的保护环。本发明的静电卡盘的优点和积极效果在于：由于保护环为与盘面绝缘层一体结构，即保护环为陶瓷材料制成，陶瓷材料的抗腐蚀性能远远大于环氧树脂，所以本发明中的加热器得到了更充分的保护，故使用寿命长，因此也延长了静电卡盘的使用寿命。

Description

静电卡盘

技术领域

本发明涉及半导体刻蚀设备中的静电卡盘，特别是一种带加热器的、且表面绝缘层为烧结陶瓷的静电卡盘。

背景技术

静电卡盘广泛地应用于制造集成电路(IC)或MEMS器件的制造工艺中，用于在反应腔室内支撑晶片、为晶片提供直流偏压并且控制晶片表面的温度。在某些工艺中，由于需要晶片的表面温度较高，或者希望晶片表面温度可以快速地调节，单纯依靠冷却机(Chiller)控制卡盘的温度不能满足工艺的需要。因此通常要在在静电卡盘中加入加热器。如图1所示，目前半导体刻蚀设备中大多数采用的带加热器的、且表面绝缘层为烧结陶瓷的静电卡盘结构包括上表面为圆形的铝质基座1、盘面绝缘层2以及位于基座1和盘面绝缘层2之间的加热器3，其中在盘面绝缘层2与加热器3之间、加热器3与基座1之间用各自有硅橡胶粘接层。由于加热器3不能暴露于反应环境，因此一般加热器3的直径小于盘面绝缘层2的直径和基座1上表面的直径，缺少的部分用环氧树脂填充，形成了环氧树脂环4。加热器3的厚度一般为0.5毫米到1毫米，环氧树脂的厚度为加热器3的厚度再加上粘接层的厚度，一般需要在1毫米左右。在反应过程中，环氧树脂环4容易被等离子体侵蚀，且容易剥落，从而影响了静电卡盘的使用寿命。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种使用寿命长的静电卡盘。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明静电卡盘，包括基座、盘面绝缘层以及位于基座和盘面绝缘层之间的加热器，其中所述盘面绝缘层上邻近基座侧设有凹槽，所述加热器镶嵌在该凹槽内，盘面绝缘层上的凹槽壁部分形成用于保护加热器的保护环。

其中所述保护环与基座之间设有环氧树脂环。

其中所述保护环与基座连接在一起。

其中保护环和基座、加热器之间分别设有硅橡胶粘接层。

(三)有益效果

本发明的静电卡盘的优点和积极效果在于：本发明中，加热器镶嵌在盘面绝缘层的凹槽内，且凹槽壁部分形成用于保护加热器的保护环。保护环为与盘面绝缘层一体结构，即保护环为陶瓷材料制成，由于陶瓷材料的抗腐蚀性能远远大于环氧树脂，所以本发明中的加热器得到了更充分的保护，故使用寿命长，因此也延长了静电卡盘的使用寿命。

附图说明

图1是现有的静电卡盘的局部剖视图；

图2是本发明的静电卡盘的第一种实施例的局部剖视图；

图3是本发明的静电卡盘的第二种实施例的局部剖视图。

图中：1.基座；2.盘面绝缘层；3.加热器；4.环氧树脂环；5.保护环。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本发明静电卡盘的具体实施方式，但不用来限制本发明的保护范围。

参见图2。本发明的静电卡盘的第一种实施例结构包括上表面为圆形的铝质基座1、烧结陶瓷材料制成的盘面绝缘层2以及位于基座1和盘面绝缘层2之间的加热器3。盘面绝缘层2上邻近基座1一侧设有凹槽，所述加热器3镶嵌在该凹槽内，盘面绝缘层2上的凹槽壁部分形成加热器3的保护环5，保护环5用于保护加热器3，避免被反应室中的反应气体腐蚀。在保护环5与基座1之间设有环氧树脂环4。本实施例中，用于保护加热器3避免腐蚀部分包括两部分，即保护环5和环氧树脂环4，与现有的静电卡盘相比，减小了环氧树脂环4的厚度。由于保护环5与盘面绝缘层2为一体结构，因此保护环5的材料与盘面绝缘层2的材料相同，即为烧结陶瓷材料。由于烧结陶瓷的抗腐蚀性能远远大于环氧树脂，所以本实施例中的加热器3得到了更完善的保护，使用寿命长，从而延长了静电卡盘的使用寿命。

静电卡盘盘面绝缘层2陶瓷烧结后的厚度一般大于实际需要的厚度，在烧结后通过机械加工去掉多余的部分。在本实施例中，烧结后的陶瓷厚度为4mm，经过初步加工，使得陶瓷的直径、晶片支撑表面满足技术指标要求，如表面平面度，粗糙度后，剩余的陶瓷厚度为3.5mm，直径为297mm；加热器厚度为0.8毫米，直径为293mm。环氧树脂环4厚度为0.6毫米，直径为294mm。

参见图3。本发明的静电卡盘的第二种实施例结构与第一种实施例基本相同，也包括基座1、盘面绝缘层2、加热器3，盘面绝缘层2上设有与其一体的保护环5。不同之处仅在于：在该实施例中，没有环氧树脂环，保护环5与基座1直接通过硅橡胶粘接层连接在一起，保护环5和加热器3之间也设有硅橡胶粘接层。对加热器3的保护完全由抗腐蚀性能强的保护环5实现，这样，在实施例一的基础上进一步延长了加热器3的使用寿命长，从而进一步延长了静电卡盘的使用寿命。

综上所述，本发明的静电卡盘中可以减小抗腐蚀性能差的环氧树脂层的厚度，甚至取消环氧树脂层的使用，代之以抗腐蚀性能强的陶瓷保护环5，大幅度延长了静电卡盘的使用寿命。实践证明(经测试)：本发明的静电卡盘与现有的同类型静电卡盘相比，使用寿命延长1.5～2倍。

以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种静电卡盘，包括基座(1)、盘面绝缘层(2)以及位于基座(1)和盘面绝缘层(2)之间的加热器(3)，其特征在于所述盘面绝缘层(2)上邻近基座(1)侧设有凹槽，所述加热器(3)镶嵌在该凹槽内，盘面绝缘层(2)上的凹槽壁部分形成用于保护加热器(3)的保护环(5)。

2.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于所述保护环(5)与基座(1)之间设有环氧树脂环(4)。

3.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于所述保护环(5)与基座(1)连接在一起。

4.根据权利要求3所述的静电卡盘，其特征在于所述保护环(5)和基座(1)、加热器(3)之间分别设有硅橡胶粘接层。

Images