CN116959948B - 一种静电吸盘以及等离子体刻蚀装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种静电吸盘以及等离子体刻蚀装置,该静电吸盘包括:基座、加热层、吸附层,以及由第一胶接层和第二胶接层组成的胶接层,加热层位于第一胶接层和第二胶接层之间,还包括环绕覆盖胶接层裸露侧面的陶瓷密封环。在胶接层指向陶瓷密封环的方向上,陶瓷密封环的长度变大。由上述可知,上述静电吸盘采用陶瓷密封环,并且该陶瓷密封环与吸附层和/或基座的接触面积较小,从而能够减小陶瓷密封环的导热能力,使得陶瓷密封环能够对静电吸盘的边缘起到保温作用,降低静电吸盘边缘的温度梯度,以为利用陶瓷密封环对胶接层进行密封提供了一种可行方案,进而在提高静电吸盘使用寿命的同时,保证静电吸盘的温控能力。
Description
技术领域
本申请涉及半导体刻蚀设备技术领域,尤其涉及一种静电吸盘以及包括该静电吸盘的等离子体刻蚀装置。
背景技术
在半导体行业中,很多半导体器件的制造工艺,如传感器、存储器件等,都对工艺温度有着严格的要求。并且,在器件制造过程中,由于某些因素导致的刻蚀均匀性不够,需要改变温度对刻蚀均匀性进行改善,或者半导体刻蚀本身具有特殊图形,需要特殊的温度分布与之对应,这些工作都需要静电吸盘(Electro Static Chuck,简称ESC)的温度控制能力来实现。
ESC是目前先进半导体刻蚀设备的必备组成部件,用于实现更加精细以及精确的刻蚀。然而, ESC中胶接层的密封是对于ESC是非常重要的,因此若是刻蚀腔室中的等离子体与胶接层中的硅脂接触后,会污染刻蚀腔室。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种静电吸盘,方案如下:
一种静电吸盘,应用于等离子刻蚀装置中,包括:
主体结构,所述主体结构包括胶接层,还包括沿第一方向依次层叠的基座、加热层、吸附层;
所述胶接层包括沿所述第一方向排布的第一胶接层和第二胶接层,所述加热层位于所述第一胶接层和所述第二胶接层之间,并且所述第一胶接层位于所述基座朝向所述加热层的一侧表面,所述第二胶接层位于所述吸附层朝向所述加热层的一侧表面;
陶瓷密封环,所述陶瓷密封环位于所述基座朝向所述加热层的一侧,并沿所述第一方向延伸至所述吸附层朝向所述加热层的一侧,环绕覆盖所述胶接层裸露的侧面;
其中,沿着第二方向,所述陶瓷密封环在所述第一方向上的长度变大,所述第二方向由所述胶接层指向所述陶瓷密封环,所述第一方向与所述第二方向垂直。
可选的,所述陶瓷密封环的材料为氧化锆、氧化铝、碳化硅。
可选的,在所述第二方向上,所述陶瓷密封环的截面形状为梯形。
可选的,所述陶瓷密封环包括沿所述第二方向依次排布的第一部分和第二部分,并且在所述第一方向上,所述第一部分的延伸长度小于所述第二部分的延伸长度。
可选的,在所述第二方向上,所述第一部分的截面形状为矩形,所述第二部分的截面形状为矩形。
可选的,所述陶瓷密封环与所述胶接层相接的表面以及与所述加热层相接的表面为弧形面。
可选的,所述陶瓷密封环为封闭环形。
可选的,所述陶瓷密封环具有至少一个第一通孔。
可选的,所述陶瓷密封环包括至少两个弧形部分,所述至少两个弧形部分沿环绕所述胶接层的方向依次排布形成封闭环形。
可选的,所述陶瓷密封环包括两个弧形部分,分别为第一弧形部分和第二弧形部分,所述第一弧形部分和所述第二弧形部分相对形成封闭环形。
可选的,所述第一弧形部分具有第一端和第二端,所述第二弧形部分具有第三端和第四端,其中,所述第一端与所述第三端相对,所述第二端与所述第四端相对,并且所述第一端和所述第三端之间具有空隙,所述第二端和所述第四端之间具有空隙。
可选的,所述第一弧形部分具有一个第二通孔,所述第二弧形部分具有一个第三通孔。
可选的,所述第一弧形部分具有多个第二通孔,所述第二弧形部分具有多个第三通孔。
可选的,所述多个第二通孔中相邻两个第二通孔之间的距离相同,所述多个第三通孔中相邻两个第三通孔之间的距离相同。
可选的,相邻两个所述第二通孔之间的距离与相邻两个所述第三通孔之间的距离相同。
可选的,在所述第二方向上,所述第二通孔包括第一子通孔和第二子通孔,所述第一子通孔与所述第二子通孔相连通,并且在所述第二方向上,所述第一子通孔的孔径逐渐变小至与所述第二子通孔的孔径相同;
在所述第二方向上,所述第三通孔包括第三子通孔和第四子通孔,所述第三子通孔和所述第四子通孔相连通,并且在所述第二方向上,所述第三子通孔的孔径逐渐变小至与所述第四子通孔的孔径相同。
可选的,所述吸附层内设置有静电吸附电极。
可选的,所述基座内部具有沿所述第二方向延伸,且贯穿所述基座的冷却液通道。
可选的,所述加热层包括沿所述第一方向依次排布的加热板和均热板。
本申请还提供了一种等离子体刻蚀装置,包括上述任一所述的静电吸盘。
与现有技术相比,本申请的技术方案的有益效果为:
本申请提供的静电吸盘依次包括:基座、加热层、吸附层,以及由第一胶接层和第二胶接层组成的胶接层,加热层位于第一胶接层和第二胶接层之间,还包括环绕覆盖胶接层裸露侧面的陶瓷密封环。其中,在胶接层指向陶瓷密封环的方向上,陶瓷密封环的长度变大。由上述可知,上述静电吸盘采用陶瓷密封环,并且该陶瓷密封环与吸附层和/或基座的接触面积较小,从而能够减小陶瓷密封环的导热能力,使得陶瓷密封环能够对吸附层的边缘起到保温作用,降低吸附层边缘的温度梯度,进而使得陶瓷密封环能够对静电吸盘的边缘起到保温作用,降低静电吸盘边缘的温度梯度,以为利用陶瓷密封环对胶接层进行密封提供了一种可行方案,以使得在提高静电吸盘使用寿命的同时,确保静电吸盘的边缘温度梯度在允许范围以内,进而在提高静电吸盘使用寿命的同时,保证静电吸盘的温控能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本申请可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为一种现有静电吸盘的结构示意图;
图2为本申请提供的一种静电吸盘的结构示意图;
图3为本申请提供的一种静电吸盘中的主体结构的结构示意图;
图4为图2所示的一种静电吸盘结构示意图中区域A的局部放大图;
图5为采用橡胶密封环进行密封的静电吸盘的吸附层的温度分布仿真图;
图6为采用陶瓷密封环进行密封的静电吸盘的吸附层的温度分布仿真图;
图7为图2所示的另一种静电吸盘结构示意图中区域A的局部放大图;
图8为图2所示的又一种静电吸盘结构示意图中区域A的局部放大图;
图9为图2所示的又一种静电吸盘结构示意图中区域A的局部放大图;
图10为图2所示的又一种静电吸盘结构示意图中区域A的局部放大图;
图11为本申请提供的一种静电吸盘中的陶瓷密封环的结构示意图;
图12为本申请提供的另一种静电吸盘中的陶瓷密封环的结构示意图;
图13为本申请提供的又一种静电吸盘中的陶瓷密封环的结构示意图;
图14为本申请提供的又一种静电吸盘中的陶瓷密封环的结构示意图;
图15为本申请提供的一种静电吸盘中的陶瓷密封环的第二孔洞的结构示意图;
图16为本申请提供的另一种静电吸盘中的陶瓷密封环的第二孔洞的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一区域实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
正如背景技术部分所述,ESC是目前先进半导体刻蚀设备的必备组成部件,是一种高度复杂且加工精细的静电吸附装置,主要完成晶片刻蚀过程中的吸附固定。
如图1所示,图1为传统ESC的主要构造的剖面示意图,该ESC包括静电吸附层1、胶接层2、加热层3、基座4以及橡胶密封环5,其中橡胶密封环5用于对胶接层2进行密封,避免刻蚀腔室内的等离子体直接接触胶接层2中的硅脂引起刻蚀腔室污染问题。同时,橡胶的导热系数小,能够在边缘起到保温效果,降低静电吸盘边缘的温度梯度。然而,当橡胶长期暴露在等离子体以及活化分子等环境中,会加速橡胶密封环5的老化,因此上述ESC中的橡胶密封环5会由于长期暴露在等离子环境中,加速了橡胶密封环5的老化,进而影响对胶接层2的密封效果,会造成刻蚀腔室的污染,严重影响该封装方式的ESC使用寿命。
基于此,本申请提供了一种静电吸盘,该静电吸盘应用于等离子体刻蚀装置中,如图2所示,图2为本申请提供的一种静电吸盘的剖面结构示意图,该静电吸盘包括:
主体结构100,如图3所示,图3为本申请提供的一种静电吸盘中的主体结构的剖面结构示意图,所述主体结构100包括胶接层101,并且所述主体结构100还包括沿第一方向依次层叠的基座102、加热层103和吸附层104。
继续如图2所示,所述胶接层101包括沿所述第一方向依次排布的第一胶接层1011和第二胶接层1012,所述加热层103位于所述第一胶接层1011和所述第二胶接层1012之间,并且所述第一胶接层1011位于所述基座102朝向所述加热层103的一侧,所述第二胶接层1012位于所述吸附层104朝向所述加热层103的一侧,也就是说,所述第一胶接层1011位于所述基座102和所述加热层103之间,所述第二胶接层1012位于所述吸附层104和所述加热层103之间,以使得所述胶接层101能够将基座102、加热层103和吸附层104相互粘接成为一个整体,形成主体结构100。
继续如图2所示,该静电吸盘包括陶瓷密封环200,所述陶瓷密封环200与所述胶接层101位于同一层,具体所述陶瓷密封环200位于所述基座102朝向所述加热层103的一侧表面,并沿所述第一方向延伸至所述吸附层104朝向所述加热层103的一侧,环绕覆盖所述胶接层101裸露的侧面,即陶瓷密封环200位于基座102上表面,并沿第一方向从基座102上表面延伸至吸附层104下表面。需要说明的是,已知主体结构100包括沿第一方向依次层叠的多个膜层,胶接层101位于相邻两个膜层之间,用于粘接固定各个膜层,以形成主体结构,因此胶接层101的侧面会裸露,陶瓷密封环200从基座102上表面延伸至吸附层104下表面,从而陶瓷密封环200可以覆盖胶接层101裸露的侧面。还需要说明的是,陶瓷密封环200环绕覆盖胶接层101指的是陶瓷密封环200沿着环绕胶接层101的方向延伸,并且与胶接层101相贴。
其中,如图4所示,图4为图2中A区域的放大示意图,沿着第二方向,所述陶瓷密封环200在所述第一方向上长度变大,所述第二方向由胶接层101指向陶瓷密封环,所述第一方向与所述第二方向垂直,即在背离胶接层101的方向上,所述陶瓷密封环200竖直高度变大。需要注意的是,在背离胶接层101的方向上,陶瓷密封环200的最大长度的边缘与吸附层104的边缘平齐,且与基座102的边缘平齐。
具体地,在本申请实施例中,由上述可知,本申请提供的静电吸盘利用陶瓷密封环200对胶接层101进行密封,取代了原来的橡胶密封环,将胶接层101与刻蚀腔室中的等离子体以及活化分子隔离开,避免了刻蚀腔室的污染问题,同时规避了橡胶密封环存在老化的问题。
然而,陶瓷材料与橡胶材料的一个重大差别在于导热系数存在较大差距,橡胶材料的导热系数通常较小,约为0.15w/(m·k),陶瓷材料的导热系数通常为33w/(m·k)左右,陶瓷材料的带热系数都要高出橡胶材料导热系数1~2个数量级,使得相同条件下陶瓷材料的热通量高出橡胶材料1~2个数量级。这就会导致采用陶瓷密封环进行密封的静电吸盘存在边缘温度梯度较大的问题,导致静电吸盘的边缘区域无法实现控温,影响静电吸盘的温控效果。具体如图5和图6所示,图5为采用橡胶密封环进行密封的静电吸盘的吸附层的温度分布仿真图,图6为采用陶瓷密封环进行密封的静电吸盘的吸附层的温度分布仿真图,根据图5可知,采用橡胶密封环进行密封的静电吸盘的吸附层的温度分布较均匀,温度差跨度小,而从图6可以看出,由于陶瓷的导热系数远大于橡胶的导热系数,采用陶瓷密封环进行密封的静电吸盘的吸附层边缘区域温度差跨度较大,温控效果较差。由此可见,单纯的利用陶瓷密封环进行密封,不对陶瓷密封环进行适应性处理,存在不可忽视的问题。
为了解决上述问题,本申请提供的静电吸盘中的陶瓷密封环200在背离胶接层101的方向上竖直高度变大,使得陶瓷密封环200靠近吸附层104的一侧存在不与吸附层104接触的部分,和/或陶瓷密封环200靠近基座102的一侧存在不与基座102接触的部分。也就是说,陶瓷密封环200靠近吸附层104的一侧存在不与吸附层104接触的部分,或者陶瓷密封环200靠近基座102的一侧存在不与基座102接触的部分,或者陶瓷密封环200靠近吸附层104的一侧以及陶瓷密封环200靠近基座102的一侧均存在不接触的部分,从而能够减小陶瓷密封环200与吸附层104的接触面积和/或减小与基座102的接触面积,以达到减小陶瓷密封环200的传热能力的目的,减缓陶瓷密封环200对吸附层104边缘的导热能力,使得陶瓷密封环200能够对吸附层104的边缘起到保温作用,降低吸附层104边缘的温度梯度,进而使得陶瓷密封环200能够对静电吸盘的边缘起到保温作用,降低静电吸盘边缘的温度梯度。因此本申请提供的静电吸盘能够尽可能的抑制陶瓷密封环带来的温控效果差的问题,为利用陶瓷密封环对胶接层进行密封提供了一种可行方案,以使得在提高静电吸盘使用寿命的同时,确保静电吸盘的边缘温度梯度在允许范围以内,进而在提高静电吸盘使用寿命的同时,保证静电吸盘的温控能力。
需要说明的是,根据傅里叶热传导公式:
其中,q代表传递的热量,λ代表材料的导热系数,A代表传递热量的面积,ΔT代表两传输面的温度梯度,ΔX代表两传热面的距离。根据上述傅里叶热传导公式可知,在导热系数一定的条件下,可以通过减小传热面积,降低传递的热量,因此在上述实施例中,减小陶瓷密封环200与吸附层104的接触面积和/或减小与基座102的接触面积,可以达到减小陶瓷密封环200的传热能力的目的,进而使得本申请提供的静电吸盘即便采用导热系数较大的陶瓷密封环,也可以实现对静电吸盘的边缘的保温作用,降低静电吸盘边缘的温度梯度。
需要说明的是,为了保证静电吸盘的温控能力,需要尽最大的可能降低静电吸盘边缘的温度梯度,其中陶瓷密封环200的陶瓷材料的导热系数越小,对静电吸盘的边缘的保温能力越强,静电吸盘的边缘的温度梯度越小。因此,在本申请的一个实施例中,陶瓷密封环200的材料为氧化锆,氧化锆的导热系数约为2.0w/(m·k)左右,是导热系数较小的一种陶瓷材料,可以使得陶瓷密封环200的保温能力较强。但本申请对此并不做限定,在本申请的其他实施例中,该陶瓷密封环200的材料也可以为其他满足静电吸盘工作需求,且导热系数不太高的陶瓷材料,例如氧化铝、碳化硅等,具体视情况而定。
在本申请的一个实施例中,如图4所示,在所述第二方向上,所述陶瓷密封环200的截面形状为梯形,也就是说,若沿着第二方向将陶瓷密封环剖开,所述陶瓷密封环200的截面形状为梯形,以减小陶瓷密封环200与吸附层104和基座102之间的接触面积,进而达到减小陶瓷密封环200的传热能力的目的。
在本申请的另一个实施例中,如图7所示,图7为图2中A区域的放大示意图,所述陶瓷密封环200包括沿所述第二方向依次排布的第一部分210和第二部分220,并且在所述第一方向上,所述第一部分210的延伸长度小于所述第二部分220的长度,也就是说,第一部分210沿第一方向的延伸长度小于第二部分220沿第一方向的延伸长度。相比于前述陶瓷密封环200的截面形状为梯形而言,本实施例不仅能够减小陶瓷密封环200与吸附层104和基座102之间的接触面积,还使得该陶瓷密封环200在吸附层104指向基座102方向上的横截面的面积相对更小,从而具有更小的热量传输面积,以进一步减小陶瓷密封环200的传热能力。
需要说明的是,上述实施例提供的静电吸盘,为了保证陶瓷密封环200的机械强度,该陶瓷密封环200的与吸附层104之间的接触面积以及基座102之间的接触面积,要大于陶瓷密封环200截面形状为梯形时,与吸附层104之间的接触面积以及与基座102之间的接触面积。因此,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图7所示,在所述第二方向上,所述第一部分210的截面形状为矩形,所述第二部分220的截面形状为矩形,也即若沿着第二方向将上述陶瓷密封环剖开,该陶瓷密封环的截面形状为两个矩形拼接后的形状。
已知陶瓷密封环200是用于对静电吸盘中的胶接层101和加热层103组成的整体进行密封,那么对于静电吸盘来讲,陶瓷密封环200对于胶接层101和加热层103的密封程度,是值得被注意的一环。而陶瓷密封环200与胶接层101以及加热层103的相接面的贴合程度是可以影响密封质量的,贴合的越紧密,密封程度也就越好。因此,在本申请的一个实施例中,所述陶瓷密封环200与所述胶接层101相接的表面以及与所述加热层103相接的表面为弧形面,用于达到增大陶瓷密封环200与胶接层101以及加热层103接触面积的目的,以使得陶瓷密封环200与胶接层101以及加热层103更好的贴合,进而保证陶瓷密封环200的密封质量。
具体地,如图8和图9所示,图8为在陶瓷密封环200的截面形状为梯形的基础上,陶瓷密封环200与胶接层101相接的表面以及与加热层103相接的表面为弧形面时,本申请提供的一种静电吸盘的结构示意图,图9为在陶瓷密封环200的截面形状为两个矩形拼接的基础上,陶瓷密封环200与胶接层101相接的表面以及与加热层103相接的表面为弧形面时,本申请提供的一种静电吸盘的结构示意图。
需要注意的是,图8和图9示出了陶瓷密封环200与胶接层101以及加热层103相接的各个面为弧形面时的情况,另外还有一种情况是陶瓷密封环200各个弧形面平缓过度构成一个完整的弧形面,那么此时陶瓷密封环200的截面形状则是一个类似半圆形的形状,如图10所示。
还需要说明的是,当陶瓷密封环200与胶接层101以及加热层103的接触面为弧形面时,以陶瓷密封环200为参考物来讲,各弧形面可以为向陶瓷密封环200外侧凸起的弧形面,也可以为向陶瓷密封环200内侧凹陷的弧形面,上述图8、图9、图10均是以各弧形面为向陶瓷密封环200外侧凸起的弧形面为例进行描述的,然而本申请实施例对此并不做限定。
上述内容已经对陶瓷密封环200的截面形状进行详细的介绍,下面将对陶瓷密封环200所形成的环形的具体结构进行介绍。
具体地,在本申请的一个实施例中,如图11所示,所述陶瓷密封环200为封闭环形。
需要说明的是,在该静电芯片的制备过程包括将陶瓷密封环200与胶接层101相粘接的步骤,在粘接过程中,若是陶瓷密封环200与胶接层101之间存在空气的话,粘接之后陶瓷密封环200与胶接层101之间会存在气泡,导致陶瓷密封环200与胶接层101不能够紧密贴合,导致陶瓷密封环200与胶接层101粘接不牢。因此,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图8所示,所述陶瓷密封环200具有至少一个第一通孔201,以通过第一通孔201泄放陶瓷密封环200与胶接层101之间的空气,使得陶瓷密封环200与胶接层101紧密贴合,进而保证陶瓷密封环200与胶接层101粘接牢固。
上述陶瓷密封环200也可以由几部分组成,围成一个封闭环形。因此,在本申请的一个实施例中,如图12所示,所述陶瓷密封环200包括至少两个弧形部分,所述至少两个弧形部分沿环形所述胶接层101的方向依次排布形成封闭环形。需要说明的是,若是陶瓷密封环200为一个整体的封闭环,在与胶接层101的粘接过程中,会存在由于挤压的原因发生断裂的风险。而在本申请实施例中,该陶瓷密封环200包括至少两个弧形部分组成,各个弧形部分单独与胶接层101粘接,能够尽可能的避免陶瓷密封环200安装过程中发生断裂,有助于陶瓷密封环200的顺利安装,进而有助于静电吸盘的顺利制备。
需要说明的是,陶瓷密封环200包括至少两个弧形部分组成,能够尽可能的避免陶瓷密封环200安装过程中发生断裂,但是弧形部分的数量也不是越多越好,弧形部分数量过多也会带来安装繁琐等问题。因此,在上述实施例的基础上,在本申请的一个优选实施例中,继续如图12所示,所述陶瓷密封环200包括两个弧形部分,分别为第一弧形部分230和第二弧形部分240,所述第一弧形部分230和所述第二弧形部分240相对形成封闭环形,既有效避免了陶瓷密封环断裂的风险,又保证了安装的简便性。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图12所示,所述第一弧形部分230具有第一端和第二端,所述第二弧形部分240具有第三端和第四端,其中,所述第一端与所述第三端相对,所述第二端与所述第四端相对,并且所述第一端和所述第三端之间具有空隙,所述第二端和所述第四端之间具有空隙,以使得所述第一弧形部分230和所述第二弧形部分240之间具有空隙,从而使得陶瓷密封环200胶接层101的粘接过程中,空气可以通过上述空隙排出,避免陶瓷密封环200胶接层101之间存在气泡。
在本申请的另一个实施例中,如图13所示,所述第一弧形部分230具有一个第二通孔202,所述第二弧形部分240具有一个第三通孔203,使得陶瓷密封环200胶接层101的粘接过程中,空气可以通过第二通孔202以及第三通孔203排出,避免陶瓷密封环200胶接层101之间存在气泡。
在本申请的一个优选实施例中,如图14所示,所述第一弧形部分230具有多个第二通孔202,所述第二弧形部分240具有多个第三通孔203。本实施例与上述实施例的区别在于具有更多的通孔,从而使得陶瓷密封环200胶接层101的粘接过程中,空气可以通过多个第二通孔202以及多个第三通孔203更高效的排出,避免陶瓷密封环200胶接层101之间存在气泡。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图14所示,所述多个第二通孔202中相邻两个第二通孔202之间的距离相同,所述多个第三通孔203中相邻两个第三通孔203之间的距离相同,即第一弧形部分230中的第二通孔202均匀分布,第二弧形部分240中的第三通孔203均匀分布,使得在陶瓷密封环200胶接层101的粘接过程中,空气可以经第二通孔202以及第三通孔203均匀排出,使得粘接过程中,第一弧形部分230和第二弧形部分240可以受力均匀,有助于第一弧形部分230和第二弧形部分240的高质量安装。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,相邻两个所述第二通孔之间的距离与相邻两个所述第三通孔之间的距离相同,以使得第一弧形部分230与第二弧形部分240为同一弧形结构,不用单独制备第一弧形部分230和第二弧形部分240,简化静电吸盘的制备工艺。
需要说明的是,无论对于第一弧形部分230和第二弧形部分240具有一个通孔,还是第一弧形部分230和第二弧形部分240具有多个通孔,在本申请的一个实施例中,如图15所示,在所述第二方向上,所述第二通孔202包括第一子通孔2021和第二子通孔2022,所述第一子通孔2021与所述第二子通孔2022相连通,并且在所述第二方向上,所述第一子通孔2021的孔径逐渐变小,直至与第二子通孔2022的孔径相同,即沿着第二方向第一子通孔2021的孔径逐渐变小,直至与第二子通孔2022的孔径相同。在所述第二方向上,所述第三通孔203包括第三子通孔2031和第四子通孔2032,所述第三子通孔2031和所述第四子通孔2032相连通,并且在所述第二方向上,所述第三子通孔2031的孔径逐渐变小,直至与第四子通孔2032的孔径相同。由上述可知,第二通孔202和第三通孔203的存在,减小了陶瓷密封环200的面积,进而使得第二通孔202和第三通孔203在排空气的同时,还能够使得陶瓷密封环200的传热面积进一步减小,从而降低陶瓷密封环200的传热能力。需要说明的是,图12中仅示出了第二通孔202的结构,第三通孔203的结构与第二通孔202的结构相同,因此不再进行图示描述。
需要说明的是,上述实施例中的陶瓷密封环200的截面形状为梯形,当陶瓷密封环200的截面形状为矩形时,第二通孔202和第三通孔203示意图如图16所示,此时第二通孔202和第三通孔203同样可以减小陶瓷密封环200的传热面积,从而降低陶瓷密封环200的传热能力。
还需要说明的是,上述两个实施例是在陶瓷密封环200包括两个弧形部分的前提下进行介绍的,当陶瓷密封环200包括三个或以上的弧形部分时,弧形部分的通孔仍适用上述通孔结构,详细的不再赘述。
需要注意的是,为了避免刻蚀腔室被污染,上述弧形部分上的通孔的尺寸通常很小,能够满足空气的排放即可。
在本申请的一个实施例中,所述吸附层104内设置有静电吸附电极,用于在刻蚀过程中实现对晶片的吸附。另外,吸附层104也还可以设置偏置电压射频电极,也就是说,该吸附层104内既设置静电吸附电极,又设置偏置电压射频电极,但本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
在本申请的一个实施例中,所述基座102为铝基座,并且所述基座102具有沿所述第二方向延伸,且贯穿所述基座102的冷却液通道,目的是为了带走静电吸盘工作过程产生的热量,建立温度平衡。需要说明的是,本申请对冷却液通道的数量并不做限定,具体视情况而定。
在本申请的一个实施例中,所述加热层103包括沿所述第一方向依次排布的加热板和均热板,以实现对吸附层104的加热以及温度分布的控制。
相应的,本申请还提供了一种等离子刻蚀装置,该等离子刻蚀装置包括上述任一实施例所述的静电吸盘,并且该静电吸盘的结构在上述实施例已经详细介绍,在此不再赘述。
综上所述,本申请提供了一种静电吸盘以及等离子刻蚀装置,该静电吸盘依次包括:基座、加热层、吸附层,以及由第一胶接层和第二胶接层组成的胶接层,加热层位于第一胶接层和第二胶接层之间,还包括环绕覆盖胶接层裸露侧面的陶瓷密封环。其中,在胶接层指向陶瓷密封环的方向上,陶瓷密封环的长度变大。由上述可知,上述静电吸盘采用陶瓷密封环,并且该陶瓷密封环与吸附层和/或基座的接触面积较小,从而能够减小陶瓷密封环的导热能力,使得陶瓷密封环能够对吸附层的边缘起到保温作用,降低吸附层边缘的温度梯度,进而使得陶瓷密封环能够对静电吸盘的边缘起到保温作用,降低静电吸盘边缘的温度梯度,以为利用陶瓷密封环对胶接层进行密封提供了一种可行方案,以使得在提高静电吸盘使用寿命的同时,确保静电吸盘的边缘温度梯度在允许范围以内,进而在提高静电吸盘使用寿命的同时,保证静电吸盘的温控能力。
本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似区域互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法区域说明即可。
需要说明的是,在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (20)
1.一种静电吸盘,其特征在于,应用于等离子体刻蚀装置中,包括:
主体结构,所述主体结构包括胶接层,还包括沿第一方向依次层叠的基座、加热层、吸附层;
所述胶接层包括沿所述第一方向排布的第一胶接层和第二胶接层,所述加热层位于所述第一胶接层和所述第二胶接层之间,并且所述第一胶接层位于所述基座朝向所述加热层的一侧表面,所述第二胶接层位于所述吸附层朝向所述加热层的一侧表面;
陶瓷密封环,所述陶瓷密封环位于所述基座朝向所述加热层的一侧,并沿所述第一方向延伸至所述吸附层朝向所述加热层的一侧,环绕覆盖所述胶接层裸露的侧面;
其中,沿着第二方向,所述陶瓷密封环在所述第一方向上的长度变大,所述第二方向由所述胶接层指向所述陶瓷密封环,所述第一方向与所述第二方向垂直。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘,其特征在于,所述陶瓷密封环的材料为氧化锆或氧化铝或碳化硅。
3.根据权利要求1所述的静电吸盘,其特征在于,在所述第二方向上,所述陶瓷密封环的截面形状为梯形。
4.根据权利要求1所述的静电吸盘,其特征在于,所述陶瓷密封环包括沿所述第二方向依次排布的第一部分和第二部分,并且在所述第一方向上,所述第一部分的延伸长度小于所述第二部分的延伸长度。
5.根据权利要求4所述的静电吸盘,其特征在于,在所述第二方向上,所述第一部分的截面形状为矩形,所述第二部分的截面形状为矩形。
6.根据权利要求3或5所述的静电吸盘,其特征在于,所述陶瓷密封环与所述胶接层相接的表面以及所述陶瓷密封环与所述加热层相接的表面为弧形面。
7.根据权利要求1所述的静电吸盘,其特征在于,所述陶瓷密封环为封闭环形。
8.根据权利要求7所述的静电吸盘,其特征在于,所述陶瓷密封环具有至少一个第一通孔。
9.根据权利要求7所述的静电吸盘,其特征在于,所述陶瓷密封环包括至少两个弧形部分,所述至少两个弧形部分沿环绕所述胶接层的方向依次排布形成封闭环形。
10.根据权利要求9所述的静电吸盘,其特征在于,所述陶瓷密封环包括两个弧形部分,分别为第一弧形部分和第二弧形部分,所述第一弧形部分和所述第二弧形部分相对形成封闭环形。
11.根据权利要求10所述的静电吸盘,其特征在于,所述第一弧形部分具有第一端和第二端,所述第二弧形部分具有第三端和第四端,其中,所述第一端与所述第三端相对,所述第二端与所述第四端相对,并且所述第一端和所述第三端之间具有空隙,所述第二端和所述第四端之间具有空隙。
12.根据权利要求10所述的静电吸盘,其特征在于,所述第一弧形部分具有一个第二通孔,所述第二弧形部分具有一个第三通孔。
13.根据权利要求10所述的静电吸盘,其特征在于,所述第一弧形部分具有多个第二通孔,所述第二弧形部分具有多个第三通孔。
14.根据权利要求13所述的静电吸盘,其特征在于,所述多个第二通孔中相邻两个第二通孔之间的距离相同,所述多个第三通孔中相邻两个第三通孔之间的距离相同。
15.根据权利要求14所述的静电吸盘,其特征在于,相邻两个所述第二通孔之间的距离与相邻两个所述第三通孔之间的距离相同。
16.根据权利要求12或13所述的静电吸盘,其特征在于,在所述第二方向上,所述第二通孔包括第一子通孔和第二子通孔,所述第一子通孔与所述第二子通孔相连通,并且在所述第二方向上,所述第一子通孔的孔径逐渐变小至与所述第二子通孔的孔径相同;
在所述第二方向上,所述第三通孔包括第三子通孔和第四子通孔,所述第三子通孔和所述第四子通孔相连通,并且在所述第二方向上,所述第三子通孔的孔径逐渐变小至与所述第四子通孔的孔径相同。
17.根据权利要求1所述的静电吸盘,其特征在于,所述吸附层内设置有静电吸附电极。
18.根据权利要求1所述的静电吸盘,其特征在于,所述基座内部具有沿所述第二方向延伸,且贯穿所述基座的冷却液通道。
19.根据权利要求1所述的静电吸盘,其特征在于,所述加热层包括沿所述第一方向依次排布的加热板和均热板。
20.一种等离子体刻蚀装置,其特征在于,包括权利要求1-19任一项所述的静电吸盘。
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