CN117577574B - 一种静电卡盘结构及其制作工艺 - Google Patents

一种静电卡盘结构及其制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种静电卡盘结构,包括:金属基材层;下电介质层,下电介质层位于金属基材层的上方;上电介质层,上电介质层位于下电介质层的上方;电极层,电极层位于上电介质层和下电介质层之间;侧面电介质层,侧面电介质层设在基材层的上方,侧面电介质层设在上电介质层和下电介质层外侧。本发明设计的静电卡盘结构,下电介质层采用烧结陶瓷,保证了下电介质层的耐电压和绝缘性能,从而可以有效保证静电卡盘使用寿命;电极层和上电介质层采用等离子喷涂工艺制作,可以避免将下电介质层、电极层和上电介质层一起烧结,减少工艺复杂性,且节约成本;同时,在侧面追加陶瓷涂层的喷涂可以有效防护下电介质层,如果发生磕碰而造成损伤时,易于修复。

Description

一种静电卡盘结构及其制作工艺
技术领域
本发明属于静电卡盘生产领域,具体涉及一种静电卡盘结构及其制作工艺。
背景技术
静电卡盘是半导体和显示面板加工设备中的重要部件,广泛应用于光刻、离子注入、薄膜沉积、刻蚀等工艺步骤。
目前,传统的静电卡盘结构,如图1所示,包括金属基材1、上电介质层3、下电介质层2以及位于上电介质层3和下电介质层2之间的电极层4。其中,上电介质层3和下电介质层2普遍采用陶瓷材料,陶瓷材料的制作工艺有两种:一种是由陶瓷粉末经过等离子喷涂得到,另一种是由陶瓷粉末经过高温烧结得到。
采用等离子喷涂所形成的陶瓷致密性相对较差,通常还有1~5%的孔隙率,因此,耐等离子侵蚀以及耐电压的性能相对较弱,这一点对下电介质层影响尤其大,因为下电介质耐电压性、绝缘性对静电卡盘的吸附性能有直接的影响,但这种方法的优点是工艺相对简单,制作成本较低,在使用过程中出现磕碰受损时,也比较容易修复。
采用烧结所形成的陶瓷比较致密,在使用过程中,耐等离子体侵蚀、以及耐电压的性能更优越,但缺点是需要将下电介质层、电极层和上电介质层一起烧结,这个烧结过程的工艺难度大、成本较高。另外,在使用过程中如果烧结陶瓷有磕碰造成损伤后,修复的难度大。
因此,设计了一种静电卡盘结构及其制作工艺来解决上述问题。
应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足,本发明的目的在于提供一种静电卡盘结构以及静电卡盘结构的制作工艺。
为达到以上目的及其他相关目的,本发明提供的技术方案是:一种静电卡盘结构,包括:
金属基材层;
下电介质层,所述下电介质层位于所述金属基材层的上方;
上电介质层,所述上电介质层位于所述下电介质层的上方;
电极层,所述电极层位于所述上电介质层和所述下电介质层之间;
还包括:
侧面电介质层,所述侧面电介质层设置在所述基材层的上方,所述侧面电介质层设置在所述上电介质层和下电介质层外侧。
在本方案中,在上电介质层和下电介质层的外侧设置侧面电介质层,可以对上电介质层和下电介质层起到保护作用,在发生磕碰时容易进行修复。
进一步的,所述金属基材层包括给电部、水道、lift-pin孔、氦气孔和螺纹孔;所述金属基材层的材料为铝合金、不锈钢或钛。在本方案中,在金属基材层中设置各种结构,便于安装,金属基材层的结构还可以起到支撑、散热的功能。
进一步的,所述下电介质层的厚度为1mm~3mm,所述下电介质层的材料为氧化铝、氧化钇、YAG、氮化铝或氮化铝钛。在本方案中,下电介质层采用烧结后的致密陶瓷,可以保证其耐电压和绝缘性能,有助于延长静电卡盘的使用寿命。
进一步的,所述上电介质层的厚度为0.2mm~1mm,所述上电介质层的材料为氧化铝、氧化钇或YAG。在本方案中,上电介质层采用等离子喷涂制作陶瓷层,可以免去将下电介质层、电极层和上电介质层一起烧结的麻烦,降低了工艺难度,也降低了制作成本。
进一步的,所述侧面电介质层的厚度为0.2mm~1mm,所述侧面电介质层的材料为氧化铝、氧化钇或YAG。在本方案中,侧面电介质层采用等离子喷涂制作陶瓷层,可以减少工艺难度,并降低制作成本。
进一步的,电极层为钨箔或钼箔,电极层的厚度为10μm~25μm,纯度大于或等于99%。在本方案中,采用纯度99%以上的钨箔或钼箔作为电极层的材料,并使其厚度在10μm~25μm范围内,保证了电极层的可塑性、导电性等性能,满足结构应用功能。
本发明还提供了一种静电卡盘结构的制作工艺,根据权利要求1至5中任意一项所述的静电卡盘结构,包括以下步骤:
步骤一:通过机加工和焊接工艺制作金属基材层,并在所述金属基材层中留出给电部、水道、lift-pin孔、氦气孔和螺纹孔;
步骤二:通过机加工制作下电介质层,将下电介质层加工到相应的尺寸,并在所述下电介质层中留出给电部、lift-pin孔和氦气孔;
步骤三:将加工好的下电介质层粘贴到金属基材层上;
步骤四:安装给电部,作为连接电极层和电源的接头;
步骤五:对下电介质层的上表面进行喷砂处理;
步骤六:通过等离子喷涂工艺在下电介质层的上表面制作电极层;
步骤七:通过等离子喷涂工艺在电极层的上面制作上电介质层;
步骤八:通过等离子喷涂工艺在上电介质层和下电介质层的侧面制作侧面电介质层。
在本方案中,电极层和上电介质层采用等离子喷涂工艺制作,可以避免将下电介质层、电极层和上电介质层一起烧结,减少工艺的复杂性,且节约了成本;同时,在侧面喷涂侧面电介质层可以有效防护下电介质层,如果发生磕碰而造成损伤时,易于修复。
进一步的,在步骤五中,喷砂材料采用40~100目数的白刚玉,使得喷砂后下电介质层的表面粗糙度大于2μm。在本方案中,设置下电介质层的表面粗糙度大于2μm,便于下电介质层的上表面电极层的制作,也能提高致密性。
进一步的,在步骤六中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为10:1~8:1。在本方案中,在电极层的喷涂中,采用Ar和H2两种载气,并将这两种载气选定在合适的比例范围内进行喷涂,可以使得喷涂更加均匀,涂层更加细腻。
进一步的,在步骤七中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为12:1~10:1。在本方案中,在上电介质层的喷涂中,采用Ar和H2两种载气,并将这两种载气选定在合适的比例范围内进行喷涂,可以使得喷涂更加均匀,涂层更加细腻。
进一步的,在步骤八中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为12:1~10:1。在本方案中,在侧面电介质层的喷涂中,采用Ar和H2两种载气,并将这两种载气选定在合适的比例范围内进行喷涂,可以使得喷涂更加均匀,涂层更加细腻。
进一步的,在步骤三之后,对下电介质层和金属基材层的轴向共同施压,并保压一段时间。在方案中,对下电介质层和金属基材层加温并施压,可以使得下电介质层和金属基材层之间的胶水层更加均匀,并保证下电介质层和金属基材层之间粘贴牢固,提高整体性能。
进一步的,在步骤一中,金属基材层采用真空扩散焊接工艺制作。在本方案中,金属基材层采用真空扩散焊接工艺,温度较低,可避免材料因内应力的作用而产生热膨胀变形,提高了金属基材层的平面度,提高了其他材料层的平面度,进而改善了静电卡盘静电吸附力的均匀性。
由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有的有益效果是:
本发明设计的静电卡盘结构及其制作工艺,下电介质层采用烧结陶瓷,保证了下电介质层的耐电压和绝缘性能,从而可以有效保证静电卡盘的使用寿命;电极层和上电介质层采用等离子喷涂工艺制作,可以避免将下电介质层、电极层和上电介质层一起烧结,减少工艺的复杂性,且节约了成本;同时,在侧面追加陶瓷涂层的喷涂可以有效防护下电介质层,如果发生磕碰而造成损伤时,易于修复。
附图说明
图1为本发明的传统静电卡盘结构示意图;
图2为本发明的静电卡盘结构示意图;
以上附图中,1、金属基材层;2、下电介质层;3、上电介质层;4、电极层;5、侧面电介质层;6、给电部。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一:参见图2所示,本实施例提供了一种静电卡盘结构,包括:
金属基材层1;
下电介质层2,下电介质层2位于金属基材层1的上方;
上电介质层3,上电介质层3位于下电介质层2的上方;
电极层4,电极层4位于上电介质层3和下电介质层2之间;
还包括:
侧面电介质层5,侧面电介质层5设置在基材层的上方,侧面电介质层5设置在上电介质层3和下电介质层2外侧。
在本实施例中,在上电介质层3和下电介质层2的外侧设置侧面电介质层5,可以对上电介质层3和下电介质层2起到保护作用,在发生磕碰时容易进行修复。
实施例二:附图中未示出,本实施例为在实施例一的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:金属基材层1包括给电部6(参见图2所示)、水道、lift-pin孔、氦气孔和螺纹孔;金属基材层1的材料为铝合金、不锈钢或钛。
其中,lift-pin孔通常指升降销孔。
其中,金属基材层1的材料不局限于铝合金、不锈钢、钛,也可以是其他适合做静电卡盘的基材层的金属材料。
在本实施例中,在金属基材层1中设置各种结构,便于安装,金属基材层1的结构还可以起到支撑、散热的功能。
实施例三:附图中未示出,本实施例为在实施例二的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:下电介质层2的厚度为1mm~3mm,下电介质层2的材料为氧化铝、氧化钇、YAG、氮化铝或氮化铝钛。
其中,YAG指钇铝石榴石,化学式为Y3Al5O12,是由Y2O3和Al2O3反应生成的一种复合氧化物,属立方晶系,具有石榴石结构。
其中,下电介质层2的材料为由高温烧结所得到的陶瓷,且材料不局限于氧化铝、氧化钇、YAG、氮化铝、氮化铝钛,也可以是其他适合做静电卡盘的电介质层的材料。
在本实施例中,下电介质层2采用烧结后的致密陶瓷,可以保证其耐电压和绝缘性能,有助于延长静电卡盘的使用寿命。
实施例四:附图中未示出,本实施例为在实施例三的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:上电介质层3的厚度为0.2mm~1mm,上电介质层3的材料为氧化铝、氧化钇或YAG。
其中,上电介质层3的材料为等离子喷涂所形成的陶瓷,且材料不局限于氧化铝、氧化钇、YAG,也可以是其他适合做静电卡盘的电介质层的材料。
在本实施例中,上电介质层3采用等离子喷涂制作陶瓷层,可以免去将下电介质层2、电极层4和上电介质层3一起烧结的麻烦,降低了工艺难度,也降低了制作成本。
实施例五:附图中未示出,本实施例为在实施例四的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:侧面电介质层5的厚度为0.2mm~1mm,侧面电介质层5的材料为氧化铝、氧化钇或YAG。
其中,侧面电介质层5的材料为等离子喷涂所形成的陶瓷,且材料不局限于氧化铝、氧化钇、YAG,也可以是其他适合做静电卡盘的电介质层的材料。
其中,侧面电介质层5的厚度可以为0.2mm,侧面电介质层5的厚度也可以为1mm,侧面电介质层5的厚度还可以为0.6mm或0.8mm。
本实施例中,通过等离子喷涂工艺喷涂所形成的陶瓷材料的侧面电介质层5,厚度在0.2mm时,孔隙率符合工艺要求,性能稳定。
本实施例中,通过等离子喷涂工艺喷涂所形成的陶瓷材料的侧面电介质层5,厚度在1mm时,孔隙率符合工艺要求,性能稳定。
对比例:通过等离子喷涂工艺喷涂所形成的陶瓷材料的侧面电介质层5,厚度在0.1mm时,致密性较差,孔隙率较高,性能不能得到保证。
在本实施例中,侧面电介质层5采用等离子喷涂制作陶瓷层,可以减少工艺难度,并降低制作成本。
实施例六:附图中未示出,本实施例提供了一种静电卡盘结构的制作工艺,包括以下步骤:
步骤一:通过机加工和焊接工艺制作金属基材层1,并在金属基材层1中留出给电部6、水道、lift-pin孔、氦气孔和螺纹孔;
步骤二:通过机加工制作下电介质层2,将下电介质层2加工到相应的尺寸,并在下电介质层2中留出给电部6、lift-pin孔和氦气孔;
步骤三:将加工好的下电介质层2粘贴到金属基材层1上;其中,粘贴用的胶水可以是陶瓷胶、硅胶等。
步骤四:安装给电部6,作为连接电极层4和电源的接头;
步骤五:对下电介质层2的上表面进行喷砂处理;
步骤六:通过等离子喷涂工艺在下电介质层2的上表面制作电极层4;
步骤七:通过等离子喷涂工艺在电极层4的上面制作上电介质层3;
步骤八:通过等离子喷涂工艺在上电介质层3和下电介质层2的侧面制作侧面电介质层5。
在本实施例中,电极层4和上电介质层3采用等离子喷涂工艺制作,可以避免将下电介质层2、电极层4和上电介质层3一起烧结,减少工艺的复杂性,且节约了成本;同时,在侧面喷涂侧面电介质层5可以有效防护下电介质层2,如果发生磕碰而造成损伤时,易于修复。
实施例七:附图中未示出,本实施例为在实施例六的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:在步骤五中,喷砂材料采用40~100目数的白刚玉,使得喷砂后下电介质层2的表面粗糙度大于2μm。
其中,在不考虑喷砂压力、喷砂距离、喷砂时间的前提下,喷砂材料的目数越高,表面粗糙度越低。
其中,用于喷砂的白刚玉的目数可以为40目,也可以为100目,还可以为60目或80目。喷砂材料也不局限于白刚玉,在具体的实施过程中,也可以选用符合工艺条件的喷砂材料。
本实施例中,对下电介质层2的上表面进行喷砂处理时,喷砂材料采用40目数的白刚玉时,40目数的白刚玉颗粒相对较大,在喷射过程中对下电介质层2的表面切削作用相对较强,下电介质层2的表面粗糙度大于10μm,符合工艺所需要求,便于其上表面电极层4的制作,致密性也较好。
本实施例中,对下电介质层2的上表面进行喷砂处理时,喷砂材料采用100目数的白刚玉时,100目数的白刚玉颗粒在喷射过程中对下电介质层2的表面进行切削作用,使得下电介质层2的表面粗糙度大于2μm,符合工艺所需要求,便于其上表面电极层4的制作,致密性也较好。
对比例:对下电介质层2的上表面进行喷砂处理时,喷砂材料采用200目数的白刚玉时,200目数的白刚玉颗粒相对较小,在喷射过程中对下电介质层2的表面切削作用相对较弱,下电介质层2的表面粗糙度小于2μm,不符合工艺所需要求,在其上表面制作电极层4不便,致密性一般。
在本实施例中,设置下电介质层2的表面粗糙度大于2μm,便于下电介质层2的上表面电极层4的制作,也能提高致密性。
实施例八:附图中未示出,本实施例为在实施例六的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:在步骤六中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为10:1~8:1。
其中,Ar和H2的气体比例可以为10:1,Ar和H2的气体比例也可以为9:1,Ar和H2的气体比例还可以为8:1。
本实施例中,通过等离子喷涂工艺在下电介质层2的上表面制作电极层4,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为10:1,等离子喷涂完毕后,形成的电极层4均匀且细腻。
本实施例中,通过等离子喷涂工艺在下电介质层2的上表面制作电极层4,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为8:1,等离子喷涂完毕后,形成的电极层4均匀且细腻。
对比例:通过等离子喷涂工艺在下电介质层2的上表面制作电极层4,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为5:1,等离子喷涂完毕后,形成的电极层4均匀程度一般,不细腻。
其中,采用等离子喷涂时,功率为40~60kW。
在本实施例中,在电极层4的喷涂中,采用Ar和H2两种载气,并将这两种载气选定在合适的比例范围内进行喷涂,可以使得喷涂更加均匀,涂层更加细腻。
实施例九:附图中未示出,本实施例为在实施例六的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:在步骤七中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为12:1~10:1。
其中,Ar和H2的气体比例可以为12:1,Ar和H2的气体比例也可以为11:1,Ar和H2的气体比例还可以为10:1。
本实施例中,通过等离子喷涂工艺在电极层4的上面制作上电介质层3,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为12:1,等离子喷涂完毕后,形成的上电介质层3均匀且细腻。
本实施例中,通过等离子喷涂工艺在电极层4的上面制作上电介质层3,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为10:1,等离子喷涂完毕后,形成的上电介质层3均匀且细腻。
对比例:通过等离子喷涂工艺在电极层4的上面制作上电介质层3,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为15:1,等离子喷涂完毕后,形成的上电介质层3均匀程度一般,不细腻。
其中,采用等离子喷涂时,功率为30~40kW。
在本实施例中,在上电介质层3的喷涂中,采用Ar和H2两种载气,并将这两种载气选定在合适的比例范围内进行喷涂,可以使得喷涂更加均匀,涂层更加细腻。
实施例十:附图中未示出,本实施例为在实施例六的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:在步骤八中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为12:1~10:1。
其中,Ar和H2的气体比例可以为12:1,Ar和H2的气体比例也可以为11:1,Ar和H2的气体比例还可以为10:1。
本实施例中,通过等离子喷涂工艺在上电介质层3和下电介质层2的侧面制作侧面电介质层5,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为12:1,等离子喷涂完毕后,形成的侧面电介质层5均匀且细腻。
本实施例中,通过等离子喷涂工艺在上电介质层3和下电介质层2的侧面制作侧面电介质层5,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为10:1,等离子喷涂完毕后,形成的侧面电介质层5均匀且细腻。
对比例:通过等离子喷涂工艺在上电介质层3和下电介质层2的侧面制作侧面电介质层5,通过等离子喷涂时,采用Ar和H2两种气体作为载气,Ar和H2的气体比例为15:1,等离子喷涂完毕后,形成的侧面电介质层5均匀程度一般,不细腻。
其中,采用等离子喷涂时,功率为30~40kW。
在本实施例中,在侧面电介质层5的喷涂中,采用Ar和H2两种载气,并将这两种载气选定在合适的比例范围内进行喷涂,可以使得喷涂更加均匀,涂层更加细腻。
实施例十一:附图中未示出,本实施例为在实施例一的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:电极层4为钨箔或钼箔,电极层4的厚度为10μm~25μm,纯度大于或等于99%。
本实施例中,采用纯度为99%的钨箔或钼箔制作出厚度为10μm的电极层4,电流传输效率好,传输稳定,整个器件的电气性能测试良好。
本实施例中,采用纯度为99%的钨箔或钼箔制作出厚度为25μm的电极层4,电流传输效率好,传输稳定,整个器件的电气性能测试良好。
对比例,采用纯度为99%的钨箔或钼箔制作出厚度为100μm的电极层4,由于电极层4偏厚,电阻增加,电流出现传输受阻情况,降低了器件的导电性能。
在本实施例中,采用纯度99%以上的钨箔或钼箔作为电极层4的材料,并使其厚度在10μm~25μm范围内,保证了电极层4的可塑性、导电性等性能,满足结构应用功能。
实施例十二:附图中未示出,本实施例为在实施例六的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:在步骤三之后,对下电介质层2和金属基材层1的轴向共同施压,并保压一段时间。
其中,施压前,先对下电介质层2和金属基材层1进行加温,然后保温一段时间,保温期间对下电介质层2和金属基材层1施加轴向压力,保温结束后,卸除压力。加温温度按实际需求控制,加温至下电介质层2和金属基材层1之间的胶水层可熔化温度即可。轴向压力范围为5Mpa~30Mpa。在本实施例中,对下电介质层2和金属基材层1加温并施压,可以使得下电介质层2和金属基材层1之间的胶水层更加均匀,并保证下电介质层2和金属基材层1之间粘贴牢固,提高整体性能。
实施例十三:附图中未示出,本实施例为在实施例六的基础上所进行的进一步改进,其具体改进方式为:在步骤一中,金属基材层1采用真空扩散焊接工艺制作。
在本实施例中,金属基材层1采用真空扩散焊接工艺,温度较低,可避免材料因内应力的作用而产生热膨胀变形,提高了金属基材层1的平面度,提高了其他材料层的平面度,进而改善了静电卡盘静电吸附力的均匀性。
本发明设计的静电卡盘结构及其制作工艺,下电介质层采用烧结陶瓷,保证了下电介质层的耐电压和绝缘性能,从而可以有效保证静电卡盘的使用寿命;电极层和上电介质层采用等离子喷涂工艺制作,可以避免将下电介质层、电极层和上电介质层一起烧结,减少工艺的复杂性,且节约了成本;同时,在侧面追加陶瓷涂层的喷涂可以有效防护下电介质层,如果发生磕碰而造成损伤时,易于修复。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种静电卡盘结构的制作工艺,
该静电卡盘结构包括:
金属基材层(1);
下电介质层(2),所述下电介质层(2)位于所述金属基材层(1)的上方;
上电介质层(3),所述上电介质层(3)位于所述下电介质层(2)的上方;
电极层(4),所述电极层(4)位于所述上电介质层(3)和所述下电介质层(2)之间;
其特征在于,该静电卡盘结构还包括:
侧面电介质层(5),所述侧面电介质层(5)设置在所述基材层的上方,所述侧面电介质层(5)设置在所述上电介质层(3)和下电介质层(2)外侧;
所述金属基材层(1)包括给电部(6)、水道、lift-pin孔、氦气孔和螺纹孔;所述金属基材层(1)的材料为铝合金、不锈钢或钛;
所述下电介质层(2)的厚度为1mm~3mm,所述下电介质层(2)的材料为氧化铝、氧化钇、YAG、氮化铝或氮化铝钛;
所述上电介质层(3)的厚度为0.2mm~1mm,所述上电介质层(3)的材料为氧化铝、氧化钇或YAG;
所述侧面电介质层(5)的厚度为0.2mm~1mm,所述侧面电介质层(5)的材料为氧化铝、氧化钇或YAG;
该静电卡盘结构的制作工艺包括以下步骤:
步骤一:通过机加工和焊接工艺制作金属基材层(1),并在所述金属基材层(1)中留出给电部(6)、水道、lift-pin孔、氦气孔和螺纹孔;
步骤二:通过机加工制作下电介质层(2),将下电介质层(2)加工到相应的尺寸,并在所述下电介质层(2)中留出给电部(6)、lift-pin孔和氦气孔;
步骤三:将加工好的下电介质层(2)粘贴到金属基材层(1)上;
步骤四:安装给电部(6),作为连接电极层(4)和电源的接头;
步骤五:对下电介质层(2)的上表面进行喷砂处理;
步骤六:通过等离子喷涂工艺在下电介质层(2)的上表面制作电极层(4);
步骤七:通过等离子喷涂工艺在电极层(4)的上面制作上电介质层(3);
步骤八:通过等离子喷涂工艺在上电介质层(3)和下电介质层(2)的侧面制作侧面电介质层(5)。
2.根据权利要求1所述的一种静电卡盘结构的制作工艺,其特征在于:在步骤五中,喷砂材料采用40~100目数的白刚玉,使得喷砂后下电介质层(2)的表面粗糙度大于2μm。
3.根据权利要求1所述的一种静电卡盘结构的制作工艺,其特征在于:在步骤六中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为10:1~8:1。
4.根据权利要求1所述的一种静电卡盘结构的制作工艺,其特征在于:在步骤七中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为12:1~10:1。
5.根据权利要求1所述的一种静电卡盘结构的制作工艺,其特征在于:在步骤八中,通过等离子喷涂时,载气采用Ar和H2,且两种载气的比例为12:1~10:1。
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