CN217328438U - 一种密封结构及蚀刻装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种密封结构及蚀刻装置，密封结构包括第一密封圈以及第二密封圈，第二密封圈套接于第一密封圈的外侧，且与第一密封圈抵接。相比于单层密封结构，本申请实施例中通过双层密封圈进行密封，可以提升密封结构的密封性能，从而提高气体管路与其他物体的连接节点处的密封效果，防止气体管路内的气体泄漏以及外界气体进入气体管路，并且第二密封圈与第一密封圈抵接设置，使得第二密封圈与第一密封圈紧密连接，从而使得第二密封圈与第一密封圈之间不存在间隙，可以防止气体管路内的气体从第一密封圈渗透至第二密封圈与第一密封圈之间的间隙中导致气体管路内的气压发生变化。

Description

一种密封结构及蚀刻装置

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种密封结构及蚀刻装置。

背景技术

在晶圆的制造过程中，需要使用蚀刻装置对晶圆进行蚀刻工艺处理，以去除晶圆表面不需要的部分。蚀刻装置中存在有大量的气体管路，为了防止气体管路内的气体泄漏以及外界气体进入气体管路，气体管路与其他物体的连接节点处需要使用密封结构进行密封。

实用新型内容

本申请提供一种密封结构及蚀刻装置，能够提高气体管路与其他物体的连接节点处的密封性能。

第一方面，本申请提供一种密封结构，包括：第一密封圈；第二密封圈，套接于所述第一密封圈的外侧，且与所述第一密封圈抵接。

在本申请一些实施例中，所述第一密封圈为第一材质密封圈，所述第二密封圈为第二材质密封圈，第一材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数不同。

基于上述实施例，使得密封结构在不同温度下仍然可以具有良好的密封性能。

在本申请一些实施例中，所述第一密封圈和所述第二密封圈中的至少一者为氟橡胶密封圈。

基于上述实施例，氟橡胶的热膨胀系数较小且具有极好的耐高温性能，这使得氟橡胶密封圈在高温下仍然具有良好的密封性能，从而可以保证密封结构在高温环境下仍然具有良好的密封性能。

在本申请一些实施例中，所述第一密封圈和所述第二密封圈中的一者为氟橡胶密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈中的另一者为氟硅橡胶密封圈。

基于上述实施例，氟橡胶密封圈在较高温度下仍然具有较好的密封性能，从而使得第一密封圈在较高温度下仍然具有良好的密封性能，从而可以保证蚀刻工艺过程中气体管路与其他物体的连接节点处的密封性。氟橡胶密封圈在较低温度下仍然具有较好的密封性能，从而使得氟橡胶密封圈在较低温度下仍然具有良好的密封性能，氟橡胶密封圈与氟橡胶密封圈的结合，使得密封结构在较低温度以及较高温度下同样具有良好的密封性能。

在本申请一些实施例中，所述第一密封圈为氟橡胶密封圈，所述第二密封圈为氟硅橡胶密封圈。

基于上述实施例，将氟橡胶密封圈设置在内侧，氟硅橡胶密封圈设置在外侧，氟橡胶密封圈与气体管路内的高温气体直接接触，而氟橡胶密封圈的热膨胀系数较小，使得氟橡胶密封圈在高温下仍然具有良好的密封性，可以防止气体管路内的气体泄漏，同时减弱高温对氟硅橡胶密封圈的影响，并且气体管路外部的温度相对较低，氟硅橡胶密封圈在低温下具有良好的密封性能，可以防止外界气体进入气体管路内，氟橡胶密封圈与氟硅橡胶密封圈的结合设置，可以保证蚀刻工艺过程中气体管路与其他物体的连接节点处的密封性。

第二方面，本申请还提供一种蚀刻装置，包括气体管路、吸附件以及如上述任一实施例中所述的密封结构；其中，所述气体管路包括与所述吸附件连接的第一端部，所述第一端部通过所述密封结构与所述吸附件密封连接。

在本申请一些实施例中，所述吸附件上设置有凹槽，所述密封结构位于所述凹槽内。

基于上述实施例，利用凹槽对密封结构进行定位安装，并且可以防止密封结构发生移动。

在本申请一些实施例中，所述气体管路、所述密封结构以及所述凹槽均设置有多个，所述气体管路与所述密封结构以及所述凹槽一一对应。

基于上述实施例，使得各个气体管路与吸附件的连接节点处均具有良好的密封性能。

在本申请一些实施例中，所述密封结构中的第一密封圈的形状以及第二密封圈的形状与对应的凹槽的形状匹配，所述密封结构中的第一密封圈的形状以及第二密封圈的形状与对应的气体管路的第一端部的形状匹配。

基于上述实施例，便于第一密封圈和第二密封圈的安装，并且进一步提升密封结构的密封效果。

在本申请一些实施例中，所述气体管路包括氦气管路；所述吸附件包括静电吸盘。

基于上述实施例，氦气可以作为冷却气体，同时氦气为惰性气体，可以防止与蚀刻气体或蚀刻液发生化学反应，静电吸盘是用于固定晶圆和控制晶圆温度的重要部件，它可以通过绝缘层产生的静电力吸附固定晶圆，并通过绝缘层槽道中的冷却气体使晶圆表面保持在设定温度。

本申请的有益效果为：相比于单层密封结构，本申请实施例中通过双层密封圈进行密封，可以提升密封结构的密封性能，从而提高气体管路与其他物体的连接节点处的密封效果，防止气体管路内的气体泄漏以及外界气体进入气体管路，并且第二密封圈与第一密封圈抵接设置，使得第二密封圈与第一密封圈紧密连接，从而使得第二密封圈与第一密封圈之间不存在间隙，可以防止气体管路内的气体从第一密封圈渗透至第二密封圈与第一密封圈之间的间隙中导致气体管路内的气压发生变化。

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，下面将对实施例或相关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一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例中密封结构的结构示意图；

图2为本申请一实施例中蚀刻装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例中气体管路与吸附件的连接示意图；

图4为本申请一实施例中密封结构以及吸附件的结构示意图；

图5为本申请另一实施例中密封结构以及吸附件的结构示意图。

附图标记：

10、密封结构；11、第一密封圈；12、第二密封圈；20、气体管路；21、第一端部；30、吸附件；31、凹槽；40、基座；50、壳体；60、蚀刻腔。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供一种密封结构及蚀刻装置，用以解决气体管路与其他物体的连接节点处需要使用密封结构进行密封的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种密封结构10，如图1所示，所述密封结构 10包括第一密封圈11以及第二密封圈12，所述第二密封圈12套接于所述第一密封圈11的外侧，且与所述第一密封圈11抵接。

需要说明的是，可以将密封结构10放置于气体管路20与其他物体的连接节点处，以对气体管路20与其他物体的连接节点处进行密封，相比于单层密封结构10，本申请实施例中通过双层密封圈进行密封，可以提升密封结构10的密封性能，从而提高气体管路20与其他物体的连接节点处的密封效果，防止气体管路20内的气体泄漏以及外界气体进入气体管路20。

还需要说明的是，对于本领域技术人员可知，密封圈均具有一定的弹性，本申请实施例中将第二密封圈12与第一密封圈11抵接设置，使得第二密封圈12 与第一密封圈11紧密连接，从而使得第二密封圈12与第一密封圈11之间不存在间隙，可以防止气体管路20内的气体从第一密封圈11渗透至第二密封圈12与第一密封圈11之间的间隙中导致气体管路20内的气压发生变化。

其中，第一密封圈11以及第二密封圈12均为环状结构，第一密封圈11位于第二密封圈12的内侧，且第一密封圈11的外径可以与第二密封圈12的内径相同，使得第一密封圈11的外周侧与第二密封圈12的内周侧全面贴合。第一密封圈11 以及第二密封圈12的具体尺寸数值可以根据实际需求进行选择，本申请实施例不做具体限制。第一密封圈11的厚度与第二密封圈12的厚度可以相同，以防止第一密封圈11与第二密封圈12之间形成阶梯状间隙影响密封结构10的密封效果。

在本申请一些实施例中，所述第一密封圈11为第一材质密封圈，所述第二密封圈12为第二材质密封圈，第一材质与第二材质不同。

可以理解的是，不同材质的密封圈具有不同的特性，如耐高温性能、耐低温性能、耐腐蚀性能以及耐老化性能等，这使得不同材质的密封圈在不同环境下具有不同的密封性能，本申请实施例中第一密封圈11和第二密封圈12采用不同的材质制成，从而使得第一密封圈11和第二密封圈12在不同环境下均具有较好的密封性能。

进一步的，第一材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数不同。可以理解的是，物体由于温度升高原子间距会变大，从而导致物体的体积会发生膨胀，热膨胀系数越大的物体，在温度升高时，物体内原子间距的变化程度越大，导致物体的膨胀程度越大，而对于密封圈而言，在仅考虑温度的情况下，密封圈的热膨胀系数越大，在高温下密封圈的原子间距越大，从而导致密封圈的密封性能越差。

而本申请中，第一材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数不同，同时第二密封圈12套接在第二密封圈12上，使得密封结构10在不同温度下仍然可以具有良好的密封性能。

继续参见图1所示，具体的，所述第一密封圈11和所述第二密封圈12中的至少一者为氟橡胶密封圈。

需要说明的是，氟橡胶的热膨胀系数较小且具有极好的耐高温性能，这使得氟橡胶密封圈在高温下仍然具有良好的密封性能，从而可以保证密封结构10 在高温环境下仍然具有良好的密封性能。

进一步的，所述第一密封圈11和所述第二密封圈12中的一者为氟橡胶密封圈，所述第一密封圈11和所述第二密封圈12中的另一者为氟硅橡胶密封圈。

需要说明的是，氟橡胶密封圈在第一预设温度下的密封性能强于氟硅橡胶密封圈的密封性能，而氟硅橡胶密封圈在第二预设温度下密封性能强于氟橡胶密封圈的密封性能，第一预设温度大于第二预设温度。

其中，第一预设温度为较高温度，第一预设温度的取值范围为120～250度，第一预设温度可以为120度、130度、150度、180度、200度或250度等；第二预设温度为较低温度，第二预设温度的取值范围为-100～30度，第二预设温度可以为-100度、-70度、-15度、0度或24度等。

可以理解的是，氟橡胶密封圈在较高温度下仍然具有较好的密封性能，从而使得第一密封圈11在较高温度下仍然具有良好的密封性能，从而可以保证蚀刻工艺过程中气体管路20与其他物体的连接节点处的密封性。还需要说明的是，氟橡胶密封圈在较低温度下仍然具有较好的密封性能，从而使得氟橡胶密封圈在较低温度下仍然具有良好的密封性能，氟橡胶密封圈与氟橡胶密封圈的结合，使得密封结构10在较低温度以及较高温度下同样具有良好的密封性能。

更进一步的，所述第一密封圈11为氟橡胶密封圈，所述第二密封圈12为氟硅橡胶密封圈。

需要说明的是，相关技术中，使用蚀刻装置对晶圆进行蚀刻工艺处理时，气体管路20内的温度较高，这会导致密封圈的温度升高，从而导致密封圈的原子间距变大，同时气体管路20内外存在较大的气压差，从而使得气体管路20内的气体容易通过密封结构10泄漏到外界，这会导致气体管路20内的气压发生变化，引发蚀刻装置报警。

而在本申请中，将氟橡胶密封圈设置在内侧，氟硅橡胶密封圈设置在外侧，氟橡胶密封圈与气体管路20内的高温气体直接接触，而氟橡胶密封圈的热膨胀系数较小，使得氟橡胶密封圈在高温下仍然具有良好的密封性，可以防止气体管路20内的气体泄漏，同时减弱高温对氟硅橡胶密封圈的影响，并且气体管路 20外部的温度相对较低，氟硅橡胶密封圈在低温下具有良好的密封性能，可以防止外界气体进入气体管路20内，氟橡胶密封圈与氟硅橡胶密封圈的结合设置，可以保证蚀刻工艺过程中气体管路20与其他物体的连接节点处的密封性。

第二方面，基于上述密封结构10，本申请实施例还提供一种蚀刻装置，如图2和图3所示，所述蚀刻装置包括气体管路20、吸附件30以及如上述任一实施例中所述的密封结构10。

其中，如图3所示，所述气体管路20包括与所述吸附件30连接的第一端部21，所述第一端部21通过所述密封结构10与所述吸附件30密封连接。

需要说明的是，吸附件30用于固定晶圆并控制晶圆温度，气体管路20用于为吸附件30提供冷却气体使晶圆表面保持在设定温度，从而提供晶圆蚀刻的均一性；密封结构10与第一端部21以及吸附件30抵触，从而实现气体管路20与吸附件30的密封连接。

在本申请一实施例中，所述气体管路20可以包括氦气管路；所述吸附件30 包括静电吸盘。氦气可以作为冷却气体，同时氦气为惰性气体，可以防止与蚀刻气体或蚀刻液发生化学反应，当然，气体管路20也还可以包括空气排放管路或氩气管路。静电吸盘(Electrostatic chuck，ESC)是用于固定晶圆和控制晶圆温度的重要部件，它通过绝缘层产生的静电力吸附固定晶圆，并通过绝缘层槽道中的冷却气体使晶圆表面保持在设定温度。

在本申请一实施例中，蚀刻装置还可以包括基座40以及壳体50，吸附件30 与基座40相对设置，基座40、吸附件30以及壳体50围合形成一蚀刻腔60，气体管路20也可以通过密封结构10与基座40密封连接，对晶圆进行蚀刻时，将晶圆放置于蚀刻腔60内。

在本申请一实施例中，如图3和图4所示，所述吸附件30上设置有凹槽31，所述密封结构10位于所述凹槽31内，利用凹槽31对密封结构10进行定位安装，并且可以防止密封结构10发生移动。

进一步的，所述气体管路20、所述密封结构10以及所述凹槽31均设置有多个，所述气体管路20与所述密封结构10以及所述凹槽31一一对应，使得各个气体管路20与吸附件30的连接节点处均具有良好的密封性能。

其中，所述密封结构10中的第一密封圈11的形状以及第二密封圈12的形状与对应的凹槽31的形状匹配，所述密封结构10中的第一密封圈11的形状以及第二密封圈12的形状与对应的气体管路20的第一端部21的形状匹配，以便于第一密封圈11和第二密封圈12的安装，并且进一步提升密封结构10的密封效果。

需要说明的是，所有凹槽31的形状可以相同或不同，图4中仅示意了凹槽31 呈圆形的情况，此时，第一密封圈11以及第二密封圈12均呈圆形，如图5所示，凹槽31也可以呈葫芦状或水滴状，此时，第一密封圈11以及第二密封圈12均呈葫芦状或水滴状，当然，凹槽31还可以呈椭圆状或腰孔状等形状。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以防止本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种密封结构，其特征在于，所述密封结构放置于气体管路与其他物体的连接节点处，所述密封结构包括：

第一密封圈；

第二密封圈，套接于所述第一密封圈的外侧，且与所述第一密封圈抵接。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述第一密封圈为第一材质密封圈，所述第二密封圈为第二材质密封圈，第一材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数不同。

3.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述第一密封圈和所述第二密封圈中的至少一者为氟橡胶密封圈。

4.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于，所述第一密封圈和所述第二密封圈中的一者为氟橡胶密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈中的另一者为氟硅橡胶密封圈。

5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述第一密封圈为氟橡胶密封圈，所述第二密封圈为氟硅橡胶密封圈。

6.一种蚀刻装置，其特征在于，包括气体管路、吸附件以及如权利要求1至5中任一项所述的密封结构；

其中，所述气体管路包括与所述吸附件连接的第一端部，所述第一端部通过所述密封结构与所述吸附件密封连接。

7.根据权利要求6所述的蚀刻装置，其特征在于，所述吸附件上设置有凹槽，所述密封结构位于所述凹槽内。

8.根据权利要求7所述的蚀刻装置，其特征在于，所述气体管路、所述密封结构以及所述凹槽均设置有多个，所述气体管路与所述密封结构以及所述凹槽一一对应。

9.根据权利要求8所述的蚀刻装置，其特征在于，所述密封结构中的第一密封圈的形状以及第二密封圈的形状与对应的凹槽的形状匹配，所述密封结构中的第一密封圈的形状以及第二密封圈的形状与对应的气体管路的第一端部的形状匹配。

10.根据权利要求6所述的蚀刻装置，其特征在于，所述气体管路包括氦气管路；所述吸附件包括静电吸盘。

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