[發(fā)明專利]靜電卡盤以及等離子體加工設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310354114.1
• 申請(qǐng)日: 2013-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104377155B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭宇霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L21/683
• 分類號(hào): H01L21/683;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11112
• 代理人: 彭瑞欣,張?zhí)焓?/td>

1.一種靜電卡盤，包括用于承載被加工工件的卡盤和基座，所述卡盤包括卡盤本體、設(shè)置在所述卡盤本體內(nèi)的靜電電極和加熱單元，所述靜電電極與直流電源連接，用以采用靜電引力的方式將被加工工件固定在所述卡盤上；所述加熱單元用于加熱所述被加工工件；所述基座設(shè)置在所述卡盤本體的下方，用以支撐和固定所述卡盤本體；其特征在于，在所述卡盤本體和基座之間設(shè)置有隔熱組件，所述隔熱組件包括膨脹隔熱環(huán)和冷卻單元，其中

所述膨脹隔熱環(huán)為閉合的薄壁結(jié)構(gòu)件，其上、下兩端分別與所述卡盤本體和基座密封接觸；

所述冷卻單元用于冷卻所述膨脹隔熱環(huán)，所述冷卻單元包括冷卻媒介源和冷卻環(huán)，其中，所述冷卻環(huán)位于所述卡盤本體與基座之間，且環(huán)繞在所述膨脹隔熱環(huán)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置，并且在所述冷卻環(huán)內(nèi)設(shè)置有環(huán)形的冷卻通道，所述冷卻媒介源用于向所述冷卻通道內(nèi)通入冷卻媒介。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電卡盤，其特征在于，在所述膨脹隔熱環(huán)的上端形成有上環(huán)形凸臺(tái)，并且在所述上環(huán)形凸臺(tái)的上表面與所述卡盤本體的下表面之間設(shè)置有第一密封件，用以對(duì)二者之間的間隙進(jìn)行密封。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜電卡盤，其特征在于，在所述膨脹隔熱環(huán)的下端形成有下環(huán)形凸臺(tái)，并且在所述下環(huán)形凸臺(tái)的下表面與所述基座的上表面之間設(shè)置有第二密封件，用以對(duì)二者之間的間隙進(jìn)行密封；或者

所述膨脹隔熱環(huán)的下端與所述基座的上表面采用焊接的方式進(jìn)行密封。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電卡盤，其特征在于，所述冷卻媒介包括冷卻液體或者冷卻氣體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電卡盤，其特征在于，在所述基座與所述卡盤本體之間設(shè)置有冷卻板，用以阻隔由所述卡盤本體產(chǎn)生的熱量朝向所述基座輻射；并且

所述膨脹隔熱環(huán)位于所述卡盤本體與冷卻板之間，且其上、下兩端分別與所述卡盤本體和冷卻板密封接觸，并且所述膨脹隔熱環(huán)、所述卡盤本體和所述冷卻板之間形成一封閉空間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜電卡盤，其特征在于，所述冷卻環(huán)的下表面疊置在所述冷卻板的上表面上，并且在所述冷卻環(huán)的下表面上形成有與所述冷卻通道連通的入口和出口；

在所述冷卻板內(nèi)分別設(shè)置有第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道的上端位于所述冷卻板的上表面，且分別與所述入口和出口連接；所述第一通道和第二通道的下端位于所述冷卻板的下表面，且與所述冷卻媒介源連接；并且

在所述冷卻環(huán)的下表面與所述冷卻板的上表面之間設(shè)置有第三密封件，用以對(duì)所述第一通道和第二通道分別與所述入口和出口連接的連接處進(jìn)行密封。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜電卡盤，其特征在于，在所述卡盤本體與冷卻板之間設(shè)置有支撐環(huán)，用以支撐所述卡盤本體；并且，所述支撐環(huán)與所述膨脹隔熱環(huán)間隔嵌套設(shè)置，且所述支撐環(huán)的外徑小于所述膨脹隔熱環(huán)的內(nèi)徑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜電卡盤，其特征在于，所述支撐環(huán)的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，且多個(gè)所述支撐環(huán)的內(nèi)徑不同，并間隔嵌套設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的靜電卡盤，其特征在于，所述支撐環(huán)的數(shù)量為一個(gè)，且將所述密封空間分隔為分別對(duì)應(yīng)于所述卡盤本體下表面的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域的第一子空間和第二子空間。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電卡盤，其特征在于，在所述冷卻板的上表面上，且分別位于所述第一子空間和第二子空間內(nèi)設(shè)置有貫穿所述冷卻板厚度的第一出氣孔和第二出氣孔，導(dǎo)熱氣體通過(guò)所述第一出氣孔和第二出氣孔分別進(jìn)入所述第一子空間和第二子空間內(nèi)；并且，

在所述卡盤本體內(nèi)分別設(shè)置有中心導(dǎo)熱通道和邊緣導(dǎo)熱通道，其中，所述中心導(dǎo)熱通道的下端與所述第一子空間連通，所述中心導(dǎo)熱通道的上端所述卡盤本體上表面的中心區(qū)域連通；所述邊緣導(dǎo)熱通道的下端與所述第二子空間連通，所述邊緣導(dǎo)熱通道的上端與所述卡盤本體上表面的邊緣區(qū)域連通。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜電卡盤，其特征在于，所述支撐環(huán)采用不銹鋼或Ni-Co-Fe合金制作。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電卡盤，其特征在于，所述膨脹隔熱環(huán)采用不銹鋼或Ni-Co-Fe合金制作。

13.一種等離子體加工設(shè)備，其包括反應(yīng)腔室，在所述反應(yīng)腔室內(nèi)設(shè)置有靜電卡盤，用以采用靜電引力的方式固定被加工工件，其特征在于，所述靜電卡盤采用權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的靜電卡盤。