[實(shí)用新型]一種靜電夾盤(pán)及其等離子體處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022343117.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN213546260U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃國(guó)民;趙函一;吳狄;倪圖強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01J37/32
• 分類(lèi)號(hào): H01J37/32;H01L21/67;H01L21/683
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;賈慧琴

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種靜電夾盤(pán)，包括靜電吸附層和位于靜電吸附層下方的基座，靜電吸附層為陶瓷材料，基座包括靠近靜電吸附層的第一金屬層和位于第一金屬層下方的第二金屬層，第一金屬層的熱膨脹系數(shù)大于靜電吸附層的熱膨脹系數(shù)，小于等于第二金屬層的熱膨脹系數(shù)，第一金屬層的熱膨脹系數(shù)小于15×10^?6/K。此實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)靜電夾盤(pán)中易產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致?lián)p壞的問(wèn)題，選擇ESC基座與靜電吸附層具有相似熱膨脹系數(shù)的特殊材料，減小了靜電夾盤(pán)內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力的產(chǎn)生，有效地避免了靜電夾盤(pán)中熱力不匹配的現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種靜電夾盤(pán)及其等離子體處理裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域中，等離子體刻蝕是半導(dǎo)體工藝中最重要的技術(shù)之一。等離子體刻蝕通過(guò)將光刻工藝的圖形層上圖案(pattern)刻蝕轉(zhuǎn)移至基底材料上，是化學(xué)作用或者物理作用，或者物理輔助的化學(xué)刻蝕來(lái)實(shí)現(xiàn)掩膜到基底材料的圖形復(fù)制。

其中，靜電夾盤(pán)(ESC)是等離子體刻蝕工藝中最關(guān)鍵的部件之一。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的多樣化，要求ESC能夠適應(yīng)更寬的溫度范圍、更高的功率、更高的電壓以及更寬的射頻頻率范圍等條件。

然而，這些苛刻的條件使得ESC內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力和電子應(yīng)力大大增加，則對(duì)產(chǎn)生的應(yīng)力不進(jìn)行合適的處理，將會(huì)導(dǎo)致ESC的損壞。例如，ESC在低溫或高溫下由于從鍵合溫度或室溫到應(yīng)用溫度的溫差很大，這容易導(dǎo)致ESC的基底和靜電吸附層之間出現(xiàn)熱力嚴(yán)重不匹配的現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致靜電吸附層破裂。同時(shí)，ESC的損壞將會(huì)直接導(dǎo)致等離子體刻蝕裝置發(fā)生故障。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種靜電夾盤(pán)及其等離子處理裝置，以解決傳統(tǒng)靜電夾盤(pán)中易產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致?lián)p壞的問(wèn)題，選擇ESC基座與靜電吸附層具有相似熱膨脹系數(shù)的特殊材料，可以減小ESC內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力的產(chǎn)生，有效避免ESC中熱力不匹配的現(xiàn)象。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種靜電夾盤(pán)，包括靜電吸附層和位于靜電吸附層下方的基座，靜電吸附層為陶瓷材料，基座包括靠近靜電吸附層的第一金屬層和位于第一金屬層下方的第二金屬層，第一金屬層的熱膨脹系數(shù)大于靜電吸附層的熱膨脹系數(shù)，小于等于第二金屬層的熱膨脹系數(shù)，第一金屬層的熱膨脹系數(shù)小于15×10^-6/K。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，基座還包括第三金屬層，設(shè)置于第二金屬層下方，第三金屬層的熱膨脹系數(shù)大于或等于第二金屬層的熱膨脹系數(shù)。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，第一金屬層的材料為鉿、鉬、銠、鉈、鈦、鎢、鋯、哈氏合金、蒙乃爾合金中的至少一種或鉿、鉬、銠、鉈、鈦、鎢、鋯的各個(gè)金屬合金中的至少一種。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，第二金屬層的材料為鉿、鉬、銠、鉈、鈦、鎢、鋯、哈氏合金、蒙乃爾合金中的至少一種或鉿、鉬、銠、鉈、鈦、鎢、鋯的各個(gè)金屬合金中的至少一種。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，第三金屬層的材料為鉿、鉬、銠、鉈、鈦、鎢、鋯、哈氏合金、蒙乃爾合金中的至少一種或鉿、鉬、銠、鉈、鈦、鎢、鋯的各個(gè)金屬合金中的至少一種。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，第一金屬層的熱膨脹系數(shù)小于等于靜電吸附層熱膨脹系數(shù)的1.3倍。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，靜電夾盤(pán)的工作環(huán)境溫度為50℃至-180℃。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，靜電夾盤(pán)的工作環(huán)境溫度為0℃至300℃。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，第一金屬層和第二金屬層的側(cè)壁表面涂覆陶瓷涂層。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，基座內(nèi)部設(shè)置有冷卻通道，冷卻通道位于第一金屬層內(nèi)或第二金屬層內(nèi)或第一金屬層與第二金屬層之間。

上述的靜電夾盤(pán)，其中，冷卻通道內(nèi)設(shè)置鰭式結(jié)構(gòu)，鰭式結(jié)構(gòu)為第一金屬層和/或第二金屬層向冷卻通道內(nèi)延伸的凸起，凸起用于增大基座與冷卻液的接觸面積，進(jìn)而增大基座的熱傳導(dǎo)。