一种静电卡盘制造技术

本实用新型专利技术公开一种静电卡盘，其包括陶瓷基体，所述陶瓷基体埋设有静电电极和加热电极，所述静电电极和加热电极在陶瓷基体中具有高度差，所述陶瓷基体和静电电极、加热电极一次烧结成型。与现有技术相比，本实用新型专利技术的静电卡盘的加热电极和静电电极是埋伏在陶瓷基体内且一次烧结成型的，避免了多次烧结带来的材料尺寸差异和内部组织恶化，实现分区加热和控温，达到升温效率高，温度均匀性高的指标。温度均匀性高的指标。温度均匀性高的指标。

【技术实现步骤摘要】
一种静电卡盘


[0001]本技术涉及静电卡盘
，特别是涉及一种静电卡盘。

技术介绍

[0002]静电卡盘是利用静电吸附原理将待加工晶片吸附在其表面并且可以通过背吹气体来控制晶片表面温度的设备。在集成电路制造工艺中，特别是刻蚀工艺中，为了避免晶片出现移动或者错位现象而导致工艺过程无法正常进行，多采用静电卡盘对晶片进行固定、支撑。伴随关键尺寸值均匀性变得越来越重要，静电卡盘的温度均匀性和温控功能性期望值增加。
[0003]现有技术中，静电卡盘的具有吸附功能的陶瓷部件与具有加热功能的加热部件是分开制造后，采用胶水粘接在一起，加热部件本身可以精确控温。该静电卡盘的加热部件使用树脂片夹加热电极构成。实践中发现，该静电卡盘的表面径向温度差异明显。而且，树脂片长时间服役在真空高腐蚀性环境中，容易受到腐蚀而被破坏，即使采用多种手段改善破坏程度，效果并不明显。
[0004]现有技术中，为了解决树脂片所带来的径向温度差异、容易被腐蚀破坏的缺陷，采用陶瓷材料替换树脂片，将加热电极嵌入陶瓷材料内部，烧结形成加热陶瓷部件，再与具有吸附功能的陶瓷部件粘接集成。此种静电卡盘服役一段时间后发现，其导热性差，导温速率不够；而且，在晶片加工结束后，由于静电卡盘表面的温度过高而导致晶片不能有效脱附。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种温升效率高、温度均匀性高的静电卡盘。
[0006]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种静电卡盘，其包括陶瓷基体，所述陶瓷基体埋设有静电电极和加热电极，所述静电电极和加热电极在陶瓷基体中具有高度差，所述陶瓷基体和静电电极、加热电极一次烧结成型。
[0008]专利技术人经过研究发现，现有技术的静电卡盘在服役一段时间后，导温速率不够、控温精度低的主要原因在于：具有加热功能的陶瓷部件和具有吸附功能的陶瓷部件是采用粘接的方式集成，由于胶体的抗热疲劳性有限，导致胶层分开；同时，由于粘接材料的导热性差，使得导温速率不够、控温精度低。因此，本专利技术人经过探索后，采用同一陶瓷基体埋设静电电极和加热电极并且一次烧结成型的方式，制得了新型的静电卡盘，既克服了采用树脂作为加热部件基体所带来的不耐等离子体腐蚀的缺陷，又能够克服粘接胶导热性较低带来的导温速率慢的缺陷，制得的静电卡盘温度均匀可控，适用于具有高腐蚀气体和大密度等离子体环境中。
[0009]进一步地，所述加热电极为多个，多个所述加热电极分布在所述陶瓷基体中的同一高度平面。在本优选方案中，多个加热电极是指至少两个加热电极，含有多个加热电极的静电卡盘一次烧结成型，可以避免多次烧结带来的材料尺寸差异过大和内部组织恶化，满
足关键尺寸值均匀性的要求，又进一步保证了静电卡盘的品质。
[0010]进一步地，多个所述加热电极彼此不相交。由于各个加热电极之间不会相交，因此，可以对每个加热电极单独进行控温，从使使得静电卡盘具有多个温控区域。具体的方式可以是：每个所述加热电极分别与加热控制装置独立连接，控制装置可以对每个加热电极进行独立控温。
[0011]进一步地，所述加热电极呈线圈状，多个所述加热电极在所述陶瓷基体中形成一组同心圆。加热电极可以采用导电浆料印刷成各种形状图案，如螺旋形、线圈形等。在本优选方案中，加热电极呈线圈状可以有效地将热量传递至静电卡盘表面。多个加热电极独立控温，因此，形成了一组同心圆图案。
[0012]进一步地，所述静电卡盘还包括金属基体，所述金属基体设有流体通道，所述金属基体粘接在所述陶瓷基体的加热电极的下方。
[0013]进一步地，在所述陶瓷基体和金属基体之间还设有阻热层。所述阻热层是采用粘胶粘接在陶瓷基体和金属基体之间。
[0014]进一步地，所述加热电极为添加了钛成分的钨电极，所述钛成分按质数百分数计为0.001～10％。加热电极可以选用钨电极、钼电极、钛电极、铌电极或者碳化钨电极。在本优先方案中，选用添加了钛成分的钨电极，且钛成分按质数百分数计为0.001～10％，能够使静电卡盘的控温更加准确，减小电极的扩散。由于加热电极的主要成分为W，并且W中加入Ti可改善纯W的热膨胀系数与陶瓷的差异，能抑制W的高温扩散，因此可以改善加热电极区域与周围区域在加热部件服役时的热变形，同时加热电极与陶瓷烧结时易于结合，减小了整个电极的变形程度。
[0015]进一步地，所述静电电极选用钨电极、钼电极、钛电极、碳化钨电极等。静电电极为网格状，在不影响静电吸附的前提下，减小与陶瓷基体的接触面积，静电电极层均匀，变形小，保证1次烧结的合格率。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0017]本技术的加热电极和静电电极是埋伏在陶瓷基体内且一次烧结成型的，避免了多次烧结带来的材料尺寸差异和内部组织恶化，实现分区加热和控温，达到升温效率高，温度均匀性高的指标。
[0018]下面结合附图对本技术的静电卡盘作进一步说明。
附图说明
[0019]图1为本技术一种实施方式的静电卡盘的结构示意图；
[0020]图2为本技术实施例1的静电卡盘的加热电极的结构示意图；
[0021]图3为本技术实施例2的静电卡盘的加热电极的结构示意图；
[0022]图4为本技术实施例3的静电卡盘的加热电极的结构示意图；
[0023]图5为本技术一种实施方式的静电卡盘的制备方法的制造示意图。
具体实施方式
[0024]如图1所示，本技术的静电卡盘包括陶瓷基体10，所述陶瓷基体10埋设有静电电极11和加热电极12。所述静电电极11和加热电极12在陶瓷基体10中具有高度差，所述陶
瓷基体10和静电电极11、加热电极12是一次烧结成型。
[0025]具体地，所述加热电极12具有多个，且多个加热电极12彼此间不相交，使得多个加热电极12可以独立加热控温，以在静电卡盘表面形成多个不同的温控区域。各个加热电极12独立控温的方式可以是每个加热电极12单独与加热控制装置(图未示)连接。各个加热电极12分布在所述陶瓷基体10中的同一高度平面，使得每一个温控区域位于同一平面，从而易于控制各温控区域温度均匀性。
[0026]请同时参照图2，在本实施方式中，所述加热电极12是线圈状的。当然，加热电极12也可以是螺旋状或者其它图案形成。本实施例中，将加热电极12设置为线圈状，可以有效地将热量传递至静电卡盘表面。多个加热电极12独立控温，且位于同一高度，因此，形成了一组同心圆图案。所述加热电极12可以选用钨电极、钼电极、钛电极、铌电极或者碳化钨电极。在本实施例中，所述加热电极选用添加了钛成分的钨电极，且钛成分按质数百分数计为0.001～10％，能够使静电卡盘的控温更加准确，减小电极的扩散。由于加热电极的主要成分为W，并且W中加入Ti可改善纯W的热膨胀系数与陶瓷的差异，能抑制W的高温扩散，因此可以改善加热电极区域与周围区域在加热部件服役时的热变形，同时加热电极与陶瓷烧结时易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电卡盘，其特征在于：包括陶瓷基体，所述陶瓷基体埋设有静电电极和加热电极，所述静电电极和加热电极在陶瓷基体中具有高度差，所述陶瓷基体和静电电极、加热电极一次烧结成型。2.根据权利要求1所述的静电卡盘，其特征在于：所述加热电极为多个，多个所述加热电极分布在所述陶瓷基体中的同一高度平面。3.根据权利要求2所述的静电卡盘，其特征在于：多个所述加热电极彼此不相交。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉利，杨鹏远，王建冲，侯占杰，王超星，黎远成，何宏庆，樊文凤，唐娜娜，
申请(专利权)人：北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：