组合式密封圈及静电卡盘系统技术方案

本发明专利技术提供了一种组合式密封圈及静电卡盘系统，涉及半导体设备技术领域，包括内圈、第一外圈和第二外圈，所述内圈具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端相对设置；所述第一外圈和所述第二外圈分别设于所述第一端和所述第二端上，所述第一外圈和所述第二外圈分别与所述卡槽的顶壁和底壁相匹配设置，当第一外圈和第二外圈玻璃化体积微缩时，内圈的张力会推着第一外圈和第二外圈运动，以使第一外圈和第二外圈与卡槽的顶壁和底壁紧密贴合，所述内圈的材质采用聚四氟乙烯，所述第一外圈与所述第二外圈的材质均采用全氟醚橡胶；本发明专利技术通过内圈的张力，使第一外圈和第二外圈与卡槽的顶壁和底壁紧密贴合，实现对卡槽的有效密封。实现对卡槽的有效密封。实现对卡槽的有效密封。

【技术实现步骤摘要】
组合式密封圈及静电卡盘系统


[0001]本专利技术涉及半导体设备
，尤其涉及一种组合式密封圈及静电卡盘系统。

技术介绍

[0002]静电卡盘，又称E
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Chuck。其结构大致为顶部与晶圆接触的陶瓷，陶瓷与底板之间通过环氧树脂连接，在陶瓷与底板之间形成卡槽，底板上开设有若干个供氦气通过的孔，底板的底部承接设备电源。在实际使用时，晶圆放置在静电卡盘的上表面，然后通入等离子气体对晶圆的表面进行清洗，此过程中等离子气体会运动到静电卡盘的侧面，慢慢蚀刻卡槽内的环氧树脂，为了防止环氧树脂被等离子气体蚀刻，会在卡槽内设置密封圈，通过密封圈将环氧树脂和等离子气体隔离，以避免环氧树脂被蚀刻。现有的密封圈采用聚四氟乙烯材质，该材质的弹性较差，形成的密封圈无法实现较好的密封性能，或采用全氟醚橡胶材质，该材质在
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65℃的工艺条件下会玻璃化，体积会产生微缩，由于体积的微缩会使得密封圈与卡槽的顶壁和/或底壁之间产生缝隙，使得等离子气体通过缝隙进入接触到环氧树脂，并对环氧树脂造成刻蚀，因此亟需一种在低温工艺条件下依然能够实现有效密封的密封圈。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种组合式密封圈及静电卡盘系统，采用内圈、第一外圈和第二外圈的组合结构，以在第一外圈和第二外圈玻璃化微缩时，通过内圈的张力作用，使第一外圈和第二外圈与卡槽的顶壁和底壁紧密贴合，以实现对卡槽的有效密封。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种组合式密封圈，设于静电卡盘的卡槽内，包括内圈、第一外圈和第二外圈，其中，所述内圈具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端相对设置；所述第一外圈和所述第二外圈分别设于所述第一端和所述第二端上，且所述第一外圈和所述第二外圈分别与所述卡槽的顶壁和底壁相匹配设置，当所述第一外圈和所述第二外圈玻璃化体积微缩时，所述内圈的张力会推着所述第一外圈和所述第二外圈运动，以使所述第一外圈和所述第二外圈与所述卡槽的顶壁和底壁紧密贴合，其中，所述内圈的材质采用聚四氟乙烯，所述第一外圈与所述第二外圈的材质均采用全氟醚橡胶。本专利技术中所述内圈采用聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯在
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65℃的工艺条件下不会玻璃化，依然能够保持一定的张力。
[0005]可选的，所述内圈设于所述第一外圈和所述第二外圈的边缘或设于所述第一外圈和所述第二外圈的中部。
[0006]可选的，所述内圈的截面呈矩形结构或呈弧形结构。
[0007]可选的，所述第一外圈与所述第二外圈均具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面相对设置，所述第一侧面靠近所述卡槽的侧壁设置，其中，所述第一外圈与所述第二外圈的第二侧面上均设置有增厚部。
[0008]可选的，所述第一外圈与所述第二外圈相互靠近的一侧均设置有第一引导部，其
中，所述第一引导部靠近所述第二侧面设置。
[0009]可选的，所述第一外圈与所述第二外圈相互远离的一侧均设置有第二引导部，其中，所述第二引导部靠近所述第一侧面设置。
[0010]可选的，还包括设于所述第一外圈与所述第二外圈之间，并用于所述第一外圈与所述第二外圈连接的连接部，其中，所述连接部设于所述内圈和所述卡槽的侧壁之间。
[0011]可选的，所述第一外圈和/或所述第二外圈上设有凹陷部，所述内圈设于所述凹陷部内，其中，所述凹陷部具有第一接触面和第二接触面，所述第一接触面与所述第二接触面相对设置，且所述第一接触面靠近所述卡槽的侧壁设置，其中，所述内圈与所述第一接触面连接，所述内圈与所述第二接触面之间存在有间隙。
[0012]可选的，还包括设于所述内圈上的两个延伸部，其中，两个所述延伸部分别与所述第一外圈和所述第二外圈相抵接。
[0013]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种静电卡盘系统，包括主体部、与所述主体部胶接的陶瓷板，以及所述的组合式密封圈，其中，所述陶瓷板与所述主体部之间存在有卡槽，所述组合式密封圈套设于所述卡槽内。
[0014]本专利技术的有益效果如下：本专利技术的密封圈采用内圈、第一外圈和第二外圈的组合结构，以在第一外圈和第二外圈玻璃化微缩时，通过内圈的张力作用，使第一外圈和第二外圈与卡槽的顶壁和底壁紧密贴合，以实现对卡槽的有效密封。
附图说明
[0015]图1为本专利技术中静电卡盘系统结构示意图；图2为本专利技术中图1中A结构放大示意图；图3为本专利技术中第一外圈和第二外圈的第一实施方式结构示意图；图4为本专利技术中第一外圈和第二外圈的第二实施方式结构示意图；图5为本专利技术中内圈的第一种构型与第一外圈与第二外圈的第一种安装位置的结构示意图；图6为本专利技术中内圈的第一种构型与第一外圈与第二外圈的第二种安装位置的结构示意图；图7为本专利技术中内圈的第二种构型与第一外圈与第二外圈安装位置的结构示意图；图8为本专利技术中连接部的结构示意图；图9为本专利技术中延伸部结构示意图。
[0016]附图标记1、内圈；101、第一端；102、第二端；2、第一外圈；3、第二外圈；4、第一侧面；5、第二侧面；6、第一引导部；
7、第二引导部；8、连接部；9、凹陷部；10、延伸部；11、主体部；12、陶瓷板；13、卡槽；14、增厚部。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0018]静电卡盘，又称E
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Chuck，ESC，其结构大致为顶部与晶圆接触的陶瓷板，陶瓷与底板之间通过环氧树脂连接，在陶瓷与底板之间形成卡槽，底板上开设有若干个供氦气通过的孔，底板的底部承接设备电源，底板材质为金属铝；在低压环境下晶圆固定在静电卡盘上，向静电卡盘通高电压，静电卡盘表面是陶瓷间隔高电压，但是电场仍会穿过陶瓷，吸引晶圆正电荷往晶圆下方移动，晶圆稳定的被下方电场吸引在静电卡盘上；负电荷往晶圆上方移动，吸引等离子气体。此吸附晶圆的高压电场除了能将晶圆吸附在静电卡盘上，同时也吸引了等离子气体到静电卡盘侧面，等离子气体会慢慢蚀刻外部环氧树脂及内部的材料，最终接到氦气管道，使氦气外泄流量异常偏高，当氦气泄漏量超过工厂的预设范围时，则需要更换整颗静电卡盘。由于更换整颗静电卡盘的成本太高，有厂家使用材质为全氟醚橡胶的密封圈替换环氧树脂对静电卡盘的卡槽进行密封，以防止氦气的泄漏。全氟醚橡胶材质的密封圈长期工作温度在
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25~300℃，在此工作温度区间内有着优秀的热稳定性以及耐刻蚀性。但是，当清洗（对晶圆表面进行清洗，具体过程在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式密封圈，设于静电卡盘的卡槽内，其特征在于，包括内圈、第一外圈和第二外圈，其中，所述内圈具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端相对设置；所述第一外圈和所述第二外圈分别设于所述第一端和所述第二端上，且所述第一外圈和所述第二外圈分别与所述卡槽的顶壁和底壁相匹配设置，当所述第一外圈和所述第二外圈玻璃化体积微缩时，所述内圈的张力会推着所述第一外圈和所述第二外圈运动，以使所述第一外圈和所述第二外圈与所述卡槽的顶壁和底壁紧密贴合，其中，所述内圈的材质采用聚四氟乙烯，所述第一外圈与所述第二外圈的材质均采用全氟醚橡胶。2.根据权利要求1所述的组合式密封圈，其特征在于，所述内圈设于所述第一外圈和所述第二外圈的边缘或设于所述第一外圈和所述第二外圈的中部。3.根据权利要求1所述的组合式密封圈，其特征在于，所述内圈的截面呈矩形结构或呈弧形结构。4.根据权利要求1所述的组合式密封圈，其特征在于，所述第一外圈与所述第二外圈均具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面相对设置，所述第一侧面靠近所述卡槽的侧壁设置，其中，所述第一外圈与所述第二外圈的第二侧面上均设置有增厚部。5.根据权利要求4所述的组合式密封圈，其特征在于，所述第一外圈与所述第二外圈相互靠近的一侧均设置有第一引导...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶龙海，
申请(专利权)人：上海芯之翼半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：