CN102856241A - 一种静电卡盘及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种静电卡盘及等离子体加工设备，所述静电卡盘其包括用于承载被加工工件的基座，所述基座包括固定单元和可调单元，所述可调单元嵌套在所述固定单元的外周缘，所述可调单元的上表面可与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面。该静电卡盘可以减少更换静电卡盘的时间，提高等离子体加工设备的使用率，而且可以降低等离子体加工设备的制造成本。

Description

一种静电卡盘及等离子体加工设备

技术领域

本发明属于等离子体加工设备领域，涉及一种静电卡盘及含有该静电卡盘的等离子体加工设备。

背景技术

等离子体加工设备是半导体加工技术中常用的设备，其用于进行薄膜沉积、刻蚀等工艺。

等离子体加工设备包括反应腔室以及设置在反应腔室内部的静电卡盘。静电卡盘用于承载并固定晶片。同时，为了避免静电卡盘在工艺过程中被刻蚀，静电卡盘用于承载晶片的上表面的尺寸略小于晶片的直径，即用晶片将静电卡盘覆盖。

在实际加工过程中，晶片的尺寸并不固定，常用的晶片尺寸有2英寸、4英寸、6英寸、8英寸以及12英寸。因此，在加工不同尺寸的晶片时，需要根据所加工的晶片尺寸更换与之对应的静电卡盘。然而，静电卡盘的拆装过程困难，更换静电卡盘所用时间较长，这降低了等离子体加工设备使用率；而且静电卡盘造价昂贵，针对不同尺寸的晶片而配置与之尺寸对应的静电卡盘增加了等离子体加工设备的制造成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是针对等离子体加工设备中存在的上述缺陷，提供一种静电卡盘，该静电卡盘用于承载被加工工件的上表面的尺寸可以根据被加工工件的尺寸进行调整，从而可以减少更换静电卡盘的时间，以及降低等离子体加工设备的制造成本。

此外，本发明还提供一种等离子体加工设备，该等离子体加工设备中的静电卡盘的上表面可以根据被加工工件的尺寸进行调整，从而可以减少更换静电卡盘的时间，以及降低等离子体加工设备的制造成本。

解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种静电卡盘，包括用于承载被加工工件的基座，所述基座包括固定单元和可调单元，所述可调单元嵌套在所述固定单元的外周缘，所述可调单元的上表面可与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面。

优选地，所述可调单元包括n个可调件以及分别驱动各个所述可调件的驱动部件，所述n个可调件自所述固定单元由近及远依次嵌套在所述固定单元的外周缘，在所述驱动部件的驱动下，与之对应的所述可调件的上表面与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面，其中，n为等于或大于1的整数。

优选地，所述n个可调件为环形结构件，与所述固定单元最接近的所述可调件的内径尺寸大于所述固定单元的外径尺寸。

优选地，所述固定单元为圆柱体结构，所述n个可调件是以所述固定单元的对称轴为对称轴的圆环。

优选地，所述驱动部件为气缸或液压缸。

优选地，在每一个所述可调件的内部均设有通道，所述通道与贮存温度调节剂的介质源连接，在每一所述通道与所述介质源之间均设有一控制单元，所述控制单元用于控制所述通道内的温度调节剂的流量。

优选地，所述温度调节剂为水或惰性气体。

优选地，还包括防护部件，当所述可调单元的上表面低于所述固定单元的上表面时，所述防护部件放置在所述可调单元的上表面。

优选地，所述防护部件是由石英或陶瓷材料制成的结构件。

另外，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室和静电卡盘，所述静电卡盘设置在所述反应腔室的内部，所述静电卡盘本发明提供的所述静电卡盘。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种静电卡盘，该静电卡盘的基座包括固定单元和可调单元，而且所述可调单元的上表面可与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面，通过调节可调单元上表面的高度即可使所述静电卡盘的基座尺寸满足不同尺寸的被加工工件的要求。这可以减少更换静电卡盘的时间，提高等离子体加工设备的使用率。而且，由于无需根据不同尺寸的被加工工件而对应地设置多个不同尺寸的静电卡盘，因此，该静电卡盘还可以降低等离子体加工设备的制造成本。

类似地，本发明提供的等离子体加工设备，由于静电卡盘的基座包括固定单元和可调单元，而且所述可调单元的上表面可与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面，通过调节可调单元上表面的高度即可使所述静电卡盘的基座尺寸满足不同尺寸的被加工工件的要求。这可以减少更换静电卡盘的时间，提高等离子体加工设备的使用率。而且，由于无需根据不同尺寸的被加工工件而对应地设置多个不同尺寸的静电卡盘，因此，该等离子体加工设备的制造成本低。

附图说明

图1为本发明提供的实施例静电卡盘的结构简图；

图2为本发明提供的变型实施例静电卡盘的结构简图；以及

图3为本发明提供的等离子体加工设备的结构简图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的静电卡盘及等离子体加工设备进行详细描述。

图1为本发明提供的实施例静电卡盘结构简图。请参阅图1，静电卡盘包括用于承载被加工工件的基座，基座包括固定单元11和可调单元12，固定单元11为圆柱体，可调单元12嵌套在固定单元11的外周缘。

可调单元12包括可调件121和两个气缸122，两个气缸122设置在可调件121的底部。在两个气缸122的驱动下，可调件121的上平面可与固定单元11的上表面齐平或低于固定单元11的上表面。当然，气缸122也可以用诸如液压缸等其它驱动部件代替。

需要说明的是，气缸122的数量不仅限于两个，也可以设置一个或更多个，只要能够对可调件121的高度进行调节，使可调件121的上平面与可固定单元11的上表面齐平或低于固定单元11的上表面即可。

可调件121为圆环形结构，其内径略大于固定单元11的外径。可调件121嵌套在固定单元11的周缘，即，在将可调件121和固定单元11装配在一起后，可调件121和固定单元11形成一个同心圆结构。

在可调件121和固定单元11的内部且靠近上表面的位置设有静电电极(图中未示出)，静电电极与电源连接。当静电电极与电源电连接后，在基座与被加工工件之间便产生静电引力，借助该静电引力可以将被加工工件固定在基座的表面。静电电极的设置方式、结构等特征与现有技术完全相同，这里不再详细赘述。

在可调件121和固定单元11内部还设有通道(图中未示出)，通道通过管路与贮存温度调节剂的介质源(图中未示出)连接。温度调节剂可对可调件121和固定单元11的温度进行调节，从而达到控制被加工工件的温度以及温度均匀性的目的。

本实施例中，在可调件121和固定单元11内的通道与介质源之间分别设有一控制单元，控制单元用于控制通道内温度调节剂的流量，从而达到独立控制可调件121和固定单元11温度的目的，这样可以更容易地控制被加工工件的温度以及温度的均匀性。

本实施例中，温度调节剂可以是水或惰性气体，对应地，介质源可以是水源或惰性气体源。

当被加工工件的尺寸略大于固定单元11上表面的尺寸时，被加工工件放置在固定单元11的表面，其不能覆盖可调件121。在实施工艺过程中，必然会对可调件121造成刻蚀。为了避免可调件121的表面被刻蚀，首先调节气缸使可调单元12的上表面低于固定单元的上表面，然后在可调件121的上表面设置防护部件13，借助防护部件13将裸露在等离子体中的可调件121遮挡。防护部件13的形状与可调件121的上表面形状对应。防护部件13是由石英或陶瓷材料制成的结构件。

作为上述实施例的一个变型，如图2所示，可调单元12设置有两个圆环形的可调件121以及四个气缸。其中，第二可调件121b的内径略大于第一可调件121a的外径，第二可调件121b嵌套在第一可调件121a的外周缘。第一可调件121a的内径略大于固定单元11的外径，第一可调件121a嵌套在固定单元11的外周缘。这样，固定单元11、第一可调件121a和第二可调件121b形成同心圆结构。

第一可调件121a和第二可调件121b分别由两个气缸进行驱动，以使第一可调件121a和第二可调件121b的上表面与固定单元11的上表面齐平；或者，使第一可调件121a的上表面与固定单元11的上表面齐平，而第二可调件121b的上表面低于固定单元11的上表面。

不难理解，可调单元12可以包括n个可调件121，每一个可调件121分别由与其对应的气缸或其它驱动部件驱动，其中，n为等于或大于1的整数。这n个可调件121自固定单元11由近及远依次嵌套在所述固定单元111的外周缘。具体地，与固定单元11最接近的可调件的内径尺寸大于固定单元11的外径尺寸，而且这n个可调件中，任一可调件的外径尺寸小于与其相邻的可调件的内径尺寸。换言之，相邻两个可调件中，靠近固定单元11的可调件的外径尺寸小于远离固定单元11的可调件的内径尺寸。在气缸的驱动下，与之对应的所述可调件121的上表面与固定单元11的上表面齐平或低于所述固定单元11的上表面。

而且，n个可调件121的外径与不同尺寸的被加工工件的外径相对应，更具体地，n个可调件121的外径略小于不同尺寸的被加工工件的外径。使用时，根据被加工工件的尺寸使与之尺寸相对应的可调件以及位于该可调件内侧的其它可调件升起，并使该可调件以及位于该可调件内侧的其它可调件的上表面与固定单元的上表面齐平；同时，使位于该可调件外侧的其它可调件的上表面低于固定单元的上表面，并用防护部件覆盖低于固定单元上表面的可调件的上表面。

需要说明的是，在上述实施例中，可调件121是一个完整的圆环，但本发明并不局限于此，可调件121也可以是由几部分拼接而成的圆环，如可调件121可以是由两个半圆环拼接而成的，或是由四个圆环段拼接而成。

还需要说明的是，在上述实施例中，固定单元11为圆柱体，然而，本发明并不局限于此，固定单元11也可以是诸如长方体或正方体等其它柱体结构。对应地，可调单元12的可调件121也可以是长方的环形或正方的环形结构。也就是说，可调件121的形状是根据固定单元11的形状进行调整，只要能够使固定单元11和可调件121嵌套在一起即可。

本实施例提供的一种静电卡盘，其基座包括固定单元和可调单元，而且所述可调单元的上表面可与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面，通过调节可调单元上表面的高度即可使所述静电卡盘的基座尺寸满足不同尺寸的被加工工件的要求。这可以减少更换静电卡盘的时间，提高等离子体加工设备的使用率。而且，由于无需根据不同尺寸的被加工工件而对应地设置多个不同尺寸的静电卡盘，因此，该静电卡盘可以降低等离子体加工设备的制造成本。

本实施例还提供一种等离子体加工设备，图3本发明提供的等离子体加工设备的结构简图。如图3所示，等离子体加工设备包括腔体31。在腔体3 1的内侧设有内衬32，以避免腔体31被等离子体腐蚀。在腔体31的顶端设有窗体33，窗体33由电绝缘材料制成。腔体31和窗体33构成了反应腔室40。

在窗体33的中间位置设有中央进气口35，在腔体31上靠近窗体33的位置设有边缘进气口36。通过中央进气口35和边缘进气口36将工艺气体通入反应腔室40内。

在窗体33的上表面设有射频激发装置34，射频激发装置34与射频电源(图中未示出)连接，射频激发装置34通过窗体33可使射频电源的能量在反应腔室40内耦合，使工艺气体电离并形成等离子体。

在腔体31的侧面且靠下位置设有排气口37，排气口37与真空装置(图中未示出)连接，借助真空装置使反应腔室40成为真空环境。

在反应腔室40的底部设有静电卡盘38，被加工工件39放置在静电卡盘38的上表面。静电卡盘38用于承载并固定被加工工件39，同时还用于调节被加工工件39的温度。

本实施例中，静电卡盘38采用上述实施例提供静电卡盘，由于静电卡盘的基座包括固定单元和可调单元，而且所述可调单元的上表面可与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面，通过调节可调单元上表面的高度即可使所述静电卡盘的基座尺寸满足不同尺寸的被加工工件的要求。这可以减少更换静电卡盘的时间，提高等离子体加工设备的使用率。而且，由于无需根据不同尺寸的被加工工件而对应地设置多个不同尺寸的静电卡盘，因此，该等离子体加工设备的制造成本低。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种静电卡盘，包括用于承载被加工工件的基座，其特征在于，所述基座包括固定单元和可调单元，所述可调单元嵌套在所述固定单元的外周缘，所述可调单元的上表面可与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面。

2.根据权利要求1所述静电卡盘，其特征在于，所述可调单元包括n个可调件以及分别驱动各个所述可调件的驱动部件，所述n个可调件自所述固定单元由近及远依次嵌套在所述固定单元的外周缘，在所述驱动部件的驱动下，与之对应的所述可调件的上表面与所述固定单元的上表面齐平或低于所述固定单元的上表面，其中，n为等于或大于1的整数。

3.根据权利要求2所述静电卡盘，其特征在于，所述n个可调件为环形结构件，与所述固定单元最接近的所述可调件的内径尺寸大于所述固定单元的外径尺寸。

4.根据权利要求3所述静电卡盘，其特征在于，所述固定单元为圆柱体结构，所述n个可调件是以所述固定单元的对称轴为对称轴的圆环。

5.根据权利要求2所述静电卡盘，其特征在于，所述驱动部件为气缸或液压缸。

6.根据权利要求2所述静电卡盘，其特征在于，在每一个所述可调件的内部均设有通道，所述通道与贮存温度调节剂的介质源连接，在每一所述通道与所述介质源之间均设有一控制单元，所述控制单元用于控制所述通道内的温度调节剂的流量。

7.根据权利要求6所述静电卡盘，其特征在于，所述温度调节剂为水或惰性气体。

8.根据权利要求1-7任意一项所述静电卡盘，其特征在于，还包括防护部件，当所述可调单元的上表面低于所述固定单元的上表面时，所述防护部件放置在所述可调单元的上表面。

9.根据权利要求8所述静电卡盘，其特征在于，所述防护部件是由石英或陶瓷材料制成的结构件。

10.一种等离子体加工设备，包括反应腔室和静电卡盘，所述静电卡盘设置在所述反应腔室的内部，其特征在于，所述静电卡盘为权利要求1-9任意一项所述静电卡盘。

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