CN113725141A - 多孔陶瓷静电吸盘 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多孔陶瓷静电吸盘，包括吸盘本体，所述吸盘本体上设有若干规律分布且上下贯穿的氦气孔，各个所述氦气孔通过设于吸盘本体上表面且呈闭环结构的沟槽组连通。本发明具有氦气孔分布均匀全面，且氦气分布均匀，保证静电吸盘表面的温度分布均匀性等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔陶瓷静电吸盘，属于晶圆刻蚀的技术领域。
背景技术
ESC静电吸盘广泛应用于半导体行业的晶圆刻蚀领域，ESC静电吸盘通过多孔设计使通氦气后表面降温，晶圆加工时散热均匀，从而保证晶圆加工的品质提升。
目前有一种静电吸盘，结构按照三明治的形式组成，上下两层为陶瓷，中间一层为钨浆印刷层，按照等静压方式把3层粘合在一起，然后根据特殊窑炉工艺烧结而成；该静电吸盘为单电极型，在电极孔端通3KV直流电压，另一端子接地，然后在静电吸盘上表面会产生正电荷，晶圆下表面产生负电荷，根据正负电荷相吸的原理把晶圆牢牢的吸附在静电吸盘上。
但是该静电吸盘氦气孔分布不够全面，使得静电吸盘表面的温度不够均匀，影响晶圆的加工效果，同时各个氦气孔独立分布在静电吸盘上，分布并不全面，且各个氦气孔互不关联，使得各个氦气孔之间会有无氦气覆盖的空间，导致氦气在静电吸盘表面的分布并不均匀。
发明内容
本发明目的在于提供一种多孔陶瓷静电吸盘，解决了现有技术存在的静电吸盘上的氦气孔分布不够全面，氦气分布不均匀等问题。
本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：一种多孔陶瓷静电吸盘，包括吸盘本体，所述吸盘本体上设有若干规律分布且上下贯穿的氦气孔，各个所述氦气孔通过设于吸盘本体上表面且呈闭环结构的沟槽组连通；上述氦气孔在吸盘本体上的均匀分布，使得氦气可通过各个氦气孔全面均匀的分布在吸盘本体的上表面，同时各个氦气孔之间通过呈闭环结构的沟槽组连通，当晶圆覆盖在沟槽组上方时，沟槽组的被晶圆阻挡，氦气无法向上漂浮，由此氦气可在沟槽组内流动，直至氦气铺满沟槽组，从而实现了氦气的全面覆盖性和分布均匀性，继而保证了吸盘本体表面的温度均匀性。
作为优选，所述氦气孔在吸盘本体上呈若干个环形结构分布，所述沟槽组包括若干个与吸盘本体同心的环形沟槽，分布在每个环形结构上的若干所述氦气孔之间通过环形沟槽连通；上述氦气孔呈若干个环形结构式分布且与吸盘本体同心，可以增加氦气孔的分布量，且使得氦气孔在吸盘本体上的分布更加的均匀，且各个环形分布的氦气孔之间通过环形沟槽连接，使得氦气孔和环形沟槽的分布更加规律，保证了氦气通入后分布的均匀性。
作为优选，所述若干环形沟槽内分布的氦气孔数量由圆心向外逐渐增多；由于各个环形沟槽的直径由内至外逐渐增大，因此各个环形沟槽内的氦气孔由内至外设置的数量逐渐增多，使得氦气孔在吸盘本体上的分布更加均匀，从而可以保证氦气在吸盘本体上的分布均匀。
作为优选，同一个所述环形沟槽内的氦气孔之间的周向间距相等；上述同一个环形沟槽内的氦气孔之间的周向间距相等使得环形沟槽内的氦气孔分布保持均匀，从而保证环形沟槽内的氦气分布均匀，避免环形沟槽内的氦气孔之间间距不一，而导致氦气孔之间的氦气分布存在空隙，影响氦气分布的均匀性。
作为优选，各个相邻的所述环形沟槽之间的径向间距相等；上述环形沟槽之间的径向间距相等，使得各个环形沟槽内的氦气在静电吸盘上可覆盖不同范围，避免各个环形沟槽内的氦气覆盖发生重叠，而影响对氦气的覆盖利用率，造成资源的浪费，且避免静电吸盘上的部分区域无法别氦气覆盖。
作为优选，所述沟槽组还包括径向沟槽，所述若干环形沟槽之间通过至少一个沿吸盘本体的半径方向设置的径向沟槽连通；上述沿吸盘本体半径方向设置的径向沟槽以便于将各个环形沟槽连通，使得各个环形沟槽和径向沟槽可以将氦气孔相互连通，使得氦气可以沿着环形沟槽和径向沟槽均匀的流动至整个吸盘本体上，保证氦气的分布均匀且全面。
作为优选，所述径向沟槽的外端与吸盘本体上最外圈的环形沟槽连通；上述径向沟槽与最外圈的环形沟槽连通，使得径向沟槽最大程度的将各个环形沟槽闭环导通，使得氦气可以在整个沟槽组内全面流通。
作为优选，所述径向沟槽的数量至少为两条且沿吸盘本体周向均匀分布，所述至少两条径向沟槽的内端在吸盘本体的圆心处相互连通；上述径向沟槽的均匀分布，以便于提高氦气在静电吸盘上的覆盖均匀性，而至少两条径向沟槽的内端在吸盘本体的圆心处相互连通可以增加沟槽的覆盖范围，避免氦气覆盖死角的留存，加强氦气在吸盘本体上分布的全面性。
作为优选，所述吸盘本体上最外圈的环形沟槽与吸盘本体外缘处之间的间距大于2mm；上述吸盘本体上最外圈的环形沟槽与吸盘本体外缘处之间的间距设置，以便于为最外圈环形沟槽内的氦气覆盖增加空间，避免氦气溢出吸盘本体而导致资源的浪费。
作为优选，所述氦气孔的孔径大小为0.5-0.6mm；上述对于氦气孔的孔径设置，以便于将氦气孔的大小限定至合适的值，避免氦气孔过小，而导致加工时出现断刀现象，降低加工成本。
因此，本发明具有氦气孔分布均匀全面，且氦气分布均匀，保证静电吸盘表面的温度分布均匀性等特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的结构剖视图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1-2所示，一种多孔陶瓷静电吸盘，包括吸盘本体1，吸盘本体1上设有若干规律分布且上下贯穿的氦气孔11，各个氦气孔11通过设于吸盘本体1上表面且呈闭环结构的沟槽组2连通；氦气孔11的孔径大小为0.5-0.6mm。
原有的吸盘本体(即静电吸盘)孔位分布区域不够密集且不够全面，散热均匀性还不是很理想。改进后的静电吸盘氦气孔分布扩大，数量增多，通过内外圈的沟槽来联通氦气的流通，形成闭环。基座背部设计一个通氦气的气路，通过氦气孔和沟槽，把氦气联通到各个孔位，而静电吸盘材质较硬，孔径越小，打孔的磨刀越细，因此更容易断裂，所以将孔径限定在一定范围内，从而减少断刀现象的发生。
氦气孔11在吸盘本体1上呈若干个环形结构分布，沟槽组2包括若干个与吸盘本体1同心的环形沟槽21，分布在每个环形结构上的若干氦气孔11之间通过环形沟槽21连通；若干环形沟槽21内分布的氦气孔11数量由圆心向外逐渐增多；同一个环形沟槽21内的氦气孔11之间的周向间距相等；各个相邻的环形沟槽21之间的径向间距相等；上述氦气孔和环形沟槽一环接一环，由吸盘本体的圆心开始往外设置，位于最内圈的环形沟槽内的氦气孔数量最少，位于最外圈的环形沟槽内的氦气孔数量最多，一个环形沟槽内的氦气孔在环形沟槽内均匀分布，同一个环形沟槽内的氦气孔和氦气孔之间等间距设置。
沟槽组设置在静电吸盘的上表面，且连通各个氦气孔，而氦气孔上下贯穿静电吸盘，静电吸盘的底部有铝基，可以朝氦气孔内通入氦气，环形沟槽呈多个同心圆式的环形结构分布，且沿半径方向设置有多个连接各个同心圆的径向沟槽。
沟槽组2还包括径向沟槽22，若干环形沟槽21之间通过至少一个沿吸盘本体1的半径方向设置的径向沟槽22连通；径向沟槽22的外端与吸盘本体1上最外圈的环形沟槽21连通；径向沟槽22的数量至少为两条且沿吸盘本体1周向均匀分布，至少两条径向沟槽22的内端在吸盘本体1的圆心处相互连通；吸盘本体1上最外圈的环形沟槽21与吸盘本体1外缘处之间的间距大于2mm；径向沟槽沿静电吸盘的半径方向设置，每个径向沟槽之间的间距相等，各个径向沟槽均匀分布在静电吸盘上，径向沟槽的一端与静电吸盘上最外圈的环形沟槽连通，各个径向沟槽的另一端在静电吸盘的圆心处相互连通，避免氦气覆盖的死角留存，最外圈的环形沟槽的外缘处和静电吸盘的边缘之间的间距至少要大于2mm，若小于2mm，沟槽组内的氦气会溢出至静电吸盘外，造成资源浪费，增加成本。
Claims (10)
1.一种多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：包括吸盘本体(1)，所述吸盘本体(1)上设有若干规律分布且上下贯穿的氦气孔(11)，各个所述氦气孔(11)通过设于吸盘本体(1)上表面且呈闭环结构的沟槽组(2)连通。
2.根据权利要求1所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：所述氦气孔(11)在吸盘本体(1)上呈若干个环形结构分布，所述沟槽组(2)包括若干个与吸盘本体(1)同心的环形沟槽(21)，分布在每个环形结构上的若干所述氦气孔(11)之间通过环形沟槽(21)连通。
3.根据权利要求2所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：所述若干环形沟槽(21)内分布的氦气孔(11)数量由圆心向外逐渐增多。
4.根据权利要求2或3所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：同一个所述环形沟槽(21)内的氦气孔(11)之间的周向间距相等。
5.根据权利要求2或3所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：各个相邻的所述环形沟槽(21)之间的径向间距相等。
6.根据权利要求2或3所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：所述沟槽组(2)还包括径向沟槽(22)，所述若干环形沟槽(21)之间通过至少一个沿吸盘本体(1)的半径方向设置的径向沟槽(22)连通。
7.根据权利要求6所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：所述径向沟槽(22)的外端与吸盘本体(1)上最外圈的环形沟槽(21)连通。
8.根据权利要求6所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：所述径向沟槽(22)的数量至少为两条且沿吸盘本体(1)周向均匀分布，所述至少两条径向沟槽(22)的内端在吸盘本体(1)的圆心处相互连通。
9.根据权利要求2或3所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：所述吸盘本体(1)上最外圈的环形沟槽(21)与吸盘本体(1)外缘处之间的间距大于2mm。
10.根据权利要求1或2或3所述的多孔陶瓷静电吸盘，其特征在于：所述氦气孔(11)的孔径大小为0.5-0.6mm。
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