静电卡盘工艺组件制造技术

本发明专利技术公开了一种静电卡盘工艺组件，设置于静电卡盘的边缘部位，静电卡盘固定在绝缘盘上，绝缘盘的上表面的周边部位与该工艺组件之间设有定位装置。工艺组件包括聚焦环、基环和绝缘环等多个部件，相邻两个部件之间设有定位装置，定位装置包括上下相配合的台阶式密封；或凹槽和凸台；或迷宫式密封环。在拆装聚焦环的过程中，聚焦环的位置不变，不必重新调试机械手传递基片的位置，安装调试及定期维护的时间短，生产率高，而且刻蚀工艺过程中的腐蚀气体很难进入静电卡盘的周边区域，提高了静电卡盘的使用寿命，降低了刻蚀设备维修的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体加工设备，尤其涉及一种半导体加工设备中的静电卡盘工艺组件。
技术介绍
静电卡盘(Electro Static Chuck简称ESC)及其配套工艺组件广泛的应用于集成电 路(IC)制造工艺过程中，特别是等离子刻蚀(包括硅刻蚀、介质刻蚀和金属刻蚀)、物 理气相沉积(PVD)等工艺。如图1所示，现有技术中，静电卡盘2通过陶瓷绝缘盘3固定反应室1中，静电卡盘2用 于在反应室l内固定、支撑及传送基片(Wafer)、为基片提供直流偏压并且控制基片表面 的温度等。如图2所示，静电卡盘2在现有技术中，往往采用陶瓷粘接的加工形式，即陶瓷层9烧 结后通过硅胶10固定在静电卡盘铝基座11 (硬质硫酸阳极氧化处理)上。如图3所示，工艺组件4设置在静电卡盘2的边缘部位，其作用将反应室l内部激发的等 离子体集中限制在基片5之上的区域范围内，提高反应粒子在基片5区域的停留时间，提高 基片5的刻蚀均匀性，并保护静电卡盘2免受等离子体及腐蚀性气体的腐蚀，提高静电卡盘2 的使用寿命。工艺组件4包括聚焦环(Focus Ring) 6、基环(Base Ring ) 7、绝缘环(Isolation Ring ) 8等部分。在静电卡盘2的周边从下到上依次放置绝缘环8、基环7和聚焦环6;基片5在工艺过程 中通过静电引力的作用固定在静电卡盘2的正上方。 上述现有技术至少存在以下缺点工艺组件的各零件间没有相互之间的机械定位。在安装调试及定期维护的过程中，聚 焦环6需要经常安装拆卸，致使每次安装聚焦环6的位置不同，必须重新调试机械手传递基 片5的位置，使安装调试及定期维护的时间加长，生产率降低。
技术实现思路
3本专利技术的目的是提供一种安装调试及定期维护的时间短、生产率高的静电卡盘工艺组件。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的本专利技术的静电卡盘工艺组件，设置于静电卡盘的边缘部位，所述静电卡盘固定在绝缘 盘上，所述的绝缘盘的上表面的周边部位与该工艺组件之间设有定位装置。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所述的静电卡盘工艺组件，由于绝缘 盘的上表面的周边部位与该工艺组件之间设有定位装置。在拆装聚焦环的过程中，聚焦环 的位置不变，不必重新调试机械手传递基片的位置，安装调试及定期维护的时间短，生产 率高。附图说明图l为现有技术中反应腔室的结构示意图； 图2为现有技术中静电卡盘的结构示意图3为现有技术中工艺组件与静电卡盘合装后的结构示意图4为本专利技术的静电卡盘工艺组件的具体实施例一的结构示意图5为本专利技术中聚焦环的具体实施例一的结构示意图6为本专利技术中基环的具体实施例一的结构示意图7为本专利技术中绝缘环的具体实施例一的结构示意图8为本专利技术中绝缘盘的具体实施例一的结构示意图9为本专利技术的静电卡盘工艺组件的具体实施例二的局部结构示意图10为本专利技术的静电卡盘工艺组件的具体实施例三的局部结构示意图。具体实施例方式本专利技术的静电卡盘工艺组件，其较佳的具体实施例一如图4所示，该工艺组件设置于静电卡盘2的边缘部位，静电卡盘2固定在绝缘盘15上，静电卡盘2的上表面用于放置基片 5。绝缘盘15的上表面的周边部位与该工艺组件之间设有定位装置。该工艺组件的下方为绝缘环14，绝缘环14的下表面与绝缘盘15的上表面接触，因此， 绝缘盘15与该工艺组件之间的定位装置就设置在绝缘盘15的上表面的周边部位与绝缘环14 的下表面之间。如图7、图8所示，具体绝缘盘15与绝缘环14之间的定位装置可以是，在绝缘盘15的上 表面的周边部位设置一个环形台阶，使绝缘盘15的上表面的周边部位低于中间部位，中间 高出的部位的外圆表面与绝缘环14的下部的内圆表面相吻合，绝缘环14恰可套入环形台阶中，形成台阶式密封。绝缘盘15与绝缘环14之间的定位装置可以是，在绝缘盘15的上表面的周边部位设置环形的凹槽或凸台，及对应设于绝缘环14的下表面的环形的凸台或凹槽，上、下对应的环形的凹槽和凸台相吻合，起到定位和密封作用；定位装置也可以是在绝缘盘15的上表面和绝缘环14的下表面设置相对应的迷宫式密封环，迷宫式密封环可以包括多个环形凹槽和凸台，上下相对应的迷宫式密封环相吻合。本专利技术的静电卡盘工艺组件由多个部件组成，多个部件可以包括聚焦环12、基环13和 绝缘环14，基环13和聚焦环12依次设置在绝缘环14的上方；也可以只包括聚焦环12和绝缘 环14，实际上是将基环13和聚焦环12制作成为一体。多个部件中，相邻的两个部件之间设有定位装置，如聚焦环12与基环13之间及基环13 与绝缘环14之间均设有定位装置。如图5、图6、图7所示，定位装置包括对应设于相邻两个部件的相接触表面之间的相 配合的台阶和内孔；或者对应设于相邻两个部件的相接触表面之间的相配合的凹槽和凸 台；或者对应设于相邻两个部件的相接触表面之间迷宫式密封环，迷宫式密封环可以包括 多个环形凹槽和凸台。如聚焦环12的下表面与基环13的上表面之间及基环13的下表面与绝 缘环14的上表面之间均设有定位装置。具体实施例二如图9所示，聚焦环12的下表面与基环13的上表面之间及基环13的下表 面与绝缘环14的上表面之间均设有迷宫式密封环；绝缘盘15的上表面与绝缘环14的下表面 之间设有台阶式密封。具体实施例三如图10所示，聚焦环12的下表面与基环13的上表面之间、基环13的下表 面与绝缘环14的上表面之间及绝缘盘15的上表面与绝缘环14的下表面之间均设有台阶式密 封。本专利技术中聚焦环所用的材料可以为石英、陶瓷或硅材料。工艺组件的上部的外侧边缘 可以为圆弧形，即聚焦环12的上部的外侧边缘可以为圆弧形。本专利技术通过上述自下到上的配合装配实现整个工艺组件各零件之间的定位，从而实现 进行安装调试及定期维修过程中无须进行机械手的重新调整，节约了维修时间，提高工作 效率。同时，工艺组件各个零件之间采用迷宫式的密封结构进行装配，刻蚀工艺过程中的 腐蚀气体很难进入静电卡盘的周边区域，减少了静电卡盘上的硅胶与腐蚀性气体的接触， 提高了硅胶的使用寿命，从而提高了静电卡盘的使用寿命，降低了刻蚀设备维修的成本。5另外，各个零件之间通过台阶或凹槽和凸起的配合定位方式，与传统的定位销定位的 方式相比，减少了加工定位销而产生的应力集中现象。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电卡盘工艺组件，设置于静电卡盘的边缘部位，所述静电卡盘固定在绝缘盘上，其特征在于，所述的绝缘盘的上表面的周边部位与该工艺组件之间设有定位装置。

【技术特征摘要】
1、一种静电卡盘工艺组件，设置于静电卡盘的边缘部位，所述静电卡盘固定在绝缘盘上，其特征在于，所述的绝缘盘的上表面的周边部位与该工艺组件之间设有定位装置。2、 根据权利要求l所述的静电卡盘工艺组件，其特征在于，所述的定位装置包括设于 绝缘盘的上表面的周边部位的环形台阶，所述环形台阶的外圆表面与所述工艺组件的下部 的内圆表面相吻合，所述工艺组件恰可套入所述环形台阶中。3、 根据权利要求l所述的静电卡盘工艺组件，其特征在于，所述的定位装置包括设于 所述绝缘盘的上表面的周边部位的凹槽，及对应设于所述工艺组件的下表面的凸台；或 者，设于所述绝缘盘的上表面的周边部位的凸台，及对应设于所述工艺组件的下表面的凹 槽。4、 根据权利要求l所述的静电卡盘工艺组件，其特征在于，所述的定位装置包括设于 所述绝缘盘的上表面的周边部位的迷宫式密封环，及对应设于所述工艺组件的下表面的迷 宫式密封环。5、 根据权利要求l所述的静电卡盘工艺组件，其特征在于，所述的工艺组件由多个部 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宇霖，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]