【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路制造装备，尤其涉及一种密封圈和使用该密封圈的真空腔及使用方法。
技术介绍
1、密封圈普遍应用于半导体真空设备。在半导体真空设备中，依靠例如橡胶密封圈将反应腔体与大气隔绝，并采用例如高功率真空泵抽气，来满足腔体所需要的真空度。
2、由于半导体真空设备内部的工作环境较为严苛，因而对于橡胶密封圈的要求，不仅需要其具有足够的弹性，以确保密封可靠性，同时还需要其具备一定耐高温(例如300℃以上)和耐低温(例如-60℃以下)，以及耐等离子体及化学药剂的侵蚀的能力。当橡胶密封圈处于一些运动部件(例如真空阀门的锁止环)上时，往往还需要其具备一定耐摩擦性能。然而，这些要求对于橡胶材料而言，却是一个非常大的挑战，因为通常很难有一种材料可以同时具备满足耐温、耐等离子体、耐摩擦又同时具备弹性的性能要求的能力。
3、目前，常规方案是采用依靠密封材料的特性，根据不同的应用场景，选择具有相应特性的材料作为密封圈的原材料，以尽量达到生产要求。但这样做的缺点是会造成密封圈使用寿命较短的问题。例如，常用的高端全氟橡胶(ffkm)材料，因为抗磨损、抗腐蚀的能力不高，由此类材料制成的密封圈，通常表面发生轻微的破损(材料耗损不到10％)时，就必须报废，造成使用生命周期不长的难题。这对于如此昂贵的材料而言，是一种非常大的浪费，故使用成本很高。且高端全氟ffkm橡胶属于进口原材料，存在采购途径受限制，价格昂贵，原材料紧缺等因素的制约，因此也需要研发有效的替代材料，来解决材料货源等问题。
4、此外，在半导体干法刻
5、然而，在刻蚀设备腔体里，等离子体的浓度分布并不均匀；因此需要在静电吸盘的周围套上一个聚焦环(focus ring/top edge ring)，以改善等离子体在晶圆中间和边缘上的分布均匀性。
6、考虑到聚焦环与静电吸盘之间在尺寸上的适配性，并针对工艺升降温带来的不同形变量，需要在聚焦环与静电吸盘之间留有必要的安装余量，故通常会将聚焦环的内径设计得适当大于静电吸盘的外径，从而在静电吸盘的外周与安装后的聚焦环的内周之间，就不可避免地存在一个间隙量。
7、为了保证刻蚀过程中等离子体在晶圆上分布的均匀性，聚焦环的安装要求与静电吸盘完全同心。如果聚焦环在安装后，发生与静电吸盘之间在中心上的位置偏移，就会造成刻蚀均匀度不佳的问题。
8、而且，聚焦环的材质通常为硅或者石英等脆性材料，也不能通过缩小内径的方式，减少聚焦环与静电吸盘之间的间隙，以避免静电吸盘在升降温的时候，因发生热胀冷缩造成聚焦环的破裂。
9、目前，针对聚焦环的安装，基本依靠人工以目视并辅以量规的方式，来完成聚焦环与静电吸盘之间的对中确认。这种方式不但耗时较长，而且在确认间隙后，将聚焦环固定在基座上之前，因缺少针对聚焦环的定位，很容易在固定过程中因用力不均，发生聚焦环的再次偏移现象，且由于该间隙较为狭小，难以准确观察到偏移的发生，从而不能避免因刻蚀均匀度不佳，导致晶圆边缘良率偏低的问题的发生。
10、另一方面，由于在静电吸盘的外周与安装后的聚焦环的内周之间存在安装间隙，刻蚀工艺过程中产生的副产物容易通过该间隙进入到基座内部，且难以去除，这同样会对干法刻蚀的均匀度带来不利影响。
11、上述问题的存在，为将密封圈由单一密封用途向安装用辅具以及隔离部件等多用途方面拓展提供了新机遇。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种密封圈和使用该密封圈的真空腔及使用方法。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种密封圈，包括：
4、第一材料层和第二材料层；
5、所述第一材料层位于密封圈内层，所述第二材料层全面包覆于所述第一材料层表面上，且与所述第一材料层紧密贴合；
6、其中，所述第一材料层与所述第二材料层之间具有差异性的特性。
7、进一步地，所述特性包括弹性、耐温性、耐腐蚀性和耐磨性中的至少一种；其中，所述第一材料层的弹性高于所述第二材料层的弹性，和/或，所述第一材料层的耐温性低于所述第二材料层的耐温性，和/或，所述第一材料层的耐腐蚀性低于所述第二材料层的耐腐蚀性，和/或，所述第一材料层的耐磨性低于所述第二材料层的耐磨性。
8、进一步地，所述第一材料层材料包括橡胶，和/或，所述第二材料层材料包括摩擦系数小于所述第一材料层材料的高分子材料。
9、进一步地，所述第一材料层的表面上具有密布的突起结构或凹陷结构，所述第二材料层还包覆于所述突起结构上或填充于所述凹陷结构中，与所述第一材料层表面形成紧密贴合。
10、进一步地，所述第一材料层的厚度大于所述第二材料层的厚度，和/或，所述第二材料层在所述密封圈的表面上具有差异性分布的厚度。
11、本专利技术还提供一种真空腔，使用上述的密封圈。
12、进一步地，所述真空腔中设有基座，所述基座的表面上设有静电吸盘，所述静电吸盘的外侧设有聚焦环，所述聚焦环与所述静电吸盘之间具有安装间隙；
13、所述密封圈紧密贴附于所述静电吸盘的侧面上，并定位于所述安装间隙中，且所述密封圈的外周与所述静电吸盘的外周同心，所述聚焦环通过紧密套设于所述密封圈的外侧面上，得到来自所述密封圈外侧面的横向弹性力的作用，实现相对于所述静电吸盘的自动对中以定位并安装。
14、进一步地，所述静电吸盘的侧面上设有凹槽，所述密封圈嵌设于所述凹槽中得到定位，所述密封圈包括相连的第一配合部和第二配合部，所述第一配合部嵌设于所述凹槽中，所述第二配合部位于所述第一配合部的外侧上，并自所述凹槽中伸出，所述第二配合部具有朝向所述聚焦环的梯台形的断面轮廓，所述梯台形朝向上方的梯台侧面包括水平面，所述梯台形的梯台台面用于与所述聚焦环形成弹性抵接。
15、进一步地，所述朝向上方的梯台侧面与所述梯台台面之间设有坡面，和/或，位于连接处的所述第二配合部的纵向厚度小于所述第一配合部的纵向厚度，从而在所述密封圈的上下两侧上形成肩部结构。
16、进一步地，所述真空腔设有抽气口，所述抽气口设于所述真空腔的腔壁上，所述抽气口上设有闸板阀和锁止环，所述锁止环位于所述闸板阀的上方，所述密封圈突出设于所述锁止环的表面上；
17、其中，通过所述闸板阀作相对于所述抽气口的横向往复摆动，以调节所述抽气口的开闭大小，通过所述锁止环作靠近所述抽气口的轴向移动，使所述密封圈将所述闸板阀压紧以关闭所述抽气口，并通过所述锁止环作远离所述抽气口的轴向移动，将所述闸板阀松开以打开所述抽气口。
18、本专利技术还提供一种上述的密封圈的使用方法，包括：
19、提供内部设有基座的真空腔，所述基座的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种密封圈，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述特性包括弹性、耐温性、耐腐蚀性和耐磨性中的至少一种；其中，所述第一材料层的弹性高于所述第二材料层的弹性，和/或，所述第一材料层的耐温性低于所述第二材料层的耐温性，和/或，所述第一材料层的耐腐蚀性低于所述第二材料层的耐腐蚀性，和/或，所述第一材料层的耐磨性低于所述第二材料层的耐磨性。
3.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述第一材料层材料包括橡胶，和/或，所述第二材料层材料包括摩擦系数小于所述第一材料层材料的高分子材料。
4.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述第一材料层的表面上具有密布的突起结构或凹陷结构，所述第二材料层还包覆于所述突起结构上或填充于所述凹陷结构中，与所述第一材料层表面形成紧密贴合。
5.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述第一材料层的厚度大于所述第二材料层的厚度，和/或，所述第二材料层在所述密封圈的表面上具有差异性分布的厚度。
6.一种真空腔，其特征在于，使用权利要求1-5任意一项所述的密封圈。<...
【技术特征摘要】
1.一种密封圈，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述特性包括弹性、耐温性、耐腐蚀性和耐磨性中的至少一种；其中，所述第一材料层的弹性高于所述第二材料层的弹性，和/或，所述第一材料层的耐温性低于所述第二材料层的耐温性，和/或，所述第一材料层的耐腐蚀性低于所述第二材料层的耐腐蚀性，和/或，所述第一材料层的耐磨性低于所述第二材料层的耐磨性。
3.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述第一材料层材料包括橡胶，和/或，所述第二材料层材料包括摩擦系数小于所述第一材料层材料的高分子材料。
4.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述第一材料层的表面上具有密布的突起结构或凹陷结构，所述第二材料层还包覆于所述突起结构上或填充于所述凹陷结构中，与所述第一材料层表面形成紧密贴合。
5.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述第一材料层的厚度大于所述第二材料层的厚度，和/或，所述第二材料层在所述密封圈的表面上具有差异性分布的厚度。
6.一种真空腔，其特征在于，使用权利要求1-5任意一项所述的密封圈。
7.根据权利要求6所述的真空腔，其特征在于，所述真空腔中设有基座，所述基座的表面上设有静电吸盘，所述静电吸盘的外侧设有聚焦环，所述聚焦环与所述静电吸盘之间具有安装间隙；
8.根据权利要求7所述的真空腔，其特征在于，所述静电吸盘的侧面上设有凹槽，所述密封圈嵌设于所述凹槽中得到定位，所述密封圈包括相连的第一配合部和第二配合部，所述第一配合部嵌设于所述凹槽中，所述第二配合部位于所述第一配合部的外侧上，并自所述凹槽中伸出，所述第二配合部具有朝向所述聚焦环的梯台形的断面轮廓...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙虎，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：
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