[发明专利]一种受保护的静电吸盘及其应用

说明书

本发明公开了一种受保护的静电吸盘及其应用，该静电吸盘包含：静电夹盘，其包含：自下而上依次设置的基层、中间粘合层和陶瓷层；以及环状保护板，其用于密封中间粘合层，包含：环状工程塑料层和环状橡胶层，该环状工程塑料层和环状橡胶层粘结在一起。环状保护板围置并覆盖在中间粘合层的外侧面的裸露部分上。本发明的受保护的静电吸盘的环状保护板，通过对其环状橡胶层和环状塑料层的热膨胀系数的设计，使其不会有受热热膨胀过大从ESC配合处有间隙或脱落的问题，而且能够使静电吸盘耐腐蚀，使用该静电吸盘在真空处理室中进行晶圆刻蚀过程中，能够避免气体对静电吸盘的腐蚀，环状保护板不易脱落或出现缝隙，其使用寿命提高。

技术领域

本发明涉及一种静电吸盘，具体涉及一种受保护的静电吸盘及其应用。

背景技术

ESC sidewall glue(静电吸盘侧壁胶)在加工过程中，容易受到腐蚀性气体及自由基等的侵蚀，造成胶中的填充物脱落从而引起晶圆颗粒和金属污染等问题。同时，密封胶被侵蚀使静电吸盘侧壁直接暴露在等离子体环境中，会导致对静电吸盘侧壁的直接电弧放电，引起ESC(electrostatic chuck，静电吸盘)损坏及金属污染问题。

如图1所示，为侧壁通过密封胶密封的ESC在等离子体腔室中的加工过程示意图，从图中可以看出ESC的侧壁仅通过密封胶密封，在加工过程中，密封胶暴露在腐蚀性的气体和自由基中，在腐蚀性的气体和自由基的侵蚀下，侧壁的密封胶会被慢慢被腐蚀掉，从而引起ESC侧壁电弧放电、晶圆颗粒以及金属污染的问题。

为了避免侧壁胶的腐蚀，目前采用侧壁环状保护板以保护密封胶。如图2所示，为侧壁安装环状保护板的ESC在等离子体腔室中的加工过程示意图，如图3所示，为侧壁安装环状保护板的ESC的局部放大示意图，从图中可以看出侧壁安装环状保护板后，密封胶不会暴露在等离子体环境中，与腐蚀性气体及自由基隔开，从而避免了ESC侧壁密封胶被侵蚀。

ESC的侧壁环状保护板的材料很大程度上决定了环状保护板的寿命，进而决定了ESC的寿命。一般的，ESC侧壁环状保护板材料有橡胶环(rubber band)和工程塑料环等。

但是，橡胶板和工程塑料板均有其缺陷，ESC侧壁环状保护板的主要的失效形式：应力腐蚀断裂和热膨胀失效，前者为橡胶板的主要失效形式，后者为工程塑料板的主要失效形式。

橡胶板在受腐蚀性气体侵蚀后，表现为重量减轻，局部裂纹断裂失效。并且，不同的橡胶板材料在腐蚀性气体中的使用寿命不一样，总体使用寿命都偏短，一般的小于300RFh，使用寿命急待提高。

工程塑料板的主要问题在于其弹性差或基本没有弹性，其拉伸率小，导致在高温使用过程中，工程塑料板膨胀大于ESC的外径，与ESC外径不贴合形成间隙，甚至从ESC外径脱落导致ESC侧壁电弧放电。

无论橡胶板设计还是工程塑料板都存在缺陷，要么应力腐蚀断裂，寿命短，要么高温使用工程塑料板脱落，进而导致ESC侧壁胶密封失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种受保护的静电吸盘及其应用，该静电吸盘解决了现有的静电吸盘的环状保护板应力腐蚀断裂、高温易脱落等问题，具有较好的弹性以及耐高温性能，不易脱落。

为了达到上述目的，本发明提供了一种受保护的静电吸盘，该静电吸盘包含：静电夹盘，其包含：自下而上依次设置的基层、中间粘合层和陶瓷层；以及环状保护板，其用于密封中间粘合层，包含：环状工程塑料层和环状橡胶层，其中环状工程塑料层环绕所述环状橡胶层，该环状工程塑料层和环状橡胶层粘结在一起。

其中，所述的环状保护板围置并覆盖在所述的中间粘合层的外侧面的裸露部分上。

所述的环状工程塑料层采用的材料包含：TEFLON、聚醚醚酮和热固性的聚酰亚胺中的任意一种。

所述的环状工程塑料层为由不同的材料制备的保护带而复合的环状工程塑料层。