【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及卡盤領域技術，尤其是指一種氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤。
技術介紹
1、一般說來，半導體器件、平板顯示器件或太陽能電池可通過氧化、沉積和刻蝕的過程來制造。這些過程是在襯底固定地裝載在腔室上的情況下進行的。為了將襯底固定地裝載到腔室上，廣泛采用機械方法或真空吸盤方法。近年來，使用靜電力的靜電卡盤是更首選的。
2、靜電卡盤可以應用于制造半導體器件的全部步驟中，例如，化學氣相沉積、刻蝕、濺射和離子注入的步驟。靜電卡盤通過在電極和襯底之間的絕緣層上產生的庫倫力(coulombicforce)和約翰生-拉別克力(johnson-rahbeckforce)來吸附襯底。
3、然而，等離子體在刻蝕條件下，靜電卡盤使用的金屬基座容易被侵蝕，主要是因為等離子體中的高能粒子對金屬基座表面進行轟擊，導致金屬表面發(fā)生物理和化學變化。為此，目前主要的做法是在金屬基座表面做氧化處理或做涂層，但在等離子體刻蝕下，以物理附著于金屬表面的薄膜涂層，抵抗等離子侵蝕的性能無法滿足長時間、高功率的使用需求，容易被等離子侵蝕，產生金屬顆粒污染并嚴重影響壽命。因此，有必要研究一種方案以解決上述問題。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術針對現(xiàn)有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其能有效解決現(xiàn)有之靜電卡盤容易被侵蝕的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術采用如下之技術方案：
3、一種氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，包括金屬基座、氧化鋁陶
4、作為一種優(yōu)選方案，所述氮化鋁陶瓷介質層的制備方法包括以下步驟：
5、(1)漿料的制備：將制備氮化鋁陶瓷介電層的原材料按照一定比例混合，各組分分別為aln、ceo2、yf3、caf2和y2o3，粒徑尺寸為0.2-3μm，將各原材料按照一定比例精確稱量，以粉體質量為基準，加入45-55重量份溶劑、0.5-2.5重量份的分散劑投入裝有200-300重量份的粒徑為5-15mm的氧化鋁球的球磨機中，以轉速40-70r/min的速度處理12-24小時；然后向球磨機中加入7-11重量份的粘結劑和4-8重量份的塑化劑，繼續(xù)球磨12-24小時，將球磨好的漿料脫泡1-2小時，得到粘度在5000-10000mpa.s的流延漿料；
6、(2)流延成型、裁片：將脫泡好的流延漿料使用流延機成型，得到厚度為0.3-0.6mm的陶瓷生瓷帶，經(jīng)過裁切機切割為大小一致的陶瓷生瓷片；
7、(3)打孔：使用激光打孔機或機械打孔機在陶瓷生瓷片上加工出結構孔、定位孔結構；
8、(4)印刷填孔：打孔后的陶瓷生瓷片表面使用印刷填孔機進行金屬漿料的印刷、填孔作業(yè)；
9、(5)疊片：將印刷后的陶瓷生瓷片進行堆疊，然后放置于剛性墊板上，裝入塑封袋進行抽真空塑封，再塑封好的堆疊片放入等靜壓機，在60-80℃，10-40mpa，壓制10-30分鐘，得到陶瓷生瓷板；
10、(6)排膠：將陶瓷生瓷板放置于剛玉莫來石承燒板，裝入氣氛電阻爐，以0.3-1℃/分鐘的升溫速率，緩慢升溫至450-650℃，保溫3-6小時，得到陶瓷排膠片；
11、(7)燒結：將陶瓷排膠片裝入高溫燒結爐中，在1750-1850℃燒結2-4小時，得到燒結陶瓷板；
12、(8)機加工：將燒結陶瓷板通過雙面研磨、機加工設備進行最終的加工，得到平面度＜5μm，表面粗糙度＜0.1μm的氮化鋁陶瓷介質層。
13、作為一種優(yōu)選方案，所述金屬漿料主要成分包括鎢、鉬及其合金，主要作用是提供導電通路和發(fā)熱。
14、作為一種優(yōu)選方案，所述氧化鋁陶瓷結構件的制備方法包括有以下步驟：
15、(1)漿料的制備：將制備氧化鋁陶瓷結構件的原材料按照一定比例混合，各組分分別為al2o3、sio2、ceo2和mgo，粒徑尺寸為0.2-3μm，將各原材料按照一定比例精確稱量，以粉體質量為基準，加入45-55重量份溶劑、0.5-2.5重量份的分散劑投入裝有200-300重量份的粒徑為5-15mm的氧化鋁球的球磨機中，以轉速40-70r/min的速度處理12-24小時；然后向球磨機中加入7-11重量份的粘結劑和4-8重量份的塑化劑，繼續(xù)球磨12-24小時得到混合均勻的造粒漿料；
16、(2)造粒：將混合好的造粒漿料使用造粒干燥塔成型，得到粒徑為50-100μm的造粒粉體，經(jīng)過振動篩進行篩分合批；
17、(3)干壓：使用液壓機將造粒粉體倒入金屬模具中，在500t壓力下，保壓10分鐘，得到氧化鋁坯體；
18、(4)等靜壓：將上述的干壓成型的氧化鋁坯體使用真空包裝機進行抽真空塑封處理，然后放置于剛性墊板上，裝入塑封袋進行抽真空塑封；再塑封好的堆疊片放入等靜壓機，在60-80℃，150-200mpa，壓制10-30分鐘，得到陶瓷生瓷結構件；
19、(5)排膠：將陶瓷生瓷結構件放置于剛玉莫來石承燒板，裝入氣氛電阻爐，以0.3-1℃/分鐘的升溫速率，緩慢升溫至450-650℃，保溫3-6小時，得到陶瓷排膠結構件；
20、(6)燒結：將陶瓷排膠結構件裝入高溫燒結爐中，在1500-1650℃燒結2-4小時，得到燒結陶瓷結構件；
21、(7)機加工：將燒結陶瓷結構件通過雙面研磨、機加工設備進行最終的加工，得到平面度＜5um，表面粗糙度小于0.1um的氧化鋁陶瓷結構件。
22、作為一種優(yōu)選方案，所述溶劑為乙醇、乙酸乙酯、異丙醇、正丁醇、丁酮中的一種或多種。
23、作為一種優(yōu)選方案，所述分散劑為蓖麻油、啡魚油、聚乙二醇、磷酸酯中的一種。
24、作為一種優(yōu)選方案，所述粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛。
25、作為一種優(yōu)選方案，所述塑化劑為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異壬酯中的一種或多種。
26、作為一種優(yōu)選方案，所述氮化鋁陶瓷介質層與氧化鋁陶瓷結構件通過高溫焊料焊接，提高可靠性。
27、作為一種優(yōu)選方案，所述第三介電層通過高溫焊接與氧化鋁陶瓷結構件結合，該第一介電層的表面周緣開設有多個氦氣孔，該多個氦氣孔呈周圓間隔排布，每一氦氣孔均貫穿氮化鋁陶瓷介質層本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：包括金屬基座、氧化鋁陶瓷結構件、氮化鋁陶瓷介質層、加熱層以及吸附電極層；該氧化鋁陶瓷結構件包覆于金屬基座外，該氧化鋁陶瓷結構件包括以下重量百分比原料Al2O3?85-90％、SiO2?2-5％、CeO2?2-5％、MgO?2-5％；該氮化鋁陶瓷介質層包括以下重量百分比原料AlN?85-90％、CeO2?2-5％、YF32-5％、CaF2?2-5％、Y2O3?2-5％，該氮化鋁陶瓷介質層包括有第一介電層、第二介電層和第三介電層，該第一介電層位于氮化鋁陶瓷介質層最上方，其下布置有吸附電極層用于提供吸附電壓，吸附電極層下方為第二介電層用于絕緣，該加熱層位于第二介電層的下部用于進行工作過程的溫度控制，加熱層下部為第三介電層，用于絕緣屏蔽并與下部氧化鋁陶瓷結構件連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述氮化鋁陶瓷介質層的制備方法包括以下步驟：
3.根據(jù)權利要求2所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述金屬漿料主要成分包括鎢、鉬及其合金，主要作用是提供導電通路和發(fā)熱。p>
4.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述氧化鋁陶瓷結構件的制備方法包括有以下步驟：
5.根據(jù)權利要求4所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述溶劑為乙醇、乙酸乙酯、異丙醇、正丁醇、丁酮中的一種或多種。
6.根據(jù)權利要求4所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述分散劑為蓖麻油、啡魚油、聚乙二醇、磷酸酯中的一種。
7.根據(jù)權利要求4所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛。
8.根據(jù)權利要求4所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述塑化劑為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異壬酯中的一種或多種。
9.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述氮化鋁陶瓷介質層與氧化鋁陶瓷結構件通過高溫焊料焊接，提高可靠性。
10.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述第三介電層通過高溫焊接與氧化鋁陶瓷結構件結合，該第一介電層的表面周緣開設有多個氦氣孔，該多個氦氣孔呈周圓間隔排布，每一氦氣孔均貫穿氮化鋁陶瓷介質層和氧化鋁陶瓷結構件的上下表面。
...【技術特征摘要】
1.一種氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：包括金屬基座、氧化鋁陶瓷結構件、氮化鋁陶瓷介質層、加熱層以及吸附電極層；該氧化鋁陶瓷結構件包覆于金屬基座外，該氧化鋁陶瓷結構件包括以下重量百分比原料al2o3?85-90％、sio2?2-5％、ceo2?2-5％、mgo?2-5％；該氮化鋁陶瓷介質層包括以下重量百分比原料aln?85-90％、ceo2?2-5％、yf32-5％、caf2?2-5％、y2o3?2-5％，該氮化鋁陶瓷介質層包括有第一介電層、第二介電層和第三介電層，該第一介電層位于氮化鋁陶瓷介質層最上方，其下布置有吸附電極層用于提供吸附電壓，吸附電極層下方為第二介電層用于絕緣，該加熱層位于第二介電層的下部用于進行工作過程的溫度控制，加熱層下部為第三介電層，用于絕緣屏蔽并與下部氧化鋁陶瓷結構件連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述氮化鋁陶瓷介質層的制備方法包括以下步驟：
3.根據(jù)權利要求2所述的氧化鋁和氮化鋁的復合靜電卡盤，其特征在于：所述金屬漿料主要成分包括鎢、鉬及其合金，主要作用是提供導電通路和發(fā)熱。
4.根據(jù)權利要求1所述的氧化鋁和氮化鋁的復...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳聞杰，陳關亮，常鑫烽，李國明，李玉江，
申請(專利權)人：廣東精瓷新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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