本發明涉及半導體制造，尤其涉及一種陶瓷加熱盤，以及一種陶瓷加熱盤及其加工方法。
背景技術：
1、在半導體及薄膜沉積領域，等離子體增強化學氣相沉積與等離子體增強原子層沉積技術對低溫制程的穩定性提出嚴苛要求。作為核心部件的低溫靜電吸附陶瓷盤，需兼具靜電吸附、溫度控制及耐腐蝕能力，以確保晶圓在工藝中的精確固定與熱管理。傳統方案中，靜電吸盤多采用金屬鋁或不銹鋼基材結合表面陶瓷層(噴涂或粘接)的結構。
2、現有技術中，粘接式陶瓷盤粘接劑耐熱性不足，當工藝溫度超過200℃時易發生軟化或分解，導致陶瓷板脫落，嚴重限制工作溫度范圍。同時，粘接劑對腔體內的高活性等離子體及氟離子腐蝕環境缺乏耐受性，長期使用后界面劣化，影響設備壽命與工藝一致性。此外，噴涂陶瓷層雖避免了粘接劑問題，但噴涂工藝形成的多孔結構在高電壓靜電吸附時易引發局部電場畸變，產生放電打火現象，造成晶圓損傷與吸盤表面燒蝕，進一步制約工藝安全性。因此，現有技術雖能實現基礎功能，但其材料特性與工藝缺陷導致高溫穩定性、耐腐蝕性及抗電弧擊穿性能不足，難以滿足先進制程中對高電壓、寬溫域及長期可靠性的需求。
3、為了克服現有技術存在的上述缺陷，本領域亟需一種陶瓷加熱盤技術，用于避免粘結劑或噴涂陶瓷層工藝的使用，以在提升加熱溫度的同時，避免了設備腐蝕劑高靜電吸附電壓下的打火現象，從而提高了設備的壽命及工藝的安全性能。
技術實現思路
1、以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之前序。
2、為了克服現有技術存在的上述缺陷，本發明提供一種陶瓷加熱盤，以及一種陶瓷加熱盤的加工方法，用于避免粘結劑或噴涂陶瓷層工藝的使用，以在提升加熱溫度的同時，避免了設備腐蝕劑高靜電吸附電壓下的打火現象，從而提高了設備的壽命及工藝的安全性能。
3、具體來說，根據本發明第一方面提供的陶瓷加熱盤的加工方法包括：準備常溫等靜壓成型的陶瓷加熱盤，其中，所述陶瓷加熱盤的上表面為氮化鋁材質，所述陶瓷加熱盤的內部至少預埋有靜電吸附的金屬絲網電極，所述常溫等靜壓成型的工藝溫度低于25℃，而其工藝氣壓低于200mpa；以及對所述陶瓷加熱盤進行高溫高壓燒結，其中，所述高溫高壓燒結的工藝溫度高于1500℃，而其工藝氣壓高于100mpa。
4、進一步地，在本發明的一些實施例中，所述常溫等靜壓成型的工藝溫度為20℃～25℃，工藝壓力為100mpa～200mpa，且其工藝時間為6小時～18小時，所述高溫高壓燒結的工藝溫度為1500℃～2000℃，工藝壓力為100mpa～200mpa，工藝時間為36小時～72小時，溫度變化速率為±2℃/min～5℃/min。
5、進一步地，在本發明的一些實施例中，所述準備常溫等靜壓成型的陶瓷加熱盤的步驟包括：將第一陶瓷粉常溫等靜壓成型，以形成所述陶瓷加熱盤的上盤體，其中，所述第一陶瓷粉為氮化鋁陶瓷粉；在所述上盤體的下表面放置所述金屬絲網電極；以及在所述金屬絲網電極的表面覆蓋第二陶瓷粉，并對其進行常溫等靜壓成型，以形成所述陶瓷加熱盤的中盤體。
6、進一步地，在本發明的一些實施例中，在形成所述中盤體之后，所述準備常溫等靜壓成型的陶瓷加熱盤的步驟還包括：在所述中盤體的下表面加工多個凹槽；向各所述凹槽內放入加熱絲；以及在所述加熱絲的表面覆蓋所述第二陶瓷粉，并對其進行常溫等靜壓成型，以形成所述陶瓷加熱盤的下盤體。
7、進一步地，在本發明的一些實施例中，在形成所述下盤體之后，所述準備常溫等靜壓成型的陶瓷加熱盤的步驟還包括：將第一電極棒的第一端焊接到所述金屬絲網電極，其中，所述第一電極棒的第二端用于連接外部的射頻電源；以及將第二電極棒的第一端焊接到所述加熱絲，其中，所述第二電極棒的第二端用于連接外部的加熱電源。
8、進一步地，在本發明的一些實施例中，在對所述陶瓷加熱盤進行高溫高壓燒結之后，所述加工方法還包括以下步驟：在所述陶瓷加熱盤的上表面的外邊緣，加工形成支撐晶圓背面邊緣的環形凸臺；和/或在所述環形凸臺的內側，加工形成多個支撐所述晶圓背面的凸點。
9、進一步地，在本發明的一些實施例中，所述環形凸臺的內環直徑被加工為300.1mm～303.1mm，高度為0.5mm～2mm，所述環形凸臺的上表面至所述陶瓷加熱盤的上表面之間為一斜坡，所述斜坡的角度為10°～90°，和/或多個所述凸點具有一標準高度值，所述標準高度值為10μm～40μm，各所述凸點高度的最大值和/或最小值與所述標準高度值的誤差為±15％，所述陶瓷加熱盤的表面粗糙度小于或等于0.6μm，所述陶瓷加熱盤的表面平整度小于或等于25μm。
10、進一步地，在本發明的一些實施例中，在對所述陶瓷加熱盤進行高溫高壓燒結之后，所述加工方法還包括以下步驟：在所述陶瓷加熱盤的下表面，加工形成一環形凹槽；準備設有多個均勻分布的通孔的陶瓷板，以及設有上下貫通氣道的盤柄；將所述陶瓷板高溫高壓燒結到所述環形凹槽的位置，以覆蓋所述環形凹槽，并形成位于所述陶瓷加熱盤內部的冷卻氣道；以及將所述盤柄的第一端高溫高壓燒結到所述陶瓷板，并使其上下貫通氣道對準所述陶瓷板的部分所述通孔，以使其連通所述冷卻氣道。
11、進一步地，在本發明的一些實施例中，準備所述陶瓷板的步驟包括；將第二陶瓷粉常溫等靜壓成型，再進行高溫燒結，以形成陶瓷板坯；對所述陶瓷板坯的外部輪廓進行加工，以使其足以覆蓋所述環形凹槽；以及在所述陶瓷板坯上加工形成多個均勻分布的通孔。
12、進一步地，在本發明的一些實施例中，準備所述盤柄的步驟包括；將第二陶瓷粉常溫等靜壓成型，再進行高溫燒結，以形成盤柄坯；以及對所述盤柄坯進行機械加工，以在其內部形成至少一條上下貫通氣道。
13、進一步地，在本發明的一些實施例中，所述高溫燒結的工藝溫度為1300℃～1800℃，工藝時間為36小時～72小時，溫度變化速率為±2℃/min～5℃/min。
14、此外，根據本發明第二方面提供的陶瓷加熱盤是經由本發明第一方面中任一項所述的陶瓷加熱盤的加工方法加工形成。
15、進一步地，在本發明的一些實施例中，所述陶瓷加熱盤的內部設有冷卻氣道，所述冷卻氣道經由位于所述陶瓷加熱盤的下表面的至少一個第一通孔，連通所述陶瓷加熱盤的盤柄的上下貫通氣道，以獲取冷卻氣體，并經由位于所述陶瓷加熱盤的下表面的至少一個第二通孔連通外界，以排放與所述陶瓷加熱盤進行熱交換后的氣體。
1.一種陶瓷加熱盤的加工方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述常溫等靜壓成型的工藝溫度為20℃～25℃，工藝壓力為100mpa～200mpa，且其工藝時間為6小時～18小時，所述高溫高壓燒結的工藝溫度為1500℃～2000℃，工藝壓力為100mpa～200mpa，工藝時間為36小時～72小時，溫度變化速率為±2℃/min～5℃/min。
3.如權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述準備常溫等靜壓成型的陶瓷加熱盤的步驟包括：
4.如權利要求3所述的加工方法，其特征在于，在形成所述中盤體之后，所述準備常溫等靜壓成型的陶瓷加熱盤的步驟還包括：
5.如權利要求4所述的加工方法，其特征在于，在形成所述下盤體之后，所述準備常溫等靜壓成型的陶瓷加熱盤的步驟還包括：
6.如權利要求1所述的加工方法，其特征在于，在對所述陶瓷加熱盤進行高溫高壓燒結之后，所述加工方法還包括以下步驟：
7.如權利要求6所述的加工方法，其特征在于，所述環形凸臺的內環直徑被加工為300.1mm～303.1mm，高度為0.5mm～2mm，所述環形凸臺的上表面至所述陶瓷加熱盤的上表面之間為一斜坡，所述斜坡的角度為10°～90°，和/或
8.如權利要求1所述的加工方法，其特征在于，在對所述陶瓷加熱盤進行高溫高壓燒結之后，所述加工方法還包括以下步驟：
9.如權利要求8所述的加工方法，其特征在于，準備所述陶瓷板的步驟包括；
10.如權利要求9所述的加工方法，其特征在于，準備所述盤柄的步驟包括；
11.如權利要求9或10所述的加工方法，其特征在于，所述高溫燒結的工藝溫度為1300℃～1800℃，工藝時間為36小時～72小時，溫度變化速率為±2℃/min～5℃/min。
12.一種陶瓷加熱盤，其特征在于，所述陶瓷加熱盤是經由如權利要求1～11中任一項所述的陶瓷加熱盤的加工方法加工形成。
13.如權利要求12所述的陶瓷加熱盤，其特征在于，所述陶瓷加熱盤的內部設有冷卻氣道，所述冷卻氣道經由位于所述陶瓷加熱盤的下表面的至少一個第一通孔，連通所述陶瓷加熱盤的盤柄的上下貫通氣道，以獲取冷卻氣體，并經由位于所述陶瓷加熱盤的下表面的至少一個第二通孔連通外界，以排放與所述陶瓷加熱盤進行熱交換后的氣體。