密封圈的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用以在刻蚀设备的卡盘和托盘之间形成密闭空间的密封圈。
【背景技术】
[0002]图形化蓝宝石衬底(Patterned Sapphire Substrates)，是目前普遍采用的一种提高GaN基LED器件出光效率的方法。图形化蓝宝石衬底是采用干法刻蚀技术，对存在掩膜图形的蓝宝石衬底进行刻蚀，从而得到带有一定图形的蓝宝石衬底。
[0003]在刻蚀工艺中，为了提高产能，一般是多片蓝宝石片(目前多采用的是2英寸和4英寸片)同时刻蚀。工艺时，将装有蓝宝石片的托盘通过机械手传入工艺腔室，然后放于等离子体刻蚀设备的基座(通常称为卡盘)上，通入刻蚀反应气体后，通过电感耦合的方式辉光放电，产生活性自由基、亚稳态粒子、原子等以及它们之间的化学相互作用，这些活性粒子与基片表面相互作用进行刻蚀。这样就会在蓝宝石表面刻蚀出所需要的图形。
[0004]卡盘作为托盘的载体，同时为托盘及晶片提供冷却。由于固有加工精度所限，托盘与卡盘接触面无法做到完全贴合，为提高热传导效率，使用中会在冷却系统中通入氦气，并使氦气密封于托盘与卡盘之间。
[0005]如图1所示，这种冷却系统中，氦气通过卡盘3内部分布的氦气通道4进入托盘I下部，托盘I通过作用力F( —般为25kgf)压在密封圈2上，形成密封空间，保证氦气密封于托盘I与卡盘3之间，从而提高热传导效率。目前采用的卡盘密封圈一般为O形密封圈，材料为F108氟橡胶。
[0006]由于作用力F有限，现使用的O形密封圈在其作用下无法完全压缩，导致形成的氦气层5的厚度D过大(一般为0.3mm)，热传导效率不足，无法满足新的刻蚀工艺需求。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种安装于卡盘表面的氦气密封圈。
[0008]为实现上述目的，本实用新型技术解决方案如下:
[0009]一种密封圈，该密封圈安装于刻蚀设备的卡盘表面，用以在卡盘和托盘之间形成密封空间，所述密封圈的断面具有便于被所述托盘压缩的弯曲结构，以便使所述卡盘和所述托盘之间的间隙足够小。
[0010]进一步，所述卡盘的表面上设置有凸台，所述密封圈套装至该凸台上，并且密封圈的下表面靠压在凸台之外的卡盘表面上。
[0011]进一步，所述密封圈的断面具有开口朝向密封圈径向里侧的弯曲结构。
[0012]进一步，所述密封圈的断面形状大致为C形，该C形断面的下表面为平面。
[0013]进一步，所述密封圈的断面形状为具有钩柄和钩头的弯钩形，其中，钩柄的下表面为平面，钩头从钩柄外侧端向钩柄的里侧斜上方延伸，并且，钩头与钩柄圆角过渡连接，钩头自由端端部为圆弧形。
[0014]进一步，所述钩头沿圆弧形向所述钩柄的里侧斜上方延伸，并且钩头的厚度从钩柄到钩头自由端逐渐减小。
[0015]进一步，所述钩柄自由端沿所述密封圈径向里侧凸出于所述钩头自由端。
[0016]进一步，所述钩柄自由端的端面为平面，该平面与钩柄上、下表面之间圆角过渡，并且钩柄自由端端面与垂直方向的夹角为5° ;所述钩头圆弧形外表面与钩柄下表面之间圆角过渡，并且钩头外表面与过渡圆角相交处的切线与垂直方向的夹角为5°。
[0017]本实用新型通过采用断面具有弯曲结构的异形密封圈，保证了在托盘施加不超过25kgf压力下能够被完全压缩，消除了现有技术中存在的氦气层厚度过大，热传导效率不足的问题。
【附图说明】
[0018]图1为现有PSS刻蚀工艺托盘支撑在卡盘上时的状态示意图；
[0019]图2为本实用新型密封圈断面形状示意图；
[0020]图3为采用本实用新型密封圈后的托盘和卡盘工艺状态示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合优选实施例对本实用新型进行说明。
[0022]图2所示为本实用新型密封圈优选实施例的断面形状示意图。如图中所示，密封圈2的断面形状为具有钩柄和钩头的弯钩形，钩柄22的下表面为平面，钩头21从钩柄22外侧端沿圆弧形向钩柄22的里侧斜上方延伸，钩头21的厚度从钩柄到钩头自由端逐渐减小，钩头21与钩柄22圆角过渡连接，钩头21自由纟而纟而部为圆弧形。
[0023]钩柄22自由端沿密封圈的径向里侧凸出于钩头21自由端。钩柄22自由端的端面为平面，该平面与钩柄22上、下表面之间圆角过渡，并且钩柄22自由端端面与垂直方向的夹角为5°。钩头21圆弧形外表面与钩柄22下表面之间圆角过渡，钩头21外表面与过渡圆角相交处的切线与垂直方向的夹角为5°。
[0024]如图3所示，在刻蚀工艺中，密封圈2套装在卡盘3表面上设置的凸台上，密封圈2的下表面靠压在凸台外侧的卡盘3的表面上。
[0025]工艺时，托盘I压在密封圈2上，氦气经卡盘3上设置的氦气通道进入密封圈2里侧的密封空间中，形成热传导氦气层5。
[0026]由于内部氦气压力为8Torr，外部为真空环境，因而将密封圈的断面设计为向内弯曲的弯钩形，密封圈2在内压作用下向外部扩张，有助于与托盘I下表面形成良好密封面。将密封圈2的断面设计成弯钩形，方便了密封圈2受压变形，保证了密封圈2在托盘I施加的压力较小时，如25kgf，能够被完全压缩，从而使卡盘3与托盘I之间的间隙足够小，保证氦气层5的热传动效率。
[0027]总之，弯钩形的断面整体形状和钩柄22、钩头21的细部结构和形状保证了密封圈2功能的实现。
[0028]本实用新型的目的是设计出既保证有效密封、又能够在托盘I压迫下被完全压缩的密封圈，为达此目的，本实用新型在密封圈的断面上设置了便于压缩变形的弯曲结构，而上述优选实施例中的弯钩形断面形状只是这种弯曲结构的一种具体形式，除此之外，密封圈的断面形状还可以是开口朝向密封圈径向里侧或外侧的C形，也可以是类似波纹管的波折形，等等，而这些形状都是本领域普通技术人员基于本领域的基本技能能够做出的，故在此不再赘述。
[0029]另外，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种密封圈，该密封圈安装于刻蚀设备的卡盘表面，用以在卡盘和托盘之间形成密封空间，其特征在于，所述密封圈的断面具有便于被所述托盘压缩的弯曲结构，以便使所述卡盘和所述托盘之间的间隙足够小。
2.如权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述卡盘的表面上设置有凸台，所述密封圈套装至该凸台上，并且密封圈的下表面靠压在凸台之外的卡盘表面上。
3.如权利要求1所述的密封圈，其特征在于，所述密封圈的断面具有开口朝向密封圈径向里侧的弯曲结构。
4.如权利要求3所述的密封圈，其特征在于，所述密封圈的断面形状大致为C形，该C形断面的下表面为平面。
5.如权利要求3所述的密封圈，其特征在于，所述密封圈的断面形状为具有钩柄和钩头的弯钩形，其中，钩柄的下表面为平面，钩头从钩柄外侧端向钩柄的里侧斜上方延伸，并且，钩头与钩柄圆角过渡连接，钩头自由端端部为圆弧形。
6.如权利要求5所述的密封圈，其特征在于，所述钩头沿圆弧形向所述钩柄的里侧斜上方延伸，并且钩头的厚度从钩柄到钩头自由端逐渐减小。
7.如权利要求5所述的密封圈，其特征在于，所述钩柄自由端沿所述密封圈径向里侧凸出于所述钩头自由端。
8.如权利要求7所述的密封圈，其特征在于，所述钩柄自由端的端面为平面，该平面与钩柄上、下表面之间圆角过渡，并且钩柄自由端端面与垂直方向的夹角为5° ;所述钩头圆弧形外表面与钩柄下表面之间圆角过渡，并且钩头外表面与过渡圆角相交处的切线与垂直方向的夹角为5°。
【专利摘要】本实用新型公开了一种密封圈，该密封圈安装于刻蚀设备的卡盘表面，用以在卡盘和托盘之间形成密封空间，所述密封圈的断面具有便于被所述托盘压缩的弯曲结构，以便使所述卡盘和所述托盘之间的间隙足够小。本实用新型通过采用断面具有弯曲结构的异形密封圈，保证了在托盘施加不超过25kgf压力下能够被完全压缩，消除了现有技术中存在的氦气层厚度过大，热传导效率不足的问题。
【IPC分类】F16J15-06
【公开号】CN204459148
【申请号】CN201520089078
【发明人】栾大为
【申请人】北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年2月9日