静电吸盘及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种静电吸盘及其制备方法，其中，静电吸盘包括基座以及依序堆叠于基座上的绝缘层、电极层、第一介电层及第二介电层。第一介电层为氧化铝((Al2O3))或氮化铝(AlN))。第二介电层的材料不同于第一介电层的材料，且第二介电层包括钛元素、IVA族元素以及氧元素。IVA族元素以及氧元素。IVA族元素以及氧元素。

【技术实现步骤摘要】
静电吸盘及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种静电吸盘及其制备方法，尤其涉及一种库伦型静电吸盘及其制备方法。

技术介绍

[0002]近来，半导体产业的发展越来越重要，在各种半导体相关的设备中，静电吸盘(Electrostatic Chuck)是最被广泛应用的系统组件之一。举例来说，在半导体的各种工艺(例如镀膜工艺、离子布植工艺、干式蚀刻工艺与微影工艺等等)当中，皆需要使用静电吸盘来吸附、固定与移动晶圆。然而，一些半导体工艺需要经过高温加热与长时间真空的状态，可能因而导致静电吸盘的吸附力下降，也可能减少静电吸盘使用寿命，甚至会造成半导体工艺突然中断等问题，闲此目前仍亟需研发一种能够改善上述问题的静电吸盘。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一实施例，提供一种静电吸盘。静电吸盘包括基座以及依序堆叠于基座上的绝缘层、电极层、第一介电层及第二介电层。第一介电层为氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)。第二介电层的材料不同于第一介电层的材料，且第二介电层包括钛元素、IVA族元素以及氧元素。
[0004]根据本专利技术的又一实施例，提供一种静电吸盘的制备方法。方法包括下列步骤。首先，提供基座。依序形成绝缘层及电极层堆叠于基座上。接着，通过热喷涂工艺形成第一介电层于绝缘层上。此后，通过溶胶凝胶工艺形成第二介电层于第一介电层上。第一介电层为氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)。第二介电层的材料不同于第一介电层的材料，且第二介电层包括钛元素、IVA族元素以及氧元素。
[0005]为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图详细说明如下。
附图说明
[0006]图1绘示依照本专利技术一实施例的静电吸盘的剖面图；
[0007]图2A～2C绘示依照本专利技术一实施例的静电吸盘的制造方法的流程图；
[0008]图3A～3C绘示对应于图2A的部分的第二介电层的制造方法的流程图；及
[0009]图4绘示测试静电吸盘的静电吸附力的组装设备。
[0010]【附图标记说明】
[0011]10，10A：静电吸盘
[0012]12：物体
[0013]14：耐热胶带
[0014]16：拉力计
[0015]100：基座
[0016]110：绝缘层
[0017]110s：上表面
[0018]120：电极层
[0019]120a：第一电极
[0020]120b：第二电极
[0021]130：第一介电层
[0022]140：第二介电层
[0023]140
’
：介电材料
[0024]C1：部分
[0025]D1：第一方向
[0026]D2：第二方向
[0027]G1：孔隙
[0028]+V：正电压
[0029]‑
V：负电压
具体实施方式
[0030]以下参照附附图详细叙述本专利技术的实施形式。需注意的是，实施例所提出的实施形式的结构、工艺和内容仅为举例说明之用，本专利技术欲保护的范围并非仅限于所述的形式。需注意的是，本专利技术并非显示出所有可能的实施例，本领域技术人员可在不脱离本专利技术的精神和范围内对实施例的结构和工艺加以变化与修饰，以符合实际应用所需。
[0031]此外，实施例中相同或类似的元件沿用相同或类似的标号，以利清楚说明。另外，附图已简化以利清楚说明实施例的内容，附图上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制，因此并非作为限缩本专利技术保护范围之用。
[0032]图1绘示依照本专利技术一实施例的静电吸盘10的剖面图。
[0033]请参照图1，静电吸盘10可用于吸附、固定或移动物体12。物体12例如是晶圆、玻璃或其他合适的物体。根据一实施例，静电吸盘10包括基座100以及依序堆叠(例如是垂直堆叠)于基座100上的绝缘层110、电极层120、第一介电层130及第二介电层140。电极层120包括第一电极120a与第二电极120b。在一实施例中，第一电极120a与第二电极120b可分别施加正电压与负电压，使静电吸盘10产生感应电荷，以吸附、固定或移动物体12。在其他实施例中，第一电极120a与第二电极120b可分别施加负电压与正电压。
[0034]在一些实施例中，绝缘层110可具有上表面110s，电极层120与第一介电层130可直接接触于上表面110s。上表面110s的延伸方向例如是平行于第一方向D1，上表面110s的法线方向例如是平行于第二方向D2。电极层120设置于绝缘层110与第一介电层130之间。第一介电层130设置于电极层120与第二介电层140之间，也即，第二介电层140与电极层120之间是通过第一介电层130所隔开。第一介电层130与第二介电层140在上表面110s的法线方向上彼此重叠。第二介电层140相较于第一介电层130而言是较邻近于物体12。在一些实施例中，部分的第二介电层140可渗入第一介电层130的孔隙当中，故在平行于上表面110s的方向(例如是第一方向D1)上，部分的第二介电层140可重叠于第一介电层130，如图3C所示。根据一些实施例，第一介电层130的厚度介于20μm～500μm。第二介电层140的厚度介于0.1μm
～50μm，或是介于0.5μm～20μm。若第二介电层140的厚度太薄，则第二介电层140不足以产生改善静电吸附力的效果。若第二介电层140的厚度太厚，则第二介电层140在产生感应电荷产生的过程中出现自由电子，此自由电子与被吸附物(如硅晶圆)产生导通后则可能会出现不良的伤害或影响。
[0035]在一些实施例中，基座100可包括陶瓷及金属。绝缘层110可包括氧化物。第一介电层130可为氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)，具有良好的绝缘特性，以防止电极层120短路。此外，氧化铝及氮化铝在材料的应用上相当广泛。第二介电层140的材料不同于第一介电层130的材料，且第二介电层140可包括钛元素、IVA族元素及氧元素。在一些实施例中，第二介电层140不包括氧化铝及氮化铝。更切确地说，第二介电层140实质上由钛元素、至少一种IVA族元素及氧元素所组成。在一些实施例中，第二介电层140实质上由钛元素以及IVA族元素的氧化物所组成，或者第二介电层140实质上由钛元素的氧化物以及IVA族元素所组成，或者第二介电层140实质上由钛元素的氧化物以及IVA族元素的氧化物所组成。IVA族元素包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)或上述的组合。在第二介电层140中，钛元素对于钛元素与IVA族元素的总和的摩尔百分比是介于5.0％～95.0％，也即，若钛元素的摩尔数为M1，IVA族元素的摩尔数为M2，则钛元素摩尔百分比(mol/mol)％＝M1/(M1+M2)％。若钛元素摩尔百分比太低，则第二介电层140对于静电吸附力的提升效果不佳。若钛元素摩尔百分比太高，则第二介电层140进行膜层硬化时产生粉化、龟裂、剥离等现象。在一实施例中，第二介电层14本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电吸盘，包括：基座；以及依序堆叠于该基座上的绝缘层、电极层、第一介电层及第二介电层，其中该第一介电层为氧化铝(Al2O3))或氮化铝(AlN))，其中该第二介电层的材料不同于该第一介电层的材料，且该第二介电层包括钛元素、IVA族元素以及氧元素。2.如权利要求1所述的静电吸盘，其中该IVA族元素包括碳(C))、硅(Si))、锗(Ge))、锡(Sn)、铅(Pb)或上述的组合。3.如权利要求1所述的静电吸盘，其中该钛元素对于该钛元素与该IVA族元素的总和的摩尔百分比介于5.0％～95.0％。4.如权利要求1所述的静电吸盘，其中该第一介电层的厚度介于20μm～500μm。5.如权利要求1所述的静电吸盘，其中该第二介电层的厚度介于0.1μm～50μm。6.如权利要求1所述的静电吸盘，其中该绝缘层具有上表面，该第一介电层与该第二介电层在该上表面的法线方向上彼此重叠。7.如权利要求1所述的静电吸盘，其中该第二介电层与该电极层之...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇翔，汤伟钲，苏一哲，庄文斌，陈魏素美，游雅婷，黄云珊，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：