本发明专利技术公开了一种静电吸盘，包括制造静电吸盘的主体部和基座；以及将所述主体部和所述基座连接为一体以形成所述静电吸盘；其中制造静电吸盘主体部的步骤包括形成陶瓷基板；在所述陶瓷基板上沉积具有薄膜电极和第一绝缘层的多层薄膜结构，所述第一绝缘层位于所述陶瓷基板上表面，所述薄膜电极位于所述第一绝缘层上方；在所述多层薄膜结构上沉积抗等离子侵蚀的保护层；以及图形化所述保护层的上表面以形成所述静电吸盘的主体部。本发明专利技术能够有效提高静电吸盘的耐等离子体侵蚀性能、结构稳定性及使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
静电吸盘的制造方法，静电吸盘及等离子体处理装置
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种静电吸盘的制造方法，静电吸盘及包含该静电吸盘的等离子体处理装置。
技术介绍
近年来，随着半导体制造工艺的发展，等离子体处理工艺被广泛应用于半导体元器件的制程中。上述制程，如沉积、刻蚀工艺等一般是在等离子体处理装置内进行。一般来说，等离子体处理装置包括腔室，用于将工艺气体从供气源提供至腔室内的气体喷淋头，以及固定、支撑基片的静电吸盘(Electrostatic chuck，简称ESC)。其中静电吸盘通常设置在等离子体处理装置的腔室底部，作为下电极与射频功率源连接，而在腔室顶部的气体喷淋头作为上电极与射频功率源或地连接。上下电极间形成射频电场，使被电场加速的电子等与通入处理腔室的蚀刻气体分子发生电离冲撞，产生由工艺气体形成的等离子体与基片进行反应，以进行所需的工艺制程。 其中，静电吸盘采用静电引力的方式来固定基片，现有技术中的静电吸盘包括主体部和基座，主体部和基座之间通过粘结剂如硅胶粘结，基座用来支撑主体部。主体部的材料例如为A1203、A1N等陶瓷材料，并可掺杂金属化合物(如T12)或含硅的化合物(如S12),基座则一般采用铝等金属或金属合金材质制作而成。 然而，在进行等离子体处理工艺如等离子体刻蚀时，由于等离子体中的离子轰击性和工艺气体的腐蚀性,也使暴露于高密度高腐蚀性高活性的等离子体环境中的主体部材料及其掺杂物非常容易被腐蚀，造成主体部形貌、组成、性能(如表面粗糙度，表面电阻系数等)以及与基片间静电引力的变化，更严重的将直接导致静电吸盘的损坏报废。此外，主体部因等离子体腐蚀所产生的颗粒也很可能污染固定于其上的基片，从而导致工艺缺陷。 为解决这一问题，现有技术中通过在静电吸盘表面涂覆一层耐侵蚀涂层，以防止其被等离子体侵蚀。为了形成致密性较好的耐侵蚀涂层，一种做法是在静电吸盘表面采用等离子体增强型物理气相沉积(PEPVD)淀积氧化钇(Y2O3)或氧化钇/氧化铝(Y2O3Al2O3)复合涂层。但是，在采用PEPVD淀积耐侵蚀涂层时，随着工艺时间的增长静电吸盘的温度容易超过100°C，将严重破坏主体部与基座之间的粘结剂的粘结力，甚至会发生主体部从基座脱落，导致静电吸盘的损坏报废。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种耐等离子体侵蚀且性能较佳的静电吸盘的制造方法以及由该方法制造形成的静电吸盘。 为达成上述目的，本专利技术提供一种静电吸盘的制造方法，包括以下步骤:制造静电吸盘的主体部和基座，其中制造所述主体部的步骤包括:形成陶瓷基板；在所述陶瓷基板上沉积具有薄膜电极和第一绝缘层的多层薄膜结构，所述第一绝缘层位于所述陶瓷基板上表面，所述薄膜电极位于所述第一绝缘层上方；在所述多层薄膜结构上沉积抗等离子体侵蚀的保护层；以及图形化所述保护层的上表面以形成所述静电吸盘的主体部；以及 将所述主体部和所述基座连接为一体以形成所述静电吸盘。 优选的，制造所述主体部的步骤还包括:去除所述陶瓷基板。 优选的，通过磨削方法去除所述陶瓷基板。 优选的，所述保护层的材料选自陶瓷或IIIB族金属化合物或陶瓷及IIIB族金属化合物的组合物。 优选的，所述保护层的材料为氧化钇或氧化钇/氧化铝的复合材料。 优选的，通过增强型等离子体物理沉积形成所述保护层。 优选的，所述保护层的厚度为大于等于0.1毫米。 优选的，所述保护层包覆所述多层薄膜结构的侧壁。 优选的，通过真空镀膜技术形成所述薄膜电极，通过热喷涂形成所述第一绝缘层。 优选的，所述多层薄膜结构还包括功能层及第二绝缘层，所述功能层用以调节所述静电吸盘的性能，所述第二绝缘层位于所述薄膜电极与所述功能层之间。 优选的，所述功能层为加热层或高电阻层或低电阻层。 优选的，通过真空镀膜技术形成所述功能层，通过热喷涂形成所述第二绝缘层。 优选的，所述薄膜电极的材料为金属或金属合金，所述第一绝缘层的材料为陶瓷。 优选的，所述功能层的材料为金属或金属合金，所述第二绝缘层的材料为陶瓷。 优选的，所述多层薄膜结构还包括加热层及第三绝缘层，所述加热层位于所述第一绝缘层与所述第三绝缘层之间，所述第三绝缘层位于所述薄膜电极下方。 优选的，通过真空镀膜技术形成所述加热层，通过热喷涂形成所述第三绝缘层。 优选的，所述加热层的材料为金属或金属合金，所述第一绝缘层的材料为绝热陶瓷，所述第三绝缘层的材料为导热陶瓷。 优选的，所述多层薄膜结构还包括功能层及第二绝缘层，所述功能层用以调节所述静电吸盘的性能，所述第二绝缘层位于所述薄膜电极与所述功能层之间。 优选的，所述功能层为高电阻层或低电阻层。 优选的，通过真空镀膜技术形成所述功能层，通过热喷涂形成所述第二绝缘层。 优选的，通过增强型等离子体物理沉积工艺形成所述多层薄膜结构。 根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种通过上述方法制造的静电吸盘。 根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种包含上述方法制造的静电吸盘的等离子体处理装置。 [0031 ] 本专利技术的有益效果在于通过形成具有保护层的静电吸盘主体部，增强了主体部的抗等离子体性能，表面硬度，热传导性；进一步的，本专利技术的制造方法避免因对静电吸盘整体进行耐侵蚀涂层的涂覆工序而造成的静电吸盘的结构不稳定，提高了其使用寿命。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例的静电吸盘的制造方法的流程图； 图2a?2d为本专利技术实施例静电吸盘制造方法的示意图； 图3为利用本专利技术实施例制造方法形成的静电吸盘的示意图； 图4为包含图3所示的静电吸盘的等离子体处理装置的示意图； 图5为本专利技术另一实施例制造方法形成的静电吸盘的示意图； 图6a?6d为本专利技术另一实施例静电吸盘制造方法的示意图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。 以下将详细说明本专利技术的静电吸盘的制造方法。 图1所示为本专利技术的制造方法的流程示意图，其包括如下步骤: 步骤S1:制造静电吸盘主体部和基座； 步骤S2:将主体部和基座连接为一体以形成静电吸盘。 其中静电吸盘基座一般采用例如铝的金属、钛的合金、或不锈钢材料制成，利于射频能量的馈入；基座也可由提供良好强度和耐用性以及传热型的陶瓷和金属的合成物制成。静电吸盘基座的制造步骤可通过现有技术形成。将主体部和基座连接为一体的步骤例如是在形成主体部和基座之后，通过在基座上涂覆粘结剂，在粘结剂上放置静电吸盘主体部而将主体部固定在基座上，其中粘结剂可采用以硅胶为基的粘结剂。此外，也可采用其他的工艺，如扩散焊接等方法连接主体部与基座。 请继续参考图1，步骤SI中制造静电吸盘主体部的步骤进一步包括: 步骤Sll:形成陶瓷基板； 步骤S12:在陶瓷基板上沉积具有薄膜电极和第一绝缘层的多层薄膜结构，其中第一绝缘层位于陶瓷基板上表面，薄膜电极位于第一绝缘层上方； 步骤S13:在多层薄膜结构上沉积抗等离子侵蚀的保护层； 步骤S14:图形化保护层的上表面以形成静电吸盘的主体部。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种静电吸盘的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：制造静电吸盘的主体部和基座，其中制造所述主体部的步骤包括：形成陶瓷基板；在所述陶瓷基板上沉积具有薄膜电极和第一绝缘层的多层薄膜结构，所述第一绝缘层位于所述陶瓷基板上表面，所述薄膜电极位于所述第一绝缘层上方；在所述多层薄膜结构上沉积抗等离子体侵蚀的保护层；以及图形化所述保护层的上表面以形成所述静电吸盘的主体部；以及将所述主体部和所述基座连接为一体以形成所述静电吸盘。
【技术特征摘要】
1.一种静电吸盘的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 制造静电吸盘的主体部和基座，其中制造所述主体部的步骤包括: 形成陶瓷基板； 在所述陶瓷基板上沉积具有薄膜电极和第一绝缘层的多层薄膜结构，所述第一绝缘层位于所述陶瓷基板上表面，所述薄膜电极位于所述第一绝缘层上方； 在所述多层薄膜结构上沉积抗等离子体侵蚀的保护层；以及 图形化所述保护层的上表面以形成所述静电吸盘的主体部；以及 将所述主体部和所述基座连接为一体以形成所述静电吸盘。2.根据权利要求1所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，制造所述主体部的步骤还包括: 去除所述陶瓷基板。3.根据权利要求2所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，通过磨削方法去除所述陶瓷基板。4.根据权利要求1所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，所述保护层的材料选自陶瓷或IIIB族金属化合物或陶瓷及IIIB族金属化合物的组合物。5.根据权利要求4所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，所述保护层的材料为氧化钇或氧化钇/氧化铝的复合材料。6.根据权利要求1所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，通过增强型等离子体物理沉积形成所述保护层。7.根据权利要求6所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，所述保护层的厚度为大于等于0.1毫米。8.根据权利要求1所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，所述保护层包覆所述多层薄膜结构的侧壁。9.根据权利要求1所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，通过真空镀膜技术形成所述薄膜电极，通过热喷涂形成所述第一绝缘层。10.根据权利要求1所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，所述多层薄膜结构还包括功能层及第二绝缘层，所述功能层用以调节所述静电吸盘的性能，所述第二绝缘层位于所述薄膜电极与所述功能层之间。11.根据权利要求10所述的静电吸盘的制造方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺小明，倪图强，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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