[发明专利]一种静电吸盘及等离子体反应装置

说明书

本发明提供一种静电吸盘，包含：基座；设置在基座上的第一介电层，其为具有第一电阻率的有掺杂陶瓷材质，第一介电层内设有产生静电力的电极；第二介电层，设置在第一介电层上并覆盖第一介电层，且第二介电层为具有第二电阻率的无掺杂陶瓷材质；第二电阻率大于第一电阻率。本发明还提供一种等离子体反应装置。本发明的静电吸盘吸附力强，吸附力分布均匀，易解吸附，使用寿命长，颗粒物污染少，有效防止晶圆背面发生氦气打火，提高了晶圆加工成品率和生产效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种静电吸盘及等离子体反应装置。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，为了在晶圆上进行沉积、刻蚀等工艺，一般通过静电吸盘(Electrostatic chuck，简称ESC)来产生静电吸力，以实现在工艺过程中支撑、固定待处理的晶圆。

静电吸盘包含基座和设置在基座顶部的介电层。根据介电层的不同，静电吸盘主要分为CB(Coulomb库仑)型静电吸盘和J-R(Johnsen-Rahbek)型静电吸盘两种类型。CB型静电吸盘(简称为CB ESC)、J-R型静电吸盘(简称为J-R ESC)是以静电吸附为基本原理，通过对CB ESC、J-R ESC内的电极施加外部直流电压后，产生对晶圆的静电吸附力来固定晶圆。

CB ESC的静电吸附力小，且需要在其电极上施加较高的直流电压；然而当施加的直流电压过高会易引起晶圆与CB ESC间氦气打火的问题。

J-R ESC的漏电流大，停止对J-R ESC的电极施加外部直流电压后，J-R ESC表面仍有较多残余电荷，使得晶圆解吸附难度高；且J-R ESC的粗糙表面易被侵蚀，容易造成颗粒物增多、使用老化、J-R ESC表面粗糙度变差，使用寿命较短的问题。同时也会造成放置在J-R ESC上的晶圆的温度不均匀、影响晶圆的加工精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种静电吸盘及等离子体反应装置，通过将不同电阻率的介电层相结合，不仅能够提高静电吸盘的使用寿命，且无需施加较高的直流电压，能够防止晶圆背面发生氦气打火，同时吸附力强，吸附力分布均匀，并易于解吸附晶圆。

为了达到上述目的，本发明提供一种静电吸盘，包含：

基座，

设置在所述基座上的第一介电层；所述第一介电层为具有第一电阻率的有掺杂陶瓷材质，第一介电层内设有产生静电力的电极；

设置在所述第一介电层上并覆盖第一介电层的第二介电层；所述第二介电层为具有第二电阻率的无掺杂陶瓷材质；第二电阻率大于第一电阻率。

优选的，第一介电层为有掺杂的AL₂O₃，其掺杂物包含Si、C、Mg，MgO，TiO₂中的任一种或多种。

优选的，第二介电层为无掺杂的AL₂O₃。

优选的，第一介电层的电阻率为10¹⁰～10¹²Ω.cm。

优选的，第二介电层的电阻率大于10¹⁴Ω.cm。

优选的，所述第二介电层与晶圆接触的表面设有多个均匀或非均匀分布的凸起部；所述凸起部的高度范围为2～3um。

优选的，在第一、第二介电层之间还设有用于固定连接第一、第二介电层的黏接层。

优选的，第一介电层的厚度为0.2～2mm。

优选的，第二介电层的厚度为0.01～0.5mm。

优选的，第一介电层具有0.6～0.8um的表面粗糙度；第二介电层具有0.1～0.2um的表面粗糙度。