[发明专利]包含有用于减小热应力的缓冲层的静电吸盘

说明书

技术领域

示例的实施例涉及一种在处理腔内的静电吸盘，尤其是涉及一种覆盖有缓冲层的静电吸盘，该缓冲层用于减小使用静电吸盘进行处理的过程中的热应力并使所述热应力导致产生的静电吸盘的裂纹最小。

背景技术

大体而言，用于制造半导体装置和诸如液晶显示器(LCD)装置之类的平板装置的工艺，包括诸如化学气相沉积(CVD)之类的沉积工艺和诸如反应离子蚀刻工艺之类的蚀刻工艺。在上述沉积工艺和蚀刻工艺中，需要将诸如硅晶片和玻璃面板之类的衬底紧固在处理腔内的电极片上，以提高工艺可靠性。通常用静电吸盘(ESC)将所述衬底紧固在所述处理腔内的电极片上。

图1是图示在处理腔中的现有的静电吸盘的剖视图。

参考图1，现有的静电吸盘100包括含有铝的主体101、上面固定地定位有衬底的基板102、安装在基板102内部且产生静电力的电极103、用于将高压施加到所述电极的端子104以及包围住端子104的绝缘构件105。

通过端子104将高压从外部电源施加到电极103上，会在电极103处产生静电力，然后，在静电力的作用下，基板102上的衬底被吸向基板102，并被紧固到静电吸盘100上。

在现有的沉积工艺或者蚀刻工艺中，基板102由所述处理腔内的等离子体(plasma)加热，由于处理腔内的等离子体温度高，通常静电吸盘100的基板102是处于大的热应力下。尤其是，热从基板102传递到铝主体101，从而使主体101在各个方向热膨胀。由于主体101、基板102和绝缘构件105的热系数通常互不相同，热应力会施加在主体101、基板102和绝缘构件105上。在现有的静电吸盘100中，在主体101、基板102和绝缘构件105互相接触的边界区域的上端部A处热应力最大。

由于基板102的强度比主体101和绝缘构件105的强度小得多，在所述边界区域的上端部A处的热应力对基板102的影响比对主体101和绝缘构件105的影响大得多，因此在靠近所述边界区域的上端部A处的基板102的下方部分产生裂纹。随着静电吸盘100被重复操作，所述裂纹会扩散到基板102的上方部分直到整个基板102，最终，基板102由于裂纹而断裂。

因此，强烈需要一种改进的静电吸盘，其中因热应力而产生的裂纹可以被最小化，从而防止静电吸盘的故障。

发明内容

示例实施例提供一种包括缓冲层的用于静电吸盘的的端子单元以及形成所述端子单元的方法，所述缓冲层用于吸收在使用静电吸盘的操作过程中的热应力。

示例实施例还提供具有上述端子单元的静电吸盘和制造该静电吸盘的方法。

根据一些示例实施例，提供一种静电吸盘(ESC)，包括具有穿透孔的主体；设置在所述主体上的基板，在该基板上通过静电力紧固有衬底，所述基板具有与所述主体的穿透孔对应的插入部分以及定位于所述基板的内侧且通过所述插入部分局部暴露出来的电极；具有通过所述主体的穿透孔和所述基板的插入部分与所述电极形成接触的端子单元；以及缓冲层，所述缓冲层设置在所述端子与所述主体和所述基板中的至少一个之间的边界区域处且吸收所述主体的热应力。

在示例实施例中，所述主体包括传导性材料，所述端子单元包括介入在所述主体和所述穿透孔中的端子之间的绝缘构件，使得所述缓冲层被设置在所述主体和所述绝缘构件之间的边界区域处。所述缓冲层进一步被设置在所述绝缘构件和所述基板之间的边界区域处。

在一个示例实施例，所述基板和所述缓冲层包括基于陶瓷材料的材料。所述缓冲层的孔隙度等于或者高于所述基板的孔隙度。所述缓冲层的孔隙度是在大约2％至大约10％的范围内。所述缓冲层的厚度是在大约100μm至大约250μm的范围内。所述缓冲层的表面粗糙度是在大约0.1μm至大约2μm的范围内。

根据一些示例实施例，提供一种用于静电吸盘的端子单元，包括电连接到电源且将电施加给电极以产生静电力的端子；局部包围住所述端子的绝缘构件，使得所述端子与周围环境由所述绝缘构件电绝缘开；以及设置在所述端子和所述绝缘构件中的至少一个上并吸收从周围施加的热应力的缓冲层。

根据一些示例实施例，提供一种制造静电吸盘的方法。制备具有穿透孔的主体，对应于所述穿透孔提供端子单元。所述端子具有用于吸收在所述主体表面上的热应力。所述主体和所述端子单元可以互相组合，使得所述端子单元穿透所述穿透孔，并从所述主体的顶部表面突出。在所述主体上形成下基板，使得所述端子的顶部表面暴露出来，在所述下基板上形成电极，使得所述电极与所暴露出来的端子单元接触。在所述下基板和所述电极上形成上基板。