CN203055886U - 静电吸盘 - Google Patents

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Abstract

在用于等离子施放装置的静电吸盘中，制备一基体且将具有非晶体结构的第一绝缘层设置在该基体上。将用于产生静电力的电极层设置在该第一绝缘层上。介电层定位在该电极层上。从而使在静电吸盘中的漏电流和由该漏电流导致的电弧最小化，从而提高了静电吸盘的疲劳极限和电气性能。

Description

静电吸盘
技术领域
示例性实施例涉及一种静电吸盘，更特别的，涉及一种用于制造半导体器件的等离子装置的静电吸盘。 
背景技术
用于制造半导体器件的等离子施放装置通常包括支持板，其中半导体基片固定在其上，用于等离子处理的源气体因而转换为等离子，该基片在该等离子施放装置中被等离子处理。静电吸盘作为等离子施放装置的支持板被广泛应用。该基片通过静电力固定到静电吸盘上。 
传统的静电吸盘通常包括夹持在介电层之间的电极层。因而，电力施加到电极层上，静电力在介电层上产生，且该基片通过静电力固定到静电吸盘上。特别的，热喷涂层被广泛用作为静电吸盘的介电层以防止静电吸盘在等离子施放装置中被等离子蚀刻。 
用于静电吸盘的热喷涂层可以利用包括氧化钇(Y2O3)和氧化铝(Al2O3)的陶瓷基粉末通过热喷涂处理进行喷涂。 
基于陶瓷基粉末的热喷涂层通常具有晶体结构并因而当该热喷涂层用作为静电吸盘的介电层时，该介电层的介电性能相对较好。 
然而，该晶体热喷涂层为非常多孔的并具有相对较低的体电阻，因此从该热喷涂层产生漏电流，并经常在静电吸盘中产生电弧。由此，有建议通过填充处理将某些填料填满热喷涂层的孔隙以此提高体电阻。然而，随着该静电吸盘的运行时间的增加该介电层的体电阻仍然会降低，电弧仍然会在静电吸盘中产生，该基片并不稳定吸附或固定在该静电吸盘上。也就是说，由热喷涂层的孔隙导致的体电阻下降和电弧经常引起静电吸盘的吸附质量的退化。 
另外，随着近来基片的大型化，施加到电极层的电能需要增大。当高压电施加到静电吸盘的电极层时，基体和热喷涂层的介电层之间由于热膨胀系数的差异而产生裂纹，因而电极层和介电层彼此之间没有或未充分地电绝缘，这通常地作为绝缘中断而为人所知。由此，当基片大型化时，静电吸盘的吸附质量趋于退化。 
从而，存在改良的静电吸盘的强烈需求，其中介电层具有足够的体电阻和稳定的介电常数以产生具有最小化漏电流的静电力。 
发明内容
示例性实施例提供一种静电吸盘，其具有提高的体电阻且介电层的介电常数没有任何退化，从而防止了由从介电层产生的漏电流导致的电弧产生。 
依据某些示例性实施例，提供一种静电吸盘，其包括基体、设置在该基体上的并具有非晶体结构的第一绝缘层、设置在该第一绝缘层上并产生静电力的电极层以及设在该电极层上的介电层。 
在一示例性实施例中，该介电层包括覆盖该电极层并具有非晶体结构的第一介电层，和设在该第一介电层上并具有晶体体结构的第二介电层。 
在一示例性实施例中，第一介电层具有大约100μm到大约300μm的厚度，第二介电层具有大约200μm到大约400μm的厚度。 
在一示例性实施例中，第一介电层具有大约0.5％到大约2％的孔隙率，第二介电层具有大约3％到大约7％的孔隙率。 
在一示例性实施例中，第一介电层具有大约4μm到大约8μm的表面粗糙度(Ra)，第二介电层具有大约3μm到大约5μm的表面粗糙度(Ra)。 
在一示例性实施例中，第一和第二介电层具有大约至少650Hv的硬度和大约至少14MPa的粘合强度。 
在一示例性实施例中，第一和第二介电层具有彼此总和大约1014Ω·cm到大约1015Ω·cm的体电阻。电极层覆盖有第一介电层，第一介电层覆盖有第二介电层。第一绝缘层具有大约400μm到大约600μm的厚度。 
在一示例性实施例中，第二绝缘层夹持在基体和电极层之间。第一绝缘层具有大约100μm到大约300μm的厚度，第二绝缘层具有大约200μm到大约400μm的厚度。 
依据其它示例性实施例，提供一种静电吸盘，其包括基体、设置在该基体上的绝缘层、设置在该绝缘层上并产生静电力的电极层、设在该电极层上并具有非晶体结构的第一介电层以及设置在该第一介电层上并具有晶体结构的第二介电层。 
依据本发明的某些实施例，静电吸盘的绝缘体可以包括具有非晶体热喷涂层和晶体体热喷涂层的复合层，由此提高该绝缘体的体电阻而介电常数无任何退化。因此，漏电流可在静电吸盘上最小化并因此在静电吸盘上由该漏电流导致的裂纹也可以最小化。从而，静电吸盘的总体电气性能由于该多层绝缘体可以显著地提高。 
另外，静电吸盘的该绝缘体也可以包括非晶体热喷涂层和晶体热喷涂层的复合层，从而由于该非晶体热喷涂层增大了该绝缘体的体电阻，并提高了静电 吸盘中基体和电极层之间的绝缘电阻。 
进一步的，缓冲层可以形成在一端子的接触面上，其中高压电可以施加到该端子上，从而可以防止由于端子的接触面上的热应力而产生裂纹。因此，该静电吸盘可以具有提高的疲劳极限和使用寿命，从而可以显著减少静电吸盘的维护成本。 
因而，本发明的静电吸盘可以应用于如等离子蚀刻装置和等离子沉积装置等各种等离子施放装置中，并具有提高的电气性能和疲劳极限。 
附图简要说明
从以下结合附图的详细说明中将更清楚的理解示例性实施例。 
图1为示出依据本发明的示例实施例的静电吸盘的剖视图。 
图2为示出图1示出的连接器的第一示例实施例的的剖视图。 
图3为示出图1示出的连接器的第二示例实施例的的剖视图。 
图4为示出依据本发明的另一示例实施例的静电吸盘的剖视图。 
图5为示出静电吸盘的绝缘电阻和施加到该静电吸盘上的电力之间的关系图。 
图6为示出当传统静电吸盘和本发明的静电吸盘工作时氦泄漏量和运行时间之间以及漏电流和运行时间之间的关系图。 
图7A示出具有图1和图2中示出的静电吸盘的等离子施放装置的蚀刻速率图。 
图7B示出具有传统静电吸盘的等离子施放装置中的蚀刻量的图表。 
图8为示出用于形成第一粉末的方法的流程图。 
图9为示出形成图8所示第一料浆的方法的流程图。 
图10为示出形成图8所示第二料浆的方法的流程图。 
图11为示出形成图8所示料浆混合物的方法图。 
图12为示出用于制造依据本发明的示例实施例的静电吸盘方法的流程图。 
实施例的详细描述
参见示出一些实施例的附图，下文将更详细地描述各种示例实施例。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。 
应理解，当将元件或层称为在另一元件或层“上”、“连接至”或“耦合至”另一元件或层之时，其可为直接在另一元件或层上或直接连接或耦合至其 它元件或层，或者存在居于其间的元件或层。与此相反，当将元件称为“直接在另一元件或层上”、“直接连接至”或“直接耦合至”另一元件或层之时，并不存在居于其间的元件或层。整份说明书中相同标号是指相同的元件。如本文中所使用的，用语“及/或”包括一或多个相关的所列项目的任何或所有组合。 
应理解，尽管本文中使用第一、第二、第三等来描述多个元件、组件、区域、层及/或部分，但这些元件、组件、区域、层及/或部分并不受这些用语的限制。这些用语仅用于使一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区别开来。由此，下文所称之第一元件、组件、区域、层或部分也可称为第二元件、组件、区域、层或部分，而不脱离本发明的教导。 
与空间相关的表述，如“之下”、“下方”“下”、“之上”“上”等，在本文中使用是为了容易地表述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。应理解，这些与空间相关的表述除图中所示方位之外，还意欲涵盖该设备在使用或工作中的不同方位。例如，若图中的该设备翻转，描述为在其它元件或部件“下方”或“之下”的设备则会确定为在其它元件或部件“之上”。由此，该示范性的表述“在...下方”可同时涵盖“在...上方”与“在...下方”两者。该设备可为另外的朝向(旋转90度或其它朝向)，并且本文中所使用的这些与空间相关的表述亦作相应的解释。 
本文中所使用的表述仅用于描述特定的实施例，并且并不意欲限制本发明。如本文中所述的，单数形式的冠词意欲包括复数形式，除非其上下文明示。还应理解，当本说明书中使用表述“包括”之时，明确说明了存在所描述的部件、整体、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除存在或附加有一个或多个其它部件、整体、步骤、操作、元件、组件及/或它们的组合。 
对于本发明的实施例，本文中是参照本发明的理想化实施例(以及中间结构)的示意剖视图来描述的。照此，预期会产生例如因制造工艺及/或公差而造成形状上的变化。由此，本发明的实施例不应解释为将其限制成本文所示的特定区域形状，还应包括例如，因制造而导致的形状偏差。因此，图中所示的区域的本质是示意性的，并且其形状并不意欲示出部件区域的精确形状，也不意欲限制本发明的范围。 
除非另行详细说明，本文所使用的所有术语(包括科技术语)的意思与本技术领域的技术人员所通常理解的一致。还应理解，诸如一般字典中所定义的术语应解释为与相关技术领域中的意思一致，并且不应解释为理想化的或过度刻板的含义，除非在文中另有明确定义。 
下文将参考附图对示例实施例进行详细说明。具体地，本发明的下列示例实施例披露了带有单电极的单极静电吸盘。然而，本领域技术人员应当知道，本发明的技术特征、新的教导和优点可以应用到双极静电吸盘上。 
图1为示出依据本发明的示例实施例的静电吸盘的剖视图。 
参照图1，依据本发明的示例实施例的静电吸盘100可以包括基体110、第一绝缘层120、电极层140、第一介电层150、第二介电层160以及连接器170。 
在该实施例中，第一绝缘层120和第一介电层包括具有非晶体结构的热喷涂层，该第二介电层160可以包括具有晶体结构的热喷涂层。因此，静电吸盘100的电极层140可以覆盖有包括非晶体热喷涂层和晶体化热喷涂层在内的多层。该多层中非晶体和晶体化热喷涂层的组合可以为静电吸盘100的静电力和高体电阻提供足够的介电常数，从而提高了静电吸盘100的电气性能。特别的，用于将基体110和电极层140彼此电绝缘的第一绝缘层120可包括非晶体热喷涂层，从而由于自身的非晶体结构而提高了体电阻和增强了自身的电绝缘性能。 
基体110可容易形成为平板状或圆柱体并可以具有对应于待处理的如基片等对象的尺寸。也就是说，基体110可以具有等于或大于用于半导体器件和平板显示设备的基片的尺寸。例如，基体110可以包括如铝(A1)等金属。另外，该基体110可以进一步包括涂覆在其上的金属层。 
第一绝缘层120可以位于基体110上。例如，第一绝缘层120可以位于基体110的上表面的一部分。例如，第一绝缘层120可以具有非晶体结构并可以利用第一粉末通过热喷涂形成。即，该第一粉末可被提供用于形成该非晶体热喷涂层。例如，该第一粉末可以包括具有大约20μm到大约60μm平均直径的氧化钇或氧化铝的粗粒子颗粒。特别的，该第一粉末可以具有从第一和第二料浆形成的料浆混合物获得的粗粒子颗粒。该第一料浆可以包括具有大约0.01μm到大约2μm直径的大量氧化钇(Y2O3)颗粒，用于均匀分散该氧化钇颗粒的第一分散剂、用于粘合该氧化钇颗粒的第一粘合剂以及将该氧化钇颗粒、第一分散剂和第一粘合剂溶解于其中的第一溶剂。该第二料浆可以包括具有大约0.5μm到大约2μm直径的大量氧化铝(Al2O3)颗粒，用于均匀分散该氧化铝颗粒的第二分散剂、用于粘合该氧化铝颗粒的第二粘合剂以及将该氧化铝颗粒、第二分散剂和第二粘合剂溶解于其中的第二溶剂。在该料浆混合物中氧化钇和氧化铝的重量比可以在1∶0.4到1∶1的范围内。第一粉末将在下面详细描述。 
第一绝缘层120可以具有大约400μm到大约600μm的厚度并可以将基体110和电极层140彼此电绝缘。如果第一绝缘层120具有低于大约400μm的厚度，不论其是否具有足够体电阻，第一绝缘层120的抗电压特性可能显著恶化，这将导致基体110和电极层140之间电绝缘的恶化。第一绝缘层120由于该非晶体结构可以具有高的体电阻。例如，通过另外的填充该热喷涂层的孔隙的填充处理，第一绝缘层120的体电阻可从通常值1013Ω·cm提高到大约1014Ω·cm 到大约1015Ω·cm的范围。进一步的，第一绝缘层120可具有非晶体结构，由此该第一绝缘层120的空隙空间变得相对较小。因此，第一绝缘层120可具有相对较小的孔隙率。例如，第一绝缘层120的孔隙率可低于2％，更优选的，低于大约1％。在本示例实施例中，第一绝缘层120可具有大约0.5％到大约2％的孔隙率，更优选的，大约0.5％到大约1％的孔隙率。此外，第一绝缘层120也可以具有大约4μm到大约8μm的表面粗糙度(Ra)从而具有大约14MPa的粘合强度并可以具有大约650Hv的硬度。 
此外，在基体110和第一绝缘层120之间可设置粘合层115，该粘合层可以用作为基体110和第一绝缘层120之间的粘合剂。粘合层115的热膨胀率可为基体110和第一绝缘层120的热膨胀率的平均值，其因此可用作为具有不同热膨胀率的基体110和第一绝缘层120之间的热缓冲层。例如，粘合层115可包括如镍-铝合金等金属合金并可具有大约30μm到大约50μm的厚度和低于或等于大约5％的孔隙率。 
电极层140可以设置在第一绝缘层120上并产生静电力。例如，电极层140可位于该第一绝缘层120的上表面的一部分。特别地，电极层140可以在第一和第二介电层150和160的绝缘体中产生静电力。因此，该静电力可以施加到第二介电层160的上表面上，基片通过该静电力固定到第二介电层160的上表面。电极层140可包括如钨(W)等导电材料并可以通过热喷涂工艺或丝网印刷工艺形成。 
在本示例实施例中，电极层140可具有大约30μm到大约50μm的厚度。当电极层140具有低于大约30μm的厚度时，由于该电极层140的多孔和缺陷，电极层140的电阻可能非常高，因此静电吸盘100的吸附质量显著恶化。当厚度大于大约50μm时，在电极层140上很可能产生电弧。因此，优选的是电极层140可具有大约30μm到大约50μm的厚度。 
高压电通过连接器170可以施加到电极层140上。连接器170通过基体110和第一绝缘层120可以连接到电极层140。 
图2为示出图1所示的连接器的第一示例实施例的剖视图。 
参照图2，依据本实施例的连接器170可包括端子171、绝缘体172和缓冲层173。 
端子171可穿透基体110和第一绝缘层120并与电极层140相接触，因而电力可以从外部电源(未示出)通过该端子171施加到电极层140上。因此，基体110和第一绝缘层120可包括端子171可从通过其中的穿孔(未示出)。例如，端子171可包括如钨(W)、钼(Mo)和钛(Ti)等导电材料。 
绝缘体172可将端子171与外部绝缘并可封装该端子171。因此，绝缘体172可设在端子171和基体110之间和该端子和第一绝缘层120之间。此外， 当端子171的中部可与电极层140保持接触时，绝缘体172设在电极层140和端子171的外围部之间。例如，绝缘体172可包括具有小孔隙率和优良绝缘性能的烧结陶瓷体。此外，绝缘体172可具有大约2000μm的厚度和大约0.1μm到大约2μm的表面粗糙度(Ra)以减少电弧。 
在对静电吸盘100上的基片进行等离子处理的高温下，热应力可能施加到静电吸盘100上。静电吸盘100可能在等离子处理中发生热膨胀，且基体110，第一绝缘层120和绝缘体172的热膨胀率各自不同，因此该热应力可能施加到基体110、第一绝缘层120和绝缘体172的每个上。特别地，在绝缘体172和基体110之间以及绝缘体172和第一绝缘层120之间的交界面的边缘部上热应力可能达到最大。由于第一绝缘层120相对较小的强度，该热应力可能传递到第一绝缘层120，从而产生裂纹。然后，该裂纹可能生长到第一介电层150和第二介电层160上，因此可能使得静电吸盘100破碎。 
可以设置缓冲层173以使由热应力产生的对静电吸盘100的损伤最小化。 
缓冲层173可以封闭绝缘体172的上部。例如，该缓冲层173可以位于绝缘体172和基体110之间的交界面，位于绝缘体172和第一绝缘层120之间的交界面以及位于绝缘体172和电极层140之间的交界面上。缓冲层173可以包括陶瓷。陶瓷的例子可包括如Al2O3、Y2O3、Al2O3/Y2O3、ZrO2、AlC、TiN、AlN、TiC、MgO、CaO、CeO2、TiO2、BxCy、BN、SiO2、SiC、YAG、Mullite、AlF3等。这些可以单独使用或组合使用。缓冲层173可以通过热喷涂工艺形成。 
缓冲层173可具有大约100μm到大约250μm的厚度，优选为大约150μm到大约200μm。当缓冲层173具有大于约250μm的厚度时，缓冲层173中孔隙空间相对较大并因此容易在缓冲层173中产生裂纹。进一步的，当缓冲层173具有小于约100μm的厚度时，热应力可能很难被缓冲层173充分吸收。因此，优选的是缓冲层173可具有大约100μm到大约250μm的厚度。此外，缓冲层173可具有大约0.1μm到大约2μm的表面粗糙度(Ra)，以降低缓冲层173中的表面阻抗和电弧的产生。 
静电吸盘100中可能由在等离子处理过程中高温产生的热应力，可以被缓冲层173充分的吸收，因此热应力没有对该静电吸盘100产生损伤。例如，在等离子处理中，当静电吸盘100被加热，基体110可能热膨胀时，基体中的热应力可以被缓冲层173而不是绝缘体172所吸收。 
例如，缓冲层173的孔隙率可以等于或大于基体110、第一绝缘层120、第一介电层150和第二介电层160的孔隙率，从而提高了缓冲层173应力吸收的效率。缓冲层173可具有大约2％到大约10％，优选大约2％到大约7％的孔隙率。如果缓冲层173具有大于大约10％的孔隙率，缓冲层173的强度可能不足，缓冲层173可能会和绝缘体172、基体110以及绝缘层120分离。当缓 冲层173的孔隙率小于大约2％时，在缓冲层173中可能产生裂纹。 
进一步，当缓冲层173可能具有尖锐边缘部时，由于热应力可能集中在缓冲层173的边缘部，因此缓冲层173的边缘部可以形成为圆角或倒角。缓冲层173的边缘部的应力集中通常会造成缓冲层173的裂纹产生。 
图3为示出图1示出的连接器的第二示例实施例的剖视图。 
除了其中一些元件的形状和排列外，连接器170的第二示例实施例可具有与图2所示连接器170的第一示例性实施例大致上相同的配置和结构。因此，图3中的相同元件起到如图2所述的相同功能，下文中不对该相同功能和配置作进一步详细描述。 
参照图3，依据第二示例实施例的连接器170可包括端子177、绝缘体178和缓冲层179。 
端子177可穿透基体110和第一绝缘层120并与电极层140相接触，因而电力可以从外部电源(未示出)通过该端子177施加到电极层140上。 
绝缘体178可设置在基体110和端子177之间，并可将基体110和端子177彼此电绝缘。特别的，绝缘体178可仅设在基体110和端子177之间，而不设在第二绝缘层120和端子177之间。 
设置缓冲层179以使由热应力导致的静电吸盘100的损伤最小化，并且可包括第一缓冲层179a和第二缓冲层179b。 
第一缓冲层179a可沿绝缘体178和端子177的上部表面延伸，因此，该第一缓冲层179a可位于绝缘体178和基体110之间的一部分交界面，绝缘体178和第一绝缘层120之间的交界面以及端子177和第一绝缘层120的交界面上。因此，静电吸盘100中的热应力可以被该第一缓冲层179a吸收。万一该热应力没有被第一缓冲层179a充分吸收，该第二缓冲层179b可以补充吸收静电吸盘100的热应力。例如，当热应力没有被第一缓冲层179a完全吸收时，在基体110和绝缘体178之间的交界面可能产生裂纹，并生长到第一和第二介电层150和160上。该第二缓冲层179b可吸收该可能没有被第一缓冲层179a吸收的残余热应力，因此可防止由该残余热应力导致的裂纹增长到第一和第二介电层150和160上。 
例如，第二缓冲层179b可围绕绝缘体178的上部定位。在本示例实施例中，第二缓冲层179b可位于绝缘体178和第二绝缘层120之间的交界面和基体110和第二绝缘层120之间的一部分交界面上。由此，第一和第二缓冲层179a和179b都位于绝缘体178和第二绝缘层120之间的交界面上。仅除了在静电吸盘100中的位置不同外，缓冲层179b可具有与第一缓冲层179a大致相同的诸如成分、厚度、表面粗糙度等结构配置。 
从而，热应力可能集中在绝缘体178和基体110之间的交界面上，第一和 第二缓冲层179a和179b可位于绝缘体178和基体110之间的交界面上。由此，静电吸盘100中热应力在绝缘体178和基体110之间的边界面上被显著地吸收两次，从而防止了由热应力产生的应力集中和裂纹增长。因此，静电吸盘100的疲劳极限可显著提高，从而降低静电吸盘100的维护成本。第二缓冲层179b可补充设置在静电吸盘100中，因此本领域技术人员应该知道，该第二缓冲层179b也可以依据工艺要求而去除。 
在本示例实施例中，基体110可具有在上边缘部分的第一倾斜部，这样使得绝缘体178的上表面低于基体110的上表面。因此，基体110可设置成比绝缘体178可更靠近电极层140，第一绝缘层120在第一区域A的厚度要大于在第二区域B的厚度。第一绝缘层120的第一区域A可限定在绝缘体178和电极层140之间的区域，而第一绝缘层120的第二区域B可限定为在基体110除了倾斜部之外的上表面和绝缘层120之间的区域。尽管第一绝缘层120在第一区域A的密度要小于第二区域B，但第一绝缘层120在第一区域A的厚度要大于第二区域B从而弥补了第一绝缘层120在第一区域A的较低密度。因此，由于自身的厚度较大，可充分防止从绝缘层120的第一区域A的电流泄漏，从而防止了在基体110和电极层140之间电弧的产生。此外，由于围绕基体110和绝缘体178的边缘部的热应力，可以充分防止第一绝缘层120的裂纹产生，从而防止了基体110和电极层140之间电弧的产生。 
在本示例实施例中，电极层140也可具有与基体110的第一倾斜部相对应的第二倾斜部，因此对应于端子177的电极层140可以这样一种方式形成凹陷，使得基体110上方的电极层140的第一上表面要高于端子177上方的电极层140的第二上表面。因此，第一和第二介电层150和160在第三区域C的总厚度大于在第四区域D的总厚度。第一和第二介电层150和160的第三区域C可限定为端子177上方的所有的介电层的区域，而第一和第二介电层150和160的第四区域D可限定为基体110上方的所有的介电层的区域。从而，当高压电通过端子177施加到电极层140上时，静电吸盘100上的基片在第三区域C与电极层140间隔开的距离大于在第四区域D间隔开的距离，从而可防止端子177和基片之间的放电。 
再次参照图1，第一介电层150可位于电极层140上，这样使得电极层140可以掩埋在第一介电层150下。因此，电极层140可被第一介电层150封闭。例如，第一介电层150可以设在位于第一绝缘层120上的电极层140的表面轮廓上，以使得第一介电层150可位于电极层140和第一绝缘层120上。例如，第一介电层150可利用第一粉末通过热喷涂工艺形成，由此，该第一介电层150可具有非晶体结构。也就是说，第一介电层150和第一绝缘层120可利用相同粉末通过热喷涂工艺形成。 
例如，第一介电层150可具有大约100μm到大约300μm的厚度。此外，因为由于非晶体结构，第一介电层150的内部空间可能最小化，从而第一介电层150具有相对较低的孔隙率。第一介电层150的孔隙率可以小于大约2％，优选小于1％。在本示例实施例中，第一介电层150的孔隙率可以在大约0.5％到大约2％的范围内，更为优选的是，在大约0.5％到大约1％的范围内。进一步的，第一介电层150可具有大约4μm到大约8μm的表面粗糙度(Ra)，从而具有大于大约14MPa的粘合强度。第一介电层150也可以具有大于约650Hv的硬度。 
第二介电层160可位于第一介电层150上，并且待处理的基片可位于第二介电层160上。例如，该第二介电层160可恰位于第一介电层150的表面，或可位于基体110的暴露表面、第一绝缘层120以及第一介电层150的表面上。因此，当第一绝缘层120和第一介电层150层叠在基体110上时，第二介电层160可设置在基体110上。因此，第一介电层150、第一绝缘层120和基体110可被第二介电层16覆盖，从而使得等离子对第一介电层150、第一绝缘层120和基体110的损伤最小化。例如，第二介电层160可以利用第二粉末通过热喷涂工艺形成，因此该第二介电层160可具有晶体结构。该第二介电层160可包括陶瓷。陶瓷的例子可包括如Al2O3、Y2O3、Al2O3/Y2O3、ZrO2、AlC、TiN、AlN、TiC、MgO、CaO、CeO2、TiO2、BxCy、BN、SiO2、SiC、YAG、Mullite、AlF3等。这些可以单独使用或组合使用。 
例如，第二介电层160可具有大约200μm到大约400μm的厚度。此外，第二介电层160由于自身的晶体结构可具有大于第一介电层150的孔隙率。第二介电层160的孔隙率可以在大约3％到大约7％的范围内。进一步，第二介电层160可具有大约3μm到大约5μm的表面粗糙度(Ra)，从而具有大于大约14MPa的粘合强度。第二介电层60也可以具有大于约650Hv的硬度。 
考虑到第一和第二介电层150和160的总介电常数、诸如第一和第二介电层150和160的绝缘电阻之类的总的体电阻、以及用于将基片固定到静电吸盘100上的吸附力，第一和第二介电层150和160可分别具有大约100μm到大约300μm和大约200μm到大约400μm的厚度。当第一和第二介电层150和160的总厚度，即介电体的厚度，可能大于500μm时，基片和电极层彼此分开非常大的间隔，从而该基片不能很好地固定到静电吸盘100上，因此第一和第二介电层150和160的总厚度优选为小于大约500μm。此外，当第二介电层160具有小于200μm的厚度时，介电体的介电常数对于吸附基片的静电力可能不足，由于该介电常数由具有晶体结构的第二介电层160的介电常数所确定。进一步，当第一介电层150具有小于100μm的厚度时，由于该体电阻被具有非晶体结构的第一介电层150的体电阻所确定，介电体的体电阻对于吸附基片的静电力可 能不够。从而，在第一和第二介电层150和160的总厚度不大于大约500μm的条件下，第一介电层150可具有大于大约100μm的厚度，第二介电层160可具有大于大约200μm的厚度。由此，第一介电层150具有大约100μm到大约300μm的厚度，第二介电层160可具有大约200μm到大约400μm的厚度。 
从而，静电吸盘100的介电体可包括具有非晶体结构的喷涂层和晶体结构的喷涂层的复合层，从而提高静电吸盘100的体电阻且不减小介电常数。例如，第一介电层150可具有大约109Ω·cm到大约1011Ω·cm的体电阻，其为晶体结构热喷涂层的通常体电阻；第二介电层160可具有大约1013Ω·cm的体电阻，其为非晶体结构热喷涂层的通常体电阻。此外，静电吸盘100的介电体可具有大约1013Ω·cm的总体的体电阻。因此，静电吸盘100的介电体可包括具有非晶体结构和晶体结构的复合层，其可提高介电体的体电阻且介电常数没有恶化。体电阻的改善可增强介电体的绝缘特性，由此提高介电体的整个电气性能。此外，第一绝缘层120可包括具有良好体电阻的非晶体热喷涂层，从而提高介电体的总的体电阻和电气性能。 
可以在第一绝缘层120和包括第一和第二介电层150和160的介电体上进行后处理。例如，可以在第一绝缘层120和介电体上进行填充处理来用填料填充各种内部空间，从而第一绝缘层120和介电体的空隙和裂纹可以被这些填料所充分填充。该填充处理可以同时在第一绝缘层120，第一介电层150和第二介电层160的整个部分进行。或者，该填充处理也可以分别对第一绝缘层120，第一介电层150和第二介电层160单独进行。该填料可包括诸如硅基丙烯酸树脂等树脂。 
绝缘层120和介电体的体电阻可以通过该填充处理而提高。例如，具有晶体结构的第二介电层160的体电阻可以通过该填充处理从大约109Ω·cm到大约1011Ω·cm的范围提高到大约1013Ω·cm。此外，具有非晶体结构的第一介电层150和第一绝缘层120的体电阻可以通过该填充处理从大约1013Ω·cm提高到大约1014Ω·cm到大约1015Ω·cm的范围。进一步，介电体的体电阻也可通过该填充处理从大约1013Ω·cm提高到大约1014Ω·cm到大约1015Ω·cm的范围。 
因此，具有非晶体层和晶体层的多层结构的静电吸盘100的介电体的体电阻可以显著提高且不会导致介电常数的任何恶化，从而使得介电体的电流泄漏和电弧产生最小化。此外，由于该非晶体热喷涂层的高体电阻，该绝缘层的绝缘特性也可以显著提高。 
与介电体的上述结构相反，如果第一介电层150包括晶体结构热喷涂层，第二介电层160具有非晶体结构热喷涂层，该介电体总的体电阻也可以提高而不会导致介电常数的任何恶化。然而，该非晶体结构具有产生更多裂纹的可能性，因为不管其是否具有高的体电阻，非晶体结构热喷涂层的热膨胀系数相对 较小。此外，由于其介电常数增加，该非晶体结构发生电弧的可能性更大。为此，优选的是，晶体结构热喷涂层而不是非晶体结构热喷涂层设在静电吸盘100的顶部。因此，具有晶体结构热喷涂层的第二介电层160可设在具有非晶体结构热喷涂层的第一介电层150上。因此，晶体结构热喷涂层可设置在静电吸盘100的顶部。 
图4为示出依据本发明的另一示例实施例的静电吸盘的剖视图。图4所示的静电吸盘200具有与图1所示的静电吸盘100相类似的结构和配置，并且在图4中相同标记表示图1中相同的元件。 
参照图4，依据本发明的另一示例实施例的静电吸盘200可包括基体110、第一绝缘层220、第二绝缘层230、电极层140、第一介电层150、第二介电层160以及连接器170。 
基体110可形成为平板状或圆柱体并可以具有对应于待处理的如基片等对象的尺寸。例如，基体110可以包括如铝(Al)等金属。另外，该基体110可以进一步包括涂附在其上的金属层。 
第一绝缘层220可位于基体110上。例如，第一绝缘层220可以位于基体110的上表面的一部分上。第一绝缘层120可以具有非晶体结构并可以利用第一粉末通过热喷涂形成。第一绝缘层220可具有大于大约100μm，更优选的，大约100μm到大约300μm范围内的厚度，且将基体110与电极层140彼此电绝缘。如果第一绝缘层220的厚度小于100μm，则第一绝缘层220的体电阻可能较低而不能充分地将基体110与电极层140彼此电绝缘。因此，第一绝缘层220可具有至少大约100μm的厚度。此外，第一绝缘层220的孔隙率可低于2％，更优选的，低于大约1％。在本示例实施例中，第一绝缘层220可具有大约0.5％到大约2％，更优选的，大约0.5％到大约1％的孔隙率。此外，第一绝缘层220也可以具有大约4μm到大约8μm的表面粗糙度(Ra)从而具有大约14MPa的粘合强度并可以具有大约650Hv的硬度。 
第二绝缘层230可位于第一绝缘层220上。例如，第二绝缘层230利用第二粉末通过热喷涂工艺可以仅涂覆在第一绝缘层220的上表面上，因而该第二绝缘层230可具有晶体结构。该第二绝缘层230可包括陶瓷。陶瓷的例子可包括Al2O3、Y2O3、Al2O3/Y2O3、ZrO2、AlC、TiN、AlN、TiC、MgO、CaO、CeO2、TiO2、BxCy、BN、SiO2、SiC、YAG、Mullite、AlF3等。这些可以单独使用或组合使用。 
第二绝缘层230可具有大约200μm到大约400μm的厚度以及由于自身的晶体结构而具有比第一绝缘层220更高的孔隙率。例如，第二绝缘层230可具有大约3％到大约7％的孔隙率。第二绝缘层230也可以具有大约3μm到大约5μm的表面粗糙度(Ra)，大于大约14MPa的粘结强度以及大约650Hv的硬 度。 
当本实施例揭露在静电吸盘200中第二绝缘层230可设在第一绝缘层220上时，该第二绝缘层230可以修改为位于基体110上，特别的，夹持在基体110和第一绝缘层220之间。即，第一和第二绝缘层220和230彼此可在基体110和电极层140之间形成为一体以成型为一绝缘体，且在该绝缘体中，第一和第二绝缘层220和230的层叠顺序可以改变。因此，该用于将基体110和电极层140之间电绝缘的绝缘体可包括其中非晶体结构层和晶体结构层层叠的复合层，从而提高了静电吸盘200的体电阻和绝缘性能。 
电极层140可设在第二绝缘层230上并产生静电力。例如，电极层140可位于第二绝缘层230的上表面的一部分。电极层140可包括如钨(W)等传导材料。 
第一和第二介电层150和160依序设在电极层140上并用作为一介电体，通过电极层140在该介电体上产生静电力。第一介电层150可利用第一粉末通过热喷涂工艺形成，而第二介电层160可利用第二粉末通过热喷涂工艺形成，由此第一介电层150可具有非晶体结构，第二介电层160可具有晶体结构。 
因此，用于在静电吸盘200中产生静电力的介电体和该绝缘体也具有将晶体结构层和非晶体结构层层叠的复合层。该介电体中的晶体结构层可以提高介电常数足以产生静电力，该介电体中的非晶体结构层可以提高静电吸盘200的体电阻和绝缘性能。静电吸盘可具有提高的体电阻且不会降低介电常数，并且绝缘特性优异。因此，静电吸盘200可以充分防止由漏电流产生的损伤，从而提高自身的电气特性。 
例如，连接器170可穿透基体110、第一绝缘层220和第二绝缘层230，并因此与电极层140相接触。高压电可以从外部电源施加到电极层140上。 
除了第二绝缘层230可以额外设置在基体110和电极层140之间外，本示例实施例中的连接器170具有与参考图2和图3所述的连接器大致相同的结构和配置。因此，对连接器170任何详细的说明将被省略。 
下文中，将示范性地进行几个试验，并比较本发明的静电吸盘与传统静电吸盘之间的绝缘电阻。 
传统静电吸盘和本发明示例静电吸盘将在共同的以下条件下进行试验。该静电吸盘的尺寸大约为300φ和45T，绝缘体和介电体在其中介电体具有大约400μm到大约500μm范围的条件下，总厚度为大约950μm到大约1050μm。电压都以大约500V的单步阶跃从大约500V到2500V施加到静电吸盘上。 
图5为示出静电吸盘的绝缘电阻和施加到静电吸盘的电力之间关系的图。 
在图5中，本发明静电吸盘100的介电体具有至少大约为传统静电吸盘2.5倍的绝缘电阻。因而，试验结果表明具有晶体热喷涂层和非晶体热喷涂层的复 合层的介电体具有比具有单层晶体层的传统介电体更高的体电阻。 
从静电吸盘100的漏电流由于绝缘电阻的提高而充分地减少，因此由漏电流导致的电弧在静电吸盘100中同样也被防止。 
特别的，已知传统静电吸盘的绝缘电阻对于电力从大约500V到大约2500V的电压变化的敏感度比本发明的静电吸盘100的敏感度更低。依据试验结果，在传统静电吸盘中，当大约500V的电力施加到电极层时，传统静电吸盘的绝缘电阻最初为5530MΩ，当施加到电极层的电力升高到大约2500V时，其绝缘电阻升高到最高大约5780MΩ。详细地，当施加到电极层的电力分别为大约1000V、1500V和2000V时，传统静电吸盘的绝缘电阻分别测定为5640MΩ、5780MΩ和5650MΩ。即，电力的电压越高，传统静电吸盘中的漏电流越多，因为在相同的电阻下电流与电压成正比。因此，当电力的电压越高，在传统静电吸盘中的由漏电流导致的电弧产生得越频繁。因此，电力的电压越高，传统静电吸盘中的电气特性越恶化。 
相反的，已知本发明的静电吸盘100的绝缘电阻对于电源从大约500V到大约2500V的电压变化的敏感度比传统静电吸盘的敏感度更高。依据试验结果，在静电吸盘100中，当施加到电极层为大约500V的电力时，静电吸盘100的绝缘电阻最初为14900MΩ，当施加到电极层的电源升高到大约2500V时，其绝缘电阻显著地升高到最高大约24600MΩ，升幅为约65％。详细地，当施加到电极层的电力分别为大约1000V、1500V和2000V时，静电吸盘100的绝缘电阻分别测定为18,200MΩ，21,200MΩ和23,500MΩ。即，尽管电源的电压增高，因为绝缘电阻随电源电压的升高而连续升高，漏电流被最小化。因此，尽管静电吸盘100中电力的电压升高，也能充分地防止由漏电流导致的电弧。 
因此，依据本发明的示例实施例的静电吸盘100或200可包括具有为晶体层和非晶体层叠加的复合层结构的介电体或绝缘体，由此提高了介电体或绝缘体的绝缘电阻。因此，可以充分地减少在静电吸盘100或200中的电流泄漏并因此可以显著减少在静电吸盘100或200中由漏电流导致的电弧的产生。 
图6为示出当运行传统静电吸盘和本发明的静电吸盘时漏电流和运行时间之间以及氦泄漏量和运行时间之间的关系图。 
图6清楚地示出在相同的运行时间下静电吸盘100的漏电流低于传统静电吸盘。 
在用于制造半导体器件的等离子应用装置中，基片通常由于等离子源而使得温度升高，该升高的温度在很大程度上对于各种工艺缺陷负有责任。因此，如氦(He)气等冷却气体通常通过穿孔供应到基片的后表面上，因而使得基片冷却到期望的温度上。在这种情况下，该穿孔穿通该静电吸盘中的基体、绝缘体和/或介电体。冷却气体的量通常由静电吸盘的吸附质量来确定。静电吸盘的 吸附质量表示基片保持到静电吸盘上的程度。当静电吸盘具有很好的吸附质量，基片与静电吸盘之间的间隔空隙与外部充分密封，氦(He)气不能从基片与静电吸盘之间的间隔空隙中泄漏。即，吸附质量越好，氦气泄漏量越小。相反地，当静电吸盘具有较差的吸附质量时，基片与静电吸盘100之间的间隔空隙不能充分地与外部密封，氦(He)气不容易从基片与静电吸盘之间的间隔空隙中泄漏。即，吸附质量越差，氦气泄漏量越大。 
图6中的试验结果显示静电吸盘100中氦(He)气泄漏量要比传统静电吸盘中的小，因此表示静电吸盘100的吸附质量比传统静电吸盘要好。此外，氦(He)气量在传统静电吸盘中随着运行时间而波动，而氦(He)气量在静电吸盘100中是相对运行时间是均匀的。即，氦(He)气泄漏量在静电吸盘100中要比在传统静电吸盘中要更为均匀。 
所以，图5和6中的试验结果显示在静电吸盘100中的漏电流和泄漏氦(He)气与传统静电吸盘相比显著减少，同时显示了静电吸盘100的吸附质量可能比传统的静电吸盘要好得多。进一步的，图5和6中的试验结果也显示静电吸盘100的吸附质量的均匀性要比传统的静电吸盘好。 
图7A示出具有图1和图2中示出的静电吸盘的等离子应用装置的蚀刻速率图，图7B示出具有传统静电吸盘的等离子施放装置中的蚀刻量的图表。 
对具有静电吸盘100的第一等离子蚀刻装置和具有传统静电吸盘的第二等离子蚀刻装置设置相同的处理条件。基片分别在第一和第二等离子蚀刻装置进行试验。然后，每个基片的蚀刻区域被分成多个块，测定基片的每个块的蚀刻量并在附图7A和7B中显示。每个第一和第二等离子蚀刻装置的等离子空间的高度约为120mm，内部压力约为250mTorr。约为5KW的电源施加到每个等离子蚀刻装置以产生等离子蚀刻源。此外，大约为400mTorr的六氟化硫(SF6)气体和大约为7000mTorr的氧气(O2)被分别提供给两个等离子蚀刻装置，以用作为等离子蚀刻工艺的气源。 
第一等离子蚀刻装置的蚀刻量
表1
Figure DEST_PATH_GSB00001067511800151
Figure DEST_PATH_GSB00001067511800161
第二等离子蚀刻装置的蚀刻量 
表2 
Figure DEST_PATH_GSB00001067511800162
蚀刻处理的均匀性由下列方程(1)计算。 
蚀刻处理的均匀性＝(最大蚀刻量-最小蚀刻量)/(最大蚀刻量+最小蚀刻量)——方程(1)。 
表1和表2的上述实验结果直观地显示在附图7A和7B中。 
参照附图7A和7B，第一等离子蚀刻装置的平均蚀刻量大约为13290.7，而第二等离子蚀刻装置的平均蚀刻量大约为10840.7。因此，该实验结果表明具有静电吸盘100的第一等离子蚀刻装置比具有传统静电吸盘的第二等离子蚀刻装置具有更优越的性能。 
此外，第二等离子蚀刻装置的蚀刻处理的均匀性大约为18.8％，而第一等离子蚀刻装置的蚀刻处理的均匀性大约为7.15％。因而，该实验结果表明具有静电吸盘100的第一等离子蚀刻装置比具有传统静电吸盘的第二等离子蚀刻装置具有更优越的蚀刻均匀性。 
因此，通过在等离子蚀刻装置中利用该静电吸盘可以更为均匀地蚀刻基片，从而提高蚀刻处理的可靠性。 
下文中，将详细描述用于非晶体热喷涂层的第一粉末。 
参照图8，第一粉末可从第一和第二料浆混合物中获得。以下，该料浆的 量将基于重量百分比描述。 
第一料浆可包括大量氧化钇(Y2O3)颗粒，第一分散剂，第一粘结剂和第一溶剂。 
氧化钇(Y2O3)颗粒可具有大约0.01μm到大约2μm直径。当氧化钇(Y2O3)颗粒具有小于大约0.01μm的直径时，第一粉末的平均直径太小以至于具有粗粒的第一粉末的颗粒很难具有球形。相反地，当氧化钇(Y2O3)颗粒具有大于大约2μm的直径时，氧化钇(Y2O3)颗粒的平均直径太大以至于氧化钇(Y2O3)颗粒会结成团，因而第一粉末的粗粒的平均直径急剧增大。 
第一分散剂可将氧化钇颗粒均匀分散在第一料浆中。例如，第一分散剂可包括碱性原料。碱性原料的例子可包括羧基材料，酯基材料，氨基材料等。这些可单独或组合使用。第一分散剂的pH值可为大约10到12的范围，优选的，大约为10。当第一分散剂包括碱性原料时，Y2O3颗粒可具有负表面电荷。第一料浆中第一分散剂的量可在大约0.3％到0.5％之间，当第一料浆中第一分散剂的量大于约0.5％时，第一料浆可能很难通过干喷工艺(dry spray)形成球体。相反地，当第一分散剂的量小于约0.3％时，第一料浆可能具有过多粘性。 
第一粘结剂可在第一料浆中将氧化钇颗粒彼此化学粘结。第一料浆中第一粘结剂的量可在大约2％到3％之间。当第一料浆中第一粘结剂的量小于约2％时，Y2O3颗粒可能很难彼此粘结，从而使得第一粉末很难形成球形，当大于约3％时，第一料浆很可能具有过多粘性。第一粘结剂的例子包括乙烯基材料，丙烯醛基材料等。 
第一料浆可包括第一溶剂的余量，其中氧化钇颗粒、第一分散剂和第一粘结剂溶解在第一溶剂中。当第一粘结剂具有乙烯基材料时，第一溶剂可具有如乙醇等有机材料。相反地，当第一粘结剂具有丙烯醛基材料时，第一溶剂可具有如水基材料。乙烯基材料的例子包括乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛、多乙酸乙烯酯、聚乙烯醚等。这些可单独或组合使用。此外，丙烯醛基材料的例子包括异丁烯酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚丙烯腈树脂、正丁基丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂等。这些可单独或组合使用。 
第一料浆可通过球磨机成形。第一料浆中的干性成分的量与第一分散剂的量成正比。当在第一料浆中干性成分的量可能低于约20％时，在第一料浆中的Y2O3颗粒太少以至于第一粉末的粗粒的直径非常小。相反的，当在第一料浆中干性成分的量可能高于约30％时，第一料浆可能具有高的粘性从而使得很难精确控制用于制造第一粉末的工艺，第一粉末可能形成为非球形，因而，第一料浆中干性成分的量可以在大约20％到大约30％之间。 
第二料浆可具有大量氧化铝(Al2O3)颗粒、第二分散剂、第二粘结剂和第二 溶剂。 
氧化铝(Al2O3)颗粒可具有大约0.5μm到大约2μm直径。当氧化铝(Al2O3)颗粒具有小于大约0.5μm的直径时，第一粉末的平均直径太小，第一粉末的颗粒很难成型为球形粗粒。相反地，当氧化铝(Al2O3)颗粒具有大于大约2μm的直径时，氧化铝(Al2O3)颗粒的平均直径太大以至于氧化铝(Al2O3)颗粒结成团，因而第一粉末的粗粒的平均直径急剧增大。 
第二分散剂可将氧化铝颗粒均匀分散在第二料浆中。例如，第二分散剂可包括酸性原料。碱性原料的例子可包括羧基材料，酯基材料，氨基材料等。这些可单独或组合使用。第二分散剂的pH值可为大约2到4的范围，优选的，大约为2。当第二分散剂包括酸性原料时，Al2O3颗粒可具有正表面电荷。第二料浆中第二分散剂的量可在大约0.3％到2％之间。当第二料浆中第二分散剂的量大于约2％时，第二料浆可能很难通过干喷射工艺形成球体。相反地，当第二分散剂的量小于约0.3％时，第二料浆可能具有过多粘性。 
第二粘结剂可在第二料浆中将氧化铝颗粒彼此化学粘结。第二料浆中第二粘结剂的量可在大约2％到3％之间。当第二料浆中第二粘结剂的量小于约2％时，Al2O3颗粒可能很难彼此粘结，从而使得第一粉末很难形成球形，当大于约3％时，第一料浆很可能具有过多粘性。第二粘结剂可具有与第一粘结剂大致相同结构和配置。 
第二料浆可包括第二溶剂的余量，其中氧化铝颗粒、第二分散剂和第二粘结剂溶解在第二溶剂中。第二溶剂可具有与第一溶剂大致相同结构和配置，因此第二料浆中进一步详细的说明将省略。 
第二料浆可通过球磨机成形。第二料浆中的干性成分的量与第二分散剂的量成正比。当在第二料浆中干性成分的量可能低于约20％时，在第二料浆中Al2O3颗粒太少以至于第一粉末的粗粒的直径非常小。相反的，当在第二料浆中干性成分的量可能高于约30％时，第二料浆可能具有高的粘性从而使得很难精确控制用于制造第一粉末的工艺，第一粉末可能形成为非球形。因而，第二料浆中干性成分的量可以在大约20％到大约30％之间。 
当Y2O3和Al2O3在第一和第二料浆的混合物中的重量比可能大约在1∶9到4∶6的范围时，Al2O3颗粒在第一粉末中可能多于Y2O3颗粒。因而，Al2O3的材料特性在利用第一粉末的热喷涂层中占主导地位，从而使得该利用第一粉末的热喷涂层具有高机械强度和低粘结强度的特性。相反的，当Y2O3和Al2O3在第一和第二料浆的混合物中的重量比可能大约在8∶2到9∶1的范围时，Y2O3颗粒在第一粉末中可能多于Al2O3颗粒。因而，Y2O3的材料特性在利用第一粉末的热喷涂层中占支配地位，从而使得该利用第一粉末的热喷涂层具有低机械强度和低粘结强度的特性。从而，Y2O3和Al2O3在第一和第二料浆的混合 物中的重量比可以在5∶5到7∶3的范围，更为优选的，大约为5∶5。 
第一粉末可包括从第一和第二料浆获得的大约20μm到大约60μm，优选为大约30μm到大约40μm平均直径的粗颗粒。当第一粉末的平均直径低于大约20μm时，第一粉末的尺寸可能太小而使得该第一粉末很难到达等离子施放装置中的物体上。相反地，当第一粉末的平均直径大于大约60μm时，第一粉末的尺寸可能太大而使得第一粉末可能彼此聚集成团，从而使得该第一粉末难以均匀喷射在等离子施放装置中的物体上。 
图8为示出用于形成第一粉末的方法的单元步骤流程图。 
参照图8，可以通过球磨机形成用以形成第一粉末的第一料浆(步骤S110)。该第一料浆可包括大量直径在约0.01μm到约2μm的氧化钇(Y2O3)颗粒、用于均匀分散该氧化钇颗粒的第一分散剂、用于粘结该氧化钇颗粒的第一粘结剂以及该氧化钇颗粒、第一分散剂和第一粘结剂溶解在其中的第一溶剂。本领域技术人员应知道，在Y2O3颗粒可充分地彼此粘结的情况下，该第一粘结剂可以不包括在该第一料浆内。 
图9为示出形成图8所示第一料浆的方法的流程图 
参照图9，制备第一溶剂(步骤S111)，并将具有大约0.01μm到大约2μm直径的Y2O3颗粒提供到该第一溶剂中(步骤S112)。其后，可将第一分散剂提供到该第一溶剂中并达到这样一种浓度使得该第一分散剂在第一料浆中的量在约0.3％到0.5％的范围内(步骤S113)，可将第一粘结剂提供到该第一溶剂中并达到这样一种浓度，使得该第一粘结剂在第一料浆中的量在约2％到3％的范围内(步骤S114)。Y2O3颗粒由于该第一分散剂而可具有负表面电荷。本领域技术人员应知晓，Y2O3颗粒、第一分散剂和第一粘结剂加入第一溶剂的次序可以改变。 
然后，Y2O3颗粒、第一分散剂和第一粘结剂在第一溶剂中通过球磨机彼此混合，以形成第一料浆。 
再参照图8，第二料浆可通过球磨机形成(步骤S120)。 
该第二料浆可包括大量直径在约0.5μm到约2μm的氧化铝(Al2O3)颗粒、用于均匀分散该氧化铝颗粒的第二分散剂、用于粘结该氧化铝颗粒的第二粘结剂以及该氧化铝颗粒、第二分散剂和第二粘结剂溶解在其中的第二溶剂。本领域技术人员应知道，在Al2O3颗粒可充分地彼此粘结的情况下，该第二粘结剂可以不包括在该第二料浆内。 
图10为示出形成图8所示第二料浆的方法的流程图。 
参照图10，制备第二溶剂(步骤S121)，并将具有大约0.5μm到大约2μm直径的Al2O3颗粒提供到该第二溶剂中(S122)。其后，可将第二分散剂提供到该第二溶剂中并达到这样一种浓度使得该第二分散剂在第二料浆中的量在 约0.3％到2％的范围内(步骤S123)，可将第二粘结剂提供到该第二溶剂中并达到这样一种浓度，使得该第二粘结剂在第二料浆中的量在约2％到3％的范围内(步骤S124)。Al2O3颗粒由于该第二分散剂可具有正表面电荷。本领域技术人员应知晓，Al2O3颗粒、第二分散剂、第二粘结剂加入第二溶剂的次序可以改变。 
然后，Al2O3颗粒、第二分散剂和第二粘结剂在第二溶剂中通过球磨机彼此混合，从而形成第二料浆。 
再次参照图8，第一料浆和第二料浆可以这样一种条件进行互相混合，其中Y2O3和AL2O3的重量比在约7∶3到约5∶5的范围，即1∶0.4-1，从而形成该料浆混合物(步骤S130)。 
图11为示出形成图8所示料浆混合物的方法图。 
参照图11，具有负表面电荷的Y2O3颗粒可以通过静电力吸引具有正表面电荷的Al2O3颗粒，从而将Y2O3颗粒和Al2O3颗粒结合。 
再参照图8，该料浆混合物通过干喷工艺(步骤S140)可形成包括Y2O3颗粒和Al2O3颗粒的粗颗粒。该料浆混合物可在喷雾室中以高温被喷射，例如在大约800℃到1500℃。在高温下的喷射可提高第一粉末的粗粒的硬度。 
例如，料浆混合物可包括具有Y2O3和Al2O3两者的粗颗粒，并具有大约20μm到60μm的平均颗粒直径。 
图8所示的用于成形第一粉末的单元处理步骤S110到S140可在空气、氢(H2)气、氧(O2)气、氮(N2)气以及其混合物的气氛中进行。 
下文中，将详细描述制造依据本发明的示例性实施例的静电吸盘的方法。在下文中将就具有图3所示的连接器的图4所示的静电吸盘作为与制造静电吸盘的方法相关的例子来描述。 
图12为示出用于制造依据本发明的示例实施例的静电吸盘方法的单元处理步骤流程图。 
参照图3，4和12，制备用于制造图4所示静电吸盘200的基体110(步骤S210)。基体110可形成为平板或圆柱。基体110可包括穿过连接器170的穿孔。 
然后，与基体110相独立地制备连接器170(步骤220)。该连接器170可制备成如此结构使得端子177可用绝缘体178封闭且第一缓冲层179a可设在绝缘体178的上部。 
然后，连接器170可插入基体110上的穿孔(步骤S230)，从而使得基体110和连接器170可在该穿孔中彼此自对准。然后，第二缓冲层179b可形成在第一绝缘层220和绝缘体178之间的第一边界区域和在基体110和第一绝缘层220之间的第二边界区域上。 
然后，粘合层115可形成在基体110除了连接器170和第二缓冲层179b外的上表面(步骤S240)。该粘合层115可用作为基体110和第一绝缘层220之间的粘合剂并可具有如镍铝合金等金属合金。 
第一绝缘层220可形成在被粘合层115涂覆的基体110上(步骤S250)。例如，该第一绝缘层220可通过热喷涂工艺利用第一粉末形成，因而非晶体热喷涂层作为第一绝缘层220形成在基体110上。第一绝缘层220可形成在基体110的上表面的部分或全部表面，其中该基体110被粘合层115涂覆。该第一粉末可具有参照图11所示的相同结构合配置，因此将省略关于该第一粉末的任何进一步的详细描述。该热喷涂工艺可包括气压等离子喷射(APS)涂覆工艺、快速燃氧热喷涂工艺、真空等离子热喷涂工艺和动力喷涂工艺。 
然后，第二绝缘层230可利用第二粉末通过热喷涂工艺形成在第一绝缘层220上(步骤S260)。因此，第二绝缘层230可形成在第一绝缘层220的整个表面上，且晶体热喷涂层形成在第一绝缘层220上作为该第二绝缘层230。例如，第二绝缘层230可为陶瓷。陶瓷的例子可包括Al2O3、Y2O3、Al2O3/Y2O3、ZrO2、AlC、TiN、AlN、TiC、MgO、CaO、CeO2、TiO2、BxCy、BN、SiO2、SiC、YAG、Mullite、AlF3等。这些可单独或组合使用。 
除了形成各自的热喷涂层的粉末不同外，第一和第二绝缘层220和230可通过相同的热喷涂工艺如气压等离子喷射(APS)涂覆工艺、快速燃氧热喷涂工艺、真空等离子热喷涂工艺和动力喷涂工艺形成。 
其后，第二绝缘层230的上表面可通过平坦化工艺进一步平坦。此外，与连接器170的相对应的第二绝缘层230在平坦化处理中可部分去除，从而使得连接器170的上表面可以露出。在图1所示的静电吸盘100的情况中，仅有第一绝缘层120而没有第二绝缘层形成在基体110和电极层140之间，该连接器170也可在用于平坦化第一绝缘层120的平坦化工艺中被露出。 
电极层140可形成在第二绝缘层230上(步骤S270)。该电极层140可形成在第二绝缘层230的上表面的一部分并可包括如钨(W)等传导材料。即，该电极层140可堆叠在该第二绝缘层230上并具有比第二绝缘层230小的尺寸。 
第一介电层150可利用第一粉末通过热喷涂工艺形成在第二绝缘层230上和电极层140上，从而非晶体热喷涂层形成在该电极层140上以作为该第一介电层150(步骤S280)。该第一介电层150可涂在第二绝缘层的整个表面，其中电极层141可形成在该第二绝缘层上，从而该电极层140可完全地覆盖有第一介电层150。第一介电层150可如第一绝缘层220一样利用相同的第一粉末通过相同的热喷涂工艺形成。 
然后，第二介电层160可利用第二粉末通过热喷涂工艺形成在第一介电层150上，从而晶体热喷涂层形成在该第一介电层150上以作为该第二介电层160 (步骤S290)。特别的，该第二介电层160可形成在静电吸盘200和第一介电层150的上部。即，基体110上没有涂有第一介电层150的边缘部、基体110的上侧部、第一和第二绝缘层220和230的侧边和第一介电层150的侧边可涂敷有第二介电层160。因此，基体110、第一和第二绝缘层220和230、以及第一介电层150可被第二介电层160所覆盖。在这种情况下，在基体110和第二介电层160之间、第一和第二绝缘层220和230和第二介电层160之间、以及第一介电层150和第二介电层160之间的喷射边缘表面可能产生裂纹和电弧。为此，第一和第二绝缘层220和230和第一介电层150的侧表面以及基体110的侧表面也可被第二介电层160所覆盖。 
第二介电层160可与第二绝缘层230相同的采用相同粉末通过相同的热喷涂工艺形成。此外，用于形成第二介电层160的热喷涂工艺可如形成第一绝缘层220热喷涂工艺一样，包括气压等离子喷射(APS)涂覆工艺、快速燃氧热喷涂工艺、真空等离子热喷涂工艺和动力喷涂工艺。 
第二介电层160也可通过平坦化工艺被平坦化，从而可去除第二介电层160的上表面的突起。 
然后，在包括第一和第二介电层150和160的介电体上和包括第一和第二绝缘层220和230的绝缘体上进行填充处理(步骤S300)。从而，介电体和绝缘体的各种内部空间被填充物所填充。例如，介电体和绝缘体的孔隙空间和裂纹可被这些填充物所填充，从而提高了介电体和绝缘体的的体电阻。这些填充物可包括如硅基丙烯酸树脂等树脂。 
虽然本示例实施例子公开了可以在介电体和绝缘体形成后进行一次填充处理，但本领域技术人员应知晓，介电体和绝缘体的形成填充处理的顺序和次数可以依据工艺条件和要求改变。例如，可以在第一和第二绝缘层220和230形成后在绝缘体上进行第一次填充处理，可在第一和第二介电层150和160形成后在介电体上进行第二次填充处理。另外，填充处理可在第一绝缘层220、第二绝缘层230、第一介电层150和第二介电层160之间进行3-4次。即，该填充处理可各自地在第一和第二绝缘层以及第一和第二介电层的每个上进行或者在第一和第二绝缘层以及第一和第二介电层的每个组合上进行。 
此外，本领域技术人员应知晓，同样可以在粘合层115、第一绝缘层220、电极层140、第一介电层150和第二介电层160以及第二绝缘层230的每个上进行平坦化处理。 
上述示例实施例作为范例公开了制造静电吸盘200的方法，其中如图4所示，静电吸盘200绝缘体具有第一和第二绝缘层220和230的复合层。 
然而，本领域技术人员应知晓，除了形成第二绝缘层260的单元处理步骤S260外，其中如图1所示的具有第一绝缘层的单层的绝缘体的静电吸盘100也 可以利用如上所述的相同的工艺制造。 
依据本发明的示例实施例，静电吸盘的介电体可包括具有非晶体热喷涂层和晶体热喷涂层的复合层，从而由于该非晶体热喷涂层在不使介电常数劣化的同时提高了介电体的体电阻。因此，在该静电吸盘中漏电流最小化，从而使得由该漏电流导致的裂纹在静电吸盘中也最小化了。因此，该静电吸盘的整体电气性能由于该复合层状介电体而显著提高。 
此外，该静电吸盘的绝缘体也包括非晶体热喷涂层，从而由于该非晶体热喷涂层提高了绝缘体的体电阻，并提高了静电吸盘中基体和电极层的绝缘电阻。 
进一步的，在端子的接触区域形成缓冲层，电源的高电压会施加到该端子的接触区域并因此在该端子的接触区域由热应力产生裂纹。从而，该静电吸盘具有提高的疲劳极限，且因此静电吸盘的维护成本可显著地减少。 
因此，本发明的静电吸盘可应用在如等离子蚀刻装置和等离子沉积装置之类的等离子施放装置中，并具有提高的电气性能和疲劳极限。 
上述为所示例性实施例的说明，但这些实施例的说明并不会造成对其本身的限制。虽然上述仅举出少部分的实施例，本领域技术人员容易理解，实际上在不脱离本发明创新教导和优点下仍可作出修改。 

Claims (11)

1.一种静电吸盘，包括： 
基体； 
设置在所述基体上并具有非晶体结构的第一绝缘层； 
设置在所述第一绝缘层上并产生静电力的电极层；以及 
设置在所述电极层上的介电层， 
其中所述介电层包括： 
覆盖所述电极层并具有非晶体结构的第一介电层；以及 
设置在所述第一介电层上并具有晶体结构的第二介电层。 
2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中所述第一介电层具有大约100μm到大约300μm的厚度，并且所述第二介电层具有大约200μm到大约400μm的厚度。 
3.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中所述第一介电层具有大约0.5％到大约2％的孔隙率，并且所述第二介电层具有大约3％到大约7％的孔隙率。 
4.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中所述第一介电层具有大约4μm到大约8μm的表面粗糙度(Ra)，并且所述第二介电层具有大约3μm到大约5μm的表面粗糙度(Ra)。 
5.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中所述第一和第二介电层具有大约至少650Hv的硬度和大约至少14MPa的粘合强度。 
6.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中所述第一和第二介电层具有总和大约1014Ω·cm到大约1015Ω·cm的体电阻。 
7.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中所述电极层覆盖有所述第一介电层，所述第一介电层覆盖有所述第二介电层。 
8.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中第一绝缘层具有大约400μm到大约600μm的厚度。 
9.根据权利要求1所述的静电吸盘，还包括夹持在所述基体和所述电极层之间的第二绝缘层。 
10.根据权利要求9所述的静电吸盘，其中所述第一绝缘层具有大约100μm到大约300μm的厚度，并且所述第二绝缘层具有大约200μm到大约400μm的厚度。 
11.一种静电吸盘，其包括： 
基体； 
设置在该基体上的绝缘层； 
设置在该绝缘层上并产生静电力的电极层； 
设在该电极层上并具有非晶体结构的第一介电层；以及 
设置在该第一介电层上并具有晶体结构的第二介电层。 
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