TWI765518B - 靜電吸盤及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種靜電吸盤，包括一基座以及依序堆疊於基座上之一絕緣層、一電極層、一第一介電層及一第二介電層。第一介電層係為氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)。第二介電層的材料不同於第一介電層的材料，且第二介電層包括鈦元素、IVA族元素以及氧元素。

Description

靜電吸盤及其製備方法
本揭露是有關於一種靜電吸盤及其製備方法，且特別是有關於一種庫倫型靜電吸盤及其製備方法。
近來，半導體產業的發展越來越重要，在各種半導體相關的設備中，靜電吸盤(Electrostatic Chuck)是最被廣泛應用的系統組件之一。舉例來說，在半導體的各種製程(例如鍍膜製程、離子佈植製程、乾式蝕刻製程與微影製程等等)當中，皆需要使用靜電吸盤來吸附、固定與移動晶圓。然而，一些半導體製程需要經過高溫加熱與長時間真空之狀態，可能因而導致靜電吸盤之吸附力下降，亦可能減少靜電吸盤使用壽命，甚至會造成半導體製程突然中斷等問題，因此目前仍亟需研發一種能夠改善上述問題的靜電吸盤。
根據本揭露的一實施例，提供一種靜電吸盤。靜電吸盤包括一基座以及依序堆疊於基座上之一絕緣層、一電極層、一第一介電層及一第二介電層。第一介電層的材料係為氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁 (AlN)。第二介電層的材料不同於第一介電層的材料，且第二介電層的材料包括鈦元素、IVA族元素以及氧元素。
根據本揭露的又一實施例，提供一種靜電吸盤的製備方法。方法包括下列步驟。首先，提供一基座。依序形成一絕緣層及一電極層堆疊於基座上。接著，藉由一熱噴塗製程形成一第一介電層於絕緣層上。此後，藉由一溶膠凝膠製程形成一第二介電層於第一介電層上。第一介電層的材料係為氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)。第二介電層的材料不同於第一介電層的材料，且第二介電層的材料包括鈦元素、IVA族元素以及氧元素。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
10,10A:靜電吸盤
12:物體
14:耐熱膠帶
16:拉力計
100:基座
110:絕緣層
110s:上表面
120:電極層
120a:第一電極
120b:第二電極
130:第一介電層
140:第二介電層
140’:介電材料
C1:部分
D1:第一方向
D2:第二方向
G1:孔隙
+V:正電壓
-V:負電壓
第1圖繪示依照本揭露一實施例的靜電吸盤的剖面圖；第2A~2C圖繪示依照本揭露一實施例的靜電吸盤的製造方法的流程圖；第3A~3C圖繪示對應於第2A圖之部分的第二介電層的製造方法的流程圖；及第4圖繪示測試靜電吸盤之靜電吸附力的組裝設備。
以下係參照所附圖式詳細敘述本揭露之實施態樣。需注意的是，實施例所提出的實施態樣之結構、製程和內容僅為舉例說明 之用，本揭露欲保護之範圍並非僅限於所述之態樣。需注意的是，本揭露並非顯示出所有可能的實施例，相關領域者可在不脫離本揭露之精神和範圍內對實施例之結構和製程加以變化與修飾，以符合實際應用所需。
再者，實施例中相同或類似的元件係沿用相同或類似的標號，以利清楚說明。另外，圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製，因此並非作為限縮本揭露保護範圍之用。
第1圖繪示依照本揭露一實施例的靜電吸盤10的剖面圖。
請參照第1圖，靜電吸盤10可用於吸附、固定或移動一物體12。物體12例如是晶圓、玻璃或其他合適的物體。根據一實施例，靜電吸盤10包括一基座100以及依序堆疊(例如是垂直堆疊)於基座100上之一絕緣層110、一電極層120、一第一介電層130及一第二介電層140。電極層120包括第一電極120a與第二電極120b。在一實施例中，第一電極120a與第二電極120b可分別施加正電壓與負電壓，使靜電吸盤10產生感應電荷，以吸附、固定或移動物體12。在其他實施例中，第一電極120a與第二電極120b可分別施加負電壓與正電壓。
在一些實施例中，絕緣層110可具有一上表面110s，電極層120與第一介電層130可直接接觸於上表面110s。上表面110s的延伸方向例如是平行於第一方向D1，上表面110s的法線方向例如是平行於第二方向D2。電極層120設置於絕緣層110與第一介 電層130之間。第一介電層130設置於電極層120第二介電層140之間，亦即，第二介電層140與電極層120之間是藉由第一介電層130所隔開。第一介電層130與第二介電層140在上表面110s的法線方向上彼此重疊。第二介電層140相較於第一介電層130而言是較鄰近於物體12。在一些實施例中，部分的第二介電層140可滲入第一介電層130的孔隙當中，故在平行於上表面110s的方向(例如是第一方向D1)上，部分的第二介電層140可重疊於第一介電層130，如第3C圖所示。根據一些實施例，第一介電層130的厚度介於20μm~500μm。第二介電層140的厚度介於0.1μm~50μm，或是介於0.5μm~20μm。若第二介電層140的厚度太薄，則第二介電層140不足以產生改善靜電吸附力之效果。若第二介電層140的厚度太厚，則第二介電層140於產生感應電荷產生之過程中出現自由電子，此自由電子與被吸附物(如矽晶圓)產生導通後則可能會出現不良之傷害或影響。
在一些實施例中，基座100可包括陶瓷及金屬。絕緣層110可包括氧化物。第一介電層130可係為氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)，具有良好的絕緣特性，以防止電極層120短路。此外，氧化鋁及氮化鋁在材料的應用上相當廣泛。第二介電層140的材料不同於第一介電層130的材料，且第二介電層140可包括鈦元素、IVA族元素及氧元素。在一些實施例中，第二介電層140不包括氧化鋁及氮化鋁。更切確地說，第二介電層140實質上由鈦元素、至少一種IVA族元素及氧元素所組成。在一些實施例中，第二介電層140實質上由鈦元素以及IVA 族元素之氧化物所組成，或者第二介電層140實質上由鈦元素之氧化物以及IVA族元素所組成，或者第二介電層140實質上由鈦元素之氧化物以及IVA族元素之氧化物所組成。IVA族元素包括碳(C)、矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、或上述之組合。在第二介電層140中，鈦元素對於鈦元素與IVA族元素之總和的莫耳百分比是介於5.0%~95.0%，亦即，若鈦元素的莫耳數為M1，IVA族元素的莫耳數為M2，則鈦元素莫耳百分比(mol/mol)%=M1/(M1+M2)%。若鈦元素莫耳百分比太低，則第二介電層140對於靜電吸附力之提升效果不佳。若鈦元素莫耳百分比太高，則第二介電層140進行膜層硬化時產生粉化、龜裂、剝離等現象。在一實施例中，第二介電層140可包括1種IVA族元素，然本揭露並不以此為限，在其他實施例中，第二介電層140可包括2種以上的IVA族元素。舉例而言，第二介電層140可包括二氧化鈦及二氧化矽，可具有(SiO2)X(TiO2)1-X的組成，其中0.05<X<0.95，且可具有如下列式1的結構：
Figure 110100634-A0305-02-0007-2
本揭露的靜電吸盤10是庫倫型的靜電吸盤，靜電吸盤10的吸附力是與靜電吸盤10中所使用的介電材料(即第一介電層130與第二介電層140)的介電常數(k值)的平方成正比。在本揭露的一實施例中，第一介電層130包括氧化鋁；第二介電層140包括鈦元素，故具有較第一介電層130更高之介電常數。相較於僅具有由氧化鋁所形成之第一介電層而不具有第二介電層的比較例(下文稱作比較例A)而言，由於本揭露的第二介電層140具有較第一介電層130高的介電常數，可提升靜電吸盤10中介電材料之整體的介電常數，故本案的靜電吸盤10可具有較大的吸附力。
在一實施例中，第一介電層130可藉由熱噴塗製程所形成，第二介電層140可藉由一溶膠凝膠製程(sol-gel)所形成。由於製程方式的不同，第一介電層130的孔隙率大於第二介電層140的孔隙率。例如，第一介電層130的孔隙率可介於0.5%~15%。第二介電層140的孔隙率可小於0.5%。換言之，第二介電層140的結構較第一介電層130的結構更為緻密。在比較例A中，靜電吸盤僅具孔隙率大的第一介電層，在經過高溫以及長時間真空的半導體製程之後，原本吸附於第一介電層之孔隙之中的水氣皆蒸發逸散，其中水的介電常數高於氧化鋁的介電常數，使得靜電吸盤之整體的介電常數下降，故靜電壓力(亦即是吸附力)亦降低。由此可知，相較於比較例A而言，本揭露的靜電吸盤10藉由將第二介電層140覆蓋在第一介電層130之上，可進一步封閉第一介電層130之中的孔 隙，避免水氣的散失，進而改善高溫與長時間真空的環境下所發生的靜電壓力衰退的問題。
在比較例B中，為了提升靜電吸盤的吸附力，直接將較高介電常數之無機材料(例如是二氧化鈦或二氧化鋯)摻雜於由氧化鋁所製成的第一介電層中，然而此種方法是直接提升第一介電層之整體的介電常數，若高介電常數之無機材料在第一介電層中的摻雜濃度過高，可能會導致靜電吸盤產生電極與電極之間、電極與基座之間，以及電極與所欲吸附的物體之間之導通現象。相較於比較例B而言，由於本案的靜電吸盤10之中，第二介電層140是另外形成於第一介電層130之上，不會降低第一介電層130本身的絕緣能力，故能在避免上述導通現象的風險的前提之下達到提高靜電吸盤10整體之介電常數以及增強靜電吸附力的效果。
第2A~2C圖繪示依照本揭露一實施例的靜電吸盤10的製造方法的流程圖。第3A~3C圖繪示對應於第2A圖之部分C1的第二介電層140的製造方法的流程圖。
請參照第2A圖，提供一基座100，並依序形成一絕緣層110及一電極層120堆疊於基座100上。基座100例如是已設計好表面圖案、電路、冷卻水路與通氣管線結構之金屬或陶瓷底座。絕緣層110例如是藉由熱噴塗製程所形成。電極層120例如是藉由網版印刷或熱噴塗製程所形成。電極層120包括第一電極120a及第二電極120b。此後，藉由一熱噴塗製程形成一第一介電層130於絕緣層110上。第一介電 層130包括氧化鋁(Al2O3)。熱噴塗製程包括粉末火焰噴塗、大氣電漿噴塗、真空電漿噴塗或電弧噴塗。
請參照第2B~2C圖，藉由一溶膠凝膠製程形成一第二介電層140於該第一介電層130上。詳細而言，如第2B圖所示，將液態(溶膠態)的介電材料140’塗佈於第一介電層130上。介電材料140’不同於第一介電層130的材料，且包括鈦元素、IVA族元素以及氧元素。此後，經由硬化及烘烤，將溶膠態的介電材料140’形成固態(凝膠態)的第二介電層140，如第2C圖所示。
進一步來說，請同時參照第2B及3A圖，第一介電層130包括多個孔隙G1，先將液態(溶膠態)的介電材料140’塗佈於具有孔隙G1的第一介電層130上。此後，請參照第3B圖，液態(溶膠態)的介電材料140’會滲入孔隙G1中。接著，如第3C圖所示，經過硬化及烘烤的步驟之後，溶膠態的介電材料140’形成固態(凝膠態)的第二介電層140，在第一方向D1上，部分的第二介電層140重疊於第一介電層130。由於部分的第二介電層140嵌入於第一介電層130之中，第二介電層140與第一介電層130之間可具備良好的附著力，讓第二介電層140不易從第一介電層130剝離(peeling)。
由於本揭露的第二介電層140是藉由溶膠凝膠製程所形成，相較於第二介電層是藉由熱噴塗製程所形成的比較例而言，第二介電層140的孔隙率可降低(例如是小於0.5%)，結構可具有較高的緻密 度，較不易在高溫及真空等製程條件之下散逸水氣，故可避免水氣去除所致之靜電壓力下降的情形。
一般而言，藉由溶膠凝膠法製備之含鈦元素之氧化物(例如是二氧化鈦)的塗料溶液LT極易形成大顆粒，產生析出沉澱或膠體化的現象。除了塗料溶液LT安定性不足之外，將塗料溶液LT塗佈於靜電吸盤表面之第一介電層後，接受硬化及烘烤以成膜時多半會產生粉體或膜層產生剝離等劣化現象，使得膜層的成膜性與安定性不佳。相較於第二介電層包含鈦元素及氧元素但不包含IVA族元素的比較例而言，由於本案的第二介電層140包括鈦元素、氧元素以及IVA族元素，IVA族元素可對於鈦的氧化物進行結構改質，使得分子大小可受到控制，且讓塗料溶液(亦即是液態的介電材料140’)之安定性較佳，在進行硬化及烘烤之步驟時，較不會讓第二介電層140產生粉體或剝離等劣化的現象，故可具有較佳的成膜性。
下文列舉根據實施例1~6及比較例1~4之靜電吸盤，並測試其吸附效果及成膜效果。實施例1~6的靜電吸盤的結構是相同於第1圖所示的靜電吸盤10的結構，並且實施例1~6的靜電吸盤的製程是相同於第2A~2C圖所示的靜電吸盤10的製程。亦即，在實施例1~6中，靜電吸盤包括基座以及依序堆疊於基座上的絕緣層、電極層、第一介電層及第二介電層，第一介電層皆是藉由熱噴塗製程所形成，材料包括氧化鋁，且第一介電層的厚度皆介於100μm~110μm；第二介電層是藉由溶膠凝膠法所形成。比較例2~4所示的靜電吸盤的結構是類似於靜電吸盤10的結構，亦包括第一介電層與第二介電層，第一介電層皆是藉 由熱噴塗製程所形成，材料包括氧化鋁，且第一介電層的厚度皆介於100μm~110μm。實施例1~6及比較例2~4中之第二介電層的材料或/及用量有所不同。實施例1~4表示第二介電層包括鈦元素、氧元素及矽元素的實施例。實施例5表示第二介電層包括鈦元素、氧元素、矽元素及碳元素的實施例。實施例6表示第二介電層包括鈦元素、氧元素及錫元素的實施例。比較例1的靜電吸盤的結構與靜電吸盤10的結構的差異在於，比較例1的靜電吸盤不具有第二介電層，第一介電層亦是使用熱噴塗製程所形成，材料亦包括氧化鋁，且第一介電層的厚度介於100μm~110μm。下文詳細說明實施例1~6及比較例2~4之靜電吸盤中的第二介電層的製備方法。
實施例1：
將36g之四乙氧基矽烷(Tetraethoxysilane,TEOS)、90g之甲基三乙氧基矽烷(Methyltriethoxysilane,MTES)、18g之3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane,GPTMS)與36g之0.1N硝酸水溶液混合，常溫攪拌反應16小時後，再以60℃反應8小時，以形成溶液A1。
將2.76g之65-70%硝酸以及7.6g乙醇加入10g之去離子水，混合攪拌20分鐘，以形成催化溶液T1。將8.5g之四丁氧鈦(Titanium(Ⅳ)-butoxide,TBO)與27.6g乙醇混合攪拌20分鐘，再緩緩加入催化溶液T1，常溫攪拌60分鐘，以形成溶液B1。
取20g溶液A1(亦即是含矽的溶液)與5g溶液B1(亦即是含鈦的溶液)混合，常溫攪拌16小時，可得鈦矽複合溶液D1，將此鈦矽 複合溶液D1使用刷塗方式塗佈於第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
實施例2：
藉由相同於實施例1之溶液A1及溶液B1的製備方法分別形成溶液A2及溶液B2。
取35g溶液A2(亦即是含矽的溶液)與15g溶液B2(亦即是含鈦的溶液)混合，常溫攪拌16小時可得鈦矽複合溶液D2，將此鈦矽複合溶液D2使用刷塗方式塗佈於第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
實施例3：
藉由相同於實施例1之溶液A1及溶液B1的製備方法分別形成溶液A3及溶液B3。
取30g溶液A3(亦即是含矽的溶液)與20g溶液B3(亦即是含鈦的溶液)混合，常溫攪拌16小時可得鈦矽複合溶液D3，將此鈦矽複合溶液D3使用刷塗方式塗佈於第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
實施例4：
藉由相同於實施例1之溶液A1及溶液B1的製備方法分別形成溶液A4及溶液B4。
取20g溶液A4(亦即是含矽的溶液)與20g溶液B4(亦即是含鈦的溶液)混合，常溫攪拌16小時可得鈦矽複合溶液D4，將此鈦矽 複合溶液D4使用刷塗方式塗佈於第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
實施例1~4的第二介電層可包括如上述式1所示的結構。
實施例5：
將2g之三異丙基矽基丙烯酸酯 (3-(Trimethoxysilyl)-propylmethacrylate,MSMA)加入20g之正丁醇(n-butanol)中，常溫攪拌30分鐘，以形成溶液A5。
將27.8g之四丁氧鈦(Titanium(Ⅳ)-butoxide)加入40g之正丁醇(n-butanol)，常溫攪拌30分鐘，以形成溶液B5。將60g之正丁醇(n-butanol)、1.12g去離子水、1g之1N鹽酸混合，常溫攪拌30分鐘，以形成溶液T5。
將溶液T5緩緩倒進持續攪拌之溶液B5中，常溫攪拌60分鐘後，再將溶液A5緩慢加入，常溫攪拌90分鐘後將溫度提升至50℃攪拌120分鐘，以形成鈦矽複合溶液D5。將鈦矽複合溶液D5使用刷塗方式塗佈於第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
實施例5的第二介電層可包括下列式2所示的結構：
Figure 110100634-A0305-02-0014-3
實施例6：
將11.28g的有水氯化亞錫(SnCl2‧2H2O)加入46g之乙醇中，室溫攪拌24小時，以形成溶液A6。
將2.76g之65-70%硝酸以及7.6g乙醇加入10g之去離子水，混合攪拌20分鐘，以形成催化溶液T6。將8.5g之四丁氧鈦(Titanium(Ⅳ)-butoxide)與27.6g之乙醇混合攪拌20分鐘，再緩緩加入催化溶液T6，常溫攪拌60分鐘，以形成溶液B6。
取5g溶液A6(亦即是含錫的溶液)與5g溶液B6(亦即是含鈦的溶液)混合，常溫攪拌16小時，可得鈦錫複合溶液D6，將此鈦錫複合溶液D6使用刷塗方式塗佈於第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
實施例6的第二介電層可包括下列式3所示的結構：
Figure 110100634-A0305-02-0015-4
比較例2：
將36g之四乙氧基矽烷(Tetraethoxysilane,TEOS)、90g之甲基三乙氧基矽烷(Methyltriethoxysilane,MTES)、18g之3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane,GPTMS)與36g之0.1N硝酸水溶液混合，常溫攪拌反應16小時後，再以60℃反應8小時，以形成溶液A12。將溶液A12使用刷塗方式塗佈於 第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
比較例3：
將1g之三異丙基矽基丙烯酸酯 (3-(Trimethoxysilyl)-propylmethacrylate,MSMA)加入20g之正丁醇(n-butanol)中，常溫攪拌30分鐘，以形成溶液A13。
將27.8g之四丁氧鈦(Titanium(Ⅳ)-butoxide)加入40g之正丁醇(n-butanol)，常溫攪拌30分鐘，以形成溶液B13。將60g之正丁醇(n-butanol)、1.12g去離子水、1g之1N鹽酸混合，常溫攪拌30分鐘，以形成溶液T13。
將溶液T13緩緩倒進持續攪拌之溶液B13中，常溫攪拌60分鐘後，再將溶液A13緩慢加入，常溫攪拌90分鐘後將溫度提升至50℃攪拌120分鐘，以形成鈦矽複合溶液D13。將鈦矽複合溶液D13使用刷塗方式塗佈於第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
比較例4：
將8.5g之四丁氧鈦(Titanium(Ⅳ)-butoxide)加入27.6g之乙醇混合攪拌20分鐘，以形成溶液B14。將2.76g之65-70%硝酸以及7.6g乙醇加入10g之去離子水，混合攪拌20分鐘，以形成催化溶液T14。
將催化溶液T14緩緩加入溶液B14中，常溫攪拌60分鐘，以形成溶液D14。將溶液D14使用刷塗方式塗佈於第一介電層上，於140℃下硬化20分鐘後再於200℃下烘烤16小時形成第二介電層。
下列表一顯示實施例1~6及比較例2~4的第二介電層的材料及特性及成膜狀況。
Figure 110100634-A0305-02-0018-5
Figure 110100634-A0305-02-0019-6
*註4：於200℃下烘烤16小時
由上列表一的結果可知，由於本案之實施例1~6的形成第二介電層的溶液D1~D6具有能夠穩定鈦之氧化物之結構的IVA族元素，故具備良好的安定性，在室溫之下靜置7天仍不會產生變化，且在硬化及烘烤步驟之後結構仍完整無劣化。相對地，比較例4之中的形成第二介電層的溶液D14不具有能夠穩定鈦之氧化物之結構的IVA族元素，故安定性較差，在3天後即膠體化，在硬化及烘烤步驟之後具有粉體析出及無法成膜的情形。此外，由於比較例3中的鈦元素莫耳比太高(大於95%)，在硬化及烘烤步驟之後發生膜層龜裂以及剝離的情形。
第4圖繪示測試靜電吸盤10A之靜電吸附力的組裝設備。
請參照第4圖，將欲被吸附之物體12(例如是玻璃或晶圓)放置於靜電吸盤10A的上方。靜電吸盤10A例如是本案任一實施例或比較例所示的靜電吸盤。將耐熱膠帶14的一端固定於靜電吸盤10A，耐熱膠帶14的另一端則連接於一拉力計16(例如是瑞耘科技之拉力計)。將靜電吸盤10A施加正電壓+V(例如是+1200V)及負電壓-V(例如是-1200V)之後，可藉由拉力計16量測靜電吸盤10A所產生的靜電吸附力。
藉由如第4圖所示之組裝設備，將上列實施例2、5及比較例1~2及4在不同的條件之下進行靜電吸附力的量測，並將所得結果紀錄於下列表二。
表二
Figure 110100634-A0305-02-0022-7
由表二的結果可知，由於本揭露之實施例2及5具有緻密的第二介電層，可封住第一介電層的孔隙，且第二介電層含有高介電常數之鈦元素，相較於僅具有第一介電層的比較例1而言，不論是在25℃或者60℃的條件之下皆具有更高的靜電吸附力，即使是經過長時間(76小時)真空的環境下，本揭露之實施例2及5之靜電吸盤仍可分別達到3.8gf/cm2及6.3gf/cm2的靜電吸附力，不會如比較例1所示之因水氣逸散而導致靜電吸附力大幅下降的情形。此外，由於本揭露之實施例2及5的第二介電層包括高介電常數之鈦元素，相較於第二介電層不包括鈦元素之比較例2而言，可具有更高之靜電吸附力。
根據本揭露的一實施例，提供一種靜電吸盤及其製備方法。靜電吸盤包括一基座以及依序堆疊於基座上之一絕緣層、一電極 層、一第一介電層及一第二介電層。第一介電層包括氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)。第二介電層的材料不同於第一介電層的材料，且第二介電層包括鈦元素、IVA族元素以及氧元素。相較於僅有氧化鋁所形成之第一介電層的靜電吸盤或第二介電層不包括鈦元素的靜電吸盤的比較例而言，由於本揭露的靜電吸盤的第二介電層包括鈦元素，使得靜電吸盤整體的介電常數較高，故可具有更高的靜電吸附力。並且，相較於不具有第二介電層的比較例而言，藉由第二介電層將第一介電層的孔隙封住，能夠避免半導體製程中高溫以及長時間真空的環境所造成的水氣蒸散進而降低靜電吸盤之吸附力的問題。因此，本揭露之靜電吸盤能夠增加靜電吸附力、延長使用壽命並提升半導體製程的流暢度。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Figure 110100634-A0305-02-0002-1
10:靜電吸盤
12:物體
100:基座
110:絕緣層
110s:上表面
120:電極層
120a:第一電極
120b:第二電極
130:第一介電層
140:第二介電層
D1:第一方向
D2:第二方向

Claims (12)

  1. 一種靜電吸盤，包括：一基座；以及依序堆疊於該基座上之一絕緣層、一電極層、一第一介電層及一第二介電層，其中該第一介電層的材料係為氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)，其中該第二介電層的材料不同於該第一介電層的材料，且該第二介電層的材料包括鈦元素、IVA族元素以及氧元素。
  2. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該IVA族元素包括碳(C)、矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、或上述之組合。
  3. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該鈦元素對於該鈦元素與該IVA族元素之總和的莫耳百分比介於5.0%~95.0%。
  4. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該第一介電層的厚度介於20微米~500微米。
  5. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該第二介電層的厚度介於0.1微米~50微米。
  6. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該絕緣層具有一上表面，該第一介電層與該第二介電層在該上表面的法線方向上彼此重疊。
  7. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該第二介電層與該電極層之間藉由該第一介電層所隔開。
  8. 如請求項1所述之靜電吸盤，其中該第一介電層的孔隙率大於該第二介電層的孔隙率。
  9. 一種靜電吸盤的製備方法，包括下列步驟：提供一基座；依序形成一絕緣層及一電極層堆疊於該基座上；藉由一熱噴塗製程形成一第一介電層於該絕緣層上；藉由一溶膠凝膠製程形成一第二介電層於該第一介電層上，其中該第一介電層的材料係為氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)，其中該第二介電層的材料不同於該第一介電層的材料，且該第二介電層的材料包括鈦元素、IVA族元素以及氧元素。
  10. 如請求項9所述之靜電吸盤的製備方法，其中該熱噴塗製程包括粉末火焰噴塗、大氣電漿噴塗、真空電漿噴塗或電弧噴塗。
  11. 如請求項9所述之靜電吸盤的製備方法，其中該IVA族元素包括碳(C)、矽(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、或上述之組合。
  12. 如請求項9所述之靜電吸盤的製備方法，其中該鈦對於該鈦元素與該IVA族元素之總和的莫耳百分比是介於5.0%~95.0%。
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