[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

TW202249170A - 靜電夾盤及基板固定裝置 - Google Patents

靜電夾盤及基板固定裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202249170A
TW202249170A TW111110440A TW111110440A TW202249170A TW 202249170 A TW202249170 A TW 202249170A TW 111110440 A TW111110440 A TW 111110440A TW 111110440 A TW111110440 A TW 111110440A TW 202249170 A TW202249170 A TW 202249170A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
end surface
electrostatic chuck
diffusion layers
thermal diffusion
layer
Prior art date
Application number
TW111110440A
Other languages
English (en)
Inventor
村松佑亮
竹元啓一
原山洋一
Original Assignee
日商新光電氣工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商新光電氣工業股份有限公司 filed Critical 日商新光電氣工業股份有限公司
Publication of TW202249170A publication Critical patent/TW202249170A/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833Details of electrostatic chucks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248Temperature monitoring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/283Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an inorganic material, e.g. ceramic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本發明揭示一種靜電夾盤,包含:基座主體,具有:其上將安裝待吸附物件的安裝端面,及與該安裝端面相對立的背端面;絕緣層,形成於該背端面上;加熱元件,構建於該絕緣層中,且被組態成為產生熱;以及,至少一個熱擴散層,構建於該基座主體中,且被組態成為擴散由該加熱元件產生的熱。該至少一個熱擴散層係由導熱性高於該基座主體的材料形成。

Description

靜電夾盤及基板固定裝置
本發明係關於一種靜電夾盤及一種基板固定裝置。
在先前技術中,用於製造諸如IC及LSI之類的半導體裝置的膜形成設備(諸如,CVD設備及PVD設備)及電漿蝕刻設備,係針對將晶圓準確地固持在真空處理室中而具有若干個發展階段。
如此類階段,舉例而言,已提出一種基板固定裝置,其中,使用安裝在一基座板上的一靜電夾盤以吸附及固持作為待吸附物件的晶圓。舉例而言,其靜電夾盤具備有加熱元件及金屬層,而該金屬層係使來自於該加熱元件的熱呈均勻(例如,參見JP-A-2020-88304)。
然而,最近幾年,已需要靜電夾盤中熱均勻性之進一步改良,且先前技術結構已難以滿足改良熱均勻性之需要。
特定具體例提供一種靜電夾盤。此靜電夾盤包括:一基座主體,包括:其上將安裝一待吸附物件的一安裝端面,及與該安裝端面相對立的一背端面;一絕緣層,形成於該背端面上;一加熱元件,構建於該絕緣層中,且被組態成為產生熱;以及,至少一個熱擴散層,構建於該基座主體中,且被組態成為擴散由該加熱元件產生的熱。該至少一個熱擴散層係由導熱性高於該基座主體的材料形成。
特定具體例提供一種基板固定裝置。此基板固定裝置包括:一基座板;以及,該種靜電夾盤,安裝在該基座板之一個端面上。
下文將參考圖式闡述執行本發明之模式。附帶地,在諸圖式之每一者中,相同的元件符號將賦予相同的構成部分,且可忽略其多餘的解釋說明。
基板固定裝置之結構: 圖1係根據第一具體例以簡化方式圖解說明基板固定裝置的剖視圖。參考圖1,基板固定裝置1具有基座板10、黏附層20及靜電夾盤30作為主要的構成元件。
基座板10為用於在其上安裝靜電夾盤30的一部件。舉例而言,基座板10之厚度可設定為在約20 mm至50 mm之範圍中。舉例而言,基座板10由鋁形成,且亦可被用作為用於控制電漿的電極或其類似物。將預定的高頻電力饋送至基座板10,以控制用於使呈電漿狀態的所產生的離子或其類似物碰撞吸附在靜電夾盤30上的晶圓之能量,使之可對晶圓有效地執行蝕刻程序。
在基座板10內側設置一水通道15。水通道15具有其中設有一冷卻水引入部分15a的一個端部、及其中設有一冷卻水排放部分15b的另一個端部。水通道15連接至設置在基板固定裝置1外側的一冷卻水控制裝置(未展示)。冷卻水控制裝置(未展示)將冷卻水由冷卻水引入部分15a引入至水通道15中,且將冷卻水由冷卻水排放部分15b排放。當基座板10由在水通道15中循環流通的冷卻水所冷卻時,可冷卻被吸附在靜電夾盤30上的晶圓。除水通道15外,亦可在基座板10中設置用於引入惰性氣體以冷卻被吸附在靜電夾盤30上的晶圓的氣體通道或類似物。
靜電夾盤30係被組態成為吸附及固持作為待吸附物件的晶圓。舉例而言,在平面視向中,靜電夾盤30可被成形為一圓圈。舉例而言,作為待由靜電夾盤30吸附的物件的晶圓之直徑可設定為約8、12或18英吋。
靜電夾盤30係透過黏附層20以安裝在基座板10之一個端面上。舉例而言,可將基於聚矽氧的(silicone-based)黏附劑用作為黏附層20。舉例而言,黏附層20之厚度可設定為約2 mm。黏附層20之導熱性較佳地設定為2 W/m·K或更高。黏附層20可形成為其中黏附層彼此上下安置的疊層結構。舉例而言,黏附層20係形成為其中組合了具有高導熱性的黏附劑與具有低彈性模數的黏附劑的兩層結構,使得,能夠獲得減少因鋁製的基座板與黏附層20之間的熱膨脹差所導致的應力之效應。
靜電夾盤30具有一基座主體31、一靜電電極32、至少一個熱擴散層33、一絕緣層34及一加熱元件35。舉例而言,靜電夾盤30為約翰遜-拉別克(Johnsen-Rahbek)型靜電夾盤。然而,靜電夾盤30可以是庫侖力型靜電夾盤。
身為一介電物質的基座主體31具有其上可安裝待吸附物件的一安裝端面31a。舉例而言,諸如氧化鋁(Al 2O 3)及氮化鋁(AlN)之類的陶瓷可用作為基座主體31。舉例而言,基座主體31之厚度T可設定為在約4 mm至10 mm之範圍中,且舉例而言,基座主體31之相對介電常數(在1 kHz處)可設定為在約9至10之範圍中。
身為一薄膜電極的靜電電極32係構建於基座主體31中。靜電電極32係電連接至構建於基座主體31中的一垂直佈線。該垂直佈線包含彼此上下交替安置的諸多墊36及導通體37。該垂直佈線被設置成沿著基座主體31之厚度方向延伸。定位於最下層處的諸多墊36之中之一者被曝露於在基座主體31之一背端面側上開放的一凹部31x中。該定位於最下層處的墊36係連接至設置在基板固定裝置1外側的一電力供應器。當一預定的電壓自該電力供應器施加至最下層中之墊36時,便在晶圓與靜電電極32之間產生由靜電導致的吸附力。結果,晶圓可吸附且固持在靜電夾盤30之基座主體31之安裝端面31a上。當施加至靜電電極32的電壓較高時,其吸附及固持力較強。靜電電極32可為單極形狀或雙極形狀。舉例而言,鎢、鉬等可用作為靜電電極32、墊36及導通體37每一者之材料中。
熱擴散層33係構建於基座主體31中。熱擴散層33係為藉之可使加熱元件35所產生的熱呈均勻且擴散的一層體。熱擴散層33係由導熱性高於基座主體31的材料形成。熱擴散層33之導熱性較佳為400 W/m·K或更高。可達成此導熱性的材料之實例包含諸如銅(Cu)、銅合金、銀(Ag)、銀合金、鎢及鉬之類的金屬,碳奈米管等等。舉例而言,熱擴散層33之厚度可設定為在約5 μm至20 μm之範圍中。
當至少一個熱擴散層33被設置於基座主體31中時,能獲得將加熱元件35所產生的熱均勻地擴散至整個基座主體31中之效應。當在基座主體31之厚度方向上安置複數個熱擴散層33時,將加熱元件35所產生的熱均勻地擴散至整個基座主體31中之效應更大。自改良擴散熱之效應之觀點來看,熱擴散層33中之每一者較佳係在一水平方向上(平行於安裝端面31a)配置成遍及基座主體31內側。
在第一具體例中,藉由實例方式,熱擴散層33分別被配置在所有其中配置有諸多墊36的層中。亦即,在基座主體31之厚度方向上,該等墊36中之每一者之位置係與熱擴散層33中之一對應者之位置相同。在圖1之實例中,以預定的間隔安置了七個熱擴散層33。舉例而言,彼此垂直毗鄰的熱擴散層33之間的諸間隔中之每一者為0.45 mm。垂直的佈線係構建於基座主體31中,以與熱擴散層33間隔開。具體而言,諸熱擴散層33中之每一者係配置成為與諸墊36中之一對應者間隔開,而不會電延續至對應的墊36。假設,在平面視向中,墊36係成形為一圓圈。在此情況中,舉例而言,在熱擴散層33中形成了具有大於墊36的直徑的一圓形開口,而且,墊36係定位於該開口中。另外,在平面視向中,熱擴散層33係圍繞著垂直佈線。
在第一具體例中,藉由實例方式,每一熱擴散層33係形成為在水平方向上遍及基座主體31內側,而其中形成有墊36的墊配置區域除外,而且,熱擴散層33之整個外環周端面係曝露於基座主體31之外環周端面中。亦即,熱擴散層33係形成為延伸至基座主體31之最外部的環周。此處,該墊配置區域意指自墊36之外邊緣至該外邊緣外側100 μm的區域。
附帶地,在先前技術靜電夾盤中,充當作熱擴散層的金屬層或類似物係透過黏附層以固定至基座主體,或是,該金屬層被圖案化成為預定的形狀,致使無法達成滿意的熱均勻性。
絕緣層34係直接地形成於基座主體31之背端面31b上(位於與安裝端面31a相對立的一側上的端面)。絕緣層34即為將基座主體31與加熱元件35彼此絕緣的一層。舉例而言,具有高導熱性及高熱阻的環氧樹脂、雙馬來醯亞胺嗪樹脂(BT樹脂)或類似物可用作為絕緣層34。絕緣層34之導熱性較佳係設定為3 W/m·K或更高。由於絕緣層34中含有氧化鋁、氮化鋁等之填充物,因而可改良絕緣層34之導熱性。再者,絕緣層34之玻璃轉化溫度(Tg)較佳係設定為250°C或更高。再者,絕緣層34之厚度較佳係設定為在約100 μm至150 μm之範圍中,而且,絕緣層34之厚度之變化較佳係設定為在
Figure 02_image001
10%或更小之範圍中。
加熱元件35係構建於絕緣層34中。加熱元件35之環周係用絕緣層34覆蓋,以自外側進行保護。讓一電壓自基板固定裝置1外側施加至此的加熱元件35產生了熱,以將基座主體31之安裝端面31a加熱至預定的溫度。舉例而言,加熱元件35可將基座主體31之安裝端面31a之溫度加熱至約250°C至300°C。舉例而言,銅(Cu)、鎢(W)、鎳(Ni)、康銅(constantan,Cu/Ni/Mn/Fe之合金)等可用作為加熱元件35之材料。舉例而言,加熱元件35之厚度可設定為在約20 μm至100 μm之範圍中。舉例而言,加熱元件35可設定為具有一同心的圖案。
附帶地,為了改良在高溫下之加熱元件35與絕緣層34之間的牢固的黏性,較佳地使加熱元件35之至少一個端面(上端面及下端面中之一者或每一者)粗糙化。可粗糙化加熱元件35之上端面及下端面兩者。在此情況中,可在加熱元件35之上端面及下端面上使用不同的粗糙化方法。特別是,粗糙化方法並不受限制,但可包含:基於蝕刻的方法、使用基於耦合劑的表面修飾技術的方法、使用藉由355 nm或更小波長之UV-YAG雷射進行的點處理的方法,等等。
製造基板固定裝置之方法: 圖2A至圖4B係根據第一具體例圖解說明製造基板固定裝置之程序的視圖。製造基板固定裝置1之程序將以形成靜電夾盤之程序為中心,且參考圖2A至圖4B闡述。附帶地,圖2A至圖4A係以與圖1呈垂直反向的狀態繪製。
首先,在圖2A展示之步驟中,製備一生坯片材(green sheet)311。在其中例如形成基座主體31的陶瓷係氧化鋁之情況中,形成生坯片材311的材料包含氧化鋁顆粒。形成生坯片材311的材料可包含黏結劑、溶劑等等。舉例而言,生坯片材311為0.58 mm至0.62 mm厚(在燒製後改變為約0.45 mm厚)。接下來,以一預定的圖案將金屬膏321印刷在生坯片材311之一個端面上。金屬膏321為藉由燒製而會轉變成一靜電電極32的材料。舉例而言,金屬膏321為鎢膏或鉬膏。
接下來,在圖2B展示之步驟中,將覆蓋金屬膏321的生坯片材312設置在生坯片材311之端面上。生坯片材312之大小及材料係與生坯片材311之彼等類似或相同。接下來,在生坯片材312上執行導通體處理,而且,用金屬膏371填充因此獲得的導通體。金屬膏371為藉由燒製而會轉變成導通體37的材料。舉例而言,金屬膏371為鎢膏或鉬膏。
接下來,在圖2C展示之步驟中,以預定的圖案將金屬膏331及361印刷在生坯片材312之一個端面上。金屬膏331為藉由燒製而會轉變成熱擴散層33的材料。金屬膏361為藉由燒製而會轉變成墊36的材料。舉例而言,金屬膏331及361為鎢膏或鉬膏。金屬膏331及361可為不同的材料。
接下來,在圖2D展示之步驟中,將圖2B及圖2C重複所需次數,使其可接著進一步提供所需數目之生坯片材。舉例而言,假設諸生坯片材中之每一者為0.58 mm至0.62 mm厚。在此情況中,將轉變成為熱擴散層33的一層金屬膏331可在厚度上形成為每隔一個增加0.58 mm至0.62 mm。接下來,在執行表面拋光等(若場合需要)後,藉由燒製以整合生坯片材,以便形成一基座主體31。再者,靜電電極32、熱擴散層33、墊36及導通體37係藉由燒製而由其各別的金屬膏形成。在燒製後,形成一凹部31x。舉例而言,凹部31x可藉由噴砂、鑽孔或其相似者以形成。附帶地,在其中存在諸如氣體引入部分之類的另一個凹槽或孔之情況中,亦以類似方式或相同方式執行處理。
接下來,在圖3A展示之步驟中,將一絕緣樹脂膜341直接配置在基座主體31之與安裝端面31a相對立的一端面(在圖3A中為上端面)上。在真空中層壓絕緣樹脂膜341適合於防止空隙之滯留。絕緣樹脂膜341先不固化,但使之處於半固化狀態(B階段)中。絕緣樹脂膜341係藉由處於半固化狀態中的絕緣樹脂膜341之黏附力以暫時地固定在基座主體31上。
舉例而言,具有高導熱性及高熱阻的環氧樹脂、雙馬來醯亞胺嗪樹脂或類似物可用作為絕緣樹脂膜341。絕緣樹脂膜341之導熱性較佳係設定為3 W/m·K或更高。歸因於絕緣樹脂膜341中含有的氧化鋁、氮化鋁等等之填充物,可改良絕緣樹脂膜341之導熱性。再者,絕緣樹脂膜341之玻璃轉化溫度較佳係設定為250°C或更高。再者,自增強導熱效能(增加導熱速度)之觀點來看,絕緣樹脂膜341之厚度較佳係設定為60 μm或更小。絕緣樹脂膜341之厚度之變化較佳係設定為在
Figure 02_image001
10%或更小之範圍中。
接下來,在圖3B展示之步驟中,將一金屬箔配置在絕緣樹脂膜341上,而且,該金屬箔係被圖案化以形成一加熱元件35。舉例而言,加熱元件35可設定成具有一同心圓的圖案。具體而言,例如,將一抗蝕劑形成於整個金屬箔上,而且,將其抗蝕劑曝露於光且經顯影,使之形成一抗蝕劑圖案,而該抗蝕劑圖案係僅覆蓋住將留作作加熱元件35的一部分。接下來,藉由蝕刻以移除金屬箔之未被抗蝕劑圖案所覆蓋的部分。舉例而言,假設金屬箔之材料為銅。在此情況中,可使用氯化銅蝕刻溶液、氯化鐵蝕刻溶液等等,作為用於移除金屬箔的蝕刻溶液。
然後,藉由剝離溶液以剝離抗蝕劑圖案,使得,在絕緣樹脂膜341上之一預定位置處形成加熱元件35(光微影方法)。歸因於藉由光微影方法以形成加熱元件35,可減少加熱元件35之橫向尺寸上的變化,使其可改良熱產生分佈。附帶地,舉例而言,藉由蝕刻而形成的加熱元件35在剖面上可形成為大約梯形的形狀。在此情況中,舉例而言,接觸到絕緣樹脂膜341的一端面與其相對立的一端面之間的佈線寬度差,可設定為在約10 μm至50 μm之範圍中。加熱元件35在剖面上形成為簡單而大約梯形的形狀,使其可改良熱產生分佈。
接下來,在圖3C展示之步驟中,將覆蓋加熱元件35的絕緣樹脂膜342配置在絕緣樹脂膜341上。在真空中層壓絕緣樹脂膜342適合於防止空隙之滯留。舉例而言,絕緣樹脂膜342之材料可設定為與絕緣樹脂膜341之材料類似或相同。然而,絕緣樹脂膜342之厚度可近似地判定,只要絕緣樹脂膜342可覆蓋加熱元件35即可。絕緣樹脂膜342未必具有與絕緣樹脂膜341相同的厚度。
接下來,在圖4A展示之步驟中,在被按壓在基座主體31上之同時,藉由在固化溫度或更高的溫度下加熱,將絕緣樹脂膜341及342固化。因此,將絕緣樹脂膜341及342整合成一絕緣層34。結果,形成了直接地結合至熱擴散層33的絕緣層34。另外,用絕緣層34覆蓋加熱元件35之環周。接下來,在絕緣層34中形成一通孔,以與凹部31x連通。附帶地,考量到當溫度返回至正常溫度時產生的應力,絕緣樹脂膜341及342之加熱溫度較佳係設定為200°C或更低。以上述方式,完成靜電夾盤30。
附帶地,在被按壓在基座主體31上之同時,藉由加熱以將絕緣樹脂膜341及342固化,使得,可減少絕緣層34之上端面(不接觸靜電夾盤30的端面)之因加熱元件35存在/不存而影響的粗糙度,以使其平整。絕緣層34之上端面之粗糙度較佳係設定為7 μm或更小。當絕緣層34之上端面之粗糙度設定為7 μm或更小時,可防止在下一步驟中在絕緣層34與黏附層20之間滯留空隙。亦即,可防止絕緣層34與黏附層20之間的黏附性退化。
接下來,在圖4B展示之步驟中,製備其中已形成一水通道15等的一基座板10,而且,將黏附層20(未固化)形成於基座板10上。圖4A中展示之靜電夾盤30係垂直地反向,且透過黏附層20以配置在基座板10上,而且,黏附層20係被固化。因此,完成了其中靜電夾盤30為透過黏附層20以安置在基座板10上的基板固定裝置1。
因此,在靜電夾盤30中,熱擴散層33係構建於基座主體31中。因此,可將由加熱元件35產生的熱輕易且均勻地轉移至基座主體31。亦即,與其中熱擴散層為提供於基座主體外側的先前技術結構相比,可藉由靜電夾盤30進一步改良熱均勻性。
另外,由於每一熱擴散層33係形成在水平方向上遍及基座主體31之內側,因而可將由加熱元件35產生的熱均勻地擴散至整個基座主體31中。另外,由於每一熱擴散層33之導熱性係設定為400 W/m·K或更高,因而其熱可在水平方向上於基座主體31中快速擴散。由熱擴散層33均勻地擴散的熱可均勻地加熱基座主體31。
附帶地,當加熱元件35與安裝端面31a之間的熱擴散距離係短的時,亦即,當基座主體31之厚度T係小的時,加熱元件35之尺寸變化等容易影響安裝端面31a。換言之,當基座主體31之厚度T增加時,加熱元件35與安裝端面31a之間的熱擴散距離便增加。因此,安裝端面31a之溫度分佈容易模糊,使其可以改良溫度分佈。結合在內基座主體31側提供熱擴散層33及增加基座主體31之厚度T,可更有效地改良溫度分佈。在先前技術中,基座主體31之厚度T通常約為4.5 mm。為了改良溫度分佈,基座主體31之厚度T較佳係設定為不小於4.95 mm且不大於約9 mm。
第一具體例之修改例1: 將在第一具體例之修改例1中展示其中係進一步增加彼此上下安置的熱擴散層之數目的實例。附帶地,在第一具體例之修改例1中,可忽略關於與前述具體例中之諸構成部分為相同的構成部分之闡述。
圖5係根據第一具體例之修改例1以簡化方式圖解說明一基板固定裝置的剖視圖。參考圖5,基板固定裝置1A不同於基板固定裝置1,在於:熱擴散層33中之某一些係設置成低於諸多其中形成諸多墊36的層。
亦即,在基板固定裝置1A中,相較於配置在基座主體31之背端面31b之最接近的一側上的其中一個墊36,熱擴散層33中之多個係配置在基座主體31之背端面31b之較接近的一側上。此外,換言之,在基座主體31之一厚度方向上,定位於最下層處的墊36與背端面31b之間的距離,係長於最下方的熱擴散層33與背端面31b之間的距離。另一方面,在圖1展示之基板固定裝置1中,在基座主體31之厚度方向上,定位於最下層處的墊36與背端面31b之間的距離,係等於最下方的熱擴散層33與背端面31b之間的距離。另外,在圖5展示之基板固定裝置1A中,諸墊36之層之數目係小於諸熱擴散層33之數目。為了使每一熱擴散層33低於其中形成有諸多墊36的層,每當在圖2D之步驟中額外地設置其中形成有凹部31x的生坯片材時,可形成將會轉變成熱擴散層33的一層金屬膏331。
以此方式,可有效地使用低於諸多其中形成有諸多墊36的層的區域,而且,熱擴散層33亦設置於此區域中。因此,進一步增加熱擴散層33之數目。結果,可進一步改良熱均勻性。
另外,在圖5展示之基板固定裝置1A中,在基座主體31之厚度方向上,最上方的熱擴散層33與安裝端面31a之間的距離,係長於最下方的熱擴散層33與背端面31b之間的距離。另一方面,在圖1展示之基板固定裝置1中,最上方的熱擴散層33與安裝端面31a之間的距離,係短於最下方的熱擴散層33與背端面31b之間的距離。
模擬: 以下的表1展示之四種類型之樣本,係用於模擬當一基座主體之安裝端面之平均溫度控制為60℃時,該基座主體之安裝端面之溫度分佈(熱均勻性)。在表1中,一樣本Ref為包含4.5 mm厚的基座主體但不包含任何熱擴散層、且對應於先前技術靜電夾盤的樣本。另外,樣本A為包含6.8 mm厚的基座主體但不包含任何熱擴散層、且僅在基座主體之厚度上不同於樣本Ref的樣本。另外,樣本B為包含6.8 mm厚的基座主體及五個熱擴散層、且僅在存在/不存在熱擴散層上不同於樣本A的樣本。另外,樣本C為包含6.8 mm厚的基座主體及十四個熱擴散層、且僅在熱擴散層之數目上不同於樣本B的樣本。
表1:
樣本 基座主體 熱擴散層
   厚度 外徑 材料 厚度 層數目 層間隔
Ref 4.5 mm 295.8 mm - - - -
A 6.8 mm 295.8 mm - - - -
B 6.8 mm 295.8 mm 0.01 mm 5 0.45 mm
C 6.8 mm 295.8 mm 0.01 mm 14 0.45 mm
表2展示了模擬結果。在表2中,「平均值」為基座主體之安裝端面之溫度平均值,「範圍」為最低溫度與最高溫度之間的差,以及,∑為標準偏差。
表2:
樣本 溫度
   平均值 範圍
Ref 60.008 0.275 2.145
A 60.002 0.226 1.437
B 60.041 0.224 1.402
C 60.041 0.223 1.359
圖6A展示表2中所展示之範圍值,以樣本Ref之值作為參考(100%)。圖6B展示表2中所展示之∑值,以樣本Ref之值作為參考(100%)。
基於圖6A中樣本Ref與樣本A之間的比較,應理解,當基座主體做成為較厚時,範圍值減小約33%。另外,基於圖6B中樣本Ref與樣本A之間的比較,應理解,當基座主體較做成為厚時,∑值減小約比20%稍低。
另外,基於圖6A中樣本A與樣本B之間的比較,應理解,當熱擴散層係構建於基座主體中時,範圍值稍微改良。另外,基於圖6B中樣本A與樣本B之間的比較,應理解,當熱擴散層係構建於基座主體中時,∑值稍微改良。
另外,基於圖6A中樣本A與樣本C之間的比較,應理解,當構建於基座主體中的熱擴散層之數目增加時,範圍值進一步改良。另外,基於圖6B中樣本A與樣本C之間的比較,應理解,當構建於基座主體中的熱擴散層之數目增加時,∑值進一步改良。
因此確認了:歸因於基座主體之厚度之增加,極大地改良了基座主體之安裝端面中之溫度分佈之變化,而且,歸因於構建於基座主體中的諸多熱擴散層,進一步改良了基座主體之安裝端面中之溫度分佈之變化,藉此改良了熱均勻性。再者,亦確認了:歸因於構建於基座主體中的熱擴散層之數目之增加,進一步改良了基座主體之安裝端面中之溫度分佈之變化,藉此進一步改良了熱均勻性。
上文已詳細闡述較佳具體例或者相似者。然而,本發明並不限於前述具體例等或其相似者。可對前述具體例或其相似者進行各種修改及替換,而不背離申請專利範圍之範疇。
舉例而言,除半導體晶圓(諸如,矽晶圓)外,亦可將在製造液晶面板等之程序中使用的玻璃基板例示為本發明之待由基板固定裝置所吸附的物件。
雖然上文已詳細闡述較佳具體例等,但本發明並不限於前述具體例等,而且,各種修改及替換可添加至前述具體例等,而不背離申請專利範圍中闡述之範疇。
1:基板固定裝置 1A:基板固定裝置 10:基座板 15:水通道 15a:冷卻水引入部分 15b:冷卻水排放部分 20:黏附層 30:靜電夾盤 31:基座主體 31a:安裝端面 31b:背端面 31x:凹部 32:靜電電極 33:熱擴散層 34:絕緣層 35:加熱元件 36:墊 37:導通體 311:生坯片材 312:生坯片材 321:金屬膏 331:金屬膏 341:絕緣樹脂膜 342:絕緣樹脂膜 361:金屬膏 371:金屬膏 A:樣本 B:樣本 C:樣本 Ref:樣本 T:厚度
圖1係根據第一具體例以簡化方式圖解說明基板固定裝置的剖視圖。 圖2A至圖2D係根據第一具體例圖解說明製造基板固定裝置之程序的視圖(部分1)。 圖3A至圖3C係根據第一具體例圖解說明製造基板固定裝置之程序的視圖(部分2)。 圖4A及圖4B係根據第一具體例圖解說明製造基板固定裝置之程序的視圖(部分3)。 圖5係根據第一具體例之修改例1以簡化方式圖解說明基板固定裝置的剖視圖。 圖6A及圖6B係展示模擬結果的視圖。
1:基板固定裝置
10:基座板
15:水通道
15a:冷卻水引入部分
15b:冷卻水排放部分
20:黏附層
30:靜電夾盤
31:基座主體
31a:安裝端面
31b:背端面
31x:凹部
32:靜電電極
33:熱擴散層
34:絕緣層
35:加熱元件
36:墊
37:導通體

Claims (13)

  1. 一種靜電夾盤,包括: 一基座主體,包括:其上將安裝一待吸附物件的一安裝端面,及與該安裝端面相對立的一背端面; 一絕緣層,形成於該背端面上; 一加熱元件,構建於該絕緣層中,且被組態成為產生熱;以及 至少一個熱擴散層,構建於該基座主體中,且被組態成為擴散由該加熱元件產生的熱,其中,該至少一個熱擴散層係由導熱性高於該基座主體的材料形成。
  2. 如請求項1之靜電夾盤,其中,該至少一個熱擴散層包括在該基座主體之一厚度方向上彼此上下安置的複數個熱擴散層。
  3. 如請求項2之靜電夾盤,其中進一步包括: 一電極,構建於該基座主體中;以及 一垂直佈線,構建於該基座主體中以電連接至該電極, 其中,該垂直佈線包括彼此上下交替安置的複數個墊及導通體,而且,該垂直佈線係構建於該基座主體中,以與該等熱擴散層間隔開。
  4. 如請求項3之靜電夾盤,其中,在其厚度方向上,該等墊中之每一者之位置係與該等熱擴散層中之對應者之位置相同,而且,該等墊中之每一者係構建於該基座主體中,以與其對應的熱擴散層間隔開。
  5. 如請求項3之靜電夾盤,其中,在平面視向中,該等熱擴散層係圍繞該垂直佈線。
  6. 如請求項5之靜電夾盤,其中,在平面視向中,該等熱擴散層中之每一者係形成為遍及該基座主體,而其中形成該垂直佈線的區域則除外。
  7. 如請求項3之靜電夾盤,其中,在其厚度方向上,定位於最下層處的該等墊中之一者與該背端面之間的距離,係長於該等熱擴散層中之最下方者與該背端面之間的距離。
  8. 如請求項3之靜電夾盤,其中,在其厚度方向上,定位於最下層處的該等墊中之一者與該背端面之間的距離,係等於該等熱擴散層中之最下方者與該背端面之間的距離。
  9. 如請求項8之靜電夾盤,其中,該等墊之層之數目係小於該等熱擴散層之數目。
  10. 如請求項2之靜電夾盤,其中,在其厚度方向上,該等熱擴散層中之最上方者與該安裝端面之間的距離,係長於該等熱擴散層中之最下方者與該背端面之間的距離。
  11. 如請求項2之靜電夾盤,其中,在其厚度方向上,該等熱擴散層中之最上方者與該安裝端面之間的距離,係短於該等熱擴散層中之最下方者與該背端面之間的距離。
  12. 如請求項1至11中任一項之靜電夾盤,其中,該至少一個熱擴散層之整個外環周端面係曝露於該基座主體之外環周端面中。
  13. 一種基板固定裝置,包括: 一基座板;以及 請求項1至11中任一項之一靜電夾盤,安裝在該基座板之一個端面上。
TW111110440A 2021-03-24 2022-03-22 靜電夾盤及基板固定裝置 TW202249170A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-050503 2021-03-24
JP2021050503A JP2022148714A (ja) 2021-03-24 2021-03-24 静電チャック、基板固定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202249170A true TW202249170A (zh) 2022-12-16

Family

ID=83363681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111110440A TW202249170A (zh) 2021-03-24 2022-03-22 靜電夾盤及基板固定裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220310434A1 (zh)
JP (1) JP2022148714A (zh)
KR (1) KR20220133104A (zh)
CN (1) CN115132637A (zh)
TW (1) TW202249170A (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5646814A (en) * 1994-07-15 1997-07-08 Applied Materials, Inc. Multi-electrode electrostatic chuck
US6303879B1 (en) * 1997-04-01 2001-10-16 Applied Materials, Inc. Laminated ceramic with multilayer electrodes and method of fabrication
KR101234358B1 (ko) * 2010-11-02 2013-02-28 에이피시스템 주식회사 지지 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
KR20130104738A (ko) * 2012-03-15 2013-09-25 코리아세미텍 주식회사 정전척 및 그 제조방법
JP6129451B1 (ja) * 2015-08-20 2017-05-17 日本碍子株式会社 静電チャックヒータ
WO2019065710A1 (ja) * 2017-09-29 2019-04-04 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP6587223B1 (ja) * 2018-07-30 2019-10-09 Toto株式会社 静電チャック
JP7449768B2 (ja) * 2020-04-23 2024-03-14 新光電気工業株式会社 セラミックス基板及びその製造方法、静電チャック、基板固定装置、半導体装置用パッケージ

Also Published As

Publication number Publication date
US20220310434A1 (en) 2022-09-29
KR20220133104A (ko) 2022-10-04
CN115132637A (zh) 2022-09-30
JP2022148714A (ja) 2022-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI717542B (zh) 基板保持裝置
KR102345253B1 (ko) 정전 척 및 기판 고정 장치
TWI836092B (zh) 基板固定裝置及其製造方法
TWI826597B (zh) 基板固定裝置
KR102358295B1 (ko) 정전 척 및 기판 고정 장치
KR102283385B1 (ko) 기판 고정 장치 및 그 제조방법
TW202249170A (zh) 靜電夾盤及基板固定裝置
JP3979694B2 (ja) 静電チャック装置およびその製造方法
KR20220086487A (ko) 정전 척 및 기판 고정 장치
TW202232650A (zh) 靜電夾盤、其製造方法及基板固定裝置
US20230420231A1 (en) Substrate fixing device
KR20240134762A (ko) 기판 고정 장치
TW202402714A (zh) 陶瓷基板、陶瓷基板之製造方法、靜電夾盤、基板固定裝置及半導體裝置之封裝