CN112530778A - 基板固定装置 - Google Patents

基板固定装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112530778A
CN112530778A CN202010959801.6A CN202010959801A CN112530778A CN 112530778 A CN112530778 A CN 112530778A CN 202010959801 A CN202010959801 A CN 202010959801A CN 112530778 A CN112530778 A CN 112530778A
Authority
CN
China
Prior art keywords
recess
hole
electrostatic chuck
porous body
gas
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN202010959801.6A
Other languages
English (en)
Inventor
宫泽昌邦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
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 Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Publication of CN112530778A publication Critical patent/CN112530778A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/683—Apparatus 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
    • H01L21/6831—Apparatus 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
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/683—Apparatus 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
    • H01L21/687—Apparatus 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
    • H01L21/68714—Apparatus 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
    • H01L21/68757—Apparatus 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/683—Apparatus 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
    • H01L21/687—Apparatus 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
    • H01L21/68714—Apparatus 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
    • H01L21/68785—Apparatus 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 the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect

Landscapes

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

Abstract

本发明提供一种基板固定装置，其具有内部具备气体供给部的底板和设置在所述底板上的静电卡盘，所述静电卡盘具备一个表面为吸附对象物的承载面的基体和贯穿所述基体的气孔，气体从所述气体供给部经由所述气孔被供给至所述承载面，所述气孔具有从所述基体的所述承载面的相反侧的表面向所述承载面侧凹陷的第1凹部、从所述第1凹部的底面进一步向所述承载面侧凹陷的第2凹部、及从所述第2凹部的底面贯穿至所述承载面的贯穿孔，多孔质体填充于所述第1凹部内的整个区域和所述第2凹部内的除了未填充区域之外的区域，所述未填充区域为从所述第2凹部的底面的与所述贯穿孔连通的位置向所述相反侧的表面凹陷的凹部，所述凹部是与所述贯穿孔连通的空间。

Description

基板固定装置
技术领域
本发明涉及一种基板固定装置。
背景技术
现有技术中，就制造IC、LSI等的半导体装置时所使用的成膜装置(例如，CVD装置、PVD装置等)或等离子蚀刻装置而言，一般具有用于在真空处理室内对晶圆(wafer)进行高精度保持的载台。
作为这样的载台，例如提出了一种藉由安装在底板上的静电卡盘(chuc k)对作为吸附对象物的晶圆进行吸附和保持的基板固定装置。作为基板固定装置的一例，可列举出一种具有设置了用于对晶圆进行冷却的气体供给部的结构的装置。气体例如可经由底板内部的气体流路和设置在静电卡盘上的陶瓷多孔质体和/或贯穿孔而被供给至静电卡盘的表面。
[专利文件1：(日本)特开2015－195346号公报
然而，在将基板固定装置应用于等离子蚀刻装置的情况下，当对晶圆进行蚀刻处理时静电卡盘会发生异常放电，存在晶圆和/或等离子蚀刻装置本身发生损坏的问题。
作为异常放电的应对方法，设置如上所述的陶瓷多孔质体也是有效的，但是本发明的发明人发现了，取决于多孔质体和贯穿孔的连接部分的结构，还存在多孔质体和贯穿孔的连接部分的近傍(附近)会发生异常放电的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，在基板固定装置中对异常放电的发生进行抑制。
本基板固定装置具有内部具备气体供给部的底板和设置在所述底板上的静电卡盘，所述静电卡盘具备一个表面为吸附对象物的承载面的基体和贯穿所述基体的气孔，气体从所述气体供给部经由所述气孔被供给至所述承载面，其中，所述气孔具有从所述基体的所述承载面的相反侧的表面向所述承载面侧凹陷的第1凹部、从所述第1凹部的底面进一步向所述承载面侧凹陷的第2凹部、及从所述第2凹部的底面贯穿至所述承载面的贯穿孔，多孔质体填充在所述第1凹部内的整个区域和所述第2凹部内的除了未填充区域之外的区域内，所述未填充区域是从所述第2凹部的底面的与所述贯穿孔连通的位置向所述相反侧的表面凹陷的凹部，所述凹部是与所述贯穿孔连通的空间。
根据所公开的技术，在基板固定装置中可对异常放电的发生进行抑制。
附图说明
图1A和图1B是对本实施方式的基板固定装置进行简略例示的剖面图。
图2是对多孔质体进行说明的图。
图3A至图3C是本实施方式的基板固定装置的制造步骤的例示图(其1)。
图4A和图4B是本实施方式的基板固定装置的制造步骤的例示图(其2)。
图5A至图5C是比较例的基板固定装置的静电卡盘的例示图。
图6A和图6B是比较例的基板固定装置的制造步骤的例示图。
其中，附图标记说明如下：
1 基板固定装置
10 底板
10a 上表面
10b 下表面
11 气体供给部
15 冷却机构
20 粘接层
30 静电卡盘
31 基体
31a 承载面
32 静电电极
33 气孔
33s 未填充区域
60 多孔质体
111 气体流路
112 气体注入部
113 气体排出部
151 制冷剂流路
152 制冷剂导入部
153 制冷剂排出部
331、332 凹部
331a、332a 底面
333、335 贯穿孔
333a 端面
601 球状氧化物陶瓷颗粒
602 混合氧化物
具体实施方式
以下参照附图对用于实施发明的方式进行说明。需要说明的是，各图中存在对相同构成部分赋予相同符号并对重复说明进行了省略的情况。
图1A和图1B是对本实施方式的基板固定装置进行简略例示的剖面图，图1A是整体图，图1B是图1A的A部分的局部放大图。参照图1A可知，基板固定装置1具有作为主要构成要素的底板10、粘接层20及静电卡盘30。
底板10是用于对静电卡盘30进行安装的部件。底板10的厚度例如为20～40mm左右。底板10例如由铝形成，可作为用于对等离子进行控制的电极等而使用。通过向底板10进行预定高频电力的供电，可控制用于使所发生的处于等离子状态的离子等与吸附在静电卡盘30上的晶圆进行碰撞的能量，由此可有效地进行蚀刻处理。
底板10的内部设置有气体供给部11，该气体供给部11用于提供对吸附并保持在静电卡盘30上的晶圆进行冷却的气体。气体供给部11具备气体流路111、气体注入部112及气体排出部113。
气体流路111例如是在底板10的内部形成为环状的孔。气体注入部112是一端与气体流路111连通而另一端从底板10的下表面10b露出于外部的孔，可从基板固定装置1的外部将惰性气体(例如，He、Ar等)导入气体流路111。气体排出部113是一端与气体流路111连通而另一端从底板10的上表面10a露出于外部并贯穿粘接层20的孔，可对气体流路111内所导入的惰性气体进行排出。气体排出部113在平面视图图中分散在底板10的上表面10a上。气体排出部113的个数可根据需要进行适当的确定，例如可为数十个～数百个左右。
需要说明的是，平面视图是指，从基体31的承载面31a的法线方向观察对象物时的视图，平面形状是指，从基体31的承载面31a的法线方向观察对象物时的形状。
底板10的内部设置有冷却机构15。冷却机构15具备制冷剂(冷媒)流路151、制冷剂导入部152及制冷剂排出部153。制冷剂流路151例如是在底板10的内部形成为环状的孔。制冷剂导入部152是一端与制冷剂流路151连通而另一端从底板10的下表面10b露出于外部的孔，可从基板固定装置1的外部将制冷剂(例如，冷却水、热传导液(Gald en)等)导入制冷剂流路151。制冷剂排出部153是一端与制冷剂流路151连通而另一端从底板10的下表面10b露出于外部的孔，可对制冷剂流路151内所导入的制冷剂进行排出。
冷却机构15与设置在基板固定装置1的外部的制冷剂控制装置(未图示)连接。制冷剂控制装置(未图示)可从制冷剂导入部152将制冷剂导入制冷剂流路151，并可从制冷剂排出部153将制冷剂排出。通过使冷却机构15对制冷剂进行循环以对底板10进行冷却，可对静电卡盘30上所吸附的晶圆进行冷却。
静电卡盘30是对作为吸附对象物的晶圆进行吸附和保持的部分。静电卡盘30的平面形状例如为圆形。作为静电卡盘30的吸附对象物的晶圆的直径例如为8、12或18英寸。
静电卡盘30经由粘接层20设置于底板10的上表面10a。粘接层20例如为硅酮(Silicone)系粘接剂。粘接层20的厚度例如为0.1～1.0mm左右。粘接层20可对静电卡盘30和底板10进行粘接，并具有可降低因陶瓷制静电卡盘30和铝制底板10的热膨胀率之差而产生的应力(St ress)的效果。
静电卡盘30具有基体31和静电电极32。基体31的上表面为吸附对象物的承载面31a。静电卡盘30例如为约翰生·拉别克(Johnsen-Rah beck)式静电卡盘。但是，静电卡盘30也可为库仑力(Coulomb force)式静电卡盘。
基体31为电介体，作为基体31，例如可使用氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)等的陶瓷。基体31例如可包含作为辅助剂的选自硅(Si)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)及钇(Y)的两种以上的元素的氧化物。基体31的厚度例如为5～10mm左右，基体31的相对介电常数(Relativepermittivity)(1kHz)例如为9～10左右。
静电电极32为薄膜电极，并且内置于基体31。静电电极32与设置在基板固定装置1的外部的电源连接，从电源施加预定电压后，与晶圆之间会产生基于静电的吸附力。据此，可在静电卡盘30的基体31的承载面31a上对晶圆进行吸附和保持。就吸附和保持力而言，施加至静电电极32的电压越高越强。静电电极32可为单极形状，也可为双极形状。作为静电电极32的材料，例如可使用钨、钼等。
基体31的内部可设置发热体，通过从基板固定装置1的外部施加电压，该发热体会发热，并可将基体31的承载面31a加热至预定温度。
在基体31的与各气体排出部113对应的位置处设置有贯穿基体31并使气体排出部113的另一端露出的气孔33。气体从气体供给部11经由气孔33可被供给至承载面31a。
气孔33具有从基体31的承载面31a的相反侧的表面即下表面31b向承载面31a侧凹陷的凹部331、从凹部331的底面(台阶面)331a进一步向承载面31a侧凹陷的凹部332、及从凹部332的底面(台阶面)332a贯穿至承载面31a的贯穿孔333。凹部331、凹部332及贯穿孔333例如被同心地设置并相互连通。平面视图中，凹部332的尺寸(Size)小于凹部331的尺寸，贯穿孔333的尺寸小于凹部332的尺寸。但是凹部332的尺寸也可与凹部331的尺寸相同或与贯穿孔333的尺寸相同。
凹部331、凹部332及贯穿孔333的平面形状例如为圆形。此情况下，凹部332的内径小于凹部331的内径，贯穿孔333的内径小于凹部332的内径。凹部331的内径例如为1mm～5mm左右。凹部332的内径例如为0.8mm～4.8mm左右。贯穿孔333的内径例如为0.6mm～3.2mm左右。作为凹部331、凹部332及贯穿孔333的内径的组合的一例，例如可列举出：凹部331的内径＝2mm，凹部332的内径＝0.8mm，贯穿孔333的内径＝0.6.mm。以下对凹部331、凹部332及贯穿孔333的平面形状为圆形时的例子进行说明。
凹部331的深度例如为4mm～8mm左右。凹部332的深度例如为50μm～500μm左右。贯穿孔333的深度例如为1.3mm～1.7mm左右。
凹部331内的整个区域和凹部332内的除了未填充区域33s之外的区域内填充有多孔质体60。贯穿孔333内没有填充多孔质体60。未填充区域33s为从凹部332的底面332a的与贯穿孔333连通的位置向基体31的下表面31b侧凹陷的凹部，是与贯穿孔333连通的空间。未填充区域33s的平面形状为圆形，未填充区域33s的内径与贯穿孔333的内径大致相同。未填充区域33s没有进入凹部331内。也就是说，未填充区域33s的深度比凹部332的深度还浅。就未填充区域33s的深度而言，只要比凹部332的深度还浅，可为任意的深度。
需要说明的是，贯穿孔333和未填充区域33s是一体形成的空间部，但是这里为了方便起见，将相对于凹部332的底面332a的承载面31a侧称为贯穿孔333，并将相对于凹部332的底面332a的凹部331侧称为未填充区域33s。
如图2所示，多孔质体60包含多个球状氧化物陶瓷颗粒601和对多个球状氧化物陶瓷颗粒601进行结合以进行一体化的混合氧化物602。
球状氧化物陶瓷颗粒601的直径例如位于30μm～1000μm的范围内。作为球状氧化物陶瓷颗粒601的一个优选例子，可列举出球状氧化铝颗粒。此外，就球状氧化物陶瓷颗粒601而言，优选以80重量％以上(97重量％以下)的重量比而包含在多孔质体60内。
混合氧化物602固着在多个球状氧化物陶瓷颗粒601的外表面(球面)的一部分上并对这些颗粒进行支撑。混合氧化物602例如由从硅(Si)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)及钇(Y)中选出的两种以上的元素的氧化物形成。
多孔质体60的内部形成有气孔P。气孔P以可使气体从多孔质体60的下侧向上侧进行通过的方式与外部连通。多孔质体60中所形成的气孔P的气孔率优选位于多孔质体60的整体体积的20％～50％的范围内。气孔P的内表面上露出了球状氧化物陶瓷颗粒601的外表面的一部分和混合氧化物602。
需要说明的是，在基体31由氧化铝形成的情况下，基体31优选含有作为其他成分的从硅、镁、钙及钇中选出的两种以上的元素的氧化物。另外，就基体31内的从硅、镁、钙及钇中选出的两种以上的元素的氧化物的组成比而言，优选被设定为，与多孔质体60的混合氧化物602内的从硅、镁、钙及钇中选出的两种以上的元素的氧化物的组成比相同。
这样，通过使基体31和多孔质体60的混合氧化物602之间的氧化物的组成比相同，对多孔质体60进行烧结时，不会发生相互之间的物质的移动，故可确保基体31和多孔质体60的介面的平坦性。
[基板固定装置的制造方法]
图3A至图3B和图4A和图4B是本实施方式的基板固定装置的制造步骤的例示图，示出了与图1B相对应的剖面。这里，参照图3A至图3B和图4A和图4B，以在静电卡盘30上形成气孔33的步骤等为中心进行说明。
首先，藉由包括对生片(Green sheet)进行通孔加工的步骤、在通孔内填充导电膏(Paste)的步骤、形成作为静电电极的图案(Pattern)的步骤、对其他生片进行层叠并进行烧成的步骤、对表面进行平坦化的步骤等的众所周知的制造方法，制作内置有静电电极32的基体31。
然后，如图3A所示，形成从基体31的下表面31b向承载面31a侧凹陷的凹部331。就凹部331而言，如前所述，例如，平面形状为圆形，内径为1mm～5mm左右，深度为4mm～8mm左右。凹部331例如可藉有钻孔(Drill)加工在与底板10的气体排出部113相对应的位置处形成为与气体排出部113相对应的个数。
接下来，如图3B所示，形成从凹部331的底面331a进一步向承载面31a侧凹陷的凹部332。就凹部332而言，如前所述，例如，平面形状为直径小于凹部331的圆形，内径为0.8mm～4.8mm左右，深度为50μm～500μm左右。凹部332例如可藉由钻孔加工与凹部331同心地被形成。
之后，如图3C所示，形成从凹部332的底面332a贯穿至承载面31a的贯穿孔335。就贯穿孔335而言，例如，平面形状为直径小于贯穿孔333(参照图1B)的圆形，内径为0.3mm～1.6mm左右，深度为1.3mm～1.7mm左右。贯穿孔335例如藉由钻孔加工被形成为与凹部331和332同心。需要说明的是，图3B所示的步骤和图3C所示的步骤的顺序也可相反。
接下来，如图4A所示，在凹部331和332内形成多孔质体60。多孔质体60可通过使用刮板(Squeegee)等将作为多孔质体60的前体(前驱体)的膏填充至凹部331和332内并进行烧结而形成。在多孔质体60的一部分从基体31的下表面31b侧突出的情况下，通过研磨等使多孔质体60的端面与基体31的下表面31b大致齐平。这里，就贯穿孔335而言，当将作为多孔质体60的前体的膏填充至凹部331和332时，作为空气的逸出路径是必要的，由此可发挥对膏的填充进行促进的作用。需要说明的是，多孔质体60的一部分可进入贯穿孔335内，但如果贯穿孔335的内径较大，则膏会流出，故优选为对贯穿孔335的内径进行适当的小径化。
作为多孔质体60的前体的膏例如以预定的重量比含有球状氧化铝颗粒。膏的剩余部分例如包含从硅、镁、钙、铝及钇中选出的两种以上的元素的氧化物，还包含有机粘结剂(Binder)和/或溶剂。作为有机粘结剂，例如可使用聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl butyral)。作为溶剂，例如可使用醇(A lcohol)。
然后，准备预先形成了冷却机构15等的底板10，并在底板10上形成粘接层20(未硬化)。接着，将图4A所示的结构体经由粘接层20配置在底板10上，并使粘接层20硬化。
之后，如图4B所示，在形成了贯穿孔335的位置处，形成直径大于贯穿孔335的贯穿孔333。通过对贯穿孔335进行扩大和开口以形成贯穿孔333，与不形成贯穿孔333的情况相比，可增加从底板10侧供给至承载面31a侧的气体的流量，并可提高晶圆的温度控制性。
就贯穿孔333而言，例如，平面形状为直径大于贯穿孔335其小于凹部332的圆形，内径为0.6mm～3.2mm左右，深度为1.3mm～1.7mm左右。贯穿孔333例如可藉由钻孔加工被形成为与凹部331和332同心。
贯穿孔333的基体31内的端面333a被形成为进入凹部332内。也就是说，贯穿孔333的端面333a在基体31的厚度方向上位于凹部332的底面332a和凹部331的底面331a之间。据此，可形成一个从凹部332的底面332a的与贯穿孔333连通的位置向基体31的下表面31b侧凹陷的凹部，该凹部为与贯穿孔333连通的空间即未填充区域33s。
需要说明的是，只要可位于凹部332内，基体31内的端面333a并不一定为平面，例如也可为中央部分的附近与钻头的尖端的形状相对应地向凹部331的底面331a侧进行了凹陷的擂钵状的表面等。
藉由以上的步骤，完成了图1A和图1B所示的基板固定装置1的制作。
这里，参照比较例对基板固定装置1所具有的效果进行说明。图5A至图5C是比较例的基板固定装置的静电卡盘的例示图。如图5A～图5C所示，就比较例的基板固定装置的静电卡盘30X而言，在气孔33被气孔33X置换了这点上，与基板固定装置1的静电卡盘30(参照图1A和图1B等)不同。
基板固定装置1X的气孔33X不具有凹部332。气孔33X由凹部331和从凹部331的底面331a贯穿至承载面31a的贯穿孔333构成。凹部331和贯穿孔333例如被设置为同心并相互连通。平面视图中，贯穿孔333的尺寸小于凹部331的尺寸。另外，就凹部331和贯穿孔333的尺寸范围而言，与基板固定装置1的情况相同。
制作基板固定装置1X时，只要执行图3A至图3C和图4A和图4B所示的步骤中的除了图3B之外的所有的步骤即可。
就静电卡盘30X而言，制造上的偏差会导致存在图5A～图5C所示的三种状态。图5A是静电卡盘30X的理想状态。图5A中，凹部331内的整个区域中填充有多孔质体60，贯穿孔333的内径固定。
相比于图5A，图5B中，尽管凹部331内的整个区域中也填充了多孔质体60，但贯穿孔333的内径并不固定。具体而言，贯穿孔333的与凹部331连通的部分变成了小径部333x。
小径部333x是藉由图6A和图6B所示的步骤制作的。图6A和图6B是基板固定装置1的与图4同样的步骤。图6A的步骤中，向凹部331内填充多孔质体60。图6B的步骤中，藉由钻孔加工形成贯穿孔333，然而，由于制造上的偏差，钻头500的尖端没有到达凹部331的底面331a，故贯穿孔335的凹部331侧没有被加工，作为小径部333x而残留下来。也就是说，小径部333x的内径与图6A的步骤中的贯穿孔335相同。
小径部333x一但形成，则从底板10侧供给至承载面31a侧的气体的流量就会减少，所以从会使晶圆的冷却能力下降的角度来说，并非优选。为此，在实际的制造步骤中，为了避免形成小径部333x，需要留有足够的余量以使钻头500的尖端下降到设计值以上。这样，如图5C所示，尽管未形成小径部333x，但在凹部331中却形成了未填充有多孔质体60的未填充区域33t。
未填充区域33t为从凹部331的底面331a的与贯穿孔333连通的位置向基体31的下表面31b侧凹陷的凹部，是与贯穿孔333连通的空间。未填充区域33t的平面形状为圆形，未填充区域33t的内径与贯穿孔333的内径大致相同。
未填充区域33t是由于在图6B的步骤中钻头500的尖端到达了超过凹部331的底面331a的位置处导致多孔质体60的一部分被除去而形成的空间。凹部331的一部分上一但形成空间，则存在该空间的附近会发生异常放电的情况。这是由本发明的发明人所发现的现象。
这样，在图6B的步骤中，如果为了避免形成小径部333x而留有足够的余量以使钻头500的尖端下降到设计值以上，则气孔33X的形状将变为图5C所示的形状，存在会发生异常放电的情况。需要说明的是，如果气孔33X的形状为图5A所示的理想状态，则不会发生气体流量的减少和异常放电的问题。
然而，本实施方式的基板固定装置1中，在凹部331和贯穿孔333之间配置了凹部332。为此，如果将凹部332的深度设定为比能够对钻头500的尖端的位置进行控制的范围还深，则钻头500的尖端的位置即使出现了偏差，未填充区域33s也会始终位于凹部332内，并且也不会进入凹部331内。
在钻头500的尖端的中央部分为尖状形状的情况下，一般而言突起量为50μm以下。为此，在能以非常高的精度对钻头500的尖端的位置进行控制的情况下，凹部332的深度可为50μm。另一方面，在对制造步骤进行管理的过程中，优选采用即使钻头500的尖端的位置发生了偏差，钻头500的尖端也不会进入凹部331内的方式对凹部332的深度进行确定，此情况下，凹部332的深度为500μm就足够了。即，凹部332的深度优选为50μm以上且500μm以下。
根据本发明的发明人的研究可知，一但未填充区域33s进入凹部331内，则会发生异常放电，但如果使未填充区域33s位于凹部332内，则不会发生异常放电。即，就未填充区域33s没有到达凹部331且凹部331内的整个区域中都填充了多孔质体60的基板固定装置1而言，与比较例等所示的现有的基板固定装置相比，可对异常放电的发生进行抑制。
以上对较佳实施方式等进行了详述，但并不限定于上述实施方式等，只要不脱离权利要求书记载的范围，还可对上述实施方式等进行各种各样变形和置换。
例如，作为本发明的基板固定装置的吸附对象物，除了半导体晶圆(硅晶圆等)之外，还可列举出液晶面板等的制造工艺中所使用的玻璃基板等。
基于上述，可提供一种基板固定装置，具有内部具备气体供给部的底板和设置在所述底板上的静电卡盘，所述静电卡盘具备一个表面为吸附对象物的承载面的基体和贯穿所述基体的气孔，气体从所述气体供给部经由所述气孔被供给至所述承载面，所述气孔具有从所述基体的所述承载面的相反侧的表面向所述承载面侧凹陷的第1凹部、从所述第1凹部的底面进一步向所述承载面侧凹陷的第2凹部、及从所述第2凹部的底面贯穿至所述承载面的贯穿孔，多孔质体填充在所述第1凹部内的整个区域和所述第2凹部内的除了未填充区域之外的区域内，所述未填充区域为从所述第2凹部的底面的与所述贯穿孔连通的位置向所述相反侧的表面凹陷的凹部，所述凹部是与所述贯穿孔连通的空间。
平面视图中，所述第2凹部的尺寸小于所述第1凹部的尺寸，所述贯穿孔的尺寸小于所述第2凹部的尺寸。
所述第2凹部的深度为50μm以上且500μm以下。
所述多孔质体具备连通的多个(plural)气孔，所述气体经由所述连通的多个气孔而被供给。
所述基体和所述多孔质体包含相同的氧化物陶瓷。
所述氧化物陶瓷为氧化铝。
所述基体和所述多孔质体包含相同的两种以上的元素的氧化物，所述基体内的所述氧化物的组成比被设定为与所述多孔质体内的所述氧化物的组成比相同。
所述两种以上的元素可从硅、镁、钙及钇中选出。
还可提供一种静电卡盘，具有：基体，具有用于吸附对象物的第1表面和位于该第1表面的相反侧的第2表面，所述基体包含贯穿孔，所述贯穿孔在所述第1表面上具有第1开口，并且在所述第2表面上具有第2开口，所述贯穿孔具有朝向所述第1开口变细的台阶状的锥形形状(stepped tapering shape)，并且在所述基体内形成有第1台阶面(331a)和比该第1台阶面还接近所述第1表面的第2台阶面(332a)；及多孔质体，在所述基体内从所述第2开口被埋入至所述第2台阶面。其中，所述多孔质体的与所述第2台阶面直接接触的端面包括朝向所述第2开口的凹陷部。
所述凹陷部经由所述第1开口露出于所述静电卡盘的外部。
所述第1台阶面和所述第2台阶面均面向所述第2开口。
所述静电卡盘还具有静电电极，其设置在所述基体的内部。
此外，还可提供一种基板固定装置，具有：底板，其内部具备气体供给部；及位于所述底板上的如上所述的静电卡盘。其中，可从所述气体供给部经由设置了所述多孔质体的所述贯穿孔向所述第1表面供给气体。
最后需要说明的是，以上尽管对本发明的实施方式等进行了说明，但上述内容并不是对本发明进行限定的内容。

Claims (13)

1.一种基板固定装置，具有：
内部具备气体供给部的底板；及
设置在所述底板上的静电卡盘，
所述静电卡盘具备：
一个表面为吸附对象物的承载面的基体；及
贯穿所述基体的气孔，
气体从所述气体供给部经由所述气孔被供给至所述承载面，
其中，所述气孔具有：
从所述基体的所述承载面的相反侧的表面向所述承载面侧凹陷的第1凹部；
从所述第1凹部的底面进一步向所述承载面侧凹陷的第2凹部；及
从所述第2凹部的底面贯穿至所述承载面的贯穿孔，
多孔质体填充于所述第1凹部内的整个区域和所述第2凹部内的除了未填充区域之外的区域，
所述未填充区域为从所述第2凹部的底面的与所述贯穿孔连通的位置向所述相反侧的表面凹陷的凹部，所述凹部是与所述贯穿孔连通的空间。
2.如权利要求1所述的基板固定装置，其中，
平面视图中，所述第2凹部的尺寸小于所述第1凹部的尺寸，所述贯穿孔的尺寸小于所述第2凹部的尺寸。
3.如权利要求1或2所述的基板固定装置，其中，
所述第2凹部的深度为50μm以上且500μm以下。
4.如权利要求1或2所述的基板固定装置，其中，
所述多孔质体具备连通的多个气孔，
经由连通的所述多个气孔供给所述气体。
5.如权利要求1或2所述的基板固定装置，其中，
所述基体和所述多孔质体包含相同的氧化物陶瓷。
6.如权利要求5所述的基板固定装置，其中，
所述氧化物陶瓷为氧化铝。
7.如权利要求1或2所述的基板固定装置，其中，
所述基体和所述多孔质体包含相同的两种以上的元素的氧化物，
所述基体内的所述氧化物的组成比被设定为与所述多孔质体内的所述氧化物的组成比相同。
8.如权利要求7所述的基板固定装置，其中，
所述两种以上的元素选自硅、镁、钙及钇。
9.一种静电卡盘，具有：
基体，具有用于吸附对象物的第1表面和位于该第1表面的相反侧的第2表面，所述基体包含贯穿孔，所述贯穿孔在所述第1表面上具有第1开口，并且在所述第2表面上具有第2开口，所述贯穿孔具有朝向所述第1开口变细的台阶状的锥形形状，并且在所述基体内形成有第1台阶面和比该第1台阶面还接近所述第1表面的第2台阶面；及
多孔质体，在所述基体内从所述第2开口被埋入至所述第2台阶面，
其中，所述多孔质体的与所述第2台阶面直接接触的端面包括朝向所述第2开口的凹陷部。
10.如权利要求9所述的静电卡盘，其中，
所述凹陷部经由所述第1开口露出于所述静电卡盘的外部。
11.如权利要求9所述的静电卡盘，其中，
所述第1台阶面和所述第2台阶面均面向所述第2开口。
12.如权利要求9所述的静电卡盘，还具有：
静电电极，设置在所述基体的内部。
13.一种基板固定装置，具有：
底板，其内部具备气体供给部；及
位于所述底板上的如权利要求9所述的静电卡盘，
其中，从所述气体供给部经由设置了所述多孔质体的所述贯穿孔向所述第1表面供给气体。
CN202010959801.6A 2019-09-18 2020-09-14 基板固定装置 Pending CN112530778A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-169649 2019-09-18
JP2019169649A JP7291046B2 (ja) 2019-09-18 2019-09-18 基板固定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112530778A true CN112530778A (zh) 2021-03-19

Family

ID=74869759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010959801.6A Pending CN112530778A (zh) 2019-09-18 2020-09-14 基板固定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210082731A1 (zh)
JP (1) JP7291046B2 (zh)
KR (1) KR20210033420A (zh)
CN (1) CN112530778A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7515017B1 (ja) 2022-10-14 2024-07-11 日本碍子株式会社 ウエハ載置台

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5720818A (en) * 1996-04-26 1998-02-24 Applied Materials, Inc. Conduits for flow of heat transfer fluid to the surface of an electrostatic chuck
US6490145B1 (en) * 2001-07-18 2002-12-03 Applied Materials, Inc. Substrate support pedestal
WO2007083795A1 (ja) * 2006-01-20 2007-07-26 Tokyo Electron Limited プラズマ処理装置
JP5956379B2 (ja) * 2012-04-27 2016-07-27 日本碍子株式会社 半導体製造装置用部材
JP5984504B2 (ja) * 2012-05-21 2016-09-06 新光電気工業株式会社 静電チャック、静電チャックの製造方法
JP5633766B2 (ja) * 2013-03-29 2014-12-03 Toto株式会社 静電チャック
US10770270B2 (en) * 2016-06-07 2020-09-08 Applied Materials, Inc. High power electrostatic chuck with aperture-reducing plug in a gas hole
JP6722518B2 (ja) * 2016-06-09 2020-07-15 新光電気工業株式会社 焼結体及びその製造方法と静電チャック
US10741425B2 (en) * 2017-02-22 2020-08-11 Lam Research Corporation Helium plug design to reduce arcing
US10688750B2 (en) * 2017-10-03 2020-06-23 Applied Materials, Inc. Bonding structure of E chuck to aluminum base configuration
US11626310B2 (en) * 2018-10-30 2023-04-11 Toto Ltd. Electrostatic chuck
CN111668150B (zh) * 2019-03-05 2024-06-28 Toto株式会社 静电吸盘及处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021048243A (ja) 2021-03-25
KR20210033420A (ko) 2021-03-26
US20210082731A1 (en) 2021-03-18
TW202114046A (zh) 2021-04-01
JP7291046B2 (ja) 2023-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101693187B1 (ko) 정전척
KR102000501B1 (ko) 정전 척
JP2002313781A (ja) 基板処理装置
CN111696906A (zh) 基板固定装置
JP2002313899A (ja) 基板保持構造体および基板処理装置
CN111668150B (zh) 静电吸盘及处理装置
WO2021044885A1 (ja) 静電チャック
CN111048462B (zh) 基板支承装置及其制造方法
JP4540407B2 (ja) 静電チャック
CN112530778A (zh) 基板固定装置
JP2020145281A (ja) 静電チャック
JP7296869B2 (ja) 静電チャック、基板固定装置
JP7449768B2 (ja) 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
JP5268476B2 (ja) 静電チャック
KR20220086487A (ko) 정전 척 및 기판 고정 장치
CN115701648A (zh) 静电卡盘以及基板固定装置
CN111508885A (zh) 静电吸盘
CN111508884A (zh) 静电吸盘
JP7507812B2 (ja) 保持装置
TWI771656B (zh) 靜電吸盤及處理裝置
JP2023141972A (ja) 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
JP2023170413A (ja) 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
JP2023040112A (ja) 静電チャック
KR20200106829A (ko) 정전척 및 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination