TW202410272A - 半導體製造裝置用構件 - Google Patents

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Abstract

一種晶圓載置台10，具備氣體流出通道56、氣體共通通道54、及氣體流入通道52。氣體流出通道56，在晶圓載置面21形成開口，並在晶圓載置台10設置複數個。氣體共通通道54，設在晶圓載置台10之內部，連通於複數個氣體流出通道56。氣體流入通道52，從晶圓載置台10中與晶圓載置面21相反一側的面，連通於氣體共通通道54。氣體流入通道52的數目，少於連通於氣體共通通道54之氣體流出通道56的數目。複數個氣體流出通道56中，接近氣體流入通道52者，其通氣阻力大於遠離氣體流入通道52者。

Description

半導體製造裝置用構件
本發明有關半導體製造裝置用構件。
已知有一種靜電吸盤，具備：陶瓷板，頂面具有晶圓載置面，且內建有電極；及金屬製底板(base plate)，接合於陶瓷板之底面。關於此技術，專利文獻1揭示在上述靜電吸盤，具備：氣體共通通道，在陶瓷板之內部，與晶圓載置面平行設置；複數個氣體流出通道，從氣體共通通道到達晶圓載置面；及一氣體流入通道，將底板沿上下方向貫穿，而連通於氣體共通通道。 [先前技術文獻]
[專利文獻1]日本特開2017－123396號公報
[發明欲解決之課題]
上述專利文獻1中，連通於氣體共通通道之複數個氣體流出通道中，有時越靠近氣體流入通道者，其氣體流量越多。一般而言，在靜電吸盤載置晶圓來對晶圓進行處理之際，藉由氣體流出通道，預先在晶圓背面側之空間充填熱傳導氣體（例如氦氣）。然而，在晶圓背面側之空間充填熱傳導氣體前的階段，一旦氣體流出通道各自的氣體流量不同的話，陶瓷板與晶圓之熱交換會依晶圓的位置而各不相同，晶圓有時會發生溫度不均一而出現問題。
本發明係為解決此種課題而完成，其主要目的為：使得從連通於氣體共通通道之複數個氣體流出通道流出來的氣體，其流量沒有差異。 [解決課題之手段]
[1] 本發明之半導體製造裝置用構件，具有晶圓載置面，該半導體製造裝置用構件具備： 複數個氣體流出通道，在該晶圓載置面形成開口； 氣體共通通道，設在該半導體製造裝置用構件之內部，連通於該複數個氣體流出通道；及 氣體流入通道，從該半導體製造裝置用構件中與該晶圓載置面相反一側的面，連通於該氣體共通通道，且數目少於連通於該氣體共通通道之該氣體流出通道的數目； 該複數個氣體流出通道中，接近該氣體流入通道者，其通氣阻力大於遠離該氣體流入通道者。
此半導體製造裝置用構件中，被導入氣體流入通道之氣體，通過氣體共通通道，而被分配至在該氣體共通通道複數設置的氣體流出通道，並通過氣體流出通道，而流至晶圓載置面。由於氣體流入通道之數目少於氣體流出通道之數目，因此可減少從外部連接於氣體流入通道之氣體導入管的數目。又，複數個氣體流出通道中，接近氣體流入通道者，其通氣阻力大於遠離氣體流入通道者。因此，從連通於氣體共通通道之複數個氣體流出通道流出來之氣體的流量，沒有較大的差異。因此，可抑制晶圓發生溫度不均一而出現問題。
[2] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[1]之半導體製造裝置用構件）中，該通氣阻力，依設在該氣體流出通道之螺旋部的長度或剖面積來調整，或者依設在該氣體流出通道之多孔質部的長度或密度來調整亦可。如此一來，可以相對上簡單的構成，來實現通氣阻力的調整。
[3] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[1]或[2]之半導體製造裝置用構件），可具備：陶瓷板，頂面具有該晶圓載置面，內建有電極；底板，具有導電性，設在該陶瓷板之底面；該氣體共通通道及該氣體流入通道，可設在該底板；該氣體流出通道，可以從該氣體共通通道到達該晶圓載置面之方式，設在該底板及該陶瓷板。
[4] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[3]之半導體製造裝置用構件）中，該底板，可具有冷媒通道；該氣體共通通道，可設在該底板中之該冷媒通道的下方；該通氣阻力，可以該氣體流出通道中從該氣體共通通道到達該底板之頂面為止的部分來調整。如此一來，由於從氣體共通通道到達底板之頂面為止的部分較長，因此可利用此較長的部分，相對上輕易地調整通氣阻力。
[5] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[3]或[4]之半導體製造裝置用構件）中，該底板，可在將該底板沿上下方向貫穿之底板貫穿孔內，具有絕緣套筒；該絕緣套筒可具有：第一連通孔，構成該氣體共通通道之一部分；及第二連通孔，以從該第一連通孔到達該絕緣套筒之頂面的方式設置，構成該氣體流出通道之一部分；該通氣阻力，可以該絕緣套筒之該第二連通孔來調整。如此一來，可藉由與陶瓷板或底板分開設置的絕緣套筒，來調整通氣阻力。又，隨著半導體製造裝置用構件的使用，導致氣體流出通道之一部分亦即絕緣套筒之第二連通孔劣化時，可從底板之底面側取下絕緣套筒，並安裝新的絕緣套筒。因此，可輕易地進行放電防止的維護。
[6] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[5]之半導體製造裝置用構件）中， 該絕緣套筒，可為不能分離的一個構件。如此一來，相較於以複數之構件來構成絕緣套筒的情形，更換作業將簡單化。
[7] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[5]或[6]之半導體製造裝置用構件）中，該絕緣套筒之該第一連通孔，俯視觀察時可為以該第二連通孔為中心，在至少三個方向設置成輻射狀。如此一來，將絕緣套筒***底板貫穿孔時，可以無關乎絕緣套筒之旋轉位置，將流過氣體共通通道而來的氣體，送至氣體流出通道。
[8] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[5]～[7]中任一項之半導體製造裝置用構件）中，該絕緣套筒之外徑，可小於該氣體共通通道之寬度。如此一來，從氣體共通通道之上游側流過來的氣體之一部分，可通過絕緣套筒之外側，而流往氣體共通通道之下游側。
[9] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[5]～[8]中任一項之半導體製造裝置用構件）中，該陶瓷板與該底板，可藉著導電性接合層而接合在一起；該絕緣套筒可***該導電性接合層。如此一來，由於氣體流出通道中通過導電性接合層之部分亦被絕緣套筒包覆起來，因此可防止該部分產生放電。
[10] 本發明之半導體製造裝置用構件（該[5]～[9]中任一項之半導體製造裝置用構件）中，該絕緣套筒之頂面，可藉由頂部樹脂黏接層而與該陶瓷板黏接；該絕緣套筒之底部，可藉由底部樹脂黏接層或密封材料來安裝在該底板。如此一來，可確保絕緣套筒之頂面側的絕緣性，並防止氣體從絕緣套筒之外周往外部漏出來。
接著，使用圖式針對本發明之較佳實施態樣進行說明。圖1係晶圓載置台10之俯視圖，圖2係圖1之A－A剖面圖，圖3係圖2之部分放大圖（一點鏈線之框內的放大圖），圖4係絕緣套筒60之立體圖，圖5係從上方觀察在通過氣體共通通道54之水平面切開晶圓載置台10之切斷面時的剖面圖，圖6係圖5之部分放大圖（一點鏈線之框內的放大圖），圖7係氣體流入通道52、氣體共通通道54、及氣體流出通道56之概略說明圖。又，本說明書中，「上」「下」不表示絕對性的位置關係，乃表示相對性的位置關係。因此，依晶圓載置台10之方向，「上」「下」為「下」「上」、或「左」「右」、或為「前」「後」。
晶圓載置台10，係本發明之半導體製造裝置用構件的一例，如圖2所示，具備：陶瓷板20、底板30、導電性接合層40、氣體共通通道54、氣體流入通道52、氣體流出通道56（參照圖3）、及絕緣套筒60。
陶瓷板20，係氧化鋁燒結體或氮化鋁燒結體等陶瓷製圓板（例如直徑300mm、厚度5mm）。陶瓷板20之頂面，係載置晶圓W之晶圓載置面21。陶瓷板20中，從距離晶圓載置面21較近者起算，依序內建有靜電電極22、及加熱器電極23。陶瓷板20之晶圓載置面21，如圖1所示，沿外緣形成環狀之密封環帶21a，在密封環帶21a之內側的整面，形成複數之圓形小突起21b。密封環帶21a與圓形小突起21b為相同高度，其高度例如為數μm～數十μm。晶圓載置面21中，未設有密封環帶21a或圓形小突起21b之部分，稱為基準面21c。陶瓷板20具有：氣體噴出孔26，構成氣體流出通道56之一部分。氣體噴出孔26，在陶瓷板20之同心圓上設有複數個（在此為六個）。氣體噴出孔26，在晶圓載置面21中之基準面21c形成開口。
靜電電極22，係平面狀之網格電極，藉由未圖示之供電構件，連接於外部的直流電源。供電構件，與導電性接合層40及底板30電性絕緣。當施加直流電壓至靜電電極22時，晶圓W因為靜電吸附力而被吸附固定在晶圓載置面21（具體而言為密封環帶21a之頂面、及圓形小突起21b之頂面），當解除施加直流電壓時，晶圓W對晶圓載置面21之吸附固定則被解除。
加熱器電極23，為電阻發熱體，俯視觀察時遍佈陶瓷板20整體，而從一端至另一端一筆劃地配線而成。加熱器電極23之一端與另一端，隔著未圖示之供電構件，連接有加熱器電源。供電構件，與導電性接合層40及底板30電性絕緣。加熱器電極23，通電時會發熱，而對晶圓載置面21乃至晶圓W進行加熱。
底板30，為導電係數及導熱係數佳的圓板（直徑與陶瓷板20相同、或直徑較陶瓷板20大的圓板）。本實施態樣中，底板30係以導電性接合層30d、30e來接合第一層30a、第二層30b、與第三層30c而成。
底板30之內部，形成有冷媒循環其中之冷媒通道32。冷媒通道32由下述兩者構成：冷媒通道槽34，為設在第一層30a之底面的凹槽；及導電性接合層30d，封閉該冷媒通道槽34之底部開口。在冷媒通道32流動的冷媒，較佳為液體，且具有電絕緣性。電絕緣性之液體，可舉例如氟系惰性液體等。冷媒通道32，俯視觀察時遍佈底板30整體，而從一端（入口）至另一端（出口）一筆劃地形成。冷媒通道32之一端與另一端，分別連接有未圖示之外部冷媒裝置的供給口與回收口。從外部冷媒裝置之供給口被供給至冷媒通道32之一端的冷媒，通過冷媒通道32之後，從冷媒通道32之另一端，回到外部冷媒裝置之回收口，經過溫度調整後，再從供給口被供給至冷媒通道32之一端。底板30連接於射頻（RF）電源，亦使用作射頻電極。
底板30之材料，可舉例如金屬材料、或金屬與陶瓷的複合材料等。金屬材料可舉例如Al、Ti、及Mo或其等之合金等。金屬與陶瓷的複合材料，可舉例如金屬基複合材料（MMC）、或陶瓷基複合材料（CMC）等。此複合材料之具體例子，可舉例如包含Si、SiC及Ti之材料（亦稱SiSiCTi）、使Al及／或Si浸漬於SiC多孔質體而成之材料、Al 2O 3與TiC之複合材料等。底板30之材料，較佳係選擇熱膨脹係數與陶瓷板20之材料接近者。底板30中，可以上述金屬材料、或金屬與陶瓷的複合材料，來製作第一層30a、第二層30b及第三層30c，並以與後述導電性接合層40相同之材料，來製作導電性接合層30d、30e。
導電性接合層40，例如為金屬接合層，接合陶瓷板20之底面、與底板30之頂面。導電性接合層40，例如以熱壓接合法（TCB，Thermal compression bonding）形成。所謂的TCB，係在接合對象的兩個構件之間夾入金屬接合材料，並在加熱至金屬接合材料的固相線溫度以下之溫度的狀態下，加壓接合兩個構件的一種公知方法。
氣體共通通道54，係在底板30之內部與晶圓載置面21平行（亦即在水平方向）設置。又，所謂的平行，除了完全平行的情形，即使不完全平行，但只要在容許的誤差（例如公差）範圍內即視為平行。氣體共通通道54，如圖2所示，為設在底板30的第二層30b與第三層30c之間的通道，且設在冷媒通道32之下方。氣體共通通道54的上下方向之高度，包含導電性接合層30e的上下方向之高度（厚度）。氣體共通通道54，如圖5所示，俯視觀察時呈C字形（圓弧形），從一端朝另一端設有複數個（在此為六個）套筒插通部54a。套筒插通部54a，係俯視觀察時氣體共通通道54膨起成圓弧形的部分，其內徑大於絕緣套筒60之外徑。因此，套筒插通部54a的圓弧形壁面與絕緣套筒60之間，形成氣體可通過其中的空間。複數之套筒插通部54a，沿氣體共通通道54而約略等間隔設置。複數個絕緣套筒60約略等間隔設置在晶圓載置台10之外形所形成的圓之同心圓上。
氣體流出通道56，就每一氣體共通通道54設置複數個（在此為六個），從氣體共通通道54到達晶圓載置面21之基準面21c。
氣體流入通道52設置成：從底板30之底面（晶圓載置台10中與晶圓載置面21相反一側的面），到達氣體共通通道54之一端。氣體流入通道52，其數目少於連通於氣體共通通道54之氣體流出通道56的數目，在此設置一個。
絕緣套筒60，如圖3所示，配置在將底板30沿上下方向貫穿之底板貫穿孔31。絕緣套筒60，以電絕緣性材料（例如與陶瓷板20相同之材料）來製作。底板貫穿孔31，設置成不貫穿冷媒通道32。絕緣套筒60，如圖4所示，為不能分離的一個圓柱體，具有：第一連通孔64，構成氣體共通通道54之一部分；及第二連通孔66，構成氣體流出通道56之一部分。第一連通孔64，沿水平方向設置。本實施態樣中，第一連通孔64，如圖6所示，俯視觀察時以第二連通孔66為中心，等角度（或約略等角度）在三個方向各自形成輻射狀。第一連通孔64，從絕緣套筒60之中心朝徑向外側直徑逐漸擴大係屬較佳。第二連通孔66，如圖4所示，從複數第一連通孔64的交叉點，沿絕緣套筒60之中心軸，到達絕緣套筒60之頂面。第二連通孔66，與陶瓷板20之氣體噴出孔26一起構成氣體流出通道56（參照圖3）。第二連通孔66具有螺旋部67。絕緣套筒60之頂部，如圖3所示，***將導電性接合層40沿上下方向貫穿之接合層貫穿孔41，並藉由絕緣性之樹脂黏接層28黏接於陶瓷板20。底板貫穿孔31之底部，為直徑大於其他部分之大直徑部31d。絕緣套筒60之底部，藉由「充填在絕緣套筒60、與底板貫穿孔31的大直徑部31d之間的樹脂黏接層38」而黏接固定。
圖7顯示沿C字形之氣體共通通道54的中心線將晶圓載置台10沿上下方向切開之剖面圖在平面上放大的樣子。圖7由於是顯示氣體流入通道52、氣體共通通道54、及氣體流出通道56之連接關係的說明圖，因此省略與這三個構件無關之構成要素。複數個絕緣套筒60之螺旋部67的長度，越是接近氣體流入通道52者（亦即越上游者）越長，越是遠離氣體流入通道52者（亦即越下游者）越短。藉此，複數個絕緣套筒60之通氣阻力，越是接近氣體流入通道52者越大，越是遠離氣體流入通道52者越小。螺旋部67的長度，亦可改為螺旋部67的捲繞次數。以此方式，通氣阻力，乃是以氣體流出通道56中從氣體共通通道54到達底板30之頂面為止的部分來調整，亦即以第二連通孔66來調整。各絕緣套筒60之螺旋部67的長度設定為：將氣體導入氣體流入通道52時，從各氣體噴出孔26噴出來之氣體的流量相同（或約略相同）。
接著，根據圖8，針對晶圓載置台10之製造方法的一例進行說明。圖8係晶圓載置台10的製程圖。在此，例示以MMC來製作底板30之情形。首先，準備一陶瓷板20，其內建有靜電電極22及加熱器電極23（圖8A）。例如，製作內建有靜電電極22及加熱器電極23之陶瓷粉末的生坯(green body)，並熱壓燒製該生坯，藉以得到陶瓷板20。接著，在該陶瓷板20形成氣體噴出孔26（圖8B)。
與此同時，準備MMC製的第一層～第三層30a～30c（圖8C）。然後，藉由機械加工，在第一層～第三層30a～30c適當地形成凹槽或孔（圖8D）。具體而言，在第一層30a之底面形成冷媒通道槽34。並且，在第一層30a形成將第一層30a沿上下方向貫穿之第一層貫穿孔31a。又，在第二層30b形成將第二層30b沿上下方向貫穿之第二層貫穿孔31b，在第三層30c形成將第三層30c沿上下方向貫穿、有段差的第三層貫穿孔31c。第一層貫穿孔31a～第三層貫穿孔31c，為構成底板貫穿孔31者。又，在第二層30b之底面、及第三層30c之頂面，形成最後成為氣體共通通道54的凹槽（未圖示）。例如，陶瓷板20為氧化鋁製時，第一層～第三層30a～30c為SiSiCTi製或AlSiC製較佳。其原因為：氧化鋁之熱膨脹係數與SiSiCTi或AlSiC之熱膨脹係數可約略相同。
SiSiCTi製的層（圓板構件），例如可以下述方式製作。首先，將碳化矽、金屬Si、及金屬Ti混合，來製作粉體混合物。接著，將所得到之粉體混合物單軸加壓成形，來製作圓板狀生坯，並在惰性環境氣體下熱壓燒製該生坯，以得到SiSiCTi製的圓板構件。
接著，在第三層30c與第二層30b之間，配置金屬接合材料82；在第二層30b與第一層30a之間，配置金屬接合材料81；在第一層30a與陶瓷板20之間，配置金屬接合材料80（圖8E）。金屬接合材料80、81、82中，在與第一層貫穿孔31a～第三層貫穿孔31c對向之位置，預先設置貫穿孔。又，金屬接合材料81中，在形成氣體共通通道54之位置，預先設置貫穿孔（長孔）。接著，將其等加以層積而形成積層體，並以金屬接合材料80、81、82之固相線溫度以下（例如，從固相線溫度減去20℃之溫度以上、固相線溫度以下）的溫度，將積層體加壓而接合，然後回到室溫。藉此，第一層30a～第三層30c，藉著金屬接合材料81、82變化而成之導電性接合層30d、30e而接合在一起，成為底板30；陶瓷板20與底板30，藉著金屬接合材料80變化而成之導電性接合層40而接合在一起（圖8F）。又，第一層貫穿孔31a～第三層貫穿孔31c接在一起，而形成底板貫穿孔31。金屬接合材料80、81、82，可使用Al－Mg系接合材料或Al－Si－Mg系接合材料。例如，使用Al－Si－Mg系接合材料來進行TCB時，在真空環境氣體下加熱後之狀態，將積層體加壓。
接著，在陶瓷板20之露出於底板貫穿孔31的底面，塗佈作為黏接材料的樹脂膏，並將絕緣套筒60***底板貫穿孔31，而黏接在陶瓷板20，最後以樹脂膏來密封絕緣套筒60之底部的周圍。其結果，絕緣套筒60之頂部藉由樹脂黏接層28黏接在陶瓷板20，絕緣套筒60之底部藉由樹脂黏接層38來密封。藉此，可得到晶圓載置台10（圖8G）。
接下來，針對絕緣套筒60之製作方法的一例進行說明。此絕緣套筒60，可根據WO2020／217406之「三維燒製體的製法」來製作。
首先，製作絕緣套筒生坯。絕緣套筒生坯，係燒製後成為絕緣套筒60者。絕緣套筒生坯之尺寸，乃是考慮燒製時經過烘烤而硬化緊縮，根據絕緣套筒60之尺寸來設定。絕緣套筒生坯，使用成形模來製作。成形模，在呈杯狀（有底筒狀）之本體的內部具有砂心(core)。成形模中除了砂心以外之內部空間（成形用空間）的形狀，係與絕緣套筒生坯相同的形狀。
成形模，以公知的3D列印來製作。3D列印重複一連串操作，其從噴頭朝平台噴吐硬化前流體，而形成硬化前層狀物，並使該硬化前層狀物硬化。3D列印中，硬化前流體包含：模型材，構成成形模中最後需要的部位；及支撐材，構成成形模中支撐模型材之基礎部分，且最後會被去除的部位。模型材，使用不溶於預定之清洗液（水、有機溶劑、酸、鹼溶液等）的材料（例如石蠟等蠟）；支撐材，使用可溶於預定之清洗液的材料（例如羥基蠟）。3D列印中，使用「從成形模之下方往上方，每隔預定間隔分別沿水平方向切開成層狀而得的切片資料」來形成構造物。切片資料，乃是藉由對CAD資料進行加工來製作。切片資料中，有些是混雜有模型材及支撐材的切片資料，亦有僅有模型材的切片資料。以3D列印製造而得的構造物，藉由浸漬於清洗液，以使硬化後之支撐材溶解而去除，可得到僅由硬化後之模型材構成的物體亦即成形模。
絕緣套筒生坯，使用此成形模來鑄造成形而製作。具體而言，在成形模之成形用空間，注入包含陶瓷粉體、溶劑、分散劑、及膠化劑之陶瓷漿體，並使膠化劑產生化學反應，而使陶瓷漿體膠化，藉以在成形模之內部製作絕緣套筒生坯。其後，對於內部製作有絕緣套筒生坯的成形模，僅熔融去除或燃燒去除其中的成形模，藉以得到絕緣套筒生坯。最後，燒製該絕緣套筒生坯，並調整燒製體之外形尺寸，藉以得到絕緣套筒60。
接著，針對如此構成之晶圓載置台10的使用例進行說明。首先，在未圖示之處理室內設有晶圓載置台10的狀態下，將晶圓W載置於晶圓載置面21。然後，以真空泵使處理室內減壓，而調整為預定之真空度，並對陶瓷板20之靜電電極22施加直流電壓，而產生靜電吸附力，將晶圓W吸附固定在晶圓載置面21（具體而言為密封環帶21a之頂面、或圓形小突起21b之頂面）。又，讓加熱器電極23通電，而使陶瓷板20發熱，將晶圓W加熱至預定溫度。進一步對於氣體流入通道52，將背面氣體從未圖示之貯氣瓶導入其中。作為背面氣體，使用熱傳導氣體（例如He氣等）。被導入氣體流入通道52之背面氣體，通過氣體共通通道54，而被分配至複數個氣體流出通道56，並裝填入晶圓W的背面、與晶圓載置面21的基準面21c之間的空間（以晶圓W之背面與晶圓載置面21之密封環帶21a、圓形小突起21b、及基準面21c包圍起來的空間）。由於存在此背面氣體，因此可有效率地進行晶圓W與陶瓷板20之熱傳導。接著，使處理室內形成預定壓力（例如數十～數百Pa）之反應氣體環境氣體，並在此狀態下，對處理室內設在頂棚部分之未圖示的頂部電極、與晶圓載置台10的底板30之間，施加射頻電壓而產生電漿。晶圓W之表面，以所產生的電漿來處理。底板30之冷媒通道32，有冷媒適時循環其中。
流入氣體流入通道52之熱傳導氣體，如圖6所示，從氣體共通通道54的套筒插通部54a之上游側，流至絕緣套筒60時，其中一部分流入絕緣套筒60之第一連通孔64。流入第一連通孔64之氣體的一部分，經過第二連通孔66及氣體噴出孔26（亦即氣體流出通道56），被供給至晶圓W之背面的空間，其餘氣體通過其他第一連通孔64，而流至氣體共通通道54中之絕緣套筒60的下游側。又，未流入絕緣套筒60之第一連通孔64的氣體，通過絕緣套筒60、與氣體共通通道54之套筒插通部54a的間隙，而流至絕緣套筒60之下游側。
背面氣體被充填於晶圓W背面、與晶圓載置面21的基準面21c之間的空間前的階段，背面氣體在該空間逐漸地積存起來。在此階段，一旦氣體流出通道56各自的氣體流量不同的話，陶瓷板20與晶圓W之熱交換會依晶圓W的位置而各不相同。然而，本實施態樣中，由於調整通氣阻力，俾複數個氣體流出通道56之氣體流量相同或約略相同，因此不易發生陶瓷板20與晶圓W之熱交換依晶圓W之位置而各不相同的情況。
以上詳述之晶圓載置台10中，被導入氣體流入通道52之氣體，通過氣體共通通道54，而被分配至在該氣體共通通道54複數設置的氣體流出通道56，並通過氣體流出通道56，而流至晶圓載置面21。由於氣體流入通道52之數目少於氣體流出通道56之數目，因此可減少從外部連接於氣體流入通道52之氣體導入管的數目。又，複數個氣體流出通道56中，接近氣體流入通道52者，其通氣阻力大於遠離氣體流入通道52者。因此，氣體被充填於晶圓W背面、與晶圓載置面21的基準面21c之間的空間前的階段，從連通於氣體共通通道54之複數個氣體流出通道56流出來之氣體的流量，沒有較大的差異。因此，在此階段可抑制晶圓W發生溫度不均一而出現問題。
又，通氣阻力，乃是依設在氣體流出通道56之螺旋部67的長度來調整。因此，可以相對上簡單的構成，來實現通氣阻力的調整。
又，通氣阻力，乃是以氣體流出通道56中從氣體共通通道54到底板30之頂面為止的部分來調整。由於從氣體共通通道54到底板30之頂面為止的部分較長，因此可利用此較長的部分，相對上輕易地調整通氣阻力。
又，本發明藉由與陶瓷板20或底板30分開設置的絕緣套筒60，來調整通氣阻力。因此，隨著晶圓載置台10的使用，導致氣體流出通道56之一部分亦即絕緣套筒60之第二連通孔66劣化時，可從底板30之底面側取下絕緣套筒60，並安裝新的絕緣套筒60。因此，可輕易地進行放電防止的維護。
又，絕緣套筒60，由於是不能分離的一個圓柱體，因此相較於以複數之構件來構成絕緣套筒的情形，更換作業將簡單化。
又，絕緣套筒60之第一連通孔64，俯視觀察時以第二連通孔66為中心，在三個方向設置成輻射狀。因此，將絕緣套筒60***底板貫穿孔31時，可以無關乎絕緣套筒60之旋轉位置，將從氣體共通通道54之上游側流過來的氣體，送至第二連通孔66（氣體流出通道56）（圖6）。
又，絕緣套筒60之外徑，小於氣體共通通道54的套筒插通部54a之寬度。因此，從氣體共通通道54之上游側流過來的氣體之一部分，可通過絕緣套筒60之外側（絕緣套筒60與套筒插通部54a之間），而流往氣體共通通道54之下游側（圖6）。
又，陶瓷板20與底板30，以導電性接合層40來接合，絕緣套筒60***該導電性接合層40。藉此，由於氣體流出通道56中通過導電性接合層40之部分亦被絕緣套筒60包覆起來，因此可防止該部分產生放電。
又，絕緣套筒60之頂面，藉由樹脂黏接層28與陶瓷板20黏接；絕緣套筒60之底部，藉由樹脂黏接層38安裝在底板30。因此，可確保絕緣套筒60之頂面側的絕緣性，並防止氣體從絕緣套筒60之外周往外部漏出來。
又，氣體流入通道52，就每一氣體共通通道54設置一個。因此，可最大限度減少設在底板30之氣體流入通道52的數目。
又，絕緣套筒60的第一連通孔64之高度，包含氣體共通通道54之高度。因此下述情況不可能發生：將絕緣套筒60***底板貫穿孔31後，絕緣套筒60之第一連通孔64相對於底板30之氣體共通通道54在上下方向偏離，而導致氣體共通通道54之剖面縮窄。
又，本發明完全不受上述實施態樣限定，只要屬於本發明之技術範圍，可以各種態樣來實施，自不待言。
上述實施態樣中，氣體共通通道54之一端連接有氣體流入通道52，但不特別限定於此。例如圖9所示，亦可形成：氣體輔助通道153，從俯視觀察呈C字形之氣體共通通道154的中央，朝晶圓載置台10之中心，沿水平方向延伸。並且，在該氣體輔助通道153之端部，連接有從底板30之底面沿上下方向延伸的氣體流入通道152。此時，在氣體共通通道154之兩端，分別設有套筒插通部54a及絕緣套筒60。被導入氣體流入通道152之氣體，當其從氣體輔助通道153到達氣體共通通道154時，分成順時針方向及逆時針方向兩邊流開來（參照圖9之箭頭）。複數之絕緣套筒60中，接近氣體流入通道152者（亦即上游者），其第二連通孔之通氣阻力，大於遠離氣體流入通道152者（亦即下游者）。因此，圖9中，亦發揮與上述實施態樣相同之作用效果。又，圖9中，與上述實施態樣相同之構成要素，標註同一符號。
上述實施態樣中，絕緣套筒60為不能分離的一個構件，但不特別限定於此。例如圖10所示，亦可使用具備各自獨立之下部圓柱體161、及上部圓柱體162的絕緣套筒160，來取代絕緣套筒60。圖10A係絕緣套筒160之立體圖，圖10B係其縱剖面圖。下部圓柱體161及上部圓柱體162，使用電絕緣性材料（例如與陶瓷板20相同之材料）來製作。下部圓柱體161，為實心之圓柱體。下部圓柱體161的頂面、與上部圓柱體162的底面之間，形成間隙。此間隙為構成氣體共通通道54之一部分的第一連通孔161a。上部圓柱體162具有第二連通孔162a。第二連通孔162a，連通於氣體噴出孔26，與氣體噴出孔26一起構成氣體流出通道56。第二連通孔162a具備：多孔質圓柱體162b，位在從上部圓柱體162之底面，到上方之預定高度為止的區間（大直徑的收納部）。收納部之高度，與多孔質圓柱體162b之高度相同。多孔質圓柱體162b，被壓入收納部內，使氣體可在上下方向流通。多孔質圓柱體162b，使用電絕緣性材料（例如與陶瓷板20相同之材料）來製作。此絕緣套筒160，在氣體共通通道54複數配置，但越是接近氣體流入通道52者（上游者），收納部及多孔質圓柱體162b在上下方向之長度越長（亦即通氣阻力越大），越是遠離氣體流入通道52者（下游者），收納部及多孔質圓柱體162b在上下方向之長度越短（亦即通氣阻力越小）。使用此絕緣套筒160時，亦可發揮與上述實施態樣相同之效果。但是，由於絕緣套筒160以兩個獨立之構件來構成，因此相較於絕緣套筒60，更換作業將稍微繁複。又，亦可依多孔質圓柱體162b之密度，來調整通氣阻力，而不依多孔質圓柱體162b在上下方向之長度，來調整通氣阻力。然而，考慮調整容易度的話，依多孔質圓柱體162b在上下方向之長度來調整，係屬較佳。
上述實施態樣中，藉由設在絕緣套筒60的第二連通孔66之螺旋部67的長度，來調節通氣阻力，但不特別限定於此。例如，藉由螺旋部67之通道剖面積（例如孔直徑），來調節通氣阻力亦可。或者，於絕緣套筒60的第二連通孔66不設置螺旋部67而做成直線狀，並在第一連通孔64與第二連通孔66之交叉點安裝針形閥(needle valve)，依針形閥之旋入量，來調整從第一連通孔64連往第二連通孔66之通道剖面積，而調整通氣阻力亦可。但是，由於剖面積會因為些微之差異，就造成通氣阻力大幅度地變化，因此考慮製造時之操作性的話，不藉由剖面積，而藉由長度來調節通氣阻力，係屬較佳。
上述實施態樣中，絕緣套筒60之第一連通孔64，俯視觀察時以第二連通孔66為中心，在三個方向設置成輻射狀，但在四個方向以上設置成輻射狀亦可。圖11係俯視觀察時以第二連通孔66為中心，將第一連通孔264在四個方向設置成輻射狀之例子的說明圖。在此，四個第一連通孔264係等角度（約略等角度）分別設置。以此方式，在底板貫穿孔31安裝絕緣套筒60之際，同樣不必考慮第一連通孔264之方向。或者，如圖12所示，亦可設置：第一連通孔364，呈直線狀，俯視觀察時與第二連通孔66交叉。此時，在底板貫穿孔31安裝絕緣套筒60之際，將必須使直線狀之第一連通孔364的方向，與氣體共通通道54的方向對準。又，圖11及圖12中，與上述實施態樣相同之構成要素，標註同一符號。
上述實施態樣中，以樹脂黏接層38，將絕緣套筒60之底部黏接密封在底板貫穿孔31之大直徑部31d，但不特別限定於此。例如圖13所示，在絕緣套筒60、與底板貫穿孔31的大直徑部31d之間配置密封環39，而防止氣體從絕緣套筒60之外周往外部漏出來亦可。密封環39，可為金屬製，亦可為樹脂製。又，圖13中，與上述實施態樣相同之構成要素，標註同一符號。
上述實施態樣中，在氣體共通通道54的套筒插通部54a、與絕緣套筒60之間，設置氣體可通過其中的間隙，但不特別限定於此。例如，在氣體共通通道54不形成套筒插通部54a，而使絕緣套筒60之外徑，小於氣體共通通道54之寬度亦可。以此方式，亦可發揮與上述實施態樣相同之作用效果。或者，如圖14所示，省略膨起成圓弧形的套筒插通部54a，並使絕緣套筒60之外徑，與氣體共通通道54之寬度相同（或約略相同）亦可。又，圖14中，與上述實施態樣相同之構成要素，標註同一符號。此時，氣體無法通過絕緣套筒60之外側，而無法流往氣體共通通道54之下游側，但除此之外，可發揮與上述實施態樣相同的作用效果。
上述實施態樣中，在構成氣體流出通道56之一部分的第二連通孔66，設置螺旋部67，但設置鋸齒部來取代螺旋部67，而以該鋸齒部的長度等，來調整氣體通道阻力亦可。
上述實施態樣中，以氣體流出通道56中之底板30內之第二連通孔66來調整通氣阻力，但不特別限定於此。例如，以氣體流出通道56中之陶瓷板20內之氣體噴出孔26來調整通氣阻力亦可。
上述實施態樣中，將氣體共通通道54設在底板30，但將氣體共同通道設在陶瓷板20亦可。此時，通氣阻力，乃是以從氣體共通通道到晶圓載置面為止之通道來調整。
上述實施態樣中，氣體流入通道52之數目，就每一氣體共通通道54為一個，但只要少於設在氣體共通通道54之氣體流出通道56的數目即可。例如，就每一氣體共通通道54，氣體流入通道52之數目為兩個時，判定複數個氣體流出通道56接近抑或遠離氣體流入通道52時，使用由氣體流出通道56到氣體流入通道52的距離接近者來判定即可。
上述實施態樣中，氣體共通通道54，俯視觀察時呈C字形，但不特別限定於此。例如，俯視觀察時呈漩渦狀亦可。又，將俯視觀察時呈C字形之氣體共通通道54，沿複數之同心圓來複數設置亦可。
上述實施態樣中，在陶瓷板20內建有靜電電極22及加熱器電極23，但不特別限定於此。例如，在陶瓷板20僅內建有靜電電極22或加熱器電極23亦可。或者，將加熱器電極23在厚度方向內建有兩段或兩段以上亦可。
上述實施態樣中，可設置將晶圓載置台10貫穿之升降銷孔。升降銷孔，係使晶圓W相對於晶圓載置面21升降之升降銷***穿通其中的孔。升降銷孔，例如以三支升降銷支持晶圓W時，乃設在三處。
上述實施態樣中，陶瓷板20係藉由熱壓燒製陶瓷粉末之生坯來製作，此時之生坯，可層積複數片帶狀生坯來製作，亦可以模具鑄造法來製作，亦可藉由擠壓陶瓷粉末來製作。
本申請案，以2022年6月30日申請之國際申請案PCT／JP2022／026285為主張優先權的基礎案，並引用其全部內容，寫入本說明書。 [產業利用性]
本發明之半導體製造裝置用構件，例如可使用於以電漿等來處理晶圓之領域。
10:晶圓載置台 20:陶瓷板 21:晶圓載置面 21a:密封環帶 21b:圓形小突起 21c:基準面 22:靜電電極 23:加熱器電極 26:氣體噴出孔 28:樹脂黏接層 30:底板 30a:第一層 30b:第二層 30c:第三層 30d,30e:導電性接合層 31:底板貫穿孔 31a:第一層貫穿孔 31b:第二層貫穿孔 31c:第三層貫穿孔 31d:大直徑部 32:冷媒通道 34:冷媒通道槽 38:樹脂黏接層 39:密封環 40:導電性接合層 41:接合層貫穿孔 52:氣體流入通道 54:氣體共通通道 54a:套筒插通部 56:氣體流出通道 60:絕緣套筒 64:第一連通孔 66:第二連通孔 67:螺旋部 80,81,82:金屬接合材料 152:氣體流入通道 153:氣體輔助通道 154:氣體共通通道 160:絕緣套筒 161:下部圓柱體 161a:第一連通孔 162:上部圓柱體 162a:第二連通孔 162b:多孔質圓柱體 264,364:第一連通孔 W:晶圓
[圖1]晶圓載置台10之俯視圖。 [圖2]圖1之A－A剖面圖。 [圖3]圖2之部分放大圖。 [圖4]絕緣套筒60之立體圖。 [圖5]從上方觀察在通過氣體共通通道54之水平面切開晶圓載置台10之切斷面時的剖面圖 [圖6]圖5之部分放大圖。 [圖7]氣體流入通道52、氣體共通通道54、及氣體流出通道56之概略說明圖。 [圖8]（A）～（G）晶圓載置台10之製程圖。 [圖9]氣體共通通道154之說明圖。 [圖10] （A）、（B）絕緣套筒160之說明圖（立體圖及縱剖面圖）。 [圖11]具備第一連通孔264之絕緣套筒60的說明圖。 [圖12]具備第一連通孔364之絕緣套筒60的說明圖。 [圖13]在絕緣套筒60的底部配置密封環39之例子的說明圖。 [圖14]絕緣套筒60之外徑、與氣體共通通道54之寬度約略相同的例子之說明圖。
10:晶圓載置台
20:陶瓷板
26:氣體噴出孔
30:底板
52:氣體流入通道
54:氣體共通通道
56:氣體流出通道
60:絕緣套筒
64:第一連通孔
66:第二連通孔
67:螺旋部

Claims (10)

  1. 一種半導體製造裝置用構件，具有晶圓載置面； 具備： 複數個氣體流出通道，在該晶圓載置面形成開口； 氣體共通通道，設在該半導體製造裝置用構件之內部，連通於該複數個氣體流出通道；及 氣體流入通道，從該半導體製造裝置用構件中與該晶圓載置面相反一側的面，連通於該氣體共通通道，且數目少於連通於該氣體共通通道之該氣體流出通道的數目； 該複數個氣體流出通道中，接近該氣體流入通道者，其通氣阻力大於遠離該氣體流入通道者； 該通氣阻力，依設在該氣體流出通道之螺旋部的長度來調整，或者依設在該氣體流出通道之多孔質部的長度或密度來調整。
  2. 如請求項1之半導體製造裝置用構件，具備： 陶瓷板，頂面具有該晶圓載置面，內建有電極； 底板，具有導電性，設在該陶瓷板之底面； 該氣體共通通道及該氣體流入通道，設在該底板； 該氣體流出通道，以從該氣體共通通道到達該晶圓載置面之方式，設在該底板及該陶瓷板。
  3. 如請求項2之半導體製造裝置用構件，其中， 該底板，具有冷媒通道； 該氣體共通通道，設在該底板中之該冷媒通道的下方； 該通氣阻力，以該氣體流出通道中從該氣體共通通道到達該底板之頂面為止的部分來調整。
  4. 一種半導體製造裝置用構件，具有晶圓載置面； 具備： 複數個氣體流出通道，在該晶圓載置面形成開口； 氣體共通通道，設在該半導體製造裝置用構件之內部，連通於該複數個氣體流出通道； 氣體流入通道，從該半導體製造裝置用構件中與該晶圓載置面相反一側的面，連通於該氣體共通通道，且數目少於連通於該氣體共通通道之該氣體流出通道的數目； 陶瓷板，頂面具有該晶圓載置面，內建有電極；及 底板，具有導電性，設在該陶瓷板之底面； 該複數個氣體流出通道中，接近該氣體流入通道者，其通氣阻力大於遠離該氣體流入通道者； 該氣體共通通道及該氣體流入通道，設在該底板； 該氣體流出通道，以從該氣體共通通道到達該晶圓載置面之方式，設在該底板及該陶瓷板； 該底板，在將該底板沿上下方向貫穿之底板貫穿孔內，具有絕緣套筒； 該絕緣套筒具有：第一連通孔，構成該氣體共通通道之一部分；及第二連通孔，以從該第一連通孔到達該絕緣套筒之頂面的方式設置，構成該氣體流出通道之一部分； 該通氣阻力，以該絕緣套筒之該第二連通孔來調整。
  5. 如請求項4之半導體製造裝置用構件，其中， 該通氣阻力，依設在該氣體流出通道之螺旋部的長度或剖面積來調整，或者依設在該氣體流出通道之多孔質部的長度或密度來調整。
  6. 如請求項4或5之半導體製造裝置用構件，其中， 該絕緣套筒，為不能分離的一個構件。
  7. 如請求項4或5之半導體製造裝置用構件，其中， 該絕緣套筒之該第一連通孔，俯視觀察時以該第二連通孔為中心，在至少三個方向設置成輻射狀。
  8. 如請求項4或5之半導體製造裝置用構件，其中， 該絕緣套筒之外徑，小於該氣體共通通道之寬度。
  9. 如請求項4或5之半導體製造裝置用構件，其中， 該陶瓷板與該底板，藉著導電性接合層而接合在一起； 該絕緣套筒***該導電性接合層。
  10. 如請求項4或5之半導體製造裝置用構件，其中， 該絕緣套筒之頂面，藉由頂部樹脂黏接層而與該陶瓷板黏接；該絕緣套筒之底部，藉由底部樹脂黏接層或密封材料來安裝在該底板。
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