CN115719725A - 基板固定装置 - Google Patents

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CN115719725A CN202111313161.2A CN202111313161A CN115719725A CN 115719725 A CN115719725 A CN 115719725A CN 202111313161 A CN202111313161 A CN 202111313161A CN 115719725 A CN115719725 A CN 115719725A
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小黑浩树
木下裕辅
中村祐一
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Abstract

本发明提供一种基板固定装置，即使在静电吸附部件较薄的情况下，其也能够对放电进行抑制。该基板固定装置包括：底板，形成有通孔；电极引脚，穿插于所述通孔的内侧；以及静电吸附部件，包括与所述电极引脚连接的吸附电极，其中，所述底板具有金属部件，所述金属部件具备与所述静电吸附部件相对的第一表面，在所述第一表面上形成有凹部，该凹部与所述通孔连通，并且在从垂直于所述第一表面的方向进行俯视观察时包含所述通孔。

Description

基板固定装置
技术领域
本公开涉及一种基板固定装置。
背景技术
作为用于晶圆等基板的固定的基板固定装置，已知一种基板固定装置，其在用于内置吸附电极的静电吸附部件上形成有电极引脚用的开口部、以及开口部的底板侧的端部附近的凹部。通过形成有凹部，使得电极引脚的与吸附电极之间的连接部与底板之间的距离变大，并使连接部与底板之间的放电得到抑制。
专利文献1：日本特开2015-225952号公报
专利文献2：日本特开2007-258615号公报
在静电吸附部件较薄的情况下，无法形成足够深度的凹部，从而有可能难以对放电进行抑制。
发明内容
本公开的目的在于提供一种基板固定装置，即使在静电吸附部件较薄的情况下，其也能够对放电进行抑制。
根据本公开的一个方面，提供一种基板固定装置，包括：底板，形成有通孔；电极引脚，穿插于所述通孔的内侧；以及静电吸附部件，包括与所述电极引脚连接的吸附电极，其中，所述底板具有金属部件，所述金属部件具备与所述静电吸附部件相对的第一表面，在所述第一表面上形成有凹部，该凹部与所述通孔连通，并且在从垂直于所述第一表面的方向进行俯视观察时包含所述通孔。
根据本公开，即使在静电吸附部件较薄的情况下，也能够对放电进行抑制。
附图说明
图1是示出根据第1实施方式的基板固定装置的剖面图。
图2是示出根据第1实施方式的基板固定装置的制造方法的剖面图(其1)。
图3是示出根据第1实施方式的基板固定装置的制造方法的剖面图(其2)。
图4是示出根据第1实施方式的基板固定装置的制造方法的剖面图(其3)。
图5是示出根据参考例的基板固定装置的剖面图。
图6是示出根据第2实施方式的基板固定装置的剖面图。
图7是示出根据第2实施方式的基板固定装置的制造方法的剖面图(其1)。
图8是示出根据第2实施方式的基板固定装置的制造方法的剖面图(其2)。
附图标记说明
1、2：基板固定装置
100：底板
110：金属部件
111：通孔
112：凹部
120：绝缘膜
200：静电吸附部件
300：电极引脚
400、600、700：绝缘套筒
500：粘接层
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式具体进行说明。需要说明的是，在本说明书和图式中，有时针对具有实质上相同的功能构成的构成要素，赋予相同的符号以省略重复的说明。
(第1实施方式)
首先，对第1实施方式进行说明。第1实施方式涉及基板固定装置。
[基板固定装置的构成]
图1是示出根据第1实施方式的基板固定装置的剖面图。如图1所示，根据第1实施方式的基板固定装置1包括作为主要构成要素的底板100、静电吸附部件200、电极引脚300、绝缘套筒400、以及粘接层500。
底板100具有板状的金属部件110、以及绝缘膜120。
金属部件110的厚度例如约为20mm至50mm。金属部件110例如由铝、铝合金、钛或钛合金形成。在金属部件110上，形成有在厚度方向上贯穿金属部件110的通孔111。通孔111的形状例如为大致圆形。通孔111的直径约为5mm至6mm。在通孔111的内侧穿插有电极引脚300。金属部件110具有第一表面110A。在第一表面110A上设置静电吸附部件200。在金属部件110的第一表面110A上形成有扩孔般的凹部112，凹部112在从垂直于第一表面110A的方向进行俯视观察时包含通孔111。凹部112与通孔111连通。凹部112的形状例如为大致圆形。凹部112的直径D1约为8mm至12mm。凹部112的深度D2约为1.5mm至2.5mm。通孔111的中心轴与凹部112的中心轴大致一致。
金属部件110也可以用作用于对等离子体进行控制的电极等。通过向金属部件110供给预定的高频电力，从而能够对用于使所产生的处于等离子体状态的离子等与吸附在静电吸附部件200上的晶圆等基板进行碰撞的能量进行控制，以有效地进行蚀刻处理。
绝缘膜120形成在第一表面110A、以及凹部112的侧壁面112a和底面112b上。绝缘膜120例如是氧化铝膜。绝缘膜120的厚度约为0.2mm至0.4mm。在例如金属部件110由铝或铝合金形成的情况下，绝缘膜120可以通过金属部件110的防蚀铝(alumite)处理或向金属部件110喷涂氧化铝来形成。
静电吸附部件200具有板状的陶瓷部件(陶瓷基板)210、以及吸附电极220。吸附电极220内置在陶瓷部件210中。陶瓷部件210具有与金属部件110的第一表面110A相对的第二表面210A。第二表面210A大致为平坦面。在陶瓷部件210的第二表面210A上形成有到达吸附电极220的开口部211。在从垂直于第一表面110A的方向进行俯视观察时，开口部211位于通孔111的内侧，并且吸附电极220与通孔111重叠。静电吸附部件200还可以具有加热器。
电极引脚300具有大致圆柱状的形状，穿插于通孔111的内侧，并且在开口部211内通过接合材料310而接合于吸附电极220。电极引脚300的与吸附电极220接触的部分的直径D3约为1.3mm至1.7mm。接合材料310例如是软焊(soldering)材料或硬焊(brazing)材料。即，电极引脚300例如被软焊或硬焊于吸附电极220。从电极引脚300施加至吸附电极220的电压的大小例如约为3000V～6000V。
绝缘套筒400具备筒状的基部401、以及凸缘部402。基部401布置在通孔111的内侧，并且电极引脚300穿插于基部401的内侧。基部401覆盖电极引脚300的侧面。基部401的厚度和电极引脚300的外表面与通孔111的内壁面之间的距离大致相同。凸缘部402是从基部401的静电吸附部件200侧的端部向径向上的外侧突出的部分。凸缘部402位于凹部112的底面112b与静电吸附部件200的第二表面210A之间，并被夹在凹部112的底部与静电吸附部件200之间。绝缘套筒400的材料为聚酰亚胺等的有机绝缘体或氧化铝等的无机绝缘体。绝缘套筒400是第一筒状绝缘零件的一个示例。基部401是第一基部的一个示例。
粘接层500将静电吸附部件200与绝缘膜120和绝缘套筒400粘接，将绝缘膜120和金属部件110与绝缘套筒400粘接，并将绝缘套筒400与电极引脚300粘接。绝缘套筒400的基部401通过粘接层500而粘接于金属部件110。粘接层500的材料为硅树脂等绝缘性的树脂。粘接层500可以含有氧化铝或氮化铝等的填料。
[基板固定装置的制造方法]
接着，对基板固定装置1的制造方法进行说明。图2至图4是示出根据第1实施方式的基板固定装置1的制造方法的剖面图。
首先，如图2(a)所示，准备具有陶瓷部件210和吸附电极220，并且在陶瓷部件210上形成有开口部211的静电吸附部件200。
接着，如图2(b)所示，通过软焊或硬焊在开口部211内将电极引脚300接合到吸附电极220。
另外，如图3(a)所示，准备具有形成有通孔111和凹部112的金属部件110、以及绝缘膜120的底板100。在例如金属部件110由铝或铝合金形成的情况下，绝缘膜120可以通过金属部件110的防蚀铝处理或向金属部件110喷涂氧化铝来形成。
接着，如图3(b)所示，通过涂布等方式将具有流动性的粘接剂510设置在绝缘膜120的表面和金属部件110的表面上。
接着，如图4(a)所示，以使凸缘部402勾挂于凹部112的底部的方式，将绝缘套筒400从金属部件110的第一表面110A一侧插入到凹部112和通孔111内。因此，设置在凹部112内的粘接剂510的一部分移动到第一表面110A的上方。另外，基部401与通孔111的内壁面上的粘接剂510接触。
接着，如图4(b)所示，一边将电极引脚300从金属部件110的第一表面110A一侧插入到绝缘套筒400的内侧，一边使陶瓷部件210的第二表面210A与粘接剂510接触。然后，将静电吸附部件200向着底板100压靠以使其贴合。因此，底板100与静电吸附部件200之间的粘接剂510扩散至陶瓷部件210、绝缘套筒400以及电极引脚300的周围的间隙。接着，通过进行粘接剂510的固化处理(curing)，从而由粘接剂510形成粘接层500。第一表面110A上的绝缘膜120的与静电吸附部件200(陶瓷部件210)相对的表面120A和绝缘套筒400的与静电吸附部件200(陶瓷部件210)相对的表面400A可以大致齐平。
这样一来，能够制造根据第1实施方式的基板固定装置1。
在此，一边与参考例进行比较一边对第1实施方式的效果进行说明。图5是示出根据参考例的基板固定装置的剖面图。
根据参考例的基板固定装置9与第1实施方式的差异主要在于底板的构成。如图5所示，设置有底板900来代替底板100。底板900由金属部件910构成，金属部件910由与金属部件110同样的材料制成。在金属部件910上，虽然形成有与通孔111同样的通孔911，但是未形成有凹部。另外，未形成有绝缘膜120。此外，设置有圆筒状的绝缘套筒930来代替绝缘套筒400。其他构成与第1实施方式相同。
将第1实施方式与参考例进行比较，由于在底板100的金属部件110上形成有凹部，因此接合材料310与底板100之间的最短距离L1大于接合材料310与底板900之间的最短距离L2。在此，最短距离L1和L2是不包括容易阻碍放电的陶瓷部件210的路径处的距离。例如，最短距离L2约为2mm，相比之下，最短距离L1约为5mm至6mm。因此，根据第1实施方式，从金属部件110的形状的观点来看，能够使放电难以发生。
另外，在第1实施方式中，底板100具有绝缘膜120。因此，根据第1实施方式，从绝缘性的观点来看，也能够使放电难以发生。
因此，根据第1实施方式，无论静电吸附部件200的厚度如何，均能够对放电进行抑制。另外，通过对放电进行抑制，能够延长基板固定装置1的寿命。
(第2实施方式)
接着，对第2实施方式进行说明。第2实施方式与第1实施方式的差异主要在于绝缘套筒的构成。
[基板固定装置的构成]
图6是示出根据第2实施方式的基板固定装置的剖面图。如图6所示，根据第2实施方式的基板固定装置2具有绝缘套筒600和700来代替第1实施方式中的绝缘套筒400。
绝缘套筒600具备筒状的基部601、以及凸缘部602。基部601布置在通孔111的内侧，并且电极引脚300穿插于基部601的内侧。基部601覆盖电极引脚300的侧面。基部601的厚度为电极引脚300的外表面与通孔111的内壁面之间的距离的大致一半。凸缘部602是从基部601的静电吸附部件200侧的端部向径向上的外侧突出的部分。与凸缘部402同样地，凸缘部602位于凹部112的底面112b与静电吸附部件200的第二表面210A之间，并被夹在凹部112的底部与静电吸附部件200之间。绝缘套筒600的材料为聚酰亚胺等的有机绝缘体或氧化铝等的无机绝缘体。绝缘套筒600是第一筒状绝缘零件的一个示例。基部601是第一基部的一个示例。
绝缘套筒700具备筒状的基部701和内侧突出部702。基部701布置在通孔111的内侧且布置在基部601的外侧。即，基部701在通孔111的径向上设置在基部601与金属部件110之间。基部601与基部701彼此接触。基部701也与凸缘部602接触。基部701的厚度为电极引脚300的外表面与通孔111的内壁面之间的距离的大致一半。内侧突出部702是从基部701的与静电吸附部件200侧相反的相反侧的端部向径向上的内侧突出的部分。内侧突出部702与绝缘套筒600的基部601的与静电吸附部件200侧相反的相反侧的端部接触。绝缘套筒700的材料为聚酰亚胺等的有机绝缘体或氧化铝等的无机绝缘体。绝缘套筒700是第二筒状绝缘零件的一个示例。基部701是第二基部的一个示例。
其他构成与第1实施方式相同。
[基板固定装置的制造方法]
接着，对基板固定装置2的制造方法进行说明。图7至图8是示出根据第2实施方式的基板固定装置2的制造方法的剖面图。
首先，准备静电吸附部件200，并且通过软焊或硬焊在开口部211内将电极引脚300接合到吸附电极220(参见图2(b))。
另外，与第1实施方式同样地，准备底板100(参见图3(a))。接着，如图7(a)所示，通过涂布等方式将具有流动性的粘接剂520设置在绝缘膜120的表面上。
接着，如图7(b)所示，以使凸缘部602勾挂于凹部112的底部的方式，将绝缘套筒600从金属部件110的第一表面110A一侧插入到凹部112和通孔111内。因此，设置在凹部112内的粘接剂520的一部分移动到第一表面110A的上方。另外，在通孔111的内壁面与基部601之间存在间隙。
接着，如图8(a)所示，一边将电极引脚300从金属部件110的第一表面110A一侧插入到绝缘套筒600的内侧，一边使陶瓷部件210的第二表面210A与粘接剂520接触。然后，将静电吸附部件200向着底板100压靠以使其贴合。因此，底板100与静电吸附部件200之间的粘接剂520扩散至陶瓷部件210、绝缘套筒600以及电极引脚300的周围的间隙。接着，通过进行粘接剂520的固化处理(curing)，从而由粘接剂520形成粘接层521。第一表面110A上的绝缘膜120的与静电吸附部件200(陶瓷部件210)相对的表面120A和绝缘套筒600的与静电吸附部件200(陶瓷部件210)相对的表面600A可以大致齐平。
接着，如图8(b)所示，以使基部701的未设置有内侧突出部702的一侧的端部与凸缘部602接触的方式，将绝缘套筒700从金属部件110的与第一表面110A相反的相反侧插入到通孔111内。内侧突出部702可以与基部601接触。此时，在绝缘套筒700的外侧面上预先设置具有流动性的粘接剂。在插入之后，通过进行设置在绝缘套筒700上的粘接剂的固化处理(curing)，从而形成包括粘接层521的粘接层500。
根据第2实施方式也能够获得与第1实施方式同样的效果。另外，在第2实施方式中，可以在使底板100与静电吸附部件200彼此贴合之后，布置绝缘套筒700。
虽然以上对优选的实施方式等进行了详细说明，但是不限于上述的实施方式等，在不脱离权利要求书所记载的范围的情况下，可以对上述的实施方式等进行各种变形和替换。

Claims (12)

1.一种基板固定装置，包括：
底板，形成有通孔；
电极引脚，穿插于所述通孔的内侧；以及
静电吸附部件，包括与所述电极引脚连接的吸附电极，
其中，所述底板具有金属部件，所述金属部件具备与所述静电吸附部件相对的第一表面，
在所述第一表面上形成有凹部，该凹部与所述通孔连通，并且在从垂直于所述第一表面的方向进行俯视观察时包含所述通孔。
2.根据权利要求1所述的基板固定装置，其中，
所述凹部的直径为8mm至12mm，
所述凹部的深度为1.5mm至2.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的基板固定装置，其中，
所述底板具有绝缘膜，该绝缘膜覆盖所述凹部的侧壁面和底面。
4.根据权利要求3所述的基板固定装置，其中，
所述绝缘膜的厚度为0.2mm至0.4mm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基板固定装置，还包括：
第一筒状绝缘零件，布置在所述通孔内，
其中，所述第一筒状绝缘零件具有：
筒状的第一基部，供所述电极引脚穿插；以及
凸缘部，从所述第一基部在径向上向外侧突出，并且被夹在所述凹部的底部与所述静电吸附部件之间。
6.根据权利要求5所述的基板固定装置，其中，
所述第一基部粘接于所述电极引脚。
7.根据权利要求5或6所述的基板固定装置，其中，
所述第一基部也粘接于所述金属部件。
8.根据权利要求5或6所述的基板固定装置，还包括：
第二筒状绝缘零件，包括布置在所述第一基部与所述金属部件之间的第二基部。
9.根据权利要求8所述的基板固定装置，其中，
所述第二基部粘接于所述金属部件。
10.一种基板固定装置，包括：
底板，形成有通孔；
电极引脚，穿插于所述通孔的内侧；以及
陶瓷基板，包括与所述电极引脚连接的吸附电极，
其中，所述底板具有金属部件，所述金属部件具备与所述陶瓷基板相对的第一表面，
在所述第一表面上形成有凹部，该凹部将在所述凹部的底部开口的所述通孔扩宽，
所述陶瓷基板的与所述金属部件的所述第一表面相对并且面向所述凹部的所述底部的第二表面为平坦面。
11.根据权利要求10所述的基板固定装置，还包括：
筒状绝缘零件，布置在所述通孔内；以及
粘接层，将所述陶瓷基板粘接到所述金属部件和所述筒状绝缘零件。
12.根据权利要求11所述的基板固定装置，其中，
所述底板具有绝缘膜，该绝缘膜覆盖所述金属部件的所述第一表面，
所述绝缘膜的与所述陶瓷基板相对的表面和所述筒状绝缘零件的与所述陶瓷基板相对的表面齐平。
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