CN117099194A - 静电吸盘 - Google Patents
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Abstract
静电吸盘具有陶瓷基板、基座板、埋入构件。陶瓷基板具有：载置被处理体的第1面、位于该第1面的相反侧的第2面、和贯通第1面以及第2面的第1流路。基座板被接合于陶瓷基板的第2面，至少在与第1流路对应的位置具有贯通孔。埋入构件位于贯通孔内，具有与第1流路对置的多孔体以及经由该多孔体而与第1流路连通的第2流路。第1流路以及第2流路在俯视透视下分离而设置。
Description
技术领域
公开的实施方式涉及静电吸盘。
背景技术
在制造半导体部件的工序中，为了保持作为等离子体处理的对象的半导体晶片等被处理体，使用静电吸盘。静电吸盘例如将埋设有电极的陶瓷基板接合于金属制的基座板而构成。静电吸盘中形成有用于向载置于静电吸盘上的被处理体供给调温用的导热气体的流路。
此外，从抑制等离子体向流路的侵入的观点出发，提出了在流路内配置多孔体的静电吸盘(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2019-165223号公报
发明内容
基于实施方式的一方式的静电吸盘具有陶瓷基板、基座板、埋入构件。陶瓷基板具有：载置被处理体的第1面、位于该第1面的相反侧的第2面、和贯通第1面以及第2面的第1流路。基座板被接合于陶瓷基板的第2面，至少在与第1流路对应的位置具有贯通孔。埋入构件位于贯通孔内，具有与第1流路对置的多孔体以及经由该多孔体而与第1流路连通的第2流路。第1流路以及第2流路在俯视透视下分离而设置。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的静电吸盘的结构的立体图。
图2是表示图1的静电吸盘的剖面的示意图。
图3是表示从上方观察图1的静电吸盘具有的陶瓷基板的结构的一例的俯视图。
图4是表示实施方式的变形例1所涉及的静电吸盘的剖面的示意图。
图5是表示从上方观察图4的静电吸盘具有的陶瓷基板的结构的一例的俯视图。
图6是表示实施方式的变形例2所涉及的静电吸盘的剖面的示意图。
图7是表示从上方观察图6的静电吸盘具有的陶瓷基板的结构的一例的俯视图。
图8是表示实施方式的变形例3所涉及的静电吸盘的剖面的示意图。
图9是图8的静电吸盘具有的埋入构件的剖面图。
图10是表示实施方式的变形例4所涉及的静电吸盘的剖面的示意图。
图11是图10的静电吸盘具有的埋入构件的剖面图。
图12是表示实施方式的变形例5所涉及的静电吸盘的剖面的示意图。
图13是图12的静电吸盘具有的埋入构件的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本申请公开的静电吸盘的实施方式进行说明。另外，并不是通过以下的实施方式来限定本公开。此外，附图是示意性的图，需要注意各要素的尺寸的关系、各要素的比例等可能与现实不同。进一步地，在附图的相互间也可能包含相互的尺寸的关系、比例不同的部分。
此外，以下所示的实施方式中，可能使用“恒定”、“正交”、“垂直”或者“平行”这种的表述，但是这些表述不需要严格地是“恒定”、“正交”、“垂直”或者“平行”。即，上述的各表述例如容许制造精度、设置精度等的偏差。
<实施方式>
图1是表示实施方式所涉及的静电吸盘100的结构的立体图。图1所示的静电吸盘100具有陶瓷基板110与基座板120被接合的构造。
陶瓷基板110利用静电力来吸附例如半导体晶片等的被处理体。
基座板120是支承陶瓷基板110的支承构件。基座板120例如被安装于半导体制造装置等，使静电吸盘100作为保持半导体晶片等的被处理体的半导体保持装置而发挥功能。
图2是表示图1的静电吸盘100的剖面的示意图。如上述，静电吸盘100是陶瓷基板110与基座板120被接合而构成的。
陶瓷基板110是将含有陶瓷的原料成形为大致圆板状的构件。陶瓷基板110例如包含氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化钇(Y2O3)、堇青石、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)等作为主成分。
陶瓷基板110具有：载置半导体晶片等被处理体的第1面110a、以及与该第1面110a相反的一侧的第2面110b。在陶瓷基板110的第1面110a载置的被处理体通过在比第1面110a更靠上方的位置产生等离子体而被处理。通过向对置的电极施加高频电力从而使气体激励，能够产生等离子体。
在陶瓷基板110的内部设有电极111。电极111例如是静电吸附用电极，是含有铂、钨、钼等金属的导电构件。若电极111被施加电压则产生静电力从而在陶瓷基板110的第1面110a吸附被处理体。
基座板120被接合于陶瓷基板110的第2面110b。基座板120例如也可以经由接合材料而被接合于第2面110b。作为接合材料，例如能够使用硅酮树脂等的粘结剂。
基座板120是金属制的圆形构件。作为形成基座板120的金属材料，例如能够使用铝、不锈钢。
基座板120也可以在内部具有空间121。空间121也可以被用作为使冷却水、冷却气体等的冷却介质通过的冷媒通路。此外，基座板120也可以兼具作为施加等离子体产生用的高频电力的高频电极的功能。
如图2所示，陶瓷基板110中形成有将第1面110a以及第2面110b贯通的多个第1流路112。
此外，在基座板120的至少与第1流路112对应的位置，形成有贯通孔122，在贯通孔122内配置有埋入构件130。
埋入构件130例如是包含氧化铝(Al2O3)等绝缘性材料的圆柱状构件。埋入构件130在陶瓷基板110的第2面110b设有凹部113的情况下，也可以向比基座板120的上表面(即，与第2面110b接合的面)更靠陶瓷基板110侧突出而嵌合于凹部113。由此，在陶瓷基板110的凹部113所对应的位置，第1流路112的长度变短，因此能够抑制第1流路112内的等离子体的产生。
埋入构件130在第1流路112侧的端部具有多孔体131。通过在第1流路112侧的端部设置多孔体131，在比陶瓷基板110的第1面110a更靠上方产生等离子体时，能够减少该等离子体通过第1流路112而到达基座板120侧的不良情况。
多孔体131例如是氧化铝多孔体、其他的陶瓷多孔体。多孔体131在气体(gas)能够流动的程度具有空隙即可，多孔体131的空隙率例如是40％以上且60％以下。
此外，埋入构件130中，形成有经由多孔体131而与第1流路112连通的第2流路132。第2流路132以及第1流路112形成从基座板120的下表面经由多孔体131到陶瓷基板110的上表面(第1面110a)连续的气体流路。第2流路132以及第1流路112中例如可以流过氦等的导热气体。第2流路132以及第1流路112中流过导热气体，由此该导热气体被供给至在陶瓷基板110的第1面110a载置的被处理体的背面，被处理体与陶瓷基板110的热传导率提高。
第1流路112以及第2流路132位于在俯视下(即，从与第1面110a垂直的方向观察)相互不重叠的位置。
图3是表示从上方观察图1的静电吸盘100具有的陶瓷基板110的结构的一例的俯视图。图3中，陶瓷基板110的第1面110a表示为圆板状。多个第1流路112位于在俯视下(即，从与第1面110a垂直的方向观察)包围第2流路132的位置。图3的例子中，6个第1流路112以等间隔设置在将一个第2流路132的中心轴作为中心的同心圆上。
其中，例如假定第1流路112以及第2流路132从陶瓷基板110的上表面(第1面110a)到基座板120的下表面设置为直线状的情况。该情况下，在比第1面110a更靠上方产生等离子体时，有可能等离子体中的带电粒子在保持高能量的状态下进入第1流路112并到达多孔体131、第2流路132，在多孔体131、第2流路132产生异常放电。
相对于此，在本实施方式中，如图2以及图3所示，使第1流路112以及第2流路132配置在俯视下相互不重叠位置，从而形成向与第1面110a平行的方向弯曲的构造、即迷宫构造的气体流路。由此，在比第1面110a更靠上方产生等离子体时，即使该等离子体中的带电粒子进入第1流路112的情况下，接触于多孔体131中的空隙的壁面、第2流路的壁面而失去活性。其结果，根据本实施方式所涉及的静电吸盘100，能够抑制第1流路以及第2流路中的异常放电的产生。
此外，通过使多个第1流路112位于俯视下包围第2流路132的位置，在对载置于第1面110a的被处理体的背面供给导热气体时，该导热气体被分散于各第1流路112从而各第1流路112中的气压降低。其结果，根据本实施方式所涉及的静电吸盘100，能够抑制伴随着导热气体的气压的增加的各第1流路112中的异常放电的产生。
<变形例>
另外，第1流路112以及第2流路132各自的个数以及配置并不限于图2以及图3的例子。图4是表示实施方式的变形例1所涉及的静电吸盘100的剖面的示意图。
如图4所示，变形例1所涉及的埋入构件130中，形成有经由多孔体131而与第1流路112连通的多个第2流路132。第1流路112以及第2流路132与图2所示的第1流路112以及第2流路132同样，位于俯视下(即，从与第1面110a垂直的方向观察)相互不重叠的位置。
图5是表示从上方观察图4的静电吸盘100具有的陶瓷基板110的结构的一例的俯视图。图5中，陶瓷基板110的第1面110a表示为圆板状。多个第2流路132位于俯视下(即，从与第1面110a垂直的方向观察)包围第1流路112的位置。图5的例子中，4个第2流路132以等间隔设置在将连结2个第1流路112的线段的中心位置作为中心的同心圆上。通过使多个第2流路132位于俯视下包围第1流路112的位置，在向载置于第1面110a的被处理体的背面供给导热气体时，该导热气体被分散至各第2流路132从而各第2流路132中的气压降低。其结果，根据本变形例1所涉及的静电吸盘100，能够抑制伴随着导热气体的气压的增加的各第2流路132中的异常放电的产生。
图6是表示实施方式的变形例2所涉及的静电吸盘100的剖面的示意图。图7是表示从上方观察图6的静电吸盘100具有的陶瓷基板110的结构的一例的俯视图。图7中，陶瓷基板110的第1面110a表示为圆板状。
如图6以及图7所示，变形例2所涉及的第1流路112以及第2流路132分别被设置在第1区域以及第2区域。设置第1流路112的第1区域以及设置第2流路132的第2区域位于俯视透视下(即，从与第1面110a垂直的方向观察)相互不重叠的位置、即相互分离的位置。例如，设置第1流路112的第1区域以及设置第2流路132的第2区域位于俯视透视下相互不重叠的位置、即沿着穿过陶瓷基板110的中心的直线L而相互分离的位置。通过使第1流路112以及第2流路132位于俯视下相互不重叠且相互分离的位置，由此能够将基于陶瓷基板110以及基座板120的热膨胀的膨胀方向在第1流路112以及第2流路132中设为同一方向。其结果，根据本变形例2所涉及的静电吸盘100，即使产生了陶瓷基板110以及基座板120的热膨胀的情况下，也能够减少伴随着第1流路112以及第2流路132的位置关系的偏离的不良情况。另外，在图6以及图7的例子中，说明了第1流路112以及第2流路132设置在沿着直线L相互分离的位置的例子，但是第1流路112以及第2流路132分离的方向也可以是与沿着直线L的方向不同的方向。
此外，根据另一观点，也可以如图6以及图7所示那样，将包含俯视透视时的埋入构件130的中心的假想线作为边界，在一方设置第1流路112，在另一方设置第2流路132。图7所示的双点划线是包含俯视透视时的埋入构件的中心的假想线。由此，带电粒子难以到达第2流路132，第2流路132中的异常放电的产生较少。
此外，在上述的实施方式中，以在圆柱状的埋入构件130形成第2流路132的情况为例进行了说明，但是也可以由将埋入构件130分割的多个构件来形成第2流路132。以下的图8～13中，表示埋入构件130的其他例子。
图8是表示实施方式的变形例3所涉及的静电吸盘100的剖面的示意图。图9是图8的静电吸盘100具有的埋入构件130的剖面图。图9中表示图8的I-I线处的向视剖面。
图8以及图9所示的埋入构件130被分割为圆筒部135、位于圆筒部135内的圆柱部136。圆筒部135沿着基座板120的贯通孔122的内壁而设置，在内部具有空间。圆柱部136与圆筒部135的内周面空出间隔而设置在圆筒部135内的空间。圆柱部136可以通过粘结剂等而被固定在多孔体131。第2流路132由圆筒部135的内周面和圆柱部136的外周面形成。换言之，圆筒部135的内周面与圆柱部136的外周面之间的空间成为第2流路132。更为详细而言，第2流路132形成为在俯视透视下(即，从与第1面110a垂直的方向观察)包围圆柱部136的环状。
这样，通过由圆筒部135的内周面与圆柱部136的外周面形成第2流路132，即使例如由于基座板120的热膨胀而对圆筒部135施加应力的情况下，该应力也在第2流路132中被吸收。因此，根据变形例3所涉及的静电吸盘100，例如能够减少伴随热循环的性能下降。
此外，第2流路132通过环状地包围圆柱部136，例如即使圆筒部135由于长期的热循环而变形、产生了径向的形变的情况下，圆柱部136也难以受到使其产生损伤的这种外力。因此，根据变形例3所涉及的静电吸盘100，能够长期地减少伴随热循环的性能下降。
图10是表示实施方式的变形例4所涉及的静电吸盘100的剖面的示意图。图11是图10的静电吸盘100具有的埋入构件130的剖面图。图11中，表示图10的II-II线处的向视剖面。
图10以及图11所示的埋入构件130被分割为圆筒部135和圆柱部136。圆筒部135沿着基座板120的贯通孔122的内壁而设置，在内部具有空间，在内周面具有在贯通孔122的轴向延伸的槽135a。换言之，圆筒部135具有：直径与圆柱部136的外周面相同的第1同径部(除槽135a以外的部分)、和直径与圆柱部136的外周面不同的第1异径部(包含槽135a的部分)。圆柱部136沿着圆筒部135的内周面而位于圆筒部135内的空间。圆柱部136也可以通过粘结剂等被固定于多孔体131。第2流路132由槽135a的内壁面和圆柱部136的外周面形成。换言之，圆筒部135的第1异径部(包含槽135a的部分)与圆柱部136的外周面之间的空间成为第2流路132。
这样，通过由槽135a的内壁面和圆柱部136的外周面来形成第2流路132，例如能够根据槽135a的深度使第2流路132的流路面积扩大至多孔体131的径向的外侧。因此，根据变形例4所涉及的静电吸盘100，例如在向载置于第1面110a的被处理体的背面供给导热气体时，导热气体容易向多孔体131的径向流动，能够抑制第2流路132中的异常放电。
另外，圆柱部136也可以与圆筒部135的内周面空出间隔而位于圆筒部135内的空间。
图12是表示实施方式的变形例5所涉及的静电吸盘100的剖面的示意图。图13是图12的静电吸盘100具有的埋入构件130的剖面图。图13中表示图12的III-III线处的向视剖面。
图12以及图13所示的埋入构件130被分割为圆筒部135和圆柱部136。圆筒部135沿着贯通孔122的内壁而设置，在内部具有空间。圆柱部136沿着圆筒部135的内周面而位于圆筒部135内的空间，在外周面具有在贯通孔122的轴向延伸的槽136a。换言之，圆柱部136具有：直径与圆筒部135的内周面相同的第2同径部(除了槽136a以外的部分)、和直径与圆筒部135的内周面不同的第2异径部(包含槽136a的部分)。第2流路132由圆筒部135的内周面和槽136a的内壁面形成。换言之，圆筒部135的内周面与第2异径部(包含槽136a的部分)之间的空间成为第2流路132。
这样，通过由圆筒部135的内周面和槽136a的内壁面形成第2流路132，能够维持由于基座板120的热膨胀而容易受到应力的圆筒部135的强度。因此，根据变形例5所涉及的静电吸盘100，例如能够减少伴随着热循环的性能下降。
如以上，实施方式所涉及的静电吸盘(例如静电吸盘100)具有：陶瓷基板(例如陶瓷基板110)、基座板(例如基座板120)、埋入构件(例如埋入构件130)。陶瓷基板具有：载置被处理体的第1面(例如第1面110a)、位于该第1面的相反侧的第2面(例如第2面110b)、贯通第1面以及第2面的第1流路(例如第1流路112)。基座板被接合于陶瓷基板的第2面，至少在与第1流路对应的位置具有贯通孔(例如贯通孔122)。埋入构件位于贯通孔内，具有与第1流路对置的多孔体(例如多孔体131)以及经由该多孔体而与第1流路连通的第2流路(例如第2流路132)。第1流路以及第2流路在俯视透视下分离而设置。由此，能够抑制流路(即第1流路以及第2流路)中的异常放电的产生。
此外，实施方式所涉及的陶瓷基板也可以具有多个第1流路。多个第1流路也可以在俯视透视下包围第2流路而设置。由此，能够抑制伴随着导热气体的气压的增加的各第1流路中的异常放电的产生。
此外，实施方式所涉及的埋入构件也可以具有多个第2流路。多个第2流路也可以在俯视透视下包围第1流路而设置。由此，能够抑制伴随着导热气体的气压的增加引起的各第2流路中的异常放电的产生。
此外，实施方式所涉及的埋入构件也可以具有筒部(例如圆筒部135)、位于该筒部内的柱部(例如圆柱部136)，筒部的内周面与柱部的外周面之间是第2流路。由此，能够减少伴随着热循环的性能下降。
此外，实施方式所涉及的第2流路也可以形成为在俯视透视下包围柱部的环状。由此，能够长期地减少伴随着热循环的性能下降。
此外，实施方式所涉及的筒部也可以具有直径与外周面相同的第1同径部、直径与外周面不同的第1异径部，第1异径部与外周面之间是第2流路。由此，能够抑制第2流路中的异常放电。
此外，实施方式所涉及的柱部也可以具有直径与内周面相同的第2同径部、和直径与内周面不同的第2异径部，内周面与第2异径部之间是第2流路。由此，能够减少伴随着热循环的性能下降。
此外，实施方式所涉及的第1流路以及所述第2流路也可以如图6以及图7所示那样，将包含俯视透视时的埋入构件的中心的假想线作为边界，在一方设置第1流路，在另一方设置第2流路。图7所示的双点划线是包含进行俯视透视时的埋入构件的中心的假想线。由此，带电粒子难以到达第2流路，第2流路中的异常放电的产生较少。
进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易导出。因此，本发明的更宽的方式并不限定于以上那样表示并且记述的特定的详细以及代表性的实施方式。因此，在脱离权利要求书及其等同物所定义的概括性的发明的概念的精神或者范围的情况下，能够进行各种变更。
符号说明
100静电吸盘
110陶瓷基板
110a第1面
110b第2面
112第1流路
120基座板
122贯通孔
130埋入构件
131多孔体
132第2流路
135圆筒部
135a、136a槽
136圆柱部。
Claims (10)
1.一种静电吸盘，具有：
陶瓷基板，具有载置被处理体的第1面、位于该第1面的相反侧的第2面、和贯通所述第1面以及所述第2面的第1流路；
基座板，被接合于所述陶瓷基板的所述第2面，至少在与所述第1流路对应的位置具有贯通孔；和
埋入构件，位于所述贯通孔内，具有与所述第1流路对置的多孔体以及经由该多孔体而与所述第1流路连通的第2流路，
所述第1流路以及所述第2流路在俯视透视下分离而设置。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，
所述第1流路是多个。
3.根据权利要求2所述的静电吸盘，其中，
多个所述第1流路在俯视透视下包围所述第2流路而设置。
4.根据权利要求1或者2所述的静电吸盘，其中，
所述第2流路是多个。
5.根据权利要求1、2或者4所述的静电吸盘，其中，
多个所述第2流路在俯视透视下包围所述第1流路而设置。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的静电吸盘，其中，
所述埋入构件具有：筒部、和位于该筒部内的柱部，
所述筒部的内周面与所述柱部的外周面之间是所述第2流路。
7.根据权利要求6所述的静电吸盘，其中，
所述第2流路形成为在俯视透视下包围所述柱部的环状。
8.根据权利要求6或者7所述的静电吸盘，其中，
所述筒部具有：直径与所述外周面相同的第1同径部、和直径与所述外周面不同的第1异径部，
所述第1异径部与所述外周面之间是所述第2流路。
9.根据权利要求6或者7所述的静电吸盘，其中，
所述柱部具有：直径与所述内周面相同的第2同径部、和直径与所述内周面不同的第2异径部，
所述内周面与所述第2异径部之间是所述第2流路。
10.根据权利要求1所述的静电吸盘，其中，
将包含进行俯视透视时的埋入构件的中心的假想线作为边界，在一方设置第1流路，在另一方设置第2流路。
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