CN117293078A - 基板固定装置 - Google Patents

基板固定装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117293078A
CN117293078A CN202310740173.6A CN202310740173A CN117293078A CN 117293078 A CN117293078 A CN 117293078A CN 202310740173 A CN202310740173 A CN 202310740173A CN 117293078 A CN117293078 A CN 117293078A
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulating layer
heat generating
electrostatic chuck
substrate fixing
fixing apparatus
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
CN202310740173.6A
Other languages
English (en)
Inventor
内山彩
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 CN117293078A publication Critical patent/CN117293078A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • 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
    • H01J37/32724—Temperature
    • 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
    • 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
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/283—Heating 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2007—Holding mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

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)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明涉及基板固定装置，该基板固定装置包括：底板；发热部件，其经由粘合层设置在底板上；以及静电吸盘，其设置在发热部件上并且构造成吸附和保持待吸附的目标对象。发热部件包括：第一绝缘层，其具有第一表面以及与该第一表面相反的第二表面，第一表面与静电吸盘接触；发热元件，其布置在第一绝缘层的第二表面上；以及第二绝缘层，其堆叠在第一绝缘层的第二表面上并且覆盖发热元件。设置有穿透底板、粘合层和第二绝缘层并且露出发热元件的一部分的通孔。第二绝缘层的玻璃化转变温度高于第一绝缘层的玻璃化转变温度。

Description

基板固定装置
技术领域
本发明涉及基板固定装置。
背景技术
在现有技术中，制造诸如IC和LSI等半导体器件时使用的膜形成设备(例如，CVD设备、PVD设备等)和等离子体蚀刻设备具有用于在真空处理腔中精确保持晶片的台。作为这种台，例如，提出了一种基板固定装置，该基板固定装置通过安装在底板上的静电吸盘来吸附并且保持作为待吸附的目标对象的晶片。基板固定装置包括例如用于调节晶片温度的发热元件和覆盖发热元件的绝缘(隔绝)层(例如，参照专利文献1)。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利No.6708518
发明内容
然而，覆盖发热元件的绝缘层可能暴露于约300℃的高温下，并且在此种情况下，绝缘层可能劣化和剥落。
鉴于上述情况来做出本发明，并且本发明的目的是提供能够抑制绝缘层剥离的基板固定装置。
根据本发明的方面，提供了一种基板固定装置，该基板固定装置包括：底板；发热部件，该发热部件经由粘合层设置在底板上；以及静电吸盘，该静电吸盘设置在发热部件上并且构造成吸附和保持待吸附的目标对象。发热部件包括：第一绝缘层(第一隔绝层)，该第一绝缘层具有第一表面以及与该第一表面相反的第二表面，第一表面与静电吸盘接触；发热元件，该发热元件布置在第一绝缘层的第二表面上；以及第二绝缘层(第二隔绝层)，该第二绝缘层堆叠在第一绝缘层的第二表面上并且覆盖发热元件。设置有穿透底板、粘合层和第二绝缘层并且露出发热元件的一部分的通孔。第二绝缘层的玻璃化转变温度高于第一绝缘层的玻璃化转变温度。
根据所公开的技术，可以提供能够抑制绝缘层剥离的基板固定装置。
附图说明
图1是简化和例示根据第一实施例的基板固定装置的截面图。
图2A、图2B、图2C和图2D是例示根据第一实施例的基板固定装置的制造处理(制造工艺)的图(第1部分)。
图3A、图3B和图3C是例示根据第一实施例的基板固定装置的制造处理的图(第2部分)。
图4是简化和例示根据第二实施例的基板固定装置的截面图。
图5A、图5B、图5C和图5D是例示根据第二实施例的基板固定装置的制造处理的图(第1部分)。
图6A和图6B是例示根据第二实施例的基板固定装置的制造处理的图(第2部分)。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述本发明的实施例。应注意的是，在各个附图中，利用相同的附图标记来表示具有相同构造的部分，并且可以省略重叠的描述。
<第一实施例>
[基板固定装置的结构]
图1是简化和例示根据第一实施例的基板固定装置的截面图。参照图1，基板固定装置1包括作为主要构成元件的底板10、粘合层20、发热部件20和静电吸盘40。
底板10是用于安装发热部件30和静电吸盘40的构件。例如，底板10的厚度可以设定为约20mm至50mm。底板10例如由铝形成，并且还可以用作控制等离子体的电极等。通过将预定高频电力供应至底板10，可以控制用于使处于产生的等离子体状态的离子等与吸附在静电吸盘40上的晶片碰撞的能量，并且可以有效执行蚀刻处理。
底板10中可以设置有制冷剂流路15。制冷剂流路15在一端处具有制冷剂引入部15a，并且在另一端处具有制冷剂排出部15b。制冷剂流路15与设置在基板固定装置1外部的制冷剂控制装置(未示出)连接。制冷剂控制装置(未示出)将制冷剂(例如，冷却水、热传导液(Galden)等)从制冷剂引入部15a引导至制冷剂流路15中，并且将制冷剂从制冷剂排出部15b排出。通过使制冷剂在制冷剂流路15中循环以冷却底板10，能够冷却吸附在静电吸盘40上的晶片。
在基板10的内部可以设置有气体供应部，该气体供应部供应用于冷却由静电卡盘40吸附并且保持的晶片的气体。气体供应部例如是形成在底板10中的孔。通过将例如惰性气体(例如He、Ar等)从基板固定装置1的外部引导至气体供应部，可以冷却由静电卡盘40吸附并且保持的晶片。
发热部件30经由粘合层20设置在底板10上。粘合层20可以具有例如第一层21和第二层22的双层结构。例如，可以使用硅酮基粘合剂作为第一层21和第二层22。第一层21和第二层22中的每一个的厚度可以设定为例如约1mm。第一层21和第二层22的导热率优选为2W/mK以上。粘合层20还可以由一层构成但具有两层结构，在该两层结构中，具有高导热率的粘合剂与具有低弹性的粘合剂结合，从而获得使由于与由铝制底板的热膨胀差异而产生的应力减小的效果。
发热部件30具有第一绝缘层31、发热元件32和第二绝缘层33。第一绝缘层31布置成该第一绝缘层31的上表面(第一表面)与静电吸盘40的基体41的下表面接触。发热元件32布置在第一绝缘层31的下表面(与第一表面相反的第二表面)上，并且通过第一绝缘层31与基体41的下表面结合。第二绝缘层33堆叠在第一绝缘层31的下表面上，并且覆盖发热元件32的下表面和侧表面。应注意的是，基板固定装置1设置有多个通孔10x，该多个通孔10x穿透底板10、粘合层20和发热部件30的第二绝缘层33，并且使发热部件30的发热元件32的下表面的一部分露出。当将导线焊接至在通孔10x中露出的发热元件32时，每个通孔10x可以用作导线的通道。
优选使用与发热元件32和基体41具有优异粘合性的绝缘树脂作为第一绝缘层31。具体地，例如，可以使用环氧基树脂作为第一绝缘层31的材料。另外，第一绝缘层31的导热率优选为3W/mK以上。当诸如氧化铝和氮化铝等填料包含在第一绝缘层31中时，可以提高第一绝缘层31的导热率。第一绝缘层31的玻璃化转变温度(Tg)可以设定为例如约150℃至200℃。另外，第一绝缘层31的厚度优选设定为例如约60μm至100μm，并且第一绝缘层31的厚度变化优选设定为±10％以下。
优选使用轧制合金作为发热元件32。通过使用轧制合金，能够减小发热元件32的厚度变化，并且改善发热分布。应注意的是，发热元件32不一定要求埋入在发热部件30的厚度方向上的中央部分中，并且可以根据所需规格而不均匀地朝底板10侧或静电吸盘40侧布置，而不是布置在发热部件30的厚度方向上的中央部分。
发热元件32的电阻率优选为10μΩ·cm至70μΩ·cm，并且更优选为10μΩ·cm至50μΩ·cm。在现有技术的基板固定装置中，使用具有电阻率为约100μΩ·cm的NiCr基发热元件。因此，当使用20Ω至50Ω的布线设计时，布线宽度为1mm至2mm，并且厚度为约50μm，使得难以使发热元件的图案更精细。通过将发热元件32的电阻率设定为10μΩ·cm至70μΩ·cm(该发热元件32的电阻率低于NiCr基发热元件的电阻率)，当使用与上述类似的20Ω至50Ω的布线设计时，发热元件32的图案可以比现有技术更精细。应注意的是，低于10μΩ·cm的电阻率为非优选的，这是因为发热特性会降低。
适用于发热元件32的具体轧制合金包括例如CN49(康铜)(Cu/Ni/Mn/Fe合金)、Zeranin(Cu/Mn/Sn合金)、锰铜(Cu/Mn/Ni合金)等。应注意的是CN49(康铜)的电阻率为约50μΩ·cm，Zeranin的电阻率为约29μΩ·cm，并且锰铜的电阻率为约44μΩ·cm。考虑到通过蚀刻的布线可形成性，发热元件32的厚度优选设定为60μm以下。
应注意的是，为了提高发热元件32和第一绝缘层31在高温下的粘合性，优选使发热元件32的至少一个表面(上表面和下表面中的一个或两个)粗糙化。也可以使发热元件32的上表面和下表面两者粗糙化。在此种情况下，可以对发热元件32的上表面和下表面使用不同的粗糙化方法。粗糙化方法没有特别限制，并且该粗糙化方法的示例可以包括通过蚀刻的方法、使用偶联剂系统的表面改性技术的方法、使用通过波长为355nm以下的UV-YAG激光器的点处理的方法等。
优选使用具有优异耐热性的绝缘树脂作为第二绝缘层33。这是因为在使用基板固定装置1时的温度条件倾向于转移到高温侧，并且在通过通孔10x将导线焊接至发热元件32时的温度可能达到300℃以上。具体地，可以使用例如聚酰亚胺基树脂或硅基树脂作为用于第二绝缘层33的材料。第二绝缘层33的玻璃化转变温度高于第一绝缘层31的玻璃化转变温度。第二绝缘层33的玻璃化转变温度优选为300℃以上。当第二绝缘层33的玻璃化转变温度为300℃以上时，基板固定装置1可以在300℃以下的高温环境中使用，并且还可以承受将导线焊接至发热元件32时的温度。为此，在基板固定装置1中，可以抑制由于高温而导致的第二绝缘层33的劣化和与第一绝缘层31的分离。
应注意的是，第一绝缘层31的玻璃化转变温度可以低于第二绝缘层33的玻璃化转变温度的原因在于：第一绝缘层31不直接暴露于约300℃的高温。因此，选择第一绝缘层31的材料优选优先考虑与基体41的粘合性而不是耐热性。此外，为了具有应力松弛的功能，优选选择弹性低于第二绝缘层33的弹性的材料作为第一绝缘层31的材料。
第二绝缘层33的导热率优选为3W/mK以上。当诸如氧化铝和氮化铝等填料包含在第二绝缘层33中时，可以提高第二绝缘层33的导热率。另外，从改善发热元件32的埋入性的观点出发，优选第二绝缘层33的厚度厚于第一绝缘层31的厚度。第二绝缘层33的厚度优选设定为例如约100μm至200μm，并且第二绝缘层33的厚度变化优选设定为±10％以下。
静电吸盘40设置在发热部件30上。静电吸盘40是构造成吸附和保持作为待吸附的目标对象的晶片的部件。例如，静电吸盘40的平面形状为圆形。作为静电吸盘40的待吸附目标对象的晶片的直径例如为8英寸、12英寸或18英寸。应注意的是，描述“从上方观察”表示从基体41的上表面的法线方向观察目标对象，并且描述“平面形状”表示从基体41的上表面的法线方向观察到的目标对象的形状。
静电吸盘40设置在发热部件30上。静电吸盘40具有基体41和静电电极42。静电吸盘40例如为约翰逊·拉别克型(Johnsen-Rahbeck)型静电吸盘。然而，静电吸盘40还可以是库仑型静电吸盘。
基体41是介电体。例如，可以使用诸如氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)等陶瓷作为基体41。基体41的厚度例如可以设定为约1mm至10mm，并且基体41的相对介电常数(1kHz)例如可以设定为约9至10。静电吸盘40和发热部件30的第一绝缘层31直接结合。通过发热部件30和静电吸盘40在没有粘合剂的情况下直接结合，可以提高基板固定装置1的耐热温度。发热部件30和静电吸盘40利用粘合剂结合的现有技术的基板固定装置的耐热温度为约150℃，但是在基板固定装置1中，耐热温度可以设定为约200℃。第一绝缘层31和第二绝缘层33可以在没有粘合剂的情况下直接结合。
静电电极42是薄膜电极，并且埋入在基体41中。静电电极42与设置在基板固定装置1外部的电源连接，并且当预定电压施加至该静电电极42时，在静电电极与晶片之间产生由于静电引起的吸附力，使得可以将晶片吸附并且保持在静电吸盘40上。施加至静电电极42的电压越高，则吸附保持力越强。静电电极42可以具有单极形状或双极形状。例如可以使用钨、钼等作为静电电极42的材料。
[基板固定装置的制造方法]
图2A、图2B、图2C、图2D、图3A、图3B和图3C是例示根据第一实施例的基板固定装置的制造处理的图。参照图2A至图3C来描述基板固定装置1的制造处理，重点描述发热部件30的形成处理。应注意的是，图2A至图3B示出了相对于图1上下翻转的状态。
首先，在图2A所示的处理中，通过众所周知的制造方法来制造具有埋入在基体41中的静电电极42的静电吸盘40，该众所周知的制造方法包括对生片执行过孔(via)处理的处理、在过孔中填充导电膏的处理、形成成为静电电极的图案的处理、堆叠并且烧结另一生片的处理、使表面平坦化的处理等。应注意的是，为了提高与绝缘树脂膜311的粘合性，静电吸盘40的层叠有绝缘树脂膜311的表面可以经受喷砂处理等以使表面粗糙化。
接下来，在图2B所示的处理中，将绝缘树脂膜311直接层叠在静电吸盘40上。绝缘树脂膜311是适合的，这是因为绝缘树脂膜311在真空中层叠时可以抑制包含空隙。绝缘树脂膜311处于未固化的半固化状态(B阶段)。通过处于半固化状态的绝缘树脂膜311的粘合力将绝缘树脂膜311临时固定在静电吸盘40上。例如可以使用环氧基树脂作为绝缘树脂膜311的材料。
接下来，在图2C所示的处理中，将金属箔321布置在绝缘树脂膜311上。可以使用例示为发热元件32的材料的轧制合金作为金属箔321的材料。考虑到通过蚀刻的布线可形成性，金属箔321的厚度优选设定为60μm以下。通过处于半固化状态的绝缘树脂膜311的粘合力将金属箔321临时固定在绝缘树脂膜311上。
应注意的是，在将金属箔321的至少一个表面(上表面和下表面中的一个或两个)布置在绝缘树脂膜311上之前，优选使该金属箔321的至少一个表面粗糙化。也可以使金属箔321的上表面和下表面两者粗糙化。在此种情况下，可以对金属箔321的上表面和下表面使用不同的粗糙化方法。粗糙化方法没有特别限制，并且该粗糙化方法的示例可以包括通过蚀刻的方法、使用偶联剂系统的表面改性技术的方法、使用通过波长为355nm以下的UV-YAG激光器的点处理的方法等。
另外，在使用点处理的方法中，可以选择性地使金属箔321的必要区域粗糙化。因此，在使用点处理的方法中，不必使金属箔321的整个区域粗糙化，并且至少使留作发热元件32的区域粗糙化(即，无需使要通过蚀刻来移除的区域粗糙化)就足够了。
接下来，在图2D所示的处理中，使金属箔321图案化以形成发热元件32。具体地，例如，将抗蚀剂形成在金属箔321的整个表面上，并且对该抗蚀剂进行曝光和显影以形成仅对留作发热元件32的部分进行覆盖的抗蚀剂图案。接下来，通过蚀刻来移除未由抗蚀剂图案覆盖的部分的金属箔321。可以例如使用氯化铜蚀刻剂、氯化铁蚀刻剂等来作为用于移除金属箔321的蚀刻剂。
然后，通过剥离液来剥离抗蚀剂图案，使得发热元件32形成在绝缘树脂膜311上的预定位置处(光刻法)。通过光刻法来形成发热元件32，使得能够减小发热元件32在宽度方向上的尺寸变化，从而改善发热分布。应注意的是，通过蚀刻形成的发热元件32的截面形状可以例如为基本梯形的。在此种情况下，例如，与绝缘树脂膜311接触的表面和相反表面之间的布线宽度的差可以设定为约10μm至50μm。通过使发热元件32的截面形状为基本简单的梯形形状，能够改善发热分布。
接下来，在图3A所示的处理中，将用于覆盖发热元件32的绝缘树脂膜331层叠在绝缘树脂膜311上。缘树脂膜331是适合的，这是因为绝缘树脂膜331在真空中层叠时可以抑制包含空隙。可以例如使用聚酰亚胺基树脂或硅基树脂作为绝缘树脂膜331的材料。从改善发热元件32的埋入性的观点出发，优选第二绝缘层331的厚度厚于第一绝缘层311的厚度。
接下来，在图3B所示的处理中，在将绝缘树脂膜311、331压靠在静电吸盘40上的状态下，将绝缘树脂膜311、331加热至固化温度以上以用于固化。由此，形成发热部件30，在该发热部件30中发热元件32的周边覆盖有第一绝缘层31和第二绝缘层33，并且发热部件30的第一绝缘层31与静电吸盘40直接结合。考虑到恢复至室温时的应力，绝缘树脂膜311和331的加热温度优选设定为200℃以下。
应注意的是，通过将绝缘树脂膜311、331压靠在静电吸盘40上的同时对该绝缘树脂膜311、331进行加热和固化，可以使由于发热元件32的存在或不存在的影响而导致的第二绝缘层33的与粘合层20接触的一侧的表面的不平整度降低并且使该表面平坦化。第二绝缘层33的与粘合层20接触的一侧的表面的不平整度优选设定为7μm以下。通过将第二绝缘层33的与粘合层20接触的一侧的表面的不平整度设定为7μm以下，可以防止在下一处理中气泡混入第二绝缘层33和粘合层20(第二层22)之间。即，能够防止第二绝缘层33与粘合层20(第二层22)之间的粘合性降低。
接下来，在图3C所示的处理中，制备具有预先形成的制冷剂流路15等的底板10，并且在底板10上顺序堆叠第一层21和第二层22以形成粘合层20(未固化)。然后，将图3B所示的结构上下翻转，并且将该结构布置在底板10上(其中粘合层20介于该结构与底板10之间)，然后固化粘合层20。另外，形成多个通孔10x，该多个通孔10x穿透底板10、粘合层20和发热部件30的第二绝缘层33，并且露出发热部件30的发热元件32的下表面的一部分。由此，完成了基板固定装置1，其中发热部件30和静电吸盘40顺序堆叠在底板10上，并且粘合层20介于该发热部件30和静电吸盘40与底板10之间。
通过此种方式，在根据第一实施例的基板固定装置1中，发热部件30的绝缘层具有粘合性优异的第一绝缘层31和耐热性优异的第二绝缘层33堆叠的结构。第二绝缘层33的一部分在焊接时通过通孔10x直接暴露于约300℃高温，该第二绝缘层33由具有高耐热性的绝缘树脂制成，从而可以抑制由于高温导致的第二绝缘层33的劣化和从第一绝缘层31剥离。
<第二实施例>
在第二实施例中，示出了在发热部件中埋入有传热片的示例。应注意的是，在第二实施例中，可以省略与已经描述的实施例的构成部分相同的构成部分的描述。
[基板固定装置的结构]
图4是简化和例示根据第二实施例的基板固定装置的截面图。应注意的是，在图4中，包括在与底板10的上表面平行的平面中的彼此正交的方向表示为X方向和Y方向，并且垂直于X方向和Y方向的方向(基板固定装置2的厚度方向)表示为Z方向。
参照图4，基板固定装置2与基板固定装置1(参照图1)的不同之处在于，发热部件30被替换为发热部件30A。
在基板固定装置2的发热部件30A中，第一绝缘层31中埋入有传热片34，并且第二绝缘层33中埋入有传热片35。传热片34和35布置成与XY平面基本平行，以便从上方和下方将发热元件32夹在该传热片34和35之间，并且在该传热片34和35之间具有预定间隙。传热片34和发热元件32之间的间隙填充有第一绝缘层31，并且传热片35和发热元件32之间的间隙填充有第二绝缘层33。
传热片34和35不受特别限制，只要该传热片34和35由使由发热部件30A产生的热量均匀化和扩散(减轻非均匀热产生状态)的材料制成即可。例如，可以使用这样的石墨片：该石墨片在XY方向上的导热率：在Z方向上的导热率＝100以上：1。例如，在XY方向上的导热率可以设定为300W/mK以上，并且在Z方向上的导热率可以设定为3W/mK。例如，单层石墨片的厚度可以设定为约40μm至50μm。作为传热片34和35，可以使用诸如石墨烯片等碳片来代替石墨片。
应注意的是，还可以设置传热片34和35中的仅一个。即，在发热部件30A中，传热片可以埋入在第一绝缘层31和第二绝缘层33中的至少一个中。
[基板固定装置的制造方法]
图5A、图5B、图5C、图5D、图6A和图6B是例示根据第二实施例的基板固定装置的制造处理的图。下文参照图5A、图5B、图5C、图5D、图6A和图6B来描述基板固定装置2的制造处理，重点描述发热部件30A的形成处理。应注意的是，图5A至图6A示出了相对于图4上下翻转的状态。
首先，在图5A所示的处理中，在以与图2A所示的处理类似的方式制造静电吸盘40后，将绝缘树脂膜311、传热片34以及绝缘树脂膜312顺序层叠在静电吸盘40上。绝缘树脂膜311和312处于未固化的半固化状态(B阶段)。通过处于半固化状态的绝缘树脂膜311的粘合力将绝缘树脂膜311临时固定在静电吸盘40上。例如，可以使用环氧基树脂作为绝缘树脂膜311和312的材料。
接下来，在图5B所示的处理中，将金属箔321布置在绝缘树脂膜312上。通过处于半固化状态的绝缘树脂膜312的粘合力将金属箔321临时固定在绝缘树脂膜312上。应注意的是，根据需要，在将金属箔321布置在绝缘树脂膜312上之前，使该金属箔321经受诸如粗糙化等表面处理。
接下来，在图5C所示的处理中，以与图2D所示的处理类似的方式使金属箔321图案化以形成发热元件32。
接下来，在图5D所示的处理中，将覆盖发热元件32的绝缘树脂膜331、传热片35和绝缘树脂膜332顺序层叠在绝缘树脂膜312上。例如可以使用聚酰亚胺基树脂或硅基树脂作为绝缘树脂膜331和332的材料。
接下来，在图6A所示的处理中，在将绝缘树脂膜311、312、331和332压靠在静电吸盘40上的同时，将绝缘树脂膜311、312、331和332加热至固化温度以上以用于固化。由此，形成发热部件30A，在该发热部件30A中发热元件32和传热片34、35的周边覆盖有第一绝缘层31和第二绝缘层33的发热部件30A，并且发热部件30A的第一绝缘层31与静电吸盘40直接接合。考虑到恢复至室温时的应力，绝缘树脂膜311、312、331和332的加热温度优选设定为200℃以下。
接下来，在图6B所示的处理中，制备具有预先形成的制冷剂通道15等的底板10，并且将第一层21和第二层22顺序堆叠在底板10上以形成粘合层20(未固化)。然后，将图6A所示的结构上下翻转，并且将该结构布置在底板10上(其中粘合层20介于该结构与底板10之间)，然后固化粘合层20。另外，形成多个通孔10x，该多个通孔10x穿透底板10、粘合层20以及发热部件30的第二绝缘层33和传热片35，并且露出发热部件30的发热元件32的下表面的一部分。由此，完成了基板固定装置1，其中发热部件30A和静电吸盘40顺序堆叠在底板10上，并且粘合层20介于该发热部件30A和静电吸盘40与底板10之间。
通过此种方式，在根据第二实施例的基板固定装置2中，将在平面方向(XY方向)上具有高热扩散率的传热片34和35埋入在发热部件30A中。这提高了在平面方向(XY方向)上的热扩散率，减小了发热元件32的不均匀截面面积的影响，并且改善了热均匀性。
应注意的是，作为传热片34和35中的每一个，还可以使用多个石墨片的层叠体。例如，能够通过如下方式形成石墨片层叠体：经由具有浸渍能力并且不损害纵向方向和横向方向上的导热性的树脂(例如，双马来酰亚胺三嗪树脂等)通过真空热压等来层叠几个至几十个石墨片。由于石墨片层叠体可以具有例如在XY方向上的1500W/mK以上的导热率和在Z方向上的8W/mK的导热率，因此与使用单层石墨片的情况相比，该石墨片层叠体可以显著改善促进热扩散的效果。
尽管已经对优选实施例等进行详细描述，但是本发明不局限于上述实施例等，并且在不脱离权利要求所限定的范围的情况下，可以对上述实施例等进行各种改变和替换。
例如，作为本发明的基板固定装置的待吸附目标对象，除了半导体晶片(硅晶片等)以外，还可以例示在液晶面板等的制造处理中使用的玻璃基板等。

Claims (9)

1.一种基板固定装置，包括：
底板；
发热部件，其经由粘合层设置在所述底板上；以及
静电吸盘，其设置在所述发热部件上并且构造成吸附并保持待吸附的目标对象，
其中，所述发热部件包括：
第一绝缘层，其具有第一表面以及与所述第一表面相反的第二表面，所述第一表面与所述静电吸盘接触，
发热元件，其布置在所述第一绝缘层的所述第二表面上；以及
第二绝缘层，其堆叠在所述第一绝缘层的所述第二表面上并且覆盖所述发热元件，
其中，设置有穿透所述底板、所述粘合层和所述第二绝缘层并且露出所述发热元件的一部分的通孔，并且
所述第二绝缘层的玻璃化转变温度高于所述第一绝缘层的玻璃化转变温度。
2.根据权利要求1所述的基板固定装置，其中，所述第二绝缘层的玻璃化转变温度为300℃以上。
3.根据权利要求1所述的基板固定装置，其中，所述第二绝缘层的材料为聚酰亚胺基树脂或硅基树脂。
4.根据权利要求3所述的基板固定装置，其中，所述第一绝缘层的材料为环氧基树脂。
5.根据权利要求1所述的基板固定装置，其中，所述第二绝缘层的厚度大于所述第一绝缘层的厚度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板固定装置，其中，所述第一绝缘层或所述第二绝缘层中的至少一个中埋入有传热片。
7.根据权利要求6所述的基板固定装置，其中，所述传热片是石墨片。
8.根据权利要求1所述的基板固定装置，其中，所述第一绝缘层和所述静电吸盘在没有粘合剂的情况下直接结合。
9.根据权利要求1所述的基板固定装置，其中，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层在没有粘合剂的情况下直接结合。
CN202310740173.6A 2022-06-24 2023-06-21 基板固定装置 Pending CN117293078A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022102210A JP2024002793A (ja) 2022-06-24 2022-06-24 基板固定装置
JP2022-102210 2022-06-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117293078A true CN117293078A (zh) 2023-12-26

Family

ID=89246971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310740173.6A Pending CN117293078A (zh) 2022-06-24 2023-06-21 基板固定装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230420231A1 (zh)
JP (1) JP2024002793A (zh)
KR (1) KR20240001065A (zh)
CN (1) CN117293078A (zh)
TW (1) TW202410256A (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6708518B2 (ja) 2016-08-09 2020-06-10 新光電気工業株式会社 基板固定装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230420231A1 (en) 2023-12-28
KR20240001065A (ko) 2024-01-03
TW202410256A (zh) 2024-03-01
JP2024002793A (ja) 2024-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI717542B (zh) 基板保持裝置
US10593573B2 (en) Electrostatic chuck and substrate fixing device
US11631598B2 (en) Substrate fixing device
JP7328018B2 (ja) 基板固定装置及びその製造方法
KR102358295B1 (ko) 정전 척 및 기판 고정 장치
US10535545B2 (en) Substrate fixing device
CN117293078A (zh) 基板固定装置
US20220208593A1 (en) Electrostatic chuck and substrate fixing device
CN118588586A (zh) 基板固定装置
KR20220133104A (ko) 정전 척 및 기판 고정 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication