CN1452233A - 用于半导体制造设备的工件保持架 - Google Patents
用于半导体制造设备的工件保持架 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1452233A CN1452233A CN03109539A CN03109539A CN1452233A CN 1452233 A CN1452233 A CN 1452233A CN 03109539 A CN03109539 A CN 03109539A CN 03109539 A CN03109539 A CN 03109539A CN 1452233 A CN1452233 A CN 1452233A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate holder
- semiconductor manufacturing
- support component
- manufacturing facility
- holding member
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 41
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 129
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 41
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 8
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 8
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 8
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 8
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 8
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 7
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
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
- 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
- H01L21/68—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 positioning, orientation or alignment
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)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
本申请公开了一种半导体制造设备工件保持架，其基片保持表面具有优良的等温属性，其适用于在涂胶机/显影机中热固光刻胶，和烘低介电常数，即低k的绝缘膜。工件保持架由基片保持架1和支撑基片保持架1的支撑部件4组成，其特点是支撑部件4的热传导率低于基片保持架1的热传导率。基片保持架1和支撑部件4或者不连接，或者如果连接，则两者具有相同的热膨胀系数2.0×10－6/℃或者更小。基片保持架1的主要成分最好是AlN，支撑部件4的主要成分最好是高铝红柱石。
Description
技术领域
本发明总的来说涉及应用在半导体制造设备中的工件保持架，尤其涉及这样的半导体制造设备工件保持架：其适用于热固涂胶机/显影机中的光刻胶，及加热/烘低介电常数，也就是低k，的绝缘膜中。
背景技术
近年来，在半导体制造中，由于半导体的集成度越来越高、半导体越来越微型化，由铝溅射或铜电镀形成的硅片上铝或铜电路中的金属线(互连)宽以及线之间的间距逐年变窄。
对于铝或者铜电路，互连图案由光刻技术形成。例如，将树脂均匀的涂在铝膜上，从而在铝互连膜上形成负图案光刻胶，其后，用被称为分档器(stepper)的曝光设备将图案印到光刻胶上，并热固光刻胶以去除不需要的区域。沿负图案区域用蚀刻设备蚀刻铝膜和去除光刻胶，就获得了图形化的铝互连。
因为互连线越来越靠近导致线中的信号之间相互干扰，必须在互连之间和薄片层之间填充低介电常数的绝缘材料消除互连线之间的相互干扰。为了这个目的，传统上使用二氧化硅作为绝缘材料，低k电介质的材料也渐渐被用作低介电常数的绝缘膜。
用一种方法形成低k绝缘膜，根据此方法，将膜的原材料溶化成浆，旋转涂浆产生均匀的层，用上述的光刻技术使图案形成在所述层上，其后在加热器中烘使其变硬。
以夹在石英晶体片中的不锈钢薄片做电阻加热元件的加热器是应用于前述的热固光刻膜中和烘低介电常数绝缘膜中的加热器的例子。此外，由于加热器的等温性和耐用性问题，就希望有等温性能好且耐用性高的加热设备。
同时，陶瓷制成的其中钼线圈嵌入高热导性、高抗腐蚀的AlN或者Si3N4中的加热器用在形成各种薄膜的电容分压器(CVD)中。这样陶瓷制造的加热器在基片保持表面的背面连接到管状铝支撑部件的一端，支撑部件的另一端由密封在室中的O形圈支撑。此外，抗腐蚀性差的电极端子和电极供电引线容纳在管状铝支撑部件的内部，以便使其不暴露在室中的腐蚀气体中。
在半导体制造中，为了减少成本，要缩小硅片的尺寸，最新的变化范围是从8英寸到12英寸。因此，要求增强应用在热固光刻抗蚀膜中和烘低k电介质绝缘膜中的加热器的等温性。特别是要求加热器的基片保持表面中的等温率在±1.0％之内，更期望在±0.5％之内。
为了稳定基片保持架和保护电极端子不接触室中的空气，大多数情况下，陶瓷制成的加热器中基片保持架与支撑部件连接在一起。如果在基片保持架和支撑部件的热膨胀系数不同的情况下，在温度升高和冷却过程中，由于材料间热膨胀系数的不同将会产生热应力，从而会使较脆的陶瓷材料产生裂缝。因此，使用相同材料的基片保持架和支撑部件连接在一起。
然而，如果将具有高热传导率的材料用在基片保持架中以提高基片保持表面的等温性，则由于支撑部件也必须是有相同高热传导率的材料，所以基片保持架中电阻加热元件产生的热可以通过具有高热传导率的支撑部件极其有效地发散。基片保持架与支撑部件连接的区域的温度就会显著降低，这迫使基片保持架的等温性降低。
若基片保持架与具有低热传导率且与其热膨胀系数不同的支撑部件连接——为了保持其等温属性不因热发散到与其连接的支撑物上而恶化——由于不同的热膨胀系数产生的热应力会使易碎材料陶瓷制成的基片保持架上出现裂纹。
此外，为了降低支撑部件所在位置的温度并防止室末端上材料的热损失，在室中安装支撑部件的附近用水或者类似的东西冷却。如果在支撑部件短的情况下，温度梯度会很陡，因而使支撑部件很容易在热冲击下断裂。为了防止热冲击带来的断裂，要加长支撑部件到300毫米或者通常所必须的长度，由此，放支撑部件的室的长度就不得不很大，这对设备的微型化是个约束。
发明内容
考虑到目前这样的情况，本发明的目的是实现其基片保持表面等温性好的半导体制造设备工件保持架，其适合用在涂胶机/显影机中热固光刻胶和烘低介电常数，也就是，低k的绝缘膜中。
为了实现前述目标，本发明实现的用在半导体制造设备中的保持部件由陶瓷制成的基片保持架和支撑部件组成，其中基片保持架有电阻加热元件，而支撑部件用来支撑基片保持架；其特征在于：支撑部件的热传导率比基片保持架的热传导率低。
根据上述本发明的半导体制造设备保持部件，其特征在于：基片保持架和支撑部件或者不连接，或者基片保持架和支撑部件连接且两者的热膨胀系数是2.0×10-6/℃或者更小。
此外，根据前述本发明的半导体制造设备保持部件，其特征在于：从AlN，Al2O3，SiC，Si3N4中选出的至少一种陶瓷类型是基片保持架的主要成分。
根据上述本发明的半导体制造设备保持部件，其特征在于：高铝红柱石是支撑部件的主要成分，特别地支撑部件最好是高铝红柱石和铝的合成物。
此外，本发明实现了使用任何前述半导体制造设备保持部件的半导体制造设备。同样的，本发明实现的半导体制造设备用在热固光刻树脂膜中，或者烘低介电常数的绝缘膜中。
如本发明确定的，对于半导体制造设备，可以实现工件保持表面的等温率在±1.0％之内，更好的在±0.5％之内，从而可使整个设备微型化的工件保持架。所述半导体制造设备工件保持架适用于在涂胶机和显影机中热固光刻胶中，和烘低介电常数，也就是低k，的绝缘膜中。
参照附图，通过以下详细的描述，对于本领域的普通技术人员，本发明的前述和其他的目的，特性，方面内容和优点将变得更加清楚和易于理解。
附图简述
图1为示意剖面图，示出了根据本发明的基片保持架，其固定在室的内部。
具体实施方式
在制造半导体的过程中，用于涂胶机/显影机中热固光刻抗蚀材料的过程和低k烘的过程——不同于使用含有卤素的腐蚀气体的CVD设备和蚀刻设备——使用He，Ar，N2和H2气作为气体环境。因此，因为即使其主要成分是容易被卤素腐蚀的材料，电极也不会腐蚀，所以不会产生室污染的问题。
由此，用使用非腐蚀气体的半导体制造设备，支撑部件不必是管状的以将加热器电极端子和为基片保持架提供的引线放入其中，也不需要完全密封与室内的气体隔离。因此就不必在基片保持架和支撑主体之间形成不漏气的连接，例如只是将基片保持架放在支撑主体顶上来支撑它。
在基片保持架和支撑部件不连接的情况下，基片保持架中电阻加热元件产生的热可以得到控制而不会经过支撑部件发散出去，在本发明中这意味着结合支撑部件的热传导率低于基片保持架的热传导率，从而使基片保持架的等温属性显著提高。此外，因为基片保持架和支撑部件不连接，它们丝毫不受热应力，因此没有陶瓷制造的基片保持架断裂的危险。
考虑到通过支撑部件控制热的发散，基片保持架和支撑部件最好不连接，而只是简单的摆放在一起，例如，如上所述，一个放在另一个上。然而，为了稳定基片保持架和保护基片保持架中的电极端子不要暴露在室中的气体中，有些情况下，基片保持架和支撑部件最好连接在一起被固定。
如果在基片保持架和支撑部件的热膨胀系数显著不同的情况下，将在其连接处产生由于其热膨胀量的差产生的热应力和收缩，使易受影响的陶瓷材料产生裂纹。为了在基片保持架和支撑部件连接的情况下防止这样，基片保持架和支撑部件间的热膨胀系数的差值可以是2.0×10-6/℃或者更小，以控制由热膨胀/收缩量的差引起的热应力，从而在加热循环中控制由于热应力引起的断裂。
基片保持架和支撑物不连接或者基片保持架和支撑连接，在上述的任何一种情况下，为了提高基片保持架的等温率并缩短支撑部件的长度，最好使用热传导率尽可能高的材料制造基片保持架——其热传导率至少高于支撑部件的热传导率；同时，用热传导率尽可能低的材料制作支撑部件。
从高热膨胀系数，耐热性，和绝缘性来看，基片保持架材料最好使用从AlN，Al2O3，SiC，Si3N4中选出的至少一种陶瓷类型。在这些材料中，具有特别高热传导率和好的耐热耐腐蚀性的AlN尤其好。
在AlN用在基片保持架中的情况中，主要成分是高铝红柱石(3Al2O3·2SiO2)——有4.0×10-6/℃的热膨胀系数，接近AlN的4.5×10-6/℃的热膨胀系数——的材料最好用做支撑部件的材料。事实上，具有4W/mK的极低的热传导率的高铝红柱石对于控制热发散非常有效，而且能提高基片保持架的等温性。此外，虽然支撑部件的长度缩短了，但是伴随基片保持架的温度梯度，支撑部件和基片保持架的污染安装没有变严重，及支撑部件中由于热冲击产生的断裂可以控制的事实，支撑部件的可靠性增加了。
此外，将氧化铝(Al2O3)加到高铝红柱石中可以调节支撑部件的热膨胀系数，使其近似于构成基片保持架的AlN的热膨胀系数。加氧化铝到高铝红柱石中将支撑部件的热膨胀系数调整到例如4.5×10-6/℃，使用这样的支撑部件显著的减少了基片保持架和支撑部件连接处的热应力，其中，虽然连接后要冷却及经过热循环过程的升降温度，热应力能急剧减少，而可靠性显著提高。
实施例
实施例1
加重量百分比占0.5％的氧化钇(Y2O3)到氮化铝(AlN)中，其中氧化钇作为助烧结剂，进一步分散和混合附加有机粘合剂到含Y2O3的AlN粉末中，然后喷溅烘干混合物使其成为颗粒状。烧结后，用单轴压力将成颗粒状的粉末注模形成两个350毫米直径×5毫米厚度的板。这个注模的材料在氮气流中以800℃的温度脱脂，并在氮气室中在1900℃的温度下烧结6小时。这样产生的AlN烧结部件的热传导率是180W/mK。烧结材料制成的2个板用金刚砂进行表面抛光。
用钨浆将电阻加热元件电路印到AlN烧结材料板上，其中所述钨浆是加了助烧结剂和乙基纤维素粘合剂的钨粉末的搅拌混合物。然后，将印制的AlN板放入氮气流中在900℃下脱脂，在1850℃下加热1小时显影。用于粘合的搅拌混合玻璃浆，其中加了乙基纤维素粘合剂，展开到保持烧结部件上，其在氮气流中900℃下脱脂。
AlN烧结材料制成的这两个板的粘合玻璃表面和电阻加热元件表面是堆叠的，同时放在50g/cm2的负载下以防止不对准，所述两个表面通过在1800℃下加热2小时被连接，由此制造出AlN制成的其内部嵌有电阻加热元件2的基片保持架1，如图1所示。连接到内部电阻加热元件2的电极端子(未示出)连接到所述基片保持架1的背面，且该背面与电气连接到系统外部电源的供电引线3连接。
100mm外径×90mm内径×100mm长且由高铝红柱石(3Al2O3·2SiO2)制成的圆柱体支撑部件作为支撑部件支撑基片保持架。这个高铝红柱石制成的支撑部件的热传导率是4W/mK。如图1所示，这个支撑部件4的一个末端夹在室5上，基片保持架1放在支撑物4上，但并未连接。在此，放在支撑部件4中的由基片保持架1引出的引线3被O形圈6密封在O形圈6和室5之间。
室5内部氮气压力减少到0.1托，从系统外面供电到电阻加热元件2上将室5加热到500℃，同时用水冷却固定在室5上的支撑部件4的另一端，测量保持基片7的基片保持架1的全部表面的等温率，其在500℃±0.39％内。制造10个同样的基片保持架，经过热循环测试，在室温和500℃之间升高和降低温度500次，经过加热循环的10个保持架仍然没有问题。
此外，传统的具有300mm长度的支撑部件必须要有450mm高的室来容纳它。相反地，在实施例1中，即使其长度缩减到100mm，支撑部件4也没有任何问题，且可以使高为250mm的室5紧凑。
实施例2
加重量百分比占2％的用作助烧结剂的氧化镁(MgO)到氧化铝(Al2O3)粉末中，进一步分散和混合附加的粘合剂到含MgO的Al2O3粉末中，然后喷溅烘干混合物使其成颗粒状。烧结后，用单轴压力将成颗粒状的粉末注模成2块350mm直径×5mm厚度的板。
用加有助烧结剂和乙基纤维素的钨粉末的搅拌混合物，将电阻加热元件电路印到上述注模的部件中的一个部件上。然后，被印的注模的部件在700℃空气流中脱脂，并将其在1600℃下加热3小时进行烧结。从而产生的Al2O3的烧结部件的热传导率是20W/mK。用金刚砂对烧结部件做表面抛光。
以上述同样的方式烧结保持模制部件，用来粘合的加有乙基纤维素粘合剂的搅拌混合玻璃浆展开到烧结的保持模制部件上，所述保持模制部件在900℃空气流里脱脂。堆叠烧结材料的这两个板的粘合玻璃表面和电阻加热元件表面，并以实施例1中同样的方式连接产生基片保持架。电极端子以实施例1中同样的方式连接到基片保持架的背面，引线也连接在该背面上。
Al2O3制造的基片保持架放在与实施例1中相同的高铝红柱石制造的支撑部件顶部。高铝红柱石支撑部件的一个末端夹在室上。在与实施例1相同的条件下，测量保持基片的基片保持架表面的全部表面的等温率，其在500℃±0.7％中。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。
实施例3
加重量百分比占2％的作为助烧结剂的碳化硼(B4C)到碳化硅(SiC)粉末中，进一步分散和混合附加的粘合剂到含B4C的SiC粉末中，然后喷溅烘干混合物使其成颗粒状。烧结后，用单轴压力将成颗粒状的粉末注模成2块350mm直径×5mm厚度的板。
用加有助烧结剂和乙基纤维素的钨粉末的搅拌混合物，将电阻加热元件电路印到上述模制材料片中的一个片上。然后，印制的注模模制部件在900℃氮气流中脱脂，并将其在1900℃下加热5小时进行烧结。从而产生的SiC烧结部件的热传导率是150W/mK。用金刚砂对烧结部件做表面抛光。
以上述同样的方式烧结保持模制部件，用来粘合的加有乙基纤维素粘合剂的搅拌混合玻璃浆展开到烧结的保持模制部件上，所述保持模制部件在900℃氮气流里脱脂。堆叠烧结材料的这两个板的粘合玻璃表面和电阻加热元件表面，并以实施例1中同样的方式连接产生基片保持架。电极端子以实施例1中同样的方式连接到基片保持架的背面，引线也连接在该背面上。
SiC制造的基片保持架放在与实施例1中相同的高铝红柱石制造的支撑部件顶部。高铝红柱石支撑部件的一个末端夹在室上。在与实施例1相同的条件下，测量保持基片的基片保持架表面的全部表面的等温率，其在500℃±0.5％中。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。
实施例4
加重量百分比分别占2％的作为助烧结剂的氧化钇(Y2O3)和氧化铝(Al2O3)到氮化硅(Si3N4)粉末中，进一步分散和混合附加的粘合剂到含Y2O3和Al2O3的Si3N4粉末中，然后喷溅烘干混合物使其成颗粒状。烧结后，用单轴压力将成颗粒状的粉末注模成2块350mm直径×5mm厚度的板。
用加有助烧结剂和乙基纤维素的钨粉末的搅拌混合物，将电阻加热元件电路印到上述模制的材料片中的一个片上。然后，印制的注模模制部件在900℃氮气流中脱脂，并将其在1900℃下加热5小时进行烧结。从而产生的Si3N4的烧结部件的热传导率是20W/mK。用金刚砂对烧结部件做表面抛光。
以上述同样的方式烧结保持模制部件，用来粘合的加有乙基纤维素粘合剂的搅拌混合玻璃浆展开到烧结的保持模制部件上，所述保持模制部件在900℃氮气流里脱脂。堆叠烧结材料的这两个板的粘合玻璃表面和电阻加热元件表面，并以实施例1中同样的方式连接产生基片保持架。电极端子以实施例1中同样的方式连接到基片保持架的背面，引线也连接在该背面上。
Si3N4制造的基片保持架放在与实施例1中相同的高铝红柱石制造的支撑部件顶部。高铝红柱石支撑部件的一个末端夹在室上。在与实施例1相同的条件下，测量保持基片的基片保持架表面的全部表面的等温率，其在500℃±0.8％中。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。
实施例5
与上述实施例1相同的AlN制造的基片保持架放在100mm外径×90mm内径×100mm长度且由不锈钢制成的支撑部件的顶部，两者不连接。可以意识到到内部电阻加热元件的一个末端的电极端子和引线与实施例1中相同被连接到基片保持架的背面。这里，不锈钢的热传导率是15W/mK。
对这个基片保持架做了与实施例1相同的评测，其中基片保持架表面的等温率是500℃±0.42％。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。
实施例6
加重量百分比占5％的Al2O3粉末到AlN粉末中形成的混合物用于制造实施例1中的基片保持架，其中混合物中加有挤压粘合剂，烧结后，混合物注模成100mm外径×90mm内径×100mm长度的圆柱体形状。在900℃氮气流中对所述圆柱体脱脂，在1850℃下对其烧结6小时，并抛光圆柱体的两端，这样形成了支撑部件。
将AB-Si玻璃展开到AlN制造的这个支撑部件的一个末端，其在800℃下连接到与实施例1相同的AlN制造的基片保持架上(热传导率：170W/mK；热膨胀系数：4.5×10-6℃)。对这样产生的基片保持架做与实施例1相同的评测，其中等温率是500℃±0.5％。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。
实施例7
准备与实施例1中相同的由AlN制造的基片保持架和由高铝红柱石制造的支撑部件。支撑部件的两端经过抛光处理，一个末端用B-Si展成，并在800℃下连接到基片保持架。AlN和高铝红柱石的热膨胀系数是0.5×10-6℃。
对这样产生的基片保持架做与实施例1相同的评测，其中等温率是500℃±0.43％。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。
实施例8
准备100mm外径×90mm内径×100mm长度的圆柱体支撑部件，其由加入Al2O3的高铝红柱石(3Al2O3·2SiO3)的合成材料制成，其中加入的Al2O3将热膨胀系数调节到4.5×10-6℃。支撑部件的两个末端都经过抛光处理，一个末端由B-Si玻璃展开形成，且在800℃下连接到与实施例1相同的AlN制成的基片保持架。
对这样产生的基片保持架做与实施例1相同的评测，其中等温率是500℃±0.41％。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。
实施例9
使用与实施例1相同的AlN制成的基片保持架。对于支撑部件，使用与实施例8相同的成分，制造具有下列形状的支撑部件。确定的被制造的形状为：一个支撑部件a 350mm外径×330mm内径×100mm长度；两个支撑部件b 10mm外径×9mm内径×100mm长度。
支撑部件a和支撑部件b各自的两个末端均经过抛光处理，每个部件的一个末端是由B-Si玻璃展开而成，且其在800℃下在氮气中连接到各自的由AlN制成的基片保持架。然而，支撑部件a连接到其基片保持架背面的中间，而两个支撑部件b每一个连接到它们基片保持架背面，以便覆盖电极端子。
对这样产生的基片保持架做与实施例1相同的评测，其使用支撑部件a的基片保持架的等温率是500℃±0.44％，而使用两个支撑部件b的基片保持架的等温率是500℃±0.40％。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。对比例子1
用与实施例1相同的方法制造AIN制成的基片保持架。支撑部件由与基片保持架相同的AlN制成，其具有100mm外径×90mm内径×300mm长度。基片保持架和支撑部件的热传导率均是180W/mK。支撑部件的两个末端均做了抛光处理，其一个末端由B-Si玻璃展开形成，且在800℃下连接到基片保持架。
对这样产生的基片保持架做与实施例1相同的评测，其中等温率是500℃±1.5％。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。对比例子2
用与对比例子1相同的方法制造基片保持架和支撑部件，除了支撑部件的长度缩短到100mm。基片保持架和支撑部件均由AlN制成，它们的热传导率是180W/mK。基片保持架和支撑部件以与对比例子1相同的方式连接。
对这样产生的基片保持架做与实施例1相同的评测，其中等温率是500℃±2.0％。此外，相同的基片保持架在500℃下保持1小时，于是由于水冷却保持末端产生的热冲击使所述的基片保持架断裂。对比例子3
用与对比例子1相同的方法制造基片保持架和支撑部件。基片保持架和支撑部件均由AlN制成，它们的热传导率是180W/mK。基片保持架放在支撑部件的顶部，但并不与支撑部件连接。
对这样产生的基片保持架做与实施例1相同的评测，其中等温率是500℃±1.2％。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。对比例子4
使用与实施例1相同的方法制造AlN制成的基片保持架。对于支撑部件，a 100mm外径×90mm内径×300mm长度的支撑部件由铜制成。基片保持架的热传导率使180W/mK，而支撑部件的热传导率是393W/mK。支撑部件的两个末端均经过抛光处理，基片保持架放在其顶部但并不连接。
对这样产生的基片保持架做与实施例1相同的评测，其中等温率是500℃±2.5％。此外，制造10个相同的基片保持架，以与实施例1中相同的方法经过加热循环测试，它们中任何一个也没有产生问题。
仅仅选择了被选的实施对本发明做了解释。但本领域技术人员将会理解在不偏离本发明的原理和实质的情况下，可对这些实施例进行改变，其范围也落入本发明的权利要求及其等同物所限定的范围内。此外，根据本发明前述的实施例只是用来解释，并不是对权利要求及其等同物限定的本发明做限制。
Claims (17)
1.一种用在半导体制造设备中的保持部件，包括：
由陶瓷制成的基片保持架，其中嵌有电阻加热元件；和
用来支撑所述基片保持架的支撑部件，所述支撑物的热传导率低于所述基片保持架的热传导率。
2.根据权利要求1所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：所述基片保持架和所述支撑部件或者不连接，或者所述基片保持架和所述支撑部件连接且两者的热膨胀系数是2.0×10-6/℃或者更小。
3.根据权利要求1所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：选自AlN，Al2O3，SiC，Si3N4中的至少一种陶瓷类型作为所述基片保持架的主要成分。
4.根据权利要求2所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：选自AlN，Al2O3，SiC，Si3N4中的至少一种陶瓷类型作为所述基片保持架的主要成分。
5.根据权利要求3所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：所述基片保持架是AlN。
6.根据权利要求1所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：高铝红柱石是所述支撑部件的主要成分。
7.根据权利要求2所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：高铝红柱石是所述支撑部件的主要成分。
8.根据权利要求3所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：高铝红柱石是所述支撑部件的主要成分。
9.根据权利要求5所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：高铝红柱石是所述支撑部件的主要成分。
10.根据权利要求6所述的半导体制造设备保持部件，其特征在于：所述支撑部件是高铝红柱石和铝的合成物。
11.一种使用如权利要求1所述的半导体制造设备保持部件的半导体制造设备。
12.一种使用如权利要求2所述的半导体制造设备保持部件的半导体制造设备。
13.一种使用如权利要求3所述的半导体制造设备保持部件的半导体制造设备。
14.一种使用如权利要求5所述的半导体制造设备保持部件的半导体制造设备。
15.一种使用如权利要求6所述的半导体制造设备保持部件的半导体制造设备。
16.一种使用如权利要求10所述的半导体制造设备保持部件的半导体制造设备。
17.根据权利要求11所述的半导体制造设备，其是用在热固光刻树脂膜，或者烘低介电常数绝缘膜中的设备。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002111515A JP4311910B2 (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 半導体製造装置用保持体 |
| JP2002111515 | 2002-04-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1452233A true CN1452233A (zh) | 2003-10-29 |
| CN100583410C CN100583410C (zh) | 2010-01-20 |
Family
ID=28672566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN03109539A Expired - Fee Related CN100583410C (zh) | 2002-04-15 | 2003-04-09 | 用于半导体制造设备的工件保持架 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20050160989A1 (zh) |
| EP (2) | EP1603151A2 (zh) |
| JP (1) | JP4311910B2 (zh) |
| KR (1) | KR100551642B1 (zh) |
| CN (1) | CN100583410C (zh) |
| CA (1) | CA2424391A1 (zh) |
| TW (1) | TWI239067B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100415387C (zh) * | 2004-12-15 | 2008-09-03 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 一种增大粉尘过滤功能的涂胶机 |
| CN105921375A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-07 | 苏州博来喜电器有限公司 | 均热施胶装置 |
| CN105935635A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-14 | 苏州市永通不锈钢有限公司 | 同心圆施胶装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005285355A (ja) | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置 |
| JP2005317749A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体製造装置用保持体及びそれを搭載した半導体製造装置 |
| JP4542485B2 (ja) * | 2004-12-14 | 2010-09-15 | 日本碍子株式会社 | アルミナ部材及びその製造方法 |
| DE102005056536A1 (de) * | 2005-11-28 | 2007-05-31 | Aixtron Ag | CVD-Reaktor mit widerstandsbeheiztem Suszeptor |
| JP6290650B2 (ja) * | 2014-02-24 | 2018-03-07 | 日本特殊陶業株式会社 | 加熱装置 |
| CN104549909B (zh) * | 2014-12-26 | 2017-03-22 | 芜湖新世纪净化器材有限责任公司 | 一种折叠滤芯的封边打胶系统及其打胶工艺 |
| US10631370B2 (en) | 2015-10-30 | 2020-04-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Member for semiconductor manufacturing apparatus, method for producing the same, and heater including shaft |
| JP6697363B2 (ja) * | 2015-10-30 | 2020-05-20 | 日本碍子株式会社 | 半導体製造装置用部材、その製法及びシャフト付きヒータ |
| CN109549253A (zh) * | 2017-09-27 | 2019-04-02 | 常州市派腾电子技术服务有限公司 | 雾化器及其电子烟 |
| JP7312631B2 (ja) * | 2019-07-16 | 2023-07-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 加熱部材 |
| KR102518254B1 (ko) * | 2021-09-14 | 2023-04-05 | 주식회사 케이에스엠컴포넌트 | 반도체 제조 장치용 가열 장치 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0447155B1 (en) * | 1990-03-12 | 1995-07-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Wafer heaters for use in semi-conductor-producing apparatus, heating units using such wafer heaters, and production of heaters |
| JP2553078Y2 (ja) * | 1991-04-20 | 1997-11-05 | ソニー株式会社 | 基板加熱装置 |
| DE69432383D1 (de) * | 1993-05-27 | 2003-05-08 | Applied Materials Inc | Verbesserungen betreffend Substrathalter geeignet für den Gebrauch in Vorrichtungen für die chemische Abscheidung aus der Dampfphase |
| US5846891A (en) * | 1997-06-10 | 1998-12-08 | Korea Institute Of Science And Technology | Thermal shock-resistant alumina-mullite composite material and preparation method thereof |
| JP3631614B2 (ja) * | 1998-05-29 | 2005-03-23 | 京セラ株式会社 | セラミックヒータ |
| JPH11343571A (ja) * | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Ngk Insulators Ltd | サセプター |
| JP3512650B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2004-03-31 | 京セラ株式会社 | 加熱装置 |
| US6310755B1 (en) * | 1999-05-07 | 2001-10-30 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck having gas cavity and method |
| JP2001203257A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-07-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体製造装置用ウェハ保持体 |
| JP2002057207A (ja) * | 2000-01-20 | 2002-02-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体製造装置用ウェハ保持体およびその製造方法ならびに半導体製造装置 |
| US6414271B2 (en) * | 2000-05-25 | 2002-07-02 | Kyocera Corporation | Contact heating device |
| US20020185487A1 (en) * | 2001-05-02 | 2002-12-12 | Ramesh Divakar | Ceramic heater with heater element and method for use thereof |
-
2002
- 2002-04-15 JP JP2002111515A patent/JP4311910B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-04-03 CA CA002424391A patent/CA2424391A1/en not_active Abandoned
- 2003-04-04 EP EP05017259A patent/EP1603151A2/en not_active Withdrawn
- 2003-04-04 EP EP03252169A patent/EP1355347A3/en not_active Ceased
- 2003-04-09 TW TW092108121A patent/TWI239067B/zh active
- 2003-04-09 CN CN03109539A patent/CN100583410C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-14 US US10/249,473 patent/US20050160989A1/en not_active Abandoned
- 2003-04-14 KR KR1020030023261A patent/KR100551642B1/ko active IP Right Grant
-
2006
- 2006-06-01 US US11/421,490 patent/US20060201422A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100415387C (zh) * | 2004-12-15 | 2008-09-03 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 一种增大粉尘过滤功能的涂胶机 |
| CN105921375A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-07 | 苏州博来喜电器有限公司 | 均热施胶装置 |
| CN105935635A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-14 | 苏州市永通不锈钢有限公司 | 同心圆施胶装置 |
| CN105921375B (zh) * | 2016-06-30 | 2018-10-30 | 苏州博来喜电器有限公司 | 均热施胶装置 |
| CN105935635B (zh) * | 2016-06-30 | 2018-12-14 | 苏州市永通不锈钢有限公司 | 同心圆施胶装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20050160989A1 (en) | 2005-07-28 |
| KR20030082399A (ko) | 2003-10-22 |
| JP4311910B2 (ja) | 2009-08-12 |
| EP1603151A2 (en) | 2005-12-07 |
| KR100551642B1 (ko) | 2006-02-14 |
| EP1355347A3 (en) | 2003-12-10 |
| TWI239067B (en) | 2005-09-01 |
| CA2424391A1 (en) | 2003-10-15 |
| US20060201422A1 (en) | 2006-09-14 |
| JP2003309049A (ja) | 2003-10-31 |
| EP1355347A2 (en) | 2003-10-22 |
| CN100583410C (zh) | 2010-01-20 |
| TW200308041A (en) | 2003-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1452233A (zh) | 用于半导体制造设备的工件保持架 | |
| TWI518835B (zh) | 靜電吸盤裝置 | |
| JP5163349B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
| US7361230B2 (en) | Substrate processing apparatus | |
| US7554059B2 (en) | Heater unit and semiconductor manufacturing apparatus including the same | |
| US20060021705A1 (en) | Substrate mounting apparatus and control method of substrate temperature | |
| JP5522220B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
| CN1461288A (zh) | 陶瓷接合体、基片支承构造体及基片处理装置 | |
| CN1557015A (zh) | 半导体制造装置用保持体 | |
| US7060945B2 (en) | Substrate heater and fabrication method for the same | |
| CN1225342C (zh) | 一种陶瓷基座 | |
| JP2007201068A (ja) | 静電チャック | |
| JP2003257809A (ja) | 半導体製造用加熱装置 | |
| CN1613139A (zh) | 半导体生产系统用的陶瓷加热器 | |
| JP4305443B2 (ja) | 半導体製造装置用保持体 | |
| JP6503689B2 (ja) | 静電チャック装置およびその製造方法 | |
| CN1805911A (zh) | 氮化铝接合体及其制造方法 | |
| JP4788575B2 (ja) | 半導体製造装置用保持体 | |
| JP2010283364A (ja) | 半導体製造装置用保持体 | |
| JP2005123602A (ja) | 半導体製造装置用保持体 | |
| JP2018093163A (ja) | セラミックス基板及び半導体モジュール | |
| JP2005045280A (ja) | 半導体製造装置用保持体 | |
| JP2018093100A (ja) | セラミックス基板の製造方法 | |
| JP2003035606A (ja) | 温度センサに用いる樹脂膜付ウエハ | |
| JP2004079504A (ja) | セラミックヒータとその製造方法及びこれを用いたウェハ加熱装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100120 Termination date: 20210409 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |