JP2021012933A - 半導体製造装置用部品の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】給電電極の第1の表面と給電端子の基部の内周面との電気的な接合の不良を抑制する。【解決手段】半導体製造装置用部品の製造方法は、第1の導電性部材と、第2の導電性部材と、第1の導電性部材の第1の表面と第2の導電性部材の第2の表面とを接合する前のろう付け部である接合前ろう付け部と、第2の導電性部材の第2の表面の内、第1の導電性部材の第1の表面に直交する方向における接合前ろう付け部とねじとの間に配置されたセラミック部材と、を備える複合体を用意する、第1工程と、接合前ろう付け部を加熱することにより接合前ろう付け部を溶融させ、接合前ろう付け部を硬化させることにより、第1の導電性部材の第1の表面と第2の導電性部材の第2の表面とを接合するろう付け部を形成する、第2工程とを備える。【選択図】図7

Description

本明細書に開示される技術は、半導体製造装置用部品の製造方法に関する。
例えば半導体を製造する際にウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、例えばセラミックスにより構成され、略平面状の表面(以下、「吸着面」という。)を有する板状部材と、板状部材の内部に配置されたチャック電極とを備えている。静電チャックは、チャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、板状部材の吸着面にウェハを吸着して保持する。
静電チャックの吸着面に保持されたウェハの温度が所望の温度にならないと、ウェハに対する各処理(成膜、エッチング等)の精度が低下するおそれがあるため、静電チャックにはウェハの温度分布を制御する性能が求められる。そのため、静電チャックの使用時には、板状部材に配置されたヒータ電極による加熱や、ベース部材に形成された冷媒流路に冷媒を供給することによる冷却によって、板状部材の吸着面の温度分布の制御(ひいては、吸着面に保持されたウェハの温度分布の制御)が行われる。
静電チャックには、ヒータ電極への給電のための構成が設けられる。具体的には、板状部材に、ヒータ電極に電気的に接続された給電電極(給電パッド)と、給電電極と電気的に接続される給電端子と、ろう材で形成され、給電電極と給電端子とを接合するろう付け部とが配置される。このような構成では、電源から、給電端子、給電電極等を介して、ヒータ電極に電力が供給される。
給電端子は、貫通孔が形成された筒状であって、内周面にねじ(以下、「第1のねじ」という。)が形成された基部と、第1のねじと螺合されるねじ(以下、「第2のねじ」という。)が先端の外周面に形成された棒状部とを備える(例えば、特許文献1参照)。ろう付け部は、給電端子の基部の内周面の内、第1のねじが形成されていない部分と、給電電極の表面(以下、「第1の表面」という。)とを接合する。
このような構成の静電チャックの製造の際には、給電端子の基部の内周面の内、第1のねじが形成されていない部分と、給電電極の第1の表面との接合が行われる。
給電端子の基部の内周面の内、第1のねじが形成されていない部分と、給電電極の第1の表面との接合は、例えば以下のように行われる。まず、給電電極と、給電端子の基部と、給電電極の第1の表面と給電端子の基部の内周面(より厳密には、給電端子の基部の内周面の内、第1のねじが形成されていない部分)とに接するように配置された硬化前のろう付け部(以下、「接合前ろう付け部」という。)とを備える複合体を用意する。次に、接合前ろう付け部を加熱することにより接合前ろう付け部を溶融させ、接合前ろう付け部を硬化させることにより、給電電極の第1の表面と給電端子の基部の内周面とを接合するろう付け部を形成する(以下、この工程を「ろう付け工程」という。)。
特許第4908021号公報
上記特許文献1の静電チャックの製造方法では、上記のろう付け工程において、溶融した接合前ろう付け部が給電端子の基部の内周面を伝って、給電電極の第1の表面に直交する方向(例えば上方)に移動し、その結果、給電端子の基部の第1のねじが接合前ろう付け部により覆われることがある。そのため、この製造方法では、第1のねじと第2のねじとが螺合されない、螺合されにくい、あるいは、第1のねじと第2のねじとが互いに傾いた状態で螺合される等の不良が生じることがあり、その結果、給電電極の第1の表面と給電端子の基部の内周面との電気的な接合の不良が生じることがある。
なお、このような課題は、給電端子と、給電パッドと、給電端子と給電パッドとを接合するろう付け部とを備える静電チャックまたは当該静電チャックの製造方法に限らず、第1の導電性部材と、第2の導電性部材と、第1の導電性部材と第2の導電性部材とを接合するろう付け部とを備える半導体製造装置用部品の製造の際にも共通の課題である。
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本明細書に開示される半導体製造装置用部品の製造方法は、第1の表面を有する第1の導電性部材と、少なくとも一部が円周状である第2の表面を有し、前記第2の表面の一部にねじが形成された第2の導電性部材と、ろう材で形成され、前記第1の導電性部材の前記第1の表面と前記第2の導電性部材の前記第2の表面とを接合するろう付け部と、を備える半導体製造装置用部品の製造方法であって、前記第1の導電性部材と、前記第2の導電性部材と、前記第1の導電性部材の前記第1の表面と前記第2の導電性部材の前記第2の表面とを接合する前の前記ろう付け部である接合前ろう付け部と、前記第2の導電性部材の前記第2の表面の内、前記第1の導電性部材の前記第1の表面に直交する方向における前記接合前ろう付け部と前記ねじとの間に配置されたセラミック部材と、を備える複合体を用意する、第1工程と、前記接合前ろう付け部を加熱することにより前記接合前ろう付け部を溶融させ、前記接合前ろう付け部を硬化させることにより、前記第1の導電性部材の前記第1の表面と前記第2の導電性部材の前記第2の表面とを接合する前記ろう付け部を形成する、第2工程と、を備える。
前記セラミック部材を用いない場合には、前記第2工程において、溶融した前記接合前ろう付け部が前記第2の導電性部材の前記第2の表面を伝って、前記第1の導電性部材の前記第1の表面に直交する方向に移動し、これにより前記第2の導電性部材の前記ねじが前記接合前ろう付け部により覆われることがある。そのため、この製造方法では、前記ねじと、前記ねじと螺合されるべき他のねじとが螺合されない、螺合されにくい、あるいは、前記ねじと他のねじとが互いに傾いた状態で螺合される等の不良(以下、単に「前記ねじと他のねじとの螺合不良」という。)が生じることがあり、その結果、前記第1の導電性部材の前記第1の表面と前記第2の導電性部材の前記第2の表面との電気的な接合の不良が生じることがある。
これに対し、本半導体製造装置用部品の製造方法では、前記第1工程において、前記第2の導電性部材の前記第2の表面の内、前記第1の導電性部材の前記第1の表面に直交する方向における前記接合前ろう付け部と前記ねじとの間に前記セラミック部材が配置される。そのため、前記第2工程において、前記接合前ろう付け部を加熱することにより前記接合前ろう付け部を溶融させたときに、前記セラミック部材の存在により、前記接合前ろう付け部の前記第1の導電性部材の前記第1の表面に直交する方向への移動が抑制される。そのため、本半導体製造装置用部品の製造方法によれば、前記ねじと他のねじとの螺合不良の発生が抑制され、ひいては前記第1の導電性部材の前記第1の表面と前記第2の導電性部材の前記第2の表面との電気的な接合の不良の発生が抑制される。
(2)上記半導体製造装置用部品の製造方法において、前記第1工程において、前記第2の表面に段差を有する段差部が形成された前記第2の導電性部材を用意し、前記第2の導電性部材の前記段差部の側面に前記セラミック部材を配置することにより、前記第1の導電性部材と前記第2の導電性部材と前記接合前ろう付け部と前記セラミック部材とを備える前記複合体を用意する、構成としてもよい。本半導体製造装置用部品の製造方法によれば、前記第1工程において、前記セラミック部材を前記第2の導電性部材の前記段差部の前記側面に略直交する方向から前記側面に塗布することにより、容易に所望の位置(前記段差部の前記側面の位置。前記第2の導電性部材の前記第2の表面の内、前記第1の導電性部材の前記第1の表面に直交する方向における前記接合前ろう付け部と前記ねじとの間の位置)に前記セラミック部材を配置することができる。
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、半導体製造装置用部品、保持装置、静電チャック、真空チャック、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。
本実施形態における静電チャック100の外観構成を概略的に示す斜視図である。 本実施形態における静電チャック100のXZ断面構成を概略的に示す説明図である。 図2のIII−IIIの位置における静電チャック100のXY平面(上面)構成を概略的に示す説明図である。 図2のIV−IVの位置における静電チャック100のXY平面(上面)構成を概略的に示す説明図である。 静電チャック100における給電端子74付近の部分(図2のX1の部分)のXZ断面構成を拡大して示す説明図である。 本実施形態における静電チャック100の製造方法を示すフローチャートである。 本実施形態における静電チャック100の製造方法の概要を示す説明図である。
A.実施形態:
A−1.装置構成:
図1は、本実施形態における静電チャック100の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図2は、本実施形態における静電チャック100のXZ断面構成を概略的に示す説明図であり、図3および図4は、本実施形態における静電チャック100のXY断面構成を概略的に示す説明図である。図3には、図2のIII−IIIの位置における静電チャック100のXY断面構成が示されており、図4には、図2のIV−IVの位置における静電チャック100のXY断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書(図7,静電チャック100の製造方法についての説明は除く)では、便宜的に、Z軸正方向を上方向といい、Z軸負方向を下方向というものとするを除く)が、静電チャック100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。
静電チャック100は、対象物(例えばウェハW)を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば半導体製造装置の真空チャンバー内でウェハWを固定するために使用される。静電チャック100は、所定の配列方向(本実施形態では上下方向(Z軸方向))に並べて配置された板状部材10およびベース部材20を備える。板状部材10とベース部材20とは、板状部材10の下面S2(図2参照)とベース部材20の上面S3とが上記配列方向に対向するように配置される。
板状部材10は、上述した配列方向(Z軸方向)に略直交する略円形平面状の上面(以下、「吸着面」という。)S1を有する板状部材であり、セラミック(例えば、アルミナや窒化アルミニウム等)により形成されている。板状部材10の直径は例えば50mm〜500mm程度(通常は200mm〜350mm程度)であり、板状部材10の厚さは例えば1mm〜10mm程度である。
図2に示すように、板状部材10の内部には、導電性材料(例えば、タングステン、モリブデン、白金等)により形成されたチャック電極40が配置されている。Z軸方向視でのチャック電極40の形状は、例えば略円形である。チャック電極40に電源(図示しない)から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハWが板状部材10の吸着面S1に吸着固定される。
また、板状部材10の内部には、板状部材10の吸着面S1の温度分布の制御(すなわち、吸着面S1に保持されたウェハWの温度分布の制御)のための複数のヒータ電極50と、各ヒータ電極50への給電のための構成(ドライバ電極60等)とが配置されている。これらの構成については、後に詳述する。
ベース部材20は、例えば板状部材10と同径の、または、板状部材10より径が大きい円形平面の板状部材であり、例えば金属(アルミニウムやアルミニウム合金等)により形成されている。ベース部材20の直径は例えば220mm〜550mm程度(通常は220mm〜350mm)であり、ベース部材20の厚さは例えば20mm〜40mm程度である。
ベース部材20は、板状部材10の下面S2とベース部材20の上面S3との間に配置された接着部30によって、板状部材10に接合されている。接着部30は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着材により構成されている。接着部30の厚さは、例えば0.1mm〜1mm程度である。
ベース部材20の内部には冷媒流路21が形成されている。冷媒流路21に冷媒(例えば、フッ素系不活性液体や水等)が流されると、ベース部材20が冷却され、接着部30を介したベース部材20と板状部材10との間の伝熱(熱引き)により板状部材10が冷却され、板状部材10の吸着面S1に保持されたウェハWが冷却される。これにより、ウェハWの温度分布の制御が実現される。
A−2.ヒータ電極50等の構成:
次に、ヒータ電極50およびヒータ電極50への給電のための構成について詳述する。上述したように、静電チャック100は、複数のヒータ電極50(より具体的には、3つのヒータ電極50A,50B,50C)を備える(図2および図3参照)。
3つのヒータ電極50の内、1つのヒータ電極50Aは、Z軸方向視で板状部材10における外周側の領域(以下「外周領域Za」という。)に配置されており、他の1つのヒータ電極50Cは、Z軸方向視で板状部材10における中心付近の領域(以下「中心領域Zc」という。)に配置されており、他の1つのヒータ電極50Bは、Z軸方向視で板状部材10における外周領域Zaと中心領域Zcとに挟まれた領域(以下「中間領域Zb」という。)に配置されている。
各ヒータ電極50は、Z軸方向視で線状の抵抗発熱体であるヒータライン部51と、ヒータライン部51の両端部に接続されたヒータパッド部52とを有する。ヒータ電極50を構成するヒータライン部51およびヒータパッド部52は、導電性材料(例えば、タングステン、モリブデン、白金等)により形成されている。
また、静電チャック100は、各ヒータ電極50への給電のための構成を備えている。具体的には、静電チャック100は、複数のドライバ電極60(より具体的には、6つのドライバ電極60)を備える(図2および図4参照)。各ドライバ電極60は、面方向に平行な所定の形状の導体パターンであり、導電性材料(例えば、タングステン、モリブデン、白金等)により形成されている。
図4に示すように、本実施形態では、静電チャック100が備える6つのドライバ電極60は、それぞれ一対のドライバ電極60から構成された3つのドライバ電極対600(600A,600B,600C)を構成している。3つのドライバ電極対600は、3つのヒータ電極50(50A,50B,50C)に対応している。図2〜図4に示すように、1つのドライバ電極対600(例えば、ドライバ電極対600A)を構成する一対のドライバ電極60の一方は、導電性材料により形成されたヒータ側ビア71を介して、対応するヒータ電極50(例えば、ヒータ電極50A)の一方のヒータパッド部52と電気的に接続されている。また、該ドライバ電極対600(例えば、ドライバ電極対600A)を構成する一対のドライバ電極60の他方は、ヒータ側ビア71を介して、対応するヒータ電極50(例えば、ヒータ電極50A)の他方のヒータパッド部52と電気的に接続されている。
また、図2に示すように、静電チャック100には、ベース部材20の下面S4から板状部材10の内部に至る複数の端子用孔110が形成されている。各端子用孔110は、ベース部材20を上下方向に貫通する貫通孔22と、接着部30を上下方向に貫通する貫通孔32と、板状部材10の下面S2側に形成された凹部13とが、互いに連通することにより構成された一体の孔である。
各端子用孔110には、導電性材料(例えば、タングステン、モリブデン、白金、ニッケルなど)により形成された略柱状の部材である給電端子74が収容されている。また、各端子用孔110を構成する板状部材10の凹部13の底面には、導電性材料により形成された給電パッド70が配置されている。給電端子74と給電パッド70とは、後述する第1のろう付け部78および第2のろう付け部78Aにより接合されている。給電端子74付近の詳細構成については、後述する。なお、給電パッド70は、特許請求の範囲における第1の導電性部材に相当する。
また、図2および図4に示すように、各ドライバ電極対600を構成する一対のドライバ電極60の一方は、該ドライバ電極60から板状部材10の下面S2側に延びる給電側ビア72を介して、1つの給電パッド70に電気的に接続されており、該一対のドライバ電極60の他方は、他の給電側ビア72を介して、他の1つの給電パッド70に電気的に接続されている。
各給電端子74は、電源(図示せず)に接続されている。電源からの電圧は、給電端子74、給電パッド70、給電側ビア72、ドライバ電極60およびヒータ側ビア71を介して、各ヒータ電極50に印加される。各ヒータ電極50に電圧が印加されると、各ヒータ電極50が発熱して板状部材10が加熱され、これにより、板状部材10の吸着面S1の温度分布の制御(すなわち、吸着面S1に保持されたウェハWの温度分布の制御)が実現される。
なお、本明細書では説明を省略するが、静電チャック100は、チャック電極40への給電のために、上述したヒータ電極50への給電のための給電端子、給電パッド、ビア等と同様の構成を備えている。
A−3.給電端子74付近の詳細構成:
図5は、静電チャック100における給電端子74付近の部分(図2のX1の部分)のXZ断面構成を拡大して示す説明図である。
図5に示すように、各給電端子74は、基部74Aと、棒状部74Bとを有している。
基部74Aは、上下方向に貫通する貫通孔75が略中央に形成された略円筒状の部材である。本実施形態では、貫通孔75は、Z軸方向視で略円形である。すなわち、Z軸方向に直交する断面において、貫通孔75を取り囲む内表面SA(以下、単に「基部74Aの内表面SA」という。)の一部(後述する段差部Stの側面S10を除く部分)は、円周状に形成されている。なお、貫通孔75の内、基部74Aにおける上側に位置する部分(以下、「大径部」という。)75Aの直径は、大径部75Aにつながっており、径が大径部75Aの径よりも小さい部分(以下、「小径部」という。)75Bとを備えている。基部74Aの上面S5は、給電パッド70の下面S6に対向している。なお、給電端子74の基部74Aは、特許請求の範囲における第2の導電性部材に相当する。給電パッド70の下面S6は、特許請求の範囲における第1の表面に相当する。
基部74Aにおける貫通孔75の大径部75Aを取り囲む内周面(貫通孔75の延伸方向に平行な表面)S7(以下、単に「基部74Aの大径部75Aの内周面S7」という。)は、円周状に形成されている。基部74Aの大径部75Aの内周面S7(より厳密には、給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、第1のねじSc1が形成されていない部分)は、ろう材で形成されたろう付け部(以下、「第1のろう付け部」という。)78により給電パッド70の下面S6に接合されている。第1のろう付け部78は、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの内表面SA(より厳密には、給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、第1のねじSc1が形成されていない部分)とに接するように配置されている。なお、第1のろう付け部78の形成材料は、液相線温度が比較的高いAgろうなどの所謂、硬ろうに限られず、液相線温度が比較的低い所謂、軟ろう(はんだ)であってもよい(以下の「ろう付け部」においても同様)。なお、給電端子74の基部74Aの内表面SAは、特許請求の範囲における第2の表面に相当する。第1のろう付け部78は、特許請求の範囲におけるろう付け部に相当する。
本実施形態では、基部74Aの外周面S9も、ろう材で形成されたろう付け部(以下、「第2のろう付け部」という。)78Aにより給電パッド70の下面S6に接合されている。第2のろう付け部78Aは、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの外周面S9とに接するように配置されている。
また、基部74Aにおける貫通孔75の小径部75Bを取り囲む内周面(貫通孔75の延伸方向に平行な表面)S8(以下、単に「基部74Aの小径部75Bの内周面S8」という。)も、円周状に形成されている。基部74Aの小径部75Bの内周面S8には、ねじ(以下、「第1のねじ」という。)Sc1が形成されている。
基部74Aの貫通孔75が、大径部75Aと、大径部75Aにつながる小径部75Bとを備えることにより、基部74Aには、貫通孔75の大径部75Aと小径部75Bとの境界部分において、段差を有する段差部Stが形成されている。段差部Stは、貫通孔75の大径部75Aの内周面S7と小径部75Bの内周面S8とをつなぐ表面(貫通孔75の延伸方向に略直交する表面。以下、「段差部Stの側面」という。)S10を備えている。
棒状部74Bの略全体の径は、基部74Aと略同一である。棒状部74Bの上端部は、基部74Aよりも径が小さくなっている。当該上端部の表面S10には、ねじ(以下、「第2のねじ」という。)Sc2が形成されている。第2のねじSc2は、第1のねじSc1と螺合されている。これにより、棒状部74Bは、基部74Aに接続されている。
A−4.静電チャック100の製造方法:
図6は、本実施形態における静電チャック100の製造方法を示すフローチャートである。図7は、本実施形態における静電チャック100の製造方法の概要を示す説明図である。なお、図7では、静電チャック100を構成する部品である後述の複合体150は、完成品である静電チャック100に対して上下方向(Z軸方向)が逆向きとなるように配置されている。図7では、Z1軸正方向が上方向を示し、Z1軸負方向が下方向を示している。
本実施形態の静電チャック100の製造方法は、例えば以下の通りである。まず、板状部材10を準備する(S110、図7のA欄参照)。より詳細には、セラミックスグリーンシートを複数枚作製し、所定のセラミックスグリーンシートに所定の加工を行う。所定の加工としては、例えば、ヒータ電極50やドライバ電極60、チャック電極40、給電パッド70等の形成のためのメタライズペーストの印刷、各種ビア71,72の形成のための孔空けおよびメタライズペーストの充填等が挙げられる。これらのセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、切断等の加工を行うことにより、セラミックスグリーンシートの積層体を作製する。作製されたセラミックスグリーンシートの積層体を焼成することにより、板状部材10を作製する。
次に、板状部材10に、各給電端子74の基部74Aと、各第1の接合前ろう付け部781と、各第2の接合前ろう付け部781Aとを配置する(S120、図7のB欄参照)。第1の接合前ろう付け部781は、給電パッド70の下面S6(図7では上面)と給電端子74の基部74Aの内表面SA(より厳密には、給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、第1のねじSc1が形成されていない部分)とに接するように配置される。第1の接合前ろう付け部781は、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの内表面SA(より厳密には、基部74Aの大径部75Aの内周面S7)とを接合する前の第1のろう付け部78である。第2の接合前ろう付け部781Aは、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの基部74Aの外周面S9とに接するように配置される。第2の接合前ろう付け部781Aは、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの基部74Aの外周面S9とを接合する前の第2のろう付け部78Aである。
S120の工程では、さらに、各第1の接合前ろう付け部781に対応して配置された複数の第1のセラミック部材77と、各第2の接合前ろう付け部781Aに対応して配置された複数の第2のセラミック部材77Aとを配置する。第1のセラミック部材77および第2のセラミック部材77Aは、ペースト状または半硬化状態のセラミック(例えば、アルミナ、窒化アルミニウム)を塗布することにより形成された部材である。第1のセラミック部材77は、給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、給電パッド70の下面S6に直交する方向における第1の接合前ろう付け部781と第1のねじSc1との間に配置される。本実施形態では、内表面SAに段差部Stが形成された給電端子74の基部74Aを用意し、第1のセラミック部材77を、給電端子74の基部74Aの段差部Stの側面S10に略直交する方向から当該側面S10に塗布する。段差部Stの側面S10は、給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、給電パッド70の下面S6に直交する方向における第1の接合前ろう付け部781と第1のねじSc1との間に位置している。そのため、本実施形態では、第1のセラミック部材77は、段差部Stの側面S10に配置されることにより、給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、給電パッド70の下面S6に直交する方向における第1の接合前ろう付け部781と第1のねじSc1との間に配置される。また、第2のセラミック部材77Aを、給電端子74の基部74Aの外周面S9における第2の接合前ろう付け部781Aの上方(給電パッド70の側とは反対側の方向)に配置する。以上のように各部材を配置することより、給電パッド70と、給電端子74の基部74Aと、第1の接合前ろう付け部781と、第2の接合前ろう付け部781Aと、第1のセラミック部材77とを備える複合体150が用意される。なお、第1のセラミック部材77は、特許請求の範囲におけるセラミック部材に相当する。
次に、第1の接合前ろう付け部781および第2の接合前ろう付け部781Aを加熱することにより第1の接合前ろう付け部781および第2の接合前ろう付け部781Aを溶融させ、その後、加熱を止めることにより、第1の接合前ろう付け部781および第2の接合前ろう付け部781Aを硬化させる(S130、図7のB欄参照)。これにより、第1のろう付け部78および第2のろう付け部78Aが形成される。このとき、図7のC欄に示すように、溶融した第1の接合前ろう付け部781の一部が、基部74Aの内表面SA(より厳密には、基部74Aの大径部75Aの内周面S7)を伝って、給電パッド70の下面S6に直交する方向(本実施形態では、上方)に移動することがある。この現象は、溶融した第1の接合前ろう付け部781の表面張力により生じるものであり、給電端子74の基部74Aの内表面SAに対する第1の接合前ろう付け部781の濡れ性(親和性)が高いほど生じやすい。本実施形態では、溶融した第1の接合前ろう付け部781の一部が給電端子74の基部74Aの内表面SAを伝って、給電パッド70の下面S6に直交する方向に移動したときに、給電端子74の基部74Aに比べて第1の接合前ろう付け部781の濡れ性が低い材料で形成された第1のセラミック部材77の存在により、第1の接合前ろう付け部781の移動が抑制される。同様に、第2の接合前ろう付け部781Aが給電端子74の基部74Aの外周面S9を伝って給電パッド70の下面S6に直交する方向(本実施形態では、上方)に移動することがあるが、第2のセラミック部材77Aの存在により、第2の接合前ろう付け部781Aの移動は抑制される。
次に、例えば洗浄剤等を用いた洗浄作業を行うことにより、第1のセラミック部材77および第2のセラミック部材77Aを除去する(S140)。次に、各給電端子74の棒状部74Bを基部74Aと螺合させるとともに、板状部材10とベース部材20との接着部30による接合を行う(S150)。主として以上の工程により、本実施形態の静電チャック100が製造される。
A−5.本実施形態の効果:
以上説明したように、本実施形態の静電チャック100は、下面S6を有する給電パッド70と、一部が円周状である内表面SAを有し、内表面SAの一部に第1のねじSc1が形成された給電端子74の基部74Aと、ろう材で形成され、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの内表面SAとを接合する第1のろう付け部78とを備える。
本実施形態の静電チャック100の製造方法は、給電パッド70と、給電端子74の基部74Aと、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの内表面SAとを接合する前の第1のろう付け部78である第1の接合前ろう付け部781と、給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、給電パッド70の下面S6に直交する方向における第1の接合前ろう付け部781と第1のねじSc1との間に配置された第1のセラミック部材77とを備える複合体150を用意する工程(S110,S120の一連の工程。以下、「第1工程」という。)と、第1の接合前ろう付け部781を加熱することにより第1の接合前ろう付け部781を溶融させ、第1の接合前ろう付け部781を硬化させることにより、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの内表面SAとを接合する第1のろう付け部78を形成する工程(S130の工程。以下、「第2工程」という。)とを備える。
第1のセラミック部材77を用いない場合には、第2工程において、溶融した第1の接合前ろう付け部781が給電端子74の基部74Aの内表面SAを伝って、給電パッド70の下面S6に直交する方向(本実施形態では、上方)に移動し、これにより給電端子74の基部74Aの第1のねじSc1が第1の接合前ろう付け部781により覆われることがある。そのため、この製造方法では、第1のねじSc1と第2のねじSc2(第1のねじSc1と螺合されるねじ)とが螺合されない、螺合されにくい、あるいは、第1のねじSc1と第2のねじSc2とが互いに傾いた状態で螺合される等の不良(以下、単に「第1のねじSc1と第2のねじSc2との螺合不良」という。)が生じることがあり、その結果、給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの内表面SAとの電気的な接合の不良が生じることがある。
これに対し、本実施形態の静電チャック100の製造方法では、上述の通り、第1工程において、給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、給電パッド70の下面S6に直交する方向における第1の接合前ろう付け部781と第1のねじSc1との間に第1のセラミック部材77が配置される。そのため、第2工程において、第1の接合前ろう付け部781を加熱することにより第1の接合前ろう付け部781を溶融させたときに、第1のセラミック部材77の存在により、第1の接合前ろう付け部781の給電パッド70の下面S6に直交する方向への移動が抑制される。そのため、本実施形態の静電チャック100の製造方法によれば、第1のねじSc1と第2のねじSc2との螺合不良の発生が抑制され、ひいては給電パッド70の下面S6と給電端子74の基部74Aの内表面SAとの電気的な接合の不良の発生が抑制される。
また、本実施形態の静電チャック100の製造方法では、第1工程において、内表面SAに段差を有する段差部Stが形成された給電端子74の基部74Aを用意し、給電端子74の基部74Aの段差部Stの側面S10に第1のセラミック部材77を配置することにより、給電パッド70と給電端子74の基部74Aと第1の接合前ろう付け部781と第1のセラミック部材77とを備える複合体150を用意する。
本実施形態の静電チャック100の製造方法によれば、第1工程において、第1のセラミック部材77を給電端子74の基部74Aの段差部Stの側面S10に略直交する方向から当該側面S10に塗布することにより、容易に所望の位置(段差部Stの側面S10の位置。給電端子74の基部74Aの内表面SAの内、給電パッド70の下面S6に直交する方向における第1の接合前ろう付け部781と第1のねじSc1との間の位置)に第1のセラミック部材77を配置することができる。
B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
上記実施形態における静電チャック100の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、給電パッド70および給電端子74の個数は、任意の数に設定可能である。また、ヒータ電極50およびヒータ電極50への給電のための構成は上述の構成に限られるものではない。
また、上記実施形態の静電チャック100は、給電端子74の基部74Aに貫通孔75が形成され、当該貫通孔75を取り囲む内表面SAに第1のねじSc1が形成され、給電端子74の棒状部74Bの表面S10に、第1のねじSc1に螺合される第2のねじSc2が形成された構成である。言い換えれば、上記実施形態の静電チャック100は、給電端子74の基部74Aに雌ねじが形成され、棒状部74Bに雄ねじが形成された構成である。このような構成に換えて、静電チャック100は、給電端子74の基部74Aに雄ねじが形成され、棒状部74Bに雌ねじが形成された構成であってもよい。
また、上記実施形態では、静電チャック100は、板状部材10と、下面S6を有する給電パッド70とを備え、給電パッド70の下面S6に給電端子74の基部74Aが接合された構成であるが、板状部材10および給電パッド70に換えて、板状の導電性部材(例えば、金属板)を備え、当該導電性部材に給電端子74の基部74Aが接合された構成であってもよい。この構成においては、当該導電性部材が、特許請求の範囲における第1の導電性部材に相当する。
また、上記実施形態の静電チャック100の各部材(板状部材10、ベース部材20、接着部30、給電端子74等)の形状は、あくまで一例であり、種々変更可能である。
また、上記実施形態において、給電端子74の基部74Aは、段差部Stが形成されていない構成であってもよい。
また、上記実施形態では、給電端子74の基部74Aの内表面SAの一部のみが円周状であるが、給電端子74の基部74Aの内表面SAの全体が円周状であってもよい。
また、上記実施形態の静電チャック100の各部材(板状部材10、ベース部材20、接着部30等)の形成材料は、あくまで一例であり、種々変更可能である。
また、上記実施形態の静電チャック100の製造方法では、複合体150の用意が完了した後に、第1の接合前ろう付け部781および第2の接合前ろう付け部781Aを加熱することにより第1の接合前ろう付け部781および第2の接合前ろう付け部781Aを溶融させているが、複合体150の用意が完了する前に、第1の接合前ろう付け部781および第2の接合前ろう付け部781Aを加熱し、第1の接合前ろう付け部781および第2の接合前ろう付け部781Aを溶融させてもよい。
また、本発明は、給電端子74および給電パッド70と電気的に接続されるヒータ電極50を備える静電チャックに限らず、給電端子74および給電パッド70と電気的に接続される別の部材を備える静電チャックにも適用可能である。また、本発明は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、給電パッドまたは給電パッド以外の導電性部材(以下、給電パッドおよび給電パッド以外の導電性部材を総称して「第1の導電性部材」という。)と、第2の導電性部材と、第1の導電性部材と第2の導電性部材とを接合するろう付け部とを備え、対象物を保持する他の保持装置(例えば、CVDヒータ等のヒータ装置や真空チャック等)にも適用可能である。また、本発明は、第1の導電性部材と、第2の導電性部材と、第1の導電性部材と第2の導電性部材とを接合するろう付け部とを備える他の半導体製造装置または半導体製造装置用部品にも適用可能である。
10:板状部材 20:ベース部材 21:冷媒流路 30:接着部 40:チャック電極 50:ヒータ電極 50A:ヒータ電極 50B:ヒータ電極 50C:ヒータ電極 51:ヒータライン部 52:ヒータパッド部 60:ドライバ電極 70:給電パッド 71:ヒータ側ビア 72:給電側ビア 74:給電端子 77:第1のセラミック部材 77A:第2のセラミック部材 78:第1のろう付け部 78A:第2のろう付け部 100:静電チャック 110:端子用孔 150:複合体 600:ドライバ電極対 600A:ドライバ電極対 781:第1の接合前ろう付け部 781A:第2の接合前ろう付け部 S1:吸着面 Sc1:第1のねじ Sc2:第2のねじ St:段差部 W:ウェハ Za:外周領域 Zb:中間領域 Zc:中心領域

Claims (2)

  1. 第1の表面を有する第1の導電性部材と、
    少なくとも一部が円周状である第2の表面を有し、前記第2の表面の一部にねじが形成された第2の導電性部材と、
    ろう材で形成され、前記第1の導電性部材の前記第1の表面と前記第2の導電性部材の前記第2の表面とを接合するろう付け部と、を備える半導体製造装置用部品の製造方法であって、
    前記第1の導電性部材と、前記第2の導電性部材と、前記第1の導電性部材の前記第1の表面と前記第2の導電性部材の前記第2の表面とを接合する前の前記ろう付け部である接合前ろう付け部と、前記第2の導電性部材の前記第2の表面の内、前記第1の導電性部材の前記第1の表面に直交する方向における前記接合前ろう付け部と前記ねじとの間に配置されたセラミック部材と、を備える複合体を用意する、第1工程と、
    前記接合前ろう付け部を加熱することにより前記接合前ろう付け部を溶融させ、前記接合前ろう付け部を硬化させることにより、前記第1の導電性部材の前記第1の表面と前記第2の導電性部材の前記第2の表面とを接合する前記ろう付け部を形成する、第2工程と、を備える
    ことを特徴とする、半導体製造装置用部品の製造方法。
  2. 請求項1に記載の半導体製造装置用部品の製造方法において、
    前記第1工程において、前記第2の表面に段差を有する段差部が形成された前記第2の導電性部材を用意し、前記第2の導電性部材の前記段差部の側面に前記セラミック部材を配置することにより、前記第1の導電性部材と前記第2の導電性部材と前記接合前ろう付け部と前記セラミック部材とを備える前記複合体を用意する、
    ことを特徴とする、半導体製造装置用部品の製造方法。
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