TW200541377A - Supporting unit for semiconductor manufacturing device and semiconductor manufacturing device with supporting unit installed - Google Patents

Description

200541377 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

本發明有關一種用於如蝕刻裝置、濺鍍裝置、電漿CvD 裝置、低壓電漿CVD裝置、金屬CVD裝置、絕緣膜CVD裝 置、low-K之CVD裝置、MOCVD裝置、除氣裝置、離子植 入裝置、及塗布顯影機之半導體製造裝置的保持單元。本 發明亦有關一種裝設有此類保持單元的半導體製造裝置。 【先前技術】 '

傳統上，在半導體的製程中，如薄膜形成及_的各種 操作係在作為工件的半導體基板（晶圓）上執行。在半導體基 板上執行這些操作的半導體製造裝置中，使用陶究加熱^ 來保持半導體基板並加熱半導體基板。 此類習用之陶瓷加熱器之一例係揭露於日本特許公開專 利案號碼平W。揭露於日本特許公開專利案號碼平 Ο㈣的陶莞加熱器包括：陶究加熱器單 =容器，的，式加熱電阻器，且在其上配置晶= 上並其㈣置在加熱器的晶圓加熱表面 連接至密封;及電極’其係從該容器向外延伸、 阻器、及實質上曝露於該容器的内部空間。 璃焊接戈发類广是加熱器及該凸面保持單元係藉由玻 =接或其類㈣進行焊接，及⑽提 該容器之間的衆抖m， 口两你符早兀及 空間，致二導體^ 體，也不會腐蝕電極。 4體的雨腐蝕性氣 101335.doc 200541377

在半導體製程中，將半導體基板加熱至如5〇〇〇c，然後執 行各種操作，但0環只能承受高達約2〇(rc的溫度。因此， 在凸面保持單元的該0環側上使用如水冷卻的方法，以提供 冷卻至約17CTC。結果，將該陶瓷加熱器及該保持單元間的 孩烊接加熱至如500 C，而將該保持單元的該〇環側冷卻至 約170C。完成該等操作後，該保持單元具有17(Γ(：至5〇〇它間 的溫度分布。由於此溫度分布，因此在該陶瓷加熱器及該 保持單疋之間的該焊接處有高拉應力。如果該加熱器及該 保持單元均以陶竞形成，則拉應力將使該加熱器或該保持 單元因陶瓷的脆性而損壞。 曰本特許公開專利案號碼2〇〇弘2578〇9揭露一種在陶瓷 加熱器及保持單元之間沒有焊接的結構。然而，由於將保 持部件及容器（隔室）中的空氣保持實f上相同，因此在使用 腐録氣料，氣體將進人料部件巾，因而腐㈣設在 保持部件中的電極。 日本特許公開專利案號碼平04-078138說明金屬加熱器 (早於陶瓷加熱器的技術)之污染問題及熱效率的改良 '然 、=’其中並未提及半導體基板的溫度分布。半導體基板的 又刀布很重要，因其和執行上述各種操作時的良率密切 才關日本特許公開專利案號碼2001 -11 8664揭露可對陶究 ^板表面提供均勾溫度分布之陶£加熱器的範例。在該發 :中，係考慮到’如果陶瓷基板表面之最高溫度及最低溫 又間的溫度差在幾個百分比以内，則該結構可行。 然而’近幾年來，已有朝向較大半導體基板的趨勢。例 10I335.doc 200541377 如’就矽晶圓而言，已從8吋轉變到12吋。對於陶莞加埶器 之半導體基板的加熱表面（保持表面），要求溫度分布範圍為 仏1戲’ π現在對石夕基板直徑的增加，則要求範圍為仏 0.3%。 此外，對於在晶圓上形成的線路，已有朝向降低寬度的 趨勢，因而將隨之要求晶圓表面溫度的均勾性。例如，在 抗飯膜塗到晶圓後藉由旋塗或其類似物^型的裝置中，或

抗敍膜在顯影後定型的情況中，係在不超過細。c(如，鮮C) 的低溫下執行熱處理，要求晶圓溫度分布為+/_〇.3%，較佳 為 +/- 0· 1 % 〇 【發明内容】 本發明的目的在於克服以上問題並提供—種用於半導體 製造裝置的料單元，以在簡工件的表面上提供高度的 勻^以防止保持段及保持單元的應力，及即使使用 腐钱性氣體的空氣，也能防止電極及其類似物的腐餘。本 發月的另目的在於提供—種裝設有此類保持單元的半導 體製造裝置。 ^發明之用於半導體製造裝置的保持單元包括··陶究保 ’Hx於半導體製造裝置的隔室巾並保持工件； :中空保持體，以保持該保持段。陶究保持段及保持體係 在封焊接保持體及隔室係藉由具有導熱率低於保持體之 導熱率的材料而接觸。 根據另一方面，士欲^ π 本^月之用於半導體製造裝置的保持單 元包m保持段，其係裝設於半導體製造裝置的隔室 101335.doc 200541377 中並保持工件；及中空保持體，以保持該保持段。陶瓷保 持段及保持體係密封焊接。保持體及隔室相接觸。隔室” 保持體接觸的區段係以具有導熱率低於隔室之導熱率的材 料形成。 具有導熱率低於保持體之導熱率的材料較佳具有不超過 30 W/mK的導熱率。更明確地說，其較佳以選自由以下項 目組成之群組的至少一材料形成：富紹紅柱石、富無紅柱 石/氧化鋁、氧化鋁、及不鏽鋼。此外，抗腐蝕塗層較佳塗 於具有導熱率低於保持體之導熱率之材料的表面上，及抗 腐蝕塗層較佳以氧化鋁或氮化鋁形成。 陶瓷保持段的主要成分較佳為選自由以下項目組成之群 組的至少一材料··氮化鋁、碳化矽、氮化矽、及氧化鋁。 還有’加熱元件較佳在陶瓷保持段中形成且加熱元件的主 要成分較佳為選自由以下項目組成之群組的至少一材料： 鎢（W)、鉬（Mo)、鉑（Pt)、銀（Ag)、鈀（Pd)、鎳（Ni)及鉻（Cr)。 其中裝没上述半導體製造裝置保持單元的半導體製造裝 置對於保持段及保持體的斷裂比較沒有問題，因而得以生 產高品質的半導體及液晶。 根據本發明，陶瓷保持段及保持體為密封焊接，保持體 及隔室藉由具有導熱率低於保持體之導熱率的材料而彼此 接觸’或隔室和保持體接觸的區段係以具有導熱率低於保 持體之導熱率的材料形成。因此，顯著改變保持體的溫度 梯度並減少陶瓷保持段及保持體間之連接段的溫度梯度。 在加熱時’這可防止過多應變力施加於陶瓷保持段及保持 101335.doc 200541377 體之間的連接段’因此限制陶:是保持段及保持體之斷裂的 可能性。還有，由於插入低導熱率的材料，由熱產"所 產生的熱傾向於不會逸入隔室中，因此改良陶 工件保持表面的熱均勻性。和習用的裝置相比，盆中裝机 這些保持單元的半導體製造裝置可以減少陶究保持段= 持體的斷裂並改良半導體的特性、良率、可靠性及與液晶 的整合度。 【實施方式】 將參考圖m明用於半導體製造裝置的保持單元。圖}顯 示本發明的-項具體實施例。用於半導體製造裝置的保持 早兀包括：陶竟保持段卜其係裝設於半導體製造裝置的隔 室ίο中並保持工件u ;及中空保持體2’以保持該保持段。 陶究保持段及保持體為密封焊接，且保持體及隔室藉由且 有低導熱率的材料8而彼此接觸。 一 將參考圖2說明用於半導體製造裝置之保持單元 項具體實施例。圖2顯示本發明的另一項具體實施例。用於 +導體製造裝置的保持單元包括：陶莞保持段卜⑽ 於半導體製造裝置的隔室】〇中並保持工件u;及卜= 體二以保持該保持段。陶莞保持段及保持體為密封^ 至和保持段接觸的區段係以具有低導熱率的材料$形 敎：本發明中’保持體係藉由具有導熱率低於保持體 '、、、率的材料而和隔室接觸。或者 段得W目士 f , ⑽至^保符體接觸的區 ’、-導…、率低於保持體之導熱率的材料形成。在加 101335.doc 200541377 熱陶莞保持段時，陶瓷保持段較佳儘可能為熱均勻。由於 陶瓷保持段的熱將藉由保持體而逸出，因此保持體較佳具 有低導熱率。然而，以低導熱率的材料形成整個保持體並 無法改變陶瓷保持段及保持體間之焊接處的應力。例如， 如果將陶瓷保持段加熱至70(TC，再在隔室執行強制冷卻至 如170°C，以免不必要加熱隔室而導致隔室的熱退化，這會 減少熱傳遞，但保持體的溫度分布則為&17〇cc至7〇〇〇c的 平緩分布。 ® 本發明人發現，藉由具有導熱率低於保持體之導熱率的 材料使保持體和隔室接觸或藉由以具有導熱率低於保持體 之導熱率的材料形成隔室和保持體接觸的區段，則保持體 本身及低導熱率之材料的溫度分布有顯著的改變，因此得 以顯著減少施加於陶瓷保持段及保持體間之焊接的應力。 例如，假設將陶瓷保持段加熱至70(TC並將隔室強制冷卻 至170 C ’如果保持體具有長度為280 mm，則保持體的溫度 φ 分布將逐漸從隔室侧的170°C改變至700°C，如，離隔室距 離20 mm處之保持體的溫度為1851。因此，保持體的溫度 梯度將為Δ5 15°C /280 mm。然而，如果保持體具有長度為 260 mm並插入如1 W/mK之低導熱率的材料，且厚度為隔室 與保持體間的20 mm，則離隔室距離為20 mm的溫度將為 465 C因此’保持體的溫度梯度將為A23 5 °C /260 mm，顯著 低於插入低導熱率之材料的時候（Δ515°(：/280 mm)。藉由減 少保持體的溫度分布，即可顯著減少陶瓷保持段及保持體 間之焊接的熱應力，因此防止陶瓷保持段或保持體的斷裂。 101335.doc 11 200541377 還有，在此結構中，由於保持體之隔室側的溫度增加超 過樹脂之〇環的溫度等級，因此並不使用0環或其類似物來 猎封保持體2及隔室1〇，如藉由工具7保持保持體2及隔室 1 〇，致使保持體不會傾斜。較佳控制保持體内的壓力，因 如果使用腐蝕性氣體，腐蝕性氣體將以其他方式進入保持 體，因而腐蝕電極4或其類似物。較佳藉由在隔室與保持體 接觸附近形成開口 5並對開口 5執行真空來控制壓力。或 者，可在引入惰性氣體時執行真空。或者，可引入惰性氣 體。 由於陶£保持段及保持體為密封焊接，腐蝕性氣體將從 保持體與隔室彼此接觸之未密封的區段進入。然而，就此 結構而言，會馬上以真空抽出腐蝕性氣體或將其逼出保持 體’因此防止其在保持體中擴散及腐㈣持體中裝設的電 極及其類似物。 在本Ut冑封焊接及密封的參考指標顯示渗漏率 為1(r8pa*m3/s或更少。例如，即使以可承受高溫的金屬襯 塾（如’铭⑽或Ni)穩固保持體及隔室，如果He渗漏率為108 Pa*m3/s或更多，則並未密封。 保持體及低導熱率的材料較佳以弹接來穩固。如果焊接 這些元件，則附著至隔室會很穩定，因而處理也比較容易。 低導熱率之材料的導熱率較佳低於保持體的導㈣3〇 ηΚ或更少，因這允許保持體和低導熱率之材料接觸之區 段的高溫。低導熱率的材料較佳係以下列項目中至少一項 形成：富脉柱石、富妹柱石/氧化、氧Μ及不鐘鋼: 101335.doc -12- 200541377 、可提供低導熱率並同時提供抗熱性及抗腐蝕性。 此外，杈佳在低導熱率之材料（而非保持體）的表面上塗 上抗腐兹塗層。這允許即使材料具有很低的抗腐钱性，也 - 纟☆易改良抗腐餘性。用於抗腐#塗層的材料較佳為氧化 紹或氮化！呂。氧化銘與氮化紹具有優異的抗腐餘性，尤其 疋針對基於_素的腐餘性氣體，如氟與氣，且還具有優異 的抗熱性。抗腐餘塗層可以使用已知方法來形成，如 馨CVD(化學汽相沉積）、噴焊、滅鍍及印刷。 陶瓷保持奴的主要成分較佳為陶瓷。如果要強調溫度分 布的均勻性，則陶究較佳為具有高導熱率的碳化石夕或氮化 姜呂如果要強_可靠性，陶竞較佳為氮化石夕，因其堅固且 〃有良好的抗熱震性。如果要強調成本，陶竞較佳為氧化 鋁。 一在k些陶究中，％果要效能與成本兼肩員，則較佳為提供 同導熱率與優異抗腐蝕性的氮化鋁（A1N)。下文中，將說明 φ 使用A1N生產晶圓保持體。 A1N原粉較佳具有2〇至5〇1^的比表面積。如果比表面 積小於2.0 m2/g，則氮化鋁的燒結將會不夠。還有，如果該 超k 5 · 0 m /g，則原粉傾向於變得極黏，致使處理困難。 卜原粕έ氧較佳為2 wt· %或更少。如果氧含量超過2 wt· %，將會減少燒結生成物的導熱率。還有，原粉中除了 鋁以外的金屬雜質較佳為2000 PPm或更少。如果金屬雜質 超過此範圍，將會減少燒結生成物的導熱率。尤其，如石夕 (Si)的第IV無凡素及如鐵的）的鐵族元素在成為金屬雜質 101335.doc -13- 200541377 時，將顯著減少燒結生成物的導熱率。因此，其含量應為 500 ppm或更少。 由於A1N是很難燒結的材料，因此較佳在A1N原粉中添加 燒結促進劑。添加的燒結促進劑較佳為稀土元素化合物。 稀土元素化合物在燒結期間和氮化鋁粉末微粒表面上的氧 化鋁或鋁氮化氧反應，可促進氮化鋁的稠化並除氧，因而 減少中氮化紹燒結生成物的導熱率。因此，可以改良氮化 I呂燒結生成物的導熱率。 稀土元素化合物較佳為釔化合物，其具有顯著的除氧特 性。添加量較佳為〇.01至5 wt· %。如果添加量小於〇〇1 wt. %， 則很難獲得稠密的燒結生成物，且還會減少燒結生成物的 導熱率。還有，如果超過5 wt· %，則氮化鋁燒結生成物的 晶界之間會出現燒結促進劑，致使在使用腐蝕性空氣時， 將钱刻晶界的燒結促進劑，導致細粒及微粒掉落。燒結促 進劑的添加量較佳為i wt· %或更少。如果添加量為i wt. % 或更少’即使在晶界的三相點也不會出現燒結促進劑，因 此改良抗腐餘性。 其他可以使用的稀土元素化合物包括：氧化物、氮化物、 氟化物及硬脂酸化合物。在這些化合物中，氧化物因便宜 且取得容易而為較佳。還有，硬脂酸化合物尤其較佳，因 其對有機溶劑具有強烈的親合性，致使其在使用有機溶劑 以/吧合氮化鋁原粉和燒結促進劑或其類似物時可促進混 合。 接著’可在氮化鋁原粉及燒結促進劑粉末中添加及混合 101335.doc -14- 200541377 預定量的溶劑、黏結劑及視需要的分散劑與去絮凝劑。混 合方法的範例包括碗式混合及使用超音波混合。藉由依此 方式混合，即可獲得原料泥漿。 形成的泥漿經形成及燒結後，產生氮化鋁燒結生成物。 這可藉由共燒或藉由後金屬化來完成。 首先’將說明後金屬化方法。細粒係使用喷霧乾燥機或 其類似物以泥漿形成。這些細粒係插入預定的晶粒中並以 沖床形成。沖床壓力較佳為9.8 MPa或更多。小於9·8 MPa 的壓力通常在形成的生成物中造成強度不足，因而傾向於 在處理及其類似物期間造成斷裂。 形成生成物的密度根據黏結劑含量及添加的燒結促進劑 數2：而有所不同，但密度較佳為15 g/cm3。如果密度小於 1 ·5 g/cm3，則原料微粒間的距離變得相對較大，因而很難 進打燒結。還有，形成之生成物的密度較佳為25 g/cm3或 更；。如果密度超過2.5 g/cm3，則很難在下一個脫脂步驟 期間’自形成之生成物充分移除黏結劑，因而難以提供如 上述之稠密的燒結生成物。 接著，在無氧化的空氣中加熱所形成的生成物並執行脫 月曰。在氧化空氣中（如在大氣中）執行脫脂將造成A1N粉末表 面的氧化，因此減少燒結生成物的導熱率。無氧化氣體較 佳為氮或氬。脫脂的加熱溫度較佳為至少5〇〇t不超過 i〇〇〇°c溫度小於50(rc造成黏結劑無法充分移除，在脫脂後 在分層體中留下過多的碳殘餘物，結果在後續的燒結步驟 中阻礙燒結。超過1000°C溫度將造成殘留的碳太少，降低 101335.doc 200541377 移除A1N粉末表面上氧化物膜之氧的能力，因而減少燒結生 成物的導熱率。 在脫脂後留在形成之生成物的碳較佳為1〇 wt· %或更 少。如果殘留的碳超過1·〇 wt· %，則會阻礙燒結，因而無 法獲得稠密的燒結生成物。 接著，執行燒結。燒結發生於無氧化的空氣中，如，氮 或氬，溫度為1700至2000°C氣體（如，氮）中含有的水分較佳 為-30C更少的露點。如果水分含量較多，則A1N在燒結期 間和氣體中的水分反應，因而形成氮化氧且可能減少導熱 率。還有，氣體中氧含量較佳為〇·0〇1 v〇1·%或更少。如果 氧過多，則A1N表面將會氧化，因而可能導致減少導熱率。 此外’氮化彌形成的主體適合作為燒結的工具。此BN形 成的主體對燒結溫度具有合適的抗熱性，且其表面上充分 的潤滑可在分層體在燒結期間收縮時減少工具與分層體之 間的摩擦。這得以獲得扭曲極少的燒結生成物。 視鵷要處理所獲得的燒結生成物。如果要在下一個步驟 網版印刷導電膠，燒結生成物的表面粗糙度較佳具有尺&為5 微米或更少。如果Ra超過5微米，則圖案會滲出或是在網版 印刷電路時形成針孔及其類似物。表面粗糙度較佳具有Ra 為1微米或更少。 當然，如果要網版印刷燒結體的兩側，則會研磨燒結體 的兩側以獲得此表面粗縫度。然而，即使只在一側上執行 網版印刷，還是兩側均研磨比較好。如果只研磨要網版印 刷的那一側，則在網版印刷期間會從未研磨側保持燒結生 101335.doc -16 - 200541377 成物。未研磨的表面上可能會有凸出物或污染，所以燒結 生成物的穩固便不穩，因而無法對電路圖案進行良好的網 版印刷。 還有，已處理表面間的平行度較佳為0·5 mm或更少。如 果平行度超過0.5 mm，則在網版印刷期間，導電膠的厚度 會有顯著的變化。如果平行度為〇·! mm或更少，則尤佳。 此外，要網版印刷之表面的平坦度較佳為〇 5 mm或更少。 如果平坦度超過0.5 mm，則導電膠的厚度會有顯著的變 化。如果平坦度為〇·1 min或更少，則尤佳。 將導電膠網版印刷至研磨的燒結生成物，以形成電路。 藉由混合金屬粉末和溶劑與黏結劑及視需要的氧化物粉 末，即可獲得導電膠。金屬粉末較佳為鎢或鉬，以匹配陶 瓷的熱膨脹係數。 為了增加以A1N焊接的緊密度，也可以添加氧化物粉末。 氧化物粉末較佳為第Ilia族元素或第na族元 素或Al2〇3、

Sl〇2或其類似物的氧化物。氧化釔尤其較佳，因其關於ain 的可濕性極佳。氧化物添加量較佳為〇·1至30 wt· %。如果 添加置小於〇· 1 wt· %，則會減少形成電路之金屬層及ain 之間的緊密焊接。如果添加量超過30 wt. %，則會增加形成 電路之金屬層的電阻。 ^導電膠較佳具有厚度為至少5微米且在乾燥後不超過100 Μ米。如果厚度小於5微米，則電阻會變得太高並減少緊密 太旱4妾亏余、吾 % 又。退有’如果厚度超過100微米，則會減少緊密 焊接的強度。 101335.doc 17 200541377 如果所形成的電路圖案為加熱器電路（熱產生電路），則 杈佳使圖案間的距離為至少0·1 mm。就小於01 mm的距離 而言，根據施加的電位及溫度，在電流流動通過熱產生體 時會發生漏電，因而造成短路。尤其，如果要在500或 更高的溫度下使用，較佳使圖案之間的距離為i mm或更 多，3 mm或更多尤佳。 接著，在將導電膠脫脂後，執行燒結。脫脂發生於如氮 或氩的無氧化空氣。脫脂溫度較佳為至少5⑼。◦在小於5〇 〇。〇 溫度，導電膠中的黏結劑移除將會不足，因而在金屬層中 留下奴的殘餘物。這在執行燒結時造成金屬之碳化物的形 成’因而增加金屬層的電阻。 燒結較佳在如氮或氬的無氧化空氣中執行，溫度為15〇〇ό 更多。在小於1500 C溫度，導電膠中金屬粉末的細粒生長 並未繼績進行，造成燒結金屬層的電阻過高。還有，其燒 結溫度較佳不超過陶瓷的燒結溫度。如果在燒結導電膠時 超過陶瓷的燒結溫度，則陶瓷中含有的燒結促進劑開始散 發，並促進導電膠中金屬粉末的細粒生長，因而減少金屬 層的緊密焊接。 可在金屬層上形成絕緣塗層，以維持所形成金屬層的絕 緣特性。絕緣塗層的材料並沒有任何特殊限制，只要其對 電路具有低反應性且其相對於Α1Ν之熱係數的熱係數差為 5.〇χ1〇 /Κ或更少。例如’可以使用玻璃陶瓷或AlN。例如， 可以使用這些材料來形成按預定厚度進行網版印刷的糊狀 物。然後，在視需要脫脂後’按預定溫度執行燒結。 101335.doc -18- 200541377 燒結促進劑的數量較佳為0·01 wt· %或更多。如果此數量 小於0 · 01 wt. % ’則絕緣塗層不會變稍密，因而很難在金屬 層上維持絕緣性。還有，燒結促進劑較佳不超過2〇 wt. %。 如果其量超過20 wt·。/〇 ’則過多的量會滲入金屬層，因而可 能改變金屬層的電阻。對於塗布厚度並無任何特殊限制， 但厚度較佳為5微米或更多。如果厚度小於5微米，絕緣性 變得很難維持。 導電膠可以是銀與鈀、鉑、或其類似物的合金或混合物。 在銀中添加鈀或鉑，即可增加導體的體積電阻率。因此， 可根據電路圖案調整添加量。還有，這些添加物具有防止 電路圖案間遷移的優點。因此，較佳每重量成分1〇〇的銀添 加重量成分0.1或更多。 導電膠也可以使用Ni及Cr的混合物或合金。尤其，在Ni 中添加20重量百分比的Cr可增加電阻並提供具優異抗熱性 及抗腐蝕性的加熱元件。為了降低成本，可添加重量百分 參比25的Fe。為了改良可處理性，可添加重量百分比1的錳 (Μη) 〇 為了維持Α1Ν的黏著性，較佳在這些金屬粉末中添加金屬 氧化物。例如，可添加氧化鋁或氧化銅、氧化硼、氧化鋅、 氧化鉛、稀土氧化物、過渡金屬元素氧化物、鹼土金屬氧 化物及其類似物。添加量較佳為wt· %或更多及5〇 wt. 0/〇 或更 >。含里較佳不要小於該值，以免減少氮化鋁的黏著 性。合里較佳不要更多，以免阻礙如銀之金屬成分的燒結。 可以藉由以下方式形成電路：混合這些金屬粉末及無機 101335.doc -19- 200541377 粉末、添加有機溶劑及黏結劑、形成糊狀物及執行上述的 網版印刷。此時，可在氮或其類似物的惰性氣體或大氣中， 在700°C至1000°C溫度範圍下執行燒結。 為了維持電路間的絕緣性，可以塗上玻璃陶竞、上釉玻 璃、有機樹脂或其類似物，然後進行燒結或定型以形成絕 緣層。可以使用之玻璃的範例包括：硼酸鹽玻璃、氧化錯、 氧化鋅、氧化鋁及氧化矽。在這些粉末中添加有機溶劑及 黏結劑，形成糊狀物後，使用網版印刷以塗上糊狀物。所 塗糊狀物的厚度並無任何特殊限制，但較佳為5微米或更多 的厚度。小於5微米的厚度將使其很難維持絕緣性。還有， 燒結溫度較佳低於用於形成上述電路的溫度。如果以高於 電路燒結的溫度執行燒結，則將因電路圖案之電阻的大改 變而較為不佳。 接著’可視需要堆疊陶瓷基板。可以使用焊接劑來形成 堆疊。添加第Ila族元素化合物或第IIIa族元素化合物及在氧 φ 化鋁粉末或氮化鋁粉末中添加黏結劑或溶劑，即可將焊接 劑形成為糊狀物，然後再使用網版印刷或其類似物，在焊 接表面上塗上此糊狀物。所塗焊接劑的厚度並無任何特殊 限制’但較佳使用5微米或更多的厚度。就小於5微米的厚 度而言’在焊接層中傾向於形成焊接瑕砒，如針孔與焊接 參差不齊。 在無氧化空氣中，在500°C或更多的溫度下，對其上塗有 焊接劑的陶瓷基板進行脫脂。然後，對將要堆疊的陶瓷基 板加上各薄層，施予預定負載，然後在無氧化空氣中進行 101335.doc -20- 200541377 加熱，以焊接陶兗基板。負載較佳為5kpa或更多。就小於 5 kPa的負載而s ’將無法獲得充分的焊接強度或傾向於形 成上述的焊接瑕J此。 乂 用於知接的加熱溫度並無任何特殊限制，只要焊接層能 夠充分焊接陶莞基板即可，但較佳使用15〇代或更多的溫 度。用於脫脂及焊接的無氧化空氣較佳為氣、氮、或其類 似物。 籲 藉由執行上述操作’即可獲得當作晶圓保持單元之分層 的陶竟燒結生成物。不使用導電膠，如果電路是加熱器電 路，也可以使用銦線（線圈)來形成電路，或如果電路是靜電 附著電極或RF電極，也可以使心或鎢網線。 此時，將錮線圈或網線放入織原粉，然後執行熱沖堡。 熱沖壓溫度與空氣可和用於剔的燒結溫度與空氣相同，伸 較佳施予〇.98MPa或更多的熱沖床壓力。如果壓力小於0.98 斷，則翻線圈或網線及趣之間可能會有間隙，因而減少 加熱裔的效能。 接著將說明共燒。使用刮刀以上述原料泥聚形成薄片。 有關如何形成薄片並無任何特殊限制，但薄片的厚度在乾 燦後較佳為3麵或更少。如果薄片厚度超過3咖，則泥衆 會有較大的乾燥收縮，因而增加薄片中形成裂縫的機會。 使用，，罔版印刷或其類似物塗上導電膠，即可在薄片上形 、'預定开/狀之要形成電路的金屬層。導電膠可以是用 於上述後金屬化方法的相同類型。然而，在共燒方法中， 可以在導電膠中添加氧化物微粒而不會有任何缺點。 101335.doc -21 - 200541377 接著，堆叠其上形成電路的薄片及其上不形成電路的薄 :可猎由按預定位置及分層放置薄片來完成。視需要， 可在薄片間塗上溶劑。視需要，加熱此堆疊結構。如果執 行加熱’加熱溫度較佳為15(rC或更少。如果溫度超過此數 值，將使堆疊的薄片顯著變形。然後，對堆疊的薄片施予 壓力以整合結構。壓力較佳介於1至100 MPa。如果壓力小 ； &則無法充分整合薄片，因而在稍後的步驟中造成 鲁剝落。如果壓力超過100]^1^，則薄片變得過度變形。 如上述的後金屬化方法，對此堆疊結構進行脫脂及燒 結。脫脂與燒結溫度、碳的數量及其類似物均和後金屬化 方法中的相同。當在薄片上印刷導電膠時，也在薄片上印 刷加熱器電路、靜電附著電極及其類似物並將其堆疊，因 而允許容易建立以多種電路形成的導電加熱器。依此方 式，即可獲得當作陶瓷保持段之堆疊的陶瓷燒結生成物。 如果在堆疊之陶瓷結構的最外層上形成如熱產生電路的 φ 電路，則可如上述的後金屬化方法，在電路上形成絕緣塗 層，以保護電路並維持絕緣性。 視需要處理所得之堆疊的陶瓷燒結生成物。一般而言， 燒結生成物通常不會低於半導體製造單元所需的精確性。 處理精確性較佳為如工件黏著表面之平坦度的〇·5 mm或更 少，0·1 mm或更少尤佳。如果平坦度超過〇·5 mm，則傾向 於在工件及陶瓷保持段之間形成間隙，因而防礙熱從陶究 加熱器至工件的均勻傳遞，導致工件的溫度發生變化。 還有，工件保持表面的表面粗糙度較佳具有Ra為5微米或 101335.doc -22- 200541377 更少。如果Ra超過5微米 導致大量的A1N細粒掉落 膜的形成及工件的餘刻有 表面粗糙度尤佳。 則陶瓷保持段及工件間的摩擦將 3掉落的細粒變成微粒，因而對薄 不利的影響。Ra為1微米或更少的 可如上述製造陶兗保持段。然後，將保持體附著至陶究 保持段。用於保持體的材料並無任何特殊限制， 數和段巾㈣的熱係數不要減太多即可=

而和陶純持&之熱係數的熱係數差較佳為hi G.6/K或更 少。 如果熱係數差超過5χ10-6/κ，則在附著期間，將在陶究保 持段及保持體連接的區域附近形成裂縫及其類似物。即使 在焊接期間未形成裂縫，重複使用將導致在接合面上施予 熱循環，因而造成裂痕與裂縫。例如，如果陶究保持段為

Am，則Α1Ν會是保持體的最佳材料，但也可以使用氮化 矽、碳化矽、富鋁紅柱石、或其類似物。 • 附著係使用谭接層來執行。焊接層的成分較佳為剔、 Αΐ2〇3及稀土氧化物。這些成分提供如Α1Ν(陶兗保持段及保 持體中的材料）之陶究的良好可濕性，因此提供相對較高的 焊接強度並也讓焊接表面容易密封。 保持體及陶究保持段的焊接表面較佳具有平坦度為05匪 或更少。如果超過此值，則傾向於在焊接表面形成間隙， 因而谭接很難獲得充分密封。較佳具有平坦度為G1 _或 更少。陶莞保持段的焊接表面具有平坦度為0 02醜或更少 更佳。還有，烊接表面較佳具有以為5微米或更少的表面粗 101335.doc -23- 200541377 链度0 如里主 面粗糙度超過此數值，則傾向於在焊接表面 形j間隙。Ra為m米或更少的表面粗糙度尤佳。 、、接著#電極附著至陶竞保持段。附著可以使用已知方 法來執行。例如，可從陶竞保持段和工件保持表面相對之 側至電路形成絲。可利用電路的金屬化或直接不用金屬 化，使用活性以銅鋅合金焊接之金屬來連接以翻、鶴、或 其類似物形成的電極。然後，可視需要電鑛電極，以改良 ，抗氧化性。依此方式即可製造半導體製造單元保持單元。 也可以使用裝設於半導體裝置中之本發明的半導體製造 裝置保持單元來處理半導體晶圓。本發明的半導體製造裝 置保持單元允許製造高品質的半導體及液晶，且陶瓷保持 段或保持體中沒有任何斷裂。 第一項具體實施例 準備重量成分99_5之氮化鋁粉末及重量成分〇.5之¥2〇3粉 末的混合物。使用聚乙稀丁酸（polyvinyl butyral)作為|占矣士 • 劑，及使用酸二丁酯（dibutyl phthalate)作為溶劑，分別以 重量成分10及重量成分5加以混合。經由喷霧乾燥使混合物 成粒狀，以形成細粒。藉由單轴沖床處理這些細粒，以开^ 成兩個薄片’其在燒結及處理後’具有3 5 0 mm的直徑及5 mm的厚度。 準備重量成分99.5之氮*化紹粉末及重量成分〇·5之Yah粉 末的混合物。使用聚乙烯丁醛（Polyvinyi butyral)作為勘結 劑，及使用酸二丁酯（以131^1 Phthalate)作為溶劑，分別以 重量成分1 〇及重量成分5加以混合。其中亦混合有塑化劑及 101335.doc -24- 200541377 分散劑，然後經由喷霧乾燥使混合物成粒狀，以形成細粒。 使這些細粒突出以形成管子形狀，其在燒結及處理後，形 成具有外徑60 mm、内徑54 mm及長度28〇 mm的Am保持 體。此處所用氮化鋁粉末具有平均粒徑為〇6微米及比表面 積為 3.4 m2/g。 在900°C的氮氣中，使這些成型的生成物脫脂，及在19〇。〇 的氮氣中燒結五個小時。所得的燒結生成物具有導熱率為 1 80 W/mK。在燒結後，將工件保持表面研磨為丨微米或更 少的Ra，及將保持體焊接表面研磨為5微米或更少的Ra。在 外徑上也執行表面處理。 使用重量成分100的鎢粉（具有平均粒徑為2 0微米）、重量 成分1的Y2〇3、及重量成分5的乙基纖維素作為黏結劑及丁 甲醇作為溶劑製成鎢膏。以自動研缽及三滾筒滾軋機執行 混合。在具有350 mm直徑的Α1Ν燒結生成物上網版印刷此 鎢膏，以形成加熱器電路圖案。在9〇(rc的氮氣中對此進行 鲁 脫脂，然後在18 5 〇 °c的氮氣中烘烤一個小時。 在另一個350 mm直徑的A1N燒結生成物（未印刷有加熱 器電路）上塗上其中添加及混合基於乙基纖維素之黏結劑 的知接玻璃，然後在900°C的氮氣中執行脫脂。將具有加熱 器電路的表面及其上塗有玻璃的表面放在一起，然後藉由 加熱1800 C兩個小時進行焊接並施加〇·5 MPa的負載以防 移位。 從和工件保持表面相對之側至加熱器電路執行銑鈀，並 曝露加熱器電路的區段。在Am保持體的一端，塗上及定型 101335.doc -25- 200541377 用於焊接之基於Υ2〇3的玻璃，使電極與導線在内部延伸。 藉由加熱1770t —個小時來執行焊接，同時施加5kpa的負 載以防移位。在850 C下，使用活性之以銅鋅合金焊接的金 屬，直接將以W製成的電極焊接至曝露的加熱器電路。連 接用於形成和系統外部之電連接的導線。這便完成以陶_充 保持段及保持體形成的半導體製造裝置保持單元❶

形成十個此類型的半導體製造裝置保持單元。如圖1所 示’使用以纟格所示材料形成及具有6〇_外徑、以匪内 徑及20 _厚度的環8 ’將料單元央進隔室中。藉由調整 添加之si的量，即可獲得表格所示之ain的導熱率。 在加熱k些保持單元，使陶瓷保持段達到後，測量 熱均勻性。在工件保持表面上黏著3〇〇馳直徑的晶圓溫度 計並測量溫度分布’即可測量熱均勻性。其結果如表格所 示。表格也顯示環材料的導熱率。如果環材料都相同，則 在這十個半導體製造裝置保持單元之間便沒有熱均句性的 差異。 表 編號 壤材料 導熱率 iWAnK) 熱均勻性 (%) 1 §紹紅柱石/氧化銘 1^--- 1 'Z~--------- +/-0.15 2 富鋁紅柱石/氧彳— 5 +/- 0.19 D 不鑛鋼 15 ~ ▲ — ____ +/- 0.25 4 5 負化4¾ " 平U A 1XT ~^---- 28 +/- 0.30 6 Άιγ4 Α1Ν ~^- 35 ----- +/-0.40 7 Λ 1ΧΤ ----- 80 +A 0.42 A1JN 1 9Π Ji J^xj ----__ +A 0.45 如從表格所見， 如果藉由導熱率低於保持體之導熱率 101335.doc -26 - 200541377 (180 W/mK)的材料使保持體及隔室接觸，則熱均勻性良 好。可見使用具有導熱率低於30 W/mK的材料時，導熱率 尤其優異。 此外，將陶瓷保持單元加熱至700它。然後，在停止加熱 後，將單元冷卻至室溫（25°C)。然後，加熱至了⑼乂後，再 將單元冷卻至室溫。在加熱循環測試中，重複此循環5〇〇 次。在加熱循環測試後，以立體顯微鏡檢查十個保持單元 之陶瓷保持段及保持體間的連接，但在任何保持單元中並 未發現如裂縫的異狀。 為了比較，準備十個如圖3所示的保持單元，其中藉由〇 裱9使保持體密封在隔室中。使保持體的内部成為和隔室外 部一樣的大氣。將單元加熱至7〇〇〇c，如上述，然後測量熱 均勻性。所有保持單元測量為7〇(Γ(：+Λ 〇·9%。還有，執= 上述的500個循環測試。在十個單元中的三個單元中，保持 段及保持體間的連接已完全破壞。至於其餘七個保持單 元，以立體顯微鏡觀察保持單元之保持段及保持體間的連 接’顯示四個單元有細微的裂縫。 第-一具體貫施例 準備和第一具體實施例相同的保持單元，但保持體的長 度增加20職至300麵。如圖2所示，將隔室中保持體接觸 的區段形成為具有導熱率為8 w/mK的錳板。如第一具 體實施例夾住保持體。如第一具體實施例，測量7〇〇亡的熱 均勻性，發現其為+八0 21%。 … 還有，如第一具體實施例，執行從室溫至7〇〇。。的％〇個 101335.doc -27- 200541377 痛^的加熱循環測試。 在任何保持早&巾的保持段及保持 曰1的連接中並未發現任何異狀，如裂縫。 第三具體實施例 伴^—具體實施例的編號1中，在富銘紅柱石/氧化紹及 保持體之間插入基於B_Si的玻璃的預型。施加5 kpa的負載 以防移位1後在75n：T，將結構加熱—個小時，以谭接 虽紹紅柱石/氧化紹和保持體。否則，此結構和第一具體實 施例的結構相同。執行如第-具體實施例中說明的，在 7〇〇°C下’執行熱均勾性與猶環測試。結果，發現熱均句性 為仏（M7。/。，且在個循環測試之後，並未在保持段及保 持體之間的連接發現任何異狀，如裂縫。 第四具體實施例 在第-具體實施例的編號丨巾，藉由喷焊在富紹紅柱石/ 氧化紹環的表面上塗上^山3的塗層，然後藉由cvd塗上 A1N塗層 '塗層的厚度各為2〇微#。否則，此結構和第二具 體實施例的結構相同。執行如第—具體實施例中說明的， 在700°C下，執行熱均勻性與循環測試。結果，發現熱均勻 性為+/-0.15。/。，且在500個循環測試之後，並未在保持段及 保持體之間的連接發現任何異狀，如裂縫。 還有，將已塗布的環曝露於使用15〇 w微波以激發與 〇2之氣體所形成的電漿之下，即可執行抗腐蝕性測試。結 果，吾人發現，未塗布之富鋁紅柱石/氧化鋁的腐蝕為每小 時10微米，但Ah〇3塗層的腐蝕為每小時〇·2微米及A1N塗層 的腐蝕為每小時0.1微米。因此，確定可顯著改良抗腐蝕性。 101335.doc -28- 200541377 第五具體實施例 準備混合物如下：重量成分100的碳化矽（sic)粉末、重 量成分的碳化硼（B4C)粉末及重量成分10的碳（C)粉末。使 用聚乙烯丁駿（polyvinyl butyral)作為黏結劑，及使用酸二 丁酯（dibutyl phthalate)作為溶劑，分別以重量成分1〇及重 量成分5加以混合。經由喷霧乾燥使混合物成粒狀，以形成 細粒。藉由單軸沖床處理這些細粒，以形成兩個薄片，其 在燒結及處理後，具有3 5 0 mm的直徑及5 mm的厚度。 ® 準備混合物如下：重量成分1〇〇的碳化矽（sic)粉末、重 量成分的碳化硼（BW)粉末及重量成分ι·〇的碳（c)粉末。使 用聚乙烯丁醛（polyvinyl butyral)作為黏結劑，及使用酸二 丁酯（dibutyl phthalate)作為溶劑，分別以重量成分1〇及重 里成分5加以混合。其中亦混合有塑化劑及分散劑，然後經 由喷霧乾知使 合物成粒狀’以形成細粒。使這些細粒突 出以形成管子形狀，其在燒結及處理後，形成具有外徑6〇mm、 φ 内徑54 mm及長度300 mm的SiC保持體。 在氬氣中，在800°C下，對成型的生成物進行脫脂，然後 在氬氣中，在2000°C下，執行燒結六個小時。所得的燒結 生成物具有導熱率為150 W/mK。然後，在燒結後，研磨工 件保持表面以形成Ra為1微米或更少，並研磨保持體焊接表 面以形成Ra為5微米或更少。在外徑上執行表面處理。 銀鈀（Ag_Pd)膏係使用以下項目製成：重量成分1〇〇的 Ag-Pd粉末、重量成分1的Υ2〇3及重量成分5的乙基纖維素作 為黏結劑及丁甲醇作為溶劑。混合係以球磨機及三滾筒滾 101335.doc -29- 200541377 軋機來執行。在具有350 mm直徑的SiC燒結生成物上網版印 刷此銀鈀膏，以形成加熱器電路圖案。在5〇0°C的氮氣中對 此進行脫脂，然後在850°C的大氣中烘烤一個小時。 在另一個350 mm直徑的SiC燒結生成物（未印刷有加熱器 電路）上塗上其中添加及混合基於乙基纖維素之黏結劑的 B-Si焊接玻璃，然後在5〇〇〇c的大氣中執行脫脂。將具有加 熱器電路的表面及其上塗有玻璃的表面放在一起，然後藉 由加熱750°C —個小時進行焊接並施加〇·5 MPa的負載以防 移位。 從和工件保持表面相對之侧至加熱器電路執行銳鈀，並 曝露加熱器電路的區段。使用活性之以銅鋅合金焊接的金 屬，直接將以W製成的電極焊接至曝露的加熱器電路。連 接用於形成和系統外部之電連接的導線。這便完成陶瓷保 持段。 在Sic保持體的一端，塗上及定型用於焊接之基於B_si的 • 玻璃，使電極與導線在内部延伸。藉由加熱75〇t 一個小時 來執行焊接，同時施加5 kPa的負載以防移位。這便完成半 導體製造裝置保持單元。 ~ 如圖1所示，使用富鋁紅柱石/氧化鋁環將保持單元夾至 隔室10中，使其黏著在隔室的底部上。 於爽住疋用來穩 固結構的唯-方式’因此保持體的末端彳目對於隔室可自由 熱膨脹及徑向收縮。 生產十個這些半導體製造裝置保持單 如第一具體實 施例，在700°C下測量熱均勻性。所有侔姓 1 $保持早元的結果是 101335.doc •30- 200541377 700°C+/-0.50%。亦#第一具體實施例執行循環測試，且在 保持單元中未發現任何異狀，如裂縫。 第六具體實施例 準備重量成分10〇2A12〇3粉末及重量成分1〇之氧化錳 (MgO)粉末的混合物。使用聚乙烯丁醛（p〇lyvinyi 作為黏結劑，及使用酸二丁酯（dibutyl phthalate)作為溶 劑，分別以重量成分1〇及重量成分5加以混合。經由嘴霧乾 燥使混合物成粒狀，以形成細粒。藉由單軸沖床處理這些 細粒，以形成兩個薄片，其在燒結及處理後，具有35〇瓜⑺ 的直徑及5 mm的厚度。 準備重里成分100之八丨2〇3粉末及重量成分ι·〇之氧化猛 (MgO)粉末的混合物。使用聚乙烯丁醛（p〇lyvinyl匕⑽叫 作為黏結劑’及使用酸二丁酯（dibutyl phthalate)作為溶 劑’为別以重里成分1 〇及重量成分5加以混合。其中亦混合 有塑化劑及分散劑，然後經由喷霧乾燥使混合物成粒狀， φ 以形成細粒。使這些細粒突出以形成管子形狀，其在燒結 及處理後’形成具有外徑60 mm、内徑54 mm及長度300 mm 的ai2o3保持體。 在500°C的大氣中，對成型的生成物進行脫脂，及在15〇〇〇c 的大氣中，燒結六個小時。所得的燒結生成物具有導熱率 為28 W/mK。在燒結後，將工件保持表面研磨為1微米或更 少的Ra，及將保持體焊接表面研磨為5微米或更少的Ra。在 外徑上也執行表面處理。 銀鈀（Ag-Pd)膏係使用以下項目製成二重量成分1〇〇的 101335.doc -31 - 200541377

Ag Pd粕末、重s成分}的ία及重量成分5的乙基纖維素作 為黏結劑及丁甲醇作為溶劑。混合係以球磨機及三滾筒滾 軋機來執行。在具有350 mm直徑的Aha燒結生成物上網版 印刷此銀鈀膏，以形成加熱器電路圖案。在5〇〇它的大氣中 對此進行脫脂，然後在85〇〇c的大氣中烘烤一個小時。 在另一個350 mm直徑的A12〇3燒結生成物（未印刷有加熱 器電路）上塗上其中添加及混合基於乙基纖維素之黏結劑 的B-Si焊接玻璃，然後在5〇〇。(：的大氣中執行脫脂。將具有 加熱器電路的表面及其上塗有玻璃的表面放在一起，然後 藉由加熱75(TC —個小時進行焊接並施加〇·5以以的負載以 防移位。 從和工件保持表面相對之侧至加熱器電路執行銑鈀，並 曝露加熱器電路的區段。使用活性之以銅鋅合金悍接的金 屬，直接將以W製成的電極焊接至曝露的加熱器電路。連 接用於形成和系統外部之電連接的導線。這便完成陶究保 持段。 在Α〗2〇3保持體的一端，塗上及定型用於焊接之基於 的玻璃，使電極與導線在内部延伸。藉由加熱75〇。〇一個小 時來執行焊接，同時施加5心的負載以防移位。這便完成 半導體製造裝置保持單元。 如圖1所示，使用富鋁紅柱石/氧化鋁環將保持單元夾至 隔室10中，使其黏著在隔室的底部上。由於夾住是用來穩 固結構的唯一方式，因此保持體的末端相對於隔室可自由 熱膨脹及徑向收縮。 101335.doc -32- 200541377 生產十個這些半導體製造裝置保持單 u 如第一具體青 施例’在700。(：下測量熱均句性。所有保持單元的结 職+:-〇.9〇%。亦如第一具體實施例執行循環測試，且： 保持單元中未發現任何異狀，如裂縫。 第七具體實施例

準備重量成分100之Si^4粉末及重量成分10之粉末 的混合物。使用聚乙稀丁路（PQlyvinyl butyral)作為^結 劑，及使用酸二丁酯（dibutyl phthalate)作為溶劑，分別以 重量成分10及重量成分5加以混合。經由噴霧乾燥使混合物 成粒狀，以形成細粒。藉由單軸沖床處理這些細粒，以形 成兩個薄片，其在燒結及處理後，具有35〇111111的直徑及5mm 的厚度。 準備重量成分100之SigN4粉末及重量成分10之γ2〇3粉末 的混合物。使用聚乙烯丁醛（p〇lyvinyl butyral)作為黏結 劑，及使用酸二丁酯（dibutyl phthalate)作為溶劑，分別以 ^ 重里成分1 〇及重罝成分5加以混合。其中亦混合有塑化劑及 分散劑’然後經由喷霧乾燥使混合物成粒狀，以形成細粒。 使這些細粒突出以形成管子形狀，其在燒結及處理後，形 成具有外徑60 mm、内徑54 mm及長度3 00 mm的Si3N4保持 體0 在800°C的氮氣中，使成型的生成物脫脂，及在i650°C的 氮氣中燒結四個小時。所得的燒結生成物具有導熱率為4〇 W/mK。在燒結後，將工件保持表面研磨為i微米或更少的 Ra，及將保持體焊接表面研磨為5微米或更少的Ra。在外徑 101335.doc -33- 200541377 上也執行表面處理。 銀把（Ag-Pd)膏係使用以下項目製成：重量成分1〇〇的 Ag-Pd粉末、重量成分1的ΙΑ及重量成分5的乙基纖維素作 為黏結劑及丁甲醇作為溶劑。混合係以球磨機及三滾筒滾 軋機來執行。在具有350 mm直徑的SisN4燒結生成物上網版 印刷此銀鈀膏，以形成加熱器電路圖案。在5〇〇〇c的大氣中 對此進行脫脂，然後在850的大氣中烘烤一個小時。 在另一個350 mm直徑的Si#4燒結生成物（未印刷有加熱 ® 器電路）上塗上其中添加及混合基於乙基纖維素之黏結劑 的B-Si焊接玻璃，然後在50(rc的大氣中執行脫脂。將具有 加熱器電路的表面及其上塗有玻璃的表面放在一起，然後 藉由加熱750°C—個小時進行焊接並施加〇·5 MPa的負載以 防移位。 從和工件保持表面相對之側至加熱器電路執行銑鈀，並 曝路加熱器電路的區段。使用活性之以銅鋅合金焊接的金 φ 屬’直接將以冒製成的電極焊接至曝露的加熱器電路。連 接用於形成和系統外部之電連接的導線。這便完成陶瓷保 持段。 在ShN4保持體的一端，塗上及定型用於焊接之基於B_si 的玻璃，使電極與導線在内部延伸。藉由加熱75〇t 一個小 時來執行焊接，同時施加5让以的負載以防移位。這便完成 半導體製造裝置保持單元。 如圖1所不，使用富鋁紅柱石/氧化鋁環將保持單元夾至 隔室10中，使其黏著在隔室的底部上。由於夾住是用來穩 101335.doc •34· 200541377 固結構的唯一方式，因此保持體的末端相對於隔室可自由 熱膨脹及徑向收縮。 生產十個這些半導體製造裝置保持單元。如第一具體實 施例，在70(TC下測量熱均勻性。所有保持單元的結果是 700°C+/- 0.70%。亦如第一具體實施例執行循環測試，且在 保持單元中未發現任何異狀，如裂縫。 第八具體實施例 如第五具體實施例所述，生產十個單元的半導體製造裝 置保持單元，但以Pt、鎳鉻（Ni_Cr)&M〇取代Ag-pd。然而， 在Mo的情況中，在8〇〇〇c的氮氣中執行脫脂，及在175〇艺 的氮氣中執行烘烤。如第五具體實施例，在7〇〇t：T測量熱 均勻丨生。所有保持單元的結果為+八，和第五具體實 施例的結果一樣。亦如第五具體實施例執行循環測試，且 在保持單元中未發現任何異狀，如裂縫。 業界使用領域 根據本發明，陶瓷保持段及保持體為密封焊接，保持體 及隔室藉由具有導熱率低於保持體之導熱率的材料而彼此 接觸，或隔室和保持體接㈣區段係以具有I熱率低於保 持體之導熱率的材料形成。因此，顯著改變保持體的溫度 梯度並減少陶瓷保持段及保持體間之連接段的溫度梯度。 在加熱時，這可防止過多應變力施加於陶瓷保持段及保持 體之間的連接段，因在匕限制陶竞保持段及保持體之斷裂的 可能性。還有’由於插入低導熱率的材料，由熱產生器所 產生的熱傾向於不會逸入隔室中’因此改良陶究保持段之 101335.doc -35- 200541377 工件保持表面的熱均勻性。和 ^白用的裝置相仏 這些保持單元的半導體製造穿 、、 ’其中裝設 持體的斷裂並改良半導體的特 是保持奴及保 的整合度。 、良率、可靠性及與液晶 【圖式簡單說明】 圖1為顯示本發明之半導體製造裝置保持單元之範例之 結構的橫截面圖。

圖2為顯示本發明之半導體製造裝置保持單元之另一範 例之結構的橫截面圖。 圖3為顯示本發明之習用之半導體製造裝置保持單元之 結構的橫截面圖。 【主要元件符號說明】 1 陶瓷保持段 2 中空保持體 4 電極 5 開口 7 工具 8 材料 9 Ο環 10 隔室 11 工件 101335.doc -36-

Claims (1)

1. 200541377 十、申請專利範圍： 1· 一種用於半導體製造裝置的保持單元，其勺括 二 保持段，其係裝設於一半導體製造裝置二隔室= 持-工件；及-中空保持體，以保持該保持段；’、 /用於半導體製造裝置的保持單元，其中該陶究保持 &及隸持體為密封接合且該保持體及該隔 有一導熱率低於該保持體之導熱率的-材料而接觸 2. 一種用於半導體製造裝置的保持單元，其包括：一 保持段’其係裝設於—半導體製造裝置的—隔室中並保 持一工件；及一中空保持體，以保持該保持段；〜、 一用於半導體製造裝置的保持單元，其中該陶究保持 段及該保持體為密封接合且該保持體及該隔室為接觸， 及該隔室和該保持體接觸的一區段係以具有—導熱率低 於该隔室之導熱率的一材料形成。 3. 如請求項〗之用於半導體製造裝置的保持單元，其中接合 了該保持體及具有一導熱率低於該保持體之導熱率的： 材料。 4.如請求項！之用於半導體製造裝置的保持單元，其中具有 導熱率低於該保持體之導熱率的該材料具有不超過 W/mK的一導熱率。 5·如請求項2之用於半導體製造裝置的保持單元，其中具有 一導熱率低於該保持體之導熱率的該材料具有不超過3〇 W/Mk的一導熱率。 6·如請求項4之用於半導體製造裝置的保持單元，其中具有 101335.doc 200541377 一導熱率低於該保持體之導熱率的該材料係包含選自由 以下項目組成之群組的至少一材料：富鋁紅柱石、富鋁 紅柱石/氧化鋁、氧化鋁及不鏽鋼。 7. 如請求項5之用於半導體製造裝置的保持單元，其中且有 -導熱率低於該保持體之導熱率的該材料係包：選自、由 以下項目組成之群組的至少一材料：富銘紅柱石、富銘 紅柱石/氧化鋁、氧化鋁及不鏽鋼。 8. 如請求項1之用於半導體製造裝置的保持單元，其中將抗 腐钱塗層塗到具有一導熱率低於該保持體之導熱率之該 材料的表面上。 9. 如請求項2之用於半導體製造裝置的保持單元，其中將抗 腐蝕塗層塗到具有一導熱率低於該保持體之導熱率之該 材料的一表面上。 10. 如請求項8之用於半導體製造裝置的保持單元，其中該抗 腐餘塗層係包含氧化鋁或氮化鋁。 _ 11.如請求項9之用於半導體製造裝置的保持單元，其中該抗 腐餘塗層係包含氧化鋁或氮化鋁。 12·如請求们之用於半導體製造裝置的保持單元，其中該陶 瓷保持段的一主要成分係選自由以下項目組成之群組的 至 > 一材料··氮化鋁、碳化矽、氮化矽及氧化鋁。 13·如請求項2之用於半導體製造裝置的保持單元，其中該陶 究保持段的一主要成分係選自由以下項目組成之群組的 至少一材料：氮化鋁、碳化矽、氮化矽及氧化鋁。 14·如請求項丨之用於半導體製造裝置的保持單元，其中··一 101335.doc 200541377 加熱元件係形成於該陶瓷保持段中，及該加熱元件的一 主要成分係選自由以下項目組成之群组的至少一材料： 鶴（W)、4目（M〇)、#(Pt)、銀（Ag)、把（pd)、錄（Ni)及鉻（c小 15.如請求項2之用於半導體製造裝置的保持單元，其中：一 加熱元件係形成於該陶瓷保持段中，及該加熱元件的一 主要成分係選自由以下項目組成之群組的至少一材料： 鶴（W)、鉬（Mo)、始（Pt)、銀（Ag)、鈀（Pd)、鎳（Ni)及鉻（Cr)。 16· —種半導體製造裝置，其中裝設有如請求項1之用於半導 體製造裝置的一保持單元。 17· —種半導體製造裝置，其中裝設有如請求項2之用於半導 體製造裝置的一保持單元。

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