TW201401429A - 靜電夾頭及其製造方法 - Google Patents

靜電夾頭及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201401429A
TW201401429A TW102118320A TW102118320A TW201401429A TW 201401429 A TW201401429 A TW 201401429A TW 102118320 A TW102118320 A TW 102118320A TW 102118320 A TW102118320 A TW 102118320A TW 201401429 A TW201401429 A TW 201401429A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrostatic
resin
plate
resistance heating
base plate
Prior art date
Application number
TW102118320A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI594359B (zh
Inventor
Akihiro Kuribayashi
Original Assignee
Shinko Electric Ind Co
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 Ind Co filed Critical Shinko Electric Ind Co
Publication of TW201401429A publication Critical patent/TW201401429A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI594359B publication Critical patent/TWI594359B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • 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
    • H01L21/6833—Details of 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • 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

Abstract

一種靜電夾板，藉由黏著層而連接至包含冷卻機構之基座板。該靜電夾板包含：基板安置表面，其上設有被處理的基板；靜電電極，能夠吸引被處理的基板；及電阻發熱體，能夠加熱被處理的基板。靜電電極及電阻發熱體被包含於靜電夾板中；在基座板之上表面及透過黏著層而面對該上表面之靜電夾板之下表面至少一者中，將調整部設置於根據基板安置表面之溫度分佈的一位置處，且充填入具有根據該溫度分佈之導熱性之樹脂。

Description

靜電夾頭及其製造方法
本發明係關於一種靜電夾頭及其製造方法。
薄膜形成裝置，例如化學氣相沉積(CVD)裝置、物理氣相沉積(PVD)裝置、或電漿蝕刻裝置係用以形成半導體元件。此種裝置包含在減壓處理室中支撐基板(例如矽晶圓)之階段，此類階段其中一者為包含例如貼附於基座板(基座)之靜電夾頭(ESC)板之靜電夾頭。日本專利申請案公開號2009-152475揭露了一種具備電極及發熱體之靜電夾板，該電極能夠吸引基板，而該發熱體控制待吸引對象(亦即基板)之溫度。被吸引至靜電夾板之上表面之基板的溫度係藉由冷卻流體及發熱體加以調節，冷卻流體流經形成於基座板中之導管，而發熱體被包含於靜電夾板中。
在靜電夾頭中，靜電夾板吸引基板之上表面之熱密度可能發生變化，此種熱密度上之變化導致基板溫度之變化，而此狀況可能會，例如改變電漿蝕刻裝置之蝕刻速率，並因此降低半導體元件之良率。
在本發明之一態樣中，靜電夾頭包含：一基座板、一黏著層安排於該基座板之一上表面上、一靜電夾板，藉由該黏著層而連接至該基座板。該基座板包含一冷卻機構。其中該靜電夾板包含：一基板安置表面，其上 安置有被處理的基板；一靜電電極，能夠吸引該被處理的基板；及一電阻發熱體，能夠加熱該被處理的基板，其中該靜電電極及該電阻發熱體被包含於該靜電夾板中；一調整部，被安排在該基座板之該上表面及透過該黏著層而面對該上表面之該靜電夾板之一下表面兩者中至少其一者，該調整部係位於根據該基板安置置表面之溫度分佈之一位置上。靜電夾頭進一步包含一樹脂，具有依據該表面溫度分佈的一導熱性，且被填充於該調整部中。
本發明之一態樣，改善了基板安置置表面之溫度分佈變異。
本發明之其他態樣及優點，將由下列說明、結合附圖並藉由範例闡述本發明之原理而變得明顯。
10‧‧‧基座板
10a‧‧‧基座板之上表面
12‧‧‧冷卻導管
20‧‧‧黏著層
30‧‧‧靜電夾板
31‧‧‧板體
31a‧‧‧基板安置表面
31b‧‧‧黏著表面
32‧‧‧靜電電極
33‧‧‧電阻發熱體
33a‧‧‧第一電阻發熱體
33b‧‧‧第二電阻發熱體
34‧‧‧貫孔
35a-35b‧‧‧電極
36a-36d‧‧‧電極
37‧‧‧調整部
38‧‧‧調整樹脂
38a‧‧‧調整部
38b‧‧‧調整樹脂
51‧‧‧綠薄板
52‧‧‧綠薄板
53‧‧‧綠薄板
54‧‧‧配線圖案
55‧‧‧配線圖案
61‧‧‧量測裝置
71a-71b‧‧‧結構
72a-72d‧‧‧陶瓷基板
81‧‧‧樹脂
91‧‧‧樹脂
91a‧‧‧上層部分
91b‧‧‧樹脂
92‧‧‧樹脂
93‧‧‧黏著層
W‧‧‧基板
309‧‧‧陶瓷基板
藉由參照以下較佳實施例連同附圖之說明，可最有效地瞭解本發明及其目的與優點，其中相同之參考符號代表相同之元件。吾人以簡易及明確為原則而繪製圖式中之元件，故並不必然按照實際比例。
圖1A為靜電夾頭之橫截面示意圖。
圖1B為靜電夾頭之透視示意圖。
圖2A為電阻發熱體之圖式。
圖2B為電阻發熱體之局部放大圖。
圖3-15為說明靜電夾頭之製造步驟之透視圖。
圖16為另一靜電夾頭之橫截面示意圖。
圖17為又一靜電夾頭之橫截面示意圖。
圖18A-18D為說明該又一靜電夾頭之製造步驟之橫截面示意圖。
今將參照附圖說明實施例。為便於瞭解，附圖可能放大特徵部，並非以真實尺寸呈現。在橫截面圖中，可能刪除陰影線，以協助瞭解各元件之橫截面結構。
參照圖1A，靜電夾頭1包含基座板10(基座)、黏著層20、及靜電夾(ESC)板30，靜電夾(ESC)板30係藉由黏著層20而貼附於基座板10。
基座板10具有接觸黏著層20之上表面10a及沿著平行於基座板10之上表面10a之平面而設置之複數個冷卻導管12，在基座板10中之冷卻導管12彼此連通。冷媒自冷卻導管12之左端朝向冷卻導管12之右端流動，以將被靜電夾板30支撐之基板W(被處理基板)之溫度調整至一既定溫度。冷媒為例如水或Galden；基板W為例如矽晶圓；冷卻導管12係用作一冷卻機構。
基座板10可由金屬材料製成，例如鋁、燒結碳化物(cemented carbide)、或金屬與陶瓷材料之複合材料等。由於容易取得、容易加工、及良好導熱性之故，在本發明中基座板10係由鋁或鋁合金所形成。基座板10之表面歷經鋁陽極氧化處理(形成絕緣層)，且具有例如約35-40mm之厚度。
黏著層20將靜電夾板30之熱量傳送至基座板10，電阻發熱體33加熱靜電夾板30。如上所述，冷媒冷卻基座板10，黏著層20將靜電夾板30之熱量傳送至基座板10。再者，控制供應至電阻發熱體33之電流，俾使靜電夾板30之溫度與一既定溫度一致。較佳者為，黏著層20係由具 有高導熱性之材料製成，例如矽酮樹脂，且厚度為例如0.5-2.0mm。
參照圖1B，靜電夾板30為圓盤狀，且具有例如300mm之尺寸(直徑)及2-3mm之厚度。
如圖1A所示，靜電夾板30包含板體31(基座體)、靜電電極32、及電阻發熱體33，靜電電極32及電阻發熱體33被安置於板體31中。板體31包含基板安置表面31a(如圖1A所見之上表面)及黏著表面31b(如圖1A所見之下表面)，基板W即設置於基板安置表面31a上，而黏著表面31b則面對基座板10之上表面10a且黏著至黏著層20。基板安置表面31a及黏著表面31b彼此平行。
如圖1B所示，複數個貫孔34沿厚度方向延伸通過板體31。例如，升降銷及感測器(如溫度感測器)位於貫孔34中。圖1A並未繪示貫孔34。
板體31由絕緣材料所形成，例如可為陶瓷(如鋁土、氮化鋁、氮化矽)或有機材料(如矽酮樹脂或聚醯亞胺樹脂)。由於容易取得、容易加工、及相對高之電漿耐受性，在本實施例中，板體31係由如鋁土、氮化鋁之陶瓷所製成；尤其，氮化鋁具有150-250W/(m．K)之高導熱性，因此較適合用於降低待貼附且由靜電夾板30支撐之對象物(此例中為基板W)之平面內的溫度變化。
靜電電極32具有薄膜之形式，且被安置於接近基板安置表面31a之板體31中。電極35a及35b將靜電電極32電性連接至吸引電源(未圖示)，靜電電極32使用來自吸引電源之電壓，以產生將基板W固定至基板安置表面31a之靜電力。靜電電極32可由例如鎢(W)或鉬(Mo)所製成。
電阻發熱體33被安置於黏著表面31b與靜電電極31之間的板體31中。
各電阻發熱體33皆包含第一電阻發熱體33a及第二電阻發熱體33b，第一及第二電阻發熱體33a及33b係沿著平行於板體31中之基板安置表面31a之平面而設置，且與靜電電極32電性絕緣。
如圖2A所示，第一電阻發熱體33a位於板體31之中央部分，第二電阻發熱體33b位於板體31之周圍部分；圖2A示意地繪出形成第一及第二電阻發熱體33a及33b之區域。如圖2B所示，第一及第二電阻發熱體33a及33b中之每一者皆由寬度被設定成可獲得一既定電阻值之配線圖案所形成，設置各配線圖案的方式，俾使在形成第一及第二電阻發熱體33a及33b之區域的熱密度變得均勻。將第一電阻發熱體33a之電阻值設定成例如82歐姆(Ω)，而將第二電阻發熱體33b之電阻值設定成例如75歐姆(Ω)。
如圖1A所示第一電阻發熱體33a電性連接至電極36a及36b，電極36a及36b係將第一電阻發熱體33a電性連接至加熱電源(未圖示)。來自加熱電源之電壓加熱第一電阻發熱體33a，第一電阻發熱體33a加熱被支撐於板體31之基板安置表面31a上之基板W之中央部分。
第二電阻發熱體33b電性連接至電極36c及36d，電極36c及36d係將第二電阻發熱體33b電性連接至加熱電源(未圖示)。來自加熱電源之電壓加熱第一電阻發熱體33b，第一電阻發熱體33b加熱被支撐於板體31之基板安置表面31a上之基板W之周圍部分。
板體31包含至少一調整部37。參照圖1A，在本實施例中，將五個調整部37形成於板體31之黏著表面31b中，各調整部37由黏著表面31b 朝向基板安置表面31a形成凹陷。調整部37為例如具有圓形開口之凹陷，充填著調整樹脂38，調整樹脂38之材料為例如矽酮樹脂，與黏著層20之材料相同。
設定調整部37之位置、形狀、及數目以及調整樹脂38之材料， 以便根據靜電夾板30之形狀，而在基板安置表面31a上獲得均勻的熱密度。靜電夾板30之形狀係相關於被結合於板體31中之電阻發熱體33之形狀(配線圖案之寬度、厚度等)。
今將說明靜電夾頭之操作。
如上所述，設計電阻發熱體33之形狀，俾使在形成電阻發熱體 33a及33b之區域中的熱密度為均勻。然而，因製程關係，將發生電阻發熱體33之形狀的變化，例如配線圖案之寬度及厚度。此種形狀變化會引發在電阻發熱體33之等比例之電阻值變化，亦即電阻發熱體33之等比例之產熱量的變化。因此，電阻發熱體33之形狀上之變化會導致基板安置表面31a上之熱密度不均勻。
例如，當電阻發熱體33之圖案寬度大於設計值時，電阻發熱體 33之電阻值會根據圖案寬度與設計圖案之間的差異而減少，此舉降低了產熱溫度。因此，產熱溫度與設計溫度之間的差異對應於圖案寬度與設計圖案之間的差異。如此，調整部37之位置、形狀、及數目以及充填至各調整部37內之調整樹脂38之材料(導熱性)，係根據產熱溫度與設計溫度之間的差異而加以選擇；亦即，圖案寬度與設計圖案之間的差異。換言之，利用決定調整部37之位置、形狀、及數目以及調整樹脂38之材料，俾使板體31之基板安置表面31a中之熱密度能夠均勻。
例如，矽酮樹脂之導熱性低於板體31(如鋁土陶瓷)，如此，取決於調整部37之形狀，如調整部37之深度(板體31在厚度方向上之長度)，於形成調整部37之處與未形成調整部37之處之間於是產生熱傳導之差異。產生熱傳導上差異之範圍係對應於調整部37之形狀，如凹陷之面積(開口面積)。因此，設定調整部37之位置、形狀、及數目，便可以調整板體31之基板安置表面31a中之熱密度及熱密度分佈。此舉於是容許吾人可將被支撐於板體31之基板安置表面31a上之基板W之溫度控制得很均勻。
今將說明靜電夾頭之製造方法。
首先，如圖3所示，製備複數個(3個)四角形綠薄板51-53，綠薄板51-53中之每一者藉由混合例如鋁土與黏結劑、溶劑、及其類似物等而形成；再者，綠薄板51-53中之每一者具有對應於圖1A所示之靜電夾板30之尺寸。
在後述之一步驟中，烘烤綠薄板51，以形成包含圖1A所示之基板安置表面31a之板體31的一部分。在後述之一步驟中，烘烤綠薄板52，以形成板體31在靜電電極32與電阻發熱體33之間的一部分，並將圖1A所示之靜電電極32形成於綠薄板52上。在後述之一步驟中，烘烤綠薄板53，以形成包含黏著表面31b之板體31的一部分，並將圖1A所示之電阻發熱體33形成於綠薄板53上。
如圖4所示，接著，以導電糊漿(例如鎢糊漿)且透過例如印刷製程(網版印刷)，將配線圖案54形成於綠薄板52之上表面上。在後述之一步驟中，烘烤配線圖案54，以形成靜電電極32。例如，導電糊漿可為含有金屬粒子之材料，如鉬(或者導電陶瓷粒子)、黏結劑、及溶劑。
接著，如圖5所示，以導電糊漿(鎢糊漿)且透過例如印刷製程(網版印刷)，將配線圖案55形成於綠薄板53之上表面上。在後述之一步驟中，烘烤配線圖案55，以形成電阻發熱體33。例如，導電糊漿可為含有金屬粒子之材料，如鉬(或者導電陶瓷粒子)、黏結劑、及溶劑。
接著，利用量測裝置61，測定形成於綠薄板53之上表面上之配線圖案55的形狀。量測裝置61包含例如非接觸式薄膜厚度量測裝置、及擷取影像以測定配線圖案55之寬度的裝置，量測裝置61測定配線圖案55之形狀(厚度、寬度)，並計算熱密度分佈，亦即基於測定結果之溫度分佈。 例如，量測裝置61具有一資料庫，其中儲存著熱密度之資料，其係對應於配線圖案之形狀。資料庫係藉由製備複數個樣品基板及測定形成於各樣品基板上之配線圖案之形狀與各樣品基板之上表面中之熱密度而產生。量測裝置61自資料庫取得對應於測定配線圖案55之形狀的熱密度，並計算熱密度分佈。可利用如基本表示式、多項表示式或其類似者之算術表示式，以計算熱密度分佈。
接著，如圖6所示，綠薄板52及53分別與面向上方之配線圖案54及55之表面相堆疊；再者，綠薄板51位於綠薄板52上，如此形成了如圖7所示之結構71a，其為綠薄板51至53之堆疊體。綠薄板51至53在例如熱壓(hot pressing)程序中被加熱，並互相黏著。
如圖8所示，裁切結構71a之周圍，以形成圓盤狀結構71b。
接著烘烤結構71b，以獲得圖9所示之陶瓷基板72a，烘烤溫度為例如1600℃。陶瓷基板72a結合靜電電極32及電阻發熱體33，其係藉由烘烤圖4及5所示之配線圖案54及55而獲得。雖未圖示，然圖1A所示 之電極35a,35b，及36a至36d係以與靜電電極32及電阻發熱體33相同之方式形成。
參照圖10，接著拋光陶瓷基板72a之上及下表面兩者，以獲得陶瓷基板72b。陶瓷基板72b之上表面對應至基板安置表面31a，且陶瓷基板72b之下表面(圖10之後表面)對應至黏著表面31b。
參照圖11，接著加工圖10所示之陶瓷基板72b，以獲得包含貫孔34之陶瓷基板72c，其在厚度方向上延伸通過陶瓷基板72c。利用貫孔34以布局升降銷及例如溫度感測器之感測器及其類似物。
參照圖12，接著加工圖11所示之陶瓷基板72c之下表面(黏著表面31)，以獲得包含凹陷(調整部37)之陶瓷基板72d；陶瓷基板72d對應於圖1A所示之靜電夾板30。形成參數，例如位置、形狀(內徑等)、及調整部37之數目，參數係根據由量測裝置61所計算之產熱分佈加以設定。 例如，調整部37之形成參數可利用儲存著熱密度分佈之資料的資料庫加以設定，其中熱密度分佈對應於凹陷(調整部37)之形狀等；或者，調整部37之形成參數可利用用以自熱密度分佈計算凹陷(調整部37)之形狀等之算術表示式加以設定。可以與形成貫孔34相同之步驟加工調整部37，如此，並不需要額外增加形成調整部37之新步驟。
參照圖13，接著塗佈樹脂81(例如矽酮樹脂)至基座板10，以形成圖1A所示之黏著層20。
參照圖14，靜電夾板30堆疊於且黏著至樹脂81上，而包含調整部37(見圖12)之黏著表面31b則面對下方。此處，例如在減壓大氣壓的狀態下，吾人朝向基座板10而將壓力施加至靜電夾板30，以利用塗佈至基 座板10之樹脂81，充填靜電夾板30之調整部37(見圖12)。接著，熱硬化樹脂81，以形成黏著層20。
參照圖15，研磨並平坦化靜電夾板30，以完成靜電夾板30之表面。此舉即獲得靜電夾頭。
本實施例具有下述之優點。
(1)靜電夾板30包含板體31、靜電電極32、及電阻發熱體33，靜電電極32及電阻發熱體33被結合於板體31中。板體31包含基板安置表面31a及對向黏著表面31b，黏著表面31b藉由黏著層20而黏著至基座板10之上表面10a。
在根據基板安置表面31a之熱密度分佈之位置處，將調整部37形成於板體31之黏著表面31b中，並以具有根據熱密度分佈之導熱性之調整樹脂38充填調整部37。調整樹脂38之材料為矽酮樹脂，其係例如與黏著層20之材料相同。
調整樹脂38(矽酮樹脂)之導熱性是低於板體31(如鋁土陶瓷)之導熱性，如此，依調整部37之形狀(如深度，即在板體31之厚度方向上之長度)而定，形成調整部37之位置與未形成調整部之位置之間便產生熱傳導上之差異。換言之，就沿垂直於靜電夾板30之表面(基板安置表面31a)之方向所傳輸之熱量而言，在形成調整部37之位置處少於在未形成調整部37之位置處。因此，在對應於形成調整部37之位置處，基板安置表面31a中之熱密度增加，此情形容許吾人調整板體31之基板安置表面31a中之熱密度，且藉以容許調整熱密度分佈。於是，被支撐於基板安置表面31a上之基板W之溫度可受到均勻控制。
(2)綠薄板53包含經烘烤以獲得電阻發熱體33之配線圖案55，配線圖案55之形狀(膜厚度、寬度)係藉由量測裝置61加以測定。基板安置表面31a中之熱密度分佈，係由量測裝置61之測定結果而獲得，此舉可輕易地獲取基板安置表面31a之熱密度分佈。
(3)以調整樹脂38充填至形成於靜電夾頭30之板體31中之調整部37中。吾人可將導熱性不同於板體31(陶瓷)之固體(如金屬)設置於各調整部37中，俾使在調整部37處之熱傳導與在未形成調整部37之其他位置處者有所不同。然而，在各調整部37中皆設置固體不僅累贅，且使用固體將不易因應調整部37之形狀(尺寸等)上之變化。相反地，本實施例以調整樹脂38充填各調整部37，使用調整樹脂38可輕易地充填調整部37並提升工作效率；再者，使用調整樹脂38可輕易地因應調整部37形狀上之變化。
(4)當吾人將靜電夾板30黏著至基座板10時，黏著層20之樹脂(如矽酮樹脂)填滿在靜電夾頭30之板體31中之各調整部37中，以形成調整樹脂38；換言之，將調整樹脂38充填至調整部37之步驟，係施行於將靜電夾板30黏著至基座板10之步驟中，此舉降低了步驟數目，並且縮短了靜電夾頭之製造時間。
熟悉此項技藝者應明瞭：在不違背本發明之精神或範疇之狀況下，本發明可以其他特殊形式具體化；尤其，應明瞭本發明可以下列形式具體化。
在上述施實施例中，係將調整部37形成於板體31之黏著表面31b中，而將調整樹脂38充填於調整部37中。然而，調整部37並非必須位於 黏著表面31b中，而是可設置於其他區域，只要調整部37位於電阻發熱體33與冷卻導管12之間即可。
例如，如圖16所示，可將調整部37形成於基座板10之上表面10a中，調整部37充填著調整樹脂38(如矽酮樹脂)，與黏著層20之材料相同。相較於基座板10之材料(如鋁)，矽酮樹脂之導熱性低。以與上述實施例相同之方式，此情況容許板體31之基板安置表面31a之熱密度變得均勻，並可將基板W控制於一均勻溫度下。
如圖17所示，可將調整部37形成於靜電夾板30之黏著表面31b及基座板10之上表面10a兩者中。
吾人可改變充填各調整部37之樹脂。例如，可使用導熱性高於黏著層20之材料(如矽酮樹脂)之樹脂，此一樹脂可為含有金屬(如銀(Ag)或銅(Cu))或作為充填材料之氮化鋁或氮化硼之樹脂糊漿。例如銀或銅之金屬具有比作為板體31之材料之陶瓷更高之導熱性，如此可降低熱密度，俾使板體31之基板安置表面31a中之熱密度變得均勻，且基板W可被控制於一均勻溫度下。
吾人可調整在連接靜電夾板30與基座板10之黏著層(亦即連接層)中之熱傳導。例如，由靜電夾板30(電阻發熱體33)至基座板10(冷卻導管12)之熱傳導，可藉由將導熱性不同於連接層(樹脂)之材料之樹脂埋置於連接層中而加以調整；此一連接層可例如透過圖18A至18D所示之步驟而形成。
如圖18A所示，樹脂91被塗佈至基座板10，且使樹脂91硬化。例如，可使用熱塑性或藉由紫外光硬化之光硬化樹脂作為樹脂91。
接著，透過化學機械研磨(CMP)等，研磨受硬化樹脂91，以移除樹脂91之上層部分91a(圖18A中之斜線部分)。
接著，如圖18B所示，將調整部37形成於樹脂91b中，且以調整樹脂38充填調整部37。
調整樹脂38可為導熱性不同於樹脂91b之樹脂，例如含有金屬(如銀(Ag)或銅(Cu))及充填材料(如氮化鋁、或氮化硼)之樹脂糊漿。在填入調整樹脂38後，可例如硬化並加熱調整樹脂38，含有充填材料之光硬化樹脂亦可用作調整樹脂38。
如圖18C所示，樹脂92被塗佈於樹脂91b上，靜電夾板則層疊於樹脂92上。在此情況中，靜電夾板可為不包含調整部37之基板(如圖10所示之陶瓷基板72)，或者可為包含調整部37之基板。此後，硬化樹脂92。如圖18D所示，基座板10與靜電夾板30藉由黏著層93而互相連接，其中黏著層93包含調整部37及調整樹脂38。
在圖1A、16、及17所示之靜電夾頭中，可使用包含調整部37及調整樹脂38之黏著層93(圖18D)，以代替黏著層20。
熱密度分佈(溫度分佈)之量測裝置不限於上述之量測裝置61，且可為其他裝置。
例如，靜電夾板之熱密度分佈可利用X射線裝置加以測定。在此情況中，可利用在烘烤如圖9所示之陶瓷基板72b後之靜電夾板，作為測定熱密度分佈之基板。電阻發熱體33之形狀(厚度、寬度)，可藉由分析由X射線所擷取之陶瓷基板72b之影像加以測定；X射線為電磁波之一範例。利用X射線裝置之測定結果，熱密度分佈可如上述般加以計算。電阻 發熱體33(配線圖案55)之形狀，可利用加工後之陶瓷基板72b(見圖10)加以測定，且可利用堆疊綠薄板51至53，以計算熱密度分佈。
靜電夾板之熱密度分佈(溫度分佈)，可利用溫度計加以測定。 在此情況中，可利用在烘烤如圖9所示之陶瓷基板72b後之靜電夾板，作為測定熱密度分佈之基板。將連接至電阻發熱體33之電極36a-36d連接至加熱電源，以電流供應至電阻發熱體33以產生熱能，並測定陶瓷基板72b之表面溫度。可利用接觸型溫度計(如利用熱電偶之溫度計)或非接觸型溫度計(如紅外線溫度計)以進行溫度測定，熱密度分佈可由以此方式所測定之表面溫度加以計算。
雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧基座板
10a‧‧‧基座板之上表面
12‧‧‧冷卻導管
20‧‧‧黏著層
30‧‧‧靜電夾板
31‧‧‧板體
31a‧‧‧基板安置表面
31b‧‧‧黏著表面
32‧‧‧靜電電極
33‧‧‧電阻發熱體
33a‧‧‧第一電阻發熱體
33b‧‧‧第二電阻發熱體
35a-35b‧‧‧電極
36a-36d‧‧‧電極
37‧‧‧調整部
38‧‧‧調整樹脂
W‧‧‧基板

Claims (13)

  1. 一種靜電夾頭，包含：基座板，包含一冷卻機構；黏著層，安排於該基座板之一上表面上；靜電夾板，藉由該黏著層而連接至該基座板，其中該靜電夾板包含：基板安置表面，其上安置有被處理的基板；靜電電極，能夠吸引該被處理的基板；及電阻發熱體，能夠加熱該被處理的基板，其中該靜電電極及該電阻發熱體被包含於該靜電夾板中；調整部，被安排在該基座板之該上表面與透過該黏著層而面對該上表面之該靜電夾板之一下表面兩者中至少其一者，該調整部的位置是根據該基板安置置表面之溫度分佈；及樹脂，具有依據該表面溫度分佈的一導熱性，且被填充於該調整部中。
  2. 一種靜電夾頭，包含：基座板，包含一冷卻機構；黏著層，位於該基座板之一上表面上；靜電夾板，藉由該黏著層而連接至該基座板，其中該靜電夾板包含：基板安置表面，其上安置有被處理的基板；靜電電極，能夠吸引該被處理的基板；及電阻發熱體，能夠加熱該被處理的基板，其中該靜電電極及該電阻發熱體被包含於該靜電夾板中； 調整樹脂，其位置是根據該基板安置表面之溫度分佈，該調整樹脂被包含於該黏著層中，其中該調整樹脂之導熱性不同於形成該黏著層之一樹脂之導熱性。
  3. 如請求項1之靜電夾頭，其中該調整部為凹陷。
  4. 如請求項1之靜電夾頭，其中充填於該調整部中之該樹脂係由與形成該黏著層之樹脂相同之材料所形成。
  5. 一種靜電夾頭之製造方法，該靜電夾頭包含基座板及靜電夾板，其中該基座板包含冷卻機構，且該靜電夾板藉由黏著層而連接至該基座板，該方法包含：形成該靜電夾板，其中該靜電夾板包含基板安置表面、靜電電極、及電阻發熱體，該靜電電極能夠吸引位於該基板安置表面上之被處理的基板，而該電阻發熱體能夠加熱該被處理的基板；計算該基板安置表面之熱密度分佈；在該基座板之上表面及透過該黏著層而面對該上表面之該靜電夾頭之下表面兩者中至少其一者，形成調整部，而調整部的位置是根據該熱密度分佈；以調整樹脂充填該調整部，該調整樹脂具有根據該熱密度分佈之導熱性；及利用該黏著層，將該靜電夾板貼附於該基座板之該上表面。
  6. 一種靜電夾頭之製造方法，該靜電夾頭包含基座板及靜電夾板，其中該基座板包含冷卻機構，且該靜電夾板藉由黏著層而連接至該基座板，該方法包含： 形成該靜電夾板，其中該靜電夾板包含基板安置表面、靜電電極、及電阻發熱體，該靜電電極能夠吸引位於該基板安置表面上之被處理的基板，而該電阻發熱體能夠加熱該被處理的基板；計算該基板安置表面之熱密度分佈；塗佈第一樹脂至該基座板之上表面並硬化該樹脂；研磨該第一樹脂之表面；在已經過研磨之該第一樹脂之上表面中，形成調整部，該調整部的位置是根據該熱密度分佈；以調整樹脂充填該調整部，該調整樹脂具有根據該熱密度分佈之導熱性；在以調整樹脂充填該調整部之後，塗佈第二樹脂至該基座板之該上表面；及將該靜電夾板貼附於該第二樹脂。
  7. 如請求項5之靜電夾頭之製造方法，其中該調整樹脂係由與形成該黏著層之樹脂相同之材料所形成，且以調整樹脂充填該調整部之該步驟包含：利用該黏著層而貼附該靜電夾板至該基座板之該上表面之時，以該黏著層之一部分充填該調整部。
  8. 如請求項5之靜電夾頭之製造方法，其中形成調整部之該步驟包含：基於該熱密度分佈之該計算以決定該調整部之形成參數，且該形成參數包含位置、形狀、及該調整部之數目。
  9. 如請求項5,6,7,8項中任一項之靜電夾頭之製造方法，其中形成該靜電夾板之該步驟包含：堆疊第一綠薄板、第二綠薄板、及第三綠薄板，以形成堆疊體；及烘烤該堆疊體，其中該第一綠薄板形成該基板安置表面，該 第二綠薄板上形成有該靜電電極，該第三綠薄板上形成有該電阻發熱體。
  10. 如請求項9之靜電夾頭之製造方法，其中計算熱密度分佈之該步驟包含：測定該電阻發熱體之形狀，及基於該電阻發熱體之該形狀之測定結果而計算該熱密度分佈。
  11. 如請求項10之靜電夾頭之製造方法，其中測定該電阻發熱體之形狀之該步驟包含：以非接觸方式測定形成於該第三綠薄板上的該電阻發熱體之該形狀。
  12. 如請求項10之靜電夾頭之製造方法，其中該測定該電阻發熱體之形狀之步驟包含：利用電磁波，測定被包含於該靜電夾板中之該電阻發熱體之該形狀。
  13. 如請求項5,6,7,8項中任一項之靜電夾頭之製造方法，其中計算熱密度分佈之該步驟包含：供應電流至並加熱形成於該靜電夾板中之該電阻發熱體；當加熱該電阻發熱體時，測定該基板安置表面之溫度；及基於該基板安置表面之該溫度之測定結果，計算該熱密度分佈。
TW102118320A 2012-05-29 2013-05-24 靜電夾頭及其製造方法 TWI594359B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012122201A JP5823915B2 (ja) 2012-05-29 2012-05-29 静電チャックの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201401429A true TW201401429A (zh) 2014-01-01
TWI594359B TWI594359B (zh) 2017-08-01

Family

ID=49669973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102118320A TWI594359B (zh) 2012-05-29 2013-05-24 靜電夾頭及其製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9019684B2 (zh)
JP (1) JP5823915B2 (zh)
KR (1) KR20130133673A (zh)
TW (1) TWI594359B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI683391B (zh) * 2015-08-20 2020-01-21 日商日本碍子股份有限公司 靜電夾具加熱器
TWI788347B (zh) * 2017-04-27 2023-01-01 日商岡本工作機械製作所股份有限公司 靜電吸附夾盤的製造方法、以及半導體裝置的製造方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9101038B2 (en) 2013-12-20 2015-08-04 Lam Research Corporation Electrostatic chuck including declamping electrode and method of declamping
US10002782B2 (en) 2014-10-17 2018-06-19 Lam Research Corporation ESC assembly including an electrically conductive gasket for uniform RF power delivery therethrough
US10079167B2 (en) 2014-11-20 2018-09-18 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Electrostatic chucking device
KR101950897B1 (ko) 2015-09-25 2019-02-21 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 정전 척 장치
US10690414B2 (en) 2015-12-11 2020-06-23 Lam Research Corporation Multi-plane heater for semiconductor substrate support
JP6580999B2 (ja) * 2016-01-13 2019-09-25 日本特殊陶業株式会社 保持装置
US10582570B2 (en) 2016-01-22 2020-03-03 Applied Materials, Inc. Sensor system for multi-zone electrostatic chuck
JP6633931B2 (ja) * 2016-02-10 2020-01-22 日本特殊陶業株式会社 保持装置および保持装置の製造方法
US11069553B2 (en) * 2016-07-07 2021-07-20 Lam Research Corporation Electrostatic chuck with features for preventing electrical arcing and light-up and improving process uniformity
US10410900B2 (en) * 2016-08-05 2019-09-10 Applied Materials, Inc. Precision screen printing with sub-micron uniformity of metallization materials on green sheet ceramic
US10910195B2 (en) 2017-01-05 2021-02-02 Lam Research Corporation Substrate support with improved process uniformity
JP7050455B2 (ja) * 2017-03-15 2022-04-08 日本特殊陶業株式会社 静電チャックの製造方法
JP7233160B2 (ja) * 2017-09-26 2023-03-06 日本特殊陶業株式会社 保持装置および保持装置の製造方法
US11353800B2 (en) 2017-12-28 2022-06-07 Onto Innovation Inc. Conformal stage
KR102447586B1 (ko) 2018-05-28 2022-09-26 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤 유지 장치의 제조 방법, 및, 유지 장치
JP6703645B2 (ja) 2018-05-28 2020-06-03 日本特殊陶業株式会社 保持装置、および、保持装置の製造方法
JP7278072B2 (ja) * 2018-12-27 2023-05-19 日本特殊陶業株式会社 静電チャックおよび静電チャックの製造方法
JP2022175500A (ja) 2021-05-13 2022-11-25 新光電気工業株式会社 静電チャック及び静電チャックの製造方法
CN116759346B (zh) * 2023-08-16 2023-10-24 无锡尚积半导体科技有限公司 快速控温载片台、去胶刻蚀设备及去胶工艺

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7436645B2 (en) * 2004-10-07 2008-10-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
US7723648B2 (en) * 2006-09-25 2010-05-25 Tokyo Electron Limited Temperature controlled substrate holder with non-uniform insulation layer for a substrate processing system
JP2009152475A (ja) 2007-12-21 2009-07-09 Shinko Electric Ind Co Ltd 基板温調固定装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI683391B (zh) * 2015-08-20 2020-01-21 日商日本碍子股份有限公司 靜電夾具加熱器
TWI788347B (zh) * 2017-04-27 2023-01-01 日商岡本工作機械製作所股份有限公司 靜電吸附夾盤的製造方法、以及半導體裝置的製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130133673A (ko) 2013-12-09
US20130321974A1 (en) 2013-12-05
JP2013247342A (ja) 2013-12-09
TWI594359B (zh) 2017-08-01
JP5823915B2 (ja) 2015-11-25
US9019684B2 (en) 2015-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI594359B (zh) 靜電夾頭及其製造方法
JP6655044B2 (ja) 液体媒体を有する高精度ヒータシステム
EP2402298B1 (en) Method of fabricating a ceramic-metal junction
TWI540672B (zh) 靜電吸持裝置
TWI575640B (zh) 用於半導體處理之具有二極體平面加熱器區域之加熱板
TWI459851B (zh) heating equipment
US20060021705A1 (en) Substrate mounting apparatus and control method of substrate temperature
JP5891332B2 (ja) 静電チャック
TWI645500B (zh) 溫度調整裝置
JP6708518B2 (ja) 基板固定装置及びその製造方法
JP2011091297A (ja) 静電チャック
JP4666903B2 (ja) ウェハ支持部材
JP5846186B2 (ja) 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法
JP7110828B2 (ja) 静電チャック装置
TW202022981A (zh) 基板固定裝置
JP6697997B2 (ja) 静電チャック、基板固定装置
JP7185544B2 (ja) セラミックヒータ
TW201812977A (zh) 在微機械與半導體處理中的工件載體的層壓頂板
JPH10209257A (ja) 静電チャック装置およびその製造方法
JP5381879B2 (ja) ウェハ加熱用ヒータユニットおよびそれを搭載した半導体製造装置
TWI836092B (zh) 基板固定裝置及其製造方法
JP7182910B2 (ja) 保持装置
TW202232650A (zh) 靜電夾盤、其製造方法及基板固定裝置