TW201941358A - 半導體製造裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的半導體製造裝置10，其具備：靜電吸盤20；金屬製的基礎構件30，其係固定在靜電吸盤20之中與晶圓載置面S相反側的面；電極接頭42，其係與埋設在靜電吸盤20的電極連接；貫通孔32，其係設在基礎構件30之中與電極接頭42相對的位置；絕緣套筒50，其係固定在貫通孔32的內周面；吸盤側接頭44，其係經由可撓性電纜46連接電極接頭42的同時，以配置在絕緣套筒50內的狀態固定在絕緣套筒50；可撓性的絕緣管52，其係一端固定在電極接頭42的同時，另一端固定在吸盤側接頭44，而覆蓋電纜46；及絕緣樹脂構件60，其至少覆蓋電極接頭42之中沒有被絕緣管52覆蓋的部分。

Description

半導體製造裝置
本發明係關於半導體製造裝置。
半導體製造裝置，在蝕刻裝置、離子植入裝置、電子束曝光裝置等，用於固定晶圓或加熱．冷卻晶圓。如此的半導體製造裝置，已知具備：陶瓷製的靜電吸盤，其具有晶圓載置面，內建靜電電極；及金屬製基礎構件，其接著在該靜電吸盤的與晶圓載置面相反側的面。在圖7表示專利文獻1所揭示的半導體製造裝置310的部分剖面圖。該半導體製造裝置310，具備：在背面具有電極接頭342的靜電吸盤320；及固定在該靜電吸盤320的背面的金屬製基礎構件330。基礎構件330在與電極接頭342相對的位置具有貫通孔332。在該貫通孔332，固定絕緣套筒350。在絕緣套筒350裡，吸盤側接頭344藉由C字狀的固定用環345固定，可與別的裝置380的接頭382可裝卸地連接。該吸盤側接頭344，經由可撓性的電纜346連接電極接頭342。絕緣套筒350的前端，埋入電極接頭342周圍的絕緣樹脂構件360。
［先前技術文獻］
［專利文獻］
專利文獻1：日本新型專利第3181603號公報
［發明所欲解決的課題］
近幾年，各種製程進行大功率化，對基礎構件330與電極接頭342之間或基礎構件330與電纜346之間要求的耐電壓變得較先前更高。另一方面，在半導體製造裝置310，絕緣套筒350的前端有時沒有達到絕緣樹脂構件360。此時，無法實現對基礎構件330與電極接頭342之間或基礎構件330與電纜346之間所要求的耐電壓值，而有發生絕緣崩潰之虞。
本發明係為解決如此的課題而完成，以提供充分提升基礎構件與電極接頭之間或基礎構件與電纜之間的耐電壓的為主要目標。
［用於解決課題的手段］
本發明的半導體製造裝置，其具備：
陶瓷基板，其具有晶圓載置面，內建電極；
金屬製的基礎構件，其係固定在上述陶瓷基板中與上述晶圓載置面的相反側的面；
電極接頭，其係設在上述陶瓷基板中與上述晶圓載置面的相反側的面，與上述電極連接；
貫通孔，其係設在上述基礎構件中與上述電極接頭相對的位置；
絕緣套筒，其係固定在上述貫通孔的內圓面；
半導體製造裝置側接頭，其係經由可撓性的電纜與上述電極接頭連接，同時以配置在上述絕緣套筒內的狀態固定在上述絕緣套筒，可與其他裝置的接頭，可裝卸地連接；
可撓性的絕緣管，其係一端固定在上述電極接頭，同時另一端固定在上述半導體製造裝置側接頭，覆蓋上述電纜；及
絕緣樹脂構件，其至少覆蓋上述電極接頭中沒有被上述絕緣管覆蓋的部分。
該半導體製造裝置，具備絕緣管。該絕緣管，一端固定在電極接頭的同時，另一端固定在半導體製造裝置側接頭，將電纜覆蓋。此外，電極接頭之中至少沒有被絕緣管覆蓋的部分係以絕緣樹脂構件覆蓋。即，電極接頭，係以絕緣管與絕緣樹脂構件覆蓋，電纜以絕緣管覆蓋。因此，可充分提供基礎構件與電極接頭之間及基礎構件與電纜之間的耐電壓。
在本發明的半導體製造裝置，上述絕緣管的內徑，可較上述電纜的外徑大。如此，可使絕緣管與電纜不會互相影響而可獨立地撓曲。因此，可降低絕緣管及電纜對電極接頭的壓力。
在本發明的半導體製造裝置，上述絕緣管，可在包覆上述電纜的中央部呈鼓起的形狀。如此，由於絕緣管與電纜並不接觸，故可防止電纜使絕緣管破損。
在本發明的半導體製造裝置，上述絕緣套筒的前端，可未達上述絕緣樹脂構件。本發明的半導體製造裝置，由於具備上述絕緣管，即使覆蓋電極接頭的絕緣樹脂構件未達絕緣套筒的前端，亦可充分提升基礎構件與電極接頭及基礎構件與電纜之間的耐電壓
在本發明的半導體製造裝置，上述絕緣管，可為熱收縮管。熱收縮管，由於具有可撓性，且可藉由加熱收縮使徑變小，故容易固定各接頭。因此，熱收縮管適合使用於作為絕緣管。
在本發明的半導體製造裝置，上述絕緣管，可以可對上述貫通孔的軸方向伸縮的材料形成，或形成為可對上述貫通孔的軸方向伸縮的構造。可對貫通孔的軸方向伸縮的材料，可舉例如氯乙烯、矽橡膠、氟聚合物等。該等，亦可使用於作為熱收縮管的材料。可在貫通孔的軸方向伸縮的構造，可舉例如波紋管(蛇腹)。
在本發明的半導體製造裝置，上述電纜，可為金屬製的絞線。金屬製的絞線，對收縮方向施力時，可變成鼓起的形狀而全體的長度會變短。
邊參照圖面說明本發明的良好的實施形態。圖1係示意表示半導體製造裝置10的部分剖面圖，圖2係半導體製造裝置10的接頭總成40附近的放大剖面圖。
半導體製造裝置10，係如1所示，具備：靜電吸盤20；基礎構件30；接頭總成40；絕緣套筒50；絕緣管52；及絕緣樹脂構件60。
靜電吸盤20，係表面為晶圓載置面S的圓盤狀陶瓷燒結體(例如氧化鋁陶瓷燒結體)。靜電吸盤20，在內部，具有藉由靜電力吸附載置在晶圓載置面S的晶圓的靜電電極22；及施加電壓會發熱的加熱器電極24。在該靜電吸盤20的背面，設有複數電極接頭42。在電極接頭42，有經由配線22a連接靜電電極22，及經由配線24a連接加熱器電極24。該靜電吸盤20，相當於本發明的陶瓷基板。
基礎構件30，係金屬(例如，鋁或鋁合金等)製的圓盤狀構件。基礎構件30，藉由接著劑固定在靜電吸盤20中的與晶圓載置面S的相反側的面的面(背面)。基礎構件30，在與各電極接頭42相對的位置具有貫通孔32。基礎構件30，在內不形成有冷卻水通路(無圖示)，用於冷卻靜電吸盤20的作用。
接頭總成40，係設在插入基礎構件30的各貫通孔32的絕緣套筒50的內部。各接頭總成40，係對電極接頭42經由可撓性的電纜46連接吸盤側接頭44。電極接頭42，係金屬(例如鉬)製，如圖2所示，具有圓盤部42a與圓柱狀凸部42b。圓盤部42a，係焊接在設在靜電吸盤20的陶瓷燒結體的凹孔，與連接到靜電電極22的配線22a或連接到加熱器電極24的配線24a接合。凸部42b，係插入絕緣管52的一端而固定。吸盤側接頭44，係金屬(例如銅)製的接頭，如圖2所示，具備：管腳插孔部44a；凸部44b；及凹溝44c。管腳插孔部44a，係在圓柱體設有底孔的母型連接器。凸部44b，係設於管腳插孔部44a之中與電極接頭42相對的圓柱狀的突起，插入絕緣管52的另一端固定。凹溝44c，係設在接近管腳插孔部44a的外周面之中接近開口的位置的整個周圍。在凹溝44c，有嵌入C字狀的固定用環45。固定用環45，係具有電絕緣性的材料，例如，以陶瓷材料或樹脂材料等形成。電纜46，係金屬(例如銅)製的絞線，係絞合複數細線所形成。因此，電纜46，對壓縮方向施力，則中央附近會鼓起而全長變短。電纜46，係以對壓縮方向施力的狀態配置在電極接頭42與吸盤側接頭44之間的空間。再者，吸盤側接頭44相當於本發明的半導體製造裝置側接頭。
絕緣套筒50，係插入基礎構件30的貫通孔32。絕緣套筒50的外周面，係以接著劑固定在貫通孔32的內周面。如圖2所示，絕緣套筒50，具有貫通孔32的開口緣與扣緊的凸緣50a。絕緣套筒50的前端50b，未達絕緣樹脂構件60。如此的絕緣套筒50，係以具有電絕緣性的材料，例如陶瓷材料或樹脂材料等形成。在絕緣套筒50的開口緣，以接著劑固定嵌入吸盤側接頭44的凹溝44c的固定用環45。
絕緣管52，係熱收縮管，呈向軸方向壓縮中央附近鼓起的形狀(酒桶狀)。熱收縮管的材料，並無特別限定，可舉例如，氯乙烯、矽橡膠、氟聚合物等。如圖2所示，電極接頭42的凸部42b，插入絕緣管52的一端，吸盤側接頭44的凸部44b，插入絕緣管52的另一端。絕緣管52，一端固定在電極接頭42的凸部42b的側面的同時，另一端固定在吸盤側接頭44的凸部44b的側面，中央部覆蓋電纜46。
絕緣樹脂構件60，係例如以矽樹脂等，覆蓋貫通孔32的底面與電極接頭42之中沒有被絕緣管52覆蓋的部分。在本實施形態，絕緣樹脂構件60，亦覆蓋在覆蓋電極接頭42的凸部42b的側面的絕緣管52的外周面。
接著，說明關於半導體製造裝置10的製造例。圖3係半導體製造裝置10的組裝步驟圖。
首先，準備圖3(A)所示的靜電吸盤20。該靜電吸盤20，在背面安裝接頭總成40。接頭總成40，係對電極接頭42經由可撓性的電纜46組裝吸盤側接頭44。該接頭總成40的電極接頭42的圓盤部42a與配線22a(或配線24a)電性連接地焊接。
接著，如圖3(B)所示，將可在軸方向、徑方向均可伸縮的熱收縮管54，蓋上接頭總成40的電纜46。在此使用的熱收縮管54，內徑與吸盤側接頭44的外徑大致相同，熱收縮率在長度全體相同。熱收縮管54，係以一端包覆電極接頭42的凸部42b，另一端包覆吸盤側接頭44的凸部44b，中央部包覆電纜46地配置。以此狀態使用無圖示的熱槍，將熱收縮管54之中包覆電極接頭42的凸部42b的一端，及包覆吸盤側接頭44的凸部44b的另一端加熱。
於是，如圖3(C)所示，包覆熱收縮管54之中電極接頭42的凸部42b的一端與包覆吸盤側接頭44的凸部44b的另一端，以熱收縮緊密固定凸部42b、44b。熱處理後的熱收縮管54將成絕緣管52。關於絕緣管52的兩端凸部42b、44b是否緊密固定，絕緣管52是否破損，對絕緣管52施加壓縮方向的力時是否容易收縮等，作業者可在此階段，容易檢查絕緣管52的外觀或收縮性。
接著，如圖3(D)所示，在靜電吸盤20的背面，黏貼基礎構件30，之後，形成絕緣樹脂構件60。具體而言，首先，設置貫通孔32的基礎構件30之中與靜電吸盤20相對的面黏貼無圖示的黏著板片，以對貫通孔32通過裝有絕緣管52的接頭總成40的狀態，將黏著靜電吸盤20與基礎構件30接著。之後，以包覆電極接頭42的露出面，在貫通孔32的底面注入固化絕緣樹脂材料形成絕緣樹脂構件60。此時，接頭總成40的吸盤側接頭44，從貫通孔32向外露出。
接著，如圖3(E)所示，將絕緣套筒50插入貫通孔32。具體而言，對絕緣套筒50的外周面塗佈接著劑之後，將絕緣套筒50插入到凸緣50a扣緊貫通孔32的開口緣。此時，絕緣套筒50的前端50b，並未達絕緣樹脂構件60。因此，靜電吸盤20並不因絕緣套筒50受到脫離基礎構件30的方向的力。此時，接頭總成40的吸盤側接頭44，係從絕緣套筒50向外露出。
之後，如圖3(F)所示，將固定用環45套入吸盤側接頭44的凹溝44c，將吸盤側接頭44向絕緣套筒50的深處押入，將固定用環45與絕緣套筒50的凸緣50a以接著劑接著。此時，絕緣管52的內徑較電纜46的外徑大。因此，絕緣管52與電纜46並不會互相影響，而可獨立地撓曲。此外，絕緣管52，由於係熱收縮管，故對壓縮方向施力，則包覆電纜46的中央部呈撓曲鼓起的形狀(酒桶狀)。因此，絕緣管52與電纜46並不會接觸，可防止絕緣管52因電纜46而破損。此外，電纜46，由於係將多數金屬細線絞合的絞線，故向壓縮方向施力時金屬細線會撓曲而呈在中央附近鼓起的形狀。如此，可製造半導體製造裝置10。
接著，說明關於半導體製造裝置10的使用例。半導體製造裝置10，連接按照晶圓的處理目的的處理裝置80(參照圖1，相當於本發明的別的裝置)。在處理裝置80，在半導體製造裝置10的各吸盤側接頭44(母型連接器)設有處理裝置側接頭82(公型連接器)。將半導體製造裝置10連接處理裝置80時，以將基礎構件30固定在無圖示的支持台的狀態，連接互相相對的接頭。接著晶圓載置合S載置晶圓，在靜電電極22施加電壓讓晶圓載置面S吸附晶圓。然後，在設在與半導製造裝置10的晶圓載置面相對的位置之未示於圖的噴灑頭，與基礎構件30之間，藉由施加高頻波電壓使之產生電漿，處理晶圓載置面S上的晶圓。此時，控制晶圓的溫度呈預先設定的溫度。例如，晶圓的溫度過低時，在加熱器電極24施加電壓使加熱器電極24發熱而將晶圓加熱。另一方面，晶圓的溫度過高時，不對加熱器電極24進行施加電壓藉由基礎構件30使晶圓冷卻。
如此處理晶圓時，有時會在未示於圖的噴灑頭與基礎構件30之間，施加大功率的高頻波電壓。在此，半導體製造裝置10，具備絕緣管52。該絕緣管52，係一端固定在電極接頭42的凸部42b的同時，另一端固定在吸盤側接頭44的凸部44b。此外，電極接頭42之中沒有被絕緣管52覆蓋的部分係以絕緣樹脂構件60覆蓋。即，電極接頭42以絕緣管52及絕緣樹脂構件60覆蓋，電纜46以絕緣管52覆蓋。因此，可充分提升基礎構件30與電極接頭42之間及基礎構件30與電纜46之間的耐電壓。
根據以上詳述的半導體製造裝置10，即使在未示於圖的噴灑頭與基礎構件30之間施加大功率的高頻波電壓，亦可防止基礎構件30與電極接頭42之間及基礎構件30與電纜46之間的絕緣破壞。即，電極接頭42，以絕緣管52與絕緣樹脂構件60覆蓋，電纜46以絕緣管52覆蓋。因此，即使絕緣套筒50的前端50b未達覆蓋電極接頭42的絕緣樹脂構件60，亦可充分提升基礎構件30與電極接頭42之間及基礎構件30與電纜46之間的耐電壓。
此外，由於絕緣管52的內徑，較電纜46的外徑大，故絕緣管52與電纜46並不會互相影響而可獨立撓曲。因此，可降低絕緣管52及電纜46對電極接頭42的壓力。
此外，絕緣管52，由於覆蓋電纜46的中央部呈鼓起的形狀，故絕緣管52與電纜46並不會接觸。因此，可防止電纜46因絕緣管52而破損。
此外，使用於作為絕緣管52的熱收縮管54，由於具有可撓性，且加熱會收縮使徑變小，故容易固定在各接頭42、44的凸部42b、44b。因此，熱收縮管54適合使用於作為絕緣管52。
再者，由於使用熱收縮管54作為絕緣管52，使用金屬絞線作為電纜46，均對收縮方向施力時，呈鼓起的形狀使全體的長度變短。因此，如圖3(E)至圖3(F)，將吸盤側接頭44押入絕緣套筒50的深處時，可以較在小的阻力押入。
再者，本發明並非限定於上述實施形態，只要屬於本發明的技術範圍，可以各種態樣實施，不言而喻。
例如，在上述實施形態，雖使用將多數金屬細線絞合形成的絞線作為電纜46，惟亦可使用線圈形狀或鋸齒形狀的金屬線。線圈形狀或鋸齒形狀的金屬線，由於可在軸方向伸縮，故在壓縮方向受力時線圈部分或鋸齒部分會縮而使全體的長度變短。因此，可使用該等金屬線作為上述電纜46的替代品。
在上述實施形態，熱收縮管54，使用內徑與接頭總成40的外徑大致相同，而熱收縮率在長度全體相同的，僅使其一端及另一端收縮，惟亦可使用圖4或圖5所示熱收縮管154，254。
圖4的熱收縮管154，熱收縮率長度在全體相同，惟兩端的內徑較中央部的內徑大。將該熱收縮管154，如圖4(A)所示，包覆在接頭總成40的電纜46。具體而言，將熱收縮管154配置成以熱收縮管154的一端包覆電極接頭42的凸部42b，另一端包覆吸盤側接頭44的凸部44b，中央部包覆電纜46。以此狀態，將熱收縮管154的全體加熱。加熱可使用熱槍，亦可放入恆溫槽。加熱後，如圖4(B)所示，熱收縮管154的一端及另一端凸部42b、44b會固定，但中央部由於原本內徑較大，故內徑較一端及另一端大。加熱後的熱收縮管154將成為絕緣管152，惟加熱後亦可在軸方向撓曲。因此，在此之後的半導體製造裝置的10的組裝步驟，可與上述實施形態同樣地進行。
圖5的熱收縮管254，內徑在長度全體相同(與吸盤側接頭44的外徑大致相同)，係一端與另一端的熱收縮率較中央部的熱收縮率大。將該根熱收縮管254，如圖5(A)所示，包覆在接頭總成40的電纜46。具體而言，將熱收縮管254配置成，熱收縮管254的一端包覆電極接頭42的凸部42b，另一端包覆吸盤側接頭44的凸部44b，中央部包覆電纜46。以此狀態，將熱收縮管254的全體加熱。加熱可使用熱槍，亦可放入恆溫槽。加熱後，如圖5(B)所示，熱收縮管254的一端及另一端由於熱收縮率較大會固定凸部42b、44b，但中央部由於熱收縮率較小，內徑變得較一端及另一端大。加熱後的熱收縮管254將成為加熱絕緣管252，惟加熱後亦可在軸方向撓曲。因此，在此之後的半導體製造裝置的10的組裝步驟，可與上述實施形態同樣地進行。
在上述實施形態，絕緣管52的中央部，亦可為波紋管(蛇腹)。如此，由於絕緣管52的蛇腹部分容易在軸方向伸縮，故在圖3(E)至圖3(F)的步驟，可更容易將絕緣套筒押入。此時，絕緣管52，由於藉由所謂波紋管的構造擔保伸縮性，故對材料本身並不要求伸縮性。
在上述實施形態，絕緣套筒50的前端50b，亦可如圖6所示，達到絕緣樹脂構件60。如此，可更加提高基礎構件30與電極接頭42之間或基礎構件30與電纜46之間的耐電壓。
本發明係主張以日本專利申請(特願2018-55519)為優先權其申請日為西元2018年3月23日，且其全部內容以參考資料包含於此。
[產業上的可利性]
本發明可利用在半導體製造裝置。
10‧‧‧半導體製造裝置
20‧‧‧靜電吸盤
22‧‧‧靜電電極
22a‧‧‧配線
24‧‧‧加熱器電極
24a‧‧‧配線
S‧‧‧ 晶圓載置面
30‧‧‧基礎構件
32‧‧‧貫通孔
40‧‧‧接頭總成
42‧‧‧電極接頭
42a‧‧‧圓板部
42b‧‧‧凸部
44‧‧‧吸盤側接頭
44a‧‧‧管腳插孔部
44b‧‧‧凸部
44c‧‧‧凹溝
45‧‧‧固定用環
46‧‧‧電纜
50‧‧‧絕緣套筒
50a‧‧‧凸緣
50b‧‧‧前端
52‧‧‧絕緣管
54‧‧‧熱收縮管
60‧‧‧絕緣樹脂構件
80‧‧‧處理裝置
82‧‧‧處理裝置側接頭
152‧‧‧絕緣管
154‧‧‧熱收縮管
252‧‧‧加熱絕緣管
254‧‧‧熱收縮管
310‧‧‧半導體製造裝置
320‧‧‧靜電吸盤
330‧‧‧基礎構件
332‧‧‧貫通孔
342‧‧‧電極接頭
344‧‧‧吸盤側接頭
345‧‧‧固定用環
346‧‧‧電纜
350‧‧‧絕緣管
360‧‧‧絕緣樹脂構件
380‧‧‧別的裝置
382‧‧‧接頭
［圖1］係示意表示半導體製造裝置10的部分剖面圖。
［圖2］係半導體製造裝置10的接頭總成40附近的放大剖面圖。
［圖3］係半導體製造裝置10的組裝步驟圖。
［圖4］係使用熱收縮管154時的組裝步驟圖。
［圖5］係使用熱收縮管254時的組裝步驟圖。
［圖6］係絕緣套筒50的前端50b達到絕緣樹脂構件60時的部分放大剖面圖。
［圖7］係示意表示半導體製造裝置310的部分剖面圖。

Claims (7)

  1. 一種半導體製造裝置，其具備： 陶瓷基板，其具有晶圓載置面，內建電極； 金屬製的基礎構件，其係固定在上述陶瓷基板中與上述晶圓載置面的相反側的面； 電極接頭，其係設在上述陶瓷基板中與上述晶圓載置面的相反側的面，與上述電極連接； 貫通孔，其係設在上述基礎構件中與上述電極接頭相對的位置； 絕緣套筒，其係固定在上述貫通孔的內圓面； 半導體製造裝置側接頭，其係經由可撓性的電纜與上述電極接頭連接，同時以配置在上述絕緣套筒內的狀態固定在上述絕緣套筒，可與其他裝置的接頭，可裝卸地連接； 可撓性的絕緣管，其係一端固定在上述電極接頭的同時，另一端固定在上述半導體製造裝置側接頭，覆蓋上述電纜；及 絕緣樹脂構件，其至少覆蓋上述電極接頭中沒有被上述絕緣管覆蓋的部分。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置，其中上述絕緣管的內徑較上述電纜的外徑大。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半導體製造裝置，其中上述絕緣管，包覆上述電纜的中央部呈鼓起的形狀。
  4. 如申請專利範圍第1至3項之任何一項之半導體製造裝置，其中上述絕緣套筒的前端，未達上述絕緣樹脂構件。
  5. 如申請專利範圍第1至4項之任何一項之半導體製造裝置，其中上述絕緣管係熱收縮管。
  6. 如申請專利範圍第1至5項之任何一項之半導體製造裝置，其中上述絕緣管，係以可對上述貫通孔的軸方向伸縮的材料形成，或形成為可對上述貫通孔的軸方向伸縮的構造。
  7. 如申請專利範圍第1至6項之任何一項之半導體製造裝置，其中上述電纜係金屬製的絞線。
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