TW202040728A - 晶圓承載裝置 - Google Patents

晶圓承載裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202040728A
TW202040728A TW109106876A TW109106876A TW202040728A TW 202040728 A TW202040728 A TW 202040728A TW 109106876 A TW109106876 A TW 109106876A TW 109106876 A TW109106876 A TW 109106876A TW 202040728 A TW202040728 A TW 202040728A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
flow path
ceramic
layer
wafer
plate
Prior art date
Application number
TW109106876A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI839477B (zh
Inventor
伊藤丈予
Original Assignee
日商日本碍子股份有限公司
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 日商日本碍子股份有限公司 filed Critical 日商日本碍子股份有限公司
Publication of TW202040728A publication Critical patent/TW202040728A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI839477B publication Critical patent/TWI839477B/zh

Links

Images

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
    • H01L21/683—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
    • H01L21/683—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • 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
    • H01L21/67005—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
    • H01L21/687—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • 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
    • H01L21/687—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—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 mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • 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

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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)

Abstract

本發明的靜電夾具加熱器10，其具備：陶瓷盤20，其係在上面具有晶圓承載面20a，內建加熱器電極22及靜電電極25；冷卻盤40，其係配置在與陶瓷盤20的晶圓承載面20a的相反側的下面20b，用於冷卻陶瓷盤20； 在冷卻盤40設有遍及配置陶瓷盤20的整個區域的冷媒流路50，冷媒流路50係上層流路52與下層流路58的2層結構。

Description

晶圓承載裝置
本發明係關於晶圓承載裝置。
作為晶圓承載裝置，已知具備：在上面具有晶圓承載面的陶瓷盤；及配置在陶瓷盤的晶圓承載面的相反側的下面的冷媒流路的冷卻盤。冷卻盤內的冷媒流路，通常為單層。作為冷媒流路不是單層，例如在專利文獻1，揭示一種靜電夾具，其係陶瓷盤具有靜電電極及加熱器電極，冷卻盤具有加熱器用的套電極及設於其上下的冷媒流路。在該靜電夾具，使晶圓升溫時，使套電極發熱，藉由在下層的冷媒流路流通冷媒，適當地進行靜電夾具的抽熱，圖謀靜電夾具全體溫度的穩定化。另一方面，使晶圓降溫時，停止套電極的發熱，藉由在上層的冷媒流路流通冷媒，能夠迅速地冷卻晶圓，提升降溫特性。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開2018-6768號公報
但是，冷媒流路為單層時，因冷媒在入口側與出日側有溫度差，而有時晶圓的均熱性較低。此外，在專利文獻1，由於冷卻盤具有熱傳導性較冷卻盤低低的套電極，故冷卻效率有時較低。此外，因有套電極的部分與沒有套電極的部分的散熱差而有時晶圓的均熱性較低。
本發明係為解決如此的課題所完成，以提高晶圓的均熱性及冷卻效率為主要目標。
本發明的晶圓承載裝置，具備： 陶瓷盤，其係在上面具有晶圓承載面，內建靜電電極及加熱器電極的至少一方；及 冷卻盤，其係配置在上述陶瓷盤的上述晶圓承載面的相反側的下面，用於冷卻上述陶瓷盤， 在上述冷卻盤設有冷媒流路，上述冷媒流路的至少一部分係從上述晶圓承載面的距離不同的上下2層以上的多層結構。
在該晶圓承載裝置，由於設在冷卻盤的冷媒流路的至少一部分是上下2層以上的多層結構，故比單層時流路配置的變化豐富，可將僅以1層無法充分冷卻的部分的冷卻以其他的層彌補。此外，由於冷卻盤並非用於陶瓷盤的升溫而是用於冷卻，故無需如專利文獻1之套電極。因此，可提升晶圓的均熱性及冷卻效率。
再者，在本說明書，「上」「下」，並非表示絕對的位置關係，是表示相對的位置關係。因此，根據晶圓承載裝置的方向「上」「下」有時會變成「左邊」「右邊」，或成為「前面」「後面」。
在本發明的晶圓承載裝置，在上述冷媒流路之中，離上述陶瓷盤較近的層，亦流路間距、流路寬及流路剖面積之中的1以上可較從上述陶瓷盤較遠的層小。冷媒流路之中，離陶瓷盤較近的層，由於容易影響晶圓的溫度，故適於溫度的微調整。因此，使離陶瓷盤較近的層的冷媒流路的流路間距、流路寬、及流路剖面積之中的1以上變小，則容易將溫度微調整，可更加提升晶圓的均熱性。
在本發明的晶圓承載裝置，上述冷媒流路之中離上述陶瓷盤較近的層，亦可在每個將上述冷卻盤分割成複數區域獨立設置。冷媒流路獨立設置在每個區域，則可對每個區域個別調整溫度。特別是，由於將適於溫度的微調整的離陶瓷盤較近的層的冷媒流路，在每個區獨立，故容易將溫度微調整，可更加提升晶圓的均熱性。
在本發明的晶圓承載裝置，上述冷卻盤，具有貫通上下方向的貫通孔，在上述貫通孔的周邊，上述冷媒流路之中離上述陶瓷盤較近的層，亦可設在較離上述陶瓷盤較遠的層更接近上述貫通孔。冷卻盤之中貫通孔的周邊，由於與其他的部分的散熱大大地不同，故難以微調溫度，而適於溫度的微調整離陶瓷盤較近的層的冷媒流路在貫通孔附近，則容易將溫度微調整，可更加提升晶圓的均熱性。
在本發明的晶圓承載裝置，上述冷媒流路，以平面視時，離上述陶瓷盤較近的層與從上述陶瓷盤較遠的層交互排列亦可。如此，由於可將在某層沒有冷媒流路的部分的冷卻以別的層的冷媒流路彌補，而可更加提升晶圓的均熱性。
在本發明的晶圓承載裝置，上述冷媒流路，亦可係將上述冷卻盤分割成複數區域的邊界，將在夾著上述邊界的一方的離上述陶瓷盤較近的層與在夾著上述邊界的另一方的離上述陶瓷盤較遠的層，以第1連通部連通，同時將在夾著上述邊界的一方的離上述陶瓷盤較遠的層與在夾著上述邊界的另一方的離上述陶瓷盤較近的層，以第2連通部連通，作成層的上下交替。冷媒流路之中，由於在離陶瓷盤較近的層，從陶瓷盤側的輸熱較離陶瓷盤較遠的層大，故冷媒的溫度分佈容易變大。在途中使冷媒流路的層上下交替時，如此大的輸熱可分散到複數流路。因此，雖然離陶瓷盤較遠的層的冷媒溫度分佈會變得比不將層上下交替時大，但容易影響晶圓溫度的離陶瓷盤較遠的層的冷媒溫度分佈會變小，而可更加提升晶圓的均熱性。
在本發明的晶圓承載裝置，上述冷媒流路，亦可作成將上述冷卻盤以平面視時，在離上述陶瓷盤較近的層的入口側，有離上述陶瓷盤較遠的層的出口，在離上述陶瓷盤較近的層的出口側，有離上述陶瓷盤較遠的層的入口。冷媒流路內的冷媒的溫度，從入口向出口，接到來自陶瓷盤側的輸熱而有變高的趨勢。因此，例如離陶瓷盤較近的層的入口在外周部，出口在中央部時，在離陶瓷盤較近的層，冷媒在中央部會變得較外周部熱，而藉由冷媒的散熱在中央部會變差。因此，藉由在離陶瓷盤較遠的層，使出入口相反，使中央部的散熱較外周部好，而將離陶瓷盤較近的層在中央部的散熱不佳相抵。另一方面，在離陶瓷盤較遠的層的外周部的散熱不佳，可以離陶瓷盤較近的層的外周部的較佳的散熱相抵。因此，可更加提升晶圓的均熱性。
在本發明的晶圓承載裝置，上述冷卻盤，亦可不具有加熱器。如此，可抑制因加熱器用的構件降低冷卻效率或均熱性。
將本發明的較佳的實施形態，參照圖面說明如下。圖1係靜電夾具加熱器10的立體圖，圖2係圖1的A-A剖面圖，圖3係將冷媒流路50平面視時的說明圖。
靜電夾具加熱器10，其具備：陶瓷盤20，其係在上面具有晶圓承載面20a；冷卻盤40，其係配置在與陶瓷盤20的晶圓承載面20a的相反側的下面20b。陶瓷盤20與冷卻盤40，經由絕緣性接著片30接合。在靜電夾具加熱器10，設有貫通上下方向的孔27。藉由將插入該孔27的升降針頂起，可將承載在陶瓷盤20的晶圓承載面20a的晶圓W舉起。孔27之中，貫通冷卻盤40的貫通孔27c的表面，以未示於圖的絕緣材覆蓋。
陶瓷盤20，係以氮化鋁或氧化鋁等所代表的陶瓷材料所組成的圓盤狀盤。在陶瓷盤20，內建有加熱器電極22及靜電電極25。加熱器電極22，係例如以鉬、鎢或碳化鎢為主要成分的線圈或印刷圖案製作，以遍及圓盤狀的陶瓷盤20的全體地以一筆畫的要領從一端配線到另一端。加熱器電極22的一端與另一端，連接在從開口在冷卻盤40的下面40b的孔28插入的未示於圖的一對供電棒。靜電電極25，係例如以鉬、鎢或碳化鎢為主要成分的網眼或盤製作，與陶瓷盤20的晶圓承載面20a平行設置。靜電電極25，連接在插入孔29的未示於圖的供電棒。孔28、29，係與陶瓷盤20的下面20b的開口至加熱器電極22或靜電電極25的有底孔；貫通黏著片30的貫通孔；在上下方向貫通冷卻盤40的貫通孔28c、29c連通的孔。孔28、29之中，貫通冷卻盤40的貫通孔28c、29c的表面，以未示於圖的絕緣材覆蓋。
冷卻盤40，係以鋁或鋁合金等代表的金屬所組成的圓盤狀的盤，在內部，在配置陶瓷盤20的全區域設置冷媒流路50。冷媒流路50，係具有上層流路52，及從晶圓承載面20a的距離較上層流路52遠的下層流路58的多層結構。
上層流路52，係以遍及配置陶瓷盤20的全體區域地以一筆畫的要領設置。具體而言，上層流路52，係從設在外周部的入口52i到設在中央部的出口52o以漩渦狀設置(參照圖3)。入口52i及出口52o，係連接在未示於圖的上層冷媒冷卻裝置，從出口52o排放的冷媒，以上層冷媒冷卻裝置調整溫度之後，再度放回入口52i供給到上層流路52內。
下層流路58，係以遍及配置陶瓷盤20的全體區域地以一筆畫的要領設置。具體而言，下層流路58，係從設在中央部的入口58i到設外周部的出口58o以漩渦狀設置(參照圖3)。下層流路58，係以入口58i或出口58o不干涉上層流路52的入口52i及出口52o地構成以外，上層流路52與流路剖面為同形狀，以平面視時與上層流路52重疊配置。下層流路58的入口58i及出口58o，連接未示於圖的下層冷媒冷卻裝置，從出口58o排放的冷媒，以下層冷媒冷卻裝置調整溫度之後再放回入口58i供給到下層流路58內。
接著，說明關於本實施形態的靜電夾具加熱器10的使用例。首先，在靜電夾具加熱器10的晶圓承載面20a，承載晶圓W，藉由對靜電電極25施加電壓，藉由靜電力將晶圓W吸附在陶瓷盤20。以此狀態，對晶圓W進行電漿CVD成膜或電漿蝕刻法等處理。此時，在加熱器電極22，施加電壓將晶圓W加熱，藉由在冷卻盤40的冷媒流路50以水等的冷媒循環將晶圓W冷卻，控制晶圓W的溫度。再者，冷媒流路50之中，上層流路52與下層流路58，係連接在各自不同的冷媒冷卻裝置的上層冷媒冷卻裝置及下層冷媒冷卻裝置，獨立控制在各流路52、58循環的冷媒溫度。當結束晶圓W的處理，則將靜電電極25與晶圓W之間的電壓設定為零使靜電力消失，使插在孔29的未示於圖的升降針頂起，將晶圓W以升降針從陶瓷盤20的晶圓承載面20a向上方舉起。被升降針舉起的晶圓W，以未示於圖的輸送裝置送到其他地方。
根據以上所說明的本實施形態的靜電夾具加熱器10，設在冷卻盤40的冷媒流路50為上下2層的多層結構。因此，流路配置較單層時的變化豐富，且可將僅以1層無法充分的部分的冷卻以其他的層彌補。此外，冷卻盤40，由於並非用於陶瓷盤20的升溫而是用於冷卻，故無需加熱器用的套電極等。因此，可將多層結構的冷媒流路50設在一體構造的冷卻盤40內，而使均熱性佳，並且可提高晶圓W的均熱性及冷卻效率。
此外，冷媒流路50，在將冷卻盤40以平面視時，在上層流路52的入口52i側(外周部)有下層流路58的出口58o，在上層流路52的出口52o側(中央部)有下層流路58的入口58i。冷媒流路內的冷媒的溫度，從入口向出口會有來自陶瓷盤20側的輸熱(電漿處理晶圓W的時所產生的熱，對電極22的通電所產生的熱)而變高的趨勢。因此，在上層流路52，冷媒在中央部會變得較外周部熱，而以冷媒的散熱在中央部會變差。因此，在下層流路58，使出入口與上層流路52相反，而使中央部的散熱較外周部佳，而可將上層流路52中央部的散熱不佳相抵。另一方面，在下層流路58的外周部的散熱不佳，可藉由上層流路52的外周部的較佳的散熱相抵。如此可更加提升在冷卻盤40的面內方向的均熱性，可更加提升晶圓W的均熱性。再者，由於上層流路52與下層流路58以平面視時重疊配置，上層流路52與下層流路58的冷媒的方向在整個區域均為逆向，故可在流路全體期待如此的效果。
再者，本發明並無任何限定於上述實施形態，只要屬於本發明的技術上範圍，可以各種態樣實施，不言而喻。
例如在上述實施形態，上層流路52，與下層流路58，流路剖面為同形狀，流路間距及流路寬相同，但並非限定於此。亦可例如，如圖4所示，上層流路52的流路間距、流路寬及流路剖面積全部較下層流路58小。上層流路52，由於較下層流路58更容易影響晶圓W的溫度，適於溫度的微調整。因此，上層流路52的流路間距、流路寬及流路剖面積較下層流路58小，則容易將溫度微調整，可更加提升晶圓W的均熱性。在圖4，上層流路52的流路間距及流路寬的雙方較下層流路58小，以可遍及到配置陶瓷盤20的整個區域地細膩配置。因此，可在陶瓷盤20的整個區域容易將溫度微調整。此外，在圖4，在貫通孔27c的周邊，上層流路52的流路間距較下層流路58小，設在貫通孔27c附近。冷卻盤40之中，貫通孔27c的周邊，大多比其他的部分散熱較差，但在貫通孔27c的附近有容易影響晶圓W溫度的上層流路52，故可有效的冷卻貫通孔27c的周邊，而容易將溫度微調整。關於貫通孔28c、29c亦相同。此外，在圖4，在貫通孔27c的周邊，上層流路52的流路寬較下層流路58小。冷卻盤40之中，貫通孔27c的周邊，散熱與其他的部分大大地不同而難以將溫度微調整，但由於適合將溫度微調整的上層流路52的流路寬小，而可做局部的冷卻，故容易將溫度微調整。關於貫通孔28c、29c亦相同。此外，在圖4，由於上層流路52的流路剖面積較下層流路58小，故藉由以下層流路58進行主冷卻，而以上層流路52進行副冷卻，容易將溫度微調整。上層流路52，流路間距、流路寬及流路剖面積之中的1以上可較下層流路58小。
在上述實施形態，上層流路52，可獨立設置在每個將冷卻盤40分割成複數區域。例如，如圖5所示，可在圓形的內側區域Z1(圖5的邊界40d的內側)設置內側流路53，在包圍內側區域Z1的環狀外側區域Z2(圖5的邊界40d的外側)設置外側流路54。內側區域Z1，係中心與冷卻盤40相同而直徑較冷卻盤40小的圓形區域。內側流路53，以可遍及到內側區域Z1的整個區域，以一筆畫的要領設置。具體而言，內側流路53，係從外周側的入口53i以漩渦狀設置到中央部的出口53o。此外，外側流路54，以可遍及到外側區域Z2的整個區域，以一筆畫的要領設置。具體而言，外側流路54，係從外周側的入口54i以漩渦狀設置到內周側的出口54o。內側流路53的入口53i及出口53o，與外側流路54的入口54i及出口54o，連接各個不同的冷媒冷卻裝置，獨立控制循環在各流路53、54的冷媒溫度。因此，可對每個區域個別調整溫度。特別是，由於適於溫度的微調整的上層流路52在各個區域獨立，故容易將溫度微調整，而可更加提升晶圓W的均熱性。再者，在圖5，將冷卻盤40分割成內側區域Z1與外側區域Z2兩個區域，在各區域Z1、Z2配置各流路53、54，惟亦可將冷卻盤40分割成三個以上，在每個區域配置流路。此外，區域的形狀，並無特別限定，在圓形或環狀之外，亦可作成半圓形、扇形、圓弧狀。此外，與上層流路52同樣，關於下層流路58，亦可對每個將冷卻盤40分割成複數區域獨立設置。再者，使適於溫度的微調整的上層流路52的區域數m(m≧1)，較下層流路58的區域數n(n≧1)多，則可將晶圓W的溫度更細微地調整。
在上述實施形態，上層流路52，可如圖6所示，在貫通孔27c之前的分歧點52a分成兩個分歧，在貫通孔27c後方的匯合點52b匯合成一個。在圖6，不只是貫通孔27c的兩側，可在全周使上層流路52較下層流路58更接近貫通孔27c。冷卻盤40之中，貫通孔27c的周邊，散熱與其他的部分大大地不同而難以將溫度微調整，但上層流路52在貫通孔27c的附近，則容易將溫度微調整，可更加提升晶圓W的均熱性。特別是，在圖6，由於上層流路52係以包圍貫通孔27c的全周地配置，可更加提升貫通孔27c周邊的均熱性。關於貫通孔28c、29c亦相同。再者，下層流路58，亦可與上層流路52同樣，在貫通孔之前的分歧點分成兩個分歧，在貫通孔後方的匯合點匯合成一個。
在上述實施形態，上層流路52及下層流路58，作成以平面視時重疊，惟並非限定於此。例如，亦可如圖7所示，以平面視時，上層流路52與下層流路58交替排列。將沒有上層流路52的部分的冷卻以下層流路58彌補，由於可用上層流路52彌補沒有下層流路58的部分的冷卻，而可提升晶圓的均熱性。
在上述實施形態，冷媒流路50，係作成具有離陶瓷盤20較近的上層流路52，及離陶瓷盤20較遠的下層流路58，流路的上下不變，惟流路的上下亦可在中途交替。例如，如圖8所示，冷媒流路50，亦可作成在具有第1流路61及第2流路62，在內側區域Z1及外側區域Z2的邊界40d使第1流路61與第2流路62上下交替。第1流路61，係在外側區域Z2配置在陶瓷盤20的附近(上層61u)，在內側區域Z1則配置在離陶瓷盤20較遠處(下層61l)。如圖9所示，第1流路61，係從外周的入口61i以漩渦狀設置到中央部的出口61o。上層61u係配置成以平面視時與圖5的外側流路54相同，下層61l係配置成以平面視時與圖5的內側流路53相同，上層61u的內周側的一端與下層61l的外周的一端，以第1連通部61c連通。再者，在圖9，下層61l以密的網眼表示，連通部61c以疏的網眼表示，上層61u以白色表示。第2流路62，在外側區域Z2配置在離陶瓷盤20較遠處(下層62l)，內側區域Z1配置在陶瓷盤20的附近(上層62u)。第2流路62，係從中央部的入口以漩渦狀設置到外周的出口。上層62u係配置成以平面視時與第1流路61的下層61l相同，下層62l係配置成以平面視時與第1流路61的上層61u相同，上層62u的外周的一端與下層62l的內周側的一端，以第2連通部連通(省略圖示)。第2連通部，以不干涉第1連通部61c地，例如以迂迴第1連通部61c的方式配置。第1流路61與第2流路62，連接在各個不同的冷媒冷卻裝置的第1冷媒冷卻裝置及第2冷媒冷卻裝置，獨立控制在各流路61、62循環的冷媒溫度。冷媒流路50之中，離陶瓷盤20較近的層，由於來自陶瓷盤20側的輸熱較離陶瓷盤20較遠的層大，故流路內的冷媒溫度分佈容易變大。如圖8所示將冷媒流路50的層在中途上下交替時，可將如此大的輸熱分散到複數流路。因此，雖然在下層61l、621全體的冷媒溫度分佈會變得較不交替層的上下時還大，但是在容易影響晶圓W的溫度的上層61u、62u全體的冷媒溫度分佈會變小，而可更加提升晶圓W的均熱性。再者在，在圖8，雖將第1流路61與第2流路62流路作成相同剖面積，惟亦可作成不同。如此，則可將流路61、62的各流路的剖面積作成大致一定以保持冷媒圓滑地流動，同時在容易影響晶圓W的溫度的上層冷媒流路改變內側區域Z1與外側區域Z2的流路剖面積。此外，亦可將上層流路52換稱為上層61u、62u或將下層流路58換稱為下層61l、621，適用本說明書的各種態樣。
在上述實施形態，冷卻盤40的製法，並無特別限定，可例如如下。首先，準備金屬製(例如鋁製)的下盤及中盤。下盤及中盤，均在平面狀的上面設有溝，而下面為平面。接著，以可堵塞下盤的溝地，將下盤的上面與中盤的下面以擴散接合法或釺焊接合法等接合。藉此，形成以下盤的溝與中盤的下面包圍的下層流路58。接著，準備金屬製(例如鋁製)的上盤。上盤上面及下面為平面。然後，以可堵塞中盤的溝地，將中盤的上面與上盤的下面以擴散接合法或釺焊接合法等接合，得到一體構造的接合體。藉此，形成以中盤的溝與上盤的下面包圍的上層流路52。最後，從接合體的下面向上層流路52與下層流路58穿設入口52i、58i或出口52o、58o，同時形成貫通上下方向的貫通孔27c~29c，得到一體構造的冷卻盤40。以此製法，藉由不使用樹脂等的熱傳導差的材料而作成一體構造，可得均熱性與冷卻效率佳的冷卻盤40。再者，在此雖然係接合下盤與中盤之後接合上盤，惟接合順序並無特別限定，以可同時接合所有的盤。陶瓷盤20的製法，例如亦可如下。首先，將造粒的陶瓷材料顆粒(例如氧化鋁顆粒)以既定厚度鋪滿金屬模具成形，燒製得到平板。在所得平板上，藉由印刷形成靜電電極25，在其上，鋪滿與先前相同的陶瓷材料顆粒成形，燒製得到電極內建平板。在所得電極內建平板上，配置或藉由印刷形成加熱器電極22，在其上鋪滿與先前相同的陶瓷材料顆粒成形，燒製得到陶瓷盤20。靜電夾具加熱器10，可在以如此所得陶瓷盤20與冷卻盤40之間夾著黏著片30，按照需要進行加熱或加壓，將陶瓷盤20與冷卻盤40接著而製造。
在上述實施形態，上層流路52，雖係作成在外周部有入口52i，在中央部有出口52o，惟入口與出口亦可相反。此外，亦可如圖11所示，入口52i與出口52o排列配置在外周部，入口側的流路與出口側流路在中央部的反摺部並行。此外，上層流路52，係作成旋渦狀，惟亦可不是旋渦狀，以可為鋸齒狀。關於下層流路58，或第1、2流路61、62亦相同。
在上述實施形態，冷媒流路50，係在配置陶瓷盤20的整個區域作成上下2層的多層結構，惟一部分亦可為單層結構。例如，可為只有外周部為多層結構，亦可為只有中央部位多層結構。此外，亦可為上下3層以上的多層結構。
在上述實施形態，各冷媒流路，剖面積或剖面形狀可在流路中途(入口到出口之間)變化。例如，在想要散熱較佳的部分，將流路剖面積變大等使冷媒容易流動，則由於冷媒的流速會變快，而散熱會變佳。
在上述實施形態，陶瓷盤20，可在將陶瓷盤20分割成複數的每個區域埋設加熱器電極22。該區域，可作成與冷卻盤40的區域相同。如此則可對陶瓷盤20的各個區域做適當的冷卻。
在上述實施形態，係作成在陶瓷盤20，內建加熱器電極22與靜電電極25，惟亦可作成內建靜電電極及加熱器電極的至少一方即可。此外，亦可在陶瓷盤20，內建RF電極。
在上述實施形態，冷卻盤40，作為貫通孔，作成具備貫通孔27c~29c，惟亦可省略該等之中的1以上。此外，作為貫通孔，亦可具備對陶瓷盤20的表面供給He氣等的氣體孔，或對陶瓷盤20測溫的感測器的插入孔等。
本發明基於西元2019年3月4日申請的日本專利申請2019-038891號案主張優先權，且其全部內容以參考資料包含於本說明書中。 ［產業上的可利性］
本發明，可利用在半導體的製造裝置等。
10:靜電夾具加熱器 20:陶瓷盤 20a:晶圓承載面 20b:下面 22:加熱器電極 25:靜電電極 27~29:孔 27c~29c:貫通孔 30:黏著片 40:冷卻盤 40b:下面 40d:邊界 50:冷媒流路 52:上層流路 52a:分歧點 52b:匯合點 52i:入口 52o:出口 53:內側流路 53i:入口 53o:出口 54:外側流路 54i:入口 54o:出口 58:下層流路 58i:入口 58o:出口 61:第1流路 61c:第1連通部 61i:入口 61o:出口 61l:下層 61u:上層 62:第2流路 62l:下層 62u:上層 Z1:內側區域 Z2:外側區域
［圖1］靜電夾具加熱器10的立體圖。 ［圖2］圖1的A-A剖面圖。 ［圖3］將冷媒流路50以平面視時的說明圖。 ［圖4］靜電夾具加熱器10的其他例的A-A剖面圖。 ［圖5］將上層流路52的其他例平面視時的說明圖。 ［圖6］說明貫通孔27c周邊的冷媒流路50的配置的說明圖。 ［圖7］將冷媒流路50的其他例平面視時的說明圖。 ［圖8］靜電夾具加熱器10的其他例的A-A剖面圖。 ［圖9］將第1流路61平面視時的說明圖。 ［圖10］將上層流路52的其他例平面視時的說明圖。
10:靜電夾具加熱器
20:陶瓷盤
20a:晶圓載置面
20b:下面
22:加熱器電極
25:靜電電極
27~29:孔
27c~29c:貫通孔
30:黏著片
40:冷卻盤
40b:下面
50:冷媒流路
52:上層流路
52o:出口
58:下層流路
58i:入口
58o:出口
W:晶圓

Claims (8)

  1. 一種晶圓承載裝置，其具備： 陶瓷盤，其係在上面具有晶圓承載面，內建靜電電極及加熱器電極的至少一方；及 冷卻盤，其係配置在上述陶瓷盤的上述晶圓承載面的相反側的下面，用於冷卻上述陶瓷盤， 在上述冷卻盤設有冷媒流路，上述冷媒流路的至少一部分係從上述晶圓承載面的距離不同的上下2層以上的多層結構。
  2. 如請求項1之晶圓承載裝置，其中在上述冷媒流路之中，離上述陶瓷盤較近的層，流路間距、流路寬及流路剖面積之中的1以上可較從上述陶瓷盤較遠的層小。
  3. 如請求項1或2之晶圓承載裝置，其中上述冷媒流路之中離上述陶瓷盤較近的層，可在每個將上述冷卻盤分割成複數區域獨立設置。
  4. 如請求項1~3之任何一項之晶圓承載裝置，其中上述冷卻盤，具有貫通上下方向的貫通孔，在上述貫通孔的周邊，上述冷媒流路之中離上述陶瓷盤較近的層，可設在較離上述陶瓷盤較遠的層更接近上述貫通孔。
  5. 如請求項1~4之任何一項之晶圓承載裝置，其中上述冷媒流路，以平面視時，離上述陶瓷盤較近的層與從上述陶瓷盤較遠的層交互排列。
  6. 如請求項1~5之任何一項之晶圓承載裝置，其中上述冷媒流路係將上述冷卻盤分割成複數區域的邊界，將在夾著上述邊界的一方的離上述陶瓷盤較近的層與在夾著上述邊界的另一方的離上述陶瓷盤較遠的層，以第1連通部連通，同時將在夾著上述邊界的一方的離上述陶瓷盤較遠的層與在夾著上述邊界的另一方的離上述陶瓷盤較近的層，以第2連通部連通，作成層的上下交替。
  7. 如請求項1~6之任何一項之晶圓承載裝置，其中上述冷媒流路，在將上述冷卻盤以平面視時，在離上述陶瓷盤較近的層的入口側，有離上述陶瓷盤較遠的層的出口，在離上述陶瓷盤較近的層的出口側，有離上述陶瓷盤較遠的層的入口。
  8. 如請求項1~7之任何一項之晶圓承載裝置，其中上述冷卻盤，不具有加熱器。
TW109106876A 2019-03-04 2020-03-03 晶圓承載裝置 TWI839477B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-038891 2019-03-04
JP2019038891A JP7221737B2 (ja) 2019-03-04 2019-03-04 ウエハ載置装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202040728A true TW202040728A (zh) 2020-11-01
TWI839477B TWI839477B (zh) 2024-04-21

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
CN111653514B (zh) 2023-10-31
CN111653514A (zh) 2020-09-11
JP7221737B2 (ja) 2023-02-14
US11784078B2 (en) 2023-10-10
US20200286755A1 (en) 2020-09-10
JP2020145238A (ja) 2020-09-10
KR20200106456A (ko) 2020-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7221737B2 (ja) ウエハ載置装置
JP6608444B2 (ja) 円板状ヒータ及びヒータ冷却板アセンブリ
CN104471682B (zh) 具有用于半导体处理的平面热区的热板
TWI641074B (zh) 局部加熱之多區域基材支撐座
KR102525397B1 (ko) 웨이퍼 배치 장치
US7141763B2 (en) Method and apparatus for rapid temperature change and control
TWI582897B (zh) 靜電吸盤及晶圓處理裝置
TWI643289B (zh) 靜電夾盤及使用在靜電夾盤中之基座構件
KR101929278B1 (ko) 정전 척
KR102604134B1 (ko) 세라믹 히터
TWI830942B (zh) 用於半導體晶圓固持器之熱擴散器
WO2018159687A1 (ja) ウエハ加熱装置
JP6678458B2 (ja) 静電チャック
JP2004282047A (ja) 静電チャック
JP2022003667A (ja) 保持装置
TWI787463B (zh) 保持裝置
TWI839477B (zh) 晶圓承載裝置
JP2016072477A (ja) 静電チャック
JP6994953B2 (ja) 保持装置
WO2023166866A1 (ja) ウエハ載置台
JP2022176692A (ja) 保持装置
US20240105428A1 (en) Wafer placement table
JP2023069614A (ja) ウエハ載置台
JP2023183566A (ja) 保持装置
CN117083704A (zh) 载置板及载置构造