TW202310148A - 基板固定裝置 - Google Patents

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TW202310148A
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小黒浩樹
木下裕輔
中村祐一
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日商新光電氣工業股份有限公司
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Abstract

提供一種基板固定裝置，即使在靜電吸附部件較薄的情況下，其亦能夠對放電進行抑制。該基板固定裝置包括：底板，形成有通孔；電極引腳，穿插於該通孔的內側；以及靜電吸附部件，包括與該電極引腳連接的吸附電極，其中，該底板具有金屬部件，該金屬部件具備與該靜電吸附部件相對的第一表面，在該第一表面上形成有凹部，該凹部與該通孔連通，並且在從垂直於該第一表面的方向進行俯視觀察時包含該通孔。

Description

基板固定裝置
本公開係關於一種基板固定裝置。
作為用於晶圓等基板的固定的基板固定裝置，已知一種基板固定裝置，其在用於內置吸附電極的靜電吸附部件上形成有電極引腳用的開口部、以及開口部的底板側的端部附近的凹部。藉由形成有凹部，使得電極引腳的與吸附電極之間的連接部與底板之間的距離變大，並使連接部與底板之間的放電得到抑制。＜先前技術文獻＞ ＜專利文獻＞
專利文獻1：日本特開2015-225952號公報 專利文獻2：日本特開2007-258615號公報
＜發明欲解決之問題＞
在靜電吸附部件較薄的情況下，無法形成足夠深度的凹部，從而有可能難以對放電進行抑制。本公開的目的在於提供一種基板固定裝置，即使在靜電吸附部件較薄的情況下，其亦能夠對放電進行抑制。＜用於解決問題之手段＞
根據本公開的一個方面，提供一種基板固定裝置，包括：底板，形成有通孔；電極引腳，穿插於該通孔的內側；以及靜電吸附部件，包括與該電極引腳連接的吸附電極，其中，該底板具有金屬部件，該金屬部件具備與該靜電吸附部件相對的第一表面，在該第一表面上形成有凹部，該凹部與該通孔連通，並且在從垂直於該第一表面的方向進行俯視觀察時包含該通孔。＜發明的效果＞
根據本公開，即使在靜電吸附部件較薄的情況下，亦能夠對放電進行抑制。
以下，參照所附圖式對本發明的實施方式具體進行說明。需要說明的是，在本說明書和圖式中，有時針對具有實質上相同的功能構成的構成要素，賦予相同的符號以省略重複的說明。(第1實施方式)
首先，對第1實施方式進行說明。第1實施方式係關於基板固定裝置。[基板固定裝置的構成]
圖1是示出根據第1實施方式的基板固定裝置的剖面圖。如圖1所示，根據第1實施方式的基板固定裝置1包括作為主要構成要素的底板100、靜電吸附部件200、電極引腳300、絕緣套筒400、以及接著層500。
底板100具有板狀的金屬部件110、以及絕緣膜120。
金屬部件110的厚度例如約為20mm至50mm。金屬部件110例如由鋁、鋁合金、鈦或鈦合金形成。在金屬部件110上，形成有在厚度方向上貫穿金屬部件110的通孔111。通孔111的形狀例如為大致圓形。通孔111的直徑約為5mm至6mm。在通孔111的內側穿插有電極引腳300。金屬部件110具有第一表面110A。在第一表面110A上設置靜電吸附部件200。在金屬部件110的第一表面110A上形成有擴孔般的凹部112，凹部112在從垂直於第一表面110A的方向進行俯視觀察時包含通孔111。凹部112與通孔111連通。凹部112的形狀例如為大致圓形。凹部112的直徑D1約為8mm至12mm。凹部112的深度D2約為1.5mm至2.5mm。通孔111的中心軸與凹部112的中心軸大致一致。
金屬部件110亦可以用作用於對電漿進行控制的電極等。藉由向金屬部件110供給預定的高頻電力，從而能夠對用於使所產生的處於電漿狀態的離子等與吸附在靜電吸附部件200上的晶圓等基板進行碰撞的能量進行控制，以有效地進行蝕刻處理。
絕緣膜120形成在第一表面110A、以及凹部112的側壁面112a和底面112b上。絕緣膜120例如是氧化鋁膜。絕緣膜120的厚度約為0.2mm至0.4mm。在例如金屬部件110由鋁或鋁合金形成的情況下，絕緣膜120可以藉由金屬部件110的防蝕鋁（alumite）處理或向金屬部件110噴塗氧化鋁來形成。
靜電吸附部件200具有板狀的陶瓷部件（陶瓷基板）210、以及吸附電極220。吸附電極220內置在陶瓷部件210中。陶瓷部件210具有與金屬部件110的第一表面110A相對的第二表面210A。第二表面210A大致為平坦面。在陶瓷部件210的第二表面210A上形成有到達吸附電極220的開口部211。在從垂直於第一表面110A的方向進行俯視觀察時，開口部211位於通孔111的內側，並且吸附電極220與通孔111重疊。靜電吸附部件200還可以具有加熱器。
電極引腳300具有大致圓柱狀的形狀，穿插於通孔111的內側，並且在開口部211內藉由接合材料310而接合於吸附電極220。電極引腳300的與吸附電極220接觸的部分的直徑D3約為1.3mm至1.7mm。接合材料310例如是軟焊（soldering）材料或硬焊（brazing）材料。即，電極引腳300例如被軟焊或硬焊於吸附電極220。從電極引腳300施加至吸附電極220的電壓的大小例如約為3000V～6000V。
絕緣套筒400具備筒狀的基部401、以及凸緣部402。基部401布置在通孔111的內側，並且電極引腳300穿插於基部401的內側。基部401覆蓋電極引腳300的側面。基部401的厚度和電極引腳300的外表面與通孔111的內壁面之間的距離大致相同。凸緣部402是從基部401的靜電吸附部件200側的端部向徑向上的外側突出的部分。凸緣部402位於凹部112的底面112b與靜電吸附部件200的第二表面210A之間，並被夾在凹部112的底部與靜電吸附部件200之間。絕緣套筒400的材料為聚醯亞胺等的有機絕緣體或氧化鋁等的無機絕緣體。絕緣套筒400是第一筒狀絕緣零件的一個示例。基部401是第一基部的一個示例。
接著層500將靜電吸附部件200與絕緣膜120和絕緣套筒400接著，將絕緣膜120和金屬部件110與絕緣套筒400接著，並將絕緣套筒400與電極引腳300接著。絕緣套筒400的基部401藉由接著層500而接著於金屬部件110。接著層500的材料為矽樹脂等絕緣性的樹脂。接著層500可以含有氧化鋁或氮化鋁等的填料。[基板固定裝置的製造方法]
接著，對基板固定裝置1的製造方法進行說明。圖2至圖4是示出根據第1實施方式的基板固定裝置1的製造方法的剖面圖。
首先，如圖2（a）所示，準備具有陶瓷部件210和吸附電極220，並且在陶瓷部件210上形成有開口部211的靜電吸附部件200。
接著，如圖2（b）所示，藉由軟焊或硬焊在開口部211內將電極引腳300接合到吸附電極220。
另外，如圖3（a）所示，準備具有形成有通孔111和凹部112的金屬部件110、以及絕緣膜120的底板100。在例如金屬部件110由鋁或鋁合金形成的情況下，絕緣膜120可以藉由金屬部件110的防蝕鋁處理或向金屬部件110噴塗氧化鋁來形成。
接著，如圖3（b）所示，藉由塗布等方式將具有流動性的接著劑510設置在絕緣膜120的表面和金屬部件110的表面上。
接著，如圖4（a）所示，以使凸緣部402勾掛於凹部112的底部的方式，將絕緣套筒400從金屬部件110的第一表面110A一側插入到凹部112和通孔111內。因此，設置在凹部112內的接著劑510的一部分移動到第一表面110A的上方。另外，基部401與通孔111的內壁面上的接著劑510接觸。
接著，如圖4（b）所示，一邊將電極引腳300從金屬部件110的第一表面110A一側插入到絕緣套筒400的內側，一邊使陶瓷部件210的第二表面210A與接著劑510接觸。然後，將靜電吸附部件200向著底板100壓靠以使其貼合。因此，底板100與靜電吸附部件200之間的接著劑510擴散至陶瓷部件210、絕緣套筒400以及電極引腳300的周圍的間隙。接著，藉由進行接著劑510的固化處理（curing），從而由接著劑510形成接著層500。第一表面110A上的絕緣膜120的與靜電吸附部件200（陶瓷部件210）相對的表面120A和絕緣套筒400的與靜電吸附部件200（陶瓷部件210）相對的表面400A可以大致齊平。
如此一來，能夠製造根據第1實施方式的基板固定裝置1。
在此，一邊與參考例進行比較一邊對第1實施方式的效果進行說明。圖5是示出根據參考例的基板固定裝置的剖面圖。
根據參考例的基板固定裝置9與第1實施方式的差異主要在於底板的構成。如圖5所示，設置有底板900來代替底板100。底板900由金屬部件910構成，金屬部件910由與金屬部件110同樣的材料製成。在金屬部件910上，雖然形成有與通孔111同樣的通孔911，但是未形成有凹部。另外，未形成有絕緣膜120。此外，設置有圓筒狀的絕緣套筒930來代替絕緣套筒400。其他構成與第1實施方式相同。
將第1實施方式與參考例進行比較，由於在底板100的金屬部件110上形成有凹部，因此接合材料310與底板100之間的最短距離L1大於接合材料310與底板900之間的最短距離L2。在此，最短距離L1和L2是不包括容易阻礙放電的陶瓷部件210的路徑處的距離。例如，最短距離L2約為2mm，相比之下，最短距離L1約為5mm至6mm。因此，根據第1實施方式，從金屬部件110的形狀的觀點來看，能夠使放電難以發生。
另外，在第1實施方式中，底板100具有絕緣膜120。因此，根據第1實施方式，從絕緣性的觀點來看，亦能夠使放電難以發生。
因此，根據第1實施方式，無論靜電吸附部件200的厚度如何，均能夠對放電進行抑制。另外，藉由對放電進行抑制，能夠延長基板固定裝置1的壽命。(第2實施方式)
接著，對第2實施方式進行說明。第2實施方式與第1實施方式的差異主要在於絕緣套筒的構成。[基板固定裝置的構成]
圖6是示出根據第2實施方式的基板固定裝置的剖面圖。如圖6所示，根據第2實施方式的基板固定裝置2具有絕緣套筒600和700來代替第1實施方式中的絕緣套筒400。
絕緣套筒600具備筒狀的基部601、以及凸緣部602。基部601布置在通孔111的內側，並且電極引腳300穿插於基部601的內側。基部601覆蓋電極引腳300的側面。基部601的厚度為電極引腳300的外表面與通孔111的內壁面之間的距離的大致一半。凸緣部602是從基部601的靜電吸附部件200側的端部向徑向上的外側突出的部分。與凸緣部402同樣地，凸緣部602位於凹部112的底面112b與靜電吸附部件200的第二表面210A之間，並被夾在凹部112的底部與靜電吸附部件200之間。絕緣套筒600的材料為聚醯亞胺等的有機絕緣體或氧化鋁等的無機絕緣體。絕緣套筒600是第一筒狀絕緣零件的一個示例。基部601是第一基部的一個示例。
絕緣套筒700具備筒狀的基部701和內側突出部702。基部701布置在通孔111的內側且布置在基部601的外側。即，基部701在通孔111的徑向上設置在基部601與金屬部件110之間。基部601與基部701彼此接觸。基部701亦與凸緣部602接觸。基部701的厚度為電極引腳300的外表面與通孔111的內壁面之間的距離的大致一半。內側突出部702是從基部701的與靜電吸附部件200側相反的相反側的端部向徑向上的內側突出的部分。內側突出部702與絕緣套筒600的基部601的與靜電吸附部件200側相反的相反側的端部接觸。絕緣套筒700的材料為聚醯亞胺等的有機絕緣體或氧化鋁等的無機絕緣體。絕緣套筒700是第二筒狀絕緣零件的一個示例。基部701是第二基部的一個示例。
其他構成與第1實施方式相同。[基板固定裝置的製造方法]
接著，對基板固定裝置2的製造方法進行說明。圖7至圖8是示出根據第2實施方式的基板固定裝置2的製造方法的剖面圖。
首先，準備靜電吸附部件200，並且藉由軟焊或硬焊在開口部211內將電極引腳300接合到吸附電極220（參見圖2（b））。
另外，與第1實施方式同樣地，準備底板100（參見圖3（a））。接著，如圖7（a）所示，藉由塗布等方式將具有流動性的接著劑520設置在絕緣膜120的表面上。
接著，如圖7（b）所示，以使凸緣部602勾掛於凹部112的底部的方式，將絕緣套筒600從金屬部件110的第一表面110A一側插入到凹部112和通孔111內。因此，設置在凹部112內的接著劑520的一部分移動到第一表面110A的上方。另外，在通孔111的內壁面與基部601之間存在間隙。
接著，如圖8（a）所示，一邊將電極引腳300從金屬部件110的第一表面110A一側插入到絕緣套筒600的內側，一邊使陶瓷部件210的第二表面210A與接著劑520接觸。然後，將靜電吸附部件200向著底板100壓靠以使其貼合。因此，底板100與靜電吸附部件200之間的接著劑520擴散至陶瓷部件210、絕緣套筒600以及電極引腳300的周圍的間隙。接著，藉由進行接著劑520的固化處理（curing），從而由接著劑520形成接著層521。第一表面110A上的絕緣膜120的與靜電吸附部件200（陶瓷部件210）相對的表面120A和絕緣套筒600的與靜電吸附部件200（陶瓷部件210）相對的表面600A可以大致齊平。
接著，如圖8（b）所示，以使基部701的未設置有內側突出部702的一側的端部與凸緣部602接觸的方式，將絕緣套筒700從金屬部件110的與第一表面110A相反的相反側插入到通孔111內。內側突出部702可以與基部601接觸。此時，在絕緣套筒700的外側面上預先設置具有流動性的接著劑。在插入之後，藉由進行設置在絕緣套筒700上的接著劑的固化處理（curing），從而形成包括接著層521的接著層500。
根據第2實施方式亦能夠獲得與第1實施方式同樣的效果。另外，在第2實施方式中，可以在使底板100與靜電吸附部件200彼此貼合之後，布置絕緣套筒700。
雖然以上對優選的實施方式等進行了詳細說明，但是不限於上述的實施方式等，在不脫離申請專利範圍所記載的範圍的情況下，可以對上述的實施方式等進行各種變形和替換。
1,2:基板固定裝置 100:底板 110:金屬部件 111:通孔 112:凹部 120:絕緣膜 200:靜電吸附部件 300:電極引腳 400,600,700:絕緣套筒 500:接著層
圖1是示出根據第1實施方式的基板固定裝置的剖面圖。圖2（a）、（b）是示出根據第1實施方式的基板固定裝置的製造方法的剖面圖(其1)。圖3（a）、（b）是示出根據第1實施方式的基板固定裝置的製造方法的剖面圖(其2)。圖4（a）、（b）是示出根據第1實施方式的基板固定裝置的製造方法的剖面圖(其3)。圖5是示出根據參考例的基板固定裝置的剖面圖。圖6是示出根據第2實施方式的基板固定裝置的剖面圖。圖7（a）、（b）是示出根據第2實施方式的基板固定裝置的製造方法的剖面圖(其1)。圖8（a）、（b）是示出根據第2實施方式的基板固定裝置的製造方法的剖面圖(其2)。
1:基板固定裝置
100:底板
110:金屬部件
110A:第一表面
111:通孔
112:凹部
112a:側壁面
112b:底面
120:絕緣膜
200:靜電吸附部件
210:陶瓷部件
210A:第二表面
211:開口部
220:吸附電極
300:電極引腳
310:接合材料
400:絕緣套筒
401:基部
402:凸緣部
500:接著層
D1,D3:直徑
D2:深度
L1:最短距離

Claims (12)

  1. 一種基板固定裝置，包括：底板，形成有通孔；電極引腳，穿插於該通孔的內側；以及靜電吸附部件，包括與該電極引腳連接的吸附電極，其中，該底板具有金屬部件，該金屬部件具備與該靜電吸附部件相對的第一表面，在該第一表面上形成有凹部，該凹部與該通孔連通，並且在從垂直於該第一表面的方向進行俯視觀察時包含該通孔。
  2. 如請求項1之基板固定裝置，其中，該凹部的直徑為8mm至12mm，該凹部的深度為1.5mm至2.5mm。
  3. 如請求項1或2之基板固定裝置，其中，該底板具有絕緣膜，該絕緣膜覆蓋該凹部的側壁面和底面。
  4. 如請求項3之基板固定裝置，其中，該絕緣膜的厚度為0.2mm至0.4mm。
  5. 如請求項1至4中任一項之基板固定裝置，還包括：第一筒狀絕緣零件，布置在該通孔內，其中，該第一筒狀絕緣零件具有：筒狀的第一基部，供該電極引腳穿插；以及凸緣部，從該第一基部在徑向上向外側突出，並且被夾在該凹部的底部與該靜電吸附部件之間。
  6. 如請求項5之基板固定裝置，其中，該第一基部接著於該電極引腳。
  7. 如請求項5或6之基板固定裝置，其中，該第一基部亦接著於該金屬部件。
  8. 如請求項5或6之基板固定裝置，還包括：第二筒狀絕緣零件，包括布置在該第一基部與該金屬部件之間的第二基部。
  9. 如請求項8之基板固定裝置，其中，該第二基部接著於該金屬部件。
  10. 一種基板固定裝置，包括：底板，形成有通孔；電極引腳，穿插於該通孔的內側；以及陶瓷基板，包括與該電極引腳連接的吸附電極，其中，該底板具有金屬部件，該金屬部件具備與該陶瓷基板相對的第一表面，在該第一表面上形成有凹部，該凹部將在該凹部的底部開口的該通孔擴寬，該陶瓷基板的與該金屬部件的該第一表面相對並且面向該凹部的該底部的第二表面為平坦面。
  11. 如請求項10之基板固定裝置，還包括：筒狀絕緣零件，布置在該通孔內；以及接著層，將該陶瓷基板接著到該金屬部件和該筒狀絕緣零件。
  12. 如請求項11之基板固定裝置，其中，該底板具有絕緣膜，該絕緣膜覆蓋該金屬部件的該第一表面，該絕緣膜的與該陶瓷基板相對的表面和該筒狀絕緣零件的與該陶瓷基板相對的表面齊平。
TW110141633A 2021-08-25 2021-11-09 基板固定裝置 TW202310148A (zh)

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