TW202418428A - 基板保持構件 - Google Patents

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shaft
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檜野誠
北林徹夫
下嶋浩正
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日商日本特殊陶業股份有限公司
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Abstract

[課題]提供一種具備軸桿之基板保持構件，其可抑制基板與載置面之密接性的不均一。 [解決手段]基板保持構件100具備有陶瓷基材110。在陶瓷基材110的上面111，設有環狀的環狀凸部152、和複數個凸部156。在陶瓷基材110的下面113，接合有具有圓筒部131之軸桿130。又，在上面111的中央，設有與陶瓷基材110同心之圓形區域Sc。圓形區域Sc的直徑ϕc係軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1之0.4倍以上。在圓形區域Sc之凸部156的上面156a的包絡面P1係平面，在位於圓形區域Sc外側之外側區域Sout的凸部156的上面156a的包絡面P2係向上凸起的曲面。

Description

基板保持構件
本發明係關於保持矽晶圓等基板之基板保持構件。
專利文獻1揭示了保持晶圓等的基板之帶有軸桿(shaft)的基板保持構件。專利文獻1所記載的基板保持構件具有：板狀陶瓷基體，埋設有電阻發熱體(加熱器電極)；及管狀構件(軸桿)，與陶瓷基體的下面中央接合，內部具備與電阻發熱體連接之供電桿。陶瓷基體的上面(加熱面)係成為載置基板之載置面。陶瓷基體的載置面具有中央最高且愈接近周邊部愈低之單調的凸面形狀。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-109169號公報
[發明欲解決之課題]
在專利文獻1所載的基板保持構件中，載置面具有單調的凸面形狀。藉由使基板吸附於載置面，在將基板保持於載置面上的情況下，有時基板會傾斜地被吸附。藉此，尤其在基板的外周部，會有在基板與載置面之間產生局部的空隙之虞慮，會有基板與載置面的密接性成為不均一之虞慮。
本發明係有鑑於此種情事而研創者，其目的在提供一種可抑制基板與載置面的密接性的不均一之基板保持構件。 [用以解決課題之手段]
根據本發明的態樣，提供一種基板保持構件，其特徵在於具備： 陶瓷基材，具備上面、及與前述上面在上下方向對向的下面； 電極，埋設於前述陶瓷基材，或者配置於前述陶瓷基材的前述下面；以及 軸桿，具有與前述陶瓷基材的前述下面接合之圓筒狀的圓筒部； 前述陶瓷基材具備： 環狀凸部，配置在前述陶瓷基材之前述上面的外周部，且比前述陶瓷基材的前述上面更朝上方突出；以及 複數個凸部，配置在前述陶瓷基材的前述上面之前述環狀凸部的內側，且比前述陶瓷基材的前述上面更朝上方突出， 在前述陶瓷基材之前述上面的中央，設有圓形區域，該圓形區域係與前述陶瓷基材同心，且直徑為前述圓筒部的內徑的0.4倍以上， 在前述圓形區域所配置之前述複數個凸部的上面的包絡面、亦即第1包絡面係平面，且在前述圓形區域的外側所配置之前述複數個凸部的上面的包絡面、亦即第2包絡面係曲面， 或者， 前述第1包絡面係具有第1曲率之曲面，且前述第2包絡面係平面或具有與前述第1曲率相異的第2曲率之曲面。 [發明之效果]
上述態樣中，由於在陶瓷基材的外周部設有環狀凸部，所以在使基板朝陶瓷基材的上面吸附時，可抑制基板的外緣部變形。又，第1包絡面為平面且第2包絡面為曲面。或者，第1包絡面係具有第1曲率之曲面，第2包絡面係平面或具有與前述第1曲率不同的第2曲率之曲面。因此，在使基板吸附於陶瓷基材之情況下，可迅速地使基板的整面靜定。又，可抑制基板在傾斜的狀態下被吸附於陶瓷基材。因此，可抑制在基板與環狀凸部之間局部地產生間隙。藉此，可抑制在基板產生熱點，可抑制基板之溫度分布的不均一。
[用以實施發明的形態]
＜第1實施形態＞ ＜基板保持構件100＞ 針對本發明的第1實施形態之基板保持構件100，一邊參照圖1一邊進行說明。本實施形態的基板保持構件100係被使用於矽晶圓等的半導體晶圓(以下，簡稱為晶圓10)的加熱之陶瓷加熱器。此外，以下的說明中，係以基板保持構件100以能夠使用的方式設置的狀態(圖1的狀態)作為基準來定義上下方向5。如圖1所示，本實施形態的基板保持構件100具備；陶瓷基材110、電極120(參照圖2、3)、靜電吸附用電極124(參照圖2)、軸桿130和供電線140(參照圖4)。
陶瓷基材110係具有直徑12吋(約300mm)之圓形的板狀形狀之構件，在陶瓷基材110上載置作為加熱對象之晶圓10。如圖1所示，也可將陶瓷基材110的下面113設為平坦的面。或者，如圖4所示，在陶瓷基材110的下面113，可設置與軸桿130接合用之凸部114(以下，稱為接合用凸部114)。又，如圖1所示，陶瓷基材110的上面111係具有中央比外周部膨起之凸狀的曲面形狀(其中，圖2、4中，為了圖式的簡化，以陶瓷基材110的上面111作為平坦的面來圖示。)。例如，本實施形態中，陶瓷基材110的上面111的中央部分係比外周部(外緣部)高20μm。在陶瓷基材110的上面111，設有環狀的凸部152(以下，簡稱環狀凸部152)以及複數個凸部156。在陶瓷基材110的內部，形成有後述的第1氣體流路164。陶瓷基材110係可藉由例如氮化鋁、碳化矽、氧化鋁、氮化矽等的陶瓷燒結體而形成。
如圖1所示，環狀凸部152係在陶瓷基材110的上面111的外周部所配置之大致圓環狀的凸部，比上面111更朝上方突出。當晶圓10載置於陶瓷基材110上時，環狀凸部152的上面152a係與晶圓10的下面抵接。亦即，環狀凸部152係在晶圓10被載置於陶瓷基材110上時，配置在沿上下方向5與晶圓10重疊的位置。
在陶瓷基材110的上面111之環狀凸部152的內側，設置有配置成同心圓狀的複數個凸部156。複數個凸部156皆具有圓柱形狀。本實施形態中，在位於陶瓷基材110中央的圓形區域Sc，以使凸部156的上面156a的包絡面P1成為水平的平面(本實施形態中，與陶瓷基材110的下面113平行的平面)之方式，對凸部156的上面實施加工。此外，所謂「包絡面」係指與複數個凸部156的高度差為2μm以下的面，本實施形態中，以此方式定義的包絡面P2係成為水平的平面。包絡面P1係本揭示之第1包絡面的一例。本實施形態中，在位於圓形區域Sc外側之外側區域Sout，以凸部156的上面156a的包絡面P2成為朝向中央而膨起的凸面(凸狀的曲面)之方式，對凸部156的上面進行加工。包絡面P2係本揭示之第2包絡面的一例。在本實施形態中，包絡面P2的高度H1為20μm。此外，如圖7所示，包絡面P2的高度H1係被定義為包絡面P2的最高位置與最低位置之高度的差。包絡面P2的最高位置係可藉由將通過中心之包絡面的剖面以圓弧或2次曲線進行近似而求得。本實施形態中，包絡面P1與包絡面P2之高度的差Δ為5μm。此外，包絡面P1與包絡面P2之高度的差Δ係在3μm～10μm的範圍進行設計。
如圖1所示，圓形區域Sc的直徑ϕc係比軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1大，且比軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2小(ϕ1＜ϕc＜ϕ2)。本實施形態中，圓形區域Sc的直徑ϕc為20mm，軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1為45mm，軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2為65mm。但是，圓形區域Sc的直徑ϕc、圓筒部131的內徑ϕ1、最大外徑ϕ2並不限定於這樣的值。可將圓形區域Sc的直徑ϕc設為軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1的0.4倍以上。又，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2的1.5倍以下。
環狀凸部152的高度(從上面111起算之上下方向5的長度)係可設在5μm～2mm的範圍。同樣地，複數個凸部156的高度亦可設在5μm～2mm的範圍。
環狀凸部152係以固定的寬度較佳，可設在0.1mm～10mm。環狀凸部152的上面152a的表面粗度Ra可設在1.6μm以下。複數個凸部156的上面156a的表面粗度Ra可設在1.6μm以下。此外，環狀凸部152的上面152a及複數個凸部156的上面156a的表面粗度Ra較佳為0.4μm以下，更佳為0.2μm以下，再更佳為0.1μm以下。例如，本實施形態中，環狀凸部152的寬度為3mm，環狀凸部152的上面152a及複數個凸部156的上面156a的表面粗度Ra為0.4μm。
複數個凸部156的上面156a較佳為直徑0.1mm～5mm的圓形。又，複數個凸部156之各凸部156的分隔距離係可設在1.5mm～30mm的範圍。例如，本實施形態中，複數個凸部156的上面156a係直徑2mm的圓形，配置在各同心圓上之複數個凸部156的分隔距離係以10mm～15mm作設定。
如圖1所示，在陶瓷基材110的內部形成有第1氣體流路164。第1氣體流路164的八個開口164a係開口在上面111的內側區域Sc。在內側區域Sc，八個開口164a以等間隔(45°間隔)配置成圓形。第1氣體流路164係從八個開口164a分別朝下方延伸後，在水平方向延伸而合流，進一步朝下方延伸。第1氣體流路164的下端係與形成於軸桿130內部之第2氣體流路168的上端接合。
第1氣體流路164係可作為用以對由陶瓷基材110的上面111與晶圓10的下面所劃定的空間(間隙)供給氣體的流路使用。例如，可供給晶圓10與陶瓷基材110之間的傳熱用之傳熱氣體。作為傳熱氣體，可使用例如氦、氬但之類的非活性氣體、或氮氣等。傳熱氣體係通過第1氣體流路164，以在100Pa～40000Pa的範圍內所設定的壓力供給。又，在處理氣體(process gas)從環狀凸部152的上面152a與晶圓10的下面之間隙侵入環狀凸部152內側的間隙之情況時，可透過第1氣體流路164將氣體排出。此時，藉由調整排氣壓，可調節間隙外側的壓力與間隙內側的壓力之差壓。藉此，可使晶圓10朝陶瓷基材110的上面吸附。
如圖2所示，在陶瓷基材110的內部，埋設有靜電吸附用電極124、與電極120(本發明的發熱體的一例)。如圖2所示，靜電吸附用電極124係以兩個半圓形狀的電極124a、124b隔著既定的間隔(5mm)相面對之方式配置，全體而言具有大致圓形的形狀。靜電吸附用電極124的外徑為294mm。如圖3所示，電極120係裁斷成帶狀的金屬製網目或箔。電極120的外徑為298mm。電極120沒有從陶瓷基材110的側面露出。在電極120的大致中央，設有與供電線140(參照圖4)連接之端子部121。電極120係藉由編織有鎢(W)、鉬(Mo)、包含鉬及/或鎢的合金之引線(wire)而成的網目或箔等的耐熱金屬(高熔點金屬)所形成。鎢、鉬的純度係以99%以上較佳。電極120的厚度為0.15mm以下。此外，從使電極120的電阻值變高，使基板保持構件100的消耗電流降低之觀點來看，較佳為將引線的線徑設為0.1mm以下，將電極120的厚度設為0.1mm以下。又，裁斷成帶狀之電極120的寬度較佳為2.5mm～20mm，更佳為5mm～15mm。本實施形態中，電極120係裁斷成圖3所示的形狀，但電極120的形狀不限於此，可適當地變更。此外，不限於靜電吸附用電極124與電極120兩者均埋設於陶瓷基材110的內部。例如，亦可為僅有靜電吸附用電極124與電極120的任一者埋設於陶瓷基材110的內部。或者，除了電極120與靜電吸附用電極124的至少一者之外，在陶瓷基材110的上方亦可埋設用於產生電漿之電漿電極。或者，亦可取代電極120與靜電吸附用電極124，而改埋設電漿電極。
如圖1、4所示，在陶瓷基材110的下面113連接有軸桿130。如上述，陶瓷基材110的下面113亦可為平坦的面(參照圖1)，亦可於陶瓷基材110的下面113設有與軸桿130接合用之接合用凸部114(參照圖4)。如圖1所示，軸桿130具有中空的大致圓筒形狀的圓筒部131。在圓筒部131的上端，於圓筒部131設有具有最大的外徑(ϕ2)之凸緣部133(參照圖1)。此外，如圖4所示，軸桿130亦可具有設置於圓筒部131下方之大徑部132。大徑部132係具有比圓筒部131的直徑還大的直徑。以下的說明中，將圓筒部131的長度方向定義為軸桿130的長度方向6。如圖1、4所示，在基板保持構件100的使用狀態中，軸桿130的長度方向6係與上下方向5平行。
此外，在陶瓷基材110的下面113形成有接合用凸部114之情況，接合用凸部114的形狀，較佳為與被接合之軸桿130的圓筒部131的上面的形狀相同，接合用凸部114的直徑較佳為100mm以下。接合用凸部114的高度(與下面113相距的的高度)只要為0.2mm以上即可，較佳為2mm以上。高度的上限無特別限制，但若考量到製作上的容易度，則接合用凸部114的高度較佳為20mm以下。又，接合用凸部114的下面較佳為與陶瓷基材100的下面113平行。接合用凸部114的下面的表面粗度Ra只要為1.6μm以下即可。此外，接合用凸部114的下面的表面粗度Ra較佳為0.4μm以下，更佳為0.2μm以下。
圓筒部131的上面係固定於陶瓷基材110的下面113(在設有接合用凸部114的情況，為接合用凸部114的下面)。此外，軸桿130係與陶瓷基材110同樣由氮化鋁、碳化矽、氧化鋁、氮化矽等的陶瓷燒結體所形成。或者，為了提高隔熱性，亦可由熱傳導率比陶瓷基材110低的材料形成。
如圖1、4所示，軸桿130具有中空的圓筒形狀，在其內部(比內徑更靠內側的區域)形成有延伸於長度方向6的貫通孔。在軸桿130的中空部分(貫通孔)，配置有用以對電極120供給電力之供電線140(參照圖4)。供電線140的上端係與配置在電極120中央之端子部121(參照圖3)電性連接。供電線140係與未圖示的加熱器用電源連接。藉此，透過供電線140對電極120供給電力。
又，如圖1所示，在軸桿130的圓筒部131，形成有延伸於上下方向5之氣體流路168。如上述，氣體流路168的上端係與第1氣體流路164的下端連接。此外，氣體流路168也可未必形成於軸桿130的圓筒部131，也可在比圓筒部131的內徑更靠內側的區域另外設置氣體配管。
其次，針對基板保持構件100的製造方法作說明。以下，舉陶瓷基材110及軸桿130是以氮化鋁形成的情況為例來說明。
首先，針對陶瓷基材110的製造方法作說明。如圖5(a)所示，將以氮化鋁(AlN)粉末為主成分的造粒粉P投入碳製的有底模具601，以衝頭602進行暫時加壓。此外，造粒粉P係以含有5wt%以下的燒結助劑(例如Y 2O 3)較佳。接著，如圖5(b)所示，在經暫時加壓的造粒粉P上，配置被裁斷成既定形狀的電極120。此外，電極120係配置成與垂直於加壓方向的面(有底模具601的底面)平行。此時，也可將W的丸粒(pellet)或Mo的丸粒埋設於電極120的端子121(參照圖3)的位置。
如圖5(c)所示，以覆蓋電極120之方式進一步將造粒粉P投入有底模具601，用衝頭602進行加壓(press)而成形。接著，如圖5(d)所示，將埋設有電極120的造粒粉P於加壓的狀態下進行燒成。燒成時所施加的壓力較佳為1MPa以上。又，較佳為以1800℃以上的溫度進行燒成。然後，如圖5(e)所示，為了形成端子121，進行至電極120為止的盲孔加工。此外，在埋設有丸粒之情況，只要進行至丸粒為止的盲孔加工即可。再者，形成會成為第1氣體流路164的一部分之貫通孔。藉此，可製作內部形成有第1氣體流路164的陶瓷基材110。於此情況，以電極120不會從第1氣體流路164露出的方式，預先設置有既定的排洩(escape)。
此外，陶瓷基材110係可藉由以下的方法製造。如圖6(a)所示，將黏結劑(binder)加入氮化鋁的造粒粉P以進行CIP成型，加工成圓板狀，而製作氮化鋁的成形體610。其次，如圖6(b)所示，進行成形體610的脱脂處理，去除黏結劑。
如圖6(c)所示，在經脱脂的成形體610，形成用以埋設電極120的凹部511。在成形體610的凹部511配置電極120，而積層別的成形體610。此外，凹部511亦可預先形成於成形體610。接著，如圖6(d)所示，將以挾持電極120的方式積層的成形體610在加壓的狀態下燒成，而製作燒成體。燒成時所施加的壓力較佳為1MPa以上。又，較佳為以1800℃以上的溫度進行燒成。製作燒成體後的步驟，由於與上述的步驟同樣，故省略說明。
對以此方式形成的陶瓷基材110的上面111進行研削，進行研磨(lap)加工(鏡面研磨加工)。進一步，藉由對上面111進行噴砂加工，在上面111形成複數個凸部156及環狀凸部152。在陶瓷基材110的下面113，亦可設置有從下面113突出的接合用凸部114(參照圖4)。
接著，針對軸桿130的製造方法及軸桿130與陶瓷基材110的接合方法進行說明。首先，將添加了數wt%的黏結劑而成之氮化鋁的造粒粉P在靜水壓(1MPa左右)下成形，將成形體加工成既定形狀。此外，軸桿130的外徑為30mm～100mm左右。如上述，在軸桿130的圓筒部131的端面，於圓筒部131亦可設有具有最大的外徑之凸緣部133(參照圖1)。圓筒部131的長度可設為例如50mm～500mm。此時，在成形體形成作為第2氣體流路168之貫通孔。之後，將成形體在氮氣環境中進行燒成。例如，在1900℃的溫度下燒成2小時。然後，在燒成後將燒結體加工成既定形狀，藉此形成軸桿130。可將圓筒部131的上面與陶瓷基材110的下面113，以1600℃以上，於1MPa以上的一軸壓力下，藉由擴散接合加以固定。於此情況，陶瓷基材110的下面113的表面粗度Ra較佳為0.4μm以下，更佳為0.2μm以下。又，也可將圓筒部131的上面與陶瓷基材110的下面113使用接合劑來接合。作為接合劑，例如可使用添加有10wt%的Y 2O 3之AlN接合材糊料。例如，在圓筒部131的上面與陶瓷基材110的下面113之界面，以15μm的厚度塗布上述的AlN接合劑糊料，一邊在與上面111垂直的方向(軸桿130的長度方向6)施加5kPa的力，一邊在1700℃的溫度下加熱1小時，藉此可進行接合。或者，也可將圓筒部131的上面與陶瓷基材110的下面113，藉由螺鎖、硬焊等進行固定。
＜第1實施形態的作用效果＞ 上述第1實施形態中，基板保持構件100具備有陶瓷基材110。在陶瓷基材110的上面111設有：環狀的環狀凸部152，配置在上面111的外周部，且比上面111更朝上方突出；及複數個凸部156，配置在環狀凸部152的內側，且比上面111更朝上方突出。在陶瓷基材110的下面113，接合有具有圓筒部131之軸桿130。又，在上面111的中央，設有與陶瓷基材110為同心的圓形區域Sc。圓形區域Sc的直徑ϕc為70mm，係軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1(45mm)之0.4倍以上。在第1實施形態中，配置在圓形區域Sc之複數個凸部156的上面156a的包絡面P1係水平的平面。相對於此，配置在外側區域Sout之複數個凸部156的上面156a的包絡面P2，係朝向陶瓷基材110的中央膨起的凸面(上方凸起的曲面)。換言之，包絡面P1的曲率為零，包絡面P2的曲率為非零的值。也就是說，包絡面P1與包絡面P2的曲率彼此不同。
由於在陶瓷基材110的外周部設有環狀凸部152，所以使晶圓10朝陶瓷基材110的上面吸附時，可抑制晶圓10的外緣部變形。又，在陶瓷基材110的上面111的圓形區域Sc，複數個凸部156的上面156a的包絡面P1成為平坦(水平)的平面。因此，在藉由真空吸附、靜電吸附等使晶圓10吸附於陶瓷基材110之情況下，在晶圓10的中央部分，晶圓10的穩定性會變佳。藉此，首先，晶圓10的中央部分被吸附，晶圓10的中央部分平坦化。其後，在外側區域Sout，朝向外側依序進行吸附，晶圓10以沿著包絡面P2的方式被吸附。因此，在使晶圓10吸附於陶瓷基材110的情況下，可迅速地使晶圓10的整面靜定。又，首先，晶圓10的中央部分被吸附，晶圓10的中央部分平坦化，然後，在外側區域Sout，朝向外側，依序進行吸附，所以不會有晶圓10在傾斜的狀態下被吸附於陶瓷基材110之虞慮。因此，可抑制在晶圓10與環狀凸部152之間局部地產生間隙。藉此，可抑制在晶圓10產生熱點(hot spot)，可抑制晶圓10之溫度分布的不均一。
＜第2實施形態＞ 接著，針對本發明之第2實施形態的基板保持構件200，一邊參照圖7一邊進行說明。此外，關於與第1實施形態的基板保持構件100同樣的構成，係標註相同的參照符號並省略說明。
如圖7所示，基板保持構件200係具備與第1實施形態的基板保持構件100同樣的陶瓷基材110。在陶瓷基材110的內部，形成有上述的第1氣體流路164，且埋設有電極120(參照圖2、3)和靜電吸附用電極124(參照圖2)。又，在陶瓷基材110的下面113接合有軸桿130。
在陶瓷基材110的上面111，設有環狀凸部152、和配置在環狀凸部152的內側之複數個凸部156。在位於陶瓷基材110的上面111的中央之圓形區域Sc，以凸部156的上面156a的包絡面P1成為凹面(向下凸起的曲面)之方式對凸部156的上面進行加工。在位於圓形區域Sc外側的外側區域Sout，與第1實施形態同樣地，以凸部156的上面156a的包絡面P2成為沿著陶瓷基材110的上面111之曲面之方式，對凸部156的上面進行加工。第2實施形態中，包絡面P1之凹處的深度D1為3μm～10μm，包絡面P2的高度H2為20μm。
第2實施形態中，圓形區域Sc的直徑ϕc為30mm，係軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1(45mm)之0.4倍以上。如上述，第2實施形態中，配置於圓形區域Sc之複數個凸部156的上面156a的包絡面P1，係朝向陶瓷基材110的中央凹陷之凹面(向下凸起的曲面)。相對於此，配置於外側區域Sout之複數個凸部156的上面156a的包絡面P2，係朝向陶瓷基材110的中央膨起的凸面(向上凸起的曲面)。也就是說，包絡面P1與包絡面P2的曲率係彼此不同。如圖7所示，圓筒區域Sc的直徑ϕc係比軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1大，且比軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2小(ϕ1＜ϕc＜ϕ2)。此外，與第1實施形態同樣，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1之0.4倍以上。又，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2之1.5倍以下。
本實施形態中也是，由於在陶瓷基材110的外周部設有環狀凸部152，所以當使晶圓10朝向陶瓷基材110的上面吸附時，可抑制晶圓10的外緣部變形。又，在陶瓷基材110的上面111的圓形區域Sc中，複數個凸部156的上面156a的包絡面P1係成為凹面。因此，在使晶圓10吸附於陶瓷基材110之情況，在晶圓10的中央部分，晶圓10的穩定性變佳。藉此，首先晶圓10的中央部分被吸附而使晶圓10的中央部分靜定。其後，在外側區域Sout，朝向外側，依序進行吸附，晶圓10係以沿著包絡面P2的方式被吸附。於此情況，在使晶圓10吸附於陶瓷基材110之情況下，與圓形區域Sc的包絡面P1為平面之情況相比，可更快速地使晶圓10的整面靜定。又，與第1實施形態同樣地，首先晶圓10的中央部分被吸附，晶圓10的中央部分靜定，其後，在外側區域Sout，朝向外側，依序進行吸附，所以不會有晶圓10在傾斜的狀態下被吸附於陶瓷基材110之虞慮。因此，可抑制在晶圓10與環狀凸部152之間局部地產生間隙。藉此，可抑制在晶圓10產生熱點，可抑制晶圓10之溫度分布的不均一。
＜第3實施形態＞ 接著，針對本發明之第3實施形態的基板保持構件300，一邊參照圖8一邊進行說明。
如圖8所示，基板保持構件300具備：和第1、第2實施形態的基板保持構件100、200同樣的陶瓷基材110。與第1、第2實施形態同樣，在陶瓷基材110的內部，形成有上述的第1氣體流路164，且埋設有電極120(參照圖2、3)和靜電吸附用電極124(參照圖2)。又，在陶瓷基材110的下面113接合有軸桿130。
如圖8所示，在陶瓷基材110的上面111，設有環狀凸部152、和配置在環狀凸部152的內側之複數個凸部156。在位於陶瓷基材110的上面111的中央之圓形區域Sc，以凸部156的上面156a的包絡面P1成為凸面(向上凸起的曲面)之方式對凸部156的上面進行加工。在位於圓形區域Sc的外側之外側區域Sout，以凸部156的上面156a的包絡面P2成為水平的平面之方式對凸部156的上面進行加工。第3實施形態中，包絡面P1的凸面的高度H3為10μm。此外，包絡面P1的凸面的高度H3係被定義為包絡面P1的最高部分與包絡面P2之高度的差。
第3實施形態中，圓形區域Sc的直徑ϕc為90mm，係軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1(45mm)之0.4倍以上。如上述，第3實施形態中，配置於圓形區域Sc之複數個凸部156的上面156a的包絡面P1係朝向陶瓷基材110的中央膨起的凸面(向上凸起的曲面)。相對地，配置在外側區域Sout之複數個凸部156的上面156a的包絡面P2係水平的平面(本實施形態中，係與陶瓷基材110的下面113平行的平面)。亦即，包絡面P1與包絡面P2的曲率係彼此不同。此外，所謂「包絡面」係指與複數個凸部156之高度的差為2μm以下的面，本實施形態中，以此方式定義的包絡面P2係成為水平的平面。如圖8所示，圓筒區域Sc的直徑ϕc係比軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1大，且比軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2小(ϕ1＜ϕc＜ϕ2)。此外，與第1實施形態同樣地，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1的0.4倍以上。又，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2的1.5倍以下。
本實施形態中也是，由於在陶瓷基材110的外周部設有環狀凸部152，所以使晶圓10朝陶瓷基材110的上面吸附時，可抑制晶圓10的外緣部變形。又，在陶瓷基材110的上面111的圓形區域Sc，複數個凸部156的上面156a的包絡面P1成為凸面。再者，在陶瓷基材110的上面111的外側區域Sout，複數個凸部156的上面156a的包絡面P2成為平坦(水平)的平面。藉此，在陶瓷基材110的上面111的整體，與複數個凸部156的上面156a的包絡面為單調的凸狀的形狀之情況相比較，可在晶圓10的外周部分使之均一地吸附。尤其，即便在晶圓10是以晶圓10的中央區域高於外周部分之方式形成翹曲之情況，也能夠迅速地吸附晶圓10且使之靜定。藉此，即便在如上述般晶圓10翹曲之情況，也不會有晶圓10在傾斜的狀態下被吸附於陶瓷基材110之虞慮。因此，可抑制在晶圓10與環狀凸部152之間局部地產生間隙。藉此，可抑制在晶圓10產生熱點，可抑制晶圓10之溫度分布的不均一。
＜第4實施形態＞ 接著，針對本發明之第4實施形態的基板保持構件400，一邊參照圖9一邊進行說明。
如圖9所示，基板保持構件400具備陶瓷基材410。此外，與第1～第3實施形態同樣地，在陶瓷基材410的內部，埋設有電極120(參照圖2、3)、和靜電吸附用電極124(參照圖2)。又，在陶瓷基材410的下面413接合有軸桿130。
如圖9所示，在陶瓷基材410的內部，取代上述的第1氣體流路164，而改形成有第2氣體流路465。在上面411的圓形區域Sc，第2氣體流路465的四個開口465a係形成了開口。此外，圖9中，四個開口465a中，僅圖示了兩個。又，雖未圖示，但在圓形區域Sc，4個開口465a係以等間隔(90°間隔)配置成圓狀。第2氣體流路465係從四個開口465a分別朝下方延伸後，在水平方向延伸而合流，進一步朝下方延伸。第2氣體流路465的下端係與形成於軸桿130內部之氣體流路168的上端接合。
如圖9所示，陶瓷基材410的上面411係具有中央比外周部更凹陷之凹狀的曲面形狀。本實施形態中，陶瓷基材410的上面411的中央部分係比外周部(外緣部)低20μm。
如圖9所示，在陶瓷基材410的上面411，設有環狀凸部152、和配置在環狀凸部152的內側之複數個凸部156。在位於陶瓷基材410的上面411的中央之圓形區域Sc，以凸部156的上面156a的包絡面P1成為平坦(水平)的平面之方式對凸部156的上面進行加工。在位於圓形區域Sc外側之外側區域Sout，以凸部156的上面156a的包絡面P2成為沿著陶瓷基材410的上面411的凹面之方式，對凸部156的上面進行加工。第4實施形態中，包絡面P2的凸面的高度H4為20μm。此外，包絡面P2的凸面的高度H4係被定義為包絡面P2的最高部分與最低部分之高度的差。
第4實施形態中，圓形區域Sc的直徑ϕc為55mm，係軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1(45mm)之0.4倍以上。如上述，在第4實施形態中，配置於圓形區域Sc之複數個凸部156的上面156a的包絡面P1係水平的平面。相對於此，配置於外側區域Sout的複數個凸部156的上面156a的包絡面P2係成為向下凸起的凹面。亦即，包絡面P1與包絡面P2的曲率係彼此不同。如圖9所示，圓筒區域Sc的直徑ϕc係小於軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2(ϕc＜ϕ2)。此外，與第1實施形態同樣地，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1的0.4倍以上。又，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2的1.5倍以下。
本實施形態中也是，由於在陶瓷基材110的外周部設有環狀凸部152，所以使晶圓10朝陶瓷基材110的上面吸附時，可抑制晶圓10的外緣部變形。又，在陶瓷基材110的上面111的圓形區域Sc，複數個凸部156的上面156a的包絡面P1係成為平坦(水平)的平面。再者，在陶瓷基材110的上面111的外側區域Sout，複數個凸部156的上面156a的包絡面P2係成為凹面。藉此，在陶瓷基材110的上面111的全體，與複數個凸部156的上面156a的包絡面為單調的凹狀的形狀之情況相比較，可在晶圓10的外周部分使之均一地吸附。尤其，即便在晶圓10是以晶圓10的中央區域低於外周部分之方式形成翹曲之情況，也能夠迅速地吸附晶圓10且使之靜定。藉此，即便在如上述般晶圓10翹曲之情況，也不會有晶圓10在傾斜的狀態下被吸附於陶瓷基材110之虞慮。因此，可抑制在晶圓10與環狀凸部152之間局部地產生間隙。藉此，可抑制在晶圓10產生熱點，可抑制晶圓10之溫度分布的不均一。
＜第5實施形態＞ 接著，針對本發明之第5實施形態的基板保持構件500，一邊參照圖10一邊進行說明。
如圖10所示，基板保持構件500係具備與第4實施形態的基板保持構件400同樣的陶瓷基材410。此外，與第4實施形態同樣地，在陶瓷基材410的內部，形成有上述的第2氣體流路465，且埋設有電極120(參照圖2、3)與靜電吸附用電極124(參照圖2)。又，在陶瓷基材410的下面413接合有軸桿130。
如圖10所示，在陶瓷基材410的上面411，設有環狀凸部152、和配置在環狀凸部152的內側之複數個凸部156。在位於陶瓷基材410的上面411的中央之圓形區域Sc，以凸部156的上面156a的包絡面P1成為朝向陶瓷基材410的中央而凹陷的凹面之方式，對凸部156的上面進行加工。在位於圓形區域Sc的外側之外側區域Sout，以凸部156的上面156a的包絡面P2成為水平的平面(本實施形態中，與陶瓷基材110的下面113平行的平面)之方式，對凸部156的上面進行加工。此外，所謂「包絡面」係指與複數個凸部156之高度的差為2μm以下的面，在本實施形態中，以此方式定義的包絡面P2係成為水平的平面。在第5實施形態中，包絡面P1之凹面的高度H5為20μm。此外，包絡面P2的凸面的高度H5係被定義為包絡面P1的最高部分與最低部分之高度的差。
第5實施形態中，圓形區域Sc的直徑ϕc為90mm，係軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1(45mm)之0.4倍以上。如上述，第5實施形態中，配置在圓形區域Sc之複數個凸部156的上面156a的包絡面P1係成為向下凸起的凹面。相對於此，配置在外側區域Sout之複數個凸部156的上面156a的包絡面P2係水平的平面。亦即，包絡面P1與包絡面P2的曲率係彼此不同。圖10所示，圓筒區域Sc的直徑ϕc係比軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1大，且比軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2大(ϕ1＜ϕ2＜ϕc)。此外，與第1實施形態同樣，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1的0.4倍以上。又，圓形區域Sc的直徑ϕc係可設成軸桿130的圓筒部131的最大外徑ϕ2的1.5倍以下。
本實施形態中也是，由於在陶瓷基材110的外周部設有環狀凸部152，所以使晶圓10朝陶瓷基材110的上面吸附時，可抑制晶圓10的外緣部變形。又，在陶瓷基材110的上面111的圓形區域Sc，複數個凸部156的上面156a的包絡面P1成為凹面。再者，在陶瓷基材110的上面111的外側區域Sout，複數個凸部156的上面156a的包絡面P2成為平坦(水平)的平面。藉此，在陶瓷基材110的上面111的全體，與複數個凸部156的上面156a的包絡面為單調的凹狀的形狀之情況相比較，可在晶圓10的外周部分使之均一地吸附。尤其，即便在晶圓10是以晶圓10的中央區域低於外周部分之方式翹曲的情況，也能夠迅速地吸附晶圓10的外周部分且使之靜定。藉此，即便在如上述般晶圓10翹曲之情況，也不會有晶圓10在傾斜的狀態下被吸附於陶瓷基材110之虞慮。因此，可抑制在晶圓10與環狀凸部152之間局部地產生間隙。藉此，可抑制在晶圓10產生熱點，可抑制晶圓10之溫度分布的不均一。
＜變形形態＞ 上述的實施形態只不過是例示，可適當地變更。例如，陶瓷基材110、軸桿130的形狀、尺寸並不限於上述實施形態，可適當地變更。又，環狀凸部152的高度、寬度等的尺寸、形狀、上面的表面粗度Ra的大小可適當地變更。又，複數個凸部156的高度、上面156a的形狀、上面156a的表面粗度Ra的大小可適當地變更。又，圓形區域Sc的直徑ϕc只要是軸桿130的圓筒部131的內徑ϕ1的0.4倍以上，則可適當地變更。
在陶瓷基材110的上面111的圓形區域Sc之複數個凸部156的上面156a的包絡面P1的曲率、與在陶瓷基材110的上面111的外側區域Sout之複數個凸部156的上面156a的包絡面P2的曲率，並不限於上述實施形態的態樣。例如，如圖11所示，在圓形區域Sc之複數個凸部156的上面156a的包絡面P1亦可為向上凸起的曲面，在外側區域Sout之複數個凸部156的上面156a的包絡面P2亦可為向下凸起的曲面。
即便於此情況也是，由於在陶瓷基材110的外周部設有環狀凸部152，所以使晶圓10朝陶瓷基材110的上面吸附時，可抑制晶圓10的外緣部變形。又，在陶瓷基材110的上面111的圓形區域Sc，複數個凸部156的上面156a的包絡面P1係成為向上凸起的曲面。藉此，在晶圓10是以晶圓10的中央區域比外周部分高的方式形成翹曲之情況，可迅速地吸附晶圓10且使之靜定。再者，在陶瓷基材110的上面111的外側區域Sout，複數個凸部156的上面156a的包絡面P2成為凹面。藉此，在晶圓10的外側區域之吸附性變佳，可抑制在晶圓10與環狀凸部152之間局部地產生間隙。藉此，可抑制在晶圓10產生熱點，可抑制晶圓10之溫度分布的不均一。
又，複數個凸部156的上面156a的形狀也可未必是圓形，也設成任意的形狀。此外，即使於此情況，較佳為具有與直徑0.1mm～5mm的圓相同左右的面積。又，上述說明中，複數個凸部156係以分布成同心圓狀的方式配置，但本發明並不限於此種態樣。供配置凸部156的位置及/或數量，可根據用途、作用、功能適當地設定。例如，複數個凸部156亦可以分布在隨機的位置之方式配置。於此情況也是，複數個凸部156之各凸部的分隔距離，係以在1.5mm～30mm的範圍較佳。
上述實施形態中，雖然陶瓷基材110的上面111是凸狀的曲面或凹狀的曲面，但本發明不限於此種態樣。例如，陶瓷基材110的上面111也可為平坦(水平)的面(與陶瓷基材110的下面113平行的面)。
上述實施形態中，在陶瓷基材110的上面111為凸狀曲面之情況，設置於陶瓷基材110內部的第1氣體流路164係在外側區域Sout具有開口164a，在陶瓷基材410的上面411為凹狀曲面之情況，設置於陶瓷基材410內部的第2氣體流路465係在圓形區域Sc具有開口465a。本發明並不限定於此種態樣，可適當地變更形成於陶瓷基材內部之氣體流路的形狀。例如，開口164a、465a的數量、配置等可任意地變更。又，在陶瓷基材110、410的內部，亦可形成在外側區域Sout具有開口164a的第1氣體流路164、以及在圓形區域Sc具有開口465a的第2氣體流路465。於此情況，第1氣體流路164與第2氣體流路465可獨立地設置，亦可彼此連通。
又，在軸桿130的圓筒部131，也可不形成延伸於上下方向5的氣體流路168。例如，也可取代氣體流路168，改在圓筒部131的中空區域(設置有供電線140的區域)，另外設置氣體的配管。
上述實施形態中，作為電極120，雖使用含有鉬、鎢、鉬及/或鎢的合金，但本發明不限於此種態樣。例如，也可使用鉬、鎢以外的金屬或合金。又，電極120是作為發熱體的加熱器電極，但電極120並不一定是作為發熱體的加熱器電極，例如，也可以是高頻電極。
上述實施形態中，基板保持構件100係具備電極120，但本發明不限於此種態樣，基板保持構件100也可未必具備電極120。又，即便在基板保持構件100具備有電極120之情況，電極120亦可不埋設於基板保持構件100的陶瓷基材110。例如，電極120亦可貼附於陶瓷基材110的背面113。
以上，使用發明的實施形態及其變形形態來說明，但本發明的技術範圍並不限定於上述記載的範圍。對本發明所屬技術領域中具有通常知識者顯然可對上述實施形態時施加各種變形或改良。由申請專利範圍的記載可清楚得知，實施此種變形或改良的形態也包含於本發明的技術範圍內。
說明書及圖式中所示之製造方法的各處理的執行順序，沒有特別地明確記載順序，又，只要不是在後面的處理使用前面的處理的輸出，則可以任意的順序執行。便宜上，即便使用「首先」、「接著」等來說明，但不意味必須按照該順序來實施。
100,200,300,400,500:基板保持構件 110,410:陶瓷基材 120:電極 130:軸桿 140:供電線 152:環狀凸部 156:複數個凸部 Sc:圓形區域 Sout:外側區域
圖1係基板保持構件100的概略說明圖。 圖2係靜電吸附用電極124的概略說明圖。 圖3係電極120的概略說明圖。 圖4係具有軸桿130之基板保持構件100的概略外觀圖。 圖5(a)～(e)係表示陶瓷基材110的製造方法的流程之圖。 圖6(a)～(d)係表示陶瓷基材110的其他製造方法的流程之圖。 圖7係基板保持構件200的概略說明圖。 圖8係基板保持構件300的概略說明圖。 圖9係基板保持構件400的概略說明圖。 圖10係基板保持構件500的概略說明圖。 圖11係基板保持構件600的概略說明圖。
5:上下方向
10:晶圓
100:基板保持構件
110:陶瓷基材
111:上面
113:下面
130:軸桿
131:圓筒部
152:環狀凸部
156:凸部
152a,156a:凸部的上面
164:第1氣體流路
164a:開口
168:氣體流路
Sc:內側區域
Sout:外側區域
P1,P2:包絡面
H1:高度
Φc:直徑
Φ1:內徑
Φ2:最大外徑

Claims (8)

  1. 一種基板保持構件，其特徵在於具備： 陶瓷基材，具備上面、及與前述上面在上下方向對向的下面； 電極，埋設於前述陶瓷基材，或者配置於前述陶瓷基材的前述下面；以及 軸桿，具有與前述陶瓷基材的前述下面接合之圓筒狀的圓筒部； 前述陶瓷基材具備： 環狀凸部，配置在前述陶瓷基材之前述上面的外周部，且比前述陶瓷基材的前述上面更朝上方突出；以及 複數個凸部，配置在前述陶瓷基材的前述上面之前述環狀凸部的內側，且比前述陶瓷基材的前述上面更朝上方突出， 在前述陶瓷基材之前述上面的中央，設有圓形區域，該圓形區域係與前述陶瓷基材同心，且直徑為前述圓筒部的內徑的0.4倍以上， 在前述圓形區域所配置之前述複數個凸部的上面的包絡面、亦即第1包絡面係平面，且在前述圓形區域的外側所配置之前述複數個凸部的上面的包絡面、亦即第2包絡面係曲面， 或者， 前述第1包絡面係具有第1曲率之曲面，且前述第2包絡面係平面或具有與前述第1曲率相異的第2曲率之曲面。
  2. 如請求項1之基板保持構件，其中前述圓形區域的前述直徑係前述圓筒部之最大外徑的1.5倍以下。
  3. 如請求項1或2之基板保持構件，其中前述第1包絡面係平面，前述第2包絡面係向上凸起的曲面。
  4. 如請求項1或2之基板保持構件，其中前述第1包絡面係向下凸起的曲面，前述第2包絡面係向上凸起的曲面。
  5. 如請求項1或2之基板保持構件，其中前述第1包絡面係向上凸起的曲面，前述第2包絡面係平面。
  6. 如請求項1或2之基板保持構件，其中前述第1包絡面係平面，前述第2包絡面係向下凸起的曲面。
  7. 如請求項1或2之基板保持構件，其中前述第1包絡面係向下凸起的曲面，前述第2包絡面係平面。
  8. 如請求項1或2之基板保持構件，其中前述第1包絡面係向上凸起的曲面，前述第2包絡面係向下凸起的曲面。
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