TW202418468A - 堆疊結構體及堆疊結構體之製造方法 - Google Patents
堆疊結構體及堆疊結構體之製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202418468A TW202418468A TW112136320A TW112136320A TW202418468A TW 202418468 A TW202418468 A TW 202418468A TW 112136320 A TW112136320 A TW 112136320A TW 112136320 A TW112136320 A TW 112136320A TW 202418468 A TW202418468 A TW 202418468A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- insulating film
- stacked structure
- substrate
- manufacturing
- thermal expansion
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 95
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 claims description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 14
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- PWMJXZJISGDARB-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5-decafluorocyclopentane Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F PWMJXZJISGDARB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGPPATCNSOSOQH-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,3,4,4-hexafluorobuta-1,3-diene Chemical compound FC(F)=C(F)C(F)=C(F)F LGPPATCNSOSOQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004341 Octafluorocyclobutane Substances 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N octafluorocyclobutane Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019407 octafluorocyclobutane Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
堆疊結構體包含:具有第1面及連至前述第1面而設置之第2面的基材、設置於前述第1面及前述第2面的第1絕緣膜,以及設置於前述第1絕緣膜上及前述第1面與前述第2面之交界處所形成之角部的第2絕緣膜,其中前述基材之熱膨脹係數與前述第2絕緣膜之熱膨脹係數的差較前述基材之熱膨脹係數與前述第1絕緣膜之熱膨脹係數的差還小。堆疊結構體之製造方法包含:使用具有第1面及連至前述第1面而設置之第2面的基材、於前述第1面及前述第2面形成第1絕緣膜,以及藉由於前述第1絕緣膜上及前述第1絕緣膜之間隙將有機材料之粉末熔融、噴淋來形成第2絕緣膜。
Description
本發明之實施型態係關於堆疊結構體及堆疊結構體之製造方法,舉例而言,係關於用以載置基板的堆疊結構體及堆疊結構體之製造方法。
半導體器件幾乎搭載於所有電子儀器,對於電子儀器之功能擔任重要的角色。半導體器件係利用矽等所具有之半導體特性的器件。半導體器件藉由於基板上堆疊半導體膜、絕緣膜及導電膜並將此等膜體圖案化來構成。此等膜體係利用蒸鍍法、濺射法、化學氣相沉積(CVD)法或基板之化學反應等來堆疊,透過微影製程來圖案化此等膜體。微影製程包含:於供於圖案化之此等膜體之上形成光阻、曝光光阻、利用顯影形成光阻遮罩、利用蝕刻去除此等膜體的局部,以及去除光阻遮罩。
於上所述之膜體之特性,大幅為將膜體成膜的條件或將膜體蝕刻的條件所左右。該條件之1者係施加於用以載置基板之載置台(以下稱為載台)的電壓。伴隨近年之半導體器件之微細化,加工之膜厚與加工之孔徑的比(深寬比)會變大。是故,舉例而言,施加於蝕刻裝置所包含之載台的電壓有增加的傾向。並且,伴隨施加於載台的電壓增加,要求載台所包含之部件之耐電壓的提升。作為載台所包含之部件,可列舉例如冷卻板、靜電吸盤等。專利文獻1及專利文獻2揭露了藉由係為熔噴法之1者的陶瓷熔噴將絕緣膜形成於基材表面以提升絕緣膜之耐電壓的載台。並且,已知可使用陽極氧化法作為用以於載台表面形成絕緣膜的其他方法。
『專利文獻』
《專利文獻1》:日本專利第6027407號公報
《專利文獻2》:日本實用新型註冊第2600558號公報
根據以往的方法,有難以於一面與另一面之交界處(以下亦稱為角部或隅部)形成絕緣膜,尤其於角部會生成間隙或空隙這樣的問題。並且,有於加熱絕緣膜時生成間隙這樣的問題。若生成間隙或空隙,則會導致絕緣膜之耐電壓(亦稱為絕緣破壞電壓)降低。
於是,本發明以提供絕緣性能及可靠性優異的堆疊結構體為目的之一。
根據本發明之一實施型態,可提供一種堆疊結構體,其包含:具有第1面及連至前述第1面而設置之第2面的基材、設置於前述第1面及前述第2面的第1絕緣膜,以及設置於前述第1絕緣膜上及前述第1面與前述第2面之交界處所形成之角部的第2絕緣膜,其中前述基材之熱膨脹係數與前述第2絕緣膜之熱膨脹係數的差較前述基材之熱膨脹係數與前述第1絕緣膜之熱膨脹係數的差還小。
在上述堆疊結構體中,亦可在前述第1面與前述第2面之交界處所形成之角部上,前述第2絕緣膜之厚度較前述第1絕緣膜之厚度還大。
根據本發明之一實施型態,可提供一種堆疊結構體,其包含:基材,具有第1面;第1絕緣膜,設置於前述基材之第1面之中之第1區域上;以及第2絕緣膜,在前述基材之第1面之中之前述第1區域中設置於前述第1絕緣膜上同時設置於鄰接於前述第1區域而設置之第2區域上;其中前述基材之熱膨脹係數與前述第2絕緣膜之熱膨脹係數的差較前述基材之熱膨脹係數與前述第1絕緣膜之熱膨脹係數的差還小。
在上述堆疊結構體中,亦可在前述第2區域中於前述基材與前述第2絕緣膜之間具有間隙。
在上述堆疊結構體中,亦可前述基材係金屬,前述第1絕緣膜係金屬氧化物。
在上述堆疊結構體中,亦可前述第1面之前述第2絕緣膜之厚度較前述第2面之前述厚度還大。
在上述堆疊結構體中,亦可前述基材係鋁,前述第1絕緣膜係氧化鋁。
在上述堆疊結構體中,亦可前述第2絕緣膜包含有機材料。
在上述堆疊結構體中,亦可前述第2絕緣膜包含聚苯并咪唑。
根據本發明之一實施型態提供一種堆疊結構體之製造方法,其包含:使用具有第1面及連至前述第1面而設置之第2面的基材、於前述第1面及前述第2面形成第1絕緣膜,以及藉由於前述第1絕緣膜上及前述第1絕緣膜之間隙將有機材料熔融、噴淋來形成第2絕緣膜。
在上述堆疊結構體之製造方法中,亦可前述基材係金屬,前述第1絕緣膜係透過陽極氧化處理來形成者。
在上述堆疊結構體之製造方法中,亦可前述第1絕緣膜係藉由熔噴處理來形成者。
在上述堆疊結構體之製造方法中,亦可前述第1絕緣膜係金屬氧化膜。
在上述堆疊結構體之製造方法中,亦可在由前述第1面及前述第2面所形成之角部上,前述第2絕緣膜之厚度較前述第1絕緣膜之厚度還大。
在上述堆疊結構體之製造方法中,亦可前述第2絕緣膜包含樹脂材料。
在上述堆疊結構體之製造方法中,亦可前述第2絕緣膜包含聚苯并咪唑。
在上述堆疊結構體之製造方法中,亦可更包含於沿著前述第1面及前述第2面形成前述第1絕緣膜之後將前述第1絕緣膜加熱。
根據本發明之一實施型態,可提供絕緣性能及可靠性優異的堆疊結構體。
以下同時參照圖式來說明在本申請揭露之發明的各實施型態。惟本發明在不脫離其要旨的範圍中可以各式各樣的型態來實施,而非受以下示例之實施型態之記載內容所限定解釋者。
此外,在以本實施型態參照的圖式中,對於相同部分或具有相同功能的部分會標註相同符號或類似符號(於符號之後僅標註-(連字符)數字等的符號),其重複的說明有時候會省略。並且,為了方便說明,圖式之尺寸比率有時候會與實際的比率相異,或者構造之一部分有時候會自圖式省略。
〈第1實施型態〉
茲說明本實施型態相關之堆疊結構體10之構造及堆疊結構體10之製造方法。
(1-1. 堆疊結構體10之構造)
圖1係本發明之一實施型態相關之堆疊結構體10的立體示意圖及平面示意圖。具體而言,圖1A係堆疊結構體10的立體示意圖。圖1B係堆疊結構體10的平面示意圖。
堆疊結構體10具有圓盤型的形狀。堆疊結構體10具有能夠載置基板(例如矽晶圓)的上表面,可作為載台使用。堆疊結構體10具有可載置例如12吋之矽晶圓之程度的直徑。堆疊結構體10設置有用以將基板抬升之升降銷用的孔20、用以流通製造半導體器件時所使用之氣體的溝部30。孔20及溝部30之配置、數量及形狀亦可配合半導體器件製造裝置之規格而適度變更。
圖2A係沿著圖1B所示之線A-A′剖切的堆疊結構體10之中溝部30的剖面示意圖。圖2B係將圖2A之一部分放大的剖面圖。堆疊結構體10具有基材100、第1絕緣膜110及第2絕緣膜120。第1絕緣膜110設置成覆蓋基材100之上表面100u(亦稱為第1面)、側面100s及底面100d。並且,在本實施型態中,於基材100之上表面100u與側面100s之間設置有去角部100b(亦稱為第2面)。去角部100b連至上表面100u而設置,同時連至側面100s而設置。在此例中,去角部100b係倒角。去角部100b之尺寸為例如0.1 mm以上且10 mm以下。在孔20及基材100之邊緣部上亦比照設置有去角部100b。
作為基材100之材料,可使用例如金屬。在本實施型態中,基材100可使用鋁(Al)。
第1絕緣膜110可使用能夠滿足期望之耐電壓特性的材料。第1絕緣膜110可使用金屬氧化物等無機絕緣材料。在此例中,於第1絕緣膜110配合基材100所使用之金屬(鋁),可使用係為金屬氧化物的氧化鋁(Al
2O
3)。
在上表面100u上之第1絕緣膜110之厚度Tu1,就耐電壓特性的觀點而言,以5 μm以上且100 μm以下為符合期望。
第2絕緣膜120設置於第1絕緣膜110上及基材100之相鄰各面之交界處所形成的角部100c。基材100之熱膨脹係數與第2絕緣膜120之熱膨脹係數的差較基材100之熱膨脹係數與第1絕緣膜110之熱膨脹係數還小。是故,於第2絕緣膜120可使用接近基材100之熱膨脹係數且抗蝕性及耐熱性高的材料。在此例中,第2絕緣膜120可使用樹脂材料。更具體而言,第2絕緣膜120包含聚苯并咪唑(PBI)。聚苯并咪唑具有抗蝕性且耐熱性優異同時熱膨脹係數接近鋁之熱膨脹係數的特徵。
在上表面100u上之第2絕緣膜之厚度Tu2,就耐電壓特性的觀點而言,以5 μm以上且100 μm以下――良佳為10 μm以上且50 μm以下――為符合期望。
在本實施型態相關之堆疊結構體10中,在上表面100u(第1面)與去角部100b(第2面)之間所形成之交界處區域101(角部100c)上,第2絕緣膜120之厚度Tc2較第1絕緣膜110之厚度T1還大。此時,在角部100c-1上之第2絕緣膜120之厚度Tc2具有與在上表面110u上之第1絕緣膜110之厚度T1同等或者其以上之厚度。在去角部100b與側面100s之間的角部100c(角部100c-2)及側面100s與底面100d之間的角部100c(角部100c-3)上,第2絕緣膜120之厚度亦較第1絕緣膜110之厚度還大。
並且,在本實施型態中,除了角部100c以外,基材100之上表面100u之中,於在第1絕緣膜110產生了裂紋115(間隙)之區域(第2區域100ur2)及不存在裂紋115(間隙)的區域(第1區域100ur1)上設置有第2絕緣膜120。在第1區域100ur1上,堆疊有第1絕緣膜110及第2絕緣膜120。在第2區域100ur2上,亦可於基材100與第2絕緣膜120之間設置有間隙(空間),亦可於裂紋115內填充第2絕緣膜120之全部或一部分。第2絕緣膜120在第1區域100ur1及第2區域100ru2上具有同等之厚度。並且,裂紋115可設置於第1絕緣膜110之間。是故,於上所述之第2區域100ur2亦可謂鄰接於第1區域100ur1。
如上所述,聚苯并咪唑具有抗蝕性且耐熱性優異同時熱膨脹係數接近鋁之熱膨脹係數的特徵。藉此,在對堆疊結構體重複高溫熱處理的情況下,第2絕緣膜可追隨基材及第1絕緣膜的熱膨脹。是故,即使在第1絕緣膜110產生裂紋115的情況下,亦因第2絕緣膜存在而可抑制基材100外露。並且,在本實施型態的情況下,基材100之表面全區由指定之厚度以上的第1絕緣膜110或第2絕緣膜120所覆蓋。藉此,堆疊結構體10的耐電壓會上升。因此,本實施型態相關之堆疊結構體10可謂絕緣性能及可靠性優異。
此外,在本實施型態中,在側面100s上之第2絕緣膜120之厚度Ts2亦可較在上表面100u上之第2絕緣膜120之厚度Tu2還小。
(1-2. 堆疊結構體10之製造方法)
其次,同時參照圖3至圖5來說明本實施型態相關之堆疊結構體10之製造方法。
圖3係繪示本實施型態相關之堆疊結構體10之製造方法的流程圖。圖4~圖5係繪示本實施型態相關之堆疊結構體10之製造方法的剖面示意圖。
首先,如圖3及圖4A所示,對於所準備的基材100形成第1絕緣膜110(步驟S110)。在此例中,基材100可使用鋁基材。藉由對於鋁基材進行陽極氧化處理,可形成作為第1絕緣膜110的氧化鋁。此時,就耐電壓提升的觀點而言,氧化鋁之厚度以5 μm以上且100 μm以下――良佳為10 μm以上且50 μm以下――為符合期望。在陽極氧化處理的情況下,與其他處理方法相比,可廉價形成厚的第1絕緣膜。
其次,如圖3及圖4B所示,對於基材100及第1絕緣膜110進行加熱處理(步驟S120)。加熱處理就使裂紋於第1絕緣膜110產生的觀點而言,以100℃以上且500℃以下為符合期望。藉由在上述溫度區域進行加熱處理可使裂紋115產生,預先於第1絕緣膜110內使間隙產生。
其次,如圖3及圖5A所示,於第1絕緣膜110上及第1絕緣膜110之裂紋115形成第2絕緣膜(步驟S130)。具體而言,對於第1絕緣膜110之表面及第1絕緣膜110之裂紋115(間隙)進行自噴淋裝置500將樹脂材料501(具體為聚苯并咪唑)以高溫熔融而噴淋(高溫噴淋處理),藉此形成第2絕緣膜120。在此情形之高溫噴淋處理中,考量玻璃轉移點,噴淋經加熱至400℃以上的聚苯并咪唑。此時,就耐電壓性的觀點而言,聚苯并咪唑之厚度以5 μm以上且100 μm以下――良佳為10 μm以上且50 μm――為符合期望。在高溫噴淋處理的情況下,藉由已熔融的樹脂材料固化而形成膜體,可形成緻密的絕緣膜。
高溫噴淋處理自基材100之上表面100u側進行。是故,對於基材100之上表面100u及基材100之去角部100b可將第2絕緣膜120幾乎均勻成膜。此外,與基材100之上表面100u相比,於基材100之側面100s有難以將第2絕緣膜120成膜的情形。是故,在側面100s上之第2絕緣膜120之厚度有時候會變得較在上表面100u上之第2絕緣膜120之厚度還小。然而,在本實施型態之情況下,由於透過陽極氧化處理可形成厚的第1絕緣膜110,故於基材100之側面100s可穩定形成指定之厚度的第1絕緣膜110。藉由以上,如圖5B所示,可製造堆疊結構體10。
根據本實施型態相關之堆疊結構體10之製造方法,藉由使用陽極氧化可廉價形成厚膜的第1絕緣膜,同時於第1絕緣膜之間隙可透過高溫噴淋處理形成緻密且接近基材之熱膨脹係數的第2絕緣膜。藉此,基材100之表面全區由指定之厚度以上的第1絕緣膜110或第2絕緣膜120所覆蓋。是故,即使重複熱處理,在堆疊結構體10中的絕緣膜亦會變得沒有缺陷,耐電壓會上升。因此,藉由使用本實施型態可製造絕緣性能及可靠性優異的堆疊結構體10。
此外,在本實施型態中,雖以設置於基材100的去角部100b為中心進行說明,但對於在升降銷用孔20及基材邊緣部上之去角部亦比照形成第2絕緣膜120。
並且,在本實施型態的情況下,亦可形成厚的氧化鋁並形成較氧化鋁還薄的聚苯并咪唑。藉此,可壓低堆疊結構體之製造成本。
〈第2實施型態〉
參照圖6說明本發明之一實施型態相關之膜加工裝置50之構造。膜加工裝置50包含堆疊結構體10。是故,下面針對第1實施型態相關之堆疊結構體10之構造有省略說明的情形。
圖6係本發明之一實施型態相關之膜加工裝置50的剖面示意圖。膜加工裝置50雖為所謂的蝕刻裝置,但膜加工裝置50不以此為限。
膜加工裝置50可對於各種膜體進行乾蝕刻。膜加工裝置50具有腔體52。腔體52提供對於已形成於基板上之導電體、絕緣體或半導體等膜體進行蝕刻的空間。
於腔體52連接有排氣裝置54,藉此可將腔體52內設定成減壓氣體環境。於腔體52進一步設置有用以將反應氣體導入的導入管56,中介閥門58將蝕刻用之反應氣體導入至腔體內。作為反應氣體,可列舉例如:四氟化碳(CF
4)、八氟環丁烷(c-C
4F
8)、十氟環戊烷(c-C
5F
10)或六氟丁二烯(C
4F
6)等含氟有機化合物。
於腔體52上部可中介波導60而設置微波源62。微波源62具有用以供應微波的天線等,輸出例如2.45 GHz之微波或13.56 MHz之射頻(RF)等高頻微波。在微波源62產生的微波可透過波導60往腔體52之上部傳播,中介包含石英或陶瓷等的窗64往腔體52內部導入。反應氣體藉由微波來電漿化,透過電漿所包含之電子或離子、自由基進行膜體的蝕刻。
於腔體52之下部設置有用以載置基板的堆疊結構體10。於堆疊結構體10連接有電源74,相當於高頻電力的電壓施加於堆疊結構體10,由微波所致之電場沿垂直於堆疊結構體10之表面、基板表面的方向形成。於腔體52之上部或側面可進一步設置磁鐵66、磁鐵68及磁鐵70。作為磁鐵66、磁鐵68及磁鐵70可為永久磁鐵,亦可為具有電磁線圈的電磁鐵。藉由磁鐵66、磁鐵68及磁鐵70可形成平行於堆疊結構體10及基板表面的磁場分量,藉由與由微波所致之電場的協作,電漿中之電子受到勞侖茲力而共振,被束縛於堆疊結構體10及基板表面。其結果,可使高密度之電漿產生於基板表面。
舉例而言,在堆疊結構體10具備護套加熱器的情況下,連接有控制護套加熱器的加熱器電源80。堆疊結構體10亦可進一步連接有用以將基板固定於堆疊結構體10之靜電吸盤用的電源76或進行循環於堆疊結構體10內部的媒介之溫度控制的溫度控制器78、用以使堆疊結構體10旋轉的旋轉控制裝置(省略繪示)作為任意之構造。
本實施型態相關之膜加工裝置50包含堆疊結構體10。藉由使用堆疊結構體10,可將基板均勻加熱且精密控制加熱溫度。並且,藉由使用絕緣性能優異的堆疊結構體10,對於施加於基板之電壓的耐電壓會上升。是故,藉由使用膜加工裝置50,可形成深寬比高的接觸點或可形成深寬比高的膜體。因此,透過膜加工裝置50,能夠將設置於基板上的各種膜體均勻蝕刻。再者,藉由使用可靠性優異的堆疊結構體10可減少膜加工裝置50之維護次數。
『實施例』
在本實施例中,製造本發明之一實施型態相關之堆疊結構體,說明進行了各種評價的結果。
〈1. 各樣品之處理條件〉
(1-1. 實施例1之處理條件)
在本實施例中,在實施例1中的樣品之處理條件如下。
基材之材質:A6061(鋁)
基材尺寸:⌀118 mm×厚度8 mm
第1絕緣膜(氧化鋁):透過陽極氧化處理成膜30 μm
第2絕緣膜:透過高溫噴淋處理將聚苯并咪唑成膜15 μm
(1-2. 比較例1之處理條件)
在本實施例中,在比較例1中的樣品之處理條件如下。
基材之材質:A6061(鋁)
基材尺寸:直徑118 mm×厚度8 mm
第1絕緣膜(氧化鋁):透過陽極氧化處理成膜30 μm
(1-3. 比較例2之處理條件)
在本實施例中,在比較例2中的樣品之處理條件如下。
基材之材質:A6061(鋁)
基材尺寸:直徑118 mm×厚度8 mm
第2絕緣膜:透過高溫噴淋處理將聚苯并咪唑成膜15 μm
(1-4. 升溫循環處理)
在本實施例中,對於各評價樣品進行30次自室溫升溫至375℃維持30分鐘後再回到室溫這樣的升溫循環處理。
〈2. 評價結果〉
(2-1. 剖面SEM觀察評價)
在本實施例中,對於實施例1之樣品於上述升溫循環處理後進行剖面SEM觀察評價。
圖7係剖面SEM觀察評價。更具體而言,圖7A係繪示剖面SEM之觀察點的示意圖。圖7B係觀察點1的剖面SEM觀察結果。圖7C係觀察點2的剖面SEM觀察結果。圖7D係觀察點3的剖面SEM觀察結果。如圖7B、圖7C及圖7D所示,在實施例1中,在上表面、去角部、側面及底面上,可觀察到均勻形成有第1絕緣膜(氧化鋁)。並且,在上表面與去角部的交界處部(角部)及側面與去角部的交界處部(角部)上,可觀察到以覆蓋氧化鋁之間隙的方式形成有第2絕緣膜。簡言之,可謂基材之遍及表面全區皆由第1絕緣膜或第2絕緣膜所覆蓋。
(2-2. 鹽酸氣泡試驗)
在本實施例中,將實施例1及比較例2之評價樣品於上述升溫循環處理後在溫度25±5℃之環境下浸漬於5重量%之鹽酸溶液,保持在指定的時間,評價有無產生由腐蝕所致之氣泡。
圖8係鹽酸氣泡試驗的試驗結果。如圖8所示,即使實施例1及比較例2之評價樣品皆浸漬於鹽酸溶液中4小時以上,亦未確認到氣泡的產生。簡言之,評價樣品之基材(鋁)可觀察到由第2絕緣膜(PBI)所保護而不外露。
(2-3. 破壞電壓試驗)
在本實施例中,對評價樣品於上述升溫循環處理後進行絕緣膜之破壞電壓試驗。在破壞電壓試驗中,進行「在試驗樣品之指定的點進行量測」的點量測與「在樣品整體量測」的整體量測。
圖9係破壞電壓點量測的量測結果。圖10係破壞電壓整體量測的量測結果。如圖9及圖10所示,與比較例1及比較例2相比,在實施例1中破壞電壓點量測及整體量測皆確認到破壞電壓的提升。並且,在實施例中,實施例1之破壞電壓變得較將比較例1及比較例2之結果合計的比較例3之結果還高。簡言之,可觀察到藉由將第1絕緣膜(氧化鋁)及第2絕緣膜(PBI)組合來形成,相較於單獨使用各絕緣膜,破壞電壓會相乘性提升。因此,藉由使用本發明之一實施型態,可提供絕緣性能及可靠性優異的堆疊結構體。
(變形例)
作為本發明之實施型態而於上已述之各實施型態,只要不相互矛盾,即可適當組合而實施。並且,依據各實施型態,本發明所屬技術領域中具有通常知識者進行適當構成元件的追加、刪除或者設計變更者,只要具備本發明之要旨,亦即為本發明之範圍所包含。
並且,即使係與由於上已述之各實施型態所促成之作用效果相異的其他作用效果,關於自本說明書之記載顯而易見者或對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言得輕易預測者,理當理解為由本發明所促成者。
在本發明之第1實施型態中,雖揭示了使用聚苯并咪唑樹脂作為第2絕緣膜120之例,但本發明不受限於此。舉例而言,亦可使用聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚苯硫醚樹脂作為絕緣膜。
在本發明之第1實施型態中,雖揭示了使用金屬尤其是鋁作為基材100之材料之例,但本發明不受限於此。基材100除了鋁以外亦可使用鈦(Ti)或不鏽鋼等金屬。並且,除了金屬以外亦可使用陶瓷。
在本發明之第1實施型態中,雖揭示了於第1絕緣膜110使用氧化鋁之例,但本發明不受限於此。第1絕緣膜110除了氧化鋁以外,亦可使用包含鹼土金屬、稀土金屬、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鋯(Zr)、釔(Y)及矽(Si)之中至少1種以上之元素的氧化物或此等之複合氧化物等。
在本發明之第1實施型態中,雖揭示了對於基材100透過陽極氧化處理形成第1絕緣膜110之例,但本發明不受限於此。舉例而言,亦可藉由對於基材100進行熔噴處理來形成第1絕緣膜110。在熔噴處理的情況下,亦可使用異於基材100與第1絕緣膜110的元素(舉例而言,亦可為基材係玻璃,第1絕緣膜係氧化鋁)。
在本發明之第1實施型態中,雖揭示了藉由進行有機材料(樹脂材料,更具體為聚苯并咪唑)之高溫噴淋處理來形成第2絕緣膜120之例,但本發明不受限於此。舉例而言,第2絕緣膜120亦可使基材浸漬於包含有機樹脂的溶液中來形成。在此情況下,亦可在形成第2絕緣膜120之後進行加熱處理。
此外,在本發明之第1實施型態中,雖以溝部30為中心予以說明,但在孔20及基板上亦可具有相同之構造。並且,不僅於基板之上表面,於下表面亦可設置相同之構造。
在本發明之第1實施型態中,雖揭示了於形成第1絕緣膜後進行加熱處理之例,但本發明不受限於此。加熱處理亦可因應第1絕緣膜之材料而不為之。
在本發明之第1實施型態中,雖揭示了堆疊結構體10使用於載台之例,但本發明不受限於此。舉例而言,堆疊結構體10可在半導體製造裝置之載台中作為加熱器或冷卻板使用。或者,堆疊結構體10可在半導體製造裝置上部電極中作為蓮蓬頭使用。堆疊結構體可在加熱的環境下使用,或者亦可在使用液態氮等之冷卻的環境下使用。
10:堆疊結構體
20:孔
30:溝部
50:膜加工裝置
52:腔體
54:排氣裝置
56:導入管
58:閥門
60:波導
62:微波源
64:窗
66:磁鐵
68:磁鐵
70:磁鐵
74:電源
76:電源
78:溫度控制器
80:加熱器電源
100:基材
100b:去角部
100c:角部
100c-1:角部
100c-2:角部
100c-3:角部
100d:底面
100s:側面
100u:上表面
100ur1:第1區域
100ur2:第2區域
101:交界處區域
110:第1絕緣膜
115:裂紋
120:第2絕緣膜
500:噴淋裝置
501:樹脂材料
T1:厚度
Tc2:厚度
Ts2:厚度
Tu2:厚度
〈圖1A〉係本發明之一實施型態相關之堆疊結構體的立體示意圖。
〈圖1B〉係本發明之一實施型態相關之堆疊結構體的平面示意圖。
〈圖2A〉係將本發明之一實施型態相關之堆疊結構體之一部分放大的剖面圖。
〈圖2B〉係將本發明之一實施型態相關之堆疊結構體之一部分放大的剖面圖。
〈圖3〉係繪示本發明之一實施型態相關之堆疊結構體之製造方法的流程圖。
〈圖4A〉係繪示本發明之一實施型態相關之堆疊結構體之製造方法的剖面示意圖。
〈圖4B〉係繪示本發明之一實施型態相關之堆疊結構體之製造方法的剖面示意圖。
〈圖5A〉係繪示本發明之一實施型態相關之堆疊結構體之製造方法的剖面示意圖。
〈圖5B〉係繪示本發明之一實施型態相關之堆疊結構體之製造方法的剖面示意圖。
〈圖6〉係具備本發明之實施型態相關之堆疊結構體之膜加工裝置的剖面示意圖。
〈圖7A〉係繪示本實施例相關之堆疊結構體之剖面SEM之觀察點的示意圖。
〈圖7B〉係本實施例相關之堆疊結構體的剖面SEM觀察結果。
〈圖7C〉係本實施例相關之堆疊結構體的剖面SEM觀察結果。
〈圖7D〉係本實施例相關之堆疊結構體的剖面SEM觀察結果。
〈圖8〉係本實施例相關之鹽酸氣泡試驗結果。
〈圖9〉係本實施例相關之破壞電壓點量測的量測結果。
〈圖10〉係本實施例相關之破壞電壓整體量測的量測結果。
10:堆疊結構體
20:孔
30:溝部
Claims (16)
- 一種堆疊結構體,其包含:具有第1面及連至前述第1面而設置之第2面的基材、設置於前述第1面及前述第2面的第1絕緣膜,以及設置於前述第1絕緣膜上及前述第1面與前述第2面之交界處所形成之角部的第2絕緣膜,其中前述基材之熱膨脹係數與前述第2絕緣膜之熱膨脹係數的差較前述基材之熱膨脹係數與前述第1絕緣膜之熱膨脹係數的差還小。
- 如請求項1所述之堆疊結構體,其中在前述第1面與前述第2面之交界處所形成之角部上,前述第2絕緣膜之厚度較前述第1絕緣膜之厚度還大。
- 一種堆疊結構體,其包含:基材,具有第1面;第1絕緣膜,設置於前述基材之第1面之中之第1區域上;以及第2絕緣膜,在前述基材之第1面之中之前述第1區域中設置於前述第1絕緣膜上同時設置於鄰接於前述第1區域而設置之第2區域上;其中前述基材之熱膨脹係數與前述第2絕緣膜之熱膨脹係數的差較前述基材之熱膨脹係數與前述第1絕緣膜之熱膨脹係數的差還小。
- 如請求項3所述之堆疊結構體,其中在前述第2區域中於前述基材與前述第2絕緣膜之間具有間隙。
- 如請求項1所述之堆疊結構體,其中前述基材係金屬,前述第1絕緣膜係金屬氧化物。
- 如請求項1所述之堆疊結構體,其中前述基材係鋁,前述第1絕緣膜係氧化鋁。
- 如請求項1所述之堆疊結構體,其中前述第2絕緣膜包含有機材料。
- 如請求項1所述之堆疊結構體,其中前述第2絕緣膜包含聚苯并咪唑。
- 一種堆疊結構體之製造方法,其包含:使用具有第1面及連至前述第1面而設置之第2面的基材、於前述第1面及前述第2面形成第1絕緣膜,以及藉由於前述第1絕緣膜上及前述第1絕緣膜之間隙將有機材料熔融、噴淋來形成第2絕緣膜。
- 如請求項9所述之堆疊結構體之製造方法,其中前述基材係金屬,前述第1絕緣膜係透過陽極氧化處理來形成者。
- 如請求項9所述之堆疊結構體之製造方法,其中前述第1絕緣膜係藉由熔噴處理來形成者。
- 如請求項10所述之堆疊結構體之製造方法,其中前述第1絕緣膜係金屬氧化物。
- 如請求項9所述之堆疊結構體之製造方法,其中在由前述第1面及前述第2面所形成之角部上,前述第2絕緣膜之厚度較前述第1絕緣膜之厚度還大。
- 如請求項13所述之堆疊結構體之製造方法,其中前述第2絕緣膜包含樹脂材料。
- 如請求項13所述之堆疊結構體之製造方法,其中前述第2絕緣膜係聚苯并咪唑。
- 如請求項9至14之任一項所述之堆疊結構體之製造方法,其更包含於沿著前述第1面及前述第2面形成前述第1絕緣膜之後將前述第1絕緣膜加熱。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-160970 | 2022-10-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202418468A true TW202418468A (zh) | 2024-05-01 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI397512B (zh) | 製造電漿反應器部件之方法及設備 | |
US8449715B2 (en) | Internal member of a plasma processing vessel | |
US20080261800A1 (en) | Erosion resistance enhanced quartz used in plasma etch chamber | |
CN104710178A (zh) | 具有可控电阻率的耐等离子体腐蚀陶瓷 | |
JP5455462B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
US20230092570A1 (en) | Method for conditioning semiconductor processing chamber components | |
TWI772851B (zh) | 載台與基板溫度控制方法 | |
JP3763519B2 (ja) | 静電吸着装置 | |
JPWO2009034926A1 (ja) | 電子装置の製造方法 | |
TW202418468A (zh) | 堆疊結構體及堆疊結構體之製造方法 | |
US20210366696A1 (en) | Electrostatic chuck, method of manufacturing electrostatic chuck, and substrate processing apparatus | |
JP4181069B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
WO2024075459A1 (ja) | 積層構造体および積層構造体の製造方法 | |
JP2001284328A (ja) | セラミック部品 | |
TWI774550B (zh) | 載台及其製作方法 | |
TWI742546B (zh) | 載台及載台之製作方法 | |
JPS59108330A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR20230103310A (ko) | 기판 지지 유닛 및 플라즈마 처리 장치 | |
JPWO2006134744A1 (ja) | 電子部品の製造方法 | |
KR20070031168A (ko) | 반도체 제조장치의 챔버 | |
JPH11214359A (ja) | マイクロ波導入窓用部材 | |
KR20030006233A (ko) | 플라즈마 에칭 공정에서의 공정챔버 | |
JP2009235522A (ja) | シャワープレートおよび半導体製造装置 | |
JP2002009055A (ja) | エッチング方法及び装置 | |
JPH05182853A (ja) | 平面型磁気素子の製造方法 |