TW517326B - Electrostatic chucking device and manufacturing method thereof - Google Patents

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^17326 A7 ___ B7_^___ 五、發明説明（1) 〔發明領域相關技術〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關例如在半導體製造工程上所用之各種裝 置中，利用靜電力吸附保持晶圓等試樣之靜電夾頭及其製 造方法。 在半導體製造工程中，例如鈾刻裝置、電漿CVD裝 置、離子注入裝置、硏磨裝置、電子束石版印刷術、X線 石版印刷術等之裝置上，都要求在真空中處理晶圓等試樣 ’此時靜電夾頭即被做爲晶圓等之保持裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該項靜電夾頭通常係在金屬基板上將具有第1絕緣層 、電極層，及第2絕緣層所構成之層合構造之靜電夾頭片 (Chuck sheet )層合而成，在該靜電夾頭片之第2絕緣層 上載置晶圓，並對該晶圓與電極層之間施加高電壓，此時 利用晶圓與電極間所產生之靜電引力（庫倫力）將晶圓吸 附保持於台面（stage )上者，第1絕緣層係使用耐熱性優 異之聚醯亞胺薄膜或陶瓷薄膜，電極層係利用蒸鑛膜或電 鍍膜，另外，第2絕緣層係使用聚醯亞胺薄膜，而且各金 屬基板，第1絕緣層、電極層及第2絕緣層之間係以粘合 劑層粘合。 而且，在該項靜電夾頭使用中必須將發生於晶圓內之 熱能有效散發以維持表面溫度於低溫，而有各種竅門被提 出。 例如，在特公平5 - 8 7 1 7 7號公報中，即提出盡 可能將層合於金屬基板上之靜電夾頭片（第1絕緣層、電 極層及第二絕緣層）之厚度弄薄，或在粘合金屬基板，第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公酱） ~' -4- 517326 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一絕緣層、電極層及第二絕緣層間之粘合劑層之一層或2 層以上分散導熱性塡料以謀求提升靜電夾頭整體之導熱性 (thermal eonclucfivify ) ° 另外，特開平1 0 — 2 0 9 2 5 6號及特開平 1. 0 - 2 0 9 2 5 6號之各公報中，提出以陶瓷製成之絕 緣板構成第1絕緣層，將各粘合劑層之層厚薄化以改善導 熱性，同時在層合於陶瓷絕緣板上之第2絕緣層之絕緣性 薄膜疲勞時，可以容易地更換之夾頭。 此外，在特開平1 1 — 2 9 7 8 0 5號公報中提出利 用含有橡膠成分與苯酚系抗氧化劑之粘合劑做爲粘合金屬 基板與層合於該金屬基板之陶瓷絕緣板製之第1絕緣層之 間的粘合劑層，藉以長期間防止晶圓吸附面之平面度之惡 化與粘合劑層由陶瓷絕緣板剝離之夾頭。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可是，在該等先前之靜電夾頭中，例如使用於電漿鈾 刻裝置時，通常如使用時間超過3 0 0至6 0 0小時時， 設置於金屬基板上之靜電夾頭片即由其外周慢慢剝離而失 .去其平坦度，同時，晶圓不易均勻接觸於該靜電夾頭片上 ，隨著晶圓之位置，其冷却效率發生差異，溫度分布產生 不均，尤其是晶圓外周部之冷却不良有時會引起因爲過熱 所導致之抗蝕燒焦等深刻的弊害。 另外，上述該靜電夾頭片之外周部分之剝離現象如進 一步進行時，該外周部份即由基板捲起，而靜電夾頭片趫 起的力量大於靜電夾頭吸附晶圓的力量，即使在晶圓吸附 狀態時，吸附面與晶圓背面之間會產生空隙，供應予吸附 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） -5- 517326 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3) 面與晶圓背面之間做爲導熱媒體之氦氣會由該空隙漏失， 以致無法達成或保持一定之氣體壓力，氦氣之冷却能變及 不足以致無法進行正常之鈾刻工程，有時使裝置本身發生 聯鎖（i n t e r 1 〇 c k )而無法操作，結果是靜電夾頭壽終正寢。 因此，本發明人等針對該項靜電夾頭片外周部分剝離 之問題係以何種機制而發生銳意檢討之結果，發現利用環 氧系、橡膠系、改性聚酯系等之粘合劑，或用含有由丁間 二烯-丙烯腈共聚物、烯烴系共聚物及聚苯醚共聚物所選 出之一種或2種以上與受阻酚（hinderel phenol)系抗氧化 劑之粘合劑以做爲粘合金屬基板，第1絕緣層、電極層及 第2絕緣層之間之粘合劑層時，在電漿蝕刻時，粘合劑層 被電漿粒子由靜電夾頭之外周部分嚴重侵蝕，因此僅有粘 合劑層慢慢被燒掉，而靜電夾頭片由其外周部分開始剝離 。另外，又查明該問題在粘合金屬基板與第1絕緣層之間 之粘合劑層尤其顯著。 另外，因爲以金屬基板，第1絕緣層、電極層、第2 絕緣層及粘合劑層所構成之靜電夾頭之粘合劑層之耐熱性 比其他構造部件爲低，因此，該靜電夾頭之使用溫度之上 限係由粘合劑層之耐熱性來決定。 因此，也可以考慮以耐熱性優異之聚醯亞胺系、改性 聚醯胺系、聚醯胺亞胺系之粘合劑。 可是，該等耐熱性粘合劑之硬化溫度通常超過3 0〇 °C，如果使用施以耐酸（alumite )處理之鋁合金做爲靜電 夾頭之金屬基板，則由於該等鋁合金與耐酸皮膜之間之熱 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) «1 訂 線·· -6- 7326 A7 B7 五、發明説明（4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 膨脹係數之差（鋁合金之熱膨脹係數通常約爲耐酸皮膜之 3倍），由於粘合劑之硬化操作時之加熱而使耐酸皮膜發 生裂紋，使用該項耐熱性粘合劑也有受金屬基板之種類之 限制之問題。 〔發明之目的與要旨〕 本發明人等對於該項粘合劑引起之問題之解決方法銳 意檢討之結果，驚奇地發現以聚醯亞胺做爲第1絕緣層及 第2絕緣層，另在金屬基板與第1絕緣層之間，第1絕緣 層與電極層之間，及電極層與第2絕緣層之間，尤其是金 屬基板與第1絕緣層之間利用膜厚5至5 0 // m之熱塑性 聚醯亞胺系粘合薄膜粘合，其使用時間縱使超過1 0 0 0 小時也不致發生由上述之靜電夾頭片之外周部分慢慢剝離 之問題，而可一舉解決了由上述粘合劑所發生之各種問題 ，因而完成本發明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明之目的在提供一種靜電夾頭，其除了具 有優異之耐久性及耐熱性而可長時間發揮優異之吸附性能 之外，例如使用於電漿蝕刻裝置等時，靜電夾頭也不會由 外周部剝離，而可長期間使用，而且不致因粘合劑被電漿 撞擊而發塵而污染裝置之周邊或晶圓。 另外，本發明之另一目的在提供用於製造上述靜電夾 頭之靜電夾頭之製造方法。 亦即，本發明爲在金屬基板上具有依次將第1絕緣層 、電極層及第2絕緣層層合之層合構造之靜電夾頭，第1 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7326 A7 B7 五、發明説明（5) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 絕緣層及第2絕緣層係由聚醯亞胺薄膜所構成，同時，至 少上述金屬基板與第1絕緣層之間，較佳爲連同第1絕緣 層與電極層之間，以及電極層與第2絕緣層之間也以膜厚 5至5 0 //m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜粘合之靜電夾 頭。 另外’本發明爲靜電夾頭之製造方法，係在金屬基板 上依次重疊膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄 膜，第1絕緣層之聚醯亞胺薄膜，膜厚5至5 0 // m之熱 塑性聚醯亞胺系粘合薄膜，做爲電極層之金屬箔，膜厚5 至5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜，以及第2絕緣 層之聚醯亞胺，在加壓下及加熱溫度1 〇 〇至2 5 0。(：下 進行低溫壓接處理，而在金屬基板上形成第1絕緣層、電 極層及第2絕緣層依次層合之層合構造。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 力外’本發明爲喊電夾頭之製造方法，係依次將第1 絕緣層之聚醯亞胺薄膜，膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯 亞胺系粘合薄膜，做爲電極層之金屬箔，膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜及第2絕緣層之聚醯亞 胺薄膜，在加壓下及加熱溫度1 〇 〇至2 5 〇它下進行低 溫壓接處理以形成層合第1絕緣層、電極層及第2絕緣層 之靜電夾頭片，然後，藉由膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚 醯亞胺系粘合將上述靜電夾頭片重疊於金屬基板上，在加 壓下及加熱溫度1 0 0至2 5 0 °C下進行低溫壓接處理， 而在金屬基板上形成依次層合第1絕緣層、電極層及第2 絕緣層之層合構造。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8- 517326 A7 B7 五、發明説明（6) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本發明中構成靜電夾頭之金屬基板係可以舉鋁合金 製之鋁基板等爲例，惟依據本發明，可以用加熱溫度 1 0 0至2 5 0 °C之低溫分別在金屬基板上層合第1絕緣 層、電極層及第2絕緣層，因此如特別在接近1 0 0 t之 較低溫度條件進行層合時，即沒有由於熱膨脹係數之差異 而在耐酸皮膜上發生裂紋之虞，因此對於鋁基板也適用良 好。 另外，在本發明中所用之第1絕緣層及第2絕緣層爲 聚醯亞胺薄膜。構成該絕緣層之聚醯亞胺以先前在該種靜 電夾頭中所用之耐電壓特性及2 0 0 °C以上之耐熱性優異 者爲佳，具體地舉例有卡普東（東麗，杜邦公司製品名稱 )、優比烈士（宇部奧產公司製品名稱）、尼多米度（曰 東電氣工業公司製品名稱）、阿匹卡魯（鐘淵化學工業公 司製品）等。另外，構成該絕緣層之聚醯亞胺薄膜之膜厚 通常爲5至7 0 // m，較佳爲2 0至5 0 // m，膜厚小於 5 // m時有容易發生絕緣破壞之問題，另外，比7 0 // m 厚時會發生非提高吸附電壓不可之問題，故不理想。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，在本發明所用之電極層係由銀、白金、鈀、銅 、鋁、錫、鎳、銅、鎂、鎢等金屬所形成，膜厚爲5至 50//m，較佳爲1〇至20//m之金屬箔。電極層之膜 厚如比5 // m薄，則在製造上之處理不易，比5 0 // m厚 時，則被聚醯亞胺薄膜覆蓋之電極側面有形成空隙的問題 。此外，該電極層並不一定以金屬箔形成，例如可以利用 蒸鑛或電鑛之方法在第1或第2絕緣層之聚醯亞胺處設置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 517326 A7 B7 五、發明説明（7) 金屬層以形成也可以，此時，第1或第2絕緣層之聚醯亞 胺與電極層之間就不利用熱塑性聚醯亞胺粘合薄膜粘合。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本發明中，上述金屬基板與第1絕緣層之間，第1 絕緣層與電極層之間及電極層與第2絕緣層之間分別以膜 厚5至50//m，較佳爲10至25//m之熱塑性聚醯亞 胺系粘合薄膜粘合。該粘合薄膜之膜厚如小於4 // m時， 則有粘合力低，而且有無法吸收互相粘合之各構件間之熱 膨脹之差之問題，比5 0 // m厚時，則會發生整體層合構 造過大之問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用於該目的之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜只要具優異 之粘合強度，且具有優異之耐熱性，電氣特性（尤其是絕 緣性）、耐藥性、低熱膨脹性等即可，並無特別之限制， 惟宜可以在加壓下及加熱溫度1 0 0至2 5 0 °C下，較佳 爲1 0 0至2 0 0 °C下進行低溫壓接處理等，尤其金屬基 板爲鋁基板時，最理想爲可在加壓下及加熱溫度1 0 0至 1 2 0 °C下進行低溫壓接處理。如加熱壓接時之加熱溫度 低於1 0 0 °C時，有時粘合力不足，相反地，高於2 5 0 °C時，尤其是金屬基板爲鋁基板時，在耐酸皮膜會發生大 的裂紋而實用上會發生大問題。此種熱塑性聚醯亞胺系粘 合薄膜之具體例有例如埃斯帕內克斯（Espanex，新日鐵化 學公司製品名稱），該製品爲二氨基矽氧烷及芳族二胺與 四羧酸二酐之反應而及之矽氧烷改性熱塑性聚醯亞胺系米占 合薄膜（特開平1 〇 - 2 1 2 4 6 8號公報）。 製造本發明之靜電夾頭之方法沒有特別的限制，彳旦胃 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 10- 517326 Α7 Β7 五、發明説明（8) 通常是以下面方法製造。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 即，第1種方法係在金屬基板上依次將膜厚5至5 〇 # m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜，第1絕緣層之聚醯亞 胺薄膜’膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜 ，.做爲電極層之金屬箔，膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯 亞胺系粘合薄膜以及第2絕緣層之聚醯亞胺重疊，在加壓 下及加熱溫度1 0 0至2 5 Ο T：下進行低溫壓按處理，以 使在金屬基板上形成依次層合第1絕緣層、電極層及第2 絕緣層之層合構造之方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，第2種方法係依次將第1絕緣層之聚醯亞胺， 膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜，做爲電 極層之金屬箔’膜厚5至5 0 //m之熱塑性聚醯亞胺系粘 合薄膜以及第2絕緣層之聚醯亞胺重疊，在加壓下及加熱 溫度1 0 0至2 5 0 °C下進行低溫壓接處理以形成層合第 1絕緣層、電極層及第2絕緣層之靜電夾頭片，然後，隔 著膜厚5至5 0 /zm之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄片將上述 靜電夾頭片重疊於金屬基板上，在加壓下及加熱溫度 1 0 0至2 5 0 °C下進行低溫壓接處理以在金屬基板上形 成依次層合第1絕緣層、電極層以及第2絕緣層之層合構 造之方法。 此外，第3種方法係將第2種方法中之構成第1絕緣 層之聚醯亞胺薄膜與膜厚5至5 0 //m之熱塑性聚醯亞胺 系粘合薄膜事先層合成一體以形成第1層合片，同時事先 將構成第2絕緣層之聚醯亞胺薄膜與膜厚5至5 0 # m之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） ' " " -11 - 517326 A7 B7 五、發明説明（g (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜層合成一體以形成第2層合片 ，再於該第1層合片與第2層合片之各粘合薄膜間夾持金 屬箔，在加壓下及加熱溫度1 0 0至2 5 0 t下進行低溫 壓接處理而形成靜電夾頭片之方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在這些方法中，低溫壓接處理係在大氣中厚度方向壓 2至5MPa ，較佳爲3至4MPa之加壓條件下進行， 厚度方向壓力小於2MP a時，有粘合力不足或發生氣泡 之問題，反之，如高於5 M P a時，片上有發生龜裂，而 金屬基板會發生變形等問題。另外，該低溫壓接處理宜在 13 3 P a以下，較佳爲1 3 P a以下之減壓氣氛下，厚 度方向壓力0 . 1至5MPa ，較佳爲0 . 5至2MPa 之加壓條件下進行。熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜通常容易 吸濕，加熱時於粘合薄膜中之水分發散成水蒸汽，如在大 氣中進行低溫壓接處理時，除了捲入空氣之外，會發生由 該空氣而引起之空隙（void)，因此，需要比較高壓之加熱 壓接。然而，如在減壓下進行低溫壓接處理時，沒有空氣 之捲入而且所發生之水蒸汽被迅速排除，所以只要比較低 壓之加熱壓接即足。 本發明之靜電夾頭除了具有優異之耐久性及耐熱性並 可以長期間發揮優異之吸附性能之外，例如縱使使用於電 漿鈾刻裝置等時，靜電夾頭片也不致於由其外周部分剝離 而可以長期間使用，而且沒有粘合劑被電漿撞擊而發塵以 致污染裝置周邊或晶圓之事。 另外，利用本發明之方法，在工業上很容易製造此種 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -12- 517326 A7 B7 五、發明説明（）〇 靜電夾頭。 圖式之簡單說明 第1圖爲本發明之實施例1之靜電夾頭之剖面說明圖 〇 第2圖爲表示製造第1圖之靜電夾頭時之靜電夾頭片 製造工程之剖面說明圖。 第3圖爲表示在第2圖之靜電夾頭片之製造工程中所 製造之靜電夾頭片之剖面說明圖。 第4圖爲表示在製造第1圖之靜電夾頭時粘合靜電夾 頭片與鋁基板間的工程剖面說明圖。 第5圖爲表示在試驗例1中用於測定靜電夾頭之吸附 力之靜電夾頭吸附力測定裝置之原理的剖面說明圖。 主要元件對照表 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 金屬 基 板 2 a 第1 絕 緣 層 2 b 第2 絕 緣 層 3 電極 層 4 a 粘合 薄 膜 4 b 粘合 薄 膜 5 a 熱壓 機 5 b 熱壓 機 6 特氟 隆 薄 膜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 517326 A7 B7

五、發明説明（L 7 貫 穿 孔 1 0 真 空 槽 1 1 氦 氣 供 應 □ 1 2 排 氣 □ 1 3 直 流 電 流 1 4 流 里 調 節 器 1 5 氣 體 壓 力 計 S 靜 電 夾 頭 片 W 矽 晶 圓 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施發明之最佳形態 以下要根據實施例、比較例、及實驗例具體說明本發 明之最佳實施形態。 〔實施例1〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 金屬基板1係使用膜厚5 0 //m之耐酸處理過而包含 圖示以外之水冷却管之鋁合金（A 6 0 6 1 )製之鋁基板 ，第1及第2絕緣層2 a、2 b係使用膜厚5 0 // m之聚 醯亞胺薄膜（東麗，杜邦公司製品名稱：卡普東Η )，另 外，電極層3係使用膜厚1 8 // m之電解銅箔，另外，熱 塑性聚醯亞胺系之粘合薄膜4 a、4 b、4 c係使用膜厚 2 0 // m之結合片（新日鐵化學公司製品名稱：埃斯帕內 克斯），而製成具有第1圖所示之層合構造丨金屬基板（ 鋁質基板）1 ，粘合薄膜（膜厚2 0 // m之結合片〔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -14 - 517326 A7 B7 五、發明説明（& bonding sheet〕）4a、電極層（膜厚18/zm之電解銅箱 )3、粘合薄膜（膜厚2 0 // m之結合片）4 b、以及第 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2絕緣層（膜厚5 0 // m之聚醯亞胺）2 b丨之靜電夾頭 〇 即，如第2圖所示，首先將形成切成直徑1 9 5 m m 大小之第1絕緣層2 a之聚醯亞胺薄膜（膜厚5 〇 // m ) ，做爲熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜4 a之結合片（膜厚 2 0 // m )，形成直徑1 9 3 m m之電極層3之電解銅箔 (膜厚1 8 // m ) ’做爲熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜4 b 之結合片（膜厚2 0 // m )以及用於形成切成直徑1 9 5 m m大小之第2絕緣層2 b之聚醯亞胺薄膜（膜厚5 0 #m)依次重疊，另外，在上述第1絕緣層2 a下面及第 2絕緣層2 b上面分別重疊厚度1 m m之特氟隆薄膜6以 做爲緩衝材料並將其放在熱壓機5 a、5 b上以厚度方向 壓力2 · 2 Μ P a，加熱溫度1 5 0 °C及保持時間4 0分 鐘之條件下加熱加壓，並取走特氟隆薄膜6以製及具有第 3圖所示之層合構造之靜電夾頭片S。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後，如第4圖所示，在鋁質基板（金屬基板）1上 依次重疊熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜4 c之結合片（膜厚 2 0 //m)以及上面製及之靜電夾頭片S，再於其上面重 疊做爲緩衝材料之厚度1 m m之特氟隆薄膜6 ，將其放在 熱壓機5 a、5b上，並以厚度方向壓力3 . OMPa ， 加熱溫度1 5 0 °C及保持時間（holding time ) 6 0分鐘之 條件下加熱加壓，再取走特氟隆薄膜6而製及具有第1圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 517326 A7 B7 五、發明説明（ 所示之層合構造之靜電夾頭。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔試驗例1〕 就實施例1所及之靜電夾頭，利用靜電夾頭吸附力測 定裝置（Creative Technology公司製）以下列方法測定吸附 力並進行評估。 線__ 首先，在測定裝置之真空槽1 〇裝設靜電夾頭俾該真 空槽10之氦氣供應口11與由靜電夾頭下面貫穿到上面 之貫穿孔7連通，在該靜電夾頭之靜電夾頭片S上面載置 矽晶圓，由排氣口 1 2排氣直到真空槽內減壓至〇 · 1 P a ，在此狀態下，由直流電源1 3將1 . 5 k V之直流 電壓施加予靜電夾頭之電極層3，另外，將導線接砂晶圓 W並將其接地，以流量調節器1 4 一邊調節流量，一邊透 過上述氨氣供應口11及貫穿孔7以10J/分鐘之速度 對該矽晶圓W之背面供應氦氣，再利用氣體壓力計1 5經 時測定漸漸充滿靜電夾頭片S上之吸附面與矽晶圓W之間 之氮氣壓力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 結果，氦氣之壓力達到1 3 0 0 0 P a時，矽晶圓W 仍未浮上來，發揮了充分之吸附力。 〔試驗例2〕 其次，一邊維持槽內之氨氣壓力於lOOOOPa， 一邊利用以測溫晶片（Creative technology公司製品名稱爲 T c晶圓）在8吋晶圓之中心位置，直徑9 0 m m之圓周 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 517326 A7 B7 _ 五、發明説明（）4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上3至9個位置及直徑1 8 Omm之圓周上3至9個位置 分別裝設熱電偶俾可測定各位置之溫度’以測定砂晶圓表 面內之溫度分布。結果，矽晶圓表面內之溫度分布爲 ± 1 · 0。(：。 〔實驗3〕 再者，將實施例1所製及之靜電夾頭載置於平行平板 型電漿鈾刻裝置之機器上進行鈾刻試驗。 該平行平板型電漿蝕刻裝置係在反應槽中載置靜電夾 頭，其正面配置簇射電極（shower llectrode)者’因此在靜 電夾頭之鋁質基板連接著頻率1 3 . 56MHz，輸出 1 5 0 0 W之高頻電源之輸出，另外，上部簇射電極被接 地，且其裡面連接反應氣配管俾由該簇射孔供應反應氣。 而且在靜電夾頭之吸附電極連接著1 . 5 k V之直流電源 之輸出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 配置於上述平行平板型電獎蝕刻裝置之靜電夾頭之吸 附面載置等以光阻劑施予特定圖案之矽晶圓，一邊排氣一 邊由上部簇射電極以5 0 c m 3 /分鐘之速度流出蝕刻氣體 CHF3俾背景真空度成爲7 0 P a，並對靜電夾頭之鋁質 基板賦予頻率13 . 56MHz ，輸出1 500 W之高頻 電場，俾在上部簇射電極與鋁質基板之間發生電漿。 在貫穿靜電夾頭之貫穿孔對靜電夾頭之吸附面與矽晶 圓之間以1 0 c m 3 /分鐘之流量供應氦氣，而確認了該氦 氣之飽和値超過3 0 0 0 P a以上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 517326 A7 B7 五、發明説明（ 在此種條件下，將每一晶圓之蝕刻處理時間設定爲兩 分鐘，而於約每1 0 0小時一邊進行淸潔保護，一邊進行 晶圓之連續處理。 結果，經過總計處理2萬片.（總計蝕刻時間約6 6 0 小時）也沒有發現由靜電夾頭周邊部分之薄片之剝離，氨 氣壓力之異常，聚醯亞胺絕緣破壞等之異常現象，而且晶 圓之蝕刻速度，蝕刻形狀等長期間穩定。 〔試驗例4〕

將上述聚醯亞胺薄膜及上述電解銅箔切成5 m m X 1 Ο 0 m m之大小，另外，將結合片切成5 m m χ 5 Ο m m之大小，而在聚醯亞胺薄膜與電解銅箔之間，距離其 端部5 Omm之處夾持結合片，並以厚度方向壓力2 Μ P a，加熱溫度1 5 0 °C及保持時間3 0分鐘之條件下 加熱壓接以調製試驗片A。 另外’如上述將聚醯亞胺薄膜及電解銅箔切成5 m m χ 1 Ο 0 m m之大小，並在該等聚醯亞胺薄膜及電解銅箔 之間塗敷環氧粘合劑（Three Bond公司製品名稱：環氧

2 2 3 0 )至距離該端部5 0 m m之範圍，並以1 0 0 °C 3 0分鐘’ 1 5 0 °C分鐘之條件加熱粘合而調製了試驗片 B。

利用剝離強度試驗機針對如此製及之試驗片A及B以 角度1 8 0 °及拉伸速度5 〇 ^ m /分鐘之條件進行剝離 試驗之結果，試驗片A爲〇 . 7 6公斤/公分，試驗片B 本紙張尺度適用中國國冬標準（CNS ) A4規格（21〇 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 -線·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 517326 A7 B7 五、發明説明（id 爲0 · 4 5公斤/公分，確認了在試驗片A所用之本發明 之結合片之粘合強度比試驗片B所用之先前之環氧粘合劑 之粘合強度，其粘合強度高7 0%左右。 〔比較例1〕 除了使用環氧粘合劑（Three Bond公司製品名稱：環氧 2 2 3 0 )以代替熱塑性聚酿亞胺粘合薄片以外，以與上 述1相同之方法製及靜電夾頭。 與試驗例3 —樣在實際機器上使用所製及之靜電夾頭 之結果，經處理晶圓片數1 · 2萬片（總計蝕刻時間約 4 0 0小時）之後，由靜電夾頭周邊部分開始薄片之剝離 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19-

Claims (1)

1. 517326 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 附件1: 第90119917號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國91年11月1日修正 1 · 一種靜電夾頭，其特徵爲：在金屬基板上具有依 次層合第1絕緣層、電極層及第2絕緣層之層合構造，第 1絕緣層及第2絕緣層係以聚醯亞胺所構成，而且至少上 述金屬基板與第1絕緣層之間係由膜厚5至5 0 # m之熱 塑性聚醯亞胺系粘合薄膜粘合。 2 ·如申請‘專利範圍第1項之靜電夾頭，其中金屬基 板與第1絕緣層之間，第1絕緣層與電極層之間，以及電 極層與第二絕緣層之間分別係由膜厚5至5 0 // m熱塑性 聚醯亞胺系粘合薄膜粘合。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之靜電夾頭，其中金 屬基板爲鋁合金製金屬基板。 4 ·如申請專利範圍第1或2項之靜電夾頭，其中構 成第1絕緣層及第2絕緣層之聚醯亞胺薄膜之膜厚爲2 0 至5 〇/z m 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 · —種靜電夾頭之製造方法，其特徵爲： 在金屬基板上依次重疊膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚 醯亞胺粘合薄膜，第1絕緣層之聚醯亞胺薄膜，膜厚5至 5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜，做爲電極層之金 屬范，膜厚5至5 0 /z m之熱可塑性聚醯亞胺系粘合薄膜 以及第2絕緣層之聚醯亞胺薄膜，並在加壓下及加熱溫度 1〇0至2 5 0 °C下進行低溫壓接處理，而形成在金屬基 氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4· ( 21〇x297公釐）—-:--- 517326 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 板上依次層合第1絕緣層、電極層及第2絕緣層之層合構 造。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 · —種靜電夾頭之製造方法，其特徵爲·· 在第1或第2絕緣層之一側面上利用蒸鍍手段或電鍍 手段積層電極層，在金屬基板上依序重疊膜厚5至5 0 # m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜，第1絕緣層之聚醯亞 胺薄膜，上述電極層，以及第2絕緣層之聚醯亞胺薄膜之 同時，於上述第1或第2絕緣層與上述電極層之間挾持膜 厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜，並在加壓 下及加熱溫度1 0 0至2 5 0 °C下進行低溫壓接處理，以 形成在金屬基板上依次層合之第1絕緣層、電極層及第：2 絕緣層之層合構造。 7 _ —種靜電夾頭之製造方法，其特徵爲： 依次重疊第1絕緣層之聚醯亞胺薄膜，膜厚5至5 0 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜，做爲電極層之金屬箔 ，膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜及第2 絕緣之聚醯亞胺薄膜，並在加壓下及加熱溫度1 0 0至 2 5 0 °C下進行低溫壓接處理以形成層合第1絕緣層、電 極層及第2絕緣層之靜電夾頭片，然後隔著膜厚5至5 0 # m之熱可塑性聚醯亞胺系粘合薄膜在金屬基板上重疊上 述靜電夾頭片，並在加壓下及加熱溫度10 0至2 5 Ot 下進行低溫壓接處理以形成在金屬基板上依次層合第1絕 緣層、電極層及第2絕緣層之層合構造。 8 ·如申請專利範圍第7項之靜電夾頭之製造方法， 本纳「張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 517326 A8 B8 C8 _D8 六、申請專利範圍 S Φ IP電夾頭片係事先將構成第1絕緣層之聚醯亞胺薄膜 與膜厚5至5 0 /z m之熱塑性聚醯亞胺粘合薄膜層合爲一 體以形成第1層合片，並且事先將構成第2絕緣層之聚醯 亞胺與膜厚5至5 0 // m之熱塑性聚醯亞胺系粘合薄膜層 合胃一體以形成第2層合片，再於該等第1層合片及第2 ® t #之各粘合薄膜間夾入金屬箔，並在加壓下及加熱溫 度1 〇 〇至2 5 0 °C下進行低溫壓接處理而形成。 9 ·如申請專利範圍第5至8項之任一項之靜電夾頭 之製造方法，其中金屬基板爲鋁合金製成之金屬基板。· 1 0 ·如申請專利範圍第5至8項之任一項之靜電夾 頭之製造方法，其中構成第1絕緣層及第2絕緣層之聚醯 亞胺之膜厚爲2 0至5 0 /zm。 1 1 ·如申請專利範圍第5至8項之任一項之靜電夾 頭之製造方法，其中低溫壓接處理係在大氣中而厚度方向· 壓力2至5MP a之加壓條件下進行。 1 2 ·如申請專利範圍第5至8項之任一項之靜電夾 頭之製造方法，其中低溫壓接處理係在小於1 3 3 P a之 減壓氣氛中與厚度方向壓力〇.1至5MPa之加壓條件 下進行。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -3 - ------IT------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)