TWI264080B - Wafer holder for semiconductor manufacturing device and semiconductor manufacturing device in which it is installed - Google Patents

Description

1264080 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 用的晶圓保持器 本發明係關於例如t漿輔助c VD(化學氣相沈積）、低壓 ⑽、金屬CVD、介電薄膜CVD、離子注入、4虫刻、低值 薄膜加熱處理及脫氣加熱處理裝置等半導體製造裝置中採 亦關於安裝該等晶圓保持器之處理腔室 及半導體製造裝置。 【先前技術】 遇常’在半導體製程中，在充當處理目標之半導體基板 上執行各種工序，例如薄膜沈積工序及蝕刻工序。在執行 半導體基板處理之處理裝置中使用陶器晶座，其可保持該 等半導體基板以對其進行加熱。 、 例如，第Η 04-78 138號曰本專利公開案揭示了此類習知 的一陶器晶座。該陶器晶座包栝：一由陶瓷製成的、配置 矣Ii中的加熱器部分，其中嵌有一抗加熱元件，且該 加熱器部分具有—晶圓加熱表面；一位於除該加熱區晶圓 加熱表面之外的表面上的柱形支架部分，該柱形支架部分 在/、人4 皇之間形成一氣密封口；及與該抗加熱元件連 接並引蚤芏該腔室外部之電極，以便基本上不暴露於該腔 室内部空間下。 儘官本發明用於補救由金屬製成的加熱器（先於本發明 〜加熱斋）中存在的污染及不良熱效率，但其並未涉及陶器 晶/坐之翹曲或其中之破裂。然而，在半導體製造設備中， 將晶圓在高溫下進行處理，意即將該等陶器晶座加熱至較 86741 1264080 高溫度。在此狀況下，將出現由陶器晶座電路之熱特性引 起的陶器晶座 < 翻^曲問題5導致晶圓與晶圓保留表面之間 的裂口並使得不可能保持晶圓表面溫度一致。若晶圓表面 之溫度變得不一致，在執行薄膜沈積工序之狀況下，晶圓 表面上形成之薄膜將出現厚度及品質之不規則性；在執行 蝕刻工序之狀況下，將出現(例如）蝕刻速度之變動問題。 就此而言，第200 1 -3 0233 0號日本專利申請公開案揭示了 用於解決陶瓷基板中翹曲及破裂問題之技術◦該發明藉由 嚴格控制陶瓷基板及電路之厚度，可避免陶瓷基板中的翹 曲及破裂。然而，陶瓷基板及電路厚度之嚴格控制意謂著 更高的成本，因此很難實現廉價之陶瓷晶座。此外，關於 電路，其具有各種類型；且依據其用途，存在各種電路圖 案。例如，就抗加熱元件電路而言，其組態可為一線圈.； 就RF電極電路而言，其組態可為一連續單層薄片。因此， 在該晶圓保持器之表面及内部形成複數個組態各異之電路 ’關於其組悲5各別電路將在導致晶圓保持器熱膨服之程 度上有所差異。 由於其間存在熱膨脹係數之差異，因此出於同樣的原因 ，在電路與晶圓保持器陶瓷製品之間亦存在熱膨脹程度之 差異。結果為在晶圓保持器中產生由熱膨脹程度之差異導 致的内應力，導致翹曲及破裂。藉由如第200 1 -3 023 30號日 本專利申請公開案中的嚴格控制陶瓷基板與電路之厚度之 方法，在上述情況下，將若干電路製造在一晶圓保持器上 的，導致成本更高3 86741 1264080 【發明内容】 提出本發明以解決上述問題。具體而言，本發明之目的 為實現用於丰導體製造設備之晶圓保持器，其中當加熱至 焉溫時所發生之翹曲及破裂甚輕微，以及安裝晶圓保持器 之半導體製造設備。 在一具有根據本發明之晶圓承載表面之晶圓保持器中， 在晶圓保持器之表面或内部形成由一或多個燒結薄層構成 〜笔極u路，ΰΐ曰日圓保持态之特徵在於在電路層中存在 孔隙。該電路層之主要成份較佳應為選自鎢、鉬及钽之一 種或多種金屬，且其孔隙率為〇.1%或更大。或者，該電路 層之主要成份較佳應為選自銀、釩及鉑之一種或多種金屬 ，且其孔隙率為2%或更大。 居笔路亦可較佳為一個或複數個下列電路：用於靜電卡 盤之電極電路、抗加熱元件電路、RF_功率電極電路及高壓 生成電極電路，·該電路更佳應包括至少一個抗加熱元件電 路。 仁一安裝了上述晶圓保持器之半導體製造裝置中，由於 晶圓保持器中產生之翹曲及破裂甚輕微，已證明接受處理 的曰曰圓（溫度與習知相比更為一致，有利於獲得更佳之半 導體製造產量。 自下列、4合附圖之詳細描述，熟悉此項技術者將容易瞭 解本發明 < 上述及其他目的、特點、觀點及優勢。 【實施方式】 本發明人發現在電路中安置由燒結塊製成之孔隙（孔隙 86741 1264080 膨脹係數相比差異較小，若孔隙率至少為〇 1 %，則出現上 述效應°其中主要成份由一種或多種選自銀、訊及鉑之金 屬製成’该等金屬之熱膨脹係數與陶瓷之熱膨脹係數相比 差異較大，若孔隙率非顯著大於2%或更大，則不會出現該 效應。 儘管若該孔隙率為一等於規定值或更大之預定數值則獲 得根據本發明之效應，但由於若孔隙率過高則導致電路之 電阻過南’因此孔隙率應為大約4〇%或更小。

根據本發明，用於晶圓保持器之物質在絕緣陶瓷之範圍 内，該等物質未受特定限制，但較佳為氮化鋁（A1N)，因為 其熱導率高且耐蝕性強。下文將詳細描述一根據本發明之 生產一以A1N為實例之晶圓保持器之方法。 較佳為比表面積為20至5〇 m2/gtA1N原材料粉末。若 表面積小於2.0 m2/g ,氮化鋁之燒結性則將降低。反之， 比表面積大於5.0 m2/g，處理將成為一問題，因為粉末黏 性變得尤為強大。此外，原材料粉末ψ含有的氧氣量較

j重量百分比2%或更小。在燒結形態下，若氧氣量超= 里百分比2%，熱導率則會降低。除鋁之外原材料粉末中 有的金屬雜質較佳應為2〇〇〇 ppm或更小。若金屬雜質含 超出此範圍，該燒結形態下該粉末之熱導率則會降低。 T之，第IV族元素例如Sl及鐵族元素例如Fe之含量分別 為5〇〇 Ppm或更低，該等元素將對燒結之導熱率產生H 減退效應。 因為A1N並非一 易燒結材料，因此宜於將一 燒結促進劑力口 -j.('卜 1264080 人A1N原材料粉末。加入的燒結 物。由於稀土兀素化合物與位於氮化^為稀土几素化合 化銘或氮氧化銘反應，用以促進氮化^末微粒表面《氧 使氮化铭燒結導熱率惡化之起因的氧^ ^、亚祕无當 燒結之熱導率。 現因此其提向了鋁 除氧作用尤為顯著之釔化合物 。所加入之量較佳為重量百分比。.。二:…⑽ 百分比。.㈣，則很難產生超細燒：。。…重量 低。反〈，若所加人之量超^量^叫燒結之熱導率降 化鋁焯紝 > 曰两士 百刀比5°/〇，則導致在氮 鋁k、'、口（日曰界中出現燒結促進劑， 佶闳今^ 口此右在腐#氣體下 使用该虱化鋁燒結，位於晶界之 A -鮮I曰， °促進劑則被蝕刻，成 為來、政日曰粒及微粒的來源。 A ^ ^ /V , n 〇 町&結促進劑之量更佳應 為重里百分比1%或更低。若小於 尺二h+ 、重里百分比1 %，即使在晶 ，丨一相站亦不存在燒結促進 此楗问了耐腐蝕性。 為進一步描述稀土元夸 素化合物’可採用氧化物、氮化物 、鼠化物及硬脂氧化物。 Μ寺乳化物應較廉價並易於獲得 。同理’由於其對有機、 ^ ^ d /、有鬲親合力，因此硬脂氧化 4通合’且若將氮化銘原材料粉末與燒結促進劑等一 ，於有機溶劑中’燒結促進劑為硬脂氧化物這-事實 將才疋局互落性。 >二、、知氮化鋁原材料粉末、粉末狀燒結促進劑、預定 、曰一奋d黏口刎，此外視需要加入之分散劑或聚結劑 "抓用〜合技術包括球磨機混合及超音波混合。 因此，此合可產生—原材料研磨漿。 86741 11 1264080 '可將獲得之研磨繁鑄模，且藉由燒結該鑄模產品，可製 戈氮化鋁纟先結。共同焙燒及後金屬化為兩種可實現此過 程之方法。 存將首先描述後金屬化。藉由如噴霧乾燥之技術自該研磨 衆製備顆粒。將該等㈣加人—«_並進行平板壓模 °其中壓製壓力理想為0.1 "cm2或更大。當壓力小於〇」 t/cm時’ m常狀況下在鑄模物質中不能產生足夠的強度， 使其在處理中易於破裂。

儘管鑄模物質之密度係基於其中含有的黏結劑之量及加 入的燒結促進劑之量而變化，其較佳為丨5 g/em3或更大。 小於1.5 g/em.’之密度將意謂著原材料粉末中微粒間相對較 大之距離，其將阻礙燒結之進展。同時’鑄模物質之密度 較佳為2.5 gW或更小。大敎5 之密度使得很難在 其後續步驟之脫脂工序中自料模物f完全消除黏結劑。 因此很難製造上述超細燒結。

其後，在-非氧化氣體下在該鍀模物質上執行加熱及及 脂工序。在氧化氣體（例如空氣）下執行脫脂工序將降低該去 結之熱導率，因為該Am粉末之表面將被氧化。較佳之:葛 化v境氣體為氮氣及氬氣。脫脂工序中加熱溫度較佳為〕 於或等於5〇〇t且小於或等於1000t。當溫度低於5〇〇ti ，脫脂工序之後在層壓中殘留多餘之碳，因為不能完全:_ 除黏合劑，其在隨後之燒結步驟中干擾燒結。反之，在， 於1000 c之溫度下，自A1N粉末表面上氧化塗層消除氧氣― 能力下降’使得殘留之碳的量太少，降低了燒結之熱導率 86741 -12 - 1264080 脫脂工序後鑄模物質中殘留的碳的量較佳為重量百分比 1—0〇/。或更小。若殘留碳的含量超過重量百分比丨〇%，其將 干擾燒結，此意謂著不能產生超細燒結。 其後，執行燒結。在1 700°C至2000t.下，並在非氧化氮 氣、氬氣或類似氣體下執行該燒結。其中所用之環境氣體 ，例如氮氣中含有的水份之露點較佳為_3〇 〇c或更低。若含 有更多的水份，燒結之熱導率則將會降低，因為在燒結過 程中該A1N將與環境氣體中含有的水份反應並產生氮化物 。另一較佳條件為環境氣體中氧氣之體積為體積百分比 修 0.001 %或更低。更大體積之氧氣將可能導致該A1N被氧化， 削弱該燒結之熱導率。 充當燒結過程中之另一條件，所採用之模具適宜為氮化 硼（BN)模製品。由於例如氮化硼（BN)模製品之模具對燒結 溫度而言具有足夠的耐熱性，且表面具有固態潤滑性，因 此在燒結中當積層收縮時’模具與積層之間的摩擦將會減 小，此將實現製造變形較小之燒結。 對所得之燒結進行所需之處理。在隨後步驟中將一導電 _ 膏絲網印刷至該燒結之狀況下，表面粗糙度較佳為5 pm (Ra)或更小。若超出5 μιη，在用於形成電路之絲網印刷中 ，可能在圖案中產生污潰或針孔等缺陷。表面粗糙度更適 宜為1 μιτι (Ra)或更小。 在研磨到上述表面粗糖度過程中，儘管對燒結之兩面均 進行絲網印刷之狀況是理所當然的，但甚至在僅對—表面 進行絲網印刷之狀況下，也最好應在絲網印刷表面之對面 8() 一4! -13 - 1264080 的表面進行該研磨工序。此 研磨將意謂著在絲網印刷過 該燒結，且在該條件下將在 ，使燒結之硬度變得不穩定 案之繪製可能不佳。 係因為僅對絲網印刷表面進行 程中，將自該未研磨表面承載 未研磨之表面產生毛屑及碎片 ，因此藉由絲網印刷之電路圖 …人」1 王（干行’丨王）敉佳 0.5 mm或更少。厚度均勻性韶+ r生赵出0.5 mm可在絲網印刷過:

中導致導電膏厚度之較大變動。尤其適宜之厚度均勾性 0.1 mm或更小。另—較佳條件為該絲網印刷表面之平面 為0.5 _或更小。若平面度超出〇 5 mm H兄下在絲 印刷過程中，導電膏厚度中亦可存在較大之變動。尤其 宜之平面度為0.1 nrni或更小。

使用絲網印刷以塗布導電膏並在一已經歷研磨工序之声 結上形成該電路。可藉由將根據要求之氧化物粉末、:: 劑及溶劑與金屬粉末混合，獲龍導電#。該金屬粉末較 佳為鎢（W)、鉬（Mo)或妲（Ta),因為其熱膨脹 熱膨脹係數相符。 …瓦〜 將氧化物粉末加入導電膏亦可增強與A1N之結合力。該氧 化物粉末較佳為第„a族或IIIa族元素之氧化物，或為 、Si〇2或類似氧化物。氧化釔尤佳，因為其具有與a…特佳 〜可表性。該等加入足氧化物之量較佳為重量百分比〇丨％ 土 j 0 /〇。若其量小於重量百分比〇 1 %，A1N與形成的充當電 路之金屬層之間的結合力則會降低。反之，若其量超出3 〇 〇。 則導致電路金屬層之電阻較高。 86^41 1264080 該金屬粉末> 士 .芯丄 ，〜王要成份亦可為選自銀、釩及鉑中的一種 或多種。特定、 '义叩耳，Ag系金屬例如Ag-Pc^tAg_Pt較佳。在 該種狀況下，可益丄二_ 精由調卽訊（Pd)或鉑（Pt)之含量控制電阻。 如同加入鎢等壯 、 、一 〜，亦可加入氧化物粉末等等。在該種狀 >兄卜’力口入的勢笔/=r ^ ^寺虱化物之量較佳為大於或等於重量百分 比1 %且小於或筌认 e &寺於重量百分比30%。 藉由絲網印別 , 由’m合该等金屬粉末並加入黏結劑及溶 劑製備之導電膏’製作-預定電路圖案。*中，導電膏乾 燥後义厚度較佳為大於或等於 5 μηι且小於或等於iQQ μ1τ1。 右厚度j万、5 μηι，則電阻將會過高且結合強度將降低。同 k ’右厚度超出100 μΐΏ，則在該種狀況下其結合強度亦將 降低。 同4八在开y成之私路之圖案中，例如該加熱電路(抗加熱元 件電路），圖案間隔較佳為〇1 mm或更大。若間隔小於Q1 mm ’當電流流經該抗加熱元件時將發生短路，且依據所施 加之®壓及溫度’將產生漏電流。尤其在將電路用於5 〇 〇。〇 或更向溫度之狀況下，該圖案間隔較佳應為1 mm或更大； 更佳為3 mm或更大。 在將該導電嘗脫脂後，接著進行烘烤。在非氧化氮氣、 氬氣或類似氣體下執行脫脂工序。脫脂溫度較佳為5 〇 〇 °C或 更高。當溫度低於500°C時，不能自該導電膏充分消除黏結 劑，在金屬層中遺留下碳，在烘烤過程中碳將與金屬生成 碳化物並因此提高該金屬層之電阻。 在使用W、Mo或Ta之狀況下，適宜將烘烤在15〇〇t或更 !264〇8〇 高之溫度並在非氧化氮氣、 於l5〇〇°C之溫度下，該金屬 為對導電膏内金屬粉末之烘 另一烘烤夺數為烘烤溫度不 。若將该導電霄在高於陶资 併人陶瓮:之燒結促進劑開士 Λ 電膏内金屬粉末中的晶粒生 的結合強度。 氬氣或類似氣體下執行。在低 臂供烤後之電阻變得極高，因 烤不會進入到晶粒生長階段。 應超出產生的陶瓷之燃燒溫度 燃燒溫度之溫度下進行烘烤， 發散性揮發，此外，促進了導 長’削弱了陶瓷與金屬層之間 此外，在Ag系金屬之妝 狀，兄下’烘烤溫度較佳為700°C至 1 oocrc。就烘烤氣體而言，可將性疼+ 了和烘烤在空氣或氮氣中執行 。在該種狀況下，可省略上述脫脂步驟。 若烘烤溫度過焉，則會隆根雨^々、τ 4曰I牛低電路义孔隙率；若在一較低 溫度下執行烘烤，則孔料將增大。此外，亦可依據所加 入的黏結劑與溶劑之量來調節孔隙率。無論以何種方式調

節孔隙率，亦不會影響根據本發明之效應Q 為確保金屬層電絕緣，可在金屬層上形成一絕緣塗層。 忒絕緣塗層物貝較佳應與於其上形成該金屬層之陶瓷相同 。若該陶瓷與絕緣塗層之物質差異顯著，則將產生由熱膨 脹係數之差異所引起的問題，例如燒結後之翹曲。例如， 在陶瓷為A1N之狀況下，可將一預定量之第11&族或II[a族元 表 < 氧化物/破化物加入A1N粉末、所加入之黏結劑及溶劑 並與其混合’並舟S ’昆合物製成一膏劑，並且將該膏劑絲 網印刷以將其塗覆於該金屬層。 在該種狀況下，所加入之燒結促進劑之量較佳為重量百 86741 l264〇8〇 分比0.0 1%或更大。在數量小於重量百分比〇〇1%時 > 該絕 豪土 k並未i曰治，使得很難確保該金屬層之電絕緣。燒社 C J〜1更佳應不超出重量百分比2 。超過重量百分 ::%，則導致損害該金屬層之過量燒結，其結果將改：‘ 成金屬層义電阻。儘管並未特定限制，但塗覆厚度較佳為5 μω或更大Q此係因為在小於5 時，很難確保電絕緣。 /此外’根據本方法，可根據要求對該充當基板之陶毫進 仃層壓。可藉由黏接劑執行層壓。藉由一種技術例如絲 網印刷，將該黏接劑（將第IIa族或IiIa族元素化合物及黏合 _ 刎及/谷刎加入氧化鋁粉末或氮化鋁粉末並製成膏劑）塗覆 於結合表面。所施加的黏接劑之厚度未特定限制，但較佳 應為5 μπι或更大。當厚度小於5 _時，在黏接層易於出現 如針孔等結合缺陷及結合不規則性。 在非氧化氣體中在5 0 0。(：或更高之溫度下對陶瓷基板進 行脫脂，結合劑已塗覆於該等基板之上。藉由將該等陶毫 $板層疊在一起，對該層*施加一預定負載並在非氧化氣 體中對其進行加熱，因此可將該等陶资基板相互黏合。該鲁 負载較佳為0.05 kg/cm2或更大。當負載小於〇 〇5 kg/cm2時 ’不能獲得足夠之黏結強度，此外在接合處可能發生缺陷。 儘管用於結合之加熱溫度未特定限制，只要在該溫度下 陶瓷基板經由黏接層相互充分黏合，但其較佳為1 5⑽它戈 更高。低於150CTC時，很難獲得充足之黏接強度，使得接 合處易於發生缺陷。在上述脫脂與結合過程中較佳應將氮 氣或氬氣用作非氧化氣體。 H6741 1264080 按照上述方法 如此可製造用作晶圓 ^丄 寸_ <陶瓷層壓 繞、‘。就電路而言，應瞭解若其為（例如）加埶泰 r …、兒硌，則可使 用一韵線圈，在靜電卡盤電極電路與RF電極 、 —〜狀况下、其 可為鉬或鎢網格，無需使用導電膏。 /、 在孩種狀況下，可將鉬線圈或網格嵌入A1N原材料粉末中 ，且可藉由熱壓製造晶圓保持器。儘管熱壓機中的=产十 氣體可等同於A1N燒結溫度及氣體，但熱壓機理想應運 或更大之壓力。當壓力小於1G kg/em2時，晶圓保持 益可π不會展不其性能，因為在A1N與鉬線圈或網格之間出 現間隙。 現將描述共同焙燒。藉由刮漿刀將上述原材料研磨漿鑄 模成薄片。该薄片鑄模芩數並未特定限制，但薄片乾燥 後之厚度適罝為3 mm或更小。超出3 mm之薄片厚度將導致 乾、丨呆研磨漿中的較大收縮，提高了在薄片中產生裂缝之可 能性。 使用一例如絲網印刷之技術在上述薄片上塗覆導電膏， 琢溥片上形成有一預定形態之充當電路之金屬層。所用之 寸私霄可與後金屬化方法中描逑之導電膏相同◦然而，不 向居寸私霄中加入氧化物粉末不會阻礙該共同焙燒法。 其後’將經歷電路形成之薄片與未經歷電路形成之薄片 層壓。藉由將每一薄片定位以將其層疊在一起進行層壓。 其中’根據要求在薄片之間塗覆溶劑。在層疊狀態下，視 需要可將孩等薄片加熱。在將該等薄片加熱之狀況下，加 熱溫度較佳為15〇°c或更小。當加熱超出此溫度時將使該等 Η(·Γ4Ι -18 - 1264080 層壓之薄η嚴重變形。此後對該等層4在—起之薄片施加 昼力以使其成為-體m之壓力較佳應在丨Mpa至⑽ MPa之範㈣。在低…购之壓力下，不能將該等薄片充 分-體化且在隨後之工序中可脫開。同樣，若施加之壓力 超出100 MPa，該等薄片變形之程度則過大。 層壓經歷-與上述後金屬化方法中相同的脫脂工序以及 燒結工序。例如脫驗燒結溫度以κ之量等參數與後金 屬化方法中相同。在上述將導電膏絲網印刷至薄片中，藉 由將加熱電路、靜電卡盤電極等分別印刷至複數個薄片之 上並將其層壓’可易於製作—具有複數個電路之晶圓保持 器。以此方式可製造一用作晶圓保持器之陶瓷層壓燒結。 根據要求對該獲得之陶瓷層壓燒結進行處理。通常藉由 半導體製造裝置，在燒結狀態下該陶瓷層壓燒結通常不能 k彳于所要求 < 精度。作為處理精度—實例的晶圓承載表面 之平面度較佳為0.5 mm或更小；此外，特佳為〇1 mm或更 小。超出0.5 mm之平面度易於在晶圓與晶圓保持器之間產 生間隙，使得晶圓保持器之熱量不能均勻地傳送至晶圓， 且可導致在晶圓中產生溫度不均勾性。 更佳足條件為琢晶圓承載表面之表面粗糙度為5 (Ra) 。右粗糙度大於5 μπι (Ra)，則由於摩擦在晶圓保持器與晶 圓I間脫洛的晶粒（數量可增大Q該種狀況下脫落之晶粒 成為汙桌物，其對晶圓 < 工序，例如薄膜沈積及蝕刻，產 生不良政應。此外，理想之表面粗糙度為1 (Ra)或更小。 如此，可以上述方法製作一晶圓保持器之基本部分。此 1264080 的一側可為孔口平面直至該電路，且在該電路上執行金屬 化，或不執行金屬化，可使用活性金屬硬焊材料將由鉬、 繞等製成的電極直接連接至該表面。此後，視情況可將該 等電極電鍍以提高其抗氧化能力。以此方法，可製作用於 半導體製造裝置之晶圓保持器。 此外，可在一裝配於半導體製造裝置内的根據本發明之 晶圓保持器上處理半導體晶圓。由於加熱時產生的翹曲及 破裂得以控制，因此可將製造條件安定化，可實現更佳之 半導體晶圓之處理量。保持翹曲及破裂處於控制之下，可 在形成之薄膜及加熱工序方面獲得安定特性。 實施例 實施例1 藉由將以重量計99份氮化物粉末與以重量計}份γ2〇3粉 末混合，並向混合物中混入充當黏合劑之以重量計丨〇份聚 乙烯醇縮丁酸與充當溶劑之以重量計5份鄰苯二甲酸酯，製 備研磨漿。此處’使用平均微粒直徑為〇. 6 μ1Ή且比表面積 為j .4 m /g之氮化銘粉末。使用噴霧乾燥器將該研磨漿製成 微粒；並將該等微粒加入一模具並鑄模，在850下脫脂， 此後在1 9 0 0 C下燒結。此處，當脫脂及燒結時之氣體為氮 氣氣體。對該燒結之頂面及底面以及其圓周進行處理以產 生外fe 34 5 mm，厚度5 mm之A1N燒結。 此外，藉由將充當黏合劑之乙基纖維素及充當溶劑之丁 基卡必醉（Carbit.olTM)加入到重量百分比98 8%之平均微粒 直徑為2.0 μιη的鎢粉末與重量百分比〇 6%之γ2〇3及重量百 ^6741 1264080 分比0.6 %之A12 〇 3中並龜t、e / 4 5可製備鎢膏劑。使用一成 磨機及一三滾筒磨機進行混八。t 、、^ 更」^ 二、 々二、 口 猎由將薇膏劑絲網印刷至 該A1Ν燒結，可將該鹤膏南|形士 。 ㈢^形成—用於加熱電路之圖案。 藉由在800°C下在氮氣翕赠τ似 、把、知印刷有加熱電路之A1N笋 結脫脂，可‘備不同孔隙率之兩 70 包各，其後將其在如表j所列 出之1800至1 900t下進行烘 4 猎由在f^AlN燒結（在其上 形成1¾加熱電路）上層疊複數個 、 妖似禾形成電路之A1N燒結層， 並使用充當結合劑之Α12〇〜γ 、、 2 3-A1N將該層疊層壓為一體 ◦在該晶圓保持器之晶圓保⑺ 曰口保田表面執行研磨工序，使其為1 μιη (Ra)或更小，並在軸接八砉 ’ (τ> ^ ^ 口表面執仃研磨工序，使其為5 μπι (Ra)或更小。亦對該等晶 W保持态進行處理以調整其外徑 。處理後的晶圓保持哭令p 4 ^ αϊ 廿" m寸為外徑340mm、厚度16mm。 /、後’在晶圓保持哭盘曰HWv 1^7 _μ 、 "口 η日曰圓保田表面相對的一側表面上 安裝由Am製成的、外徑8Q_、内㈣随、長刪顏之 軸1結合劑為5〇% Al2〇3挪。Υ2〇3_2〇%她。 藉由局部整平與晶圓保留表面相對一侧之表面直至該加 熱^各，將晶圓保持器中的加熱電路部分暴露。使用-活 性至屬硬、焊材料將由銷製 f ^ +、 衣风又兒極直接連接至該加熱電路 ::h。藉由使電减經該等電極，將該等晶圓保持 …、亚可晶圓保持器之等溫額定值及其形態之變化進 行量測。 3藉由在A日曰81保留面上設定—12英4晶圓溫度計並量測 最高溫度與最低溫度之間的差額來實現等溫額定值之量測 此時凋即功率，使得晶圓溫度計之最高溫度可為700t 1264080 。此外”為實現狀態之變化，將該等晶圓保持器，不含晶 圓溫度計、加熱至700°C ”並使用一雷射位移計量測該晶圓 保留面之中心與外圍之高度（位移差）之差額。藉由將加熱電 路切片並經由一電子顯微鏡在2 0 0 0 X之放大率下觀察該剖 面，可執行對充當電路之加熱電路之孔隙率之量測。其結 果於表I中列出。

表I 序號 烘烤溫度(°C) 孔隙比率(％) 溫度差額(°C) 位移（μηι) 1 1800 2.0 6 70 2 1850 0.5 8 80 3 1870 0.1 14 95 4 1900 0.05 21 120

在每一測試樣品中，相對於晶圓保留面而言，外圍較高 ’即该晶圓保留面fe形為 '一凹形’且中心處晶圓溫度計之 溫度最低。 實施例2 以與實施例1中相同之方法製備由A1N製成的外徑340 mm、厚度1 6 mm之晶圓保持器。然而，對於充當電路之加 熱電路而言，可使用鉬（Mo)膏劑或輕（Ta)膏劑◦以與實施 例1中相同之方法製造膏劑内的氧化物、黏結劑及溶劑。以 與實施例1中相同之方法量測該加熱電路之孔隙率、700 °C 下的溫度差額及位移。其結果於表II中列出。 86'41 A^〇4U80

表ϊ及表ii可明_ p山 ”、、1侍出，在將w、Mo或Ta用 ^ -Z1 ^ ^ . 4 Β π町vv、MO或丄a用於電路 右電路之孔隙率為〇 1〇/$沿丄 付“ /Q或更大，即使加熱至700 t：，在 保持器中亦不會出現超 。 （出100 Pm之位移，且溫度差額 C以内。但當孔隙桌丨 ’羊小於0.1%時，將會出現位移差額

1〇〇 μιη ;此外，溫詹矣姑土二， 又是領較大，超出2〇°c，從而不能 均勻之溫度分佈。 貫施例3 以吳貫犯，1中相同之方法製備由A1N製成的外徑3 mm、厚度16 mm之晶圓保持器。然而，對於加熱電路而 ，可使用重量百分比90% Ag/重量百分比腦之Pd(物質A) 或重τ百分比92% Ag/重量百分比8%iPt(物質B);如表山 所列出，加熱電路烘烤溫度可在85〇。〇至9〇〇它之範圍内 -24 - '41 1264080 化。以與實施例1中相同之方法量測孔隙率、500°C下的溫 度差額及位移。其結果於表III中列出。

表III 序號 加熱電路物質 烘烤溫度 ! 孔隙比率 溫度差額 位移(μΐΉ) (°C) (%) (°C) 13 A 850 5.0 3 40 14 A 870 2.2 7 80 15 A 890 1.6 13 115 16 B 850 3.9 4 55 17 B 870 2.0 6 75 18 B 890 1.5 12 105 自表III可明顯得出，在將Ag系金屬用於電路時，若電路 之孔隙率為2%或更大，當加熱時晶圓保持器中不會出現明 顯之變形，且可獲得均句之溫度分佈。但清晰可見，在孔 隙率小於2%之狀況下，變形很明顯且溫度分佈較大。 實施例4 將實施例1之1號及4號晶圓保持器安裝入薄膜沈積設備 ，其中在12英吋矽晶圓上沈積鎢薄膜。其結果為，儘管在 使用1號晶圓保持器之狀況下矽薄膜厚度之變動令人滿意 ，為10%或更低，但在使用4號晶圓保持器之狀況下，矽薄 膜厚度之變動較差，約為20%。 根據上文描述之本發明，在具有一晶圓承載表面之晶圓 8〇74!

Claims (1)

1264080 拾、申請專利範圍： 1 一種用於半導體製造設備之晶圓保持器，該晶圓保持器 具有用於承載晶圓之表面並包含一形成於該表面或該 晶圓保持器内部、由一或多個燒結薄層構成的一電路層 ，該電路層具有孔隙率，即於其中存在孔隙。 2 如申請專利範圍第1項之晶圓保持器，其中： 該電路層之主要成份為選自鶴、鉬及短中的一或多種 金屬；及 該孔隙率為0.1 %或更大。 3 .如申請專利範圍第1項之晶圓保持器，其中： 該電路層之主要成份為選自銀、訊及鉑中的一或多種 金屬；及 該孔隙率為2%或更大。 4. 如申請專利範圍第2項之晶圓保持器，其中該電路為用 於靜電卡盤之電極電路、抗加熱元件電路、RF功率電 極電路及高壓生成電極電路中的任一種。 5. 如申請專利範圍第3項之晶圓保持器，其中該電路為用 於靜電卡盤之電極電路、抗加熱元件電路、RF功率電 極電路及高壓生成電極電路中的任一種。 6. 一種半導體製造設備，其中安裝了如申請專利範圍第1 項之晶圓保持器。 7 . 一種半導體製造設備，其中安裝了如申請專利範圍第2 項之晶圓保持器。 8. 一種半導體製造設備，其中安裝了如申請專利範圍第3 1264080 項之晶圓保持器。 9. 一種丰導體製造設備，其中安裝了如申請專利範圍第4 項之晶圓保持器。 10. —種半導體製造設備，其中安裝了如申請專利範圍第5 項之晶圓保持器。