TWI304257B - - Google Patents

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1304257 (1) 九、 【發 ，盤。 【先 #理腔 . 用被 靜電 103 屬板 法， 印刷 • 進行 【發 或塗 發明說明 明所屬之技術領域】 本發明是關於吸附半導體基板或玻璃基板等的靜電吸 前技術】 進行鈾刻，CVD，濺鍍，離子植入，去灰等的電漿處 內，作爲吸附保持半導體基板或玻璃基板的手段，使 揭示在專利文獻1〜4的靜電吸盤。 如第7圖所示地，被揭示於上述專利文獻1〜2的習知 吸盤的構造，是將電極1 02保持於內部的介電質層 經由聚矽氧樹脂等的有機黏接劑1 〇 1黏接一體化於金 100上。又，作爲於介電質層1〇3埋設電極102的方 採用者於經燒成而成爲介電質層的陶瓷生薄片的表面 電極（鎢）’又，在該上面重疊另外的陶瓷生薄片而 燒成（熱壓機）的方法。 專利文獻1 :日本實開平4- 1 3 3 443號公報 專利文獻2:日本特開平10-223742號公報 專利文獻3:日本特開2003-152065號公報 專利文獻4:日本特開200卜338970號公報 明內容】 在進行電漿處堙後的腔內面，附著有來自半導體晶圓 膜的殘渣及生成物。又，當重複電漿處理，則殘渣及 -4 - (2) 1304257 生成物逐漸地堆積，之後從腔內面剝離而附著於半導體基 板或玻璃基板表面並導致降低良品率。 如此，習知就藉由電漿定期地洗淨腔內，作成能除去 ~ 附著於腔內面的殘渣及生成物。這時候，習知爲了防止靜 - 電吸盤表面曝露在電漿，以擋片覆蓋靜電吸盤轰面的狀態 下進行清淨，惟在最近爲了縮短間歇時間而提升生產效率 ，未以擋片覆蓋靜電吸盤表面，而在洗淨之際，將靜電吸 # 盤表面直接曝露於〇2氣體或cf4氣體等的洗淨電漿的所 . 謂無晶圓電漿洗淨成爲該業界的趨勢。 然而，使用通常被廣泛所使用的陶瓷原料粉末所製作 的靜電吸盤經燒成後的平均粒子徑是5〜50 μπι，惟在該靜 電吸盤實施上述無晶圓電漿洗淨時，藉由陶瓷表面的粒子 脫離及粒界浸蝕，會使平均粗糙度（Ra)變大，而發生降 低靜電吸附力及產生降低與晶圓的固體接觸界面導熱率等 的不方便，而必須較早地更換靜電吸盤。 ® 作爲解決此些的手段，如揭示於專利文獻3，有將陶 瓷的平均粒子徑抑制在2 μπι以下的靜電吸盤，惟如習知 構造的靜電吸盤，爲了將電極進入介電質內部，在燒成， 成形兩枚介電基基板之後，夾住電極材料而藉由熱壓機等 加熱加壓處理作成一體化等，需要在技術上高度又複雜的 工程。所以有降低可靠性或工期長時間化等課題。 然而，將上述平均粒子徑抑制在2 μπι以下的陶瓷介 電質基板’是燒成時的脫黏結性等的方便上，並不是於介 電質內部進入電極的狀態下積層生薄片一體燒成所得到者 -5- (3) 1304257 。亦即，擬製作具電漿耐久性的習知構造的靜電吸盤時， 成爲需要在燒成的介電質基板的內部進入電極的技術。 作爲解決此的手段，如揭示於專利文獻4地，揭示著 在介電質基板表面形成電極，而將聚醯亞胺等絕緣性的樹 脂黏貼於其上面者，接合於金屬基板的方法，惟該構造的 情形，有依絕緣樹脂的導熱率低的晶圓溫度上昇或絕緣可 靠性有課題。 t 本發明的目的是在於提供製程簡便，無晶圓電漿洗淨 的耐久性高，晶圓冷卻能力高，電極與金屬板間的電性絕 緣的可靠性高等，可同時地解決上述課題的靜電吸盤。 爲了解決上述課題，本發明的靜電吸盤，其特徵爲： 於表面藉由噴鍍形成有絕緣體膜的金屬板，及於表面形成 有電極的介電質基板，是上述絕緣體膜與上述電極相對方 式，經由絕性黏接劑被接合的構成。 如上述地，即使在介電質基板表面設有電極的情形， I 也藉由將依噴鍍的絕緣體膜形成於金屬板表面，可提供可 對應於簡單構造且可靠性高的無晶圓電漿清淨的靜電吸盤 〇 作爲構成上述介電質基板的粒子，平均粒子徑是2 以下者在提昇電漿性上較佳。將平均粒子徑作成2 μπι 以下，而即使重複進行無晶圓電漿清淨，也可提供介電質 基板的吸附面粗糙度變化小的靜電吸盤。 上述介電質基板與絕緣性黏接劑及絕緣體膜的全厚度 是〇.5mm以上，2.0mm以下較佳。作成如上述的厚度，就 -6 - (4) 1304257 可確保被吸附物與電極間的電性絕緣性及電極與金屬板間 的電性絕緣性。又，可提ά從被吸附物至金屬板的傳熱效 率良好的靜電吸盤。又，作爲適當的例子，爲了抑制介電 ' 質被吸附物與金屬板之間的阻抗，介電質基板，絕緣性黏 ‘ 接劑及絕緣膜的全厚度是作成1.5mm以下較理想。 本發明的靜電吸盤，是製程簡便，構成表面成爲吸附 面的介電質基板的粒子徑較小，且耐電漿性優異，不必使 • 用擋片就可進行無晶圓電漿清淨之故，因而可大幅度地減 - 少間歇時間，又因傳熱效率良好，因此可提高晶圓冷卻能 ^ 力，並可提高電極與金屬板間的電性絕緣的可靠性。 具體而言，第4 (a)圖是表示照射電漿前的本發明的 靜電吸盤的介電質基板表面的顯微鏡照片；第4 (b)圖是 表示照射電漿前的習知靜電吸盤的介電質層表面的顯微鏡 照片；第5 (a)圖是表示照射電漿後的本發明的靜電吸盤 的介電質基板表面的顯微鏡照片；第5 (b)圖是表示照射 ® 電漿前的習知靜電吸盤的介電質層表面的顯微鏡照片。 又，第6圖是表示在本發明的靜電吸盤的介電質基板 表面與習知的靜電吸盤的介電質表面照射電漿時的表面粗 糙度的變化。 由此些照片與圖式可知，本發明的靜電吸盤的介電質 基板表面，是在照射電漿之前後，表面粗糙度（Ra)的變 化極小。 【實施方式】 (5) 1304257 以下，依據圖式說明本發明的實施例，第1圖是表示 組裝本發明的靜電吸盤的電漿處理裝置的整體圖；第2圖 是表示同靜電吸盤的斷面圖；第3圖表示說明同靜電吸盤 的裝配順序的圖式。 電漿處理裝置是在腔1內配設有電漿發生用的上部電 極1〇與靜電吸盤20。又在腔1的頂壁形成有CF4或〇2等 的反應氣體導入口 2，及連接於減壓裝置的排氣口 3。 靜電吸盤20的基本上構成，是於金屬板21表面藉由 噴鍍形成有絕緣體膜22，在該絕緣體膜22上經由絕緣性 黏接劑層23接合有介電質基板24，該介電質基板24表面 是作爲半導體晶圓等的被吸附物W的載置面，而在下面 形成有電極25，25。又，供電於此些電極25，25所用的 引入線26，26貫穿金屬板21延伸至下方。又，引入線26 與金屬板2 1被絕緣。 上述金屬板21是由鋁合金或銅等的導熱性優異的金 屬所構成，在內部形成有冷媒通路2 1 a，又，作爲於金屬 板2 1上面藉由噴鍍所形成的絕緣體膜22，以例如氧化鋁 (Α12〇3)等無機材料較佳。 又’作爲介電質基板24的製作方法，例如以平均粒 子徑〇·1 μπι，純度99.9 9%以上的氧化鋁原料粉末作爲主 成分，而將0.2 wt%以上，0.6wt%以下的氧化鈦 （Ti02) 混合粉碎在該原料粉末，添加，調整丙烯系黏接劑之後， 使用噴霧乾燥機進行造粒，而製作顆粒粉。然後經CIP ( 橡膠壓機）或機力壓機成形之後，加工成所定形狀，在 -8 - (6) 1304257 1 150〜1 3 50 °C的還原環境下燒成。又，進行HIP處理（ 熱等方壓加壓）。H1P條件是Ar氣體】000氣壓以上，溫 度是與燒成度相同作爲I 1 5 0〜1 3 5 0 t：。在此種條件下， 得到極緻密且構成粒子的平均粒子徑2 μηι以下，在2 0 土 ‘ 3 °C，體積阻抗率爲1〇8〜1011 Ω cm，相對密度爲99%以上 的介電質基板24。 又，在此所表示的平均粒子徑，是使用以下的測面積 ® 法所求出的粒子徑。首先，以SEM攝影介電質基板的照 - 片，在該照片上描繪面積（A)的已知圓，由圓內的粒子 數nc與覆蓋於圓周的粒子數ni，藉由（1)式求出每一單 位面積的粒子數NG。 NG= (nc + l/2ni) / (A/m2)…(1 ) 式中m是表示照片的倍率。因1/NG爲一個粒子所佔 ® 有的面積，因此粒子徑是以圓相當徑2/， （ 7Γ NG)、所 得到。 又，上述電極2 5是硏削加工介電質基板24的表面之 後，藉由CVD或PCD來形成TiC或Ti等的導電膜，並將 該導電膜予以噴砂或餓刻，就可得到所定電極圖案。 使用上述極緻密的介電質基板，可提高耐電漿性’未 使用擋片也可使靜電吸盤表面的粗糙度變化抑制成極小。 又，如第3圖所示地，擬裝配上述靜電吸盤20時， 事先準備形成有絕緣體膜22的金屬板2 1，及形成有電極 -9- (7) 1304257 25的介電質基板24，面對面金屬板21的絕緣體膜22與 介電質基板24的電極25方式，經由絕緣性黏接劑層23 來接合兩者。 作爲絕緣性黏接劑層23爲如以氧化鋁或氮化鋁作爲 塡充劑，有導熱率1 W/mK以上，較理想爲1.6W/mK以上 的聚矽氧樹脂等。 ®【圖式簡單說明】 - 第1圖是表示裝設本發明的靜電吸盤的電漿處理裝置 的整體圖。 第2圖是表示同靜電吸盤的斷面圖。 第3圖是表示說明裝配同一靜電吸盤的順序的圖式。 第4 (a)圖是表示照射電漿前的本發明的靜電吸盤的 介電質基板表面的顯微鏡照片；第4 (b)圖是表示照射電 漿前的習知的靜電吸盤的介電層表面的顯微鏡照片。 ® 第5 (a)圖是表示照射電漿後的本發明的靜電吸盤的 介電質基板表面的顯微鏡照片；第5 (b)圖是表示照射電 漿後的習知的靜電吸盤的介電層表面的顯微鏡照片。 第6圖是表示在本發明的靜電吸盤的介電質基板及習 知的靜電吸盤的介電質層表面照射電漿時的表面粗糙度的 變化。 第7圖是表示習知的靜電吸盤的斷面圖。 【主要元件符號說明】 -10- 1304257 (8) 1 :腔 2:反應氣體導入口 3 :排氣口 2 0 :靜電吸盤 • 2 1，1 0 0 :金屬板 22 :絕緣體膜 23 :絕緣性黏接劑層 • 24 :介電質基板 • 25 ， 102:電極 26 :引入線 2 1 a :冷媒通路 1 〇 1 :有機黏接劑 103 :介電質層 W :被吸附物

Claims (1)

1304257 十、申請專利範圍 第95 1 1 8484號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國97年6月23日修正 1 · 一種靜電吸盤，其特徵爲： 於表面藉由噴鍍形成有無機材料所構成的電性絕緣體 ϋ 膜的金屬板’及於表面選擇性地形成有電極的陶瓷介電質 基板’爲上述電極與上述電性絕緣體膜以相對方式，經由 電性絕緣性黏接劑被接合，上述電性絕緣性黏接劑也介於 上述陶瓷介電質基板的上述表面中未形成有電極的部分與 上述電性絕緣體膜之間，上述電性絕緣性黏接劑的導熱率 爲1 W/mK以上。 2.如申請專利範圍第1項所述的靜電吸盤，其中，構 成上述介電質基板的粒子的平均粒子徑是2 μπι以下。

3 ·如申請專利範圍第1項所述的靜電吸盤，其中，上 述介電質基板與絕緣性黏接劑及絕緣體膜的全厚度是 〇.5mm以上，2.0mm以下。