TWI574936B - Parts for semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing the same - Google Patents

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Tanakuni Nasu
Tomonori Niwa
Taichi Kibe
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Ngk Spark Plug Co
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Description

半導體製造裝置用零件及其製造方法
本發明係有關於一種半導體製造裝置用零件及其製造方法。
以往，在半導體製造裝置，對半導體晶圓(例如矽晶圓)進行乾蝕刻(例如電漿蝕刻)等之加工處理。為了提高加工精度，在半導體製造裝置內需要確實地支撐半導體晶圓的支撐手段。作為此支撐手段，已知利用靜電吸力來支撐半導體晶圓的靜電夾盤。
在半導體晶圓之溫度發生不均時，加工精度降低。為了提高加工精度，需要使靜電夾盤所支撐之半導體晶圓的溫度變成均勻。例如，在專利文獻1，揭示一種在支撐半導體晶圓之陶瓷基板的內部具備發熱體(加熱電極)的靜電夾盤。利用該發熱體，對半導體晶圓加熱。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-71647號公報
可是，在專利文獻1之靜電夾盤，具有如下所示的問題。即，發熱體藉由以網版印刷將發熱體材料(金屬膏)形成為所要的圖案(圖案形成)所製作。可是，在網版印刷的情況，印刷滲透、因網罩所造成的網孔痕、網罩之位置偏差、印刷方向與圖案形成方向的相異等，有在被形成圖案之發熱體材料發生厚度或寬度之不均等的情況。
因此，發生燒成後之發熱體的厚度或寬度之不均，而難使發熱體均勻地發熱。因而，因為發生內建有發熱體之陶瓷基板的溫度不均(面方向的溫度不均)，所以在陶瓷基板所支撐之半導體晶圓發生溫度不均。結果，有半導體晶圓之加工精度降低的情況。
本發明係鑑於這種背景，欲提供一種可抑制發熱體之厚度或寬度的不均，而抑制設置發熱體之本體基板之溫度不均的半導體製造裝置用零件及其製造方法。
本發明之第1形態係一種半導體製造裝置用零件之製造方法，該半導體製造裝置用零件係包括由陶瓷所構成之本體基板、及設置於該本體基板之發熱體，該製造方法之特徵為具有：塗布步驟，係將是發熱體材料之感光性金屬膏塗布於成為該本體基板的陶瓷生片上；曝光顯像步驟，係對塗布於該陶瓷生片上之該感光性金屬膏進行曝光及顯像，而將成為該發熱體之中間發熱體形成於該陶瓷生片上；以及燒成步驟，係同時燒成該陶瓷生片及該中間發熱體，而形成該本體基板及該發熱 體。
在該半導體製造裝置用零件之製造方法中，依序進行該塗布步驟、該曝光顯像步驟。即，使用光微影，將發熱體材料(感光性金屬膏)形成為所要的圖案。因此，使用光微影所形成之發熱體材料(中間發熱體)的圖案之厚度或寬度的不均係可比以往藉網版印刷等的方法所形成的圖案之厚度或寬度的不均較少。
藉此，可在該燒成步驟形成抑制厚度或寬度的不均，並在發熱之均勻性優異的發熱體。因此，可抑制設置發熱體之本體基板的溫度不均(面方向的溫度不均)，進而可抑制本體基板所支撐半導體晶圓等的溫度不均。結果，例如，可提高對半導體晶圓之蝕刻的加工精度，而提高良率。
又，即使在上述之使用光微影所形成之發熱體材料(中間發熱體)的圖案相異之線寬混合存在，亦可抑制各個圖案之厚度或寬度的不均。藉此，例如可高精度地形成如相異之線寬混合存在之複雜的圖案的發熱體。
本發明之第2形態係一種半導體製造裝置用零件之製造方法，該半導體製造裝置用零件係包括由陶瓷所構成之本體基板、與設置於該本體基板之發熱體，該製造方法之特徵為具有：塗布步驟，係將是發熱體材料之感光性金屬膏塗布於載體膜上；曝光顯像步驟，係對塗布於該載體膜上之該感光性金屬膏進行曝光及顯像，而將成為該發熱體之中間發熱體形成於該載體膜上；轉印步驟，係將該載體膜上之該中間發熱體轉印至成為 該本體基板的陶瓷生片上；以及燒成步驟，係同時燒成該陶瓷生片及該中間發熱體，而形成該本體基板及該發熱體。
在該半導體製造裝置用零件之製造方法，依序進行該塗布步驟、該曝光顯像步驟、該轉印步驟。即，使用光微影，將發熱體材料(感光性金屬膏)形成為所要的圖案，再將其轉印至陶瓷生片上。因此，得到與上述之本發明的第1形態之半導體製造裝置用零件之製造方法一樣的作用效果。
本發明之第3形態係一種半導體製造裝置用零件，其特徵為，包括：由陶瓷所構成之本體基板；及設置於該本體基板之發熱體；該發熱體係具有矩形的截面。
在該半導體製造裝置用零件，設置於該本體基板之發熱體具有矩形的截面。因此，厚度或寬度之不均較少，而在發熱之均勻性優異。藉此，可抑制設置發熱體之本體基板的溫度不均(面方向的溫度不均)，進而可抑制本體基板所支撐之半導體晶圓等的溫度不均。結果，例如，可提高對半導體晶圓之蝕刻的加工精度，而提高良率。
依此方式，若依據本發明，可提供一種可抑制發熱體之厚度或寬度的不均，而抑制設置發熱體之本體基板之溫度不均的半導體製造裝置用零件及其製造方法。
在該第1及第2形態之半導體製造裝置用零件 的製造方法，亦可該中間發熱體係具有矩形的截面。在此情況，可抑制發熱體材料(中間發熱體)之厚度或寬度的不均。藉此，得到抑制發厚度或寬度的不均，而在發熱之均勻性優異的發熱體。此外，此處之「截面」意指例如中間發熱體之與長度方向(軸向)正交的截面，後述的發熱體亦同。又，「矩形」意指例如中間發熱體之截面是長方形，亦包含在長方形之角部具有一些圓角的大致長方形等。
亦可該中間發熱體係表面粗糙度Ra為1μm以下。在此情況，可抑制發熱體材料(中間發熱體)之厚度或寬度的不均。藉此，得到抑制發厚度或寬度的不均，而在發熱之均勻性優異的發熱體。
又，在該半導體製造裝置用零件之製造方法，將是發熱體材料之感光性金屬膏塗布於陶瓷生片上。感光性金屬膏之塗布方法可使用以往周知之網版印刷等的方法。
又，在該曝光顯像步驟，對在該塗布步驟中塗布於陶瓷生片上的感光性金屬膏進行曝光及顯像。在感光性金屬膏，分成「負型」與「正型」。在使用負型感光性金屬膏的情況，對成為發熱體之部分進行曝光，而對除此以外之部分不進行曝光。又，在顯像除去未曝光部分，使曝光部分殘留。另一方面，在使用正型感光性金屬膏的情況，對成為發熱體之部分不進行曝光，而對除此以外之部分進行曝光。又，在顯像除去曝光部分，使未曝光部分殘留。
作為該感光性金屬膏，在「負型」的情況，例如可使用含有金屬粉末(金屬材料)、感光性聚合物、光硬化劑等的金屬膏。感光性聚合物、光硬化劑等可使用以往周知者。另一方面，在「正型」的情況，可使用含有金屬粉末(金屬材料)、溶解抑制劑(聚合物)、光分解促進劑等的金屬膏。
作為該金屬膏所含有的金屬粉末(金屬材料)，因為在該燒成步驟藉同時燒成形成由陶瓷所構成的本體基板及發熱體，所以需要是比本體基板之燒成溫度更高的熔點。因此，作為金屬粉末(金屬材料)，可將鎢(W)、鉬(Mo)、這些金屬之合金等用作主成分。「作為主成分」意指感光性金屬膏包含50體積%以上之鎢、鉬等的金屬粉末(金屬材料)。
在該第3形態之半導體製造裝置用零件，該發熱體的表面粗糙度Ra亦可為1μm以下。在此情況，發熱體係抑制厚度或寬度的不均，而在發熱之均勻性優異。
又，作為該半導體製造裝置用零件，列舉例如支撐半導體晶圓等並加熱的加熱裝置、藉靜電吸力吸附並固持半導體晶圓等的靜電夾盤、藉靜電吸力吸附並固持半導體晶圓等後搬運的搬運構件。在加熱裝置，本體基板支撐半導體晶圓等。又，設置於本體基板之發熱體對半導體晶圓等加熱。在靜電夾盤或搬運構件，藉設置於本體基板之吸附用電極所產生的靜電吸力，將半導體晶圓等吸附並固持於本體基板。又，設置於本體基板之發熱體對半導體晶圓等加熱。
該本體基板例如可藉積層之複數層陶瓷層構成。若作成這種構成，可易於將各種構造(例如發熱體等)形成於本體基板的內部。
作為構成該本體基板的陶瓷材料，例如，可使用以氧化鋁、氧化釔、氮化鋁、氮化硼、碳化矽、氮化矽等之高溫燒成陶瓷為主成分的燒結體等。
作為構成該本體基板之陶瓷材料，亦可根據用途，使用以對硼矽酸系玻璃或硼鉛系玻璃添加了氧化鋁等之無機陶瓷填料的玻璃陶瓷等的低溫燒成陶瓷為主成分的燒結體。又，亦可使用鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶等的介電陶瓷為主成分的燒結體。
又，在半導體之製造的乾蝕刻等的各處理，採用各種使用電漿的技術。在使用電漿的處理，常用鹵素氣體等之腐蝕性氣體。因此，對曝露於電漿或腐蝕性氣體之靜電夾盤等的半導體製造裝置用零件，要求高耐腐蝕性。因此，本體基板係由例如以氧化鋁、氣化釔等為主成分之具有對電漿或腐蝕性氣體之耐腐蝕性的陶瓷材料所構成較佳。
作為構成該發熱體之金屬材料，係與該感光性金屬膏所含的金屬粉末(金屬材料)一樣，可將鎢(W)、鉬(Mo)、這些金屬之合金等用作主成分。
1‧‧‧靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)
11‧‧‧本體基板
41‧‧‧發熱體
110a~110e‧‧‧陶瓷生片
410‧‧‧感光性金屬膏
410a‧‧‧中間發熱體
第1圖係表示第1實施形態之靜電夾盤之構造的剖面說明圖。
第2圖(A)係表示吸附用電極的平面圖，第2圖(B)係表示與吸附用電極連接之通路孔的平面圖。
第3圖(A)係表示發熱體的平面圖，第3圖(B)係表示與發熱體連接之通路孔的平面圖，第3圖(C)係表示驅動器(內部導電層)的平面圖，第3圖(D)係表示與驅動器連接之通路孔的平面圖。
第4圖(A)係表示將穿孔形成於陶瓷生片上之步驟的剖面說明圖，第4圖(B)係表示將通路孔用墨水填充於穿孔內之步驟的剖面說明圖。
第5圖(A)係表示將感光性金屬膏塗布於陶瓷生片上之步驟的剖面說明圖，第5圖(B)係表示對感光性金屬膏進行曝光之步驟的剖面說明圖，第5圖(C)係表示對感光性金屬膏進行顯像之步驟的剖面說明圖。
第6圖係表示陶瓷生片上的感光性金屬膏(中間發熱體)之截面形狀的剖面說明圖。
第7圖係表示將複數片陶瓷生片積層之步驟的剖面說明圖。
第8圖(A)係表示將感光性金屬膏塗布於載體膜上之步驟的剖面說明圖，第8圖(B)係表示對感光性金屬膏進行曝光之步驟的剖面說明圖，第8圖(C)係表示對感光性金屬膏進行顯像之步驟的剖面說明圖。
第9圖(A)係表示將載體膜黏著於陶瓷生片上之步驟的剖面說明圖，第9圖(B)係表示將感光性金屬膏(中間發熱體)轉印至陶瓷生片上之步驟的剖面說明圖。
第10圖係表示發熱體材料(試樣11)之表面粗糙度之 分析結果的圖表。
第11圖係表示發熱體材料(試樣21)之表面粗糙度之分析結果的圖表。
第12圖係表示發熱體材料(試樣12、試樣22)之線寬與厚度之關係的圖表。
第13圖係表示發熱體(試樣13)之截面形狀的相片((A)係線寬0.18mm，(B)係線寬0.36mm，(C)係線寬0.72mm)。
第14圖係表示發熱體(試樣13)之截面形狀的說明圖。
第15圖係表示發熱體(試樣23)之截面形狀的相片((A)係線寬0.18mm，(B)係線寬0.36mm，(C)係線寬0.72mm)。
第16圖係表示發熱體(試樣23)之截面形狀的說明圖。
以下，與圖面一起說明本發明之實施形態。
(第1實施形態)
本實施形態係將本發明之半導體製造裝置用零件應用於靜電夾盤的例子。
如第1圖~第3圖所示，靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1具備由陶瓷所構成之本體基板11、與設置於本體基板11之發熱體41。發熱體41具有矩形的截面。以下，詳細地說明此靜電夾盤。
如第1圖所示，靜電夾盤1係吸附並固持是被吸附物之半導體晶圓8的裝置。靜電夾盤1具備本體基板11、金屬底座12以及黏著層13等，本體基板11與金屬底 座12係經由配置於兩者之間的黏著層13黏合。
在本實施形態，將本體基板11側作為上側，將金屬底座12側作為下側。上下方向是本體基板11與金屬底座12之積層方向，並是本體基板11及金屬底座12的厚度方向。與上下方向(厚度方向)正交之方向係靜電夾盤1在平面上擴大的方向(平面方向、面方向)。
如第1圖所示，本體基板11係吸附並固持半導體晶圓8的構件。本體基板11形成為直徑300mm、厚度3mm的圓板形。本體基板11的上面111係吸附半導體晶圓8的吸附面。本體基板11係將複數層陶瓷層(省略圖示)積層所構成。各陶瓷層係由以氧化鋁為主成分的氧化鋁質燒結體所構成。
吸附用電極21及發熱體(加熱電極)41配置於本體基板11的內部。吸附用電極21係在本體基板11的內部配置於大致同一平面上。吸附用電極21係藉由施加直流高電壓，產生靜電吸力。藉此靜電吸力，半導體晶圓8被吸附並固持於本體基板11的上面(吸附面)111。吸附用電極21係由鎢所構成。
發熱體41係在本體基板11的內部，配置於比吸附用電極21更下側(金屬底座12側)。發熱體41係在本體基板11的內部配置於大致同一平面上。又，發熱體41具有矩形(長方形)的截面。發熱體41係表面粗糙度Ra為1μm以下。又，發熱體41係由鎢所構成。作為構成吸附用電極21及發熱體41的材料，除了上述之鎢以外，可使用鉬、這些元素的合金等。作為構成吸附用電極21及發 熱體41的材料，與使用金或銀的情況相比，可將陶瓷多層配線基板的製造費用抑制成低。
如第1圖所示，金屬底座12係由鋁或鋁合金所構成之金屬製的冷卻用構件(cooling plate)。金屬底座12形成為直徑340mm、厚度32mm的圓板形。金屬底座12配置於本體基板11的下側。在金屬底座12的內部，設置使冷媒(例如氟化液、純水等)流通的冷媒流路123。
如第1圖所示，黏著層13配置於本體基板11與金屬底座12之間。黏著層13係藉由矽樹脂所構成之黏著劑所構成。本體基板11與金屬底座12係經由黏著層13所黏合。
如第2圖(A)所示，吸附用電極21係如上述所示，在本體基板11的內部，配置於大致同一平面上。吸附用電極21形成為在平面圖上圓形。
如第2圖(B)所示，通路孔22配置於吸附用電極21的下側(金屬底座12側)。通路孔22係沿著本體基板11之中心軸在上下方向所形成。通路孔22係與吸附用電極21連接。
如第1圖所示，在靜電夾盤1的內部，設置從金屬底座12的下面122朝向本體基板11側在上下方向所形成的內部孔31。筒狀之絕緣構件32被嵌入內部孔31。金屬化層23設置於內部孔31的底面。金屬化層23係與通路孔22連接。即，吸附用電極21係經由通路孔22，與金屬化層23連接。
內部連接端子33設置於金屬化層23。端子金 屬件34被安裝於內部連接端子33。端子金屬件34係與電源電路(省略圖示)連接。經由內部連接端子33等，對吸附用電極21供給用以產生靜電吸力之電力。
如第3圖(A)所示，發熱體41係如上述所示，在本體基板11的內部，配置於大致同一平面上。長狀的一條發熱體41係一再地被折回並配置成大致同心圓形。
如第3圖(B)所示，一對通路孔42、43配置於發熱體41的下側(金屬底座12側)。一對通路孔42、43係分別與發熱體41之一對端子部411、412連接。
如第3圖(C)所示，一對驅動器44、45(內部導電層)配置於一對通路孔42、43的下側(金屬底座12側)。一對驅動器44、45係分別與一對通路孔42、43連接。各驅動器44、45形成為在平面圖上呈大致半圓形。
如第3圖(D)所示，一對通路孔46、47配置於一對驅動器44、45的下側(金屬底座12側)。一對通路孔46、47係分別與一對驅動器44、45連接。
如第1圖所示，在靜電夾盤1的內部，設置從金屬底座12的下面122朝向本體基板11側在上下方向所形成的內部孔51。筒狀之絕緣構件52被嵌入內部孔51。一對金屬化層48設置於內部孔51的底面(在第1圖僅表示一方)。一對金屬化層48係分別與一對通路孔46、47連接。即，發熱體41(端子部411、412)係經由通路孔42、43、驅動器44、45以及通路孔46、47與金屬化層48連接。
內部連接端子53設置於金屬化層48。端子金屬件54被安裝於內部連接端子53。端子金屬件54係與電 源電路(省略圖示)連接。經由內部連接端子53等，對發熱體41供給用以使發熱體41發熱之電力。
省略圖示，在靜電夾盤1(本體基板11、金屬底座12以及黏著層13)的內部，設置成為冷卻半導體晶圓8之氦等的冷卻用氣體之供給通路的冷卻用氣體供給路。在本體基板11的上面(吸附面)111，設置複數個冷卻用開口部(省略圖示)及環狀之冷卻用槽部(省略圖示)，該冷卻用開口部係冷卻用氣體供給路開口而形成，該冷卻用槽部係以從該冷卻用開口部所供給之冷卻用氣體擴大至本體基板11之上面(吸附面)111整體的方式所形成。
其次，說明靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1之製造方法。
如第4圖~第7圖所示，靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1之製造方法具有：塗布步驟，係將是發熱體材料之感光性金屬膏410塗布於成為本體基板11的陶瓷生片110e上；曝光顯像步驟，係對塗布於陶瓷生片110e上之感光性金屬膏410進行曝光及顯像，而將成為發熱體41之中間發熱體410a形成於陶瓷生片110e上；以及燒成步驟，係同時燒成陶瓷生片110e及中間發熱體410a，而形成本體基板11及發熱體41。以下，詳細地說明此靜電夾盤1之製造方法。
首先，作為步驟1，根據以往周知的方法，製作以氧化鋁為主成分的陶瓷生片。在本實施形態，製作成為本體基板11之6片陶瓷生片110a~110f(參照第7圖)。
接著，作為步驟2，如第4圖(A)所示，以衝孔 等的方法將一對穿孔191、192形成於陶瓷生片110e(參照第7圖)。一對穿孔191、192形成於成為一對通路孔42、43的位置。
然後，作為步驟3，如第4圖(B)所示，使用金屬遮罩等，將通路孔用墨水420、430填充於形成於陶瓷生片110e的一對穿孔191、192內。通路孔用墨水420、430係將鎢粉末與以氧化鋁為主成分之陶瓷生片用的原料粉末混合並作成漿狀的金屬化墨水。
接著，作為步驟4，如第5圖(A)所示，以網版印刷將感光性金屬膏410塗布於陶瓷生片110e上。感光性金屬膏410係塗布於陶瓷生片110e上的整體。感光性金屬膏410係含有鎢粉末、感光性金屬膏以及光硬化劑等的膏。感光性金屬膏410可作成黏度100~20000poise、塗布厚度5~30μm。所塗布之感光性金屬膏410係在80~120℃、5~30分鐘的條件下被乾燥。
然後，作為步驟5，如第5圖(B)所示，在陶瓷生片110e的上方，配置成對準玻璃遮罩72的位置。接著，對陶瓷生片110e上的感光性金屬膏410，從曝光裝置71經由玻璃遮罩72將光(紫外線)照射於既定部分。作為光源，可使用水銀燈(g射線、h射線)等。曝光量可設定成200~6000mj。作為曝光裝置71，使用直描式曝光裝置(LDI：Laser Direct Imager)玻璃遮罩72使用由紫外線可透過的複數個光透過部、及紫外線無法透過的非透過部所構成的光罩。
在此時，將光照射於感光性金屬膏410中成為 發熱體41的部分。藉此，使感光性金屬膏410中照到光的部分(曝光部分)變硬，而形成中間發熱體410a。未照到光的部分(未曝光部分)成為未曝光部410b。
接著，作為步驟6，如第5圖(C)所示，除去感光性金屬膏410中中間發熱體410a以外的部分(未曝光部410b)。具體而言，將已塗布感光性金屬膏410之陶瓷生片110e浸泡於顯像液。作為顯像液，使用0.1~5質量%之碳酸鈉水溶液。藉此，除去感光性金屬膏410中的未曝光部410b，而中間發熱體410a殘留。然後，進行洗淨、乾燥。乾燥係在80~120℃、5~30分鐘的條件下進行。
如第6圖所示，陶瓷生片110e上的中間發熱體410a具有矩形(長方形)的截面。中間發熱體410a係表面粗糙度Ra為1μm以下。中間發熱體410a之圖案寬度(線寬)W可設定成20~2000μm。此外，第6圖係表示與中間發熱體410a之長度方向(軸向)正交的截面。
然後，作為步驟7，如第7圖所示，在陶瓷生片110e以外之陶瓷生片110c、110f之必要處亦進行上述之金屬化墨水的填充、塗布等。
具體而言，以衝孔等的方法將穿孔形成於陶瓷生片110c。接著，使用金屬遮罩等，將成為通路孔22之通路孔用墨水220填充於穿孔內。然後，以網版印刷等之方法將成為吸附用電極21之電極用墨水210塗布於陶瓷生片110c上。通路孔用墨水220及電極用墨水210係上述之金屬化墨水。
又，以衝孔等的方法將一對穿孔形成於陶瓷 生片110f。接著，使用金屬遮罩等，將成為一對通路孔46、47之通路孔用墨水460、470填充於一對穿孔內。然後，以網版印刷等之方法將成為驅動器44、45之驅動器用墨水440、450塗布於陶瓷生片110f上。通路孔用墨水460、470及驅動器用墨水440、450係上述之金屬化墨水。
又，在陶瓷生片110d~110f，預先將貫穿孔形成於成為內部孔31的部分(在上述之第5圖係省略貫穿孔的圖示)。又，在陶瓷生片110f，預先將凹部形成於成為內部孔51的部分。
接著，作為步驟8，將複數片陶瓷生片110a~110f(參照第7圖)積層，並進行熱壓接。藉此，得到包含陶瓷生片110a~110f、中間發熱體410等的積層片。接著，將積層片切割成既定形狀。然後，在還原周圍環境中，在1400~1800℃之範圍(例如1450℃)的溫度條件對積層片進行同時燒成5小時。結果，將陶瓷生片110a~110f中之氧化鋁、導電性膏中的鎢、以及感光性金屬膏410(中間發熱體410a)中之鎢同時燒結。而，陶瓷生片110a~110f成為氧化鋁質燒結體，感光性金屬膏410(中間發熱體410a)成為發熱體41。
然後，作為步驟9，將金屬化層23、48等形成於氧化鋁質燒結體之需要處。藉此，得到本體基板11。然後，使用由矽樹脂等所構成之黏著劑，將本體基板11與金屬底座12黏合。藉此，得到利用黏著層13將本體基板11與金屬底座12黏合的靜電夾盤1。
此外，在本實施形態，作為構成本體基板11 之陶瓷，使用氧化鋁，但是例如在使用氮化鋁的情況，在上述之步驟8，在還原周圍環境中，在1600~2000℃之範圍的溫度條件對積層片進行同時燒成5小時。
其次，說明本實施形態之作用效果。
在本實施形態之靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1的製造方法，進行該塗布步驟、該曝光步驟以及該顯像步驟。即，使用光微影，將發熱體材料(感光性金屬膏410)形成為所要的圖案。因此，使用光微影所形成發熱體材料(中間發熱體410a)之圖案的厚度或寬度的不均可比以往之以網版印刷等的方法所形成的圖案之厚度或寬度的不均較少。
藉此，可在該燒成步驟形成抑制厚度或寬度的不均且在發熱之均勻性優異的發熱體。因此，可抑制設置發熱體41之本體基板11的溫度不均(面方向的溫度不均)，進而抑制本體基板11所支撐之半導體晶圓8的溫度不均。結果，例如，可提高對半導體晶圓8之蝕刻的加工精度，並提高良率。
又，即使在上述之使用光微影所形成之發熱體材料(中間發熱體410a)的圖案相異之線寬混合存在，亦可抑制各個圖案之厚度或寬度的不均。藉此，例如可高精度地形成如相異之線寬混合存在之複雜的圖案的發熱體41。
又，在本實施形態之製造方法，中間發熱體410a具有矩形之截面。因此，可抑制發熱體材料(中間發熱體410a)之厚度或寬度的不均。藉此，得到抑制之厚度 或寬度的不均、在發熱之均勻性優異的發熱體41。
又，中間發熱體410a係表面粗糙度Ra為1μm以下。因此，可抑制發熱體材料(中間發熱體410a)之厚度或寬度的不均。藉此，可得到抑制厚度或寬度不均、發熱均勻性優異的發熱體41。
在本實施形態之靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1，設置於本體基板11之發熱體41具有矩形之截面。因此，發熱體41成為厚度或寬度的不均較少，且發熱之均勻性優異。藉此，可抑制設置發熱體41之本體基板11的溫度不均(面方向的溫度不均)，進而可抑制本體基板11所支撐(固持)半導體晶圓8的溫度不均。結果，例如，可提高對半導體晶圓8之蝕刻的加工精度，並提高良率。
又，在本實施形態，設置於本體基板11之發熱體41係表面粗糙度Ra為1μm以下。因此，發熱體41成為厚度或寬度的不均較少，且發熱之均勻性優異。
依此方式，若依據本實施形態，可抑制發熱體41之厚度或寬度的不均，並提供一種可抑制設置發熱體41之本體基板11之溫度不均的靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1及其製造方法。
(第2實施形態)
本實施形態係如第8圖、第9圖所示，係在上述之第1實施形態的靜電夾盤1(參照第1圖~第3圖)，變更了其製造方法的例子。
如第8圖、第9圖所示，如所示，本實施形態 之靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1的製造方法具有：塗布步驟，係將是發熱體材料之感光性金屬膏410塗布於載體膜600上；曝光顯像步驟，係對塗布於載體膜600上之感光性金屬膏410進行曝光及顯像，而將成為發熱體41之中間發熱體410a形成於載體膜600上；轉印步驟，係將載體膜600上之中間發熱體410轉印至成為本體基板11的陶瓷生片110e上；以及燒成步驟，係同時燒成陶瓷生片110e及中間發熱體410a，而形成本體基板11及發熱體41。
本實施形態之製造方法係在上述之第1實施形態的製造方法的步驟1~9中，步驟4~6相異，而其他的步驟係與上述之第1實施形態相同。以下，主要說明與第1實施形態相異的步驟4~6。
作為步驟4A，如第8圖(A)所示，使用塗布機等將感光性金屬膏410塗布於樹脂製之載體膜600上。感光性金屬膏410係塗布於載體膜600上的整體。所塗布之感光性金屬膏410係在80~120℃、5~30分鐘的條件下被乾燥。本實施形態之載體膜600係由聚萘二甲酸(PEN)所構成。此外，作為本實施形態之載體膜600，可使用聚對苯二甲酸乙脂(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚醯亞胺等。
作為步驟5A，如第8圖(B)所示，在載體膜600的上方，配置成對準玻璃遮罩72的位置。接著，對載體膜600上的感光性金屬膏410，從曝光裝置71經由玻璃遮罩72將光(紫外線)照射於既定的部分。
在此時，將光照射於感光性金屬膏410中成為 發熱體41的部分。藉此，使感光性金屬膏410中照到光的部分(曝光部分)變硬，而形成中間發熱體410a。未照到光的部分(未曝光部分)成為未曝光部410b。
作為步驟6A-1，如第8圖(C)所示，除去感光性金屬膏410中中間發熱體410a以外的部分(未曝光部410b)。具體而言，將已塗布感光性金屬膏410之載體膜600浸泡於顯像液。藉此，除去感光性金屬膏410中的未曝光部410b，而中間發熱體410a殘留。然後，進行洗淨、乾燥。乾燥係在80~120℃、5~30分鐘的條件下進行。
作為步驟6A-2，如第9圖(A)所示，將已形成中間發熱體410a之載體膜600黏著(壓接)於陶瓷生片110e上。在此時，以形成於載體膜600的中間發熱體410a成為陶瓷生片110e側的方式將載體膜600黏著(壓接)於陶瓷生片110e上。
作為步驟6A-3，如第9圖(B)所示，從陶瓷生片110e剝下載體膜600。藉此，將中間發熱體410a轉印至陶瓷生片110e上。即，將中間發熱體410a形成於陶瓷生片110e上。
其次，說明本實施形態之作用效果。
在本實施形態之靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1的製造方法，依序進行該塗布步驟、該曝光顯像步驟以及該轉印步驟。即，使用光微影，在載體膜600上將發熱體材料(感光性金屬膏410)形成為所要的圖案，再將其轉印至陶瓷生片110e上。因此，得到與上述之第1實施形態之靜電夾盤(半導體製造裝置用零件)1的製 造方法相同的作用效果。
又，本實施形態之製造方法係適合於陶瓷生片110e易與水反應之材料的情況。作為易與水反應之材料，可列舉氮化鋁(2AlN+3H2O→2NH3+Al2O3)。例如，在顯像液是碳酸鈉水溶液的情況，該顯像液與陶瓷生片110e產生反應，但是在本實施形態之製造方法，因為顯像液與陶瓷生片110e不接觸，所以適用於此而不會發生這種問題。
(實驗例)
在本實驗例，評估以相異之方法形成圖案之發熱體材料的表面粗糙度及厚度不均。又，觀察了將以相異之方法形成圖案的發熱體材料與陶瓷生片同時燒成之發熱體的形狀。
首先，使用與第1實施形態相同之感光性金屬膏(發熱體材料)，藉與第1實施形態一樣之光微影，將圖案形成於陶瓷生片(氧化鋁生片)上(試樣11)。作為比較，使用以往之金屬膏(發熱體材料)，藉網版印刷將圖案形成於陶瓷生片上(試樣21)。線寬都採用0.70mm。
接著，使用接觸式粗糙度量測器(東京精密公司製，SURFCOM 1500SD3)，分析了試樣11及試樣21之發熱體材料的表面粗糙度。作為量測條件，採用量測範圍：1000μm、最小解析度：0.0001μm、量測力：0.75mN、觸針材質：鑽石、觸針形狀：60°圓錐形、量測速度：0.5mm/秒。
第10圖係試樣11之發熱體材料之表面粗糙度 的分析結果。第11圖係試樣21之發熱體材料之表面粗糙度的分析結果。比較第10圖及第11圖，得知藉光微影所形成之試樣11的表面粗糙度比藉網版印刷所形成之試樣21的表面粗糙度小。又，如第10圖所示，得知試樣11之發熱體材料係截面為矩形。
其次，使用感光性金屬膏(發熱體材料)，藉光微影將線寬相異的4種圖案同時形成於同一陶瓷生片上(試樣12)。作為比較，使用以往之金屬膏(發熱體材料)，藉網版印刷將線寬相異的4種圖案同時形成於同一陶瓷生片上(試樣22)。4種相異的線寬係0.18mm、0.36mm、0.72mm、1.10mm。求得在各種線寬之圖案之厚度的平均值。
第12圖係表示試樣12及試樣22之發熱體材料的線寬與厚度之關係的圖表。在第12圖，S1係試樣12之結果，S2係試樣22之結果。從第12圖，得知藉光微影所形成試樣12(S1)係線寬相異之各試樣之厚度的差小。因此，得知即使圖案相異之線寬混合存，與藉網版印刷所形成試樣22(S2)相比，藉光微影所形成試樣12(S1)係可更可抑制圖案之厚度的不均。
接著，使用感光性金屬膏(發熱體材料)，藉光微影將線寬相異的3種圖案形成於陶瓷生片上。對包含此陶瓷生片之複數片陶瓷生片進行積層、熱壓接，並在既定條件下燒成，藉此，得到具有發熱體的本體基板(試樣13)。作為比較，使用以往之金屬膏(發熱體材料)，藉網版印刷將線寬相異的3種圖案形成於陶瓷生片上。對 包含此陶瓷生片之複數片陶瓷生片進行積層、熱壓接，並在既定條件下燒成，藉此，得到具有發熱體的本體基板(試樣23)。觀察了這些本體基板的截面(尤其發熱體的截面形狀)。
第13圖(A)~第13圖(C)係表示試樣13的發熱體(線寬0.18mm、0.36mm、0.72mm)之截面形狀的相片。第14圖係表示試樣13的發熱體之截面形狀的模式圖。第15圖(A)~第15圖(C)係表示試樣23的發熱體(線寬0.18mm、0.36mm、0.72mm)之截面形狀的相片。第16圖係表示試樣23的發熱體之截面形狀的模式圖。
如第13圖(A)~第13圖(C)所示，試樣13的發熱體係截面是矩形(長方形)。即，如第14圖所示，設置於本體基板11之發熱體41係截面是矩形(長方形)。長方形的角部具有一點圓角。發熱體41之線寬或厚度大致為定值。
另一方面，如第15圖(A)~第15圖(C)所示，試樣23的發熱體係寬度方向兩端部尖突成三角形。即，如第16圖所示，設置於本體基板911之發熱體941係寬度方向兩端部尖突成三角形。發熱體941之寬度方向兩端部係愈接近前端厚度變成愈薄。
從這結果，得知藉由試樣13之發熱體(藉光微影形成圖案)具有矩形的截面，與試樣23之發熱體(藉網版印刷形成圖案)相比，厚度或寬度的不均較少，且發熱均勻性優異。
(其他的實施形態)
本發明係絲毫未限定為上述之實施形態、實施例等，當然可在不超出本發明的範圍以各種形態實施。
(1)在上述的實施形態，在該塗布步驟，以網版印刷將感光性金屬膏塗布於陶瓷生片上，但是例如預先將金屬遮罩配置於陶瓷生片，在塗布步驟塗布步驟作成經由金屬遮罩塗布感光性金屬膏，亦可使用塗布機等塗布。
(2)在上述的實施形態，將發熱體設置於本體基板的內部，但是例如亦可設置於本體基板的表面。一樣地，將吸附用電極設置於本體基板的內部，但，例如亦可設置於本體基板的表面。
(3)在上述的實施形態，作為感光性金屬膏，使用在顯像時曝光部分殘留之「負型」的感光性金屬膏，但是亦可使用在顯像時曝光部分被除去之「正型」的感光性金屬膏。
110e‧‧‧陶瓷生片
410‧‧‧感光性金屬膏
410a‧‧‧中間發熱體
410b‧‧‧未曝光部
420、430‧‧‧通路孔用墨水
71‧‧‧曝光裝置
72‧‧‧玻璃遮罩

Claims (6)

  1. 一種半導體製造裝置用零件之製造方法，該半導體製造裝置用零件係包括由陶瓷所構成之本體基板、與設置於該本體基板之發熱體，該製造方法之特徵為具有：塗布步驟，係將是發熱體材料之感光性金屬膏塗布於會成為該本體基板的陶瓷生片上；曝光顯像步驟，係對塗布於該陶瓷生片上之該感光性金屬膏進行曝光及顯像，而將會成為該發熱體之中間發熱體形成於該陶瓷生片上；以及燒成步驟，係同時燒成該陶瓷生片及該中間發熱體，而形成該本體基板及該發熱體。
  2. 一種半導體製造裝置用零件之製造方法，該半導體製造裝置用零件係包括由陶瓷所構成之本體基板、與設置於該本體基板之發熱體，該製造方法之特徵為具有：塗布步驟，係將是發熱體材料之感光性金屬膏塗布於載體膜上；曝光顯像步驟，係對塗布於該載體膜上之該感光性金屬膏進行曝光及顯像，而將會成為該發熱體之中間發熱體形成於該載體膜上；轉印步驟，係將該載體膜上之該中間發熱體轉印至會成為該本體基板的陶瓷生片上；以及燒成步驟，係同時燒成該陶瓷生片及該中間發熱體，而形成該本體基板及該發熱體。
  3. 如請求項1或2之半導體製造裝置用零件的製造方法，其中該中間發熱體係具有矩形的截面。
  4. 如請求項1或2之半導體製造裝置用零件的製造方法，其中該中間發熱體係表面粗糙度Ra為1μm以下。
  5. 如請求項3之半導體製造裝置用零件的製造方法，其中該中間發熱體係表面粗糙度Ra為1μm以下。
  6. 一種半導體製造裝置用零件，其特徵為：包括：由陶瓷所構成之本體基板；及設置於該本體基板之發熱體；該發熱體係具有矩形的截面；該發熱體係表面粗糙度Ra為1μm以下。
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