TWI582061B - Wafer fixed table and its preparation method - Google Patents

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Description

晶圓固定台及其製法
本發明係有關於晶圓固定台及其製法。
在將陶瓷製的靜電吸盤(electrostatic chuck)(靜電吸盤加熱器、載置器)與金屬製的冷卻板接著而成之晶圓固定台，靜電吸盤與冷卻板之接著係通常使用樹脂性接著膠帶、接著材等之物(例如專利文獻1等)。如此的晶圓固定台，係因樹脂的耐熱性而使用溫度被限制(通常100℃以下，即便在能夠在高溫使用者，亦頂多150℃以下)。欲使用具有耐熱性之樹脂時，因為樹脂的彈性模數較高，無法吸收陶瓷與冷卻板的熱膨脹差致使產生變形和裂紋，所以難以使用作為晶圓固定台。使用金屬硬銲材料(metal brazing material)等接合時，雖然只要可接合即使在高溫亦能夠使用，但是若未整合陶瓷與冷卻板(金屬)的熱膨脹時，在接合時係產生變形和裂紋。
另一方面，專利文獻2係揭示一種裝置，其係在陶瓷基體與具備水道之底板之間，設置有耐熱層、接著層及絕熱層。耐熱層是聚醯亞胺等的絕緣性樹脂、將低熔點玻璃、氧化鋁、氧化矽等的無機系材料設作基質而成之無機接著材等。接著層及絕熱層係聚矽氧等的絕緣性樹脂。製造如此的裝置，係首先在底板上形成絕熱層。具體而言，係在含有填料之聚矽 氧等的絕緣性樹脂層疊在底板上，依需要將此樹脂邊進行按壓邊加熱至硬化溫度以上而使其硬化。其次，在陶瓷基體的一面形成耐熱層。為了形成耐熱層，係可以層疊薄膜狀材料且使硬化。亦可塗佈液狀或糊狀材料且使其硬化。其次，在絕熱層上形成接著層，在使接著層硬化之前，係以在接著層上之陶瓷基體的耐熱層側為與接著層接合之方式搭載陶瓷基體。隨後，將接著層加熱至硬化溫度以上而使其硬化。藉由如此的裝置，係能夠將使用溫度提高至比先前更高。又，因為設置有具有柔軟性之接著層，所以即便在加熱時產生應力時，亦能夠藉由接著層將所產生的應力緩和。
先前技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本特開2009-71023號公報
[專利文獻2]日本特開2013-120835號公報
但是，在專利文獻2的裝置，因為接著層係比耐熱層更富於柔軟性(彈性模數較低)，所以在接著層與絕熱層之間、接著層與耐熱層之間有產生剝落之虞。認為下述係這種情形的一個原因：因為在製造此裝置之過程，係將硬化之前的接著層夾入耐熱層與絕熱層之間且在此狀態下加熱而使接著層硬化，但是因為硬化前的接著層係容易變形，所以無法維持平坦且氣泡容易進入層間。
本發明係為了解決前述課題而進行，其主要目的係提供一種即便在高溫亦能夠良好地維持靜電吸盤與冷卻板的接著狀態之晶圓固定台。
本發明的晶圓固定台，係在陶瓷製的靜電吸盤與金屬製的冷卻板之間具備樹脂製的接著層之晶圓固定台，前述接著層係包含：第1層，其係與前述靜電吸盤接合；第2層，其係與前述冷卻板接合；及中間層，其係位於前述第1層與前述第2層之間；關於耐熱性係前述第1層及前述中間層比前述第2層更高，關於柔軟性係前述第2層比前述第1層及前述中間層更高，而且各層係氣密地接合著。
在本發明的晶圓固定台，接著層之中與靜電吸盤接合之第1層係擔任耐熱性，接著層之中與冷卻板接合之第2層係擔任柔軟性亦即應力緩和。通常是耐熱性較高的樹脂材料，因為彈性模數較高，所以使用其作為將陶瓷與金屬的接著層之材料時，不容易吸收兩者的熱膨脹差而容易產生變形和裂紋。另一方面，通常柔軟性較高的樹脂材料，因為耐熱性較低，所以使用其作為將陶瓷與金屬的接著層之材料時，因熱而脆化且容易產生剝落。因此，在本發明，係設作第1層為擔任耐熱性，冷卻板側的第2層為擔任柔軟性，而能夠使耐熱性與應力緩和的雙方得到平衡。又，第1層與第2層之間的中間層，因為係設作耐熱性較高的樹脂材料、亦即彈性模數較高且不容易變形之樹脂材料，所以在藉由熱硬化而形成接著層之階段，空 氣不會進入各層間而在熱硬化後，各層間係成為氣密地接合之狀態。因此，即便在高溫狀態下，在各層間仍不產生剝落。因而，使用本發明的晶圓固定台時，即便在高溫(例如150℃以上)仍能夠良好地維持靜電吸盤與冷卻板的接著狀態。
製造本發明的晶圓固定台之方法，係在前述靜電吸盤的一面，設置前述第1層熱硬化之前的第1層前驅物之層，同時在前述冷卻板的一面，設置前述第2層熱硬化之前的第2層前驅物之層；將相當於前述中間層之熱硬化完畢的平坦樹脂片夾入前述靜電吸盤的前述第1層前驅物之層、與前述冷卻板的前述第2層前驅物之層之間而成為積層體；藉由將此積層體放入袋內且將此袋內減壓後，從此袋的外部邊加壓邊加熱，來使前述第1層前驅物之層及前述第2層前驅物之層熱硬化。
在此製法，係將相當於中間層之熱硬化完畢的平坦樹脂片夾入靜電吸盤的第1層前驅物之層與冷卻板的前述第2層前驅物之層之間而成為積層體，將此積層體放入袋內減壓後，積每個減壓後之袋在加壓下進行加熱，而使第1層前驅物之層及第2層前驅物之層熱硬化。因此，在製造積層體的階段，空氣不進入各層間，其結果，在熱硬化後係成為各層間氣密地接合之狀態。因而，所得到的晶圓固定台係即便在高溫狀態下，各層間仍不會產生剝落。如此的製法，可說是適於得到本發明的晶圓固定台的方法。
10‧‧‧晶圓固定台
12‧‧‧靜電吸盤
12a‧‧‧靜電電極
12b‧‧‧加熱器電極
13a‧‧‧給電構件
13b‧‧‧給電構件
14‧‧‧冷卻板
14a‧‧‧冷媒通路
16‧‧‧接著層
16a‧‧‧第1層
16b‧‧‧第2層
16c‧‧‧中間層
26a‧‧‧第1層前驅物之層
26b‧‧‧第2層前驅物之層
26c‧‧‧樹脂片
第1圖係晶圓固定台10的剖面圖。
第2圖係晶圓固定台10的製程圖。
第3圖係剪切試驗裝置的說明圖。
用以實施發明之形態
將本發明的晶圓固定台的一實施形態顯示在第1圖。第1圖係晶圓固定台10的剖面圖。
晶圓固定台10，係在陶瓷製的靜電吸盤12與金屬製的冷卻板14之間具備樹脂製的接著層16而成。
作為靜電吸盤12，例如能夠使用下述習知者：在氧化鋁製和氮化鋁製的陶瓷基材，內部包藏靜電電極12a及加熱器電極12b而成。對於靜電電極12a，係藉由貫穿接著層16及冷卻板14之給電構件13a，而從外部供給電力。又，對於加熱器電極12b，係藉由貫穿接著層16及冷卻板14之給電構件13b，而從外部供給電力。又，各給電構件13a、13b，係與冷卻板14電性絕緣。靜電吸盤12的上面係載置晶圓之面，被載置的晶圓，係藉由靜電電極12a的靜電力而被吸附固定在其面，同時藉由加熱器電極12b而被加熱。
作為冷卻板14，係能夠使用下述習知者：內部包藏有能夠將冷卻液等的冷媒循環之冷媒通路14a。冷卻板14係由熱傳導性較佳的材料例如鋁、鋁合金等的金屬材料所製造。因為冷卻板14係內部包藏冷媒通路14a，所以即便靜電吸盤12成為高溫時，冷卻板14亦能夠藉由冷媒(例如冷卻液)被設定在較低的溫度。
接著層16，係包含：第1層16a，其係與靜電吸盤12接合；第2層16b，其係與冷卻板14接合；中間層16c，其係位於第1層16a與第2層16b之間。因為接著層16係被夾在高溫的靜電吸盤12與低溫的冷卻板14之間，所以在接著層16的內部係存在溫度分布。因此，構成接著層16之各層，係使用經得起按照此溫度分布的溫度之材料。因為第1層16a及中間層16c係靠近發熱的靜電吸盤12，相較於第2層16b較容易成為高溫，所以使用耐熱性比第2層16更高的材料。因為第2層16b係靠近冷卻板14，相較於第1層16a及中間層16c，較容易成為低溫，所以使用柔軟性比第1層16a及中間層16c更高的材料，來緩和因靜電吸盤12與冷卻板14的熱膨脹差而產生的應力。又，第1層16a與中間層16c、中間層16c與第2層16b係各自氣密地接合著。在此，所謂氣密地接合係指在層間沒有Φ 1mm以上的氣泡，而且小於Φ 1mm的氣泡係每706.5cm2為20個以下。例如在從靜電吸盤12的上面能夠透視接著層16、從冷卻板14的下面能夠透視接著層16等之情況，亦可藉由目視來判定有無氣泡。或者亦可將晶圓固定台10放入純水之中，藉由超音波探傷裝置來調查有無氣泡。藉由超音波探傷裝置判定有無氣泡，係不管靜電吸盤12、冷卻板14等是否透明均能夠實施。
第1層16a及中間層16c，係以在200℃(較佳為250℃)顯示耐熱之聚醯亞胺系樹脂層、環氧系樹脂層或PEEK(聚醚醚酮)樹脂層為佳。聚醯亞胺系樹脂層係含有具有至少醯亞胺鍵的高分子材料之樹脂層。環氧系樹脂層係含有三維 硬化物之樹脂層，其中此三維硬化物係藉由具有反應性的環氧基之聚合物與硬化劑的反應而生成。作為預聚合物，例如可舉出能夠作氫移動型的加成聚合者等。其原因是：從靜電吸盤12的傳熱，使得第1層16a及中間層16c有上升至此種溫度之虞。又，其原因是：聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或PEEK樹脂係任一者均具有優異的耐熱性。中間層16c係以平坦的樹脂片為佳。因為如此各層間係容易成為氣密地接合的狀態之緣故。
第2層16b，係以環氧-丙烯酸混合樹脂層為佳，以在室溫之剪切彈性模數Z(MPa)為0.048≦Z≦2.350為佳。第2層的剪切彈性模數Z為上述範圍內時，因為即便在高溫時由於靜電吸盤12與冷卻板14的熱膨脹差而在接著層16產生剪切應力，亦能夠緩和此應力之緣故。又，如此的環氧-丙烯酸混合樹脂層，係例如揭示在特開2014-183077號公報。第1層16a及中間層16c之彈性模數Z係比第2層16b更大，因此相較於第2層16b，較沒有柔軟性而較硬。第2層16b的厚度，係以比第1層16a與中間層16c的厚度之和更薄為佳，例如以100~500μm為佳，以150~400μm為較佳。相較於100~500μm時，第2層16b的厚度為150~400μm時，係比較能夠經得起高溫。
第2層16b，係以使環氧-丙烯酸混合的接著劑硬化而成者為佳。如此的接著劑，係可以設作含有下述者：(A)能夠作氫移動型的加成聚合之環氧樹脂(預聚合物)；(B)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物(預聚合物)；及(C)硬化劑。以下，說明此接著劑的成分及組成。
作為成分(A)之能夠氫移動型的加成聚合之環氧樹脂，可舉出雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等。如此的環氧樹脂，係在硬化反應時不產生、或幾乎不產生低分子物質。
作為成分(B)之丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物，可舉出以丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯作為主成分之含環氧基的丙烯酸橡膠；及以丙烯酸烷酯或甲基丙烯酸烷酯作為主成分之含羧基的丙烯酸橡膠等。如此的聚合物亦是在硬化反應時不產生、或幾乎不產生低分子物質。
作為成分(C)之硬化劑，可舉出DICY(氰胍(dicyanodiamide))硬化劑、咪唑系硬化劑、胺系硬化劑等。
接著劑的組成，係例如可以含有5~80質量%的成分(A)、15~90質量%的成分(B)、0.1~5質量%的成分(C)。特別是已在冷卻板14開孔時，欲抑制接著劑突出此孔時，以使成分(A)的質量成為比成分(B)的質量%更小為佳，以含有19~36質量%的成分(A)、60~80質量%的成分(B)、1~4質量%的成分(C)為較佳。又，作為此外的成分，亦可添加小於1質量%的末端羧基．丁二烯-丙烯腈共聚合液狀橡膠(CTBN)。
在以下的(1)~(5)，例示第2層16b用的接著劑片亦即第2層前驅物之層26b。又，如此的接著劑片，係使揮發性溶劑從使用揮發性溶劑(丙酮、己烷等)稀釋各成分而成之接著劑揮發而成為薄片形狀之物。測定將上述物質熱硬化之後的剪切彈性模數Z時，任一者均是0.23左右。
(1)含有19質量%的雙酚F型環氧樹脂、80質量%之以丙烯酸丁酯作為主成分之含環氧基的丙烯酸橡膠、及1質量%的DICY(氰胍)硬化劑之接著劑片。
(2)含有29質量%的甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、70質量%之丙烯酸乙酯作為主成分之含環氧基的丙烯酸橡膠、及1質量%的咪唑系硬化劑之接著劑片。
(3)含有36質量%的雙酚A型環氧樹脂、60質量%之以丙烯酸丁酯作為主成分之含羧基的丙烯酸橡膠、及4質量%的胺系硬化劑之接著劑片。
(4)含有57質量%的雙酚F型環氧樹脂、40質量%之以丙烯酸丁酯作為主成分之含環氧基的丙烯酸橡膠、及3質量%的DICY硬化劑之接著劑片。
(5)含有76質量%的雙酚F型環氧樹脂、20質量%之以丙烯酸丁酯作為主成分之含環氧基的丙烯酸橡膠、及4質量%的DICY硬化劑之接著劑片。
其次，說明上述的晶圓固定台10的製法之一個例子。在此，為了方便而將有關給電構件13a、13b之說明省略。第2圖係晶圓固定台10的製造步驟圖。
首先，在靜電吸盤12的一面設置第1層16a熱硬化前的第1層前驅物之層26a。與其同時，在冷卻板14的一面設置第2層16b熱硬化前的第2層前驅物之層26b。又，準備相當於中間層16c之熱硬化完畢的平坦樹脂片26c。因為此樹脂片26c係熱硬化完畢，所以沒有接著性。然後，藉由將平坦的樹脂片26c夾入靜電吸盤12的第1層前驅物之層26a、與冷 卻板14的第2層前驅物之層26b之間而成為積層體。將此積層體放入袋內且將袋內減壓，將此袋放入高壓釜而邊加壓邊加熱。藉由如此進行，第1層前驅物之層26a及第2層前驅物之層26b係熱硬化而各自成為第1層16a及第2層16b。第1層前驅物之層26a係在被加熱而軟化或熔融後被冷卻而硬化時，接著靜電吸盤12及平坦的樹脂片26c亦即中間層16c。又，第2層前驅物之層26b，係在被加熱而軟化或熔融後被冷卻而硬化時，接著冷卻板14及平坦的樹脂片26c亦即中間層16c。與這些接著。此時，因為係使熱硬化完畢之平坦的樹脂片26c介於第1層前驅物之層26a與第2層前驅物之層26b之間，所以能夠防止熱硬化後在各層間產生氣泡。
在以上說明的晶圓固定台10，係設作靜電吸盤12側的第1層16a為擔任耐熱性，冷卻板14側的第2層16b為擔任柔軟性。又，因為在第1層16a與第2層16b之間之中間層16c，係設作耐熱性較高的樹脂材料、亦即彈性模數較高且不容易變形的樹脂材料，所以在藉由熱硬化而形成接著層16之階段，空氣不進入各層間，而且在熱硬化後，各層間係成為氣密地接合的狀態。因此，即便在高溫狀態下，在各層間仍不產生剝落。因而，使用晶圓固定台10時，即便高溫(例如150℃以上)仍能夠良好地維持靜電吸盤12與冷卻板14的接著狀態。
又，本發明係完全不被上述的實施形態限定，只要屬於本發明的技術範圍，能夠以各種態樣實施係自不待言。
例如，在上述的實施形態，靜電吸盤12的表面溫 度為200℃、冷卻板14的溫度為100℃、接著層16的厚度為0.4mm時(熱傳導率係設作均勻)，在厚度方向觀察接著層16時之中間位置係成為150℃。此時，第1層16a係以在200℃(較佳為250℃)顯示耐熱，第2層16b係以在150℃顯示耐熱為佳。如此，各層的耐熱溫度，係以按照實際的靜電吸盤12及冷卻板14的溫度而適當地設定為佳。
在上述的晶圓固定台10，係在第1層16a與第2層16b之間設置1層中間層16c，例如亦可考慮溫度、設計等而設置2層以上的中間層16c。
[實施例]
1.晶圓固定台試樣的製造
[實驗例1~13]
實驗例1~13，係使用耐熱性樹脂作為第1層及中間層、使用柔軟性樹脂作為第2層之例子。依照以下的程序而製造各實驗例的晶圓固定台之試樣。此試樣係將在第1圖之給電構件13a、13b省略。首先，將應力緩和層的前驅物之未硬化且變形容易的接著劑片貼附在具有冷卻水道之直徑300mm的Al製冷卻板。在此，作為接著劑片，係使用在發明的實施形態之欄所說明的接著劑片(3)。其次，在此接著性薄片上貼合當作中間層之平坦的樹脂片。平坦的樹脂片係熱硬化後的耐熱性樹脂片，沒有接著性而能夠維持平坦者。其次，平坦的樹脂薄片上貼合耐熱層的前驅物之未硬化的接著性片。不過，耐熱層的前驅物為糊狀時(例如環氧系)，係將此糊劑塗佈在平坦的樹脂薄片上。其次，藉由將埋設有電極之直徑300mm、厚度4~5mm的 陶瓷基體貼合在耐熱層的前驅物上，而製成積層體。其次，使用耐熱性較高的布將此積層體包住。將其進一步放入樹脂製的真空袋且將袋內抽真空。將抽真空後的袋放入高壓釜。在150~180℃、1.0MPa進行接著。藉此，應力緩和層的前驅物及耐熱層的前驅物係各自熱硬化而成為應力緩和層及耐熱層，而完成了晶圓固定台的試樣。隨後，將晶圓固定台的試樣從高壓釜取出。將在實驗例1~13所使用的各層之具體的材料和厚度顯示在表1。
耐熱層及中間層所使用的耐熱性樹脂之選定，係如以下進行。如第3圖所顯示，準備2片縱向25mm×橫向35mm×厚度10mm的氮化鋁板，在將雙方的氮化鋁板錯開之狀態下使用試驗對象樹脂接合而製成剪切試驗用的接合體。樹脂的部分係設作縱向25mm×橫向25mm×厚度0.01~0.40mm。又，只要厚度為此範圍內，在經驗上所得到的結果係大致相同。剪切試驗，係藉由以接合體之一方的氮化鋁板的25mm×10mm之面成為下方的方式，將接合體載置在支撐台，而對另一方的氮化鋁板施加垂直朝向下方的荷重(力)來進行。試驗時的溫度係設為250℃或200℃，環境係設為大氣環境。如此的剪切試驗，係在施加熱經歷之前後進行測定。從剪切試驗的結果求取剪切強度。熱經歷係將剪切試驗用的接合體在與試驗時相同溫度且相同環境下暴露1000小時。因為依照應力計算，在250℃或200℃所必要的剪切強度係0.3MPa以上，所以將具有0.3MPa以上的剪切強度之樹脂，判定為在250℃或200℃具有耐熱性。在表1之耐熱層及中間層所使用的耐熱性樹脂(聚醯亞胺系、環 氧系、PEEK)，係使用在250℃及200℃均具有耐熱性者。順便提一下，聚矽氧系係在250℃及200℃均不具有耐熱性。
樹脂的剪切彈性模數Z(MPa)(=強度/應變)，係使用在室溫依照上述的剪切試驗而得到的剪切強度(MPa)及剪切應變而算出。
又，在上述的剪切試驗，將一方的氮化鋁板變更成為相同尺寸的鋁板，採用本發明的三層構造(將第1層接著在氮化鋁板，將第2層接著在鋁板)作為將氮化鋁板與鋁板接合之接合層時，相較於第1層、中間層，第2層的伸長率為較大。藉此，能夠確認第2層係比其他層更具有柔軟性且彈性模數為較小。又，為了進行評價晶圓固定台製品的接著層，藉由從製品切取試樣而進行上述的剪切試驗，能夠同樣地進行評價。
[實驗例14~18]
實驗例14~18係只有由耐熱性樹脂的第1層(亦即單層)構成接著層之例子。這些例子係除了不在冷卻板貼附第2層的前驅物之接著性片、不使用作為中間層之平坦的樹脂片以外，係與實驗例1~13同樣地進行而製成晶圓固定台的試樣。將在實驗例14~18所使用之第1層的具體的材料和厚度顯示在表1。
[實驗例19~23]
實驗例19~23，係由耐熱性樹脂的第1層及柔軟性樹脂的第2層(亦即二層)構成接著層之例子。這些例子係除了不使用作為中間層的平坦的樹脂片以外，係與實驗例1~13同樣地進行而製成晶圓固定台的試樣。將在實驗例19~23所使用之各層 的具體的材料和厚度顯示在表1。
2.評價試驗[翹曲量]
將各實驗例的晶圓固定台之試樣，以陶瓷基體的表面成為下方之方式放置在水平的台上，使用三維測定器針對陶瓷基體表面的85點測定Z座標。求取所測定的Z座標之最大值與最小值之差作為平面度(翹曲量(μm))。將翹曲量為50μm者判斷能夠使用。將各實驗例的初期(剛製造後)的翹曲量顯示在表1。
[有無氣泡]
針對各實驗例，製造使用玻璃代替陶瓷基體者(玻璃試樣)。藉由目視從玻璃側觀察玻璃試樣且確認有無氣泡。而且，將玻璃試樣放入純水之中，藉由超音波探傷裝置確認有無氣泡。在超音波探傷裝置，係將25MHz的脈衝波接觸純水中的製品，因為有氣泡的部分係由於介質變化而產生反射波，所以依照有無反射波而確認有無氣泡。具體而言，沒有Φ 1mm以上的氣泡且Φ小於1mm的氣泡係每706.5cm2為20個以下時，判定為沒有氣泡。在超音波探傷裝置，係確認在顯示器所顯現的影像之氣泡的直徑和個數。又，因為有無氣泡，係藉由目視及藉由超音波探傷裝置均得到相同的結果，所以藉由目視及超音波探傷裝置的至少一種來判斷即可。將各實驗例的初期之有無氣泡顯示在表1。
[環境適應(soak)(試樣放置在高溫環境下)]
將各實驗例的晶圓固定台試樣安裝在真空室內，使冷卻水在冷卻板流動。將加熱器安裝在陶瓷基體上面。然後，以陶瓷 下面係成為預定高溫(250℃或200℃)之方式，而且冷卻板上面係成為100℃之方式調節且在此狀態下放置1000小時。環境適應後，係測定各實驗例的晶圓固定台之翹曲量及氣泡。其將結果顯示在表1。
又，在表1，係顯示在200℃之第2層的最高溫度及在250℃之第2層的最高溫度。這些係從陶瓷下面的溫度、冷卻板上面的溫度及層的厚度計算而求取者。
3.評價結果
實驗例1~10係使用聚醯亞胺系樹脂作為第1層及中間層、使用環氧-丙烯酸混合樹脂作為第2層之例子。實驗例1~10的任一者均是在剛製造後(初期)，沒有氣泡且第1層、中間層及第2層係氣密地接合，而且未觀察到裂紋和剝落。
其中，在實驗例1~6，係將第1層的厚度固定在10μm、將中間層的厚度固定在390μm(第1層與中間層的厚度之和為400μm)、將第2層的厚度分配在100~500μm的範圍之例子。在此實驗例1~6，因為得知任一者均能夠將200℃環境適應後之翹曲量控制在50μm以下，即便200℃仍能夠良好地維持陶瓷基體與冷卻板的接著狀態。又，實驗例2~5係第2層的厚度為150~400μm者，得知任一者均能夠將250℃環境適應後之翹曲量控制在50μm以下，即便250℃仍能夠良好地維持陶瓷基體與冷卻板的接著狀態。又，在實驗例1，認為因為第2層的厚度較薄，所以在250℃環境適應無法充分地緩和應力。又，在實驗例6，認為因為第2層的厚度較厚，所以在250℃環境適應時冷卻板的冷卻效果達不到靠近中間層的部分，致使大於耐熱溫度而脆化(計算上183℃)，其結果，在第2層與中間層之間產生剝落。
實驗例7、8，係以將第2層的厚度固定為200μm且第1層及中間層的厚度係合計成為400μm之方式適當地設定之例子。關於這些例子，亦是與實驗例2~5同樣地，能夠將在200℃環境適應後及在250℃環境適應後的翹曲量抑制成為50μm以下，得知即便在200℃及250℃均能夠良好地維持陶 瓷基體與冷卻板的接著狀態。
實驗例9、10係將第1層的厚度固定為10μm、且將中間層的厚度設定為140μm、190μm、將第2層的厚度設定為150μm、200μm之例子。關於這些例子，亦是與實驗例2~5同樣地，能夠將在200℃環境適應後及在250℃環境適應後的翹曲量抑制成為50μm以下，得知即便在200℃及250℃均能夠良好地維持陶瓷基體與冷卻板的接著狀態。
實驗例11~13係變更實驗例3的材料之例子。實驗例11係除了使中間層成為PEEK系樹脂以外，係與實驗例3相同；實驗例12係將第1層設作環氧系樹脂以外，係與實驗例3相同；實驗例13係除了使第1層成為環氧系樹脂，使中間層成為PEEK系樹脂以外，係與實驗例3相同。關於實驗例11~13，亦是與實驗例3同樣地，能夠將在200℃環境適應後及在250℃環境適應後的翹曲量抑制成為50μm以下，得知即便在200℃及250℃均能夠良好地維持陶瓷基體與冷卻板的接著狀態。
實驗例14~18，係只有由耐熱性樹脂的第1層(亦即單層)構成接著層之例子。實驗例14、15，係將第1層設作聚醯亞胺系樹脂且將厚度設定為50μm、400μm之例子，實驗例16~18，係將第1層設作環氧系樹脂且將厚度設定為50μm、200μm、400μm之例子。實驗例14~18的任一者均是在剛製造後(初期)產生裂紋。認為如此地只有由耐熱性樹脂的第1層構成接著層時，因為樹脂的彈性模數較高且柔軟性較低，所以無法吸收陶瓷基體與冷卻板之熱膨脹差而產生裂紋產 生。
實驗例19~23，係由耐熱性樹脂的第1層及柔軟性樹脂的第2層(亦即二層)構成接著層之例子。實驗例19、20係將第1層設作聚醯亞胺系樹脂且將厚度設定為50μm、400μm、將第2層設作環氧-丙烯酸混合樹脂且使厚度成為200μm之例子，在實驗例21~23，係將第1層設作環氧系樹脂且將厚度設定為50μm、200μm、400μm、將第2層設作環氧-丙烯酸混合樹脂且使厚度成為200μm之例子。實驗例19~23的任一者均是在剛製造後(初期)，在第1層與第2層之間產生剝落。認為剝落的原因係在第1層與第2層之間存在氣泡。試樣製造時，在陶瓷基體係形成第1層前驅物之層亦即未硬化的聚醯亞胺系接著劑之層，在冷卻板係形成第2層前驅物之層亦即未硬化的環氧-丙烯酸系接著劑之層，但是這2個層係因為形狀不安定，所以在兩者接合後之狀態下進行加熱時，容易殘留氣泡。
以上的實驗例1~23之中，實驗例1~13係相當於本發明的實施例，實驗例14~23係相當於比較例。又，在實驗例1~10，使用環氧系樹脂(被判斷為耐熱性樹脂者)代替聚醯亞胺系樹脂作為耐熱層時，亦能夠得到大致同樣的結果。
本申請係將2014年9月4日提出申請之美國臨時申請案第62/045,745號作為主張優先權之基礎，並且在本說明書以引用的方式包含其全部內容。
又，上述本發明完全不被上述的實驗例限定係自不待言。
產業上之利用可能性
本發明係能夠利用在將靜電吸盤與冷卻板接著而成之晶圓固定台。
10‧‧‧晶圓固定台
12‧‧‧靜電吸盤
12a‧‧‧靜電電極
12b‧‧‧加熱器電極
13a‧‧‧給電構件
13b‧‧‧給電構件
14‧‧‧冷卻板
14a‧‧‧冷媒通路
16‧‧‧接著層
16a‧‧‧第1層
16b‧‧‧第2層
16c‧‧‧中間層

Claims (8)

  1. 一種晶圓固定台，係在陶瓷製的靜電吸盤與金屬製的冷卻板之間具備樹脂製的接著層之晶圓固定台，前述接著層係包含：第1層，其係與前述靜電吸盤接合；第2層，其係與前述冷卻板接合；及中間層，其係位於前述第1層與前述第2層之間；關於耐熱性係前述第1層及前述中間層比前述第2層更高，關於柔軟性係前述第2層比前述第1層及前述中間層更高，而且各層係氣密地接合著；其中在室溫之前述第2層的彈性模數係比前述第1層及前述中間層更小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓固定台，其中前述第2層係在室溫之剪切彈性模數Z(MPa)為0.048≦Z≦2.350之環氧-丙烯酸混合樹脂層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓固定台，其中前述第1層及前述中間層係在200℃顯示耐熱之聚醯亞胺系樹脂層、環氧系樹脂層或PEEK樹脂層，前述第2層係環氧-丙烯酸混合樹脂層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓固定台，其中前述第1層及前述中間層係在250℃顯示耐熱之聚醯亞胺系樹脂層、環氧系樹脂層或PEEK樹脂層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓固定台，其中前述第2層的厚度係比前述第1層與前述中間層的厚度之和更薄且為150~400μm。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓固定台，其中 前述第1層及前述中間層係在250℃顯示耐熱之聚醯亞胺系樹脂層、環氧系樹脂層或PEEK樹脂層；以及前述第2層的厚度係比前述第1層與前述中間層的厚度之和更薄且為150~400μm。
  7. 一種晶圓固定台之製造方法，係製造如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓固定台之方法，在前述靜電吸盤的一面，設置前述第1層熱硬化之前的第1層前驅物之層，同時在前述冷卻板的一面，設置前述第2層熱硬化之前的第2層前驅物之層；藉由將相當於前述中間層之熱硬化完畢的平坦樹脂片夾入前述靜電吸盤的前述第1層前驅物之層、與前述冷卻板的前述第2層前驅物之層之間而成為積層體；藉由將該積層體放入袋內且將該袋內減壓後，從該袋的外部邊加壓邊加熱，來使前述第1層前驅物之層及前述第2層前驅物之層熱硬化。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之晶圓固定台之製造方法，其中前述第2層前驅物之層係包含下述之接著材之層：(A)能夠作氫移動型的加成聚合之環氧樹脂；(B)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物；及(C)硬化劑。
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