TWI814572B - 晶圓載置台 - Google Patents

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Abstract

本發明之晶圓載置台10，具備陶瓷基材20、冷卻基材30、及金屬接合層40。陶瓷基材20，具備可於頂面載置晶圓的晶圓載置面22a，內建有晶圓吸附用電極26。冷卻基材30，具備冷媒流路32。金屬接合層40，將陶瓷基材20與冷卻基材30接合。冷媒流路32中，於俯視時和晶圓載置面22a重疊之區域的最上游部32U與最下游部32L之從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d，在最下游部32L較最上游部32U短。

Description

晶圓載置台
本發明係關於晶圓載置台。
過去已知一種晶圓載置台，具備：陶瓷基材，具有晶圓載置面，內建電極；冷卻基材，具備冷媒流路；以及接合層，將陶瓷基材與冷卻基材接合。例如，於專利文獻1、2記載下述內容：在這樣的晶圓載置台中，作為冷卻基材，使用以線性熱膨脹係數與陶瓷基材為相同程度之金屬基複合材料製作者。此外，記載下述內容：於晶圓載置台，設置：用於對電極供電之供電端子所插通的端子孔、用於往晶圓之背面供給He氣體的氣體孔、用於使將晶圓從晶圓載置面抬起之升降銷插通的升降銷孔。 [習知技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特許第5666748號公報 專利文獻2：日本特許第5666749號公報
[本發明所欲解決的問題]
然而，由於從冷媒流路的頂棚面起至晶圓為止之距離，在冷媒流路之入口至出口為一定，故有晶圓在冷媒流路之入口附近容易冷卻、在出口附近不易冷卻的傾向，結果而言，無法充分獲得晶圓的均熱性。
本發明係為了解決上述問題而提出，其主要目的在於提高晶圓的均熱性。 [解決問題之技術手段]
本發明之晶圓載置台，包含： 陶瓷基材，具備可於頂面載置晶圓的晶圓載置面，內建有電極； 冷卻基材，具備冷媒流路；以及 接合層，將該陶瓷基材與該冷卻基材接合； 該冷媒流路中，於俯視時和該晶圓載置面重疊之區域的最上游部與最下游部之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，在該最下游部較該最上游部短。
在此晶圓載置台，該冷媒流路中，於俯視時和晶圓載置面重疊之區域的最上游部與最下游部之從冷媒流路的頂棚面起至晶圓載置面為止之距離，在冷媒流路的最下游部較最上游部短。由於使用晶圓載置台時，冷媒從冷媒流路的最上游部往最下游部，一邊由高溫之晶圓奪取熱一邊流動，因而於冷媒流路流動的冷媒之溫度，在最下游部較最上游部高。另一方面，由於從冷媒流路的頂棚面起至晶圓載置面為止之距離，在冷媒流路的最下游部較最上游部短，故從冷媒流路的頂棚面起至晶圓載置面為止之熱阻，在最下游部較最上游部低。因此，整體而言，可將晶圓載置面中之和冷媒流路的最上游部相對向之位置與和最下游部相對向之位置的溫度差減小。因而，晶圓的均熱性變高。
本發明之晶圓載置台中，亦可使從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，從該冷媒流路的該最上游部起往該最下游部逐漸變短。如此一來，則使晶圓的均熱性更高。
本發明之晶圓載置台中，亦可藉由從該冷媒流路的頂棚面起至該冷卻基材的頂面為止之距離、該接合層之厚度、及該陶瓷基材之厚度中的至少一者，調整從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離。其中，宜藉由從冷媒流路的頂棚面起至冷卻基材的頂面為止之距離，調整從冷媒流路的頂棚面起至晶圓載置面為止之距離。
本發明之晶圓載置台中，在該最下游部之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，宜為在該最上游部之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離的50～90%。此比例為90%以下的話，則晶圓W的均熱性將會夠高。此外，此比例為50%以上的話，可避免在最下游部之上方產生裂縫。
本發明之晶圓載置台中，該冷卻基材亦可藉由金屬基複合材料製作；該接合層亦可為金屬接合層。在冷卻基材為金屬基複合材料且接合層為金屬接合層的構造中，由於從冷媒流路起至晶圓載置面為止之熱阻小，故晶圓溫度容易受到冷媒之溫度梯度的影響。因此，應用本發明很有意義。此外，金屬接合層因導熱率高而適合散熱。進一步，陶瓷基材與金屬基複合材料製之冷卻基材，可將熱膨脹差減小，故即便金屬接合層的應力緩和性低，仍不易產生問題。
本發明之晶圓載置台，亦可具備將該冷卻基材沿上下方向貫通的孔；該冷媒流路之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，在該孔之周邊區域比在遠離該孔之周邊區域的區域短。一般而言，晶圓中的這樣的孔之緊鄰上方周邊容易成為熱點，因此吾人使這樣的孔之周邊區域相較於遠離孔之周邊區域的區域，冷媒流路的頂棚面起至晶圓載置面為止之距離較短，如此設計可促進孔之周邊區域的散熱，故晶圓的均熱性變得更高。
參考圖式，並於下方說明本發明之較佳實施形態。圖1係設置於腔室94之晶圓載置台10的縱剖面圖(在包含晶圓載置台10的中心軸之面切開時的剖面圖)，圖2係從上方觀察在通過冷媒流路32的水平面將冷卻基材30切開之剖面時的剖面圖。另，於圖2，將端子孔51、供電端子54及絕緣管55等省略。
晶圓載置台10係為了利用電漿對晶圓W進行CVD或蝕刻等而使用，固定於設置在半導體製程用之腔室94的內部之設置板96。晶圓載置台10具備陶瓷基材20、冷卻基材30、及金屬接合層40。
陶瓷基材20，於具有圓形之晶圓載置面22a的中央部22之外周，具備具有環狀之對焦環載置面24a的外周部24。以下，有時將對焦環簡稱作「FR」。於晶圓載置面22a載置晶圓W，於FR載置面24a載置對焦環78。陶瓷基材20係由以氧化鋁、氮化鋁等為代表之陶瓷材料形成。FR載置面24a相對於晶圓載置面22a更低一層。
陶瓷基材20的中央部22，於接近晶圓載置面22a之側，內建有晶圓吸附用電極26。晶圓吸附用電極26例如由含有W、Mo、WC、MoC等的材料形成。晶圓吸附用電極26為圓板狀或網格狀之單極型靜電吸附用電極。陶瓷基材20中的較晶圓吸附用電極26更為上側之層作為介電層而作用。將晶圓吸附用直流電源52經由供電端子54而和晶圓吸附用電極26連接。供電端子54插通於晶圓載置台10中之設置於晶圓吸附用電極26的底面與冷卻基材30的底面之間的端子孔51。供電端子54，設置為通過配置在端子孔51中之將冷卻基材30及金屬接合層40沿上下方向貫通的貫通孔之絕緣管55，從陶瓷基材20的底面到達晶圓吸附用電極26。於晶圓吸附用直流電源52與晶圓吸附用電極26之間，設置低通濾波器(LPF)53。
冷卻基材30為金屬基複合材料(亦稱作Metal matrix composite(MMC))製之圓板構件。冷卻基材30於內部具備使冷媒可循環的冷媒流路32。此冷媒流路32和冷媒供給路36及冷媒排出路38相連接；從冷媒排出路38排出之冷媒，經過溫度調整後再度返回冷媒供給路36。作為MMC者可列舉包含Si、SiC及Ti的材料，或將Al及/或Si浸漬於SiC多孔質體的材料等。將包含Si、SiC及Ti的材料稱作SiSiCTi，將使Al浸漬於SiC多孔質體的材料稱作AlSiC，將使Si浸漬於SiC多孔質體的材料稱作SiSiC。陶瓷基材20為氧化鋁基材之情況，作為冷卻基材30所使用的MMC宜為熱膨脹係數接近氧化鋁的AlSiC或SiSiCTi等。冷卻基材30經由供電端子64而和射頻(RF)電源62連接。於冷卻基材30與射頻電源62之間，配置高通濾波器(HPF)63。冷卻基材30於底面側具備凸緣部34，用於將晶圓載置台10夾持於設置板96。
冷媒流路32，如圖2所示，從上方觀察在水平面將冷媒流路32切開之剖面時，涵蓋冷卻基材30中之除了凸緣部34以外之區域全體，從入口32a至出口32s以一筆畫的方式形成。在本實施形態，冷媒流路32形成為之字形。具體而言，冷媒流路32，以從與冷媒供給路36連接之入口32a起，經由直線部32b、折返部32c、直線部32d、折返部32e、直線部32f、折返部32g、直線部32h、折返部32i、直線部32j、折返部32k、直線部32l、折返部32m、直線部32n、折返部32o、直線部32p、折返部32q及直線部32r而到達與冷媒排出路38連接之出口32s的方式，形成為之字形。此處，在冷媒流路32中的俯視時和晶圓載置面22a重疊之區域界定最上游部32U與最下游部32L時，最上游部32U與最下游部32L係如圖2所示之位置。從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d，如圖1所示，在最下游部32L較最上游部32U短。該距離d，從最上游部32U起往最下游部32L逐漸變短。在本實施形態，冷媒流路32之入口32a、出口32s，及直線部32d、32f、32h、32j、32l、32n、32p中的頂棚面，如圖1所示，成為由出口32s側起往入口32a側向下傾斜。冷媒流路32的底面，配置於同一水平面上。另，在最下游部32L之距離d宜為在最上游部32U之距離d的50～90%。
以圖表顯示冷媒流路32之位置與距離d的關係時，距離d，可由最上游部32U起往最下游部32L連續地變短，亦可階狀地變短，但連續地變短較佳。距離d從最上游部32U起往最下游部32L連續地變短的情況，例如可為以一定的梯度(傾斜度)連續地變短，亦可為往下凸出之曲線式地變短，或亦可為往上凸出之曲線式地變短。
金屬接合層40，將陶瓷基材20的底面與冷卻基材30的頂面接合。金屬接合層40，例如亦可為以軟焊料或硬焊料形成的層。金屬接合層40，例如藉由TCB(Thermal compression bonding，熱壓接合)形成。TCB，係指將金屬接合材夾入作為接合對象的2個構件之間，在加熱至金屬接合材的固相線溫度以下之溫度的狀態下，將2個構件加壓接合之公知方法。
將陶瓷基材20之外周部24的側面、金屬接合層40的外周、及冷卻基材30的側面，以絕緣膜42被覆。作為絕緣膜42，例如可列舉氧化鋁或氧化釔等之噴敷膜。
這樣的晶圓載置台10，利用夾持構件70安裝至設置於腔室94之內部的設置板96。夾持構件70，係剖面呈略倒L字形的環狀構件，具有內周段差面70a。晶圓載置台10與設置板96，藉由夾持構件70而一體化。在將夾持構件70的內周段差面70a載置於晶圓載置台10之冷卻基材30的凸緣部34之狀態下，從夾持構件70的頂面將螺栓72插入，螺合至設置於設置板96的頂面之螺孔97。螺栓72，安裝在沿著夾持構件70之周向等間隔地設置的複數處(例如8處或12處)。夾持構件70與螺栓72，可由絕緣材料製作，亦可由導電材料(金屬等)製作。
接著，利用圖3說明晶圓載置台10的製造例。圖3係晶圓載置台10的製造流程圖。首先，將陶瓷粉末之成形體熱壓煅燒，藉以製作成為陶瓷基材20之基礎的圓板狀陶瓷燒結體120(圖3A)。陶瓷燒結體120，內建有晶圓吸附用電極26。接著，在陶瓷燒結體120的底面至晶圓吸附用電極26之間，形成端子孔上部151a(圖3B)。而後，將供電端子54插入端子孔上部151a，將供電端子54與晶圓吸附用電極26接合(圖3C)。
與此同時，製作2個MMC圓板構件131、136(圖3D)。而後，於雙方之MMC圓板構件131、136將貫通上下方向的孔開孔，並於上側之MMC圓板構件131的底面形成最終成為冷媒流路32之溝132(圖3E)。具體而言，於上側之MMC圓板構件131將端子孔中間部151b開孔。溝132，係以成為與冷媒流路32同樣形狀的方式，對上側之MMC圓板構件131進行機械加工而形成。此外，於下側之MMC圓板構件136，將端子孔下部151c、冷媒供給路用的貫通孔133、及冷媒排出路用的貫通孔134開孔。陶瓷燒結體120為氧化鋁製之情況，MMC圓板構件131、136宜為SiSiCTi製或AlSiC製。此係因氧化鋁的熱膨脹係數與SiSiCTi、AlSiC的熱膨脹係數大致相同之緣故。
SiSiCTi製之圓板構件，例如可如同下述地製作。首先，將碳化矽、金屬Si、金屬Ti混合，製作粉體混合物。接著，將獲得之粉體混合物藉由單軸加壓成形而製作圓板狀的成形體，將此成形體在惰性氣體環境下熱壓燒結，藉以獲得SiSiCTi製之圓板構件。
接著，於上側之MMC圓板構件131的底面與下側之MMC圓板構件136的頂面之間配置金屬接合材，並於上側之MMC圓板構件131的頂面配置金屬接合材。於各金屬接合材，在和各孔相對向之位置先設置貫通孔。而後，將陶瓷燒結體120的供電端子54往端子孔中間部151b及端子孔下部151c插入，將陶瓷燒結體120載置於配置在上側之MMC圓板構件131的頂面之金屬接合材上。藉此，獲得從下方起依序疊層有：下側之MMC圓板構件136、金屬接合材、上側之MMC圓板構件131、金屬接合材、及陶瓷燒結體120，的疊層體。藉由將此疊層體加熱並加壓(TCB)，而獲得接合體110(圖3F)。接合體110，係將陶瓷燒結體120透過金屬接合層40而接合至作為冷卻基材30的基礎之MMC塊130的頂面之構件。MMC塊130，係將上側之MMC圓板構件131與下側之MMC圓板構件136透過金屬接合層135而接合的構件。MMC塊130，具備冷媒流路32、冷媒供給路36、冷媒排出路38及端子孔51。端子孔51，係將端子孔上部151a、端子孔中間部151b、及端子孔下部151c連接的孔。
TCB，例如以下述方式進行。亦即，以金屬接合材之固相線溫度以下(例如，從固相線溫度減去20℃之溫度以上、固相線溫度以下)的溫度將疊層體加壓接合，而後回到室溫。藉此，金屬接合材成為金屬接合層。作為此時之金屬接合材，可使用Al-Mg系接合材或Al-Si-Mg系接合材。例如，使用Al-Si-Mg系接合材進行TCB的情況，以在真空氣體環境下加熱之狀態將疊層體加壓。金屬接合材，宜使用厚度為100μm左右者。
而後，將陶瓷燒結體120之外周切削而形成段差，藉以成為具備中央部22與外周部24之陶瓷基材20。此外，將MMC塊130之外周切削而形成段差，藉以成為具備凸緣部34之冷卻基材30。此外，在端子孔51中之從陶瓷基材20的底面至冷卻基材30的底面，配置使供電端子54插通之絕緣管55。進一步，將陶瓷基材20之外周部24的側面、金屬接合層40的周圍、及冷卻基材30的側面，使用陶瓷粉末噴敷，藉以形成絕緣膜42(圖3G)。藉此，獲得晶圓載置台10。
另，圖1之冷卻基材30雖記載為一體化製品，但亦可如圖3G所示，為以金屬接合層將2個構件接合的構造，亦可為以金屬接合層將3個以上之構件接合的構造。
接著，利用圖1，針對晶圓載置台10的使用例予以說明。於腔室94之設置板96，如同上述地藉由夾持構件70固定晶圓載置台10。於腔室94的頂棚面，配置將處理氣體從多個氣體噴射孔往腔室94之內部釋出的噴淋頭98。
於晶圓載置台10的FR載置面24a載置對焦環78，於晶圓載置面22a載置圓盤狀之晶圓W。對焦環78，沿著上端部之內周具備段差俾不干涉晶圓W。在此一狀態下，對晶圓吸附用電極26施加晶圓吸附用直流電源52之直流電壓，將晶圓W吸附於晶圓載置面22a。而後，將腔室94之內部設定成為既定的真空氣體環境(或減壓氣體環境)，從噴淋頭98供給處理氣體，並對冷卻基材30施加來自射頻電源62之射頻電壓。如此一來，則在晶圓W與噴淋頭98之間產生電漿。而後，利用此電漿對晶圓W進行CVD成膜、蝕刻。另，伴隨晶圓W之電漿處理，對焦環78亦有所消耗，但由於對焦環78較晶圓W更厚，故對焦環78的更換係在處理複數片晶圓W之後進行。
以大功率電漿處理晶圓W的情況，必須將晶圓W有效率地冷卻。在晶圓載置台10，作為陶瓷基材20與冷卻基材30的接合層，使用導熱率高的金屬接合層40，而非導熱率低的樹脂層。因此，從晶圓W吸取熱之能力(散熱能力)高。此外，由於陶瓷基材20與冷卻基材30的熱膨脹差小，故即便金屬接合層40的應力緩和性低，仍不易產生問題。進一步，從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d，在冷媒流路32的最下游部32L較最上游部32U短。距離d，在最下游部32L較最上游部32U短。由於在使用晶圓載置台10時，冷媒從冷媒流路32的最上游部32U向最下游部32L，一邊由高溫之晶圓W奪取熱一邊流動，因而於冷媒流路32流動的冷媒之溫度，在最下游部32L較最上游部32U高。另一方面，從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d，在冷媒流路32的最下游部32L較最上游部32U短，故從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之熱阻，在最下游部32L較最上游部32U更為更低。因此，整體而言，可將晶圓載置面22a中之和冷媒流路32的最上游部32U相對向之位置與和最下游部32L相對向之位置的溫度差減小。在冷媒流路32流動的冷媒之流速宜為15～50L/min，更宜為20～40L/min。
在以上說明的本實施形態之晶圓載置台10中，由於從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d，在冷媒流路32的最下游部32L較最上游部32U短，故晶圓W的均熱性變高。
此外，距離d，從冷媒流路32的最上游部32U起往最下游部32L逐漸變短。因此，晶圓W的均熱性變得更高。
進一步，距離d，係藉由從冷媒流路32的頂棚面起至冷卻基材30的頂面為止之距離而調整。因此，可較簡單地調整距離d。
另，冷媒流路32，形成為俯視冷卻基材30時呈之字形。因此，冷媒流路32容易涵蓋冷卻基材30全體而迴繞。
而在最下游部32L之距離d宜為在最上游部32U之距離d的50～90%。此比例為90%以下的話，則晶圓W的均熱性將會夠高。此外，此比例為50%以上的話，則可避免在最下游部32L之上方產生裂縫。
此外，冷卻基材30係以MMC製作，透過金屬接合層40而接合至陶瓷基材20。在冷卻基材30為MMC且接合層為金屬接合層40的構造中，由於從冷媒流路32起至晶圓載置面22a為止之熱阻小，故晶圓溫度容易受到冷媒之溫度梯度的影響。因此，應用本發明很有意義。此外，金屬接合層40因導熱率高而適合散熱。進一步，陶瓷基材20與MMC製之冷卻基材30，可將熱膨脹差減小，故即便金屬接合層40的應力緩和性低，仍不易產生問題。
另，本發明並未受到上述任何實施形態之任何限定，在屬於本發明之技術範圍，自然能夠以各種態樣實施。
於上述實施形態中，亦可取代俯視時呈之字形的冷媒流路32，如圖4所示地採用俯視時呈漩渦狀的冷媒流路82。冷媒流路82，從設置於中心部之入口82a起至設置於外周部之出口82s，以一筆畫的方式在冷卻基材30之除了凸緣部34以外的部分之全體形成為漩渦狀。此一情況，在冷媒流路82中的俯視時和晶圓載置面22a重疊之區域界定最上游部82U與最下游部82L時，最上游部82U與最下游部82L，成為圖4所示的位置。從冷媒流路82的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d雖未圖示，但在最下游部82L較最上游部82U短。距離d，亦可形成為從最上游部82U起往最下游部82L逐漸變短。另，亦可使冷媒流路82之外周部為入口，使中心部為出口。
於上述實施形態中，如圖5所示，冷媒流路32，亦可在端子孔51之周邊區域設置部分32x，其相較於遠離端子孔51之周邊區域的區域，使從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d變短。另，冷媒流路32，除了具備部分32x以外，形成為與上述實施形態同樣的形狀；距離d，在最下游部32L較最上游部32U短。此外，距離d，除了端子孔51之周邊區域以外，從冷媒流路32的最上游部32U起往最下游部32L逐漸變短。一般而言，晶圓載置面22a中端子孔51之緊鄰上方周邊容易成為熱點，但此處，在端子孔51之周邊區域，相較於遠離該處的區域，使距離d變短。因此，促進端子孔51之周邊區域的散熱。因而，晶圓W的均熱性變得更高。另，在部分32x之距離d宜為在最上游部32U之距離d的50～90%。
於上述實施形態中，亦可如圖6所示，使陶瓷基材20雖具有晶圓載置面22a但不具有FR載置面。此一情況，在冷媒流路32中的俯視時和晶圓載置面22a重疊之區域界定最上游部32U與最下游部32L時，最上游部32U及最下游部32L，各自和入口32a及出口32s一致。
在上述實施形態，雖藉由從冷媒流路32的頂棚面起至冷卻基材30的頂面為止之距離，調整從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d，但並未特別限定於此一形態。例如，亦可如同圖7所示之晶圓載置台210，藉由金屬接合層240之厚度而調整距離d。晶圓載置台210，將陶瓷基材20與冷卻基材230以金屬接合層240接合。陶瓷基材20，與上述實施形態所使用的基材相同，中央部22之厚度均一。冷卻基材230，使除了凸緣部234以外的中央部之厚度呈均一，冷媒流路232的頂棚面與冷卻基材230的頂面之距離亦均一，且冷媒流路232之高度(從底面起至頂棚面為止之長度)亦均一。俯視冷媒流路232時的形狀，與圖2同樣呈之字形。金屬接合層240，設置為從冷媒流路232之入口232a起往出口232s使厚度逐漸變薄。此一方式，亦可使冷媒流路232的頂棚面與晶圓載置面22a之距離d，在冷媒流路232的最下游部232L較最上游部232U短。
抑或，亦可如同圖8所示之晶圓載置台310，藉由陶瓷基材320之厚度調整距離d。晶圓載置台310，將陶瓷基材320與冷卻基材230以金屬接合層340接合。冷卻基材230，與圖7所使用的基材相同。陶瓷基材320，設置為使中央部322之厚度從冷媒流路232之入口232a起往出口232s逐漸變薄。金屬接合層340之厚度呈均一。此一方式，亦可使冷媒流路232的頂棚面與晶圓載置面322a之距離d，在冷媒流路232的最下游部232L較最上游部232U短。
在上述實施形態，雖使冷媒流路32之入口32a、出口32s，及直線部32d、32f、32h、32j、32l、32n、32p中的頂棚面為傾斜面，但亦可為水平面。
於上述實施形態中，使冷媒流路32的頂棚面與晶圓載置面22a之距離d，從最上游部32U起往最下游部32L逐漸變短，但並未限定於此一形態。距離d，只要在最下游部32L較最上游部32U短的話，於最上游部32U與最下游部32L之間形成為何種形態皆可。例如，於最上游部32U與最下游部32L之間，可具有距離d平坦的區間，亦可具有從最上游部32U起往最下游部32L使距離d逐漸變長的區間，或亦可具有使距離d不規則地變化的區間。
於上述實施形態中，亦可在晶圓載置面22a沿著外緣形成密封環帶，於全表面形成複數個小突起，藉由密封環帶的頂面及複數個小突起的頂面支持晶圓W。此一情況，冷媒流路32的頂棚面與晶圓載置面22a之距離d，成為冷媒流路32的頂棚面與小突起的頂面(密封環帶的頂面)之距離。
於上述實施形態中，晶圓載置台10，亦可具備將晶圓載置台10沿上下方向貫通的複數個孔。作為這樣的孔，具有：於晶圓載置面22a開口的複數個氣體孔、使晶圓W對晶圓載置面22a上下移動之升降銷插通用的升降銷孔。氣體孔，在俯視晶圓載置面22a時於適當的位置設置複數個。往氣體孔，供給He氣體等導熱氣體。通常，氣體孔，設置為在設置有前述密封環帶與小突起的晶圓載置面22a中之未設置密封環帶與小突起處開口。往氣體孔供給導熱氣體的話，則在載置於晶圓載置面22a之晶圓W的背面側之空間充填導熱氣體。升降銷孔，在俯視晶圓載置面22a時沿著晶圓載置面22a之同心圓等間隔地設置複數個。晶圓載置台10具有氣體孔與升降銷孔之情況，亦可如同圖5的部分32x，於孔之周邊區域設置使「從冷媒流路32的頂棚面起至晶圓載置面22a為止之距離d」較遠離孔之周邊區域的區域之距離d短的部分。如此一來，可使晶圓W的均熱性提高。
在上述實施形態，雖將冷卻基材30藉由MMC製作，但並未特別限定於此一形態。亦可將冷卻基材30藉由金屬(例如鋁或鈦、鉬、鎢及其等之合金)製作。
在上述實施形態，雖將陶瓷基材20與冷卻基材30透過金屬接合層40而接合，但並未特別限定於此一形態。例如，亦可取代金屬接合層40，使用樹脂接合層。
在上述實施形態，雖於陶瓷基材20的中央部22內建晶圓吸附用電極26，但亦可取代晶圓吸附用電極26，或在其之外進一步內建電漿產生用的射頻電極，亦可內建加熱器電極(電阻發熱體)。此外，亦可於陶瓷基材20之外周部24內建對焦環(FR)吸附用電極，亦可內建射頻電極或加熱器電極。
在上述實施形態，圖3A之陶瓷燒結體120係藉由將陶瓷粉末的成形體熱壓煅燒而製作，但此時的成形體，亦可將帶狀成形體疊層複數片而製作，或亦可藉由模鑄法製作，亦可藉由將陶瓷粉末壓實而製作。
本申請案，以2021年11月10日提出專利申請之日本特許出願第2021-183240號作為優先權主張的基礎，藉由引用方式而將該案之全部內容皆納入本說明書。
10,210,310:晶圓載置台 20,320:陶瓷基材 22,322:中央部 22a,322a:晶圓載置面 24:外周部 24a:FR(對焦環)載置面 26:晶圓吸附用電極 30,230:冷卻基材 32,82,232:冷媒流路 32a,82a,232a:入口 32b,32d,32f,32h,32j,32l,32n,32p,32r:直線部 32c,32e,32g,32i,32k,32m,32o,32q:折返部 32L,82L,232L:最下游部 32s,232s:出口 32U,82U,232U:最上游部 32x:部分 34,234:凸緣部 36:冷媒供給路 38:冷媒排出路 40,240,340:金屬接合層 42:絕緣膜 51:端子孔 52:晶圓吸附用直流電源 53:低通濾波器(LPF) 54:供電端子 55:絕緣管 62:射頻電源 63:高通濾波器(HPF) 64:供電端子 70:夾持構件 70a:內周段差面 72:螺栓 78:對焦環 94:腔室 96:設置板 97:螺孔 98:噴淋頭 110:接合體 120:陶瓷燒結體 130:MMC(Metal matrix composite,金屬基複合材料)塊 131,136:MMC圓板構件 133,134:貫通孔 135:金屬接合層 132:溝 151a:端子孔上部 151b:端子孔中間部 151c:端子孔下部 d:距離 W:晶圓
圖1係設置於腔室94之晶圓載置台10的縱剖面圖。 圖2係從上方觀察在通過冷媒流路32的水平面將冷卻基材30切開之剖面時的剖面圖。 圖3A～圖3G係晶圓載置台10的製造流程圖。 圖4係從上方觀察在通過冷媒流路82的水平面將冷卻基材30切開之剖面時的剖面圖。 圖5係於冷媒流路32之途中設置有距離d短的部分32x之例子的縱剖面圖。 圖6係使用不具有FR載置面的陶瓷基材20之例子的縱剖面圖。 圖7係晶圓載置台210的縱剖面圖。 圖8係晶圓載置台310的縱剖面圖。
10:晶圓載置台
20:陶瓷基材
22:中央部
22a:晶圓載置面
24:外周部
24a:FR(對焦環)載置面
26:晶圓吸附用電極
30:冷卻基材
32:冷媒流路
32a:入口
32d,32f,32h,32j,32l,32n,32p:直線部
32L:最下游部
32s:出口
32U:最上游部
34:凸緣部
36:冷媒供給路
38:冷媒排出路
40:金屬接合層
42:絕緣膜
51:端子孔
52:晶圓吸附用直流電源
53:低通濾波器(LPF)
54:供電端子
55:絕緣管
62:射頻電源
63:高通濾波器(HPF)
64:供電端子
70:夾持構件
70a:內周段差面
72:螺栓
78:對焦環
94:腔室
96:設置板
98:噴淋頭
d:距離
W:晶圓

Claims (5)

  1. 一種晶圓載置台，包含：陶瓷基材，具備可於頂面載置晶圓的晶圓載置面，內建有電極；冷卻基材，具備冷媒流路；以及接合層，將該陶瓷基材與該冷卻基材接合；該冷媒流路中，於俯視時和該晶圓載置面重疊之區域的最上游部與最下游部之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，在該最下游部較該最上游部短；在該最下游部之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，為在該最上游部之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離的50~90%。
  2. 如請求項1之晶圓載置台，其中，從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，從該冷媒流路的該最上游部起往該最下游部逐漸變短。
  3. 一種晶圓載置台，包含：陶瓷基材，具備可於頂面載置晶圓的晶圓載置面，內建有電極；冷卻基材，具備冷媒流路；以及接合層，將該陶瓷基材與該冷卻基材接合； 該冷媒流路中，於俯視時和該晶圓載置面重疊之區域的最上游部與最下游部之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，在該最下游部較該最上游部短；藉由從該冷媒流路的頂棚面起至該冷卻基材的頂面為止之距離、該接合層之厚度、及該陶瓷基材之厚度中的至少一者，調整從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離。
  4. 如請求項1~3中任一項之晶圓載置台，其中，該冷卻基材，係以金屬基複合材料製作；該接合層為金屬接合層。
  5. 如請求項1~3中任一項之晶圓載置台，其中，具備將該冷卻基材沿上下方向貫通的孔；該冷媒流路之從該冷媒流路的頂棚面起至該晶圓載置面為止之距離，在該孔之周邊區域比遠離該孔之周邊區域的區域短。
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