TW202527227A

TW202527227A - 陶瓷基座

Info

Publication number: TW202527227A
Application number: TW113149515A
Authority: TW
Inventors: 陳正哲
Original assignee: 南韓商美科陶瓷科技有限公司
Priority date: 2023-12-21
Filing date: 2024-12-19
Publication date: 2025-07-01
Also published as: JP2025100519A; KR102742914B9; TWI897772B; US12469734B2; CN120199672A; KR102742914B1; US20250210396A1

Abstract

本發明關於一種陶瓷基座，本發明的陶瓷基座包括設置有電極的陶瓷板，所述陶瓷板可包括：電極墊，與所述電極連接；以及電極桿，一側端部與所述電極墊連接並用於向所述電極供電。所述電極桿可包括：延伸部，與所述電極墊連接；以及電源連接部，設置在所述延伸部的錐形化部分的端部。

Description

陶瓷基座

本發明涉及一種基座，尤其，涉及一種在用於降低基於陶瓷的基座中適用了阻抗的電極桿材料的基座。

另外，本發明關於一種基座，關於一種提高電極桿的耐久性的陶瓷基座。

通常，半導體裝置或顯示裝置是藉由在將包括介電層及金屬層的多個薄膜層依序層疊在玻璃基板、柔性基板或半導體晶圓基板上後進行圖樣化而製造的。在這種半導體製造製程中，使用基座做為用於支撐基板的支撐結構。為了半導體器件的佈線微細化等精密的製程，基座在電漿沈積製程等中根據準確的溫度控制及熱處理要求等而被廣泛使用，另外，所述基座在半導體晶圓基板上形成的薄膜層的蝕刻製程（etching process）等中用於電漿形成或基板加熱。

圖1是用於說明現有技術基座的電極部的圖。參照圖1，現有技術基座具有用於與陶瓷板30的內部的電極桿（31、32）結合的導電墊36。在陶瓷板30中埋設有多種二維形狀（如圓形或半月形）的射頻（radio-frequency，RF）電極35。另外，埋設有與RF電極35電性連接的導電墊36。

內部容納電極桿（31、32）的孔眼（eyelet）形支撐體34藉由形成在陶瓷板30的開口部的螺紋與陶瓷板螺紋結合。此時，在上部電極桿31與下部電極桿32之間及下部電極桿32與導電墊36之間可提供釺料37，釺料37可藉由釺焊等接合製程電性連接電極桿（31、32）與RF電極35。在如上所述的現有技術基座中，支撐體34與下部電極桿32之間的縫隙或支撐體34與陶瓷板30之間的縫隙用作在高溫氣氛中氧氣可滲透的路徑，從而可氧化上部電極桿31及下部電極桿32。藉由這種氧化，電極桿的電導率及電力傳輸效率降低，這可能導致電極部的可靠性降低，並且存在縮短基座的壽命的問題。

由於這種氧化問題，現有技術電極桿主要使用耐熱性、耐氧化性材料（如Ni或Ni合金材料）。然而，當現有技術應用於電極桿的Ni系列耐熱材料在高的高頻區域中用作電力傳送線路時，由於電流沿著電極桿的表面流動的趨膚效應（skin effect），電極桿的阻抗增加並伴隨著發熱。

進而，隨著半導體製程的發展，需要一種可施加高電率的高頻的基座，以在更高溫度下工作並具有更高電漿特性，因此電極桿中的趨膚效應更加明顯，並且由於發熱及氧化的短路問題頻繁發生。

為了改善所述問題，以往，嘗試藉由在如公開專利編號第10-2018-0121662號（2018年11月07日）中的Ni或Ti的桿母材上塗覆Au、Ag、Al或Cu等，或者如公開專利編號第10-2021-0139368號（2021年11月22日）中的Mo、Ni、Ti的桿母材上塗覆氧化鋁薄膜來減少發熱或減少導熱。然而，即使在這種情況下，也未能從根本上解決隨著高頻區域的電力傳輸中的頻率增加而增加的電極桿材料的阻抗問題。

圖9是用於說明現有技術陶瓷基座的另一電極部的圖。

參照圖9，現有技術陶瓷基座在陶瓷板30的中心部具有用於與外部的電極桿（31、32）結合的電極部。在陶瓷板30中，可以做為發熱體（電極）或RF（高頻）電極的電極35以環形、圓形等方式埋設，另外，埋設有與電極35電性連接的做為電極母材的導電墊36。孔眼（eyelet）形支撐體34藉由形成在開口部的螺紋螺紋結合，上部電極桿31與下部電極桿32之間及下部電極桿32與導電墊36之間藉由釺焊（brazing）接合來電性連接用於供電的電極桿（31、32）和電極35。在如上所述的現有技術陶瓷基座中，支撐體34與下部電極桿32之間的縫隙或支撐體34與陶瓷板30之間的縫隙形成在高溫氣氛中氧氣可滲透的路徑，從而對做為電極母材的導電墊36與下部電極桿32之間的介面上形成的釺料37或導電墊36及下部電極桿32進行氧化。上部電極桿31與下部電極桿32之間的介面上形成的釺焊填料可同樣因氧氣滲透而被氧化。藉由這種氧化，電導率及電力傳輸效率降低，並且電極部的可靠性可能降低且存在縮短陶瓷基座的壽命的問題。

為了克服這種可靠性問題，現有技術電極桿主要使用耐熱性、耐氧化性材料（如Ni或Ni合金材料）。由於現有技術電極桿中使用的Ni材料為鐵磁性材料，因此當在高的高頻區域中用作電力傳送線路（如用作電極）時，在待電子移動的線路中的趨膚效應（skin effect）上的趨膚深度較小，使得電子難以移動，增加阻抗並發熱，並且引起與陶瓷板30等的短路。

另外，為了改善所述問題而現有技術電極桿使用Mo等磁導率低的材料或應用桿材料的抗氧化塗層，然而，即使在這種情況下，由於Mo等電極桿金屬材料與所述塗層的介面熱應力或塗覆材料本身的脆性特性等，在半導體製程中使用時塗層破壞（裂紋（crack））或據此導致氧氣滲透至電極桿金屬材料中，因此存在電極桿金屬材料發生氧化的問題。

[發明要解決的問題]

本發明的發明人注意到，Ni或Ni合金材料做為鐵磁體（Ferromagnetism）具有高相對磁導率（＜600），因此當用作射頻（Radio Frequency，RF）桿時，隨著功率及頻率的增加，根據趨膚效應（skin effect）的電極桿內趨膚深度（skin depth）變得極小，使得電子難以移動，最終成為阻抗增加的因素。這種電極桿的阻抗增加不僅隨著電漿放電過程中應消耗的電能在電極桿端轉化為熱能並消耗而成為降低電漿效率的原因，而且電極桿中產生的熱量藉由在支撐基板的陶瓷板上端部表面形成熱點區域（hot spot zone）來造成基板上沈積的薄膜（thin film）的厚度及膜質（thin film quality）的不均勻，因此可成為降低良品率的因素。

另外，隨著與緊固於電極桿的部分相接的陶瓷部位的溫度局部快速上升，基於熱衝擊的基座的破壞及釺焊（Brazing）接合部的損壞而成為產生電弧（Arc）的決定性因素，為了增加半導體器件的良品率及提高基座的耐久性，應當需要解決電極桿的阻抗問題。

據此，本發明的目的在於，提供一種基座，所述基座設置有針對RF電流具有低阻抗及良好的高頻傳輸特性的電極桿。

另外，本發明的目的在於，提供一種適合前述的RF功率傳輸的表面包覆結構的電極桿。

另外，本發明的目的在於，提供一種針對趨膚效應產生的發熱具有電阻性的表面包覆結構的電極桿。

另外，本發明的目的在於，提供一種具有表現出良好的釺焊特性的表面包覆結構的電極桿。

另外，本發明的目的在於，提供一種前述的電極桿的製造方法。

另外，本發明的目的在於，提供一種基座，所述基座設置有前述的RF功率傳輸用電極桿。

另外，本發明的目的在於，提供一種基座，所述基座具有表面包覆結構並設置有一體型電極桿。

另外，本發明的目的在於，想要對以下問題進行改善：即使在用於電極的電極桿的材料選自Mo、W或它們的合金等並將比電阻高的物質（TiN、TiAlCrN、TiAlN及AlCrN等）用作塗層時，如圖9所示，在電極桿的延伸線上的接合部分存在台階部或邊角部的部分中，由於塗層的破壞（crack）導致氧氣滲透至電極桿金屬材料中並產生電極桿金屬材料的氧化，因此集中產生氧化物。

用於改善所述問題的本發明的目的在於，為了提供一種提高耐久性以在抗氧化及抗腐蝕性環境中具有良好的高頻傳輸特性的陶瓷基座的電極桿結構，提供一種電極桿的延伸線上的接合部分的位置或結構獨特的陶瓷基座。 [用於解決問題的手段]

為了達成所述技術問題，本發明提供一種基座，其包括設置有電極的陶瓷板，所述基座包括：電極桿，所述電極桿的一端部與所述電極電性連接，另一端部與電源電性連接，並且用於向所述電極供電。所述電極桿包括：母材，Mo、W或它們的金屬的合金；以及金屬氮化膜，用於包裹所述母材表面。另外，在本發明中，所述電極桿的一端部可包括未被所述金屬氮化膜包覆的母材暴露面。

在本發明中，所述金屬氮化膜可包括AlCrN膜。此時，所述AlCrN膜的Cr/（Al+Cr）莫耳比可以為0.1~0.9。

另外，所述金屬氮化膜可包括選自由AlCrSiN、AlCrSiWN及AlTiCrN組成的組中的一種以上的氮化膜。

在本發明中，所述金屬氮化膜的比電阻與所述母材的比電阻的比率較佳為10 ²以上、10 ³以上或10 ⁴以上。

在本發明中，在所述母材與所述金屬氮化膜之間還可包括CrN基底層。

在本發明中，所述金屬氮化膜的厚度可以為1.0μm~10.0μm。

為了達成所述技術問題，本發明提供一種基座，在包括設置有電極的陶瓷板的基座中，所述基座包括：電極桿組件，所述電極桿組件的一端部與所述電極電性連接，另一端部與電源電性連接，並且用於向所述電極供電。所述電極桿組件包括串聯連接的第一桿及第一桿，所述第一桿包括：母材，Mo、W或它們的金屬的合金；以及金屬氮化膜，用於包裹所述母材表面。

在本發明中，所述第一桿及第一桿可藉由接合材料接合。

另外，較佳地，所述第一桿及第一桿的接合面是未被金屬氮化膜包覆的母材暴露面。

在本發明中，所述第一桿可包括科伐（Kovar）材質的母材。

另外，根據用於達成所述目的的本發明的另一方面，包括設置有電極的陶瓷板的基座，所述陶瓷板包括：電極墊，與所述電極連接；以及電極桿，一側端部與所述電極墊連接並用於向所述電極供電，所述電極桿包括：延伸部，與所述電極墊連接；以及電源連接部，設置在所述延伸部的錐形化部分的端部。

所述電極桿可在母材表面包括金屬氮化膜。

所述錐形化部分可藉由機床錐度加工而成，以使所述錐形化部分包括在直徑不同的所述延伸部與所述電源連接部之間。

相對於所述延伸部的長度方向，所述延伸部的所述錐形化部分的傾斜角可以為10°~80°。

所述延伸部的所述錐形化部分的長度在所述延伸部的長度方向上可以為1.0mm~10.0mm。

所述延伸部的所述錐形化部分中的直徑小的端部的位置可以是比所述陶瓷板的最下端面的溫度低10%以上的位置。

較佳地，所述延伸部的所述錐形化部分中的直徑小的端部的位置可以是比所述陶瓷板的最下端面的溫度低20%以上的位置。

所述電極桿可以以Mo、W或它們的合金做為母材。

所述電極桿的延伸部可包括與所述電極墊釺焊接合的第二桿及與所述第二桿釺焊接合的第一桿。

較佳地，所述第二桿由與所述電極墊的材料的熱膨脹係數差為3以下的金屬材質製成。

所述電極可以是高頻電極、靜電卡盤電極或發熱體。 [發明效果]

根據本發明的第一方面，本發明可提供一種基座，所述基座設置有針對RF電流具有低阻抗及良好的高頻傳輸特性的電極桿。

另外，根據本發明的第二方面，電極桿在電阻性表面實現包覆，當藉由電極桿傳輸RF功率時，由於RF電流流向表面包覆中的母材，因此發熱部滲透到電極桿的表面包覆內側。據此，發熱部遠離電極桿的表面，與大氣中的氧氣發生反應的可能性降低。

另外，根據本發明的第三方面，可提供一種適合RF功率傳輸的表面包覆結構的電極桿。

另外，根據本發明的第四方面，可提供一種對趨膚效應產生的發熱具有電阻性的表面包覆結構的電極桿。

另外，根據本發明的第五方面，可提供一種具有表現出良好的釺焊特性的表面包覆結構的電極桿。

另外，根據本發明的第六方面，可提供一種基座，所述基座設置有具有前述特性的RF功率傳輸用電極桿。

另外，根據本發明的第七方面，可提供一種基座，所述基座具有表面包覆結構並設置有一體型電極桿。

並且，根據本發明的第八方面，可提供一種陶瓷基座，為了使電極桿接收電源，將錐形化部分AA放置在從陶瓷板隔開的位置（尤其，在半導體製程中溫度顯著降低的位置），並將接合部的形狀設計成梯形等流線型（streamline），以避免形成尖銳的邊角，從而提高所述陶瓷基座的耐久性並延長使用壽命，使得即便在抗氧化及抗腐蝕性環境中也長期具有良好的高頻傳輸特性。

以下，將參照圖式，對本發明進行詳細說明。此時，在各個圖式中，相同的構成要素盡可能以相同的圖式標記表示。另外，對已公知的功能和/或結構的詳細說明進行省略。以下揭露的內容重點說明理解多種實施例的動作所需的部分，並且省略使說明的主旨不清楚的要素的說明。另外，可對圖式中的部分構成要素進行放大或省略，或者概略性地繪示。各個構成要素的大小並不完全反映實際大小，因此這裡記載的內容不限於各個圖式中所示的構成要素的相對大小或間距。

在說明本發明的實施例的過程中，當判斷對本發明相關公知技術的具體說明不必要地混淆本發明的主旨時，將省略對其的詳細說明。而且，後述的術語做為考慮本發明中的功能而定義的術語，可根據使用人員、運用人員的意圖或慣例而改變。因此，應基於本說明書全文的內容進行定義。在詳細說明中使用的術語僅用於描述本發明的實施例並不應是限制性的。除非另有明確地說明，單一數量的形式的表述包括複數個數量的形式的含義。在本說明過程中，「包括」或「具有」等表述用於指示某些特性、數字、步驟、動作、要素、這些的部分或組合，而不應解釋為排除所描述的以外的一個或複數個的其他特性、數字、步驟、動作、要素、這些的部分或組合的存在或可能性。

另外，「第一」、「第二」等術語可用於說明多種構成要素，但是所述構成要素不限於所述術語，所述術語僅用於區分一個構成要素與其他構成要素的目的。

另外，在本發明的說明書中，「氮化膜」或「金屬氮化膜」中的氮化膜可以是一種金屬元素的氮化膜或兩種以上的金屬元素的氮化膜。另外，在本發明的說明書中，金屬元素A的氮化膜可表示為A氮化膜或AN。此時，表述「A氮化膜或AN」可用於指將金屬元素A的一部分用其他金屬元素替代或取代的二元金屬元素的氮化膜、或者是包含另一種金屬元素的多元金屬元素的氮化膜。同樣地，二元金屬元素的氮化膜可表示為「A及B的氮化膜」、（A、B）N或ABN，並且該表述可用於指除了A或B之外，更包含附加金屬元素的三元金屬元素的氮化膜或三元以上的多元金屬氮化膜。例如，在本發明的說明書中，AlCrN不僅可用作包括二元氮化膜的含義，而且還可用作包括如AlCrTiN的三元金屬氮化膜的含義。

在本發明的說明書中，兩個元件的「電性連接」包括兩個元件直接接觸並電性連接、或者藉由在兩個元件之間放置一個以上的其他元件來電性連接。

另外，在本發明的說明書中，某個物體的「上方（above）」或「~上（on）」等術語不僅指與物體表面直接接觸的位置，而且還指將其他元件置於其中間而不直接接觸的位置。

圖2A及圖2B分別是示意性地示出本發明的一實施例的電極桿的外形的立體圖及剖視圖。

參照圖2A及圖2B，電極桿10具有以長條形沿著長度方向延伸的柱形狀。圖1中的電極桿的形狀是示例性的，本發明並不限於此，並且電極桿也可以是除了圓柱體之外的諸如三角柱、四角柱的任何形狀。另外，在圖式中，電極桿端部呈平面狀，但並不限於此，電極桿端部中的至少一端可呈曲面形狀。

電極桿10包括母材12及所述母材12表面上的金屬氮化膜14。在本發明中，所述金屬氮化膜14可與母材12直接接觸、或者可在所述母材12與所述金屬氮化膜14之間放置附加物質層。

在本發明中，較佳地，所述母材12具有低阻抗並且為順磁體（paramagnetic）。示例性地，所述母材12可由做為順磁體（paramagnetic）的Mo、W或它們的合金製成。

如圖所示，在所述母材12的表面上形成有金屬氮化膜14。所述金屬氮化膜14在母材12的長度方向上沿外周面延伸。

另一方面，在本發明中，電極桿10的金屬氮化膜14具有比母材12更高的阻抗，因此可需要設計連接部，所述連接部用於順暢地連接所述電極桿10與其他元件的RF電流。為此，在本發明中，所述電極桿10的一端部可包括未包覆金屬氮化膜14的暴露面E1。另外，所述電極桿10的另一端部可包括未包覆金屬氮化膜14的暴露面E2。

在本發明中，所述電極桿10的暴露面E1、E2可與相鄰的組件更良好的電性連接。例如，如下所述，所述暴露面E1可與電極的導電墊直接接觸，或者可藉由導電物質層（如接合材料）與所述導電墊電性連接。另外，所述另一暴露面E2可與外部電源電性連接。

另外，在本發明中，在所述電極桿10的一端部的用於電性連接的暴露面，即，所述電極桿的暴露面E1、E2可從圓柱體的底面延伸至側面。此時，暴露面的延伸寬度w可被適當地設計。當然這種暴露面延伸部可提供在電極桿10的另一端部。另外，前述的暴露面的延伸部可藉由電極桿10端部的倒角來實現。

在本發明中，較佳地，所述金屬氮化膜14可包括包含Cr的金屬氮化膜。更佳地，所述金屬氮化膜14可以為包含Al及Cr的二元或三元以上的金屬氮化膜。例如，所述金屬氮化膜14可包括選自由AlCrN、AlCrSiN、AlCrSiWN及AlTiCrN等組成的組中的至少一種氮化膜。另外，在本發明中，所述金屬氮化膜14可以是不同組成的層被層壓的多層膜。

在本發明中，所述金屬氮化膜14具有比所述母材12更高的電阻。在本發明中，做為所述母材12的Mo及W的比電阻如下表所示。

表1

區分	比電阻（Ω·cm，@20℃）
Mo	5.2*10 ^-6
W	5.6*10 ^-6

在本發明中，較佳地，所述金屬氮化膜14的比電阻（@20℃）為1*10 ^-4Ω•cm以下、1*10 ^-3Ω•cm以下、1*10 ^-2Ω•cm以下、1*10 ^-1Ω•cm以下、1Ω•cm以下、1.5Ω•cm以下、2Ω•cm以下、5Ω•cm以下、10Ω•cm以下或20Ω•cm以下。另一方面，所述金屬氮化膜14的比電阻與所述母材12的比電阻的比率可以為10 ²以上、10 ³以上、10 ⁴以上或10 ⁵以上。

在本發明的說明書中，比電阻可藉由在藉由四點探針法（4 point probe method）測量的膜的電阻值中乘以校正係數（Correction Factor，C.F）得到的表面電阻值中乘以膜的厚度來算出。

在本發明中，所述金屬氮化膜14還可包括1層以上的基底層。例如，所述基底層可以為CrN基底層。

在本發明中，當所述金屬氮化膜14被實現為AlCrN時，金屬氮化膜14的比電阻值可藉由Al及Cr的相對含量來控制。

例如，在由Al1-xCrxN（其中，x是原子比）表示的金屬氮化膜14的組成中，可藉由控制Cr的原子比（x）（即Cr/（Al+Cr））來控制金屬氮化膜14的比電阻。

藉由電弧離子鍍成膜的CrN膜的比電阻為3*10 ^-4Ω•cm。比電阻值可根據Al _1-xCr _xN中的Al及Cr的含量以及成膜過程中的氮濃度等而變化。藉由電弧離子鍍成膜的x≒0.2~0.8的AlCrN膜可具有1~15Ω•cm的值，x≒0.5的AlCrN膜可具有約7~9Ω•cm的值。在本發明中，可根據Al與Cr的比率來調節比電阻。

在本發明中，為了達成較佳的比電阻值，Al _1-xCr _xN膜的x值較佳為0.1以上、0.15以上、0.2以上或0.25以上。另外，所述x值較佳為0.9以下、0.8以下、0.75以下、0.70以下、0.65以下、0.6以下、0.55以下或0.5以下。

此外，整理Al ₂O ₃基板上形成的多種金屬氮化膜的比電阻測量值示於以下表2中。

表2

膜組成	比電阻（Ω·cm）
Al _0.45Cr _0.55N	7~9
CrN	3*10 ^-4
AlCrSiWN	7*10 ^-1
AlCrSiN	1.54*10 ^-2

圖3是示意性地示出本發明的另一實施例的電極桿結構的剖面的圖。參照圖3，電極桿組件1設置有第一桿10'。所述第一桿10'包括母材12'及包裹所述母材表面的金屬氮化膜14'。另外，在所述第一桿10'的兩端部形成有未形成金屬氮化膜的母材暴露面。所述母材12'及金屬氮化膜14'可由與參照圖2A、圖2B說明的電極桿10相同的材質製成。

另一方面，在所述第一桿10'的前端結合有第二桿20。所述第一桿10'及所述第二桿20可藉由接合部S結合。所述接合部S可藉由在適當的溫度下對Au-Ni合金接合材料或包含Ti的合金接合材料進行焊接或釺焊來提供。

在本發明中，所述第二桿20可包括第二母材22及包裹所述第二母材的第二金屬氮化膜24。另外，較佳地，所述第二桿20的兩端部的所述第二母材22暴露。

在本發明中，做為所述第二母材22及所述第二金屬氮化膜24可使用與（第一）母材12'及（第一）金屬氮化膜14'相同的材質。

與此不同地，所述第二母材22可包括與所述（第一）母材12'不同材質的金屬。在此情況下，做為所述第二母材22可使用具有與電極墊相似的熱膨脹率的金屬或合金。例如，當Mo、W或它們的合金用作電極墊時，做為第二母材22可使用低熱膨脹率的合金（如科伐（Kovar））。此時，當鎳基合金（如科伐（Kovar））用作第二母材22時，可以不設置圖3的第二金屬氮化膜24。

在圖3中，所述電極桿組件1的第二桿20可與電極墊電性連接，並且所述電極桿組件1的第一桿10'可與外部電源電性連接。當然，與其相反的連接方式也是可以的。

以上，參照圖3，說明了兩個電極桿串聯連接以組成電極桿組件的情況，但本發明不限於此，例如，由3個以上電極桿組成的電極桿組件也是可以的。組成這些電極桿組件的部分電極桿或所有電極桿可具有與圖2A、圖2B相關地說明的電極桿結構。

圖4是示意性地示出本發明的一實施例的基座的局部的剖視圖。

參照圖4，（陶瓷）基座100包括：陶瓷板110；電極111，埋設在所述陶瓷板110中；以及電極墊112，用於電性連接所述電極111。在所述陶瓷板110上設置有暴露電極墊的開口部190，並在所述開口部190結合有電極桿10。所述電極桿10向電極111供電（例如，射頻（Radio Frequency，RF）功率）。

另一方面，附加地，在所述開口部190內沿所述電極桿10的外周可設置有用於支撐所述電極桿10的支撐孔眼（eyelet）120。所述支撐孔眼120可與所述開口部190螺紋結合。為此，在開口部190的內周面的一部分上形成有螺紋191，相應地，在所述支撐孔眼120的外側可設置有用於與所述螺紋191（例如，內螺紋）緊固的結合結構（例如，外螺紋）。

另一方面，在圖式中未圖示，但在本發明中，除了電極111之外，陶瓷板110還可包括用於加熱放置在陶瓷板上的基板的發熱體（未圖示）及用於向發熱體供電的電極墊。因此，在本說明書中，雖然對電極111的電極桿10的結構進行了說明，但該結構也可直接適用於發熱體（未圖示）及用於連接該電極桿的電極桿。

在本發明中，所述陶瓷板110可配置為在陶瓷材質之間以規定間隔隔開配置（埋設）電極111和（或）發熱體（未圖示）。陶瓷板110可配置為在穩定地支撐待加工基板的同時能夠進行使用發熱體（未圖示）的加熱和/或使用電極111的電漿增強化學氣相沈積製程。陶瓷板110可形成為具有規定形狀的板狀結構物。做為一例，陶瓷板110可形成為圓形的板狀結構物，並不一定限於此。其中，陶瓷材質可以是Al ₂O ₃、Y ₂O ₃、Al ₂O ₃/Y ₂O ₃、ZrO ₂、蒸壓輕質混凝土（Autoclaved lightweight concrete，AlC）、TiN、AlN、TiC、MgO、CaO、CeO ₂、TiO ₂、BxCy、BN、SiO ₂、SiC、YAG、莫來石（Mullite）及AlF ₃中的至少一種物質，較佳地，可以是氮化鋁（AlN）。

　在所述陶瓷板110的開口部190暴露有與電極111電性連接的電極墊112。電極桿10的端部連接面與電極墊112以結合（如焊接或釺焊）方式電性連接。

在本發明中，所述電極111、所述電極墊112、所述支撐孔眼120及發熱體（未圖示）等可由導電材料（例如，鎢（w）、鉬（Mo）、銀（Ag）、銅（Cu）、鎳（Ni）、金（Au）、鉑（Pt）、鈮（Nb）、鈦（Ti）或它們的合金等）形成。

在本發明中，電極桿10具有低電阻，即具有低阻抗並被實現為順磁體（paramagnetic）。如上所述，所述電極桿10的母材由順磁體（paramagnetic）的Mo、W或它們的合金製成，因此，與Ni或Ni合金相比，電極桿10具有更大的趨膚深度（skin depth），並且其結果表現出提高的阻抗特性。

另一方面，與Ni或Ni合金相比，做為電極桿10的母材的鉬、鎢及其合金藉由與氧發生反應來表現出容易氧化的特性。因此，由於母材隨著施加RF電流而發熱，從而電極桿10氧化並劣化。

為了解決如上所述的問題，本發明在電極桿10母材的表面提供金屬氮化膜。另外，在本發明中，在電極桿10的外周面上形成金屬氮化膜，而在電極桿10與其他元件連接的端部未形成金屬氮化膜。據此，電極桿10可與相鄰的元件提供良好的電性連接的同時補充母材的抗氧化特性。

另外，在本發明中，所述電極桿10具有控制的電特性。在本發明中，所述金屬氮化膜與金屬母材的比電阻及其比率可控制在適當的範圍內。

另外，在本發明中，所述金屬氮化膜可根據引入至所述電極桿10的RF電流的頻率及功率來適當地設計。當RF功率頻率增加時，母材的趨膚深度（skin depth）減少，並且母材表面的發熱量可增加。在此情況下，較佳地，增加金屬氮化膜的厚度。

例如，當引入所述電極桿10的RF功率頻率為10MHz時，Mo母材的趨膚深度約為38μm，當所述RF功率頻率為100MHz時，Mo母材的趨膚深度為12μm。

在本發明中，在使用10MHz~40MHz的RF功率頻率的環境（例如，13.56MHz、27.12MHz等）下，金屬氮化膜的厚度範圍較佳為4μm~10μm。

在本發明中，所述電極桿10的一端部可藉由焊接或釺焊與所述電極墊112接合。為此，在電極桿10的一側端部可提供用於與電極墊112接合的第一導電填料151。

另外，在插入支撐孔眼120內側的所述電極桿10的周圍可提供用於填充所述支撐孔眼120與所述電極桿10之間的第二導電填料152。所述第一導電填料151及第二導電填料152可藉由在適當的溫度下對Au-Ni合金接合材料或包含Ti的合金接合材料進行焊接或釺焊來提供。

在本發明中，可適當控制所述第一導電填料151及第二導電填料152的量。

圖5是示意性地示出本發明的另一實施例的基座的結構的剖視圖。

參照圖5，除了將圖2A、圖2B中相關地說明的電極桿組件1代替圖3中的電極桿10之外，基座100具有實際上相同的構成。電極桿組件1設置有與圖2A、圖2B中相關地說明的釺焊接合162的第一桿10'及第二桿20，並且各構成已在圖2A、圖2B中進行了說明，因此將省略其說明。另一方面，如上所述，在所述第二桿20上可以不設置第二金屬氮化膜24。

圖6是本發明的一實施例的基座的電極桿的金屬氮化膜形成製程的流程圖。在本實施例中例示了使用金屬氮化膜形成AlCrN膜的情況。

參照圖6，在本發明中，AlCrN形成製程中可使用多種沈積方法，例如，如電弧離子鍍的物理氣相沈積（Physical Vapor Deposition，PVD）方法。

如圖所示，電極桿10的包膜可藉由包括電漿預處理製程S110、接合層形成製程S120及反應沈積製程S130來形成。

首先，對由Mo、W或它們的合金組成的母材的表面進行電漿預處理製程S110。在電漿預處理製程S110中，在電弧離子鍍設備或濺射設備中裝入電極桿母材12，並在1×10 ^-5Torr以下的真空度下，藉由電漿預處理來清洗電極桿母材12表面。這是為了在後續製程中接合層及金屬氮化膜得到最佳塗覆。

接下來，接合層形成製程S120旨在減小待形成的金屬氮化膜的內部應力並有助於良好的接合。接合層可包括如Cr的金屬或其合金。較佳地，所述接合層可包括Cr氮化物或Cr合金的氮化物。

在本發明中，所述接合層可藉由電弧離子鍍或濺射法形成。例如，在電弧離子鍍或濺射設備中，可在各電極桿母材12表面沈積厚度為0.1μm~4.0μm的CrN層做為接合層。此時，可在電弧離子鍍或濺射設備中預先裝入鉻（Cr）靶材，並向反應器中注入氮氣的同時藉由PVD方式在規定的真空度下使CrN層形成在電極桿母材12表面。

在反應沈積製程S130中，電弧離子鍍設備中裝入Al及Cr靶材或Al-Cr合金靶材，並向反應器中注入氮氣的同時藉由PVD方式在約1×10 ^-2Torr的真空度下，使AlCrN的厚度形成為1.0μm~10.0μm。就AlCr合金靶材而言，可以為分別以規定比例（例如7：3 at%）包含鋁（Al）和鉻（Cr）的AlCr合金靶材。相反地，當適用Al靶材及Cr靶材時，可藉由改變各靶材的電流來調節Al/Cr的比例。

如上所述，母材的端部可適當地掩蓋（masking），以防止金屬氮化膜形成在電極桿（10、10'）端部。例如，可藉由在母材端部提供粘結膠帶或光刻膠膜或者使用夾具來掩蓋母材端部。相反地，可藉由加工形成金屬氮化膜的電極桿10的端部來暴露母材，從而實現電極桿的暴露面。

＜實驗例1：AlCrN膜的比電阻測量實驗＞

使用具有不同Al、Cr含量的合金靶材，藉由電弧離子鍍在Al ₂O ₃基板表面形成面積為30mm×30mm且厚度為5μm~7μm的AlCrN膜。針對每個靶材形成的AlCrN膜的Al及Cr比例進行能量色散譜（Energy dispersive spectroscopy， EDS）分析，並使用三菱化學（Mitsubishi Chemical）公司的Loresta-GP設備，藉由四點探針法測量AlCrN膜的比電阻。AlCrN膜的比電阻為1~15Ω•cm。

各組成的EDS分析結果組成比例（at%）如以下表3所示。

表3

區分	Al：Cr（at%）
#1	82：18
#2	67：33
#3	45：55

＜實驗例2：電極桿的RF功率損失測量實驗＞

藉由對Φ4×330mm的桿使用不同材料及包膜組成來測量了RF功率損失。做為測量物件桿使用了Ni桿、Mo桿、AlCrN/Mo桿、W桿及AlCrN/W桿，AlCrN膜的組成使用了實驗例1中的#2組成。

圖7是示出功率損失測量結果的圖。如圖6所示，在基於阻抗實測值計算的射頻（Radio Frequency，RF）功率損失率中可確認，以Ni的損失率為基準，與Ni相比，Mo或其表面上具有AlCrN膜的AlCrN/Mo、W或其表面上具有AlCrN膜的AlCrN/W的損失率減少約40%。藉由如上所述的結果可知，在功率損失方面，與Ni相比，Mo、W、AlCrN/Mo、AlCrN/W電極桿表現出優異的特性。

＜實驗例3：電極桿的抗氧化特性＞

根據Φ2x330mm的電極桿的材料及包膜組成來確認了抗氧化特性。

做為電極桿使用了Mo、MoW、AlCrN/Mo，AlCrN/MoW桿。AlCrN膜使用了實驗例1中的#2組成。

將各桿在箱式爐中於700℃的溫度下氧化處理10小時。測量了氧化處理前後的各桿的電阻值。使用日置（HIOKI）公司的電阻儀（Resistance Meter）（RM3545）測量設備，在INT 10mΩ條件下進行測量。

圖8是繪製每個桿材料的氧化處理之前和之後的電阻值測量結果的曲線圖。

從圖8中可確認，各桿材料的電阻由於氧化處理而上升。然而，就形成有AlCrN膜的桿而言，可確認熱處理前後的電阻變化率低，並且電阻值也低。

另外，另一方面，在本發明中，基座是用於處理各種用途的待加工基板（半導體晶圓、玻璃基板、柔性基板等）的半導體裝置，如下所述，所述半導體裝置設置有電極111，所述電極111具有高頻電極的功能，以對相應的待加工基板進行製程處理，例如使用電漿的幹法蝕刻或電漿增強化學氣相沈積等，除此之外，為了支撐相應的待加工基板，電極111還可用作卡盤電極，所述卡盤電極用作靜電卡盤。進而，在本發明中，基座還可設置有以規定溫度加熱相應的待加工基板的發熱線（或發熱體/發熱電極）。

做為所述電極（或導電體）111的高頻電極、靜電卡盤電極及發熱線等可由導電性金屬材質（銀（Ag）、鉑（Pt）、鈀（Pd）、金（Au）、鎳（Ni）、鎢（w）、鉬（Mo）及鈦（Ti）等或它們的合金等）組成。做為所述高頻電極的所述電極可在半導體製造製程中接收電源並能夠對位於基座的上表面的基板進行製程處理（電漿增強化學氣相沈積等）。另外，做為所述靜電卡盤電極的所述電極可在半導體製造製程中接收電源的偏壓並產生靜電力，從而夾持位於基座的上表面的基板，當卸載基板時，可藉由接收相反的偏壓來實現放電，從而解除夾持。另外，所述發熱線（或發熱體/發熱電極）可形成為基於具有規定電阻的電阻線的板狀線圈形式或平板形式，並且為了精確地控制溫度，也可形成為多層結構。這種所述發熱線（或發熱體/發熱電極）可接收電源並執行將位於基座的上表面的基板加熱至恒定溫度的功能，以在半導體製造製程中執行順暢的沈積製程及蝕刻製程。

因此，以下，在本發明中，示意性地說明了陶瓷基座的所述電極111用作藉由電極桿供應高頻（RF）功率的所述高頻電極，但並不限於此，在本發明中應當預先注意的是，即使用作靜電卡盤的卡盤電極或附加的發熱體藉由電極桿供電時，也可以類似地應用陶瓷基座的所述電極的相關的說明。

以下，將參照圖式（圖10A至圖13），對本發明的另一方面進行說明。此時，在各個圖式中，相同的構成要素盡可能以相同的圖式標記表示。另外，即便不是相同的圖式標記，若構成要素的名稱相同，則其構成要素可以為相同的結構體，並且可執行相同的功能。尤其，在圖2A至圖8的說明中所說明的相同的構成要素可附加地適用於圖10A至圖13中，並且對以上所記載的相同的功能和/或構成，將省略其詳細說明。另外，圖10A至圖13的說明中所說明的相同的構成要素也可另外適用於圖2A至圖8。

圖10A是用於說明本發明的再一實施例的陶瓷基座100的結構的圖。

參照圖10A，本發明的又一實施例的陶瓷基座100可包括設置有電極111的陶瓷板110。其中，陶瓷板110可包括：電極墊112，與電極111連接；以及電極桿組件150，一側端部與電極墊112連接並用於向電極111供電。在此情況下，電極桿組件150包括第一桿131及包括第二桿132的延伸部130。

即，在圖10A中，電極桿組件150可包括：延伸部130，與電極墊112連接；以及電源連接部133，設置在延伸部130的錐形化部分AA的端部。即，電極桿組件150包括延伸部130，該延伸部130包括第一桿131及包括第二桿132，並在延伸部130的端部包括錐形化部分AA及電源連接部133。

在此情況下，延伸部130可包括第一桿131及與第一桿131釺焊接合162的第二桿132。第二桿132可由與電極墊112材料的熱膨脹係數差為3以下的金屬材質製成。例如，電極墊112、第一桿131及電源連接部133的熱膨脹係數可以為4.5~5.6μm/℃，並且可由Mo、W或它們的合金（MoW）材料製成。第二桿132的熱膨脹係數可以為4.9~6.2μm/℃，並且可由Fe-Ni-Co合金（例如科伐（Kovar）產品）材料製成。第二桿132的熱膨脹係數與包括電源連接部133的第一桿131的熱膨脹係數的差較佳為3以下。

圖10B是用於說明本發明的再一實施例的陶瓷基座200的結構的圖。這種情況為一個桿與電極墊112連接並延伸至電源連接部133的情況。

參照圖10B，本發明的另一實施例的陶瓷基座200可包括設置有電極111的陶瓷板110。其中，陶瓷板110可包括：電極墊112，與電極111連接；以及電極桿組件150，一側端部與電極墊112連接並用於向電極111供電。

在此情況下，電極桿組件150可包括：與電極墊112連接的第一桿（或延伸部）131；以及設置在第一桿（或延伸部）131的錐形化部分AA的端部的電源連接部133。即，電極桿組件150包括由一個桿組成的第一桿（或延伸部）131，並在第一桿（或延伸部）131的端部包括錐形化部分AA及電源連接部133。其中，例如，包括電源連接部133的第一桿（或延伸部）131的熱膨脹係數可以為4.5~5.6μm/℃，並且可由Mo、W或它們的合金材料製成。

即，如圖10A及圖10B所示，本發明的電極桿組件150可包括：與電極墊112連接的延伸部（130、131）；以及設置在延伸部（130、131）的錐形化部分AA的端部的電源連接部133。

另外，陶瓷基座100可包括與電極桿組件150結合的支撐孔眼（eyelet）120。例如，電極桿組件150可與支撐孔眼120結合，所述支撐孔眼120可藉由陶瓷板110的螺紋191與電極111緊固。

另一方面，如上所述，雖然圖式中未示出，但在本發明中，陶瓷板110還可包括發熱體（電極）（未圖示）及相應的電極桿。因此，在本發明中雖然對與電極111的電極桿組件150相關的結構進行了說明，但注意的是這種結構也可直接適用於發熱體（電極）（未圖示）及相應的電極桿。

即，陶瓷板110可配置為在陶瓷材質之間以規定間隔隔開設置（埋設）電極111和（或）發熱體（電極）。陶瓷板110配置為穩定地支撐放置在其上表面SS的待加工基板的同時能夠使用發熱體（電極）加熱和/或用作電極111的靜電卡盤或使用電漿執行半導體製程等。陶瓷板110可形成為具有規定形狀的板狀結構物。做為一例，陶瓷板110可形成為圓形的板狀結構物，並不一定限於此。其中，陶瓷材質可以是Al ₂O ₃、Y ₂O ₃、Al ₂O ₃/Y ₂O ₃、ZrO ₂、蒸壓輕質混凝土（Autoclaved lightweight concrete，AlC）、TiN、AlN、TiC、MgO、CaO、CeO ₂、TiO ₂、BxCy、BN、SiO ₂、SiC、YAG、莫來石（Mullite）及AlF ₃中的至少一種物質，較佳地，可以是氮化鋁（AlN）。進而，各陶瓷粉末可選擇性地包含約0.1%至10%的氧化釔粉末，較佳地包含約1%至5%的氧化釔粉末或MgO、TiO ₂粉末等。

電極墊112埋設在陶瓷板110中，以使所述電極墊112部分地暴露在陶瓷板110的規定的開口（aperture）部分的底面。電極桿組件150的端部面與電極墊112之間可藉由釺焊接合來電性連接。

電極111、電極墊112、電極桿組件150、支撐孔眼120等可由導電體組成，例如，其可由鎢（w）、鉬（Mo）、銀（Ag）、鉑（Pt）、鈀（Pd）、鎳（Ni）、金（Au）、鈮（Nb）、鈦（Ti）或者它們的合金等形成。

　尤其，在本發明中，較佳地，電極桿組件150具有低阻抗並且為順磁體（paramagnetic）。示例性地，所述電極桿組件150可由Mo、W或它們的合金的母材製成，並且在電極桿組件150的母材表面提供抗氧化性包膜。如上所述，例如，在圖10A中，包括電極墊112及電源連接部133的第一桿131可由Mo、W或它們的合金材料製成，並且第二桿132可由Fe-Ni-Co合金（例如科伐（Kovar）產品）材料製成。另外，例如，在圖10B中，包括電源連接部133的第一桿（或延伸部）131的熱膨脹係數可以為4.5~5.6μm/℃，並且可由Mo、W或它們的合金材料製成。

在本發明中，較佳地，所述抗氧化性包膜可包括金屬氮化膜141、142。示例性地，金屬氮化膜可包括AlN，更佳地，可包括TiN、TiAlCrN、TiAlN及AlCrN。據此，可提供一種陶瓷基座100，所述陶瓷基座100具有在陶瓷基座100的製造及處理製程環境中所需的熱性能、電性能（磁性能）及機械性能並在加工性及材料成本方面也具有優勢。

在圖10A的結構的本發明的陶瓷基座100中，電極桿組件150的一側在支撐孔眼120的內側結合，並且可包括藉由釺焊（brazing）接合來連接的第一桿131及第二桿132。做為延伸部130的第一桿131及第二桿132可形成為一體化的一個桿，但是也可以為如上所述的第一桿131與第二桿132接合的結構。第二桿132的一側端部面可藉由電極墊112及第一導電填料151來釺焊接合，第一桿131可藉由第二導電填料152與第二桿132的另一側端部面釺焊接合。例如，導電填料（151、152）可使用Au-Ni金屬填料等。在插入支撐孔眼120內側的桿（131、132）的周圍可提供用於填充支撐孔眼120與桿（131、132）之間的導電填料（152）。

電極墊112可由Mo、W或它們的合金製成。由於第二桿132與電極111靠近，因此產生熱損失及熱應力，為了防止熱損失並減少熱應力產生的裂紋等，較佳地，使用如上所述的與電極墊112材料的熱膨脹係數差為3以下的金屬材質。尤其，在本發明中，為了防止氧化（腐蝕），電極桿組件150的表面可包括金屬氮化膜141、142，即，第二桿132的表面可包括金屬氮化膜141及第一桿131的表面可包括金屬氮化膜142。根據情況，第二桿132的表面上可能不需要金屬氮化膜141，但是根據需求，第二桿132的表面上也可形成金屬氮化膜141。

此外，電極桿組件150包括電源連接部133，所述電源連接部133具有與延伸部（131、132、130）不同的直徑且從延伸部130的端部延伸並藉由錐度加工而成。

為了如上所述的每個釺焊接合，首先，將第一導電填料151預先注入開口部190的底面，即，預先注入電極墊112的暴露部分周圍，將第二桿132推入支撐孔眼120的內側，以使第二桿132的一側端部面與電極墊112緊密接觸。接下來，將第二導電填料152充分地注入第二桿132的另一側端部面的上部，並在注入的第二導電填料152上方緊密接觸第一桿131的一側端部面之後，進行高溫加熱並冷卻。

在圖10B的結構的本發明的陶瓷基座200中，除了省略第二桿132之外，也與如上所述的方法相似地，由一個第一桿131組成的第一桿或延伸部131的一側端部面可藉由電極墊112及第一導電填料151釺焊接合。在插入支撐孔眼120內側的桿131的周圍可提供用於填充支撐孔眼120與桿131之間的導電填料（152）。

可藉由使用如上所述的本發明的陶瓷基座100、200，將電極桿組件150的電源連接部133連接至電源並藉由電極墊112向電極111供電，從而執行半導體製程（使用電漿的乾法蝕刻或電漿增強化學氣相沈積等）或靜電卡盤的功能，並且可藉由使用發熱體（電極）中產生的熱量（或高頻）來加熱半導體製程等中的待加工基板（例如，半導體晶圓、玻璃基板及柔性基板等）。

尤其，電極桿組件150可由將Mo、W或其中一個以上以大於其他金屬物質的重量比（wt%）的含量包含的合金（例如，MoW、MoNi及WNi等）製成，為了防止氧化（腐蝕），在電極桿組件150的表面包括金屬氮化膜141、142，從而有效地防止電極桿組件150的氧化，並且去除了阻抗隨著使用而增加的因素。可藉由減少這種電極桿組件150的阻抗增加等變化來去除在電極桿組件150中轉化為熱能的能量損失，從而使得電能有效地在電漿放電中消耗。另外，藉由減少電極桿組件150中產生的熱量，據此在用於支撐基板的陶瓷板110的上端部表面上未形成熱點區域（hot-spot zone），因此可提高基板上沈積的薄膜（thin film）的厚度及膜質（thin film quality）的均勻性並增加良品率。另外，藉由消除與電極桿組件150緊固的部分相接的陶瓷部位的溫度上升，從而可減少基於熱衝擊的陶瓷基座100的破壞並減少釺焊（Brazing）接合部中的電弧（Arc）產生。因此，本發明中的電極桿組件150的阻抗變化減少可提供耐久性提高的陶瓷基座100，並且可有助於增加半導體器件的良品率。

圖11是圖10A及圖10B中的本發明的延伸部（130、131）與電源連接部133之間的包括錐形化部分AA的周邊部200的放大圖。

參照圖11，如上所述，在電極桿組件150的延伸部（130、131）的錐形化部分AA的端部設置有電源連接部133。即，錐形化部分AA可藉由機床錐度加工而成，以使所述錐形化部分AA包括在直徑不同的延伸部（130、131）與電源連接部133之間。所述機床可包括使用多種方法（銑床、車床、加工中心（Machining CenTer，MCT）、電腦數值控制（Computer Numerical Control，CNC）及雷射等）的加工裝置。

在本發明中，電極桿組件150的所述錐形化部分AA可沿著圓柱形相應的桿130、131的周圍以相同的傾斜角θ加工而成。例如，電極桿組件150的整體長度可以為250mm~400mm，並且其中從延伸部（130、131）朝向電源連接部133逐漸變細的形狀的所述錐形端部AA的長度LL沿著延伸部（130、131）的長度方向較佳為1.0mm~10.0mm。

另外，相對於延伸部130的長度方向，延伸部（130、131）的所述錐形化部分AA的傾斜角θ可以為10°~80°，為了更平滑的流線型連接，可以為45°以下、40°以下、35°以下、30°以下、25°以下或20°以下。更佳地，所述傾斜角θ可以為12°~16°。據此，延伸部（130、131）的所述錐形化部分AA的長度方向上的剖面可呈梯形形狀，

另外，延伸部（130、131）的所述錐形化部分AA中具有較小直徑的端部的位置可以確定為用於提高抗氧化性及抗腐蝕性的規定位置。延伸部（130、131）的所述錐形化部分AA中具有較小直徑的端部的位置可以為，例如當啟動陶瓷板110時，即操作發熱體（電極）時（或者，若沒有發熱體，則可利用外部加熱器），相對於陶瓷板110的溫度，即陶瓷板110的最下端面（參照圖12中的BB）的溫度（例如，650℃、550℃及450℃等）低10%以上的位置，較佳地，可以為低20%以上的位置。

在如下所述之實施例中，電極桿組件150的整體長度為約330mm，並且延伸部（131、132）的直徑為4.6mm，電源連接部133的直徑為4mm，所述錐形端部AA的長度LL為2.5mm，傾斜角θ為13.7°。此時，確認了與陶瓷板110的最下端面（參照圖12中的BB）的溫度（例如，650℃、550℃及450℃等）相比低80%以下的位置位於從陶瓷板110的最下端面（參照圖12中的BB）隔開5mm以上的位置處。

即，將所述錐形化部分AA放置在從陶瓷板110隔開的位置中的半導體製程中溫度顯著降低的位置處，從而可防止相應部分可在釺焊接合或沈積製程使用中發生高溫而被氧化或腐蝕。

圖12示出本發明的陶瓷基座100設置在半導體設備的製程腔室300中的實施例。

參照圖12，用於執行半導體製程（電漿增強化學氣相沈積等）的半導體設備的製程腔室300的內部可設置有陶瓷基座100、200，並且陶瓷基座100、200可以設置為具有貫穿孔在內部的軸310及預定的連接托架320支撐。

在陶瓷基座100、200中，與陶瓷板110的（多個）電極墊112連接的（多個）電極桿（130、132）可貫穿軸310內部並貫穿連接托架320再延伸至製程腔室300外側。即，（多個）電極桿（130、132）的電源連接部133可延伸至製程腔室300外側，使得電源連接部133的端部PP周邊與電源的連接單元連接以接收所需電源。

在這種製程腔室300中，藉由操作陶瓷板110的上述發熱體等來啟動陶瓷板110其溫度分別達到650℃、550℃及450℃，並且從與最下端面BB平行的軸310外側位置A處每次向下移動規定間隔的同時在A、B、C、D、E及F位置上測量溫度的結果，如以下表4所示，確認了表現出更快地溫度降低。其中使用的基座樣品的電極桿組件150的整體長度為約330mm，並且延伸部（131、132）的直徑為4.6mm，電源連接部133的直徑為4mm。另外，所述錐形端部AA的長度LL為2.5mm，傾斜角θ為13.7°。

表4

如上表所示，在陶瓷板110的最下端面BB位置A處的溫度分別為650℃、550℃及450℃的情況下，在比該溫度低10%以上的位置均顯示為C位置，比該溫度低20%以上的位置均顯示為D位置。因此，在如上所述的情況下，延伸部（130、131）的所述錐形化部分AA中具有較小直徑的端部的位置可設置在C、D、E及F位置處，較佳地，設置在D、E及F位置處。

據此，可藉由將所述錐形化部分AA位於比陶瓷板110的溫度低10%以上的位置處，提高電極桿組件150的抗氧化性及抗腐蝕性。

如上所述，為了使電極桿組件150接收電源，本發明的陶瓷基座100可將所述錐形化部分AA放置在與陶瓷板110隔開的位置（尤其，在半導體製程中溫度顯著降低的位置）處，並將所述錐形化部分AA的形狀設計成梯形等流線型（streamline），以避免形成尖銳的邊角，從而提高所述陶瓷基座100的耐久性並延長使用壽命，使得即便在抗氧化及抗腐蝕性環境中也長期具有良好的高頻傳輸特性。

圖13是用於說明本發明的一實施例的陶瓷基座100的電極桿組件150的包膜形成製程的流程圖。

參照圖13，首先，為了使電極桿組件150分別形成包膜，為了在由Mo、W或它們的合金製成的電極桿組件150母材的表面上分別形成金屬氮化膜141、142，可使用如電弧離子鍍的物理氣相沈積（Physical Vapor Deposition，PVD）方法。如圖所示，電極桿組件150的包膜可藉由包括電漿預處理製程S110、接合層（Adhesive Layer）145形成製程S120及反應沈積製程S130來形成。

首先，在電漿預處理製程S110中，在接合層145形成之前，在電弧離子鍍設備或濺射設備中裝入電極桿組件150母材，並在1×10 ^-5Torr以下的真空度下，藉由電漿預處理來清洗電極桿組件150母材表面。這是為了在後續製程中接合層145及金屬氮化膜141、142得到最佳塗覆。其中，電極桿組件150可以為預先形成有延伸部130、131、所述錐形化部分AA及電源連接部133的桿。

接下來，接合層形成製程S120用於減小金屬氮化膜141、142的內部應力並有助於良好的接合。接合層145可包括如Cr的金屬或其合金。較佳地，所述接合層可包括Cr氮化物或Cr合金的氮化物。

在本發明中，所述接合層145可藉由電弧離子鍍或濺射法形成。例如，在電弧離子鍍或濺射設備中，可在各電極桿組件150的延伸部（130、131）母材表面上沈積厚度為0.1μm~4.0μm的CrN層做為接合層145。此時，可在電弧離子鍍設備或濺射設備中預先裝入Cr靶材，並向反應器中注入氮氣的同時藉由PVD方式在規定的真空度下使CrN層形成在電極桿組件150的延伸部（130、131）母材表面，即，形成在包括電極桿組件150的所述錐形化部分AA及電源連接部133的延伸部（130、131）。

在反應沈積製程S130中，可在電弧離子鍍設備或濺射設備中預先裝入Al靶材及Cr靶材，或者裝入AlCr合金靶材等，並向電弧離子鍍設備或濺射設備的反應器中注入氮氣的同時藉由PVD方式在約1×10 ^-2Torr的真空度下，使金屬氮化膜141、142的厚度形成為1.0μm~10.0μm。AlCr合金靶材可以為分別以規定比例（例如7：3at%）包含鋁（Al）和鉻（Cr）的AlCr合金靶材。相反地，當裝入並使用Al靶材及Cr靶材時，可藉由改變各靶材的電流來調節形成金屬氮化膜141、142的過程中所需的Al與Cr的比例。

如上所述，為了使電極桿組件150接收電源，本發明的陶瓷基座100、200可將所述錐形化部分AA放置在從陶瓷板110隔開的位置（尤其，在半導體製程中溫度顯著降低的位置）處，並將其形狀設計成梯形等流線型（streamline），以避免形成尖銳的邊角，從而提高所述陶瓷基座100的耐久性並延長使用壽命，使得即便在抗氧化及抗腐蝕性環境中也長期具有良好的高頻傳輸特性。

如上所述，在本發明中，藉由如具體構成要素等特定事項和限定的實施例及圖式進行了說明，但這只是便於更全面地理解本發明而提供的，本發明不限於所述實施例，並且只要是本發明所屬技術領域的普通具有通常知識者就可在不脫離本發明的本質特性的範圍內進行多種修改及變形。因此，本發明的思想不應局限於說明的實施例而確定，並且不僅是所附的申請專利範圍，與該申請專利範圍等同或具有等效變形的所有技術思想應解釋為包括在本發明的權利範圍內。

1、150:電極桿組件 10:電極桿 10'、131:第一桿 12、12':母材 14、14'、141、142:金屬氮化膜 20、132:第二桿 22:第二母材 24:第二金屬氮化膜 30、110:陶瓷板 31:上部電極桿 32:下部電極桿 34:支撐體 35、111:電極 36:導電墊 37:釺料 100:（陶瓷）基座 112:電極墊 120:支撐孔眼 130:延伸部 133:電源連接部 145:接合層 150:電極桿組件 151:第一導電填料 152:第二導電填料 162:釺焊接合 190:開口部 191:螺紋 200:陶瓷基座 300:製程腔室 310:軸 320:連接托架 A、B、C、D、E、F:位置 AA:錐形化部分 BB:最下端面 E1、E2:暴露面 LL:長度 S:接合部 S110:電漿預處理製程 S120:接合層形成製程 S130:反應沈積製程 PP:端部 SS:上表面 w:延伸寬度 θ:傾斜角

為了有助於理解本發明，做為詳細說明的一部分包括的圖式提供本發明的實施例，並與詳細說明一起用於說明本發明的技術思想。

圖1是用於說明現有基座的電極部的圖。

圖3是示意性地示出本發明的另一實施例的電極桿結構的剖面的圖。

圖6是本發明的一實施例的基座的電極桿的金屬氮化膜形成製程的流程圖。

圖7是示出功率損失測量結果的圖。

圖9是用於說明現有陶瓷基座的另一電極部的圖。

圖10A是用於說明本發明的又一實施例的陶瓷基座的結構的圖。

圖10B是用於說明本發明的又一實施例的陶瓷基座的結構的圖。

圖11是圖10A及圖10B中的本發明的延伸部與電源連接部之間的包括錐形化部分AA的周邊部的放大圖。

圖12示出本發明的陶瓷基座設置在半導體設備的製程腔室中的實施例。

圖13是用於說明本發明的一實施例的陶瓷基座的電極桿的包膜形成製程的流程圖。

100:(陶瓷)基座

110:陶瓷板

120:支撐孔眼

130:延伸部

131:第一桿

132:第二桿

133:電源連接部

141、142:金屬氮化膜

145:接合層

150:電極桿組件

151:第一導電填料

152:第二導電填料

162:釺焊接合

191:螺紋

200:陶瓷基座

Claims

一種基座，其包括設置有電極的陶瓷板，其中，所述陶瓷板包括：電極墊，與所述電極連接，以及電極桿，一側端部與所述電極墊連接，並且所述電極桿用於向所述電極供電；所述電極桿包括：延伸部，與所述電極墊連接，以及電源連接部，設置在所述延伸部的錐形化部分的端部。
如請求項1所述之基座，其中，所述電極桿在母材表面包括金屬氮化膜。
如請求項1所述之基座，其中，所述錐形化部分藉由機床錐度加工而成，以使所述錐形化部分包括在直徑不同的所述延伸部與所述電源連接部之間。
如請求項1所述之基座，其中，相對於所述延伸部的長度方向，所述延伸部的所述錐形化部分的傾斜角為10°~80°。
如請求項1所述之基座，其中，所述延伸部的所述錐形化部分的長度在所述延伸部的長度方向上為1.0mm~10.0mm。
如請求項1所述之基座，其中，所述延伸部的所述錐形化部分中具有直徑小的端部的位置是比所述陶瓷板的最下端面的溫度低10%以上的位置。
如請求項1所述之基座，其中，所述延伸部的所述錐形化部分中具有直徑小的端部的位置是比所述陶瓷板的最下端面的溫度低20%以上的位置。
如請求項1所述之基座，其中，所述電極桿以Mo、W或它們的合金做為母材。
如請求項1所述之基座，其中，所述電極桿的所述延伸部包括與所述電極墊釺焊接合的第二桿及與所述第二桿釺焊接合的第一桿。
如請求項9所述之基座，其中，所述第二桿由與所述電極墊的材料的熱膨脹係數差為3以下的金屬材質製成。
如請求項1所述之基座，其中，所述電極是高頻電極、靜電卡盤電極或發熱體。