1239039 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於例如電漿辅助CVD(化學氣相沈積）、低壓 CVD至屬CVD、介電薄膜CVD、離子注入、蝕刻、低κ 值薄胰加熱處理及脫氣加熱處理裝置等半導體製造裝置中 採用的晶圓保持器，亦關於安裝該等晶圓保持器之處理腔 室及半導體製造裝置。 【先前技術】 通常，在半導體製程中，在充當處理目標之半導體基板 上執仃各種工序，例如薄膜沈積工序及蝕刻工序。在執行 半導體基板處理之處理設備中使用陶器晶座， 半導體基板以《進行域。 例如，第2002-237375號日本專利公開案揭示了此類習知 的-陶器晶座。第2002-237375號日本專利公開案所揭示之 :匈瓮晶座具有一種結構，在位於其表面或内部形成有抗加 熱tl件，且在其邊緣部分形成將其固定至一半導體晶圓之 引腳，且其中在該等引腳之内部形成大量與該半導體晶= 接觸之凸塊。 與本發明相關之狀況為與陶瓷基板之加熱表面上的半導 體晶圓接觸之大量凸塊使得溫度迅速升冑，並<得該加熱 表面具有均勻之溫度。本發明認為在平面表面構成該等前 述凸塊之頂端較為理想。然而，與該等諸多凸塊相關之問 題為：若單一凸塊之平面部分過大，則可破壞該晶座上承 载之晶圓之等溫性能；且在某些狀況下，不能自該承栽表 86740 1239039 面對晶圓進行卸去卡盤。 近年來，半導體基板不斷增大。例如，關於石夕（si)晶圓， 正在由《寸發展為12英寸。隨著半導體基板之直徑之擴大 ，有必要使陶资晶座上的半導體基板之加熱表面（保留表面） 中的溫度分佈在土!.。%之範圍内變化；此外期望其在土 〇 · 5 %心範圍内變化。 【發明内容】 提出本發明以解決上述問題。具體而言，本發明之目的 為實現用於半導體製造裝置之晶_持器，及用於安裝該 保持器之半導ft製造裝置，肖晶圓料器增強所承載之晶 圓之等溫性能，且利用該晶圓保持器，可獲得極佳之晶圓 可移動性。 已發現使用上述第·2_237375號日本專利公開案中提 出之半導體製造裝置晶圓保持器，若—單—結塊之平面部 分表面積紅’則難以將#於該保持器上白勺晶圓卸去卡盤 ，此外’將破壞該晶圓之等溫性能，由此需要提出本發明。 換言之’在根據本發明之具有—晶圓承載表面之晶圓保 持器中，在該曰曰曰®承載表面上形成大量具有—平面部分之 結塊，亚且每一結塊上平面之表面積為7〇 mm2或更小。此 外’孩等多個結塊上多個平面之總表面積為該保持器所承 載之晶圓表面積之40%或更小；一結塊上平面之表面積較 佳為30 mm2或更小，同時總表面積較佳為1〇%或更小。此 外，在半導體製造裝置中安裝一如上所述之晶圓保持器， 已證明充當處理對象之晶圓之溫度與習知相比更為均勻， S6740 1239039 此實現可以更高之產量製造半導體。 自下列結合附圖之詳細說明，熟悉此项技術者將容易瞭 解本發明之上述及其他目的、特點、觀 【實施方式】 本發明人發現’為使晶圓保持器！（圖υ承載之晶圓之溫度 分佈在幻.〇%之範圍内，應在其晶圓承載表面4上形成多個 :、有平面科之結塊2，且每—結塊上的平面之表面積應 為70 mm2或更小。 該晶圓保持器藉由一形成於該晶圓保持器内部或形成於 除其晶圓承載表面以外之表面上的抗加熱元件5對一晶圓 進行加熱，其中在該晶圓上執行—（或多個）預定工序。此時 ’被加熱之晶圓保持器之熱量藉由該等結塊傳遞至該晶圓 。然而’若單一結塊上平面之表面積超出7〇職2，則當藉 由該等結塊傳遞由該抗加熱元件產生之熱量時，在該晶圓 正面易於出現更大之溫度分佈。所承載之晶圓溫度之非均 勻溫度降低意謂著（例如）其中在該晶圓上執行了一薄膜沈 %工序B亥形成之薄膜之厚度及特性將會產生變動。 由於該等原因，所承載之晶圓正面溫度分佈愈輕小愈佳 ;且就實際之溫度分佈而言，吾人所尋求的係±1〇%範圍 内之等溫額定值，且更理想為±〇 5%範圍内之等溫額定值 。已發現為獲得該等範圍内之等溫額定值，該等平面之每 一結塊之表面積應為7 0 mm2或更小。 藉由使電流流過該抗加熱元件，加熱該晶圓保持器。其 中由該抗加熱元件產生之熱量擴散至該晶圓保持器並藉由 H6740 1239039 該等結塊傳遞呈該晶圓。就直接位於該等結塊上方的晶圓 橫截面中的溫度分佈而言，直接位於該等結塊上方的晶圓 底部之溫度最高’而在晶圓上部及輻射方向之溫度將會降 低。已發現若該等結塊上平面之表面積為70 mm2或更小， 則直接在如圖3中示意性說明之結塊上方將存在一高溫區 域7，而圍繞該區域’將存在一溫度低於該高溫區域之低溫 區域8，且由於該高溫區域7與低溫區域8並未到達晶圓之正 面，因此證明該晶圓正面之溫度大體上一致。 然而同時亦發現，若該等結塊上平面之表面積超出7 〇 m m ，该南溫區域7將到達晶圓正面，如圖4中示意性說明 ，且在晶圓正面將出現溫度更低之低溫區域8，其將產生晶 圓正面溫度之分佈。 mm2或更小，則 。同樣，該等結 因為如此可使晶 因此’若該等結塊上平面之表面積為7 〇 可使晶圓正面溫度分体在士 1 Q %之範圍内 塊上平面之表面積更佳為30 lllm2或更小， W止面溫度分佈在±〇.5〇/。之範圍内。 該等結塊上平面之總表面積亦可較佳為該晶圓表面積 鄕或更小。在其晶圓保留表面未製作結塊之晶圓保持 :’由於晶圓與晶圓保留表面完全接觸，因此該晶圓達 大二其黏合於該晶圓保留表面且很難自該晶圓保 卡盤。若該等結塊上平面之總表面積超出該晶 表面k4Q%，則與晶Β料表面未製作 ’使得很難將該晶圓卸去卡盤：鬼… 等晶圓施加了張力。 -引起-圓破裂並同時f 86740 1239039 浐Ώ此較佳應使涿等結塊上平面之總表面積為該晶圓表面 ^ 0 /°或更小’因為此意謂著可易於將該等晶圓卸去卡 士、”且很 > 發生上逑問題。此外，更佳應使該等平面之總 面和為1 〇 /〇或更小’因為在此情形下當將該等晶圓卸去 卡盤時出現之問題完全消失。 根據本發明，用於晶圓保持器之物質在絕緣陶t；之範圍 内’該等物f未受特定限制，但較佳為氮化招（A1N)，因為 其熱導率高且耐蝕性強。下文將詳細描述一根據本發明生 產一以A1N為實例之晶圓保持器之方法。 較佳為比表面積為2.〇至5 Q m2/g之A1N原材料粉末。若比 元、J糸2.0 m /g，氮化鋁之燒結性則將降低。反之，若 比表面積大於5 .〇 m2/g，虛理赋士 & ^ , S k里將成為一問趨，因為粉末黏附 性變得尤為強大。此外，原材料粉末中含有的氧氣量較佳 為重量百分比2%或更小。在燒結形態下，絲氣量超過重 量百分賴，熱導率則切低。_之外原材料粉末中含 有的金屬雜質較佳應為2GGG ppm或更小。若金屬雜質含量 超出此範圍’該燒結形態下該粉末之熱導率則會降低。詳 言之’第IV族元素例如Sl及鐵族元素例如以之含量分別可 為5〇〇PPm或更低，該等S素將對燒結之導熱率:生 減退效應。 0為A1N並非一易燒結材料，因此宜於將一燒結促進劑加 入Al_#料粉末。加入的燒結促進劑較佳為稀土元素化人 物。由於稀土元素化合物與位於氮化銘粉末微粒表㈣ 化鋁或氮氧化鋁反應，用以促進氣仆加、 虱^鋁〈增密並消除充冬 86740 -11 - 1239039 因此其提高了鋁 使氮化鋁燒結導熱率惡化之起因的氧氣 燒結之熱導率。 除氧作用尤為顯著之釔化合物為較佳乏 ^ 、佈土兀素化合物 曰曰 。所加入之量較佳為重量百分比〇 〇1%至。若重旦 乂 比低於。.01%，則很難產生超細燒結，同時燒結：熱；= 低。反之’若所加入之量超出重量百分比5%，則導致在氮 化銘燒結之晶界中出現燒結促進劑，因此若在腐蝕氣触^ 使用該氮化銘燒結’位於晶界之燒結促進劑則被似广成 為鬆散晶粒及微粒的來源。加入的燒結促進劑之量更佳應 為重量百分比1%或更低。若重量百分比小於1%，即使在 界三相點亦不存在燒結促進劑，此提高了耐腐㈣。 為進-步描述稀土元素化合物，可採用氧化物、氮化物 、氟化物及硬脂氧化物。該等氧化物應較廉價並易於獲得 同里其對有機落劑具有高親合力，因此硬脂氧化 物尤為適合’且若將氮化㈣材料粉末與燒結促進劑等一 同W:万、有機/谷劑中’燒結促進劑為硬脂氧化物這一事膏 將提高互溶性。 〃 人將鼠化銘原材料粉末、粉末狀燒結促進劑、預定 今里合」Ιέ合刎’此外視需要加入之分散劑或聚結劑 混合。可採用之混合技術包括球磨機混合及超音波混合。 因此，/昆合可產生一原材料研磨漿。 可將所獲得之研磨爿|# (、" 戒餐杈，且耩由燒結該鑄模產品，可
表成一氮化錯燒社。PI P 共同給燒及後金屬化為兩種可實現此 過程之方法。 86740 -12 - 1239039 將首先描述後金屬化。藉由如噴霧乾燥之技術自該研磨 衆製備顆粒。將該等顆粒加入一預定鑄模並進行平板壓模 。其中壓制壓力理想為〇.丨tW或更大。當壓力小於〇1 t’cm2時，通常狀況下在鑄模物質中不能產生足夠的強度， 使其在處理中易於破裂。 儘管鑄模物質之密度係基於其中含有的黏合劑之量及加 入的燒結促進劑之量而變化，其較佳為丨5細3或更大。 小於1.5 gW之密度將意謂著原材料粉末中微粒間相對較 大之距離，其將阻礙燒結之進展。同時，鑄模物質之密度 較佳从5 g/em。或更小。大社5 之密度使得很難在 其後續步驟之脫脂工序中自該#模物f完全消除黏合劑。 因此很難製造上述超細燒結。 其後，在-非氧化氣體τ在該鐸模物質上執行加熱及脫 脂工序。在氧化氣體（例如空氣）下執行脫脂工序將降低該燒 結之熱導率，因為該剔粉末之表面將被氧化。較佳之非氧 化環境氣體為氮氣及兔氣。脫脂工序中加熱溫度較佳為大 於或等於50(TC且小於或等於1〇〇〇t。當溫度低於時 ’脫脂工序之後在詹壓中殘留多餘之石炭，因為不能完全消 除黏合劑，其在隨後之燒結步驟中干擾燒結。反之，在古 於1〇峨之溫度下，自八_末表面上氧化塗層消除氧氣: 能力下降’、使得殘留之《太少，降低了燒結之熱導率。 脫脂工序後鑄模物質中殘留的碳的量較佳為重量百分比 1.0%或更小。若殘留石炭的含量超過重量百分比1〇%，其將 干擾燒結，此意謂著不能產生超細燒結。 、 %74() 1239039 其後，執行燒結。在1700°C至2000°c下，並在非氧化氮 氣、氬氣或類似氣體下執行該燒結。其中所用之環境氣體 ’例如氮氣中含有的水份之露點較佳為-3 0 °C或更低。若含 有更多的水份，燒結之熱導率則將會降低，因為在燒結過 程中該A1N將與環境氣體中含有的水份反應並產生氮化物 。另一較佳條件為環境氣體中氧氣之體積為體積百分比 0.001 %或更低。更大體積之氧氣將可能導致該A1N被氧化， 削弱該燒結之熱導率。 充當燒結過程中之另一條件，所採用之模具適宜為氮化 硼（BN)模製品。由於例如氮化硼（BN)模製品之模具對燒結 溫度而言具有足夠的耐熱性，且表面具有固態潤滑性，因 此在燒結中當積層收縮時，模具與積層之間的摩擦將會減 小，此將實現製造變形較小之燒結。 對所彳于之燒結進行所需之處理。在隨後步驟中將一導電 膏絲網印刷至該燒結之狀況下，表面粗糙度較佳為5 pm (Ra)或更小。若超出5 μπι，在用於形成電路之絲網印刷中 ，可能在圖案中產生汙潰或針孔等缺陷。表面粗糙度更適 宜為1 μιη (Ra)或更小。 在研磨到上述表面粗糙度過程中，儘管對燒結之兩面均 進行絲網印刷之狀況是理所當然的，但甚至在僅對一表面 進行絲網印刷之狀況下，也最好應在絲網印刷表面之對面 的表面進行該研磨工序。此係因為僅對絲網印刷表面進行 研磨將意謂著在絲網印刷過程中，將自該未研磨表面承載 該燒結，且在該條件下將在未研磨之表面產生毛屑及碎# 86740 1239039 結強度亦將降低。 同樣在形成之電路圖案中’例如該加熱電路（抗加熱元件 電路）’圖案間隔較佳為〇. 1 mm或更大。若間隔小於〇 1 mm ，當電流流經該抗加熱元件時將發生短路，且依據所施加 之黾壓及溫度’將產生漏電流。尤其在將電路用於5 Q 〇。〇或 更高溫度之狀況下，該圖案間隔較佳應為丨更大；更 佳為3 mm或更大。 在將該導電膏脫脂後，接著進行烘烤。在非氧化氮氣、 氬氣或類似氣體下執行脫脂工序。脫脂溫度較佳為5〇〇^或 更高。當溫度低於500 °C時，不能自該導電膏充分消除黏合 劑，在金屬層中遺留下碳，在烘烤過程中碳將與金屬生成 碳化物並因此提高該金屬層之電阻。 適宜將烘烤在1500°C或更高之溫度並在非氧化氮氣、氬 氣或類似氣體下執行。在低於1 5 〇 〇 °C之溫度下，該金屬層 供烤後之氣阻變传極南，因為對導電霄内金屬粉末之、烘烤 不會進入到晶粒生長階段。另一烘烤參數為烘烤溫度不應 超出產生的陶瓷之燃燒溫度。若將該導電膏在高於陶瓷燃 燒溫度之溫度下進行烘烤，併入陶瓷之燒結促進劑開始發 散性揮發，此外，促進了導電膏内金屬粉末中的晶粒生長 ’削弱了陶瓷與金屬層之間的黏結強度。 為確保金屬層電性絕緣，可在金屬層上形成一絕緣塗層 。該絕緣塗層物質較佳應與於其上形成該金屬層之陶瓷相 同。若該陶瓷與絕緣塗層之物質差異顯著，則將產生由熱 膨脹係數之差異所引起的問題，例如燒結後之翹曲。例如 86740 1239039 ’在陶资為剔之狀況下’可將—預定量之第山族或nia族 元素之氧化物/碳化物加入A1N粉末、所加入之黏合劑及溶 劑並與其混合’並將㈣合㈣成—㈣，並且將該膏劑 絲網印刷以將其塗覆於該金屬層。 在該種狀況下，所加入之燒結促進劑之量較佳為重量百 分比0.01%或更大。在數量小於重量百分比Q Q1%時，該絕 緣塗層並未增密，使得很難確保該金屬層之電性絕緣。燒 結促進刎心f更佳應不超出重量百分比20%。超過重量百 分比3G%，·料致損㈣金屬層之過量燒結，其結果將改 變孩金屬層之電阻。儘管並未特定限制，但塗覆厚度較佳 為5 μιη或更大。此係因為在小於5 μιη時，很難確保電性絕 緣0 此外，根據本方法，可根據要求對該充當基板之陶瓷進 行層壓。可藉由黏結劑執行層壓。藉由一種技術，例如絲 網印刷，將該黏結劑（將第IIa族或IIIa族元素化合物，及黏 合劑及溶劑加入氧化鋁粉末或氮化鋁粉末並製成膏劑）塗 覆於黏結表面。所施加的黏結劑之厚度未特定限制，但較 佳應為5 μπι或更大。當厚度小於5 μιη時，在黏結層易於出 現如針孔等黏結缺陷及黏結不規則性。 在非氧化氣體中在500 t或更高之溫度下對陶瓷基板進 行脫脂，黏結劑已塗覆於該等基板之上。藉由將該等陶资 基板層疊在一起，對該層疊施加一預定負載並在非氧化氣 體中對其進行加熱，因此可將該等陶瓷基板相互黏合。該 負載較佳為〇.〇5 kg/Cm2或更大。當負載小於〇 〇5 kg/cm2時 86740 17 1239039 不3b獲得足夠之黏結強度，此外在接合處可能發生缺陷。 儘管用於黏結之加熱溫度未特定限制，只要在該溫度下 陶瓷基板經由黏結層相互充分黏合，但其較佳為15〇〇t或 更高。低於1500°C時，很難獲得充足之黏結強度，使得接 合處易於發生缺陷。在上述脫脂與黏結過程中較佳應將氮 氣或氬氣用作非氧化氣體。 按照上述方法，如此可製造用作晶圓保持器之陶瓷層壓 燒結。就電路而言，應瞭解若其為（例如）加熱電路，則可使 用一鉬線圈，在靜電卡盤電極電路與RF電極之狀況下，其 可為鉬或鎢網格，無需使用導電膏。 在忒種狀況下，可將鉬線圈或網格嵌入Am原材料粉末中 ，且可藉由熱壓製造晶圓保持器。儘管熱壓機中的溫度及 氣可等同於A1N燒結溫度及氣體，但熱壓機理想應運用工〇 kg/cm2或更大之壓力。當壓力小於1〇 kg/cm2時，晶圓保持 斋可此不會展不其性能，因為在A1N與鉬線圈或網格之間出 現間隙。 現將描述共同焙燒。藉由刮漿刀將上述原材料研磨漿鑄 才旲成一薄片。該薄片鑄模參數並未特定限制，但薄片乾燥 後4厚度適宜為3 mm或更小。超出3 mm之薄片厚度將導致 乾燥研磨漿中的較大收縮，提高了在薄片中產生裂缝之可 能性。 使用一例如絲網印刷之技術在上述薄片上塗覆導電膏， 3薄片上形成有一預定形態之充當電路之金屬層。所用之 導電膏可與後金屬化方法中描述之導電膏相同。然而，不 86740 1239039 向該導電膏中加入氧化物粉末不會阻礙該共同焙燒法。 其後，將經歷電路形成之薄片與未經歷電路形成之薄片 層壓。藉由將每一薄片定位以將其層疊在一起進行層壓。 其中，根據要求在薄片之間塗覆溶劑。在層疊狀態下，視 需要可將該等薄片加熱。在將該等薄片加熱之狀況下，加 熱溫度較佳為15G°C或更小。當加熱超出此溫度時將使該等 層壓之薄片嚴重變形。此後對該等層疊在一起之薄片施加 壓力以使其成為-體。所施加之壓力較佳應在！购至⑽ MPa之範圍内。在低wMPa之壓力下，不能將該等薄片充 分-體化且在隨後之工序中可能脫開。同樣，若施加之壓 力超出1 00 MPa，該等薄片變形之程度則過大。 層壓經歷與上述後金屬化方法中相同的—脫脂工序以及 燒結工序。例如脫脂及燒結溫度以及碳之量等參數與後金 屬化万法中相同。在上述將導電膏絲網印刷至薄片中，藉 由將加熱電路、靜電卡盤電極等分別印刷至複數個薄片之 上並將其層壓，可易於製作一具有複數個電路之晶圓保持 器。以此方式可製造一用作晶圓保持器之陶究層壓燒結。 根據要求對所獲得之該陶瓷層壓燒結進行處理。通常藉 由半導體製造裝置’在燒結狀態下該陶是層壓燒結通常不 能獲得所要求之精度。作為處理精度一實例的晶圓承載表 面<平面度較佳為0.5 mm或更小；此外，特佳為〇丨山爪或 更小。超出0.5 mm之平面度易於在晶圓與晶圓保持器之間 產生間隙，使得晶圓保持器之熱量不能均勻地傳送至晶圓 且可導致在晶圓中產生溫度不均勻性。 貝 86740 -19- 1239039 更佳疋條件為該晶圓承載表面之表面粗糖度為5 _㈣ 1⑽度大於5㈣㈣，則由於摩擦在晶圓保持器與晶 圓之間脫落的晶粒之數量可增大。該種狀況下脫落之晶粒 成為汙染#’其對晶圓之工序’例如薄膜沈積及蝕刻，產 生不良效應。此外’理想之表面粗糙度為丨㈣㈣或更小。 此外，可使用公開已知的處理技術，例如機械加工或噴 砂清理，製作根據本發明之具有—平面部分之該等結塊。 在此種狀況下’由於該等結塊之平面部分為前述晶圓保留 表面因此在1作§亥等結塊時必須謹慎，使得該等平面之 表面粗糙度及其平面度總體上在上述用於晶圓承載表面之 表面粗糙度及平面度之範圍内。 如此，可以上述方法製作一晶圓保持器之基本部分。此 外’將-軸與該晶圓保持器連接。儘管該軸之物質未特定 限制，只要其熱膨脹係數與該晶圓保持器陶瓷之熱膨脹係 數相差不是十分明1員’但該軸物質與該晶圓保持器之熱膨 脹係數之差額較佳應為5 χ丨〇-6 κ或更小。 若熱膨脹係數之差额超出5χ1〇-6 κ，則當加熱時可在晶 圓保持器與軸之間的接合處出現裂缝；但即使當將該等二 物體接合時不會出現裂缝，在將其反複用於加熱循環時， 在接合處亦可出現破裂及裂缝。例如，在晶圓保持哭為謂 時’軸之最理想之物質為剔；但亦可使用氮切、碳化石夕 或冨鋁紅柱石。 藉由一黏結層將該軸接合至該晶圓保持器，可將其安裝 。該黏結層之成份較佳由謂、Al2〇3以及稀土氧化物構： 86740 -20 - 1239039 又:'、s寺成份，因為其與陶瓷，例如作為晶圓保持器 及車由之物質的趟，具有令人滿意之可濕性，使得接合強度 相對較高，並易於產生一氣密接合表面。 同樣，亦可使用znQ系破璃陶资充當黏結層之成份。該 選擇較佳，其原因為由於破璃之結晶溫度為彻。CB〇crc 、:所以可將該軸在一相對較低之溫度下接合。然而，由於 半導體製造裝置之處理腔室内的環境氣體某些狀況下可侵 入=破璃成份’依據半導體製造條件，存在不能使用玻璃 陶资之情形。 袖與晶圓保持器待接合之各個接合面之平面度較佳為 .5軸或更小。更大的平面度導致接合面中易於產生間隙 ，阻礙了具有足夠氣密性之接合之產生。〇1 _或更小之 平面度為更佳。此處，晶圓保持器接合表面之平面度更佳 為0.02 mm或更小。同樣，夂接 rR "各接合表面 < 表面較佳為5 μιη (叫或更小。超出此數值之表面㈣度亦意謂著在接入表 面將出現間隙。1 _㈣或更小之表面粗糖度更為適宜。 其後，將電極連接至晶圓保持器。可根據眾所皆知 ；；執行該連接。例如’晶圓保持器與其晶圓保留表面相對 的一侧可局部整平直至該電 ，或τ舳〜人Ε 且在及包路上執行金屬化 等ίΓΓ 可使用活性金屬硬谭材料將由韵1 :衣成的廷極直接連接至該表面。此後，視情況可將兮等 =鍍以提高其抗氧化能力。以此方法，可製作用： 導體製造裝置之晶圓保持器。 此外，可在-裝配於半導體製造裝置内的根據本發明之 狀74(} -21 - 1239039 晶圓保持器上處理半導體晶圓。由於藉由本發明使得晶圓 保持咨之晶圓保留表面之溫度一致，因此晶圓中溫度分佈 人^知相比將更為一致，就沈積之薄膜、加熱處理等而言 ’可產生穩定之特性。 實施例 實施例1 將以重量計99份氮化鋁粉末與以重量計1份y2〇3粉末混 合’並將其與充當黏合劑之以重量計1 〇份聚乙缔醇縮丁醛 與充當溶劑之以重量計5份鄰苯二甲酸酯混合，且以刮漿刀 將居混合物製成直徑4 3 0 m m 、厚度1.0 m m之印刷電路基 板。此處，使用平均微粒直徑為〇 6 μηι且比表面積為3.4 m2/g 之氮化鋁粉末。此外，使用以重量計1 〇〇份之平均微粒直徑 為2.0 μπι之鎢粉以製備嫣膏劑；據此，按以重量計！份之 丫2〇3與以重量計5份之乙基纖維素製備黏合劑；及以丁基卡 必醇（CarbitolTM)充當溶劑。使用一球磨機及一三滾筒磨機 進行混合。藉由將該膏劑絲網印刷至印刷電路基板上，將 該鎢膏劑製成一加熱電路圖案。 將複數個厚度為1.0 mm之獨立印刷電路基板層壓於印刷 有加熱電路之印刷電路基板上以製造層壓。藉由將該等薄 片適當地層疊於一鑄模中，並在10 MPa之壓力同時在50°C 下熱壓2分鐘，以執行層壓。其後將該等層壓製品在氮氣體 中並在600°C下脫脂，並在氮氣體中且溫度1 800°C下燒結3 小時，藉此產生晶圓保持器。此處，燒結後在晶圓保留表 面上執行一研磨工序使其變為1 μπι (Ra)或更小，並且在軸 86740 -22 - 1239039 —曰。執仃研磨工序使其變為5 μπι (Ra)或更小。亦對該 Τ員持進仃處理以精修其外徑。處理後晶圓保持器 寸為外L 340 mm、厚度2〇 mm。並且該晶圓保留表 面14及RF生成電極電路之間距離為1 mm。 其次’製造晶圓保持器，在其上藉由鑽孔工序製造有下 列晶圓承載表面結塊。意即，製造有532個結塊（以15酿之 間距排列），該等結塊上平面之直徑為卜2.54、4、6、8及 1〇随；以及製造有127個結塊（以45随之間距排収晶圓 保持器，該等結塊上平面之直徑為1、2.54、4、6、8、1〇 、12、15 及 20 mm。 藉由在兩個位置局部整平與晶圓保留表面相對側面之表 面直土占加熱電路，將孩晶圓保持器内的加熱電路部分暴 =使用—活性金屬料材料將由鎢製成之電極直接連接 主孩加熱電路之暴露部分。藉由使電流流過該等電極可加 熱該等晶圓保持器，並量測其等溫額定值。藉由將一叫 寸《曰曰圓溫度計設足於該等晶圓保留表面並量測其溫度分 体，可實現該等溫額定值之量測。應瞭解，可調節其電源 ’使得晶圓溫度計中部之溫度為55Qt。該等等溫額定值結 果於表I及表Π中列出。 此外，列入並輸入表I及表Π之，，起模測試"下的内容如下 :當藉由一未圖示之晶圓起模針將晶圓自晶圓保持器起模 時，使其中晶圓完全無破裂及類似問題之晶圓保持器為，，良 好，使其中部分晶圓中出現破裂之晶圓保持器為，，合格”； 且使其中晶圓破裂之晶1M呆持器為” N G"(不合格）。應理解 86740 -23 - 1239039 ，在表I及表II中π表面積"單指結塊上平面之表面積，而π相 對表面積π為該等結塊上平面之總表面積與該等晶圓（1 2英 寸直徑）表面積之比率。
表I 序號 結塊直徑 表面積 結塊數量 相對表面積 起模測試 等溫额定值 (mm) (mm2) (%) (%) 1 1 0.8 532 0.6 良好 ±0.3 2 2.54 ' 5.1 532 3.7 良好 ±0.3 3 4 12.6 532 9.2 良好 ±0.4 4 6 28.3 532 20.6 合格 ±0.5 5 8 50.3 532 36.6 合格 ±0.8 6 10 78.5 532 57.4 不合格 ±1.2
表II 序號 結塊直徑 表面積 結塊數量 相對表面積 起模測試 等溫額定值 (mm) (mm2) (%) (%) 7 1 0.8 127 0.1 良好 ±0.3 8 2.54 5.1 127 0.9 良好 ±0.3 9 4 12.6 127 2.2 良好 ±0.4 10 6 28.3 127 4.9 良好 ±0.5 11 8 50.3 127 8.7 良好 ±0.9 12 10 78.5 127 13.7 合格 ±1.1 86740 -24- 1239039 13 12 113.1 127 19J 合格 ±1.2 ——-- ------ J4_ 15 176.7 127 ~—-—-—._ 且8 合格 ±1.5 15 20 314.2 127 不合格 ±1.6 自表i及表π可明顯得出，藉由使單一結塊上平面之表面 積為70 mm2或更小，可使晶圓正面中溫度分佈達到土 ”/。之 範圍内。此外，藉由使前述表面積為3〇 mm2或更小，可使 日曰圓正面中，皿度刀佈達到士 〇 5 %之範圍内。同時，使該等結 塊上平面之總表面積為晶圓表面積之4〇%或更小，可使在 將:曰'圓卸去卡盤時幾乎不發生使其為晶圓表面積之 /〇或更小，可使在將晶圓卸去卡盤時完全不會發生問題。 實施例2 將表I及表Π之晶圓保持器裝配入半導體製造裝置中，其 中在直徑為12英寸切晶圓上形成ΤιΝ薄膜。其結果為，在 使用第6號及第15號晶圓保持器之狀況下，薄膜厚度之 變動較大’為15%或更t ’且在將晶圓卸去卡盤時晶圓被 破壞；在使用第1 2至丨4號晶圓保持器之狀況下，τ丨n薄膜厚 度之變動較大，為15%或更大，且在將晶圓卸去卡盤時晶圓 中發生輕微的破裂；但在使用第⑴號及第7至U號晶圓保 持為時’ Tm薄膜厚度之變動較小，41〇%或更丨，可形成 極好的彻薄膜，且在將晶圓卸去卡盤時完全不存在問題。 «上文說明之本發明，藉由具有一平面部分之結塊， 使單―結塊上平面之表面積為7〇職2或更小，”現等溫 額定值極為優秀之晶圓保持器及半導體製造裝置。同樣， 86740 -25 - 1239039 使該等結塊上平面 、、心表面積為晶圓表面積之4 Q %或更小 ’可使在將晶圓告P本 、 卡'^時問題之發生處於控制之下。 僅選擇所選之會 /、她例以說明本發明。然而，對於熟悉此 員技術者，自上诫彡- 輛不不難發現可對其進行各種變化及修 改，而不會背離隨 " 、订申印專利*81中所限定之本發明之範 ° "卜’上文中對根據本發明之實施例 ::::::意欲限制如隨附之申請專利範圍及其均:: 【圖式簡單說明】 :為一平面圖，其示意地說明了-根據本發明之晶圓保 持器之實例； M保 圖2為圖1中平面剖面a_a之示意圖； 圓剖面的溫度分佈之示 圖3為一表示本發明中貫穿一 思、圖；及 —圖4為-表示比較實例中貫穿一晶圓剖面的溫度 氏▲、圖。 【圖式代表符號說明】 1 晶圓保持器 2 結塊 晶圓承載表面 抗加熱元件電路 问溫區域 低溫區域 H6740 -26-