TWI883281B - 半導體製造裝置用構件以及其製造方法 - Google Patents

Abstract

半導體製造裝置用構件10係包括：陶瓷製之上部板20，係具有晶圓載置面22，並未內建電極；導電材製之中間板30，係被設置於上部板20中與晶圓載置面22係相反側的面，並被用作靜電電極；以及陶瓷製之下部板40，係與中間板30中和設置上部板20之面係相反側的面接合。

Description

半導體製造裝置用構件以及其製造方法

本發明係有關於一種半導體製造裝置用構件以及其製造方法。

以往，作為半導體製造裝置用構件，已知包括以下之構件者(例如專利文獻1)，陶瓷製之上部板，係內建靜電電極及加熱器電極；金屬基材製之中間板，係經由第1金屬接合層與上部板之和晶圓載置面係相反側的面接合；以及陶瓷製之下部板，係經由第2金屬接合層與中間板之和上部板接合的面係相反側的面接合。在專利文獻1，係上部包裝板相當於上部板，下部包裝板相當於中間板，背板相當於下部板。 [先行專利文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特表2018－518833號公報

[發明所欲解決之問題]

可是，在上述之半導體製造裝置用構件，係因為靜電電極被內建於上部板，所以在上部板中比靜電電極更上側之部分(電介質層)的厚度可能發生不均。具體而言，靜電電極係因上部板中被埋設於晶圓載置面側或靜電電極與構成上部板之陶瓷的熱膨脹係數相異等，在研磨上部板之面時上部板發生變形而會在電介質層的厚度發生不均。電介質層的厚度在面內發生不均時，因為晶圓吸附力在面內發生不均、或在產生電漿的情況電漿密度在面內不均，所以不佳。電介質層的厚度薄時，這些現象易成為顯著。

本發明係為了解決這種問題而開發者，其主要目的在於提供一種半導體製造裝置用構件，在將上部板、中間板以及下部板接合之半導體製造裝置用構件，即使上部板薄亦上部板之厚度的均勻性良好。 [用以解決問題之手段]

本發明之半導體製造裝置用構件係包括： 陶瓷製之上部板，係具有晶圓載置面，並未內建電極； 導電材製之中間板，係被設置於該上部板中與該晶圓載置面係相反側的面，並被用作靜電電極及RF電極；以及 陶瓷製之下部板，係與該中間板中和設置該上部板之面係相反側的面接合。

在此半導體製造裝置用構件，未內建電極之陶瓷製的上部板係作用為靜電夾具之電介質層。上部板係因為未內建電極，所以與內建電極的情況相比，易作成平坦。因此，即使上部板(即電介質層)薄，亦上部板之厚度的均勻性良好。藉此，上部板與中間板之接合性良好，而接合後之殘留應力亦減少。又，在對中間板施加RF電壓而產生電漿時，可防止電漿密度在上部板之面內不均。

此外，在本專利說明書，「上」、「下」係不是表示絕對性的位置關係，而是表示相對性的位置關係。因此，根據半導體製造裝置用構件之方向，「上」、「下」係成為「下」、「上」，或成為「左」、「右」，或者成為「前」、「後」。

在本發明之半導體製造裝置用構件，亦可該上部板之厚度係0.05mm以上且1.5mm以下。在此範圍內設定成可得到所要之吸脫特性的厚度較佳。藉由將上部板的厚度作成上述的範圍，因為上部板之靜電電容變大，隨著上部板之阻抗變小，所以在電漿產生之觀點上係有利。

在本發明之半導體製造裝置用構件，亦可該下部板係內建加熱器電極。依此方式，因為在內建加熱器電極之下部板與晶圓載置面之間係中間板介入，所以熱藉中間板被擴散並傳至晶圓。因此，晶圓之均熱性成為良好。在此情況，亦可該下部板係在設置該中間板的面與該加熱器電極之間內建隔離電極。依此方式，因為隔離電極防止RF電流流入加熱器電極，所以可防止RF電流對加熱器電極之溫度控制有不良影響。

在本發明之半導體製造裝置用構件，亦可該中間板之直徑係比該上部板之直徑更大。依此方式，與中間板之直徑和上部板之直徑相同或比上部板之直徑小的情況相比，因為電漿產生區域變廣，所以藉電漿易均勻地處理晶圓。

在本發明之半導體製造裝置用構件，亦可該中間板中在外部露出的面係藉絕緣膜覆蓋。依此方式，可防止中間板中在外部露出之面腐蝕。此外，在本發明之半導體製造裝置用構件具有將上部板與中間板接合之第1金屬接合層或將下部板與中間板接合之第2金屬接合層的情況，係第1金屬接合層中在外部露出之部分或第2金屬接合層中在外部露出之部分亦藉絕緣膜覆蓋較佳。依此方式，可防止這些部分腐蝕。

在本發明之半導體製造裝置用構件，亦可該中間板係金屬與陶瓷之複合材料製或金屬製，亦可該下部板係與該上部板相同之陶瓷製。

本發明之半導體製造裝置用構件係亦可具備貫穿孔，其係在厚度方向貫穿該半導體製造裝置用構件，亦可對該貫穿孔係施行防止放電處理。依此方式，在處理晶圓之間可抑制經由貫穿孔發生放電。此外，作為防止放電處理，係例如列舉藉絕緣膜或絕緣管覆蓋貫穿孔之內壁中導電材所露出之部分的處理、或在貫穿孔為氣體孔的情況，藉樹脂將透氣性塞黏著並固定於貫穿孔中至少貫穿上部板之部分的處理等。

本發明之半導體製造裝置用構件的製造方法係： 亦可包含： (a)準備步驟，係準備：陶瓷製之上部板，係具有晶圓載置面並未內建電極；陶瓷製之下部板；以及導電材製之中間板；及 (b)得到步驟，係在該中間板的上面與該上部板之和該晶圓載置面係相反側的面之間配置第1金屬接合材，且在該中間板的下面與該下部板的上面之間配置第2金屬接合材，並在該狀態進行加壓加熱後回到室溫，藉此，得到接合體； 亦可包含： (a)形成步驟，係藉熱噴塗在導電材製之中間板的上面形成陶瓷製之上部板；及 (b)得到步驟，係在該中間板的下面與該陶瓷製之下部板的上面之間配置金屬接合材，並在該狀態進行加壓加熱後回到室溫，藉此，得到接合體。

這種半導體製造裝置用構件的製造方法係適合製造上述之半導體製造裝置用構件。

以下，一面參照圖面，一面說明本發明之適合的實施形態。圖1係半導體製造裝置用構件10之剖面圖(以通過構件10之中心的垂直面剖開時的剖面圖)，圖2係晶圓載置面22的平面圖，圖3係表示加熱器電極44之一例的平面圖。

半導體製造裝置用構件10係如圖1所示，包括上部板20、中間板30、下部板40、以及第1及第2金屬接合層31、32。

上部板20係直徑與實施電漿處理之矽製的晶圓W相同之圓盤形之陶瓷(例如氧化鋁或氮化鋁)製的板，並未內建電極。上部板20之直徑係無特別地限定，例如亦可採用250~350mm。上部板20的上面係成為晶圓載置面22。在晶圓載置面22，係如圖2所示，沿著外緣形成密封帶22a，並在整個面形成複數個圓形突起22b。密封帶22a及圓形突起22b係高度相同，該高度係例如是數μm~數十μm。

中間板30係圓盤形之板，其直徑係比上部板20及下部板40之直徑更大。中間板30係經由第1金屬接合層31與上部板20之與晶圓載置面22係相反側的面23接合。作為中間板30的材料，係列舉導電材料(複合材料或金屬等)。作為複合材料，係列舉金屬基複合材料(亦稱為metal matrix composite(MMC))等。作為MMC，係列舉含有Si、SiC以及Ti之材料(亦稱為SiSiCTi)或使Al及/或Si浸滲於SiC多孔質體之材料等。作為金屬，係列舉Ti或Mo等。

中間板30係藉外部之直流(DC)電源70(參照圖4)經由未圖示之供電端子可施加DC電壓。上部板20係作用為電介質層。上部板20的厚度係在考慮吸附晶圓W之力下，被調整成既定厚度(例如50~500μm)。對中間板30施加DC電壓時，在上部板20之晶圓載置面22所載置的晶圓W係被吸附並固定於晶圓載置面22，而解除DC電壓之施加時，對晶圓載置面22之晶圓W的吸附固定被解除。晶圓載置面22所吸附之晶圓W的背面係與密封帶22a的上面及圓形突起22b的上面接觸。又，在晶圓W之背面與晶圓載置面22中未設置密封帶22a或圓形突起22b的部分之間係產生空間。對此空間，係經由未圖示之氣體供給路供給導熱氣體(例如He氣)，而該氣體供給路係在上下方向貫穿半導體製造裝置用構件10。藉該導熱氣體，高效率地進行上部板20與晶圓W之熱交換。

中間板30係藉外部之高頻(RF)電源74(參照圖4)經由未圖示之供電端子可施加RF電壓。在半導體製造裝置用構件10之晶圓載置面22的上方，係以與晶圓載置面22隔著間隔的方式配置上部電極，該上部電極係具備未圖示之蓮蓬頭。上部電極係與地線連接，並向晶圓載置面22與上部電極之間的空間供給反應氣體。一面向該空間供給反應氣體一面對中間板30施加RF電壓時，在上部板20與上部電極之間產生電漿。

下部板40係直徑與上部板20相同之圓盤形之陶瓷製的板，並內建加熱器電極44。下部板40係經由第2金屬接合層32與中間板30中和上部板20接合之面係相反側的面接合。加熱器電極44係如圖3所示，在下部板40之平面圖上的區域之幾乎整個面，以一筆畫之要領從一端44a至另一端44b形成圖案，施加電壓時發熱而對晶圓W加熱。配置加熱器電極44的區域係在平面圖上是圓形區域。加熱器電極44係藉加熱電源經由未圖示之供電端子可施加電壓，該供電端子係與一端44a及另一端44b連接。

在上部板20及下部板40之材料是氧化鋁的情況，中間板30之材料係SiSiCTi或金屬Ti較佳。在上部板20之材料是氧化鋁的情況，上部板20的厚度係0.05mm以上且0.65mm以下較佳，0.2mm以上且0.4mm以下更佳。在上部板20及下部板40之材料是氮化鋁的情況，中間板30的材料係使Si浸滲於SiC多孔質體之材料或金屬Mo較佳。在上部板20之材料是氮化鋁的情況，上部板20的厚度係0.1mm以上且1.5mm以下較佳，0.3m以上且0.7mm以下更佳。

第1及第2金屬接合層31、32係例如由Al－Si－Mg系或Al－Mg系材料等之含Al材料所構成。第1及第2金屬接合層31、32的厚度係無特別地限定，1~300μm較佳，50~150μm更佳。又，第1金屬接合層31的外周係未超出上部板20之外周較佳，第2金屬接合層32的外周係未超出下部板40之外周較佳。第1及第2金屬接合層31、32係例如由TCB(Thermal Compression Bonding)所形成。TCB係一種周知的方法，該方法係在接合對象的2個構件之間夾入金屬接合材，並在已加熱至金屬接合材之固態線溫度之溫度的狀態將2個構件進行加壓接合。

其次，說明半導體製造裝置用構件10之使用例。圖4係表示將半導體製造裝置用構件10安裝於冷卻裝置50之狀況的剖面圖。首先，將半導體製造裝置用構件10安裝於冷卻裝置50，該冷卻裝置50係被設置於未圖示之真空室內。冷卻裝置50係鋁等之金屬製的圓盤構件，並在內部具有可使冷媒循環的冷媒通路52。在冷卻裝置50之上面的中央，係設置圓形槽54，在圓形槽54，係插入下部板40。冷卻裝置50係具有包圍圓形槽54之周圍的環狀面56。半導體製造裝置用構件10係在中間板30之下面的外周部與環狀面56之間配置環狀的密封構件57，並在將下部板40插入圓形槽54之狀態，藉夾緊環60被固定於冷卻裝置50。密封構件57之外徑係比圓形槽54之直徑更大，且比中間板30之直徑更小。作為密封構件57，係例如列舉金屬襯墊等。夾緊環60係被配置於冷卻裝置50的環狀面56。在夾緊環60之內周面，係設置段差62，該段差62從上壓住中間板30之外周部的上面。又，夾緊環60係具有與可插入螺絲65之縱孔64或可與螺絲67螺合的螺絲孔66。螺絲65係從上方被插入縱孔64，並與螺絲孔58螺合，該螺絲孔58係被設置於冷卻裝置50的環狀面56。螺絲67係從下方被插入螺絲插入孔59，並與螺絲孔66螺合，而該螺絲插入孔59係在上下方向貫穿冷卻裝置50，該螺絲孔66係被設置於夾緊環60之背面。這種螺絲65、67係在夾緊環60之圓周方向等間隔地被設置複數個(例如8個)。藉此，由圓形槽54、下部板40以及密封構件57所包圍之空間S係被密閉。在密閉之空間S，係填充導熱片或導熱氣體。依此方式，半導體製造裝置用構件10之中間板30中從上部板20或下部板40向外側所超出的部分係被用作用以安裝於冷卻裝置50之凸緣。然後，經由濾波電路72將中間板30與DC電源70連接，且經由濾波電路76與RF電源74連接。濾波電路72係防止RF電流從中間板30向DC電源70流入。濾波電路76係防止DC電流從中間板30向RF電源74流入。

在將半導體製造裝置用構件10安裝於冷卻裝置50後，將晶圓W載置於晶圓載置面22。接著，藉真空泵使真空室內降壓，調整成既定真空度後，使用DC電源70對中間板30施加DC電壓，而將晶圓W吸附並固定於晶圓載置面22。晶圓W係無間隙地與晶圓載置面22之密封帶22a或圓形突起22b(參照圖2)密接。藉此，晶圓W之背面與晶圓載置面22中未設置密封帶22a或圓形突起22b的部分之間的空間係被密閉。向此空間係供給導熱氣體。因為導熱氣體係被封入，所以在上部板20與晶圓W之間高效率地進行導熱。接著，將真空室內設定成既定壓力(例如數十~數百Pa)的反應氣體環境。從未圖示之上部電極的蓮蓬頭供給反應氣體。在此狀態，使用RF電源74對中間板30施加RF電壓，而在上部電極與上部板20之間產生電漿。然後，藉所產生之電漿進行晶圓W之表面的蝕刻。未圖示之控制器係以晶圓W之溫度成為預設之目標溫度的方式控制向加熱器電極44供給之電力。

其次，說明半導體製造裝置用構件10之製造例。圖5係半導體製造裝置用構件10之製程圖。在以下，係列舉上部板20及下部板40的材料為氧化鋁、中間板30的材料為SiSiCTi的情況來說明。

首先，準備上部板20、中間板30以及下部板40(參照圖5A)。將此步驟稱為步驟(a)。

上部板20係可如以下所示製造。此處，說明氧化鋁製之上部板20的製造例。首先，準備圓盤形之氧化鋁製的MC片。MC係模鑄(Mold Cast)之簡稱，是一種得到成形體之周知的方法，其係將含有陶瓷原料粉末(此處係氧化鋁原料粉末)與模化劑之陶瓷漿注入成形模內，在該成形模內使模化劑產生化學反應，而使陶瓷漿進行模化，藉此，得到成形體。作為模化劑，係例如亦可採用含有異氰酸酯及多元醇，並藉氨基甲酸乙脂反應進行模化者。接著，根據熱壓法烘烤MC片，藉此，得到氧化鋁燒結體。藉由對所得之氧化鋁燒結體的雙面施加研磨加工或噴砂加工等，調整形狀或厚度，而得到平板狀的上部板20(參照圖5A)。在此時間點，係在晶圓載置面22未形成密封帶22a或圓形突起22b。此外，亦可使用陶瓷生胚(green sheet)，替代氧化鋁製之MC片。

中間板30係可如以下所示製造。此處，說明SiSiCTi製之中間板30的製造例。首先，製作SiSiCTi製之圓盤構件。例如製作粉體混合物，其係含有39~51質量%之碳化矽原料粒子，且含有被選擇成包含Ti及Si之一種以上的原料，並關於來自碳化矽以外之原料的Si及Ti，Si/(Si＋Ti)之質量比是0.26~0.54，該碳化矽原料粒子係平均粒徑為10μm以上且25μm以下。作為原料，係可使用例如碳化矽、金屬Si以及金屬Ti。在此情況，以碳化矽成為39~51質量%、金屬Si成為16~24質量%、以及金屬Ti成為26~43質量%的方式混合較佳。然後，藉由對所得之粉體混合物進行單軸加壓成形，製作圓盤形之成形體，再在惰性氣體環境對該成形體進行熱壓並在1370~1460℃燒結，藉此，得到SiSiCTi製之圓盤構件。此外，熱壓時之加壓壓力係例如被設定成50~300kgf/cm ²。然後，藉由對所得之圓盤構件進行研磨加工等，調整形狀或厚度，而得到中間板30(參照圖5A)。關於中間板30之具體的製造條件，例如可參考在日本專利第5666748號公報所記載之條件來設定。

下部板40係可如以下所示製造。此處，說明氧化鋁製之下部板40的製造例。首先，準備圓盤形之氧化鋁製的第1及第2MC片。接著，在第2MC片之表面形成加熱器電極44。作為加熱器電極44之形成方法，係可使用例如網版印刷、PVD、CVD、電鍍等。然後，將第1MC片積層於第2MC片之形成加熱器電極44的面，作為積層體。接著，根據熱壓法烘烤積層體，藉此，得到內建加熱器電極44之氧化鋁燒結體。藉由對所得之氧化鋁燒結體的雙面施加研磨加工或噴砂加工等，調整形狀或厚度，而得到平板狀的下部板40(參照圖5A)。此外，亦可使用陶瓷生胚，替代氧化鋁製之MC片。

然後，在下部板40之上面，載置直徑與下部板40相同之平板狀的第2金屬接合材302，再在其上載置中間板30，進而在中間板30之上面，載置直徑與上部板20相同之平板狀的第1金屬接合材301，並載置成上部板20的下面與第2金屬接合材302接觸。藉此，得到三明治積層體，該三明治積層體係中間板30經由各金屬接合材301、302被夾在上部板20與下部板40之間的狀態。接著，在第1及第2金屬接合材301、302之固態線溫度以下(例如從固態線溫度減去20℃的溫度以上且固態線溫度以下)的溫度對三明治積層體加壓，對上部板20、中間板30以及下部板40進行TCB接合(參照圖5B)，然後，回到室溫。藉此，得到接合體80(參照圖5C)，該接合體80係第1金屬接合材301成為第1金屬接合層31，第2金屬接合材302成為第2金屬接合層32。將此步驟稱為步驟(b)。作為第1及第2金屬接合材301、302，係可使用Al－Mg系接合材或Al－Si－Mg系接合材。例如，在使用Al－Si－Mg系接合材(含有88.5重量%之Al、10重量%之Si、1.5重量%之Mg，固態線溫度為約560℃)進行TCB接合的情況，在真空環境下，加熱至540~560℃(例如550℃)之狀態以0.5~2.0kgf/mm ²(例如1.5kgf/mm ²)之壓力進行加壓數小時。第1及第2金屬接合材301、302係使用厚度約100μm者較佳。

然後，在接合體80之上部板20的晶圓載置面22，黏貼圖案罩，該圖案遮罩係用以形成密封帶22a及圓形突起22b，再噴射噴砂介質，進行噴砂加工。藉噴砂加工，在晶圓載置面22係形成密封帶22a或圓形突起22b。將此步驟稱為步驟(c)。然後，拆下遮罩，得到半導體製造裝置用構件10(參照圖5D)。

在以上詳述之半導體製造裝置用構件10，未內建電極之陶瓷製的上部板20係作用為靜電夾具之電介質層。上部板20係因為未內建電極，所以與內建電極的情況相比，易作成平坦。因此，即使上部板20(即電介質層)薄亦上部板20之厚度的均勻性良好。藉此，上部板20與中間板30之接合性良好，而接合後之殘留應力亦減少。又，在對中間板30施加RF電壓而產生電漿時，可防止電漿密度在上部板20之面內不均。

又，上部板20的厚度係設定成0.05mm以上且1.5mm以下，並在此範圍內可得到所要之吸脫特性的厚度較佳。此處，在從中間板30經由上部板20及電漿環境至未圖示之上部電極的RF路徑，若上部板20厚，則靜電電容C變小。靜電電容C變小時，上部板20之阻抗Z係因為含有1/(jωC)之項而變高。因此，若上部板20厚，則RF損失變大，而在電漿產生之觀點上係不利。相對地，在上述的範圍內設定上部板20的厚度時，RF損失變小，而在電漿產生之觀點上係有利。在將上部板20的厚度設定成用以得到吸脫特性及電性絕緣性之最低限度之厚度的情況，亦一樣。此外，頻率愈低ω成為愈小，因為1/(jω)之值變大，所以靜電電容C之影響變成顯著。

進而，陶瓷製之下部板40係內建加熱器電極44。因為在內建加熱器電極44之下部板40與晶圓載置面22之間係中間板30介入，所以熱藉中間板30被擴散並傳至晶圓W。因此，晶圓W之均熱性成為良好。

進而又，中間板30之直徑係比上部板20之直徑更大。因此，與中間板30之直徑比上部板20之直徑更小的情況相比，電漿產生區域變廣。結果，以電漿易均勻地處理晶圓W。

而且進而，半導體製造裝置用構件10之製造方法係包含(a)準備步驟，係準備：上部板20，係具有晶圓載置面22並未內建電極；下部板40，係內建加熱器電極44；以及導電材製之中間板30；及(b)得到步驟，係在中間板30的上面與上部板20的下面(與晶圓載置面22係相反側的面)之間配置第1金屬接合材301，且在中間板30的下面與下部板40的上面之間配置第2金屬接合材302，並在該狀態進行加壓加熱後回到室溫，藉此，得到接合體80。此製造方法係適合製造上述之半導體製造裝置用構件10。

此外，本發明係絲毫未被限定為上述的實施形態，只要屬於本發明的技術性範圍，當然能以各種的形態實施。

例如，如圖6所示之半導體製造裝置用構件110所示，亦可在下部板40內建隔離電極46。在圖6，係對與上述之實施形態相同的構成元件附加相同的符號。隔離電極46係被內建於下部板40的上面(設置中間板30之面)與加熱器電極44之間。依此方式，因為隔離電極46防止RF電流流入加熱器電極44，所以可防止RF電流對加熱器電極44之溫度控制有不良影響。

或者，如圖7所示之半導體製造裝置用構件210所示，亦可中間板30中在外部露出之面或第1及第2金屬接合層31、32中在外部露出之部分係被絕緣膜33覆蓋。在圖7，係對與上述之實施形態相同的構成元件附加相同的符號。作為絕緣膜33，係例如列舉陶瓷熱噴塗膜等。依此方式，可防止中間板30中在外部露出之面或第1及第2金屬接合層31、32中在外部露出之部分腐蝕。

或者，如圖8所示之半導體製造裝置用構件310所示，亦可不經由第1金屬接合層31地將上部板20設置於中間板30的上面。在圖8，係對與上述之實施形態相同的構成元件附加相同的符號。具體而言，係亦可在中間板30的上面形成陶瓷熱噴塗膜，並將該陶瓷熱噴塗膜作為上部板20。作為陶瓷熱噴塗膜，係例如列舉氧化鋁熱噴塗膜或氧化釔熱噴塗膜等。作為半導體製造裝置用構件310之製造方法的一例，係列舉包含以下之步驟的製造方法，(a)形成步驟，係藉熱噴塗在中間板30之上面形成上部板20；及(b)得到步驟，係在中間板30的下面與下部板40的上面之間配置金屬接合材，並在該狀態進行加壓加熱後回到室溫，藉此，得到接合體。

在上述之實施形態，亦可半導體製造裝置用構件10係如圖9~圖11所示，具備在厚度方向貫穿半導體製造裝置用構件10的貫穿孔34，並對該貫穿孔34施行防止放電處理。例如，如圖9所示，亦可藉絕緣膜35覆蓋貫穿孔34的內壁中第1金屬接合層31、中間板30以及第2金屬接合層32所露出的部分。又，如圖10所示，亦可將絕緣管36插入貫穿孔34，並以絕緣管36覆蓋貫穿孔34的內壁中第1金屬接合層31、中間板30以及第2金屬接合層32所露出的部分。在此時，亦可藉樹脂黏著並固定絕緣管36的外周面。又，在貫穿孔34是氣體孔的情況，係如圖11所示，亦可將由絕緣材所構成之透氣性塞37插入貫穿孔34中至少貫穿上部板20的部分。在此時，亦可藉樹脂黏著並固定透氣性塞37的周圍。若採用圖9~圖11的構成，在處理晶圓W之間可抑制經由貫穿孔34發生放電。此外，在圖9~圖11，係對與上述之實施形態相同的構成元件附加相同的符號。又，圖9及圖10之貫穿孔34係不是特別地限定用途者，例如頂銷孔或氣體孔都可。

在上述之實施形態，係在上部板20與中間板30之間設置第1金屬接合層31，並在中間板30與下部板40之間設置第2金屬接合層32，但是亦可設置樹脂接合層，替代這些金屬接合層31、32。作為樹脂接合層，係列舉矽系樹脂。樹脂接合層係亦可使用膏材形成，亦可使用片材形成。

在上述之實施形態，係在步驟(a)所準備之上部板20，未形成密封帶22a及圓形突起22b，但是亦可在此階段藉噴砂加工在上部板20形成密封帶22a及圓形突起22b。在此情況，步驟(c)係不需要。

在上述之實施形態，係將上部板20之直徑作成與晶圓W之直徑相同，但是，亦可將上部板20之直徑作成比晶圓W之直徑更大，亦可將上部板20之直徑作成比晶圓W之直徑更小。

在上述之實施形態，加熱器電極44係設置成覆蓋下部板40之在平面圖上之區域的幾乎整個面，但是，亦可將下部板40之在平面圖上之區域區分成中央之圓形區與其外側之環狀區，並對各區設置加熱器電極。又，亦可將環狀區更分割成複數個區，並對所分割之各區設置加熱器電極。

在上述之實施形態，在下部板40設置一層加熱器電極44，但是，亦可在下部板40設置多層(在上下方向多段)加熱器電極44。

在上述之實施形態，係在下部板40內建加熱器電極44，但是，亦可在下部板40不內建電極。 [實施例]

在以下說明本發明之適合的實施例。本發明係絲毫未被限定為以下的實施例。實驗例1~10相當於本發明之實施例。在表1及表2表示這些實驗例之結果。

[表1]

	實驗例1	實驗例2	實驗例3	實驗例4	實驗例5
上部板	材質	Al 2O 3燒結體	Al 2O 3熱噴塗膜
直徑(mm)	ϕ300	ϕ300
厚度(mm)	0.3	0.05	1.5	1.6	0.3
中間板	材質	SiSiCTi	SiSiCTi
直徑(mm)	ϕ340	ϕ340
厚度(mm)	13	13
下部板	材質	Al 2O 3燒結體	Al 2O 3燒結體
直徑(mm)	ϕ300	ϕ300
厚度(mm)	3	3
吸附力(Torr)	≧50	≧50
靜電電容(nF)	21	125.1	4.2	3.9	21

[表2]

	實驗例6	實驗例7	實驗例8	實驗例9	實驗例10
上部板	材質	AlN燒結體	AlN熱噴塗膜
直徑(mm)	ϕ300	ϕ300
厚度(mm)	0.5	0.05	0.3	1.5	1.6
中間板	材質	Mo	Mo
直徑(mm)	ϕ340	ϕ340
厚度(mm)	13	13
下部板	材質	AlN燒結體	AlN燒結體
直徑(mm)	ϕ300	ϕ300
厚度(mm)	3	3
吸附力(Torr)	≧50	≧50
靜電電容(nF)	11	112.6	18.8	3.8	3.5

[實驗例1] 根據上述之製造方法製造了上述之實施形態的半導體製造裝置用構件10。上部板20、中間板30以及下部板40之材質或尺寸係如表1所示。分別製作上部板20、中間板30以及下部板40後，在上部板20與中間板30之間配置第1金屬接合材301，且在下部板40與中間板30之間配置第2金屬接合材302，再藉TCB將上部板20、中間板30以及下部板40接合。作為第1及第2金屬接合材301、302，係使用Al－Si－Mg系接合材。此外，在實驗例1，係為了得到晶圓W的吸脫特性及電性絕緣性，將氧化鋁製之上部板20的厚度作成0.3mm。

上部板20係因為未內建電極，所以在接合前之上部板20的變形係未發現，以後之TCB接合時的接合性亦良好，而接合後之殘留應力亦被消除。又，從作用為靜電電極及RF電極之中間板30至上部板20之上面之距離的管理被簡化。進而，在從中間板30經由上部板20及電漿環境至未圖示之上部電極的RF路徑，因為上部板20之靜電電容變大，所以RF損失變小。因此，亦可應付低頻RF之施加。此外，在將上部板20之厚度從0.3mm變更成3mm的實驗，係因為上部板20之靜電電容只有實驗例1之10%，所以RF損失變大。

[實驗例2~4] 在實驗例2~4，係除了如表1所示變更上部板20之厚度以外，與實驗例1一樣地製作了半導體製造裝置用構件10。在實驗例2~4，亦上部板20係因為未內建電極，所以在接合前之上部板20的變形係未發現，以後之TCB接合時的接合性亦良好，而接合後之殘留應力亦被消除。又，從作用為靜電電極及RF電極之中間板30至上部板20之上面之距離的管理被簡化。進而，在從中間板30經由上部板20及電漿環境至未圖示之上部電極的RF路徑，因為上部板20之靜電電容變大，所以RF損失變小。因此，亦可應付低頻RF之施加。但，在實驗例4，因為上部板20之厚度超過1.5mm，所以靜電電容比實驗例1~3的小。因此，上部板20之厚度係0.05mm以上且1.5mm以下較佳。

[實驗例5] 採用表1之實驗例5所示的條件製造了上述之半導體製造裝置用構件310(參照圖8)。在實驗例5，係藉熱噴塗在中間板30之上面形成上部板20，並在該中間板30的下面與下部板40的上面之間配置金屬接合材後，進行TCB接合。

在實驗例5，亦上部板20係因為未內建電極，所以在接合前之上部板20的變形係未發現，以後之TCB接合時的接合性亦良好，而接合後之殘留應力亦被消除。又，從作用為靜電電極及RF電極之中間板30至上部板20之上面之距離的管理被簡化。進而，在從中間板30經由上部板20及電漿環境至未圖示之上部電極的RF路徑，因為靜電電容變大，所以RF損失變小。因此，亦可應付低頻RF之施加。此外，依據實驗例5，製作將氧化鋁熱噴塗膜之上部板20的厚度變更成0.05、1.5、1.6mm的半導體製造裝置用構件310並評估時，得到與實驗例2~4相同的結果。

[實驗例6] 採用表2之實驗例6所示的條件製造了上述之半導體製造裝置用構件10，並與實驗例1一樣地製造。此外，在實驗例6，係為了得到晶圓W之吸脫特性及電性絕緣性，將AlN製之上部板20的厚度作成0.5mm。

在實驗例6，亦上部板20係因為未內建電極，所以在接合前之上部板20的變形係未發現，以後之TCB接合時的接合性亦良好，而接合後之殘留應力亦被消除。又，從作用為靜電電極及RF電極之中間板30至上部板20之上面之距離的管理被簡化。進而，在從中間板30經由上部板20及電漿環境至未圖示之上部電極的RF路徑，因為靜電電容變大，所以RF損失變小。因此，亦可應付低頻RF之施加。此外，在將上部板20之厚度從0.5mm變更成3mm的實驗，係因為靜電電容只有實驗例6之約17%，所以RF損失變大。

[實驗例7~10] 在實驗例7~10，係除了上部板20及下部板40之材質採用AlN，並如表2所示變更上部板20之厚度以外，與實驗例5一樣地製作了半導體製造裝置用構件310。在實驗例7~10，亦上部板20係因為未內建電極，所以在接合前之上部板20的變形係未發現，以後之TCB接合時的接合性亦良好，而接合後之殘留應力亦被消除。又，從作用為靜電電極及RF電極之中間板30至上部板20之上面之距離的管理被簡化。進而，在從中間板30經由上部板20及電漿環境至未圖示之上部電極的RF路徑，因為上部板20之靜電電容變大，所以RF損失變小。因此，亦可應付低頻RF之施加。但，在實驗例10，係因為上部板20之厚度超過1.5mm，所以靜電電容比實驗例6~9的小。因此，上部板20之厚度係0.05mm以上且1.5mm以下較佳。

本專利申請係將於2021年2月4日所申請之日本專利申請第2021－16207號作為優先權主張的基礎，並藉引用在本專利說明書包含該內容之全部。 [產業利用性]

本發明係可利用於處理晶圓之晶圓處理裝置等的半導體製造裝置用構件。

10,110,210,310:半導體製造裝置用構件 20:上部板 22:晶圓載置面 22a:密封帶 22b:圓形突起 30:中間板 31:第1金屬接合層 32:第2金屬接合層 33:絕緣膜 34:貫穿孔 35:絕緣膜 36:絕緣管 37:透氣性塞 40:下部板 44:加熱器電極 44a:一端 44b:另一端 46:隔離電極 50:冷卻裝置 52:冷媒通路 54:圓形槽 56:環狀面 57:密封構件 58:螺絲孔 59:螺絲插入孔 60:夾緊環 62:段差 64:縱孔 65:螺絲 66:螺絲孔 67:螺絲 70:DC電源 72:濾波電路 74:RF電源 76:濾波電路 80:接合體 301:第1金屬接合材 302:第2金屬接合材

圖1係半導體製造裝置用構件10之剖面圖。 圖2係晶圓載置面22的平面圖。 圖3係表示加熱器電極44之一例的平面圖。 圖4係表示將半導體製造裝置用構件10安裝於冷卻裝置50之狀況的剖面圖。 圖5係半導體製造裝置用構件10之製程圖。 圖6係半導體製造裝置用構件110之剖面圖。 圖7係半導體製造裝置用構件210之剖面圖。 圖8係半導體製造裝置用構件310之剖面圖。 圖9係表示對貫穿孔34施行防止放電處理之一例的局部剖面圖。 圖10係表示對貫穿孔34施行防止放電處理之一例的局部剖面圖。 圖11係表示對貫穿孔34施行防止放電處理之一例的局部剖面圖。

10:半導體製造裝置用構件

20:上部板

22:晶圓載置面

23:面

30:中間板

31:第1金屬接合層

32:第2金屬接合層

40:下部板

44:加熱器電極

Claims (9)

1. 一種半導體製造裝置用構件，其係包括： 陶瓷製之上部板，係具有晶圓載置面，並未內建電極； 導電材製之中間板，係被設置於該上部板中與該晶圓載置面係相反側的面，並被用作靜電電極及RF電極；以及 陶瓷製之下部板，係與該中間板中和設置該上部板之面係相反側的面接合； 其中該中間板之直徑係比該上部板之直徑更大。
2. 如請求項1之半導體製造裝置用構件，其中該上部板之厚度係0.05mm以上且1.5mm以下。
3. 如請求項1或2之半導體製造裝置用構件，其中該下部板係內建加熱器電極。
4. 如請求項3之半導體製造裝置用構件，其中該下部板係在設置該中間板的面與該加熱器電極之間內建隔離電極。
5. 如請求項1或2之半導體製造裝置用構件，其中該中間板中在外部露出的面係藉絕緣膜覆蓋。
6. 如請求項1或2之半導體製造裝置用構件，其中該中間板係金屬與陶瓷之複合材料製或金屬製，該下部板係與該上部板相同之陶瓷製。
7. 一種半導體製造裝置用構件，係如請求項1至6中任一項之半導體製造裝置用構件，其係： 具備貫穿孔，其係在厚度方向貫穿該半導體製造裝置用構件； 對該貫穿孔，係施行防止放電處理。
8. 一種半導體製造裝置用構件之製造方法，其係包含： (a)準備步驟，係準備：陶瓷製之上部板，係具有晶圓載置面並未內建電極；陶瓷製之下部板；以及導電材製之中間板；及 (b)得到步驟，係在該中間板的上面與該上部板之和該晶圓載置面係相反側的面之間配置第1金屬接合材，且在該中間板的下面與該下部板的上面之間配置第2金屬接合材，並在該狀態進行加壓加熱後回到室溫，藉此，得到接合體； 其中該中間板之直徑係比該上部板之直徑更大。
9. 一種半導體製造裝置用構件之製造方法，其係包含： (a)形成步驟，係藉熱噴塗在導電材製之中間板的上面形成陶瓷製之上部板；及 (b)得到步驟，係在該中間板的下面與該陶瓷製之下部板的上面之間配置金屬接合材，並在該狀態進行加壓加熱後回到室溫，藉此，得到接合體； 其中該中間板之直徑係比該上部板之直徑更大。