[發明專利]靜電吸盤的饋電結構及其制造方法以及靜電吸盤的饋電結構的再生方法

有效

• 申請號: 200680055881.0
• 申請日: 2006-09-19
• 公開（公告）號: CN101512749A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 宮下欣也;渡邊喜裕
• 申請（專利權）人: 創意科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 許海蘭

技術領域

本發明涉及一種在半導體元件制造工程所使用的等離子處理裝置、電子曝光裝置、離子注入裝置等，和液晶面板的制造所使用的離子摻雜裝置等具備的靜電吸盤中，用于向靜電吸盤的電極層饋電的饋電結構。

背景技術

在半導體元件制造過程所用的等離子處理裝置、電子曝光裝置、離子注入裝置等，和液晶面板的制造所使用的離子摻雜裝置等中，需要不給作為被處理物的半導體晶片或玻璃基板造成損傷，確實地保持半導體晶片和玻璃基板。特別是最近，由于嚴格管理對作為處理的對象的半導體晶片和玻璃基板的污染，所以大部分以往所使用的機械性地夾緊半導體晶片等的方式被置換為利用電氣性的靜電吸附力的靜電吸盤方式。

靜電吸盤在金屬底板上具備下部絕緣層、電極層以及表面絕緣介電層，表面絕緣介電層形成保持半導體晶片和玻璃基板的吸附面。并且，通過設置在貫穿金屬底板的上下表面的貫通孔內的饋電端子從外部向所述電極層提供高電位，從而在表面絕緣介電層的表面(即吸附面)上分布的電荷與載置于吸附面的被處理物上極化帶電的電荷之間發生庫侖力或約翰遜-拉貝克力，或者發生靜電引起的梯度力，吸附保持作為被處理物的半導體晶片等。

但是，例如用等離子裝置蝕刻半導體晶片時，半導體晶片的溫度將上升至200℃至400℃左右。因此，為了使正在處理的晶片溫度冷卻到適當溫度，通過使制冷劑在設于金屬底板的內部的管路內流動來防止晶片的溫度上升。但是靜電吸盤的表面絕緣介電層側被高溫照射，金屬底板側大約保持在制冷劑的溫度，因此在它們之間將產生溫度梯度，例如在表面絕緣介電層與下部絕緣層之間產生最大數百度的溫度梯度。此外，當然，在裝置工作時和停止時之間在靜電吸盤自身也將產生最大數百度的溫度梯度。

如果在靜電吸盤上有這樣的溫度循環的負荷，則存在特別是在向電極層供給電壓的饋電結構上有產生各種故障的危險。即，在饋電端子或電極層等的導電體、和下部絕緣層或表面絕緣介電層等的絕緣體上，熱膨脹率各自不同，所以導電體和絕緣體接觸之處變得復雜的饋電端子的周邊容易發生裂紋。這樣的裂紋是引起靜電吸盤的溫度特性的局部性的惡化等問題以及微粒的發生等的主要原因。

圖4是示出靜電吸盤的饋電結構的以往例。在金屬底板1上設置的貫通孔7上，隔著絕緣保持部件2配設饋電端子3，該饋電端子3，如圖1(b)所示，由于其前端與電極層5接觸，從而從金屬底板1的下表面側將供給的電壓向電極層3供給。這里，如上所述的裂紋，例如，容易發生在饋電端子3的前端與電極層5接觸的部分的邊緣上(裂紋8a)、此外，裂紋也同樣容易發生在饋電端子8、絕緣保持部件2以及下部絕緣層4彼此接觸的部分上(裂紋8b)。

因此，有人提出了幾個用于減輕在靜電吸盤受到熱負荷的情況下的影響的方法。例如，提出過對向在陶瓷基體的內部設置的電極層供電的饋電端子進行釬焊，并在饋電端子的端面上設置中空部，在該中空部中插入與陶瓷基體具有相同程度的熱膨脹系數的應力緩沖材料的方法(參照專利文獻1)。此外，提出過以使饋電端子的端面與由金屬-陶瓷復合材料構成的底板的上表面高度相同的方式，在底板上設置的貫通孔內通過陶瓷制的外蓋部配設饋電端子，隨后對饋電端子的端面進行掩模，由噴鍍處理形成絕緣層，進而去除掩模來露出饋電端子的端面，并在此基礎上，噴鍍金屬材料，形成電極層的方法(參照專利文獻2)。另外，提出過從在內部具有電極層的陶瓷基體的下表面側設置貫通電極層的貫通孔，在該內壁上形成金屬鍍敷層，并且通過釬焊在貫通孔內固定饋電端子的方法(參照專利文獻3)。

但是，如專利文獻1以及3所述，在通過釬焊來固定饋電端子的情況下，釬焊材料自身有熱負荷，所以將使問題更復雜。并且，由于釬焊作業本身是手工作業，所以缺乏可靠性。而如專利文獻2所示，在將底板內配設的饋電端子的端面調整為與底板的上表面相同高度的基礎上，通過噴鍍形成電極層而使饋電端子的端面與電極層接觸的方法中，雖然作業效率得到改善，但在相對于與熱負荷的可靠性方面還需要進一步改善。即，由于饋電端子與電極層相互以面進行接觸，所以在有熱負荷的情況下，在可靠性上留有問題。

專利文獻1：JP特開平11-074336號公報

專利文獻2：JP特開2003-179127號公報

專利文獻3：JP特開平10-189696號公報

發明內容

靜電吸盤的熱負荷帶來的影響，與靜電吸盤的饋電結構有關系，具體而言，與饋電端子與電極層的界面的形狀、和在實際上有熱負荷情況下與金屬底板、饋電端子、絕緣保持部件、下部絕緣層、電極層以及表面絕緣介電層之間的力的施加方式有關系。關于這些關系，至今還沒有被充分研究過。