[發(fā)明專利]半導(dǎo)體制造裝置用部件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210071328.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102738044B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 來(lái)田雅裕;早瀨徹;勝田祐司
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本礙子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L21/673
• 分類號(hào): H01L21/673
• 代理公司: 上海市華誠(chéng)律師事務(wù)所 31210
• 代理人: 李曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造裝置用部件。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制造裝置領(lǐng)域中，采用致密質(zhì)陶瓷的氧化鋁(Al₂O₃)、氮化鋁(AlN)等作為靜電 吸盤的基體。陶瓷基體中，埋設(shè)、制造用于產(chǎn)生半導(dǎo)體工藝處理的等離子的高頻電極。 此處，埋設(shè)于陶瓷基體的電極需要和電力提供用端子電連接。該電力提供用端子適合采 用導(dǎo)電性良好的金屬材料，但一般來(lái)說(shuō)，相比于陶瓷金屬材料的熱膨脹系數(shù)更大，為了 與陶瓷基體接合成為制品，需要使得在接合時(shí)不產(chǎn)生由陶瓷/金屬間的熱膨脹系數(shù)差引 起的裂紋，為進(jìn)一步的提高作為制品的可靠性還要求高的接合強(qiáng)度。作為這樣的接合材 料，例如，在專利文獻(xiàn)1、2中使用銦。這樣，陶瓷基體和電力提供用端子可以充分高 的接合強(qiáng)度接合。又，由于銦為軟質(zhì)，可抑制陶瓷基體中產(chǎn)生裂紋。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

【專利文獻(xiàn)1】日本專利特開(kāi)2002-293655號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本專利特開(kāi)2009-60103號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

然而，靜電吸盤的使用溫度為室溫到80℃左右的話，則如專利文獻(xiàn)1，2那樣采用銦 作為接合材料沒(méi)有問(wèn)題，但是，近年來(lái)，為了刻蝕新材料，靜電吸盤的使用溫度的高溫 化需要正在提高。這樣，使用溫度為150～200℃時(shí)，由于銦的熔點(diǎn)較低，因此存在有 可能無(wú)法得到充分的接合強(qiáng)度的問(wèn)題。又，作為與陶瓷基體的接合用釬料，通常有Ag 系、Al系合金，這些的接合溫度都有500℃以上那么高，會(huì)有接合時(shí)的殘留應(yīng)力變高的 問(wèn)題。又，為了完全抑制近年薄型化的陶瓷介電層中產(chǎn)生的裂紋，因此需要?dú)埩魬?yīng)力低 的接合技術(shù)，進(jìn)一步地需要獲得200℃下接合強(qiáng)度高的接合體。

本發(fā)明用于解決上述課題，其主要目的在于提供，降低接合時(shí)的殘留應(yīng)力、不使得陶 瓷基體中產(chǎn)生裂紋、即使使用溫度為200℃也可獲得充分的接合強(qiáng)度的半導(dǎo)體制造裝置 用部件。

解決問(wèn)題的手段

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體制造裝置用部件，包括：具有晶片載置面的陶瓷基體；埋設(shè) 于該陶瓷基體內(nèi)部的電極；作為所述電極的一部分的、從與所述陶瓷基體的所述晶片 載置面相反側(cè)的面露出的電極露出部；用于向所述電極供電的供電部件；和介于所述陶 瓷基體和所述供電部件之間、與所述供電部件和所述陶瓷基體接合的同時(shí)將所述供電部 件和所述電極露出部電連接的接合層，所述接合層采用作為接合材料的AuGe系合金、 AuSn系合金、或AuSi系合金形成，對(duì)于所述陶瓷基體和所述供電部件，從所述供電部 件的熱膨脹系數(shù)減去所述陶瓷基體的熱膨脹系數(shù)后的熱膨脹系數(shù)差D選擇滿足如下范 圍：-2.2≤D≤6，其單位是ppm/K，200℃下接合強(qiáng)度為3.5MPa以上。

根據(jù)該半導(dǎo)體制造裝置用部件，可降低接合時(shí)的殘留應(yīng)力，薄型化后的陶瓷基體也不 會(huì)產(chǎn)生裂紋，即使使用溫度為200℃也可獲得充分的接合強(qiáng)度。即、本發(fā)明的半導(dǎo)體制 造裝置用部件可在室溫～200℃下使用，因此可充分適應(yīng)于近年的靜電吸盤等所要求的 高溫化需要。

此處，熱膨脹系數(shù)差D大于上限值6時(shí)，由于熱膨脹系數(shù)差引起的應(yīng)力恐怕會(huì)導(dǎo)致接 合端部產(chǎn)生界面剝離，接合強(qiáng)度降低，因此不理想。又，熱膨脹系數(shù)差D小于下限值- 2.2時(shí)，由于熱膨脹系數(shù)差引起的應(yīng)力恐怕會(huì)導(dǎo)致陶瓷基體中產(chǎn)生裂紋，因此不理想。 陶瓷基體和供電部件最好選擇熱膨脹系數(shù)差D為-2.2≤D≤0的。又，雖然在優(yōu)先權(quán)申 請(qǐng)中，認(rèn)為-1.5≤D≤6是合適的范圍，但是之后進(jìn)行進(jìn)一步的研究，認(rèn)為-2.2≤D≤6 也是合適的范圍。

本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用部件中，所述接合層最好包括金屬化層所含的金屬和所述 接合材料中的Au以外的元素反應(yīng)生成的金屬間化合物相，該金屬化層將包括接合前所 述電極露出部的規(guī)定區(qū)域覆蓋，進(jìn)一步的，最好包括所述接合材料中的Au以外的元素 與所述金屬化層所含的金屬反應(yīng)消耗而生成的富Au相。該富Au相具有以下優(yōu)點(diǎn)，由于 電阻低供電時(shí)的電力損失少、由于為軟質(zhì)接合時(shí)的殘留應(yīng)力容易緩和，接合時(shí)由于反應(yīng) 導(dǎo)致的Au濃度越高、熔點(diǎn)越是提高、耐熱性得到提高。