晶片用基座的制作方法

本发明涉及使用于半导体制造装置的晶片用基座。

背景技术：

作为使用于半导体制造装置的晶片用基座，公知有静电卡盘、真空卡盘等。例如，专利文献1所记载的静电卡盘通过将埋设有产生静电吸附力的电极的陶瓷制的平板经由树脂层粘合于金属制的冷却板而成，且具有贯通平板和冷却板的贯通孔。贯通孔用于供抬起载置在平板上的晶片的升降销插通、或者向晶片的背面与平板之间供给气体。在贯通孔中的贯通冷却板的部分(冷却板贯通部分)插入有绝缘管。绝缘管利用夹设于冷却板贯通部分的内壁与绝缘管的外周面之间的粘合剂粘合于冷却板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：注册实用新型第3154629号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，在利用粘合剂来粘合绝缘管与冷却板贯通部分的情况下，难以无间隙地填充粘合剂。若在绝缘管与冷却板贯通部分之间存在间隙，则存在该间隙成为导通路径而无法确保绝缘性的问题。另外，在绝缘管的内外存在气压差的情况下，也存在粘合剂因该气压差而产生剥离的情况。另外，由于在静电卡盘的使用过程中反复施加振动、力矩，所以也存在绝缘管与冷却板贯通部分产生剥离的情况。

本发明是为了解决这样的课题而完成的，其主要的目的在于，可靠地分离绝缘管的内外，并且实现电绝缘。

用于解决课题的方案

本发明的晶片用基座具备：陶瓷制的平板，其能够吸附晶片；导电性部件，其安装于上述平板的与载置上述晶片的面相反一侧的面；贯通孔，其贯通上述平板和上述导电性部件；螺孔，其设置于上述贯通孔中的贯通上述导电性部件的导电性部件贯通部分；制动面，其设置于上述导电性部件，并与上述螺孔的中心轴交叉；绝缘管，其具有与上述制动面抵接的抵接面，并与上述螺纹连接；以及绝缘性的密封部件，其插通于呈突起状设置在上述绝缘管的平板对置面的密封部件支撑部，并配置于上述绝缘管的平板对置面与上述平板之间，对于上述绝缘管而言，通过使上述绝缘管的上述抵接面与上述导电性部件的上述制动面抵接，从而阻止上述绝缘管继续向上述螺孔进入，上述绝缘管的上述密封部件支撑部的前端面定位在不与上述平板接触的预定位置，并且上述密封部件在上述绝缘管的上述平板对置面与上述平板之间被加压。

在该晶片用基座中，由于绝缘管的抵接面与导电性部件的制动面抵碰，所以阻止绝缘管继续进入螺孔。另外，绝缘管的密封部件支撑部的前端面定位在不与平板接触的预定位置，并且密封部件在绝缘管的平板对置面与平板之间被加压。因此，通过被加压的密封部件，能够可靠地分离绝缘管的内外，并且实现电绝缘。另外，由于绝缘管的密封部件支撑部的前端面与平板不接触，所以不存在平板被绝缘管破坏的担忧。另外，由于能够反复将绝缘管从螺孔卸下、螺纹连接于螺孔，所以能够容易更换密封部件。

在本发明的晶片用基座中，上述绝缘管的上述密封部件支撑部的前端面也可以位于比被加压的上述密封部件的截面的中心更接近上述平板的一侧的位置。这样一来，能够防止被加压的密封部件越过绝缘管的密封部件支撑部的前端面而引起错位。并且，能够抑制密封部件暴露于腐蚀性气体。

在本发明的晶片用基座中，上述绝缘管也可以具有向上述导电性部件的外侧延伸突出的延伸突出部。若绝缘管增长，则比较大的力矩施加于绝缘管与导电性部件之间，但由于通过绝缘管的抵接面与导电性部件的制动面承受该力矩，所以能够保持密封性。

在本发明的晶片用基座中，在上述螺孔中的上述平板侧的开口也可以设置有允许被加压的上述密封部件产生变形的空间。这样一来，不存在冷却板妨碍密封部件被加压而产生变形的情况。此时，上述空间的宽度也可以比上述螺孔的内径宽。这样一来，能够使金属制的冷却板的构成空间的壁从绝缘管内的导电性的流体充分分离。

在本发明的晶片用基座中，上述密封部件支撑部也可以做成以使上述绝缘管与中心轴一致的方式设置的环状突起部。通过设置这种环状突起部，能够相对简单地实现本发明的结构。

在本发明的晶片用基座中，也可以在上述螺孔涂覆有螺纹防松粘合剂。这样一来，能够防止螺孔与绝缘管松动。

附图说明

图1是静电卡盘10的立体图。

图2是图1的a—a剖视图。

图3是图2的绝缘管30的周边的放大图。

图4是环状突起部33的放大立体图。

图5是表示将绝缘管30安装于螺孔26的样子的剖视图。

图6是将块体50安装于冷却板20的下表面的情况的剖视图。

图7是包围空间28的壁为锥形壁的情况的剖视放大图。

图8是其他的实施方式的绝缘管30的周边的放大图。

图9是其他的实施方式的绝缘管30的周边的放大图。

图10是密封部件支撑部133的放大立体图。

图11是密封部件支撑部233的放大立体图。

具体实施方式

基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是作为本发明的晶片用基座的一个例子的静电卡盘10的立体图，图2是图1的a—a剖视图，图3是图2的绝缘管30的周边的放大图，图4是环状突起部33的放大立体图，图5是表示将绝缘管30安装于螺孔26的样子的剖视图。此外，在图3和图5中省略了静电电极14、电阻发热体16、制冷剂通路22。

静电卡盘10具备平板12、冷却板20、多个贯通孔24、以及插入并固定于各贯通孔24的绝缘管30(参照图2、图3)，平板12的上表面成为晶片w的载置面。

如图2所示，平板12为陶瓷制(例如氧化铝制、氮化铝制)，内置静电电极14与电阻发热体16。静电电极14形成为圆形的薄膜形状。若经由从静电卡盘10的下表面插入的供电端子(未图示)对静电电极14施加电压，则通过产生于平板12的表面与晶片w之间的静电力而使晶片w吸附于平板12。电阻发热体16以遍布平板12的整面而布线的方式例如以一笔画的要领进行图案形成，若经由从静电卡盘10的下表面插入的供电端子(未图示)施加电压，则电阻发热体16发热，从而对晶片w进行加热。

冷却板20通过由硅酮树脂构成的粘合层18安装于平板12的下表面。也可以用由钎焊材料构成的接合层代替粘合层18。该冷却板20是由导电性材料(例如铝、铝合金、金属与陶瓷的复合材料)制成的导电性部件，内置能够供制冷剂(例如水)通过的制冷剂通路22。该制冷剂通路22形成为遍布平板12的整面供制冷剂通过。此外，在制冷剂通路22设置有制冷剂的供给口与排出口(均未图示)。

贯通孔24在厚度方向上贯通平板12、粘合层18和冷却板20。其中，静电电极14、电阻发热体16设计为不向贯通孔24的内周面露出。贯通孔24中的贯通冷却板20的部分(冷却板贯通部分)成为直径比贯通平板12的部分大的螺孔26。如图3所示，在螺孔26中的与粘合层18相反一侧的开口设置有凸缘支撑部27。凸缘支撑部27是设置于冷却板20的圆形的凹部。凸缘支撑部27的上底部成为与螺孔26的中心轴正交的制动面27a。在螺孔26中的粘合层18侧的开口设置有直径比螺孔26大的空间28。

绝缘管30由绝缘性材料(例如氧化铝、莫来石、peek、ptfe)形成。如图3所示，绝缘管30具有沿着中心轴在上下方向上贯通的轴孔31。该轴孔31的内径与贯通孔24中的贯通平板12的平板贯通部分的内径相同，或大致相同。绝缘管30具有：主体部32、环状突起部33、凸缘部34和延伸突出部35。主体部32是在外周面切削有螺纹的圆筒。该螺纹与冷却板20的螺孔26螺纹连接。如图4所示，环状突起部33呈圆筒形状，以环状突起部33的中心轴与主体部32的中心轴ー致的方式呈突起状设置于主体部32的上表面(与平板12对置的板对置面)。环状突起部33的前端面33a成为绝缘管30的前端面，主体部32的上表面成为阶梯差面32a。环状突起部33的前端面33a与平板12的间隔优选设计为实际上成为零(例如在公差为d(mm)的情况下成为d(mm))。环状突起部33的外径比主体部32的外径小。在环状突起部33插通有o型圈40。凸缘部34设置于主体部32的下方。该凸缘部34嵌入螺孔26的凸缘支撑部27，作为凸缘部34的上表面的抵接面34a与制动面27a抵接。延伸突出部35向冷却板20的外侧下方延伸。

o型圈40是绝缘性的密封部件，如图3所示，配置于绝缘管30的阶梯差面32a与平板12的下表面之间。o型圈40例如由氟类树脂(例如铁氟龙(注册商标)等)制成。在安装绝缘管30时，如图5所示，以将o型圈40插通于绝缘管30的环状突起部33的状态，将绝缘管30的主体部32螺纹连接于螺孔26。之后，若绝缘管30的凸缘部34嵌入于凸缘支撑部27而使绝缘管30的抵接面34a与凸缘支撑部27的制动面27a抵碰，则绝缘管30被阻止向螺孔26继续进入。在该状态下，绝缘管30的环状突起部33的前端面33a定位在不与平板12接触的预定位置(图3的位置)，并且o型圈40在绝缘管30的阶梯差面32a与平板12的下表面之间被加压而产生变形。o型圈40的变形程度由绝缘管30的阶梯差面32a(与o型圈下表面接触的面)与平板12的下表面(与o型圈上表面接触的面)的距离决定，该距离由绝缘管30的阶梯差面32a、绝缘管30的抵接面34a、以及冷却板20的制动面27a的位置关系决定。因此，能够使被加压变形的o型圈40的压扁余量(变形量)恒定。绝缘管30的环状突起部33的前端面33a优选位于比被加压变形的o型圈40的截面的中心40c更接近平板12的一侧的位置。

贯通孔24中的贯通平板12和粘合层18的部分与绝缘管30的轴孔31在上下方向上连通，由此构成气体供给孔、升降销孔。气体供给孔是用于从冷却板20的下方供给冷却气体(例如he气体)的孔，供给至气体供给孔的冷却气体向载置在平板12的表面上的晶片w的下表面吹送而对晶片w进行冷却。升降销孔是用于供未图示的升降销上下可移动地插入的孔，向上顶起升降销，由此抬起载置在平板12的表面上的晶片w。

接下来，对本实施方式的静电卡盘10的使用例进行说明。在该静电卡盘10的平板12的表面上载置晶片w，向静电电极14施加电压，由此通过静电力将晶片w吸附于平板12。在该状态下，对晶片w施加等离子cvd成膜、实施等离子蚀刻。在该情况下，对电阻发热体16施加电压进行加热、使制冷剂在冷却板20的制冷剂通路22循环、向气体供给孔供给冷却气体，由此将晶片w的温度控制为恒定。然后，在晶片w的处理结束后，使静电电极14的电压为零，使静电力消失，向上顶起插入于升降销孔的升降销(未图示)，从而通过升降销将晶片w从平板12的表面向上方抬起。之后，被升降销抬起的晶片w通过输送装置(未图示)向其他的场所输送。之后，以未在平板12的表面上载置晶片w的状态进行等离子清洁。此时，在气体供给孔、升降销孔存在等离子体。

在以上详述的本实施方式的静电卡盘10中，绝缘管30的抵接面34a与冷却板20的制动面27a抵碰，由此绝缘管30被阻止继续进入螺孔26。在该状态下，绝缘管30的环状突起部33的前端面33a在不与平板12接触的预定位置被定位，并且o型圈40在绝缘管30的阶梯差面32a与平板12之间被加压而产生变形。通过这样加压变形的o型圈40，能够可靠地分离绝缘管30的内外，并且实现电绝缘。特别是，能够确保绝缘管30内的导电性的流体(例如等离子体)与金属制的冷却板20的绝缘性。

另外，绝缘管30的环状突起部33的前端面33a不与平板12接触，因此不存在平板12被绝缘管30破坏的担忧。特别是，在环状突起部33的前端面33a与平板12的间隔设计为实际上成为零的情况下，由于通过绝缘管30的环状突起部33来保护o型圈40，所以能够延长o型圈40的寿命。

另外，由于能够反复将绝缘管30从螺孔26卸下、螺纹连接于螺孔26，所以能够容易更换o型圈40。

再者，绝缘管30的环状突起部33的前端面33a位于比加压变形的o型圈40的截面的中心40c更接近平板12的一侧的位置。因此，能够防止加压变形的o型圈40越过环状突起部33的前端面33a。并且，能够抑制o型圈40暴露于腐蚀性气体。

另外，绝缘管30具有向冷却板20的外侧延伸突出的延伸突出部35。若绝缘管30增长，则比较大的力矩施加于绝缘管30与冷却板20之间，但由于通过绝缘管30的抵接面34a与冷却板20的制动面27a来承受该力矩，所以能够保持密封性。

另外，在螺孔26中的平板12侧的开口设置有允许o型圈40的加压变形的空间28，所以不存在冷却板20妨碍o型圈40的加压变形的情况。

再者，空间28的内径(宽度)比螺孔26的内径宽，因此能够使导电性材料制的冷却板20的构成空间28的壁从绝缘管30内的导电性的流体(例如等离子体)充分分离，能够更加提高绝缘性。

此外，本发明不被上述的实施方式丝毫所限定，不言而喻只要在本发明的技术范围内，则能够以各种方式来实施。

例如，在上述的实施方式中，如图6所示，也可以在冷却板20的下表面进一步接合块体50，使绝缘管30的延伸突出部35为在上下方向上贯通块体50的长度。此外，在图6中，对与上述的实施方式相同的构成要素标注了相同的附图标记。如上所述，在延伸突出部35较长的情况下，更大的力矩施加于绝缘管30与冷却板20之间，但由于通过绝缘管30的抵接面34a与冷却板20的制动面27a承受该力矩，所以能够保持密封性。

在上述的实施方式中，将包围空间28的壁做成垂直壁，但也可以将包围空间28的壁如图7所示地做成锥形壁(从下方朝向上方扩展的形状的壁)。此外，图7的附图标记表示与上述的实施方式相同的构成要素。据此，能够使导电性材料制的冷却板20的构成空间28的壁从绝缘管30内的导电性的流体(例如等离子体)进一步分离，因此能够进一步提高绝缘性。

在上述的实施方式中，将凸缘支撑部27的上底部做成了制动面27a，但也可以省略凸缘支撑部27而采用图8的结构。在图8中，对与上述的实施方式相同的构成要素标注了相同的附图标记。在图8中，将冷却板20的下表面(与平板12侧相反一侧的面)中的螺孔26的开口周边设为制动面127a。绝缘管30的抵接面34a与冷却板20的制动面127a抵碰，由此绝缘管30被阻止继续进入螺孔26。在该状态下，绝缘管30的环状突起部33的前端面33a在不与平板12接触的预定位置被定位，并且o型圈40在绝缘管30与平板12之间被加压而产生变形。因此，在采用了图8的结构的情况下，也能够获得与上述的实施方式相同的效果。

在上述的实施方式中，将凸缘支撑部27的上底部设为制动面27a，但也可以省略凸缘支撑部27和凸缘部34而采用图9的结构。在图9中，对与上述的实施方式相同的构成要素标注了相同的附图标记。在图9中，使螺孔26的平板12侧的开口的直径比螺孔26的直径小，将螺孔26的上底部设为制动面227a。另外，绝缘管30的阶梯差面32a(作为本发明的抵接面发挥功能)与制动面227a抵接。该绝缘管30的阶梯差面32a与冷却板20的制动面227a抵碰，由此绝缘管30被阻止继续进入螺孔26。在该状态下，绝缘管30的环状突起部33的前端面33a在不与平板12接触的预定位置被定位，并且o型圈40在绝缘管30与平板12之间被加压而产生变形。因此，在采用了图9的结构的情况下，也能够获得与上述的实施方式相同的效果。

在上述的实施方式中，绝缘管30具备从凸缘部34进一步向下方延伸突出的延伸突出部35，但也可以省略延伸突出部35。在该情况下，也可以使凸缘部34的下表面与冷却板20的下表面为同一平面。

在上述的实施方式中，也可以在螺孔26涂覆螺纹防松粘合剂。作为螺纹防松粘合剂，例如能够列举loctite(乐泰)(注册商标)。这样一来，能够防止螺孔26与绝缘管30松动。螺纹防松粘合剂的强度优选设定为通过将预定的扭矩施加于绝缘管30，从而能够将绝缘管30从螺孔26强制地卸下的程度。

在上述的实施方式中，使绝缘管30的延伸突出部35的直径比凸缘部34的直径小，但也可以使延伸突出部35的直径与凸缘部34的直径相同。这一点在图8的延伸突出部35中也相同。另外，也可以使图9的延伸突出部35的直径与主体部32的直径相同。

在上述的实施方式中，在绝缘管30设置了环状突起部33(参照图4)，作为密封部件支撑部，但不特别地限定于环状突起部33。例如，也可以采用图10、图11所示的密封部件支撑部133、233。图10的密封部件支撑部133将环状突起部33分割成多个(这里为四个)。图11的密封部件支撑部233使多个(这里为四个)圆柱体234沿着轴孔31的开口周边等间隔地并排。向任意的密封部件支撑部133、233均插通o型圈40(参照图3和图5)。但是，与密封部件支撑部133、233相比，环状突起部33由于容易使o型圈40从腐蚀性气体隔离开，所以优选。

在上述的实施方式中，静电卡盘10在平板12上具备静电电极14与电阻发热体16，但也可以省略电阻发热体16。

在上述的实施方式中，作为晶片用基座的一个例子，例示了静电卡盘10，但不特别地限定于静电卡盘，也可以将本发明应用于真空卡盘等。

本申请以2017年5月25日申请的日本国专利申请第2017-103767号为主张优先权的基础，通过引用使其全部内容包含在本说明书内。

工业上的利用可能性

本发明例如能够利用于半导体制造装置。

附图标记的说明

10—静电卡盘，12—平板，14—静电电极，16—电阻发热体，18—粘合层，20—冷却板，22—制冷剂通路，24—贯通孔，26—螺孔，27—凸缘支撑部，27a—制动面，28—空间，30—绝缘管，31—轴孔，32—主体部，32a—阶梯差面，33—环状突起部，33a—前端面，34—凸缘部，34a—抵接面，35—延伸突出部，40—o型圈，40c—中心，50—块体，127a、227a—制动面，133、233—密封部件支撑部，234—圆柱体。