具有金属接合保护层的基板支撑组件的制作方法_3

文档序号:8501215阅读:来源:国知局
若静电夹盘150将用于含魄夹持,则保护层(电极上方的介电质)的厚度可为约 200微米至约1mm。若静电夹盘150将用于化hnsonRaybek夹持,则保护层的厚度可为约 1mm至约 1. 5mm。
[0048] 图4图示静电夹盘400的一个实施例的横截面侧视图。静电夹盘400具有通过金 属接合420金属接合至保护层415且通过娃树脂接合或其他接合496进一步接合至金属板 455的陶瓷主体410。在一个实施例中,陶瓷主体具有约3mm的厚度。陶瓷主体410可包括 一或更多个加热元件418。在一个实施例中,陶瓷主体410包括嵌入在陶瓷主体410中的电 极。在另一实施例中(如图所示),电极485可嵌入保护层415。在又一实施例中,金属接 合420可充当电极。在一个实施例中,位于电极485上方的保护层415的上部492具有大 于200微米的厚度(例如,在一个实施例中为5密耳)。保护层415的上部492的厚度可经 选择W提供期望的介电性质,诸如特定击穿电压。
[0049] 在置放保护层415 (且在一些实施例中研磨保护层415至最终厚度)之后,台面 418形成在保护层415的上表面上。可例如通过珠粒喷击化eadblasting)或盐类喷击 (saltblasting)保护层415的表面来形成台面418。在一些实施例中,台面可为约3-50 微米高(在一个实施例中为约10-15微米)且直径为约200微米。
[0050] 另外,钻多个孔洞475穿过陶瓷主体410及/或保护层415。可在保护层415接合 至陶瓷基底410之前或之后钻此等孔洞475,且保护层415中的孔洞可与陶瓷主体410及/ 或基底455中的孔洞对齐。在一个实施例中,在执行接合之后,钻孔洞穿过保护层415、陶瓷 主体410及基底455。或者,可独立地钻孔洞且随后在接合之前对准该等孔洞。孔洞可与 在用于形成陶瓷主体410与保护层415之间的金属接合420的反应性巧中的预先形成孔洞 对齐。在一个实施例中,垫圈490置放或形成在金属接合420的周边处,且在金属接合420 的周边处,孔洞475接触金属接合420。在金属接合420不用作电极的一些实施中,可省略 绕孔洞475形成的垫圈。在一个实施例中,孔洞475具有约4-7密耳的直径。在一个实施 例中,通过激光钻孔形成孔洞。孔洞475可将导热气体(诸如,氮)输送至台面418之间的 凹部或导管。氮(或其他导热气体)可促进基板与静电夹盘400之间的热量传递。将台面 418沉积在基板支撑件的顶部(例如,沉积到保护层415上)亦是可能的。陶瓷塞(未图 示)可填充孔洞。陶瓷塞可为多孔的,且可允许氮流动。然而,陶瓷塞可防止流动等离子体 的飞弧。
[0051] 图5图示用于制造静电夹盘的工艺500的一个实施例。在工艺500的方块505处, 提供陶瓷主体。所提供的陶瓷主体可为陶瓷晶圆。陶瓷晶圆可能已经历一些处理,例如W 形成电极连接器,但是可能无加热元件、冷却通道及嵌入电极。
[0052] 在方块510处,通过执行金属接合工艺使陶瓷主体的下表面接合至导热基底W形 成第一金属接合。在方块515处,通过金属接合工艺使整体烧结陶瓷保护层接合至陶瓷主 体的上表面W形成第二金属接合。保护层可为具有约700微米至约l-2mm的厚度的陶瓷晶 圆。参照图7描述金属接合工艺。在一个实施例中,在将陶瓷主体的上表面接合至保护层 之前将该上表面抛光为平坦的。在方块520处,第二金属接合禪接至密封的电极连接。此 禪接可由于形成第二金属接合的金属接合工艺发生。
[0053] 在方块525处,将保护层的表面研磨至所要厚度。保护层可为夹紧电极上方的 介电材料,且因此所要厚度可为提供特定击穿电压的厚度(例如,在一个实施例中为约 200-300 微米)。
[0054] 在方块530处,台面形成在保护层的上表面上。在方块535处,孔洞(例如,通过 激光钻孔)形成在保护层及陶瓷主体中。应注意,方块530的操作可在将保护层接合至陶 瓷主体(如图所示)之后执行,或可在此接合之前执行。塞可随后形成在孔洞中。在替代 性实施例中,陶瓷主体可在形成台面之后、在形成孔洞之后及/或在接合保护层之后接合 至基底。
[0055] 图6图示用于制造静电夹盘的工艺的另一实施例。在工艺600的方块605处,提 供陶瓷主体。所提供的陶瓷主体可为包括一或更多个加热元件的陶瓷圆盘。陶瓷圆盘可包 括或可不包括嵌入电极。
[0056] 在方块610处,陶瓷主体的下表面接合至导热基底。在一个实施例中,接合可为 娃树脂接合。在另一实施例中,接合材料可为具有丙締基化合物及娃树脂基化合物的至少 一者的导热糊膏或带。在又一实施例中,接合材料可为具有丙締基化合物及娃树脂基化合 物的至少一者的热糊膏或带,该接合材料可具有混合或添加到该接合材料中的金属或陶瓷 填充剂。金属填充剂可为A1、Mg、Ta、Ti或其组合的至少一者,且陶瓷填充剂可为氧化侣 (Al2〇3)、氮化侣(A1N)、二棚化铁(TiBs)或其组合的至少一者。
[0057] 在方块615处,通过金属接合工艺将整体烧结陶瓷保护层接合至陶瓷主体的上表 面W形成金属接合。参照图7描述金属接合工艺。
[0058] 在方块620处,将保护层的表面研磨至所要厚度。保护层可为夹紧电极上方的介 电材料,且因此所要厚度可为提供特定击穿电压的厚度。
[0059] 在方块625处,台面形成在保护层的上表面上。在方块630处,孔洞(例如,通过 激光钻孔)形成在保护层及陶瓷主体中。在替代性实施例中,陶瓷主体可在形成台面之后、 在形成孔洞之后或在接合保护层之后接合至基底。
[0060] 图7图示用于执行金属接合工艺的一个实施例。在方块705处,第一主体的表面 涂布有第一金属层。金属层可为锡、铜或另一金属。在方块710处,第二主体的表面涂布有 第二金属层。第一主体及第二主体可为例如保护层、陶瓷主体或导热基底。对于陶瓷主体 (例如,陶瓷主体或保护层),用金属层涂布表面的步骤可包括首先在表面上形成铁层的步 骤。铁具有(诸如,通过形成与陶瓷中的氧分子的接合)使铁形成与陶瓷的强接合的性质。 金属层可随后形成在铁上方。
[0061] 例如,金属层可为锡或铜。若锡用于金属层,则可使用静电夹盘执行低于250°C的 工艺,因为锡具有250°C的烙融温度。若铜用于金属层,则可使用静电夹盘执行低于150°C 的工艺,因为铜具有150°C的烙融温度。若将执行较高温度工艺,则具有较高烙融温度的金 属应用于金属层。可通过蒸发、电锻、瓣锻或其他金属沉积或生长技术形成铁层及后续金属 层。或者,第一金属层可为抵靠第一主体定位的第一焊料片(例如,锡或铜片),且第二金属 层可为抵靠第二主体定位的第二焊料片。在一个实施例中,第一金属层及第二金属层各为 约1-20密耳厚(例如,在一个实施例中为25-100微米)。
[0062] 在方块715处,垫圈施用在第一主体或第二主体的涂布表面的周边上。垫圈将保 护涂布表面不与腐蚀性气体或等离子体相互作用。在一个实施例中,垫圈为可压缩的0形 环。或者,垫圈可为在压力下固化W形成垫圈的液体。
[0063] 在方块720处,第一主体的涂布表面抵靠第二主体的涂布表面定位,在第一主体 的涂布表面与第二主体的涂布表面之间具有反应性巧。在一个实施例中,反应性巧为约 50-150微米厚。在方块725处,施加压力W抵靠第二主体压缩第一主体。在一个实施例中, 压力可为约50磅/平方英寸(PSI)。当施加压力时,在方块730处活化反应性巧。可通过诸 如通过使用光学能源、电能源或热能源提供局部能量的小丛发来活化反应性巧。反应性巧 的点燃导致发生化学反应,该化学反应产生高达约1500°C的热量的突然且瞬时局部丛发, 该热量丛发烙融第一金属层及第二金属层,使该等第一金属层及第二金属层重流入单个金 属接合。用于形成金属接合的此纳米接合技术精确输送不渗透正被接合的主体的局部热 量。因为未加热主体,所W主体可具有热膨胀系数(coefficientsofthermalexpansion; CT巧的显著失配,但无不利效应(例如,不诱发应力或翅曲)。
[0064] 图8图示用于制造具有预先形成巧特征结构的反应性巧片的工艺800的一个实施 例。在工艺800的方块805处,提供具有表面特征结构的模板。在一个实施例中,模板可为 任一刚性材料。模板可具有大体上平坦表面,该表面具有一或更多个表面特征结构。或者, 模板可具有不平坦表面,该表面具有或不具有表面特征结构。
[0065] 表面特征结构可包括模板的表面中的正台阶(例如,间隙)及/或负台阶(例如, 孔洞或凹槽)。台阶可具有足W致使覆盖台阶的沉积反应性巧片的第一部分与覆盖模板的 剩余部分的反应性巧片的第二部分不连续的高度或深度。举例而言,间隙可具有约l-25mm 的高度,且孔洞/凹槽可具有约l-25mm的深度。在一个特定实施例中,台阶具有约2-lOmm 的高度或深度。实情为,沉积反应性巧可具有不平坦区域的形状。
[0066] 表面特征结构亦可包括不平坦区域,诸如凸块、凹块、曲线等。此等表面特征结构 可不致使沉积反应性巧片的任一部分与反应性巧片的其他部分不连续。
[0067] 在方块810处,至少两种反应性材料的交替纳米级层沉积至模板上W形成反应性 巧片。在一个实施例中,反应性材料为瓣锻至模板上的金属。亦可通过蒸发、电锻或其他金 属沉积或生长技术形成反应性材料。两种反应性材料的数W千计的交替层可沉积至模板 上。每一层可具有一纳米至数十纳米的等级的厚度。在一个实施例中,反应性巧为约10-500 微米厚,该厚度取决于反应性巧包括的纳米级层的数目。在又一实施例中,反应性巧为约 50-150微米厚。
[0068] 在一个实施例中,两种反应性材料为侣(A1)及镶(Ni),且反应性巧为Al/Ni层的 堆迭。或者,两种反应性材料可为侣及铁(Ti)(产生Al/Ti层的堆迭)、铁及棚炬)(产生
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1