TW200423209A - Wafer holder for semiconductor manufacturing device and semiconductor manufacturing device in which it is installed - Google Patents

Description

200423209 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用於蝕刻裝置、濺鍍裝置、電漿cvd裝 置、低壓電漿CVD裝置、金屬CVD裝置、絕緣膜CVD裝置、 低介電率膜（Low—K)CVD裝置、M〇CVD裝置、釋放氣體裝 置、離子植入裝置、塗敷顯影機等之半導體製造裝置之晶 圓載具，進而裝載其之處理反應室、半導體製造裝置者。 【先前技術】 。先前，半導體之製程巾，對於被處理物即半導體基板（晶 圓）進行成膜處理或㈣處理等各種之處理。進行針對於如 此之半導體基板之處理之半導體製造裝置中，固定半導體 基板使用加熱半導體基板用之陶瓷加熱器。 如此.先别之陶瓷加熱器例如日本專利特開平4 — π〗％號 公報所揭示。特開平4— 78138號公報所揭示之陶亮加熱器: :::陶曼製之加熱器部，其埋設有電阻發熱體，設置於 谷益内’並設置有晶圓加熱面；凸狀支持部，其設置於該 力二熱：部之晶圓加熱面以外之面，與上述容器之間形成氣 畨性密封；以及雷搞，甘 /、連接至電阻發熱體，取出至容器 外以免實質性露出至容器之内部空間。 該發明中，雖可眚？目甘+二 、見八先W之加熱器即金屬製之加熱器 中可見之污染或執效率次^ 、θ "-、政旱免化之改善，但對於半導體基板之 &度为佈未能涉及。但是， … 疋半^體基板之溫度分佈進行上 =各種之處理時，由於與良率產生密切之關係因而非常重 要。此處’例如曰本專利特開細一 U8664號公報中，揭

O:\91\91658.DOC 200423209 化陶究基板之溫度之陶究加熱器。該發明中， 反面之最高溫度與最低溫度之溫度差若為數％以 内，可被認為耐用。 巧歎/0以 曰=，近年之半導體基板正在推進大型化。例如，綱 二1二推進自8:向12对之轉變。伴隨該半導體基板之 产八：、/匈瓷加熱器之半導體基板之加熱面(保持面)之溫 度刀佈被認可需要處於±1.0%以内，進而，期望為城祝以 内0 再者近年來，日日圓上形成之配線幅度更加微小化，盘此 相伴進-步提高對於晶圓表面溫度之均熱性之要求:、例 如’於晶圓上以自旋式塗敷等之方法塗敷抗餘劑膜，再使 其硬化，或者顯影抗㈣膜後，進行硬化之情形時，例如 以2〇〇°C進行熱處料，作為晶圓之溫度分佈要求±〇.3%以 内、更好的是士〇·1%以内之溫度分佈。 【專利文獻1】曰本專利特開平〇4一〇7813s號公報 【專利文獻2】日本專利特開2〇〇1 — 118664號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 本發明係鑒於以上問題開發而成者。即，本發明之目的 在於提供—種半導體製造裝置用晶圓載具及裝載其之半導 體衣迨爰置，其可提高晶圓保持面之均熱性。 (解決問題之手段）本發明之半導體製造裝置用晶圓载 其特徵在於晶圓载具之晶圓保持面之直徑a小於與晶圓 載具之晶圓保持面相反側之面之直徑b。再者，上述直徑匕

O:\91\91658.DOC 200423209 較佳為比上述直徑a大50 μηι以上。上述晶圓載具較佳為於 其内部或表面形成有電阻發熱體之陶瓷加熱器。 裝载上述之晶圓載具之半導體製造裝置，被處理物即晶 圓之溫度與先前之溫度相比變得均一化，因此可提高原材 料利用率製造半導體。 根據本發明，藉由晶圓保持面之直徑a設定為小於與晶圓 呆持面相反側之面之直徑b ’可提供均熱性優良之晶圓載具 :及半導體製造裝置。再者，藉由設定5〇 _，可進 步提馬均熱性。震載如此之晶圓載具之半導體製造裝置 /、先刖之衮置相tb ’晶圓載具之溫度分佈亦變得更均一 =α此可κ現半導體之特性或良率、可靠性或 從阿〇 【實施·方式】 务明者為將晶圓保持面之溫度分佈設定為边5%以内， ^1_所示，發現晶圓载具1之晶圓保持面之直徑a若設定為 小於其相反側之面之直徑b即可。 …、 晶圓載具藉由於其内部或晶圓保持面以外之表 电阻發熱體（未圖示） 之 是，4或卩 ）…、日日®，對晶圓實施特定之處理。但 疋右為上述直徑a亦大於t计、古々u 逸量自晶圓保持面之外Γ ，發現熱之散 佈易變得不均—化。若曰门m ’晶圓保持面之溫度分 已裝載之晶圓之溫产二圓保持面之溫度部分性降低時， 成膜處理時形成之：二二：降低’因此例如對晶圓實施 、之尽度或性質#得；ί；始— 如蝕刻處理之情形瞎 、、-一化。又，例 7寺，蝕刻速度變得不均一化。

O:\91\91658.DOC 200423209 :二圓表面之溫度分佈雖越少越好，但是， 内皿^佈要求為w均熱性，進而要求為城戰 述亩斤 為獲付如此之均熱性，發現若為上 这直徑a小於上述直徑b之圖i或圖2即可。 藉由陶^加熱器發熱之熱不僅加熱晶圓保持面，亦向晶 0保持面以外之面散逸。此時， &一 圓保持面之直徑a如圖3 八斤：:亦大於其相反側之面之直徑b時，晶圓保持面之溫度 =冒大’於圖1(a<b)或圖2(a叫之情形時，發現晶圓保 、之/皿度分佈改善，晶圓保持面之均熱性提高，其結果 已裝載之晶圓奉面之均熱性提高。 广晶圓載具中，具有來自其側面之散熱增大，晶圓外周 敎溫度降低之傾向，藉由晶圓保持面之直徑相對較小於 其相反.側之面之直徑，可縮小散熱面積，因此可進一步均 一化晶圓保持面之溫度分佈，可均_化晶圓表面之溫度分 佈。7 ’於晶圓保持面之外周部中，位於自電阻發熱體之 離最遇之位置’ j_散熱面積增大，因此處於溫度易於降 低之傾向。因此’藉由縮短自外周部之發熱體之距離，且 減少散熱面積，可改善均熱性。 若欲將晶圓表面之溫度分佈設定為±0.5%以内之均熱 1生’+則設定a$b即可。再者，若直徑b比直徑&大5〇 _以上， P右叹疋b-ag 50 μηι ’則晶圓表面之溫度分佈可達到士0.4 %以下之均熱性因而令人滿意。 為形成直徑b與直徑a之差，除了圖丨所示之方法之外’如 圖4所不’藉由於晶圓載具中設置階差，可提高均熱性。又

O:\91\91658.DOC 200423209 再者如圖5所示，亦可於晶圓載 斜，若吉，κ介e 日日㈣載具之側面之階差處形成傾 ’ 亦長於直徑a則闕於形狀並無特別限制。 如上述中所揭示，晶圓载具之侧面之形 B之差根據所要求之均熱性或要求成本、 ^ 形狀，適當選擇即可。作是，衣戟之裝置 穿載之日鬥夕古 ―疋日日圓保持面之直徑a之長度與 之藉此若直心 佈反而广’曰曰Η載具之外周部之溫度降低影響溫度分 布，反而均熱性降低因而無法令人滿意。 本發明之晶圓載具之材 時，由於存士… 竞。使用金屬之情形 立..、日日圓上附著微粒之問題因而無法令人滿

束…“重視溫度分佈之均-性，較佳為執傳導 率南之氮化紹或碳切 *''' # V 高強度,且高_1_ 由於氮化矽具有 為氧化鋁。 局-#重視成本，則較佳 即便该荨之陶曼中，— 導率高、耐紅 右考慮性能與成本之均衡，熱傳 於主、性亦優良之氮化鋁（A1N)較為適合。 於使用A1N之愔形由_ 以下， 法。 /中，坪細表述本發明之晶圓载具之製造方 趨之原料粉末，比表面積較佳為2 〇 面積未滿2.〇m2/ > & m /g#。比表 超出5.04日士 ^ ’氮化銘之燒結性降低。又，若 再者，原料^ 粉末之凝聚性料強因而難於使用。 旦;、π末中所含之氧氣量較佳為2 wt%以下。若氧今 置超出2 wt%睹 ../? 右乳虱 所含之銘以外之二“體之熱傳導率降低。又，原料粉末中 卜之金屬雜質量較佳為2000 ppm以下。金屬雜

O:\91\91658.DOC 200423209 質量若超出該範圍時，燒結體之熱傳導率降低。尤其，作 為金屬雜質’ Si等之IV族元素、或Fe等之鐵族元素具有較 高之使燒結體之熱傳導率降低之作用，因此含有量各自= 佳為500 ppm以下。

AiM為不易燒結性材料，因此較佳於A1N原料粉末中添加 燒結助劑。戶斤添加之燒結助劑較佳為#土類元素化合$ : 稀土類元素化合物於燒結中與氮化鋁粉末粒子之表2中存 在之銘氧化物或銘氧氮化物進行反應，亦具有促進氮化： 之細緻化，並且除去造成降低氮化㈣結體之熱傳導率之 原因的氧氣的作用，因此可提高氮化銘燒結體之熱傳導率。 稀土類元素化合物較佳為除去氧氣之作用尤為顯著之紀 化合物。添加量較佳為0.01〜5wt%。若未滿〇〇1咖時， 難以獲得細緻之燒結體’並且燒結體之熱傳導率降低。又， 若超出5 wt%時，氮化Is燒結體之日日日粒界面存在有斧’ 劑，因此於腐餘性環境中使用之情形時，餘刻存在^晶 粒界面之燒結助劑，成為產生脫粒或微粒之原因。再：:曰 較好的是燒結助劑之添加量為}械％以 ， 口士 右馬1 wt%以下 守，於晶粒界面之3重點處亦未存在有斧 耐腐钱性。 mi助劑，因此提高 以二=類元素化合物可使用氧化物、氮化物、氟化物、 而令人二“广。其中，氧化物因價格便宜易於獲得 :人：…，硬脂酸化合物與有機溶劑之親 ， ^此以有機溶㈣合氮化㈣料粉末與燒結 性增強因而尤其適合。 寸此合

O:\91\91658.DOC 200423209 特料粉末或燒結助劑粉末中，添加 錢進行混合。混合方法可為藉由球磨機混合或 -合等。藉由如此之混合，可獲得原料漿料。 藉由將所彳^料進行成形錢結，可獲 體。此方法中，可使用〕 “ 之2種方法。 二=後金屬化法進行說明。將上述裝料藉由噴 —、，去作成顆粒。將該顆粒插入特定之金屬模 -’貫施壓製成形。此時，壓機壓力較佳為98奶以上。、 未滿9.8略之壓力時，多數無法充分獲得成形體之強产， 而於操作等中易於破損。 強度 成形.體之密度雖依黏合劑之含有量或燒結助劑之添加量 而不同’但是較佳為h5 g/cm3以上。若未滿1.5 g/cm3時’ 原料叔末粒子間之距離相對增大，因此難以進行燒結。又， 成㈣进度較佳為2·5 g/cm3以下。若超出2.5 gW時，於 下-步驟之脫脂處理中難以充分除去成形體内之黏合劑。 因此’如上述所示’難以獲得細緻之燒結體。 其-入，將上述成形體於非氧化性環境中加熱，進行脫脂 王审。友妨： ^ 、二虱荨之氧化性環境中進行脫脂處理時，A1N 1末之表面被氧化’目此燒結體之熱傳導率p条低。作為非 乳化性％境氣體，m為氮或氬。脫脂處理之加 佳為5001以卜1ΛΛ。 … 、 上、100〇C以下。50(TC未滿之溫度中，無法 充刀除去黏合劑，因此脫脂處理後之疊層體中碳殘存過

O:\91\91658.DOC -12- 200423209 剩，因而妨礙此後之燒結步料之燒結。又，於超出麵t Z度中1殘务之碳之量過量減少，因此除去細粉末表面 俾、减覆盍膜之氧氣的能力降低，並使燒結體之熱 傳導率降低。 以 細 又，脫脂處理後之成形體中殘存之碳量， 下。若殘存超出hOwt%之碳日寺，妨礙燒結 緻之燒結體。 車交佳為1 ·〇 wt% 因而無法獲得 ”次，進行燒結。於氮或氬等之非氧化性環境中，以⑽ 〜2嗔之溫度進行燒結。此時，於使用之氮 體中所含有之水分，較佳為露點賓€以下。含有其以上= 水分=情料’燒結時A1N與環境氣體中之水分進行反應並 形成氧氮化物，因此出現熱傳導率降低之可能性。又，環 境氣體.t之氧氣量較佳^細德以下。若氧氣量多時， A1N之表面氧化，出現熱傳導率降低之可能性。 再者’燒結時使用之夾具適合為氮化领（bn)成形體。該 BN成形體對於上述燒結溫度具有充分之耐熱性，並且於其 表面存在有固體潤滑性，因此燒結時可減小疊層體收縮時 之夾具與豐層體之間的摩擦，可獲得畸變較少之燒結體。 所得之燒結體根據需要實施加工。網版印刷下—步驟之 導電糊膠時’吾人期望燒結體之表面粗度以Ra單位為5 _ 以下。若超出5 μηι時，藉由網版印刷進行I電路形成時，易於 產生圖案滲出或針孔等之缺陷。表面粗度若以Ra單位為1 pm 以下則更加適合。 Μ 研磨加工上述表面粗度時，於燒結體之兩面進行網版印

O:\91\91658.DOC -13- 200423209 刷=情形係理所當然，但即便僅於單面實施網版印刷之情 开:：，進行網版印刷之面以及相反側之面亦實施研磨加工 車“：僅研磨加工進行網版印刷之面之情形時，於網版印 刷日守，以未進行研磨加工之面支援燒結體。此時，於未進 ::研磨加工之面存在有突起或異物，因此燒結體之固定變 仟不％疋，因為以網版印刷無法完善描繪電路圖案。 ―又’此時，兩加工面之平行度較佳為〇 5賴以下。若平 卜超出〇·5 mm時，於網版印刷時導電糊膠之厚度之不均 =性增大。若平行度為Q1麵以下則尤其適合。再者，進 、，版P刷之面之平面度較佳為〇 5 _以下。超丨0.5 _ 之平面度之情形時，亦會出現導電糊膠之厚度之不均一性 立曰大。右平面度亦為〇1 mm以下則尤其適合。 、一：磨加工之燒結體中藉由網版印刷塗敷導電糊膠， 氣電路之形成。導電糊勝藉由混合金屬粉末、根據 :要氧化物粉末、黏合劑與溶劑而可獲得。金屬粉末出於 ’、陶瓷之熱膨脹係數之匹配，較佳為鎢、鉬或鈕。 又’為提高與讀之緊密強度，亦可添加氧化物粉末。氧 :㈣末較佳為⑽元素細a族元素之氧化物或AM〗、 立 1〇7箄^其’氧化紀對於Α1Ν之漂濕性非常良好因而令人滿 思。之氧化物之添加量 之情形時，會使所开,成”广"°wt%。未滿°.lwt% # /成之电軋電路即金屬層與A1N之緊密強 又-又右超出30竭時，電氣電路即金 阻值增高。 曰 电乳私 “糊膠之厚度係乾燥後之厚度，較佳為5 _以上、_

O:\91\91658.DOC -14- 200423209 μιη以下。厚度未滿5 μηΐ2情形時，電氣電阻值過量增高， 並且緊密強度亦降低。又，超出〗〇〇 μπι之情形時，緊密強 度亦降低。 又，形成之電路圖案為加熱器電路（發熱體電路）之情形 時，圖案之間隔較佳設定為〇1顏以上。未滿〇 ι _之間 ^中’於電流流進發熱體時，會因施加電麼以及溫度而產 生浅漏電流並發生短路。尤其，於5〇(rc以上之溫度使用之 情形時，圖案間隔較佳設定為lmm以上，若3匪以上則更 好0 其次，將導電糊膠進行脫脂後，進行燒製。脫脂於氮或 氬等之非氧化性％境中進行。脫脂溫度較佳為·。匚以上。 未滿500。。時，導電糊膠中之黏合劑之去除為不充分因而於 、€内殘邊石反’於燒製時形成金屬之碳化物，因此金屬 層之電氣電阻值增高。 燒製於氣或氬等之非氧化性環境巾、15〇m之溫度 、_為、13於1500 c未滿之溫度中，未進行導電糊膠 ::屬粉末之粒成長，因此燒製後之金屬層之電氣電阻 !過：増高。又’燒製溫度以未超出陶竟之燒結溫度為好。 出陶莞之燒結溢度之溫度燒製導電糊膠時，陶竟中 屬2之燒結助料㈣揮發，進蚊料電糊膠中之金 屬：：之粒成長，陶变與金屬層之緊密強度降低。 升;成:=:保形成之金屬層之絕緣性，於金屬層之上可 化成纟巴緣性塗敷屏。 應性小，並與細之性塗敷層之材質與電氣電路之反 /、 …、如脹係數差若為5·〇χ1〇-6/Κ以下則並

O:\91\91658.DOC -15 - 200423209 無特別限制。例如，可使用結晶化玻璃或A1N等。將該等之 =料作成例如糊膠狀，進行特定之厚度之網版印刷，根據 而要進行脫脂後，可藉由以特定之溫度燒製而形成。 此時，添加之燒結助劑量較佳為001wt%以上。未滿〇〇iwt% 時’絕緣性塗敷層無法細緻化，難以確保金屬層之絕緣性。 又，燒結助量較佳為不超出20 wt%。若超出2〇糾％時，過 7之燒結助劑浸透於金屬層中’因此金屬層之電氣電阻值 毛生欠化:對於塗敷之厚度並無特別限制，但較佳為5 μηι 以上。其係因未滿5 μηι時難以確保絕緣性。 =，作為導電糊膠，亦可使用銀或把、白金等之混合物 1。金。該等之金屬相對於銀之含有量藉由添加鈀或白金 體之體積電阻率，故而若根據電路圖案調整其添加 =Ρ可.亥等之添加物具有防止電路圖案間之遷移之效 果’因此對於moo重量份較佳為添純丨重量份以上。 全屬粉末中’為確保與A1N之緊密性，較佳為添加 硼减物。例如可添加氧㈣或氧切、氧化銅、氧化 ==、氧化錯、稀土類氧化物、過渡金屬元素氧化：、 以及驗性土類金屬氧化 以上50 wt%以下。若旦。於添加量，較佳為0·1游。 降低因而無法令人滿二里'於其時’與氮化銘之緊密性 八,, 又’右含有量多於其時，妨礙銀 專之金屬成分之燒結因而無法令人滿意。 將’’、、機物之粉末與該等金屬粉末進行混合，進而六 :_或黏合劑，作成糊膠狀並可藉由上:同 電路形成。此情形時，對於已形成之電路圖案，於

O:\91\91658.DOC -16 - 200423209 氮等之惰性氣體環境中或空氣中以7〇〇〇c至1〇〇〇它之溫产 範圍進行燒製^ '孤又 再者此情形時，為確保電路間之絕緣，可藉由塗敷結晶 化玻璃或上釉玻璃、有機樹脂等’並燒製或硬化而形：： 緣層。至於玻璃之種類可使用卿酸玻璃、氧化錯、氧化 鋅、氧化銘以及氧化石夕等。於該等粉末中添加有機溶劑或 黏合劑，作成糊膠狀，藉由網版印刷進行塗敷。對於塗敷 之厚度並無特別限制，但較佳為5 μπ1以上。未滿5 _時， =為難以確保絕緣性。又至於燒製溫度，吾人期望與上述 路=成％之舰度相比為低溫。若以與上述電路燒製時相 匕為冋之/皿度燒製時’電路圖案之電阻值會增大 法令人滿意。 …、 其次.，根據需要可進而疊層陶瓷基板。疊層介由接合劑 進行則可。接合劑於氧化㈣末或氮Μ粉末中添加⑽ 疋素化合物或ma族元素化合物以及黏合劑或溶劑，將糊膠 :者以網版印刷等之方法塗敷於接合面。對於塗敷之接合 刮之厚度並無特別限制，但較佳為5 μιη以上。於5 _未滿 之厚度時，於接合層上f於產生針孔或接合 缺陷。 f心按口 將塗敷有接合劑之陶莞基板於非氧化性環境中，以50(rc :上之溫度進行脫脂。此後，將疊層之陶:是基板相互重疊， =特定之負冑，藉由於非氧化性環境中進行加熱，將陶 免土板相互接合。負載較佳為5 kpa以上。於5 kPa未滿之負 载時’無法獲得充分之接合強度或易於產生上述接合缺陷、。

O:\91\91658.DOC -17- 200423209 接合用之加熱溫度若為介由接合層將陶£基板相互充分 緊密接合之溫度則並無特別限制，但較佳為15崎以上。 未滿15〇代時，難以獲得充分之接合強度並易於產生接人 ^陷笼上述脫脂以及接合時之非氧化性環境較佳為使用： 或氫等。 如上，可獲得成為晶圓载具之陶瓷疊層燒結體。再者， 電氣電路未使用導電糊膠，例如若為加熱器電路，於銷線 (線圈）、靜電吸附用電極或灯電極等之情形時，亦可使用 鉑或鎢之網格（網狀體）。 “清^ T於料粉末中内藏上述翻線圈或網格，可 精:熱壓法作成。M之溫度或環境_只要按照上述A1N 之m度、環境即可’但是熱壓壓力較佳為施加0.98MPa 以上。.未滿0.98 MPa時，翻線圈或網格與A1N之間產生間 隔，因此無法顯現加熱器之性能。 其次，關於〕7 7τ —、、土 法進仃况明。將上述之原料漿 枓猎由刮板法進行薄腺忐 — ^ 、 乂。關於潯膜成形並無特別限 ’但溥膜之厚度於乾燥後較佳 度超出3 一，漿料之乾烊二7下。若缚膜之厚 龜裂之機率增高。 收里增大，因此薄膜中產生 糟由以網版印刷等之方法塗敷導電糊谬而於上述之薄膜 上形成成為特定形狀之带5帝、 包軋电路之至屬層。導電糊膠可使 Ύ〜、後金屬化法中說明者相同者。但是，根據 :法’導電糊膠中即便未添加氧化物粉末亦無妨礙。 …欠，豐層進行電路形成之薄膜以及未進行電路形成之

O:\91\91658.DOC -18 - 200423209 薄膜。疊層之方法將各薄膜放置於特定之位置並相互重 疊。此時，根據需要於各薄膜間事先塗敷溶劑。處於相互 重@之狀態中，根據需要進行加熱。進行加熱時，加敎溫 度較佳為以下。若以超出其之溫度進行加熱時，‘已'疊 層之薄膜會嚴重變形。而且，對於相互重疊之薄膜施加壓力 成為一體化。施加之壓力較佳為丨〜丨㈧“以之範圍。於iMpa 未滿之壓力時，薄膜無法充分一體化，於此後之步驟中會 造成剝離。X，若施加超出100MPa之壓力時，薄膜之變形 量會過量增大。 將該疊層體與上述之熱後金屬化法同樣進行脫脂處理以 及燒結。脫脂處理或燒結之溫度、碳量等與熱後金屬化法 相同。將上述之導電糊膠印刷至薄膜時，於複數個薄膜上 ”印.刷加熱器電路或靜電吸附用電極等，藉由將該等進 订:層/亦可易於製成含有複數個電氣電路之通電發熱加 ,、、、益如此，可獲得成為加熱器之陶竟疊層燒結體。 再者’發熱體電路等之電氣電路形成於陶瓷疊層體之最 外層之情形時，為確保電氣電路之保護以及絕緣性，與上 2之後金屬化法同樣’於電氣電路之上可形成絕緣性塗敷 所:于，陶瓷疊層燒結體根據需要實施加工 :之狀態中，多數無法達到以半導體製造裝置所要= 度。加工精度，例如被處理物裝載面之平/、 …進，好的是。.二==5Γ 時，被處理物與陶“熱器之間易於產生間隙=:

O:\91\91658.DOC -19- 200423209 器之熱無法均一化傳導至被處理物，易於產生被處理物之 溫度不均。 又，晶圓保持面之面粗度以Ra單位較佳為5 以下。若 以Ra單位超出5 μηι時，藉由晶圓載具與晶圓之摩擦，八取 之脫粒增多。此時，已脫粒之粒子成為微粒，對於向晶圓 上之成膜或蝕刻等之處理造成惡劣影響。再者，表面粗戶 若以Ra單位為1 μιη以下則適合。 又 如上，可製造晶圓載具本體。再者，於該晶圓載具上安 裝機械軸。機械軸之材質若為與晶圓载具之陶瓷之熱膨脹 係數相差*大之熱膨脹係數者則並無㈣限制，但與晶圓 載具之熱膨脹係數之差較佳為5><1〇_6/尺以下。 曰貝 熱膨脹係數之差若超出5χ10·6/κ時，安裝時於晶圓載具以 及機械，軸之接合部附近產生龜料，於接合時即便 龜裂，但於反複使时於接合部加±熱循環，會產生 或龜裂。例如’晶圓載具為Α1Ν之情形時，機械軸之材質最 適合為Am，但可❹氮切、碳切或富以柱、 Α1Γ^Γ接合層進行接合。接合層之成分較佳為包含 Α1Ν以及Al2_及稀域氧化物。料之成分 或機械軸之材料細等之m祕良好，因1接 較高，又亦易於獲得接合面之氣密性，因而令人滿音口。又 所接合之機械軸以及晶圓載具 〜 佳為0.5 mm以下。若超出其時，之接/面之平面度較 雖择得呈右 ^ 面處易於產生間隙， “性之接合。平面度為 更加適&°再者，峨具，_响狀^

O:\91\91658.DOC -20- 200423209 T下則更加適合。又，各自之接合面之面粗度以Ra單位較 =為5 μηι以下&超出其之面粗度之情形時’同樣於接合面 处易產生間隙。面粗度以Ra單位為i卿以下則更加適合。 、：、人⑨曰曰圓載具上安裝電極。安裝可以眾所周知之方 々進仃一例如，自晶圓載具之晶圓保持面以及相反側至電 氣電路實施繞線加工，對於電氣電路實施金屬化或以非全 屬化使用直接活性金屬桿料，連接銦或鶴等之電極即可。 此後根據需要於電極上實施電鍵’可提高耐氧化性。如此， 可製造半導體製造裝置用晶圓載具。 又，將本發明之晶圓載具裝入半導體裝置，可處理半導 體晶圓。本發明之晶圓載具中晶圓保持面之溫度為均一 化，、因而晶圓之溫度分佈與先前相比亦均一化，因此對於 形成之膜或熱處理等，可獲得穩定之特性。 (實施例1) 將99重量份之氮化㈣末與丨重量份之他粉末進行混人， 分別將聚乙稀丁駿作為黏合劑1〇重量份，將苯二子酸二丁酉旨作 為〜|!5重里h，進行混合，以刮板法成形直捏伽贿、厚度 1.0 mm之綠色薄膜。再者，氮化銘粉末使用平均粒徑u卿、 比表面積3.4 mVg者。又，將平均粒徑為2〇叫之|粉末為 p重量份、Y2〇3M重量份、5重量份之黏合劑即乙燒纖维 素、作為溶劑使用丁基卡必醇並製成w糊膠。混合時使用 罐磨機以及三支輥子。以網版印刷該W糊膠，於上述綠色 薄膜上形成加熱器電路圖案。 於印刷加熱器電路之綠色薄膜上，疊層複數個各自為1〇酿

O:\91\91658.DOC -21 - 200423209 厚之綠色薄膜，製成疊層體。於模型中重疊薄膜進行設置， 藉由於壓力機中以5(TC加熱，並且以10 MPa之壓力熱壓接2 分鐘進行疊層。此後，於氮環境中以600°C進行脫脂，於氮 環境中以1800°C、3小時之條件進行燒結，製成晶圓載具。再 者，燒結後，實施研磨加工以使晶圓保持面以,Ra單位為1 μηι 以下，且機械軸接合面以Ra單位為5 μπι以下。又，外徑亦 進行完成加工。加工後之晶圓載具之尺寸如表1所示。再 者，厚度為20 mm。 自晶圓保持面之相反側之面至上述加熱器電路進行繞線 加工，將加熱器電路露出一部分。露出之加熱器電路部中 使用、活性金屬焊料直接接合Mo製造之電極。該電極中藉由 通電加熱晶圓載具，並測定均熱性。 均熱，性之測定係將直徑300 mm之晶圓溫度計裝載於晶圓 保持面，並測定其溫度分佈。再者，調整供給電力以使晶 圓溫度計之中心部之溫度成為550°C。其結果如表1所示。 O:\91\91658.DOC -22- 表1

No 直徑这 (mm) 直徑b (mm) b-a (μπι) 均熱性(％) 1 340.20 340.00 — 200 ±0.60 2 340.15 340.00 -150 ±0.59 3 340.12 340.00 — 120 ±0.58 4 340.10 340.00 -100 士 0.57 5 340.07 340.00 -70 ±0.55 6 340.06 340.00 -60 士 0.54 7 340.04 340.00 -40 ±0.53 8 340.02 340.00 -20 ±0.51 9 340.00 340.00 0 ±0.50 10 339.98 340.00 20 ±0.46 11 339.97 340.00 30 士 0.43 12 339.95 340.00 50 ±0.40 13 339.93 340.00 70 ±0.38 14 339.90 340.00 100 土 0.37 15 339.85 340.00 150 ±0.35 16 339.80 340.00 200 ±0.33 17 339.50 340.00 0.5 ，士 0.32 18 339.00 340.00 1.0 ±0.30 19 338.00 340.00 2.0 ±0.28 20 337.00 340.00 3.0 ±0.26 21 336.00 340.00 4.0 土 0.24 22 335.00 340.00 5.0 士 0.23 23 330.00 340.00 10.0 土 0.20 24 325.00 340.00 15.0 土 0.17 25 320.00 340.00 20.0 土 0.15 26 310.00 340.00 30.0 ±0.13 27 305.00 340.00 35.0 ±0.28 28 300.00 340.00 40.0 士 1.40 200423209 如自表1判斷，藉由直徑b設定為大於直徑a，可將晶圓表 面之溫度分佈設定為士0.5%以内。再者，若直徑b與直徑a 相比大於5 0 μηι以上’可將晶圓表面之溫度分佈設定為土0 · 4 %以内。 (實施例2) 將表1之各晶圓載具裝入半導體製造裝置，於直徑12吋之 Si晶圓之上，形成TiN膜。使用No· 1〜8之晶圓載具之情形 O:\91\91658.DOC -23- 200423209 時，TiN之膜厚之不均一性大於1 5%，使用其以外之晶圓載 具之情形時，膜厚之不均一性小於10%以下，可形成良好 之TiN膜。 (實施例3) 與實施例1同樣，製成厚度20 mm之晶圓載具。其次，如 圖4所示，於晶圓載具上形成階差，以與實施例1同樣之方 法測定均熱性。其結果示於表2。 表2

No 直徑a (mm) 直徑b (mm) b，a (mm) 均熱性(％) 29 338.00 340.00 2.0 ±0.27 30 335.00 340.00 5.0 ±0.22 31 330.00 340.00 10.0 ±0.20 32 325.00 340.00 15.0 士 0.16 33 320.00 340.00 20.0 士 0·15 34 310.00 340.00 30.0 ±0.13 35 305.00 340.00 35.0 ±0.33 36 300.00 340.00 40.0 士 1·40 如自表2判斷，即便於形成階差之情形時，藉由設定直徑 b大於直徑a，可將晶圓表面之溫度分佈設定為±0.5%以 内。再者，若直徑b與直徑a相比大於5 0 μηι以上，則可將晶 圓表面之溫度分佈設定為土0.4%以内。 (產業上之可利用性） 根據本發明，藉由晶圓保持面之直徑a設定為小於與晶圓 保持面相反側之面之直徑b，可提供均熱性優良之晶圓載具 以及半導體製造裝置。藉由設定b-a-50 μηι，可進一步提 高均熱性。裝載如此之晶圓載具之半導體製造裝置與先前 O:\91\91658.DOC -24- 200423209 之裝置相t匕，加熱器之溫度分佈亦更加均一化，因此可實 2導體之特性或原材料利用率、可靠性或集成度、圖像 品質之提高。 【圖式簡單說明】 圖係表不本發明之晶圓載具之剖面構造（4)之圖。 圖2係表不本發明之晶圓載具之剖面構造（a=b)之圖。 圖3係表示本發明以外之晶圓載具之剖面構造（a〉b)之圖。 圖係表示本發明之晶圓載具之剖面構造（a<b)之其他例 之圖。 圖5係表不本發明之晶圓載具之剖面構造（a<b)之其他例 之圖。 【圖式代表符號說明】 1 •晶圓載具 2 晶圓 a 晶圓保持面之直徑 b與晶圓保持面相反側之面之直徑

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Claims (1)

1. 200423209 拾、申請專利範圍： 1. 一種半導體製.造裝置用晶圓載具，其係具有晶圓保持面 者’其特徵在^:上述晶圓載具之晶圓保持面之直徑a小 於與晶圓載具之晶圓保持面相反側之面之直徑b。 2·如申請專利範圍第丨項之半導體製造裝置用晶圓載具，其 中上述直徑b比上述直徑a大5 〇 μιη以上。 3·如申请專利範圍第1或2項之半導體製造裝置用晶圓載 具，其中上述晶圓載具係於其内部或表面形成電阻發熱 體之陶瓷加熱器。 4· 一種半導體製造裝置，其特徵在於··裝載有申請專利範 圍第1至3項中任一項之晶圓載具。 O:\91\91658.DOC