静电吸附装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种静电吸附装置，其用来吸附半导体晶圆、玻璃基板等被吸附物，其特征为：形成有一绝缘层，其覆盖形成于支持基板一面上的静电吸附用电极，且作为吸附上述被吸附物的吸附面，该绝缘层是由含有碳，且含有自硅、铝、钇以及钛选出１种或２种以上的元素，且维氏硬度在Ｈｖ５０～１０００的热分解氮化硼所构成。本发明专利技术之静电吸附装置，在将硅晶圆或玻璃基板等被吸附物，以静电吸附于静电吸附装置载置面上，并进行加热、冷却时，能够防止晶圆吸附面或静电吸附装置载置面产生损伤，且对氟系半导体清洗气的耐蚀性优异，使用寿命增长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种具有静电吸附机能的装置，其使用于半导体装置或液晶面板制造、检查等步骤中。
技术介绍
自以往，在半导体装置的制造步骤中，对半导体晶圆的加热，是使用卷绕了金属线的加热器。但是，使用该加热器时，由于会对半导体晶圆造成金属污染，近年来，遂有文献揭示使用陶瓷制一体型晶圆加热装置，其将陶瓷薄膜作为发热体使用(例如，参照专利文献1特开平4-124076号公报)。其中，在分子束磊晶或CVD、喷镀等方法中，是使用由不会从基体内释放出气体，且高纯度、耐热冲撃性优异的热分解氮化硼(PBN)与热分解石墨(PG)所制成的复合陶瓷加热器，作为晶圆的有效加热方法(参照专利文献2特开昭63-241921号公报)，该等加热器比起习知的钽线加热器而言，较容易装设，且不会产生热变形、断线、短路等故障，使用上较方便，而且因为是面状加热器的关系，故亦具有比较容易获得平均受热的优点。当加热该半导体晶圆时，为了在加热器上固定半导体晶圆，会在减压环境下使用静电吸附装置，随着处理程序的高温化，该静电吸附装置的所选用的材质逐渐从树脂转变成陶瓷(参照专利文献3特开昭52-67353号公报，专利文献4特开昭59-124140号公报)。又最近有文献揭示一种静电吸附装置，其将该等陶瓷制一体型晶圆加热装置与静电吸附装置组合在一起，例如，在静电吸附装置的绝缘层使用氧化铝(参照非专利文献1新陶瓷(7)，p49～53，1994)，更为了提高对清洗气的耐性而开发在绝缘层中使用氮化铝的产品。对该静电吸附装置而言，如非专利文献1(参照新陶瓷(7)，p49～53，1994)中所记载的，若降低该绝缘层的体积电阻率，则静电吸附力会增强，但是若太低则装置会因为漏电流而产生破损，故静电吸附装置之绝缘层的体积抵抗值应在108～1018Ωcm，而宜在109～1013Ωcm为佳。根据被施加静电吸附装置之电压的电极的形状可将静电吸盘分成3类。具有单一内部电极的单极型其被吸附物必须接地，相对的，具有一对内部电极的双极型，或者是一对电极形成梳状的梳状电极型，由于2个电极分别施加正负电压，故作为被吸附物的晶圆并无接地的必要，半导体用的大多使用后者。近年来，吾人逐渐在分子束磊晶或CVD、喷镀装置中装设陶瓷制的静电吸附装置，惟在半导体装置的制造步骤中超过500℃高温环境下的使用需求也逐渐增加。当静电吸附装置吸附硅晶圆等被吸附物时，会因为受热而膨张。此时被吸附物的吸附面与静电吸附装置载置面会产生很强的摩擦现象。相对于硅晶圆的维氏硬度Hv大约在1100左右，形成陶瓷绝缘体层材质的氧化铝、氮化铝其维氏硬度Hv分别在1500、1400。若静电吸附装置在绝缘体层中使用该等比硅晶圆更硬的氧化铝、氮化铝等材质，则在加热、冷却硅晶圆时绝缘体层会刮伤晶圆表面，进而产生碎屑颗粒，更会对晶圆吸附面造成刮痕。于是，吾人期望有一种即使在高温下吸附被吸附物，也不会对吸附面造成损伤的静电吸附装置。为解决该问题，遂开发一种表面粗糙度Ra≤0.05μm、Rmax≤0.6μm，且该绝缘体层表面维氏硬度Hv在1000以下，具有静电吸附机能的加热装置(专利文献5特开2005-72066号公报)。但是，由于该装置对氧缺乏耐氧化性，故会因为反应器内残留的氧而氧化消耗掉。而且，当吾人在半导体装置内以氟系清洗气进行清洁时，绝缘体也会因为清洗气而腐蚀掉。因此，随着晶圆等产品的处理枚数增加，便不断的氧化、腐蚀，终将导致绝缘被破坏。特开平4-124076号公报特开昭63-241921号公报特开昭52-67353号公报特开昭59-124140号公报特开2005-72066号公报
技术实现思路
有鉴于上述问题，本专利技术提供一种静电吸附装置，当以静电吸附晶圆或玻璃基板等被吸附物时，其能够防止被吸附物的吸附面或是静电吸附装置载置面受损伤，且对氟系半导体清洗气的耐蚀性优异，使用寿命增长。本专利技术人为达成上述目的，在专心致力检讨后，开发出能达到本专利技术目的的装置，本专利技术是一种静电吸附装置，其用来吸附半导体晶圆、玻璃基板等被吸附物，其特征为形成一绝缘层，其覆盖支持基板一面上所形成的静电吸附用电极且成为吸附上述被吸附物的吸附面，该绝缘层是由包含碳，且包含从硅、铝、钇以及钛当中所选出1种或2种以上的元素，且维氏硬度Hv在50～1000的热分解氮化硼所构成的。该装置之绝缘层难以损伤，绝缘膜本身的耐氧化性以及对氟系清洗气的耐蚀性有所改善，能够防止因为碎屑发生或绝缘破坏所导致的静电吸附装置的破损，亦具有使用寿命增长的优点。本专利技术之静电吸附装置，形成有覆盖着静电吸附用电极的绝缘层，该绝缘层作为吸附被吸附物的吸附面，维氏硬度Hv在50～1000，绝缘层是由含有碳，且含有硅、铝、钇以及钛其中任1种以上元素的热分解氮化硼所制成，当硅晶圆或玻璃基板等被吸附物被静电吸附在静电吸附装置载置面上并进行加热、冷却时，能够防止晶圆吸附面或静电吸附装置载置面损伤，且对氟系半导体清洗气的耐蚀性优异，可增长使用寿命。附图说明图1是表示本专利技术之静电吸附装置一实施例的剖面图。附图标记说明1具有静电吸附机能的加热装置支持基材2支持基板3a、3b双极型静电吸附用电极4发热层5绝缘层 具体实施例方式本专利技术之静电吸附装置，是以特定绝缘层形成吸附半导体晶圆或玻璃基板等被吸附物的吸附面。此时，所称静电吸附装置可举如图1所示具有本专利技术之静电吸附机能的晶圆加热装置为例，惟并不限定于此。兹就图1之静电吸附装置更加详述之，1是具有该静电吸附装置之静电吸附机能的加热装置支持基材，2是支持基板，3a、3b是双极型静电吸附用电极，4是发热层，5是绝缘层。本专利技术之静电吸附装置例如是由以下构件所构成一支持基板，其是由氮化硼与氮化铝的混合烧结体所制成；一发热层，其是由接合于该基板一面上的热分解石墨所制成；一绝缘层，其是由设置于该发热层上的热分解氮化硼所制成；静电吸附用电极，其是由接合于该基板另一面的热分解石墨所制成；另一绝缘层，其是由设置于该静电吸附用电极之上，含有碳且含有硅、铝、钇、钛其中任1种以上元素的热分解氮化硼所制成。支持基板只要具有耐热性与绝缘性即可，例如，使用以习知方法烧结氮化硼与氮化铝的混合物所制得的基板即可。又例如，就氮化硼与氮化铝的混合比率而言，氮化铝太多则线膨张系数会太大，太少则线膨张系数会太小，故质量比在1∶0.05～1的范围即可(特开平8-227933号公报)。又，使用在专利第3647064号公报那样的碳上接合绝缘层所制得的基板亦可，该绝缘层包含从热分解氮化硼、氧化硅、氮化铝、氧化铝以及氮化硅所选出的材料。发热层以及静电吸附用电极的热分解石墨，可在例如将甲烷气置于2200℃，5Torr的条件下热分解制得。其厚度若太薄则强度不够，太厚则会有剥离的问题，故在10～300μm即可。在用来吸附半导体晶圆或玻璃基板等被吸附物的静电吸附装置中，分别在支持基板一表面上形成导电性发热层，在另一面上形成导电性的静电吸附用电极，更形成作为本专利技术最大特征的绝缘层覆盖该等发热层以及静电吸附用电极，上述覆盖静电吸附用电极的绝缘层，维氏硬度Hv在50～1000，由含有碳且含有硅、铝、钇、钛其中任1种以上元素的热分解氮化硼所形成。当该绝缘层的维氏硬度不满Hv50时，虽然不会对被吸附物的吸附面造成损伤，但相对的，反而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电吸附装置，其用来吸附半导体晶圆、玻璃基板等被吸附物，其特征为：形成一绝缘层，其覆盖着形成于支持基板一面上的静电吸附用电极，且成为吸附该被吸附物的吸附面；该绝缘层是由含有碳，且含有自硅、铝、钇以及钛选出１种或２种以上的 元素，且维氏硬度在Ｈｖ５０～１０００的热分解氮化硼所构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：狩野正树，山村和市，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]