晶片载放台制造技术

一种晶片载放台，降低排热能力高且不易发生破损的晶片载放台的制造成本。晶片载放台(10)具备：陶瓷基材(20)，上表面具有晶片载放面(22a)，内置有电极(26)；冷却基材(30)，内部形成有冷媒流路(38)；金属接合层(40)，将陶瓷基材(20)的下表面和冷却基材(30)的上表面接合。冷却基材(30)具有：金属基复合材料制或低热膨胀金属材料制的顶部基材(81)，构成冷媒流路(38)的顶部；主成分与陶瓷基材(20)相同的陶瓷材料制的带沟基材(83)，上表面设置有构成冷媒流路(38)的底部及侧壁的流路沟(88)；金属制的顶部接合层(82)，将顶部基材(81)的下表面和带沟基材(83)的上表面接合。带沟基材(83)的上表面接合。带沟基材(83)的上表面接合。

【技术实现步骤摘要】
晶片载放台


[0001]本专利技术涉及晶片载放台。

技术介绍

[0002]以往，已知一种晶片载放台，其是将植入有静电吸附用电极的氧化铝等陶瓷基材和包含铝等金属的冷却基材借助树脂层进行接合得到的(例如参考专利文献1)。根据该晶片载放台，通过树脂层能够缓和陶瓷基材与冷却基材之间的热膨胀差的影响。还已知一种采用金属接合层代替树脂层而将陶瓷基材和具备冷媒流路的冷却基材进行接合得到的晶片载放台(例如专利文献2、3)。金属接合层与树脂层相比，热传导率较高，因此，能够实现利用高功率等离子体处理晶片时所要求的排热能力。另一方面，金属接合层与树脂层相比，杨氏模量较大，应力缓和性较低，因此，几乎无法缓和陶瓷基材与冷却基材之间的热膨胀差的影响。专利文献2、3中，为了使其不易因热膨胀差而发生破损，作为冷却基材的材料，采用与陶瓷基材之间的热膨胀系数差较小的金属基复合材料(MMC)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开平4
‑
287344号公报
[0006]专利文献2：日本特许第5666748号公报
[0007]专利文献3：日本特许第5666749号公报

技术实现思路

[0008]但是，MMC比铝等金属昂贵，还因难加工性而使得冷媒流路的形成成本较高，因此，有时晶片载放台的制造成本升高。另外，也考虑采用与陶瓷基材之间的热膨胀系数差较小的低热膨胀金属材料来代替MMC，但是，低热膨胀金属材料也昂贵，还因难加工性而使得冷媒流路的形成成本较高，因此，有时晶片载放台的制造成本升高。
[0009]本专利技术是为了解决像这样的课题而实施的，其主要目的在于，降低排热能力高且不易发生破损的晶片载放台的制造成本。
[0010]本专利技术的第一晶片载放台具备：
[0011]陶瓷基材，该陶瓷基材在上表面具有晶片载放面，且内置有电极；
[0012]冷却基材，该冷却基材的内部形成有冷媒流路；以及
[0013]金属接合层，该金属接合层将所述陶瓷基材的下表面和所述冷却基材的上表面接合，
[0014]所述冷却基材具有：金属基复合材料制或低热膨胀金属材料制的顶部基材，该顶部基材构成所述冷媒流路的顶部；主成分与所述陶瓷基材的主成分相同的陶瓷材料制的带沟基材，在该带沟基材的上表面设置有构成所述冷媒流路的底部及侧壁的流路沟；以及金属制的顶部接合层，该顶部接合层将所述顶部基材的下表面和所述带沟基材的上表面接合。
[0015]本专利技术的第一晶片载放台中，冷却基材的顶部基材采用MMC或低热膨胀金属材料，而带沟基材采用比较便宜且能够利用近净成形技术等以较低成本形成流路沟的陶瓷材料。因此，能够降低晶片载放台的制造成本。另外，作为陶瓷基材
‑
顶部基材间及顶部基材
‑
带沟基材间的接合层，采用热传导率高的金属制的接合层，而不是热传导率低的树脂层。因此，从晶片带走热量的能力(排热能力)较高。此外，构成带沟基材的陶瓷材料的主成分与构成陶瓷基材的陶瓷材料的主成分相同，因此，带沟基材与陶瓷基材之间的线热膨胀系数差的绝对值较小。所以，陶瓷基材、顶部基材及带沟基材相互之间的线热膨胀系数差的绝对值较小，即便接合层的应力缓和性较低，也不易产生问题。
[0016]应予说明，本说明书中，低热膨胀金属材料是指：40～400℃的线热膨胀系数为10
×
10
‑6/K以下的金属材料，优选为9.0
×
10
‑6/K以下，更优选为8.0
×
10
‑6/K以下。另外，本说明书中，将测定40℃和400℃的长度而求出的线热膨胀系数称为40～400℃的线热膨胀系数。另外，本说明书中，主成分是指：占据所包含的成分整体中的50质量％以上的成分，优选为70质量％以上，更优选为90质量％以上。另外，本说明书中，有时采用上下、左右、前后等对本专利技术进行说明，不过，上下、左右、前后只不过是相对的位置关系。因此，在改变了晶片载放台的朝向的情况下，有时上下变成左右、左右变成上下，这种情况也包括在本专利技术的技术范围中。
[0017]本专利技术的第一晶片载放台可以为：构成所述顶部基材的金属基复合材料或低热膨胀金属材料及构成所述带沟基材的陶瓷材料与构成所述陶瓷基材的陶瓷材料之间的40～400℃的线热膨胀系数差的绝对值为1.5
×
10
‑6/K以下。据此，即便接合层的应力缓和性较低，也更加不易产生问题。
[0018]本专利技术的第一晶片载放台可以为：构成所述陶瓷基材的陶瓷材料为氧化铝，构成所述带沟基材的陶瓷材料为纯度比构成所述陶瓷基材的氧化铝的纯度低的氧化铝。据此，能够以更低成本制造带沟基材。
[0019]本专利技术的第二晶片载放台具备：
[0020]陶瓷基材，该陶瓷基材在上表面具有晶片载放面，且内置有电极；
[0021]冷却基材，该冷却基材的内部形成有冷媒流路；以及
[0022]金属接合层，该金属接合层将所述陶瓷基材的下表面和所述冷却基材的上表面接合，
[0023]所述冷却基材具有：金属基复合材料制或低热膨胀金属材料制的顶部基材，该顶部基材构成所述冷媒流路的顶部；主成分与所述陶瓷基材的主成分相同的陶瓷材料制的穿孔基材，构成所述冷媒流路的侧壁的流路孔沿着上下方向贯通；底部基材，该底部基材构成所述冷媒流路的底部；金属制的顶部接合层，该顶部接合层将所述顶部基材的下表面和所述穿孔基材的上表面接合；以及底部接合层，该底部接合层将所述穿孔基材的下表面和所述底部基材的上表面接合。
[0024]本专利技术的第二晶片载放台中，冷却基材的顶部基材采用MMC或低热膨胀金属材料，另一方面，穿孔基材采用比较便宜且能够利用近净成形技术等以较低成本形成流路孔的陶瓷材料。因此，能够降低晶片载放台的制造成本。另外，作为陶瓷基材
‑
顶部基材间及顶部基材
‑
穿孔基材间的接合层，采用热传导率高的金属制的接合层，而不是热传导率低的树脂层。因此，从晶片带走热量的能力(排热能力)较高。此外，构成穿孔基材的陶瓷材料的主成
分与构成陶瓷基材的陶瓷材料的主成分相同，因此，穿孔基材与陶瓷基材之间的线热膨胀系数差的绝对值较小。所以，陶瓷基材、顶部基材及穿孔基材相互之间的线热膨胀系数差的绝对值较小，即便接合层的应力缓和性较低，也不易产生问题。
[0025]本专利技术的第二晶片载放台可以为：所述底部基材为金属基复合材料制或低热膨胀金属材料制，所述底部接合层为金属制。据此，构成陶瓷基材的材料与构成底部基材的材料之间的线热膨胀系数差的绝对值较小，所以，消除了陶瓷基材与顶部基材、穿孔基材之间的线热膨胀系数差的影响、顶部基材、穿孔基材与底部基材之间的线热膨胀系数差的影响，能够抑制晶片载放台10的翘曲或破损。因此，构成顶部基材、穿孔基材的材料的自由度提高。另外，由于将穿孔基材和底部基材以金属制的接合层进行接合，所以，在进行陶瓷基材与顶部基材的接合、顶部基材与穿孔基材的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶片载放台，其中，具备：陶瓷基材，该陶瓷基材在上表面具有晶片载放面，且内置有电极；冷却基材，该冷却基材的内部形成有冷媒流路；以及金属接合层，该金属接合层将所述陶瓷基材的下表面和所述冷却基材的上表面接合，所述冷却基材具有：金属基复合材料制或低热膨胀金属材料制的顶部基材，该顶部基材构成所述冷媒流路的顶部；主成分与所述陶瓷基材的主成分相同的陶瓷材料制的带沟基材，在该带沟基材的上表面设置有构成所述冷媒流路的底部及侧壁的流路沟；以及金属制的顶部接合层，该顶部接合层将所述顶部基材的下表面和所述带沟基材的上表面接合。2.根据权利要求1所述的晶片载放台，其中，构成所述顶部基材的金属基复合材料或低热膨胀金属材料及构成所述带沟基材的陶瓷材料与构成所述陶瓷基材的陶瓷材料之间的40～400℃的线热膨胀系数差的绝对值为1.5
×
10
‑6/K以下。3.根据权利要求1或2所述的晶片载放台，其中，构成所述陶瓷基材的陶瓷材料为氧化铝，构成所述带沟基材的陶瓷材料为纯度比构成所述陶瓷基材的氧化铝的纯度低的氧化铝。4.一种晶片载放台，其中，具备：陶瓷基材，该陶瓷基材在上表面具有晶片载放面，且内置有电极；冷却基材，该冷却基材的内部形成有冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：久野达也，井上靖也，竹林央史，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：