本發(fā)明涉及晶片載置裝置。

背景技術：

以往，作為這種晶片載置裝置，已知例如專利文獻1中公開的裝置。如圖4所示，該晶片載置裝置具備：陶瓷基體102、埋設于該陶瓷基體102的加熱電極104、以及ni制的供電桿108，該供電桿108從陶瓷基體102的與晶片載置面相反一側的面電連接于加熱電極104的埋設端子106。在加熱電極104的埋設端子106與供電桿108之間設有應力緩和層110。應力緩和層110通過焊接層112與加熱電極104的埋設端子106接合，并通過焊接層114與供電桿108接合。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利5029257號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

然而，上述晶片載置裝置中，供電桿108是ni制的，因此，在對加熱電極104供給電流時，在供電桿108的周圍產(chǎn)生磁場，有可能對半導體制造工藝產(chǎn)生不良影響。

本發(fā)明為了解決這樣的課題而完成，其主要目的在于，抑制在供電桿的周圍產(chǎn)生磁場。

用于解決問題的方法

本發(fā)明的晶片載置裝置具備：

具有晶片載置面的陶瓷基體、

埋設于前述陶瓷基體的靜電電極、加熱電極和高頻電極中的至少1個電極、以及

從前述陶瓷基體的與晶片載置面相反一側的面電連接于前述電極的cu制的供電桿。

在該晶片載置裝置中，介由非磁性材料的cu制的供電桿向電極供給電力，因此能夠抑制在供電桿周圍產(chǎn)生磁場。由此，能夠防止在半導體制造工藝中發(fā)生晶片中僅有供電桿周圍的處理結果發(fā)生變化這樣的狀況。

本發(fā)明的晶片載置裝置中，對于前述供電桿，優(yōu)選將一端作為固定端，另一端作為自由端，并求出在從前述固定端起向著前述自由端為50mm的位置施加的應力與該位置的應變的關系時，與前述應變1mm對應的應力落入5～10n的范圍。供電桿的一端連接于電極，另一端固定于固定用器具。將供電桿的另一端固定于固定用器具時，雖然在供電桿承受負荷，但由于供電桿具有上述的應力與應變的關系，因此能夠自行吸收該負荷。因此，供電桿與電極的連接部位不會承受大的負荷。需說明的是，上述的應力與應變的關系可以通過例如對供電桿進行退火來獲得。

本發(fā)明的晶片載置裝置具備連接端子，所述連接端子介由au-ni焊接層接合于前述電極，或者介由au-ni焊接層接合于耐熱性應力緩和層的一面，所述耐熱性應力緩和層的另一面與前述電極接合；前述陶瓷基體為aln制，前述電極和前述連接端子為mo制或mo合金制，前述供電桿可以緊固于前述連接端子。耐熱性應力緩和層是指耐熱溫度為1000℃以上的應力緩和層。如果這樣設計，則由于任一構成要素的耐熱溫度都高，因此即使在半導體制造工藝的溫度高的情況下也能夠使用本發(fā)明的晶片載置裝置。需說明的是，即使在mo制或mo合金制的連接端子的周圍產(chǎn)生了磁場，由于連接端子的長度比供電桿短，因此其影響也小。

另外，還可以考慮省略連接端子，通過au-ni焊接層將電極與供電桿或者應力緩和層與供電桿直接接合。但是，au-ni焊接層是將au-ni焊料以高的接合溫度(約1000℃)進行處理而形成的。此時，cu與au在cu制的供電桿與au-ni焊料的界面接觸，由于au/cu混合層的熔點低，因此存在供電桿在au-ni焊料的接合溫度下熔化的擔憂。因此，使用由沒有這樣的擔憂的材質(zhì)形成的連接端子。此外，如果用不含au的焊料來接合，則也許能夠將cu制的供電桿接合于電極或應力緩和層。但是，這樣的焊料由于大多情況下接合溫度低，因此在高溫下使用晶片載置裝置時，存在焊料熔出的擔憂。因此，使用沒有這樣的擔憂的au-ni焊料。

具備連接端子的本發(fā)明的晶片載置裝置中，前述供電桿和前述連接端子的一方具有陽螺紋，另一方具有陰螺紋，可以通過將雙方的螺紋進行螺紋結合而使之緊固。如果這樣設計，則能夠容易地進行供電桿與連接端子的拆裝。

附圖說明

圖1是本實施方式的等離子處理裝置10的構成圖。

圖2是圖1的部分放大圖。

圖3是表示對cu制的供電桿施加的應力與應變的關系的圖表。

圖4是以往的晶片載置裝置的構成圖。

符號說明

10：等離子處理裝置；12：處理容器；14：圓孔；16：排氣管；20：噴頭；22：絕緣部件；24：氣體導入管；26：氣體噴射孔；30：晶片載置裝置；31：晶片載置臺；32：陶瓷基體；32a：晶片載置面；33：靜電電極；34：加熱電極；34a：一端；34b：另一端；35：供電桿；36：供電桿；36a：陰螺紋；37：供電桿；38：中空軸；38a、38b：凸緣；39：桿固定器；40：凹部；41：埋設端子；42：圓筒環(huán)；43：應力緩和層；44：連接端子；44a：陽螺紋；45、46：焊接層；60：直流電源；62：加熱器電源；102：陶瓷基體；104：加熱電極；106：埋設端子；108：供電桿；110：應力緩和層；112、114：焊接層。

具體實施方式

以下，邊參照附圖邊對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行說明。圖1是等離子處理裝置10的構成圖，圖2是圖1的部分放大圖。

如圖1所示，等離子處理裝置10具備處理容器12、噴頭20、以及晶片載置裝置30。

處理容器12是由鋁合金等形成為盒狀的容器。該處理容器12在底面的大致中央處具有圓孔14。此外，處理容器12在底面具有排氣管16。排氣管16在中途具備未圖示的壓力調(diào)節(jié)閥、真空泵等，能夠將處理容器12的內(nèi)部調(diào)整為所期望的壓力。處理容器12的頂部是開口的。

噴頭20以堵住處理容器12頂部的開口的方式安裝。在處理容器12頂部的開口邊緣與噴頭20之間設有絕緣部件22。由噴頭20堵住了開口的處理容器12的內(nèi)部構成為確保氣密性。噴頭20使得將從氣體導入管24導入的氣體由多個氣體噴射孔26向載置于晶片載置臺31的晶片w噴射。本實施方式中，噴頭20與未圖示的用于產(chǎn)生等離子體的高頻電源連接。因此，噴頭20作為用于產(chǎn)生等離子體的電極而發(fā)揮作用。

晶片載置裝置30具備晶片載置臺31和中空軸38。

晶片載置臺31是在圓板狀的陶瓷基體32中埋設有靜電電極33和加熱電極34的晶片載置臺。本實施方式中，陶瓷基體32為aln陶瓷制。陶瓷基體32的一面成為用于載置晶片w的晶片載置面32a。

靜電電極33為mo制，埋設于晶片載置面32a與加熱電極34之間。靜電電極33介由從陶瓷基體32中與晶片載置面32a相反一側的面(背面)插入的供電桿35，連接至靜電卡盤用的直流電源60。靜電電極33由直流電源60供給電力時，將晶片w通過靜電引力而吸附保持于晶片載置面32a。該靜電電極33兼用作用于產(chǎn)生等離子體的電極(與噴頭20成對的電極)。

加熱電極34為mo制，以遍及整個圓板狀的陶瓷基體32的方式，按照一筆畫的要領從一端34a配線至另一端34b。加熱電極34的一端34a和另一端34b分別與供電桿36、37連接。在2個供電桿36、37之間連接有加熱器電源62。加熱電極34由加熱器電源62供給電力時，對保持于晶片載置面32a的晶片w進行加熱。

中空軸38為陶瓷制，在兩端的開口的周圍設有凸緣38a、38b。中空軸38介由一端的凸緣38a通過固相接合與陶瓷基體32的背面氣密地接合。此外，中空軸38介由另一端的凸緣38b氣密地安裝在設于處理容器12底面的圓孔14的周圍。因此，中空軸38的內(nèi)部與處理容器12的內(nèi)部成為完全隔斷的狀態(tài)。在中空軸38的凸緣38b的背面安裝有桿固定器39。桿固定器39是通過未圖示的緊固機構將貫通的供電桿35、36、37固定的部件。

接下來，對將供電桿35連接于靜電電極33的結構、將供電桿36、37連接于加熱電極34的結構進行說明。這些連接結構是共通的，因此，以下使用圖2對將供電桿36連接于加熱電極34的一端34a的結構進行說明。

在陶瓷基體32的背面形成有朝加熱電極34的一端34a凹陷的形狀的凹部40。在凹部40的內(nèi)周面設有螺紋。在凹部40的底面露出與加熱電極34的一端34a連接的埋設端子41的端面。埋設端子41例如由與加熱電極34相同的材質(zhì)形成，在這里是由mo形成的。凹部40與在外周面設有螺紋的金屬制的圓筒環(huán)42螺紋結合。圓筒環(huán)42是增強凹部40的內(nèi)周面的部件，在本實施方式中是ni制的。在圓筒環(huán)42的內(nèi)側，從凹部40的底面?zhèn)绕鹨来闻渲糜袘徍蛯?3和連接端子44。應力緩和層43是用于緩和在埋設端子41與連接端子44之間產(chǎn)生的應力的層，具體而言，是用于緩和由埋設端子41和連接端子44的熱膨脹差引起的應力的層。本實施方式中，應力緩和層43為可伐合金(fenico系合金)制，連接端子44為mo制。埋設端子41與應力緩和層43通過焊接層45而接合，應力緩和層43與連接端子44通過焊接層46而接合?？紤]到耐熱性，焊接層45、46使用au-ni焊料形成。本實施方式的晶片載置裝置30的使用溫度的上限為700℃。au-ni接合溫度約為1000℃，因此，焊接層45、46甚至連使用溫度的上限都能夠耐受。連接端子44在與接合于應力緩和層43的端面相反一側的端面具有陽螺紋44a。該陽螺紋44a與設于cu制的供電桿36前端的陰螺紋36a螺紋結合。對于供電桿36，在螺紋結合之前的狀態(tài)下，將一端作為固定端，另一端(陰螺紋36a側)作為自由端，求出在從固定端起向著自由端為50mm的位置施加的應力與該位置的應變(位移量)的關系時，與應變1mm對應的應力落入5～10n的范圍。

接下來，對于將供電桿36連接于加熱電極34的一端34a的步驟進行說明。首先，在凹部40的底面露出的埋設端子41的端面依次配置au-ni焊料、應力緩和層43、au-ni焊料、連接端子44。在該狀態(tài)下加熱至au-ni接合溫度(約1000℃)，然后降溫，從而埋設端子41與應力緩和層43通過焊接層45而接合，且應力緩和層43與連接端子44通過焊接層46而接合。在圖2中，圓筒環(huán)42的內(nèi)周與應力緩和層43之間存在空隙，但實際上，熔融的au-ni焊料也會流入該間隙中，然后發(fā)生固化而形成焊接層。如上所述，由于接合溫度是約為1000℃這樣的高溫，因此，連接端子44由可耐受該溫度的材質(zhì)(本實施方式中為mo)形成。

接著，將供電桿36的陰螺紋36a擰入連接端子44的陽螺紋44a，但在此之前，對供電桿36實施退火處理。圖3中，針對直徑4mm的cu制的供電桿，將一端作為固定端，另一端作為自由端，并對于表示在從固定端起向著自由端為50mm的位置施加的應力與該位置的應變的關系的曲線圖，按照經(jīng)過退火處理時和未經(jīng)退火處理時進行比較。關于測定，分別進行2次。退火處理在下述條件下進行：真空氣氛中，在最高溫度500℃保持1小時。需說明的是，該退火處理與退火(焼き鈍し)意義相同。從圖3可知，對于未經(jīng)退火處理的供電桿，與應變1mm對應的應力為25～30n，而對于經(jīng)過退火處理的供電桿為5～10n(更詳細而言，為6～8n)，與未經(jīng)退火處理的供電桿相比具有柔軟性。將這樣的經(jīng)過退火處理的供電桿36的陰螺紋36a與連接端子44的陽螺紋44a螺紋結合。

與連接端子44一體化了的供電桿36由內(nèi)置于圖1所示的桿固定器39的緊固機構進行固定。如果供電桿36是未經(jīng)退火處理的過硬的狀態(tài)，則在將供電桿36組裝于桿固定器39時，有時供電桿36所承受的負荷會直接施加到接合部位(焊接層)，因此接合有時會脫離。與此相對，如果供電桿36是經(jīng)過退火處理的柔軟的狀態(tài)，則在將供電桿36組裝于桿固定器39時，即使供電桿36承受了負荷，也能夠通過自身的柔軟性將該負荷吸收。因此，接合部位(焊接層)不會承受大的負荷，接合不會脫離。

另外，還可以考慮省略連接端子44而直接通過焊接層將應力緩和層43與cu制的供電桿(沒有陰螺紋)接合。焊接層是通過對au-ni焊料以高的接合溫度(約1000℃)進行處理而形成的。此時，cu與au在cu制的供電桿36與au-ni焊料的界面接觸，但由于au/cu混合層的熔點低，因此存在供電桿36在au-ni焊料的接合溫度下熔化的擔憂。因此，使由沒有這樣的擔憂的材質(zhì)形成的連接端子44介于應力緩和層43與供電桿36之間。此外，如果通過非au-ni焊料的不含au的焊料接合，則也許能夠使應力緩和層43與cu制的供電桿36接合。但是，這樣的焊料的接合溫度低，因此存在在使用溫度的上限附近使用晶片載置裝置30時焊料熔出的擔憂。因此，使用沒有這樣的擔憂的au-ni焊料。

根據(jù)以上說明的本實施方式的晶片載置裝置30，由于介由非磁性材料的cu制的供電桿35～37對靜電電極33、加熱電極34供給電力，因此與使用ni制的供電桿的情況相比，能夠抑制磁場的產(chǎn)生。由此，能夠防止在半導體制造工藝中發(fā)生晶片w中僅有供電桿35～37周圍的等離子處理結果發(fā)生變化的狀況。

此外，對于cu制的供電桿35～37，在求出上述應力與應變的關系時，與應變1mm對應的應力落入5～10n的范圍，因此即使在將供電桿35～37的自由端側組裝于桿固定器39時供電桿35～37承受了負荷，也能夠通過自身的柔軟性將該負荷吸收。因此，接合部位(焊接層)不會承受大的負荷，接合不會脫離。

進而，晶片載置裝置30中，陶瓷基體32為aln制，靜電電極33、加熱電極34為mo制，應力緩和層43為可伐合金制，連接端子44為mo制，供電桿36為cu制，耐熱溫度均為1000℃以上。此外，焊接層45、46的耐熱溫度與它們也是同等程度。因此，即使在半導體制造工藝的溫度高的情況下也能夠使用本實施方式的晶片載置裝置30。

進而，供電桿36與連接端子44通過將螺紋進行螺紋結合而結合，因此能夠容易地進行供電桿36與連接端子44的拆裝。

需說明的是，本發(fā)明不受上述實施方式的任何限定，不言而喻，只要屬于本發(fā)明的技術范圍，就可以通過各種方式實施。

例如，在上述實施方式中設置了應力緩和層43，但埋設端子41和連接端子44均為mo制，兩者之間幾乎不會發(fā)生熱膨脹差所引起的應力，因此可以省略應力緩和層43。即，可以介由焊接層45將連接端子44接合于埋設端子41。這樣也能夠獲得與上述實施方式同樣的效果。此外，應力緩和層43為磁性體的情況下，通過省略應力緩和層43，能夠進一步抑制磁場的產(chǎn)生。

上述實施方式中，將陶瓷基體32設為aln制，將靜電電極33、加熱電極34設為mo制，將應力緩和層43設為可伐合金制，將連接端子44設為mo制，焊接層45、46設為au-ni焊料制，但也可以采用其他材料。

上述實施方式中采用了mo制的連接端子44，但也可以將連接端子44的材質(zhì)變更為非磁性體(例如非磁性的不銹鋼等)。如果這樣設計，則能夠進一步抑制磁場的產(chǎn)生。

上述實施方式中，作為加熱電極34例示了1個區(qū)的加熱電極，其用一條連續(xù)的配線在整個圓形的晶片載置面上進行了布線，但也可以將整個晶片載置面劃分為多個區(qū)，在每個區(qū)設置加熱電極。這種情況下，雖然供電桿的數(shù)量根據(jù)加熱電極的數(shù)量而增加，但與上述實施方式同樣地操作，將供電桿連接于加熱電極即可。

上述實施方式中，通過螺紋將連接端子44與供電桿36螺紋結合來緊固，但也可以將兩者壓接而緊固，還可以通過將一方壓入另一方或進行鉚接而緊固。

本申請以2016年3月28日申請的日本專利申請第2016-063623號為優(yōu)先權主張的基礎，其全部內(nèi)容通過引用而包含于本說明書中。