JP2000183144A - 基板支持装置及びその製造方法 - Google Patents
基板支持装置及びその製造方法Info
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- JP2000183144A JP2000183144A JP11375923A JP37592399A JP2000183144A JP 2000183144 A JP2000183144 A JP 2000183144A JP 11375923 A JP11375923 A JP 11375923A JP 37592399 A JP37592399 A JP 37592399A JP 2000183144 A JP2000183144 A JP 2000183144A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板を保持するための静電チャック、及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】チャック本体、そのチャック３０２本体内
に配置された少なくとも１つの電極３０８、及びその少
なくとも１つの電極の周りに形成されたバリヤ３１２を
有するジョンソン−ラーベック効果の静電チャック３０
０を有する。動先生及び半導電性物質から成るグループ
から選択された物質で作られる。一例としてバリヤは電
極が作られる物質の合金である。代わりに、バリヤはチ
ャック本体が作られる物質と同じでない誘電体物質から
形成される。これにより、装置は電極／チャック本体の
境界面３１４に減少した電荷蓄積効果を有する静電チャ
ックを得る。電荷蓄積を減少することは、このような静
電チャックにおける所望の静電チャック力を保つ。
製造方法を提供する。 【解決手段】チャック本体、そのチャック３０２本体内
に配置された少なくとも１つの電極３０８、及びその少
なくとも１つの電極の周りに形成されたバリヤ３１２を
有するジョンソン−ラーベック効果の静電チャック３０
０を有する。動先生及び半導電性物質から成るグループ
から選択された物質で作られる。一例としてバリヤは電
極が作られる物質の合金である。代わりに、バリヤはチ
ャック本体が作られる物質と同じでない誘電体物質から
形成される。これにより、装置は電極／チャック本体の
境界面３１４に減少した電荷蓄積効果を有する静電チャ
ックを得る。電荷蓄積を減少することは、このような静
電チャックにおける所望の静電チャック力を保つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に改良された
基板支持装置に関し、特にチャック内の電荷蓄積現象を
減少するためのバリヤ増強電極を有する静電チャックに
関する。
基板支持装置に関し、特にチャック内の電荷蓄積現象を
減少するためのバリヤ増強電極を有する静電チャックに
関する。
【０００２】
【従来の技術】静電チャックは、半導体ウエハの処理チ
ャンバ内に基板(即ち半導体ウエハ)を固定するステップ
を含むワークピースを保持するために、いろいろな応用
面で用いられる。静電チャックは設計面で変化するけれ
ども、それらは、全てワークビースと電極にそれぞれ反
対極性の電荷を誘発するように、チャックの１以上の電
極に電圧を加えるという原理に基づかれている。反対の
電荷間の静電引力がチャックに対してワークピースを押
しつけ、それによってワークピースを保持する。
ャンバ内に基板(即ち半導体ウエハ)を固定するステップ
を含むワークピースを保持するために、いろいろな応用
面で用いられる。静電チャックは設計面で変化するけれ
ども、それらは、全てワークビースと電極にそれぞれ反
対極性の電荷を誘発するように、チャックの１以上の電
極に電圧を加えるという原理に基づかれている。反対の
電荷間の静電引力がチャックに対してワークピースを押
しつけ、それによってワークピースを保持する。
【０００３】半導体ウエハ処理装置において、静電チャ
ックは、チャンバ内に配置されたペデスタルにウエハを
固定し、又はクランプするために用いられる。ペデスタ
ルには、付加装置、例えばヒータ、ヒートシンク、熱ト
ランスファガスポート、負荷電極等が設けられて、温
度、電気的バイアス、及びウエハの処理中に歩留まりを
最適にする他のチャンバ条件を調整する。一般的なウエ
ハ処理サイクル中に、ウエハが処理チャンバに挿入さ
れ、静電チャックの支持面に配置される。電極は、ウエ
ハ処理(即ち、物理的気相堆積(ＰＶＤ)、化学的気相堆
積(ＣＶＤ)、機械的ポリシング等)が行なわれる数ミリ
秒から３０秒までの時間の間チャック電圧によって付勢
される。続いて、電極は付勢解除され、ウエハは処理チ
ャンバから取り除かれる。
ックは、チャンバ内に配置されたペデスタルにウエハを
固定し、又はクランプするために用いられる。ペデスタ
ルには、付加装置、例えばヒータ、ヒートシンク、熱ト
ランスファガスポート、負荷電極等が設けられて、温
度、電気的バイアス、及びウエハの処理中に歩留まりを
最適にする他のチャンバ条件を調整する。一般的なウエ
ハ処理サイクル中に、ウエハが処理チャンバに挿入さ
れ、静電チャックの支持面に配置される。電極は、ウエ
ハ処理(即ち、物理的気相堆積(ＰＶＤ)、化学的気相堆
積(ＣＶＤ)、機械的ポリシング等)が行なわれる数ミリ
秒から３０秒までの時間の間チャック電圧によって付勢
される。続いて、電極は付勢解除され、ウエハは処理チ
ャンバから取り除かれる。
【０００４】実際に、電極が付勢解除されると、静電チ
ャックに残された残留又は蓄積電荷はない。このよう
に、ウエハ静電チャックの指示面から容易に取り除かれ
る。換言すれば、静電チャックにおける残留電荷の蓄積
は、ウエハがチャンバから取り除かれる前に克服されな
ければならない残留チャック力を形成させる。もし、余
分な値からが残留チャック力を克服するために用いられ
るならば、ウエハはひび割れし、破損し、その上の回路
デバイスを損傷するかもしれない。又、残留電荷は、そ
れらがウエハを支持面に保持するための利用可能なチャ
ック力を減少するので、有害である。代わって、この条
件は、不充分な処理条件につながる。たとえば、減少し
たチャック力は、ウエハの背面に加えられる熱トランス
ファガス圧を不均一にする。このような不均等な力は、
ウエハの位置を変えたり、はずれたりし、不充分な処理
条件や粒子汚染につながる温度制御を危うくする。更
に、バッチ処理の過程中に、静電チャックにおけるこれ
らの電荷の蓄積により処理されたウエハをチャックから
はずしたり、取り除いたりするのが益々困難になる。
ャックに残された残留又は蓄積電荷はない。このよう
に、ウエハ静電チャックの指示面から容易に取り除かれ
る。換言すれば、静電チャックにおける残留電荷の蓄積
は、ウエハがチャンバから取り除かれる前に克服されな
ければならない残留チャック力を形成させる。もし、余
分な値からが残留チャック力を克服するために用いられ
るならば、ウエハはひび割れし、破損し、その上の回路
デバイスを損傷するかもしれない。又、残留電荷は、そ
れらがウエハを支持面に保持するための利用可能なチャ
ック力を減少するので、有害である。代わって、この条
件は、不充分な処理条件につながる。たとえば、減少し
たチャック力は、ウエハの背面に加えられる熱トランス
ファガス圧を不均一にする。このような不均等な力は、
ウエハの位置を変えたり、はずれたりし、不充分な処理
条件や粒子汚染につながる温度制御を危うくする。更
に、バッチ処理の過程中に、静電チャックにおけるこれ
らの電荷の蓄積により処理されたウエハをチャックから
はずしたり、取り除いたりするのが益々困難になる。
【０００５】図１は、処理チャンバ(図示せず)における
半導体ウエハ１０６のような基板を支持したり、保持し
たりするために用いられる代表的なバイポーラ静電チャ
ック１００を示す。このチャック１００は、チャック本
体１０２内に配置された１以上の電極１０８1と１０８2
を有する、窒化アルミニウム又は窒化ホウ素のような誘
電体材料から通常形成されるチャック本体１０２を有す
る。電源１１０は電極の各々に接続され、それらを逆に
バイアスして、所望の静電界及びチャック力を確立す
る。このようにして、ウエハ１０６は静電チャックの支
持面１０４上に保持される。幾つかの例において、電極
は、その電気的特性及び窒化アルミニウムのチャック本
体に関して比較的近い熱膨張係数のために、望ましい材
料であるモリブデンから作られる。しかし、負の電位が
窒化アルミニウムないのモリブデンベースの電極に加え
られると、負の電極上の支持面の電位が下がるか、さも
なければ正の電極に加えられ、正の電極上の支持面に現
れる電位に関して減少される。
半導体ウエハ１０６のような基板を支持したり、保持し
たりするために用いられる代表的なバイポーラ静電チャ
ック１００を示す。このチャック１００は、チャック本
体１０２内に配置された１以上の電極１０８1と１０８2
を有する、窒化アルミニウム又は窒化ホウ素のような誘
電体材料から通常形成されるチャック本体１０２を有す
る。電源１１０は電極の各々に接続され、それらを逆に
バイアスして、所望の静電界及びチャック力を確立す
る。このようにして、ウエハ１０６は静電チャックの支
持面１０４上に保持される。幾つかの例において、電極
は、その電気的特性及び窒化アルミニウムのチャック本
体に関して比較的近い熱膨張係数のために、望ましい材
料であるモリブデンから作られる。しかし、負の電位が
窒化アルミニウムないのモリブデンベースの電極に加え
られると、負の電極上の支持面の電位が下がるか、さも
なければ正の電極に加えられ、正の電極上の支持面に現
れる電位に関して減少される。
【０００６】図２は、この現象の詳細を示す。特に、図
２は、静電チャック１００の正と負の電極上の支持面１
０４における時間(秒)と電位(ボルト)の関係をグラフ２
００に示す。グラフ２００の区分Ａは、０＜ｔ＜Ｔ１で
ある時間ｔに相当し、電極に加えられるチャック電圧は
０である。区分Ｂは、Ｔ１＜ｔ＜Ｔ２である時間ｔに相
当し、正のチャック電圧が正の電極１０８1に加えられ
(ライン２０２)、負のチャック電圧が負の電極１０８2
に加えられる(ライン２０４)。図示されるように、チャ
ック電圧が加えられると、正電圧が安定状態の値を維持
する。しかし、負の電圧は、先ず正の値と大きさがほぼ
等しい値(勿論、符号は逆である)に達し、その後小さな
負(即ちより正)の値に減少する。支持面におけるこの電
位の変化はΔＶｎとして示される。区分Ｃは、ｔ＞Ｔ２
である時間ｔに相当し、チャック電圧はターンオフされ
る。正電圧は急速に０に降下し、僅かではあるが、しか
し比較的重要でない残留値を有する。しかし、負の値
は、ほぼΔＶｎの値によってＹ＝０軸でオーバーシュー
トし、緩やかな減少を始める。
２は、静電チャック１００の正と負の電極上の支持面１
０４における時間(秒)と電位(ボルト)の関係をグラフ２
００に示す。グラフ２００の区分Ａは、０＜ｔ＜Ｔ１で
ある時間ｔに相当し、電極に加えられるチャック電圧は
０である。区分Ｂは、Ｔ１＜ｔ＜Ｔ２である時間ｔに相
当し、正のチャック電圧が正の電極１０８1に加えられ
(ライン２０２)、負のチャック電圧が負の電極１０８2
に加えられる(ライン２０４)。図示されるように、チャ
ック電圧が加えられると、正電圧が安定状態の値を維持
する。しかし、負の電圧は、先ず正の値と大きさがほぼ
等しい値(勿論、符号は逆である)に達し、その後小さな
負(即ちより正)の値に減少する。支持面におけるこの電
位の変化はΔＶｎとして示される。区分Ｃは、ｔ＞Ｔ２
である時間ｔに相当し、チャック電圧はターンオフされ
る。正電圧は急速に０に降下し、僅かではあるが、しか
し比較的重要でない残留値を有する。しかし、負の値
は、ほぼΔＶｎの値によってＹ＝０軸でオーバーシュー
トし、緩やかな減少を始める。
【０００７】区分Ｂに見られる減少した負の電位は、支
持面における減少したチャック力のために好ましくな
い。この同じ状態は、区分Ｃにおいては支持面からウエ
ハを早く取り除く(即ちチャックの解除)能力のなさのた
めに望ましくない。更に、電源を切断し、或いは電極の
極性を一次的に逆することはこの状態を軽減しないこと
に留意すべきである。値ΔＶｎは、局部化された正電荷
がチャック本体内に連続的に存在するように、電力とチ
ャック本体の境界面間の電気化学処理によって作られこ
とが示唆される。実際には、窒化アルミニウムへのモリ
ブデン電極の接近は、正電チャック力に有害である蓄積
された電荷、或いは内部バッテリー状態を形成する。特
に、負にチャージされた領域であるべきものに正電荷に
よって形成された反発力は、チャック力を弱め、ウエハ
を基板支持部から完全に強制的に離すようにするかもし
れない。
持面における減少したチャック力のために好ましくな
い。この同じ状態は、区分Ｃにおいては支持面からウエ
ハを早く取り除く(即ちチャックの解除)能力のなさのた
めに望ましくない。更に、電源を切断し、或いは電極の
極性を一次的に逆することはこの状態を軽減しないこと
に留意すべきである。値ΔＶｎは、局部化された正電荷
がチャック本体内に連続的に存在するように、電力とチ
ャック本体の境界面間の電気化学処理によって作られこ
とが示唆される。実際には、窒化アルミニウムへのモリ
ブデン電極の接近は、正電チャック力に有害である蓄積
された電荷、或いは内部バッテリー状態を形成する。特
に、負にチャージされた領域であるべきものに正電荷に
よって形成された反発力は、チャック力を弱め、ウエハ
を基板支持部から完全に強制的に離すようにするかもし
れない。
【０００８】従って、繰返しの使用後に望ましくない電
荷蓄積を受けにくい改善された静電チャックに対する必
要性がある。
荷蓄積を受けにくい改善された静電チャックに対する必
要性がある。
【０００９】
【発明の概要】従来技術に関連した欠点は、基板を保持
するための装置及び基板を製造する方法の本発明によっ
て克服される。特に、本発明は、チャック本体、前記チ
ャック本体内に設けられた少なくとも１つの電極、及び
前記少なくとも１つの電極の周りに形成されたバリアを
有する静電チャックである。好ましくは、前記チャック
本体は、ジョンソン−ラーベック効果（Johnson-Rahbek
effect）を容易にするために、ドープされた窒化アル
ミニウムのような純正でない誘電体材料から製造され、
電極はモリブデンのような導電性材料から製造される。
バリヤは、導電性材料及び半導体材料から成るグループ
から選択された材料から作られ、１つの例としては、電
極が作られる材料の合金、例えば窒化モリブデンであ
る。本発明の他の実施形態において、バリアはチャック
本体が作られるのと同じ材料でない誘電体材料から形成
される。この他のバリア材料は、窒化ホウ素、窒化タン
タル、及び窒化チタンが有限の抵抗を有し、ジョンソン
−ラーベック効果を生じることができるようにドープさ
れた窒化ホウ素、窒化タンタル、及び窒化チタンであっ
てもよい。
するための装置及び基板を製造する方法の本発明によっ
て克服される。特に、本発明は、チャック本体、前記チ
ャック本体内に設けられた少なくとも１つの電極、及び
前記少なくとも１つの電極の周りに形成されたバリアを
有する静電チャックである。好ましくは、前記チャック
本体は、ジョンソン−ラーベック効果（Johnson-Rahbek
effect）を容易にするために、ドープされた窒化アル
ミニウムのような純正でない誘電体材料から製造され、
電極はモリブデンのような導電性材料から製造される。
バリヤは、導電性材料及び半導体材料から成るグループ
から選択された材料から作られ、１つの例としては、電
極が作られる材料の合金、例えば窒化モリブデンであ
る。本発明の他の実施形態において、バリアはチャック
本体が作られるのと同じ材料でない誘電体材料から形成
される。この他のバリア材料は、窒化ホウ素、窒化タン
タル、及び窒化チタンが有限の抵抗を有し、ジョンソン
−ラーベック効果を生じることができるようにドープさ
れた窒化ホウ素、窒化タンタル、及び窒化チタンであっ
てもよい。
【００１０】静電チャックを形成する方法は、少なくと
も１つの電極を備えるステップ、前記電極の周りにバリ
アを形成するステップ、及びチャック本体内にバリア／
電極の組合せを与えるステップを有する。電極は、導電
性又は半導体のバリア材料でコーティングされたタング
ステン又はモリブデンから作られる。このコーティング
は、物理気相堆積(ＰＶＤ)、化学気相堆積(ＣＶＤ)、フ
レームスプレー、電気メッキ、熱アニール及びプラズマ
アニールを含むが、それらに限定されないいろいろ可能
な方法によって行なわれる。主な方法の好適な実施形態
において、バリア材料は、窒化モリブデンのような電極
を形成するための材料の合金である。他の実施形態で
は、バリア材料は、チャック本体が作られる同じ純正で
ない誘電体材料から形成される。例えば、バリア誘電体
材料は、窒化タンタルであり、チャック本体の材料は、
窒化アルミニウムであり、双方とも有限な抵抗特性のた
めに加えられたドーパントを有している。
も１つの電極を備えるステップ、前記電極の周りにバリ
アを形成するステップ、及びチャック本体内にバリア／
電極の組合せを与えるステップを有する。電極は、導電
性又は半導体のバリア材料でコーティングされたタング
ステン又はモリブデンから作られる。このコーティング
は、物理気相堆積(ＰＶＤ)、化学気相堆積(ＣＶＤ)、フ
レームスプレー、電気メッキ、熱アニール及びプラズマ
アニールを含むが、それらに限定されないいろいろ可能
な方法によって行なわれる。主な方法の好適な実施形態
において、バリア材料は、窒化モリブデンのような電極
を形成するための材料の合金である。他の実施形態で
は、バリア材料は、チャック本体が作られる同じ純正で
ない誘電体材料から形成される。例えば、バリア誘電体
材料は、窒化タンタルであり、チャック本体の材料は、
窒化アルミニウムであり、双方とも有限な抵抗特性のた
めに加えられたドーパントを有している。
【００１１】上述の方法、及びその結果得られた装置
は、電極／チャック本体の境界面において減少した電荷
蓄性効果を有する静電チャックを提供する。このような
構造の重要性は、減少した電荷蓄積は、バッテリー効果
が電極の１つに形成するのを減少する点において、認識
される。このバッテリ効果は、所望の静電チャック力を
弱めるか、さもなければ低下させる。
は、電極／チャック本体の境界面において減少した電荷
蓄性効果を有する静電チャックを提供する。このような
構造の重要性は、減少した電荷蓄積は、バッテリー効果
が電極の１つに形成するのを減少する点において、認識
される。このバッテリ効果は、所望の静電チャック力を
弱めるか、さもなければ低下させる。
【００１２】
【発明の実施形態】理解を容易にするために、可能な限
り、図面に共通である同一の素子を示すために同じ参照
番号が用いられる。
り、図面に共通である同一の素子を示すために同じ参照
番号が用いられる。
【００１３】図３は、本発明による装置の断面図を示
す。特に、静電チャック３００の支持面３０４上に基板
(即ち、半導体ウエハ３０６)を支持し、保持することが
できる静電チャック３００が示されいる。この静電チャ
ック３００は、ドープされた窒化アルミニウム、アルミ
ニウム及びドープされた窒化ホウ素から成るグループか
ら選択された純正でない誘電体材料と導電性材料から作
られるチャック本体３０２を有する。静電チャック３０
０は、１つ以上の電極も有する。電極は、所望の電流と
電界を定めて、基板３０６を支持面３０４上に保持す
る。ドーパントが誘電体材量に加えられて、その固有抵
抗を減少し、それによって静電チャックのためのジョン
ソン−ラービック効果を増進する。この効果は、支持面
３０４に大きな静電位に対して、チャック本体内の小さ
いが、しかし非常に効果的な電流を利用する。ジョンソ
ン−ラービック効果を詳細に説明し、静電チャックにお
いてそれを利用するために、読者は、Burkhart他に対し
て１９９３年８月１２日に発行された米国特許第5,656,
093号、Mundtに対して１９９５年１０月３１日に発行さ
れた米国特許第5,463,526号、及び Watanbeに対して１
９９２年５月２６日に発行された米国特許第5,117,121
号を参照されたい。これらの文献は、レファレンスによ
ってここに含まれる。
す。特に、静電チャック３００の支持面３０４上に基板
(即ち、半導体ウエハ３０６)を支持し、保持することが
できる静電チャック３００が示されいる。この静電チャ
ック３００は、ドープされた窒化アルミニウム、アルミ
ニウム及びドープされた窒化ホウ素から成るグループか
ら選択された純正でない誘電体材料と導電性材料から作
られるチャック本体３０２を有する。静電チャック３０
０は、１つ以上の電極も有する。電極は、所望の電流と
電界を定めて、基板３０６を支持面３０４上に保持す
る。ドーパントが誘電体材量に加えられて、その固有抵
抗を減少し、それによって静電チャックのためのジョン
ソン−ラービック効果を増進する。この効果は、支持面
３０４に大きな静電位に対して、チャック本体内の小さ
いが、しかし非常に効果的な電流を利用する。ジョンソ
ン−ラービック効果を詳細に説明し、静電チャックにお
いてそれを利用するために、読者は、Burkhart他に対し
て１９９３年８月１２日に発行された米国特許第5,656,
093号、Mundtに対して１９９５年１０月３１日に発行さ
れた米国特許第5,463,526号、及び Watanbeに対して１
９９２年５月２６日に発行された米国特許第5,117,121
号を参照されたい。これらの文献は、レファレンスによ
ってここに含まれる。
【００１４】図３に示された本発明の好適な実施形態に
おいて、静電チャック３００は、バイポーラ静電チャッ
クである。特に、少なくとも２つの電極３０８1、３０
８2がチャック本体３０２内に設けられる。バイポーラ
静電チャック電極の各々は電源３１０に接続される。特
に、各々の電極は、電源３１０の反対端子に接続するこ
とによって他方の電極に関して逆にバイアスされる。こ
のバイアス手段によって、チャック本体における電流と
その上に確立した電界は、静電チャック３００の表面３
０４上に基板を保持する。例示的なバイポーラ静電チャ
ックは、Burkhart他に対して１９９８年６月９日に発行
された米国特許第5,764,471号に開示されており、この
文献は、レファレンスによってここに含まれる。
おいて、静電チャック３００は、バイポーラ静電チャッ
クである。特に、少なくとも２つの電極３０８1、３０
８2がチャック本体３０２内に設けられる。バイポーラ
静電チャック電極の各々は電源３１０に接続される。特
に、各々の電極は、電源３１０の反対端子に接続するこ
とによって他方の電極に関して逆にバイアスされる。こ
のバイアス手段によって、チャック本体における電流と
その上に確立した電界は、静電チャック３００の表面３
０４上に基板を保持する。例示的なバイポーラ静電チャ
ックは、Burkhart他に対して１９９８年６月９日に発行
された米国特許第5,764,471号に開示されており、この
文献は、レファレンスによってここに含まれる。
【００１５】本発明の静電チャック３００には、電極／
チャック本体の境界面３１４における電荷の蓄積を減少
するために、追加の特徴が設けられる。特に、バリヤ層
３１２が電極３０８1と３０８2の各々の周りに設けられ
る。これらのバリア層３１２は、電極３０８とチャック
本体３０２の物質の間の電気化学的相互作用の可能性を
減少する。バリア層３１２は導電性物質及び半導電性物
質から成るグループから選択された物質から作られる。
従って、バリヤ層３１２は、これが電流の流れを阻止
し、ジョンソン−ラーベック効果を減少するような絶縁
物質ではない。本発明の好適な実施形態では、バリヤ層
は、モリブデンベースの電極のための窒化モリブデンの
ような電極物質の合金である。バリヤ層３１２の電気的
特性は、電極／チャック本体の境界面に蓄積する電荷の
可能性を減少する。従って、支持面における電位(即
ち、ΔＶｎ)の合計電荷も最小になる。
チャック本体の境界面３１４における電荷の蓄積を減少
するために、追加の特徴が設けられる。特に、バリヤ層
３１２が電極３０８1と３０８2の各々の周りに設けられ
る。これらのバリア層３１２は、電極３０８とチャック
本体３０２の物質の間の電気化学的相互作用の可能性を
減少する。バリア層３１２は導電性物質及び半導電性物
質から成るグループから選択された物質から作られる。
従って、バリヤ層３１２は、これが電流の流れを阻止
し、ジョンソン−ラーベック効果を減少するような絶縁
物質ではない。本発明の好適な実施形態では、バリヤ層
は、モリブデンベースの電極のための窒化モリブデンの
ような電極物質の合金である。バリヤ層３１２の電気的
特性は、電極／チャック本体の境界面に蓄積する電荷の
可能性を減少する。従って、支持面における電位(即
ち、ΔＶｎ)の合計電荷も最小になる。
【００１６】本発明は、バリヤ増強電極を有する基板支
持体を形成するための方法も含む。この基板支持体は、
本方法は、モノポーラまたはマルチポーラ静電チャック
を製造するために応用することができるが、例えば、図
３に示され、記載されたバイポーラ静電チャックであ
る。本方法は、図４における一連のステップ４００とし
て示されている。特に、本方法は、ステップ４０２で開
始し、電極が設けられるステップ４０４へ続く。電極
は、導電物質、好適には、モリブデンから作られる。変
わりに、電極は、タングステンで作られてもよく、或い
はのもポーラチャックの場合、固体アルミニウムブロッ
クで作られてもよい。ステップ４０６において、バリヤ
は電極の周りに形成される。
持体を形成するための方法も含む。この基板支持体は、
本方法は、モノポーラまたはマルチポーラ静電チャック
を製造するために応用することができるが、例えば、図
３に示され、記載されたバイポーラ静電チャックであ
る。本方法は、図４における一連のステップ４００とし
て示されている。特に、本方法は、ステップ４０２で開
始し、電極が設けられるステップ４０４へ続く。電極
は、導電物質、好適には、モリブデンから作られる。変
わりに、電極は、タングステンで作られてもよく、或い
はのもポーラチャックの場合、固体アルミニウムブロッ
クで作られてもよい。ステップ４０６において、バリヤ
は電極の周りに形成される。
【００１７】静電チャックの設計及び製造の分野におけ
る通常の技術を有する者は、この電極バリヤが形成され
るいろいろな方法を知っている。これらの方法は、電極
をバリヤ物質でコーティングし、或いは電極上にバリア
物質を堆積するなどのステップを含むがこれらに限定さ
れるものではない。例えば、バリヤ物質は、（物理気相
堆積：ＰＶＤ，化学気相堆積：ＣＶＤ、フレームスプレ
ー（溶射）などによって）電極に堆積される導電性、或
いは半導電性物質である。バリヤ層は、電極物質の合金
を形成するように、電極物質を結合するか、さもなけれ
ば電極物質と反応する物質に豊富な環境に電極をさらす
ことによって形成することもできる。例えば、モリブデ
ン電極は、窒素の豊富な雰囲気に、高温で或いはプラズ
マ中に曝される。窒素は、(熱或いはプラズマアニーリ
ングによって)モリブデンと反応し、電極の露出面に窒
化モリブデンを形成する。本発明の特定の実施形態にお
いて、モリブデンワイヤのメッシュ電極は、バリア物質
を含む電界質溶液に漬けられる。従って、このワイヤの
メッシュ電極はバリヤ物質で完全に覆われる。本発明の
他の実施形態において、チャック本体の物質の他の形式
は、バリヤを形成するとき、合金に対して置き換えらえ
る。他のチャック本体物質は、例えば、チャックが動作
する温度範囲に依存する適切なドーパントを有する窒化
タンタル、窒化ホウ素、窒化チタンは、窒化アルミニウ
ム及びモリブデンを使用するとき、電極／チャック本体
の境界面に関して、前に説明した望ましくない電荷蓄積
特性を有さない。
る通常の技術を有する者は、この電極バリヤが形成され
るいろいろな方法を知っている。これらの方法は、電極
をバリヤ物質でコーティングし、或いは電極上にバリア
物質を堆積するなどのステップを含むがこれらに限定さ
れるものではない。例えば、バリヤ物質は、（物理気相
堆積：ＰＶＤ，化学気相堆積：ＣＶＤ、フレームスプレ
ー（溶射）などによって）電極に堆積される導電性、或
いは半導電性物質である。バリヤ層は、電極物質の合金
を形成するように、電極物質を結合するか、さもなけれ
ば電極物質と反応する物質に豊富な環境に電極をさらす
ことによって形成することもできる。例えば、モリブデ
ン電極は、窒素の豊富な雰囲気に、高温で或いはプラズ
マ中に曝される。窒素は、(熱或いはプラズマアニーリ
ングによって)モリブデンと反応し、電極の露出面に窒
化モリブデンを形成する。本発明の特定の実施形態にお
いて、モリブデンワイヤのメッシュ電極は、バリア物質
を含む電界質溶液に漬けられる。従って、このワイヤの
メッシュ電極はバリヤ物質で完全に覆われる。本発明の
他の実施形態において、チャック本体の物質の他の形式
は、バリヤを形成するとき、合金に対して置き換えらえ
る。他のチャック本体物質は、例えば、チャックが動作
する温度範囲に依存する適切なドーパントを有する窒化
タンタル、窒化ホウ素、窒化チタンは、窒化アルミニウ
ム及びモリブデンを使用するとき、電極／チャック本体
の境界面に関して、前に説明した望ましくない電荷蓄積
特性を有さない。
【００１８】バリヤ／電極の組合せが形成されると、そ
れはチャック本体内に設けられるか、さもなければ配置
される。例えば、バイポーラの静電チャックを形成する
とき、少なくとも２つの電極が未硬化な、すなわち“グ
リーンボディ状態の”セラミックテープ層の層内に配置
される。所望の形状のチャック本体が確立され、電極が
内部に設けられると、チャック本体は燒結される。燒結
プロセスは、グリーンボディ物質を硬化し、それによっ
てチャック本体内に永久的に電極を保持する。チャック
を形成するため、電極とチャック本体の形成、及びこれ
らの物質の燒結についての詳細な説明に対して、読者
は、１９９７年４月１日に出願された米国特許出願08/8
34,702号の教示を参照されたい。本方法は、ステップ４
１０で終了し、バリヤ層電極を有する完成されたチャッ
ク本体がここで確立される。
れはチャック本体内に設けられるか、さもなければ配置
される。例えば、バイポーラの静電チャックを形成する
とき、少なくとも２つの電極が未硬化な、すなわち“グ
リーンボディ状態の”セラミックテープ層の層内に配置
される。所望の形状のチャック本体が確立され、電極が
内部に設けられると、チャック本体は燒結される。燒結
プロセスは、グリーンボディ物質を硬化し、それによっ
てチャック本体内に永久的に電極を保持する。チャック
を形成するため、電極とチャック本体の形成、及びこれ
らの物質の燒結についての詳細な説明に対して、読者
は、１９９７年４月１日に出願された米国特許出願08/8
34,702号の教示を参照されたい。本方法は、ステップ４
１０で終了し、バリヤ層電極を有する完成されたチャッ
ク本体がここで確立される。
【００１９】上述の方法及び装置は、電極／チャック本
体の境界面における減少された電荷の蓄積効果を有する
静電チャックを提供する。この構造の重要性は、減少さ
れた電荷蓄積は、“バッテリー効果”が電極の一方に形
成されるのを減少すると言う点において実現される。こ
のようなバッテリー効果は、所望の静電チャック力を弱
めるか、低下させる。この静電チャック力が一様でない
か、或いは弱められると、表面３０４上に支持された基
板３０６は、移動してしまい、それによってしょりの異
常性を生じる。悪い場合のシナリオでは、ウエハは、負
にチャージされた領域であるべき、正の電荷によって形
成された反発力によって、基板支持体から完全に外れて
しまう。結果的に、ウエハは、損傷され、使用できない
ようになる。本発明は、主に、ジョンソン−ラーベック
効果のバイポーラ静電チャックを開示したが、他の形式
の静電チャックをこれらの教示に従って形成することが
できる。例えば、上述した“バッテリー効果”を示す誘
電体で覆われたアルミニウム(或いは他の類似の導電物
質)本体を有するモノポーラ静電チャックがこの効果を
減少するためにバリヤを有することもできる。
体の境界面における減少された電荷の蓄積効果を有する
静電チャックを提供する。この構造の重要性は、減少さ
れた電荷蓄積は、“バッテリー効果”が電極の一方に形
成されるのを減少すると言う点において実現される。こ
のようなバッテリー効果は、所望の静電チャック力を弱
めるか、低下させる。この静電チャック力が一様でない
か、或いは弱められると、表面３０４上に支持された基
板３０６は、移動してしまい、それによってしょりの異
常性を生じる。悪い場合のシナリオでは、ウエハは、負
にチャージされた領域であるべき、正の電荷によって形
成された反発力によって、基板支持体から完全に外れて
しまう。結果的に、ウエハは、損傷され、使用できない
ようになる。本発明は、主に、ジョンソン−ラーベック
効果のバイポーラ静電チャックを開示したが、他の形式
の静電チャックをこれらの教示に従って形成することが
できる。例えば、上述した“バッテリー効果”を示す誘
電体で覆われたアルミニウム(或いは他の類似の導電物
質)本体を有するモノポーラ静電チャックがこの効果を
減少するためにバリヤを有することもできる。
【００２０】本発明の教示を含むいろいろな実施形態が
示され、詳細に説明されたが、この分野の通常の知識を
有する者は、これらの教示に従って他の多くの変形され
た実施形態を容易に発明することができるであろう。
示され、詳細に説明されたが、この分野の通常の知識を
有する者は、これらの教示に従って他の多くの変形され
た実施形態を容易に発明することができるであろう。
【図１】従来技術のバイポーラ静電チャックの断面図を
示す。
示す。
【図２】低下した負の電位を示す従来技術のバイポーラ
静電チャックの表面電位対時間のグラフを示す。
静電チャックの表面電位対時間のグラフを示す。
【図３】本発明による装置の断面図を示す。
【図４】本発明によって装置を形成するための一連の方
法ステップを示す。
法ステップを示す。
Claims (22)
- 【請求項１】基板を保持するための装置であって、 チャック本体と、 前記チャック本体内に配置された少なくとも１つの電極
と、 前記少なくとも１つの電極の周りに形成されたバリヤを
有する装置。 - 【請求項２】前記チャック本体は、誘電体物質から作ら
れることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】前記誘電体物質は、ドープされた窒化アル
ミニウムであることを特徴とする請求項２に記載の装
置。 - 【請求項４】前記少なくとも１つの電極は、導電性物質
で作られていることを特徴とする請求項１に記載の装
置。 - 【請求項５】前記導電性物質は、モリブデンであること
を特徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】前記バリヤは導電性物質と半導電性物質か
ら成るグループから選択された物質で作られることを特
徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項７】前記バリヤは、電極が作られる物質の合金
であることを特徴とする請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】前記合金は、窒化モリブデンであることを
特徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】前記バリヤは、チャック本体が作られる物
質とは同じ物質でない誘電体物質で作られていることを
特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項１０】前記バリヤ物質は、窒化ホウ素、窒化タ
ンタル、及び窒化チタンから成るグループから選択され
ることを特徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】基板を保持するための装置であって、 窒化アルミニウムのチャック本体と、 前記チャック本体内に配置された２つのモリブデン電極
と、 前記電極の周りに形成されたバリヤを備え、前記バリヤ
は前記電極の合金から作られていることを特徴とする装
置。 - 【請求項１２】前記合金は、窒化モリブデンであること
を特徴とする請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】チャック本体と、前記チャック本体内に
配置された少なくとも１つの電極と、前記少なくとも１
つの電極の周りに配置されたバリヤを有する静電チャッ
クを形成する方法であって、 (ａ)前記少なくとも１つの電極を設けるステップと、 (ｂ)前記少なくとも１つの電極の周りに前記バリヤを形
成するステップと、 (ｃ)前記バリヤ／電極を前記チャック本体内に設けるス
テップを有することを特徴とする方法。 - 【請求項１４】前記少なくとも１つの電極は、タングス
テンとモリブデンから成るグループから選択された物質
から作られることを特徴とする請求項１３に記載の方
法。 - 【請求項１５】前記ステップ(ｂ)は、更に物理気相堆
積、化学気相堆積、フレームスプレー、電気メッキ、熱
アニーリング及びプラズマアニーリングから成るグルー
プから選択された方法によって電極をバリア物質によっ
てコーティングするステップを有することを特徴とする
請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１６】前記バリヤ物質は、導電性及び半導電性
物質から成るグループから選択されることを特徴とする
請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】前記バリヤ物質は、電極を形成するため
の物質の合金であることを特徴とする請求項１６に記載
の方法。 - 【請求項１８】前記合金は、窒化モリブデンであること
を特徴とする請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】前記チャック本体は、誘電体物質から作
られることを特徴とする請求項１７に記載の方法。 - 【請求項２０】ステップ(ｂ)は、更にチャック本体が作
られた物質と同じ物質でない誘電体物質からバリヤを形
成するステップを有することを特徴とする請求項１９に
記載の方法。 - 【請求項２１】前記バリヤ誘電体物質は、、窒化タンタ
ルであり、チャック本体の物質は、窒化アルミニウムで
あることを特徴とする請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２２】ステップ(ｃ)は、更に未効果のチャック
本体物質の層の間に前記バリヤ／電極を配置するステッ
プと、その後チャック本体及びバリヤ／電極を燒結する
ステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/200,103 US6067222A (en) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | Substrate support apparatus and method for fabricating same |
| US09/200103 | 1998-11-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000183144A true JP2000183144A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=22740348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11375923A Withdrawn JP2000183144A (ja) | 1998-11-25 | 1999-11-25 | 基板支持装置及びその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6067222A (ja) |
| EP (1) | EP1005077A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000183144A (ja) |
| KR (1) | KR20000035641A (ja) |
| TW (1) | TW444320B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010541196A (ja) * | 2007-09-21 | 2010-12-24 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 静電クランプ、リソグラフィ装置および静電クランプを製造する方法 |
| US8242411B2 (en) * | 2005-07-07 | 2012-08-14 | Illinois Tool Works Inc. | Method and device for holding together an electronically non-conductive stack of objects |
| US8559156B2 (en) | 2008-06-03 | 2013-10-15 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for charging or neutralizing an object using a charged piece of conductive plastic |
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|---|---|---|---|---|
| US6351067B2 (en) * | 1999-01-21 | 2002-02-26 | City University Of Hong Kong | Organic electroluminescent device with improved hole injecting structure |
| US6951804B2 (en) | 2001-02-02 | 2005-10-04 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| KR100422444B1 (ko) * | 2001-05-29 | 2004-03-12 | 삼성전자주식회사 | 정전 척에 설치되는 웨이퍼 공간 지지장치 및 그 제조방법 |
| US6911079B2 (en) * | 2002-04-19 | 2005-06-28 | Kopin Corporation | Method for reducing the resistivity of p-type II-VI and III-V semiconductors |
| US20030222263A1 (en) * | 2002-06-04 | 2003-12-04 | Kopin Corporation | High-efficiency light-emitting diodes |
| US7002180B2 (en) * | 2002-06-28 | 2006-02-21 | Kopin Corporation | Bonding pad for gallium nitride-based light-emitting device |
| US20040000672A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-01 | Kopin Corporation | High-power light-emitting diode structures |
| TW200400608A (en) | 2002-06-17 | 2004-01-01 | Kopin Corp | Bonding pad for gallium nitride-based light-emitting device |
| US6955985B2 (en) | 2002-06-28 | 2005-10-18 | Kopin Corporation | Domain epitaxy for thin film growth |
| US7122841B2 (en) | 2003-06-04 | 2006-10-17 | Kopin Corporation | Bonding pad for gallium nitride-based light-emitting devices |
| US6946403B2 (en) * | 2003-10-28 | 2005-09-20 | Axcelis Technologies, Inc. | Method of making a MEMS electrostatic chuck |
| US20050179042A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-18 | Kopin Corporation | Monolithic integration and enhanced light extraction in gallium nitride-based light-emitting devices |
| US20050179046A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-18 | Kopin Corporation | P-type electrodes in gallium nitride-based light-emitting devices |
| CN102160167B (zh) * | 2008-08-12 | 2013-12-04 | 应用材料公司 | 静电吸盘组件 |
| US9064911B2 (en) * | 2008-10-24 | 2015-06-23 | Applied Materials, Inc. | Heated cooling plate for E-chucks and pedestals |
| KR20200011575A (ko) * | 2017-06-22 | 2020-02-03 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 다이 접합 응용들을 위한 정전 캐리어 |
| WO2020086122A1 (en) * | 2018-10-24 | 2020-04-30 | Applied Materials, Inc. | Substrate support designs for a deposition chamber |
| WO2020172070A1 (en) * | 2019-02-22 | 2020-08-27 | Lam Research Corporation | Electrostatic chuck with powder coating |
| KR20220015405A (ko) | 2019-05-03 | 2022-02-08 | 썸-엑스 오브 캘리포니아, 인크. | 다중 구역 기능을 갖는 고온 알루미늄 질화물 히터 |
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| US5384682A (en) * | 1993-03-22 | 1995-01-24 | Toto Ltd. | Electrostatic chuck |
| JPH06326175A (ja) * | 1993-04-22 | 1994-11-25 | Applied Materials Inc | 集積回路処理装置において使用されるウエハサポートの誘電材への保護被覆とその形成方法 |
| US5636098A (en) * | 1994-01-06 | 1997-06-03 | Applied Materials, Inc. | Barrier seal for electrostatic chuck |
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| JPH09237825A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Hitachi Ltd | 静電吸着装置 |
-
1998
- 1998-11-25 US US09/200,103 patent/US6067222A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-11-22 TW TW088120376A patent/TW444320B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-11-24 KR KR1019990052369A patent/KR20000035641A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-11-24 EP EP99123191A patent/EP1005077A3/en not_active Withdrawn
- 1999-11-25 JP JP11375923A patent/JP2000183144A/ja not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1005077A2 (en) | 2000-05-31 |
| TW444320B (en) | 2001-07-01 |
| EP1005077A3 (en) | 2001-08-16 |
| US6067222A (en) | 2000-05-23 |
| KR20000035641A (ko) | 2000-06-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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