JP2000306986A - Electrostatic chuck - Google Patents

Electrostatic chuck

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JP2000306986A
JP2000306986A JP11029499A JP11029499A JP2000306986A JP 2000306986 A JP2000306986 A JP 2000306986A JP 11029499 A JP11029499 A JP 11029499A JP 11029499 A JP11029499 A JP 11029499A JP 2000306986 A JP2000306986 A JP 2000306986A
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electrostatic chuck
aluminum nitride
nitride film
resistivity
plasma
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JP11029499A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Kaneko
和夫 金子
Kayu Kaneko
佳由 金子
Shigeru Morikawa
茂 森川
Takamitsu Fujii
隆満 藤井
Atsuko Kajimura
敦子 梶村
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Kansai Research Institute KRI Inc
Japan Engineering Corp
Original Assignee
Kansai Research Institute KRI Inc
Japan Engineering Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an electrostatic chuck that can increase the plasma- resistance property of an electrostatic chuck base, without damaging attraction force by the Johnson-Rahbek effect, can suppress generation of impurity elements that become the contamination source for a body to be attracted and generation leakage current accompanying reduction of resistivity, and can be used over a wide temperature range. SOLUTION: A plasma-resistant protection film 2, consisting of a low-impurity dielectric, is provided onto the surface of an electrostatic chuck base 3 made of one of ceramics, silicone resin, and polyimide. Furthermore, more specifically, on the surface of a ceramics sintering body 3 having resistivity of 1010-1015 Ωcm, an aluminum nitride film 2 formed by the gaseous phase synthesis method is provided. Also, the aluminum nitride film 2 preferably contains titanium with a ratio of 10 atom.% or less with respect to aluminum element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
ス等において、シリコンウェハ等のウェハ基板を静電力
を利用して吸着保持する静電チャックに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck for holding a wafer substrate such as a silicon wafer by using electrostatic force in a semiconductor manufacturing process or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】静電チャックは、図6に示すような誘電
体に1つの極を設け、被吸着体に反対極を取る構造、図
7に示すような誘電体中に正極のみを形成し、装置とプ
ラズマ電位を負極にした単極型構造、或いは、図8に示
すような誘電体中に正負両極を並列させて形成した双極
型構造を有するものが代表的である。また、その誘電体
の材質により高分子系とセラミックス系に大別され、セ
ラミックス系では、誘電体として窒化アルミニウム焼結
体やアルミナを使用したものが静電吸着力が大きく、ま
た、耐プラズマ性にも優れている。特に、窒化アルミニ
ウム焼結体は熱伝導性にも優れ、被吸着体であるウェハ
基板内の温度分布を均一にできるという長所がある。こ
こで、静電チャックの吸着力は、図6に示すような電圧
印加により、電極と被吸着体の両電極間に誘電体を容量
とするコンデンサが形成されて働くクーロン力と、被吸
着体と誘電体の界面の微小な間隙に微小電流が流れ、帯
電分極して誘起されるジョンソンラーベック力との合成
力として現れることが知られており、その吸着力は、図
5に示すように、誘電体の抵抗率の低下に伴い増大す
る。従って、窒化アルミニウム焼結体やアルミナ等の高
抵抗セラミックス(抵抗率が1015Ωcm以上)では、
クーロン力が支配的となり吸着力は小さい。抵抗率が1
10Ωcm〜1015Ωcmのセラミックスではジョンソ
ンラーベック力による吸着力が加わるため、非常に大き
な吸着力を発揮する。しかし、抵抗率が10 10Ωcmを
下回ると、静電チャックと被吸着体であるウェハ間のリ
ーク電流が増大し、ウェハ上に形成された回路素子が破
壊されるおそれがある。
2. Description of the Related Art An electrostatic chuck is a dielectric chuck as shown in FIG.
Structure with one pole on the body and opposite pole on the body to be adsorbed
Only the positive electrode is formed in a dielectric as shown in FIG.
A monopolar structure in which the plasma potential is negative, or as shown in FIG.
Bipolar formed by paralleling positive and negative poles in such a dielectric
Those having a mold structure are typical. Also, its dielectric
Polymers and ceramics are roughly classified according to the material used.
In the Lamix series, aluminum nitride sintered as a dielectric
The one that uses body or alumina has large electrostatic attraction,
Also, it has excellent plasma resistance. In particular, aluminum nitride
Sintered body has excellent thermal conductivity, and the wafer to be adsorbed
There is an advantage that the temperature distribution in the substrate can be made uniform. This
Here, the chucking force of the electrostatic chuck is a voltage as shown in FIG.
By applying voltage, a dielectric material is placed between the electrode and the electrode.
And the coulomb force that works when the capacitor is formed
A minute current flows through a minute gap at the interface between the adherend and the dielectric,
Synthesis with Johnson-Rahbek force induced by electric polarization
It is known to appear as force,
As shown in FIG. 5, the resistivity increases as the resistivity of the dielectric decreases.
You. Therefore, it is difficult to use high
Resistance ceramics (resistivity 1015Ωcm or more)
Coulomb force is dominant and the adsorption force is small. The resistivity is 1
0TenΩcm-1015Ωcm for ceramics
Very large due to the addition of suction force due to
Demonstrate the best adsorption power. However, if the resistivity is 10 TenΩcm
If it falls below, the gap between the electrostatic chuck and the wafer that is
Circuit current increases and circuit elements formed on the wafer break.
There is a risk of being destroyed.

【発明が解決しようとする課題】抵抗率が比較的低いセ
ラミックスは、融点を下げて緻密なセラミックスを製作
するために焼結助剤が添加されており、この助剤がシリ
コンウェハ等の被吸着体に対して汚染源となる場合があ
る。具体的には、焼結助剤中のBaやCa等の不純物元
素がプラズマでスパッタリングされやすく、かかる不純
物元素がシリコンウェハ等を汚染することが指摘されて
いる。また、セラミックス材料は高温で抵抗率が低下す
るものが多く、高温で抵抗率が低下して上述したリーク
電流が増加し、静電チャック自体の耐熱性にかかわらず
高温下での使用に適さないという問題がある。
In ceramics having a relatively low resistivity, a sintering aid is added in order to lower the melting point and produce a dense ceramic, and this aid is adsorbed on a silicon wafer or the like. May be a source of contamination for the body. Specifically, it is pointed out that impurity elements such as Ba and Ca in the sintering aid are easily sputtered by plasma, and such impurity elements contaminate a silicon wafer or the like. In addition, many ceramic materials decrease in resistivity at high temperatures, and the resistivity decreases at high temperatures, increasing the above-described leakage current, and is not suitable for use at high temperatures regardless of the heat resistance of the electrostatic chuck itself. There is a problem.

【0003】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、上記問題点を解消し、ジョン
ソンラーベック力による吸着力を損なうことなく、静電
チャック基材の耐プラズマ性を高め、被吸着体に対して
汚染源となる不純物元素の発生、及び、抵抗率の低下に
伴うリーク電流の発生を抑制でき、幅広い温度範囲で使
用できる静電チャックを提供する点にある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to solve the above-mentioned problems and to reduce the resistance of the electrostatic chuck base material without impairing the suction force due to the Johnson-Rahbek force. An object of the present invention is to provide an electrostatic chuck that can enhance plasma properties, suppress generation of an impurity element that becomes a contamination source for an object to be adsorbed, and generation of a leak current due to a decrease in resistivity, and can be used in a wide temperature range. .

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る静電チャックの第一の特徴構成は、特許
請求の範囲の欄の請求項1に記載した如く、セラミック
ス、シリコーン樹脂、ポリイミドの何れか一種からなる
静電チャック基材の表面に、低不純物誘電体からなる耐
プラズマ保護膜を有する点にある。
A first feature of the electrostatic chuck according to the present invention for achieving the above object is as described in claim 1 of the claims. In addition, a plasma-resistant protective film made of a low-impurity dielectric is provided on the surface of an electrostatic chuck base made of any one of polyimide and polyimide.

【0005】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項2に記載した如く、抵抗率が1010Ωcm〜1
15Ωcmのセラミックス焼結体の表面に、気相合成法
により成膜された窒化アルミニウム膜を有する点にあ
る。ここで、気相合成法としては、例えば、熱CVD
法、MOCVD法(有機金属CVD法)、プラズマCV
D法、プラズマMOCVD法、レーザCVD法、レーザ
MOCVD法等がある。
[0005] The second characteristic configuration is that the resistivity is 10 10 Ωcm to 1 Ωcm, as described in claim 2 of the claims.
The point is that an aluminum nitride film formed by a vapor phase synthesis method is provided on the surface of the ceramic sintered body of 0 15 Ωcm. Here, as the vapor phase synthesis method, for example, thermal CVD
Method, MOCVD method (organic metal CVD method), plasma CV
D method, plasma MOCVD method, laser CVD method, laser MOCVD method and the like.

【0006】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項3に記載した如く、上記第二の特徴構成に加え
て、前記窒化アルミニウム膜がアルミニウム元素に対し
て10原子%以下の割合でチタニウムを含有する点にあ
る。
[0006] The third feature is that, in addition to the second feature, the aluminum nitride film is not more than 10 atomic% with respect to aluminum element, in addition to the second feature. In that it contains titanium in the proportion of

【0007】以下に作用並びに効果を説明する。本発明
に係る静電チャックの第一の特徴構成によれば、耐プラ
ズマ性の低い従来の静電チャック基材表面の耐プラズマ
性を向上させることができ、この結果、プラズマに曝さ
れる半導体製造工程におけるウェハチャックとして使用
でき、静電チャック基材に含まれるCa、Ba等の不純
物がスパッタリングされてウェハ内に混入するという問
題が解消されるのである。また、静電チャックの耐用年
数も改善される。
The operation and effect will be described below. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the 1st characteristic structure of the electrostatic chuck which concerns on this invention, the plasma resistance of the conventional electrostatic chuck base material surface with low plasma resistance can be improved, As a result, the semiconductor exposed to plasma This can be used as a wafer chuck in the manufacturing process, and the problem that impurities such as Ca and Ba contained in the base material of the electrostatic chuck are sputtered and mixed into the wafer is eliminated. Also, the service life of the electrostatic chuck is improved.

【0008】上記第二の特徴構成によれば、表面に形成
された窒化アルミニウム膜が、耐プラズマ性に優れてい
るため、酸素プラズマやフッ素プラズマに曝された際の
エッチング速度が遅く、セラミックス基材からの汚染元
素の発生を防止することができるのである。更に、気相
合成法を使用することにより、原料純度が高く、且つ、
不純物混入が大幅に抑制されるため、窒化アルミニウム
膜を極めて高い純度に成膜でき、この結果、表面に形成
された窒化アルミニウム膜自体が被吸着体に対して汚染
源となるBaやCa等の不純物元素を含むこともないの
である。また、気相合成法で作成された窒化アルミニウ
ム膜は、抵抗率が約2×1013Ωcmであり、図5に示
すように、ジョンソンラーベック力による吸着力増大効
果が期待されるとともに、薄い膜厚のものが形成できる
ため、吸着力の低下も抑制されるのである。
According to the second feature, the aluminum nitride film formed on the surface has excellent plasma resistance, so that the etching rate when exposed to oxygen plasma or fluorine plasma is low, and the ceramic base The generation of contaminant elements from the material can be prevented. Furthermore, by using the gas phase synthesis method, the raw material purity is high, and
Since the contamination of impurities is greatly suppressed, the aluminum nitride film can be formed with extremely high purity. As a result, the aluminum nitride film itself formed on the surface itself is a source of impurities such as Ba and Ca which is a polluting source for the substance to be adsorbed. It does not contain any elements. Further, the aluminum nitride film formed by the vapor phase synthesis method has a resistivity of about 2 × 10 13 Ωcm, and as shown in FIG. Since a film having a film thickness can be formed, a decrease in the attraction force is also suppressed.

【0009】上記第三の特徴構成によれば、窒化アルミ
ニウム膜にチタニウムを含有させることで、窒化アルミ
ニウム膜の抵抗率が2×1013Ωcmより低下し、ジョ
ンソンラーベック力による吸着力が増大し、窒化アルミ
ニウム膜による吸着力低下を更に抑制できるのである。
更に、チタニウムの含有率がアルミニウム元素に対して
10原子%以下であると、図4に示す実験結果より、抵
抗率が1010Ωcmを大きく下回るおそれが無いため、
リーク電流によって被吸着体に対して回路破壊等を誘発
する程度にまで低抵抗となるのを防止できるのである。
[0009] According to the third characteristic configuration, by adding titanium to the aluminum nitride film, the resistivity of the aluminum nitride film falls below 2 × 10 13 Ωcm, and the attraction force due to the Johnson-Rahbek force increases. In addition, it is possible to further suppress a decrease in the attraction force due to the aluminum nitride film.
Further, when the content of titanium is 10 atomic% or less with respect to the aluminum element, there is no possibility that the resistivity is significantly lower than 10 10 Ωcm from the experimental results shown in FIG.
It is possible to prevent the resistance from being lowered to such an extent that a circuit breakage or the like is induced in the object to be attracted by the leak current.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明に係る静電チャックを、気
相合成法の一種であるレーザMOCVD法を使用してセ
ラミック静電チャック基材の表面に窒化アルミニウム膜
を形成することにより作成した一実施の形態について、
図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electrostatic chuck according to the present invention is manufactured by forming an aluminum nitride film on the surface of a ceramic electrostatic chuck substrate by using a laser MOCVD method which is a kind of a vapor phase synthesis method. For one embodiment,
This will be described with reference to the drawings.

【0011】静電チャック1は、図1に示すように、ア
ルミナ基板5上に電極層4が形成され、更にその上部に
セラミックス焼結体3を形成してなる従来のセラミック
ス系静電チャック1aの静電チャック基材表面、即ち前
記セラミックス焼結体3の表面に窒化アルミニウム膜2
を形成してなる。前記窒化アルミニウム膜2の形成は、
気相合成法の一種であるレーザMOCVD法を使用して
行う。
As shown in FIG. 1, the conventional electrostatic chuck 1a has an electrode layer 4 formed on an alumina substrate 5 and a ceramic sintered body 3 formed thereon. Aluminum nitride film 2 on the surface of the electrostatic chuck base material, that is, the surface of the ceramic sintered body 3
Is formed. The formation of the aluminum nitride film 2 includes:
This is performed by using a laser MOCVD method which is a kind of a gas phase synthesis method.

【0012】前記セラミックス焼結体3には、Ca、Z
n、Ba等の被吸着体であるシリコンウェハ等に対する
汚染元素が含まれている。従って、前記静電チャック1
を前記窒化アルミニウム膜2を被覆せずに使用した場
合、つまり、従来のセラミックス系静電チャック1aと
して使用した場合、プラズマ雰囲気中で前記セラミック
ス焼結体3が表面からスパタリングされ、前記汚染元素
が被吸着体であるウェハに混入するおそれがある。この
ことは、表1に示す酸素プラズマによるエッチング速度
の比較表より、前記セラミックス焼結体3の当該エッチ
ング速度が高純度のAl23 焼結体等に比べて大きい
ことからも窺える。
The ceramic sintered body 3 includes Ca, Z
It contains contaminants such as n and Ba that contaminate a silicon wafer or the like as an object to be adsorbed. Therefore, the electrostatic chuck 1
Is used without coating the aluminum nitride film 2, that is, when used as a conventional ceramic-based electrostatic chuck 1a, the ceramic sintered body 3 is sputtered from the surface in a plasma atmosphere, and the contaminant element is removed. There is a possibility that it may be mixed into the wafer which is the object to be attracted. This can be seen from the comparison table of etching rates by oxygen plasma shown in Table 1 because the etching rate of the ceramic sintered body 3 is higher than that of a high-purity Al 2 O 3 sintered body or the like.

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】次に、前記窒化アルミニウム膜2の成膜方
法について説明する。図2に示すように、一般的なレー
ザMOCVD装置6を使用し、反応容器7内において窒
化アルミニウム膜形成前の静電チャック1aをヒータを
内蔵した支持台8上に載置する。原料であるAl(CH
33 、NH3 は原料ガス導入路9を通して前記反応容
器7内に供給される。Al(CH33 は流量1cc
m、配管温度40℃で供給し、窒素源であるNH3 は流
量2〜50sccmで供給する。前記反応容器7内の成
膜操作圧力は3Torrであり、励起光としてArFエ
キシマレーザ光(波長193nm、出力100Hz、1
00mJ)を使用する。尚、原料として、Al(CH
33 の代わりにAlCl3 、窒素源としてNH3 の代
わりにN2 、ヒドラジン等であってもよい。
Next, a method of forming the aluminum nitride film 2 will be described. As shown in FIG. 2, a general laser MOCVD apparatus 6 is used, and an electrostatic chuck 1a before an aluminum nitride film is formed is placed on a support 8 having a built-in heater in a reaction vessel 7. The raw material Al (CH
3 ) 3 , NH 3 is supplied into the reaction vessel 7 through the source gas introduction path 9. Al (CH 3 ) 3 flow rate 1cc
m, a pipe temperature of 40 ° C., and a nitrogen source NH 3 at a flow rate of 2 to 50 sccm. The film forming operation pressure in the reaction vessel 7 is 3 Torr, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm, output 100 Hz,
00mJ). In addition, Al (CH
3) 3 instead of AlCl 3, N 2 in place of NH 3 as a nitrogen source may be a hydrazine.

【0015】前記窒化アルミニウム膜2にチタニウムを
含有させて低抵抗化を図る別実施例について説明する。
チタニウムを添加するために、CVD過程において、原
料としてAl(CH33 とともにTi[N(CH3
24 等を供給する。この場合、Ti[N(CH3
24 は窒素ガスをキャリアガスとして流量1〜100
ccm、配管温度25℃で供給する。他の条件は上記し
たチタニウムを含有させない場合と同条件である。本実
施例では、前記窒化アルミニウム膜2として、アルミニ
ウム元素に対して2.4原子%のチタニウムを含有させ
たAlN−TiN膜を形成した。
Another embodiment for lowering the resistance by incorporating titanium into the aluminum nitride film 2 will be described.
In order to add titanium, in the CVD process, Ti [N (CH 3 ) 3 is used together with Al (CH 3 ) 3 as a raw material.
2 ] Supply 4 etc. In this case, Ti [N (CH 3 )
2 ] 4 is a flow rate of 1 to 100 using nitrogen gas as a carrier gas.
Ccm at a pipe temperature of 25 ° C. Other conditions are the same as in the case where titanium is not contained. In this embodiment, as the aluminum nitride film 2, an AlN—TiN film containing 2.4 atomic% of titanium with respect to the aluminum element was formed.

【0016】上記2種類の窒化アルミニウム膜2の酸素
プラズマによるエッチング速度を測定した。測定結果
は、種々の焼結体のものと比較して上述の表1に示す。
表1より、上記2種類の窒化アルミニウム膜2は、前記
セラミックス焼結体3、即ち従来のセラミックス系静電
チャック1aの静電チャック基材表面に対して、耐プラ
ズマ保護膜として機能することが分かる。
The etching rates of the two kinds of aluminum nitride films 2 by oxygen plasma were measured. The measurement results are shown in Table 1 above in comparison with those of various sintered bodies.
From Table 1, it can be seen that the two types of aluminum nitride films 2 function as plasma-resistant protective films on the ceramic sintered body 3, that is, the surface of the electrostatic chuck base of the conventional ceramic electrostatic chuck 1a. I understand.

【0017】更に、上記2種類の窒化アルミニウム膜2
の抵抗率の温度特性を測定した。測定結果は、図3に示
すように、400℃までの温度範囲で十分フラットな特
性を示し、高温下でも抵抗率が低下しない良質な窒化ア
ルミニウム膜が形成されることが分かった。この結果、
高温下で前記セラミックス焼結体3の抵抗率が低下して
も、前記窒化アルミニウム膜2によって絶縁されるた
め、リーク電流の発生が抑制されるのである。
Further, the two kinds of aluminum nitride films 2
The temperature characteristics of the resistivity were measured. As shown in FIG. 3, the measurement result shows that the characteristics are sufficiently flat in a temperature range up to 400 ° C., and that a high-quality aluminum nitride film whose resistivity does not decrease even at a high temperature is formed. As a result,
Even if the resistivity of the ceramic sintered body 3 is lowered at a high temperature, the ceramics sintered body 3 is insulated by the aluminum nitride film 2, so that the generation of a leak current is suppressed.

【0018】また、チタニウムの含有率と窒化アルミニ
ウム膜の抵抗率の関係についても実験を行い、その結果
を図4に示す。図4より、1010Ωcm以上の抵抗率を
確保するためには、チタニウムの含有率は、アルミニウ
ム元素に対して大体10原子%以下が望ましいことが分
かった。また、チタニウムを含有させていない前記窒化
アルミニウム膜2の抵抗率が約2×1013Ωcmで、チ
タニウムを含有させることで、抵抗率を1010〜2×1
13Ωcmの範囲で制御できるため、前記セラミックス
焼結体3の表面に前記窒化アルミニウム膜2を被膜した
前記静電チャック1の吸着力は、前記セラミックス焼結
体3の抵抗率にかかわらず、前記セラミックス焼結体3
の吸着力に対して同等以上とすることができる。尚、前
記セラミックス焼結体3の表面にチタニウムを含有させ
ていない前記窒化アルミニウム膜2を被膜した前記静電
チャック1の吸着力は、酸素プラズマで8時間処理した
後も良好な吸着力を示すことが確認された。
An experiment was also conducted on the relationship between the titanium content and the resistivity of the aluminum nitride film, and the results are shown in FIG. From FIG. 4, it has been found that the content of titanium is desirably about 10 atomic% or less with respect to the aluminum element in order to secure a resistivity of 10 10 Ωcm or more. Also, the resistivity of the aluminum nitride film 2 not containing titanium is about 2 × 10 13 Ωcm, and the resistivity is 10 10 to 2 × 1 by containing titanium.
Since it can be controlled within the range of 0 13 Ωcm, the chucking force of the electrostatic chuck 1 in which the surface of the ceramic sintered body 3 is coated with the aluminum nitride film 2 is independent of the resistivity of the ceramic sintered body 3. The ceramic sintered body 3
Can be made equal to or more than the adsorption force of Note that the chucking force of the electrostatic chuck 1 in which the surface of the ceramic sintered body 3 is coated with the aluminum nitride film 2 not containing titanium shows a good chucking force even after being treated with oxygen plasma for 8 hours. It was confirmed that.

【0019】以下に、別実施の形態につき説明する。 〈1〉上記実施の形態では、表面に前記窒化アルミニウ
ム膜2を被覆する静電チャック基材がセラミックス焼結
体であるセラミックス系静電チャックを対象としたが、
静電チャック基材がシリコーン樹脂やポリイミド等の高
分子材料の高分子系静電チャックを対象として、上記実
施の形態と同様の効果が期待できる。
Hereinafter, another embodiment will be described. <1> In the above embodiment, the ceramic-based electrostatic chuck in which the electrostatic chuck base material whose surface is coated with the aluminum nitride film 2 is a ceramic sintered body is intended.
The same effect as in the above embodiment can be expected for a polymer electrostatic chuck whose electrostatic chuck base is a polymer material such as silicone resin or polyimide.

【0020】〈2〉上記実施の形態では、前記窒化アル
ミニウム膜2の形成にレーザMOCVD法を使用した
が、他の気相合成法を使用しても構わない。また、低抵
抗化のためにチタニウム以外に、Cr等の3d遷移金属
やPt、Au、Ag等の貴金属を窒化アルミニウム膜に
含有させるようにしても構わない。
<2> In the above embodiment, the laser MOCVD method is used for forming the aluminum nitride film 2, but another gas phase synthesis method may be used. Further, in addition to titanium, a 3d transition metal such as Cr or a noble metal such as Pt, Au, or Ag may be contained in the aluminum nitride film in order to reduce the resistance.

【0021】〈3〉前記静電チャック1の構造及び材質
は、上記実施の形態に限定されるものではない。例え
ば、図1において、前記静電チャック1は双極型構造の
ものを例示したが、単極型構造であっても構わない。
<3> The structure and material of the electrostatic chuck 1 are not limited to the above embodiment. For example, in FIG. 1, the electrostatic chuck 1 has a bipolar structure, but may have a monopolar structure.

【0022】[0022]

【発明の効果】耐プラズマ保護膜として気相合成法で形
成した窒化アルミニウム膜を用いることで、耐プラズマ
性に優れ、且つ、ジョンソンラーベック力による働きで
大きな吸着力を有し、吸脱着応答性に優れ、高温でも抵
抗率が低下せず、広い温度範囲にわたり大きな吸着力を
発揮する静電チャックが得られた。また、高純度窒化ア
ルミニウム焼結体に匹敵する耐プラズマ性を有する静電
チャックを安価に製造することができ、その優れた耐プ
ラズマ性の結果、プラズマに曝される半導体製造工程に
おいて、静電チャック基材に含まれるCa、Ba等の不
純物がスパッタリングされてウェハ内に混入するという
問題も解消されるのである。
According to the present invention, by using an aluminum nitride film formed by a vapor phase synthesis method as a plasma-resistant protective film, it has excellent plasma resistance, has a large adsorption force by the action of Johnson-Rahbek force, and has an adsorption-desorption response. An electrostatic chuck which was excellent in retentivity, did not decrease in resistivity even at high temperatures, and exhibited a large attraction force over a wide temperature range was obtained. In addition, an electrostatic chuck having plasma resistance comparable to that of a high-purity aluminum nitride sintered body can be manufactured at a low cost. This solves the problem that impurities such as Ca and Ba contained in the chuck base material are sputtered and mixed into the wafer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る静電チャックの一構造を模式的に
示す断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one structure of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図2】本発明に係る静電チャックの製造に使用するレ
ーザMOCVD装置の概略構成図
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a laser MOCVD apparatus used for manufacturing the electrostatic chuck according to the present invention.

【図3】本発明に係る静電チャックの窒化アルミニウム
膜の抵抗率の温度特性を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing temperature characteristics of resistivity of an aluminum nitride film of the electrostatic chuck according to the present invention.

【図4】本発明に係る静電チャックの窒化アルミニウム
膜の抵抗率とチタニウム含有率との関係を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the resistivity of the aluminum nitride film and the titanium content of the electrostatic chuck according to the present invention.

【図5】誘電体の抵抗率と吸着力の関係を示す特性図FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a resistivity of a dielectric and an attraction force.

【図6】従来の静電チャックの基本的構造を説明する断
面図
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a basic structure of a conventional electrostatic chuck.

【図7】従来の静電チャックの単極型構造を説明する断
面図
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a monopolar structure of a conventional electrostatic chuck.

【図8】従来の静電チャックの双極型構造を説明する断
面図
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a bipolar structure of a conventional electrostatic chuck.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 静電チャック 2 窒化アルミニウム膜(耐プラズマ保護膜) 3 セラミックス焼結体(静電チャック基材) 4 電極層 5 アルミナ基板 6 レーザMOCVD装置 7 反応容器 8 支持台 9 原料ガス導入路 REFERENCE SIGNS LIST 1 electrostatic chuck 2 aluminum nitride film (anti-plasma protective film) 3 ceramic sintered body (electrostatic chuck base material) 4 electrode layer 5 alumina substrate 6 laser MOCVD device 7 reaction vessel 8 support base 9 source gas introduction path

フロントページの続き (72)発明者 金子 佳由 神奈川県川崎市多摩区生田2丁目9番2号 日本エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 森川 茂 京都府京都市下京区中堂寺南町17 京都リ サーチパークサイエンスセンタービル 株 式会社関西新技術研究所内 (72)発明者 藤井 隆満 京都府京都市下京区中堂寺南町17 京都リ サーチパークサイエンスセンタービル 株 式会社関西新技術研究所内 (72)発明者 梶村 敦子 京都府京都市下京区中堂寺南町17 京都リ サーチパークサイエンスセンタービル 株 式会社関西新技術研究所内 Fターム(参考) 5F004 BB22 BB29 BB30 5F031 CA02 HA02 HA10 HA16 MA28 MA32 Continued on the front page (72) Inventor Kayu Kayu 2-9-1-2 Ikuta, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Japan Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Shigeru Morikawa 17 Kyoto-shi, Shimoda-ku, Kyoto, Kyoto Kyoto research Park Science Center Building Co., Ltd.Kansai New Technology Research Institute (72) Inventor Takamitsu Fujii 17 Kyoto Research Park Science Center Building Co., Ltd.Kansai New Technology Research Co., Ltd. (72) Inventor Atsuko Kajimura 17 Kyoto University Research Park Science Center Building, Shimogyo-ku, Kyoto Shimogyo-ku Kyoto Research Park Science and Technology Research Institute Kansai New Technology Research Institute F-term (reference) 5F004 BB22 BB29 BB30 5F031 CA02 HA02 HA10 HA16 MA28 MA32

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックス、シリコーン樹脂、ポリイ
ミドの何れか一種からなる静電チャック基材の表面に、
低不純物誘電体からなる耐プラズマ保護膜を有すること
を特徴とする静電チャック。
1. An electrostatic chuck base made of any one of ceramics, silicone resin and polyimide,
An electrostatic chuck having a plasma-resistant protective film made of a low-impurity dielectric.
【請求項2】 抵抗率が1010Ωcm〜1015Ωcmの
セラミックス焼結体の表面に、気相合成法により成膜さ
れた窒化アルミニウム膜を有することを特徴とする静電
チャック。
2. An electrostatic chuck comprising a ceramic sintered body having a resistivity of 10 10 Ωcm to 10 15 Ωcm and an aluminum nitride film formed by a vapor phase synthesis method on a surface of the ceramic sintered body.
【請求項3】 前記窒化アルミニウム膜がアルミニウム
元素に対して10原子%以下の割合でチタニウムを含有
することを特徴とする請求項2記載の静電チャック。
3. The electrostatic chuck according to claim 2, wherein said aluminum nitride film contains titanium in a ratio of 10 atomic% or less with respect to aluminum element.
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