JP2001523042A - Multi-electrode electrostatic chuck with fuse in hollow cavity - Google Patents

Multi-electrode electrostatic chuck with fuse in hollow cavity

Info

Publication number
JP2001523042A
JP2001523042A JP2000519911A JP2000519911A JP2001523042A JP 2001523042 A JP2001523042 A JP 2001523042A JP 2000519911 A JP2000519911 A JP 2000519911A JP 2000519911 A JP2000519911 A JP 2000519911A JP 2001523042 A JP2001523042 A JP 2001523042A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuse
electrode
electrostatic chuck
insulator
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000519911A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ユー ワン,
ジョン, ティー. クリントン,
サリンダー, エス. ベディ,
シャモウイル シャモウイリアン,
アナンダ, エイチ. クマー,
マーク, エス. コントレラス,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JP2001523042A publication Critical patent/JP2001523042A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks

Abstract

(57)【要約】 基板35の処理中に基板35を保持するための、耐破損性の静電チャック20は、絶縁体30で被覆される一つまたはそれ以上の電極25を有し、電極25は電圧が印加されたとき基板35を静電的に保持する能力がある。電力バス40は、電極25へ電圧を導く一つ以上の出力端子45を有する。ヒューズ50は、絶縁体30中の中空キャビティ55内に位置決めされ、電極25を、電力バス40の出力端子45へ直列に電気接続する。各ヒューズ50は、電極25を被覆する絶縁体30が電極25を破壊して、プラズマプロセス雰囲気にさらされることによりプラズマ放電電流がヒューズ50を通って流されるとき、出力端子45から電極25を電気的に断続することができる。 (57) Abstract: A breakage-resistant electrostatic chuck 20 for holding a substrate 35 during processing of the substrate 35 has one or more electrodes 25 coated with an insulator 30. Reference numeral 25 has the ability to electrostatically hold the substrate 35 when a voltage is applied. Power bus 40 has one or more output terminals 45 for conducting voltage to electrodes 25. Fuse 50 is positioned within hollow cavity 55 in insulator 30 and electrically connects electrode 25 to output terminal 45 of power bus 40 in series. Each of the fuses 50 is electrically connected to the output terminal 45 when the insulator 30 covering the electrode 25 destroys the electrode 25 and the plasma discharge current flows through the fuse 50 by being exposed to the plasma process atmosphere. Can be intermittent.

Description

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

【0001】[0001]

【クロスリファレンス】[Cross reference]

本出願は、1998年5月12日に公告された、Kumar 他の米国特許第575
1357号、発明の名称「Multielectrode Electrostatic Chuck With Fuses」 の一部継続出願である、1997年11月6日に Clinton 他により出願された 米国特許出願第08/965121号、発明の名称「Multi-electrode Electros
tatic Chuck Having Fuses In Hollow Cavities」の一部継続出願である。
This application is directed to Kumar et al., US Pat. No. 575, issued May 12, 1998.
No. 1357, US patent application Ser. No. 08 / 965,121, filed Nov. 6, 1997 by Clinton et al., Which is a continuation-in-part application of the title of the invention "Multi-electrode Chuck With Fuses". Electros
A partial continuation application for "Tatic Chuck Having Fuses In Hollow Cavities."

【0002】[0002]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、プロセス環境内で基板を保持する静電チャックに関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck for holding a substrate in a process environment.

【0003】[0003]

【従来の技術】[Prior art]

静電チャックは、プロセスチャンバ内での基板の処理中に、シリコンウエーハ
のような基板を保持するのに使用される。代表的な静電チャックは、基板に関係
して電圧で電気的にバイアスをかけられる、絶縁された電極を含む。基板の処理
中、プロセスチャンバへプロセスガスが導入され、特定のプロセスでは、電気的
に帯電されたプラズマがプロセスガスから形成される。モノポーラチャックでは
、電極、および基板上方の帯電プラズマ核種内へ印加される電圧は、電極と基板
内に反対の静電電荷を誘起し、その結果、基板をチャックへ静電的に保持する静
電引力が得られる。バイポーラチャックでは、プラズマおよび非プラズマプロセ
スの両方で、基板を静電的に保持するよう2個以上の電極が、異なる電位に維持
される。
Electrostatic chucks are used to hold a substrate, such as a silicon wafer, during processing of the substrate in a process chamber. A typical electrostatic chuck includes an insulated electrode that is electrically biased with a voltage relative to the substrate. During processing of a substrate, a process gas is introduced into a process chamber, and in certain processes, an electrically charged plasma is formed from the process gas. In a monopolar chuck, the voltage applied to the electrodes and the charged plasma nuclide above the substrate induces opposite electrostatic charges in the electrodes and the substrate, resulting in an electrostatic charge that holds the substrate electrostatically to the chuck. Attraction is obtained. In bipolar chucks, both plasma and non-plasma processes maintain two or more electrodes at different potentials to hold the substrate electrostatically.

【0004】 通常、静電チャックは、静電引力を最大にする絶縁体薄層でカバーされた金属
電極を有する。しかしながら、この絶縁体薄層は、鋭い端部を有する基板の破片
により破壊されたり、プロセス環境中で腐食されてチャックの電極を露出させて
しまう。そのような破壊は、詳細には、絶縁体が低い耐破壊性を有する軟質ポリ
マー材料でできている場合に生じやすい。絶縁体のピンホールがひとつだけの電
極をさらしても、電極とプラズマ間にアークを発生させることになり、チャック
全体を交換する必要がある。基板処理中の静電チャックの破損は結果として、そ
の基板全体の、著しいコストでの損失を招く。
[0004] Typically, electrostatic chucks have metal electrodes covered with a thin layer of insulator that maximizes electrostatic attraction. However, this thin insulator layer can be destroyed by debris of the substrate having sharp edges or corroded in the process environment, exposing the electrodes of the chuck. Such breakdown is particularly apt to occur when the insulator is made of a soft polymer material having low breakdown resistance. Even if only one electrode is exposed by the insulator pinhole, an arc is generated between the electrode and the plasma, and the entire chuck needs to be replaced. Breakage of the electrostatic chuck during substrate processing results in significant cost loss of the entire substrate.

【0005】 前述の破壊問題に対する一つの解決策は、Kumar 他により通常に譲渡された米
国特許第5751357号で開示されているように、チャックの電極へ電圧を供
給する電力バスに少なくとも1個の電極を直列に電気接続する個々のヒューズを
複数個使用することにより、チャックが絶縁体の腐食に由来する破損に耐性があ
るようにすることである。ヒューズを通って流れるプラズマ放電電流がもとで、
絶縁体が電極を破壊してプラズマプロセス環境にさらすと、ヒューズが焼き切れ
て、電力バスから電極を電気的に断続する。しかしながら、ヒューズが絶縁体層
中に埋め込まれているので、焼き切れたヒューズは、結果として、電極と電力バ
ス間に弱い導電路を形成する導電性残留物のリンクをもたらす。この残留物導電
路は、プラズマがフューズを通って継続して放電するのを許容し、チャンバ中の
プラズマ不安定性を引き起こし、その結果、基板の不均一処理、および/または
、基板を保持する静電力を弱めることによる基板の移動、をもたらす。
[0005] One solution to the aforementioned destruction problem is to provide at least one power bus for supplying voltage to the electrodes of the chuck, as disclosed in US Pat. No. 5,751,357 commonly assigned to Kumar et al. The use of a plurality of individual fuses that electrically connect the electrodes in series ensures that the chuck is resistant to damage from corrosion of the insulator. Based on the plasma discharge current flowing through the fuse,
As the insulator destroys the electrodes and exposes them to the plasma process environment, the fuse burns out, electrically disconnecting the electrodes from the power bus. However, because the fuse is embedded in the insulator layer, the burned-out fuse results in a link of conductive residue that forms a weak conductive path between the electrode and the power bus. This residue conduction path allows the plasma to discharge continuously through the fuse, causing plasma instability in the chamber, resulting in non-uniform processing of the substrate and / or static electricity holding the substrate. Substrate movement by weakening the power.

【0006】 基板の破片による破壊に由来する破損、および腐食プロセス環境での腐食によ
る破損、に由来する破損に耐性を持つ静電チャックを手に入れることが望ましい
。また、破壊に対して許容性があり、絶縁体層に多数の破壊があっても、チャッ
クが基板を保持し続けることを可能にするチャックが望まれる。更に、プラズマ
電流が電極を通って放電しつづけることを許容することなく、電極を被覆する絶
縁体各部の腐食または破損を許容する静電チャックを手に入れるのが望ましい。
[0006] It is desirable to have an electrostatic chuck that is resistant to damage from destruction due to substrate debris and damage from corrosion in a corrosive process environment. It is also desirable to have a chuck that is tolerant to breakage and that allows the chuck to continue to hold a substrate despite multiple breaks in the insulator layer. Further, it is desirable to have an electrostatic chuck that allows for corrosion or breakage of the insulator covering the electrode without allowing the plasma current to continue to discharge through the electrode.

【0007】[0007]

【本発明の概要】[Summary of the present invention]

本発明は、プロセス環境中で基板を保持する耐破損性の静電チャックを提供し
、このチャックは、プラズマがチャックの破損電極を通って放電し続けることを
許容することなく電極の破損を容認する。チャックの一つのバージョンは、上に
基板を受け取る表面を有する絶縁体を備える。絶縁体に埋め込まれているのは;
(i)電極への電圧印加時に基板を静電的に保持する電極と;(ii)電極へ電圧 を導くための出力端子を備える電力バスと;(iii)電力バスからの出力端子へ 電 極を直列に接続し、絶縁体中に閉じ込められた中空キャビティ内に配置されたヒ
ューズと;である。ヒューズは、絶縁体が電極を破壊してプラズマプロセス環境
にさらし、それにより、プラズマからの電流放電がヒューズを通って流れるとき
、電極を出力端子から電気的に断続するのに十分なほど低いアンペア数定格(an
amperage rating)を有する。好ましくは、ヒューズを囲む中空キャビティは、電
極と電力バスの出力端子間に導電路を形成することなく、ヒューズの焼き切れに
由来する残留物を受納するのに十分な大きさに設定された表面積を有する。
The present invention provides a breakage-resistant electrostatic chuck that holds a substrate in a process environment, the chuck tolerating electrode failure without allowing the plasma to continue to discharge through the failed electrode of the chuck. I do. One version of the chuck comprises an insulator having a surface on which to receive the substrate. Embedded in the insulator:
(I) an electrode for electrostatically holding the substrate when a voltage is applied to the electrode; (ii) a power bus having an output terminal for leading a voltage to the electrode; and (iii) an electrode to an output terminal from the power bus. And a fuse arranged in a hollow cavity confined in an insulator. The fuse is low enough that the insulator destroys the electrode and exposes it to the plasma process environment, so that when the current discharge from the plasma flows through the fuse, the amp is low enough to electrically interrupt the electrode from the output terminal. Number rating (an
amperage rating). Preferably, the hollow cavity surrounding the fuse is sized large enough to receive the residue from the burnout of the fuse without forming a conductive path between the electrode and the output terminal of the power bus. Has surface area.

【0008】 好ましいバーションにおいて、静電チャックは、絶縁体に埋め込まれた、複数
の電極、出力端子、ヒューズ、および中空キャビティを備え、いくつかの電極が
ヒューズにより断続されても基板を保持し続ける、電極の冗長性を提供する。よ
り好ましくは、チャックの絶縁体は、カバー層と支持層とを含む複数の層を有す
る。支持層は、電極、電力バス、およびヒューズを支持する。カバー層の上面は
、電極を絶縁するための絶縁体を有し、カバー層の下面は、支持層上のヒューズ
の周りに配置された中空キャビティを有する。
In a preferred version, the electrostatic chuck comprises a plurality of electrodes, output terminals, fuses, and hollow cavities embedded in the insulator, and holds the substrate even if some electrodes are interrupted by the fuses. Continue, provide electrode redundancy. More preferably, the insulator of the chuck has a plurality of layers including a cover layer and a support layer. The support layer supports the electrodes, power bus, and fuse. The upper surface of the cover layer has an insulator for insulating the electrodes, and the lower surface of the cover layer has a hollow cavity arranged around the fuse on the support layer.

【0009】 別のバージョンにおいて、静電チャックは、電極への電圧印加時に基板を静電
的に保持する複数の電極を有する少なくとも一つの第1絶縁体層を有し、この絶
縁体層の上面はその上で基板を受け取るようになされている。更に、一つ以上の
第2絶縁体層が、電極へ電圧を導く複数の出力端子を有する電力バスと、絶縁層
中の中空キャビティ内に配置された複数のヒューズとを有し、各ヒューズは、少
なくとも一つの電極を電力バスの出力端子へ接続するために提供される。第1と
第2の絶縁体層は一緒に接合されて、一体講造に形成することができ、さもなけ
れば相互に離れて非接触にすることができる。
In another version, an electrostatic chuck has at least one first insulator layer having a plurality of electrodes that electrostatically hold a substrate when a voltage is applied to the electrodes, and an upper surface of the insulator layer. Is adapted to receive a substrate thereon. Further, one or more of the second insulator layers includes a power bus having a plurality of output terminals for conducting voltage to the electrodes, and a plurality of fuses disposed in a hollow cavity in the insulating layer, wherein each fuse is , At least one electrode is provided for connection to an output terminal of the power bus. The first and second insulator layers can be joined together and formed in one piece, or otherwise separated from each other and made non-contact.

【0010】 別の局面において、本発明は、電力バスからの出力端子へ、中空キャビティに
閉じ込められたヒューズを介して接続された電極を有する耐破損性の静電チャッ
クを形成する方法を含む。この方法は、(a)絶縁支持層上へ、電極と、電力バ
スと、ヒューズとを形成するステップと;(b)絶縁カバー層内へ中空キャビテ
ィを形成するステップと;(3)各中空キャビティがヒューズ全体にわたって整
列されて位置決めされるように、絶縁支持層へ絶縁カバー層を接合するステップ
と;を含む。カバー層は、一つ以上の、接着および絶縁層を含むことができる。
好ましくは、導電体および抵抗体材料でできた層は絶縁支持層上へ堆積され、電
力バスからヒューズを介して出力端子へそれぞれが接続される複数の電極を形成
するようエッチングされる。
In another aspect, the invention includes a method of forming a breakage-resistant electrostatic chuck having electrodes connected to an output terminal from a power bus via a fuse confined in a hollow cavity. The method includes: (a) forming electrodes, power buses, and fuses on an insulating support layer; (b) forming hollow cavities in the insulating cover layer; (3) each hollow cavity. Bonding the insulative cover layer to the insulative support layer so that the insulated cover is aligned and positioned over the fuse. The cover layer can include one or more adhesive and insulating layers.
Preferably, layers of conductor and resistor material are deposited on the insulating support layer and etched to form a plurality of electrodes each connected from the power bus to the output terminal via a fuse.

【0011】 本発明の特徴、局面、および有利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求項
、および、本発明のバージョンを図示付随する図面に関してより良く理解される
であろう。
[0011] The features, aspects and advantages of the present invention will be better understood with reference to the following detailed description, appended claims, and accompanying drawings which illustrate versions of the invention.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

本発明は、コンデンサ、電池、静電チャック等の、多電極の構造体のために有
用である。本発明は、プロセス環境で基板を保持するのに有用な静電チャックに
沿ってかなり詳細に説明されるが、本発明の多くの他のバージョンが、本発明の
範囲から逸脱することなく、この技術に精通した者にとって明らかである筈であ
る。それ故に、本発明の精神と範囲は、本明細書に含まれる好ましいバージョン
の説明に限定されてはならない。
The invention is useful for multi-electrode structures, such as capacitors, batteries, electrostatic chucks, and the like. Although the present invention is described in considerable detail along with an electrostatic chuck useful for holding a substrate in a process environment, many other versions of the present invention may be used without departing from the scope of the present invention. It should be clear to those skilled in the art. Therefore, the spirit and scope of the present invention should not be limited to the description of the preferred versions contained herein.

【0013】 図1に概略的に図示するように、本発明の静電チャック20は、絶縁体30に
埋込まれ、または覆われている、モノポーラまたはバイポーラ電極といった複数
の電極25a−hを備える。電極25a−hは、電極25a−hへ電圧が印加さ
れる際に、基板35を静電的に保持する。単一の電位またはバイアスは、図1に
示すように、電極25a−hの各個々の部位へ印加されるか、または、異なる電
位またはバイアスが、バイポーラ静電チャックにおけるような、電極の各個々の
部位へ印加される。更に別の実施の形態では、電極25は、上記いずれかの変形
でバイアスされ、すなわち、電極のひとつのグループがひとつの電位を供給され
、電極の少なくともひとつの他のグループが、異なる電位を供給される。電力バ
ス40は、電極25a−hへ電圧を伝導する一つ以上の出力端子45a−hを備
える。一つ以上のヒューズ50a−hが、絶縁体30中に閉じ込められた中空キ
ャビティ55a−h内に、それぞれ配置されている。各ヒューズ(例えば、ヒュ
ーズ50a)は、少なくともひとつの電極25aを直列に出力端子45aへ接続
しており、電極25a上の絶縁体30が電極25aを破壊して、プラズマプロセ
ス環境へ露出することによって、電流がプラズマから放電し、電極25aとヒュ
ーズ50aを通って流れる場合、電極25aを出力端子45aから切断する。好
ましくは、絶縁体30内の中空キャビティ55a−hのそれぞれは、ヒューズ上
に整列され、電極25a−hと電力バス40の出力端子45a−hとの間に導電
経路を形成することなくヒューズ50a−hの焼断からの破片を受納するかまた
は包含するのに十分な大きさに設定された表面積を備える。
As schematically illustrated in FIG. 1, the electrostatic chuck 20 of the present invention comprises a plurality of electrodes 25 a-h, such as monopolar or bipolar electrodes, embedded or covered by an insulator 30. . The electrodes 25a-h electrostatically hold the substrate 35 when a voltage is applied to the electrodes 25a-h. A single potential or bias may be applied to each individual site of the electrodes 25a-h, as shown in FIG. 1, or a different potential or bias may be applied to each individual electrode, such as in a bipolar electrostatic chuck. Is applied to the part. In yet another embodiment, the electrodes 25 are biased in any of the above variations, i.e., one group of electrodes is provided with one potential and at least one other group of electrodes is provided with a different potential. Is done. Power bus 40 includes one or more output terminals 45a-h that conduct voltage to electrodes 25a-h. One or more fuses 50a-h are respectively disposed within hollow cavities 55a-h confined in insulator 30. Each fuse (e.g., fuse 50a) has at least one electrode 25a connected in series to output terminal 45a, and insulator 30 on electrode 25a destroys electrode 25a and exposes it to the plasma process environment. When current discharges from the plasma and flows through electrode 25a and fuse 50a, electrode 25a is disconnected from output terminal 45a. Preferably, each of the hollow cavities 55a-h in the insulator 30 is aligned over the fuse and the fuse 50a-h without forming a conductive path between the electrodes 25a-h and the output terminals 45a-h of the power bus 40. -Have a surface area set large enough to accept or contain debris from the h-cut.

【0014】 図2に図示するように、静電チャック20は、基板35を処理するためのエン
クロージャを形成するプロセスチャンバ65内の支持体60上へ固定される。オ
プションとして、静電チャック20は、貫通する孔85を持つ基部80を備え、
それは、電極25a−hと絶縁体30を支持するのに有用である。電気コネクタ
90が、電力バス40を電圧源へ電気的に接続する。電気コネクタ90は、(i
)基部80の孔85を通り延在する電気リード線95と、(ii)基部80と支
持体60間のインタフェースで電圧供給端子105を電気的に係合する電気コン
タクト100とを備える。第1の電圧源110は、チャック20を操作するため
に電圧供給端子105へ電圧を供給する。第1の電圧源110は、普通には、1
0MΩの抵抗体を介して、高電圧読み出し装置へ接続される約100から300
0ボルトの高電圧DCソースを備える回路を含む。回路中の1MΩの抵抗体が、
回路を通して流れる電流を制限し、500pFのコンデンサが、交流フィルタと
して準備されている。
As shown in FIG. 2, the electrostatic chuck 20 is fixed on a support 60 in a process chamber 65 that forms an enclosure for processing a substrate 35. Optionally, the electrostatic chuck 20 includes a base 80 having a hole 85 therethrough,
It is useful to support electrodes 25a-h and insulator 30. An electrical connector 90 electrically connects the power bus 40 to a voltage source. The electrical connector 90 has (i)
A) electrical leads 95 extending through holes 85 in base 80; and (ii) electrical contacts 100 that electrically engage voltage supply terminals 105 at the interface between base 80 and support 60. The first voltage source 110 supplies a voltage to the voltage supply terminal 105 for operating the chuck 20. The first voltage source 110 typically has one
Approximately 100 to 300 connected to a high voltage readout device through a 0 MΩ resistor
Includes a circuit with a 0 volt high voltage DC source. The 1MΩ resistor in the circuit
A 500 pF capacitor is provided as an AC filter to limit the current flowing through the circuit.

【0015】 第2の電圧源115は、プロセスチャンバ65で支持体60へ接続されている
。支持体60の少なくとも一部分は、普通には、導電性であり、チャンバ65内
でプラズマを形成するプロセス電極、または陰極として機能する。第2の電圧源
115は、チャンバ65で電気的に接地される面120に対して支持体60を電
気的にバイアスし、チャンバ65内でプロセスガスから形成されるプラズマを生
成するか、またはエネルギーを与える電界を形成する。絶縁性のフランジ125
が、支持体60と接地面120との間に配置され、支持体60を接地面120か
ら電気的に絶縁する。普通には、第2の電圧源115は、プロセスチャンバ65
のインピーダンスをライン電圧のインピーダンスと整合させる高周波インピーダ
ンスを、アイソレーション・コンデンサと直列に備える。
A second voltage source 115 is connected to the support 60 in the process chamber 65. At least a portion of the support 60 is typically conductive and functions as a process electrode or cathode that forms a plasma in the chamber 65. The second voltage source 115 electrically biases the support 60 against a surface 120 that is electrically grounded in the chamber 65 to generate a plasma formed from a process gas in the chamber 65 or to generate energy. To form an electric field. Insulating flange 125
Is disposed between the support 60 and the ground plane 120 to electrically insulate the support 60 from the ground plane 120. Normally, the second voltage source 115 is
A high-frequency impedance that matches the impedance of the line voltage with the impedance of the line voltage is provided in series with the isolation capacitor.

【0016】 チャック20を操作するために、プロセスチャンバ65は、排気され、大気圧
より低い圧力に維持される。基板35がチャック20上へ配置され、チャック2
0の電極25a−cは、第1の電圧源110により基板35に対して電気的にバ
イアスされる。その後、プロセスガスが、ガス入口70経由でチャンバ65へ導
入され、プラズマが、第2の電圧源115を活動させることにより、または、誘
導コイル(図示せず)等の代替のプラズマ発生ソースを使用することによりプロ
セスガスから形成される。モノポーラ電極チャックの操作では(すなわち、単一
電位がチャックの電極に印加される場合)、電極25a−cへ印加される電圧は
、電極25a−cで蓄積する静電電荷を生じ、チャンバ65内のプラズマは、基
板35に蓄積する反対の極性を有する帯電した核種を提供する。蓄積した反対の
静電電荷は結果として、基板35をチャック20へ静電的に保持する静電引力と
なる。
To operate the chuck 20, the process chamber 65 is evacuated and maintained at a sub-atmospheric pressure. The substrate 35 is placed on the chuck 20 and the chuck 2
The zero electrodes 25a-c are electrically biased against the substrate 35 by the first voltage source 110. Thereafter, a process gas is introduced into the chamber 65 via the gas inlet 70 and the plasma is activated by activating the second voltage source 115 or using an alternative plasma generation source such as an induction coil (not shown). To form a process gas. In operation of a monopolar electrode chuck (i.e., when a single potential is applied to the electrodes of the chuck), the voltage applied to the electrodes 25a-c creates an electrostatic charge that accumulates at the electrodes 25a-c and causes Provides a charged nuclide of opposite polarity that accumulates on the substrate 35. The accumulated opposite electrostatic charge results in an electrostatic attraction that electrostatically holds the substrate 35 to the chuck 20.

【0017】 チャック20上に保持される基板35の温度を調整するために、伝熱流体ソー
ス140が用いられて、チャックの絶縁体30での溝145へ伝熱流体ソースを
供給することができる。チャック20上に保持された基板35は、溝145を覆
い、密閉し、伝熱流体を漏出から防止する。溝145での伝熱流体は、基板35
を加熱または冷却するのに使用でき、基板35の温度を調整し、プロセス中に基
板35を一定の温度に維持する。普通には、溝145は、絶縁体30を通り延在
する交差チャネルのパターンを形成する。伝熱流体は普通には、ヘリウム等のガ
スであって、溝で約1から10 Torrの圧力に保持される。
To regulate the temperature of the substrate 35 held on the chuck 20, a heat transfer fluid source 140 can be used to supply a heat transfer fluid source to the groove 145 in the insulator 30 of the chuck. . The substrate 35 held on the chuck 20 covers and seals the groove 145, preventing the heat transfer fluid from leaking. The heat transfer fluid in the groove 145 is
Can be used to heat or cool and adjust the temperature of the substrate 35 to maintain the substrate 35 at a constant temperature during the process. Typically, grooves 145 form a pattern of intersecting channels that extend through insulator 30. The heat transfer fluid is typically a gas, such as helium, held at a pressure of about 1 to 10 Torr in the groove.

【0018】 本発明の多電極チャック20は、電極25a−c上の絶縁体30の侵食または
破壊から生ずる破損に耐性がある。シャープエッジの破片が、特定の電極(例え
ば電極25a)を覆う絶縁体30の一部を破壊する場合、基板35での静電電荷
は、露出した電極25aを通り、そして電極へ接続されたヒューズ50aを通り
流れる。静電放電の結果としてヒューズ50aを通り流れる電流は、ヒューズ5
0aを比較的短時間に自動的にスイッチオフさせ、電極25aを電力バス40の
出力端子45aから電気的に切断する。しかし、絶縁体30により依然絶縁され
ている残存の電極25b−cは、基板35をチャック20まで操作し、静電的に
保持し続ける電極の大きな接触面積を提供する。このように、ヒューズ50aと
対応する電極25aの組立体は、独立して動作される小さな接触面積を有するマ
イクロ静電チャックとして機能し、電力バス40の独立して電力供給される出力
端子45からその電力供給を得る。このように、本発明の静電チャック20は、
電極25を覆う絶縁体30の部分が破壊または侵食される場合、基板35を保持
し続け、壊滅的な破損に耐えることにより、著しい利点を提供する。
The multi-electrode chuck 20 of the present invention is resistant to damage resulting from erosion or destruction of the insulator 30 on the electrodes 25a-c. If the sharp edge debris breaks a portion of the insulator 30 covering a particular electrode (eg, electrode 25a), the electrostatic charge on the substrate 35 will pass through the exposed electrode 25a and the fuse connected to the electrode. Flow through 50a. The current flowing through fuse 50a as a result of the electrostatic discharge is
Oa is automatically switched off in a relatively short time, and the electrode 25a is electrically disconnected from the output terminal 45a of the power bus 40. However, the remaining electrodes 25b-c, still insulated by the insulator 30, provide a large contact area for the electrodes that operate the substrate 35 to the chuck 20 and keep it electrostatically held. In this manner, the assembly of the fuse 50a and the corresponding electrode 25a functions as an independently operated micro-electrostatic chuck having a small contact area, from the independently powered output terminal 45 of the power bus 40. Get that power supply. As described above, the electrostatic chuck 20 of the present invention
If the portion of the insulator 30 that covers the electrode 25 breaks or erodes, it provides significant advantages by retaining the substrate 35 and resisting catastrophic failure.

【0019】 更に、図3aと3bに図示するように、ヒューズ50は、絶縁体層30中の中
空キャビティ55内に位置している。ヒューズ50の位置のまわりに中空のキャ
ビティ55がなければ、ヒューズが焼断し、絶縁体30において破片の小片また
は溶融した液体を形成し、破片が僅かに導電性である場合にでさえ、直近に接触
したまま残留して破片をわたってアークを導く導電経路を形成する。中空キャビ
ティ55は、ヒューズ50を閉じ込め、電極25と電力バス40の出力端子45
との間に導電性の経路を形成することなく、ヒューズ50の焼断または溶融から
の破片を受納するのに十分な大きさに設定された表面積を有する容積を備える。
Further, as shown in FIGS. 3 a and 3 b, the fuse 50 is located in a hollow cavity 55 in the insulator layer 30. Without the hollow cavity 55 around the location of the fuse 50, the fuse would blow and form a small piece or molten liquid of the debris in the insulator 30, even if the debris was slightly conductive. Forming a conductive path that remains in contact with and leads the arc across the debris. The hollow cavity 55 encloses the fuse 50, and the electrode 25 and the output terminal 45 of the power bus 40.
A volume having a surface area set large enough to receive debris from blowing or melting of fuse 50 without forming a conductive path between the fuse and fuse 50.

【0020】 好ましくは、中空のキャビティ55は、ヒューズ50の長さの約0.25から
約5倍、より好ましくは、ヒューズの長さの約0.5から約2倍の幅(それは、
直径、高さ、深さ、または幅を含むどの寸法でもあり得る)を有する容積を備え
る。好ましくは、閉じ込められた中空キャビティ55の容積は、約0.0000
1mm3(0.6mils3)から約10mm3(=600,000mils3)、
より好ましくは、約0.00016mm3(=10mils3)から約5mm3( =300,000mils3)である。より好ましくは、中空のキャビティは、 平坦な円板のような円筒の形状にされ、約0.01mm(=0.5mils)か
ら約0.25mm(=10mils)の高さ、および約0.1mm(=5mil
s)から約5mm(=200mils)の直径を有する。キャビティ55の表面
積は、破片で形成する導電性の連結の可能性を低減する放散面領域上へヒューズ
の破片を受納するのに十分大きくなくてはならない。好ましくは、中空キャビテ
ィ55の表面積は、約0.001mm2(=15mils2)から約100mm2 (=155,000mils2)、より好ましくは、約0.03mm2(=50m
ils2)から約45mm2(=70,000mils2)である。例えば、図3 aと図3cに図示するように、絶縁体30内の中空キャビティ55は、ヒューズ
50の長さにほぼ等しい直径、および上部絶縁体層30bと30cの組合せた厚
さの半分に等しい高さを有する円筒;または、(図3bに示すように)ヒューズ
の長さの約半分に等しい半径を有する半球または球の形状を備えることができる
Preferably, the hollow cavity 55 has a width of about 0.25 to about 5 times the length of the fuse 50, more preferably about 0.5 to about 2 times the length of the fuse 50, which is
(Which can be of any size, including diameter, height, depth, or width). Preferably, the volume of the confined hollow cavity 55 is about 0.0000
1 mm 3 (0.6 mils 3 ) to about 10 mm 3 (= 600,000 mils 3 ),
More preferably, from about 0.00016mm 3 (= 10mils 3) from about 5mm 3 (= 300,000mils 3). More preferably, the hollow cavity is shaped as a cylinder, such as a flat disk, with a height of about 0.01 mm (= 0.5 mils) to about 0.25 mm (= 10 mils), and about 0.1 mm (= 5mil
s) to a diameter of about 5 mm (= 200 mils). The surface area of the cavity 55 must be large enough to receive the fuse shards on a dissipative surface area that reduces the likelihood of a conductive connection formed by the shards. Preferably, the surface area of the hollow cavity 55 is from about 0.001 mm 2 (= 15 mils 2 ) to about 100 mm 2 (= 155,000 mils 2 ), more preferably, about 0.03 mm 2 (= 50 m 2 ).
ils 2 ) to about 45 mm 2 (= 70,000 mils 2 ). For example, as shown in FIGS. 3a and 3c, the hollow cavity 55 in the insulator 30 has a diameter approximately equal to the length of the fuse 50 and half the combined thickness of the upper insulator layers 30b and 30c. Cylinders of equal height; or may have the shape of a hemisphere or sphere with a radius equal to about half the length of the fuse (as shown in FIG. 3b).

【0021】 図3bを参照すると、製造の容易さのために、絶縁体30は、好ましくは、第
1と第2の層を含む複数の層を備える。第1の支持層30aは、電極25、電力
バス40、出力端子45、およびヒューズ50を支持する。第2のカバー層30
bは、電極25、電力バス40、出力端子45、およびヒューズ50を覆い、ヒ
ューズ50のまわりに配置される絶縁体層での複数の中空のキャビティ55を備
える。本発明の利点は、ヒューズ50と電極25を支持層30aの間断のない平
坦な面上へ直接形成することを可能にし;他方、キャビティ55は、カバー層3
0bで形成できることである。また、層は、異なる材料から、または異なる厚さ
で製作でき、2つの層において、異なる誘電性、半導電性または絶縁性特性を提
供する。例えば、カバー層30cのひとつは、半導電性セラミック材料から製作
され、Johnsen-Rahbek タイプの静電チャックを形成し、そこでは、静電電荷は 、電極25から漏洩し、セラミック材料に蓄積し、チャック20の面の下に静電
電荷を形成し;他方、下部層30bは、より絶縁性の高い材料から製作される。
図3cに示す別の実施の形態では、ヒューズ50のまわりに配置される複数の中
空キャビティ55を有する第2のカバー層30bが、接着層30bを覆う第3の
絶縁体層30cを支持層30aへ接合する接着層から成る。
Referring to FIG. 3b, for ease of manufacture, insulator 30 preferably comprises a plurality of layers, including first and second layers. The first support layer 30a supports the electrode 25, the power bus 40, the output terminal 45, and the fuse 50. Second cover layer 30
b comprises a plurality of hollow cavities 55 in an insulator layer covering and surrounding the electrodes 25, the power bus 40, the output terminals 45, and the fuses 50. An advantage of the present invention is that the fuse 50 and the electrode 25 can be formed directly on an uninterrupted flat surface of the support layer 30a;
0b. Also, the layers can be made of different materials or of different thicknesses, providing different dielectric, semiconductive or insulating properties in the two layers. For example, one of the cover layers 30c is fabricated from a semi-conductive ceramic material to form a Johnsen-Rahbek type electrostatic chuck where electrostatic charge leaks from the electrode 25 and accumulates in the ceramic material, An electrostatic charge forms below the surface of the chuck 20; on the other hand, the lower layer 30b is made of a more insulating material.
In another embodiment, shown in FIG. 3c, a second cover layer 30b having a plurality of hollow cavities 55 disposed around the fuse 50 includes a third insulator layer 30c covering the adhesive layer 30b and a support layer 30a. It consists of an adhesive layer that is bonded to the substrate.

【0022】 本発明の静電チャック20のバイポーラバージョンを、図4の実施例の実施の
形態を参照して説明する。バイポーラバージョンでは、チャック20は、バイポ
ーラ電極としての役割を果たすサイズと構成にされている、第1グループの電極
146と第2グループの電極148とを覆う絶縁体30を備える。電極のグルー
プ146、148は、電極へ電圧が印加される際に、基板35を静電的に保持す
る能力がある。第1のセットの出力端子45aを有する第1の電力バス40aが
、第1グループの電極146へ電圧を供給する。第2のセットの出力端子45b
を有する第2の電力バス40bが、第2グループの電極148へ電圧を供給する
。複数のヒューズ50aが、電力バス40aと40bからの出力端子45aへ直
列に電極25aを接続する。各ヒューズ50aが、絶縁体30中に閉じ込められ
た中空キャビティ55a内に配置され、電極上の絶縁体30が電極を破壊して、
プロセス環境へ露出し、プラズマ放電電流を電極と連結するヒューズ50を介し
て流れさせる場合、電極25aを出力端子45aから切断する。
A bipolar version of the electrostatic chuck 20 of the present invention will be described with reference to the embodiment shown in FIG. In the bipolar version, the chuck 20 includes an insulator 30 that covers the first group of electrodes 146 and the second group of electrodes 148 sized and configured to serve as a bipolar electrode. The groups of electrodes 146, 148 are capable of electrostatically holding the substrate 35 when a voltage is applied to the electrodes. A first power bus 40a having a first set of output terminals 45a supplies a voltage to a first group of electrodes 146. Second set of output terminals 45b
A second power bus 40b having a voltage supply to the second group of electrodes 148. A plurality of fuses 50a connect electrodes 25a in series to output terminals 45a from power buses 40a and 40b. Each fuse 50a is located in a hollow cavity 55a confined in insulator 30, and insulator 30 on the electrode destroys the electrode,
When exposed to the process environment and the plasma discharge current is caused to flow through the fuse 50 connected to the electrode, the electrode 25a is disconnected from the output terminal 45a.

【0023】 バイポーラバージョンでは、第1の電圧源110が、第1と第2の電力バス4
0aと40bへ差動の電圧を供給する。好ましい構成では、第1の電圧源110
は、2つのDC電源を備え、それは、第1の電極146へ負の電圧を、第2の電
極へ正の電圧を供給し、電極が相互に対して異なる電位を維持する。電極のグル
ープ146と148の対立する電位は、プロセスチャンバ65内のプラズマを使
用せずに、電極のグループ146と148、およびチャック20へ保持される基
板35に対立する静電電荷を誘導し、基板35をチャック20へ静電的に保持さ
せる。バイポーラ電極構成は、基板35を電気的にバイアスするための電荷搬送
体としての役を果たす帯電プラズマ核種が存在しない、非プラズマプロセスに対
して有利である。
In the bipolar version, the first voltage source 110 is connected to the first and second power bus 4
A differential voltage is supplied to 0a and 40b. In a preferred configuration, the first voltage source 110
Comprises two DC power supplies, which supply a negative voltage to the first electrode 146 and a positive voltage to the second electrode, such that the electrodes maintain different potentials with respect to each other. The opposing potentials of the electrode groups 146 and 148 induce opposing electrostatic charges on the electrode groups 146 and 148 and the substrate 35 held on the chuck 20 without using the plasma in the process chamber 65, The substrate 35 is electrostatically held on the chuck 20. The bipolar electrode configuration is advantageous for non-plasma processes where there are no charged plasma nuclides that serve as charge carriers for electrically biasing the substrate 35.

【0024】 製造の容易さ、信頼性の向上、および電極により発生される静電クランプ力の
最大化を提供するチャック20の代替のバージョンを説明する。図5に図示する
バージョンでは、電力バス40は、全ての電極25を動作するために電圧を供給
する電極25から間隔をおいた平坦な導電層を備える。各ヒューズ50は、少な
くともひとつの電極部位25を電力バス40へ直列に接続する。好ましくは、ヒ
ューズ50は、電極25と平坦な導電層との間に延在する孔155上に抵抗性の
皮膜150を備え、抵抗性皮膜150は、例えば、抵抗素子としての役割を果た
す導電性または抵抗性の材料の薄い皮膜を備える。このバージョンは、抵抗性の
ヒューズ素子が平坦な導電層を覆う絶縁体30層に形成された孔155上に抵抗
性皮膜150を堆積することにより容易に製造でき;孔はヒューズ50からの焼
断または溶融残滓が凝固して導電性の連結となるのを防止するのに十分大きな形
状とサイズにできるので、製造の一定の有利点を有する。
An alternative version of the chuck 20 is described that provides ease of manufacture, increased reliability, and maximizes the electrostatic clamping force generated by the electrodes. In the version illustrated in FIG. 5, the power bus 40 comprises a flat conductive layer spaced from the electrodes 25 that supply the voltage to operate all the electrodes 25. Each fuse 50 connects at least one electrode site 25 to a power bus 40 in series. Preferably, the fuse 50 comprises a resistive coating 150 on a hole 155 extending between the electrode 25 and the flat conductive layer, the resistive coating 150 comprising, for example, a conductive film serving as a resistive element. Or with a thin coating of a resistive material. This version can be easily manufactured by depositing a resistive coating 150 over a hole 155 formed in the insulator 30 layer over which the resistive fuse element covers the flat conductive layer; Alternatively, it has certain manufacturing advantages because it can be made large enough in shape and size to prevent the molten residue from solidifying into a conductive connection.

【0025】 図6に示すバージョンでは、電力バス40の出力端子45は、電極25と実質
的に同一平面にある。電極25は、同一平面にあり、それにより、電極25の静
電接触領域が単一面に位置する。出力端子45は、電極25間に、電極から間隔
をおいて、電極面と同一平面に配置される。この編成は、ヒューズ50を電極2
5間に位置することを可能にし、それにより、電極25と絶縁体層30の全体の
厚さを低減し、チャック20の静電引力を最大化する。
In the version shown in FIG. 6, the output terminal 45 of the power bus 40 is substantially flush with the electrode 25. The electrodes 25 are coplanar, so that the electrostatic contact area of the electrodes 25 is located on a single plane. The output terminal 45 is arranged between the electrodes 25 at a distance from the electrodes and on the same plane as the electrode surface. In this formation, the fuse 50 is connected to the electrode 2
5, thereby reducing the overall thickness of the electrode 25 and insulator layer 30 and maximizing the electrostatic attraction of the chuck 20.

【0026】 図7と図8に示すバージョンでは、チャック20は、(i)絶縁体30の外辺
にひとつ以上の外辺電極25aと、(ii)絶縁体30の中央部分にひとつ以上
の中央電極25bと、を備える。第1のセットの出力端子45aを有する第1の
電力バス40aは、外辺電極25aへ電圧を供給し、第2のセットの出力端子4
5bを有する第2の電力バス40bは、中央電極25bへ電圧を供給する。ヒュ
ーズ50a−bは、図示のように、電極25a−bを電力バス40aと40bか
らの出力端子45a−bへ直列で電気的に接続する。ヒューズ50aは、いずれ
かひとつの外辺電極25aがプロセス環境へ露出される場合に、外辺電極25a
を電力バス40aから電気的に切断する。図8に示すこのバージョンは、外辺電
極25aおよび中央電極25bへの別々の監視と電圧の供給を可能にする。伝熱
流体がチャック20上に保持される基板35の温度を調整するのに使用される場
合、外辺電極25aは、特に重要である、何故なら、外辺電極25aは、伝熱流
体の漏洩を防止するようチャックの外辺を密閉するからである。外辺電極25a
が破損すると、基板の下に保持される伝熱流体が漏出し、基板の外辺への加熱と
結果としての損傷を生ずる。このチャック構成は、チャック20の外辺での静電
保持力を増加させるよう外辺電極25aへより高電圧の印加を可能にするか、ま
たは、外辺電極25aのひとつ以上がプラズマ環境へ露出される場合に、チャッ
クの置換えを可能にする。
In the versions shown in FIGS. 7 and 8, the chuck 20 includes (i) one or more outer electrodes 25 a on the outer edge of the insulator 30 and (ii) one or more center electrodes on the central portion of the insulator 30. And an electrode 25b. A first power bus 40a having a first set of output terminals 45a provides a voltage to the outer electrode 25a and a second set of output terminals 4a.
A second power bus 40b having 5b supplies a voltage to the center electrode 25b. Fuses 50a-b electrically connect electrodes 25a-b in series to output terminals 45a-b from power buses 40a and 40b, as shown. The fuse 50a is connected to the outer electrode 25a when any one of the outer electrodes 25a is exposed to the process environment.
Is electrically disconnected from the power bus 40a. This version, shown in FIG. 8, allows separate monitoring and supply of voltage to the outer electrode 25a and the center electrode 25b. The outer electrode 25a is particularly important when the heat transfer fluid is used to regulate the temperature of the substrate 35 held on the chuck 20, because the outer electrode 25a may be a heat transfer fluid leak. This is because the outer periphery of the chuck is hermetically sealed so as to prevent the problem. Outer electrode 25a
If the substrate breaks, heat transfer fluid retained beneath the substrate leaks, causing heating to the perimeter of the substrate and consequent damage. This chuck configuration allows for a higher voltage to be applied to the outer electrode 25a to increase the electrostatic holding force on the outer edge of the chuck 20, or one or more of the outer electrodes 25a are exposed to the plasma environment. Allows for chuck replacement.

【0027】 ここに説明するバージョンのいずれでも、図7に図示するように、静電チャッ
ク20は、電極への電圧の印加により基板を静電的に保持する複数の電極25a
−bを有する少なくともひとつの第1の絶縁体30aを備えることができる。絶
縁体30aの上面は、基板をその上に受け取るような形状とサイズにされた平坦
な面である。ひとつ以上の第2の絶縁体30bは、単一または多数の電力バス4
0aと40bとを更に備え、そのそれぞれは、電極へ電圧を伝導する複数の出力
端子45a−bを備える。複数のヒューズ50a−bは、第2の絶縁体30b内
の中空キャビティに配置されている。各ヒューズ50a−bは、少なくともひと
つの電極25a−bを電力バス40aと40bの出力端子45a−bへ直列に接
続する。第1の絶縁体30aと第2の絶縁体30bは、単一の構造体を形成する
よう共に接合でき、または、分離した隣接しない構造体にもできる。
In any of the versions described herein, as shown in FIG. 7, the electrostatic chuck 20 includes a plurality of electrodes 25a that electrostatically hold the substrate by applying a voltage to the electrodes.
At least one first insulator 30a having -b may be provided. The top surface of insulator 30a is a flat surface shaped and sized to receive a substrate thereon. One or more second insulators 30b may include a single or multiple power bus 4
0a and 40b, each having a plurality of output terminals 45a-b for conducting voltage to the electrodes. The plurality of fuses 50a-b are disposed in a hollow cavity in the second insulator 30b. Each fuse 50a-b connects at least one electrode 25a-b in series to output terminals 45a-b of power buses 40a and 40b. The first insulator 30a and the second insulator 30b can be joined together to form a single structure, or can be separate non-adjacent structures.

【0028】 本発明の別の局面は、電極破損数の早期検出と、オプションのカウント用のシ
ステムを提供する。このシステムでは、電流検出器175が、図1に示すように
、電力バス40へ直列で電気的に接続され、ヒューズ50a−hを通る電流の流
れを検出する。絶縁体30が電極25aを破壊し、プロセス環境へ露出する場合
、帯電したプラズマイオンは、電極を通り放電し、電極25aと隣接するヒュー
ズ50aを通って流れる電流を供給する。電流検出器175は、ヒューズ50a
が電力バス40の出力端子45aから電極25aを電気的に切断する前に、電流
を検出する。適切な電流検出器175は、電力バス40へ直列に接続された電流
計を備える。電流検出器175を通る電流サージの監視は、プロセス環境へ露出
した電極25a−hの数、または切断された電極25a−hの数の表示を提供す
る。このようにして、電流検出器175は、ひとつ以上の電極25の破損の早期
警告を提供し、プロセス期間中に壊滅的な破損が起る前にチャックの置換えを可
能にするよう使用できる。
[0028] Another aspect of the invention provides a system for early detection of electrode breakage and optional counting. In this system, a current detector 175 is electrically connected in series to the power bus 40 and detects the flow of current through the fuses 50a-h, as shown in FIG. When the insulator 30 destroys the electrode 25a and exposes it to the process environment, the charged plasma ions discharge through the electrode and supply a current flowing through the fuse 50a adjacent to the electrode 25a. The current detector 175 is connected to the fuse 50a.
Detects the current before electrically disconnecting the electrode 25a from the output terminal 45a of the power bus 40. A suitable current detector 175 comprises an ammeter connected in series to the power bus 40. Monitoring current surge through the current detector 175 provides an indication of the number of electrodes 25a-h exposed to the process environment or the number of disconnected electrodes 25a-h. In this way, the current detector 175 can be used to provide an early warning of the failure of one or more of the electrodes 25 and to allow the chuck to be replaced before catastrophic failure occurs during the process.

【0029】 好ましくは、電気カウンタ180が、電流検出器175を通る電流サージの数
を数えるよう電流検出器175へ接続され、プロセス環境へ露出された電極25
a−hの数、または切断された電極25a−hの数の評価を提供する。カウンタ
180は、電流検出器175を通る電流放電の数を数える能力のある通常のカウ
ンタであり得る。カウンタは、普通には、アナログ/デジタルコンバータにより
生成されるインパルスを数え、位置の読みを生成するレジスタを備える。オプシ
ョンとして、アナログ/デジタルコンバータ185が、カウンタ180の前に直
列に使用され、アナログ電流出力をデジタル電流出力へ変換する。普通のアナロ
グ/デジタルコンバータ185は、等級尺度のアナログ電圧を受取り、アナログ
入力に比例するバイナリコード数を生成する電子回路を備える。アナログ/デジ
タルコンバータ185は、正確な繰返し時間間隔でアナログ入力を表示するバイ
ナリ出力を供給する。通常の電気カウンタとアナログ/デジタルコンバータが使
用できる。
Preferably, an electrical counter 180 is connected to the current detector 175 to count the number of current surges through the current detector 175 and the electrodes 25 exposed to the process environment
It provides an estimate of the number of ah, or the number of disconnected electrodes 25a-h. Counter 180 may be a conventional counter capable of counting the number of current discharges through current detector 175. The counter typically includes a register that counts the impulses generated by the analog-to-digital converter and generates a position reading. Optionally, an analog / digital converter 185 is used in series before the counter 180 to convert the analog current output to a digital current output. A conventional analog-to-digital converter 185 includes electronic circuitry that receives a scaled analog voltage and generates a binary code number proportional to the analog input. Analog to digital converter 185 provides a binary output that represents the analog input at precise repeating time intervals. Normal electric counters and analog / digital converters can be used.

【0030】 図8に図示するチャックのバージョンでは、別々の電流検出器175aと17
5b、およびオプションの別々の電気カウンタ180aと180bが、それぞれ
、チャック20の外辺電極25aと中央電極25bでの電流の流れを検出するよ
う使用される。2つの電流検出器の使用は、外辺電極25aと中央電極25bの
破損の別々の検出を可能にする。このようにして、電流検出器175aは、ひと
つ以上の外辺電極25aの破損の早期警告を提供し、プロセス期間中にチャック
20が破損する前にチャックの置換えを可能にするよう使用できる。
In the chuck version illustrated in FIG. 8, separate current detectors 175 a and 17
5b and optional separate electrical counters 180a and 180b are used to detect current flow at the outer electrode 25a and the center electrode 25b of the chuck 20, respectively. The use of two current detectors allows separate detection of breakage of the outer electrode 25a and the center electrode 25b. In this manner, the current detector 175a can be used to provide an early warning of the failure of one or more perimeter electrodes 25a and to allow the chuck to be replaced before the chuck 20 fails during the process.

【0031】 チャック20の異なる特徴と構成要素、およびチャックを製造する実例の方法
を、以下に説明する。しかし、他の製造方法が、チャック20を形成するのに使
用でき、本発明を、ここに説明する実例の方法に限定してはならない。
The different features and components of chuck 20 and illustrative methods of manufacturing the chuck are described below. However, other manufacturing methods can be used to form the chuck 20, and the present invention should not be limited to the example methods described herein.

【0032】 図2に示すように、電極25a−cと絶縁体30を支持するよう使用されるチ
ャック20の基部80は、普通には、伝熱を最大化し、広い保持面を提供するよ
うに、基板35の形状とサイズに相当する形状とサイズにされる。例えば、基板
35が円板形状である場合、直円筒形状の基部80が好ましい。普通には、基部
80は、アルミニウム製で、約100mmから225mmの直径と約1.5cm
から2cmの厚さを持つ円筒形状を有する。プレートの上と下面は、プレートの
面粗度が1μm未満になるまで、在来の研磨技術を使用して研磨され、それによ
り、基部80は、支持体60と基板35と均等に接触でき、基板35と支持体6
0間の効率的な伝熱を可能にする。基部80は、最少の隙間で電気コネクタ90
を通して挿入するのに十分な大きさに設定された孔も有し、適切な隙間は、約5
mm未満である。
As shown in FIG. 2, the base 80 of the chuck 20 used to support the electrodes 25 a-c and the insulator 30 typically maximizes heat transfer and provides a large holding surface. , A shape and a size corresponding to the shape and the size of the substrate 35. For example, when the substrate 35 has a disk shape, the base 80 having a right cylindrical shape is preferable. Typically, the base 80 is made of aluminum and has a diameter of about 100 mm to 225 mm and a diameter of about 1.5 cm.
It has a cylindrical shape with a thickness of from 2 cm. The upper and lower surfaces of the plate are polished using conventional polishing techniques until the surface roughness of the plate is less than 1 μm, so that the base 80 can evenly contact the support 60 and the substrate 35, Substrate 35 and support 6
0 enables efficient heat transfer. The base 80 has an electrical connector 90 with minimal clearance.
It also has a hole sized enough to be inserted through it, and a suitable gap is about 5
mm.

【0033】 絶縁体30は、図1に示すように、チャック20の全ての電極25a−c、ヒ
ューズ50a−c、出力端子45a−c、および電力バス40を覆い、収納する
のに十分な大きさに設定された一体の絶縁体30シートであり得る。代替として
、絶縁体は、図3b−cに示すように複数の層から形成されてもよい。絶縁体3
0の固有抵抗は、(i)速い応答時間を提供する速い静電電荷の蓄積と消散を可
能にするよう充分に低く、(ii)基板35上に形成されるデバイスを損傷する
かもしれない電極25a−cへ印加される電圧の漏洩を防止するよう十分に大き
くなくてはならない。普通には、絶縁体30は、約1013Ωcmから1020Ωc
mにわたる固有抵抗と、少なくとも約3、より好ましくは、少なくとも約4の誘
電率を有する。絶縁体30の適切な厚さは、絶縁体の電気的固有抵抗と誘電率に
依存する。例えば、絶縁体30が約3.5の誘電率を有する場合、絶縁体30の
厚さは、普通には、約10μmから約500μmであり、より普通には、約10
0μmから約300μmである。適切な絶縁体30材料は、普通には少なくとも
約3.9V/μm(100V/mil)、より普通には、少なくとも約39V/
μm(1000V/mil)の絶縁破壊強度を有する。好ましい構成では、図9
aから9gに図示するように、絶縁体30は2層の積層構造を備え、それは、(
i)電極25より下の第1の絶縁体層30aと、(ii)電極25上の第2の絶
縁体層30bを含む。好ましくは、各絶縁体層30a−bは、約50μmから約
100μmにわたる実質的に同等の厚さを有する。
Insulator 30 is large enough to cover and house all electrodes 25 a-c, fuses 50 a-c, output terminals 45 a-c and power bus 40 of chuck 20, as shown in FIG. It may be an integral insulator 30 sheet that is set to this. Alternatively, the insulator may be formed from multiple layers as shown in FIGS. 3b-c. Insulator 3
The zero resistivity is (i) low enough to allow fast electrostatic charge accumulation and dissipation providing fast response times, and (ii) electrodes that may damage devices formed on substrate 35. Must be large enough to prevent leakage of the voltage applied to 25a-c. Typically, the insulator 30 will be between about 10 13 Ωcm and 10 20 Ωc.
m and a dielectric constant of at least about 3, more preferably at least about 4. The appropriate thickness of the insulator 30 depends on the electrical resistivity and dielectric constant of the insulator. For example, if the insulator 30 has a dielectric constant of about 3.5, the thickness of the insulator 30 is typically from about 10 μm to about 500 μm, and more usually about 10 μm.
It is from 0 μm to about 300 μm. A suitable insulator 30 material is usually at least about 3.9 V / μm (100 V / mil), more usually at least about 39 V / mil.
It has a dielectric breakdown strength of μm (1000 V / mil). In a preferred configuration, FIG.
a to 9g, the insulator 30 has a two-layer stack structure,
i) a first insulator layer 30a below the electrode 25; and (ii) a second insulator layer 30b on the electrode 25. Preferably, each insulator layer 30a-b has a substantially equivalent thickness ranging from about 50 μm to about 100 μm.

【0034】 好ましくは、絶縁体30は、ポリイミド、ポリケトン、ポリエーテルケトン、
ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、
ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、フルオ
ロエチレンプロピレンコポリマー、セルロース、トリアセテート、シリコーン、
およびゴムのような、電気的に絶縁性のポリマー材料を備える。より好ましくは
、絶縁体30は、約200から約400V/μm(5,000から10,000
V/mil)にわたる高絶縁破壊強度を有するポリイミドを備え、それは、薄い
絶縁体30層の使用を可能にし、それにより、静電引力を最大化する。また、ポ
リイミドは、静電クランプ圧力の下で僅かに変形するのに十分に弾力的であり、
伝熱流体が基板35と弾性的なポリイミドとの間の顕微鏡的な間隙に導入される
場合、伝熱を増強する。ポリイミド誘電体層は、普通には、スピン塗布または電
極25上へのポリイミドフィルムの結合により形成される。
Preferably, the insulator 30 is made of polyimide, polyketone, polyetherketone,
Polysulfone, polycarbonate, polystyrene, nylon, polyvinyl chloride,
Polypropylene, polyether sulfone, polyethylene terephthalate, fluoroethylene propylene copolymer, cellulose, triacetate, silicone,
And an electrically insulating polymer material such as rubber. More preferably, insulator 30 is between about 200 and about 400 V / μm (5,000 to 10,000).
(V / mil), which allows the use of thin 30 layers of insulator, thereby maximizing electrostatic attraction. Also, the polyimide is elastic enough to deform slightly under electrostatic clamping pressure,
When a heat transfer fluid is introduced into the microscopic gap between the substrate 35 and the resilient polyimide, it enhances heat transfer. The polyimide dielectric layer is commonly formed by spin coating or bonding a polyimide film onto the electrode 25.

【0035】 代替として、絶縁体30は、セラミック材料から成り(i)Al23、BeO
、SiO2、Ta25、ZrO2、CaO、MgO、TiO2、BaTiO3等の酸
化物、(ii)AlN、TiN、BN、Si34、等の窒化物、(iii)Zr
2、TiB2、VB2、W23、LaB6、等のホウ化物、(iv)MoSi2等 のケイ化物、および(v)ダイアモンドを含む。セラミック絶縁体は、普通には
、スパッタリング、フレームスプレー、CVD、または溶液塗布により、薄いセ
ラミックフィルムを電極面上に形成される。代替として、セラミック絶縁体は、
電極25をその中に埋込んでセラミックブロックを燒結することにより形成でき
る。
Alternatively, insulator 30 may be made of a ceramic material (i) Al 2 O 3 , BeO
, SiO 2, Ta 2 O 5 , ZrO 2, CaO, MgO, oxides such as TiO 2, BaTiO 3, (ii ) AlN, TiN, BN, Si 3 N 4, nitrides etc., (iii) Zr
Borides such as B 2 , TiB 2 , VB 2 , W 2 B 3 , LaB 6 , (iv) silicides such as MoSi 2 , and (v) diamond. The ceramic insulator is usually formed by sputtering, flame spraying, CVD, or solution coating to form a thin ceramic film on the electrode surface. Alternatively, the ceramic insulator is
It can be formed by embedding the electrode 25 therein and sintering the ceramic block.

【0036】 好ましくは、絶縁体30は、50°Cを超える、より好ましくは100°Cを
超える温度に耐え、それにより、チャック20は、高温プロセスに対して使用で
きる。また、絶縁体30は、高熱伝導率を有し、それにより、プロセス中に基板
35で生成される熱は、チャック20を通し消散でき、適切な熱伝導率は、少な
くとも約0.10W/m/Kである。加えて、保護皮膜(図示せず)が絶縁体3
0上に付加でき、チャック20が侵食性プロセス環境で使用される場合、化学的
侵食から絶縁体30を保護する。
Preferably, the insulator 30 withstands temperatures above 50 ° C., more preferably above 100 ° C., so that the chuck 20 can be used for high temperature processes. Also, the insulator 30 has a high thermal conductivity so that heat generated at the substrate 35 during the process can be dissipated through the chuck 20 and a suitable thermal conductivity is at least about 0.10 W / m / K. In addition, a protective film (not shown)
0 to protect the insulator 30 from chemical attack when the chuck 20 is used in an aggressive process environment.

【0037】 電極25は、例えば、銅、ニッケル、クロム、アルミニウム、およびその合金
等の電気的に導電性の材料から作成される。普通には、電極25の厚さは、約1
μmから約100μm、より普通には、1μmから50μmである。好ましくは
、電極25は、基板35の面積の約10-4から10-1倍の接触面積を備える。2
00から300mm(6から8インチ)の直径を有する基板35に対して、好ま
しくは、電極25の各部位少なくとも約20mm2、より好ましくは約50から 約1000mm2の接触面積を備える。
The electrode 25 is made of an electrically conductive material such as copper, nickel, chromium, aluminum, and alloys thereof. Usually, the thickness of the electrode 25 is about 1
μm to about 100 μm, more usually 1 μm to 50 μm. Preferably, electrode 25 has a contact area of about 10 -4 to 10 -1 times the area of substrate 35. 2
For a substrate 35 having a diameter of 6 to 8 inches (00 to 300 mm), preferably each portion of the electrode 25 has a contact area of at least about 20 mm 2 , more preferably about 50 to about 1000 mm 2 .

【0038】 電極25によりカバーされる領域の形状とサイズは、基板35のサイズと形状
に従い変化する。例えば、図10aに示すように、基板35がディスク形状であ
る場合、電極25の部位は、基板35の下の電極25の合計面積を最大化するよ
う円板形状構成に編成される。好ましくは、電極25は、約50から約500c
2、より普通には、80から380cm2の合計面積をカバーする。
The shape and size of the area covered by the electrodes 25 change according to the size and shape of the substrate 35. For example, if the substrate 35 is disk-shaped, as shown in FIG. 10a, the locations of the electrodes 25 are organized in a disk-shaped configuration to maximize the total area of the electrodes 25 under the substrate 35. Preferably, the electrode 25 is between about 50 and about 500 c
m 2 , more usually 80 to 380 cm 2 .

【0039】 図4に示すバイポーラ電極構成に対して、電極の各グループ146と148の
接触面積は、相互に実質的に同等で同一平面にあり、それにより、電極は、基板
35上に同等の静電クランプ力を発生する。普通には、電極(または電極の部位
)の各グループの合計接触面積は、約50から約250cm2、より好ましくは 、約100から約200cm2である。第1グループの電極146と第2グルー プの電極148は、図11に示すように、各々半円領域を備えることができる。
代替として、第1グループの電極146は、図12に示すように、少なくともひ
とつの内円の電極を備えることができ、第2グループの電極148は、少なくと
もひとつの外円の電極を備えることができる。電極アイソレーション・ボイド1
90が、電極のグループ146、148を相互から電気的に絶縁するよう使用さ
れる。有利な構成のひとつでは、電極アイソレーション・ボイド190は、チャ
ック20上の基板35の温度を調整する伝熱流体を保持する溝としての役を果た
すようなサイズと構成にされる。溝は、アイソレーション・ボイドにかぶさる絶
縁体30を切込むことによりアイソレーション・ボイド190に形成でき、それ
により、溝は、絶縁体30に部分的に延在し、または、図2に示すように、絶縁
体30は、アイソレーション・ボイド190の中へ引っ込み、電極25a−c間
に位置する溝を形成する。この構成は、電極を通り切込まれる追加溝を必要とす
ることなく、伝熱流体を保持する電極間のアイソレーション・ボイド190の使
用を可能にし、それにより、電極25の実効面積と静電力を最大化する。
For the bipolar electrode configuration shown in FIG. 4, the contact area of each group of electrodes 146 and 148 is substantially identical and coplanar with each other, so that the electrodes are identical on the substrate 35. Generates electrostatic clamping force. Normally, the total contact area of each group of electrodes (or sites of electrodes) from about 50 to about 250 cm 2, more preferably from about 100 to about 200 cm 2. The first group of electrodes 146 and the second group of electrodes 148 may each have a semicircular region, as shown in FIG.
Alternatively, the first group of electrodes 146 may comprise at least one inner circle electrode and the second group of electrodes 148 may comprise at least one outer circle electrode, as shown in FIG. it can. Electrode isolation void 1
90 is used to electrically isolate groups of electrodes 146, 148 from each other. In one advantageous configuration, the electrode isolation void 190 is sized and configured to serve as a groove for holding a heat transfer fluid that regulates the temperature of the substrate 35 on the chuck 20. A groove can be formed in the isolation void 190 by cutting the insulator 30 over the isolation void so that the groove extends partially into the insulator 30 or as shown in FIG. The insulator 30 then retracts into the isolation void 190, forming a groove located between the electrodes 25a-c. This configuration allows for the use of isolation voids 190 between the electrodes to hold the heat transfer fluid without the need for additional grooves cut through the electrodes, thereby reducing the effective area of the electrodes 25 and the electrostatic force. To maximize

【0040】 電気コネクタ90が、電力バス40または第1と第2の電力バス40a、40
bを第1の電圧源110へ電気的に接続するのに使用される。バイポーラ電極に
対しては、別々の電気コネクタ90が、別々に電気的に第1グループの電極14
6を第1の電力バス40aへ接続し、第2グループの電極148を第2の電力バ
ス40bへ接続するよう使用される。モノポーラおよびバイポーラ両方の電極に
対して、電気コネクタ90は実質的に同一であり、繰返しを避けるために一度だ
け説明する。電気コネクタ90は、基部80で孔85を通し延在する電気リード
線95、および電気コンタクト100を備える。普通には、電気リード線95の
長さは、約10mmから約50mmであり、電気リード線95の巾は約2mmか
ら約10mmである。好ましくは、電気コンタクト100は、電圧供給端子10
5へ直接接触し電気的に係合するような大きさに設定された露出領域をもつ円板
形状であり、好ましい面積は、約50から約400mm2である。
The electrical connector 90 is connected to the power bus 40 or the first and second power buses 40a, 40
b is used to electrically connect to the first voltage source 110. For bipolar electrodes, a separate electrical connector 90 is provided separately and electrically to the first group of electrodes 14.
6 is used to connect the first power bus 40a and the second group of electrodes 148 to the second power bus 40b. For both monopolar and bipolar electrodes, the electrical connector 90 is substantially identical and will be described only once to avoid repetition. The electrical connector 90 includes an electrical lead 95 extending through the hole 85 at the base 80 and an electrical contact 100. Typically, the length of the electrical lead 95 is from about 10 mm to about 50 mm, and the width of the electrical lead 95 is from about 2 mm to about 10 mm. Preferably, the electrical contact 100 is connected to the voltage supply terminal 10.
5 is a disk with an exposed area sized to directly contact and electrically engage 5, with a preferred area of about 50 to about 400 mm 2 .

【0041】 各ヒューズ50は、自動制御であり、ヒューズのアンペア数定格を超える電流
が電極25と隣接するヒューズ50を通り流れる場合、少なくともひとつの電極
25を電力バスの出力端子から電気的に切断する能力がある。ヒューズ50は、
絶縁体30が電極25を破壊して、プロセス環境へ露出する場合、プラズマの放
電から発生する大きな電流サージ中に電極25を出力端子45から自動的に電気
的に切断する能力がある電流感応性素子である。電極25と隣接するヒューズ5
0を通るプラズマの放電は、例えば、溶融または焼断によりヒューズをスイッチ
オフさせる。普通には、各ヒューズは、絶縁体により囲まれ、断面を低減された
導体を備える。ヒューズ50のアンペア数定格は、焼断、溶融、または特定の温
度上昇限度を超えることなく、ヒューズが伝導できる電流である。ヒューズ50
の遮断定格は、ヒューズが安全に遮断できる最大短絡電流である。電流の瞬時の
上昇は、通常4分の1サイクル未満でヒューズをスイッチオフさせる。好ましく
は、各ヒューズ50は、少なくとも約300マイクロアンペア、より普通には少
なくとも約500マイクロアンペア、最も普通には、少なくとも約1ミリアンペ
アの電流がヒューズ50を通り流れる場合、電極25を出力端子45から電気的
に切断する能力がある。好ましくは、ヒューズは、少なくとも約100ミリ秒未
満で、より好ましくは、10ミリ秒未満で迅速に焼断するよう作成されるものと
する。
Each of the fuses 50 is automatically controlled, and when a current exceeding the amperage rating of the fuse flows through the fuse 50 adjacent to the electrode 25, at least one of the electrodes 25 is electrically disconnected from the output terminal of the power bus. Have the ability to Fuse 50
A current-sensitive that has the ability to automatically electrically disconnect the electrode 25 from the output terminal 45 during large current surges resulting from plasma discharge when the insulator 30 destroys the electrode 25 and exposes it to the process environment. Element. Fuse 5 adjacent to electrode 25
Discharging the plasma through zero switches the fuse off, for example, by melting or burning. Usually, each fuse comprises a conductor surrounded by an insulator and having a reduced cross section. The amperage rating of fuse 50 is the current that the fuse can conduct without blowing, melting, or exceeding certain temperature rise limits. Fuse 50
Is the maximum short-circuit current that the fuse can safely break. An instantaneous rise in current usually switches the fuse off in less than a quarter cycle. Preferably, each fuse 50 connects electrode 25 from output terminal 45 when a current of at least about 300 microamps, more usually at least about 500 microamps, and most usually at least about 1 milliamp flows through fuse 50. Ability to electrically disconnect. Preferably, the fuse will be made to burn rapidly in at least less than about 100 milliseconds, and more preferably, less than 10 milliseconds.

【0042】 好ましい構成では、各ヒューズ50は、電極と電力バス間の抵抗性のワイヤま
たは層を備え、それは、少なくとも約100Ω、より好ましくは、約100から
3000Ω、最も好ましくは約300Ωの抵抗を有する。抵抗体は、電極25を
電力バス40の出力端子45へ接続する抵抗性材料の薄いリード線または層を備
える。導体の抵抗は、R=ρx(l/A)の式により与えられ、ここで、素子の
、ρは単位長当りの抵抗であり、lは長さであり、Aは面積であるので、抵抗体
は、導電性または抵抗性の材料で作成できると理解されたい。従って、高導電性
の材料でさえ、材料の長さが適切に長く、またはその面積が十分に小さい場合、
抵抗体として動作できる。例えば、抵抗体は、電極25を出力端子45へ接続す
る非常に薄いリード線または層として形成される、銅またはアルミニウムのよう
な、導電性の材料から成り得る。代替として、抵抗体は、炭素、ニッケル、リン
、クロム、錫、およびその混合物を含む、通常の抵抗性材料から製作できる。好
ましくは、抵抗体材料は、高度に電流感応性材料である、ニッケル−リン、ニッ
ケル−クロム、クロム、または錫から製作される。
In a preferred configuration, each fuse 50 comprises a resistive wire or layer between the electrode and the power bus, which provides a resistance of at least about 100Ω, more preferably, about 100-3000Ω, most preferably about 300Ω. Have. The resistor comprises a thin lead or layer of resistive material connecting the electrode 25 to the output terminal 45 of the power bus 40. The resistance of a conductor is given by the equation R = ρx (l / A), where ρ is the resistance per unit length, l is the length, and A is the area, It should be understood that the body can be made of a conductive or resistive material. Thus, even with highly conductive materials, if the length of the material is appropriately long, or its area is small enough,
Can operate as a resistor. For example, the resistor may be made of a conductive material, such as copper or aluminum, formed as a very thin lead or layer connecting the electrode 25 to the output terminal 45. Alternatively, the resistor can be made from conventional resistive materials, including carbon, nickel, phosphorus, chromium, tin, and mixtures thereof. Preferably, the resistor material is made of nickel-phosphorous, nickel-chromium, chromium, or tin, which are highly current sensitive materials.

【0043】 ヒューズ50の形状とサイズ、すなわち、ヒューズの長さ、幅、直径、または
厚さは、ヒューズの材料、およびヒューズを通り流れる電流のアンペア数に依存
する。例えば、ニッケル−リン、ニッケル−クロム、クロム、または錫のような
抵抗性の材料から作成され、約50mAのアンペア数定格を有する抵抗体ヒュー
ズ50の適切な厚さは、約0.005から約1μm、より好ましくは、約0.0
1から約0.2μmである。好ましい構成では、ヒューズは、電極25を電力バ
ス40上の出力端子45へ接続する、抵抗性材料の薄いリード線を備える。抵抗
性リード線を通り流れる電流のアンペア数定格が、上記で説明したように、ヒュ
ーズが焼断または溶融することなく伝導できる最大電流を超える場合、薄いリー
ド線は、焼断または溶融する。更に、約0.01から約0.2μmの厚さを有す
るヒューズに対して、好ましい幅は、約0.1から約1mm、より好ましくは、
0.1から0.3mm(0.005から0.012インチ);および、好ましい
長さは、約0.1から5mm、より好ましくは、0.5から2.5mm(0.0
2から0.1インチ)である。抵抗性のヒューズ素子50は、電極25を囲む絶
縁体30に埋込ことができるか、または、以下により詳細に説明するように、分
離した絶縁されたヒューズ組立体として作成できる。
The shape and size of the fuse 50, ie, the length, width, diameter, or thickness of the fuse, depends on the material of the fuse and the amperage of the current flowing through the fuse. For example, a resistor fuse 50 made of a resistive material such as nickel-phosphorous, nickel-chromium, chromium, or tin and having an amperage rating of about 50 mA has a suitable thickness of about 0.005 to about 0.005. 1 μm, more preferably about 0.0
1 to about 0.2 μm. In a preferred configuration, the fuse comprises a thin lead of resistive material connecting the electrode 25 to an output terminal 45 on the power bus 40. If the amperage rating of the current flowing through the resistive lead exceeds the maximum current that the fuse can conduct without blowing or melting, as described above, the thin lead will burn or melt. Further, for fuses having a thickness of about 0.01 to about 0.2 μm, a preferred width is about 0.1 to about 1 mm, more preferably,
0.1 to 0.3 mm (0.005 to 0.012 inches); and a preferred length is about 0.1 to 5 mm, more preferably 0.5 to 2.5 mm (0.0
2 to 0.1 inches). The resistive fuse element 50 can be embedded in the insulator 30 surrounding the electrode 25, or can be made as a separate, insulated fuse assembly, as described in more detail below.

【0044】 電力バス40は、絶縁体に埋込まれ、電極25から間隔をおいた導電性のワイ
ヤまたは層を備えることができる。電力バス40は、電極25へ電圧を供給する
出力端子45または接合点を有する。電力バス40の出力端子45は、図5に示
すように、電極25の下に配置でき、または、図6に示すように、電極と同一平
面に、および電極間に配置できる。代替として、図7に示すように、出力端子4
5と電力バス40は、異なる構造体に、またはチャック20から離れて配置でき
る。
The power bus 40 may include a conductive wire or layer embedded in an insulator and spaced from the electrode 25. The power bus 40 has an output terminal 45 for supplying a voltage to the electrode 25 or a junction. The output terminals 45 of the power bus 40 can be located below the electrodes 25, as shown in FIG. 5, or can be located flush with the electrodes and between the electrodes, as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG.
5 and power bus 40 can be located on different structures or remote from chuck 20.

【0045】 チャックの電極25、電力バス40、ヒューズ50、および中空キャビティ5
5の製造方法を以下に説明する。好ましくは、チャックは、絶縁体30から構成
される積層として形成され、そこに埋込まれた電極25、電力バス40、および
ヒューズ50を有する。図9aから9gに略図示する製作の方法のひとつでは、
複合層が、(i)第1の絶縁体支持層30aを選択するステップと;(ii)ヒ
ューズを形成するよう、第1の絶縁体支持層30a上に抵抗体層200を堆積す
るステップと;(iii)電極25および電力バス40を形成するよう、抵抗体
層200上にパターン化された導電体層205を堆積するステップと、により形
成される。支持層30aは、Wilmington, Delaware にある DuPont de Nemours
Co., により製造されるポリイミドフィルム「カプトン (KAPTON)」;日本の鐘淵
化学工業 (Kanegafuchi Chemical Indust., Japan) により製造される「APIQUEO
」;日本の宇部興産 (Ube Indus. Ltd., Japan) により製造される「UPILEX」;
日本の日東電工 (Nitto Electric Indus. Co. Ltd., Japan) により製造される 「NITOMID」;または Mitsubishi Plastics Indus. Ltd., Japan により製造さ れる「SUPERIOR FILM」のような、市販で入手可能なポリマーフィルムを含むこ とができる。
The electrode 25 of the chuck, the power bus 40, the fuse 50, and the hollow cavity 5
The manufacturing method of No. 5 will be described below. Preferably, the chuck is formed as a stack of insulators 30, having electrodes 25, power buses 40, and fuses 50 embedded therein. In one of the fabrication methods schematically illustrated in FIGS. 9a to 9g,
A composite layer (i) selecting a first insulator support layer 30a; (ii) depositing a resistor layer 200 on the first insulator support layer 30a to form a fuse; (Iii) depositing a patterned conductor layer 205 on the resistor layer 200 to form the electrode 25 and the power bus 40. The support layer 30a is available from DuPont de Nemours, Wilmington, Delaware.
KAPTON, a polyimide film manufactured by Co., Ltd .; APIQUEO manufactured by Kanegafuchi Chemical Indust., Japan
"UPILEX" manufactured by Ube Indus. Ltd., Japan;
Commercially available, such as "NITOMID" manufactured by Nitto Electric Indus. Co. Ltd., Japan; or "SUPERIOR FILM" manufactured by Mitsubishi Plastics Indus. Ltd., Japan It can include a polymer film.

【0046】 好ましくは、抵抗体層200は、図9aに示すように、第1の絶縁体層30a
上に導電性または抵抗性の材料、好ましくは、ニッケル−リン、ニッケル−クロ
ム、クロム、または錫の薄い層を堆積することにより形成できる。抵抗体層の厚
さは、約0.005から約1μmである。図9bに示すように、第1のパターン
化されたレジスト層215が抵抗体層200上に形成され、レジスト層215は
、電極25および電力バス40構成に合せてパターン化される。レジストは、ハ
ードマスク、または、 DuPont de Nemours Co., Wilmington, Delaware により 製造される「RISTON」等の、ホトレジスト材料を備えることができる。本明細書
に援用する、Stanley Wolf and Richard N. Tauber 著の Silicon Processing f or the VLSI Era, Volume 1: Process Technology , Lattice Press, California
(1986)、 の第12,13、および14章に記載のような、通常のフォトリソグ
ラフィック法が、電極25および電力バス40の形状に相当するようレジスト層
215をパターン化するのに使用できる。その後、電気メッキが、レジストで皮
膜された部分間に導電体層205を堆積するよう使用され、電極25、電力バス
40、および電気コネクタ90を形成する。導電体層205は、2μmから10
0μm、より好ましくは、約5μmの厚さに堆積される。導電体層205は、ま
た、絶縁体フィルム上に銅の層をスパッタし、その間に酸化クロム結合層をもつ
ことによっても堆積できる。気相堆積法は、約500nm未満、より好ましくは
、250nm未満の厚さを有する薄い電極層の堆積を可能にすることにより有利
である。導電体層205の堆積後、残滓のホトレジストは、通常の酸、または酸
素プラズマの除去プロセスを使用して、複合層から除去され、図9cに示す構造
を得る。
Preferably, the resistor layer 200 includes a first insulator layer 30 a, as shown in FIG.
It can be formed by depositing a thin layer of a conductive or resistive material, preferably nickel-phosphorus, nickel-chromium, chromium, or tin. The thickness of the resistor layer is from about 0.005 to about 1 μm. As shown in FIG. 9b, a first patterned resist layer 215 is formed on the resistor layer 200, and the resist layer 215 is patterned for the electrode 25 and power bus 40 configuration. The resist may comprise a hard mask or a photoresist material, such as "RISTON" manufactured by DuPont de Nemours Co., Wilmington, Delaware. Silicon Processing for the VLSI Era, Volume 1: Process Technology , Stanley Wolf and Richard N. Tauber, Lattice Press, California, incorporated herein by reference.
Conventional photolithographic techniques, such as those described in Chapters 12, 13, and 14 of (1986), can be used to pattern resist layer 215 to correspond to the shape of electrode 25 and power bus 40. Thereafter, electroplating is used to deposit a conductive layer 205 between the portions coated with the resist, forming electrodes 25, power bus 40, and electrical connector 90. The conductor layer 205 has a thickness of 2 μm to 10 μm.
It is deposited to a thickness of 0 μm, more preferably about 5 μm. The conductor layer 205 can also be deposited by sputtering a layer of copper on the insulator film, with a chromium oxide bonding layer in between. Vapor deposition is advantageous by allowing the deposition of thin electrode layers having a thickness of less than about 500 nm, more preferably less than 250 nm. After the deposition of the conductive layer 205, the residual photoresist is removed from the composite layer using a conventional acid or oxygen plasma removal process to obtain the structure shown in FIG. 9c.

【0047】 その後、図9dに示すように、第2のパターン化されたレジスト層220が抵
抗体層200上に形成され、パターン化されたレジスト形状は、所望のヒューズ
50構成に相当する。図9eに示すように、抵抗体層200の露出した部分は、
次に、通常のエッチング方法を使用してエッチングされ、電極25を電力バス4
0へ接続する抵抗性のヒューズ50を形成する。通常の湿式または乾式化学エッ
チング法が、抵抗体層200をエッチングするよう使用できる。適切な湿式化学
エッチング法は、塩化鉄、過硫酸ナトリウム、または、酸または塩基のような、
エッチング剤中へ複合フィルムを、フィルムがエッチングされるまで、浸漬する
ステップを含む。適切な乾式エッチングプロセスは、前出のSilicon Processi ng の第16章に記載されており、本明細書中に組み込み引用する。
Thereafter, as shown in FIG. 9d, a second patterned resist layer 220 is formed on the resistor layer 200 and the patterned resist shape corresponds to the desired fuse 50 configuration. As shown in FIG. 9e, the exposed portion of the resistor layer 200
Next, the electrode 25 is etched using a normal etching method to connect the electrode 25 to the power bus 4.
A resistive fuse 50 connecting to zero is formed. Conventional wet or dry chemical etching methods can be used to etch resistor layer 200. Suitable wet chemical etching methods include iron chloride, sodium persulfate, or an acid or base.
Dipping the composite film into an etchant until the film is etched. Suitable dry etch process, supra, are described in Chapter 16 of Silicon processi ng, it is embedded reference herein.

【0048】 図9fに示すように、カバー層30bが、ヒューズ50上に配置されるような
サイズと構成にされた中空キャビティ55a、55bを伴って形成される。カバ
ー層30bは、接着および/または絶縁のひとつ以上の層を備えることができる
。カバー層30bでの中空キャビティは、機械加工、型押し、鋳造、または、ヒ
ューズ50を形成するよう上記で説明したものと類似のフォトリソグラフィとエ
ッチングプロセスにより形成できる。
As shown in FIG. 9f, a cover layer 30 b is formed with hollow cavities 55 a, 55 b sized and configured to be placed over fuse 50. The cover layer 30b can include one or more layers of adhesion and / or insulation. The hollow cavity in the cover layer 30b can be machined, stamped, cast, or formed by a photolithography and etching process similar to that described above to form the fuse 50.

【0049】 静電チャック20の電気コネクタ90は、普通には、積層から電気コネクタ9
0を型押し、打抜き、またはプレス出しすることにより、電極25の一体延長と
して形成される。好ましくは、電気コネクタ90は、電気リード線95とコンタ
クト100が溝145のひとつ内に配置されるように切出される。電気コネクタ
90が切出された後に、電気コンタクト上の絶縁体30が除去され、下にある導
電体層205を露出し、それが電気コンタクト100を形成する。電気リード線
95と電気コンタクト100は、基体80の孔を通し挿入され、それにより、図
2に示すように、電気コンタクト100は、基体80の下に配置される。チャッ
ク積層構造体は、ポリイミドのような、通常の圧力または温度感応性接着剤を使
用して、チャック20の基部80へ接着される。結果としてのチャック20の上
面図を図10aと10bに示す。
The electrical connector 90 of the electrostatic chuck 20 is typically a
By embossing, punching, or pressing out 0, it is formed as an integral extension of the electrode 25. Preferably, the electrical connector 90 is cut out such that the electrical leads 95 and contacts 100 are located within one of the grooves 145. After the electrical connector 90 has been cut, the insulator 30 on the electrical contact is removed, exposing the underlying conductor layer 205, which forms the electrical contact 100. The electrical leads 95 and the electrical contacts 100 are inserted through holes in the base 80, thereby placing the electrical contacts 100 under the base 80, as shown in FIG. The chuck stack is adhered to the base 80 of the chuck 20 using a conventional pressure or temperature sensitive adhesive, such as polyimide. A top view of the resulting chuck 20 is shown in FIGS. 10a and 10b.

【0050】 複合の積層層を製作する代りに、(i)抵抗体層200と、(ii)導電体層
205とを上に有する第1の絶縁体層30を備える、市販で入手可能な複合多層
フィルムも使用できる。適切な多層フィルムは、125μm厚のポリイミド絶縁
体層30aと;0.1μmの抵抗体層200と;25μmの導電体銅層205と
を備える、Rogers Corporation, Chandler, Arizona により製造される「R/Flex
1100」フィルムを含む。別の適切な多層フィルムは、IBM Corporation, Endico
tt, New York により製造される「81G3365」フィルムである。上記で説明したよ
うに、抵抗体層200は、エッチングまたは切削され、抵抗性ヒューズ50を形
成し、銅層はエッチングまたは切削され、電極25、一体の電気コネクタ90、
および電力バス40を形成する。その後、第2の絶縁体層30bがエッチングさ
れた積層構造体上に接着され、チャック20を形成する。
Instead of fabricating a composite laminate, a commercially available composite comprising (i) a first insulator layer 30 having a resistor layer 200 and (ii) a conductor layer 205 thereon. Multilayer films can also be used. A suitable multilayer film is "R /," manufactured by Rogers Corporation, Chandler, Arizona, comprising a 125 micron thick polyimide insulator layer 30a; a 0.1 micron resistor layer 200; and a 25 micron conductive copper layer 205. Flex
Includes 1100 "film. Another suitable multilayer film is IBM Corporation, Endico
"81G3365" film manufactured by tt, New York. As described above, the resistor layer 200 is etched or cut to form the resistive fuse 50, the copper layer is etched or cut, and the electrodes 25, the integral electrical connector 90,
And a power bus 40. Thereafter, the second insulator layer 30b is bonded to the etched laminated structure to form the chuck 20.

【0051】 本発明の特徴を有する静電チャック20は、幾つかの利点を有する。第1に、
チャックは、電極25上の絶縁体30の侵食または破壊から生ずる破損に耐性で
ある。露出した電極25を通る静電放電の結果としてヒューズ50を通り流れる
電流は、比較的短時間でヒューズ50に露出した電極25を電気的に切断させる
。これは、残存する絶縁された電極25(または電極の部位)を操作し、基板3
5を静電的に保持し続けることを可能にする。このように、本発明の各ヒューズ
50と電極25の組立体は、独立して動作するマイクロチャックとして機能する
。このようにして、本発明の静電チャック20は、電極25を覆う絶縁体30が
破壊または侵食される場合でさえ、壊滅的な破損に耐える。更に、ヒューズを囲
む密閉キャビティ55は、ヒューズからの焼断残滓、または溶融残滓が電極25
と電力バスの出力端子との間の導電経路または連結を形成する可能性を低減する
The electrostatic chuck 20 with features of the present invention has several advantages. First,
The chuck is resistant to damage resulting from erosion or destruction of insulator 30 on electrode 25. The current flowing through the fuse 50 as a result of the electrostatic discharge through the exposed electrode 25 causes the exposed electrode 25 to be electrically disconnected in a relatively short time. This involves manipulating the remaining insulated electrode 25 (or electrode site) and the substrate 3
5 can be held electrostatically. Thus, the assembly of each fuse 50 and electrode 25 of the present invention functions as a micro chuck that operates independently. In this way, the electrostatic chuck 20 of the present invention withstands catastrophic failure even when the insulator 30 covering the electrode 25 is broken or eroded. In addition, the sealed cavity 55 surrounding the fuse may be used to remove burned or melted residue from the fuse.
The possibility of forming a conductive path or connection between the power supply and the output terminal of the power bus.

【0052】 本発明の別の局面では、ヒューズ50を通る電流の流れを検出するよう電力バ
ス40へ直列に電気的に接続される電流検出器175とオプションのカウンタ1
80を使用して、電極25の破損数の早期検出とオプションのカウント用のシス
テムを提供する。電流検出器175を通る電流サージの監視が、プロセス環境へ
露出された電極25の数、または切断された電極25の数の表示を提供する。こ
のようにして、電流検出器175とカウンタ180は、ひとつ以上の電極25の
破損の早期警告を提供することに使用でき、プロセス期間中にチャックが壊滅的
に破損する前にチャックの交換を可能にする。
In another aspect of the invention, a current detector 175 and an optional counter 1 are electrically connected in series to the power bus 40 to detect current flow through the fuse 50.
The use of 80 provides a system for early detection and optional counting of the number of electrode 25 breaks. Monitoring current surge through the current detector 175 provides an indication of the number of electrodes 25 exposed to the process environment or the number of disconnected electrodes 25. In this way, current detector 175 and counter 180 can be used to provide an early warning of the failure of one or more electrodes 25, allowing the chuck to be replaced before catastrophic failure of the chuck during the process. To

【0053】[0053]

【実施例】【Example】

以下の比較の実施例は、本発明の耐破損性の静電チャック20の利点を示し、
そこで、ヒューズ50を、絶縁体30内の中空キャビティ55で閉じ込めた。両
方の実施例で、ヒューズ50は、0.2μm厚のニッケル−リンから作成し、ヒ
ューズの長さは、約0.3から約3mm(=0.01から0.1インチ)に変化
させた。銅の電極25および電力バス40構造体を、50μm厚の支持誘電体層
上に堆積した銅の層18μmから低減的エッチングプロセスにより製作した。ヒ
ューズ50構造体を試験するために、電力バス40を、DC電源の端子のひとつ
へ接続し、他方、銅の電極25を、支持誘電体層30aを貫通し、電源のもう一
方の端子へ接続された針状プローブへ電気的に接触した。
The following comparative examples illustrate the advantages of the breakage resistant electrostatic chuck 20 of the present invention,
Then, the fuse 50 was confined by the hollow cavity 55 in the insulator 30. In both examples, the fuse 50 was made from 0.2 μm thick nickel-phosphorous and the fuse length was varied from about 0.3 to about 3 mm (= 0.01 to 0.1 inch). . Copper electrode 25 and power bus 40 structures were fabricated by a reduced etching process from an 18 μm layer of copper deposited on a 50 μm thick supporting dielectric layer. To test the fuse 50 structure, the power bus 40 is connected to one of the terminals of the DC power supply, while the copper electrode 25 is connected through the supporting dielectric layer 30a and to the other terminal of the power supply. Electrical contact with the needle probe.

【0054】 第1の実施例は、ヒューズ50が中空キャビティ55に閉じ込められていない
ヒューズ構造体上へDC電圧を印加し続ける影響を実証する。この実施例では、
電極とヒューズのパターンを約50μm厚の単一固体ポリイミド層でカバーした
。(プラズマプロセスでのプラズマの放電を再現するように)1000と200
0ボルトDCの電位を、電力バス40と銅の電極25間に印加した場合、大きな
電流がヒューズ50を通り流れた。大きな電流負荷は、ヒューズ50を焼断させ
た。しかし、ヒューズが焼断したにも関わらず、焼断ヒューズ50の酸化された
残滓に沿ってヒューズの間隙を越えて起る散発性のアークが続くことが分かった
The first example demonstrates the effect of the fuse 50 continuing to apply a DC voltage on a fuse structure that is not confined in the hollow cavity 55. In this example,
The electrode and fuse patterns were covered with a single solid polyimide layer about 50 μm thick. 1000 and 200 (to reproduce the plasma discharge in the plasma process)
When a potential of 0 volts DC was applied between the power bus 40 and the copper electrode 25, a large current flowed through the fuse 50. The large current load caused the fuse 50 to blow. However, it has been found that, despite the fuse being blown, a sporadic arc that continues beyond the fuse gap along the oxidized residue of the blown fuse 50 continues.

【0055】 第2の実施例では、静電チャック20を図3aと3cに従い製作した。ヒュー
ズ50素子、電極25、およびポリイミド誘電体は、以下の例外を除き、先の実
施例のそれと同一であった。カバー層は、2つの25μm厚のポリイミド層30
b−cで作成し、このうちで、ヒューズに近い方のポリイミド層は、ヒューズの
長さに略同一サイズの直径を有する孔を有した。このように、中空キャビティを
、約1.5mm(=60mils)(ヒューズ50の長さに略等しい)の外直径
、および約25μm(=1mils)(カバー層の合せた厚さの約半分に等しい
)の高さを持つ円筒の形状で絶縁体に形成した。種々の長さのヒューズ50を、
先の実施例と同一条件で試験した場合、これらのヒューズは、DC電圧の最初の
印加で焼断し、スイッチオフすることが分かり、どの場合でも、DC電位の継続
した印加は、ヒューズ間隙を越えて更なるアークには導かなかった。
In the second embodiment, the electrostatic chuck 20 was manufactured according to FIGS. 3a and 3c. The fuse 50 element, electrode 25, and polyimide dielectric were identical to those of the previous example, with the following exceptions. The cover layer is composed of two 25 μm thick polyimide layers 30.
The polyimide layer made closer to the fuse was formed by bc, and had a hole having a diameter substantially the same size as the length of the fuse. Thus, the hollow cavity has an outer diameter of about 1.5 mm (= 60 mils) (approximately equal to the length of the fuse 50) and about 25 μm (= 1 mils) (about half the combined thickness of the cover layer). ) Was formed on the insulator in the shape of a cylinder having a height. Fuses 50 of various lengths,
When tested under the same conditions as in the previous example, these fuses were found to blow and switch off with the first application of DC voltage, and in any case, continued application of DC potential caused the fuse gap to Beyond did not lead to further arcs.

【0056】 第3の実施例では、ヒューズ50を、ニッケル−リンで製作し、約0.2μm
(=0.01mils)の厚さ、および約1mm(=40mils)の長さにし
た。ヒューズの形状とサイズを、少なくとも約10mAの電流がヒューズを通し
流れる場合、電力バスの出力端子から電極を電気的に切断するように選定した。
約5から約500μm(=0.2から20mil)の厚さを有する支持層30a
へ接合された約1.8から約185μm(=0.07から7.1mil)の厚さ
を有する多層ホイル195の薄いシートから、低減的エッチングプロセスにより
、銅の電極25と電力バス40の構造体を製作した。多層ホイル195は、約0
.025から2.5μm(=0.001から0.1mil)厚の抵抗体層200
および約1.8から約180μm(0.07から7mil)厚の導電体層205
を備えた。好ましくは、抵抗体層200および導電体層205は、例えば、Ohme
ga Technologies, Culver City, California から入手可能で、約0.3μm( =0.01mils)の厚さを有するNiP層のひとつの側上にメッキされた約
17μm(0.7mils)の厚さを有する銅の層を備える、1/2オンス重量
のA100Ohmega?ホイル等の多層ホイルの薄いシート195から作成さ れる。ヒューズ50構造体を試験するために、電力バス40を、DC電源の端子
のひとつへ接続し、他方、銅の電極25を、支持の誘電体層30aを貫通し、電
源のもう一方の端子へ接続された針状プローブへ電気的に接触した。
In the third embodiment, the fuse 50 is made of nickel-phosphorus and has a thickness of about 0.2 μm.
(= 0.01 mils) and a length of about 1 mm (= 40 mils). The shape and size of the fuse were selected to electrically disconnect the electrode from the output terminal of the power bus when a current of at least about 10 mA flows through the fuse.
Support layer 30a having a thickness of about 5 to about 500 μm (= 0.2 to 20 mil)
The structure of copper electrodes 25 and power bus 40 from a thin sheet of multilayer foil 195 having a thickness of about 1.8 to about 185 μm (= 0.07 to 7.1 mil) bonded to Made a body. Multi-layer foil 195 is approximately 0
. A resistor layer 200 having a thickness of 025 to 2.5 μm (= 0.001 to 0.1 mil)
And about 1.8 to about 180 μm (0.07 to 7 mil) thick conductor layer 205
With. Preferably, the resistor layer 200 and the conductor layer 205 are, for example,
Available from ga Technologies, Culver City, California and having a thickness of about 17 μm (0.7 mils) plated on one side of a NiP layer having a thickness of about 0.3 μm (= 0.01 mils) It is made from a thin sheet 195 of a multilayer foil, such as a 1/2 ounce weight A100 Ohmega foil, with a layer of copper. To test the fuse 50 structure, the power bus 40 is connected to one of the terminals of the DC power supply, while the copper electrode 25 is connected through the supporting dielectric layer 30a to the other terminal of the power supply. Electrical contact was made to the connected needle probe.

【0057】 図13に示すように、チャック20は、複数の絶縁層30a−cおよび接着層
220a、bを備える。これは、層に液体の接着剤を塗付する別のステップ無し
に、層を共に積層するよう過度に高温度を必要とすること無く、絶縁層30a−
cの接合を可能にすることにより、チャック20を容易に製作させる。絶縁体3
0は、電極25、電力バス40、およびヒューズ50を支持する支持層30aを
備える。複数の中空キャビティ55を備えるカバー層30bが、接着層220a
により、電極25、電力バス40、出力端子45、およびヒューズ50上に結合
される。第2の接着層220bは第3の絶縁層30cをカバー層30bへ結合す
る。
As shown in FIG. 13, the chuck 20 includes a plurality of insulating layers 30a-c and adhesive layers 220a and 220b. This can be done without the need for an extra step of applying a liquid adhesive to the layers and without requiring excessively high temperatures to laminate the layers together.
By making the bonding of c possible, the chuck 20 can be easily manufactured. Insulator 3
0 comprises a support layer 30 a supporting the electrodes 25, the power bus 40 and the fuse 50. The cover layer 30b having the plurality of hollow cavities 55 is provided with an adhesive layer 220a.
Are coupled on the electrode 25, the power bus 40, the output terminal 45, and the fuse 50. Second adhesive layer 220b couples third insulating layer 30c to cover layer 30b.

【0058】 図13のチャック20を製作する方法を以下に説明する。図14のフローチャ
ートを参照すると、第1のステップ230では、積層が、支持層30a、導電体
層205、および抵抗体層200から形成される。図15aに示す積層は、支持
層30aを選定するステップと;抵抗体層200と導電体層205から成る多層
ホイル195を支持層30a上に配置するステップと;抵抗体層200と導電体
層205を支持層30aへ接合するよう圧力と熱を付加するステップと;により
形成される。好ましくは、圧力は、オートクレーブ、プラテンプレス、または、
均圧プレス等の圧力成形装置を使用して付加される。より好ましくは、約700
から約2000kPaの圧力、および約100から約400°Cの温度が組立て
られる層へ約60分間付加される。支持層30aは、上記で説明したような市販
で入手可能なポリマーフィルムを備えてもよい。
A method for manufacturing the chuck 20 of FIG. 13 will be described below. Referring to the flowchart of FIG. 14, in a first step 230, a stack is formed from the support layer 30a, the conductor layer 205, and the resistor layer 200. 15a, the step of selecting the support layer 30a; the step of disposing the multilayer foil 195 composed of the resistor layer 200 and the conductor layer 205 on the support layer 30a; the step of selecting the support layer 30a; And applying pressure and heat to bond to the support layer 30a. Preferably, the pressure is in an autoclave, platen press, or
It is added using a pressure forming device such as an equalizing press. More preferably, about 700
To about 2000 kPa and a temperature of about 100 to about 400 ° C. are applied to the layers to be assembled for about 60 minutes. The support layer 30a may comprise a commercially available polymer film as described above.

【0059】 第2のステップ235で、レジスト層215がホイル195上に堆積され、図
15bに示すように、電極25および電力バス40の構成に相当するようパター
ン化される。次に、第1のエッチングステップ240で、湿式エッチングプロセ
スが使用され、レジスト塗付された部分間の導電体層205を部分的に除去し、
電極25および電力バス40を形成する。抵抗体層200は、第2のエッチング
ステップ245で部分的に除去される。その後、残余のレジストが除去ステップ
250で除去され、図15cに示すように、導電体層205と支持層30aの露
出面を洗浄する。導電体層205の露出面は、次に、酸化物形成ステップ255
で処理でき、褐色酸化物層275を形成する。褐色酸化物層275は、導電体層
205へかぶせる層の接着力を増強するために望ましい。
In a second step 235, a resist layer 215 is deposited on the foil 195 and patterned to correspond to the configuration of the electrodes 25 and the power bus 40, as shown in FIG. 15b. Next, in a first etching step 240, a wet etching process is used to partially remove the conductor layer 205 between the resist coated portions,
The electrodes 25 and the power bus 40 are formed. The resistor layer 200 is partially removed in a second etching step 245. Thereafter, the remaining resist is removed in a removal step 250, and the exposed surfaces of the conductor layer 205 and the support layer 30a are washed as shown in FIG. 15c. The exposed surface of the conductor layer 205 is then subjected to an oxide formation step 255
To form a brown oxide layer 275. Brown oxide layer 275 is desirable to enhance the adhesion of the layer overlying conductor layer 205.

【0060】 そこに形成されたキャビティ55を有するカバー層30bが、第2の積層ステ
ップ260で、接着層220a、および上記で説明した積層プロセスを使用して
、支持層30aへ接合される。カバー層30bでの中空キャビティは、機械加工
、型押し、鋳造、フォトリソグラフィ、またはエッチングプロセスにより形成で
きる。図15eに示すように、キャビティ55により露出された下にあるホイル
195は、次に、湿式エッチングステップ265で、エッチングされ、所望のサ
イズと形状を有し、電極25を電力バス40へ接続する抵抗性のヒューズ50を
形成する。その後、カバー層30b、ヒューズ50、支持層30aの露出部分の
表面は、洗浄され;最後の積層ステップ270で、図15fに示すように、第3
の絶縁層30cが、カバー層30bへ接合される。
The cover layer 30 b with the cavity 55 formed therein is joined in a second lamination step 260 to the support layer 30 a using the adhesive layer 220 a and the lamination process described above. Hollow cavities in cover layer 30b can be formed by machining, embossing, casting, photolithography, or etching processes. As shown in FIG. 15e, the underlying foil 195 exposed by the cavity 55 is then etched in a wet etching step 265 to have the desired size and shape, connecting the electrode 25 to the power bus 40. A resistive fuse 50 is formed. Thereafter, the surfaces of the exposed portions of the cover layer 30b, the fuse 50, and the support layer 30a are cleaned; in the final laminating step 270, as shown in FIG.
Is bonded to the cover layer 30b.

【0061】 本発明は、一定の好ましいバージョンに関して少なからず詳細に説明されたが
、多くの他のバージョンが、この技術に精通する者にとって明らかである。それ
故に、添付の特許請求項の精神と範囲は、本明細書に含まれる好ましいバージョ
ンの説明に限定されてはならない。
Although the invention has been described in considerable detail with reference to certain preferred versions, many other versions will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the spirit and scope of the appended claims should not be limited to the description of the preferred versions contained herein.

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

【図1】 本発明による静電チャックの実施の形態の部分断面略側面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional schematic side view of an embodiment of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図2】 本発明によるモノポーラ静電チャックのオペレーションを示すプロセスチャン
バの部分断面略側面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional schematic side view of a process chamber illustrating operation of a monopolar electrostatic chuck according to the present invention.

【図3a】 本発明のチャックの絶縁体内の中空キャビティの部分断面略平面図である。FIG. 3a is a schematic plan view, partially in section, of a hollow cavity in an insulator of the chuck of the present invention.

【図3b】 絶縁体を形成する複数の層、および絶縁体中の半球形の中空キャビティを示す
、本発明の静電チャックの部分断面略側面図である。
FIG. 3b is a partial cross-sectional schematic side view of an electrostatic chuck of the present invention showing the plurality of layers forming the insulator and the hemispherical hollow cavities in the insulator.

【図3c】 絶縁体を形成する複数の層、および絶縁体中の円筒形の中空キャビティを示す
、本発明の静電チャックの部分断面略側面図である。
FIG. 3c is a partial cross-sectional schematic side view of the electrostatic chuck of the present invention, showing a plurality of layers forming an insulator, and a cylindrical hollow cavity in the insulator.

【図4】 本発明によるバイポーラ静電チャックのオペレーションを示すプロセスチャン
バの部分断面略側面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional schematic side view of a process chamber illustrating the operation of a bipolar electrostatic chuck according to the present invention.

【図5】 本発明による静電チャックの別の実施の形態の断面略側面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional side view of another embodiment of the electrostatic chuck according to the present invention.

【図6】 電極の下にある電力バスを示す、本発明による静電チャックの別の実施の形態
の断面略側面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional side view of another embodiment of an electrostatic chuck according to the present invention, showing the power bus under the electrodes.

【図7】 複数の電極を有する第1の絶縁体、およびヒューズを覆う第2の絶縁体を示す
、本発明による静電チャックの別の実施の形態の断面略側面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional side view of another embodiment of an electrostatic chuck according to the present invention, showing a first insulator having a plurality of electrodes and a second insulator covering the fuse.

【図8】 本発明による静電チャックの別の実施の形態の断面略側面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional side view of another embodiment of the electrostatic chuck according to the present invention.

【図9a】 本発明による静電チャックの製造での継続するステップを示す、断面略側面図
である。
FIG. 9a is a schematic cross-sectional side view showing successive steps in the manufacture of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図9b】 本発明による静電チャックの製造での継続するステップを示す、断面略側面図
である。
FIG. 9b is a schematic cross-sectional side view showing successive steps in the manufacture of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図9c】 本発明による静電チャックの製造での継続するステップを示す、断面略側面図
である。
FIG. 9c is a schematic cross-sectional side view showing successive steps in the manufacture of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図9d】 本発明による静電チャックの製造での継続するステップを示す、断面略側面図
である。
FIG. 9d is a schematic cross-sectional side view showing successive steps in the manufacture of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図9e】 本発明による静電チャックの製造での継続するステップを示す、断面略側面図
である。
FIG. 9e is a schematic cross-sectional side view showing successive steps in the manufacture of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図9f】 本発明による静電チャックの製造での継続するステップを示す、断面略側面図
である。
FIG. 9f is a schematic cross-sectional side view showing successive steps in the manufacture of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図9g】 本発明による静電チャックの製造での継続するステップを示す、断面略側面図
である。
FIG. 9g is a schematic cross-sectional side view showing successive steps in the manufacture of an electrostatic chuck according to the present invention.

【図10a】 図9aから9gで図示したプロセスを使用して製造された静電チャックの電極
、電力バス、およびヒューズの組立体の略平面図である。
FIG. 10a is a schematic plan view of an electrode, power bus, and fuse assembly of an electrostatic chuck manufactured using the process illustrated in FIGS. 9a-9g.

【図10b】 電極、電力バス、およびヒューズの組立体の詳細を示す、図10aの挿入ボッ
クス10bの拡大略図である。
FIG. 10b is an enlarged schematic view of the insertion box 10b of FIG. 10a showing details of the electrode, power bus and fuse assembly.

【図11】 2つの半円グループの電極を有する、本発明によるバイポーラ静電チャックの
略平面図である。
FIG. 11 is a schematic plan view of a bipolar electrostatic chuck according to the present invention having two semicircular groups of electrodes.

【図12】 2重リング電極構成を有する、本発明による別のバイポーラ静電チャックの略
平面図である。
FIG. 12 is a schematic plan view of another bipolar electrostatic chuck according to the present invention having a double ring electrode configuration.

【図13】 絶縁体と絶縁体層に円筒形中空キャビティを形成する、複数の接着およびポリ
マー層を示す、本発明の静電チャックの別のバージョンの部分断面略側面図であ
る。
FIG. 13 is a partial cross-sectional schematic side view of another version of the electrostatic chuck of the present invention, showing a plurality of adhesive and polymer layers forming a cylindrical hollow cavity in the insulator and insulator layer.

【図14】 本発明の静電チャックのバージョンのひとつを形成するステップを例証するフ
ローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart illustrating the steps of forming one version of the electrostatic chuck of the present invention.

【図15a】 本発明による静電チャックのバージョンの製造での継続するステップを示す、
断面略側面図である。
FIG. 15a shows the continuing steps in the production of a version of the electrostatic chuck according to the invention;
It is a cross-section schematic side view.

【図15b】 本発明による静電チャックのバージョンの製造での継続するステップを示す、
断面略側面図である。
FIG. 15b shows the continuing steps in the production of a version of the electrostatic chuck according to the invention;
It is a cross-section schematic side view.

【図15c】 本発明による静電チャックのバージョンの製造での継続するステップを示す、
断面略側面図である。
FIG. 15c shows the continuing steps in the production of a version of the electrostatic chuck according to the invention;
It is a cross-section schematic side view.

【図15d】 本発明による静電チャックのバージョンの製造での継続するステップを示す、
断面略側面図である。
15a to 15d show successive steps in the production of a version of the electrostatic chuck according to the invention;
It is a cross-section schematic side view.

【図15e】 本発明による静電チャックのバージョンの製造での継続するステップを示す、
断面略側面図である。
15a to 15e show successive steps in the production of a version of the electrostatic chuck according to the invention;
It is a cross-section schematic side view.

【図15f】 本発明による静電チャックのバージョンの製造での継続するステップを示す、
断面略側面図である。
15a to 15f show successive steps in the production of a version of the electrostatic chuck according to the invention;
It is a cross-section schematic side view.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリントン, ジョン, ティー. アメリカ合衆国, カリフォルニア州, サン ノゼ, ペイン アヴェニュー 3200 ナンバー406 (72)発明者 ベディ, サリンダー, エス. アメリカ合衆国, カリフォルニア州, フリーモント, デッカー テラス 5438 (72)発明者 シャモウイリアン, シャモウイル アメリカ合衆国, カリフォルニア州, サン ノゼ, リトル フォールズ ドラ イヴ 6536 (72)発明者 クマー, アナンダ, エイチ. アメリカ合衆国, カリフォルニア州, ミルピタス, ノルヴュー ドライヴ 1296 (72)発明者 コントレラス, マーク, エス. アメリカ合衆国, カリフォルニア州, サン ノゼ, ヒルブライト プレイス 525 Fターム(参考) 5F031 CA02 HA02 HA03 HA17 HA19 JA01 JA21 MA28 MA29 MA31 PA06 PA08 PA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventors Clinton, John, Tee. Paine Avenue 3200 Number 406 (72) San Jose, California, United States of America Inventor Bedy, Salinder, S.E. United States, California, Fremont, Decker Terrace 5438 (72) Inventor Shamowilian, Shamowill United States of America, California, San Jose, Little Falls Drive 6536 (72) Inventor Kumar, Ananda, H. Norvie Drive, Milpitas, California, United States of America 1296 (72) Inventor Contreras, Mark, S.S. Hill Bright Place, San Jose, California, USA 525 F term (reference) 5F031 CA02 HA02 HA03 HA17 HA19 JA01 JA21 MA28 MA29 MA31 PA06 PA08 PA10

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上に基板を受け取るための表面を有する絶縁体を備える静電
チャックであって、前記絶縁体が、そこに埋込まれる: (a)電極への電圧の印加の際に、前記基板を静電的に保持する電極と; (b)前記電極へ前記電圧を伝導する出力端子を有する電力バスと; (c)前記電力バスから前記出力端子へ前記電極を直列に接続するヒューズで
あって、前記絶縁体中に閉じ込められた中空キャビティ内に配置される前記ヒュ
ーズと; を有する、 静電チャック。
1. An electrostatic chuck comprising an insulator having a surface thereon for receiving a substrate, said insulator being embedded therein: (a) upon application of a voltage to an electrode, An electrode for electrostatically holding the substrate; (b) a power bus having an output terminal for transmitting the voltage to the electrode; and (c) a fuse for connecting the electrode in series from the power bus to the output terminal. And the fuse disposed in a hollow cavity confined in the insulator.
【請求項2】 前記絶縁体中の前記中空キャビティは、前記電極と前記電力
バスの前記出力端子との間に導電性の経路を形成することなく、前記ヒューズの
焼断(burn-out)からの破片を受け取るのに十分な大きさに設定された表面積を備
える、 請求項1記載の静電チャック。
2. The method of claim 2, wherein the hollow cavity in the insulator is free from a burn-out of the fuse without forming a conductive path between the electrode and the output terminal of the power bus. The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the electrostatic chuck has a surface area that is set to be large enough to receive the fragments of the electrostatic chuck.
【請求項3】 前記絶縁体中の前記中空キャビティは、以下の特性: (a)前記ヒューズの長さの約0.25から約5倍の幅か; (b)約0.001から約100mm2の表面積か; (c)約1から約5mmの直径を有する円形状か; のうちの少なくともひとつを備える、 請求項1記載の静電チャック。3. The hollow cavity in the insulator has the following characteristics: (a) about 0.25 to about 5 times the length of the fuse; and (b) about 0.001 to about 100 mm. 2. The electrostatic chuck of claim 1, comprising: at least one of: a surface area of about 2 ; and (c) a circular shape having a diameter of about 1 to about 5 mm. 【請求項4】 前記絶縁体が、前記ヒューズを支持する第1の層と、前記ヒ
ューズ上に整列された前記中空キャビティを中に有する第2の層とを備える、 請求項1記載の静電チャック。
4. The electrostatic capacitor of claim 1, wherein the insulator comprises a first layer supporting the fuse, and a second layer having the hollow cavity aligned over the fuse. Chuck.
【請求項5】 前記絶縁体が、前記ヒューズを支持する第1の絶縁層と、前
記ヒューズ上に整列される中空キャビティを有する第2の接着層と、前記接着層
を覆う第3の絶縁層とを備える、 請求項1記載の静電チャック。
5. The first insulating layer supporting the fuse, the second adhesive layer having a hollow cavity aligned on the fuse, and a third insulating layer covering the adhesive layer. The electrostatic chuck according to claim 1, comprising:
【請求項6】 前記静電チャックは、プラズマプロセス環境で操作され、前
記ヒューズは、プラズマ電流放電が前記ヒューズを通って流れる際に、前記出力
端子から前記電極を電気的に切断するよう十分に低いアンペア数定格を備える、
請求項1記載の静電チャック。
6. The electrostatic chuck is operated in a plasma process environment and the fuse is sufficiently severable to electrically disconnect the electrode from the output terminal as a plasma current discharge flows through the fuse. With a low amperage rating,
The electrostatic chuck according to claim 1.
【請求項7】 前記ヒューズは: (1)少なくとも約10mAの電流が前記ヒューズを通って流れる際に、前記
ヒューズは、前記電力バスの前記出力端子から前記電極を電気的に切断する特性
か; (2)前記ヒューズは、約10ミリ秒未満で焼断する特性か; (3)前記ヒューズは、少なくとも約100Ωの抵抗を有する抵抗体を備える
特性か; (4)前記ヒューズは、炭素、ニッケル、リン、ニッケル−リン、ニッケル−
クロム、クロム、および錫のひとつ以上を含む特性か; (5)前記ヒューズは、以下の寸法:(i)約0.02μmから約25μmの
厚さか;(ii)約10から約500μmの幅か;(iii)約500から20
00μmの長さ;の少なくともひとつを有する抵抗体を備える特性か; の少なくともひとつを備える、 請求項1記載の静電チャック。
7. The fuse according to claim 1, wherein: (1) the fuse electrically disconnects the electrode from the output terminal of the power bus when a current of at least about 10 mA flows through the fuse; (2) whether the fuse has a property of burning out in less than about 10 milliseconds; (3) whether the fuse has a resistor having a resistance of at least about 100Ω; (4) the fuse has a carbon, nickel, , Phosphorus, nickel-phosphorus, nickel-
(5) The fuse has the following dimensions: (i) a thickness of about 0.02 μm to about 25 μm; (ii) a width of about 10 to about 500 μm. (Iii) about 500 to 20
2. The electrostatic chuck according to claim 1, further comprising at least one of a resistor having at least one of a length of 00 μm.
【請求項8】 前記電極は、バイポーラ電極として動作するようなサイズと
構成にされた第1と第2の電極を備え、各電極は、前記電力バスの出力端子へヒ
ューズを経由して接続されている、 請求項1記載の静電チャック。
8. The electrode comprises first and second electrodes sized and configured to operate as bipolar electrodes, each electrode being connected via a fuse to an output terminal of the power bus. The electrostatic chuck according to claim 1, wherein
【請求項9】 請求項1記載の前記静電チャックを備える、プラズマプロセ
スチャンバ。
9. A plasma processing chamber comprising the electrostatic chuck according to claim 1.
【請求項10】 プロセス環境で基板を保持する耐破損性静電チャックであ
って、前記静電チャックは、その上に前記基板を受け取るための表面を有する絶
縁体を備え、前記絶縁体は、そこに埋込まれる: (a)電極に電圧を印加する際に前記基板を静電的に保持する前記複数の電極
と; (b)前記電極へ前記電圧を伝導する複数の出力端子を有する電力バスと; (c)複数のヒューズであって、各ヒューズが、前記電力バスからの出力端子
へ少なくともひとつの電極を直列に接続し、各ヒューズは、前記絶縁体中の中空
キャビティ内に配置されている、複数のヒューズと;を有する、 静電チャック。
10. A puncture-resistant electrostatic chuck for holding a substrate in a process environment, the electrostatic chuck comprising an insulator having a surface thereon for receiving the substrate, wherein the insulator comprises: Embedded therein: (a) the plurality of electrodes for electrostatically holding the substrate when applying a voltage to the electrodes; and (b) power having a plurality of output terminals for conducting the voltage to the electrodes. And (c) a plurality of fuses, each fuse connecting at least one electrode in series to an output terminal from the power bus, each fuse being disposed within a hollow cavity in the insulator. An electrostatic chuck having a plurality of fuses;
【請求項11】 前記絶縁体中の各中空キャビティは、前記電極と前記電力
バスの前記出力端子との間に導電性の経路を形成することなく、ヒューズの焼断
からの破片を受納するのに十分な大きさに設定された表面積を備える、 請求項10記載の静電チャック。
11. Each hollow cavity in the insulator receives debris from a blown fuse without forming a conductive path between the electrode and the output terminal of the power bus. The electrostatic chuck according to claim 10, comprising a surface area set to be large enough to:
【請求項12】 前記絶縁体中の各中空キャビティは、以下の特性: (a)前記ヒューズの長さの約0.25から約5倍の幅か; (b)約0.001から約100mm2の表面積か; (c)約1から約5mmの直径を有する円形状か; の少なくともひとつを備える、 請求項10記載の静電チャック。12. Each of the hollow cavities in the insulator has the following characteristics: (a) about 0.25 to about 5 times the length of the fuse; and (b) about 0.001 to about 100 mm. 11. The electrostatic chuck of claim 10, comprising at least one of: a surface area of about 2 ; and (c) a circular shape having a diameter of about 1 to about 5 mm. 【請求項13】 前記絶縁体は、前記ヒューズを支持する第1の層と、前記
ヒューズ上に整列される前記中空キャビティを中に有する第2の層とを備える、
請求項10記載の静電チャック。
13. The insulator comprises a first layer supporting the fuse, and a second layer having the hollow cavity aligned over the fuse.
The electrostatic chuck according to claim 10.
【請求項14】 請求項10記載の前記静電チャックを備える、プラズマプ
ロセスチャンバ。
14. A plasma processing chamber comprising the electrostatic chuck according to claim 10.
【請求項15】 前記基板をプラズマ中で処理するプラズマプロセスチャン
バ内で基板を静電的に保持するよう、前記静電チャック内の前記電極へ電圧を印
加するステップを含む、 請求項10記載の前記静電チャックの使用方法。
15. The method according to claim 10, further comprising applying a voltage to the electrode in the electrostatic chuck to electrostatically hold the substrate in a plasma processing chamber that processes the substrate in a plasma. How to use the electrostatic chuck.
【請求項16】 プロセス環境で基板を保持する耐破損性の静電チャックで
あって: (a)(i)前記電極への電圧の印加の際に、前記基板を静電的に保持する複
数の電極と、(ii)前記電極へ前記電圧を伝導する複数の出力端子を有する電
力バスと、(iii)各ヒューズが前記電力バスの出力端子へ少なくともひとつ
の電極を直列に接続する複数のヒューズと、を備える支持層と; (b)前記カバー層の上面が前記電極を絶縁する絶縁体を備え、前記カバー層
の下面が前記支持層上の前記ヒューズのまわりに配置された中空キャビティを有
する、前記支持層上のカバー層と;を備える、 静電チャック。
16. A damage-resistant electrostatic chuck for holding a substrate in a process environment, comprising: (a) (i) a plurality of electrostatic chucks for electrostatically holding the substrate when applying a voltage to the electrode; (Ii) a power bus having a plurality of output terminals for conducting the voltage to the electrodes; and (iii) a plurality of fuses wherein each fuse connects at least one electrode to the output terminal of the power bus in series. (B) an upper surface of the cover layer includes an insulator that insulates the electrode, and a lower surface of the cover layer has a hollow cavity disposed around the fuse on the support layer. And a cover layer on the support layer.
【請求項17】 前記カバー層内の各中空キャビティは、前記電極と前記電
力バスの前記出力端子との間に導電性の経路を形成することなく、前記ヒューズ
の焼断からの破片を受納するのに十分な大きさに設定された表面積を備える、 請求項16記載の静電チャック。
17. Each of the hollow cavities in the cover layer receives debris from a blow of the fuse without forming a conductive path between the electrode and the output terminal of the power bus. The electrostatic chuck according to claim 16, wherein the electrostatic chuck has a surface area set to be large enough to perform the operation.
【請求項18】 前記絶縁体中の前記中空キャビティは、以下の特性: (a)前記ヒューズの長さの約0.25から約5倍の幅か; (b)約0.001から約100mm2の表面積か; (c)約1から約5mmの直径を有する円形状か; の少なくともひとつを備える、 請求項16記載の静電チャック。18. The hollow cavity in the insulator may have the following characteristics: (a) about 0.25 to about 5 times the length of the fuse; and (b) about 0.001 to about 100 mm. 17. The electrostatic chuck of claim 16, comprising: at least one of: a surface area of about 2 ; and (c) a circular shape having a diameter of about 1 to about 5 mm. 【請求項19】 前記静電チャックは、プラズマプロセス環境で操作され、
前記絶縁体が前記電極を破壊して前記プロセス環境へ露出することによって、前
記プラズマからの電流放電が前記ヒューズを通って流れる場合、各ヒューズは、
前記出力端子から前記電極を電気的に切断するよう十分に低いアンペア数定格を
備える、 請求項16記載の静電チャック。
19. The electrostatic chuck is operated in a plasma processing environment.
If the insulator breaks down the electrode and exposes it to the process environment, so that a current discharge from the plasma flows through the fuse,
17. The electrostatic chuck of claim 16, comprising an amperage rating low enough to electrically disconnect the electrode from the output terminal.
【請求項20】 請求項16記載の前記静電チャックを備える、プラズマプ
ロセスチャンバ。
20. A plasma processing chamber comprising the electrostatic chuck according to claim 16.
【請求項21】 電力バスの出力端子へヒューズを経由して接続される複数
の電極を備える静電チャックを形成する方法であって: (a)複数の電極と、出力端子を有する電力バスと、絶縁支持層上のヒューズ
とを形成するステップと; (b)絶縁カバー層に中空キャビティを形成するステップと; (c)各中空キャビティがヒューズ上へ整列されるよう前記絶縁カバー層を前
記絶縁支持層へ接合するステップと;を含む、 方法。
21. A method for forming an electrostatic chuck having a plurality of electrodes connected via fuses to output terminals of a power bus, comprising: (a) a power bus having a plurality of electrodes and an output terminal; Forming a fuse on the insulating support layer; (b) forming a hollow cavity in the insulating cover layer; and (c) insulating the insulating cover layer so that each hollow cavity is aligned on the fuse. Bonding to a support layer.
【請求項22】 前記カバー層は、ひとつ以上の接着および絶縁層を備える
、 請求項21記載の方法。
22. The method of claim 21, wherein said cover layer comprises one or more adhesive and insulating layers.
【請求項23】 ステップ(a)は、(i)前記絶縁支持層上に導電体およ
び抵抗体材料の層を堆積するステップと、(ii)複数の電極を形成するよう前
記導電体または抵抗体層をエッチングするステップであって、各電極がヒューズ
を介して電力バスからの出力端子へ接続されている、前記ステップとを含む、 請求項21記載の方法。
23. Step (a) comprises: (i) depositing a layer of conductor and resistor material on said insulating support layer; and (ii) said conductor or resistor to form a plurality of electrodes. Etching the layer, wherein each electrode is connected to an output terminal from a power bus via a fuse.
【請求項24】 前記カバー層内の前記中空キャビティは、前記電極と前記
電力バスの前記出力端子との間に導電性の経路を形成することなく、ヒューズの
焼断からの破片を受納するのに十分な大きさに設定された表面積を備える、 請求項21記載の方法。
24. The hollow cavity in the cover layer receives debris from a blown fuse without forming a conductive path between the electrode and the output terminal of the power bus. 22. The method of claim 21, comprising a surface area set to be large enough to:
【請求項25】 前記カバー層内の前記中空キャビティは、以下の特性: (a)前記ヒューズの長さの約0.25から約5倍の幅か; (b)約0.001から約100mm2の表面積か; (c)約1から約5mmの直径を有する円形状か; の少なくともひとつを備える、 請求項21記載の方法。25. The hollow cavity in the cover layer has the following characteristics: (a) about 0.25 to about 5 times the length of the fuse; and (b) about 0.001 to about 100 mm. 22. The method of claim 21, comprising: at least one of: a surface area of about 2 ; and (c) a circular shape having a diameter of about 1 to about 5 mm.
JP2000519911A 1997-11-06 1998-11-06 Multi-electrode electrostatic chuck with fuse in hollow cavity Withdrawn JP2001523042A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US96512197A 1997-11-06 1997-11-06
US08/965,121 1997-11-06
PCT/US1998/023834 WO1999025007A1 (en) 1997-11-06 1998-11-06 Multi-electrode electrostatic chuck having fuses in hollow cavities

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001523042A true JP2001523042A (en) 2001-11-20

Family

ID=25509483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000519911A Withdrawn JP2001523042A (en) 1997-11-06 1998-11-06 Multi-electrode electrostatic chuck with fuse in hollow cavity

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2001523042A (en)
WO (1) WO1999025007A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004233672A (en) * 2003-01-30 2004-08-19 Shin-Etsu Engineering Co Ltd Substrate lamination device
JP2011513925A (en) * 2008-03-07 2011-04-28 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Optoelectronic element
JP2021022690A (en) * 2019-07-30 2021-02-18 日本特殊陶業株式会社 Ceramic component for semiconductor manufacturing equipment and electrostatic zipper

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6055150A (en) * 1996-05-02 2000-04-25 Applied Materials, Inc. Multi-electrode electrostatic chuck having fuses in hollow cavities
JP3805134B2 (en) * 1999-05-25 2006-08-02 東陶機器株式会社 Electrostatic chuck for insulating substrate adsorption

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03145151A (en) * 1989-10-31 1991-06-20 Toshiba Corp Electrostatic chuck device
US5751537A (en) * 1996-05-02 1998-05-12 Applied Materials, Inc. Multielectrode electrostatic chuck with fuses

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004233672A (en) * 2003-01-30 2004-08-19 Shin-Etsu Engineering Co Ltd Substrate lamination device
JP2011513925A (en) * 2008-03-07 2011-04-28 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Optoelectronic element
US8653509B2 (en) 2008-03-07 2014-02-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component
JP2021022690A (en) * 2019-07-30 2021-02-18 日本特殊陶業株式会社 Ceramic component for semiconductor manufacturing equipment and electrostatic zipper
JP7184712B2 (en) 2019-07-30 2022-12-06 日本特殊陶業株式会社 Ceramic parts for semiconductor manufacturing equipment and electrostatic chucks

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999025007A1 (en) 1999-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6055150A (en) Multi-electrode electrostatic chuck having fuses in hollow cavities
US5751537A (en) Multielectrode electrostatic chuck with fuses
US6557248B1 (en) Method of fabricating an electrostatic chuck
EP0693771B1 (en) Electrostatic chuck for a substrate in a process chamber
US5631803A (en) Erosion resistant electrostatic chuck with improved cooling system
KR100553480B1 (en) Electrostatic chuck having a unidirecrtionally conducting coupler layer
JP5021567B2 (en) Electrostatic chuck apparatus and semiconductor substrate processing method
US5996218A (en) Method of forming an electrostatic chuck suitable for magnetic flux processing
EP0360529A2 (en) Electrostatic chuck
JPH09107689A (en) Barrier seal for electrostatic chuck
TW201347082A (en) Electrostatic chuck
WO1979000510A1 (en) Substrate clamping techniques in ic fabrication processes
JPH08241920A (en) Corrosion resistance electrostatic chuck
TW455887B (en) Conductive polymer PTC battery protection device and method of making same
JP2008112763A (en) Electrostatic chuck
JP2001523042A (en) Multi-electrode electrostatic chuck with fuse in hollow cavity
JP3837184B2 (en) Protection method of electrostatic chuck
JPH10144779A (en) Electrostatic chuck
JP2007324260A (en) Electrostatic chuck member and apparatus thereof
JPH118291A (en) Electrostatic attraction device
JPH10233436A (en) Electrostatic chuck
JP2007319958A (en) Electrostatic chuck member and electrostatic chuck device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060110