JP2002016129A - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電性を有し、かつ体積抵抗率の変化が少な
く、熱伝導率が高い誘電体層を有する静電チャックを提
供すること。 【解決手段】 ウェハを吸着する吸着面が誘電体層であ
る静電チャックにおいて、該誘電体層が５〜４０質量％
の炭化ケイ素または３〜４０質量％の酸化チタンを含む
窒化アルミニウム焼結体、あるいは該誘電体層が１〜３
５質量％の炭化ケイ素または１〜２０質量％の酸化チタ
ンを含む酸化マグネシウムからなり、かつその体積抵抗
率が１０8〜１０13Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０
Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることとした静電チャック。
く、熱伝導率が高い誘電体層を有する静電チャックを提
供すること。 【解決手段】 ウェハを吸着する吸着面が誘電体層であ
る静電チャックにおいて、該誘電体層が５〜４０質量％
の炭化ケイ素または３〜４０質量％の酸化チタンを含む
窒化アルミニウム焼結体、あるいは該誘電体層が１〜３
５質量％の炭化ケイ素または１〜２０質量％の酸化チタ
ンを含む酸化マグネシウムからなり、かつその体積抵抗
率が１０8〜１０13Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０
Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることとした静電チャック。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置な
どにおいて、ウェハを吸着保持、あるいは搬送するため
に用いられる静電チャックに関する。
どにおいて、ウェハを吸着保持、あるいは搬送するため
に用いられる静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造装置などにおいては、
ウェハ等に成膜やエッチングを施すためには、シリコン
ウェハの平坦度を保ちながら保持する必要があるが、こ
のような保持手段としては、機械式、真空吸着式、静電
吸着式等が提案されている。
ウェハ等に成膜やエッチングを施すためには、シリコン
ウェハの平坦度を保ちながら保持する必要があるが、こ
のような保持手段としては、機械式、真空吸着式、静電
吸着式等が提案されている。
【０００３】これらの保持手段のうち、静電的にシリコ
ンウェハを吸着保持することのできる静電チャックは、
シリコンウェハの平坦度を保ちながら保持することが容
易に実現することができるため、さらにシリコンウェハ
を真空中で加工処理することができるため、半導体の製
造に最も多用されている。
ンウェハを吸着保持することのできる静電チャックは、
シリコンウェハの平坦度を保ちながら保持することが容
易に実現することができるため、さらにシリコンウェハ
を真空中で加工処理することができるため、半導体の製
造に最も多用されている。
【０００４】この静電チャックは、電極層が形成された
セラミックス等からなる基体の上面に電極層を覆うよう
に誘電体層を形成して作製されるが、その誘電体層の材
質としては、従来、アルミナに酸化チタンを含有させて
導電性を持たせたアルミナ焼結体が用いられてきた。
セラミックス等からなる基体の上面に電極層を覆うよう
に誘電体層を形成して作製されるが、その誘電体層の材
質としては、従来、アルミナに酸化チタンを含有させて
導電性を持たせたアルミナ焼結体が用いられてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘電体
層が上記アルミナ焼結体からなる静電チャックでは、誘
電体層に照射されるプラズマ中の酸素により誘電体層の
体積抵抗率が大きく増加し、安定した静電吸着力が得ら
れないという問題があった。
層が上記アルミナ焼結体からなる静電チャックでは、誘
電体層に照射されるプラズマ中の酸素により誘電体層の
体積抵抗率が大きく増加し、安定した静電吸着力が得ら
れないという問題があった。
【０００６】また、主成分であるアルミナの熱伝導率が
悪いため、使用中に誘電体層の表面が極めて高い温度と
なり、強い熱衝撃を受けて誘電体層が破損したり、ある
いはプラズマ集中による局所加熱により誘電体層の一部
が溶融して欠陥（ポア）が発生し、誘電体層が破損に至
ることがあるという問題があった。
悪いため、使用中に誘電体層の表面が極めて高い温度と
なり、強い熱衝撃を受けて誘電体層が破損したり、ある
いはプラズマ集中による局所加熱により誘電体層の一部
が溶融して欠陥（ポア）が発生し、誘電体層が破損に至
ることがあるという問題があった。
【０００７】本発明は、上述した静電チャックが有する
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、導電性
を有し、かつ体積抵抗率の変化が少なく、熱伝導率が高
い誘電体層を有する静電チャックを提供することにあ
る。
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、導電性
を有し、かつ体積抵抗率の変化が少なく、熱伝導率が高
い誘電体層を有する静電チャックを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、誘電体層の材質を炭
化ケイ素または酸化チタンを含む窒化アルミニウム焼結
体、あるいは炭化ケイ素または酸化チタンを含む酸化マ
グネシウム焼結体とすれば、導電性を有し、かつ体積抵
抗率の変化が少なく、熱伝導率が高い誘電体層を有する
静電チャックが得られるとの知見を得て本発明を完成す
るに至った。
を達成するため鋭意研究した結果、誘電体層の材質を炭
化ケイ素または酸化チタンを含む窒化アルミニウム焼結
体、あるいは炭化ケイ素または酸化チタンを含む酸化マ
グネシウム焼結体とすれば、導電性を有し、かつ体積抵
抗率の変化が少なく、熱伝導率が高い誘電体層を有する
静電チャックが得られるとの知見を得て本発明を完成す
るに至った。
【０００９】即ち本発明は、（１）ウェハを吸着する吸
着面が誘電体層である静電チャックにおいて、該誘電体
層が５〜４０質量％の炭化ケイ素を含む窒化アルミニウ
ム焼結体からなり、かつその体積抵抗率が１０8〜１０
13Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上で
あることを特徴とする静電チャック（請求項１）とし、
（２）ウェハを吸着する吸着面が誘電体層である静電チ
ャックにおいて、該誘電体層が３〜４０質量％の酸素欠
損を有する酸化チタンを含む窒化アルミニウム焼結体か
らなり、かつその体積抵抗率が１０8〜１０13Ω・ｃｍ
であって、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを
特徴とする静電チャック（請求項２）とし、（３）ウェ
ハを吸着する吸着面が誘電体層である静電チャックにお
いて、該誘電体層が１〜３５質量％の炭化ケイ素を含む
酸化マグネシウム焼結体からなり、かつその体積抵抗率
が１０8〜１０13Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする静電チャック（請
求項３）とし（４）ウェハを吸着する吸着面が誘電体層
である静電チャックにおいて、該誘電体層が１〜２０質
量％の酸素欠損を有する酸化チタンを含む酸化マグネシ
ウム焼結体からなり、かつその体積抵抗率が１０8〜１
０13Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
であることを特徴とする静電チャック（請求項４）と
し、（５）前記誘電体層のハロゲン系腐食ガスプラズマ
に対するエッチングレートが、１０ｎｍ／ｍｉｎ以下で
あることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
静電チャック（請求項５）とすることを要旨とする。以
下さらに詳細に説明する。
着面が誘電体層である静電チャックにおいて、該誘電体
層が５〜４０質量％の炭化ケイ素を含む窒化アルミニウ
ム焼結体からなり、かつその体積抵抗率が１０8〜１０
13Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上で
あることを特徴とする静電チャック（請求項１）とし、
（２）ウェハを吸着する吸着面が誘電体層である静電チ
ャックにおいて、該誘電体層が３〜４０質量％の酸素欠
損を有する酸化チタンを含む窒化アルミニウム焼結体か
らなり、かつその体積抵抗率が１０8〜１０13Ω・ｃｍ
であって、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを
特徴とする静電チャック（請求項２）とし、（３）ウェ
ハを吸着する吸着面が誘電体層である静電チャックにお
いて、該誘電体層が１〜３５質量％の炭化ケイ素を含む
酸化マグネシウム焼結体からなり、かつその体積抵抗率
が１０8〜１０13Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする静電チャック（請
求項３）とし（４）ウェハを吸着する吸着面が誘電体層
である静電チャックにおいて、該誘電体層が１〜２０質
量％の酸素欠損を有する酸化チタンを含む酸化マグネシ
ウム焼結体からなり、かつその体積抵抗率が１０8〜１
０13Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
であることを特徴とする静電チャック（請求項４）と
し、（５）前記誘電体層のハロゲン系腐食ガスプラズマ
に対するエッチングレートが、１０ｎｍ／ｍｉｎ以下で
あることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
静電チャック（請求項５）とすることを要旨とする。以
下さらに詳細に説明する。
【００１０】上記で述べたように、本発明の静電チャッ
クとしては、ウェハの吸着面である誘電体層を５〜４０
質量％の炭化ケイ素を含む窒化アルミニウム焼結体から
なるとし、かつその体積抵抗率を１０8〜１０13Ω・ｃ
ｍとし、熱伝導率を３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする静電チャ
ックとした（請求項１）。
クとしては、ウェハの吸着面である誘電体層を５〜４０
質量％の炭化ケイ素を含む窒化アルミニウム焼結体から
なるとし、かつその体積抵抗率を１０8〜１０13Ω・ｃ
ｍとし、熱伝導率を３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする静電チャ
ックとした（請求項１）。
【００１１】静電チャックとして、その誘電体層の材質
を炭化ケイ素を含む窒化アルミニウム焼結体としたの
は、先ず熱伝導性の良好な窒化アルミニウムを主成分と
することで熱伝導率が高い誘電体層となり、それに導電
性のある炭化ケイ素を含ませることで導電性を有する誘
電体層となり、同時に含ませた炭化ケイ素が窒化アルミ
ニウム中に固溶されることにより体積抵抗率の変化が少
ない誘電体層となることによる。
を炭化ケイ素を含む窒化アルミニウム焼結体としたの
は、先ず熱伝導性の良好な窒化アルミニウムを主成分と
することで熱伝導率が高い誘電体層となり、それに導電
性のある炭化ケイ素を含ませることで導電性を有する誘
電体層となり、同時に含ませた炭化ケイ素が窒化アルミ
ニウム中に固溶されることにより体積抵抗率の変化が少
ない誘電体層となることによる。
【００１２】その炭化ケイ素の含有率としては、５〜４
０質量％が好ましく、５質量％より少ないと体積抵抗率
が高くなって導電性が失われ、被吸着物を吸着保持し難
くなり、静電チャックとしての性能が得られない。逆に
４０質量％より多いと体積抵抗率が低くなってリーク電
流が発生し、吸着した被吸着物に損傷を与えかねず、さ
らに、体積抵抗率の変動が大きくなる。
０質量％が好ましく、５質量％より少ないと体積抵抗率
が高くなって導電性が失われ、被吸着物を吸着保持し難
くなり、静電チャックとしての性能が得られない。逆に
４０質量％より多いと体積抵抗率が低くなってリーク電
流が発生し、吸着した被吸着物に損傷を与えかねず、さ
らに、体積抵抗率の変動が大きくなる。
【００１３】また、その体積抵抗率としては、１０8〜
１０13Ω・ｃｍが好ましく、１０8Ω・ｃｍより低いと
発生したリーク電流によって吸着した吸着物にダメージ
を与えかねず、逆に１０13Ω・ｃｍより高いと被吸着物
が吸着保持し難く静電チャックとしての性能が得られな
い。
１０13Ω・ｃｍが好ましく、１０8Ω・ｃｍより低いと
発生したリーク電流によって吸着した吸着物にダメージ
を与えかねず、逆に１０13Ω・ｃｍより高いと被吸着物
が吸着保持し難く静電チャックとしての性能が得られな
い。
【００１４】さらに、その熱伝導率としては、３０Ｗ／
ｍ・Ｋ以上が好ましく、３０Ｗ／ｍ・Ｋより低いと使用
中に誘電体層の表面が極めて高い温度となり、強い熱衝
撃を受けて誘電体層が破損したり、プラズマ集中による
局所加熱により誘電体層の一部が溶融して欠陥（ポア）
が発生し、誘電体層が破損に至る場合がでてしまうこと
となる。
ｍ・Ｋ以上が好ましく、３０Ｗ／ｍ・Ｋより低いと使用
中に誘電体層の表面が極めて高い温度となり、強い熱衝
撃を受けて誘電体層が破損したり、プラズマ集中による
局所加熱により誘電体層の一部が溶融して欠陥（ポア）
が発生し、誘電体層が破損に至る場合がでてしまうこと
となる。
【００１５】上記とは別の静電チャックとしては、ウェ
ハの吸着面である誘電体層を３〜４０質量％の酸素欠損
を有する酸化チタンを含む窒化アルミニウム焼結体から
なるとし、かつその体積抵抗率を１０8〜１０13Ω・ｃ
ｍとし、熱伝導率を３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする静電チャ
ックとした（請求項２）。
ハの吸着面である誘電体層を３〜４０質量％の酸素欠損
を有する酸化チタンを含む窒化アルミニウム焼結体から
なるとし、かつその体積抵抗率を１０8〜１０13Ω・ｃ
ｍとし、熱伝導率を３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする静電チャ
ックとした（請求項２）。
【００１６】窒化アルミニウムに酸素欠損を有する酸化
チタンを含ませることとしたのは、酸化チタンが酸素欠
損となると導電性のある酸化チタンとなるので、それを
含ませることで導電性を有する誘電体層となり、同時に
含ませた酸化チタンが理由は分からないが、体積抵抗率
の変化にあまり影響しないため体積抵抗率の変化が少な
い誘電体層となることによる。
チタンを含ませることとしたのは、酸化チタンが酸素欠
損となると導電性のある酸化チタンとなるので、それを
含ませることで導電性を有する誘電体層となり、同時に
含ませた酸化チタンが理由は分からないが、体積抵抗率
の変化にあまり影響しないため体積抵抗率の変化が少な
い誘電体層となることによる。
【００１７】その酸化チタンの含有率としては、３〜４
０質量％が好ましく、３質量％より少ないと体積抵抗率
が大きくなって被吸着物を吸着保持し難くなり、静電チ
ャックとしての性能が得られず、逆に４０質量％より多
いと体積抵抗率が小さくなってリーク電流が発生し、吸
着した被吸着物に損傷を与えかねず、また、体積抵抗率
の変動が大きくなる。
０質量％が好ましく、３質量％より少ないと体積抵抗率
が大きくなって被吸着物を吸着保持し難くなり、静電チ
ャックとしての性能が得られず、逆に４０質量％より多
いと体積抵抗率が小さくなってリーク電流が発生し、吸
着した被吸着物に損傷を与えかねず、また、体積抵抗率
の変動が大きくなる。
【００１８】さらに別の静電チャックとしては、ウェハ
の吸着面である誘電体層を１〜３５質量％の炭化ケイ素
を含む酸化マグネシウム焼結体からなるとし、かつその
体積抵抗率を１０8〜１０13Ω・ｃｍとし、熱伝導率を
３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする静電チャックとした（請求項
３）。
の吸着面である誘電体層を１〜３５質量％の炭化ケイ素
を含む酸化マグネシウム焼結体からなるとし、かつその
体積抵抗率を１０8〜１０13Ω・ｃｍとし、熱伝導率を
３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする静電チャックとした（請求項
３）。
【００１９】酸化マグネシウムに炭化ケイ素を含ませる
こととしたのは、前述したと同様の理由で熱伝導性の良
好な酸化マグネシウムを主成分とすることで熱伝導性が
高い誘電体層となり、それに導電性のある炭化ケイ素を
含ませることで導電性を有する誘電体層となり、同時に
含ませた炭化ケイ素が理由は分からないが、体積抵抗率
の変化にあまり影響しないため体積抵抗率の変化が少な
い誘電体層となることによる。
こととしたのは、前述したと同様の理由で熱伝導性の良
好な酸化マグネシウムを主成分とすることで熱伝導性が
高い誘電体層となり、それに導電性のある炭化ケイ素を
含ませることで導電性を有する誘電体層となり、同時に
含ませた炭化ケイ素が理由は分からないが、体積抵抗率
の変化にあまり影響しないため体積抵抗率の変化が少な
い誘電体層となることによる。
【００２０】さらにまた別の静電チャックとしては、ウ
ェハの吸着面である誘電体層を１〜２０質量％の酸素欠
損を有する酸化チタンを含む酸化マグネシウム焼結体か
らなるとし、かつその体積抵抗率を１０8〜１０13Ω・
ｃｍとし、熱伝導率を３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする静電チ
ャックとした（請求項４）。
ェハの吸着面である誘電体層を１〜２０質量％の酸素欠
損を有する酸化チタンを含む酸化マグネシウム焼結体か
らなるとし、かつその体積抵抗率を１０8〜１０13Ω・
ｃｍとし、熱伝導率を３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とする静電チ
ャックとした（請求項４）。
【００２１】酸化マグネシウムに酸素欠損を有する酸化
チタンを含ませることとしたのは、これも前述したと同
様の理由で導電性を有する誘電体層となり、同時に含ま
せた酸化チタンが、これは前述したとは違い酸化マグネ
シウムと化合してＭｇＴｉＯ 3-x、Ｍｇ2ＴｉＯ4-x、Ｍ
ｇＴｉ2Ｏ5-x等の複合酸化物が形成されることにより体
積抵抗率の変化が少ない誘電体層となることによる。
チタンを含ませることとしたのは、これも前述したと同
様の理由で導電性を有する誘電体層となり、同時に含ま
せた酸化チタンが、これは前述したとは違い酸化マグネ
シウムと化合してＭｇＴｉＯ 3-x、Ｍｇ2ＴｉＯ4-x、Ｍ
ｇＴｉ2Ｏ5-x等の複合酸化物が形成されることにより体
積抵抗率の変化が少ない誘電体層となることによる。
【００２２】以上述べた誘電体層は、いずれもハロゲン
系腐食ガスプラズマに対し耐食性が高く、その耐食の度
合いとしては、ハロゲン系腐食ガスプラズマに対するエ
ッチングレートで、１０ｎｍ／ｍｉｎ以下になるとした
（請求項５）。これにより極めて耐食性に強い静電チャ
ックともなる。
系腐食ガスプラズマに対し耐食性が高く、その耐食の度
合いとしては、ハロゲン系腐食ガスプラズマに対するエ
ッチングレートで、１０ｎｍ／ｍｉｎ以下になるとした
（請求項５）。これにより極めて耐食性に強い静電チャ
ックともなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】静電チャックの作製について述べ
ると、先ず誘電体層を形成するために窒化アルミニウ
ム、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化チタン粉末、
必要があればイットリア粉末等の焼結助剤を用意する。
これら原料の調合は、従来法に準じて調製すればよい。
例えば、先に述べた原料粉末を所定の割合で配合し、そ
の原料粉末にアルコール等の有機溶媒または水を加え、
ボールミルで混合後、乾燥する方法、所定の配合の塩
類、アルコキシド等の溶液から共沈物を分離し乾燥する
方法等がある。
ると、先ず誘電体層を形成するために窒化アルミニウ
ム、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化チタン粉末、
必要があればイットリア粉末等の焼結助剤を用意する。
これら原料の調合は、従来法に準じて調製すればよい。
例えば、先に述べた原料粉末を所定の割合で配合し、そ
の原料粉末にアルコール等の有機溶媒または水を加え、
ボールミルで混合後、乾燥する方法、所定の配合の塩
類、アルコキシド等の溶液から共沈物を分離し乾燥する
方法等がある。
【００２４】これらの混合物には、より緻密化を容易に
するため、常用の焼結助剤を添加してもよい。添加する
形態については、粉末、塩類、アルコキシド等でよく、
特に限定されるものではない。
するため、常用の焼結助剤を添加してもよい。添加する
形態については、粉末、塩類、アルコキシド等でよく、
特に限定されるものではない。
【００２５】得られた混合粉末を一軸プレスまたは冷間
等方圧プレス等によって所定形状に成形する。得られた
成形体を還元雰囲気中で炭化ケイ素粉末または酸化チタ
ン粉末を含む窒化アルミニウム粉末では１６００〜２０
００℃で、炭化ケイ素粉末または酸化チタン粉末を含む
酸化マグネシウム粉末では１２００〜１７００℃の温度
で焼結する。なお、酸化チタン粉末を含む酸化マグネシ
ウム粉末では、１２００〜１７００℃の温度で大気中で
焼結した後、１２００〜１７００℃の還元雰囲気中で熱
処理してもよい。
等方圧プレス等によって所定形状に成形する。得られた
成形体を還元雰囲気中で炭化ケイ素粉末または酸化チタ
ン粉末を含む窒化アルミニウム粉末では１６００〜２０
００℃で、炭化ケイ素粉末または酸化チタン粉末を含む
酸化マグネシウム粉末では１２００〜１７００℃の温度
で焼結する。なお、酸化チタン粉末を含む酸化マグネシ
ウム粉末では、１２００〜１７００℃の温度で大気中で
焼結した後、１２００〜１７００℃の還元雰囲気中で熱
処理してもよい。
【００２６】焼結時間は特に限定しないが、２〜４時間
程度でよい。焼結温度は先の温度より低いと、緻密化が
不十分であり、体積抵抗率が大きくばらつく。一方、先
の温度より高いと、分解してしまう。
程度でよい。焼結温度は先の温度より低いと、緻密化が
不十分であり、体積抵抗率が大きくばらつく。一方、先
の温度より高いと、分解してしまう。
【００２７】得られた誘電体層を電極層を形成したセラ
ミックス基体の上面に接着して静電チャックを作製す
る。なお、この静電チャックの製造方法は、この方法ば
かりでなく、例えば、ドクターブレード法で作製したシ
ートを積層して誘電体層の成形体としてもよいし、特に
限定するものではなく、通常の方法を用いることができ
る。
ミックス基体の上面に接着して静電チャックを作製す
る。なお、この静電チャックの製造方法は、この方法ば
かりでなく、例えば、ドクターブレード法で作製したシ
ートを積層して誘電体層の成形体としてもよいし、特に
限定するものではなく、通常の方法を用いることができ
る。
【００２８】以上述べた方法で静電チャックを作製すれ
ば、導電性を有し、かつ体積抵抗率の変化が少なく、熱
伝導率の高い誘電体層を有する静電チャックが得られ
る。
ば、導電性を有し、かつ体積抵抗率の変化が少なく、熱
伝導率の高い誘電体層を有する静電チャックが得られ
る。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００３０】（実施例１〜１３） （１）静電チャックの作製 表１に示す原料粉末を表１に示す割合で合計２００ｇ配
合し、それをポリエチレンポット中に入れ、同時にメタ
ノール２００ｇとφ１０ｍｍの鉄芯入りナイロンボール
２５０ｇを入れ、１６時間混合した。得られたスラリー
をロータリーエバポレーターで減圧乾燥した後、得られ
た粉末を＃１００のナイロンメッシュでメッシュパスを
行った。
合し、それをポリエチレンポット中に入れ、同時にメタ
ノール２００ｇとφ１０ｍｍの鉄芯入りナイロンボール
２５０ｇを入れ、１６時間混合した。得られたスラリー
をロータリーエバポレーターで減圧乾燥した後、得られ
た粉末を＃１００のナイロンメッシュでメッシュパスを
行った。
【００３１】この粉末をφ７０ｍｍの金型に挿入し、１
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で厚さ６ｍｍに一次成形した後、
その成形体を１２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で冷間等方圧
プレス成形した。得られた成形体を表１に示す雰囲気中
で表１に示す温度で２時間焼結した。得られた焼結体を
φ５０×ｔ２ｍｍに加工し、それを電極層を形成したア
ルミナ基体の上面に無機系の接着剤で接着して静電チャ
ックを作製した。
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で厚さ６ｍｍに一次成形した後、
その成形体を１２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で冷間等方圧
プレス成形した。得られた成形体を表１に示す雰囲気中
で表１に示す温度で２時間焼結した。得られた焼結体を
φ５０×ｔ２ｍｍに加工し、それを電極層を形成したア
ルミナ基体の上面に無機系の接着剤で接着して静電チャ
ックを作製した。
【００３２】（２）評価 得られたφ５０×ｔ２ｍｍに加工された各焼結体１０個
の体積抵抗率を３端子法で、熱伝導率をレーザーフラッ
シュ（真空理工社製）で測定し、それを平行平板型ＲＩ
Ｅエッチング装置を用いてＣＦ4＋Ｏ2（２０％）ガス
（流量：５０ｓｅｃｍ、圧力：５０ｍＴｏｏｒ）中にお
いて、周波数：１３、５６ＭＨｚ、出力：１Ｗ／ｃｍ2
のプラズマに１０時間暴露した（プラズマ処理中の試料
温度は室温）後、その体積抵抗率を測定した。その結果
を表１に示す。
の体積抵抗率を３端子法で、熱伝導率をレーザーフラッ
シュ（真空理工社製）で測定し、それを平行平板型ＲＩ
Ｅエッチング装置を用いてＣＦ4＋Ｏ2（２０％）ガス
（流量：５０ｓｅｃｍ、圧力：５０ｍＴｏｏｒ）中にお
いて、周波数：１３、５６ＭＨｚ、出力：１Ｗ／ｃｍ2
のプラズマに１０時間暴露した（プラズマ処理中の試料
温度は室温）後、その体積抵抗率を測定した。その結果
を表１に示す。
【００３３】また、得られたφ５０×ｔ２ｍｍに加工さ
れた各焼結体１０個のエッチングレートを焼結体表面の
一部にポリイミドテープでマスキングし、それに先と同
様プラズマ照射し、マスクのある面とない面との段差を
接触式表面粗さ計で測定することで求めた。その結果も
表１に示す。さらに、得られた静電チャックに１ｋＶの
電圧を印加してφ５０ｍｍのシリコンウェハを吸着さ
せ、シリコンウェハにリークした電流が検出されるかど
うかをシリコンウェハ上に形成された回路が破損するか
否かで調べた。さらにまた、静電チャックを下に向けて
ウェハが落下するかをみて吸着が十分であるかどうかを
調べた。それらの結果も表１に示す。
れた各焼結体１０個のエッチングレートを焼結体表面の
一部にポリイミドテープでマスキングし、それに先と同
様プラズマ照射し、マスクのある面とない面との段差を
接触式表面粗さ計で測定することで求めた。その結果も
表１に示す。さらに、得られた静電チャックに１ｋＶの
電圧を印加してφ５０ｍｍのシリコンウェハを吸着さ
せ、シリコンウェハにリークした電流が検出されるかど
うかをシリコンウェハ上に形成された回路が破損するか
否かで調べた。さらにまた、静電チャックを下に向けて
ウェハが落下するかをみて吸着が十分であるかどうかを
調べた。それらの結果も表１に示す。
【００３４】（比較例１〜６）比較のために比較例１、
２では、誘電体層中のＳｉＣの含有量を本発明の範囲外
した他は実施例３と同様に、比較例３、４では、誘電体
層中のＴｉＯ2の含有率を本発明の範囲外にした他は実
施例９と同様に、比較例５、６では、誘電体層を従来の
酸化チタンを含むアルミナ焼結体とした他は実施例８と
同様に静電チャックを作製して同様に評価した。それら
の結果も表１に示す。
２では、誘電体層中のＳｉＣの含有量を本発明の範囲外
した他は実施例３と同様に、比較例３、４では、誘電体
層中のＴｉＯ2の含有率を本発明の範囲外にした他は実
施例９と同様に、比較例５、６では、誘電体層を従来の
酸化チタンを含むアルミナ焼結体とした他は実施例８と
同様に静電チャックを作製して同様に評価した。それら
の結果も表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１から明らかなように、実施例全てが誘
電体層である焼結体の体積抵抗率は、プラズマ処理して
もやや変わる程度であまり変わらなかった。また、熱伝
導率、エッチングレートも良好で本発明の範囲内にあ
り、耐リーク電流性も、シリコンウェハ吸着性も良好で
あった。このことは、本発明の静電チャックとすれば、
導電性を有し、かつ体積抵抗率の変化が少なく、熱伝導
率が高い誘電体層を有する静電チャックとなることを示
している。
電体層である焼結体の体積抵抗率は、プラズマ処理して
もやや変わる程度であまり変わらなかった。また、熱伝
導率、エッチングレートも良好で本発明の範囲内にあ
り、耐リーク電流性も、シリコンウェハ吸着性も良好で
あった。このことは、本発明の静電チャックとすれば、
導電性を有し、かつ体積抵抗率の変化が少なく、熱伝導
率が高い誘電体層を有する静電チャックとなることを示
している。
【００３７】これに対して、比較例１では、誘電体層中
のＳｉＣの含有量が少なすぎたので、体積抵抗率が高す
ぎ、シリコンウェハの吸着が十分でなく、比較例２で
は、ＳｉＣの含有量が多すぎたので、体積抵抗率が低す
ぎ、かつその変動も大きく、リーク電流が検出され、シ
リコンウェハの吸着も十分でなかった。また、比較例３
では、ＴｉＯ2の含有量が少なすぎたので、同様体積抵
抗率が高すぎ、シリコンウェハの吸着が十分でなく、比
較例４では、ＴｉＯ2の含有量が多すぎたので、体積抵
抗率が低すぎ、かつその変動も大きく、リーク電流が検
出され、シリコンウェハの吸着も十分でなかった。さら
に、比較例５、６では、誘電体層が従来の酸化チタンを
含むアルミナ焼結体であるので、体積抵抗率の変化が極
めて大きく、特に比較例５では、プラズマ処理前では本
発明の範囲内にあったものが本発明の範囲外になってし
まっていた。その他の熱伝導率、エッチングレートも極
めて悪く、比較例５、６とも本発明を満足できなかっ
た。
のＳｉＣの含有量が少なすぎたので、体積抵抗率が高す
ぎ、シリコンウェハの吸着が十分でなく、比較例２で
は、ＳｉＣの含有量が多すぎたので、体積抵抗率が低す
ぎ、かつその変動も大きく、リーク電流が検出され、シ
リコンウェハの吸着も十分でなかった。また、比較例３
では、ＴｉＯ2の含有量が少なすぎたので、同様体積抵
抗率が高すぎ、シリコンウェハの吸着が十分でなく、比
較例４では、ＴｉＯ2の含有量が多すぎたので、体積抵
抗率が低すぎ、かつその変動も大きく、リーク電流が検
出され、シリコンウェハの吸着も十分でなかった。さら
に、比較例５、６では、誘電体層が従来の酸化チタンを
含むアルミナ焼結体であるので、体積抵抗率の変化が極
めて大きく、特に比較例５では、プラズマ処理前では本
発明の範囲内にあったものが本発明の範囲外になってし
まっていた。その他の熱伝導率、エッチングレートも極
めて悪く、比較例５、６とも本発明を満足できなかっ
た。
【００３８】
【発明の効果】以上の通り、本発明にかかる静電チャッ
クであれば、従来より体積抵抗率の変化が少なく、熱伝
導率が高く、しかも腐食ガスを含む耐プラズマ性にも強
い誘電体層を有する静電チャックとすることができるよ
うになった。このことにより、半導体製造工程で用いら
れる極めて優れた静電チャックを提供することができる
ようになった。
クであれば、従来より体積抵抗率の変化が少なく、熱伝
導率が高く、しかも腐食ガスを含む耐プラズマ性にも強
い誘電体層を有する静電チャックとすることができるよ
うになった。このことにより、半導体製造工程で用いら
れる極めて優れた静電チャックを提供することができる
ようになった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 沙里 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式会 社日本セラテック本社工場内 (72)発明者 岸 幸男 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式会 社日本セラテック本社工場内 Ｆターム(参考） 3C016 AA01 CE05 GA10 4G001 BA13 BA22 BA36 BB13 BB22 BB36 BD01 BD23 BD37 BD38 4G030 AA07 AA16 AA47 BA09 BA21 BA33 5F031 CA02 HA02 HA16
Claims (5)
- 【請求項１】 ウェハを吸着する吸着面が誘電体層であ
る静電チャックにおいて、該誘電体層が５〜４０質量％
の炭化ケイ素を含む窒化アルミニウム焼結体からなり、
かつその体積抵抗率が１０8〜１０13Ω・ｃｍであっ
て、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴と
する静電チャック。 - 【請求項２】 ウェハを吸着する吸着面が誘電体層であ
る静電チャックにおいて、該誘電体層が３〜４０質量％
の酸素欠損を有する酸化チタンを含む窒化アルミニウム
焼結体からなり、かつその体積抵抗率が１０8〜１０13
Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であ
ることを特徴とする静電チャック。 - 【請求項３】 ウェハを吸着する吸着面が誘電体層であ
る静電チャックにおいて、該誘電体層が１〜３５質量％
の炭化ケイ素を含む酸化マグネシウム焼結体からなり、
かつその体積抵抗率が１０8〜１０13Ω・ｃｍであっ
て、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴と
する静電チャック。 - 【請求項４】 ウェハを吸着する吸着面が誘電体層であ
る静電チャックにおいて、該誘電体層が１〜２０質量％
の酸素欠損を有する酸化チタンを含む酸化マグネシウム
焼結体からなり、かつその体積抵抗率が１０8〜１０13
Ω・ｃｍであって、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であ
ることを特徴とする静電チャック。 - 【請求項５】 前記誘電体層のハロゲン系腐食ガスプラ
ズマに対するエッチングレートが、１０ｎｍ／ｍｉｎ以
下であることを特徴とする請求項１、２、３または４記
載の静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000197593A JP2002016129A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000197593A JP2002016129A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 静電チャック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002016129A true JP2002016129A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18695899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000197593A Pending JP2002016129A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002016129A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030020072A (ko) * | 2001-09-01 | 2003-03-08 | 주성엔지니어링(주) | 유니폴라 정전척 |
| JP2005524247A (ja) * | 2002-05-01 | 2005-08-11 | トレック・インコーポレーテッド | 静電ウェハクランプ装置のための進歩したプラテン |
| WO2012144638A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | 株式会社ブリヂストン | セラミックス焼結体及びセラミックス焼結体の製造方法 |
-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000197593A patent/JP2002016129A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030020072A (ko) * | 2001-09-01 | 2003-03-08 | 주성엔지니어링(주) | 유니폴라 정전척 |
| JP2005524247A (ja) * | 2002-05-01 | 2005-08-11 | トレック・インコーポレーテッド | 静電ウェハクランプ装置のための進歩したプラテン |
| KR100979684B1 (ko) * | 2002-05-01 | 2010-09-02 | 트렉 인코포레이티드 | 개선된 정전 웨이퍼 클램핑 장치용 플래튼 |
| WO2012144638A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | 株式会社ブリヂストン | セラミックス焼結体及びセラミックス焼結体の製造方法 |
| JP5819947B2 (ja) * | 2011-04-21 | 2015-11-24 | 株式会社ブリヂストン | セラミックス焼結体及びセラミックス焼結体の製造方法 |
| US9522849B2 (en) | 2011-04-21 | 2016-12-20 | Bridgestone Corporation | Ceramic sintered body and method of manufacturing ceramic sintered body |
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