JP2002064134A - 静電チャック及びその製造方法 - Google Patents

静電チャック及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 優れた耐久性及び耐熱性を有して長期間に亘
って優れた吸着性能を発揮し得るほか、プラズマにアタ
ックされて発塵し装置周辺やウエハを汚染するというよ
うなこともない静電チャック、及び、その製造方法を提
供する。 【解決手段】 金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び
第二絶縁層が順次積層された積層構造を有する静電チャ
ックであり、第一絶縁層及び第二絶縁層がポリイミドフ
ィルムで構成されていると共に、少なくとも金属基盤と
第一絶縁層との間、好ましくは更に第一絶縁層と電極層
との間、及び電極層と第二絶縁層との間が膜厚５〜５０
μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムにより接着さ
れている静電チャックである。また、このような静電チ
ャックを製造するために、加圧下に加熱温度１００〜２
５０℃で低温圧着処理する静電チャックの製造方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体製
造プロセスで用いられる種々の装置において、ウエハ等
の試料を静電気力で吸着保持するための静電チャック及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造プロセスにおいて、例えばエ
ッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、イオン注入装置、
アッシング装置、電子ビームリソグラフィー、Ｘ線リソ
グラフィー等の装置ではウエハ等の試料を真空中で処理
することが要求され、その際にウエハ等の保持手段とし
て静電チャックが用いられている。
【０００３】この静電チャックは、一般に、金属基盤上
に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層からなる積層構
造を有する静電チャックシートを積層して構成されてお
り、この静電チャックシートの第二絶縁層の上にウエハ
を載置してこのウエハと電極層との間に高電圧を印加
し、この際にウエハと電極との間に発生する静電引力
（クーロン力）を利用してウエハをステージ上に吸着し
保持させるものであり、第一絶縁層としては耐熱性に優
れたポリイミドフィルムやセラミックス薄板が用いら
れ、電極層としては勤続の蒸着膜やメッキ膜が用いら
れ、また、第二絶縁層としてはポリイミドフィルムが用
いられ、そして、各金属基盤、第一絶縁層、電極層、及
び第二絶縁層の間は接着剤層で接着されている。
【０００４】そして、このような静電チャックにおいて
は、使用時にウエハ内に発生する熱エネルギーを効率良
く発散させてウエハ表面温度を低温に維持する必要があ
ることから、種々の工夫が施されている。
【０００５】例えば、特公平5-87,177号公報において
は、金属基盤上に積層される静電チャックシート（第一
絶縁層、電極層、及び第二絶縁層）の厚さを可能な限り
薄くしたり、あるいは、金属基盤、第一絶縁層、電極
層、及び第二絶縁層の間を接着する接着剤層の１層又は
２層以上に熱伝導性フィラーを分散させて静電チャック
全体の熱伝導性の向上を図ることが提案されている。
【０００６】また、特開平10-209,256号及び特開平10-2
09,256号の各公報には、第一絶縁層をセラミックからな
る絶縁板で構成し、各接着剤層の層厚を薄くして熱伝導
性を改善すると共に、セラミック絶縁板上に積層された
第二絶縁層の絶縁性フィルムが疲労した際には、容易に
これを交換できるようにしたものが提案されている。
【０００７】更に、特開平11-297,805号公報には、金属
基盤とこの金属基盤上に積層されるセラミック絶縁板製
の第一絶縁層との間を接着する接着剤層として、ゴム成
分とフェノール系抗酸化剤とを含有する接着剤を用いる
ことにより、ウエハ吸着面の平面度の悪化やセラミック
絶縁板からの接着剤層の剥離を長期間に渡って防止でき
るようにしたものが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の静電チャックにおいては、例えばプラズマエッチ
ング装置に使用された場合、通常その使用時間が３００
〜６００時間を超えると、金属基盤上に設けられた静電
チャックシートがその外周から徐々に剥離し、平坦が失
われてしまうと共に、この静電チャックシート上にウエ
ハが均一に接触し難くなり、ウエハの場所によってその
冷却効率に差ができて温度分布にムラが生じ、特にウエ
ハ外周部の冷却不良は過熱によるレジスト焼け等の深刻
な障害を引き起こす場合がある。
【０００９】また、この静電チャックシートにおける上
記外周部の剥離という現象は、更に進行するとこの外周
部が基盤からまくれ上がり、静電チャックがウエハを吸
着する力よりも静電チャックシートが反り上がる力の方
が勝るようになり、ウエハ吸着状態の時でも吸着面とウ
エハとの間に隙間が生じ、吸着面とウエハ裏面との間に
熱伝達媒体として供給されるＨｅガスがこの隙間から漏
れてしまい、所定のガス圧を達成し、また、維持できな
くなり、Ｈｅガスによるウエハ冷却能力が不足し、正常
なエッチングプロセスを遂行できなくなり、装置本体に
インターロックがかかって稼動不能になる場合もあり、
結果として静電チャックがその寿命を迎えることにな
る。
【００１０】そこで、本発明者らは、このような静電チ
ャックシートにおける外周部の剥離という問題がどのよ
うなメカニズムで発生するかについて鋭意検討した結
果、金属基盤、第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層の
間を接着する接着剤層として、エポキシ系、ゴム系、変
性ポリエステル系等の接着剤を用いたり、あるいは、ブ
タジエン−アクリロニトリル共重合体、オレフィン系共
重合体、及びポリフェニルエーテル共重合体から選ばれ
る１種又は２種以上とヒンダードフェノール系抗酸化剤
とを含む接着剤を用いると、プラズマエッチングの際に
静電チャックの外周部から接着剤層がプラズマ粒子によ
り激しく侵食を受け、これによって接着剤層のみが徐々
に焼失していき、静電チャックシートがその外周部から
剥離していくことを突き止めた。また、この問題は、金
属基盤と第一絶縁層との間を接着する接着剤層において
顕著であることも突き止めた。
【００１１】また、金属基盤、第一絶縁層、電極層、第
二絶縁層、及び接着剤層で構成される静電チャックはそ
の接着剤層の耐熱性が他の構成部材に比べて低いため、
この静電チャックの使用温度の上限が接着剤層の耐熱性
により決まってしまう。そこで、接着剤層として耐熱性
に優れたポリイミド系、変性ポリアミド系、ポリアミド
イミド系の接着剤を用いることも考えられる。
【００１２】しかしながら、このような耐熱性接着剤の
硬化温度は通常３００℃を超えており、静電チャックの
金属基盤としてアルマイト処理が施されたアルミ合金を
用いると、これらアルミ合金とアルマイト皮膜との間の
熱膨張係数の差（アルミ合金の熱膨張係数は通常アルマ
イト皮膜のそれの約３倍である）により、接着剤の硬化
操作の際の加熱によりアルマイト皮膜にクラックが発生
してしまい、このような耐熱性接着剤の使用も金属基盤
の種類により制限されるという問題もあった。
【００１３】本発明者らは、このような接着剤に起因す
る種々の問題を解決することについて更に鋭意検討した
結果、驚くべきことには、第一絶縁層及び第二絶縁層と
してポリイミドフィルムを用い、また、金属基盤と第一
絶縁層との間、第一絶縁層と電極層との間、及び電極層
と第二絶縁層との間を、特に金属基盤と第一絶縁層との
間を膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィ
ルムを用いて接着することにより、その使用時間が約１
０００時間を超えても上述した静電チャックシートの外
周部から徐々に剥離するという問題が発生せず、上述し
た接着剤に基づく種々の問題を一挙に解決できることを
見出し、本発明を完成した。
【００１４】従って、本発明の目的は、優れた耐久性及
び耐熱性を有して長期間に亘って優れた吸着性能を発揮
し得るほか、例えばプラズマエッチング装置等に使用さ
れた場合であっても、静電チャックシートがその外周部
から剥離することがなく、長期間に亘って使用すること
ができ、しかも、接着剤がプラズマにアタックされて発
塵し装置周辺やウエハを汚染するというようなこともな
い静電チャックを提供することにある。また、本発明の
他の目的は、上述したような静電チャックを製造するた
めの静電チャックの製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、金
属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次
積層された積層構造を有する静電チャックであり、第一
絶縁層及び第二絶縁層がポリイミドフィルムで構成され
ていると共に、少なくとも上記金属基盤と第一絶縁層と
の間を、好ましくは第一絶縁層と電極層との間、及び電
極層と第二絶縁層との間も含めて膜厚５〜５０μｍの熱
可塑性ポリイミド系接着フィルムにより接着されてい
る、静電チャックである。
【００１６】また、本発明は、金属基盤上に膜厚５〜５
０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、第一絶縁
層となるポリイミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可
塑性ポリイミド系接着フィルム、電極層となる金属箔、
膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィル
ム、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムを順次重
ね合わせ、加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧
着処理し、金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二
絶縁層が順次積層された積層構造を形成する、静電チャ
ックの製造方法である。
【００１７】更に、本発明は、第一絶縁層となるポリイ
ミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド
系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μ
ｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁
層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、加圧下
に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して第一絶
縁層、電極層、及び第二絶縁層が積層された静電チャッ
クシートを形成し、次いで膜厚５〜５０μｍの熱可塑性
ポリイミド系接着フィルムを介して上記静電チャックシ
ートを金属基盤上に重ね合わせ、加圧下に加熱温度１０
０〜２５０℃で低温圧着処理して金属基盤上に第一絶縁
層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造
を形成する、静電チャックの製造方法である。
【００１８】本発明において、静電チャックを構成する
金属基盤としては、アルミ合金製のアルミ基盤等を挙げ
ることができるが、本発明によれば、加熱温度１００〜
２５０℃という低温で金属基盤上に第一絶縁層、電極
層、及び第二絶縁層をそれぞれ積層することができるの
で、特に１００℃近くの比較的低い温度条件で積層を行
うと、熱膨張係数の差に基づいてアルマイト皮膜にクラ
ックが発生するという虞がないことから、アルミ基盤に
対しても好適に用いることができる。
【００１９】また、本発明において用いられる第一絶縁
層及び第二絶縁層はポリイミドフィルムである。この絶
縁層を構成するポリイミドフィルムについては、従来よ
りこの種の静電チャックにおいて用いられている耐電圧
特性及び２００℃以上の耐熱性に優れたものものがよ
く、具体的には、カプトン（東レ・デュポン社製商品
名）、ユーピレックス（宇部興産社製商品名）、ニトミ
ッド（日東電気工業社製商品名）、アピカル（鐘淵化学
工業社製商品名）等を例示することができる。また、こ
の絶縁層を構成するポリイミドフィルムの膜厚は、通常
５〜７０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍであり、膜厚
が５μｍより薄いと絶縁破壊を起こし易いという問題が
あり、また、７０μｍより厚くなると吸着電圧を高くし
なければならなくなるという問題が生じて好ましくな
い。
【００２０】更に、本発明で用いられる電極層として
は、銀、白金、パラジウム、銅、アルミニウム、錫、ニ
ッケル、モリブデン、マグネシウム、タングステン等の
金属で形成され、膜厚５〜５０μｍ、好ましくは１０〜
２０μｍの金属箔が用いられる。電極層の膜厚について
は、５μｍより薄いと製造上の取扱いが難しくなるとい
う問題があり、５０μｍより厚くなるとポリイミドフィ
ルムで被覆される電極の側面に隙間が形成されるという
問題が生じる。なお、この電極層については、必ずしも
金属箔で形成する必要はなく、例えば、第一又は第二絶
縁層のポリイミドフィルムに蒸着又はメッキの手段で金
属層を設けて形成してもよく、この場合には、第一又は
第二絶縁層のポリイミドフィルムと電極層との間には熱
可塑性ポリイミド系接着フィルムによる接着は存在しな
しいことになる。
【００２１】本発明においては、上記金属基盤と第一絶
縁層との間、第一絶縁層と電極層との間、及び電極層と
第二絶縁層との間がそれぞれ膜厚５〜５０μｍ、好まし
くは１０〜２５μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィル
ムにより接着される。この接着フィルムの膜厚が４μｍ
より薄いと接着力が低いほか、互いに接着される各部材
間の熱膨張の差を吸収し得なくなるという問題があり、
５０μｍより厚くなると積層構造全体が厚くなりすぎる
という問題が生じる。
【００２２】この目的で用いられる熱可塑性ポリイミド
系接着フィルムとしては、それが優れた接着強度を与
え、かつ、優れた耐熱性、電気特性（特に絶縁性）、耐
薬品性、低熱膨張性を有するものであればよく、特に制
限されるものではないが、好ましくは加圧下に好ましく
は加熱温度１００〜２５０℃、より好ましくは加熱温度
１００〜２００℃で低温圧着処理できるものであるのが
よく、特に金属基盤がアルミ基盤の場合には特に好まし
くは加圧下に加熱温度１００〜１２０℃で低温圧着処理
できるものがよい。加熱圧着時の加熱温度が１００℃よ
り低いと接着力が不足する場合があり、反対に、２５０
℃より高くなると特に金属基盤がアルミ基盤である場合
にアルマイト皮膜に大きなクラックが発生して実用上深
刻な問題を生じる。このような熱可塑性ポリイミド系接
着フィルムの具体例としては、例えばエスパネックス
（ESPANEX；新日鐵化学社製商品名）を挙げることがで
き、このものはジアミノシロキサン及び芳香族ジアミン
とテトラカルボン酸二無水物との反応により得られるシ
ロキサン変性熱可塑性ポリイミド系接着フィルムである
（特開平10-212,468号公報）。
【００２３】本発明の静電チャックを製造する方法につ
いては、特に制限されるものではないが、一般的には下
記の方法により製造される。すなわち、第一の方法は、
金属基盤上に膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系
接着フィルム、第一絶縁層となるポリイミドフィルム、
膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィル
ム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性
ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁層となるポリ
イミドフィルムを順次重ね合わせ、加圧下に加熱温度１
００〜２５０℃で低温圧着処理し、金属基盤上に第一絶
縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構
造を形成する方法である。
【００２４】また、第二の方法は、第一絶縁層となるポ
リイミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイ
ミド系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５
０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二
絶縁層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、加
圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して第
一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が積層された静電チ
ャックシートを形成し、次いで膜厚５〜５０μｍの熱可
塑性ポリイミド系接着フィルムを介して上記静電チャッ
クシートを金属基盤上に重ね合わせ、加圧下に加熱温度
１００〜２５０℃で低温圧着処理して金属基盤上に第一
絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層
構造を形成する方法である。
【００２５】更に、第三の方法は、上記第二の方法にお
いて、第一絶縁層を構成するポリイミドフィルムと膜厚
５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムとを
予め積層一体化せしめて第一積層シートを形成すると共
に、第二絶縁層を構成するポリイミドフィルムと膜厚５
〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルムとを予
め積層一体化せしめて第二積層シートを形成し、これら
第一積層シート及び第二積層シートの各接着フィルム間
に金属箔を挟み込み、加圧下に加熱温度１００〜２５０
℃で低温圧着処理して静電チャックシートを形成する方
法である。
【００２６】これらの方法において、低温圧着処理は、
大気中で厚さ方向圧力２〜５ＭＰａ、好ましくは３〜４
ＭＰａの加圧条件下で行うのがよく、厚さ方向圧力が２
ＭＰａより低いと接着力不足や気泡発生という問題が生
じ、反対に、５ＭＰａより高くなるとシートに亀裂が発
生したり、金属基盤に変形が生じる等の問題が生じる。
また、この低温圧着処理については、好ましくは１３３
Ｐａ以下、より好ましくは１３Ｐａ以下の減圧雰囲気下
に、厚さ方向圧力０．１〜５ＭＰａ、好ましくは０．５
〜２ＭＰａの加圧条件下で行うのがよい。熱可塑性ポリ
イミド系接着フィルムは一般に吸湿し易く、加熱時には
接着フィルム中に含まれる水分が水蒸気として放出さ
れ、大気中で低温圧着処理を行うと空気の巻き込みのほ
か、この水蒸気によるボイドの発生が起こり、このため
に比較的高圧の加熱圧着が必要になる。しかしながら、
減圧下で低温圧着処理を行う場合には、空気の巻き込み
がなく、また、発生する水蒸気も速やかに除去されるの
で、比較的低圧の加熱圧着で十分である。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、実施例、比較例、及び試験
例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説
明する。
【００２８】実施例１ 金属基盤１として膜厚５０μｍのアルマイト処理が施さ
れ、図示外の水冷管を内包するアルミニウム合金（Ａ６
０６１）製のアルミ基盤を用い、第一及び第二絶縁層2
a,2bとして膜厚５０μｍのポリイミドフィルム（東レ・
デュポン社製商品名：カプトンＨ）を用い、また、電極
層３として膜厚１８μｍの電解銅箔を用い、更に、熱可
塑性ポリイミド系の接着フィルム4a,4b,4cとして膜厚２
０μｍのボンディングシート（新日鐵化学社製商品名：
エスパネックス）を用い、図１に示す積層構造｛金属基
盤（アルミ基盤）１、接着フィルム（膜厚２０μｍのボ
ンディングシート）4c、第一絶縁層（膜厚５０μｍのポ
リイミドフィルム）2a、接着フィルム（膜厚２０μｍの
ボンディングシート）4a、電極層（膜厚１８μｍの電解
銅箔）３、接着フィルム（膜厚２０μｍのボンディング
シート）4b、及び第二絶縁層（膜厚５０μｍのポリイミ
ドフィルム）2b｝を有する静電チャックを作製した。
【００２９】すなわち、先ず図２に示すように、直径１
９５ｍｍの大きさに切り出された第一絶縁層2aを形成す
るポリイミドフィルム（膜厚５０μ）、熱可塑性ポリイ
ミド系接着フィルム4aとしてボンディングシート（膜厚
２０μｍ）、直径１９３ｍｍの電極層３を形成する電解
銅箔（膜厚１８μｍ）、熱可塑性ポリイミド系接着フィ
ルム4bとしてボンディングシート（膜厚２０μｍ）、及
び、直径１９５ｍｍの大きさに切り出された第二絶縁層
2bを形成するポリイミドフィルム（膜厚５０μ）を順次
重ね合わせ、更に上記第一絶縁層2aの下面側及び第二絶
縁層2bの上面側にそれぞれクッション材として厚さ１ｍ
ｍのテフロン（登録商標）シート6を重ね合わせ、これ
を加熱プレス機5a,5bにセットし、厚さ方向圧力２．２
ＭＰａ、加熱温度１５０℃、及び保持時間４０分の条件
で加熱加圧し、テフロンシート６を取り除いて図３に示
す積層構造を有する静電チャックシートSを作製した。
【００３０】次に、図４に示すように、アルミ基盤（金
属基盤）１上に熱可塑性ポリイミド系接着フィルム4cと
してボンディングシート（膜厚２０μｍ）と、上で得ら
れた静電チャックシートSとを順次重ね合わせ、更にそ
の上にクッション材として厚保さ１ｍｍのテフロンシー
ト6を重ね合わせ、これを加熱プレス機5a,5bにセット
し、厚さ方向圧力３．０ＭＰａ、加熱温度１５０℃、及
び保持時間６０分の条件で加熱加圧し、テフロンシート
６を取り除いて図１に示す積層構造を有する静電チャッ
クを作製した。
【００３１】試験例１ 得られた実施例１の静電チャックについて、静電チャッ
ク吸着力測定装置（株式会社クリエイティブ テクノロ
ジー製）を用い、以下の方法で吸着力を測定し、その評
価を行った。
【００３２】先ず、測定装置の真空チャンバー10内に
は、この真空チャンバー10のＨｅガス供給口11と静電チ
ャックの下面から上面にかけて貫通する貫通孔７とが連
通連結するように静電チャックをセットし、この静電チ
ャックの静電チャックシートS上にシリコンウエハＷを
載置し、真空チャンバー内が０．１Ｐａの減圧になるま
で排気口12から排気し、この状態で直流電源13から静電
チャックの電極層３に１．５ｋＶの直流電圧を印加し、
また、シリコンウエハＷにはリード線を取り付けてこれ
を接地し、流量調節器14で流量を調節しながら上記Ｈｅ
ガス供給口11及び貫通孔７を介してこのシリコンウエハ
Ｗの裏面に１０ｍｌ／分の速度でＨｅガスを供給し、静
電チャックシートS上の吸着面とシリコンウエハＷとの
間に充満していくＨｅガスの圧力をガス圧力計15で時間
の経過と共に測定した。結果は、Ｈｅガスの圧力が１３
０００Ｐａに達しても、シリコンウエハＷは浮き上がる
ことがなく、十分な吸着力が発揮された。
【００３３】試験例２ 次に、チャンバー内のＨｅガス圧力を１０００Ｐａに維
持しながら、８インチウエハの中心位置、直径９０ｍｍ
の円周上に３〜９個所、及び直径１８０ｍｍの円周上に
３〜９箇所にそれぞれ熱電対を取り付けて各位置の温度
を測定できるようにした測温ウエハ（株式会社クリエイ
ティブ テクノロジー製商品名：Ｔｃウエハ）により、
シリコンウエハ面内の温度分布を測定した。結果は、シ
リコンウエハ面内の温度分布は±１．０℃であった。
【００３４】試験例３ 更に、実施例１で得られた静電チャックを平行平板型プ
ラズマエッチング装置の実機に搭載してエッチングテス
トを行った。この平行平板型プラズマエッチング装置
は、反応チャンバー内に静電チャックを載置し、その真
上に上部シャワー電極を配置したもので、静電チャック
のアルミ基盤には周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１５０
０Ｗの高周波電源の出力が接続され、また、上部シャワ
ー電極は接地されており、かつ、そのシャワー孔から反
応ガスが供給されるように、その裏面に反応ガス配管が
接続されている。そして、静電チャックの吸着電極には
１．５ｋＶの直流電源の出力が接続されている。
【００３５】上記平行平板型プラズマエッチング装置に
配設された静電チャックの吸着面に、フォトレジストに
より所定のパターニングが施されたシリコンウエハを載
置し、バックグランド真空度が７０Ｐａとなるように排
気しながら、上部シャワー電極からエッチングガスＣＨ
Ｆ3を５０ｃｍ3／分の速度で流し、静電チャックのアル
ミ基盤に周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１５００Ｗの高
周波電界を付与し、上部シャワー電極とアルミ基盤との
間にプラズマを発生させた。
【００３６】静電チャックを貫通する貫通穴から静電チ
ャックの吸着面とシリコンウエハとの間にＨｅガスを１
０ｃｍ3／分の流量で供給し、そのＨｅガスの飽和値が
３０００Ｐａの以上になったことを確認した。
【００３７】このような条件でウエハ１枚当りのエッチ
ング処理時間を２分間に設定し、約１００時間毎にクリ
ーニングメンテナンスを入れながら、ウエハの連続処理
を行った。結果は、合計処理枚数２万枚（合計エッチン
グ時間約６６０時間）を経過しても、静電チャック周辺
部からのシートの剥離、Ｈｅガス圧異常、ポリイミド絶
縁破壊等の異常現象は認められず、かつ、ウエハのエッ
チング速度、エッチング形状等も長期に亘って安定して
いた。
【００３８】試験例４ 上記ポリイミドフィルム及び上記電解銅箔を５ｍｍ×１
００ｍｍの大きさに切り出し、また、上記ボンディング
シートを５ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り出し、ポリイ
ミドフィルムと電解銅箔との間にはその端から５０ｍｍ
のところにボンディングシートを挟み込み、厚さ方向圧
力２ＭＰａ、加熱温度１５０℃、及び保持時間３０分の
条件で加熱圧着し、試験片Ａを調製した。
【００３９】また、上記と同様にポリイミドフィルム及
び電解銅箔を５ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り出し、
これらポリイミドフィルム及び電解銅箔の間にその端か
ら５０ｍｍの範囲までエポキシ接着剤（スリーボンド社
製商品名：エポキシ２２３０）を２０μｍの厚さに塗布
し、１００℃で３０分、１５０℃で３０分の条件で加熱
して接着し、試験片Ｂを調製した。
【００４０】このようにして得られた試験片Ａ及びＢに
ついて、剥離強度試験機を使用し、角度１８０°及び引
張り速度５０ｍｍ／分の条件で剥離試験を行った結果、
試験片Ａは０．７６ｋｇ／ｃｍであって、試験片Ｂは
０．４５ｋｇ／ｃｍであり、試験片Ａで用いた本発明の
ボンディングシートによる接着強度は、試験片Ｂで用い
た従来のエポキシ接着剤による接着強度に比べて、約７
０％も接着強度が高いことが判明した。
【００４１】比較例１ 熱可塑性ポリイミド系接着フィルムに代えてエポキシ接
着剤（スリーボンド社製商品名：エポキシ２２３０）を
用いた以外は、上記実施例１と同様にして静電チャック
を作製した。得られた静電チャックを試験例３と同様に
実機で使用した結果、ウエハ処理枚数１．２万枚（合計
エッチング時間約４００時間）を経過した後に、静電チ
ャック周辺部からシートの剥離が発生し始めた。
【００４２】
【発明の効果】本発明の静電チャックは、優れた耐久性
及び耐熱性を有して長期間に亘って優れた吸着性能を発
揮し得るほか、例えばプラズマエッチング装置等に使用
された場合であっても、静電チャックシートがその外周
部から剥離することがなく、長期間に亘って使用するこ
とができ、しかも、接着剤がプラズマにアタックされて
発塵し装置周辺やウエハを汚染するというようなことも
ない。また、本発明の方法によれば、このような静電チ
ャックを工業的に容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施例１に係る静電チャッ
クの断面説明図である。
【図２】 図２は、図１の静電チャックを作製する際に
おける静電チャックシート作製工程を示す断面説明図で
ある。
【図３】 図３は、図２の静電チャックシート作製工程
で製造された静電チャックシートを示す断面説明図であ
る。
【図４】 図４は、図１の静電チャックを作製する際に
静電チャックシートとアルミ基盤との間を接着する工程
を示す断面説明図である。
【図５】 図５は、試験例１で静電チャックの吸着力を
測定するのに用いた、静電チャック吸着力測定装置の原
理を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１…金属基盤（アルミ基盤）、2a…第一絶縁層（ポリイ
ミドフィルム）、2b…第二絶縁層（ポリイミドフィル
ム）、３…電極層（電解銅箔）、4a,4b,4c…熱可塑性ポ
リイミド系接着フィルム（ボンディングシート）、5a,5
b…加熱プレス機、６…クッション材（テフロンシー
ト）、７…貫通孔、Ｓ…静電チャックシート、Ｗ…シリ
コンウエハ、10…真空チャンバー、11…Ｈｅガス供給
口、12…排気口、13…直流電源、14…流量調節器、15…
ガス圧力計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 欣也 神奈川県川崎市高津区下作延802番地、株 式会社クリエイティブテクノロジー内 Ｆターム(参考） 4K030 CA12 FA01 GA02 KA47 5F004 AA16 BA04 BB13 BB18 BB22 BB25 CA04 DA16 5F031 CA02 CA11 HA02 HA03 HA16 HA38 JA01 JA17 JA46 MA32 PA11 PA26

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属基盤上に第一絶縁層、電極層、及び
    第二絶縁層が順次積層された積層構造を有する静電チャ
    ックであり、第一絶縁層及び第二絶縁層がポリイミドフ
    ィルムで構成されていると共に、少なくとも上記金属基
    盤と第一絶縁層との間が膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポ
    リイミド系接着フィルムにより接着されていることを特
    徴とする静電チャック。
  2. 【請求項２】 金属基盤と第一絶縁層との間、第一絶縁
    層と電極層との間、及び電極層と第二絶縁層との間がそ
    れぞれ膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フ
    ィルムにより接着されている請求項１に記載の静電チャ
    ック。
  3. 【請求項３】 金属基盤がアルミ合金製金属基盤である
    請求項１又は２に記載の静電チャック。
  4. 【請求項４】 第一絶縁層及び第二絶縁層を構成するポ
    リイミドフィルムは、その膜厚が２０〜５０μｍである
    請求項１〜３のいずれかに記載の静電チャック。
  5. 【請求項５】 金属基盤上に膜厚５〜５０μｍの熱可塑
    性ポリイミド系接着フィルム、第一絶縁層となるポリイ
    ミドフィルム、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド
    系接着フィルム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μ
    ｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁
    層となるポリイミドフィルムを順次重ね合わせ、加圧下
    に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理し、金属基
    盤上に第一絶縁層、電極層、及び第二絶縁層が順次積層
    された積層構造を形成することを特徴とする静電チャッ
    クの製造方法。
  6. 【請求項６】 第一又は第二の絶縁層の一側面上に蒸着
    手段又はメッキ手段で電極層を積層し、金属基盤上に膜
    厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、
    第一絶縁層となるポリイミドフィルム、膜厚５〜５０μ
    ｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィルム、上記電極層、
    膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィル
    ム、及び第二絶縁層となるポリイミドフィルムの順とな
    るように重ね合わせ、加圧下に加熱温度１００〜２５０
    ℃で低温圧着処理し、金属基盤上に第一絶縁層、電極
    層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成す
    ることを特徴とする静電チャックの製造方法。
  7. 【請求項７】 第一絶縁層となるポリイミドフィルム、
    膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着フィル
    ム、電極層となる金属箔、膜厚５〜５０μｍの熱可塑性
    ポリイミド系接着フィルム、及び第二絶縁層となるポリ
    イミドフィルムを順次重ね合わせ、加圧下に加熱温度１
    ００〜２５０℃で低温圧着処理して第一絶縁層、電極
    層、及び第二絶縁層が積層された静電チャックシートを
    形成し、次いで膜厚５〜５０μｍの熱可塑性ポリイミド
    系接着フィルムを介して上記静電チャックシートを金属
    基盤上に重ね合わせ、加圧下に加熱温度１００〜２５０
    ℃で低温圧着処理して金属基盤上に第一絶縁層、電極
    層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を形成す
    ることを特徴とする静電チャックの製造方法。
  8. 【請求項８】 静電チャックシートは、第一絶縁層を構
    成するポリイミドフィルムと膜厚５〜５０μｍの熱可塑
    性ポリイミド系接着フィルムとを予め積層一体化せしめ
    て第一積層シートを形成すると共に、第二絶縁層を構成
    するポリイミドフィルムと膜厚５〜５０μｍの熱可塑性
    ポリイミド系接着フィルムとを予め積層一体化せしめて
    第二積層シートを形成し、これら第一積層シート及び第
    二積層シートの各接着フィルム間に金属箔を挟み込み、
    加圧下に加熱温度１００〜２５０℃で低温圧着処理して
    形成される請求項７に記載の静電チャックの製造方法。
  9. 【請求項９】 金属基盤がアルミ合金製金属基盤である
    請求項５〜８のいずれかに記載の静電チャックの製造方
    法。
  10. 【請求項１０】 第一絶縁層及び第二絶縁層を構成する
    ポリイミドフィルムは、その膜厚が２０〜５０μｍであ
    る請求項５〜９のいずれかに記載の静電チャックの製造
    方法。
  11. 【請求項１１】 低温圧着処理は、大気中で厚さ方向圧
    力２〜５ＭＰａの加圧条件下で行う請求項５〜１０のい
    ずれかに記載の静電チャックの製造方法。
  12. 【請求項１２】 低温圧着処理は、１３３Ｐａ以下の減
    圧雰囲気下に厚さ方向圧力０．１〜５ＭＰａの加圧条件
    下で行う請求項５〜１１のいずれかに記載の静電チャッ
    クの製造方法。
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