JP2002222851A - 静電チャックおよび基板処理装置 - Google Patents
静電チャックおよび基板処理装置Info
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】静電チャックにおいて、突起と半導体ウエハー
との擦れによって発生するパーティクルを低減させ、半
導体ウエハーの温度の均一性を向上させる。 【解決手段】静電チャック１は、ウエハー１０を設置す
る設置面２ａを有する絶縁層２と、絶縁層２内に設置さ
れている内部電極と、設置面２ａから突出する、ウエハ
ー１０と接触する接触面１４を有する突起３Ａを備え
る。ウエハー１０を吸着した状態で、設置面２ａと突起
３Ａとウエハー１０とによって形成された空間１１内に
バックサイドガスを流すことで、ウエハー１０の温度分
布を均一化させる。突起３Ａのウエハー１０と接触する
べき接触面１４の面積の合計値が、内部電極の面積の５
％以上、１０％以下である。突起３Ａの高さＨが５μｍ
以上、１０μｍ以下である。
との擦れによって発生するパーティクルを低減させ、半
導体ウエハーの温度の均一性を向上させる。 【解決手段】静電チャック１は、ウエハー１０を設置す
る設置面２ａを有する絶縁層２と、絶縁層２内に設置さ
れている内部電極と、設置面２ａから突出する、ウエハ
ー１０と接触する接触面１４を有する突起３Ａを備え
る。ウエハー１０を吸着した状態で、設置面２ａと突起
３Ａとウエハー１０とによって形成された空間１１内に
バックサイドガスを流すことで、ウエハー１０の温度分
布を均一化させる。突起３Ａのウエハー１０と接触する
べき接触面１４の面積の合計値が、内部電極の面積の５
％以上、１０％以下である。突起３Ａの高さＨが５μｍ
以上、１０μｍ以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハーの温度分
布を均一化でき、かつパーティクルの発生を抑制できる
ような静電チャックに関するものである。
布を均一化でき、かつパーティクルの発生を抑制できる
ような静電チャックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体ウエハーの搬送、露光、Ｃ
ＶＤなどの成膜プロセス、及び洗浄、エッチング、ダイ
シングなどの微細加工に代表される各工程において、半
導体ウエハを吸着し、保持するために静電チャックが使
用されている。通常、絶縁層の設置面から突出する多数
の突起ないしエンボス部分を設け、この突起の頂面（接
触面）を半導体ウエハーに対して接触させる。また、絶
縁層内の内部電極に直流電圧を印加し、半導体ウエハー
と突起の接触面との接触界面でジョンソン−ラーベック
力を発生させ、接触面上の半導体ウエハーを吸着する。
このため、突起の接触面（頂面）の面積を大きくするこ
とによって、半導体ウエハーの吸着力を向上させること
ができる。
ＶＤなどの成膜プロセス、及び洗浄、エッチング、ダイ
シングなどの微細加工に代表される各工程において、半
導体ウエハを吸着し、保持するために静電チャックが使
用されている。通常、絶縁層の設置面から突出する多数
の突起ないしエンボス部分を設け、この突起の頂面（接
触面）を半導体ウエハーに対して接触させる。また、絶
縁層内の内部電極に直流電圧を印加し、半導体ウエハー
と突起の接触面との接触界面でジョンソン−ラーベック
力を発生させ、接触面上の半導体ウエハーを吸着する。
このため、突起の接触面（頂面）の面積を大きくするこ
とによって、半導体ウエハーの吸着力を向上させること
ができる。
【０００３】また、半導体ウエハーに対して成膜等の所
定の処理を施すためには、半導体ウエハーの温度を一定
温度に保持し、かつ半導体ウエハーの各部分の温度を均
一にする必要がある。この際、静電チャックの絶縁層の
温度を、内蔵ヒーター等によって上昇させ、突起の接触
面と半導体ウエハーの裏面との間の接触領域で、絶縁層
から半導体ウエハーへと熱を伝導させる方法がある。し
かし、この方法では、突起の接触面の微妙な硬さの変
化、表面凹凸の変化等によって、突起と半導体ウエハー
との接触状態が変化し、各突起の各接触面における熱接
触抵抗がばらつく。このため、絶縁層からの熱を安定し
て半導体ウエハーの全体に伝えることができないため、
半導体ウエハーの温度均一性が低下しやすい。このた
め、半導体ウエハーの裏面と絶縁層との隙間に一定圧力
のバックサイドガスを流し、このバックサイドガスにお
ける熱輻射、熱対流によって絶縁層の熱を半導体ウエハ
ーへと伝達する方法がある。この場合には、バックサイ
ドガスの圧力を大きくすると、絶縁層から半導体ウエハ
ーへの熱伝導量が大きくなり、また半導体ウエハーにお
ける温度の均一性が高まる傾向がある。
定の処理を施すためには、半導体ウエハーの温度を一定
温度に保持し、かつ半導体ウエハーの各部分の温度を均
一にする必要がある。この際、静電チャックの絶縁層の
温度を、内蔵ヒーター等によって上昇させ、突起の接触
面と半導体ウエハーの裏面との間の接触領域で、絶縁層
から半導体ウエハーへと熱を伝導させる方法がある。し
かし、この方法では、突起の接触面の微妙な硬さの変
化、表面凹凸の変化等によって、突起と半導体ウエハー
との接触状態が変化し、各突起の各接触面における熱接
触抵抗がばらつく。このため、絶縁層からの熱を安定し
て半導体ウエハーの全体に伝えることができないため、
半導体ウエハーの温度均一性が低下しやすい。このた
め、半導体ウエハーの裏面と絶縁層との隙間に一定圧力
のバックサイドガスを流し、このバックサイドガスにお
ける熱輻射、熱対流によって絶縁層の熱を半導体ウエハ
ーへと伝達する方法がある。この場合には、バックサイ
ドガスの圧力を大きくすると、絶縁層から半導体ウエハ
ーへの熱伝導量が大きくなり、また半導体ウエハーにお
ける温度の均一性が高まる傾向がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、突起の接触面
の面積を大きくし、吸着力を向上させると、半導体ウエ
ハーの裏面と突起の接触面との間の擦れによって、パー
ティクルが発生しやすくなる。このパーティクルは、突
起の接触面に堆積し、半導体ウエハーに付着する可能性
がある。
の面積を大きくし、吸着力を向上させると、半導体ウエ
ハーの裏面と突起の接触面との間の擦れによって、パー
ティクルが発生しやすくなる。このパーティクルは、突
起の接触面に堆積し、半導体ウエハーに付着する可能性
がある。
【０００５】一方、突起の接触面の面積を減らすと、パ
ーティクルの発生量が減少し、パーティクルの突起への
付着も減少する。しかし、この場合には、接触面と半導
体ウエハーとの間で作用するジョンソン−ラーベック力
が減少するので、結果として半導体ウエハーの吸着力が
低下する。
ーティクルの発生量が減少し、パーティクルの突起への
付着も減少する。しかし、この場合には、接触面と半導
体ウエハーとの間で作用するジョンソン−ラーベック力
が減少するので、結果として半導体ウエハーの吸着力が
低下する。
【０００６】この一方、半導体ウエハーの裏面と絶縁層
との間に規定圧力のバックサイドガスを流すと、半導体
ウエハーにはバックサイドガスによる浮力が作用する。
このため、半導体ウエハーへと実際に作用する吸着力
は、静電チャックから半導体ウエハーに作用する静電的
な吸着力から、半導体ウエハーにバックサイドガスから
作用する浮力を引いた値になる。ここで、前述のように
突起の接触面の面積を減らすと、浮力の作用が相対的に
大きくなり、半導体ウエハーの吸着力が不十分になる。
この問題を回避するためにバックサイドガスの圧力を減
らすと、バックサイドガスによる熱伝導が不十分にな
り、半導体ウエハーの温度の均一性が劣化する。
との間に規定圧力のバックサイドガスを流すと、半導体
ウエハーにはバックサイドガスによる浮力が作用する。
このため、半導体ウエハーへと実際に作用する吸着力
は、静電チャックから半導体ウエハーに作用する静電的
な吸着力から、半導体ウエハーにバックサイドガスから
作用する浮力を引いた値になる。ここで、前述のように
突起の接触面の面積を減らすと、浮力の作用が相対的に
大きくなり、半導体ウエハーの吸着力が不十分になる。
この問題を回避するためにバックサイドガスの圧力を減
らすと、バックサイドガスによる熱伝導が不十分にな
り、半導体ウエハーの温度の均一性が劣化する。
【０００７】本発明の課題は、ウエハー設置面から突出
する突起を備えており、ウエハーを吸着した状態で、設
置面と突起とウエハーとによって形成された空間内にバ
ックサイドガスを流すことでウエハーの温度分布を均一
化させる静電チャックにおいて、突起と半導体ウエハー
との擦れによって発生するパーティクルを低減させると
同時に、半導体ウエハーの温度の均一性を向上させ得る
ような、静電チャックを提供することである。
する突起を備えており、ウエハーを吸着した状態で、設
置面と突起とウエハーとによって形成された空間内にバ
ックサイドガスを流すことでウエハーの温度分布を均一
化させる静電チャックにおいて、突起と半導体ウエハー
との擦れによって発生するパーティクルを低減させると
同時に、半導体ウエハーの温度の均一性を向上させ得る
ような、静電チャックを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ウエハーを設
置するための設置面を有する絶縁層と、この絶縁層内に
設置されている内部電極と、設置面から突出する、ウエ
ハーと接触するべき接触面を有する突起とを備えてお
り、ウエハーを吸着した状態で、設置面と突起とウエハ
ーとによって形成された空間内にバックサイドガスを流
すことでウエハーの温度分布を均一化させる静電チャッ
クであって、突起の接触面の面積の合計値が、内部電極
の面積の５％以上、１０％以下であり、突起の高さが５
μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とする。
置するための設置面を有する絶縁層と、この絶縁層内に
設置されている内部電極と、設置面から突出する、ウエ
ハーと接触するべき接触面を有する突起とを備えてお
り、ウエハーを吸着した状態で、設置面と突起とウエハ
ーとによって形成された空間内にバックサイドガスを流
すことでウエハーの温度分布を均一化させる静電チャッ
クであって、突起の接触面の面積の合計値が、内部電極
の面積の５％以上、１０％以下であり、突起の高さが５
μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、基板の表面に所定の処理
を施す基板処理装置であって、内側で所定の処理が行わ
れる処理チャンバと、この処理チャンバ内の所定の位置
に基板を静電吸着して保持するための前記静電吸着チャ
ックと、静電チャックに前記基板を静電吸着するための
吸着用電源とを備えていることを特徴とする。
を施す基板処理装置であって、内側で所定の処理が行わ
れる処理チャンバと、この処理チャンバ内の所定の位置
に基板を静電吸着して保持するための前記静電吸着チャ
ックと、静電チャックに前記基板を静電吸着するための
吸着用電源とを備えていることを特徴とする。
【００１０】本発明者は、ウエハーと接触するべき突起
の接触面の面積の合計値を、内部電極の面積の１０％以
下と小さくしてパーティクルの発生を低減した場合であ
っても、突起の高さを５μｍ以上、１０μｍ以下に制御
すれば、半導体ウエハーへの静電チャックからのバック
サイドガスを通じた熱伝導が効率的に行われ、半導体ウ
エハーの温度の均一性が高く保持されることを発見し、
本発明に到達した。
の接触面の面積の合計値を、内部電極の面積の１０％以
下と小さくしてパーティクルの発生を低減した場合であ
っても、突起の高さを５μｍ以上、１０μｍ以下に制御
すれば、半導体ウエハーへの静電チャックからのバック
サイドガスを通じた熱伝導が効率的に行われ、半導体ウ
エハーの温度の均一性が高く保持されることを発見し、
本発明に到達した。
【００１１】これについて更に説明する。従来、静電チ
ャックの突起の高さは、２０μｍ程度であり、絶縁層と
半導体ウエハーとの間で熱対流によって伝熱していた。
従って、突起の高さを小さくすることは、熱伝導の点で
は不利であると考えられていた。
ャックの突起の高さは、２０μｍ程度であり、絶縁層と
半導体ウエハーとの間で熱対流によって伝熱していた。
従って、突起の高さを小さくすることは、熱伝導の点で
は不利であると考えられていた。
【００１２】しかし、実際に突起の高さを５−１０μｍ
に制御すると、別の観点から熱伝導に有利であることが
判明した。即ち、突起と半導体ウエハーとの接触領域に
おけるジョンソン−ラーベック力による吸着力の他、絶
縁層の表面付近に滞留する電荷と、半導体ウエハーの帯
電電荷との間でクーロン力が作用するらしく、半導体ウ
エハーの静電的な吸着力が、全体として、予想されてい
たよりも低下しないことが判明した。この結果、半導体
ウエハーの裏面と設置面との間のバックサイドガスの圧
力を大きくし、バックサイドガスを通じた熱伝導を効率
的に行わせ、半導体ウエハーの温度分布を均一化させる
ことに成功した。この作用効果を得るためには、突起の
高さを１０μｍ以下にすることが必要であった。この観
点からは、突起の高さを８μｍ以下とすることが一層好
ましい。
に制御すると、別の観点から熱伝導に有利であることが
判明した。即ち、突起と半導体ウエハーとの接触領域に
おけるジョンソン−ラーベック力による吸着力の他、絶
縁層の表面付近に滞留する電荷と、半導体ウエハーの帯
電電荷との間でクーロン力が作用するらしく、半導体ウ
エハーの静電的な吸着力が、全体として、予想されてい
たよりも低下しないことが判明した。この結果、半導体
ウエハーの裏面と設置面との間のバックサイドガスの圧
力を大きくし、バックサイドガスを通じた熱伝導を効率
的に行わせ、半導体ウエハーの温度分布を均一化させる
ことに成功した。この作用効果を得るためには、突起の
高さを１０μｍ以下にすることが必要であった。この観
点からは、突起の高さを８μｍ以下とすることが一層好
ましい。
【００１３】一方、突起の高さを小さくすればするほ
ど、前述したクーロン力の寄与が大きくなり、静電的な
吸着力が一層向上することが分かった。しかし、突起の
高さが５μｍ未満になると、今度はバックサイドガスの
圧力を高くしても、熱伝導の効率が低下し、半導体ウエ
ハーの温度の均一性が低下した。おそらく、突起の高さ
が５μｍ未満になると、熱対流の寄与がなくなり、熱輻
射が支配的になるためと思われる。また、設置面２ａに
あるパーティクルが半導体ウエハーとは直接接触してい
ないものの、静電吸着力によって半導体ウエハーに引き
つけられるため、半導体ウエハーへのパーティクルを十
分に低減しにくいものと考えられる。これらの観点から
は、突起の高さを６μｍ以上とすることが更に好まし
い。
ど、前述したクーロン力の寄与が大きくなり、静電的な
吸着力が一層向上することが分かった。しかし、突起の
高さが５μｍ未満になると、今度はバックサイドガスの
圧力を高くしても、熱伝導の効率が低下し、半導体ウエ
ハーの温度の均一性が低下した。おそらく、突起の高さ
が５μｍ未満になると、熱対流の寄与がなくなり、熱輻
射が支配的になるためと思われる。また、設置面２ａに
あるパーティクルが半導体ウエハーとは直接接触してい
ないものの、静電吸着力によって半導体ウエハーに引き
つけられるため、半導体ウエハーへのパーティクルを十
分に低減しにくいものと考えられる。これらの観点から
は、突起の高さを６μｍ以上とすることが更に好まし
い。
【００１４】また、突起のウエハーと接触するべき接触
面の面積の合計値が、内部電極の面積の５％未満になる
と、前述したクーロン力等による寄与を考慮しても、吸
着力が低くなり過ぎ、充分に高い圧力のバックサイドガ
スを流すことができず、半導体ウエハーの温度の均一性
が低下する。
面の面積の合計値が、内部電極の面積の５％未満になる
と、前述したクーロン力等による寄与を考慮しても、吸
着力が低くなり過ぎ、充分に高い圧力のバックサイドガ
スを流すことができず、半導体ウエハーの温度の均一性
が低下する。
【００１５】前述した観点から、突起のウエハーと接触
するべき接触面の面積の合計値を、内部電極の面積の８
％以下とすることが更に好ましく、あるいは６％以上と
することが一層好ましい。
するべき接触面の面積の合計値を、内部電極の面積の８
％以下とすることが更に好ましく、あるいは６％以上と
することが一層好ましい。
【００１６】突起のウエハーと接触するべき接触面の面
積は、通常の吸着時にウエハーの裏面と接触する面積を
言う。これは、通常、突起の頂面の面積と等しい。ただ
し、例えば突起の一部が低く、その突起が通常の設置条
件ではウエハーの裏面と接触しないような場合には、そ
の突起の頂面の面積は含まれない。
積は、通常の吸着時にウエハーの裏面と接触する面積を
言う。これは、通常、突起の頂面の面積と等しい。ただ
し、例えば突起の一部が低く、その突起が通常の設置条
件ではウエハーの裏面と接触しないような場合には、そ
の突起の頂面の面積は含まれない。
【００１７】また、内部電極の面積、突起の接触面の面
積は、いずれも、設置面に対して垂直な方向から測定し
たときの面積を言う。
積は、いずれも、設置面に対して垂直な方向から測定し
たときの面積を言う。
【００１８】突起の高さは、ダイヤルゲージもしくは三
次元形状測定装置によって測定する。
次元形状測定装置によって測定する。
【００１９】基板に対する処理は限定されないが、露
光、ＣＶＤなどの成膜プロセス、洗浄、エッチング、ダ
イシングなどの微細加工を例示できる。
光、ＣＶＤなどの成膜プロセス、洗浄、エッチング、ダ
イシングなどの微細加工を例示できる。
【００２０】基板の種類は限定されないが、半導体ウエ
ハーが好ましい。
ハーが好ましい。
【００２１】処理チャンバおよび静電吸着用電源自体
は、本分野において知られているものを利用できる。
は、本分野において知られているものを利用できる。
【００２２】図１は、本発明の実施形態に係る静電チャ
ック１を概略的に示す平面図であり、図２は、図１の静
電チャックの一部拡大断面図である。
ック１を概略的に示す平面図であり、図２は、図１の静
電チャックの一部拡大断面図である。
【００２３】図１によると、静電チャック１は、円盤形
状の絶縁層２と、絶縁層２内に埋設されている内部電極
１２とを備えている。２ｂは絶縁層２の側面（外周面）
であり、２ａは絶縁層２の平坦な設置面である。設置面
２ａから、多数の突起３Ａが突出している。各突起３Ａ
は、それぞれ盤状、特に好ましくは円盤状をしている。
各突起３Ａは互いに離れており、設置面上に分散して存
在している。
状の絶縁層２と、絶縁層２内に埋設されている内部電極
１２とを備えている。２ｂは絶縁層２の側面（外周面）
であり、２ａは絶縁層２の平坦な設置面である。設置面
２ａから、多数の突起３Ａが突出している。各突起３Ａ
は、それぞれ盤状、特に好ましくは円盤状をしている。
各突起３Ａは互いに離れており、設置面上に分散して存
在している。
【００２４】また、絶縁層２の例えば３箇所にガス供給
孔６が形成されており、ガス供給孔６の上端部にはガス
分配溝５が通じている。ガス分配溝５は、ガス供給孔６
の端部に連続している凹部５ａと、各凹部５ａからそれ
ぞれ側面２ａの方へと向かって延びている細長い溝５ｂ
と、各溝５ｂの先端に連続している円環形状の溝５ｃと
からなっている。ガス分配溝５は、設置面２ａに対して
低い位置に形成されている。このため、図２に示すよう
に、バックサイドガスが、矢印Ａのようにガス供給孔６
に供給されると、ガスは矢印Ｂのように凹部５ａに入
り、溝５ｂ、５ｃを伝わって流れる。この際、溝５ｂ、
５ｃの全域から、設置面２ａ、突起３Ａ、半導体ウエハ
ー１０によって包囲された空間１１へとバックサイドガ
スが流れる。
孔６が形成されており、ガス供給孔６の上端部にはガス
分配溝５が通じている。ガス分配溝５は、ガス供給孔６
の端部に連続している凹部５ａと、各凹部５ａからそれ
ぞれ側面２ａの方へと向かって延びている細長い溝５ｂ
と、各溝５ｂの先端に連続している円環形状の溝５ｃと
からなっている。ガス分配溝５は、設置面２ａに対して
低い位置に形成されている。このため、図２に示すよう
に、バックサイドガスが、矢印Ａのようにガス供給孔６
に供給されると、ガスは矢印Ｂのように凹部５ａに入
り、溝５ｂ、５ｃを伝わって流れる。この際、溝５ｂ、
５ｃの全域から、設置面２ａ、突起３Ａ、半導体ウエハ
ー１０によって包囲された空間１１へとバックサイドガ
スが流れる。
【００２５】絶縁層２の中央部には、円形の貫通孔７
と、その周囲の３方向へと向かって放射状に延びる溝８
とが形成されている。貫通孔７および溝８の周囲には突
起は形成されていない。
と、その周囲の３方向へと向かって放射状に延びる溝８
とが形成されている。貫通孔７および溝８の周囲には突
起は形成されていない。
【００２６】本発明に従って、各突起３Ａの頂面（半導
体ウエハーへの接触面）１４の面積の合計値の、内部電
極１２の面積に対する割合を、５％以上、１０％以下と
する。また、突起の高さＨを５μｍ以上、１０μｍ以下
とする。
体ウエハーへの接触面）１４の面積の合計値の、内部電
極１２の面積に対する割合を、５％以上、１０％以下と
する。また、突起の高さＨを５μｍ以上、１０μｍ以下
とする。
【００２７】本発明においては、個々の各突起の直径φ
は種々変更できるが、ウエハーの温度の均一性の観点か
らは、φを１．０−２．０ｍｍとすることが好ましい。
は種々変更できるが、ウエハーの温度の均一性の観点か
らは、φを１．０−２．０ｍｍとすることが好ましい。
【００２８】また、個々の各突起の平面的形状や平面的
寸法は種々変更できる。例えば突起の接触面の形状は、
円形の他に、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角
形であってよい。また、突起の個数についても特に限定
されない。しかし、半導体ウエハーに対する吸着力を、
半導体ウエハーの全面にわたって均一化するという観点
からは、単位面積当たりの突起の個数を、０．０１０−
０．１４０個／ｍｍ２ とすることが特に好ましい。
寸法は種々変更できる。例えば突起の接触面の形状は、
円形の他に、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角
形であってよい。また、突起の個数についても特に限定
されない。しかし、半導体ウエハーに対する吸着力を、
半導体ウエハーの全面にわたって均一化するという観点
からは、単位面積当たりの突起の個数を、０．０１０−
０．１４０個／ｍｍ２ とすることが特に好ましい。
【００２９】突起を連続的に並んで配列させることが好
ましい。これによって、ウエハーの吸着力のムラが生じ
にくくなり、温度の均一性が一層向上する。突起を連続
的に並んで配列させるとは、例えば図３に示すように、
吸着面に平行な方向に見たときに、突起３Ａと、隣接す
る突起３Ａの間の溝とが、交互に並んでいることを意味
している。突起３Ａは、好ましくは一定間隔で規則的に
配列されている。
ましい。これによって、ウエハーの吸着力のムラが生じ
にくくなり、温度の均一性が一層向上する。突起を連続
的に並んで配列させるとは、例えば図３に示すように、
吸着面に平行な方向に見たときに、突起３Ａと、隣接す
る突起３Ａの間の溝とが、交互に並んでいることを意味
している。突起３Ａは、好ましくは一定間隔で規則的に
配列されている。
【００３０】絶縁層の材質は限定しないが、パーティク
ルの発生を一層低減させるという観点からは、窒化アル
ミニウム系セラミックス、窒化アルミニウムを含む複合
材料、アルミナ系セラミックス、アルミナを含む複合材
料、アルミナと窒化アルミニウムとの複合セラミックス
が好ましい。
ルの発生を一層低減させるという観点からは、窒化アル
ミニウム系セラミックス、窒化アルミニウムを含む複合
材料、アルミナ系セラミックス、アルミナを含む複合材
料、アルミナと窒化アルミニウムとの複合セラミックス
が好ましい。
【００３１】内部電極の材質も限定されず、導電性セラ
ミックスや金属であってよいが、高融点金属が特に好ま
しく、モリブデン、タングステン、モリブデンとタング
ステンとの合金が特に好ましい。
ミックスや金属であってよいが、高融点金属が特に好ま
しく、モリブデン、タングステン、モリブデンとタング
ステンとの合金が特に好ましい。
【００３２】突起の材質は特に限定されないが、パーテ
ィクルの発生を一層低減させるという観点からは、窒化
アルミニウム系セラミックス、窒化アルミニウムを含む
複合材料、アルミナ系セラミックス、アルミナを含む複
合材料、アルミナと窒化アルミニウムとの複合セラミッ
クスが好ましい。突起は、ブラスト加工、化学的気相成
長法などによって形成できる。
ィクルの発生を一層低減させるという観点からは、窒化
アルミニウム系セラミックス、窒化アルミニウムを含む
複合材料、アルミナ系セラミックス、アルミナを含む複
合材料、アルミナと窒化アルミニウムとの複合セラミッ
クスが好ましい。突起は、ブラスト加工、化学的気相成
長法などによって形成できる。
【００３３】バックサイドガスとしては、公知のガス、
例えばヘリウム、アルゴン、ヘリウムとアルゴンとの混
合ガスを使用できる。
例えばヘリウム、アルゴン、ヘリウムとアルゴンとの混
合ガスを使用できる。
【００３４】バックサイドガスのガス供給孔への供給圧
力は、半導体ウエハーへの熱伝導を良好にするためには
５Ｔｏｒｒ以上とすることが好ましく、１５Ｔｏｒｒ以
上とすることが一層好ましい。ただし、この圧力が増大
し過ぎるとウエハーへの吸着力が低下し、ウエハーが外
れやすくなるので、３０Ｔｏｒｒ以下とすることが好ま
しい。
力は、半導体ウエハーへの熱伝導を良好にするためには
５Ｔｏｒｒ以上とすることが好ましく、１５Ｔｏｒｒ以
上とすることが一層好ましい。ただし、この圧力が増大
し過ぎるとウエハーへの吸着力が低下し、ウエハーが外
れやすくなるので、３０Ｔｏｒｒ以下とすることが好ま
しい。
【００３５】
【実施例】基本的に図１、図２に示したような形状の静
電チャックを製造した。具体的には、窒化アルミニウム
粉末を所定形状に成形して成形体を形成した後、この成
形体上に、モリブデンからなる内部電極を配置し、さら
にこの上に窒化アルミニウム粉末を充填し、再度成形
し、内部電極を埋設した円盤状の成形体を得た。次い
で、この成形体を窒素雰囲気中で焼結することにより、
内部電極を埋設した直径２００ｍｍの絶縁層２を作製し
た。
電チャックを製造した。具体的には、窒化アルミニウム
粉末を所定形状に成形して成形体を形成した後、この成
形体上に、モリブデンからなる内部電極を配置し、さら
にこの上に窒化アルミニウム粉末を充填し、再度成形
し、内部電極を埋設した円盤状の成形体を得た。次い
で、この成形体を窒素雰囲気中で焼結することにより、
内部電極を埋設した直径２００ｍｍの絶縁層２を作製し
た。
【００３６】絶縁層２の表面側に、ブラスト加工によっ
て、図１に示すような平面円形の多数の突起３Ａを形成
した。また、貫通孔７、ガス分配溝５を形成した。
て、図１に示すような平面円形の多数の突起３Ａを形成
した。また、貫通孔７、ガス分配溝５を形成した。
【００３７】内部電極１２の面積は３１０００ｍｍ２
とした。突起３Ａの接触面１４の面積と、突起３Ａの個
数とを種々変更することによって、内部電極１２の面積
に対する突起３Ａの接触面１４の面積の合計値の割合
を、表１、表２のように種々変更した。また、突起３Ａ
の高さＨは、表１、表２に示すように変更した。
とした。突起３Ａの接触面１４の面積と、突起３Ａの個
数とを種々変更することによって、内部電極１２の面積
に対する突起３Ａの接触面１４の面積の合計値の割合
を、表１、表２のように種々変更した。また、突起３Ａ
の高さＨは、表１、表２に示すように変更した。
【００３８】この静電チャック１の設置面２ａ上に、直
径２００ｍｍのシリコンウエハー１０を設置した。シリ
コンウエハー１０の裏面が、突起３Ａの接触面１４に対
して接触する。内部電極１２に±５００ボルトの直流電
圧を印加し、シリコンウエハー１０を静電チャック１に
吸着させた。そして、バックサイドガスを流さない状態
で、シリコンウエハーの静電的な吸着力を、圧力（Ｔｏ
ｒｒ）単位として測定した。
径２００ｍｍのシリコンウエハー１０を設置した。シリ
コンウエハー１０の裏面が、突起３Ａの接触面１４に対
して接触する。内部電極１２に±５００ボルトの直流電
圧を印加し、シリコンウエハー１０を静電チャック１に
吸着させた。そして、バックサイドガスを流さない状態
で、シリコンウエハーの静電的な吸着力を、圧力（Ｔｏ
ｒｒ）単位として測定した。
【００３９】次いで、シリコンウエハー１０、絶縁層２
および突起３Ａによって形成された空間１１に、前述の
ようにしてアルゴンガスを供給した。絶縁層２を加熱す
ることによって、シリコンウエハーの平均温度を３５０
℃まで上昇させた。バックサイドガスの供給圧力は、バ
ックサイドガスを供給した後のシリコンウエハーの吸着
力が３０Ｔｏｒｒ程度に保持されるように調節した。こ
の状態で、シリコンウエハーの５箇所の温度を熱電対付
きウエハーによって測定し、温度の最大値と最小値との
差を得た。
および突起３Ａによって形成された空間１１に、前述の
ようにしてアルゴンガスを供給した。絶縁層２を加熱す
ることによって、シリコンウエハーの平均温度を３５０
℃まで上昇させた。バックサイドガスの供給圧力は、バ
ックサイドガスを供給した後のシリコンウエハーの吸着
力が３０Ｔｏｒｒ程度に保持されるように調節した。こ
の状態で、シリコンウエハーの５箇所の温度を熱電対付
きウエハーによって測定し、温度の最大値と最小値との
差を得た。
【００４０】また、シリコンウエハーを３５０℃で上記
のようにして１分間吸着した後、シリコンウエハーの吸
着を解除した。次いで、シリコンウエハーの裏面に付着
していたパーティクルの個数を、半導体製造工場におい
て一般的なパーティクルカウンターを使用して計測し
た。これらの結果を表１、表２に示す。
のようにして１分間吸着した後、シリコンウエハーの吸
着を解除した。次いで、シリコンウエハーの裏面に付着
していたパーティクルの個数を、半導体製造工場におい
て一般的なパーティクルカウンターを使用して計測し
た。これらの結果を表１、表２に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【発明の効果】本発明の静電チャックによれば、突起と
半導体ウエハーとの擦れによって発生するパーティクル
を低減させると同時に、半導体ウエハーの温度の均一性
を向上させ得る。
半導体ウエハーとの擦れによって発生するパーティクル
を低減させると同時に、半導体ウエハーの温度の均一性
を向上させ得る。
【図１】本発明の一実施形態に係る静電チャック１を概
略的に示す平面図である。
略的に示す平面図である。
【図２】図１の静電チャック１の一部拡大断面図であ
る。
る。
【図３】静電チャックの表面において突起が並んで配列
されている状態を示す図である。
されている状態を示す図である。
１ 静電チャック、２ 絶縁層、２ａ 絶縁層の設置
面、３Ａウエハーに接触する突起、７ 貫通孔、５ ガ
ス分配溝、６ ガス供給孔、１０ウエハー、１１ 設置
面、２ａと突起３Ａ、３Ｂとウエハー１０とによって形
成された空間、１２ 内部電極、１４ 突起の接触面
面、３Ａウエハーに接触する突起、７ 貫通孔、５ ガ
ス分配溝、６ ガス供給孔、１０ウエハー、１１ 設置
面、２ａと突起３Ａ、３Ｂとウエハー１０とによって形
成された空間、１２ 内部電極、１４ 突起の接触面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 聡 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 梨本 清 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 (72)発明者 宮崎 直貴 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 Ｆターム(参考） 3C016 CE05 GA10 5F031 CA02 CA11 HA03 HA08 HA16 HA40 JA01 JA46 PA26
Claims (4)
- 【請求項１】ウエハーを設置するための設置面を有する
絶縁層と、この絶縁層内に設置されている内部電極と、
前記設置面から突出する、前記ウエハーと接触するべき
接触面を有する突起を備えており、前記ウエハーを吸着
した状態で、前記設置面と前記突起と前記ウエハーとに
よって形成された空間内にバックサイドガスを流すこと
で前記ウエハーの温度分布を均一化させる静電チャック
であって、 前記突起の前記接触面の面積の合計値が、前記内部電極
の面積の５％以上、１０％以下であり、前記突起の高さ
が５μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とする、
静電チャック。 - 【請求項２】前記突起の径がφ１．０ｍｍ以上、２．０
ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１記載の静電
チャック。 - 【請求項３】前記突起が連続的に並んで配列されている
ことを特徴とする、請求項１または２記載の静電チャッ
ク。 - 【請求項４】基板の表面に所定の処理を施す基板処理装
置であって、内側で前記所定の処理が行われる処理チャ
ンバと、この処理チャンバ内の所定の位置に前記基板を
静電吸着して保持するための請求項１−３のいずれか一
つの請求項に記載の静電チャックと、前記静電チャック
に前記基板を静電吸着するための吸着用電源とを備えて
いることを特徴とする、基板処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001019487A JP4312394B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 静電チャックおよび基板処理装置 |
| US10/057,804 US6785115B2 (en) | 2001-01-29 | 2002-01-25 | Electrostatic chuck and substrate processing apparatus |
| TW091101213A TW571382B (en) | 2001-01-29 | 2002-01-25 | Electrostatic chuck and substrate processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001019487A JP4312394B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 静電チャックおよび基板処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002222851A true JP2002222851A (ja) | 2002-08-09 |
| JP4312394B2 JP4312394B2 (ja) | 2009-08-12 |
Family
ID=18885360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001019487A Expired - Lifetime JP4312394B2 (ja) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | 静電チャックおよび基板処理装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6785115B2 (ja) |
| JP (1) | JP4312394B2 (ja) |
| TW (1) | TW571382B (ja) |
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