JP2004253768A - 静電チャックおよび誘電体薄膜形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】導体からなるベース上に誘電体薄膜を施した構造の静電チャックにおいて、静電チャックに設けられた貫通穴の開口部で絶縁破壊することの無い静電チャックを提供する。
【解決手段】平滑な表面を有する金属ベース上面に誘電体薄膜6を形成し、誘電体薄膜6表面が基板の吸着面12として機能する静電チャックであり、吸着面12を貫く貫通穴3を1箇所以上設けてある静電チャックにおいて、貫通穴3の吸着面12側開口部には、上端7bと下端7aとの高低差が1mm以上ある斜面部7が形成され、かつ斜面部7が誘電体薄膜6で覆われている。
【選択図】 図2
【解決手段】平滑な表面を有する金属ベース上面に誘電体薄膜6を形成し、誘電体薄膜6表面が基板の吸着面12として機能する静電チャックであり、吸着面12を貫く貫通穴3を1箇所以上設けてある静電チャックにおいて、貫通穴3の吸着面12側開口部には、上端7bと下端7aとの高低差が1mm以上ある斜面部7が形成され、かつ斜面部7が誘電体薄膜6で覆われている。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置内にて被処理物を搭載、固定するために用いられる静電チャックに関する発明である。
【0002】
【従来の技術】
CVD成膜装置などの半導体製造装置においては、主にシリコンウェハである非処理物を吸着保持するための装置として、静電チャックが利用されている。静電チャックの構造、製法としてはセラミックス内部に電極層を設けたもの(例えば特許文献5参照)など、これまでに様々なものが提案されてきている。
このような構造の静電チャックにおいては、静電チャックの誘電体薄膜の厚さの2乗に反比例するため、膜の耐電圧の範囲内であれば出来るだけ誘電体薄膜を薄くすることが求められる。
【0003】
従来の静電チャックのうち誘電体薄膜をセラミックスにて形成したものは、焼成後のセラミックス薄板を導体からなるベースに接着するという工程を経るために、誘電体薄膜の厚さを1mm以下とすることは困難であった。
誘電体薄膜を薄くした例として、導体からなるベース上にセラミックスではなくポリイミドの誘電体薄膜を施した構造の静電チャック(例えば特許文献4参照)も数多く見られるが、高い吸着力が得られる反面、その耐久性はセラミックスに劣るという欠点がある。
【0004】
また、本出願人は先の出願において、導電性のベース上にエアロゾルデポジション法により誘電体薄膜を成膜し、前記誘電体薄膜上を吸着面とした静電チャックに関する発明を開示した。(特許文献3参照)
同文献で紹介されている静電チャックの実施例によれば、導電性のベース上の平滑面に対してエアロゾルデポジション法にてアルミナセラミックスからなる誘電体薄膜を成膜し、静電チャックを製作している。
エアロゾルデポジション法によって得られる誘電体薄膜の厚さは1〜50μmの間で所定の厚さに形成することが出来ため、エアロゾルデポジション法により製作された静電チャックは従来のセラミックスにて誘電体薄膜を形成した静電チャックよりも強い吸着力を得ることが出来、樹脂にて誘電体薄膜を形成した静電チャックよりも高い耐久性を有し、更には吸着力の応答時間が短く、誘電体薄膜が緻密で耐電圧も高く、製作に必要な期間も短いなど、様々な利点を得ることができる。
【0005】
ところで、静電チャックの吸着面には、基板などの被吸着物を静電チャックから離脱させる際にリフトピンを突出させるための穴や、被吸着物を冷却するためにガスを導入するための穴など、ベースを貫く複数の貫通穴を形成しておく必要がある。(例えば特許文献2参照)
しかしながら上述のような、導体からなるベース上に誘電体薄膜を施した構造の静電チャックは、静電チャックに貫通穴を設けると、ベースが導体であるために貫通穴の内壁において導体が露出してしまうため、そのままでは電圧印可時にリフトピンもしくは被吸着物とベースとの間で放電が起きてしまう。
このような放電を防止するための対策として、図3、図4に示すように誘電体薄膜の厚さが1mm前後である従来の静電チャックにおいては、貫通穴の内壁に絶縁性の円筒形部材を挿入し接着することで放電を防止することが一般に行われている(例えば特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−233605号公報(第17図)
【特許文献2】
特開平10−233435号公報(第1図)
【特許文献3】
特開2002−190512号公報
【特許文献4】
特開2002−134598号公報
【特許文献5】
特開平5−211228号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、誘電体薄膜の厚さを50μm以下と非常に薄く形成した場合、例えば前述のエアロゾルデポジション法により製作された静電チャックにおいては、特許文献1に開示されているような円筒形部材を接着しても前記円筒形部材が前記誘電体薄膜にかかる接着面積は非常に小さくなり、且つ前記貫通穴の吸着面側開口部においてはベースと被吸着物との距離が非常に小さいため、この部分の電気的絶縁の信頼性は低くなる。また、半導体製造のプロセスにおいて静電チャックの温度が上昇した場合、ベースと円筒形部材及び誘電体との熱膨張率の違いにより接着部分に応力負荷がかかり、誘電体薄膜と円筒形部材との(小さな)接着部分にて亀裂が入り、電気的絶縁が得られなくなる可能性もある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、導体からなるベース上に誘電体薄膜を施した構造の静電チャックにおいて、静電チャックに設けられた貫通穴の開口部で絶縁破壊することの無い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】
上記目的を達成するために請求項1は、平滑な表面を有する金属ベース上面に誘電体薄膜を形成し、前記誘電体薄膜表面が基板の吸着面として機能する静電チャックであり、前記吸着面を貫く貫通穴を1箇所以上設けてある静電チャックにおいて、前記貫通穴の吸着面側開口部には、上端と下端との高低差が1mm以上ある斜面部が形成され、かつ該斜面部が前記誘電体薄膜で覆われていることとした。
上記構成とすることにより、貫通穴の開口部においては斜面部の下端部で誘電体薄膜で覆われていない部位と被吸着物との距離が長くなるため、放電の確率を低減することが出来る。
【0009】
上記目的を達成するために請求項2は、前記斜面部の傾斜角が、前記吸着面に対して15度から45度の範囲内であることとした。
上記構成とすることにより、前期面取り加工による斜面部に対して誘電体薄膜を形成することが容易となる。特に、エアロゾルデポジション法による誘電体薄膜を形成することが容易となる。
【0010】
上記目的を達成するために請求項3は、前記貫通穴の内壁には絶縁物からなる円筒形部材を挿入し、接着固定してあることとした。
上記構成とすることにより、誘電体薄膜を形成することが困難な貫通穴内壁を絶縁部材で覆い、放電を防止することが可能となる。
【0011】
上記目的を達成するために請求項4は、前記円筒形部材の先端部が、前記斜面部の下端より高く、且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において、電気的絶縁性を有する接着剤を塗布し硬化させてあることとした。
上記構成とすることにより、円筒形部材と誘電体薄膜との接着面積を広く取ることが出来るため、前記貫通穴の開口部における電気的絶縁の信頼性が向上し、放電を防止することが可能となる。
【0012】
上記目的を達成するために請求項5は、前記円筒形部材の先端部が、前記斜面部の下端より高く、且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において、電気的絶縁性を有する材料にて被覆してあることとした。
上記構成とすることにより、円筒形部材と誘電体薄膜との境界部より生じる放電経路を完全に被覆し、放電を防止することが可能となる。
【0013】
上記目的を達成するために請求項6は、前記誘電体薄膜が、エアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であることとした。
上記構成とすることにより、膜厚1〜50μmの均質で緻密な誘電体薄膜を形成することが出来る。
【0014】
上記目的を達成するために請求項7は、平滑な表面を有する金属ベース上面に誘電体薄膜を形成し、前記誘電体薄膜表面が基板の吸着面として機能する静電チャックであり、前記吸着面を貫く貫通穴を1箇所以上設けてある静電チャックにおいて、前記誘電体薄膜がエアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であり、前記貫通穴の吸着面側開口部には上端と下端との高低差がある斜面部が形成され、前記貫通穴の内壁には絶縁物からなる円筒形部材を有し、前記円筒形部材の先端部が前記斜面部の下端より高く且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において電気的絶縁性を有する材料にて被覆してかつ該斜面部が前記誘電体薄膜で覆われていることを特徴とする。
上記構成とすることにより、誘電体薄膜を厚さ1〜50μmと薄く形成することができるため、低い印可電圧で高い吸着力を得ることができる。
また、エアロゾルデポジション法により形成された誘電体薄膜は緻密で電気絶縁性が高いため、絶縁破壊を防止することができる。
【0015】
上記目的を達成するために請求項8は、平滑な表面を有する金属ベースに上下に貫通する穴が形成され、該貫通穴の上面側開口部に斜面部を有する静電チャックにおいて、前記金属ベース上面および斜面部が誘電体薄膜で被覆され、該誘電体薄膜の被覆がノズルからエアロゾルを噴射するエアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であり、前記エアロゾル噴射ノズルの角度を、前記金属ベースおよび斜面部に対して、45度〜75度の角度にて製膜することを特徴とする。
上記構成とすることにより、エアロゾル噴出ノズルの角度を変えることなく、吸着面となる金属ベース上面と斜面部とを同時に成膜することが出来る。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施例を、図面に基づいて以下に説明する。
図1及び図2は本発明にかかる静電チャック10の実施例である。
平滑な表面を有するアルミニウムからなるベース2にあらかじめ基板を離脱させる手段即ちリフトピン4を突出させるため、または冷却用ガスを供給するための貫通穴3を形成し、該貫通穴3の少なくとも吸着面12側の開口部において、1mmと比較的大きめな面取り加工を施し、その後エアロゾルデポジション法により誘電体薄膜6を形成した。こうすることによって、ベース2の吸着面12だけでなく前記貫通穴3の面取り加工によって形成された斜面部7にもエアロゾルデポジション法による誘電体薄膜6が形成される。
【0017】
本実施例では更に図2に示すように、成膜後にアルミナセラミックスからなる円筒形部材5を挿入し接着する際、円筒形部材5の吸着面12側先端部が、面取り加工により形成された斜面部7の下端7aよりも高い位置、例えば0.5mm程度突出させた位置で固定してある。この結果、円筒形部材5の突出部側面と、面取り加工による斜面部7とによってV字型断面の溝が形成されるので、この溝を埋めるように、即ち円筒形部材5と斜面部7との境界部に沿って絶縁性の接着剤8を充填する。
接着剤8は硬化後にその高さが吸着面12を超えないように塗布する。接着剤8はシリコーン系のものを使用したため、硬化後もある程度の弾力性を有し、例えば被吸着物を処理する際に静電チャック10の温度が上昇し、ベース2と円筒形部材5及び誘電体薄膜6との熱膨張率の違いにより接着部分に応力負荷がかかっても応力負荷を緩和して良好な耐久性が得られた。
尚、本実施例では円筒形部材5と斜面部7との境界部に沿って接着剤8を塗布する例を紹介したが、接着剤に限定するものではなく、電気絶縁性の塗布材料(例えばポリイミドでもよい)を塗布しベース2と被吸着物との間の放電を防止することが肝要である。
【0018】
尚、本実施例では斜面部7の傾斜角9は45度としたが、この場合は吸着面12の成膜が完了した後、エアロゾル噴出ノズル11の角度を調整した後、斜面部7への成膜を行う必要がある。この理由を以下に説明する。
エアロゾルデポジション法にてベース2上に成膜を行う場合、エアロゾル噴出ノズル11の角度は被成膜面に対して垂直(90度)ではなく、通常はある程度傾斜させた状態で成膜が行われている。エアロゾルが被成膜面に対して垂直に入射してしまうと、成膜に寄与しなかった一部の微粒子が被成膜面から速やかに除去されず、引き続き行われる成膜に悪影響を及ぼすためである。
図5に示したのは、様々なエアロゾル噴出ノズル11の角度により成膜された誘電体薄膜6において、それぞれ厚さ1μmあたりの破壊電圧を測定した結果である。
同図によれば、エアロゾル噴出ノズル11の角度を75度以上に設定すると1μmあたりの破壊電圧は100Vを下回ってしまう。また、別の実験によりエアロゾル噴出ノズル11の角度が45度以下になると、誘電体薄6が形成される速度が遅くなりすぎることがわかっている。このため、被成膜面に対するエアロゾル噴出ノズル11の角度は45度〜75度にするのが望ましい。
【0019】
上記の理由から、通常はエアロゾル噴出ノズル11は吸着面12に対して60度の傾斜となるようセッティングされるが、本実施例のように斜面部7の傾斜角9を45度とした場合、図6に示したように斜面部7に対してエアロゾルは15度から75度の角度で入射することになる。図6右側に示した斜面部7にはエアロゾルが15度で入射するために成膜速度が遅くなり、他の部分よりも誘電体薄膜6の厚さが非常に薄く形成されることとなる。
このため、本実施例においては図6のエアロゾル噴出ノズル11の角度で一度成膜を行った後、図6右側に示した斜面部7に対してエアロゾル噴出ノズル11の角度が75度となるよう変更してから斜面部7のみ局所的に再度成膜を行い、誘電体薄膜6の厚さを均一とする必要があるのである。
【0020】
斜面部7に誘電体薄膜6を形成することを更に容易とするため傾斜角9を緩やかにしてもよい。例えば、斜面部7の傾斜角9を15度にすると、エアロゾル噴出ノズル11の角度を変えることなく吸着面12と同時に斜面部7の成膜を行うことが出来る。即ち、この場合は図7に示したようにエアロゾル噴出ノズル11が吸着面12に対してなす角度を60度に保てば被成膜面のどの部分に対しても上記の45度〜75度の角度を保ち、良好な条件にて成膜を行うことができる。
斜面部7の傾斜角9を15度より緩やかにすることも可能であるが、15度であれば、エアロゾル噴出ノズルの角度を変えることなく成膜できる上、貫通穴3周辺の部位の斜面部7の面積が広くならないので好ましい。
【0021】
以上の構成で製作された静電チャック10は、被吸着物とベース2との間に2kV以上の電圧を印可しても両者の間に絶縁破壊及び放電を生じることが無く、良好な電気的絶縁性能を得ることが出来た。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、導体からなるベース上に誘電体薄膜を施した構造の静電チャックにおいて、静電チャックに設けられた貫通穴の開口部で絶縁破壊することの無い静電チャックを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である静電チャックを示す断面図である。
【図2】図1の静電チャックの貫通穴開口部を示す拡大図である。
【図3】従来の静電チャックを示す断面図である。
【図4】図3の静電チャックの貫通穴開口部を示す拡大図である。
【図5】エアロゾルデポジション法により形成された誘電体薄膜において、成膜時のノズルの角度と、厚さ1μmあたりの破壊電圧との関係を測定した結果を示すグラフである。
【図6】本実施例による静電チャックのベースに対し、エアロゾルデポジション法にて誘電体薄膜を形成する際の、ノズルと被成膜面とのなす角を示す概念図である。
【図7】別の実施例による静電チャックのベースに対し、エアロゾルデポジション法にて誘電体薄膜を形成する際の、ノズルと被成膜面とのなす角を示す概念図である。
【符号の説明】
2…ベース、3…貫通穴、4…リフトピン、5…円筒形部材、
6…誘電体薄膜、7…斜面部、7a…斜面部下端、7b…斜面部上端、
8…接着剤、9…傾斜角、10…静電チャック
11…エアロゾル噴出ノズル、12…吸着面
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置内にて被処理物を搭載、固定するために用いられる静電チャックに関する発明である。
【0002】
【従来の技術】
CVD成膜装置などの半導体製造装置においては、主にシリコンウェハである非処理物を吸着保持するための装置として、静電チャックが利用されている。静電チャックの構造、製法としてはセラミックス内部に電極層を設けたもの(例えば特許文献5参照)など、これまでに様々なものが提案されてきている。
このような構造の静電チャックにおいては、静電チャックの誘電体薄膜の厚さの2乗に反比例するため、膜の耐電圧の範囲内であれば出来るだけ誘電体薄膜を薄くすることが求められる。
【0003】
従来の静電チャックのうち誘電体薄膜をセラミックスにて形成したものは、焼成後のセラミックス薄板を導体からなるベースに接着するという工程を経るために、誘電体薄膜の厚さを1mm以下とすることは困難であった。
誘電体薄膜を薄くした例として、導体からなるベース上にセラミックスではなくポリイミドの誘電体薄膜を施した構造の静電チャック(例えば特許文献4参照)も数多く見られるが、高い吸着力が得られる反面、その耐久性はセラミックスに劣るという欠点がある。
【0004】
また、本出願人は先の出願において、導電性のベース上にエアロゾルデポジション法により誘電体薄膜を成膜し、前記誘電体薄膜上を吸着面とした静電チャックに関する発明を開示した。(特許文献3参照)
同文献で紹介されている静電チャックの実施例によれば、導電性のベース上の平滑面に対してエアロゾルデポジション法にてアルミナセラミックスからなる誘電体薄膜を成膜し、静電チャックを製作している。
エアロゾルデポジション法によって得られる誘電体薄膜の厚さは1〜50μmの間で所定の厚さに形成することが出来ため、エアロゾルデポジション法により製作された静電チャックは従来のセラミックスにて誘電体薄膜を形成した静電チャックよりも強い吸着力を得ることが出来、樹脂にて誘電体薄膜を形成した静電チャックよりも高い耐久性を有し、更には吸着力の応答時間が短く、誘電体薄膜が緻密で耐電圧も高く、製作に必要な期間も短いなど、様々な利点を得ることができる。
【0005】
ところで、静電チャックの吸着面には、基板などの被吸着物を静電チャックから離脱させる際にリフトピンを突出させるための穴や、被吸着物を冷却するためにガスを導入するための穴など、ベースを貫く複数の貫通穴を形成しておく必要がある。(例えば特許文献2参照)
しかしながら上述のような、導体からなるベース上に誘電体薄膜を施した構造の静電チャックは、静電チャックに貫通穴を設けると、ベースが導体であるために貫通穴の内壁において導体が露出してしまうため、そのままでは電圧印可時にリフトピンもしくは被吸着物とベースとの間で放電が起きてしまう。
このような放電を防止するための対策として、図3、図4に示すように誘電体薄膜の厚さが1mm前後である従来の静電チャックにおいては、貫通穴の内壁に絶縁性の円筒形部材を挿入し接着することで放電を防止することが一般に行われている(例えば特許文献1参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−233605号公報(第17図)
【特許文献2】
特開平10−233435号公報(第1図)
【特許文献3】
特開2002−190512号公報
【特許文献4】
特開2002−134598号公報
【特許文献5】
特開平5−211228号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、誘電体薄膜の厚さを50μm以下と非常に薄く形成した場合、例えば前述のエアロゾルデポジション法により製作された静電チャックにおいては、特許文献1に開示されているような円筒形部材を接着しても前記円筒形部材が前記誘電体薄膜にかかる接着面積は非常に小さくなり、且つ前記貫通穴の吸着面側開口部においてはベースと被吸着物との距離が非常に小さいため、この部分の電気的絶縁の信頼性は低くなる。また、半導体製造のプロセスにおいて静電チャックの温度が上昇した場合、ベースと円筒形部材及び誘電体との熱膨張率の違いにより接着部分に応力負荷がかかり、誘電体薄膜と円筒形部材との(小さな)接着部分にて亀裂が入り、電気的絶縁が得られなくなる可能性もある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、導体からなるベース上に誘電体薄膜を施した構造の静電チャックにおいて、静電チャックに設けられた貫通穴の開口部で絶縁破壊することの無い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】
上記目的を達成するために請求項1は、平滑な表面を有する金属ベース上面に誘電体薄膜を形成し、前記誘電体薄膜表面が基板の吸着面として機能する静電チャックであり、前記吸着面を貫く貫通穴を1箇所以上設けてある静電チャックにおいて、前記貫通穴の吸着面側開口部には、上端と下端との高低差が1mm以上ある斜面部が形成され、かつ該斜面部が前記誘電体薄膜で覆われていることとした。
上記構成とすることにより、貫通穴の開口部においては斜面部の下端部で誘電体薄膜で覆われていない部位と被吸着物との距離が長くなるため、放電の確率を低減することが出来る。
【0009】
上記目的を達成するために請求項2は、前記斜面部の傾斜角が、前記吸着面に対して15度から45度の範囲内であることとした。
上記構成とすることにより、前期面取り加工による斜面部に対して誘電体薄膜を形成することが容易となる。特に、エアロゾルデポジション法による誘電体薄膜を形成することが容易となる。
【0010】
上記目的を達成するために請求項3は、前記貫通穴の内壁には絶縁物からなる円筒形部材を挿入し、接着固定してあることとした。
上記構成とすることにより、誘電体薄膜を形成することが困難な貫通穴内壁を絶縁部材で覆い、放電を防止することが可能となる。
【0011】
上記目的を達成するために請求項4は、前記円筒形部材の先端部が、前記斜面部の下端より高く、且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において、電気的絶縁性を有する接着剤を塗布し硬化させてあることとした。
上記構成とすることにより、円筒形部材と誘電体薄膜との接着面積を広く取ることが出来るため、前記貫通穴の開口部における電気的絶縁の信頼性が向上し、放電を防止することが可能となる。
【0012】
上記目的を達成するために請求項5は、前記円筒形部材の先端部が、前記斜面部の下端より高く、且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において、電気的絶縁性を有する材料にて被覆してあることとした。
上記構成とすることにより、円筒形部材と誘電体薄膜との境界部より生じる放電経路を完全に被覆し、放電を防止することが可能となる。
【0013】
上記目的を達成するために請求項6は、前記誘電体薄膜が、エアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であることとした。
上記構成とすることにより、膜厚1〜50μmの均質で緻密な誘電体薄膜を形成することが出来る。
【0014】
上記目的を達成するために請求項7は、平滑な表面を有する金属ベース上面に誘電体薄膜を形成し、前記誘電体薄膜表面が基板の吸着面として機能する静電チャックであり、前記吸着面を貫く貫通穴を1箇所以上設けてある静電チャックにおいて、前記誘電体薄膜がエアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であり、前記貫通穴の吸着面側開口部には上端と下端との高低差がある斜面部が形成され、前記貫通穴の内壁には絶縁物からなる円筒形部材を有し、前記円筒形部材の先端部が前記斜面部の下端より高く且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において電気的絶縁性を有する材料にて被覆してかつ該斜面部が前記誘電体薄膜で覆われていることを特徴とする。
上記構成とすることにより、誘電体薄膜を厚さ1〜50μmと薄く形成することができるため、低い印可電圧で高い吸着力を得ることができる。
また、エアロゾルデポジション法により形成された誘電体薄膜は緻密で電気絶縁性が高いため、絶縁破壊を防止することができる。
【0015】
上記目的を達成するために請求項8は、平滑な表面を有する金属ベースに上下に貫通する穴が形成され、該貫通穴の上面側開口部に斜面部を有する静電チャックにおいて、前記金属ベース上面および斜面部が誘電体薄膜で被覆され、該誘電体薄膜の被覆がノズルからエアロゾルを噴射するエアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であり、前記エアロゾル噴射ノズルの角度を、前記金属ベースおよび斜面部に対して、45度〜75度の角度にて製膜することを特徴とする。
上記構成とすることにより、エアロゾル噴出ノズルの角度を変えることなく、吸着面となる金属ベース上面と斜面部とを同時に成膜することが出来る。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施例を、図面に基づいて以下に説明する。
図1及び図2は本発明にかかる静電チャック10の実施例である。
平滑な表面を有するアルミニウムからなるベース2にあらかじめ基板を離脱させる手段即ちリフトピン4を突出させるため、または冷却用ガスを供給するための貫通穴3を形成し、該貫通穴3の少なくとも吸着面12側の開口部において、1mmと比較的大きめな面取り加工を施し、その後エアロゾルデポジション法により誘電体薄膜6を形成した。こうすることによって、ベース2の吸着面12だけでなく前記貫通穴3の面取り加工によって形成された斜面部7にもエアロゾルデポジション法による誘電体薄膜6が形成される。
【0017】
本実施例では更に図2に示すように、成膜後にアルミナセラミックスからなる円筒形部材5を挿入し接着する際、円筒形部材5の吸着面12側先端部が、面取り加工により形成された斜面部7の下端7aよりも高い位置、例えば0.5mm程度突出させた位置で固定してある。この結果、円筒形部材5の突出部側面と、面取り加工による斜面部7とによってV字型断面の溝が形成されるので、この溝を埋めるように、即ち円筒形部材5と斜面部7との境界部に沿って絶縁性の接着剤8を充填する。
接着剤8は硬化後にその高さが吸着面12を超えないように塗布する。接着剤8はシリコーン系のものを使用したため、硬化後もある程度の弾力性を有し、例えば被吸着物を処理する際に静電チャック10の温度が上昇し、ベース2と円筒形部材5及び誘電体薄膜6との熱膨張率の違いにより接着部分に応力負荷がかかっても応力負荷を緩和して良好な耐久性が得られた。
尚、本実施例では円筒形部材5と斜面部7との境界部に沿って接着剤8を塗布する例を紹介したが、接着剤に限定するものではなく、電気絶縁性の塗布材料(例えばポリイミドでもよい)を塗布しベース2と被吸着物との間の放電を防止することが肝要である。
【0018】
尚、本実施例では斜面部7の傾斜角9は45度としたが、この場合は吸着面12の成膜が完了した後、エアロゾル噴出ノズル11の角度を調整した後、斜面部7への成膜を行う必要がある。この理由を以下に説明する。
エアロゾルデポジション法にてベース2上に成膜を行う場合、エアロゾル噴出ノズル11の角度は被成膜面に対して垂直(90度)ではなく、通常はある程度傾斜させた状態で成膜が行われている。エアロゾルが被成膜面に対して垂直に入射してしまうと、成膜に寄与しなかった一部の微粒子が被成膜面から速やかに除去されず、引き続き行われる成膜に悪影響を及ぼすためである。
図5に示したのは、様々なエアロゾル噴出ノズル11の角度により成膜された誘電体薄膜6において、それぞれ厚さ1μmあたりの破壊電圧を測定した結果である。
同図によれば、エアロゾル噴出ノズル11の角度を75度以上に設定すると1μmあたりの破壊電圧は100Vを下回ってしまう。また、別の実験によりエアロゾル噴出ノズル11の角度が45度以下になると、誘電体薄6が形成される速度が遅くなりすぎることがわかっている。このため、被成膜面に対するエアロゾル噴出ノズル11の角度は45度〜75度にするのが望ましい。
【0019】
上記の理由から、通常はエアロゾル噴出ノズル11は吸着面12に対して60度の傾斜となるようセッティングされるが、本実施例のように斜面部7の傾斜角9を45度とした場合、図6に示したように斜面部7に対してエアロゾルは15度から75度の角度で入射することになる。図6右側に示した斜面部7にはエアロゾルが15度で入射するために成膜速度が遅くなり、他の部分よりも誘電体薄膜6の厚さが非常に薄く形成されることとなる。
このため、本実施例においては図6のエアロゾル噴出ノズル11の角度で一度成膜を行った後、図6右側に示した斜面部7に対してエアロゾル噴出ノズル11の角度が75度となるよう変更してから斜面部7のみ局所的に再度成膜を行い、誘電体薄膜6の厚さを均一とする必要があるのである。
【0020】
斜面部7に誘電体薄膜6を形成することを更に容易とするため傾斜角9を緩やかにしてもよい。例えば、斜面部7の傾斜角9を15度にすると、エアロゾル噴出ノズル11の角度を変えることなく吸着面12と同時に斜面部7の成膜を行うことが出来る。即ち、この場合は図7に示したようにエアロゾル噴出ノズル11が吸着面12に対してなす角度を60度に保てば被成膜面のどの部分に対しても上記の45度〜75度の角度を保ち、良好な条件にて成膜を行うことができる。
斜面部7の傾斜角9を15度より緩やかにすることも可能であるが、15度であれば、エアロゾル噴出ノズルの角度を変えることなく成膜できる上、貫通穴3周辺の部位の斜面部7の面積が広くならないので好ましい。
【0021】
以上の構成で製作された静電チャック10は、被吸着物とベース2との間に2kV以上の電圧を印可しても両者の間に絶縁破壊及び放電を生じることが無く、良好な電気的絶縁性能を得ることが出来た。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、導体からなるベース上に誘電体薄膜を施した構造の静電チャックにおいて、静電チャックに設けられた貫通穴の開口部で絶縁破壊することの無い静電チャックを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である静電チャックを示す断面図である。
【図2】図1の静電チャックの貫通穴開口部を示す拡大図である。
【図3】従来の静電チャックを示す断面図である。
【図4】図3の静電チャックの貫通穴開口部を示す拡大図である。
【図5】エアロゾルデポジション法により形成された誘電体薄膜において、成膜時のノズルの角度と、厚さ1μmあたりの破壊電圧との関係を測定した結果を示すグラフである。
【図6】本実施例による静電チャックのベースに対し、エアロゾルデポジション法にて誘電体薄膜を形成する際の、ノズルと被成膜面とのなす角を示す概念図である。
【図7】別の実施例による静電チャックのベースに対し、エアロゾルデポジション法にて誘電体薄膜を形成する際の、ノズルと被成膜面とのなす角を示す概念図である。
【符号の説明】
2…ベース、3…貫通穴、4…リフトピン、5…円筒形部材、
6…誘電体薄膜、7…斜面部、7a…斜面部下端、7b…斜面部上端、
8…接着剤、9…傾斜角、10…静電チャック
11…エアロゾル噴出ノズル、12…吸着面
Claims (8)
- 平滑な表面を有する金属ベース上面に誘電体薄膜を形成し、前記誘電体薄膜表面が基板の吸着面として機能する静電チャックであり、前記吸着面を貫く貫通穴を1箇所以上設けてある静電チャックにおいて、
前記貫通穴の吸着面側開口部には、上端と下端との高低差が1mm以上ある斜面部が形成され、かつ該斜面部が前記誘電体薄膜で覆われていることを特徴とする静電チャック。 - 前記斜面部の傾斜角が、前記吸着面に対して15度から45度の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の静電チャック。
- 前記貫通穴の内壁には絶縁物からなる円筒形部材を挿入し、接着固定してあること特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電チャック。
- 前記円筒形部材の先端部が、前記斜面部の下端より高く、且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において、電気的絶縁性を有する接着剤を塗布し硬化させてあることを特徴とする請求項3に記載の静電チャック。
- 前記円筒形部材の先端部が、前記斜面部の下端より高く、且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において、電気的絶縁性を有する材料にて被覆してあることを特徴とする請求項3に記載の静電チャック。
- 前記誘電体薄膜が、エアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の静電チャック。
- 平滑な表面を有する金属ベース上面に誘電体薄膜を形成し、前記誘電体薄膜表面が基板の吸着面として機能する静電チャックであり、前記吸着面を貫く貫通穴を1箇所以上設けてある静電チャックにおいて、
前記誘電体薄膜がエアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であり、前記貫通穴の吸着面側開口部には上端と下端との高低差がある斜面部が形成され、前記貫通穴の内壁には絶縁物からなる円筒形部材を有し、前記円筒形部材の先端部が前記斜面部の下端より高く且つ上端より低い位置に突出しており、前記円筒形部材と前記斜面部の下端との境界部において電気的絶縁性を有する材料にて被覆してかつ該斜面部が前記誘電体薄膜で覆われていることを特徴とする静電チャック。 - 平滑な表面を有する金属ベースに上下に貫通する穴が形成され、該貫通穴の上面側開口部に斜面部を有する静電チャックにおいて、
前記金属ベース上面および斜面部が誘電体薄膜で被覆され、該誘電体薄膜の被覆がノズルからエアロゾルを噴射するエアロゾルデポジション法によって形成された薄膜であり、前記エアロゾル噴射ノズルの角度を、前記金属ベースおよび斜面部に対して、45度〜75度の角度にて製膜することを特徴とする静電チャックの誘電体薄膜形成方法。
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JP2009070836A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Hitachi High-Technologies Corp | ウエハ載置用電極 |
KR100995203B1 (ko) | 2007-03-19 | 2010-11-17 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치내 구조체 및 플라즈마 처리 장치 |
KR101110683B1 (ko) * | 2006-11-24 | 2012-02-24 | 주식회사 코미코 | 정전척 및 이의 제조 방법 |
JP2018056372A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台及びプラズマ処理装置 |
-
2003
- 2003-08-26 JP JP2003208873A patent/JP2004253768A/ja active Pending
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