JP2005347559A - Electrostatic chuck and method for manufacturing ceramic electrostatic chuck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ等(以下、単にウエハともいう)を製造するのに使用されるエッチング装置、イオン注入装置、CVD装置、PVD装置等において、半導体ウエハ等の固定、平面度の矯正、搬送などに使用される静電チャックに関する。 The present invention relates to the fixing, flatness correction, and conveyance of a semiconductor wafer in an etching apparatus, ion implantation apparatus, CVD apparatus, PVD apparatus, etc. used to manufacture a semiconductor wafer or the like (hereinafter also simply referred to as a wafer). The present invention relates to an electrostatic chuck used for such as.
セラミックを使用した電気ヒーター付の静電チャックとして、静電チャック自身の内部に抵抗発熱体からなる電気ヒーターを設けたものが知られている(特許文献1、特許文献2)。このような電気ヒーター付の静電チャックは、従来、セラミックグリーンシートに、タングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズペースト(インク)を、チャック用電極層の形成と同様に、電気ヒーター用のパターンをスクリーン印刷し、これらの各シートを積層、圧着して一体化し、同時焼成することで製造されるのが一般的である。 2. Description of the Related Art As an electrostatic chuck with an electric heater using ceramic, there is known an electrostatic chuck provided with an electric heater made of a resistance heating element inside the electrostatic chuck itself (Patent Document 1, Patent Document 2). Such an electrostatic chuck with an electric heater has hitherto been applied to a ceramic green sheet with a metallized paste (ink) mainly composed of a refractory metal such as tungsten as in the formation of the electrode layer for the chuck. These patterns are generally screen-printed, and each of these sheets is laminated, press-bonded, integrated, and co-fired.
こうして製造された静電チャックは、そのチャック面(吸着面)に載置したウエハを、チャック用電極層に通電することで発生する静電気力にてチャック(固定)し、内部に設けられた電気ヒーター(抵抗発熱体)を通電発熱することによって、チャック面を加熱し、チャックしている半導体ウエハを所望とする温度(例えば100℃〜600℃)に加熱し、その下で、エッチング等の処理を行うのに使用される。ところで、近年、このようなウエハ等の被加熱物の加熱においては、これを高度に均一に加熱することが要求されている。このため、このような電気ヒーター付の静電チャックに対し、そのチャック面における温度分布にバラツキが発生しないことが望まれており、その許容範囲は、例えば、12インチの静電チャックでは、チャック面の全面にわたって±2%以内の温度分布に収まるように要求されている。
しかしながら、電気ヒーターが上記したようにメタライズペーストの印刷されたグリーンシートを積層、圧着して同時焼成によって製造された静電チャックにおいては、チャック面の全面にわたる温度の均一性は±5%程度となることが避けられず、上記のような要求される高い均一性を得られないというのが実情であった。このように温度分布の幅が広くなってしまう原因としては次の2点がその要因として考えられる。第1には、このような静電チャックにおける抵抗発熱体の製造方法に起因している。すなわち、この抵抗発熱体は、メタライズペーストをグリーンシートにスクリーン印刷し、その後、焼成して形成されてなるものであることから、抵抗発熱体の厚みの誤差が大きいためである。すなわち、メタライズペーストをスクリーン印刷する場合には、その印刷パターンの厚み(通常20μm程度)には±5%程度(±1μm程度)の誤差(バラツキ)が生じるのが普通である。このため、焼成後の抵抗発熱体の厚みには、この印刷厚みにおける誤差に対応した誤差が生じる。したがって、このような厚みにばらつきのある抵抗発熱体には局所的或いは部分的に抵抗値のばらつきが発生することから、結果としてチャック面における温度分布を高度に均一化することはできない。 However, in the electrostatic chuck manufactured by laminating, pressing and co-firing green sheets printed with metallized paste as described above, the electric heater has a temperature uniformity of about ± 5% over the entire chuck surface. In reality, it was inevitable that the required high uniformity as described above could not be obtained. The following two points are considered as causes for the widening of the temperature distribution. The first is due to the method of manufacturing a resistance heating element in such an electrostatic chuck. In other words, this resistance heating element is formed by screen-printing a metallized paste on a green sheet and then firing it, so that the thickness error of the resistance heating element is large. That is, when the metallized paste is screen-printed, an error (variation) of about ± 5% (± 1 μm) usually occurs in the thickness of the printed pattern (usually about 20 μm). For this reason, an error corresponding to the error in the printing thickness occurs in the thickness of the resistance heating element after firing. Therefore, since the resistance heating element having such a variation in thickness locally or partially varies in resistance value, the temperature distribution on the chuck surface cannot be made highly uniform as a result.
そして、第2には、このようにして印刷、焼成されて形成された抵抗発熱体をなすところの焼結体であるタングステンは、約3800ppmの温度係数を持っている。このため、タングステンを主成分とした焼結体からなる抵抗発熱体では、局所的に温度が高くなった部分があると、その部分では電気ヒーターの抵抗値が高くなり、W=I2Rであらわされるように、その部分の電力が大きくなり、結果として益々発熱してしまうことになる。こうした特性も温度分布を均一にするのを妨げる要因となっている。 Second, tungsten, which is a sintered body that forms a resistance heating element formed by printing and firing in this manner, has a temperature coefficient of about 3800 ppm. For this reason, in a resistance heating element made of a sintered body containing tungsten as a main component, if there is a part where the temperature is locally high, the resistance value of the electric heater becomes high in that part, and W = I 2 R As shown, the power in that part increases, and as a result, more and more heat is generated. These characteristics are also factors that hinder uniform temperature distribution.
本発明は、電気ヒーター付の静電チャックが持つこうした問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、チャック面の全面にわたる温度(面内温度分布)の均一性を一層高めることのできる静電チャックを提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems of an electrostatic chuck with an electric heater. The purpose of the present invention is to improve the uniformity of temperature (in-plane temperature distribution) over the entire chuck surface. It is to provide an electric chuck.
前記の目的達成のために請求項1に記載の本発明は、内部にチャック用電極層及び電気ヒーター用の抵抗発熱体を備えたセラミック製の静電チャックであって、
チャック用電極層を内部に備えて一体で焼成されたチャック用電極層含有セラミック基板と、これとは別の焼成済みセラミック基板との間に、
一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を挟み込み、
接着剤により両セラミック基板を接着することで、内部に該抵抗発熱体を設けてなることを特徴とする静電チャックである。なお、本発明における一定厚さの金属板又は一定断面の金属線は、上記の各セラミック基板とは別に、予め製造されたもの、すなわち、上記の各セラミック基板と同時に焼成して焼結させた金属からなるものでなければよい。したがって、セラミック基板とは別途に形成されたものである限り、焼結金属から形成されたものであっても、本発明における一定厚さの金属板又は一定断面の金属線とし得る。
To achieve the above object, the present invention described in claim 1 is a ceramic electrostatic chuck having an electrode layer for chuck and a resistance heating element for electric heater inside,
Between the chuck electrode layer-containing ceramic substrate that is integrally fired with the chuck electrode layer inside, and another fired ceramic substrate,
From a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section, a resistance heating element for an electric heater formed in a planar shape is sandwiched,
An electrostatic chuck characterized in that the resistance heating element is provided inside by bonding both ceramic substrates with an adhesive. In addition, the metal plate having a constant thickness or the metal wire having a constant cross section in the present invention is manufactured in advance separately from each ceramic substrate, that is, fired and sintered simultaneously with each ceramic substrate. It does not have to be made of metal. Therefore, as long as it is formed separately from the ceramic substrate, it can be a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section in the present invention even if it is made of sintered metal.
請求項2に記載の本発明は、 前記金属板又は前記金属線をなす金属が、温度係数が200ppm以下のもの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である。そして、請求項3に記載の本発明は、前記接着剤が無機系接着剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電チャックである。また、請求項4に記載の本発明は、前記無機系接着剤がガラスであることを特徴とする請求項3に記載の静電チャックである。
The present invention described in
請求項5に記載の本発明は、前記チャック用電極層含有セラミック基板におけるチャック面と反対側の主面の外周に凸部を周設し、その凸部に包囲される内側の凹部内に、前記抵抗発熱体が配置されるようにして前記焼成済みセラミック基板を嵌め込んで両セラミック基板間に該抵抗発熱体を挟み込み、
接着剤により両セラミック基板を接着し、両セラミック基板の接着面の端縁を、静電チャック自身のチャック面と反対側に存在させ、しかも、前記凸部の先端面と、前記焼成済みセラミック基板のチャック面と反対側を向く主面とを面一にしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電チャックである。
In the present invention according to claim 5, a convex portion is provided on the outer periphery of the main surface opposite to the chuck surface in the chuck electrode layer-containing ceramic substrate, and the inner concave portion surrounded by the convex portion includes: Inserting the fired ceramic substrate so that the resistance heating element is disposed, sandwiching the resistance heating element between both ceramic substrates,
Both ceramic substrates are bonded by an adhesive, and the edge of the bonding surface of both ceramic substrates is present on the opposite side of the chuck surface of the electrostatic chuck itself, and the tip surface of the convex portion and the fired ceramic substrate The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the chuck surface and a main surface facing the opposite side are flush with each other.
請求項6に記載の本発明は、内部にチャック用電極層及び電気ヒーター用の抵抗発熱体を備えたセラミック製の静電チャックを製造する方法であって、
そのチャック面側の部位をなす、チャック用電極層形成用のためのメタライズペーストの印刷パターンを層間に備えたグリーンシート積層体と、チャック面と反対側の部位をなす基板用グリーンシートとを、
前記グリーンシート積層体と該基板用グリーンシートとを重ねて一体化した際にその両者の間に閉塞状の空隙ができるように、少なくともいずれか一方の主面の外周に凸部を周設しておき、
前記グリーンシート積層体と前記基板用グリーンシートとを重ねて一体化するとともに、その際にできる前記閉塞状の空隙内には、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を、焼結温度が前記グリーンシートの焼結温度よりも高いセラミック粉末中に埋設した状態で配置しておき、その状態の下で、このセラミック粉末が焼成されない温度で焼成するセラミック製の静電チャックの製造方法である。なお、本発明における基板用グリーンシートは、1枚のグリーンシート又は複数のグリーンシートからなるグリーンシート積層体のいずれであってもよい。
The present invention according to claim 6 is a method for manufacturing a ceramic electrostatic chuck having an electrode layer for chuck and a resistance heating element for electric heater inside,
A green sheet laminate having a printed pattern of a metallized paste for forming an electrode layer for chuck, which forms a portion on the chuck surface side, and a green sheet for a substrate that forms a portion opposite to the chuck surface,
When the green sheet laminate and the green sheet for the substrate are stacked and integrated, a convex portion is provided around the outer periphery of at least one of the main surfaces so that a closed gap is formed between the two. And
The green sheet laminate and the green sheet for the substrate are stacked and integrated, and in the closed gap formed at that time, from a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section, in a planar shape. The formed resistance heating element for the electric heater is placed in a state where the sintering temperature is embedded in a ceramic powder whose sintering temperature is higher than the sintering temperature of the green sheet, and under this state, the ceramic powder is fired. This is a method of manufacturing a ceramic electrostatic chuck that is fired at a temperature that is not performed. The green sheet for a substrate in the present invention may be either a single green sheet or a green sheet laminate composed of a plurality of green sheets.
本発明の請求項1〜5に記載の静電チャックに設けられている電気ヒーター用の抵抗発熱体は、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成されたものである。このような抵抗発熱体は、メタライズペーストの印刷、焼成によって形成されたものに比べると、その金属板の厚み又は金属線の太さ(平面状のものにおける厚み)の誤差(寸法公差)は、金属板又は金属線の製造において付与される誤差と同じと見てよく、したがって、その誤差は2%以内と小さいものとし得る。このため、このような抵抗発熱体は、その断面積の大きさを、誤差の小さい高精度に保持できるから、抵抗値のばらつきを小さくできる。したがって、本願発明におけるような抵抗発熱体を電気ヒーターとして備えた静電チャックによれば、メタライズペーストを印刷後、グリーンシートと同時焼成してなる焼結金属からなる抵抗発熱体を電気ヒーターとして備えた静電チャックに比べると、チャック面の全面にわたる温度(面内温度分布)の均一性を高めることができる。 The resistance heating element for an electric heater provided in the electrostatic chuck according to claims 1 to 5 of the present invention is formed in a planar shape from a metal plate having a constant thickness or a metal wire having a constant cross section. is there. Such a resistance heating element has an error (a dimensional tolerance) in the thickness of the metal plate or the thickness of the metal wire (thickness in a planar shape) compared to that formed by printing and baking of the metallized paste. It can be seen that it is the same as the error given in the production of the metal plate or wire, and therefore the error can be as small as 2%. For this reason, such a resistance heating element can maintain the size of the cross-sectional area with high accuracy with a small error, so that the variation in resistance value can be reduced. Therefore, according to the electrostatic chuck having the resistance heating element as an electric heater as in the present invention, the resistance heating element made of a sintered metal formed by simultaneous firing with the green sheet after printing the metallized paste is provided as the electric heater. Compared with an electrostatic chuck, the uniformity of temperature (in-plane temperature distribution) over the entire chuck surface can be improved.
とくに請求項2に記載の静電チャックにおいては、その金属を温度係数が200ppm以下のものとしたため、温度上昇による抵抗値の増大も小さく、したがって、面内温度分布の均一性を高める上においてより好ましい。
In particular, in the electrostatic chuck according to
すなわち、本発明において重要な点は次のようである。一定厚さの金属板又は一定断面の金属線(以下、金属板等ともいう)から、平面状に(別途に)形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を、未焼成のグリーンシート間に積層或いは埋設状に(一体化)し、その後、グリーンシートを焼成することで内部に電気ヒーター用の抵抗発熱体を設けることは実現できない。というのは、このような抵抗発熱体はグリーンシートの焼成過程で収縮しないのに対し、セラミックのみが約20%も大きく収縮するため、所望とするセラミック製の静電チャックの形状、寸法を維持できないためである。つまり、このような抵抗発熱体を用いることは、チャック面の全面にわたる温度の均一性を高めることができるために好ましいのであるが、従来、このような一定厚さの金属板等を電気ヒーター用の抵抗発熱体とした静電チャックはセラミックの焼成収縮の点から実現不可能とされていた。 That is, the important points in the present invention are as follows. A resistance heating element for an electric heater formed in a flat shape (separately) from a metal plate having a constant thickness or a metal wire having a constant cross section (hereinafter also referred to as a metal plate) is laminated between green green sheets. Alternatively, it is impossible to provide a resistance heating element for an electric heater inside by embedding (integrating) and then firing the green sheet. This is because the resistance heating element does not shrink during the firing process of the green sheet, but only the ceramic shrinks by about 20%. Therefore, the desired shape and dimensions of the ceramic electrostatic chuck are maintained. This is because it cannot be done. That is, it is preferable to use such a resistance heating element because the uniformity of temperature over the entire surface of the chuck can be improved. Conventionally, however, such a metal plate having a constant thickness is used for an electric heater. It was impossible to realize an electrostatic chuck made of a resistance heating element from the viewpoint of firing shrinkage of ceramic.
本発明では、このように従来、実現不可能とされていた、一定厚さの金属板等を電気ヒーター用の抵抗発熱体として内蔵してなる静電チャックを製造するに当たり、焼成済のチャック用電極層含有セラミック基板と、焼成済みのセラミック基板との間に、このような抵抗発熱体を挟み込み、接着剤により両セラミック基板を接着することで、これをその内部に設けることとして実現したものである。すなわち、本願発明のセラミック製の静電チャックは、抵抗発熱体を内部に設けるのに焼成工程を経ることなく形成されたものであるため、製造上の問題もなく、しかも、抵抗値のばらつきが小さい抵抗発熱体を備えた静電チャックとなすことができたのである。かくして、本発明にかかる静電チャックによれば、内部の抵抗発熱体が抵抗値のばらつきも小さいため、その通電発熱によるチャック面の温度分布を従来の静電チャックに比べて小さくできるという顕著な効果が得られる。 In the present invention, in the production of an electrostatic chuck that has been incorporated in the past as a resistance heating element for an electric heater, which has been impossible to realize in the past, for a sintered chuck, Such a resistance heating element is sandwiched between an electrode layer-containing ceramic substrate and a fired ceramic substrate, and both ceramic substrates are bonded by an adhesive, and this is realized by providing them inside. is there. In other words, the ceramic electrostatic chuck of the present invention is formed without passing through a firing step to provide the resistance heating element therein, so that there is no problem in manufacturing and the resistance value varies. It was possible to obtain an electrostatic chuck having a small resistance heating element. Thus, according to the electrostatic chuck according to the present invention, since the internal resistance heating element has a small variation in the resistance value, the temperature distribution on the chuck surface due to the energized heat generation can be significantly reduced as compared with the conventional electrostatic chuck. An effect is obtained.
本発明に用いる接着剤は、チャック面に要求される加熱温度(100℃〜600℃)に耐えう得るように、静電チャックの用途に応じて無機系接着剤又は有機系接着剤から選択して使用すればよい。加熱温度が100℃ぐらいと、比較的低温であれば、シリコン樹脂やエポキシ樹脂からなる接着剤でもよい。ただし、加熱温度が250℃以上であれば、請求項3に記載のように、無機系接着剤とするのが好ましい。とくに、請求項4に記載のように接着剤にガラスを用いるのが好ましい。ガラスを用いる場合には、接着に先立ち、これを接着面に印刷しておくことができるため、工程が複雑化しないし、製造の低コスト化も期待されるからである。
The adhesive used in the present invention is selected from an inorganic adhesive or an organic adhesive depending on the use of the electrostatic chuck so that it can withstand the heating temperature (100 ° C. to 600 ° C.) required for the chuck surface. Can be used. If the heating temperature is about 100 ° C. and a relatively low temperature, an adhesive made of silicon resin or epoxy resin may be used. However, when the heating temperature is 250 ° C. or higher, it is preferable to use an inorganic adhesive as described in
また、このような静電チャックがエッチングプロセスに使用される場合には、腐食性ガスであるエッチングガスに晒される。このため、接着剤であるガラスの端縁(周縁)がエッチング処理装置のチャンバ内の雰囲気に露出している場合には、そのガラスが侵食されるし、チャンバ内も汚染される。そこで、請求項5に記載のように、その静電チャック自身のチャック面と反対側の主面、すなわち、焼成済みセラミック基板のチャック面と反対側の主面が前記凸部の先端面と面一になるようにしておくことで、こうした問題が容易に解消できる。すなわち、このような静電チャックは金属ベースの平面上に載置状に取付けられる(接着される)のが普通であり、その状態においては、接着剤の端縁がチャンバ内の雰囲気に露出しないためである。 Further, when such an electrostatic chuck is used in an etching process, it is exposed to an etching gas that is a corrosive gas. For this reason, when the edge (periphery) of the glass as an adhesive is exposed to the atmosphere in the chamber of the etching processing apparatus, the glass is eroded and the inside of the chamber is also contaminated. Therefore, as described in claim 5, the main surface opposite to the chuck surface of the electrostatic chuck itself, that is, the main surface opposite to the chuck surface of the fired ceramic substrate is a surface opposite to the tip surface of the convex portion. By keeping them in one, these problems can be solved easily. That is, such an electrostatic chuck is normally mounted (bonded) on a plane of a metal base so that the edge of the adhesive is not exposed to the atmosphere in the chamber. Because.
なお、請求項5に記載した静電チャックは、前記チャック用電極層含有セラミック基板におけるチャック面と反対側の主面の外周に凸部を周設し、その凸部に包囲される内側の凹部内に、前記抵抗発熱体を配置しかつ前記焼成済みセラミック基板を露出側主面が前記凸部の先端面と面一になるようにして嵌め込んで両セラミック基板間に該抵抗発熱体を挟み込み、接着剤により両セラミック基板を接着してから、静電チャックの裏面を研磨(平面研磨)することで、同裏面を容易に面一にできる。なお、請求項1〜4に記載の静電チャックにおいて、接着剤の端縁が静電チャックの外周面に露出する場合には、その接着剤の端縁がチャンバ内の雰囲気に露出しないように、別途、セラミック製などの絶縁材からなるリングにて、その端縁を覆うようにしておくのが好ましい。 In the electrostatic chuck according to claim 5, a convex portion is provided on the outer periphery of the main surface opposite to the chuck surface of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate, and the inner concave portion is surrounded by the convex portion. The resistance heating element is disposed therein, and the fired ceramic substrate is fitted so that the exposed main surface is flush with the tip end surface of the convex portion, and the resistance heating element is sandwiched between the ceramic substrates. By bonding both ceramic substrates with an adhesive and then polishing the back surface of the electrostatic chuck (planar polishing), the back surfaces can be easily flushed. In the electrostatic chuck according to claim 1, when the edge of the adhesive is exposed on the outer peripheral surface of the electrostatic chuck, the edge of the adhesive is not exposed to the atmosphere in the chamber. Separately, it is preferable to cover the edge with a ring made of an insulating material such as ceramic.
請求項6に記載の製法によれば、焼成前の前記グリーンシート積層体と前記基板用グリーンシートとの間に、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を配置した状態で、グリーンシートを焼成する方法でありながら、抵抗値のばらつきが小さい、抵抗発熱体付の静電チャックを、セラミックの焼成収縮にかかわらず製造することができる。上記もしたように、グリーンシート積層体の間に、前記した金属板等からなる抵抗発熱体を直接、挟み込んだ状態で焼成することは、セラミックの焼成収縮率が大き過ぎるため、静電チャックを製造することは不可能である。しかし、本発明に係る製法のように、両グリーンシートの間に、前記抵抗発熱体を挟み込んでから焼成するとしても、抵抗発熱体がその焼成過程で焼結されないセラミック粉末に埋設状にされている場合には、そのセラミック粉末がグリーンシートの焼成収縮を許容する。すなわち、この製法においても、セラミック粉末に埋設状されている金属板等からなる抵抗発熱体は収縮しない。しかし、グリーンシートは、その焼成過程でセラミック粉末をクッションとして、或いはそのセラミック粉末を圧縮するようにして、収縮しない抵抗発熱体の配置にもかかわらず収縮できる。このため、一定厚さの金属板等から平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を配置した状態で、グリーンシートを焼成する方法でありながら、抵抗値のばらつきが小さい、所望とする形状、寸法を維持したセラミック製の静電チャックを得ることができる。 According to the manufacturing method of Claim 6, between the said green sheet laminated body before baking and the said green sheet for board | substrates, it formed in the planar form from the metal plate of a fixed thickness or the metal wire of a fixed cross section. A method of firing green sheets with a resistance heating element for an electric heater, but producing an electrostatic chuck with a resistance heating element that has a small variation in resistance, regardless of ceramic firing shrinkage. Can do. As described above, firing with a resistance heating element made of a metal plate or the like directly sandwiched between green sheet laminates has an excessively large firing shrinkage rate of the ceramic. It is impossible to manufacture. However, as in the manufacturing method according to the present invention, even if the resistance heating element is sandwiched between the green sheets and then fired, the resistance heating element is embedded in a ceramic powder that is not sintered during the firing process. If so, the ceramic powder allows firing shrinkage of the green sheet. That is, even in this manufacturing method, the resistance heating element made of a metal plate or the like embedded in the ceramic powder does not shrink. However, the green sheet can be shrunk in spite of the arrangement of the resistance heating element that does not shrunk by using the ceramic powder as a cushion or compressing the ceramic powder in the firing process. For this reason, it is a method of firing a green sheet in a state where a resistance heating element for an electric heater formed in a flat shape from a metal plate or the like having a certain thickness is disposed, but the resistance value variation is small and desired. A ceramic electrostatic chuck that maintains its shape and dimensions can be obtained.
なお、このようなセラミック粉末は、焼成時におけるグリーンシートの収縮を許容するだけでなく、グリーンシートの焼成過程におけるセラミックの垂れ下がりを防止する機能もある。したがって、焼成後の静電チャックにおいては、抵抗発熱体の周囲に実質的な空間を発生させないので、発熱時の熱伝導の低下を防止する作用もある。本発明における抵抗発熱体をなす金属板又は金属線としては、ステンレス、タングステン、モリブデンなどのように、通電することで効率的に抵抗発熱するものから選択して使用すればよい。ただし、なるべく温度係数の小さい金属を選択するのがよい。なお、抵抗発熱体は、通常、平面視において、渦巻き形状を呈するものとされるが、このような形状を金属板から形成するには、エッチング又は放電加工によればよい。 Such ceramic powder not only allows the shrinkage of the green sheet during firing, but also has a function of preventing the ceramic from sagging during the firing process of the green sheet. Therefore, since the electrostatic chuck after firing does not generate a substantial space around the resistance heating element, it also has an effect of preventing a decrease in heat conduction during heat generation. The metal plate or metal wire forming the resistance heating element in the present invention may be selected from those that efficiently generate resistance when energized, such as stainless steel, tungsten, and molybdenum. However, it is preferable to select a metal having a temperature coefficient as small as possible. Note that the resistance heating element usually has a spiral shape in plan view. To form such a shape from a metal plate, etching or electric discharge machining may be used.
本発明を実施するための最良の形態について、図1及び図2に基いて詳細に説明する。図1は、本発明に係る静電チャックの中央縦断面図であり、図2はその製造工程を説明するための分解図である。図中、1は、静電チャックであり、全体としては、一定厚さの円板形状を呈しており、一定厚さの円板形状の金属製(例えばチタン又はチタン合金製)のベース部材100の上面101に接着されて固定されている。このような静電チャック1は、その上面(図示上側の主面)がチャック面(吸着面)2をなしており、静電チャック1を構成する図示における上部が、チャック面2寄り部位にチャック用電極層4を備えて一体焼成されてなるチャック用電極層含有セラミック基板11である。そして、下部が焼成済みのセラミック基板21であり、両セラミック基板11、21の間に抵抗発熱体31を備えたものとされている。
The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a central longitudinal sectional view of an electrostatic chuck according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded view for explaining the manufacturing process. In the figure, reference numeral 1 denotes an electrostatic chuck, which has a disk shape having a constant thickness as a whole, and is a
チャック用電極層含有セラミック基板11は、詳しくは図示しないがセラミック積層構造をなし、内部のチャック面2寄り部位にチャック用電極層4を備えている。ただし、本形態では、このチャック用電極層含有セラミック基板11は円板形状を呈しているが、その裏面(チャック面と反対側の主面)13には、外周に沿って環状に、一定の幅、高さで凸部14を有しており、その凸部14に包囲される内側が凹設された形の凹部15をなしている。ただし、その凹部15の深さ(凸部14の高さ)は、例えば、0.5mmとされ、この凸部14を含むチャック用電極層含有セラミック基板11の全体の厚みは5mmとされ、外径は300mmとされている。なお、凸部14の幅は2mmとされている。また、本形態では、表裏の両面間に貫通するように適所に、吸着したウエハ(図示せず)を、処理後に突き上げるための突き上げピンを挿通するためのピン孔16が平面視において、中心から等角度間隔で3箇所設けられている(1箇所のみ図示)。ただし、凹部15内においてはこのピン孔16は、同ピン孔16より大径の横断面円形のボス17の中心に設けられている。なお、この裏面13側におけるボス17は外周の凸部14と同一高さとされている。
Although not shown in detail, the chuck electrode layer-containing
また、図示はしないが、チャック用電極層含有セラミック基板11には、裏面13側に向かって、図示しない貫通孔(ビアホール)がピン孔16と同様にボス中に形成され、同ホール内はメタライズされて後述する焼成済みのセラミック基板21を通して静電チャックの裏面3側にチャック用電極層の端子が引き出されるように形成されている。このように、チャック用電極層含有セラミック基板11の裏面13は、外周の凸部14と、ボス17を残す形で、一定の深さで凹設されている。なお、このようなチャック用電極層含有セラミック基板11は、チャック用電極層の形成のためのメタライズパターンが印刷されたグリーンシート等を積層、圧着等し、その後、焼成することで製造される。
Although not shown, in the chuck electrode layer-containing
一方、このようなチャック用電極層含有セラミック基板11における裏面13側の凹部15内には、一定厚さの焼成済みのセラミック基板21が嵌め込まれている。ただし、両基板11,21の間には接着剤であるガラス30が充填状に設けられており、両基板11,21を接着している。セラミック基板21は、凹部15にちょうど嵌り込む大きさ、形状の円板形に形成されており、各ボス17が嵌合する貫通孔20も備えている。そして、焼成済みのセラミック基板21の上には、次に説明する抵抗発熱体31が載置状に配置されている。なお、チャック用電極層含有セラミック基板11における裏面13側の凹部15内に、セラミック基板21が嵌め込まれている状態において、同セラミック基板21の裏面(チャック面と反対側を向く主面)23と、チャック用電極層含有セラミック基板11の裏面側の外周の凸部14及びボス17の先端面(下面)14a、17aは略面一又は面一となるように設定されている。また、図示はしないが、焼成済みセラミック基板21のうち、抵抗発熱体31の各端子に対応する位置には、リード線が挿通される貫通孔が設けられており、この貫通孔中には抵抗発熱用の電源に接続される端子(メタライズ)が形成されている。なお、チャック用電極層4の端子は、別の電源に接続されるように形成されている。
On the other hand, a sintered
さて、本形態において使用されている抵抗発熱体31は、焼結体(焼結金属)でない、例えばステンレス鋼製の一定厚さの金属板(例えば厚さ100μmの薄板)から、エッチングによって平面視、図示はしないが一定の幅で渦巻き形状をなすように、平面状に形成されたものであり、これが、上記したようにセラミック基板21の上面22に載置状に配置されている。そして、両セラミック基板11,21の間のうち、抵抗発熱体31の周囲に充填状に設けられた接着剤であるガラス30によって両基板11,21を接着している。なお、このような抵抗発熱体31をなすステンレス鋼製の薄板は、その厚みが±0.02mm(2%以下)の公差で製造されたものである。そして、その温度係数は約50ppmである。
The
このような静電チャック1は次のようにして製造される。すなわち、下の焼成済みのセラミック基板21の上面22の全体にガラス30を所定厚さ(例えば0.1mm)に印刷し、その上に、抵抗発熱体31を載置状に位置決めして配置する。そして、チャック用電極層含有セラミック基板11を被せるようにして、その凹部15内に、抵抗発熱体31を載置したセラミック基板21が嵌め込まれるようにする。その後、還元雰囲気中にて、例えば600〜700℃に加熱してガラスを溶融して両セラミック基板11,21を同ガラスにて接着する。こうして得られた静電チャック1は、適宜に研磨され、その後、ベース部材100の上面101に例えばシリコン樹脂を接着剤として接着されることで図1に示したものとなる。このような静電チャック1は、チャック用電極層4に電流を印加し、ウエハをチャック面2にチャック(吸着)し、通電発熱した抵抗発熱体31をして、そのチャック面2の全体を加熱し、ウエハを加熱した状態においてエッチング等の処理がされるが、その際には次のような効果がある。
Such an electrostatic chuck 1 is manufactured as follows. That is, the
本形態の静電チャック1においては、その抵抗発熱体31は、従来のセラミック製の静電チャックにおけるような、セラミックと同時焼成された焼結体(焼結金属)ではなく、厚さが一定の寸法公差(±1%)にあるステンレス鋼からなる薄板をエッチングによって、別途、製造したものを焼成済みのセラミック基板11,21間に挟んで接着したものである。すなわち、このような抵抗発熱体31は、タングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズペーストを印刷して焼成してなるものと異なり、その厚みの誤差がその薄板の公差と同じであり、極めて小さいものであるから、その厚みの誤差に起因する抵抗値のばらつきが少ない。しかも、本形態では抵抗発熱体31をなす金属がステンレス鋼であり、その温度係数も約50ppmと小さい。したがって、チャック面2の全面にわたる温度(面内温度分布)の均一性は、従来のタングステン等を主成分とするメタライズペーストを焼成してなる抵抗発熱体に比べると、著しく高いものとすることができる。具体的には、12インチの半導体ウエハを加熱した際において、その温度分布を初めて±2%のバラツキ内に収めることができた。
In the electrostatic chuck 1 of the present embodiment, the
また、本形態では、接着剤であるガラス30の端縁30aが静電チャック1の裏面3に位置するため、その裏面3を金属ベース100に載置状にして例えばシリコン樹脂で接着した際には、ガラスの端縁30aが外部に露出することを防止できる。このため、接着剤であるガラスの端縁30aがエッチングガス等の雰囲気に晒されないため、侵食の問題もないし、汚染源の発生も防止されるという効果がある。なお、両基板11,21からなる静電チャック1の裏面3は、要すれば、金属ベース100に接着する前に、面一(一平面)となるように平面研磨しておくのが好ましい。
In this embodiment, since the
なお、本形態に用いたチャック用電極層含有セラミック基板(例えば厚さ5mm)11自体等の各部品は、公知の手法(製法)によって次のようにして製造できる。まず、チャック用電極層含有セラミック基板11は、アルミナ(Al2O3)を主成分とする複数のセラミックグリーンシートを作り、各グリーンシートに所定の加工、メタライズペーストの印刷を行った後に、積層、圧着してなる積層体を作る。次に、チャック面と反対側の主面に凹部15を形成するための加工をする。そして、チャック用電極層とともに同時焼成し、研磨することで所望とする基板11を得る。なお、セラミックグリーンシートにおける所定の加工には、切断、端子用のビアホールの加工、突き上げピン挿通孔の穴あけ等があり、メタライズペーストの印刷はチャック用電極層パターンや各端子の形成用のものである。また、裏面をなすセラミック基板(例えば厚さ1mm)21についても同様にして製造する。すなわち、セラミックグリーンシートに、所定の加工、所定のメタライズペーストの印刷を行った後に、積層、圧着して積層体とし、これを焼結し、その後、研磨等により仕上げることで製造される。なお、抵抗発熱体31は、一定厚さのステンレス鋼からなる薄板を放電加工することで形成しても良い。また、後述するが、抵抗発熱体31は、一定断面の金属線(ステンレス鋼線など)を曲げ加工して例えば螺旋の平面状に形成してもよい。
Each component such as the chuck electrode layer-containing ceramic substrate (for example, 5 mm thick) 11 itself used in this embodiment can be manufactured by a known method (manufacturing method) as follows. First, the chuck electrode layer-containing
さて次に本発明の別の実施の形態について図3及び図4に基づいて説明する。ただし、この静電チャック201は、前記形態と基本的に共通するものであるため、相違点を中心として説明し、同一の部位には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。すなわち、本形態では、チャック用電極層含有セラミック基板11は、前記形態と同様に、平面視、円板形状を呈しているが、その裏面(チャック面と反対側の主面)13は平坦面(平面)とされている。ただし、チャック面(上面)2寄りの外周面は、全周にわたって、平面視、同心で縮径状に形成されており、断面視において段部18を備えている。なお、説明を容易とするため、本形態及び以下の説明においては、突き上げピンのピン孔等は図示していない(省略している)。
Now, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, since this
そして、このようなチャック用電極層含有セラミック基板11の裏面13には、外径がこれと同じ円板形状の焼成済みのセラミック基板21が抵抗発熱体31を介在させて接着されている。ただし、このセラミック基板21は、一定厚さの円板形状の基板に対し、図示における上面22に、断面が一定の横長矩形の凹溝25が、図示はしないが平面視において、螺旋形状に形成されている。この凹溝25は、上記したのと同じ抵抗発熱体31が収容可能に形成されている。なお、本発明における抵抗発熱体31の平面形状は渦巻き形状のものに限定されるものではない。したがって、本形態のように凹溝25を設ける場合において、その凹溝25の平面形状は、抵抗発熱体31が収容、配置され得るように形成すればよい。しかして、この凹溝25を含む焼成済みのセラミック基板21の上面(表面)22に、ガラス30を所定厚さに印刷し、その凹溝25内に抵抗発熱体31を載置し、裏面13にガラス30を印刷したチャック用電極層含有セラミック基板11を被せる。その後で、還元雰囲気中にて加熱して接着剤であるガラス30を溶かして両基板11,21を接着する。こうして内部に抵抗発熱体31を固定し、図3に示した静電チャック201としたものである。なお、本形態では、チャック用電極層含有セラミック基板11の上面外周の段部18に、断面L字形で、セラミック製のリング19がシール材(図示せず)を介して固定されており、外周面に位置する接着剤(本例ではガラス)の端縁30aが露出するのを防止している。
A fired
しかして、本形態の静電チャック201においても、上記した形態のものと同様に、既に焼成済のチャック用電極層含有セラミック基板11と、焼成済みセラミック基板21との間に、一定厚さのステンレス鋼製の金属板(薄板)から形成した抵抗発熱体31を挟み込み、ガラスを加熱溶融してなる接着剤により両セラミック基板11,21を接着することで、抵抗発熱体31を両セラミック基板11,21の内部に封止状に設けたものである。このため、上記した形態の静電チャック1と同様に、抵抗値のばらつきがなく、しかも温度係数も小さい抵抗発熱体31を備えた静電チャックとなすことができる。これにより、チャック面2の全面にわたる温度(面内温度分布)の均一性の高い静電チャックとなすことができる。なお、本形態では、セラミック基板21の上面22に、渦巻き形状の抵抗発熱体31が収容可能の凹溝25を設けたため、その位置決めが容易となる。なお、これより理解されるが、このような凹溝25は上部のチャック用電極層含有セラミック基板11の裏面(裏面側の主面)13に設けてもよい。
Thus, also in the
さらに、本形態では、上部のチャック用電極層含有セラミック基板11の裏面13に上記した形態の場合のように凹部15を設けていない。このため、上記もしたように、その上面外周の段部18に、セラミック製のリング19をシール材を介して固定することで、接着面の端縁が露出するのを防止している。かくして、このものにおいても、エッチングガスによる接着面の端縁の侵食の防止が図られている。なお、このようなリング19に対応する部位を上部のチャック用電極層含有セラミック基板11と一体で形成しておいてももちろん良い。
Further, in this embodiment, the recess 15 is not provided on the
上記した各形態では、抵抗発熱体31をステンレス鋼から形成したが、抵抗発熱体31は、抵抗発熱に適した金属から、適宜に選択して形成すればよい。例えば、タングステン、モリブデンが例示できる。また、金属板でなく、一定断面(通常は、円断面)、太さの線材から形成してもよい。なお、抵抗発熱体31をなす金属は温度係数が200ppm以下のものを用いるのが良い。ただし、特に好ましくは100ppm以下のものであり、例えばSUS430が例示される。
In each embodiment described above, the
そして、上記においては接着剤としてガラスを用い、これを加熱溶融することで両基板11,21を接着(一体化)した場合を例示したが、その他の無機系接着剤(例えばアロンセラミック)を用いることもできるし、抵抗発熱温度が低ければ、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などの有機系接着剤を用いることもできる。
In the above, glass is used as an adhesive and the case where both
さて次に、本発明の請求項6に係るセラミック製の静電チャックの製造方法の実施の形態について図5に基づいて説明する。なお、図6は、本製造方法にて製造される静電チャック301であり、その断面構造は、図1に示したものと共通するため、同一又は対応する部位には同一の符号を付すに止めるが、その構造上の基本的な相違点は次のようである。すなわち、本形態の製法で製造される静電チャック301は、上記した各形態に用いたのと同様の抵抗発熱体31が、その周囲を未焼成のセラミック粉末99に埋設された状態(くるまれた状態で)で、静電チャック301自身の内部に配置されてセラミック製の静電チャック301をなしている。しかして、このような静電チャック301は次のようにして製造される。
Next, an embodiment of a method for manufacturing a ceramic electrostatic chuck according to claim 6 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an
すなわち、図5−Aに示したように、予め、静電チャック301におけるチャック面2側の部位をなす、チャック用電極層4等の形成用のためのメタライズペーストの印刷パターン104を層間に備えたグリーンシート積層体111と、チャック面2と反対側の部位をなす基板用グリーンシート121とを、それぞれ製造しておく。このうち、前者のグリーンシート積層体104は、図1に示した静電チャック1におけるチャック用電極層含有セラミック基板11の製造における焼成前のグリーンシート積層体の製法と同様にして、図5−Aに示した断面形状に形成しておく。すなわち、アルミナ(Al2O3)を主成分とする複数のセラミックグリーンシートを作り、各グリーンシートに所定の加工、メタライズペーストの印刷を行った後に、積層、圧着してグリーンシート積層体を作る。次に、そのうちのチャック面をなすのと反対側の主面113に、外周に一定の幅及び高さからなる凸部114が周設されるように、上記したように各ボス(図示せず)の部位を除いて平面視、円形の凹部115を形成する。この凹部115の深さは、この凹部115に未焼成の基板用グリーンシート121が嵌め込み状に一体化され、その凸部114の先端面114aと基板用グリーンシート121の裏面123が面一とされた際に、両グリーンシート111,121の間に所定の高さの空隙が確保されるように設定されている。
That is, as shown in FIG. 5A, a printed
一方、基板用グリーンシート121は、単層又はグリーンシート積層体からなるもので、本形態では図1に示した静電チャック1におけるセラミック基板21の製造における焼成前のグリーンシートの製法と同様にして、グリーンシート積層体111の裏面113の凹部115に径方向に略隙間なく嵌るように加工しておく。
On the other hand, the substrate
そして、グリーンシート積層体111の裏面113の凹部115に、基板用グリーンシート121を嵌め込むようにして重ねて、図5−Bに示したように一体化するのであるが、嵌め込んだ状態で形成される両者の間の閉塞状の空隙(空間)K内には、図1の実施の形態で示したのと同様の抵抗発熱体31を、グリーンシートより焼結温度の高い未焼成のセラミック粉末99にて埋設された状態(くるまれた状態)で配置しておく。なお、このように一体化したときは、グリーンシート積層体(以下、単にグリーンシートとも言う)111の裏面113の凹部115の内周面と、基板用グリーンシート(以下、単にグリーンシートとも言う)121の外周面との間はセラミックペースト(図示せず)で接合(接着)しておく。この段階では、抵抗発熱体31の周囲は、セラミック粉末99で覆われており、空隙K内はそのセラミック粉末99が充填された状態にある。なお、このセラミック粉末99は、本形態では高純度のアルミナセラミック粉末としており、その焼結温度は1700度であり、各グリーンシート111、121の焼結温度(1500度)より高いものとされている。また、凹部115における内径は、焼結によってこれらグリーンシートが20%程度収縮しても、抵抗発熱体31にてその収縮が妨げられないように、その大きさが設定されている。
Then, the
このようにして一体化された図5−Bに示した仕掛品を、図示しない耐熱性の基台上に載置し、セラミック粉末99が焼成されない温度で、各グリーンシート(未焼成セラミック基板)111、121及びメタライズペーストを同時焼成する。こうすることで、内部に、焼結されないセラミック粉末99に埋設された状態にある抵抗発熱体31を備えたセラミック製の静電チャックが得られる。すなわち、この方法によれば、焼成によって各グリーンシート111、121は大きく収縮するが、内部の抵抗発熱体31と、各グリーンシート111、121との間には焼成されないセラミック粉体99が介在されているため、そのような大きな焼成収縮があっても、内部のセラミック粉末99を圧縮するようにして収縮する形となる。これにより、内部に別途に製造された、一定厚さの金属板から平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体31を有する静電チャックを得ることができる。
The in-process product shown in FIG. 5-B integrated in this manner is placed on a heat-resistant base (not shown), and each green sheet (unfired ceramic substrate) at a temperature at which the
かくては、その後、必要な研磨加工等の仕上げをし、金属ベース部材100の上面に静電チャック301の裏面3を接合することで、図6に示した通りの金属ベース部材100付のセラミック製の静電チャック301が得られる。なお、図6において静電チャック301は、図5−A、Bに記したの同じ大きさで示されているが、実際には焼成収縮分、小さくなる。そして、このような静電チャック301は、その内部に設けられた抵抗発熱体31が、上記した各形態のものと同様、タングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズペーストを印刷して焼成したものと異なり、その厚みの誤差がその金属板における公差と同じであり、極めて小さいものであるから、その厚みの誤差に起因する抵抗値のばらつきが少ない。しかも、金属板が温度係数も小さいステンレス鋼製のものである。したがって、チャック面2の全面にわたる温度(面内温度分布)の均一性は、従来のタングステン等を主成分とするメタライズペーストを焼成してなる抵抗発熱体に比べると、著しく高いものとすることができる。
Thus, after finishing the necessary polishing or the like, the
本形態の製法によれば、グリーンシートの積層後の焼成過程で、静電チャックとして一体化できる。そして、図1に示したもののような焼成後のセラミック基板11,21同士を接着剤で接着することにより一体化するものでないため、ガラス等の接着剤が露出するといった問題もない。なお、内部の焼成されないセラミック粉末99は、焼成過程では、グリーンシートの垂れ下がりを防ぐと共に、静電チャック301として完成した状態においては、内部が充填状態となることから、熱伝導上における問題もない。なお、焼成前に充填すべきセラミック粉末99の量は、各グリーンシート111,121の焼成収縮率を考慮し、その収縮を妨げない範囲で、しかも、焼成後においては内部が適度に充実状態となるように設定して充填すればよい。
According to the manufacturing method of this embodiment, it can be integrated as an electrostatic chuck in the firing process after the green sheets are laminated. And since it is not what integrates by adhere | attaching the
すなわち、本製法で製造された静電チャック301によれば、上記した各形態の静電チャックと同様に、抵抗発熱体31が、従来のようにタングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズペーストをグリーンシートに印刷し、このグリーンを積層圧着して、同時焼成してなるものではなく、別途に、一定厚さの金属板等から製造されたものであるから、従来のようにその厚みに大きな誤差はない。したがって、発熱温度にバラツキがないため、静電チャック301のチャック面2が均一な温度分布となる。
That is, according to the
なお、このように、各グリーンシートの焼成過程で一体化するものにおいても、抵抗発熱体は、一定断面の金属線から平面状に形成したものとしてもよい。また、図5においては、静電チャックの上部をなすグリーンシート積層体111のチャック面をなす側と反対側の主面113の外周に凸部114を周設し、それに包囲される内側の凹部115に静電チャックの下部をなす基板用グリーンシート121を嵌め込むことで、その両者を重ねて一体化した際にその両者の間に閉塞状の空隙ができるようにしたが、本発明ではこれに限定されるものではない。すなわち、これとは逆に基板用グリーンシート121の上面の外周に凸部を周設することとしてもよいし、両者の対向する面の外周に凸部を周設してもよい。本製法では、そのグリーンシート積層体111と、基板用グリーンシート121の両者を重ねて一体化した際、その両者の間に、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を、焼結温度が前記グリーンシートの焼結温度よりも高いセラミック粉末中に埋設した状態で配置できる閉塞状の空隙ができるものであればよい。
As described above, even in the case where the green sheets are integrated in the firing process, the resistance heating element may be formed in a planar shape from a metal wire having a constant cross section. Further, in FIG. 5, a
また、閉塞状の空隙内において、抵抗発熱体を埋設状にする、焼結されないセラミック粉末は、グリーンシートを焼成する際において焼成されないものであればよく、したがって、グリーンシート111,121の焼結温度との関係で設定すればよい。
Further, the ceramic powder that is not sintered and that embeds the resistance heating element in the closed gap may be any ceramic powder that is not fired when the green sheet is fired, and thus the
その他、本発明は、上記した各実施の形態のものに限定されるものではなく、適宜に変更して具体化できる。また、上記においては、静電チャック板をなすグリーンシートにアルミナを用いたがこれに限定されるものでない。グリーンシートは、SiCやAlNであってもよい。なお、ベース部材と静電チャック板と接着剤としては、シリコン樹脂を用いるのが好ましい。また、ベース部材については、アルミニウム又はアルミニウム合金製のものとしても具体化できる、 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be embodied with appropriate modifications. In the above, alumina is used for the green sheet forming the electrostatic chuck plate, but the invention is not limited to this. The green sheet may be SiC or AlN. In addition, it is preferable to use a silicon resin as the base member, the electrostatic chuck plate, and the adhesive. Further, the base member can be embodied as one made of aluminum or aluminum alloy.
また、本発明の静電チャックは、内部に一対の電極を備えてその電極間に電圧を印加することで靜電力を発生させる双極型のもの、又は内部の電極とウエハとの間に電圧を印加することで、静電チャック板上にウエハを吸着させる単極型のものにおいても適用できる。さらに、静電チャックは、その平面形状が円形のものに限定されるものでもなく、適宜の形状のものにおいて具体化できることはいうまでもない。 In addition, the electrostatic chuck of the present invention has a pair of electrodes inside and generates a negative power by applying a voltage between the electrodes, or a voltage between the internal electrode and the wafer. By applying it, the present invention can also be applied to a monopolar type in which a wafer is attracted onto an electrostatic chuck plate. Furthermore, it is needless to say that the electrostatic chuck is not limited to a circular planar shape, and can be embodied in an appropriate shape.
1,201、301 静電チャック
2 チャック面
4 チャック用電極層
11 一体で焼成されたチャック用電極層含有セラミック基板
13 チャック面と反対側の主面
14 凸部
14a 凸部の先端面
15 凹部
21 別の焼成済みセラミック基板
23 焼成済みセラミック基板のチャック面と反対側を向く主面
30 ガラス(接着剤)
30a 接着面の端縁
31 抵抗発熱体
99 セラミック粉末
104 チャック用電極層形成用のためのメタライズペーストの印刷パターン
111 グリーンシート積層体
113 グリーンシート積層体におけるチャック面と反対側を向く主面
114 グリーンシートの外周に凸部
121 チャック面と反対側の部位をなす基板用グリーンシート
K 閉塞状の空隙
1, 201, 301
Claims (6)
チャック用電極層を内部に備えて一体で焼成されたチャック用電極層含有セラミック基板と、これとは別の焼成済みセラミック基板との間に、
一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を挟み込み、
接着剤により両セラミック基板を接着することで、内部に該抵抗発熱体を設けてなることを特徴とする静電チャック。 An electrostatic chuck made of ceramic having an electrode layer for chuck and a resistance heating element for electric heater inside,
Between the chuck electrode layer-containing ceramic substrate that is integrally fired with the chuck electrode layer inside, and another fired ceramic substrate,
From a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section, a resistance heating element for an electric heater formed in a planar shape is sandwiched,
An electrostatic chuck characterized in that the resistance heating element is provided inside by bonding both ceramic substrates with an adhesive.
接着剤により両セラミック基板を接着し、両セラミック基板の接着面の端縁を、静電チャック自身のチャック面と反対側に存在させ、しかも、前記凸部の先端面と、前記焼成済みセラミック基板のチャック面と反対側を向く主面とを面一にしたことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の静電チャック。 A convex portion is provided around the outer surface of the main surface opposite to the chuck surface in the chuck electrode layer-containing ceramic substrate, and the resistance heating element is disposed in an inner concave portion surrounded by the convex portion. Inserting the fired ceramic substrate and sandwiching the resistance heating element between the ceramic substrates,
Both ceramic substrates are bonded by an adhesive, and the edge of the bonding surface of both ceramic substrates is present on the opposite side of the chuck surface of the electrostatic chuck itself, and the tip surface of the convex portion and the fired ceramic substrate The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the chuck surface and a main surface facing the opposite side are flush with each other.
そのチャック面側の部位をなす、チャック用電極層形成用のためのメタライズペーストの印刷パターンを層間に備えたグリーンシート積層体と、チャック面と反対側の部位をなす基板用グリーンシートとを、
前記グリーンシート積層体と該基板用グリーンシートとを重ねて一体化した際にその両者の間に閉塞状の空隙ができるように、少なくともいずれか一方の主面の外周に凸部を周設しておき、
前記グリーンシート積層体と前記基板用グリーンシートとを重ねて一体化するとともに、その際にできる前記閉塞状の空隙内には、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を、焼結温度が前記グリーンシートの焼結温度よりも高いセラミック粉末中に埋設した状態で配置しておき、その状態の下で、このセラミック粉末が焼成されない温度で焼成するセラミック製の静電チャックの製造方法。 A method of manufacturing an electrostatic chuck made of ceramic having an electrode layer for chuck and a resistance heating element for electric heater inside,
A green sheet laminate having a printed pattern of a metallized paste for forming an electrode layer for chuck, which forms a portion on the chuck surface side, and a green sheet for a substrate that forms a portion opposite to the chuck surface,
When the green sheet laminate and the green sheet for the substrate are stacked and integrated, a convex portion is provided around the outer periphery of at least one of the main surfaces so that a closed gap is formed between the two. And
The green sheet laminate and the green sheet for the substrate are stacked and integrated, and in the closed gap formed at that time, from a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section, in a planar shape. The formed resistance heating element for the electric heater is placed in a state where the sintering temperature is embedded in a ceramic powder whose sintering temperature is higher than the sintering temperature of the green sheet, and under this state, the ceramic powder is fired. A method of manufacturing a ceramic electrostatic chuck that is fired at a temperature that is not performed.
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Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006344955A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Ngk Insulators Ltd | Electrostatic chuck |
WO2011118658A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Toto株式会社 | Electrostatic chuck |
WO2012090782A1 (en) | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 株式会社クリエイティブ テクノロジー | Work heating device and work treatment device |
JP2013009001A (en) * | 2012-09-12 | 2013-01-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Electrostatic chuck device |
JP2013511162A (en) * | 2010-05-31 | 2013-03-28 | コミコ株式会社 | Electrostatic chuck and substrate processing apparatus including the same |
KR101463395B1 (en) * | 2012-02-29 | 2014-11-19 | 코리아세미텍 주식회사 | Electrostatic chuck |
KR101468184B1 (en) | 2013-10-31 | 2014-12-12 | 코리아세미텍 주식회사 | Electrostatic chuck with heater and manufacturing method for the same |
KR20150128221A (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-18 | 코리아세미텍 주식회사 | Cap type electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same |
KR101574779B1 (en) | 2014-05-09 | 2015-12-04 | 코리아세미텍(주) | Cap type electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same |
KR101575859B1 (en) | 2014-02-06 | 2015-12-08 | 코리아세미텍(주) | Method of manufacturing cap type electrostatic chuck |
KR101610930B1 (en) | 2014-05-09 | 2016-04-08 | 코리아세미텍(주) | Cap type electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same |
JP2016072567A (en) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 日本特殊陶業株式会社 | Component for semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing the same |
JP2016100474A (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-30 | 日本特殊陶業株式会社 | Electrostatic chuck and manufacturing method for the same |
WO2016143427A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
JP5994772B2 (en) * | 2011-03-23 | 2016-09-21 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
JP6123952B1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-05-10 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
WO2017081951A1 (en) * | 2015-11-12 | 2017-05-18 | 京セラ株式会社 | Heater |
KR20170133332A (en) * | 2015-03-31 | 2017-12-05 | 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 | Electrostatic chuck device |
TWI640060B (en) * | 2016-03-29 | 2018-11-01 | 日本特殊陶業股份有限公司 | Separation method and manufacturing method of holding device |
JP6461300B1 (en) * | 2017-12-28 | 2019-01-30 | 株式会社Maruwa | Ceramic equipment |
CN111081517A (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-28 | 长鑫存储技术有限公司 | Anti-corrosion method of electrostatic chuck |
US10718053B2 (en) | 2017-12-07 | 2020-07-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wafer loading apparatus and film forming apparatus |
JP7498139B2 (en) | 2021-04-01 | 2024-06-11 | 日本特殊陶業株式会社 | Retaining device |
-
2004
- 2004-06-03 JP JP2004166017A patent/JP4398306B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006344955A (en) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Ngk Insulators Ltd | Electrostatic chuck |
CN102792437B (en) * | 2010-03-24 | 2015-02-18 | Toto株式会社 | Electrostatic chuck |
WO2011118658A1 (en) * | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Toto株式会社 | Electrostatic chuck |
JP2011222978A (en) * | 2010-03-24 | 2011-11-04 | Toto Ltd | Electrostatic chuck |
CN102792437A (en) * | 2010-03-24 | 2012-11-21 | Toto株式会社 | Electrostatic chuck |
KR101348649B1 (en) | 2010-03-24 | 2014-01-15 | 토토 가부시키가이샤 | Electrostatic chuck |
JP2013511162A (en) * | 2010-05-31 | 2013-03-28 | コミコ株式会社 | Electrostatic chuck and substrate processing apparatus including the same |
WO2012090782A1 (en) | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 株式会社クリエイティブ テクノロジー | Work heating device and work treatment device |
US10157758B2 (en) | 2010-12-27 | 2018-12-18 | Creative Technology Corporation | Work heating device and work treatment device |
CN103283013A (en) * | 2010-12-27 | 2013-09-04 | 创意科技股份有限公司 | Work heating device and work treatment device |
KR20140007362A (en) | 2010-12-27 | 2014-01-17 | 가부시키가이샤 크리에이티브 테크놀러지 | Work heating device and work treatment device |
JP5994772B2 (en) * | 2011-03-23 | 2016-09-21 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
KR101463395B1 (en) * | 2012-02-29 | 2014-11-19 | 코리아세미텍 주식회사 | Electrostatic chuck |
JP2013009001A (en) * | 2012-09-12 | 2013-01-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Electrostatic chuck device |
KR101468184B1 (en) | 2013-10-31 | 2014-12-12 | 코리아세미텍 주식회사 | Electrostatic chuck with heater and manufacturing method for the same |
KR101575859B1 (en) | 2014-02-06 | 2015-12-08 | 코리아세미텍(주) | Method of manufacturing cap type electrostatic chuck |
KR101610930B1 (en) | 2014-05-09 | 2016-04-08 | 코리아세미텍(주) | Cap type electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same |
KR20150128221A (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-18 | 코리아세미텍 주식회사 | Cap type electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same |
KR101574779B1 (en) | 2014-05-09 | 2015-12-04 | 코리아세미텍(주) | Cap type electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same |
KR101583767B1 (en) | 2014-05-09 | 2016-01-08 | 코리아세미텍(주) | Cap type electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same |
JP2016072567A (en) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 日本特殊陶業株式会社 | Component for semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing the same |
JP2016100474A (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-30 | 日本特殊陶業株式会社 | Electrostatic chuck and manufacturing method for the same |
WO2016143427A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
JP2016171185A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
KR102526558B1 (en) * | 2015-03-31 | 2023-04-28 | 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 | electrostatic chuck device |
KR20170133332A (en) * | 2015-03-31 | 2017-12-05 | 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 | Electrostatic chuck device |
JP6123952B1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-05-10 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
KR20180042223A (en) * | 2015-08-27 | 2018-04-25 | 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 | Electrostatic chuck device |
KR102540912B1 (en) | 2015-08-27 | 2023-06-08 | 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 | electrostatic chuck device |
US10256131B2 (en) | 2015-08-27 | 2019-04-09 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Electrostatic chuck device |
KR20180066149A (en) * | 2015-11-12 | 2018-06-18 | 쿄세라 코포레이션 | heater |
KR102041208B1 (en) * | 2015-11-12 | 2019-11-06 | 쿄세라 코포레이션 | heater |
US11116046B2 (en) | 2015-11-12 | 2021-09-07 | Kyocera Corporation | Heater |
JPWO2017081951A1 (en) * | 2015-11-12 | 2018-08-30 | 京セラ株式会社 | heater |
WO2017081951A1 (en) * | 2015-11-12 | 2017-05-18 | 京セラ株式会社 | Heater |
TWI640060B (en) * | 2016-03-29 | 2018-11-01 | 日本特殊陶業股份有限公司 | Separation method and manufacturing method of holding device |
US10718053B2 (en) | 2017-12-07 | 2020-07-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wafer loading apparatus and film forming apparatus |
JP6461300B1 (en) * | 2017-12-28 | 2019-01-30 | 株式会社Maruwa | Ceramic equipment |
JP2019121432A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社Maruwa | Ceramic device |
CN111081517A (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-28 | 长鑫存储技术有限公司 | Anti-corrosion method of electrostatic chuck |
JP7498139B2 (en) | 2021-04-01 | 2024-06-11 | 日本特殊陶業株式会社 | Retaining device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4398306B2 (en) | 2010-01-13 |
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