JP2006517341A - 高周波電極および温度調節手段が組込まれた静電チャック - Google Patents

Abstract

本発明の静電チャック（２５０）は、処理されるべき基板（２００）を担持する上方セラミック体（２０５）および加熱用構成要素（２２５）および高周波電極（２２０）を担持する下方セラミック体（２１５）を包含し、これらのセラミック体は、互いに恒久的に接合されている。これらのセラミック体は、加熱されたガラスで互いに接合されており、かつ、下方セラミック体は、たとえばろう接合によって、ペデスタルに恒久的に連結されていることが好ましい。

Description

本発明は、高周波電極および温度調節手段が組込まれた静電的保持用チャックに関するものである。それは、とりわけ電子素子の製造に応用されるが、その用途はこれに限られるものではない。

電子素子、たとえばＭＯＳ半導体（金属酸化物半導体;Metal Oxide Semiconductors）の製造工程においてシリコン基板にメタライゼーションを行うため、ＰＶＤ（物理的蒸着法；Physical Vapor Deposition）によるアルミニウムの蒸着が行われる。素子の寸法の縮小に関連して、電気的性能の最適化の研究、結線の溶接接続の諸問題および接続ウエルの実現のために、産業界をして、メタライゼーション工程実施に際してアルミニウムに替えての銅の使用へと向かわせている。銅の析出は主に液体媒質中での電着反応によって行われるが、その前にＰＶＤによる銅の結晶核層の蒸着が必要であることが指摘されている。この結晶核層はきわめて臨界的な特性をもつ。本発明は、その特異的な性質によって、これらの特性を取得するのに寄与する。

図１は、従来技術に従ったチャックを示している。中央に開口１２０を備え、側面をフック１３０によって把持された静電チャック１１０上に載っている基板１００、たとえばシリコン基板が見られる。チャック１１０それ自体は、冷却用循環路１５０、加熱用抵抗１６０を包含する支持台１４０（またはペデスタル）に載っている。このチャックは、チャック１１０の中心開口１２０の延長線上に、中心開口１８０を有している。これらの開口を通して、ガス１９０、たとえばヘリウムまたはアルゴンが注入され、支持台１４０、チャック１１０および基板１００の間の熱交換に有利に作用する。場合によってのＲＦ高周波電極１７０は、支持台１４０の表面に配置される。

一方では基板１００と静電チャック１１０との間、他方では静電チャック１１０と支持台１４０との間に、２つの分離間隙が存在することは、温度上昇、温度制御（各分離間隙は数十度の温度差を惹起する）および基板１００の表面での温度の一様性について問題を生じさせる。

本発明は、これらの不都合を解消することを目的とする。

この目的のために、本発明は、
− 処理されるべき基板を担持するのに適した上方セラミック体、
− 加熱用構成要素および高周波電極を担持する下方セラミック体、
を包含し、両セラミック体は互いに恒久的に接合されていることを特徴とする静電気チャックを対象とする。

これらの仕組みのおかげで、ただ１つの分離間隙しかなくなり、温度制御および温度の一様性がより容易、より確実なものとなり、温度上昇がより迅速なものとなる。高周波電極によって、処理すべき基板の周囲のプラズマを調整することができる。

その個別的特徴に従えば、両セラミック体は、加熱されたガラスによって互いに接合される。これらの仕組みのおかげで、該接合は絶縁性であり、きわめて耐久性であり、ＲＦ電極の絶縁に関連した制約および装置を減らすことができ、ペデスタルを接地することができる。

その個別的特徴に従えば、該静電チャックは冷却用構成要素を備えたペデスタルを包含し、下方セラミック体は前記ペデスタルに恒久的に連結される。

その個別的特徴に従えば、前記下方セラミック体は、前記ペデスタルに、ろう接合によって連結される。

その個別的特徴に従えば、前記ろう接合のろう／はんだはインジウムである。

その個別的特徴に従えば、前記下方セラミック体は、前記ペデスタルに、接着によって連結される。

その個別的特徴に従えば、前記接着は銀によるものとする。

これらの仕組み各々のおかげで、下方セラミック体とペデスタルとが良好な熱的結合状態にあり、ＲＦ電極がペデスタルから絶縁される。

その個別的特徴に従えば、下方セラミック体は、冷却用構成要素を包含する。

その個別的特徴に従えば、下方セラミック体は、該下方セラミック体に恒久的に取り付けられた側面支持体によって担持される。

その他の利点、目的および特徴は、例示のためになされたものであって、なんら限定を意味するものではない以下の、添付図面を参照しての記述から明らかになるであろう。

図１に示した諸構成要素は、すでに先に説明した。
図２には、本発明の一実施態様に従った静電チャック２５０が認められる。ガス到達のための中心開口２１０を備えた静電チャック２５０の上方セラミック体２０５の上に載っている基板２００が認められる。上方セラミック体２０５は、接合剤２６０によって、ＲＦ電極２２０および加熱用構成要素２２５を備えた下方セラミック体２１５に接合されている。下方セラミック体２１５それ自体は、冷却用循環路２３５を包含する支持台２３０（またはペデスタル）に恒久的に連結されている。下方セラミック体２１５は、上方セラミック体２０５のガス到達用中心開口２１０の延長線上に、ガス到達のための中心開口２４０を有している。ペデスタル２３０は、上方および下方セラミック体のガス到達用中心開口２１０および２４０の延長線上に、ガス到達のための中心開口２４５を有している。

これらの中心開口２１０，２４０および２４５を通して、ガス２５５、たとえばヘリウムまたはアルゴンが注入され、上方セラミック体２０５と基板２００との間の熱交換を助長する。

このように、本発明に従えば、基板２００と加熱用、冷却用または放射のための構成要素の各々との間にはもはや単一の分離間隙しかなく、これにより、温度上昇、温度制御（各々の分離部は３０℃の温度差を生じる）および基板２００の表面における温度の一様性に関しての種々の制約が限定縮小される。

接合剤２６０は、特に有利な実施態様では、ガラスが液状となり、自由に造形の可能な温度において適用したガラスにより構成されたものである。かくして、その接合は、２つのセラミック体の間の電気的絶縁を保証する。ＲＦ高周波電極２２０は、たとえば、下方セラミック体２１５の上面に配置された平板電極である。加熱用構成要素２２５は、たとえば、下方セラミック体２１５の下面に配置された平板電極である。

下方セラミック体２１５とペデスタル２３０との間の連結は、たとえば、良好な熱伝導結合を保証するインジウムろう／はんだ２７０を用いたろう接結合によって形成する。一変法に従えば、下方セラミック体２１５とペデスタル２３０との間の連結は、たとえば銀接合剤２７０を用いた接合によって形成する。柱脚２６５が、基板の操作を可能にする。

図３では、本発明の一実施態様に従った静電チャック３５０が認められる。ガス到達のための中心開口３１０を備えた静電チャック３５０の上方セラミック体３０５に載った基板３００が認められる。上方セラミック体３０５は、接合剤３６０によって、ＲＦ高周波電極３２０、加熱用構成要素３２５および冷却用循環路３３５を包含する下方セラミック体３１５に接合されている。下方セラミック体３１５それ自体は、その側面で、支持体３３０に恒久的に連結されている。下方セラミック体３１５は、上方セラミック体３０５のガス到達用中心開口３１０の延長線上に、ガス到達用中心開口３４０を有している。

これらのガス到達用中心開口３１０および３４０を通して、ガス３５０、たとえばヘリウムまたはアルゴンが注入され、上方セラミック体３０５と基板３００との間の熱交換を助長する。

このように、本発明に従えば、基板３００と加熱用、冷却用または放射のための構成要素の各々との間にはもはや単一の分離間隙しかなく、これにより、温度上昇、温度制御および基板３００の表面における温度の一様性に関しての種々の制約が限定縮小される。

接合剤３６０は、特に有利な実施態様では、ガラスが液状となり、自由に造形の可能な温度において適用したガラスにより構成されたものである。かくして、その接合は、２つのセラミック体の間の電気的絶縁を保証する。ＲＦ高周波電極３２０は、たとえば、下方セラミック体３１５の上面に配置された平板電極である。加熱用構成要素３２５は、たとえば、下方セラミック体３１５の下面に配置された平板電極である。

下方セラミック体３１５と支持体３３０との間の連結は、たとえば、良好な熱伝導結合を保証するインジウムろう／はんだ３７０を用いたろう接結合によって形成する。一変法に従えば、下方セラミック体３１５と支持体３３０との間の連結は、たとえば銀接合剤３７０を用いた接合によって形成する。

図４の断面図および図５の斜視図には、図２に示した静電チャックが認められる。図５では、説明のために、２つのセラミック体２０５および２１５を分離してある。

図４および図５には、上方セラミック体２０５および下方セラミック体２１５、中心開口２１０および２４０、接合剤層２６０、ＲＦ高周波電極２２０および加熱用構成要素２２５を包含する静電チャック２５０が認められる。両セラミック体の軸に平行な６つの円柱状の側面くりぬき４００が、両セラミック体に、等間隔で形成されていて、それらに基板操作用の柱脚３６５が収容されるようになっている。

図１は、先行技術に従ったチャックを断面図で模式的に示しており、 図２は、本発明の静電チャックの第一の実施態様を断面図で模式的に示しており、 図３は、本発明の静電チャックの第二の実施態様を断面図で模式的に示しており、 図４は、図２に示した静電チャックを断面図で示しており、 図５は、図２に示した静電チャックを斜視図で示している。

Claims (10)

1. 処理されるべき基板（２００、３００）を担持するのに適した上方セラミック体（２０５）、
   加熱用構成要素（２２５、３２５）および高周波電極（２２０、３２０）を担持する下方セラミック体（２１５、３１５）、
   を包含し、両セラミック体は互いに恒久的に接合されていることを特徴とする静電チャック（２５０、３５０）。
2. 前記両セラミック体（２０５、２１５、３１５）が加熱されたガラス（２６０，３６０）によって互いに接合されていることを特徴とする請求項１に記載のチャック。
3. 冷却用構成要素（２３５）を担持するペデスタル（２３０）を包含し、前記下方セラミック体（２１５）が該ペデスタルに恒久的に連結されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のチャック。
4. 前記下方セラミック体（２１５、３１５）がろう接合（２７０、３７０）によって前記ペデスタル（２３０、３３０）に連結されていることを特徴とする請求項３に記載のチャック。
5. 前記ろう接合（２７０、３７０）に用いられるろう／はんだがインジウムからなることを特徴とする請求項４に記載のチャック。
6. 前記下方セラミック（２１５、３１５）が接合によってペデスタル（２３０，３３０）に連結されていることを特徴とする請求項３に記載のチャック。
7. 下方セラミック体（２１５、３１５）のペデスタル（２３０、３３０）への接合（２７０、３７０）が銀によるものであることを特徴とする請求項６に記載のチャック。
8. 前記下方セラミック体（３１５）が冷却用構成要素（３３５）を包含していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のチャック。
9. 前記下方セラミック体（２１５、３１５）が、該下方セラミック体に恒久的に連結された側面支持体によって担持されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のチャック。
10. 前記上方および下方セラミック体（２０５、２１５、３１５）の各々を、ガス到達のための開口（２１０、２４０、２４５、３１０、３４０）が貫通していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のチャック。

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