JP2008166509A - Electrostatic chuck and substrate temperature controlling/fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電チャック及び基板温調固定装置に係り、特に基板を載置する基体を有した静電チャック及び基板温調固定装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck and a substrate temperature control fixing device, and more particularly to an electrostatic chuck and a substrate temperature control fixing device having a base on which a substrate is placed.
ガラス基板や半導体基板等の基板上に膜を形成する成膜装置や、基板上に形成された膜をパターニングするエッチング装置等の製造装置には、基体であるセラミック板上に固定された基板の温度が所定の温度となるように調整する基板温調固定装置が設けられている(図1参照)。 In a manufacturing apparatus such as a film forming apparatus for forming a film on a substrate such as a glass substrate or a semiconductor substrate or an etching apparatus for patterning a film formed on the substrate, a substrate fixed on a ceramic plate as a substrate is used. A substrate temperature adjusting and fixing device that adjusts the temperature so as to be a predetermined temperature is provided (see FIG. 1).
図1は、従来の基板温調固定装置の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional substrate temperature control and fixing device.
図1を参照するに、従来の基板温調固定装置300は、静電チャック301と、冷却プレート302と、リフトアップピン303とを有する。
Referring to FIG. 1, a conventional substrate temperature adjustment and
静電チャック301は、基体であるセラミック板305と、静電電極306と、抵抗発熱体307とを有する。セラミック板305は、冷却プレート302上に配設されている。セラミック板305は、基板310が載置される基板載置面305Aと、溝部311と、複数のガス供給用穴312と、複数のリフトアップピンホール313とを有する。
The electrostatic chuck 301 includes a
溝部311は、セラミック板305の基板載置面305Aに形成されている。溝部311は、複数のガス供給用穴312から供給されるガス(例えば、Heガス)により基板310の温度調整を行うためのものである。
The
複数のガス供給用穴312は、溝部311の下方に位置する部分のセラミック板305を貫通するように設けられている。ガス供給用穴312は、溝部311にHe等のガスを供給するためのものである。
The plurality of
複数のリフトアップピンホール313は、基板310の外周部と接触する部分のセラミック板305を貫通するように設けられている。リフトアップピンホール313は、リフトアップピン303を収容すると共に、リフトアップピン303を基板310の下面と接触可能にするための穴である。
The plurality of lift-up
静電電極306は、基板載置面305Aの近傍に位置する部分のセラミック板305に内蔵されている。静電電極306は、基板310を基板載置面305Aに吸着して固定するための電極である。
The
抵抗発熱体307は、静電電極306の下方に位置する部分のセラミック板305に内蔵されている。抵抗発熱体307は、セラミック板305を介して、基板310を加熱するためのものである。
The
冷却プレート302は、プレート本体315と、管路316と、冷却水導入部318と、冷却水排出部319と、複数のリフトアップピンホール320とを有する。プレート本体315は、静電チャック301を支持するためのものである。プレート本体315の材料としては、例えば、金属(例えば、Al)を用いることができる。
The
管路316は、プレート本体315に設けられている。管路316は、冷却水を循環させるためのものである。この管路316を流れる冷却水がセラミック板305を冷却することで、基板載置面305Aの温度が調整される。
The
冷却水導入部318は、プレート本体315の下面側に設けられている。冷却水導入部318は、管路316と接続されている。冷却水導入部318は、管路316内に冷却水を導入するためのものである。冷却水排出部319は、プレート本体315の下面側に設けられている。冷却水排出部319は、管路316と接続されている。冷却水排出部319は、温度が上昇した冷却水をプレート本体315の外部に排出するためのものである。
The cooling
リフトアップピンホール320は、リフトアップピンホール313の下方に位置する部分のプレート本体315を貫通するように設けられている。リフトアップピンホール320は、リフトアップピン303を収容するためのものである。
The lift-up
リフトアップピン303は、リフトアップピンホール313,320に収容されている。リフトアップピン303は、上下方向に移動可能な構成とされている。リフトアップピン303は、基板載置面305Aから基板310を取り外すために、基板310を突き上げるためのものである。(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、従来の基板温調固定装置300をプラズマエッチング装置に適用した場合、プラズマの密度、抵抗発熱体307の形状、ガス供給用穴312の形成位置及び数、リフトアップピンホール313,320の形成位置及び数、冷却水導入部318の配設位置等の影響により、基板載置面305Aの面内において温度ばらつきが発生する。このため、基板載置面305Aに載置された基板310の面内においても温度ばらつきが生じてしまうという問題があった。このような問題が発生した場合、基板310の面内におけるエッチングレートがばらつくため、基板310上に形成される回路(図示せず)の歩留まりが低下してしまう。
However, when the conventional substrate temperature
なお、セラミック板305は金属と比較して熱伝導率が低いため、基板載置面305Aに蓄積された余分な熱を金属製の冷却プレート302に伝導させて、基板載置面305Aの温度ばらつきを低減することは困難である。
Since the
そこで本発明は、基板載置面に載置された基板の温度ばらつきを低減することのできる静電チャック及び基板温調固定装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrostatic chuck and a substrate temperature adjusting and fixing device that can reduce temperature variation of a substrate placed on a substrate placement surface.
本発明の一観点によれば、基板が載置される基板載置面を有した基体と、前記基体に内蔵された静電電極と、を備えた静電チャックであって、前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面と前記静電電極との間に位置する部分の前記基体に、前記基体よりも熱伝導率の高い金属部材を内設したことを特徴とする静電チャックが提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided an electrostatic chuck comprising a base having a substrate mounting surface on which a substrate is mounted, and an electrostatic electrode built in the base. A metal member having a higher thermal conductivity than that of the base is provided in a portion of the base located between the surface of the base located on the opposite side of the surface and the electrostatic electrode. A chuck is provided.
本発明によれば、基板載置面の反対側に位置する基体の面と静電電極との間に位置する部分の基体に、基体よりも熱伝導率の高い金属部材を設けることにより、静電チャックを支持する冷却プレートに温度の高い部分の基板載置面の熱が伝導しやすくなるため、基板載置面の面内における温度ばらつきを低減することが可能となる。これにより、基板載置面に載置された基板の温度ばらつきを低減することができる。 According to the present invention, a metal member having a higher thermal conductivity than that of the base is provided on a portion of the base located between the surface of the base located on the opposite side of the substrate mounting surface and the electrostatic electrode. Since the heat of the high temperature portion of the substrate mounting surface is easily conducted to the cooling plate that supports the electric chuck, temperature variations in the surface of the substrate mounting surface can be reduced. Thereby, the temperature variation of the board | substrate mounted in the board | substrate mounting surface can be reduced.
本発明の他の観点によれば、基板が載置される基板載置面を有した基体と、前記基体に内蔵された静電電極と、前記基体に内蔵され、前記基板を加熱する抵抗発熱体と、を備えた静電チャックであって、前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面と前記抵抗発熱体との間に位置する部分の前記基体に、前記基体よりも熱伝導率の高い金属部材を内設したことを特徴とする静電チャックが提供される。 According to another aspect of the present invention, a substrate having a substrate mounting surface on which a substrate is mounted, an electrostatic electrode embedded in the substrate, and a resistance heating that is embedded in the substrate and heats the substrate. An electrostatic chuck including a body, and a portion of the base located between the surface of the base located on the opposite side of the substrate mounting surface and the resistance heating element is heated more than the base. An electrostatic chuck is provided in which a metal member having high conductivity is provided.
本発明によれば、基板載置面の反対側に位置する基体の面と抵抗発熱体との間に位置する部分の基体に、基体よりも熱伝導率の高い金属部材を設けることにより、静電チャックを支持する冷却プレートに温度の高い部分の基板載置面の熱が伝導しやすくなるため、基板載置面の面内における温度ばらつきを低減することが可能となる。これにより、基板載置面に載置された基板の温度ばらつきを低減することができる。 According to the present invention, a metal member having a higher thermal conductivity than that of the base is provided on a portion of the base located between the surface of the base located on the opposite side of the substrate mounting surface and the resistance heating element. Since the heat of the high temperature portion of the substrate mounting surface is easily conducted to the cooling plate that supports the electric chuck, temperature variations in the surface of the substrate mounting surface can be reduced. Thereby, the temperature variation of the board | substrate mounted in the board | substrate mounting surface can be reduced.
本発明によれば、基板載置面に載置された基板の温度ばらつきを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the temperature variation of the substrate placed on the substrate placement surface.
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図2において、Aはプラズマエッチング時において温度が最も高くなる部分の基板載置面18A(以下、「基板載置面領域A」とする)、Bはプラズマエッチング時において温度が所定の温度よりも少し高くなる部分の基板載置面18A(以下、「基板載置面領域B」とする)、Cはプラズマエッチング時において温度が基板載置面領域Aよりも低く、かつ基板載置面領域Bよりも高くなる部分の基板載置面18A(以下、「基板載置面領域C」とする)をそれぞれ示している。
(First embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view of the substrate temperature adjustment fixing device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, A is the
本実施の形態では、セラミック板18の外周部から中央部に向かうにつれて基板載置面18Aの温度が高くなるような温度分布を形成するプラズマエッチング装置に、基板温調固定装置10を適用した場合を例に挙げて以下の説明を行う。
In the present embodiment, when the substrate temperature adjusting and fixing device 10 is applied to a plasma etching device that forms a temperature distribution such that the temperature of the
図2を参照するに、第1の実施の形態の基板温調固定装置10は、静電チャック11と、冷却プレート12と、リフトアップピン13とを有する。
Referring to FIG. 2, the substrate temperature adjustment fixing device 10 according to the first embodiment includes an
静電チャック11は、静電チャック11を冷却させる機能を有した冷却プレート12上に配設されている。静電チャック11は、基体であるセラミック板18と、静電電極21と、抵抗発熱体22と、複数の金属部材23とを有する。
The
図3は、図2に示す静電チャックの平面図である。 FIG. 3 is a plan view of the electrostatic chuck shown in FIG.
図2及び図3を参照するに、セラミック板18は、平面視円形状とされており、溝部25と、複数のガス供給用穴26と、複数のリフトアップピンホール27とを有する。溝部25は、リング状溝31,32と、溝33とを有する。リング状溝31,32及び溝33は、基板載置面18Aに対応する部分のセラミック板18に設けられている。リング状溝31は、基板載置面18Aの中央部に配置されている。リング状溝32は、リング状溝31を囲むように、リング状溝31の形成位置よりも外側に位置する部分の基板載置面18Aに配置されている。溝33は、リング状溝31とリング状溝32との間に位置する部分のセラミック板18に設けられている。溝33は、一方の端部がリング状溝31と接続されており、他方の端部がリング状溝32と接続されている。
2 and 3, the
上記構成とされた溝部25は、複数のガス供給用穴26から供給されるガス(例えば、Heガス)により、基板載置面18Aに載置された基板15の温度調整を行うためのものである。
The
複数のガス供給用穴26は、リング状溝31,32の下方に位置する部分のセラミック板18を貫通するように設けられている。複数のガス供給用穴26は、溝部25にガス(例えば、Heガス)を供給するためのものである。ガス供給用穴26の直径R1は、例えば、0.5mmとすることができる。
The plurality of gas supply holes 26 are provided so as to penetrate the portion of the
複数のリフトアップピンホール27は、セラミック板18の外周部を貫通するように設けられている。リフトアップピンホール27は、リフトアップピン13の一部を収容すると共に、リフトアップピン13を基板15の下面に接触させるための穴である。リフトアップピンホール27の直径R2は、例えば、2mmとすることができる。
The plurality of lift-up pin holes 27 are provided so as to penetrate the outer peripheral portion of the
上記構成とされたセラミック板18の材料としては、例えば、窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物セラミック等を用いることができる。また、セラミック板18の厚さは、例えば、6mmとすることができる。
As a material of the
上記説明したガス供給用穴26及びリフトアップピンホール27の形成位置に対応する部分の基板載置面18Aは、ヒートスポットと呼ばれ、他の部分の基板載置面18Aと比較して、プラズマエッチング時に温度が高くなる部分である。
A portion of the
静電電極21は、基板載置面18Aの近傍に位置する部分のセラミック板18に内蔵されている。静電電極21は、配線パターン(図示せず)により構成されている。静電電極21は、図示していない一対の電極を介して、電源(図示せず)と電気的に接続されている。静電電極21は、基板15をセラミック板18の基板載置面18Aに吸着して固定するためのものである。
The
抵抗発熱体22は、静電電極21よりも下方に位置する部分のセラミック板18に内蔵されている。抵抗発熱体22は、配線パターン(図示せず)により構成されている。抵抗発熱体22は、静電電極21とは電気的に絶縁されている。抵抗発熱体22は、図示していない一対の電極を介して、電源(図示せず)と電気的に接続されている。抵抗発熱体22は、基板載置面18Aを介して、基板15を加熱するためのものである。
The
複数の金属部材23は、抵抗発熱体22の下方に位置する部分のセラミック板18に内設されている。複数の金属部材23は、その全面がセラミック板18により覆われている。複数の金属部材23は、基板載置面18Aと略平行な同一平面上に配置されている。
The plurality of
このように、複数の金属部材23を基板載置面18Aと略平行な同一平面上に配置することにより、グリーンシートに複数の金属部材23を同時に形成することができる。
Thus, the plurality of
金属部材23としては、例えば、ビアを用いることができる。金属部材23としてビアを用いた場合、金属部材23の直径R3は、例えば、0.3mmとすることができる。また、この場合の金属部材23の高さH1は、例えば、0.5mm〜4mmとすることができる。本実施の形態では、金属部材23としてビアを用いた場合を例に挙げて以下の説明を行う。
As the
複数の金属部材23は、基板載置面領域Aに対応する部分のセラミック板18と、基板載置面領域Bに対応する部分のセラミック板18と、基板載置面領域Cに対応する部分のセラミック板18とに内設されている。金属部材23は、基板載置面18Aの余分な熱を冷却プレート12に伝導させて、基板載置面18Aの温度を下げることにより、基板載置面18Aの温度を所定の温度(この場合、プラズマエッチングを行うときの基板15の温度)にするための部材である。金属部材23は、セラミック板18よりも熱伝導率の高い金属により構成されている。金属部材23の材料となる熱伝導率の高い金属としては、例えば、W,Mo,W系合金、Mo系合金等を用いることができる。
The plurality of
基板載置面領域Aに対応する部分のセラミック板18に配置された金属部材23の配設ピッチP1は、基板載置面領域B,Cに対応する部分のセラミック板18に配置された金属部材23の配設ピッチP2,P3よりも小さくなるように構成されている。また、基板載置面領域Cに対応する部分のセラミック板18に配置される金属部材23の配設ピッチP3は、基板載置面領域Bに対応する部分のセラミック板18に配置される金属部材23の配設ピッチP2よりも小さくなるように構成されている。金属部材23の直径R3が0.3mmの場合、金属部材23の配設ピッチP1は、例えば、1mm以下にすることができ、金属部材23の配設ピッチP2は、例えば、3mm以上とすることができる。この場合、金属部材23の配設ピッチP3は、例えば、1mm〜3mmとすることができる。
The arrangement pitch P1 of the
つまり、基板載置面領域Aに対応する部分のセラミック板18に配設される金属部材23の密度が一番高く、基板載置面領域Bに対応する部分のセラミック板18に配設される金属部材23の密度が一番低くなるように構成されている。
That is, the density of the
このように、温度がより高い部分の基板載置面18Aの下方に配置される金属部材23の密度を、温度があまり高くない部分の基板載置面18Aの下方に配置される金属部材23の密度よりも高くすることにより、温度がより高い部分の基板載置面18Aの熱が冷却プレート12に伝導されやすくなる。これにより、基板載置面18Aの面内における温度ばらつきが小さくなるため、基板載置面18Aに載置された基板15の温度ばらつきを低減することができる。
As described above, the density of the
また、金属部材23としてビアを用いることにより、セラミック板18に内設する金属部材23の密度の設定を容易に行うことができる。
Further, by using a via as the
なお、金属部材23の上端部は、静電電極形成面や抵抗発熱体形成面まで延在していてもよい。
Note that the upper end portion of the
冷却プレート12は、プレート本体37と、冷却水用管路38と、冷却水導入部41と、冷却水排出部42と、複数のリフトアップピンホール43とを有する。プレート本体37は、静電チャック11を支持するためのものである。プレート本体37の材料としては、金属を用いることができる。プレート本体37の材料となる金属としては、例えば、Alを用いることができる。
The cooling
冷却水用管路38は、プレート本体37に設けられている。冷却水用管路38は、冷却水を循環させるためのものである。この冷却水用管路38を流れる冷却水がセラミック板18を冷却することで、基板載置面18Aの温度が調整される。
The cooling
冷却水導入部41は、プレート本体37の下面37B側に設けられている。冷却水導入部41は、冷却水用管路38内に温度の低い冷却水を導入するためのものである。冷却水導入部41の上方に位置する部分の基板載置面18Aは、クーリングスポットと呼ばれ、上記温度の低い冷却水の影響により他の部分の基板載置面18Aと比較して温度が低い。
The cooling
冷却水排出部42は、プレート本体37の下面37B側に設けられている。冷却水排出部42は、プレート本体37の外部に、セラミック板18を冷却することで温度が上昇した冷却水を排出するためのものである。
The cooling water discharge part 42 is provided on the
リフトアップピンホール43は、セラミック板18に設けられた複数のリフトアップピンホール27の下方に位置する部分のプレート本体37を貫通するように設けられている。リフトアップピンホール43は、リフトアップピン13を上下方向に移動可能に収容するための穴である。リフトアップピンホール43の直径は、リフトアップピンホール27の直径R2と略等しい。リフトアップピンホール43の直径は、例えば、2mmとすることができる。
The lift-up
なお、プレート本体37には、ガス供給穴26にガスを供給するための管路(図示せず)が形成されている。
The
リフトアップピン13は、リフトアップピンホール27,43に収容されている。リフトアップピン13は、上下方向に移動可能な構成とされている。リフトアップピン13は、基板載置面18Aから基板15を取り除く際、基板15の下面と接触して基板15を押し上げるためのものである。
The lift-up
本実施の形態の静電チャックによれば、抵抗発熱体22の下方に位置する部分のセラミック板18に、セラミック板18よりも熱伝導率の高い複数の金属部材23を内設すると共に、温度がより高い部分の基板載置面18Aの下方に配置される金属部材23の密度を、温度があまり高くない部分の基板載置面18Aの下方に配置される金属部材23の密度よりも高くすることにより、温度がより高い部分の基板載置面18Aの熱が冷却プレート12に伝導されやすくなるため、基板載置面18Aの面内における温度ばらつきを小さくすることが可能となるので、基板載置面18Aに載置された基板15の温度ばらつきを低減することができる。
According to the electrostatic chuck of the present embodiment, a plurality of
なお、金属部材23は、基板載置面18Aの面内の温度に応じて配設すればよく、先に説明した図2に示す金属部材23の配置例に限定されない。
The
図4〜図12は、本発明の第1の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図である。図4〜図12において、第1の実施の形態の静電チャック11と同一構成部分には同一符号を付す。
4 to 12 are diagrams showing the manufacturing process of the electrostatic chuck according to the first embodiment of the present invention. 4-12, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the
始めに、図4に示す工程では、グリーンシート51〜55を準備する。グリーンシート51〜55は、例えば、セラミック粉末をバインダ、溶剤等と混合したものをシート状にすることで形成する。
First, in the process shown in FIG. 4,
グリーンシート51〜55は、後述する図12に示す工程において焼成されることにより、セラミック板18となるものである。グリーンシート51は、焼成されることにより、基板載置面18Aの反対側に位置する部分のセラミック板18となるものである。グリーンシート52は、複数の金属部材23を形成するためのものであり、グリーンシート53は、抵抗発熱体22を形成するためのものである。グリーンシート54は、静電電極21を形成するためのものである。グリーンシート55は、図12に示す工程において焼成されることにより、基板載置面18Aに対応する部分のセラミック板18となるものである。グリーンシート51〜55の厚さは、例えば、0.5mmとすることができる。
The
次いで、図5に示す工程では、グリーンシート51に複数の貫通穴51A,51Bを形成する。複数の貫通穴51Aは、図12に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴26の一部となるものである。また、複数の貫通穴51Bは、焼成されることにより、リフトアップピンホール27の一部となるものである。
Next, in the step shown in FIG. 5, a plurality of through
次いで、図6に示す工程では、グリーンシート52に複数の貫通穴52A〜52Cを形成する。複数の貫通穴52Aは、図12に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴26の一部となるものである。複数の貫通穴52Bは、焼成されることにより、リフトアップピンホール27の一部となるものである。複数の貫通穴52Cは、金属部材23を配設するための穴である。複数の貫通穴52Cは、先に説明した図2に示す金属部材23の配設ピッチP1〜P3に対応するように形成する。
Next, in the step shown in FIG. 6, a plurality of through
次いで、図7に示す工程では、印刷法(スクリーン印刷)によりグリーンシート52の複数の貫通穴52Cに導体ペースト58を形成する。導体ペースト58は、後述する図12に示す工程において焼成されることにより、金属部材23となるものである。導体ペースト58としては、例えば、セラミック基板18よりも熱伝導率の高い金属であるWやMo等の金属粒子と、バインダと、溶剤とを含んだ導体ペーストを用いることができる。
Next, in a step shown in FIG. 7, a
次いで、図8に示す工程では、グリーンシート53に貫通穴53A,53Bを形成し、その後、印刷法(スクリーン印刷)によりグリーンシート53上に導体ペースト61を形成する。導体ペースト61は、後述する図12に示す工程において焼成されることにより、抵抗発熱体22となるものである。複数の貫通穴53Aは、図12に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴26の一部となるものである。複数の貫通穴53Bは、焼成されることにより、リフトアップピンホール27の一部となるものである。
Next, in a process shown in FIG. 8, through
次いで、図9に示す工程では、グリーンシート54に貫通穴54A,54Bを形成し、その後、印刷法(スクリーン印刷)によりグリーンシート54上に導体ペースト63を形成する。導体ペースト63は、後述する図12に示す工程において焼成されることにより、静電電極21となるものである。複数の貫通穴54Aは、図12に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴26の一部となるものである。複数の貫通穴54Bは、焼成されることにより、リフトアップピンホール27の一部となるものである。
Next, in the process shown in FIG. 9, through
次いで、図10に示す工程では、グリーンシート55に複数の貫通穴55A,55Bを形成する。複数の貫通穴55Aは、図12に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴26の一部及び溝部25となるものである。また、複数の貫通穴55Bは、焼成されることにより、リフトアップピンホール27の一部となるものである。
Next, in the step shown in FIG. 10, a plurality of through
次いで、図11に示す工程では、グリーンシート51上に、グリーンシート52〜55を積層させる。このとき、図11に示す構造体をホットプレス法により加熱して接着する。
Next, in the process illustrated in FIG. 11,
次いで、図12に示す工程では、図11に示す構造体を焼成して、グリーンシート51〜55、及び導体ペースト58,61,63を焼結させる。これにより、セラミック板18と、静電電極21と、抵抗発熱体22と、複数の金属部材23とを有した静電チャック11が製造される。
Next, in the process shown in FIG. 12, the structure shown in FIG. 11 is fired to sinter the
なお、本実施の形態の静電チャック11の製造方法では、説明の便宜上、グリーンシート51〜55に対して順番に貫通部や導体ペーストを形成する場合を例に挙げて説明したが、実際に静電チャック11を製造する場合には、グリーンシート51〜55に一括して貫通部や導体ペーストを形成(同時に形成)する。
In addition, in the manufacturing method of the
また、ガス供給用穴26及びリフトアップピンホール27は、グリーンシート51〜55及び導体ペースト58,61,63を焼結させた後に、セラミック板18をマシニング加工等の機械加工により切削して形成してもよい。このように焼結後にガス供給用穴26及びリフトアップピンホール27を形成することにより、ガス供給用穴26及びリフトアップピンホール27の位置精度や寸法精度を向上させることができる。
Further, the
(第2の実施の形態)
図13は、本発明の第2の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図13において、Eはガス供給用穴26の形成領域に対応する部分の基板載置面18A(以下「基板載置面領域E」とする)、Fはリフトアップピンホール27の形成領域に対応する部分の基板載置面18A(以下「基板載置面領域F」とする)、Gは冷却水導入部41の上方に位置する部分の基板載置面18A(以下「基板載置面領域G」とする)をそれぞれ示している。なお、基板載置面領域E,Fは、ヒートスポットが発生しやすい領域であり、基板載置面領域Gは、クールスポットが発生しやすい領域である。
(Second Embodiment)
FIG. 13 is a cross-sectional view of the substrate temperature adjustment fixing device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 13, E corresponds to a portion of the
図13を参照するに、第2の実施の形態の基板温調固定装置70は、第1の実施の形態の基板温調固定装置10に設けられた静電チャック11の代わりに静電チャック71を設けた以外は基板温調固定装置10と同様に構成される。
Referring to FIG. 13, a substrate temperature adjustment fixing device 70 according to the second embodiment is an
静電チャック71は、静電チャック11に設けられた金属部材23の数を減らすと共に、金属部材23の配設位置を変えた以外は静電チャック11と同様に構成される。
The
図14は、図13に示す基板温調固定装置に設けられた金属部材の配設位置を説明するための図である。図14において、図13に示す基板温調固定装置70と同一構成部分には同一符号を付す。 FIG. 14 is a view for explaining the arrangement positions of the metal members provided in the substrate temperature adjusting and fixing apparatus shown in FIG. 14, the same components as those of the substrate temperature adjusting and fixing device 70 shown in FIG.
図13及び図14を参照するに、金属部材23は、基板載置面領域E〜Gの下方に位置する部分のセラミック板18にのみ内設されている。
Referring to FIGS. 13 and 14, the
このように、ヒートスポットの発生しやすい基板載置面領域E,F、及びクールスポットの発生しやすい基板載置面領域Gの下方に位置する部分のセラミック板18にのみ複数の金属部材23を内設することにより、基板載置面18Aの温度ばらつきを小さくすることが可能となるので、基板載置面18Aに載置される基板15の温度ばらつきを低減することができる。
Thus, the plurality of
また、ヒートスポットの発生しやすい基板載置面領域E,Fの下方に位置するセラミック板18に配設する金属部材23の密度は、クーリングスポットの発生しやすい基板載置面領域Gの下方に位置するセラミック板18に配設する金属部材23の密度よりも高くなるように設定するとよい。
Further, the density of the
これにより、ヒートスポットの発生しやすい基板載置面E,Fの温度を短時間で冷却することができる。 Thereby, the temperature of the board | substrate mounting surfaces E and F which are easy to generate | occur | produce a heat spot can be cooled in a short time.
上記構成とされた静電チャック71は、第1の実施の形態で説明した静電チャック11の製造方法と同様な手法により製造することができる。
The
本実施の形態の静電チャックによれば、ヒートスポットの発生しやすい基板載置面領域E,F、及びクールスポットの発生しやすい基板載置面領域Gの下方に位置する部分のセラミック板18にのみ金属部材23を内設することにより、基板載置面18Aの温度ばらつきを小さくすることが可能となるため、基板載置面18Aに載置される基板15の温度ばらつきを低減することができる。
According to the electrostatic chuck of the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、クーリングスポットの発生しやすい基板載置面領域Gの下方に位置する部分のセラミック板18に金属部材23を内設した場合を例に挙げて説明したが、基板載置面領域Gの温度は低いので、基板載置面領域Gの下方に位置するセラミック板18に金属部材23を設けなくてもよい。
In the present embodiment, the case where the
(第3の実施の形態)
図15は、本発明の第3の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図15において、第1の実施の形態の基板温調固定装置10と同一構成部分には同一符号を付す。
(Third embodiment)
FIG. 15 is a cross-sectional view of the substrate temperature adjustment fixing device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 15, the same components as those of the substrate temperature adjusting / fixing device 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
図15を参照するに、第3の実施の形態の基板温調固定装置80は、第1の実施の形態の基板温調固定装置10に設けられた静電チャック11の代わりに静電チャック81を設けた以外は基板温調固定装置10と同様に構成される。
Referring to FIG. 15, a substrate temperature adjusting and fixing device 80 according to the third embodiment is an
静電チャック81は、静電チャック11に設けられた複数の金属部材23の下面23Aをセラミック板18から露出させると共に、複数の金属部材23の下面23Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にした以外は、静電チャック11と同様に構成される。複数の金属部材23の下面23Aは、冷却プレート12の上面と接触している。
The
このように、複数の金属部材23の下面23Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にして、複数の金属部材23の下面23Aと冷却プレート12の上面とを接触させることにより、冷却プレート12により複数の金属部材23が直接冷却されるため、複数の金属部材23による基板載置面18Aの冷却効果を向上させることができる。
As described above, the
上記構成とされた静電チャック81は、第1の実施の形態で説明した図10に示すグリーンシート52上に、図10に示すグリーンシート53〜55を積層させ、その後、積層されたグリーンシート52〜55を焼成することにより製造することができる。
The
本実施の形態の静電チャックによれば、複数の金属部材23の下面23Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にして、複数の金属部材23の下面23Aと冷却プレート12の上面とを接触させることにより、冷却プレート12により複数の金属部材23が直接冷却されるため、複数の金属部材23による基板載置面18Aの冷却効果を向上させることができる。
According to the electrostatic chuck of the present embodiment, the
(第4の実施の形態)
図16は、本発明の第4の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図16において、第2の実施の形態の基板温調固定装置70と同一構成部分には同一符号を付す。
(Fourth embodiment)
FIG. 16 is a cross-sectional view of the substrate temperature adjustment fixing device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 16, the same components as those of the substrate temperature adjusting and fixing device 70 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
図16を参照するに、第4の実施の形態の基板温調固定装置90は、第2の実施の形態の基板温調固定装置70に設けられた静電チャック71の代わりに静電チャック91を設けた以外は基板温調固定装置70と同様に構成される。
Referring to FIG. 16, a substrate temperature adjustment fixing device 90 according to the fourth embodiment is an electrostatic chuck 91 instead of the
静電チャック91は、静電チャック71に設けられた複数の金属部材23の下面23Aをセラミック板18から露出させると共に、複数の金属部材23の下面23Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にした以外は、静電チャック71と同様に構成される。複数の金属部材23の下面23Aは、冷却プレート12の上面と接触している。
The electrostatic chuck 91 exposes the
このように、複数の金属部材23の下面23Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にして、複数の金属部材23の下面23Aと冷却プレート12の上面とを接触させることにより、冷却プレート12により複数の金属部材23が直接冷却されるため、複数の金属部材23による基板載置面領域E〜Gの冷却効果を向上させることができる。
As described above, the
上記構成とされた静電チャック91は、第3の実施の形態で説明した静電チャック81と同様な手法により製造することができる。
The electrostatic chuck 91 having the above configuration can be manufactured by the same method as the
本実施の形態の静電チャックによれば、複数の金属部材23の下面23Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にして、複数の金属部材23の下面23Aと冷却プレート12の上面とを接触させることにより、冷却プレート12により複数の金属部材23が直接冷却されるため、複数の金属部材23による基板載置面領域E〜Gの冷却効果を向上させることができる。
According to the electrostatic chuck of the present embodiment, the
(第5の実施の形態)
図17は、本発明の第5の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図17において、第1の実施の形態の基板温調固定装置10と同一構成部分には同一符号を付す。
(Fifth embodiment)
FIG. 17 is a cross-sectional view of the substrate temperature adjustment fixing device according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same components as those of the substrate temperature adjusting and fixing device 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
図17を参照するに、第5の実施の形態の基板温調固定装置100は、第1の実施の形態の基板温調固定装置10に設けられた複数の金属部材23の代わりに金属部材103〜109を設けた以外は基板温調固定装置10と同様に構成される。
Referring to FIG. 17, a substrate temperature adjustment and fixing device 100 according to the fifth embodiment includes a
図18は、図17に示す基板温調固定装置に設けられた金属部材を説明するための図である。 FIG. 18 is a view for explaining a metal member provided in the substrate temperature adjustment fixing device shown in FIG.
図17及び図18を参照して、金属部材103〜109について説明する。金属部材103〜109は、抵抗発熱体22の下方に位置する部分のセラミック板18に内設されている。金属部材103〜109は、リング状の部材であり、その全面がセラミック板18により覆われている。金属部材103〜109は、セラミック板18内において、基板載置面18Aと略平行な平面上に配置されている。
The
金属部材103は、リフトアップピンホール27よりも外側に位置する部分のセラミック板18に配置されている。金属部材104,105は、リフトアップピンホール27の形成位置に近い方のガス供給用穴26とリフトアップピンホール27との間に位置する部分のセラミック板18に配置されている。金属部材106,107は、リフトアップピンホール27の形成位置に近い方のガス供給用穴26とセラミック板18の中央部に設けられたガス供給用穴26との間に位置する部分のセラミック板18に配置されている。金属部材108,109は、セラミック板18の中央部に設けられたガス供給用穴26の形成位置よりも内側に位置する部分のセラミック板18に配置されている。
The
金属部材103〜109は、基板載置面18Aの熱を冷却プレート12に伝導させて、基板載置面18Aの温度を下げるための部材である。金属部材103〜109は、セラミック板18よりも熱伝導率の高い金属により構成されている。金属部材103〜109の材料となる金属としては、例えば、W,Mo,W系合金、Mo系合金等を用いることができる。
The
本実施の形態によれば、セラミック基板18よりも熱伝導率の高い金属部材103〜109をセラミック板18に内設することにより、基板載置面18Aの熱が冷却プレートに伝導されやすくなるため、基板載置面18Aの温度ばらつきを小さくすることが可能となるので、基板載置面18Aに載置された基板15の温度ばらつきを低減することができる。
According to the present embodiment, since the
なお、金属部材103〜109は、完全な同心円形状ではなく、一部グリーンシートの不貫通部分が残るような形状にしてもよい。このような形状にすることにより、金属部材103〜109を配設するための溝部が形成されるグリーンシートがばらばらになることを防止できる。
Note that the
(第6の実施の形態)
図19は、本発明の第6の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図19において、第5の実施の形態の基板温調固定装置100と同一構成部分には同一符号を付す。
(Sixth embodiment)
FIG. 19 is a cross-sectional view of the substrate temperature adjustment fixing device according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 19, the same components as those of the substrate temperature adjustment / fixing device 100 of the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals.
図19を参照するに、第6の実施の形態の基板温調固定装置120は、第5の実施の形態の基板温調固定装置100に設けられた静電チャック101の代わりに静電チャック121を設けた以外は基板温調固定装置100と同様に構成される。
Referring to FIG. 19, a substrate temperature adjusting and fixing device 120 according to the sixth embodiment is an
静電チャック121は、静電チャック101に設けられた金属部材103〜109の下面103A〜109Aをセラミック板18から露出させると共に、金属部材103〜109の下面103A〜109Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にした以外は、静電チャック101と同様に構成される。金属部材103〜109の下面103A〜109Aは、冷却プレート12の上面と接触している。
The
このように、金属部材103〜109の下面103A〜109Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にして、金属部材103〜109の下面103A〜109Aと冷却プレート12の上面とを接触させることにより、冷却プレート12により金属部材103〜109を直接冷却することができる。
In this way, the lower surfaces 103A to 109A of the
本実施の形態の静電チャックによれば、金属部材103〜109の下面103A〜109Aとセラミック板18の下面18Bとを略面一にして、金属部材103〜109の下面103A〜109Aと冷却プレート12の上面とを接触させることにより、冷却プレート12により金属部材103〜109が直接冷却されるため、金属部材103〜109による基板載置面18Aの冷却効果を向上させることができる。
According to the electrostatic chuck of the present embodiment, the lower surfaces 103A to 109A of the
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.
なお、第1〜第6の実施の形態では、抵抗発熱体22を備えた静電チャック11,71,81,91,101,121を例に挙げて説明したが、第1〜第6の実施の形態で説明した金属部材23,103〜109は、抵抗発熱体22を備えていない静電チャックにも適用可能である。この場合、第1〜第6の実施の形態の静電チャック11,71,81,91,101,121と同様な効果を得ることができる。
In the first to sixth embodiments, the
また、第1〜第6の実施の形態の基板温調固定装置10,70,80,90,100,120は、プラズマエッチング装置以外の製造装置にも適用可能である。 In addition, the substrate temperature adjusting and fixing apparatus 10, 70, 80, 90, 100, 120 of the first to sixth embodiments can be applied to a manufacturing apparatus other than the plasma etching apparatus.
また、第1〜第6の実施の形態では、セラミック板18よりも熱伝導率の高い金属部材23,103〜109としてビア又はリング状の金属部材を例に挙げて説明したが、金属部材23,103〜109の形状はこれに限定されない。
In the first to sixth embodiments, the
本発明は、セラミック板に基板を加熱する抵抗発熱体を内蔵した静電チャック及び基板温調固定装置に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to an electrostatic chuck and a substrate temperature adjusting and fixing device in which a resistance heating element for heating a substrate is mounted on a ceramic plate.
10,70,80,90,100,120 基板温調固定装置
11,71,81,91,101,121 静電チャック
12 冷却プレート
13 リフトアップピン
15 基板
18 セラミック板
18A 基板載置面
18B,23A,37B,103A〜109A 下面
21 静電電極
22 抵抗発熱体
23,103〜109 金属部材
25 溝部
26 ガス供給用穴
27,43 リフトアップピンホール
31,32 リング状溝
33 溝
37 プレート本体
38 冷却水用管路
41 冷却水導入部
42 冷却水排出部
51〜55 グリーンシート
51A,51B,52A〜52C,53A,53B,54A,54B,55A,55B 貫通穴
58,61,63 導体ペースト
A〜G 基板載置面領域
H1 高さ
P1〜P3 配設ピッチ
R1〜R3 直径
10, 70, 80, 90, 100, 120 Substrate temperature
Claims (7)
前記基体に内蔵された静電電極と、を備えた静電チャックであって、
前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面と前記静電電極との間に位置する部分の前記基体に、前記基体よりも熱伝導率の高い金属部材を内設したことを特徴とする静電チャック。 A substrate having a substrate mounting surface on which the substrate is mounted;
An electrostatic chuck comprising an electrostatic electrode incorporated in the substrate,
A metal member having a higher thermal conductivity than the base is provided in a portion of the base located between the surface of the base located on the opposite side of the substrate mounting surface and the electrostatic electrode. Electrostatic chuck.
前記基体に内蔵された静電電極と、
前記基体に内蔵され、前記基板を加熱する抵抗発熱体と、を備えた静電チャックであって、
前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面と前記抵抗発熱体との間に位置する部分の前記基体に、前記基体よりも熱伝導率の高い金属部材を内設したことを特徴とする静電チャック。 A substrate having a substrate mounting surface on which the substrate is mounted;
An electrostatic electrode incorporated in the substrate;
An electrostatic chuck including a resistance heating element that is built in the base body and heats the substrate,
A metal member having a higher thermal conductivity than that of the base is provided in a portion of the base located between the surface of the base located on the opposite side of the substrate mounting surface and the resistance heating element. Electrostatic chuck.
前記基体から露出された前記金属部材の面と前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面とを略面一にしたことを特徴とする請求項1又は2記載の静電チャック。 The metal member is exposed from the substrate;
3. The electrostatic chuck according to claim 1, wherein a surface of the metal member exposed from the substrate and a surface of the substrate located on the opposite side of the substrate mounting surface are substantially flush with each other.
前記複数の金属部材は、前記基板の加工時における前記基板載置面の温度分布に応じて、前記複数の金属部材の密度を異ならせて配置することを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか一項記載の静電チャック。 A plurality of the metal members are provided,
The plurality of metal members are arranged with different densities of the plurality of metal members according to a temperature distribution of the substrate mounting surface during processing of the substrate. The electrostatic chuck according to claim 1.
前記静電チャックを支持すると共に、前記基体を冷却する冷却プレートと、を備えたことを特徴とする基板固定温調装置。 An electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 6,
A substrate fixing temperature control device comprising: a cooling plate that supports the electrostatic chuck and cools the base.
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