JP2020072176A - Sample holding tool - Google Patents
Sample holding tool Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020072176A JP2020072176A JP2018205190A JP2018205190A JP2020072176A JP 2020072176 A JP2020072176 A JP 2020072176A JP 2018205190 A JP2018205190 A JP 2018205190A JP 2018205190 A JP2018205190 A JP 2018205190A JP 2020072176 A JP2020072176 A JP 2020072176A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sleeve
- hole
- sample holder
- insulating member
- insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 11
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 16
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本開示は、半導体集積回路の製造工程または液晶表示装置の製造工程等において用いられる、半導体ウエハ等の試料を保持する試料保持具に関するものである。 The present disclosure relates to a sample holder that holds a sample such as a semiconductor wafer used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, a manufacturing process of a liquid crystal display device, or the like.
半導体製造装置等に用いられる試料保持具として、例えば、特許文献1に記載の静電チャックが知られている。特許文献1に記載の静電チャックは、絶縁体と金属ベースとを備え、絶縁体と金属ベースとを貫く貫通孔が設けられており、貫通孔には、絶縁体と金属ベースとの境目部分を覆う絶縁スリーブが配置されている。
As a sample holder used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, for example, an electrostatic chuck described in
特許文献1に記載の静電チャックにおいては、貫通孔の内部にプラズマが発生したときに、貫通孔の内部と金属ベースとの間で短絡するおそれがあった。そのため、静電チャックの長期信頼性を向上させることが困難であった。
In the electrostatic chuck described in
本開示の試料保持具は、一方の主面が試料保持面である板状のセラミック体と、一方の主面が前記セラミック体の他方の主面に接合された支持体と、該支持体の一方の主面から他方の主面まで貫通する孔部と、該孔部に位置する筒状のスリーブと、該スリーブの端面と前記セラミック体の他方の主面との間に位置し、前記スリーブよりも弾性率が小さい環状の絶縁部材とを備えており、該絶縁部材は、前記スリーブと前記セラミック体とによって狭圧されている。 The sample holder of the present disclosure includes a plate-shaped ceramic body having one main surface as a sample holding surface, a support body having one main surface joined to the other main surface of the ceramic body, and a support body of the support body. A hole penetrating from one main surface to the other main surface, a cylindrical sleeve located in the hole, a sleeve located between the end surface of the sleeve and the other main surface of the ceramic body, An annular insulating member having a smaller elastic modulus than the insulating member, and the insulating member is narrowed by the sleeve and the ceramic body.
本開示の試料保持具によれば、絶縁部材によって貫通孔内と支持体との間のシール性が向上し、プラズマ発生時の短絡を抑制することができる。これにより、試料保持具の長期信頼性を向上させることができる。 According to the sample holder of the present disclosure, the insulating member improves the sealing property between the inside of the through hole and the support, and can suppress a short circuit when plasma is generated. Thereby, the long-term reliability of the sample holder can be improved.
以下、試料保持具100について、図面を参照して説明する。図1は、本開示の試料保持具の一実施形態を示す平面図である。試料保持具100は、絶縁基体1と、支持体2と、接合層3と、絶縁部材4と、スリーブ10と、を備える。
Hereinafter, the
絶縁基体1は、第1面(一方の主面)1aおよび該第1面1aと反対側の第2面(他方の主面)1bを有するセラミック体であり、第1面1aが、試料を保持する試料保持面である。絶縁基体1は、板状の部材であって、外形状は限定されず、例えば円板状または角板状であってもよい。
The
絶縁基体1は、例えばセラミック材料で構成される。セラミック材料としては、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素またはイットリア等とすることができる。絶縁基体1の外形寸法は、例えば直径(または辺長)を200〜500mm、厚みを2〜15mmにすることができる。
The
絶縁基体1を用いて試料を保持する方法としては様々な方法を用いることができる。本例の試料保持具100は、静電気力によって試料を保持する静電チャックである。そのため、試料保持具100は絶縁基体1の内部に吸着電極6を備えている。吸着電極6は、2つの電極を有している。2つの電極は、一方が電源の正極に接続され、他方が負極に接続される。2つの電極は、それぞれ略半円板状であって、半円の弦同士が対向するように、絶縁基体1の内部に位置している。これら2つの電極が合わさって、吸着電極6全体の外形が円形状となっている。この吸着電極6の全体による円形状の外形の中心は、同じく円形状のセラミック体の外形の中心と同一に設定できる。吸着電極6は、例えば、金属材料を有する。金属材料としては、例えば、白金、タングステンまたはモリブデン等の金属材料を有する。
Various methods can be used as a method of holding the sample using the
試料保持具100は、例えば、試料保持面である絶縁基体1の第1面1aよりも上方においてプラズマを発生させて用いられる。プラズマは、例えば、外部に設けられた複数の電極間に高周波を印加することによって、電極間に位置するガスを励起させ、発生させることができる。
The
支持体2は、金属製であり、絶縁基体1を支持するための部材である。金属材料としては、例えば、アルミニウムを用いることができる。支持体2の外形状は特に限定されず、円形状または四角形状であってもよい。支持体2の外形寸法は、例えば直径(または辺長)を200〜500mmに、厚さを10〜100mmにすることができる。支持体2は、絶縁基体1と同じ外形状であってもよく、異なる外形状であってもよく、同じ外形寸法であってもよく、異なる外形寸法であってもよい。
The
支持体2と絶縁基体1とは、接合層3を介して接合されている。具体的には、支持体2の第1面2aと絶縁基体1の第2面1bとが、接合層3によって接合されている。接合層3としては、例えば、樹脂材料の接着剤を用いることができる。樹脂材料としては、例えば、シリコーン樹脂などを用いることができる。
The
図2,3に示すように、支持体2には、第1面(一方の主面)2aから該第1面2aと反対側の第2面(他方の主面)2bまで貫通する孔部7が設けられている。また、絶縁基体1には、第1面1aから第2面1bまで貫通する貫通孔9が設けられている。孔部7と貫通孔9とは連通しており、絶縁基体1の第1面1aから、接合層3を通って、支持体2の第2面2bまで連続した孔となっている。孔部7および貫通孔9は、例えば、ヘリウム等のガスを、支持体2の第2面2b側から試料保持面である絶縁基体1の第1面1a側に流入させるためのガス流入孔として設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
貫通孔9は、絶縁基体1の少なくとも一部において支持体2の孔部7の孔径および接合層3の孔径よりも孔径が小さくなっている。本例の試料保持具100においては、孔部7は、支持体2の第2面2bから第1面2aにかけて孔径が一定の円柱状である。また、貫通孔9は、絶縁基体1中においては、絶縁基体1の第2面1bから第1面1aにかけて孔径が一定の円柱状である。なお、本実施形態では、絶縁基体1の第2面1bにおいて、支持体2の孔部7との連通のために、孔部7と同径の円柱状であって、第1面1a側に凹んだ凹部8を設けている。
The
試料保持具100は、孔部7に位置するスリーブ10を備える。スリーブ10は、孔部7の中心軸線に沿って延びる円筒状を有しており、絶縁性材料からなる。スリーブ10は、孔部7の内部空間において、金属材料が露出する内周面を覆っている。スリーブ10を孔部7内に設けることで、スリーブ10の内部空間と貫通孔9とが連通することになり、上記のガス流入孔を構成している。本実施形態のスリーブ10は、直円筒状であり、絶縁基体1側の端面11は、中心軸線に直交する仮想平面に平行である。
The
前述のように、試料保持具100の使用時には、試料保持面上方でプラズマを発生させるが、発生したプラズマが、貫通孔9を伝って、孔部7内に進入するおそれがある。その場合に、孔部7の内周面との間で短絡が生じて支持体2が損傷してしまう。プラズマの短絡を抑制するために、絶縁性のスリーブ10を孔部7に設けている。
As described above, when the
スリーブ10を構成する絶縁性材料としては、例えば、セラミック材料を用いることができる。セラミック材料としては、例えば、アルミナまたは窒化アルミニウムが挙げられる。従来の構造では、スリーブ10の絶縁基体1側の端面11を、絶縁基体1の第2面1bに当接させている。例えば、絶縁基体1もスリーブ10もセラミック材料であり、互いに当接した界面においては、十分な気密性が確保できない場合がある。その場合、スリーブ10を設けていたとしても、プラズマによる短絡を十分に抑制することができない。
As the insulating material forming the
本実施形態では、スリーブ10の端面11と絶縁基体1の第2面1bとの間に位置する環状の絶縁部材4を設けている。この絶縁部材4は、環の中心軸線が、貫通孔9およびスリーブ10の中心軸線と平行となるように設けられており、これらの中心軸線が一致して同軸となるのが好ましい。また、絶縁部材4は、スリーブ10よりも弾性率が小さい絶縁材料で構成されており、スリーブ10と絶縁基体1とによって狭圧されている。絶縁部材4に対しては、スリーブ10の端面11と絶縁基体1の第2面1bとによって、中心軸線方向に圧縮力が働く。絶縁部材4は、絶縁基体1およびスリーブ10よりも小さい弾性率を有しており、スリーブ10と絶縁基体1との狭圧によって弾性変形する。絶縁部材4を設けることで、スリーブ10の端面11と絶縁基体1の第2面1bとの間の気密性(シール性)を十分に確保することができる。これにより、孔部7内に進入したプラズマが支持体2との間で短絡することを十分に抑制することができ、試料保持具100の長期信頼性を向上させることができる。
In the present embodiment, the annular insulating
予め孔部7内に絶縁部材4を配置し、スリーブ10を孔部7に挿入し、軸線方向に力を加えることで、絶縁部材4を狭圧することができる。スリーブ10は、その外周面と孔部7の内周面とを接着剤などで接着して固定することで、絶縁基体1とスリーブ10とによって絶縁部材4を狭圧した状態で保持することができる。
The insulating
絶縁部材4を構成する絶縁材料としては、弾性率がスリーブ10よりも小さく、プラズマに耐性を有するものであれば使用することができ、例えば、フッ素性樹脂である。絶縁部材4の形状は、環状であって、例えば、中心軸線に平行な切断面における断面形状が円形状である。なお、断面形状は、円形に限定されず、矩形状や多角形状であってもよい。
As the insulating material forming the insulating
図4〜8は、試料保持具の他の実施形態を示す部分拡大断面図である。以下の各実施形態では、スリーブ10の端面11の形状がそれぞれ異なっている。スリーブ10の端面11の形状が異なる以外の構成については、図1〜3で示した上記実施形態の試料保持具100と同じであるので、説明は省略する。
4 to 8 are partially enlarged cross-sectional views showing another embodiment of the sample holder. In each of the following embodiments, the shape of the
図4に示す実施形態のスリーブ10では、端面11が凹部11aを有している。図に示すように、凹部11aには、絶縁部材4が嵌り込んで固定されている。図4に示す例では、中心軸線に平行な切断面における凹部11aの断面形状が円弧状であり、絶縁部材4の円弧と一致している。凹部11aの断面形状は、円弧状に限定されず、V字状や矩形状などであってもよいが、凹部11aの開口幅が、絶縁部材4の断面における最大長さ(円形状であれば直径)よりも小さければよい。
In the
スリーブ10の端面11が凹部11aを有することで、絶縁部材4が凹部11aに固定され、絶縁部材4の不要な変形を抑制し、孔部7内での絶縁部材4の位置ずれ(軸線ずれ)を抑制することができる。
Since the
図5に示す実施形態のスリーブ10では、端面11が傾斜部11bを有している。本実施形態の傾斜部11bは、スリーブ10の半径方向内方に向かうにつれて軸線方向内方に傾斜している。絶縁部材4は、傾斜部11bと絶縁基体1の第2面1bとに狭圧される。傾斜部11bの傾斜によって絶縁部材4に対しては、軸線方向に平行な方向に圧縮する力と、半径方向内方に圧縮する力とが加わる。これにより、絶縁部材4による接合層3への応力が低減できる。そのため接合層3の耐久性を高めることができる。
In the
図6に示す実施形態のスリーブ10では、端面11が傾斜部11cを有している。本実施形態の傾斜部11cは、図5に示した傾斜部11bとは異なり、スリーブ10の半径方向内方に向かうにつれて軸線方向外方に傾斜している。絶縁部材4は、傾斜部11cと絶縁基体1の第2面1bとに狭圧される。傾斜部11cの傾斜によって絶縁部材4に対しては、軸線方向に平行な方向に圧縮する力と、半径方向外方に伸長する力とが加わる。これにより、支持体2とスリーブ10との接触面積を低減できる。そのため、試料保持具100使用時のヒートサイクル下で、支持体2とスリーブ10間の熱応力を低減できる。その結果、スリーブ10が破損するおそれを低減できる。
In the
図7に示す実施形態のスリーブ10では、端面11が段差部11dを有している。本実施形態では、段差部11dは、スリーブ10の半径方向外方側11d1が低く、半径方向内方側11d2が高い。半径方向内方側11d2は環状となっており、絶縁部材4は、環状の半径方向内方側11d2を取り囲むようにして、半径方向外方側11d1上に位置している。絶縁部材4は、絶縁基体1の第2面1bと段差部11dの半径方向外方側11d1との間で狭圧されている。環状の半径方向内方側11d2によって、絶縁部材4の不要な変形を抑制し、孔部7内での絶縁部材4の位置ずれ(軸線ずれ)を抑制することができる。
In the
図8に示す実施形態のスリーブ10では、端面11が、図7と同様に段差部11dを有しているが、半径方向内方側11d3がさらに高く、半径方向内方側11d3が絶縁基体1の第2面1bに当接している。半径方向内方側11d3の高さ(半径方向外方側11d1を基準に軸線方向に延びた長さ)は、絶縁部材4が狭圧されて弾性変形によって十分にシール性が確保できる程度の高さに設定すればよく、例えば、狭圧される前の絶縁部材4の断面直径よりも小さければよい。図7に示す実施形態と同様の効果が得られるとともに、スリーブ10が孔部7に挿入される深さが規定される。これにより、絶縁部材4に、過剰な圧縮力が加わることを抑制し、絶縁部材4の不要な変形や損傷を低減することができる。
In the
1:絶縁基体
2:支持体
3:接合層
4:絶縁部材
6:吸着電極
7:孔部
8:第1凹部
9:貫通孔
10:スリーブ
100:試料保持具
1: Insulating substrate 2: Support 3: Bonding layer 4: Insulating member 6: Adsorption electrode 7: Hole 8: First recess 9: Through hole 10: Sleeve 100: Sample holder
Claims (7)
一方の主面が前記セラミック体の他方の主面に接合された支持体と、
該支持体の一方の主面から他方の主面まで貫通する孔部と、
該孔部に位置する筒状のスリーブと、
該スリーブの端面と前記セラミック体の他方の主面との間に位置し、前記スリーブよりも弾性率が小さい環状の絶縁部材とを備えており、
該絶縁部材は、前記スリーブと前記セラミック体とによって狭圧されていることを特徴とする試料保持具。 A plate-shaped ceramic body whose one main surface is a sample holding surface,
A support having one main surface joined to the other main surface of the ceramic body,
A hole penetrating from one main surface of the support to the other main surface;
A tubular sleeve located in the hole,
An annular insulating member located between the end surface of the sleeve and the other main surface of the ceramic body and having a smaller elastic modulus than the sleeve;
The sample holder, wherein the insulating member is narrowed by the sleeve and the ceramic body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018205190A JP2020072176A (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Sample holding tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018205190A JP2020072176A (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Sample holding tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020072176A true JP2020072176A (en) | 2020-05-07 |
Family
ID=70548086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018205190A Pending JP2020072176A (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Sample holding tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020072176A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007194616A (en) * | 2005-12-22 | 2007-08-02 | Kyocera Corp | Susceptor, and method of processing wafer using same |
WO2013118781A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 東京エレクトロン株式会社 | Electrostatic chuck device |
WO2016132909A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device, and semiconductor manufacturing device |
WO2017126534A1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
-
2018
- 2018-10-31 JP JP2018205190A patent/JP2020072176A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007194616A (en) * | 2005-12-22 | 2007-08-02 | Kyocera Corp | Susceptor, and method of processing wafer using same |
WO2013118781A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 東京エレクトロン株式会社 | Electrostatic chuck device |
WO2016132909A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device, and semiconductor manufacturing device |
WO2017126534A1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | 住友大阪セメント株式会社 | Electrostatic chuck device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11515192B2 (en) | Sample holder | |
JP6308871B2 (en) | Electrostatic chuck and semiconductor / liquid crystal manufacturing equipment | |
WO2020153449A1 (en) | Electrostatic chuck | |
WO2020111194A1 (en) | Sample holder | |
KR102474583B1 (en) | Sample holder | |
JP6758175B2 (en) | Electrostatic chuck | |
JP2020072176A (en) | Sample holding tool | |
JP7303899B2 (en) | sample holder | |
JP7233160B2 (en) | Retaining device and method for manufacturing the retaining device | |
JP6280012B2 (en) | Sample holder | |
JP2020109806A (en) | Sample holding tool | |
WO2020171179A1 (en) | Sample holder | |
JP6979375B2 (en) | Holding device and manufacturing method of holding device | |
JP2024005747A (en) | holding device | |
JP2016225557A (en) | Sample holder and plasma etching apparatus using the same | |
JP2024025435A (en) | holding device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210917 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220222 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220817 |