JP2022178937A - 保持装置 - Google Patents
保持装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022178937A JP2022178937A JP2021086080A JP2021086080A JP2022178937A JP 2022178937 A JP2022178937 A JP 2022178937A JP 2021086080 A JP2021086080 A JP 2021086080A JP 2021086080 A JP2021086080 A JP 2021086080A JP 2022178937 A JP2022178937 A JP 2022178937A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- bonding layer
- base member
- plate
- holes
- 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
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 14
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
【課題】耐電圧を向上させることができる保持装置を提供することを目的とする。
【解決手段】第1貫通孔15を備える板状部材10と、第1貫通孔15に連通する第2貫通孔25とを備えるベース部材20と、板状部材10の下面12とベース部材20の上面21との間に配置され、板状部材10とベース部材20とを接合する接合層40と、を有し、板状部材10の保持面11上に半導体ウエハWを保持する静電チャック1において、接合層40には、第1貫通孔15と第2貫通孔25を連通させる第3貫通孔45が形成され、下面12には、第1貫通孔15の開口部を囲むように、少なくとも第3貫通孔45内に突出する環状凸部34が板状部材10と一体的に形成されている。
【選択図】図2
【解決手段】第1貫通孔15を備える板状部材10と、第1貫通孔15に連通する第2貫通孔25とを備えるベース部材20と、板状部材10の下面12とベース部材20の上面21との間に配置され、板状部材10とベース部材20とを接合する接合層40と、を有し、板状部材10の保持面11上に半導体ウエハWを保持する静電チャック1において、接合層40には、第1貫通孔15と第2貫通孔25を連通させる第3貫通孔45が形成され、下面12には、第1貫通孔15の開口部を囲むように、少なくとも第3貫通孔45内に突出する環状凸部34が板状部材10と一体的に形成されている。
【選択図】図2
Description
本開示は、対象物を保持する保持装置に関する。
例えば、半導体ウエハを保持する保持装置として、第1部材と、第2部材と、第1部材と第2部材とを接合する接合層とを備え、これらを厚さ方向に貫通する貫通孔(リフトピン孔やガス孔など)が形成された保持装置が知られている。このような保持装置には、半導体ウエハと保持装置の金属部分との間で異常放電が発生しないように、貫通孔に絶縁部材が設けられている。例えば、特許文献1に記載の配置台(保持装置)では、貫通孔にスリーブを配置して接着剤により固定している。また、特許文献2に記載の半導体製造装置用部材(保持装置)では、プレート(第1部材)の裏面に接着材で接合した絶縁管を、冷却基板(第2部材)の貫通孔内に配置している。
しかしながら、上記の保持装置では、スリーブや絶縁管の接合に接着材を用いているため、接着剤が劣化すると、隙間ができたり、接着剤が損傷してしまって、そこがリーク経路となり異常放電が発生するおそれがある。そして近年、半導体ウエハに対するエッチング深さを増大させる、あるいは処理速度を上げる等のために、保持装置がハイパワー領域(高電圧プラズマ環境下)や高温(250℃以上)で使用されることが増えており、接着剤が劣化しやすくなっている。そのため、上記のような保持装置では、半導体ウエハと保持装置の金属部分との間で異常放電が発生する可能性が高まっており、保持装置における耐電圧(絶縁性)の向上が望まれている。
そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、耐電圧を向上させることができる保持装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面と、前記第1の面と前記第2の面を貫通する第1の貫通孔とを備える第1部材と、
第3の面と、前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面と、前記第3の面と前記第4の面を貫通し、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔とを備える第2部材と、
前記第1部材の前記第2の面と前記第2部材の前記第3の面との間に配置され、前記第1部材と前記第2部材とを接合する接合層と、を有し、
前記第1部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記接合層には、前記第1の貫通孔と前記第2の貫通孔を連通させる第3の貫通孔が形成され、
前記第2の面には、前記第1の貫通孔の開口部を囲むように、少なくとも前記第3の貫通孔内に突出する環状の凸部が前記第1の部材と一体的に形成されていることを特徴とする。
第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面と、前記第1の面と前記第2の面を貫通する第1の貫通孔とを備える第1部材と、
第3の面と、前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面と、前記第3の面と前記第4の面を貫通し、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔とを備える第2部材と、
前記第1部材の前記第2の面と前記第2部材の前記第3の面との間に配置され、前記第1部材と前記第2部材とを接合する接合層と、を有し、
前記第1部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記接合層には、前記第1の貫通孔と前記第2の貫通孔を連通させる第3の貫通孔が形成され、
前記第2の面には、前記第1の貫通孔の開口部を囲むように、少なくとも前記第3の貫通孔内に突出する環状の凸部が前記第1の部材と一体的に形成されていることを特徴とする。
この保持装置では、第2の面において、第1の貫通孔の周囲に第1部材と一体的に形成された凸部が、少なくとも接合層の一部を覆うように配置される。そのため、凸部によって、対象物と第2部材(金属製の場合)あるいは接合層(金属接合材を用いる場合)との間における沿面距離が長くなる。従って、対象物と第2部材(金属製の場合)あるいは接合層(金属接合材の場合)との間での異常放電の発生を防止することができる。また、凸部により接合層が覆われるため、接合層がプラズマ環境下に直接暴露されなくなるので、接合層の劣化を防ぐことができる。その結果、保持装置における耐電圧(絶縁性)を向上させることができる。
上記した保持装置において、
前記凸部と前記第2の貫通孔との間に隙間が形成されていることが好ましい。
前記凸部と前記第2の貫通孔との間に隙間が形成されていることが好ましい。
ここで、第1部材を形成する材料と第2部材を形成する材料との間に熱膨張差がある場合には、保持装置の温度が上昇/下降する際に、熱膨張差によって凸部が第2部材と接触することで、凸部が損傷することがある。
そこで、凸部と第2の貫通孔との間に隙間を設けることにより、凸部の損傷を確実に防ぐことができる。その結果、凸部によって、対象物と第2部材(金属製の場合)あるいは接合層(金属接合材の場合)との間での異常放電を確実に防止することができる。
また、上記した保持装置において、
前記凸部と前記接合層とが接触していることが好ましい。
前記凸部と前記接合層とが接触していることが好ましい。
ここで、第1の貫通孔は、接合層を介した第2部材との熱伝達が行われないため、第1部材の第1の面における第1の貫通孔付近が他の部分と比べて局所的に温度差が大きくなって温度特異点になりやすい。
そのため、第1の貫通孔の開口部を囲むように突出する凸部と接合層とを接触させることにより、第1部材と第2部材との間における熱移動が、接合層と凸部を介して生じるため、第1の貫通孔付近における熱伝達が促進される。従って、第1の面において第1の貫通孔付近で温度特異点が発生することを抑制することができ、第1の面における均熱性を確保することができる
本開示によれば、耐電圧(絶縁性)を向上させることができる保持装置を提供することができる。
本開示に係る実施形態である保持装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、保持装置として、例えば、成膜装置(CVD成膜装置やスパッタリング成膜装置など)やエッチング装置(プラズマエッチング装置など)といった半導体製造装置に使用される静電チャックを例示して説明する。
そこで、本実施形態の静電チャック1について、図1~図4を参照しながら説明する。本実施形態の静電チャック1は、半導体ウエハW(対象物)を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば、半導体製造装置の真空チャンバー内で半導体ウエハWを固定するために使用される。図1に示すように、静電チャック1は、板状部材10と、ベース部材20と、板状部材10とベース部材20とを接合する接合層40とを有する。なお、板状部材10は本開示の「第1部材」の一例であり、ベース部材20は本開示の「第2部材」の一例である。
以下の説明においては、説明の便宜上、図1に示すようにXYZ軸を定義する。ここで、Z軸は、静電チャック1の軸線方向(図1において上下方向)の軸であり、X軸とY軸は、静電チャック1の径方向の軸である。
板状部材10は、図1に示すように、円盤状の部材であり、セラミックスにより形成されている。セラミックスとしては、様々なセラミックスが用いられるが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ、Al2O3)または窒化アルミニウム(AlN)を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合の最も多い成分(例えば、体積含有率が90vol%以上の成分)を意味する。板状部材10の直径は、例えば150~350mm程度であり、板状部材10の厚さは、例えば2~6mm程度である。
図1、図2に示すように、板状部材10は、半導体ウエハWを保持する保持面11と、板状部材10の厚み方向(Z軸方向に一致する方向、上下方向)について保持面11とは反対側に設けられる下面12とを備えている。そして、保持面11と下面12との間を厚み方向(Z軸方向、図2において上下方向)に貫通する円筒形状の第1貫通孔15a,15b(以下、「第1貫通孔15」と表記する場合もある)が形成されている。なお、保持面11は本開示の「第1の面」の一例であり、下面12は本開示の「第2の面」の一例である。
板状部材10の保持面11は、凹凸形状をなしている。具体的には、保持面11には、図2、図3に示すように、その外縁付近に環状凸形状のシールバンド16が形成され、シールバンド16の内側に複数の独立した柱状の凸部17が形成されている。シールバンド16の断面(XZ断面)の形状は、図2に示すように、略矩形である。シールバンド16の高さ(Z軸方向の寸法)は、例えば、10μm~20μm程度である。また、シールバンド16の幅(X軸方向の寸法)は、例えば、0.5mm~5.0mm程度である。
各凸部17は、図3に示すように、Z軸方向視(平面視)で略円形をなしており、略均等間隔で配置されている。また、各凸部17の断面(XZ断面)の形状は、図2に示すように、略矩形である。凸部17の高さは、シールバンド16の高さと略同一であり、例えば、10~20μm程度である。また、凸部17の幅(Z軸方向視での凸部17の最大径)は、例えば、0.5~1.5mm程度である。なお、板状部材10の保持面11におけるシールバンド16より内側において、凸部17が形成されていない部分は、凹部18となっている。
そして、半導体ウエハWは、板状部材10の保持面11におけるシールバンド16と複数の凸部17とに支持されて、静電チャック1に保持される。半導体ウエハWが静電チャック1に保持された状態では、半導体ウエハWの表面(下面)と、板状部材10の保持面11(詳細には、保持面11の凹部18)との間に、空間Sが存在することとなる(図2参照)。この空間Sには、後述するガス孔30bを介して不活性ガス(例えば、ヘリウムガス)が供給されるようになっている。
また、板状部材10の下面12には、図2、図4に示すように、第1貫通孔15の開口部を囲むように、Z軸方向に突出する環状凸部34が設けられている。この環状凸部34は、板状部材10と同様にセラミックスであり、板状部材10と一体形成されている。すなわち、環状凸部34は、板状部材10と同時焼成して一体形成してもよいし、拡散接合により板状部材10と一体形成することもできる。あるいは、厚めの板状部材10を製作した後に、環状凸部34を研磨等の機械加工により形成してもよい(環状凸部34となる部分以外を削り落とす)。なお、環状凸部34の内径と第1貫通孔15の内径は同一径であり、環状凸部34は第1貫通孔15と同軸である。
環状凸部34の内径は、第1貫通孔15の内径よりも大きければ良いが、第1貫通孔15の内径と同じにすることにより、環状凸部34の外径を最小にできるため、後述する第2貫通孔25の径を小さくすることができる。これにより、保持面11において温度特異点となり易い領域を減少させることできる。
ここで、環状凸部34は、少なくとも接合層40を覆うようにZ軸方向へ伸びていればよい。つまり、環状凸部34の先端が、後述する接合層40の第3貫通孔45内に配置されていればよい。本実施形態では、環状凸部34は、後述する第2貫通孔25の途中(孔の1/4程度の深さ)まで突出している。なお、環状凸部34の長さ(Z軸方向寸法)は、例えば3mm(環状凸部34の先端が第2貫通孔25内に位置する長さ)以上であることが好ましい。これにより、環状凸部34によって接合層40を確実に覆うことができるからである。
ベース部材20は、図1に示すように円柱状、詳しくは、直径の異なる2つの円柱が、大きな直径の円柱状の上面部の上に小さな直径の円柱状の下面部が載せられるようにして、中心軸Caを共通にして重ねられて形成された段付きの円柱状である。このベース部材20は、金属(例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等)により形成されていることが多いが、金属以外(例えば、セラミックス等)により形成されていてもよい。
そして、図1、図2に示すように、ベース部材20は、上面21と、ベース部材20(板状部材10)の中心軸Ca(図2参照)方向(すなわち、Z軸方向)について上面21とは反対側に設けられる下面22と、を備えている。なお、上面21は本開示の「第3の面」の一例であり、下面22は本開示の「第4の面」の一例である。
ベース部材20の直径は、上段部が例えば150mm~300mm程度であり、下段部が例えば180mm~350mm程度である。また、ベース部材20の厚さ(Z軸方向の寸法)は、例えば20mm~50mm程度である。
また、図2に示すように、ベース部材20には、冷媒(例えば、フッ素系不活性液体や水等)を流すための冷媒流路23が形成されている。そして、冷媒流路23は、ベース部材20の下面22に設けられた不図示の供給口と排出口とに接続しており、供給口からベース部材20に供給された冷媒が、冷媒流路23内を流れて排出口からベース部材20の外へ排出される。このようにして、ベース部材20の冷媒流路23内に冷媒を流すことにより、ベース部材20が冷却され、これにより、接合層40を介して板状部材10が冷却される。
そして、ベース部材20には、上面21と下面22との間を厚み方向(Z軸方向、図2において上下方向)に貫通する円筒形状の第2貫通孔25a,25b(以下、「第2貫通孔25」と表記する場合もある)が形成されている。なお、第2貫通孔25a,25bは、第1貫通孔15a,15bと同軸であり、第2貫通孔25a,25bの径は、環状凸部34の外径よりも大きい。つまり、ベース部材20(第2貫通孔25)と環状凸部34との間には隙間35(図4参照)が形成されている。
接合層40は、板状部材10の下面12とベース部材20の上面21との間に配置され、板状部材10とベース部材20とを接合している。この接合層40を介して、板状部材10の下面12とベース部材20の上面21とが熱的に接続されている。なお、接合層40の厚さ(Z軸方向の寸法)は、例えば0.1~1.0mm程度である。
接合層40は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の樹脂接着材、あるいは金属材料を主成分とする金属接合材により構成されている。接合層40として、一般的には樹脂接着剤が使用されることが多いが、静電チャック1が高温下(例えば250℃以上)で使用される場合には、樹脂接着材では耐熱性不足により接合不良が発生するおそれがあるため、金属接合材が使用される。なお、金属接合材としては、例えば、金属粉末や金属箔を用いて接合する金属接着剤や、金属繊維、ポーラス材、網目構造体などの金属メッシュとロウ材で構成されるもの、あるいは、複数の柱状金属片とロウ材で構成されるもの等を使用することができる。金属接着剤、金属メッシュや金属片を形成する金属としては、チタン、ニッケル、アルミニウム、銅、真鍮、これらの合金、又はステンレス鋼などを使用することができる。
この接合層40には、図2に示すように、環状凸部34が配置される第3貫通孔45a,45bが形成されている。つまり、第1貫通孔15a,15bと第2貫通孔25a,25bとの間に、円筒形状の第3貫通孔45a,45b(以下、「第3貫通孔45」と表記する場合もある)が形成されている。第3貫通孔45a,45bは、第1貫通孔15a,15b及び第2貫通孔25a,25bと同軸であり、第1貫通孔15a,15bと第3貫通孔45a,45bと第2貫通孔25a,25bとは、Z軸方向(静電チャック1の軸線方向)に連なって配置されている。
そして、図2に示すように、第1貫通孔15aと環状凸部34の内側(孔)と第2貫通孔25aとによって、静電チャック1をZ軸方向に貫通するリフトピン挿入孔30aを形成している。このリフトピン挿入孔30aには、半導体ウエハWを保持面11上から押し上げるリフトピン60が、ベース部材20の下面22側から挿入されている。このリフトピン60は、円柱形状(丸棒形状)をなしており、リフトピン挿入孔30a内をZ軸方向に移動する。リフトピン60がZ軸方向の一方側(図2では上側)に移動して、リフトピン60の先端部(上端部)が板状部材10の保持面11から外部に突出することで、保持面11上に載置されている半導体ウエハWを保持面11から離間させる(リフトピン60によって半導体ウエハWを持ち上げる)ようになっている。
なお、本実施形態の静電チャック1では、リフトピン挿入孔30aが3個形成されており、各々のリフトピン挿入孔30a内にリフトピン60が挿入されている。なお、3個のリフトピン挿入孔30aは、静電チャック1の周方向に等間隔で形成されている(図3参照)。
また、第1貫通孔15bと環状凸部34の内側(孔)と第2貫通孔25bとによって、静電チャック1をZ軸方向に貫通するガス孔30bを形成している。このガス孔30bは、不活性ガス(例えば、ヘリウムガス)が流通するガス流路である。これにより、ベース部材20の下面22側からガス孔30b内に不活性ガスを供給することで、半導体ウエハWの下面と板状部材10の保持面11(凹部18)との間の空間S内に、この不活性ガスを充填することができるようになっている。なお、以下の説明では、リフトピン挿入孔30aとガス孔30bを、単に「貫通孔30」と表記する場合もある。
ここで、貫通孔30内の構成について、図4を参照しながら説明する。図4に示すように、貫通孔30内には、板状部材10と一体形成された環状凸部34が形成されている。この環状凸部34は、板状部材10の下面12からベース部材20の下面22側に向かって伸びており、その先端がベース部材20に形成された第2貫通孔25内に位置している。なお、本実施形態では、環状凸部34は、第2貫通孔25の1/4程度の深さ位置まで伸びている。これにより、接合層40の第3貫通孔45の内周面が、環状凸部34によって覆われる。そして、環状凸部34と第2貫通孔25との間には隙間35が形成されている。
このような静電チャック1として、ベース部材20及び接合層40を形成する材料の組み合わせによって、次の3つの実施例(第1~第3実施例)を挙げることができる。
<第1実施例>
まず、第1実施例について説明する。第1実施例では、ベース部材20が金属製であり、接合層40が樹脂接着剤により構成されている。すなわち、第1実施例の静電チャック1では、図5に示すように、セラミックス製の板状部材10と金属製のベース部材20aとが、樹脂接着剤で構成される接合層40aによって接合されている。
まず、第1実施例について説明する。第1実施例では、ベース部材20が金属製であり、接合層40が樹脂接着剤により構成されている。すなわち、第1実施例の静電チャック1では、図5に示すように、セラミックス製の板状部材10と金属製のベース部材20aとが、樹脂接着剤で構成される接合層40aによって接合されている。
このような第1実施例の静電チャック1では、静電チャック1がハイパワー領域(高電圧プラズマ環境下)で使用されると、半導体ウエハWとベース部材20との間で異常放電が発生するおそれがある。
しかしながら、第1実施例の静電チャック1では、板状部材10の下面12に、第1貫通孔15の開口部を囲むように板状部材10と一体形成された環状凸部34を設けている。そして、環状凸部34は第2貫通孔25の1/4程度の深さ位置まで設けられている。そのため、環状凸部34によって、半導体ウエハWとベース部材20との間における沿面距離を長くすることができる。これにより、半導体ウエハWとベース部材20との間における耐電圧が向上するため、半導体ウエハWとベース部材20との間での異常放電の発生を防止することができる。
また、環状凸部34によって接合層40(第3貫通孔45の内周面)が覆われているため、接合層40がプラズマ環境下(第1貫通孔15に侵入するプラズマ)に直接暴露されなくなる。これにより、プラズマが接合層40に接触しなくなるため、接合層40の劣化を防止することができる。
そして、第1実施例の静電チャック1では、板状部材10とベース部材20aとの間に熱膨張差があるため、静電チャック1の使用時に温度が上昇/下降する際、熱膨張差によって環状凸部34がベース部材20aと接触することで、環状凸部34が損傷するおそれがある。
そのため、環状凸部34と第2貫通孔25との間に隙間35を形成している。隙間35としては、板状部材10とベース部材20との熱膨張差によっても環状凸部34がベース部材20に接触しない程度(例えば、0.1~2.0mm程度)を設定すればよい。このような隙間35を設けることにより、環状凸部34の損傷を確実に防ぐことができる。その結果として、環状凸部34によって、半導体ウエハWとベース部材20あとの間での異常放電の発生を確実に防止することができる。
<第2実施例>
次に、第2実施例について説明する。第2実施例では、ベース部材20がセラミックスにより形成され、接合層40が金属接合材により構成されている。すなわち、第2実施例の静電チャック1では、図6に示すように、セラミックス製の板状部材10とセラミックス製のベース部材20bとが、金属接合材で構成される接合層40bによって接合されている。
次に、第2実施例について説明する。第2実施例では、ベース部材20がセラミックスにより形成され、接合層40が金属接合材により構成されている。すなわち、第2実施例の静電チャック1では、図6に示すように、セラミックス製の板状部材10とセラミックス製のベース部材20bとが、金属接合材で構成される接合層40bによって接合されている。
このような第2実施例の静電チャック1は、樹脂接着剤では耐熱性が不足する高温下(例えば250℃以上)で使用する場合に好適である。そして、第2実施例では、接合層40bが金属接合材で構成されるため、第1実施例よりも沿面距離が短くなる(半導体ウエハWと接合層40bとの間で異常放電が発生するおそれがある)。
しかしながら、第2実施例の静電チャック1でも、板状部材10の下面12に、第1貫通孔15の開口部を囲むように板状部材10と一体形成された環状凸部34が設けられている。そのため、環状凸部34によって、半導体ウエハWと接合層40bとの間における沿面距離を長くすることができる。これにより、半導体ウエハWと接合層40bとの間における耐電圧が向上するため、半導体ウエハWと接合層40bとの間での異常放電の発生を防止することができる。なお、第2実施例では、環状凸部34の長さ(Z軸方向の寸法)は、ベース部材20bが金属製でないため、第1実施例より短くてもよい。
また、第2実施例でも、環状凸部34によって接合層40bが覆われているため、接合層40bがプラズマ環境下(貫通孔30に侵入するプラズマ)に直接暴露されなくなる。そのため、接合層40bの劣化を防止することもできる。
そして、第2実施例の静電チャック1では、板状部材10とベース部材20bとの間における熱膨張差が小さいため、環状凸部34と第2貫通孔25との間に設ける隙間35は、第1実施例より小さくてもよい(例えば、0.1~2.0mm程度であればよい)。
<第3実施例>
最後に、第3実施例について説明する。第3実施例では、ベース部材20が金属製であり、接合層40が金属接合材により構成されている。すなわち、第3実施例の静電チャック1では、図7に示すように、セラミックス製の板状部材10と金属製のベース部材20aとが、金属接合材で構成される接合層40bによって接合されている。
最後に、第3実施例について説明する。第3実施例では、ベース部材20が金属製であり、接合層40が金属接合材により構成されている。すなわち、第3実施例の静電チャック1では、図7に示すように、セラミックス製の板状部材10と金属製のベース部材20aとが、金属接合材で構成される接合層40bによって接合されている。
このような第3実施例の静電チャック1も、第2実施例と同様、樹脂接着剤では耐熱性が不足する高温下(例えば250℃以上)で使用する場合に好適である。そして、第3実施例でも、金属接合材で構成される接合層40bを使用するため、第1実施例よりも沿面距離が短くなる(半導体ウエハWと接合層40との間で異常放電が発生するおそれがある)。
しかしながら、第3実施例の静電チャック1でも、板状部材10の下面12に、第1貫通孔15の開口部を囲むように板状部材10と一体形成された環状凸部34が設けられている。そのため、環状凸部34によって、半導体ウエハWと接合層40bとの間における沿面距離を長くすることができる。これにより、半導体ウエハWと接合層40bとの間における耐電圧が向上するため、半導体ウエハWと接合層40との間での異常放電の発生を防止することができる。なお、第3実施例では、環状凸部34の長さ(Z軸方向寸法)は、第1実施例と同じである。
また、第3実施例でも、環状凸部34によって接合層40bが覆われているため、接合層40bがプラズマ環境下(貫通孔30に侵入するプラズマ)に直接暴露されなくなる。そのため、接合層40bの劣化を防止することもできる。
そして、第3実施例では、板状部材10とベース部材20との間に熱膨張差があるため、環状凸部34と第2貫通孔25との間に、第1実施例と同等の隙間35(例えば、0.1~2.0mm程度)を設けている。これにより、環状凸部34の損傷を確実に防ぐことができるため、環状凸部34によって、半導体ウエハWと接合層40bとの間での異常放電の発生を確実に防止することができる。
<変形例>
続いて、変形例について図8を参照しながら説明する。変形例は、上記実施例と基本的な構造は同じであるが、接合層40の第3貫通孔45の径が、上記実施例より小さくなっている。すなわち、変形例では、図8に示すように、環状凸部34(の外周面)と接合層40(第3貫通孔45の内周面)とが接触している。
続いて、変形例について図8を参照しながら説明する。変形例は、上記実施例と基本的な構造は同じであるが、接合層40の第3貫通孔45の径が、上記実施例より小さくなっている。すなわち、変形例では、図8に示すように、環状凸部34(の外周面)と接合層40(第3貫通孔45の内周面)とが接触している。
ここで、第1貫通孔15は、接合層40を介したベース部材20との熱伝達が行われない。そのため、板状部材10の保持面11における第1貫通孔15付近が他の部分と比べて局所的に温度差が大きくなって温度特異点になりやすい。
そこで、第1貫通孔15の開口部を囲むように突出する環状凸部34と接合層40とを接触させることにより、板状部材10とベース部材20との間における熱移動が、接合層40と環状凸部34を介して生じる。これにより、第1貫通孔15付近における熱伝達が促進される。従って、保持面11において第1貫通孔15付近で温度特異点が発生することを抑制することができ、保持面11における均熱性を確保することができる。
以上のように、本実施形態の静電チャック1によれば、板状部材10の下面12において、第1貫通孔15の周囲に板状部材10と一体的に形成された環状凸部34が、少なくとも接合層40の一部を覆うように設けられている。そのため、環状凸部34によって、半導体ウエハWとベース部材20b(実施例1)あるいは接合層40b(実施例2,3)との間における沿面距離を長くすることができる。
従って、半導体ウエハWとベース部材20b(実施例1)あるいは接合層40b(実施例2,3)との間での異常放電の発生を防止することができる。また、環状凸部34により接合層40が覆われるため、接合層40がプラズマ環境下に直接暴露されなくなるので、接合層40の劣化を防ぐことができる。これらのことから、静電チャック1における耐電圧(絶縁性)を向上させることができる。
なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、本開示を静電チャックに適用した場合を例示したが、本開示は、静電チャックに限られることなく、保持面に対象物を保持する保持装置全般について適用することができる。
また、上記の実施形態では、環状凸部34を第2貫通孔25の途中まで設けた場合を例示したが、図9に示すように、環状凸部34を第2貫通孔25の全域に(ベース部材20の下面22まででベース部材20から飛び出さないように)設けてもよい。これにより、静電チャック1における耐電圧をより向上させることができる。なお、環状凸部34を第2貫通孔25の全域に設けると、環状凸部34が長くなり、静電チャック1の製造時に環状凸部34を損傷するおそれがある。そのため、環状凸部34を第2貫通孔25の全域に設ける代わりに、図10に示すように、第2貫通孔25の途中まで設けた環状凸部34に別部材で構成された絶縁スリーブ36などを接合することもできる。これにより、製造時に環状凸部34が損傷することを防止しつつ、静電チャック1における耐電圧をより向上させることができる。
また、上記の実施形態では、環状凸部34がベース部材20(第2貫通孔25内)まで延びている場合を例示しているが、環状凸部34が接合層40の途中まで延びている、つまり環状凸部34の先端が第3層貫通孔45内に位置している形態であっても、上記の効果を得ることができる。
また、環状凸部34の先端角部をR形状やテーパ形状にしてもよいし、環状凸部34に段差を設けて(環状凸部34の厚さを変化させて)もよい。こうすることにより、半導体ウエハWと金属で構成される接合層40bあるいはベース部材20aとの間における沿面距離が更に長くなり、耐電圧をより向上させることができる。
1 静電チャック
10 板状部材
11 保持面
12 下面
15 第1貫通孔
20 ベース部材
21 上面
22 下面
25 第2貫通孔
30 貫通孔
34 環状凸部
35 隙間
40 接合層
45 第3貫通孔
W 半導体ウエハ
10 板状部材
11 保持面
12 下面
15 第1貫通孔
20 ベース部材
21 上面
22 下面
25 第2貫通孔
30 貫通孔
34 環状凸部
35 隙間
40 接合層
45 第3貫通孔
W 半導体ウエハ
Claims (3)
- 第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面と、前記第1の面と前記第2の面を貫通する第1の貫通孔とを備える第1部材と、
第3の面と、前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面と、前記第3の面と前記第4の面を貫通し、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔とを備える第2部材と、
前記第1部材の前記第2の面と前記第2部材の前記第3の面との間に配置され、前記第1部材と前記第2部材とを接合する接合層と、を有し、
前記第1部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記接合層には、前記第1の貫通孔と前記第2の貫通孔を連通させる第3の貫通孔が形成され、
前記第2の面には、前記第1の貫通孔の開口部を囲むように、少なくとも前記第3の貫通孔内に突出する環状の凸部が前記第1の部材と一体的に形成されている
ことを特徴とする保持装置。 - 請求項1に記載する保持装置において、
前記凸部と前記第2の貫通孔との間に隙間が形成されている
ことを特徴とする保持装置。 - 請求項1に記載する保持装置において、
前記凸部と前記接合層とが接触している
ことを特徴とする保持装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021086080A JP2022178937A (ja) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 保持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021086080A JP2022178937A (ja) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 保持装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022178937A true JP2022178937A (ja) | 2022-12-02 |
Family
ID=84238899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021086080A Pending JP2022178937A (ja) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 保持装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022178937A (ja) |
-
2021
- 2021-05-21 JP JP2021086080A patent/JP2022178937A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9960067B2 (en) | Electrostatic chuck | |
CN110767596A (zh) | 静电吸盘 | |
WO2019131115A1 (ja) | 静電チャック装置 | |
JP2008305968A (ja) | ウェハ保持体の電極接続構造 | |
CN113169108A (zh) | 试样保持工具 | |
JP2022178937A (ja) | 保持装置 | |
JP2023001604A (ja) | 保持装置 | |
JP2018101711A (ja) | 静電チャック | |
JP2022178936A (ja) | 保持装置 | |
KR20230043781A (ko) | 웨이퍼 지지 장치 | |
JP7108586B2 (ja) | 保持装置 | |
JP7233160B2 (ja) | 保持装置および保持装置の製造方法 | |
JP7139165B2 (ja) | 保持装置 | |
JP2023001603A (ja) | 保持装置 | |
JP2022164340A (ja) | 保持装置 | |
JP2022092877A (ja) | 保持装置 | |
JP2023046804A (ja) | 保持装置 | |
KR102363647B1 (ko) | 베이스 플레이트 구조체 및 그 제조방법, 기판 고정 장치 | |
TWI798730B (zh) | 接合體、保持裝置及靜電夾頭 | |
JP2023003539A (ja) | 保持部材 | |
JP2020004928A (ja) | 静電チャック | |
JP2024025435A (ja) | 保持装置 | |
JP2023170942A (ja) | 保持装置及び静電チャック | |
JP2022071240A (ja) | 保持装置 | |
JP2022071241A (ja) | 保持装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231109 |