JP2024020855A - 静電チャック、基板固定装置、ペースト - Google Patents

静電チャック、基板固定装置、ペースト Download PDF

Info

Publication number
JP2024020855A
JP2024020855A JP2022123355A JP2022123355A JP2024020855A JP 2024020855 A JP2024020855 A JP 2024020855A JP 2022123355 A JP2022123355 A JP 2022123355A JP 2022123355 A JP2022123355 A JP 2022123355A JP 2024020855 A JP2024020855 A JP 2024020855A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrostatic chuck
electrostatic
electrode
base
titanium
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
Application number
JP2022123355A
Other languages
English (en)
Inventor
道夫 堀内
Michio Horiuchi
凌輔 堀
Ryosuke Hori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP2022123355A priority Critical patent/JP2024020855A/ja
Priority to US18/362,367 priority patent/US20240047259A1/en
Priority to KR1020230099450A priority patent/KR20240018386A/ko
Publication of JP2024020855A publication Critical patent/JP2024020855A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2007—Holding mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

【課題】静電電極にタングステンに代わる材料を用いた、基体と静電電極との密着性が高い静電チャックの提供。【解決手段】本静電チャックは、基体と、前記基体に内蔵された静電電極と、を有し、前記基体は、セラミックスであり、前記静電電極は、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）を主成分とする。【選択図】図６

Description

本発明は、静電チャック、基板固定装置、ペーストに関する。
従来、半導体装置を製造する際に使用される成膜装置やプラズマエッチング装置は、ウェハを真空の処理室内に精度良く保持するためのステージを有する。このようなステージとして、例えば、ベースプレートに搭載された静電チャックによりウェハを吸着保持する基板固定装置が提案されている。
静電チャックは、基体、基体に内蔵された静電電極等を有する。基体は、例えば、高純度のアルミナセラミックスであり、静電電極は、例えば、タングステンを主成分とし、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、及び二酸化ケイ素を含む焼結体である。
上記の焼結体では、セラミックスとタングステンを同一条件で焼結させるが、タングステンは高融点（３３００℃以上）のため焼結するのが難しく、適切な焼結助剤の添加が必要である。上記の焼結体では、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、及び二酸化ケイ素が焼結助剤として機能する。このような、焼結助剤を用いることにより、基体と静電電極との密着性が高い静電チャックを実現している（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２０－４３３３６号公報
しかし、基体の材料によっては、タングステンに焼結助剤を加えると、焼結助剤の成分がセラミックス側へ拡散し、絶縁抵抗率が低下する場合がある。一方、タングステンに焼結助剤を加えないと、タングステンの焼結が進まず、基体と静電電極との密着性が得られなくなる。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、静電電極にタングステンに代わる材料を用いた、基体と静電電極との密着性が高い静電チャックの提供を目的とする。
本静電チャックは、基体と、前記基体に内蔵された静電電極と、を有し、前記基体は、セラミックスであり、前記静電電極は、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）を主成分とする。
開示の技術によれば、静電電極にタングステンに代わる材料を用いた、基体と静電電極との密着性が高い静電チャックを提供することができる。
本実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図である。 本実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する平面図である。 本実施形態に係る静電チャックの製造工程について例示する斜視図（その１）である。 本実施形態に係る静電チャックの製造工程について例示する斜視図（その２）である。 実施例で作製した試験用サンプルの外観を示す写真である。 実施例で作製した試験用サンプルの電極のＸ線回折分析結果である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
［基板固定装置の構造］
図１は、本実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図である。図１を参照すると、基板固定装置１は、主要な構成要素として、ベースプレート１０と、静電チャック２０とを有している。基板固定装置１は、静電チャック２０により吸着対象物である基板Ｗ（例えば、半導体ウェハ等）を吸着保持する装置である。
ベースプレート１０は、静電チャック２０を搭載するための部材である。ベースプレート１０の厚さは、例えば、２０～４０ｍｍ程度である。ベースプレート１０は、例えば、アルミニウムや超硬合金等の金属材料や、その金属材料とセラミックス材との複合材料等から形成され、プラズマを制御するための電極等として利用できる。例えば、入手のし易さ、加工のし易さ、熱伝導性が良好である等の点から、アルミニウム又はその合金を使用し、その表面にアルマイト処理（絶縁層形成）を施したものが好適に使用できる。
例えば、ベースプレート１０に所定の高周波電力を給電することで、発生したプラズマ状態にあるイオン等を静電チャック２０上に吸着された基板Ｗに衝突させるためのエネルギーを制御し、エッチング処理を効果的に行うことができる。
ベースプレート１０の内部に、静電チャック２０上に吸着された基板Ｗを冷却する不活性ガスを導入するガス供給路が設けられてもよい。基板固定装置１の外部からガス供給路に、例えば、ＨｅやＡｒ等の不活性ガスが導入され、静電チャック２０上に吸着された基板Ｗの裏面に不活性ガスが供給されると、基板Ｗを冷却できる。
ベースプレート１０の内部に、冷媒流路が設けられてもよい。冷媒流路は、例えば、ベースプレート１０の内部に環状に形成された孔である。基板固定装置１の外部から冷媒流路に、例えば、冷却水やガルデン等の冷媒が導入される。冷媒流路に冷媒を循環させベースプレート１０を冷却することで、静電チャック２０上に吸着された基板Ｗを冷却できる。
静電チャック２０は、吸着対象物である基板Ｗを吸着保持する部分である。静電チャック２０の平面形状は、基板Ｗの形状に応じて形成されるが、例えば、円形である。静電チャック２０の吸着対象物であるウェハの直径は、例えば、８、１２、又は１８インチである。
なお、平面視とは対象物をベースプレート１０の上面１０ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物をベースプレート１０の上面１０ａの法線方向から視た形状を指すものとする。
静電チャック２０は、接着層を介して、ベースプレート１０の上面１０ａに搭載されている。接着層は、例えば、シリコーン系接着剤である。接着層の厚さは、例えば、０．１～２．０ｍｍ程度である。接着層は、ベースプレート１０と静電チャック２０を接着すると共に、セラミックス製の静電チャック２０とアルミニウム製のベースプレート１０との熱膨張率の差から生じるストレスを低減させる効果を有する。なお、ベースプレート１０に対して静電チャック２０をネジにより固定してもよい。
静電チャック２０は、主要な構成要素として、基体２１と、静電電極２２と、発熱体２４とを有するセラミックス基板である。基体２１の上面は、吸着対象物が載置される載置面２１ａである。静電チャック２０は、例えば、クーロン力型静電チャックである。
基体２１は、誘電体である。基体２１の厚さは、例えば、５～１０ｍｍ程度である。基体２１の比誘電率（１ｋＨｚ）は、例えば、９～１０程度である。基体２１は、３００℃における絶縁抵抗率が１０１４Ωｃｍ以上であることが好ましい。
基体２１は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）を主成分とするセラミックスである。
基体２１は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット相（ＹＡＧ相）を１０モルパーセント以上８０モルパーセント以下含有する酸化アルミニウムセラミックスであることが好ましい。これにより、３００℃における基体２１の絶縁抵抗率を１０１４Ωｃｍ以上とすることができる。
基体２１は、酸化アルミニウムの純度が９９重量パーセント以上の酸化アルミニウムセラミックスであってもよい。これにより、３００℃における基体２１の絶縁抵抗率を１０１４Ωｃｍ以上とすることができる。なお、純度が９９％以上であることは、焼結助剤を添加することなく形成されることを示す。又、純度が９９％以上であることは、製造工程等において意図しない不純物を含む場合もあることを意味している。基体２１は、酸化アルミニウムに対する相対密度が９７％以上であることが好ましい。基体２１において、酸化アルミニウムの平均粒径は、１．０μｍ以下であることが、焼結性を高めるうえで好ましい。
静電電極２２は、導電体パターンにより形成された薄膜電極であり、基体２１に内蔵されている。本実施形態では、静電電極２２は双極タイプであり、第１静電電極２２ａと第２静電電極２２ｂを有している。なお、静電電極２２として、１つの静電電極からなる単極タイプが使用されてもよい。
静電電極２２は、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）を主成分とする。ここで主成分とは、静電電極２２を構成する全物質の８０ｗｔ％以上を占める成分のことを意味する。静電電極２２は、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）のみ、または、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）及びチタニウムの酸窒化物の内の一以上のみ、から構成されることが好ましい。チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）は、例えばＴｉ３Ｏ５であるが、これには限定されない。また、チタニウムの酸窒化物は、例えばＴｉＯ０．３４Ｎ０．７４であるが、これには限定されない。
静電電極２２が、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）を主成分とする場合、焼結助剤を用いないで静電電極２２となるペーストを焼成しても、基体２１との密着性を確保できる。また、焼結助剤を用いないため、焼結助剤の成分が基体２１側へ拡散することがなく、基体２１は高い絶縁抵抗率を維持できる。これらの効果を奏する基体２１には、少なくとも、ＹＡＧ相を１０モルパーセント以上８０モルパーセント以下含有する酸化アルミニウムセラミックスと、酸化アルミニウムの純度が９９重量パーセント以上の酸化アルミニウムセラミックスとが含まれる。
このように、静電チャック２０では、産業上や軍事上で重要性の高い金属ながら、地球の地殻において濃度の低い元素であり、産出地も偏在しており、紛争鉱物にも指定されているタングステンを用いずに電極を形成できる。また、特にＹ２Ｏ３を含むセラミックス中へ拡散して特性を劣化させやすいＳｉＯ２等の焼結助剤を用いないため、焼結助剤の成分が基体２１側へ拡散することがない。
第１静電電極２２ａは、基板固定装置１の外部に設けられた電源４０ａの正極側に接続されている。又、第２静電電極２２ｂは、基板固定装置１の外部に設けられた電源４０ｂの負極側に接続されている。電源４０ａの負極側と電源４０ｂの正極側が基板固定装置１の外部で接続されており、接続点が接地電位となる。
第１静電電極２２ａに電源４０ａからプラス（＋）の電圧が印加され、第２静電電極２２ｂに電源４０ｂからマイナス（－）の電圧が印加される。これにより、第１静電電極２２ａにプラス（＋）電荷が帯電し、第２静電電極２２ｂにマイナス（－）電荷が帯電する。これに伴って、第１静電電極２２ａに対応する基板Ｗの部分Ｗａにマイナス（－）電荷が誘起され、第２静電電極２２ｂに対応する基板Ｗの部分Ｗｂにプラス（＋）電荷が誘起される。
基板Ｗと静電電極２２とその間に配置される静電チャック２０（基体２１）のセラミックス部２５とをコンデンサとみなした場合、セラミックス部２５が誘電層に相当する。そして、セラミックス部２５を介して静電電極２２と基板Ｗとの間に発生したクーロン力によって基板Ｗが静電チャック２０の上に静電吸着される。吸着保持力は、静電電極２２に印加される電圧が高いほど強くなる。
発熱体２４は、基体２１に内蔵されており、電流が流れると発熱して基体２１の載置面２１ａが所定の温度となるように加熱するヒータである。発熱体２４は、第１静電電極２２ａ及び第２静電電極２２ｂの下側（ベースプレート１０側）に配置されている。発熱体２４は、膜状に形成された導電体である。発熱体２４は、基体２１を平面的に複数の領域（ヒータゾーン）を独立して加熱制御することが可能な複数のヒータ電極として設けられる。なお、発熱体２４は、１つのヒータ電極として設けられてもよい。発熱体２４の材料としては、例えば、静電電極２２と同様の材料を使用することができる。
基板固定装置１の外部に設けられた電源から発熱体２４に電流が供給されると、発熱体２４が発熱して静電チャック２０が加熱される。静電チャック２０の温度により、基板Ｗが所定の温度に制御される。静電チャック２０の加熱温度は、５０℃～２００℃の範囲内で、例えば１５０℃に設定される。
図２は、本実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する平面図である。図２を参照すると、基板固定装置１では、円盤状のベースプレート１０の上に静電チャック２０が配置され、静電チャック２０の周囲においてベースプレート１０の周縁部が露出している。ベースプレート１０の周縁部には、半導体製造装置のチャンバに取り付けるための取付孔１１が周縁部に沿って配列されている。
又、静電チャック２０及びベースプレート１０は、中央部に複数（図２では３つ）のリフトピン用開口部１２を有している。リフトピン用開口部１２には、基板Ｗを上下方向に移動するリフトピンが挿通される。リフトピンで基板Ｗを載置面２１ａより上昇させることにより、搬送装置による基板Ｗの自動搬送が可能になる。
［静電チャックの製造方法］
次に、静電チャック２０の製造方法について説明する。図３及び図４は、本実施形態に係る静電チャックの製造工程について例示する斜視図である。
まず、図３（ａ）に示すように、セラミックス材料と有機材料からなるグリーンシート５１を準備する。グリーンシート５１は、例えば、矩形板状に形成されている。グリーンシート５１のセラミックス材料は、例えば、ＹＡＧ相を１０モルパーセント以上８０モルパーセント以下含有する酸化アルミニウムセラミックスや、酸化アルミニウムの純度が９９重量パーセント以上の酸化アルミニウムセラミックスである。グリーンシート５１のセラミックス材料は、焼結助剤を含まない。グリーンシート５１は、有機成分が除去されセラミックス材料が焼結し、緻密化することにより、図１に示す基板Ｗが搭載される部分の基体２１となるものである。
次に、図３（ｂ）に示すように、グリーンシート５１と同様の材料及び同様の形状からなるグリーンシート５２を準備し、グリーンシート５２の上面に、例えば印刷法（スクリーン印刷）により導電性のペーストを印刷して導電体パターン５５を形成する。導電体パターン５５は、後述する工程において焼成されることにより、図１に示す静電電極２２となるものである。なお、導電体パターン５５は、グリーンシート５１の下面に形成されてもよい。
導電体パターン５５を形成するためのペーストとしては、例えば、二酸化チタン粉末とカーボン粉末を含有するペーストを用いることができる。このペーストは、二酸化チタン粉末の量に対するカーボン粉末の量が、モル比で１．８以上２．２以下の範囲となるように、二酸化チタン粉末及びカーボン粉末を含有することが好ましい。このようなペーストを用いることで、後の工程において導電体パターン５５を焼結すると、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）を主成分とする静電電極２２が得られる。
次に、図３（ｃ）に示すように、グリーンシート５１と同様の材料及び同様の形状からなるグリーンシート５３を準備し、グリーンシート５３の上面に、例えば印刷法（スクリーン印刷）により、導電性ペーストを印刷して導電体パターン５７を形成する。導電体パターン５７を形成する導電性ペーストは、上述の導電体パターン５５を形成する導電性ペーストと同じ材料の導電性ペーストを用いることができる。グリーンシート５３は、焼成されることにより、図１に示す発熱体２４を形成するためのものであり、ベースプレート１０に接着される部分の基体２１となるものである。導電体パターン５７は、後述する工程において焼成されることにより、発熱体２４となるものである。なお、導電体パターン５７は、上述のグリーンシート５２の下面に形成されてもよい。
次に、図４（ａ）に示すように、各グリーンシート５１～５３が積層されて構造体７１ａが形成される。各グリーンシート５１～５３は、加熱しながら加圧することにより、互いに接着される。次に、図４（ｂ）に示すように、構造体７１ａの周囲を切断して円盤状の構造体７１ｂが形成される。
次に、図４（ｂ）に示す構造体７１ｂを焼成して、図４（ｃ）に示すセラミックス基板７２ａが得られる。焼成する際の温度は、例えば、１６００℃である。この工程では、導電体パターン５５を焼結することで、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）を主成分とする静電電極２２が得られる。また、導電体パターン５７を焼結することで発熱体２４が得られる。
次に、セラミックス基板７２ａに対して各種の加工が施され、静電チャック２０が完成する。例えば、セラミックス基板７２ａの上下両面が研磨されて載置面と接着面とが形成される。又、セラミックス基板７２ａに、図１に示すリフトピン用開口部１２が形成される。
以下、実施例を挙げて本発明について更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
［実施例］
二酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末とカーボン（Ｃ：グラファイト）粉末をモル比１：２で混合し、エチルセルロースとテレピネオールを主成分とする市販のビークルと混練して電極形成用ペーストを準備した。
一方、Ｙ２Ｏ３（純度９９．９９重量パーセント）を１０モルパーセント含み、残部が酸化アルミニウム（純度９９．９９重量パーセント）からなる無機粉末混合物に、ポリビニルブチラールとフタル酸ジｎブチルを主たる有機成分として加え、有機溶媒を用いたボールミル法によりスラリーを調合し、ドクターブレード法にてグリーンシートを準備した。
次に、このグリーンシートを特定形状に打ち抜いた後、２層を加熱加圧法により積層体とした。この積層体上に粘着テープを用いてマスクを形成し、上記の電極形成用ペーストを簡易的なスキージ法で塗布し、試験用サンプルとした。
次に、上記の試験用サンプルを大気雰囲気中４００℃で加熱処理し、有機成分を除去した。このように、脱脂雰囲気として大気が利用できるので、脱脂が容易であり、また焼成中の残留有機物の影響を排除できる。図５（ａ）に示すように、この脱脂体の外観は、グリーンシート部（図中３０１で示す）は完全な白色であり、タングステンペースト層を含む場合に採用される中性雰囲気（Ｎ２またはＮ２＋Ｈ２Ｏ）中で処理された脱脂体の黒灰色とは明確に異なる色相であった。
一方、電極形成用ペーストの塗布部（図中３０２で示す）は黒灰色で、膨張などの異常は観られなかった。坩堝に入れて同時に熱処理した未乾燥処理のグラファイト粉末の重量変化は約０．９パーセントであった。
次に、上記の脱脂体をドライＮ２雰囲気中、１５６０℃で２時間焼成した結果、図５（ｂ）に示すように、セラミックス部（図中３０１Ｆで示す）が完全な白色で、電極（図中３０２Ｆで示す）が黒灰色を呈する緻密な焼結体が得られた。電極３０２Ｆの膨れや周縁部の滲みは観られず、スクラッチテストでも破壊や剥離が発生せず、十分な密着性が得られていた。また、室温二端子法による電極３０２Ｆの抵抗値は約２０Ωであり、静電チャック２０の静電電極２２として機能するのに十分な導電性が確認された。
次に、電極３０２ＦのＸ線回折分析を行った。図６は、実施例で作製した試験用サンプルの電極３０２ＦのＸ線回折分析結果である。図６において、横軸はＸ線の回折角（２θ）、縦軸は回折Ｘ線の強度である。図６に示すように、Ｔｉ３Ｏ５の回折パターンが確認された。なお、チタニウムの酸窒化物であるＴｉＯ０．３４Ｎ０．７４も同一の回折パターンをもつが、微量窒素の検出には限界があるため、そのような酸窒化物が僅かに共存する可能性は否定できない。
Ｘ線回折分析の結果を前述の室温二端子法による測定結果と合わせて考えると、Ｔｉ３Ｏ５を主成分とする電極の抵抗値は約２０Ωであり、これは静電電極として機能するのに十分な導電性である。また、Ｔｉ３Ｏ５においてＴｉに対する酸素の原子比は約１．７である。よって、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙにおいて原子比ｙ／ｘが１．７未満であれば、Ｔｉ３Ｏ５よりも低い抵抗値が得られることになり、静電電極として使用可能である。
なお、上記は電極形成用ペーストの塗布部の確認及び解析のために、電極を表層に形成したが、電極を積層体中に形成しても問題となる知見は無い。
また、カーボンが共存しない高温での条件下では、ＴｉＯ２はＡｌ２Ｏ３と反応してＡｌ２ＴｉＯ５を生成するが、今回の無酸素雰囲気（ドライＮ２）中のカーボンが共存する条件下では、ＴｉＯ２はＡｌ２Ｏ３との直接反応物は確認されなかった。しかしながら、電極形成用ペーストの塗布部とセラミックスとの界面部では検出化限界以下の微量の反応物の生成可能性を否定できる知見は無い。
また、Ａｌ２Ｏ３自体は、ＴｉＯ２が共存せず、カーボンとＮ２のみが共存する場合は、約１１５０℃から還元窒化されてＡｌＮが生成されるが、今回の試験用サンプルでは検出されていない。
また、今回の条件下では、ＴｉＯ２相は約８００℃で消失することが分かった。
以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、本実施形態において、発熱体２４は、静電チャック２０とベースプレート１０との間に配設されてもよい。又、発熱体２４は、ベースプレート１０に内設されてもよい。又、発熱体２４は、静電チャックの下に外付けされてもよい。
又、本実施形態に係る基板固定装置は、半導体製造装置、例えばドライエッチング装置（例えば平行平板型の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）装置）に適用される。
又、本実施形態に係る基板固定装置の吸着対象物としては、半導体ウェハ（シリコンウエハ等）以外に、液晶パネル等の製造工程で使用されるガラス基板等を例示できる。
１ 基板固定装置
１０ ベースプレート
１１ 取付孔
１２ リフトピン用開口部
２０ 静電チャック
２１ 基体
２２ 静電電極
２２ａ 第１静電電極
２２ｂ 第２静電電極
２４ 発熱体
２５ セラミックス部
４０ａ、４０ｂ 電源
５１、５２、５３ グリーンシート
５５、５７ 導電体パターン
７１ａ、７１ｂ 構造体
７２ａ セラミックス基板

Claims (10)

  1. 基体と、
    前記基体に内蔵された静電電極と、を有し、
    前記基体は、セラミックスであり、
    前記静電電極は、チタニウムの酸化物であるＴｉｘＯｙ（原子比ｙ／ｘは１．７未満）を主成分とする、静電チャック。
  2. 前記静電電極は、前記チタニウムの酸化物のみから構成されている、請求項１に記載の静電チャック。
  3. 前記静電電極は、前記チタニウムの酸化物、及びチタニウムの酸窒化物の内の一以上のみ、から構成されている、請求項１に記載の静電チャック。
  4. 前記チタニウムの酸窒化物は、ＴｉＯ０．３４Ｎ０．７４である、請求項３に記載の静電チャック。
  5. 前記チタニウムの酸化物は、Ｔｉ３Ｏ５である、請求項１に記載の静電チャック。
  6. 前記基体は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット相を１０モルパーセント以上８０モルパーセント以下含有する酸化アルミニウムセラミックスである、請求項１乃至５の何れか一項に記載の静電チャック。
  7. 前記基体は、酸化アルミニウムの純度が９９重量パーセント以上の酸化アルミニウムセラミックスである、請求項１乃至５の何れか一項に記載の静電チャック。
  8. 前記基体は、３００℃における絶縁抵抗率が１０１４Ωｃｍ以上である、請求項１乃至５の何れか一項に記載の静電チャック。
  9. ベースプレートと、
    前記ベースプレートの一方の面に搭載された請求項１乃至５の何れか一項に記載の静電チャックと、を有する基板固定装置。
  10. 二酸化チタン粉末とカーボン粉末を含有し、静電チャックの静電電極に用いるペーストであって、
    前記二酸化チタン粉末の量に対する前記カーボン粉末の量が、モル比で１．８以上２．２以下の範囲となるように、前記二酸化チタン粉末及び前記カーボン粉末を含有するペースト。
JP2022123355A 2022-08-02 2022-08-02 静電チャック、基板固定装置、ペースト Pending JP2024020855A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022123355A JP2024020855A (ja) 2022-08-02 2022-08-02 静電チャック、基板固定装置、ペースト
US18/362,367 US20240047259A1 (en) 2022-08-02 2023-07-31 Electrostatic chuck, substrate fixing device and paste
KR1020230099450A KR20240018386A (ko) 2022-08-02 2023-07-31 정전 척, 기판 고정 장치 및 페이스트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022123355A JP2024020855A (ja) 2022-08-02 2022-08-02 静電チャック、基板固定装置、ペースト

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024020855A true JP2024020855A (ja) 2024-02-15

Family

ID=89769484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022123355A Pending JP2024020855A (ja) 2022-08-02 2022-08-02 静電チャック、基板固定装置、ペースト

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240047259A1 (ja)
JP (1) JP2024020855A (ja)
KR (1) KR20240018386A (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7306915B2 (ja) 2018-09-05 2023-07-11 新光電気工業株式会社 セラミックス基板、静電チャック、静電チャックの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20240047259A1 (en) 2024-02-08
KR20240018386A (ko) 2024-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001244320A (ja) セラミック基板およびその製造方法
JPH05235152A (ja) 静電チャック
US6122159A (en) Electrostatic holding apparatus
KR102659507B1 (ko) 세라믹 기판 및 정전 척
JP2000012195A (ja) セラミックヒータ
US11417558B2 (en) Ceramics substrate, method of manufacturing the same, electrostatic chuck, substrate fixing device, and semiconductor device package
US11177152B2 (en) Ceramic substrate containing aluminum oxide and electrostatic chuck having electrode containing tungsten with oxides
JP2024020855A (ja) 静電チャック、基板固定装置、ペースト
TWI386383B (zh) 氮化鋁燒結體
US11437263B2 (en) Electrostatic chuck and substrate fixing device
JP3426845B2 (ja) 静電チャック
JP4241571B2 (ja) 双極型静電チャックの製造方法
JP2001319967A (ja) セラミック基板の製造方法
US20230307282A1 (en) Ceramic substrate, electrostatic chuck, substrate fixing device, and package for semiconductor device
JP2023170413A (ja) セラミックス基板及びその製造方法、静電チャック、基板固定装置、半導体装置用パッケージ
JP7312712B2 (ja) セラミックス基板、静電チャック、静電チャックの製造方法
JP2005116686A (ja) 双極型静電チャック
TW202308099A (zh) 靜電卡盤、基板固定裝置
JPH09312328A (ja) 静電チャック及びその製造方法
KR20230096465A (ko) 세라믹 서셉터의 제조 방법
JP2001307969A (ja) 半導体製造・検査装置用セラミック基板
JP2003234262A (ja) 半導体製造・検査装置用セラミック基板
JP2003100818A (ja) 支持容器および半導体製造・検査装置