JP2513995B2 - 静電チヤツク - Google Patents
静電チヤツクInfo
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- JP2513995B2 JP2513995B2 JP60298366A JP29836685A JP2513995B2 JP 2513995 B2 JP2513995 B2 JP 2513995B2 JP 60298366 A JP60298366 A JP 60298366A JP 29836685 A JP29836685 A JP 29836685A JP 2513995 B2 JP2513995 B2 JP 2513995B2
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- Japan
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- ceramic insulating
- ceramic
- electrode
- insulating protective
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、静電チャックに関するもので、特に、クリ
ーン度を要求されたり、1000℃までの耐熱性、耐摩耗性
を必要とされる用途に用いられ、半導体製造装置、スパ
ッタリング装置、蒸着装置などに使用されるものであ
る。
ーン度を要求されたり、1000℃までの耐熱性、耐摩耗性
を必要とされる用途に用いられ、半導体製造装置、スパ
ッタリング装置、蒸着装置などに使用されるものであ
る。
「従来の技術」 静電チャックは、静電気のクーロン力を利用する物体
保持装置で、第１図に示すように絶縁基板上に電極を敷
き、その上に、誘電率K1の膜を厚みｒで形成し、Ｖの電
圧をかけると、電荷Q1・Q2が生じ、静電気力Ｆが生じ
る。
保持装置で、第１図に示すように絶縁基板上に電極を敷
き、その上に、誘電率K1の膜を厚みｒで形成し、Ｖの電
圧をかけると、電荷Q1・Q2が生じ、静電気力Ｆが生じ
る。
物体を保持する保持力の静電気力Ｆは、膜の厚みｒが
小さい程大きく、また、電圧Ｖが大きければ大きい程大
きくなる。電圧Ｖを大きくすればするほど保持力が増す
が、あまりにも大きくすると膜の絶縁が破壊されてしま
う。また、膜にピンホールなどの空所があると絶縁が破
壊される。それで、物体を保持する膜の表面は、滑らか
であること、ピンホールがないことが求められる。
小さい程大きく、また、電圧Ｖが大きければ大きい程大
きくなる。電圧Ｖを大きくすればするほど保持力が増す
が、あまりにも大きくすると膜の絶縁が破壊されてしま
う。また、膜にピンホールなどの空所があると絶縁が破
壊される。それで、物体を保持する膜の表面は、滑らか
であること、ピンホールがないことが求められる。
ところで、通常の静電チャックは、特開昭59−92782
号公報に見られるように、電極としてアルミ等の金属を
用い、これを覆う膜としてガラスあるいはベークライ
ト、アクリル、エポキシ等の有機膜を備えたものが使用
されている。しかし、これらの材質は全て耐熱性、耐摩
耗性、耐薬品性等の点で問題があるだけでなく、硬度が
低いことから使用時に摩耗粉が発生して半導体ウェハに
付着しやすく、しかも一体化されていないことから金属
電極が露出して半導体ウェハに悪影響を及ぼしやすいな
どクリーン度の点でも問題がある。
号公報に見られるように、電極としてアルミ等の金属を
用い、これを覆う膜としてガラスあるいはベークライ
ト、アクリル、エポキシ等の有機膜を備えたものが使用
されている。しかし、これらの材質は全て耐熱性、耐摩
耗性、耐薬品性等の点で問題があるだけでなく、硬度が
低いことから使用時に摩耗粉が発生して半導体ウェハに
付着しやすく、しかも一体化されていないことから金属
電極が露出して半導体ウェハに悪影響を及ぼしやすいな
どクリーン度の点でも問題がある。
溶射成形によるセラミック絶縁保護膜の静電チャック
として特開昭58−123381号のものがあるが、溶射はピン
ホールが多く耐電圧に問題がある。
として特開昭58−123381号のものがあるが、溶射はピン
ホールが多く耐電圧に問題がある。
また、チタン酸バリウム等の誘電率K1が高い材料を用
いて絶縁保護膜を形成し、吸着力を高めることも考えら
れていたが、このような誘電率の高い材料は、その成分
が半導体ウェハに悪影響を及ぼしてしまうという問題点
があった。
いて絶縁保護膜を形成し、吸着力を高めることも考えら
れていたが、このような誘電率の高い材料は、その成分
が半導体ウェハに悪影響を及ぼしてしまうという問題点
があった。
「問題点を解決するための手段」 そこで本発明は、電極を形成したセラミック絶縁基板
の平滑な一主面に、ピンホールがなく絶縁耐圧が10kV/m
m以上のセラミック絶縁保護膜を10〜300μｍの厚みに被
覆一体化し、このセラミック絶縁保護膜の表面を吸着面
として静電チャックを構成したことを特徴とする。
の平滑な一主面に、ピンホールがなく絶縁耐圧が10kV/m
m以上のセラミック絶縁保護膜を10〜300μｍの厚みに被
覆一体化し、このセラミック絶縁保護膜の表面を吸着面
として静電チャックを構成したことを特徴とする。
本発明によれば、絶縁基板と絶縁保護膜をセラミック
で形成し、しかも一体構造することにより耐熱性は1000
℃まで向上し、表面の保護膜の摩耗は有機膜より格段に
（２〜３オーダー）向上する。また、摩耗粉が出ず、金
属電極も内封されているため非常にクリーンである。さ
らに、ピンホールがなく絶縁耐圧が10kV/mm以上のセラ
ミック絶縁保護膜を備えることにより、厚みを10〜300
μｍと薄くしても絶縁破壊を生じることはなく、その結
果誘電率の低いセラミックを用いても十分な静電吸着力
を得ることができる。
で形成し、しかも一体構造することにより耐熱性は1000
℃まで向上し、表面の保護膜の摩耗は有機膜より格段に
（２〜３オーダー）向上する。また、摩耗粉が出ず、金
属電極も内封されているため非常にクリーンである。さ
らに、ピンホールがなく絶縁耐圧が10kV/mm以上のセラ
ミック絶縁保護膜を備えることにより、厚みを10〜300
μｍと薄くしても絶縁破壊を生じることはなく、その結
果誘電率の低いセラミックを用いても十分な静電吸着力
を得ることができる。
また、本発明の静電チャックの製造方法としては、例
えばセラミック絶縁基板の表面に形成した電極をセラミ
ック未焼成シートで覆ってホットプレスすれば、ピンホ
ールがなく絶縁耐圧の高いセラミック絶縁保護膜を形成
することができ、耐薬品性等も高めることができる。
えばセラミック絶縁基板の表面に形成した電極をセラミ
ック未焼成シートで覆ってホットプレスすれば、ピンホ
ールがなく絶縁耐圧の高いセラミック絶縁保護膜を形成
することができ、耐薬品性等も高めることができる。
あるいは、上記セラミック絶縁基板の表面に形成した
電極上にセラミックを溶射した後、金属アルコキシド
（グラスIV 101）などのアモルファスをコートしてピン
ホールを埋めてもよい。この場合は、体積固有抵抗1013
Ω・cm以上、絶縁耐圧10kV/mm以上、厚み60〜100μｍの
セラミック絶縁保護膜を得ることができる。
電極上にセラミックを溶射した後、金属アルコキシド
（グラスIV 101）などのアモルファスをコートしてピン
ホールを埋めてもよい。この場合は、体積固有抵抗1013
Ω・cm以上、絶縁耐圧10kV/mm以上、厚み60〜100μｍの
セラミック絶縁保護膜を得ることができる。
また、CVD法やPVD法等によりセラミック絶縁保護膜を
形成することもできる。
形成することもできる。
そして、上記セラミック絶縁保護膜の表面を研磨して
平滑な吸着面を形成すればよい。
平滑な吸着面を形成すればよい。
「実施例１」 アルミナセラミック原料の粉末と有機溶剤とポリビニ
ールアルコールなどの粘結在とを混錬した泥漿よりグリ
ーンシートをつくる。次にこのグリーンシートの表面に
タングステン粉末、モリブデン粉末、粘結在、有機溶剤
などを混ぜて作ったペーストでもってスクリーン印刷に
より一定のパターンの電極を形成した後、1350〜1800℃
の還元性雰囲気中で焼成する。形成した電極をセラミッ
ク絶縁保護膜でコートし一体化する。
ールアルコールなどの粘結在とを混錬した泥漿よりグリ
ーンシートをつくる。次にこのグリーンシートの表面に
タングステン粉末、モリブデン粉末、粘結在、有機溶剤
などを混ぜて作ったペーストでもってスクリーン印刷に
より一定のパターンの電極を形成した後、1350〜1800℃
の還元性雰囲気中で焼成する。形成した電極をセラミッ
ク絶縁保護膜でコートし一体化する。
この一体化するのにホットプレスによる場合は、電極
を形成してその上をセラミック絶縁保護膜を貼り合わせ
ておいてカーボン型に入れて加圧しながら焼成する。
を形成してその上をセラミック絶縁保護膜を貼り合わせ
ておいてカーボン型に入れて加圧しながら焼成する。
セラミック絶縁基板上に金属の電極を形成した後、そ
の電極部を覆うようにセラミックを溶射し、ピンホール
をアモルファス（非結晶体）で塞ぐこともできる。
の電極部を覆うようにセラミックを溶射し、ピンホール
をアモルファス（非結晶体）で塞ぐこともできる。
「実施例２」 次に、第２図に示す静電チャックは、厚みが２〜10mm
のセラミック絶縁基板１の表面に電極２と、この電極２
を覆うセラミック絶縁保護膜３をスクリーン法で形成
し、ホットプレス法により焼成したものである。
のセラミック絶縁基板１の表面に電極２と、この電極２
を覆うセラミック絶縁保護膜３をスクリーン法で形成
し、ホットプレス法により焼成したものである。
電極２は、Mo,Mn,W,Pt,Ti,Si等の金属材料、またはMo
−Mn（重量比4:1）等の合金、あるいは半導体材料等を
用い、５μｍ以上の厚さとする。
−Mn（重量比4:1）等の合金、あるいは半導体材料等を
用い、５μｍ以上の厚さとする。
セラミック絶縁保護膜３はSi3N4,SiC等のセラミック
からなり、極力緻密化することにより、体積固有抵抗10
10〜1011Ω・cmで、絶縁耐圧106V/cm（100V/μｍ）とす
ることができる。
からなり、極力緻密化することにより、体積固有抵抗10
10〜1011Ω・cmで、絶縁耐圧106V/cm（100V/μｍ）とす
ることができる。
「実施例３」 さらに、本発明の他の実施例を説明する。
第３図に示すように、円柱上のセラミック絶縁基板４
上に電極５を形成し、セラミック絶縁保護膜をなすセラ
ミックシート６を載せて押型７で押しつけ、電極５には
端子８を接続した。そして、第４図に示すように焼成し
た後、表面をラップ仕上げして表面粗さ（Ra）１μｍ以
下の平滑な吸着面を形成した。なお、電極５のパターン
は第５図に示す通りである。
上に電極５を形成し、セラミック絶縁保護膜をなすセラ
ミックシート６を載せて押型７で押しつけ、電極５には
端子８を接続した。そして、第４図に示すように焼成し
た後、表面をラップ仕上げして表面粗さ（Ra）１μｍ以
下の平滑な吸着面を形成した。なお、電極５のパターン
は第５図に示す通りである。
この静電チャックの寸法は、外径100mm、高さ10mm
で、使用温度は室温型である。電極５の材質は金属また
は半導体材料とし、厚さは約１μｍとしてドライコーテ
ィング（例えば電子ビーム蒸着）により形成した。セラ
ミック絶縁保護膜は絶縁耐圧が10kV/mm以上であれば誘
電率が小さくても良く、その厚さは50μｍ以下で、また
ウェハチャッキング面の平面度は50μｍ以下とした。
で、使用温度は室温型である。電極５の材質は金属また
は半導体材料とし、厚さは約１μｍとしてドライコーテ
ィング（例えば電子ビーム蒸着）により形成した。セラ
ミック絶縁保護膜は絶縁耐圧が10kV/mm以上であれば誘
電率が小さくても良く、その厚さは50μｍ以下で、また
ウェハチャッキング面の平面度は50μｍ以下とした。
「発明の効果」 以上のように本発明によれば、セラミック絶縁基板の
平滑な一主面に形成した電極を覆うように、ピンホール
がなく絶縁耐圧10kV/mm以上のセラミック絶縁保護膜を
膜10〜300μｍに被覆一体化し、この表面に平滑な吸着
面を形成したことによって、セラミック絶縁保護膜を均
一に薄くできることから、吸着力を高めることができる
とともに、半導体ウェハ等の被吸着物を高精度に加工す
ることができる。
平滑な一主面に形成した電極を覆うように、ピンホール
がなく絶縁耐圧10kV/mm以上のセラミック絶縁保護膜を
膜10〜300μｍに被覆一体化し、この表面に平滑な吸着
面を形成したことによって、セラミック絶縁保護膜を均
一に薄くできることから、吸着力を高めることができる
とともに、半導体ウェハ等の被吸着物を高精度に加工す
ることができる。
また、このセラミック絶縁保護膜の絶縁耐圧を高くし
ておくことにより、薄くしても絶縁破壊を生じることは
ない。
ておくことにより、薄くしても絶縁破壊を生じることは
ない。
したがって、アルミナや炭化珪素、窒化珪素等の半導
体ウェハに悪影響を及ぼすことのない低誘電率のセラミ
ックを用いても吸着力の大きい静電チャックを構成する
ことができる。
体ウェハに悪影響を及ぼすことのない低誘電率のセラミ
ックを用いても吸着力の大きい静電チャックを構成する
ことができる。
第１図は本発明の静電チャックの原理を説明する図、第
２図は第２実施例を説明する斜視図、第３〜５図は第３
実施例を説明する図で、第３図は押型で押状態を示す縦
断面図、第４図は焼成後で使用状態を説明する縦断面
図、第５図は電極パターンの平面図である。
２図は第２実施例を説明する斜視図、第３〜５図は第３
実施例を説明する図で、第３図は押型で押状態を示す縦
断面図、第４図は焼成後で使用状態を説明する縦断面
図、第５図は電極パターンの平面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】電極を形成したセラミック絶縁基板の平滑
な一主面に、ピンホールがなく絶縁耐圧が10kV/mm以上
のセラミック絶縁保護膜を10〜300μｍの厚みに被覆一
体化し、このセラミック絶縁保護膜の表面を吸着面とし
たことを特徴とする静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60298366A JP2513995B2 (ja) | 1985-12-29 | 1985-12-29 | 静電チヤツク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60298366A JP2513995B2 (ja) | 1985-12-29 | 1985-12-29 | 静電チヤツク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62157752A JPS62157752A (ja) | 1987-07-13 |
| JP2513995B2 true JP2513995B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=17858757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60298366A Expired - Lifetime JP2513995B2 (ja) | 1985-12-29 | 1985-12-29 | 静電チヤツク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2513995B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6878907B2 (en) | 2000-02-25 | 2005-04-12 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic substrate and process for producing the same |
| US7011874B2 (en) | 2000-02-08 | 2006-03-14 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic substrate for semiconductor production and inspection devices |
| KR20150109448A (ko) * | 2013-01-22 | 2015-10-01 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 정전기 클램프 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0755423B2 (ja) * | 1991-03-29 | 1995-06-14 | 日本碍子株式会社 | ウエハー保持具の製造方法 |
| JPH06737A (ja) * | 1991-03-29 | 1994-01-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電チャック基板 |
| EP0635870A1 (en) * | 1993-07-20 | 1995-01-25 | Applied Materials, Inc. | An electrostatic chuck having a grooved surface |
| US5671116A (en) * | 1995-03-10 | 1997-09-23 | Lam Research Corporation | Multilayered electrostatic chuck and method of manufacture thereof |
| JPH09237826A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Kyocera Corp | 静電チャック |
| US5835333A (en) * | 1995-10-30 | 1998-11-10 | Lam Research Corporation | Negative offset bipolar electrostatic chucks |
| US5812361A (en) * | 1996-03-29 | 1998-09-22 | Lam Research Corporation | Dynamic feedback electrostatic wafer chuck |
| US6217655B1 (en) | 1997-01-31 | 2001-04-17 | Applied Materials, Inc. | Stand-off pad for supporting a wafer on a substrate support chuck |
| US5841624A (en) * | 1997-06-09 | 1998-11-24 | Applied Materials, Inc. | Cover layer for a substrate support chuck and method of fabricating same |
| US6088213A (en) * | 1997-07-11 | 2000-07-11 | Applied Materials, Inc. | Bipolar electrostatic chuck and method of making same |
| JP2014027207A (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Hitachi Chemical Co Ltd | 誘電体及びこの誘電体を用いた静電チャック |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5267353A (en) * | 1975-12-01 | 1977-06-03 | Hitachi Ltd | Electrostatic chuck |
| GB2106325A (en) * | 1981-09-14 | 1983-04-07 | Philips Electronic Associated | Electrostatic chuck |
| JPS5957446A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-03 | Kokusai Electric Co Ltd | 静電吸着式基板保持装置 |
| JPS5964245A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-12 | Fujitsu Ltd | 静電チヤツク |
| JPS60197335A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-05 | Toshiba Corp | 静電チヤツク装置 |
| JPS60261377A (ja) * | 1984-06-08 | 1985-12-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 静電チャックの製造方法 |
| JPH0697675B2 (ja) * | 1985-10-21 | 1994-11-30 | 東陶機器株式会社 | 静電チャック基盤 |
-
1985
- 1985-12-29 JP JP60298366A patent/JP2513995B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7011874B2 (en) | 2000-02-08 | 2006-03-14 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic substrate for semiconductor production and inspection devices |
| US6878907B2 (en) | 2000-02-25 | 2005-04-12 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic substrate and process for producing the same |
| KR20150109448A (ko) * | 2013-01-22 | 2015-10-01 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 정전기 클램프 |
| KR102203118B1 (ko) * | 2013-01-22 | 2021-01-15 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 정전기 클램프 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62157752A (ja) | 1987-07-13 |
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