JP2581627B2 - 静電チャック装置の電気的接合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等を真空
中で保持できる静電チャック用シートを貼着した静電チ
ャック装置の電気的接合方法に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、半導体製造プロセスは、ドライ化が
急速に進み、エッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、イ
オン注入装置、アッシング装置、電子ビームリソグラフ
ィー、Ｘ線リソグラフィー等では、半導体ウエハ等の試
料を１５００Ｐａ以下の真空中で処理することがしばし
ば行われている。従来、これ等の試料の保持には、機械
的方法によるメカニカルチャックや真空チャック等が多
く使用されてきたが、メカニカルチャックは、試料全体
をホルダー全体に均一に保持することができず、試料に
損傷を与える恐れや、試料表面の温度分布を均一にする
ということができない欠点があった。また、真空チャッ
クは、大気圧との圧力差を利用するために、真空チャン
バー内での使用は不可能である。また、イオンビームエ
ッチング装置やマグネトロン反応性イオンエッチング装
置、イオン注入装置、プラズマエッチング装置等では、
試料が高速イオンにさらされるために、表面温度が上昇
し、レジスト等に熱損傷を与えると言う問題があった。
更にプラズマＣＶＤ装置では、試料が温度によって生成
膜の生成速度や性質に強い影響を与える等、表面温度分
布によっては悪影響がみられ、高精度の安定した加工が
行えないため、試料温度を低く、かつ均一に調整するこ
とが不可欠となる場合が多くなっている。

【０００３】したがって、真空中で試料とホルダーとを
熱的に均一に、しかも信頼性が高く保持するには、静電
吸着力を利用した静電チャック用シートを利用する静電
チャック装置が非常に有利である。この様な静電チャッ
ク装置は、例えば英国特許第１４４３２１５号に述べら
れているように、誘電材料の層で被覆したほぼ平坦な導
電性の支持部材を主要部分として有している。この静電
チャックは、被吸着物であるウエハを電気的に接触させ
る手段を有しており、これによりウエハと支持体の間に
電位差を加えることができる。この様な電位差は誘電層
の間に静電気的吸着力を生じさせ、これによりウエハは
導電層に対しほぼ平坦に支持される。真空チャンバー内
部でウエハを上記のように吸着させておき、その支持体
より遠い側の表面に対し高速イオンを照射して加工処理
がなされる。

【０００４】ところが、これらの静電チャック装置に
は、誘電体として有機高分子材料やセラミックスなどの
無機材料が使用されており、分極電荷を発生させるため
の内部電極としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎその他の金属材
料が使用されている。そして、その内部電極に給電する
方法として、特に有機高分子材料を使用した静電チャッ
クでは、従来は給着面内部の電極と、それに給電するリ
ード線部分とは、一体に作製し、リード線部分は、吸着
面の一部分の端部で折り曲げて外部に取り出す構造とな
っている。

【０００５】図５は、従来の静電チャック装置のリード
線部分を説明する断面図である。静電チャック用シート
２は、第１の絶縁層２１、第１の接着層２２、電極層２
３、第２の接着層２４、及び第２の絶縁層２５が順次積
層され、リード線部分２ａが一体的に形成された構造を
有している。この静電チャック用シート２は、接着剤層
４を介して金属、セラミックやプラスチック等からなる
基盤１の上に接着されて、静電チャック装置を構成して
いる。なお、６はウエハ、７は保護部材である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構造の
静電チャック装置の静電チャック用シート２の表面にウ
エハ６を吸着してプラズマエッチング処理をする場合、
リード線部分２ａは保護部材７で保護して処理を行う
が、その際、ウエハ６と保護部材７との間で、リード線
部分の一部が非常に僅かではあるが露出してしまう（図
５のＡで示される部分）。そのため、プラズマエッチン
グ等の処理を繰り返すと、リード線部分の露出部分にプ
ラズマが当り、その露出部分の絶縁層がエッチングされ
て薄くなり、ついには絶縁破壊を起こしてしまうという
欠点があった。そして、その絶縁破壊が、その静電チャ
ックの寿命となるため、ウエハの精密加工工程における
静電チャックの交換頻度が多くなり、生産効率が非常に
悪いという問題があった。本発明は、この様な問題点に
鑑みてなされたものである。

【０００７】したがって、本発明の目的は、吸着面を有
する静電チャック用シート内部の導電層への給電方法を
改善して、静電チャックの寿命を著しく延ばし、高性能
加工品を量産することができる経済的で信頼性の高い静
電チャック装置を製造するための静電チャック装置の電
気的接合方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の静
電チャック装置における給電用のリード線部分を改良す
ることを意図して鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至った。本発明の静電チャック装置の電気的接合方法
は、吸着面を有する静電チャック用シートとそれに電気
を供給するためのリード線部分とを、分離して形成し、
それらを高速イオンが当らないように基盤に設けた凹部
で静電チャック用シートと電気的に接合するものであ
る。

【０００９】すなわち、本発明の静電チャック装置の電
気的接合方法は、厚さ方向に貫通孔が設けられた基盤
と、接着剤を介して基盤表面に接着されると共にその内
部に電極層を内在する静電チャック用シートと、接着剤
を介して貫通孔内面に接着されると共にその内部に導電
層を内在し、そして、貫通孔が基盤表面に至る箇所で静
電チャック用シートと電気的に接合される給電シートを
備えた静電チャック装置において、基盤に設けられた貫
通孔が基盤表面に至る箇所で基盤に凹部が形成されてお
り、基盤の凹部における静電チャック用シートと給電シ
ートとの接触部分における静電チャック用シートの電極
層の一部と給電シートの導電層の一部とをそれぞれ露出
させ、両露出部の間を、（Ａ）導電性接着剤、（Ｂ）低
融点はんだ、または（Ｃ）金属バネと導電性接着剤から
選択された導電性接合剤によって接合することを特徴と
する。

【００１０】図１は、本発明の電気的接合法が適用され
た静電チャック装置の模式的断面図であり、図２および
図３は、図１における静電チャック用シートと給電シー
トとの電気的接合部分の一例の拡大断面図である。図
中、１は基盤であって、適宜の位置に、貫通孔１１を有
する凹部１２が設けられている。凹部の形状及び深さ
は、給電シートの端部の形状及び厚さと同一に形成する
のが好ましい。２は静電チャック用シートであって、第
１の絶縁層２１、第１の接着層２２、電極層２３、第２
の接着層２４、及び第２の絶縁層２５を順次積層した構
造を有し、そして基盤と接着させる面の、基盤の凹部に
対応する位置に、電極層２３が露出するように半抜き孔
が設けられている。また、３は帯状の給電シートであっ
て、第３の絶縁層３１、第３の接着層３２、導電層３
３、第４の接着層３４、及び第４の絶縁層３５を順次積
層した構造を有し、そして、両端近傍に、導電層３３が
露出するように半抜き孔が設けられている。

【００１１】静電チャック用シート２は、接着剤層４１
を介して基盤１の上に接着されており、また、給電シー
ト３は、接着剤層４２を介して、基盤に設けられた凹部
及びそのスリット状孔の一方の側に接着されている。な
お、図１においては、基盤の裏面にも上記スリット孔と
一体になった凹部が設けられている。静電チャック用シ
ートの第２の接着層及び第２の絶縁層にあけられ半抜き
孔と、給電シートの第３の絶縁層及び第３の接着層にあ
けられ半抜き孔との間に形成される空間には、図２にお
いては、導電性接着剤または低融点合金から選択された
導電性接合剤５が充填され、静電チャック用シートと給
電シートが接合されている。それによって、静電チャッ
ク用シートの導電層２３と給電シートの導電層３３とが
電気的に結合される。また、図３においては、湾曲した
金属箔５１が挿入され、導電性接着剤５２によって固定
されている。湾曲した金属箔５１は、バネとして作用
し、その一部が、静電チャック用シートの電極層２３と
給電シートの導電層３３とにそれぞれ接触しているの
で、これ等電極層と導電層は電気的に接合された状態に
保持される。この場合、金属バネが使用されているた
め、静電チャック用シートを貼り付ける際に、電気的接
合部分に変形を生じることがない。上記の場合、湾曲し
た金属箔５１は、一枚の箔よりなるものであっても、ま
た、図４に示すように、湾曲した金属箔が折り重ねられ
て形成されたものであってもよい。なお、６は、静電チ
ャック装置に載置されたウエハである。

【００１２】次に、本発明の電気的接合方法を適用して
上記静電チャック装置を作製する場合について説明す
る。まず、帯状の給電シートの両端部近傍の一定の位置
に、第３の絶縁層及び第３の接着層の一部を取り除くい
わゆる半抜き加工を施して半抜き孔をあけ、導電層を露
出させる。半抜き孔の形状は、通常円形であるが、その
他の形状でもよい。半抜き加工が施された給電シート
は、基盤の凹部１２及び貫通孔１１に、半抜き孔が外側
になるように接着剤を用いて貼り付ける。次に、静電チ
ャック用シートを、基盤に貼り付けた給電シートと重ね
合わせて、給電シートの半抜き孔の位置を確認し、静電
チャック用シートの裏面のその位置に、半抜き加工を施
して、給電シートと同一の半抜き孔を形成し、電極層を
露出させる。

【００１３】次に、静電チャック用シート及び給電シー
トの半抜き孔の露出した電極層および導電層を導電性接
合剤により電気的に接合する。例えば、導電性接着剤を
用いる場合には、上記半抜き孔の露出した電極層および
導電層の上に、導電性接着剤を塗布し、脱ガス処理を施
した後、静電チャック用シートを、給電シートとの間で
位置ずれがしないように十分注意をしながら基盤上に接
着剤を用いて貼り付け、その後、導電性接着剤を硬化処
理すればよい。また、導電性接合剤として金属バネおよ
び導電性接着剤を用いる場合には、静電チャック用シー
ト及び給電シートの半抜き孔の露出した電極層および導
電層の上に、導電性接着剤を塗布し、そして給電シート
の半抜き孔に金属バネを載置し、以下、上記と同様に処
理すればよい。

【００１４】なお、上記の貼り付け手順を変えて、まず
静電チャック用シートと給電シートを導電性接合剤で接
合し、その後それらを金属基盤に貼り付けてもよい。ま
た、貼り付け方法としては、ロール貼り、加圧貼り、真
空貼り、その他種々の貼り付け方法が採用できる。

【００１５】次に、本発明が適用される静電チャック装
置を構成する各材料について説明する。静電チャック用
シートおよび給電シートの第１ないし第４の絶縁層は、
耐熱性、耐電圧性等の信頼性に優れた材料よりなる。静
電吸着力には、絶縁層の厚さが大きく影響している。し
たがって、電極間への印加電圧V に十分に耐える範囲内
で、できるかぎり薄い厚さとすることによって、静電吸
着力と熱伝導性を向上させることを可能になるように、
耐電圧特性の優れた高耐熱性プラスチックフィルムを使
用することが必要である。この様な点から、本発明にお
いては、５〜７５μｍの厚さの薄いポリイミドフィルム
又は１５０℃以上の耐熱性があるプラスチックフィルム
を用いるのが好ましい。ポリイミドフィルムとしては、
例えば、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ：デュポン社製）、ア
ピカル（鐘淵化学工業社製）、ユーピレックス（宇部興
産社製）、ニトミッド（日東電気工業社製）、スペリオ
フィルム（三菱樹脂社製ポリエーテルイミド樹脂）等が
あげられる。また、１５０℃以上の耐熱性があるプラス
チックフィルムとしては、例えば、フッ素樹脂（フロロ
エチレン−プロピレン共重合体等）、ポリエーテルサル
ホン、ポリエーテルエーテルケトン、延伸ポリエチレン
テレフタレート、延伸ナイロン、セルローストリアセテ
ート、シリコーンゴム等があげられる。

【００１６】また、必要に応じて、アルミナ、ほう化ジ
ルコニウム、窒化ホウ素等の熱伝導性の高い粒径５μｍ
以下のフィラーを、固形分比で２０〜７０％分散させた
ものを使用すると効果的であるが、熱伝導性の効果に反
して、耐電圧特性が低下する傾向があるため、使用に際
してはこの点について十分な配慮が必要である。

【００１７】静電チャック用シート及び給電シートの第
１ないし第４接着層としては、絶縁層と導電層もしくは
電極層の両者に対する接着力及び耐熱性に優れた接着剤
が必要であり、熱硬化性又は２液硬化型接着剤が使用さ
れる。例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリ
イミド系、エポキシ系、変性ポリアミド系、ゴム系等の
接着剤が有効であり、これ等の接着剤は単独で又は混合
物として用いることができる。本発明においては、これ
等第１ないし第４の接着層には、アルミナ、ほう化ジル
コニウム、窒化硼素、シリカ等の熱伝導性を高めること
ができる粒径５μｍ以下のフィラーを、固形分比で５〜
８０％分散させて用いると、より効果的である。接着剤
の塗膜は、接着力を維持できる３〜３０μｍの厚さが適
当であり、５〜１０μｍの範囲内とするのが製造および
加工性の点から最も好ましい。これ等第１ないし第４の
接着層は、第１ないし第４の絶縁層で耐電圧性が確保さ
れているため、接着力不足さえなければ厚さをどの様に
薄くしても差し支えない。

【００１８】電極層および導電層としては、膜厚５０μ
ｍ以下の銅箔が通常使用されるが、その他Ｎｉ、Ｃｒ、
Ｆｅ、Ａｌ、ステンレス鋼、Ｓｎなどの金属箔でもよ
く、場合によっては、金属蒸着加工したものでもよい
し、導電性塗料を塗布したものでも使用できる。銅箔で
は２０μｍ前後の厚さのものが最も加工性に優れてい
る。また、電極層および導電層は、放電が起こるのを防
止するために、その端縁が外部に露出しないように第１
ないし第４の接着層によって封入された状態になってい
ることが必要である。

【００１９】上記の層構成を有する静電チャック用シー
ト及び給電シートは、基盤上に接着剤を用いて貼り付け
るが、使用できる接着剤としては、上記第１ないし第４
の接着層におけると同様のものが使用できる。また、こ
の接着剤には、熱伝導性を高める目的で、フィラーを添
加するのが好ましい。静電チャック用シートと基盤との
間に形成される接着剤層の膜厚は、３〜３０μｍの範囲
にあるのが好ましい。

【００２０】本発明において、静電チャック用シートの
電極層と給電シートの導電層とを接合するための導電性
接合剤としては、（Ａ）導電性接着剤、（Ｂ）低融点合
金、または（Ｃ）金属バネと導電性接着剤から選択され
たものが使用される。

【００２１】（Ａ）導電性接着剤 導電性接着剤は、導電性充填剤に耐熱性に優れた接着
剤、硬化剤を適量加えて練り混ぜたもので、接着し硬化
させた状態で、電気抵抗が１００Ω以下のもの、好まし
くは１Ω以下のものが使用できる。接着剤としては、エ
ポキシ系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタ
ン系、ゴム系など、またはこれらの混合物で、耐熱性の
高い２液硬化型接着剤、自己架橋型接着剤、或いは無溶
剤型接着剤が使用されるが、エポキシ樹脂が好ましく使
用される。これら接着剤は、導電性充填剤に対して３〜
５０重量％の範囲で使用するのが好ましい。導電性充填
剤としては、金、銀、銅、ニッケル、ロジウム等の金属
粉末または酢酸、乳酸銀等の有機金属粉末又は無機粉末
の表面に銀めっき、ニッケルめっき等のめっきを施した
もの等が使用され、その形状は、球状、フレーク状、樹
枝状等、いかなる形状のものでもよいが、平均粒径は、
抵抗値の安定上１０μｍ以下であることが好ましい。

【００２２】エポキシ樹脂としては、限定はないが、１
分子中に２個以上のエポキシ基を有するものが使用さ
れ、例えば、グリシジルエーテル類、グリシジルエステ
ル類、グリシジルアミン類、線状脂肪族エポキシド、脂
環式エポキシド等があげられる。グリシジルエーテル類
としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノール
Ｆ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラメ
チルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノール
Ｆ、テトラメチルビスフェノールＡＤ、テトラメチルビ
スフェノールＳ、テトラクロロビスフェノールＡ、テト
ラブロモビスフェノールＡ等の二価フェノール類のジグ
リシジルエーテル；、フェノールノボラック、クレゾー
ルノボラック、ブロム化フェノールノボラック等のノボ
ラック樹脂のポリグリシジルエーテル；ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、ブタンジオール
等のアルキレングリコール又はポリアルキレングリコー
ルのジグリシジルエーテル等があげられる。グリシジル
エステル類としては、例えば、ヘキサヒドロフタル酸の
グリシジルエステルやダイマー酸のグリシジルエステル
等があげられ、グリシジルアミン類としては、例えば、
トリグリシジルアミノジフェニルメタン、トリグリシジ
ルアミノフェノール、トリグリシジルイソシアヌレート
等があげられる。線状脂肪族エポキシドとしては、例え
ば、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等が
あげられ、脂環式エポキシドとしては、例えば、３，４
−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチルカルボキ
シレート、３，４−エポキシシクロヘキシルメチルカル
ボキシレート等があげられる。これらのエポキシ樹脂
は、単独又は混合して使用することができる。

【００２３】上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、例え
ば、ビス（４−アミノフェニル）スルホン、ビス（４−
アミノフェニル）メタン、１，５−ジアミノナフタリ
ン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミ
ン、ｏ−フェニレンジアミン、２，６−ジクロロ−１，
４−ベンゼンジアミン、１，３−（ｐ−アミノフェニ
ル）プロパン、ｍ−キシレンジアミン等の芳香族アミン
系化合物、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、
テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルア
ミン、ヘキサメチレンジアミン、メンセンジアミン、イ
ソフォロンジアミン、ビス（４−アミノ−３−メチルジ
シクロヘキシル）メタン、ポリメチレンジアミン、ポリ
エーテルジアミン等の脂肪族アミン系化合物、ポリアミ
ノアミド系化合物、ドデシル無水コハク酸、ポリアジピ
ン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物等の脂肪族酸無水
物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無
水フタル酸等の脂環式酸無水物、無水フタル酸、無水ト
リメリット酸、トリメリット酸トリグリセライド、ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコー
ルビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテ
ート等の芳香族酸無水物、ジシアンジアミド、有機酸ジ
ヒドラジッド等の塩基性活性水素化合物類、イミダゾー
ル化合物類、ルイス酸およびブレステッド酸塩類、ポリ
メルカプタン化合物類、フェノール樹脂類、ユリア樹脂
類、メラミン樹脂類、イソシアネートおよびブロックイ
ソシアネート化合物類があげられる。

【００２４】（Ｂ）低融点合金 低融点合金としては、化学成分として、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓ
ｎ、Ｉｎ、Ｃｄ等を含む低融点はんだや、Ｓｎ、Ｐｂ、
Ｉｎ等を含む耐アルカリ性はんだ等があげられ、作業性
の点から、融点１５０℃以下の低融点はんだ或いは合金
が好ましく使用できる。それらの具体例として、例え
ば、２２Ｓｎ−２８Ｐｂ−５０Ｂｉ合金（融点１００
℃）、１５．５Ｓｎ−３２Ｐｂ−５２．５Ｂｉ合金（融
点９５℃）、１７Ｓｎ−５７Ｂｉ−２６Ｉｎ合金（融点
７８．９℃）、１２Ｓｎ−１８Ｐｂ−４９Ｂｉ−２１Ｉ
ｎ合金（融点５７．８℃）等の低融点はんだ、ホルムベ
ルグ合金（融点１２５℃）、メロッテ合金（融点９９。
５℃）、ニュートンメタル（融点９４．５℃）、ダルス
メタル（融点９３℃）、ローズメタル（融点７９℃）等
のＢｉ−Ｐｂ−Ｓｎ系低融点合金、および、リヒテンベ
ルグ合金（融点９２℃）、クローズ合金（融点８８
℃）、ウッドメタル（融点７１℃）、リボウィッチメタ
ル（融点７０℃）等Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ系低融点合
金等をあげることができる。

【００２５】（Ｃ）金属バネと導電性接着剤 金属バネは、導電性であってバネとしての作用を有する
ものであれば、いかなるものでも使用することができ
る。具体的には、導電性が良好で加工性に優れているＡ
ｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ等の金属箔を打ち抜
いて、湾曲になった状態のものが好ましく使用される。
また、導電性接着剤としては、上記（Ａ）に記載したも
のが使用できる。

【００２６】本発明において、基盤の上に貼着される静
電チャック用シートは、その全体の膜厚が３０〜４００
μｍの範囲内にすることが必要であり、８０〜１５０μ
ｍの範囲が好ましい。膜厚が３０μｍよりも薄くなる
と、加工性の点で問題が生じ、また４００μｍよりも厚
くなると、熱伝導性が悪くなるために温度上昇が激しく
なり、ウエハ表面温度が高くなる。

【００２７】本発明において、熱伝導性向上の目的か
ら、静電チャック用シートの面に一定パターンの冷却用
ガス通路を設けて、基盤裏側から、低圧力のＮ₂ 、Ｈ
ｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを充満又は通過させることも好
ましい。

【００２８】本発明においては、静電チャック用シート
の裏面に電極層の露出部があり、その露出部が、給電シ
ートの導電層の露出部と導電性接合剤によって接合され
る。そして、給電シートは、基盤に設けられた貫通孔に
接着されて基盤の裏面に達しているので、給電シートが
基盤の表面に露出していない。したがって、真空中で静
電チャック用シートの吸着面に被吸着物を静電的に吸着
させ、プラズマエッチング等の高速イオン処理を行う際
に、給電シートが直接高速イオンにさらされることがな
い。

【００２９】

〔静電チャック用シートの作製〕

膜厚５０μｍのポリイミドフィルム（カプトン２００Ｈ、東レデュポン社製） からなる第１の絶縁層に、下記組成よりなる第１の接着層用接着剤を厚さ１０μ ｍになるように塗布し、１７０℃で乾燥した。 ポリアミド樹脂 ４４５．２部 （プラタボンダＭ−９９５、日本リルサン社製） 高純度エポキシ樹脂 ２２２．６部 （エピコートＹＬ９７９、油化シェル社製） ノボラックフェノール樹脂 １１１．３部 （タマノル７５２、荒川化学社製）（架橋剤） ジシアンジアミド（和光純薬社製）（架橋促進剤） ０．５７部

【００３０】乾燥後、電解銅箔（１／２０Ｚ、日本鉱業
社製）を貼り合わせ、４０〜１６０℃までのステップキ
ュアー処理を２４時間行い、ネガ型感光性フィルム（Ｏ
ＺＡＴＥＣ−Ｔ５３８、ヘキストジャパン社製）を、銅
箔側に貼り合わせた。露光−現像−エッチング−洗浄−
乾燥の手順により、静電チャック用シートの為の電極層
を所定の形状に形成した。一方、第２の絶縁層として別
のポリイミドフィルム（ユーピレックス25S ）を用い、
これに、上記と同様にして同組成の第２の接着層用接着
剤を塗布し、これを上記形成されたパターン状銅箔より
なる電極層上に貼り合わせ、同様にキュアー処理を行っ
た。得られた積層シート全体の厚さは１３０μｍであっ
た。この積層シートについて、金属基盤の寸法に合わせ
て成形加工を行い、さらに所定の位置に半抜き加工を施
して直径２．０ｍｍの半抜き孔を設け、静電チャック用
シートを作製した。

【００３１】〔給電シートの作製〕膜厚５０μｍのポリ
イミドフィルム（カプトン２００Ｈ、東レデュポン社
製）からなる第３の絶縁層に、上記第１の接着層用接着
剤と同一組成の接着剤を第３の接着層用のものとして厚
さ１０μｍになるように塗布し、１７０℃で乾燥した。
その後、上記静電チャックシートの電極層形成と同じ手
順で、給電シートのための導電層を所定の形状に形成し
た。一方、第４の絶縁層として別のポリイミドフィルム
（ユーピレックス25S ）を用い、これに、上記第１の接
着層用接着剤と同一組成の接着剤を塗布して第４の接着
層を形成した。これを上記の用に形成された銅箔よりな
る導電層上に貼り合わせ、同様にキュアー処理を行っ
た。得られた積層シート全体の厚さは１３０μｍであっ
た。この積層シートについて、金属基盤の凹部およびス
リット状貫通孔の寸法に合わせて成形加工を行い、さら
に所定の位置に半抜き加工を施して直径２．０ｍｍの半
抜き孔を設け、給電シートを作製した。

【００３２】〔静電チャック装置の作製〕まず、上記接
着層用接着剤と同様の組成の接着剤を用いて、給電シー
トを、金属基盤の凹部及びスリット状貫通孔にコの字状
に貼り付けた。次に、静電チャック用シート及び給電シ
ートのそれぞれの半抜き孔の露出した銅箔上に、下記組
成の導電性接着剤を１ｍｇずつ塗布し、脱ガス処理をし
た。その後、静電チャック用シートを、上記接着層用接
着剤と同様の組成の接着剤を用いて、金属基盤上に、位
置合わせを行いながら貼り付け、接着剤の硬化処理を行
って、図１に示す構造を有する静電チャック装置を作製
した。

【００３３】 〔導電性接着剤〕 エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製；エピコート＃８２８、 エポキシ当量１９０ｇ／ｅｑ） ７部 トリメリット酸トリグリセライド（新日本理化社製； リカレジンＴＭＴＡ、５０％メチルエチルケトン溶液） ７部 ２−エチル−４−メチルイミダゾール ０．１４部 （四国ファインケミカル社製；キュアゾール２Ｅ４ＭＺ） 銀粉末（徳力化学研究所製；シルベットＴＣＧ−７） ７５部 ブチルセロソルブ １２部 上記配合物を、セラミック製の３本ロールにて混練し、
導電性接着剤を得た。

【００３４】作製例２ 作製例１と同様の静電チャック用シート及び給電シート
を用いて、同様にして静電チャック装置を作製した。た
だし、導電性接着剤の代わりに、Ｓｎ１５．５％，Ｐｂ
３２％，Ｂｉ５２．５％の組成を有する融点９５℃の低
融点ハンダを用いた。静電チャック用シートを金属基盤
上に貼り付けた後、静電チャック用シートの上からコテ
を用いて低融点ハンダを塗布した部分をスポット加熱
し、静電チャック用シートに塗布した低融点ハンダと給
電シートに塗布した低融点ハンダとを融着して接合し
た。

【００３５】作製例３ 作製例１と同様の静電チャック用シート、給電シート、
導電性接着剤を用いた。ただし、静電チャック用シート
及び給電シートのそれぞれの半抜き孔の露出した銅箔上
に、上記組成の導電性接着剤を１ｍｇずつ塗布した後、
給電シートの導電性接着剤が塗布された半抜き孔に、２
枚に折り重ねられた状態で球面状に湾曲した銅箔を載置
し、脱ガス処理し、それ以外は、作製例１と同様にして
静電チャック装置を作製した。

【００３６】比較作製例 作製例１において使用した材料と同様の材料を用い、リ
ード線部分が一体になっている膜厚１３０μｍの静電チ
ャック用シートを作製した。静電チャック用シートを金
属基盤上に作製例１と同様の組成の接着剤を用いて貼り
付けて、図５に示す構造を有する静電チャック装置を作
製した。

【００３７】上記作製例１ないし３及び比較作製例の静
電チャック装置を用い、ウエハのプラズマエッチング処
理を１Ｐａの真空中で行い、ウエハの処理可能枚数と可
能性をを調べた。その結果、作製例１ないし３の静電チ
ャック装置を用いた場合は、５０００枚のウエハを処理
しても、何等変化が認められず、加工精度も良好であっ
た。これに対して、比較作製例の静電チャック装置を用
いた場合には、加工精度は上記の場合とほぼ同程度であ
ったが、約６００枚の処理により、リード線部分で絶縁
破壊が発生し、使用不能になった。

【００３８】さらに、作製例１ないし３の静電チャック
装置について、ヒートショックテストを行い、導電性接
着剤、低融点合金、および金属バネと導電性接着剤によ
る接合部分の信頼性を調べた。その結果を表１に示す。
なお、ヒートショックテストは、タバイエスペック
（株）製のＴＨＥＲＭＡＬ ＳＨＯＣＫ ＣＨＡＭＢＥ
ＲＴＳＶ−４０Ｓを用いて行った。−６５℃〜常温〜１
００℃の温度変化を、各３０分で２０サイクル繰り返し
て与え、ヒートショック前とヒートショック後の接続抵
抗（静電チャック用シートの電極層と給電シートの導電
層との間の抵抗値Ω）を、ＹＨＰ社製のＭＩＬＬＩＯＨ
ＭＭＥＴＥＲ ４３２８Ａによって測定した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、静電チャック装置にお
いて、上記のように給電シートが静電チャック用シート
の裏面で電気的に接合され、表面に露出することがない
ため、静電チャック用シートの表面にウエハを吸着保持
し、高速イオンにさらしてウエハを加工した場合、給電
部分で絶縁破壊を起こすことがない。したがって、上記
比較からも明らかなように、静電チャック装置の寿命が
飛躍的に伸び、長期間にわたって使用することが可能に
なる。したがってまた、静電チャック用シートを交換、
及びそれに伴う洗浄作業などの回数も少くなり、作業性
及び経済性の点でも極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の静電チャック装置の模式的断面図。

【図２】 図１における静電チャック用シートと給電シ
ートの電気的接合部分の一例の拡大断面図。

【図３】 図１における静電チャック用シートと給電シ
ートの電気的接合部分の他の一例の拡大断面図。

【図４】 金属バネの斜視図。

【図５】 従来の静電チャック装置のリード線部分の模
式的断面図。 １…基盤、１１…貫通孔、１２…凹部、２…静電チャッ
ク用シート、２１…第１の絶縁層、２２…第１の接着
層、２３…電極層、２４…第２の接着層、２５…第２の
絶縁層、３…給電シート、３１…第３の絶縁層、３２…
第３の接着層、３３…導電層、３４…第４の接着層、３
５…第４の絶縁層、４１，４２…接着剤層、５…導電性
接合剤、５１…金属バネ、５２…導電性接着剤、６…ウ
エハ、７…保護部材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚さ方向に貫通孔が設けられた基盤と、
   接着剤を介して基盤表面に接着されると共にその内部に
   電極層を内在する静電チャック用シートと、接着剤を介
   して貫通孔内面に接着されると共にその内部に導電層を
   内在し、そして、貫通孔が基盤表面に至る箇所で静電チ
   ャック用シートと電気的に接合される給電シートを備え
   た静電チャック装置において、基盤に設けられた貫通孔
   が基盤表面に至る箇所で基盤に凹部が形成されており、
   基盤の凹部における静電チャック用シートと給電シート
   との接触部分における静電チャック用シートの電極層の
   一部と給電シートの導電層の一部とをそれぞれ露出さ
   せ、両露出部の間を、（Ａ）導電性接着剤、（Ｂ）低融
   点はんだ、または（Ｃ）金属バネと導電性接着剤から選
   択された導電性接合剤によって接合することを特徴とす
   る静電チャック装置の電気的接合方法。