JP2938679B2 - セラミックス製静電チャック - Google Patents
セラミックス製静電チャックInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックス製静電チャ
ック、特には導電性、半導電性または絶縁性の対象物を
低温から高温まで静電的に吸着保持するが、容易に脱着
できることから、半導体や液晶の製造プロセスに有用と
されるセラミックス製静電チャックに関するものであ
る。
ック、特には導電性、半導電性または絶縁性の対象物を
低温から高温まで静電的に吸着保持するが、容易に脱着
できることから、半導体や液晶の製造プロセスに有用と
されるセラミックス製静電チャックに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体や液晶の製造プロセス、半導体装
置のドライエッチング、イオン注入、蒸着などの工程に
ついては、近年その自動化、ドライ化が進んできている
ため真空条件下での作業も増加してきているが、基板と
してのシリコンウエハーやガラスの大口径化、回路の高
集積化、微細化が進んでいることから、パターニング時
の位置精度も益々重要視されてきている。
置のドライエッチング、イオン注入、蒸着などの工程に
ついては、近年その自動化、ドライ化が進んできている
ため真空条件下での作業も増加してきているが、基板と
してのシリコンウエハーやガラスの大口径化、回路の高
集積化、微細化が進んでいることから、パターニング時
の位置精度も益々重要視されてきている。
【０００３】そのため、基板の搬送や吸着固定には真空
チャックが使用されているが、このものは真空条件下で
は圧力差がないために使用できず、これはまた非真空下
で基板を吸着できたとしても吸着部分が局部的であるた
めに、基板に部分的な歪が生じ、高精度な位置合わせが
できないという不利があり、それ故にこれは最近の半導
体、液晶の製造プロセスには不適な物とされている。
チャックが使用されているが、このものは真空条件下で
は圧力差がないために使用できず、これはまた非真空下
で基板を吸着できたとしても吸着部分が局部的であるた
めに、基板に部分的な歪が生じ、高精度な位置合わせが
できないという不利があり、それ故にこれは最近の半導
体、液晶の製造プロセスには不適な物とされている。
【０００４】したがって、この基板の搬送や吸着固定に
は静電気を利用した静電チャックが注目され、使用され
はじめているが、最近の半導体や液晶のプロセスではそ
の微細化に伴なって基板であるウエハーやガラス板の平
坦度が重要となってきていることから、その矯正に静電
チャックの吸着力を利用することも検討されているが、
この矯正には極めて大きな静電力が必要とされているた
めに、これについては絶縁体にTiO2（チタニア）を入れ
て体積固有抵抗値を下げ、静電力を向上させるというこ
とが提案されている（特開昭62-94953号、特開平2-2061
47号、特開平3-147843号、特開平3-204924号各公報参
照）。
は静電気を利用した静電チャックが注目され、使用され
はじめているが、最近の半導体や液晶のプロセスではそ
の微細化に伴なって基板であるウエハーやガラス板の平
坦度が重要となってきていることから、その矯正に静電
チャックの吸着力を利用することも検討されているが、
この矯正には極めて大きな静電力が必要とされているた
めに、これについては絶縁体にTiO2（チタニア）を入れ
て体積固有抵抗値を下げ、静電力を向上させるというこ
とが提案されている（特開昭62-94953号、特開平2-2061
47号、特開平3-147843号、特開平3-204924号各公報参
照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このチタニア
を混ぜたアルミナを使用すると、体積固有抵抗が下が
り、微少電流が流れ、ジョンセン・ラーベック効果によ
り静電力は向上するけれども、これにはチタニアが半導
体物質であるために電荷の移動速度が遅くなって、体積
固有抵抗を適正化しても電圧の印加を止めたときの応答
特性（飽和吸着力到達時間、吸着力消滅時間）が劣るよ
うになり、これは低温にしたときに顕著になるという不
利があるし、抵抗値を例えば１×108 Ωcmにするために
はチタニアを25重量％程度混合する必要があるが、半導
体の製造プロセスにおいてはこのような不純物の混入は
避けなければならず、さらに吸収する半導体ウエハーが
室温以上の場合には体積固有抵抗が低すぎるために大き
なリーク電流が流れて、ウエハーの回路が破壊されると
いう問題点がある。
を混ぜたアルミナを使用すると、体積固有抵抗が下が
り、微少電流が流れ、ジョンセン・ラーベック効果によ
り静電力は向上するけれども、これにはチタニアが半導
体物質であるために電荷の移動速度が遅くなって、体積
固有抵抗を適正化しても電圧の印加を止めたときの応答
特性（飽和吸着力到達時間、吸着力消滅時間）が劣るよ
うになり、これは低温にしたときに顕著になるという不
利があるし、抵抗値を例えば１×108 Ωcmにするために
はチタニアを25重量％程度混合する必要があるが、半導
体の製造プロセスにおいてはこのような不純物の混入は
避けなければならず、さらに吸収する半導体ウエハーが
室温以上の場合には体積固有抵抗が低すぎるために大き
なリーク電流が流れて、ウエハーの回路が破壊されると
いう問題点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、問題点を解決したセラミックス製静電チャックに関
するもので、これは絶縁体で被覆された電極に電圧を印
加してこの絶縁体上に試料を静電吸着するようにした静
電チャックにおいて、絶縁体が体積固有抵抗が１×1014
Ωcm以上の高抵抗セラミックス粉末と、その５重量％以
下の窒化チタン粉末との混合物の焼結体、またはプラズ
マにより作成した混合物で作製された体積固有抵抗が１
×108 〜１×1013Ωcmのものであることを特徴とするも
のである。
利、問題点を解決したセラミックス製静電チャックに関
するもので、これは絶縁体で被覆された電極に電圧を印
加してこの絶縁体上に試料を静電吸着するようにした静
電チャックにおいて、絶縁体が体積固有抵抗が１×1014
Ωcm以上の高抵抗セラミックス粉末と、その５重量％以
下の窒化チタン粉末との混合物の焼結体、またはプラズ
マにより作成した混合物で作製された体積固有抵抗が１
×108 〜１×1013Ωcmのものであることを特徴とするも
のである。
【０００７】すなわち、本発明者らは試料を静電的に強
く吸収保持できるし、脱着が容易であり、しかも半導体
プロセスに使用したときも支障の生ずることのないセラ
ミックス製静電チャックを開発すべく種々検討した結
果、これについては絶縁体で被覆された電極に電圧を印
加する公知の静電チャックにおける絶縁体を体積固有抵
抗が１×108 〜１×1013Ωcmのセラミックス製のものと
すればよいということを見出すと共に、このセラミック
ス絶縁体は体積固有抵抗が１×1014Ωcm以上である高抵
抗セラミックス粉末と窒化チタン粉末の混合物の焼結体
とするか、プラズマにより溶射で作製した混合物とすれ
ばよいということを確認し、これらのセラミックス粉末
の種類、混合量などについての研究を進めて本発明を完
成させた。以下にこれをさらに詳述する。
く吸収保持できるし、脱着が容易であり、しかも半導体
プロセスに使用したときも支障の生ずることのないセラ
ミックス製静電チャックを開発すべく種々検討した結
果、これについては絶縁体で被覆された電極に電圧を印
加する公知の静電チャックにおける絶縁体を体積固有抵
抗が１×108 〜１×1013Ωcmのセラミックス製のものと
すればよいということを見出すと共に、このセラミック
ス絶縁体は体積固有抵抗が１×1014Ωcm以上である高抵
抗セラミックス粉末と窒化チタン粉末の混合物の焼結体
とするか、プラズマにより溶射で作製した混合物とすれ
ばよいということを確認し、これらのセラミックス粉末
の種類、混合量などについての研究を進めて本発明を完
成させた。以下にこれをさらに詳述する。
【０００８】
【作用】本発明はセラミックス製静電チャックに関する
もので、これは絶縁体で被覆された電極に電圧を印加し
てこの絶縁体上に試料を静電吸着するようにした静電チ
ャックにおいて、この絶縁体が体積固有抵抗が１×1014
Ωcm以上の高抵抗セラミックス粉末と、その５重量％以
下の窒化チタン粉末との混合物の焼結体、またはプラズ
マによる溶射で作成した混合物で、その体積固有抵抗が
１×108 〜１×1013Ωcmのものであることを特徴とする
ものであるが、このものは静電吸着力が高く、脱着も容
易で、半導体ウエハーなどのデバイスダメージも発生し
ないという有利性をもつものである。
もので、これは絶縁体で被覆された電極に電圧を印加し
てこの絶縁体上に試料を静電吸着するようにした静電チ
ャックにおいて、この絶縁体が体積固有抵抗が１×1014
Ωcm以上の高抵抗セラミックス粉末と、その５重量％以
下の窒化チタン粉末との混合物の焼結体、またはプラズ
マによる溶射で作成した混合物で、その体積固有抵抗が
１×108 〜１×1013Ωcmのものであることを特徴とする
ものであるが、このものは静電吸着力が高く、脱着も容
易で、半導体ウエハーなどのデバイスダメージも発生し
ないという有利性をもつものである。
【０００９】本発明のセラミックス製静電チャックは絶
縁性の基板上に絶縁体で被覆した電極を設け、この電極
に電圧を印加することによって使用されるが、ここに使
用される絶縁性の基板は薄いものであり、取扱い時に破
損し易いものであるということから、これは通常アルミ
ナ、ジルコニア、石英、窒化アルミニウム、窒化ほう
素、サイアロンなどのセラミックス、またはアルミニウ
ム、銅、ステンレス、チタンなどの金属基板と一体化し
たものとされる。
縁性の基板上に絶縁体で被覆した電極を設け、この電極
に電圧を印加することによって使用されるが、ここに使
用される絶縁性の基板は薄いものであり、取扱い時に破
損し易いものであるということから、これは通常アルミ
ナ、ジルコニア、石英、窒化アルミニウム、窒化ほう
素、サイアロンなどのセラミックス、またはアルミニウ
ム、銅、ステンレス、チタンなどの金属基板と一体化し
たものとされる。
【００１０】また、ここに使用される電極としては銅、
アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステンなど
の導電性金属で作られたものが例示されるが、この形成
はスクリーン印刷法、溶射法、フォトリソグラフィーあ
るいはメッキなどで行えばよい。なお、この形式は電極
の一方を基板とする単極型であっても、内部に二つの電
極を対向させる双極型のいずれであってもよい。
アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステンなど
の導電性金属で作られたものが例示されるが、この形成
はスクリーン印刷法、溶射法、フォトリソグラフィーあ
るいはメッキなどで行えばよい。なお、この形式は電極
の一方を基板とする単極型であっても、内部に二つの電
極を対向させる双極型のいずれであってもよい。
【００１１】つぎにここに使用される絶縁体は20℃にお
ける体積固有抵抗が１×108 〜１×1013Ωcmであるセラ
ミックスからなるものとされる。このような体積固有抵
抗をもつセラミックスは、20℃における体積固有抵抗が
１×1014Ωcm以上である高抵抗セラミックス粉末と窒化
チタン粉末とを混合して焼結するか、後者を前者に溶射
して作製した混合物とすることによって得ることができ
る。
ける体積固有抵抗が１×108 〜１×1013Ωcmであるセラ
ミックスからなるものとされる。このような体積固有抵
抗をもつセラミックスは、20℃における体積固有抵抗が
１×1014Ωcm以上である高抵抗セラミックス粉末と窒化
チタン粉末とを混合して焼結するか、後者を前者に溶射
して作製した混合物とすることによって得ることができ
る。
【００１２】この高抵抗セラミックス粉末としては酸化
アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、ジルコ
ニア、石英、窒化ほう素、サイアロンあるいはこれらの
混合物が例示されるが、この窒化チタン粉末の添加量は
目標とされる絶縁体の体積固有抵抗が１×108 〜１×10
13Ωcmのものであることから、体積固有抵抗が１×1014
Ωcm以上である高抵抗セラミックス粉末 100重量部に対
して５重量％以下の５重量部以下とすればよい。
アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、ジルコ
ニア、石英、窒化ほう素、サイアロンあるいはこれらの
混合物が例示されるが、この窒化チタン粉末の添加量は
目標とされる絶縁体の体積固有抵抗が１×108 〜１×10
13Ωcmのものであることから、体積固有抵抗が１×1014
Ωcm以上である高抵抗セラミックス粉末 100重量部に対
して５重量％以下の５重量部以下とすればよい。
【００１３】なお、このように作られた絶縁体は20℃に
おける体積固有抵抗が１×108 〜１×1013Ωcmであるも
のとなるが、このものは上記した方法で窒化チタン粉末
が添加されているので、電荷の移動が公知のチタニアに
くらべて非常に速くなり、したがって電極に対する電圧
の印加を切断したときに吸着力の消滅する時間、応答特
性の良好なものになり、吸着物の脱着が容易になるとい
う有利性が与えられる。
おける体積固有抵抗が１×108 〜１×1013Ωcmであるも
のとなるが、このものは上記した方法で窒化チタン粉末
が添加されているので、電荷の移動が公知のチタニアに
くらべて非常に速くなり、したがって電極に対する電圧
の印加を切断したときに吸着力の消滅する時間、応答特
性の良好なものになり、吸着物の脱着が容易になるとい
う有利性が与えられる。
【００１４】本発明のセラミックス製静電チャックでは
ここに使用される絶縁体が上記したように20℃における
体積固有抵抗が１×108 〜１×1013Ωcmのものとされ、
これによってこの静電チャックには高い吸着性と良好な
応答特性、電子回路へのデバイスダメージ回避性が与え
られるのであるが、この絶縁体の体積固有抵抗値につい
ては使用する温度による適正値があり、例えばこの絶縁
物の体積固有抵抗が１×108 〜１×1012Ωcmで、保持す
るウエハーの温度が20℃未満であれば静電力も十分発揮
され、デバイスダメージも発生しない。
ここに使用される絶縁体が上記したように20℃における
体積固有抵抗が１×108 〜１×1013Ωcmのものとされ、
これによってこの静電チャックには高い吸着性と良好な
応答特性、電子回路へのデバイスダメージ回避性が与え
られるのであるが、この絶縁体の体積固有抵抗値につい
ては使用する温度による適正値があり、例えばこの絶縁
物の体積固有抵抗が１×108 〜１×1012Ωcmで、保持す
るウエハーの温度が20℃未満であれば静電力も十分発揮
され、デバイスダメージも発生しない。
【００１５】すなわち、上記した窒化チタンの添加量を
５重量％以下の特定量に調整して体積固有抵抗を制御
し、静電チャックの温度を−10℃程度に冷却保持し、ウ
エハー温度を０℃として、この電極にＤＣ±１kvの電圧
を印加したときにウエハーを保持し得るかどうか、また
デバイスダメージが発生するか否かを実験したところ、
つぎの表１に示したとおりの結果が得られた。
５重量％以下の特定量に調整して体積固有抵抗を制御
し、静電チャックの温度を−10℃程度に冷却保持し、ウ
エハー温度を０℃として、この電極にＤＣ±１kvの電圧
を印加したときにウエハーを保持し得るかどうか、また
デバイスダメージが発生するか否かを実験したところ、
つぎの表１に示したとおりの結果が得られた。
【００１６】
【表１】
【００１７】また、これについてはウエハーの温度が20
℃以上のとき、この絶縁体の体積固有抵抗を１×1012〜
１×1013となるようにすれば、ウエハーに流れる電流が
少なくなるのでウエハー上に描かれた回路が破壊される
こともない。すなわち、表１のときと同じように窒化チ
タンの添加量を調整して絶縁体の体積固有抵抗を９×10
11〜２×1013Ωcmに制御し、静電チャックの温度を 110
℃程度に加熱保持し、ウエハーの温度を 100℃とし、電
極にＤＣ±１kvの電圧を印加したときにウエハーを保持
できるか、またデバイスダメージが発生するか否かにつ
いての実験を行なったところ、つぎの表２に示したとお
りの結果が得られた。
℃以上のとき、この絶縁体の体積固有抵抗を１×1012〜
１×1013となるようにすれば、ウエハーに流れる電流が
少なくなるのでウエハー上に描かれた回路が破壊される
こともない。すなわち、表１のときと同じように窒化チ
タンの添加量を調整して絶縁体の体積固有抵抗を９×10
11〜２×1013Ωcmに制御し、静電チャックの温度を 110
℃程度に加熱保持し、ウエハーの温度を 100℃とし、電
極にＤＣ±１kvの電圧を印加したときにウエハーを保持
できるか、またデバイスダメージが発生するか否かにつ
いての実験を行なったところ、つぎの表２に示したとお
りの結果が得られた。
【００１８】
【表２】
【００１９】なお、これについては上記した窒化チタン
の代わりにチタニアを用いたものについて同様の実験を
行なったところ、ウエハーの吸着保持、デバイスダメー
ジの発生については、略々同様な結果が得られたが、こ
の場合応答速度が遅く、ウエハーを良好に保持するのに
電圧印加から約30秒かかり、電圧印加を切断してから約
１分後にならないと残留吸着力のためにウエハーが脱落
しないことが観察された。
の代わりにチタニアを用いたものについて同様の実験を
行なったところ、ウエハーの吸着保持、デバイスダメー
ジの発生については、略々同様な結果が得られたが、こ
の場合応答速度が遅く、ウエハーを良好に保持するのに
電圧印加から約30秒かかり、電圧印加を切断してから約
１分後にならないと残留吸着力のためにウエハーが脱落
しないことが観察された。
【００２０】以上のことから本発明のセラミックス製静
電チャックにおける絶縁体の体積固有抵抗を１×108 〜
１×1013Ωcmとしたことは最適であることが確認され、
したがってこれによれば微少なリーク電流が絶縁体とウ
エハーの間に流れ、ジョンセン・ラーベック効果により
これに強い静電力が発生して良好な吸着保持状態が得ら
れるし、これは導電性物質の混入によって応答特性のよ
いものとなり、さらにはデバイスダメージの発生もない
という有利性が与えられる。
電チャックにおける絶縁体の体積固有抵抗を１×108 〜
１×1013Ωcmとしたことは最適であることが確認され、
したがってこれによれば微少なリーク電流が絶縁体とウ
エハーの間に流れ、ジョンセン・ラーベック効果により
これに強い静電力が発生して良好な吸着保持状態が得ら
れるし、これは導電性物質の混入によって応答特性のよ
いものとなり、さらにはデバイスダメージの発生もない
という有利性が与えられる。
【００２１】また、静電力は一般にｆ＝Ａε（Ｅ／ｔ）
2 （ここでｆ：静電力、ε：誘電率、Ｅ：電圧、ｔ：厚
さ、Ａ：定数）で表されるので、絶縁体中に高誘電体の
セラミックス粉末、例えばチタン酸バリウム、チタン酸
鉛、チタン酸ジルコニウム、PLZTなどを前記体積固有抵
抗値に入るような範囲で、且つ半導体デバイスに影響し
ない程度であれば混入してもよい。
2 （ここでｆ：静電力、ε：誘電率、Ｅ：電圧、ｔ：厚
さ、Ａ：定数）で表されるので、絶縁体中に高誘電体の
セラミックス粉末、例えばチタン酸バリウム、チタン酸
鉛、チタン酸ジルコニウム、PLZTなどを前記体積固有抵
抗値に入るような範囲で、且つ半導体デバイスに影響し
ない程度であれば混入してもよい。
【００２２】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例１ 酸化アルミニウム粉末93重量％、シリカ粉末４重量％お
よびマグネシア３重量％からなるセラミックス混合物 1
00重量部に、窒化チタン粉末４重量部、ブチラール樹脂
８重量部、エタノール60重量部およびフタル酸ジオクチ
ル10重量部を添加したのち、ボールミル中で24時間混練
してスラリーを作製した。
よびマグネシア３重量％からなるセラミックス混合物 1
00重量部に、窒化チタン粉末４重量部、ブチラール樹脂
８重量部、エタノール60重量部およびフタル酸ジオクチ
ル10重量部を添加したのち、ボールミル中で24時間混練
してスラリーを作製した。
【００２３】ついで、このスラリーを真空脱泡機で処理
してその溶剤の一部を飛散させ、粘度30,000cpのものと
し、このスラリーからドクターブレードを用いて厚さ１
mmのグリーンシートを作り、このグリーンシートから直
径が 160mmφの円盤２枚を切り出し、このグリーンシー
ト円盤１枚にタングステンペーストを用いてスクリーン
印刷で双極型電極を 2.5mm間隔で円心円状に印刷し、こ
の印刷面にもう１枚のグリーンシートを重ね合わせ、10
0 ℃に加熱したプレスで30kg/cm2の圧力をかけて一体化
し、その後水素15％、窒素ガス85％の雰囲気中で 1,550
℃の温度で焼結して焼結体を作った。
してその溶剤の一部を飛散させ、粘度30,000cpのものと
し、このスラリーからドクターブレードを用いて厚さ１
mmのグリーンシートを作り、このグリーンシートから直
径が 160mmφの円盤２枚を切り出し、このグリーンシー
ト円盤１枚にタングステンペーストを用いてスクリーン
印刷で双極型電極を 2.5mm間隔で円心円状に印刷し、こ
の印刷面にもう１枚のグリーンシートを重ね合わせ、10
0 ℃に加熱したプレスで30kg/cm2の圧力をかけて一体化
し、その後水素15％、窒素ガス85％の雰囲気中で 1,550
℃の温度で焼結して焼結体を作った。
【００２４】つぎに、この焼結体の両面を研摩して厚さ
１mmのものを作り、電極にリード線を２本接着して静電
チャック基板を作製し、この静電チャックのリード線間
にＤＣ±１kvの電圧を印加して直径６インチのシリコン
ウエハーを吸着させ、ウエハーの温度が０℃となるよう
に冷却しながら静電力テスターでその静電力を測定した
ところ、これは５kg/cm2の大きさで、ウエハーの平面度
矯正に十分なものであり、これは印加電圧を切断したと
ころすばやく追従してウエハーの脱着が行なわれた。
１mmのものを作り、電極にリード線を２本接着して静電
チャック基板を作製し、この静電チャックのリード線間
にＤＣ±１kvの電圧を印加して直径６インチのシリコン
ウエハーを吸着させ、ウエハーの温度が０℃となるよう
に冷却しながら静電力テスターでその静電力を測定した
ところ、これは５kg/cm2の大きさで、ウエハーの平面度
矯正に十分なものであり、これは印加電圧を切断したと
ころすばやく追従してウエハーの脱着が行なわれた。
【００２５】実施例２ 実施例１における窒化チタンの添加量を 0.7重量部とし
たほかは実施例１と同様に処理して静電チャックを作製
し、このものの20℃における体積固有抵抗を測定したと
ころ、これは８×1012Ωcmであり、このものについてウ
エハー温度が 100℃になるように加熱しながら静電力テ
スターでその静電力を測定したところ、これは15g/cm2
であり、また、このものはウエハーに回路が作製してあ
ったが、これにはダメージの発生することもなかった。
たほかは実施例１と同様に処理して静電チャックを作製
し、このものの20℃における体積固有抵抗を測定したと
ころ、これは８×1012Ωcmであり、このものについてウ
エハー温度が 100℃になるように加熱しながら静電力テ
スターでその静電力を測定したところ、これは15g/cm2
であり、また、このものはウエハーに回路が作製してあ
ったが、これにはダメージの発生することもなかった。
【００２６】比較例１ 実施例１における窒化チタンの代わりにチタニアを15重
量部混ぜたものを使用したほかは実施例１と同じ処理し
て静電チャックを作製したところ、このものの20℃にお
ける体積固有抵抗は２×1012Ωcmであり、これはウエハ
ー温度が０℃になるように冷却しながら静電力テスター
でその静電力を測定したところ、３g/cm2 の静電力を発
揮したが、このものは飽和吸着力に到達するまでに15秒
もの時間差が発生していた。
量部混ぜたものを使用したほかは実施例１と同じ処理し
て静電チャックを作製したところ、このものの20℃にお
ける体積固有抵抗は２×1012Ωcmであり、これはウエハ
ー温度が０℃になるように冷却しながら静電力テスター
でその静電力を測定したところ、３g/cm2 の静電力を発
揮したが、このものは飽和吸着力に到達するまでに15秒
もの時間差が発生していた。
【００２７】比較例１におけるチタニアの添加量を 2.5
重量部としたほかは比較例１と同様に処理して静電チャ
ックを作製し、このものの20℃における体積固有抵抗を
測定したところ、これは１×1013Ωcmであり、これはウ
エハー温度が 100℃となるように加熱しながら静電力テ
スターで静電力を測定したところ、10g/cm2 の静電力を
示したが、このものは飽和吸着力に達するまでに２分以
上の時間差が発生したし、このウエハーに作製した回路
にはチタニアが混入したためと思われる導通不良が発生
した。
重量部としたほかは比較例１と同様に処理して静電チャ
ックを作製し、このものの20℃における体積固有抵抗を
測定したところ、これは１×1013Ωcmであり、これはウ
エハー温度が 100℃となるように加熱しながら静電力テ
スターで静電力を測定したところ、10g/cm2 の静電力を
示したが、このものは飽和吸着力に達するまでに２分以
上の時間差が発生したし、このウエハーに作製した回路
にはチタニアが混入したためと思われる導通不良が発生
した。
【００２８】
【発明の効果】本願明はセラミックス製静電チャックに
関するものであり、これは前記したように絶縁体で被覆
されている電極に電圧を印加して、この絶縁体上に試料
を静電吸着するようにした静電チャックにおいて、この
絶縁体が体積固有抵抗１×1014Ωcm以上の高抵抗セラミ
ックス粉末と、その５重量％以下の窒化チタン粉末との
混合物の焼結体、またはプラズマによる溶射で作成した
混合物で、その体積固有抵抗が１×108 〜１×1013Ωcm
のものであることを特徴とするものであるが、これには
高い静電吸着力をもち、応答特性もすぐれていて容易に
脱着することができ、さらには半導体プロセスに使用し
たときにもデバイスダメージを与えることがないことか
ら、半導体や液晶の製造プロセスに有用とされるセラミ
ックス製静電チャックを得ることができるという有利性
が与えられる。
関するものであり、これは前記したように絶縁体で被覆
されている電極に電圧を印加して、この絶縁体上に試料
を静電吸着するようにした静電チャックにおいて、この
絶縁体が体積固有抵抗１×1014Ωcm以上の高抵抗セラミ
ックス粉末と、その５重量％以下の窒化チタン粉末との
混合物の焼結体、またはプラズマによる溶射で作成した
混合物で、その体積固有抵抗が１×108 〜１×1013Ωcm
のものであることを特徴とするものであるが、これには
高い静電吸着力をもち、応答特性もすぐれていて容易に
脱着することができ、さらには半導体プロセスに使用し
たときにもデバイスダメージを与えることがないことか
ら、半導体や液晶の製造プロセスに有用とされるセラミ
ックス製静電チャックを得ることができるという有利性
が与えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小嶋 伸次 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (72)発明者 新井 健一 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (56)参考文献 特開 平２−22166（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−3956（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/68 B23Q 3/15 H02N 13/00
Claims (4)
- 【請求項１】絶縁体で被覆された電極に電圧を印加して
この絶縁体上に試料を静電吸着するようにした静電チャ
ックにおいて、この絶縁体が体積固有抵抗１×1014Ωcm
以上の高抵抗セラミックス粉末と、その５重量％以下の
窒化チタン粉末との混合物の焼結体、またはプラズマに
よる溶射で作成した混合物で、その体積固有抵抗が１×
108 〜１×1013Ωcmのものであることを特徴とするセラ
ミックス製静電チャック。 - 【請求項２】高抵抗セラミックス粉末がアルミナ、窒化
アルミニウム、ジルコニア、石英、窒化ほう素、サイア
ロンあるいはこれらの混合物からなるものである請求項
１に記載したセラミックス製静電チャック。 - 【請求項３】セラミックス製静電チャックに保持される
ウエハーの温度が20℃未満のときの絶縁体の体積固有抵
抗が１×108 〜１×1012Ωcmである請求項１に記載した
セラミックス製静電チャック。 - 【請求項４】セラミックス製静電チャックに保持される
ウエハーの温度が20℃以上のときの絶縁物の体積固有抵
抗が１×1012〜１×1013Ωcmである請求項１に記載した
セラミックス製静電チャック。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19302092A JP2938679B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | セラミックス製静電チャック |
| US08/072,233 US5382469A (en) | 1992-06-26 | 1993-06-03 | Ceramic-titanium nitride electrostatic chuck |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19302092A JP2938679B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | セラミックス製静電チャック |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068089A JPH068089A (ja) | 1994-01-18 |
| JP2938679B2 true JP2938679B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=16300844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19302092A Expired - Fee Related JP2938679B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | セラミックス製静電チャック |
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| JPH06326175A (ja) * | 1993-04-22 | 1994-11-25 | Applied Materials Inc | 集積回路処理装置において使用されるウエハサポートの誘電材への保護被覆とその形成方法 |
| US5668524A (en) * | 1994-02-09 | 1997-09-16 | Kyocera Corporation | Ceramic resistor and electrostatic chuck having an aluminum nitride crystal phase |
| US5792562A (en) * | 1995-01-12 | 1998-08-11 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck with polymeric impregnation and method of making |
| KR100214438B1 (ko) * | 1995-03-17 | 1999-08-02 | 히가시 데쓰로 | 스테이지 장치 |
| JP2971369B2 (ja) * | 1995-08-31 | 1999-11-02 | トーカロ株式会社 | 静電チャック部材およびその製造方法 |
| JP3457477B2 (ja) * | 1995-09-06 | 2003-10-20 | 日本碍子株式会社 | 静電チャック |
| US6071630A (en) * | 1996-03-04 | 2000-06-06 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Electrostatic chuck |
| US5761023A (en) * | 1996-04-25 | 1998-06-02 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with pressure zones having reduced contact area and temperature feedback |
| US6108189A (en) * | 1996-04-26 | 2000-08-22 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck having improved gas conduits |
| JP3790000B2 (ja) * | 1997-01-27 | 2006-06-28 | 日本碍子株式会社 | セラミックス部材と電力供給用コネクターとの接合構造 |
| JPH11111828A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電吸着装置 |
| JPH11176920A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-07-02 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電吸着装置 |
| JPH11260534A (ja) | 1998-01-09 | 1999-09-24 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置およびその製造方法 |
| US6104596A (en) * | 1998-04-21 | 2000-08-15 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for retaining a subtrate in a semiconductor wafer processing system and a method of fabricating same |
| US6263829B1 (en) | 1999-01-22 | 2001-07-24 | Applied Materials, Inc. | Process chamber having improved gas distributor and method of manufacture |
| US6273958B2 (en) | 1999-06-09 | 2001-08-14 | Applied Materials, Inc. | Substrate support for plasma processing |
| JP2001118776A (ja) * | 1999-10-19 | 2001-04-27 | Nikon Corp | 転写型露光装置および該装置に使用されるマスク保持機構、および半導体素子の製造方法。 |
| JP4272786B2 (ja) | 2000-01-21 | 2009-06-03 | トーカロ株式会社 | 静電チャック部材およびその製造方法 |
| US6478924B1 (en) | 2000-03-07 | 2002-11-12 | Applied Materials, Inc. | Plasma chamber support having dual electrodes |
| US6581275B2 (en) | 2001-01-22 | 2003-06-24 | Applied Materials Inc. | Fabricating an electrostatic chuck having plasma resistant gas conduits |
| GB0108002D0 (en) * | 2001-03-30 | 2001-05-23 | Trikon Holdings Ltd | A method of etching a substrate |
| US6682627B2 (en) | 2001-09-24 | 2004-01-27 | Applied Materials, Inc. | Process chamber having a corrosion-resistant wall and method |
| US6754062B2 (en) | 2002-02-27 | 2004-06-22 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Hybrid ceramic electrostatic clamp |
| US6677167B2 (en) * | 2002-03-04 | 2004-01-13 | Hitachi High-Technologies Corporation | Wafer processing apparatus and a wafer stage and a wafer processing method |
| US20030188685A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-09 | Applied Materials, Inc. | Laser drilled surfaces for substrate processing chambers |
| US6986865B2 (en) * | 2002-07-10 | 2006-01-17 | Watlow Electric Manufacturing Company | Method for manufacturing an electrostatic chuck |
| JP4082985B2 (ja) * | 2002-11-01 | 2008-04-30 | 信越化学工業株式会社 | 静電吸着機能を有する加熱装置及びその製造方法 |
| US7910218B2 (en) | 2003-10-22 | 2011-03-22 | Applied Materials, Inc. | Cleaning and refurbishing chamber components having metal coatings |
| US7670436B2 (en) | 2004-11-03 | 2010-03-02 | Applied Materials, Inc. | Support ring assembly |
| US8617672B2 (en) | 2005-07-13 | 2013-12-31 | Applied Materials, Inc. | Localized surface annealing of components for substrate processing chambers |
| US7762114B2 (en) * | 2005-09-09 | 2010-07-27 | Applied Materials, Inc. | Flow-formed chamber component having a textured surface |
| US9127362B2 (en) | 2005-10-31 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Process kit and target for substrate processing chamber |
| US8790499B2 (en) * | 2005-11-25 | 2014-07-29 | Applied Materials, Inc. | Process kit components for titanium sputtering chamber |
| WO2008068567A2 (en) * | 2006-05-01 | 2008-06-12 | Beijert Engineering | Integrated circuit probe card analyzer |
| US20070283884A1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Applied Materials, Inc. | Ring assembly for substrate processing chamber |
| US7981262B2 (en) | 2007-01-29 | 2011-07-19 | Applied Materials, Inc. | Process kit for substrate processing chamber |
| US7942969B2 (en) * | 2007-05-30 | 2011-05-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate cleaning chamber and components |
| US20090084317A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition chamber and components |
| JP6052976B2 (ja) * | 2012-10-15 | 2016-12-27 | 日本タングステン株式会社 | 静電チャック誘電体層および静電チャック |
| JP7214867B2 (ja) * | 2019-06-28 | 2023-01-30 | 日本碍子株式会社 | 静電チャック |
| TWI765518B (zh) * | 2021-01-07 | 2022-05-21 | 財團法人工業技術研究院 | 靜電吸盤及其製備方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692836A (en) * | 1983-10-31 | 1987-09-08 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Electrostatic chucks |
| EP0339903B1 (en) * | 1988-04-26 | 1993-10-06 | Toto Ltd. | Method of making dielectric ceramics for electrostatic chucks |
| JP2665242B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1997-10-22 | 東陶機器株式会社 | 静電チャック |
| EP0493089B1 (en) * | 1990-12-25 | 1998-09-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Wafer heating apparatus and method for producing the same |
| US5191506A (en) * | 1991-05-02 | 1993-03-02 | International Business Machines Corporation | Ceramic electrostatic chuck |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP19302092A patent/JP2938679B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-03 US US08/072,233 patent/US5382469A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5382469A (en) | 1995-01-17 |
| JPH068089A (ja) | 1994-01-18 |
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