JP3072206B2 - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
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- JP3072206B2 JP3072206B2 JP8919893A JP8919893A JP3072206B2 JP 3072206 B2 JP3072206 B2 JP 3072206B2 JP 8919893 A JP8919893 A JP 8919893A JP 8919893 A JP8919893 A JP 8919893A JP 3072206 B2 JP3072206 B2 JP 3072206B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の被吸着体，例えば被処理体として
の半導体ウエハ等を静電力で吸着保持する静電チャック
としては，サセプタの上部の略全面に絶縁膜としてのポ
リイミドフィルムの一方の面をポリイミド系の接着剤に
より接着し，サセプタと反対側のポリイミドフィルムの
他方の面を半導体ウエハを吸着載置する載置面としての
抵抗体層の半導体ウエハの非載置面側の略全面にポリイ
ミド系の接着剤により接着し，絶縁膜とサセプタの接着
部と，絶縁膜と抵抗体層の接着部は絶縁膜を挟んで略対
称に接着され構成されていた。また，半導体ウエハの吸
着保持は，抵抗体層側の下面に設けられた電極板に直流
電源を印加し，半導体ウエハと抵抗体層の接触電位差に
より，半導体ウエハを抵抗体層の吸着保持面に静電力で
吸着保持していた。
の半導体ウエハ等を静電力で吸着保持する静電チャック
としては，サセプタの上部の略全面に絶縁膜としてのポ
リイミドフィルムの一方の面をポリイミド系の接着剤に
より接着し，サセプタと反対側のポリイミドフィルムの
他方の面を半導体ウエハを吸着載置する載置面としての
抵抗体層の半導体ウエハの非載置面側の略全面にポリイ
ミド系の接着剤により接着し，絶縁膜とサセプタの接着
部と，絶縁膜と抵抗体層の接着部は絶縁膜を挟んで略対
称に接着され構成されていた。また，半導体ウエハの吸
着保持は，抵抗体層側の下面に設けられた電極板に直流
電源を印加し，半導体ウエハと抵抗体層の接触電位差に
より，半導体ウエハを抵抗体層の吸着保持面に静電力で
吸着保持していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，サセプ
タは冷却手設により適宜冷却温度，例えば−１０℃以下
に冷却され，このサセプタの冷却にともない被吸着体，
例えば被処理体としての半導体ウエハを吸着載置する載
置面としての抵抗体層も絶縁膜を介してサセプタと略同
等の温度に冷却され，抵抗体層の載置面側に吸着保持さ
れる半導体ウエハも略同等の温度に冷却される。ここ
で，サセプタ（例えば導電性の金属としてのＡｌ）と抵
抗体層（例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ））の線膨張率の違
いにより，サセプタと抵抗体層間に着設された絶縁膜に
歪みを生じ，サセプタと絶縁膜間の接着部及び抵抗体層
と絶縁膜間の接着部が剥がれてしまうという問題があっ
た。また，抵抗体層と絶縁膜間の接着部が剥がれてしま
うと，その剥がれた部分に温度の経時変化にともない結
露が生じ水分が溜まり，抵抗体層に設けられた電極板を
腐食させ，さらに静電チャックの吸着力を低下させてし
まうという問題があった。また，サセプタと絶縁膜間の
接着部及び抵抗体層と絶縁膜間の接着部が剥がれてしま
うと，抵抗体層の半導体ウエハを載置する載置面の水平
度を保つことができなくなるという問題があった。さら
に，抵抗体層の半導体ウエハを載置する載置面の水平度
を保つことができなくなると，半導体ウエハを処理する
際，均一に処理できなくなり，半導体ウエハ上に形成さ
れたデバイスの歩留りを低下させるという問題があっ
た。
タは冷却手設により適宜冷却温度，例えば−１０℃以下
に冷却され，このサセプタの冷却にともない被吸着体，
例えば被処理体としての半導体ウエハを吸着載置する載
置面としての抵抗体層も絶縁膜を介してサセプタと略同
等の温度に冷却され，抵抗体層の載置面側に吸着保持さ
れる半導体ウエハも略同等の温度に冷却される。ここ
で，サセプタ（例えば導電性の金属としてのＡｌ）と抵
抗体層（例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ））の線膨張率の違
いにより，サセプタと抵抗体層間に着設された絶縁膜に
歪みを生じ，サセプタと絶縁膜間の接着部及び抵抗体層
と絶縁膜間の接着部が剥がれてしまうという問題があっ
た。また，抵抗体層と絶縁膜間の接着部が剥がれてしま
うと，その剥がれた部分に温度の経時変化にともない結
露が生じ水分が溜まり，抵抗体層に設けられた電極板を
腐食させ，さらに静電チャックの吸着力を低下させてし
まうという問題があった。また，サセプタと絶縁膜間の
接着部及び抵抗体層と絶縁膜間の接着部が剥がれてしま
うと，抵抗体層の半導体ウエハを載置する載置面の水平
度を保つことができなくなるという問題があった。さら
に，抵抗体層の半導体ウエハを載置する載置面の水平度
を保つことができなくなると，半導体ウエハを処理する
際，均一に処理できなくなり，半導体ウエハ上に形成さ
れたデバイスの歩留りを低下させるという問題があっ
た。
【０００４】本発明の目的は、サセプタと抵抗体層の熱
膨張又は熱収縮の変化によるサセプタと絶縁膜又は抵抗
体層と絶縁膜のそれぞれの接着部の剥離を抑制すること
ができる静電チャックを提供することにある。
膨張又は熱収縮の変化によるサセプタと絶縁膜又は抵抗
体層と絶縁膜のそれぞれの接着部の剥離を抑制すること
ができる静電チャックを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手設】上記課題を解決するた
め，請求項１に記載の発明のように，サセプタの上面を
覆う絶縁膜と絶縁膜の上面を覆う抵抗体層との間に電極
板を介装し，電極板に対して高電圧を印加することによ
り，抵抗体層の載置面に載置された被吸着体を吸着保持
する静電チャックにおいて，抵抗体層と絶縁膜を接着す
る接着部と，絶縁膜とサセプタを接着する接着部は，絶
縁膜を介してお互いに重ならないように構成されること
を特徴とする静電チャックが提供される。また，抵抗体
層と絶縁膜を接着する接着部を，例えば請求項２に記載
の発明のように，電極板を覆うように形成してもよい。
め，請求項１に記載の発明のように，サセプタの上面を
覆う絶縁膜と絶縁膜の上面を覆う抵抗体層との間に電極
板を介装し，電極板に対して高電圧を印加することによ
り，抵抗体層の載置面に載置された被吸着体を吸着保持
する静電チャックにおいて，抵抗体層と絶縁膜を接着す
る接着部と，絶縁膜とサセプタを接着する接着部は，絶
縁膜を介してお互いに重ならないように構成されること
を特徴とする静電チャックが提供される。また，抵抗体
層と絶縁膜を接着する接着部を，例えば請求項２に記載
の発明のように，電極板を覆うように形成してもよい。
【０００６】
【作用】かかる構成によれば，抵抗体層と絶縁膜を接着
する接着部と，絶縁膜とサセプタを接着する接着部は，
絶縁膜を介してお互いに重ならないように構成されるの
で，サセプタと抵抗体層の熱膨張又は熱収縮長が生じて
も，絶縁膜と抵抗体層の接着部と，絶縁膜とサセプタの
接着部とはサセプタと抵抗体層の熱膨張又は熱収縮長の
変化が干渉しないのでサセプタと絶縁膜又は抵抗体層と
絶縁膜のそれぞれの接着部の剥離を抑制することができ
る。また，例えば抵抗体層と絶縁膜を接着する接着部
を，電極板を覆うように形成すれば，抵抗体層の載置面
に貫通孔を形成し，この貫通孔から被吸着体と載置面と
の間に処理ガスと同等のガスを供給する場合でも，電極
板の腐食を防止することができる。
する接着部と，絶縁膜とサセプタを接着する接着部は，
絶縁膜を介してお互いに重ならないように構成されるの
で，サセプタと抵抗体層の熱膨張又は熱収縮長が生じて
も，絶縁膜と抵抗体層の接着部と，絶縁膜とサセプタの
接着部とはサセプタと抵抗体層の熱膨張又は熱収縮長の
変化が干渉しないのでサセプタと絶縁膜又は抵抗体層と
絶縁膜のそれぞれの接着部の剥離を抑制することができ
る。また，例えば抵抗体層と絶縁膜を接着する接着部
を，電極板を覆うように形成すれば，抵抗体層の載置面
に貫通孔を形成し，この貫通孔から被吸着体と載置面と
の間に処理ガスと同等のガスを供給する場合でも，電極
板の腐食を防止することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の詳細を、プラズマエッチング
装置に適用した一実施例により添付図面に基づいて詳述
する。
装置に適用した一実施例により添付図面に基づいて詳述
する。
【０００８】図１〜図３に示すように、処理容器１、例
えば導電性のアルミニウムよりなる容器の外側壁に被吸
着体としての被処理体、例えば半導体ウエハ２を前記処
理容器１内に搬入又は搬出するための開口部３が設けら
れ、この開口部３の外側壁には、気密にシールする封止
体、例えばＯリングを介して開閉可能なゲートバルブ４
が設けられるとともに、このゲートバルブ４を介して前
記処理容器１に、図示しないロードロック室が布設さ
れ、このロードロック室内に設けられた図示しない搬送
装置により前記半導体ウエハ２を前記処理容器１に搬入
又は搬出するようウエハ搬送系が構成されている。
えば導電性のアルミニウムよりなる容器の外側壁に被吸
着体としての被処理体、例えば半導体ウエハ２を前記処
理容器１内に搬入又は搬出するための開口部３が設けら
れ、この開口部３の外側壁には、気密にシールする封止
体、例えばＯリングを介して開閉可能なゲートバルブ４
が設けられるとともに、このゲートバルブ４を介して前
記処理容器１に、図示しないロードロック室が布設さ
れ、このロードロック室内に設けられた図示しない搬送
装置により前記半導体ウエハ２を前記処理容器１に搬入
又は搬出するようウエハ搬送系が構成されている。
【０００９】また，前記処理容器１の内部の底面中央部
には導電性部材（例えばアルミニウム等の金属（Ａｌの
線熱膨張率；略２３×１０−６（１／℃））よりなる前
記サセプタ１０を冷却する冷却手設としての，例えば円
柱形状のサセプタ支持台５が配設されている。このサセ
プタ支持台５の内部には冷却媒体，例えば液体窒素を溜
める冷媒ジャケット６が形成され，この冷媒ジャケット
６には前記液体窒素を冷媒ジャケット６に導入するため
の導入管７と冷媒ジャケット６より前記液体窒素の気化
したＮ２を排出するための排出管８がそれぞれ前記処理
容器１の底面に気密かつ絶縁に貫通され設け，前記サセ
プタ１０を冷却するよう構成されている。さらに，前記
液体窒素を前記冷媒ジャケット６における熱冷却によ
り，前記サセプタ１０を介して前記半導体ウエハ２の温
度を，例えば０℃〜−１２０℃に図示しない温度調整装
置により適宜設定可能に制御するよう構成されている。
また，前記サセプタ支持台５の上部には，下部電極とし
ての導電性部材，例えばアルミニウム等の金属よりなる
サセプタ１０が図示しないボルトにより取付けられるよ
う構成されており，また，前記サセプタ１０はブロッキ
ング・コンデンサ１１を介して高周波，例えば１３．５
６ＭＨｚまたは４０ＭＨｚ等の高周波電源１２と接続さ
れ，また，前記サセプタ支持台５及びサセプタ１０に
は，伝熱媒体，例えば不活性ガスとしてのＨｅガス，ま
たは，このＨｅガスが前記半導体ウエハ２を処理する
際，処理ガスとの混合が好ましくない場合は，前記半導
体ウエハ２を処理する処理ガスと同等のガスを前記半導
体ウエハ２の裏面に供給する供給管１４に接続された孔
部，例えば貫通孔１３が形成されている。
には導電性部材（例えばアルミニウム等の金属（Ａｌの
線熱膨張率；略２３×１０−６（１／℃））よりなる前
記サセプタ１０を冷却する冷却手設としての，例えば円
柱形状のサセプタ支持台５が配設されている。このサセ
プタ支持台５の内部には冷却媒体，例えば液体窒素を溜
める冷媒ジャケット６が形成され，この冷媒ジャケット
６には前記液体窒素を冷媒ジャケット６に導入するため
の導入管７と冷媒ジャケット６より前記液体窒素の気化
したＮ２を排出するための排出管８がそれぞれ前記処理
容器１の底面に気密かつ絶縁に貫通され設け，前記サセ
プタ１０を冷却するよう構成されている。さらに，前記
液体窒素を前記冷媒ジャケット６における熱冷却によ
り，前記サセプタ１０を介して前記半導体ウエハ２の温
度を，例えば０℃〜−１２０℃に図示しない温度調整装
置により適宜設定可能に制御するよう構成されている。
また，前記サセプタ支持台５の上部には，下部電極とし
ての導電性部材，例えばアルミニウム等の金属よりなる
サセプタ１０が図示しないボルトにより取付けられるよ
う構成されており，また，前記サセプタ１０はブロッキ
ング・コンデンサ１１を介して高周波，例えば１３．５
６ＭＨｚまたは４０ＭＨｚ等の高周波電源１２と接続さ
れ，また，前記サセプタ支持台５及びサセプタ１０に
は，伝熱媒体，例えば不活性ガスとしてのＨｅガス，ま
たは，このＨｅガスが前記半導体ウエハ２を処理する
際，処理ガスとの混合が好ましくない場合は，前記半導
体ウエハ２を処理する処理ガスと同等のガスを前記半導
体ウエハ２の裏面に供給する供給管１４に接続された孔
部，例えば貫通孔１３が形成されている。
【００１０】また，図１〜図３に示すように，前記サセ
プタ１０の上部には絶縁層２０，例えばポリイミドフィ
ルム製のシート（ポリイミドフィルムの線熱膨張率；略
２０〜２２×１０−６（１／℃））が接着されると共
に，この絶縁層２０の上面には導電ペースト，例えば銀
又は銅製のペーストよりなる電極３０が下面に塗着され
た抵抗体層３１が接着されており，この抵抗体層３１の
上部に前記半導体ウエハ２が載置されるよう構成されて
いる。また，前記抵抗体層３１は，絶縁体と導電体との
間の抵抗値，具体的には，例えば１×１０ ６ Ω−１ｃｍ
−１以上，１×１０ １２ Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有
する半導体，例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）（ＳｉＣの線
熱膨張率；略３．０〜４．０×１０−６（１／℃））よ
りなり，その厚さは例えば５ｍｍ以下である。また，前
記電極３０は銀又は銅製のペーストを塗布する代りに銀
やパラジウムをスクリーン印刷により抵抗体層３１の表
面に形成してもよく，また，前記絶縁層２０との接着は
絶縁層２０としてのポリイミドフィルムの表面に接着
剤，例えば略１０μｍ厚みでポリイミド系の接着剤が塗
布されており，前記ポリイミドフィルムを接着部材に固
定接触させ，温度，例えば１２０℃以上にし前記接着剤
を溶解させ接着させるものである。
プタ１０の上部には絶縁層２０，例えばポリイミドフィ
ルム製のシート（ポリイミドフィルムの線熱膨張率；略
２０〜２２×１０−６（１／℃））が接着されると共
に，この絶縁層２０の上面には導電ペースト，例えば銀
又は銅製のペーストよりなる電極３０が下面に塗着され
た抵抗体層３１が接着されており，この抵抗体層３１の
上部に前記半導体ウエハ２が載置されるよう構成されて
いる。また，前記抵抗体層３１は，絶縁体と導電体との
間の抵抗値，具体的には，例えば１×１０ ６ Ω−１ｃｍ
−１以上，１×１０ １２ Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有
する半導体，例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）（ＳｉＣの線
熱膨張率；略３．０〜４．０×１０−６（１／℃））よ
りなり，その厚さは例えば５ｍｍ以下である。また，前
記電極３０は銀又は銅製のペーストを塗布する代りに銀
やパラジウムをスクリーン印刷により抵抗体層３１の表
面に形成してもよく，また，前記絶縁層２０との接着は
絶縁層２０としてのポリイミドフィルムの表面に接着
剤，例えば略１０μｍ厚みでポリイミド系の接着剤が塗
布されており，前記ポリイミドフィルムを接着部材に固
定接触させ，温度，例えば１２０℃以上にし前記接着剤
を溶解させ接着させるものである。
【００１１】さらに，図３及び図４に示すように，前記
抵抗体層３１と前記絶縁膜２０間の接着は接着部２１
（図４（ａ））にて接着され，また，前記サセプタ１０
の上部の周縁部は凸曲面に形成されており，この凸曲面
の周縁部で前記絶縁膜２０とサセプタ１０間の接着は，
図４（ｂ）に示すように，前記接着部２１の絶縁膜２０
側面２１ａの外周よりも外側の絶縁膜２０のサセプタ１
０側面に配置される接着部２２で接着され，前記抵抗体
層３１と前記絶縁膜２０間の接着部２１と前記絶縁膜２
０とサセプタ１０間の接着部２２はお互いに絶縁膜２０
を介して接着部が重ならないように構成され，以上静電
チャック９が構成されている。
抵抗体層３１と前記絶縁膜２０間の接着は接着部２１
（図４（ａ））にて接着され，また，前記サセプタ１０
の上部の周縁部は凸曲面に形成されており，この凸曲面
の周縁部で前記絶縁膜２０とサセプタ１０間の接着は，
図４（ｂ）に示すように，前記接着部２１の絶縁膜２０
側面２１ａの外周よりも外側の絶縁膜２０のサセプタ１
０側面に配置される接着部２２で接着され，前記抵抗体
層３１と前記絶縁膜２０間の接着部２１と前記絶縁膜２
０とサセプタ１０間の接着部２２はお互いに絶縁膜２０
を介して接着部が重ならないように構成され，以上静電
チャック９が構成されている。
【００１２】さらに、図１に示すように前記電極３０
は、前記サセプタ１０に内蔵された絶縁部材、例えばテ
フロンで周囲を覆われた導電線２５の一端側が前記電極
３０に接続され、他端側は、前記電極３１に高電圧、例
えば２００Ｖ〜３ＫＶの電圧を給電するための給電手
段、例えば材質が銅の給電棒２６に接続され、この給電
棒２６は、前記処理容器１の底面に気密かつ絶縁して貫
通され、高電圧電源２７に切替え手段、例えば電磁スイ
ッチ２８を介して接続されている。また、この電磁スイ
ッチ２８は図示しない装置を制御する制御信号によりＯ
ＮまたはＯＦＦされるよう構成されている。
は、前記サセプタ１０に内蔵された絶縁部材、例えばテ
フロンで周囲を覆われた導電線２５の一端側が前記電極
３０に接続され、他端側は、前記電極３１に高電圧、例
えば２００Ｖ〜３ＫＶの電圧を給電するための給電手
段、例えば材質が銅の給電棒２６に接続され、この給電
棒２６は、前記処理容器１の底面に気密かつ絶縁して貫
通され、高電圧電源２７に切替え手段、例えば電磁スイ
ッチ２８を介して接続されている。また、この電磁スイ
ッチ２８は図示しない装置を制御する制御信号によりＯ
ＮまたはＯＦＦされるよう構成されている。
【００１３】また、前記サセプタ１０の上方かつ前記処
理容器１の上部には、上部電極５０が配設されており、
この上部電極５０にはガス供給管５１を介して処理ガ
ス、例えばＣＨＦ3 ，ＣＦ4 等の処理ガス、または不活
性ガスが供給され、上部電極５０の底壁に複数個穿設さ
れた放射状の小孔５２より前記半導体ウエハ方向に処理
ガスが放出し、前記高周波電源１２をＯＮすることによ
り、前記上部電極５０と前記半導体ウエハ２間にプラズ
マを生成するよう構成されており、また、前記上部電極
５０は電気的に接地するために配線５３により接地され
ている。
理容器１の上部には、上部電極５０が配設されており、
この上部電極５０にはガス供給管５１を介して処理ガ
ス、例えばＣＨＦ3 ，ＣＦ4 等の処理ガス、または不活
性ガスが供給され、上部電極５０の底壁に複数個穿設さ
れた放射状の小孔５２より前記半導体ウエハ方向に処理
ガスが放出し、前記高周波電源１２をＯＮすることによ
り、前記上部電極５０と前記半導体ウエハ２間にプラズ
マを生成するよう構成されており、また、前記上部電極
５０は電気的に接地するために配線５３により接地され
ている。
【００１４】また、前記サセプタ１０，サセプタ支持台
５，絶縁膜２０，電極３０及び抵抗体層３１を貫通する
貫通孔１６が設けられ、この貫通孔１６内には電気的に
抵抗又はインダクタンスを介して接地されたピン１５が
設けられ、このピン１５は、前記処理容器１を気密にす
るとともに伸縮可能としたべローズ１７を介して上下移
動手段、例えばエアーシリンダ１８に接続されている。
さらに、このピン１５は前記ロードロック室の搬送装置
より前記半導体ウエハ２の受渡しを行ない、前記抵抗体
層３１に前記半導体ウエハ２を接離する際に、前記エア
ーシリンダ１８により上下移動するよう構成されてい
る。また、前記処理容器１の側壁底部には開口して、こ
の処理容器１内を減圧するための排出口１９が設けられ
ており、このガス排出口１９は、図示しない開閉弁、例
えばバタフライ・バルブを介して図示しない真空排気装
置、例えばロータリーポンプ又はターボ分子ポンプ等に
接続されている。
５，絶縁膜２０，電極３０及び抵抗体層３１を貫通する
貫通孔１６が設けられ、この貫通孔１６内には電気的に
抵抗又はインダクタンスを介して接地されたピン１５が
設けられ、このピン１５は、前記処理容器１を気密にす
るとともに伸縮可能としたべローズ１７を介して上下移
動手段、例えばエアーシリンダ１８に接続されている。
さらに、このピン１５は前記ロードロック室の搬送装置
より前記半導体ウエハ２の受渡しを行ない、前記抵抗体
層３１に前記半導体ウエハ２を接離する際に、前記エア
ーシリンダ１８により上下移動するよう構成されてい
る。また、前記処理容器１の側壁底部には開口して、こ
の処理容器１内を減圧するための排出口１９が設けられ
ており、このガス排出口１９は、図示しない開閉弁、例
えばバタフライ・バルブを介して図示しない真空排気装
置、例えばロータリーポンプ又はターボ分子ポンプ等に
接続されている。
【００１５】次に、以上のように構成されたプラズマエ
ッチング裝置における作用について説明する。
ッチング裝置における作用について説明する。
【００１６】まず、前記ゲートバルブ４を開放し、図示
しないロードロック室に設けられた前記搬送装置により
前記半導体ウエハ２を前記処理容器１に搬入するととも
に前記ピンに引き渡され、この後、図示しない搬送装置
は前記ロードロック室内に移動するとともに、前記ゲー
トバルブ４を閉じ、その後前記ピンが下降し、前記抵抗
体層に前記半導体ウエハ２を載置させる。
しないロードロック室に設けられた前記搬送装置により
前記半導体ウエハ２を前記処理容器１に搬入するととも
に前記ピンに引き渡され、この後、図示しない搬送装置
は前記ロードロック室内に移動するとともに、前記ゲー
トバルブ４を閉じ、その後前記ピンが下降し、前記抵抗
体層に前記半導体ウエハ２を載置させる。
【００１７】次に，前記半導体ウエハ２を前記抵抗体層
３１に静電的に吸着保持する工程を説明すると，図１に
示すように前記抵抗体層３１に塗着された電極３１に高
電圧，例えば５００Ｖを給電するためにスイッチ２８を
閉じると，図５に示すように，半導体ウエハ２と抵抗体
層３１との接触面にはわずかな隙間部Ａが存在し，抵抗
体層３１は半導体であって電圧降下が小さいので半導体
ウエハ２の下面の電位Ｖ３と，抵抗体層３１の上面の電
位Ｖ２に大きな電位差が生じる。従ってこの電位差すな
わち接触電位差により大きな静電力が発生し，このため
半導体ウエハ２が抵抗体層３１に吸着される。なお，Ｖ
１，Ｖ２はそれぞれ抵抗体層３１の下面，半導体ウエハ
２の表面の電位である。
３１に静電的に吸着保持する工程を説明すると，図１に
示すように前記抵抗体層３１に塗着された電極３１に高
電圧，例えば５００Ｖを給電するためにスイッチ２８を
閉じると，図５に示すように，半導体ウエハ２と抵抗体
層３１との接触面にはわずかな隙間部Ａが存在し，抵抗
体層３１は半導体であって電圧降下が小さいので半導体
ウエハ２の下面の電位Ｖ３と，抵抗体層３１の上面の電
位Ｖ２に大きな電位差が生じる。従ってこの電位差すな
わち接触電位差により大きな静電力が発生し，このため
半導体ウエハ２が抵抗体層３１に吸着される。なお，Ｖ
１，Ｖ２はそれぞれ抵抗体層３１の下面，半導体ウエハ
２の表面の電位である。
【００１８】次に、図１に示すように、前記上部電極５
０に接続されている前記ガス供給管５１から前記処理ガ
スを供給し、前記小孔５２より前記処理容器１内に処理
ガスを導入し、前記処理容器１内圧力を設定値、例えば
１０ｍＴｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒに安定させ、前記伝熱媒
体、例えば不活性ガスとしてのＨｅガスを前記半導体ウ
エハ２の裏面に供給管１４に接続された孔部、例えば貫
通孔１３より所定の圧力で供給し、前記半導体ウエハ２
を０°Ｃ〜−１２０°Ｃの温度に保つとともに前記サセ
プタ（下部電極）１０に接続された高周波電源１２をＯ
Ｎし、処理容器１内かつ前記上部電極５０と半導体ウエ
ハ２間にプラズマを発生させ、このプラズマにより前記
半導体ウエハ２をエッチング処理する。
０に接続されている前記ガス供給管５１から前記処理ガ
スを供給し、前記小孔５２より前記処理容器１内に処理
ガスを導入し、前記処理容器１内圧力を設定値、例えば
１０ｍＴｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒに安定させ、前記伝熱媒
体、例えば不活性ガスとしてのＨｅガスを前記半導体ウ
エハ２の裏面に供給管１４に接続された孔部、例えば貫
通孔１３より所定の圧力で供給し、前記半導体ウエハ２
を０°Ｃ〜−１２０°Ｃの温度に保つとともに前記サセ
プタ（下部電極）１０に接続された高周波電源１２をＯ
Ｎし、処理容器１内かつ前記上部電極５０と半導体ウエ
ハ２間にプラズマを発生させ、このプラズマにより前記
半導体ウエハ２をエッチング処理する。
【００１９】また，前記半導体ウエハ２を，大気温度
（例えば２０℃）から処理温度（例えば−１０００℃）
に，また処理温度（例えば−１００℃）から大気温度
（例えば２０℃）に移行させる際，前記サセプタ１０
（ＡＩの線熱膨張率；略２３×１０−６（１／℃））及
び前記抵抗体層３１，例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）（Ｓ
ｉＣの線熱膨張率；略３．０〜４．０×１０−６（１／
℃））が，熱膨張又は熱収縮してしまう。ここで従来の
静電チャックは，図６（Ａ）に示すように，前記サセプ
タ１０と前記抵抗体層３１間に着設された絶縁膜２０
は，前記サセプタ１０と前記抵抗体層３１に略対称にか
つ略全面にわたってそれぞれ接着剤にて接着部３５にて
接着されている。このように，略対称にかつ略全面にわ
たってそれぞれ接着剤にて接着されると，前記抵抗体層
３１の線熱膨張率による熱膨張又は熱収縮距離３６より
も，前記抵抗体層３１の線熱膨張率による熱膨張又は熱
収縮距離３７の方が線膨張率が大きいために，前記絶縁
膜２０に歪みが生じ，前記サセプタ１０と絶縁膜２０間
及び前記抵抗体層３１と絶縁膜２０間の接着部３５で剥
離が生じていた。なお，前記サセプタ１０と前記抵抗体
層３１の熱膨張又は熱収縮による距離の差を熱収縮を例
に（１）式に示す。 ΔＬ＝（Ｌ／２）×（Ｔ１−Ｔ０）×（α１−α２） −−−（１） ここで，ΔＬ；熱収縮による距離の差，Ｌ；接着部の距
離８インチウエハの場合２００ｍｍ，Ｔ１；−１００
℃，Ｔ０；２０℃，α１；サセプタ１０の線熱膨張率
（Ａｌの線熱膨張率；略２３×１０ −６ （１／℃），α
２；抵抗体層３１の線熱膨張率（ＳｉＣの線熱膨張率；
略３．０×１０−６（１／℃））とすると，熱収縮によ
る距離の差（ΔＬ）が０．２４ｍｍにもなり，温度の経
時変化に伴って，前記絶縁膜２０が歪みを生じ，前記サ
セプタ１０と絶縁膜２０間及び前記抵抗体層３１と絶縁
膜２０間の接着部３５で剥離が進行していくことにな
る。
（例えば２０℃）から処理温度（例えば−１０００℃）
に，また処理温度（例えば−１００℃）から大気温度
（例えば２０℃）に移行させる際，前記サセプタ１０
（ＡＩの線熱膨張率；略２３×１０−６（１／℃））及
び前記抵抗体層３１，例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）（Ｓ
ｉＣの線熱膨張率；略３．０〜４．０×１０−６（１／
℃））が，熱膨張又は熱収縮してしまう。ここで従来の
静電チャックは，図６（Ａ）に示すように，前記サセプ
タ１０と前記抵抗体層３１間に着設された絶縁膜２０
は，前記サセプタ１０と前記抵抗体層３１に略対称にか
つ略全面にわたってそれぞれ接着剤にて接着部３５にて
接着されている。このように，略対称にかつ略全面にわ
たってそれぞれ接着剤にて接着されると，前記抵抗体層
３１の線熱膨張率による熱膨張又は熱収縮距離３６より
も，前記抵抗体層３１の線熱膨張率による熱膨張又は熱
収縮距離３７の方が線膨張率が大きいために，前記絶縁
膜２０に歪みが生じ，前記サセプタ１０と絶縁膜２０間
及び前記抵抗体層３１と絶縁膜２０間の接着部３５で剥
離が生じていた。なお，前記サセプタ１０と前記抵抗体
層３１の熱膨張又は熱収縮による距離の差を熱収縮を例
に（１）式に示す。 ΔＬ＝（Ｌ／２）×（Ｔ１−Ｔ０）×（α１−α２） −−−（１） ここで，ΔＬ；熱収縮による距離の差，Ｌ；接着部の距
離８インチウエハの場合２００ｍｍ，Ｔ１；−１００
℃，Ｔ０；２０℃，α１；サセプタ１０の線熱膨張率
（Ａｌの線熱膨張率；略２３×１０ −６ （１／℃），α
２；抵抗体層３１の線熱膨張率（ＳｉＣの線熱膨張率；
略３．０×１０−６（１／℃））とすると，熱収縮によ
る距離の差（ΔＬ）が０．２４ｍｍにもなり，温度の経
時変化に伴って，前記絶縁膜２０が歪みを生じ，前記サ
セプタ１０と絶縁膜２０間及び前記抵抗体層３１と絶縁
膜２０間の接着部３５で剥離が進行していくことにな
る。
【００２０】一方，本実施例に係る静電チャック９は，
図６（Ｂ）に示すように，前記サセプタ１０と前記絶縁
膜２０間の接着部２２と，前記抵抗体層３１と前記絶縁
膜２０間の接着部２１は，前記絶縁膜２０を挟んでお互
いに重ならないので，前記絶縁膜２０がそれぞれ前記サ
セプタ１０と前記抵抗体層３１に引っ張られるのみであ
る。また，図３に示すように，前記半導体ウエハ２の裏
面に伝熱媒体，例えば，前記半導体ウエハ２を処理する
処理ガスと同等のガスを供給する場合，この処理ガスと
同等のガスが電極３０を腐食するのを防止するために，
前記抵抗体層３１と前記絶縁膜２０間の接着は前記電極
３０を覆い包むように接着したほうが良い。
図６（Ｂ）に示すように，前記サセプタ１０と前記絶縁
膜２０間の接着部２２と，前記抵抗体層３１と前記絶縁
膜２０間の接着部２１は，前記絶縁膜２０を挟んでお互
いに重ならないので，前記絶縁膜２０がそれぞれ前記サ
セプタ１０と前記抵抗体層３１に引っ張られるのみであ
る。また，図３に示すように，前記半導体ウエハ２の裏
面に伝熱媒体，例えば，前記半導体ウエハ２を処理する
処理ガスと同等のガスを供給する場合，この処理ガスと
同等のガスが電極３０を腐食するのを防止するために，
前記抵抗体層３１と前記絶縁膜２０間の接着は前記電極
３０を覆い包むように接着したほうが良い。
【００２１】次に，以上のように構成された本実施例の
効果について説明する。サセプタ１０（例えば導電性の
金属としてのＡｌ）と抵抗体層３１（例えば炭化ケイ素
（ＳｉＣ））の線膨張率の違いにより，サセプタと抵抗
体層間に着設された絶縁膜に歪みを生じ，サセプタと絶
縁膜間の接着部及び抵抗体層と絶縁膜間の接着部の剥離
を抑制することができる。また，抵抗体層３１と絶縁膜
２０間の接着部が剥がれてしまうと，その剥がれた部分
に温度の経時変化にともない結露による，抵抗体層３１
に設けられた電極３０を腐食させるのを抑制し，静電チ
ャック９の吸着力の低下を抑制することができる。ま
た，サセプタ１０と絶縁膜２０間の接着部２２及び抵抗
体層３１と絶縁膜２０間の接着部の剥離を抑制すること
ができるので，抵抗体層３１の半導体ウエハ２を載置す
る載置面の水平度をより保つことができる。さらに，抵
抗体層３１の半導体ウエハ２を載置する載置面の水平度
をより水平に保つことができるので，半導体ウエハ２を
処理する際，均一に処理することができ，半導体ウエハ
２上に形成されたデバイスの歩留りを向上することがで
きる。
効果について説明する。サセプタ１０（例えば導電性の
金属としてのＡｌ）と抵抗体層３１（例えば炭化ケイ素
（ＳｉＣ））の線膨張率の違いにより，サセプタと抵抗
体層間に着設された絶縁膜に歪みを生じ，サセプタと絶
縁膜間の接着部及び抵抗体層と絶縁膜間の接着部の剥離
を抑制することができる。また，抵抗体層３１と絶縁膜
２０間の接着部が剥がれてしまうと，その剥がれた部分
に温度の経時変化にともない結露による，抵抗体層３１
に設けられた電極３０を腐食させるのを抑制し，静電チ
ャック９の吸着力の低下を抑制することができる。ま
た，サセプタ１０と絶縁膜２０間の接着部２２及び抵抗
体層３１と絶縁膜２０間の接着部の剥離を抑制すること
ができるので，抵抗体層３１の半導体ウエハ２を載置す
る載置面の水平度をより保つことができる。さらに，抵
抗体層３１の半導体ウエハ２を載置する載置面の水平度
をより水平に保つことができるので，半導体ウエハ２を
処理する際，均一に処理することができ，半導体ウエハ
２上に形成されたデバイスの歩留りを向上することがで
きる。
【００２２】尚，本実施例では，絶縁膜とサセプタ間の
接着部を，絶縁膜と抵抗体層間の接着部の絶縁膜側面の
外周よりも外側の絶縁膜のサセプタ側面に着設したが，
絶縁膜とサセプタ間の接着部と，絶縁膜と抵抗体層間の
接着部が，絶縁膜を介してお互いに重ならなければ，そ
の絶縁膜とサセプタ間の接着部を，絶縁膜と抵抗体層間
の接着部の絶縁膜側面の内周よりも内側に着設してもよ
いことは勿論であり，本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく，本発明の要旨の範囲内で種々の変形実
施が可能である。また，実施例ではプラズマエッチング
装置について述べたが，このようなプラズマエッチング
装置の他に前記半導体ウエハやＬＣＤ基板のような被吸
着体を静電的に吸着保持する静電チャックは前記プラズ
マエッチング装置にとらわれず自然酸化膜除去装置，あ
るいは酸化膜等の膜付けする枚葉酸化炉，ウエハプロー
バ等の検査装置，搬送装置，ＣＶＤ等の熱処理装置に限
らず，また常圧，減圧または陽圧とした装置に用いるこ
とができる。
接着部を，絶縁膜と抵抗体層間の接着部の絶縁膜側面の
外周よりも外側の絶縁膜のサセプタ側面に着設したが，
絶縁膜とサセプタ間の接着部と，絶縁膜と抵抗体層間の
接着部が，絶縁膜を介してお互いに重ならなければ，そ
の絶縁膜とサセプタ間の接着部を，絶縁膜と抵抗体層間
の接着部の絶縁膜側面の内周よりも内側に着設してもよ
いことは勿論であり，本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく，本発明の要旨の範囲内で種々の変形実
施が可能である。また，実施例ではプラズマエッチング
装置について述べたが，このようなプラズマエッチング
装置の他に前記半導体ウエハやＬＣＤ基板のような被吸
着体を静電的に吸着保持する静電チャックは前記プラズ
マエッチング装置にとらわれず自然酸化膜除去装置，あ
るいは酸化膜等の膜付けする枚葉酸化炉，ウエハプロー
バ等の検査装置，搬送装置，ＣＶＤ等の熱処理装置に限
らず，また常圧，減圧または陽圧とした装置に用いるこ
とができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば，抵抗体層と絶縁膜を接
着する接着部と，絶縁膜とサセプタを接着する接着部
は，絶縁膜を介してお互いに重ならないように構成され
るので，サセプタと抵抗体層の熱膨張又は熱収縮長が生
じても，絶縁膜と抵抗体層の接着部と，絶縁膜とサセプ
タの接着部とはサセプタと抵抗体層の熱膨張又は熱収縮
長の変化が干渉しないので，サセプタと絶縁膜又は抵抗
体層と絶縁膜のそれぞれの接着部の剥離による凸凹の発
生を抑制できるので，静電チャックが吸着保持する被吸
着体の水平状態をより水平に保つことができるという顕
著な効果がある。また，抵抗体層と絶縁膜を接着する接
着部を，電極板を覆うように形成すれば，抵抗体層の載
置面に貫通孔を形成し，この貫通孔から被吸着体と載置
面との間に処理ガスと同等のガスを供給する場合でも，
電極板の腐食を防止することができる。
着する接着部と，絶縁膜とサセプタを接着する接着部
は，絶縁膜を介してお互いに重ならないように構成され
るので，サセプタと抵抗体層の熱膨張又は熱収縮長が生
じても，絶縁膜と抵抗体層の接着部と，絶縁膜とサセプ
タの接着部とはサセプタと抵抗体層の熱膨張又は熱収縮
長の変化が干渉しないので，サセプタと絶縁膜又は抵抗
体層と絶縁膜のそれぞれの接着部の剥離による凸凹の発
生を抑制できるので，静電チャックが吸着保持する被吸
着体の水平状態をより水平に保つことができるという顕
著な効果がある。また，抵抗体層と絶縁膜を接着する接
着部を，電極板を覆うように形成すれば，抵抗体層の載
置面に貫通孔を形成し，この貫通孔から被吸着体と載置
面との間に処理ガスと同等のガスを供給する場合でも，
電極板の腐食を防止することができる。
【００２４】
【図１】本発明に係る第１の実施例を適用したプラズマ
エッチング裝置の概略断面図である。
エッチング裝置の概略断面図である。
【図２】図１の静電チャックの要部の構成を示す分解斜
視図である。
視図である。
【図３】図１の静電チャックの接着部の構成を示す部分
断面図である。
断面図である。
【図４】図１の被吸着体を載置する静電チャックの接着
部の構成を示す部分断面図である。
部の構成を示す部分断面図である。
【図５】図１の被吸着体を載置する静電チャックの作用
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
【図６】（Ａ）は従来の被吸着体を載置する静電チャッ
クの作用を示す部分断面図であり，（Ｂ）は図１の被吸
着体を載置する静電チャックの作用を示す部分断面図で
ある。
クの作用を示す部分断面図であり，（Ｂ）は図１の被吸
着体を載置する静電チャックの作用を示す部分断面図で
ある。
１ 処理容器 ２ 吸着体（半導体ウエハ） ５ サセプタ支持台（冷却手段） ９ 静電チャック １０ サセプタ（下部電極） ２０ 絶縁膜 ２１，２２ 接着部 ３０ 電極 ３１ 抵抗体層
Claims (2)
- 【請求項１】 サセプタの上面を覆う絶縁膜と前記絶縁
膜の上面を覆う抵抗体層との間に板電極を介装し，前記
電極板に対して高電圧を印加することにより，前記抵抗
体層の載置面に載置された被吸着体を吸着保持する静電
チャックにおいて， 前記抵抗体層と前記絶縁膜を接着する接着部と，前記絶
縁膜と前記サセプタを接着する接着部は，前記絶縁膜を
介してお互いに重ならないように構成される ことを特徴
とする，静電チャック。 - 【請求項２】 前記抵抗体層と前記絶縁膜を接着する接
着部は，前記電極板を覆うように形成されることを特徴
とする，請求項１に記載の静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8919893A JP3072206B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8919893A JP3072206B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 静電チャック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275708A JPH06275708A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3072206B2 true JP3072206B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=13964021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8919893A Expired - Fee Related JP3072206B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3072206B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010066139A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 황인길 | 척을 가지고 있는 반도체 제조 장치 |
| JP2001226656A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-21 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 半導体製造装置またはエッチング装置用接着剤、該装置用接着シート及びそれらを用いた構造部品 |
| JP4868649B2 (ja) * | 2001-03-29 | 2012-02-01 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ処理装置 |
| AU2002326159A1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma treating apparatus and plasma treating method |
| JP5453902B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2014-03-26 | Ｔｏｔｏ株式会社 | 静電チャックおよび静電チャックの製造方法 |
| JP6435481B1 (ja) * | 2017-09-04 | 2018-12-12 | 株式会社プロセス・ラボ・ミクロン | ワーク吸着冶具とワーク吸着装置 |
| JP7018801B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2022-02-14 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置、及び被処理体の搬送方法 |
| JP7214021B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2023-01-27 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置、及び被処理体の搬送方法 |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP8919893A patent/JP3072206B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06275708A (ja) | 1994-09-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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