JP3187554U - 静電チャック - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能や吸着力を維持しつつ、脱着時間が短い静電チャックを提供する。
【解決手段】静電チャック１０は、ウエハＷを載置するウエハ載置面１２を有し、静電電極１４が埋設されたセラミックス製の円盤状部材である。ウエハ載置面１２には、ウエハＷを支持する複数の突起１６が形成されている。複数の突起１６は、ウエハ載置面１２上にほぼ均等に分布されるように形成された複数の円形状の突起１６ａと、ウエハ載置面１２の外周に沿って形成された１つの環状突起１６ｂとで構成されている。円形状の突起１６ａ及び環状突起１６ｂの表面は、表面粗さＲａが０．２〜０．４μｍである。また、円形状の突起１６ａ及び環状突起１６ｂがウエハＷに接触する総面積をウエハＷの面積で除した割合（百分率）である面積率が２〜６０％である。
【選択図】図２

Description

本考案は、静電チャックに関する。

従来より、ジョンソンラーベック力による吸着力を発現する静電チャック（ＥＳＣ）が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−９１３５３号公報

こうしたＥＳＣにおいて、吸着力を高く、ウエハの熱引き効率を高くするためには、ポリッシュなどの工程によりＥＳＣ表面のＲａを０．１μｍ以下にする必要があった。しかし、吸着力を高くするとウエハへのリーク電流は大きくなり、またプロセス後の残留吸着力の増大によるウエハの脱着時間も長くなった。前者はウエハ内のチップの歩留まりを低下する原因になっていた。後者はプロセスのスループットの低下の原因になっていた。

逆にＥＳＣ表面のＲａを大きくするとリーク電流および残留吸着力は小さくなるが、吸着力自体が小さくなりプラズマからの入熱に対する熱引きも悪くウエハ温度を所望の温度に制御しにくいという問題があった。

本考案は、こうした問題を解決することを課題とするものであり、ＥＳＣにおいて、冷却性能や吸着力を維持しつつ、脱着時間が短いものを提供することを主目的とする。

本考案の静電チャックは、ウエハを載置するウエハ載置面を有し、電極が埋設されたセラミックス製の静電チャックであって、前記ウエハ載置面には、前記ウエハを支持する複数の突起が形成され、前記複数の突起は、表面粗さＲａが０．２〜０．４μｍであり、前記複数の突起が前記ウエハに接触する総面積を前記ウエハの面積で除した割合（百分率）である面積率が２〜６０％のものである。

この静電チャックによれば、冷却性能や吸着力を高く維持しつつ、脱着時間を短することができる。

本考案の静電チャックにおいて、前記複数の突起は、前記ウエハ載置面上にほぼ均等に分布されるように形成された円形状の突起と、前記ウエハ載置面の外周に沿って形成された環状突起とで構成されていてもよい。

静電チャック１０の斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。

以下、本考案の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は静電チャック１０の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

静電チャック１０は、ウエハＷを載置するウエハ載置面１２を有し、静電電極１４が埋設されたセラミックス製の円盤状部材である。セラミックスとしては、例えば、窒化アルミニウムやアルミナなどが挙げられる。静電電極１４は、図示しない外部電源により直流電圧を印加可能な平面状の電極であり、板状であってもよいし、メッシュ状であってもよい。この静電電極１４に直流電圧が印加されると、ウエハＷはウエハ載置面１２に吸着固定され、直流電圧の印加を解除すると、ウエハＷのウエハ載置面１２への吸着固定が解除される。

ウエハ載置面１２には、ウエハＷを支持する複数の突起１６が形成されている。複数の突起１６は、ウエハ載置面１２上にほぼ均等に分布されるように形成された複数の円形状の突起１６ａと、ウエハ載置面１２の外周に沿って形成された１つの環状突起１６ｂとで構成されている。円形状の突起１６ａ及び環状突起１６ｂの表面は、表面粗さＲａが０．２〜０．４μｍである。また、円形状の突起１６ａ及び環状突起１６ｂがウエハＷに接触する総面積をウエハＷの面積で除した割合（百分率）である面積率が２〜６０％である。

以上説明した本実施形態の静電チャック１０によれば、冷却性能や吸着力を高く維持しつつ、脱着時間を短くすることができる。また、リーク電流を低く抑えることもできる。

なお、本考案は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本考案の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、静電チャック１０は静電電極１４を内蔵するものとしたが、静電電極１４に加えてヒータ電極や高周波電極を内蔵していてもよい。

上述した実施形態では、環状電極１６ｂをウエハ載置面１２の外周に沿って１つ設けたが、これと同心円状に別の環状電極を設けてもよい。あるいは、環状電極１６ｂを省略して円形状の電極１６ａのみとしてもよい。

表１に示すエントリー１〜１５の静電チャック（ＥＳＣ）を作製した。まず、円盤状の窒化アルミニウム焼結体を作製した。この窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム粉末を成形し、ホットプレス法で焼成することにより製造した。このときのホットプレス荷重は５０ｋｇ／ｃｍ²，焼成温度は１８００〜２１００℃、焼成時間は４時間とした。得られた窒化アルミニウム焼結体の上面を研削し平面を出したところにＭｏメッシュからなる静電電極を設置した。次に、その静電電極の上に窒化アルミニウム粉体を載せてプレス成形した。そして、得られた成形体をホットプレス法で焼成することにより、ＥＳＣを得た。このときのホットプレス荷重は７０ｋｇ／ｃｍ²、焼成温度は１８００〜２１００℃、焼成時間は４時間以下とした。

ＥＳＣの寸法は、直径が２９８ｍｍ、静電電極よりも下側の厚みが３ｍｍ、静電電極の上側の厚みが１．０ｍｍであった。ウエハ載置面には直径１ｍｍ、高さ８μｍの円形状の突起をウエハ載置面上にほぼ均等に分布するように形成すると共に、そのウエハ載置面の外周に沿って幅１ｍｍの環状突起を高さ８μｍとなるように形成した。円形状の突起の数は、面積率が表１に示す所定の値になるように設定した。また、円形状の突起及び環状突起の表面は、表面粗さＲａが表１に示す所定の値になるようにポリッシュした。更に、ウエハ載置面のうち突起同士の間にはガスを導入する直径１ｍｍのガス孔を貫通させた。ＥＳＣのうち静電電極よりも下側の層には、静電電極に到達する座繰り孔を開け、給電端子を静電電極にロウ付けした。

以上のようにして作製したＥＳＣを以下のように評価した。評価結果を表１にまとめた。

＜評価方法＞
・吸着力の測定方法：
ＥＳＣのウエハ載置面にウエハを載せて、静電電極に電圧５００Ｖを印加し、ウエハ載置面とウエハとの間にＨｅガスを導入し、ウエハが剥がれるときのＨｅ圧を計測し、その値を吸着力とした。Ｈｅ圧が２０Ｔｏｒｒを超える（＞２０Ｔｏｒｒ）と、ウエハが破損する可能性があるため、上限を２０Ｔｏｒｒとした。
・リーク電流：
上述した吸着力の測定方法において、ウエハ保持時に直流電源に流れる直流電流の値を電流計により読み取り、その値をリーク電流の値とした。
・脱着時間の測定方法：
ＥＳＣのウエハ載置面にウエハを載せて、静電電極に電圧５００Ｖを印加し、ウエハ載置面とウエハとの間に５ＴｏｒｒのＨｅガスを導入し、１０分保持してから、電圧を０Ｖにしたときにウエハが剥がれるまでの時間を計測し、それを脱着時間とした。
・ウエハ温度：
ＥＳＣのウエハ載置面に熱電対（ＴＣ）ウエハを載せ、静電電極に電圧５００Ｖを印加し、ウエハ載置面とウエハとの間に１５ＴｏｒｒのＨｅガスを導入し、ウエハ上部からランプ加熱で２ｋＷを入熱した時のＴＣの温度をモニターした。
・判定基準：
リーク電流は５００μＡ以下、脱着時間は１０秒以下、ウエハ温度は１００℃未満をそれぞれ合格とした。表１のうちグレーで塗りつぶしたセルは、不合格だったことを示す。

表１に示す評価結果から、表面粗さＲａが０．２〜０．４で、且つ、面積率が２％〜６０％のＥＳＣにおいては、吸着力、リーク電流、脱着時間、ウエハ温度の全ての特性が判定基準をクリアすることを見出した。

１０ 静電チャック、１２ ウエハ載置面、１４ 静電電極、１６ 突起、１６ａ 円形状の突起、１６ｂ 環状突起、Ｗ ウエハ。

Claims (2)

1. ウエハを載置するウエハ載置面を有し、電極が埋設されたセラミックス製の静電チャックであって、
   前記ウエハ載置面には、ウエハを支持する複数の突起が形成され、
   前記複数の突起は、表面粗さＲａが０．２〜０．４μｍであり、前記複数の突起がウエハに接触する総面積をウエハの面積で除した割合（百分率）である面積率が２〜６０％である、
   静電チャック。
2. 前記複数の突起は、前記ウエハ載置面上にほぼ均等に分布されるように形成された円形状の突起と、前記ウエハ載置面の外周に沿って形成された環状突起とで構成されている、
   請求項１に記載の静電チャック。