JP3393714B2 - クランプリング - Google Patents
クランプリングInfo
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- JP3393714B2 JP3393714B2 JP23543994A JP23543994A JP3393714B2 JP 3393714 B2 JP3393714 B2 JP 3393714B2 JP 23543994 A JP23543994 A JP 23543994A JP 23543994 A JP23543994 A JP 23543994A JP 3393714 B2 JP3393714 B2 JP 3393714B2
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- Japan
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- clamp ring
- wafer
- aluminum nitride
- sintered body
- nitride sintered
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
において、半導体ウェハを支持するため、その端部を押
さえ付けるのに用いるクランプリングに関するものであ
る。
において、半導体ウェハを支持するため、その端部を押
さえ付けるのに用いるクランプリングに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、シリコ
ン等の半導体ウェハに対し、プラズマを用いたエッチン
グが行われている。この時、ウェハはサセプタ上に載置
され、クランプリングで端部を押さえて支持されてい
る。
ン等の半導体ウェハに対し、プラズマを用いたエッチン
グが行われている。この時、ウェハはサセプタ上に載置
され、クランプリングで端部を押さえて支持されてい
る。
【０００３】これらのサセプタ、クランプリングは、耐
熱性、耐食性が要求されるため、従来アルミナセラミッ
クスが用いられている。しかし、アルミナセラミックス
はプラズマにエッチングされやすく、そのためＡｌ2 Ｏ
3 粒子が脱粒してパーティクルとなりウェハ上の配線に
悪影響を及ぼす等の問題点があった。
熱性、耐食性が要求されるため、従来アルミナセラミッ
クスが用いられている。しかし、アルミナセラミックス
はプラズマにエッチングされやすく、そのためＡｌ2 Ｏ
3 粒子が脱粒してパーティクルとなりウェハ上の配線に
悪影響を及ぼす等の問題点があった。
【０００４】そこで、耐プラズマ性が高く、熱伝導率の
高い窒化アルミニウム質焼結体を上記ウェハ支持部材と
して用いることが提案されている（特開平５−２５１３
６５号公報等参照）。
高い窒化アルミニウム質焼結体を上記ウェハ支持部材と
して用いることが提案されている（特開平５−２５１３
６５号公報等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記窒化アル
ミニウム質焼結体は静電気を発生しやすく、発生した静
電気によって半導体ウェハを吸着してしまうという欠点
があった。そのため、窒化アルミニウム質焼結体でクラ
ンプリングやサセプタを形成すると、工程終了後に半導
体ウェハを機械的に剥がす作業が必要となり、ウェハ処
理能力が低下するだけでなく、剥がす作業中にウェハへ
の不純物が増加する等の問題点があった。
ミニウム質焼結体は静電気を発生しやすく、発生した静
電気によって半導体ウェハを吸着してしまうという欠点
があった。そのため、窒化アルミニウム質焼結体でクラ
ンプリングやサセプタを形成すると、工程終了後に半導
体ウェハを機械的に剥がす作業が必要となり、ウェハ処
理能力が低下するだけでなく、剥がす作業中にウェハへ
の不純物が増加する等の問題点があった。
【０００６】この原因は、通常のアルミナセラミックス
の常温での体積固有抵抗値が１０15〜１０17Ω・ｃｍで
あるのに対し、窒化アルミニウム質焼結体の体積固有抵
抗値は１０12〜１０14Ω・ｃｍと低いことによる。即
ち、上記窒化アルミニウム質焼結体はプラズマ処理工程
中に加熱されると体積固有抵抗値が１０13Ω・ｃｍ以下
になり、微小な漏れ電流により電荷が発生し、ジョンソ
ン−ラーベック力と呼ばれる静電吸着力が発生するため
に半導体ウェハを吸着してしまうのである。
の常温での体積固有抵抗値が１０15〜１０17Ω・ｃｍで
あるのに対し、窒化アルミニウム質焼結体の体積固有抵
抗値は１０12〜１０14Ω・ｃｍと低いことによる。即
ち、上記窒化アルミニウム質焼結体はプラズマ処理工程
中に加熱されると体積固有抵抗値が１０13Ω・ｃｍ以下
になり、微小な漏れ電流により電荷が発生し、ジョンソ
ン−ラーベック力と呼ばれる静電吸着力が発生するため
に半導体ウェハを吸着してしまうのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記に鑑みて、本発明
は、クランプリングを窒化アルミニウム質焼結体により
形成するとともに、半導体ウェハとの接触部位を酸化し
て上記窒化アルミニウム質焼結体よりも体積固有抵抗値
の高いアルミナ膜からなる高抵抗層を設けたことを特徴
とする。
は、クランプリングを窒化アルミニウム質焼結体により
形成するとともに、半導体ウェハとの接触部位を酸化し
て上記窒化アルミニウム質焼結体よりも体積固有抵抗値
の高いアルミナ膜からなる高抵抗層を設けたことを特徴
とする。
【０００８】なお、上記高抵抗層は、使用時の体積固有
抵抗値が１０13Ω・ｃｍ以上の材質を用いることが良
い。
抵抗値が１０13Ω・ｃｍ以上の材質を用いることが良
い。
【０００９】
【作用】本発明のクランプリングは、ウェハとの接触部
位が高抵抗層からなるため、ジョンソン−ラーベック力
による吸着を防止し、工程処理後のウェハを容易に外す
ことができる。
位が高抵抗層からなるため、ジョンソン−ラーベック力
による吸着を防止し、工程処理後のウェハを容易に外す
ことができる。
【００１０】また、クランプリング自体は、耐プラズマ
性の高い窒化アルミニウム質焼結体から成るため、プラ
ズマによって腐食されることがなくパーティクルの発生
を防止できる。
性の高い窒化アルミニウム質焼結体から成るため、プラ
ズマによって腐食されることがなくパーティクルの発生
を防止できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明のクランプリングについて説明
する。
する。
【００１２】図１にプラズマエッチング装置の概略図を
示す。シリコン等のウェハ２０をサセプタ２１上に載置
し、その端部をクランプリング１０で押さえつけて固定
する。また、サセプタ２１の下部に備えたプラズマ下部
電極２２と上部に備えたプラズマ上部電極２３間に、高
周波電圧２４を印加してプラズマを発生させ、ウェハ２
０に対してプラズマエッチングを行うようになってい
る。
示す。シリコン等のウェハ２０をサセプタ２１上に載置
し、その端部をクランプリング１０で押さえつけて固定
する。また、サセプタ２１の下部に備えたプラズマ下部
電極２２と上部に備えたプラズマ上部電極２３間に、高
周波電圧２４を印加してプラズマを発生させ、ウェハ２
０に対してプラズマエッチングを行うようになってい
る。
【００１３】また、図２に詳細を示すように、クランプ
リング１０は中央に貫通孔１１を有する板状体で、該貫
通孔１１の周囲に段部１２を有し、この段部１２でウェ
ハ２０の端部を押さえつけて固定するようになってい
る。そして、このクランプリング１０は全体が窒化アル
ニウム質焼結体からなり、上記段部１２の表面のみに高
抵抗層１３を備えている。
リング１０は中央に貫通孔１１を有する板状体で、該貫
通孔１１の周囲に段部１２を有し、この段部１２でウェ
ハ２０の端部を押さえつけて固定するようになってい
る。そして、このクランプリング１０は全体が窒化アル
ニウム質焼結体からなり、上記段部１２の表面のみに高
抵抗層１３を備えている。
【００１４】このクランプリング１０を用いれば、上面
１４はプラズマにさらされることになるが、耐プラズマ
性に優れた窒化アルミニウム質焼結体からなるため、プ
ラズマによる腐食を防止し、パーティクルの発生もなく
長期間使用することができる。また、ウェハ２０と接触
する段部１２は高抵抗層１３からなるため、ジョンソン
−ラーベック力による吸着を防止し、工程終了後にウェ
ハ２０を容易に外すことができる。
１４はプラズマにさらされることになるが、耐プラズマ
性に優れた窒化アルミニウム質焼結体からなるため、プ
ラズマによる腐食を防止し、パーティクルの発生もなく
長期間使用することができる。また、ウェハ２０と接触
する段部１２は高抵抗層１３からなるため、ジョンソン
−ラーベック力による吸着を防止し、工程終了後にウェ
ハ２０を容易に外すことができる。
【００１５】上記高抵抗層１３は、漏れ電流に基づくジ
ョンソン−ラーベック力による吸着を防止するために、
母材である窒化アルミニウム質焼結体よりも体積固有抵
抗値の高い材質により形成する。特に、使用時の温度に
おける体積固有抵抗値が１０13Ω・ｃｍ以上の材質を用
いれば、ジョンソン−ラーベック力による吸着力を無く
すことができる。また耐プラズマ性の点からはＡｌ化合
物であることが好ましい。これらの点から、高抵抗層１
３としては、Ａｌ2Ｏ3を用いる。
ョンソン−ラーベック力による吸着を防止するために、
母材である窒化アルミニウム質焼結体よりも体積固有抵
抗値の高い材質により形成する。特に、使用時の温度に
おける体積固有抵抗値が１０13Ω・ｃｍ以上の材質を用
いれば、ジョンソン−ラーベック力による吸着力を無く
すことができる。また耐プラズマ性の点からはＡｌ化合
物であることが好ましい。これらの点から、高抵抗層１
３としては、Ａｌ2Ｏ3を用いる。
【００１６】そして、これらの高抵抗層３０は、母材で
ある窒化アルミニウム質焼結体を酸化処理することによ
り、表面のＡｌＮを酸化させてＡｌ2Ｏ3膜を形成する。
この場合、クランプリング１０を窒化アルミニウム質焼
結体で形成し、酸化処理して全表面にＡｌ2Ｏ3膜を形成
した後、上記段部１２以外の表面を研磨してＡｌ2Ｏ3膜
を除去すれば、段部１２の表面のみに高抵抗層１３とし
てＡｌ2Ｏ3膜を有するクランプリング１０を得ることが
できる。
ある窒化アルミニウム質焼結体を酸化処理することによ
り、表面のＡｌＮを酸化させてＡｌ2Ｏ3膜を形成する。
この場合、クランプリング１０を窒化アルミニウム質焼
結体で形成し、酸化処理して全表面にＡｌ2Ｏ3膜を形成
した後、上記段部１２以外の表面を研磨してＡｌ2Ｏ3膜
を除去すれば、段部１２の表面のみに高抵抗層１３とし
てＡｌ2Ｏ3膜を有するクランプリング１０を得ることが
できる。
【００１７】このように高抵抗層１３を膜で形成する場
合、厚みは２〜３０μｍの範囲が好ましい。これは２μ
ｍ未満では膜の厚みを均一化することが困難であり、３
０μｍを越えると熱膨張差のために剥離する恐れがある
ためである。好適には５〜１５μｍの範囲が好ましい。
合、厚みは２〜３０μｍの範囲が好ましい。これは２μ
ｍ未満では膜の厚みを均一化することが困難であり、３
０μｍを越えると熱膨張差のために剥離する恐れがある
ためである。好適には５〜１５μｍの範囲が好ましい。
【００１８】なお、クランプリング１０をなす窒化アル
ミニウム質焼結体は、ＡｌＮを主成分とし、Ｙ2 Ｏ3 、
Ｙｂ2 Ｏ3 、Ｅｒ2 Ｏ3 等の焼結助剤を含有する焼結体
であり、耐プラズマ性に優れ、熱伝導率が極めて高いこ
とから放熱性に優れている。また、ウェハ２０に対する
汚染防止や耐プラズマ性をより高めるために、焼結助剤
を添加せずにＡｌＮを９９重量％以上、好適には９９．
９重量％以上とした高純度窒化アルミニウム質焼結体を
用いることもできる。
ミニウム質焼結体は、ＡｌＮを主成分とし、Ｙ2 Ｏ3 、
Ｙｂ2 Ｏ3 、Ｅｒ2 Ｏ3 等の焼結助剤を含有する焼結体
であり、耐プラズマ性に優れ、熱伝導率が極めて高いこ
とから放熱性に優れている。また、ウェハ２０に対する
汚染防止や耐プラズマ性をより高めるために、焼結助剤
を添加せずにＡｌＮを９９重量％以上、好適には９９．
９重量％以上とした高純度窒化アルミニウム質焼結体を
用いることもできる。
【００１９】(実験例)窒素雰囲気下で焼成した板状の窒
化アルミニウム質焼結体を９００〜１３００℃で３時
間、大気雰囲気下で酸化処理し、表面に２〜２０μｍの
Ａｌ2Ｏ3膜を形成した。その後、ダイヤモンド砥石によ
りウェハ接触面以外の表面を研削加工してＡｌ2Ｏ3膜を
除去し、段部１２のみに高抵抗層１３としてのＡｌ2Ｏ3
膜を有するクランプリング１０を得た。
化アルミニウム質焼結体を９００〜１３００℃で３時
間、大気雰囲気下で酸化処理し、表面に２〜２０μｍの
Ａｌ2Ｏ3膜を形成した。その後、ダイヤモンド砥石によ
りウェハ接触面以外の表面を研削加工してＡｌ2Ｏ3膜を
除去し、段部１２のみに高抵抗層１３としてのＡｌ2Ｏ3
膜を有するクランプリング１０を得た。
【００２０】半導体製造工程中のプラズマエッチング装
置において、ＣＦ4 ガスを用いた１００℃の条件下でこ
のクランプリング１０を用いて、工程終了後にウェハ２
０とクランプリング１０との吸着力を調べた。なお、１
００℃におけるＡｌ2Ｏ3膜の体積固有抵抗値は１０15Ω
・ｃｍである。
置において、ＣＦ4 ガスを用いた１００℃の条件下でこ
のクランプリング１０を用いて、工程終了後にウェハ２
０とクランプリング１０との吸着力を調べた。なお、１
００℃におけるＡｌ2Ｏ3膜の体積固有抵抗値は１０15Ω
・ｃｍである。
【００２１】結果は表１に示す通り、Ａｌ2Ｏ3膜の無い
ものでは０．１ｇ／ｃｍ2 以上のウェハ吸着力が生じ、
ウェハ２０の剥離が困難であったのに対し、厚み２μｍ
以上のＡｌ2Ｏ3膜を形成したものはウェハ吸着力を低下
させられ、容易にウェハ２０を外せることがわかった。
これは、上述したように、Ａｌ2 Ｏ3 膜の体積固有抵抗
値が高いために漏れ電流が生じにくく、ジョンソン−ラ
ーベック力による吸着力が生じなかったものと考えられ
る。
ものでは０．１ｇ／ｃｍ2 以上のウェハ吸着力が生じ、
ウェハ２０の剥離が困難であったのに対し、厚み２μｍ
以上のＡｌ2Ｏ3膜を形成したものはウェハ吸着力を低下
させられ、容易にウェハ２０を外せることがわかった。
これは、上述したように、Ａｌ2 Ｏ3 膜の体積固有抵抗
値が高いために漏れ電流が生じにくく、ジョンソン−ラ
ーベック力による吸着力が生じなかったものと考えられ
る。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、クラン
プリングを窒化アルミニウム質焼結体により形成すると
ともに、半導体ウェハとの接触部位を酸化して上記窒化
アルミニウム質焼結体よりも体積固有抵抗値の高いアル
ミナ膜からなる高抵抗層を設けたことによって、ジョン
ソン−ラーベック力による静電吸着を防止し、工程終了
後にウェハを容易に外すことができる。そのために、ウ
ェハの処理能力が向上し、不純物の混入も防止できる。
プリングを窒化アルミニウム質焼結体により形成すると
ともに、半導体ウェハとの接触部位を酸化して上記窒化
アルミニウム質焼結体よりも体積固有抵抗値の高いアル
ミナ膜からなる高抵抗層を設けたことによって、ジョン
ソン−ラーベック力による静電吸着を防止し、工程終了
後にウェハを容易に外すことができる。そのために、ウ
ェハの処理能力が向上し、不純物の混入も防止できる。
【００２４】また、クランプリングの母材は窒化アルミ
ニウム質焼結体からなるため、耐プラズマ性に優れるこ
とからパーティクルの発生もなく長期間良好に使用で
き、さらに放熱性も優れるなど、さまざまな特長を持っ
たウェハ支持部材を提供できる。
ニウム質焼結体からなるため、耐プラズマ性に優れるこ
とからパーティクルの発生もなく長期間良好に使用で
き、さらに放熱性も優れるなど、さまざまな特長を持っ
たウェハ支持部材を提供できる。
【図１】本発明のウェハ支持部材の一実施例であるクラ
ンプリングを用いたプラズマエッチング装置を示す概略
図である。
ンプリングを用いたプラズマエッチング装置を示す概略
図である。
【図２】本発明のウェハ支持部材の一実施例であるクラ
ンプリングを示す断面図である。
ンプリングを示す断面図である。
１０：クランプリング
１１：貫通孔
１２：段部
１３：高抵抗層
１４：上面
２０：ウェハ
２１：サセプタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−286247（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−31917（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−286249（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/68
H01L 21/302
H01L 21/306
H01L 21/3065
H01L 21/461
Claims (2)
- 【請求項１】半導体装置の製造工程中に半導体ウェハの
端部を押さえるクランプリングを、窒化アルミニウム質
焼結体により形成するとともに、半導体ウェハとの接触
部位を酸化して上記窒化アルミニウム質焼結体よりも体
積固有抵抗値の高いアルミナ膜からなる高抵抗層を設け
たことを特徴とするクランプリング。 - 【請求項２】上記高抵抗層は、使用時における体積固有
抵抗値が１０13Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請
求項１記載のクランプリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23543994A JP3393714B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | クランプリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23543994A JP3393714B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | クランプリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897272A JPH0897272A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3393714B2 true JP3393714B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=16986133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23543994A Expired - Fee Related JP3393714B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | クランプリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3393714B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11260534A (ja) * | 1998-01-09 | 1999-09-24 | Ngk Insulators Ltd | 加熱装置およびその製造方法 |
| JP4744855B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2011-08-10 | 日本碍子株式会社 | 静電チャック |
| FR2903525B1 (fr) * | 2006-07-07 | 2008-08-22 | Alcatel Sa | Porte-substrat mecanique |
| JP2014154866A (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-25 | Fujifilm Corp | ドライエッチング装置及びドライエッチング装置用のクランプ |
| JP2014225579A (ja) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 株式会社アルバック | ドライエッチング装置及び方法 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23543994A patent/JP3393714B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0897272A (ja) | 1996-04-12 |
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Legal Events
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