JP4454505B2 - Wafer support member - Google Patents
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Description
本発明は、半導体や液晶基盤などの製造工程において、半導体ウェハや液晶用ガラス基板などのウェハを保持し、かつ高周波を印加してプラズマを発生させる機能を有するセラミック製静電チャック、セラミック製ヒーター等の如きウェハ支持部材に関するものである。 The present invention relates to a ceramic electrostatic chuck and a ceramic heater having a function of holding a wafer such as a semiconductor wafer or a glass substrate for liquid crystal and generating a plasma by applying a high frequency in a manufacturing process of a semiconductor or a liquid crystal substrate. And the like.
従来、半導体や液晶基盤などの製造工程のうち、半導体ウェハや液晶用ガラス基板などのウェハ上へ薄膜を形成するCVD等の成膜工程や、上記ウェハに微細加工を施すドライエッチング工程ではプラズマ発生機構を備えた装置が用いられており、プラズマを発生させる電極のうち、一方の電極を板状セラミック体中に埋設し、板状セラミック体の表面をウェハを載せる載置面としたウェハ支持部材が用いられている。 Conventionally, plasma is generated in a film forming process such as CVD for forming a thin film on a wafer such as a semiconductor wafer or a glass substrate for liquid crystal, or in a dry etching process for performing fine processing on the wafer, among manufacturing processes for semiconductors and liquid crystal substrates. An apparatus having a mechanism is used, and among the electrodes for generating plasma, one electrode is embedded in a plate-shaped ceramic body, and the surface of the plate-shaped ceramic body is used as a mounting surface on which a wafer is placed Is used.
図4は従来のウェハ支持部材32を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a conventional
板状セラミック体34の内部には静電吸着用電極42が埋設されている。上記静電吸着用電極42にはタンタル、タングステン、モリブデン、白金及びこれらの合金等が用いられていた。
An
また、主面のウェハ載置面34aには絶縁層34bが形成されている。上記板状セラミック体34及び上記絶縁層34bを構成するセラミックとしては、耐熱衝撃性に優れた窒化珪素や耐食性に優れた窒化アルミニウムなど窒化物系セラミックが用いられている。また、他にも炭化珪素及びアルミナ−炭化珪素複合材料も用いられていた。
In addition, an
そして、板状セラミック体34の他方の主面には給電端子40が埋設されており、上記給電端子40が静電吸着用電極42に接続されている。上記給電端子40の端面が、板状セラミック体34の他方の主面に露出している。
A
また、ロウ付け時の熱や使用時の熱サイクルによる板状セラミック体34の破損を防止するため、給電端子40には板状セラミック体34の熱膨張係数に近似したタングステンやモリブデンあるいはFe−Ni−Co合金が用いられていた。
しかしながら、従来のウェハ支持部材32ではプラズマを発生させるためにウェハ支持部材32の給電端子40に高周波電力を印加すると、上記給電端子40が発熱するという問題があった。
However, the conventional
これは、高周波は給電端子40の表面を流れるのだが、板状セラミック体34との熱膨張差を近似させるために使用したタングステンやモリブデンあるいはFe−Ni−Co合金等で形成した給電端子40は高周波に対する抵抗が大きいために発熱し易いものであった。
This is because the high frequency flows on the surface of the
そして、給電端子40が発熱すると、給電端子40の上方に位置する載置面34aの温度が部分的に高くなり、載置面34a上に載せたウェハWの温度も載置面34aの温度分布に倣って部分的に高くなり、ウェハWの温度分布を均一にすることができず、成膜精度やエッチング精度が悪くなるといった問題があった。
When the
そこで、本発明のウェハ支持部材は上記課題に鑑み、板状セラミック体の一方の主面をウェハを載せる載置面とし、その内部に電極を備え、上記載置面以外の板状セラミック体の表面に凹部を形成するとともに該凹部の内壁面に上記電極と電気的に接続する導電層を形成し、上記凹部に上記電極と上記導電層を介して電気的に接続されるとともにプラズマを発生させるために高周波電力が印加される、タングステン,モリブデンおよびFe−Ni−Co合金のいずれかよりなる給電端子を一方側が上記凹部から露出するように装着してなるウェハ支持部材において、上記給電端子の上記凹部から露出した表面に溝を形成し、該溝部を覆うとともに上記内壁面に形成した上記導電層と繋がった、上記給電端子より抵抗値が小さい導電層を形成したことを特徴とするものである。 Therefore, the wafer support member of the present invention has been made in view of the above problems, a plate-like the one main surface of the ceramic body and mounting surface mounting the wafer, e Bei electrodes therein, the plate other than the mounting surface shaped ceramic body inner wall surface to form a conductive layer connected to the electrode and the electrical plasma is connected electrical to through the electrode and the conductive layer on the recessed portion of the recess together to form a recess in the surface of the In the wafer support member in which a high-frequency power is applied to generate a power supply, and a power supply terminal made of any one of tungsten, molybdenum, and Fe—Ni—Co alloy is mounted so that one side is exposed from the recess. forming a groove in the surface exposed from the recess of the terminal, led the conductive layer formed on the inner wall surface to cover the groove portion, a conductive layer resistance value is smaller than the feeding terminal It is characterized in.
また、本発明のウェハ支持部材は、上記構成において、給電端子に形成する溝及び導電層が側面にのみ形成されていることを特徴とする。 Further, the wafer support member of the present invention having the above structure, the groove and the conductive layer is formed to the power supply terminal is characterized in that it is formed only on the side surfaces.
さらに、本発明のウェハ支持部材は、上記各構成において、導電層の平均膜厚が、3〜100μmの範囲であることを特徴とする。 Furthermore, the wafer support member of the present invention is characterized in that, in each of the above-mentioned configurations, the average film thickness of the conductive layer is in the range of 3 to 100 μm.
また、本発明のウェハ支持部材は、上記各構成において、導電層の材質が金、銀、銅、アルミニウムの少なくともいずれか1つを主成分とすることを特徴とする。 Further, the wafer support member of the present invention, in the above-mentioned respective structures, the material of the conductive layer has a gold, silver, copper, the main component to Rukoto at least one of aluminum.
さらに、本発明のウェハ支持部材は、上記各構成において、給電端子の表面に上記導電層と異なる金属層を介して上記導電層が形成されていることを特徴とする。 Furthermore, the wafer support member of the present invention is characterized in that, in each of the above configurations, the conductive layer is formed on the surface of the power supply terminal via a metal layer different from the conductive layer.
また、本発明のウェハ支持部材は、上記各構成において、金属層がNiを主成分とすることを特徴とする。 The wafer support member of the present invention is characterized in that , in each of the above-described configurations, the metal layer contains Ni as a main component.
さらに、本発明のウェハ支持部材は、上記各構成において、給電端子の導電層あるいは金属層を形成した表面の算術平均粗さRaが0.1〜2であることを特徴とする。 Furthermore, the wafer support member of the present invention is characterized in that, in each of the above configurations, the arithmetic average roughness Ra of the surface on which the conductive layer or metal layer of the power feeding terminal is formed is 0.1 to 2.
本発明によれば、プラズマを発生させるためにウェハ支持部材の給電端子に高周波電力を印加する際給電端子が発熱することを抑え、ウェハ面内の温度差を均一にして、成膜速度やエッチング精度を向上させたウェハ支持部材を提供できる。 According to the present invention, when high frequency power is applied to the power supply terminal of the wafer support member in order to generate plasma, the power supply terminal is prevented from generating heat, the temperature difference in the wafer surface is made uniform, and the film formation rate and etching are reduced. A wafer support member with improved accuracy can be provided.
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1(a)は、本発明の一例を示すウェハ支持部材2の平面図であり、(b)は、そのX−X線の断面図である。
Fig.1 (a) is a top view of the
板状セラミック体4は略円筒体に形成されたものであり、一方の主面にウェハ載置用の段差Qを有し、その段差Qの表面はウェハWを載せる載置面4aとしてあり、その内部には電極12として静電吸着用電極12を埋設してある。板状セラミック体4の載置面4aと静電吸着用電極12の間には絶縁部4bでもって絶縁が保たれている。また、板状セラミック体4の他方の主面には、柱状の凹部14が形成されるとともに、この凹部14に挿入され、静電吸着用電極12と電気的に接続する給電端子10が固定されているようになっている。この給電端子10は柱状、例えば、円柱状に形成されたものであり、後述するように後端部側から静電吸着用電極12に電力を印加可能に構成されている。
The plate-like
そして、静電吸着用電極12に給電端子10を介して直流電圧を印加するとウェハWと載置面4aの間に静電吸着力を発現してウェハWを固定することができる。また、静電吸着用電極12に高周波を印加すればウェハWの上方にプラズマ等を発生させウェハWへ成膜等の加工処理を施すことができる。
When a DC voltage is applied to the
図2は本発明のウェハ支持部材2の給電端子10周辺を詳細に示す断面図である。本発明のウェハ支持部材2において、板状セラミック体4の他方の主面に形成する凹部14は静電吸着用電極12を貫通するように穿設されている。従って、この凹部14の内壁面16には静電吸着用電極12が露出されることになる。この内壁面16に導電層22であるロウ材層18を形成し、凹部14に給電端子10を挿入することでロウ材層18を介して静電吸着用電極12と給電端子10が電気的に接続される。なお、給電端子10は凹部14に挿入すると一方側が凹部14から露出するように装着される。
FIG. 2 is a sectional view showing in detail the periphery of the
そして、上記給電端子10の板状セラミックス体4から露出した表面には導電層22を形成してある。これは、上記給電端子10より抵抗値の小さい導電層22を形成することにより、表面層に流れ易い高周波をスムーズに流すためである。高周波をスムーズに流すことにより、上記給電端子10で異常発熱を抑えることができるのである。
A
更に、上記給電端子10には溝20が備えてある。溝20は給電端子10の表面のいずれの位置に形成してもよい。これは、給電端子10の表面に導電層22を均一に形成するためである。なお、この溝20が上記給電端子10に形成されていることで、導電層22を形成する際に、例えば、図3に示すように溝20にロウ材23を引っ掛け溶融させ導電層22を形成することができる。これにより、給電端子10の表面全体に膜厚を均一にした導電層22を形成することができる。溝20は給電端子10の側面に形成するのが好ましい。
Further, the
なお、18aはロウ材層18からなる導電層22を形成するためのロウ材をペースト状にして塗布した層を示す。
そして、上述した溝20を利用して導電層22の膜厚を均一に形成することにより、導電層22を備え上記給電端子10の表面の抵抗を小さくすることができる。そして、高周波電流を流しても上記給電端子10で異常発熱を抑えることができるのである。
And by forming the film thickness of the
従って、上記導電層22は、上記溝20の内表面10bから上記給電端子の外表面10aに連続して形成されていることが好ましい。導電層22となるロウ材23を溝20にセットして高温炉で加熱しロウ材23を溶融することで導電層22が溝内面10bとこれと連続して給電端子10の外表面10aに形成することができる。
Therefore, the
また、導電層22を均一に形成するには、板状セラミック体4側の溝20の内表面10bにおいて板状セラミック体4側の内表面10bが外表面10aと60〜110度の角度で交わる形状であると線状のロウ材23が内表面10bに固定されロウ材23を加熱し溶融した際にロウ材23が内表面10bに溜まりながら導電層22を形成すると考えられ、導電層22の厚みが均一になると考えられる。また溝20の断面形状としては線状のロウ材23を確実に固定する上で矩形状であることが好ましく、矩形状であればロウ材23を加熱しても位置ずれする虞が無く好ましい。また、給電端子10に容易に加工できるとの理由から四角形が上記観点から好ましい。
In order to form the
特に溝20は給電端子10の外周に給電端子10の長手方向に垂直で給電端子10の周囲に環状に形成されていることが好ましい。また、上記導電層22の平均膜厚は3〜100μmの範囲であることが好ましい。これは、上記導電層22の平均膜厚が3μm未満だと給電端子10表面の導電層22による低抵抗効果が無くなり、上記給電端子10が発熱してしまうからである。また、上記導電層22の平均膜厚が100μmを超えると導電層22が剥がれ、上記給電端子10が発熱してしまうからである。よって、上記導電層22の平均膜厚は3〜100μmの範囲が良い。更に好ましくは、10〜50μmの範囲が良い。
In particular, the
なお、導電層22の厚みは超音波探傷機(HIS3HF)を用いて測定できる。超音波探傷機は、対象物を水が入った浴槽に入れ超音波を当てその対象物から反射した超音波の位置情報より画像処理をし、平面図、断面図に展開して対象物の内部の形状を算出し表示することができる。本件の給電端子10の導電層22の厚みは、超音波が導電層22とその中の導電層22以外の給電端子10との界面で反射が起こることから超音波の反射の違いを画像処理して色付けし、色の違う導電層22の厚みを超音波計測し導電層22の厚みを求めた。
The thickness of the
また、導電層22は給電端子10の例えば柱状の長手方向の中心断面を研摩加工し、断面から直接金属顕微鏡や走査型電子顕微鏡で導電層の厚みを測定できる。なお、導電層22を検出し易くするために、研摩面をエッチング処理して観察することができる。
In addition, the
また、導電層22の材質としては金、銀、銅、アルミニウムの少なくともいずれか1つが主成分であることが好ましい。これは、金、銀、銅、アルミニウムの体積固有抵抗値がそれぞれ2.4×10−8Ω・m、1.6×10−8Ω・m、1.6×10−8Ω・m、2.7×10−8Ω・mと小さく、一般の給電端子10の材質としてよく用いられるタングステン、モリブデン、Fe−Ni−Co合金のそれぞれの体積固有抵抗値5.5×10−8Ω・m、5.8×10−8Ω・m、48×10−8Ω・mより小さいからである。即ち、給電端子10を形成する材質より抵抗値が小さい導電層22を高周波電流が流れるため、高周波電流をスムーズに流すことができ、給電端子10の発熱を抑えることができるのである。
The material of the
また、上記導電層22は給電端子10の側面10a、10bにのみ形成されていることが好ましい。つまり、給電端子10の端面に導電層22を形成してもよいが、端面に導電層22がないことが給電端子10の端部に給電ケーブル等を強固に接続することができることから好ましい。例えば、端面に雌ねじ10cを形成しこの部分の導電層22を除くことで、不図示の雄ねじで不図示の給電ケーブルを容易に固定することができるとともに給電ケーブルを強固に固定することができ、運転中に緩み等が発生する虞がなく好ましい。
The
また、給電端子10の表面に導電層22と異なる金属層を介して導電層22を形成していることが好ましい。これは、給電端子10に密着性の高い金属層を設けその上に、抵抗の小さい導電層22を形成することにより、熱サイクルが加わっても耐久性のある抵抗が小さい導電層22を上記給電端子10の表面に形成できるからである。上記金属層としては導電層22が銀・銅ロウ材である場合にNiであることが好ましい。これは、Niが上記給電端子10や導電層22の何れにも相互拡散して密着強度を増すからである。また、給電端子10の耐酸化性の観点からNiは上記導電層22の下地層として好ましい。
The
また、上記給電端子10の導電層22あるいは金属層を形成した表面の算術平均粗さRaが0.1〜2の範囲であることが好ましい。これは、上記給電端子10の表面を荒らすことによりアンカー効果で導電層22の密着性が良くなり、厚みのバラツキを抑えられるからである。また、上記給電端子10の導電層22あるいは金属層を形成した表面の算術平均粗さRaが0.1未満ならアンカー効果も小さく厚みのバラツキも抑えられない。更に、上記給電端子10の導電層22あるいは金属層を形成した表面の算術平均粗さRaが2を超えるなら、上記給電端子10の表面の凹凸が大きいため高周波電流の流れに偏りができ上記給電端子10が発熱してしまう。よって、上記給電端子10の導電層22あるいは金属層を形成した表面の算術平均粗さRaは0.1〜2の範囲であることが好ましい。更に好ましくは0.4〜1の範囲が良い。
Further, the arithmetic average roughness Ra of the surface on which the
なお、上記給電端子10の算術平均粗さRaは、ロウ付け前の給電端子10の表面を表面粗さ計で3箇所測定しその平均値として求めることができる。
The arithmetic average roughness Ra of the
また、導電層22の形成手段としては、CVD法やPVD法等の薄膜形成手段、メッキ法、ロウ材18を塗布し、焼き付けしたものを用いることができ、できるだけ緻密なものを用いることが好ましい。
Further, as a means for forming the
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
ウェハ支持部材の静電吸着用電極に高周波電力を印加した時の給電端子の発熱具合について調べる実験を行った。 An experiment was conducted to investigate the heat generation of the power supply terminal when high frequency power was applied to the electrostatic chucking electrode of the wafer support member.
本実験で使用するウェハ支持部材には高純度の窒化アルミニウム粉末にバインダーと溶媒を添加混合して泥漿を製作し、ドクターブレード法により複数枚のグリーンシートを成形した。また、窒化アルミニウム粉末とタングステン粉末とを混ぜたタングステンペーストを作製した。そして、グリーンシートに静電吸着用電極となる金属ペースト膜を上記タングステンペーストを使い印刷した。そして、各金属ペースト膜を敷設したグリーンシートと残りのグリーンシートを積層して80℃、4.9MPaの圧力で熱圧着して積層体を形成した後、切削加工を施して円板状とし、該円板状の積層体を400℃の温度で真空脱脂したあと、2000℃の窒素雰囲気で焼結することにより、外径約200mm、肉厚約12mmの板状セラミック体を得た。 For the wafer support member used in this experiment, a high purity aluminum nitride powder was mixed with a binder and a solvent to produce a slurry, and a plurality of green sheets were formed by a doctor blade method. Further, a tungsten paste was prepared by mixing aluminum nitride powder and tungsten powder. And the metal paste film | membrane used as the electrode for electrostatic adsorption was printed on the green sheet using the said tungsten paste. And after laminating the green sheet in which each metal paste film was laid and the remaining green sheet and forming a laminate by thermocompression bonding at a pressure of 80 ° C. and 4.9 MPa, it was cut into a disk shape, The disk-shaped laminate was vacuum degreased at a temperature of 400 ° C. and then sintered in a nitrogen atmosphere at 2000 ° C. to obtain a plate-shaped ceramic body having an outer diameter of about 200 mm and a wall thickness of about 12 mm.
そして、板状セラミックス体の静電吸着用電極が埋設されている側の表面に研磨加工を施してウェハを載せる載置面を形成した。 And the mounting surface which mounts a wafer was given to the surface by which the electrode for electrostatic attraction of the plate-shaped ceramic body is embed | buried, and the wafer was mounted.
また、板状セラミック体のウェハ載置面と反対側の表面に、静電吸着用電極を貫通する凹部を穿設し、凹部内壁面にメタライズ層を形成した後、モリブデンからなる柱状の給電端子を挿入し、凹部内に露出した電極と電気的に接続するとともに、給電端子の一方側が凹部から露出するようにロウ付けにて固定したウェハ支持部材(試料No.1)を作製した。なお、この場合、給電端子の凹部から露出した部位は導電層を形成する以外は溝を形成しなかった。 In addition, a concave portion penetrating the electrode for electrostatic attraction is formed on the surface of the plate-shaped ceramic body opposite to the wafer mounting surface, and a metallized layer is formed on the inner wall surface of the concave portion. Was inserted and electrically connected to the electrode exposed in the recess, and a wafer support member (sample No. 1) fixed by brazing so that one side of the power supply terminal was exposed from the recess was produced. In this case, no groove was formed in the portion exposed from the concave portion of the power supply terminal except that the conductive layer was formed.
また、本発明のウェハ支持部材(試料No.2)においては、板状セラミック体の凹部に電極と電気的に接続される給電端子を一方側が上記凹部から露出するように装着した。 In addition, in the wafer support member (sample No. 2) of the present invention, a power supply terminal electrically connected to the electrode was attached to the recess of the plate-like ceramic body so that one side was exposed from the recess.
そして、直径4mmで長さ15mmの給電端子の上記凹部から露出した表面に切削加工により幅1mm深さ0.5mmの溝を形成するとともに、その溝に線状の銀銅ロウ材を巻き付け後、900℃の温度で焼き付けることにより上記溝部を覆う導電層が形成した。尚、この時の線状の銀銅ロウ材の量は本発明品、従来品共に同じにした。 Then, a groove having a width of 1 mm and a depth of 0.5 mm is formed by cutting on the surface exposed from the recess of the power supply terminal having a diameter of 4 mm and a length of 15 mm, and a linear silver-copper brazing material is wound around the groove. A conductive layer covering the groove was formed by baking at a temperature of 900 ° C. The amount of the linear silver-copper brazing material at this time was the same for both the present product and the conventional product.
なお、メタライズ層を構成する金属には銀、銅、チタンの合金を、ロウ材には銅と銀を重量比で8:2の割合で含有した銀銅ロウを使用し、それぞれ900℃の温度でロウ付け固定した。 The metal constituting the metallized layer is made of an alloy of silver, copper, and titanium, and the brazing material is made of silver and copper brazing containing copper and silver in a weight ratio of 8: 2, each at a temperature of 900 ° C. And fixed with brazing.
そして、上記ウェハ支持部材を成膜用容器に据え付けて、載置面にウェハを載せ吸着し、静電吸着用電極にプラズマ発生用の13.56MHzの高周波電圧を印加し、ウェハの表面における温度分布を測定する実験を行った。ウェハの温度分布は、ウェハの表面における等配置の9点を光ファイバを用いて測定し、その温度の最大値と最小値の差をウェハの温度差とした。また、導電層の厚みは超音波探傷機(HIS3HF)にて測定した。本件の給電端子の導電層の厚みは、超音波が導電層とその中の導電層以外の給電端子との界面で反射起こることから超音波の反射の違いを画像処理して色付けし、色の違う導電層の厚みを超音波計測し、導電層の厚みを求めた。そして、導電層の最小厚みは導電層の厚みを5点測定した中で最小の厚みを導電層の最小厚みとした。
この表1の測定結果から試料No.1の本発明の範囲外の上記給電端子の表面に溝が無いものは、導電層の最小厚みが0.8μmと小さく、ウェハの温度差が15℃と大きかった。これは、溝を形成していない状態で導電層を形成したため、導電層が均一に形成されず、導電層に薄い部分がうまれ、そこで、上記給電端子が発熱を起こし、ウェハの温度差が大きくなったと考えられる。 From the measurement results in Table 1, the sample No. When the surface of the power supply terminal outside the range of 1 of the present invention has no groove, the minimum thickness of the conductive layer was as small as 0.8 μm, and the temperature difference of the wafer was as large as 15 ° C. This is because the conductive layer is formed in a state where no groove is formed, so that the conductive layer is not formed uniformly, and a thin portion is formed in the conductive layer, so that the power supply terminal generates heat and the temperature difference of the wafer is large. It is thought that it became.
これに対して、本発明品の上記給電端子に溝がある試料No.2は導電層の最小厚みが4.2μmと大きく、ウェハの温度差も8℃と小さく均熱性が優れている事が分かった。これは、溝を形成した上記給電端子に線状の銀銅ロウ材を巻き付けて導電層を形成することにより、給電端子表面に均一にばらつきのない導電層が形成され、導電層に薄い部分が無くなり、上記給電端子の発熱を抑えられたためウェハの温度差が小さかったと考えられる。 On the other hand, sample No. 1 having a groove in the power supply terminal of the product of the present invention. 2 showed that the minimum thickness of the conductive layer was as large as 4.2 μm, the temperature difference of the wafer was as small as 8 ° C., and the heat uniformity was excellent. This is because a conductive layer is formed on the surface of the power supply terminal by forming a conductive layer by winding a linear silver-copper brazing material around the power supply terminal in which the groove is formed, and a thin portion is formed on the conductive layer. It is considered that the temperature difference of the wafer was small because the heat generation of the power supply terminal was suppressed.
以上の結果から、板状セラミック体4の一方の主面をウェハWを載せる載置面4aとし、その内部に電極12を備えるとともに、上記載置面4a以外の板状セラミック体4の表面に上記電極12と電気的に接続される給電端子10を有するウェハ支持部材2において、上記給電端子10表面に導電層22と溝20を備えたことが良い事が分かった。
From the above results, one main surface of the plate-like
次に、実施例1と同様に板状セラミック体4を作製し、導電層22となる線状の銀銅ロウ材の量を異ならせ、導電層22の平均厚みを異ならせたウェハ支持部材2をそれぞれ作製した。
Next, the plate-like
そして、導電層22の平均厚みに対するウェハWの表面における温度分布を測定する実験を行った。ウェハWの温度分布、導電層22の厚みの測定方法は実施例1と同様に行った。また、導電層22の平均厚みは導電層22の厚みを5点測定した平均で導電層22の平均厚みとした。その結果を表2に示す。
この表2から、導電層22の平均厚みが3〜100μmの範囲の試料No.22、23、24は、ウェハWの温度差が6℃以下と非常に優れたウェハ支持部材を作製することができた。
From Table 2, sample Nos. In which the average thickness of the
それに対して導電層22の平均厚みが2μmと小さい試料No.21はウェハWの温度差が8℃と試料No.22、23、24に比べて悪かった。これは、導電層22の厚みが薄く、給電端子10表面の導電層22による低抵抗効果が少なく、上記給電端子10が試料No.22、23、24より発熱を起こしたため、ウェハWの温度差が大きくなったと考えられる。
On the other hand, the sample No. 2 in which the average thickness of the
また、導電層22の平均厚みが110μmと厚かった試料No.25は導電層22が厚過ぎるため、導電層22の一部剥がれが発生したため、給電端子10の抵抗が高くなり、高周波電流がスムーズに流れなかったため試料No.22、23、24より発熱を起こし、ウェハWの温度差が8℃と大きくなったと考えられる。
In addition, Sample No. in which the average thickness of the
以上の結果から、上記導電層22の平均厚みが、3〜100μmの範囲であることが良い事が分かった。
From the above results, it was found that the average thickness of the
次に、給電端子10の導電層22平均厚みを一定にし、導電層22の材質を異ならせて実施例1と同様にウェハ支持部材2を作製した。
Next, the
そして、上記ウェハ支持部材2の給電端子10と静電吸着用電極12との間に、13.56MHz、2kWの高周波電力を印加し、この高周波電力の供給と停止をそれぞれ5分単位で行う通電サイクル試験を実施した。そして、この通電サイクル試験を1万回繰り返した後のウェハWの表面における温度分布を測定する実験を行った。ウェハWの温度分布の測定方法は実施例1と同様に行った。その結果を表3に示す。
この表3から、金、銀、銅、アルミニウムの少なくともいずれか1つを主成分である試料No.31、32、33、34、35はいずれも、ウェハWの温度差が6、5、5、6、5℃と1万回の通電後でも給電端子10の発熱を生じることがなく、長期間にわたってウェハ支持部材2を安定して使用できた。
From Table 3, Sample No. whose main component is at least one of gold, silver, copper, and aluminum. 31, 32, 33, 34, and 35, the temperature difference of the wafer W is 6, 5, 5, 6, 5 ° C., and the
それに対して試料No.36のクロムは1万サイクル後導電層22が劣化し、ウェハWの温度差が10℃と均熱性が悪いことが分かる。
In contrast, sample no. It can be seen that the chromium of 36 deteriorates the
よって、以上の結果から導電層22の材質が金、銀、銅、アルミニウムの少なくともいずれか1つを主成分であることがより良いことが分かる。
Therefore, it can be seen from the above results that the material of the
次に、上記給電端子10に導電層22のみを被覆したウェハ支持部材2と上記給電端子10にNiをメッキした後、導電層22を被覆したウェハ支持部材2と上記給電端子10に銅をメッキした後、導電層22を被覆したウェハ支持部材2を作製した。導電層22はそれぞれ銀銅ロウ材を使用して形成した。
Next, the
そして、上記ウェハ支持部材2の給電端子10と静電吸着用電極12との間に、13.56MHz、2kWの高周波電力を印加し、この高周波電力の供給と停止をそれぞれ5分単位で行う通電サイクル試験を実施した。そして、この通電サイクル試験を2万回繰り返した後、導電層22と給電端子10の密着力を見るために、給電端子にセロハンテープを貼り、導電層22が剥がれるか試験を行った。また、その後更に通電サイクル試験を1万回繰り返し、給電端子にセロハンテープを貼り、導電層22が剥がれるか試験をもう一度行った。その結果を表4に示す。
この表4の結果から、Ni、銅の金属層を有した給電端子10の試料No.42、43は通電サイクル試験を2万回行った後でも導電層22が剥がれることなく、安定した密着強度を持つウェハ支持部材2を作製することができた。
From the results of Table 4, the sample No. of the
また、更に行った1万回の通電サイクル後の導電層22剥がれ試験では、Niの金属層を有した給電端子10の試料No.42のみが導電層22の剥がれがなかった。
Further, in the
よって、以上の結果から、上記導電層と給電端子の界面に上記導電層と異なる金属層を形成していることが良いことが分かる。また、上記金属層がNiを主成分とすることは更に良いことが分かる。 Therefore, it can be seen from the above results that a metal layer different from the conductive layer is preferably formed at the interface between the conductive layer and the power feeding terminal. It can also be seen that the metal layer is preferably composed mainly of Ni.
2、32:ウェハ支持部材
4、34:板状セラミック体
4a、34a:載置面
4b、34b:絶縁層
10、40:給電端子
10a:溝の外表面
10b:溝の内表面
10c:雌ねじ
12、42:電極、静電吸着用電極
14:凹部
16:凹部内壁面
18:ロウ材層
18a:ロウ材をペースト状にして塗布した層
20:溝
22:導電層
23:線状のロウ材
W:ウェハ
2, 32:
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