JP4942471B2 - Susceptor and wafer processing method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、CVD、PVD、スパッタリング等の成膜装置やエッチング装置などの加工装置において、被処理体を保持するサセプタ、特に静電チャックに好適に用いることのできるサセプタに関するものである。   The present invention relates to a susceptor for holding an object to be processed in a film forming apparatus such as CVD, PVD, sputtering, or an etching apparatus, and particularly to a susceptor that can be suitably used for an electrostatic chuck.

従来、半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハ(以下、単にウェハという)に薄膜を形成する成膜装置やエッチング加工を施すエッチング装置等の半導体製造装置が用いられている。このような半導体製造装置には半導体ウェハを保持するためにサセプタが用いられている。   Conventionally, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor manufacturing apparatus such as a film forming apparatus that forms a thin film on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) or an etching apparatus that performs an etching process is used. Such a semiconductor manufacturing apparatus uses a susceptor to hold a semiconductor wafer.

例えば、図7に示すサセプタ801は、上面をウェハWを載せる載置面803とし、下面に一対の静電吸着用電極804a,804bを備えたセラミックから成る板状体802と、該板状体802の下面側に接合した金属から成るベース部材807とからなる。上記載置面803の周縁部には上記板状体802とベース部材807とを貫通するガス供給孔808を備える。ウェハWを載置面803に載せた後、一対の静電吸着用電極804a,804b間に電圧を印加することにより静電気力を発生させ、ウェハWを載置面803に吸着させることができる。また、ガス供給孔808よりウェハWと載置面803との微小隙間にヘリウム等の熱伝導性ガスを供給することによりウェハWと載置面803の間の熱伝導率を高め、ウェハWの表面温度を均一としていた。   For example, a susceptor 801 shown in FIG. 7 has a plate-like body 802 made of ceramic, the upper surface of which is a mounting surface 803 on which the wafer W is placed, and a pair of electrostatic adsorption electrodes 804a and 804b on the lower surface. And a base member 807 made of metal joined to the lower surface side of 802. A gas supply hole 808 that penetrates the plate-like body 802 and the base member 807 is provided in the peripheral portion of the placement surface 803. After the wafer W is placed on the placement surface 803, an electrostatic force is generated by applying a voltage between the pair of electrostatic attraction electrodes 804a and 804b, and the wafer W can be attracted to the placement surface 803. Further, by supplying a heat conductive gas such as helium to the minute gap between the wafer W and the mounting surface 803 from the gas supply hole 808, the thermal conductivity between the wafer W and the mounting surface 803 is increased, The surface temperature was uniform.

しかし、半導体製造工程においてプラズマを用いた成膜やエッチング等に使用される各種の反応ガスにこのようなサセプタ801が繰り返し晒されると、接着層811の側面がプラズマ等により浸食され、パーティクルが発生したり、さらに、浸食が進むと静電吸着用電極804a,804bとプラズマとの間で絶縁破壊を生じたりする虞があった。また、プラズマ等の浸食によりガス供給孔808の周りの接着層811に穴が生じ、そこからヘリウム等の熱伝導性ガスが漏れ出し、チャンバー内の真空度を低下させ、製品の歩留まりを低下させるような不具合が発生する虞があった。   However, when such a susceptor 801 is repeatedly exposed to various reaction gases used for film formation or etching using plasma in a semiconductor manufacturing process, the side surface of the adhesive layer 811 is eroded by plasma or the like, and particles are generated. In addition, when erosion progresses, there is a risk that dielectric breakdown may occur between the electrostatic adsorption electrodes 804a and 804b and the plasma. Further, erosion of plasma or the like causes a hole in the adhesive layer 811 around the gas supply hole 808, from which a heat conductive gas such as helium leaks, lowering the degree of vacuum in the chamber and reducing the yield of the product. There is a possibility that such a problem may occur.

そこで、上記問題を解決するために、図8に示すようなベース部材907上に少なくとも接着層914と電極904と吸着層902とが積層された静電チャック901の側面にプラズマ等による接着層914の浸食防止のための浸食防止絶縁物905が設けられた静電チャック901が提案されている(特許文献1を参照)。この接着層914は接着剤にゴム成分を添加し、接着層914に弾性を付与し、接着層914に体積変化が生じた場合でも弾性により吸着層902の歪みを防ぐことができるものである。   Therefore, in order to solve the above problem, the adhesive layer 914 made of plasma or the like is formed on the side surface of the electrostatic chuck 901 in which at least the adhesive layer 914, the electrode 904, and the adsorption layer 902 are laminated on the base member 907 as shown in FIG. There has been proposed an electrostatic chuck 901 provided with an erosion preventing insulator 905 for preventing erosion (see Patent Document 1). The adhesive layer 914 can add a rubber component to the adhesive to impart elasticity to the adhesive layer 914, and can prevent distortion of the adsorption layer 902 due to elasticity even when a volume change occurs in the adhesive layer 914.

また、特許文献2には、樹脂接着剤を用いてベース部材上に板状体を接合した静電チャックの側面に樹脂接着層を保護するための絶縁リングを備えたことを特徴とする静電チャック装置が開示されている。   In addition, Patent Document 2 includes an electrostatic ring having an insulating ring for protecting a resin adhesive layer on a side surface of an electrostatic chuck in which a plate-like body is bonded on a base member using a resin adhesive. A chuck device is disclosed.

また、特許文献3には、板状体に静電吸着用電極を備えた静電チャック部とベース部材とを接着にて貼り合わせた後、その周囲に硬質性接着剤を注入し、硬化させたことを特徴とする静電チャックが開示されている。
特開2000−114358号公報 特開2003−179129号公報 特開2003−168725号公報
In Patent Document 3, an electrostatic chuck portion having an electrostatic chucking electrode and a base member are bonded to a plate-like body by adhesion, and then a hard adhesive is injected around the periphery and cured. An electrostatic chuck characterized in that is disclosed.
JP 2000-114358 A JP 2003-179129 A JP 2003-168725 A

しかしながら、特許文献1には、プラズマによる浸食を防止するための浸食防止絶縁物として、フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂を含有したフィルム状のものをフッ素系またはシリコーン系樹脂を含有する接着剤を用いて接着固定してすることが開示されているが、上方より照射されるプラズマやエッチングガスにより加熱されると基板を載せる載置面が変形するとの問題があった。また上方より照射されるプラズマやエッチングガスが接着剤に繰り返し晒されることから、接着剤が浸食を受けパーティクルが発生するとの問題があった。   However, Patent Document 1 uses an adhesive containing a fluorine-based resin or a silicone-based resin as a film-like material containing a fluorine-based resin or a silicone-based resin as an anti-erosion insulator for preventing erosion due to plasma. However, there is a problem that the mounting surface on which the substrate is placed is deformed when heated by plasma or etching gas irradiated from above. Further, since plasma and etching gas irradiated from above are repeatedly exposed to the adhesive, there is a problem that particles are generated due to the erosion of the adhesive.

また、特許文献2では、静電チャックの側面に、板状体の外周に沿って凹部または凸部をリング状に設け、前記凹部または凸部に係合するように絶縁リングを配置することが提案されているが、板状体の外周に凹部または凸部をリング状に設けるためには、板状体の厚みを厚くする必要があるとともに、凹部または凸部を研削等による加工を施す必要があり、コストアップになるという課題があった。また、凹部または凸部を形成することで段差部に角部が生じ、ベース板に接合する際の乾燥等の加熱により、板状体の熱膨張とベース板の熱膨張の差で板状体に反りが発生するときに、角部に応力が集中しクラックや破壊が発生する虞があった。   In Patent Document 2, a concave portion or a convex portion is provided in a ring shape along the outer periphery of the plate-like body on the side surface of the electrostatic chuck, and an insulating ring is disposed so as to engage with the concave portion or the convex portion. Although it has been proposed, in order to provide a ring-shaped recess or projection on the outer periphery of the plate-like body, it is necessary to increase the thickness of the plate-like body and to process the recess or projection by grinding or the like. There was a problem of increasing costs. In addition, by forming a concave portion or a convex portion, a corner portion is formed in the stepped portion, and the plate-like body is caused by the difference between the thermal expansion of the plate-like body and the thermal expansion of the base plate by heating such as drying when joining the base plate. When warping occurs, stress concentrates at the corners and there is a risk of cracks and breakage.

また、半導体回路の線幅の微細化に伴い、高出力のプラズマや処理温度の高温化といった傾向にあり、そのため、さらなる耐プラズマ性の向上や、高温時に板状体のウェハ載置面側と冷却が施されている裏面側との温度差による熱膨張差でウェハ載置面の形状が変化することにより、ウェハと載置面との間に不規則な隙間が生じ、ウェハを冷却しているヘリウム等の熱伝導性ガスの漏れ量が部分的に変化することで、熱伝導性ガスが板状体とウェハとの間に生じる隙間から設定以上に大量に漏れたり、板状体とウェハとの間の不特定の隙間からガスが異常に漏れたりすることからウェハ表面の面内温度差が大きくなりエッチング特性が悪化するとの問題点があった。   In addition, along with the miniaturization of semiconductor circuit line widths, there is a tendency for high-power plasma and high processing temperature, so that further improvement of plasma resistance and the wafer mounting surface side of the plate at high temperatures When the shape of the wafer mounting surface changes due to the difference in thermal expansion due to the temperature difference from the back side where the cooling is applied, an irregular gap is created between the wafer and the mounting surface, and the wafer is cooled. The amount of leakage of thermally conductive gas, such as helium, is partially changed, so that a large amount of thermally conductive gas leaks from the gap between the plate and the wafer, or the plate and wafer Since gas leaks abnormally from an unspecified gap between the wafer surface and the wafer, the in-plane temperature difference on the wafer surface increases and the etching characteristics deteriorate.

また、図7に示すようにガス供給孔808が比較的外周部に位置する場合は、プラズマやエッチングガスに繰り返し晒されることで、接着層811が浸食を受け、ガス供給孔808の周辺まで浸食され、ヘリウム等の熱伝導性ガスがガス供給孔808から接着層に漏れ出すという問題があった。   In addition, as shown in FIG. 7, when the gas supply hole 808 is relatively located on the outer periphery, the adhesive layer 811 is eroded by repeated exposure to plasma or etching gas, and erodes to the periphery of the gas supply hole 808. As a result, there is a problem that a heat conductive gas such as helium leaks from the gas supply hole 808 to the adhesive layer.

そこで、本発明のサセプタは上記課題に鑑み、成膜処理またはエッチング処理される基板を上面に載置可能な板状体と、該板状体の下面に接着剤層を介して接合されたベース部材と、前記板状体と前記ベース部材との接合部の外周に沿って形成された環状の、前記板状体または前記ベース部材のいずれかに形成されている凹部内に配設された環状の保護部材とを有しており、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間および前記ベース部材の上面と前記保護部材の下面との間の少なくとも一方に隙間が設けられており、前記保護部材は、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差または傾斜を有していることを特徴とするものである。
Accordingly, in view of the above problems, the susceptor of the present invention has a plate-like body on which the substrate to be formed or etched can be placed on the upper surface, and a base bonded to the lower surface of the plate-like body via an adhesive layer. An annular ring disposed along the outer periphery of the joint portion between the member and the plate-like body and the base member, and disposed in a recess formed in either the plate-like body or the base member. and a protective member is provided with a gap in at least one of between the lower surface of the upper surface and the protective member between and the base member and the upper surface of the protective member and the lower surface of the plate-like body The protective member is characterized in that the cross-sectional shape has a step or inclination on the upper surface side which is higher on the outer peripheral side and lower on the inner peripheral side .

また、本発明のサセプタは、成膜処理またはエッチング処理される基板を上面に載置可能な板状体と、該板状体の下面に接着剤層を介して接合されたベース部材と、前記板状体
と前記ベース部材との接合部の外周に沿って形成された環状の、前記板状体と前記ベース部材とにわたって形成されている凹部内に配設された環状の保護部材とを有しており、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間および前記ベース部材の上面と前記保護部材の下面との間の少なくとも一方に隙間が設けられており、前記保護部材は、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差または傾斜を有していることを特徴とするものである。
The susceptor of the present invention includes a plate-like body on which a substrate to be film-formed or etched can be placed on the upper surface, a base member bonded to the lower surface of the plate-like body via an adhesive layer, Plate
And an annular protective member disposed along the outer periphery of the joint between the base member and the annular member disposed in the recess formed across the plate-like body and the base member. A gap is provided between at least one of the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protective member and between the upper surface of the base member and the lower surface of the protective member, and the protective member has a cross-sectional shape. The upper surface side has a step or inclination which is high on the outer peripheral side and low on the inner peripheral side .

また、前記保護部材の外周が前記板状体の外周と同じかまたは内側に位置していることを特徴とするものである。   Moreover, the outer periphery of the said protection member is located in the same or inner side as the outer periphery of the said plate-shaped object, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材のヤング率が前記接着剤層のヤング率より大きいことを特徴とするものである。   Moreover, the susceptor of the present invention is characterized in that, in each of the above-described configurations, the Young's modulus of the protective member is larger than the Young's modulus of the adhesive layer.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材は、フッ素樹脂からなることを特徴とするものである。   The susceptor of the present invention is characterized in that, in each of the above structures, the protective member is made of a fluororesin.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材が、セラミックスからなることを特徴とするものである。   The susceptor according to the present invention is characterized in that, in each of the above-described configurations, the protective member is made of ceramics.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記隙間が、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間に設けられていることを特徴とするものである。   In the susceptor according to the present invention, the gap is provided between the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protection member in each of the above configurations.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記接着剤層が、前記保護部材によって取り囲まれていることを特徴とするものである。   Moreover, the susceptor of the present invention is characterized in that, in each of the above-described configurations, the adhesive layer is surrounded by the protective member.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記隙間に接着剤が充填されていることを特徴とするものである。   Moreover, the susceptor of the present invention is characterized in that, in each of the above-described configurations, the gap is filled with an adhesive.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記接着剤の伸び率が100%以上であることを特徴とする。このときの伸び率とは、単位長さの接着剤硬化体を一定の力で引っ張り、接着剤が破断するまでの伸び量を引っ張り前の寸法で除した値とする。   The susceptor of the present invention is characterized in that, in each of the above-described configurations, the elongation percentage of the adhesive is 100% or more. The elongation rate at this time is a value obtained by pulling the unit-length adhesive cured body with a constant force and dividing the amount of elongation until the adhesive breaks by the dimension before pulling.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間に静電吸着用電極が形成されていることを特徴とするものである。   The susceptor according to the present invention is characterized in that, in each of the above-described configurations, an electrode for electrostatic attraction is formed inside the plate-like body or between the plate-like body and the base member. It is.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間にヒータが形成されていることを特徴とするものである。   Moreover, the susceptor of the present invention is characterized in that, in each of the above-described configurations, a heater is formed inside the plate-like body or between the plate-like body and the base member.

また、ウェハの処理方法に関するもので、前記サセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことを特徴とする。   The present invention also relates to a wafer processing method, comprising: placing a wafer on the upper surface of the plate-like body of the susceptor; applying a voltage to the electrostatic adsorption electrode to adsorb the wafer; A film forming process using plasma or an etching process using plasma is performed.

また、ウェハの処理方法に関するもので、前記サセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着するとともに前記ヒータ電極により前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことを特徴とする。   The present invention also relates to a wafer processing method, wherein a wafer is placed on the upper surface of the plate-like body of the susceptor and a voltage is applied to the electrostatic chucking electrode to suck the wafer and the heater electrode to the wafer. After the wafer is heated, the wafer is subjected to a semiconductor thin film plasma deposition process or plasma etching process.

本発明のサセプタは、成膜処理またはエッチング処理される基板を上面に載置可能な板状体と、該板状体の下面に接着剤層を介して接合されたベース部材と、前記板状体と前記ベース部材との接合部の外周に沿って形成された環状の、前記板状体または前記ベース部材のいずれかに形成されている、あるいは、前記板状体と前記ベース部材とにわたって形成されている凹部内に配設された環状の保護部材とを有しており、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間および前記ベース部材の上面と前記保護部材の下面との間の少なくとも一方に隙間が設けられており、前記保護部材は、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差または傾斜を有していることから、前記保護部材が膨張しても前記板状体を押し上げることがなく、基板を載せる載置面を変形することがない。また、プラズマ雰囲気中で使用してもプラズマが前記隙間を通して接着層に進入し難いことから接着層が浸食されることがなくパーティクルの発生が少ない。 The susceptor of the present invention includes a plate-like body on which a substrate to be formed or etched can be placed on an upper surface, a base member bonded to the lower surface of the plate-like body via an adhesive layer, and the plate-like body A ring formed along the outer periphery of the joint between the body and the base member, formed on either the plate-like body or the base member, or formed over the plate-like body and the base member and an annular protective member disposed in a recess that is, the upper surface of and between the base member and the upper surface of the protective member and the lower surface of the plate-like body and the lower surface of the protective member A gap is provided in at least one of the gaps, and the protective member has a step or slope on the upper surface side which is higher on the outer peripheral side and lower on the inner peripheral side. Without pushing up the plate, No deforming the mounting surface put. In addition, even when used in a plasma atmosphere, the plasma does not easily enter the adhesive layer through the gap, so that the adhesive layer is not eroded and the generation of particles is small.

また、本発明のサセプタは、上記構成において、前記凹部を、前記板状体または前記ベース部材のいずれかに形成することで前記接着層を覆うことができることから、前記接着層がプラズマに晒されることを防ぐことができる。さらに、上記構成において、前記凹部が、前記板状体と前記ベース部材とにわたって形成されている場合には、さらにプラズマに接着層が晒され難くなり好ましい。   In the susceptor of the present invention, in the above configuration, the adhesive layer can be covered by forming the concave portion in either the plate-like body or the base member, so that the adhesive layer is exposed to plasma. Can be prevented. Furthermore, in the said structure, when the said recessed part is formed over the said plate-shaped body and the said base member, it becomes difficult to expose an adhesive layer to plasma further, and is preferable.

また、前記保護部材の外周が前記板状体の外周と同じかまたは内側に位置しているとプラズマが前記保護部材に当たり難いことからパーティクルの発生を防止できる。   In addition, if the outer periphery of the protective member is located at the same position as or on the inner side of the outer periphery of the plate-like body, the generation of particles can be prevented because the plasma hardly hits the protective member.

また、本発明のサセプタは、上記各構成において、前記保護部材が、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差や傾斜を有していると板状体を押し上げる力が小さくなり載置面の変形を防止できる。   In the susceptor of the present invention, in each of the above-described configurations, the force for pushing up the plate-like body is small when the protective member has a step or slope whose cross-sectional shape is high on the outer peripheral side and low on the inner peripheral side. Therefore, deformation of the mounting surface can be prevented.

また、上記各構成において、前記保護部材のヤング率が前記接着剤層のヤング率より大きいと前記保護部材の変形を防ぐことができることから、プラズマに晒されることが少なくなる。   Moreover, in each said structure, since the deformation | transformation of the said protection member can be prevented when the Young's modulus of the said protection member is larger than the Young's modulus of the said adhesive bond layer, it is less exposed to plasma.

また、前記保護部材は、フッ素樹脂からなるとプラズマに対する耐食性があることからパーティクルの発生が少なくなり好ましい。   In addition, it is preferable that the protective member is made of a fluororesin because it has a corrosion resistance against plasma and thus the generation of particles is reduced.

また、前記保護部材は、フッ素樹脂やセラミックスからなると精密な加工が容易であることから精度の高い保護部材を製造できる。そして、前記隙間を調整することが容易となり、載置面の変形を防止し、パーティクルの発生を防止できる。   Further, when the protective member is made of fluororesin or ceramics, precise processing can be easily performed, so that a highly accurate protective member can be manufactured. And it becomes easy to adjust the said clearance gap, a deformation | transformation of a mounting surface can be prevented and generation | occurrence | production of a particle can be prevented.

また、上記各構成において、前記隙間に接着剤が充填されていると、接着層の腐食が抑えられて静電吸着用電極とベース部材間の漏れ電流の増加を防止し、絶縁性を長期間に渡って維持することができる。また、使用温度が上昇しても載置面の形状変化が少なくヘリウム等の熱伝導性ガスの漏れ量を均一にすることができるため、ウェハ表面の温度分布を均一に保つことができる。また、接着層の浸食を防止することができるため、ガス供給孔まで浸食されないのでヘリウム等の熱伝導性ガスの漏れ量が大きく変化することのないサセプタを提供できる。   Further, in each of the above configurations, when the gap is filled with an adhesive, corrosion of the adhesive layer is suppressed and an increase in leakage current between the electrode for electrostatic attraction and the base member is prevented, and insulation is maintained for a long time. Can be maintained across. In addition, even if the use temperature rises, there is little change in the shape of the mounting surface, and the amount of heat conductive gas such as helium can be made uniform, so that the temperature distribution on the wafer surface can be kept uniform. Further, since the erosion of the adhesive layer can be prevented, the gas supply hole is not eroded, so that a susceptor in which the amount of leakage of the heat conductive gas such as helium does not change greatly can be provided.

また、前記接着剤の伸び率が100%以上であると板状体を押し上げる力が小さくなり載置面の変形を防止することができることから、ウェハと載置面の間から漏れるガス流量が温度により変化することを防止できる。   Further, if the elongation percentage of the adhesive is 100% or more, the force for pushing up the plate-like body becomes small and deformation of the mounting surface can be prevented, so that the gas flow rate leaking from between the wafer and the mounting surface is the temperature. Can be prevented from changing.

また、上記各構成において、前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間に静電吸着用電極やヒータが形成されているとウェハと載置面の間にガスを供給し充填できることからウェハと載置面の間の熱伝達率が増大しウェハの面内温度差が小さくなり好ましい。また、ヒータを内臓することでウェハの温度を調整することができることから、各種の成膜装置やエッチング装置で使用することができる。   In each of the above-described configurations, if an electrostatic chucking electrode or heater is formed inside the plate-like body or between the plate-like body and the base member, a gas is formed between the wafer and the mounting surface. Since the heat transfer coefficient between the wafer and the mounting surface is increased, the in-plane temperature difference of the wafer is reduced. Further, since the temperature of the wafer can be adjusted by incorporating the heater, it can be used in various film forming apparatuses and etching apparatuses.

また、ウェハの処理方法において、前記サセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことで均一な成膜や均一なエッチング加工ができる。   Further, in the wafer processing method, a wafer is placed on the upper surface of the plate-like body of the susceptor, a voltage is applied to the electrostatic adsorption electrode to adsorb the wafer, and then a semiconductor thin film plasma is applied to the wafer. By performing the film formation process by plasma or the etching process by plasma, uniform film formation and uniform etching can be performed.

また、ウェハの処理方法において、前記サセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着するとともに前記ヒータ電極により前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことでより均一な成膜や均一なエッチング加工ができる。   Further, in the wafer processing method, the wafer is placed on the upper surface of the plate-like body of the susceptor, a voltage is applied to the electrostatic chucking electrode to suck the wafer, and the wafer is heated by the heater electrode. Then, a more uniform film formation or a uniform etching process can be performed by subjecting the wafer to a film formation process using plasma of a semiconductor thin film or an etching process using plasma.

本発明の実施形態についてウェハを加工処理する静電チャックを例にあげて説明する。   An embodiment of the present invention will be described by taking an electrostatic chuck for processing a wafer as an example.

図1(a)は、本発明のサセプタ101の一例を示す概略の正面図である。図1(b)は、そのX−X線の概略断面図である。   FIG. 1A is a schematic front view showing an example of the susceptor 101 of the present invention. FIG.1 (b) is a schematic sectional drawing of the XX line.

サセプタ101は、静電チャック部とベース部材107とを接着剤層111を介して接着したものである。静電チャック部は、板状体102、静電吸着用電極104a、104bで構成され、所望により絶縁性のフィルム113を有する。   The susceptor 101 is obtained by bonding an electrostatic chuck portion and a base member 107 via an adhesive layer 111. The electrostatic chuck portion includes a plate-like body 102 and electrostatic adsorption electrodes 104a and 104b, and has an insulating film 113 as desired.

板状体102は、成膜処理またはエッチング処理される基板Wを上面に載置可能な載置面103を有している。載置面103は、板状体102の一方の主面に形成され、半導体ウェハ等の基板であるウェハWを載せることができる。板状体102の他方の主面には一対の静電吸着用電極104a、104bが設けられている。静電吸着用電極104a、104bを絶縁性のフィルム113で覆って保護し、絶縁性を高めることもできる。絶縁性保護の観点からは、フィルム113は、静電吸着用電極104よりも大きい面積を有するもので、特に板状体の他方の主面のほぼ全面に設けることが好ましい。   The plate-like body 102 has a placement surface 103 on which a substrate W to be film-formed or etched can be placed on the upper surface. The mounting surface 103 is formed on one main surface of the plate-like body 102 and can place a wafer W which is a substrate such as a semiconductor wafer. A pair of electrostatic attraction electrodes 104 a and 104 b are provided on the other main surface of the plate-like body 102. The electrostatic adsorption electrodes 104a and 104b can be covered and protected by an insulating film 113 to enhance the insulation. From the viewpoint of insulating protection, the film 113 has a larger area than the electrostatic adsorption electrode 104, and is preferably provided over almost the entire other main surface of the plate-like body.

板状体102の他方の主面に一対の静電吸着用電極104a、104bを備えることで、板状体102の絶縁層厚みを均一にすることができるとともに、載置面103内の吸着力を均一にすることができる。絶縁層厚みとは、載置面103から静電吸着用電極104a、104bまでの距離をいう。例えば、静電吸着用電極104a、104bが板状体102の他方の主面にある場合には絶縁層厚みが板状体102の厚みに相当する。また、静電吸着用電極104a、104bが板状体102の内部に設けられた場合には絶縁層厚みが載置面103から静電吸着用電極104a、104bまでの距離となる。   By providing the pair of electrodes for electrostatic attraction 104 a and 104 b on the other main surface of the plate-like body 102, the insulating layer thickness of the plate-like body 102 can be made uniform and the adsorption force in the mounting surface 103 can be made. Can be made uniform. The insulating layer thickness refers to the distance from the mounting surface 103 to the electrostatic adsorption electrodes 104a and 104b. For example, when the electrostatic adsorption electrodes 104 a and 104 b are on the other main surface of the plate-like body 102, the insulating layer thickness corresponds to the thickness of the plate-like body 102. When the electrostatic adsorption electrodes 104a and 104b are provided inside the plate-like body 102, the insulating layer thickness is the distance from the mounting surface 103 to the electrostatic adsorption electrodes 104a and 104b.

なお、図1(b)では載置面103とウェハWとの間に大きな隙間があるように描かれているが、静電吸着用電極104a、104bに電圧を印加すると、ウェハWは載置面103に吸着される。   In FIG. 1B, a large gap is drawn between the mounting surface 103 and the wafer W. However, when a voltage is applied to the electrostatic chucking electrodes 104a and 104b, the wafer W is mounted. Adsorbed on the surface 103.

ベース部材107は、熱伝導率が大きいものを採用でき、例えば金属を用いることができる。板状体102と静電吸着用電極104a、104bとを含む静電チャック部107の下面とベース部材107の上面とは、絶縁性の接着剤層111で接着されている。   As the base member 107, one having a high thermal conductivity can be adopted, and for example, a metal can be used. The lower surface of the electrostatic chuck portion 107 including the plate-like body 102 and the electrostatic chucking electrodes 104 a and 104 b and the upper surface of the base member 107 are bonded by an insulating adhesive layer 111.

載置面103の周辺部103aには、静電チャック部およびベース部材107を貫通する複数のガス供給孔108を備えており、ウェハWを載置面103に吸着保持をしたとき、載置面103をガス溝112より外側の載置面103とウェハWの周辺部103aとでガスがシールされ、載置面103の周縁部に設けたガス供給孔108を通してヘリウム等の熱伝導性ガスを供給すると、ウェハWと載置面103との隙間にガスが充填されこの充填ガスにより熱伝達が高まりウェハWを均一に冷却することができる。   The peripheral portion 103 a of the mounting surface 103 is provided with a plurality of gas supply holes 108 penetrating the electrostatic chuck portion and the base member 107, and when the wafer W is sucked and held on the mounting surface 103, the mounting surface Gas is sealed between the mounting surface 103 outside the gas groove 112 and the peripheral portion 103a of the wafer W, and a thermally conductive gas such as helium is supplied through the gas supply hole 108 provided in the peripheral portion of the mounting surface 103. Then, the gap between the wafer W and the mounting surface 103 is filled with gas, and heat transfer is increased by the filling gas, so that the wafer W can be cooled uniformly.

また、本発明のサセプタ101は、板状体102とベース部材107との接合部の外周に沿って環状の凹部114を設け、凹部114内に配置された環状の保護部材105を有し、板状体102の下面と保護部材105の上面との間およびベース部材107の上面と保護部材105の下面との間の少なくとも一方に隙間106を有することを特徴とする。図2(a)、(b)は、図1(b)のA部を示す概略の部分拡大図である。耐プラズマ性の良好なセラミックから成る板状体102の外周部の下方に凹部114を設け、この凹部114に保護部材105を配設することで、板状体102の外周部にベース部材107をプラズマから保護するためのガードリング115を設置した場合でも、板状体102とガードリング115の隙間から入り込むプラズマにより、ベース部材107がプラズマに晒され難いように距離を保つことができるとともに、接着剤層111にプラズマが直接晒され難いように保護することができる。   Further, the susceptor 101 of the present invention has an annular recess 114 along the outer periphery of the joint between the plate-like body 102 and the base member 107, and has an annular protection member 105 disposed in the recess 114. A gap 106 is provided between at least one of the lower surface of the cylindrical body 102 and the upper surface of the protective member 105 and between the upper surface of the base member 107 and the lower surface of the protective member 105. 2A and 2B are schematic partial enlarged views showing a portion A in FIG. A concave portion 114 is provided below the outer peripheral portion of the plate-like body 102 made of ceramic having good plasma resistance, and the protective member 105 is disposed in the concave portion 114, so that the base member 107 is attached to the outer peripheral portion of the plate-like body 102. Even when the guard ring 115 for protecting from plasma is installed, the plasma can enter the gap between the plate-like body 102 and the guard ring 115 so that the base member 107 can be kept at a distance so that it is difficult to be exposed to the plasma. It is possible to protect the agent layer 111 from being directly exposed to plasma.

また、板状体102の下面と保護部材105の上面との間またはベース部材107の上面と保護部材105の下面との間の少なくとも一方に隙間106を有することで、ウェハWの成膜処理工程やエッチング処理工程で温度が上がった場合、保護部材105が熱膨張して縦方向(図1における上下方向)に伸びても板状体102の外周部が押し上げられる虞がなくなり、載置面103の周辺部103aの形状の変化を抑制し、ウェハWと載置面103との間に充填されたガスのシール性が変化することなくヘリウムガスの漏れが増大することを抑制することができる。   In addition, by forming a gap 106 between at least one of the lower surface of the plate-like body 102 and the upper surface of the protective member 105 or between the upper surface of the base member 107 and the lower surface of the protective member 105, the film forming process of the wafer W is performed. When the temperature rises in the etching process, the protective member 105 expands in the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 1), and there is no possibility that the outer peripheral portion of the plate-like body 102 is pushed up. It is possible to suppress the change in the shape of the peripheral portion 103a of the substrate and to increase the leakage of helium gas without changing the sealing performance of the gas filled between the wafer W and the mounting surface 103.

隙間106は、0.01〜0.1mmの範囲で形成することが好ましい。また、より好適には0.01〜0.05mmの範囲で形成することが好ましい。この隙間106を上記の範囲に設定することで、保護部材105が熱膨張で縦方向に伸びても板状体102の外周部を押し上げるのを抑制し、載置面103の形状の変化を小さくし、ヘリウムガスの漏れ量が増大するのを抑制し易くなる。また、隙間106からプラズマが進入して接着剤層111が浸食され、パーティクルの発生や絶縁破壊を引き起こすのを効果的に抑制することができる。   The gap 106 is preferably formed in the range of 0.01 to 0.1 mm. Moreover, it is more preferable to form in the range of 0.01-0.05 mm. By setting the gap 106 within the above range, the protective member 105 is restrained from pushing up the outer peripheral portion of the plate-like body 102 even if it extends in the vertical direction due to thermal expansion, and the change in the shape of the mounting surface 103 is reduced. In addition, it is easy to suppress an increase in the amount of helium gas leakage. Further, it is possible to effectively suppress generation of particles and dielectric breakdown due to plasma entering from the gap 106 and eroding the adhesive layer 111.

図3(a)、(b)、(c)は、図1(b)のA部の凹部114の他の形態を示す概略の部分拡大図である。図3(a)、(b)に示すように、凹部114は、ベース部材107または板状体102の周辺部のいずれかに形成されていることが好ましい。図3(a)に示すように、凹部114をベース部材107の周辺に形成する場合は、板状体102の厚みが2mm以下と薄い場合は有効である。また、図3(b)に示すような凹部114を板状体102の周辺に形成する場合は、板状体102の厚みが5mm以上の場合に特に有効である。図3(b)は、接着剤層111を保護部材105で完全に覆うことができ、接着剤層111がプラズマ雰囲気に直接晒されることを防ぐことができることから接着剤層111をより効果的に保護することができる。   FIGS. 3A, 3B, and 3C are schematic partial enlarged views showing other forms of the concave portion 114 of the A portion in FIG. As shown in FIGS. 3A and 3B, the recess 114 is preferably formed in either the base member 107 or the peripheral portion of the plate-like body 102. As shown in FIG. 3A, when the recess 114 is formed around the base member 107, it is effective when the thickness of the plate-like body 102 is as thin as 2 mm or less. Moreover, when the recessed part 114 as shown in FIG.3 (b) is formed in the periphery of the plate-shaped body 102, it is especially effective when the thickness of the plate-shaped body 102 is 5 mm or more. In FIG. 3B, the adhesive layer 111 can be completely covered with the protective member 105, and the adhesive layer 111 can be prevented from being directly exposed to the plasma atmosphere. Can be protected.

また、図3(c)に示すように凹部114は、板状体102とベース部材107とにわたって形成されていることが好ましい。これは、板状体102の厚みが2〜5mmのときに特に有効である。図3(c)は、接着剤層111を保護部材105で完全に覆うことができることから、接着剤層111をプラズマより、より確実に保護することができる。   Further, as shown in FIG. 3C, the recess 114 is preferably formed across the plate-like body 102 and the base member 107. This is particularly effective when the thickness of the plate-like body 102 is 2 to 5 mm. In FIG. 3C, since the adhesive layer 111 can be completely covered with the protection member 105, the adhesive layer 111 can be more reliably protected from plasma.

また、保護部材105を凹部114に配設したときに、保護部材105の外周が板状体102の外周と同じかまたは内側に位置していることが好ましい。これは、保護部材105が板状体102の外周からはみ出すと、保護部材105の角部がプラズマにより腐食されてパーティクルが発生する虞があるが、保護部材105の外周が板状体102の外周と同じかまたは内側に位置することで保護部材105の腐食を抑制することができる。   In addition, when the protective member 105 is disposed in the concave portion 114, it is preferable that the outer periphery of the protective member 105 is located on the same side as or on the inner side of the outer periphery of the plate-like body 102. This is because when the protective member 105 protrudes from the outer periphery of the plate-like body 102, the corners of the protective member 105 may be corroded by plasma to generate particles, but the outer periphery of the protective member 105 is the outer periphery of the plate-like body 102. The corrosion of the protective member 105 can be suppressed by being located at the same or inside.

図4は、本発明のサセプタ101に設けた保護部材105の断面形状の一例を示す概略図である。このとき、図4(a)に示すように保護部材105の断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差を有していることが好ましい。この理由は、サセプタ101の温度が高くなり、保護部材105が隙間106の間隔以上に熱膨張して伸びたとき、保護部材105が板状体102と接触する面積を小さくすることで、保護部材105が上方に伸びても板状体102を押し上げる力を小さくするができることからである。従って、載置面103の変形を小さくすることができるとともに、外周からの接着剤層111へのプラズマの浸入を抑制することができる。   FIG. 4 is a schematic view showing an example of a cross-sectional shape of the protective member 105 provided in the susceptor 101 of the present invention. At this time, as shown in FIG. 4A, it is preferable that the cross-sectional shape of the protective member 105 has a step on the upper surface side that is higher on the outer peripheral side and lower on the inner peripheral side. The reason for this is that when the temperature of the susceptor 101 becomes high and the protective member 105 expands due to thermal expansion beyond the gap 106, the protective member 105 is reduced in contact with the plate-like body 102, thereby reducing the protective member 105. This is because even if 105 extends upward, the force for pushing up the plate-like body 102 can be reduced. Therefore, the deformation of the mounting surface 103 can be reduced, and the penetration of plasma into the adhesive layer 111 from the outer periphery can be suppressed.

さらに、図4(b)〜(d)に示すように、保護部材105の断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い傾斜を有していることが好ましい。上記と同様にサセプタ101の温度が高くなり、保護部材105が隙間106の間隔以上に熱膨張して伸びたとき、板状体102と接触する面積を小さくすることで、保護部材105が上方に伸びても板状体102を押し上げる力を小さくなり、載置面103の変形を抑制することができるからである。   Furthermore, as shown in FIGS. 4B to 4D, it is preferable that the cross-sectional shape of the protective member 105 has a slope on the upper surface side that is higher on the outer peripheral side and lower on the inner peripheral side. Similarly to the above, when the temperature of the susceptor 101 increases and the protective member 105 expands by thermal expansion beyond the gap 106, the protective member 105 is moved upward by reducing the area in contact with the plate-like body 102. This is because even if the plate-like body 102 is extended, the force for pushing up the plate-like body 102 is reduced, and deformation of the placement surface 103 can be suppressed.

また、保護部材105のヤング率が接着剤層111のヤング率より大きいことが好ましい。板状体102を接着剤層111を介してベース部材107に接合する際に、接着剤が板状体102と保護部材105との隙間106に部分的に流れ込んでも、保護部材105のヤング率が接着剤層111のヤング率より大きいため、ウェハWの処理工程で使用温度が上がり保護部材105が熱膨張によって上方に伸びても、接着剤層111がこの伸びを吸収することができる。そのため保護部材105の断面形状がいびつに変形することなく、板状体102の外周よりはみ出すこともないことから、保護部材105がプラズマに晒されることを抑制することができる。   Further, the Young's modulus of the protective member 105 is preferably larger than the Young's modulus of the adhesive layer 111. Even when the adhesive partially flows into the gap 106 between the plate-like body 102 and the protective member 105 when the plate-like body 102 is bonded to the base member 107 via the adhesive layer 111, the Young's modulus of the protective member 105 is increased. Since the Young's modulus of the adhesive layer 111 is larger than the Young's modulus of the adhesive layer 111, the adhesive layer 111 can absorb the elongation even when the operating temperature rises in the wafer W processing process and the protective member 105 extends upward due to thermal expansion. Therefore, since the cross-sectional shape of the protective member 105 does not deform in a distorted manner and does not protrude from the outer periphery of the plate-like body 102, the protective member 105 can be prevented from being exposed to plasma.

また、保護部材105の材料はフッ素樹脂からなることが好ましい。プラズマに対する耐食性があることからパーティクルの発生が少なくなる。特にフッ素系樹脂の中で耐プラズマ性に優れたテフロン(登録商標)樹脂から成ることが良い。また、テフロン(登録商標)樹脂は精密な機械加工が容易にできるため、寸法精度が優れ図4に示すような保護部材105の断面形状に精密に加工することが容易にできることから好適である。精密な加工により、隙間を精密に調整することが容易となり、載置面の変形をより効果的に抑制することができる。   The material of the protective member 105 is preferably made of a fluororesin. Due to the corrosion resistance to plasma, the generation of particles is reduced. In particular, it is preferable that the fluororesin is made of a Teflon (registered trademark) resin having excellent plasma resistance. Further, Teflon (registered trademark) resin is preferable because it can be easily machined precisely, and has excellent dimensional accuracy and can be easily machined into the cross-sectional shape of the protective member 105 as shown in FIG. Precise machining makes it easy to precisely adjust the gap, and the deformation of the mounting surface can be more effectively suppressed.

フッ素樹脂等からなる保護部材105は板状体102をベース部材107に接着する前に、保護部材105の内周の直径を凹部114の内側外周の直径よりわずかに小さく加工し、100℃前後の温度で加熱保持して熱膨張させて凹部114の内側の外径寸法より大きく膨らませてから嵌め合わせる焼きバメ方式にて固定することが好ましい。その後、外径、厚みを旋盤加工等で加工することで所望の形状を得ることができる。これは、接着剤等を使用することなく固定することができるため、パーティクルの発生を防ぐためにも有効な方法である。   Before the plate member 102 is bonded to the base member 107, the protective member 105 made of fluororesin or the like is processed so that the inner peripheral diameter of the protective member 105 is slightly smaller than the inner peripheral diameter of the recess 114, and is about 100 ° C. It is preferable to fix by a shrinking method in which fitting is performed after heating and holding at temperature to cause thermal expansion to expand larger than the inner diameter of the recess 114. Then, a desired shape can be obtained by processing the outer diameter and thickness by lathe processing or the like. This is an effective method for preventing the generation of particles because it can be fixed without using an adhesive or the like.

また、保護部材105は、セラミックスからなることが好ましい。特にAl、SiC、AlNまたはSiのうち少なくとも1種を主成分とするセラミックスを用いることが、より高い耐食性が得られることから有効である。これらの中でもハロゲン系腐食性ガスやプラズマに対する耐食性の点で、AlまたはAlNを主成分とするセラミック焼結体を用いることが好ましい。これらのAlまたはAlNを主成分とするセラミック焼結体は、脆性材料であるので外形寸法や厚み寸法を10ミクロン以下の精度で加工することができるため、隙間106の形成や保護部材105の断面形状、保護部材105の外周を板状体102の外周と同じかまたは内側に位置するような精密な加工が容易にできる。 The protective member 105 is preferably made of ceramics. In particular, it is effective to use ceramics whose main component is at least one of Al 2 O 3 , SiC, AlN or Si 3 N 4 because higher corrosion resistance can be obtained. Among these, it is preferable to use a ceramic sintered body mainly composed of Al 2 O 3 or AlN from the viewpoint of corrosion resistance against halogen-based corrosive gas or plasma. Since these ceramic sintered bodies mainly composed of Al 2 O 3 or AlN are brittle materials, the outer dimensions and thickness dimensions can be processed with an accuracy of 10 microns or less. Precise processing can be easily performed such that the cross-sectional shape of 105 and the outer periphery of the protective member 105 are the same as or inward of the outer periphery of the plate-like body 102.

図5は、本発明のサセプタに設けられた隙間の形成位置を示す概略断面図である。図5(a)に示したように、隙間106は板状体102の下面と保護部材105の上面との間に設けられていることが好ましい。これは、ウェハWの処理工程で使用温度が上がり保護部材105が熱膨張によって上方に伸びても隙間106の間隔により保護部材105の伸びても板状体102に接触する虞がないからであり、板状体102を押し上げる虞が無いようにできるためである。また、図5(b)に示したように、隙間106を保護部材105の下面とベース部材107の上面との間に設けても、図5(a)の構造と同様の効果が得られる。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the formation position of the gap provided in the susceptor of the present invention. As shown in FIG. 5A, the gap 106 is preferably provided between the lower surface of the plate-like body 102 and the upper surface of the protection member 105. This is because there is no risk of contact with the plate-like body 102 even if the use temperature rises in the processing step of the wafer W and the protective member 105 extends upward due to thermal expansion or the protective member 105 extends due to the gap 106. This is because there is no possibility of pushing up the plate-like body 102. Further, as shown in FIG. 5B, even if the gap 106 is provided between the lower surface of the protective member 105 and the upper surface of the base member 107, the same effect as that of the structure of FIG.

また、接着剤層111は、その端部が保護部材105によって円環状に取り囲まれていることが好ましい。このことにより、本発明のサセプタ101をプラズマ下の環境で使用しても接着剤層111は保護部材105によりプラズマから遮断され、接着剤層111の浸食を抑制することができると共に、プラズマによるパーティクルの発生を抑制することができる。   Moreover, it is preferable that the edge part of the adhesive bond layer 111 is surrounded by the protective member 105 in an annular shape. As a result, even when the susceptor 101 of the present invention is used in an environment under plasma, the adhesive layer 111 is shielded from the plasma by the protective member 105, and the erosion of the adhesive layer 111 can be suppressed, and the particles caused by the plasma can be suppressed. Can be suppressed.

また、図6は、本発明のサセプタ101に設けた保護部材105の断面形状の一例を示す概略図である。図6(a)(b)に示すように、隙間106には接着剤215が充填されていることが好ましい。これは、隙間106に接着剤215を充填しない場合、プラズマ下において、隙間106を形成している板状体102と保護部材105の角部にプラズマが集中し、板状体102または保護部材105の角部が浸食されパーティクルの発生する虞があるが、このパーティクルの発生を抑制するために隙間106に接着剤215を充填し、表面を角部のない滑らかな面にすることにより、プラズマが集中することを抑制し、パーティクルの発生を少なくすることができる。   FIG. 6 is a schematic view showing an example of a cross-sectional shape of the protective member 105 provided in the susceptor 101 of the present invention. As shown in FIGS. 6A and 6B, the gap 106 is preferably filled with an adhesive 215. This is because, when the gap 106 is not filled with the adhesive 215, the plasma concentrates on the corners of the plate-like body 102 and the protection member 105 forming the gap 106 under the plasma, and the plate-like body 102 or the protection member 105. In order to suppress the generation of the particles, the gap 106 is filled with the adhesive 215 to make the surface smooth without the corners. Concentration can be suppressed and generation of particles can be reduced.

このとき、隙間106に充填する接着剤215は、耐プラズマ性に優れ、硬化後にゴム状の弾性体となるシリコーン接着剤が好ましい。この理由は、ウェハWの処理工程で使用温度が上がり保護部材105が熱膨張によって上方に伸びたとき、弾性体であるシリコーン接着剤が保護部材105の押し上げる力を緩和し、板状体102を変形することを抑制することができるからである。上記接着剤215は、具体的には、GE東芝シリコーン社製「TSE−3360」等が好ましい。   At this time, the adhesive 215 filled in the gap 106 is preferably a silicone adhesive that has excellent plasma resistance and becomes a rubber-like elastic body after curing. The reason for this is that when the use temperature rises in the processing step of the wafer W and the protective member 105 extends upward due to thermal expansion, the silicone adhesive, which is an elastic body, relieves the pushing force of the protective member 105, This is because the deformation can be suppressed. Specifically, the adhesive 215 is preferably “TSE-3360” manufactured by GE Toshiba Silicone.

また、接着剤215は、硬化後の伸び率が100%以上であることが良い。これは、ウェハWの処理工程で使用温度が上がり保護部材105が熱膨張して縦方向に伸びても、接着剤215が容易に縮むことで、板状体102に押し上げる応力を緩和することができ、板状体102を押し上げることが無いようにするためである。逆に、接着剤215の硬化後の伸び率が100%未満であると、保護部材105が熱膨張によって縦方向に伸びたとき、接着剤215の縮み量が小さくなり板状体102を押し上げることから載置面103の形状が変形し、ウェハWと載置面102の間に隙間が生じ、ヘリウムガスが漏れ、ウェハWの表面温度を均一にすることができなくなる虞れがあるからである。まお、接着剤の硬化後の伸び率とは、単位長さの接着剤硬化体を一定の力で引っ張り、接着剤が破断するまでの伸び量を引っ張り前の寸法で除した値とする。また、伸び率が大きいほど、弾性体として柔らかいことを示し、圧縮に対しても縮みやすいことを示す。   The adhesive 215 preferably has an elongation percentage after curing of 100% or more. This is because the adhesive 215 is easily contracted even when the operating temperature is increased in the process of processing the wafer W and the protective member 105 is thermally expanded to extend in the vertical direction, thereby relieving the stress pushed up to the plate-like body 102. This is to prevent the plate-like body 102 from being pushed up. Conversely, if the elongation percentage of the adhesive 215 after curing is less than 100%, when the protective member 105 extends in the longitudinal direction due to thermal expansion, the amount of shrinkage of the adhesive 215 is reduced and the plate-like body 102 is pushed up. This is because the shape of the mounting surface 103 is deformed and a gap is formed between the wafer W and the mounting surface 102, so that helium gas leaks and the surface temperature of the wafer W cannot be made uniform. . The elongation rate after curing of the adhesive is a value obtained by pulling the cured adhesive body of unit length with a constant force and dividing the amount of elongation until the adhesive breaks by the dimension before stretching. Moreover, it shows that it is soft as an elastic body, and it is easy to shrink | compress with respect to compression, so that elongation rate is large.

また、板状体102の内部または板状体102とベース部材107との間に静電吸着用電極104が形成されていることが好ましい。これは、ウェハWを載置面103に静電気力によって吸着させることで、ウェハWと載置面103との間を均一に小さくすることができ、ヘリウムガスの漏れを小さくすることができることから、ウェハWの表面温度を均一にすることができるからである。特に、プラズマ下においてプラズマにより発生する熱に起因してウェハWが加熱されてしまうため、ウェハWを載置面103に静電気力によって吸着させて温度調整するためにウェハWと載置面103との間にヘリウム等の熱伝導性ガスを導入することで、ウェハWを冷却することが容易となるからである。ヘリウムガスの漏れ量が多くなるとウェハWを均一に冷却できなくなり、ウェハWの表面温度が不均一になるため、成膜処理やエッチング処理の歩留まりが低下する虞がある。   Further, it is preferable that the electrostatic attraction electrode 104 is formed inside the plate-like body 102 or between the plate-like body 102 and the base member 107. This is because, by adsorbing the wafer W to the mounting surface 103 by electrostatic force, the gap between the wafer W and the mounting surface 103 can be reduced uniformly, and the leakage of helium gas can be reduced. This is because the surface temperature of the wafer W can be made uniform. In particular, since the wafer W is heated due to heat generated by the plasma under the plasma, the wafer W and the mounting surface 103 are used to adjust the temperature by adsorbing the wafer W to the mounting surface 103 by electrostatic force. This is because it is easy to cool the wafer W by introducing a heat conductive gas such as helium. If the amount of helium gas leakage increases, the wafer W cannot be uniformly cooled, and the surface temperature of the wafer W becomes non-uniform, which may reduce the yield of the film forming process or the etching process.

上記静電吸着用電極104は、板状体102の内部に形成することができる。これは、セラミックのグリーンシート上に静電吸着用電極104を印刷法にて形成し、他のセラミックグリーンシートを重ね、複数枚のセラミックグリーンシートの積層体を形成した後、プレスにて密着させ成形体を作製した後、脱バインダー工程、焼成工程、研削加工工程を経て板状体102を得ることができる。このように静電吸着用電極104を板状体102に埋設するとプラズマによる腐食を抑制できることから好ましい。   The electrostatic adsorption electrode 104 can be formed inside the plate-like body 102. This is because an electrostatic adsorption electrode 104 is formed on a ceramic green sheet by a printing method, and another ceramic green sheet is overlaid to form a laminate of a plurality of ceramic green sheets, which are then brought into close contact with a press. After producing the molded body, the plate-like body 102 can be obtained through a binder removal process, a firing process, and a grinding process. It is preferable to embed the electrostatic chucking electrode 104 in the plate-like body 102 in this way because corrosion due to plasma can be suppressed.

また、静電吸着用電極104の別の形成手段として、板状体102の載置面103と反対側の面に静電吸着用電極104を形成し、静電吸着用電極104を絶縁フィルム113で保護して静電気発生手段とすることができる。このとき、板状体102の他方の主面に形成する静電吸着用電極104は、Ni、Ti、Ag、Cu、Au、Pt、Mo、Mn等の金属又はこれらの合金あるいはTiN、TiC、WCよりなり、その厚みが0.1μm以上の導体層からなり、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法、メッキ法、CVD法等の膜形成手段により被着することができ、その後、ブラスト加工やエッチングにより導体層の不要箇所を除去して静電吸着用電極104を形成することができる。このように静電吸着用電極104を板状体102の表面に形成することで、静電吸着用電極104と載置面103の間の距離がより一定となり、載置面103の面内での吸着力が一定な静電チャックを製造することが容易となる。   As another means for forming the electrostatic chucking electrode 104, the electrostatic chucking electrode 104 is formed on the surface opposite to the mounting surface 103 of the plate-like body 102, and the electrostatic chucking electrode 104 is replaced with the insulating film 113. Can be used as a means for generating static electricity. At this time, the electrode 104 for electrostatic attraction formed on the other main surface of the plate-like body 102 is made of a metal such as Ni, Ti, Ag, Cu, Au, Pt, Mo, Mn, or an alloy thereof, or TiN, TiC, It is made of a conductive layer of WC and has a thickness of 0.1 μm or more, and can be deposited by film forming means such as sputtering, ion plating, vapor deposition, plating, CVD, etc., and then blasted Electrostatic chucking electrode 104 can be formed by removing unnecessary portions of the conductor layer by etching. By forming the electrostatic chucking electrode 104 on the surface of the plate-like body 102 in this way, the distance between the electrostatic chucking electrode 104 and the mounting surface 103 becomes more constant, and within the surface of the mounting surface 103. It becomes easy to manufacture an electrostatic chuck having a constant attraction force.

また、板状体102の内部または板状体102とベース部材107との間にヒータが形成されていることが好ましい。このように構成することでウェハWを任意の温度に加熱することができることから、様々な半導体製造プロセスにおいて本サセプタ101を使用することが可能となり、一つのサセプタ101で様々なプロセスを兼用して利用することができる。   A heater is preferably formed inside the plate-like body 102 or between the plate-like body 102 and the base member 107. With this configuration, since the wafer W can be heated to an arbitrary temperature, the susceptor 101 can be used in various semiconductor manufacturing processes, and the single susceptor 101 can be used for various processes. Can be used.

上記のヒータは、静電吸着用電極104と同様に板状体102の内部にヒータを形成することができる。これは、セラミックのグリーンシート上に電極104を印刷法にて形成し、他のセラミックグリーンシートを重ね、複数枚のセラミックグリーンシートの積層体を形成した後、プレスにて密着させ、脱バインダー、焼成工程、研削工程を経て板状体102を得ることができる。   The heater can be formed inside the plate-like body 102 in the same manner as the electrostatic adsorption electrode 104. This is because the electrode 104 is formed on a ceramic green sheet by a printing method, another ceramic green sheet is stacked, a laminate of a plurality of ceramic green sheets is formed, and then adhered by a press, debinding, The plate-like body 102 can be obtained through the firing process and the grinding process.

また、上記各構成において、板状体102の内部に、または板状体102とベース部材107との間に静電吸着用電極104やヒータが形成されているとウェハWと載置面103の間にガスを供給し充填できることからウェハWと載置面103の間の熱伝達率が増大しウェハWの面内温度差が小さくなり好ましい。また、ヒータを内臓することでウェハWの温度を調整することができることから、各種の成膜装置やエッチング装置で使用することができる。   In each of the above configurations, if the electrostatic chucking electrode 104 or the heater is formed inside the plate-like body 102 or between the plate-like body 102 and the base member 107, the wafer W and the mounting surface 103 are arranged. Since gas can be supplied and filled in between, the heat transfer coefficient between the wafer W and the mounting surface 103 is increased, and the in-plane temperature difference of the wafer W is preferably reduced. Moreover, since the temperature of the wafer W can be adjusted by incorporating a heater, it can be used in various film forming apparatuses and etching apparatuses.

板状体102は、耐食性が優れたセラミックスであることが好ましく、特にAl、SiC、AlN及びSiのうち少なくとも1種を主成分とするセラミック焼結体を用いることが、より高い耐食性を得る上で重要である。これらの中でもハロゲン系腐食性ガスやプラズマに対する耐食性の点で、Al又はAlNを主成分とするセラミック焼結体を用いることが好ましい。さらに安価に製造する場合には、Alを主成分とするセラミック焼結体を、ウェハの均熱性が要求される場合には、熱伝導率の100W/(m・K)以上のAlNを主成分とするセラミック焼結体を用いることが良い。 The plate-like body 102 is preferably a ceramic having excellent corrosion resistance, and in particular, a ceramic sintered body mainly containing at least one of Al 2 O 3 , SiC, AlN, and Si 3 N 4 is used. It is important in obtaining higher corrosion resistance. Among these, it is preferable to use a ceramic sintered body mainly composed of Al 2 O 3 or AlN from the viewpoint of corrosion resistance against halogen-based corrosive gas or plasma. In the case of manufacturing at a lower cost, a ceramic sintered body containing Al 2 O 3 as a main component is used. When heat uniformity of the wafer is required, AlN having a thermal conductivity of 100 W / (m · K) or more is used. It is preferable to use a ceramic sintered body containing as a main component.

一方、ベース部材107は、セラミックス、アルミニウムや超硬、あるいはこれらの金属とセラミック材料との複合材からなり、静電吸着用電極104a,104bに接続されるリード線110を取り出すための貫通孔を有している。また、ベース部材107は、ウェハW上方にプラズマを発生させるためのプラズマ電極として使用する場合には、ベース部材107の体積固有抵抗値が10Ω・cm以下の金属とセラミック材料との複合材料や、さらに体積固有抵抗の小さなアルミニウムや超鋼が好ましい。また、ウェハWの熱を板状体102を介してベース部材107から外部へ排出する場合には、ベース部材107の熱伝導率は50W/(m・K)以上であることが好ましい、さらに好ましくは100W/(m・K)以上である。   On the other hand, the base member 107 is made of ceramic, aluminum, cemented carbide, or a composite material of these metals and a ceramic material, and has a through-hole for taking out the lead wire 110 connected to the electrostatic adsorption electrodes 104a and 104b. Have. Further, when the base member 107 is used as a plasma electrode for generating plasma above the wafer W, a composite material of a metal and a ceramic material having a volume specific resistance value of 10 Ω · cm or less of the base member 107, Further, aluminum or super steel having a small volume resistivity is preferable. Further, when the heat of the wafer W is discharged from the base member 107 to the outside through the plate-like body 102, the thermal conductivity of the base member 107 is preferably 50 W / (m · K) or more, more preferably. Is 100 W / (m · K) or more.

そして、本発明のサセプタ101は、ウェハWを載置面103に載せ、静電吸着用電極104a、104bに直流電圧を印加してウェハWを載置面103に静電吸着することができる。そして、ウェハWの上方にプラズマを発生させウェハWに各種の成膜や、エッチングを施す事ができる。   The susceptor 101 of the present invention can place the wafer W on the mounting surface 103 and apply a DC voltage to the electrostatic chucking electrodes 104 a and 104 b to electrostatically attract the wafer W to the mounting surface 103. Then, plasma can be generated above the wafer W to perform various film formation and etching on the wafer W.

また、本実施形態では、サセプタとして双極型の静電チャックの例を示したが、単極型の静電チャックを用いても本発明の効果を奏することができる。   In the present embodiment, an example of a bipolar electrostatic chuck is shown as the susceptor. However, the effect of the present invention can be achieved even if a single-pole electrostatic chuck is used.

また、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で改良や変更したものにも適用することができることは言うまでもない。   It goes without saying that the present invention can also be applied to improvements and changes made without departing from the scope of the invention.

次に本発明の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of this invention is demonstrated.

板状体102はセラミック焼結体を所定の外径、厚み寸法に加工した後、メッキ法により導体層を形成し、不要箇所をブラストにて除去して静電吸着用電極104を形成することによって製作された。静電吸着用電極104とベース部材107との絶縁を確保するために、所望により静電吸着用電極104をポリイミド等の絶縁フィルムで覆い保護することができる。   The plate-like body 102 is formed by processing a ceramic sintered body to a predetermined outer diameter and thickness, forming a conductor layer by plating, and removing unnecessary portions by blasting to form an electrode 104 for electrostatic adsorption. Produced by. In order to ensure insulation between the electrostatic adsorption electrode 104 and the base member 107, the electrostatic adsorption electrode 104 can be covered and protected with an insulating film such as polyimide, if desired.

ベース部材107はセラミックス、アルミニウムや超硬、あるいはこれらの金属とセラミック材料との複合材から成り、内部に冷却用の水路を設け、冷却液等を循環することで、プラズマによりウェハW上に発生した熱を系外へ逃がすことができる。また、ベース部材107の表面は絶縁性を持たせるためにアルマイト等の表面処理を施すことが好ましい。   The base member 107 is made of ceramics, aluminum, cemented carbide, or a composite material of these metals and a ceramic material. A cooling water channel is provided in the interior, and a coolant is circulated to generate the plasma on the wafer W. Heat can be released outside the system. The surface of the base member 107 is preferably subjected to a surface treatment such as alumite in order to provide insulation.

保護部材105は、円環状に製作し、その内径寸法をベース部材107の接着面の外径寸法より小さく加工し、熱を加えて保護部材105を膨張させてベース部材107の外形寸法より大きくなったところで圧入嵌合させる。テフロン(登録商標)樹脂からなる保護部材105は、約100℃の温度で加熱し圧入嵌合することが最適であった。その後、旋盤加工により保護部材105の外径を板状体の外形寸法より同じか若干小さく仕上げる。また、保護部材105の板状体102側に面する端面はベース部材107の接着面よりも低く加工し、さらに、外周の厚みが内周の厚みより大きくなるように保護部材105の断面形状が略L字形かまたは、テーパ形状になるように加工する。   The protection member 105 is manufactured in an annular shape, and the inner diameter dimension thereof is processed to be smaller than the outer diameter dimension of the bonding surface of the base member 107, and the protection member 105 is expanded by applying heat to be larger than the outer dimension dimension of the base member 107. Press fit into place. The protective member 105 made of Teflon (registered trademark) was optimally heated and press-fitted at a temperature of about 100 ° C. Thereafter, the outer diameter of the protective member 105 is finished to be the same as or slightly smaller than the outer dimension of the plate-like body by lathe processing. Further, the end surface of the protective member 105 facing the plate-like body 102 is processed to be lower than the adhesive surface of the base member 107, and the cross-sectional shape of the protective member 105 is set so that the outer peripheral thickness is larger than the inner peripheral thickness. It is processed so as to be substantially L-shaped or tapered.

次に、ベース部材107の接着面にシリコーン接着剤をスクリーン印刷にて均一に塗布し、板状体102を接着固定する。このとき、保護部材の端面にもシリコーン接着剤を塗布しておけば、簡単に隙間106に接着剤を充填することができる。   Next, a silicone adhesive is uniformly applied to the bonding surface of the base member 107 by screen printing, and the plate-like body 102 is bonded and fixed. At this time, if a silicone adhesive is also applied to the end face of the protective member, the gap 106 can be easily filled with the adhesive.

窒化アルミニウム質焼結体からなる直径300mm、厚み3mmの円板状をした板状体を用意し、載置面と反対側の主面にメッキ法にてNi膜を被着した後、ブラスト加工により不要箇所を除去することにより、Ni膜からなる一対の静電吸着用電極を形成した。   A plate-like body made of an aluminum nitride sintered body having a diameter of 300 mm and a thickness of 3 mm is prepared, and a Ni film is deposited on the main surface opposite to the mounting surface by plating, followed by blasting A pair of electrostatic adsorption electrodes made of a Ni film was formed by removing unnecessary portions.

保護部材を配設する凹部の形成位置はベース部材の上面周辺とした。そして、ベース部材の上面の外周部に凹部となる切り欠きを形成した。次に、ベース部材の切り欠き部の外径寸法より20〜100μmの範囲で小さい内径のテフロン(登録商標)樹脂製の保護部材を作製した。テフロン(登録商標)樹脂からなる保護部材は、100℃の乾燥機中で加熱保持し、熱膨張によりベース部材の切り欠き部の外径寸法より大きくしたところで、ベース部材の切り欠き部に圧入嵌合した。そして、板状体と保護部材との間に隙間を設けるようにテフロン(登録商標)樹脂の上端面をベース部材と板状体の接着面よりも30μm小さくなるように切削加工を施した。そして、板状体をベース部材とシリコーン接着剤にて接着固定し、板状体の厚みを研削加工して1mmとした。さらに、載置面の形状を整えて図3の(a)に示すような試料No.1を作製した。   The formation position of the concave portion in which the protective member is disposed is around the upper surface of the base member. And the notch used as a recessed part was formed in the outer peripheral part of the upper surface of a base member. Next, a protective member made of Teflon (registered trademark) resin having an inner diameter smaller in the range of 20 to 100 μm than the outer diameter of the notch of the base member was produced. The protective member made of Teflon (registered trademark) is heated and held in a dryer at 100 ° C., and is press-fitted into the notch of the base member when it is larger than the outer diameter of the notch of the base member by thermal expansion. Combined. And it cut so that the upper end surface of Teflon (trademark) resin might become 30 micrometers smaller than the adhesion surface of a base member and a plate-shaped body so that a clearance gap might be provided between a plate-shaped body and a protection member. The plate-like body was bonded and fixed with a base member and a silicone adhesive, and the thickness of the plate-like body was ground to 1 mm. Further, the sample No. as shown in FIG. 1 was produced.

また、比較例として、従来例の構造と類似した構造である図9に示すようなテフロン(登録商標)樹脂の上端面をベース部材と板状体の接着面と同じ高さに加工した試料No.2を作製した。   Further, as a comparative example, a sample No. obtained by processing the upper end surface of Teflon (registered trademark) resin as shown in FIG. 9 having a structure similar to that of the conventional example to the same height as the bonding surface of the base member and the plate-like body. . 2 was produced.

なお、これらの保護部材の外径は板状体の外径寸法と同じとした。   The outer diameters of these protective members were the same as the outer diameter dimensions of the plate-like body.

そして、それぞれの試料を真空中でウェハを吸着保持させ、室温にてガス供給孔より2666Paの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、次に、酸素プラズマを照射させ、予め板状体の下面に設置した熱電対(図示無し)にて温度が80℃となった時点でガス供給孔より2666Paの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、室温時と80℃時のヘリウムガスの漏れ量の差を比較した。これらの結果を表1に示す。

Figure 0004942471
Then, each sample is adsorbed and held in a vacuum in vacuum, helium gas is supplied from the gas supply hole at room temperature at a pressure of 2666 Pa, the amount of leakage of helium gas is measured with a flow meter, and then oxygen plasma is supplied. Is irradiated with helium gas at a pressure of 2666 Pa from a gas supply hole when the temperature reaches 80 ° C. with a thermocouple (not shown) previously installed on the lower surface of the plate-like body, and helium gas is supplied with a flow meter. The amount of leakage of helium gas at room temperature and 80 ° C. was compared. These results are shown in Table 1.
Figure 0004942471

その結果、板状体と保護部材との間に隙間を設けた試料No.1は、室温時と80℃時とではヘリウムの漏れ量の差が0.9SCCMとほとんど変化は無かった。この理由は、使用温度が高くなり、保護部材が熱膨張で厚み方向に伸びても、板状体と保護部材の上端面との隙間で保護部材の伸びを吸収することができ、板状体を押し上げないため、載置面の形状が変化すること無くウェハを良好に吸着保持することができるたと考えられる。   As a result, sample No. 1 provided with a gap between the plate-like body and the protective member. For No. 1, the difference in the amount of leaked helium between room temperature and 80 ° C. was 0.9 SCCM, which was almost unchanged. The reason for this is that even when the use temperature is high and the protective member extends in the thickness direction due to thermal expansion, the elongation of the protective member can be absorbed by the gap between the plate-like body and the upper end surface of the protective member. It is considered that the wafer can be satisfactorily attracted and held without changing the shape of the mounting surface.

一方、板状体と保護部材との間に隙間の無い試料No.2ではヘリウムの漏れ量の差が17.5SCCMと大きく、使用温度が高くなるとヘリウムの漏れ量が大きくなることが分かった。これは、使用温度が高くなることで、保護部材が熱膨張により厚み方向に伸び、板状体を押し上げたことから、載置面の形状が変化し、ウェハと載置面の間に微小な隙間が生じ、その隙間よりヘリウムガスが漏れだしたものと考えられる。そのため、チャンバー内の真空度が低下した。   On the other hand, Sample No. with no gap between the plate-like body and the protective member. In No. 2, the difference in the amount of helium leakage was as large as 17.5 SCCM, and it was found that the amount of helium leakage increased as the operating temperature increased. This is because the use temperature increases, the protective member extends in the thickness direction due to thermal expansion, and pushes up the plate-like body, so that the shape of the mounting surface changes, and a minute amount is formed between the wafer and the mounting surface. It is thought that helium gas leaked from the gap. Therefore, the degree of vacuum in the chamber decreased.

以上の結果から、板状体と保護部材の間に隙間を設けることが良いことが分かった。   From the above results, it was found that a gap is preferably provided between the plate-like body and the protective member.

次に、凹部の形成位置による効果を検証するために、図3の(a)のように凹部をベース部材に形成した試料No.1と、図3の(b)のように凹部を板状体に形成した試料No.3と、図3の(c)のように板状体とベース部材とにわたって形成した試料No.4とを作製した。このとき、試料No.1の板状体の厚みを1mm、試料No.3の板状体の厚みを5mm、試料No.4の板状体の厚みを3mmとした。   Next, in order to verify the effect due to the formation position of the recess, the sample No. 1 in which the recess was formed in the base member as shown in FIG. 1 and Sample No. 1 in which the concave portion is formed in a plate-like body as shown in FIG. 3 and sample No. 2 formed over the plate-like body and the base member as shown in FIG. 4 were produced. At this time, sample no. No. 1 has a thickness of 1 mm, sample No. 3 is 5 mm in thickness, and sample No. The thickness of the plate-like body 4 was 3 mm.

そして、それぞれの試料を真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に100時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ0.1μm以上のパーティクルの個数と、1μm以上のパーティクルの個数とをパーティクルカウンターを用いて測定した。これらの結果を表2に示す。

Figure 0004942471
Then, after each sample was irradiated with oxygen plasma for 100 hours under vacuum with the wafer adsorbed, the number of particles having a size of 0.1 μm or more adhering to the wafer and the number of particles having a size of 1 μm or more were determined. Measurement was performed using a particle counter. These results are shown in Table 2.
Figure 0004942471

その結果、凹部を板状体とベース部材に形成した試料No.1、3は、0.1μm以上のパーティクルの数は、376個、352個であった。しかし、凹部を板状体とベース部材とにわたって形成した試料No.4は289個とやや少なかった。   As a result, sample no. In Nos. 1 and 3, the number of particles of 0.1 μm or more was 376 and 352, respectively. However, in the sample No. 1 in which the concave portion is formed over the plate-like body and the base member. 4 was a little less than 289.

また、1μm以上のパーティクルの数は、試料No.1、3の21個、17個と比較して、試料No.4は、13個と少なかった。   In addition, the number of particles of 1 μm or more is the sample No. Compared with 21 and 17 of 1 and 3, sample No. 4 was as small as 13 pieces.

また、パーティクルの定性分析を行ったところ、試料No.1、3の0.1μm以上のパーティクルからは、AlとSiとが検出された。また、試料No.4の0.1μm以上のパーティクルからはAlのみが検出された。また、試料No.1、3の1μm以上のパーティクルからはフッ素成分に加え若干のSiが検出された。試料No.4の1μm以上のパーティクルからは、フッ素成分のみ検出された。   Further, when qualitative analysis of the particles was performed, sample No. Al and Si were detected from 1 and 3 particles of 0.1 μm or more. Sample No. Only Al was detected from 4 particles of 0.1 μm or more. Sample No. In addition to the fluorine component, some Si was detected from particles 1 and 3 of 1 μm or more. Sample No. Only the fluorine component was detected from 4 particles of 1 μm or more.

上記分析結果から、パーティクルのAl成分は板状体の材質である窒化アルミセラミックスが発生源であり、フッ素成分は保護部材であるテフロン(登録商標)樹脂が発生源であり、また、Si成分はシリコーン接着剤が発生源であると推察できる。なお、Siの発生量は図7に示すような従来の保護部材の無い製品と比べ、非常に少ない値であった。   From the above analysis results, the Al component of the particle is the source of aluminum nitride ceramics, which is the material of the plate-like material, the fluorine component is the source of Teflon (registered trademark) resin, which is a protective member, and the Si component is It can be inferred that the silicone adhesive is the source. Note that the amount of Si generated was much smaller than that of a conventional product without a protective member as shown in FIG.

このことは、凹部を板状体に形成した場合、保護部材とベース部材との合わせ面を介して接着層からプラズマがわずかに進入して接着剤を浸食し、パーティクルが発生すると推察できる。凹部をベース部材に形成した場合、隙間を介して接着層からのパーティクルの発生であった。一方、凹部を板状体とベース部材とにわたって形成した場合は、接着層が保護部材により完全に覆われているので、接着層からのパーティクルの発生は無かったと推察できる。   This can be inferred that when the concave portion is formed in a plate-like body, the plasma slightly enters from the adhesive layer through the mating surface of the protective member and the base member to erode the adhesive and generate particles. When the concave portion was formed on the base member, particles were generated from the adhesive layer through the gap. On the other hand, when the concave portion is formed over the plate-like body and the base member, it can be inferred that no particles were generated from the adhesive layer because the adhesive layer was completely covered with the protective member.

このことにより、保護部材を配設する凹部を板状体またはベース部材のいずれかに形成するか、好ましくは板状体とベース部材とにわたって形成することで、接着層がプラズマ雰囲気に晒されることを抑制することができることが分かった。   As a result, the concave portion in which the protective member is disposed is formed on either the plate-like body or the base member, or preferably formed over the plate-like body and the base member, so that the adhesive layer is exposed to the plasma atmosphere. It was found that can be suppressed.

次に、保護部材の外径が板状体の外径との大小による効果を検証するために、保護部材の外径寸法を板状体の外径寸法より、半径方向で1mm大きく加工した試料No.5と、同時に研磨加工して保護部材の外径と板状体の外径寸法を同じにした試料No.1と、保護部材の外径を板状体の外径寸法より半径方向で1mm小さく加工した試料No.6を作製した。   Next, in order to verify the effect of the outer diameter of the protection member relative to the outer diameter of the plate-like body, a sample obtained by processing the outer diameter dimension of the protection member 1 mm larger in the radial direction than the outer diameter dimension of the plate-like body No. No. 5 and Sample No. 5 which were polished at the same time so that the outer diameter of the protective member and the outer diameter of the plate member were the same. 1 and Sample No. 1 in which the outer diameter of the protective member was processed to be 1 mm smaller in the radial direction than the outer diameter of the plate-like body. 6 was produced.

そして、真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に100時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ0.1μm以上のパーティクルの個数と1μm以上のパーティクルの個数とをパーティクルカウンターを用いて測定した。これらの結果を表3に示す。

Figure 0004942471
Then, after irradiating the wafer under oxygen plasma for 100 hours while adsorbing the wafer in a vacuum, the number of particles having a size of 0.1 μm or more and the number of particles having a size of 1 μm or more adhering to the wafer is measured using a particle counter. It was measured. These results are shown in Table 3.
Figure 0004942471

その結果、大きさが0.1μm以上のパーティクルと大きさが1μm以上のパーティクルの数は、保護部材の外径が板状体より大きい試料No.5が397個と45個に対し、同じ外径寸法である試料No.1が376個と21個、外径寸法を小さくした試料No.6が342個と16個と保護部材の外径が板状体の外径と同じか、より小さいもので少ないことが分かった。   As a result, the number of particles having a size of 0.1 μm or more and the number of particles having a size of 1 μm or more are the same as the sample No. Sample No. 5 having the same outer diameter size for 397 and 45 in 5 Sample No. 1 with 376 and 21 with a smaller outer diameter. It was found that 6 was 342 and 16 and the outer diameter of the protective member was the same as or smaller than the outer diameter of the plate-like body.

また、パーティクルの定性分析を行ったところ、大きさ1μm以上のパーティクルからはフッ素成分が検出された。このことにより、大きさ1μm以上のパーティクルには保護部材の材質であるテフロン(登録商標)樹脂からのパーティクルが含まれていることが分かった。これは、板状体の外径よりはみ出している保護部材がプラズマに直接晒されることで、保護部材の角部等にプラズマが集中し、パーティクルが発生しやすくなったためと考えられる。このことにより、保護部材の外周の径は、板状体の外周と同じかまたは内側に位置していることが良いことが分かった。   Further, a qualitative analysis of the particles revealed that a fluorine component was detected from particles having a size of 1 μm or more. Accordingly, it was found that particles having a size of 1 μm or more include particles from Teflon (registered trademark) resin, which is a material of the protective member. This is presumably because the protective member protruding from the outer diameter of the plate-like body is directly exposed to the plasma, so that the plasma is concentrated on the corners of the protective member and particles are easily generated. Accordingly, it was found that the outer diameter of the protective member is preferably the same as or located inside the outer periphery of the plate-like body.

次に、テフロン(登録商標)から成る保護部材の断面形状を図3の(a)と図4の(a)〜(d)のように異ならせた試料No.1およびNo.7〜10を作製した。このとき、保護部材の上端面と板状体の裏面との間の隙間を約10μmとした。そして、温度が上昇した際に、保護部材が熱膨張で上方に伸びることで、板状体を押し上げて、載置面の形状を変化させるかどうかを、ウェハを載置面に吸着保持した際のウェハと載置面との隙間からのヘリウムガスの漏れ量で検証した。   Next, sample Nos. 1 and 2 in which the cross-sectional shape of the protective member made of Teflon (registered trademark) is changed as shown in FIGS. 3 (a) and 4 (a) to (d). 1 and no. 7-10 were produced. At this time, the gap between the upper end surface of the protective member and the back surface of the plate-like body was about 10 μm. When the temperature rises, the protective member extends upward due to thermal expansion, thereby pushing up the plate to change the shape of the mounting surface. The amount of helium gas leaked from the gap between the wafer and the mounting surface was verified.

検証方法は、実施例1と同様にそれぞれの試料を真空中でウェハを吸着保持させ、室温にてガス供給孔より2666Paの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、次に、酸素プラズマを照射させ、予め板状体の下面に設置した熱電対(図示無し)にて温度が80℃となった時点でガス供給孔より2666Paの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、室温時と80℃時のヘリウムガスの漏れ量の差を比較した。   In the verification method, as in Example 1, each sample was held by suction holding the wafer in vacuum, helium gas was supplied from the gas supply hole at room temperature at a pressure of 2666 Pa, and the amount of helium gas leaked was measured with a flow meter. Measure, then irradiate oxygen plasma and supply helium gas at a pressure of 2666 Pa from the gas supply hole when the temperature reaches 80 ° C. with a thermocouple (not shown) previously installed on the lower surface of the plate-like body Then, the amount of helium gas leaked was measured with a flow meter, and the difference in the amount of helium gas leaked at room temperature and at 80 ° C. was compared.

また、隙間を介して接着層から発生するパーティクルを確認するために、真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に100時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ0.1μm以上のパーティクルの個数と1μm以上のパーティクルの個数とをパーティクルカウンターを用いて測定した。これらの結果を表4に示す。

Figure 0004942471
In addition, in order to check particles generated from the adhesive layer through the gap, particles with a size of 0.1 μm or more adhering to the wafer after being irradiated for 100 hours under oxygen plasma with the wafer adsorbed in a vacuum. And the number of particles of 1 μm or more were measured using a particle counter. These results are shown in Table 4.
Figure 0004942471

その結果、試料No.1のような保護部材の断面形状が長方形を呈する場合、室温時と80℃時のヘリウムガスの漏れ量の差が0.9SCCMであった。また、試料No.7〜10のように保護部材の断面形状が、上面側に外周側で高く内周側で低い段差を有している物や、傾斜を有している物は室温時と80℃時のヘリウムガスの漏れ量の差が1.2SCCM以下であり試料No.1に比較してやや大きかった。   As a result, sample no. When the cross-sectional shape of the protective member such as 1 was rectangular, the difference in the amount of leaked helium gas at room temperature and 80 ° C. was 0.9 SCCM. Sample No. 7-10, the cross-sectional shape of the protective member is a helium at room temperature and 80 ° C. when the cross-sectional shape of the protective member has a step on the upper surface side that is high on the outer peripheral side and a low step on the inner peripheral side. The difference in gas leakage is 1.2 SCCM or less, and the sample No. It was slightly larger than 1.

また、パーティクルの測定においては、試料No.1に示すように保護部材の上端面と板状体の裏面との間の隙間を約30μmにした物と比較すると、大きさ0.1μmのパーティクルの数が376個に比べ、隙間を約10μmにした試料No.7〜10では328個以下とパーティクルの発生数が少なくなった。   In the measurement of particles, sample No. As shown in FIG. 1, the gap between the upper end surface of the protective member and the back surface of the plate-like body is about 30 μm. The number of particles having a size of 0.1 μm is about 10 μm compared to 376 particles. Sample No. In 7-10, the number of generated particles decreased to 328 or less.

これは、隙間を小さくすることで、プラズマの浸入を抑制するとともに接着層からのパーティクルの発生を抑制したものであった。   This is because the gap is reduced to suppress the intrusion of plasma and the generation of particles from the adhesive layer.

このことにより、保護部材の断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差または低い傾斜を有することで、使用温度が上がっても板状体を押し上げること無くヘリウムガスの漏れを安定させることができるとともに、保護部材の上端面と板状体の裏面との間の隙間を小さくすることができるので、接着層からのパーティクルの発生を抑制することができる。   As a result, the cross-sectional shape of the protective member has a high step on the outer peripheral side on the upper surface side and a low step or low inclination on the inner peripheral side, so that helium gas leakage is stable without pushing up the plate-like body even when the operating temperature rises. In addition, the gap between the upper end surface of the protective member and the back surface of the plate-like body can be reduced, so that generation of particles from the adhesive layer can be suppressed.

次に、テフロン(登録商標)樹脂から成る保護部材のヤング率が板状体とベース部材を接合する接着層のヤング率より大きいことが良いことを確認するために、硬化後の接着層のヤング率が保護部材のヤング率より大きいエポキシ接着剤で接合した試料No.11と、ヤング率が小さいシリコーン接着剤で接合した試料No.12を作製した。このとき、テフロン(登録商標)から成る保護部材のヤング率が0.5GPa、硬化後のエポキシ接着剤のヤング率が2.0GPa、硬化後のシリコーン接着剤のヤング率が0.002GPaであった。また、保護部材の形状は図2の(a)のような形状とし、保護部材の上端面と板状体の下面との隙間を30μmとした。   Next, in order to confirm that the Young's modulus of the protective member made of Teflon (registered trademark) resin is preferably larger than the Young's modulus of the adhesive layer that joins the plate member and the base member, the Young of the adhesive layer after curing is used. Sample No. bonded with an epoxy adhesive having a modulus greater than the Young's modulus of the protective member. 11 and Sample No. bonded with a silicone adhesive having a low Young's modulus. 12 was produced. At this time, the Young's modulus of the protective member made of Teflon (registered trademark) was 0.5 GPa, the Young's modulus of the cured epoxy adhesive was 2.0 GPa, and the Young's modulus of the cured silicone adhesive was 0.002 GPa. . The shape of the protective member was as shown in FIG. 2A, and the gap between the upper end surface of the protective member and the lower surface of the plate-like body was 30 μm.

そして、それぞれの試料を真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に100時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ0.1μm以上のパーティクルの個数と1μm以上のパーティクルの個数をパーティクルカウンターを用いて測定した。これらの結果を表5に示す。

Figure 0004942471
Each sample was irradiated with oxygen plasma for 100 hours under vacuum with the wafer adsorbed, and then the number of particles 0.1 μm or larger and the number of particles 1 μm or larger adhering to the wafer were measured using a particle counter. It measured using. These results are shown in Table 5.
Figure 0004942471

その結果、大きさ1μm以上のパーティクルの数で比較すると、保護部材のヤング率が接着層のヤング率より大きい試料No.12は数が14個に比べ、保護部材のヤング率が接着層のヤング率より小さい資料No.11は38個とパーティクルの数が多かった。   As a result, when compared with the number of particles having a size of 1 μm or more, Sample No. 12 has a Young's modulus of the protective member smaller than that of the adhesive layer as compared to the number of 14, the material No. 11 had 38 particles and a large number of particles.

これは、保護部材の上端面と板状体の裏面との隙間の一部に接着剤が流れ込み硬化したため、酸素プラズマに照射されている間に温度が上昇し、保護部材が熱膨張で伸びた際に、保護部材がヤング率の高い接着剤に押しつぶされ、板状体の外周からはみ出たことで、保護部材の角部等にプラズマが集中したことでパーティクルが発生したものであった。   This is because the adhesive flowed into a part of the gap between the upper end surface of the protective member and the back surface of the plate-like body and was cured, so that the temperature rose while being irradiated with oxygen plasma, and the protective member expanded due to thermal expansion. At this time, the protective member was crushed by the adhesive having a high Young's modulus and protruded from the outer periphery of the plate-like body, so that the plasma was concentrated on the corners of the protective member, thereby generating particles.

このことにより、保護部材のヤング率は、好ましくは板状体とベース部材を接合する接着剤のヤング率より大きい方が良いことが分かった。   Thus, it has been found that the Young's modulus of the protective member is preferably larger than the Young's modulus of the adhesive that joins the plate-like body and the base member.

次に、隙間の形成位置が板状体の下面と保護部材の上面との間に設けることが良いことを検証するために、図5の(a)に示すような隙間を板状体の下面と保護部材の上面とに設けた試料No.13と、図5の(b)に示すような保護部材の下面とベース部材の上面とに形成した試料No.14を作製した。   Next, in order to verify that the formation position of the gap is preferably provided between the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protective member, the gap as shown in FIG. And a sample No. provided on the upper surface of the protective member. 13 and a sample No. formed on the lower surface of the protective member and the upper surface of the base member as shown in FIG. 14 was produced.

隙間の形成方法として、図5の(a)のように隙間を板状体の下面と保護部材の上面とに設ける場合、ベース部材の接着剤塗布面より保護部材の端面を約50μm程度凸の状態に加工した後、シリコーン接着剤をスクリーン印刷で均一に塗布する。このとき接着剤の塗布厚みは約100〜120μmであるため、板状体を張り合わせ、約80℃で加熱硬化をさせることで板状体を接着固定することができるとともに、接着層が適度に収縮して板状体の下面と保護部材の上面に約30μmの隙間を形成することができる。   As a method of forming the gap, when the gap is provided on the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protective member as shown in FIG. 5A, the end surface of the protective member is protruded by about 50 μm from the adhesive application surface of the base member. After processing into a state, a silicone adhesive is uniformly applied by screen printing. At this time, since the coating thickness of the adhesive is about 100 to 120 μm, the plate-like bodies can be bonded and fixed by bonding the plate-like bodies and heat-curing at about 80 ° C., and the adhesive layer shrinks appropriately. Thus, a gap of about 30 μm can be formed on the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protective member.

一方、図5の(b)のように保護部材の下面とベース部材の上面とに形成する場合、保護部材をベース部材に嵌合する際に隙間を形成する必要があるため、ベース部材の上面に予め厚み30μm程度のスペーサを置いてのち保護部材をスペーサに座らせるように嵌合することで隙間を形成することができる。そののち、保護部材の上面を板状体を接着する接着層と同程度の高さになるように加工し、接着剤を塗布して板状体を保護部材に押しつけるようして、約80℃にて加熱硬化させることで板状体を接着固定することができるとともに、保護部材の下面とベース部材の上面に隙間を形成することができる。このとき、板状体の厚みは3mmであった。   On the other hand, when the protective member is formed on the lower surface of the protective member and the upper surface of the base member as shown in FIG. 5B, it is necessary to form a gap when the protective member is fitted to the base member. A gap can be formed by placing a spacer having a thickness of about 30 μm in advance and then fitting the protective member so as to sit on the spacer. After that, the upper surface of the protective member is processed so as to have the same height as the adhesive layer to which the plate-like body is bonded, and an adhesive is applied to press the plate-like member against the protective member. The plate-like body can be bonded and fixed by heating and curing at, and a gap can be formed between the lower surface of the protective member and the upper surface of the base member. At this time, the thickness of the plate-like body was 3 mm.

そして、接着後の板状体の平面度を測定した。平面度は三次元測定器にて板状体の載置面側の中心部と外周から2mm程度内側に入った角度45度等分の8箇所を含んだ任意の点21箇所を測定し、測定値の最大値と最小値の差で示したものである。   And the flatness of the plate-like body after adhesion was measured. Flatness is measured with a three-dimensional measuring instrument by measuring 21 arbitrary points including 8 parts at an angle of 45 degrees and the center of the plate-shaped body on the mounting surface side and entering the inner side about 2 mm from the outer periphery. It is shown by the difference between the maximum value and the minimum value.

さらに、板状体を研削加工により厚みを1mmに加工し、載置面の形状を整えサセプタとした後、載置面の吸着力を測定した。測定部位は、載置面の中央部と外周部で測定し、内外の吸着力の差で吸着力のバラツキを表した。1インチ角のウェハを載置面に乗せ、静電吸着用電極に通電させることでウェハを吸着させ、単位面積当たりのウェハを剥がすのに要する力を吸着力とした。このときの測定電圧は単極の500Vで電圧を10秒印加した後に剥がし吸着力を測定した。これらの結果を表6に示す。

Figure 0004942471
Further, the plate-like body was processed to a thickness of 1 mm by grinding to adjust the shape of the mounting surface to be a susceptor, and then the adsorption force of the mounting surface was measured. The measurement site was measured at the center and the outer periphery of the mounting surface, and the difference in adsorption force was expressed by the difference between the internal and external adsorption forces. A 1-inch square wafer was placed on the mounting surface, and the electrostatic adsorption electrode was energized to attract the wafer, and the force required to peel the wafer per unit area was defined as the adsorption force. The measurement voltage at this time was 500 V of a single electrode, and after applying the voltage for 10 seconds, the peeling was performed to measure the adsorptive power. These results are shown in Table 6.
Figure 0004942471

この結果、隙間を板状体の下面と保護部材の上面との間に設けた試料No.13は、接着後の板状体の平面度が13.7μmと良好であった。隙間を保護部材の下面とベース部材の上面とに設けた試料No.14は、接着後の板状体の平面度が87.5μmと大きかった。試料No.14の板状体の平面形状は、中央部が凹み外周部が凸形状になっていた。これは、板状体を接着し接着剤を80℃で加熱硬化する際、ベース部材が熱膨張により厚み方向に伸びた状態で接着剤が硬化してしまい、室温に戻る時に保護部材に接している板状体の外周部に比べベース部材が収縮して板状体の外周が凸形状となったものと考えられる。   As a result, the sample No. 1 in which the gap was provided between the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protective member. In No. 13, the flatness of the plate-like body after bonding was as good as 13.7 μm. Sample No. provided with a gap between the lower surface of the protective member and the upper surface of the base member. No. 14, the flatness of the plate-like body after bonding was as large as 87.5 μm. Sample No. The planar shape of 14 plate-like bodies had a concave central portion and a convex outer peripheral portion. This is because when the plate-like body is bonded and the adhesive is heated and cured at 80 ° C., the adhesive is cured in a state where the base member is expanded in the thickness direction due to thermal expansion, and comes into contact with the protective member when returning to room temperature. It is considered that the base member contracted compared to the outer peripheral portion of the plate-like body, and the outer periphery of the plate-like body became a convex shape.

一方、隙間を板状体の下面と保護部材の上面との間に設けた試料No.13は、ベース部材が室温に戻る際の縮みによる反りはあるものの、保護部材と板状体との間に隙間があるため、板状体の外周部を押し上げることがないので反り量を小さくすることができた。   On the other hand, the sample No. 1 provided with a gap between the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protective member. 13 has a warp due to shrinkage when the base member returns to room temperature, but since there is a gap between the protective member and the plate-like body, the outer peripheral portion of the plate-like body is not pushed up, so the amount of warpage is reduced. I was able to.

そして、試料No.13は、板状体の平面度が13.7μmと良好であったことから、吸着力の内外差が917Paと小さく略均一であった。一方板状体の平面度が87.5μmと大きかった試料No.14は、吸着力の内外差が7810Paと吸着力の内外差が大きかった。   And sample no. In No. 13, since the flatness of the plate-like body was as good as 13.7 μm, the difference between the inside and outside of the adsorption force was as small as 917 Pa and was substantially uniform. On the other hand, Sample No. with a flatness of the plate-like body as large as 87.5 μm. No. 14 had a large internal / external difference in adsorption force of 7810 Pa.

このことにより、隙間は板状体の下面と保護部材の上面との間に設けることがより好ましいことが分かった。   Thus, it was found that the gap is more preferably provided between the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protection member.

次に、図6の(a)に示すような試料No.15を作製した。保護部材の材質をテフロン(登録商標)樹脂、隙間の幅を約30μmとし、充填した接着剤はシリコーン接着剤とした。接着剤の充填方法は、板状体をベース部材に接着する際に、テフロン(登録商標)樹脂からなる保護部材の上面に予めシリコーン接着剤を塗布した後に、板状体を接着して試料No.15を作製した。     Next, a sample No. as shown in FIG. 15 was produced. The material of the protective member was Teflon (registered trademark) resin, the gap width was about 30 μm, and the filled adhesive was a silicone adhesive. The adhesive filling method is to apply a silicone adhesive to the upper surface of the protective member made of Teflon (registered trademark) in advance when bonding the plate to the base member, and then adhere the plate to the sample No. . 15 was produced.

また、比較用として図2の(a)に示すような接着剤を充填しない試料No.1を作製した。   For comparison, a sample No. 1 not filled with an adhesive as shown in FIG. 1 was produced.

そして、真空中でウェハを吸着させた状態で酸素プラズマ下に100時間照射したあと、ウェハに付着した大きさ0.1μm以上のパーティクルの個数と、1μm以上のパーティクルの個数とをパーティクルカウンターを用いて測定した。その結果を表7に示す。

Figure 0004942471
Then, after irradiating the wafer under oxygen plasma for 100 hours with the wafer adsorbed in a vacuum, a particle counter is used to determine the number of particles having a size of 0.1 μm or more and the number of particles having a size of 1 μm or more attached to the wafer. Measured. The results are shown in Table 7.
Figure 0004942471

この結果、隙間に接着剤を充填した試料No.15では、1μm以上の大きさのパーティクルの数が7個と隙間に接着剤を充填していない試料No.1の21個に比べ、さらに少ないことが分かった。   As a result, sample no. In Sample No. 15, the number of particles having a size of 1 μm or more is 7 and the sample No. It was found that there were fewer than 21 of 1.

これは、隙間に接着剤を充填することで、保護部材の露出表面が滑らかとなり、プラズマが集中しにくくなることで保護部材から発生するパーティクルを少なくすることができたからである。   This is because the exposed surface of the protective member is smoothed by filling the gap with the adhesive, and the particles generated from the protective member can be reduced because the plasma is less likely to concentrate.

このことにより、隙間に接着剤を充填することで、保護部材からのパーティクルの発生を抑制することができるため好適である。   This is preferable because the generation of particles from the protective member can be suppressed by filling the gap with the adhesive.

さらに、実施例7の試料No.15と同様の製造方法で接着剤を変えた試料を作製した。隙間に充填する接着剤の伸び率の効果を確認するために、接着剤の伸び率が50〜250%と異なるシリコーン接着剤を注入した試料No.16〜19を作製した。これらの接着剤は、伸び率をGE東芝シリコーン社のカタログより選出して使用した。具体的には、伸び率50%は「TSE3331」、伸び率100%は「TSE3330」、伸び率180%は「TSE326M」、伸び率250%は「TSE3260」を用いた。   Furthermore, sample No. Samples with different adhesives were produced by the same production method as in No. 15. In order to confirm the effect of the elongation rate of the adhesive filled in the gap, the sample No. 1 was injected with a silicone adhesive having a different elongation rate of 50 to 250%. 16-19 were produced. These adhesives were selected from elongation catalogs of GE Toshiba Silicone and used. Specifically, “TSE 3331” was used for an elongation rate of 50%, “TSE 3330” was used for an elongation rate of 100%, “TSE 326M” was used for an elongation rate of 180%, and “TSE 3260” was used for an elongation rate of 250%.

そして、それらの試料を真空中でウェハを吸着保持させ、室温にてガス供給孔より2666Paの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、次に、酸素プラズマを照射させ、予め板状体の下面に設置した熱電対(図示無し)にて温度が80℃となった時点でガス供給孔より2666Paの圧力でヘリウムガスを供給し、流量計にてヘリウムガスの漏れ量を測定し、室温時と80℃時のヘリウムガスの漏れ量の差を比較した。これらの結果を表8に示す。

Figure 0004942471
Then, the wafer is adsorbed and held in vacuum in these samples, helium gas is supplied from the gas supply hole at a pressure of 2666 Pa at room temperature, the amount of helium gas leakage is measured with a flow meter, and then oxygen plasma is supplied. Is irradiated with helium gas at a pressure of 2666 Pa from a gas supply hole when the temperature reaches 80 ° C. with a thermocouple (not shown) previously installed on the lower surface of the plate-like body, and helium gas is supplied with a flow meter. The amount of leakage of helium gas at room temperature and 80 ° C. was compared. These results are shown in Table 8.
Figure 0004942471

この結果、接着剤の伸び率が50%の試料No.16は高温になるとヘリウムガスの漏れ量が増加し、室温時の漏れ量との差が3.2SCCMとやや大きかった。一方、接着剤の伸び率が100%以上である試料No.17〜19は、高温においてもヘリウムガスの漏れ量は0.6SCCM以下と小さく良好であった。これは、接着層の伸びが大きいと、使用温度が上がった際に保護部材が熱膨張による伸びに対して接着層が緩和して板状体を押し上げないことから、結果的に載置面が変形したりウェハと載置面の間に隙間が生じることがなく、ヘリウムガスの漏れ量が増加しないと考えられる。このことにより、隙間に充填する接着剤の伸び率は100%以上であることが好ましいことが分かった。     As a result, Sample No. with an adhesive elongation of 50% was obtained. In No. 16, the amount of helium gas leaked increased when the temperature was high, and the difference from the amount leaked at room temperature was a little as large as 3.2 SCCM. On the other hand, Sample No. with an elongation percentage of the adhesive of 100% or more. In Nos. 17 to 19, the amount of helium gas leaked was as small as 0.6 SCCM or less even at high temperatures. This is because, when the elongation of the adhesive layer is large, the protective member does not push up the plate-like body by relaxing the adhesive layer against the elongation due to thermal expansion when the use temperature rises. It is considered that there is no deformation or a gap between the wafer and the mounting surface, and the amount of helium gas leakage does not increase. This indicates that the elongation percentage of the adhesive filling the gap is preferably 100% or more.

(a)は本発明のサセプタの一例を示す概略の上面図であり、(b)はそのX−X線概略断面図である。(A) is a schematic top view which shows an example of the susceptor of this invention, (b) is the XX schematic sectional drawing. (a)、(b)は本発明のサセプタの図1(b)のA部の概略の断面拡大図である。(A), (b) is a general | schematic cross-sectional enlarged view of the A section of FIG.1 (b) of the susceptor of this invention. (a)、(b)および(c)は、本発明のサセプタに設けられた凹部の断面形状を示す概略図である。(A), (b) and (c) is the schematic which shows the cross-sectional shape of the recessed part provided in the susceptor of this invention. (a)、(b)および(c)は、本発明のサセプタに設けられた保護部材の断面形状を示す概略図である。(A), (b) and (c) is the schematic which shows the cross-sectional shape of the protection member provided in the susceptor of this invention. a)および(b)は、本発明のサセプタに設けられた隙間の形成位置を示す概略断面図である。(a) And (b) is a schematic sectional drawing which shows the formation position of the clearance gap provided in the susceptor of this invention. (a)および(b)は、本発明のサセプタに設けられた保護部材と板状体の隙間に接着層を設けたA部の概略の部分拡大図である。(A) And (b) is the elements on larger scale of the A section which provided the contact bonding layer in the clearance gap between the protective member provided in the susceptor of this invention, and a plate-shaped object. 従来のサセプタの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional susceptor. 従来のサセプタの他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the conventional susceptor. 従来のサセプタに設けられた凹部の断面形状を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross-sectional shape of the recessed part provided in the conventional susceptor.

符号の説明Explanation of symbols

101、401、501:サセプタ
102、402、502:板状体
103、403、:載置面
104、404、504:電極
105、505:保護部材
106:隙間
107、407、507:ベース部材
111:接着剤層
114:凹部
101, 401, 501: Susceptors 102, 402, 502: Plates 103, 403: Placement surfaces 104, 404, 504: Electrodes 105, 505: Protection member 106: Gap 107, 407, 507: Base member 111: Adhesive layer 114: recess

Claims (16)

基板を上面に載置可能な板状体と、該板状体の下面に接着剤層を介して接合されたベース部材と、前記板状体と前記ベース部材との接合部の外周に沿って形成された環状の、前記板状体または前記ベース部材のいずれかに形成されている凹部内に配設された環状の保護部材とを有しており、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間および前記ベース部材の上面と前記保護部材の下面との間の少なくとも一方に隙間が設けられており、前記保護部材は、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差または傾斜を有していることを特徴とするサセプタ。   A plate-like body on which the substrate can be placed on the upper surface, a base member joined to the lower surface of the plate-like body via an adhesive layer, and an outer periphery of a joint portion between the plate-like body and the base member An annular protective member disposed in a recess formed in either the plate-like body or the base member, and the lower surface of the plate-like body and the protective member A gap is provided between the upper surface of the base member and at least one of the upper surface of the base member and the lower surface of the protective member. A susceptor having a low step or slope. 基板を上面に載置可能な板状体と、該板状体の下面に接着剤層を介して接合されたベース部材と、前記板状体と前記ベース部材との接合部の外周に沿って形成された環状の、前記板状体と前記ベース部材とにわたって形成されている凹部内に配設された環状の保護部材とを有しており、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間および前記ベース部材の上面と前記保護部材の下面との間の少なくとも一方に隙間が設けられており、前記保護部材は、断面形状が上面側に外周側で高く内周側で低い段差または傾斜を有していることを特徴とするサセプタ。   A plate-like body on which the substrate can be placed on the upper surface, a base member joined to the lower surface of the plate-like body via an adhesive layer, and an outer periphery of a joint portion between the plate-like body and the base member An annular protective member disposed in a concave portion formed across the plate-like body and the base member, the lower surface of the plate-like body and the upper surface of the protective member And at least one of the upper surface of the base member and the lower surface of the protective member is provided with a gap, and the protective member has a step difference in cross-sectional shape on the upper surface side on the outer peripheral side and lower on the inner peripheral side. Or a susceptor characterized by having an inclination. 前記保護部材の外周が前記板状体の外周と同じかまたは内側に位置していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサセプタ。   3. The susceptor according to claim 1, wherein an outer periphery of the protection member is located at an inner side or an inner periphery of the plate-like body. 前記保護部材のヤング率が前記接着剤層のヤング率より大きいことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1, wherein a Young's modulus of the protective member is larger than a Young's modulus of the adhesive layer. 前記保護部材は、フッ素樹脂からなることを特徴とする請求項4に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 4, wherein the protective member is made of a fluororesin. 前記保護部材は、セラミックスからなることを特徴とする請求項4に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 4, wherein the protective member is made of ceramics. 前記隙間は、前記板状体の下面と前記保護部材の上面との間に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれかに記載のサセプタ。 The gap, susceptor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that provided between the upper surface of the lower surface and the protective member of the plate-like body. 前記接着剤層は、前記保護部材によって取り囲まれていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1, wherein the adhesive layer is surrounded by the protective member. 前記隙間に接着剤が充填されていることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに
記載のサセプタ。
The susceptor according to any one of claims 1 to 8, wherein the gap is filled with an adhesive.
前記接着剤は、伸び率が100%以上であることを特徴とする請求項9に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 9, wherein the adhesive has an elongation percentage of 100% or more. 前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間に静電吸着用電極が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 1 or 2, wherein an electrostatic adsorption electrode is formed inside the plate-like body or between the plate-like body and the base member. 前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間に静電吸着用電極が形成されていることを特徴とする請求項9に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 9, wherein an electrode for electrostatic attraction is formed inside the plate-like body or between the plate-like body and the base member. 前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間にヒータが形成されていることを特徴とする請求項11に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 11, wherein a heater is formed inside the plate-like body or between the plate-like body and the base member. 前記板状体の内部に、または前記板状体と前記ベース部材との間にヒータが形成されていることを特徴とする請求項12に記載のサセプタ。   The susceptor according to claim 12, wherein a heater is formed inside the plate-shaped body or between the plate-shaped body and the base member. 請求項12に記載のサセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことを特徴とするウェハの処理方法。   A wafer is placed on the upper surface of the plate of the susceptor according to claim 12, a voltage is applied to the electrostatic chucking electrode to suck the wafer, and then a semiconductor thin film is formed on the wafer by plasma. A method for processing a wafer, characterized by performing an etching process by plasma processing or plasma. 請求項14に記載のサセプタの前記板状体の前記上面にウェハを載せて、前記静電吸着用電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着するとともに前記ヒータ電極により前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を行なうことを特徴とするウェハの処理方法。   A wafer is placed on the upper surface of the plate-like body of the susceptor according to claim 14, a voltage is applied to the electrostatic adsorption electrode to adsorb the wafer, and the wafer is heated by the heater electrode. A method of processing a wafer, comprising subjecting the wafer to a film forming process using plasma of a semiconductor thin film or an etching process using plasma.
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