JP5011736B2 - 静電チャック装置 - Google Patents
静電チャック装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5011736B2 JP5011736B2 JP2006022379A JP2006022379A JP5011736B2 JP 5011736 B2 JP5011736 B2 JP 5011736B2 JP 2006022379 A JP2006022379 A JP 2006022379A JP 2006022379 A JP2006022379 A JP 2006022379A JP 5011736 B2 JP5011736 B2 JP 5011736B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- top surface
- sample
- electrostatic chuck
- chuck device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 88
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 45
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims description 38
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 26
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 6
- YAIQCYZCSGLAAN-UHFFFAOYSA-N [Si+4].[O-2].[Al+3] Chemical compound [Si+4].[O-2].[Al+3] YAIQCYZCSGLAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 30
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 30
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 22
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 20
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 17
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 8
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 3
- -1 sialon Chemical compound 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 3
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RQTFYYZAKXXZOL-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] Chemical group [O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] RQTFYYZAKXXZOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
この場合、サセプタ基体2と板状試料Wとの間の熱伝導度が経時的に変化し、板状試料Wを一定の温度に維持することが難しくなるために、板状試料W毎に均一的な処理を施すことができないという問題点があった。
また、柱状突起4の頂面4aと板状試料Wの接触面との間にパーティクルが入り込み易く、このパーティクルが入り込んだ場合、静電吸着力が低下し、冷却ガスのシール性も低下するという問題点もあった。
さらに、板状試料の面内温度の均一性も低下するために、板状試料の処理面全域にわたる均一な処理ができなくなり、パーティクルも発生し易くなるという問題点もあった。
この静電チャック装置では、突起部のうちの一部または全部の頂面に設けられた1つの微小突起部の頂面を、板状試料を載置する載置面としたことにより、この静電チャック装置に板状試料を繰り返し載置した場合においても、また、ウエハレスドライクリーニング処理時間が増大した場合においても、この静電チャック装置と板状試料との間の熱伝導特性の経時的変動を抑えることが可能になり、その結果、パーティクルの発生も少なくなり、板状試料の裏面へのパーティクルの付着を防止することも可能となる。
また、この微小突起部の頂面の周縁部を曲面としたことにより、板状試料との接触による板状試料の損傷を防止すると共に、板状試料のズレによる前記微小突起部の頂面の形状変化を抑制し、板状試料の載置面と板状試料との間の熱伝導性の変化を防止する。
また、この微小突起部の曲面の曲率半径を0.5μm以上かつ5μm以下としたことにより、微小突起部の外周部の欠け、板状試料との接触による板状試料の損傷、およびパーティクルの発生を抑制する。
この静電チャック装置では、高周波電力を印加することによりプラズマを発生させることとすれば、プラズマを用いた各種機能を付与することが可能になり、また、交流電圧または直流電圧を印加することにより発熱することとすれば、ヒータとしての機能を付与することが可能になる。
さらに、静電吸着力が変動したり、電圧印加中止後の離脱性が変化する等の虞もなくなる。
本発明の静電チャック装置においては、前記突起部の前記一主面における占有面積は7×10−2mm2以上かつ30mm2以下であり、前記微小突起部の前記突起部の頂面における占有面積は2×10−3mm2以上かつ2mm2以下であることが好ましい。
この静電チャック装置では、前記突起部の前記一主面における占有面積が7×10−2mm2未満であると、吸着力が低下し、板状試料を安定した状態で固定することができなくなる虞があるからであり、一方、この占有面積が30mm2を越えると、この突起部の形状に呼応した温度差分布が板状試料に発生するからである。
この静電チャック装置では、微小突起部の高さが1μm未満であると、微小突起部と板状試料との摩耗により微小突起部の高さが減少し、本発明の効果を達成することが困難となるからであり、一方、微小突起部の高さが10μmを越えると、微小突起部を加工する際に形状崩れ等が生じ易く、加工コストの増加をもたらすからである。
この静電チャック装置では、突起部の頂面における微小突起部の占有面積が突起部の頂面の面積の0.01%未満であると、必要な静電吸着力を確保することが難しくなるからであり、特に、微小突起部への吸着に伴う荷重が集中することにより、微小突起部および被吸着物である板状試料に磨耗が生じ易く、これがパーティクルの発生の原因となるからである。一方、突起部における微小突起部の占有面積が突起部の頂面の面積の50%を越えると、載置面にパーティクルが付着し易くなり、この微小突起部へのパーティクルの付着により載置面と板状試料との間の熱伝導性が低下し、突起部の頂面に微小突起部を設ける効果が十分に発現されなくなるからである。
また、炭化珪素の平均粒子径を0.2μm以下とすることにより、プラズマ照射時の電場が酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体中の炭化珪素粒子の部分に集中して炭化珪素粒子の周辺が損傷することを防止する。
この静電チャック装置では、前記一主面の周縁部に沿って設けられた連続する壁部の頂面及び前記微小突起部それぞれの頂面を前記板状試料を載置する載置面としたことにより、前記板状試料の載置面と前記板状試料との間の隙間を冷却ガスでシールすることが可能となる。
この静電チャック装置では、高周波電力を印加することによりプラズマを発生させることとすれば、プラズマを用いた各種機能を付与することが可能になり、また、交流電圧または直流電圧を印加することにより発熱することとすれば、ヒータとしての機能を付与することが可能になる。
この静電チャック装置では、前記壁部の頂面の内周側に、その周方向に沿う段差部を形成し、前記頂面の前記段差部を除く領域と前記微小突起部の頂面とを前記板状試料を載置する載置面としたことにより、前記壁部の頂面上へのパーティクルの付着を低減し、パーティクル付着による冷却ガスのシール性の低下を大幅に低減する。
この静電チャック装置では、前記段差部に、複数の第2の微小突起部を設け、これら第2の微小突起部それぞれの頂面と、前記壁部の頂面と、前記微小突起部の頂面とを前記板状試料を載置する載置面としたことにより、第2の微小突起部の頂面上へのパーティクルの付着を低減し、パーティクル付着による冷却ガスのシール性の低下を大幅に低減する。
この静電チャック装置では、前記段差部に、その周方向に沿って連続する第2の壁部を設け、この第2の壁部の頂面と、前記(第1の)壁部の頂面と、前記微小突起部の頂面とを前記板状試料を載置する載置面としたことにより、パーティクル付着による冷却ガスのシール性の低下を低減するとともに、十分な吸着力を確保することが可能になる。
この静電チャック装置では、第2の壁部の前記段差部からの高さが1μm未満であると、板状試料との摩耗により第2の壁部の高さが減少し易くなるからであり、一方、第2の壁部の前記段差部からの高さが10μmを越えると、熱伝導性の変化の防止効果の増大が望めず、吸着力が低下するからであり、さらに、微小突起部を加工する際に形状崩れ等が生じ易く、加工コストの増加をもたらすからである。
また、パーティクルの発生も抑制することができ、板状試料の裏面へのパーティクルの付着を防止することができる。
さらに、静電吸着力の変動を抑制することができ、電圧印加中止後の離脱性が変化するのを防止することができる。
なお、以下の各実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図1は、本発明の第1の実施形態の静電チャック装置を示す断面図、図2は同静電チャック装置の要部を示す拡大断面図、図3は同静電チャック装置の要部を示す拡大平面図であり、この静電チャック装置11は、円板状の基体12と、この基体12の下面側にシリコン樹脂系接着剤13を介して接着一体化された金属製の温度調節ベース部材14とを主体として構成されている。
そして、これら基体12及び温度調節ベース部材14の中央部には、誘電体板21に静電吸着された板状試料Wを脱着するために、板状試料Wを図中下方から押圧する押圧部材(図示略)を挿通させるための貫通孔26が形成されている。
ここで、微小突起部32を設ける突起部31の数を突起部31の全数の10%以上とした理由は、全数の10%未満という少数の突起部31の頂面に微小突起部32を設けた場合、突起部31の頂面に微小突起部32を設ける技術的意味が無くなってしまい、本発明の効果を達成することが困難となるからである。
また、微小突起部32を設けた突起部31は、中心部に集中していてもよく、周辺部に集中していてもよい。
この静電チャック装置では、微小突起部32の頂面32a上に板状試料Wを載置し、内部電極23に所定の電圧を印加することにより、静電気力を利用して板状試料Wを吸着固定することが可能な構造となっている。
これら突起部31の上面21aに沿う断面積は、7×10−2mm2以上かつ30mm2以下が好ましく、より好ましくは2×10−1mm2以上かつ7mm2以下である。
ここで、突起部31の上面21aにおける占有面積を上記の様に限定した理由は、占有面積が7×10−2mm2未満であると、この突起部31の頂面31aに形成される微小突起部32の占有面積が相対的に大きくなるために、この微小突起部32が磨耗し易くなり、パーティクル発生の原因となるからであり、一方、この占有面積が30mm2を越えると、板状試料Wに突起部31の形状に呼応した温度差分布が形成され、板状試料Wの温度分布の面内均一性が保持できなくなり、その結果、板状試料Wの特性分布が大きくなるからである。
ここで、微小突起部32の頂面31aにおける占有面積を上記の様に限定した理由は、占有面積が2×10−3mm2未満であると、ウエハレスドライクリーニングを施した場合に、処理時間が増大するに伴い、プラズマに曝されて主として微小突起部32の側面部がエッチングされることにより、微小突起部32の板状試料Wに対向する面の表面状態が経時的に大きく変化し、静電チャック装置の熱特性が変動するからであり、一方、占有面積が2mm2を越えると、この微小突起部32の周囲の平坦な頂面31aとの間に熱伝導性に差異が生じるために板状試料Wに局所的な温度差が生じるからであり、さらに、微小突起部32上に付着したパーティクルは、この微小突起部32の周囲の平坦な頂面31aに落下することができず、微小突起部32の頂面32aと板状試料Wとの間に介在することとなり、したがって、板状試料Wと微小突起部32との間の熱伝導特性が変化するからである。
ここで、微小突起部32の高さが1μm未満であると、微小突起部32と板状試料Wとの摩耗により微小突起部32の高さが減少し、本発明の効果を達成することが困難となるからであり、一方、高さが10μmを超えると、微小突起部32を加工する際に形状崩れ等が生じ易くなり、加工コストの増加をもたらすからである。
ここで、微小突起部32の占有面積を0.01%以上としたのは、必要な静電吸着力を確保することが難しくなるからであり、特に静電チャック装置として使用する場合には、この微細突起部への吸着に伴う荷重が集中することにより、微小突起部および被吸着物である板状試料の磨耗が生じ易く、これがパーテクルの発生の原因となるからである。また、微小突起部32の占有面積を50%以下としたのは、静電吸着面に存在するパーティクルを付着させ難くすることができ、しかも電圧印加中止後の板状試料Wの脱離性を確保することができるからである。
また、曲面部32bの曲率(R)を0.5μm〜5μmとしたことにより、この微小突起部32の外周部の欠け、板状試料Wとの接触による板状試料Wの損傷、パーティクルの発生等を抑制することができる。
平坦部36の深さHが10μm未満であると、板状試料Wが平坦部36に接触する可能性があり、一方、平坦部36の深さHが50μmを超えると、吸着力の低下の原因となるので好ましくない。
また、Heガス等の冷却ガスによる冷却効果を考慮すると、平坦部36の深さHを特に30μm〜45μmとすることにより、冷却ガス圧の均一化が達成されて板状試料Wの面内温度が均一となるので好ましい。
このセラミックスとしては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化珪素、酸化ジルコニウム、サイアロン、窒化ホウ素、炭化珪素から選択された1種からなるセラミックス、あるいは2種以上を含む複合セラミックスが好ましい。
以上のことを考慮すれば、誘電体板21、突起部31及び微小突起部32は、実質的に1重量%〜12重量%の炭化珪素を含み、残部を酸化アルミニウムとする炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体が好ましい。
この複合焼結体においては、少量の不純物は許容される。しかしながら、アルミニウム(Al)、珪素(Si)以外の金属不純物が0.1重量%を越えると、ウエハ等の板状試料を汚染する可能性が高くなるとともに、電気抵抗の温度依存性が大きくなるので好ましくない。
炭化珪素粒子の平均粒子径が0.2μmを超えると、プラズマ照射時の電場が炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体中の炭化珪素粒子の部分に集中し、炭化珪素粒子の周辺が損傷を受け易くなるからである。
酸化アルミニウム粒子の平均粒子径が2μmを超えると、炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体がプラズマエッチングされてスパッタ痕が形成され易くなり、したがって、表面粗さが粗くなるからである。
ここでは、誘電体板21、絶縁部材22,突起部31及び微小突起部32を、実質的に1重量%〜12重量%の炭化珪素を含む炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体を用いて製造する場合を例にとり説明する。
用いる炭化珪素粒子の原料粉末としては、平均粒子径が0.1μm以下の炭化珪素粉末を用いることが好ましい。
また、この炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体からなる誘電体板21は、プラズマに曝されたときに電場が粗大化した炭化珪素粒子の部分に集中して大きな損傷を受け易くなり、プラズマ耐性が低く、プラズマ損傷後の静電吸着力が低下する虞があるからである。
その理由は、平均粒子径が1μmを越える酸化アルミニウム粉末を用いて得られた炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体においては、複合焼結体中の酸化アルミニウム粒子の平均粒子径が2μmを越えるために、誘電体板21の板状試料を載置する側の上面21aがプラズマによりエッチングされ易くなるために、スパッタ痕が形成されることとなり、この上面21aの表面粗さが粗くなり、静電チャック装置11の静電吸着力が低下する虞があるからである。
なお、使用する酸化アルミニウム粉末としては、平均粒子径が1μm以下のものであれば特段限定されず、高純度のものであればよい。
次いで、得られた混合粉を、金型を用いて所定形状に成形し、その後、得られた成形体を、例えば、ホットプレス(HP)を用いて加圧しながら焼成し、炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体を得る。
また、焼成時の雰囲気としては、アルゴン雰囲気、窒素雰囲気等の不活性雰囲気が炭化珪素の酸化を防止するので好ましい。
また、この絶縁部材22の内部電極を形成する領域内に、導電性フィラーを含むペーストを塗布して導電層を形成し、この導電層を形成した領域の外側の領域に、絶縁性フィラーを含むペーストを塗布し、絶縁層を形成する。
一方、上記の2枚の複合焼結体のうち、他方の複合焼結体の表面(板状試料の載置面となる面)をRa(中心線平均粗さ)が0.3μm以下となるように研磨して平坦面とし、誘電体板21とする。
突起部31,微小突起部32及び壁部33は、例えば、砥石加工、レーザ彫刻等の機械的加工、あるいはブラスト加工を用いて形成することができる。
まず、図5(a)に示すように、炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体41の板状試料の載置面となる平坦な面を再研磨し、Ra(中心線平均粗さ)が、例えば、0.01〜0.3μmの表面41aとし、この表面41aを脱脂・洗浄する。
洗浄は、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、2−プロパノール等の有機溶剤を用い、脱脂を行う。その後、温水等にて洗浄を行う。
このブラスト加工に使用される粒子としては、複合焼結体41を精度良く研削するのに十分な形状及び硬度を有するものが好ましく、アルミナ、炭化珪素、ガラスビーズ等が好適に用いられる。これらの粒径としては、平坦部36が精度良く形成することができる粒径であればよく、例えば、粒度分布における累積百分率が50%(D50)で8.5μm〜60μm程度が好ましい。
これにより、図5(b)に示すように、複合焼結体41の表面41aのうちマスク42によって覆われている部分が研削され、深さHの平坦部36となる。
これにより、炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体41の表面41aに、所定形状の突起部31及び平坦部36が同時に形成される。
このマスク43としては、紫外線や可視光に感光する感光性樹脂(レジスト)やメタルマスク等の板状マスクが用いられる。
この際、平坦部36がブラスト加工により研削されないように、この平坦部36を耐ブラスト性の高い有機高分子(レジスト)等で覆っておくのが望ましい。
これにより、図5(e)に示すように、マスク43によって覆われている表面41aの中心部が研削されずに残って微小突起部32となり、また、表面41aのうち中心部を除く部分は露出しているために所定の深さに研削されて平坦な頂面31aとなる。
これにより、突起部31、31、…各々の上面の中心部に微小突起部32が形成される。
その後、基体12の下面側にシリコン樹脂系接着剤13を介して温度調節ベース部材14を接着一体化することにより、本実施形態の静電チャック装置を得る。
さらに、微小突起部32、32、….各々の頂面32aにより板状試料Wを支持する構成であるから、静電吸着力が変動したり、電圧印加中止後の離脱性が変化する等の虞もない。
図6は、本発明の第2の実施形態の静電チャック装置の周縁部近傍を示す断面図、図7は、同静電チャック装置の周縁部近傍を示す平面図であり、この静電チャック装置51が第1の実施形態の静電チャック装置11と異なる点は、壁部33の頂面33aの内周側に、その周方向に沿う断面矩形状の段差部52を形成し、残った環状の壁部33B上の頂面を板状試料Wを載置する載置面とし,これら段差部52及び壁部33BによりHe等の冷却ガスをシールするように構成した点である。
残った壁部33Bの幅は10μm〜50μm、その高さは1μm〜10μmである。
図8は、本発明の第3の実施形態の静電チャック装置の周縁部近傍を示す断面図、図9は、同静電チャック装置の周縁部近傍を示す平面図であり、この静電チャック装置61が第2の実施形態の静電チャック装置51と異なる点は、段差部52上に、微小突起部32を複数個設け、残った環状の壁部33B上の頂面及び微小突起部32の頂面32aを板状試料Wを載置する載置面とし、段差部52及び壁部33BによりHe等の冷却ガスをシールするように構成した点である。
微小突起部32の断面積は2×10−3mm2以上かつ2mm2以下が好ましい。
特に、段差部52上に微小突起部32を複数個設けたので、パーティクル付着による冷却ガスのシール性の低下を防止することができ、十分な吸着力を確保することができる。
図10は、本発明の第4の実施形態の静電チャック装置を示す断面図、図11は、同静電チャック装置を示す平面図であり、この静電チャック装置71が第2の実施形態の静電チャック装置51と異なる点は、段差部52上に、この段差部52の周方向に沿って連続しかつ壁部33Bと同心円状の壁部33Cを形成し,環状の壁部33B,33C上の頂面及び微小突起部32の頂面32aを板状試料Wを載置する載置面とし、段差部52及び壁部33B、33CによりHe等の冷却ガスをシールするように構成した点である。
特に、段差部52上に、この段差部52の周方向に沿って連続しかつ壁部33Bと同心円状の壁部33Cを形成したので、パーティクル付着による冷却ガスのシール性の低下をより一層防止することができ他、十分な吸着力を確保することができる。
(静電チャック装置の作製)
平均粒子径0.06μmの炭化珪素超微粒子をプラズマCVD法により気相合成し、この炭化珪素超微粒子と、平均粒子径0.15μmの酸化アルミニウム粉末とを、炭化珪素超微粒子/酸化アルミニウム粉末が重量比で9/91となるように秤量し、均一に混合した。
この混合粉末を粉末成形機を用いて円板状に成形し、次いで、ホットプレス(HP)を用いて、アルゴン雰囲気中、1800℃の温度で4時間、加圧しながら焼成し、直径298mm、厚み4mmの円板状の複合焼結体を2枚作製した。加圧力は40MPaとした。
また、この絶縁部材22の内部電極を形成する領域内(中心から半径145mm内の領域)に、スクリーン印刷法により導電性ペースト(導電性フィラーを含むペースト)を塗布し、導電層を形成した。
導電性ペーストとしては、炭化タンタル粉末と酸化アルミニウム粉末とを、炭化タンタル粉末/酸化アルミニウム粉末が体積比で35/65となるよう秤量し、有機溶剤等を加えて混練したものを用いた。
一方、上記の2枚の複合焼結体のうち、他方の複合焼結体の表面(板状試料の載置面となる面)をRa(中心線平均粗さ)が0.3μmとなるように研磨して平坦面とし、この平坦面の中心より120mm離れた位置に内径3mmの冷却ガス導入口29を機械加工により形成し、誘電体板21とした。
また、平坦部36からの壁部33B、33Cの頂面までの高さh1を30μm、平坦部36からの突起部31の高さh2を25μm、突起部31の頂面31aからの微小突起部32の高さh3を5μmとした。また、壁部33B、33Cの幅を、共に100μmとした。
この静電チャック装置をプラズマCVD装置に搭載し、静電チャック装置の板状試料載置面に直径30cm(12インチ)のシリコンウエハーを、直流2500Vの印加電圧で吸着固定しつつ、シランガスと酸素ガスとの混合ガス(シラン:20v/v%、酸素:80v/v%)を用いて発生させたプラズマ雰囲気下にて、静電チャック装置の板状試料載置面と板状試料との間にHeガスを圧力1.33×103Pa(10torr)にて流しつつ、また、温度調整ベース部材14の流路25に20℃の冷却水を流しつつ、シリコンウエハー上にSiO2膜を成膜し、処理枚数:1枚、1000枚、10000枚毎に平均膜厚を測定した。
得られた結果を表1に示す。
このウエハレスドライクリーニング(WLDC)処理は、プラズマ処理装置のチャンバー内に、フロン:50v/v%、酸素:50v/v%の混合ガスを1.33×10−1Pa(0.01torr)にて導入し、発生させたプラズマ雰囲気下にて、上部出力1kW、下部バイアス出力0.5kWの条件下で行った。なお、1回のウエハレスドライクリーニング(WLDC)処理時間は1分間である。
実施例1と同様にして静電チャック装置を得た。
ただし、突起部31の誘電体板21における占有面積を0.2mm2、この頂面31aの合計面積の吸着領域の全面積に対する比を15%、1つの突起部31の頂面31aにおける微小突起部32の占有面積の該突起部31の頂面31aに対する面積比を10%とした。
そして、実施例1に準じて、得られた静電チャック装置の各種特性を評価した。得られた結果を表2に示す。
実施例1と同様にして静電チャック装置を得た。
ただし、突起部31の誘電体板21における占有面積を0.2mm2、この頂面31aの合計面積の吸着領域の全面積に対する比を15%とし、この頂面31aには微小突起部32を形成せず、この頂面31aに表面粗し加工を施した。表面粗し加工を行った頂面31aの表面粗さRa(中心線平均粗さ)は0.35μmであった。
そして、実施例1に準じて、得られた静電チャック装置の各種特性を評価した。得られた結果を表3に示す。
上記の評価結果から、次のことが分かった。
実施例1、2では、ウエハー処理枚数が10000枚まで増加した場合においても、SiO2膜の膜厚、ウエハー温度、Heリーク量は変化しないか、変化したとしてもその変化量は小さかった。このことは、静電チャック装置の板状試料の載置面が磨耗しても、その影響がないことを示している。また、パーティクルの付着量も少なかった。
この比較例では、ウエハレスドライクリーニングの累積時間が増加するに伴って、SiO2膜の膜厚、ウエハー温度、Heリーク量が大きく変化していた。
このことは、静電チャック装置の板状試料の載置面がプラズマによる損傷を受け、その影響が大きいことを示している。また、パーティクル付着量も多い。
また、ウエハレスドライクリーニングの累積時間が増加した場合であっても、静電チャック装置の板状試料の載置面の表面状態の変動が軽微であり、よって、板状試料Wとの間の熱伝導特性が変化することはなく、板状試料の処理枚数が増加しても、板状試料ごとに均一な処理を施すことができ、パーティクルの付着量も少ない。
12 基体
13 シリコン樹脂系接着剤
14 温度調節ベース部材
21 誘電体板
21a 上面
21b 下面
22 絶縁部材
23 内部電極
24 絶縁部材
25 流路
26 貫通孔
27 電極挿入孔
28 取り出し電極
29 冷却ガス導入孔
31 突起部
31a 頂面
32 微小突起部
32a 頂面
33、33B、33C 壁部
41 炭化珪素−酸化アルミニウム複合焼結体
41a 表面
42、43 マスク
52 段差部
Claims (11)
- 一主面側が板状試料を載置する載置面とされ内部電極を備えてなる基体と、この基体の下面側に接着一体化された温度調節ベース部材とを備えた静電チャック装置であって、
前記基体の一主面に高さが30μm〜45μmの複数の突起部を設け、
これらの突起部のうちの一部または全部の頂面に1つの円柱状の微小突起部を設け、これら微小突起部それぞれの頂面を板状試料を載置する載置面とし、
前記微小突起部の頂面の周縁部は、曲率半径が0.5μm以上かつ5μm以下の曲面であり、
前記基体及び前記温度調節ベース部材に、これらを貫通する冷却ガス導入孔を形成し、この冷却ガス導入孔により前記基体と前記板状試料との隙間に冷却ガスを供給することを特徴とする静電チャック装置。 - 前記微小突起部の前記頂面の中心線平均粗さRaは0.01μm以上かつ0.3μm以下であることを特徴とする請求項1記載の静電チャック装置。
- 前記突起部の前記一主面における占有面積は7×10−2mm2以上かつ30mm2以下であり、前記微小突起部の前記突起部の頂面における占有面積は2×10−3mm2以上かつ2mm2以下であることを特徴とする請求項1または2記載の静電チャック装置。
- 前記微小突起部の前記突起部の頂面からの高さは、1μm以上かつ10μm以下であることを特徴とする請求項1、2または3記載の静電チャック装置。
- 前記突起部の頂面における前記微小突起部の占有面積は、前記突起部の頂面の面積の0.01%以上かつ50%以下であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項記載の静電チャック装置。
- 前記突起部及び前記微小突起部は、炭化ケイ素を1重量%以上かつ12重量%以下含む酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、前記酸化アルミニウムの平均粒子径は2μm以下、前記炭化ケイ素の平均粒子径は0.2μm以下であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項記載の静電チャック装置。
- 一主面側が板状試料を載置する載置面とされ内部電極を備えてなる基体と、この基体の下面側に接着一体化された温度調節ベース部材とを備えた静電チャック装置であって、
前記基体の一主面に高さが30μm〜45μmの複数の突起部を設け、
これらの突起部のうちの一部または全部の頂面に1つの円柱状の微小突起部を設け、
前記微小突起部の頂面の周縁部は、曲率半径が0.5μm以上かつ5μm以下の曲面であり、
前記一主面の周縁部に沿って連続する壁部を設け、この壁部の頂面及び前記微小突起部それぞれの頂面を前記板状試料を載置する載置面とし、
前記基体及び前記温度調節ベース部材に、これらを貫通する冷却ガス導入孔を形成し、この冷却ガス導入孔により前記基体と前記板状試料との隙間に冷却ガスを供給することを特徴とする静電チャック装置。 - 前記壁部の頂面の内周側には、その周方向に沿う段差部が形成され、前記頂面の前記段差部を除く領域を前記板状試料を載置する載置面としたことを特徴とする請求項7記載の静電チャック装置。
- 前記段差部に、複数の第2の微小突起部を設け、これら第2の微小突起部それぞれの頂面を前記板状試料を載置する載置面としたことを特徴とする請求項8記載の静電チャック装置。
- 前記段差部に、その周方向に沿って連続する第2の壁部を設け、この第2の壁部の頂面を前記板状試料を載置する載置面としたことを特徴とする請求項8または9記載の静電チャック装置。
- 前記第2の壁部の前記段差部からの高さは、1μm以上かつ10μm以下であることを特徴とする請求項10記載の静電チャック装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006022379A JP5011736B2 (ja) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | 静電チャック装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006022379A JP5011736B2 (ja) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | 静電チャック装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007207840A JP2007207840A (ja) | 2007-08-16 |
JP5011736B2 true JP5011736B2 (ja) | 2012-08-29 |
Family
ID=38487061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006022379A Expired - Fee Related JP5011736B2 (ja) | 2006-01-31 | 2006-01-31 | 静電チャック装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5011736B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4782744B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2011-09-28 | 京セラ株式会社 | 吸着部材、吸着装置および吸着方法 |
JP2009060011A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Tokyo Electron Ltd | 基板載置台、基板処理装置、及び温度制御方法 |
JP5316172B2 (ja) * | 2009-04-02 | 2013-10-16 | 株式会社安川電機 | ウェハ吸引パッド及びそれを備えたプリアライナ |
JP5597524B2 (ja) * | 2010-11-29 | 2014-10-01 | 京セラ株式会社 | 載置用部材およびその製造方法 |
JP5063797B2 (ja) * | 2011-05-23 | 2012-10-31 | 京セラ株式会社 | 吸着部材、吸着装置および吸着方法 |
CN108475657B (zh) | 2016-01-12 | 2023-12-22 | 住友大阪水泥股份有限公司 | 静电卡盘装置及静电卡盘装置的制造方法 |
JP6960260B2 (ja) * | 2017-06-27 | 2021-11-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 基板保持装置及びその製造方法 |
JP7096133B2 (ja) * | 2018-06-27 | 2022-07-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 静電チャックの製造方法 |
JP7010313B2 (ja) * | 2020-01-31 | 2022-01-26 | 住友大阪セメント株式会社 | セラミックス接合体、静電チャック装置、セラミックス接合体の製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10242255A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Kyocera Corp | 真空吸着装置 |
JP4094262B2 (ja) * | 2001-09-13 | 2008-06-04 | 住友大阪セメント株式会社 | 吸着固定装置及びその製造方法 |
-
2006
- 2006-01-31 JP JP2006022379A patent/JP5011736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007207840A (ja) | 2007-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4417197B2 (ja) | サセプタ装置 | |
JP4739039B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
JP5011736B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
US7646581B2 (en) | Electrostatic chuck | |
JP6119430B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
US8264813B2 (en) | Electrostatic chuck device | |
US7619870B2 (en) | Electrostatic chuck | |
TWI518835B (zh) | 靜電吸盤裝置 | |
JP6064908B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
US8284538B2 (en) | Electrostatic chuck device | |
JP4727434B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
JP4943086B2 (ja) | 静電チャック装置及びプラズマ処理装置 | |
JP6627936B1 (ja) | 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法 | |
JP6988999B2 (ja) | セラミックス基体およびサセプタ | |
TWI836170B (zh) | 陶瓷接合體、靜電卡盤裝置、陶瓷接合體的製造方法 | |
US20080062610A1 (en) | Electrostatic chuck device | |
JP4943085B2 (ja) | 静電チャック装置及びプラズマ処理装置 | |
JP2008042140A (ja) | 静電チャック装置 | |
JP2008159900A (ja) | 静電チャック付きセラミックヒーター | |
JP2008042137A (ja) | 静電チャック装置 | |
JP2019179780A (ja) | 静電チャック装置の製造方法 | |
CN111446197B (zh) | 静电吸盘和包括其的静电吸盘装置 | |
JP2021158236A (ja) | 静電チャック装置 | |
JP7388575B2 (ja) | セラミックス接合体、静電チャック装置 | |
JP2022094463A (ja) | 静電チャック装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080729 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110422 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111018 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120508 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120521 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5011736 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |