JP5030260B2 - 静電チャック - Google Patents
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Description
クーロン力型の静電チャックは、誘電層として絶縁材料を使用し、電極と被処理体との間に誘起された電荷により生じるクーロン力(静電吸着力)を用いて、被処理体を吸着する。一方、ジョンソン・ラベック力型の静電チャックは、誘電層にわずかに導電性を付与し、該誘電層内での電荷移動により生じるジョンソン・ラベック力を用いて、被処理体を吸着する。
すなわち、本発明は、表面平滑性に優れ、パーティクルの発生が抑制され、かつ、優れた吸脱着性能を備えたシリカガラス材からなる静電チャックを提供することを目的とするものである。
静電チャックの表面がシリカガラス材により覆われた構造とし、また、誘電層の比誘電率を高くすることにより、使用時におけるパーティクルの発生が抑制され、かつ、表面平滑性に優れ、吸着性能の向上を図ることができる。
上記のような酸化物からなる添加剤の効果により、誘電層を構成するシリカガラスの比誘電率を向上させることができる。
上記のような範囲の熱膨張係数を有する低熱膨張ガラスにより構成することによって、フォトマスク用チャックとして用いた場合、温度変化で発生するフォトマスクとの熱膨張差により、フォトマスクの変形に起因する露光パターンにずれが生じることを防止することができる。
本発明に係る静電チャックは、誘電層がシリカガラス材であるため、同様の材質であるシリカガラス製フォトマスクの静電チャックとして好適に用いることができ、さらに、基材が低熱膨張材料(±30×10-9/K)であることによって、線幅の狭いリソグラフィ工程、特に、EUVリソグラフィにおいて好適に適用することができる。
したがって、前記静電チャックは、半導体ウエハやガラス基板、マスク等の固定、搬送等、特に、超紫外光(EUV)リソグラフィにおいて、低熱膨張シリカガラス製フォトマスクの保持、固定に好適に用いることができ、これにより、半導体・液晶等の各種処理工程における歩留の向上に寄与し得る。
図1に、本発明に係る静電チャックの概略構成を示す。図1に示したように、本発明に係る静電チャックは、シリカガラスからなる板状の基材1とシリカガラス材からなる誘電層2との間に金属電極3が挟まれた状態で埋設されているものである。
すなわち、静電チャックの表面が、シリカガラス材からなる構造を有している。
また、被処理体との接触面の研磨仕上げの際にも、セラミックス材と異なり、粒界が存在しないことから、粒子に起因する不規則な凹凸が表面になく、シリカガラス材は、セラミックス材よりも優れた表面平滑性を得ることができる。
さらに、EUV等で用いられるフォトマスクの材質は、シリカガラスが一般的であり、被処理体を固定保持する静電チャックも同材質により構成すれば、被処理体に対する不純物汚染の防止、均一な熱伝導性等の観点からも好ましい。
シリカガラスの比誘電率は約3.8であるが、この程度の比誘電率では、クーロン力型の静電チャックの誘電層とした場合、吸着力が不十分であるため、シリカガラスに比誘電率を向上させる成分を付与する必要がある。
前記誘電層の比誘電率が4.0未満では、誘電層において十分なクーロン力が発現されない。
一方、前記比誘電率が50を超える場合は、比誘電率を向上させる成分がシリカガラス中に占める割合を多くしなければならず、シリカガラスの純度が低下し、静電チャックを用いた被処理体の不純物汚染を生じるおそれがある。
前記比誘電率は、好ましくは、10以上30以下である。
前記添加剤としては、P2O5、GeO2、ZrO2、TiO2、SrO、BaO等の酸化物が挙げられる。これらの化合物は、いずれか1種を単独で添加してもよく、あるいはまた、2種以上を混合して添加してもよいが、これらの添加量は0.1%以上30%以下であることが好ましい。
なお、基材を構成するシリカガラス中にも、前記添加剤が添加されていてもよい。
一方、前記添加量が30%を超える場合は、該添加剤がシリカガラス中に占める割合が多くなり、シリカガラスの純度が低下し、静電チャックを用いた被処理体の不純物汚染を生じるおそれがある。
シリカガラスは、熱膨張係数が5.6×10-7/Kであり、他の材質と比較して低熱膨張ではあるが、超精密なEUVリソグラフィ工程での静電チャックとして使用する場合、温度変化で発生するフォトマスクとの熱膨張差により、フォトマスクの変形に起因して露光パターンにずれが生じることを防止する等の観点から、できる限り低熱膨張ガラスにより構成することが好ましい。
少なくともシリカガラス基材は、このような低熱膨張ガラスとすることが好ましいが、誘電層も、同様の低熱膨張ガラスにより構成することがより好ましい。
なお、シリカガラスをより低熱膨張化させるためには、例えば、TiO2、Ti等を添加する。
(1)上記の四塩化ケイ素を酸水素火炎中で加水分解反応させ、生成したシリカガラス微粒子を堆積させるシリカガラスの製造方法において、添加成分を含むガスを同時に導入する。
(2)上記(1)と同様のシリカガラスの製造方法により、多孔質シリカガラスを作成した後、これに、添加剤を含む溶液を含浸させ、乾燥後、加熱し、透明化させる。
(3)シリカガラス原料粉末と添加剤を含む化合物粉末との混合粉を、成形後、加熱溶融する。
(4)シリカガラス原料粉末を、添加剤を含む溶液中に分散させ、乾燥し、造粒、成形後、加熱溶融する。
上記(1)〜(4)の方法のうち、シリカガラス中に添加剤をより均一に分散させるためには、(1)の方法が最も好ましい。
電極の材質としては、具体的には、W、Mo、Ta、Ni等を用いることができる。
シリカガラス基材と誘電層との接合は、加熱、加圧による融着、または、有機系もしくは無機系接着剤による接着等の方法により行うことができる。
誘電層の厚さが20μm未満である場合は、電極に対する十分な絶縁性が得られないおそれがある。
一方、前記厚さが200μmを超える場合は、クーロン力が十分に発現されず、被処理体に対する吸着力が不十分となる。
また、シリカガラス基材の厚さは、吸着面の面積、必要な吸着力等に応じて、面精度を維持するのに必要な強度を有するよう適宜定められるが、一般に、15〜30mmは必要とされる。
このようなピンチャック構造とすることにより、被吸着体の着脱が容易となり、また、パーティクルの挟み込み防止にもなる。
2 シリカガラス材誘電層
3 金属電極
Claims (4)
- シリカガラスからなる板状の基材と、比誘電率が4.0以上50以下のシリカガラス材からなる誘電層との間に金属電極が埋設されていることを特徴とする静電チャック。
- 前記誘電層に、P2O5、GeO2、ZrO2、TiO2、SrOおよびBaOのうちの少なくとも1種が0.1%以上30%以下添加されていることを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
- 前記シリカガラス基材の5〜35℃における熱膨張係数が±30×10-9/Kの範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の静電チャック。
- EUVリソグラフィにおけるフォトマスクの保持固定に用いられることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の静電チャック。
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