JP5293211B2 - Electrostatic chuck and method of manufacturing electrostatic chuck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の態様は、一般に、静電チャックに関する。 Aspects of the invention generally relate to electrostatic chucks.
エッチング、CVD(Chemical Vapor Deposition)、スパッタリング、イオン注入、アッシング、露光、検査などを行う基板処理装置において、被処理物である半導体ウェーハやガラス基板などを吸着保持する手段として静電チャックが用いられている。また、静電チャックとしては、クーロン力を生じさせて被処理物を吸着するクーロン型静電チャックや、ジョンセン−ラーベック力を生じさせて強い吸着力を発現させるジョンセン−ラーベック型静電チャックなどが知られている。
ここで、静電チャックの載置面と被処理物とが擦れ合うとパーティクル汚染が発生するおそれがある。この場合、ジョンセン−ラーベック型静電チャックなどのように強い吸着力を発現可能な静電チャックほどパーティクル汚染が発生するおそれが高くなる。また、被処理物の離脱応答性も悪くなるおそれがある。
Electrostatic chucks are used as a means to attract and hold semiconductor wafers and glass substrates, etc., to be processed in substrate processing equipment that performs etching, CVD (Chemical Vapor Deposition), sputtering, ion implantation, ashing, exposure, inspection, etc. ing. Examples of the electrostatic chuck include a Coulomb electrostatic chuck that generates a Coulomb force to attract a workpiece, and a Johnsen-Rabeck electrostatic chuck that generates a strong adsorption force by generating a Johnsen-Rabeck force. Are known.
Here, if the mounting surface of the electrostatic chuck and the object to be processed are rubbed, there is a risk of particle contamination. In this case, there is a higher possibility that particle contamination will occur in an electrostatic chuck that can exhibit a strong attracting force, such as a Johnsen-Rahbek type electrostatic chuck. In addition, the detachment response of the object to be processed may be deteriorated.
そのため、静電チャックの載置面部分に突起部を設けることで接触面積を小さくし、パーティクル汚染の抑制と被処理物の離脱応答性の向上とを図る静電チャックが提案されている。また、この静電チャックの載置面を樹脂で覆うことによりパーティクル汚染やスクラッチの発生をさらに抑制する技術も提案されている(特許文献1の図1(a)を参照)。しかしながら、本発明者らの検討によると、特許文献1に開示がされているもののように静電チャックの載置面全面を樹脂で覆うようにすると、樹脂層に電荷が残留して被処理物の離脱応答性が悪化してしまうことが明らかとなった。 For this reason, there has been proposed an electrostatic chuck that reduces the contact area by providing a protrusion on the mounting surface portion of the electrostatic chuck, thereby suppressing particle contamination and improving the detachment response of the workpiece. In addition, a technique for further suppressing particle contamination and generation of scratches by covering the mounting surface of the electrostatic chuck with a resin has been proposed (see FIG. 1A of Patent Document 1). However, according to the study by the present inventors, if the entire mounting surface of the electrostatic chuck is covered with resin as disclosed in Patent Document 1, charges remain in the resin layer and the object to be processed It became clear that the withdrawal responsiveness of was worsened.
また、平坦なセラミックス層の上に、被処理体を保持する樹脂からなる突起部を形成する技術も提案されている(特許文献1の図2(b)を参照)。
しかしながら、本発明者らの検討によると、平坦なセラミックス層の上に樹脂からなる突起部を形成する際に、セラミックス層と突起部との界面に剥離が発生する場合があり、この発生した剥離が外力により進展しやすいことが明らかとなった。例えば、樹脂からなる突起部を形成させる場合、平坦なセラミックス層の上面を樹脂で覆い、突起部を残して周辺の樹脂を剥離するようにしている。この様な製造方法によれば、突起部の周辺の樹脂を剥離する際に突起部にも剥離方向に力が働く場合がある。そして、突起部に剥離方向の力が加わるとセラミックス層と突起部との界面に微小な剥離が発生する場合があり、一旦微小な剥離が発生すると、この発生した剥離が外力により容易に進展してしまうことが明らかとなった。特に、樹脂からなる突起部に被処理物を吸着させ、その後、被処理物を離脱させる際に、被処理物に突起部が引張られると、容易に剥離が進展することが判明した。これは、界面の密着力に比べて、突起部を形成する樹脂そのものの引っ張り強さが大きい為であると考えられる。
In addition, a technique for forming a protrusion made of a resin that holds an object to be processed on a flat ceramic layer has also been proposed (see FIG. 2B of Patent Document 1).
However, according to the study by the present inventors, when a protrusion made of resin is formed on a flat ceramic layer, peeling may occur at the interface between the ceramic layer and the protrusion. It has become clear that it is easy to progress by external force. For example, when forming a protrusion made of resin, the upper surface of a flat ceramic layer is covered with resin, and the peripheral resin is peeled away leaving the protrusion. According to such a manufacturing method, when the resin around the protrusion is peeled off, a force may also act on the protrusion in the peeling direction. When a force in the peeling direction is applied to the protrusions, minute peeling may occur at the interface between the ceramic layer and the protrusions. Once the minute peeling occurs, the generated peeling easily develops due to external force. It became clear that. In particular, it has been found that when the object to be processed is adsorbed on the protrusions made of resin and then the object to be processed is released, if the protrusions are pulled on the object to be processed, the peeling easily proceeds. This is presumably because the tensile strength of the resin itself forming the protrusions is greater than the adhesion strength at the interface.
また、セラミックス層自体に突起部を形成し、突起部の頂面のみを覆うように樹脂層を形成する技術も提案されている(特許文献1の図2(a)を参照)。
しかしながら、この様な場合であっても、前述したものと同様の理由により剥離が進展しやすいことには変わりはない。
In addition, a technique has been proposed in which a protrusion is formed on the ceramic layer itself and a resin layer is formed so as to cover only the top surface of the protrusion (see FIG. 2A of Patent Document 1).
However, even in such a case, the peeling is likely to progress for the same reason as described above.
また、特許文献1に開示がされた技術においては、被覆される樹脂の下地に関する考慮がされておらず、被処理物との接触部分(突起部頂面における樹脂の表面)における算術平均高さが大きくなり、この部分にチップポケットが形成されるおそれがある。そのため、このチップポケット内に微細な粒子が入り込み、後にこの粒子が放出されることでパーティクル汚染が発生するおそれがある。また、突起部の周辺においては、樹脂の密着力が低下してしまうおそれがあった。 In the technique disclosed in Patent Document 1, consideration is not given to the base of the resin to be coated, and the arithmetic average height at the contact portion with the object to be processed (the surface of the resin on the top surface of the protrusion). There is a possibility that a chip pocket is formed in this portion. For this reason, fine particles may enter the chip pocket, and the particles may be released later to cause particle contamination. In addition, there is a possibility that the adhesive force of the resin may be reduced around the protrusion.
また、2種以上の原料モノマーを蒸発させ、基体に原料モノマーを蒸着重合させることで絶縁材料の被膜を形成させる静電チャック部品の製造方法が提案されている(特許文献2を参照)。
しかしながら、特許文献2に開示がされた技術においても被覆される樹脂の下地に関する考慮がされておらず、特許文献1に開示がされた技術と同様にパーティクル汚染の発生や突起部の周辺における樹脂の密着力の低下が生ずるおそれがあった。
Also, a method for manufacturing an electrostatic chuck component has been proposed in which two or more kinds of raw material monomers are evaporated and a raw material monomer is vapor-deposited on a substrate to form a coating film of an insulating material (see Patent Document 2).
However, even in the technique disclosed in
本発明の態様は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、パーティクル汚染の発生を抑制することができ、被処理物の離脱応答性が良好で、静電チャックの載置面部分に形成された被覆部の剥離耐久性が高い静電チャックおよび静電チャックの製造方法を提供する。 The aspect of the present invention has been made based on recognition of such a problem, can suppress the occurrence of particle contamination, has a good detachment response of an object to be processed, and is placed on the mounting surface portion of the electrostatic chuck. Provided are an electrostatic chuck and a manufacturing method of the electrostatic chuck having high peeling durability of a formed covering portion.
本発明の一態様によれば、被処理物を載置する側の主面に形成された複数の突起部と、前記複数の突起部の周辺に形成された平面部と、を有する誘電体基板と、前記複数の突起部と、前記平面部と、を覆うように形成された被覆部と、を備えた静電チャックであって、前記被覆部の25℃における体積抵抗率は、1014Ωcm以上、1018Ωcm以下であり、前記複数の突起部同士の間の前記平面部上の一部の領域には、前記平面部上に前記被覆部が形成されていない領域が設けられ、前記被覆部に残留する電荷の量を抑制すること、を特徴とする静電チャックが提供される。
According to one aspect of the present invention, a dielectric substrate having a plurality of protrusions formed on a main surface on a side on which an object to be processed is placed, and a flat surface formed around the plurality of protrusions. And a covering portion formed so as to cover the plurality of protrusions and the flat portion, and the volume resistivity of the covering portion at 25 ° C. is 10 14 Ωcm. Above, 10 18 Ωcm or less, and in a part of the region on the planar portion between the plurality of protrusions, a region where the covering portion is not formed on the planar portion is provided, There is provided an electrostatic chuck characterized in that the amount of electric charge remaining in the part is suppressed.
また、本発明の他の一態様によれば、誘電体基板の電極が設けられた主面と対向する側の主面を研磨し、前記主面に所望の形状のマスクを設け、サンドブラスト法を用いて前記マスクにより覆われていない部分を除去することで平面部を形成するとともに突起部を形成し、前記突起部と、前記平面部と、を覆うように樹脂を被覆し、前記突起部の頂面に被覆された前記樹脂の表面の算術平均高さが、前記平面部の上面に被覆された前記樹脂の表面の算術平均高さより小さくなるように、前記突起部の頂面に被覆された前記樹脂の表面をポリッシュ加工し、前記平面部の上面に被覆された前記樹脂の一部を切断し、前記切断された樹脂を除去することで、前記樹脂が形成されていない領域が設けられた被覆部を形成して前記樹脂に残留する電荷の量を抑制すること、を特徴とする静電チャックの製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, the main surface of the dielectric substrate opposite to the main surface provided with the electrodes is polished, a mask having a desired shape is provided on the main surface, and the sandblast method is performed. And removing a portion that is not covered by the mask to form a plane portion and a projection portion, and covering the projection portion and the plane portion with resin so as to cover the projection portion. The top surface of the protrusion was coated such that the arithmetic average height of the surface of the resin coated on the top surface was smaller than the arithmetic average height of the surface of the resin coated on the top surface of the flat portion. Polishing the surface of the resin, cutting a part of the resin coated on the upper surface of the flat portion, and removing the cut resin provided a region where the resin is not formed the coated portion formed by charge remaining on the resin Suppressing the amount, method of manufacturing an electrostatic chuck according to claim is provided.
本発明の態様によれば、パーティクル汚染の発生を抑制することができ、被処理物の離脱応答性が良好で、静電チャックの載置面部分に形成された被覆部の剥離耐久性が高い静電チャックおよび静電チャックの製造方法が提供される。 According to the aspect of the present invention, the occurrence of particle contamination can be suppressed, the detachment response of the object to be processed is good, and the peeling durability of the covering portion formed on the mounting surface portion of the electrostatic chuck is high. An electrostatic chuck and a method for manufacturing the electrostatic chuck are provided.
第1の発明の実施形態は、被処理物を載置する側の主面に形成された複数の突起部と、前記複数の突起部の周辺に形成された平面部と、を有する誘電体基板と、前記複数の突起部と、前記平面部と、を覆うように形成された被覆部と、を備えた静電チャックであって、前記被覆部の25℃における体積抵抗率は、1014Ωcm以上、1018Ωcm以下であり、前記複数の突起部同士の間の前記平面部上の一部の領域には、前記平面部上に前記被覆部が形成されていない領域が設けられ、前記被覆部に残留する電荷の量を抑制すること、を特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、パーティクル汚染の発生を抑制することができる。また、被処理物の離脱応答性、静電チャックの載置面部分に形成された被覆部の剥離耐久性を向上させることができる。
An embodiment of the first invention is a dielectric substrate having a plurality of protrusions formed on a main surface on a side on which an object to be processed is placed, and a flat surface formed around the plurality of protrusions. And a covering portion formed so as to cover the plurality of protrusions and the flat portion, and the volume resistivity of the covering portion at 25 ° C. is 10 14 Ωcm. Above, 10 18 Ωcm or less, and in a part of the region on the planar portion between the plurality of protrusions, a region where the covering portion is not formed on the planar portion is provided, An electrostatic chuck characterized in that the amount of electric charge remaining in the part is suppressed.
According to this electrostatic chuck, the occurrence of particle contamination can be suppressed. Further, it is possible to improve the detachment response of the object to be processed and the peeling durability of the covering portion formed on the mounting surface portion of the electrostatic chuck.
また、第2の発明の実施形態は、第1の発明の実施形態において、前記被覆部は、前記平面部上において、前記突起部の側面と前記平面部とが交わる位置から前記突起部から離隔する方向に前記被覆部の厚み寸法以上、3mm以下の範囲に形成されていること、を特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、パーティクル汚染の抑制、被処理物の離脱応答性の向上、被覆部の剥離耐久性の向上をさらに図ることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the covering portion is separated from the protrusion from a position where the side surface of the protrusion intersects the flat surface on the flat surface. The electrostatic chuck is characterized in that it is formed in a range of not less than the thickness dimension of the covering portion and not more than 3 mm in a direction to be applied.
According to this electrostatic chuck, it is possible to further suppress particle contamination, improve the detachment response of the object to be processed, and improve the peeling durability of the covering portion.
また、第3の発明の実施形態は、第1または第2の発明の実施形態において、静電チャックの使用温度領域における前記誘電体基板の体積抵抗率は、109Ωcm以上、1011Ωcm以下であること、を特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、吸着電圧の電流値を増加させることなく被処理物の吸着離脱応答性の向上を図ることができる。
In addition, according to an embodiment of the third invention, in the embodiment of the first or second invention, the volume resistivity of the dielectric substrate in the use temperature region of the electrostatic chuck is 10 9 Ωcm or more and 10 11 Ωcm or less. It is an electrostatic chuck characterized by being.
According to this electrostatic chuck, it is possible to improve the adsorption / desorption response of the workpiece without increasing the current value of the adsorption voltage.
また、第4の発明の実施形態は、第1〜第3のいずれか1つの発明の実施形態において、前記被覆部は、ポリイミド樹脂を含むこと、を特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、耐食性に優れ、また、被覆特性にも優れた被覆部を有するものとすることができる。
An embodiment of the fourth invention is an electrostatic chuck according to any one of the first to third inventions, wherein the covering portion includes a polyimide resin.
According to this electrostatic chuck, it is possible to have a coating portion that has excellent corrosion resistance and excellent coating characteristics.
また、第5の発明の実施形態は、第1〜第4のいずれか1つの発明の実施形態において、前記被覆部は、蒸着重合法を用いて形成されること、を特徴とする静電チャックである。 この静電チャックによれば、被覆特性に優れた被覆部を有するものとすることができる。
An embodiment of a fifth invention is the electrostatic chuck according to any one of the first to fourth inventions, wherein the covering portion is formed using a vapor deposition polymerization method. It is. According to this electrostatic chuck, it is possible to have a coating portion with excellent coating characteristics.
また、第6の発明の実施形態は、第1〜第5のいずれか1つの発明の実施形態において、前記突起部の頂面における被覆部の表面と被処理物との接触面積比が、0.005%以上、1.5%以下であること、を特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、パーティクル汚染の抑制、被処理物の離脱応答性の向上を図ることができる。また、突起部の形成を容易とすることができる。
Further, according to an embodiment of the sixth invention, in the embodiment of any one of the first to fifth inventions, the contact area ratio between the surface of the covering portion and the object to be processed on the top surface of the protrusion is 0. The electrostatic chuck is characterized by being 0.005% or more and 1.5% or less.
According to this electrostatic chuck, it is possible to suppress particle contamination and improve the detachment response of the object to be processed. In addition, the formation of the protrusion can be facilitated.
第7の発明の実施形態は、誘電体基板の電極が設けられた主面と対向する側の主面を研磨し、前記主面に所望の形状のマスクを設け、サンドブラスト法を用いて前記マスクにより覆われていない部分を除去することで平面部を形成するとともに突起部を形成し、前記突起部と、前記平面部と、を覆うように樹脂を被覆し、前記突起部の頂面に被覆された前記樹脂の表面の算術平均高さが、前記平面部の上面に被覆された前記樹脂の表面の算術平均高さより小さくなるように、前記突起部の頂面に被覆された前記樹脂の表面をポリッシュ加工し、前記平面部の上面に被覆された前記樹脂の一部を切断し、前記切断された樹脂を除去することで、前記樹脂が形成されていない領域が設けられた被覆部を形成して前記樹脂に残留する電荷の量を抑制すること、を特徴とする静電チャックの製造方法である。
この静電チャックの製造方法によれば、パーティクル汚染の抑制、被処理物の離脱応答性の向上、被覆部の剥離耐久性の向上を図ることができる静電チャックを製造することができる。
In an embodiment of the seventh aspect of the invention, a main surface opposite to a main surface on which an electrode of a dielectric substrate is provided is polished, a mask having a desired shape is provided on the main surface, and the mask is formed using a sandblast method. A flat portion is formed by removing a portion that is not covered by the projection, and a projection is formed. The resin is covered so as to cover the projection and the plane, and the top surface of the projection is covered. The surface of the resin coated on the top surface of the protrusion so that the arithmetic average height of the surface of the resin is smaller than the arithmetic average height of the surface of the resin coated on the upper surface of the flat portion Polishing is performed, a part of the resin coated on the upper surface of the flat part is cut, and the cut resin is removed to form a covering part provided with a region where the resin is not formed suppressing the amount of charge remaining in the resin and Rukoto a manufacturing method of an electrostatic chuck according to claim.
According to this method for manufacturing an electrostatic chuck, it is possible to manufacture an electrostatic chuck capable of suppressing particle contamination, improving the detachment response of the object to be processed, and improving the peeling durability of the covering portion.
また、第8の発明の実施形態は、第7の発明の実施形態において、前記樹脂は、蒸着重合法を用いて被覆されること、を特徴とする静電チャックの製造方法である。
この静電チャックの製造方法によれば、被覆特性に優れた樹脂の被覆が可能となる。
An eighth embodiment of the present invention is the method for manufacturing an electrostatic chuck according to the seventh embodiment, wherein the resin is coated using a vapor deposition polymerization method.
According to this method for manufacturing an electrostatic chuck, it is possible to coat a resin with excellent coating characteristics.
また、第9の発明の実施形態は、第7または第8の発明の実施形態において、前記樹脂は、レーザ加工法またはウォータジェット加工法を用いて切断されること、を特徴とする静電チャックの製造方法である。
この静電チャックの製造方法によれば、樹脂を切断する際に、バリ・カエリの発生を抑制することができる。
An ninth embodiment of the present invention is the electrostatic chuck according to the seventh or eighth embodiment, wherein the resin is cut using a laser processing method or a water jet processing method. It is a manufacturing method.
According to this method for manufacturing an electrostatic chuck, the occurrence of burrs and burrs can be suppressed when the resin is cut.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。尚、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の実施の形態に係る静電チャックを例示するための模式断面図である。 尚、図1(a)は静電チャックを例示するための模式断面図、図1(b)は図1(a)におけるB部の模式拡大図である。
図1(a)、(b)に示すように、静電チャック1には、基台2、誘電体基板3、電極4が設けられている。
基台2の一方の主面(電極4の側の表面)には、無機材料からなる絶縁体層5が形成されている。また、誘電体基板3は、被処理物を載置する側の主面に形成された突起部3aと、突起部3aの周辺に形成された平面部3bと、を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for illustrating an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention. 1A is a schematic cross-sectional view for illustrating an electrostatic chuck, and FIG. 1B is a schematic enlarged view of a portion B in FIG. 1A.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the electrostatic chuck 1 is provided with a
An
被覆部7は、突起部3aと、その周辺に形成された平面部3bとを覆うように形成されている。また、被覆部7は、所定の範囲に形成され、隣接する突起部3b同士の間には被覆部7が形成されていない部分が設けられている。すなわち、相互に離間した被覆部7が形成され、平面部3bの少なくとも一部には、被覆部7が形成されていない領域が設けられている。また、被覆部7が形成されていない領域においては、誘電体基板3の平面部3bが露出するようになっている。
また、突起部3aの頂面における被覆部7の表面が、半導体ウェーハ等の被処理物の載置面となっている。
The covering
Moreover, the surface of the coating |
ここで、特許文献1(特開2006−287210号公報)の図2(b)に開示がされている技術のように、誘電体基板3の被処理物を載置する側の平面部3b全体を被覆部7で覆うようにすると、被覆部7に残留する電荷の量が多くなるので被処理物の離脱応答性が悪化してしまう。
また、残留した電荷の極性と印加電圧の極性とが同極の場合には吸着力が強くなったり、異極の場合には吸着力が弱くなったりして、吸着力が不安定となる要因ともなる。
Here, as in the technique disclosed in FIG. 2B of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-287210), the entire
In addition, if the polarity of the residual charge and the polarity of the applied voltage are the same polarity, the attractive force will be strong, and if it is different, the attractive force will be weak, which will cause the attractive force to become unstable. It also becomes.
本実施の形態によれば、被覆部7で覆う部分を必要な範囲に限定しているので残留する電荷の量を抑制することができる。すなわち、被処理物と擦れ合う部分である突起部3aと、突起部3aを中心に平面部3bの所定の範囲を覆うように被覆部7を形成している。そのため、隣接する突起部3b同士の間には被覆部7が形成されていない部分が設けられ、被覆部7が形成されていない部分の分だけ残留する電荷の量を減らすことができる。その結果、被処理物の離脱応答性を向上させることができ、また、安定した吸着力を得ることができる。
According to the present embodiment, since the portion covered with the covering
この場合、特許文献1(特開2006−287210号公報)の図2(a)に開示がされている技術のように、突起部3aの頂面のみを覆うように被覆部7を形成することもできるが、被覆部7の剥離が進展しやすく、載置面にバリ・カエリが発生するという新たな問題を生じる。
In this case, as in the technique disclosed in FIG. 2A of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-287210), the covering
すなわち、被覆部7を部分的に形成する場合には、突起部3aとともに平面部3bを樹脂で覆い、必要な部分を残して不要となる部分が剥離されることになる。この場合、不要となる部分を剥離する際に、被覆部7の端部が剥離方向に引っぱられて微小な剥離が発生する場合がある。そして、この様な剥離がある部分に、剥離方向に外力が加わると剥離が容易に進展してしまうことになる。
That is, when the covering
本実施の形態によれば、外力が加わる部分と製造上剥離が発生しやすい被覆部7の端部とを離すことができるので、被覆部7の端部において剥離方向に加わる力を抑制することができる。そのため、剥離の進展を抑制することができる。
すなわち、被覆部7が突起部3a及びその周辺の平面部3bまでを蔽うように形成されているため、製造上剥離が発生しやすい被覆部7の端部を外力が加わる突起部3aの頂面近傍から離すことができる。そのため、被処理物を吸着し離脱させる際、突起部3aの頂面近傍において被覆部7を上方に引張るような外力(剥離方向に働く外力)が発生しても、被覆部7の端部においては被覆部7の端部を上方に引張るような外力(剥離方向に働く外力)を小さくすることができる。その結果、剥離の発生、進展が生じにくい構造とすることができる。
According to the present embodiment, the portion to which an external force is applied can be separated from the end portion of the covering
That is, since the covering
また、不要となる部分の樹脂を剥離する際に剥離される部分との境界、すなわち、被覆部7の端部において剥離方向に向いたバリ・カエリが生ずるおそれがある。この様なバリ・カエリが被処理物を載置する面に生ずると被処理物の載置側の面に傷が入り、パーティクル数が増加するおそれがある。
In addition, there is a possibility that burrs and burrs facing in the peeling direction may occur at the boundary with the part to be peeled off when peeling the unnecessary part of the resin, that is, at the end of the covering
本実施の形態によれば、製造上バリ・カエリが発生するおそれがある被覆部7の端部を被処理物の載置側の面から離隔させた位置に設けることができる。そのため、仮に被覆部7の端部にバリ・カエリが発生したとしてもバリ・カエリが被処理物の載置側の面に触れることを防止することができる。その結果、被処理物の載置側の面に傷が入ることやパーティクル数が増加することを抑制することができる。
According to the present embodiment, it is possible to provide the end portion of the covering
ここで、突起部3aの周辺において平面部3bが被覆部7により覆われる範囲に関してさらに説明をする。
図2は、平面部が被覆部により覆われる範囲を例示するための模式断面図である。尚、図2は、突起部3aの形状が略円錐台の場合である。
また、表1は、長時間吸着後の離脱応答性に対する評価結果を例示するための表である。 尚、長時間吸着後の被処理物の離脱応答性評価は、3時間連続吸着後、被処理物に対して100gfの力で離脱方向にプリロードをかけ、印加電圧をOFF後、被処理物が3秒以内に離脱できるか否かで判定するようにしている。この場合、離脱した場合は○、しない場合はXと表示している。
Here, the range in which the
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for illustrating a range in which the flat portion is covered by the covering portion. FIG. 2 shows a case where the shape of the
Table 1 is a table for illustrating the evaluation results for the release response after long-time adsorption. The evaluation of the release responsiveness of the object to be processed after long-time adsorption is performed by continuously preloading the object to be processed with a force of 100 gf after the continuous adsorption for 3 hours, turning off the applied voltage, Judgment is made based on whether or not it can be withdrawn within 3 seconds. In this case, it is indicated as “◯” when it is detached and “X” when it is not.
図2、表1に示すように、平面部3bが被覆部7により覆われる範囲(被覆部幅L)は、突起部3aの側面と平面部3bとが交わる位置3dを基準とした場合、被覆部7の厚み寸法以上、3mm以下とすることが好ましい。すなわち、被覆部7は、平面部3b上において、突起部3aの側面と平面部3bとが交わる位置から突起部3aから離隔する方向に被覆部7の厚み寸法以上、3mm以下の範囲に形成されるようにすることが好ましい。
被覆部幅Lを被覆部7の厚み寸法未満とすれば、平面部3b上を覆う部分の形成が困難となり、また、突起部3a部分に形成される被覆部7の剥離耐久性が低くなるおそれがあるからである。また、3mmを超えるものとすれば、残留電荷による吸着力が大きくなりすぎるので、表1に示すように被処理物の離脱応答性が悪化するおそれがあるからである。
As shown in FIG. 2 and Table 1, the range in which the
If the covering portion width L is less than the thickness dimension of the covering
また、表1に示すように、被覆部7の面積を被処理物の面積で割った被覆部被覆比率は、0%を超え、40%以下とすることが好ましい。この場合、0%を超え、30%以下とすることがより好ましい。また、0%を超え、25%以下とすることがさらに好ましい。0%、すなわち、被覆部7が形成されていない場合には、被処理物に電荷が溜まり、離脱応答性が悪くなるおそれがあるからである。また、40%を超える場合には、被覆部7に残留する電荷の量が多くなりすぎるので、被処理物の離脱応答性が悪くなるおそれがあるからである。ここで、被覆部7に残留する電荷の量を減らすことが離脱応答性改善につながるため、被覆部被覆比率は低い方がより好ましい。そのため、30%以下とすることが好ましく、さらに25%以下とした方がより好ましい。
Moreover, as shown in Table 1, it is preferable that the covering portion covering ratio obtained by dividing the area of the covering
次に、図1に戻って、静電チャック1の他の構成要素に関して説明をする。
電極4が設けられた誘電体基板3の主面と、絶縁体層5が設けられた基台2の主面とは絶縁性接着剤で接着されている。この絶縁性接着剤が硬化したものが接合層6となる。
電極4と電源10a、電源10bとは、電線9で接続されている。尚、電線9は基台2を貫通するようにして設けられているが、電線9と基台2とは絶縁されている。図1に例示をしたものは、正極、負極の電極を互いに隣接させるようにして誘電体基板3に形成させたいわゆる双極型静電チャックである。ただし、これに限定されるわけではなく、1つの電極を誘電体基板3に形成させたいわゆる単極型静電チャックであってもよいし、三極型、その他多極型であってもよい。また、電極の数や配置も適宜変更することができる。
Next, returning to FIG. 1, other components of the electrostatic chuck 1 will be described.
The main surface of the
The
また、静電チャック1を貫通するように貫通孔11が設けられている。貫通孔11の一端は平面部3bに開口し、他端は図示しない圧力制御手段や流量制御手段を介して、これも図示しないガス供給手段と接続されている。尚、貫通孔11が開口する領域に被覆部7が形成されている場合には、被覆部7を貫通するようにして被覆部7の上面に貫通孔11が開口している。
A through
図示しないガス供給手段はヘリウムガスまたはアルゴンガスなどを供給する。そして、突起部3aを形成することで設けられた空間3cが供給されたガスの通路となる。また、空間3c同士はそれぞれ連通し、供給されたガスが全体にいきわたるようになっている。
A gas supply means (not shown) supplies helium gas or argon gas. And the
また、半導体ウェーハ等の被処理物の戴置側の面の外周部、及び前記ガス供給用の貫通孔11以外の貫通孔の周囲に図示しないリング状の突起部を配設し、前述のガスが漏出しないようにすることもできる。このリング状突起部においても、突起部3aと同様にして被覆部7を形成することができる。すなわち、図示しないリング状突起部の側面、頂面、及びリング状突起部周辺の平面部3bの所定の範囲を被覆部7で覆うことができる。
In addition, a ring-shaped protrusion (not shown) is disposed around the outer peripheral portion of the surface on which the object to be processed such as a semiconductor wafer is placed and the through holes other than the through
さらに、平面部3bに放射状、同心円状に設けられ、貫通孔11と連通する図示しないガス分配溝(凹状の溝)を設けることで、ガス分配速度を早めることができる。そして、このガス分配溝の側面、底面、及びガス分配溝周辺の平面部3bの所定の範囲を被覆部7で覆うようにすることもできる。
Furthermore, by providing a gas distribution groove (concave groove) (not shown) that is provided radially and concentrically on the
基台2は、例えば、アルミニウム合金や銅などのような熱伝導率の高い金属で形成することができる。そして、その内部には冷却液または加熱液が流れる流路8を設けることができる。尚、流路8は必ずしも必要ではないが、被処理物の温度制御の観点からは設けられていた方が好ましい。
The
また、基台2の一方の主面に設けられる絶縁体層5は、例えば、アルミナ(Al2O3)やイットリア(Y2O3)等の多結晶体で形成することができる。また、絶縁体層5は、接合層6よりも熱伝導率が大きいことが好ましく、熱伝導率を2W/mK以上にすることがより好ましい。そのようにすれば、接合層単独の場合よりも熱伝達性が良好となり、被処理物の温度制御性と面内温度の均一性をより向上させることができる。
The
接合層6においては、その熱伝導率を高くすることが好ましい。例えば、熱伝導率を1W/mK以上とすることが好ましく、1.6W/mK以上とすればより好ましい。このような熱伝導率は、例えば、シリコーン樹脂等にアルミナや窒化アルミニウムをフィラーとして添加することで得ることができる。また、添加の割合で熱伝導率を調整することもできる。
In the
接合層6の厚みは、熱伝達性を考慮すればできるだけ薄い方が好ましい。一方、基台2と誘電体基板3との間における熱膨張率の差に起因する熱せん断応力により、接合層6が剥離することなどを考慮すれば、接合層6の厚みはできるだけ厚い方が好ましい。そのため、接合層6の厚みはこれらを考慮して0.1mm以上、0.3mm以下とすることが好ましい。
The thickness of the
誘電体基板3としては、静電チャックに求められる様々な要求により種々の材料を用いることができる。この場合、熱伝導率、電気絶縁の信頼性を考慮すると、セラミック焼結体を用いることが好ましい。セラミック焼結体の具体例を例示すれば、アルミナ、イットリア、窒化アルミニウム、炭化珪素などを挙げることができる。
As the
この誘電体基板3の材料の体積抵抗率は、使用温度領域で108Ωcm以上であることが好ましい。この場合、体積抵抗率が使用温度領域で109Ωcm以上、1011Ωcm以下となるようにすることがより好ましい。109Ωcm未満とすれば、印加電圧の電流値が大きくなりすぎるからである。また、1011Ωcmを超えるものとすれば離脱応答性が悪化するおそれがあるからである。
The volume resistivity of the material of the
また、誘電体基板3は、平均粒子径が2μm以下のセラミック焼結体とすることが好ましい。平均粒子径が2μm以下のセラミック焼結体を用いるものとすれば、仮に被覆部7の一部が侵食されたり、剥離したりすることがあっても、大きなサイズの脱粒が起きることを抑制することができるからである。
The
体積抵抗率が使用温度領域で109Ωcm以上、1011Ωcm以下である静電チャックの場合、実用的な電圧範囲(±500V〜±2000V)で使用するためには、誘電体基板3の厚みを1.5mm以下にすることが好ましい。また、製作の容易さを考慮すれば誘電体基板3の厚みは0.2mm以上(より好ましくは0.3mm以上)とすることが好ましい。
In the case of an electrostatic chuck having a volume resistivity of 10 9 Ωcm or more and 10 11 Ωcm or less in the operating temperature range, the thickness of the
尚、誘電体基板3と被覆部7とのトータル厚みは、0.5mm以上2.0mm以下であることが好ましい。このような厚みにすることで、被処理物と電極間の電気絶縁性を確保することができる。また、被処理物から基台ヘの熱伝達性が良好な静電チャックを得ることができる。
In addition, it is preferable that the total thickness of the
電極4の材料としては、酸化チタン、チタンの単体あるいはチタンと酸化チタンの混合体、窒化チタン、炭化チタン、タングステン、金、銀、銅、アルミニウム、クロム、ニッケル、金−白金などを例示することができる。
Examples of the material of the
ここで、被覆部7の材質、体積抵抗率、厚み寸法やそのバラツキ、算術平均高さなどは、耐食性、パーティクル汚染の発生、離脱応答性などに大きな影響を及ぼす。そのため、被覆部7の体積抵抗率、厚み寸法やそのバラツキ、算術平均高さなどを所定の範囲内に収めることが重要となる。以下、被覆部7に関して本発明者の得た知見について説明をする。
Here, the material, volume resistivity, thickness dimension and variation thereof, arithmetic average height, and the like of the covering
被覆部7の材料としては、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等の耐食性を有する樹脂であることが好ましい。特に、ポリイミド樹脂とすれば耐食性に優れ、また、後述する蒸着重合法などにより被覆特性に優れた成膜が可能となるのでより好ましい。この場合、少なくともポリイミド樹脂を含むものとすることもできる。
The material of the covering
被覆部7の25℃における体積抵抗率は、1014Ωcm以上、1018Ωcm以下とすることが好ましい。1014Ωcm未満とすれば、被覆部7を通じて被処理物に電流が流れるため、ジョンセン−ラーベック力が増加して残留吸着力が増大し、離脱応答性が悪化するおそれがあるからである。また、1018Ωcm以下とすることで、特殊な材料、製法を選択する必要がなくなり、一般的で経済的なポリイミド製造方法を選択することが可能となるからである。
The volume resistivity at 25 ° C. of the covering
被覆部7の厚み寸法は、2μm以上、15μm以下とすることが好ましい。ここで、下地層の表面形状はその上に形成される被覆部7の表面に転写され、被覆部7の厚み寸法が薄くなるほどその影響を受けやすくなる。そのため、2μm未満とすれば下地の影響を大きく受けるため成膜後のポリッシュ加工(仕上げ加工)において算術平均高さを小さくすることが困難となる場合が生じ得るからである。また、被膜強度が小さくなり剥離が発生するおそれがあるからである。一方、15μmを超えるものとすれば吸着力が小さくなりすぎるおそれがあるからである。
It is preferable that the thickness dimension of the coating |
被覆部7の厚み寸法のバラツキは、±10%以下とすることが好ましい。±10%を超えるものとすれば、吸着力のバラツキが大きくなり吸着力の面内分布が大きくなりすぎるからである。尚、このような均一な成膜は、例えば、蒸着重合法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法などにより行うことができる。
The variation in the thickness dimension of the covering
突起部3aの頂面に形成された被覆部7の表面(被処理物との接触面)の算術平均高さは、平面部3bに形成された被覆部7の表面の算術平均高さよりも小さくなっている。この場合、突起部3aの頂面に形成された被覆部7の表面の算術平均高さRaは、0.01μm以上、0.1μm以下とすることが好ましい。0.01μm未満とするためには、ポリッシュ加工(仕上げ加工)に要する時間が長くなり生産性が著しく低下するからである。一方、0.1μmを超えるものとすればこの部分にチップポケットが形成されるおそれがある。そして、ポリッシュ加工(仕上げ加工)をした際にこのチップポケット内に微細な粒子が入り込み、後にこの粒子が放出されることでパーティクル汚染が発生するおそれがあるからである。尚、本明細書における「算術平均高さRa」は、「JIS B0601:2001」に基づくものである。
The arithmetic average height of the surface of the covering portion 7 (contact surface with the object to be processed) formed on the top surface of the
また、平面部3bに形成された被覆部7表面の算術平均高さRaは、1μm以下とすることが好ましい。1μmを超えるものとすれば、突起部3a頂面に形成された被覆部7をポリッシュ加工した際に発生した微細な粒子がこの部分に形成されたチップポケット内に入り込むおそれがある。そして、後にこの粒子が放出されることでパーティクル汚染が発生するおそれがあるからである。
Moreover, it is preferable that arithmetic mean height Ra of the surface of the coating |
次に、突起部3aに関してさらに説明をする。
突起部3aの平面部3bに略平行な方向の断面は、任意の形状とすることができる。ただし、円などのように角部のない形状とすれば、割れや欠けなどを抑制することができる。
Next, the
The cross section in the direction substantially parallel to the
また、突起部3aを略円柱状とする場合には、直径を0.1mm以上、1.0mm以下とすることが好ましい。0.1mm未満とすれば、突起部3aの形成が困難となるからである。一方、1.0mmを超えるものとすれば、被処理物との総接触面積が大きくなりすぎるため、擦れによるパーティクル汚染の増大と離脱応答性の悪化が生じるおそれがあるからである。
尚、突起部3aの直径が1.0mm、被覆部厚さが10μmの場合、突起部3aを覆う被覆部7の直径は1.02mmとなる。
Moreover, when making the
When the diameter of the
また、突起部3aの頂面に形成された被覆部7の表面から平面部3bまでの寸法は、5μm以上、15μm以下とすることが好ましい。5μm未満とすれば、被処理物を吸着した際に被処理物の載置側の面と平面部3bが露出している部分とが接触するおそれがあるからである。一方、15μmを超えるものとすれば、後述する空間クーロン力が弱まるため吸着力が不足するおそれがあるからである。
Moreover, it is preferable that the dimension from the surface of the coating |
突起部3aの配設ピッチ寸法は、2mm以上、15mm以下とすることが好ましい。2mm未満とすれば、被処理物との総接触面積が大きくなりすぎるため、擦れによるパーティクル汚染の増大と離脱応答性の悪化が生じるおそれがあるからである。一方、15mmを超えるものとすれば、被処理物を吸着した際に被処理物の載置側の面と平面部3bが露出している部分とが接触するおそれがあるからである。
The arrangement pitch dimension of the
また、突起部3aの高さ、突起部3aの配設ピッチ寸法、被覆部7の厚さ、突起部3aの周辺において平面部3bが被覆部7により覆われる範囲は、被処理物を静電吸着した際に、被処理物の載置側の面と被覆部7のうちの平面部3b上に形成された部分の表面とが接触しないような寸法範囲とされている。
In addition, the height of the
突起部3aの頂面における被覆部の表面と被処理物との接触面積比は、0.005%以上、1.5%以下とすることが好ましい。0.005%未満とすれば突起部3aの形成が困難となり、また、被処理物を吸着した際に被処理物の載置側の面と被覆部7のうちの平面部3b上に形成された部分の表面とが接触するおそれがあるからである。一方、1.5%を超えるものとすれば、被処理物との総接触面積が大きくなりすぎるため、擦れによるパーティクル汚染の増大と離脱応答性の悪化が生じるおそれがあるからである。
尚、突起部3aと被処理物との接触面積比の計算には、前述のリング状突起部の面積を含めないことにする。
The contact area ratio between the surface of the covering portion on the top surface of the
Note that the calculation of the contact area ratio between the
次に、被覆部7の下地に関して説明をする。
被覆部7の下地、すなわち、突起部3aと平面部3bの表面は、これらの上に形成される被覆部7の算術平均高さや密着力(剥離性)に大きな影響を及ぼす。そのため、突起部3aと平面部3bの算術平均高さを所定の範囲内に収めることが重要となる。以下、被覆部7の下地に関して本発明者が得た知見について説明をする。
Next, the base of the covering
The base of the covering
突起部3aの頂面における算術平均高さRaは、0.15μm以上、0.30μm以下とすることが好ましい。0.15μm未満とすれば、突起部3aの頂面に形成される被覆部7の密着力が低下し剥離が発生するおそれがあるからである。また、下地層の表面形状はその上に形成される被覆部7の表面に転写される。そのため、0.30μmを超えるものとすれば被覆部7の表面に形成される凹凸もその分大きくなり、平滑面を得るために要する時間(仕上げのためのポリッシュ加工時間)が長くなって生産性が著しく低下するからである。
The arithmetic average height Ra on the top surface of the
密着力(剥離性)を向上させる観点からは、平面部3bの算術平均高さを少なくとも突起部3aの頂面における算術平均高さより大きくすることが好ましい。この場合、平面部3bの算術平均高さRaを0.15μm以上、1.0μm以下とすることが好ましい。0.15μm未満とすれば、平面部3bに形成される被覆部7の密着力が低下し剥離が発生するおそれがあるからである。
From the viewpoint of improving the adhesion (peelability), it is preferable to make the arithmetic average height of the
一方、1.0μmを超えるような表面が形成される加工を行えば、突起部3aの寸法精度が悪化するおそれがある。例えば、後述するサンドブラスト法を用いて平面部3bを形成させるとともにその算術平均高さRaが1.0μmを超えるようにするためには、通常より大きな粒子径の研磨材を使用する必要がある。そのため、突起部3aを形成する際の寸法制御が困難となり高さ寸法精度が悪化するおそれがある。
On the other hand, if processing is performed on which a surface exceeding 1.0 μm is formed, the dimensional accuracy of the
次に、本実施の形態に係る静電チャック1の作用について説明をする。
突起部3aの頂面に形成された被覆部7の表面(載置面)に、被処理物(例えば、半導体ウェーハ等)を載置し、電源10a、電源10bにより電圧を電極4に印加する。このとき、被処理物と突起部3aの頂面近傍とにそれぞれ異なる極性の電荷が発生し、この電荷間に働くクーロン力によって被処理物が吸着固定される。また、平面部3bの上方には空間3cが形成されるため、平面部3bとその上方の被処理物とにそれぞれ異なる極性の電荷が発生し、この電荷間に働くクーロン力(空間クーロン力)によって被処理物が吸着固定される。すなわち、静電チャック1は、突起部3a部分に生じるクーロン力と、平面部3b部分に生じる空間クーロン力とによって被処理物を吸着固定する。
Next, the operation of the electrostatic chuck 1 according to the present embodiment will be described.
An object to be processed (for example, a semiconductor wafer) is placed on the surface (mounting surface) of the covering
この場合、クーロン力が発生する部分(突起部3a部分)においては被処理物と被覆部7とが接触するためパーティクルが発生するおそれがある。そのため、本実施の形態においては、前述したような被覆部7表面の算術平均高さとすることでパーティクルの発生を抑制するようにしている。また、被覆部7の厚み寸法が前述した所定の範囲内に収まるようになっているので、吸着力のバラツキが低減される。
In this case, in the portion where the Coulomb force is generated (
また、空間クーロン力が発生する部分(平面部3bの上方に形成される空間3c部分)においては被処理物と平面部3bや被覆部7とが接触することがないため擦れにともなうパーティクルの発生がない。そのため、空間クーロン力が発生する部分を多くすることでパーティクル汚染の発生を大幅に低減させることができる。
また、本実施の形態に係る静電チャック1においては、空間クーロン力が発生する部分を多くするとともに、被処理物が撓むなどして平面部3bや被覆部7と接触することを抑制することができるように前述したような突起部3aの高さ寸法、配設ピッチ寸法、直径寸法、突起部3aの頂面における被覆部の表面と被処理物との接触面積比などとしている。また、突起部3aに関するこれらの条件は、空間クーロン力が発生する部分を多くしても適正な吸着力が得られるような条件でもある。尚、パーティクルの低減効果については後述する(表2を参照)。
Further, in the portion where the space Coulomb force is generated (the portion of the
Further, in the electrostatic chuck 1 according to the present embodiment, the portion where the space Coulomb force is generated is increased, and the object to be processed is prevented from being bent and coming into contact with the
また、前述したように、被覆部7で覆う部分を必要な範囲に限定しているので残留する電荷の量を抑制することができる。そのため、被処理物の離脱応答性を向上させることができ、また、安定した吸着力を得ることができる。
また、外力が加わる部分と製造上剥離が発生しやすい被覆部7の端部とを離すようにしている。そのため、被処理物を吸着し離脱させる際、突起部3aの頂面近傍において被覆部7を上方に引張るような外力(剥離方向に働く外力)が発生しても、被覆部7の端部においては被覆部7の端部を上方に引張るような外力(剥離方向に働く外力)を小さくすることができる。その結果、剥離の発生、進展を抑制することができる。
また、製造上バリ・カエリが発生するおそれがある被覆部7の端部を被処理物の載置側の面から離隔させた位置に設けるようにしている。そのため、仮に被覆部7の端部にバリ・カエリがあったとしてもバリ・カエリが被処理物の載置側の面に触れることを防止することができる。その結果、被処理物の載置側の面に傷が入ることやパーティクル数が増加することを抑制することができる。
Further, as described above, since the portion covered with the covering
Further, the portion to which the external force is applied is separated from the end portion of the covering
Further, the end portion of the covering
被処理物の処理においては、静電チャック1を介して被処理物の温度制御が行われる場合がある。本実施の形態に係る静電チャック1においては、流路8に冷却液や加熱液を流すことで被処理物の温度制御を行うことができる。尚、説明の便宜上、冷却液や加熱液を流し温度制御を行う場合を例示したが、ヒータなどの他の温度制御手段を設けるようにすることもできる。
In the processing of the workpiece, the temperature of the workpiece may be controlled via the electrostatic chuck 1 in some cases. In the electrostatic chuck 1 according to the present embodiment, the temperature of the object to be processed can be controlled by flowing a cooling liquid or a heating liquid through the
また、図示しないガス供給手段から供給されたガス(例えば、ヘリウムガス)は、図示しない圧力制御手段や流量制御手段により圧力や流量が調整された後、貫通孔11を通って平面部3bの上方に形成された空間3cに導入される。導入されたガスは空間3cを通り、全体にいきわたる。そして、導入されたガスにより熱伝導率が著しく高められるので、被処理物の加熱や冷却を効果的に行うことができる。
Further, a gas (for example, helium gas) supplied from a gas supply unit (not shown) is adjusted in pressure and flow rate by a pressure control unit and a flow rate control unit (not shown), and then passes through the through
また、リング状突起部を、半導体ウェーハ等の被処理物の戴置面の外周部、及びガス導入用以外の貫通孔の周囲にリング状に配設し、前述のガスが漏出しないようにすることもできる。
さらに、平面部3bに放射状、同心円状に設けられ、貫通孔11と連通する図示しないガス分配溝(凹状の溝)を設けることで、ガス分配速度を早めることができる。
尚、図示しないガス分配溝の内部に、被覆部7を形成するようにしてもよい。ガス分配溝の内部に被覆部7を形成すれば、被処理物と平面部3bとの間における放電の防止効果が期待できる。
In addition, ring-shaped protrusions are arranged in a ring shape around the outer peripheral portion of the mounting surface of the object to be processed such as a semiconductor wafer and through holes other than those for gas introduction so that the aforementioned gas does not leak out. You can also
Furthermore, by providing a gas distribution groove (concave groove) (not shown) that is provided radially and concentrically on the
In addition, you may make it form the coating |
次に、本発明者が行った各種測定の結果について説明をする。
表2は、パーティクル数の測定結果を例示するための表である。
表2からわかるように、本実施の形態に係る静電チャック1によればパーティクルの発生数を低減させることができる。例えば、特許文献1(特開2006−287210号公報)において開示がされたものと比較すると、突起を有する静電チャックにおいて、突起の頂面だけを被覆部で覆ったもの(特許文献1の図2(a)のもの)の場合では5000個程度、全面を被覆部で覆ったもの(特許文献1の図1(a)のもの)の場合では1000個であったパーティクル数を、本発明の形態に係る静電チャック1では、740個と低減させることができた。
Next, the results of various measurements performed by the inventor will be described.
Table 2 is a table for illustrating the measurement result of the number of particles.
As can be seen from Table 2, according to the electrostatic chuck 1 according to the present embodiment, the number of particles generated can be reduced. For example, in comparison with the one disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-287210), in an electrostatic chuck having a protrusion, only the top surface of the protrusion is covered with a covering portion (see FIG. 1 of FIG. 1). 2 (a)), the number of particles was about 5000, and in the case of the case where the entire surface was covered with a covering (FIG. 1 (a) in Patent Document 1), the number of particles was 1000. In the electrostatic chuck 1 according to the embodiment, the number could be reduced to 740.
また、表2においては比較例として、被覆部のない(樹脂による被覆をしていない)静電チャックにおけるパーティクルの発生数を記載している。被覆部のない静電チャックにおいては、パーティクル数は3055個であり、本実施の形態における静電チャック1はこの様な静電チャックと比較してもパーティクルの発生数が少ないことがわかる。 In Table 2, as a comparative example, the number of particles generated in an electrostatic chuck without a coating portion (not coated with resin) is shown. In an electrostatic chuck without a covering portion, the number of particles is 3055, and it can be seen that the electrostatic chuck 1 in the present embodiment has a smaller number of generated particles than such an electrostatic chuck.
表3は、サンドブラスト法を用いて形成した平面部3bの算術平均高さを例示するための表である。
表3からわかるように、サンドブラスト法を用いて平面部3bを形成させるようにすれば、平面部3bの算術平均高さRaを前述した範囲内(0.15μm以上、1.0μm以下)に収めることができる。
Table 3 is a table for illustrating the arithmetic average height of the
As can be seen from Table 3, when the
表4は、下地の算術平均高さRaと、下地−被覆部の密着強度、被覆部の成膜後(樹脂の被覆後)に行われるポリッシュ加工時間との関係を例示するための表である。
表4からわかるように、下地の算術平均高さを0.15μm以上とすれば、良好な密着強度を得ることができる。また、算術平均高さを大きくするほど密着強度を大きくすることができることもわかる。また、前述したように下地の表面形状はその上に形成される被覆部7の表面に転写されるので、算術平均高さを大きくしすぎると平滑面を得るために要する時間(ポリッシュ加工時間)が長くなりすぎることがわかる。
Table 4 is a table for illustrating the relationship between the arithmetic average height Ra of the base, the adhesion strength of the base-covering portion, and the polishing time performed after the coating portion is formed (after resin coating). .
As can be seen from Table 4, when the arithmetic average height of the base is 0.15 μm or more, good adhesion strength can be obtained. It can also be seen that the adhesion strength can be increased as the arithmetic average height is increased. Further, as described above, since the surface shape of the base is transferred to the surface of the covering
表5は、突起部3aの頂面に形成された成膜直後の被覆部7の算術平均高さRaと、突起部3aの頂面に形成されたポリッシュ加工後の被覆部7の算術平均高さRaとを例示するための表である。
Table 5 shows the arithmetic average height Ra of the covering
表5からわかるように、ポリッシュ加工を行えば突起部3aの頂面に形成された被覆部7表面(被処理物との接触面)の算術平均高さRaを前述した範囲内(0.01μm以上、0.1μm以下)に収めることができる。
As can be seen from Table 5, if the polishing process is performed, the arithmetic average height Ra of the surface of the covering portion 7 (contact surface with the object to be processed) formed on the top surface of the
表6は、突起部3aの配設ピッチを変えた場合における吸着力と被処理物(半導体ウェーハ)の撓みとの関係を例示するための表である。
表6からわかるように、突起部3aの配設ピッチを前述した範囲内(2mm以上、15mm以下)に収めれば、吸着力が大きい場合においても被処理物(半導体ウェーハ)の撓み量(1.55μm以下)を前述した突起部3aの高さ寸法(2μm以上、15μm以下)より小さくすることができる。そのため、被処理物の載置側の面と平面部3bに形成された被覆部7の表面との接触を防止することができる。
Table 6 is a table for illustrating the relationship between the suction force and the bending of the workpiece (semiconductor wafer) when the arrangement pitch of the
As can be seen from Table 6, if the arrangement pitch of the
次に、本実施の形態に係る静電チャック1の製造方法について例示をする。
図3は、静電チャックの製造方法を例示するためのフローチャートである。
最初に誘電体基板3の形成方法を例示する。
Next, the manufacturing method of the electrostatic chuck 1 according to the present embodiment will be illustrated.
FIG. 3 is a flowchart for illustrating the method of manufacturing the electrostatic chuck.
First, a method for forming the
まず、例えば、原料として平均粒子径0.1μm、純度99.99%以上のアルミナ原料粉末を用い、これに0.2wt%を超え、0.6wt%以下の酸化チタン(TiO2)を混合粉砕し、アクリル系バインダーを添加、調整後スプレードライヤーで造粒し、顆粒粉を製造する。 First, for example, an alumina raw material powder having an average particle diameter of 0.1 μm and a purity of 99.99% or more is used as a raw material, and this is mixed and pulverized with titanium oxide (TiO 2 ) exceeding 0.2 wt% and 0.6 wt% or less. Then, an acrylic binder is added, adjusted, and granulated with a spray dryer to produce granulated powder.
次に、CIP(ラバープレス)またはメカプレス成形後、所定の形状に加工し、1150℃〜1350℃の還元雰囲気下で焼成する。その後、HIP処理(熱間等方圧加圧)を行う。HIP処理の条件はArガス1000気圧以上とし、温度は焼成温度と同じ1150℃〜1350℃とする。このような条件によれば、相対密度が99%以上と極めて緻密で、構成粒子の平均粒子径が2μm以下、20±3℃のときに体積抵抗率が108〜1011Ωcm、熱伝導率が30W/mK以上の誘電体基板3が得られる(ステップ1)。
Next, after forming CIP (rubber press) or mechanical press, it is processed into a predetermined shape and fired in a reducing atmosphere of 1150 ° C to 1350 ° C. Thereafter, HIP processing (hot isostatic pressing) is performed. The conditions for the HIP treatment are Ar gas of 1000 atm or higher, and the temperature is 1150 ° C. to 1350 ° C. which is the same as the firing temperature. According to such conditions, the relative density is extremely dense as 99% or more, the average particle diameter of the constituent particles is 2 μm or less, and the volume resistivity is 10 8 to 10 11 Ωcm at 20 ± 3 ° C., the thermal conductivity. A
尚、ここにいう平均粒子径とは、以下のプラニメトリック法で求められた粒子径である。まず、走査型電子顕微鏡(SEM;scanning electron microscope)で誘電体基板3の写真を撮り、この写真上に面積がAの既知の円を描き、円内の粒子数ncと円周にかかった粒子数niから下記の(1)式によって単位面積当たりの粒子数NGを求める。
In addition, the average particle diameter here is a particle diameter obtained by the following planimetric method. First, a picture of the
ここで示すmは写真の倍率である。1/NGが1個の粒子の占める面積であるから、平均粒子径は円相当径の下記の(2)式により求めることができる。 M shown here is the magnification of the photograph. Since 1 / NG is the area occupied by one particle, the average particle diameter can be obtained by the following equation (2) of the equivalent circle diameter.
次に、誘電体基板3の一方の主面を研削加工した後に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法やPVD(Physical Vapor Deposition)法などにより前述のチタンまたはチタン化合物などからなる導電膜を形成し、この形成した膜をサンドブラスト法やエッチング法により所定の形状に成形することで所望の形状の電極4を形成する(ステップS2)。尚、電極4には電線9が適宜配線される。
Next, after grinding one main surface of the
次に、誘電体基板3の電極が設けられた主面と対向する側の主面に、サンドブラスト法を用いて突起部3aと平面部3bとを形成する(ステップS3)。
Next, the protruding
突起部3aと平面部3bとの形成においては、まず、誘電体基板3の当該主面を研磨し、その表面にレジストフィルムを貼り付け、感光、除去を行うことで所望の形状のマスクを形成させる(ステップS3a)。すなわち、平面部3bが形成される部分にはマスクがなく露出した状態とされ、突起部3aが形成される部分はマスクにより覆われるようにする。
In the formation of the protruding
尚、誘電体基板3の当該主面を研磨することで、その算術平均高さRaを0.15μm以上、0.30μm以下にする。後述するように、マスクにより覆われる部分が突起部3aの頂面となるので、突起部3a頂面の算術平均高さが前述した範囲内(Raで0.15μm以上、0.30μm以下)となるようにすることができる。
In addition, by polishing the main surface of the
次に、サンドブラスト法を用いて誘電体基板3の当該主面のうちマスクにより覆われていない部分を除去する(ステップS3b)。この場合、除去が行われた部分が平面部3bとなり、マスクにより覆われていたため除去がされなかった部分が突起部3aとなる。
このようにサンドブラスト法により突起部3aと平面部3bとの形成を行うようにすれば、突起部3aの高さの寸法精度を向上させることができる。そのため、平面部3bから被処理物までの寸法のバラツキを抑えることができるので、発現させる静電気力(空間クーロン力)のバラツキを抑制することができる。
Next, a portion of the main surface of the
Thus, if the
尚、平面部3bの形成をサンドブラスト法により行うことで、表3に示すようにその算術平均高さが前述した範囲内(Raで0.15μm以上、1.0μm以下)となるようにすることができる。この場合、平面部3bの算術平均高さは少なくとも突起部3a頂面の算術平均高さよりも大きくなるようにされている。
In addition, by forming the
次に、マスクを除去する(ステップS3c)。
尚、必要に応じて、突起部3aの頂部のエッジを除去するようにしてもよい。
Next, the mask is removed (step S3c).
In addition, you may make it remove the edge of the top part of the
次に、突起部3aと平面部3bとを覆うように樹脂を被覆する(ステップS4)。
この被覆された樹脂が被覆部7となる。
樹脂の材質は、例えば、ポリイミド樹脂とすることができる。尚、少なくともポリイミド樹脂を含むものとすることもできる。また、被覆された樹脂の厚み寸法が5μm以上、15μm以下となるようにする。この場合、樹脂の被覆には、蒸着重合法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、スピンコート法などの各種の成膜法を用いることができる。ただし、被覆された樹脂の厚み寸法のバラツキを±10%以下とするためには、蒸着重合法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いることが好ましい。
Next, the resin is coated so as to cover the
This coated resin becomes the covering
The material of the resin can be, for example, a polyimide resin. In addition, it can also contain a polyimide resin at least. Further, the thickness dimension of the coated resin is set to 5 μm or more and 15 μm or less. In this case, various film forming methods such as a vapor deposition polymerization method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and a spin coating method can be used for coating the resin. However, it is preferable to use a vapor deposition polymerization method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like in order to make the variation in the thickness dimension of the coated resin ± 10% or less.
次に、突起部3aの頂面に被覆された樹脂の表面(被処理物との接触面)が滑らかとなるように仕上げる(ステップS5)。
この場合、突起部3aの頂面に被覆された樹脂表面の算術平均高さが、平面部3bに被覆された樹脂表面の算術平均高さより小さくなるように、突起部3aの頂面に被覆された樹脂の表面が加工される。
この際、突起部3aの頂面に被覆された樹脂表面の算術平均高さが前述した範囲内(Raで0.01μm以上、0.1μm以下)となるようにする。例えば、ポリッシュ加工を行うことによりこのような算術平均高さとすることができる。
Next, it finishes so that the surface (contact surface with a to-be-processed object) of resin coat | covered on the top face of the
In this case, the top surface of the
At this time, the arithmetic average height of the resin surface coated on the top surface of the
次に、平面部3bに被覆された樹脂を切断及び除去することで被覆部7を形成する(ステップS6)。すなわち、平面部3bの上面に被覆された樹脂の一部を切断し、切断された樹脂を除去することで被覆部7を形成する。
この場合、樹脂は、レーザ加工法またはウォータジェット加工法を用いて切断されるようにすることができる。
例えば、除去する部分の境界部にYAGレーザを照射し、被覆されている樹脂を切断する。その後、不要となる部分の樹脂を除去することで被覆部7を形成する。この際、YAGレーザを用いて樹脂を切断するようにすれば、バリ・カエリの発生を抑制することができるので、被覆部7の端部の品質を向上させることができる。
また、被覆されている樹脂の切断には、ウォータジェット加工法などを用いるようにしてもよい。
Next, the covering
In this case, the resin can be cut using a laser processing method or a water jet processing method.
For example, the YAG laser is irradiated to the boundary portion of the portion to be removed, and the coated resin is cut. Then, the coating |
Moreover, you may make it use the water jet processing method etc. for the cutting | disconnection of resin covered.
一方、切削加工などにより流路8を備えた基台2を作成し、基台2の一方の主面に絶縁体層5を形成する(ステップS7)。
この場合、基台2の全面に絶縁体層5を形成するようにすることもできる。また、流路8は、必要に応じて設けるようにすればよい。
絶縁体層5は、溶射法やエアロゾルデポジション法などを用いて形成させることができる。
On the other hand, the
In this case, the
The
次に、誘電体基板3の電極4が設けられた主面と、基台2の絶縁体層5が設けられた主面と、を絶縁性接着剤を用いて接合する(ステップS8)。
この際、電極4と電源10a、電源10bとが、電線9で接続できるように、基台2を貫通するようにして電線9を通しておく。絶縁性接着剤が硬化したものが接合層6となる。
Next, the main surface of the
At this time, the
次に、必要に応じて被覆部7の表面などの洗浄を行う(ステップS9)。
この場合、例えば、中性洗剤を用いた洗浄が行われた後にIPA(Isopropyl Alcohol)を用いた超音波洗浄が行われ、その後に超純水を用いた超音波洗浄が行われるようにすることができる。
以上のようにして本実施の形態に係る静電チャック1を製造することができる。
Next, the surface of the covering
In this case, for example, ultrasonic cleaning using IPA (Isopropyl Alcohol) is performed after cleaning using a neutral detergent, and then ultrasonic cleaning using ultrapure water is performed. Can do.
As described above, the electrostatic chuck 1 according to the present embodiment can be manufactured.
図4は、本発明の他の実施の形態に係る静電チャックを例示するための模式断面図であり、図5は、図4に示した静電チャックの製造方法の具体例を例示するためのフローチャートである。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is for illustrating a specific example of the method for manufacturing the electrostatic chuck shown in FIG. It is a flowchart of.
また、図4(a)は静電チャック1aを例示するための模式断面図、図4(b)は図4(a)におけるC部の模式拡大図である。 4A is a schematic cross-sectional view for illustrating the electrostatic chuck 1a, and FIG. 4B is a schematic enlarged view of a portion C in FIG. 4A.
図3で説明をしたものとは、突起部3a、平面部3bの形成手順が異なる。すなわち、絶縁体層5と誘電体基板3の接合後に、サンドブラスト法により誘電体基板3の上面(電極が設けられた主面と対向する主面)に突起部3aと平面部3bとを形成するようにする。
The procedure for forming the
具体的には、図3のステップS1と同様にして、原料から成形、焼成、HIP処理を経て誘電体基板3を形成し(ステップS11)、図3のステップS2と同様にして、誘電体基板3の一方の主面に電極を形成する(ステップS12)。
一方、絶縁体層5を形成する(ステップS13)。
そして、図3のステップS8と同様にして、誘電体基板3の電極4が設けられた主面と、絶縁体層5の主面と、を絶縁性接着剤を用いて接合する(ステップS14)。
Specifically, the
On the other hand, the
Then, similarly to step S8 of FIG. 3, the main surface of the
次に、図3のステップS3aと同様にして、誘電体基板3の電極4が設けられた主面と対向する側の主面を研磨し、その表面にレジストフィルムを貼り付け、感光させることで所望の形状のマスクを形成させる(ステップS15a)。
次に、図3のステップS3bと同様にして、サンドブラスト法を用いてマスクにより覆われていない部分を除去する(ステップS15b)。
Next, in the same manner as in step S3a of FIG. 3, the main surface of the
Next, similarly to step S3b of FIG. 3, the portion not covered with the mask is removed using the sandblast method (step S15b).
次に、図3のステップS3cと同様にして、マスクを除去する(ステップS15c)。 Next, the mask is removed in the same manner as in step S3c in FIG. 3 (step S15c).
次に、図3のステップS4と同様にして、突起部3aと平面部3bとを覆うように樹脂を被覆する(ステップS16)。
次に、図3のステップS5と同様にして、突起部3aの頂面に被覆された樹脂の表面(被処理物との接触面)が滑らかとなるように仕上げる(ステップS17)。
次に、図3のステップS6と同様にして、被覆された樹脂の切断及び除去を行うことで被覆部7を形成する(ステップS18)。
Next, in the same manner as in step S4 of FIG. 3, the resin is coated so as to cover the
Next, in the same manner as in step S5 in FIG. 3, the surface of the resin coated on the top surface of the
Next, similarly to step S6 of FIG. 3, the
次に、図3のステップS9と同様にして、必要に応じて被覆部7の表面などの洗浄を行う(ステップS19)。
尚、各手順のおける内容は、図3において例示をしたものと同様のためその説明は省略する。
Next, as in step S9 in FIG. 3, the surface of the
The contents in each procedure are the same as those illustrated in FIG.
1 静電チャック、1a 静電チャック、2 基台、3 誘電体基板、3a 突起部、3b 平面部、3c 空間、3d 位置、4 電極、5 絶縁体層、6 接合層、7 被覆部、8 流路、9 電線、10a 電源、10b 電源、11 貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrostatic chuck, 1a Electrostatic chuck, 2 bases, 3 dielectric substrate, 3a protrusion part, 3b plane part, 3c space, 3d position, 4 electrode, 5 insulator layer, 6 bonding layer, 7 coating | coated part, 8 Flow path, 9 wires, 10a power supply, 10b power supply, 11 through hole
Claims (9)
前記複数の突起部と、前記平面部と、を覆うように形成された被覆部と、
を備えた静電チャックであって、
前記被覆部の25℃における体積抵抗率は、1014Ωcm以上、1018Ωcm以下であり、
前記複数の突起部同士の間の前記平面部上の一部の領域には、前記平面部上に前記被覆部が形成されていない領域が設けられ、前記被覆部に残留する電荷の量を抑制すること、を特徴とする静電チャック。
A dielectric substrate having a plurality of protrusions formed on the main surface on the side on which the workpiece is placed, and a flat surface formed around the plurality of protrusions;
A covering portion formed to cover the plurality of protrusions and the planar portion;
An electrostatic chuck comprising:
The volume resistivity at 25 ° C. of the covering portion is 10 14 Ωcm or more and 10 18 Ωcm or less,
A region where the covering portion is not formed on the flat portion is provided in a partial region on the flat portion between the plurality of protrusions , thereby suppressing the amount of charge remaining on the covering portion. An electrostatic chuck characterized by comprising:
前記突起部と、前記平面部と、を覆うように樹脂を被覆し、
前記突起部の頂面に被覆された前記樹脂の表面の算術平均高さが、前記平面部の上面に被覆された前記樹脂の表面の算術平均高さより小さくなるように、前記突起部の頂面に被覆された前記樹脂の表面をポリッシュ加工し、
前記平面部の上面に被覆された前記樹脂の一部を切断し、
前記切断された樹脂を除去することで、前記樹脂が形成されていない領域が設けられた被覆部を形成して前記樹脂に残留する電荷の量を抑制すること、を特徴とする静電チャックの製造方法。
The main surface of the dielectric substrate opposite to the main surface on which the electrodes are provided is polished, a mask having a desired shape is provided on the main surface, and a portion not covered with the mask is removed using a sand blast method. To form a flat part and a protrusion,
A resin is coated so as to cover the protrusion and the flat portion,
The top surface of the protrusion so that the arithmetic average height of the surface of the resin coated on the top surface of the protrusion is smaller than the arithmetic average height of the surface of the resin coated on the top surface of the flat portion. Polishing the surface of the resin coated on
Cutting a part of the resin coated on the upper surface of the flat part,
An electrostatic chuck characterized in that, by removing the cut resin, a covering portion provided with a region where the resin is not formed is formed to suppress the amount of electric charge remaining on the resin . Production method.
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