JP5343802B2 - Electrostatic chuck device - Google Patents

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Description

本発明は、静電チャック装置に関し、さらに詳しくは、シリコンウエハ等の半導体基板にプラズマエッチング等の処理を施す際に用いて好適な静電チャック装置に関するものである。   The present invention relates to an electrostatic chuck device, and more particularly to an electrostatic chuck device suitable for use in performing a process such as plasma etching on a semiconductor substrate such as a silicon wafer.

近年、急速に進展するIT技術を支える半導体産業においては、素子の高集積化や高性能化が求められており、そのために、半導体製造プロセスにおいても微細加工技術の更なる向上が求められている。この半導体製造プロセスの中でもエッチング技術は、微細加工技術の重要な一つであり、近年では、エッチング技術の内でも、高効率かつ大面積の微細加工が可能なプラズマエッチング技術が主流となっている。   In recent years, in the semiconductor industry that supports IT technology, which is rapidly progressing, higher integration and higher performance of elements are required. For this reason, further improvement in microfabrication technology is also required in the semiconductor manufacturing process. . In this semiconductor manufacturing process, the etching technique is an important one of the microfabrication techniques. In recent years, the plasma etching technique capable of high-efficiency and large-area microfabrication has become the mainstream among the etching techniques. .

例えば、シリコンウエハを用いたLSIの製造プロセスにおいては、シリコンウエハの上にレジストでマスクパターンを形成し、このシリコンウエハを真空中に支持した状態で、この真空中に反応性ガスを導入し、この反応性ガスに高周波の電界を印加することにより、加速された電子がガス分子と衝突してプラズマ状態となり、このプラズマから発生するラジカル(フリーラジカル)とイオンをシリコンウエハと反応させて反応生成物として取り除くことにより、シリコンウエハに微細パターンを形成する技術である。   For example, in an LSI manufacturing process using a silicon wafer, a mask pattern is formed on the silicon wafer with a resist, and a reactive gas is introduced into the vacuum while the silicon wafer is supported in a vacuum. By applying a high-frequency electric field to this reactive gas, accelerated electrons collide with gas molecules to form a plasma state, and the radicals (free radicals) and ions generated from this plasma react with the silicon wafer to produce a reaction. This is a technique for forming a fine pattern on a silicon wafer by removing it as an object.

このプラズマエッチング装置等の半導体製造装置においては、従来から、試料台に簡単にシリコンウエハを取付け、固定するとともに、このシリコンウエハを所望の温度に維持する装置として静電チャック装置が使用されている。
このような静電チャック装置としては、例えば、シリコンウエハを固定する誘電体層として、ポリイミド等の有機系フィルムを用い、この有機系フィルムを絶縁性の接着剤を介して2枚のセラミック板材にて挟持し接着した構造の静電チャック装置が提案されている(特許文献1)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus such as a plasma etching apparatus, an electrostatic chuck apparatus is used as an apparatus for simply mounting and fixing a silicon wafer on a sample stage and maintaining the silicon wafer at a desired temperature. .
As such an electrostatic chuck device, for example, an organic film such as polyimide is used as a dielectric layer for fixing a silicon wafer, and the organic film is bonded to two ceramic plates through an insulating adhesive. There has been proposed an electrostatic chuck device having a structure in which it is sandwiched and bonded (Patent Document 1).

また、セラミック基体の上面をシリコンウエハを載置する載置面とし、内部に高融点金属からなる静電吸着用電極を埋設した静電チャック装置も提案されている(特許文献2)。また、シリコンウエハを載置するセラミック基体の表面にセラミック溶射膜を形成した静電チャック装置も提案されている。   There has also been proposed an electrostatic chuck device in which an upper surface of a ceramic substrate is a mounting surface on which a silicon wafer is mounted, and an electrostatic chucking electrode made of a refractory metal is embedded therein (Patent Document 2). There has also been proposed an electrostatic chuck device in which a ceramic sprayed film is formed on the surface of a ceramic substrate on which a silicon wafer is placed.

特公平5−87177号公報Japanese Patent Publication No. 5-87177 特開平9−283606号公報JP-A-9-283606

ところで、従来の様々な静電チャック装置では、次のような様々な問題点があった。
(1)誘電体層にポリイミド等の有機系フィルムを用いた装置では、ポリイミド等の有機系フィルムが安価ではあるものの、酸素系プラズマや腐食性ガスに対する耐性に弱く、また、有機系フィルムであるが故に機械的強度が弱く、使用時に放電等により破損する虞がある。この破損の頻度は高く、破損時にパーティクルが発生するために、生産性が低下するという問題点があった。
また、有機系接着剤を介して2枚のセラミック板材を接着した構造では、接着層を2層有することにより、各接着層の厚みのバラツキに起因するウエハ面内の温度バラツキが大きくなるという不具合が生じる虞がある。
By the way, various conventional electrostatic chuck devices have the following various problems.
(1) In an apparatus using an organic film such as polyimide for the dielectric layer, although an organic film such as polyimide is inexpensive, it is weak in resistance to oxygen plasma and corrosive gas, and is an organic film. Therefore, the mechanical strength is weak, and there is a risk of damage due to electric discharge during use. The frequency of this breakage is high, and particles are generated at the time of breakage, resulting in a problem that productivity is lowered.
In addition, in the structure in which two ceramic plates are bonded via an organic adhesive, there is a problem in that the temperature variation in the wafer surface due to the variation in the thickness of each adhesive layer increases due to having two adhesive layers. May occur.

(2)アルミニウム等の金属基体の表面に絶縁性セラミックスを溶射し、その上面に電極(金属)溶射膜及びセラミック溶射膜を形成した装置では、ポリイミド等の有機系フィルムを用いた装置と比較して酸素系プラズマに対する耐性や機械的強度が優れているものの、セラミック溶射膜の剥離等によりシリコンウエハに微細加工を施す際にパーティクル等が発生する虞があり、このパーティクル等は半導体デバイスの品質を低下させる要因になる。
(3)セラミック基体の内部に静電吸着用電極を埋設した装置では、ポリイミド等の有機系フィルムやセラミック溶射膜を用いた装置と比較して、プラズマの耐食性、機械的強度、パーティクルの点では優れているものの、製造が容易ではなく、製造コストも高く付く等の問題を有している。
(2) An apparatus in which an insulating ceramic is sprayed on the surface of a metal substrate such as aluminum, and an electrode (metal) sprayed film and a ceramic sprayed film are formed on the upper surface thereof, compared with an apparatus using an organic film such as polyimide. Although it has excellent resistance to oxygen-based plasma and mechanical strength, particles may be generated when fine processing is performed on a silicon wafer due to peeling of the ceramic sprayed film. It becomes a factor to reduce.
(3) In the device in which the electrode for electrostatic adsorption is embedded in the ceramic substrate, compared with the device using organic film such as polyimide or ceramic sprayed film, in terms of plasma corrosion resistance, mechanical strength, and particles Although it is excellent, it has problems such as difficulty in manufacturing and high manufacturing cost.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、酸素系プラズマや腐食性ガスに対する耐性及び耐絶縁性が高く、使用時の放電等による破損の頻度が低く、パーティクルの発生量も少なく、しかもウエハ面内の温度のバラツキが小さくかつ安価な静電チャック装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and has high resistance to oxygen plasma and corrosive gas and high insulation resistance, low frequency of damage due to discharge during use, and generation of particles. It is an object of the present invention to provide an electrostatic chuck apparatus that is small in quantity and has a small temperature variation in the wafer surface and is inexpensive.

本発明者等は、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、セラミック板状体に設けられた静電吸着用電極を、シート状またはフィルム状の第1の有機系接着剤層を介してシート状またはフィルム状の絶縁層により覆い、この絶縁層に、第2の有機系接着剤層を介して前記基台を接着し、さらに、絶縁層の外周部を、セラミック板状体の外周部より内側とするとともに、この絶縁層の外周部を第2の有機系接着剤層により覆うこととすれば、上記の課題を容易に解決することができることを知見し、本発明を完成するに到った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have used the electrostatic adsorption electrode provided on the ceramic plate-like body as the sheet-like or film-like first organic adhesive layer. Covered with a sheet-like or film-like insulating layer, and the base is bonded to the insulating layer via a second organic adhesive layer, and the outer peripheral portion of the insulating layer is made of a ceramic plate-like body It is found that the above problem can be easily solved if the outer periphery of the insulating layer is covered with the second organic adhesive layer while the inner periphery of the insulating layer is covered , and the present invention is completed. It reached.

すなわち、本発明の静電チャック装置は、セラミック板状体の一主面をウエハを載置する載置面とし、他の主面に静電吸着用電極を備えてなる静電チャック部と、前記他の主面側に設けられ前記セラミック板状体を支持する基台と、を備えてなる静電チャック装置において、
前記静電吸着用電極は、シート状またはフィルム状の第1の有機系接着剤層を介してシート状またはフィルム状の絶縁層により覆われており、この絶縁層に、第2の有機系接着剤層を介して前記基台が接着されており、
前記絶縁層の外周部は、前記セラミック板状体の外周部より内側にあるとともに、この絶縁層の外周部は前記第2の有機系接着剤層により覆われていることを特徴とする。
That is, in the electrostatic chuck device of the present invention, an electrostatic chuck part including one main surface of the ceramic plate-like body as a mounting surface on which a wafer is mounted and an electrostatic chucking electrode on the other main surface; An electrostatic chuck device comprising: a base provided on the other main surface side and supporting the ceramic plate-like body;
The electrode for electrostatic attraction is covered with a sheet-like or film-like insulating layer via a sheet-like or film-like first organic adhesive layer, and a second organic-based adhesive is attached to this insulating layer. The base is bonded through the agent layer ,
The outer peripheral part of the insulating layer is inside the outer peripheral part of the ceramic plate-like body, and the outer peripheral part of the insulating layer is covered with the second organic adhesive layer .

この静電チャック装置では、セラミック板状体に設けられた静電吸着用電極を、シート状またはフィルム状の第1の有機系接着剤層を介してシート状またはフィルム状の絶縁層により覆うことにより、第1の有機系接着剤層とシート状またはフィルム状の絶縁層との2層構造により静電吸着用電極を保護し、この静電吸着用電極の酸素系プラズマや腐食性ガスに対する耐性が高まり、シート状またはフィルム状の絶縁層により耐絶縁性も高まり、静電吸着用電極の耐電圧が向上する。 In this electrostatic chuck device, an electrostatic adsorption electrode provided on a ceramic plate is covered with a sheet-like or film-like insulating layer via a sheet-like or film-like first organic adhesive layer. Thus, the electrostatic adsorption electrode is protected by the two-layer structure of the first organic adhesive layer and the sheet-like or film-like insulating layer, and the electrostatic adsorption electrode is resistant to oxygen-based plasma and corrosive gas. is increased, resistance to dielectric edge of the sheet-shaped or film-shaped insulating layer also Ri heightened, withstand voltage of the electrostatic attraction electrodes is improved.

また、シート状またはフィルム状の絶縁層に、第2の有機系接着剤層を介して基台を接着したので、静電吸着用電極の平面形状によりシート状またはフィルム状の絶縁層上に現れた凹凸が第2の有機系接着剤層により平坦化され、酸素系プラズマや腐食性ガスに対する耐性及び耐絶縁性が高まり、使用時の放電等による破損の頻度が低く、パーティクルの発生量も少ない。
さらに、シート状またはフィルム状の絶縁層の外周部を、セラミック板状体の外周部より内側とし、この絶縁層の外周部を第2の有機系接着剤層により覆うこととしたことにより、このシート状またはフィルム状の絶縁層は、第2の有機系接着剤層により覆われて外部から保護されることとなり、シート状またはフィルム状の絶縁層の酸素系プラズマに対する耐性が向上し、酸素系プラズマによる腐食の虞もない。
以上により、酸素系プラズマや腐食性ガスに対する耐性及び耐絶縁性が高く、機械的強度も高く、使用時の放電等による破損の頻度が低く、パーティクルの発生量も少なく、しかも安価な静電チャック装置を提供することが可能になる。
In addition, since the base is bonded to the sheet-like or film-like insulating layer via the second organic adhesive layer, it appears on the sheet-like or film-like insulating layer due to the planar shape of the electrostatic adsorption electrode. The unevenness is flattened by the second organic adhesive layer, resistance to oxygen-based plasma and corrosive gas and insulation resistance are increased, the frequency of breakage due to discharge during use is low, and the amount of particles generated is small .
Furthermore, the outer peripheral portion of the sheet-like or film-like insulating layer is set inside the outer peripheral portion of the ceramic plate-like body, and the outer peripheral portion of the insulating layer is covered with the second organic adhesive layer. The sheet-like or film-like insulating layer is covered with the second organic adhesive layer to be protected from the outside, and the resistance of the sheet-like or film-like insulating layer to oxygen-based plasma is improved. There is no risk of corrosion by plasma.
Due to the above, electrostatic chucks with high resistance to oxygen-based plasma and corrosive gas, high mechanical strength, high mechanical strength, low frequency of breakage due to discharge during use, low particle generation, and low cost An apparatus can be provided.

前記第1の有機系接着剤層は、熱圧着にて貼着されたシート状またはフィルム状の有機系接着剤層であることを特徴とする。
この静電チャック装置では、第1の有機系接着剤層を、熱圧着にて貼着されたシート状またはフィルム状の有機系接着剤層とすることにより、第1の有機系接着剤層の厚みが均一になり、セラミック板状体と基台との間の熱伝導率が均一になる。これにより、載置されたウエハの冷却特性が均一化され、このウエハの面内温度が均一化される。
The first organic adhesive layer is a sheet-like or film-like organic adhesive layer attached by thermocompression bonding.
In this electrostatic chuck device, the first organic adhesive layer is made of a sheet-like or film-like organic adhesive layer adhered by thermocompression bonding. The thickness becomes uniform, and the thermal conductivity between the ceramic plate and the base becomes uniform. Thereby, the cooling characteristics of the mounted wafer are made uniform, and the in-plane temperature of the wafer is made uniform.

前記第2の有機系接着剤層の熱伝導率は0.25W/mk以上であり、前記第1の有機系接着剤層の熱伝導率及び前記シート状またはフィルム状の絶縁層の熱伝導率は、前記第2の有機系接着剤層の熱伝導率と同等またはそれ以下であることを特徴とする。
この静電チャック装置では、第2の有機系接着剤層の温度上昇を抑制し、酸素系プラズマや腐食性ガスによる腐食を防止する。
また、第1の有機系接着剤層の熱伝導率及びシート状またはフィルム状の絶縁層の熱伝導率を、第2の有機系接着剤層の熱伝導率と同等またはそれ以下とすることにより、第2の有機系接着剤層の厚みのバラツキによる熱伝達の影響が軽減され、載置されるウエハの温度の不均一が抑制され、このウエハの面内温度が均一化される。
The thermal conductivity of the second organic adhesive layer is 0.25 W / mk or more, the thermal conductivity of the first organic adhesive layer, and the thermal conductivity of the sheet-like or film-like insulating layer. Is equal to or less than the thermal conductivity of the second organic adhesive layer.
In this electrostatic chuck device, the temperature rise of the second organic adhesive layer is suppressed, and corrosion due to oxygen-based plasma or corrosive gas is prevented.
Also, by making the thermal conductivity of the first organic adhesive layer and the thermal conductivity of the sheet-like or film-like insulating layer equal to or lower than the thermal conductivity of the second organic adhesive layer The influence of heat transfer due to the variation in the thickness of the second organic adhesive layer is reduced, the non-uniformity of the temperature of the wafer to be placed is suppressed, and the in-plane temperature of the wafer is made uniform.

本発明の静電チャック装置によれば、静電吸着用電極を、シート状またはフィルム状の第1の有機系接着剤層を介してシート状またはフィルム状の絶縁層により覆い、この絶縁層に、第2の有機系接着剤層を介して基台を接着したので、静電吸着用電極が第1の有機系接着剤層とシート状またはフィルム状の絶縁層とにより2重に保護され、したがって、基台及び、側面の耐絶縁性を向上させることができ、静電吸着用電極の耐電圧を向上させることができる。したがって、使用時の放電等による破損の頻度が低く、破損時のパーティクルの発生量も少ない。 According to the electrostatic chuck device of the present invention, the electrostatic chucking electrode is covered with a sheet-like or film-like insulating layer via a sheet-like or film-like first organic adhesive layer, and the insulating layer is covered with this insulating layer. Since the base is bonded via the second organic adhesive layer, the electrostatic adsorption electrode is double protected by the first organic adhesive layer and the sheet-like or film-like insulating layer, Therefore, the insulation resistance of the base and the side surface can be improved, and the withstand voltage of the electrostatic chucking electrode can be improved. Therefore, the frequency of breakage due to discharge or the like during use is low, and the amount of particles generated at the time of breakage is small.

また、シート状またはフィルム状の絶縁層に、第2の有機系接着剤層を介して基台を接着したので、静電吸着用電極の平面形状の影響によりシート状またはフィルム状の絶縁層上に現れた凹凸形状を、第2の有機系接着剤層により平坦化することができる。
さらに、シート状またはフィルム状の絶縁層の外周部を、セラミック板状体の外周部より内側とし、この絶縁層の外周部を第2の有機系接着剤層により覆ったので、このシート状またはフィルム状の絶縁層を第2の有機系接着剤層により覆うことで外部から保護することができ、シート状またはフィルム状の絶縁層の酸素系プラズマに対する耐性を向上させることができ、酸素系プラズマによる腐食の虞もない。
以上により、酸素系プラズマや腐食性ガスに対する耐性及び耐絶縁性が高く、使用時の放電等による破損の頻度が低く、パーティクルの発生量も少なく、しかも安価な静電チャック装置を提供することができる。
In addition, since the base is bonded to the sheet-like or film-like insulating layer via the second organic adhesive layer, the surface of the sheet-like or film-like insulating layer is affected by the planar shape of the electrode for electrostatic adsorption. Can be flattened by the second organic adhesive layer.
Furthermore, since the outer peripheral portion of the sheet-like or film-like insulating layer is located inside the outer peripheral portion of the ceramic plate-like body, and the outer peripheral portion of this insulating layer is covered with the second organic adhesive layer, this sheet-like or The film-like insulating layer can be protected from the outside by covering it with the second organic adhesive layer, and the resistance of the sheet-like or film-like insulating layer to oxygen-based plasma can be improved. There is no risk of corrosion.
As described above, it is possible to provide an electrostatic chuck device that has high resistance to oxygen-based plasma and corrosive gas, high insulation resistance, low frequency of breakage due to discharge during use, low particle generation, and low cost. it can.

また、第1の有機系接着剤層を、熱圧着にて貼着されたシート状またはフィルム状の有機系接着剤層としたので、第1の有機系接着剤層の厚みを均一化することができ、セラミック板状体と基台との間の熱伝導率を均一化することができる。したがって、載置されたウエハの冷却特性を均一化することができ、このウエハの面内温度を均一化することができる。   In addition, since the first organic adhesive layer is a sheet-like or film-like organic adhesive layer adhered by thermocompression bonding, the thickness of the first organic adhesive layer is made uniform. And the thermal conductivity between the ceramic plate and the base can be made uniform. Therefore, the cooling characteristics of the mounted wafer can be made uniform, and the in-plane temperature of the wafer can be made uniform.

また、第2の有機系接着剤層の熱伝導率を0.25W/mk以上とし、第1の有機系接着剤層の熱伝導率及びシート状またはフィルム状の絶縁層の熱伝導率を、第2の有機系接着剤層の熱伝導率と同等またはそれ以下としたので、第2の有機系接着剤層の温度上昇を抑制することができ、酸素系プラズマや腐食性ガスによる腐食を防止することができる。
また、載置されるウエハの温度を均一化することができ、このウエハの面内温度を均一化することができる。
Further, the thermal conductivity of the second organic adhesive layer is 0.25 W / mk or more, and the thermal conductivity of the first organic adhesive layer and the thermal conductivity of the sheet-like or film-like insulating layer are: Since the thermal conductivity of the second organic adhesive layer is equal to or lower than that of the second organic adhesive layer, the temperature rise of the second organic adhesive layer can be suppressed and corrosion due to oxygen-based plasma or corrosive gas is prevented. can do.
Further, the temperature of the wafer to be placed can be made uniform, and the in-plane temperature of the wafer can be made uniform.

本発明の一実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electrostatic chuck apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の静電チャック装置の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the electrostatic chuck apparatus of one Embodiment of this invention.

本発明の静電チャック装置を実施するための形態について、図面に基づき説明する。
なお、この形態は、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。
The form for implementing the electrostatic chuck apparatus of this invention is demonstrated based on drawing.
This embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.

図1は、本発明の一実施形態の静電チャック装置を示す断面図であり、この静電チャック装置1は、上面(一主面)2aをウエハWを載置する載置面としたセラミック板状体2と、このセラミック板状体2の下面(他の主面)2b側に設けられた静電吸着用電極3とにより静電チャック部4が構成されている。
この静電吸着用電極3には、シート状またはフィルム状の(第1の)有機系接着剤層5を介してシート状またはフィルム状の絶縁層6が接着され、このシート状またはフィルム状の絶縁層6及び静電チャック部4には、(第2の)有機系接着剤層7を介して、静電チャック部4を支持するとともにウエハWを冷却するベース部(基台)8が接着されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electrostatic chuck device according to an embodiment of the present invention. This electrostatic chuck device 1 is a ceramic having an upper surface (one main surface) 2a as a mounting surface on which a wafer W is mounted. An electrostatic chuck portion 4 is constituted by the plate-like body 2 and the electrostatic chucking electrode 3 provided on the lower surface (other main surface) 2 b side of the ceramic plate-like body 2.
A sheet-like or film-like insulating layer 6 is bonded to the electrostatic adsorption electrode 3 via a sheet-like or film-like (first) organic adhesive layer 5, and the sheet-like or film-like insulating layer 6 is attached. A base portion (base) 8 that supports the electrostatic chuck portion 4 and cools the wafer W is bonded to the insulating layer 6 and the electrostatic chuck portion 4 via the (second) organic adhesive layer 7. Has been.

以下、この静電チャック装置1について詳細に説明する。
セラミック板状体2は、上面2aがシリコンウエハ等の各種ウエハWを載置する載置面とされたセラミックスからなる円板状のもので、絶縁性のセラミックス焼結体からなるものである。
このセラミックスとしては、体積固有抵抗が1013〜 1015Ω・cm程度で機械的な強度を有し、しかも酸素系プラズマや腐食性ガスに対する耐久性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、アルミナ(Al)焼結体、窒化アルミニウム(AlN)焼結体、アルミナ(Al)−炭化珪素(SiC)複合焼結体等が好適に用いられる。
このようなセラミックスを用いることにより、酸素系プラズマに対する耐プラズマ性、腐食性ガスに対する耐腐食性が向上し、機械的強度も向上し、パーティクルの発生が抑制される。
Hereinafter, the electrostatic chuck device 1 will be described in detail.
The ceramic plate-like body 2 is a disc-like one made of ceramics whose upper surface 2a is a mounting surface on which various wafers W such as silicon wafers are placed, and is made of an insulating ceramic sintered body.
This ceramic is not particularly limited as long as it has a volume resistivity of about 10 13 to 10 15 Ω · cm, mechanical strength, and durability against oxygen-based plasma and corrosive gas. For example, an alumina (Al 2 O 3 ) sintered body, an aluminum nitride (AlN) sintered body, an alumina (Al 2 O 3 ) -silicon carbide (SiC) composite sintered body, or the like is preferably used.
By using such ceramics, the plasma resistance against oxygen plasma and the corrosion resistance against corrosive gas are improved, the mechanical strength is also improved, and the generation of particles is suppressed.

このセラミック板状体2の厚みは0.3mm以上かつ2.0mm以下が好ましい。その理由は、セラミック板状体2の厚みが0.3mmを下回ると、セラミック板状体2の機械的強度を確保することができず、一方、セラミック板状体2の厚みが2.0mmを上回ると、電極面と吸着面との間の距離が増加し、吸着力が低下するとともに、セラミック板状体2の熱容量が大きくなり、載置されるウエハWとの熱交換効率が低下し、ウエハWの面内温度を所望の温度パターンに維持することが困難になるからである。   The thickness of the ceramic plate-like body 2 is preferably 0.3 mm or more and 2.0 mm or less. The reason is that if the thickness of the ceramic plate-like body 2 is less than 0.3 mm, the mechanical strength of the ceramic plate-like body 2 cannot be ensured, while the thickness of the ceramic plate-like body 2 is 2.0 mm. If it exceeds, the distance between the electrode surface and the adsorption surface increases, the adsorption force decreases, the heat capacity of the ceramic plate-like body 2 increases, and the heat exchange efficiency with the mounted wafer W decreases, This is because it becomes difficult to maintain the in-plane temperature of the wafer W in a desired temperature pattern.

静電吸着用電極3は、電荷を発生させて静電吸着力でウエハWをセラミック板状体2の載置面に固定するための静電チャック用電極として用いられるもので、その用途によって、その形状及び大きさが適宜調整される。
この静電吸着用電極3を構成する材料としては、非磁性材料である金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)等の金属、チタン、タングステン、モリブデン、白金等の高融点金属、グラファイト、カーボン等の炭素材料、炭化ケイ素(SiC)、窒化チタン(TiN)、炭化チタン(TiC)、炭化タングステン(WC)等の導電性セラミックス、TiC−Ni系、TiC−Co系、BC−Fe系等のサーメット等が好適に用いられる。これらの材料の熱膨張係数は、セラミック板状体2の熱膨張係数に出来るだけ近似していることが望ましい。
The electrostatic chucking electrode 3 is used as an electrostatic chuck electrode for generating a charge and fixing the wafer W to the mounting surface of the ceramic plate-like body 2 by electrostatic chucking force. The shape and size are adjusted as appropriate.
As a material constituting the electrode 3 for electrostatic adsorption, metals such as gold (Au), silver (Ag) and copper (Cu) which are nonmagnetic materials, refractory metals such as titanium, tungsten, molybdenum and platinum, Carbon materials such as graphite and carbon, conductive ceramics such as silicon carbide (SiC), titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), tungsten carbide (WC), TiC-Ni system, TiC-Co system, B 4 C -Fe-based cermets and the like are preferably used. It is desirable that the thermal expansion coefficient of these materials is as close as possible to the thermal expansion coefficient of the ceramic plate-like body 2.

この静電吸着用電極3の厚みは、特に限定されるものではないが、プラズマ発生用電極として使用する場合には、0.1μm以上かつ100μm以下が好ましく、特に好ましくは5μm以上かつ20μm以下である。その理由は、厚みが0.1μmを下回ると、充分な導電性を確保することができず、一方、厚みが100μmを越えると、セラミック板状体2と静電吸着用電極3との間の熱膨張率差に起因して、セラミック板状体2と静電吸着用電極3との接合界面にクラックが入り易くなるとともに、電極部とセラミック板状体との間の段差を第1の有機接着材で覆うことが出来なくなり、側面方向の絶縁性が低下するからである。
このような厚みの静電吸着用電極3は、スパッタ法や蒸着法等の成膜法、あるいはスクリーン印刷法等の塗工法により容易に形成することができる。
The thickness of the electrostatic adsorption electrode 3 is not particularly limited, but when used as a plasma generating electrode, it is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, particularly preferably 5 μm or more and 20 μm or less. is there. The reason is that if the thickness is less than 0.1 μm, sufficient conductivity cannot be ensured. On the other hand, if the thickness exceeds 100 μm, the gap between the ceramic plate-like body 2 and the electrostatic adsorption electrode 3 cannot be ensured. Due to the difference in thermal expansion coefficient, cracks are likely to occur at the bonding interface between the ceramic plate-like body 2 and the electrostatic adsorption electrode 3, and the step between the electrode portion and the ceramic plate-like body is made to be a first organic material. This is because it cannot be covered with an adhesive and the insulation in the side surface direction decreases.
The electrostatic adsorption electrode 3 having such a thickness can be easily formed by a film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method, or a coating method such as a screen printing method.

有機系接着剤層5は、アクリル、エポキシ、ポリエチレン等からなるシート状またはフィルム状の接着剤であり、熱圧着式の有機系接着剤シートまたはフィルムであることが好ましい。
その理由は、熱圧着式の有機系接着剤シートまたはフィルムは、静電吸着用電極3上に重ね合わせて、真空引きした後、熱圧着することにより、静電吸着用電極3との間に気泡等が生じ難く、したがって、剥がれ難くなり、静電チャック部4の吸着特性や耐電圧特性を良好に保持することができるからである。
The organic adhesive layer 5 is a sheet-like or film-like adhesive made of acrylic, epoxy, polyethylene, or the like, and is preferably a thermocompression-type organic adhesive sheet or film.
The reason is that an organic adhesive sheet or film of the thermocompression bonding type is placed on the electrostatic adsorption electrode 3, evacuated, and then thermocompression bonded to the electrostatic adsorption electrode 3. This is because bubbles and the like are not easily generated, and therefore are difficult to peel off, and the adsorption characteristics and voltage resistance characteristics of the electrostatic chuck portion 4 can be maintained well.

この有機系接着剤層5の厚みは、特に限定されるものではないが、接着強度及び取り扱い易さ等を考慮すると、40μm以上かつ100μm以下が好ましく、より好ましくは55μm以上かつ100μm以下である。
厚みが55μm以上かつ100μm以下であれば、より電極の界面との接着強度が向上し、さらに、この有機系接着剤層5の厚みがより均一になり、その結果、セラミック板状体と基台との間の熱伝導率が均一になり、載置されたウエハの冷却特性が均一化され、このウエハの面内温度が均一化される。
The thickness of the organic adhesive layer 5 is not particularly limited, but it is preferably 40 μm or more and 100 μm or less, more preferably 55 μm or more and 100 μm or less in view of adhesive strength, ease of handling, and the like.
If the thickness is 55 μm or more and 100 μm or less, the adhesion strength with the interface of the electrode is further improved, and the thickness of the organic adhesive layer 5 becomes more uniform. As a result, the ceramic plate and the base The thermal conductivity between the wafer and the wafer is made uniform, the cooling characteristics of the mounted wafer are made uniform, and the in-plane temperature of the wafer is made uniform.

なお、この有機系接着剤層5の厚みが40μmを下回ると、静電チャック部4とベース部8との間の熱伝導性は良好となるものの、接着層の熱軟化による電極の段差をカバーすることができなくなり、電極の界面との剥離が生じ易くなり、一方、厚みが100μmを超えると、静電チャック部4とベース部8との間の熱伝導性を十分確保することができなくなり、冷却効率が低下するので、好ましくない。   If the thickness of the organic adhesive layer 5 is less than 40 μm, the thermal conductivity between the electrostatic chuck portion 4 and the base portion 8 is improved, but the step of the electrode due to thermal softening of the adhesive layer is covered. It becomes difficult to peel off from the electrode interface, and if the thickness exceeds 100 μm, sufficient thermal conductivity between the electrostatic chuck portion 4 and the base portion 8 cannot be ensured. This is not preferable because the cooling efficiency is lowered.

このように、有機系接着剤層5をシート状またはフィルム状の接着剤としたことにより、有機系接着剤層5の厚みが均一化され、セラミック板状体2とベース部8との間の熱伝導率が均一になる。よって、ウエハWの冷却特性が均一化され、このウエハWの面内温度が均一化されることとなる。   Thus, by using the organic adhesive layer 5 as a sheet-like or film-like adhesive, the thickness of the organic adhesive layer 5 is made uniform, and the gap between the ceramic plate-like body 2 and the base portion 8 is increased. The thermal conductivity becomes uniform. Therefore, the cooling characteristics of the wafer W are made uniform, and the in-plane temperature of the wafer W is made uniform.

絶縁層6は、ポリイミド、ポリアミド、芳香族ポリアミド等の静電チャック部2における印加電圧に耐えうる絶縁性樹脂からなるシート状またはフィルム状の絶縁材であり、この絶縁層6の外周部は、セラミック板状体2の外周部より内側とされている。
このように、絶縁層6をセラミック板状体2より内側に設けることで、この絶縁層6の酸素系プラズマに対する耐プラズマ性、腐食性ガスに対する耐腐食性が向上し、パーティクル等の発生も抑制される。
The insulating layer 6 is a sheet-like or film-like insulating material made of an insulating resin that can withstand the applied voltage in the electrostatic chuck portion 2 such as polyimide, polyamide, aromatic polyamide, and the outer peripheral portion of the insulating layer 6 is The inner side of the outer periphery of the ceramic plate-like body 2 is set.
Thus, by providing the insulating layer 6 on the inner side of the ceramic plate-like body 2, the insulating layer 6 is improved in plasma resistance against oxygen-based plasma and corrosion resistance against corrosive gas, and suppresses generation of particles and the like. Is done.

この絶縁層6の厚みは、10μm以上かつ200μm以下が好ましく、より好ましくは10μm以上かつ70μm以下である。
この絶縁層6の厚みが10μmを下回ると、静電吸着用電極3に対する絶縁性が低下し、静電吸着力も弱くなり、ウエハWを載置面に良好に固定することができなくなるからであり、一方、厚みが200μmを超えると、静電チャック部4とベース部8との間の熱伝導性を十分確保することができなくなり、冷却効率が低下するからである。
The thickness of the insulating layer 6 is preferably 10 μm or more and 200 μm or less, more preferably 10 μm or more and 70 μm or less.
If the thickness of the insulating layer 6 is less than 10 μm, the insulation with respect to the electrode 3 for electrostatic attraction is lowered, the electrostatic attraction force is weakened, and the wafer W cannot be fixed to the mounting surface satisfactorily. On the other hand, if the thickness exceeds 200 μm, sufficient thermal conductivity between the electrostatic chuck portion 4 and the base portion 8 cannot be ensured, and the cooling efficiency decreases.

有機系接着剤層7は、静電チャック部4及び絶縁層6とベース部8とを接着・固定するとともに、静電吸着用電極3、有機系接着剤層5及び絶縁層6を覆うように設けられたことにより、酸素系プラズマや腐食性ガスから保護するものであり、耐プラズマ性が高く、熱伝導率が高く、ベース部8からの冷却効率が高い材料が好ましく、例えば、耐熱性、弾性に優れた樹脂であるシリコーン系樹脂組成物が好ましい。
このシリコーン系樹脂組成物は、シロキサン結合(Si−O−Si)を有するケイ素化合物であり、例えば、下記の式(1)または式(2)の化学式で表すことができる。
The organic adhesive layer 7 adheres and fixes the electrostatic chuck portion 4 and the insulating layer 6 to the base portion 8 and covers the electrostatic adsorption electrode 3, the organic adhesive layer 5 and the insulating layer 6. By being provided, it is intended to protect from oxygen-based plasma and corrosive gas, and is preferably a material having high plasma resistance, high thermal conductivity, and high cooling efficiency from the base portion 8, such as heat resistance, A silicone resin composition which is a resin excellent in elasticity is preferred.
This silicone resin composition is a silicon compound having a siloxane bond (Si—O—Si), and can be represented by, for example, a chemical formula of the following formula (1) or formula (2).

Figure 0005343802
但し、Rは、Hまたはアルキル基(C2n+1−:nは整数)である。
Figure 0005343802
Here, R is, H or an alkyl group (C n H 2n + 1 - : n is an integer) is.

Figure 0005343802
但し、Rは、Hまたはアルキル基(C2n+1−:nは整数)である。
Figure 0005343802
Here, R is, H or an alkyl group (C n H 2n + 1 - : n is an integer) is.

このようなシリコーン樹脂としては、特に、熱硬化温度が70℃〜140℃のシリコーン樹脂を用いることが好ましい。
ここで、熱硬化温度が70℃を下回ると、静電チャック部4及び絶縁層6とベース部8とを接合する際に、接合過程の途中で硬化が始まってしまい、接合作業に支障を来す虞があるので好ましくなく、一方、熱硬化温度が140℃を超えると、静電チャック部4及び絶縁層6とベース部8との熱膨張差を吸収することができず、セラミック板状体2の載置面における平坦度が低下するのみならず、静電チャック部4及び絶縁層6とベース部8との間の接合力が低下し、これらの間で剥離が生じる虞があるので好ましくない。
As such a silicone resin, it is particularly preferable to use a silicone resin having a thermosetting temperature of 70 ° C to 140 ° C.
Here, when the thermosetting temperature is lower than 70 ° C., when the electrostatic chuck portion 4 and the insulating layer 6 and the base portion 8 are joined, curing starts in the middle of the joining process, which hinders the joining work. On the other hand, if the thermosetting temperature exceeds 140 ° C., the difference in thermal expansion between the electrostatic chuck portion 4 and the insulating layer 6 and the base portion 8 cannot be absorbed, and the ceramic plate-like body 2 is preferable because not only the flatness on the mounting surface 2 is lowered, but also the bonding force between the electrostatic chuck portion 4 and the insulating layer 6 and the base portion 8 is lowered, and there is a possibility that peeling occurs between them. Absent.

有機系接着剤層7の熱伝導率は、0.25W/mk以上が好ましく、より好ましくは0.5W/mk以上である。
ここで、有機系接着剤層7の熱伝導率を0.25W/mk以上と限定した理由は、熱伝導率が0.25W/mk未満では、ベース部8からの冷却効率が低下し、静電チャック部4の上面2aに載置されるウエハWを効率的に冷却することができなくなるからである。
The thermal conductivity of the organic adhesive layer 7 is preferably 0.25 W / mk or more, more preferably 0.5 W / mk or more.
Here, the reason why the thermal conductivity of the organic adhesive layer 7 is limited to 0.25 W / mk or more is that if the thermal conductivity is less than 0.25 W / mk, the cooling efficiency from the base portion 8 is lowered, and static This is because the wafer W placed on the upper surface 2a of the electric chuck portion 4 cannot be efficiently cooled.

この第2の有機系接着剤層7の厚みは、50μm以上かつ300μm以下が好ましく、より好ましくは100μm以上かつ200μm以下である。
この第2の有機系接着剤層7の厚みが50μmを下回ると、薄くなりすぎる結果、接着強度を十分確保することができなくなり、絶縁層6及び静電チャック部4とベース部8との間で剥離等が生じる虞があり、一方、厚みが300μmを超えると、絶縁層6及び静電チャック部4とベース部8との間の熱伝導性を十分確保することができなくなり、冷却効率が低下するからである。
The thickness of the second organic adhesive layer 7 is preferably 50 μm or more and 300 μm or less, more preferably 100 μm or more and 200 μm or less.
When the thickness of the second organic adhesive layer 7 is less than 50 μm, it becomes too thin, and as a result, sufficient adhesive strength cannot be secured, and the insulating layer 6 and the electrostatic chuck portion 4 and the base portion 8 are not secured. On the other hand, if the thickness exceeds 300 μm, sufficient thermal conductivity between the insulating layer 6 and the electrostatic chuck portion 4 and the base portion 8 cannot be ensured, and the cooling efficiency is improved. It is because it falls.

さらに、上記の有機系接着剤層5の熱伝導率及び絶縁層6の熱伝導率を、有機系接着剤層7の熱伝導率と同等またはそれ以下とすることで、有機系接着剤層7の温度上昇を抑制することができ、この有機系接着剤層7の厚みのバラツキによる面内温度のバラツキを低減することができ、その結果、載置されるウエハWの温度を均一化することができ、このウエハWの面内温度を均一化することができるので、好ましい。   Furthermore, by making the thermal conductivity of the organic adhesive layer 5 and the thermal conductivity of the insulating layer 6 equal to or lower than the thermal conductivity of the organic adhesive layer 7, the organic adhesive layer 7 Temperature variation, the variation in the in-plane temperature due to the variation in the thickness of the organic adhesive layer 7 can be reduced, and as a result, the temperature of the wafer W to be mounted can be made uniform. This is preferable because the in-plane temperature of the wafer W can be made uniform.

この有機系接着剤層7には、平均粒径が1μm以上かつ10μm以下のフィラー、例えば、窒化アルミニウム(AlN)粒子の表面に酸化ケイ素(SiO)からなる被覆層が形成された表面被覆窒化アルミニウム(AlN)粒子が含有されていることが好ましい。
この表面被覆窒化アルミニウム(AlN)粒子は、シリコーン樹脂の熱伝導性を改善するために混入されたもので、その混入率を調整することにより、有機系接着剤層7の熱伝達率を制御することができる。
The organic adhesive layer 7 is a surface-coated nitride in which a coating layer made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the surface of a filler having an average particle size of 1 μm or more and 10 μm or less, for example, aluminum nitride (AlN) particles. It is preferable that aluminum (AlN) particles are contained.
The surface-coated aluminum nitride (AlN) particles are mixed to improve the thermal conductivity of the silicone resin, and the heat transfer rate of the organic adhesive layer 7 is controlled by adjusting the mixing rate. be able to.

ベース部8は、静電チャック部4を冷却し所望の温度パターンに調整することにより、載置されるウエハWを冷却して温度を調整するためのもので、厚みのある円板状のものであり、その躯体は外部の高周波電源(図示略)に接続されている。このベース部8の内部には、必要に応じて、冷却用あるいは温度調節用の水、絶縁性の冷媒を循環させる流路が形成されている。
また、吸着面とウエハとの間にHeガス、Nガス等の熱媒体を循環させる流路が形成されることもある。
The base portion 8 is for adjusting the temperature by cooling the electrostatic chuck portion 4 and adjusting it to a desired temperature pattern, thereby adjusting the temperature. The housing is connected to an external high-frequency power source (not shown). Inside the base portion 8, a flow path for circulating water for cooling or temperature adjustment and an insulating refrigerant is formed as necessary.
Further, a flow path for circulating a heat medium such as He gas or N 2 gas may be formed between the adsorption surface and the wafer.

このベース部8を構成する材料としては、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、金属−セラミックス複合材料のいずれかであれば特に制限はなく、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ステンレス鋼(SUS) 等が好適に用いられる。このベース部8の側面、すなわち少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理、もしくはアルミナ、イットリア等の絶縁性の溶射材料にて被覆されていることが好ましい。
このベース部8では、少なくともプラズマに曝される面にアルマイト処理または絶縁膜の成膜が施されていることにより、耐プラズマ性が向上する他、異常放電が防止され、したがって、耐プラズマ安定性が向上したものとなる。また、表面に傷が付き難くなるので、傷の発生を防止することができる。
The material constituting the base portion 8 is not particularly limited as long as it is one of a metal excellent in thermal conductivity, conductivity, and workability, and a metal-ceramic composite material. For example, aluminum (Al), copper ( Cu), stainless steel (SUS) and the like are preferably used. The side surface of the base portion 8, that is, at least the surface exposed to plasma, is preferably coated with an alumite treatment or an insulating thermal spray material such as alumina or yttria.
In this base portion 8, at least the surface exposed to the plasma is subjected to an alumite treatment or an insulating film, so that the plasma resistance is improved and abnormal discharge is prevented. Will be improved. Moreover, since it becomes difficult for a surface to be damaged, generation | occurrence | production of a damage | wound can be prevented.

次に、この静電チャック装置1の製造方法について説明する。
まず、公知の方法により、静電チャック部4と、ベース部8とを作製する。
静電チャック部4は、セラミック板状体2の下面2bを、例えばアセトンを用いて脱脂、洗浄し、この下面2bに、スパッタ法や蒸着法等の成膜法、あるいはスクリーン印刷法等の塗工法を用いて静電吸着用電極3を形成することで得ることができる。このセラミック板状体2の厚みは、ベース部8を貼り合わせ後の研削除去分を考慮して厚めにしておくことが好ましい。
Next, a method for manufacturing the electrostatic chuck device 1 will be described.
First, the electrostatic chuck part 4 and the base part 8 are produced by a known method.
The electrostatic chuck unit 4 degreases and cleans the lower surface 2b of the ceramic plate-like body 2 using, for example, acetone, and coats the lower surface 2b with a film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method, or a screen printing method. It can obtain by forming the electrode 3 for electrostatic attraction using a construction method. The thickness of the ceramic plate-like body 2 is preferably increased in consideration of the grinding removal after the base portion 8 is bonded.

また、ベース部8は、金属、金属−セラミックス複合材料のいずれかの材料に機械加工を施し、必要に応じてアルマイト処理または絶縁膜の成膜を施し、次いで、例えばアセトンを用いて脱脂、洗浄することで得ることができる。
次いで、シート状またはフィルム状の有機系接着剤とシート状またはフィルム状の絶縁材を用意し、これらをラミネート装置を用いて貼り合わせて仮接着し、シート状またはフィルム状の有機系接着剤付き絶縁材とする。
In addition, the base portion 8 is machined on any one of a metal and a metal-ceramic composite material, an alumite treatment or an insulating film is formed as necessary, and then degreased and cleaned using, for example, acetone. You can get it.
Next, a sheet-like or film-like organic adhesive and a sheet-like or film-like insulating material are prepared, and these are bonded together using a laminating apparatus and temporarily bonded, with a sheet-like or film-like organic adhesive. Use insulating material.

次いで、この有機系接着剤付き絶縁材を、プレス成形機を用いて、セラミック板状体2より小径の形状に型抜き加工する。
次いで、この型抜きした有機系接着剤付き絶縁材を、静電チャック部4の静電吸着用電極3に貼り付け、真空熱プレス機等の熱圧着装置を用いて、大気圧下、あるいは1Pa以下の減圧下にて、加温と同時に加圧(熱圧着)し、静電チャック部4の静電吸着用電極3上に有機系接着剤層5及び絶縁層6を熱圧着する。
Next, this insulating material with an organic adhesive is die-cut into a smaller diameter than the ceramic plate-like body 2 using a press molding machine.
Next, the punched insulating material with an organic adhesive is attached to the electrostatic chucking electrode 3 of the electrostatic chuck portion 4 and is used under atmospheric pressure or 1 Pa using a thermocompression bonding apparatus such as a vacuum hot press machine. Under the following reduced pressure, pressurization (thermocompression bonding) is performed simultaneously with heating, and the organic adhesive layer 5 and the insulating layer 6 are thermocompression bonded onto the electrostatic chucking electrode 3 of the electrostatic chuck portion 4.

次いで、ベース部8の静電チャック部4上の絶縁層6との接合面を、例えばアセトンを用いて脱脂、洗浄し、この接合面上にシリコーン系樹脂組成物を、例えばバーコータを用いて、一定の厚みになるように塗布する。
次いで、この塗布面に静電チャック部4上の絶縁層6を載置し、シリコーン系樹脂組成物を硬化させる。これにより、このシリコーン樹脂組成物の硬化体が有機系接着剤層7となる。
Next, the joint surface of the base portion 8 with the insulating layer 6 on the electrostatic chuck portion 4 is degreased and washed using, for example, acetone, and a silicone resin composition is used on the joint surface using, for example, a bar coater, Apply to a certain thickness.
Next, the insulating layer 6 on the electrostatic chuck portion 4 is placed on the coated surface, and the silicone resin composition is cured. Thereby, the cured body of the silicone resin composition becomes the organic adhesive layer 7.

次いで、セラミック板状体2の上面2aを研削加工し、セラミック板状体2の厚みを所望の厚みに調整する。
最後に、このセラミック板状体2の上面2aにドット加工を施し、ウエハWを載置する載置面とする。
以上により、本実施形態の静電チャック装置1を得ることができる。
Next, the upper surface 2a of the ceramic plate 2 is ground and the thickness of the ceramic plate 2 is adjusted to a desired thickness.
Finally, dot processing is performed on the upper surface 2a of the ceramic plate-like body 2 to obtain a mounting surface on which the wafer W is mounted.
As described above, the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment can be obtained.

図2は、本実施形態の静電チャック装置の変形例を示す断面図であり、この静電チャック装置11が上述した静電チャック装置1と異なる点は、静電吸着用電極3の下面及び側面を覆うように、シート状またはフィルム状の(第1の)有機系接着剤層12が形成され、この有機系接着剤層12の下面及び側面を覆うように、シート状またはフィルム状の絶縁層13が接着され、このシート状またはフィルム状の絶縁層13及び静電チャック部4には、有機系接着剤層7を介して、静電チャック部4を支持するとともにウエハWを冷却するベース部8が接着されている点である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modification of the electrostatic chuck device of the present embodiment. The electrostatic chuck device 11 is different from the electrostatic chuck device 1 described above in that the lower surface of the electrostatic chucking electrode 3 and A sheet-like or film-like (first) organic adhesive layer 12 is formed so as to cover the side surface, and a sheet-like or film-like insulation is provided so as to cover the lower surface and the side surface of the organic adhesive layer 12. A base 13 is attached to the insulating layer 13 and the electrostatic chuck portion 4 that support the electrostatic chuck portion 4 and cool the wafer W via the organic adhesive layer 7. The point is that the part 8 is adhered.

この静電チャック装置11においても、上述した静電チャック装置1と同様の効果を奏することができる。
しかも、静電吸着用電極3の下面及び側面を覆うように、シート状またはフィルム状の有機系接着剤層12を形成し、この有機系接着剤層12の下面及び側面を覆うように、シート状またはフィルム状の絶縁層13を接着したので、静電吸着用電極3の耐電圧を向上させることができる。
This electrostatic chuck device 11 can also achieve the same effects as the electrostatic chuck device 1 described above.
In addition, a sheet-like or film-like organic adhesive layer 12 is formed so as to cover the lower surface and side surfaces of the electrostatic adsorption electrode 3, and the sheet is formed so as to cover the lower surface and side surfaces of the organic adhesive layer 12. Since the insulating layer 13 in the form of a film or film is adhered, the withstand voltage of the electrostatic adsorption electrode 3 can be improved.

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited by these Examples.

「実施例1」
まず、SiCを8質量%含有するAl−SiC複合焼結体からなるセラミック板状体2を用意した。このセラミック板状体2の直径は298mm、厚みは2mmの円板状であった。
このセラミック板状体2の下面を、アセトンを用いて脱脂、洗浄し、この下面に、スクリーン印刷法を用いて導電ペーストFC415(藤倉化成社製)を塗布し、大気圧下、300℃にて10時間焼成し、厚みが10μmの静電吸着用電極を形成し、静電チャック部とした。
"Example 1"
First, a ceramic plate 2 made of an Al 2 O 3 —SiC composite sintered body containing 8% by mass of SiC was prepared. The ceramic plate-like body 2 had a disk shape with a diameter of 298 mm and a thickness of 2 mm.
The lower surface of the ceramic plate-like body 2 is degreased and washed with acetone, and a conductive paste FC415 (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) is applied to the lower surface using a screen printing method, and at 300 ° C. under atmospheric pressure. After baking for 10 hours, an electrode for electrostatic attraction having a thickness of 10 μm was formed to form an electrostatic chuck portion.

また、表面にアルマイト処理が施されたアルミニウムからなるベース部を用意した。このベース部の直径は395mm、厚みは29mmの円板状であった。   Moreover, the base part which consists of aluminum by which the alumite process was given to the surface was prepared. The base portion had a disk shape with a diameter of 395 mm and a thickness of 29 mm.

次いで、絶縁層となる厚み50μmのポリイミドフィルム 200H(東レデュポン社製)と、有機系接着剤層5となる厚み60μmのエポキシ系熱接着シートを用意し、これらをロールラミネータ(ラミネート装置)を用いて80℃にて仮接着し、有機系接着剤付き絶縁フィルムとした。
次いで、この有機系接着剤付き絶縁フィルムを、成形機を用いて、セラミック板状体2より小径の形状に型抜き加工した。
Next, a polyimide film 200H (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) having a thickness of 50 μm serving as an insulating layer and an epoxy thermal adhesive sheet having a thickness of 60 μm serving as an organic adhesive layer 5 are prepared. Was temporarily bonded at 80 ° C. to obtain an insulating film with an organic adhesive.
Next, this insulating film with an organic adhesive was die-cut into a smaller diameter than the ceramic plate-like body 2 using a molding machine.

次いで、この型抜きした有機系接着剤付き絶縁フィルムを、静電チャック部の静電吸着用電極に貼り付け、真空熱プレス機を用いて、1Pa以下の減圧下にて、160℃、5MPaの条件下にて熱圧着し、静電チャック部の静電吸着用電極上に有機系接着剤付き絶縁フィルムを熱圧着した。
この有機系接着剤付き絶縁フィルムは、可視光線に対して透明であるから、気泡の有無を容易に確認することができた。
Next, the die-insulated insulating film with an organic adhesive is attached to the electrostatic chucking electrode of the electrostatic chuck portion, and 160 ° C. and 5 MPa at a reduced pressure of 1 Pa or less using a vacuum hot press. Thermocompression bonding was performed under the conditions, and an insulating film with an organic adhesive was thermocompression bonded onto the electrostatic chucking electrode of the electrostatic chuck portion.
Since this insulating film with an organic adhesive was transparent to visible light, the presence or absence of bubbles could be easily confirmed.

次いで、ベース部の静電チャック部との接合面を、アセトンを用いて脱脂、洗浄し、この接合面上にシリコーン系樹脂組成物である窒化アルミニウム(AlN)を30体積%含むシリコン樹脂(AlN30v/v%−シリコン樹脂)をバーコータを用いて、厚み200μmで塗布した。
次いで、この塗布面に静電チャック部を載置して、上記のAlN30v/v%−シリコン樹脂を硬化させ、ベース部と静電チャック部とを接着・固定した。
次いで、静電チャック部の上面を研削加工し、セラミック板状体の厚みを0.5mmに調整した。
最後に、このセラミック板状体の上面にドット加工を施し、ウエハを載置する載置面とし、実施例1の静電チャック装置を得た。
Next, the bonding surface of the base portion with the electrostatic chuck portion is degreased and cleaned using acetone, and a silicon resin (AlN30v) containing 30% by volume of aluminum nitride (AlN) which is a silicone-based resin composition on the bonding surface. / V% -silicon resin) was applied with a thickness of 200 μm using a bar coater.
Next, an electrostatic chuck portion was placed on the coated surface, the AlN 30 v / v% -silicon resin was cured, and the base portion and the electrostatic chuck portion were bonded and fixed.
Next, the upper surface of the electrostatic chuck portion was ground and the thickness of the ceramic plate was adjusted to 0.5 mm.
Finally, dot processing was performed on the upper surface of the ceramic plate-like body to obtain a mounting surface on which the wafer is mounted, and the electrostatic chuck device of Example 1 was obtained.

この静電チャック装置の有機系接着剤付き絶縁フィルムの厚みの面内ばらつきは、2μmであった。
また、このようにして作製された静電チャック装置10個について、有機系接着剤付き絶縁フィルムの厚みのばらつきを求めたところ、5μmであった。
In-plane variation in the thickness of the insulating film with an organic adhesive of this electrostatic chuck device was 2 μm.
Further, regarding the 10 electrostatic chuck devices thus produced, the variation in the thickness of the insulating film with an organic adhesive was determined to be 5 μm.

「実施例2」
厚み60μmのエポキシ系熱接着シートを、厚み100μmのエポキシ系熱接着シートに替えた他は、実施例1と同様にして、実施例2の静電チャック装置を得た。
"Example 2"
An electrostatic chuck device of Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that the epoxy thermal adhesive sheet having a thickness of 60 μm was replaced with an epoxy thermal adhesive sheet having a thickness of 100 μm.

この静電チャック装置の有機系接着剤付き絶縁フィルムの厚みの面内ばらつきは、2μmであった。
また、このようにして作製された静電チャック装置10個について、有機系接着剤付き絶縁フィルムの厚みのばらつきを求めたところ、5μmであった。
In-plane variation in the thickness of the insulating film with an organic adhesive of this electrostatic chuck device was 2 μm.
Further, regarding the 10 electrostatic chuck devices thus produced, the variation in the thickness of the insulating film with an organic adhesive was determined to be 5 μm.

「比較例」
型抜きした熱接着シートの替わりにシリコーン系接着剤:AlN30v/v%−シリコン樹脂を用いた他は、実施例1と同様にして、比較例の静電チャック装置を得た。
この静電チャック装置のシリコーン系接着剤層の厚みの面内ばらつきは、30μmであり、実施例1、2の静電チャック装置よりばらつきが大きかった。
また、静電チャック装置10個について、シリコーン系接着剤層の厚みのばらつきを求めたところ、50μmであり、実施例1、2の静電チャック装置よりばらつきが大きかった。
"Comparative example"
An electrostatic chuck device of a comparative example was obtained in the same manner as in Example 1 except that a silicone-based adhesive: AlN 30 v / v% -silicon resin was used instead of the punched thermal adhesive sheet.
In-plane variation of the thickness of the silicone adhesive layer of this electrostatic chuck device was 30 μm, which was larger than that of the electrostatic chuck devices of Examples 1 and 2.
Moreover, when the variation of the thickness of the silicone adhesive layer was determined for 10 electrostatic chuck devices, it was 50 μm, which was larger than the electrostatic chuck devices of Examples 1 and 2.

1 静電チャック装置
2 セラミック板状体
2a 上面(一主面)
2b 下面(他の主面)
3 静電吸着用電極
4 静電チャック部
5 (第1の)有機系接着剤層
6 絶縁層
7 (第2の)有機系接着剤層
8 ベース部(基台)
11 静電チャック装置
12 (第1の)有機系接着剤層
13 絶縁層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrostatic chuck apparatus 2 Ceramic plate-shaped body 2a Upper surface (one main surface)
2b Bottom surface (other main surface)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Electrode for electrostatic adsorption 4 Electrostatic chuck part 5 (1st) organic adhesive layer 6 Insulating layer 7 (2nd) organic adhesive layer 8 Base part (base)
11 Electrostatic chuck device 12 (First) organic adhesive layer 13 Insulating layer

Claims (3)

セラミック板状体の一主面をウエハを載置する載置面とし、他の主面に静電吸着用電極を備えてなる静電チャック部と、前記他の主面側に設けられ前記セラミック板状体を支持する基台と、を備えてなる静電チャック装置において、
前記静電吸着用電極は、シート状またはフィルム状の第1の有機系接着剤層を介してシート状またはフィルム状の絶縁層により覆われており、この絶縁層に、第2の有機系接着剤層を介して前記基台が接着されており、
前記絶縁層の外周部は、前記セラミック板状体の外周部より内側にあるとともに、この絶縁層の外周部は前記第2の有機系接着剤層により覆われていることを特徴とする静電チャック装置。
One main surface of the ceramic plate-shaped body is a mounting surface on which a wafer is placed, and the other main surface is provided with an electrostatic chuck electrode, and the ceramic provided on the other main surface side In an electrostatic chuck device comprising a base that supports a plate-like body,
The electrode for electrostatic attraction is covered with a sheet-like or film-like insulating layer via a sheet-like or film-like first organic adhesive layer, and a second organic-based adhesive is attached to this insulating layer. The base is bonded through the agent layer ,
The outer peripheral portion of the insulating layer is inside the outer peripheral portion of the ceramic plate-like body, and the outer peripheral portion of the insulating layer is covered with the second organic adhesive layer. Chuck device.
前記第1の有機系接着剤層は、熱圧着にて貼着されたシート状またはフィルム状の有機系接着剤層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。   2. The electrostatic chuck device according to claim 1, wherein the first organic adhesive layer is a sheet-like or film-like organic adhesive layer attached by thermocompression bonding. 前記第2の有機系接着剤層の熱伝導率は0.25W/mk以上であり、前記第1の有機系接着剤層の熱伝導率及び前記シート状またはフィルム状の絶縁層の熱伝導率は、前記第2の有機系接着剤層の熱伝導率と同等またはそれ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。   The thermal conductivity of the second organic adhesive layer is 0.25 W / mk or more, the thermal conductivity of the first organic adhesive layer, and the thermal conductivity of the sheet-like or film-like insulating layer. The electrostatic chuck apparatus according to claim 1, wherein is equal to or less than a thermal conductivity of the second organic adhesive layer.
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