JP5504924B2 - 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、半導体ウエハ等の板状試料を静電気力により吸着固定する際に好適に用いられ、半導体製造プロセスにおける物理気相成長法(PVD)や化学気相成長法(CVD)による成膜処理、プラズマエッチング等のエッチング処理、露光処理等の各種工程においても、板状試料における面内温度分布が小さく、プラズマ印加に伴う経時的な温度変化の調整や広い温度範囲での温度の調整が可能であり、局所的な温度制御も可能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, is used suitably when a plate-like sample such as a semiconductor wafer is adsorbed and fixed by electrostatic force, and is used in physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition in a semiconductor manufacturing process. Even in various processes such as film deposition by phase growth (CVD), etching such as plasma etching, and exposure, the in-plane temperature distribution in the plate-like sample is small, and adjustment of temperature changes with time due to plasma application is possible. The present invention relates to an electrostatic chuck apparatus capable of adjusting a temperature in a wide temperature range and capable of local temperature control.
近年、半導体製造プロセスにおいては、素子の高集積化や高性能化に伴い、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。
このプラズマエッチング技術はドライエッチング技術の一種であり、加工対象となる固体材料の上にレジストでマスクパターンを形成し、この固体材料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)とイオンを固体材料と反応させて反応生成物として取り除くことにより、固体材料に微細パターンを形成する技術である。
In recent years, in semiconductor manufacturing processes, further improvement of microfabrication technology has been demanded along with higher integration and higher performance of elements. 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. .
This plasma etching technique is a kind of dry etching technique. A mask pattern is formed with a resist on a solid material to be processed, and this solid material is supported in a vacuum. By introducing and applying a high-frequency electric field to this reactive gas, the accelerated electrons collide with gas molecules to form a plasma state, and radicals (free radicals) and ions generated from this plasma react with the solid material. This is a technique for forming a fine pattern in a solid material by removing it as a reaction product.
一方、原料ガスをプラズマの働きで化合させ、得られた化合物を基板の上に堆積させる薄膜成長技術の一つとしてプラズマCVD法がある。この方法は、原料分子を含むガスに高周波の電界を印加することによりプラズマ放電させ、このプラズマ放電にて加速された電子によって原料分子を分解させ、得られた化合物を堆積させる成膜方法である。低温では熱的励起だけでは起こらなかった反応も、プラズマ中では、系内のガスが相互に衝突し活性化されラジカルとなるので、可能となる。
プラズマエッチング装置、プラズマCVD装置等のプラズマを用いた半導体製造装置においては、従来から、試料台に簡単にウエハを取付け、固定するとともに、この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。
On the other hand, there is a plasma CVD method as one of thin film growth techniques in which source gases are combined by the action of plasma and the obtained compound is deposited on a substrate. This method is a film forming method in which plasma discharge is performed by applying a high-frequency electric field to a gas containing source molecules, source molecules are decomposed by electrons accelerated by the plasma discharge, and the obtained compound is deposited. . Reactions that did not occur only at thermal excitation at low temperatures are also possible in the plasma because the gases in the system collide with each other and are activated to become radicals.
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus using plasma such as a plasma etching apparatus and a plasma CVD apparatus, an electrostatic chuck apparatus is used as an apparatus for simply mounting and fixing a wafer on a sample stage and maintaining the wafer at a desired temperature. Is used.
ところで、従来のプラズマエッチング装置では、静電チャック装置に固定されたウエハにプラズマを照射すると、このウエハの表面温度が上昇する。そこで、この表面温度の上昇を抑えるために、静電チャック装置の温度調整用ベース部に水等の冷却媒体を循環させてウエハを下側から冷却しているが、この際、プラズマによるウエハへの入熱のウエハ面内のばらつきにより、ウエハの面内で温度分布が発生する。例えば、ウエハの中心部では温度が高くなり、縁辺部では温度が低くなる。
また、プラズマエッチング装置の構造や方式の違い等により、ウエハの面内温度分布に差が生じる。
ウエハの面内温度分布を調整する方法としては、従来より、ウエハと静電チャックの吸着面との間にヘリウム等のガスを流動させることにより、面内でガス圧力を調整する静電チャック装置が知られている(特許文献1)。
また、ウエハと静電チャックの吸着面との間の接触面積を調整することにより、ウエハの面内温度分布を調整することのできる静電チャック装置も提案されている。
By the way, in the conventional plasma etching apparatus, when the wafer fixed to the electrostatic chuck apparatus is irradiated with plasma, the surface temperature of the wafer rises. Therefore, in order to suppress the increase in the surface temperature, a cooling medium such as water is circulated through the temperature adjustment base of the electrostatic chuck device to cool the wafer from the lower side. Due to variations in the heat input in the wafer surface, a temperature distribution is generated in the wafer surface. For example, the temperature increases at the center of the wafer and decreases at the edge.
In addition, a difference occurs in the in-plane temperature distribution of the wafer due to differences in the structure and method of the plasma etching apparatus.
As a method for adjusting the in-plane temperature distribution of the wafer, conventionally, an electrostatic chuck device that adjusts the gas pressure in the surface by flowing a gas such as helium between the wafer and the adsorption surface of the electrostatic chuck. Is known (Patent Document 1).
There has also been proposed an electrostatic chuck device capable of adjusting the in-plane temperature distribution of the wafer by adjusting the contact area between the wafer and the chucking surface of the electrostatic chuck.
また、静電チャック部と温度調整用ベース部との間にヒータ部材を取り付けたヒータ機能付き静電チャック装置も提案されている(特許文献2)。このヒータ機能付き静電チャック装置は、ウエハ内に局所的に温度分布を作ることができるので、ウエハの面内温度分布を膜堆積速度やプラズマエッチング速度に合わせて設定することにより、ウエハ上へのパターン形成などの局所的な膜形成や局所的なプラズマエッチングを効率よく行なうことができる。
静電チャック装置にヒータを取り付ける方法としては、静電チャックであるセラミック内にヒータを焼き込む方法や、静電チャックの吸着面の裏側、すなわちセラミック板状体の裏面にスクリーン印刷法にてヒータ材料を所定のパターンにて塗布し、加熱硬化させる方法がある。
An electrostatic chuck device with a heater function in which a heater member is attached between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion has also been proposed (Patent Document 2). Since this electrostatic chuck device with a heater function can create a temperature distribution locally within the wafer, the wafer surface temperature distribution can be set on the wafer by setting it according to the film deposition rate and plasma etching rate. Thus, local film formation such as pattern formation and local plasma etching can be performed efficiently.
As a method of attaching the heater to the electrostatic chuck device, the heater is baked into the ceramic as the electrostatic chuck, or the back side of the adsorption surface of the electrostatic chuck, that is, the back surface of the ceramic plate body by screen printing. There is a method in which a material is applied in a predetermined pattern and cured by heating.
ところで、上述した従来のヘリウム等のガスを用いたウエハの面内温度分布を調整する静電チャック装置やウエハと静電チャックの吸着面との間の接触面積を調整した静電チャック装置では、局所的な温度制御を行うことが難しいという問題点があった。
また、従来のヒータ機能付き静電チャック装置では、ヒータの急速な昇降温により、静電チャック部や温度調整用ベース部やヒータ自体にクラックが発生することがあり、静電チャック装置としての耐久性が不十分であるという問題点があった。
By the way, in the electrostatic chuck device for adjusting the in-plane temperature distribution of the wafer using the above-described conventional gas such as helium or the electrostatic chuck device for adjusting the contact area between the wafer and the chucking surface of the electrostatic chuck, There was a problem that it was difficult to perform local temperature control.
In addition, in conventional electrostatic chuck devices with a heater function, cracks may occur in the electrostatic chuck, the temperature adjustment base, and the heater itself due to rapid heating and lowering of the heater. There was a problem that the property was insufficient.
また、ヒータを設置することにより、ヒータに給電するための電源、温度コントローラ、プラズマ発生の際の高周波をカットするフィルタが必要になり、装置が複雑で価格も高くなるという問題点があった。 In addition, the installation of a heater necessitates a power source for supplying power to the heater, a temperature controller, and a filter that cuts high frequencies when plasma is generated, resulting in a problem that the apparatus is complicated and expensive.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、プラズマエッチング装置等の処理装置に適用した場合に、シリコンウエハ等の板状試料の面内に局所的な温度分布を生じさせることにより、プラズマ印加に伴うシリコンウエハ等の板状試料の局所的な温度制御を行うことが可能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 in view of the above circumstances, and when applied to a processing apparatus such as a plasma etching apparatus, causes a local temperature distribution in the plane of a plate-like sample such as a silicon wafer. Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrostatic chuck device capable of performing local temperature control of a plate-like sample such as a silicon wafer accompanying plasma application.
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、静電チャック部と温度調整用ベース部との間の全面または一部分に絶縁性を有する有機フィルムを設け、この有機フィルムの設ける位置及び厚みを面内で調整することで、静電チャック部と温度調整用ベース部との熱伝達を調整することによりウエハ載置面の温度分布を調整した構成とすれば、シリコンウエハ等の板状試料の面内に局所的な温度分布を生じさせることができ、ヘリウムガス圧の面内調整やヒータ機能が無い状態においても、広い温度範囲のシリコンウエハ等の板状試料の調整を行うことができ、さらに、板状試料の局所的な温度制御を行う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 present inventors provided an organic film having an insulating property on the entire surface or a part between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion, and this organic film. If the temperature distribution on the wafer mounting surface is adjusted by adjusting the heat transfer between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion by adjusting the position and thickness of the wafer, the silicon wafer It is possible to generate a local temperature distribution in the surface of a plate-like sample such as silicon wafers, and to adjust the plate-like sample such as a silicon wafer in a wide temperature range even without in-plane adjustment of the helium gas pressure or heater function. In addition, the inventors have found that local temperature control of a plate-like sample can be performed, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の静電チャック装置は、一主面を板状試料を載置する載置面とするとともに静電吸着用内部電極を内蔵した静電チャック部と、この静電チャック部を所望の温度に調整する温度調整用ベース部と、これら静電チャック部と温度調整用ベース部との間の全面または一部分に設けられた絶縁性を有する有機フィルムとを備え、前記有機フィルムの設ける位置及び厚みを面内で調整することにより前記載置面における温度分布を調整してなり、前記有機フィルムは、前記温度調整用ベース部の一主面に第1の接着剤層を介して接着されるとともに、前記静電チャック部の他の主面に第2の接着剤層を介して接着され、前記第1の接着剤層及び前記第2の接着剤層の熱伝導率は、前記有機フィルムの熱伝導率より大であることを特徴とする。 That is, the electrostatic chuck device of the present invention has an electrostatic chuck portion in which one main surface is a mounting surface on which a plate-like sample is placed and an internal electrode for electrostatic adsorption is built in, and the electrostatic chuck portion is desired. A temperature adjusting base portion that adjusts to the temperature of the substrate, and an insulating organic film provided on the entire surface or a part between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion, and a position where the organic film is provided And adjusting the thickness in-plane to adjust the temperature distribution on the mounting surface , and the organic film is bonded to one main surface of the temperature-adjusting base portion via a first adhesive layer. And is bonded to the other main surface of the electrostatic chuck portion via a second adhesive layer, and the thermal conductivity of the first adhesive layer and the second adhesive layer is determined by the organic film. wherein the more the thermal conductivity is larger To.
この静電チャック装置では、静電チャック部と温度調整用ベース部との間の全面または一部分に絶縁性を有する有機フィルムを設け、この有機フィルムの設ける位置及び厚みを面内で調整することにより静電チャック部の載置面における温度分布を調整したことにより、この有機フィルムの厚みが厚い箇所では、静電チャック部の載置面に対して垂直方向の熱伝達が小さくなり、静電チャック部を温度調整用ベース部により温度調整した場合に、載置面の温度は有機フィルムの厚みが薄い箇所より温度が高くなる。これにより、これら静電チャック部と温度調整用ベース部との間の熱伝達を有機フィルムの設ける位置及び厚みで制御することが可能となる。よって、有機フィルムの設ける位置及び厚みを面内で調整することにより、静電チャック部の載置面における温度分布を制御することが可能となる。 In this electrostatic chuck device, an organic film having an insulating property is provided on the entire surface or a part between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion, and the position and thickness of the organic film are adjusted in-plane. By adjusting the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion, heat transfer in the direction perpendicular to the mounting surface of the electrostatic chuck portion is reduced at a portion where the thickness of the organic film is thick. When the temperature of the part is adjusted by the temperature adjusting base part, the temperature of the mounting surface is higher than the part where the thickness of the organic film is thin. Thereby, it becomes possible to control the heat transfer between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion by the position and thickness of the organic film. Therefore, it is possible to control the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion by adjusting the position and thickness of the organic film in the plane.
また、第1の接着剤層及び第2の接着剤層の熱伝導率を有機フィルムの熱伝導率より大としたことにより、これら有機フィルム、第1の接着剤層及び第2の接着剤層を含む全体の熱伝達が、有機フィルムの有する熱伝導率により容易に制御されることとなり、よって、静電チャック部と温度調整用ベース部との間の熱伝達を有機フィルムの厚みを調整することで容易に制御することが可能となる。よって、有機フィルムの厚みを面内で調整することにより、静電チャック部の載置面における温度分布を容易に制御することが可能となる。 Further, by making the thermal conductivity of the first adhesive layer and the second adhesive layer larger than the thermal conductivity of the organic film, the organic film, the first adhesive layer, and the second adhesive layer. The total heat transfer including the heat transfer is easily controlled by the thermal conductivity of the organic film, and thus the heat transfer between the electrostatic chuck and the temperature adjusting base is adjusted to the thickness of the organic film. It becomes possible to control easily. Therefore, it is possible to easily control the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion by adjusting the thickness of the organic film in the plane.
本発明の静電チャック装置において、前記有機フィルムは、面内の所望の領域の厚みを変更するか、または、面内の所望の領域に第2の絶縁性を有する有機フィルムを1層以上積層してなることを特徴とする。 In the electrostatic chuck device of the present invention, the organic film is formed by changing the thickness of a desired region in the surface or laminating one or more organic films having a second insulating property in the desired region in the surface. It is characterized by becoming.
この静電チャック装置では、有機フィルムの面内の所望の領域の厚みを変更するか、または、この有機フィルムの面内の所望の領域に第2の絶縁性を有する有機フィルムを1層以上積層したことにより、有機フィルムの面内の所望の領域の厚みを容易に変えることが可能となる。よって、有機フィルムの面内の所望の領域の厚みを変えることにより、静電チャック部の載置面における温度分布を、容易に変えることが可能となる。 In this electrostatic chuck device, the thickness of a desired region in the surface of the organic film is changed, or one or more organic films having a second insulating property are laminated in the desired region in the surface of the organic film. This makes it possible to easily change the thickness of a desired region in the plane of the organic film. Therefore, the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion can be easily changed by changing the thickness of a desired region in the surface of the organic film.
本発明の静電チャック装置において、前記第1の接着剤層は、シート状またはフィルム状の接着剤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の接着剤層を、シート状またはフィルム状の接着剤としたことにより、第1の接着剤層の厚みを精度良くかつ容易に制御することが可能となり、静電チャック部と温度調整用ベース部との間の熱伝達をさらに精度良くかつ容易に制御することが可能となる。よって、静電チャック部の載置面における温度分布をさらに精度良くかつ容易に制御することが可能となる。
In the electrostatic chuck device of the present invention, the first adhesive layer is a sheet-like or film-like adhesive.
In this electrostatic chuck device, since the first adhesive layer is a sheet or film adhesive, the thickness of the first adhesive layer can be accurately and easily controlled. It becomes possible to control the heat transfer between the electric chuck portion and the temperature adjusting base portion more accurately and easily. Therefore, it becomes possible to control the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion more accurately and easily.
本発明の静電チャック装置において、前記静電チャック部の厚みは、0.7mm以上かつ3.0mm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、静電チャック部の厚みを0.7mm以上かつ3.0mm以下とすることにより、この静電チャック部に十分な強度を付与するとともに、静電チャック部自体の熱容量が小さくなり、載置される板状試料の熱応答性も優れ、また静電チャックの横方向の熱伝達を抑制することが可能であり、シリコンウエハ等の板状試料内で所望の温度分布を得るものとなる。
In the electrostatic chuck device of the present invention, the thickness of the electrostatic chuck portion is 0.7 mm or more and 3.0 mm or less.
In this electrostatic chuck apparatus, by setting the thickness of the electrostatic chuck portion to 0.7 mm or more and 3.0 mm or less, sufficient strength is given to the electrostatic chuck portion, and the heat capacity of the electrostatic chuck portion itself is increased. The plate-shaped sample to be mounted is excellent in thermal responsiveness, and it is possible to suppress the heat transfer in the lateral direction of the electrostatic chuck, and the desired temperature distribution can be obtained in the plate-shaped sample such as a silicon wafer. To get.
本発明の静電チャック装置によれば、静電チャック部と温度調整用ベース部との間の全面または一部分に絶縁性を有する有機フィルムを設け、この有機フィルムの設ける位置及び厚みを面内で調整することにより、静電チャック部の載置面における温度分布を調整したので、静電チャック部と温度調整用ベース部との間の熱伝達を有機フィルムの設ける位置及び厚みで制御することができる。したがって、静電チャック部の載置面における温度分布を制御することができ、この載置面に載置される板状試料の面内温度分布を小さくすることができ、広い温度範囲での温度の調整を行うことができる。 According to the electrostatic chuck device of the present invention, an organic film having an insulating property is provided on the entire surface or a part between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion, and the position and thickness of the organic film are set in the plane. By adjusting the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion, the heat transfer between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion can be controlled by the position and thickness of the organic film. it can. Therefore, the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion can be controlled, the in-plane temperature distribution of the plate sample placed on the mounting surface can be reduced, and the temperature in a wide temperature range can be reduced. Adjustments can be made.
また、有機フィルムの面内の所望の領域の厚みを変更するか、または、この有機フィルムの面内の所望の領域に第2の絶縁性を有する有機フィルムを1層以上積層したこととすれば、有機フィルムの面内の所望の領域の厚みを容易に変えることができる。したがって、静電チャック部の載置面における温度分布を容易に変えることができる。 Moreover, if the thickness of the desired area | region in the surface of an organic film is changed, or suppose that the organic film which has 2nd insulation was laminated | stacked on the desired area | region in the surface of this organic film. The thickness of the desired region in the plane of the organic film can be easily changed. Therefore, the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion can be easily changed.
また、第1の接着剤層を、シート状またはフィルム状の接着剤とすれば、静電チャック部と温度調整用ベース部との間の熱伝達をさらに精度良くかつ容易に制御することができる。したがって、静電チャック部の載置面における温度分布をさらに精度良くかつ容易に制御することができる。
また、静電チャック部の厚みを0.7mm以上かつ3.0mm以下とすれば、この静電チャック部に十分な強度を付与することができ、その熱容量を小さくすることができ、載置される板状試料の熱応答性も向上させることができ、また、静電チャックの横方向の熱伝達を抑制することができ、シリコンウエハ等の板状試料内で所望の温度分布を得ることができる。
Further, if the first adhesive layer is a sheet-like or film-like adhesive, the heat transfer between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion can be controlled more accurately and easily. . Therefore, the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion can be controlled with higher accuracy and ease.
Moreover, if the thickness of the electrostatic chuck portion is 0.7 mm or more and 3.0 mm or less, sufficient strength can be imparted to the electrostatic chuck portion, its heat capacity can be reduced, and the electrostatic chuck portion can be placed. The thermal responsiveness of the plate sample can be improved, and the heat transfer in the lateral direction of the electrostatic chuck can be suppressed, and a desired temperature distribution can be obtained in the plate sample such as a silicon wafer. it can.
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、円板状の静電チャック部2と、この静電チャック部2を所望の温度に調整する厚みのある円板状の温度調整用ベース部3と、これら静電チャック部2と温度調整用ベース部3との間に設けられた耐熱性を有する絶縁性有機フィルム4と、この絶縁性有機フィルム4を温度調整用ベース部3に接着するシート接着材(第1の接着剤層)5と、この絶縁性有機フィルム4を静電チャック部2に接着する(第2の)接着剤層6とから主として構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electrostatic chuck device according to an embodiment of the present invention. The electrostatic chuck device 1 includes a disk-shaped
静電チャック部2は、上面が半導体ウエハ等の板状試料Wを載置する載置面とされた載置板11と、この載置板11と一体化され該載置板11を支持する支持板12と、これら載置板11と支持板12との間に設けられた静電吸着用内部電極13及び静電吸着用内部電極13の周囲を絶縁する絶縁材層14と、支持板12を貫通するようにして設けられ静電吸着用内部電極13に直流電圧を印加する給電用端子15とにより構成されている。
The
これら載置板11および支持板12は、重ね合わせた面の形状を同じくする円板状のもので、酸化アルミニウム−炭化ケイ素(Al2O3−SiC)複合焼結体、酸化アルミニウム(Al2O3)焼結体、窒化アルミニウム(AlN)焼結体、等の機械的な強度を有し、腐食性ガス及びそのプラズマに対する耐久性を有する絶縁性のセラミックス焼結体からなるものである。
この載置板11の載置面には、直径が板状試料の厚みより小さい突起部16が複数個形成され、これらの突起部16が板状試料Wを支える構成になっている。
The mounting
A plurality of
これら載置板11及び支持板12の合計の厚み、即ち、静電チャック部2の厚みは0.7mm以上かつ3.0mm以下が好ましい。その理由は、静電チャック部2の厚みが0.7mmを下回ると、静電チャック部2の機械的強度を確保することができず、一方、静電チャック部2の厚みが3.0mmを上回ると、静電チャック部2の横方向の熱移動が増加し、所定の面内温度分布が得られないとともに、熱容量が増加することにより、熱応答性が劣化するからである。
The total thickness of the mounting
静電吸着用内部電極13は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料を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、その形状や、大きさが適宜調整される。
この静電吸着用内部電極13は、酸化アルミニウム−炭化タンタル(Al2O3−Ta4C5)導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−タングステン(Al2O3−W)導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−炭化ケイ素(Al2O3−SiC)導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タングステン(AlN−W)導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タンタル(AlN−Ta)導電性複合焼結体等の導電性セラミックス、あるいは、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)等の高融点金属により形成されている。
The
The
この静電吸着用内部電極13の厚みは、特に限定されるものではないが、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、載置板11及び支持板12と静電吸着用内部電極13との間の熱膨張率差に起因して、載置板11と支持板12との接合界面にクラックが入り易くなるからである。
このような厚みの静電吸着用内部電極13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 attraction
The electrostatic adsorption
絶縁材層14は、静電吸着用内部電極13を囲繞して腐食性ガス及びそのプラズマから静電吸着用内部電極13を保護するとともに、載置板11と支持板12との境界部、すなわち静電吸着用内部電極13以外の外周部領域を接合一体化するものであり、載置板11及び支持板12を構成する材料と同一組成または主成分が同一の絶縁材料により構成されている。
The insulating material layer 14 surrounds the electrostatic adsorption
給電用端子15は、静電吸着用内部電極13に直流電圧を印加するために設けられた棒状のもので、この給電用端子15の材料としては、耐熱性に優れた導電性材料であれば特に制限されるものではないが、熱膨張係数が静電吸着用内部電極13及び支持板12の熱膨張係数に近似したものが好ましく、例えば、静電吸着用内部電極13を構成している導電性セラミックス、あるいは、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、コバール合金等の金属材料が好適に用いられる。
The
この給電用端子15は、絶縁性を有する碍子17により温度調整用ベース部3に対して絶縁されている。
そして、この給電用端子15は支持板12に接合一体化され、さらに、載置板11と支持板12とは、静電吸着用内部電極13及び絶縁材層14により接合一体化されて静電チャック部2を構成している。
The
The
温度調整用ベース部3は、静電チャック部2を所望の温度に調整するためのもので、金属および/またはセラミックスからなる厚みのある円板状のものである。 この温度調整用ベース部3としては、例えば、その内部に水を循環させる流路(図示略)が形成された水冷ベース等が好適である。
この温度調整用ベース部3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、またはこれらの金属を含む複合材であれば特に制限はなく、例えば、アルミニウム(Al)、アルミニウム合金、銅(Cu)、銅合金、ステンレス鋼(SUS) 等が好適に用いられる。この温度調整用ベース部3の少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理が施されているか、あるいはアルミナ等の絶縁膜が成膜されていることが好ましい。
The temperature adjusting base portion 3 is for adjusting the
The material constituting the temperature adjusting base 3 is not particularly limited as long as it is a metal excellent in thermal conductivity, conductivity, and workability, or a composite material containing these metals. For example, aluminum (Al) Aluminum alloy, copper (Cu), copper alloy, stainless steel (SUS) and the like are preferably used. It is preferable that at least the surface of the temperature adjusting base portion 3 exposed to the plasma is anodized or an insulating film such as alumina is formed.
絶縁性有機フィルム4は、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性及び絶縁性を有するフィルム状の樹脂が好ましい。
この絶縁性有機フィルム4の面内の厚みのバラツキは、10μm以内が好ましい。
ここで、絶縁性有機フィルム4の面内の厚みのバラツキが10μm以上であると、厚みの大小により温度分布に高低の差が生じ、その結果、絶縁性有機フィルム4の厚み調整による温度制御に悪影響を及ぼすので、好ましくない。
The insulating organic film 4 is preferably a film-like resin having heat resistance and insulating properties, such as polyimide resin, silicone resin, and epoxy resin.
The in-plane thickness variation of the insulating organic film 4 is preferably within 10 μm.
Here, if the in-plane thickness variation of the insulating organic film 4 is 10 μm or more, a difference in temperature distribution occurs depending on the thickness, and as a result, temperature control by adjusting the thickness of the insulating organic film 4 is achieved. Since it has a bad influence, it is not preferable.
この絶縁性有機フィルム4では、その面内の所望の領域である周縁部4aの厚みが中心部4bの厚みより厚くなるように設定されている。例えば、周縁部4aの厚みは、中心部4bの厚みの1.5〜3倍になるように設定されている。
In this insulating organic film 4, the thickness of the
この絶縁性有機フィルム4の熱伝導率は、0.05W/mk以上かつ0.3W/mk以下が好ましく、より好ましくは0.1W/mk以上かつ0.2W/mk以下である。
ここで、熱伝導率が0.3W/mkより大きい場合には、第2の接着層との熱伝導率の差が減少し、面内の温度差をつけるのが難しくなるので好ましくなく、一方、熱伝導率が0.05W/mkより小さい場合には、静電チャック部2から温度調整用ベース部3へ熱が伝達し難くなり、その結果、静電チャック部2と温度調整用ベース部3との間の熱伝達が制御され、冷却特性が低下するとともに、ウエハ面内の温度制御が難しくなるので好ましくない。
The thermal conductivity of the insulating organic film 4 is preferably 0.05 W / mk or more and 0.3 W / mk or less, more preferably 0.1 W / mk or more and 0.2 W / mk or less.
Here, when the thermal conductivity is larger than 0.3 W / mk, the difference in thermal conductivity with the second adhesive layer is reduced, and it is difficult to make an in-plane temperature difference, which is not preferable. When the thermal conductivity is smaller than 0.05 W / mk, it becomes difficult to transfer heat from the
この絶縁性有機フィルム4では、周縁部4aの厚みを中心部4bの厚みより厚くすることにより、この周縁部4aでは、中心部4bより垂直方向の熱伝達が小さくなり、静電チャック部2を温度調整用ベース部3により温度調整した場合に、載置面の周縁部における温度は、中心部における温度より高くなる。これにより、これら静電チャック部2と温度調整用ベース部3との間の熱伝達を、絶縁性有機フィルム4の周縁部4aの厚みと中心部4bの厚みとの差により制御することが可能となる。よって、静電チャック部2の載置面における温度分布を制御することが可能となる。
In this insulating organic film 4, the
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21は、面内の厚みが均一な耐熱性を有する絶縁性有機フィルム22の面内の所望の領域である周縁部22aに、(第2の)耐熱性を有する絶縁性有機フィルム23を積層した絶縁性有機フィルム積層体24とした点が上記の静電チャック装置1と異なる点であり、その他の点については静電チャック装置1と全く同様である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modified example of the electrostatic chuck device of the present embodiment. The
絶縁性有機フィルム23は、絶縁性有機フィルム22と必ずしも材質が同一である必要はないが、積層体としたときの接着強度を考慮すると、絶縁性有機フィルム22と同一の材質であることが好ましい。
この絶縁性有機フィルム23の厚みは、絶縁性有機フィルム22の厚みの0.5〜3倍になるように設定されている。
The insulating organic film 23 is not necessarily made of the same material as that of the insulating
The thickness of the insulating organic film 23 is set to be 0.5 to 3 times the thickness of the insulating
この絶縁性有機フィルム積層体24においても、静電チャック部2と温度調整用ベース部3との間の熱伝達を、絶縁性有機フィルム22の厚みと、絶縁性有機フィルム22、23合計の厚みとの差により制御することが可能となる。よって、静電チャック部2の載置面における温度分布を制御することが可能となる。
Also in this insulating
シート接着材5は、絶縁性有機フィルム4を温度調整用ベース部3に固定するシート状(あるいはフィルム状)の接着材であり、その材質としては、耐熱性及び絶縁性を有する材料であるシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる接着剤が好ましい。
特に、シリコン樹脂を成分とする接着剤は、200℃までの耐熱性を有し、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を成分とする接着剤と比較して伸びが大きく、静電チャック部2と温度調整用ベース部3との間の応力を緩和することができ、しかも熱伝達が高いため、好ましい。
The
In particular, an adhesive containing silicon resin as a component has heat resistance up to 200 ° C., and has a larger elongation than an adhesive containing epoxy resin or polyimide resin as a component. The stress with the base portion 3 can be relaxed, and heat transfer is high, which is preferable.
接着剤層6は、絶縁性有機フィルム4を静電チャック部2に固定するもので、その材質としては、耐熱性及び絶縁性を有する材料であるシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる接着剤、あるいは、これらの樹脂に絶縁性の窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al2O3)等の熱伝導性フイラーを添加した複合樹脂等からなる接着剤が好ましい。
特に、シリコーン樹脂を成分とする接着剤は、200℃までの耐熱性を有し、他の耐熱性接着剤であるエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を成分とする接着剤と比較して伸びが大きく、静電チャック部2と温度調整用ベース部3との間の応力を緩和することができ、しかも熱伝導率が高いので、好ましい。
The adhesive layer 6 is for fixing the insulating organic film 4 to the
In particular, an adhesive containing a silicone resin as a component has a heat resistance up to 200 ° C., and has a large elongation compared to an adhesive containing an epoxy resin or a polyimide resin, which are other heat-resistant adhesives. The stress between the
このシート接着材5及び接着剤層6各々の熱伝導率は、絶縁性有機フィルム4の熱伝導率より大である必要があり、0.1W/mk以上かつ1W/mk以下が好ましく、より好ましくは0.2W/mk以上かつ0.5W/mk以下である。
ここで、シート接着材5及び接着剤層6各々の熱伝導率が0.1W/mKより低いと、静電チャック部2から温度調整用ベース部3までの間の温度調整効率が悪く、静電チャック部2からシート接着材5及び接着剤層6を経由して温度調整用ベース部3へ至る部分の熱伝導が小さくなり、静電チャック部2及び板状試料の温度が下がり難くなるので好ましくない。
The thermal conductivity of each of the
Here, if the thermal conductivity of each of the
一方、シート接着材5及び接着剤層6各々の熱伝導率が1W/mKを超えると、静電チャック部2から温度調整用ベース部3までの間の温度調整効率が高くなり過ぎてしまい、静電チャック部2からシート接着材5及び接着剤層6を経由して温度調整用ベース部3へ至る部分の熱伝導が大きくなり、プラズマ照射等により発生した熱量のほとんどが温度調整用ベース部3へ流れてしまい、板状試料の温度が上昇し難くなるので好ましくない。
On the other hand, when the thermal conductivity of each of the
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、酸化アルミニウム−炭化ケイ素(Al2O3−SiC)複合焼結体により板状の載置板11及び支持板12を作製する。この場合、炭化ケイ素粉末及び酸化アルミニウム粉末を含む混合粉末を所望の形状に成形し、その後、例えば1600℃〜2000℃の温度、非酸化性雰囲気、好ましくは不活性雰囲気下にて所定時間、焼成することにより、載置板11及び支持板12を得ることができる。
Next, a method for manufacturing the electrostatic chuck device 1 will be described.
First, the plate-shaped mounting
次いで、支持板12に、給電用端子15を嵌め込み保持するための固定孔を複数個形成する。
次いで、給電用端子15を、支持板12の固定孔に密着固定し得る大きさ、形状となるように作製する。この給電用端子15の作製方法としては、例えば、給電用端子15を導電性複合焼結体とした場合、導電性セラミックス粉末を、所望の形状に成形して加圧焼成する方法等が挙げられる。
Next, a plurality of fixing holes for fitting and holding the
Next, the
このとき、給電用端子15に用いられる導電性セラミックス粉末としては、静電吸着用内部電極13と同様の材質からなる導電性セラミックス粉末が好ましい。
また、給電用端子15を金属とした場合、高融点金属を用い、研削法、粉末治金等の金属加工法等により形成する方法等が挙げられる。
At this time, the conductive ceramic powder used for the
In addition, when the
次いで、給電用端子15が嵌め込まれた支持板12の表面の所定領域に、給電用端子15に接触するように、上記の導電性セラミックス粉末等の導電材料をテレピノールとエチルセルロース等とを含む有機溶媒に分散した静電吸着用内部電極形成用塗布液を塗布し、乾燥して、静電吸着用内部電極形成層とする。
この塗布法としては、均一な厚さに塗布する必要があることから、スクリーン印刷法等を用いることが望ましい。また、他の方法としては、蒸着法あるいはスパッタリング法により上記の高融点金属の薄膜を成膜する方法、上記の導電性セラミックスあるいは高融点金属からなる薄板を配設して静電吸着用内部電極形成層とする方法等がある。
Next, an organic solvent containing terpinol and ethyl cellulose as a conductive material such as the conductive ceramic powder so as to come into contact with the
As this coating method, it is desirable to use a screen printing method or the like because it is necessary to apply the film to a uniform thickness. Other methods include forming a thin film of the above-mentioned refractory metal by vapor deposition or sputtering, or arranging an electroconductive ceramic or refractory metal thin plate to provide an internal electrode for electrostatic adsorption. There is a method of forming a formation layer.
また、支持板12上の静電吸着用内部電極形成層を形成した領域以外の領域に、絶縁性、耐腐食性、耐プラズマ性を向上させるために、載置板11及び支持板12と同一組成または主成分が同一の粉末材料を含む絶縁材層を形成する。この絶縁材層は、例えば、載置板11及び支持板12と同一組成または主成分が同一の絶縁材料粉末をテレピノールとエチルセルロース等とを含む有機溶媒に分散した塗布液を、上記所定領域にスクリーン印刷等で塗布し、乾燥することにより形成することができる。
Further, in order to improve insulation, corrosion resistance, and plasma resistance in a region other than the region where the internal electrode forming layer for electrostatic attraction is formed on the
次いで、支持板12上の静電吸着用内部電極形成層及び絶縁材層の上に載置板11を重ね合わせ、次いで、これらを高温、高圧下にてホットプレスして一体化する。このホットプレスにおける雰囲気は、真空、あるいはAr、He、N2等の不活性雰囲気が好ましい。また、圧力は5〜10MPaが好ましく、温度は1600℃〜1850℃が好ましい。
Next, the mounting
このホットプレスにより、静電吸着用内部電極形成層は焼成されて導電性複合焼結体からなる静電吸着用内部電極13となる。同時に、支持板12及び載置板11は、絶縁材層14を介して接合一体化される。
また、給電用端子15は、高温、高圧下でのホットプレスで再焼成され、支持板12の固定孔に密着固定される。
そして、これら接合体の上下面、外周およびガス穴等を機械加工し、静電チャック部2とする。
By this hot pressing, the internal electrode forming layer for electrostatic adsorption is fired to become the
In addition, the
Then, the upper and lower surfaces, outer periphery, gas holes, and the like of these joined bodies are machined to form an
一方、温度調整用ベース部3の静電チャック部2との接合面を、例えばアセトンを用いて脱脂、洗浄し、この接合面上の所定位置にシート接着材5、絶縁性有機フィルム4を順次重ね合わせる。
この絶縁性有機フィルム4の替わりに絶縁性有機フィルム積層体24を用い、温度調整用ベース部3の静電チャック部2との接合面上の所定位置にシート接着材5、絶縁性有機フィルム積層体24を順次重ね合わせることとしてもよい。
On the other hand, the joint surface of the temperature adjusting base portion 3 with the
An insulating
次いで、シート接着材5及び絶縁性有機フィルム4が積層された温度調整用ベース部3上に、接着剤層6を形成するためのシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる接着剤を塗布する。この接着剤の塗布量は、静電チャック部2と温度調整用ベース部3とがスペーサにより一定の間隔を保持した状態で接合一体化できるように、所定量の範囲内とする。
この接着剤の塗布方法としては、ヘラ等を用いて手動で塗布する他、バーコート法、スクリーン印刷法等を用いることができる。
Next, an adhesive made of a silicone resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or the like for forming the adhesive layer 6 is applied on the temperature adjusting base portion 3 on which the
As a method for applying the adhesive, a bar coating method, a screen printing method, or the like can be used in addition to manual application using a spatula or the like.
塗布後、静電チャック部2と温度調整用ベース部3とを接着剤を介して重ね合わせる。この際、立設した給電用端子15を、温度調整用ベース部3中に穿孔された給電用端子収容孔(図示略)に挿入する。
次いで、静電チャック部2と温度調整用ベース部3との間隔がスペーサの厚みになるまで落し込み、押し出された余分な接着剤を除去する。
落し込む際の温度は、接着剤の流動性が最も得られる温度下で行うのが好ましい。この落し込みの過程で接着剤が硬化し、接着剤層6となる。
After the application, the
Subsequently, the
It is preferable that the dropping temperature is a temperature at which the fluidity of the adhesive is most obtained. In the process of dropping, the adhesive is cured to form an adhesive layer 6.
以上により、静電チャック部2及び温度調整用ベース部3は、シート接着材5、絶縁性有機フィルム4及び接着剤層6を介して接合一体化され、本実施形態の静電チャック装置1が得られることとなる。
また、温度調整用ベース部3の静電チャック部2との接合面上の所定位置にシート接着材5、絶縁性有機フィルム積層体24を順次重ね合わせることとすれば、静電チャック装置21が得られる。
As described above, the
Further, if the
このようにして得られた静電チャック装置1、21は、静電チャック部2と温度調整用ベース部3との間の熱伝達を絶縁性有機フィルム4または絶縁性有機フィルム積層体24の厚みで制御することができる。したがって、静電チャック部2の載置面における温度分布を制御することができ、この載置面に載置される板状試料Wの面内温度分布を小さくすることができ、その結果、プラズマ印加等に起因する経時的な温度変化の調整や広い温度範囲での温度の調整を行うことができる。
The
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」
(静電チャック装置の作製)
公知の方法により、内部に厚み20μmの静電吸着用内部電極が埋設された静電チャック部を作製した。
この静電チャック部の載置板は、炭化ケイ素を8質量%含有する酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、直径は298mm、厚みは0.5mmの円板状であった。また、この載置板の静電吸着面を、高さが30μmの多数の突起部を形成することで凹凸面とし、これらの突起部の頂面を板状試料の保持面とし、凹部と静電吸着された板状試料との間に形成される溝に冷却ガスを流すことができるようにした。
"Example 1"
(Production of electrostatic chuck device)
An electrostatic chuck portion in which an internal electrode for electrostatic adsorption having a thickness of 20 μm was embedded was manufactured by a known method.
The mounting plate of the electrostatic chuck portion was an aluminum oxide-silicon carbide composite sintered body containing 8% by mass of silicon carbide, and had a disk shape with a diameter of 298 mm and a thickness of 0.5 mm. In addition, the electrostatic chucking surface of the mounting plate is formed as a concavo-convex surface by forming a large number of protrusions having a height of 30 μm, and the top surface of these protrusions is used as a holding surface for the plate-like sample, A cooling gas can be made to flow in a groove formed between the electroadsorbed plate-like sample.
また、支持板も載置板と同様、炭化ケイ素を8質量%含有する酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、直径は298mm、厚みは1.0mmの円板状であった。
これら載置板及び支持板を接合一体化することにより、静電チャック部の全体の厚みは1.5mmとなっていた。
The support plate was also an aluminum oxide-silicon carbide composite sintered body containing 8% by mass of silicon carbide, similar to the mounting plate, and had a disk shape with a diameter of 298 mm and a thickness of 1.0 mm.
By joining and integrating the mounting plate and the support plate, the overall thickness of the electrostatic chuck portion was 1.5 mm.
一方、直径330mm、高さ30mmのアルミニウム製の温度調整用ベース部を、機械加工により作製した。この温度調整用ベース部の内部には冷媒を循環させる流路(図示略)を形成した。
次いで、温度調整用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、この接合面上の所定位置に、エポキシ樹脂からなる直径200mm、厚み20μmのシート接着材、ポリイミド樹脂からなる直径200mm、厚み50μmの絶縁性有機フィルムを順次重ね合わせた。
On the other hand, an aluminum temperature adjusting base portion having a diameter of 330 mm and a height of 30 mm was produced by machining. A flow path (not shown) for circulating the refrigerant was formed inside the temperature adjustment base.
Next, the bonding surface of the temperature adjusting base portion with the electrostatic chuck portion is degreased and washed with acetone, and a sheet adhesive having a diameter of 200 mm and a thickness of 20 μm made of an epoxy resin is formed at a predetermined position on the bonding surface, Insulating organic films made of polyimide resin having a diameter of 200 mm and a thickness of 50 μm were sequentially stacked.
次いで、シート接着材及び絶縁性有機フィルムが積層された温度調整用ベース部上に、スクリーン印刷法によりシリコーン樹脂系接着剤を厚み300μmとなるように塗布し、次いで、静電チャック部と温度調整用ベース部とを接着剤を介して重ね合わせた。
次いで、静電チャック部と温度調整用ベース部との間隔が200μmになるまで落し込んだ。
次いで、大気中、120℃にて5時間保持し、シリコーン樹脂系接着剤を硬化させて静電チャック部と温度調整用ベース部とを接合させ、実施例1の静電チャック装置を作製した。
Next, a silicone resin adhesive is applied to a thickness of 300 μm by a screen printing method on the temperature adjustment base portion on which the sheet adhesive and the insulating organic film are laminated, and then the electrostatic chuck portion and the temperature adjustment are performed. The base for use was superposed via an adhesive.
Subsequently, it dropped until the space | interval of an electrostatic chuck part and the base part for temperature control became 200 micrometers.
Subsequently, it hold | maintained at 120 degreeC in air | atmosphere for 5 hours, the silicone resin adhesive was hardened, the electrostatic chuck part and the base part for temperature control were joined, and the electrostatic chuck apparatus of Example 1 was produced.
(評価)
この静電チャック装置の温度調整用ベース部の流路に冷媒(20℃)を30L/分の流速にて流し、この載置板上に温度測定用のシリコンウエハを載置し、真空装置内にてウエハ上面に設置したヒータによりウエハ表面の熱流速が2.0W/m2となるように加熱し、このウエハの表面温度を測定した。
(Evaluation)
A coolant (20 ° C.) is caused to flow at a flow rate of 30 L / min through the flow path of the temperature adjustment base portion of the electrostatic chuck device, and a silicon wafer for temperature measurement is placed on the placement plate. The wafer surface was heated by a heater installed on the upper surface of the wafer so that the heat flow rate on the wafer surface was 2.0 W / m 2, and the surface temperature of the wafer was measured.
この加熱の評価結果によれば、ウエハの中心部の温度が50℃であり、外周部の温度が40℃であることが分かった。したがって、静電チャック部の載置面における温度分布を制御することができた。 According to this heating evaluation result, it was found that the temperature at the center of the wafer was 50 ° C. and the temperature at the outer periphery was 40 ° C. Therefore, the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion could be controlled.
「実施例2」
絶縁性有機フィルム上に、この絶縁性有機フィルムと同じ厚みの接着シートを貼着して2層構造とした他は、実施例1に準じて実施例2の静電チャック装置を作製した。
この実施例2の静電チャック装置を、実施例1に準じて評価した。
"Example 2"
An electrostatic chuck device of Example 2 was produced in accordance with Example 1 except that an adhesive sheet having the same thickness as that of the insulating organic film was adhered onto the insulating organic film to form a two-layer structure.
The electrostatic chuck device of Example 2 was evaluated according to Example 1.
この加熱の評価結果によれば、ウエハの中心部の温度が60℃であり、外周部の温度が40℃であることが分かった。したがって、静電チャック部の載置面における温度分布を制御することができ、この載置面に載置されるシリコンウエハの面内温度分布を調整することができることが分かった。 According to this heating evaluation result, it was found that the temperature of the central portion of the wafer was 60 ° C. and the temperature of the outer peripheral portion was 40 ° C. Accordingly, it has been found that the temperature distribution on the mounting surface of the electrostatic chuck portion can be controlled, and the in-plane temperature distribution of the silicon wafer mounted on the mounting surface can be adjusted.
「比較例」
(静電チャック装置の作製)
実施例1に準じて、比較例の静電チャック装置を作製した。
ただし、温度調整用ベース部上に直接、スクリーン印刷法によりシリコーン樹脂系接着剤を厚み300μmとなるように塗布し、次いで、静電チャック部と温度調整用ベース部とを接着剤を介して重ね合わせた。
"Comparative example"
(Production of electrostatic chuck device)
In accordance with Example 1, an electrostatic chuck device of a comparative example was produced.
However, a silicone resin adhesive is applied directly on the temperature adjustment base portion by screen printing so as to have a thickness of 300 μm, and then the electrostatic chuck portion and the temperature adjustment base portion are overlapped via the adhesive. Combined.
(評価)
比較例の静電チャック装置を、実施例1に準じて評価した。
この加熱の評価結果によれば、ウエハの面内の温度分布が一定であることが分かった。この静電チャック装置は、実施例の静電チャック装置と比べて、載置面に載置されるシリコンウエハの面内温度分布が大きく、プラズマ印加等に起因する経時的な温度変化の調整や広い温度範囲での温度の調整を行うことができないものであった。
(Evaluation)
The electrostatic chuck device of the comparative example was evaluated according to Example 1.
According to this heating evaluation result, it was found that the temperature distribution in the wafer surface was constant. This electrostatic chuck device has a larger in-plane temperature distribution of the silicon wafer mounted on the mounting surface than the electrostatic chuck device of the embodiment, and can adjust the temperature change over time caused by plasma application or the like. The temperature could not be adjusted over a wide temperature range.
1 静電チャック装置
2 静電チャック部
3 温度調整用ベース部
4 絶縁性有機フィルム
4a 周縁部
4b 中心部
5 シート接着材(第1の接着剤層)
6 (第2の)接着剤層
11 載置板
12 支持板
13 静電吸着用内部電極
14 絶縁材層
15 給電用端子
16 突起部
17 碍子
21 静電チャック装置
22 絶縁性有機フィルム
22a 周縁部
22b 中心部
23 絶縁性有機フィルム
24 絶縁性有機フィルム積層体
W 板状試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
6 (Second)
Claims (4)
前記有機フィルムは、前記温度調整用ベース部の一主面に第1の接着剤層を介して接着されるとともに、前記静電チャック部の他の主面に第2の接着剤層を介して接着され、
前記第1の接着剤層及び前記第2の接着剤層の熱伝導率は、前記有機フィルムの熱伝導率より大であることを特徴とする静電チャック装置。 An electrostatic chuck portion having a main surface as a mounting surface on which a plate-like sample is placed and an internal electrode for electrostatic attraction is built in; a temperature adjustment base portion for adjusting the electrostatic chuck portion to a desired temperature; And an insulating organic film provided on the entire surface or a part between the electrostatic chuck portion and the temperature adjusting base portion, and adjusting the position and thickness of the organic film in-plane Adjust the temperature distribution on the mounting surface ,
The organic film is bonded to one main surface of the temperature adjusting base portion via a first adhesive layer, and to the other main surface of the electrostatic chuck portion via a second adhesive layer. Glued,
The electrostatic chuck apparatus, wherein the first adhesive layer and the second adhesive layer have a thermal conductivity greater than that of the organic film .
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