JP6014439B2 - 静電チャックおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
前記セラミックス焼結体において、前記静電チャック電極を基準として前記支持面の側に存在する第1領域よりもセラミックス粒子の平均粒子径が大きい第2領域が、前記静電チャック電極を基準として前記支持面の反対側に存在し、前記第1領域および前記第2領域が同一種類のセラミックスにより構成されていることを特徴とする。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態としての静電チャックは、図1に示されているように、ウエハを支持するための支持面10を有するセラミックス焼結体1と、静電チャック電極21およびヒータ電極22とを備えている。静電チャック電極21およびヒータ電極22は、支持面10に対して近い順でセラミックス焼結体1に埋設されている。
本発明の第2実施形態としての静電チャックは、図2に示されているように、セラミックス焼結体1において、静電チャック電極21が第1層11および第2層12の境界部分ではなく、第1層11の中に埋設されている。この点以外は、本発明の第1実施形態の静電チャックと同様の構成である。この場合、第1層11の一部、すなわち支持面10と静電チャック電極21との間の部分が「第1領域」に相当する。
本発明の静電チャックの製造方法について、本発明の第1実施形態の静電チャックを例として説明する。
第1層11、第2層12及び第3層13のそれぞれを構成する3枚のグリーンシート(広義には「板状の成形体」に相当する。)が作製される。所定のグリーンシートに電極が印刷により形成される。そして、当該3枚のグリーンシートが積層された上で、当該積層体が一体焼成される。3枚のグリーンシートが同一種類(かつ基本的に同一組成)のセラミックス粉末粒子を原料としている。これにより、焼成に際して異なる層の間で熱膨張差に由来して剥離または割れが発生する事態が回避される。ただし、各グリーンシートの原料における副原料または不純物の種類および含有量は相違していてもよい。
第1層11、第2層12および第3層13のそれぞれを構成する3枚の板状のセラミックス成形体が作製される。3つの成形体の間に挟まれるように2つの電極が配置される。そして、当該3つの成形体が重ね合わせられた状態でホットプレス焼成される。バルク金属が電極として準備されてもよく、成形体に印刷により電極が形成されてもよい。
第1層11、第2層12および第3層13のそれぞれを構成する3枚の板状のセラミックス焼結体が作製される。所定の成形体に電極が印刷された上で、第1焼結体および第2焼結体の間に静電チャック電極21が配置され、かつ、第2焼結体および第3焼結体の間にヒータ電極22が配置されるように、当該3つの焼結体が重ね合わせられて接合される。接合方法としては、拡散接合法または接合材による接合法が採用されうる。接合材としては、各焼結体の原料粉末を含有するペーストが用いられる。これにより、接合強度の向上が図られ、接合部分におけるセラミックス焼結体1の割れおよび変形の発生が防止されうる。
(第1実施例)
本発明の第1実施形態の方法にしたがって、アルミナを主原料とする第1実施形態の構成(図1参照)の静電チャックが製造された。
本発明の第2実施形態の方法にしたがって、アルミナを主原料とする第1実施形態の構成(図1参照)の静電チャックが製造された。
本発明の第3実施形態の方法にしたがって、窒化アルミニウムを主原料とする第1実施形態の構成(図1参照)の静電チャックが製造された。
本発明の第3実施形態の方法にしたがって、アルミナを主原料とする第1実施形態の構成(図1参照)の静電チャックが製造された。
第1及び第2実施形態のそれぞれにおいて、ヒータ電極22またはヒータ電極22及び第3層13が省略されてもよい。この場合、静電チャックの支持面10の反対側に加熱装置および冷却装置のうち一方又は両方が温度制御装置として設けられ、当該温度制御装置によって支持面10において静電チャックに支持されているウエハの温度が制御されてもよい。
Claims (7)
- ウエハを支持するための支持面を有するセラミックス焼結体と、前記セラミックス焼結体に埋設されている静電チャック電極と、を備え、
前記セラミックス焼結体において、前記静電チャック電極を基準として前記支持面の側に存在する第1領域よりもセラミックス粒子の平均粒子径が大きい第2領域が、前記静電チャック電極を基準として前記支持面の反対側に存在し、
前記第1領域および前記第2領域が同一種類のセラミックスにより構成されていることを特徴とする静電チャック。 - 請求項1記載の静電チャックにおいて、前記静電チャック電極よりも前記支持面に対して離間して前記セラミックス焼結体に埋設されているヒータ電極をさらに備え、
前記セラミックス焼結体において、前記第2領域が、前記静電チャック電極と前記ヒータ電極との間に存在することを特徴とする静電チャック。 - 請求項2記載の静電チャックにおいて、
前記第1領域または前記第2領域よりもセラミックス粒子の平均粒子径が大きい第3領域が、前記ヒータ電極を基準として前記支持面の反対側に存在することを特徴とする静電チャック。 - 静電チャックの製造方法であって、前記静電チャックは、ウエハを支持するための支持面を構成するセラミックス焼結体と、前記セラミックス焼結体に埋設されている静電チャック電極とを備え、
前記静電チャック電極を挟むように積層された状態の同一種類のセラミックス粉末からなる複数の成形体を一体焼成する、または、前記静電チャック電極を挟むように積層された状態の同一種類のセラミックス粉末からなる複数の焼結体を接合する工程を含み、
前記セラミックス焼結体において、前記静電チャック電極を基準として前記支持面の反対側にある第2層におけるセラミックス粒子の平均粒子径が、前記静電チャック電極を基準として前記支持面の側にある第1層におけるセラミックス粒子の平均粒子径よりも大きくなるように、前記第1層および前記第2層のそれぞれを構成する第1成形体および第2成形体のそれぞれの原料を差別化する、または、前記第1層および前記第2層のそれぞれを構成する第1焼結体および第2焼結体のそれぞれの原料および焼成条件のうち少なくとも一方を差別化することを特徴とする方法。 - 請求項4記載の方法において、前記静電チャックは、前記静電チャック電極とともに前記第2層を挟むように前記セラミックス焼結体に埋設されているヒータ電極をさらに備え、
前記静電チャック電極に加えて前記ヒータ電極を挟むように積層された状態の同一種類のセラミックス粉末からなる3つ以上の成形体を一体焼成する、または、前記静電チャック電極に加えて前記ヒータ電極を挟むように積層された状態の同一種類のセラミックス粉末からなる3つ以上の焼結体を接合する工程を含んでいることを特徴とする方法。 - 請求項5記載の方法において、前記ヒータ電極を基準として前記支持面の反対側にある第3層におけるセラミックス粒子の平均粒子径が、前記第2層におけるセラミックス粒子の平均粒子径よりも大きくなるように、前記第2成形体および前記3つの成形体のうち前記第3層を構成する第3成形体のそれぞれの原料を差別化する、または、前記第2焼結体および前記3つの焼結体のうち前記第3層を構成する第3焼結体のそれぞれの原料および焼成条件のうち少なくとも一方を差別化することを特徴とする方法。
- 請求項4〜6のうちいずれか1つに記載の方法において、一の層のセラミックス粒子の平均粒子径を他の層よりも大きくするため、
前記一の層を構成する一の成形体の原料として、前記他の層を構成する他の成形体の原料であるセラミックス粉末よりも平均粒子径が小さいセラミックス粉末を用い、または、前記一の層を構成する一の焼結体の焼成温度を、前記他の層を構成する他の焼結体の焼成温度よりも高温に設定し、これに加えてもしくは付加的に、前記一の焼結体の焼成時間を前記他の焼結体の焼成時間よりも長く設定することを特徴とする方法。
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