JP6239894B2 - 静電チャック - Google Patents
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そのため、静電チャックを介して例えば半導体ウェハを加熱する際に、第1ヒータ部から冷却部への熱の伝達を抑制することができ、第1ヒータ部を効率よく発熱させることができる。これにより、例えば半導体ウェハを迅速に加熱することができ、昇温特性を高めることができる。
そして、例えば半導体ウェハに対するドライエッチング等の処理において、例えば半導体ウェハを異なる温度に制御する際、制御する温度の差が大きい場合であっても、例えば半導体ウェハの温度制御を容易に行うことができる。すなわち、制御する温度に差をつけることが可能となる。
しかも、静電チャックは、冷却部を第1冷却部としたときに、金属ベース部には、冷媒を流通させる冷媒流路を有する第2冷却部が第1ヒータ部よりもセラミック吸着部側に配置されている。
このように、本発明によれば、被吸着物の均熱化を図りながら、被吸着物の局所的な温度調整が可能であり、さらに昇温特性に優れた静電チャックを提供することができる。
なお、前記静電チャックにおいて、金属ベース部、セラミック吸着部のそれぞれの熱伝導率とは、金属ベース部、セラミック吸着部を主に構成する材料の熱伝導率を示す。
また、前記断熱部は、前記積層方向に直交する方向において、前記第1ヒータ部より外径が大きいように構成されていてもよい。
また、前記断熱部は、前記金属ベース部と同じ材料からなり、前記金属ベース部よりも気孔率が高いように構成されていてもよい。
また、前記金属ベース部を構成する主要な材料としては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、チタン(Ti)等を用いることができる。
本発明の実施形態について、図面と共に説明する。
図1〜図4に示すように、本実施形態の静電チャック1は、金属ベース部3と、金属ベース部3上に配置され、静電引力によって被吸着物(半導体ウェハ)8を吸着する吸着用電極21を有し、かつ、金属ベース部3よりも熱伝導率が低いセラミック吸着部2とを備えている。
セラミック吸着部2を作製するに当たっては、セラミック吸着部2を構成するセラミック層となる複数のアルミナグリーンシートを成形した。そして、複数のアルミナグリーンシートに対して、冷却用ガス供給路51等の冷却ガスの流路となる空間等を必要な箇所に形成した。また、アルミナグリーンシート上の必要な箇所に、吸着用電極21及び第2ヒータ部22(ヒータ電極221、222)を形成するためのスラリー状の電極材料を例えばスクリーン印刷法等により印刷した。
ここでは、セラミック吸着部2の吸着面201に吸着された半導体ウェハ8を異なる温度(10℃、60℃)に制御する場合について説明する。
本実施形態の静電チャック1において、金属ベース部3には、冷却部31と第1ヒータ部33とが設けられている。そのため、第1ヒータ部33を発熱させることにより、熱伝導率の高い金属ベース部3を通じて、静電チャック1全体を均一に加熱することができる。これにより、セラミック吸着部2に吸着された半導体ウェハ8の均熱化を図り、ドライエッチング等の処理における加工精度を向上させることができる。また、冷却部31の冷媒流路311に冷媒を流通させることにより、静電チャック1全体の温度の安定化を図ることもできる。
本実施形態は、図5に示すように、金属ベース部3に断熱部34を設けた例である。
同図に示すように、積層方向Xにおいて、冷却部31と第1ヒータ部33との間には、金属ベース部3よりも熱伝導率が低い断熱部34が配置されている。断熱部34は、金属ベース部3に対してろう付けにより接合されている。以下、これを詳説する。
本実施形態の静電チャック1において、金属ベース部3における冷却部31と第1ヒータ部33との間には、金属ベース部3よりも熱伝導率が低い断熱部34が配置されている。そのため、静電チャック1(セラミック吸着部2)を介して半導体ウェハ8を加熱する際に、第1ヒータ部33から冷却部31への熱の伝達(第1ヒータ部33の熱の逃げ)を抑制することができ、第1ヒータ部33を効率よく発熱させることができる。これにより、半導体ウェハ8を迅速に加熱することができ、昇温特性を高めることができる。
本実施形態は、図6に示すように、金属ベース部3に2つの冷却部を設けた例である。
同図に示すように、金属ベース部3には、前述の実施形態1の冷却部31(以下、本実施形態において第1冷却部31という)の他に、冷媒を流通させる冷媒流路321を有すると共に、積層方向Xにおいて第1冷却部31よりもセラミック吸着部2側に配置された第2冷却部32が設けられている。以下、これを詳説する。
ここでは、セラミック吸着部2の吸着面201に吸着された半導体ウェハ8を異なる温度(10℃、60℃)に制御する場合について説明する。
本実施形態の静電チャック1において、金属ベース部3には、第1冷却部31と第2冷却部32とが設けられている。そのため、セラミック吸着部2の吸着面201に吸着された半導体ウェハ8を昇温させる場合には、第1ヒータ部33を発熱させ、第1冷却部31の冷媒流路311に冷媒を流通させる。これにより、静電チャック1の熱引きを適度に行い、静電チャック1全体の温度の安定化を図ることができる。
例えば、第1ヒータ部33の発熱時に投入される電力量は、第2ヒータ部22の発熱時に投入される電力量よりも小さくなるよう構成されていてもよい。この場合には、第2ヒータ部22によるセラミック吸着部2の各領域の温度調整や半導体ウェハ8の局所的な温度調整をより一層精度良く行うことができる。特に、セラミック吸着部2の領域間に温度差をつけようとする場合に非常に有効である。
2…セラミック吸着部
21…吸着用電極
22…第2ヒータ部
3…金属ベース部
31…冷却部
311…冷媒流路
33…第1ヒータ部
8…被吸着物(半導体ウェハ)
X…積層方向
Claims (6)
- 金属ベース部と、
該金属ベース部上に配置され、静電引力によって被吸着物を吸着する吸着用電極を有し、かつ、前記金属ベース部よりも熱伝導率が低いセラミック吸着部とを備え、
前記金属ベース部には、冷媒を流通させる冷媒流路を有する冷却部と、前記金属ベース部と前記セラミック吸着部との積層方向において前記冷却部よりも前記セラミック吸着部側に配置された第1ヒータ部とが設けられており、
前記セラミック吸着部には、該セラミック吸着部に形成された複数の領域の温度をそれぞれ調整可能に構成された第2ヒータ部が設けられ、
前記冷却部と前記第1ヒータ部との間に、前記金属ベース部よりも熱伝導率が低い断熱部が配置されており、
前記冷却部を第1冷却部としたときに、前記金属ベース部には、冷媒を流通させる冷媒流路を有する第2冷却部が前記第1ヒータ部よりも前記セラミック吸着部側に配置されていることを特徴とする記載の静電チャック。 - 前記断熱部は、前記積層方向に直交する方向において、前記第1ヒータ部より外径が大きいことを特徴とする請求項1に記載の静電チャック。
- 前記断熱部は、前記金属ベース部と同じ材料からなり、前記金属ベース部よりも気孔率が高いことを特徴とする請求項1又は2に記載の静電チャック。
- 前記第1ヒータ部を発熱させ、該第1ヒータ部が所定温度に到達した後、前記第2ヒータ部を発熱させるよう構成されていると共に、前記第2ヒータ部の発熱時に前記各領域に投入される電力量が異なるよう構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電チャック。
- 前記第1ヒータ部の発熱時に投入される電力量は、前記第2ヒータ部の発熱時に投入される電力量よりも大きくなるよう構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電チャック。
- 前記第1ヒータ部の発熱時に投入される電力量は、前記第2ヒータ部の発熱時に投入される電力量よりも小さくなるよう構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電チャック。
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