JP7248182B1 - 静電チャック部材及び静電チャック装置 - Google Patents
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以下、図1を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る静電チャック部材について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
図1は、本実施形態の静電チャック部材10の概略斜視図である。図2は、本実施形態の静電チャック部材10を示す断面図であり、図1の線分II-IIにおける矢視断面図である。
また、「断面視」とは、載置面に垂直、且つ平面視において静電チャック部材に外接する円のうち最小の円を想定したとき、この円の中心を含む仮想面で切断したときの、断面と直交する方向の視野を指す。
セラミックス板11,12は、平面視において外周の形状を同じくする。
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に用いられる。電極13は、厚さ方向よりも厚さ方向と直交する方向に大きな広がりを有する薄型電極である。このような電極13は、電極層形成用ペーストを塗布し焼結することで形成される。得られる電極13の厚さは、電極層形成用ペーストの塗布厚さと、得られる電極13の厚さとの対応関係を予備実験により求めておくことにより、電極層形成用ペーストの塗布厚さを調整することで制御することができる。
絶縁層15は、セラミックス板11とセラミックス板12の間であって、電極13が形成された部分以外の位置において、セラミックス板11,12を相互に接合するために設けられた構成である。絶縁層15は、セラミックス板11とセラミックス板12との間(一対のセラミックス板の間)において、平面視で電極13の周囲に配置されている。
絶縁層15を構成する導電性材料の平均一次粒子径が0.1μm以上であれば、充分な耐電圧性が得られる。一方、絶縁層15を構成する導電性材料の平均一次粒子径が1.0μm以下であれば、研削等の加工が容易である。
以下の説明においては、セラミックス板11の厚さを「厚さT1」、セラミックス板12の厚さを「厚さT2」、電極13の厚さ(=絶縁層15の厚さ)を「厚さT3」とする。
以下の説明においては、静電チャック部材10の周方向における絶縁層15の幅を「幅D1」、周方向における突出部11bの幅を「幅D2」とする。
ε1×T1>ε3×T3 …(1)
ε0×ε1×D2<ε0×T2 …(2)
(ε0は、真空の誘電率を表す)
図4は、第2実施形態に係る静電チャック部材20の説明図である。以後の各実施形態においては、第1実施形態の静電チャック部材10と共通する材料を用いることができ、形状が異なる。以後の各実施形態において、第1実施形態と共通する構成要素については、詳細な説明は省略する。
まず、静電チャック部材の測定したい部分(凸曲面)について、載置面に垂直、且つ平面視において静電チャック部材に外接する円のうち最小の円を想定したとき、この円の中心を含む仮想面で切断する。断面を1000番以上の砥石で研削してもよい。
得られた拡大写真から、凸曲面の曲率半径を測定する。
図5は、第3実施形態に係る静電チャック部材30の説明図である。図5に示すように、静電チャック部材30は、一対のセラミックス板31,32と、一対のセラミックス板31,32の間に介在する静電吸着用電極33及び絶縁層35と、を備える。一対のセラミックス板31,32、及び絶縁層35を合わせた構成は、本発明の基体に該当する。また、セラミックス板31は、基体本体31aと突出部31bとを有する。
図6は、第3実施形態の変形例に係る静電チャック部材40の説明図である。図6に示すように、静電チャック部材40は、一対のセラミックス板41,42と、一対のセラミックス板41,42の間に介在する静電吸着用電極43及び絶縁層45と、を備える。一対のセラミックス板41,42、及び絶縁層45を合わせた構成は、本発明の基体に該当する。また、セラミックス板41は、基体本体41aと突出部41bとを有する。
図7は、第3実施形態の変形例に係る静電チャック部材50の説明図である。図7に示すように、静電チャック部材50は、一対のセラミックス板51,52と、一対のセラミックス板51,52の間に介在する静電吸着用電極53及び絶縁層55と、を備える。一対のセラミックス板51,52、及び絶縁層55を合わせた構成は、本発明の基体に該当する。また、セラミックス板51は、基体本体51aと突出部51bとを有する。
以下、図8を参照しながら、本発明の一実施形態に係る静電チャック装置について説明する。以下の説明では、上述の静電チャック部材10を有する静電チャック装置について説明するが、静電チャック装置には、上述した他の静電チャック部材もそれぞれ採用可能である。以下の説明においては、第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
静電チャック部材10は、上述したセラミックス板11,12、電極13、絶縁層15の他、電極13に接するようにベース部材103の固定孔115内に設けられた給電用端子116を有している。
給電用端子116は、電極13に電圧を印加するための部材である。
給電用端子116の数、形状等は、電極13の形態、すなわち単極型か、双極型かにより決定される。
導電性接着層117は、ベース部材103の固定孔115内及びセラミックス板12の貫通孔118内に設けられている。また、導電性接着層117は、電極13と給電用端子116の間に介在して、電極13と給電用端子116を電気的に接続している。
これらの中でも、伸縮度が高く、熱応力の変化によって凝集破壊し難い点から、シリコーン樹脂が好ましい。
ベース部材103は、金属及びセラミックスの少なくとも一方からなる厚みのある円板状の部材である。ベース部材103の躯体は、プラズマ発生用内部電極を兼ねた構成とされている。ベース部材103の躯体の内部には、水、Heガス、N2ガス等の冷却媒体を循環させる流路121が形成されている。
接着剤層104は、静電チャック部材10と、ベース部材103とを接着一体化する構成である。
接着剤層104の厚さが上記の範囲内であれば、静電チャック部材10とベース部材103との間の接着強度を充分に保持できる。また、静電チャック部材10とベース部材103との間の熱伝導性を充分に確保できる。
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、耐熱性、弾性に優れた樹脂であるので、より好ましい。
図9は、上述の静電チャック装置を有する半導体製造装置の説明図である。半導体製造装置1000は、静電チャック装置100と、真空チャンバ200と、上部電極300と、磁石400と、ガス供給手段500と、真空ポンプ600と、プラズマ安定化システム700と、を有する。
また、上記説明ではシリコンウエハを用いて説明したが、本発明の静電チャック部材で処理可能なウエハはシリコンだけでなく、インジウムリン系であってもガリウムひ素系であっても他の材料であってもよいことは明らかである。
Claims (10)
- 第1面と、前記第1面とは反対側の面である第2面とを有する静電吸着用電極と、
前記静電吸着用電極を内包、又は一面に有し、前記一面とは反対側の面が板状試料を載置する載置面である基体と、を備え、
前記基体は、前記第1面より前記載置面側を構成する上部基体と、前記静電吸着用電極の側面を覆う側部基体とを有し、
前記上部基体は、前記載置面を有する基体本体と、
前記側部基体の最外部よりも外側に突出する突出部と、を有し、
前記基体の径方向における前記突出部の幅は、前記静電吸着用電極の厚さよりも大きい静電チャック部材。 - 前記突出部の比誘電率は、前記側部基体の比誘電率以上である請求項1に記載の静電チャック部材。
- 前記基体は、前記第2面より前記載置面とは反対側を構成する下部基体を有し、
前記下部基体の厚さと前記側部基体の厚さとの合計は、前記上部基体の厚さよりも大きい請求項1に記載の静電チャック部材。 - 前記突出部の比誘電率は、前記下部基体の比誘電率よりも大きい請求項3に記載の静電チャック部材。
- 前記基体本体と前記突出部とは同じ材料を形成材料とする請求項1に記載の静電チャック部材。
- 前上部記基体は、前記載置面の周縁部において周方向に設けられた凸曲面を有する請求項1に記載の静電チャック部材。
- 前記基体は、前記第2面より前記載置面とは反対側を構成する下部基体を有し、
前記突出部は、前記下部基体側に面する第1傾斜面を有する請求項1に記載の静電チャック部材。 - 前記側部基体及び前記下部基体は、前記第1傾斜面と連続し前記下部基体側に面する第2傾斜面を有する請求項7に記載の静電チャック部材。
- 前記突出部の材料は、絶縁性材料と導電性材料とを含む複合材であり、
前記側部基体の材料は、前記突出部の材料よりも前記導電性材料の含有率が低い請求項1に記載の静電チャック部材。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の静電チャック部材と、
前記静電チャック部材を冷却し前記静電チャック部材の温度を調整するベース部材と、を有する静電チャック装置。
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