JPH03217043A - 静電チャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、静電力を利用して被チャック物を吸着保持す
る静電チャック装置に関し、とくに半導体製造装置、ス
パッタリング装置または蒸着装置等における、シリコン
ウェハーなどの基板の固定装置として利用される静電チ
ャック装置にかかわる。

［従来の技術］ 従来より、静電チャック装置は、第５図に示すように、
静電力を利用してシリコンウェハーなどの基板（被チャ
ック物）を吸着保持する静電ヂャック本体１０１の片面
に、電極１０２の通電時に生じるセラミック基板１０３
の熱を逃がすための金属製ベース１０４を接続している
。また、電極１０２は、金属製ベース１０４を貫通して
設けられた引出端子１０５と半田材１０６等により電気
的導通がとられていた。

そして、静電チャック装置１００においては、電極１０
２と引出端子１０５との電気の漏れを防く必要があった
。

このため、従来より金属製ベースと引出端子とを絶縁す
る筒状絶縁碍子を、銀ろう、半田材または高融点ガラス
等の溶加材によって静電チ〜Ｖツク本体に接合した静電
チャック装置が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、銀ろうまたは半田材等の溶加材によって筒状
絶縁碍子を静電ヂャック本体に接合した静電チャック装
置においては、銀ろうまなは半田材を溶融した際に、表
面張力等により端子と金属基盤とが導通ずる可能性があ
った。このため、端子と金属基盤との電気絶縁性が低下
してしまうという課題があった。

また、高融点ガラス等の溶加材によって筒状絶縁碍子を
静電チャック本体に接合した静電チャック装置において
は、作業温度か８００℃を越える温度で作業すると静電
チャック本体に熱歪が発生ずる。このため、第３図に示
すように、静電ヂャック本体のチャック面の平面精度か
悪化し、反り、うねりが発生ずるという課題があった。

なお、静電チャック本体のチャック面は、被チャック物
を吸着保持する部分であるため、平面精度を０．　０１
０關以下に抑えないと被チャック物の吸着力が著しく低
下してしまう。

本発明は、端子と金属基盤との電気絶縁性の低下を防ぎ
、且つ静電チャック本体の反り、うねりの発生を防いで
被チャック物の吸着力の低下を防く静電チャック装置の
提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明の静電チ・Ｖツク装置は、電気
絶縁性セラミック基板内に導電体を埋め込み、前記導電
体に電気を供給する端子が片面から突出した静電チャッ
ク本体と、話静電チャック本体の片面がわに接合され、
前記端子を外部に取り出す端子穴を廟ずる金属基盤と、
前記端子の外周と前記端子穴の内周との間に配設された
絶縁碍子とを備え、前記絶縁碍子は、電気絶縁性溶加材
によって８００゜Ｃ以下の作業温度で前記静電チャック
本体の前記片面に接合された技術手段を採用した。

請求項２に記載の本発明の静電チャック装置は、電気絶
縁性セラミック基板内に導電体を埋め込み、前記導電体
に電気を供給する端子が片面から突出した静電チャック
本体と、該静電チャック本体の片面がわに接合され、前
記端子を外部に取り出ず端子穴を有する金属基盤とを備
え、前記静電チャック本体は、前記端子の外周と前記端
子穴の内周との間に向かって片面から突出した筒状部を
看する技術手段を採用した。

［作用］ ５ （請求項１） 導電体に電気を供給する端子の外周と金属基盤に設けら
れた端子を外部に取り出すための端子穴の内周との間に
絶縁碍子を配設する。そして、電気絶縁性溶加材によっ
て静電チャック本体の片面に絶縁碍子を接合することに
よって、端子と金属基盤とが導通ずる可能性がなくなる
ので、端子と金属製基盤との電気絶縁性の低下が防げる
。また、静電チャック本体の片面と絶縁碍子との接合作
業を８００℃以下の作業温度で行うことによって、静電
チャック本体の反り、うねりの発生が抑制されるので、
静電チャック本体の平面精度の低下を防げろ。

（請求項２） 導電体に電気を供給する端子の外周と金属基盤に設けら
れた端子穴の内周との間に向かって、静電チャック本体
の片面から筒状部を突出することによって、端子と金属
基盤とが導通する可能性がなくなり、端子と金属製基盤
との電気絶縁性の低下が防ける。さらに、静電チャック
本体の片面と６ 絶縁碍子とを接合する必要がなくなることによって、静
電ヂャック本体を高温下に晒すことかなくなる。このた
め、静電チャック本体の反り、うねりの発生が抑制され
るので、静電チャック本体の平面精度の低下を防げる。

［発明の効果］ 端子と金属基盤との電気絶縁性の低下を防止できる。

また、静電チャック本体の被チャック物を吸着保持する
部分の平面精度が０．０１０ｍｍ以下に抑えることがで
きるので、被チャック物の吸着力の低下を抑制できる。

［実施例］ 本発明の静電チャック装置を第１図ないし第４図に示Ｖ
実施例に基づき説明する。

第１図は本発明の第１実施例に採用された静電チャック
装置を示し、第２図はその静電チャック装置の静電ヂャ
ック本体を示し、第３図は作業温度と平面精度との関係
を表すグラフを示す。

静電ヂャック装置１は、静電チャック本体２、アルミニ
ウム製の金属ベース３および絶縁碍子４から構成されて
いる。また、静電チャック装置１は、例えば真空蒸着装
置における、第２電極としての被チャック物である薄い
円盤状基板５を保持吸着する固定装置として使用される
。

静電ヂャック本体２は、複数の第１電極２１を電気絶縁
性のセラミック基板２２内に埋め込んでいる。

第１電極２１は、本発明の導電体であって、タングステ
ン、白金、鉛、銅または銀等の半円状の導体ペーストで
ある。

セラミック基板２２は、グリーンシ一ト２３およびグリ
ーンシー１・２４からなる。そして、グリーンシ一ト２
３、第１電極２１およびグリーンシ一ト２４を積層して
一体焼成することによって静電チャック本体２が製造さ
れる。

グリーンシ一ト２３は、アルミナを主成分とする電気絶
縁性のセラミックを用いており、テープ成形、鋳込成形
またはプレス成形等の所定の成形方法により、外径φ１
５０順の円板状に成形されている。このグリーンシ一ト
２３の片面には、第１電極２１（導体ペースト）が所定
の印刷法を用いて印刷されている。

グリーンシ一ト２４は、アルミナを主成分とする電気絶
縁性のセラミックを用いており、テープ成形、鋳込成形
、印刷成形またはプレス成形算の所定の成形方法により
、外径φ１５０鴫の円板状に成形されている。

また、このグリーンシ一ト２４には、複数の第１電極２
１にそれぞれ電気を供給する複数の棒状端子２５を取り
出すための複数の取出穴２６が形成されている。これら
の棒状端子２５の一端は、グリーンシート２４の片面（
図示下端面）から外部に向がって突設するように第１電
極２１の片面に接合されている。棒状端子２５の他端は
、直流電源（図示せず）を介して基板５に接続される。

金属ベース３は、本発明の金属基盤であって、第１電極
２１が通電された際にグリーンシーｌ・２４が発熱する
ため、この熱を外部に伝達（熱放散）するものである。

この金属ベース３は、プレス成形等の所定の成形方法に
より、外径φ１５０ｍｍの円板９ 状に成形されている。そして、金属ベース３は、複数の
棒状端子２５を取り出すための複数の端子穴３１が形成
されている。また、複数の端子穴３１は、絶縁碍子４と
グリーンシー１・２４との接合を行う易いように取出穴
２６よりも径大に形成されている。

絶縁碍子４は、アルミナを主成分とする電気絶縁性のセ
ラミックにより筒状に成形され、棒状端子２５の外周と
端子穴３１の内周との間に配設されている。この絶縁碍
子４は、低敵点封止ガラス材またはアルミナを主成分と
する無機質接着材等の電気絶縁性の溶加材４１によって
５００℃以下の作業温度でグリーンシー１・２４の片面
に接合されている。

低融点封止ガラス材は、５００゜Ｃの作業温度で使用さ
れる。また、無機質接着材は、１５０゜Ｃの作業温度で
使用される。

基板５は、静電チャック本体２の図示上面（チャック面
）２７に静電力により吸着保持されて固定される。この
基板５には、シリコンウェーハ等が使用され、例えば、
目的とする物質の薄膜を真空中の蒸着によって、基板５
の表面に付着させ（真］０ 空蒸着法）、ダイオード、１〜ランジスタ、モノリシッ
クＩＣ等の電極、薄膜抵抗あるいは薄膜回路等が形成さ
れる。

本実施例の静電チャック装置１の作用を第１図ないし第
３図に基づき説明する。

グリーンシ一ト２３、第１電極２１およびグリーンシー
１・２４を順次積層して一体焼成することによって静電
ヂャック本体２を製造する。そして、グリーンシーＩ・
２３のチャック面２７およびグリーンシー１・２４の片
面を平面精度０．０１０ｍｍ以丁に研磨した後に、静電
ヂャック本体２のグリーンシーｌ・２４の片面に絶縁碍
子４を接合する。このとき、溶加材４１として低融点封
止カラス材またはアルミナを主成分とする無機質接着材
を使用して作業温度５００’Ｃまたは１５０℃で、低融
点封止ガラス材または無機質接着材を溶融させながら、
静電チャック本体２のグリーンシー１・２４の片面に絶
縁碍子４を接合する。

なお、溶加材４１を溶融さぜな際に、表面張力などによ
って絶縁碍子４の内周に侵入してしまい溶加材が棒状端
子２５に接触してしまうことが考えられる。このような
場合でも、溶加材が電気絶縁性の部材で構成されている
ので、棒状端子２５と金属ベース３とが溶加材４１を介
して導通することが防げる。

この後に、静電チャック本休２の平面精度を測定したか
、平面精度は０．０１０ｍｍ以下であり、静電ヂャック
本体２のクリーンシー１〜２４と絶縁碍子４との接合前
とほとんど変化が見られなかった。したがって、グリー
ンシー）一２３のヂャック面２７およびグリーンシー１
・２４の片面には、反り、うねりが発生しないと言える
。

したがって、静電チャック本体２の平面精度の低下の発
生しない静電チャック本体２と絶縁碍子４との接合を行
うことができる。このため、グリーンシー１〜２３のチ
ャック面２７の平面精度が０．０１０（財）以下に抑え
ることができるので、基板５の吸着力の低下を抑制でき
る。

また、静電チャック本体２を金属ベース３に保持した際
の棒状端子２５と金属ベース３との絶縁性を測定したが
抵抗値無限大であった。

したがって、電気絶縁性を損なわずに静電チャック本休
２と絶縁碍子４との接合を行うことができる。すなわち
、棒状端子２５に供給される電気が金属ベース３に漏れ
ることを防げるので、所定の通電量で第１電極２１およ
び基板５を通電できる。

このため、安定した基板５の吸着力を持つ静電チャック
装置１を提供することができる。

第４図は本発明の第２実施例に採用された静電チャック
装置を示す。

本実施例では、棒状端子２５の外周と金属ベース３の端
子穴３１の内周との間に位置するように、静電チャック
本休２の片面から図示下方に向かって突出する筒状部２
８を静電チャック本体２の片面に一体的に設けている。

この静電ヂャック装置１においても第１実施例と同様に
棒状端子２５に供給される電気が金属ベース３に漏れる
ことを防止できる。さらに、静電チャック本体２と絶縁
碍子４との接合を行わないので、静電チ・ヤック本休２
を高温下に晒すことがなくなる。このため、静電ヂャ１
３ ック本休２に熱歪みが発生しないので、第１実施例と同
様にグリーンシー１・２３のチャック面２７の平面精度
が０．０１０ｍｍ以下に抑えることができる。

（変形例） 本実施例では、静電チャックを真空蒸着装置における基
板の固定装置に利用したが、静電チャックを半導体製造
装置における半導体の固定装置や、スパッタリング装置
における基板の固定装置あるいは搬送装置に利用しても
良い。

本実施例では、電気絶縁性溶加材として低融点封止ガラ
ス材またはアルミナを主成分とする無機質接着材を使用
したが、その他の作業温度が８００゜Ｃ以下の溶加材を
使用しても良い。

さらに、セラミック基板および被チャック物の構成物質
および形状は、本実施例に限定されるものではなく、本
発明の範囲内で種々変更することができる。

端子の外周を絶縁チューブで被覆しても良く、平板状等
の種々の形状の端子を用いても良い。

また、絶縁碍子を金属基盤より外部に向かって１４ 突設するように延長しても良い。

本実施例では、セラミック基板内に２つの導電体を埋め
込んだが、セラミック基板内に１つまたは３つ以上の導
電体を埋め込んでも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の採用された静電チャック
装置を示す断面図、第２図は静電チーＶツク本体を示す
平面図、第３図は作業温度と平面精度との関係を表すグ
ラフである。第４図は本発明の第２実施例の採用された
静電チャック装置の主要部を示す断面図である。第５図
は従来の静電ヂャック装置の主要部を示す断面図である
。 図中 １・・・静電ヂャック装置　２・・・静電チャック本体
３・・・金属ベース（金属基盤）　　４・・・絶縁碍子
２１・・・第１電極（導電体）２２・・・セラミック基
板２５・・・棒状端子　２８・・・筒状部　３１・・端
子穴　４１・・・溶加材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電気絶縁性セラミック基板内に導電体を埋め込み、
   前記導電体に電気を供給する端子が片面から突出した静
   電チャック本体と、 該静電チャック本体の片面がわに接合され、前記端子を
   外部に取り出す端子穴を有する金属基盤と、 前記端子の外周と前記端子穴の内周との間に配設された
   絶縁碍子と を備え、 前記絶縁碍子は、電気絶縁性溶加材によって８００℃以
   下の作業温度で前記静電チャック本体の前記片面に接合
   されたことを特徴とする静電チャック装置。 ２）電気絶縁性セラミック基板内に導電体を埋め込み、
   前記導電体に電気を供給する端子が片面から突出した静
   電チャック本体と、 該静電チャック本体の片面がわに接合され、前記端子を
   外部に取り出す端子穴を有する金属基盤と を備え、 前記静電チャック本体は、前記端子の外周と前記端子穴
   の内周との間に向かって片面から突出した筒状部を有す
   ることを特徴とする静電チャック装置。