JPH033249A - 基板保持装置 - Google Patents
基板保持装置Info
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- JPH033249A JPH033249A JP1136866A JP13686689A JPH033249A JP H033249 A JPH033249 A JP H033249A JP 1136866 A JP1136866 A JP 1136866A JP 13686689 A JP13686689 A JP 13686689A JP H033249 A JPH033249 A JP H033249A
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Landscapes
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
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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。
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、ドライエツチング装置、プラズマＣＶＤ装置
、スパッタリング装置、イオン注入装置等の半導体製造
装置に使用される基板保持装置に関する。
、スパッタリング装置、イオン注入装置等の半導体製造
装置に使用される基板保持装置に関する。
（従来の技術）
従来、上記の半導体製造装置に於いて、半導体基板を、
真空室内に設けた水冷電極の前面に取付けた静電チャッ
ク電極に保持させ、該基板を冷却し乍らこれにエツチン
グ等の処理を施すことが行なわれている。
真空室内に設けた水冷電極の前面に取付けた静電チャッ
ク電極に保持させ、該基板を冷却し乍らこれにエツチン
グ等の処理を施すことが行なわれている。
該静電チャック電極は、例えばＳｔ等の半導体を合成樹
脂等の絶縁体で覆った構成を有し、これを水冷電極の前
面に機械的に押しつけるか、真空グリス或は有機系接着
剤などにより該前面に固定している。
脂等の絶縁体で覆った構成を有し、これを水冷電極の前
面に機械的に押しつけるか、真空グリス或は有機系接着
剤などにより該前面に固定している。
（発明が解決しようとする課題）
該静電チャック電極を機械的に水冷電極へ押しつけた場
合、両電極間に多少とも空間が生じ、また接着剤等で固
定した場合には熱伝導率の悪い接着剤等が介在するので
、いずれの場合も画電極間の熱交換効率が悪く、静電チ
ャック電極上の基板の冷却効率が良くない欠点がある。
合、両電極間に多少とも空間が生じ、また接着剤等で固
定した場合には熱伝導率の悪い接着剤等が介在するので
、いずれの場合も画電極間の熱交換効率が悪く、静電チ
ャック電極上の基板の冷却効率が良くない欠点がある。
更に、接着剤等を使用した場合、真空中へ接着剤等から
ガスが放出されるので、例えばドライエツチング等の半
導体製造プロセスに於いては放出ガスが不純物として悪
影響を及ぼす上にプラズマからの熱によって接着剤等が
剥離する不都合があった。
ガスが放出されるので、例えばドライエツチング等の半
導体製造プロセスに於いては放出ガスが不純物として悪
影響を及ぼす上にプラズマからの熱によって接着剤等が
剥離する不都合があった。
本発明は、上記の欠点、不都合を解決し、基板の良好な
冷却が得られると共に放出ガスが少なくしかも熱的に安
定して固着出来る基板保持装置を提供することを目的と
するものである。
冷却が得られると共に放出ガスが少なくしかも熱的に安
定して固着出来る基板保持装置を提供することを目的と
するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明では、真空室内に設けた水冷電極の前面に、静電
チャック電極を介して基板を静電吸着するようにしたも
のに於いて、該静電チャック電極を、２枚のセラミック
絶縁基板の間に導電パターンを介在させると共に両セラ
ミック絶縁基板を貫通する冷却ガス導入孔を設けて一体
に焼結して形成し、これを金属ボディングにより該水冷
電極の前面に一体に取付けすることにより、前記目的を
達成するようにした。
チャック電極を介して基板を静電吸着するようにしたも
のに於いて、該静電チャック電極を、２枚のセラミック
絶縁基板の間に導電パターンを介在させると共に両セラ
ミック絶縁基板を貫通する冷却ガス導入孔を設けて一体
に焼結して形成し、これを金属ボディングにより該水冷
電極の前面に一体に取付けすることにより、前記目的を
達成するようにした。
この場合、前記セラミック基板をＡｊ！２０３で作成す
ると共に前記水冷電極をＡｌで作成し、該セラミック基
板の背面にＣｒの層とＣｕの層を順次形成したのち更に
１ｎの層を形成し、該水冷電極の前面に１ｎの層を形成
し、該セラミック基板の背面を水冷電極の前面に低温の
加熱により金属ボンディングすることが好ましい。
ると共に前記水冷電極をＡｌで作成し、該セラミック基
板の背面にＣｒの層とＣｕの層を順次形成したのち更に
１ｎの層を形成し、該水冷電極の前面に１ｎの層を形成
し、該セラミック基板の背面を水冷電極の前面に低温の
加熱により金属ボンディングすることが好ましい。
（作 用）
静電チャック電極の導電パターンに高圧直流電圧を印加
し、該電極の板面に発生する静電気により処理されるべ
き基板を吸着する。該基板に例えばエツチングを施す場
合、冷却電極にカソードとなるように電圧を印加し、該
冷却電極と適当なアノードとの間にプラズマ放電を発生
させて真空室内の不活性ガスをイオン化し、基板に突入
するイオンによってエツチングが行なわれる。
し、該電極の板面に発生する静電気により処理されるべ
き基板を吸着する。該基板に例えばエツチングを施す場
合、冷却電極にカソードとなるように電圧を印加し、該
冷却電極と適当なアノードとの間にプラズマ放電を発生
させて真空室内の不活性ガスをイオン化し、基板に突入
するイオンによってエツチングが行なわれる。
基板はエツチングにより発熱するが、該基板を吸着する
静電チャック電極は金属ボンディングによって冷却水の
循環する冷却電極に密着固定されているので、静電チャ
ック電極と冷却電極との間の熱交換効率が良く、しかも
静電チャック電極に貫通して設けられた冷却ガス導入孔
から基板に対して冷却ガスを吹き付は出来るので、発熱
する基板を冷たい静電チャック電極との接触と冷却ガス
の吹き付けとによって低い温度に冷却することが出来る
。また、金属ボンディングによって取付けられた静電チ
ャック電極は、プラズマから熱が作用しても容易に剥れ
ることがなく、耐熱性も良好になり、水冷電極との間の
熱伝導性が大幅に向上し、前記冷却ガスと共に冷却電極
による冷却力が強力に作用するので、基板をより低温に
維持出来る。
静電チャック電極は金属ボンディングによって冷却水の
循環する冷却電極に密着固定されているので、静電チャ
ック電極と冷却電極との間の熱交換効率が良く、しかも
静電チャック電極に貫通して設けられた冷却ガス導入孔
から基板に対して冷却ガスを吹き付は出来るので、発熱
する基板を冷たい静電チャック電極との接触と冷却ガス
の吹き付けとによって低い温度に冷却することが出来る
。また、金属ボンディングによって取付けられた静電チ
ャック電極は、プラズマから熱が作用しても容易に剥れ
ることがなく、耐熱性も良好になり、水冷電極との間の
熱伝導性が大幅に向上し、前記冷却ガスと共に冷却電極
による冷却力が強力に作用するので、基板をより低温に
維持出来る。
（実施例）
本発明の実施例を図面第１図に基づき説明すると、同図
に於て符号（１）は真空室（２）の室壁（２ａ）に設け
たＭ製の水冷電極、（３）は該水冷電極（１）の前面に
形成した凹部（４）内に取付固定された静電チャック電
極、（５）は該静電チャック電極（３）の静電気により
吸着され、ドライエツチング、或はプラズマＣＶＤやス
パッタリングの成膜処理、或はイオン注入等の処理が施
されるシリコン等の基板を示す。
に於て符号（１）は真空室（２）の室壁（２ａ）に設け
たＭ製の水冷電極、（３）は該水冷電極（１）の前面に
形成した凹部（４）内に取付固定された静電チャック電
極、（５）は該静電チャック電極（３）の静電気により
吸着され、ドライエツチング、或はプラズマＣＶＤやス
パッタリングの成膜処理、或はイオン注入等の処理が施
されるシリコン等の基板を示す。
該水冷電極（１）は、その内部に冷却水が循環する冷却
空間（６）を備えると共に内部を貫通する冷却ガスの流
通孔（７）及び２本のリード線挿通孔（８ａ）（８ｂ）
を備え、該リード線挿通孔（８ａ） （８ｂ）にはセラ
ミック絶縁体からなる円筒（９） （９）を夫々嵌着し
た。
空間（６）を備えると共に内部を貫通する冷却ガスの流
通孔（７）及び２本のリード線挿通孔（８ａ）（８ｂ）
を備え、該リード線挿通孔（８ａ） （８ｂ）にはセラ
ミック絶縁体からなる円筒（９） （９）を夫々嵌着し
た。
該静電チャック電極（３）は、前面のＡｆ２（ｈ等のセ
ラミック絶縁基板（１０の内面にＣｕｓ Ａｊ！等を蒸
着、塗布等により２つの導電パターン（１１ａ）（Ｉｌ
ｂ）を形成したのちこれを挾んでセラミック絶縁基板
Ｃツを重ね、一体に焼結し、更に、その背面から前面へ
と貫通する冷却ガス導入孔０及び導電バタ−ン（１１ａ
）（１１ｂ）へのリード線の導孔（１４ａ）（１４ｂ）
を開孔して形成されるもので、水冷電極（１）の凹部（
４）内に金属ボンディング（′１５）により該静電チャ
ック電極（３）を一体に取付は固定した。その取付けに
際して、水冷電極（１）の流通孔（７）及びリード線挿
通孔（８ａ） （８ｂ）を、静電チャック電極（３）の
冷却ガス導入孔Ｉ′１つ及び導孔（１４ａ）（１４ｂ）
に夫々合致させて取付けられる。
ラミック絶縁基板（１０の内面にＣｕｓ Ａｊ！等を蒸
着、塗布等により２つの導電パターン（１１ａ）（Ｉｌ
ｂ）を形成したのちこれを挾んでセラミック絶縁基板
Ｃツを重ね、一体に焼結し、更に、その背面から前面へ
と貫通する冷却ガス導入孔０及び導電バタ−ン（１１ａ
）（１１ｂ）へのリード線の導孔（１４ａ）（１４ｂ）
を開孔して形成されるもので、水冷電極（１）の凹部（
４）内に金属ボンディング（′１５）により該静電チャ
ック電極（３）を一体に取付は固定した。その取付けに
際して、水冷電極（１）の流通孔（７）及びリード線挿
通孔（８ａ） （８ｂ）を、静電チャック電極（３）の
冷却ガス導入孔Ｉ′１つ及び導孔（１４ａ）（１４ｂ）
に夫々合致させて取付けられる。
尚、静電チャック電極（３）のセラミック絶縁基板ｑツ
がＡｊ！２０．であり、水冷電極（１）がＭ製である場
合、第４図示のように該セラミック絶縁基板０２１の背
面に、Ｃｒの層（１２ａ）とＣｕの層（１２ｂ）を蒸着
により順次に形成したのち更に湿式メツキによりＩｎの
層（１２ｃ）を形成し、水冷電極（１）の四部（４）内
に１１の層（４ａ）を湿式メツキで形成しておく。そし
て静電チャック電極（３）を水冷電極（１）の凹部（４
）に収めて両電極（１） （３）に形成したＩｎの層（
４ａ）（１２ｃ）同士を対向させ、約１５０℃以下の低
温で両Ｉｎの層同士を融着させることにより、両電極（
１） （３）を強固に接着する金属ボンディング（＋５
１を行なうようにした。
がＡｊ！２０．であり、水冷電極（１）がＭ製である場
合、第４図示のように該セラミック絶縁基板０２１の背
面に、Ｃｒの層（１２ａ）とＣｕの層（１２ｂ）を蒸着
により順次に形成したのち更に湿式メツキによりＩｎの
層（１２ｃ）を形成し、水冷電極（１）の四部（４）内
に１１の層（４ａ）を湿式メツキで形成しておく。そし
て静電チャック電極（３）を水冷電極（１）の凹部（４
）に収めて両電極（１） （３）に形成したＩｎの層（
４ａ）（１２ｃ）同士を対向させ、約１５０℃以下の低
温で両Ｉｎの層同士を融着させることにより、両電極（
１） （３）を強固に接着する金属ボンディング（＋５
１を行なうようにした。
（′ＩＯは、各導電パターン（１１ａ）（１１ｂ）へス
イッチ（１７ａ）（１７ｂ）とリード線（１８ａ）（１
８ｂ）を介して接続される高圧直流電源である。
イッチ（１７ａ）（１７ｂ）とリード線（１８ａ）（１
８ｂ）を介して接続される高圧直流電源である。
図示の装置をリアクティブイオンエツチング装置に使用
した場合の作動を説明すると、直流電源（Ｉｅから導電
パターン（１１ａ）（１１ｂ）に直流高電圧を印加して
静電チャック電極（３）の前面に静電気を発生させ、そ
こに真空室（２）内に運び込まれる基板（５）を静電吸
着する。次いで流通孔（７）及び冷却ガス導入孔ａ３か
ら冷却ガスを導入し、基板（５）と静電チャック電極（
３）との微少なすきまを介して真空室（２）内へと流す
。そして水冷電極（１）にエツチング電源から通電し、
アノードとの間にプラズマを発生させると、基板（５）
がスパッタエツチングされ、これに伴なって基板（５）
が発熱するが、その熱の一部は静電チャック装置（３）
から金属ボンディング（１５１を介して水冷電極（１）
へと流れ、残りの熱は冷却ガス導入孔（Ｉ３からの冷却
ガスにより奪われる。
した場合の作動を説明すると、直流電源（Ｉｅから導電
パターン（１１ａ）（１１ｂ）に直流高電圧を印加して
静電チャック電極（３）の前面に静電気を発生させ、そ
こに真空室（２）内に運び込まれる基板（５）を静電吸
着する。次いで流通孔（７）及び冷却ガス導入孔ａ３か
ら冷却ガスを導入し、基板（５）と静電チャック電極（
３）との微少なすきまを介して真空室（２）内へと流す
。そして水冷電極（１）にエツチング電源から通電し、
アノードとの間にプラズマを発生させると、基板（５）
がスパッタエツチングされ、これに伴なって基板（５）
が発熱するが、その熱の一部は静電チャック装置（３）
から金属ボンディング（１５１を介して水冷電極（１）
へと流れ、残りの熱は冷却ガス導入孔（Ｉ３からの冷却
ガスにより奪われる。
冷却ガス圧を１ＯＴｏｒｒ、静電チャック電極（３）へ
の電圧を２ＫＶとし、エツチング電源のパワーを変化さ
せ乍ら、リアクティブイオンエツチングを行なったとこ
ろ、基板（５）の上面の温度及び静電チャック電極（３
）の前面の温度は、夫々第２図の曲線Ａ及びＢで示すよ
うにわずかに３０℃を越えるだけで、高い冷却効率が得
られた。尚、冷却ガスの圧力を変えた場合の基板（５）
の温度変化は第３図の曲線Ｃで示す通りであり、これに
よれば、静電チャック電極（３）の電圧を一定に保った
状態で、冷却ガスの圧力を変えるだけで広い温度範囲の
処理を行なえることが分る。
の電圧を２ＫＶとし、エツチング電源のパワーを変化さ
せ乍ら、リアクティブイオンエツチングを行なったとこ
ろ、基板（５）の上面の温度及び静電チャック電極（３
）の前面の温度は、夫々第２図の曲線Ａ及びＢで示すよ
うにわずかに３０℃を越えるだけで、高い冷却効率が得
られた。尚、冷却ガスの圧力を変えた場合の基板（５）
の温度変化は第３図の曲線Ｃで示す通りであり、これに
よれば、静電チャック電極（３）の電圧を一定に保った
状態で、冷却ガスの圧力を変えるだけで広い温度範囲の
処理を行なえることが分る。
（発明の効果）
以上のように本発明によるときは、２枚のセラミック絶
縁基板間に導電パターンを介在させて一体に焼結するこ
とにより形成した静電チャック電極を、金属ボンディン
グにより水冷電極に取付けしたので、放出ガスが少なく
不純物を混入させずに基板の処理を行なえ、両電極間の
軌交換効率が向上し、取付けの耐久性も良く、静電チャ
ック電極を貫通して冷却ガスのガス導入孔を設けるよう
にしたので、静電吸着された基板を水冷電極による冷却
と共に冷却ガスによっても冷却することが出来、熱によ
り損傷し易い基板を安全に処理することが出来る等の効
果がある。
縁基板間に導電パターンを介在させて一体に焼結するこ
とにより形成した静電チャック電極を、金属ボンディン
グにより水冷電極に取付けしたので、放出ガスが少なく
不純物を混入させずに基板の処理を行なえ、両電極間の
軌交換効率が向上し、取付けの耐久性も良く、静電チャ
ック電極を貫通して冷却ガスのガス導入孔を設けるよう
にしたので、静電吸着された基板を水冷電極による冷却
と共に冷却ガスによっても冷却することが出来、熱によ
り損傷し易い基板を安全に処理することが出来る等の効
果がある。
第１図は本発明の実施例の裁断側面図、第２図は基板と
静電チ、ヤック電極の温度変化の線図、第３図は冷却ガ
ス圧の変化に基づく基板の温度変化の線図、第４図は金
属ボンディングの拡大断面図である。 （１）・・・水冷電極、（２）・・・真空室、（３）・
・・静電チャック電極、（５）・・・基板、（′ｔｏ
（＋２１・・・セラミック絶縁基板、（ｉｆ ａ）（１
１ｂ）・・・導電パターン、ａ３・・・冷却ガス導入孔
、（１５１・・・金属ボンディング
静電チ、ヤック電極の温度変化の線図、第３図は冷却ガ
ス圧の変化に基づく基板の温度変化の線図、第４図は金
属ボンディングの拡大断面図である。 （１）・・・水冷電極、（２）・・・真空室、（３）・
・・静電チャック電極、（５）・・・基板、（′ｔｏ
（＋２１・・・セラミック絶縁基板、（ｉｆ ａ）（１
１ｂ）・・・導電パターン、ａ３・・・冷却ガス導入孔
、（１５１・・・金属ボンディング
Claims (2)
- １．真空室内に設けた水冷電極の前面に、静電チャック
電極を介して基板を静電吸着するようにしたものに於い
て、該静電チャック電極を、２枚のセラミック絶縁基板
の間に導電パターンを介在させると共に両セラミック絶
縁基板を貫通する冷却ガス導入孔を設けて一体に焼結し
て形成し、これを金属ボディングにより該水冷電極の前
面に一体に取付けしたことを特徴とする基板保持装置。 - ２．前記セラミック基板をＡｌ＿２Ｏ＿３で作成すると
共に前記水冷電極をＡｌで作成し、該セラミック基板の
背面にＣｒの層とＣｕの層を順次形成したのち更にＩｎ
の層を形成し、該水冷電極の前面にＩｎの層を形成し、
該セラミック基板の背面を水冷電極の前面に低温の加熱
により金属ボンディングすることを特徴とする請求項１
に記載の基板保持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136866A JP2694668B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 基板保持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136866A JP2694668B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 基板保持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033249A true JPH033249A (ja) | 1991-01-09 |
| JP2694668B2 JP2694668B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=15185356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1136866A Expired - Lifetime JP2694668B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 基板保持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2694668B2 (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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