JPH04186653A - 静電チャック - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
する静電チャ・ンクに関する。
れるウニノλ等の吸着物と電極との間に電圧を印加して
、吸着物と電極に正、負の電荷を生じさせ、この間に働
くクーロン力によって吸着物を吸引保持するものである
。
されている。
の間に静電吸着シート14を配設したもので、この静電
吸着シート14と一体的に給電用シート16を設けてい
る。
イミドシート18.18の間に銅等の導電性シート20
を介在配置したものである。
題が存在することが判明した。
チング装置に使用される静電チャックによれば、被処理
体である例えば半導体ウェハを所定温度に温調した状態
でウェハをチャックする必要があり、静電チャックを介
してウェハを例えば冷却している。この際、静電チャッ
クによりウェハを吸着するに足る十分な吸着力を得るこ
とはてきるが、実際のウェハと絶縁シート間の接触面積
はわずかであり良好な熱伝導は得られていなかった。
体を充填し、これによって熱伝導性を確保せざるを得な
かった。
ェハを取り除いた後の絶縁シートの除電をプラズマを利
用して行なうこともあり、この場合プラズマダメージに
よりポリイミドシートの破損が生じ、寿命が短いという
問題があった。
ルミニウムなどを絶縁体とし第6図に示すような全セラ
ミックス(全焼結体)の静電チャックが試みられてきた
。同図において、導電層のタングステンパターン63は
アルミナ基板61と上部アルミナ62とに挟持され、基
板68上に配設されている。タングステンパターン63
はスルーホール64を有し、基板68断面にて絶縁カバ
ー66で絶縁された給電線67の一端と給電部65にて
接続され、給電線67の他端は高周波電源68に接続さ
れている。
上記プラズマダメージに対して耐久性は良好であるが、
焼結時の歪み等の製作上の問題かあり、歩留り悪く大変
高価なものとなっていた。
大てき、イオンに対する耐久性の高い静電チャックを安
価に提供することにある。
クにおいて、上記絶縁体を焼結体、ガラスもしくは化学
気相堆積体等の材料を用い、それを接着剤で固定して製
作したものを特徴とする。
ムの焼結体で製作し、それを熱硬化性樹脂で接着し製作
した静電チャックの場合、従来の絶縁体(ポリイミドシ
ート)に比べ静電チャックの絶縁層として吸着力が増大
できることが判明した。
対する耐久性が高く、比較的帯電もしにくい特性を有し
ている。
縁膜であるポリイミドに代えて熱硬化性樹脂で接着加工
するだけで製作可能であるため、歩留りが高く安価に得
られる。
クに適用した一実施例について、図面を参照して具体的
に説明する。
0と、その表面側に配設される柔軟性の静電吸着シート
40と、この静電吸着シート40に給電するための給電
用シート50とを有している。
吸着シート40を配設する表面32側に、前記給電用シ
ート50の一端を表面32とほぼ面一にて収容する四部
34と、この四部34に隣接して開口し、チャック本体
30の裏面側まで貫通するスリット36とを有している
。尚、この凹部34およびスリット36については、そ
の詳細を後述する。
に、導電層として例えば銅等からなる導電性シート20
を有し、この導電性シート20の裏面側、すなわちチャ
ック本体30との間には絶縁層例えばポリイミドシート
18が設けられ、導電性シート20の表面側には絶縁層
例えば窒化アルミニウム(A I N)シート22か熱
硬化性樹脂60て接着され設けられている。この静電吸
着シ−ト40は、前記チャック本体30の表面形状と合
せて円形に形成されている。また、この静電吸着シート
40の裏面側には、第4図(A)に示すように、前記給
電用シート50と電気的に接続されるための接点42を
有し、この接点42は裏面側のポリイミドシート18を
一部欠落させ、導電性シート20を露出することにより
構成される。
うに多数のガス導入口44が設けられている。そして、
チャック本体30に設けられているガス導入用の穴(第
3図では図示せず)およびこのガス導入口44を介して
、静電吸着シート40とウェハ12との間にガス例えば
02を充填し、両者間の熱伝達特性を高めるように構成
している。
.18間に導電性シート20を介在配置することで構成
される。尚、この給電用シート50と前記静電吸着シー
ト40とは、熱膨張係数がほぼ等しいものであればよい
。この給電用シート50は、第4図(B)に示すように
帯状に形成され、その一端側を幅狭部52とし、その他
端側を幅広部54とし、両側側に接点56.58を有し
ている。前記幅狭部52は、チャック本体30の前記凹
部34に収容されるもので、従って凹部34はこの幅狭
部52を収容てきる面積にて形成される。凹部34の深
さとしては、給電用シート50の厚さを考慮して決定さ
れる。前記給電用シート50は、幅狭部521幅広部5
4との境目にて90度に折り曲げて使用され、幅狭部5
2を前記チャック本体30の凹部34に配置した後に、
幅広部54をスリット36に挿入し、その端部をチャッ
ク本体30の裏面側より引き出している。
給電用シート50における幅広部54を挿入できる形状
であればよい。幅広部54の前記チャック本体30の裏
面側より引き出された側は、その裏面に当接するように
90度屈曲され、その接点58を介して給電を可能とし
ている。尚、この接点58付近は大気中に開放され、放
電現象の少ない大気中での給電動作を行えるようにOリ
ング等により気密にシールされている。
いてウェハ12と静電吸着シート40における導電性シ
ート20との間に高電圧を印加し、ウェハ12と導電性
シート20に正、負の電荷生じさせ、この間に働くクー
ロン力によってウェハを吸着保持するものである。本実
施例ではモノボール型の静電チャックを構成している。
およびプラズマを通して接地され、導電性シート20に
は高電圧例えば2KVが印加され、ウェハ12゜導電性
シート20間にクーロン力を作用させている。この結果
、ウェハ12は静電吸着シート40に吸着保持され、プ
ラズマエツチングが実行されることになる。プラズマの
発生は電極間放電型。
はマイクロ波照射型など何れでもよい。
AINシート22を用いることにより、ウェハ12の吸
着力を60 Torr以上にできることが確認できた。
2に代えてポリミドシート18を用いた場合の吸着力か
40 Torrであったことと比較すれば、その吸着力
を大幅に増大できることを確認できた。
説明する。5インチウェハの中心位置の温度と、これよ
り50龍離れた周辺位置の温度とを、ウェハ12と接触
する側にAINシート22を用いた場合、これに代えて
ポリイミドシート18を用いた場合のそれぞれついて、
ウェハ12a面側に充填される0□圧力を変えて測定す
る実験を行ってみた。
うがウェハ12の冷却能力が高く、しかも02圧力には
ほとんど依存しないことが判明した。この理由は、上述
したようにAINシート22を用いた方が吸着力が大き
いので、ウェハ12と静電吸着シート40との接触圧力
を大きく確保でき、熱伝導性が向上したからと考えられ
る。しかも、接触圧力か大きいため、ウニI\12裏面
に0□ガスを充填しなくても、所定の熱伝導性を確保で
きたものと思われる。このように、AINシート22を
用いれば、ウェハ12にガスを充填しなくても、ウェハ
12の所望の温調か可能であることが判った。
ウェハ12の温度を測定してみた。RFパワーを大きく
するほどウェハ12の温度は上昇するが、AINシート
22を用いた場合の方が、熱伝導性が良好であるが故に
、温度上昇率が低くなることか判明した。即ちプラズマ
を扱う装置において特に効果があることが分かる。
22は帯電しにくい材料てあり、ウニノ\12除去後の
プラズマイオンによる絶縁シートの除電を容易に実施で
き、しかも、イオンに対する耐衝撃性もセラミックであ
るが故に高いので、静電吸着シート40の寿命を長くす
ることができる。
示している。
ての2枚のポリイミドシート18.18の間に銅等の導
電性シート20を介在配置したものである点で従来の第
5図の構成と同様であるが、さらに、ウェハ12と接触
する側の一方のポリイミドシート18の表面に、AIN
層72を形成している。このAIN層72は図示では省
略しているか熱硬化性樹脂60にて接着固定される。あ
るいは、例えばポリイミドシート18の表面荒さ以上の
厚さでスパッタなどによりポリイミドシート18上に直
接コーティングし、例えばlμwl11〜5μl■の厚
さに形成することもてきる。
同様に、ポリイミドシート18のみの場合と比較すれば
、ウニノ\12の吸着力か増大するので、熱抵抗が少な
くなり熱伝達特性を大巾に向上することができる。また
、プラスマに臨む面にAiN層72が形成されているの
で、イオンに耐する耐久性を確保でき、また、帯電も少
なくなる。
クにおける絶縁シートとしての高絶縁特性を確保できる
。すなわち、AINは温度と共に電気絶縁抵抗が下がる
特性を有するが、導電シート20とウェハ12との絶縁
をポリイミドシート18により確保することで、高温で
のリーク電流の発生を確実に防止でき、しかも、そのポ
リイミドシート18の表面にコーティングされたAIN
層72により熱抵抗の低減、耐イオン衝撃特性、低帯電
特性を確保てきる。
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であり、E
CRエツチャー、プラズマCVD。
であれば何れに適用できる。
クに適用されるものに限らず、また、上述したモノポー
ルタイプの静電チャック方式に限らない。
ける被吸着体と接触する側の絶縁として窒化アルミニウ
ムなとの焼結体等を用いることにより、吸着力を増大で
き、この結果被吸着体を温調する場合でも必すしも被吸
着体裏面に気体を充填せずに所定の温調を確保でき、さ
らに絶縁部への帯電をも少なくすることができる静電チ
ャックを、製作容易であるため非常に安価に提供するこ
とができる。
、 第2図は、第1図の静電吸着シートの拡大断面図、 第3図は、第1図に用いられるチャック本体の概略斜視
図、 第4図(A)、(B)は、それぞれ静電吸着シート、給
電用シートの概略平面図、 第5図及び第6図は、従来の静電チャックの概略断面図
、 第7図は、本発明の静電チャックの変形例を示す断面図
である。 16・・・導電性シート、18・・・ポリイミドシート
、22・・AINシート、30・・・チャック本体、4
0・・・静電吸着シート、50・・・給電用シート、7
2・・・AIN層。 代理人 弁理士 井 上 −(他1名)第 1
図 第3図 36スリツト 第4区 (A) (B) 第 5 区 第6図 二 第7図 f′
Claims (3)
- (1)絶縁体を介して被吸着体を吸着する静電チャック
において、上記絶縁体が、焼結体、ガラス、もしくは化
学気相堆積体であり、かつ、上記絶縁体が接着剤で固定
されていることを特徴とする静電チャック。 - (2)請求項(1)において、 上記絶縁体が金属の酸化物または窒化物の焼結体、ガラ
ス、もしくは化学気相堆積体であることを特徴とする静
電チャック。 - (3)請求項(1)または(2)において、上記接着剤
が有機系接着剤であることを特徴とする静電チャック。
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