JPH0434952A - 静電チャック板 - Google Patents
静電チャック板Info
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- JPH0434952A JPH0434952A JP2140867A JP14086790A JPH0434952A JP H0434952 A JPH0434952 A JP H0434952A JP 2140867 A JP2140867 A JP 2140867A JP 14086790 A JP14086790 A JP 14086790A JP H0434952 A JPH0434952 A JP H0434952A
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Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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、導電材料あるいは半導体材料として使用され
るウェハー等の試料を電気的に、吸着し固定保持する静
電チャック板に関する。
るウェハー等の試料を電気的に、吸着し固定保持する静
電チャック板に関する。
［従来の技術］
現在、ＬＳＩ等の大規模集積回路の製造において、シリ
コンウェハーにパターン形成等の微細加工が行われる。
コンウェハーにパターン形成等の微細加工が行われる。
このためには、ウェハーを平坦な面上に確実に固定する
ことが必要である。このために従来より機械式チャック
板、真空式チャック板あるいは電気式チャックが用いら
れているが、最近では静電気力を利用する静電チャック
板がウェハーの平面度を良くして固定することができ、
且つ粒子の発生を抑えることができるという利点がある
ため半導体製造技術の分野において特に有用である。
ことが必要である。このために従来より機械式チャック
板、真空式チャック板あるいは電気式チャックが用いら
れているが、最近では静電気力を利用する静電チャック
板がウェハーの平面度を良くして固定することができ、
且つ粒子の発生を抑えることができるという利点がある
ため半導体製造技術の分野において特に有用である。
従来、静電チャック板の構造は、セラミックスなどの絶
縁基板上に導電層を積層し、更にこの導電層上にアルミ
ナ等の誘電層を積層させたものであった。
縁基板上に導電層を積層し、更にこの導電層上にアルミ
ナ等の誘電層を積層させたものであった。
吸着力Ｆは、一般に次式で示される。
Ｆ ＝ （１／２Ｌ ｅ ｏ・ｋｒ・（Ｖ／ ｄ）２・
・・（１）ここで、ε。：真空の誘電率 ｋｒ：誘電層の比誘電率 ■ ：印加電圧 ｄ ：誘電層の厚み である。この弐から、吸着力は誘電層の比誘電率に比例
し、また誘電層の厚みの２乗に反比例する。
・・（１）ここで、ε。：真空の誘電率 ｋｒ：誘電層の比誘電率 ■ ：印加電圧 ｄ ：誘電層の厚み である。この弐から、吸着力は誘電層の比誘電率に比例
し、また誘電層の厚みの２乗に反比例する。
従って、高い吸着力を得るためにはこの誘電層の比誘電
率を大きくする、及びまたは誘電層の厚みを薄くするこ
とが必要である。
率を大きくする、及びまたは誘電層の厚みを薄くするこ
とが必要である。
従来、誘電層を形成する材料としてアルミナを用いた静
電チャック板が考案されている（特公昭６０−５９１０
４号公報、特開昭６０−１９７３３５号公報）。更に誘
電率を上げるためにアルミナ中に酸化チタンあるいはチ
タン酸バリウムを分散させた材料も考案されている。
電チャック板が考案されている（特公昭６０−５９１０
４号公報、特開昭６０−１９７３３５号公報）。更に誘
電率を上げるためにアルミナ中に酸化チタンあるいはチ
タン酸バリウムを分散させた材料も考案されている。
誘電層の形成方法として溶射法あるいは誘電層を接着剤
により接着する方法があるが、誘電層の密着性を高める
ためにガラス中間層を介し、その層中にも高誘電材料を
分散させる方法も考え出されている（特開昭６２−２８
６２４８号公報）。
により接着する方法があるが、誘電層の密着性を高める
ためにガラス中間層を介し、その層中にも高誘電材料を
分散させる方法も考え出されている（特開昭６２−２８
６２４８号公報）。
［発明が解決しようとする課Ｂ］
これらの静電チャック板では主原料のアルミナの比誘電
率が１０程度であるため、２０００以上の高い比誘電率
を有するチタン酸バリウムを分散させたとしても、見か
け上の比誘電率は低いものになってしまう。ガラス中間
層を介した場合でも同様のことが言える。シリコンウェ
ハーの搬送を行うときには数１０ｇ／ｄ程度の吸着力が
あれば十分であるが、シリコンウェハーのパターン形成
を行う場合はウェハーの反りがパターン精度に大きく影
響するため、ウェハーの平面度を矯正できる数１００ｇ
以上の大きな吸着力が必要である。十分な吸着力を得る
ためには従来、誘電層の厚さを薄くするか、高い電圧を
かけるか、いずれかの方法が考えられたが、いずれの場
合も耐久性上問題があった。
率が１０程度であるため、２０００以上の高い比誘電率
を有するチタン酸バリウムを分散させたとしても、見か
け上の比誘電率は低いものになってしまう。ガラス中間
層を介した場合でも同様のことが言える。シリコンウェ
ハーの搬送を行うときには数１０ｇ／ｄ程度の吸着力が
あれば十分であるが、シリコンウェハーのパターン形成
を行う場合はウェハーの反りがパターン精度に大きく影
響するため、ウェハーの平面度を矯正できる数１００ｇ
以上の大きな吸着力が必要である。十分な吸着力を得る
ためには従来、誘電層の厚さを薄くするか、高い電圧を
かけるか、いずれかの方法が考えられたが、いずれの場
合も耐久性上問題があった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって
、誘電率の高い鉛を含むセラミックス誘電材料で誘電層
を形成し、低い電圧で高い吸着力を発揮する静電チャッ
ク板を提供することを目的とする。
、誘電率の高い鉛を含むセラミックス誘電材料で誘電層
を形成し、低い電圧で高い吸着力を発揮する静電チャッ
ク板を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
即ち、本発明は、以下を要旨とするものである。
電極を誘電層にて被覆してなり、該誘電層上に試料を電
気的に固定保持する静電チャック板において、該誘電層
が鉛を含むセラミックス誘電材料からなることを特徴と
する静電チャック板である。
気的に固定保持する静電チャック板において、該誘電層
が鉛を含むセラミックス誘電材料からなることを特徴と
する静電チャック板である。
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明における静電チャック板の構造は、第１図に示す
様に、絶縁体基板４上に、電極３及び鉛を含むセラミッ
クス誘電材料からなる誘電層２を積層させた構造を有す
る。
様に、絶縁体基板４上に、電極３及び鉛を含むセラミッ
クス誘電材料からなる誘電層２を積層させた構造を有す
る。
ここで言う鉛を含むセラミックス誘電材料は、ジルコニ
ウム酸鉛（ＰＺ）、チタン酸鉛（ＰＴ）、前記２種の化
合物の固溶体であるチタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ
）及び複合ペロブスカイト構造を有する化学式ＰｂＭＯ
３で示される材料を指す。これらの材料はそれぞれ、単
独でもよく、又これらの混合物でもよい、更には、電気
特性、機械特性改善のために添加剤として微量な化合物
を含有させてもよく、ｐｂサイトの一部を欠陥にしたり
、Ｓｒ、、Ｂａ等で置換してもよい。
ウム酸鉛（ＰＺ）、チタン酸鉛（ＰＴ）、前記２種の化
合物の固溶体であるチタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ
）及び複合ペロブスカイト構造を有する化学式ＰｂＭＯ
３で示される材料を指す。これらの材料はそれぞれ、単
独でもよく、又これらの混合物でもよい、更には、電気
特性、機械特性改善のために添加剤として微量な化合物
を含有させてもよく、ｐｂサイトの一部を欠陥にしたり
、Ｓｒ、、Ｂａ等で置換してもよい。
ここで上記Ｍとは、金属元素を２種以上配合して平均原
子価を４価にしたものである。Ｍとして使用される金属
元素の組合せは、 （Ｂ ”ｌ／３ Ｂ ”ｚｙｓ ）、（Ｂ ”ｒ／ｚ
Ｂ ”ｌ／Ｚ ）、（Ｂ ”ｌ／４ Ｂ ”３／４ ）
、（Ｂ”ｚ／ｘ Ｂ”ｌ／３ ） すどがある。ただし
Ｂ”はＬｉまたはＣｕであり、Ｂｚ−はＭｇ−、Ｎｌ５
Ｚｎ−、Ｃｏ５５ｎｓ Ｆｅｓ ＣｄまたはＣａであり
、Ｂ′１＋はＭｎ、 Ｓｂ、 ＡＩ、Ｙｂ、 Ｉｎ、
Ｆｅ、 Ｃｏ、ＳｅまたはＹであり、Ｂｓ−はＮｂ、
Ｓｂ、 ＴａまたはＢｉであり、そしてＢ６−はＷ、Ｔ
ｅまたはＲｅである。
子価を４価にしたものである。Ｍとして使用される金属
元素の組合せは、 （Ｂ ”ｌ／３ Ｂ ”ｚｙｓ ）、（Ｂ ”ｒ／ｚ
Ｂ ”ｌ／Ｚ ）、（Ｂ ”ｌ／４ Ｂ ”３／４ ）
、（Ｂ”ｚ／ｘ Ｂ”ｌ／３ ） すどがある。ただし
Ｂ”はＬｉまたはＣｕであり、Ｂｚ−はＭｇ−、Ｎｌ５
Ｚｎ−、Ｃｏ５５ｎｓ Ｆｅｓ ＣｄまたはＣａであり
、Ｂ′１＋はＭｎ、 Ｓｂ、 ＡＩ、Ｙｂ、 Ｉｎ、
Ｆｅ、 Ｃｏ、ＳｅまたはＹであり、Ｂｓ−はＮｂ、
Ｓｂ、 ＴａまたはＢｉであり、そしてＢ６−はＷ、Ｔ
ｅまたはＲｅである。
上記の材料のうちで、静電チャック板が使用される温度
域以下にキュリー点を持つもの、あるいはキュリー点が
存在しないものを使用した場合、誘電層中に残る残留電
界を防止することができ、特に有用である。
域以下にキュリー点を持つもの、あるいはキュリー点が
存在しないものを使用した場合、誘電層中に残る残留電
界を防止することができ、特に有用である。
誘電層の形成方法はシート成形あるいは加圧成形などで
薄板を作製後、接着剤を使用して接合する方法が容易で
あるが、特にこれに限定されることなく高周波を利用し
たプラズマ溶射、レーザー照射を同時に行う高周波プラ
ズマ溶射などの種々の溶射法により電極上に直接形成さ
せてもよい。
薄板を作製後、接着剤を使用して接合する方法が容易で
あるが、特にこれに限定されることなく高周波を利用し
たプラズマ溶射、レーザー照射を同時に行う高周波プラ
ズマ溶射などの種々の溶射法により電極上に直接形成さ
せてもよい。
また複数の蒸着源を用いた同時蒸着等のＰＶＤ法を用い
て形成してもよい。更に、ＣＶＤ、スプレーパイロリシ
ス法等の化学的な方法において作製しても良い。
て形成してもよい。更に、ＣＶＤ、スプレーパイロリシ
ス法等の化学的な方法において作製しても良い。
ここでは誘電層の形成が容易なシート成形などで作製し
た薄板を接着剤を用いて接合させることにより作製した
静電チャック板について説明する。
た薄板を接着剤を用いて接合させることにより作製した
静電チャック板について説明する。
薄板を接着剤を用いて接合させる際、その電気的、力学
的、熱的特性が問題となる。特に電気的特性に着目して
導電性接着剤を使用することが望ましい。
的、熱的特性が問題となる。特に電気的特性に着目して
導電性接着剤を使用することが望ましい。
電極材料としては金属、導電性セラミックス等が使用で
き、その融点、あるいは雰囲気等との反応による劣化が
起こる温度以下で、誘電層を形成できるものであれば任
意に選ぶことができる。例えば、薄板を接着剤で貼り付
ける方法では接着温度が３００°Ｃ以下の接着剤を用い
れば、ＡＩ、 Ｃｕ、 Ａｇ等の金属があげられる。
き、その融点、あるいは雰囲気等との反応による劣化が
起こる温度以下で、誘電層を形成できるものであれば任
意に選ぶことができる。例えば、薄板を接着剤で貼り付
ける方法では接着温度が３００°Ｃ以下の接着剤を用い
れば、ＡＩ、 Ｃｕ、 Ａｇ等の金属があげられる。
［実施例］
以下、実施例を挙げて更に具体的に本発明を説明する。
〈実施例１〜８〉
第１表に示した鉛を含むセラミックス誘電材料を使用し
てドクターブレード法にて厚さ２００μｍのシートを成
形し、直径１２５＋ｍφに打ち抜き各組成に応じ１１５
０〜１２５０°Ｃの温度で焼成し、誘電層である厚さ１
６０μ輪の薄板を作製した。これらをアルミナセラミッ
クス絶縁体基板上の直径１２５−腸φ、厚み１０ＩＩｌ
ｌｌＩのＡｌ金属板上にＡｇ導電ペースト（理経社ｘｉ
テフクＨ−３１）をスクリーン印刷法で厚み５０ｔ１ｍ
ｌ塗布し、上記作製した誘電層である薄板を載せ、真空
中で１５０°Ｃ１６０分加熱処理し接着させた。その後
、周囲を修正加工施し、表面をラップ加工して平面度０
．０５μｍのものとした。
てドクターブレード法にて厚さ２００μｍのシートを成
形し、直径１２５＋ｍφに打ち抜き各組成に応じ１１５
０〜１２５０°Ｃの温度で焼成し、誘電層である厚さ１
６０μ輪の薄板を作製した。これらをアルミナセラミッ
クス絶縁体基板上の直径１２５−腸φ、厚み１０ＩＩｌ
ｌｌＩのＡｌ金属板上にＡｇ導電ペースト（理経社ｘｉ
テフクＨ−３１）をスクリーン印刷法で厚み５０ｔ１ｍ
ｌ塗布し、上記作製した誘電層である薄板を載せ、真空
中で１５０°Ｃ１６０分加熱処理し接着させた。その後
、周囲を修正加工施し、表面をラップ加工して平面度０
．０５μｍのものとした。
このようにして得られた静電チャック板の吸着力及び吸
着により矯正されたシリコンウェーハーの平面度を次の
方法によって測定し第１表に示した。すなわち、吸着力
は第１図に示すように、静電チャック板に５インチφの
シリコンウェハー１をセットし、誘電層２と電極３の間
に直流電源を用いて１ｋＶの電圧を印可し、静電気力に
よりシリコンウェハーをチャックさせた状態で、引張試
験機（東京精機製作所 製「ストロングラフＷＪ）を用
いてシリコンウェハーを静電チャック板から引き剥す際
の引張強度を測定し、吸着力（ｋｇ／ｃ（）とした。
着により矯正されたシリコンウェーハーの平面度を次の
方法によって測定し第１表に示した。すなわち、吸着力
は第１図に示すように、静電チャック板に５インチφの
シリコンウェハー１をセットし、誘電層２と電極３の間
に直流電源を用いて１ｋＶの電圧を印可し、静電気力に
よりシリコンウェハーをチャックさせた状態で、引張試
験機（東京精機製作所 製「ストロングラフＷＪ）を用
いてシリコンウェハーを静電チャック板から引き剥す際
の引張強度を測定し、吸着力（ｋｇ／ｃ（）とした。
シリコンウェハーの平面度はレーザー干渉計によって測
定した。その結果を◎、○、×で示す。
定した。その結果を◎、○、×で示す。
（平面度◎：０．５μｍ以下、Ｏ：１μｍ以下、×：２
ｇｍ以上） その結果、低電圧で大きな吸着力を有し、シリコンウェ
ハーの平面度を矯正できる静電チャック板が得られた。
ｇｍ以上） その結果、低電圧で大きな吸着力を有し、シリコンウェ
ハーの平面度を矯正できる静電チャック板が得られた。
「比較例］
直径１２５ｍｍΦ、厚さ１６０ ｐ ｍのＡｈａ３板を
、上記実施例と同様な方法で厚み１０ＩＩＩｌｌのＡｌ
金属板上に接着し静電チャック板を作成した。この静電
チャック板の誘電層２と電極３の間に直流電源を用いて
１ｋＶの電圧を印可し、吸着力を測定し、その結果を第
１表に示した。吸着力は上記実施例の静電チャック板の
約１００分の１と低く、ウェハーの平坦度の矯正には有
効でなかった。
、上記実施例と同様な方法で厚み１０ＩＩＩｌｌのＡｌ
金属板上に接着し静電チャック板を作成した。この静電
チャック板の誘電層２と電極３の間に直流電源を用いて
１ｋＶの電圧を印可し、吸着力を測定し、その結果を第
１表に示した。吸着力は上記実施例の静電チャック板の
約１００分の１と低く、ウェハーの平坦度の矯正には有
効でなかった。
［発明の効果コ
本発明の静電チャック板は、誘電層を形成する誘電体と
して、鉛を含むセラミックス誘電材料を使用することに
よって、微小電圧で充分な吸着力を示すウェハーの平面
度の矯正が十分可能な静電チャック板を提供することが
できる。
して、鉛を含むセラミックス誘電材料を使用することに
よって、微小電圧で充分な吸着力を示すウェハーの平面
度の矯正が十分可能な静電チャック板を提供することが
できる。
第１表
注Ｉ ＰＺＴ−ＰＭＮ系組成１ ： Ｐｂ（Ｍｇ＋７
＋Ｎｂｚ７３） ｏ、 ３？ｚｒＯ，ｚｓＴｉｏ、 ｚ
ｅｏｚＰＺＴ−ＰＭＮ系組成２ ： Ｐｂ（Ｍｇ１ｚＪ
ｂｒｚｓ ｏ、 ＋ ３Ｚｒｏ、４ｓＴｉｏ、 ４ｚＯ
ｚＰＭＮ ： Ｐｂ（Ｍｇ１ｚＪｂｒｚｓ）。３ＰＺＴ
−ＰＮＮ系組成３ ： Ｐｂ（Ｎｉ＋７３Ｎｂｚｚｚ）
ｏ、 ｚｓＺｒｏ、 ５ｚＴｉｏ、 ｚｚｏｚＰＺＴ−
ＰＺＮ系組成４ ： Ｐｂ（Ｚｎ＋／ｚＮｂｚｚｚ）ｏ
、 ｂｓＺｒａ、 ＋５Ｔｉｏ、 ｕＯｓＰＺＴ−ＰＺ
Ｎ系組成５ ： Ｐｂ（Ｚｎ＋／Ｊｂｚｚ：＋） ｏ、
ｘｓＺｒｏ、 １ｏＴｉｏ、 ｔｒｓｏ＋ＰＺＴ−Ｐ
ＳＮ系組成６ ： ＰｂＣ３ｎＩ／５Ｎｂｚ／ｓ’）
ｏ、 ＋ ｔｓＺｒｏ、 ４ｚｓＴｉｏ、 ａｓｏＯｘ
ＰＺＴ−ＰＳＮ系組成７ ： Ｐｂ（Ｓｎ＋７Ｊｂｚｚ
ｚ） ｏ、 Ｉ？５ｚｒＯ，ｚｔｓＴｉｏ、 ｚｓｏＯ
＋注２ シリコンウェハーの平坦度（レーザー干渉針に
よる評価）◎：０．５μｍ以下 ０：１．０μｍ以下 Ｘ：２．Ｏμ−以上 ４、
＋Ｎｂｚ７３） ｏ、 ３？ｚｒＯ，ｚｓＴｉｏ、 ｚ
ｅｏｚＰＺＴ−ＰＭＮ系組成２ ： Ｐｂ（Ｍｇ１ｚＪ
ｂｒｚｓ ｏ、 ＋ ３Ｚｒｏ、４ｓＴｉｏ、 ４ｚＯ
ｚＰＭＮ ： Ｐｂ（Ｍｇ１ｚＪｂｒｚｓ）。３ＰＺＴ
−ＰＮＮ系組成３ ： Ｐｂ（Ｎｉ＋７３Ｎｂｚｚｚ）
ｏ、 ｚｓＺｒｏ、 ５ｚＴｉｏ、 ｚｚｏｚＰＺＴ−
ＰＺＮ系組成４ ： Ｐｂ（Ｚｎ＋／ｚＮｂｚｚｚ）ｏ
、 ｂｓＺｒａ、 ＋５Ｔｉｏ、 ｕＯｓＰＺＴ−ＰＺ
Ｎ系組成５ ： Ｐｂ（Ｚｎ＋／Ｊｂｚｚ：＋） ｏ、
ｘｓＺｒｏ、 １ｏＴｉｏ、 ｔｒｓｏ＋ＰＺＴ−Ｐ
ＳＮ系組成６ ： ＰｂＣ３ｎＩ／５Ｎｂｚ／ｓ’）
ｏ、 ＋ ｔｓＺｒｏ、 ４ｚｓＴｉｏ、 ａｓｏＯｘ
ＰＺＴ−ＰＳＮ系組成７ ： Ｐｂ（Ｓｎ＋７Ｊｂｚｚ
ｚ） ｏ、 Ｉ？５ｚｒＯ，ｚｔｓＴｉｏ、 ｚｓｏＯ
＋注２ シリコンウェハーの平坦度（レーザー干渉針に
よる評価）◎：０．５μｍ以下 ０：１．０μｍ以下 Ｘ：２．Ｏμ−以上 ４、
第１図は本発明により作製した静電チャック板の側面図
である。 に 半導体ウェハー （試料） ：誘電体層 ：電極 ：絶縁体基板
である。 に 半導体ウェハー （試料） ：誘電体層 ：電極 ：絶縁体基板
Claims (1)
- 電極を誘電層にて被覆してなり、該誘電層上に試料を
電気的に固定保持する静電チャック板において、該誘電
層が鉛を含むセラミックス誘電材料からなることを特徴
とする静電チャック板
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140867A JPH0434952A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 静電チャック板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2140867A JPH0434952A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 静電チャック板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434952A true JPH0434952A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15278594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140867A Pending JPH0434952A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 静電チャック板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0434952A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5324053A (en) * | 1992-02-20 | 1994-06-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Electrostatic chuck |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP2140867A patent/JPH0434952A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5324053A (en) * | 1992-02-20 | 1994-06-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Electrostatic chuck |
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