JPH0434953A - 静電チャック板 - Google Patents
静電チャック板Info
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- JPH0434953A JPH0434953A JP2140868A JP14086890A JPH0434953A JP H0434953 A JPH0434953 A JP H0434953A JP 2140868 A JP2140868 A JP 2140868A JP 14086890 A JP14086890 A JP 14086890A JP H0434953 A JPH0434953 A JP H0434953A
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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、導電材料や半導体材料からなるシリコンウェ
ハ等の試料を電気的に吸着固定する静電チャック板に関
する。
ハ等の試料を電気的に吸着固定する静電チャック板に関
する。
シリコンウェハにパターンニング等の各種微細加工を施
し、多数のトランジスタを形成する集積回路の製作にお
いては、ウェハを平坦な面に確実に固定することが必要
である。このため、従来から機械式、真空式及び電気式
のチャック板が用いられている。これらのチャックの中
で電気的にウェハを吸着固定する静電チャック板は、ウ
ェハの平坦度を良くして固定することができ、ウェハに
固定しろを取る必要がなく、しかも真空中での使用が可
能であるため、半導体製造技術分野において特に有用で
ある。
し、多数のトランジスタを形成する集積回路の製作にお
いては、ウェハを平坦な面に確実に固定することが必要
である。このため、従来から機械式、真空式及び電気式
のチャック板が用いられている。これらのチャックの中
で電気的にウェハを吸着固定する静電チャック板は、ウ
ェハの平坦度を良くして固定することができ、ウェハに
固定しろを取る必要がなく、しかも真空中での使用が可
能であるため、半導体製造技術分野において特に有用で
ある。
従来、静電チャック板は、第２図に示すように、セラミ
ックス焼結体等の基材上に導体層を印刷等で施し、更に
この導体層上に絶縁層を被着した構造であった。（特開
昭６２−２８６２４７号公報）しかし、この静電チャッ
ク板は、基材をセラミックスの焼結体により、また絶縁
層をセラミックスのプラズマ溶射法又は化学気相蒸着法
により形成させたものであるため、仮りに基材と絶縁層
とを同種の材料で構成したとしても、微構造の違いによ
り熱膨張率等が異なる。そのため、静電チャック板製造
時あるいは使用時の加熱・冷却の繰り返しにより、導体
層の両面で異なる応力が発生し、絶縁層と導体層との界
面で剥離や亀裂が生じチャック力が低下するという問題
があった。
ックス焼結体等の基材上に導体層を印刷等で施し、更に
この導体層上に絶縁層を被着した構造であった。（特開
昭６２−２８６２４７号公報）しかし、この静電チャッ
ク板は、基材をセラミックスの焼結体により、また絶縁
層をセラミックスのプラズマ溶射法又は化学気相蒸着法
により形成させたものであるため、仮りに基材と絶縁層
とを同種の材料で構成したとしても、微構造の違いによ
り熱膨張率等が異なる。そのため、静電チャック板製造
時あるいは使用時の加熱・冷却の繰り返しにより、導体
層の両面で異なる応力が発生し、絶縁層と導体層との界
面で剥離や亀裂が生じチャック力が低下するという問題
があった。
本発明の目的は、上記欠点を解決した静電チャック板を
提供することにある。
提供することにある。
すなわち、本発明は、基材６表面に絶縁層５を介して導
体層３を設け、かつ導体層３を絶縁層５と同種の絶縁層
２で被覆してなる構造を有し、しかも上記絶縁層５と２
は化学気相蒸着法により形成されてなることを特徴とす
る静電チャック板である。
体層３を設け、かつ導体層３を絶縁層５と同種の絶縁層
２で被覆してなる構造を有し、しかも上記絶縁層５と２
は化学気相蒸着法により形成されてなることを特徴とす
る静電チャック板である。
本発明の静電チャック板の構造の一例を、第１図に示す
、以下、第１図を参照しながらさらに詳しく説明する。
、以下、第１図を参照しながらさらに詳しく説明する。
本発明における基材６は、絶縁体、導体いずれでもよい
が、製作時あるいは使用時の温度変化等によって絶縁層
との界面での亀裂や剥離を生じにくくするため、熱膨張
率が絶縁層に近いことが望ましい、さらに使用時にウェ
ハ等の試料に発生した熱を速やかに外部へ放散させるた
め、熱伝導率が高いことが望ましい。このような基材の
例としては、ＡＩＮ ％ ５ｉＪａ 、ＢＮ等の焼結体
や特に熱膨張率が絶縁層に近い黒鉛成形体等があげられ
る。
が、製作時あるいは使用時の温度変化等によって絶縁層
との界面での亀裂や剥離を生じにくくするため、熱膨張
率が絶縁層に近いことが望ましい、さらに使用時にウェ
ハ等の試料に発生した熱を速やかに外部へ放散させるた
め、熱伝導率が高いことが望ましい。このような基材の
例としては、ＡＩＮ ％ ５ｉＪａ 、ＢＮ等の焼結体
や特に熱膨張率が絶縁層に近い黒鉛成形体等があげられ
る。
本発明における導体層３は、電圧を印加して吸着力を発
生させるためのものであり、絶縁層と熱膨張率がほぼ等
しいことが望ましい、その理由は、両者の差があまりに
も大きいと、製作時あるいは使用時の温度変化等によっ
て絶縁層との界面で亀裂や剥離を生じてチャック力が低
下してしまうからである。また、導体層は、化学気相蒸
着（ＣＶＤ）工程において変形、変質しないものでなけ
ればならない。このような導体層の例としては、Ｗ、Ｍ
。
生させるためのものであり、絶縁層と熱膨張率がほぼ等
しいことが望ましい、その理由は、両者の差があまりに
も大きいと、製作時あるいは使用時の温度変化等によっ
て絶縁層との界面で亀裂や剥離を生じてチャック力が低
下してしまうからである。また、導体層は、化学気相蒸
着（ＣＶＤ）工程において変形、変質しないものでなけ
ればならない。このような導体層の例としては、Ｗ、Ｍ
。
等の高融点金属やＮｉ、ガラス状炭素等があげられる。
導体層の厚さは、使用時にウェハ等の試料に発生した熱
を速かに基材側へ放散させるために小さいほど良く、１
日以下が適切である。このような導体層の形成方法はＷ
、Ｍｏではプラズマ溶射法（「セラミック工学ハンドブ
ック」技報堂出版ｐ、２３１３） 、Ｎｉでは無電解め
っき法、ガラス状炭素では特開昭６３−５５１８３号公
報に記載の方法などかあげられる。
を速かに基材側へ放散させるために小さいほど良く、１
日以下が適切である。このような導体層の形成方法はＷ
、Ｍｏではプラズマ溶射法（「セラミック工学ハンドブ
ック」技報堂出版ｐ、２３１３） 、Ｎｉでは無電解め
っき法、ガラス状炭素では特開昭６３−５５１８３号公
報に記載の方法などかあげられる。
本発明における絶縁層５及び２はＣＶＤ法によって形成
される。ＣＶＤ法では、高純度の成形体が比較的容易に
製造できるので、ウエノへ等の試料と接触してもそれを
汚染することがない。
される。ＣＶＤ法では、高純度の成形体が比較的容易に
製造できるので、ウエノへ等の試料と接触してもそれを
汚染することがない。
絶縁層５と２は、絶縁耐力が高く、高温絶縁性に優れ、
かつ高熱伝導率であることが望まし。このことから、絶
縁層を構成する物質としては、＾ｊ！ Ｎ ％ ５ｔｓ
Ｎ４、ＢＮ等が望ましい。
かつ高熱伝導率であることが望まし。このことから、絶
縁層を構成する物質としては、＾ｊ！ Ｎ ％ ５ｔｓ
Ｎ４、ＢＮ等が望ましい。
絶縁層２はウェハ等の試料１と直接接触するのに対し、
絶縁層５は導体層３を挟んで絶縁層２と対峙している。
絶縁層５は導体層３を挟んで絶縁層２と対峙している。
絶縁層５と絶縁層２の熱膨張率が異なると、静電チャッ
ク板製造時あるいは使用時における加熱・冷却の繰り返
しにより、導体層の両面で異なる応力が発生して絶縁層
や導体層に剥離や亀裂が生じ、チャック力が低下する。
ク板製造時あるいは使用時における加熱・冷却の繰り返
しにより、導体層の両面で異なる応力が発生して絶縁層
や導体層に剥離や亀裂が生じ、チャック力が低下する。
従って、本発明では絶縁層５と絶縁層２の熱膨張率は等
しいことが必要であり、そのためには、絶縁層５と２は
同一材質によるＣＶＤ法で形成させる。このように絶縁
層５を形成させることにより、従来使用が困難であった
黒鉛などの導電性物質を基材として用いることが可能と
なる。
しいことが必要であり、そのためには、絶縁層５と２は
同一材質によるＣＶＤ法で形成させる。このように絶縁
層５を形成させることにより、従来使用が困難であった
黒鉛などの導電性物質を基材として用いることが可能と
なる。
ＣＶＤ法は、原料ガスを反応させ、基材上に膜状の固体
物質を形成させる方法であり、例えばＡＪＮの場合は、
温度９００〜１３００℃、圧力０、５〜１０ ｔｏｒｒ
の条件でＡｌｌ、ＣＩ、ガスとＮＨ３ガスを反応させる
ことにより行うことができる。
物質を形成させる方法であり、例えばＡＪＮの場合は、
温度９００〜１３００℃、圧力０、５〜１０ ｔｏｒｒ
の条件でＡｌｌ、ＣＩ、ガスとＮＨ３ガスを反応させる
ことにより行うことができる。
ＣＶＤ法では緻密な膜を薄く均一に形成させることがで
きる。
きる。
静電チャックの吸着力Ｆは、一般に次式で示され、絶縁
層の厚さの２乗に反比例する。
層の厚さの２乗に反比例する。
真空の誘電率
絶縁層の比誘電率
対向面積
印加電圧
絶縁層の厚さ
エバ等の試料に接する絶縁層２は薄
いほど吸着力が大きくなる。しかしながらあまりにも薄
すぎると絶縁破壊を生じやすくなるので絶縁層２の厚さ
は、５０〜５００μ−程度が適切である。一方、絶縁層
５の厚さについては、ウェハ等の試料に発生した熱を速
やかに放散させるため、薄いほうがよい。しかしながら
、絶縁層２と同様にあまりにも薄すぎると絶縁破壊が生
じやすくなるので、やはり５０〜５００μ−程度が適切
である。
すぎると絶縁破壊を生じやすくなるので絶縁層２の厚さ
は、５０〜５００μ−程度が適切である。一方、絶縁層
５の厚さについては、ウェハ等の試料に発生した熱を速
やかに放散させるため、薄いほうがよい。しかしながら
、絶縁層２と同様にあまりにも薄すぎると絶縁破壊が生
じやすくなるので、やはり５０〜５００μ−程度が適切
である。
本発明の静電チャック板を冷却水の循環機能等温度制御
機構を備えた支持台７に取り付はウェハ等の試料の温度
を制御する。
機構を備えた支持台７に取り付はウェハ等の試料の温度
を制御する。
以下、実施例と比較例をあげてさらに具体的に本発明を
説明する。
説明する。
実施例１〜１０
厚さ１０日の基材上に第１表に示す条件のＣＶＤ法で絶
縁層５を形成した。次いで導体層３を形成し、更にＣＶ
Ｄ法で絶縁層２を形成して第１図に示す静電チャック板
を製造し、以下の性能評価を実施した。
縁層５を形成した。次いで導体層３を形成し、更にＣＶ
Ｄ法で絶縁層２を形成して第１図に示す静電チャック板
を製造し、以下の性能評価を実施した。
その結果を第２表に示す。
■ 膜厚の測定は■〜■の評価終了後、基材とともに切
断し、切断面の膜厚を実体顕微鏡を用いて測定した。
断し、切断面の膜厚を実体顕微鏡を用いて測定した。
■ 基材の熱膨張係数は、５Ｘ５Ｘ２０ｍのブロックを
切り出し、測定器（セイコー電子工業■製ｒＴＭＡ−３
００Ｊ ）を用いて室温〜１０００℃までの熱膨張率を
測定し、平均熱膨張係数を求めた。
切り出し、測定器（セイコー電子工業■製ｒＴＭＡ−３
００Ｊ ）を用いて室温〜１０００℃までの熱膨張率を
測定し、平均熱膨張係数を求めた。
■ チャック力（静電吸引力）の測定は、第１図に示し
たように、静電チャック板に５インチφのシリコンウェ
ハの試料１をセットし、導体層３に直流電源８を用いて
２ｋＶの電圧を印加し、静電吸引力によりシリコンウェ
ハをチャックさせた状態で引張試験機（東洋精機製作所
■製「ストログラフＷＪ）を用いてシリコンウェハを静
電チャック板から引き剥す際の引張強度を測定し、それ
をチャック力とした。
たように、静電チャック板に５インチφのシリコンウェ
ハの試料１をセットし、導体層３に直流電源８を用いて
２ｋＶの電圧を印加し、静電吸引力によりシリコンウェ
ハをチャックさせた状態で引張試験機（東洋精機製作所
■製「ストログラフＷＪ）を用いてシリコンウェハを静
電チャック板から引き剥す際の引張強度を測定し、それ
をチャック力とした。
■ シリコンウェハの温度制御性は、ドライエツチング
装置において、エツチング処理におけるシリコンウェハ
の温度上昇の挙動で評価した。
装置において、エツチング処理におけるシリコンウェハ
の温度上昇の挙動で評価した。
すなわち、２５°Ｃの冷却水を循環させた支持台７上に
試作した静電チャック板を取り付け、直流電圧２ｋＶを
導体層３に印加し、シリコンウェハをチャックした状態
で、ＣＨＦ３ガスを０．０５ｔｏｒｒの下、１３．５６
ＭＨ，ｚ 、 Ｉ Ｗ／ａｊの高周波電力を印加してプ
ラズマ化し、ウェハ上のＳｉＯ！膜をエツチング処理し
た。ウェハの温度をモニタしておき、エツチング開始時
から次第に上昇するウェハの温度がエツチング処理中一
定温度となるまでの時間とその温度を記録した。
試作した静電チャック板を取り付け、直流電圧２ｋＶを
導体層３に印加し、シリコンウェハをチャックした状態
で、ＣＨＦ３ガスを０．０５ｔｏｒｒの下、１３．５６
ＭＨ，ｚ 、 Ｉ Ｗ／ａｊの高周波電力を印加してプ
ラズマ化し、ウェハ上のＳｉＯ！膜をエツチング処理し
た。ウェハの温度をモニタしておき、エツチング開始時
から次第に上昇するウェハの温度がエツチング処理中一
定温度となるまでの時間とその温度を記録した。
■ 絶縁層と導体層界面の亀裂や剥離は、上記■の切断
面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより
調べた。
面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより
調べた。
■ 上記■でエツチング処理を行ったウェハから、２５
６キロビツトの容量をもつメモリーＩＣを製造した。こ
のＩＣをコンピューターに装着して演算を行った。−枚
のウェハから製造したすべてのＩＣのうち、誤動作を起
こしたＩＣの個数を求め、全個数に対する割合（％）を
算出した。
６キロビツトの容量をもつメモリーＩＣを製造した。こ
のＩＣをコンピューターに装着して演算を行った。−枚
のウェハから製造したすべてのＩＣのうち、誤動作を起
こしたＩＣの個数を求め、全個数に対する割合（％）を
算出した。
此ｌび（レニｉ
厚さ１０■の基材上に直接導体層３を形成し、次いで第
１表に示す条件のＣＶＤ法で絶縁層２を形成して第２図
に示す静電チャック板を製造した。
１表に示す条件のＣＶＤ法で絶縁層２を形成して第２図
に示す静電チャック板を製造した。
これらの静電チャック板について実施例と同じ物性を測
定した。
定した。
以上の結果を第２表に示す。
本発明の静電チャック板は、基材上に絶縁層、導体層、
絶縁層の３層を順に積層してなる構造であり、該絶縁層
が同一の物質でありしかも化学気相蒸着法で形成されて
いるため、熱膨張率の違いによる層間の剥離や亀裂が生
じにくく高熱伝導性かつ高純度である。従って、シリコ
ンウェハ等の試料のチャック力が高いので温度制御を正
確に行うことができ、しかも不純物の混入を防止できる
ため、ＩＣ製造プロセスにおける成膜、エツチング等の
選択性、制御性が向上でき、ＩＣの歩留りを大幅に高め
ることができる。
絶縁層の３層を順に積層してなる構造であり、該絶縁層
が同一の物質でありしかも化学気相蒸着法で形成されて
いるため、熱膨張率の違いによる層間の剥離や亀裂が生
じにくく高熱伝導性かつ高純度である。従って、シリコ
ンウェハ等の試料のチャック力が高いので温度制御を正
確に行うことができ、しかも不純物の混入を防止できる
ため、ＩＣ製造プロセスにおける成膜、エツチング等の
選択性、制御性が向上でき、ＩＣの歩留りを大幅に高め
ることができる。
第１図は本発明の静電チャック板、第２図は従来の静電
チャック板の構造を示す断面図である。 １−シリコンウェハ等の試料 ２−絶縁層 ３−・導体層 ４−給電部 ５−・絶縁層 ６−基材 ７−支持台 ８−直流電源
チャック板の構造を示す断面図である。 １−シリコンウェハ等の試料 ２−絶縁層 ３−・導体層 ４−給電部 ５−・絶縁層 ６−基材 ７−支持台 ８−直流電源
Claims (1)
- １、基材（６）表面に絶縁層（５）を介して導体層（３
）を設け、かつ導体層（３）を絶縁層（５）と同種の絶
縁層（２）で被覆してなる構造を有し、しかも上記絶縁
層（５）と（２）は化学気相蒸着法により形成されてな
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 |
|---|---|---|---|
| JP2140868A JPH0434953A (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 |
|---|---|---|---|
| JP2140868A JPH0434953A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 静電チャック板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434953A true JPH0434953A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15278618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140868A Pending JPH0434953A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 静電チャック板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0434953A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0536819A (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-12 | Kyocera Corp | 静電チヤツク |
| WO1995014308A1 (fr) * | 1993-11-18 | 1995-05-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrode pour la production de plasma, element d'enfouissement d'electrode, et procede de fabrication de l'electrode et de l'element |
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| US5800618A (en) * | 1992-11-12 | 1998-09-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Plasma-generating electrode device, an electrode-embedded article, and a method of manufacturing thereof |
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