JPH06204326A - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
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- JPH06204326A JPH06204326A JP1597193A JP1597193A JPH06204326A JP H06204326 A JPH06204326 A JP H06204326A JP 1597193 A JP1597193 A JP 1597193A JP 1597193 A JP1597193 A JP 1597193A JP H06204326 A JPH06204326 A JP H06204326A
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- susceptor
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- electrode plate
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 静電チャック７０の温度経時変化による静電
チャックシート２０と電極板２１又はサセプタ１０との
夫々の接着部の剥離を抑制する。 【構成】 静電チャックシート２０に埋設された電極板
２１と、この間に着接された２つ以上の線膨張率の異な
る絶縁膜２２，２３を重ね合わせた構成で、サセプタ１
０と電極板２１で線膨張率の高い方にそれの高い絶縁膜
２２，２３が設けられ線膨張率の低い方にそれの低い絶
縁膜２２，２３が設けられ、前記２つ以上の絶縁膜の線
膨張率はサセプタ１０と電極板２１の線膨張率の間の値
に設定されるよう構成されたものである。
チャックシート２０と電極板２１又はサセプタ１０との
夫々の接着部の剥離を抑制する。 【構成】 静電チャックシート２０に埋設された電極板
２１と、この間に着接された２つ以上の線膨張率の異な
る絶縁膜２２，２３を重ね合わせた構成で、サセプタ１
０と電極板２１で線膨張率の高い方にそれの高い絶縁膜
２２，２３が設けられ線膨張率の低い方にそれの低い絶
縁膜２２，２３が設けられ、前記２つ以上の絶縁膜の線
膨張率はサセプタ１０と電極板２１の線膨張率の間の値
に設定されるよう構成されたものである。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の被吸着体、例えば被処理体として
の半導体ウエハ等を静電力で吸着保持する静電チャック
としては、特開平３−２２７５５４号公報が知られてい
る。この静電チャックに用いられる静電チャックシート
は、サセプタの表面にこのサセプタと略同一の線膨張率
の等しい絶縁膜、例えばポリイミド系樹脂の膜を接着
し、このポリイミド系樹脂の膜に埋設された電極板に直
流電源を印加し、半導体ウエハ等を静電チャックシート
の吸着面に静電力で吸着保持していた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電チ
ャックシートに埋設された電極板、例えば銅製の板とサ
セプタの部材は、例えばアルミニウム製の部材で構成さ
れ、電極板とサセプタ間に線膨張率の等しい絶縁膜、例
えばポリイミド系樹脂の膜を設け、静電チャックシート
に吸着保持された被吸着体を処理、例えばプラズマ処理
する場合、このプラズマにより被吸着体の温度が上昇す
るとともに、静電チャックシート，電極板，サセプタの
温度も上昇することになり、この上昇温度の変化に伴
い、電極板とサセプタの部材の線膨張率の違いにより、
電極板とサセプタ間に接着されて設けられた絶縁膜が歪
みを生じ、電極板と静電チャックシート間及び、サセプ
タと静電チャックシート間が剥がれてしまうという問題
点があった。また、電極板と静電チャックシート間が剥
がれてしまうと、その剥がれた部分に空気又は温度の経
時変化にともない水分が生じ、電極板を腐食させ、さら
に静電チャックの吸着力を低下させてしまうという問題
点があった。また、電極板と静電チャックシート間及
び、サセプタと静電チャックシート間が剥がれてしまう
と、静電チャックシートに吸着保持される被吸着体を水
平かつ均一に吸着保持できなくなるという問題点があっ
た。 【０００４】本発明の目的は、被吸着体を静電力により
吸着保持する静電チャックシートを少なくとも２つ以上
の線膨張率の異なる絶縁膜を重ね合わせ構成することに
より、静電チャックの温度経時変化によるサセプタと静
電チャックシート又は電極板と静電チャックシートのそ
れぞれの接着部の剥離を抑制することができる静電チャ
ックを提供するものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、サセプタの載
置面に被吸着体を静電力で吸着保持するための静電チャ
ックシートを設けた静電チャックにおいて、前記静電チ
ャックシートに埋設された電極板と、前記サセプタと前
記電極板間に着接された少なくとも２つ以上の線膨張率
の異なる絶縁膜を重ね合わせた静電チャックシートとを
備え、前記静電チャックシートの線膨張率の異なる絶縁
膜は前記サセプタと前記電極板で線膨張率の高い方に線
膨張率の高い絶縁膜が設けられ線膨張率の低い方に線膨
張率の低い絶縁膜が設けられ、前記２つ以上の絶縁膜の
線膨張率は前記サセプタと前記電極板の線膨張率の間の
値に設定されるよう構成されたものである。 【０００６】 【作用】本発明は、被吸着体を静電力により吸着保持す
る静電チャックシートを少なくとも２つ以上の線膨張率
の異なる絶縁膜を重ね合わせ構成することにより、静電
チャックの温度経時変化によりサセプタと電極板の熱膨
張率の異なりによるサセプタと静電チャックシート又は
電極板と静電チャックシートのそれぞれの接着部の歪み
による剥離を抑制することができる。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の詳細を、プラズマ・エッチン
グ装置に適用した一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。 【０００８】図１〜図３に示すように、処理容器１の側
壁には被吸着体、例えば被処理体としての半導体ウエハ
２を前記処理容器１内に搬入又は搬出するための開口部
３が設けられ、この開口部３の外側壁には、気密にシー
ルする封止体、例えばＯリングを介して開閉可能なゲー
トバルブ４が設けられるとともに、図示しないロードロ
ック室が布設され、このロードロック室内に設けられた
図示しない搬送装置により前記半導体ウエハ２を前記処
理容器１に搬入又は搬出するよう構成されている。 【０００９】また、前記処理容器１の内部の底面中央部
には導電性部材、例えばアルミニウム等の金属よりなる
例えば円柱形状のサセプタ支持台５が配設されている。
このサセプタ支持台５の内部には冷却媒体、例えば液体
窒素が循環する冷媒ダメ６が形成され、この冷媒ダメ６
には前記液体窒素を冷媒ダメ６に導入するための導入管
７と冷媒ダメ６より前記液体窒素を排出するための排出
管８がそれぞれ前記処理容器１の底面に気密に貫通され
設けられている。さらに、前記液体窒素を前記冷媒ダメ
６における熱冷却により、前記半導体ウエハ２の温度
を、例えば５０°Ｃ〜−１２０°Ｃに図示しない温度調
整装置により設定可能に制御するよう構成されている。
また、前記サセプタ支持台５の上部には、下部電極とし
ての導電性部材、例えばアルミニウム等の金属よりなる
サセプタ１０がボルト１１により取付けられるよう構成
されており、このサセプタ１０はブロッキング・コンデ
ンサ６０を介して高周波、例えば１３．５６ＭＨｚまた
は４０ＭＨｚ等の高周波電源１２と接続され、また、前
記サセプタ支持台５及びサセプタ１０には、伝熱媒体、
例えば不活性ガスとしてのＨｅガスを前記半導体ウエハ
２の裏面に供給する供給管１３Ａに接続された孔部、例
えば貫通孔１３が形成されている。 【００１０】また、図２に示すように、前記サセプタ１
０の上部には静電チャックシート２０が着接され、この
静電チャックシート２０の上に前記半導体ウエハ２が載
置されるよう構成されており、前記サセプタ１０の載置
面及び静電チャックシート２０の径は、前記半導体ウエ
ハ２の径よりも小さな径に構成されている。また、この
静電チャックシート２０は、図３に示すように、電極
板、例えば電解箔銅２１を両側から線膨張率の等しい第
一の絶縁膜、例えばポリイミド・フィルム２２で被覆さ
れサンドイッチ構造に構成され、また、この第一のポリ
イミド・フィルム２２と前記サセプタ１０の間に前記第
一のポリイミド・フィルム２２と線膨張率の異なる第二
の絶縁膜、例えばポリイミド・フィルム２３が着接され
ている。なお、前記着接は前記ポリミド・フィルム２
２，２３の表面に接着剤、例えば１０μｍ厚みでポリイ
ミド系の接着剤が塗布されており、前記ポリミド・フィ
ルム２２，２３を接着部材に固定接触させ、温度、例え
ば１２０℃以上にし前記接着剤を溶解させ接着させるも
のである。また、以上の電解箔銅２１，前記サセプタ１
０，第一のポリイミド・フィルム２２，第二のポリイミ
ド・フィルム２３の線膨張率の関係は、下式（１）〜
（３）の様に構成されている。 （１） 電解箔銅２１の熱膨張係数 ≦ 第一のポリイミド・フィルム２２ １６．７〜２０×１０-6 の熱膨張係数 （ｃｍ／ｃｍ／℃） （２） サセプタ１０の熱膨張係数 ≧ 第二のポリイミド・フィルム２３ ２１〜２３×１０-6 の熱膨張係数 （ｃｍ／ｃｍ／℃） （３） 第一のポリイミド・フィル ＜ 第二のポリイミド・フィル ム２２の熱膨張係数 ム２３の熱膨張係数 このように、線膨張率の異なる２つの物質（ここでは電
解箔銅２１とサセプタ１０）間に設けられた線膨張率の
異なる少なくとも２つ以上の絶縁膜は、線膨張率の高い
物質の方に線膨張率の高い絶縁膜が設けられ線膨張率の
低い物質の方に線膨張率の低い絶縁膜が設けられ、前記
２つ以上の絶縁膜の線膨張率は前記２つの物質の線膨張
率の間の値に設定されるよう構成されている。 【００１１】さらに、図１に示すように、前記電解箔銅
２１は、前記サセプタ１０に内蔵された絶縁ケーブル２
５及び前記電解箔銅２１に高電圧、例えば２００Ｖ〜３
ＫＶの電圧を給電するための給電手段、例えば材質が銅
の給電棒２６に接続され、この給電棒２６は、前記処理
容器１の底面に気密かつ絶縁して貫通され、高電圧電源
２７に切替え手段、例えば電磁スイッチ２８を介して接
続されている。また、この電磁スイッチ２８は図示しな
い装置を制御する制御信号によりＯＮまたはＯＦＦされ
るよう構成されている。 【００１２】また、図２に示すように、前記静電チャッ
クシート２０にも前記半導体ウエハ２の裏面には減圧雰
囲気下での伝熱媒体、例えば不活性ガスとしてのＨｅガ
スを供給するための孔部、例えば貫通孔２０Ａが形成さ
れ、以上のように静電チャック７０が構成されている。 【００１３】また、前記半導体ウエハ２の側方かつ前記
サセプタ１０の上部には、この半導体ウエハ２を取り囲
むように、フォーカス・リング３０が設けられており、
このフォーカス・リング３０は、絶縁体、例えば石英よ
り形成され、前記上部電極５０と前記サセプタ（下部電
極）１０との間で発生したプラズマのラジカルを前記半
導体ウエハ２に集中させて、エッチング処理の進行を加
速させるよう構成されている。 【００１４】また、図１に示すように、前記サセプタ１
０の上方かつ前記処理容器１の上部には、上部電極５０
が配設されており、この上部電極５０にはガス供給管５
１を介して処理ガス、例えばＣＨＦ３，ＣＦ４等の処理
ガス、または不活性ガスが供給され、上部電極５０の底
壁に複数個穿設された放射状の小孔５２より前記半導体
ウエハ方向に処理ガスが放出し、前記高周波電源１２を
ＯＮすることにより、前記上部電極５０と前記半導体ウ
エハ２間にプラズマを生成するよう構成されており、ま
た、前記上部電極５０は電気的に接地するために配線５
３により接地されている。また、前記サセプタ１０には
図示しない電気的に抵抗又はインダクタンスを介して接
地された上下移動可能なピンが設けられており、このピ
ンは前記ロードロック室の搬送装置より前記半導体ウエ
ハ２の受渡しを行ない、前記静電チャックシート２０の
吸着面に前記半導体ウエハ２を載置又は離脱する際、上
下移動するよう構成されている。また、前記処理容器１
の側壁底部には開口して、この処理容器１内を減圧する
ためのガス排出口５４が設けられており、このガス排出
口５４は、図示しない開閉弁、例えばバタフライ・バル
ブを介して図示しない真空排気装置、例えばロータリー
ポンプ，ターボ分子ポンプ等に接続されている。 【００１５】次に、以上のように構成されたプラズマ・
エッチング裝置における被吸着体、例えば被処理体とし
ての半導体ウエハ２を前記静電チャッシ・シート２０に
吸着させ、かつ処理する作用について説明する。 【００１６】まず、前記ゲートバルブ４を開放し、図示
しないロードロック室に設けられた前記搬送装置により
前記半導体ウエハ２を前記処理容器１に搬入するととも
に前記ピンに引き渡され、この後、図示しない搬送装置
は前記ロードロック室内に移動するとともに、前記ゲー
トバルブ４を閉じる。 【００１７】次に、前記半導体ウエハ２を静電チャック
７０の静電チャックシート２０に静電的に吸着する工程
を説明すると、図１に示すように前記静電チャックシー
ト２０の電解箔銅２１に高電圧、例えば２ＫＶを給電す
るためにスイッチ２８を閉じる。次に、前記ピンを降下
させ前記静電チャックシート２０の上面に半導体ウエハ
２を載置するとともに、前記半導体ウエハ２を保持して
いた前記ピンは降下し、前記半導体ウエハ２の保持を解
除するとともに、前記スイッチ２８を開放する。また、
前記半導体ウエハ２を前記静電チャックシート２０の上
面に載置する際、前記ピンにより前記半導体ウエハ２は
接地されているので、前記前記静電チャックシート２０
の表面には、図４に示すように、プラスの電荷１０３が
帯電され、また、前記半導体ウエハ２の裏面にはマイナ
スの電荷１０２が帯電され、このプラスの電荷１０３お
よびマイナスの電荷１０２の互いに引き合う静電作用に
より前記半導体ウエハＷは前記静電チャックシート２０
の上面に吸着するとともに保持される。また、前記ピン
は相対的に移動して降下し前記半導体ウエハ２の保持を
解除した際は前記半導体ウエハ２は接地されていないの
で、残留電荷によって半導体ウエハ２は前記静電チャッ
クシート２０に吸着されるので、半導体ウエハＷが接地
されているときに比べ吸着力は弱くなる。 【００１８】次に、図１に示すように、前記上部電極５
０に接続されている前記ガス供給管５１から前記処理ガ
スを供給し、前記小孔５２より前記処理容器１内に処理
ガスを導入し、前記処理容器１内圧力を設定値、例えば
１０ｍＴｏｒｒ〜２００ｍＴｏｒｒに安定させ、前記伝
熱媒体、例えば不活性ガスとしてのＨｅガスを前記半導
体ウエハ２の裏面に供給管１３Ａに接続された孔部、例
えば貫通孔１３より所定の圧力で供給し、前記半導体ウ
エハ２を５０°Ｃ〜−１２０°Ｃの温度に保つとともに
前記サセプタ（下部電極）１０に接続された高周波電源
１２をＯＮし、処理容器１内かつ前記上部電極５０と半
導体ウエハ２間にプラズマを発生させ、このプラズマに
より前記半導体ウエハ２をエッチング処理する。また、
このプラズマの発生にともない、前記半導体ウエハ２は
プラズマのインピーダンスにより疑似接地され、半導体
ウエハ２の前記静電チャックシート２０に吸着される吸
着力は強くなる。 【００１９】また、前記半導体ウエハ２を、大気温度、
例えば２０°Ｃから処理温度、例えば−１００°Ｃ、ま
た処理温度、例えば−１００°Ｃから大気温度、例えば
２０°Ｃに移行させる際、前記半導体ウエハ２の温度変
化にともない前記半導体ウエハ２を吸着保持する前記静
電チャックシート２０も半導体ウエハ２同様に温度変化
してしまう、そこで従来の静電チャックシート２０は図
５の 【Ａ】に示すように、前記電解箔銅２１と前記サセプタ
１０間に絶縁膜２２が設けられており、前記を電解箔銅
２１の熱膨張長８０と前記サセプタ１０の熱膨張長８１
の違いにより、矢印８２の様に斜下に（熱膨張率の高い
方向）働く引張力により、前記電解箔銅２１と絶縁膜２
２の接着部８４と、前記サセプタ１０と絶縁膜２２の接
着部８３で剥離部８３Ａ，８４Ａが生じていたが（特に
剥離しやすい部分としては前記伝熱媒体、例えば不活性
ガスとしてのＨｅガスを前記半導体ウエハ２の裏面に供
給管１３Ａに接続された孔部、例えば貫通孔１３周辺が
剥離されやすい。）、図５の 【Ｂ】に示すように、前記電解箔銅２１と前記サセプタ
１０間に絶縁膜２２とこの絶縁膜２２の熱膨張率の異な
る絶縁膜２３とが設けられており、前記を電解箔銅２１
の熱膨張長８０と前記サセプタ１０の熱膨張長８１異な
っても、矢印８２の様に働く引張力を微少なものとして
いる。 【００２０】次に、以上のように構成された本実施例の
効果について説明する。静電チャックシートに埋設され
た電極板、例えば銅製の板とサセプタの部材、例えばア
ルミニウム製の部材で構成され、電極板とサセプタ間に
線膨張率の異なる絶縁膜、例えばポリイミド系樹脂の膜
を設けたので、温度の変化に伴い、電極板とサセプタの
部材の線膨張率の違いにより、電極板とサセプタ間に接
着され設けられた絶縁膜の歪みを抑制し、電極板と静電
チャックシート間，サセプタと静電チャックシート間お
よび静電チャックシートと静電チャックシート間の剥離
を防止することができる。また、電極板と静電チャック
シート間が剥がれるのを防止できるので、その剥がれた
部分に空気又は温度の経時変化にともない水分が生じる
ことなく、電極板の腐食を防止し、さらに静電チャック
の吸着力の低下を防止することができる。また、電極板
と静電チャックシート間及び、サセプタと静電チャック
シート間の剥がれを防止することにより、静電チャック
シートに吸着保持される被吸着体を水平におよび均一に
吸着保持することができる。 【００２１】尚、本実施例では２つの線膨張率の異なる
物質間に２つ線膨張率の異なる絶縁膜を接着設けたが２
つ以上の線膨張率の異なる絶縁膜を接着し設けてもよい
ことは勿論であり、本発明はかかる実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。また、実施例ではプラズマエッチング装
置について述べたが、このようなプラズマエッチんグ装
置の他に前記半導体ウエハやＬＣＤ基板のような被吸着
体を静電的に吸着保持する静電チャックは前記プラズマ
エッチング装置にとらわれず自然酸化膜除去装置、ある
いは酸化膜等の膜付けする枚葉酸化炉、ウエハプローバ
等の検査装置、搬送装置、ＣＶＤ等の熱処理装置に限ら
ず、また常圧，減圧または陽圧とした装置に用いること
ができる。 【００２２】 【発明の効果】本発明は、被吸着体を静電力により吸着
保持する静電チャックシートを少なくとも２つ以上の線
膨張率の異なる絶縁膜を重ね合わせ構成することによ
り、静電チャックの温度経時変化によりサセプタと電極
板の熱膨張率の異なりによるサセプタと静電チャックシ
ート又は電極板と静電チャックシートのそれぞれの接着
部の歪みによる剥離を抑制し、静電チャックの吸着力の
低下を抑制することができるという顕著な効果がある。 【００２３】
の半導体ウエハ等を静電力で吸着保持する静電チャック
としては、特開平３−２２７５５４号公報が知られてい
る。この静電チャックに用いられる静電チャックシート
は、サセプタの表面にこのサセプタと略同一の線膨張率
の等しい絶縁膜、例えばポリイミド系樹脂の膜を接着
し、このポリイミド系樹脂の膜に埋設された電極板に直
流電源を印加し、半導体ウエハ等を静電チャックシート
の吸着面に静電力で吸着保持していた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電チ
ャックシートに埋設された電極板、例えば銅製の板とサ
セプタの部材は、例えばアルミニウム製の部材で構成さ
れ、電極板とサセプタ間に線膨張率の等しい絶縁膜、例
えばポリイミド系樹脂の膜を設け、静電チャックシート
に吸着保持された被吸着体を処理、例えばプラズマ処理
する場合、このプラズマにより被吸着体の温度が上昇す
るとともに、静電チャックシート，電極板，サセプタの
温度も上昇することになり、この上昇温度の変化に伴
い、電極板とサセプタの部材の線膨張率の違いにより、
電極板とサセプタ間に接着されて設けられた絶縁膜が歪
みを生じ、電極板と静電チャックシート間及び、サセプ
タと静電チャックシート間が剥がれてしまうという問題
点があった。また、電極板と静電チャックシート間が剥
がれてしまうと、その剥がれた部分に空気又は温度の経
時変化にともない水分が生じ、電極板を腐食させ、さら
に静電チャックの吸着力を低下させてしまうという問題
点があった。また、電極板と静電チャックシート間及
び、サセプタと静電チャックシート間が剥がれてしまう
と、静電チャックシートに吸着保持される被吸着体を水
平かつ均一に吸着保持できなくなるという問題点があっ
た。 【０００４】本発明の目的は、被吸着体を静電力により
吸着保持する静電チャックシートを少なくとも２つ以上
の線膨張率の異なる絶縁膜を重ね合わせ構成することに
より、静電チャックの温度経時変化によるサセプタと静
電チャックシート又は電極板と静電チャックシートのそ
れぞれの接着部の剥離を抑制することができる静電チャ
ックを提供するものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、サセプタの載
置面に被吸着体を静電力で吸着保持するための静電チャ
ックシートを設けた静電チャックにおいて、前記静電チ
ャックシートに埋設された電極板と、前記サセプタと前
記電極板間に着接された少なくとも２つ以上の線膨張率
の異なる絶縁膜を重ね合わせた静電チャックシートとを
備え、前記静電チャックシートの線膨張率の異なる絶縁
膜は前記サセプタと前記電極板で線膨張率の高い方に線
膨張率の高い絶縁膜が設けられ線膨張率の低い方に線膨
張率の低い絶縁膜が設けられ、前記２つ以上の絶縁膜の
線膨張率は前記サセプタと前記電極板の線膨張率の間の
値に設定されるよう構成されたものである。 【０００６】 【作用】本発明は、被吸着体を静電力により吸着保持す
る静電チャックシートを少なくとも２つ以上の線膨張率
の異なる絶縁膜を重ね合わせ構成することにより、静電
チャックの温度経時変化によりサセプタと電極板の熱膨
張率の異なりによるサセプタと静電チャックシート又は
電極板と静電チャックシートのそれぞれの接着部の歪み
による剥離を抑制することができる。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の詳細を、プラズマ・エッチン
グ装置に適用した一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。 【０００８】図１〜図３に示すように、処理容器１の側
壁には被吸着体、例えば被処理体としての半導体ウエハ
２を前記処理容器１内に搬入又は搬出するための開口部
３が設けられ、この開口部３の外側壁には、気密にシー
ルする封止体、例えばＯリングを介して開閉可能なゲー
トバルブ４が設けられるとともに、図示しないロードロ
ック室が布設され、このロードロック室内に設けられた
図示しない搬送装置により前記半導体ウエハ２を前記処
理容器１に搬入又は搬出するよう構成されている。 【０００９】また、前記処理容器１の内部の底面中央部
には導電性部材、例えばアルミニウム等の金属よりなる
例えば円柱形状のサセプタ支持台５が配設されている。
このサセプタ支持台５の内部には冷却媒体、例えば液体
窒素が循環する冷媒ダメ６が形成され、この冷媒ダメ６
には前記液体窒素を冷媒ダメ６に導入するための導入管
７と冷媒ダメ６より前記液体窒素を排出するための排出
管８がそれぞれ前記処理容器１の底面に気密に貫通され
設けられている。さらに、前記液体窒素を前記冷媒ダメ
６における熱冷却により、前記半導体ウエハ２の温度
を、例えば５０°Ｃ〜−１２０°Ｃに図示しない温度調
整装置により設定可能に制御するよう構成されている。
また、前記サセプタ支持台５の上部には、下部電極とし
ての導電性部材、例えばアルミニウム等の金属よりなる
サセプタ１０がボルト１１により取付けられるよう構成
されており、このサセプタ１０はブロッキング・コンデ
ンサ６０を介して高周波、例えば１３．５６ＭＨｚまた
は４０ＭＨｚ等の高周波電源１２と接続され、また、前
記サセプタ支持台５及びサセプタ１０には、伝熱媒体、
例えば不活性ガスとしてのＨｅガスを前記半導体ウエハ
２の裏面に供給する供給管１３Ａに接続された孔部、例
えば貫通孔１３が形成されている。 【００１０】また、図２に示すように、前記サセプタ１
０の上部には静電チャックシート２０が着接され、この
静電チャックシート２０の上に前記半導体ウエハ２が載
置されるよう構成されており、前記サセプタ１０の載置
面及び静電チャックシート２０の径は、前記半導体ウエ
ハ２の径よりも小さな径に構成されている。また、この
静電チャックシート２０は、図３に示すように、電極
板、例えば電解箔銅２１を両側から線膨張率の等しい第
一の絶縁膜、例えばポリイミド・フィルム２２で被覆さ
れサンドイッチ構造に構成され、また、この第一のポリ
イミド・フィルム２２と前記サセプタ１０の間に前記第
一のポリイミド・フィルム２２と線膨張率の異なる第二
の絶縁膜、例えばポリイミド・フィルム２３が着接され
ている。なお、前記着接は前記ポリミド・フィルム２
２，２３の表面に接着剤、例えば１０μｍ厚みでポリイ
ミド系の接着剤が塗布されており、前記ポリミド・フィ
ルム２２，２３を接着部材に固定接触させ、温度、例え
ば１２０℃以上にし前記接着剤を溶解させ接着させるも
のである。また、以上の電解箔銅２１，前記サセプタ１
０，第一のポリイミド・フィルム２２，第二のポリイミ
ド・フィルム２３の線膨張率の関係は、下式（１）〜
（３）の様に構成されている。 （１） 電解箔銅２１の熱膨張係数 ≦ 第一のポリイミド・フィルム２２ １６．７〜２０×１０-6 の熱膨張係数 （ｃｍ／ｃｍ／℃） （２） サセプタ１０の熱膨張係数 ≧ 第二のポリイミド・フィルム２３ ２１〜２３×１０-6 の熱膨張係数 （ｃｍ／ｃｍ／℃） （３） 第一のポリイミド・フィル ＜ 第二のポリイミド・フィル ム２２の熱膨張係数 ム２３の熱膨張係数 このように、線膨張率の異なる２つの物質（ここでは電
解箔銅２１とサセプタ１０）間に設けられた線膨張率の
異なる少なくとも２つ以上の絶縁膜は、線膨張率の高い
物質の方に線膨張率の高い絶縁膜が設けられ線膨張率の
低い物質の方に線膨張率の低い絶縁膜が設けられ、前記
２つ以上の絶縁膜の線膨張率は前記２つの物質の線膨張
率の間の値に設定されるよう構成されている。 【００１１】さらに、図１に示すように、前記電解箔銅
２１は、前記サセプタ１０に内蔵された絶縁ケーブル２
５及び前記電解箔銅２１に高電圧、例えば２００Ｖ〜３
ＫＶの電圧を給電するための給電手段、例えば材質が銅
の給電棒２６に接続され、この給電棒２６は、前記処理
容器１の底面に気密かつ絶縁して貫通され、高電圧電源
２７に切替え手段、例えば電磁スイッチ２８を介して接
続されている。また、この電磁スイッチ２８は図示しな
い装置を制御する制御信号によりＯＮまたはＯＦＦされ
るよう構成されている。 【００１２】また、図２に示すように、前記静電チャッ
クシート２０にも前記半導体ウエハ２の裏面には減圧雰
囲気下での伝熱媒体、例えば不活性ガスとしてのＨｅガ
スを供給するための孔部、例えば貫通孔２０Ａが形成さ
れ、以上のように静電チャック７０が構成されている。 【００１３】また、前記半導体ウエハ２の側方かつ前記
サセプタ１０の上部には、この半導体ウエハ２を取り囲
むように、フォーカス・リング３０が設けられており、
このフォーカス・リング３０は、絶縁体、例えば石英よ
り形成され、前記上部電極５０と前記サセプタ（下部電
極）１０との間で発生したプラズマのラジカルを前記半
導体ウエハ２に集中させて、エッチング処理の進行を加
速させるよう構成されている。 【００１４】また、図１に示すように、前記サセプタ１
０の上方かつ前記処理容器１の上部には、上部電極５０
が配設されており、この上部電極５０にはガス供給管５
１を介して処理ガス、例えばＣＨＦ３，ＣＦ４等の処理
ガス、または不活性ガスが供給され、上部電極５０の底
壁に複数個穿設された放射状の小孔５２より前記半導体
ウエハ方向に処理ガスが放出し、前記高周波電源１２を
ＯＮすることにより、前記上部電極５０と前記半導体ウ
エハ２間にプラズマを生成するよう構成されており、ま
た、前記上部電極５０は電気的に接地するために配線５
３により接地されている。また、前記サセプタ１０には
図示しない電気的に抵抗又はインダクタンスを介して接
地された上下移動可能なピンが設けられており、このピ
ンは前記ロードロック室の搬送装置より前記半導体ウエ
ハ２の受渡しを行ない、前記静電チャックシート２０の
吸着面に前記半導体ウエハ２を載置又は離脱する際、上
下移動するよう構成されている。また、前記処理容器１
の側壁底部には開口して、この処理容器１内を減圧する
ためのガス排出口５４が設けられており、このガス排出
口５４は、図示しない開閉弁、例えばバタフライ・バル
ブを介して図示しない真空排気装置、例えばロータリー
ポンプ，ターボ分子ポンプ等に接続されている。 【００１５】次に、以上のように構成されたプラズマ・
エッチング裝置における被吸着体、例えば被処理体とし
ての半導体ウエハ２を前記静電チャッシ・シート２０に
吸着させ、かつ処理する作用について説明する。 【００１６】まず、前記ゲートバルブ４を開放し、図示
しないロードロック室に設けられた前記搬送装置により
前記半導体ウエハ２を前記処理容器１に搬入するととも
に前記ピンに引き渡され、この後、図示しない搬送装置
は前記ロードロック室内に移動するとともに、前記ゲー
トバルブ４を閉じる。 【００１７】次に、前記半導体ウエハ２を静電チャック
７０の静電チャックシート２０に静電的に吸着する工程
を説明すると、図１に示すように前記静電チャックシー
ト２０の電解箔銅２１に高電圧、例えば２ＫＶを給電す
るためにスイッチ２８を閉じる。次に、前記ピンを降下
させ前記静電チャックシート２０の上面に半導体ウエハ
２を載置するとともに、前記半導体ウエハ２を保持して
いた前記ピンは降下し、前記半導体ウエハ２の保持を解
除するとともに、前記スイッチ２８を開放する。また、
前記半導体ウエハ２を前記静電チャックシート２０の上
面に載置する際、前記ピンにより前記半導体ウエハ２は
接地されているので、前記前記静電チャックシート２０
の表面には、図４に示すように、プラスの電荷１０３が
帯電され、また、前記半導体ウエハ２の裏面にはマイナ
スの電荷１０２が帯電され、このプラスの電荷１０３お
よびマイナスの電荷１０２の互いに引き合う静電作用に
より前記半導体ウエハＷは前記静電チャックシート２０
の上面に吸着するとともに保持される。また、前記ピン
は相対的に移動して降下し前記半導体ウエハ２の保持を
解除した際は前記半導体ウエハ２は接地されていないの
で、残留電荷によって半導体ウエハ２は前記静電チャッ
クシート２０に吸着されるので、半導体ウエハＷが接地
されているときに比べ吸着力は弱くなる。 【００１８】次に、図１に示すように、前記上部電極５
０に接続されている前記ガス供給管５１から前記処理ガ
スを供給し、前記小孔５２より前記処理容器１内に処理
ガスを導入し、前記処理容器１内圧力を設定値、例えば
１０ｍＴｏｒｒ〜２００ｍＴｏｒｒに安定させ、前記伝
熱媒体、例えば不活性ガスとしてのＨｅガスを前記半導
体ウエハ２の裏面に供給管１３Ａに接続された孔部、例
えば貫通孔１３より所定の圧力で供給し、前記半導体ウ
エハ２を５０°Ｃ〜−１２０°Ｃの温度に保つとともに
前記サセプタ（下部電極）１０に接続された高周波電源
１２をＯＮし、処理容器１内かつ前記上部電極５０と半
導体ウエハ２間にプラズマを発生させ、このプラズマに
より前記半導体ウエハ２をエッチング処理する。また、
このプラズマの発生にともない、前記半導体ウエハ２は
プラズマのインピーダンスにより疑似接地され、半導体
ウエハ２の前記静電チャックシート２０に吸着される吸
着力は強くなる。 【００１９】また、前記半導体ウエハ２を、大気温度、
例えば２０°Ｃから処理温度、例えば−１００°Ｃ、ま
た処理温度、例えば−１００°Ｃから大気温度、例えば
２０°Ｃに移行させる際、前記半導体ウエハ２の温度変
化にともない前記半導体ウエハ２を吸着保持する前記静
電チャックシート２０も半導体ウエハ２同様に温度変化
してしまう、そこで従来の静電チャックシート２０は図
５の 【Ａ】に示すように、前記電解箔銅２１と前記サセプタ
１０間に絶縁膜２２が設けられており、前記を電解箔銅
２１の熱膨張長８０と前記サセプタ１０の熱膨張長８１
の違いにより、矢印８２の様に斜下に（熱膨張率の高い
方向）働く引張力により、前記電解箔銅２１と絶縁膜２
２の接着部８４と、前記サセプタ１０と絶縁膜２２の接
着部８３で剥離部８３Ａ，８４Ａが生じていたが（特に
剥離しやすい部分としては前記伝熱媒体、例えば不活性
ガスとしてのＨｅガスを前記半導体ウエハ２の裏面に供
給管１３Ａに接続された孔部、例えば貫通孔１３周辺が
剥離されやすい。）、図５の 【Ｂ】に示すように、前記電解箔銅２１と前記サセプタ
１０間に絶縁膜２２とこの絶縁膜２２の熱膨張率の異な
る絶縁膜２３とが設けられており、前記を電解箔銅２１
の熱膨張長８０と前記サセプタ１０の熱膨張長８１異な
っても、矢印８２の様に働く引張力を微少なものとして
いる。 【００２０】次に、以上のように構成された本実施例の
効果について説明する。静電チャックシートに埋設され
た電極板、例えば銅製の板とサセプタの部材、例えばア
ルミニウム製の部材で構成され、電極板とサセプタ間に
線膨張率の異なる絶縁膜、例えばポリイミド系樹脂の膜
を設けたので、温度の変化に伴い、電極板とサセプタの
部材の線膨張率の違いにより、電極板とサセプタ間に接
着され設けられた絶縁膜の歪みを抑制し、電極板と静電
チャックシート間，サセプタと静電チャックシート間お
よび静電チャックシートと静電チャックシート間の剥離
を防止することができる。また、電極板と静電チャック
シート間が剥がれるのを防止できるので、その剥がれた
部分に空気又は温度の経時変化にともない水分が生じる
ことなく、電極板の腐食を防止し、さらに静電チャック
の吸着力の低下を防止することができる。また、電極板
と静電チャックシート間及び、サセプタと静電チャック
シート間の剥がれを防止することにより、静電チャック
シートに吸着保持される被吸着体を水平におよび均一に
吸着保持することができる。 【００２１】尚、本実施例では２つの線膨張率の異なる
物質間に２つ線膨張率の異なる絶縁膜を接着設けたが２
つ以上の線膨張率の異なる絶縁膜を接着し設けてもよい
ことは勿論であり、本発明はかかる実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施
が可能である。また、実施例ではプラズマエッチング装
置について述べたが、このようなプラズマエッチんグ装
置の他に前記半導体ウエハやＬＣＤ基板のような被吸着
体を静電的に吸着保持する静電チャックは前記プラズマ
エッチング装置にとらわれず自然酸化膜除去装置、ある
いは酸化膜等の膜付けする枚葉酸化炉、ウエハプローバ
等の検査装置、搬送装置、ＣＶＤ等の熱処理装置に限ら
ず、また常圧，減圧または陽圧とした装置に用いること
ができる。 【００２２】 【発明の効果】本発明は、被吸着体を静電力により吸着
保持する静電チャックシートを少なくとも２つ以上の線
膨張率の異なる絶縁膜を重ね合わせ構成することによ
り、静電チャックの温度経時変化によりサセプタと電極
板の熱膨張率の異なりによるサセプタと静電チャックシ
ート又は電極板と静電チャックシートのそれぞれの接着
部の歪みによる剥離を抑制し、静電チャックの吸着力の
低下を抑制することができるという顕著な効果がある。 【００２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例を適用したプラズマ
・エッチング裝置の概略断面図である。 【図２】図１のプラズマ・エッチング裝置の要部の構成
を示す分解斜視図である。 【図３】図１の被吸着体を載置する静電チャックシート
の構成を示す部分断面図である。 【図４】図１の被吸着体を載置する静電チャックの作用
を示す部分断面図である。 【図５】 【Ａ】従来の被吸着体を載置する静電チャックシートの
作用を示す部分断面図である。 【Ｂ】図１の被吸着体を載置する静電チャックシートの
作用を示す部分断面図である。 【符合の説明】 １ 処理容器 ２ 被吸着体（半導体ウエハ） １０ サセプタ（下部電極） １３，２０Ａ 孔部（貫通孔） ２０ 静電チャックシート ２１ 電極板（電解箔銅） ２２，２３ 絶縁膜 ７０ 静電チャック
・エッチング裝置の概略断面図である。 【図２】図１のプラズマ・エッチング裝置の要部の構成
を示す分解斜視図である。 【図３】図１の被吸着体を載置する静電チャックシート
の構成を示す部分断面図である。 【図４】図１の被吸着体を載置する静電チャックの作用
を示す部分断面図である。 【図５】 【Ａ】従来の被吸着体を載置する静電チャックシートの
作用を示す部分断面図である。 【Ｂ】図１の被吸着体を載置する静電チャックシートの
作用を示す部分断面図である。 【符合の説明】 １ 処理容器 ２ 被吸着体（半導体ウエハ） １０ サセプタ（下部電極） １３，２０Ａ 孔部（貫通孔） ２０ 静電チャックシート ２１ 電極板（電解箔銅） ２２，２３ 絶縁膜 ７０ 静電チャック
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 サセプタの載置面に被吸着体を静電力で吸着保持するた
めの静電チャックシートを設けた静電チャックにおい
て、 前記静電チャックシートに埋設された電極板と、 前記サセプタと前記電極板間に着接された少なくとも２
つ以上の線膨張率の異なる絶縁膜を重ね合わせた静電チ
ャックシートとを備え、 前記静電チャックシート線膨張率の異なる絶縁膜は前記
サセプタと前記電極板で線膨張率の高い方に線膨張率の
高い絶縁膜が設けられ線膨張率の低い方に線膨張率の低
い絶縁膜が設けられ、前記２つ以上の絶縁膜の線膨張率
は前記サセプタと前記電極板の線膨張率の間の値に設定
されるよう構成されたことを特徴とする静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1597193A JPH06204326A (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1597193A JPH06204326A (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | 静電チャック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204326A true JPH06204326A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=11903604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1597193A Pending JPH06204326A (ja) | 1993-01-05 | 1993-01-05 | 静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06204326A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11502062A (ja) * | 1995-03-10 | 1999-02-16 | ラム リサーチ コーポレイション | 多層型の静電チャック及びその製造方法 |
| JP2001226656A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-21 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 半導体製造装置またはエッチング装置用接着剤、該装置用接着シート及びそれらを用いた構造部品 |
| JP2003197727A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-11 | Kyocera Corp | ウエハ載置ステージ |
| JP2010258280A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Toto Ltd | 静電チャックおよび静電チャックの製造方法 |
-
1993
- 1993-01-05 JP JP1597193A patent/JPH06204326A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11502062A (ja) * | 1995-03-10 | 1999-02-16 | ラム リサーチ コーポレイション | 多層型の静電チャック及びその製造方法 |
| JP2001226656A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-21 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 半導体製造装置またはエッチング装置用接着剤、該装置用接着シート及びそれらを用いた構造部品 |
| JP2003197727A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-11 | Kyocera Corp | ウエハ載置ステージ |
| JP2010258280A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Toto Ltd | 静電チャックおよび静電チャックの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020115 |