JPH09323234A - 静電チャック及びその製造方法 - Google Patents
静電チャック及びその製造方法Info
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- JPH09323234A JPH09323234A JP16362896A JP16362896A JPH09323234A JP H09323234 A JPH09323234 A JP H09323234A JP 16362896 A JP16362896 A JP 16362896A JP 16362896 A JP16362896 A JP 16362896A JP H09323234 A JPH09323234 A JP H09323234A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックスからなる静電チャックは、その
吸着面に不活性ガスを吹き込んで封入する冷却用の溝を
形成することが困難であった。 【解決手段】 緻密質セラミックスからなる基体の内部
に電極板を備えた静電チャックにおいて、吸着面である
該基体表面に厚さが５〜５０μｍのポリイミド樹脂から
なる皮膜が形成され、その皮膜に皮膜の占める体積の２
〜２０％の体積からなる冷却用の溝が形成されているこ
ととした静電チャック。緻密質セラミックスからなる基
体の内部に電極板を備えた静電チャックの製造方法にお
いて、吸着面である該基体表面にポリイミド樹脂溶液を
塗布することにより厚さ５〜５０μｍのポリイミド樹脂
からなる皮膜を形成し、ついで該皮膜を溝状にエッチン
グすることにより、該皮膜の占める体積の５〜２０％の
体積からなる冷却用の溝を該皮膜に形成することとした
静電チャックの製造方法。
吸着面に不活性ガスを吹き込んで封入する冷却用の溝を
形成することが困難であった。 【解決手段】 緻密質セラミックスからなる基体の内部
に電極板を備えた静電チャックにおいて、吸着面である
該基体表面に厚さが５〜５０μｍのポリイミド樹脂から
なる皮膜が形成され、その皮膜に皮膜の占める体積の２
〜２０％の体積からなる冷却用の溝が形成されているこ
ととした静電チャック。緻密質セラミックスからなる基
体の内部に電極板を備えた静電チャックの製造方法にお
いて、吸着面である該基体表面にポリイミド樹脂溶液を
塗布することにより厚さ５〜５０μｍのポリイミド樹脂
からなる皮膜を形成し、ついで該皮膜を溝状にエッチン
グすることにより、該皮膜の占める体積の５〜２０％の
体積からなる冷却用の溝を該皮膜に形成することとした
静電チャックの製造方法。
Description
【０００１】
【産業の属する技術分野】本発明は、静電チャック及び
その製造方法に関し、特にプラズマ中で使用する静電チ
ャック及びその製造方法に関する。
その製造方法に関し、特にプラズマ中で使用する静電チ
ャック及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より用いられている静電チャック
は、セラミックスまたは絶縁性樹脂からなる基体の内部
に電極板を埋設し、該電極板に直流電圧を印加して発生
した静電力により被吸着物を吸着する静電チャックが用
いられている。
は、セラミックスまたは絶縁性樹脂からなる基体の内部
に電極板を埋設し、該電極板に直流電圧を印加して発生
した静電力により被吸着物を吸着する静電チャックが用
いられている。
【０００３】これら静電チャックで吸着された半導体基
板等の被吸着物は、プラズマでエッチング処理するが、
そのプラズマによって熱が発生し、被吸着物が温度上昇
するという問題があった。それを防ぐため静電チャック
の吸着面に溝を形成し、該溝に不活性ガスを封入するこ
とにより被吸着物を冷却するという方法が考案されてい
る。
板等の被吸着物は、プラズマでエッチング処理するが、
そのプラズマによって熱が発生し、被吸着物が温度上昇
するという問題があった。それを防ぐため静電チャック
の吸着面に溝を形成し、該溝に不活性ガスを封入するこ
とにより被吸着物を冷却するという方法が考案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ックスからなる静電チャックにおいては、該溝を研削加
工することによって形成するので、セラミックスが脆性
の低い材質であることから形成された溝部分にクラック
が入り易く、吸着面と電極板との距離、即ち絶縁層の厚
さが１００μｍ程度と薄いことと相俟ってそのクラック
によって絶縁層が破壊され易いという問題があった。ま
た、絶縁性樹脂で行われているクラックの生じないエッ
チングによる溝の形成も検討されているが、セラミック
スは耐食性に優れているため、溝を形成すること自体が
困難であった。
ックスからなる静電チャックにおいては、該溝を研削加
工することによって形成するので、セラミックスが脆性
の低い材質であることから形成された溝部分にクラック
が入り易く、吸着面と電極板との距離、即ち絶縁層の厚
さが１００μｍ程度と薄いことと相俟ってそのクラック
によって絶縁層が破壊され易いという問題があった。ま
た、絶縁性樹脂で行われているクラックの生じないエッ
チングによる溝の形成も検討されているが、セラミック
スは耐食性に優れているため、溝を形成すること自体が
困難であった。
【０００５】本発明は、上述した従来のセラミックスか
らなる静電チャック及びその製造方法が有する課題に鑑
みなされたものであって、その目的は、冷却用の溝をク
ラックを生じることなく容易に形成することができる静
電チャックを提供し、さらにその製造方法をも提供する
ことにある。
らなる静電チャック及びその製造方法が有する課題に鑑
みなされたものであって、その目的は、冷却用の溝をク
ラックを生じることなく容易に形成することができる静
電チャックを提供し、さらにその製造方法をも提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、セラミックスからな
る基体表面にポリイミド樹脂の薄い皮膜を形成すれば、
その皮膜に冷却用の溝を容易に形成できるとの知見を得
て本発明を完成した。
を達成するため鋭意研究した結果、セラミックスからな
る基体表面にポリイミド樹脂の薄い皮膜を形成すれば、
その皮膜に冷却用の溝を容易に形成できるとの知見を得
て本発明を完成した。
【０００７】即ち本発明は、（１）緻密質セラミックス
からなる基体の内部に電極板を備えた静電チャックにお
いて、吸着面である該基体表面に厚さが５〜５０μｍの
ポリイミド樹脂の皮膜が形成され、その皮膜に皮膜の占
める体積の５〜２０％の体積からなる冷却用の溝が形成
されていることを特徴とする静電チャック（請求項１）
とし、また、（２）基体が、窒化アルミニウム、窒化ケ
イ素、サイアロン、アルミナ等の絶縁セラミックスから
なることを特徴とする請求項１記載の静電チャック（請
求項２）とし、さらに、（３）電極板が、モリブデン、
タングステン、白金等の高融点金属からなることを特徴
とする請求項１または２記載の静電チャック（請求項
３）とし、さらにまた、（４）緻密質セラミックスから
なる基体の内部に電極板を備えた静電チャックの製造方
法において、吸着面である該基体表面にポリイミド樹脂
溶液を塗布することにより厚さ５〜５０μｍのポリイミ
ド樹脂からなる皮膜を形成し、ついで該皮膜を溝状にエ
ッチングすることにより、該皮膜の占める体積の５〜２
０％の体積からなる冷却用の溝を該皮膜に形成すること
を特徴とする静電チャックの製造方法（請求項４）とす
ることを要旨とする。以下さらに詳細に説明する。
からなる基体の内部に電極板を備えた静電チャックにお
いて、吸着面である該基体表面に厚さが５〜５０μｍの
ポリイミド樹脂の皮膜が形成され、その皮膜に皮膜の占
める体積の５〜２０％の体積からなる冷却用の溝が形成
されていることを特徴とする静電チャック（請求項１）
とし、また、（２）基体が、窒化アルミニウム、窒化ケ
イ素、サイアロン、アルミナ等の絶縁セラミックスから
なることを特徴とする請求項１記載の静電チャック（請
求項２）とし、さらに、（３）電極板が、モリブデン、
タングステン、白金等の高融点金属からなることを特徴
とする請求項１または２記載の静電チャック（請求項
３）とし、さらにまた、（４）緻密質セラミックスから
なる基体の内部に電極板を備えた静電チャックの製造方
法において、吸着面である該基体表面にポリイミド樹脂
溶液を塗布することにより厚さ５〜５０μｍのポリイミ
ド樹脂からなる皮膜を形成し、ついで該皮膜を溝状にエ
ッチングすることにより、該皮膜の占める体積の５〜２
０％の体積からなる冷却用の溝を該皮膜に形成すること
を特徴とする静電チャックの製造方法（請求項４）とす
ることを要旨とする。以下さらに詳細に説明する。
【０００８】吸着面である基体表面に高分子化合物の皮
膜を形成することとしたのは、皮膜が高分子化合物であ
れば容易に溝を形成することができ、しかも皮膜の厚さ
を変えるだけで簡単に溝の深さを制御することができる
ので、皮膜の下のセラミックスと関係なく、必要とする
大きさ、形状の溝を形成することができることによる。
その形成する高分子化合物をポリイミド樹脂としたの
は、耐プラズマ性に特に優れているからである。
膜を形成することとしたのは、皮膜が高分子化合物であ
れば容易に溝を形成することができ、しかも皮膜の厚さ
を変えるだけで簡単に溝の深さを制御することができる
ので、皮膜の下のセラミックスと関係なく、必要とする
大きさ、形状の溝を形成することができることによる。
その形成する高分子化合物をポリイミド樹脂としたの
は、耐プラズマ性に特に優れているからである。
【０００９】形成するポリイミド樹脂の厚さとしては、
この範囲の厚さならば静電チャックの吸着力の低下には
問題ないが、５０μｍより厚いと吸着力が著しく低下す
る。逆に５μｍより薄くすると吸着力の低下はないが、
溝の深さが５μｍより浅くなるため、溝によって生じる
空間部が狭く、冷却用の不活性ガスの量を確保できない
か、あるいは不活性ガスが行き渡らない等の問題が生
じ、十分な冷却効果が得られない。
この範囲の厚さならば静電チャックの吸着力の低下には
問題ないが、５０μｍより厚いと吸着力が著しく低下す
る。逆に５μｍより薄くすると吸着力の低下はないが、
溝の深さが５μｍより浅くなるため、溝によって生じる
空間部が狭く、冷却用の不活性ガスの量を確保できない
か、あるいは不活性ガスが行き渡らない等の問題が生
じ、十分な冷却効果が得られない。
【００１０】また、溝の占める体積としても、この範囲
であれば静電チャックの吸着力の低下には問題ないが、
皮膜全体積の２０％を越えると、比誘電率の低い空間部
が増え、前記と同様吸着力が著しく低下する。逆に５％
より小さいとこれも同じく溝によって生じる空間部が狭
いため、冷却用の不活性ガスの量を確保できないか、あ
るいは不活性ガスが行き渡らない等の問題が生じ、十分
な冷却効果が得られない。
であれば静電チャックの吸着力の低下には問題ないが、
皮膜全体積の２０％を越えると、比誘電率の低い空間部
が増え、前記と同様吸着力が著しく低下する。逆に５％
より小さいとこれも同じく溝によって生じる空間部が狭
いため、冷却用の不活性ガスの量を確保できないか、あ
るいは不活性ガスが行き渡らない等の問題が生じ、十分
な冷却効果が得られない。
【００１１】溝の深さはポリイミド樹脂の厚さと同じで
あるので、特に限定する必要はなく、溝の深さを除いた
その他の溝の巾、長さ、本数等についても特に限定しな
いが、不活性ガスを隅々まで行き渡らせる、あるいは不
活性ガスの量を十分に確保する、もしくは吸着力を著し
く低下させない等のことを考慮して前記溝の体積割合の
範囲内でそれらを決めればよい。溝の形状は放射状、円
周状等さまざまな形状とすることができる。
あるので、特に限定する必要はなく、溝の深さを除いた
その他の溝の巾、長さ、本数等についても特に限定しな
いが、不活性ガスを隅々まで行き渡らせる、あるいは不
活性ガスの量を十分に確保する、もしくは吸着力を著し
く低下させない等のことを考慮して前記溝の体積割合の
範囲内でそれらを決めればよい。溝の形状は放射状、円
周状等さまざまな形状とすることができる。
【００１２】基体表面に皮膜を形成する方法としては、
ポリイミド樹脂溶液を塗布して形成する方法とした。こ
の方法は、例えば半導体基板の表面にマスクする方法と
同じく、スピンコーターあるいはディップ法等の慣用の
方法により基体表面に塗布することができるため、ポリ
イミド樹脂の皮膜を容易にかつ均一に形成することがで
きる。
ポリイミド樹脂溶液を塗布して形成する方法とした。こ
の方法は、例えば半導体基板の表面にマスクする方法と
同じく、スピンコーターあるいはディップ法等の慣用の
方法により基体表面に塗布することができるため、ポリ
イミド樹脂の皮膜を容易にかつ均一に形成することがで
きる。
【００１３】また、形成した皮膜に溝を形成する方法と
しては、エッチングする方法とした。形成した物質が高
分子化合物であるので、エッチングして形成する方法が
最も簡単であり、しかも溝の深さはポリイミド樹脂の皮
膜厚さと同じとすることができるので、その深さを精度
良く制御できる。
しては、エッチングする方法とした。形成した物質が高
分子化合物であるので、エッチングして形成する方法が
最も簡単であり、しかも溝の深さはポリイミド樹脂の皮
膜厚さと同じとすることができるので、その深さを精度
良く制御できる。
【００１４】上記基体であるセラミックスとしては、窒
化アルミニウム、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ等
のセラミックスとした。これらのセラミックスであれ
ば、基体内部の電極板と絶縁できるのでいずれも用いら
れる。その中で、窒化アルミニウムは熱伝導性が高いこ
とから、静電チャックが放熱性に優れるため、被吸着物
の温度上昇が抑えられ、特に好ましい。
化アルミニウム、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ等
のセラミックスとした。これらのセラミックスであれ
ば、基体内部の電極板と絶縁できるのでいずれも用いら
れる。その中で、窒化アルミニウムは熱伝導性が高いこ
とから、静電チャックが放熱性に優れるため、被吸着物
の温度上昇が抑えられ、特に好ましい。
【００１５】また、上記電極板としては、モリブデン、
タングステン、白金等の金属とした。前記のセラミック
スがいずれも焼結温度が高いので、これら高融点金属が
必要となる。電極板の形状としては、単極式、双極式の
いずれでも構わない。
タングステン、白金等の金属とした。前記のセラミック
スがいずれも焼結温度が高いので、これら高融点金属が
必要となる。電極板の形状としては、単極式、双極式の
いずれでも構わない。
【００１６】以上、セラミックスからなる静電チャック
の吸着面に耐プラズマ性に優れたポリイミド樹脂の皮膜
を形成し、その皮膜に冷却用の溝を形成すれば、その溝
に不活性ガスを吹き込むことにより、プラズマ中で使用
しても温度上昇の少ない静電チャックとすることができ
る。
の吸着面に耐プラズマ性に優れたポリイミド樹脂の皮膜
を形成し、その皮膜に冷却用の溝を形成すれば、その溝
に不活性ガスを吹き込むことにより、プラズマ中で使用
しても温度上昇の少ない静電チャックとすることができ
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００１８】（実施例１〜２） （１）静電チャックの作製 表１に示す材質の基体及び表１に示す材質と形状の電極
板を有する静電チャックを作製し、その吸着面にスピン
コーターによって表１に示す溝の深さの厚さにポリイミ
ド樹脂の皮膜を形成した。形成したポリイミド樹脂の皮
膜の上にフォトレジストによりマスクを形成した後、Ｔ
ＭＡＨ水溶液によりポリイミド樹脂の皮膜をエッチング
し、表１に示す深さと体積を有する溝を形成した。
板を有する静電チャックを作製し、その吸着面にスピン
コーターによって表１に示す溝の深さの厚さにポリイミ
ド樹脂の皮膜を形成した。形成したポリイミド樹脂の皮
膜の上にフォトレジストによりマスクを形成した後、Ｔ
ＭＡＨ水溶液によりポリイミド樹脂の皮膜をエッチング
し、表１に示す深さと体積を有する溝を形成した。
【００１９】（２）評価 この静電チャックに直流電圧５００Ｖを印加して半導体
基板を吸着し、吸着したものを良とし、吸着しないもの
を不良とした。次いで静電チャックの下部に設けられて
いる孔から溝にＨｅガスを吹き込んで封入した後、圧力
０．３Ｔｏｏｒ、電圧周波数１３．５６ＭＨｚ、ＲＦパ
ワー１ｋｗでもってプラズマを発生させ、吸着した基板
にプラズマ処理を行い、基板に貼り付けた熱電対により
基板の温度を測定した。それらの結果を表１に示す。
基板を吸着し、吸着したものを良とし、吸着しないもの
を不良とした。次いで静電チャックの下部に設けられて
いる孔から溝にＨｅガスを吹き込んで封入した後、圧力
０．３Ｔｏｏｒ、電圧周波数１３．５６ＭＨｚ、ＲＦパ
ワー１ｋｗでもってプラズマを発生させ、吸着した基板
にプラズマ処理を行い、基板に貼り付けた熱電対により
基板の温度を測定した。それらの結果を表１に示す。
【００２０】（比較例１〜５）比較のために比較例１で
は、吸着面にポリイミド樹脂の皮膜を形成しない静電チ
ャックの評価をした。また、比較例２、３では、溝の深
さを本発明の範囲外にした他は、比較例４、５では、溝
部分の体積割合を本発明の範囲外にした他は実施例と同
様にして静電チャックの吸着面にポリイミド樹脂の皮膜
を形成し、同様に評価した。それらの結果を表１に示
す。
は、吸着面にポリイミド樹脂の皮膜を形成しない静電チ
ャックの評価をした。また、比較例２、３では、溝の深
さを本発明の範囲外にした他は、比較例４、５では、溝
部分の体積割合を本発明の範囲外にした他は実施例と同
様にして静電チャックの吸着面にポリイミド樹脂の皮膜
を形成し、同様に評価した。それらの結果を表１に示
す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、実施例１〜２に
おいては、いずれも静電チャックの吸着面にポリイミド
樹脂の皮膜があっても被吸着物である半導体基板が吸着
された。そして温度上昇も２０℃以下と高い冷却効果が
得られている。
おいては、いずれも静電チャックの吸着面にポリイミド
樹脂の皮膜があっても被吸着物である半導体基板が吸着
された。そして温度上昇も２０℃以下と高い冷却効果が
得られている。
【００２３】これに対して比較例１においては、不活性
ガスで冷却していないので、基板の温度は１００℃以上
と温度上昇が大きかった。また、比較例２においては、
溝の深さが深すぎる、言い換えれば皮膜の厚さが厚すぎ
るので基板を吸着できなく、比較例３においては、逆に
溝の深さが浅すぎるので、冷却ガスの量が少なすぎて冷
却効果はほとんどなかった。さらに、比較例４において
は、比誘電率の低い空間部が大きすぎるので、基板を吸
着できなく、そして比較例５では、逆に溝の空間部が小
さすぎて冷却ガスの量が少なすぎ冷却効果がほとんどな
かった。
ガスで冷却していないので、基板の温度は１００℃以上
と温度上昇が大きかった。また、比較例２においては、
溝の深さが深すぎる、言い換えれば皮膜の厚さが厚すぎ
るので基板を吸着できなく、比較例３においては、逆に
溝の深さが浅すぎるので、冷却ガスの量が少なすぎて冷
却効果はほとんどなかった。さらに、比較例４において
は、比誘電率の低い空間部が大きすぎるので、基板を吸
着できなく、そして比較例５では、逆に溝の空間部が小
さすぎて冷却ガスの量が少なすぎ冷却効果がほとんどな
かった。
【００２４】
【発明の効果】以上の通り、本発明にかかる静電チャッ
クによれば、セラミックスからなる静電チャックをプラ
ズマ中で使用しても被吸着物の温度上昇の少ない静電チ
ャックとすることができ、しかもその静電チャックを容
易に作製することが可能となった。
クによれば、セラミックスからなる静電チャックをプラ
ズマ中で使用しても被吸着物の温度上昇の少ない静電チ
ャックとすることができ、しかもその静電チャックを容
易に作製することが可能となった。
Claims (4)
- 【請求項１】 緻密質セラミックスからなる基体の内部
に電極板を備えた静電チャックにおいて、吸着面である
該基体表面に厚さが５〜５０μｍのポリイミド樹脂から
なる皮膜が形成され、その皮膜に皮膜の占める体積の５
〜２０％の体積からなる冷却用の溝が形成されているこ
とを特徴とする静電チャック。 - 【請求項２】 基体が、窒化アルミニウム、窒化ケイ
素、サイアロン、アルミナ等の絶縁セラミックスからな
ることを特徴とする請求項１記載の静電チャック。 - 【請求項３】 電極板が、モリブデン、タングステン、
白金等の高融点金属からなることを特徴とする請求項１
または２記載の静電チャック。 - 【請求項４】 緻密質セラミックスからなる基体の内部
に電極板を備えた静電チャックの製造方法において、吸
着面である該基体表面にポリイミド樹脂溶液を塗布する
ことにより厚さ５〜５０μｍのポリイミド樹脂からなる
皮膜を形成し、ついで該皮膜を溝状にエッチングするこ
とにより、該皮膜の占める体積の５〜２０％の体積から
なる冷却用の溝を該皮膜に形成することを特徴とする静
電チャックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16362896A JPH09323234A (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | 静電チャック及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16362896A JPH09323234A (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | 静電チャック及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09323234A true JPH09323234A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15777552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16362896A Pending JPH09323234A (ja) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | 静電チャック及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09323234A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7732010B2 (en) | 2003-05-09 | 2010-06-08 | Applied Materials, Inc. | Method for supporting a glass substrate to improve uniform deposition thickness |
| US8173228B2 (en) | 2006-01-27 | 2012-05-08 | Applied Materials, Inc. | Particle reduction on surfaces of chemical vapor deposition processing apparatus |
| US8372205B2 (en) | 2003-05-09 | 2013-02-12 | Applied Materials, Inc. | Reducing electrostatic charge by roughening the susceptor |
-
1996
- 1996-06-05 JP JP16362896A patent/JPH09323234A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7732010B2 (en) | 2003-05-09 | 2010-06-08 | Applied Materials, Inc. | Method for supporting a glass substrate to improve uniform deposition thickness |
| US8372205B2 (en) | 2003-05-09 | 2013-02-12 | Applied Materials, Inc. | Reducing electrostatic charge by roughening the susceptor |
| US8173228B2 (en) | 2006-01-27 | 2012-05-08 | Applied Materials, Inc. | Particle reduction on surfaces of chemical vapor deposition processing apparatus |
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