JPH1012712A - Electrostatic chuck device - Google Patents

Electrostatic chuck device

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JPH1012712A
JPH1012712A JP15781196A JP15781196A JPH1012712A JP H1012712 A JPH1012712 A JP H1012712A JP 15781196 A JP15781196 A JP 15781196A JP 15781196 A JP15781196 A JP 15781196A JP H1012712 A JPH1012712 A JP H1012712A
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JP
Japan
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electrostatic chuck
adhesive
sheet
hole
slit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP15781196A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadao Matsunaga
忠生 松永
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Tomoegawa Co Ltd
Original Assignee
Tomoegawa Paper Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic chuck device which has a large L electrostatic generation quantity and enables significant elongation of life of an electrostatic chuck and mass production of high-performance products. SOLUTION: An electrostatic chuck device includes a metal substrate 1 having a slit-like through hole 11 provided in the direction of thickness thereof and having a recessed portion 12 formed in a part on the back side adjacent to the through hole, and an electrostatic chuck sheet 2 adhered to the metal substrate via an adhesive layer. In the electrostatic chuck sheet, a slit-like cut-in portion having one end connected is formed along the shape of the through-hole. The cut-in portion passes through the through hole 11 of the metal substrate and is adhered to the recessed portion on the back side with an adhesive. A part of an electrode layer of the cut-in portion adhered to the recessed portion is exposed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
導電性物質を真空中で保持できる静電チャック用シート
を貼着した静電チャック装置に関する。
The present invention relates to an electrostatic chuck device to which an electrostatic chuck sheet capable of holding a conductive substance such as a semiconductor wafer in a vacuum is attached.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、半導体製造プロセスは、ドライ化が
急速に進み、エッチング装置、プラズマCVD装置、イ
オン注入装置、アッシング装置、電子ビームリソグラフ
ィー、X線リソグラフィー等では、半導体ウエハ等の試
料を1500Pa以下の真空中で処理することがしばし
ば行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, a semiconductor manufacturing process has rapidly become dry. In an etching apparatus, a plasma CVD apparatus, an ion implantation apparatus, an ashing apparatus, an electron beam lithography, an X-ray lithography, etc., a sample such as a semiconductor wafer is 1500 Pa or less. It is often performed in a vacuum.

【0003】従来、これ等の試料の保持には、機械的方
法によるメカニカルチャックや真空チャック等が多く使
用されてきたが、これらには、例えば、試料表面の温度
分布を均一にするということができなかったり、真空チ
ャンバー内での使用が不可能であったり、或いは試料の
温度が高くなる等、種々の問題があるため、最近では、
静電チャック用シートを利用する静電チャック装置が使
用されるようになっている。静電チャック装置は、真空
中で試料とホルダーとを熱的に均一に、しかも信頼性が
高く保持することができるので、非常に有利である。こ
の様な静電チャック装置は、例えば英国特許第1443
215号に述べられているように、誘電材料の層で被覆
したほぼ平坦な導電性の支持部材を主要部分とし、そし
て被吸着物であるウエハを電気的に接触させる手段を有
しており、それによりウエハと支持部材の間に電位差を
加えることができる。この様な電位差は誘電層の間に静
電気的吸着力を生じさせ、これによりウエハは導電層に
対しほぼ平坦に支持される。そして真空チャンバー内部
でウエハを上記のように吸着させておき、その支持部材
より遠い側の表面に対し高速イオンを照射して加工処理
がなされる。
Conventionally, a mechanical chuck or a vacuum chuck by a mechanical method has been often used for holding such a sample. However, for example, it is necessary to make the temperature distribution on the sample surface uniform. In recent years, there have been various problems such as the inability to use, the inability to use in a vacuum chamber, and the increase in the temperature of the sample.
An electrostatic chuck device using an electrostatic chuck sheet has been used. The electrostatic chuck device is very advantageous because it can hold the sample and the holder thermally uniform in a vacuum and with high reliability. Such an electrostatic chuck device is disclosed, for example, in British Patent No. 1443.
No. 215, comprising a substantially flat conductive support member coated with a layer of dielectric material as a main part, and having means for electrically contacting the wafer to be adsorbed; Thereby, a potential difference can be applied between the wafer and the support member. Such a potential difference creates an electrostatic attraction between the dielectric layers, thereby supporting the wafer substantially flat with respect to the conductive layers. Then, the wafer is adsorbed inside the vacuum chamber as described above, and the surface farther than the supporting member is irradiated with high-speed ions to perform processing.

【0004】ところで、これらの静電チャック装置に
は、誘電体として有機高分子材料やセラミックスなどの
無機材料が使用されており、分極電荷を発生させるため
の内部電極としては、Cu、Ni、Snその他の金属材
料が使用されている。そして、その内部電極に給電する
方法として、特に有機高分子材料を使用した静電チャッ
クでは、従来は給着面内部の電極と、それに給電するリ
ード線部分とが、一体に作製され、リード線部分は、吸
着面の一部分の端部で折り曲げて外部に取り出す構造と
なっている。
In these electrostatic chuck devices, inorganic materials such as organic polymer materials and ceramics are used as dielectrics, and Cu, Ni, Sn and the like are used as internal electrodes for generating polarization charges. Other metal materials are used. As a method of supplying power to the internal electrodes, particularly in an electrostatic chuck using an organic polymer material, conventionally, an electrode inside a supply surface and a lead wire portion for supplying power to the electrode are integrally formed, and a lead wire is formed. The portion has a structure that is bent at an end of a part of the suction surface and taken out to the outside.

【0005】ところが、この構造の静電チャック装置に
おいては、静電チャック用シートの表面にウエハを吸着
させてプラズマエッチング処理をする場合、リード線部
分を保護部材で保護して処理を行う必要があるが、その
際、ウエハと保護部材との間で、リード線部分の一部が
非常に僅かではあるが露出してしまう。そのため、プラ
ズマエッチング等の処理を繰り返すと、リード線部分の
露出部分にプラズマが当り、その露出部分の絶縁層がエ
ッチングされて薄くなり、ついには絶縁破壊を起こして
しまうという欠点があった。
However, in the electrostatic chuck apparatus having this structure, when performing a plasma etching process by adsorbing a wafer on the surface of an electrostatic chuck sheet, it is necessary to protect the lead wire portion with a protective member and perform the process. However, at this time, a part of the lead wire portion is exposed between the wafer and the protection member, though very slightly. Therefore, when a process such as plasma etching is repeated, the exposed portion of the lead wire portion is exposed to plasma, and the exposed portion of the insulating layer is etched and thinned.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
ために、本発明者等は、静電チャック装置の電気的接合
方法として、吸着面を有する静電チャック用シートとそ
れに電気を供給するためのリード線部分とを、分離して
形成し、それらを高速イオンが当らないように金属基盤
に設けた凹部で静電チャック用シートをリード線部分
と、導電性接着剤、低融点はんだ、または金属バネと導
電性接着剤等を用いて電気的に接合する技術を提案した
(特開平5−102289号公報)。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors provide an electrostatic chuck sheet having a suction surface and supply electricity thereto as an electric joining method of an electrostatic chuck device. And a lead wire part for the electrostatic chuck sheet with a concave portion provided on the metal base so that high-speed ions do not hit them, a conductive adhesive, a low melting point solder, Alternatively, there has been proposed a technique for electrically connecting a metal spring and a conductive adhesive or the like (Japanese Patent Laid-Open No. 5-102289).

【0007】図5は、その場合の一例を示すものであっ
て、静電チャック用シートと給電シートとの電気的接合
部分の一例の拡大断面図である。金属基盤1の適宜の位
置に、スリット状の貫通孔11を有する凹部12、13
が設けられている。静電チャック用シート2は、絶縁層
21、接着層22、電極層23、接着層24、及び絶縁
層25を順次積層した構造を有し、そして金属基盤と接
着させる面の、金属基盤の凹部に対応する位置に、電極
層23が露出するように半抜き孔が設けられている。ま
た、帯状の給電シート4は、絶縁層41、接着層42、
導電層43、接着層44、及び絶縁層45を順次積層し
た構造を有し、そして、両端近傍に、導電層43が露出
するように半抜き孔が設けられている。
FIG. 5 shows an example of such a case, and is an enlarged cross-sectional view of an example of an electric connection portion between the electrostatic chuck sheet and the power supply sheet. Concave portions 12 and 13 having slit-like through holes 11 at appropriate positions on metal base 1
Is provided. The electrostatic chuck sheet 2 has a structure in which an insulating layer 21, an adhesive layer 22, an electrode layer 23, an adhesive layer 24, and an insulating layer 25 are sequentially laminated, and a concave portion of the metal base on a surface to be bonded to the metal base. Are provided with half-holes so that the electrode layer 23 is exposed. The belt-shaped power supply sheet 4 includes an insulating layer 41, an adhesive layer 42,
It has a structure in which the conductive layer 43, the adhesive layer 44, and the insulating layer 45 are sequentially laminated, and has a half-hole in the vicinity of both ends so that the conductive layer 43 is exposed.

【0008】静電チャック用シート2は、接着剤層31
を介して金属基盤1の上に接着されており、また、給電
シート4は、接着剤層32を介して、金属基盤に設けら
れた凹部及びそのスリット状孔の一方の側に接着されて
いる。そして、静電チャック用シートの接着層24及び
絶縁層25にあけられ半抜き孔と、給電シートの絶縁層
41及び接着層42にあけられ半抜き孔との間に形成さ
れる空間には、導電性接着剤5が充填され、静電チャッ
ク用シート電極層と給電シートの導電層とが電気的に接
合されている。
The sheet for electrostatic chuck 2 has an adhesive layer 31
And the power supply sheet 4 is bonded to one side of the concave portion provided on the metal substrate and one side of the slit-like hole thereof via an adhesive layer 32. . The space formed between the semi-perforated hole formed in the adhesive layer 24 and the insulating layer 25 of the electrostatic chuck sheet and the semi-perforated hole formed in the insulating layer 41 and the adhesive layer 42 of the power supply sheet includes: The conductive adhesive 5 is filled, and the sheet electrode layer for the electrostatic chuck and the conductive layer of the power supply sheet are electrically joined.

【0009】しかしながら、この静電チャック装置は、
静電チャック用シートとリード線部分とが、導電性接着
剤、低融点はんだ、或いは金属バネ等を用いて接合する
ために、電気的接合が不十分になる場合が生じ、電極層
の導電性が不安定となり、また、静電チャックシートの
静電気発生量が低くなって、半導体ウエハの吸着力が低
いという問題点があった。さらにリード線部分を金属基
盤の凹部において静電チャックシートの裏面に接着する
ことが必要であるため、静電チャック装置の製造工程が
複雑になるという問題もあった。
However, this electrostatic chuck device is
Since the sheet for the electrostatic chuck and the lead wire portion are joined using a conductive adhesive, a low melting point solder, a metal spring, or the like, electrical connection may be insufficient, and the conductivity of the electrode layer may be reduced. And the amount of static electricity generated on the electrostatic chuck sheet is reduced, and the attraction force of the semiconductor wafer is low. Further, since it is necessary to bond the lead wire portion to the back surface of the electrostatic chuck sheet in the concave portion of the metal base, there is a problem that the manufacturing process of the electrostatic chuck device is complicated.

【0010】したがって、本発明の目的は、上記の静電
チャック装置の問題点を改善することを目的としてなさ
れたものであって、静電チャック用シート内部の電極層
への給電手段を改善して、高い静電気発生量を有すると
ともに、静電チャックの寿命を著しく延ばし、高性能加
工品を量産することができる経済的で信頼性の高い静電
チャック装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the electrostatic chuck device, and it is an object of the present invention to improve a power supply means to an electrode layer inside an electrostatic chuck sheet. Another object of the present invention is to provide an economical and highly reliable electrostatic chuck device which has a high static electricity generation amount, significantly prolongs the life of the electrostatic chuck, and is capable of mass-producing high-performance products.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
の静電チャック装置における電気的接合手段を改良すこ
とを意図して鋭意検討した結果、静電チャック用シート
の吸着面の一部をリード線部分として利用することによ
り、上記の問題を解決することができることを見出だ
し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies with the aim of improving the electric joining means in the above-mentioned conventional electrostatic chuck device, and as a result, have found that one of the suction surfaces of the sheet for the electrostatic chuck has been improved. It has been found that the above problem can be solved by using the portion as a lead wire portion, and the present invention has been completed.

【0012】すなわち、本発明の静電チャック装置は、
厚さ方向にスリット状の貫通孔を設け、裏面の該貫通孔
に隣接した部分に凹部が形成された金属基盤と、該金属
基盤上に接着剤層を介して接着された静電チャック用シ
ートとよりなり、静電チャック用シートには、貫通孔の
形状に沿って、一端がつながっているスリット状の切れ
込み部分が形成され、該切れ込み部分が金属基盤の貫通
孔を貫通して裏面の凹部に接着剤を介して接着されてお
り、凹部に接着された切れ込み部分の電極層の一部が露
出していることを特徴とする。
That is, the electrostatic chuck device of the present invention comprises:
A metal substrate having a slit-shaped through hole in the thickness direction and a concave portion formed in a portion of the back surface adjacent to the through hole, and a sheet for an electrostatic chuck bonded to the metal substrate via an adhesive layer In the electrostatic chuck sheet, a slit-shaped cut portion having one end connected to the shape of the through hole is formed, and the cut portion penetrates the through hole of the metal base and a concave portion on the back surface. And a part of the electrode layer at the cut portion adhered to the concave portion is exposed.

【0013】図1は、本発明の電気的接合法が適用され
た静電チャック装置の模式的断面図、図2は本発明にお
いて使用する静電チャックシートの平面図であり、図3
は、図1における要点部の拡大断面図である。図中、1
は金属基盤であって、適宜の位置にスリット状の貫通孔
11が設けられ、裏面の貫通孔に隣接した部分に凹部1
2が形成されている。2は静電チャック用シートであっ
て、第1の絶縁層21、第1の接着層22、電極層2
3、第2の接着層24、及び第2の絶縁層25を順次積
層した構造を有しており、そして金属基盤のスリット状
の貫通孔の形状に沿って、一端がつながっているスリッ
ト状の切れ込み部分2aが形成されている。このスリッ
ト状の切れ込み部分の端部近傍には、電極層の露出部2
3aが形成されている。この静電チャック用シート2は
金属基盤1に接着剤層3によって接合されており、そし
てスリット状の切れ込み部分2aは貫通孔11を貫通し
て裏面の凹部12に接着剤によって接合される。それに
より、スリット状の切れ込み部分の端部近傍の電極層の
露出部23aが,凹部において露出された状態になる。
なお、6は載置された状態のウエハである。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an electrostatic chuck device to which the electric bonding method of the present invention is applied, FIG. 2 is a plan view of an electrostatic chuck sheet used in the present invention, and FIG.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part in FIG. In the figure, 1
Is a metal base, a slit-shaped through hole 11 is provided at an appropriate position, and a concave portion 1 is formed in a portion of the back surface adjacent to the through hole.
2 are formed. Reference numeral 2 denotes a sheet for electrostatic chuck, which includes a first insulating layer 21, a first adhesive layer 22, and an electrode layer 2.
3, a second adhesive layer 24, and a second insulating layer 25 are sequentially laminated, and a slit-shaped one end is connected along the shape of the slit-shaped through hole of the metal base. A cut portion 2a is formed. An exposed portion 2 of the electrode layer is provided near the end of the slit-shaped cut portion.
3a are formed. The electrostatic chuck sheet 2 is bonded to the metal substrate 1 by an adhesive layer 3, and the slit-shaped cut portion 2 a passes through the through hole 11 and is bonded to the concave portion 12 on the back surface by the adhesive. Thereby, the exposed portion 23a of the electrode layer near the end of the slit-shaped cut portion is exposed in the concave portion.
Reference numeral 6 denotes a wafer in a mounted state.

【0014】次に、本発明に用いる静電チャック用シー
トを構成する材料について説明する。静電チャック用シ
ートの第1および第2の絶縁層は、耐熱性、耐電圧性等
の信頼性に優れた材料よりなる。静電吸着力には、絶縁
層の厚さが大きく影響している。したがって、電極間へ
の印加電圧に十分に耐える範囲内で、できるかぎり薄い
厚さとすることによって、静電吸着力と熱伝導性を向上
させることが可能になるように、耐電圧特性の優れた高
耐熱性プラスチックフィルムを使用することが必要であ
る。この様な点から、本発明においては、25〜75μ
mの厚さの薄いポリイミドフィルムまたは150℃以上
の耐熱性があるプラスチックフィルムを用いるのが好ま
しい。
Next, the material constituting the electrostatic chuck sheet used in the present invention will be described. The first and second insulating layers of the electrostatic chuck sheet are made of a material having excellent reliability such as heat resistance and voltage resistance. The thickness of the insulating layer greatly affects the electrostatic attraction force. Therefore, by making the thickness as thin as possible within a range that can sufficiently withstand the voltage applied between the electrodes, the electrostatic attraction force and the thermal conductivity are improved so that the withstand voltage characteristics are improved. It is necessary to use a high heat resistant plastic film. From such a point, in the present invention, 25 to 75 μm
It is preferable to use a thin polyimide film having a thickness of m or a plastic film having heat resistance of 150 ° C. or more.

【0015】ポリイミドフィルムとしては、例えば、カ
プトン(Kapton:デュポン社製)、アピカル(鐘
淵化学工業社製)、ユーピレックス(宇部興産社製)、
ニトミッド(日東電気工業社製)、スペリオフィルム
(三菱樹脂社製ポリエーテルイミド樹脂)等があげられ
る。また、150℃以上の耐熱性があるプラスチックフ
ィルムとしては、例えば、フッ素樹脂(フロロエチレン
−プロピレン共重合体等)、ポリエーテルサルホン、ポ
リエーテルエーテルケトン、延伸ポリエチレンテレフタ
レート、延伸ナイロン、セルローストリアセテート、シ
リコーンゴム等があげられる。
Examples of the polyimide film include Kapton (Kapton: manufactured by DuPont), Apical (manufactured by Kanebuchi Chemical Industries), Upilex (manufactured by Ube Industries),
Nitmid (manufactured by Nitto Denki Kogyo), Superior Film (polyetherimide resin manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.) and the like. Examples of the plastic film having heat resistance of 150 ° C. or higher include, for example, fluororesin (fluoroethylene-propylene copolymer or the like), polyethersulfone, polyetheretherketone, stretched polyethylene terephthalate, stretched nylon, cellulose triacetate, And silicone rubber.

【0016】また、必要に応じて、アルミナ、ほう化ジ
ルコニウム、窒化ホウ素等の熱伝導性の高い粒径5μm
以下のフィラーを、固形分比で20〜70%分散させた
ものを使用すると効果的であるが、熱伝導性の効果に反
して、耐電圧特性が低下する傾向があるため、使用に際
してはこの点について十分な配慮が必要である。
Also, if necessary, alumina, zirconium boride, boron nitride, etc., having a high thermal conductivity of 5 μm
It is effective to use a filler in which the following fillers are dispersed at a solid content ratio of 20 to 70%, but it is effective to use such a filler because the withstand voltage characteristic tends to decrease in spite of the effect of thermal conductivity. Consideration should be given to the points.

【0017】静電チャック用シートの第1および第2接
着層としては、絶縁層と電極層の両者に対する接着力お
よび耐熱性に優れた接着剤が必要であり、熱硬化性また
は2液硬化型接着剤が使用される。例えば、ポリエステ
ル系、ポリウレタン系、ポリイミド系、エポキシ系、変
性ポリアミド系、ゴム系等の接着剤が有効であり、これ
等の接着剤は単独でまたは混合物として用いることがで
きる。
As the first and second adhesive layers of the electrostatic chuck sheet, an adhesive excellent in adhesive strength and heat resistance to both the insulating layer and the electrode layer is required, and a thermosetting or two-component curable adhesive is required. An adhesive is used. For example, polyester-based, polyurethane-based, polyimide-based, epoxy-based, modified polyamide-based, and rubber-based adhesives are effective, and these adhesives can be used alone or as a mixture.

【0018】本発明においては、これ等第1および第2
の接着層には、アルミナ、ほう化ジルコニウム、窒化硼
素、シリカ等の熱伝導性を高めることができる粒径5μ
m以下のフィラーを、固形分比で5〜80%分散させて
用いると、より効果的である。
In the present invention, these first and second
Has a particle size of 5 μm which can enhance the thermal conductivity of alumina, zirconium boride, boron nitride, silica, etc.
It is more effective to use a filler of m or less dispersed in a solid content ratio of 5 to 80%.

【0019】接着剤の塗膜は、接着力を維持できる3〜
30μmの厚さが適当であり、5〜10μmの範囲内と
するのが製造および加工性の点から最も好ましい。これ
等第1および第2の接着層は、第1および第2の絶縁層
で耐電圧性が確保されているため、接着力不足さえなけ
れば厚さをどの様に薄くしても差し支えない。
The coating film of the adhesive is capable of maintaining the adhesive strength.
A thickness of 30 μm is appropriate, and a thickness of 5 to 10 μm is most preferable from the viewpoint of manufacturing and workability. Since the first and second adhesive layers have the withstand voltage secured by the first and second insulating layers, the thickness may be reduced as long as the adhesive strength is not insufficient.

【0020】電極層としては、膜厚50μm以下の銅箔
が通常使用されるが、その他Ni、Cr、Fe、Al、
ステンレス鋼、Snなどの金属箔でもよく、場合によっ
ては、金属蒸着加工またはメッキしたものでもよいし、
導電性塗料を塗布したものでも使用できる。銅箔では2
0μm前後の厚さのものが最も加工性に優れている。
As the electrode layer, a copper foil having a thickness of 50 μm or less is usually used, but other than Ni, Cr, Fe, Al,
It may be a metal foil such as stainless steel or Sn, and in some cases, may be metal-deposited or plated,
Those coated with a conductive paint can also be used. 2 for copper foil
Those having a thickness of about 0 μm are most excellent in workability.

【0021】また、電極層は、放電が起こるのを防止す
るために、その端縁が外部に露出しないように第1およ
び第2の接着層によって封入された状態になっているこ
とが必要である。そのための方法としては、蒸着、エッ
チング或いは塗布などにより予め所定の部分に電極層を
形成すればよい。この場合、切り込み部分の切断部から
電極層が露出しないように、切断する部分には予め電極
層が存在しないようにすることが必要である。
Further, in order to prevent discharge from occurring, the electrode layer needs to be sealed by the first and second adhesive layers so that the edge is not exposed to the outside. is there. As a method therefor, an electrode layer may be formed in a predetermined portion in advance by vapor deposition, etching, coating, or the like. In this case, it is necessary to prevent the electrode layer from existing in the cut portion so that the electrode layer is not exposed from the cut portion of the cut portion.

【0022】本発明における静電チャック用シートは、
第1の絶縁層となる耐熱性フィルムに隣接して絶縁性接
着剤を塗布して第1の接着層を形成し、その上に、所定
の形状の電極層を形成して積層シートを得る。一方第2
の絶縁層となる耐熱性フィルムの上に絶縁性接着剤を塗
布して第2の接着層を形成し、これを上記積層シートの
電極層が形成された側に重ね貼り合わせた後に、加熱に
より接着剤を硬化させる。その後、予め設定された部分
に半抜き加工を施して電極層が露出した部分を形成し、
次いで、予め設定された部分を切断して、切り込み部を
形成し、本発明に使用する静電チャック用シートが作製
される。なお、切り込み部の形状は、特に限定されるも
のではなく、先端部が円弧状になっていてもよく、或い
は先端がスプーン状に拡大した形状であってもよい。
The sheet for an electrostatic chuck according to the present invention comprises:
An insulating adhesive is applied adjacent to the heat-resistant film serving as the first insulating layer to form a first adhesive layer, and an electrode layer having a predetermined shape is formed thereon to obtain a laminated sheet. While the second
A second adhesive layer is formed by applying an insulating adhesive on the heat-resistant film to be the insulating layer of the above, and after laminating and laminating this on the side of the laminated sheet on which the electrode layer is formed, heating is performed. Allow the adhesive to cure. Thereafter, a half-blanking process is performed on a preset portion to form a portion where the electrode layer is exposed,
Next, a predetermined portion is cut to form a cut portion, and a sheet for an electrostatic chuck used in the present invention is manufactured. In addition, the shape of the cut portion is not particularly limited, and the tip portion may have an arc shape, or may have a shape in which the tip portion is enlarged in a spoon shape.

【0023】上記の層構成を有する静電チャック用シー
トを金属基盤上に貼り付けるために使用できる接着剤と
しては、上記第1および第2の接着層におけると同様の
ものが使用できる。また、この接着剤には、熱伝導性を
高める目的で、フィラーを添加するのが好ましい。静電
チャック用シートと金属基盤との間に形成される接着剤
層の膜厚は、3〜30μmの範囲にあるのが好ましい。
As the adhesive which can be used to attach the electrostatic chuck sheet having the above-mentioned layer structure to the metal substrate, the same adhesive as used in the first and second adhesive layers can be used. In addition, it is preferable to add a filler to the adhesive for the purpose of enhancing thermal conductivity. The thickness of the adhesive layer formed between the electrostatic chuck sheet and the metal substrate is preferably in the range of 3 to 30 μm.

【0024】本発明において、金属基盤の上に貼着され
る静電チャック用シートは、その全体の膜厚が30〜4
00μmの範囲内にあることが必要であり、80〜15
0μmの範囲が好ましい。膜厚が30μmよりも薄くな
ると、加工性の点で問題が生じ、また400μmよりも
厚くなると、熱伝導性が悪くなるために温度上昇が激し
くなり、ウエハ表面温度が高くなる。
In the present invention, the electrostatic chuck sheet to be stuck on the metal substrate has an overall film thickness of 30 to 4 mm.
It is necessary to be within the range of 00 μm, and 80 to 15
A range of 0 μm is preferred. When the thickness is less than 30 μm, a problem occurs in workability. When the thickness is more than 400 μm, thermal conductivity is deteriorated, so that the temperature rises sharply and the wafer surface temperature increases.

【0025】次に、本発明の上記静電チャック装置を作
製する場合について説明する。まず、所定の形状のスリ
ット状孔を設けた金属基盤を用意し、その上に、裏面に
接着剤を塗布した静電チャック用シートを、金属基盤の
スリット状貫通孔にスリット状の切り込み部が位置する
ように載置する。次いで、スリット状の切り込み部分を
スリット状孔に挿入して、金属基盤裏面の凹部において
その先端部分を接着剤によって接着し、固定する。それ
により金属基盤の裏面に露出電極層を有する本発明の静
電チャック装置を作製することができる。
Next, the case of manufacturing the electrostatic chuck device of the present invention will be described. First, a metal substrate provided with a slit-shaped hole having a predetermined shape is prepared, and an electrostatic chuck sheet having an adhesive applied to the back surface is provided thereon, and a slit-shaped cut portion is formed in a slit-shaped through hole of the metal substrate. Place so that it is positioned. Next, the slit-shaped cut portion is inserted into the slit-shaped hole, and the front end portion is bonded and fixed to the concave portion on the back surface of the metal base with an adhesive. Thereby, the electrostatic chuck device of the present invention having the exposed electrode layer on the back surface of the metal base can be manufactured.

【0026】本発明の静電チャック装置は、金属基盤の
裏面に静電チャック用シートの電極層が露出しているた
め、それに直接電気的接合を行うことができるので、電
気的接合を安定して行うことができる。
In the electrostatic chuck device of the present invention, since the electrode layer of the sheet for electrostatic chuck is exposed on the back surface of the metal base, electric bonding can be performed directly on the electrode layer. Can be done.

【0027】[0027]

【実施例】次に、本発明の静電チャック装置および比較
のための静電チャック装置の作製例を示す。なお、部数
は全て重量基準である。 作製例 〔静電チャック用シートの作製〕膜厚50μmのポリイ
ミドフィルム(カプトン200H、東レデュポン社製)
からなる第1の絶縁層に、下記組成よりなる第1の接着
層用接着剤を厚さ10μmになるように塗布し、170
℃で乾燥した。 ポリアミド樹脂 445.2部 (プラタボンダM−995、日本リルサン社製) 高純度エポキシ樹脂 222.6部 (エピコートYL979、油化シェル社製) ノボラックフェノール樹脂 111.3部 (タマノル752、荒川化学社製)(架橋剤) ジシアンジアミド(和光純薬社製)(架橋促進剤) 0.57部
Next, examples of manufacturing the electrostatic chuck device of the present invention and an electrostatic chuck device for comparison will be described. All copies are on a weight basis. Production example [Production of sheet for electrostatic chuck] Polyimide film having a film thickness of 50 μm (Kapton 200H, manufactured by Toray DuPont)
A first adhesive layer adhesive having the following composition is applied to a first insulating layer made of
Dried at ° C. Polyamide resin 445.2 parts (Platabonda M-995, manufactured by Nippon Rilsan Co., Ltd.) High-purity epoxy resin 222.6 parts (Epicoat YL979, manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) Novolac phenolic resin 111.3 parts (Tamanol 752, manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.) ) (Crosslinking agent) Dicyandiamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (Crosslinking accelerator) 0.57 parts

【0028】乾燥後、電解銅箔(1/20Z、日本鉱業
社製)を貼り合わせ、40〜160℃までのステップキ
ュアー処理を24時間行い、ネガ型感光性フィルム(O
ZATEC−T538、ヘキストジャパン社製)を、銅
箔側に貼り合わせた。露光−現像−エッチング−洗浄−
乾燥の手順により、静電チャック用シートの為の電極層
を所定の形状に形成した。すなわち、形成された静電チ
ャック用シートにおいて銅箔が露出しないようにするた
めに、静電チャック用シートの周囲部分と、切り込み部
分を形成するために切断する部分の銅箔をエッチングに
よって除去して、その部分に電極層が存在しない状態に
した。
After drying, an electrolytic copper foil (1 / 20Z, manufactured by Nippon Mining Co., Ltd.) was bonded, and a step curing treatment at 40 to 160 ° C. was performed for 24 hours to obtain a negative photosensitive film (O
ZATEC-T538, manufactured by Hoechst Japan Co., Ltd.) was attached to the copper foil side. Exposure-development-etching-cleaning-
An electrode layer for the electrostatic chuck sheet was formed in a predetermined shape by a drying procedure. That is, in order to prevent the copper foil from being exposed in the formed electrostatic chuck sheet, a peripheral portion of the electrostatic chuck sheet and a portion of the copper foil to be cut to form a cut portion are removed by etching. Thus, no electrode layer was present in that portion.

【0029】一方、第2の絶縁層として別のポリイミド
フィルム(ユーピレックス25S)を用い、これに、上
記と同様にして同組成の第2の接着層用接着剤を塗布
し、これを上記形成されたパターン状銅箔よりなる電極
層上に貼り合わせ、同様にキュアー処理を行った。得ら
れた積層シート全体の厚さは130μmであった。この
積層シートについて、金属基盤の寸法に合わせて成形加
工を行った。さらに、金属基盤のスリット状貫通孔に対
応する部分に切り込みを入れて、スリット状の切込み部
(長さ70mm、幅10mm、電極層の幅7mm)を形
成した。さらに切り込み部の先端部分に半抜き加工を施
して直径2mmの半抜き孔を設け、直径200mmの静
電チャック用シートを作製した。
On the other hand, another polyimide film (UPILEX 25S) is used as the second insulating layer, and an adhesive for the second adhesive layer having the same composition is applied to the polyimide film in the same manner as described above. It was pasted on the electrode layer made of the patterned copper foil and cured similarly. The total thickness of the obtained laminated sheet was 130 μm. This laminated sheet was formed according to the dimensions of the metal substrate. Further, a cut was made in a portion corresponding to the slit-shaped through-hole of the metal base to form a slit-shaped cut (length 70 mm, width 10 mm, width of electrode layer 7 mm). Further, a half punching process was performed on the tip of the cut portion to provide a half punched hole having a diameter of 2 mm, and an electrostatic chuck sheet having a diameter of 200 mm was manufactured.

【0030】〔静電チャック装置の作製〕まず、スリッ
ト状貫通孔を有する厚さ30mmの金属基盤上に、上記
接着層用接着剤と同様の組成の接着剤を用いて、上記静
電チャック用シートを位置合わせを行いながら貼り付け
た。その際、スリット状切り込み部をスリット状貫通孔
に挿入し、スリット状切り込み部の先端部分を金属基盤
裏面の凹部に接着剤で接着した。これらの接着剤の硬化
処理を行って、図1に示す構造を有する静電チャック装
置を作製した。
[Production of Electrostatic Chuck Apparatus] First, an adhesive having the same composition as the adhesive for the adhesive layer was formed on a 30 mm-thick metal base having slit-shaped through holes. The sheet was pasted while performing positioning. At that time, the slit-shaped cut portion was inserted into the slit-shaped through-hole, and the tip portion of the slit-shaped cut portion was bonded to the concave portion on the back surface of the metal base with an adhesive. By curing these adhesives, an electrostatic chuck device having the structure shown in FIG. 1 was manufactured.

【0031】比較作製例 図5に示す構造の静電チャック装置を次のようにして作
製した。 〔静電チャック用シートの作製〕実施例と同様の材料を
用い、同様にして、第1の絶縁層、第1の接着層、電極
層、第2の接着層および第2の絶縁層よりなる積層シー
トを作製した。この積層シートについて、金属基盤の寸
法に合わせて成形加工を行い、さらに所定の位置に半抜
き加工を施して直径2.0mmの半抜き孔を設け、静電
チャック用シートを作製した。
Comparative Production Example An electrostatic chuck device having the structure shown in FIG. 5 was produced as follows. [Preparation of Sheet for Electrostatic Chuck] Using the same materials as in the example, similarly, a first insulating layer, a first adhesive layer, an electrode layer, a second adhesive layer, and a second insulating layer were formed. A laminated sheet was produced. This laminated sheet was subjected to a forming process in accordance with the dimensions of the metal substrate, and was further subjected to a half punching process at a predetermined position to provide a half punched hole having a diameter of 2.0 mm to produce an electrostatic chuck sheet.

【0032】〔給電シートの作製〕膜厚50μmのポリ
イミドフィルム(カプトン200H、東レデュポン社
製)からなる絶縁層に、上記第1の接着層用接着剤と同
一組成の接着剤を厚さ10μmになるように塗布し、1
70℃で乾燥した。その後、上記静電チャックシートの
電極層形成と同じ手順で、給電シートのための導電層を
所定の形状に形成した。一方、別のポリイミドフィルム
(ユーピレックス25S)を用い、これに、上記第1の
接着層用接着剤と同一組成の接着剤を塗布して接着層を
形成した。これを上記のように形成された銅箔よりなる
導電層上に貼り合わせ、同様にキュアー処理を行った。
得られた積層シート全体の厚さは130μmであった。
この積層シートについて、金属基盤の凹部およびスリッ
ト状貫通孔の寸法に合わせて成形加工を行い、さらに所
定の位置に半抜き加工を施して直径2.0mmの半抜き
孔を設け、給電シートを作製した。
[Preparation of Power Feeding Sheet] An adhesive having the same composition as the first adhesive for the first adhesive layer was applied to an insulating layer made of a polyimide film (Kapton 200H, manufactured by Toray DuPont) having a thickness of 50 μm to a thickness of 10 μm. Apply so that it becomes 1
Dried at 70 ° C. Thereafter, a conductive layer for a power supply sheet was formed in a predetermined shape in the same procedure as that for forming the electrode layer of the electrostatic chuck sheet. On the other hand, another polyimide film (UPILEX 25S) was used, and an adhesive having the same composition as the first adhesive for the adhesive layer was applied thereto to form an adhesive layer. This was adhered on the conductive layer made of the copper foil formed as described above, and similarly cured.
The total thickness of the obtained laminated sheet was 130 μm.
With respect to this laminated sheet, a forming process is performed according to the dimensions of the concave portion and the slit-shaped through hole of the metal base, and a half punching process is further performed at a predetermined position to provide a half punched hole having a diameter of 2.0 mm, thereby producing a power supply sheet. did.

【0033】〔静電チャック装置の作製〕まず、上記接
着層用接着剤と同様の組成の接着剤を用いて、給電シー
トを、金属基盤の凹部及びスリット状貫通孔にコの字状
に貼り付けた。次に、静電チャック用シート及び給電シ
ートのそれぞれの半抜き孔の露出した銅箔上に、下記組
成の導電性接着剤を1mgずつ塗布し、脱ガス処理をし
た。その後、静電チャック用シートを、上記接着層用接
着剤と同様の組成の接着剤を用いて、金属基盤上に、位
置合わせを行いながら貼り付け、接着剤の硬化処理を行
って、図5に示す構造を有する静電チャック装置を作製
した。
[Preparation of Electrostatic Chuck Apparatus] First, using an adhesive having the same composition as the adhesive for the above-mentioned adhesive layer, a power supply sheet was attached in a U-shape to the concave portion and the slit-shaped through hole of the metal base. I attached. Next, 1 mg of a conductive adhesive having the following composition was applied to the copper foil where the half-holes of the electrostatic chuck sheet and the power supply sheet were exposed, and degassing treatment was performed. Thereafter, the sheet for electrostatic chuck is adhered to the metal substrate using an adhesive having the same composition as the adhesive for the adhesive layer while performing alignment, and a curing treatment of the adhesive is performed. The electrostatic chuck device having the structure shown in FIG.

【0034】 〔導電性接着剤〕 エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製;エピコート#828、 エポキシ当量190g/eq) 7部 トリメリット酸トリグリセライド(新日本理化社製; リカレジンTMTA、50%メチルエチルケトン溶液) 7部 2−エチル−4−メチルイミダゾール 0.14部 (四国ファインケミカル社製;キュアゾール2E4MZ) 銀粉末(徳力化学研究所製;シルベットTCG−7) 75部 ブチルセロソルブ 12部 上記配合物を、セラミック製の3本ロールにて混練し、
導電性接着剤を得た。
[Conductive adhesive] Epoxy resin (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd .; Epicoat # 828, epoxy equivalent: 190 g / eq) 7 parts Triglyceride trimellitate (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd .; Rica Resin TMTA, 50% methyl ethyl ketone solution) 7 parts 2-ethyl-4-methylimidazole 0.14 parts (manufactured by Shikoku Fine Chemical Co .; Curesol 2E4MZ) Silver powder (manufactured by Tokurika Chemical Laboratory; Silvet TCG-7) 75 parts butyl cellosolve 12 parts Knead with three rolls,
A conductive adhesive was obtained.

【0035】上記作製例および比較作製例の静電チャッ
ク装置について、直流電圧を印加して静電気発生電圧を
測定した。測定条件は次の通りである。雰囲気:大気圧
中(22℃、54%RH)、電源:DC正極性(10K
VDC発生装置 東京変圧器社製)、静電気測定器:シ
ムコエレクトロスタティックロケーターSS−2型(シ
ムコジャパン社製)、測定距離:50mm。0Vから3
KVの直流電圧を印加した場合の静電気の発生状態を図
4に示す。図4から明らかなように、本発明の静電チャ
ック装置によれば、比較作製例のものに比して、高い電
圧の静電気を発生していることが分かる。
With respect to the electrostatic chuck devices of the above-mentioned production examples and comparative production examples, a DC voltage was applied to measure the static electricity generation voltage. The measurement conditions are as follows. Atmosphere: Atmospheric pressure (22 ° C., 54% RH), Power supply: DC positive polarity (10K
VDC generator, manufactured by Tokyo Transformer Co., Ltd., static electricity measuring device: Simco Electrostatic Locator SS-2 (manufactured by Simco Japan), measuring distance: 50 mm. 0V to 3
FIG. 4 shows a state of generation of static electricity when a DC voltage of KV is applied. As is clear from FIG. 4, according to the electrostatic chuck device of the present invention, it is found that a higher voltage static electricity is generated as compared with the comparative example.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、静電チャック装置にお
いて、金属基盤の裏面で、静電チャック用シートの電極
層と直接に電気的接合が行われるので、上記比較からも
明らかなように、高い静電気発生電圧を得ることがで
き、したがって半導体ウエハの吸着力が向上する。ま
た、構造が簡単であるため、その作製が容易である。
According to the present invention, in the electrostatic chuck device, the electrical connection is made directly to the electrode layer of the sheet for the electrostatic chuck on the back surface of the metal base. , A high static electricity generation voltage can be obtained, and therefore, the attraction force of the semiconductor wafer can be improved. In addition, since the structure is simple, the fabrication is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の静電チャック装置の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck device according to the present invention.

【図2】 本発明における静電チャックシートの平面
図。
FIG. 2 is a plan view of the electrostatic chuck sheet according to the present invention.

【図3】 図1における静電チャック装置の要部の模式
的断面図。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a main part of the electrostatic chuck device in FIG.

【図4】 印加電圧と静電気発生量の関係を示すグラ
フ。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an applied voltage and an amount of generated static electricity.

【図5】 従来の静電チャック装置の電気的接合を説明
するための要部の模式的断面図。 1…金属基盤、11…貫通孔、12,13…凹部、2…
静電チャック用シート、2a…切れ込み部分、21…第
1の絶縁層、22…第1の接着層、23…電極層、23
a…露出部、24…第2の接着層、25…第2の絶縁
層、3,31,32…接着剤層、4…給電シート、41
…絶縁層、42…接着層、43…導電層、44…接着
層、45…絶縁層、5…導電性接着剤、6…ウエハ。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a main part for describing electrical connection of a conventional electrostatic chuck device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal base, 11 ... Through-hole, 12, 13 ... Depression, 2 ...
Electrostatic chuck sheet, 2a: cut portion, 21: first insulating layer, 22: first adhesive layer, 23: electrode layer, 23
a: exposed portion, 24: second adhesive layer, 25: second insulating layer, 3, 31, 32: adhesive layer, 4: power supply sheet, 41
... insulating layer, 42 ... adhesive layer, 43 ... conductive layer, 44 ... adhesive layer, 45 ... insulating layer, 5 ... conductive adhesive, 6 ... wafer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 厚さ方向にスリット状の貫通孔を設け、
裏面の該貫通孔に隣接した部分に凹部が形成された金属
基盤と、該金属基盤上に接着剤層を介して接着された静
電チャック用シートとよりなり、該静電チャック用シー
トには、貫通孔の形状に沿って、一端がつながっている
スリット状の切り込み部分が形成され、該切り込み部分
が金属基盤の貫通孔を貫通して裏面の凹部に接着剤を介
して接着しており、凹部に接着された切り込み部分の電
極層の一部が露出していることを特徴とする静電チャッ
ク装置。
1. A slit-shaped through hole is provided in a thickness direction,
A metal substrate having a concave portion formed in a portion adjacent to the through hole on the back surface, and an electrostatic chuck sheet bonded to the metal substrate via an adhesive layer, wherein the electrostatic chuck sheet has Along the shape of the through hole, a slit-shaped cut portion having one end connected thereto is formed, and the cut portion penetrates the through hole of the metal base and adheres to the concave portion on the back surface with an adhesive, An electrostatic chuck device wherein a part of an electrode layer at a cut portion adhered to a concave portion is exposed.
JP15781196A 1996-06-19 1996-06-19 Electrostatic chuck device Withdrawn JPH1012712A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007059887A1 (en) 2005-11-25 2007-05-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bipolar carrier wafer and mobile bipolar electrostatic wafer arrangement
US8268114B2 (en) 2001-09-28 2012-09-18 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Workpiece holder for polishing, workpiece polishing apparatus and polishing method

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