JPH10154596A - Electrostatic chuck member - Google Patents
Electrostatic chuck memberInfo
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- JPH10154596A JPH10154596A JP8310892A JP31089296A JPH10154596A JP H10154596 A JPH10154596 A JP H10154596A JP 8310892 A JP8310892 A JP 8310892A JP 31089296 A JP31089296 A JP 31089296A JP H10154596 A JPH10154596 A JP H10154596A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性部材、半導
電性部材、絶縁性部材などを静電吸着力によって固定保
持するときに用いられる静電チャック部材, とくにその
表面を形造る絶縁膜の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck member used for fixing and holding a conductive member, a semiconductive member, an insulating member, and the like by electrostatic attraction, and particularly to an insulating film for forming the surface thereof. It is related to the improvement of.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体製造プロセスは、自動化な
らびに公害防止の要請もあって従来の湿式法から乾式
法、たとえばドライエッチング法、イオン注入法、化学
的蒸着法（ＣＶＤ法）、物理的蒸着法（ＰＶＤ法）など
による乾式処理法へと変化している。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for automation and pollution prevention in semiconductor manufacturing processes, and there have been demands from conventional wet processes to dry processes such as dry etching, ion implantation, chemical vapor deposition (CVD), and physical vapor deposition. Method (PVD method) and the like.
【０００３】このような乾式処理法においては、パター
ニング時、エッチング時、成膜時などの各処理ステ−ジ
に、回路の高集積化、微細加工化のために、ウエハのよ
うな基板材料の固定保持に際して平坦度を確保すること
が必要である。このような要請に応えるために従来、乾
式処理法において基板固定のために用いられるている真
空チャックや機械式チャツクについて、それの代わり
に、真空下で使用できしかも構造の簡単な静電チャック
が採用されるようになってきた。しかし、この静電チャ
ック利用技術も、なお次のような問題点を抱えていた。In such a dry processing method, a substrate material such as a wafer is used in each processing stage such as patterning, etching, and film formation in order to achieve high integration and fine processing of a circuit. It is necessary to secure the flatness when fixing and holding. In order to respond to such demands, instead of vacuum chucks and mechanical chucks conventionally used for fixing substrates in dry processing methods, electrostatic chucks that can be used under vacuum and have a simple structure have been developed. It has been adopted. However, the technique using the electrostatic chuck still has the following problems.
【０００４】それは、静電チャックによって基板を吸着
保持する場合に、印加を止めたあとも基板と静電チャッ
クとの間に電荷が残留し、この両者に吸着力が作用する
ため、基板の取外しに時間がかかるという問題があっ
た。ただし、この問題に対しては、静電チャックの表面
に被覆した絶縁膜の材質を改良する方法による対策があ
る。例えば、 特開平６−８０８９号公報では、絶縁物の窒化アル
ミ粉末と窒化チタン粉末の混合物の焼結体またはその溶
射膜を提案し、 特開平６−３０２６７７号公報では、高絶縁物に酸
化チタンを被覆した後、その上にアルミニウムを被覆
し、Si＋SiＣプレートを接着したものを提案し、 特公平６−３６５８３号公報では、高絶縁体（酸化
アルミニウム）を使用することを提案し、 特開平４−３０４９４２号公報、特開平５−２３５
１５２号公報および特開平６−８０８９号公報等では、
酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、石
英、窒化硼素、サイアロンなどを使用することを提案し
ている。[0004] When the substrate is attracted and held by the electrostatic chuck, the electric charge remains between the substrate and the electrostatic chuck even after the application is stopped, and the attracting force acts on both of them. There was a problem that it took time. However, there is a countermeasure against this problem by a method of improving the material of the insulating film coated on the surface of the electrostatic chuck. For example, JP-A-6-8089 proposes a sintered body of a mixture of an aluminum nitride powder and a titanium nitride powder as an insulator or a sprayed film thereof, and JP-A-6-302677 discloses a titanium oxide as a high insulator. , After which aluminum is coated thereon and a Si + SiC plate is bonded. Japanese Patent Publication No. 6-36583 proposes to use a high insulator (aluminum oxide). -304942, JP-A-5-235
No. 152 and JP-A-6-8089, etc.
It has been proposed to use aluminum oxide, aluminum nitride, zinc oxide, quartz, boron nitride, sialon and the like.
【０００５】また、さらに大きな静電吸着力を必要とす
る場合には、高絶縁体に比誘電率の高い酸化チタンを添
加して固有抵抗値を低下させて静電吸着力を向上させる
方法がある。例えば、特開昭６２−９４９５３号公報、
特開平２−２０６１４７公報、特開平３−１４７８４３
公報、特開平３−２０４９２４公報、特開平６−２７５
７０６公報、特開平６−２７５７０７公報および特公昭
６０−５９１０４号公報などにおける提案がそれであ
る。When a larger electrostatic attraction force is required, a method of adding a titanium oxide having a high relative dielectric constant to a high insulator to lower the specific resistance value and improve the electrostatic attraction force is known. is there. For example, JP-A-62-94953,
JP-A-2-206147, JP-A-3-147843
JP, JP-A-3-204924, JP-A-6-275
No. 706, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-275707, Japanese Patent Publication No. 60-59104, and the like.
【０００６】最近、上述した乾式処理法において用いら
れる各種の乾式処理装置は、高性能化および高生産性指
向が強くなっており、一層の改善が求められている。例
えば、プラズマエッチング処理装置の場合、被エッチン
グ材料により処理温度が大きく異なっており、そのため
に静電チャックの使用温度範囲も当然広くなっている。
しかし、従来技術で採用している静電チャックに用いて
いる各種絶縁膜は、固有抵抗値の温度依存性までは考慮
しておらず、適用できる温度範囲が狭いという問題があ
った。[0006] Recently, various types of dry processing apparatuses used in the above-mentioned dry processing method have been increasingly oriented to high performance and high productivity, and further improvement is required. For example, in the case of a plasma etching apparatus, the processing temperature varies greatly depending on the material to be etched, and the operating temperature range of the electrostatic chuck is naturally widened.
However, various insulating films used in the electrostatic chuck used in the prior art do not consider the temperature dependence of the specific resistance value, and have a problem that the applicable temperature range is narrow.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の静電チャック用
部材の絶縁膜、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、酸化珪素、酸化ジルコニウム、窒化珪素、窒化硼
素、サイアロンなどは、その製造プロセス、例えば焼結
法、溶射法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法などの処理法の違いに
関係なく、固有抵抗値の温度依存性が大きいために、室
温で最適な固有抵抗値を示していても高温下では固有抵
抗値が低下し、被処理物中に流れるリ−ク電流の増加を
招いて被処理物が絶縁破壊されるという問題があった。
一方、逆に低温下では固有抵抗値が高くなり、残留吸着
力を除去するための時間が長くなるという問題があっ
た。なお、その対策として、高温下でもまた低温下でも
使用が可能な固有抵抗値を有する材料を用いる方法があ
るが、室温では使用できなくなるので、装置の稼動条件
が狭くなり、生産性が妨げられるという問題がある。The insulating film of a conventional member for an electrostatic chuck, such as aluminum oxide, titanium oxide, silicon oxide, zirconium oxide, silicon nitride, boron nitride, and sialon, is manufactured by a process such as firing. Irrespective of differences in processing methods such as bonding, thermal spraying, CVD, and PVD, the temperature dependence of the specific resistance is large. However, there is a problem in that the value decreases and the leakage current flowing in the object increases, thereby causing dielectric breakdown of the object.
On the other hand, at low temperatures, the specific resistance value becomes high, and there is a problem that the time for removing the residual adsorption force becomes long. As a countermeasure, there is a method using a material having a specific resistance value that can be used even at a high temperature or a low temperature, but since it cannot be used at room temperature, the operating conditions of the apparatus are narrowed, and productivity is hindered. There is a problem.
【０００８】本発明の目的は、固有抵抗値の温度依存性
を低減すること、そして適用できる温度範囲の広い絶縁
膜を被覆してなる静電チャック用部材を提供することに
ある。An object of the present invention is to reduce the temperature dependence of the specific resistance value and to provide an electrostatic chuck member coated with an insulating film having a wide applicable temperature range.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、静電チャック
用部材に施工してある絶縁膜の固有抵抗値の温度依存性
を低減するため、次に示すような部材を提案する。 (1) 金属もしくは炭素基板上に、金属アンダーコート
と、その上に積層した Al2O3−NiＯセラミックスオーバ
ーコートとからなる絶縁膜を有することを特徴とする静
電チャック部材。 (2) 金属もしくは炭素基板上に、金属アンダーコート
と、その上に中間層として積層したAl2O3 −NiＯセラミ
ックスオーバーコートと、さらにその上に最上層として
積層した保護用セラミックストップコートとからなる絶
縁膜を有することを特徴とする静電チャック部材。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention proposes the following member in order to reduce the temperature dependence of the specific resistance of an insulating film applied to a member for an electrostatic chuck. (1) An electrostatic chuck member having an insulating film composed of a metal undercoat and an Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoat laminated on a metal or carbon substrate. (2) On a metal or carbon substrate, a metal undercoat, an Al 2 O 3 -NiO ceramic overcoat laminated thereon as an intermediate layer, and a protective ceramic top coat further laminated thereon as an uppermost layer An electrostatic chuck member having an insulating film.
【００１０】本発明において上記金属基板は、Al, Mo,
Ｗ，Si, TaおよびMgのうちから選ばれるいずれか１種ま
たは２種以上の合金を用いることが好ましい。In the present invention, the metal substrate is made of Al, Mo,
It is preferable to use one or more alloys selected from W, Si, Ta and Mg.
【００１１】本発明において上記金属アンダーコート
は、Ni, Al, Cr, Co, Mo, ＷおよびTaのうちから選ばれ
るいずれか１種の金属またはこれらの合金の溶射膜を用
いることが好ましい。In the present invention, the metal undercoat is preferably a sprayed film of any one metal selected from Ni, Al, Cr, Co, Mo, W and Ta, or an alloy thereof.
【００１２】本発明において上記トップコートのセラミ
ックスは、Al2O3 , SiC およびAlNのうちから選ばれる
いずれか１種または２種以上の混合物の溶射膜を用いる
ことが好ましい。In the present invention, it is preferable to use a sprayed film of one or a mixture of two or more selected from Al 2 O 3 , SiC and AlN as the ceramic of the top coat.
【００１３】本発明において上記金属基板上に溶射施工
されたアンダーコートは、その厚さが30〜150 μｍの範
囲内にあり、オーバーコートはその厚さが50〜800 μｍ
の範囲内にあり、そしてトップコートはその厚さが10〜
500 μｍの範囲内にあることが好ましい。In the present invention, the undercoat sprayed on the metal substrate has a thickness in the range of 30 to 150 μm, and the overcoat has a thickness of 50 to 800 μm.
And the top coat has a thickness of 10-
Preferably it is in the range of 500 μm.
【００１４】本発明において金属基板上に積層被覆する
金属アンダーコート、Al2O3 −NiＯセラミックスオーバ
ーコートおよびセラミックストップコートはいずれも、
大気プラズマ溶射法もしくは減圧プラズマ溶射法または
これらの溶射法の組合せによって施工されたものを用い
ることが好ましい。In the present invention, the metal undercoat, the Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoat and the ceramic top coat which are laminated on the metal substrate are all:
It is preferable to use an air plasma spraying method, a low pressure plasma spraying method, or a combination of these spraying methods.
【００１５】本発明において上記 Al2O3−NiＯセラミッ
クスオーバーコートは、NiＯ：４〜10wt％、残部が主と
してAl2O3 であることが好ましい。In the present invention, the Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoat is preferably composed of 4 to 10 wt% of NiO, with the balance being mainly Al 2 O 3 .
【００１６】本発明において金属アンダーコート上に積
層する Al2O3−NiＯセラミックスオーバーコートは、固
有抵抗値が109 〜1010Ω/cm の範囲内のものを用いるこ
とが好ましい。なお、この固有抵抗値の上限は、残留吸
着力の除電時間短縮の観点から決めた値であり、下限は
リ−ク電流による被処理物の絶縁破壊防止の観点から決
めた値である。In the present invention, the Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoat laminated on the metal undercoat preferably has a specific resistance in the range of 10 9 to 10 10 Ω / cm. The upper limit of the specific resistance is a value determined from the viewpoint of shortening the static elimination time of the residual attraction force, and the lower limit is a value determined from the viewpoint of preventing the dielectric breakdown of the workpiece due to the leak current.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる静電チャッ
ク用部材に設けた絶縁膜, とくに基板上に形成した絶縁
性積層皮膜の特徴を製造工程順に説明する。図１および
図２において、符号の１および21は金属基板であり、A
l、Mo、Ｗなどの金属およびそれらの合金がとくに有利
に用いられるが、基板としてはその他に炭素基板なども
使用することができる。以下は、主として金属基板の例
で説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The features of an insulating film provided on a member for an electrostatic chuck according to the present invention, in particular, an insulating laminated film formed on a substrate will be described in the order of manufacturing steps. 1 and 2, reference numerals 1 and 21 indicate metal substrates, and A
Metals such as l, Mo, and W and alloys thereof are particularly advantageously used, but a carbon substrate or the like can also be used as the substrate. The following mainly describes an example of a metal substrate.
【００１８】(1) 金属基板上へのアンダーコートの施工 ａ．金属基板, たとえばAl, Mo, Ｗ，Si, Ta, Mgやそれ
らの合金の絶縁膜形成面に、Al2O3 粒子等を吹き付け
て、その表面を均一に粗面化するとともに清浄化する。 ｂ．次に、上記のようにして活性化させた基材表面に、
Ni, Al, Cr, Co, MoおよびＷなどの金属またはこれらの
合金を溶射材料として、アーク溶射法もしくは大気プラ
ズマ溶射法によって、30〜150 μｍの厚さに金属アンダ
−コ−ト２、22を施工する。(1) Application of undercoat on metal substrate a. Al 2 O 3 particles or the like are sprayed on a surface of a metal substrate, for example, an insulating film formed of Al, Mo, W, Si, Ta, Mg, or an alloy thereof to uniformly roughen and clean the surface. b. Next, on the substrate surface activated as described above,
Metals such as Ni, Al, Cr, Co, Mo and W or alloys thereof are used as a thermal spraying material to a thickness of 30 to 150 μm by an arc spraying method or an atmospheric plasma spraying method. To construct.
【００１９】この金属アンダーコート２, 22は、厚さが
30μｍより薄いとアンダーコートとしての機能が弱く、
一方、150 μｍ以上厚くても格別の効果が得られないう
え、施工に長時間を要するので得策でない。従って、金
属アンダーコート２, 22の厚さは30〜150 μｍとする。
この厚さは、好ましくは50〜100 μｍの範囲とする。The thickness of the metal undercoats 2, 22 is
If the thickness is less than 30 μm, the function as an undercoat is weak,
On the other hand, even if the thickness is more than 150 μm, no particular effect can be obtained, and the construction takes a long time, so it is not a good idea. Therefore, the thickness of the metal undercoats 2, 22 is 30 to 150 μm.
This thickness is preferably in the range of 50-100 μm.
【００２０】この金属アンダーコートの役割は二つあ
る。一つは、基板１との密着力はもとより、その上に積
層する Al2O3−NiＯセラミックスオーバーコート３、23
との密着力を向上させることである。また、もう一つ
は、静電チャック部材の昇温時または降温時に基板との
線膨張係数の差により、Al2O3 −NiＯセラミックスオー
バーコート３、２３あるいはセラミックストップコート
４に生じる熱応力を低減して膜割れを防止することにあ
る。This metal undercoat has two roles. One is not only the adhesive strength with the substrate 1 but also the Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoats 3 and 23
The purpose is to improve the adhesion to the substrate. The other is to reduce the thermal stress generated in the Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoats 3 and 23 or the ceramic top coat 4 due to the difference in linear expansion coefficient between the substrate and the substrate when the temperature of the electrostatic chuck member rises or falls. The purpose is to prevent the film cracking.
【００２１】(2) Al2O3 −NiＯセラミックスオーバーコ
ートの施工 ａ．前記金属アンダーコート２, 22の上に、本発明にお
いて最も重要な役割を果すAl2O3 −NiＯセラミックスオ
ーバーコート３, 23を、大気プラズマ溶射法もしくは減
圧プラズマ溶射法によって施工する。オーバーコートと
して用いるAl2O3 それ自体は、高い絶縁性能を有してい
るため、単独では使用することができない。しかし、少
量のNiＯを添加混合させると、温度変化に対して鈍感な
固有抵抗値を示すようになる。そのために、Al2O3 に対
するNiＯの混合率はとくに重要であり、発明者の研究に
よると、４〜10％の範囲内がよいことがわかった。この
範囲に限定される理由は、４％より少ないとNiＯ添加効
果が乏しく、一方10％より多いと最適固有抵抗値（109
〜1010Ω/cm)を維持できなくなることによる。(2) Application of Al 2 O 3 —NiO ceramics overcoat a. The Al 2 O 3 —NiO ceramics overcoats 3 and 23, which play the most important role in the present invention, are applied on the metal undercoats 2 and 22 by the atmospheric plasma spraying method or the low pressure plasma spraying method. Since Al 2 O 3 itself used as the overcoat has high insulating performance, it cannot be used alone. However, when a small amount of NiO is added and mixed, a specific resistance value that is insensitive to a temperature change is exhibited. Therefore, the mixing ratio of NiO to Al 2 O 3 is particularly important, and according to the study of the inventor, it has been found that the mixing ratio is preferably in the range of 4 to 10%. The reason for being limited to this range is that if it is less than 4%, the effect of adding NiO is poor, while if it is more than 10%, the optimum specific resistance value (10 9
~ 10 10 Ω / cm).
【００２２】かかる Al2O3−NiＯセラミックスオーバー
コート３, 23は、その厚さが50〜800 μｍの範囲内に制
御することが好ましい。この理由は、50μｍより薄いと
抵抗特性の改善効果が乏しく、一方 800μｍより厚くな
っても効果の向上が認められないので経済的に得策でな
い。It is preferable that the thickness of the Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoats 3 and 23 be controlled within a range of 50 to 800 μm. The reason for this is that if the thickness is less than 50 μm, the effect of improving the resistance characteristics is poor, while if the thickness is more than 800 μm, no improvement in the effect is observed.
【００２３】また、かかる Al2O3−NiＯセラミックスオ
ーバーコート３, 23は、気孔率を１〜８％の範囲内に制
御することが好ましい。この理由は、気孔率１％以下の
溶射膜は大気中はもとより減圧プラズマ溶射法によって
も形成させることが難しく工業的でない。一方、８％以
上の気孔率を有する溶射膜は、抵抗値のバラツキが大き
く、品質が安定しない原因となる。なお、気孔率が４〜
８％の溶射膜は大気プラズマで溶射法で、１〜３％の溶
射膜は減圧プラズマ溶射法を用いるのが好適である。It is preferable that the porosity of the Al 2 O 3 —NiO ceramics overcoats 3 and 23 be controlled within a range of 1 to 8%. The reason for this is that it is difficult to form a sprayed film having a porosity of 1% or less not only in the atmosphere but also by a low pressure plasma spraying method, which is not industrial. On the other hand, a sprayed film having a porosity of 8% or more has a large variation in resistance value, which causes unstable quality. The porosity is 4 to
Preferably, 8% of the sprayed film is sprayed by atmospheric plasma, and 1 to 3% of the sprayed film is by low pressure plasma spraying.
【００２４】(3) 保護用セラミックストップコートの施
工 上述したAl2O3 −NiＯセラミックスオーバーコート３,
23の上に、Al2O3 , SiC , AlN のような保護用セラミッ
クストップコート24を減圧プラズマ溶射法によって、10
〜500 μｍの厚さに施工する。このセラミックストップ
コート24は、被処理物であるウエハの裏面にNiＯが付着
して、該ウエハが重金属汚染されるのを防止するために
設けたものである。これらのセラミックスはいずれも硬
度（ビッカース硬さ 900〜1100）が高いため、長時間使
用しても摩耗することはない。また、かかるセラミック
ストップコート24の気孔率も Al2O3−NiＯセラミックス
オーバーコート３と同様に１〜８％の範囲が適当である
が、好ましくは１〜５％の範囲がよい。気孔率が８％よ
り大きい場合は次工程で研磨しても、Ｒａ：0.1 〜2.0
μｍの範囲に仕上がらない原因となる。(3) Application of protective ceramic top coat The above-mentioned Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoat 3,
On top of 23, a protective ceramic top coat 24 such as Al 2 O 3 , SiC, AlN
Work to a thickness of ~ 500 µm. The ceramic top coat 24 is provided to prevent NiO from adhering to the back surface of the wafer to be processed and contaminating the wafer with heavy metals. All of these ceramics have high hardness (Vickers hardness of 900 to 1100), so they do not wear out even when used for a long time. Although similarly range from 1 to 8 percent porosity also Al 2 O 3 -NiO ceramic overcoat 3 of such ceramic top coat 24 is appropriate, preferably in the range of 1-5%. When the porosity is larger than 8%, Ra: 0.1 to 2.0 even when polished in the next step.
It may cause the finish not to be in the μm range.
【００２５】(4) 研磨仕上げと封孔処理 セラミックスオーバーコート３もしくは保護用セラミッ
クストップコート24は、表面粗さＲａ：0.1 〜2.0 μｍ
の範囲に納まるように研磨仕上げを行う。このとき、必
要に応じ有機質珪素化合物、もしくは無機質珪素化合物
を塗布あるいは噴霧した後 110〜130 ℃で乾燥し、その
後、130 〜350 ℃で 0.5〜５時間加熱して封孔処理を行
うとともに、封孔剤中の揮発成分を完全に除去する。こ
の処理によって積層絶縁膜の耐電圧を向上させることが
できる。(4) Polishing Finish and Sealing Treatment The ceramic overcoat 3 or the protective ceramic top coat 24 has a surface roughness Ra: 0.1 to 2.0 μm.
Polishing is performed so that it falls within the range. At this time, an organic silicon compound or an inorganic silicon compound is applied or sprayed as required, and then dried at 110 to 130 ° C., and then heated at 130 to 350 ° C. for 0.5 to 5 hours to perform a pore-sealing treatment. Volatile components in the pores are completely removed. With this process, the withstand voltage of the laminated insulating film can be improved.
【００２６】図２は、積層絶縁膜を溶射処理によって施
工した静電チャック部材の断面を模式的に示したもので
ある。すなわち、基板１の上に金属アンダーコート22、
Al2O 3 −NiＯセラミックスオーバーコート (中間層) 2
3、そして最上層として施工された保護用セラミックス
トップコート24とから構成され、トップコートの表面は
必要に応じ珪素質封孔剤により封孔処理されている（図
示せず）。なお、最上層として施工された保護用セラミ
ックストップコート24は、溶射法によって形成される皮
膜以外に、その焼結体やSiＣなどのセラミックス焼結体
を接着剤を用いて固定し、使用できる。この意味で、最
上層は溶射皮膜のみに限定されるものではない。FIG. 2 shows that the laminated insulating film is applied by thermal spraying.
This is a schematic cross section of the fabricated electrostatic chuck member.
is there. That is, the metal undercoat 22 on the substrate 1
AlTwoO Three−NiO ceramics overcoat (intermediate layer) 2
3, and protective ceramics applied as the top layer
It consists of a top coat 24 and the surface of the top coat
Sealed with a silicon-based sealing agent as necessary (see
Not shown). In addition, the protective ceramic installed as the top layer
The top coat 24 is made of a skin formed by thermal spraying.
In addition to the film, its sintered body and ceramic sintered body such as SiC
Can be fixed using an adhesive and used. In this sense,
The upper layer is not limited to only the thermal spray coating.
【００２７】図１は、セラミックストップコート24の施
工を省略して最上層がオーバーコート３である場合の静
電チャック部材の断面を模式的に示したものである。ウ
エハをはじめとする被処理物への汚染が問題とならない
場合にはこのような構造のものでも使用することができ
る。FIG. 1 schematically shows a cross section of the electrostatic chuck member when the ceramic top coat 24 is omitted and the uppermost layer is the overcoat 3. If contamination of a processing object such as a wafer does not pose a problem, a structure having such a structure can be used.
【００２８】[0028]
【実施例】本発明にかかる静電チャック部材に用いられ
ている絶縁膜と、従来使用されている静電チャック用絶
縁膜との固有抵抗値の温度依存性を比較する実験を行っ
たので、その結果を以下に説明する。 (1) 本発明にかかる静電チャック用部材に設けた絶縁膜 アルミニウム基板上に、金属アンダーコートとして、Ni
−10wt％Al合金を約80μｍの厚さに大気溶射法により施
工した。その上に、減圧プラズマ溶射法（100hap 下で
溶射）でAl2O3 −６wt％NiＯセラミックスオーバーコー
トを約 300μｍの厚さに施工した。そして、その表面を
Ｒａ：0.5 μｍに仕上げ、さらに無機質珪素化合物によ
り封孔処理し、300 ℃で１時間加熱した。EXAMPLE An experiment was conducted to compare the temperature dependence of the specific resistance value of an insulating film used for an electrostatic chuck member according to the present invention and an insulating film for a conventional electrostatic chuck. The results are described below. (1) Insulating film provided on the member for electrostatic chuck according to the present invention On an aluminum substrate, as a metal undercoat, Ni
A -10 wt% Al alloy was applied to a thickness of about 80 μm by the atmospheric spraying method. An Al 2 O 3 -6 wt% NiO ceramics overcoat was applied thereon to a thickness of about 300 μm by a reduced pressure plasma spraying method (spraying under 100 haps). Then, the surface was finished to Ra: 0.5 μm, sealed with an inorganic silicon compound, and heated at 300 ° C. for 1 hour.
【００２９】(2) 従来静電チャック用部材に設けた絶縁
膜 アルミニウム基板上に、アンダーコートとして、Ni−10
wt％Al合金を約80μｍの厚さに大気溶射法により施工し
た。その上に、減圧プラズマ溶射法によりAl2O 3 −10wt
％TiO2セラミックスオーバーコートを約 300μｍの厚さ
に施工したものを準備した。表面の研磨仕上げおよび珪
素質封孔処理は、本発明のと同一条件、同一仕様とし
た。(2) Insulation provided on conventional electrostatic chuck members
Film On an aluminum substrate, Ni-10
Wt% Al alloy is applied to the thickness of about 80μm by atmospheric spraying method.
Was. On top of that, Al was formed by low pressure plasma spraying.TwoO Three−10wt
% TiOTwoApproximately 300μm thick ceramic overcoat
Was prepared. Polished surface and silica
Substrate sealing is performed under the same conditions and specifications as those of the present invention.
Was.
【００３０】(3) 固有抵抗値の温度依存性試験結果 固有抵抗値の温度依存性を20〜−50℃の温度範囲につい
て測定した結果を図３に示す。この図に示すように、従
来の Al2O3−10wt％TiO2絶縁膜は、固有抵抗値が−50℃
において20℃の時の約30倍高くなっており、１種類の絶
縁膜で適用できる温度範囲が約45℃と狭いことがわか
る。これに対して、本発明部材に設けた絶縁膜では、固
有抵抗値の温度依存性が従来の絶縁膜に比べて約１／３
程度であり、１種類の絶縁膜で適用できる温度範囲を約
７５℃に広くできることが確認された。(3) Result of Temperature Dependence Test of Specific Resistance Value FIG. 3 shows the result of measuring the temperature dependency of the specific resistance value in the temperature range of 20 to -50 ° C. As shown in this figure, the conventional Al 2 O 3 -10 wt% TiO 2 insulating film has a specific resistance of −50 ° C.
In this case, the temperature is about 30 times higher than that at 20 ° C., and it can be seen that the temperature range applicable to one type of insulating film is as narrow as about 45 ° C. On the other hand, the temperature dependence of the specific resistance value of the insulating film provided on the member of the present invention is about １ ／ of that of the conventional insulating film.
It was confirmed that the temperature range applicable to one type of insulating film could be broadened to about 75 ° C.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、静
電チャック用部材に施工されている絶縁膜は、固有抵抗
値の温度依存性が小さくかつ適用温度範囲が広く、その
ために半導体製造装置などの高性能化、高生産性化に大
きく寄与する静電チャック用部材とすることができる。As described above, according to the present invention, the insulating film applied to the member for the electrostatic chuck has a small temperature dependency of the specific resistance value and a wide applicable temperature range. An electrostatic chuck member that greatly contributes to higher performance and higher productivity of an apparatus or the like can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の二層構造を有する静電チャック部材の
断面を模式的に示したものである。FIG. 1 schematically shows a cross section of an electrostatic chuck member having a two-layer structure according to the present invention.
【図２】本発明の三層構造を有する静電チャック部材の
断面を模式的に示したものである。FIG. 2 schematically illustrates a cross section of an electrostatic chuck member having a three-layer structure according to the present invention.
【図３】本発明部材を用いた絶縁膜と従来部材に用いら
れている絶縁膜の固有抵抗値の温度依存性の比較図であ
る。FIG. 3 is a comparison diagram of the temperature dependence of a specific resistance value of an insulating film using the member of the present invention and an insulating film used in a conventional member.
１、２１…金属基板、 ２、２２…金属アンダーコート、 ３、２３…Al2O3 −NiＯセラミックスオーバーコート、 ４…保護用セラミックストップコート1, 21 ... metal substrate, 2, 22 ... metal undercoat, 3,23 ... Al 2 O 3 -NiO ceramic overcoat, 4 ... protection for the ceramic top coat
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 純一 兵庫県神戸市東灘区深江北町４丁目13番４ 号 トーカロ株式会社内 (72)発明者 山崎 良 兵庫県神戸市東灘区深江北町４丁目13番４ 号 トーカロ株式会社内 (72)発明者 伊藤 陽一 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Junichi Takeuchi 4-13-4 Fukae Kitamachi, Higashinada-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Tokaro Co., Ltd. No. 4 Inside Tokaro Co., Ltd. (72) Inventor Yoichi Ito 794 Higashi Toyoi, Kazamatsu City, Yamaguchi Prefecture Inside the Kasado Plant of Hitachi, Ltd.
Claims (9)
コートと、その上に積層した Al2O3−NiＯセラミックス
オーバーコートとからなる絶縁膜を有することを特徴と
する静電チャック部材。An electrostatic chuck member comprising a metal or carbon substrate and an insulating film comprising a metal undercoat and an Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoat laminated thereon.
コートと、その上に積層した Al2O3−NiＯセラミックス
オーバーコートと、さらにその上に積層した保護用セラ
ミックストップコートとからなる絶縁膜を有することを
特徴とする静電チャック部材。2. An insulating film comprising a metal undercoat, an Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoat laminated thereon, and a protective ceramic top coat further laminated thereon on a metal or carbon substrate. An electrostatic chuck member comprising:
びMgのうちから選ばれるいずれか１種の金属またはこれ
らの合金である請求項１または２に記載の部材。3. The member according to claim 1, wherein the metal substrate is any one metal selected from Al, Mo, W, Si, Ta, and Mg, or an alloy thereof.
Co, Mo, ＷおよびTaのうちから選ばれるいずれか１種の
金属またはこれらの合金の溶射膜である請求項１または
２に記載の部材。4. The method according to claim 1, wherein the metal undercoat comprises Ni, Al, Cr,
The member according to claim 1, wherein the member is a sprayed film of any one metal selected from Co, Mo, W, and Ta or an alloy thereof.
3 , SiC およびAlN のうちから選ばれるいずれか１種ま
たは２種以上の混合物からなる汚染防止用皮膜である請
求項２に記載の部材。5. The ceramic of the top coat is made of Al 2 O
3. The member according to claim 2, wherein the member is a pollution-preventing coating composed of one or a mixture of two or more selected from SiC and AlN.
アンダーコートは、その厚さが30〜150 μｍの範囲内に
あり、その上に溶射施工されたオーバーコートはその厚
さが50〜800 μｍの範囲内にあり、さらにその上に溶射
施工されるトップコートはその厚さが10〜500 μｍの範
囲内にあることを特徴とする請求項１または２記載の部
材。6. An undercoat sprayed on a metal or carbon substrate has a thickness in the range of 30 to 150 μm, and an overcoat sprayed thereon has a thickness of 50 to 800 μm. The member according to claim 1 or 2, wherein the thickness is in the range of 10 to 500 µm.
属アンダーコート、Al2O3 −NiＯセラミックスオーバー
コートおよびセラミックストップコートのいずれもが、
大気プラズマ溶射法もしくは減圧プラズマ溶射法または
これらの溶射法の組合せによって施工されたものである
請求項１または２に記載の部材。7. A metal undercoat, an Al 2 O 3 —NiO ceramic overcoat and a ceramic top coat which are laminated and coated on a metal or carbon substrate,
The member according to claim 1 or 2, which is constructed by an atmospheric plasma spraying method, a low pressure plasma spraying method, or a combination of these spraying methods.
ートは、NiＯ：４〜10wt％、残部が主としてAl2O3 であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の部材。8. The member according to claim 1, wherein the Al 2 O 3 —NiO ceramics overcoat is 4 to 10% by weight of NiO, and the balance is mainly Al 2 O 3 .
NiＯセラミックスオーバーコートは、固有抵抗値が109
〜1010Ω/cm の範囲内にあることを特徴とする請求項１
または２に記載の部材。9. An Al 2 O 3 − layer to be laminated on a metal undercoat.
NiO ceramic overcoat has a specific resistance of 10 9
2. The method according to claim 1, wherein the value is within a range of about 10 10 Ω / cm.
Or the member according to 2.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7354663B2 (en) | 2004-04-02 | 2008-04-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating, manufacturing method thereof, turbine part and gas turbine |
| CN105154807A (en) * | 2015-09-25 | 2015-12-16 | 北京矿冶研究总院 | Medium-temperature insulating anti-torque coating and coating method thereof |
| US10497598B2 (en) | 2014-02-07 | 2019-12-03 | Entegris, Inc. | Electrostatic chuck and method of making same |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP31089296A patent/JP3949763B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP3949763B2 (en) | 2007-07-25 |
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