JPH10209256A - Electrostatic chuck device and its manufacture - Google Patents

Electrostatic chuck device and its manufacture

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JPH10209256A
JPH10209256A JP2319297A JP2319297A JPH10209256A JP H10209256 A JPH10209256 A JP H10209256A JP 2319297 A JP2319297 A JP 2319297A JP 2319297 A JP2319297 A JP 2319297A JP H10209256 A JPH10209256 A JP H10209256A
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JP
Japan
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film
adhesive layer
electrostatic chuck
insulating film
adhesive
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Application number
JP2319297A
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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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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the thermal conductivity of an electrostatic chuck device and, at the same time, to improve the replaceability of an insulating film having an adsorbing surface, by laminating electrode layers and the insulating film on a ceramic insulating plate through adhesive layers. SOLUTION: In an electrostatic chuck device, a first adhesive layer 2a having a high insulating property, a ceramic insulating plate 7, a second adhesive layer 2b, electrode layers 3 composed of vapor-deposited or plated metallic films, and an insulating film 4 are successively formed on a metallic substrate 1. The electrode layers 3 are provided so as to generate polarized charges on the adsorbing surface of the insulating film 4 and the adhesive layers 2a and 2b are formed of a thermosetting or thermoplastic adhesive, because the layers 2a and 2b must have strong adhesive forces and electrical characteristics against the insulating plate and metallic substrate comprising the insulating film 4, the electrode layers 3, and the ceramic insulating plate 7, and metallic substrate 1. Therefore, the thermal conductivity of the adhesive layers 2a and 2b can be improved as the thin film and, at the same time, the workability of the replacing work of the insulating film 4 can be improved when the film 4 is fatigued, because the thicknesses of the layers 2a and 2b are reduced.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路製造装
置等、ウエハ等の導電性物質を真空中で保持できる静電
チャック装置に関し、特に吸着力、熱伝導性に優れ、吸
着面(ウエハ接着面)を有する絶縁性フィルムの交換が
容易な静電チャック装置およびその作製方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck device, such as a semiconductor integrated circuit manufacturing apparatus, capable of holding a conductive material such as a wafer in a vacuum. The present invention relates to an electrostatic chuck device in which an insulating film having an adhesive surface can be easily replaced and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハを加工する工程において
は、半導体ウエハを加工機の所定部位に固定保持するこ
とが必要となる。特に半導体ウエハ上に微細なパターン
を描画し、多数の半導体素子を形成する集積回路の作成
においては、半導体ウエハを平坦な面に確実に保持させ
る必要がある。従来、半導体ウエハを保持させる手段と
しては、機械式、真空式(流体の圧力差を利用したも
の)および電気式のチャック装置が用いられている。こ
れらの中で電気式のチャック装置、すなわち静電チャッ
ク装置は平坦でない半導体ウエハであっても、密着性よ
く固定できるとともに、取扱が簡単で真空中でも使用が
容易であるなどの利点を有している。ところで、半導体
ウエハの加工中にビーム粒子等が射出衝打された場合、
半導体ウエハ上には熱エネルギーが発生するが、この発
生熱エネルギーを容易に放出し得ない場合には、半導体
ウエハの局部的膨張および変形を引き起こす。したがっ
て、加工中に発生した熱を金属基盤側に逃がし、半導体
ウエハ上の温度分布を均一にする必要がある。そのた
め、これらの用途に使用される静電チャック装置には、
所定部位に確実に保持すると同時に熱伝導性の高いこと
が機能として望まれる。
2. Description of the Related Art In a process of processing a semiconductor wafer, it is necessary to fix and hold the semiconductor wafer at a predetermined portion of a processing machine. In particular, in producing an integrated circuit in which a fine pattern is drawn on a semiconductor wafer to form a large number of semiconductor elements, it is necessary to reliably hold the semiconductor wafer on a flat surface. Conventionally, as a means for holding a semiconductor wafer, a mechanical type, a vacuum type (using a pressure difference of a fluid) and an electric type chuck device are used. Among these, the electric chuck device, that is, the electrostatic chuck device, has the advantages that it can be fixed with good adhesion even when the semiconductor wafer is not flat, and that it is easy to handle and easy to use even in a vacuum. I have. By the way, when a beam particle or the like is hit by injection during processing of a semiconductor wafer,
Thermal energy is generated on the semiconductor wafer, but if the generated thermal energy cannot be easily released, it causes local expansion and deformation of the semiconductor wafer. Therefore, it is necessary to dissipate the heat generated during processing to the metal substrate side and to make the temperature distribution on the semiconductor wafer uniform. Therefore, electrostatic chuck devices used for these applications include:
It is desired as a function that it is securely held at a predetermined portion and has high thermal conductivity.

【0003】従来の静電チャック装置の一例、例えば、
特公平5−87177号に開示されている図2は従来の
静電チャック装置の一例の模式的断面図であって、金属
基盤1には恒温水等を通して温度調節するための温度調
節用空間6が設けられている。金属基盤1の上には静電
チャック機能を生じさせるための電極層3bと絶縁性フ
ィルム4aが接着剤層2を介して設けられ、絶縁性フィ
ルム4aには半導体ウエハ5が吸着される。該電極層3
bと金属基盤1との電気的短絡が生じないようにするた
め、電極層と金属基盤との間に絶縁性フィルム4bが接
着剤層2を介して設けられている。また、図3は従来の
静電チャック装置の一例、例えば、特開平8−1485
49に開示されているものの模式的断面図である。金属
基盤1には上記のような温度調節用空間6が設けられて
いる。金属基盤1の上には絶縁性の接着剤層2が形成さ
れ、その上に金属の蒸着膜またはメッキ膜からなる電極
層3aが設けられ、その上に絶縁性フィルム4が設けら
れてなり、これに半導体ウエハ5が吸着される。上記の
静電チャック装置において、電極層3aの電極材料とし
て、銅、アルミニウム、錫等を膜厚500オングストロ
ーム〜10μmに蒸着またはメッキしたものが、電極層
3bには、厚さ1/2oz(約18μm)、或いは1o
z(約35μm)の銅箔が使用されている。
An example of a conventional electrostatic chuck device, for example,
FIG. 2 disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-87177 is a schematic cross-sectional view of an example of a conventional electrostatic chuck device, and a temperature control space 6 for controlling the temperature of a metal base 1 through constant temperature water or the like. Is provided. An electrode layer 3b for providing an electrostatic chuck function and an insulating film 4a are provided on the metal substrate 1 via an adhesive layer 2, and a semiconductor wafer 5 is attracted to the insulating film 4a. The electrode layer 3
An insulating film 4b is provided between the electrode layer and the metal base via the adhesive layer 2 so as to prevent an electrical short between the metal base 1 and the metal base 1 from occurring. FIG. 3 shows an example of a conventional electrostatic chuck device, for example, JP-A-8-1485.
FIG. 49 is a schematic sectional view of the one disclosed in 49. The metal substrate 1 is provided with the above-mentioned temperature control space 6. An insulating adhesive layer 2 is formed on a metal substrate 1, an electrode layer 3a made of a metal deposition film or a plating film is provided thereon, and an insulating film 4 is provided thereon. The semiconductor wafer 5 is attracted to this. In the above-described electrostatic chuck device, copper, aluminum, tin, or the like is deposited or plated to a thickness of 500 Å to 10 μm as an electrode material of the electrode layer 3a. 18μm) or 1o
A copper foil of z (about 35 μm) is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の図2の静電チャ
ック装置においては、半導体ウエハ5、電極層3b、金
属基盤1の相互間の絶縁を確保するため絶縁性フィルム
4aおよび4bを介在させ、半導体ウエハ5に対する温
度調整機能が悪かった。要するに半導体ウエハに対する
基盤の冷却機能が十分に働かないという問題があった。
また、図2の静電チャック装置については、その吸着面
において電極が存在する部分と存在しない部分との間
に、電極層の厚さに相当する程度の凹凸が生じ、凹部で
は半導体ウエハとの間に空間が生じ熱の伝導が局部的に
悪くなる現象が生じた。この現象は冷却用ガスが用いら
れない外周部で顕著となり、いわゆる絶縁幅の部分が浮
いた状態となって、真空中での熱伝導性が悪くなるとい
う問題があった。また、図3のものは図2のものに比較
して、絶縁性フィルム、電極層および接着剤層の総厚が
薄くなり、熱伝導性は改善されている。しかしながら、
十分な絶縁性を確保するためには、接着剤層が少なくと
も40〜50μm以上必要であり、熱伝導性はまだ十分
なものではなかった。また、図2および図3の静電チャ
ック装置を多数回使用すると、吸着面を有する絶縁性フ
ィルムが疲労するため交換の必要性を生じるが、該金属
基盤より上部全体を貼り替えるために作業工程が多いこ
とおよび熱硬化性接着剤を使用した場合は不溶化した接
着剤層洗浄工程の簡略化が望まれていた。
In the conventional electrostatic chuck device shown in FIG. 2, insulating films 4a and 4b are interposed to ensure insulation between the semiconductor wafer 5, the electrode layer 3b and the metal substrate 1. The function of adjusting the temperature of the semiconductor wafer 5 was poor. In short, there is a problem that the cooling function of the substrate for the semiconductor wafer does not work sufficiently.
Further, in the electrostatic chuck device of FIG. 2, irregularities corresponding to the thickness of the electrode layer are generated between a portion where the electrode is present and a portion where the electrode is not present on the suction surface, and the concave portion is in contact with the semiconductor wafer. A phenomenon occurred in which a space was formed between the two and heat conduction was locally deteriorated. This phenomenon is remarkable in the outer peripheral portion where the cooling gas is not used, and there is a problem that a so-called insulating width portion is in a floating state and thermal conductivity in a vacuum is deteriorated. In FIG. 3, the total thickness of the insulating film, the electrode layer and the adhesive layer is smaller than that in FIG. 2, and the thermal conductivity is improved. However,
In order to ensure sufficient insulation, the adhesive layer needs to be at least 40 to 50 μm or more, and the thermal conductivity has not been sufficient yet. In addition, when the electrostatic chuck device of FIGS. 2 and 3 is used many times, the insulating film having the suction surface becomes fatigued and needs to be replaced. When a thermosetting adhesive is used, it has been desired to simplify the step of cleaning the insoluble adhesive layer.

【0005】したがって、本発明の目的は、静電チャッ
ク装置の熱伝導性を改善させると同時に、吸着面を有す
る絶縁性フィルムの交換性に優れた静電チャック装置お
よびその作製方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrostatic chuck device which improves the thermal conductivity of the electrostatic chuck device and has excellent exchangeability of an insulating film having a suction surface, and a method of manufacturing the same. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は金属基盤上に第
1の接着剤層、セラミックからなる絶縁板、第2の接着
剤層、金属の蒸着膜またはメッキ膜からなる電極層およ
び絶縁性フィルムを順次積層してなることを特徴とする
静電チャック装置および絶縁性フィルムの一面に、金属
の蒸着膜またはメッキ膜からなる電極層を構成し、該電
極層の表面にフォトレジスト層を設け、パターン露光を
行い、現像し、エッチング処理を行う工程と、エッチン
グ処理された電極層面に第2の接着剤層を設けて積層体
シートを作成する工程と、セラミックからなる絶縁板を
第1の接着剤層を介して金属基盤に接着する工程と、セ
ラミックからなる絶縁板と該接着体シートとを第2の接
着剤層を介して接着する工程からなることを特徴とする
静電チャック装置の製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a first adhesive layer, a ceramic insulating plate, a second adhesive layer, an electrode layer made of a metal deposition film or a plating film on a metal substrate, and an insulating material. On one surface of the electrostatic chuck device and the insulating film, wherein the film is sequentially laminated, an electrode layer composed of a metal vapor deposition film or a plating film is formed, and a photoresist layer is provided on the surface of the electrode layer. Performing a pattern exposure, developing, and performing an etching process; providing a second adhesive layer on the etched electrode layer surface to form a laminate sheet; An electrostatic chuck device comprising: a step of bonding to a metal substrate via an adhesive layer; and a step of bonding an insulating plate made of ceramic and the adhesive sheet via a second adhesive layer. It is a manufacturing method.

【0007】以下、本発明について詳細に説明する。図
1は本発明の静電チャック装置の一例の模式的断面図で
ある。本発明の静電チャック装置は、金属基盤1の上に
絶縁性が優れた第1の接着剤層2aを形成し、その上に
セラミックからなる絶縁板7が設けられ、その上に第2
の接着剤層2bを形成し、その上に金属の蒸着膜または
メッキ膜からなる電極層3が、さらにその上に絶縁性フ
ィルム4が設けられた構造を有している。電極層は絶縁
性フィルムの吸着面に分極電荷を発生するためのもので
ある。なお、5は半導体ウエハ、6は温度調整用空間、
8は絶縁性フィルム+電極層+接着剤層からなる積層体
シートである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of the electrostatic chuck device of the present invention. In the electrostatic chuck device of the present invention, a first adhesive layer 2a having excellent insulating properties is formed on a metal substrate 1, an insulating plate 7 made of ceramic is provided thereon, and a second adhesive layer 2a is provided thereon.
Is formed, an electrode layer 3 made of a metal deposition film or a plating film is provided thereon, and an insulating film 4 is further provided thereon. The electrode layer is for generating a polarization charge on the adsorption surface of the insulating film. 5 is a semiconductor wafer, 6 is a space for temperature adjustment,
Reference numeral 8 denotes a laminate sheet including an insulating film, an electrode layer, and an adhesive layer.

【0008】電極層の蒸着やメッキに用いる金属として
は、銅、アルミニウム、錫、ニッケル、クロム銀等の蒸
着やメッキ等が容易にでき、かつウエットエッチング等
によるパターン形成がしやすい材料であれば如何なる金
属でもよく、安定した導電性と加工性が得られれば特に
限定するものではない。この蒸着膜やメッキ膜の厚さ
は、300オングストローム〜10μmの範囲であれば
よい。アルミニウム等の反応性の高い材料の場合は、3
00オングストローム未満の膜厚であると、作業性が悪
いと同時に安定した導電性を保持するのが難しいため、
300オングストローム以上が好ましい。作業性等を考
慮すると、蒸着膜やメッキ膜の厚さは500オングスト
ローム〜5μmの範囲がさらに好ましい。
The metal used for the deposition and plating of the electrode layer may be any material that can be easily deposited or plated with copper, aluminum, tin, nickel, chromium silver, etc., and that can easily form a pattern by wet etching or the like. Any metal may be used, and there is no particular limitation as long as stable conductivity and workability can be obtained. The thickness of the deposited film or the plated film may be in the range of 300 Å to 10 μm. For highly reactive materials such as aluminum, 3
If the thickness is less than 00 Å, it is difficult to maintain stable conductivity at the same time as the workability is poor.
It is preferably 300 Å or more. In consideration of workability and the like, the thickness of the deposited film or the plated film is more preferably in the range of 500 Å to 5 μm.

【0009】絶縁性フィルムに使用されるフィルムは
ε、tanδ、耐電圧等の電気特性および耐熱性等を考
慮して、150℃以上の耐熱性を有する絶縁性フィルム
が好ましく、特にポリイミドフィルムが好ましい。15
0℃以上の耐熱性を有する絶縁性フィルムとしては、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)、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケト
ン、セルローストリアセテート、シリコーンゴム、ポリ
イミド等があげられる。ポリイミドフィルムとしては、
例えば、カプトン(東レ・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)等の商品名で上市されているものがあげられる。絶
縁性フィルムの厚さは20〜75μmの範囲が好まし
い。熱伝導性、吸着力を考慮すると薄い方が好ましい
が、機械的強度、耐電圧および耐久性(耐疲労性)を考
慮すると40〜60μmの範囲が特に好ましい。
The film used for the insulating film is preferably an insulating film having a heat resistance of 150 ° C. or more, and particularly preferably a polyimide film, in consideration of electric characteristics such as ε, tan δ, withstand voltage and heat resistance. . Fifteen
Examples of the insulating film having heat resistance of 0 ° C. or higher include fluororesin (fluoroethylene-propylene copolymer or the like), polyethersulfone, polyetherketone, cellulose triacetate, silicone rubber, polyimide, and the like. As a polyimide film,
For example, those marketed under the trade names such as Kapton (manufactured by Dupont Toray Co., Ltd.), Apical (manufactured by Kanebuchi Chemical Industry Co., Ltd.), and Upilex (manufactured by Ube Industries) are listed. The thickness of the insulating film is preferably in the range of 20 to 75 μm. The thickness is preferably thinner in consideration of thermal conductivity and adsorption force, but particularly preferably 40 to 60 μm in consideration of mechanical strength, withstand voltage and durability (fatigue resistance).

【0010】本発明には、金属基盤上に第1の接着剤層
を介してセラミックからなる絶縁板が積層される。該セ
ラミックは、絶縁性および熱伝導性に優れ、耐溶剤性が
あることが必要で、具体的にはアルミナ、窒化アルミ、
窒化珪素、炭化珪素、ジルコニア、ガラス等が好まし
く、表面が平滑なものが使用される。また、該セラミッ
クは被吸着面の熱を逃がすことおよび耐久性を考慮する
と、厚さは0.5〜8mmの範囲が好ましく、更に好ま
しくは0.5〜4mmである。静電チャック装置は、半
導体ウエハにHeガスを流して冷却することが一般的で
ある。したがって、該セラミックからなる絶縁板にはH
eガス孔を設けることが好ましい。
According to the present invention, an insulating plate made of ceramic is laminated on a metal base via a first adhesive layer. The ceramic is required to have excellent insulation and thermal conductivity and have solvent resistance, specifically, alumina, aluminum nitride,
Silicon nitride, silicon carbide, zirconia, glass and the like are preferable, and those having a smooth surface are used. The thickness of the ceramic is preferably in the range of 0.5 to 8 mm, more preferably 0.5 to 4 mm in consideration of releasing heat from the surface to be attracted and durability. Generally, the electrostatic chuck device cools the semiconductor wafer by flowing He gas. Therefore, the insulating plate made of the ceramic has H
It is preferable to provide an e gas hole.

【0011】次に、これらの材料を金属基盤に接着する
ための接着層としては、絶縁性フィルム、電極層、セラ
ミックからなる絶縁板および金属基盤の4者に対する接
着力と電気特性および耐熱性に優れていることが必要で
あり、熱硬化性接着剤および熱可塑性接着剤が使用され
る。本発明に使用する接着剤を構成する樹脂の例として
は、例えば、エポキシ系、ポリイミド系、変性ポリアミ
ド系、ゴム系、ポリアミドイミド系、変性ポリエステル
系等の接着剤が有効であり、それぞれ単独または混合物
として用いることができる。
Next, as an adhesive layer for adhering these materials to the metal substrate, the adhesive force, electric characteristics, and heat resistance to the four members of an insulating film, an electrode layer, an insulating plate made of ceramic and a metal substrate are considered. It needs to be good, and thermosetting adhesives and thermoplastic adhesives are used. Examples of the resin constituting the adhesive used in the present invention, for example, epoxy-based, polyimide-based, modified polyamide-based, rubber-based, polyamideimide-based, modified polyester-based adhesives are effective, each alone or It can be used as a mixture.

【0012】本発明の静電チャック装置に使用される絶
縁性フィルムおよび接着剤層の熱伝導率は従来と同様な
材料を使用するため変わらないが、絶縁性および熱伝導
性に優れたセラミックからなる絶縁板を使用することで
図3に開示された技術に比較して絶縁性フィルムとセラ
ミックからなる絶縁板とを接着する第2の接着剤層およ
び第1の接着剤層を薄くすることが可能になったことに
より、吸着面に受ける熱を素早くセラミックからなる絶
縁板に、また絶縁板から金属基盤に逃がすことができ
る。また、接着剤層が薄くなったため絶縁性フィルム交
換作業時の接着剤層面洗浄工程が容易になり、交換作業
性が改善された。
The thermal conductivity of the insulating film and the adhesive layer used in the electrostatic chuck device of the present invention does not change since the same material as in the prior art is used. By using the insulating plate, the second adhesive layer and the first adhesive layer for bonding the insulating film and the insulating plate made of ceramic can be made thinner as compared with the technique disclosed in FIG. This makes it possible to quickly release the heat received on the adsorption surface to the insulating plate made of ceramic and from the insulating plate to the metal base. In addition, since the thickness of the adhesive layer is reduced, the step of cleaning the surface of the adhesive layer at the time of replacing the insulating film is facilitated, and the replacement workability is improved.

【0013】次に、本発明の静電チャック装置の作製方
法について説明する。先ず、絶縁性フィルムの一面に蒸
着法またはメッキ法により金属膜を形成し、その金属膜
面にフォトレジスト層を形成する。フォトレジスト層は
液状レジストを塗布し、乾燥して形成してもよく、フォ
トレジストフィルム(ドライフィルム)を熱圧着により
貼り合わせて形成してもよい。続いて、パターン露光、
現像、エッチング、洗浄、レジスト剥離、乾燥を行い、
所定の形状の電極層を形成する。これらの操作は、フォ
トレジストパターンを形成する公知の方法を使用して行
えばよい。エッチング処理された電極層の金属面に、第
2の接着剤用塗液を塗布し、乾燥して第2の接着剤層を
形成し、積層体シートを作製する。該接着剤層は絶縁性
フィルムの被吸着面が受けた熱をセラミックからなる絶
縁板に逃がしやすくするため薄くすることが好ましい。
形成された積層体シートを必要に応じてセラミックから
なる絶縁板の形状に合わせて打ち抜き加工を施して、静
電チャック装置用の積層体シートを作製する。
Next, a method for manufacturing the electrostatic chuck device of the present invention will be described. First, a metal film is formed on one surface of an insulating film by a vapor deposition method or a plating method, and a photoresist layer is formed on the metal film surface. The photoresist layer may be formed by applying a liquid resist and drying, or may be formed by bonding a photoresist film (dry film) by thermocompression bonding. Then, pattern exposure,
Perform development, etching, washing, resist stripping and drying,
An electrode layer having a predetermined shape is formed. These operations may be performed using a known method for forming a photoresist pattern. A second adhesive coating liquid is applied to the metal surface of the etched electrode layer, and dried to form a second adhesive layer, thereby producing a laminate sheet. The adhesive layer is preferably made thin so that the heat received by the surface to be attracted of the insulating film is easily released to the insulating plate made of ceramic.
The formed laminate sheet is punched according to the shape of the insulating plate made of ceramic, if necessary, to produce a laminate sheet for an electrostatic chuck device.

【0014】次に、前記セラミックからなる絶縁板を第
1の接着剤層を介して金属基盤に接着する。該接着剤層
は、前記したものが好ましく使用され、セラミックから
なる絶縁板の熱を金属基盤に逃がしやすくするため薄く
することが好ましい。次にセラミックからなる絶縁板と
該積層体シートとを第2の接着剤層を介して接着する。
熱硬化性接着剤を使用した場合は、必要に応じて適切な
加熱、半硬化させる処理および硬化処理を行う。上記の
ようにして本発明の静電チャック装置を作製することが
できる。吸着面の絶縁性フィルムが疲労した場合、疲労
した絶縁性フィルム、電極層および第2の接着剤層を剥
がし、新しい積層体シートを接着する。上記工程で、疲
労した絶縁性フィルムは簡便に交換できる。
Next, the insulating plate made of the ceramic is bonded to the metal substrate via the first adhesive layer. The adhesive layer described above is preferably used, and it is preferable to make the adhesive layer thin so that the heat of the insulating plate made of ceramic can be easily released to the metal substrate. Next, the insulating plate made of ceramic and the laminate sheet are bonded via a second adhesive layer.
When a thermosetting adhesive is used, appropriate heating, semi-curing, and curing are performed as necessary. As described above, the electrostatic chuck device of the present invention can be manufactured. When the insulating film on the suction surface is fatigued, the fatigued insulating film, the electrode layer, and the second adhesive layer are peeled off, and a new laminate sheet is bonded. In the above process, the fatigued insulating film can be easily replaced.

【0015】以下、本発明を実施例に基づいてより詳細
に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【実施例】【Example】

実施例1 膜厚50μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社
製商品名:カプトン)からなる絶縁性フィルムにアルミ
ニウムを800オングストロームの厚さに蒸着し、ネガ
型感光フィルム(ヘキスト社製商品名:OZATEC−
T538)を貼り合わせて、露光−現像−エッチング−
洗浄−乾燥の工程を経て、所定の形状の電極層を形成し
た。なお、現像は炭酸ナトリウム1%水溶液をスプレー
噴霧して行い、エッチングは塩化第1鉄と塩化第2鉄と
塩酸水溶液をスプレー噴霧して行い、洗浄にはイオン交
換水を用いた。次いで、該ポリイミドフィルムの電極層
表面に下記組成からなる接着剤を用いて、乾燥後の厚さ
が30μmになるよう塗布を行い、150℃で5分間乾
燥して第2の接着剤層を形成し積層体シートを作成し
た。なお、部は重量部を示す。 次に、アルミニウム金属基盤上に上記第1の接着剤層用
塗料を乾燥後の厚さが30μmになるよう塗布を行い、
150℃で5分間乾燥して第1の接着剤層を形成し、厚
さ3mmのアルミナセラミック絶縁板(東芝セラミック
ス社製商品名:AL−13)と貼り合わせた。この時、
該金属基盤および該絶縁板は厚さ方向に貫通孔を開け、
該金属基盤はその貫通孔内に導電性部材を通して、電極
層と該金属基盤間に電圧を印加できるようにした。次い
で、該絶縁板と該積層体シートの第2の接着剤層面を貼
り合わせた後、80℃〜150℃のステップキュアー処
理を5時間行って接着し、本発明による直径8インチの
静電チャック面を有する静電チャック装置を作製した。
Example 1 Aluminum was vapor-deposited to a thickness of 800 Å on an insulating film made of a polyimide film (trade name: Kapton, manufactured by Dupont Toray) having a thickness of 50 μm, and a negative photosensitive film (trade name: OZATEC- manufactured by Hoechst) was deposited.
T538), and then exposure-development-etching-
Through a washing-drying process, an electrode layer having a predetermined shape was formed. The development was carried out by spraying a 1% aqueous solution of sodium carbonate, the etching was carried out by spraying ferrous chloride, ferric chloride and an aqueous solution of hydrochloric acid, and ion-exchanged water was used for washing. Next, an adhesive having the following composition is applied to the electrode layer surface of the polyimide film so that the thickness after drying becomes 30 μm, and dried at 150 ° C. for 5 minutes to form a second adhesive layer. Then, a laminate sheet was prepared. Parts indicate parts by weight. Next, the first adhesive layer paint is applied on the aluminum metal substrate so that the thickness after drying becomes 30 μm,
The first adhesive layer was formed by drying at 150 ° C. for 5 minutes and bonded to a 3 mm-thick alumina ceramic insulating plate (trade name: AL-13, manufactured by Toshiba Ceramics Co., Ltd.). At this time,
The metal base and the insulating plate have a through hole in the thickness direction,
The metal substrate was configured such that a voltage could be applied between the electrode layer and the metal substrate by passing a conductive member into the through hole. Next, after the insulating plate and the second adhesive layer surface of the laminate sheet are bonded together, a step cure process at 80 ° C. to 150 ° C. is performed for 5 hours to bond, and the electrostatic chuck having a diameter of 8 inches according to the present invention. An electrostatic chuck device having a surface was manufactured.

【0016】実施例2 実施例1で使用したアルミナセラミック絶縁板の代わり
に厚さ2mmの窒化珪素セラミック絶縁板(東芝セラミ
ックス社製商品名:TSN−03)を使用し、電極層に
厚さ500オングストロームの銅メッキ膜を使用した以
外は、実施例1と同様にして本発明による直径8インチ
の静電チャック面を有する静電チャック装置を作製し
た。
Example 2 Instead of the alumina ceramic insulating plate used in Example 1, a silicon nitride ceramic insulating plate having a thickness of 2 mm (trade name: TSN-03, manufactured by Toshiba Ceramics Co., Ltd.) was used. An electrostatic chuck device having an electrostatic chuck surface having a diameter of 8 inches according to the present invention was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an Angstrom copper plating film was used.

【0017】比較例1 実施例1で使用した厚さ50μmの絶縁性ポリイミドフ
ィルムに実施例1で使用した接着剤を用いて、接着剤層
の乾燥後の厚さが10μmになるよう塗布を行い、15
0℃で5分間乾燥を行った後、厚さ23μmの銅箔を貼
り合わせて80℃〜150℃のステップキュアー処理を
行った。該ポリイミドフィルムの銅箔面に実施例1で使
用したネガ型感光フィルムを使用して実施例1と同様に
して所定形状の電極を形成した。一方、他の前記ポリイ
ミドフィルムの一面に、該接着剤用塗料を接着剤層の乾
燥後の厚さが10μmになるよう塗布を行い、150℃
で5分間乾燥を行い接着剤層を形成した。該接着剤層と
前記電極を形成したポリイミドフィルムの電極面とを貼
り合わせた。次いで、この積層したポリイミドフィルム
の一面に乾燥後の厚さが20μmになるよう接着剤用塗
料を塗布し、150℃で5分間乾燥を行った後、実施例
1で使用した金属基盤に貼り合わせ、80℃〜150℃
のステップキュアー処理を行って直径8インチの静電チ
ャック面を有し、図2に示す構造の静電チャック装置を
作製した。
Comparative Example 1 The adhesive used in Example 1 was applied to the insulating polyimide film having a thickness of 50 μm used in Example 1 so that the thickness of the adhesive layer after drying became 10 μm. , 15
After drying at 0 ° C. for 5 minutes, a copper foil having a thickness of 23 μm was stuck and a step cure treatment at 80 ° C. to 150 ° C. was performed. An electrode having a predetermined shape was formed on the copper foil surface of the polyimide film using the negative photosensitive film used in Example 1 in the same manner as in Example 1. On the other hand, on one surface of the other polyimide film, the adhesive paint was applied so that the thickness of the adhesive layer after drying became 10 μm, and 150 ° C.
For 5 minutes to form an adhesive layer. The adhesive layer was bonded to the electrode surface of the polyimide film on which the electrodes were formed. Next, an adhesive paint was applied to one surface of the laminated polyimide film so that the thickness after drying became 20 μm, and the coating was dried at 150 ° C. for 5 minutes, and then bonded to the metal substrate used in Example 1. 80 ° C to 150 ° C
By performing the step curing process described above, an electrostatic chuck device having an electrostatic chuck surface having a diameter of 8 inches and having a structure shown in FIG. 2 was manufactured.

【0018】比較例2 実施例1と同様にして一面にアルミニウム蒸着電極層を
形成したポリイミドフィルムの電極層面に、乾燥後の厚
さが20μmになるよう実施例1で使用した接着剤用塗
料を塗布し、150℃で5分間乾燥を行った。更に、該
接着剤層面に第2回目の塗布を行い膜厚40μmの接着
剤層を形成した。次に、実施例1で使用した金属基盤と
該電極層を形成したポリイミドフィルムの接着剤層面を
貼り合わせた後、80℃〜150℃のステップキュアー
処理を行って直径8インチの静電チャック面を有し、図
3に示す構造の静電チャック装置を作製した。
Comparative Example 2 The adhesive paint used in Example 1 was applied to the electrode layer surface of a polyimide film having an aluminum vapor-deposited electrode layer formed on one surface in the same manner as in Example 1 so that the thickness after drying was 20 μm. It was applied and dried at 150 ° C. for 5 minutes. Further, a second coating was performed on the adhesive layer surface to form an adhesive layer having a thickness of 40 μm. Next, after bonding the metal substrate used in Example 1 and the adhesive layer surface of the polyimide film on which the electrode layer was formed, the surface of the electrostatic chuck having a diameter of 8 inches was subjected to a step curing process at 80 ° C. to 150 ° C. And an electrostatic chuck device having a structure shown in FIG. 3 was manufactured.

【0019】前記実施例および比較例によって得られた
静電チャック装置を用い、半導体ウエハの表面温度を測
定し、その結果を表1に示した。 (測定方法)半導体ウエハ上に温度測定プレートを貼り
付け、下記エッチング条件にて1分間放電し、ウエハ中
心部、エッジ部、中間部の温度を測定した。なお、静電
吸着の印加電圧は2.0KVであった。 (エッチング条件)高周波出力=1400(W)、チャ
ンバー真空度=40(mT)、チャンバー内充填ガス:
CHF3/CO=45/155(sccm)、ウエハと
静電チャック面を接触させた際の隙間に流すHeガス=
10(Torr)、チャンバー内温度(上部/側面/底
部)=60/60/20(℃)
The surface temperature of the semiconductor wafer was measured using the electrostatic chuck devices obtained in the above Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 1. (Measurement Method) A temperature measurement plate was attached on a semiconductor wafer, and discharged for 1 minute under the following etching conditions, and the temperatures at the center, edge, and middle of the wafer were measured. In addition, the applied voltage of the electrostatic attraction was 2.0 KV. (Etching conditions) High frequency output = 1400 (W), chamber vacuum degree = 40 (mT), filling gas in chamber:
CHF 3 / CO = 45/155 (sccm), He gas flowing in the gap when the wafer and the electrostatic chuck surface are brought into contact =
10 (Torr), chamber temperature (top / side / bottom) = 60/60/20 (° C.)

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】表1の結果から明らかなように、本発明の
静電チャック装置は半導体ウエハのエッジ部において面
内温度が低く、放熱効果が大きいことが判る。本発明の
静電チャック装置は、絶縁性が確保されるため比較例2
よりも接着剤層を薄層化でき、放熱効果が大きいと同時
に、絶縁性フィルム交換の際セラミック絶縁板上部の接
着剤層洗浄が容易になるため、交換時の作業性が大幅に
改善される。
As is apparent from the results shown in Table 1, the electrostatic chuck device of the present invention has a low in-plane temperature at the edge portion of the semiconductor wafer and a large heat radiation effect. Comparative Example 2 of the electrostatic chuck device of the present invention because the insulating property is ensured
The adhesive layer can be made thinner than this, and the heat radiation effect is large, and at the same time, the adhesive layer on the top of the ceramic insulating plate is easily cleaned when replacing the insulating film, so the workability at the time of replacement is greatly improved .

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明の静電チャック装置は、上記のよ
うセラミック絶縁板に接着剤層を介して電極層および絶
縁性フィルムが積層されてなるため、従来の静電チャッ
ク装置より薄層の接着剤層になる。したがって、熱伝導
性を改善できると同時に、絶縁性フィルムが疲労した場
合の交換作業性が大幅に改善される優れた効果を奏す
る。
According to the electrostatic chuck device of the present invention, the electrode layer and the insulating film are laminated on the ceramic insulating plate via the adhesive layer as described above. It becomes an adhesive layer. Therefore, the heat conductivity can be improved, and at the same time, the exchanging workability when the insulating film becomes fatigued is greatly improved.

【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一例の断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of an example of the electrostatic chuck device of the present invention.

【図2】従来の静電チャック装置の一例の断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an example of a conventional electrostatic chuck device.

【図3】従来の静電チャック装置の一例の断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of a conventional electrostatic chuck device.

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

1・・金属基盤、 2・・接着剤層、 2a・・第1の
接着剤層、2b・・第2の接着剤層、 3,3a,3b
・・電極層、4,4a,4b・・絶縁性フィルム、 5
・・半導体ウエハ、6・・温度調整用空間、 7・・絶
縁板、 8・・積層体シート
1. Metal base, 2. Adhesive layer, 2a First adhesive layer, 2b Second adhesive layer, 3, 3a, 3b
..Electrode layer, 4,4a, 4b..Insulating film, 5
..Semiconductor wafer, 6..Temperature adjustment space, 7..Insulating plate, 8..Laminate sheet

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属基盤上に第1の接着剤層、セラミッ
クからなる絶縁板、第2の接着剤層、金属の蒸着膜また
はメッキ膜からなる電極層および絶縁性フィルムを順次
積層してなることを特徴とする静電チャック装置。
A first adhesive layer, an insulating plate made of ceramic, a second adhesive layer, an electrode layer made of a metal deposition film or a plating film, and an insulating film are sequentially laminated on a metal substrate. An electrostatic chuck device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記金属の蒸着膜またはメッキ膜からな
る電極層が絶縁性フィルムの一面に形成されてなること
を特徴とする請求項1記載の静電チャック装置。
2. The electrostatic chuck device according to claim 1, wherein an electrode layer made of a metal deposition film or a plating film is formed on one surface of an insulating film.
【請求項3】 絶縁性フィルムの一面に、金属の蒸着膜
またはメッキ膜からなる電極層を構成し、該電極層の表
面にフォトレジスト層を設け、パターン露光を行い、現
像し、エッチング処理を行う工程と、エッチング処理さ
れた電極層面に第2の接着剤層を設けて積層体シートを
作成する工程と、セラミックからなる絶縁板を第1の接
着剤層を介して金属基盤に接着する工程と、セラミック
からなる絶縁板と該接着体シートとを第2の接着剤層を
介して接着する工程からなることを特徴とする静電チャ
ック装置の製造方法。
3. An electrode layer made of a metal deposition film or a plating film is formed on one surface of an insulating film, a photoresist layer is provided on the surface of the electrode layer, pattern exposure is performed, development is performed, and etching is performed. Performing, providing a second adhesive layer on the etched electrode layer surface to form a laminate sheet, and bonding an insulating plate made of ceramic to the metal substrate via the first adhesive layer. And a step of adhering the insulating sheet made of ceramic and the adhesive sheet via a second adhesive layer.
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