JPH10256358A - ウエハー吸着装置およびその製造方法 - Google Patents

ウエハー吸着装置およびその製造方法

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JPH10256358A
JPH10256358A JP9067478A JP6747897A JPH10256358A JP H10256358 A JPH10256358 A JP H10256358A JP 9067478 A JP9067478 A JP 9067478A JP 6747897 A JP6747897 A JP 6747897A JP H10256358 A JPH10256358 A JP H10256358A
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直仁 山田
Takahiro Inoue
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Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミックス基材を備えるウエハー吸着装置に
おいて、吸着面にウエハーを吸着した後にウエハー裏面
に付着するパーティクルの個数を、減少させること。 【解決手段】静電チャックの吸着面の中心線平均表面粗
さＲａが０．０５μｍ以下（好ましくは０．０１μｍ以
下）になるように加工されている吸着面、または延性加
工面からなる吸着面に対して、洗浄用部材を接触させつ
つ、高純度洗浄剤中で吸着面を洗浄する。次いで、この
吸着面を高純度洗浄剤中で超音波洗浄する。好ましく
は、洗浄用部材がブラッシング部材であり、超音波洗浄
を１００ｋＨｚ以上、１０００ｋＨｚ以下の周波数かつ
３．０〜６．０Ｗ／ｃｍ2 の超音波出力で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハー等
のウエハーを吸着する装置およびその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体ウエハーの搬送、露光、Ｃ
ＶＤ、スパッタリング等の成膜プロセス、微細加工、洗
浄、エッチング、ダイシング等の工程において、半導体
ウエハーを吸着し、保持するために、静電チャックが使
用されている。こうした静電チャックの基材として、緻
密質セラミックスが注目されている。特に半導体製造装
置においては、エッチングガスやクリーニングガスとし
て、ＣｌＦ3 等のハロゲン系腐食性ガスを多用する。ま
た、半導体ウエハーを保持しつつ、急速に加熱し、冷却
させるためには、静電チャックの基材が高い熱伝導性を
備えていることが望まれる。また、急激な温度変化によ
って破壊しないような耐熱衝撃性を備えていることが望
まれる。例えば緻密質の窒化アルミニウムおよび緻密質
のアルミナは、前記のようなハロゲン系腐食性ガスに対
する耐食性や、耐熱衝撃性を備えていることから、有望
視されている。
【０００３】半導体製造装置においては、半導体欠陥を
引き起こすいわゆるパーティクルの発生を防止しなけれ
ばならない。現実の半導体製造装置においては、静電チ
ャックによって半導体ウエハーの裏面を吸着して保持す
るが、このときに半導体ウエハーの裏面側でパーティク
ルが発生する。このパーティクルの発生量が多いと、パ
ーティクルが半導体ウエハーの表面側やチャンバー中へ
と広がってチャンバーを汚染し、他の半導体ウエハーの
表面に半導体欠陥を引き起こすおそれがある。
【０００４】この問題を防止するための技術としては、
次のものがある。セラミックス静電チャックの吸着面と
シリコンウエハーとが接触するときには、静電チャック
の吸着面の凹凸がシリコンに接触し、硬度が相対的に低
いシリコンを削り、パーティクルが発生する。このた
め、静電チャックの吸着面にプラズマを照射し、吸着面
の微細な突起を丸めることによって、シリコンの削れを
減少させ、これによってパーティクルの個数を減らして
いる（特開平７−２４５３３６号公報）。
【０００５】また、特開平８−５５９００号公報におい
ては、静電チャックに対してシリコンウエハーを吸着す
る際に、静電チャックに印加する電圧を緩やかに上昇さ
せることによって、静電チャックにシリコンウエハーが
接触するときの衝撃を緩和している。これによって、シ
リコンウエハーの損傷を抑制し、シリコンウエハーの削
れによるパーティクルの発生個数を減少させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、半導体ウ
エハーを静電チャックによって吸着した後に半導体ウエ
ハー裏面に付着するパーティクルの個数を、減少させる
ための研究を続けてきた。前記したような従来技術によ
れば、例えば８インチウエハー１個あたり数千個程度に
まで、パーティクルの個数を減少させることができる。
しかし、半導体製造工程における歩留りを一層向上さ
せ、また半導体の更なる微細化に対応するためには、パ
ーティクルの発生個数を一層低下させることが必要であ
る。例えば、８インチウエハー当たりのパーティクルの
個数を、数百個程度にまで減少させることが求められて
いた。
【０００７】本発明の課題は、セラミックス基材を備え
るウエハー吸着装置において、ウエハーの吸着後にウエ
ハー裏面に付着するパーティクルの個数を、著しく減少
させることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ウエハーを吸
着面上に吸着して保持するためのウエハー吸着装置であ
って、ウエハー吸着装置の基材がセラミックスからな
り、吸着面が延性加工面からなり、この延性加工面に存
在する凹部の直径が０．１μｍ以下であり、ウエハーを
前記吸着面に吸着した場合に、前記ウエハーに付着する
パーティクルの個数が１ｃｍ2 当たり９．３個以下であ
ることを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、ウエハーを吸着面上に吸
着して保持するためのウエハー吸着装置であって、ウエ
ハー吸着装置の基材がセラミックスからなり、吸着面が
エッチング処理された延性加工面からなり、吸着面に露
出している各セラミックス粒子に段差が形成されてお
り、段差が０．５μｍ以下であり、ウエハーを吸着面に
吸着した場合に、ウエハーに付着するパーティクルの個
数が１ｃｍ2当たり９．３個以下であることを特徴とす
る。
【００１０】また、本発明は、ウエハーを吸着面上に吸
着して保持するためのウエハー吸着装置であって、基材
がセラミックスからなるウエハー吸着装置を製造するの
に際して、延性加工面からなる吸着面に対して洗浄用部
材を接触させつつ、高純度洗浄剤中で前記吸着面を洗浄
し、次いでこの吸着面を高純度洗浄剤中で超音波洗浄す
ることを特徴とする。また、本発明は、ウエハーを吸着
面上に吸着して保持するためのウエハー吸着装置であっ
て、基材がセラミックスからなるウエハー吸着装置を製
造するのに際して、中心線平均表面粗さＲａが０．０５
μｍ以下である吸着面に対して洗浄用部材を接触させつ
つ、高純度洗浄剤中で前記吸着面を洗浄し、次いでこの
吸着面を高純度洗浄剤中で超音波洗浄することを特徴と
する。
【００１１】また、本発明は、ウエハーを吸着面上に吸
着して保持するためのウエハー吸着装置であって、ウエ
ハー吸着装置の基材がセラミックスからなり、前記吸着
面が延性加工面からなり、延性加工面の最大粗さＲｍａ
ｘが０．１μｍ以下であり、ウエハーを吸着面に吸着し
た場合に、ウエハーに付着するパーティクルの個数が１
ｃｍ2 当たり９．３個以下であることを特徴とする。
【００１２】本発明者は、半導体ウエハーをセラミック
ス静電チャックによって吸着し、保持した後に発生する
パーティクルについて、詳細に検討し、次のことを発見
した。具体的には、８インチのシリコンウエハーの鏡面
を窒化アルミニウム製静電チャックの吸着面上に載せて
吸着させ、その後でシリコンウエハーの鏡面上のパーテ
ィクルの個数を測定したところ、９０，０００個以上の
パーティクルが観測された。
【００１３】次いで、このパーティクルを元素分析に供
したところ、図１に示すような分析結果を得た。アルミ
ニウム、シリコン、窒素、炭素のピークが観測されてお
り、特にアルミニウムのピークが極めて大きいことが注
目される。シリコンのピークも大きい。ただし、元素分
析の際には、シリコンウエハーの上にパーティクルが載
っている状態で分析を行っていることから、シリコンの
ピークのほとんどは、ウエハー中のシリコンを反映して
いるものと考えられる。
【００１４】この事実は、セラミックス静電チャックの
吸着面がシリコンウエハーに接触する際の衝撃によって
シリコンウエハーの裏面が削れ、パーティクルが発生す
るという従来の仮説とは、相反するものであり、静電チ
ャックの吸着面側にパーティクル発生の主原因があった
ことを示している。
【００１５】セラミックス静電チャックの吸着面側にお
けるパーティクルの発生原因は、明確ではない。しか
し、静電チャックの吸着面は、通常は研削加工すること
によって平坦面とするが、この研削加工の際に微細な加
工屑が発生し、この加工屑が吸着面の微小な凹部内に残
留したり、あるいは吸着面に固着しているものと考えら
れる。
【００１６】本発明者は、この発見に基づき、静電チャ
ックの吸着面に対して種々の洗浄方法を実施した。この
結果、ラップ加工等によって吸着面が延性加工面を形成
するまで鏡面加工し、次いでこの吸着面に対して、高純
度洗浄剤中で洗浄用部材を接触させつつ洗浄し、次いで
純水中で超音波洗浄することによって、半導体ウエハー
の裏面に付着するパーティクルの個数を、８インチウエ
ハーの裏面当たり（３２４ｃｍ2 当たり）３０００個以
下（１ｃｍ2 当たり９．３個以下）、更には１０００個
以下（１ｃｍ2 当たり３．１個以下）にまで顕著に減少
させることに成功した。
【００１７】具体的には、セラミックス基材の吸着面
を、好ましくは中心線平均表面粗さＲａが０．０１μｍ
以下の水準になるまでラップ加工等によって鏡面加工す
ることによって、この吸着面が延性加工面となり、新た
なセラミックス粒子の脱離が生じない状態になる。この
状態では、延性加工面に直径０．１μｍ以下の小孔が残
っているが、直径０．１μｍを越える孔は実質的に存在
しない。あるいは延性加工面に存在する凹部の直径が
０．１μｍ以下である。これらの小孔の中にはセラミッ
クス粒子ないしその破片からなるパーティクルが収容さ
れることはなく、半導体ウエハーに付着することはな
い。
【００１８】なお、本発明において、延性加工面に存在
する凹部の直径が実質的に０．１μｍ以下であるとは、
あるいは直径０．１μｍを越える孔が実質的に存在しな
いとは、５０μｍ×７０μｍの寸法の範囲を、画像解析
によって１００視野観察したときに、直径０．１μｍを
越える孔の個数が５個以下であることを意味している。
つまり、セラミックス組織中に基本的に大きな孔は存在
していないことを意味しており、何らかの極めて局所的
な条件によって直径０．１μｍ以上の、あるいは０．１
μｍを越える孔が僅かに生成している場合を含む。
【００１９】しかし、この延性加工面を超音波洗浄した
後に、静電チャックによって半導体ウエハーを吸着した
場合にも、半導体ウエハーの表面に２５．０００個程度
のパーティクルを観測した。この原因は、おそらくセラ
ミックス基材から脱離したセラミックス粒子またはその
破片が、延性加工面の小孔以外の部分に固着しており、
この固着したパーティクルが超音波洗浄によっては除去
できないものと考えられる。
【００２０】このため、本発明者は、中心線平均表面粗
さが０．０１μｍ以下の延性加工面をラップ加工等によ
って形成した後に、高純度洗浄剤中でブラッシング洗浄
を行った。しかし、この場合にも、半導体ウエハーの表
面に２０．０００個程度のパーティクルを観測した。こ
の原因は、おそらくブラッシングによって吸着面から離
れた粒子が、ブラシの間や洗浄剤中に滞留し、再び吸着
面に付着しなおしたことによるものと考えられる。
【００２１】本発明者は、これらの発見に基づき、延性
加工面からなる吸着面に対して洗浄用部材を接触させつ
つ、高純度洗浄剤中で吸着面を洗浄した後に、更にこの
吸着面を高純度洗浄剤中で超音波洗浄してみた。この結
果、静電チャックとの接触後に半導体ウエハー裏面に付
着するパーティクルの個数を、８インチウエハー当たり
３０００個以下、更には１０００個以下の水準まで減少
させることに成功し、本発明に到達した。
【００２２】更に、本発明者は、吸着面をポリッシュ加
工してから、吸着面に対して洗浄用部材を接触させつ
つ、高純度洗浄剤中で吸着面を洗浄した後に、更にこの
吸着面を高純度洗浄剤中で超音波洗浄してみた。この結
果、静電チャックとの接触後に半導体ウエハー裏面に付
着するパーティクルの個数を、やはり大幅に減少させる
ことに成功した。
【００２３】本発明者は、この理由について検討した。
吸着面をポリッシュ加工することによって、好ましくは
Ｒａが０．０５μｍ以下となるまで加工した場合には、
前記したような延性加工面中の小孔はない。しかし、ポ
リッシュ加工の際の加工液のエッチング作用によって、
吸着面に露出する各セラミックス粒子に段差が生ずる。
これについて、図２の模式図を参照しつつ、説明する。
【００２４】吸着面１には、多数のセラミックス粒子２
Ａ、２Ｂ、２Ｃが露出している。ここで、各セラミック
ス粒子は、それぞれ結晶軸の方向が異なっているため
に、エッチング速度が異なっている。この結果、ポリッ
シュ処理後には、各粒子２Ａ、２Ｂ、２Ｃの間で段差が
発生し、各セラミックス粒子の粒界３が吸着面１に現れ
る。
【００２５】こうした構造の吸着面では、各セラミック
ス粒子２Ａ、２Ｂ、２Ｃの表面にパーティクルが付着し
ているが、このパーティクルは洗浄用部材との接触によ
って取り除かれる。つまり、各セラミックス粒子はそれ
ぞれ同等の表面積を有しているので、洗浄用部材と接触
しうる。
【００２６】この洗浄用部材のブラシ等の間に挟まった
パーティクルの一部は各セラミックス粒子２Ａ、２Ｂ、
２Ｃの表面に再び付着する。しかし、これらの再付着し
た粒子は、いったん洗浄用部材によって各セラミックス
粒子の表面から剥離しているので、付着力が小さく、次
の洗浄工程で容易に取り除けたものと思われる。なお、
この段差が０．５μｍを越えると洗浄用部材がセラミッ
ク粒子の表面に接触しにくくなり、パーティクルを取り
のぞくことが困難となる。さらに、段差が０．３μｍ以
下である場合の方が、一層好ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明において、ウエハー吸着装
置は、静電チャックが最も好ましいが、真空チャックに
も適用可能である。ウエハーとしては、高純度を必要と
する半導体ウエハーが最も好ましいが、鉄ウエハー、ア
ルミニウムウエハーに対しても適用可能である。
【００２８】静電チャックに対して本発明を適用する場
合、静電チャックの形態等は特に限定されない。しか
し、セラミックス基材内に埋設されるべき静電チャック
電極を、面状の金属バルク材とすることが好ましい。こ
こで、「面状の金属バルク材」とは、例えば、線体ある
いは板体等のバルク材を、一体の面状の成形体として成
形したものを言う。
【００２９】この場合には、静電チャック電極は、アル
ミナ粉末や窒化アルミニウム粉末等のセラミックス粉末
と同時に焼成するので、高融点金属で形成することが好
ましい。こうした高融点金属としては、タンタル，タン
グステン，モリブデン，白金，レニウム、ハフニウム及
びこれらの合金を例示できる。半導体汚染防止の観点か
ら、更に、タンタル、タングステン、モリブデン、白金
及びこれらの合金が好ましい。
【００３０】前記した面状のバルク材としては、次を例
示できる。 （１）薄板からなる、面状のバルク材。 （２）面状の電極の中に多数の小空間が形成されている
バルク材。これには、多数の小孔を有する板状体からな
るバルク材や、網状のバルク材を含む。多数の小孔を有
する板状体としては、パンチングメタルを例示できる。
ただし、バルク材が高融点金属からなり、かつパンチン
グメタルである場合には、高融点金属の硬度が高いの
で、高融点金属からなる板に多数の小孔をパンチによっ
て開けることは困難であり、加工コストも非常に高くな
る。この点、バルク材が金網である場合には、高融点金
属からなる線材が容易に入手でき、この線材を編組すれ
ば金網を製造できる。
【００３１】こうした金網のメッシュ形状、線径等は特
に限定しない。しかし、線径φ０．０３ｍｍ、１５０メ
ッシュ〜線径φ０．５ｍｍ、６メッシュにおいて、特に
問題なく使用できた。また、金網を構成する線材の幅方
向断面形状は、円形の他、楕円形、長方形等、種々の圧
延形状であってよい。ここで、１メッシュは１インチあ
たり１本という意味である。
【００３２】静電チャックを構成するセラミックス基材
中には、静電チャック電極の他に、抵抗発熱体、プラズ
マ発生用電極を埋設することができる。
【００３３】本発明の対象であるウエハー吸着装置を構
成するセラミックス基材としては、気孔率９５％以上の
アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素等を
例示でき、アルミナ、窒化アルミニウムが特に好まし
い。
【００３４】本発明のウエハー吸着装置において、吸着
面を加工する方法は、特に限定されない。好ましくは、
平均粒径１μｍ以下、更に好ましくは０．５μｍ以下の
ダイヤモンド等の高硬度材料の砥粒を使用したラップ加
工を採用できる。これによって、Ｒａが０．０１μｍ以
下の延性加工面を得ることができた。
【００３５】また、平均粒径２μｍ以下のシリカ、酸化
セリウム砥粒等を使用し、加工液としては中性あるい
は、アルカリ性水溶液を用いたポリッシュ加工を採用で
きる。これによって、Ｒａが０．０５μｍ以下の延性加
工面を得ることができた。また、ラップ加工とポリッシ
ュ加工を組合わせることもできる。
【００３６】高純度洗浄剤としては、比抵抗１６ＭΩ以
下、液中の微粒子数が１０個／ｍｌ以下の超純水が好ま
しいが、界面活性剤水溶液、アルカリ系洗剤も適用でき
る。また、高純度洗浄剤の温度は、室温〜８０℃の範囲
内とすることが特に好ましい。
【００３７】ウエハー吸着装置の吸着面を洗浄するため
の洗浄用部材としては、ブラッシング部材が特に好まし
い。ブラッシング部材のうち吸着面と直接に接触するブ
ラシの材質は、ポリウレタン樹脂、テフロン樹脂、ポリ
ビニルアルコール系の「ベルクリン（商標名）」（カネ
ボウ株式会社製）等が好ましい。
【００３８】超音波洗浄の周波数も特に限定されない
が、１００ｋＨｚ以上、１０００ｋＨｚ以下の周波数を
採用し、超音波出力を３．０〜６．０Ｗ／ｃｍ2 とする
ことによって、パーティクルの個数が特に減少する。
【００３９】
【実施例】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。 （静電チャックの製造）静電チャック電極としては、モ
リブデン製の金網を使用した。この金網は、直径φ０．
１２ｍｍのモリブデン線を、１インチ当たり５０本の密
度で編んだ金網を使用した。窒化アルミニウム粉末を一
軸加圧成形することによって、円盤形状の予備成形体を
製造し、この際、前記の金網を、予備成形体中に埋設し
た。
【００４０】この予備成形体を型内に設置し、カーボン
フォイル内に密封し、１９５０℃の温度、２００ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力および２時間の保持時間で、ホットプレス
法によって、この予備成形体を焼成し、焼結体を得た。
この焼結体の相対密度は、９８．０％以上であった。得
られた静電チャックの直径は２００ｍｍであり、厚さは
８ｍｍであった。なお、このホットプレス焼成によっ
て、残留気孔を効果的に減少させることができ、相対密
度が９９．８％以上の焼結体を得ることができる。
【００４１】（比較例１）前記静電チャックの吸着面を
ラップ加工した。まず、静電チャックを銅ケメット定盤
上に設置し、平均粒径６μｍのダイヤモンド砥粒を使用
してラップ加工し、更に平均粒径３μｍのダイヤモンド
砥粒を使用してラップ加工した。この加工面の中心線平
均表面粗さＲａを表面粗さ計で測定したところ、０．０
８０μｍであった。
【００４２】クラス１０００のクリーンルーム内にて、
この静電チャックを超純水中に浸漬し、７３０ｋＨｚの
周波数かつ３．７Ｗ／ｃｍ2 の超音波出力で、５分間、
２５℃で超音波洗浄した。次いで、静電チャックを、ク
リーンオーブン中で、１３０℃で熱風乾燥し、冷却し
た。
【００４３】大気中で、２００℃で、静電チャックの吸
着面にシリコンウエハーの鏡面側を吸着させ、次いで吸
着を解除させた。シリコンウエハーの鏡面側に付着して
いる粒径０．２μｍ以上のパーティクルの個数を、光散
乱方式のパーティクルカウンターを使用して測定した。
この結果、９４４００個であった。なお、図５は、光散
乱方式のパーティクルカウンターによって測定された、
パーティクルの分布を示す散乱図である。
【００４４】また、このシリコンウエハー上のパーティ
クルの元素分析を、エネルギー分散型分光分析装置によ
って行った。この結果を図１に示す。また、この吸着面
のセラミックス組織の走査型電子顕微鏡写真を、図３に
示す。図３から判るように、吸着面からは窒化アルミニ
ウム粒子の脱離が観測されている。これは、吸着面の加
工が、窒化アルミニウム粒子の脱離を伴う脆性加工であ
ることを示している。
【００４５】（比較例２）比較例１と同様にして、静電
チャックの吸着面をラップ加工した。同様にクラス１０
００のクリーンルーム内にてこの吸着面を、超純水中
で、ポリウレタン樹脂からなるロールブラシを使用し
て、５分間ブラッシング加工した。次いで、静電チャッ
クを、クリーンオーブン中で、１３０℃で熱風乾燥し、
冷却した。
【００４６】この静電チャックを使用し、比較例１と同
様にして、シリコンウエハーの鏡面側に付着しているパ
ーティクルの個数を測定した。この測定結果は、８０，
４００個であった。また、シリコンウエハー上のパーテ
ィクルの元素分析の結果や、吸着面のセラミックス組織
は、比較例１と同様であった。
【００４７】（比較例３）前記のようにして静電チャッ
クを製造した後、静電チャックを銅ケメット定盤上に設
置し、平均粒径６μｍのダイヤモンド砥粒を使用してラ
ップ加工し、更に平均粒径３μｍのダイヤモンド砥粒を
使用してラップ加工した。更に、静電チャックを純スズ
定盤上に設置し、平均粒径０．５μｍのダイヤモンド砥
粒を使用してラップ加工した。この加工面のＲａは、
０．００８μｍであった。
【００４８】クラス１０００のクリーンルーム内にてこ
の静電チャックを超純水中に浸漬し、７３０ｋＨｚの周
波数かつ３．７Ｗ／ｃｍ2 の超音波出力で、５分間、２
５℃で超音波洗浄した。次いで、静電チャックを、クリ
ーンオーブン中で、１３０℃で熱風乾燥し、冷却した。
【００４９】この静電チャックを使用し、比較例１と同
様にして、シリコンウエハーの鏡面側に付着しているパ
ーティクルの個数を測定した。この測定結果は、２４，
９００個であった。また、シリコンウエハー上のパーテ
ィクルの元素分析の結果は、比較例１と同様であった。
【００５０】（比較例４）前記のようにして静電チャッ
クを製造し、比較例３と同様にして、中心線平均表面粗
さＲａが０．００８μｍである加工面を有する静電チャ
ックを得た。クラス１０００のクリーンルーム内にてこ
の吸着面を、超純水中で、ポリウレタン樹脂からなるロ
ールブラシを使用して、５分間ブラッシング加工した。
次いで、静電チャックを、クリーンオーブン中で、１３
０℃で熱風乾燥し、冷却した。
【００５１】この静電チャックを使用し、比較例１と同
様にして、シリコンウエハーの鏡面側に付着しているパ
ーティクルの個数を測定した。この測定結果は、１９，
５００個であった。また、シリコンウエハー上のパーテ
ィクルの元素分析の結果は、比較例１と同様であった。
【００５２】（本発明例１）前記のようにして静電チャ
ックを製造した後、静電チャックを銅ケメット定盤上に
設置し、平均粒径６μｍのダイヤモンド砥粒を使用して
ラップ加工し、更に平均粒径３μｍのダイヤモンド砥粒
を使用してラップ加工した。更に、静電チャックを純ス
ズ定盤上に設置し、平均粒径０．５μｍのダイヤモンド
砥粒を使用してラップ加工した。この加工面のＲａは、
０．００８μｍであった。また、この延性加工面を画像
解析し、５０μｍ×７０μｍの範囲を１００視野観察し
ても、直径０．１μｍを越える孔は存在しなかった。
【００５３】クラス１０００のクリーンルーム内にてこ
の吸着面を、超純水中で、ポリウレタン樹脂からなるロ
ールブラシを使用して、５分間ブラッシング加工した。
次いで、この静電チャックを超純水中に浸漬し、７３０
ｋＨｚの周波数かつ３．７Ｗ／ｃｍ2 の超音波出力で、
５分間、２５℃で超音波洗浄した。次いで、静電チャッ
クを、クリーンオーブン中で、１３０℃で熱風乾燥し、
冷却した。
【００５４】この静電チャックを使用し、比較例１と同
様にして、シリコンウエハーの鏡面側に付着しているパ
ーティクルの個数を測定した。この測定結果は、７２０
個であった。このように、本発明に従うことによって、
比較例１に対して、シリコンウエハーの鏡面に対するパ
ーティクルの付着個数を、約９９％も減少させることに
成功した。なお、図６は、光散乱方式のパーティクルカ
ウンターによって測定された、パーティクルの分布を示
す散乱図である。
【００５５】この吸着面のセラミックス組織の走査型電
子顕微鏡写真を、図４に示す。図４から判るように、吸
着面からは窒化アルミニウム粒子の脱離が観測されず、
延性加工面となっている。また、この延性加工面におけ
る小孔の直径は、０．０７μｍ以下である。なお、この
小孔は、最終ラップ加工前に窒化アルミニウム粒子が脱
離した孔の底面近傍の部分であって、最終ラップ加工に
よってこの孔のサイズを小さくできたものである。
【００５６】（本発明例２）本発明例１と同様の実験を
行った。ただし、本発明例１において、超音波洗浄時の
周波数を２８ｋＨｚ、超音波出力０．８Ｗ／ｃｍ2 にし
た。また、同様に延性加工面には、直径０．１μｍを越
える孔は存在しなかった。この結果、シリコンウエハー
の鏡面側に付着しているパーティクルの個数は、２．９
００個であった。また、静電チャックの吸着面のセラミ
ックス組織の走査型電子顕微鏡写真は、本発明例１と同
様であった。
【００５７】（本発明例３）本発明例１と同様の実験を
行った。ただし、超音波洗浄時の超純水の温度を８０℃
とした。この結果、シリコンウエハーの鏡面側に付着し
ているパーティクルの個数は、６５０個であった。
【００５８】（本発明例４）本発明例１と同様にして実
験を行った。ただし、静電チャックの吸着面は、平均粒
径１．８μｍの酸化セリウム砥粒を日本エンギス（株）
製水性ルプリカント（商品名）に溶かして使用して、ポ
リシュ加工した。ポリッシュ加工後の吸着面のＲａは、
０．０３μｍであった。吸着面における各セラミックス
粒子の段差は０．３μｍ以下であった。なお、延性加工
面の小孔は存在しなかった。この結果、シリコンウエハ
ーの鏡面側に付着しているパーティクルの個数は、８６
０個であった。
【００５９】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によれば、セラミックス基材を備えるウエハー吸着装置
において、吸着面にウエハーを吸着した後にウエハー裏
面に付着するパーティクルの個数を、著しく減少させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリコンウエハー上のパーティクルの元素分析
の結果を示すグラフである。
【図２】ポリシッュ加工された吸着面１の形態を示す模
式図である。
【図３】比較例１における静電チャックの吸着面のセラ
ミックス組織の走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明例における静電チャックの吸着面のセラ
ミックス組織の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】比較例１において、光散乱方式のパーティクル
カウンターによって測定された、シリコンウエハーの鏡
面側でのパーティクルの分布を示す散乱図である。
【図６】本発明例１において、光散乱方式のパーティク
ルカウンターによって測定された、シリコンウエハーの
鏡面側でのパーティクルの分布を示す散乱図である。
【符号の説明】
１ 吸着面 ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ セラミックス粒子 ３
粒界
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１２月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】本発明の対象であるウエハー吸着装置を構
成するセラミックス基材としては、相対密度９５％以上
のアルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素等
を例示でき、アルミナ、窒化アルミニウムが特に好まし
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 孝治 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ウエハーを吸着面上に吸着して保持するた
    めのウエハー吸着装置であって、このウエハー吸着装置
    の基材がセラミックスからなり、前記吸着面が延性加工
    面からなり、この延性加工面に存在する凹部の直径が
    ０．１μｍ以下であり、前記ウエハーを前記吸着面に吸
    着した場合に、前記ウエハーに付着するパーティクルの
    個数が１ｃｍ2 当たり９．３個以下であることを特徴と
    する、ウエハー吸着装置。
  2. 【請求項２】前記吸着面の中心線平均表面粗さＲａが
    ０．０１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１記
    載のウエハー吸着装置。
  3. 【請求項３】前記セラミックスが窒化アルミニウム焼結
    体からなることを特徴とする、請求項１または２記載の
    ウエハー吸着装置。
  4. 【請求項４】ウエハーを吸着面上に吸着して保持するた
    めのウエハー吸着装置であって、このウエハー吸着装置
    の基材がセラミックスからなり、前記吸着面がエッチン
    グ処理された延性加工面からなり、前記吸着面に露出し
    ている各セラミックス粒子に段差が形成されており、こ
    の段差が０．５μｍ以下であり、前記ウエハーを吸着面
    に吸着した場合に、前記ウエハーに付着するパーティク
    ルの個数が１ｃｍ2 当たり９．３個以下であることを特
    徴とする、ウエハー吸着装置。
  5. 【請求項５】前記段差が０．３μｍ以下であることを特
    徴とする、請求項４記載のウエハー吸着装置。
  6. 【請求項６】前記吸着面の中心線平均表面粗さＲａが
    ０．０５μｍ以下であることを特徴とする、請求項４ま
    たは５記載のウエハー吸着装置。
  7. 【請求項７】前記セラミックスが窒化アルミニウム焼結
    体からなることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか
    一つの請求項に記載のウエハー吸着装置。
  8. 【請求項８】ウエハーを吸着面上に吸着して保持するた
    めのウエハー吸着装置であって、このウエハー吸着装置
    の基材がセラミックスからなるウエハー吸着装置を製造
    するのに際して、 延性加工面からなる前記吸着面に対して洗浄用部材を接
    触させつつ、高純度洗浄剤中で前記吸着面を洗浄し、次
    いでこの吸着面を高純度洗浄剤中で超音波洗浄すること
    を特徴とする、ウエハー吸着装置の製造方法。
  9. 【請求項９】前記洗浄用部材がブラッシング部材である
    ことを特徴とする、請求項８記載のウエハー吸着装置の
    製造方法。
  10. 【請求項１０】前記超音波洗浄を１００ｋＨｚ以上、１
    ０００ｋＨｚ以下の周波数および３．０Ｗ／ｃｍ2 〜
    ６．０Ｗ／ｃｍ2 の超音波出力で行うことを特徴とす
    る、請求項８または９記載のウエハー吸着装置の製造方
    法。
  11. 【請求項１１】前記セラミックスが、窒化アルミニウム
    焼結体であることを特徴とする、請求項８〜１０のいず
    れか一つの請求項に記載のウエハー吸着装置の製造方
    法。
  12. 【請求項１２】ウエハーを吸着面上に吸着して保持する
    ためのウエハー吸着装置であって、このウエハー吸着装
    置の基材がセラミックスからなるウエハー吸着装置を製
    造するのに際して、 中心線平均表面粗さＲａが０．０５μｍ以下である前記
    吸着面に対して洗浄用部材を接触させつつ、高純度洗浄
    剤中で前記吸着面を洗浄し、次いでこの吸着面を高純度
    洗浄剤中で超音波洗浄することを特徴とする、ウエハー
    吸着装置の製造方法。
  13. 【請求項１３】前記吸着面の前記中心線平均表面粗さＲ
    ａが０．０１μｍ以下であることを特徴とする、請求項
    １２記載のウエハー吸着装置の製造方法。
  14. 【請求項１４】前記セラミックスが、窒化アルミニウム
    焼結体であることを特徴とする、請求項１２または１３
    記載のウエハー吸着装置の製造方法。
  15. 【請求項１５】ウエハーを吸着面上に吸着して保持する
    ためのウエハー吸着装置であって、このウエハー吸着装
    置の基材がセラミックスからなり、前記吸着面が延性加
    工面からなり、この延性加工面の最大粗さＲｍａｘが
    ０．１μｍ以下であり、前記ウエハーを前記吸着面に吸
    着した場合に、前記ウエハーに付着するパーティクルの
    個数が１ｃｍ2 当たり９．３個以下であることを特徴と
    する、ウエハー吸着装置。
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