JPH10261697A - 静電チャック - Google Patents

静電チャック

Info

Publication number
JPH10261697A
JPH10261697A JP6630997A JP6630997A JPH10261697A JP H10261697 A JPH10261697 A JP H10261697A JP 6630997 A JP6630997 A JP 6630997A JP 6630997 A JP6630997 A JP 6630997A JP H10261697 A JPH10261697 A JP H10261697A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electrostatic chuck
insulating layer
spraying
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6630997A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsugumoto Ikeda
貢基 池田
Moriyoshi Kanamaru
守賀 金丸
Atsushi Hisamoto
淳 久本
Narimasa Sugiyama
成正 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINKO KOBELCO TOOL KK
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
SHINKO KOBELCO TOOL KK
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHINKO KOBELCO TOOL KK, Kobe Steel Ltd filed Critical SHINKO KOBELCO TOOL KK
Priority to JP6630997A priority Critical patent/JPH10261697A/ja
Publication of JPH10261697A publication Critical patent/JPH10261697A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Jigs For Machine Tools (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した吸着力が得られ、重金属汚染の恐れ
がなく、高温度域でも使用することができる静電チャッ
クを提供する。 【解決手段】 絶縁性板状体に電極を有する静電チャッ
クにおいて、板状セラミックス焼結体の片面側を吸着面
とし、他面側に電極を介装して絶縁材料の溶射による絶
縁層を形成する。上記絶縁層には、絶縁耐圧を高める上
で封孔処理を施すことが望ましく、また前記セラミック
ス焼結体と前記電極の間には、前記セラミックス焼結体
や前記絶縁層と同一または異なる絶縁材料が溶射された
中間層を形成することが密着性を高める上で好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は静電チャックに関
し、詳細には半導体製造装置等において、半導体ウェハ
等の被吸着物を静電気力により吸着固定する静電チャッ
クに関するものである。
【0002】
【従来の技術】静電チャックの基本構成は、図1に示す
様に、外部から電流を供給する給電部3を設けた導電性
の電極2とこれを完全に被覆する絶縁体1からなる。従
って、上記電極2に電圧を印加すると、半導体ウェハ等
の被吸着物との間に電位差を生じ、絶縁体1と被吸着物
との間に発生する静電気力によって、上記被吸着物を絶
縁体1の吸着面に保持することができるものである。
尚、静電チャックは半導体ウェハ等の被吸着物を吸着・
固定する機能に加えて、ウェハ等の被吸着物を効率的に
冷却又は加熱することを目的として、静電チャックの吸
着面にガスを導入するための貫通孔9が設けられてい
る。
【0003】上記静電チャックは半導体製造装置の真空
チャンバ内に設置され、SiCl4,SiH2 Cl2
PCl3 ,BCl3 ,HCl,Cl2 ,CF4 ,C2
6 ,C48 ,NF3 ,O2 のような腐食性のガスが導
入されたり、さらにはF系ガスやCl系ガスのプラズマ
も形成される厳しい腐食環境下に設置されるため、静電
チャック全体に亘って高い耐食性が要求される。更に、
静電チャックにはウェハ等を重金属等で汚染することが
ないよう素材に重金属元素を含まないことも要求され
る。
【0004】電極を絶縁体で被覆して静電チャックを構
成する方法としては、電極金属に陽極酸化処理を施す方
法や、CVD等の気相合成法を用いて電極に絶縁性膜を
被覆する方法が知られているが、絶縁体の厚さを大きく
することが困難であり、絶縁耐圧が不十分であった。
【0005】また、電極にセラミックス等を溶射する方
法(特公昭60−59104号)や、セラミックスのグ
リーンシートと電極を積層・成形して一体で焼成する方
法(特公平6−97675号)などが提案されている。
但し、前者の溶射による方法を用いる場合であっても、
溶射膜に気孔が存在するため絶縁耐圧が不十分である。
尚、上記溶射膜に封孔処理を施すことにより絶縁耐圧を
向上させることはできるが、この場合には、封孔材が腐
食性ガスにより選択的に損傷を受けたり、封孔材が重金
属汚染源になるという新たな問題が生じる。そこで、従
来はセラミックスと電極を一体で焼成する方法が用いら
れてきた。しかしながら、この方法では焼成時にセラミ
ックス及び電極が変形しやすく、絶縁体の吸着面と、そ
の反対側に設けられた電極との距離が均一にならず、同
一の静電チャックであっても吸着面の位置によって吸着
力がばらついたり、或いは静電チャックが異なると吸着
力にバラツキが生じる原因となっている。
【0006】そこで、絶縁体表面と電極面の距離を均一
にし、安定した吸着力を得る方法として図2に示すよう
な、絶縁体を予め厚みの均一な板状に加工し、これを電
極及び他の絶縁体と接合する種々の方法が提案されてい
る(例えば、実開昭60−96832号,実開平4−1
33443号,特開平4−300136号等)。これら
の方法で用いられている接合剤としては、有機系の接着
剤の他、セラミックスを主成分とする接着剤や、Tiを
含む金ろう等の導電性接着剤といった無機系の接合剤が
用いられている。
【0007】しかしながら、接合剤を用いる方法でも、
以下のような問題を有している。即ち、有機系の接着剤
を用いた場合には、接合部から露出した接着剤が著しく
損傷し、静電チャックの寿命が短くなると共に、接着剤
の耐熱温度が100〜250℃と一般に低いことから、
高温下では使用できない。一方、前記無機系接着剤は耐
熱性に優れるものの、セラミックスを主成分とする接着
剤であっても結合剤や硬化剤としてアルカリ金属を含む
ことから、金属成分によりウェハが汚染される恐れがあ
る。従って、腐食性ガスまたはプラズマにより著しく損
傷する恐れのある部位に無機系接着剤を用いることは好
ましくない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、安定した吸着力が得ら
れ、重金属汚染の恐れがなく、高温度域でも使用するこ
とができる静電チャックの提供を目的とするものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明とは、絶縁性板状体に電極を有する静電チャックであ
って、板状セラミックス焼結体の片面側を吸着面とし、
他面側に電極を介装して絶縁材料の溶射による絶縁層が
形成されてなることを要旨とするものであり、前記絶縁
材料が溶射により形成された上記絶縁層には、絶縁耐圧
を高める上で、封孔処理を施すことが望ましい。
【0010】また前記セラミックス焼結体と、前記電極
の間には、前記セラミックス焼結体や前記絶縁層と同一
または異なる絶縁材料が溶射された中間層を形成するこ
とが密着性を高める上で好ましく、前記セラミックス焼
結体,前記絶縁層,前記中間層は、熱膨張率が同程度で
あることが望ましい。更に、前記電極を溶射によって形
成すれば、製造工程を簡略化でき好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明者らは、吸着力が安定し、
高温でも使用可能な静電チャックの構造について鋭意研
究を重ねた結果、予め焼結したセラミックス板を用い、
片面側を吸着面とし、他面側に形成した電極の露出部分
に絶縁材料を溶射することによって被覆する方法が非常
に有効であることを見出し、本発明に想到した。
【0012】図3は、本発明に係る静電チャックの代表
例を示す概略断面説明図である。セラミックス板5の上
面側は吸着面7であり、その反対側の面には電極2が設
けられ、更にこれを被覆する溶射材からなる絶縁層8が
形成されている。また電極2には外部に通電するための
給電部3が設けられており、この給電部3を通じて電極
とウェハ6の間に電源より電圧を印加することによって
半導体ウェハ6等の被吸着物を吸着面7上に吸着するこ
とができる。
【0013】静電チャックの吸着力は、絶縁体の誘電
率,吸着面と電極の間の距離,及び電極に印加される電
圧に依存するが、実用上妥当な電圧で十分な吸着力を得
るためには、吸着面と電極の間の距離は、絶縁性が保た
れる範囲内でできる限り小さいことが望ましい。例え
ば、比誘電率が10であるAl23 を絶縁体とした場
合、吸着面と電極の間の距離は0.1〜0.5mmの範
囲が適当である。さらに、吸着力の安定及び絶縁耐圧の
確保の観点から、吸着面と電極の間の距離は吸着面内に
おいてバラツキができるだけ小さいことが望ましい。
【0014】そこで、吸着面と電極間の距離を小さく
(望ましくは0.5mm以下)かつバラツキを小さく保
つ為、予め円盤状に焼結されたセラミックス板を所定の
厚みに加工して、その片面側を吸着面とした。さらに、
上記吸着面と反対側の面に電極を形成した後、これを覆
う絶縁層を接着剤を用いて接合するのではなく、溶射に
より形成した。従って金属元素による汚染の恐れがな
く、しかも高温まで使用可能となる。
【0015】尚、溶射によって形成された絶縁層は一般
に気孔を有し、焼結されたセラミックスに比べ絶縁耐圧
が小さいことが知られている。但し、本発明の溶射層は
吸着面側に形成するものではないため、厚みを比較的大
きく(1〜2mm程度)することができるので、十分使
用に耐える。
【0016】形状を整えることを目的として、溶射した
絶縁層をさらに加工することも考えられるが、この場合
には、気孔内に異物が混入し容易に除去できなくなる等
の恐れがあるため、封孔処理を施すことが望ましい。封
孔処理を施すことにより絶縁耐圧は更に向上する。
【0017】セラミックス板の材質としては、Al2
3 の他にAlN,SiC,SiN,BN等のセラミック
スを用いることができ、或いはこれらのセラミックスに
添加剤を加えたものを用いてもよい。また溶射する絶縁
材料としては、セラミックス板と同一の材料を用いるこ
とが望ましく、セラミックス板と異なる材料の場合には
熱膨張係数の差ができるだけ小さい材料を選択すること
が好ましい。
【0018】セラミックス板と電極との密着力の向上を
図ることを目的として、図4に示す様に、セラミックス
板の上記吸着面7と反対側の面に溶射による中間層10
を形成した後、電極2を形成することが推奨される。熱
膨張係数の差による熱応力や機械的強度の観点から、前
記セラミックス板,前記絶縁層,前記中間層は同一の材
質であることが望ましく、異なる材質のものを用いる場
合には熱膨張率が同程度である材料を用いることが好ま
しい。
【0019】本発明は電極の材質を限定するものではな
く、WやMo等の公知の材料を用いれば良く、さらに電
極も溶射により形成すれば、製造工程を簡略化できコス
トを低減することができる。
【0020】本発明の静電チャックを製造するにあたっ
ては、板状のセラミックス焼結体の片面側を吸着面と
し、他面側に電極を形成し、該電極に絶縁材料を溶射し
て被覆することにより絶縁層を形成すれば良いが、セラ
ミックス板を予め焼成する工程と、前記セラミックス板
を所定の寸法に機械加工する工程と、前記セラミックス
板に所定の形状をもつ電極を形成する工程と、前記電極
を被覆する絶縁層を溶射によって形成する工程により構
成することができる。
【0021】また前記セラミックス板の吸着面の反対側
の面の少なくとも一部に溶射によって中間層を設ける工
程を経た後、前記セラミックス板の吸着面の反対側の面
に所定の形状をもつ電極を形成する工程と、前記電極を
被覆する絶縁層を溶射によって形成する工程を設けても
良い。
【0022】また、溶射によって絶縁層を形成した後、
さらに絶縁性板状体を所定の厚みに加工する工程や、溶
射によって絶縁層を形成した後、更に吸着面と概ね垂直
方向に絶縁性板状体と前記絶縁層を貫通する孔を加工す
る工程を含んでも良い。
【0023】前述の通り、本発明によれば、吸着面と電
極の間の距離は一定となり、吸着力が安定する。さらに
接合剤を使用しないために、ウェハの重金属汚染の恐れ
がなく高温での使用も可能である。
【0024】以下、本発明を実施例によって更に詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもの
ではなく、前・後記の主旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲内に含まれるものである。
【0025】
【実施例】実施例1 セラミックス板5としては、Al23 焼結体製の直径
200mmの円板を用い、予め研磨により厚み0.5m
m、平面度10μm以下に加工した後、その片面のうち
円板周縁部(幅1.5mm)及び予めその位置が決めら
れた静電チャックを貫通する穴の周縁部(幅1.5m
m)を除いてW電極2を蒸着した。次に、セラミックス
板5のW電極2を蒸着した面のうち電極にケーブルを取
り付ける部分を除く全面に、Al23 を溶射し、厚さ
1mmの絶縁層8を設けた。最後に静電チャックを貫通
する穴を加工し、絶縁層側から電極に給電するケーブル
を取り付けた。本実施例の構成は図3に相当する。この
様にして得られた静電チャックは、吸着力が安定し、5
00℃で連続使用しても、性能の低下は見られなかっ
た。
【0026】実施例2 セラミックス板5としては、Al23 焼結体製の直径
200mmの円板を用い、予め研磨により厚み0.5m
m、平面度10μm以下に加工した後、その片面のうち
円板周縁部(幅1.5mm)及び予めその位置が決めら
れた静電チャックを貫通する穴の周縁部(幅1.5m
m)を除いてAl23 からなる中間層10(厚み50
μm)とMo電極2(厚み50μm)を順次溶射した。
次に、セラミックス板5のMo電極2を溶射した面のう
ち電極にケーブルを取り付ける部分を除く全面に、Al
Nを溶射し、厚さ1mmの絶縁層8を設けた。さらに絶
縁層8にはシリカガラスを用い封孔処理を施した。最後
に静電チャックを貫通する穴を加工し、絶縁層側から電
極に給電するケーブルを取り付けた。本実施例の構成は
図4に相当する。この様にして得られた静電チャック
は、吸着力が安定し、500℃で連続使用しても、性能
の低下は見られなかった。
【0027】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、安定した吸着力が得られ、重金属汚染の恐れがな
く、高温度域でも使用することができる静電チャックが
提供できることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】静電チャックの基本構成を示す断面説明図であ
る。
【図2】接合剤を使用した従来の静電チャックを示す説
明図である。
【図3】本発明に係る静電チャックの代表例を示す断面
説明図である。
【図4】本発明に係る静電チャックの他の例を示す断面
説明図である。
【符号の説明】
1 絶縁体 2 電極 3 給電部 4 接合剤 5 セラミックス板 6 ウェハ 7 吸着面 8 絶縁層 9 貫通孔 10 中間層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久本 淳 神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 杉山 成正 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179−1 神鋼コベルコツール株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性板状体に電極を有する静電チャッ
    クであって、 板状セラミックス焼結体の片面側を吸着面とし、他面側
    に電極を介装して絶縁材料の溶射による絶縁層が形成さ
    れてなることを特徴とする静電チャック。
  2. 【請求項2】 前記絶縁層に封孔処理が施されてなる請
    求項1に記載の静電チャック。
  3. 【請求項3】 前記セラミックス焼結体と、前記電極の
    間に、前記セラミックス焼結体や前記絶縁層と同一また
    は異なる絶縁材料が溶射された中間層が形成されてなる
    請求項1または2に記載の静電チャック。
  4. 【請求項4】 前記セラミックス焼結体,前記絶縁層,
    前記中間層の熱膨張率が同程度である請求項1〜3のい
    ずれかに記載の静電チャック。
  5. 【請求項5】 前記電極が溶射によって形成されたもの
    である請求項1〜4のいずれかに記載の静電チャック。
JP6630997A 1997-03-19 1997-03-19 静電チャック Withdrawn JPH10261697A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6630997A JPH10261697A (ja) 1997-03-19 1997-03-19 静電チャック

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6630997A JPH10261697A (ja) 1997-03-19 1997-03-19 静電チャック

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10261697A true JPH10261697A (ja) 1998-09-29

Family

ID=13312097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6630997A Withdrawn JPH10261697A (ja) 1997-03-19 1997-03-19 静電チャック

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10261697A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001054188A1 (fr) * 2000-01-21 2001-07-26 Tocalo Co., Ltd. Element support electrostatique et procede de production associe
KR20020064508A (ko) * 2001-02-02 2002-08-09 삼성전자 주식회사 정전 척
US7468880B2 (en) 2005-05-24 2008-12-23 Toto Ltd. Electrostatic chuck
US7672111B2 (en) 2006-09-22 2010-03-02 Toto Ltd. Electrostatic chuck and method for manufacturing same
CN113228495A (zh) * 2018-12-27 2021-08-06 株式会社巴川制纸所 静电卡盘装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001054188A1 (fr) * 2000-01-21 2001-07-26 Tocalo Co., Ltd. Element support electrostatique et procede de production associe
JP2001203258A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Tocalo Co Ltd 静電チャック部材およびその製造方法
US6771483B2 (en) 2000-01-21 2004-08-03 Tocalo Co., Ltd. Electrostatic chuck member and method of producing the same
KR20020064508A (ko) * 2001-02-02 2002-08-09 삼성전자 주식회사 정전 척
US7468880B2 (en) 2005-05-24 2008-12-23 Toto Ltd. Electrostatic chuck
US7760484B2 (en) 2005-05-24 2010-07-20 Toto Ltd. Electrostatic chuck
US7672111B2 (en) 2006-09-22 2010-03-02 Toto Ltd. Electrostatic chuck and method for manufacturing same
CN113228495A (zh) * 2018-12-27 2021-08-06 株式会社巴川制纸所 静电卡盘装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0493089B1 (en) Wafer heating apparatus and method for producing the same
TWI785727B (zh) 用於高溫處理之具有金屬結合背板的靜電定位盤組件
TWI518841B (zh) Electrostatic sucker
US9466518B2 (en) Electrostatic chuck device
JP5236927B2 (ja) 耐腐食性積層セラミックス部材
JP3699349B2 (ja) ウエハー吸着加熱装置
JP2001203258A (ja) 静電チャック部材およびその製造方法
KR20150094685A (ko) 금속 본딩된 보호 층을 갖는 기판 지지 조립체
JP2005228973A (ja) 溶射部材、電極、およびプラズマ処理装置
TWI336504B (ja)
JPH0513558A (ja) ウエハー加熱装置及びその製造方法
CN104241183A (zh) 静电吸盘的制造方法,静电吸盘及等离子体处理装置
JP4811790B2 (ja) 静電チャック
JP4712836B2 (ja) 耐腐食性積層セラミックス部材
JPH10261697A (ja) 静電チャック
US20070274021A1 (en) Electrostatic chuck apparatus
JP2008300374A (ja) 静電吸着装置
JP2000021962A (ja) 静電吸着装置
JP3662909B2 (ja) ウエハー吸着加熱装置及びウエハー吸着装置
JP4879771B2 (ja) 静電チャック
JP2023160287A (ja) 静電チャック装置
JPH10144778A (ja) 静電チャック
JP4890428B2 (ja) 静電チャック
JP2007194393A (ja) 静電チャック
JP6971346B2 (ja) 熱遮蔽効果を有するセラミック製ヒーターとセラミック製ヒーター付き静電チャックおよびそれらの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040601