JPS62286247A - 静電チヤツク板及びその製造方法 - Google Patents
静電チヤツク板及びその製造方法Info
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- JPS62286247A JPS62286247A JP13050786A JP13050786A JPS62286247A JP S62286247 A JPS62286247 A JP S62286247A JP 13050786 A JP13050786 A JP 13050786A JP 13050786 A JP13050786 A JP 13050786A JP S62286247 A JPS62286247 A JP S62286247A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
(産業上の利用分野)
本発明は導電性材料或いは半電導性材料からなる試料を
電気的に吸着固定する静電チャック板に関する。
電気的に吸着固定する静電チャック板に関する。
(従来の技術)
LSI等の大集積回路チップはシリコンウェハー等の半
導体ウェハーにパターンニング等の各種微細加工を施す
ことで製造される。そしてこれら微細加工を行うにあた
ってはウェハーを平坦な面に確実に固定することが必要
となり、このため従来から機械式、吸引式及び電気式の
チャック板が利用されており、特に静電的にウェハーを
吸着固定する静電チャック板はウェハーの平坦度を維持
しつつ固定できるため広く用いられている。
導体ウェハーにパターンニング等の各種微細加工を施す
ことで製造される。そしてこれら微細加工を行うにあた
ってはウェハーを平坦な面に確実に固定することが必要
となり、このため従来から機械式、吸引式及び電気式の
チャック板が利用されており、特に静電的にウェハーを
吸着固定する静電チャック板はウェハーの平坦度を維持
しつつ固定できるため広く用いられている。
斯る静電チャック板としては特公昭80−59104号
或いは特公昭81−4811号に開示される構造となっ
ている。
或いは特公昭81−4811号に開示される構造となっ
ている。
特公昭80−59104号に開示される静電チャック板
は第5図に示すように、板状の電極(100)表面にア
ルミナ(A文203)を溶射して誘電層(101)を形
成し、この誘電層(101)上に載置したウェハー等の
試料(+02)に他方の電極(103)を接触せしめる
ようにしたものであり、また特公昭81−4811号に
開示される静電チャーIり板は第6図に示すように、複
数の板状電極(100)を絶縁性誘電層(101)内に
埋設することで、試料(102)に電極を接触させなく
ても吸着できるようにしている。
は第5図に示すように、板状の電極(100)表面にア
ルミナ(A文203)を溶射して誘電層(101)を形
成し、この誘電層(101)上に載置したウェハー等の
試料(+02)に他方の電極(103)を接触せしめる
ようにしたものであり、また特公昭81−4811号に
開示される静電チャーIり板は第6図に示すように、複
数の板状電極(100)を絶縁性誘電層(101)内に
埋設することで、試料(102)に電極を接触させなく
ても吸着できるようにしている。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで半導体ウェハー表面をエツチングする場合等、
数百℃の高温下で加工を行なうことがあある。一方、従
来の静電チャック板の電極(100)は比較的厚い金属
製板状をなしているため、室温から数百℃のヒートサイ
クルを繰り返すと、電極(100)内部の残留応力等に
より電極が次第に変形し、チャック板の平坦度を維持で
きなくなる。特に誘電層(101)表面の平坦度は数ル
以内に抑えることが必要とされており、電極(100)
の変形は従来の静電チャック板が抱える大きな問題であ
る。
数百℃の高温下で加工を行なうことがあある。一方、従
来の静電チャック板の電極(100)は比較的厚い金属
製板状をなしているため、室温から数百℃のヒートサイ
クルを繰り返すと、電極(100)内部の残留応力等に
より電極が次第に変形し、チャック板の平坦度を維持で
きなくなる。特に誘電層(101)表面の平坦度は数ル
以内に抑えることが必要とされており、電極(100)
の変形は従来の静電チャック板が抱える大きな問題であ
る。
(問題点を解決するための手段)
上記問題点を解決すべく本発明に係る静電チャック板は
、セラミックスにて基材を形成し、この基材表面に膜状
電極を形成し、この膜状電極を誘電層で覆うようにした
。
、セラミックスにて基材を形成し、この基材表面に膜状
電極を形成し、この膜状電極を誘電層で覆うようにした
。
(作用)
基材はセラミックスからなり、且つ電極は膜状であるた
め、室温から数百℃のヒートサイクルを繰りdしてもチ
ャック板の変形は生じない。
め、室温から数百℃のヒートサイクルを繰りdしてもチ
ャック板の変形は生じない。
(実施例)
以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
第1図は本発明に係る静電チャックの縦断面図、第2図
は第1図のA−A線断面図であり、チャック板は基材(
1)の上面に膜状内部電極(2)を形成し、基材(1)
に形成した孔(3)を介して外部に外部電極(4)を引
き出し、この外部電極(4)を電源(5)に接続し、ま
た内部電極(2)は絶縁性誘電層(6)にて覆われ、こ
の誘電層(8)上にウェハー等の導電性試料(7)が載
置され、この試料(7)に電源(5)に接続する電極(
8)が接触し、更に基材(1)内には冷却水を通す冷却
通路(9)が形成されている。
は第1図のA−A線断面図であり、チャック板は基材(
1)の上面に膜状内部電極(2)を形成し、基材(1)
に形成した孔(3)を介して外部に外部電極(4)を引
き出し、この外部電極(4)を電源(5)に接続し、ま
た内部電極(2)は絶縁性誘電層(6)にて覆われ、こ
の誘電層(8)上にウェハー等の導電性試料(7)が載
置され、この試料(7)に電源(5)に接続する電極(
8)が接触し、更に基材(1)内には冷却水を通す冷却
通路(9)が形成されている。
ここで、前記基材(1)はセラミックス材料からなり、
具体的にはA文203等の酸化物Si3N4、A文N等
の窒化物或いはSiC等の炭化物を用いる。そして、特
に熱伝導率が高く絶縁性に優れた窒化物又は炭化物を用
いれば、冷却通路(8)を設けた場合に誘電層(B)1
面の冷却極楽の白ト及び熱分布の均一化を図ることがで
きる。
具体的にはA文203等の酸化物Si3N4、A文N等
の窒化物或いはSiC等の炭化物を用いる。そして、特
に熱伝導率が高く絶縁性に優れた窒化物又は炭化物を用
いれば、冷却通路(8)を設けた場合に誘電層(B)1
面の冷却極楽の白ト及び熱分布の均一化を図ることがで
きる。
また、冷却通路(9)は基材(1)燃成時にキャスティ
ング(鋳込み)によって同時に形成される。
ング(鋳込み)によって同時に形成される。
このように本発明にあっては基材(1)をセラミックス
にて構成したため基材(1)中に直接冷却通路(9)を
形成することができ、基材を金属製とした従来のチャッ
ク板に比べ、冷却効果、均熱化及びコンパクト化の点で
有利である。
にて構成したため基材(1)中に直接冷却通路(9)を
形成することができ、基材を金属製とした従来のチャッ
ク板に比べ、冷却効果、均熱化及びコンパクト化の点で
有利である。
前記内部電極(2)はAg/Pd等からなり、基材(1
)表面にパターン化して形成されている。このようにパ
ターン化して形成するにはAg/Pd等の電極材料を含
むペーストをスクリーン印刷法によって基材(1)表面
にプリントした後に焼付けるか。
)表面にパターン化して形成されている。このようにパ
ターン化して形成するにはAg/Pd等の電極材料を含
むペーストをスクリーン印刷法によって基材(1)表面
にプリントした後に焼付けるか。
或いは電極面のエツチング等の厚膜技術を利用して行う
、尚、外部電極(4)についてはスルーホール技術を利
用し、基材(1)中を貫通して外部にその一部を引き出
す。
、尚、外部電極(4)についてはスルーホール技術を利
用し、基材(1)中を貫通して外部にその一部を引き出
す。
前記誘電層(6)はセラミックスからなる基材(1)表
面にセラミックス材料をプラズマ溶射等することで形成
される。ここで一般に溶射は、溶射材料よりも被溶射材
(基材)が硬度が小さくないと良好な密着性をもつ溶射
膜(誘電層)を形成しにくい、そこで本実施例にあって
はセラミックスを焼成することで基材(1)を形成した
後、基材(1)表面にサンドブラスト処理或いはエツチ
ング処理を施し、表面を粗くした後にセラミックス溶射
材を溶射するようにしている。尚、第3図は基材(1)
の表面粗さと密着強度との関係を示すグラフであり、こ
のグラフから明らかなように、基材(1)の表面粗度は
100〜300メツシユとすることが好ましい。
面にセラミックス材料をプラズマ溶射等することで形成
される。ここで一般に溶射は、溶射材料よりも被溶射材
(基材)が硬度が小さくないと良好な密着性をもつ溶射
膜(誘電層)を形成しにくい、そこで本実施例にあって
はセラミックスを焼成することで基材(1)を形成した
後、基材(1)表面にサンドブラスト処理或いはエツチ
ング処理を施し、表面を粗くした後にセラミックス溶射
材を溶射するようにしている。尚、第3図は基材(1)
の表面粗さと密着強度との関係を示すグラフであり、こ
のグラフから明らかなように、基材(1)の表面粗度は
100〜300メツシユとすることが好ましい。
また誘電層(6)を構成するセラミックス溶射材として
は、AM203粉のみとしてもよいが、A、1203粉
にTi0z粉、ZrO2粉、Si3N4粉或いはSiC
粉を混合したものを用いれば、誘電層(6)の絶縁抵抗
及び熱伝導率を高めることができる。
は、AM203粉のみとしてもよいが、A、1203粉
にTi0z粉、ZrO2粉、Si3N4粉或いはSiC
粉を混合したものを用いれば、誘電層(6)の絶縁抵抗
及び熱伝導率を高めることができる。
即ち、絶縁抵抗(R)は一般に次式で表わされる。
R;ρマi/S ρマ:体積抵抗率文 :絶縁
距離 S :絶縁面積 そして、誘電層(8)の面積(S)をたとえば78.5
cm′厚さく愛)は50 JA (5X 10+s
am)程度とし、絶縁抵抗(R)を1010Ω以上とす
るには体積抵抗率(ρマ)が2X1014Ω−cm以上
でなければならない、ここで溶射材料としての焼結アル
ミナの結晶構造はα型でありその体積抵抗率(ρマ)は
1014〜16Ω−cmであるのに対し、溶射後にあっ
ては結晶構造がγ、η型に近いものとなり、体積抵抗率
(ρマ)は1010Ω−cm程度まで低下する。
距離 S :絶縁面積 そして、誘電層(8)の面積(S)をたとえば78.5
cm′厚さく愛)は50 JA (5X 10+s
am)程度とし、絶縁抵抗(R)を1010Ω以上とす
るには体積抵抗率(ρマ)が2X1014Ω−cm以上
でなければならない、ここで溶射材料としての焼結アル
ミナの結晶構造はα型でありその体積抵抗率(ρマ)は
1014〜16Ω−cmであるのに対し、溶射後にあっ
ては結晶構造がγ、η型に近いものとなり、体積抵抗率
(ρマ)は1010Ω−cm程度まで低下する。
そこで、溶射材料としてAizO:+粉に対しSi:+
N+粉を15重量%程度混合したものを用いた結果、体
積抵抗率(ρマ)が10+6Ω−054台となった。特
にチャック板は200℃程度の高温下で使用され、斯る
高温下では体積抵抗率(ρマ)が1o2”3 程度低
下することを考慮すれば、溶射材としてSI3N4粉を
混合することは極めて有効である。
N+粉を15重量%程度混合したものを用いた結果、体
積抵抗率(ρマ)が10+6Ω−054台となった。特
にチャック板は200℃程度の高温下で使用され、斯る
高温下では体積抵抗率(ρマ)が1o2”3 程度低
下することを考慮すれば、溶射材としてSI3N4粉を
混合することは極めて有効である。
マタ、AizO3粉に対し、S、iC粉ヲ15重量%O
3のみを用いた場合の熱伝導率が0.03caJL 1
cm。
3のみを用いた場合の熱伝導率が0.03caJL 1
cm。
sec、”0であったのに対し、 0.05cal /
cs、Sec、 ’Cとなり、熱伝導率が大巾に改善さ
れる。このことは基材(1)を前記した冷却通路(8)
によって若しくは他の冷却手段で冷却する場合に冷却効
率が向上し、誘電層(8)上面の均熱化が図れ、試料(
7)の加工中品質管理の面で有効である。
cs、Sec、 ’Cとなり、熱伝導率が大巾に改善さ
れる。このことは基材(1)を前記した冷却通路(8)
によって若しくは他の冷却手段で冷却する場合に冷却効
率が向上し、誘電層(8)上面の均熱化が図れ、試料(
7)の加工中品質管理の面で有効である。
更にA文203粉に対し、Ti0z粉、Si3N4粉、
ZrO2粉或いはSiC粉を混合することで、誘電層(
6)の耐摩耗性が百Eする。
ZrO2粉或いはSiC粉を混合することで、誘電層(
6)の耐摩耗性が百Eする。
また、チャック板の製造方法を改良しても誘電層(8)
の絶縁抵抗(R)を高めることができる。つまり基材(
1)の温度を低温(200℃以下)のままで、基材(1
)表面に溶射を行って誘電層(6)を形成すると、誘電
! (8)を構成するA文203の結晶構造は前記した
如くγ型に近いものとなり、絶縁抵抗(R)が低下する
が、基材(1)を1000℃以と例えば1200℃に加
熱した状態で溶射を行うと、基材(1)表面に形成され
る誘電層(6)の構造はα型が主体となり、絶縁抵抗(
R)は低下せず誘電吸着力を高めることができる。
の絶縁抵抗(R)を高めることができる。つまり基材(
1)の温度を低温(200℃以下)のままで、基材(1
)表面に溶射を行って誘電層(6)を形成すると、誘電
! (8)を構成するA文203の結晶構造は前記した
如くγ型に近いものとなり、絶縁抵抗(R)が低下する
が、基材(1)を1000℃以と例えば1200℃に加
熱した状態で溶射を行うと、基材(1)表面に形成され
る誘電層(6)の構造はα型が主体となり、絶縁抵抗(
R)は低下せず誘電吸着力を高めることができる。
また、誘電層(6)を溶射によって形成する場合には誘
電層(6)表面の平滑度を高めるためガラス等の無機含
浸膜を形成するようにしてもよい。
電層(6)表面の平滑度を高めるためガラス等の無機含
浸膜を形成するようにしてもよい。
第4図は別実施例に係る静電チャック板の縦断面図であ
り、この実施例にあっては基材(1)の表面に内部電極
(2)を形成するにあたり、スクリーン印刷法或いはエ
ツチング等の厚膜技術によればパターン化できることを
利用して、基材(1)上に複数の内部電極(2)、 (
2)を形成し、これら内部電極(2)、 (2)を誘電
層(6)で覆い、試料(7)に電極を接触させずに静電
力で吸着し得るようにしたものである。
り、この実施例にあっては基材(1)の表面に内部電極
(2)を形成するにあたり、スクリーン印刷法或いはエ
ツチング等の厚膜技術によればパターン化できることを
利用して、基材(1)上に複数の内部電極(2)、 (
2)を形成し、これら内部電極(2)、 (2)を誘電
層(6)で覆い、試料(7)に電極を接触させずに静電
力で吸着し得るようにしたものである。
また、静電力(F)は−藉に次式で表わされる。
εO:真空誘電率
εS:比誘電率
S:誘電面積
■:電圧
d:誘電層の厚さ
ここで、εO2εS、Sはそれぞれ材質、構造で決まり
、電圧(v)を高くすることなく静電力(F)を高める
は誘電層の厚さを(d)を薄くすれば良いのであるが、
前述したスクリーン印刷或いは溶射では薄膜化に限度が
ある。そこでCV D (Che−mical Vap
our Deposition)又はP V D (P
hySic−atVapour DepoSition
)等の薄膜形成法により、内部電極(2)及び誘電層(
8)を形成してもよい。
、電圧(v)を高くすることなく静電力(F)を高める
は誘電層の厚さを(d)を薄くすれば良いのであるが、
前述したスクリーン印刷或いは溶射では薄膜化に限度が
ある。そこでCV D (Che−mical Vap
our Deposition)又はP V D (P
hySic−atVapour DepoSition
)等の薄膜形成法により、内部電極(2)及び誘電層(
8)を形成してもよい。
具体的には上記CVD又はPVDによって基材(1)上
にTiC,TiN等を0.5用以下形成し、これを内部
電極(2)とし、この内部型8ii(2)の上にA文2
0x 、Si3N4等の緻V:な絶縁性薄膜を10〜2
0μ形成し、これを誘電層(6)とすれば、静電力を大
巾に高めることが可能となる。
にTiC,TiN等を0.5用以下形成し、これを内部
電極(2)とし、この内部型8ii(2)の上にA文2
0x 、Si3N4等の緻V:な絶縁性薄膜を10〜2
0μ形成し、これを誘電層(6)とすれば、静電力を大
巾に高めることが可能となる。
(発明の効果)
以上に説明した如く本発明に係る静電チャック板は、セ
ラミックス基材の表面に膜状電極を形成したので、ヒー
トサイクルの繰り返りによってチャック板が変形するこ
となく、試料を載置する誘電層表面の平坦度を数ル以下
に維持することができ、長期の使用に耐える。
ラミックス基材の表面に膜状電極を形成したので、ヒー
トサイクルの繰り返りによってチャック板が変形するこ
となく、試料を載置する誘電層表面の平坦度を数ル以下
に維持することができ、長期の使用に耐える。
また、基材を構成するセラミックスをA文N、SiC等
の熱伝導率の高いものとすれば、冷却効率を高めること
ができ、電極をスクリーン印刷等の厚膜法にて形成すれ
ば電極のパターン化を容易になすことができ、誘電層を
構成する溶射材としてs i3N4 、S ic、Tr
oz又はZ r O2を添加すれば、静電力、熱伝導率
更には耐摩耗性を向上せしめることができ、また電極及
び誘電層をCVD、PVD等にて形成すれば静電力の向
上が図れ、更に基材表面に誘電層を溶射によって形成す
るにあたり、基材表面を粗面としておくことで誘電層の
密着強度を高めることができる等多くの効果を発揮する
。
の熱伝導率の高いものとすれば、冷却効率を高めること
ができ、電極をスクリーン印刷等の厚膜法にて形成すれ
ば電極のパターン化を容易になすことができ、誘電層を
構成する溶射材としてs i3N4 、S ic、Tr
oz又はZ r O2を添加すれば、静電力、熱伝導率
更には耐摩耗性を向上せしめることができ、また電極及
び誘電層をCVD、PVD等にて形成すれば静電力の向
上が図れ、更に基材表面に誘電層を溶射によって形成す
るにあたり、基材表面を粗面としておくことで誘電層の
密着強度を高めることができる等多くの効果を発揮する
。
第1図は本発明に係る静電チャック板の縦断面図、第2
図は第1図の入−A&1断面図、第3図は基材の表面粗
さと誘電層の密着強度との関係を示すグラフ、第4図は
別実施例に係る静電チャック板の縦断面図、第5図及び
第6図は従来の静電チャック板の縦断面図である。 尚、図面中(1)は基材、(2)は内部電極、(5)は
電源、(6)は誘電層、(7)は試料、(9)は冷却通
路である。 特 許 出願 人 東陶機器株式会社代理人
弁理士 下 1) 容一部間 弁理
士 大 橋 邦 金回 弁
理士 小 山 右同 弁理士
野 1) 茂第4図 第5図 第6図
図は第1図の入−A&1断面図、第3図は基材の表面粗
さと誘電層の密着強度との関係を示すグラフ、第4図は
別実施例に係る静電チャック板の縦断面図、第5図及び
第6図は従来の静電チャック板の縦断面図である。 尚、図面中(1)は基材、(2)は内部電極、(5)は
電源、(6)は誘電層、(7)は試料、(9)は冷却通
路である。 特 許 出願 人 東陶機器株式会社代理人
弁理士 下 1) 容一部間 弁理
士 大 橋 邦 金回 弁
理士 小 山 右同 弁理士
野 1) 茂第4図 第5図 第6図
Claims (6)
- (1)セラミックス製基材上面に膜状電極を形成し、こ
の膜状電極を絶縁性誘電層にて被覆したことを特徴とす
る静電チャック板。 - (2)前記基材を構成するセラミックスはAlN或いは
SiC等の熱伝導率が高いものとしたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の静電チャック板。 - (3)前記膜状電極はスクリーン印刷法或いはエッチン
グにより基材表面に形成されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の静電チャック板。 - (4)前記誘電層は溶射によって形成され、この溶射材
はAl_2O_3を主原料とし、これにSi_3N_4
、SiC、TiO_2又はZrO_2のうちの少なくと
も1つが混合されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の静電チャック板。 - (5)前記膜状電極及び誘電層はCVD或いはPVD等
の蒸着法により形成されることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の静電チャック板。 - (6)セラミックス材料を焼成することで基材を形成し
、この基材の一面にサンドブラスト或いはエッチング等
の表面処理を施して表面粗度を100〜300メッシュ
とし、次いで基材の一面に膜状電極を形成した後、この
膜状電極を覆うように基材の一面に絶縁性溶射材を溶射
して誘電層を形成するようにしたことを特徴とする静電
チャック板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61130507A JPH0727961B2 (ja) | 1986-06-05 | 1986-06-05 | 静電チャック板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61130507A JPH0727961B2 (ja) | 1986-06-05 | 1986-06-05 | 静電チャック板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62286247A true JPS62286247A (ja) | 1987-12-12 |
JPH0727961B2 JPH0727961B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=15035934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61130507A Expired - Fee Related JPH0727961B2 (ja) | 1986-06-05 | 1986-06-05 | 静電チャック板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0727961B2 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6411542U (ja) * | 1987-07-07 | 1989-01-20 | ||
JPH04300136A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-23 | Ngk Insulators Ltd | 静電チャック及びその製造方法 |
JPH04304941A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-28 | Ngk Insulators Ltd | ウエハー保持具の製造方法 |
JPH058140A (ja) * | 1990-12-28 | 1993-01-19 | Ngk Insulators Ltd | 静電チヤツク |
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CN117832036A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-05 | 无锡卓瓷科技有限公司 | 一种热熔铝电极层静电吸盘及制作工艺 |
WO2024176903A1 (ja) * | 2023-02-20 | 2024-08-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 複合部材、接合体、および、保持装置 |
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-
1986
- 1986-06-05 JP JP61130507A patent/JPH0727961B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0727961B2 (ja) | 1995-03-29 |
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