JPWO2019163757A1 - 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2018年2月20日に、日本に出願された特願2018−027750号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(i)表面粗さが0.05μm以下である。
(ii)平面度が20μm以下である。
(iii)保持面と交差する方向に延在する深さ1.0μm以上の凹部を有しない。
本発明の第二の態様においては、前記第1研削工程と、前記溝部を形成する工程により、前記碍子が挿入された貫通孔が研削され、前記第2研削工程では、前記碍子が挿入された貫通孔が研削されなくても良い。
本発明の第二の態様においては、前記仮載置台が、前記載置面の周囲に、筒状の碍子が挿入された厚さ方向に延びる管路を更に有し、前記管路は一端が焼結体の表面に露出せず、前記第1研削工程と前記溝部を形成する工程により、研削によって前記管路から溝部の底面に開口する貫通孔が形成されても良い。
図1は、本実施形態の静電チャック装置を示すXZ平面での概略断面図である。図2は、図1のαで示す領域を拡大した概略部分拡大図である。
図1に示す載置台11は、半導体ウエハ等の板状試料Wを載置する載置面11aが設けられている。載置台11は、吸着部材3と、冷却ベース5と、を備えている。
吸着部材3は、誘電体基板24と、電極層26と、を備えている。
静電チャック部14には、電極層26に通電する給電用端子27が配置されている。給電用端子27から電極層26に通電することにより、誘電体基板24の静電チャック部14は、静電吸着力を発現できる。給電用端子27の一端は、電極層26Aの下面に接続されている。一方、給電用端子27の他端は、外部電源(図示略)に電気的に接続されている。
本実施形態の保持部15は、載置面11aの周囲を囲むように、円環状に形成されている。
本実施形態の冷却ベース5は、吸着部材3の下面に接して設けられている。吸着部材3と冷却ベース5とは、例えばシリコーン系などの接着剤により接着されている。図1に示す冷却ベース5は、円盤状である。冷却ベース5には、複数の流路29が設けられている。
フォーカスリング12は、半導体製造プロセスにおけるプラズマエッチング等の処理工程において、板状試料Wと略同一の温度になるように制御される。
なおフォーカスリング12の、保持部と接触する部分(面)の表面粗さは任意に選択できるが、0.05μm以下であることが好ましく、0.01μm以下であることがより好ましい。また前記部分(面)の平面度は任意に選択できるが、20μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましい。
本実施形態の冷却手段13は、複数の碍子(硝子部材)32を備えている。複数の碍子32の内側は、それぞれガス流路20となっている。
上述の静電チャック装置10が得られる製造方法を、図3〜図5に基づいて説明する。
本実施形態の静電チャック装置10の製造方法は、第1研削工程と、溝部16を形成する工程と、第2研削工程と、を有する。第1研削工程、溝部16を形成する工程および第2研削工程以外の工程は、公知の静電チャック装置の製造方法で行われる工程を実施することができる。
なお第1研削工程の前には、仮載置台200の焼結体150の上主面は、段差がなく、平らな表面であってよい。例えば、第1研削工程を行うことにより、載置面11aの周囲を囲む、連続する1つの段差を形成することができる。前記段差は、載置面11aの側面と、平面視で円環状である、1つの底面(保持面)とを有することができる。あるいは、第1研削工程の前には、仮載置台200の焼結体150の上主面に、載置面が設けられていてもよい。
(ii)平面度が20μm以下である。
なお前記凹部の長さや幅は限定されず、深さの測定ができる値であればよい。
図6の溝部16は、例えば、管路125以外の管から供給される冷却ガスを流しても良い。冷却ガスを供給する管の例は特に限定されない。例えば、図2に記載されたような、筒状の硝子が挿入された、溝部の底面に開口する貫通孔などを、図6の静電チャック装置にも使用することが挙げられる。
例えば、厚さ方向に延び、碍子が挿入されている、一端が表面(研削表面)に露出していない複数の管路を含むものの、貫通孔は有しない、仮載置台200の焼結体150を用いても良い。このような仮載置台200を用いることで、研削工程によって貫通孔が形成され、図2のように管路と硝子の一端が溝部内の表面に露出しても良いし、あるいは、研削工程を行っても、図6のように管路と硝子が溝部内の表面で露出しなくても良い。前記仮載置台200中の一端が露出していない前記管路の高さや長さや位置を互いに変えることで、研削工程によって、貫通孔と管路の両方を含む、保持部が形成されても良い。
仮載置台200の焼結体150は、途中まで硝子が挿入されており、前記硝子が表面に露出していない、貫通孔を有しても良い。研削工程によって、図2のように貫通孔と硝子の一端が溝部内の表面に露出しても良いし、貫通孔のみが溝部内の表面に露出しても良い。
あるいは、表面に露出する貫通孔と露出しない管路の両方と、これらに挿入された硝子とを含む、仮載置台200を用いても良い。形成された静電チャック装置が前記のような貫通孔と管路の両方を含む場合、これらは互いに連通していてもよいし、連通していなくても良い。
本発明の一態様の静電チャック装置の製造方法に用いる仮載置台は、載置面の周囲の焼結体を平面視したとき、複数の碍子が載置面の周囲の焼結体の表面と平面的に重なっていればよい。このような仮載置台を用いて図1に示す静電チャック装置10を製造する場合、第1研削工程と第2研削工程との少なくとも一方において、焼結体150と共に複数の碍子32の一端を加工することができる。
JIS B 0601に準拠し、表面粗さ形状測定機(株式会社東京精密製、SURFCOM 1500SD3)を用いて、表面粗さを測定した。この測定において、溝部の幅方向の内側および外側の上面(保持面)の表面粗さについて、同心円周上で120°毎に3箇所ずつ計6箇所測定し、その平均値を採用した。
JIS B 6191に準拠し、三次元測定機(株式会社東京精密製、RVA800A)を用いて、平面度を測定した。この測定において、まず、溝部の幅方向の内側および外側の上面(保持面)の三次元座標について、同心円周上で45°毎に8箇所ずつ計16箇所測定した。次に、これらの測定値を用い、最小二乗法にて各測定点からの二乗の和が最小となる最小二乗平面を求めた。この最小二乗平面の上側に最も離れた点と下側に最も離れた点の長さの絶対値の和を採用した。
凹部の深さは、以下の方法で測定される表面プロファイルから求めた。表面プロファイルの測定は、三次元測定機(株式会社東京精密製、RVA800A)を用いた。溝部の幅方向の外側の上面(保持面)および内側の上面(保持面)の三次元座標について、測定した。具体的には、円周上で1°毎に360箇所ずつ計360箇所測定することで、表面プロファイルを得た。この表面プロファイルを用い、うねりの周期の60°の範囲内において、隣り合う山の頂点を結ぶ接線から谷に向かって垂線を下すとき、接線から谷までの距離を凹部の深さとした。表面プロファイルは、図7と8に示した。60°の範囲内において、隣り合う山がない場合は、なしと判断した。同心円周上で位置を変えて複数回測定し、位置を変えても、類似の結果が得られることを確認した。
静電チャック装置をプラズマエッチング装置に搭載し、静電チャック装置の載置面に直径350mmのシリコンウエハ(リング状試料)を、直流2.5kVの印加電圧で吸着固定した。この際、ガス孔よりHeガスを6.66kPaの圧力にて導入し、真空中(<0.5Pa)の条件で、Heガスのリーク量を測定し、評価した。
また、Heガスのリーク量が1sccmを超えるものを不良品とし、「×」(不可)とした。
[実施例1]
載置台の載置面となる部分の周囲に、複数の貫通孔が設けられた、焼結体(φ350mm、Al2O3−SiC製)を用意した。この焼結体と、焼結体の貫通孔と平面的に重なる位置に複数の貫通孔が設けられた冷却ベース(アルミニウム製)と、をシリコーン系接着剤を介して、積層した。この積層体を100℃で5時間加熱することにより、焼結体と、冷却ベースと、を接着した。
なお前記焼結体と前記冷却ベースは、同じ直径を有する円筒型のものを用いた。
第1研削加工および第2研削加工における砥石周速度を100m/sとしたこと以外は、実施例1と同様に行った。
第1研削加工および第2研削加工における砥石周速度を110m/sとしたこと以外は、実施例1と同様に行った。
第1砥石および第2砥石として炭化珪素砥石600番を用いたこと以外は、実施例2と同様に行った。
第2研削工程を行わなかったこと以外は、実施例1と同様に行った。
第2研削工程を行わなかったこと以外は、実施例3と同様に行った。
(i)表面粗さが0.05μm以下である。
(ii)平面度が20μm以下である。
(iii)フォーカスリングの周方向と交差する方向に延在する深さ1.0μm以上の凹部を有しない。
5 冷却ベース
10,110…静電チャック装置
11…載置台
11a…載置面
12…フォーカスリング
13…冷却手段
14 静電チャック部
15…保持部
15a,151a…上面(保持面)
16…溝部
16a…底面
17 シールバンド
17A シールバンド(外側)
17B シールバンド(内側)
20 ガス流路
21 ガス穴
22 冷却ガス供給源
23 圧力制御バルブ
24 誘電体基板
25…貫通孔
26 電極層
26A 静電チャック部に配置された電極層
26B 保持部に配置された電極層
27 給電用端子
28 絶縁碍子
29 流路
30…凹部
32,132…碍子
120 管路の内部空間
125…管路
150…焼結体
150a…表面 200…仮載置台
W…板状試料
α 領域
G1 第1砥石
G2 第2砥石
Claims (6)
- 板状試料を載置する載置面が設けられた載置台と、
円環状のフォーカスリングと、
前記フォーカスリングを冷却する冷却手段と、を備え、
前記載置台は、前記載置面の周囲を囲んで設けられた保持部を有し、
前記保持部には、
前記載置面の周囲を囲む円環状の溝部と、
前記溝部の底面に開口する貫通孔と、が設けられ、
前記貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、
前記保持部において、前記溝部の幅方向両側にある保持部の上面は、前記フォーカスリングと接触し前記フォーカスリングを保持する保持面であり、
前記保持面は、下記条件(i)〜(iii)を満たす静電チャック装置。
(i)表面粗さが0.05μm以下である。
(ii)平面度が20μm以下である。
(iii)前記保持面と交差する方向に延在する深さ1.0μm以上の凹部を有しない。 - 前記保持部には、
前記溝部と、
前記貫通孔と、
前記保持部の厚さ方向に延びる、管路と、
が設けられ、
前記溝部の底面と、前記管路とが平面的に重なっており、
前記管路には、筒状の碍子が挿入されている、
請求項1に記載の静電チャック装置。 - 請求項1または2に記載の静電チャック装置を製造する方法であって、
板状試料を載置する載置面と、
前記載置面の周囲にある貫通孔と、
が設けられた焼結体と、
前記貫通孔に挿入された筒状の碍子と、
を有する、仮載置台を用意する工程と、
前記載置面の周囲の前記焼結体の表面を円環状に研削する第1研削工程と、
前記焼結体を掘り下げて、前記載置面の周囲を囲む溝部を形成する工程と、
前記溝部の幅方向両側の上面を再度研削する第2研削工程と、
を有する静電チャック装置の製造方法。 - 前記第2研削工程において、砥石の回転軸方向の長さが前記溝部の幅方向の長さよりも長い砥石を用いる、請求項3に記載の静電チャック装置の製造方法。
- 前記第1研削工程と、前記溝部を形成する工程により、前記碍子が挿入された貫通孔が研削され、
前記第2研削工程では、前記碍子が挿入された貫通孔が研削されない、
請求項3の静電チャック装置の製造方法。 - 前記仮載置台が、前記載置面の周囲に、筒状の碍子が挿入された厚さ方向に延びる管路を、更に有し、
前記管路は一端が焼結体の表面に露出せず、
前記第1研削工程と前記溝部を形成する工程により、研削により、前記管路から、前記溝部の底面に開口する貫通孔が形成される、
請求項3の静電チャック装置の製造方法。
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