WO2001054188A1 - Element support electrostatique et procede de production associe - Google Patents

Element support electrostatique et procede de production associe Download PDF

Info

Publication number
WO2001054188A1
WO2001054188A1 PCT/JP2001/000270 JP0100270W WO0154188A1 WO 2001054188 A1 WO2001054188 A1 WO 2001054188A1 JP 0100270 W JP0100270 W JP 0100270W WO 0154188 A1 WO0154188 A1 WO 0154188A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating layer
layer
electrostatic chuck
sprayed
chuck member
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/000270
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshio Harada
Junichi Takeuchi
Kenichiro Togoe
Original Assignee
Tocalo Co., 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 Tocalo Co., Ltd. filed Critical Tocalo Co., Ltd.
Priority to EP01901396A priority Critical patent/EP1258918B1/en
Priority to DE60136793T priority patent/DE60136793D1/de
Priority to US10/169,755 priority patent/US6771483B2/en
Publication of WO2001054188A1 publication Critical patent/WO2001054188A1/ja

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/68—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 for positioning, orientation or alignment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • B23Q3/154—Stationary devices
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/6831—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 for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic chuck member used when a conductive member, a semiconductive member, an insulating member, and the like are attracted and held by static electricity, and a method of manufacturing the same.
  • vacuum chucks and mechanical chucks have been used to transport and suction-fix substrates as a method of responding to such demands.
  • vacuum chucks are processed under vacuum, the pressure difference cannot be increased and the suction power is weak, and even if suction can be performed, the suction part is localized.
  • the substrate was distorted.
  • gas cooling was not possible due to the high temperature of the wafer processing, so there was an inconvenience that it could not be applied to recent high-performance semiconductor manufacturing processes.
  • the equipment becomes complicated and maintenance and inspection take time. The disadvantage was that
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-8089 discloses an example in which a sintered body of a mixture of aluminum nitride powder and titanium nitride powder or a thermal spray coating is used as a high insulating material.
  • Japanese Patent Publication No. 6-302677 discloses a method in which a surface of a highly insulating material is coated with titanium oxide, then aluminum is coated thereon, and a Si + SiC plate is brought into contact therewith.
  • Japanese Patent Publication No. 6-36583 discloses an example of using aluminum oxide as a high insulator.
  • JP-A-5-235152 and JP-A-6-8089 disclose the use of aluminum oxide, aluminum nitride, zinc oxide, quartz, boron nitride, sialon and the like as high insulators. I have.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-64663 discloses a method of forming a conductive coating on a part of an insulating layer in order to quickly remove a silicon wafer.
  • JP-A 8-330403 ⁇ JP-A-11-26564 and the like disclose an electrostatic chuck member having a water-cooled structure in order to prevent a temperature rise during the operation of the electrostatic chuck and a decrease in performance due to the temperature rise. It has been disclosed.
  • Ti0 2 A1 2 0 3 system sprayed layer of a mixture of the volume resistivity is small, due to the fine small current flows, Johnsen 'error Beck effects (A. Jensen & K. Rahbek 5 s force) Improvement of electrostatic force can be expected.
  • the Ti0 2 is a semiconductor material, the moving speed of the charge is slow, the response characteristics (saturated adsorption force arrival time, while during the adsorption force disappears) upon stopping the application of voltage is inferior, this property This is particularly noticeable in a low-temperature environment.
  • the volume resistivity is too low, so that a large leak current flows and the wafer circuit is likely to be broken.
  • A1 2 0 3 ⁇ Ti0 2 system sprayed layer is being applied by thermal spraying, the coating film obtained by this method is, volume Baradzuki resistance and suction force is rather large, the productivity is low 'for , Causing cost increase.
  • a main object of the present invention is to provide a high-quality electrostatic chuck member having a large volume resistivity and a small variation.
  • Another object of the present invention is to provide an electrostatic chuck member having a strong attraction force and, at the same time, having excellent response performance (release characteristics) when voltage application is stopped.
  • Another object of the present invention is that there is a possibility of damage due to physical erosion caused by contact with a silicon wafer or plasma or chemical erosion caused by a halide contained in the environment, thereby contaminating the environment.
  • An object of the present invention is to provide a sprayed coating for an electrostatic chuck member that does not use TiO2 having a high density.
  • Still another object of the present invention is to overcome the drawbacks of the conventional electrostatic chuck member in which a ceramic is sprayed around a metal electrode, and not only the insulating layer but also most of the electrodes including the electrode. Is formed by thermal spraying, has high productivity and good film adhesion, and exhibits excellent electrostatic characteristics. Disclosure of the invention
  • the electrostatic chuck member according to the present invention is characterized in that a metal substrate is provided on the surface of a metal substrate. Insulating layers made of oxide ceramics with high electric resistance are formed by thermal spraying in addition to the pole layers.
  • the least also one surface of the substrate has an under coat of.
  • Metallic, lower insulation on the undercoat made of A1 2 0 3 Se la Mix a layer, obtained by forming has a metallic electrode layer on the lower insulating layer and the upper insulating layer ing from A1 2 0 3 canceler mix on top of the electrode layer as a top coat It is an electrostatic chuck member.
  • the metallic undercoat is a sprayed layer having a thickness of 30 to 300 111, and the lower insulating layer and the upper insulating layer are sprayed layers having a thickness of 100 to 500 111, respectively.
  • the porous electrode layer is a sprayed layer with a thickness of 5 to 100 m, the amount of oxygen contained in the metallic electrode layer of the parentheses is 2.0% or less, and the porosity is 1 to 7%. It is preferable to be in the range.
  • A1 2 0 3 consists canceller Mix lower and upper insulating layers, which it is sprayed it purity 98. OWT% or more spray material powder, the porosity was formed to be within the range of 1-8% Is preferred.
  • At least one surface of the lower insulating layer and the upper insulating layer is sealed by impregnating with an organic or inorganic silicon compound, and the layer having a volume resistivity of 1 ⁇ 10 It is preferable to be in the range of 13 to 1 ⁇ 10 15 ⁇ ⁇ cm.
  • the metallic electrode layer is formed by using one or more spray materials selected from W, Al, Cu, Nb, Ta, Mo, Ni, and alloys containing one or more of these metal elements. Is preferred.
  • metallic undercoat is construction in order to improve the bonding strength of both person, It is preferable to use a thermal spray material selected from one or more of Ni, Al, Cr, Co, Mo, and an alloy containing one or more of these metal elements.
  • thermal spraying method used for manufacturing the electrostatic chuck member according to the present invention examples include a low-speed and a high-speed flame spraying method, an arc spraying method, an atmospheric plasma spraying method, and a low-pressure plasma spraying method for applying a metallic undercoat. Or explosive spraying.
  • the construction of the A1 2 0 3 canceler mission-box insulation coating, atmospheric plasma spraying method it is preferable to employ a like pressure plasma spraying method.
  • the above-described film forming examples are limited to only the thermal spraying method.However, in some cases, the same film forming means, for example, CVD, PVD, ion plating, or the like may be used instead. Is also possible. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 schematically shows a cross-sectional structure of the electrostatic chuck of the present invention.
  • a metal spray material is sprayed on the surface of the roughened base material to form an undercoat.
  • a metal spray material is sprayed on the surface of the roughened base material to form an undercoat.
  • a metal sprayed electrode layer is formed on the surface of the lower sprayed insulating layer, preferably also by a spraying method, preferably leaving a peripheral portion, so that the metal sprayed electrode layer can be used as an electrode.
  • the metallic sprayed electrode layer forms an upper sprayed insulating layer Ri by the and this is sprayed A1 2 0 3 canceler mix.
  • the metallic sprayed electrode layer if and furnished sandwiched San Doi pitch shape by the upper and lower from A1 2 0 3 canceler sprayed insulating layer of mix, at any Yo I Do use environment, in the environment It can maintain its initial performance for a long time without being affected by corrosive gas or plasma.
  • the diameter of the metallic sprayed electrode layer, A1 2 0 3 canceler mi Tsu also Ri by the diameter of the box of the upper and lower insulating layer, 5 mm or more at least is preferably a Mochiiruko a small. The reason is to prevent the end face of the electrode from being exposed to the outside.
  • reference numeral 1 denotes a metal substrate
  • 2 is metallic sprayed layer or Ranaru under coat
  • the lower spray insulation layer made of Al 2 0 3 canceler mix 3
  • an upper sprayed insulating layer 5 is made of A1 2 0 3 canceler Mi Uz box as the bets Ppuko DOO, 6 are re co N'weha
  • DC power source 8 is ground
  • 9 is a copper wire for voltage load . All films (layers) from the undercoat 2 to the top coat 5 are applied by thermal spraying.
  • Reference numeral 10 in the figure is a point where the A1 2 0 3 canceler Mi try sprayed insulating layer of the upper sprayed insulating layer 3 and the lower insulating layer 5 is in direct contact £
  • the sprayed material to form 2 can be any metal or alloy such as Ni, Al, Cr, Co, Mo, etc.
  • One or more are more suitable and the film thickness is preferably between 30 and 300 zm, especially between 50 and 150 zm. It has the disadvantage that when the film thickness is less than 30 m, it becomes a non-uniform film.On the other hand, when the film thickness is more than 300 m, there is no remarkable improvement in the function as an undercoat. It is not advisable from the point of work.
  • the lower sprayed insulating layer is required to have excellent electrical insulation, corrosion resistance, and plasma erosion resistance. For this reason, this layer needs to be highly pure and dense.
  • the inventors have confirmed by experiments that the porosity of the sprayed coating is within the range of 1 to 8%, preferably 1 to 5% at a purity of 98.0% or more, preferably 99.0% or more. Was found to be preferable.
  • A1 2 0 3 canceler mission-layer thickness of the upper ⁇ bottom of the sprayed insulating layer made of box it it 100-500 range of m is rather good, is it sufficient thin electrically insulation resistance Ri by 100 m It is not economical because a special effect cannot be obtained even if it is thicker than 500 / m.
  • 130 to 400 111 is good.
  • the metal sprayed electrode layer formed on the surface of the lower sprayed insulating layer is made of at least one selected from W, Al, Cu, Nb, Ta, Mo, Ni and an alloy containing at least one of these metals. It is desirable to form by spraying.
  • the thickness is preferably in the range of 5 to m. The reason is that if the film thickness is smaller than 5 m, the layer becomes porous and the function as an electrode is reduced. On the other hand, even if the thickness is more than 100 / m, no remarkable improvement in the characteristics as an electrode is observed, and it is not economical. Particularly, 10 to 30 m is preferable.
  • the porosity of the sprayed electrode layer is, the better.
  • the film thickness is in the range of 1 to 8% by thermal spraying, there is no particular problem Confirmed by. In order to reduce the porosity to 1% or less, it is difficult to form a thermal spray coating in air.
  • the porosity is greater than 7%, when the corrosive gas contained in the atmosphere enters or a voltage is applied, the electrical resistance increases and heat is generated, and the electrode layer heats up. Not so desirable.
  • the mixing amount is 2.0 wt% or less, there is no particular problem as the sprayed electrode layer. Therefore, in the present invention, the sprayed electrode layer having an oxygen content of 2.0 wt% or less is used. Was formed.
  • the mechanically ground upper sprayed insulating layer may be coated with a liquid organic silicon compound (organic silicon resin, for example, methyl, silyl-tri-iso-isocyanate, phenolic) as necessary.
  • a liquid organic silicon compound organic silicon resin, for example, methyl, silyl-tri-iso-isocyanate, phenolic
  • silicon tri-isolate or an inorganic silicon compound for example, a silicon alkoxide compound or an alkali metal silicon compound
  • the coating is applied at 120 to 350 ° C for 1 to 5 hrs.
  • the pores are sealed by heating. This sealing treatment is to prevent the adhesion of foreign substances and the invasion of corrosive gas from the working environment by filling the fine pores remaining in the sprayed layer with a silicon compound. Can be. Note that this sealing treatment may be performed on the lower portion of the A1 2 0 3 canceler mix sprayed insulating layer.
  • the under coat of the metallic sprayed layer, metallic sprayed electrode layer, A 1, 0 3 canceler construction of upper and lower spraying insulating layer of mix is Plasma spraying, high-speed flame spraying, explosive spraying, and arc spraying (but only for metallic materials) can be used. However, from the viewpoint of productivity and quality stability, air plasma spraying and decompression are particularly desirable. It is preferable to use the plasma spraying method.
  • A1 substrate width 50mm x length 100mm x thickness 5mm
  • 80wt% Ni-20wt% Al alloy is used as undercoat on the roughened surface.
  • Metal the under On Coat the A1 2 0 3 canceler mix formed in 0.99 m thick by atmospheric plasma spraying method, subsequently, to sprayed electrode layer on top of the A1 2 0 3 canceler mix sprayed layer Tungsten (W) was formed to a thickness of 60 m by atmospheric plasma spraying. At this time, the oxygen content in the electrode layer was 0.11%.
  • An upper sprayed insulating layer of A1 2 0 3 Sera Mi waters of ⁇ 500 111 form the stacked-type by atmospheric plasma spraying method, to obtain a test piece.
  • test piece prepared by, and left for 200 hours continuously under corrosive environments, such as the following, the porosity of which is collected by Ppuko preparative A1 2 0 3 canceler mix or Ranaru upper sprayed insulating layer
  • corrosive environments such as the following, the porosity of which is collected by Ppuko preparative A1 2 0 3 canceler mix or Ranaru upper sprayed insulating layer
  • Table 1 summarizes the results of the above corrosion tests. From the results shown in Table 1 in the bright Rakana so, the thickness of the upper sprayed insulating layer made of A1 2 0 3 canceler mission-box Above 80 m, the corrosive components that enter the interior are blocked in both the salt spray test and the halogen corrosion test, and no signs of corrosion are observed on the tungsten electrode layer, maintaining the appearance immediately after thermal spraying. I was In contrast, the thickness of the A1 2 0 3 canceler mix insulating layer 50 ⁇ m, in 30 ⁇ M and corrosive components to through pores part penetrates, and is Hanahadashi rather corrode the tungsten electrode layer However, the function as an electrode tended to disappear.
  • Evaluation was made based on the discoloration state of the upper insulating layer that was in contact.
  • the electrostatic chuck member according to the present invention is sprayed with a metal electrode winding proposed in a prior art (for example, JP-A-6-36583) as a comparative example.
  • a metal electrode winding proposed in a prior art (for example, JP-A-6-36583) as a comparative example.
  • the thermal shock resistance of the formed product was tested.
  • the following layers were formed on one surface of an A1 base material with a diameter of lOOinn and a thickness of lOuiffl using atmospheric plasma spraying and reduced pressure plasma spraying.
  • the entire circumference of the A1 substrate having a diameter of 100 mm and a thickness of 10 mm was coated.
  • Table 2 shows the results of the above test.
  • the layer of the comparative example sprayed over the entire circumference of the A1 base material cracked in the test of 1 to 3 cycles regardless of the presence or absence of the undercoat.
  • the cause is - after which the thermal expansion coefficient of A1 steel substrate and A1 2 0 3 sprayed layer there is a large difference, for forming a layer over the entire circumference of the substrate is believed to result a large stress in the layer is loaded.
  • the layer conforming to the constituent requirements according to the present invention maintained a healthy state even after 10 cycles, and exhibited high thermal shock resistance.
  • Undercoat is 80wt% Ni-20wt% Al 100 zm
  • Metal electrode layer * (1) is metal plasma spraying method using metal W (oxygen content 0.12wt%)
  • (3) insulating layer is air plasma spraying method 0.99 .pi.1
  • Example 3 using the upper and lower both A1 2 0 3
  • the following sprayed layer was applied on an A1 substrate with a diameter of 6 inches.
  • an A1 base material (width 50 mm ⁇ length 50 mm ⁇ thickness 5 mm) is subjected to blasting to roughen the surface, and then to 80 wt% Ni - a 20 wt% Al and construction to 70 / zm thick Ri by the arc spraying method, forms the shape of the on A1 2 0 3 that the 180 m thickness by plasma spraying, followed by plasma spraying a metal W thereon the and facilities E to 50 zm thick with further thereon, A1 2 0 3 and the after construction to 200 zm thick by plasma spraying method, a coating immediately commercially available liquid organic silicone resin as the sealing agent drying This was prepared as a test piece.
  • the electrostatic tea click member according to the present invention corrosion resistance, thermal shock resistance, in addition to excellent in Erojo down resistance, the upper and lower metallic sprayed electrode layer, A1 2 0 3 canceler mix sprayed insulation Since the silicon wafer can be fixed only by Coulomb force because it is sandwiched between layers, the holding force is immediately lost when the power is unloaded, and the silicon wafer etc. can be detached. Something that facilitates and improves work efficiency is obtained.
  • the electrostatic tea click member according to the present invention preparative Ppuko gate insulating layer and a this was composed of A1 2 0 3 Sera Mi waters of the spray coating, abrasive action and plasma by contact with silicon Kon'weha one It has excellent resistance to erosion, which prevents the sprayed layer components from being finely divided and has high chemical stability, which suppresses corrosion reactions with environmental components (such as halogen compounds). It has the effect of preventing environmental pollution. Furthermore, since the metallic sprayed electrode layer of the present invention is not directly exposed to the environment, the metallic sprayed electrode layer is less likely to be corroded or deteriorated, and maintains excellent functions for a long period of time.
  • the present invention is particularly useful as a member incorporated in a dry etching device, an ion implantation device, a CVD device, a PVD device, or the like used in a semiconductor or liquid crystal manufacturing process.

Description

明 細 書 静電チヤック部材およびその製造方法 技術分野
本発明は、 導電性部材、 半導電性部材、 絶縁性部材などを静電気に よって吸着保持する ときに用いられる静電チャ ック部材およびその製 造方法に関するものである。 背景技術
最近、 半導体や液晶の製造プロセス、 例えば半導体製造装置では、 それの一部を構成している ドライエッチング、 イオン注入、 C V D、 P V Dなどの処理が、 自動化ならびに公害防止の立場から、 湿式法か ら乾式法による処理へと変化している。 その乾式法による処理の大部 分は、 真空も しくは減圧雰囲気下で行われるのが普通である。
こう した乾式処理においては、 回路の高集積化や微細加工化を図る という観点から、 シリ コンウェハーやガラス板などの基板のパター二 ング時に位置決め精度を向上させることが必要である。
こう した要請に応える方法として、 従来、 基板の搬送や吸着固定に 際して、 真空チャックや機械式チャ ックを利用してきた。 しかしなが ら、 真空チャ ックは、 真空下での処理になるこ とから、 圧力差を大き くできないため吸着力が弱く、 たとえ吸着できたと しても吸着部分が 局部的となるため、 基板に歪が生じる という欠点があった。 その上、 ゥェハー処理の高温化によ り ガス冷却ができないため、 最近の高性能 半導体製造プロセスには適用できないという不便があった。 一方、 機 械式チャ ックの場合、 装置が複雑となるうえ、 保守点検に時間を要す るという欠点があつた。
このような従来技術の欠点を補うため最近、 静電気力を利用した静 電チャックが開発され、 広く採用されている。 しかし、 この技術も、 次のような問題点がある。
それは、 かかる静電チャックによって基板を吸着保持した場合、 印 加圧電を切ったのちも、 基板と静電チャックとの間に電荷が残留 （吸 着力が働き） するので、 完全に除電した後でなければ基板の取外しが できないという問題点があった。
その対策として、 従来、 該静電チャックに使用する絶縁性誘電体材 質そのものを改良することが試みられている。 例えば、
①特開平 6-8089 号公報には、 高絶縁物として、 窒化アルミ粉末と 窒化チ夕ン粉末の混合物の焼結体または溶射皮膜を用いる例が開示さ れている。
②特閧平 6-302677 号公報には、 高絶縁物の表面に酸化チタンを被 覆した後、 その上にアルミニウムを被覆し、 S i + SiC プレートを接触 させるものが開示されている。
③特公平 6-36583 号公報には、 高絶縁体として、 酸化アルミニウム を使用する例が開示されている。
④特開平 5-235152号公報および、 特開平 6 -8089号公報には、 高絶 縁体として、 酸化アルミニウム、 窒化アルミニウム、 酸化亜鉛、 石英、 窒化硼素、 サイアロンなどを使用することが開示されている。
⑤特閧平 3— 147843 号公報および、 特開平 3-204924 号公報には、 さらに大きな静電気力を必要とする場合に、 高絶縁体に誘電率の高い Ti 02 を添加して体積固有抵抗値を下げて静電気力を向上させる方法が 開示されている。
⑥ T i02を含む A1203等の高絶縁体は、 電源を OFF しても暫ら くの時 間吸着力が残留する欠点がある。 そこで、 この欠点を克服する技術と して、 特開平 11 -111826 号公報や特閧平 11-69855 号公報などには、 シリコンゥェハ一の脱離時間を短縮するために、 電極の極性を反転さ せる方法を開示している。
⑦特開平 8-64663 号公報には、 シリコンゥヱハーの脱離を迅速にす るため、 絶縁層の一部に導電性を有する被覆を形成する方法が開示さ れている。
⑧特開平 8-330403号公報ゃ特開平 11-26564号公報などには、 静電 チヤックの作業中の温度上昇とそのことによる性能の低下を防止する ため、 水冷構造を有する静電チャック部材が開示されている。
ところで、 静電チャ ックに用いられる A1203 . Ti02 系高絶縁性溶射 層は、 次のような課題があった。
( 1 ) Ti02 を混合した A1203 系溶射層は、 体積固有抵抗が小さく、 微 少電流が流れるため、 ジョンセン ' ラーべック効果 （A. Jensen & K . Rahbek5 s force ) による静電気力の向上が期待できる。 しかしなが ら、 Ti02 は半導体物質であることから、 電荷の移動速度が遅く、 電圧 の印加を止めたときの応答特性 （飽和吸着力到達時間、 吸着力消滅時 間） が劣り、 この特性はとくに低温環境では一層顕著となる。
さらに、 体積固有抵抗値を、 例えば実用状態の 1 x lOg Q · cm にす るためには、 Ti02を 25wt %程度も混合する必要がある。 しかし、 半導 体製造プロセスにおいては、 Ti 02 の多量添加は、 不純物の混入を意味 することになり、 品質の低下を招く と共に、 作業環境を汚染する原因 となる。
その上、 吸着する半導体ウェハ一が室温以上の場合には、 体積固有 抵抗が低すぎるため、 大きなリーク電流が流れてウェハ一回路が破壊 される可能性が高い。 ( 2 ) A1203 · Ti02系溶射層は、 溶射法によって施工されるが、 この方 法で得られる該被膜は、 体積固有抵抗および吸着力のバラヅキが大き く、 生産性が低い'ため、 コス トアップの原因となっている。
そこで、 この発明の主たる目的は、 体積固有抵抗が大きくかつその パラツキが小さ く、 品質の良い静電チャック部材を提供することにあ る
この発明の他の目的は、 吸着力が強く、 一方で電圧の印加を止めた ときの応答性能 （リ リース特性） に優れた静電チャック部材を提供す る とにめる
この発明の他の目的は、 シリコンウェハーとの接触やプラズマなど による物理的侵食作用、 あるいは、 環境中に含まれているハロゲン化 合物による化学的侵食作用によって損傷し、 環境を汚染する虞れのあ る Ti02を使用しない、 静電チャック部材用溶射被膜を提供することに のる。
この発明の他の目的は、 焼結法によって製造されている従来の A1203 絶縁基板は、 使用環境の温度変化によって損傷しやすいという 欠点を有するので、 それを克服するための代替技術を提案することに ある。
この発明のさらに他の目的は、 金属製電極の周囲をセラミ ックスを 溶射層してなる従来の静電チャック部材の抱える欠点を克服するため に、 絶縁層のみならず、 電極を含めてその大半を溶射法によって形成 し、 高い生産性と良好な被膜密着性を有し、 優れた静電特性を発揮さ せることにある。 発明の開示
本発明にかかる静電チヤック部材は、 金属製基板の表面に金属質鼋 極層のみならず、 電気抵抗の大きな酸化物セラミ ックスからなる絶縁 層を、 溶射によって積層形成されたものである。
即ち、 本発明の基本的な構成は、 基材上の少なく とも一方の表面に. 金属質のアンダーコー トを有し、 そのアンダーコートの上に A1203 セ ラ ミ ックスからなる下部絶縁層を有し、 その下部絶縁層の上に金属質 電極層を有し、 そしてその電極層の上には A1203 セラ ミ ックスからな る上部絶縁層を トップコー ト として形成してなる静電チヤック部材で おる。
本発明において、 上記金属質アンダーコー トは、 その厚さが 30〜 300 111溶射層であり、 下部絶縁層および上部絶縁層は、 その厚さが それぞれ 100〜500 111の溶射層であり、 金属質電極層は、 その厚さが 5 ~ 100 mの溶射層であ り、 かっこの金属質電極層中に含まれる酸 素量は 2. 0^ %以下で、 気孔率が 1〜 7 %の範囲にあることが好まし い。
A1203 セラ ミ ックスからなる下部および上部絶縁層は、 それそれ純 度 98. Owt %以上の溶射材料粉末を溶射し、 気孔率が 1〜 8 %の範囲内 となるように形成したものが好ましい。
上記の下部絶縁層および上部絶縁層は、 それらの少なく とも一方の 表面が、 有機系もしく は無機系珪素化合物を含浸させることによって 封孔され、 かっこの層は体積固有抵抗値が 1 x l013〜 1 χ 1015 Ω · cm の範囲にすることが好ましい。
金属質電極層は、 W、 Al、 Cu、 Nb、 Ta、 Mo、 Ni およびこれらの金属 元素を 1種以上を含む合金のうちから選ばれるいずれか 1種以上の溶 射材料を用いて形成することが好ましい。
基板と A1203 セラ ミ ックスからなる下部絶縁層との間にあって、 両 者の結合力を向上させるために施工される金属質アンダーコートは、 Ni、 Al、 Cr、 Co、 Moおよびこれらの金属元素を 1種以上含む合金のう ちから選ばれるいずれか一種以上の溶射材料を用いて形成するこ とが 好ま しい。
本発明にかかる静電チャ ヅク部材の最表層部を占める A1203 セラ ミ ックスの上部絶縁層である ト ップコー トは、 その上に支持されるシ リ コンゥェハ一との接触面が、 機械加工によって表面粗さ Ra : 0. 1〜 2. 0 m程度に仕上げられていることが好ましい。
本発明にかかる静電チヤ ック部材の製造に用いる溶射法としては、 金属質アンダーコー トの施工については、 低速および高速フレーム溶 射法、 アーク溶射法、 大気プラズマ溶射法、 減圧プラズマ溶射法、 爆 発溶射法などのいずれでも よい。 一方、 A1203 セラ ミ ッ クス絶縁被膜 の施工については、 大気プラズマ溶射法、 減圧プラズマ溶射法などを 採用することが好ましい。
なお、 本発明において、 上記成膜例は、 溶射法のみに限定して述べ たが、 場合によっては同等の成膜手段、 例えば、 C V D、 P V D、 ィ オンプレーティ ングなどに代えて施工することも可能である。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の静電チヤ ックの断面構造を模式的に示したもので ある。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明にかかる静電チャ ックを溶射法によって製造する例に ついて説明する。
まず、 金属製基材の表面を、 プラス ト処理し、 その後、 粗面化処理 した基材表面に、 金属質溶射材料を溶射してアンダーコー トを形成す る。 そのアンダーコー トの上には、 溶射法によ り、 A1203 セラ ミ ック スからなる下部溶射絶縁層を形成する。 さらにその下部溶射絶縁層の 表面には、 やはり溶射法によって、 好ま し く は周縁部を残して金属質 溶射電極層を形成し、 これを電極と して使用できるよう にする。 そし て、 前記金属質溶射電極層の上には、 A1203 セラ ミ ックスを溶射する こ とによ り上部溶射絶縁層を形成する。 このようにして、 図 1 に示す ような積層構造を有する静電チヤック部材をつく る。
このように、 金属質溶射電極層を、 上下から A1203 セラ ミ ックスの 溶射絶縁層によってサン ドイ ッチ状に挟んで内装しておけば、 どのよ うな使用環境下においても、 環境中の腐食性ガスやプラズマによって も影響を受けることな く、 長期間にわたって初期の性能を永く維持す ることができる。
上記金属質溶射電極層の直径は、 A1203 セラ ミ ツ クスの上部 · 下部 絶縁層の直径よ り も、 少なく とも 5 mm以上は小さいものを用いるこ と が好ましい。 その理由は、 電極の端面が外部に露出しないようにする とにある。
なお、 図 1 中において、 符号 1 は金属製基板、 2 は金属質溶射層か らなるアンダーコー ト、 3は Al 2 03セラ ミ ックスからなる下部溶射絶 縁層、 4は金属質溶射電極層、 5 は ト ップコー ト となる A1203 セラ ミ ヅ クスからなる上部溶射絶縁層、 6 はシ リ コ ンウェハー、 7は直流電 源、 8はアース、 9 は電圧負荷用の銅線である。 前記アンダーコー ト 2から ト ップコート 5 までの各膜 （層） はすべて溶射法によって施工 する。 なお、 図中の符号 10 は、 上部溶射絶縁層 3および下部絶縁層 5の各 A1203 セラ ミ ツクス溶射絶縁層が直接接触している個所である £ さて、 上述した金属質アンダーコー ト 2 を形成するための溶射材料 は、 N i、 Al、 Cr、 Co、 Mo などの金属も し く はそれらの合金のいずれか 1種以上がよ く適しており、 膜厚は 30〜 300 zm、 特に 50〜150 zm にするのが好適である。 それは膜厚が 30 mよ り薄く なる と不均一膜 となる欠点があ り、 一方 300 mよ り厚く なる とアンダーコー ト と し ての機能に格段の向上が認められないので、 経済上または作業上の点 から得策でない。
前記アンダーコ一 ト 2の上に形成され、 かつ金属質の溶射電極層 4 の上部、 下部に位置してこれを挟みつけるように形成される A1203 セ ラ ミ ックスにかかる上部溶射絶縁層、 下部溶射絶縁層は、 電気絶縁性、 耐食性、 耐プラズマエロ一ジョン性に優れることが求められる。 この ため、 この層は純度が高く、 緻密であることが必要である。 発明者ら が実験によ り確認したところによると、 純度 98.0%以上、 好ま しくは 99.0%以上で溶射被膜の気孔率と して 1〜 8 %、 好ま し く は 1 〜 5 % の範囲内にすることが好ましいことがわかった。
また、 A1203 セラ ミ ッ クスからなる上部 ■ 下部の溶射絶縁層の層厚 は、 それそれ 100〜500 mの範囲がよ く、 100 mよ り薄いと電気絶 縁性が十分でな く、 500 / mよ り厚く しても格別の効果が得られない ので経済的でない。 好ましくは 130〜400 111がよい。
下部溶射絶縁層の表面に形成する金属質溶射電極層は、 W、 Al、 Cu、 Nb、 Ta、 Mo、 Ni およびこれらの金属を 1種以上含む合金の中から選ば れるいずれか 1種以上を溶射して形成することが望ま しい。 また、 そ の厚さは 5〜； mの範囲がよい。 その理由は、 膜厚が 5 mよ り 薄いと、 層が多孔質となって電極と しての作用機能が低下するからで ある。 一方、 100 /mよ り厚く ても、 電極と しての特性の格段の向上 が認められないので、 経済的でない。 特に 10〜30 mが好適である。
この溶射電極層の気孔率は、 小さいほどよいが、 溶射法による成膜 では 1 ~ 8 %の範囲であれば、 特に問題となることがないこ とを実験 によ り確認した。 なお、 この気孔率を 1 %以下にすることには、 大気 中で溶射成膜するこ とは困難である。 一方、 気孔率が 7 %よ り も大き いと、 雰囲気中に含まれている腐食性ガスが侵入した り電圧を負荷し た際に電気抵抗が大き く なつて発熱し、 電極層が高温化するので好ま しくない。
この電極溶射層の場合、 金属を大気中で溶射した際に生成する酸化 膜は電気抵抗源となるので好ま しいものではない。 実験結果による と、
2 . 0wt %以下の混入量であれば、 溶射電極層と して と く に支障はない こ とが確認されているので、 本発明では、 酸素含有量が 2 . 0wt %以下 の溶射電極層を形成することとした。
次に、 最上層に、 ト ップコー ト と して形成される A1203 セラ ミ ック スからなる上部溶射絶縁層は、 その表面が機械加工 （研削） によって、 金属製基材の表面と平行となるよう に研削される と とも に面粗度 Ra が 0. 1〜2. 0 z m以下となるように仕上げることが好ましい。
と く に、 その機械研削した上部溶射絶縁層には、 必要に応じてその 仕上げ面を液状の有機系珪素化合物 （有機珪素樹脂、 例えばメチル ， シ リフレ · ト リ · イ ソシァネー ト、 フ エ二 レ . シ リノレ · ト リ ' イ ソシァ ネー ト ） も し くは無機系珪素化合物 （例えば珪素アルコキシ ド化合物、 アルカ リ金属の珪素化合物） を塗布した後、 120 ~ 350 °C、 1 〜 5 hrs の加熱するこ とによ り封孔処理を施こす。 この封孔処理は、 溶射層中 に残存する微細な気孔部に、 珪素化合物を充填するこ とによって、 異 物の付着を防ぐとともに、 作業環境からの腐食性ガスの侵入を防止す るこ とができる。 なお、 この封孔処理は、 下部の A1203 セラ ミ ックス 溶射絶縁層に対して行ってもよい。
以上説明したよう に、 金属質溶射層のアンダーコー ト、 金属質溶射 電極層、 A 1，03 セラ ミ ックスからなる上部 · 下部溶射絶縁層の施工は、 プラズマ溶射法、 高速フ レーム溶射法、 爆発溶射法、 アーク溶射法 (但し金属質のみ） などを使用することができるが、 生産性、 品質の 安定性の点から、 特に大気プラズマ溶射法や減圧プラズマ溶射法を用 いることが好適である。
実施例 1
A1基材 （幅 50mmx長さ 100mm x厚さ 5 mm) の片面をブラス ト処理に よって粗面化 した後、 その粗化処理面上にアンダーコー ト と して 80wt%Ni-20wt%Al 合金をフ レーム溶射法によって 厚に形成 した。 そのアンダーコー ト上には、 A1203 セラ ミ ックスを大気プラズ マ溶射法によって 150 m厚に形成し、 引き続き、 その A1203 セラ ミ ックス溶射層の上に溶射電極層とする金属タングステン （W) を大気 プラズマ溶射法によって 60 m厚に形成した。 なお、 このときの電極 層中の酸素量は 0.11\^%であった。 次に、 前記金属タ ングステン電極 層の表面には、 ト ップコー ト と して、 厚さ ： 30 / Π！〜 500 111の A1203 セラ ミ ツクスの上部溶射絶縁層を大気プラズマ溶射法によって積層形 成し、 試験片とした。
このよう にして作製した上記試験片を、 下記のような腐食性環境下 に連続 200 時間放置して、 ト ップコー トである A1203 セラ ミ ックスか らなる上部溶射絶縁層の気孔部から侵入する腐食性成分による金属夕 ングステン電極層の腐食発生状況を調査した。
(1) 塩水噴霧試験 （JIS Z 2371)
(2) 耐ハロゲン腐食試験 （CHF3 40ml + Ar 60ml の混合ガスを 1分 間当 り 120ml をプラスチック製の腐食試験装置に導入した雰囲気中に 試験片を静置、 試験温度 60°C)
上記の腐食試験結果を表 1 に要約して示す。 表 1 に示す結果から明 らかなよう に、 A1203 セラ ミ ッ クスからなる上部溶射絶縁層の厚さが 80〃m以上では、 塩水噴霧試験、 耐ハロゲン腐食試験とも内部へ侵入 する腐食性成分が遮断され、 夕ングステン電極層には腐食の兆候は全 く認められず、 溶射直後の外観状況を維持していた。 これに対し、 A1203 セラ ミ ックス絶縁層の膜厚が 50〃 m、 30〃mでは、 気孔部を通 して腐食性成分が侵入して、 タングステン電極層を甚だし く腐食させ ており、 電極としての機能が消失する傾向が見られた。
表 1
Figure imgf000013_0001
(備考） (1) 層厚の単位は〃 m
(2) 腐食試験後の試験片は上部絶縁層のみを機械的に除去 して電極皮膜を露出させ、 その外観変化及びこれと接
触していた上部絶縁層の変色状況から評価した。
実施例 2
この実施例 Ί ΰ：、 本発明にかかる静電チャ ック部材と、 比較例と し て先行技術 （例えば特開平 6-36583 号公報） などにおいて提案されて いる金属製電極のまわ り を溶射形成したものの耐熱衝撃性を試験した (1) 本発明にかかる静電チャック部材に採用した層構成
直径 lOOinn 厚さ lOuiffl の A1 製基材の片面に、 大気プラズマ溶射法 と減圧プラズマ溶射法を用いて、 次のような層を形成させた。 ①アンダーコー ト ： 80wt%Ni— 20wt%Al を大気プラズマ溶射法で m
②下部溶射絶縁層 ： 99.5wt%Al203を大気プラズマ溶射法で 150
m
③金属質電極層 ： a . 金属 Wを大気プラズマ溶射法で 30 m
b. 金属 Wを減圧プラズマ溶射法で 30 zm ④上部溶射絶縁層 ： 99.5wt%Al203を大気プラズマ溶射法で 150
u m
(2) 比較例の層構成
①アンダーコート ： a. 80wt%Ni— 20wt%Alを大気プラズマ溶射
法で 100 m厚に形成
b . アンダーコー トなし
②絶縁層 ： 99.5wt%Al203を大気プラズマ溶射法で ΙδΟ^πι厚に形
成
なお、 比較例では直径 100mm、 厚さ 10mmの A1製基材の全周に対し 被覆した。
(3) 熱衝撃試験条件
空気中で 350°Cxl5 分間加熱後、 25°Cの圧縮空気を 10 分間吹き付 ける操作を 1サイクルと して 10サイ クルの試験を実施した。
(4) 試験結果
上記試験の結果を表 2に示した。 この結果から明らかなよう に A1 製基材の全周にわたつて溶射した比較例の層は、 アンダーコー トの有 無にかかわらず 1〜 3サイ クルの試験で亀裂が発生した。 この原因は- A1 製基材と A1203溶射層の熱膨張率に大きな相違があるうえ、 基材の 全周にわたって層を形成したため、 層に大きな応力が負荷された結果 と考えられる。 これに対し、 本発明にかかる構成要件に適合する層は、 10 サイ クル 後でも健全な状態を維持し、 高い耐熱衝撃性を発揮した。
表 2
Figure imgf000015_0001
(備考） （1) アンダーコートは 80wt%Ni-20wt%Al 100 zm
(2) 金属電極層 *(1)は金属 Wを大気プラズマ溶射法 (酸素含有量 0.12wt%)
*(2)は減圧プラズマ溶射法 30 ΠΙ (酸素含有量 0.12wt%)
(3) 絶縁層は上下とも A1203を用いて大気プラズマ溶射法 150 Π1 実施例 3
この実施例では静電チヤ ック部材にシ リコ ンウェハ一を吸着して作 業を行なった後、 電源を OFF とした場合の残留吸着力の経時変化を調 査した。
(1) 本発明に適合する条件の下に製造した電極チヤック部材の層構成 直径 6イ ンチの A1基材上に、 下記の溶射層を形成した。
①アンダーコート ： 80wt%Ni— 20wt%Al 80〃m
②下部溶射絶縁層 ： A1203を 150 zm
③金属質電極層 ： Wを 50 zm
④上部溶射絶縁層 ： A1203を 150 m
(2) 比較例の電極チャックの層構成
直径 6 イ ンチの A1基材上に下記の溶射層を施工した。
①アンダーコート ： 80wt%Ni— 20wt%Al SQj m ②ト ップコート ： 88wt%Al203— 12wt%Ti02 300 zm
残留吸着力の測定は O.Olhpa の真空容器中でシ リコンウェハ一と静 電チャ ッ ク部材との間に、 1 KV の電圧を 1分間負荷した後、 電源を OFF と しシ リ コ ン ウ ェハ一を静電チャ ッ ク部材か ら引 きはがす力 (Pa) を測定することによって行なった。
その結果、 本発明にかかる静電チャ ック部材の場合は、 電源 OFF 後 直ちに吸着力を消失したが、 比較例の （従来技術） による A1203— Ti02 製の静電チャ ック部材は、 完全に吸着力を消失するには 30〜45 秒を 要した。
実施例 4
この実施例では、 本発明にかかる静電チャ ック部材の層と して A1 基材 （幅 50mmx長さ 50mm X厚さ 5 mm) をブラス ト処理によって粗面 化処理した後、 80wt%Ni— 20wt%Al をアーク溶射法によ り 70/zm厚 に施工し、 その上に A1203 をプラズマ溶射法によって 180 m厚に形 成し、 次いでその上に金属 Wをプラズマ溶射法を用いて 50 zm厚に施 ェし、 さらにその上に、 A1203 をプラズマ溶射法によって 200 zm厚に 施工した後、 直ちに市販の液状有機系珪素樹脂を封孔剤と して塗布し 乾燥したものを試験片として準備した。
この試験片の一定の表面 （lOxlOmm) が露出するよう に、 他の部分 をマスキング、 ハロゲン化合物を含むガス中で 40 時間連続してブラ ズマを放電させ、 露出部のプラズマエロージョ ンによる損失量を最大 損失厚さで評価した。
試験条件 ： ガス組成 CF4 100ml + 02 10ml + Ar 1000ml
高周波出力 1200W
圧力 大気圧
なお、 この試験では比較例と して、 A1 基板をアルマイ ト処理したも の、 および、 本発明と同じ層構造ながら、 上部溶射絶縁層を A1203 + 12wt % Ti02層を 200 /z m厚に施工したものを同じ条件下で試験した。 その試験の結果、 本発明の溶射絶縁層は、 12〜15 i m程度のエロ一 ジョン量に対し比較例のアルマイ ト処理膜は完全に消失して基材の A1 も損傷 （50〜70 / m ) し、 また Al203 + Ti 02 層では 31〜38 / mの損傷 が見られ、 本発明の静電チャ ック部材はハロゲン化合物を含むプラズ マ環境中においても極めて安定であることがわかった。 産業上の利用可能性
以上説明したよう に、 本発明にかかる静電チャ ック部材は、 耐食性、 耐熱衝撃性、 耐エロージョ ン性に優れる他、 金属質溶射電極層の上下 を、 A1203 セラ ミ ックス溶射絶縁層によってサン ドィ ツチ状に挟んだ こ とから、 クーロン力によってのみ、 シ リコンウェハーを固定できる ため、 電源除荷時には保持力を即時に消失して、 シ リ コ ンウェハ一等 の脱離を容易にし、 作業効率の向上に寄与するものが得られる。
また、 本発明にかかる静電チャ ック部材については、 ト ップコー ト 絶縁層を A1203 セラ ミ ツクスの溶射被膜にて構成したこ とから、 シリ コンウェハ一との接触による摩耗作用やプラズマエロ一ジョ ン作用に 対し優れた抵抗力があるため、 溶射層成分の微粉化を防ぐ と共に化学 的安定度が高いため、 璟境成分 （ハロゲン化合物など） との腐食反応 をも抑制して、 環境の汚染防止効果がある。 さらに、 本発明の静電チ ャック部材は金属質の溶射電極層が環境に直接露出していないため、 腐食した り、 変質するこ とが少な く、 長期間にわたって卓越した機能 を維持してシ リ コ ンウェハーなどの電子材料部材の精密加工作業を効 率よ く、 また高品質で製造するこ とが期待できる。 さ らに、 従来技術 に比較する と金属電極の全周を絶縁性セラ ミ ックスにて被覆する必要 がないので、 静電チャ ック全体を小型化できる とともに、 製作工程を 著しく短縮することができる。
そして、 本発明はと く に、 半導体や液晶の製造プロセスにおいて使 用される ドライエッチング装置、 イオン注入装置、 CVD装置あるい は PVD装置などに組み込まれて用いられる部材として有用である。

Claims

1 . 基材上の少なく とも一方の表面に、 金属質のアンダーコー トを有 し、 そのアンダーコー トの上に A1203 セラ ミ ックスからなる下部 絶縁層を有し、 その下部絶縁層の上に金属質電極層を有し、 そし てその電極層の上に、 A1203 セラ ミ ックスからなる上部絶縁層を ト ップコート として形成き口してなる静電チヤヅク部材。
2 . アンダーコー トは、 厚さが 30〜 300 zmの溶射層であ り、 下部絶 縁層および上部絶縁層は、 厚さのがそれぞれ 100〜500 111の溶射層 であり、 そ して金属質電極層は、 厚さが 5〜100 mの溶射層であ ることを特徴とする、 請求の範囲 1に記囲載の静電チヤック部材。
3. アンダーコー トは、 Ni、 Al、 Cr、 Co、 Moおよびこれらの金属元素 を 1種以上含む合金のう ちから選ばれるいずれか 1種以上を溶射 して形成した金属質層である請求の範囲 1 に記載の静電チャ ック 部材。
4. 下部絶縁層および上部絶縁層は、 純度が 98.0;^%以上の A1203セ ラ ミ ックスの粉末を溶射して気孔率が 1〜 8 %となるよう に形成 した層である請求の範囲 1 または 2記載の静電チヤック部材。
5. 下部絶縁層および上部絶縁層は、 それらの少な く とも一方の表面 が、 有機系も し く は無機系の珪素化合物によって封孔処理された 層であ り、 かつ体積固有抵抗値が 1 xl013〜 1 χ1015Ω · cmの範囲 内である請求の範囲 1に記載の静電チヤック部材。
6. 金属質電極層は、 W、 Al、 Cu、 Nb、 Ta、 Mo、 Ni およびこれらの金 属元素を 1種以上含む合金のう ちから選ばれるいずれか 1種以上 を溶射して形成された層であって、 酸素含有量が 2.0wt%以下で、 気孔率が 1〜 7 %である請求の範囲 1 に記載の静電チャ ック部材 c
7 . 基板の少なく とも一方の表面をブラス ト処理した後、 基板の粗化 表面に金属、 または合金を溶射して金属質層からなるアンダーコ — トを形成し、 そのアンダーコー ト上に A1203 セラ ミ ッ クスを溶 射して下部絶縁層を形成し、 その下部絶縁層上に金属を溶射して 金属質電極層を形成し、 さ らに、 その金属質電極層上の A1203 セ ラ ミ ックスを溶射して上部絶縁層を順次に積層形成するこ とを特 徴とする静電チヤック部材の製造方法。
8 . 上記封孔処理は、 請求の範囲 7 または 8 に記載の方法において、 下部および上部の絶縁層も し く は機械研削表面の少なく とも一表 面に、 液状の有機系も し く は無機系珪素化合物を塗布 した後、
120 °C〜350 °Cで 1 〜 5 時間加熱する こ とによって封孔処理を行う ことを特徴とする静電チヤック部材の製造方法。
9 . アンダーコー トは、 30〜 300 z mの厚さに溶射し、 下部絶縁層お よび上部絶縁層は、 それそれ 100〜 500 z mの厚さに溶射し、 そし て金属質電極層は、 5〜100 // mの厚さに溶射することを特徴とす る、 請求の範囲 7に記載の静電チャック部材。
1 0 . アンダーコ一 トは、 N i、 Al、 Cr、 Co、 Moおよびこれらの金属元 素を 1種以上含む合金のう ちから選ばれるいずれか 1種以上を溶 射して形成する こ とを特徴とする請求の範囲 7 に記載の静電チヤ ック部材。
1 1 . 下部絶縁層および上部絶縁層は、 純度が 98. 0 % wt %以上の A1203 セラ ミ ックスの粉末を溶射して気孔率が 1〜 8 %となるよう に形成することを特徴とする請求の範囲 7 に記載の静電チャ ック 部材の製造方法。
1 2 . 下部絶縁層および上部絶縁層は、 それらの少な く とも一方の表 面を、 液状の有機系も し く は無機系の珪素化合物によって封孔処 理し、 体積固有抵抗値が 1 xl013〜 1 Χ1015Ω · cm となるよう にす るこ とを特徴とする請求の範囲 7に記載の静電チヤ ック部材の製 造方法。
3. 金属質電極層は、 W、 Al、 Cu、 Nb、 Ta、 Mo、 Niおよびこれらの 金属元素を 1種以上含む合金のうちから選ばれるいずれか 1種以 上を溶射し、 酸素含有量が 2.0wt%以下で、 気孔率が 1〜 7 %と なるよう に形成するこ とを特徴とする請求の範囲 7 に記載の静電 チヤック部材の製造方法。
4. 金属質電極層は、 絶縁層用溶射材料の粒径よ り も小さい粒径の 金属溶射材料を溶射することによって形成するこ とを特徴とする 請求の範囲 7に記載の静電チヤ ック部材の製造方法。
5. 上部絶縁層および/または下部絶縁層には、 それらのいずれか 一方の表面に液状の有機系も し く は無機系の珪素化合物を塗布し、 120〜 350°Cで 1〜 5時間加熱するこ とによって、 封孔処理層を形 成するこ とを特徴とする請求項 7に記載の静電チャ ック部材の製 造方法。
6. ト ップコー ト となる上部絶縁層の表面を機械研削して、 表面粗 さ Ra : 0.1〜 2.0 /m程度に仕上げることを特徴とする請求の範囲 7に記載の静電チヤック部材の製造方法。
PCT/JP2001/000270 2000-01-21 2001-01-17 Element support electrostatique et procede de production associe WO2001054188A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01901396A EP1258918B1 (en) 2000-01-21 2001-01-17 Electrostatic chuck member and method of producing the same
DE60136793T DE60136793D1 (de) 2000-01-21 2001-01-17 Elektrostatisches spannfutterglied und verfahren zu seiner herstellung
US10/169,755 US6771483B2 (en) 2000-01-21 2001-01-17 Electrostatic chuck member and method of producing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000012818A JP4272786B2 (ja) 2000-01-21 2000-01-21 静電チャック部材およびその製造方法
JP2000-12818 2000-01-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001054188A1 true WO2001054188A1 (fr) 2001-07-26

Family

ID=18540491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2001/000270 WO2001054188A1 (fr) 2000-01-21 2001-01-17 Element support electrostatique et procede de production associe

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6771483B2 (ja)
EP (1) EP1258918B1 (ja)
JP (1) JP4272786B2 (ja)
KR (1) KR100510572B1 (ja)
DE (1) DE60136793D1 (ja)
TW (1) TWI240015B (ja)
WO (1) WO2001054188A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008010632A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 University-Industry Collaboration Foundation Chungnam National University Electrostatic chuck with high-resistivity ceramic coating materials
WO2009078516A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-25 Komico Ltd. Spray-coated body, method of coating an object by a spray coating process and apparatus for performing the same
US7604845B2 (en) * 2002-09-20 2009-10-20 Tokyo Electron Limited Method for coating internal member having holes in vacuum processing apparatus and the internal member having holes coated by using the coating method
US8469342B2 (en) 2007-07-23 2013-06-25 Creative Technology Corporation Substrate suction apparatus and method for manufacturing the same

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010062209A (ko) 1999-12-10 2001-07-07 히가시 데쓰로 고내식성 막이 내부에 형성된 챔버를 구비하는 처리 장치
JP4523134B2 (ja) * 2000-09-06 2010-08-11 太平洋セメント株式会社 真空処理装置用部材および静電チャック
JP4156788B2 (ja) * 2000-10-23 2008-09-24 日本碍子株式会社 半導体製造装置用サセプター
KR20020064508A (ko) * 2001-02-02 2002-08-09 삼성전자 주식회사 정전 척
JP4067858B2 (ja) * 2002-04-16 2008-03-26 東京エレクトロン株式会社 Ａｌｄ成膜装置およびａｌｄ成膜方法
JP4034145B2 (ja) * 2002-08-09 2008-01-16 住友大阪セメント株式会社 サセプタ装置
US20040055709A1 (en) * 2002-09-19 2004-03-25 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having a low level of particle generation and method of fabricating same
US7166166B2 (en) 2002-09-30 2007-01-23 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved baffle plate in a plasma processing system
US7137353B2 (en) 2002-09-30 2006-11-21 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved deposition shield in a plasma processing system
US7204912B2 (en) 2002-09-30 2007-04-17 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved bellows shield in a plasma processing system
US6837966B2 (en) 2002-09-30 2005-01-04 Tokyo Electron Limeted Method and apparatus for an improved baffle plate in a plasma processing system
US6798519B2 (en) * 2002-09-30 2004-09-28 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved optical window deposition shield in a plasma processing system
JP4503270B2 (ja) * 2002-11-28 2010-07-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理容器内部材
US7780786B2 (en) 2002-11-28 2010-08-24 Tokyo Electron Limited Internal member of a plasma processing vessel
JP2004200462A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Nhk Spring Co Ltd 静電チャックおよびその製造方法
CN100418187C (zh) 2003-02-07 2008-09-10 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置、环形部件和等离子体处理方法
US20040173469A1 (en) * 2003-03-04 2004-09-09 Ryujiro Udo Plasma processing apparatus and method for manufacturing electrostatic chuck
JP3966201B2 (ja) * 2003-03-24 2007-08-29 住友電気工業株式会社 半導体製造装置用ウェハ保持体およびそれを搭載した半導体製造装置
WO2004095530A2 (en) * 2003-03-31 2004-11-04 Tokyo Electron Limited Adjoining adjacent coatings on an element
JP4089820B2 (ja) * 2003-04-02 2008-05-28 日本発条株式会社 静電チャック
JP2005064284A (ja) * 2003-08-14 2005-03-10 Asm Japan Kk 半導体基板保持装置
JP4421874B2 (ja) * 2003-10-31 2010-02-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP4364667B2 (ja) * 2004-02-13 2009-11-18 東京エレクトロン株式会社 溶射部材、電極、およびプラズマ処理装置
JP4140593B2 (ja) * 2004-09-21 2008-08-27 住友電気工業株式会社 メタライズ基板
JP4666575B2 (ja) * 2004-11-08 2011-04-06 東京エレクトロン株式会社 セラミック溶射部材の製造方法、該方法を実行するためのプログラム、記憶媒体、及びセラミック溶射部材
US20080314320A1 (en) * 2005-02-04 2008-12-25 Component Re-Engineering Company, Inc. Chamber Mount for High Temperature Application of AIN Heaters
KR100706021B1 (ko) * 2005-06-16 2007-04-12 주식회사 에이디피엔지니어링 정전척 제조방법
JP4586162B2 (ja) * 2005-08-05 2010-11-24 トーカロ株式会社 基板処理装置用回転部材
KR101021459B1 (ko) * 2005-08-22 2011-03-15 도카로 가부시키가이샤 내손상성 등이 우수한 용사 피막 피복 부재 및 그 제조방법
KR20080028498A (ko) * 2005-08-22 2008-03-31 도카로 가부시키가이샤 열방사 특성 등이 우수한 용사 피막 피복 부재 및 그 제조방법
JP4571561B2 (ja) * 2005-09-08 2010-10-27 トーカロ株式会社 耐プラズマエロージョン性に優れる溶射皮膜被覆部材およびその製造方法
US20070169703A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-26 Brent Elliot Advanced ceramic heater for substrate processing
KR101066798B1 (ko) * 2006-03-14 2011-09-23 엘아이지에이디피 주식회사 정전척, 기판 지지대, 챔버 및 그 제조 방법
US7850864B2 (en) * 2006-03-20 2010-12-14 Tokyo Electron Limited Plasma treating apparatus and plasma treating method
JP4643478B2 (ja) * 2006-03-20 2011-03-02 トーカロ株式会社 半導体加工装置用セラミック被覆部材の製造方法
US7648782B2 (en) * 2006-03-20 2010-01-19 Tokyo Electron Limited Ceramic coating member for semiconductor processing apparatus
KR100877381B1 (ko) * 2006-07-20 2009-01-09 충남대학교산학협력단 고저항 세라믹 열용사 코팅 소재 및 이를 포함하는정전척의 제조방법
JP2007088492A (ja) * 2006-10-26 2007-04-05 Toto Ltd 静電チャックの製造方法および静電チャック
WO2008082978A2 (en) * 2006-12-26 2008-07-10 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Electrostatic chuck and method of forming
KR100863932B1 (ko) * 2007-07-10 2008-11-18 주식회사 코미코 세라믹 용사 코팅층의 수화 처리 방법과, 이를 이용한정전척 제조 방법 그리고 상기 수화 처리 방법에 형성된세라믹 용사 코팅층을 갖는 기판 구조물 및 정전척
JP2009081223A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Tokyo Electron Ltd 静電チャック部材
KR100978245B1 (ko) 2008-06-27 2010-08-26 김혜란 4중막 구조를 가지는 정전척
KR101058748B1 (ko) * 2008-09-19 2011-08-24 주식회사 아토 정전척 및 그 제조방법
JP5390846B2 (ja) * 2008-12-09 2014-01-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置及びプラズマクリーニング方法
US20100177454A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 Component Re-Engineering Company, Inc. Electrostatic chuck with dielectric inserts
JP5511597B2 (ja) * 2010-09-06 2014-06-04 日東電工株式会社 配線回路基板の製造方法
US9034199B2 (en) 2012-02-21 2015-05-19 Applied Materials, Inc. Ceramic article with reduced surface defect density and process for producing a ceramic article
US9212099B2 (en) 2012-02-22 2015-12-15 Applied Materials, Inc. Heat treated ceramic substrate having ceramic coating and heat treatment for coated ceramics
US9090046B2 (en) 2012-04-16 2015-07-28 Applied Materials, Inc. Ceramic coated article and process for applying ceramic coating
US9604249B2 (en) 2012-07-26 2017-03-28 Applied Materials, Inc. Innovative top-coat approach for advanced device on-wafer particle performance
US9343289B2 (en) 2012-07-27 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Chemistry compatible coating material for advanced device on-wafer particle performance
CN103794445B (zh) * 2012-10-29 2016-03-16 中微半导体设备(上海)有限公司 用于等离子体处理腔室的静电夹盘组件及制造方法
US9916998B2 (en) 2012-12-04 2018-03-13 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly having a plasma resistant protective layer
US9685356B2 (en) 2012-12-11 2017-06-20 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly having metal bonded protective layer
US8941969B2 (en) 2012-12-21 2015-01-27 Applied Materials, Inc. Single-body electrostatic chuck
US9358702B2 (en) 2013-01-18 2016-06-07 Applied Materials, Inc. Temperature management of aluminium nitride electrostatic chuck
KR101729603B1 (ko) * 2013-02-25 2017-04-24 쿄세라 코포레이션 시료 유지구
US9669653B2 (en) 2013-03-14 2017-06-06 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck refurbishment
US9887121B2 (en) 2013-04-26 2018-02-06 Applied Materials, Inc. Protective cover for electrostatic chuck
US9666466B2 (en) 2013-05-07 2017-05-30 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having thermally isolated zones with minimal crosstalk
US9865434B2 (en) 2013-06-05 2018-01-09 Applied Materials, Inc. Rare-earth oxide based erosion resistant coatings for semiconductor application
US9850568B2 (en) 2013-06-20 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant rare-earth oxide based thin film coatings
KR101553816B1 (ko) 2015-04-14 2015-09-18 (주)코리아스타텍 디스플레이 기판용 대면적 정전척의 제조방법
US10020218B2 (en) 2015-11-17 2018-07-10 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly with deposited surface features
KR101714619B1 (ko) 2016-06-08 2017-03-09 주식회사하나기업 절연 페이스트로부터 형성된 절연층을 포함하는 정전척과 그의 제조방법
CN106910703B (zh) * 2017-03-10 2020-12-01 京东方科技集团股份有限公司 载台及其制备方法、加工装置及其操作方法
US11047035B2 (en) 2018-02-23 2021-06-29 Applied Materials, Inc. Protective yttria coating for semiconductor equipment parts
US11328906B2 (en) * 2018-07-30 2022-05-10 Toto Ltd. Electrostatic chuck
KR102292502B1 (ko) * 2019-01-28 2021-08-23 김순훈 내스크래치성이 향상된 정전척
CN111081626A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 苏州芯慧联半导体科技有限公司 一种包含高电阻陶瓷热熔射材料的静电卡盘
CN113514388B (zh) * 2021-07-15 2023-01-06 帕孚(上海)电气设备有限公司 一种电化学腐蚀传感器及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07297265A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電チャック
JPH0969554A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Tocalo Co Ltd 静電チャック部材およびその製造方法
JPH10261697A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Kobe Steel Ltd 静電チャック
JPH118291A (ja) * 1997-06-18 1999-01-12 Hitachi Ltd 静電吸着装置
JPH11312729A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Kyocera Corp 静電チャック

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1253375A (en) * 1914-06-09 1918-01-15 Mccaskey Register Co Filing appliance.
US3147843A (en) * 1962-03-14 1964-09-08 Western Electric Co Apparatus for orienting terminals
US3204924A (en) * 1962-05-17 1965-09-07 Crane Co Valve seats and mounting therefor
JPH0636583B2 (ja) 1988-04-01 1994-05-11 日本ビクター株式会社 ディスプレイ装置
JPH03204924A (ja) * 1989-10-30 1991-09-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 試料保持装置
JPH03147843A (ja) 1989-11-06 1991-06-24 Toto Ltd 静電チャックの製造方法
DE9107465U1 (ja) * 1991-06-18 1991-09-12 Jankus, Werner, 4600 Dortmund, De
JP2865472B2 (ja) 1992-02-20 1999-03-08 信越化学工業株式会社 静電チャック
JP2938679B2 (ja) 1992-06-26 1999-08-23 信越化学工業株式会社 セラミックス製静電チャック
JPH06302677A (ja) 1993-04-13 1994-10-28 Shin Etsu Chem Co Ltd セラミックス製静電チャック
JPH0864663A (ja) 1994-08-18 1996-03-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 静電チャック
JP3485390B2 (ja) * 1995-07-28 2004-01-13 京セラ株式会社 静電チャック
JPH08330403A (ja) 1995-05-30 1996-12-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 静電チャック
JPH09172055A (ja) * 1995-12-19 1997-06-30 Fujitsu Ltd 静電チャック及びウエハの吸着方法
EP0806488B1 (en) 1996-05-08 2002-10-16 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Aluminum-chromium alloy, method for its production and its applications
JP4004086B2 (ja) * 1996-07-22 2007-11-07 日本発条株式会社 静電チャック装置
JPH1126564A (ja) 1997-07-08 1999-01-29 Sumitomo Metal Ind Ltd 静電チャック
JP4282100B2 (ja) 1997-08-20 2009-06-17 東京エレクトロン株式会社 静電チャックにおける被吸着物の離脱方法及び静電チャック
JPH11111826A (ja) 1997-10-02 1999-04-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 静電チャックにおける試料の脱離方法
JPH11176919A (ja) * 1997-12-08 1999-07-02 Sony Corp 静電チャック
US6008089A (en) * 1997-12-24 1999-12-28 United Semiconductor Corp. Method of fabricating a split gate flash memory device
US6217927B1 (en) * 2000-05-12 2001-04-17 Mars, Inc. Methods for continuously molding chocolate and products made thereby

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07297265A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電チャック
JPH0969554A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Tocalo Co Ltd 静電チャック部材およびその製造方法
JPH10261697A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Kobe Steel Ltd 静電チャック
JPH118291A (ja) * 1997-06-18 1999-01-12 Hitachi Ltd 静電吸着装置
JPH11312729A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Kyocera Corp 静電チャック

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1258918A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7604845B2 (en) * 2002-09-20 2009-10-20 Tokyo Electron Limited Method for coating internal member having holes in vacuum processing apparatus and the internal member having holes coated by using the coating method
WO2008010632A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 University-Industry Collaboration Foundation Chungnam National University Electrostatic chuck with high-resistivity ceramic coating materials
US8469342B2 (en) 2007-07-23 2013-06-25 Creative Technology Corporation Substrate suction apparatus and method for manufacturing the same
WO2009078516A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-25 Komico Ltd. Spray-coated body, method of coating an object by a spray coating process and apparatus for performing the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP1258918B1 (en) 2008-12-03
DE60136793D1 (de) 2009-01-15
TWI240015B (en) 2005-09-21
JP4272786B2 (ja) 2009-06-03
KR100510572B1 (ko) 2005-08-26
KR20020070340A (ko) 2002-09-05
US6771483B2 (en) 2004-08-03
JP2001203258A (ja) 2001-07-27
EP1258918A4 (en) 2006-12-06
US20030007308A1 (en) 2003-01-09
EP1258918A1 (en) 2002-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2001054188A1 (fr) Element support electrostatique et procede de production associe
JP5363992B2 (ja) プラズマチャンバ材料としてのイットリウム酸化物の寿命の延長
JP2971369B2 (ja) 静電チャック部材およびその製造方法
CN104046981B (zh) 等离子体室部件上的抗腐蚀铝涂层
CN107592941B (zh) 耐等离子体涂膜及其形成方法
KR101932429B1 (ko) 내 플라즈마 코팅막, 이의 제조 방법 및 내 플라즈마성 부품
KR20070045369A (ko) 플라즈마 처리 용기내용 용사 피막 피복 부재 및 그 제조방법
JP2004349612A (ja) 静電チャック
WO2000012446A1 (fr) Element resistant au plasma et dispositif de traitement au plasma mettant cet element en application
JP2004190136A (ja) プラズマ処理容器内部材
JP2008016709A (ja) 静電チャックおよびその製造方法
JP3148878B2 (ja) アルミニウム板、その製造方法及び該アルミニウム板を用いた防着カバー
TW391044B (en) Electrostatic chuck member and method of making the same
US20050161061A1 (en) Methods for cleaning a set of structures comprising yttrium oxide in a plasma processing system
JP2002083861A (ja) 真空処理装置用部材および静電チャック
JP7063975B2 (ja) 耐プラズマコーティング層を形成する方法、装置、部品及びプラズマ処理装置
JP4623794B2 (ja) アルミナ質耐食部材及びプラズマ装置
JP5298430B2 (ja) 半導体加熱装置
JP2008227190A (ja) 静電チャック、静電チャックの製造方法および基板処理装置
JPH04304942A (ja) 静電チャック基板および静電チャック
JPH10154596A (ja) 静電チャック部材
JPWO2002067312A1 (ja) プラズマ処理装置用部品及びその製造方法、並びにプラズマ処理装置
JP2006312755A (ja) ウェハ保持体およびそれを搭載した半導体製造装置
JP2007119924A (ja) プラズマ処理容器内用高純度溶射皮膜被覆部材およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020027009199

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10169755

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001901396

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020027009199

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001901396

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1020027009199

Country of ref document: KR