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Description

本開示は、対象物を保持する保持部材に関する。 This disclosure relates to a holding member that holds an object.

半導体製造工程において、半導体ウエハを保持するために、静電チャック(保持部材)が使用されている。そして、静電チャックとして、例えば、特許文献1に、加工プロセス時に半導体ウエハを吸着保持するとともに、保持面に吸着保持した半導体ウエハと一体的にプロセス間で搬送が可能な薄型の静電チャックが開示されている。このような静電チャックは、加工プロセス時には基台(半導体製造装置に設けられる設置面)に設置され、搬送時には搬送アーム等に把持される。 In the semiconductor manufacturing process, electrostatic chucks (holding members) are used to hold semiconductor wafers. For example, Patent Document 1 discloses a thin electrostatic chuck that attracts and holds a semiconductor wafer during processing and can be transported between processes together with the semiconductor wafer attracted and held on the holding surface. Such an electrostatic chuck is placed on a base (a mounting surface provided on the semiconductor manufacturing equipment) during processing, and is held by a transport arm or the like during transport.

特開2015-228406号公報JP 2015-228406 A

ここで、半導体製造装置に設けられる設置面は平面度が高く製作されている一方、保持部材はセラミックス自身が持つ応力(残留応力)によって反り(撓み)が生じやすい。そして、保持部材に反り(撓み)が生じてしまうと、セラミックスの曲げ剛性が高いため、保持部材を設置面に沿わせて(なじませて)設置することが難しくなり、半導体ウエハを保持する保持部材の保持面の平面度を担保することができないおそれがある。 Here, while the mounting surface installed on the semiconductor manufacturing equipment is manufactured to have a high degree of flatness, the holding member is prone to warping (deflection) due to the stress (residual stress) inherent in the ceramics themselves. Furthermore, if the holding member warps (deflects), it becomes difficult to install the holding member along (fit) the mounting surface due to the high bending rigidity of ceramics, and there is a risk that the flatness of the holding surface of the holding member that holds the semiconductor wafers cannot be guaranteed.

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、設置面に沿うように設置することができ、対象物を保持する保持面の平面度を担保することができる保持部材を提供することを目的とする。 Therefore, the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a holding member that can be installed so as to conform to the installation surface and ensure the flatness of the holding surface that holds the object.

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面とを備えるセラミックス部材と、
前記セラミックス部材の内部に備わるチャック電極とを有し、
前記セラミックス部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持部材において、
前記セラミックス部材は、前記第1の面と前記第2の面とを貫通する貫通孔を複数有し、
前記第1の面から前記第2の面に向かって見たときに、前記セラミックス部材における前記複数の貫通孔の総面積は、前記セラミックス部材の面積を100%として、10%以上50%以下であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, one aspect of the present disclosure is to
A ceramic member including a first surface and a second surface provided on an opposite side to the first surface;
a chuck electrode provided inside the ceramic member,
A holding member for holding an object on the first surface of the ceramic member,
the ceramic member has a plurality of through holes penetrating the first surface and the second surface,
The ceramic member is characterized in that, when viewed from the first surface toward the second surface, the total area of the multiple through holes in the ceramic member is 10% or more and 50% or less, with the area of the ceramic member being 100%.

この保持部材では、セラミックス部材に複数の貫通孔を設けて、複数の貫通孔の総面積が、セラミックス部材の面積を100%とした場合、10%以上50%以下になるようにしている。つまり、セラミックス部材の貫通孔の面積がセラミックス部材の貫通孔以外の部分の面積の1/9以上1/2以下である。そのため、セラミックス部材の曲げ剛性を下げることができる。従って、セラミックス部材が持つ応力(残留応力)が小さくなって反り(撓み)を抑制することができ、要求されるセラミックス部材の平面度を確保することができる。これにより、保持部材を、対象物を加工する装置の設置面に沿うように(なじませて)精度良く取り付けることができる。その結果、保持部材の第1の面(保持面)の平面度を担保することができるため、設置面に設置された保持部材に保持される対象物の平面度が担保される。 In this holding member, a plurality of through holes are provided in the ceramic member, and the total area of the plurality of through holes is 10% to 50% of the area of the ceramic member, assuming that the area of the ceramic member is 100%. In other words, the area of the through holes in the ceramic member is 1/9 to 1/2 of the area of the ceramic member other than the through holes. Therefore, the bending rigidity of the ceramic member can be reduced. Therefore, the stress (residual stress) of the ceramic member is reduced, and warping (deflection) can be suppressed, and the required flatness of the ceramic member can be ensured. This allows the holding member to be attached with high precision so as to follow (fit) the installation surface of the device that processes the object. As a result, the flatness of the first surface (holding surface) of the holding member can be ensured, and the flatness of the object held by the holding member installed on the installation surface can be ensured.

なお、複数の貫通孔の総面積を、セラミックス部材の面積を100%として、10%以上50%以下に設定しているのは、面積割合を10%より小さくすると、セラミックス部材の曲げ剛性を下げることができない一方、面積割合を50%より大きくすると、セラミックス部材に必要とされる強度を確保することができなくなるからである。つまり、複数の貫通孔の総面積の割合を10%以上50%以下、好ましくは面積割合を20%以上30%以下に設定することにより、セラミックス部材に要求される強度を確保しつつ曲げ剛性を小さくすることができる。 The total area of the multiple through holes is set to 10% to 50% of the area of the ceramic member, with the area of the ceramic member being 100%. This is because if the area ratio is less than 10%, the bending rigidity of the ceramic member cannot be reduced, while if the area ratio is greater than 50%, the strength required for the ceramic member cannot be ensured. In other words, by setting the total area ratio of the multiple through holes to 10% to 50%, preferably 20% to 30%, it is possible to reduce the bending rigidity while ensuring the strength required for the ceramic member.

上記した保持部材において、
前記複数の貫通孔は、それぞれの開口面積が20mm以上の大きさであることが好ましい。
In the above-mentioned holding member,
It is preferable that each of the plurality of through holes has an opening area of 20 mm2 or more.

このように、セラミックス部材に開口面積が20mm(直径が約5mm)以上の貫通孔を設けることにより、セラミックス部材の曲げ剛性を確実に下げることができる。なお、セラミックス部材に設けられるリフトピン孔や真空引き用の孔は、開口面積が20mm未満(直径が2~3mm程度)であるため、本開示の貫通孔には含まれない。 In this way, by providing the ceramic member with a through hole having an opening area of 20 mm2 or more (diameter of about 5 mm), the bending rigidity of the ceramic member can be reliably reduced. Note that lift pin holes and vacuum holes provided in the ceramic member have an opening area of less than 20 mm2 (diameter of about 2 to 3 mm), and therefore are not included in the through holes of the present disclosure.

上記した保持部材において、
前記複数の貫通孔は、同心円上に形成されていることが好ましい。
In the above-mentioned holding member,
The plurality of through holes are preferably formed on concentric circles.

このように、セラミックス部材に設ける貫通孔を同心円上に形成することにより、セラミックス部材の曲げ剛性を面内で均等に下げることができるため、セラミックス部材の反り(撓み)を効果的に抑制することができる。 In this way, by forming the through holes in the ceramic member on concentric circles, the bending rigidity of the ceramic member can be reduced evenly within the surface, effectively suppressing warping (deflection) of the ceramic member.

上記した保持部材において、
前記セラミックス部材は、前記チャック電極より前記第2の面側に平板状の金属部材を備えていることが好ましい。
In the above-mentioned holding member,
The ceramic member preferably includes a flat metal member disposed on the second surface side of the chuck electrode.

このように、チャック電極より第2の面側に平板状の金属部材を設けることにより、第1の面側にチャック電極が配置され、第2の面側に平板状の金属部材が配置される。つまり、両表面側に板状の部材が配置されるため、セラミックス部材の反り(撓み)をより抑制することができ、要求されるセラミックス部材の平面度を確実に担保することができる。これにより、保持部材を、対象物を加工する装置の設置面に沿わせて(なじませて)より精度良く取り付けることができる。 In this way, by providing a flat metal member on the second surface side of the chuck electrode, the chuck electrode is disposed on the first surface side, and the flat metal member is disposed on the second surface side. In other words, because plate-shaped members are disposed on both surface sides, warping (deflection) of the ceramic member can be further suppressed, and the required flatness of the ceramic member can be reliably guaranteed. This allows the holding member to be attached with greater precision along (matching) the installation surface of the device that processes the object.

上記した保持部材において、
前記チャック電極は、バイポーラ電極であることが好ましい。
In the above-mentioned holding member,
The chuck electrode is preferably a bipolar electrode.

バイポーラ電極は、正負の一対の電極を備えているため、電源に接続されていなくても対象物を静電力で吸着保持することができるので、このような保持部材であれば、対象物を搬送するための搬送用保持部材として使用することができる。そして、このような搬送用保持部材は、対象物を搬送した後、対象物を加工する装置の設置面に対して取り付けられる。 Since a bipolar electrode has a pair of positive and negative electrodes, it can attract and hold an object by electrostatic force even when it is not connected to a power source, so such a holding member can be used as a transport holding member for transporting an object. Then, after transporting the object, such a transport holding member is attached to the installation surface of a device that processes the object.

そこで、この保持部材であれば、セラミックス部材の平面度を確保することができるため、装置の設置面に沿うように(なじませて)精度良く取り付けることができる。また、セラミックス部材に複数の貫通孔が設けられているため、保持部材が軽量化されており、対象物の搬送速度を向上させることができ、効率良く対象物を搬送することができる。 This holding member ensures the flatness of the ceramic member, so it can be attached with high precision to fit (match) the installation surface of the device. In addition, because the ceramic member has multiple through holes, the holding member is lightweight, which improves the transport speed of the object, allowing the object to be transported efficiently.

本開示によれば、設置面に沿うように設置することができ、対象物を保持する保持面の平面度を担保することができる保持部材を提供することができる。 The present disclosure provides a holding member that can be installed to conform to an installation surface and ensures the flatness of the holding surface that holds an object.

実施形態の静電チャックの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the electrostatic chuck according to the embodiment. 実施形態の静電チャックの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck according to an embodiment. 静電チャックに設ける貫通孔の配置に関する変形例を示す図である。11A and 11B are diagrams showing modified examples regarding the arrangement of through holes provided in the electrostatic chuck. 静電チャックに設ける貫通孔の配置に関する変形例を示す図である。11A and 11B are diagrams showing modified examples regarding the arrangement of through holes provided in the electrostatic chuck. 静電チャックに設ける貫通孔の配置に関する変形例を示す図である。11A and 11B are diagrams showing modified examples regarding the arrangement of through holes provided in the electrostatic chuck. 静電チャックに設ける貫通孔の配置に関する変形例を示す図である。11A and 11B are diagrams showing modified examples regarding the arrangement of through holes provided in the electrostatic chuck.

本開示に係る実施形態である保持部材について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、対象物である半導体ウエハWを保持する静電チャック1を例示して説明する。そこで、本実施形態の静電チャック1について、図1および図2を参照しながら説明する。 A holding member according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an electrostatic chuck 1 that holds a semiconductor wafer W as an object will be described as an example. The electrostatic chuck 1 according to this embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 2.

本実施形態の静電チャック1は、半導体ウエハW(対象物)を静電引力により吸着して保持するための部材であり、例えば、半導体製造装置の真空チャンバー内で半導体ウエハWを固定したり、半導体ウエハWをプロセス間で搬送するために使用される。図1および図2に示すように、静電チャック1は、セラミックスにより形成された円盤状のセラミックス部材10を有する。 The electrostatic chuck 1 of this embodiment is a member for adsorbing and holding a semiconductor wafer W (object) by electrostatic attraction, and is used, for example, to fix the semiconductor wafer W in a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing device or to transport the semiconductor wafer W between processes. As shown in Figures 1 and 2, the electrostatic chuck 1 has a disk-shaped ceramic member 10 made of ceramics.

セラミックスとしては、様々なセラミックスが用いられるが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ、Al)または窒化アルミニウム(AlN)を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合の最も多い成分(例えば、体積含有率が90vol%以上の成分)を意味する。 As the ceramic, various ceramics are used, but from the viewpoints of strength, wear resistance, plasma resistance, etc., it is preferable to use ceramics containing aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ) or aluminum nitride (AlN) as the main component. Note that the main component here means the component with the highest content (for example, a component with a volume content of 90 vol % or more).

このセラミックス部材10の直径は、例えば150~350mm程度であり、セラミックス部材10の厚さは、例えば2mm程度である。セラミックス部材10は、半導体ウエハWを保持する保持面11と、セラミックス部材10の厚み方向(図2では上下方向)について保持面11とは反対側に設けられる下面12とを備えている。なお、保持面11は本開示の「第1の面」の一例であり、下面12は本開示の「第2の面」の一例である。 The ceramic member 10 has a diameter of, for example, about 150 to 350 mm, and a thickness of, for example, about 2 mm. The ceramic member 10 has a holding surface 11 that holds the semiconductor wafer W, and a bottom surface 12 that is provided on the opposite side of the holding surface 11 in the thickness direction of the ceramic member 10 (the vertical direction in FIG. 2). The holding surface 11 is an example of a "first surface" in the present disclosure, and the bottom surface 12 is an example of a "second surface" in the present disclosure.

このようなセラミックス部材10には、保持面11と下面12との間を厚み方向(図2では上下方向)に貫通する円筒形状の貫通孔15が複数形成されている。本実施形態では、図2に示すように、複数の貫通孔15として、同心円上に形成された複数の貫通孔15aと、中心に形成された貫通孔15bとを含む。同心円上の複数の貫通孔15aは同一径であり、等間隔に8個形成されている。なお、貫通孔15aの径と貫通孔15bの径は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、貫通孔15aの径が例えば直径13mm程度、貫通孔15bの径が例えば18mm程度であり、貫通孔15aの径が貫通孔15bの径より小さくなっている。 Such a ceramic member 10 has a plurality of cylindrical through holes 15 formed between the holding surface 11 and the lower surface 12 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 2). In this embodiment, as shown in FIG. 2, the plurality of through holes 15 includes a plurality of through holes 15a formed on concentric circles and a through hole 15b formed at the center. The plurality of through holes 15a on the concentric circles have the same diameter, and eight of them are formed at equal intervals. The diameters of the through holes 15a and the through holes 15b may be the same or different. In this embodiment, the diameter of the through holes 15a is, for example, about 13 mm, and the diameter of the through holes 15b is, for example, about 18 mm, and the diameter of the through holes 15a is smaller than the diameter of the through holes 15b.

複数の貫通孔15(15a,15b)は、それぞれの開口面積が20mm以上の大きさとなっている。つまり、セラミックス部材10に設けられる貫通孔であっても、開口面積が20mm未満(直径が2~3mm程度)であるリフトピン孔や真空引き用の孔等は、貫通孔15には含まれない。 The multiple through holes 15 (15a, 15b) each have an opening area of 20 mm2 or more. In other words, even if they are through holes provided in the ceramic member 10, lift pin holes, holes for vacuum drawing, and the like, whose opening area is less than 20 mm2 (diameter is about 2 to 3 mm), are not included in the through holes 15.

そして、保持面11から下面12に向かって(厚み方向から)見たときに、複数の貫通孔15の総面積(開口面積の合計)が、セラミックス部材10(保持面11)の面積を100%とした場合に、10%以上50%以下、好ましくは20%以上30%以下になっている。つまり、保持面11において貫通孔15の占める面積割合が、保持面11の面積の10%以上50%以下、好ましくは20%以上30%以下となるように、セラミックス部材10に設ける貫通孔15の総数が決定されている。 When viewed from the holding surface 11 toward the underside 12 (in the thickness direction), the total area (total opening area) of the multiple through holes 15 is 10% to 50%, preferably 20% to 30%, when the area of the ceramic member 10 (holding surface 11) is taken as 100%. In other words, the total number of through holes 15 provided in the ceramic member 10 is determined so that the area ratio of the through holes 15 in the holding surface 11 is 10% to 50%, preferably 20% to 30%, of the area of the holding surface 11.

また、セラミックス部材10の内部の保持面11側には、図2に示すように、導電性材料(例えば、タングステン、モリブデン、白金等)により形成されたチャック電極30が配置されている。チャック電極30はバイポーラ電極であり、正負の一対のチャック電極30aとチャック電極30bとを備えている。これらチャック電極30aとチャック電極30bは、同一平面上に配置されている。保持面11から下面12に向かって見たときに、チャック電極30bは円環形状であり、チャック電極30aはチャック電極30bを取り囲むような円環形状である。このようなチャック電極30では、外部からの給電がなくても半導体ウエハWを静電引力によって、半導体ウエハWが静電チャック1の保持面11に吸着保持することができる。これにより、静電チャック1は、搬送アームなどを介してプロセス間における半導体ウエハWの搬送を可能としている。そして、チャック電極30a,30bへの給電とデチャック時のアースを行うために、チャック電極30a,30bの一部を外部に露出させる有底孔16,16が、セラミックス部材10の下面12に形成されている。 In addition, as shown in FIG. 2, a chuck electrode 30 formed of a conductive material (e.g., tungsten, molybdenum, platinum, etc.) is arranged on the holding surface 11 side inside the ceramic member 10. The chuck electrode 30 is a bipolar electrode and has a pair of positive and negative chuck electrodes 30a and 30b. These chuck electrodes 30a and 30b are arranged on the same plane. When viewed from the holding surface 11 toward the lower surface 12, the chuck electrode 30b has a circular ring shape, and the chuck electrode 30a has a circular ring shape surrounding the chuck electrode 30b. With such a chuck electrode 30, the semiconductor wafer W can be attracted and held on the holding surface 11 of the electrostatic chuck 1 by electrostatic attraction even without external power supply. As a result, the electrostatic chuck 1 enables the semiconductor wafer W to be transported between processes via a transport arm or the like. In order to supply power to the chuck electrodes 30a, 30b and to earth them during dechucking, bottomed holes 16, 16 that expose portions of the chuck electrodes 30a, 30b to the outside are formed in the underside 12 of the ceramic member 10.

さらに、セラミックス部材10の内部の下面12側には、図2に示すように、平板状の金属部材31(ダミー電極)が配置されている。金属部材31は、導電体で形成されているが、基本的に電極としては機能しないものであり、他の電極と電気的及び物理的に接続されていない。金属部材31は、例えば銅、タングステン、モリブデン、白金等からなり、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法などといった公知の手法によって形成すればよい。具体的には、例えば、銅箔のエッチング、無電解銅めっきあるいは電解銅めっきなどの手法を適用できる。なお、スパッタやCVD等の手法により薄膜を形成した後にエッチングを行うことで金属部材31を形成したり、導電性ペースト等の印刷により金属部材31を形成することができる。そして、デチャック時に金属部材31をアースに接続するために、金属部材31の一部を外部に露出させる有底孔17が、セラミックス部材10の下面12に形成されている。デチャック時に金属部材31をアースに接続するのは、金属部材31には給電されないものの、チャック電極30の影響を受けて少し電荷を持ってしまうからである。 Furthermore, as shown in FIG. 2, a flat metal member 31 (dummy electrode) is disposed on the inner lower surface 12 side of the ceramic member 10. The metal member 31 is formed of a conductor, but does not basically function as an electrode and is not electrically or physically connected to other electrodes. The metal member 31 may be formed of, for example, copper, tungsten, molybdenum, platinum, or the like, by a known method such as a subtractive method, a semi-additive method, or a full additive method. Specifically, for example, a method such as etching of copper foil, electroless copper plating, or electrolytic copper plating can be applied. The metal member 31 can be formed by forming a thin film by a method such as sputtering or CVD, and then etching, or by printing a conductive paste or the like. In order to connect the metal member 31 to earth during dechucking, a bottomed hole 17 that exposes a part of the metal member 31 to the outside is formed on the lower surface 12 of the ceramic member 10. The metal member 31 is connected to earth during dechucking because, although no power is supplied to the metal member 31, it carries a small charge due to the influence of the chuck electrode 30.

ここで、上記のような構成を有する静電チャック1では、セラミックス部材10を構成するセラミックスが持つ応力(残留応力)によって反り(撓み)が生じやすい。そして、セラミックス部材10に反り(撓み)が生じてしまうと、セラミックスの曲げ剛性が高いために、静電チャック1を半導体製造装置の設置面に沿わせて(なじませて)設置することが難しくなる。その結果として、半導体製造装置の設置面に設置した静電チャック1の保持面11の平面度を担保、つまり要求されている平面度を確保することができないおそれがある。 In the electrostatic chuck 1 having the above-described configuration, warping (deflection) is likely to occur due to stress (residual stress) in the ceramics constituting the ceramic member 10. If warping (deflection) occurs in the ceramic member 10, it becomes difficult to install the electrostatic chuck 1 along (in harmony with) the installation surface of the semiconductor manufacturing equipment due to the high bending rigidity of the ceramics. As a result, it may not be possible to guarantee the flatness of the holding surface 11 of the electrostatic chuck 1 installed on the installation surface of the semiconductor manufacturing equipment, that is, to ensure the required flatness.

そこで、本実施形態の静電チャック1では、保持面11の面積を100%として保持面11の面積の10%以上50%以下、好ましくは20%以上30%以下を占めるように、セラミックス部材10に対して開口面積が20mm以上の貫通孔15(15a,15b)を複数設けている。複数の貫通孔15の総面積を、セラミックス部材10(保持面11)の面積を100%とした場合、10%以上50%以下に設定しているのは、面積割合を10%より小さくすると、セラミックス部材10の曲げ剛性を下げることができない一方、面積割合を50%より大きくすると、セラミックス部材10に必要とされる強度を確保することができなくなるからである。つまり、保持面11の面積に対する複数の貫通孔15の総面積の割合を10%以上50%以下、好ましくは面積割合を20%以上30%以下に設定することにより、セラミックス部材10に要求される強度を確保しつつ曲げ剛性を小さくすることができる。 Therefore, in the electrostatic chuck 1 of the present embodiment, a plurality of through holes 15 (15a, 15b) having an opening area of 20 mm2 or more are provided in the ceramic member 10 so as to occupy 10% to 50% of the area of the holding surface 11, preferably 20% to 30%, of the area of the holding surface 11, assuming that the area of the holding surface 11 is 100%. The reason why the total area of the plurality of through holes 15 is set to 10% to 50% of the area of the ceramic member 10 (holding surface 11) is 100% is that if the area ratio is less than 10%, the bending rigidity of the ceramic member 10 cannot be reduced, while if the area ratio is more than 50%, the strength required for the ceramic member 10 cannot be ensured. In other words, by setting the ratio of the total area of the plurality of through holes 15 to the area of the holding surface 11 to 10% to 50%, preferably 20% to 30%, the bending rigidity can be reduced while ensuring the strength required for the ceramic member 10.

そのため、セラミックス部材10の残留応力が小さくなって反り(撓み)を抑制することができ、要求されるセラミックス部材10の平面度を確保することができる。従って、静電チャック1を半導体製造装置の設置面に沿うように(なじませて)精度良く取り付けることができる。これにより、保持面11の平面度を担保することができるため、半導体製造装置に取り付けられた静電チャック1に保持される半導体ウエハWの平面度が担保される。なお、保持面11の平面度は、例えばのようにして測定することができる。すなわち、まず、測定装置のワーク設置面に平坦な定盤(上面平面度3μm以下が好ましい)を設置し、定盤の上に静電チャック1を設置する。そして、定盤に設置した静電チャック1の表面の20点程度の高さを、接触式または非接触式の測定器で測定する。 Therefore, the residual stress of the ceramic member 10 is reduced, and warping (deflection) can be suppressed, and the required flatness of the ceramic member 10 can be ensured. Therefore, the electrostatic chuck 1 can be attached with high precision along (fitted) the installation surface of the semiconductor manufacturing apparatus. This ensures the flatness of the holding surface 11, and therefore the flatness of the semiconductor wafer W held by the electrostatic chuck 1 attached to the semiconductor manufacturing apparatus. The flatness of the holding surface 11 can be measured, for example, as follows . That is, first, a flat surface plate (preferably with an upper surface flatness of 3 μm or less) is placed on the work installation surface of the measuring device, and the electrostatic chuck 1 is placed on the surface plate. Then, the height of about 20 points on the surface of the electrostatic chuck 1 placed on the surface plate is measured with a contact or non-contact measuring device.

また、セラミックス部材10に複数の貫通孔15が設けられているため、セラミックス部材10が軽量化されている。そのため、プロセス間で半導体ウエハWを静電チャック1により搬送する際の搬送速度を速めることができ、プロセス間において効率良く半導体ウエハWを搬送することができる。 In addition, since the ceramic member 10 has a plurality of through holes 15, the ceramic member 10 is lightweight. Therefore, the transfer speed when the semiconductor wafer W is transferred between processes by the electrostatic chuck 1 can be increased, and the semiconductor wafer W can be transferred between processes efficiently.

そして、同一径の複数の貫通孔15aを同心円上に形成しているため、セラミックス部材10の曲げ剛性を面内で均等に下げることができる。これにより、セラミックス部材10の反り(撓み)が効果的に抑制されている。 In addition, since multiple through holes 15a of the same diameter are formed on concentric circles, the bending rigidity of the ceramic member 10 can be reduced evenly within the surface. This effectively suppresses warping (deflection) of the ceramic member 10.

また、本実施形態の静電チャック1では、セラミックス部材10の内部において、保持面11側にチャック電極30が配置され、下面12側に平板状の金属部材31が配置されいる。すなわち、セラミックス部材10内において、厚さ方向の両側に板状の部材が配置されている。そのため、セラミックス部材10の反り(撓み)をより抑制することができ、要求されるセラミックス部材10の平面度を確実に担保することができる。これにより、静電チャック1を、半導体製造装置の設置面に沿わせて(なじませて)より精度良く取り付けることができる。 In addition, in the electrostatic chuck 1 of this embodiment, inside the ceramic member 10, the chuck electrode 30 is arranged on the holding surface 11 side, and a flat metal member 31 is arranged on the lower surface 12 side. That is, inside the ceramic member 10, plate-shaped members are arranged on both sides in the thickness direction. Therefore, warping (deflection) of the ceramic member 10 can be further suppressed, and the required flatness of the ceramic member 10 can be reliably guaranteed. This allows the electrostatic chuck 1 to be attached more precisely along (compatible with) the installation surface of the semiconductor manufacturing device.

ここで、静電チャックのセラミック部材に設ける貫通孔の配置に関する変形例について、図3~図6を参照しながら説明する。上記の実施形態では、1つの同心円上に複数の貫通孔を設けているが、図3に示すように、2つ以上(図3では2つ)の同心円上に、それぞれ複数の貫通孔15a,15cを設けてもよい。すなわち、外側の同心円上に複数(図3では8つ)の貫通孔15aを設け、内側の同心円上に複数(図3では4つ)の貫通孔15cを設ける。これにより、セラミックス部材10の曲げ剛性を面内でより均等に下げることができるため、セラミックス部材10の反り(撓み)が一層効果的に抑制される。 Now, modified examples of the arrangement of the through holes provided in the ceramic member of the electrostatic chuck will be described with reference to Figs. 3 to 6. In the above embodiment, multiple through holes are provided on one concentric circle, but as shown in Fig. 3, multiple through holes 15a, 15c may be provided on two or more concentric circles (two in Fig. 3). That is, multiple through holes 15a (eight in Fig. 3) are provided on the outer concentric circle, and multiple through holes 15c (four in Fig. 3) are provided on the inner concentric circle. This allows the bending rigidity of the ceramic member 10 to be reduced more evenly within the plane, so that warping (deflection) of the ceramic member 10 is more effectively suppressed.

また、図4に示すように、セラミックス部材10に反り(撓み)が生じやすい外周部分のみに同心円上に複数の貫通孔15aを設けることもできる。すなわち、上記の実施形態においてセラミックス部材10の中央に貫通孔15bを設けない形態にしてもよい。あるいは、図5に示すように、複数の貫通孔15を同心円上に配置せず、格子状に配置してもよい。このような貫通孔15の配置パターンであっても、セラミックス部材10の曲げ剛性を下げることができるため、セラミックス部材10の反り(撓み)を抑制することができる。 Also, as shown in FIG. 4, multiple through holes 15a can be provided on a concentric circle only in the outer periphery where warping (deflection) of the ceramic member 10 is likely to occur. That is, in the above embodiment, the through hole 15b may not be provided in the center of the ceramic member 10. Alternatively, as shown in FIG. 5, multiple through holes 15 may be arranged in a lattice pattern rather than on concentric circles. Even with such an arrangement pattern of the through holes 15, the bending rigidity of the ceramic member 10 can be reduced, thereby suppressing warping (deflection) of the ceramic member 10.

さらに、上記の実施形態では、貫通孔15として開口が円形のものを例示したが、貫通孔15は円形に限られることはなく、図6に示すように多角形(図6では四角形)や楕円形などであってもよい。このような形状の貫通孔をセラミックス部材10に複数設けることによっても、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。 In addition, in the above embodiment, the through hole 15 has a circular opening, but the through hole 15 is not limited to a circular shape, and may be a polygon (square in FIG. 6) or an ellipse, as shown in FIG. 6. By providing a plurality of through holes of such shapes in the ceramic member 10, the same effect as the above embodiment can be obtained.

以上のように、本実施形態の静電チャック1によれば、セラミックス部材10に複数の貫通孔15(15a,15b)を設けて、複数の貫通孔15の総面積が、セラミックス部材10の面積を100%とした場合、10%以上50%以下となっている。そのため、セラミックス部材10の曲げ剛性を下げることができるので、セラミックス部材10が持つ残留応力が小さくなって反り(撓み)を抑制することができ、要求されるセラミックス部材10の平面度を確保することができる。従って、静電チャック1を、半導体ウエハWを半導体製造装置の設置面に沿うように(なじませて)精度良く取り付けることができる。これにより、静電チャック1の保持面11における平面度を担保することができるため、設置面に設置された静電チャック1に保持される半導体ウエハWの平面度が担保される。 As described above, according to the electrostatic chuck 1 of this embodiment, the ceramic member 10 is provided with a plurality of through holes 15 (15a, 15b), and the total area of the plurality of through holes 15 is 10% to 50% of the area of the ceramic member 10, assuming that the area of the ceramic member 10 is 100%. Therefore, the bending rigidity of the ceramic member 10 can be reduced, so that the residual stress of the ceramic member 10 is reduced and warping (deflection) can be suppressed, and the required flatness of the ceramic member 10 can be ensured. Therefore, the electrostatic chuck 1 can be attached with high precision so that the semiconductor wafer W is aligned (fitted) along the installation surface of the semiconductor manufacturing device. This ensures the flatness of the holding surface 11 of the electrostatic chuck 1, and therefore the flatness of the semiconductor wafer W held by the electrostatic chuck 1 installed on the installation surface.

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では保持部材として、チャック電極30がバイポーラ電極である静電チャック1を例示したが、モノポーラ電極のチャック電極を備える保持部材に対しても本開示を適用することができる。 The above embodiment is merely an example and does not limit the present disclosure in any way. Of course, various improvements and modifications are possible without departing from the spirit of the present disclosure. For example, the above embodiment illustrates an electrostatic chuck 1 in which the chuck electrode 30 is a bipolar electrode as a holding member, but the present disclosure can also be applied to a holding member equipped with a chuck electrode that is a monopolar electrode.

また、上記の実施形態では保持部材として、セラミックス部材10内にチャック電極30の他に金属部材31を備える静電チャック1を例示したが、金属部材31(ダミー電極)を備えていない保持部材に対しても本開示を適用することができる。 In addition, in the above embodiment, an electrostatic chuck 1 having a metal member 31 in addition to the chuck electrode 30 within the ceramic member 10 is exemplified as the holding member, but the present disclosure can also be applied to a holding member that does not have a metal member 31 (dummy electrode).

1 静電チャック
10 セラミックス部材
11 保持面
12 下面
15 貫通孔
30 チャック電極
31 金属部材
W 半導体ウエハ
Reference Signs List 1: electrostatic chuck 10: ceramic member 11: holding surface 12: lower surface 15: through hole 30: chuck electrode 31: metal member W: semiconductor wafer

Claims (5)

第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面とを備えるセラミックス部材と、
前記セラミックス部材の内部に備わるチャック電極とを有し、
前記セラミックス部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持部材において、
前記セラミックス部材は、前記第1の面と前記第2の面とを貫通する貫通孔を複数有し、
前記セラミックス部材は、直径150~350mmであり、
前記第1の面から前記第2の面に向かって見たときに、前記セラミックス部材における前記複数の貫通孔の総面積は、前記セラミックス部材の面積を100%として、20%以上50%以下である
ことを特徴とする保持部材。
A ceramic member including a first surface and a second surface provided on an opposite side to the first surface;
a chuck electrode provided inside the ceramic member,
A holding member for holding an object on the first surface of the ceramic member,
the ceramic member has a plurality of through holes penetrating the first surface and the second surface,
The ceramic member has a diameter of 150 to 350 mm,
A retaining member characterized in that, when viewed from the first surface toward the second surface, a total area of the plurality of through holes in the ceramic member is 20% or more and 50% or less, with the area of the ceramic member being 100%.
請求項1に記載する保持部材において、
前記複数の貫通孔は、それぞれの開口面積が20mm2以上の大きさである
ことを特徴とする保持部材。
2. The holding member according to claim 1,
A holding member characterized in that each of the plurality of through holes has an opening area of 20 mm2 or more.
請求項1又は請求項2に記載する保持部材において、
前記複数の貫通孔は、同心円上に形成されている
ことを特徴とする保持部材。
The holding member according to claim 1 or 2,
A holding member, wherein the plurality of through holes are formed on concentric circles.
請求項1から請求項3に記載するいずれか1つの保持部材において、
前記セラミックス部材は、前記チャック電極より前記第2の面側に平板状の金属部材を備えている
ことを特徴とする保持部材。
In any one of the holding members according to claims 1 to 3,
The holding member, wherein the ceramic member has a flat metal member on the second surface side of the chuck electrode.
請求項1から請求項4に記載するいずれか1つの保持部材において、
前記チャック電極は、バイポーラ電極である
ことを特徴とする保持部材。
In any one of the holding members according to claims 1 to 4,
The holding member, wherein the chuck electrode is a bipolar electrode.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003234262A (en) 2000-02-08 2003-08-22 Ibiden Co Ltd Ceramic substrate for semiconductor manufacturing and for testing device
JP2004140297A (en) 2002-10-21 2004-05-13 Tokyo Electron Ltd Transfer tray for semiconductor wafer
JP2006128205A (en) 2004-10-26 2006-05-18 Kyocera Corp Wafer supporting member
WO2009031566A1 (en) 2007-09-06 2009-03-12 Creative Technology Corporation Method for manufacturing gas supply structure in electrostatic chuck apparatus, gas supply structure in electrostatic chuck apparatus, and electrostatic chuck apparatus
US20100032096A1 (en) 2008-08-08 2010-02-11 Chen-Hua Yu Apparatus for Holding Semiconductor Wafers

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5720818A (en) * 1996-04-26 1998-02-24 Applied Materials, Inc. Conduits for flow of heat transfer fluid to the surface of an electrostatic chuck
JP4540407B2 (en) * 2004-06-28 2010-09-08 京セラ株式会社 Electrostatic chuck

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003234262A (en) 2000-02-08 2003-08-22 Ibiden Co Ltd Ceramic substrate for semiconductor manufacturing and for testing device
JP2004140297A (en) 2002-10-21 2004-05-13 Tokyo Electron Ltd Transfer tray for semiconductor wafer
JP2006128205A (en) 2004-10-26 2006-05-18 Kyocera Corp Wafer supporting member
WO2009031566A1 (en) 2007-09-06 2009-03-12 Creative Technology Corporation Method for manufacturing gas supply structure in electrostatic chuck apparatus, gas supply structure in electrostatic chuck apparatus, and electrostatic chuck apparatus
US20100032096A1 (en) 2008-08-08 2010-02-11 Chen-Hua Yu Apparatus for Holding Semiconductor Wafers

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