JP7647782B2 - Electrostatic chuck and method of manufacturing same - Google Patents
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Description
本発明は静電チャック及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck and a method for manufacturing the same.
例えばCVD装置等の半導体製造装置には、処理の対象となるシリコンウェハ等の基板を吸着し保持するための装置として、静電チャックが設けられる。静電チャックは、吸着電極が設けられた誘電体基板と、誘電体基板を支持するベースプレートと、を備え、これらが互いに接合された構成を有する。吸着電極は、誘電体基板に内蔵されるのが一般的であるが、下記特許文献1に記載されているように、金属であるベースプレートが吸着電極として用いられる場合もある。吸着電極に電圧が印加されると静電力が生じ、誘電体基板上に載置された基板が吸着され保持される。 For example, in semiconductor manufacturing equipment such as CVD equipment, an electrostatic chuck is provided as a device for attracting and holding a substrate such as a silicon wafer to be processed. The electrostatic chuck comprises a dielectric substrate provided with an attraction electrode and a base plate supporting the dielectric substrate, which are joined together. The attraction electrode is generally built into the dielectric substrate, but as described in Patent Document 1 below, the metal base plate may also be used as the attraction electrode. When a voltage is applied to the attraction electrode, an electrostatic force is generated, and the substrate placed on the dielectric substrate is attracted and held.
処理中における基板の温度調整等を目的として、誘電体基板と基板との間には、ヘリウム等の不活性ガスが供給されることが多い。このようなガスの供給路として、誘電体基板及びベースプレートのそれぞれにはガス穴が形成される。 In order to adjust the temperature of the substrate during processing, an inert gas such as helium is often supplied between the dielectric substrate and the substrate. Gas holes are formed in both the dielectric substrate and the base plate as supply paths for such gas.
基板の温度ムラを抑制するために、誘電体基板と基板との間においては、各部に対し可能な限り均等にガスを供給することが好ましい。このため、ガスの供給口となる開口が、吸着面に沿って略均等に分散配置されるように、誘電体基板には多数のガス穴が設けられるのが一般的である。 To suppress temperature unevenness in the substrate, it is preferable to supply gas as evenly as possible to each part between the dielectric substrate and the substrate. For this reason, it is common for the dielectric substrate to have a large number of gas holes so that the openings that serve as gas supply ports are distributed approximately evenly along the adsorption surface.
誘電体基板に設けられるガス穴の数が多いため、当該ガス穴と同数の配管を外部からベースプレートに接続するのは現実的ではない。このため、従来の静電チャックにおいては、外部から供給されたヘリウムガスが通る流路を、ベースプレートの内部で複数に分岐させ、分岐後の各流路を誘電体基板の各ガス穴へと導く構成となっていた。換言すれば、誘電体基板に設けられた複数のガス穴のそれぞれに繋がる流路を、ベースプレートの内部で少数の流路に集約させ、集約された流路に対して外部からのガス配管を繋ぐ構成となっていた。 Because there are a large number of gas holes in the dielectric substrate, it is not practical to connect the same number of pipes to the base plate from the outside as there are gas holes. For this reason, in conventional electrostatic chucks, the flow path through which helium gas supplied from the outside passes is branched into multiple paths inside the base plate, and each of the branched paths is directed to each gas hole in the dielectric substrate. In other words, the flow paths connected to each of the multiple gas holes in the dielectric substrate are consolidated into a small number of flow paths inside the base plate, and gas pipes from the outside are connected to the consolidated flow paths.
ベースプレートの内部において分岐した流路を形成するためには、例えば、ベースプレートを複数の部品に分けておき、一部の部品に溝を形成してから他の部品を溶接する等の方法をとる必要が生じる。このため、ベースプレートの製造工程が複雑なものとなり、製造コストが大きくなってしまっていた。 To form branched flow paths inside the base plate, it is necessary to use a method such as dividing the base plate into multiple parts and forming grooves in some of the parts before welding the other parts. This makes the manufacturing process for the base plate complicated, resulting in high manufacturing costs.
半導体製造技術の進歩に伴い、静電チャックに求められる性能は年々高くなっており、静電チャックの構造は今後更に複雑化して行くものと思われる。例えば、誘電体基板にはヒーターやRF電極等が内蔵されることが多く、ベースプレートには、これらに繋がる電路を通す必要性が生じている。また、処理中における基板の面内温度分布を均一なものとするために、ベースプレートに形成される冷媒流路の構成も複雑なものとなってきている。このような状況において、ベースプレートの内部に、ガスを通すための複雑な流路を更に形成することは、製造コスト等の観点から今後は更に難しくなっていくものと考えられる。 As semiconductor manufacturing technology advances, the performance required of electrostatic chucks is increasing year by year, and the structure of electrostatic chucks is expected to become even more complex in the future. For example, heaters, RF electrodes, etc. are often built into dielectric substrates, and it is necessary to run electrical paths connecting these through the base plate. In addition, in order to ensure a uniform in-plane temperature distribution of the substrate during processing, the configuration of the coolant flow paths formed in the base plate is also becoming more complex. Under these circumstances, it is expected that it will become even more difficult in the future to form additional complex flow paths for passing gas inside the base plate from the standpoint of manufacturing costs, etc.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベースプレートの製造コストを抑制することのできる静電チャック、及びその製造方法を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these problems, and its purpose is to provide an electrostatic chuck that can reduce the manufacturing costs of the base plate, and a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するために、本発明に係る静電チャックは、複数の第1ガス穴が形成された誘電体基板と、第2ガス穴が形成されたベースプレートと、誘電体基板とベースプレートとの間に設けられ、絶縁性の材料により形成された接合層と、を備える。誘電体基板のうち接合層側の面には、第1ガス穴の端部である第1開口が複数形成されている。ベースプレートのうち接合層側の面には、第2ガス穴の端部である第2開口が形成されている。第2開口は、誘電体基板のうち接合層側の面に形成された連通溝を介して複数の第1開口に連通されている。 In order to solve the above problems, the electrostatic chuck according to the present invention includes a dielectric substrate having a plurality of first gas holes formed therein, a base plate having a second gas hole formed therein, and a bonding layer formed of an insulating material and disposed between the dielectric substrate and the base plate. A plurality of first openings, which are ends of the first gas holes, are formed on the surface of the dielectric substrate facing the bonding layer. A second opening, which is an end of the second gas hole, is formed on the surface of the base plate facing the bonding layer. The second openings are connected to the plurality of first openings via communication grooves formed on the surface of the dielectric substrate facing the bonding layer.
このような構成の静電チャックでは、ベースプレートの第2開口が、誘電体基板に設けられた連通溝を介して、誘電体基板の複数の第1開口に対し連通されている。第1ガス穴と第2ガス穴との間を繋ぐ連通路をベースプレートの内部に形成する必要がないため、ベースプレートの製造コストを抑制することができる。 In an electrostatic chuck having such a configuration, the second opening of the base plate is connected to the multiple first openings of the dielectric substrate via a communication groove provided in the dielectric substrate. Since there is no need to form a communication passage inside the base plate connecting the first gas hole and the second gas hole, the manufacturing cost of the base plate can be reduced.
また、上記構成においては、ベースプレートに形成される第2開口を、第1開口と同じ数だけ設ける必要が無い。このため、第2開口の数を従来よりも減らすことができる。第2開口の内側では金属が露出するが、放電の起点となり得る第2開口の数を減らすことにより、放電が生じる可能性が従来に比べて低くなるという利点も得られる。 In addition, in the above configuration, it is not necessary to provide the same number of second openings as first openings in the base plate. This allows the number of second openings to be reduced compared to the conventional case. Although metal is exposed inside the second openings, by reducing the number of second openings that can be the starting point of discharge, there is also the advantage that the possibility of discharge occurring is lower compared to the conventional case.
また、本発明に係る静電チャックでは、ベースプレートのうち接合層側の面に、絶縁膜が設けられていることも好ましい。このような構成においては、ベースプレートの表面が、接合層と絶縁膜の両方によって覆われた状態となるので、放電の発生を更に抑制することが可能となる。 In addition, in the electrostatic chuck according to the present invention, it is also preferable that an insulating film is provided on the surface of the base plate facing the bonding layer. In such a configuration, the surface of the base plate is covered with both the bonding layer and the insulating film, which makes it possible to further suppress the occurrence of discharge.
また、本発明に係る静電チャックでは、絶縁膜が溶射により形成された膜であることも好ましい。このような構成においては、高い絶縁性を有する膜を容易に形成し、放電の発生を抑制することが可能となる。 In addition, in the electrostatic chuck according to the present invention, it is also preferable that the insulating film is a film formed by thermal spraying. In such a configuration, it is possible to easily form a film with high insulating properties and suppress the occurrence of discharge.
また、本発明に係る静電チャックでは、接合層が、固形の接着剤シートを硬化させたものであることも好ましい。このような構成においては、接着剤を硬化させる過程において、未硬化の接着剤が連通溝に入り込んでしまったり、連通溝を塞いでしまったりすることを確実に防止することができる。 In the electrostatic chuck according to the present invention, it is also preferable that the bonding layer is a cured solid adhesive sheet. In this configuration, it is possible to reliably prevent uncured adhesive from entering the communicating groove or blocking the communicating groove during the process of curing the adhesive.
本発明に係る静電チャックの製造方法は、第1ガス穴と、第1ガス穴の端部である第1開口に繋がる連通溝と、が形成されている誘電体基板を準備する工程と、第2ガス穴と、第2ガス穴の端部である第2開口と、が形成されているベースプレートを準備する工程と、絶縁性の部材である固形の接着剤シートを準備する工程と、第2開口と複数の第1開口との間が連通溝によって連通されるように、誘電体基板のうち、第1ガス穴の端部である第1開口が形成されている面と、ベースプレートのうち、第2ガス穴の端部である第2開口が形成されている面と、を互いに対向させ、誘電体基板とベースプレートとの間に接着剤シートを挟み込む工程と、接着剤シートを硬化させる工程と、を含む。 The method for manufacturing an electrostatic chuck according to the present invention includes the steps of: preparing a dielectric substrate in which a first gas hole and a communication groove connected to a first opening, which is an end of the first gas hole, are formed; preparing a base plate in which a second gas hole and a second opening, which is an end of the second gas hole, are formed; preparing a solid adhesive sheet, which is an insulating member; placing the surface of the dielectric substrate in which the first opening, which is an end of the first gas hole, is formed and the surface of the base plate in which the second opening, which is an end of the second gas hole, is formed opposite each other so that the second opening and the multiple first openings are connected by the communication groove; sandwiching the adhesive sheet between the dielectric substrate and the base plate; and curing the adhesive sheet.
このような静電チャックの製造方法によれば、ベースプレートに連通溝が形成された上記構成の静電チャックを、容易に製造することができる。 This method of manufacturing an electrostatic chuck makes it easy to manufacture an electrostatic chuck having the above-described configuration in which a communicating groove is formed in the base plate.
本発明によれば、ベースプレートの製造コストを抑制することのできる静電チャック、及びその製造方法を提供することができる。 The present invention provides an electrostatic chuck that can reduce the manufacturing costs of the base plate, and a manufacturing method thereof.
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the attached drawings. To facilitate understanding of the description, the same components in each drawing are denoted by the same reference numerals as much as possible, and duplicate descriptions will be omitted.
本実施形態に係る静電チャック10は、例えばCVD成膜装置のような不図示の半導体製造装置の内部において、処理対象となる基板Wを静電力によって吸着し保持するものである。基板Wは、例えばシリコンウェハである。静電チャック10は、半導体製造装置以外の装置に用いられてもよい。
The
図1には、基板Wを吸着保持した状態の静電チャック10の構成が、模式的な断面図として示されている。静電チャック10は、誘電体基板100と、ベースプレート200と、接合層300と、を備える。
Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of the configuration of an
誘電体基板100は、セラミック焼結体からなる略円盤状の部材である。誘電体基板100は、例えば高純度の酸化アルミニウム(Al2O3)を含むが、他の材料を含んでもよい。誘電体基板100におけるセラミックスの純度や種類、添加物等は、半導体製造装置において誘電体基板100に求められる対プラズマ性等を考慮して、適宜設定することができる。
The
誘電体基板100のうち図1における上方側の面110は、基板Wが載置される「吸着面」となっている。また、誘電体基板100のうち図1における下方側の面120は、後述の接合層300を介してベースプレート200に接合される「被接合面」となっている。面110に対し垂直な方向に沿って、面110側から静電チャック10を見た場合の視点のことを、以下では「上面視」のようにも表記する。
The
誘電体基板100の内部には吸着電極130が埋め込まれている。吸着電極130は、例えばタングステン等の金属材料により形成された薄い平板状の層である。給電路13を介して外部から吸着電極130に電圧が印加されると、面110と基板Wとの間に静電力が生じ、これにより基板Wが吸着保持される。吸着電極130は、所謂「双極」の電極として2つ設けられていてもよいが、所謂「単極」の電極として1つだけ設けられていてもよい。
An
図1においては、給電路13の全体が簡略化して描かれている。給電路13のうち誘電体基板100の内部の部分は、例えば、導電体の充填された細長いビア(穴)として構成されており、その下端には電極端子103(図1では不図示、図5を参照)が設けられている。給電路13のうちベースプレート200を貫いている部分は、上記の電極端子103に一端が接続された棒状の金属(バスバー)である。ベースプレート200には、当該金属を挿通するための貫通穴213(図1では不図示、図3を参照)が形成されている。
In FIG. 1, the entire
図1に示されるように、誘電体基板100と基板Wとの間には空間SPが形成されている。半導体製造装置において成膜処理が行われる際には、空間SPには、後述のガス穴140等を介して外部から温度調整用のヘリウムガスが供給される。誘電体基板100と基板Wとの間にヘリウムガスを介在させることで、両者間の熱抵抗が調整され、これにより基板Wの温度が適温に保たれる。尚、空間SPに供給される温度調整用のガスは、ヘリウムとは異なる種類のガスであってもよい。
As shown in FIG. 1, a space SP is formed between the
図2は、誘電体基板100を上面視で描いた図である。図2に示されるように、吸着面である面110上にはシールリング111やドット112が設けられており、上記の空間SPはこれらの周囲に形成されている。
Figure 2 is a top view of the
シールリング111は、空間SPを区画する壁であり、上面視において同心円状に並ぶように複数設けられている。それぞれのシールリング111の上端は、面110の一部となっており、基板Wに当接する。本実施形態では、計4つのシールリング111が設けられており、これにより空間SPは4つに分けられている。このような構成とすることで、それぞれの空間SPにおけるヘリウムガスの圧力を個別に調整し、処理中における基板Wの表面温度分布を均一に近づけることが可能となる。
The seal rings 111 are walls that divide the space SP, and multiple seal rings 111 are provided so as to be arranged concentrically when viewed from above. The upper end of each
図1等において符号「116」が付されている部分は、空間SPの底面である。以下では、当該部分のことを「底面116」とも称する。シールリング111は、次に述べるドット112と共に、面110の一部を底面116の位置まで掘り下げた結果として形成されている。
The portion marked with the reference symbol "116" in FIG. 1 and other figures is the bottom surface of the space SP. Hereinafter, this portion will also be referred to as the "
ドット112は、底面116から突出する円形の突起である。図2に示されるように、ドット112は複数設けられており、誘電体基板100の吸着面において略均等に分散配置されている。それぞれのドット112の上端は、面110の一部となっており、基板Wに当接する。このようなドット112を複数設けておくことで、基板Wの撓みが抑制される。
The
それぞれの空間SPの底面116には、溝113及び開口141が形成されている。溝113は、底面116から更に面120側へと後退させるように形成された溝である。溝113は、次に述べる開口141から供給されるヘリウムガスを、空間SP内に素早く拡散させ、空間SP内の圧力分布を短時間のうちに略均一とすることを目的として形成されている。
A
開口141は、空間SP内に供給されるヘリウムガスの出口として設けられた開口である。図1に示されるように、誘電体基板100には、面110から面120に向かって垂直に貫くようガス穴140が形成されている。ガス穴140は、それぞれの空間SPにおいて複数個ずつ形成されており、それぞれのガス穴140の一方側の端部が、上記の開口141となっている。それぞれのガス穴140の他方側の端部は、誘電体基板100の面120に形成された開口142となっている。それぞれの開口141は、本実施形態のように単一の開口として形成されていてもよいが、複数の小さな開口の集合体として形成されていてもよい。
The
ガス穴140は、本実施形態における「第1ガス穴」に該当する。ガス穴140のうち、面120に形成された開口142は、本実施形態における「第1開口」に該当する。ガス穴140は、面120側の部分において拡径されている。このため、開口142の内径は、ガス穴140のうちその他の部分における内径よりも僅かに大きい。
The
図2に示されるように、本実施形態では、全ての開口141が、上面視において溝113と重なる位置に形成されている。尚、図示の便宜上、図2においては、開口141の直径が溝113の幅よりも大きくなっているように描かれているが、図1に示されるように、実際の開口141の直径は溝113の幅よりも小さい。開口141が溝113の内側に収まるように、開口141の位置において、溝113の幅が局所的に大きくなっていてもよい。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, all
図2において符号「115」が付されているのは、半導体製造装置に設けられた不図示のリフトピンが挿通される穴である。当該穴のことを、以下では「リフトピン穴115」とも称する。リフトピン穴115は計3つ形成されており、これらが120度等配となるように配置されている。リフトピン穴115を通じて上下に移動するリフトピンにより、誘電体基板100の面110に対する基板Wの着脱が行われる。
In FIG. 2, the reference numeral "115" denotes a hole through which a lift pin (not shown) provided in the semiconductor manufacturing apparatus is inserted. Hereinafter, this hole will also be referred to as "
図1に戻って説明を続ける。ベースプレート200は、誘電体基板100を支持する略円盤状の部材である。ベースプレート200は、例えばアルミニウムのような金属により形成されている。ベースプレート200のうち、図1における上方側の面210は、接合層300を介して誘電体基板100に接合される「被接合面」となっている。
Returning to FIG. 1, the explanation will continue. The
ベースプレート200のうち、図1における下方側の面220を除く表面の略全体には、絶縁膜230が形成されている。絶縁膜230は、例えばアルミナのような絶縁性の材料からなる膜であり、例えば溶射によって形成されている。先に述べた面210は、その全体が絶縁膜230上の面となっている。このため、面210においては、後述の開口241等が形成されている部分を除き、ベースプレート200を構成する金属は接合層300側に一切露出していない。尚、ベースプレート200のうち絶縁膜230が形成されている範囲は、図1の例とは異なる範囲であってもよい。例えば、被接合面である面210の範囲のみに絶縁膜230が形成されていてもよい。
An insulating
ベースプレート200の内部には、冷媒を流すための冷媒流路250が形成されている。半導体製造装置において成膜処理が行われる際には、外部から冷媒が冷媒流路250に供給され、これによりベースプレート200が冷却される。成膜処理中において基板Wで生じた熱は、空間SPのヘリウムガス、誘電体基板100、及びベースプレート200を介して冷媒へと伝えられ、冷媒と共に外部へと排出される。
A
図1に示されるように、ベースプレート200には、面210から面220側に向かって垂直に伸びるガス穴240が形成されている。尚、ガス穴240は、本実施形態のように全体が直線状に伸びるように形成されていてもよいが、面220に向かう途中で屈曲するように形成されていてもよい。
As shown in FIG. 1, the
ベースプレート200おいてガス穴240は複数形成されている。それぞれのガス穴240のうち面210側の端部は、面210に形成された開口241となっている。ガス穴240のうち面220側の端部は、面220に形成された開口242となっている。ガス穴240は、本実施形態における「第2ガス穴」に該当する。ガス穴240のうち、面210に形成された開口241は、本実施形態における「第2開口」に該当する。
A plurality of
ガス穴240は、先に述べたガス穴140に連通される穴であり、空間SPに向けてヘリウムガスを供給するための経路の一部となっている。ただし、ガス穴240は、上面視においてガス穴140とは異なる位置に設けられている。また、ガス穴240の個数は、ガス穴140の個数とは異なっている。
図3は、ベースプレート200のうち面210のみを、図2と同様に上面視で描いた図である。図3に示されるように、本実施形態では、ガス穴240は計4つ形成されており、それぞれの端部である開口241が、面210において4つ形成されている。図2と図3とを対比すると明らかなように、上面視において開口241が形成されている位置は、誘電体基板100の開口141や開口142が形成されている位置とは異なっている。後に説明するように、互いに異なる位置にあるガス穴140とガス穴240との間は、誘電体基板100に設けられた連通溝150によって連通されている。
Figure 3 is a top view of only the
図3に示されるように、ベースプレート200には、貫通穴213と、リフトピン穴215と、が形成されており、これらの端部が面210において開口している。
As shown in FIG. 3, the
貫通穴213は、先に述べた通り給電路13を通すための穴である。貫通穴213は、吸着電極130の数に対応して2つ形成されている。リフトピン穴215は、リフトピン穴115と同様にリフトピンが挿通される穴である。リフトピン穴215は計3つ設けられており、上面視においてリフトピン穴115のそれぞれと対応する位置に形成されている。
As mentioned above, the through
図1に戻って説明を続ける。接合層300は、誘電体基板100とベースプレート200との間に設けられた層であって、両者を接合している。接合層300は、絶縁性の材料からなる接着材を硬化させたものである。このような接着剤としては、例えばポリイミド系の接着剤を用いることができる。
Returning to FIG. 1, the explanation continues. The
図4は、静電チャック10から接合層300のみを取り出して、これを図2や図3と同様に上面視で描いた図である。図4に示されるように、接合層300には複数の貫通穴が形成されている。これらの貫通穴には、電極穴313と、リフトピン穴315と、連通穴340と、が含まれる。
Figure 4 shows only the
電極穴313は、貫通穴213と同様に給電路13を通すための穴である。電極穴313は計2つ設けられており、上面視において貫通穴213のそれぞれと対応する位置に形成されている。
The electrode holes 313 are holes for passing the
リフトピン穴315は、リフトピン穴215と同様にリフトピンが挿通される穴である。リフトピン穴315は計3つ設けられており、上面視においてリフトピン穴215のそれぞれと対応する位置に形成されている。 The lift pin holes 315 are holes through which lift pins are inserted, similar to the lift pin holes 215. There are three lift pin holes 315 in total, and they are formed at positions corresponding to the lift pin holes 215 when viewed from above.
連通穴340は、ガス穴240からのヘリムウガスを通過させるために形成された穴である。連通穴340は計4つ設けられており、上面視において開口241と重なる位置のそれぞれに形成されている。連通穴340は円形の穴であり、その内径は、開口241の内径よりも僅かに大きい。
The communication holes 340 are holes formed to allow helium gas to pass through from the gas holes 240. There are four
図5は、誘電体基板100を面120側から見て描いた図である。同図に示されるように、面120には連通溝150が形成されている。連通溝150は、互いに異なる位置にあるガス穴140とガス穴240との間を連通させるために設けられた溝である。それぞれの連通溝150は、入口部151と、接続部152、153と、を含む。
Figure 5 is a diagram of the
入口部151は、ベースプレート200のガス穴240を通ったヘリウムガスが、連通溝150に流入する際の入口となる部分である。入口部151は、ベースプレート200の面210に形成された開口241と同じ数だけ形成されており、それぞれの開口241と対応する位置に設けられている。つまり、上面視において開口241と重なる位置のそれぞれに、入口部151が設けられている。入口部151は略円形の凹部であり、その内径は、開口241の内径よりも僅かに大きい。入口部151と開口241との間の部分では、接合層300に上記の連通穴340が形成されている。
The
接続部152、153は、入口部151と開口142との間を繋ぐ流路として形成された溝である。これらのうち、接続部153は、複数の開口142を繋ぐように周方向に沿って円弧状に伸びる溝となっている。接続部152は、入口部151から、その外周側にある接続部153に向かって直線状に伸びる溝となっている。
The
本実施形態では、計4つの連通溝150が形成されており、上面視においてこれらが外周側から内周側に向かって並ぶように配置されている。それぞれの連通溝150は、4つに分けられた空間SPのそれぞれに対応しており、各空間SPの直下に設けられている。
In this embodiment, a total of four
図6には、最も内周側にある連通溝150を通るヘリウムガスの流れが、模式的に描かれている。同図の矢印AR1は、ベースプレート200のガス穴240を通るヘリウムガスの流れを表している。ヘリウムガスは、入口部151から連通溝150に流入した後、接続部152を通って接続部153へと流入する(矢印AR2)。その後、ヘリウムガスは接続部153に沿って流れながら(矢印AR3)、誘電体基板100のそれぞれの開口142へと流入し、ガス穴140を通って空間SPへと供給される(矢印AR4)。その他の連通溝150においても、上記と同様にヘリウムガスが流れる。
Figure 6 shows a schematic diagram of the flow of helium gas through the
以上のように、静電チャック10では、開口241(第2開口)が、誘電体基板100のうち接合層300側の面120に形成された連通溝150を介して、複数の開口142(第1開口)に連通されている。ガス穴240を通ったヘリウムガスは、開口241から連通溝150に流入した後、連通溝150から複数の開口142のそれぞれへと分配され、ガス穴140を通って空間SPの各部へと供給される。
As described above, in the
このような構成においては、誘電体基板100に複数のガス穴140を設け、空間SPの各部へとヘリウムガスを均等に供給することを可能としながらも、同数のガス穴240をベースプレート200に設ける必要が無い。換言すれば、ベースプレート200に設けるガス穴240の個数を最低限の数(具体的には、空間SPの数と同じ4つ)としながらも、連通溝150を介して、空間SPの各部に均等にヘリウムガスを供給することができる。
In this configuration,
ところで、それぞれのガス穴140に向けてヘリウムガスを分配するための構成としては、本実施形態のような連通溝150に替えて、ベースプレート200の内部に連通路を形成することも考えられる。しかしながら、ベースプレート200の内部に複雑な形状の連通路を形成するためには、例えば、ベースプレート200を複数の部品に分けておき、一部の部品に溝を形成してから他の部品を溶接する等の方法をとる必要が生じる。このため、ベースプレートの製造工程が複雑なものとなり、製造コストが大きくなってしまう。
Incidentally, as a configuration for distributing helium gas toward each
これに対し、本実施形態の静電チャックでは、ベースプレート200の内部ではなく、誘電体基板100の面120に連通溝150を形成している。このため、連通路をベースプレート200の内部に形成する場合に比べて、ベースプレート200の製造コストを抑制することができる。
In contrast, in the electrostatic chuck of this embodiment, the
また、連通路をベースプレート200の内部に形成した場合には、ベースプレート200の面210には、開口142と同じ数の開口241が形成されることとなる。これに対し、本実施形態では、開口241を開口142と同じ数だけ設ける必要が無いため、開口241の数を従来よりも減らすことができる。開口241の内側では金属が露出するが、放電の起点となり得る開口241の数を減らすことにより、放電が生じる可能性が従来に比べて低くなるという利点も得られる。
In addition, when the communication passages are formed inside the
尚、1つの連通溝150に設けられる入口部151の数は2つ以上であってもよい。いずれの場合であっても、それぞれの連通溝150において、入口部151の数が開口142の数よりも少なくなっていることが好ましい。
The number of
先に述べたように、ベースプレート200のうち接合層300側の面210には、その全体を覆うように絶縁膜230が設けられている。このような構成においては、ベースプレート200の表面が、接合層300と絶縁膜230の両方によって覆われた状態となるので、放電の発生を十分に抑制することができる。絶縁膜230としては、本実施形態のように溶射により形成されたアルミナの膜が好ましいが、他の製法によって形成された膜であってもよく、他の材料からなる膜であってもよい。尚、接合層300のみによって絶縁性を十分に確保し得る場合には、ベースプレート200に絶縁膜230が形成されていなくてもよい。
As described above, the insulating
静電チャック10を製造する方法について簡単に説明する。先ず、図7に示されるように、誘電体基板100、ベースプレート200、及び接着剤シート300Aのそれぞれを準備する。その後、接着剤シート300Aを用いて誘電体基板100とベースプレート200との間を接合する。
A method for manufacturing the
誘電体基板100は、接合前において吸着電極130やガス穴140、開口142、シールリング111等が予め形成された状態となっている。これらの形成方法としては、公知となっている種々の方法を採用することができる。また、誘電体基板100には、接合前において図5の連通溝150も予め形成されており、連通溝150が開口142に繋がった状態となっている。
Before bonding, the
ベースプレート200も、接合前において冷媒流路250やガス穴240、開口241、絶縁膜230等が予め形成された状態となっている。これらの形成方法としては、公知となっている種々の方法を採用することができる。
Before bonding, the
接着剤シート300Aは、接合時において硬化して接合層300となる絶縁性の部材である。つまり、接着剤シート300Aは「接着剤」なのであるが、硬化前の段階においても液状とはなっておらず、可撓性を有する固形のシート状の部材となっている。このような接着剤シート300Aとしては、例えば、ポリイミド系、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系などの接着剤フィルム等を用いることができる。接着剤フィルムとしては、熱伝導に優れたものや絶縁性が高いものを好適に用いることができる。
The
接着剤シート300Aは、上記のように硬化前においても固形のシート状となっている。このため、例えば、金型を用いた穴抜き加工等を施すことにより、接合前において連通穴340や電極穴313、リフトピン穴315等を予め形成しておくことができる。
As described above, the
以上のような誘電体基板100、ベースプレート200、及び、接着剤シート300Aを用意した後、図7に示されるように、誘電体基板100とベースプレート200との間に接着剤シート300Aを挟み込む。具体的には、開口241と複数の開口142との間が連通溝150によって連通されるように、誘電体基板100のうち開口142が形成されている面120と、ベースプレート200のうち開口241が形成されている面210と、を互いに対向させ、誘電体基板100とベースプレート200との間に接着剤シート300Aを挟み込む。
After preparing the
以上のように接着剤シート300Aを挟み込んだ状態で、誘電体基板100、ベースプレート200、及び接着剤シート300Aの全体を所定温度まで加熱する。加熱により、接着剤シート300Aは、面120及び面210の両方に対し接合された状態で硬化し、図1の接合層300となる。接着剤シート300Aにおいて予め形成されていた連通穴340等の貫通穴は、接着剤シート300Aが硬化した後においても概ね元の形状を維持する。このため、誘電体基板100に形成されていた連通溝150に接着剤シート300Aの一部が入り込むことは無く、連通溝150も元の形状を維持する。以上のような方法により、図1に示される構成の静電チャック10が完成する。
With the
以上のように、本実施形態の接合層300は、予め連通穴340等が形成された固形の接着剤シート300Aを硬化させたものである。接着剤シート300Aを用いることにより、接合前の段階で、接合層300となる部分(接着剤シート300A)に対し連通穴340等を容易に形成しておくことができる。また、接着剤を硬化させる過程において、連通溝150が変形したり塞がったりしてしまうことを確実に防止することができる。
As described above, the
尚、連通溝150への接着剤の侵入等を何らかの方法で防止し得るのであれば、接合層300となる接着剤として、接着剤シート300Aに替えて液状の接着剤を用いることもできる。例えば、液状の接着剤の侵入を防止する「堤防」となるような紐状の固形材料を、連通溝150や連通穴340等の外周に沿って予め配置した後に接着を行えば、本実施形態と同様の接合層300を形成することができる。
If there is some way to prevent the adhesive from entering the
誘電体基板100に形成される連通溝150の形状は、適宜変更することができる。図8には、変形例に係る静電チャック10の連通溝150が、図6と同様の方法で描かれている。
The shape of the
この変形例では、ベースプレート200の開口241が、静電チャック10の複数の開口142のうちのいずれかと、上面視において重なる位置に形成されている。
In this modified example, the
説明の便宜上、図8においては、3つの開口142のそれぞれに、「142A」、「142B」、「142C」の符号を付してある。図8の例では、開口142Aの直下となる位置に、不図示のガス穴240及び開口241が形成されている。つまり、開口142Aは、連通溝150にヘリウムガスが流入する際の入口でもあり、その直上にある開口142に向けてヘリウムガスが流出する際の出口でもある。このような構成のため、この変形例の連通溝150は入口部151及び接続部152を有していない。
For ease of explanation, in FIG. 8, the three
矢印AR1のようにガス穴240を通ったヘリウムガスの一部は、その直上にある開口142Aに流入し(矢印AR41)、ガス穴140を通って空間SPへと供給される。矢印AR1のようにガス穴240を通ったヘリウムガスの他の一部は、開口142Aから接続部153に沿って流れながら(矢印AR3)、それぞれの開口142B、142Cから、誘電体基板100のガス穴140へと流入し(矢印AR42)、ガス穴140を通って空間SPへと供給される。
As shown by arrow AR1, a portion of the helium gas that has passed through
このように、開口241からのヘリウムガスを分配供給される複数の開口142は、その一部が、上面視において開口241と重なる位置にあってもよい。
In this way, the
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Design modifications to these specific examples made by a person skilled in the art are also included within the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. The elements of each of the above-mentioned specific examples, as well as their arrangement, conditions, shape, etc., are not limited to those exemplified and can be modified as appropriate. The elements of each of the above-mentioned specific examples can be combined in different ways as appropriate, as long as no technical contradictions arise.
10:静電チャック
100:誘電体基板
140:ガス穴
142:開口
150:連通溝
200:ベースプレート
230:絶縁膜
240:ガス穴
241:開口
300:接合層
10: Electrostatic chuck 100: Dielectric substrate 140: Gas hole 142: Opening 150: Communication groove 200: Base plate 230: Insulating film 240: Gas hole 241: Opening 300: Bonding layer
Claims (4)
第2ガス穴が形成されたベースプレートと、
前記誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ、絶縁性の材料により形成された接合層と、を備え、
前記誘電体基板のうち前記接合層側の面には、前記第1ガス穴の端部である第1開口が複数形成されており、
前記ベースプレートのうち前記接合層側の面には、前記第2ガス穴の端部である第2開口が形成されており、
前記第2開口は、前記誘電体基板のうち前記接合層側の面に形成された連通溝を介して複数の前記第1開口に連通されており、
前記ベースプレートのうち前記接合層側の面には、絶縁膜が設けられていることを特徴とする、静電チャック。 a dielectric substrate having a plurality of first gas holes formed therein;
a base plate having a second gas hole formed therein;
a bonding layer provided between the dielectric substrate and the base plate and made of an insulating material;
a plurality of first openings, which are ends of the first gas holes, are formed on a surface of the dielectric substrate facing the bonding layer;
a second opening, which is an end of the second gas hole, is formed in a surface of the base plate facing the bonding layer;
the second opening is in communication with the first openings via a communication groove formed on a surface of the dielectric substrate facing the bonding layer ,
An electrostatic chuck, wherein an insulating film is provided on a surface of the base plate facing the bonding layer .
第2ガス穴と、前記第2ガス穴の端部である第2開口と、前記第2開口が形成されている面を覆う絶縁膜と、が形成されているベースプレートを準備する工程と、
絶縁性の部材である固形の接着剤シートを準備する工程と、
前記第2開口と複数の前記第1開口との間が前記連通溝によって連通されるように、前記誘電体基板のうち、前記第1ガス穴の端部である第1開口が形成されている面と、前記ベースプレートのうち、前記第2ガス穴の端部である第2開口が形成されている面と、を互いに対向させ、前記誘電体基板と前記ベースプレートとの間に前記接着剤シートを挟み込む工程と、
前記接着剤シートを硬化させる工程と、を含むことを特徴とする、静電チャックの製造方法。 preparing a dielectric substrate having a first gas hole and a communication groove connected to a first opening which is an end of the first gas hole;
preparing a base plate in which a second gas hole, a second opening which is an end of the second gas hole, and an insulating film which covers a surface in which the second opening is formed are formed ;
A step of preparing a solid adhesive sheet that is an insulating member;
a step of placing a surface of the dielectric substrate, on which a first opening that is an end of the first gas hole is formed, and a surface of the base plate, on which a second opening that is an end of the second gas hole is formed, facing each other such that the second opening and the plurality of first openings are communicated with each other by the communication groove, and sandwiching the adhesive sheet between the dielectric substrate and the base plate;
and curing the adhesive sheet.
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