(57)【要約】  【課題】  耐腐食性の高い静電チャックを提供する。  【解決手段】  本発明の静電チャックは、被処理物の吸着に用いられてなり、円状の主面を有する基部と、接着層を介して該基部の主面上を覆う載置部とを備え、該載置部は、該載置部の一方の主面を吸着面とし、もう一方の主面に電極を有しており、前記基部は、内部に第１の流路および第２の流路を有するとともに、該第２の流路と連なる複数の吹出口を側面に有する静電チャックである。【選択図】  図１
2016092301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物の吸着に用いられる静電チャックであって、
円状の主面を有する基部と、接着層を介して該基部の主面上を覆う載置部とを備え、
該載置部は、一方の主面を吸着面とし、もう一方の主面に電極を有しており、
前記基部は、内部に第１の流路および第２の流路を有するとともに、該第２の流路と連なる複数の吹出口を側面に有することを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記基部の主面に平行な断面において、前記第２の流路のうち、前記基部の外周側に位置し、前記吹出口に繋がる外周側流路が同じ方向に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記吹出口の下端側に障壁部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記吹出口の上端側に切欠部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記吹出口の下端側に前記障壁部、上端側に前記切欠部を備え、前記障壁部と前記切欠部との間隔が、前記側面に向かって漸減していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置を用いた半導体デバイスの製造工程において、ドライエッチング、化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ処理が行われている。そして、このような処理においては、被処理物（例えば、ウエハ）の保持に、静電チャックが利用されている。静電チャックは、円状の主面を有する基部と、接着層を介して基部の主面上を覆う載置部とを備え、載置部の下部に電極を有する構成であり、静電吸着を利用することによって被処理物を保持することができる。
【０００３】
しかし、このような構成の静電チャックにおいて、半導体デバイスの製造を繰り返した際、接着層がプラズマによって腐食するという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１には、静電チャックの側面の空間に、台座（ペデスタル）内に設けられたマニホールド装置から、ヘリウム、アルゴンや窒素などの無反応性ガスを流すことによって、プラズマによる接着層の腐食を抑制することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５５９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１において、プラズマによる接着層の腐食を抑制するための構造は、台座内にマニホールド装置を設けるという複雑な構造であり、形成することが困難かつコストが増加するものであることから、シンプルな構成において、プラズマによる接着層の腐食を抑制することのできる静電チャックが求められている。
【０００７】
本発明は、上記要求を満たすべく案出されたものであり、シンプルな構成において、耐腐食性の高い静電チャックを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の静電チャックは、被処理物の載置および吸着に用いられる静電チャックであって、円状の主面を有する基部と、接着層を介して該基部の主面上を覆う載置部とを備え、該載置部は、該載置部の一方の主面を吸着面とし、もう一方の主面に電極を有しており、前記基部は、内部に第１の流路および第２の流路を有するとともに、該第２の流路と連なる複数の吹出口を側面に有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の静電チャックは、シンプルな構成において、プラズマによる接着層の腐食を抑制することのできる高い耐腐食性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は、静電チャックの縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線での断面図である。
【図２】図１（ａ）におけるＡ−Ａ線での断面の他の例を示す断面図である。
【図３】図１（ａ）におけるＢ部の一例を示す拡大断面図である。
【図４】図１（ａ）におけるＢ部の他の例を示す拡大断面図である。
【図５】図１（ａ）におけるＢ部のさらに他の例を示す拡大断面図である。
【図６】図１（ａ）におけるＢ部のさらに他の例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態の静電チャックの一例について図面を参照しながら説明する。図１における（ａ）は、静電チャックの縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線での断面図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の静電チャック１は、円状の主面を有する基部２と、接着層３を介して基部２の主面上を覆う載置部４とを備え、載置部４は、一方の主面４ａをウェハなどの被処理物（図示せず）の吸着面とし、もう一方の主面４ｂに電極５を有しており、給電部８より電極５に電圧が印加されたときに、電極５と被処理物との間に生じる力によって被処理物が吸着される。なお、図１の電極５は単極型を示しているが、双極型でも構わない。
【００１３】
また、基部２は、内部に第１の流路６および第２の流路７を有しているとともに、第２の流路７と連なる複数の吹出口７ａを側面に有している。第１の流路６は、プラズマ処理を行なう際に被処理物を冷却するために、ヘリウム、アルゴンや窒素などの無反応性ガスを流すためのものであり、図１（ａ）に示すような構造によれば、被処理物と主面４ａとの間を無反応性ガスの流路とするために、主面４ａに複数の突起を形成していることが好適である。また、第２の流路７は、無反応性ガスの流路であり、基部２の側面の第２の流路７と連なる複数の吹出口７ａは、第２の流路７を流れた無反応性ガスの出口である。ここで、図１（ｂ）に示すように、第２の流路７において、無反応性ガスが複数箇所から供給されるとともに円状に繋がっているものであるときには、吹出口７ａから無反応性ガスを均一に排出することができる。
【００１４】
そして、上述した基部２および載置部３を備える静電チャック１は、台座９に載置され、静電チャック１および台座９の側面の周囲には、リング１１が配置されるものである。なお、台座９は、第１の流路６と繋がる流路９ａおよび第２の流路７と繋がる流路９ｂと有している。また、台座９は、流路９ａ，ｂ以外の流路を内部に設けて媒体を流すことにより、基部２の温度調整を図ってもよい。
【００１５】
上述したように、本実施形態の静電チャック１は、被処理物の吸着に用いられてなり、円状の主面を有する基部２と、接着層３を介して基部２の主面上を覆う載置部４とを備え、載置部４が、一方の主面４ａを吸着面とし、もう一方の主面４ｂに電極５を有しており、基部２が、内部に第１の流路６および第２の流路７を有するとともに、第２の流路７と連なる複数の吹出口７ａを側面に有する構成である。このような構成を満たしていることにより、シンプルな構成でありながら、複数の吹出口７ａから排出される無反応性ガスによって、静電チャック１の側面とリング１１との間の空間は陽圧となり、プラズマ化するガスの進入を妨げることができることから、プラズマによる接着層３の腐食を抑制することができる。
【００１６】
ここで、基部２は、耐電圧が高く、誘電率が低く、かつプラズマに対する耐腐食性に優れ、かつ熱劣化による絶縁破壊が生じにくい材料からなるものであればよく、例えば、アルミナ質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体やサファイア（単結晶アルミナ）等が好適である。
【００１７】
また、接着層３は、静電チャックの使用用途に応じて選定すれば良く、シリコーン樹脂
を含むような有機系接着剤や、ガラスを含むような無機系接着剤が好適である。
【００１８】
さらに、載置部４は、耐磨耗性、耐腐食性、耐熱性が高く、誘電分極が生じやすい材料からなるものであればよく、例えば、アルミナ質焼結体、アルミナとイットリアの複合酸化物焼結体、窒化アルミニウム質焼結体やサファイア等が好適である。
【００１９】
また、電極５は、導電性のある材料からなるものであればよく、例えば、銀、銅、パラジウム、白金、ニッケル、チタン、タングステン、モリブデン等の金属材料、カーボン、グラファイト等の炭素材料、窒化チタン、炭化チタン等のサーメット材料が好適である。
【００２０】
なお、図１においては、本実施形態の静電チャック１の基部２の内部に有する第１の流路６と第２の流路７とについて、別々な供給源から無反応ガスが供給される構成のものを示したが、第１の流路６および第２の流路７を連通路とし、基部２の内部で分岐させて、載置部４の主面４ａ側および基部２の側面２ａ側への供給路を設けてもよい。なお、基部２の内部に有する第１の流路６および第２の流路７を連通路としたときには、分岐点までは共通流路とし、分岐点から先をそれぞれ第１の流路６または第２の流路７とすればよい。
【００２１】
次に、図２は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線での断面の他の例を示す断面図である。図２に示す例の静電チャック１０と、図１に示す例の静電チャック１との違いは、基部２の主面に平行な断面において、第２の流路７のうち、基部２の外周側に位置し、吹出口７ａに繋がる外周側流路７ｂが同じ方向に湾曲していることにある。なお、基部２の主面に平行な断面における基部２の外周側とは、基部２の半径の中点を超える領域のことを指す。また、同じ方向とは、基部２の主面に平行な断面において、弓形の曲がり方向が周方向に揃っている場合のことをいう。
【００２２】
基部２の主面に平行な断面において、第２の流路７のうち、基部２の外周側に位置し、吹出口７ａに繋がる外周側流路７ｂが同じ方向に湾曲しているときには、複数の吹出口７ａから排出される無反応性ガスによって、静電チャック１の側面とリング１１との間の空間が陽圧となり、プラズマ化するガスの進入を妨げるとともに、複数の吹出口７ａから排出される無反応性ガスは、旋回して接着層３の全体を覆うことができることから、プラズマによる接着層３の腐食をさらに抑制することができる。
【００２３】
次に、図３は、図１（ａ）におけるＢ部（吹出口７ａ近傍）の一例を示す拡大断面図である。図３に示す例の静電チャック２０は、吹出口７ａの下端側に障壁部２ｂを備える。
【００２４】
このように、吹出口７ａの下端側に障壁部２ｂを備えるときには、無反応性ガスが接着層３側へ送られやすくなることから、プラズマによる接着層３の腐食を抑制することができる。
【００２５】
なお、障壁部２ｂは、図３に示すように、無反応性ガスを接着層３側へ送りやすくできるように、吹出口７ａ側に向かう無反応性ガスの流れに沿って、上向きに傾斜していることが好適である。また、傾斜面の先端部は、欠け等を抑制すべく、図３に示すように、平面状としても構わない。
【００２６】
次に、図４は、図１（ａ）におけるＢ部（吹出口７ａ近傍）の他の例を示す拡大断面図である。図４に示す例の静電チャック３０は、吹出口７ａの上端側に切欠部２ｃを備える。
【００２７】
このように、吹出口７ａの上端側に切欠部２ｃを備えるときには、無反応性ガスが接着
層３側へ送られやすくなることから、プラズマによる接着層３の腐食を抑制することができる。
【００２８】
なお、切欠部２ｃは、図４に示すように、無反応性ガスを接着層３側へ送りやすくできるように、切欠部２ｃの表面は、吹出口７ａ側かつ接着層３側に傾斜しているとともに、平坦であることが好適である。
【００２９】
次に、図５は、図１（ａ）におけるＢ部（吹出口７ａ近傍）のさらに他の例を示す拡大断面図である。図５に示す例の静電チャック４０は、吹出口７ａの下端側に障壁部２ｂ、上端側に切欠部２ｃを備え、障壁部２ｂと切欠部２ｃとの間隔が、側面２ａに向かって漸減しているものである。
【００３０】
このように、吹出口７ａの下端側に障壁部２ｂ、上端側に切欠部２ｃを備え、障壁部２ｂと切欠部２ｃとの間隔が、側面２ａに向かって漸減しているときには、障壁部２ｂと切欠部２ｃとの間を流れる無反応性ガスの流速が高くなり、接着層３側へより強く送られることとなることから、プラズマによる接着層３の腐食をさらに抑制することができる。
【００３１】
次に、図６は、図１（ａ）におけるＢ部（吹出口７ａ近傍）のさらに他の例を示す拡大断面図である。図６に示す例の静電チャック５０は、吹出口７ａ近傍の第２の流路７が、階段状である例を示している。このような形状であっても、無反応性ガスは、接着層３側へ送られやすくなることから、プラズマによる接着層３の腐食を抑制することができる。そして、点線で仕切った部分を１つの層とした積層により、図６に示すような吹出口７ａ近傍形状は容易に形成することができるため、コスト低減の観点から好適である。
【００３２】
次に、本実施形態の静電チャックの作製方法の一例について説明する。
【００３３】
まず、積層による基部の作製方法について説明する。基部として、アルミナ質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等を用いる場合には、それぞれの焼結体の主成分となる原料粉末、焼結助剤、バインダ、溶媒等を用いてスラリーを作製する。そして、このスラリーを用いてドクターブレード法でグリーンシートを作製し、このグリーンシートを金型で打ち抜く若しくはレーザー加工により、複数枚の所望形状のシート成形体を得る。または、上述したスラリーを噴霧乾燥して造粒された顆粒を得た後、この顆粒を圧延したグリーンシートを金型で打ち抜く若しくはレーザー加工により、複数枚の所望形状のシート成形体を得る。ここで得られたシート成形体は、第１の流路や第２流路に対応する部分が、抜かれた状態となっているものである。
【００３４】
次に、これらのシート成形体の表面に、上述したスラリーを基にした結合材を塗布して順次積層し、加圧する。このように、第１の流路や第２流路に対応する部分が、抜かれた状態となっているシート成形体を積層することによって、第１の流路および第２の流路となる空間を有する成形体を得ることができる。なお、切欠部については、所望の形状得られる金型を用いたり、レーザーの照射や出力を調整したりすることによって形成することができる。また、障壁部については、第１の流路や第２流路に対応する部分をレーザー加工する際に残したり、積層時に接着したりすることにより形成することができる。また、障壁部および切欠部については、焼成後に加工したり、接着したりするものであってもよい。
【００３５】
そして、成形体を所定時間乾燥させた後、使用した原料粉末に応じた焼成雰囲気および焼成温度で焼成することにより、円状の主面を有する基部を得ることができる。
【００３６】
また、基部として、サファイア（単結晶アルミナ）を用いる場合には、インゴットから
切り出した２つの板状体の一方若しくは両方に、第１の流路および第２の流路となる溝や孔等を形成する加工を施し、その後、接合面となる板状体の表面を鏡面加工し、接合面同士を高温圧着することによって基部を得ることができる。
【００３７】
また、上述した方法によって得られた基部は、外形状を整えたり、平面度や平坦度を小さくしたりすべく、研磨加工等を行なってもよい。
【００３８】
次に、載置部として、アルミナ質焼結体、アルミナとイットリアの複合酸化物焼結体や窒化アルミニウム質焼結体等を用いる場合には、それぞれの焼結体の主成分となる原料粉末、焼結助剤、バインダ、溶媒等を用いてスラリーを作製する。次に、このスラリーを噴霧乾燥して造粒された顆粒を得た後、この顆粒を圧延した複数枚のシート成形体を得る、または粉末加圧法で円板状の成形体を得る。
【００３９】
そして、副数枚のシート成形体は、スラリーを基にした結合材を塗布して順次積層し、加圧することにより、円板状の成形体を得ることができる。なお、得られた円板状の成形体に対し、レーザー加工、ブラスト加工、マシニング加工や金型を用いることによって、第１の流路となる孔、表面に突起等を形成してもよい。
【００４０】
そして、成形体を所定時間乾燥させた後、使用した原料粉末に応じた焼成雰囲気および焼成温度で焼成することにより、焼結体を得ることができる。
【００４１】
なお、載置部として、サファイアを用いる場合には、インゴットから切り出すことによって得ることができ、レーザー加工、ブラスト加工およびエッチング加工を用いることによって、第１の流路となる孔、表面に突起等を形成してもよい。
【００４２】
次に、電極は、焼結体の一方の主面に、公知の印刷法、活性金属法、めっき法、スパッタリング法や真空蒸着法を用いることによって電極パターンを形成し、必要に応じて熱処理を施すことによって載置部を形成することができる。
【００４３】
最後に、基部と載置部とを接着剤を用いて接着することにより、円状の主面を有する基部と、接着層を介して基部の主面上を覆う載置部を備え基部とを備える本実施形態の静電チャックを得ることができる。なお、接着層となる接着剤としては、載置部や電極の材質構成を考慮し、シリコーン樹脂系接着剤のような有機系接着剤や、ガラスのような無機系接着剤などを適宜選択して用いればよい。
【００４４】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更や改良が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１０，２０，３０，４０，５０：静電チャック
２：基部
３：接着層
４：載置部
５：電極
６：第１の流路
７：第２の流路
８：給電部
９：台座
１１：リング
【図１】
2016092301.tif 000003
【図２】
2016092301.tif 000004
【図３】
2016092301.tif 000005
【図４】
2016092301.tif 000006
【図５】
2016092301.tif 000007
【図６】
2016092301.tif 000008