JPH05206254A

JPH05206254A - 静電チャック

Info

Publication number: JPH05206254A
Application number: JP1392392A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nagasaki; 浩一長崎; Masaki Ushio; 雅樹牛尾
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1993-08-13

Abstract

(57)【要約】【構成】誘電材料からなる板状体１の上面を吸着面１ａ
とするとともに、該板状体１の下面を導電性接着剤層２
を介在させてベース３に固定し、かつ上記導電性接着剤
層を内部電極とすべく通電手段を備えて静電チャックを
構成する。【効果】吸着面１ａの全面にわたって内部電極を形成す
ることができるため、シリコンウェハなどの被吸着物Ｈ
を周辺部まで完全に固定矯正することができ、ＥＢ露
光、ドライエッチング加工などを行う際に歩留まりを下
げることなく精密な加工を行うことができる。また、内
部電極を埋設する必要がなく構造が簡単であるから、製
造が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体処理装置におい
て、シリコン等のウェハの固定、矯正、搬送等に用いら
れる静電チャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体製造装置において、シリ
コン等のウェハを固定、矯正、搬送を行うために静電チ
ャックが用いられている。特に真空処理室内でウェハの
加工を行うＥＢ描画装置、ドライエッチング装置、ＣＶ
Ｄ装置、ＰＶＤ装置では、真空チャックによって固定、
矯正、搬送を行うことが困難であるため、静電チャック
の使用が有効である。

【０００３】この静電チャックの構造は、図４に示すよ
うに誘電材料からなる板状体１１中に内部電極１２を埋
設し、これをベース１３に固着したものである。そし
て、電源１５により内部電極１２とシリコンウェハなど
の被吸着物Ｈ間に電圧を印加することによって上記板状
体１１中に誘電分極を起こし、その静電気力により表面
の吸着面１１ａに被吸着物Ｈを吸着固定するようにした
ものである。なお、図４には単極型の静電チャックを示
したが、この他に内部電極１２を複数設け、互いの内部
電極１２間に電圧を印加するようにした双極型の静電チ
ャックもある。

【０００４】また、上記板状体１１を形成する誘電材料
としては樹脂が用いられてきたが、近年耐熱性、耐食性
に優れたセラミックスを用いることが提案されている
（特開昭６２−２６４６３８号公報など参照）。また、
このセラミックスの中でも特に誘電率ε_rが５０以上の
強誘電体セラミックスを用いれば吸着力を高められるこ
とを本出願人は既に提案した（特願平２−３３９３２５
号等参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の静電チャックにおける内部電極１２は、誘電材料
からなる板状体１１中に埋設したものであり、板状体１
１の吸着面１１ａよりも小さいものであるため、吸着面
１１ａの周囲に無電極部分が生じるという問題点があっ
た。

【０００６】そのため、シリコンウェハなどの被吸着物
Ｈを固定した場合に、周辺部では固定吸着力がなく、例
えば電子線により加工を行うＥＢ描画装置では、吸着す
る事のできない周辺部分の露光が不正確となったり、あ
るいはマグネトロンを使用して加工を行うドライエッチ
ング装置では、その加工時に発生する熱を逃がす目的で
静電チャックを使うのであるが、無電極部分ではウェハ
が固定吸着されないため、静電チャックとウェハの接触
面積が小さく、充分に熱が逃げないなどの問題点があっ
た。

【０００７】また、従来の静電チャックでは、板状体１
１中に内部電極１２を埋設させていたため、製造工程が
複雑であるという問題点もあった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、誘電材
料からなる板状体の上面を吸着面とするとともに、該板
状体の下面を導電性接着剤層を介在させてベースに固定
し、かつ上記導電性接着剤層を内部電極とすべく通電手
段を備えて静電チャックを構成したものである。

【０００９】

【作用】本発明の静電チャックによれば、板状体の下面
に介在させた導電性接着剤層を内部電極とすることがで
きるため、吸着面と同一範囲まで内部電極を形成するこ
とができる。そのため、シリコンウェハなどの被吸着物
をほぼ全面にわたって吸着固定することが可能となるこ
とから、ウェハを全面にわたり高精度に加工することが
可能であり、かつウェハと静電チャックとの接触面積が
広くなるため加工時に発生する熱を充分逃がすことがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１１】図１に示すように、本発明の静電チャック
の構造は、誘電材料からなる板状体１と、アルミニウム
などの金属製のベース３と、両者間に介在する導電性接
着剤層２からなっている。そして、この実施例では金属
製のベース３自体を導電性接着剤層２への通電手段とし
ており、該ベース３と被吸着物Ｈ間に電圧を印加するべ
く電源５を備えている。また、ベース３の導電性接着剤
層２との接触部以外の露出表面はアルマイト処理やコー
ティングによって絶縁層３ａを形成しており、さらに導
電性接着剤層２の露出部は絶縁部材４で覆っている。

【００１２】この静電チャックにおいて、導電性接着剤
層２は板状体１とベース３の接合手段であると同時に、
内部電極として作用する。即ち、ベース３を通じて上記
導電性接着剤層２と被吸着物Ｈ間に電圧を印加すると、
単極型の静電チャックとして、板状体１上面の吸着面１
ａに被吸着物Ｈを固定することができる。

【００１３】このとき、上記導電性接着剤層２は、板状
体１の下面全面にわたって存在しているため、吸着面１
ａの周辺部でも完全に被吸着物Ｈを固定することができ
る。また、グロー放電領域で使用する場合でも、導電性
接着剤層２やベース３の露出表面は絶縁部材４、絶縁層
３ａで覆われているため、この部分より放電作用をする
恐れはない。さらに、本発明の静電チャックでは、内部
電極を板状体１中に埋設する必要がないため、製造が極
めて容易である。

【００１４】次に、本発明の他の実施例を説明する。

【００１５】図２に示す静電チャックは、図１の実施例
と同様に誘電材料からなる板状体１を導電性接着剤層２
を介在させてベース３に固着したものである。そして、
該ベース３は、セラミックスなどの絶縁体、あるいは表
面に絶縁層を形成した金属材からなっており、導電性接
着剤層２への通電手段として、給電用金具６をベース３
中に備える構造としてある。したがって、図示していな
いが、この給電用金具６と被吸着物との間に電圧を印加
すれば、吸着面１ａに被吸着物を固定することができ
る。

【００１６】また、他の実施例を図３に示すように、導
電性接着材層２への通電手段として、ベース３に形成し
た貫通孔中に導電性接着剤７を充填してリード線を接続
することもできる。この他、図示していないが、導電性
接着剤層２自体に直接リード線を取り付けたり、機械的
な手段で通電部材を取り付けることもできる。

【００１７】なお、上記板状体１を形成する材料として
は、樹脂などでもよいが、耐熱性、耐食性に優れたセラ
ミックスを用いることが望ましい。セラミックスとして
は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、チタン酸カルシウム（Ｃ
ａＴｉＯ₃）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）な
どを主成分とするものを用いることができるが、特にチ
タン酸カルシウムやチタン酸バリウムを主成分とする、
誘電率ε_rが５０以上の強誘電体セラミックスを用いる
と、吸着力を高くすることができ好適である。そして、
これらのセラミックスをプレス成形やテープ成形、ある
いは薄くテープ成形したものを積層することなどによっ
て得られた成形体を焼成することで、容易に板状体１を
製造することができる。

【００１８】また、導電性接着剤層２とは、エポキシや
シリコーンなどの樹脂に、銀、ニッケル、炭素などの導
電性物質を含有させて導電性を持たせたものである。そ
して、この導電性接着剤層２は内部電極として作用する
ことから、体積固有抵抗１０^-2Ω・ｃｍ以下とする必要
があり、そのためには上記導電性物質の含有量を２〜５
０重量％とすればよい。

【００１９】また、これらの導電性接着剤の中でも特に
シリコーン樹脂中に銀を含有させて、体積固有抵抗１０
^-4Ω・ｍ程度としたものが最も優れていた。ここで、シ
リコーン樹脂とは、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）
を有する半無機、半有機的結合の珪素化合物重合体のこ
とであり、例えば下記化１、化２の化学式で表すことが
できる。

【００２０】

【化１】

【００２１】

【化２】

【００２２】このようなシリコーン樹脂は、耐熱性、弾
性に優れており、高温でも板状体１とベース３の熱膨張
差を吸収することができる。また、この導電性接着剤層
２の厚みは、５〜４０μｍ、好ましくは１０〜１５μｍ
が良く、この範囲内とすることによって、板状体１のベ
ース３への取り付け精度を高くすることができる。

【００２３】さらに、ベース３としては、上記したよう
にアルミニウムなどの金属材や、アルミナなどのセラミ
ックスを用いる。そして、金属材からなるベース３の場
合は、露出表面にはアルマイト処理やコーティングによ
って、絶縁層３ａを形成しておけばよい。

【００２４】実験例ここで、本発明の実施例として図１に示す静電チャック
を試作した。板状体１は、オリエンテーションフラット
付で、直径が４インチ、厚みが１ｍｍの大きさで、チタ
ン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ₃）またはチタン酸バリウ
ム（ＢａＴｉＯ₃）を主成分とするセラミックスにより
形成した。この板状体１をシリコーン樹脂に銀を含有し
てなる導電性接着剤層２を介在させて、アルミニウムか
らなるベース３に固着し、このベース３から給電する構
造とした。また、ベース３の露出表面はアルマイト処理
して絶縁層３ａを形成し、導電性接着剤層２の露出部は
絶縁性のシリコーン樹脂からなる絶縁部材４で覆った。

【００２５】このようにして得られた本発明の静電チャ
ックの吸着特性は、真空度１０^-2Ｔｏｒｒで６００Ｖ印
加時、１００ｇ／ｃｍ²の吸着力が得られた。さらに、
吸着面１ａの全面に内部電極を介在させることが可能な
ため、全体の平坦度２０μｍのシリコンウェハを６００
Ｖで静電吸着固定することにより、平坦度を３μｍ以上
にすることができた。

【００２６】また、従来の静電チャックでは、吸着面１
ａの周辺部に約２ｍｍ程度の幅（面積にして８％程度）
で無電極部があるため、シリコンウェハが少しでもこの
範囲に入れば吸着性が悪くなり、加工が不正確となって
しまうのにに対し、本発明の静電チャックは、シリコン
ウェハ全面にわたって正確なＥＢ露光、ドライエッチン
グ加工を行うことが可能であった。

【００２７】

【発明の効果】このように本発明によれば、誘電体材料
からなる板状体の上面を吸着面とするとともに、該板状
体の下面を導電性接着剤層を介在させてベースに固定
し、かつ上記導電性接着剤層を内部電極とすべく通電手
段を備えて静電チャックを構成したことによって、板状
体の下面全面に導電性接着剤層を介在させることがで
き、吸着面の全面にわたって電極を形成することができ
る。そのため、シリコンウェハなどの被吸着物を周辺部
まで完全に固定矯正することができ、ＥＢ露光、ドライ
エッチング加工などを行う際に歩留まりを下げることな
く精密な加工を行うことができる。また、本発明の静電
チャックは、電極を埋設する必要がなく構造が簡単であ
るから、製造が容易であるなど、さまざまな特徴を持っ
た静電チャックを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電チャックを示す縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図４】従来の静電チャックを示す縦断面図である。

【符号の説明】

１：板状体２：導電性接着剤層３：ベース４：絶縁部材５：電源６：給電部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面を吸着面とした誘電材料からなる板状
体の下面を導電性接着剤層を介在してベースに固定し、
かつ上記導電性接着剤層を内部電極とすべく通電手段を
備えてなる静電チャック。