JPH08241920A

JPH08241920A - 耐腐食性静電チャック

Info

Publication number: JPH08241920A
Application number: JP28598395A
Authority: JP
Inventors: Yuh-Jia Su; ジアスウユウ
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 1996-09-17
Also published as: EP0710978A1; US5528451A

Abstract

(57)【要約】【課題】腐食ガス環境下で実質的に耐腐食性を有する
静電チャックを提供する。【解決手段】耐腐食性チャック（２０）は、外縁エッ
ジ（２６）を有するベース（２４）に支持される静電材
（２２）を備える。ベースの外縁エッジ（２６）の切込
み部（２８）が、チャック（２０）の静電材（２２）を
プロセスチャンバ（３６）内の電圧供給器（６２）へ電
気的に接続させる絶縁電気コネクタ（３０）を保持す
る。切込み（２８）の中の取り外しプラグ（４０）が、
絶縁電気コネクタ（３０）の一部を覆い、プロセスチャ
ンバ（３６）内における腐食から電気コネクタ（３０）
を保護する。好ましくは、取り外しプラグ（４０）は、
ポリイミド等の実質的に耐腐食性のポリマーを備える。
好ましくは、取り外しプラグ（４０）は、実質的にＬ字
型を有し、切込み（２８）の底部内に「Ｌ」の底部と、
切込み（２８）の側部に対して隣接する「Ｌ」の側部と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスチャンバ
内で基板を保持するための耐腐食性の静電チャックに関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおいて、シリコン
ウエハ等の基板を処理中に保持するために静電チャック
が用いられる。静電チャックは、例えば、Tokudaの米国
特許第４，３９９，０１６号や、Abe の米国特許第４，
３８４，９１８号や、１９９４年１月３１日に出願のSh
amouilian らの標題「静電チャック」の米国特許出願
に、一般的に記載されている。

【０００３】典型的な静電チャックは、プロセスチャン
バ内の支持体に固定されるに適したベースを有してい
る。このベースの上に静電材が置かるが、静電材は、典
型的には、電極を内部に有する絶縁体を備えている。絶
縁電気コネクタがベースのエッジを越えて延長し、ベー
ス上の静電材をプロセスチャンバの高電圧供給器に接続
させる。電気コネクタは、典型的には、ポリイミド等の
絶縁ポリマーにより絶縁される。

【０００４】使用している間、チャックはプロセスチャ
ンバ内の支持体に固定されている。チャック上には基板
が置かれ、チャックの静電材は、プロセスチャンバ内の
電圧ソースにより印加される電圧によって、基板に関し
て電気的にバイアスがかけられる。チャック上の静電材
と基板には静電荷が蓄積され、その結果生じた静電力は
基板が保持する。

【０００５】ポリイミド等のポリマーを用いてチャック
の電気コネクタを絶縁すれば、腐食性の高い半導体プロ
セス、特に酸素含有ガスとプラズマを用いたプロセスに
おいて、チャックの寿命を制限してしまう。酸素含有ガ
ス及びプラズマは、基板のエッチングやプロセスチャン
バの洗浄を含む様々な用途に用いられる。これらの腐食
性の環境は、チャックのエッジに沿って延長するチャッ
クの電気コネクタの露出部分を腐食させる。電気コネク
タの露出部分は、１０００プロセスサイクル程度で腐食
することもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一点でも電気コネクタ
の腐食があれば、電極とプラズマの間にアークを発生さ
せるに充分足り、その結果、チャックが損傷し、チャッ
ク全部を交換しなければならなくなる。チャックを度々
交換することになれば、高くつき、製造プロセスを遅滞
させてしまう。また、基板の処理の間にチャックが損傷
すれば、基板全体が損害を被り、そのコストは数千ドル
にも及ぶ。

【０００７】シリコンオキサイドベースの絶縁体等の別
の絶縁体を用いて、酸素含有プロセスから基板を保護す
ることも可能であるが、このような材料は、内在的な制
約を有している。例えば、シリコンオキサイドベースの
絶縁体は、フルオロカーボンガス等の弗素含有ガスを用
いたプロセスでは急速に腐食されてしまう。また、シリ
コンオキサイドベースの絶縁体は、製造が非常に困難で
高価なものとなってしまう。

【０００８】従って、腐食ガス環境下で実質的に耐腐食
性を有する静電チャックが望ましい。更に、従来からの
加工装置を用いて、高価ではない、加工可能なチャック
が望ましい。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の静電チャック
は、これらの必要性を満足させる。このチャックは、外
縁エッジを有するベースに支持される静電材を備える。
ベースの外縁エッジの切込み部が、チャックの静電材を
プロセスチャンバ内の電圧供給器へ電気的に接続させる
絶縁電気コネクタを保持する。切込みの中の取り外しプ
ラグが、絶縁電気コネクタの一部を覆い、プロセスチャ
ンバ内における腐食から電気コネクタを保護する。

【００１０】好ましくは、取り外しプラグは、ポリイミ
ド等の実質的に耐腐食性のポリマーを備える。好ましく
は、取り外しプラグは、実質的にＬ字型を有し、切込み
の底部内に「Ｌ」の底部と、切込みの側部に対して隣接
する「Ｌ」の側部とを有する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１及び２に示されるように、本
発明に従った静電チャック２０は概略的には、ベース２
４に支持された静電材２２を有している。ベース２４
は、外縁エッジ２６を有し、外縁エッジ２６内には切込
み部２８を有している。切込み部２８内の絶縁電気コネ
クタ３０は、ベースの外縁エッジ２６の一部の周囲に延
長し、プロセスチャンバ３６内の電圧供給端子３４へ静
電材２２を電気的に接続させる。切込み２８内の取り外
しプラグ４０は、電気コネクタ３０をプロセスチャンバ
３６の腐食環境から保護するために、電気コネクタの一
部をカバーする。

【００１２】静電材２２は、典型的には、図４に示され
るように、内部に電極４６を有する絶縁体４４を備え、
また、基板５０をその上で支持するに適した上面４８を
有している。上面４８は、図１及び３に示されるよう
に、チャック２０により保持される基板を冷却するクー
ラントを内部に保持するためのグルーブ５２を有してい
てもよい。

【００１３】図１を参照して、以下に本発明の静電チャ
ック２０の動作を説明していく。図１は、シリコン基板
等の処理基板５０を処理するための、典型的なプロセス
チャンバ３６を示している。ここに示されるプロセスチ
ャンバ３６の特定の具体例は、基板５０のプラズマ処理
に適しており、チャック２０の動作の例示のみのために
与えられたものであり、本発明の範囲を制限するもので
はない。

【００１４】使用中に、静電チャック２０は、プロセス
チャンバ３６の支持体６０上に配置される。チャック２
０の電気コネクタ３０は、支持体６０において電圧供給
端子３４に電気的に接続されている。電圧供給端子３４
には、第１の電圧供給器６２が接続され、チャック２０
を動作させる電圧を静電材２２に与える。第１の電圧供
給器６２は、典型的には、１０ＭΩの抵抗器を介して高
電圧読み出しに接続される、約１０００〜３０００ボル
トの高電圧ＤＣソース備えている。回路の中の１ＭΩの
抵抗器が回路を流れる電流を制限し、別の電流フィルタ
として５００ｐＦのキャパシタが与えられている。

【００１５】チャンバ３６内の支持体６０には、第２の
電圧供給器６４が接続されている。支持体６０は、典型
的には、導電性の材料で構成され、チャンバ３６内にプ
ラズマを形成するプロセス電極として機能する。クオー
ツの絶縁円筒６５が、図１に示されるように、支持体を
包囲している。第２の電圧供給器６４には、チャンバ３
６内の電気的大地面６６に関して支持体６０を電気的に
バイアスするために与えられる。第２の電圧供給器６４
は、従来からのものであり、一般に、図１に示されるよ
うに、プロセスチャンバ３６のインピーダンスを、絶縁
キャパシタと直列のライン電力のインピーダンスと整合
させるＲＦインピーダンスを備えている。

【００１６】グルーブ５２にクーラントガスを与えて基
板５０から熱を取り去って基板５０を実質的に一定の温
度に維持するるために、クーラントソース６８が用いら
れてもよい。

【００１７】基板５０がチャック２０上に置かれ、そし
て、第１の電圧供給器６２により基板５０に対して静電
材２２が電気的にバイアスされた場合、基板５０内及び
静電材２２内に静電荷が蓄積され、基板がチャック２０
上に電気的に保持されるようになる。

【００１８】取り外しプラグ４０はチャック２０の電気
コネクタ３０の一部をカバーし、プロセスチャンバ３６
内の腐食性プロセスガスによる電気コネクタ３０の腐食
を減少させる。チャックの耐腐食性を更に高めるため、
取り外しプラグ４０と絶縁された電気コネクタ３０の間
に耐腐食性フィルム４７が挟み込まれ、この間のギャッ
プをシールする。耐腐食性フィルム４７は、典型的に
は、デュポン社のポリイミド「ＫＡＰＴＯＮ」フィルム
等のポリマーフィルムを備えている。耐腐食性フィルム
４７は、取り外しプラグ４０の周囲のギャップをシール
し、プロセスチャンバ３６内の腐食性ガスによる電気コ
ネクタ３０の腐食を防止する。電気コネクタの腐食が低
減されれば、チャックの寿命がより長くなる。

【００１９】ヘリウム又は酸素等の不活性なガス等の非
反応性ガスの流れを、静電材２２の外縁部分上へと向け
ることにより、チャック２０の耐腐食性を更に高めるこ
とができる。典型的には、「耐腐食性電極接続部を有す
る静電チャック」の標題の１９９４年２月２２日出願の
Shamouilian らの米国特許出願Ｓ．Ｎ．０８／１９９，
９１６号に記載されるように、複数の開口を有する円形
マニホールド（図示されず）を用いて、静電材２２の外
縁部分の周囲に向けて非反応性ガスの流れが与えられ
る。

【００２０】以下、チャック２０の特別な性質について
説明していく。

【００２１】（ベース）図１に示されるように、チャッ
ク２０のベース２４は、静電材２２を支持するために与
えられる。一般に、ベース２４と基板５０の間の熱移動
を最大にし、また、基板５０を保持する面を広く与える
ように、ベース２４の形状とサイズは、基板５０の形状
とサイズと対応するように与えられる。例えば、基板５
０がディスク形状であれば、直円柱の形状のベース２４
が好ましい。あるいは、ベース２４は基板５０とは異な
る形状を有し、又は、基板５０とは異なるサイズが与え
られていてもよい。典型的には、ベース２４はアルミニ
ウム製で、直径約１００ｍｍ〜２２５ｍｍ（４〜９イン
チ）、厚さ約１．５〜２ｃｍの直円柱形状を有してい
る。

【００２２】ベース２４は外縁エッジの一部に切れ込み
２８を有する外縁エッジ２６を有している。電気コネク
タ３０が内部に保持されるように、切れ込み２８のサイ
ズが与えられる。典型的には、切れ込み２８は、ベース
の外縁エッジ２６からベース内に約５〜２０ｍｍ延長
し、典型的には、切れ込み２８は、幅約５〜２０ｍｍ、
深さ約５〜１０ｍｍである。

【００２３】（静電材）静電材２２は典型的には、電極
４６が内部に埋め込まれた絶縁体４４を備えている。絶
縁体４４のサイズは、電極を有するに充分大きなように
与えられる。典型的には、絶縁体４４は、ポリイミド、
ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポ
リカーボネート、ポリスチレン、ナイロン、ポリビニル
クロライド、ポリプロピレン、ポリエーテルケトン類、
ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレー
ト、フルオロエチレンプロピレンコポリマー類、セルロ
ース、トリアセテート類、シリコーン及びラバー等の、
ポリマー材料を備えている。好ましくは、絶縁体４４は
ポリイミドを備えている。

【００２４】絶縁体４４の全厚さは、絶縁体４４の形成
に用いられる絶縁材料の電気抵抗値と誘電定数によって
変化する。典型的には、絶縁体４４は１０¹³Ω／ｃｍ〜
１０²⁰Ω／ｃｍの範囲の抵抗値を有し、少なくとも２、
更に好ましくは少なくとも３の誘電定数を有している。
絶縁体４４が約３．５の誘電定数を有している場合は、
絶縁体４４全体の厚さは典型的には約１０μｍ〜約５０
０μｍであり、更に典型的には約１００μｍ〜３００μ
ｍである。絶縁体４４にポリイミドが用いられる場合
は、絶縁体は少なくとも約１００ｖｏｌｔｓ／ｍｉｌ
（３．９ｖｏｌｔｓ／ｍｉｃｒｏｎ）の誘電破壊強度、
更に典型的には少なくとも約１０００ｖｏｌｔｓ／ｍｉ
ｌ（３９ｖｏｌｔｓ／ｍｉｃｒｏｎ）の誘電破壊強度を
有している。

【００２５】好ましくは、絶縁体４４は５０℃以上の温
度に対する耐性を有し、更に好ましくは１００℃以上の
温度に対する耐性を有して、基板５０が加熱された場合
におけるプロセスに対してチャック２０を使用せしめる
ものである。また、好ましくは、処理中に基板５０に発
生する熱がチャック２０を介して消散するように、絶縁
体４４は高い熱伝導度を有している。絶縁体４４の熱伝
導度は、充分な熱移動をなさしめて基板５０の過熱を排
除するため、少なくとも約０．１０Ｗａｔｔｓ／ｍ／゜
Ｋであるべきである。

【００２６】絶縁体４４はまた、熱伝導度を向上しプラ
ズマ腐食に対する耐性を高めるため、ダイヤモンド、ア
ルミナ、ジルコニウムボライド、ボロンナイトライド及
びアルミニウムナイトライド等の高熱伝導充填材を有し
ていてもよい。好ましくは、この充填材材料は、１０μ
ｍ未満の平均粒子径を有する粉体である。典型的には体
積比で約１０％〜８０％、更に典型的には約２０％〜５
０％の充填材が絶縁材料に分散している。

【００２７】好ましくは、図２に示されるように、絶縁
体４４はその内部に、間隔をおいて配置されたグルーブ
５２を有している。グルーブ５２はまた、図１に示され
るように、絶縁体の上面４８上にあってもよい。基板５
０を冷却するためのクーラントソース６８からのクーラ
ントを保持するように、グルーブ５２はサイズを与えら
れて分配される。典型的には、グルーブ５２は交差する
チャンネルのパターンを形成し、以下に説明されるよう
に、静電材２２の造作（ぞうさく）間にチャンネルが置
かれる。前出の米国特許出願Ｓ．Ｎ．０８／１８９，５
６２号には、別のグルーブのパターンが記載されてい
る。

【００２８】更に、絶縁体４４の上面に保護コーティン
グ（図示されず）を形成して、チャック２０が腐食侵食
処理環境下で用いられる際に、絶縁体４４を化学的な分
解から保護してもよい。１９９３年２月２２日出願のＷ
ｕらの米国特許出願Ｓ．Ｎ．０８／０５２，０１８号
「集積回路処理装置に用いられるウエハ支持体の誘電材
料に対する保護コーティング及びその形成方法」には、
保護コーティングとその作製方法の詳細が記載されてい
る。

【００２９】また、絶縁体４４内の電極の形状及びサイ
ズも、基板のサイズ及び形状に従って変化する。例え
ば、図に示されるように、基板５０がディスク状の場合
は、電極の基板と接触する面積を最大にするために、電
極４６もディスク状である。典型的には、電極４６は、
金属、例えば銅、ニッケル、クロム、アルミニウム、鉄
及びこれらの合金等の金属等の導電材料製である。典型
的には、電極４６の厚さは、約１μｍ〜１００μｍ、更
に典型的には約１μｍ〜５０μｍである。

【００３０】電極４６は、図１に示されるように連続的
でもよく、又は、図２に示されるようにパターン化され
ていてもよい。パターン化の構成の１つでは、電極４６
は交差する造作を成し、この造作は、電極の造作同士の
間にクーラントのグルーブが形成されるようにサイズが
与えられる。別のパターン化の構成では、電極がバイポ
ーラ電極として機能するように、パターン化電極４６が
少なくとも１つのペアの電極を有している。適当なバイ
ポーラ電極の構成は、Ａｂｅの米国特許第４，３８４，
９１８号及びＴｓｕｋａｄａらの米国特許第４，３９
９，０１６号に記載されている。バイポーラ電極４６の
構成が採用された場合は、電極の各ペアには電圧が印加
されて、電極のペアを正反対の極性に維持する。バイポ
ーラ電極の構成は、基板にバイアスをかけずに、基板５
０への静電荷の蓄積を可能にする。バイポーラ電極の構
成は、チャック２０を用いた場合に有利であり、ここで
は、基板５０を電気的にバイアスするための電荷キャリ
アとして作用する電荷を有するプラズマ種が存在しな
い。

【００３１】電気コネクタ３０は、静電材２２の電極４
６に電気的に接続され、第１の電圧供給器６２に電極４
６を接続させるために与えられる。典型的には、電気コ
ネクタ３０は、電気的リード７０と電気的接点７２を有
している。電気的リード７０は、電気的接点７２がベー
ス２４の下に配置されるように、ベースのエッジ２６の
外縁に沿って延長する。電気的リード７０は、典型的に
は、長さ約２０ｍｍ〜約４０ｍｍ、幅約４ｍｍ〜７ｍｍ
である。電気的接点７２は、支持体６０上の電圧供給端
子３４を電気的に結合させ、ここに印加される高電圧の
アークを生じさせないように、充分大きな形状及びサイ
ズが与えられる。典型的には、電気的接点７２は、面積
が約７５〜約１５０平方ｍｍのディスク形状である。

【００３２】典型的には、電気的コネクタ３０は、電極
４６の一体の延長部である。ここで一体の延長部とは、
電気的コネクタ３０と電極４６とが、金属のシートない
し層等の導電材の単一のものから作製される事をいう。
典型的には、パンチ又はプレスにより導電材料の連続シ
ートを切り抜いて、電極４６及び電気コネクタ３０を形
成する。

【００３３】取り外しプラグ４０は、ベース２４の切込
み部２８にフィットして切込み２８内の電気コネクタ３
０をカバーするようにサイズが与えられる。典型的に
は、切込み部２８は底部と側部を有するＬ字型であるの
で、典型的には、図４に示されるように、取り外しプラ
グ４０も実質的にＬ字型で、「Ｌ」字の底部は切込み部
の底部にフィットするようなサイズが与えられ、「Ｌ」
字の側部は切込み部２８の側部に隣接するようにサイズ
が与えられる。

【００３４】取り外しプラグ４０はセラミック、金属及
びポリマー材料をはじめとする適当な耐腐食性材料製で
あってもよい。セラミック材料の例を挙げれば、ＳｉＯ
₂、Ａｌ₂Ｏ₃及びＡｌＮ等である。適切な金属は、陽
極処理アルミニウム(anodized aluminum )である。適切
な耐腐食性ポリマーには、ポリイミド、ポリケトン、ポ
リエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ナイロン、ポリビニルクロライド、
ポリプロピレン、ポリエーテルケトン類、ポリエーテル
サルフォン、ポリエチレンテレフタレート、フルオロエ
チレンプロピレンコポリマー類、セルロース、トリアセ
テート類、シリコーン及びラバーが含まれる。

【００３５】本発明の取り外しプラグ４０は、いくつも
の利点を有している。第１に、取り外しプラグ４０は電
気コネクタ３０の露出部分をカバーして、プロセスチャ
ンバ内の腐食環境による腐食から電気コネクタ３０を保
護する。また、取り外しプラグ４０が腐食した場合は、
簡単にプラグ４０を新しいプラグに交換する事ができ、
チャック２０の寿命を伸ばすことができる。これらの理
由より、本発明のチャック２０は従来のチャックに対し
て大きく改善したものである。

【００３６】（製造方法）本発明に従って、静電チャッ
ク２０を作製する好ましい方法を以下に説明する。

【００３７】チャック２０のベース２４は、典型的に
は、アルミニウム板から機械加工されたものであり、約
１２７〜約２０３ｍｍ（５〜８インチ）の範囲が典型的
である基板５０の直径にマッチするように、厚さ約１．
５〜１．８ｃｍ、直径約１００〜３００ｍｍの直円柱形
状に切断される。アルミニウムの頂面及び底面は、従来
のアルミニウム研磨技術を用いて、表面粗さが約１ミク
ロンよりも小さくなるまで研磨される。ベース２４がプ
ロセスチャンバ３６とベース上２４に置かれた基板５０
に均一に接触して、基板５０と支持体６０の間に効率の
良い熱伝導を実現するために、表面研磨は不可欠であ
る。研磨後、アルミニウム板は充分に洗浄されて、研磨
くずが除去される。ベースの外縁エッジ２６を切削加工
等の従来からの機械加工を用いて所望の寸法に機械加工
することにより、切込み２８が形成される。

【００３８】電極を内部に有する絶縁体４４を備え電極
４６と一体の電気コネクタ３０を有する静電材２２は、
２つの絶縁層の間に導電層がサンドイッチされた層材を
別々に加工して作製される。以下に述べるように、商業
的に入手可能な層材を用いてもよく、又は、ここに述べ
られる方法の１つを用いて層材が作製されてもよい。

【００３９】層材が形成された後、層材が切断され、層
材から電極４６及び電気コネクタ３０をパンチ又はプレ
スにより切出すことにより、電極４６の一体延長部であ
る電極４６及び電気コネクタ３０を形成する。好ましく
は、図３に示されるように、電極４６を切断して、電極
内の交差するグルーブ５２のパターンを形成し、このグ
ルーブ５２はチャック２０上に置かれる基板を冷却する
クーラントを保持するようなサイズが与えられる。

【００４０】電気コネクタ３０が切り出された後、電気
コネクタの絶縁体の一部が、絶縁層を剥離することによ
り除去されて、その下の導電層が露出され電気的接点７
２が形成される。そして、電気コネクタ電気的リード７
０は、従来からの圧力感応型又は温度感応型の接着剤を
用いて、ベースの切込み２８内に固定される。チャック
がプロセスチャンバ３６の支持体６０上に置かれた際
に、電気的接点７２が支持体上の電圧供給端子３４に電
気的に結合するように、ベース２４の底部上に電気的接
点がその位置を与えられる。そして、ポリイミド等の従
来からの圧力感応型又は温度感応型の接着剤を用いて、
層材がチャックのベース２４が接着される。

【００４１】取り外しプラグ４０は、射出成形により形
成されてもよく、あるいは、従来からの技術を用いてポ
リイミドを所望の構成に加工してもよい。取り外しプラ
グ４０は、接着剤を用いて電気コネクタに対して固定さ
れ、あるいは、適切なネジ又はクランプを用いてプラグ
４０をチャック２０にクランピングすることにより電気
コネクタに固定されてもよい。

【００４２】チャック２０を形成するために用いられる
層材は、様々な方法で形成することができる。層材を形
成する好ましい方法は、米国アリゾナ州チャンドラーの
Rogers Corporationにより作製され厚さ２５〜１２５μ
ｍのポリイミド絶縁層上に導電性の銅の層を備える「Ｒ
／ＦＬＥＸ１１００」等のように、絶縁層と導電層を
備える複数層フィルムを用いるものである。複数層フィ
ルムの銅の層をエッチングし、面取りし切り抜き、切削
することにより、電極４６及び一体の電気コネクタ３０
の構成を形成する。

【００４３】電極４６及び一体の電気コネクタ３０をエ
ッチングにより形成する場合、エッチングのプロセス
は、（ｉ）電極４６及び電気コネクタ３０の形状に対応
する保護レジスト層のパターンを、複数層フィルムの導
電層の上に形成するステップと、（ｉｉ）従来からのエ
ッチングプロセスを用いてレジストに保護された複数層
フィルムをエッチングするステップとを備える。レジス
ト層は、米国デラウエア州ウィルミントンのデュポン社
により作製される「ＲＩＳＴＯＮ」等のフォトレジスト
材料を用いて、電極層上に塗布されて形成されてもよ
い。従来からのフォトリソグラフィーの方法、例えば、
Ａｂｅらの米国特許第４，９５２，５２８号、Ｓｃｈｕ
ｎｕｒらの米国特許第５，０７９，６００号、Ｄａｓら
の米国特許第５，２２１，４２２号等に説明されるよう
な方法を用いて、導電層上にレジスト層をパターニング
してもよい。従来からのウェットケミカルエッチング法
又はドライケミカルエッチング法が、複数層フィルムの
エッチングに用いられる。適切なウェットケミカルエッ
チング法は、電極層の保護されていない部分がエッチン
グされるまで、塩化第二鉄、過硫酸ナトリウム又は酸又
は塩基等のエッチャントに複数層フィルムを浸漬する操
作を備える。適切なドライエッチングは、例えば、Ｆｒ
ａｎｃｏらの米国特許第３，６１５，９５１号、Ｄｏｕ
ｇｌａｓの米国特許第５，１００，４９９号、Ｈａｌｌ
らの米国特許第５，１６７，７４８号及びＫａｄｏｍｕ
ｒａらの米国特許第５，２２１，４３０号等に記載され
ている。

【００４４】導電層をエッチングして電極４６及び一体
の電気コネクタ３０を形成した後、導電層が絶縁体内に
埋め込まれるように、導電層の上に第２の絶縁層が接着
される。適切な導電層には、米国デラウエア州ウィルミ
ントンのデュポン社により作製される「ＫＡＰＴＯＮ」
ポリイミドフィルム；日本の鐘淵化学工業により作製さ
れる「ＡＰＩＱＵＥＯ」；日本の日東電工により作製さ
れる「ＮＩＴＯＭＩＤ」；日本の三菱樹脂により作製さ
れる「ＳＵＰＥＲＩＯＲＦＩＬＭ」等が含まれる。

【００４５】層材を作製する別の方法は、前出の米国特
許出願Ｓ．Ｎ．０８／１８９，５６２号に記載されてい
る。

【００４６】（チャックの使用方法）図１を参照し、チ
ャック２０を用いてプロセスチャンバ３６内に基板５０
を保持する典型的な方法を説明する。プロセスを行うた
めに、チャンバ３６内の支持体６０条に、静電チャック
２０が置かれ、約１〜約５００ｍＴｏｒｒの範囲の圧
力、更に典型的には約１０〜１００ｍＴｏｒｒの範囲の
圧力に、プロセスチャンバ３６が脱気される。シリコン
ウエハ等の半導体基板５０が、ロードロック移送チャン
バ（図示されず）からチャンバ３６へと移送され、チャ
ック２０上に置かれる。電圧供給器６２が活性化してチ
ャック２０の静電材２２に電圧を印加し、基板５０に電
気的にバイアスが与えられる。その結果、静電力が基板
５０をチャック２０に保持する。

【００４７】１つ以上の加圧ガスのソースを用いて、プ
ロセスチャンバ３６内にプロセスガスが導入される。基
板がエッチングされるか基板上に材料の堆積が行われる
かにより、プロセスガスを変更することができる。例え
ば、従来からのハロゲン含有エッチャントガス、例え
ば、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃、ＣＣｌ₄、ＳｉＣｌ₄、Ｃ
Ｆ₄、ＮＦ₃、ＳＦ₆及びこれらの混合物、これらはSil
icon Processing for the V LSI Era , Vol.1, Chapter
16, Dry Etching for VLSI, by Wolf and Tauber, Latt
ice Press,1986 に記載されるが、このような従来から
のハロゲン含有エッチャントガスを用いて基板をエッチ
ングすることができる。

【００４８】そして、電圧供給器が活性化されて、支持
体６０に大地面６６に対する電気的バイアスを与え、基
板をエッチングするためのプロセスガスのプラズマがプ
ロセスチャンバ内に形成される。

【００４９】プロセス中においては、取り外しプラグ全
体がチャック２０の電気コネクタ３０をカバーするの
で、電気コネクタの腐食が低減され、チャック２０の寿
命が長くなる。

【００５０】特定の具体例に関して詳細に本発明を説明
してきたが、この技術分野の通常の知識を有する者に
は、多くの他の態様も自明であろう。従って、特許請求
の範囲の本質及び範囲は、ここに含まれる好ましい具体
例の記載に限定されるべきではない。

【００５１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、外縁エッジを有するベースに支持される静電材を備
えの耐腐食性静電チャックが提供される。そして、この
ベースに形成された外縁エッジの切込み部が、チャック
の静電材をプロセスチャンバ内の電圧供給器へ電気的に
接続させる絶縁電気コネクタを保持する。切込みの中の
取り外しプラグが、絶縁電気コネクタの一部を覆い、プ
ロセスチャンバ内における腐食から電気コネクタを保護
する。

【００５２】従って、腐食ガス環境下で実質的に耐腐食
性を有する静電チャックが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った静電チャックを有するプロセス
チャンバの部分的な断面図である。

【図２】チャックの電気コネクタをカバーするようなサ
イズが与えられた取り外しプラグを示す、図１の静電チ
ャックの斜視分解図である。

【図３】静電チャックの切込み部内の取り外しプラグを
示す、図２の静電チャックの上面図である。

【図４】チャックの静電コネクタをカバーする取り外し
プラグを示す、図３の３−３部分での図３の静電チャッ
クの部分的な正面断面図である。

【符号の説明】

２０…静電チャック、２２…静電材、２４…ベース、２
６…外縁エッジ、２８…切込み部、３０…絶縁電気コネ
クタ、３４…電圧供給端子、３６…プロセスチャンバ、
４０…取り外しプラグ、４４…絶縁体、４６…電極、４
７…耐腐食性フィルム、４８…上面、５０…基板、５２
…グルーブ、６０…支持体、６２…第１の電圧供給器、
６８…クーラントソース、７０…電気的リード、７２…
電気的接点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】腐食性のガスを有するプロセスチャンバ
に用いる耐腐食性静電チャックであって、該チャンバは
該チャックを荷電させるに適した電圧供給ソースを有
し、該チャックは、（ａ）静電材と、（ｂ）外縁を有し、該静電材を支持するベースと、（ｃ）該ベースの外縁エッジの切込み部と、（ｄ）該ベース上の該静電材を該プロセスチャンバの該
電圧供給ソースに電気的に接続する、該切込み内の、絶
縁された電気コネクタと、（ｅ）該切込み内の取り外しプラグであって、該プラグ
は、該プロセスチャンバ内で該電気コネクタを腐食から
保護するため、該絶縁された電気コネクタの一部をカバ
ーする、該取り外しプラグとを備える耐腐食性の静電チ
ャック。
【請求項２】該切込み部が底部と側部とを有し、該取
り外しプラグは、実質的にＬ字型で、該切込みの底部に
「Ｌ」字の底部を、該切込みの側部に対して隣接して
「Ｌ」字の側部を有する、請求項１に記載の静電チャッ
ク。
【請求項３】該取り外しプラグが、金属と、セラミッ
クと、ポリマーとから成る群から選択される実質的に耐
腐食性の材料を備える請求項１に記載の静電チャック。
【請求項４】該取り外しプラグが、ポリイミドと陽極
処理アルミニウムとから成る群から選択させる材料を備
える請求項３に記載の静電チャック。
【請求項５】該取り外しプラグと該絶縁された電気コ
ネクタとの間に配置された耐腐食性フィルムを更に備え
る請求項１に記載の静電チャック。
【請求項６】該耐腐食性フィルムがポリマーを備える
請求項５に記載の静電チャック。
【請求項７】該耐腐食性フィルムがポリイミドを備え
る請求項６に記載の静電チャック。
【請求項８】該静電材が、内部に電極を有する絶縁体
を備える請求項１に記載の静電チャック。
【請求項９】該ベースがその上に該基板支持体を有
し、該基板支持体は該ベースよりも小さく、該ベースは
該基板支持体を外側に越えて延長し、該ベースの該外縁
エッジの該切込みが、該基板支持体の隣接する部分内に
延長する請求項１に記載の静電チャック。
【請求項１０】腐食性のガスを有するプロセスチャン
バに用いる耐腐食性静電チャックであって、該チャンバ
は該チャックを荷電させるに適した電圧供給ソースを有
し、該チャックは、（ａ）静電材と、（ｂ）外縁を有し、該静電材を支持するベースと、（ｃ）底部と側部とを有する、該ベースの外縁エッジの
切込み部と、（ｄ）該ベース上の該静電材を該プロセスチャンバの該
電圧供給ソースに電気的に接続する、該切込み内の、絶
縁された電気コネクタと、（ｅ）該プロセスチャンバ内で該電気コネクタを腐食か
ら保護するための該切込み内の取り外しプラグであっ
て、該取り外しプラグは実質的にＬ字型で、該切込みの
底部に「Ｌ」字の底部を、該切込みの側部に対して隣接
して「Ｌ」字の側部を有する、該取り外しプラグとを備
える耐腐食性静電チャック。
【請求項１１】金属とセラミックとポリマーとから成
る群から選択される材料がポリイミドを備える請求項１
０に記載の静電チャック。
【請求項１２】該取り外しプラグと該電気絶縁体との
間に配置された体腐食性のフィルムを更に備える請求項
１０に記載の静電チャック。
【請求項１３】腐食性のガスを有するプロセスチャン
バ内で静電チャックを使用する方法であって、該チャン
バは該チャックを荷電させるに適した電圧供給ソースを
有し、該方法は、（ａ）該プロセスチャンバ内に静電チャックを置くステ
ップであって、該静電チャックは、（ａ）静電材と、
（ｂ）外縁を有し、該静電材を支持するベースと、
（ｃ）該ベースの外縁エッジの切込み部と、（ｄ）該ベ
ース上の該静電材を該プロセスチャンバの該電圧供給ソ
ースに電気的に接続する、該切込み内の、絶縁された電
気コネクタとを備えたステップと、（ｂ）該絶縁された電気コネクタを該プロセスチャンバ
内で腐食から保護するために、該切込み内の該絶縁され
た電気コネクタの一部をカバーするように、取り外しプ
ラグを該チャックの該切込み内に置くステップとを備え
る静電チャックの使用方法。
【請求項１４】該切込み部が底部と側部とを有し、該
取り外しプラグは、実質的にＬ字型で、該切込みの底部
に「Ｌ」字の底部を、該切込みの側部に対して隣接して
「Ｌ」字の側部を有する、請求項１３に記載の静電チャ
ックの使用方法。
【請求項１５】該取り外しプラグが、ポリイミドと、
陽極処理アルミニウムとから成る群から選択される材料
を備える請求項１４に記載の静電チャックの使用方法。
【請求項１６】該取り外しプラグと該絶縁された電気
コネクタとの間に配置された耐腐食性フィルムを更に備
える請求項１３に記載の静電チャックの使用方法。
【請求項１７】該取り外しプラグが、ポリイミドと、
陽極処理アルミニウムとから成る群から選択される材料
を備える請求項１６に記載の静電チャックの使用方法。