JPS5857736A - 静電チヤツク - Google Patents
静電チヤツクInfo
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- JPS5857736A JPS5857736A JP57157439A JP15743982A JPS5857736A JP S5857736 A JPS5857736 A JP S5857736A JP 57157439 A JP57157439 A JP 57157439A JP 15743982 A JP15743982 A JP 15743982A JP S5857736 A JPS5857736 A JP S5857736A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
- H10P72/72—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using electrostatic chucks
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
- H10P72/72—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using electrostatic chucks
- H10P72/722—Details of electrostatic chucks
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S269/00—Work holders
- Y10S269/903—Work holder for electrical circuit assemblages or wiring systems
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T279/00—Chucks or sockets
- Y10T279/23—Chucks or sockets with magnetic or electrostatic means
Landscapes
- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体ウェファをチャックに対し固定平面内に
保持する静電チャックに関するものであり、このチャッ
クは誘電材料層により前記固定平面より分離された導電
部分と、ウェファに電気的に接触する手段、並びにウェ
ファを前記面内に支持する手段とを備えてなるものであ
る□牛導体装置の製造に当り、半導体ウェファを支持体
に対しほぼ平担にクランプし、その一方の面に処理を加
え得るようにする必要がある。このような処理はウェフ
ァに向は荷電粒子を指向せしめる処理を含んでいる。例
えばウェファのある特定の選択した領域をイオンインプ
ランテーションによってその導電型を変化せしめること
ができる。
保持する静電チャックに関するものであり、このチャッ
クは誘電材料層により前記固定平面より分離された導電
部分と、ウェファに電気的に接触する手段、並びにウェ
ファを前記面内に支持する手段とを備えてなるものであ
る□牛導体装置の製造に当り、半導体ウェファを支持体
に対しほぼ平担にクランプし、その一方の面に処理を加
え得るようにする必要がある。このような処理はウェフ
ァに向は荷電粒子を指向せしめる処理を含んでいる。例
えばウェファのある特定の選択した領域をイオンインプ
ランテーションによってその導電型を変化せしめること
ができる。
別な例としてはウェファの表面に電子感応性のレジスト
を被着し、このレジストを電子ビームに対し選択的にM
′IBする場合がある。これらの処理工程の間ウェファ
を支持体に対し平坦に保持すること・が極めて重要であ
る・この目的に対しいわゆる静電・チ汁ツクを使用する
ことが知られている。
を被着し、このレジストを電子ビームに対し選択的にM
′IBする場合がある。これらの処理工程の間ウェファ
を支持体に対し平坦に保持すること・が極めて重要であ
る・この目的に対しいわゆる静電・チ汁ツクを使用する
ことが知られている。
英国特許(GB) 1,448,1118号には静電チ
ャックが述べられており、これは誘電材料の層で被覆し
たほぼ平坦な導電性の支持部材を主要部分として有して
いるものである。半導体ウェファを誘電層上に支持し、
これによりウェファと支持体の対向f!1面間に機械的
並びに電気的接触が形成されることを防止する。このチ
ャックはウェファを電気的に接触させる手段を有してお
り、これによりウェファと支持体の間に電位差を加える
ことができる。このような電位差は誘電層の間に静電的
クランプ力を生ぜしめ、これによりウェファは導電層に
対しほぼ平坦に支持される。ウェファをこのようにクラ
ンプしておき、その支持体より遠い側の表面に対し適当
な処理工程を加えることができる。
ャックが述べられており、これは誘電材料の層で被覆し
たほぼ平坦な導電性の支持部材を主要部分として有して
いるものである。半導体ウェファを誘電層上に支持し、
これによりウェファと支持体の対向f!1面間に機械的
並びに電気的接触が形成されることを防止する。このチ
ャックはウェファを電気的に接触させる手段を有してお
り、これによりウェファと支持体の間に電位差を加える
ことができる。このような電位差は誘電層の間に静電的
クランプ力を生ぜしめ、これによりウェファは導電層に
対しほぼ平坦に支持される。ウェファをこのようにクラ
ンプしておき、その支持体より遠い側の表面に対し適当
な処理工程を加えることができる。
しかし不都合なことには、上述のような荷電粒子のビー
ムを使用する処理工程はウェファ内に熱エネルギーを発
生せしめる。このような熱エネルギーは、発生した熱が
容品に発散しない場合ウェファの局部的膨張および変形
を招来せしめる。GB1#44δ、s15号に記載され
たチャックは、極めて堅固にかつウェファをクランプし
、ウェファと支持体の間に良好な熱交換を生ゼしめる。
ムを使用する処理工程はウェファ内に熱エネルギーを発
生せしめる。このような熱エネルギーは、発生した熱が
容品に発散しない場合ウェファの局部的膨張および変形
を招来せしめる。GB1#44δ、s15号に記載され
たチャックは、極めて堅固にかつウェファをクランプし
、ウェファと支持体の間に良好な熱交換を生ゼしめる。
しかしウェファはこれを支持体と分離する誘電層に対し
クランプしているのが実際である。一般に誘電材料の熱
伝導度はとくに高くないのが普通である。即ち静電吸引
力を生ぜしめるために必要な誘電層はウェファより支持
体に対する有効な熱の流れに対し支障となり、熱伝導度
を良好にするためには高い熱伝導性を有する誘電体の薄
い層を使用する必要がある0このためウェファと支持体
の闇に適当なりランプを行い、良好な熱伝達を達成する
ためには、GBl、44δ、1115号に記載のチャッ
クは高いsm常数と高い誘電強度(絶縁強度)を有する
高い熱伝導性の誘電材料の薄層を用いる必要がある。従
ってこのチャックでは材料の選択および設計のフレクシ
ビリティがこれらの要求により極めて苛酷に限定される
。
クランプしているのが実際である。一般に誘電材料の熱
伝導度はとくに高くないのが普通である。即ち静電吸引
力を生ぜしめるために必要な誘電層はウェファより支持
体に対する有効な熱の流れに対し支障となり、熱伝導度
を良好にするためには高い熱伝導性を有する誘電体の薄
い層を使用する必要がある0このためウェファと支持体
の闇に適当なりランプを行い、良好な熱伝達を達成する
ためには、GBl、44δ、1115号に記載のチャッ
クは高いsm常数と高い誘電強度(絶縁強度)を有する
高い熱伝導性の誘電材料の薄層を用いる必要がある。従
ってこのチャックでは材料の選択および設計のフレクシ
ビリティがこれらの要求により極めて苛酷に限定される
。
本発明による上述a如き静電チャックは、ウェ7アに接
触する伝熱部分(複数)を有し、また電気伝導部材は前
記伝熱部分の間に横方向に伸びる部分を有し、誘電層は
少なくとも前記の横方向に伸びる部分上に延長せしめた
ことを特徴とする。
触する伝熱部分(複数)を有し、また電気伝導部材は前
記伝熱部分の間に横方向に伸びる部分を有し、誘電層は
少なくとも前記の横方向に伸びる部分上に延長せしめた
ことを特徴とする。
このため本発明による静電チャックの上にウェファを配
置せしめたとき、このウェファは伝熱部分に接触する◎
ウェファと電気伝導部材間に電位差を加えると、ウェフ
ァは静電鰻σj力によって伝熱部分に向って吸σ1され
、ウェファより熱が自在に流れるようになる。
置せしめたとき、このウェファは伝熱部分に接触する◎
ウェファと電気伝導部材間に電位差を加えると、ウェフ
ァは静電鰻σj力によって伝熱部分に向って吸σ1され
、ウェファより熱が自在に流れるようになる。
ウェファは伝熱部分に接触するので誘電層に対する要求
が緩和される。第1に誘電層は極めて高い伝熱特性を持
つを要せず、第2には今までのように極めて薄い誘電層
を用いるを必要としない。
が緩和される。第1に誘電層は極めて高い伝熱特性を持
つを要せず、第2には今までのように極めて薄い誘電層
を用いるを必要としない。
このことは上述の従来のチャックで可能であったものに
比べ、誘電材料を遥かに広い範囲で選択することができ
る。ざらに誘電層の厚さに関し加えられる要求の厳格さ
が少なくなるので、チャックの設計に対し自由度が増加
する。
比べ、誘電材料を遥かに広い範囲で選択することができ
る。ざらに誘電層の厚さに関し加えられる要求の厳格さ
が少なくなるので、チャックの設計に対し自由度が増加
する。
伝熱部分は充分な硬度を持ったものとし、これによって
半導体ウェファを固定面に支持できるものとすると好都
合である。これによればウェファを支持する別個の部材
を用いることを必要としなくなるので、チャックの設計
および製造が簡単となる。
半導体ウェファを固定面に支持できるものとすると好都
合である。これによればウェファを支持する別個の部材
を用いることを必要としなくなるので、チャックの設計
および製造が簡単となる。
周辺部分が前記伝熱部分と接触するようになっている伝
熱性支持体により構成できるヒートシンクを用いること
により、半導体ウェファよりの熱の流れをより良好にす
ることができる。伝熱部分自体を電気伝導性とすること
もできる。この場合には熱伝導部分を電気伝導部材より
電気的に絶縁する必要がある。伝熱部分は半導体ウェフ
ァを支持するので、この部分はウェファと電気的に接触
し、このため前記伝熱部分自体がウェファに対する電気
接触を形成する。即ちウェファはその背面に、侮辱付加
的な接点部材を用いる必要なく、電気的に接触を形成す
る(この背面とは何らかの加工処理を行う面と反対の面
である)。これに反し従来既知のチャックはV形の溝を
有する金属ブマック形状の特殊の接、点装置を使用して
いた。半導体ウェファはこの溝の縁部に衝接するように
位置させ、ウェファの縁に対し電気的接触を形成させて
いた。
熱性支持体により構成できるヒートシンクを用いること
により、半導体ウェファよりの熱の流れをより良好にす
ることができる。伝熱部分自体を電気伝導性とすること
もできる。この場合には熱伝導部分を電気伝導部材より
電気的に絶縁する必要がある。伝熱部分は半導体ウェフ
ァを支持するので、この部分はウェファと電気的に接触
し、このため前記伝熱部分自体がウェファに対する電気
接触を形成する。即ちウェファはその背面に、侮辱付加
的な接点部材を用いる必要なく、電気的に接触を形成す
る(この背面とは何らかの加工処理を行う面と反対の面
である)。これに反し従来既知のチャックはV形の溝を
有する金属ブマック形状の特殊の接、点装置を使用して
いた。半導体ウェファはこの溝の縁部に衝接するように
位置させ、ウェファの縁に対し電気的接触を形成させて
いた。
本発明によるチャックの1つの形態においては、伝熱部
分が誘電層よV突出゛rるように1電停が固定面より離
隔されるようにする。半導体ウェファをこのようなチャ
ツタ上に位置せしめるときは、ウェファと誘電体の間に
機械的な接触が存しない。このようにする利点はこれに
よってウェファと伝熱部分間の接触圧が最大となり、好
適な熱伝達が行われることにある。さらにこれによる利
点は、チャックのウェファをクランプすべき位置に存す
る塵埃あるので、ウェファはこれらの塵埃より離隔され
、ウェファの平坦性は何等影響を受けない。上述の既知
のチャックにおいては、誘電層の表面の半導体ウェファ
を静電的に吸引せしめる面はほぼ平坦であるため、塵埃
等の微粒子が存する場合にはウェファを局部的に彎曲さ
せ、これは最も好ましくない欠陥を生ずる。
分が誘電層よV突出゛rるように1電停が固定面より離
隔されるようにする。半導体ウェファをこのようなチャ
ツタ上に位置せしめるときは、ウェファと誘電体の間に
機械的な接触が存しない。このようにする利点はこれに
よってウェファと伝熱部分間の接触圧が最大となり、好
適な熱伝達が行われることにある。さらにこれによる利
点は、チャックのウェファをクランプすべき位置に存す
る塵埃あるので、ウェファはこれらの塵埃より離隔され
、ウェファの平坦性は何等影響を受けない。上述の既知
のチャックにおいては、誘電層の表面の半導体ウェファ
を静電的に吸引せしめる面はほぼ平坦であるため、塵埃
等の微粒子が存する場合にはウェファを局部的に彎曲さ
せ、これは最も好ましくない欠陥を生ずる。
伝熱部分はチャックに相対的に固定する面内に半導体ウ
ェファを支持する平坦な端面を有するピラー(柱状部・
材)とすることができる◎この場合電気伝導部材はグリ
ッドとし、熱伝導性ピラーはこのグリッドのメツシュを
通って延長せしめる。
ェファを支持する平坦な端面を有するピラー(柱状部・
材)とすることができる◎この場合電気伝導部材はグリ
ッドとし、熱伝導性ピラーはこのグリッドのメツシュを
通って延長せしめる。
代案として1、熱伝導部分は、熱伝導性グリッドにより
構成することもできる0この場合電気伝導部分にはこの
グリッドの間に延びる部分を設ける。
構成することもできる0この場合電気伝導部分にはこの
グリッドの間に延びる部分を設ける。
電気伝導部分にグリッドのメツシュ内に延びる部分と一
体の板を設けることにより、チャックの構FsJs品数
を最少にすることができる。このような部品数を最少に
することにより、静電チャックの製造はより簡単となる
。
体の板を設けることにより、チャックの構FsJs品数
を最少にすることができる。このような部品数を最少に
することにより、静電チャックの製造はより簡単となる
。
これらのグリッド構造は何れも既知のxII整合技術と
互換性があり、これにおいてはチャックの全体に孔を設
ける必要がある。電気伝導部材をグリッド形とする場合
には、熱伝導性ピラーのグリッド内にほぼ位置するメツ
シュより熱伝導性ピラーを除去することlにより簡単に
これを構成できる。
互換性があり、これにおいてはチャックの全体に孔を設
ける必要がある。電気伝導部材をグリッド形とする場合
には、熱伝導性ピラーのグリッド内にほぼ位置するメツ
シュより熱伝導性ピラーを除去することlにより簡単に
これを構成できる。
代案として熱伝達部分をグリッド形とする場合には、孔
を設け、これらの孔を電気的伝導部分の適当位置の孔内
に適当に位置させ、これらの6孔をグリッドのメツシュ
と整合せしめる。
を設け、これらの孔を電気的伝導部分の適当位置の孔内
に適当に位置させ、これらの6孔をグリッドのメツシュ
と整合せしめる。
以下図面により本発明を説明するO
以下の各図面において各図の寸法は説明を容易にするた
め実際の縮尺とは異なり一部を誇張して示しである。
め実際の縮尺とは異なり一部を誇張して示しである。
#!1図および第8図は、静電チャックz上に位置する
半導体ウェファlを示す。この静電チャック力は例えば
アルミニウムで作った熱伝導性支持体(aSS)を有す
る。半導体ウェファ1をこの静電チャック上に位置させ
るため、位置固定用ビン1g&、18bを設け、ウェフ
ァ1の平らな縁部1aがビンxaa(l([)に衝接し
、またウェファlの丸い縁部1bがビン18bに衝接し
、これによってウェファlの位置・が常に一定に定めら
れるようにする。この支持体は例えば6簡の厚さとする
周縁部分8と、これより薄く、例えば約3.1% mの
厚さを有する孔のあいた中央部分5を有スル。この中央
部分はパー7オレーシロンt タGet孔6を有し、こ
れらの孔は直径Bmでltr面を円形とする。静電チャ
ックはさらにこの孔6内に固定した銅のビラーフ(41
<ら状または柱状部分)の形態とした熱伝導部分を有す
る。このビラーフは例えば長さ6鴎直径8mとし、支持
体の中央部分5並びに周縁部分δに対し熱的に接触し、
その寸法がかなり大であるためヒートシンクとして作用
する〇 ピラー7は平坦な面8を有し、この面は同じ固定面内に
位置しており、このため半導体ウェファ1はこれらの上
に保持され、かつ支持体の周縁部分δ℃外表面9によっ
ても支持される。このようにして半導体ウェファ1は静
電チャック2に対しある一定の固定平面内に支持される
。この場合ピラー7は電気的(熱的にも)伝導性金属で
できているので、半導体ウェファ1の背面は(静電チャ
ック2に面する表rTJ)ピラーYに対し電気的に接触
する。
半導体ウェファlを示す。この静電チャック力は例えば
アルミニウムで作った熱伝導性支持体(aSS)を有す
る。半導体ウェファ1をこの静電チャック上に位置させ
るため、位置固定用ビン1g&、18bを設け、ウェフ
ァ1の平らな縁部1aがビンxaa(l([)に衝接し
、またウェファlの丸い縁部1bがビン18bに衝接し
、これによってウェファlの位置・が常に一定に定めら
れるようにする。この支持体は例えば6簡の厚さとする
周縁部分8と、これより薄く、例えば約3.1% mの
厚さを有する孔のあいた中央部分5を有スル。この中央
部分はパー7オレーシロンt タGet孔6を有し、こ
れらの孔は直径Bmでltr面を円形とする。静電チャ
ックはさらにこの孔6内に固定した銅のビラーフ(41
<ら状または柱状部分)の形態とした熱伝導部分を有す
る。このビラーフは例えば長さ6鴎直径8mとし、支持
体の中央部分5並びに周縁部分δに対し熱的に接触し、
その寸法がかなり大であるためヒートシンクとして作用
する〇 ピラー7は平坦な面8を有し、この面は同じ固定面内に
位置しており、このため半導体ウェファ1はこれらの上
に保持され、かつ支持体の周縁部分δ℃外表面9によっ
ても支持される。このようにして半導体ウェファ1は静
電チャック2に対しある一定の固定平面内に支持される
。この場合ピラー7は電気的(熱的にも)伝導性金属で
できているので、半導体ウェファ1の背面は(静電チャ
ック2に面する表rTJ)ピラーYに対し電気的に接触
する。
チャック2は例えばアルミニウムで作る電極の形態とし
て電気伝導部材のグリッド10を有する。
て電気伝導部材のグリッド10を有する。
このグリッド10の全体は直径90tllのほぼ円形と
し、その厚さは1.8gILである。グリッド10のメ
ツシュは直径ISwの円形開口11により形成される。
し、その厚さは1.8gILである。グリッド10のメ
ツシュは直径ISwの円形開口11により形成される。
グリッドlOは各ビラーテの間に延びる部分を有する。
これはその位置よりしてピラー・テは開口11をつき抜
けるようにして延びているが、ビラーテとグリッドNo
とは誘電材料の層1mによって相互に絶縁されているか
らである。この誘電材料の層11は例えばエポキシ樹脂
とし、グリッド10を包囲し、グリッドlOをピラー7
に対し絶縁すると共に、支持体の中央部5に対しても絶
縁するようにする。このグリッド10のピラー7並びに
支持体3の中央部分器よりの間隔は、例えば1■とし、
誘電材料層10はこれらの各部材の間の間隔を全て充填
するものとする。さらにこれに加えて誘電層はグリッド
10の上側面上にも存するが、この部分の誘電材料層1
mの厚さは約1100μm(tクロン)とする。以下に
さらに詳述する如く、ビラーマの開門は誘電材料層12
で包囲され%÷νn〜萼1はこの層 1gより約10μmの間隔をおいて配置される。
けるようにして延びているが、ビラーテとグリッドNo
とは誘電材料の層1mによって相互に絶縁されているか
らである。この誘電材料の層11は例えばエポキシ樹脂
とし、グリッド10を包囲し、グリッドlOをピラー7
に対し絶縁すると共に、支持体の中央部5に対しても絶
縁するようにする。このグリッド10のピラー7並びに
支持体3の中央部分器よりの間隔は、例えば1■とし、
誘電材料層10はこれらの各部材の間の間隔を全て充填
するものとする。さらにこれに加えて誘電層はグリッド
10の上側面上にも存するが、この部分の誘電材料層1
mの厚さは約1100μm(tクロン)とする。以下に
さらに詳述する如く、ビラーマの開門は誘電材料層12
で包囲され%÷νn〜萼1はこの層 1gより約10μmの間隔をおいて配置される。
誘電層12に対し透明なエポキシ樹脂を使用するととく
に有利である。これは誘電層lj内の主な欠点等は、こ
のチャックを実際に使用する前に目による点検によって
発見できるからである。誘電層内の傷等の欠陥部分は、
例え・は゛ドリルによる孔あけによりこれを除去し、続
いてこれに新しい材料を充填して修復することができる
。
に有利である。これは誘電層lj内の主な欠点等は、こ
のチャックを実際に使用する前に目による点検によって
発見できるからである。誘電層内の傷等の欠陥部分は、
例え・は゛ドリルによる孔あけによりこれを除去し、続
いてこれに新しい材料を充填して修復することができる
。
半導体ウェファ1に一静電チャック2に対し保持するに
は、ウェファ1と電極を構成しているグリッドlOとの
間に電位差を加える。この電位差は例えば4 KVとす
る。ウェファ1の背面に対し支持体2よりピラー7を通
じて電位を加え、支持体の中心部分5を通じて延びてい
る電気接続1IA4を通じ、グリッドlOに対し約4
KVの電位を加え、この電位が誘電層1 jに加わるよ
うにする。これによって誘電層12の間には静電クラン
プ力が形成され、ウェファlはチャック2のピラー7に
対し押圧され固定位置を保持される。このクランプ力の
大きさはウェファlとグリッド10のm極の間に加えら
れる電位麩の2乗に比例し、誘電層1sの誘電常数に正
比例し、ウェファ1とグリッドlOの間の距離の3乗に
逆比例する。約4の誘電常数を有する ° −エ
ポキシ樹脂を用い誘電層IBの厚さを約100μm(ミ
クロン)とした場合には、単位面積当りのクランプ力は
5 X 10’ N工〜3となる。この静電チャックは
約50C1l”の面積に対し全体で56個のピラー7を
設けることができる(第1図は説明を判かり易くするた
めこれらのピラーの全部を示してはい゛ない)。
は、ウェファ1と電極を構成しているグリッドlOとの
間に電位差を加える。この電位差は例えば4 KVとす
る。ウェファ1の背面に対し支持体2よりピラー7を通
じて電位を加え、支持体の中心部分5を通じて延びてい
る電気接続1IA4を通じ、グリッドlOに対し約4
KVの電位を加え、この電位が誘電層1 jに加わるよ
うにする。これによって誘電層12の間には静電クラン
プ力が形成され、ウェファlはチャック2のピラー7に
対し押圧され固定位置を保持される。このクランプ力の
大きさはウェファlとグリッド10のm極の間に加えら
れる電位麩の2乗に比例し、誘電層1sの誘電常数に正
比例し、ウェファ1とグリッドlOの間の距離の3乗に
逆比例する。約4の誘電常数を有する ° −エ
ポキシ樹脂を用い誘電層IBの厚さを約100μm(ミ
クロン)とした場合には、単位面積当りのクランプ力は
5 X 10’ N工〜3となる。この静電チャックは
約50C1l”の面積に対し全体で56個のピラー7を
設けることができる(第1図は説明を判かり易くするた
めこれらのピラーの全部を示してはい゛ない)。
第3図に示す静電チャック2はビラーフを対称的に配置
している。ウェファlをチャックに対し均等に保持する
ためには、チャック3を比較的に近接させて配置し、ウ
ェファが局部的に彎曲するのな防ぐことが好ましい。こ
れはまたウェファ1内の温度分布の不均一を防止するた
めにも適当である。ピラー7の数が多いほど、またその
間隔を近づけるほどウェファより支持体の肉厚同縁s8
のヒートシンクを構成する部分に対する熱の伝達が良好
となる。しかしながらピラーのWkについては、ビテー
デの数が増加すると静電V&ダ]力が減少することによ
る接触圧の減少があるので、適当な値を見出さなければ
ならない。しかしながらピラー7に対しては誘電層11
を設けであるためウェファ1はピラー7のa部のみにお
いてチャック8と接触し、また外表面9の端縁部のみに
おいてこれと接触する。このように接触面積を制限する
ことによって接触圧力(単位面積当りの接触力Hオ最大
となる。これはウェファ1とピラー7間の熱伝達はその
間の接触圧力に応じて定まるため有利である。
している。ウェファlをチャックに対し均等に保持する
ためには、チャック3を比較的に近接させて配置し、ウ
ェファが局部的に彎曲するのな防ぐことが好ましい。こ
れはまたウェファ1内の温度分布の不均一を防止するた
めにも適当である。ピラー7の数が多いほど、またその
間隔を近づけるほどウェファより支持体の肉厚同縁s8
のヒートシンクを構成する部分に対する熱の伝達が良好
となる。しかしながらピラーのWkについては、ビテー
デの数が増加すると静電V&ダ]力が減少することによ
る接触圧の減少があるので、適当な値を見出さなければ
ならない。しかしながらピラー7に対しては誘電層11
を設けであるためウェファ1はピラー7のa部のみにお
いてチャック8と接触し、また外表面9の端縁部のみに
おいてこれと接触する。このように接触面積を制限する
ことによって接触圧力(単位面積当りの接触力Hオ最大
となる。これはウェファ1とピラー7間の熱伝達はその
間の接触圧力に応じて定まるため有利である。
上述の如くピラー7の同門にはその殆ど大部分に誘電〜
を設けてあり、ピラー7はこれより突出していることに
よりさらに追加の利点が得られる。
を設けてあり、ピラー7はこれより突出していることに
よりさらに追加の利点が得られる。
即ちウェファをクランプすべき静電チャック8の面積上
に存する塵埃の小粒子等があったときは、これは誘電層
12の上に吸引・@潜される。ウェファ1は誘電層18
より離隔しているためこのウェファlはこれら塵埃粒子
がその面に接触しないようになり、ウェファの平坦性に
は影響を受けないO 上述の如くしてウェファ1とグリッドlOとの間に電位
差を加えたのちには、半導体ウェファ1の表側の面(チ
ャック8と反対側の表面)には適当な処理工程を加える
ことができる。例えば電子感応性レジストをウェファl
の正面側に設けておき(図示せず)、これを付勢された
電子ビームにより露出し、これによってレジスジ内にパ
ターンをs成することもできる。この場合にレジストを
衝撃する電子は半導体ウェアγ内に熱を発生する。
に存する塵埃の小粒子等があったときは、これは誘電層
12の上に吸引・@潜される。ウェファ1は誘電層18
より離隔しているためこのウェファlはこれら塵埃粒子
がその面に接触しないようになり、ウェファの平坦性に
は影響を受けないO 上述の如くしてウェファ1とグリッドlOとの間に電位
差を加えたのちには、半導体ウェファ1の表側の面(チ
ャック8と反対側の表面)には適当な処理工程を加える
ことができる。例えば電子感応性レジストをウェファl
の正面側に設けておき(図示せず)、これを付勢された
電子ビームにより露出し、これによってレジスジ内にパ
ターンをs成することもできる。この場合にレジストを
衝撃する電子は半導体ウェアγ内に熱を発生する。
この熱はピラーテを通じ支持体の厚肉の周縁部すに容易
に流出することができ、かくして支持体の厚肉周縁部は
ヒートシンクとして作用する。
に流出することができ、かくして支持体の厚肉周縁部は
ヒートシンクとして作用する。
上述の静電チャックは、以下に説明する如く比較的簡単
な方法で製造することができる。まず支持体を6m厚さ
の円形アルミニウムブロックより作るが、これは機械加
工により支持体の中央部の薄肉部分を形成する。100
簡の半導体ウェファに対し用いるには中央部の直径を9
6@IIkの支持体全体の直径を15 Qwとする。こ
の支持体の中央のひっこんだ部分にエポキシ樹脂を充填
し、次いで約1mの厚さになる!で機械加工で切削する
。
な方法で製造することができる。まず支持体を6m厚さ
の円形アルミニウムブロックより作るが、これは機械加
工により支持体の中央部の薄肉部分を形成する。100
簡の半導体ウェファに対し用いるには中央部の直径を9
6@IIkの支持体全体の直径を15 Qwとする。こ
の支持体の中央のひっこんだ部分にエポキシ樹脂を充填
し、次いで約1mの厚さになる!で機械加工で切削する
。
次いで支持体の中央部6を工lキシ樹脂と共にドリル加
工で孔をあけ、孔6を形成する◎この段階で電気!lI
続114を収容する孔も同時に形成する。
工で孔をあけ、孔6を形成する◎この段階で電気!lI
続114を収容する孔も同時に形成する。
次いでビラーテを孔6内に圧入し、しかる後グリッド1
0を配置する。これによって上述の如くピラー7はメツ
シュ11の間をつき抜けて位置する。
0を配置する。これによって上述の如くピラー7はメツ
シュ11の間をつき抜けて位置する。
次いで工lキシ樹脂をグリッド10の囲りおよびその上
側に導入し%誘電層1mを形狡し、次いでこの層を切削
し、ピラーがこれより突出するようにする。代案として
従来既知の方法でピラー7に金プレートを設けても良い
。この金プレート(全鍍金)の厚さは約10μmとする
。支持体の周縁部δの適当な位置に取付は用ねじ孔を設
け、また支持体の中央部分6より絶縁された電気導暮5
を配置、して静電チャックは完成する。
側に導入し%誘電層1mを形狡し、次いでこの層を切削
し、ピラーがこれより突出するようにする。代案として
従来既知の方法でピラー7に金プレートを設けても良い
。この金プレート(全鍍金)の厚さは約10μmとする
。支持体の周縁部δの適当な位置に取付は用ねじ孔を設
け、また支持体の中央部分6より絶縁された電気導暮5
を配置、して静電チャックは完成する。
第8図により本発明の静電チャックの異なる実施例を説
明する。上述したと同じようにこの静電チャックB!は
例えばアルミニウムで作った熱伝導体の支持体を有する
。さらにまた同様にしてこの支持体は、例えば6−厚さ
の厚肉部分8δと例えば厚さ8鴎の穿孔を設けた中央の
薄肉部分25とを有する。この中央部分には直径IQw
の断面の孔26を設ける。このように構成すると、この
中央部分15はグリッド形をしていて、かつ半導体ウェ
ファ1を支持し、また熱伝達部分を構成する。この場合
グリッド(15]は支持体の周縁部分2δと一体である
ため半導体ウェファ1よりの熱は周縁部分88に容易に
伝達され、この部分はヒートシンクとしての作用を行う
。
明する。上述したと同じようにこの静電チャックB!は
例えばアルミニウムで作った熱伝導体の支持体を有する
。さらにまた同様にしてこの支持体は、例えば6−厚さ
の厚肉部分8δと例えば厚さ8鴎の穿孔を設けた中央の
薄肉部分25とを有する。この中央部分には直径IQw
の断面の孔26を設ける。このように構成すると、この
中央部分15はグリッド形をしていて、かつ半導体ウェ
ファ1を支持し、また熱伝達部分を構成する。この場合
グリッド(15]は支持体の周縁部分2δと一体である
ため半導体ウェファ1よりの熱は周縁部分88に容易に
伝達され、この部分はヒートシンクとしての作用を行う
。
この静電チャック3BはII数個の電気的伝導部分37
を有し、これはメツシュ内に即ち孔36内に延びるが、
誘電材料層80により絶縁されている。この誘電材料層
80は前と同じくエポキシ樹脂である。この部分8!は
導電性の板211と一体であり、この板δ1は部材s7
と同じくアル1ニウムで構成できる◎この板81も誘電
材料層δ0によって支持体より絶縁する。上述の例と同
じくウェファを支持する熱伝達部分即ちグリッド26は
%誘電材料層8oで囲まれ、これより突出している。ウ
ェファ1はウェファ1と板117および板δ1により構
成される電気的伝導部材(jl?)の間に電位差を加え
ることにより静電的に固定面内にクフンプされる。前と
同じく熱伝達部分、即ちグリッド25は、半導体ウェフ
ァlの背面に対し電気接点として働くので、この電位差
は支持体に供給するのみで簡単にウェファ1に加えるこ
とができる。すなわち板81に電位を加え所要の電位糖
を形成せしめることができる。
を有し、これはメツシュ内に即ち孔36内に延びるが、
誘電材料層80により絶縁されている。この誘電材料層
80は前と同じくエポキシ樹脂である。この部分8!は
導電性の板211と一体であり、この板δ1は部材s7
と同じくアル1ニウムで構成できる◎この板81も誘電
材料層δ0によって支持体より絶縁する。上述の例と同
じくウェファを支持する熱伝達部分即ちグリッド26は
%誘電材料層8oで囲まれ、これより突出している。ウ
ェファ1はウェファ1と板117および板δ1により構
成される電気的伝導部材(jl?)の間に電位差を加え
ることにより静電的に固定面内にクフンプされる。前と
同じく熱伝達部分、即ちグリッド25は、半導体ウェフ
ァlの背面に対し電気接点として働くので、この電位差
は支持体に供給するのみで簡単にウェファ1に加えるこ
とができる。すなわち板81に電位を加え所要の電位糖
を形成せしめることができる。
この静電チャック211を製造するには、出発材料は前
と同じ寸法の、例えばアル1ニウムの円形スラブとする
。機械加工により中央の薄肉部分を形成し、その後ドリ
ル加工等によって孔26を形成する。これによって支持
体の中央部分がグリッド形状(25)となる。この支持
体を平坦な表面上に置き、グリッド315をこの表面に
接触せしめる。これを言い換えると、支持体は第8図に
示す位置とは反対の向きで平面上に配置する口例えば工
メキシ樹脂等の誘電材料層δ0を支持体の上側の全霧出
表面に充填し、また支持体を保持している平坦表面の露
出部分上にもこれを充填する。このチャックをのせてい
る平坦な表面から取除いた板81と一体となっている電
気的伝導部材8γを絶縁層δθ内に押し込む。これによ
ってこの層80は電気伝導部材2テと平坦表面間におい
て約200μmの厚さとなる。次いで絶縁層を平らにな
るように加工し、支持体の表面より突出しないようにす
る。然る後この表面に従来既知の方法で全鍍金を設け、
この金属面が誘電層より約10μm突出するようにする
。この表面19に鍍金を設ける代りに誘電材料層δ0を
切削しても同じ効果が得られる。何れの場合にも静電チ
ャック23上に半導体ウェファ1を位置させた場合、そ
のウェファはグリッド15と支持体の周辺部分28で支
持され、ウェファ1は誘電材料層80よりは離隔される
ようにする。ウェファをチャック22上に正しく位置さ
せるため、前に述べた例と同じように3個の位置決めビ
ンを設ける。
と同じ寸法の、例えばアル1ニウムの円形スラブとする
。機械加工により中央の薄肉部分を形成し、その後ドリ
ル加工等によって孔26を形成する。これによって支持
体の中央部分がグリッド形状(25)となる。この支持
体を平坦な表面上に置き、グリッド315をこの表面に
接触せしめる。これを言い換えると、支持体は第8図に
示す位置とは反対の向きで平面上に配置する口例えば工
メキシ樹脂等の誘電材料層δ0を支持体の上側の全霧出
表面に充填し、また支持体を保持している平坦表面の露
出部分上にもこれを充填する。このチャックをのせてい
る平坦な表面から取除いた板81と一体となっている電
気的伝導部材8γを絶縁層δθ内に押し込む。これによ
ってこの層80は電気伝導部材2テと平坦表面間におい
て約200μmの厚さとなる。次いで絶縁層を平らにな
るように加工し、支持体の表面より突出しないようにす
る。然る後この表面に従来既知の方法で全鍍金を設け、
この金属面が誘電層より約10μm突出するようにする
。この表面19に鍍金を設ける代りに誘電材料層δ0を
切削しても同じ効果が得られる。何れの場合にも静電チ
ャック23上に半導体ウェファ1を位置させた場合、そ
のウェファはグリッド15と支持体の周辺部分28で支
持され、ウェファ1は誘電材料層80よりは離隔される
ようにする。ウェファをチャック22上に正しく位置さ
せるため、前に述べた例と同じように3個の位置決めビ
ンを設ける。
本発明は上述の例のみに限定されない。この他多くの変
形例が可能である0例えば静電チャックの各部分の材料
には各種異なる材料を使用することができる。これにつ
いて第1実施例のピラー7および第2実施例のグリッド
26は、熱的に良好な伝導性を有するものとすることに
注意すべきである。しかしこれらは電気的に良好な伝導
性を持つものとする必要はない。このような方法を取っ
た場合、例えば静電チャックの正面側表面(9゜19)
上の孔あき金属ブロック等の如き他の電気的接触手段を
設け、これを半導体ウェファに接触せしめるを一部する
。
形例が可能である0例えば静電チャックの各部分の材料
には各種異なる材料を使用することができる。これにつ
いて第1実施例のピラー7および第2実施例のグリッド
26は、熱的に良好な伝導性を有するものとすることに
注意すべきである。しかしこれらは電気的に良好な伝導
性を持つものとする必要はない。このような方法を取っ
た場合、例えば静電チャックの正面側表面(9゜19)
上の孔あき金属ブロック等の如き他の電気的接触手段を
設け、これを半導体ウェファに接触せしめるを一部する
。
熱伝導部は#s1[材料層より突出せしめる必要はない
。この代り誘電材料層を熱伝導部材の表面と同一表面と
することもできる。ざらに誘電材料は、電気的伝導部材
とチャックの他の部分の間のスペースを完全に充填する
必要はない。即ち、例えば誘電材料層を電気的伝導部材
と熱伝達部材を離隔している間隔のごく一部にのみ充填
することもできる。また代案として、この空間に誘電材
料層と異なる電気絶縁材料を充填することもできる。
。この代り誘電材料層を熱伝導部材の表面と同一表面と
することもできる。ざらに誘電材料は、電気的伝導部材
とチャックの他の部分の間のスペースを完全に充填する
必要はない。即ち、例えば誘電材料層を電気的伝導部材
と熱伝達部材を離隔している間隔のごく一部にのみ充填
することもできる。また代案として、この空間に誘電材
料層と異なる電気絶縁材料を充填することもできる。
第1図は本発明による静電チャックの上に半導体ウェフ
ァを配置し、*gaのI −I’の線に沿って見た断面
図。 第!1図は第1図の静電チャックと半導体ウェファを上
側から見た平面図であり、半導体ウェファを1部を切除
して示した図、 第8図は本発明による静電チャックの他の実施例の上に
半導体ウェファを載置した例の縦断側面図である。 S、SS・・・静電チャック δ、S、Sδ・・・支持体 7.25・・・熱伝達部材 io、ay・・・グリッド(電気伝導部材)。 F IG、1 32 FIG、2
ァを配置し、*gaのI −I’の線に沿って見た断面
図。 第!1図は第1図の静電チャックと半導体ウェファを上
側から見た平面図であり、半導体ウェファを1部を切除
して示した図、 第8図は本発明による静電チャックの他の実施例の上に
半導体ウェファを載置した例の縦断側面図である。 S、SS・・・静電チャック δ、S、Sδ・・・支持体 7.25・・・熱伝達部材 io、ay・・・グリッド(電気伝導部材)。 F IG、1 32 FIG、2
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L 半導体ウェファを保持する固定平面より誘電材料層
によって分離された電気伝導部材と、ウェファに電気的
に接触する手段と、 ウェファを前記平面内に維持する手段とを具えてなる半
導体ウェファを静電チャックに対しある一定の固定平面
内に保持するための静電チャックにおいて、 該チャックはウェファに接触する熱伝導部分を備え、前
記電気伝導部材には前記熱伝導部分の間に横方向に延び
る部分を設け、誘電材料層を少なくともこの横方向に延
びる部分の上に設けたことを特徴とする静電チャック。 息 前記熱伝導部分がウェファの支持手段を形成する特
許請求の範H#II1項紀職の静電チャック。 龜 周辺部が熱伝導部分に対し熱接触する熱伝導性支持
体を設けた1第1J重たは第2項記載の静電チャック。 亀 熱伝導性周縁部が前記固定平面と一致する外表面を
有する特許請求の範囲第8項記載の静電チャック。 親 熱伝導部分が電気的に伝導性であり、ウェファに対
する電気接触部分を構成し、この熱伝導部材が電気的伝
導部材より電気的に絶縁されている特許請求の範a#1
111iないし第6項のいずれかに記載の静電チャック
。 a 熱伝導部分が誘電材料層によって電気的伝導部材よ
り電気的に絶縁されている特許請求の範囲第5項記載の
静電チャック。 t 誘電材料を透明とした特許請求の範囲第1項からt
J6項のいずれかに記載の静電チャック。 亀 熱伝導部分は誘電材料層;より突部゛シ\へており
、この誘電材料層は前記固定表面より離れている特許請
求の範囲第1項からlIf項のいずれかに記載の静電チ
ャック。 gLIII8伝導部分を前記固定表面内に平らな端面を
有するピラーとした特許請求の範囲第1項から第8項の
いずれかに記載の静電チャックO1a 電気伝導部材
をグリッド状とし、熱伝導ピラーをこのグリッドのメツ
シュを通り延長してなる特許請求の範11g9項記載の
静電チャック。 11 支持体に周辺部分より厚さの薄い、かつ穿孔し
た中央部分を設け、熱伝導性ピラーをこの穿孔内に固定
した特許請求の範囲第9項または第10項に記載の静電
チャック。 ■ 熱伝導部分を熱伝導性グリッドにより構成し、電気
伝導部材にこのグリッドの間を通過する部分を設けた特
許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記載の静
電チャック。 l& 電気伝導部材にグリッドのメツシュ間に延びる部
分と一体にしたプレート状部分を設けた特許請求の範囲
第1g項記載の静電チャック。 14 熱伝導性グリッドが支持体の中央部分を構成し
、支持体の肩縁部分と一体となっているようにした特許
請求の範囲第1+!項または第・18項記載の静電チャ
ック。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08127638A GB2106325A (en) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | Electrostatic chuck |
| GB8127638 | 1981-09-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5857736A true JPS5857736A (ja) | 1983-04-06 |
| JPS6331937B2 JPS6331937B2 (ja) | 1988-06-27 |
Family
ID=10524482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57157439A Granted JPS5857736A (ja) | 1981-09-14 | 1982-09-11 | 静電チヤツク |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4502094A (ja) |
| EP (1) | EP0074691B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5857736A (ja) |
| KR (1) | KR900003615B1 (ja) |
| DE (1) | DE3268680D1 (ja) |
| GB (1) | GB2106325A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5922340A (ja) * | 1982-07-29 | 1984-02-04 | Toshiba Corp | 静電チヤツク装置 |
| JPS62157752A (ja) * | 1985-12-29 | 1987-07-13 | Kyocera Corp | 静電チヤツク |
| JPS63194345A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 静電チヤツク |
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