JP2005142591A - Electrostatic chuck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電チャックに関する。さらに詳しくは、シリコンウエハ、プリント基板、ガラス基板等の板状試料を、静電チャック方式により吸着して固定する静電チャックに関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck. More specifically, the present invention relates to an electrostatic chuck that adsorbs and fixes a plate-like sample such as a silicon wafer, a printed board, or a glass substrate by an electrostatic chuck method.
従来の板状試料の固定技術としては、真空チャック、静電チャック等の各吸着固定方式が知られており、例えば、板状試料を搬送したり、板状試料に、露光、成膜、微細加工、洗浄、ダイシング等を施したりする際に使用されている。 As a conventional technique for fixing a plate-like sample, various suction fixing methods such as a vacuum chuck and an electrostatic chuck are known. For example, a plate-like sample is transported or exposed, film-formed, or finely formed on a plate-like sample. It is used when processing, cleaning, dicing, etc.
こうした、吸着固定装置においては、吸着固定装置の試料に対向する面に、碁盤目状のスリットを設けたり、突起を立設したり、穴を設けたりすることにより、試料に接触する面と接触しない面とを形成することが行われている。このように、非接触面とを設けることにより、静電チャック方式の場合には、電圧印加中止後の脱離性の向上を図ることができる。また、非接触面の存在により、接触面と試料との間にゴミが入り込むことを防止することができる。 In such an adsorption / fixation device, the surface of the adsorption / fixation device facing the sample is provided with a grid-like slit, a protrusion is erected, or a hole is provided to contact the surface contacting the sample. Forming a surface that does not. In this way, by providing the non-contact surface, in the case of the electrostatic chuck method, the detachability after the voltage application is stopped can be improved. Further, the presence of the non-contact surface can prevent dust from entering between the contact surface and the sample.
また、板状試料にプラズマ雰囲気下でエッチング等の処理を施す場合には、減圧下、すなわちプラズマが発生しやすい雰囲気中でおこなう必要がある。プラズマ雰囲気において板状試料にエッチング処理等を施す場合、プラズマ熱により半導体ウェハの表面は高温になる。そして、表面温度が大きくなると、表面のレジスト膜がバーストする等の問題が生じる。また、板状試料の面内に温度の不均一が生じると化学処理が不均一になる。そこで、静電チャック方式の吸着装置では、ヘリウム等の冷却ガスを板状試料下面と非接触面との空間に流し、板状試料の化学処理を均一に行わせるために板状試料の表面温度を均一に冷却するようにしている。 In addition, when the plate-like sample is subjected to a treatment such as etching in a plasma atmosphere, it is necessary to carry out the process under reduced pressure, that is, in an atmosphere where plasma is easily generated. When an etching process or the like is performed on a plate-like sample in a plasma atmosphere, the surface of the semiconductor wafer becomes high temperature due to plasma heat. When the surface temperature increases, problems such as bursting of the resist film on the surface arise. Further, if the temperature is nonuniform in the plane of the plate-like sample, the chemical treatment becomes nonuniform. Therefore, in the electrostatic chuck type adsorption device, a cooling gas such as helium is flowed into the space between the lower surface of the plate sample and the non-contact surface, and the surface temperature of the plate sample is uniformed so that the chemical processing of the plate sample is performed uniformly. Is cooled uniformly.
この場合、非接触面の面積をできるだけ大きくした方が、より高い冷却効果を得られる。しかし、非接触面の面積を大きくして接触面の面積を小さくしすぎると吸着力が不足してしまう。そこで、小さい接触面積でも充分な吸着力が得られるように、接触面の平滑度を高める等の試みがなされている。たとえば、特許文献1に記載の静電チャックでは、誘電体層の固有抵抗を109Ωm以下とし、誘電体層の上面に設けた多数の突起の吸着面となる上面のRmax(最大高さ)を2.0μm以下またはRa(中心線平均粗さ)を0.25μm以下とし、かつ突起の上面の合計面積の誘電体層の上面に対する面積比率を1%以上10%未満としている。 In this case, a higher cooling effect can be obtained by increasing the area of the non-contact surface as much as possible. However, if the area of the non-contact surface is increased and the area of the contact surface is too small, the attractive force is insufficient. Therefore, attempts have been made to increase the smoothness of the contact surface so that sufficient adsorption force can be obtained even with a small contact area. For example, in the electrostatic chuck described in Patent Document 1, the specific resistance of the dielectric layer is set to 10 9 Ωm or less, and Rmax (maximum height) of the upper surface serving as an adsorption surface for a number of protrusions provided on the upper surface of the dielectric layer. Is 2.0 μm or less, or Ra (centerline average roughness) is 0.25 μm or less, and the area ratio of the total area of the upper surface of the protrusion to the upper surface of the dielectric layer is 1% or more and less than 10%.
一方、吸着固定装置に内蔵したヒーターに通電加熱して板状試料を加熱するよう構成され、板状試料を吸着固定装置の吸着面へと吸着力によって吸着しつつ、同時に吸着面を加熱して板状試料を加熱することができる吸着固定装置も知られている。このような吸着固定装置においても、板状試料の化学処理を均一に行わせるために板状試料の表面温度を均一にすることが求められる。そのため、ヘリウム等のガスを板状試料下面と非接触面との空間に流し、ヒータによる加熱効果が板状試料の全面に行き渡るようにすることが行われている。 On the other hand, the plate-like sample is heated by energizing and heating the heater built in the adsorption-fixing device, and the adsorption surface is simultaneously heated while adsorbing the plate-like sample to the adsorption surface of the adsorption-fixing device. An adsorption fixing device capable of heating a plate-like sample is also known. Even in such an adsorbing and fixing device, it is required to make the surface temperature of the plate-like sample uniform in order to perform chemical treatment of the plate-like sample uniformly. Therefore, a gas such as helium is caused to flow in the space between the lower surface of the plate-like sample and the non-contact surface so that the heating effect by the heater is spread over the entire surface of the plate-like sample.
このように吸着固定装置の試料に対向する面に非接触面を形成することは、脱離性の向上(静電チャックの場合)、ゴミの付着防止だけでなく、板状試料の温度を均一化して、板状試料に均一な化学処理を施す上で重要な役割を果たしている。 Forming a non-contact surface on the surface of the adsorption / fixing device facing the sample in this way not only improves the detachability (in the case of an electrostatic chuck), prevents the adhesion of dust, but also makes the temperature of the plate-shaped sample uniform. And plays an important role in performing uniform chemical treatment on plate-like samples.
しかしながら、上記非接触面を有する従来の静電チャックでは、板状試料の微少領域まで考慮すると温度の均一化は必ずしも充分ではなかった。なぜなら、接触面では非接触面と比較して熱が伝達しやすい。そのため、ヒータで板状試料を加熱する場合には、接触面に当接する板状試料の接触部分が、接触していない部分よりも高温となりやすかった。また、プラズマ等で板状試料が加熱されている場合は、熱の逃げ場のない非接触部分の方が高温になりやすかった。 However, in the conventional electrostatic chuck having the non-contact surface, the temperature uniformity is not always sufficient in consideration of the minute region of the plate-like sample. This is because heat is more easily transferred on the contact surface than on the non-contact surface. For this reason, when the plate-shaped sample is heated by the heater, the contact portion of the plate-shaped sample that comes into contact with the contact surface is likely to be hotter than the portion that is not in contact. In addition, when the plate-like sample is heated by plasma or the like, the non-contact portion where no heat escape is likely to be hot.
特に、ヘリウムガス等を導入できない場合では、上記のような原因による温度の不均一の影響が大きかった。また、ヘリウムガス等を導入できる場合でも、微視的に見ると、ヘリウムガス等による温度の均一化効果は、接触面に当接する板状試料の接触部分には及びにくく、充分な温度の均一化は困難であった。なお、ヘリウム等のガス圧を高めることにより温度の均質化効果が高まることも期待できるが、過度なガス圧は、板状試料の割れ等をもたらすので適当でない。 In particular, when helium gas or the like cannot be introduced, the influence of temperature non-uniformity due to the above causes is large. Even when helium gas or the like can be introduced, when viewed microscopically, the temperature uniformity effect due to helium gas or the like is difficult to reach the contact portion of the plate-like sample that contacts the contact surface, and the temperature is sufficiently uniform. Conversion was difficult. Although it can be expected that the effect of homogenizing the temperature will be increased by increasing the gas pressure of helium or the like, an excessive gas pressure is not appropriate because it causes cracking of the plate-like sample.
上記の微視的な板状試料の面内温度の不均一を解消するには、各接触面の面積をできるだけ小さくすること、たとえば、多数の突起を立接した場合には、各突起の上面の面積をできるだけ小さくすることが有効である。しかし、接触面の面積を小さくすると、化学的耐食性が低下し突起が損傷を受けやすくなる。また、接触面の周縁部が板状試料との接触により摩耗しやすいという問題点があった。
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて、突起上面等の板状試料と接触する面の化学的、機械的特性を低下させることなく、また過度のガスを導入することなく、板状試料の面内温度の微少領域における均一性を向上させることができ、しかも充分な吸着力と電圧印加中止後の脱離性とを備えた静電チャックを提供することを目的とする。 In view of the circumstances of the prior art, the present invention provides a plate-like sample without deteriorating the chemical and mechanical properties of the surface contacting the plate-like sample such as the upper surface of the protrusion, and without introducing excessive gas. It is an object of the present invention to provide an electrostatic chuck that can improve the uniformity of the in-plane temperature in a very small region and that has sufficient adsorption force and detachability after voltage application is stopped.
本発明者等は、鋭意検討した結果、従来単なる平面であった突起の頂面形状を工夫することによって、上記従来技術の問題点を効率的に解決し得ることを知見し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-mentioned problems of the prior art can be efficiently solved by devising the shape of the top surface of the protrusion, which has been a mere flat surface, and completed the present invention. did.
すなわち、本発明は、内部に静電吸着用の内部電極を備え、誘電体からなる平面基台と、前記平面基台の吸着領域に突設された多数の突起とを備え、前記多数の突起上に板状試料を吸着させる静電チャックであって、前記突起の上面は、中心線平均あらさが0.5μm以下の平滑領域と、中心線平均あらさが0.5μm以上の粗面領域とからなり、前記平滑領域の中心線平均あらさと前記粗面領域の中心線平均あらさとの差が0.2μm以上であることを特徴とする静電チャックを提供する。 That is, the present invention includes an internal electrode for electrostatic attraction inside, a flat base made of a dielectric, and a large number of protrusions protruding from an adsorption region of the flat base, and the large number of protrusions An electrostatic chuck for adsorbing a plate-like sample on the upper surface of the projection, the upper surface of the protrusion from a smooth region having a center line average roughness of 0.5 μm or less and a rough surface region having a center line average roughness of 0.5 μm or more The electrostatic chuck is characterized in that the difference between the center line average roughness of the smooth region and the center line average roughness of the rough surface region is 0.2 μm or more.
本発明において、前記粗面領域は平滑領域に囲まれた位置に形成されていることが好ましい。また、前記平滑面の合計面積の、前記突起の上面の合計面積に対する面積比が、10〜90%の範囲であることが好ましい。 In the present invention, the rough surface region is preferably formed at a position surrounded by a smooth region. Moreover, it is preferable that the area ratio with respect to the total area of the upper surface of the said protrusion of the total area of the said smooth surface is 10 to 90% of range.
本発明の静電チャックは、吸着領域内に形成された突起の化学的、機械的特性を低下させることなく、また過度のガスを導入することなく、板状試料の面内温度の微少領域における均一性を向上させることができ、しかも充分な吸着力と電圧印加中止後の脱離性とを備えた静電チャックを提供することができる。 The electrostatic chuck of the present invention can be used in a region where the in-plane temperature of the plate-like sample is small without deteriorating the chemical and mechanical properties of the protrusions formed in the adsorption region and without introducing excessive gas. It is possible to provide an electrostatic chuck that can improve uniformity and that has sufficient adsorption power and detachability after voltage application is stopped.
以下、ヒータが一体化されていない静電チャックを例にとり、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 In the following, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, taking an electrostatic chuck with no integrated heater as an example.
「参考形態」
図1は参考形態に係る静電チャックで、図2は図1のIIにおける要部拡大図であり、各々(a)に平面図、(b)に断面図を示している。図に示すように、静電チャック1は金属板2の上に平面基台としての誘電体層3を接合してなり、この誘電体層3内に内部電極4を埋設或いは挟持している。
"Reference form"
FIG. 1 is an electrostatic chuck according to a reference embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part in II of FIG. 1, each showing a plan view in (a) and a sectional view in (b). As shown in the figure, the electrostatic chuck 1 is formed by bonding a
誘電体層3の上面には、He等の冷却ガスが漏れないように1〜5mmの幅で、後述する突起5、5…と同じ高さの周縁壁3aを形成し、更にこの内側を吸着領域3bとし、この吸着領域3b内に多数の突起5、5…を立設してある。なお、周縁壁3a及び突起5、5…は、誘電体層3と一体的に形成しても、別個の部材として形成しても良い。
On the upper surface of the
突起5、5…は、図2に示すように、各々その上面13を凸部の頂面からなる試料保持面14と、試料保持面14に囲まれた凹部15とからなる凹凸状とし、該試料保持面14、14…を半導体ウエハWと直接接触する吸着面としている。また、吸着領域3bにおいて、突起5、5…が立設されていない部分は溝部16として残されている。
As shown in FIG. 2, each of the
ここで図1に戻り、前記金属板2及び誘電体層3を貫通して冷却ガス導入孔6が形成され、この冷却ガス導入孔6、6を介して誘電体層3上面と半導体ウエハW下面との間の隙間にHe等の冷却ガスが供給される。更に、金属板の内部には静電チャック冷却のための冷媒が流れる流路12、12が設けられている。
1, a cooling
また、前記内部電極4には直流電源回路7が接続され、誘電体層3下面の導体部8には高周波電源回路9が接続されている。また、高周波電源回路9は内部電極4に接続してもよい。尚、プラズマ処理装置内において、静電チャック1上方にはアースされた対向電極10が位置している。而して、静電チャック1にウエハWを載置し、内部電極4に直流電圧を印加することで静電力が生じ、ウエハWは誘電体層3、具体的には突起5、5…の上面の試料保持面14、14…及び周縁壁3bの上面に吸着される。また、高周波電源回路9によって高周波を印加することで、対向電極10との間に活性なラジカル11が発生し、ウエハW表面のSi酸化膜等がエッチングされる。
A DC power supply circuit 7 is connected to the internal electrode 4, and a high frequency
再び図2に戻り、前記試料保持面14、14…の合計面積の吸着領域3bの全面積(誘電体層3の面積から周縁壁3aの面積を除いた面積)に対する面積比は0.5〜30%、好ましくは1〜10%の範囲とされている。面積比を0.5%以上とするのは必要な吸着力を確保するためであり、30%以下とするのは吸着面に存在するゴミを付着させにくく、しかも電圧印加中止後の板状試料の脱離性を確保するためである。
Returning to FIG. 2 again, the area ratio of the total area of the sample holding surfaces 14, 14... To the total area of the
また、前記試料保持面14、14…の合計面積の前記突起5、5…の上面13、13…の合計面積(試料保持面14、14…と凹部15、15…との合計面積)に対する面積比は10〜90%の範囲であることが好ましい。
すなわち、前記面積比を前記範囲内とすることにより、充分な吸着力と、板状試料の温度均一性を同時に確保することができる。すなわち、前記の面積比が10%未満であると、必要な吸着力を確保することができず、一方、前記の面積比が90%を越えると、突起の上面に実質的に凹部を形成したことにならず、板状試料の温度を均一化することが困難となる。
Further, the total area of the sample holding surfaces 14, 14... Relative to the total area of the
That is, by setting the area ratio within the above range, sufficient adsorption force and temperature uniformity of the plate-like sample can be ensured at the same time. That is, if the area ratio is less than 10%, a necessary adsorption force cannot be ensured. On the other hand, if the area ratio exceeds 90%, a recess is substantially formed on the upper surface of the protrusion. In other words, it becomes difficult to make the temperature of the plate-like sample uniform.
更に、前記保持部14、14…の幅d1は板状試料の厚みの2倍以下であることが好ましい。すなわち、前記保持部14、14…の幅d1が2倍以上の場合、溝部16、16……における熱伝達係数と、上面(試料保持面14、14……+凹部15、15……)13、13……における熱伝達係数との差を小さくすることが困難となり、溝部16、16……と上面(試料保持面14、14……+凹部15、15……)13、13……とで温度差が生じ、板状試料の面内温度の微少領域における均一性を向上させることが困難となる。
Further, the width d 1 of the holding
突起5上面に形成される凹部15、15…の加工深さD1は0.1μm〜2.0μmであることが好ましい。加工深さD1が0.1μm以下であると実質的に凹部15、15……を形成したことにならず、板状試料の面内温度の微少領域における均一性を向上させることが困難となる。加工深さD1が2.0μm以上となると、吸着力が低下する傾向がある。
It is preferable the
吸着領域3b内に形成される溝部16、16…の加工深さD2は1μm〜20μmであることが好ましい。加工深さD2が1μm以下であると、He等のガスを板状試料の下面に流すことが困難となり、また、ゴミの付着防止に対して有効でなく、板状試料Wの浮きが生じて吸着力が低下し、板状試料の面内温度の微少領域における均一性を向上させることが困難となる。また、加工深さD2が20μm以上であると溝部16、16……における吸着力が低下し全体としての吸着力が低下するので好ましくない。
突起の作製及び突起の上面の微細加工は、例えば、砥石加工、レーザ彫刻等の機械的加工やショットブラスト加工を用いて行うことができる。以下、図3を参照しつつ、吸着領域3b内に上記突起及び上面の凹凸を形成する方法を、ショットブラスト加工を用いて行う場合について説明する。
The production of the protrusion and the fine processing of the upper surface of the protrusion can be performed using, for example, mechanical processing such as grinding stone processing or laser engraving or shot blast processing. Hereinafter, with reference to FIG. 3, a case where the method for forming the protrusions and the unevenness of the upper surface in the
まず、このウエハ設置面(吸着領域3b)を研摩加工(中心線平均あらさRa1が0.5μm以下)して平坦面とし、平滑となったウエハ設置面(吸着領域3b)を洗浄する。この洗浄は、例えばトリクレン等の有機溶剤で行い、脱脂する。この脱脂後には、例えば、温水で洗浄する。
First, the polishing process wafers installation surface (the
次いで、このウエハ設置面(吸着領域3b)に、図3(a)に示すようにマスク17を設ける。このマスク17のパターン形状は、図1に示す突起5のパターン形状と同一とする。このマスク17としては、感光性樹脂や板状マスクを使用する。この方法は常法に従う。
Next, a
次いで、ショットブラストを行い、図3(b)に示されるように、マスク17によって覆われていない部分に溝部16、16…を形成し、その結果として突起5、5…を形成する。このショットブラストに使用する粒子としては、アルミナ、炭化珪素、ガラスビーズ等が好ましく、粒子の粒径は、300メッシュアンダー〜1500メッシュオーバー程度とすることが好ましい。そして、マスク17を除去する。この際、マスク17が感光性樹脂からなる場合には、塩化メチレン等の剥離液を用いる。
Next, shot blasting is performed, and as shown in FIG. 3B,
次いで、この突起5、5…上に、図3(c)に示すようにマスク18を設ける。このマスク18のパターン形状は、図2a、図2bに示す突起5、5…上の凹凸のパターン形状と同一とする。そして、上記のショットブラスト加工に準じて再度ショットブラストを行い、図3(d)に示されるようにマスク18によって覆われていない部分に凹部15、15…を形成する。そして、マスク18を除去し、図1、図2に示す静電チャックを得る。
Next, a
このようにして作製された静電チャック(試料保持面14、14…の合計面積の吸着領域3bの全面積に対する面積比は5%、試料保持面14、14…の合計面積の前記突起5、5…の上面13、13…の合計面積に対する面積比は8%、幅d1は板状試料の厚みの0.5倍、D1=2.4μm、D2=3.0μm)を用い、上記溝部16、16……に1.33×103Pa(10torr)のHeガスを流しながら8インチSiウエハを吸着させ、該静電チャックの静電吸着力、吸着時間、脱離時間を、室温および150℃の各温度下で判定した。なお、吸着時間とは、直流500Vの電圧を印加したときに静電吸着力が100gf/cm2、すなわち、約9800Paになるまでの時間であり、脱離時間とは、直流500Vの電圧を1分間印加した後に印加を中止し、その時から静電吸着力が10gf/cm2、すなわち、約980Paなるまでの時間である。この測定結果を表1に示す。
In this way, the electrostatic chuck (the ratio of the total area of the sample holding surfaces 14, 14... To the total area of the
一方、この静電チャックをプラズマエッチング装置に装着し、1.33×102Pa(1.0torr)の、CF4:20vol%、O2:80vol%からなる混合ガス雰囲気下に8インチSiウエハを1分間曝す化学処理を50000枚のウエハに対して実施したところ、突起5、5…に化学的腐食や摩耗は認められなかった。また、Siウエハ上のSiO2膜のエッチング量(エッチング深さ)を測定し、その結果を表1に示した。
On the other hand, this electrostatic chuck is attached to a plasma etching apparatus, and an 8-inch Si wafer is placed in a mixed gas atmosphere of 1.33 × 10 2 Pa (1.0 torr) of CF 4 : 20 vol% and O 2 : 80 vol%. Was subjected to 50000 wafers, and no chemical corrosion or abrasion was observed on the
「実施形態」
本実施形態にあっては、図1の静電チャックにおいて、突起5の形状を図2の形態ではなく、図4に示す形態とした。図4において、(a)は平面図、(b)は断面図である。図4に示されるように、突起5、5の上面19、19…は、平滑領域として中心線平均あらさRa1が0.5μm以下の外周面20、20…と、粗面領域として中心線平均あらさRa2が外周面20よりも0.2μm以上大きい内周面21、21…から構成され、該外周面20、20…を半導体ウエハWと直接接触する吸着面としている。また、吸着領域3bにおいて、突起5、5…が立設されていない部分は溝部22として残されている。
"Embodiment"
In the present embodiment, in the electrostatic chuck of FIG. 1, the shape of the
ここで、外周面20、20…の中心線平均あらさを、0.5μm以下としたのは、充分な吸着力を確保するためである。
また、内周面21、21…の中心線平均あらさは、0.5μm以上である。中心線平均あらさが0.5μmを境界として熱伝達性に顕著な差違があるためである。
Here, the reason why the center line average roughness of the outer
Further, the center line average roughness of the inner
前記外周面20、20…の合計面積の吸着領域面積3bの全面積に対する面積比は0.5〜30%、好ましく1〜10%の範囲とされている。
前記面積比を1%以上とするのは必要な吸着力を確保するためであり、30%以下とするのは吸着面に存在するゴミを付着させにくく、しかも電圧印加中止後の板状試料の脱離性を確保するためである。
The area ratio of the total area of the outer
The area ratio is set to 1% or more in order to ensure the necessary suction force, and 30% or less is less likely to cause dust existing on the suction surface to adhere to the plate-like sample after voltage application is stopped. This is to ensure the detachability.
また、前記外周面20、20…の合計面積の前記上面19、19…の合計面積に対する面積比は10〜90%の範囲であることが好ましい。すなわち、前記面積比を前記範囲内とすることにより、充分な吸着力と、板状試料の温度均一性を同時に確保することができる。すなわち、前記の面積比が10%未満であると、必要な吸着力を確保することができず、一方、前記の面積比が90%を越えると、突起の上面に実質的に粗面領域を形成したことにならず、板状試料の温度を均一化することが困難となる。
In addition, the area ratio of the total area of the outer
更に、前記外周面20、20…の幅d2は板状試料の厚みの2倍以下であることが好ましい。すなわち、前記外周面20、20…の幅dが2倍以上の場合、溝部22、22……における熱伝達係数と、上面(外周面20、20……+内周面21、21……)19、19……における熱伝達係数との差を小さくすることが困難となり、溝部22、22……と上面19、19……とで温度差が生じ、板状試料の面内温度の微少領域における均一性を向上させることが困難となる。
Further, the width d 2 of the outer
吸着領域3b内に形成される溝部22、22…の加工深さD3は1μm〜20μmであることが好ましい。すなわち、加工深さD3が1μm以下であると、He等のガスを板状試料の下面に流すことが困難となり、また、ゴミの付着防止に対して有効でなく、板状試料Wの浮きが生じて吸着力が低下し、板状試料の面内温度の微少領域における均一性を向上させることが困難となる。また、加工深さD3が20μm以上であると溝部22、22……における吸着力が低下し全体としての吸着力が低下するので好ましくない。
突起の作製及び上面の微細加工は、例えば、砥石加工、レーザ彫刻等の機械的加工や、ショットブラスト加工を用いて行うことができる。以下、図5を参照しつつ、吸着領域3b内に上記突起及び上面の外周面20、内周面21を形成する方法を、ショットブラスト加工を用いて行う場合について説明する。
The production of the protrusions and the fine processing of the upper surface can be performed using, for example, mechanical processing such as grinding wheel processing, laser engraving, or shot blast processing. Hereinafter, the case where the method of forming the protrusion and the outer
まず、参考形態に準じて、ウエハ設置面(吸着領域3b)を研摩加工(中心線平均あらさRa1が0.5μm以下)して平坦面とし、平滑となったウエハ設置面(吸着領域3b)を参考形態と同様に洗浄する。
First, according to the reference embodiment, the abrasive machining a wafer mounting surface (the
次いで、このウエハ設置面(吸着領域3b)に、図5(a)に示すように、マスク23によって覆う。次いで図5(b)に示すように、ショットブラストにより、マスク23で覆われていない部分に溝部22、22…、すなわち突起5、5…を形成する。マスク17やショットブラストの条件等は、参考形態と同様である。
Next, as shown in FIG. 5A, the wafer installation surface (
次いで、この突起5、5…上に、図5(c)に示すように常法に従いマスク24を設ける。このマスク24のパターン形状は、図4に示す突起5、5…上に形成される外周面20、20…と内周面21、21…のパターン形状と同一とする。そして、上記のショットブラスト加工に準じて再度ショットブラストを行い、図5(d)に示されるようにマスク24によって覆われていない部分に中心線平均あらさRa2が0.5μm以上の内周面21、21…を形成する。この際、前記Ra2と前記Ra1との差が0.2μm以上となるようにする。そして、マスク24を除去し、図1及び図4に示す静電チャックを得る。
Next, a
実施形態の静電チャック(前記外周面20、20…の合計面積の吸着領域面積3bの全面積に対する面積比は5%、前記外周面20、20の合計面積の前記突起頂面19、19…の合計面積に対する面積比は50%、幅d2は板状試料の厚みの0.5倍、D3=3μm)の静電吸着力、吸着時間、脱離時間、均熱性を参考形態の試験に準じて試験した。その結果を表1に示す。
The electrostatic chuck of the embodiment (the area ratio of the total area of the outer
一方、この静電チャックをプラズマエッチング装置に装着し、1.33×102Pa(1.0torr)の、CF4:20vol%、O2:80vol%からなる混合ガス雰囲気下に8インチSiウエハを1分間曝す化学処理を50000枚のウエハに対して実施したところ、突起5、5…に化学的腐食や摩耗は認められなかった。また、Siウエハ上のSiO2膜のエッチング量(エッチング深さ)を測定し、その結果を表1に示した。
On the other hand, this electrostatic chuck is attached to a plasma etching apparatus, and an 8-inch Si wafer is placed in a mixed gas atmosphere of 1.33 × 10 2 Pa (1.0 torr) of CF 4 : 20 vol% and O 2 : 80 vol%. Was subjected to 50000 wafers, and no chemical corrosion or abrasion was observed on the
「比較例」
誘電体層3の吸着領域3b内に位置する前記突起5、5…の上面13、13…を凹凸状としていない他は参考形態と同一(前記突起の頂点の合計面積が吸着領域3bに占める割合は実施形態1と同一)の静電チャックを作製した。この静電チャックの静電吸着力、吸着時間、脱離時間、エッチング特性を参考形態の試験に準じて試験した。その結果を表1に示す。
"Comparative example"
The same as in the reference embodiment except that the
表1に示すように、参考形態及び実施形態のエッチング量のバラツキは、いずれも比較例よりも小さい。このことは、参考形態及び実施形態の静電チャックでは、ウエハの微少領域内での均熱性が優れていることを示すものである。 As shown in Table 1, the variation in the etching amount between the reference embodiment and the embodiment is smaller than that in the comparative example. This indicates that the electrostatic chucks of the reference embodiment and the embodiment are excellent in heat uniformity in a minute region of the wafer.
1 静電チャック
2 金属板
3 誘電体層
3a 周縁壁
3b 吸着領域
4 内部電極
5 突起
6 冷却ガス導入孔
7 直流電源回路
8 導体部
9 高周波電源回路
10 対向電極
13 上面
14 試料保持面
15 凹部
16 溝部
19 上面
20 外周面
21 内周面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
The electrostatic chuck according to claim 1, wherein an area ratio of a total area of the smooth surface to a total area of the upper surface of the protrusion is in a range of 10 to 90%.
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