JP2018182290A - 静電チャック - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハ支持面の広範囲にわたって、ウエハと静電チャックのウエハ支持面との間に滞留するガスを効率的に外部に排出する複数の溝を形成しつつ、ウエハをウエハ支持面で安定して支持することのできる静電チャックを提供する。【解決手段】静電チャックＥは、ウエハ支持面Ｓを有する。ウエハ支持面Ｓには、複数の溝、特に径方向の溝Ｇ１と周方向の溝Ｇ２が形成されていて、径方向の溝Ｇ１と周方向の溝Ｇ２が、互いに連通している。【選択図】図１

Description

本発明は、ウエハ支持面に溝を有する静電チャックに関する。

ウエハと静電チャックのウエハ支持面との間にガスが滞留し、これがウエハ処理プロセスに悪影響を与えることが知られている。

この問題に対する対策として、特許文献１で述べられているように、部材間に滞留するガスを外部に排出する為の溝をウエハ支持面に形成することが行われている。

特許文献１のウエハ支持面に形成される溝は、直線状あるいは螺旋状の溝で、支持面の中央から外縁にわたって放射状に形成されている。

ガスの排出を考えれば、溝が支持面の広範囲にわたって形成されていることが望まれるが、単純に溝の本数を増やすだけではウエハ支持面でのウエハの支持が不安定となる。

特開２００６−１７９６９３ 特開２０１２−２１６６２５

本発明では、ウエハ支持面の広範囲にわたって溝を形成しつつ、ウエハを安定して支持することのできる静電チャックを提供する。

本発明の静電チャックは、
ウエハ支持面を有する静電チャックで、前記ウエハ支持面に複数の溝が形成されていて、 前記溝同士が互いに連通している。

ウエハ支持面に複数の溝が形成され、かつ、それらが互いに連通しているので、独立して溝を形成する構成に比べて、少ない本数で支持面の広範囲にわたってガスを効率的に排出することが可能となる。また、溝の本数が少ないので、ウエハ下面を支持する面積が広く、ウエハを安定して支持することができる。

静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の一構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の別の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。

図１に基づいて、本発明に係る静電チャックＥの構成を説明する。

図１は上方から静電チャックＥをみたときの平面図である。円形のウエハ支持面Ｓには、図示されないウエハが支持される。このウエハ支持面Ｓには、特許文献１と同様にウエハと支持面の間に滞留するガスを排出するための溝が形成されている。

ウエハ支持面Ｓには、２種類の溝が形成されている。具体的には、ウエハ支持面Ｓの径方向に形成された溝Ｇ１とウエハ支持面Ｓの周方向に形成された溝Ｇ２である。これらの溝は互いに連通していて、径方向の溝Ｇ１を通して部材間に滞留するガスを外部に排出するように構成されている。

ガスの排出を考えれば、溝がウエハ支持面Ｓの広域にわたって形成されていることが望まれる。特許文献１のようにウエハ支持面の径方向のみに溝を形成する場合、ウエハ支持面の広域にわたって溝を形成しようとすると、数多くの溝を形成することが必要となる。
しかしながら、溝の本数を増やすことでウエハ下面を支持する面積が減り、ウエハの支持が不安定になるので、ウエハを安定支持するために溝の本数は少なくしたいという要望がある。

これらの点を考慮して、図１のように径方向の溝Ｇ１に加えて周方向の溝Ｇ２を形成しておけば、少ない本数で、ウエハ支持面の全域にわたり容易に溝を形成することが可能となり、ウエハ支持の安定性が損なわれない。

本発明で言う周方向の溝Ｇ２は、図２に図示されるものであってもよい。
図２には、径方向の溝Ｇ１で区切られるウエハ支持面Ｓの各領域に形成された周方向の溝Ｇ２が周方向で非連続に形成されている。このような非連続な溝であっても図１に示した構成と同等の効果を奏することが可能となる。
ただし、溝加工を簡便に行うという点では、図１のように周方向の溝Ｇ２は、ウエハ支持面Ｓの中心を囲む閉じた溝にしておく方がよい。

図１では、周方向の溝Ｇ２の数は１つであったが、図３のように複数設けられていてもよい。ただし、周方向の溝Ｇ２の数を増やした場合、破線円で描かれる多数の交点が発生する。

この交点では、溝加工上、交点に形成される角部分が丸みをおびてしまうので、他の場所に比べて溝幅が広くなる。溝幅が広がれば、溝上方でウエハを支持できない場所が広がるので、幅広の溝に対向したウエハの場所には大きな撓みが生じる。
このことから、溝同士の交点の数を少なくすることが望まれる。
なお、ここで述べた交点とは、溝同士が単に連通している三叉路の交差点のことではない。溝同士が交差して四叉路以上が形成されたときの交差点のことを意味している。

交点の数を減らし、溝幅の広がりを抑えて、ウエハの支持を安定させるには、図４に描かれているように、溝同士が互いに連通した場所には、三叉路が形成されるようにしておく。

図５に図示されるように、ウエハ支持面Ｓは、溝Ｇ１、Ｇ２以外に凹部Ｈが形成されている場合がある。この凹部Ｈは、例えば、ウエハ支持面Ｓを有する部材を、同部材の下方に設けられたベース部材（不図示）に固定するための固定具（ボルト）が挿通される孔である。

この凹部Ｈが形成されていれば、ここにガスが滞留することが懸念される。よって、図５に図示されているように、このような凹部Ｈに対して、周方向の溝Ｇ２を連通させておけば、凹部Ｈでのガスの滞留を防ぐことができる。
なお、図５の構成では、周方向の溝Ｇ２が凹部Ｈと連通しているが、径方向の溝Ｇ１がこの凹部Ｈと連通していてもよい。

ウエハとウエハ支持面間に滞留するガスの発生要因としては、特許文献１ではウエハに付着した水やウエハに吸着されたガスが挙げられるが、これ以外に、特許文献２で述べられているような静電チャックＥに支持されるウエハ面に付けられた保護膜も要因となりうる。

また、特許文献１には、静電チャックＥに設けられたヒータによって、ウエハが昇温されたときにガスが発生することが述べられているが、ヒータ以外にもウエハが昇温されることもある。例えば、ウエハ処理工程でウエハ面がプラズマに曝されたり、ウエハ面にイオンビームが照射されたりすることでもウエハ温度は上昇する。
よって、本発明の静電チャックは特許文献１のように必ずしもヒータを備えている必要はない。

図１や図３〜図５には、周方向の溝形状として円形の溝が描かれているが、形状は真円に限らず、楕円であってもよく、５角や６角といった多角形であってもよい。

これまでの実施形態では、支持面を削って溝を形成することが想定されているが、支持面を部分的に被覆し、被覆されていない場所を溝とする構成であってもよい。

数あるウエハ処理工程の中で、イオン注入工程では、ウエハ面にイオンビームを所定角度で照射することが要求されており、注入角度の許容範囲は±０．５°程度と非常にシビアなものである。
ウエハの厚みが数十μｍであれば、溝部分でのウエハの撓み量がわずかなものであっても、ウエハ面に対するイオンビームの照射角度が許容される範囲外となってしまう。

ウエハの撓み量は溝深さではなく、ウエハ下面を支持する溝幅に大きく関係している。
これらの点を加味して、イオン注入工程では実用的な溝幅としては１〜２ｍｍの範囲にすることが望ましい。

また、図６（Ａ）のように、挿入孔Ｈに対して横孔Ｔを形成しておいてもよい。この横孔Ｔは、静電チャックＥの面に水平方向に延びて静電チャックＥの外側に連通していて、挿入孔Ｈに滞留したガスを静電チャックＥの外部に排出するために利用される。
この横孔Ｔを形成する場合は、ウエハ支持面Ｓの下方で溝が形成されていない平面に形成する。
１つの挿入孔Ｈに形成される横孔の数は１つに限らず、複数であってもよい。また、挿
入孔Ｈが複数ある場合には、静電チャックＥの外側に連通した横孔Ｔを設けつつ、図６（
Ｂ）のように各挿入孔Ｈをつなぐように横孔Ｔを設けておけば、横孔Ｔの数を減らすこと
ができる。

さらに、本発明の溝Ｇは、上述した実施形態で述べた径方向の溝Ｇ１と周方向の溝Ｇ２に限られない。例えば、ウエハ支持面Ｓを概略格子状に区切る溝Ｇを形成しておいてもいい。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

Ｅ 静電チャック
Ｈ 凹部
Ｇ１ 径方向の溝
Ｇ２ 周方向の溝
Ｓ 支持面
Ｔ 横孔

また、図６（Ａ）のように、凹部Ｈに対して横孔Ｔを形成しておいてもよい。この横孔Ｔは、静電チャックＥの面に水平方向に延びて静電チャックＥの外側に連通していて、凹部Ｈに滞留したガスを静電チャックＥの外部に排出するために利用される。
この横孔Ｔを形成する場合は、ウエハ支持面Ｓの下方で溝が形成されていない平面に異形成する。
１つの凹部Ｈに形成される横孔Ｔの数は１つに限らず、複数であってもよい。また、凹部Ｈが複数ある場合には、静電チャックＥの外側に連通した横孔Ｔを設けつつ、図６（Ｂ）のように各凹部Ｈをつなぐように横孔Ｔを設けておけば、横孔Ｔの数を減らすことができる。

静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の一構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の別の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。 静電チャックのウエハ支持面に形成された溝の他の構成例を示す平面図。

Claims (5)

1. ウエハ支持面を有する静電チャックで、
   前記支持面に複数の溝が形成されていて、
   前記溝同士が互いに連通している静電チャック。
2. 前記溝同士が互いに連通している箇所には、三叉路が形成されている請求項１記載の静電チャック。
3. 前記ウエハ支持面には凹部が形成されており、
   前記凹部と前記溝とが連通している請求項１または２記載の静電チャック。
4. 前記溝が形成される前記ウエハ支持面よりも下方で、
   前記ウエハ支持面と平行な方向に、前記凹部と連通した横孔を具備した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の静電チャック。
5. 前記ウエハ支持面が円形で、前記ウエハ支持面の径方向と周方向に溝が形成されていて、
   両方向に形成された溝が、互いに連通している請求項１乃至４のいずれか１項に記載の静電チャック。