JP2000183145A - Wafer stage and vacuum heat treatment apparatus - Google Patents
Wafer stage and vacuum heat treatment apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハステージ及
び真空熱処理装置に関し、特には半導体装置の製造で真
空雰囲気内におけるウエハの高温熱処理に用いることが
可能なウエハステージ、及びこのウエハステージを備え
た真空熱処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer stage and a vacuum heat treatment apparatus, and more particularly to a wafer stage which can be used for high-temperature heat treatment of a wafer in a vacuum atmosphere in the manufacture of semiconductor devices, and a wafer stage provided with the wafer stage. The present invention relates to a vacuum heat treatment apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造工程で用いられている
真空熱処理装置には、ウエハ（半導体基板やガラス等）
を固定するためのウエハステージが設けられている。こ
のウエハステージとしては、バネを用いてウエハの周縁
を押さえつけるクランプリング方式のものが用いられて
いる。ところが、クランプリング方式のウエハステージ
は、ウエハ面内においてウエハとウエハステージとの間
の密着性が均一にならない。このため、真空雰囲気中に
おいては、ウエハステージからウエハに対して均一に熱
が伝わらず、処理温度の均一性を確保することができな
かった。2. Description of the Related Art Vacuum heat treatment apparatuses used in semiconductor device manufacturing processes include wafers (semiconductor substrates, glass, etc.).
Is provided. As the wafer stage, a clamp ring type in which a peripheral edge of the wafer is pressed using a spring is used. However, in the clamp ring type wafer stage, the adhesion between the wafer and the wafer stage within the wafer surface is not uniform. For this reason, in a vacuum atmosphere, heat is not uniformly transmitted from the wafer stage to the wafer, and uniformity of the processing temperature cannot be ensured.
【０００３】そこで、真空熱処理装置内には、クランプ
リング方式のウエハステージに換えて静電吸着式のウエ
ハステージが設けられるようになってきている。静電吸
着式のウエハステージは、例えばアルミニウムやステン
レス等の金属材料からなる保持台と、この保持台の載置
面を覆う誘電体層とを備えてなる。保持台には直流電源
が接続されている。また、誘電体層はセラミックスやポ
リイミドからなるものである。このウエハステージによ
れば、直流電源から保持台に直流電圧を印加すること
で、誘電体層が分極してその表面に吸着力が生じ、ウエ
ハを吸着保持できるようになる。[0003] Therefore, in a vacuum heat treatment apparatus, an electrostatic chuck type wafer stage is being provided instead of a clamp ring type wafer stage. The electrostatic chuck type wafer stage includes a holding table made of a metal material such as aluminum or stainless steel, and a dielectric layer covering a mounting surface of the holding table. A DC power supply is connected to the holder. The dielectric layer is made of ceramics or polyimide. According to this wafer stage, when a DC voltage is applied from the DC power supply to the holding table, the dielectric layer is polarized and an attraction force is generated on the surface thereof, so that the wafer can be suction-held.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
半導体装置の製造プロセスのさらなる高精度化及び多様
化にともない、配線材料として例えば低抵抗化のため銅
（Ｃｕ）を用いたいといったような新材料への要求がな
されるようになってきており、特に真空雰囲気内におい
て高温での熱処理を行うプロセスが注目されている。However, in recent years,
With the further increase in precision and diversification of semiconductor device manufacturing processes, there has been a demand for a new material such as a desire to use copper (Cu) as a wiring material for lowering resistance. In particular, a process of performing a heat treatment at a high temperature in a vacuum atmosphere has attracted attention.
【０００５】ところが、上述のような構成の静電吸着式
のウエハステージにそのまま温調機能を付加した場合に
は、保持台を構成する材料と誘電体層を構成する材料と
の間の線膨張係数の違いから、例えば常温から高温の間
で温度が移行した際に、保持台と誘電体層との界面に大
きな力が加わり、誘電体層に剥がれや割れが生じてしま
う。However, when a temperature control function is directly added to the electrostatic chuck type wafer stage having the above-described structure, the linear expansion between the material forming the holding table and the material forming the dielectric layer is caused. Due to the difference in coefficient, for example, when the temperature shifts from normal temperature to high temperature, a large force is applied to the interface between the holding table and the dielectric layer, and the dielectric layer is peeled or cracked.
【０００６】そこで本発明は、真空雰囲気内におけるウ
エハの高温熱処理に用いることが可能なウエハステー
ジ、及びこのウエハステージを備えた真空熱処理装置を
提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer stage that can be used for high-temperature heat treatment of a wafer in a vacuum atmosphere, and a vacuum heat treatment apparatus provided with the wafer stage.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
記載のウエハステージは、アルミニウムとセラミックス
との複合材料からなる保持台と、前記保持台の載置面を
覆う状態で設けられた溶射セラミックスからなる誘電体
層と、前記誘電体層の内部に設けられたチャック電極
と、前記保持台に設けられた温調手段とを備え、特に
は、前記複合材料の線膨張係数がａ×１０-6である場合
に、前記溶射セラミックスの線膨張係数が（ａ±３）×
１０-6であり、前記溶射セラミックスの線膨張係数がｂ
×１０-6である場合に、前記チャック電極の線膨張係数
が（ｂ±３）×１０-6であることを特徴としている。Means for Solving the Problems Claim 1 of the present invention
The wafer stage described above includes a holding table made of a composite material of aluminum and ceramics, a dielectric layer made of sprayed ceramics provided in a state of covering a mounting surface of the holding table, and provided inside the dielectric layer. And a temperature control means provided on the holding table. In particular, when the composite material has a linear expansion coefficient of a × 10 −6 , the thermal expansion coefficient of the sprayed ceramic is ( a ± 3) ×
10 -6 and the thermal expansion coefficient of the sprayed ceramic is b
When it is × 10 −6 , the linear expansion coefficient of the chuck electrode is (b ± 3) × 10 −6 .
【０００８】このような構成のウエハステージでは、保
持台を構成する複合材料の線膨張係数がａ×１０-6であ
る場合に、その載置面上に設けられた誘電体層を構成す
る溶射セラミックスの線膨張係数が（ａ±３）×１０-6
であるので、保持台と誘電体層との間の線膨張係数の差
に起因して、高温加熱時や高温から常温に戻したときに
誘電体層に割れや剥がれが生じてこれが破壊されるとい
った不具合が防止される。同様に、誘電体層を構成する
溶射セラミックスの線膨張係数がｂ×１０-6である場合
に、その内部に設けられたチャック電極の線膨張係数が
（ｂ±３）×１０-6であるので、誘電体層とチャック電
極との間の線膨張係数の差に起因して、誘電体層が破壊
されるといった不具合が防止される。In the wafer stage having such a configuration, when the linear expansion coefficient of the composite material forming the holding table is a × 10 −6 , the thermal spray forming the dielectric layer provided on the mounting surface is performed. The coefficient of linear expansion of ceramics is (a ± 3) × 10 -6
Therefore, due to the difference in linear expansion coefficient between the holding table and the dielectric layer, the dielectric layer is cracked or peeled when heated at a high temperature or returned from a high temperature to a normal temperature, which is destroyed. Such troubles are prevented. Similarly, when the thermal expansion coefficient of the sprayed ceramic constituting the dielectric layer is b × 10 −6 , the linear expansion coefficient of the chuck electrode provided therein is (b ± 3) × 10 −6 . Therefore, it is possible to prevent a problem that the dielectric layer is broken due to a difference in linear expansion coefficient between the dielectric layer and the chuck electrode.
【０００９】また、本発明における請求項２記載の真空
熱処理装置では、前記請求項１記載のウエハステージを
備えたことを特徴としている。この真空熱処理装置によ
れば、前記ウエハステージを備えたことによって、高温
加熱処理を行ってもウエハステージの誘電体層に割れ等
の不具合が生じることはなく、ウエハステージ上に載置
したウエハが真空雰囲気内において所定の温度に加熱さ
れる。According to a second aspect of the present invention, a vacuum heat treatment apparatus includes the wafer stage according to the first aspect. According to this vacuum heat treatment apparatus, since the wafer stage is provided, even when the high-temperature heat treatment is performed, the dielectric layer of the wafer stage does not have a defect such as a crack, and the wafer placed on the wafer stage can be used. It is heated to a predetermined temperature in a vacuum atmosphere.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施形態
を、図面に基づいて詳しく説明する。図１は、本発明の
ウエハステージおよび本発明の真空熱処理装置を適用し
た実施形態を示す概略断面図であり、この図を用いて先
ずウエハステージの実施形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment to which a wafer stage of the present invention and a vacuum heat treatment apparatus of the present invention are applied. First, an embodiment of the wafer stage will be described with reference to FIG.
【００１１】この図に示すウエハステージ１は、円盤状
の保持台１１、この保持台１１を覆う誘電体層１３、誘
電体層１３内に設けられたチャック電極１５、および保
持台１１に設けられた温調手段１７で構成されている。The wafer stage 1 shown in FIG. 1 is provided on a disk-shaped holder 11, a dielectric layer 13 covering the holder 11, a chuck electrode 15 provided in the dielectric layer 13, and the holder 11. And temperature control means 17.
【００１２】上記保持台１１は、アルミニウム（Ａｌ）
とセラミックスとの複合材料からなるものである。この
ような複合材料中におけるセラミックスとしては、炭化
硅素（ＳｉＣ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が用いら
れる。これらの各複合材料中におけるセラミックスの混
合比（体積％）は、ＳｉＣ４０〜８０％、ＡｌＮ４０〜
８０％程度であることとする。The holding table 11 is made of aluminum (Al).
It is made of a composite material of a ceramic and a ceramic. As ceramics in such a composite material, silicon carbide (SiC) or aluminum nitride (AlN) is used. The mixing ratio (volume%) of the ceramics in each of these composite materials is 40 to 80% for SiC and 40 to 80% for AlN.
It is about 80%.
【００１３】このような複合材料のうち、ＡｌＮ７０％
−Ａｌ３０％に調整されたもの、またはＳｉＣ７０％−
Ａｌ３０％に調整されたものが好適に用いられる。この
うち、ＡｌＮ７０％−Ａｌ３０％の複合材料は、その線
膨張係数が８．７×１０-6となり、ＳｉＣ７０％−Ａｌ
３０％の複合材料は、その線膨張係数が６．２×１０-6
となる。ここでは、一例として、ＳｉＣ７０％−Ａｌ３
０％の複合材料を用いることとする。Among such composite materials, AlN 70%
-Adjusted to Al 30% or SiC 70%-
Al adjusted to 30% of Al is preferably used. Among these, the composite material of AlN 70% -Al 30% has a linear expansion coefficient of 8.7 × 10 -6 and SiC 70% -Al
A 30% composite material has a coefficient of linear expansion of 6.2 × 10 -6
Becomes Here, as an example, SiC70% -Al3
It is assumed that 0% of the composite material is used.
【００１４】また、誘電体層１３は、溶射法によって形
成されたセラミックス、すなわち溶射セラミックスから
なるものとする。ここで、保持台１１を構成する複合材
料の線膨張係数がａ×１０-6である場合に、この溶射セ
ラミックスの線膨張係数は（ａ±３）×１０-6であるこ
ととする。このような溶射セラミックスとして、例え
ば、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）やＡｌ2 Ｏ3 に数
％のチタニア（ＴｉＯ2）を添加してなるＡｌ2 Ｏ3 系
材料が用いられる。The dielectric layer 13 is made of ceramics formed by thermal spraying, that is, thermal sprayed ceramics. Here, when the linear expansion coefficient of the composite material forming the holding table 11 is a × 10 −6 , the thermal expansion coefficient of the sprayed ceramic is (a ± 3) × 10 −6 . Such spraying ceramic, e.g., aluminum oxide (Al 2 O 3) and Al 2 into O 3 formed by adding a few percent of titania (TiO 2) Al 2 O 3 based material is used.
【００１５】このうち、溶射Ａｌ2 Ｏ3 は、その線膨張
係数が６．０×１０-6となり、特に、Ａｌ2 Ｏ3 にＴｉ
Ｏ2 を数％添加したものでは、ＴｉＯ2 の添加量によっ
てその線膨張係数が調整される。ここでは、Ａｌ2 Ｏ3
＋１％ＴｉＯ2 の溶射セラミックスを用いることとす
る。Of these, thermal sprayed Al 2 O 3 has a coefficient of linear expansion of 6.0 × 10 −6 , and particularly, Ti 2 is added to Al 2 O 3 .
In the case where O 2 is added by several%, the coefficient of linear expansion is adjusted by the amount of TiO 2 added. Here, Al 2 O 3
Sprayed ceramic of + 1% TiO 2 is used.
【００１６】さらに、チャック電極１５は、例えば双極
型であり、誘電体層１３を構成する溶射セラミックスの
線膨張係数がｂ×１０-6である場合に、このチャック電
極１５の線膨張係数は（ｂ±３）×１０-6であることと
する。このようなチャック電極１５は、例えばモリブデ
ン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タ
ンタル（Ｔａ）などの導電性材料で構成されることとす
る。Further, the chuck electrode 15 is, for example, of a bipolar type. When the thermal expansion coefficient of the sprayed ceramics constituting the dielectric layer 13 is b × 10 −6 , the linear expansion coefficient of the chuck electrode 15 is ( b ± 3) × 10 −6 . The chuck electrode 15 is made of a conductive material such as molybdenum (Mo), titanium (Ti), tungsten (W), and tantalum (Ta).
【００１７】また、温調手段１７は、保持台１１の下面
や側面または内部に設けられたヒータや温冷媒の循環路
からなるものである。図面においては、保持台１１の下
面にＰＢＮヒータからなる温調手段１７を設けた構成を
例示した。この温調手段１７は、誘電体層１３を５００
℃にまで加熱可能なものとする。The temperature control means 17 comprises a heater and a circulation path of a hot refrigerant provided on the lower surface, side surface or inside of the holding table 11. In the drawings, a configuration in which a temperature control unit 17 including a PBN heater is provided on the lower surface of the holding table 11 is illustrated. The temperature control means 17 controls the dielectric layer 13 by 500
It can be heated up to ° C.
【００１８】このような構成のウエハステージ１を作製
するには、複合材料からなる円盤状の保持台１１を形成
してこの上面を研磨した後、この研磨面にＡｌ2 Ｏ3 系
材料からなる溶射セラミックスを真空溶射法によって吹
き付ける。次に、吹き付けられた溶射セラミックス上
に、チャック電極１５をパターン形成する。ここでは、
スクリーン印刷法、溶射法、フォトリソグラフィー法、
またはメッキ法等の方法から適宜選択された方法によっ
てチャック電極１５を形成する。次いで、チャック電極
１５を覆う状態で、再びＡｌ2 Ｏ3 系材料からなる溶射
セラミックスを真空溶射法によって吹き付け、溶射セラ
ミックスの膜厚が合計で０．４ｍｍ程度になるようにす
る。これによって、チャック電極１５を内設した溶射セ
ラミックスからなる誘電体層１３を得る。その後、保持
台１１の下面にＰＢＮヒータからなる温調手段１７を取
り付け、ウエハステージ１を得る。尚、必要に応じて、
保持台１１の側壁にも、大気溶射によって膜厚０．３ｍ
ｍ程度の溶射セラミックス（例えば溶射Ａｌ2 Ｏ3 ）を
吹き付けることとする。In order to manufacture the wafer stage 1 having such a structure, a disk-shaped holding table 11 made of a composite material is formed and its upper surface is polished, and then the polished surface is made of an Al 2 O 3 material. Sprayed ceramics are sprayed by vacuum spraying. Next, a pattern of the chuck electrode 15 is formed on the sprayed ceramics. here,
Screen printing, thermal spraying, photolithography,
Alternatively, the chuck electrode 15 is formed by a method appropriately selected from plating methods and the like. Next, in a state of covering the chuck electrode 15, sprayed ceramics made of an Al 2 O 3 material are sprayed again by a vacuum spraying method so that the total thickness of the sprayed ceramics becomes about 0.4 mm. As a result, the dielectric layer 13 made of sprayed ceramic with the chuck electrode 15 provided therein is obtained. After that, the temperature control means 17 composed of a PBN heater is attached to the lower surface of the holding table 11 to obtain the wafer stage 1. In addition, if necessary,
The thickness of the side wall of the holding table 11 is also 0.3 m by atmospheric spraying.
m of sprayed ceramic (for example, sprayed Al 2 O 3 ) is sprayed.
【００１９】このようにして得られたウエハステージ１
では、誘電体層１３の線膨張係数が保持台１１の線膨張
係数及びチャック電極１５の線膨張係数とほぼ同じ値に
なっていることから、温調手段１７による温度変化が生
じても、誘電体層１３に割れや剥がれ等の不具合が生じ
ることはない。ちなみに、室温〜５００℃のヒートサイ
クルを１０回繰り返しても、不具合が生じないことが確
認された。The wafer stage 1 thus obtained
In this case, since the coefficient of linear expansion of the dielectric layer 13 is substantially the same as the coefficient of linear expansion of the holder 11 and the coefficient of linear expansion of the chuck electrode 15, even if the temperature change by the temperature control means 17 occurs, the dielectric Problems such as cracks and peeling do not occur in the body layer 13. By the way, it was confirmed that no trouble occurred even if the heat cycle from room temperature to 500 ° C. was repeated 10 times.
【００２０】また、このウエハステージでは、誘電体層
１３が溶射セラミックからなるものであることから、保
持台１１及びチャック電極１５に対する誘電体層１３の
密着性が確保され、これらの間の応力緩和が図れると共
に、支持台１１から誘電体層１３への熱伝導が速やかに
なる。また、誘電体層１３内に双極式のチャック電極１
５を設けたことで、ウエハステージ１上方の雰囲気にか
かわらず、ウエハを吸着保持することができる。この結
果、ＲＴＰ（Rapid Thermal Process)への適用が可能に
なる。しかも、誘電体層１３の割れや剥がれが発生し難
くなることや、誘電体層１３を溶射セラミックで構成し
たことで、載置面を大面積化を図ることが可能になり、
ウエハの大口径化にも対応可能になる。Further, in this wafer stage, since the dielectric layer 13 is made of sprayed ceramic, the adhesion of the dielectric layer 13 to the holding table 11 and the chuck electrode 15 is ensured, and stress relaxation between them is achieved. , And heat conduction from the support 11 to the dielectric layer 13 is accelerated. The bipolar chuck electrode 1 is provided in the dielectric layer 13.
With the provision of 5, the wafer can be suction-held regardless of the atmosphere above the wafer stage 1. As a result, application to RTP (Rapid Thermal Process) becomes possible. In addition, since the dielectric layer 13 is less likely to crack or peel off, and the dielectric layer 13 is made of sprayed ceramic, the mounting surface can have a larger area.
It is possible to cope with a large diameter wafer.
【００２１】次に、このような構成のウエハステージ１
を用いた真空熱処理装置、すなわち、本発明における真
空熱処理装置の実施形態例を説明する。ウエハステージ
１は、真空熱処理装置２における真空チャンバ２１の底
部に配置される。真空チャンバ２１には、ここでは図示
を省略した真空ポンプが接続されている。また、真空チ
ャンバ２１の底部には、チャック電極１５や温調手段１
７に接続される配線の取り出し口２３が設けられ、この
取り出し口２３を塞ぐ状態でウエハステージ１が設けら
れている。ウエハステージ１と真空チャンバ２１の底面
との間には取り出し口２３を囲むように、Ｏリング状の
真空シール材２５が挟入されている。さらに、真空チャ
ンバ２１の側壁には、真空チャンバ２１にウエハを出し
入れするためのゲートバルブ２７が設けられている。Next, the wafer stage 1 having such a configuration is described.
An embodiment of a vacuum heat treatment apparatus using the above, that is, a vacuum heat treatment apparatus according to the present invention will be described. Wafer stage 1 is arranged at the bottom of vacuum chamber 21 in vacuum heat treatment apparatus 2. A vacuum pump (not shown) is connected to the vacuum chamber 21. Further, the chuck electrode 15 and the temperature control means 1 are provided at the bottom of the vacuum chamber 21.
An outlet 23 for the wiring connected to 7 is provided, and the wafer stage 1 is provided so as to close the outlet 23. An O-ring-shaped vacuum seal material 25 is inserted between the wafer stage 1 and the bottom surface of the vacuum chamber 21 so as to surround the outlet 23. Further, a gate valve 27 for taking a wafer in and out of the vacuum chamber 21 is provided on a side wall of the vacuum chamber 21.
【００２２】次に、このような真空熱処理装置２を用い
たウエハの熱処理方法の一例を説明する。先ず、予め温
調手段１７によって、ウエハステージ１を所定の設定温
度に加熱しておく。次いで、ゲートバルブ２７を開き、
真空チャンバ２１内のウエハステージ１上にウエハ（図
示省略）を載置する。その後、ゲートバルブ２７を閉
じ、真空チャンバ２１内を所定の真空状態にまで排気す
る。しかる後、チャック電極１５に電圧を印加し、ウエ
ハをウエハステージ１の誘電体層１３に静電吸着させ
る。これによって、ウエハステージ１からの熱伝導によ
ってウエハを加熱し、真空チャンバ２１内の真空雰囲気
中におけるウエハの高温熱処理を行う。Next, an example of a wafer heat treatment method using such a vacuum heat treatment apparatus 2 will be described. First, the wafer stage 1 is preliminarily heated to a predetermined set temperature by the temperature control means 17. Next, the gate valve 27 is opened,
A wafer (not shown) is placed on the wafer stage 1 in the vacuum chamber 21. Thereafter, the gate valve 27 is closed, and the inside of the vacuum chamber 21 is evacuated to a predetermined vacuum state. Thereafter, a voltage is applied to the chuck electrode 15 to electrostatically attract the wafer to the dielectric layer 13 of the wafer stage 1. As a result, the wafer is heated by the heat conduction from the wafer stage 1, and the wafer is subjected to a high-temperature heat treatment in a vacuum atmosphere in the vacuum chamber 21.
【００２３】所定の時間を経過した後、チャック電極１
５への電圧の印加を停止し、真空チャンバ２１内を大気
圧に戻し、ゲートバルブ２７を開いて真空チャンバ２１
内からウエハを取り出す。尚、保持台１１に形成した温
冷媒の循環路に冷媒を流し、ウエハを室温に戻してから
真空チャンバ２１内からウエハを取り出すようにしても
良い。After a predetermined time has passed, the chuck electrode 1
5 is stopped, the inside of the vacuum chamber 21 is returned to the atmospheric pressure, and the gate valve 27 is opened to open the vacuum chamber 21.
Take out the wafer from inside. Note that the coolant may flow through the circulation path of the warm coolant formed on the holding table 11 to return the wafer to room temperature, and then take out the wafer from the vacuum chamber 21.
【００２４】このような真空熱処理装置では、室温から
５００℃程度の高温までのサイクルで熱処理を行っても
ウエハステージ１の誘電体膜１３に割れや剥がれが生じ
ることはない。また、誘電体膜１３にウエハが静電吸着
されることから、ウエハステージ１に対してウエハが真
空断熱状態になることはない。この結果、真空雰囲気中
においてウエハの高温熱処理を安定した温度制御の元で
行うことが可能になる。In such a vacuum heat treatment apparatus, even if heat treatment is performed in a cycle from room temperature to a high temperature of about 500 ° C., the dielectric film 13 of the wafer stage 1 does not crack or peel. Further, since the wafer is electrostatically attracted to the dielectric film 13, the wafer does not enter the vacuum heat insulating state with respect to the wafer stage 1. As a result, high-temperature heat treatment of the wafer can be performed in a vacuum atmosphere under stable temperature control.
【００２５】このため、この真空処理装置２を用いるこ
とによって、例えば、表面に下地銅が形成されたウエハ
に対して真空雰囲気中で３００℃〜４００℃の熱処理を
施し、下地銅内に含有されている不要な酸素原子を飛ば
す処理を行うことが可能になる。これにより、酸素原子
が除去された下地銅の上面に、配向性が良好で結晶サイ
ズの大きい銅膜を気相成長させ、結晶粒界に電子が衝突
することによる銅原子の融出を防止できる。したがっ
て、銅配線の寿命、強度を約２０倍程度高めることが可
能になり、銅配線を用いた半導体装置を実用化すること
ができる。For this reason, by using the vacuum processing apparatus 2, for example, a wafer having a base copper formed on its surface is subjected to a heat treatment at 300 ° C. to 400 ° C. in a vacuum atmosphere to contain the wafer contained in the base copper. It is possible to perform a process of skipping unnecessary oxygen atoms. Thus, a copper film having good orientation and a large crystal size is vapor-phase grown on the upper surface of the base copper from which oxygen atoms have been removed, and melting of copper atoms due to collision of electrons with crystal grain boundaries can be prevented. . Therefore, the life and strength of the copper wiring can be increased by about 20 times, and a semiconductor device using the copper wiring can be put to practical use.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明における請求
項１記載のウエハステージは、保持台を構成する複合材
料の線膨張係数がａ×１０-6である場合に、その載置面
上に設けられた誘電体層を構成する溶射セラミックスの
線膨張係数が（ａ±３）×１０-6であると共に、溶射セ
ラミックスの線膨張係数がｂ×１０-6である場合に、そ
の内部に設けられたチャック電極の線膨張係数が（ｂ±
３）×１０-6であるので、誘電体層と保持台及びチャッ
ク電極との間の線膨張係数の差に起因して、誘電体層に
割れや剥がれが生じてこれが破壊されるといった不具合
が防止される。したがって、真空雰囲気中においてウエ
ハの高温熱処理を行うことが可能になると共に、静電吸
着されたウエハの温度を高精度に制御することが可能に
なる。As described above, in the wafer stage according to the first aspect of the present invention, when the linear expansion coefficient of the composite material constituting the holding table is a × 10 −6 , In the case where the thermal expansion coefficient of the sprayed ceramic constituting the provided dielectric layer is (a ± 3) × 10 −6 and the linear expansion coefficient of the sprayed ceramic is b × 10 −6 , the thermal expansion ceramic is provided therein. The linear expansion coefficient of the chuck electrode is (b ±
3) Since it is × 10 -6 , there is a problem that the dielectric layer is cracked or peeled off and destroyed due to a difference in linear expansion coefficient between the dielectric layer and the holding table and the chuck electrode. Is prevented. Therefore, it becomes possible to perform high-temperature heat treatment of the wafer in a vacuum atmosphere, and to control the temperature of the electrostatically attracted wafer with high accuracy.
【００２７】また、本発明における請求項２記載の真空
熱処理装置は、請求項１記載のウエハステージを備えた
ものであることから、ウエハステージの誘電体層に不具
合を生じさせることなく、真空雰囲気中におけるウエハ
の高温熱処理を行うことが可能になる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a vacuum heat treatment apparatus including the wafer stage according to the first aspect. It becomes possible to perform a high-temperature heat treatment of the wafer in the inside.
【図１】本発明におけるウエハステージ及びこれを用い
た真空熱処理装置の実施形態を説明するための側断面図
である。FIG. 1 is a side sectional view illustrating an embodiment of a wafer stage and a vacuum heat treatment apparatus using the same according to the present invention.
１…ウエハステージ、２…真空熱処理装置、１１…保持
台、１３…誘電体層、１５…チャック電極、１７…温調
手段、２１…真空チャンバDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer stage, 2 ... Vacuum heat treatment apparatus, 11 ... Holder, 13 ... Dielectric layer, 15 ... Chuck electrode, 17 ... Temperature control means, 21 ... Vacuum chamber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門村 新吾 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 FA07 HA02 HA03 HA16 MA30 NA05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shingo Kadomura 6-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F-term (reference) 5F031 CA02 FA07 HA02 HA03 HA16 MA30 NA05
Claims (2)
料からなる保持台と、 前記保持台の載置面を覆う状態で設けられ、前記複合材
料の線膨張係数がａ×１０-6である場合に、線膨張係数
が（ａ±３）×１０-6である溶射セラミックスからなる
誘電体層と、 前記誘電体層の内部に設けられ、前記溶射セラミックス
の線膨張係数がｂ×１０-6である場合に、線膨張係数が
（ｂ±３）×１０-6であるチャック電極と、 前記保持台に設けられた温調手段とを備えたことを特徴
とするウエハステージ。1. A holding table made of a composite material of aluminum and ceramics, provided so as to cover a mounting surface of the holding table, wherein a linear expansion coefficient of the composite material is a × 10 −6 , A dielectric layer made of a sprayed ceramic having a linear expansion coefficient of (a ± 3) × 10 −6 , and a dielectric layer provided inside the dielectric layer and having a linear expansion coefficient of b × 10 −6. A wafer stage comprising: a chuck electrode having a linear expansion coefficient of (b ± 3) × 10 −6; and a temperature control unit provided on the holding table.
チャンバ内に設けてなる真空熱処理装置であって、 前記ウエハステージは、 アルミニウムとセラミックスとの複合材料からなる保持
台と、 前記保持台の載置面を覆う状態で設けられ、前記複合材
料の線膨張係数がａ×１０-6である場合に、線膨張係数
が（ａ±３）×１０-6である溶射セラミックスからなる
誘電体層と、 前記誘電体層の内部に設けられ、前記溶射セラミックス
の線膨張係数がｂ×１０-6である場合に、線膨張係数が
（ｂ±３）×１０-6であるチャック電極と、 前記保持台に設けられた温調手段とを備えたことを特徴
とする真空熱処理装置。2. A vacuum heat treatment apparatus comprising a vacuum stage provided with a wafer stage having a temperature control function in a vacuum chamber, wherein the wafer stage comprises: a holding table made of a composite material of aluminum and ceramic; A dielectric layer made of sprayed ceramic having a linear expansion coefficient of (a ± 3) × 10 −6 when the composite material has a linear expansion coefficient of a × 10 −6 , provided so as to cover the mounting surface; A chuck electrode provided inside the dielectric layer and having a linear expansion coefficient of (b ± 3) × 10 −6 when the thermal expansion coefficient of the sprayed ceramic is b × 10 −6 ; A vacuum heat treatment apparatus comprising: a temperature control means provided on a holding table.
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| JP10360184A JP2000183145A (en) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | Wafer stage and vacuum heat treatment apparatus |
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