JP2001118915A - Multilayer ceramic electrostatic chuck having internal channel - Google Patents
Multilayer ceramic electrostatic chuck having internal channelInfo
- Publication number
- JP2001118915A JP2001118915A JP29419799A JP29419799A JP2001118915A JP 2001118915 A JP2001118915 A JP 2001118915A JP 29419799 A JP29419799 A JP 29419799A JP 29419799 A JP29419799 A JP 29419799A JP 2001118915 A JP2001118915 A JP 2001118915A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- plenum
- ceramic
- ports
- chuck
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体処理装置に関
し、特に、本発明はセラミック基板支持体に関する。The present invention relates to a semiconductor processing apparatus, and more particularly, to a ceramic substrate support.
【０００２】[0002]
【従来の技術】サセプタは、半導体ウエハ処理装置内で
の半導体ウエハ等の基板の保持に広く用いられている。
サセプタは典型的には、ペデスタルに取り付けられてい
る。ペデスタルは典型的には、アルミニウム等のメタル
で作られる。サセプタはポリマーのラミネートシートで
作られる場合がある。しかし、高温に適用する場合の典
型例としては、サセプタを酸化アルミニウムや窒化アル
ミニウム等のセラミック材料で作る。典型的なサセプタ
は、ペデスタル面上の静止位置にウエハを保持するため
のクランピング（チャッキング）のみならず、加熱と冷
却の一方又は双方をウエハに与えるための様々な構成要
素を有している。また、ペデスタルはウエハにバイアス
電圧を印加するための電極を１以上有している場合もあ
る。ここでのバイアス電圧は、直流（ＤＣ）バイアスの
場合も、高周波（ＲＦ）バイアスの場合もある。2. Description of the Related Art A susceptor is widely used for holding a substrate such as a semiconductor wafer in a semiconductor wafer processing apparatus.
The susceptor is typically mounted on a pedestal. The pedestal is typically made of a metal such as aluminum. The susceptor may be made of a laminated sheet of polymer. However, as a typical example of application at a high temperature, the susceptor is made of a ceramic material such as aluminum oxide or aluminum nitride. A typical susceptor has various components to provide one or both of heating and cooling to the wafer, as well as clamping (chucking) to hold the wafer in a stationary position on the pedestal surface. I have. The pedestal may have one or more electrodes for applying a bias voltage to the wafer. The bias voltage here may be a direct current (DC) bias or a high frequency (RF) bias.
【０００３】静電サセプタ（静電チャック）は、ワーク
ピースとチャックの間に静電引力を発生して基板を保持
する。チャックの１以上の電極に印加された電圧は、ワ
ークピースと電極に逆の極性の電荷を発生させる。これ
ら逆の電荷により、ワークピースをチャックに押しつけ
ることで、ワークピースが保持される。このようなチャ
ックは、様々なタイプのウエハ処理に対する用途が見い
だされ、例えば化学気相堆積（ＣＶＤ）や物理気相堆積
（ＰＶＤ）等である。An electrostatic susceptor (electrostatic chuck) generates an electrostatic attraction between a workpiece and a chuck to hold a substrate. The voltage applied to one or more electrodes of the chuck creates opposite polarity charges on the workpiece and the electrodes. These opposite charges hold the workpiece by pressing the workpiece against the chuck. Such chucks find use in various types of wafer processing, such as chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD).
【０００４】更に具体的には、静電チャックは「バイポ
ーラ」と「モノポーラ」の何れかとすることができる。
「モノポーラ」静電チャックでは、導電性のペデスタル
に対していずれかの内部チャンバアース参照に対する電
圧を印可する。静電力がウエハとチャックの間に発生す
る。「バイポーラ」静電チャックでは、２つの電極が並
列に（同じ面上に）配置され、所望の静電界を発生す
る。一方の電極には正の電圧が、他方には負の電圧が、
それぞれ印可される。これら逆の極性の電圧により静電
力が発生し、ウエハをチャックにクランプする。[0004] More specifically, the electrostatic chuck can be either "bipolar" or "monopolar".
In a "monopolar" electrostatic chuck, a voltage is applied to a conductive pedestal relative to any internal chamber ground reference. An electrostatic force is generated between the wafer and the chuck. In a "bipolar" electrostatic chuck, two electrodes are placed in parallel (on the same plane) to generate the desired electrostatic field. One electrode has a positive voltage, the other has a negative voltage,
Each is applied. Electrostatic force is generated by the voltages of these opposite polarities, and clamps the wafer on the chuck.
【０００５】半導体ウエハの処理に用いる材料やプロセ
スは、温度に敏感である。処理中におけるウエハからの
熱移動が悪いために温度変動が非常に大きな条件下に、
係る材料を曝露しようとすれば、ウエハ処理システムの
性能を落として対応する場合もあり得る。ウエハとチャ
ック（あるいはチャックとウエハ）の間の熱移動を最大
にするためには、静電力を用いて、ウエハ表面がチャッ
クの支持面に物理的に接触する面積を最大にしてやれば
よい。しかし、ウエハもチャックも表面粗さがあるた
め、チャックとウエハの間には微少な隙間が残り、これ
が最適な熱移動の邪魔になる。[0005] Materials and processes used for processing semiconductor wafers are sensitive to temperature. Under conditions where temperature fluctuation is very large due to poor heat transfer from the wafer during processing,
If an attempt is made to expose such materials, the performance of the wafer processing system may be reduced. In order to maximize the heat transfer between the wafer and the chuck (or between the chuck and the wafer), electrostatic force may be used to maximize the area where the wafer surface physically contacts the support surface of the chuck. However, since both the wafer and the chuck have surface roughness, a minute gap remains between the chuck and the wafer, which hinders optimal heat transfer.
【０００６】熱移動の特性を均一にするため、不活性な
熱移動ガス（ヘリウムやアルゴン等）をウエハの下に導
き、ウエハとチャック表面の間の微少な隙間をこれで満
たす。このガスは、ウエハとチャックの間の熱伝導媒体
として作用し、真空に替えた場合よりも熱移動の特性は
良好であり、ウエハの底面全体に対して均一な熱伝導を
与えることができる。典型的な態様では、係る熱移動ガ
スは、チャック本体を縦に貫通するチャンネルにより、
ウエハ支持面からチャックの底面へと供給される。しか
し、チャックがプラズマにさらされる際、この熱移動ガ
スは励起されやすく、このためガスチャンネル内でプラ
ズマが発生してしまう。ガスチャンネル内にプラズマが
発生すれば、これはガスチャンネル壁をスパッタし粒子
を発生させる。スパッタされた粒子は、プロセスチャン
バへと移動し、ウエハを汚染する。In order to make the heat transfer characteristics uniform, an inert heat transfer gas (such as helium or argon) is introduced under the wafer to fill a small gap between the wafer and the chuck surface. This gas acts as a heat conduction medium between the wafer and the chuck, has better heat transfer characteristics than when vacuum is used, and can provide uniform heat conduction to the entire bottom surface of the wafer. In a typical embodiment, such heat transfer gas is provided by a channel extending vertically through the chuck body.
The wafer is supplied from the wafer support surface to the bottom surface of the chuck. However, when the chuck is exposed to the plasma, the heat transfer gas is likely to be excited, thereby generating a plasma in the gas channel. If a plasma is generated in the gas channel, it will sputter the gas channel walls and generate particles. The sputtered particles move into the process chamber and contaminate the wafer.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】プラズマの自由行程を
大きくすることによりオリフィス中のプラズマの点火
（イグニッション）を防止するべく、ポーラスプラグや
狭径チャンネル等の技術が試された。電子がポアやチャ
ンネルのセラミック壁に衝突することにより、中和（沈
静）される。すなわち、ポーラスプラグや、狭径でアス
ペクト比の高いオリフィスを設計することで、電子をガ
ス（Ｈｅ）原子に衝突する前に壁上で沈静することがで
き、ガスチャンネル内のプラズマ生成を防止できる。In order to prevent the ignition of the plasma in the orifice by increasing the free path of the plasma, techniques such as a porous plug and a narrow channel have been tried. Electrons strike the pores and the ceramic wall of the channel and are neutralized (settled). That is, by designing a porous plug or an orifice having a small diameter and a high aspect ratio, electrons can calm down on a wall before colliding with gas (He) atoms, and plasma generation in a gas channel can be prevented. .
【０００８】たしかにこれらの技術はチャンネル内のプ
ラズマ点火を防止できるが、大きな不利益ももたらす。
例えば、ポーラスセラミックプラグを用いれば、チャッ
クの製作が複雑になる。更に、ポーラスセラミックは脆
いので粒子を発生しやすく、この粒子が処理中にウエハ
を汚染する。狭径のオリフィスによっても同様にプラズ
マ自由行程を長くすることができ、よってチャンネル内
のプラズマ点火が防止される。ヘリウムポート内に通常
みられるようなガス圧力と電界の範囲においては、孔の
直径をできるだけ小さくとるべきである。しかし、チャ
ック本体を貫通する狭径の孔を有するセラミックチャッ
クを製作することは、非常に困難であるだけでなく、時
間を要しまた高価につく。直径３ｍｍよりも大きな孔で
あれば、ダイヤモンドドリルを用いれば比較的容易に開
けることができる。直径０．５ｍｍの孔については、３
〜１５ｍｍのセラミックを貫通することができるが、か
なりの費用がかかり、また超音波ドリル法しか手段はな
い。しかしながら、プラズマが生成しない孔の直径は、
典型的には約０．２ｍｍである。この大きさの孔を開け
て厚い板を貫通させようとすれば、高価なレーザードリ
ルを用いざるを得ない。そして、ヘリウム流量は孔の全
面積によるので、十分に高い流量でヘリウムの供給を行
うためには、狭径の孔は数多く（数百）が必要となる。Although these techniques can prevent plasma ignition in the channel, they also have significant disadvantages.
For example, using a porous ceramic plug complicates the manufacture of the chuck. In addition, porous ceramics are brittle and tend to generate particles that contaminate the wafer during processing. The narrow orifice can likewise extend the plasma free path, thus preventing plasma ignition in the channel. In the range of gas pressures and electric fields typically found in helium ports, the hole diameter should be as small as possible. However, fabricating a ceramic chuck having a narrow hole through the chuck body is not only very difficult, but also time consuming and expensive. Holes larger than 3 mm in diameter can be relatively easily drilled using a diamond drill. For a hole with a diameter of 0.5 mm, 3
Penetration of セ ラ ミ ッ ク 15 mm ceramic is possible, but at a considerable cost and only by ultrasonic drilling. However, the diameter of the holes where no plasma is generated is
Typically about 0.2 mm. If a hole of this size is made to penetrate a thick plate, an expensive laser drill must be used. Since the helium flow rate depends on the total area of the holes, a large number (several hundreds) of narrow holes are required to supply helium at a sufficiently high flow rate.
【０００９】従って、ガス供給チャンネル内でのプラズ
マのイグニッションを防止する裏面ガス供給構造体を有
し簡易に製作できるセラミック静電チャックと、その製
作方法の必要性が、従来技術において存在する。Accordingly, there is a need in the prior art for a ceramic electrostatic chuck that has a backside gas supply structure that prevents plasma ignition in the gas supply channel and that can be easily manufactured, and a method of making the same.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】第１のセラミック層と第
２のセラミック層を有する本発明のサセプタによれば、
上述の従来技術における不利益は解消される。第１の層
は、支持面と、底面と、この両者間の複数のポートとを
有している。第２のセラミック層は、第１のセラミック
層の下に配置される。第２の層に形成されたプレナム
が、熱移動ガスを支持面に供給する。第１のセラミック
層は、プレナムと支持面の間を連通させる多数の小径の
ポートを形成できるよう、十分に薄く作られる。また、
プレナムを薄くすることで、小径のポートとプレナムに
よりプレナム内のプラズマのイグニッションが防止され
る。プレナムは、例えば放射状に伸びる複数のチャンネ
ルと、この放射状延伸チャンネルに連通する円周グルー
ブ（溝）少なくとも１つとを備えている。According to the susceptor of the present invention having a first ceramic layer and a second ceramic layer,
The disadvantages of the prior art described above are eliminated. The first layer has a support surface, a bottom surface, and a plurality of ports therebetween. The second ceramic layer is located below the first ceramic layer. A plenum formed in the second layer supplies the heat transfer gas to the support surface. The first ceramic layer is made thin enough to form a number of small diameter ports that communicate between the plenum and the support surface. Also,
By making the plenum thinner, the smaller diameter port and plenum prevent ignition of plasma in the plenum. The plenum comprises, for example, a plurality of radially extending channels and at least one circumferential groove communicating with the radially extending channels.
【００１１】サセプタの構造は、セラミック２層である
ことに限定されない。第２のセラミック層の下に別のセ
ラミック層を何層でも配置させてよい。また、サセプタ
は、これら複数のセラミック層の少なくとも１つの中
に、１以上の電極を有していてもよい。電極の数、パタ
ーンやタイプは、いずれであっても有用であるだろう。
例えば、サセプタはチャック電極、加熱電極やバイアス
電極を有していてもよい。The structure of the susceptor is not limited to two ceramic layers. Any number of other ceramic layers may be arranged below the second ceramic layer. Further, the susceptor may have one or more electrodes in at least one of the plurality of ceramic layers. Any number, pattern, or type of electrodes may be useful.
For example, the susceptor may have a chuck electrode, a heating electrode, and a bias electrode.
【００１２】本発明のサセプタは、新規な方法によって
も作成することができる。第１のセラミック層を形成し
て、支持面と、底面と、複数のポートを与える。第２の
セラミック層を形成して、プレナムを与える。この第２
の層を第１の層の下に配置し、第１の層の底面がプレナ
ムのルーフとなるようにする。第１の層がプレナムに連
通するように、ポートとプレナムのアラインメントがな
される。焼成(co-firing)やホットプレスによりこれら
の層を成形し、セラミック本体を作る。The susceptor of the present invention can be made by a novel method. A first ceramic layer is formed to provide a support surface, a bottom surface, and a plurality of ports. A second ceramic layer is formed to provide a plenum. This second
Is located below the first layer such that the bottom surface of the first layer is the plenum roof. The port and plenum are aligned such that the first layer communicates with the plenum. These layers are formed by firing (co-firing) or hot pressing to produce a ceramic body.
【００１３】第１の層の厚みを小さくすることにより、
多数の狭径ポートの作製が高速になり安価になる。本発
明のサセプタの狭径ポートにより、プレナム内のプラズ
マイグニッションが防止される。ポートの配置は、必要
な場所に熱移動ガスを供給できるようなあらゆる配置が
可能であり、このため、このサセプタに支持されたウエ
ハの均一な冷却を、確実にすることができる。[0013] By reducing the thickness of the first layer,
The production of a large number of narrow diameter ports becomes faster and cheaper. The narrow port of the susceptor of the present invention prevents plasma ignition in the plenum. The port arrangement can be any arrangement that can supply the heat transfer gas to the required location, thus ensuring uniform cooling of the wafer supported by the susceptor.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の静電チャック１００は、
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示される。静電チャック１
００は、ほぼディスク状の一体型セラミック本体１０２
を備え、このセラミック本体１０２は周縁フランジ１０
４を有している。本体１０２は、例えば、酸化アルミニ
ウム（Ａｌ2Ｏ3又はアルミナ）、窒化アルミニウム等の
材料から作られる。本体１０２は、半導体ウエハ１０６
等の基板を支持するための支持面１０８を有している。
支持面１０８は、平坦でもよいが、基板を適切に支持す
るに必要であれば等高線状であってもよい。更に、裏面
のガス冷却のため、支持面１０８はグルーブ、チャンネ
ルその他の等高線(contour)を有していてもよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electrostatic chuck 100 according to the present invention
This is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). Electrostatic chuck 1
00 is a substantially disk-shaped integral ceramic body 102
The ceramic body 102 is provided with a peripheral flange 10.
Four. The main body 102 is made of a material such as aluminum oxide (Al 2 O 3 or alumina) and aluminum nitride. The main body 102 includes a semiconductor wafer 106
Has a support surface 108 for supporting the substrate.
The support surface 108 may be flat, but may be contoured if necessary to properly support the substrate. In addition, the support surface 108 may have grooves, channels or other contours for gas cooling of the backside.
【００１５】図２（ａ）は、本発明の静電チャックの破
断図である。本体１０２は、複数の層から作られる。具
体的には、本体１０２は第１の層１１０を有し、この第
１の層１１０がウエハ支持面１０８を与える。第１の層
１１０は十分薄く、典型的には３ｍｍ未満であり、好ま
しくは厚さ１〜２．５ｍｍである。第１の層１１０に
は、１つ以上のチャック電極が内蔵されていてもよい。
例えば、図１（ｂ）には２つのチャック電極１１２示さ
れているが、チャック１００はバイポーラ静電チャック
である。あるいは、本発明を実施するには、用いるチャ
ック電極１１２の数は問わず、また、用いるチャック電
極のタイプも問わず、モノポーラ、バイポーラ、トリポ
ーラ、櫛形(interdigitated)、帯状(zonal)等を問わな
い。また、第１の層１１０は、熱移動ガスを供給するた
めのポート１１４複数を有している。これらポート１１
４は、典型的には、直径２０ mils 以下（約０．５ｍｍ
以下）、好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。更に、
第１の層１００がかなり薄いのでポート１１４もかなり
短く、このため、ポート１１４を容易に第１の層１１０
内に形成できる。第１の層１１０の下に配置されている
第２の層１１６は、熱移動ガスを分散させるためのプレ
ナム１１８を与えるのであるが、その詳細は以下に説明
する。プレナムは、本体１０２のセラミックによって、
グラウンドから電気的に絶縁される。第１の層１１０の
ポート１１４は、プレナム１１８に連通する。FIG. 2A is a cutaway view of the electrostatic chuck of the present invention. The body 102 is made from multiple layers. Specifically, body 102 has a first layer 110, which provides a wafer support surface 108. The first layer 110 is sufficiently thin, typically less than 3 mm, and preferably has a thickness of 1 to 2.5 mm. The first layer 110 may include one or more chuck electrodes.
For example, although two chuck electrodes 112 are shown in FIG. 1B, the chuck 100 is a bipolar electrostatic chuck. Alternatively, in order to carry out the present invention, the number of the chuck electrodes 112 used is not limited, and the type of the chuck electrode used is not limited. . Further, the first layer 110 has a plurality of ports 114 for supplying a heat transfer gas. These ports 11
4 is typically less than 20 mils in diameter (about 0.5 mm
Below), preferably 0.1 to 0.5 mm. Furthermore,
The ports 114 are also quite short because the first layer 100 is so thin that the ports 114 can be easily
Can be formed within. A second layer 116 disposed below the first layer 110 provides a plenum 118 for dispersing the heat transfer gas, as described in more detail below. The plenum is formed by the ceramic of the body 102.
It is electrically insulated from ground. Port 114 of first layer 110 communicates with plenum 118.
【００１６】第２の層１１６の下に配置される第３の層
１２０は、前記の２層を支持するためのベースとして機
能する。第３の層１２０の中には、支持面１０８に支持
されたウエハ１０６及びチャック１００を加熱するため
のヒータ電極１２２が１以上配置される。用いるヒータ
電極１２２の数や配置は問わず、ゾーンヒーティング等
に対して、シングルヒータ電極１２２を用いてもよく、
あるいは２以上のヒータ電極を用いてもよい。チャック
電極１１２とヒータ電極１２２は、モリブデンやタング
ステン等のメタル製であることが好ましい。A third layer 120 disposed below the second layer 116 functions as a base for supporting the two layers. In the third layer 120, one or more heater electrodes 122 for heating the wafer 106 and the chuck 100 supported on the support surface 108 are arranged. Regardless of the number or arrangement of the heater electrodes 122 used, a single heater electrode 122 may be used for zone heating or the like,
Alternatively, two or more heater electrodes may be used. The chuck electrode 112 and the heater electrode 122 are preferably made of a metal such as molybdenum or tungsten.
【００１７】第１の層と第２の層は、実質的に同じ直径
を有している。第３の層が、第１の層及び第２の層より
も大きな直径を有することにより、フランジ１０４が与
えられる。フランジ１０４は、堆積リング、クランプリ
ング等の構造体を載置するために用いることができる。
これら３層全てを、別々に形成したのち焼成により貼り
合わせ、あるいはこれら３層をホットプレスにより一緒
に形成して、セラミック本体１０２を形成することがで
きる。[0017] The first and second layers have substantially the same diameter. The third layer has a larger diameter than the first and second layers, thereby providing a flange 104. The flange 104 can be used to mount a structure such as a deposition ring, a clamp ring, and the like.
The ceramic body 102 can be formed by forming all of these three layers separately and then bonding them by firing, or by forming these three layers together by hot pressing.
【００１８】また、セラミック本体１０２は、半導体ウ
エハ１０６の昇降に用いる複数のリフトピンを収容する
ための、上記３層を貫通する複数のリフトピンホール１
０３を有している。ここでは上記の３層と特定して図示
し説明してきたが、いわゆる当業者には、チャック１０
０を作製する際に用いる層の数は問わないことが認識さ
れるだろう。あるいは、チャック１００を作製する際に
ヒータ電極なしとすることもでき、又はチャック電極な
しの機械的チャックとすることもできる。更に、チャッ
ク１００には、高周波（ＲＦ）バイアスと直流バイアス
の一方又は双方を印加するためのバイアス電極１２４が
１以上含まれていてもよい。バイアス電極１２４は、例
えば、第３の層１２０の中に含まれていてもよい。ある
いは、ＲＦ互換性のためのバイアス電極１２４の接続を
可能にするため、バイアス電極１２４は第１の層１１０
又は別個の底部ユニットに含まれていてもよい。The ceramic body 102 has a plurality of lift pin holes 1 penetrating the above three layers for accommodating a plurality of lift pins used for raising and lowering the semiconductor wafer 106.
03. Here, the above three layers have been specifically illustrated and described.
It will be appreciated that any number of layers may be used in making 0. Alternatively, the chuck 100 can be made without a heater electrode or a mechanical chuck without a chuck electrode. Further, the chuck 100 may include one or more bias electrodes 124 for applying one or both of a radio frequency (RF) bias and a DC bias. The bias electrode 124 may be included in the third layer 120, for example. Alternatively, the bias electrode 124 may be connected to the first layer 110 to enable connection of the bias electrode 124 for RF compatibility.
Or it may be included in a separate bottom unit.
【００１９】第２の層１１６内のプレナム１１８の詳細
については、図２（ａ）及び２（ｂ）を同時に参照する
ことで最も良く理解できるだろう。プレナム１１８は、
第２の層１１６の上面１２６を加工してチャンネルやグ
ルーブのパターンを形成することにより作製できる。第
１の層１１０の底面１２８が、プレナム１１８を覆って
いる。熱移動ガスは、第２の層１１６の中央流入口１３
０を通ってプレナム１１８に進入する。中央流入口１３
０は、第３の層１２０を縦に貫通するように開けられた
中央空孔１３２に連通する。一般に中央空孔１３２は、
ガスをプレナム１１８に供給できるよう、ポート１１４
の直径よりもかなり大きな直径を有している。熱移動ガ
スをチャック１００に供給するため、別個の熱移動ガス
源が中央空孔１３２に接続されてもよい。The details of the plenum 118 in the second layer 116 may be best understood by simultaneously referring to FIGS. 2 (a) and 2 (b). Plenum 118
It can be manufactured by processing the upper surface 126 of the second layer 116 to form a channel or groove pattern. A bottom surface 128 of the first layer 110 covers the plenum 118. The heat transfer gas flows through the central inlet 13 of the second layer 116.
Enter plenum 118 through zero. Central inlet 13
0 communicates with the central hole 132 opened so as to vertically penetrate the third layer 120. Generally, the central hole 132 is
Ports 114 are provided so that gas can be supplied to plenum 118.
Has a diameter much larger than the diameter of A separate heat transfer gas source may be connected to the central cavity 132 to supply the heat transfer gas to the chuck 100.
【００２０】熱移動ガスが支持面１０８に均一に分散さ
れるならば、熱移動の効率は最も良くなり、ウエハ１０
６面上の温度の均一性も最も良くなる。熱移動を容易に
するため、プレナム１１８は、周縁グルーブ１３６に連
通する複数の放射方向チャンネル１３４を備えている。
ガスはチャンネル流入口１３０を通ってチャンネル１３
４へと進入し、チャンネル１３４内を移動して周縁グル
ーブ１３６に達し、第１の層１１０のポート１１４を通
って外へ出る。ウエハ１０６を均一に加熱冷却するため
に必要な場所へ熱移動ガスを供給することができるよう
なパターンにより、第１の層１１０のポート群１１４が
配置される。例えば、冷却ガスからの圧力によりウエハ
１０６の中央が上方向に弓反りする場合は、ウエハ１０
６の周縁１３３（図１（ｂ）参照）の支持面１０８への
接着は、通常よりもかなり強くなるだろう。これは、ウ
エハ１０６とチャック電極１１２の間のクーロン引力
が、両者間の距離の増加に応じて減少するためである。
このように、中央ボア１３２からの熱移動ガスは、ウエ
ハ１０６の周縁１３３と支持面１０８の間の隙間全てを
満たすことができるわけではない。この隙間を均一に満
たすためには、ポート１１４を第１の層１１０の周縁１
３８の周囲に均一に散らして配置すればよい。If the heat transfer gas is evenly distributed on the support surface 108, the efficiency of the heat transfer will be best and the wafer 10
The temperature uniformity on the six surfaces is also the best. To facilitate heat transfer, the plenum 118 includes a plurality of radial channels 134 that communicate with a peripheral groove 136.
Gas passes through the channel inlet 130 to the channel 13
4 and travels in the channel 134 to the peripheral groove 136 and exits through the port 114 of the first layer 110. The port group 114 of the first layer 110 is arranged in such a pattern that the heat transfer gas can be supplied to a place required for uniformly heating and cooling the wafer 106. For example, if the center of the wafer 106 bows upward due to the pressure from the cooling gas, the wafer 10
The adhesion of the periphery 133 of FIG. 6 (see FIG. 1 (b)) to the support surface 108 will be much stronger than usual. This is because the Coulomb attraction between the wafer 106 and the chuck electrode 112 decreases as the distance between them increases.
As described above, the heat transfer gas from the central bore 132 cannot completely fill the gap between the peripheral edge 133 of the wafer 106 and the support surface 108. In order to fill the gap evenly, the port 114 must be
What is necessary is just to disperse | distribute uniformly around the circumference of 38.
【００２１】ポート１１４をおく目的は、支持面１０８
とウエハ１０６の間の空間１１７をできるだけ短時間
（例えば１〜２秒以内）に満たすことにある。ポート１
１４の断面積の合計は、０．０２〜０．１平方ｃｍの範
囲にあるべきである。ポート１１４の数はホール（穴）
のサイズによって決まる。例えば、０．０５平方ｃｍと
なるには、直径０．５ｍｍのポートが２４本にほぼ等し
い。断面積はホールの直径の自乗に比例するので、直径
０．５ｍｍのポートの場合と同じ断面積を直径０．１ｍ
ｍのポートで与えるためには、２５倍の本数が必要とな
る。空間１１７をヘリウムで一旦満たした後は、追加の
ヘリウムの流入は、ウエハと支持面１０８の間のシール
１３５が不完全なことによるヘリウムの漏出を補う分が
必要なだけである。従って、ポート１１４の配置は、チ
ャック１００のエッジにできるだけ近くで且つシール１
３５の半径方向内側に止まるように与えられることが好
ましい。シール１３５はおよそ、幅１〜３ｍｍのバンド
状である。ポート１１４は、シールバンドの内側エッジ
の半径方向内側約１〜５ｍｍで、外周に沿って均等に配
置される。The purpose of the port 114 is to support the support surface 108.
The space 117 between the wafer and the wafer 106 is to be filled in as short a time as possible (for example, within 1 to 2 seconds). Port 1
The sum of the 14 cross-sectional areas should be in the range of 0.02 to 0.1 square cm. Number of ports 114 is hole
Depends on the size of For example, to obtain 0.05 square cm, 24 ports having a diameter of 0.5 mm are approximately equal to 24 ports. Since the cross-sectional area is proportional to the square of the diameter of the hole, the same cross-sectional area as that of a port with a diameter of 0.5 mm is 0.1 m in diameter.
In order to provide the data with m ports, 25 times the number is required. Once the space 117 has been filled with helium, the additional helium inflow only needs to compensate for helium leakage due to the imperfect seal 135 between the wafer and the support surface 108. Therefore, the arrangement of the port 114 is as close as possible to the edge of the chuck 100 and the seal 1
Preferably, it is provided to stop radially inward of 35. The seal 135 has a band shape with a width of 1 to 3 mm. Ports 114 are evenly distributed along the outer circumference about 1-5 mm radially inward of the inner edge of the seal band.
【００２２】図２（ｂ）には、チャンネル１３４が３本
図示されているが、第２の層１１６に形成されるチャン
ネルの数は問わない。同様に、図２（ｂ）には周縁グル
ーブ１３６が１本だけ図示されているが、第２の層１１
６に形成される同心円グルーブの本数は問わない。プレ
ナム１１８の中でのプラズマイグニッションを防止する
べくギャップを狭くするよう、チャンネル１３４及びグ
ルーブ１３６の深さを浅くする。チャンネルは、深さ約
５〜１００ミクロン、幅２５ミクロン以上とする。深さ
が５ミクロンよりも小さい場合は、チャンネル内のヘリ
ウムのコンダクタンスが著しく低くなる。深さが大きす
ぎると、ウエハ１０６が電極１１２から上方に離れすぎ
るようになり、チャック力が著しく小さくなる。チャン
ネル１３４とグルーブ１３６の深さはおよそ５０ミクロ
ンであることが好ましい。この程度の深さであれば、電
子がヘリウム原子にぶつかる前にチャンネル１３４のセ
ラミック壁に衝突する確率が高くなるので、熱移動ガス
がチャンネル空孔１３２内でイグニッションできなくな
る。Although FIG. 2B shows three channels 134, the number of channels formed in the second layer 116 is not limited. Similarly, FIG. 2B shows only one peripheral groove 136, but the second layer 11
The number of concentric grooves formed in 6 is not limited. The depth of the channels 134 and grooves 136 is reduced to reduce the gap to prevent plasma ignition in the plenum 118. The channels are about 5-100 microns deep and 25 microns or more wide. If the depth is less than 5 microns, the helium conductance in the channel will be significantly lower. If the depth is too large, the wafer 106 will be too far above the electrode 112 and the chucking force will be significantly reduced. Preferably, the depth of the channels 134 and grooves 136 is approximately 50 microns. At such a depth, the heat transfer gas cannot be ignited in the channel cavities 132 because the probability of electrons colliding with the ceramic wall of the channel 134 before hitting the helium atoms increases.
【００２３】本発明のチャック１００は、新規な方法に
より製造することも可能である。図３は、本発明の方法
のフロー線図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、製造のス
テージごとのチャック１００を示す。本方法３００は、
ステップ３０１より始まる。ステップ３０２では、複数
の焼成前のセラミックグリーンテープ４１０ａ、４１０
ｂ、４１６、４２０ａ及び４２０ｂが形成される。これ
らグリーンテープ(green tape)は、窒化アルミニウムや
酸化アルミニウム等の粉体セラミックに、合成ゴム（ブ
タジエン）やポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等の
有機バインダを混ぜたものを、シート状に成形（キャス
ト）した後、既知の方法で寸法に合わせることで作製さ
れる。ステップ３０４では、グリーンテープを寸法合わ
せし形どりして、図４（ｂ）に示すような層４１０、４
１６及び４２０のごとき複数のセラミック層を与える。
例えば、選び出したグリーンテープをパンチにより穿孔
して、ホール４０８を開け、これをフィードスルー４２
８、中央空孔１３２やガスポート１１４等に供する。多
層セラミックの技術分野でルーティン作業で行われてい
る特殊なパンチ技術とダイスを用いれば、直径０．２〜
０．５ｍｍ（ポート１１４等）のホールをグリーンテー
プに開けることは可能である。フィードスルーホール４
０８は、タングステンパウダーやモリブデンパウダー４
１８で充填される。The chuck 100 of the present invention can be manufactured by a novel method. FIG. 3 is a flow diagram of the method of the present invention. 4A to 4D show the chuck 100 for each stage of manufacturing. The method 300 includes:
It starts from step 301. In step 302, a plurality of unfired ceramic green tapes 410a, 410a
b, 416, 420a and 420b are formed. These green tapes are made by mixing powder ceramics such as aluminum nitride and aluminum oxide with an organic binder such as synthetic rubber (butadiene) and polymethyl methacrylate (PMMA) into a sheet shape (cast). ), And then sized according to known methods. In step 304, the green tape is dimensioned and shaped to form layers 410, 4 and 4 as shown in FIG.
Provide multiple ceramic layers, such as 16 and 420.
For example, the selected green tape is punched to form a hole 408,
8. Provide to the central hole 132, the gas port 114 and the like. With the use of special punching technology and dies that are routinely performed in the technical field of multilayer ceramics, a diameter of 0.2 to
It is possible to make a hole of 0.5 mm (port 114 etc.) in the green tape. Feedthrough hole 4
08 is tungsten powder or molybdenum powder 4
Filled with 18.
【００２４】次いで、選び出したグリーンテープに電極
１１２、１２２、１２４を与える。例えば、タングステ
ン／モリブデンペースト４１８を用いてスクリーンプリ
ントにより、電極を形成できる。具体的には、層４１０
のグリーンテープ４１０ａの上に１つ以上のチャック電
極１１２をスクリーンプリントし、層４２０のグリーン
テープ４２０ａの上に、ヒータ電極１２２とバイアス電
極１２４をスクリーンプリントする。多層の厚みを所望
の厚みにするため、あるいは電極を埋め込むため、２つ
以上のグリーンテープを貼り合わせて多層を形成する。
例えば、図４（ｂ）に示すようにグリーンテープ４１０
ａと４１０ｂを貼り合わせて多層４１０を形成する。同
様に、グリーンテープ４２０ａと４２０ｂより多層４２
０を形成する。ステップ３０６で、層４１０、４１６及
び４２０を順に重ね合わせ、ステップ３１０でプラーテ
ンプレスによりこれらを貼り合わせ、図４（ｃ）に示す
ようなグリーンラミネートを形成する。特殊な位置決め
具を用いて各グリーンテープのホールを一直線に並べる
のだが、これは適度な温度及び圧力（約１００℃及び約
１００〜１０００ポンド／平方インチ）の下でのホット
プレスにより各グリーンテープを貼り合わせる前に行わ
れる。この条件下では、半可塑性の各グリーンテープは
変形して融合し、１つの肉厚でモノリシックなグリーン
ボディ層(green body layer)とする。この変形は他方で
ホール４０８の閉塞も引き起こしやすい。これを防止す
るため、貼り合わせの前に、スクリーンプリント法によ
りポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等の着色ポリマ
ーパウダーのペースト４２５を、各グリーンテープ層に
穿孔されたホール４０８に充填する。同様に、貼り合わ
せ工程中にプレナム１１８（チャンネル１３４及びグル
ーブ１３６）の破壊を防止するため、プレナム１１８
（チャンネル１３４及びグルーブ１３６）には、フィラ
ーペースト４２５を充填する。Next, the electrodes 112, 122 and 124 are applied to the selected green tape. For example, an electrode can be formed by screen printing using a tungsten / molybdenum paste 418. Specifically, layer 410
One or more chuck electrodes 112 are screen-printed on the green tape 410a, and the heater electrode 122 and the bias electrode 124 are screen-printed on the green tape 420a of the layer 420. In order to reduce the thickness of the multilayer to a desired thickness or to embed the electrodes, two or more green tapes are attached to form a multilayer.
For example, as shown in FIG.
a and 410b are laminated to form a multilayer 410. Similarly, the green tapes 420a and 420b are
0 is formed. In step 306, the layers 410, 416 and 420 are superposed in order, and in step 310 they are attached by a platen press to form a green laminate as shown in FIG. 4 (c). The holes in each green tape are aligned using a special positioning tool. This is done by hot pressing under moderate temperature and pressure (about 100 ° C. and about 100-1000 pounds per square inch). Is performed before pasting. Under this condition, each semi-plastic green tape deforms and fuses into one thick, monolithic green body layer. This deformation, on the other hand, also tends to block the hole 408. In order to prevent this, before bonding, a paste 425 of a colored polymer powder such as polymethyl methacrylate (PMMA) is filled in the holes 408 formed in each green tape layer by a screen printing method. Similarly, to prevent the plenum 118 (channels 134 and grooves 136) from being destroyed during the bonding process, the plenum 118
(The channel 134 and the groove 136) are filled with a filler paste 425.
【００２５】次いで、ステップ３１０で、グリーンラミ
ネートを炉内で加熱し、有機物バインダを取り除く。こ
のステップでは、３００℃〜１０００℃の温度で行われ
る。ホール４０８、プレナム１３４及びグルーブ１３６
を充填するフィラーペースト４２５は炭化して一酸化炭
素となり、これは取り除かれる。ポート１１４、チャン
ネル１３４及びグリーンテープ１３６からフィラーペー
ストが除去されることで、そのあとには図４（ｄ）に示
すように、構造体にクリーンなホールやチャンネルが形
成される。次に、ステップ３１２では、還元の雰囲気
（例えば１５００℃〜２１００℃の温度で水素又は窒素
に酸素分圧を調節し）の下で、ラミネートを焼結し、セ
ラミックを硬化させる。同時に、メタルパウダー４１８
を硬化して、フィードスルー４１８を完成させる。炉内
雰囲気の酸素分圧は、水素又は窒素に水蒸気を混合する
ことにより制御される。ステップ３１０においてバイン
ダから炭素残留物を取り除くには、あるいはステップ３
１２で還元の雰囲気により、窒化アルミニウム、アルミ
ナやその他のセラミックが還元されるのを防止するため
には、酸素は少量でよい。焼結が終了した後、ステップ
３１４にてこの方法は終了する。Next, in step 310, the green laminate is heated in a furnace to remove the organic binder. This step is performed at a temperature of 300C to 1000C. Hole 408, plenum 134 and groove 136
Is carbonized into carbon monoxide, which is removed. By removing the filler paste from the port 114, the channel 134, and the green tape 136, clean holes and channels are formed in the structure as shown in FIG. 4D. Next, in step 312, the laminate is sintered and the ceramic is cured under a reducing atmosphere (e.g., at a temperature of 1500C to 2100C with oxygen or nitrogen adjusted to oxygen partial pressure). At the same time, metal powder 418
Is cured to complete the feedthrough 418. The oxygen partial pressure of the furnace atmosphere is controlled by mixing water vapor with hydrogen or nitrogen. To remove carbon residue from the binder in step 310, or
In order to prevent aluminum nitride, alumina and other ceramics from being reduced by the reducing atmosphere at 12, a small amount of oxygen is sufficient. After sintering, the method ends at step 314.
【００２６】上述のシーケンスは、チャックの層４１
０、４１６、４２０についてそれぞれ、焼結（ステップ
３１２）を引き続き行ってもよい。その後、１つ又は複
数のステップにより、焼結後の層４１０、４１６、４２
０をつなぎ合わせ、エンクローズドなプレナム１１８を
形成する。これを行うには、層４１０、４１６、４２０
をつなぎ合わせる前に、層４１６の上面４２６にプレナ
ム１１８（すなわち、チャンネル１３４とグルーブ１３
６）を機械加工その他により形成しておく必要がある。
このつなぎ合わせは、まず焼結後の層を積み重ねた後、
最初の焼結温度で再加熱してやり、セラミックをディフ
ュージョンボンディングさせる。これは高価な方法であ
り、プレナム１１８とポート１１４を破壊しないための
特殊な手段を必要とするものである。あるいは、これら
層４１０、４１６、４２０を構成するセラミックよりも
溶融温度(fusion temperature)の低い別のセラミックや
ガラスを用いて、層４１０、４１６、４２０のつなぎ合
わせを行ってもよい。The sequence described above involves a layer 41 of the chuck.
Sintering (step 312) may be continued for each of 0, 416 and 420. Thereafter, the sintered layers 410, 416, 42 may be subjected to one or more steps.
The zeros are joined to form an enclosed plenum 118. To do this, the layers 410, 416, 420
Prior to joining, the plenum 118 (ie, the channel 134 and the groove 13)
6) must be formed by machining or the like.
This is done by first stacking the layers after sintering,
Reheating is performed at the initial sintering temperature to perform diffusion bonding of the ceramic. This is an expensive method and requires special measures to keep the plenum 118 and port 114 from breaking. Alternatively, the layers 410, 416, 420 may be joined together using another ceramic or glass having a lower fusion temperature than the ceramic constituting the layers 410, 416, 420.
【００２７】好ましい具体例では、ステップ３０８にお
いて、ラミネーションにより層４１０、４１６、４２０
をそれぞれ別々に形成する。次いで、層４１６の軟らか
いラミネートに、チャンネル１３４及びグルーブ１３６
を機械加工により形成して、プレナム１１８を形成す
る。あるいは、ステップ３１０において、自信の表面に
対応するパターンを有するエンボスダイスを用いて、層
４１６の表面４２６にエンボス加工をすることにより、
プレナム１１８を形成することもできる。層４１６を形
成するグリーンテープ（単数又は複数）は塑性変形し、
表面にダイスのインプリントが与えられる。何れの場合
も、プレナム１１８には保持用のフィラーペースト４２
５が充填される。この後、層４１０、４１６、４２０は
同じプレスによって貼り合わされ、次いで焼結され、ス
テップ３１２で前述したようにチャック本体１０２が形
成される。In a preferred embodiment, in step 308, the layers 410, 416, 420 are laminated.
Are formed separately. The soft laminate of layer 416 is then filled with channels 134 and grooves 136.
Are formed by machining to form a plenum 118. Alternatively, in step 310, the surface 426 of the layer 416 is embossed using an embossing die having a pattern corresponding to the surface of the self.
A plenum 118 may be formed. The green tape (s) forming layer 416 are plastically deformed,
A die imprint is provided on the surface. In either case, the plenum 118 contains a filler paste 42 for retention.
5 are filled. After this, the layers 410, 416, 420 are laminated by the same press and then sintered, forming the chuck body 102 in step 312 as described above.
【００２８】作製されたチャック１００は、ウエハ１０
６の裏面への熱移動ガスの分散性に優れる。熱移動ガス
の分散が均一になれば、ウエハ１０６の冷却の均一性も
向上し、その結果、ウエハ処理の均一性も向上する。更
に、ポート１１４の径が小さいことにより、プレナム内
でのプラズマのイグニッションが防止され、その結果ウ
エハのコンタミネーションが防止される。その結果、欠
陥品となるウエハの数がほとんどなくなり、生産性が向
上し、ウエハ当たりのコストが低下し、利益性が向上す
る。更に、これらガス散布用のプレナム１１８は、ドリ
ルによりチャック本体１０２のバルクを貫通させる穴あ
けを行う必要を排除する。従って、従来技術実現してい
た直径よりも小さな直径のホールをドリルにより多数開
けることが可能になる。このように、チャック１００
は、従来技術のチャックと比較して、より短時間でより
安価に、そしてより容易に製作することが可能である。The manufactured chuck 100 is mounted on the wafer 10
6 is excellent in dispersibility of the heat transfer gas to the back surface. If the distribution of the heat transfer gas becomes uniform, the uniformity of the cooling of the wafer 106 is improved, and as a result, the uniformity of the wafer processing is also improved. In addition, the small diameter of the port 114 prevents plasma ignition in the plenum, thereby preventing wafer contamination. As a result, the number of defective wafers is reduced, the productivity is improved, the cost per wafer is reduced, and the profitability is improved. In addition, these gas distribution plenums eliminate the need to drill holes through the bulk of chuck body 102. Therefore, it is possible to drill a large number of holes having a diameter smaller than the diameter realized by the prior art. Thus, the chuck 100
Can be made faster, cheaper and more easily than prior art chucks.
【００２９】これまで、チャックの製造工程について
は、別々にラミネート（プレス）を行った後に焼結して
チャックを作る手法について説明してきたが、プレスと
焼結を一緒に行う方法を排除するものではない。例え
ば、セラミックのグリーンシートを少量のバインダと共
にコールドプレスし、グリーンテープ４１０ａ、４１０
ｂ、４１６、４２０ａ及び４２０ｂを形成してもよい。
次いで、選んだ層間に電極を挟み込みもう一度プレスし
て、コンポジットグリーンボディ層を形成する。例え
ば、モリブデンのワイヤメッシュや、エッチングにより
多数の穴を開けたモリブデンプレートを、層４１０ａと
層４１０ｂの間に挟み込み、層４１０内に電極１１２を
埋め込む。そして、ホットプレスの中の誘導加熱式型の
中にコンポジットグリーンボディ層４１０は移送され、
窒素ガス又は還元ガスの中で１８００℃以上に加熱され
て、セラミックパウダーは焼結される。層４１６及び層
４２０も同様に形成され焼結される。そして、これら層
４１０、４１６及び４２０は全て、機械加工により、最
終的な寸法になる。ダイヤモンドドリルや超音波ドリル
のいずれかにより、必要なヘリウムポート１１４が焼結
後の層４１０に開けられる。焼結後の層４１６の表面に
は、ヘリウムチャンネルが機械加工により形成される。
これら３つの焼結後の層は、適正な位置に重ねられた
後、焼結温度に近い温度で加熱（ごく低圧ないし加圧な
しの条件下で）され、層間で接する面でディフュージョ
ンボンディングが生じる。係るディフュージョンボンデ
ィングは一般に、薄い焼結前の層（ないしグリーン層）
を、焼結後の層と層の間にかませることにより促進され
る。Although the method of manufacturing the chuck has been described above in which the chuck is manufactured by separately laminating (pressing) and then sintering, the method of performing the pressing and sintering together is excluded. is not. For example, a ceramic green sheet is cold-pressed with a small amount of binder, and green tapes 410a, 410
b, 416, 420a and 420b may be formed.
Next, an electrode is sandwiched between the selected layers and pressed again to form a composite green body layer. For example, a molybdenum wire mesh or a molybdenum plate having a large number of holes formed by etching is sandwiched between the layers 410a and 410b, and the electrode 112 is embedded in the layer 410. Then, the composite green body layer 410 is transferred into an induction heating type mold in a hot press,
The ceramic powder is heated to 1800 ° C. or higher in a nitrogen gas or a reducing gas to sinter. Layers 416 and 420 are similarly formed and sintered. These layers 410, 416 and 420 are all machined to their final dimensions. The required helium port 114 is opened in the sintered layer 410 by either a diamond drill or an ultrasonic drill. Helium channels are formed on the surface of the sintered layer 416 by machining.
After these three sintered layers are placed in the proper position, they are heated (under very low pressure or no pressure) at a temperature close to the sintering temperature, and diffusion bonding occurs at the interface between the layers. . Such diffusion bonding is generally a thin pre-sintered layer (or green layer).
Is promoted between the layers after sintering.
【００３０】ここまで、本発明の教示内容を含んだ様々
な具体例を示してきたが、いわゆる当業者は、この教示
内容を含む別の具体例を数多く容易に考案することがで
きるだろう。While various embodiments have been described which include the teachings of the present invention, those skilled in the art will readily be able to devise numerous alternative embodiments which include this teaching.
【図１】（ａ）は本発明の静電チャックの上面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ−１Ｂ線における断面図であ
る。1A is a top view of an electrostatic chuck according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B of FIG.
【図２】（ａ）は、本発明の静電チャックの破断断面図
であり、（ｂ）は（ａ）の２Ｂ−２Ｂ線における平面図
である。FIG. 2A is a cutaway sectional view of the electrostatic chuck of the present invention, and FIG. 2B is a plan view taken along line 2B-2B in FIG.
【図３】本発明のチャックの製造法のフロー線図であ
る。FIG. 3 is a flow chart of a method for manufacturing a chuck of the present invention.
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の方法に従ったステ
ージごとの静電チャックの断面図である。4 (a) to 4 (d) are cross-sectional views of an electrostatic chuck for each stage according to the method of the present invention.
１００…静電チャック、１０２…セラミック本体、１０
３…リフトピン穴、１０４…フランジ、１０６…半導体
ウエハ、１０８…支持面、１１０…第１の層、１１２…
チャック電極、１１４…ポート、１１６…第２の層、１
１８…プレナム、１２０…第３の層、１３２…チャンネ
ル、１３４…中央ボア。100: electrostatic chuck, 102: ceramic body, 10
3 lift pin hole, 104 flange, 106 semiconductor wafer, 108 support surface, 110 first layer, 112
Chuck electrode, 114 ... port, 116 ... second layer, 1
18 ... plenum, 120 ... third layer, 132 ... channel, 134 ... central bore.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユー ワン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， クパティノ， ノース フットヒル ブル ヴァード 10330， アパートメント エ ー25 (72)発明者 アナンダ エイチ． クマール アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ミルピタス， ノルヴュー ドライヴ 1296 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 HA02 HA16 MA28 MA29 PA21 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor U-One 10330, North Foothill Boulevard, Cupertino, California, United States of America, Apartment A25 (72) Inventor Ananda H. Kumar United States, California, Milpitas, Norview Drive 1296 F-term (reference) 5F031 CA02 HA02 HA16 MA28 MA29 PA21
Claims (20)
装置であって、 支持面、底面、及び複数のポートを有する第１の層と、 前記第１の層の下に配置され、自身に形成されたプレナ
ムを有する第２の層とを有する装置。1. An apparatus for supporting a substrate in a processing chamber, comprising: a first layer having a support surface, a bottom surface, and a plurality of ports; A second layer having a plenum formed.
するように、前記第１の層と前記第２の層が積み重なる
請求項１に記載の装置。2. The apparatus of claim 1 wherein said first layer and said second layer are stacked such that said bottom surface forms a roof of said plenum.
通して、前記支持面と前記底面の間を連通させる請求項
２に記載の装置。3. The apparatus of claim 2, wherein the plurality of ports extend through the first layer to provide communication between the support surface and the bottom surface.
厚さが約３ｍｍ未満である請求項１に記載の装置。4. The apparatus of claim 1, wherein said first layer is a layer of ceramic and has a thickness of less than about 3 mm.
ラズマのイグニッションを防止するサイズが与えられる
請求項１に記載の装置。5. The apparatus of claim 1, wherein the port is sized to prevent ignition of a plasma in the plenum.
である請求項１に記載の装置。6. The apparatus of claim 1, wherein the diameter of the port is less than about 0.5 mm.
する請求項１に記載の装置。7. The apparatus of claim 1, wherein said plenum has a plurality of channels.
にある中央流入口から放射方向に伸びる３本のチャンネ
ルを有する請求項６に記載の装置。8. The apparatus of claim 6, wherein said plurality of channels comprises three channels extending radially from a central inlet in said second layer.
びるチャンネルに連通する円周グルーブを少なくとも１
つ有する請求項８に記載の装置。9. The plenum further includes at least one circumferential groove communicating with the radially extending channel.
9. The device according to claim 8, comprising:
別の層を１つ以上有する請求項１に記載の装置。10. The apparatus of claim 1, further comprising one or more additional layers disposed below said second layer.
は前記別の層の少なくとも１層の中に、１つ以上の電極
を有する請求項１に記載の装置。11. The apparatus according to claim 1, further comprising one or more electrodes in at least one of said first layer, said second layer or said another layer.
つのチャック電極が含まれる請求項１１に記載の装置。12. The method according to claim 1, wherein the one or more electrodes have at least one
The apparatus of claim 11, wherein one chuck electrode is included.
つのヒータ電極が含まれる請求項１１に記載の装置。13. The one or more electrodes may include at least one
The apparatus of claim 11, wherein one heater electrode is included.
ための装置を作製する方法であって、前記装置は、第１
の層と、プレナムを有する第２の層とを有し、前記方法
は、 支持面と底面を有する前記第１の層を与え、 前記第１の層に複数のポートを形成し、 前記第２の層に前記プレナムを形成し、 前記第１の層の下に前記第２の層を配置する方法。14. A method of making an apparatus for supporting a substrate in a process chamber, the apparatus comprising:
And a second layer having a plenum, the method comprising: providing the first layer having a support surface and a bottom surface; forming a plurality of ports in the first layer; Forming the plenum in a layer of the first layer and arranging the second layer below the first layer.
ック製である請求項１４に記載の方法。15. The method of claim 14, wherein said first layer and said second layer are made of ceramic.
複数のホールをパンチにより形成することによって形成
される請求項１５に記載の方法。16. The method of claim 15, wherein the plurality of ports are formed by punching a plurality of holes in the first layer.
填され請求項１６に記載の方法。17. The method of claim 16, wherein said holes are filled with a filler paste.
貼り合わせる操作を更に含む請求項１７に記載の方法。18. The method of claim 17, further comprising the step of laminating said first layer and said second layer together.
を機械加工することにより形成される請求項１４に記載
の方法。19. The method of claim 14, wherein said plenum is formed by machining an upper surface of said second layer.
ための装置であって、 支持面と、底面と、複数のポートを有し、その厚さが約
３ｍｍ未満である第１のセラミック層と、 前記第１のセラミック層の下に配置され、プレナムを有
する第２のセラミック層と、 前記第２の層の下に配置され、電極を少なくとも１つ有
する第３の層とを有し、前記プレナムは円周グルーブに
連通する複数の放射状延伸チャンネルを有し、前記底面
は前記プレナムのルーフをなし、前記複数のポートは、
前記第１の層を貫通して、前記支持面と前記底面を連通
させる装置。20. An apparatus for supporting a substrate in a process chamber, comprising: a first ceramic layer having a support surface, a bottom surface, a plurality of ports, and having a thickness less than about 3 mm; A second ceramic layer disposed below the first ceramic layer and having a plenum; and a third layer disposed below the second layer and having at least one electrode, the plenum. Has a plurality of radially extending channels communicating with a circumferential groove, the bottom surface forming the plenum roof, and the plurality of ports comprising:
A device for penetrating the first layer to communicate the support surface and the bottom surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29419799A JP2001118915A (en) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Multilayer ceramic electrostatic chuck having internal channel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29419799A JP2001118915A (en) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Multilayer ceramic electrostatic chuck having internal channel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001118915A true JP2001118915A (en) | 2001-04-27 |
Family
ID=17804582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29419799A Withdrawn JP2001118915A (en) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Multilayer ceramic electrostatic chuck having internal channel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001118915A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028354A (en) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Applied Materials Inc | Substrate processing by rapid temperature gradient control |
| JP2013115352A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Electrostatic chuck and manufacturing method therefor, and substrate temperature controlling/fixing device |
| JP2014049685A (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Component for semiconductor production |
| US9275887B2 (en) | 2006-07-20 | 2016-03-01 | Applied Materials, Inc. | Substrate processing with rapid temperature gradient control |
| WO2020118104A1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck with improved thermal coupling for temperature sensitive processes |
| WO2020167451A1 (en) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | Lam Research Corporation | Electrostatic chuck with ceramic monolithic body |
| WO2021252276A1 (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | Lam Research Corporation | Pedestal thermal profile tuning using multiple heated zones and thermal voids |
| US11848177B2 (en) | 2018-02-23 | 2023-12-19 | Lam Research Corporation | Multi-plate electrostatic chucks with ceramic baseplates |
-
1999
- 1999-10-15 JP JP29419799A patent/JP2001118915A/en not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10257887B2 (en) | 2006-07-20 | 2019-04-09 | Applied Materials, Inc. | Substrate support assembly |
| JP2008028354A (en) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Applied Materials Inc | Substrate processing by rapid temperature gradient control |
| US9883549B2 (en) | 2006-07-20 | 2018-01-30 | Applied Materials, Inc. | Substrate support assembly having rapid temperature control |
| KR101532906B1 (en) * | 2006-07-20 | 2015-07-01 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Substrate processing with rapid temperature gradient control |
| US9275887B2 (en) | 2006-07-20 | 2016-03-01 | Applied Materials, Inc. | Substrate processing with rapid temperature gradient control |
| JP2013115352A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Electrostatic chuck and manufacturing method therefor, and substrate temperature controlling/fixing device |
| JP2014049685A (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Component for semiconductor production |
| US11848177B2 (en) | 2018-02-23 | 2023-12-19 | Lam Research Corporation | Multi-plate electrostatic chucks with ceramic baseplates |
| WO2020118104A1 (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chuck with improved thermal coupling for temperature sensitive processes |
| US11031273B2 (en) | 2018-12-07 | 2021-06-08 | Applied Materials, Inc. | Physical vapor deposition (PVD) electrostatic chuck with improved thermal coupling for temperature sensitive processes |
| CN113439330A (en) * | 2019-02-12 | 2021-09-24 | 朗姆研究公司 | Electrostatic chuck with ceramic monolith |
| WO2020167451A1 (en) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | Lam Research Corporation | Electrostatic chuck with ceramic monolithic body |
| US11967517B2 (en) | 2019-02-12 | 2024-04-23 | Lam Research Corporation | Electrostatic chuck with ceramic monolithic body |
| WO2021252276A1 (en) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | Lam Research Corporation | Pedestal thermal profile tuning using multiple heated zones and thermal voids |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6572814B2 (en) | Method of fabricating a semiconductor wafer support chuck apparatus having small diameter gas distribution ports for distributing a heat transfer gas | |
| US6639783B1 (en) | Multi-layer ceramic electrostatic chuck with integrated channel | |
| US6581275B2 (en) | Fabricating an electrostatic chuck having plasma resistant gas conduits | |
| US11495450B2 (en) | Multiple zone heater | |
| JP4402862B2 (en) | Electrostatic chuck and manufacturing method thereof | |
| KR101905158B1 (en) | Locally heated multi-zone substrate support | |
| EP0794566B1 (en) | Wafer spacing mask for a substrate support chuck and method of fabricating same | |
| JP4850992B2 (en) | Apparatus for supporting wafer and method for manufacturing apparatus for supporting wafer | |
| EP1316110B1 (en) | Electrostatic chuck with porous regions | |
| US20040218339A1 (en) | Electrostatic chuck | |
| US5825607A (en) | Insulated wafer spacing mask for a substrate support chuck and method of fabricating same | |
| JPH09213777A (en) | Electrostatic chuck | |
| US6141203A (en) | Electrostatic chuck | |
| EP2973659A1 (en) | Multiple zone heater | |
| US20230140614A1 (en) | Multi-layer composite ceramic plate and manufacturing method thereof | |
| JP2000012195A (en) | Ceramic heater | |
| US6268994B1 (en) | Electrostatic chuck and method of manufacture | |
| KR20040004139A (en) | Electrode-built-in susceptor and a manufacturing method therefor | |
| US6872908B2 (en) | Susceptor with built-in electrode and manufacturing method therefor | |
| JP2001118915A (en) | Multilayer ceramic electrostatic chuck having internal channel | |
| WO2019082821A1 (en) | Wafer mounting platform and method for manufacturing same | |
| JP2001308165A (en) | Susceptor and its manufacturing method | |
| JPH09270454A (en) | Wafer holding apparatus | |
| JP2001085505A (en) | Susceptor and manufacture thereof | |
| JP2000277599A (en) | Electrostatic chuck |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070109 |