JP2016189428A - Electrostatic chuck device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板状試料を静電気力で吸着させる静電チャック装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck device that adsorbs a plate-like sample with electrostatic force.
プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置などのプラズマを用いた半導体製造装置は、板状試料を固定する静電チャック装置と、固定された板状試料にプラズマを照射するプラズマ照射機構とを備える。板状試料は、例えば、円盤状のウエハである。
静電チャック装置は、板状試料が載置される載置面を有する静電チャック部と、静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、静電チャック部と冷却ベース部とが接着するように、静電チャック部と冷却ベース部との間に形成された接着層とを備える。
A semiconductor manufacturing apparatus using plasma, such as a plasma etching apparatus or a plasma CVD apparatus, includes an electrostatic chuck device that fixes a plate-like sample, and a plasma irradiation mechanism that irradiates the fixed plate-like sample with plasma. The plate sample is, for example, a disk-shaped wafer.
The electrostatic chuck device has an electrostatic chuck portion having a placement surface on which a plate-like sample is placed, a cooling base portion for cooling the electrostatic chuck portion, and the electrostatic chuck portion and the cooling base portion are bonded together. And an adhesive layer formed between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion.
プラズマ照射機構が作動すると、静電チャック部の載置面に固定された板状試料の表面温度が上昇する。そこで、板状試料の表面温度の上昇を抑え、板状試料が所望の温度分布になるように、静電チャック装置は、板状試料を載置面に静電吸着させる静電吸着用内部電極を有する静電チャック部と、水やフッ素系冷媒などの冷却媒体が循環する温度調整用ベース部と、静電チャック部の内部や載置面とは反対側の面に形成された電気ヒータのような加熱部材とを備える（特許文献１）。 When the plasma irradiation mechanism is activated, the surface temperature of the plate-like sample fixed to the mounting surface of the electrostatic chuck portion increases. Therefore, the electrostatic chuck device is an internal electrode for electrostatic adsorption that electrostatically attracts the plate-like sample to the mounting surface so as to suppress an increase in the surface temperature of the plate-like sample and to obtain a desired temperature distribution of the plate-like sample. An electrostatic chuck portion having a temperature adjusting base portion through which a cooling medium such as water or a fluorine-based refrigerant circulates, and an electric heater formed on the inside of the electrostatic chuck portion or the surface opposite to the mounting surface. Such a heating member is provided (patent document 1).
そして、温度調整用ベース部で板状試料の下側全体を冷却し、加熱部材で板状試料の所定範囲を加熱することにより、板状試料全体を均一に所望の温度にする。 And the whole lower side of a plate-shaped sample is cooled with the base part for temperature control, and the whole range of a plate-shaped sample is uniformly made into desired temperature by heating the predetermined range of a plate-shaped sample with a heating member.
プラズマエッチング装置では、板状試料の処理温度の調整、及び板状試料のエッチングレートの均一化を目的としてヒータ部を備える。例えば、ウエアで形成される半導体には、細線化が求められており、細線化のためには、プラズマエッチング装置の処理中におけるウエハの面内の温度を均一にすることが求められている。 The plasma etching apparatus includes a heater unit for the purpose of adjusting the processing temperature of the plate-like sample and equalizing the etching rate of the plate-like sample. For example, thinning is required for a semiconductor formed by wear, and for thinning, it is required to make the temperature in the wafer surface uniform during processing of a plasma etching apparatus.
板状試料の温度は、冷却ベース部の形状、ヒータ部のパターン、ヒータ部と冷却ベース部との間の熱伝達率、及び、プラズマ状態の影響を受けるので、それらの影響に適合した静電チャック装置、特に、ヒータ部を設計する必要がある。特に、種々のプラズマの照射条件に対応するためには、プラズマの照射条件に合わせた温度調整ができるヒータ部が必要である。 The temperature of the plate sample is affected by the shape of the cooling base, the pattern of the heater, the heat transfer coefficient between the heater and the cooling base, and the plasma state. It is necessary to design the chuck device, particularly the heater unit. In particular, in order to cope with various plasma irradiation conditions, a heater unit capable of adjusting the temperature according to the plasma irradiation conditions is required.
板状試料が円盤形状の場合、まず、ヒータ部を複数のヒータパターンで構成し、次いで、静電チャック部に同心円状に複数のヒータパターンを配置した静電チャック装置を用いる。この場合、複数のヒータパターンへの電力供給量を個別に制御することにより、板状試料の径方向の温度調整を行うことができるが、同心円周上の温度分布の調整をすることができない。そこで、板状試料の径方向と円周方向との両方の温度調整ができるように、ヒータパターンの分割数を増やす方法が提案されている。
しかし、ヒータパターンの分割数を増加させると、電力供給源数も増加し、また、高周波が電力供給源に影響しないように、電力供給源を保護する高周波カットフィルタの設置数も増加すると共に、複数の分割されたヒータパターン間の温度制御が複雑となる課題がある。
When the plate-like sample has a disk shape, first, an electrostatic chuck device is used in which the heater portion is composed of a plurality of heater patterns, and then the plurality of heater patterns are arranged concentrically on the electrostatic chuck portion. In this case, the temperature of the plate-shaped sample can be adjusted in the radial direction by individually controlling the amount of power supplied to the plurality of heater patterns, but the temperature distribution on the concentric circumference cannot be adjusted. Therefore, a method of increasing the number of divisions of the heater pattern has been proposed so that the temperature of both the radial direction and the circumferential direction of the plate-like sample can be adjusted.
However, increasing the number of heater pattern divisions increases the number of power supply sources, and also increases the number of high-frequency cut filters that protect the power supply source so that the high frequency does not affect the power supply source. There is a problem that the temperature control between the plurality of divided heater patterns is complicated.
また、ヒータ部を、プラズマ状態の変化、及びヒータ部への電力供給量の変化に伴う冷却ベース部の冷却用流路内の温度変化を考慮して設計することにより、同一周円上の温度分布を所定の温度分布とすることが可能である。
しかし、この場合、限られた条件でのみ適応可能であり、プロセスの条件毎にヒータ部の設計が必要になるという課題がある。
また、限られた条件を充たすヒータ部の厚さ、幅及び接着層の厚さの許容管理値が狭く、製造コストの上昇及び歩留まりの低下の原因となる課題がある。
In addition, by designing the heater unit in consideration of changes in the plasma state and temperature changes in the cooling channel of the cooling base unit accompanying changes in the amount of power supplied to the heater unit, the temperature on the same circumference The distribution can be a predetermined temperature distribution.
However, in this case, it can be applied only under limited conditions, and there is a problem that a heater unit needs to be designed for each process condition.
In addition, the allowable control values of the thickness, width, and adhesive layer thickness of the heater section that satisfy the limited conditions are narrow, and there is a problem that causes an increase in manufacturing cost and a decrease in yield.
本発明の課題は、載置面の広がる水平方向において、静電チャック部の載置面の温度のムラの発生を抑えることができる静電チャック装置を提供することにある。 The subject of this invention is providing the electrostatic chuck apparatus which can suppress generation | occurrence | production of the nonuniformity of the temperature of the mounting surface of an electrostatic chuck part in the horizontal direction where a mounting surface spreads.
発明者は、ヒータ部を有する静電チャック装置を製作後に、ヒータ部と冷却ベース部との間の接着層の厚みを変化させることにより、ヒータ間と冷却ベース部との間の熱伝達を調整することで、静電チャック部の載置面の温度の調整を行うことができることを見出し、さらに、その調整は、載置面の温度測定をサーモグラフ等で行うことにより、温度の低い載置面の静電チャック部を押し上げることにより、面内温度の均一化を図ることを見出して、以下の発明を完成させた。 The inventor adjusts the heat transfer between the heater and the cooling base by changing the thickness of the adhesive layer between the heater and the cooling base after manufacturing the electrostatic chuck device having the heater. It is found that the temperature of the mounting surface of the electrostatic chuck portion can be adjusted, and further, the adjustment is performed by measuring the temperature of the mounting surface with a thermograph or the like. The inventors have found that the in-plane temperature can be made uniform by pushing up the electrostatic chuck portion of the surface, and the following invention has been completed.
本発明に係る静電チャック装置は、板状試料が載置される載置面を有する静電チャック本体部を含む静電チャック部と、押上用貫通孔を有し、前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とが接着するように、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に形成された接着層と、前記押上用貫通孔内に設けられたチャック押上機構と、を備える。
前記チャック押上機構は、前記静電チャック部が前記冷却ベース部から離れるように、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側の所定のチャック押上箇所を押し上げる。
An electrostatic chuck device according to the present invention includes an electrostatic chuck portion including an electrostatic chuck main body portion having a placement surface on which a plate-like sample is placed, and a push-up through hole. A cooling base portion to be cooled; an adhesive layer formed between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion so that the electrostatic chuck portion and the cooling base portion are bonded; and the push-up through hole A chuck push-up mechanism provided therein.
The chuck push-up mechanism pushes up a predetermined chuck push-up portion on the cooling base portion side of the electrostatic chuck portion so that the electrostatic chuck portion is separated from the cooling base portion.
本発明に係る静電チャック装置は、さらに、前記接着層と前記冷却ベース部との間において、前記押上用貫通孔の前記静電チャック部側の開口を覆わないように、前記冷却ベース部の表面に接着した絶縁シートを備え、前記チャック押上機構は、前記チャック押上箇所を押し上げることが好ましい。 In the electrostatic chuck device according to the present invention, the cooling base portion may further include an opening on the electrostatic chuck portion side of the push-up through hole between the adhesive layer and the cooling base portion. It is preferable that an insulating sheet adhered to the surface is provided, and the chuck push-up mechanism pushes up the chuck push-up portion.
前記チャック押上機構は、前記押上用貫通孔を摺動しながら前記チャック押上箇所を押し上げるチャック押上部材と、前記チャック押上部材にチャック押上力を付与するチャック押上力付与機構とを有することが好ましい。 The chuck push-up mechanism preferably includes a chuck push-up member that pushes up the chuck push-up position while sliding through the push-up through hole, and a chuck push-up force applying mechanism that applies a chuck push-up force to the chuck push-up member.
前記チャック押上機構は、さらに、前記チャック押上部材と前記チャック押上力付与機構との間に配置されたチャック押上弾性部材を有することが好ましい。 The chuck push-up mechanism preferably further includes a chuck push-up elastic member arranged between the chuck push-up member and the chuck push-up force applying mechanism.
本発明に係る別の静電チャック装置は、板状試料が載置される載置面を有する静電チャック本体部を含む静電チャック部と、押上用貫通孔を有し、前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とが接着するように、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に形成された接着層と、前記接着層と前記冷却ベース部との間において、前記押上用貫通孔を覆うように、前記冷却ベース部の前記静電チャック部側に接着した絶縁シートと、前記押上用貫通孔内に設けられた絶縁シート押上機構と、を備える。前記絶縁シート押上機構は、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側の所定のチャック押上箇所と前記絶縁シートのうち前記押上用貫通孔を覆っているシート押上箇所との間の接着層の厚さが薄くなるように、前記シート押上箇所を前記チャック押上箇所に向けて押し上げる。 Another electrostatic chuck device according to the present invention includes an electrostatic chuck portion including an electrostatic chuck main body portion having a placement surface on which a plate-like sample is placed, and a push-up through hole, and the electrostatic chuck A cooling base part for cooling the part, an adhesive layer formed between the electrostatic chuck part and the cooling base part so that the electrostatic chuck part and the cooling base part adhere to each other, and the adhesive layer Between the cooling base portion and the cooling base portion so as to cover the push-up through hole, and an insulating sheet adhered to the electrostatic chuck portion side of the cooling base portion, and an insulating sheet provided in the push-up through hole A push-up mechanism. The insulating sheet push-up mechanism has a thickness of an adhesive layer between a predetermined chuck push-up location on the cooling base portion side of the electrostatic chuck portion and a sheet push-up location covering the push-through hole in the insulating sheet. The sheet push-up part is pushed up toward the chuck push-up part so that the thickness becomes thin.
前記絶縁シート押上機構は、前記押上用貫通孔を摺動しながら前記シート押上箇所を押し上げる絶縁シート押上部材と、前記絶縁シート押上部材に絶縁シート押上力を付与する絶縁シート押上力付与機構と、前記シート押上箇所と前記絶縁シート押上部材との間に配置された絶縁シート押上弾性部材とを有することが好ましい。
前記絶縁シート押上機構は、さらに、前記シート押上箇所と前記絶縁シート押上弾性部材との間に配置された絶縁シート保護層を有することが好ましい。
The insulating sheet push-up mechanism includes an insulating sheet push-up member that pushes up the sheet push-up location while sliding through the push-up through hole, an insulating sheet push-up force applying mechanism that applies an insulating sheet push-up force to the insulating sheet push-up member, It is preferable to have an insulating sheet push-up elastic member disposed between the sheet push-up location and the insulating sheet push-up member.
It is preferable that the insulating sheet push-up mechanism further has an insulating sheet protective layer disposed between the sheet push-up location and the insulating sheet push-up elastic member.
前記絶縁シート押上機構は、前記押上用貫通孔の前記シート押上箇所とは反対側の開口から気体や液体のような流体を供給する流体押上機構であることが好ましい。 The insulating sheet push-up mechanism is preferably a fluid push-up mechanism that supplies a fluid such as gas or liquid from an opening opposite to the sheet push-up location of the push-up through hole.
前記静電チャック部は、さらに、前記静電チャック本体部の前記載置面とは反対側の裏面に貼り付けられたヒータ部を有し、前記チャック押上箇所は、前記ヒータ部の所定の位置であることが好ましい。 The electrostatic chuck portion further includes a heater portion attached to a back surface opposite to the mounting surface of the electrostatic chuck main body portion, and the chuck push-up position is a predetermined position of the heater portion. It is preferable that
前記接着層は、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂及びポリイミド系樹脂の群から選択された１種又は２種以上を含むことが好ましく、特に、耐熱性、耐プラズマ性、及び冷却ベース部との熱伝達率の観点から、シリコン系接着材に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）フィラ等の絶縁性の熱伝導材料を添加してなる接着剤が好ましい。 The adhesive layer preferably includes one or more selected from the group of silicon resins, acrylic resins, and polyimide resins, and in particular, heat resistance, plasma resistance, and heat with the cooling base portion. From the viewpoint of transmissibility, an adhesive obtained by adding an insulating heat conductive material such as an aluminum nitride (AlN) filler to a silicon-based adhesive is preferable.
本発明によれば、静電チャック装置は、静電チャック部が冷却ベース部から離れるように、静電チャック部の冷却ベース部側の所定のチャック押上箇所を押し上げるチャック押上機構を備える。このため、チャック押上機構が静電チャック部のチャック押上箇所を押し上げることによって、接着層のうち所望する部分の接着層の厚さを変化させることができるので、載置面の広がる水平方向において、静電チャック部の載置面の温度のムラの発生を抑えることができる静電チャック装置を提供することができる。 According to the present invention, the electrostatic chuck device includes a chuck push-up mechanism that pushes up a predetermined chuck push-up location on the cooling base portion side of the electrostatic chuck portion so that the electrostatic chuck portion is separated from the cooling base portion. For this reason, the chuck push-up mechanism can change the thickness of the adhesive layer at a desired portion of the adhesive layer by pushing up the chuck push-up portion of the electrostatic chuck portion. It is possible to provide an electrostatic chuck device that can suppress the occurrence of uneven temperature on the mounting surface of the electrostatic chuck portion.
また、本発明によれば、静電チャック装置は、静電チャック部の冷却ベース部側の所定のチャック押上箇所と絶縁シートのうち押上用貫通孔を覆っているシート押上箇所との間の接着層の厚さが薄くなるように、シート押上箇所をチャック押上箇所に向けて押し上げる絶縁シート押上機構を備える。
このため、絶縁シート押上機構がシート押上箇所をチャック押上箇所に向けて押し上げることによって、押し上げられたチャック押上箇所とシート押上箇所との間の接着層が弾性変形し、その接着層の厚さを薄くすることができるので、載置面の広がる水平方向において、静電チャック部の載置面の温度のムラの発生を抑えることができる静電チャック装置を提供することができる。
Further, according to the present invention, the electrostatic chuck device adheres between a predetermined chuck push-up location on the cooling base portion side of the electrostatic chuck portion and a sheet push-up location covering the push-up through hole in the insulating sheet. An insulating sheet push-up mechanism is provided that pushes the sheet push-up location toward the chuck push-up location so that the thickness of the layer is reduced.
For this reason, when the insulating sheet push-up mechanism pushes the sheet push-up location toward the chuck push-up location, the adhesive layer between the pushed-up chuck push-up location and the sheet push-up location is elastically deformed, and the thickness of the adhesive layer is reduced. Since the thickness can be reduced, it is possible to provide an electrostatic chuck device capable of suppressing the occurrence of uneven temperature on the mounting surface of the electrostatic chuck portion in the horizontal direction in which the mounting surface spreads.
図１から図５を参照して、本発明に係る静電チャック装置１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃの説明をする。なお、同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。 The electrostatic chuck devices 10, 10a, 10b, and 10c according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and description is abbreviate | omitted.
図１を参照して、静電チャック装置１０の説明をする。
図１に示すように、静電チャック装置１０は、静電チャック部２０と、冷却ベース部６０と、接着層５０と、チャック押上機構７０とを備える。静電チャック装置１０は、さらに、絶縁シート４０を備える。
The electrostatic chuck device 10 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck device 10 includes an electrostatic chuck unit 20, a cooling base unit 60, an adhesive layer 50, and a chuck push-up mechanism 70. The electrostatic chuck device 10 further includes an insulating sheet 40.
静電チャック部２０は、静電チャック本体部２１とヒータ部３０とを有する。静電チャック本体部２１は、板状試料が載置される載置面が形成され、その載置面側を一主面２２とし、一主面２２とは反対側の裏面を他主面２４とする板状部材である。静電チャック本体部２１は、セラミックスで形成され、図示はしないが、載置板と、支持板と、絶縁材層とを有する。 The electrostatic chuck portion 20 includes an electrostatic chuck main body portion 21 and a heater portion 30. The electrostatic chuck main body 21 has a mounting surface on which a plate-like sample is mounted. The mounting surface side is defined as one main surface 22, and the back surface opposite to the one main surface 22 is defined as another main surface 24. It is a plate-shaped member. The electrostatic chuck main body 21 is made of ceramics and has a mounting plate, a support plate, and an insulating material layer (not shown).
ヒータ部３０は、一主面３２及び他主面３４を有する薄厚のヒータエレメントである。ヒータ部３０が静電チャック部２０ひいては静電チャック部２０に載置された板状試料を加熱することができるように、ヒータ部３０は、静電チャック部２０の他主面２４に接着剤（図示せず）を介して接着されている。つまり、ヒータ部３０は、静電チャック部２０の一主面２２（載置面）とは反対側の他主面２４（裏面）に貼り付けられている。
また、ヒータ部３０の一主面３２は、静電チャック部２０の一主面２２（載置面）とは反対側の他主面２４に対向し、他主面３４は、後述するチャック押上機構７０のチャック押上部材７８の端部が当接するように、冷却ベース部６０側に向いている。つまり、他主面３４は、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側の一部を構成している。
また、後述するように、所定の他主面３４の一部は、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側の所定のチャック押上箇所Ｐとなる。
The heater unit 30 is a thin heater element having one main surface 32 and another main surface 34. The heater unit 30 is bonded to the other main surface 24 of the electrostatic chuck unit 20 so that the heater unit 30 can heat the electrostatic chuck unit 20 and thus the plate-like sample placed on the electrostatic chuck unit 20. It is bonded via (not shown). That is, the heater unit 30 is attached to the other main surface 24 (back surface) opposite to the one main surface 22 (mounting surface) of the electrostatic chuck unit 20.
Further, one main surface 32 of the heater unit 30 faces the other main surface 24 opposite to the one main surface 22 (mounting surface) of the electrostatic chuck unit 20, and the other main surface 34 is a chuck push-up described later. The end of the chuck push-up member 78 of the mechanism 70 is directed toward the cooling base portion 60 so that it abuts. That is, the other principal surface 34 constitutes a part of the electrostatic chuck portion 20 on the cooling base portion 60 side.
Further, as will be described later, a part of the predetermined other main surface 34 becomes a predetermined chuck push-up location P on the cooling base portion 60 side of the electrostatic chuck portion 20.
冷却ベース部６０は、静電チャック部２０を冷却する部材であり、静電チャック部２０に対向する上面６２と、上面６２とは反対側の下面６４とを有する厚さのある円板状の部材である。冷却ベース部６０は、押上用貫通孔６５と、水やフッ素系冷媒などの冷却媒体が循環する冷却用流路６８とを有する。
冷却ベース部６０の温度は、所定の温度の冷却媒体が所定の流量で冷却用流路６８を流れることによって調整される。そして、ヒータ部３０の加熱と相まって、静電チャック部２０、ひいては、静電チャック部２０の積載面に積載された板状試料を所望温度に調整する。
冷却ベース部６０を構成する材料は、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、又はこれらの金属を含む複合材であることが好ましく、アルミニウム又はチタンで形成されていることがさらに好ましい。
The cooling base portion 60 is a member that cools the electrostatic chuck portion 20, and has a disk shape with a thickness having an upper surface 62 that faces the electrostatic chuck portion 20 and a lower surface 64 opposite to the upper surface 62. It is a member. The cooling base 60 has a push-up through hole 65 and a cooling flow path 68 through which a cooling medium such as water or a fluorine-based refrigerant circulates.
The temperature of the cooling base 60 is adjusted by flowing a cooling medium having a predetermined temperature through the cooling flow path 68 at a predetermined flow rate. Then, in combination with the heating of the heater unit 30, the electrostatic chuck unit 20, and by extension, the plate sample loaded on the loading surface of the electrostatic chuck unit 20 is adjusted to a desired temperature.
The material constituting the cooling base portion 60 is preferably a metal excellent in thermal conductivity, conductivity, and workability, or a composite material containing these metals, and more preferably formed of aluminum or titanium. .
押上用貫通孔６５は、上面６２及び下面６４に開口する貫通孔である。押上用貫通孔６５の上面６２側の開口は、チャック押上箇所Ｐに向いている。押上用貫通孔６５は、摺動孔部６７と、摺動孔部６７に連通する螺合孔部６６とを有する。
摺動孔部６７は、押上用貫通孔６５において、静電チャック部２０側に形成され、後述するチャック押上機構７０の一部が摺動する摺動孔である。
螺合孔部６６は、押上用貫通孔６５において、静電チャック部２０とは反対側に形成され、後述するチャック押上機構７０の、雄ネジのような押上力付与機構７１に螺合する雌ネジが形成されている。
The push-up through hole 65 is a through hole that opens to the upper surface 62 and the lower surface 64. The opening on the upper surface 62 side of the push-up through hole 65 faces the chuck push-up location P. The push-up through hole 65 includes a sliding hole 67 and a screwing hole 66 communicating with the sliding hole 67.
The sliding hole portion 67 is a sliding hole that is formed on the electrostatic chuck portion 20 side in the push-up through-hole 65 and that a part of a chuck lifting mechanism 70 described later slides.
The screwing hole 66 is formed on the opposite side to the electrostatic chuck part 20 in the push-up through hole 65, and is a female screwed into a push-up force applying mechanism 71 such as a male screw of a chuck push-up mechanism 70 described later. Screws are formed.
冷却ベース部６０には、上面６２における摺動孔部６７の開口に凹部６９が形成されている。凹部６９には、後述するピン７８ａが摺動可能なリング形状のセラミックリング１１０が配置される。 A recess 69 is formed in the cooling base 60 at the opening of the sliding hole 67 on the upper surface 62. A ring-shaped ceramic ring 110 on which a pin 78a (to be described later) can slide is disposed in the recess 69.
接着層５０は、静電チャック部２０と冷却ベース部６０とが接着するように、静電チャック部２０と冷却ベース部６０との間に形成されている。接着層５０は、弾性材料を組成物としているので、温度変化に伴う静電チャック部２０の温度変位と冷却ベース部６０の温度変位との差による熱応力を緩和させる作用を有する。また、接着層５０は、静電チャック部２０と冷却ベース部６０との間の隙間の変化に応じて弾性変形する。 The adhesive layer 50 is formed between the electrostatic chuck part 20 and the cooling base part 60 so that the electrostatic chuck part 20 and the cooling base part 60 adhere to each other. Since the adhesive layer 50 is made of an elastic material, it has an action of relieving thermal stress due to the difference between the temperature displacement of the electrostatic chuck portion 20 and the temperature displacement of the cooling base portion 60 due to temperature change. Further, the adhesive layer 50 is elastically deformed in accordance with a change in the gap between the electrostatic chuck portion 20 and the cooling base portion 60.
接着層５０は、シリコンゴム等のゴム弾性を有する材料、又は粘性の高い粘弾性体で構成される。シリコンゴム等のゴム弾性を有する材料としては、具体的には、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂の群から選択された１種又は２種以上を含むことが好ましく、特に、耐熱性、耐プラズマ性、及び冷却ベース部との熱伝達率の観点から、シリコン系接着材に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）フィラ等の絶縁性の熱伝導材料を添加してなる接着剤が好ましい。
粘性の高い粘弾性体としては、粘土や餅のような材料を例示することができる。接着層５０を粘性の高い粘弾性体で構成することにより、裏面より温度分布に合わせた外力を付与することができる。
接着層５０が弾性体の場合、定常的に力が弾性体に作用するので、接着剤にかかる圧力分布が特性（形状、破壊など）に影響を及ぼす可能性がある。そこで、静電チャック部２０と冷却ベース部６０との間に、固体でありながらある程度の流動性を有する粘土のような構造を介在させることで、外力に対して接着剤層内でつり合いを保つように動くことになるので、接着剤そのものに作用する負荷を低減させることができる。
The adhesive layer 50 is made of a rubber elastic material such as silicon rubber or a highly viscous viscoelastic body. Specifically, the material having rubber elasticity such as silicon rubber preferably contains one or more selected from the group of silicon-based resins, acrylic resins, and polyimide-based resins. From the viewpoint of plasma resistance and heat transfer coefficient with the cooling base, an adhesive obtained by adding an insulating heat conductive material such as an aluminum nitride (AlN) filler to a silicon-based adhesive is preferable.
Examples of the highly viscous viscoelastic body include materials such as clay and straw. By configuring the adhesive layer 50 with a highly viscous viscoelastic body, an external force matching the temperature distribution can be applied from the back surface.
When the adhesive layer 50 is an elastic body, a force constantly acts on the elastic body, so that the pressure distribution applied to the adhesive may affect the characteristics (shape, fracture, etc.). Therefore, a structure like clay having a certain degree of fluidity is interposed between the electrostatic chuck part 20 and the cooling base part 60, thereby maintaining a balance in the adhesive layer against an external force. Thus, the load acting on the adhesive itself can be reduced.
後述するように、チャック押上機構７０は、静電チャック部２０が冷却ベース部６０から離れるように、静電チャック部２０のチャック押上箇所Ｐを押し上げるので、静電チャック部２０と冷却ベース部６０との間の接着層５０は、接着層５０の厚さを厚くする引っ張り力が作用することになる。そこで、接着層５０は、接着層５０の厚さを厚くする引っ張り力に対して弾性変形可能な、ヤング率、強度、厚さを有することが好ましい。具体的には、接着層５０は、５μｍ以上、好ましくは１０から３０μｍ厚くすることができるヤング率、強度、厚さを有することが好ましい。
接着層５０は、シリコン系樹脂組成物を加熱硬化した硬化体又はアクリル樹脂で形成され、熱伝導性などの特性を向上させるためセラミックスなどのフィラを添加してあるものを使用してもよい。なお、接着層５０の熱伝達率は、フィラが添加されると、変化する。
As will be described later, the chuck push-up mechanism 70 pushes up the chuck push-up portion P of the electrostatic chuck portion 20 so that the electrostatic chuck portion 20 is separated from the cooling base portion 60, and thus the electrostatic chuck portion 20 and the cooling base portion 60. A tensile force that increases the thickness of the adhesive layer 50 acts on the adhesive layer 50 therebetween. Therefore, the adhesive layer 50 preferably has a Young's modulus, strength, and thickness that can be elastically deformed by a tensile force that increases the thickness of the adhesive layer 50. Specifically, the adhesive layer 50 preferably has a Young's modulus, strength, and thickness that can be increased to 5 μm or more, preferably 10 to 30 μm.
The adhesive layer 50 may be formed of a cured product obtained by heat-curing a silicon-based resin composition or an acrylic resin, and may be added with a filler such as ceramics in order to improve characteristics such as thermal conductivity. Note that the heat transfer coefficient of the adhesive layer 50 changes when a filler is added.
チャック押上機構７０は、チャック押上部材７８と押上力付与機構７１とチャック押上弾性部材７７とを有し、押上用貫通孔６５内に設けられる。
チャック押上部材７８は、ピン７８ａ及びピン７８ｂを有する。
ピン７８ａは、チャック押上箇所Ｐを押し上げることができるように、摺動孔部６７内及びセラミックリング１１０内を摺動可能に配置される。ピン７８ａの静電チャック部２０側の端部は、ヒータ部３０の他主面３４、すなわち、チャック押上箇所Ｐに当接する。ピン７８ａは、絶縁処理としてテフロン（登録商標）コートされている。
ピン７８ｂは、摺動孔部６７内において、ピン７８ａの静電チャック部２０とは反対側に配置される。ピン７８ｂの一方の端部がチャック押上弾性部材７７を介してピン７８ａに対向し、他方の端部は後述する押上力付与機構７１の凹部７６に回転摺動可能に当接している。ピン７８ｂは、アルミニウム、ステンレス等の一般的な材料で形成される。
The chuck push-up mechanism 70 includes a chuck push-up member 78, a push-up force applying mechanism 71, and a chuck push-up elastic member 77, and is provided in the push-up through hole 65.
The chuck push-up member 78 has a pin 78a and a pin 78b.
The pin 78a is slidably disposed in the sliding hole 67 and the ceramic ring 110 so that the chuck push-up point P can be pushed up. The end portion of the pin 78a on the electrostatic chuck portion 20 side contacts the other main surface 34 of the heater portion 30, that is, the chuck push-up position P. The pin 78a is coated with Teflon (registered trademark) as an insulating treatment.
The pin 78 b is disposed in the sliding hole portion 67 on the opposite side of the pin 78 a from the electrostatic chuck portion 20. One end of the pin 78b faces the pin 78a through the chuck push-up elastic member 77, and the other end is in contact with a recess 76 of a push-up force applying mechanism 71, which will be described later, so as to be able to rotate and slide. The pin 78b is formed of a general material such as aluminum or stainless steel.
チャック押上弾性部材７７は、摺動孔部６７内において、ピン７８ａとピン７８ｂとの間に配置された、Ｏリングのような弾性部材である。チャック押上弾性部材７７は、例えば、ピン７８ａやピン７８ｂの過度な変位を吸収する作用を有する。 The chuck push-up elastic member 77 is an elastic member such as an O-ring disposed between the pin 78 a and the pin 78 b in the sliding hole 67. The chuck push-up elastic member 77 has an action of absorbing excessive displacement of the pins 78a and 78b, for example.
押上力付与機構７１は、螺合孔部６６に螺合して、チャック押上部材７８にチャック押上力を付与する、雄ネジである。雄ネジは、螺合孔部６６に螺合する雄ネジを有する側面と、凹部７６を有する一端部７２と、マイナス・ドライバーの先端が入るようにフライス・カッターで加工した凹状の溝７５を有する他端部７３とを有する。雄ネジは、例えば、すりわり付きくぼみ先止めネジが好ましい。 The push-up force applying mechanism 71 is a male screw that is screwed into the screw hole 66 and applies a chuck push-up force to the chuck push-up member 78. The male screw has a side surface having a male screw to be screwed into the screw hole 66, one end portion 72 having a concave portion 76, and a concave groove 75 processed by a milling cutter so that the tip of a minus driver is inserted. And the other end 73. The male screw is preferably, for example, a slotted set screw.
絶縁シート４０は、接着層５０と冷却ベース部６０との間において、押上用貫通孔６５の静電チャック部２０側の開口を覆わないように、冷却ベース部６０の上面６２（表面）に接着している。このため、絶縁シート４０には、チャック押上機構７０のピン７８ａが摺動可能な孔を有するので、ピン７８ａの側面がその孔に密接した状態で、ピン７８ａが、ヒータ部３０の他主面３４、すなわち、チャック押上箇所Ｐに直接当接した状態にすることができる。 The insulating sheet 40 is bonded to the upper surface 62 (surface) of the cooling base 60 so as not to cover the opening on the electrostatic chuck 20 side of the push-up through hole 65 between the adhesive layer 50 and the cooling base 60. doing. For this reason, since the insulating sheet 40 has a hole in which the pin 78a of the chuck push-up mechanism 70 can slide, the pin 78a is in contact with the hole in the state where the side surface of the pin 78a is in close contact with the hole. 34, that is, it can be in a state of being in direct contact with the chuck push-up point P.
以上の静電チャック装置１０は、以下のようにして、載置面の広がる水平方向において、載置面の温度のムラの発生を抑える。 The electrostatic chuck device 10 described above suppresses the occurrence of uneven temperature on the mounting surface in the horizontal direction in which the mounting surface spreads as follows.
先ず、静電チャック部２０の載置面の温度を、サーモグラフ等で測定を行うことにより、例えば、温度の低い載置面の位置を特定する。そして、載置面の温度が均一にするために、接着層５０の厚さを変えたい部分に近いチャック押上機構７０を特定する。 First, the temperature of the mounting surface of the electrostatic chuck unit 20 is measured by a thermograph or the like, for example, the position of the mounting surface having a low temperature is specified. And in order to make the temperature of a mounting surface uniform, the chuck | zipper push-up mechanism 70 close | similar to the part which wants to change the thickness of the contact bonding layer 50 is specified.
次に、特定されたチャック押上機構７０の溝７５に、マイナス・ドライバーの先端を挿入し、マイナス・ドライバーを回転させる。これにより、押上力付与機構７１である雄ネジが回転し、螺合孔部６６の螺合に従って押上力付与機構７１が静電チャック部２０側に移動する。
このとき、押上力付与機構７１は、押上力付与機構７１の移動に伴って、凹部７６に回転摺動可能に当接しているピン７８ｂを押し上げ、ピン７８ｂに押し上げ力を付与する。そしてピン７８ｂに作用した押し上げ力は、チャック押上弾性部材７７、ピン７８ａを介して、ヒータ部３０の他主面３４ひいては、静電チャック部２０に作用し、静電チャック部２０を押し上げる。つまり、チャック押上機構７０は、チャック押上箇所Ｐを押し上げ、チャック押上部材７８にチャック押上力を付与する。
このように、チャック押上機構７０は、静電チャック部２０が冷却ベース部６０から離れるように、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側のチャック押上箇所Ｐを押し上げる押し上げ機構として作用する。
Next, the tip of a minus driver is inserted into the groove 75 of the specified chuck push-up mechanism 70, and the minus driver is rotated. Thereby, the male screw which is the push-up force applying mechanism 71 rotates, and the push-up force applying mechanism 71 moves to the electrostatic chuck portion 20 side according to the screwing of the screwing hole portion 66.
At this time, as the push-up force applying mechanism 71 moves, the push-up force applying mechanism 71 pushes up the pin 78b that is in contact with the recess 76 so as to be able to rotate and slide, and applies a push-up force to the pin 78b. The push-up force acting on the pin 78b acts on the other main surface 34 of the heater section 30 and the electrostatic chuck section 20 via the chuck push-up elastic member 77 and the pin 78a, and pushes up the electrostatic chuck section 20. That is, the chuck push-up mechanism 70 pushes up the chuck push-up point P and applies a chuck push-up force to the chuck push-up member 78.
Thus, the chuck push-up mechanism 70 acts as a push-up mechanism that pushes up the chuck push-up location P on the cooling base portion 60 side of the electrostatic chuck portion 20 so that the electrostatic chuck portion 20 is separated from the cooling base portion 60.
こうして、静電チャック装置１０は、接着層５０のうち所望する部分の接着層５０の厚さを変化させることができるので、載置面の広がる水平方向において、静電チャック部２０の載置面の温度のムラの発生を抑えることができる。 Thus, since the electrostatic chuck device 10 can change the thickness of the adhesive layer 50 at a desired portion of the adhesive layer 50, the mounting surface of the electrostatic chuck unit 20 in the horizontal direction in which the mounting surface spreads. The occurrence of uneven temperature can be suppressed.
図２を参照して、本発明に係る静電チャック装置１０ａの説明をする。
図２に示すように、静電チャック装置１０ａは、静電チャック部２０と、冷却ベース部６０と、接着層５０と、絶縁シート４１と、絶縁シート押上機構８０とを備える。
The electrostatic chuck apparatus 10a according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the electrostatic chuck device 10 a includes an electrostatic chuck unit 20, a cooling base unit 60, an adhesive layer 50, an insulating sheet 41, and an insulating sheet push-up mechanism 80.
静電チャック装置１０ａは、絶縁シート４０の代わりに絶縁シート４１を用い、チャック押上機構７０の代わりに絶縁シート押上機構８０を用い、凹部６９及びセラミックリング１１０がないこと以外は、静電チャック装置１０と同じである。 The electrostatic chuck device 10a uses an insulating sheet 41 instead of the insulating sheet 40, uses an insulating sheet push-up mechanism 80 instead of the chuck push-up mechanism 70, and has no recess 69 and ceramic ring 110. 10 is the same.
絶縁シート４１は、押上用貫通孔６５の静電チャック部２０側の開口を覆う絶縁シートである点で、押上用貫通孔６５の静電チャック部２０側の開口を覆わない絶縁シート４０と異なる。絶縁シート４１のうち押上用貫通孔６５の静電チャック部２０側の開口を覆う部分はシート押上箇所Ｑとされる。 The insulating sheet 41 is an insulating sheet that covers the opening of the push-up through hole 65 on the electrostatic chuck portion 20 side, and is different from the insulating sheet 40 that does not cover the opening of the push-up through hole 65 on the electrostatic chuck portion 20 side. . A portion of the insulating sheet 41 that covers the opening on the electrostatic chuck portion 20 side of the push-up through hole 65 is a sheet push-up location Q.
絶縁シート押上機構８０は、押上用貫通孔６５の摺動孔部６７を摺動しながらシート押上箇所Ｑを押し上げる絶縁シート押上部材８４と、絶縁シート押上部材８４に絶縁シート押上力を付与する押上力付与機構７１と、シート押上箇所Ｑと絶縁シート押上部材８４との間に配置された絶縁シート押上弾性部材８６とを有する。絶縁シート押上機構８０は、さらに、シート押上箇所Ｑと絶縁シート押上弾性部材８６との間に配置された絶縁シート保護層８９を有する。
絶縁シート押上部材８４及び絶縁シート押上弾性部材８６は、それぞれ、ピン７８ａ及びチャック押上弾性部材７７と同じ構成であることが好ましい。
絶縁シート保護層８９は、絶縁シート４１の傷防止用に用いられ、絶縁性及び弾力性を有する材料で形成されていることが好ましく、例えば、円盤状のゴムである。
The insulating sheet push-up mechanism 80 includes an insulating sheet push-up member 84 that pushes up the sheet push-up location Q while sliding the sliding hole portion 67 of the push-up through hole 65, and a push-up that applies an insulation sheet push-up force to the insulating sheet push-up member 84. A force applying mechanism 71 and an insulating sheet push-up elastic member 86 disposed between the sheet push-up location Q and the insulating sheet push-up member 84 are provided. The insulating sheet push-up mechanism 80 further includes an insulating sheet protective layer 89 disposed between the sheet push-up location Q and the insulating sheet push-up elastic member 86.
It is preferable that the insulating sheet push-up member 84 and the insulating sheet push-up elastic member 86 have the same configuration as the pin 78a and the chuck push-up elastic member 77, respectively.
The insulating sheet protective layer 89 is used for preventing scratches on the insulating sheet 41 and is preferably formed of a material having insulating properties and elasticity, for example, disc-shaped rubber.
絶縁シート押上機構８０は、接着層５０のうち、チャック押上箇所Ｐとシート押上箇所Ｑとの間の接着層５０ａの厚さが薄くなるように、シート押上箇所Ｑをチャック押上箇所Ｐに向けて押し上げるので、静電チャック部２０と冷却ベース部６０との間の接着層５０ａは、接着層５０ａの厚さを薄くする圧縮力が作用することになる。
接着層５０ａの厚さを薄くしようとする圧縮力は、静電チャック部２０のチャック押上箇所Ｐに作用し、静電チャック部２０は、冷却ベース部６０から離れようとする。
静電チャック部２０が冷却ベース部６０から離れるように押し上げられると、接着層５０のうち、チャック押上箇所Ｐとシート押上箇所Ｑとの間の周辺部の接着層５０ｂは広げられ、接着層５０ｂの厚さが厚くなる引っ張り応力が作用する。
そこで、接着層５０は、接着層５０の厚さを薄くする圧縮力、接着層５０の厚さを厚くする引っ張り応力に対して、弾性変形可能な、ヤング率、強度、厚さを有することが好ましい。
具体的には、チャック押上箇所Ｐとシート押上箇所Ｑとの間の周辺部の接着層５０ｂ、すなわち、接着層５０は、５μｍ以上、好ましくは１０から３０μｍ、厚さを厚くすることができるヤング率、強度、厚さを有することが好ましい。
なお、チャック押上箇所Ｐにおける接着層５０の冷却能力は低いため、チャック押上箇所Ｐとシート押上箇所Ｑとの間の接着層５０ａが圧縮されても、静電チャック部２０の冷却には、殆ど影響しない。しかし、チャック押上箇所Ｐを押し上げて、チャック押上箇所Ｐとシート押上箇所Ｑとの間の周辺部のうち、冷却ベース部６０に接着されている周辺部の接着層５０ｂが厚くなると、押し上げた部分の静電チャック部２０の温度は上昇する。
The insulating sheet push-up mechanism 80 directs the sheet push-up location Q toward the chuck push-up location P so that the thickness of the adhesive layer 50a between the chuck push-up location P and the sheet push-up location Q in the adhesive layer 50 is reduced. Since it is pushed up, the adhesive layer 50a between the electrostatic chuck part 20 and the cooling base part 60 is subjected to a compressive force that reduces the thickness of the adhesive layer 50a.
The compressive force for reducing the thickness of the adhesive layer 50 a acts on the chuck push-up location P of the electrostatic chuck portion 20, and the electrostatic chuck portion 20 tends to move away from the cooling base portion 60.
When the electrostatic chuck portion 20 is pushed up away from the cooling base portion 60, the adhesive layer 50b in the peripheral portion between the chuck push-up location P and the sheet push-up location Q in the adhesive layer 50 is expanded, and the adhesive layer 50b. The tensile stress that increases the thickness of the film acts.
Therefore, the adhesive layer 50 has a Young's modulus, strength, and thickness that can be elastically deformed against a compressive force that reduces the thickness of the adhesive layer 50 and a tensile stress that increases the thickness of the adhesive layer 50. preferable.
Specifically, the adhesive layer 50b in the peripheral portion between the chuck push-up point P and the sheet push-up point Q, that is, the adhesive layer 50 is 5 μm or more, preferably 10 to 30 μm, and the thickness can be increased. It is preferable to have a rate, strength, and thickness.
Since the cooling capacity of the adhesive layer 50 at the chuck push-up location P is low, even when the adhesive layer 50a between the chuck push-up location P and the sheet push-up location Q is compressed, the electrostatic chuck 20 is hardly cooled. It does not affect. However, when the chuck push-up point P is pushed up and the peripheral portion between the chuck push-up point P and the sheet push-up point Q becomes thicker in the peripheral adhesive layer 50b bonded to the cooling base 60, the pushed-up portion The temperature of the electrostatic chuck portion 20 rises.
以上の静電チャック装置１０ａは、以下のようにして、載置面の広がる水平方向において、載置面の温度のムラの発生を抑える。 The electrostatic chuck device 10a described above suppresses the occurrence of uneven temperature on the mounting surface in the horizontal direction in which the mounting surface spreads as follows.
図３に示すように、接着層５０の厚さを変えたい部分の近傍にある絶縁シート押上機構８０の溝７５に、マイナス・ドライバーの先端を挿入し、マイナス・ドライバーを回転させる。これにより、押上力付与機構７１である雄ネジが回転し、螺合孔部６６の螺合に従って押上力付与機構７１である雄ネジが静電チャック部２０側に移動すると共に、絶縁シート押上部材８４も静電チャック部２０側に移動する。また、絶縁シート押上部材８４が静電チャック部２０側に移動するので、絶縁シート押上弾性部材８６及び絶縁シート保護層８９も静電チャック部２０側に移動すし、絶縁シート４１のシート押上箇所Ｑを距離βだけチャック押上箇所Ｐに向けて押し上げる。
このように、絶縁シート押上機構８０は、シート押上箇所Ｑをチャック押上箇所Ｐに向けて押し上げる押上機構として作用する。
As shown in FIG. 3, the tip of a minus driver is inserted into the groove 75 of the insulating sheet push-up mechanism 80 near the portion where the thickness of the adhesive layer 50 is to be changed, and the minus driver is rotated. As a result, the male screw which is the push-up force applying mechanism 71 rotates, and the male screw which is the push-up force applying mechanism 71 moves to the electrostatic chuck portion 20 side according to the screwing of the screwing hole 66, and the insulating sheet push-up member 84 also moves to the electrostatic chuck 20 side. Further, since the insulating sheet push-up member 84 moves to the electrostatic chuck portion 20 side, the insulating sheet push-up elastic member 86 and the insulating sheet protective layer 89 also move to the electrostatic chuck portion 20 side, and the sheet push-up location Q of the insulating sheet 41 Is pushed up toward the chuck push-up point P by a distance β.
Thus, the insulating sheet push-up mechanism 80 acts as a push-up mechanism that pushes the sheet push-up location Q toward the chuck push-up location P.
シート押上箇所Ｑがある接着層５０はシート押上箇所Ｑとチャック押上箇所Ｐとにはさまれているので、接着層５０が弾性変形をすると共に、弾性力、すなわち、チャック押上力をチャック押上箇所Ｐに向けて発揮する。
チャック押上箇所Ｐで受けたチャック押上力は、ヒータ部３０を介して静電チャック部２０に作用し、チャック押上箇所Ｐにおける静電チャック部２０を距離αだけ冷却ベース部６０から離れると共に、静電チャック部２０の全体又は静電チャック部２０のチャック押上箇所Ｐがある付近（図３において、静電チャック部２０の中央から左側）が傾斜する。
Since the adhesive layer 50 having the sheet push-up location Q is sandwiched between the sheet push-up location Q and the chuck push-up location P, the adhesive layer 50 is elastically deformed and elastic force, that is, the chuck push-up force is applied to the chuck push-up location. Demonstrate toward P.
The chuck push-up force received at the chuck push-up point P acts on the electrostatic chuck unit 20 through the heater unit 30, and the electrostatic chuck unit 20 at the chuck push-up point P is separated from the cooling base unit 60 by a distance α, and The entire electric chuck part 20 or the vicinity where the chuck push-up point P of the electrostatic chuck part 20 is present (in FIG. 3, the left side from the center of the electrostatic chuck part 20) is inclined.
このように、絶縁シート押上機構８０がシート押上箇所Ｑをチャック押上箇所Ｐに向けて押し上げることによって、押し上げられたチャック押上箇所Ｐとシート押上箇所Ｑとの間の接着層５０ａが弾性変形し、その接着層５０の厚さを薄くすることができるので、載置面の広がる水平方向において、静電チャック部２０の載置面の温度のムラの発生を抑えることができる。 Thus, when the insulating sheet push-up mechanism 80 pushes the sheet push-up location Q toward the chuck push-up location P, the adhesive layer 50a between the pushed-up chuck push-up location P and the sheet push-up location Q is elastically deformed, Since the thickness of the adhesive layer 50 can be reduced, the occurrence of uneven temperature on the mounting surface of the electrostatic chuck portion 20 can be suppressed in the horizontal direction in which the mounting surface spreads.
また、静電チャック装置１０ａは、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側の所定のチャック押上箇所Ｐと絶縁シート４１のうち押上用貫通孔６５を覆っているシート押上箇所Ｑとの間の周辺部の接着層５０ｂの厚さが厚くなるように、シート押上箇所Ｑをチャック押上箇所Ｐに向けて押し上げる絶縁シート押上機構８０を備える。このため、絶縁シート押上機構８０がシート押上箇所Ｑをチャック押上箇所Ｐに向けて押し上げることによって、チャック押上箇所Ｐとシート押上箇所Ｑとの間の周辺部の接着層５０ｂが弾性変形し、その接着層５０ｂの厚さを厚くすることができるので、載置面２２の広がる水平方向において、静電チャック部２０の載置面２２の温度のムラの発生を抑えることができる。 Further, the electrostatic chuck device 10a is provided between a predetermined chuck push-up location P on the cooling base portion 60 side of the electrostatic chuck portion 20 and a sheet push-up location Q covering the push-up through hole 65 in the insulating sheet 41. An insulating sheet push-up mechanism 80 is provided to push up the sheet push-up location Q toward the chuck push-up location P so that the thickness of the adhesive layer 50b in the peripheral portion is increased. For this reason, when the insulating sheet push-up mechanism 80 pushes the sheet push-up location Q toward the chuck push-up location P, the adhesive layer 50b in the peripheral portion between the chuck push-up location P and the sheet push-up location Q is elastically deformed. Since the thickness of the adhesive layer 50b can be increased, it is possible to suppress the occurrence of uneven temperature on the mounting surface 22 of the electrostatic chuck portion 20 in the horizontal direction in which the mounting surface 22 spreads.
図４を参照して、本発明に係る静電チャック装置１０ｂの説明をする。
図４に示すように、静電チャック装置１０ｂは、静電チャック部２０の内部に静電吸着用電極９０を有すること以外は、静電チャック装置１０ａと同じである。
The electrostatic chuck device 10b according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the electrostatic chuck device 10 b is the same as the electrostatic chuck device 10 a except that an electrostatic chuck electrode 90 is provided inside the electrostatic chuck portion 20.
静電吸着用電極９０は、静電チャック本体部２１の内部に形成された吸着用電極部９１と、静電チャック本体部２１の他主面２４に形成された露出電極部９５と、吸着用電極部９１と露出電極部９５とを電気的に接続する接続電極部９２とを有する。露出電極部９５は、例えば、一主面９６及び他主面９７を有する円盤形状を有する電極である。 The electrostatic chucking electrode 90 includes a chucking electrode 91 that is formed inside the electrostatic chuck main body 21, an exposed electrode 95 that is formed on the other main surface 24 of the electrostatic chuck main body 21, and a chucking electrode. A connection electrode portion 92 that electrically connects the electrode portion 91 and the exposed electrode portion 95 is provided. The exposed electrode portion 95 is, for example, an electrode having a disk shape having one main surface 96 and another main surface 97.
露出電極部９５は、静電チャック部２０の一主面２２（載置面）とは反対側の他主面２４（裏面）に貼り付けられている。
また、露出電極部９５の一主面９６は、静電チャック部２０の一主面２２（載置面）とは反対側の他主面２４に対向し、他主面９７は、シート押上箇所Ｑと対向するように、冷却ベース部６０側に向いている。つまり、他主面９７は、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側の一部を構成している。
つまり、チャック押上箇所Ｐは、静電吸着用電極９０のうち静電チャック本体部２１の他主面２４（裏面）から露出している露出電極部９５の所定の位置とされる。
The exposed electrode portion 95 is affixed to the other main surface 24 (back surface) opposite to the one main surface 22 (mounting surface) of the electrostatic chuck portion 20.
Further, the one main surface 96 of the exposed electrode portion 95 faces the other main surface 24 opposite to the one main surface 22 (mounting surface) of the electrostatic chuck portion 20, and the other main surface 97 is a sheet push-up location. It faces the cooling base 60 side so as to face Q. That is, the other main surface 97 constitutes a part of the electrostatic chuck portion 20 on the cooling base portion 60 side.
That is, the chuck push-up location P is a predetermined position of the exposed electrode portion 95 exposed from the other main surface 24 (back surface) of the electrostatic chuck main body portion 21 in the electrostatic chucking electrode 90.
以上の静電チャック装置１０ｂは、静電チャック装置１０ａと同様に作用するので、載置面の広がる水平方向において、載置面の温度のムラの発生を抑えることができる。 Since the electrostatic chuck device 10b described above operates in the same manner as the electrostatic chuck device 10a, it is possible to suppress the occurrence of uneven temperature on the mounting surface in the horizontal direction where the mounting surface spreads.
図５を参照して、本発明に係る静電チャック装置１０ｃの説明をする。
図５に示すように、静電チャック装置１０ｃは、押上用貫通孔６５を押上用貫通孔１００としていること、絶縁シート押上機構８０の代わりに流体供給手段Ｃを用いていること以外は、静電チャック装置１０ａと同じである。
The electrostatic chuck device 10c according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the electrostatic chuck device 10 c is static except that the push-up through hole 65 is used as the push-up through hole 100 and the fluid supply means C is used instead of the insulating sheet push-up mechanism 80. It is the same as the electric chuck device 10a.
流体供給手段Ｃは、押上用貫通孔１００に、気体や液体のような流体を供給するコンプレッサーである。
流体供給手段Ｃは、押上用貫通孔１００に取り外し可能に気密的に接続され、押上用貫通孔１００を覆うシート押上箇所Ｑとは反対側（下面６４）の開口から気体や液体のような流体を供給する。
The fluid supply means C is a compressor that supplies a fluid such as gas or liquid to the push-up through hole 100.
The fluid supply means C is detachably and hermetically connected to the push-up through hole 100, and fluid such as gas or liquid from the opening on the opposite side (lower surface 64) to the sheet push-up point Q that covers the push-up through hole 100. Supply.
押上用貫通孔１００は、冷却ベース部６０の上面６２及び下面６４に開口している。押上用貫通孔１００は、上面６２に開口を有する流体押圧孔部１０２と、流体押圧孔部１０２に連通し下面６４に開口を有する流体供給孔部１０４とを備える。流体押圧孔部１０２は、シート押上箇所Ｑと同じ大きさの開口が上面６２に形成されるように、流体供給孔部１０４より大径である。
なお、押上用貫通孔１００の流体押圧孔部１０２の上面６２側の開口は、シート押上箇所Ｑで覆われている。
The push-up through hole 100 opens on the upper surface 62 and the lower surface 64 of the cooling base portion 60. The push-up through-hole 100 includes a fluid pressing hole portion 102 having an opening on the upper surface 62 and a fluid supply hole portion 104 communicating with the fluid pressing hole portion 102 and having an opening on the lower surface 64. The fluid pressing hole portion 102 has a larger diameter than the fluid supply hole portion 104 so that an opening having the same size as the sheet pressing portion Q is formed in the upper surface 62.
The opening on the upper surface 62 side of the fluid pressing hole portion 102 of the lifting through hole 100 is covered with a sheet lifting position Q.
以上の静電チャック装置１０ｃは、以下のようにして、載置面の広がる水平方向において、載置面の温度のムラの発生を抑える。 The electrostatic chuck device 10c described above suppresses the occurrence of uneven temperature on the mounting surface in the horizontal direction in which the mounting surface spreads as follows.
流体供給手段Ｃから流体を押上用貫通孔１００に供給すると、押上用貫通孔１００内の流体圧が静電チャック装置１０ｃの外部の気圧よりも高くなり、流耐圧が絶縁シート押上力としてシート押上箇所Ｑを押し上げる。
こうして、静電チャック装置１０ｃは、静電チャック装置１０ａと同様に作用するので、載置面の広がる水平方向において、載置面の温度のムラの発生を抑えることができる。
When the fluid is supplied from the fluid supply means C to the push-up through hole 100, the fluid pressure in the push-up through hole 100 becomes higher than the atmospheric pressure outside the electrostatic chuck device 10c, and the flow withstand pressure is increased as the insulation sheet push-up force. Push point Q up.
Thus, since the electrostatic chuck device 10c acts in the same manner as the electrostatic chuck device 10a, the occurrence of uneven temperature on the mounting surface can be suppressed in the horizontal direction where the mounting surface spreads.
以上の説明から明らかなように、静電チャック装置１０は、静電チャック部２０が冷却ベース部６０から離れるように、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側の所定のチャック押上箇所Ｐを押し上げるチャック押上機構７０を備える。このため、チャック押上機構７０が静電チャック部２０のチャック押上箇所Ｐを押し上げることによって、接着層５０のうち所望する部分の接着層５０の厚さを変化させることができるので、載置面の広がる水平方向において、静電チャック部２０の載置面の温度のムラの発生を抑えることができる。 As is clear from the above description, the electrostatic chuck device 10 sets the predetermined chuck push-up location P on the cooling base portion 60 side of the electrostatic chuck portion 20 so that the electrostatic chuck portion 20 is separated from the cooling base portion 60. A chuck push-up mechanism 70 for pushing up is provided. For this reason, since the chuck push-up mechanism 70 pushes up the chuck push-up portion P of the electrostatic chuck portion 20, the thickness of the adhesive layer 50 in a desired portion of the adhesive layer 50 can be changed. In the expanding horizontal direction, it is possible to suppress the occurrence of uneven temperature on the mounting surface of the electrostatic chuck unit 20.
また、静電チャック装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側の所定のチャック押上箇所Ｐと絶縁シート４１のうち押上用貫通孔６５又は押上用貫通孔１００を覆っているシート押上箇所Ｑとの間の接着層５０の厚さが薄くなるように、シート押上箇所Ｑをチャック押上箇所Ｐに向けて押し上げる絶縁シート押上機構８０又は流体供給手段Ｃを備える。このため、絶縁シート押上機構８０又は流体供給手段Ｃがシート押上箇所Ｑをチャック押上箇所Ｐに向けて押し上げることによって、押し上げられたチャック押上箇所Ｐとシート押上箇所Ｑとの間の接着層５０が弾性変形し、その接着層５０の厚さを薄くすることができるので、載置面の広がる水平方向において、静電チャック部の載置面の温度のムラの発生を抑えることができる。 The electrostatic chuck devices 10 a, 10 b, and 10 c cover a predetermined chuck push-up location P on the cooling base portion 60 side of the electrostatic chuck portion 20 and the push-up through hole 65 or the push-up through hole 100 in the insulating sheet 41. An insulating sheet push-up mechanism 80 or a fluid supply means C that pushes the sheet push-up location Q toward the chuck push-up location P is provided so that the thickness of the adhesive layer 50 between the sheet push-up location Q is reduced. For this reason, when the insulating sheet push-up mechanism 80 or the fluid supply means C pushes the sheet push-up point Q toward the chuck push-up point P, the adhesive layer 50 between the pushed-up chuck push-up point P and the sheet push-up point Q is formed. Since the elastic deformation can be performed and the thickness of the adhesive layer 50 can be reduced, it is possible to suppress the occurrence of uneven temperature on the mounting surface of the electrostatic chuck portion in the horizontal direction in which the mounting surface spreads.
本発明は、上述の実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
例えば、図３の紙面において、静電チャック装置１０ａの左側の絶縁シート押上機構８０を操作したが、静電チャック装置１０ａの右側の絶縁シート押上機構８０も操作してもよい。この場合、静電チャック部２０は、図３の紙面の中央から左右に進むに従って冷却ベース部６０から離れるＶ字状に変形する。
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, although the insulating sheet push-up mechanism 80 on the left side of the electrostatic chuck device 10a is operated on the paper surface of FIG. 3, the right insulating sheet push-up mechanism 80 on the electrostatic chuck device 10a may be operated. In this case, the electrostatic chuck portion 20 is deformed into a V shape that is separated from the cooling base portion 60 as it proceeds from the center of the sheet of FIG.
例えば、静電チャック装置１０ｂにおいて、静電吸着用電極９０の吸着用電極部９１は静電チャック本体部２１の内部に形成されたとして説明したが、載置面とは反対側、すなわち、他主面２４に設けられていても良い。 For example, in the electrostatic chuck device 10b, it has been described that the suction electrode portion 91 of the electrostatic suction electrode 90 is formed inside the electrostatic chuck main body portion 21, but the opposite side from the mounting surface, that is, other It may be provided on the main surface 24.
また、静電チャック装置１０において、絶縁シート４０は、接着層５０と冷却ベース部６０との間において、押上用貫通孔６５の静電チャック部２０側の開口を覆わないように、冷却ベース部６０の上面６２（表面）に接着しているとして説明したが、押上用貫通孔６５の静電チャック部２０側の開口を覆う絶縁シート４１を用いても良い。この場合、チャック押上機構７０は、絶縁シート４１のシート押上箇所Ｑを介してチャック押上箇所Ｐを押し上げる。 Further, in the electrostatic chuck device 10, the insulating sheet 40 is provided between the adhesive layer 50 and the cooling base portion 60 so as not to cover the opening on the electrostatic chuck portion 20 side of the push-up through hole 65. Although it has been described that it is adhered to the upper surface 62 (surface) of 60, an insulating sheet 41 that covers the opening on the electrostatic chuck portion 20 side of the push-up through hole 65 may be used. In this case, the chuck push-up mechanism 70 pushes up the chuck push-up location P via the sheet push-up location Q of the insulating sheet 41.
また、静電チャック装置１０ｃにおいて、冷却ベース部６０の上面６２側に複数の窪みを形成し、流体供給手段Ｃからの流体をその複数の窪みから選択した窪みに供給してもよい。 Further, in the electrostatic chuck device 10c, a plurality of depressions may be formed on the upper surface 62 side of the cooling base 60, and the fluid from the fluid supply means C may be supplied to the depressions selected from the plurality of depressions.
また、ヒータ部３０は、静電チャック部２０の他主面２４に形成されているとして説明したが、静電チャック部２０の内部に形成されていてもよい。この場合、チャック押上箇所Ｐは、静電チャック部２０の他主面２４の所定の箇所となる。 Further, although the heater unit 30 has been described as being formed on the other main surface 24 of the electrostatic chuck unit 20, the heater unit 30 may be formed inside the electrostatic chuck unit 20. In this case, the chuck push-up location P is a predetermined location on the other main surface 24 of the electrostatic chuck portion 20.
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 静電チャック装置
２０ 静電チャック部
２１ 静電チャック本体部
２２ 静電チャック本体部の一主面
２４ 静電チャック本体部の他主面
３０ ヒータ部
３２ ヒータ部の一主面
３４ ヒータ部の他主面
４０ 開口を覆わない絶縁シート
４１ 開口を覆う絶縁シート
５０ 接着層
５０ａ チャック押上箇所とシート押上箇所との間の接着層
５０ｂ チャック押上箇所とシート押上箇所との間の周辺部の接着層
６０ 冷却ベース部
６２ 冷却ベース部の上面
６４ 冷却ベース部の下面
６５ 押上用貫通孔
６６ 押上用貫通孔の螺合孔部
６７ 押上用貫通孔の摺動孔部
６８ 冷却ベース部の冷却用流路
６９ 冷却ベース部の凹部
７０ チャック押上機構
７１ 押上力付与機構（雄ネジ）
７２ 押上力付与機構の一端部
７３ 押上力付与機構の他端部
７５ 押上力付与機構の凹状の溝
７６ 押上力付与機構の凹部
７７ チャック押上弾性部材
７８ チャック押上部材
７８ａ、７８ｂ チャック押上部材のピン
８０ 絶縁シート押上機構
８４ 絶縁シート押上機構の絶縁シート押上部材
８６ 絶縁シート押上機構の絶縁シート押上弾性部材
８９ 絶縁シート押上機構の絶縁シート保護層
９０ 静電吸着用電極
９１ 静電吸着用電極の吸着用電極部
９２ 静電吸着用電極の接続電極部
９５ 静電吸着用電極の露出電極部
９６ 露出電極部の一主面
９７ 露出電極部の他主面
１００ 押上用貫通孔
１０２ 押上用貫通孔の流体押圧孔部
１０４ 押上用貫通孔の流体供給孔部
１１０ セラミックリング
Ｃ 流体供給手段
Ｐ 静電チャック部のチャック押上箇所
Ｑ 絶縁シートのシート押上箇所
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a, 10b, 10c Electrostatic chuck apparatus 20 Electrostatic chuck part 21 Electrostatic chuck main body part 22 One main surface of electrostatic chuck main body part 24 Other main surface of electrostatic chuck main body part 30 Heater part 32 One heater part Main surface 34 Other main surface of heater section 40 Insulating sheet that does not cover opening 41 Insulating sheet that covers opening 50 Adhesive layer 50a Adhesive layer between chuck push-up location and sheet push-up location 50b Between chuck push-up location and sheet push-up location 60 Cooling base part 62 Upper surface of cooling base part 64 Lower surface of cooling base part 65 Push-up through hole 66 Screw-in hole part of push-up through hole 67 Sliding hole part of push-up through hole 68 Cooling base Cooling channel for cooling part 69 Recessed part of cooling base part 70 Chuck push-up mechanism 71 Push-up force applying mechanism (male thread)
72 One end portion of the push-up force applying mechanism 73 Other end portion of the push-up force applying mechanism 75 Recessed groove of the push-up force applying mechanism 76 Recessed portion of the push-up force applying mechanism 77 Chuck push-up elastic member 78 Chuck push-up members 78a, 78b Chuck push-up member pins 80 Insulating Sheet Pushing Mechanism 84 Insulating Sheet Pushing Member for Insulating Sheet Pushing Mechanism 86 Insulating Sheet Pushing Elastic Member for Insulating Sheet Pushing Mechanism 89 Insulating Sheet Protection Layer for Insulating Sheet Pushing Mechanism 90 Electrostatic Suction Electrode 91 Suction Electrostatic Suction Electrode Electrode portion 92 Electrode electrode connection electrode portion 95 Electrostatic adsorption electrode exposed electrode portion 96 One main surface of exposed electrode portion 97 Other main surface of exposed electrode portion 100 Push-up through hole 102 Push-up through hole Fluid pressure hole 104 Fluid supply hole part of push-up through hole 110 Ceramic ring C Fluid supply means P Chuck push-up of electrostatic chuck part Sheet push-up portion of the Tokoro Q insulating sheet
Claims (5)
押上用貫通孔を有し、前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却ベース部とが接着するように、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に形成された接着層と、
前記押上用貫通孔内に設けられたチャック押上機構と、を備え、
前記チャック押上機構は、前記静電チャック部が前記冷却ベース部から離れるように、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側の所定のチャック押上箇所を押し上げる、静電チャック装置。 An electrostatic chuck portion including an electrostatic chuck main body portion having a placement surface on which a plate-like sample is placed;
A cooling base portion having a push-up through hole and cooling the electrostatic chuck portion;
An adhesive layer formed between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion so that the electrostatic chuck portion and the cooling base portion are bonded;
A chuck lifting mechanism provided in the lifting through-hole,
The electrostatic chuck apparatus, wherein the chuck push-up mechanism pushes up a predetermined chuck push-up portion on the cooling base portion side of the electrostatic chuck portion so that the electrostatic chuck portion is separated from the cooling base portion.
前記チャック押上機構は、前記チャック押上箇所を押し上げる、請求項１に記載の静電チャック装置。 Furthermore, an insulating sheet adhered to the surface of the cooling base portion is provided between the adhesive layer and the cooling base portion so as not to cover the opening on the electrostatic chuck portion side of the push-up through hole,
The electrostatic chuck apparatus according to claim 1, wherein the chuck lifting mechanism pushes up the chuck lifting position.
押上用貫通孔を有し、前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却ベース部とが接着するように、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に形成された接着層と、
前記接着層と前記冷却ベース部との間において、前記押上用貫通孔を覆うように、前記冷却ベース部の前記静電チャック部側に接着した絶縁シートと、
前記押上用貫通孔内に設けられた絶縁シート押上機構と、を備え、
前記絶縁シート押上機構は、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側の所定のチャック押上箇所と前記絶縁シートのうち前記押上用貫通孔を覆っているシート押上箇所との間の接着層の厚さが薄くなるように、前記シート押上箇所を前記チャック押上箇所に向けて押し上げる、静電チャック装置。 An electrostatic chuck portion including an electrostatic chuck main body portion having a placement surface on which a plate-like sample is placed;
A cooling base portion having a push-up through hole and cooling the electrostatic chuck portion;
An adhesive layer formed between the electrostatic chuck portion and the cooling base portion so that the electrostatic chuck portion and the cooling base portion are bonded;
Between the adhesive layer and the cooling base portion, an insulating sheet adhered to the electrostatic chuck portion side of the cooling base portion so as to cover the push-up through hole;
An insulating sheet push-up mechanism provided in the push-up through hole,
The insulating sheet push-up mechanism has a thickness of an adhesive layer between a predetermined chuck push-up location on the cooling base portion side of the electrostatic chuck portion and a sheet push-up location covering the push-through hole in the insulating sheet. An electrostatic chuck device that pushes up the sheet push-up part toward the chuck push-up part so as to be thin.
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