JP6524098B2 - Electrostatic chuck, chamber and method of manufacturing electrostatic chuck - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置の製造分野に関し、特に静電チャック、チャンバ及び静電チャックの製造方法に関する。   The present invention relates to the field of manufacturing semiconductor devices, and more particularly to an electrostatic chuck, a chamber, and a method of manufacturing an electrostatic chuck.

一般的に、チャックは、半導体の製造中において、プロセス過程に発生するウエハの移動又は位置ずれ現象を回避するために、ウエハを積載して固定するのに用いられる。静電チャックは、ウエハに対する機械的接触を減少させ、ウエハを効果的に加工可能な面積を拡大するなどの優位性を有するため、プロセスチャンバにおいて、よく静電チャックを使用してウエハを積載して固定する。   In general, a chuck is used to load and fix a wafer during the manufacture of a semiconductor in order to avoid the movement or misalignment of the wafer occurring in the process. Because electrostatic chucks have the advantage of reducing mechanical contact to the wafer and increasing the area that can be effectively processed on the wafer, the wafer is often loaded using the electrostatic chuck in the process chamber. Fix it.

従来のチャックの構成は、図１に示すように、チャックベース５に下から上へ順に断熱接着層４、ヒータ３、金属層２と絶縁層１が設置され、絶縁層１の内部には２つの電極６が設置され、該２つの電極６は外部直流電源の正負の極に接続可能であるため、静電引力を発生して絶縁層１に載置されたウエハを固定することができる。ヒータ３には抵抗線が設置され、通電後に熱を発生してウエハを加熱することができ、加熱効率を向上させるために、ヒータ３とチャックベース５との間に断熱接着層４を設置し、チャックベース５への熱の伝達を阻止している。   In the conventional chuck, as shown in FIG. 1, the heat insulating adhesive layer 4, the heater 3, the metal layer 2 and the insulating layer 1 are disposed on the chuck base 5 in order from bottom to top. Since two electrodes 6 are provided and the two electrodes 6 can be connected to the positive and negative poles of the external DC power supply, electrostatic attraction can be generated to fix the wafer placed on the insulating layer 1. A resistance wire is installed on the heater 3 and heat can be generated to energize the wafer after energization, and a heat insulating adhesive layer 4 is installed between the heater 3 and the chuck base 5 to improve heating efficiency. , The heat transfer to the chuck base 5 is blocked.

一般的に、断熱接着層４としては良好な断熱性を有するシリコン樹脂接着剤が使用される。断熱接着層４を形成する方式は、ヒータ３とチャックベース５とを一体に接着して二者の間を断熱させるように、シリコン樹脂接着剤をヒータ３及び／又はチャックベース５に塗布してヒータ３とチャックベース５との間に断熱接着層４を形成する。良好な断熱効果を保つために、シリコン樹脂接着剤は厚く塗布しなければならない。しかしながら、シリコン樹脂接着剤を手動で塗布する場合、塗布の平面度を保証し難いため、後続のウエハの加工過程において、静電チャックにより固定されるウエハを一定の角度で傾斜させる恐れがあり、加熱時の温度の均一性に悪影響を与えるとともに、ウエハを加工するプロセス品質を低下させる恐れがある。なお、手動による塗布の方式を採用しても断熱接着層４の気密性を保証し難く、真空漏洩が発生しやすく、静電チャック全体の製造失敗を招く。   In general, a silicone resin adhesive having good thermal insulation is used as the thermal insulating adhesive layer 4. In the method of forming the heat insulating adhesive layer 4, a silicone resin adhesive is applied to the heater 3 and / or the chuck base 5 so that the heater 3 and the chuck base 5 are integrally bonded to insulate the two from each other. The heat insulating adhesive layer 4 is formed between the heater 3 and the chuck base 5. The silicone resin adhesive must be applied thick to maintain a good thermal insulation effect. However, when applying a silicone resin adhesive manually, it is difficult to guarantee the flatness of the application, and there is a risk that the wafer fixed by the electrostatic chuck may be inclined at a certain angle in the subsequent wafer processing process. In addition to adversely affecting the temperature uniformity during heating, the process quality for processing the wafer may be degraded. Even if a manual application method is adopted, it is difficult to guarantee the airtightness of the heat insulating adhesive layer 4, vacuum leakage is likely to occur, and the manufacturing failure of the entire electrostatic chuck is caused.

本発明の目的は、上記に鑑み、静電チャックにおける断熱層シート材に良好な平面度を持たせるための静電チャック及びチャンバを提供することである。   In view of the above, it is an object of the present invention to provide an electrostatic chuck and a chamber for providing a heat insulating layer sheet material in an electrostatic chuck with a good flatness.

上記課題を解決するために、本発明は、上方にヒータと、前記ヒータの上方に設置され、内部に静電引力を発生するための電極が設置された絶縁層とが設けられたチャックベースを含み、さらに、前記チャックベースと前記ヒータとの間に積層されて断熱層を構成する断熱層シート材を含む静電チャックを提供する。   In order to solve the above problems, the present invention has a chuck base provided with a heater and an insulating layer provided above the heater and having an electrode for generating electrostatic attraction provided therein. The electrostatic chuck further includes a heat insulating layer sheet material laminated between the chuck base and the heater to constitute a heat insulating layer.

また、前記断熱層シート材は、複数層の断熱フィルムを含む。   Moreover, the said heat insulation layer sheet material contains the heat insulation film of multiple layers.

また、前記断熱フィルムの材料はポリイミドであり、前記複数層の断熱フィルムは真空ホットプレスを経て前記断熱層シート材を形成する。   Moreover, the material of the said heat insulation film is a polyimide, and the heat insulation film of the said several layer forms the said heat insulation layer sheet material through a vacuum hot press.

また、前記断熱フィルムの厚さは０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍ（０．０４ｍｍ以上０．０６ｍｍ以下）であり、前記断熱層シート材の厚さは０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ（０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下）である。   Moreover, the thickness of the said heat insulation film is 0.04 mm-0.06 mm (0.04 mm or more and 0.06 mm or less), and the thickness of the said heat insulation layer sheet material is 0.3 mm-0.6 mm (0.3 mm or more) 0.6 mm or less).

また、前記断熱層シート材の上部表面は前記ヒータに接着され、前記断熱層シート材の下部表面は前記チャックベースに接着される。   Further, the upper surface of the heat insulating layer sheet material is adhered to the heater, and the lower surface of the heat insulating layer sheet material is adhered to the chuck base.

また、前記絶縁層の材質は、アルミナセラミックス又は窒化アルミニウムセラミックスである。   The material of the insulating layer is alumina ceramic or aluminum nitride ceramic.

また、前記絶縁層内には、前記絶縁層の温度が均一になるように、温調ガスを導入するのに用いられるガス導入通路がさらに設けられている。   Further, a gas introduction passage used to introduce a temperature control gas is further provided in the insulating layer so that the temperature of the insulating layer becomes uniform.

また、前記静電チャックは、前記絶縁層と前記ヒータとの間に積層された金属層をさらに含む。   The electrostatic chuck may further include a metal layer laminated between the insulating layer and the heater.

また、前記チャックベース内には、前記静電チャックを冷却するための冷却液体を導入するのに用いられる冷却チャネルが設けられている。   In the chuck base, a cooling channel used to introduce a cooling liquid for cooling the electrostatic chuck is provided.

本発明の別の態様として、本発明は、ベースを含み、本発明の上記いずれかの解決手段による前記ベースに設置された静電チャックを更に含むチャンバをさらに提供する。   According to another aspect of the present invention, the present invention further provides a chamber comprising a base and further comprising an electrostatic chuck installed on said base according to any of the above solutions of the present invention.

本発明のさらに別のの態様として、本発明は、本発明による静電チャックを製造するのに用いられる静電チャックの製造方法をさらに提供する。該方法は、少なくとも、断熱層シート材を製造して得る断熱層シート材の製造ステップと、断熱層シート材を前記チャックベースと前記ヒータとの間に積層して断熱層を形成する断熱層シート材の装着ステップとを含む。   In yet another aspect of the present invention, the present invention further provides a method of manufacturing the electrostatic chuck used to manufacture the electrostatic chuck according to the present invention. The method comprises at least a step of manufacturing a heat insulating layer sheet material obtained by manufacturing a heat insulating layer sheet material, and a heat insulating layer sheet forming a heat insulating layer by laminating the heat insulating layer sheet material between the chuck base and the heater. And a mounting step of the material.

また、前記断熱層シート材の製造ステップにおいて、まず複数層の断熱フィルムを獲得し、その後複数層の断熱フィルムの全体を加工して断熱層シート材を形成する。   Moreover, in the manufacturing step of the said heat insulation layer sheet material, the heat insulation film of several layers is first acquired first, Then, the whole heat insulation film of several layers is processed, and a heat insulation layer sheet material is formed.

また、前記断熱層シート材の製造ステップにおいて、まず複数層の材料がポリイミドである断熱フィルムを製造し、その後真空ホットプレスプロセスを利用して複数層の断熱フィルムの全体を断熱層シート材に製造する。   Also, in the step of manufacturing the heat insulating layer sheet material, first, a heat insulating film in which the material of the plurality of layers is a polyimide is manufactured, and then the entire heat insulating film of the plurality of layers is manufactured into a heat insulating layer sheet material using a vacuum hot press process. Do.

また、前記断熱層シート材の製造ステップにおいて、まず複数の厚さが０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍである断熱フィルムを製造し、その後真空ホットプレスプロセスを利用して複数層の断熱フィルム全体を厚さが０．３ｍｍ〜０．６ｍｍである断熱層シート材に製造する。   Also, in the step of manufacturing the heat insulating layer sheet material, first, a heat insulating film having a plurality of thicknesses of 0.04 mm to 0.06 mm is manufactured, and then the entire heat insulating film of a plurality of layers is thickened using a vacuum hot press process. It manufactures to the heat insulation layer sheet material which is 0.3 mm-0.6 mm.

また、前記断熱層シート材の装着ステップにおいて、前記断熱層シート材の上部表面を前記ヒータに接着し、前記断熱層シート材の下部表面を前記チャックベースに接着させて断熱層を形成する。   Further, in the mounting step of the heat insulation layer sheet material, the upper surface of the heat insulation layer sheet material is adhered to the heater, and the lower surface of the heat insulation layer sheet material is adhered to the chuck base to form a heat insulation layer.

本発明による静電チャックにおいて、チャックベースとヒータとの間に予め製造した断熱層シート材を設置して断熱層を形成することにより、従来技術における断熱接着層の平面度を保証し難く且つ真空漏洩が発生しやすい問題を効果的に解消し、静電チャックの良品率だけでなく、該静電チャックを適用して半導体を加工する時のプロセス品質も向上している。さらに、本発明による静電チャックは、さらに、従来技術において手動で接着剤を塗布することにより断熱層を形成するプロセス過程における繰り返し塗布や、繰り返しレベリングなどの問題を回避することができ、静電チャックの加工の複雑性を低減している。   In the electrostatic chuck according to the present invention, it is difficult to guarantee the flatness of the heat insulating adhesive layer in the prior art by placing a heat insulating layer sheet material manufactured in advance between the chuck base and the heater to form a heat insulating layer. This effectively solves the problem of leakage easily, and improves not only the yield rate of the electrostatic chuck but also the process quality when processing the semiconductor by applying the electrostatic chuck. Furthermore, the electrostatic chuck according to the present invention can also avoid problems such as repeated application in the process of forming a heat insulating layer by applying an adhesive manually in the prior art, and repeated leveling. It reduces the processing complexity of the chuck.

本発明によるチャンバには、本発明による静電チャックが含まれているため、該チャンバは、従来のチャンバの、その配置された静電チャックに断熱接着層の平面度が低くて真空漏洩が発生しやすいなどの問題が存在することによる半導体を加工する時のプロセス品質が悪いなどの問題を効果的に解消している。   Since the chamber according to the present invention includes the electrostatic chuck according to the present invention, the chamber has a low thermal insulation adhesive layer on the electrostatic chuck disposed in the conventional chamber and a vacuum leak occurs. Problems such as poor process quality when processing semiconductors due to the presence of problems such as being easy to solve are effectively eliminated.

本発明による静電チャックの製造方法は、まず断熱層シート材を製造し、その後製造した断熱層シート材をチャックベースとヒータとの間に積層して断熱層を形成する。このように、断熱層シート材は予め個別に製造されたものであるため、従来技術における断熱接着層の平面度が低く真空漏洩が発生しやすいなどの問題を効果的に解消することができ、これは静電チャックの良品率だけでなく、該静電チャックを適用して半導体を加工する時のプロセス品質も向上している。なお、本発明による静電チャックの製造方法は、さらに、従来技術において手動で接着剤を塗布することにより断熱層を形成するプロセス過程における繰り返し塗布や、繰り返しレベリングなどの問題を回避することができ、静電チャックの製造の複雑性を低減し、製造効率を向上している。   In the method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present invention, first, a heat insulating layer sheet material is manufactured, and then the manufactured heat insulating layer sheet material is laminated between the chuck base and the heater to form a heat insulating layer. As described above, since the heat insulating layer sheet material is manufactured separately in advance, it is possible to effectively solve the problems such as the low flatness of the heat insulating adhesive layer in the prior art and the tendency of vacuum leakage to easily occur. This not only improves the yield rate of the electrostatic chuck, but also improves the process quality when processing the semiconductor by applying the electrostatic chuck. The method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present invention can further avoid problems such as repeated application and repeated leveling in the process of forming a heat insulation layer by manually applying an adhesive in the prior art. , Reduce the manufacturing complexity of the electrostatic chuck and improve the manufacturing efficiency.

図面は本発明に対する更なる理解を提供するためのものであり、明細書の一部を構成し、以下の具体的な実施形態とともに本発明を解釈するのに用いられるが、本発明に対する限定を構成しない。   The drawings are intended to provide a further understanding of the invention, and constitute a part of the specification and are used to interpret the invention in conjunction with the following specific embodiments, but the invention is not limited thereto. Not configured

従来の静電チャックの構成を例示的に示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional electrostatic chuck illustratively. 本発明の一の実施例による静電チャックの構成を例示的に示す図である。FIG. 1 exemplarily shows the configuration of an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention. 本発明の一の実施例による断熱層シート材の構成を例示的に示す図である。It is a figure showing an example the composition of the heat insulation layer sheet material by one example of the present invention. 本発明の一の実施例による他の静電チャックの構成を例示的に示す図である。FIG. 7 exemplarily shows another electrostatic chuck configuration according to an embodiment of the present invention. 本発明の一の実施例による静電チャックの製造方法の流れを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing the flow of a method of manufacturing an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.

以下、図面に合わせて本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。理解すべきことは、ここに記載の具体的な実施形態は本発明を説明して解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be understood that the specific embodiments described herein are for the purpose of describing and interpreting the present invention only and not for limiting the present invention.

本発明の一態様として、静電チャックを提供し、図２〜図４に示すように、該静電チャックには下から上へチャックベース１０、断熱層４０、ヒータ２０と絶縁層３０が設置されることができる。   In one aspect of the present invention, an electrostatic chuck is provided, and as shown in FIGS. 2 to 4, the electrostatic chuck is provided with a chuck base 10, a heat insulating layer 40, a heater 20 and an insulating layer 30 from the bottom to the top. It can be done.

また、絶縁層３０内には静電引力を発生するための電極３１がさらに設置されている。２つの電極３１は外部直流電源の正負の極に接続可能であるため、絶縁層３０において静電引力が発生されてウエハを固定する。一般的に、電極３１のリード線は絶縁層３０の内部から静電チャックを貫通してチャックベース１０の底部表面から引出されて外部直流電源に接続される。   Further, in the insulating layer 30, an electrode 31 for generating electrostatic attraction is further provided. Since the two electrodes 31 can be connected to the positive and negative poles of the external DC power supply, electrostatic attraction is generated in the insulating layer 30 to fix the wafer. Generally, the lead wire of the electrode 31 penetrates the electrostatic chuck from the inside of the insulating layer 30, is drawn from the bottom surface of the chuck base 10, and is connected to an external DC power supply.

断熱層４０は予め製造された断熱層シート材を加工して得たものである。該断熱層シート材の材料としては高温断熱材料、例えばポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）を用いることができる。静電チャックを製造する時、断熱層シート材をチャックベース１０とヒータ２０との形状に適合する形状に製造し、且つそれをチャックベース１０とヒータ２０との間に載置して断熱層を形成し、該静電チャックが半導体処理プロセスに適用される時、該断熱層４０は、ヒータ２０により発生される熱量がチャックベース１０へ伝達することを阻止することができる。そして、絶縁層３０から引出される電極３１のリード線が断熱層４０を貫通してチャックベース１０の底部表面に到達できるように、断熱層４０に該当の貫通孔を設け、電極３１のリード線を通らせることができる。   The heat insulating layer 40 is obtained by processing a heat insulating layer sheet material manufactured in advance. As a material of the heat insulation layer sheet material, a high temperature heat insulation material, for example, polyimide can be used. When manufacturing the electrostatic chuck, the heat insulating layer sheet material is manufactured in a shape that conforms to the shapes of the chuck base 10 and the heater 20, and it is placed between the chuck base 10 and the heater 20 to form the heat insulating layer. When formed and the electrostatic chuck is applied to a semiconductor processing process, the thermal insulation layer 40 can block the transfer of the heat generated by the heater 20 to the chuck base 10. Then, the heat insulating layer 40 is provided with a corresponding through hole so that the lead wire of the electrode 31 drawn from the insulating layer 30 can penetrate the heat insulating layer 40 and reach the bottom surface of the chuck base 10. Can be passed through.

本発明による静電チャックには予め製造された断熱層シート材が用いられてチャックベース１０とヒータ２０との断熱を実現し、該断熱層シート材は予め加工して製造可能、すなわち、該断熱層シート材は予め且つ個別に製造することができるため、その平面度を良好に制御することができる。そのため、従来技術に比べて、本発明による静電チャックは、従来のヒータ３及び／又はチャックベース５に手動塗布で断熱接着層を形成する時に発生する平面度を保証し難く真空漏洩が発生しやすい問題を解消し、同時に静電チャックの加工の難易度を低減している。   The heat insulating layer sheet material manufactured in advance is used for the electrostatic chuck according to the present invention to realize the heat insulation between the chuck base 10 and the heater 20, and the heat insulating layer sheet material can be processed in advance and manufactured. Since the layer sheet material can be manufactured beforehand and individually, its flatness can be well controlled. Therefore, compared to the prior art, the electrostatic chuck according to the present invention is difficult to guarantee the flatness generated when manually forming the heat insulation adhesive layer on the conventional heater 3 and / or the chuck base 5 and vacuum leakage occurs. It solves easy problems and at the same time reduces the processing difficulty of electrostatic chucks.

さらに、図３に示すように、断熱層シート材は複数層の断熱フィルム４１を含むことができる。具体的に、複数層の断熱フィルム４１は一層ずつ積層されて断熱層シート材を形成することができ、このように、該断熱層シート材により形成される断熱層４０により良い断熱効果を持たせることができる。実際の応用において、断熱層シート材が上記構成を採用する時、所望の断熱層シート材の厚さ及び断熱性能を獲得するために、実際のニーズに応じて断熱フィルム４１の層数を柔軟に調整することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 3, the heat insulation layer sheet material can include a plurality of heat insulation films 41. Specifically, the heat insulating film 41 of a plurality of layers can be laminated one by one to form a heat insulating layer sheet material, and thus, the heat insulating layer 40 formed of the heat insulating layer sheet material can have a better heat insulating effect. be able to. In the practical application, when the thermal insulation sheet material adopts the above configuration, the number of the thermal insulation film 41 is made flexible according to the actual needs in order to obtain the desired thermal insulation sheet material thickness and thermal insulation performance. It can be adjusted.

さらに、ポリイミドが良好な断熱性能及び優れた総合性能を有するため、断熱フィルム４１の材料としてはポリイミドを使用してもよく、複数層のポリイミドフィルムを一層ずつ積層して一体に接続した後に断熱層シート材を形成してもよい。具体的に、複数層のポリイミドフィルムを一層ずつ接着した後に断熱層シート材を形成することができ、又は、複数層のポリイミドフィルムに真空ホットプレスを経たせて断熱層シート材を形成させることができ、例えば、複数層のポリイミドフィルムを真空ホットプレス機を利用して真空状態で圧着し一体に接続させて断熱層シート材を形成することができる。真空ホットプレスを用いることにより、複数層のポリイミドフィルムを確実に接続させることができ、且つ加工しやすく、そのため、該方式は本発明の一つの好ましい実施形態である。   Furthermore, since polyimide has good heat insulation performance and excellent overall performance, polyimide may be used as a material of the heat insulation film 41, and a heat insulation layer is formed after laminating a plurality of polyimide films one by one and integrally connecting them. A sheet material may be formed. Specifically, the heat insulating layer sheet material can be formed after bonding a plurality of layers of polyimide film one by one, or a heat insulating layer sheet material can be formed by subjecting the plurality of layers of polyimide film to vacuum hot pressing. For example, the heat insulation layer sheet material can be formed by pressure bonding and integrally connecting a plurality of polyimide films in a vacuum state using a vacuum hot press. By using a vacuum hot press, multiple layers of polyimide films can be reliably connected and easy to process, so the system is one preferred embodiment of the present invention.

さらに、ポリイミド製の断熱フィルム４１の厚さは０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍであってもよく、断熱層シート材の厚さは０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであってもよい。好ましくは、厚さが０．０５ｍｍであるポリイミドフィルムを選択することができ、加工しやすく且つ好ましい断熱効果を得るために、複数層のポリイミドフィルムにより形成される断熱層シート材の厚さは０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの間であってもよい。上記から理解できることは、上記は本発明による好ましい実施形態に過ぎず、実際の応用において、必要に応じて断熱層シート材の厚さを調整することができ、例えば、ヒータ２０の加熱温度が高く又は出力が大きい場合、断熱フィルム４１の数を適宜に増加して断熱層シート材の厚さを増加することができ、断熱効果を向上させ、ヒータ２０の加熱温度がやや低く又は出力が小さい場合は、少ない数の断熱フィルム４１を用いて加工の複雑性を低減することができる。   Furthermore, the thickness of the heat insulation film 41 made of polyimide may be 0.04 mm to 0.06 mm, and the thickness of the heat insulation layer sheet material may be 0.3 mm to 0.6 mm. Preferably, a polyimide film having a thickness of 0.05 mm can be selected, and the thickness of the heat insulating layer sheet material formed of a plurality of polyimide films is 0 in order to be easily processed and to obtain a preferable heat insulating effect. It may be between .3 mm and 0.6 mm. What can be understood from the above is only the preferred embodiment according to the present invention, and in actual application, the thickness of the heat insulating layer sheet material can be adjusted as needed, for example, the heating temperature of the heater 20 is high. Alternatively, when the output is large, the number of the heat insulating films 41 can be appropriately increased to increase the thickness of the heat insulating layer sheet material, the heat insulating effect is improved, and the heating temperature of the heater 20 is slightly low or the output is small. Can reduce processing complexity by using a small number of thermal insulation films 41.

さらに、断熱層４０の上部表面はヒータ２０に接着でき、断熱層４０の下部表面はチャックベース１０に接着できる。すなわち、本発明の好ましい実施形態として、予め製造された断熱層４０は接着の方式によりそれぞれヒータ２０とチャックベース１０とに接続されて固定されることができる。   Furthermore, the upper surface of the thermal insulation layer 40 can be adhered to the heater 20 and the lower surface of the thermal insulation layer 40 can be adhered to the chuck base 10. That is, as a preferred embodiment of the present invention, the heat insulating layer 40 manufactured in advance can be connected and fixed to the heater 20 and the chuck base 10 respectively by a bonding method.

さらに、アルミナセラミックスと窒化アルミニウムセラミックスはいずれも良好な絶縁性、耐高温性及び高い機械的強度と熱伝導性を有するため、絶縁層３０の材質はアルミナセラミックス又は窒化アルミニウムセラミックスであってもよい。   Furthermore, since the alumina ceramic and the aluminum nitride ceramic both have good insulation, high temperature resistance, high mechanical strength and thermal conductivity, the material of the insulating layer 30 may be alumina ceramic or aluminum nitride ceramic.

さらに、図４に示すように、絶縁層３０の上部表面には突起物３２が設置され、２つずつ隣接する突起物３２の間には窪みが形成されている。そして、絶縁層３０内にはさらにガス導入通路３３が設置され、該ガス導入通路３３は絶縁層３０の上部表面における窪みと連通し、前記窪みへガスを導入するのに用いられる。具体的に、絶縁層３０の上部表面には複数の突起物３２が設置されることができ、ウエハが絶縁層３０に載置された時、ウエハの下部表面は突起物３２と接触し、絶縁層３０の内部にはガス導入通路３３が設置されることができ、該ガス導入通路３３は、加熱ガスが突起物３２の間の窪み部に満たされるように、外部から絶縁層３０の上部表面における窪みへ例えば加熱ガスのような温調ガスを導入することができ、上記構成を用いる場合、絶縁層３０からの熱及び加熱ガスからの熱を利用してウエハをより均一に加熱することができる。ガス導入通路３３の数は実際のニーズに応じて設置することができ、好ましくは、ガス導入通路３３を絶縁層３０の外側寄りの部分に設け、絶縁層３０の上部表面におけるエッジ部に近接する窪みと連通させることができる。ガス導入通路３３内へ導入された加熱ガスは一定の熱量を有する不活性ガス、例えばヘリウムガス、アルゴンなどであってもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the protrusions 32 are provided on the upper surface of the insulating layer 30, and a recess is formed between the two adjacent protrusions 32. Further, a gas introducing passage 33 is further provided in the insulating layer 30, and the gas introducing passage 33 is in communication with the recess in the upper surface of the insulating layer 30, and is used to introduce the gas into the recess. Specifically, a plurality of protrusions 32 may be disposed on the upper surface of the insulating layer 30, and when the wafer is placed on the insulating layer 30, the lower surface of the wafer contacts the protrusions 32, and the insulating is performed. A gas introduction passage 33 may be installed inside the layer 30, and the gas introduction passage 33 may be provided on the upper surface of the insulating layer 30 from the outside so that the heating gas may be filled in the depressions between the protrusions 32. For example, a temperature control gas such as a heating gas can be introduced into the recess in the case where the wafer is more uniformly heated using the heat from the insulating layer 30 and the heat from the heating gas when using the above configuration it can. The number of gas introduction passages 33 can be set according to the actual needs, and preferably, the gas introduction passages 33 are provided on the outer side of the insulating layer 30 and close to the edge on the upper surface of the insulating layer 30 It can be in communication with the recess. The heating gas introduced into the gas introduction passage 33 may be an inert gas having a certain amount of heat, such as helium gas or argon.

さらに、図４に示すように、該静電チャックは、絶縁層３０とヒータ２０との間に積層された金属層５０をさらに含むことができる。具体的に、ヒータ２０に金属層５０を設置し、絶縁層３０を金属層５０に設置することができ、上記方式を用いることにより、ヒータ２０にまず金属層５０を加熱させ、その後金属層５０を介して熱を絶縁層３０に伝達させることができ、金属層５０は平板の金属であってもよく、このように、熱をより均一に絶縁層３０に伝達することができる。金属層５０はアルミニウムにより製造されてもよく、熱伝導性が良好な接着剤を用いて金属層５０をそれぞれ絶縁層３０とヒータ２０とに接着して固定することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the electrostatic chuck can further include a metal layer 50 laminated between the insulating layer 30 and the heater 20. Specifically, the metal layer 50 can be provided on the heater 20, and the insulating layer 30 can be provided on the metal layer 50. By using the above method, the heater 20 first causes the metal layer 50 to be heated, and then the metal layer 50 is provided. The heat may be transferred to the insulating layer 30 through the metal layer 50, and the metal layer 50 may be a flat plate metal, and thus the heat may be transferred to the insulating layer 30 more uniformly. The metal layer 50 may be made of aluminum, and the metal layer 50 can be adhered and fixed to the insulating layer 30 and the heater 20 using an adhesive having good thermal conductivity.

さらに、チャックベース１０内には、該静電チャックを冷却するための冷却液体を導入することが可能な冷却チャネル１１を設置することができる。具体的に、静電チャックを利用してウエハの温度を制御する過程に、静電チャックが熱平衡状態に達するように、冷却チャネル１１内に冷却液体を導入することができ、なお、該冷却チャネル１１を設置することで、静電チャックの温度を下げなければならない時に温度を迅速に下げることができる。   Furthermore, in the chuck base 10, a cooling channel 11 capable of introducing a cooling liquid for cooling the electrostatic chuck can be installed. Specifically, in the process of controlling the temperature of the wafer using an electrostatic chuck, a cooling liquid can be introduced into the cooling channel 11 so that the electrostatic chuck reaches a thermal equilibrium state, and the cooling channel By installing 11, the temperature can be reduced quickly when the temperature of the electrostatic chuck has to be reduced.

上記は本発明による静電チャックに対する説明であり、上記から分かるように、本発明はチャックベースとヒータとの間に予め製造された断熱層シート材を設置して断熱層を形成することにより、従来技術において断熱接着層の平面度を保証し難く、且つ真空漏洩が発生しやすい問題を効果的に解消し、静電チャックの良品率だけでなく、該静電チャックを適用して半導体を加工する時のプロセス品質も向上している。さらに、本発明による静電チャックは、従来技術において手動で接着剤を塗布することにより断熱層を形成するプロセス過程における繰り返し塗布や、繰り返しレベリングなどの問題を回避することができ、静電チャックの加工の複雑性を低減している。   The above is a description of the electrostatic chuck according to the present invention, and as can be seen from the above, the present invention is to form a heat insulating layer by installing a previously manufactured heat insulating layer sheet material between the chuck base and the heater. In the prior art, it is difficult to guarantee the flatness of the heat insulating adhesive layer and effectively eliminate the problem of vacuum leakage, and not only the yield rate of the electrostatic chuck, but processing the semiconductor by applying the electrostatic chuck Process quality is also improved. Furthermore, the electrostatic chuck according to the present invention can avoid the problems such as repeated application and repeated leveling in the process of forming the heat insulating layer by manually applying the adhesive in the prior art, The processing complexity is reduced.

本発明の別の態様として、ベースを含み、上記本発明による上記ベースに設置された静電チャックをさらに含むチャンバをさらに提供する。   According to another aspect of the invention, there is further provided a chamber comprising a base and further comprising an electrostatic chuck installed on the base according to the invention.

本発明によるチャンバには本発明による静電チャックが含まれるため、従来のチャンバの、その配置される静電チャックに断熱接着層の平面度が低く真空漏洩が発生しやすいなどの問題が存在することによる半導体を加工する時のプロセス品質が悪いなどの問題を効果的に解消している。   Since the chamber according to the present invention includes the electrostatic chuck according to the present invention, there are problems such as low flatness of the heat insulating adhesive layer and easy occurrence of vacuum leakage in the electrostatic chuck disposed in the conventional chamber. This effectively solves problems such as poor process quality when processing semiconductors.

本発明のさらに別のの態様として、本発明は、前記各実施例による静電チャックを製造するのに用いられる静電チャックの製造方法をさらに提供する。図５に示すように、該方法は少なくとも、断熱層シート材を製造し獲得する断熱層シート材の製造ステップ１１０と、断熱層シート材をチャックベースとヒータとの間に積層する断熱層シート材の装着ステップ１２０とを含む。   As still another aspect of the present invention, the present invention further provides a method of manufacturing an electrostatic chuck used to manufacture the electrostatic chuck according to each of the above embodiments. As shown in FIG. 5, the method comprises at least a manufacturing step 110 of a thermal insulation sheet material manufacturing and obtaining a thermal insulation layer sheet material, and a thermal insulation layer sheet material laminating a thermal insulation layer sheet material between a chuck base and a heater. And the attaching step 120.

具体的に、断熱層シート材の製造ステップ１１０において、まず一つの断熱フィルムを製造し、その後前記一つの断熱フィルムを複数層に折畳んで複数層の断熱フィルムを形成し、又は、まず複数の断熱フィルムを製造し、その後前記複数の断熱フィルム層を積層して複数層の断熱フィルムを形成し、最後に、複数層の断熱フィルムを断熱層シート材に製造する。例えば、真空ホットプレスプロセスを利用して複数層の断熱フィルムを断熱層シート材に製造することができる。実際の応用において、ポリイミドは良好な断熱性能及び優れた総合性能を有するため、断熱フィルムの材料としてはポリイミドを選択し使用することができる。そして、単層の断熱フィルムの厚さを０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍとし、その後真空ホットプレスプロセスを利用して複数層の断熱フィルムを厚さが０．３ｍｍ〜０．６ｍｍである断熱層シート材に製造することができる。   Specifically, in the heat insulation layer sheet material production step 110, one heat insulation film is first manufactured, and then the one heat insulation film is folded into a plurality of layers to form a plurality of heat insulation films, or a plurality of layers are first formed. A heat insulation film is manufactured, and then the plurality of heat insulation film layers are laminated to form a plurality of heat insulation films, and finally, a plurality of heat insulation films are manufactured into a heat insulation layer sheet material. For example, multiple layers of thermal insulation film can be fabricated into thermal insulation layer sheet material using a vacuum hot pressing process. In practical applications, polyimide can be selected and used as the material of the thermal insulation film because polyimide has good thermal insulation performance and excellent overall performance. And the thickness of a single layer heat insulation film shall be 0.04 mm-0.06 mm, and the heat insulation layer sheet whose thickness is 0.3 mm-0.6 mm after that using a vacuum hot press process It can be manufactured into wood.

断熱層シート材の製造ステップ１２０において、断熱層シート材の上部表面をヒータに接着し、断熱層シート材の下部表面をチャックベースに接着することにより、断熱層シート材をチャックベースとヒータとの間に積層し、静電チャックを形成する。   In the step 120 of manufacturing the heat insulating layer sheet material, the upper surface of the heat insulating layer sheet material is adhered to the heater, and the lower surface of the heat insulating layer sheet material is adhered to the chuck base, so that the heat insulating layer sheet material is the chuck base and the heater. Lay in between to form an electrostatic chuck.

なお、本発明による静電チャックの製造方法は、ガス導入通路の設置ステップをさらに含み、すなわち、絶縁層の温度が均一になるように、絶縁層内に、例えば加熱ガスのような温調ガスを導入するのに用いられるガス導入通路を設ける。   The method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present invention further includes the step of installing a gas introduction passage, that is, a temperature control gas such as a heating gas in the insulating layer so that the temperature of the insulating layer becomes uniform. Provide a gas introduction passage used to introduce

さらに、本発明による静電チャックの製造方法は、金属層の設置ステップをさらに含み、すなわち、より均一に熱を絶縁層に伝達させるために、金属層を前記絶縁層と前記ヒータとの間に積層する。   Furthermore, the method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present invention further includes the step of applying a metal layer, ie, in order to transfer heat to the insulating layer more uniformly, the metal layer is placed between the insulating layer and the heater. Stack.

さらに、本発明による静電チャックの製造方法は、冷却チャネルの設置ステップをさらに含み、すなわち、チャックベース内に該静電チャックを冷却するための冷却液体を導入するのに用いられる冷却チャネルを設置する。   Furthermore, the method of manufacturing an electrostatic chuck according to the invention further comprises the step of installing a cooling channel, ie installing a cooling channel used for introducing a cooling liquid for cooling the electrostatic chuck in the chuck base. Do.

ガス導入通路、金属層と冷却チャネルに関するより詳細な説明は、前記図４に合わせなされた説明を参照することができ、ここで詳細な説明を省略する。   A more detailed description of the gas introduction passage, the metal layer and the cooling channel can be referred to the description made in conjunction with FIG. 4, and the detailed description is omitted here.

本発明による静電チャックの製造方法は、まず断熱層シート材を製造し、その後、製造された断熱層シート材をチャックベースとヒータとの間に積層して断熱層を形成する。このように、断熱層シート材は予め個別に製造されたものであるため、従来技術における断熱接着層の平面度が低く真空漏洩が発生しやすいなどの問題を効果的に解消することができ、よって、静電チャックの良品率だけでなく、該静電チャックを適用して半導体を加工する時のプロセス品質も向上している。なお、本発明による静電チャックの製造方法は、さらに、従来技術において手動で接着剤を塗布することにより断熱層を形成するプロセス過程における繰り返し塗布や、繰り返しレベリングなどの問題を回避することができ、静電チャックの製造の複雑性を低減し、製造効率を向上している。   In the method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present invention, first, a heat insulating layer sheet material is manufactured, and then the manufactured heat insulating layer sheet material is laminated between the chuck base and the heater to form a heat insulating layer. As described above, since the heat insulating layer sheet material is manufactured separately in advance, it is possible to effectively solve the problems such as the low flatness of the heat insulating adhesive layer in the prior art and the tendency of vacuum leakage to easily occur. Therefore, not only the non-defective product rate of the electrostatic chuck, but also the process quality when processing the semiconductor by applying the electrostatic chuck is improved. The method of manufacturing an electrostatic chuck according to the present invention can further avoid problems such as repeated application and repeated leveling in the process of forming a heat insulation layer by manually applying an adhesive in the prior art. , Reduce the manufacturing complexity of the electrostatic chuck and improve the manufacturing efficiency.

上記から分かるように、以上の実施形態は本発明の原理を説明するために採用した例示的な実施形態に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。当業者にとって、本発明の精神と趣旨を逸脱しない限り、種々の変形や改良を実施することができ、これらの変形や改良も本発明の保護範囲に含まれるとみなされる。   As can be appreciated from the above, the foregoing embodiments are merely exemplary embodiments adopted to explain the principles of the present invention, and the present invention is not limited thereto. For those skilled in the art, various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, and these changes and modifications are considered to fall within the protection scope of the present invention.

１、３０・・絶縁層
２、５０・・金属層
３、２０・・ヒータ
４・・断熱接着層
５、１０・・チャックベース
６、３１・・電極
１１・・冷却チャネル
３２・・突起物
３３・・ガス導入通路
４０・・断熱層
４１・・断熱フィルム 1, 30 · · · insulating layer 2, 50 · · metal layer 3, 20 · · · heater 4 · · thermal insulation bonding layer 5, 10 · · · chuck base 6, 31 · · electrode 11 · · · cooling channel 32 · · · projections 33 · · Gas introduction passage 40 · · thermal insulation layer 41 · · thermal insulation film

Claims (13)

チャックベースと、
チャックベースの上方に配置されたヒータと、
前記ヒータの上方に設置され、内部に静電引力を発生するための電極が設置されている絶縁層と、を備える静電チャックであって、
前記チャックベースと前記ヒータとの間に積層されて断熱層を構成する断熱層シート材をさらに含み、
前記断熱層シート材は、個別に予め製造された断熱層シート材であり、
前記断熱層シート材が複数層の断熱フィルムを含むことを特徴とする静電チャック。 Chuck base,
A heater located above the chuck base,
An electrostatic chuck disposed above the heater and having an electrode disposed therein for generating an electrostatic attraction.
It further includes a heat insulating layer sheet material laminated between the chuck base and the heater to constitute a heat insulating layer,
The heat insulating layer sheet material, Ri insulation layer sheet material der are individually prefabricated,
The electrostatic chuck, wherein the heat insulation layer sheet material includes a plurality of heat insulation films . 前記断熱フィルムの材料はポリイミドであり、前記複数層の断熱フィルムは真空ホットプレスを経て前記断熱層シート材を形成することを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。 The material of the insulating film is polyimide, insulation film of the multilayer electrostatic chuck according to claim 1, characterized in that to form the heat insulating layer sheet material through vacuum hot pressing. 前記断熱フィルムの厚さが０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍであり、前記断熱層シート材の厚さが０．３ｍｍ〜０．６ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の静電チャック。 The thickness of the said heat insulation film is 0.04 mm-0.06 mm, and the thickness of the said heat insulation layer sheet material is 0.3 mm-0.6 mm, The electrostatic chuck of Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記断熱層シート材の上部表面が前記ヒータに接着され、前記断熱層シート材の下部表面が前記チャックベースに接着されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の静電チャック。 The upper surface of the said heat insulation layer sheet material is adhere | attached on the said heater, and the lower surface of the said heat insulation layer sheet material is adhere | attached on the said chuck | zipper base, The static according to any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Electric chuck. 前記絶縁層の材質がアルミナセラミックス又は窒化アルミニウムセラミックスであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の静電チャック。 The material of the said insulating layer is an alumina ceramic or aluminum nitride ceramics, The electrostatic chuck of any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. 前記絶縁層内に、前記絶縁層温度を均一になるように、温調ガスを導入するために用いられるガス導入通路がさらに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の静電チャック。 4. A gas introduction passage used to introduce a temperature control gas is further provided in the insulating layer so as to make the temperature of the insulating layer uniform, according to any one of claims 1 to 3. The electrostatic chuck described in the section. 前記絶縁層と前記ヒータとの間に積層される金属層をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の静電チャック。 The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a metal layer laminated between the insulating layer and the heater. 前記チャックベース内に、前記静電チャックを冷却するための冷却液体を導入するために用いられる冷却チャネルが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の静電チャック。 The static according to any one of claims 1 to 3 , wherein a cooling channel used for introducing a cooling liquid for cooling the electrostatic chuck is provided in the chuck base. Electric chuck. ベースを含むチャンバであって、
請求項１から８のいずれか１項に記載の前記ベースに設置された静電チャックを含むことを特徴とするチャンバ。 A chamber including a base,
Chamber, characterized in that it comprises an electrostatic chuck disposed on the base according to any one of claims 1 to 8. 請求項１に記載の静電チャックの製造方法であって、
少なくとも、
断熱層シート材を製造して獲得する断熱層シート材の製造ステップと、
断熱層シート材を前記チャックベースと前記ヒータとの間に積層して断熱層を形成する断熱層シート材の装着ステップと、
を含み、
前記断熱層シート材は、個別に予め製造された断熱層シート材であり、
前記断熱層シート材の製造ステップにおいて、まず複数層の断熱フィルムを獲得し、その後複数層の断熱フィルム全体を加工して断熱層シート材を形成することを特徴とする製造方法。 The method of manufacturing an electrostatic chuck according to claim 1,
at least,
A manufacturing step of a thermal insulation layer sheet material obtained by manufacturing a thermal insulation layer sheet material,
Attaching a heat insulating layer sheet material to form a heat insulating layer by laminating a heat insulating layer sheet material between the chuck base and the heater;
Including
The heat insulating layer sheet material, Ri insulation layer sheet material der are individually prefabricated,
In the manufacturing step of the heat insulation layer sheet material, a heat insulation film of a plurality of layers is first obtained, and then the whole heat insulation film of the plurality of layers is processed to form a heat insulation layer sheet material . 前記断熱層シート材の製造ステップにおいて、まず複数層の材料がポリイミドである断熱フィルムを製造し、その後真空ホットプレスプロセスを利用して複数層の断熱フィルムの全体を断熱層シート材に製造することを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。 In the step of manufacturing the heat insulating layer sheet material, first, a heat insulating film in which a plurality of layers are made of polyimide is manufactured, and then a vacuum hot pressing process is used to manufacture the whole of the heat insulating layer sheet material of the plurality of layers. The method according to claim 10 , characterized in that 前記断熱層シート材の製造ステップにおいて、まず厚さが０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍである複数の断熱フィルムを製造し、その後真空ホットプレスプロセスを利用して複数層の断熱フィルムの全体を厚さが０．３ｍｍ〜０．６ｍｍである断熱層シート材に製造することを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。 In the step of manufacturing the heat insulating layer sheet material, first, a plurality of heat insulating films having a thickness of 0.04 mm to 0.06 mm are manufactured, and then the whole of the heat insulating film of the plurality of layers is made thick using a vacuum hot press process. The manufacturing method according to claim 11 , wherein the heat insulating layer sheet material has a thickness of 0.3 mm to 0.6 mm. 前記断熱層シート材の装着ステップにおいて、前記断熱層シート材の上部表面を前記ヒータに接着し、前記断熱層シート材の下部表面を前記チャックベースに接着して断熱層を形成することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の製造方法。 In the mounting step of the heat insulation layer sheet material, the upper surface of the heat insulation layer sheet material is adhered to the heater, and the lower surface of the heat insulation layer sheet material is adhered to the chuck base to form a heat insulation layer. The manufacturing method according to any one of claims 10 to 12 .
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