JP7338674B2 - 静電チャック部材、静電チャック装置、および静電チャック部材の製造方法 - Google Patents
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Description
また、各図には、Z軸を図示する。本明細書において、Z軸は、必要に応じて載置面と直交するする方向である。また、載置面が向く方向である上面を+Z方向とする。
静電チャック装置1は、ウエハ(試料)Wを搭載する載置面2sが設けられる静電チャック部材2と、静電チャック部材2を載置面2sの反対側から支持する基台3と、静電チャック部材2に電圧を付与する給電端子16と、を備える。なお、静電チャック部材2の上面の外周部には、ウエハWを囲むフォーカスリングが配置されていてもよい。
なお、ここでの上下方向は、あくまで説明の簡素化のために用いる方向であって、静電チャック装置1の使用時の姿勢を限定するものではない。
本実施形態のガス流路60は、静電チャック部材2の中心軸Cを中心として円環状に延びる。本実施形態の誘電体基板11には、2つのガス流路60が設けられる。複数のガス流路60は、同心円状に配置される内周流路61と外周流路62とを含む。
静電チャック部材2は、以上の工程を経ることで製造される。また、製造された静電チャック部材2は、端子用碍子23および伝熱ガスGの流路用の碍子24を設けた基台3に搭載されて静電チャック装置1を構成する。
図6は、変形例の静電チャック部材102の部分断面模式図である。
上述の実施形態と同様に、静電チャック部材102は、誘電体基板111と、誘電体基板111の内部に埋め込まれる吸着電極113と、を備える。誘電体基板111の内部には、ガス流路60が設けられる。
第1試験として、絶縁性を十分に確保できる接合層を形成するための適切な熱処理温度を確認する試験を行った。
以下の工程を経て第1試験の実施例1、実施例2、比較例1、比較例2のサンプルを作製した。
まず、91質量%の酸化アルミニウム粉末と、9質量%の炭化ケイ素粉末との混合粉末を成型、焼結し、円盤状の酸化アルミニウム-炭化ケイ素複合焼結体からなる一対のセラミックス板(第1支持板11a、および第2支持板11bに相当)を作製した。
作製した各サンプルの接合層11dについて、絶縁性物質(Al2O3)の平均一次粒子径の測定を行った。接合層11dを構成する絶縁性物質の平均一次粒子径は、日本電子社製の電解放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)で、切断面を観察し、インターセプト法により絶縁性物質200個の粒子径の平均を平均一次粒子径とした。測定結果を、後段の表1にまとめて記す。
作製した各サンプルの絶縁性を評価した。作製したサンプルの接合体の側面(セラミックス板の厚さ方向の側面)において、一対のセラミックス板、導電層、および接合層に接するようにカーボンテープを貼付した。次いで、一方のセラミックス板を、その厚さ方向に貫通し導電層に至る貫通電極を形成した。さらに、カーボンテープと貫通電極を介して、接合体に電圧を印加し、接合体が絶縁破壊する電圧を測定した。具体的には、3000Vの電圧を印加した状態でRF電圧を印加し10分保持し、その後500Vずつ徐々に電圧を印加して、10分保持し、測定した電流値が0.1mA(ミリアンペア)を超えたところを絶縁破壊とした。測定結果を、後段の表1にまとめて記す。
第2試験として、洗浄を安定的に行うことができるガス流路60の形状を確認する試験を行った。
以下の工程を経て第1試験の実施例3~9、比較例3~10の各サンプルを作製した。
まず、91質量%の酸化アルミニウム粉末と、9質量%の炭化ケイ素粉末との混合粉末を成型、焼結し、円盤状の酸化アルミニウム-炭化ケイ素複合焼結体からなる一対のセラミックス板(第1支持板11a、および第2支持板11bに相当)を作製した。
作製した各サンプルのガス流路60の高さ寸法D、および幅寸法Lをそれぞれ測定した。高さ寸法D、および幅寸法Lは、公知の方法で各サンプルを切断して観察面を研磨加工してガス流路60を露出させた観察サンプルを作製した。顕微鏡(デジタルマイクロスコープ:VHX-900:キーエンス社製)を用いて観察し各部の寸法を測定した。測定結果は後段の表2にまとめて記す。なお、顕微鏡での観察時において、ガス流路60に顕著な潰れが生じていた場合、目視判定として×とし、ガス流路60の形状が維持されている場合目視判定として〇として表2にまとめて記す。特に、比較例10のサンプルについては、ガス流路60の潰れが顕著であったためガス流路60の寸法測定が困難であった。
作製した各サンプルのガス流路60について洗浄が可能か否かについて評価した。静電チャック部材2は、ガス流路60を形成した後にガス流路60に水を流してガス流路60を洗浄する。ガス流路60の潰れが顕著である場合、ガス流路60の断面積が小さくなりガス流路60に純水を流し難く洗浄を適切に行うことができない。ここでは、水圧を0.16MPaとして複数の第1ガス孔67からそれぞれ純水をガス流路60内に噴射し、第2ガス孔68から流出する純水の流量を測定する。測定結果は後段の表2にまとめて記す。なお、比較例10のサンプルについては、目視判定におけるガス流路60の中央部からの潰れが顕著であったため、洗浄試験を実施していない。
表2の洗浄試験の結果において、「N.D」は、未検出(not detected)を表す。
表2の洗浄試験の結果において、比較例9、実施例3~実施例9の水量は、ガス流路の断面積に必ずしも比例しない。これは断面形状が水の流れ易さに影響したものと考えられる。
Claims (7)
- 試料を搭載する載置面が設けられ厚さ方向に積層される第1支持板および第2支持板を有する誘電体基板と、
前記誘電体基板の内部に埋め込まれる吸着電極と、を備え、
前記第1支持板と前記第2支持板との間には、互いに対向する面のうち少なくとも一方に設けられ他方に覆われる凹溝によって形成されるガス流路が設けられ、
前記ガス流路の高さ方向の寸法は、90μm以上300μm以下であり、
前記ガス流路の幅寸法は、500μm以上3000μm未満である、
静電チャック部材。 - 前記誘電体基板は、酸化アルミニウムと炭化ケイ素の複合焼結体である、
請求項1に記載の静電チャック部材。 - 前記誘電体基板は、前記第1支持板と前記第2支持板との間に配置される接合層を有し、
前記接合層を構成する絶縁性物質の平均一次粒子径は、1.6μm以上10.0μm以下である、
請求項2に記載の静電チャック部材。 - 前記第1支持板と前記第2支持板とは、接合層を介して接合され、
前記ガス流路の高さ寸法は、前記接合層の厚さ寸法と前記凹溝の深さ寸法との総和である、
請求項1~3の何れか一項に記載の静電チャック部材。 - 前記吸着電極は、前記第1支持板と前記第2支持板との間に配置され前記ガス流路に露出する、
請求項1~4の何れか一項に記載の静電チャック部材。 - 請求項1~5の何れか一項に記載の静電チャック部材と、
前記静電チャック部材を前記載置面の反対側から支持する基台と、を備える、
静電チャック装置。 - 請求項1~5の何れか一項に記載の静電チャック部材の製造方法であって、
前記誘電体基板は、前記第1支持板と前記第2支持板との間に配置される接合層を有し、
前記第1支持板に凹溝を形成する凹溝形成工程と、
前記第1支持板および前記第2支持板の少なくとも一方に接合層ペーストを塗布する塗布工程と、
前記第1支持板と前記第2支持板とを前記接合層ペーストを介して厚さ方向に積層し、加熱しながら加圧して接合する接合工程と、を有し、
前記接合工程における熱処理温度を1700℃以上とする、
静電チャック部材の製造方法。
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