(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-08
(45)【発行日】2022-11-17
(54)【発明の名称】静電チャック
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20221109BHJP
H02N 13/00 20060101ALI20221109BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20221109BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20221109BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20221109BHJP
【FI】
H01L21/68 R
H02N13/00 D
H01L21/302 101G
H01L21/205
H01L21/31 B
(21)【出願番号】P 2021502148
(86)(22)【出願日】2020-02-20
(86)【国際出願番号】 JP2020006877
(87)【国際公開番号】W WO2020171180
(87)【国際公開日】2020-08-27
【審査請求日】2021-08-02
(31)【優先権主張番号】P 2019030278
(32)【優先日】2019-02-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100075557
【氏名又は名称】西教 圭一郎
(72)【発明者】
【氏名】吉川 貴之
【審査官】湯川 洋介
(56)【参考文献】
【文献】登録実用新案第3154930(JP,U)
【文献】特開2003-163259(JP,A)
【文献】特開2012-204447(JP,A)
【文献】特開2010-183074(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/683
H02N 13/00
H01L 21/3065
H01L 21/205
H01L 21/31
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
円板状の試料保持部材であって、試料を載置可能な円形の上面を有する円板状の保持部材本体と、該保持部材本体の外周面から外方に突出する環状の鍔部とを含む試料保持部材と、
前記鍔部の上に載置される、前記鍔部の上面または前記外周面を覆う環状体と、
前記保持部材本体内に配設された、試料の静電吸着用の第1電極と、
前記鍔部内に配設された、前記環状体の静電吸着用の第2電極と、を備え、
前記第2電極の内方側端部は、前記保持部材本体の内部に位置して
おり、
前記第2電極は、上方からの平面視において、2つの略半円弧状であり、それぞれの円弧の両端が対向するように配設されており、
前記第2電極は、前記鍔部内で、側面視において内方側に向かって上に傾く上り傾斜状に配設されている、静電チャック。
【請求項2】
円板状の試料保持部材であって、試料を載置可能な円形の上面を有する円板状の保持部材本体と、該保持部材本体の外周面から外方に突出する環状の鍔部とを含む試料保持部材と、
前記鍔部の上に載置される、前記鍔部の上面または前記外周面を覆う環状体と、
前記保持部材本体内に配設された、試料の静電吸着用の第1電極と、
前記鍔部内に配設された、前記環状体の静電吸着用の第2電極と、を備え、
前記第2電極の内方側端部は、前記保持部材本体の内部に位置しており、
前記第2電極は、上方からの平面視において、2つの略半円弧状であり、それぞれの円弧の両端が対向するように配設されており、
前記第2電極は、前記鍔部内で、側面視において内方側に向かって下に傾く下り傾斜状に配設されている、静電チャック。
【請求項3】
前記第2電極の内方側端部は、前記保持部材本体内において、少なくともその一部が前記第1電極の外周側端部と平面視において重なる領域に位置している、請求項1
または請求項2に記載の静電チャック。
【請求項4】
前記第2電極は、前記第1電極より側面視下側の位置に配設され、
前記第2電極の上面と前記鍔部の上面との上下方向の距離は、前記第1電極の上面と前記試料保持部材本体の上面との上下方向の距離よりも大きい、請求項1~
3のいずれか1つに記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体集積回路の製造工程または液晶表示装置の製造工程等において用いられる半導体ウエハ等の試料を保持するための試料保持具に配設される静電チャックに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来技術の一例は、特許文献1および特許文献2に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2002-033376号公報
【文献】特開2014-072355号公報
【発明の概要】
【0004】
本開示の静電チャックは、円板状の試料保持部材であって、試料を載置可能な円形の上面を有する円板状の保持部材本体と、該保持部材本体の外周面から外方に突出する環状の鍔部とを含む試料保持部材と、
前記鍔部の上に載置される、前記鍔部の上面または前記外周面を覆う環状体と、
前記保持部材本体内に配設された、試料の静電吸着用の第1電極と、
前記鍔部内に配設された、前記環状体の静電吸着用の第2電極と、を備え、
前記第2電極の内方側端部は、前記保持部材本体の内部に位置しており、
前記第2電極は、上方からの平面視において、2つの略半円弧状であり、それぞれの円弧の両端が対向するように配設されており、
前記第2電極は、前記鍔部内で、側面視において内方側に向かって上に傾く上り傾斜状に配設されている構成である。
また、本開示の静電チャックは、円板状の試料保持部材であって、試料を載置可能な円形の上面を有する円板状の保持部材本体と、該保持部材本体の外周面から外方に突出する環状の鍔部とを含む試料保持部材と、
前記鍔部の上に載置される、前記鍔部の上面または前記外周面を覆う環状体と、
前記保持部材本体内に配設された、試料の静電吸着用の第1電極と、
前記鍔部内に配設された、前記環状体の静電吸着用の第2電極と、を備え、
前記第2電極の内方側端部は、前記保持部材本体の内部に位置しており、
前記第2電極は、上方からの平面視において、2つの略半円弧状であり、それぞれの円弧の両端が対向するように配設されており、
前記第2電極は、前記鍔部内で、側面視において内方側に向かって下に傾く下り傾斜状に配設されている構成である。
【0005】
本開示の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【
図1】本開示の静電チャックの第1実施形態における断面図である。
【
図2】本開示の第1実施形態における第1電極の平面図である。
【
図3】本開示の第1実施形態における第2電極の平面図である。
【
図4】本開示の他の実施形態における一部の断面図である。
【
図5】本開示の他の実施形態における一部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
まず、本開示の静電チャックが基礎とする構成の静電チャックについて説明する。半導体ウエハの固定、搬送などに用いられる静電チャックは、被処理体を載置する載置台と、該載置台の載置面の外周縁部に配置されたフォーカスリングとを備え、被処理体とフォーカスリングとを、異なる第1、第2の静電吸着手段によって個別に吸着するようになっている。
【0008】
また、他の静電チャックでは、主吸着用電極を有するセラミック絶縁板の外周部に直接または中間部材を介して載置される外周リングを備えており、外周部に設けられた外周吸着用電極によって、外周リングを外周部に吸着して固定することができる。
【0009】
しかしながら、前記の本開示の静電チャックが基礎とする構成の静電チャックにおいては、載置面の外周縁部または絶縁板の外周部に配置された環状部材であるフォーカスリングまたは外周リングを吸着するための静電チャックの電極は、幅が狭く設定されている。そのため、十分な吸着力が得られず、ウエハの加工または搬送の際に、フォーカスリングまたは外周リングが動くことによって、ウエハおよび試料保持具が破損するおそれがある。
【0010】
以下、本開示の第1実施形態に係る静電チャックについて、図面を参照して説明する。
図1は、静電チャック1の垂直方向の断面図である。静電チャック1は、支持部材10、試料保持部材20および環状体30を備える。
【0011】
<支持部材>
支持部材10は、試料保持部材20を支持するための部材である。支持部材10は、試料保持部材20を支持する上向きの支持面11を有する。支持部材10は、金属製であり、金属材料としては、例えば、アルミニウムを用いることができる。支持部材10の水平方向の断面形状は、特に限定されず、円形状または多角形状であってもよい。支持部材10の寸法は、特に限定されないが、前記水平方向の断面形状が円形の場合は、例えば、直径を200~500mmに、厚さを10~100mmとすることができる。
【0012】
<試料保持部材>
試料保持部材20は、保持部材本体21および保持部材本体21の外周面25から外方に突出する環状の鍔部22を含む。試料保持部材20は円板状をなしている。
【0013】
<保持部材本体>
保持部材本体21は、円板状をなし、試料を載置可能な円形の上面、すなわち、載置面23と、載置面23の反対側に円形の被支持面24と、外周面25とを有する。載置面23には、試料であるウエハが載置され、ウエハは静電吸着により固定される。被支持面24は、支持部材10の支持面11と、接合層40を介して接合されている。接合層40としては、例えば、樹脂材料の接着剤を用いることができる。樹脂材料としては、シリコン樹脂などを用いることができる。
【0014】
保持部材本体21は、例えば、セラミック材料で構成される。セラミック材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、イットリア等とすることができるが、これらに限らない。保持部材本体21の寸法は、特に限定されないが、例えば、直径を200~500mmに、厚みを2~15mmにすることができる。
【0015】
保持部材本体21の内部には、試料の静電吸着用の第1電極26が配設されている。
図2に示すように、第1電極26は、2つの電極26aおよび電極26bからなる。本実施
形態においては、2つの電極26aおよび電極26bは、いずれも略半円板状であり、半
円の弦同士が対向するように配設されている。これら2つの電極が合わさって、第1電極26全体が円板状となっている。本実施形態においては、第1電極26は、保持部材本体21内に円板状の面が載置面23および被支持面24と平行になるように、水平に配設されている。第1電極26の中心は、該中心軸線が保持部材本体21の中心軸線と同一となるように設定することができる。
【0016】
第1電極26には外部から電圧が印加される。第1電極26の2つの電極の一方に正の電圧が印加され、他方に負の電圧が印加される。これにより、保持部材本体21の載置面23に載置されたウエハを吸着し、固定することができる。
【0017】
第1電極26は、例えば、金属材料によって形成される。金属材料としては、白金、タングステン、モリブデン等とすることができるが、これらに限らない。
【0018】
<鍔部>
保持部材本体21の外周面25には、外方に突出する環状の鍔部22が配設されている。鍔部22は、環状体30を載置し、静電吸着によって固定する載置面28および載置面28の反対側に、接合層40を介して支持部材10に接合される被支持面29を有している。鍔部22は、保持部材本体21と一体をなしていることが好ましいが、保持部材本体21から分離可能であってもよい。
【0019】
本実施形態においては、鍔部22は、外周面25の下方に配設され、鍔部22の被支持面29は、保持部材本体21の被支持面24と同一の面をなすように配設されている。鍔部22の保持部材本体21に対する垂直方向の位置は特に限定されず、保持部材本体21の外周面25の垂直方向の中間に位置していてもよい。
【0020】
鍔部22は、例えば、セラミック材料で形成される。セラミック材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、イットリア等とすることができるが、これらに限らない。鍔部22を形成する材料は、保持部材本体21と同一の材料であっても、異なる材料であってもよい。
【0021】
鍔部22内には、環状体30の静電吸着用の第2電極27が配設されている。第2電極27は、第1電極26と同様に2つの電極27aおよび電極27bからなる。電極27aおよび電極27bは、いずれも略半円弧状をなしており、円弧の両端が対向するように配設されている。これら2つの電極が合わさって、第2電極27全体が円環状となっている。本実施形態においては、第2電極27は、円環の面が保持部材本体の載置面28および被支持面29に平行になるように、水平に配設されている。
【0022】
第2電極27は、いずれも鍔部22から保持部材本体21に延び、内方側端部は保持部材本体21の内部に位置している。ここで、第2電極27の内方側端部とは、電極27aおよび電極27bの内周部を意味し、以後も同様とする。本実施形態においては、第2電極27の内方側端部は、保持部材本体21内において、第1電極26より側面視下側に位置している。
【0023】
本実施形態のように、保持部材本体21の内部において、第2電極27の内方側端部の少なくとも一部を、第1電極26の外周側端部と平面視において重なる領域に位置させることもできる。ここで、第1電極26の外周側端部とは、第1電極26の2つの電極26aおよび電極26bの周方向の外周部を意味する。
【0024】
第2電極27は、第1電極26より側面視下側の位置に配設されることが好ましいが、第1電極26より側面視上側の位置に配設することもできる。第2電極27が第1電極26より側面視下側の位置に配設された場合、第2電極27の上面と鍔部22の上面、すなわち載置面28との上下方向の距離は、第1電極26の上面と保持部材本体21の上面、すなわち、載置面23との上下方向の距離よりも大きくすることが好ましい。
【0025】
第2電極27にも、第1電極26と同様に、外部から電圧が印加される。第2電極27の2つの電極の一方に正の電圧が印加され、他方に負の電圧が印加される。これにより、鍔部22の載置面28に載置された環状体30を吸着し、固定することができる。
【0026】
<環状体>
環状体30は、鍔部22の載置面28に載置され、保持部材本体21の外周面25および鍔部22の上面、すなわち、載置面28を覆っている。環状体30は、載置面31と吸着面32を有している。載置面31は、環状体30が鍔部22に載置された状態で、保持部材本体21の載置面23と同一の高さになるように設定されている。環状体30の載置面31の外周の周縁部を上方に突出させることによって、保持部材本体21の載置面23に載置されたウエハを位置決めすることもできる。
【0027】
本実施形態において、環状体30の中心軸線を含む断面は四角形であるが、該断面は、四角形に限られず、多角形でもよい。環状体30の内周の半径は、保持部材本体21の外周の半径よりも大きければ、特に限定されない。環状体30は、例えば、シリコンなどの静電吸着が可能な材料によって形成されている。
【0028】
第2電極27の内方側端部が保持部材本体21の内部に位置することによって、環状体30の吸着面32だけでなく、保持部材本体21の外周面25と対向する領域をも吸着することが可能である。そのため、環状体30が強い吸着力で固定され、ウエハの加工または搬送の際に、環状体30が動くことによって生じるウエハおよび試料保持部材20の破損を防止することができる。
【0029】
また、保持部材本体21の内部において、第2電極27の内方側端部の少なくとも一部が、第1電極26の外周側端部と平面視において重なる領域に位置していることによって、電極が存在しない保持部材本体21の外周部での吸着力を増すことができる。これにより、ウエハをより強く吸着することができる。
【0030】
第2電極27が第1電極26より側面視下側の位置に配設された場合、第2電極27の上面と鍔部22の上面、すなわち、載置面28、との上下方向の距離を、第1電極26の上面と保持部材本体21の上面、すなわち、載置面23、との上下方向の距離よりも大きくすることによって、鍔部22においては、第2電極27からの距離が長いために耐久性が向上し、絶縁破壊などが防止できる。また、保持部材本体21においては第1電極26と載置面23との距離が近いため、均熱性が向上する。
【0031】
<第2実施形態>
次に、本開示の第2実施形態に係る静電チャック100について
図4を参照して説明する。本実施形態では、第1実施形態と同様の構成要素には、第1実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施形態の静電チャック100は、前記第1実施形態と同様に、
図4の保持部材本体21の載置面23および環状体30の載置面31に載置されたウエハを吸着し、固定する。
【0032】
本実施形態において、第2電極102は、鍔部22の内部で、側面視において内方側に向かって上に傾く上り傾斜状に配設された、略円錐台状をなしている。本実施形態においても、第2電極102は第1実施形態と同様に2つの電極からなり、これらを上方から平面視した形状は、いずれも略半円弧状をなしている。2つの電極は、上方からの平面視において、それぞれの円弧の両端が対向するように配設されている。これら2つの電極が合わさって、第2電極102全体を上方から平面視した形状は、円環状となっている。
【0033】
第2電極102には、外部から電圧が印加される。第2電極102の2つの電極の一方に正の電圧が印加され、他方に負の電圧が印加される。第2電極102が側面視において内方側に向かって上に傾く上り傾斜状をなすことによって、電極が存在しない保持部材本体21の外周部での吸着力が増すことができる。これにより、ウエハをより強く吸着することができる。
【0034】
<第3実施形態>
次に、本開示の第3実施形態に係る静電チャック200について
図5を参照して説明する。本実施形態では、第1実施形態と同様の構成要素には、第1実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0035】
本実施形態の静電チャック200は、前記第1実施形態と同様に、
図5の保持部材本体21の載置面23および環状体30の載置面31に載置されたウエハを吸着し、固定する。
【0036】
第3実施形態において、第2電極202は、鍔部22の内部で、側面視において内方側に向かって下に傾く下り傾斜状に配設された、略逆円錐台状をなしている。本実施形態においても、第2電極202は他の実施形態と同様に2つの電極からなり、これらを上方から平面視した形状は、いずれも略半円弧状をなしている。2つの電極は、上方からの平面視において、それぞれの円弧の両端が対向するように配設されている。これら2つの電極が合わさって、第2電極202全体を上方から平面視した形状は、円環状となっている。
【0037】
第2電極202には、外部から電圧が印加される。第2電極202の2つの電極の一方に正の電圧が印加され、他方に負の電圧が印加される。第2電極202が側面視において内方側に向かって下に傾く下り傾斜状をなすことによって、電極が存在しない鍔部22の外周近傍における吸着力を高めることができる。これにより、環状体30をより強く吸着することができる。
【0038】
本開示は次の実施の形態が可能である。
【0039】
本開示の静電チャックは、円板状の試料保持部材であって、試料を載置可能な円形の上面を有する円板状の保持部材本体と、該保持部材本体の外周面から外方に突出する環状の鍔部とを含む試料保持部材と、
前記鍔部の上に載置される、前記鍔部の上面または前記外周面を覆う環状体と、
前記保持部材本体内に配設された、試料の静電吸着用の第1電極と、
前記鍔部内に配設された、前記環状体の静電吸着用の第2電極と、を備え、
前記第2電極の内方側端部は、前記保持部材本体の内部に位置している構成である。
【0040】
本開示の静電チャックにおいては、保持部材本体の外周面を覆う環状体を吸着するための第2電極が、保持部材本体に延びて保持部材本体の内部に位置しているので、環状体が強い吸着力で固定され、ウエハの加工または搬送の際に、環状体が動くことによって生じるウエハおよび試料保持部材の破損を防止することができる。
【0041】
本開示は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本開示の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本開示の範囲内のものである。
【符号の説明】
【0042】
1、100、200 静電チャック
10 支持部材
11 支持面
20 試料保持部材
21 保持部材本体
22 鍔部
23、28、31 載置面
24、29 被支持面
25 外周面
26、101、201 第1電極
26a、26b 電極
27、102、202 第2電極
27a、27b 電極
30 環状体
32 吸着面
40 接合層