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公開番号2024134222
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023044419
出願日2023-03-20
発明の名称静電チャック
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20240926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】基板に入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができ、また、デチャック性の悪化を抑制できる静電チャックを提供する。
【解決手段】静電チャック100であって、セラミックス焼結体からなる基体110と、前記基体110に埋設された静電吸着用電極120と、前記基体110の上面112に開口する複数のガス導入穴118と、を備え、前記基体110は、載置される基板との接触率が30%以上99.5%以下の表面130を有し、前記表面130の表面粗さRaは0.2μm以下であり、前記表面130の粗さ曲線から求められるスキューネスRskは負である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
静電チャックであって、
セラミックス焼結体からなる基体と、
前記基体に埋設された静電吸着用電極と、
前記基体の上面に開口する複数のガス導入穴と、を備え、
前記基体は、載置される基板との接触率が３０％以上９９．５％以下の表面を有し、
前記表面の表面粗さＲａは０．２μｍ以下であり、
前記表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは負であることを特徴とする静電チャック。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記スキューネスＲｓｋは－１．０未満であることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記基体の前記上面に対向する下面に接合され、前記ガス導入穴に接続されるガス流路を有するベース部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記基体の前記上面に対向する下面に接合され、前記ガス導入穴に接続されるガス流路を有するベース部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記基体の前記上面から上方に突出して形成される複数のピン状凸部と、
前記複数のピン状凸部を取り囲むように前記基体の前記上面から上方に突出して形成される環状凸部と、を備え、
前記表面は、前記ピン状凸部の上端面および前記環状凸部の上端面により構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の静電チャック。
【請求項６】
前記基体の前記上面から上方に突出して形成される複数の島状凸部と、
前記複数の島状凸部を取り囲むように前記基体の前記上面から上方に突出して形成される環状凸部と、を備え、
前記表面は、前記島状凸部の上端面および前記環状凸部の上端面により構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の静電チャック。
【請求項７】
前記ピン状凸部の高さは５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の静電チャック。
【請求項８】
前記島状凸部の高さは２５μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の静電チャック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャックに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
減圧容器内に基板（ウエハ）を設置し、基板上に原料ガスを供給して高周波電流（ＲＦ）などによって原料ガスをプラズマ化し、基板上に化学反応によって生成された物質を堆積させることで薄膜を形成するプラズマＣＶＤ等の成膜装置や、基板の表面に溝やパターン等を形成するため、プラズマを用いて削り取るプラズマエッチング等のエッチング装置において、基板を保持する手段として静電チャックが用いられている。
【０００３】
上記のようなプラズマ処理工程では、発生した熱により基板の温度も上昇する。その際、それぞれの処理温度に適した温度となるように、基板の温度を調節するため種々の方法が取られている。例えば、静電チャックの基板保持面と対抗する面に、冷却水などの媒体を流通させる流路を有するアルミニウム等の金属により形成されたベース部材と接合したり、基板裏面と静電チャックの基板保持面との間の空間にＨｅ等の不活性ガスを導入する熱伝達構造を設けたりして、基板の温度を一定に保っている。
【０００４】
近年、製造プロセスの技術の進展によりプラズマの電力密度が増加しており、それに伴い基板への入射熱量も大きくなっている。基板への入射熱量の増加によって基板温度が過度に上昇し、パターン形成プロセスで不具合が発生するなど各工程の製造プロセスに影響を与える虞があるため、これまで以上に基板の冷却性能を高める必要がある。また、製造歩留まり向上のために早期に基板の温度を適切な温度に調節する必要がある。例えば、製造プロセスによって適切なプロセス処理温度は異なるが、１００℃～４００℃程度（アルミベースでは２００℃程度まで）に制御する必要がある。
【０００５】
特許文献１では、周辺部に設けられた突出した部分と、キャビティを形成する凹部と、各々が、接触面において終息するとともに前記周縁部分に設けられた前記突出した部分の表面と前記各々の接触面とが概ね同一平面上に設けられた複数の凸部とを有する中央部分と、前記キャビティ内へガスを供給するための少なくとも１つのガス入り口溝とを有する基板接触盤と、前記基板接触盤に熱的に接続されているとともに、冷却液を通すための溝を有する冷却盤とを有する基板冷却装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２では、静電チャックのガス溝を、等間隔に配置された複数の放射状溝と、放射状溝と連通し、同心円状に配置された複数の環状溝と、中心より１つ目の環状溝以降の領域で、隣り合う２つの環状溝と隣り合う２つの放射状溝で囲まれる各設置面を２つ以上に分断する少なくとも一つの放射方向に延びる仕切り溝とから構成し、隣り合う２つの環状溝と隣り合う２つの放射状溝で囲まれる設置面と、隣り合う２つの環状溝と放射状溝及び仕切り溝で囲まれる設置面と、隣り合う２つの環状溝と隣り合う２つの仕切り溝で囲まれる設置面が各々略同等の面積となるようにした静電チャックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平９－２３２４１５号公報
特開２００２－１７０８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１記載の複数の凸部は、基板との接触面がＲａ０．３５μｍ～３．０μｍ程度に粗面化されており、また、基板と複数の凸部との接触率は２～２０％程度である。特許文献１記載の冷却手段の主たる部分は、基板とキャビティ内のガスによる熱伝達であるが、接触率が低く、ガスの圧力も低かった（２０Ｔｏｒｒ以下）。よって、特許文献１の基板冷却装置では、より大きな熱量を早期に伝熱するには不十分となる虞があった。
【０００９】
特許文献２記載の技術では、基体の中央にのみ形成されたガス導入口から熱伝達ガスを導入し、放射状の溝を径方向に流れ、その後、環状の溝と合流しながら流れていく。特許文献２記載のガスの流路は複雑な流路であるために、流路の分岐点での熱伝達ガスの流れの不均一さや、基体中央から外径までのガスの流れのタイムラグなどから、基板全体における温度の均温化や、より大きな熱量を伝熱するためには不十分となる虞があった。また、ガス導入口から導入されるヘリウムガスの圧力も低かった（約１０Ｔｏｒｒ）。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板に入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができ、また、デチャック性の悪化を抑制できる静電チャックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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