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公開番号2025044623
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023152312
出願日2023-09-20
発明の名称静電チャック
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人i-MIRAI,個人,個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20250326BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電極に設けられた貫通孔の開口部分に残るバリによる絶縁抵抗の変動を抑制するための技術を提供する。
【解決手段】
静電チャック100は、セラミックス基材110と、セラミックス基材110に埋設された金属製の静電吸着用電極124とを備えている。指数Cs=[1/ln{10(2D-a)/a}]/pが375以上となるように、ワイヤの線径(又は電極部分124eの幅)a(m)と、ピッチp(m)と、絶縁層の厚さD(m)を選択する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
上面、及び、前記上面と上下方向において対向する下面を有するセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に埋設された金属製の電極と、を備え、
前記電極は、前記上下方向に直交する第１方向において、幅ａ（ｍ）の電極部と、幅ｂ（ｍ）の開口部とが交互に並んでおり、
前記セラミックス基材の前記上面から前記電極までの前記上下方向の距離をＤ（ｍ）とし、前記幅ａ（ｍ）と前記幅ｂ（ｍ）との和をｐ（ｍ）としたとき、指数Ｃｓが、
Ｃｓ＝［１／ｌｎ｛１０（２Ｄ－ａ）／ａ｝］／ｐ≧３７５
であることを特徴とする静電チャック。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記電極は、直径ａ（ｍ）のワイヤを平織りしたメッシュ電極である請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記電極は、前記第１方向に幅ａ（ｍ）の前記電極部がｂ（ｍ）の間隔で並ぶように、幅ｂ（ｍ）の前記開口部が形成された金属箔又は金属板である請求項１に記載の静電チャック。
【請求項４】
２．００×１０
－４
（ｍ）≦ｐ≦７．００×１０
－４
（ｍ）
である請求項１～３のいずれか一項に記載の静電チャック。
【請求項５】
１．００×１０
－４
（ｍ）≦Ｄ≦５．００×１０
－４
（ｍ）
である請求項１～３のいずれか一項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、ウェハを吸着して保持する静電チャックに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ＡｌＮセラミックス等のセラミックス焼結体（セラミックス基材）に線状の導電性材料体を編んだメッシュ電極（静電吸着用電極）を埋設した静電チャックが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－２１２３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコンウェハ等の基板を安定して静電チャックに吸着させるためには、クーロン力を大きくするために静電吸着用電極と基板との間の静電容量を大きくすることが好ましい。そこで、上記特許文献１に記載の静電チャックにおいては静電容量の確保を図るため、平織りと比べて開口率が低い綾織り又は綾畳織りで織られたメッシュ電極が静電吸着用電極として用いていた。しかしながら、静電容量の確保を図るために、単に開口率を低くした場合には、セラミックス焼結体と静電吸着用電極との接触面積が大きくなりすぎるおそれがある。この場合には、ＣＴＥ（線膨張係数）差により、セラミックス焼結体と静電吸着用電極との界面において剥離が生じるおそれ、または、残留応力によりセラミックス焼結体が変形するおそれがあった。セラミックス焼結体と静電吸着用電極との界面において剥離が生じた場合、あるいは、残留応力によりセラミックス焼結体が変形した場合には、静電チャックに、静電容量の局所的なバラツキが生じることがあった。
【０００５】
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、基板を安定して静電チャックに吸着させるために必要な静電容量を確保しつつ、静電チャックに静電容量の局所的なバラツキが生じることを抑制するための技術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】
【０００６】
本発明の態様に従えば、上面、及び、前記上面と上下方向において対向する下面を有するセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に埋設された金属製の電極と、を備え、
前記電極は、前記上下方向に直交する第１方向において、幅ａ（ｍ）の電極部と、幅ｂ（ｍ）の開口部とが交互に並んでおり、
前記セラミックス基材の前記上面から前記電極までの前記上下方向の距離をＤ（ｍ）とし、前記幅ａ（ｍ）と前記幅ｂ（ｍ）との和をｐ（ｍ）としたとき、指数Ｃｓが、
Ｃｓ＝［１／ｌｎ｛１０（２Ｄ－ａ）／ａ｝］／ｐ≧３７５
であることを特徴とする静電チャックが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
静電吸着用電極を、金属のワイヤを織ったメッシュで形成した場合において、幅ａ（ｍ）がワイヤの線径に対応し、和ｐ（ｍ）が隣り合うワイヤ同士の中心間距離であるワイヤのピッチに対応し、セラミックス基材の上面と静電吸着用電極との上下方向の距離Ｄ（ｍ）がセラミックス絶縁層の厚さに対応する。また、静電吸着用電極を、箔又は板材により形成した場合において、幅ａ（ｍ）が電極部分の幅に対応し、和ｐ（ｍ）が隣り合う電極部分の中心間距離であるピッチに対応する。指数Ｃｓ＝［１／ｌｎ｛１０（２Ｄ－ａ）／ａ｝］／ｐを３７５以上にすることにより、静電チャックとして十分な静電容量（直径２０ｍｍあたり５０ｐＦ以上）を確保しつつ、静電容量のバラツキを１０％以内に抑えることができる。言い換えると、上記の指数Ｃｓが下限値である３７５以上となるように、セラミックス絶縁層の厚さＤ、ピッチｐ、電極部分の幅ａを選択することにより、一定の空隙率を有する静電吸着用電極であっても、静電チャックとして十分な静電容量（直径２０ｍｍあたり５０ｐＦ以上）を確保しつつ、静電容量のバラツキを１０％以内に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、静電チャック１００の斜視図である。
図２は、静電チャック１００の概略説明図である。
図３は、静電吸着用電極１２４の形状を示した概略説明図である。
ワイヤで織ったメッシュで形成された静電吸着用電極１２４の説明図である。
箔又は板材で形成された静電吸着用電極１２４の説明図である。
（ａ）～（ｅ）は、セラミックス基材１１０の製造方法の流れを示す図である。
（ａ）～（ｄ）は、セラミックス基材１１０の別の製造方法の流れを示す図である。
図８は静電容量の測定位置を説明するための説明図である。
図９は実施例１～１７及び比較例１～５の結果をまとめた表である。
図１０は六角形の開口を有する開口部分１２４ｈが形成された静電吸着用電極１２４の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜静電チャック１００＞
本発明の実施形態に係る静電チャック１００について、図１、２を参照しつつ説明する。本実施形態に係る静電チャック１００は、シリコンウェハなどの半導体ウェハ（以下、単にウェハ１０という）を吸着して保持するための保持部材として用いられる。なお、以下の説明においては、静電チャック１００が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向５が定義される。図１に示されるように、本実施形態に係る静電チャック１００は、セラミックス基材１１０と、静電吸着用電極１２４（図２、３参照）とを主に備える。
【００１０】
セラミックス基材１１０は、直径１２インチ（約３００ｍｍ）の円形の板状の形状を有する部材であり、その上面１１１には保持対象であるウェハ１０が載置される。なお、図１では図面を見やすくするためにウェハ１０とセラミックス基材１１０とを離して図示している。本実施形態において、セラミックス基材１１０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするＡｌＮセラミックスの焼結体により形成されている。ここで、ＡｌＮを主成分とするとは、ＡｌＮの含有率が５０％以上であることを意味している。セラミックス基材１１０の上面１１１の中心線平均粗さは１．０μｍ未満である。なお、セラミックス基材１１０は窒化アルミニウムにより形成されることには限られず、例えば、炭化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素等のセラミックス焼結体により形成することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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