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図面 (10)

課題

異常放電を防止することが可能な静電チャックを提供する。

解決手段

第1の孔が形成された第1のセラミック板を準備する工程と、前記第1の孔とは水平方向において異なる位置に形成された第2の孔が形成された第2のセラミック板を準備する工程と、前記第1のセラミック板又は前記第2のセラミック板に、前記第1の孔と前記第2の孔とを接続する流路が形成されたスラリー層スラリーにより形成する工程と、前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを前記スラリー層を介して積層させる工程と、前記スラリー層を介して積層させた前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを接合する工程と、を有する静電チャックの製造方法が提供される。

概要

背景

半導体製造工程において、基板静電チャックとの間の伝熱性を高めるため、静電チャックに設けた貫通孔から基板と静電チャックとの間の微小空間伝熱ガスを供給することが知られている(例えば、特許文献1)。

また、特許文献2では、セラミックからなり上面に保持面を有するとともに内部に熱媒体流路を有する基体と、流路の内表面を被覆している被覆膜とを具備した静電チャックを提案している。この被覆膜は、基体のセラミックよりも硬いセラミックからなる。

概要

異常放電を防止することが可能な静電チャックを提供する。第1の孔が形成された第1のセラミック板を準備する工程と、前記第1の孔とは水平方向において異なる位置に形成された第2の孔が形成された第2のセラミック板を準備する工程と、前記第1のセラミック板又は前記第2のセラミック板に、前記第1の孔と前記第2の孔とを接続する流路が形成されたスラリー層スラリーにより形成する工程と、前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを前記スラリー層を介して積層させる工程と、前記スラリー層を介して積層させた前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを接合する工程と、を有する静電チャックの製造方法が提供される。

目的

国際公開第2003/046969号パンフレット
国際公開第2014/098224号パンフレット






本開示は、異常放電を防止することが可能な静電チャックの製造方法、静電チャック及び基板処理装置を提供する

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実績

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請求項1

第1の孔が形成された第1のセラミック板を準備する工程と、前記第1の孔とは水平方向において異なる位置に形成された第2の孔が形成された第2のセラミック板を準備する工程と、前記第1のセラミック板又は前記第2のセラミック板に、前記第1の孔と前記第2の孔とを接続する流路が形成されたスラリー層スラリーにより形成する工程と、前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを前記スラリー層を介して積層させる工程と、前記スラリー層を介して積層させた前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを接合する工程と、を有する静電チャックの製造方法。

請求項2

前記第1のセラミック板及び前記第2のセラミック板は、酸化アルミニウム焼結体、又は炭化シリコンが添加された酸化アルミニウムの焼結体である、請求項1に記載の静電チャックの製造方法。

請求項3

前記スラリーは、酸化アルミニウムの粉末又は炭化シリコンが添加された酸化アルミニウムの粉末を溶媒に混合させることにより形成される、請求項1又は2に記載の静電チャックの製造方法。

請求項4

前記第1のセラミック板又は前記第2のセラミック板は、電極を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の静電チャックの製造方法。

請求項5

前記スラリーは、導電性粉末を溶媒に混合させることにより形成される、請求項1又は2に記載の静電チャックの製造方法。

請求項6

前記導電性粉末は、炭化タングステン炭化モリブデン炭化タンタルの何れかである、請求項5に記載の静電チャックの製造方法。

請求項7

前記スラリー層は、スクリーン印刷により形成される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の静電チャックの製造方法。

請求項8

前記流路は、主流路と、前記主流路と接続し、かつ前記主流路より幅の狭い副流路とを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の静電チャックの製造方法。

請求項9

前記主流路は、前記第2の孔と接続され、前記副流路は、前記第1の孔と接続されるように構成される、請求項8に記載の静電チャックの製造方法。

請求項10

前記第1の孔の開口は、前記第2の孔の開口よりも小さい、請求項1〜9のいずれか一項に記載の静電チャックの製造方法。

請求項11

前記流路の高さは、5μm〜30μmである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の静電チャックの製造方法。

請求項12

前記第1のセラミック板を削り、前記第2のセラミック板を露出させる工程と、第1の孔を有する新たな第1のセラミック板を準備する工程と、新たな前記第1のセラミック板又は前記第2のセラミック板に、前記第1の孔と前記第2の孔とを接続する流路が形成されたスラリー層をスラリーにより形成する工程と、新たな前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを前記スラリー層を介して積層させる工程と、前記スラリー層を介して積層させた新たな前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを接合し、静電チャックを再生する工程と、を有する請求項1〜11のいずれか一項に記載の静電チャックの製造方法。

請求項13

セラミック板を有する静電チャックであって、前記セラミック板は、上面に第1の孔が形成され、下面に前記第1の孔とは水平方向において異なる位置に第2の孔が形成され、前記第1の孔と前記第2の孔とを接続する流路が内部に形成された、静電チャック。

請求項14

前記流路は、導電性部材により形成された、請求項13に記載の静電チャック。

請求項15

前記流路は、ポーラス状に形成された、請求項13に記載の静電チャック。

請求項16

前記流路は、主流路と、前記主流路と接続し、かつ前記主流路より幅の狭い副流路とを含み、前記主流路は、前記第2の孔と接続され、前記副流路は、前記第1の孔と接続された、請求項13〜15のいずれか一項に記載の静電チャック。

請求項17

前記第1の孔の開口は、前記第2の孔の開口よりも小さい、請求項13〜16のいずれか一項に記載の静電チャック。

請求項18

処理容器と、前記処理容器内に配置され、基板を載置する載置台と、前記載置台に設けられ、上面に基板を保持するセラミック板を有する静電チャックと、を有し、前記静電チャックは、前記セラミック板の前記上面に第1の孔が形成され、前記セラミック板の下面に前記第1の孔とは水平方向において異なる位置に第2の開口孔が形成され、前記第1の孔と前記第2の孔とを接続する流路が前記セラミック板の内部に形成された基板処理装置

請求項19

前記第2の孔は、ガス供給ラインを介してガス源に接続されるように構成される、請求項18に記載の基板処理装置。

請求項20

前記流路は、ポーラス状に形成されるように構成される、請求項18又は19に記載の基板処理装置。

技術分野

0001

本開示は、静電チャックの製造方法、静電チャック及び基板処理装置に関する。

背景技術

0002

半導体製造工程において、基板と静電チャックとの間の伝熱性を高めるため、静電チャックに設けた貫通孔から基板と静電チャックとの間の微小空間伝熱ガスを供給することが知られている(例えば、特許文献1)。

0003

また、特許文献2では、セラミックからなり上面に保持面を有するとともに内部に熱媒体流路を有する基体と、流路の内表面を被覆している被覆膜とを具備した静電チャックを提案している。この被覆膜は、基体のセラミックよりも硬いセラミックからなる。

先行技術

0004

国際公開第2003/046969号パンフレット
国際公開第2014/098224号パンフレット

発明が解決しようとする課題

0005

本開示は、異常放電を防止することが可能な静電チャックの製造方法、静電チャック及び基板処理装置を提供する。

課題を解決するための手段

0006

本開示の一の態様によれば、第1の孔が形成された第1のセラミック板を準備する工程と、前記第1の孔とは水平方向において異なる位置に形成された第2の孔が形成された第2のセラミック板を準備する工程と、前記第1のセラミック板又は前記第2のセラミック板に、前記第1の孔と前記第2の孔とを接続する流路が形成されたスラリー層スラリーにより形成する工程と、前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを前記スラリー層を介して積層させる工程と、前記スラリー層を介して積層させた前記第1のセラミック板と前記第2のセラミック板とを接合する工程と、を有する静電チャックの製造方法が提供される。

発明の効果

0007

一の側面によれば、異常放電を防止することが可能な静電チャックの製造方法、静電チャック及び基板処理装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0008

一実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図
一実施形態に係る静電チャックに形成された流路の一例を示す図。
図2のA−A断面の一例を示す図。
一実施形態に係る静電チャックの製造方法の一例を示すフローチャート
一実施形態に係る静電チャックの製造方法の一例を説明するための図。
一実施形態に係る静電チャックの製造方法の他の例を説明するための図。
図2のA−A断面の他の例を示す図。
図2のA−A断面の他の例を示す図。
一実施形態に係る静電チャックの製造方法(再生)の一例を示すフローチャート。

実施例

0009

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

0010

[基板処理装置]
一実施形態に係る基板処理装置1について、図1を用いて説明する。図1は、一実施形態に係る基板処理装置1の一例を示す断面模式図である。基板処理装置1は、処理容器10を備える。処理容器10は、内部に処理空間10sを提供する。処理容器10は本体12を含む。本体12は、略円筒形状を有する。本体12は、例えばアルミニウムから形成される。本体12の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。当該膜は、酸化アルミニウム酸化イットリウムなどのセラミックであってよい。

0011

本体12の側壁には、通路12pが形成されている。基板Wは、通路12pを通して処理空間10sと処理容器10の外部との間で搬送される。通路12pは、本体12の側壁に沿って設けられるゲートバルブ12gにより開閉される。

0012

本体12の底部上には、支持部13が設けられている。支持部13は、絶縁材料から形成される。支持部13は、略円筒形状を有する。支持部13は、処理空間10sの中で、本体12の底部から上方に延在している。支持部13は、上部に載置台14を有する。載置台14は、処理空間10sにおいて、基板Wを支持するように構成されている。

0013

載置台14は、基台18及び静電チャック20を有する。載置台14は、電極プレート16を更に有し得る。電極プレート16は、アルミニウムなどの導体から形成され、略円盤形状を有する。基台18は、電極プレート16上に設けられている。基台18は、アルミニウムなどの導体から形成されて、略円盤形状を有する。基台18は、電極プレート16に電気的に接続されている。

0014

基台18の載置面には静電チャック20が載置され、静電チャック20が有する載置面20aには基板Wが載置される。静電チャック20の本体は略円盤形状を有する。静電チャック20は、セラミック等の誘電体から形成される。

0015

静電チャック20には、載置面20aに対して平行に電極20bが埋め込まれている。電極20bは、膜状の電極である。電極20bは、図示しないスイッチを介して直流電源51に接続されている。電極20bに直流電源51から直流電圧印加されると、静電チャック20と基板Wとの間に静電引力が発生する。その静電引力により、基板Wが静電チャック20に保持される。

0016

静電チャック20は、基板の周囲において段差部を有し、段差部の上面にエッジリング25が配置される。エッジリング25は、基板Wに対するプラズマ処理の面内均一性を向上させる。エッジリング25は、シリコン炭化シリコン、又は石英などから形成され得る。エッジリング25は、基板の周囲に位置するリング部材の一例であり、フォーカスリングともいう。

0017

静電チャック20の内部であって、載置面20aと電極20bとの間には流路22aが形成されている。載置面20aには、第1の孔21aが形成されている。また、静電チャック20の下面20cには、第2の孔23aが形成されている。第1の孔21aと第2の孔23aとは、流路22aを介して接続されている。第2の孔23aは、基台18および電極プレート16を貫通するガス供給ライン24を介してガス源52に接続されている。ガス源52は、伝熱ガス(例えばHeガス)を供給する。伝熱ガスは、ガス供給ライン24、第2の孔23a、流路22a及び第1の孔21aを通って、静電チャック20の載置面20aと基板Wの裏面との間に供給される。

0018

基台18には、内部に冷媒等の温調媒体を流す流路19aが形成されている。温調媒体は、チラーユニット26から入口配管19bを通り、流路19aを流れ、出口配管19cを通ってチラーユニット26に戻される。これにより、静電チャック20上に載置された基板Wの温度が、伝熱ガス及び温調媒体の制御により調整される。

0019

基板処理装置1は、第1の高周波電源62及び第2の高周波電源64を備えている。第1の高周波電源62は、プラズマの生成に適した第1の周波数高周波電力を供給する。第1の周波数は、例えば27MHz〜100MHzの範囲内の周波数であってもよい。第1の高周波電源62は、整合器66を介して電極プレート16に接続されている。整合器66は、第1の高周波電源62の出力インピーダンス負荷側(プラズマ側)のインピーダンス整合させる。なお、第1の高周波電源62は、整合器66を介して、上部電極30に接続されていてもよい。第1の高周波電源62は、一例のプラズマ生成部を構成している。

0020

第2の高周波電源64は、イオン引き込むために適した第2の周波数の高周波電力を供給する。第2の周波数は、第1の周波数と異なる周波数であり、例えば400kHz〜13.56MHzの範囲内の周波数であってもよい。第2の高周波電源64は、整合器68を介して電極プレート16に接続されている。整合器68は、第2の高周波電源64の出力インピーダンスと負荷側(プラズマ側)のインピーダンスを整合させる。

0021

なお、第1の周波数の高周波電力を用いずに、第2の周波数の高周波電力を用いてプラズマを生成してもよい。この場合には、第2の周波数は、13.56MHzよりも大きな周波数、例えば40MHzであってもよい。この場合、基板処理装置1は、第1の高周波電源62及び整合器66を備えなくてもよい。第2の高周波電源64は一例のプラズマ生成部を構成する。

0022

上部電極30は、載置台14に対向し、絶縁部材32を介して処理容器10の本体12の上部開口を閉塞するように設けられている。上部電極30は、天板34及び支持体36を有する。天板34の下面は、処理空間10sの側の下面であり、処理空間10sを画成する。天板34は、発生するジュール熱の少ない低抵抗導電体又は半導体から形成され得る。天板34は、天板34をその板厚方向に貫通する複数のガス吐出孔34aを有する。

0023

支持体36は、天板34を着脱自在に支持する。支持体36は、アルミニウムなどの導電性材料から形成される。支持体36の内部には、ガス拡散室36aが設けられている。支持体36は、ガス拡散室36aから下方に延びる複数のガス孔36bを有する。複数のガス孔36bは、複数のガス吐出孔34aにそれぞれ連通している。支持体36には、ガス導入口36cが形成されている。ガス導入口36cは、ガス拡散室36aに接続している。ガス導入口36cには、ガス供給管38が接続されている。

0024

ガス供給管38には、バルブ群42、流量制御器群44、及びガスソース群40が接続されている。ガスソース群40、バルブ群42、及び流量制御器群44は、ガス供給部を構成している。ガスソース群40は、複数のガスソースを含む。バルブ群42は、複数の開閉バルブを含む。流量制御器群44は、複数の流量制御器を含む。流量制御器群44の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群40の複数のガスソースの各々は、バルブ群42の対応の開閉バルブ、及び流量制御器群44の対応の流量制御器を介して、ガス供給管38に接続されている。

0025

基板処理装置1では、本体12の内壁面及び支持部13の外周に沿って、シールド46が着脱自在に設けられている。シールド46は、本体12に反応副生物が付着することを防止する。シールド46は、例えば、アルミニウムから形成された母材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムなどのセラミックから形成され得る。

0026

支持部13と本体12の側壁との間には、バッフルプレート48が設けられている。バッフルプレート48は、例えば、アルミニウムから形成された母材の表面に耐腐食性を有する膜(酸化イットリウムなどの膜)を形成することにより構成される。バッフルプレート48には、複数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート48の下方、且つ、本体12の底部には、排気口12eが設けられている。排気口12eには、排気管53を介して排気装置50が接続されている。排気装置50は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプなどの真空ポンプを含む。

0027

処理容器10内には、処理ガスが処理空間10sに供給される。また、第1の周波数及び/又は第2の周波数の高周波電力が載置台14に印加され、これにより上部電極30と基台18との間で高周波電界が生成され、放電によりガスからプラズマが生成される。

0028

基板処理装置1は、制御部80を更に備え得る。制御部80は、プロセッサメモリなどの記憶部、入力装置表示装置、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部80は、基板処理装置1の各部を制御する。制御部80では、入力装置を用いて、オペレータが基板処理装置1を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部80では、表示装置により、基板処理装置1の稼働状況可視化して表示することができる。さらに、記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、基板処理装置1で各種処理を実行するために、プロセッサによって実行される。プロセッサが、制御プログラムを実行し、レシピデータに従って基板処理装置1の各部を制御する。

0029

[流路]
次に、静電チャック20の内部に形成された、伝熱ガスを流す流路22aについて、図2及び図3を参照しながら説明する。図2は、一実施形態に係る静電チャック20に形成された流路22aの一例を示す図である。図3は、図2のA−A断面の一例を示す図である。

0030

図2は、静電チャック20の内部に形成された流路22aを平面視した図である。流路22aは、静電チャック20の内部に略逆C型に形成された流路22a1と、流路22a1から内側に分岐する1本の流路22a2と、流路22a1から外側に分岐する6本の流路22a3とを有する。流路22a1は、主流路の一例であり、流路22a3は副流路の一例である。

0031

第1の孔21aは、同心円上に6つ形成され、6本の流路22a3を介して流路22a1に接続されている。ただし、第1の孔21aの個数はこれに限られない。第2の孔23aは、静電チャック20の略中心に形成され、流路22a2を介して流路22a1に接続されている。第1の孔21aの開口は、第2の孔23aの開口よりも小さい。すなわち、第1の孔21aの開口の面積は、第2の孔23aの開口の面積よりも小さい。第1の孔21a及び第2の孔23aの形状は、丸であってもよいし、四角形等の多角形であってもよい。

0032

後述する実施形態に係る静電チャック20の製造方法により、図2のA−A断面である図3に示すように、静電チャック20は、第1の孔21aを有する第1のセラミック板21と、第2の孔23aを有し、第1のセラミック板21に積層される第2のセラミック板23とを有する。そして、積層した第1のセラミック板21と第2のセラミック板23との間に、第1の孔21aと第2の孔23aとを接続する所望の高さの流路22a(流路22a1〜流路22a3)が形成される。流路22aの高さは、所望の高さに形成される。一例としては、流路22aの高さは5μm〜30μmである。

0033

6つの第1の孔21a及び第2の孔23aとは、平面視で重ならない位置に形成されている。すなわち、第2の孔23aは、6つの第1の孔21aとは水平方向において異なる位置に形成されている。また、実施形態に係る静電チャック20の製造方法では、流路22aの高さを5μm〜30μmの範囲内に薄くできる。

0034

図2戻り、主流路の一例である流路22a1の幅は、副流路の一例である流路22a3の幅より広い。流路22a1には、ガス供給ライン24及び流路22a2を介してガス源52が接続されている。これにより、ガス源52から供給された伝熱ガスを、流路22a3よりも広い流路22a1の空間で拡散させた後、流路22a1よりも狭い流路22a3の空間に供給させる。これにより、伝熱ガスを静電チャック20の載置面20aと基板Wの裏面との間に均一に導入させることができる。

0035

なお、図3に示す流路22aが形成されるスラリー層22は、静電チャック20を製造する際、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23との間にスラリーを塗布することで作成される。便宜上、図3ではスラリー層22を第1のセラミック板21と第2のセラミック板23との間に示している。しかし、静電チャック20の製造時、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23とをスラリー層22を介して積層させた状態で焼成すると、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23とが接合され、その際にスラリー層22と一体化する。すなわち、第1のセラミック板21、第2のセラミック板23およびスラリー層22により、単一のセラミック板28が形成される。したがって、焼成後の静電チャック20では、スラリー層22は、層としては存在せず、セラミック板28の内部に流路22a1の空間が形成された状態となる。

0036

本実施形態に係る静電チャック20は、セラミック板28の下面に形成された第2の孔23aに供給された伝熱ガスが、セラミック板28の内部に設けられた流路22aを介して、第1の孔21aから基板Wの裏面に供給されるように構成されている。したがって、載置面20aに設けた伝熱ガス供給孔(第1の孔21a)をセラミック板28を貫通する貫通孔とした場合と比較して、孔の縦方向の長さを短くすることができる。これにより、第1の孔21a内における電子加速が抑制され、第1の孔21a内における放電を抑制することができる。

0037

また、第1の孔21aは、セラミック板28の内部に設けられた流路22aを介して設けられている。したがって、基台18に設けられた流路19aの形状に制約を受けることなく第1の孔21aを設けることができる。このため、開口が小さな第1の孔21aを複数設けることが容易となる。第1の孔21aの開口を小さくすることにより、載置面20aにおいて基板Wに対する温度の特異点を減らし、温度制御性を高めることができる。

0038

また、第2の孔23aは、第1の孔21aとは水平方向において異なる位置に形成されている。すなわち、第1の孔21aと第2の孔23aとは直線上に配置されていない。このため、処理容器10内のクリーニングなどにおいて、基板Wが無い状態でプラズマを生成した際に、第2の孔23aおよびガス供給ライン24にプラズマが侵入することを抑制することができる。このため、第2の孔23aまたはガス供給ライン24の内部または壁面に、プラズマ耐性が低い材料で構成された部材を配置することができる。

0039

なお、図3に示した一例では、電極20bは流路22aの下に設けているが、流路22aの上に形成してもよい。ただし、第1の孔21aの縦方向の長さをより短くすることができるため、電極20bは流路22aの下に設けることが好ましい。

0040

[静電チャックの製造方法]
次に、静電チャック20の製造方法の一例について、図4及び図5を参照しながら説明する。図4は、一実施形態に係る静電チャック20の製造方法の一例を示すフローチャートである。図5は、一実施形態に係る静電チャック20の製造方法の一例を説明するための図である。

0041

図4の処理が開始されると、第1の孔21aを有し、焼成した第1のセラミック板21と、第2の孔23aを有し、焼成した第2のセラミック板23とを準備する(ステップS1)。第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23は、酸化アルミニウム(Al2O3)(以下、「アルミナ」ともいう。)の焼結体、又は炭化シリコン(SiC)が添加されたアルミナの焼結体であることが好ましい。第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

0042

例えば、図5(b)には、第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23の一例が示されている。第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23は同一の直径を有する同一の大きさの円盤状の板状部材である。第1のセラミック板21は予め焼成されており、第1のセラミック板21には6つの第1の孔21aが形成されている。同様に、第2のセラミック板23は予め焼成されており、第2のセラミック板23には1つの第2の孔23aが形成されている。

0043

図4の次のステップでは、スクリーン印刷により第2のセラミック板23の上に、流路22aを有する誘電体のスラリー層22を形成する(ステップS2)。これにより、図5(b)に示すように、第2のセラミック板23上に流路22a(流路22a1、22a2、22a3)を有するスラリー層22が形成される。具体的には、流路22a1、22a2、22a3となる部分をマスキングし、それ以外にスラリー22bを塗布する。これにより、第2のセラミック板23上に流路22a1、22a2、22a3となる部分が空間となったスラリー層22が形成される。

0044

スラリー層22を形成するために塗布するスラリー22bは、アルミナの粉末又は炭化シリコンが添加されたアルミナの粉末を溶媒に混合(分散)させたものであり、ペーストともいう。溶媒は、フッ素系やフェノール系の溶液であり、この溶液にアルミナの粉末等を混合させる。なお、ステップS2において、スラリー層22は、第1のセラミック板21の面に形成してもよい。

0045

図4の次のステップでは、第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23を、スラリー層22を介して積層させる(ステップS3)。これにより、スラリー層22を挟み込んで第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23が積層される。

0046

図4の次のステップでは、垂直方向に圧力を掛けながら焼成し、スラリー層22を介して積層した第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23を接合し(ステップS4)、本処理を終了する。

0047

かかる静電チャック20の製造方法では、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23とをスラリー層22を介して積層させた状態で焼成し、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23とを接合する。これにより、第1のセラミック板21と、スラリー層22と、第2のセラミック板23とは一体化してセラミック板28となり、スラリー層22は消失する。この結果、一体化したセラミック板28の内部に、流路22aが形成される。スラリー層22はペースト状であるため、流路22aは、5μm〜30μm程度の高さに形成できる。このようにして流路22aを薄く形成できるため、第1の孔21aの縦方向の長さを短くすることができる。

0048

図5(a)は、比較例としてスラリーを加圧形成して固めたグリーンシートを用いた場合の静電チャックの製造方法の一例を示す図である。

0049

図5(a)の例では、上板となるグリーンシート121、流路122aが形成されたグリーンシート122、下板となるグリーンシート123を積層させる。そして、積層させた各グリーンシート121、122、123の間にスラリーを塗った後、焼成する。

0050

図5(a)に示す各グリーンシート121、122、123は焼成前であるため、焼成後の第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23と比較して柔らかい。よって、グリーンシートを用いた場合、実施形態に係る静電チャック20の製造方法のように加圧しながら焼成すると、各グリーンシート121、122、123が変形してしまう可能性がある。このため、グリーンシートは、加圧しながら焼成することは困難である。また、流路122aが形成されたグリーンシート122は、他のグリーンシート121、123と独立したシートであるため、ある程度の厚みが必要となり、本実施形態のように5μm〜30μm程度の流路122aを形成することは困難である。

0051

これに対して、本実施形態にかかる静電チャック20の製造方法では、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23との間に約5μm〜30μmの厚さのスラリー層22を塗布した後に焼成する。このとき、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23は予め焼成されており、グリーンシートと比較して強度が高い。よって、焼成時に第1のセラミック板21と第2のセラミック板23に圧力をかけても変形が生じず、焼成時に第1のセラミック板21と第2のセラミック板23とを押し固めることができる。

0052

実施形態に係る静電チャック20の製造方法によれば、第1の孔21aの縦方向の長さを短くすることができる。これにより、第1の孔21a及びその付近にて異常放電が発生することを防止できる。

0053

なお、電極20bは、図4のステップS1にて準備する第1のセラミック板21または第2のセラミック板23に予め形成しておいてもよいし、ステップS4にて形成してもよい。ステップS4にて電極20bを形成する場合、ステップS1において第2のセラミック板23の第2の孔23aと同じ位置に孔が形成された第3のセラミック板を準備する。第3のセラミック板の上に導電性ペーストを塗布し、ステップS3にて第2のセラミック板23を第3のセラミック板の上に積層させる。ステップS4にて焼成すれば、流路22aの下に電極20bを有する静電チャック20を得ることができる。流路22aの上に電極20bを設けるときは、第1のセラミック板21の第1の孔21aと同じ位置に孔が形成されたセラミック板を第3のセラミック板として準備し、同様の手順で作成することができる。ただし、第1の孔21aの径は第2の孔23aの径よりも小さく、かつ第1の孔21aの数は第2の孔23aの数よりも多いため、精密な位置合わせが必要となる。したがって、流路22aの下に電極20bを形成するのが好ましい。

0054

[電極内の流路]
実施形態に係る静電チャック20の製造方法では、電極20b内に流路を形成してもよい。つまり、図3に示す電極20bをスラリー層で形成してもよい。図6は、一実施形態に係る静電チャック20の製造方法の他の例を説明するための図である。図7は、図2のA−A断面の他の例を示す図である。

0055

ここでは、図5(b)に示す誘電体のスラリー層22の替わりに、図6に示す導電体のスラリー層20b1を第2のセラミック板23上に形成する。この場合、図2のA−A断面の他の例である図7に示すように、図1に示す電極20bが導電体のスラリー層20b1により形成され、導電体のスラリー層20b1の内部に流路22aが形成される。流路22aが流路22a1〜22a3を有する点は、図5(b)に示す流路22aと同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、流路22aの形状は、図5(b)及び図6に示す例に限られず、第1の孔21aと第2の孔23aとを接続でき、かつ第1の孔21aと第2の孔23aとが水平方向において異なる位置に形成されればどのような構成であってもよい。

0056

図7の電極20bとなるスラリー層20b1を形成するために塗布するスラリー20b11(図6参照)は、導電性粉末を溶媒に混合(分散)させたものである。溶媒は、フッ素系やフェノール系の溶液であり、この溶液に導電性粉末を混合させる。導電性粉末は、炭化タングステン(WC)、炭化モリブデン(MoC)、炭化タンタル(TaC)のいずれかであってもよい。

0057

導電体のスラリー層20b1が第1のセラミック板21と第2のセラミック板23との間から露出すると、導電体がプラズマに曝され処理容器10内の金属汚染の原因となる。そこで、図6に示すように、導電体のスラリー層20b1を形成するスラリー20b11を、第2のセラミック板23上の内側に円状に塗布し、スラリー20b11と隙間を設けて、その外周にスラリー20b11を覆うように誘電体のスラリー層27bを形成するスラリー27b1を塗布する。導電体のスラリー層20b1及び誘電体のスラリー層27bの形成は、スクリーン印刷により行われる。例えば、スラリー層27b及び隙間の部分をマスキングして導電体のスラリー20b11を塗布し、その後、導電体のスラリー層20b1及び隙間の部分をマスキングして誘電体のスラリー27b1を塗布することにより誘電体のスラリー層27bを形成してもよい。

0058

このようにして第1のセラミック板21と第2のセラミック板23との間に約5μm〜30μmの厚さの流路22aを有する導電層のスラリー層20b1及び誘電体のスラリー層27bを隙間を設けて形成する。隙間を設けることで、導電層のスラリー層20b1と誘電体のスラリー層27bとが混合することを回避できる。スラリー層20b1及びスラリー層27bを形成後、第1のセラミック板21と、スラリー層20b1及びスラリー層27bと、第2のセラミック板23とを積層させ、加圧しながら焼成する。このとき、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23は予め焼成されているため、ある程度の強度を持っている。よって、焼成時に第1のセラミック板21と第2のセラミック板23に圧力をかけても変形が生じず、第1のセラミック板21と第2のセラミック板23とを垂直方向に押し固めることができる。この結果、第1のセラミック板21及び第2のセラミック板23がスラリー層20b1及びスラリー層27bと一体化して、図7に示す電極20b及び誘電体層27が形成される。これにより、導電性部材(電極20b)の内部に5μm〜30μm程度の流路22aを形成することができる。この場合にも、流路22aは第1の孔21aと第2の孔23aと接続され、伝熱ガスを流すことができる。また、誘電体層27が電極20bを覆うことにより、電極20bがプラズマに曝され、金属汚染が生じることを回避できる。

0059

ポーラス状の流路]
実施形態に係る静電チャック20の製造方法では、スラリー層22、スラリー層20b1及びスラリー層27bを以下の手法で焼成することにより、流路22aを有するポーラス層として形成してもよい。

0060

例えば、焼成時、温度を1200℃〜1700℃に一定に制御すると、スラリー層はポーラス状になり難い。これに対して、焼成時の初期温度を700℃〜800℃に制御し、所与時間経過後、1200℃〜1700℃に制御することで、スラリー層をポーラス状に形成することができる。また、スラリーの粉末と溶媒との比率を変えることによって、スラリー層をポーラス状に形成してもよいし、ポーラス気孔率を変えてもよい。

0061

図8は、図2のA−A断面の他の例を示す図である。流路22aを有するポーラス層29を形成することにより、図8に示すようにセラミック板28の側面の一部はポーラス状となる。流路22aにヘリウムガス等の伝熱ガスを流すと、流路22aからポーラス層29の気孔に伝熱ガスが入り込み、セラミック板28の側面から伝熱ガスが漏洩する。これにより、静電チャック20の側面に反応生成物が付着することを抑制できる。

0062

[静電チャックの再生]
次に、再生時の実施形態に係る静電チャックの製造方法について、図9を参照しながら説明する。図9は、再生時の実施形態に係る静電チャックの製造方法の一例を示すフローチャートである。

0063

図9の処理が開始されると、第1のセラミック板21を削り、第2のセラミック板23を露出させる(ステップS11)。次に、第1の孔21aを有する、新たな第1のセラミック板21を準備する(ステップS12)。

0064

次に、スクリーン印刷により第2のセラミック板23に、第1の孔21aと第2の孔23aとを接続する流路22aが形成されたスラリー層22を形成する(ステップS13)。新たな第1のセラミック板21上にスラリー層22を形成してもよい。

0065

次に、新たな第1のセラミック板21と第2のセラミック板23とをスラリー層22を介して積層させる(ステップS14)。次に、スラリー層22を焼成し、新たな第1のセラミック板21と第2のセラミック板23とを接合し、静電チャック20を再生し(ステップS15)、本処理を終了する。

0066

これによれば、プラズマに曝露される第1のセラミック板21を新しい第1のセラミック板21に交換して実施形態に係る静電チャックの製造方法を実行することで、異常放電を防止することが可能な静電チャックを再生することができる。

0067

なお、本実施形態の静電チャック20の製造方法で使用するスラリー層は、所与の粉末をフッ素系やフェノール系の溶液に分散させたものに限られない。例えば、本実施形態の静電チャック20の製造方法で使用するスラリー層は、所与の粉末を溶液、焼結助剤バインダを予め定められた量添加して、所与の粒径となるまで粉砕することで生成してもよい。添加する焼結助剤としては、B4C系、希土類酸化物−Al2O3系の焼結助剤を用いることができる。また、添加するバインダとしては、合成樹脂であればよい。例えば、バインダは、ロジンエステルエチルセルロースエチルヒドロキシエチルセルロースブチラール樹脂フェノール樹脂ポリエチレンオキサイド系樹脂ポリ(2−エチルオキサゾリン系樹脂ポリビニルピロリドン系樹脂を用いることができる。バインダは、ポリアクリル酸系樹脂等、ポリメタクリル酸系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂アクリル樹脂ポリビニルブチラール樹脂アルキッド樹脂、ポリベンジル、ポリm−ジビニルベンゼンポリスチレン等であってもよい。

0068

以上に説明したように、本実施形態の静電チャック20の製造方法によれば、異常放電を防止することが可能な静電チャックの製造方法、静電チャック及び基板処理装置を提供することができる。また、本実施形態の静電チャック20の製造方法によれば、異常放電を防止することが可能な静電チャック20を再生することができる。

0069

今回開示された一実施形態に係る静電チャックの製造方法、静電チャック及び基板処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

0070

例えば、図3の例では、電極20bおよび流路22aを基板Wを載置する載置面20aの下部のみに設けているが、エッジリング25を載置する段差部の下部にも設けてもよい。

0071

本開示の基板処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。

0072

また、基板処理装置の一例としてプラズマ処理装置を挙げて説明したが、基板処理装置は、基板に所定の処理(例えば、成膜処理エッチング処理等)を施す装置であればよく、プラズマ処理装置に限定されるものではない。

0073

1基板処理装置
10処理容器
10s 処理空間
14 載置台
16電極プレート
18基台
20静電チャック
20a 載置面
20b電極
21 第1のセラミック板
21a 第1の孔
21b 副流路
22a 流路
23 第2のセラミック板
23a 第2の孔
24ガス供給ライン
23b 主流路
26チラーユニット
28 セラミック板
30 上部電極
52ガス源
80 制御部
W 基板

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