JP2024109256A - Holding member - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、対象物を保持する保持部材に関する。 This disclosure relates to a holding member that holds an object.
保持部材に関する従来技術として、例えば、特許文献１に、対象物を保持面に保持する誘電体基板（板状部材）と、金属プレート（ベース部材）と、誘電体基板と金属プレートとを接合する絶縁性接着材（接合層）とを備える静電チャック（保持装置）が開示されている。この静電チャックでは、耐電圧を高めるために、金属プレートの表面（保持面）に、溶射によって絶縁体膜（絶縁膜）を形成している。そして、このような静電チャックは、例えば、半導体製造装置側の取付台座(ファシリティプレート）に対して、環状のシール部材を用いて気密に取り付けられている（特許文献２参照）。 As an example of a conventional technique related to a holding member, Patent Document 1 discloses an electrostatic chuck (holding device) that includes a dielectric substrate (plate-shaped member) that holds an object on its holding surface, a metal plate (base member), and an insulating adhesive (bonding layer) that bonds the dielectric substrate and the metal plate. In this electrostatic chuck, an insulator film (insulating film) is formed on the surface (holding surface) of the metal plate by thermal spraying to increase the withstand voltage. Such an electrostatic chuck is airtightly attached to, for example, a mounting base (facility plate) on the semiconductor manufacturing equipment side using a ring-shaped seal member (see Patent Document 2).
しかしながら、上記のように、保持部材を取付台座に対して、環状のシール部材を用いて気密に取り付ける場合、シール部材を配置するための溝が形成された部分（ベース部材の外周部分）が局所的な突起部となってしまい、アーキング（異常放電）が発生しやすくなり耐電圧が低下するおそれがある。 However, when the holding member is airtightly attached to the mounting base using an annular sealing member as described above, the portion in which the groove for locating the sealing member is formed (the outer periphery of the base member) becomes a localized protrusion, which may cause arcing (abnormal discharge) to occur more easily and reduce the withstand voltage.
そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、耐電圧を向上させることができる保持部材を提供することを目的とする。 Therefore, this disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a retaining member that can improve voltage resistance.
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
対象物を保持する保持部材であって、
前記保持部材は、第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記第１の面と前記２の面とを繋げる側面と、を有する金属製のベース部材を備え、
前記ベース部材の前記側面に対して、径方向内側に凹んだ環状の段差部であって、前記段差部は前記ベース部材の前記第２の面に形成され、前記段差部には環状のシール部材が配置されており、
前記段差部は、前記第２の面に繋がる段差部側面と、前記段差部側面と前記ベース部材の前記側面とに繋がる段差部平面とを備え、
前記ベース部材の前記側面と前記段差部平面に、絶縁膜が設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, one aspect of the present disclosure is to
A holding member for holding an object,
the holding member includes a metal base member having a first surface, a second surface provided on an opposite side to the first surface, and a side surface connecting the first surface and the second surface;
a ring-shaped step portion recessed radially inward with respect to the side surface of the base member, the step portion being formed on the second surface of the base member, and an annular seal member being disposed in the step portion;
the step portion includes a step portion side surface connected to the second surface, and a step portion plane connected to the step portion side surface and the side surface of the base member,
The base member is characterized in that an insulating film is provided on the side surface and the planar surface of the step portion.
この保持部材では、ベース部材の第２の面に径方向内側に凹んだ環状の段差部を設けて、この段差部に環状のシール部材を配置している。そして、ベース部材の側面及び段差部平面に絶縁膜を設けている。これにより、ベース部材のうちプラズマ環境下に晒される部分を絶縁膜及びシール部材で覆うことができるため、保持部材の耐電圧を向上させることができる。 In this holding member, a ring-shaped step recessed radially inward is provided on the second surface of the base member, and a ring-shaped seal member is disposed on this step. An insulating film is provided on the side surface of the base member and the flat surface of the step. This allows the portion of the base member exposed to the plasma environment to be covered with the insulating film and seal member, improving the voltage resistance of the holding member.
また、シール部材を配置する部分が従来のように溝ではなく段差部となっているため、ベース部材の外周部分に局所的な突起部が形成されない。そのため、アーキング（異常放電）が発生し難いので、保持部材の耐電圧が向上する。 In addition, because the portion where the sealing member is placed is a step portion rather than a groove as in conventional cases, no localized protrusions are formed on the outer periphery of the base member. This makes it difficult for arcing (abnormal discharge) to occur, improving the voltage resistance of the holding member.
なお、段差部平面に設ける絶縁膜は、段差部側面との接点まで設けないことが好ましい。こうすることにより、ベース部材が熱変形した際、絶縁膜にクラックが発生することを抑制することができる。 It is preferable that the insulating film provided on the flat surface of the step portion not extend to the contact point with the side surface of the step portion. This can prevent cracks from occurring in the insulating film when the base member is thermally deformed.
上記した保持部材において、
前記段差部側面のうち少なくとも前記シール部材との接触面は、鏡面加工されていることが好ましい。
In the above-mentioned holding member,
It is preferable that at least the surface of the step portion that comes into contact with the seal member is mirror-finished.
保持部材が取り付けられる取付台座（ファシリティプレート：ＦＰ）に取り付けられた状態において、シール部材は、段差部平面と取付台座とに挟まれて弾性域で潰されるように変形する。その結果、シール部材が、段差部平面と取付台座、及び段差部側面に接触することにより、保持部材からのガスリークを防止している。 When the retaining member is attached to the mounting base (facility plate: FP), the seal member is sandwiched between the flat surface of the step portion and the mounting base and deforms so as to be crushed in the elastic range. As a result, the seal member comes into contact with the flat surface of the step portion, the mounting base, and the side surface of the step portion, thereby preventing gas leakage from the retaining member.
ここで、保持部材の耐電圧を高めるために、シール部材を配置する段差部の段差部平面に絶縁膜を設けると、絶縁膜には多数のポア（気孔）が形成されているため、シール部材によるシール性能が低下して、保持部材からのガスリークが発生するおそれがある。 Here, if an insulating film is provided on the flat surface of the step where the sealing member is placed in order to increase the withstand voltage of the holding member, the insulating film will have many pores (air holes) formed in it, which will reduce the sealing performance of the sealing member and may cause gas to leak from the holding member.
そこで、段差部側面のうち少なくともシール部材との接触面を鏡面加工することにより、段差部側面に対してシール部材を密着させることができるため、段差部側面においてシール部材によるシール性能を向上させることができる。そのため、段差部平面におけるシール部材のシール性能が低下しても、段差部側面にてシール部材に要求されるシール性能を確保することができ、保持部材からのガスリークを防止することができる。 Therefore, by mirror-finishing at least the surface of the side of the step that comes into contact with the sealing member, the sealing member can be brought into close contact with the side of the step, improving the sealing performance of the sealing member on the side of the step. Therefore, even if the sealing performance of the sealing member on the flat surface of the step decreases, the sealing performance required of the sealing member can be ensured on the side of the step, and gas leakage from the holding member can be prevented.
そして、保持部材が取り付けられる取付台座は、通常、シール部材との接触面が鏡面加工されているため、シール部材によって保持部材（ベース部材）を取付台座に対して気密に取り付けることができる。そのため、ベース部材と取付台座との間からのガスリークの発生を防止することができる。 The mounting base on which the holding member is attached usually has a mirror-finished surface that comes into contact with the sealing member, so the holding member (base member) can be attached airtight to the mounting base by the sealing member. This makes it possible to prevent gas leaks from occurring between the base member and the mounting base.
上記したいずれかの保持部材において、
前記段差部平面と前記ベース部材の側面とは、面取り部を介して接続していることが好ましい。
In any one of the above-mentioned holding members,
It is preferable that the plane of the step portion and the side surface of the base member are connected via a chamfer.
段差部の段差部平面とベース部材の側面とが接する部分はアーキング（異常放電）が生じやすいが、このように段差部平面とベース部材の側面とを面取り部を介して接続することにより、この部分でのアーキングの発生を効果的に防止することができる。また、この部分における絶縁膜のクラック等の損傷の発生を抑制することもできる。従って、保持部材における耐電圧をさらに向上させることができる。 The area where the flat surface of the step portion meets the side of the base member is prone to arcing (abnormal discharge), but by connecting the flat surface of the step portion and the side of the base member via a chamfer in this manner, arcing can be effectively prevented from occurring in this area. It is also possible to suppress damage such as cracks in the insulating film in this area. This can therefore further improve the withstand voltage of the holding member.
また、上記課題を解決するためになされた本開示の別形態としては、
対象物を保持する保持部材であって、
前記保持部材は、第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを繋げる側面と、を有する金属製のベース部材を備え、
前記ベース部材は、前記ベース部材の前記側面に対して、径方向内側に凹んだ環状の段差部であって、当該ベース部材の前記第２の面側に形成され、環状のシール部材を配置可能な段差部を備え、
前記段差部は、前記第２の面に繋がる段差部側面と、前記段差部側面と前記ベース部材の前記側面とに繋がる段差部平面とを備え、
前記ベース部材の前記側面と前記段差部平面に、絶縁膜が設けられていることを特徴とするものであってもよい。
In addition, as another aspect of the present disclosure made to solve the above problem,
A holding member for holding an object,
the holding member includes a metal base member having a first surface, a second surface provided on an opposite side to the first surface, and a side surface connecting the first surface and the second surface;
the base member includes an annular stepped portion that is recessed radially inward with respect to the side surface of the base member, the stepped portion being formed on the second surface side of the base member, and in which an annular seal member can be disposed;
the step portion includes a step portion side surface connected to the second surface, and a step portion plane connected to the step portion side surface and the side surface of the base member,
The base member may be characterized in that an insulating film is provided on the side surface and the planar surface of the step portion.
本開示によれば、耐電圧を向上させることができる保持部材を提供することができる。 The present disclosure provides a retaining member that can improve voltage resistance.
本開示に係る実施形態である保持部材について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置など）やエッチング装置（プラズマエッチング装置など）といった半導体製造装置に使用される静電チャックを例示する。 A holding member according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an electrostatic chuck used in semiconductor manufacturing equipment such as a film forming apparatus (such as a CVD film forming apparatus or a sputtering film forming apparatus) or an etching apparatus (such as a plasma etching apparatus) will be described as an example.
本実施形態の静電チャック１について、図１～図３を参照しながら説明する。本実施形態の静電チャック１は、半導体ウエハＷ（対象物）を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば、半導体製造装置の真空チャンバー内で半導体ウエハＷを固定するために使用される。図１に示すように、静電チャック１は、板状部材１０と、ベース部材２０と、板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合層３０とを有し、図２に示すように、半導体製造装置側に備わる取付台座１００（ファシリティプレート：ＦＰ）に取り付けられている。 The electrostatic chuck 1 of this embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 3. The electrostatic chuck 1 of this embodiment is a device that attracts and holds a semiconductor wafer W (object) by electrostatic attraction, and is used, for example, to fix the semiconductor wafer W in a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing device. As shown in Fig. 1, the electrostatic chuck 1 has a plate-shaped member 10, a base member 20, and a bonding layer 30 that bonds the plate-shaped member 10 and the base member 20, and as shown in Fig. 2, is attached to a mounting base 100 (facility plate: FP) provided on the semiconductor manufacturing device.
なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図１に示すようにＸＹＺ軸を定義する。ここで、Ｚ軸は、静電チャック１の軸線方向（図１において上下方向）の軸であり、Ｘ軸とＹ軸は、静電チャック１の径方向の軸である。 For the sake of convenience, in the following explanation, the X, Y and Z axes are defined as shown in FIG. 1. Here, the Z axis is the axis in the axial direction of the electrostatic chuck 1 (the vertical direction in FIG. 1), and the X and Y axes are the radial axes of the electrostatic chuck 1.
板状部材１０は、図１に示すように、円盤状の部材であり、セラミックスにより形成されている。セラミックスとしては、様々なセラミックスが用いられるが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合の最も多い成分（例えば、体積含有率が９０ｖｏｌ％以上の成分）を意味する。 As shown in Fig. 1, the plate-like member 10 is a disk-shaped member and is made of ceramics. Various ceramics can be used as the ceramics, but from the viewpoints of strength, wear resistance, plasma resistance, etc., it is preferable to use ceramics whose main component is, for example, aluminum oxide ( alumina , Al2O3 ) or aluminum nitride (AlN). Note that the main component here means the component with the highest content (for example, a component with a volume content of 90 vol% or more).
また、板状部材１０の直径は、例えば１５０ｍｍ～３５０ｍｍ程度である。板状部材１０の厚さは、例えば２ｍｍ～６ｍｍ程度である。なお、板状部材１０の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍＫ～５０Ｗ／ｍＫ（より好ましくは、１８Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫ）の範囲内が望ましい。 The diameter of the plate-shaped member 10 is, for example, about 150 mm to 350 mm. The thickness of the plate-shaped member 10 is, for example, about 2 mm to 6 mm. The thermal conductivity of the plate-shaped member 10 is preferably within the range of 10 W/mK to 50 W/mK (more preferably, 18 W/mK to 30 W/mK).
図１、図２に示すように、板状部材１０は、保持面１１と、板状部材１０の厚み方向（Ｚ軸方向に一致する方向、上下方向）について保持面１１とは反対側に設けられる下面１２とを備えている。 As shown in Figures 1 and 2, the plate-shaped member 10 has a holding surface 11 and a bottom surface 12 that is provided on the opposite side to the holding surface 11 in the thickness direction of the plate-shaped member 10 (the direction that coincides with the Z-axis direction, the up-down direction).
そして、板状部材１０の保持面１１に、半導体ウエハＷが保持されるようになっている。半導体ウエハＷが保持面１１に保持された状態では、半導体ウエハＷの表面（下面）と、板状部材１０の保持面１１との間に形成される微小空間に、不活性ガス（例えば、ヘリウムガス等）が供給されるようになっている。 The semiconductor wafer W is held on the holding surface 11 of the plate-like member 10. When the semiconductor wafer W is held on the holding surface 11, an inert gas (e.g., helium gas) is supplied to the minute space formed between the surface (lower surface) of the semiconductor wafer W and the holding surface 11 of the plate-like member 10.
ベース部材２０は、図１、図２に示すように、上面２１と、ベース部材２０の厚さ方向（Ｚ軸方向）について上面２１とは反対側に設けられる下面２２と、上面２１と下面２２とを繋げる側面２３とを備え、円柱状に形成されている。なお、上面２１は本開示の「第１の面」の一例であり、下面２２は本開示の「第２の面」の一例である。このベース部材２０は、金属（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、チタン等）により形成されている。 1 and 2, the base member 20 is formed in a cylindrical shape and includes an upper surface 21, a lower surface 22 provided on the opposite side of the upper surface 21 in the thickness direction (Z-axis direction) of the base member 20, and a side surface 23 connecting the upper surface 21 and the lower surface 22. The upper surface 21 is an example of a "first surface" in the present disclosure, and the lower surface 22 is an example of a "second surface" in the present disclosure. The base member 20 is formed of a metal (e.g., aluminum, an aluminum alloy, titanium, etc.).
このベース部材２０の直径は、例えば２２０ｍｍ～５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ～３５０ｍｍ程度）であり、ベース部材２０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば２０ｍｍ～４０ｍｍ程度である。 The diameter of the base member 20 is, for example, about 220 mm to 550 mm (usually about 220 mm to 350 mm), and the thickness of the base member 20 (dimension in the Z-axis direction) is, for example, about 20 mm to 40 mm.
そして、ベース部材２０の側面２３には、径方向内側に凹んだ環状の段差部２５が設けられている。段差部２５は、ベース部材２０の下面２２側に形成されている。この段差部２５は、図３に示すように、下面２２に繋がる段差部側面２５ａと、段差部側面２５ａとベース部材２０の側面２３とに繋がる段差部平面２５ｂとを備えている。そして、段差部平面２５ｂと側面２３とは、面取り部２４を介して接続している。つまり、段差部平面２５ｂと側面２３とが接する角部に対して、面取り加工が行われている。この面取り加工としては、Ｒ面取り加工（Ｒ０．３ｍｍ～３．０ｍｍ）が好ましい。 The side surface 23 of the base member 20 is provided with an annular step portion 25 that is recessed radially inward. The step portion 25 is formed on the underside 22 of the base member 20. As shown in FIG. 3, this step portion 25 has a step portion side surface 25a that connects to the underside 22, and a step portion plane surface 25b that connects the step portion side surface 25a and the side surface 23 of the base member 20. The step portion plane surface 25b and the side surface 23 are connected via a chamfered portion 24. In other words, the corner where the step portion plane surface 25b and the side surface 23 meet is chamfered. For this chamfering, R chamfering (R 0.3 mm to 3.0 mm) is preferable.
そして、段差部側面２５ａは、鏡面加工されている。このような段差部２５に、環状のシール部材２６が配置されている。なお、段差部側面２５ａに対する鏡面加工は、段差部側面２５ａの全域に行う必要はなく、段差部側面２５ａのうち少なくともシール部材２６との接触面に施されていればよい。また、段差部側面２５ａに対する鏡面加工としては、表面粗さがＲａ０．０５μｍ～１．０μｍになることが好ましい。 The step portion side surface 25a is mirror-finished. An annular seal member 26 is disposed in the step portion 25. Note that the mirror-finishing of the step portion side surface 25a does not need to be performed on the entire step portion side surface 25a, but only needs to be performed on at least the surface of the step portion side surface 25a that comes into contact with the seal member 26. In addition, it is preferable that the mirror-finishing of the step portion side surface 25a has a surface roughness Ra of 0.05 μm to 1.0 μm.
ここで、シール部材２６の内径は、段差部２５に組付ける前の状態では、段差部側面２５ａの外径よりも小さい。そのため、シール部材２６が段差部２５に組付けられた状態では、シール部材２６の内側が段差部側面２５ａに密着するようになっている。これにより、段差部側面２５ａにおいて、上記の鏡面加工と相まって、段差部側周面に対するシール部材の密着度を向上させることができる。 Here, the inner diameter of the seal member 26 is smaller than the outer diameter of the step side surface 25a before it is assembled to the step portion 25. Therefore, when the seal member 26 is assembled to the step portion 25, the inside of the seal member 26 is in close contact with the step side surface 25a. This, combined with the above-mentioned mirror finish, improves the degree of contact of the seal member with the step side peripheral surface on the step portion side surface 25a.
シール部材２６は、取付台座１００と段差部平面２５ｂとに挟まれるようにして段差部２５に配置されている。すなわち、シール部材２６は段差部２５において、弾性域で押し潰されるように変形している。そのため、シール部材２６は、段差部平面２５ｂと取付台座１００、及び段差部側面２５ａに密着するようになっている。 The seal member 26 is disposed in the step portion 25 so as to be sandwiched between the mounting base 100 and the step portion flat surface 25b. In other words, the seal member 26 is deformed in the step portion 25 so as to be crushed in the elastic range. Therefore, the seal member 26 is in close contact with the step portion flat surface 25b, the mounting base 100, and the step portion side surface 25a.
また、静電チャック１の絶縁信頼性（耐電圧）を高めるために、静電チャック１の使用中にプラズマに晒される金属部分、つまりベース部材２０の側面２３及び段差部平面２５ｂには、溶射によって形成したセラミックス（例えば、アルミナやイットリア等）の絶縁膜（溶射被膜）２８が設けられている。この絶縁膜２８には、多数の微小な気孔（溶射ポア）が形成されている。なお、ベース部材２０の上面２１には、板状部材１０及び装置使用時に板状部材１０を包囲するように設置される環状リング（不図示）が配置されているため、上面２１がプラズマに晒されることはないが、上面２１にも絶縁膜２８を設けてもよい。また、側面２３に形成された絶縁膜２８の表面粗さはＲａ１．０μｍ以下であることが好ましい。 In order to improve the insulation reliability (voltage resistance) of the electrostatic chuck 1, the metal parts exposed to plasma during use of the electrostatic chuck 1, i.e., the side surface 23 and the step surface 25b of the base member 20, are provided with an insulating film (sprayed coating) 28 made of ceramics (e.g., alumina, yttria, etc.) formed by thermal spraying. This insulating film 28 has a large number of minute pores (sprayed pores). Note that the upper surface 21 of the base member 20 is not exposed to plasma because the plate-shaped member 10 and an annular ring (not shown) that is installed to surround the plate-shaped member 10 when the device is in use are arranged on the upper surface 21 of the base member 20, but the upper surface 21 may also be provided with an insulating film 28. In addition, it is preferable that the surface roughness of the insulating film 28 formed on the side surface 23 is Ra 1.0 μm or less.
ここで、段差部平面２５ｂにおいて、絶縁膜２８を全域に形成しても良いが、絶縁膜２８は、段差部側面２５ａとの接点までは設けないことが好ましい。こうすることにより、ベース部材２０が熱変形した際、絶縁膜２８にクラックが発生することを抑制することができる。 Here, the insulating film 28 may be formed over the entire step plane 25b, but it is preferable that the insulating film 28 not be provided up to the contact point with the step side surface 25a. This can prevent cracks from occurring in the insulating film 28 when the base member 20 is thermally deformed.
なお、ベース部材２０には、冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）を流すための冷媒流路（不図示）が形成されており、冷媒流路内に冷媒を流すことにより、ベース部材２０が冷却され、これにより、接合層３０を介して板状部材１０が冷却されるようになっている。 The base member 20 is formed with a refrigerant flow path (not shown) for flowing a refrigerant (e.g., a fluorine-based inert liquid, water, etc.), and the base member 20 is cooled by flowing the refrigerant through the refrigerant flow path, thereby cooling the plate-like member 10 via the bonding layer 30.
接合層３０は、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間に配置され、板状部材１０とベース部材２０とを接合している。この接合層３０を介して、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１とが熱的に接続されている。接合層３０は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性接着材により構成されている。 The bonding layer 30 is disposed between the lower surface 12 of the plate-shaped member 10 and the upper surface 21 of the base member 20, and bonds the plate-shaped member 10 and the base member 20. The lower surface 12 of the plate-shaped member 10 and the upper surface 21 of the base member 20 are thermally connected via the bonding layer 30. The bonding layer 30 is made of a thermosetting adhesive material such as a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin.
接合層３０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば０．１～５．０ｍｍ程度である。また、接合層３０の熱伝導率は、例えば１．０Ｗ／ｍＫである。なお、接合層３０（シリコーン系樹脂を想定）の熱伝導率は、０．１～２．０Ｗ／ｍＫ（好ましくは、０．５～１．５Ｗ／ｍＫ）の範囲内が望ましい。 The thickness (dimension in the Z-axis direction) of the bonding layer 30 is, for example, about 0.1 to 5.0 mm. The thermal conductivity of the bonding layer 30 is, for example, 1.0 W/mK. The thermal conductivity of the bonding layer 30 (assuming a silicone-based resin) is preferably in the range of 0.1 to 2.0 W/mK (preferably 0.5 to 1.5 W/mK).
このような構成を有する静電チャック１は、図２に示すように、半導体製造装置側に備わる取付台座１００（ファシリティプレート：ＦＰ）に取り付けられて固定された状態で使用される。なお、取付台座１００の取付面（静電チャック１を取り付ける面）は鏡面加工されている。この静電チャック１の使用状態では、シール部材２６が、段差部２５において、押し潰されるように弾性変形している。これにより、シール部材２６は、段差部平面２５ｂと取付台座１００に密着しているとともに、段差部側面２５ａにも密着している。 As shown in FIG. 2, the electrostatic chuck 1 having such a configuration is used in a fixed state attached to a mounting base 100 (facility plate: FP) provided on the semiconductor manufacturing equipment side. The mounting surface of the mounting base 100 (the surface to which the electrostatic chuck 1 is attached) is mirror-finished. When the electrostatic chuck 1 is in use, the seal member 26 is elastically deformed so as to be crushed at the step portion 25. As a result, the seal member 26 is in close contact with the step portion flat surface 25b and the mounting base 100, and is also in close contact with the step portion side surface 25a.
そして、静電チャック１において、半導体ウエハＷに対するプロセス処理中に、プラズマに晒される金属部分、つまりベース部材２０の側面２３と段差部２５の段差部平面２５ｂには、絶縁膜２８が設けられている。また、段差部２５には、シール部材２６が配置され、シール部材２６が、段差部平面２５ｂと取付台座１００、及び段差部側面２５ａに密着している。これにより、ベース部材２０のうちプラズマに晒される部分を、絶縁膜２８及びシール部材２６で覆うことができる。従って、静電チャック１の耐電圧を向上させることができる。 In the electrostatic chuck 1, an insulating film 28 is provided on the metal parts exposed to plasma during processing of the semiconductor wafer W, i.e., the side surface 23 of the base member 20 and the step surface 25b of the step 25. A seal member 26 is also disposed on the step 25, and the seal member 26 is in close contact with the step surface 25b, the mounting base 100, and the step side surface 25a. This allows the parts of the base member 20 exposed to plasma to be covered with the insulating film 28 and the seal member 26. This allows the withstand voltage of the electrostatic chuck 1 to be improved.
また、シール部材２６を配置する部分が従来のように溝ではなく段差部２５となっているため、ベース部材２０の外周部分に局所的な突起部が形成されない。さらに、段差部平面２５ｂとベース部材２０の側面２３とは、面取り部２４を介して接続されている。そのため、ベース部材２０にてアーキング（異常放電）が発生し難くなるので、静電チャック１の耐電圧をより向上させることができる。 In addition, since the portion where the seal member 26 is arranged is the step portion 25 rather than a groove as in the conventional case, no localized protrusions are formed on the outer periphery of the base member 20. Furthermore, the step portion plane 25b and the side surface 23 of the base member 20 are connected via the chamfered portion 24. Therefore, arcing (abnormal discharge) is less likely to occur in the base member 20, and the withstand voltage of the electrostatic chuck 1 can be further improved.
そして、段差部平面２５ｂとベース部材２０の側面２３とが、面取り部２４を介して接続されているため、ベース部材２０が熱変形した際に、絶縁膜２８にクラックが発生することを抑制することができる。このことも静電チャック１の耐電圧の向上に寄与する。 The step plane 25b and the side surface 23 of the base member 20 are connected via the chamfered portion 24, which can prevent cracks from occurring in the insulating film 28 when the base member 20 is thermally deformed. This also contributes to improving the withstand voltage of the electrostatic chuck 1.
ここで、段差部２５の段差部平面２５ｂに絶縁膜２８を設けているため、絶縁膜２８に存在する多数のポア（気孔）により、シール部材２６によるシール性能が低下してガスリークが発生するおそれがある。すなわち、段差部平面２５ｂとシール部材２６との間からガスがリークするおそれがある。 Here, because the insulating film 28 is provided on the step plane 25b of the step 25, there is a risk that the sealing performance of the sealing member 26 will be reduced due to the numerous pores (air holes) present in the insulating film 28, resulting in a gas leak. In other words, there is a risk that gas will leak between the step plane 25b and the sealing member 26.
そこで、静電チャック１では、段差部側面２５ａのうち少なくともシール部材２６との接触面を鏡面加工して、段差部側面２５ａに対するシール部材２６の密着度を高めている。これにより、段差部側面２５ａにおいて、シール部材２６によるシール性能を向上させることができる。従って、段差部平面２５ｂにおけるシール部材２６のシール性能が低下しても、段差部側面２５ａにてシール部材２６に要求されるシール性能を確保することができる。また、取付台座１００に対するシール部材２６の密着度も高められているため、取付台座１００の取付面においても必要十分なシール性能を確保することができる。 Therefore, in the electrostatic chuck 1, at least the surface of the step portion side surface 25a that comes into contact with the seal member 26 is mirror-finished to increase the degree of adhesion of the seal member 26 to the step portion side surface 25a. This improves the sealing performance of the seal member 26 on the step portion side surface 25a. Therefore, even if the sealing performance of the seal member 26 on the step portion plane surface 25b decreases, the sealing performance required of the seal member 26 can be ensured on the step portion side surface 25a. In addition, because the degree of adhesion of the seal member 26 to the mounting base 100 is also increased, the necessary and sufficient sealing performance can be ensured even on the mounting surface of the mounting base 100.
従って、静電チャック１では、鏡面加工された、段差部側面２５ａと取付台座１００の取付面とにおいて、シール部材２６によるシールが行われる。よって、段差部平面２５ｂに絶縁膜２８を設けても、静電チャック１から外部へのガスリークの発生を防止することができる。これにより、半導体ウエハＷに対する各種プロセス処理を精度良く行うことができる。 Therefore, in the electrostatic chuck 1, the mirror-finished step side surface 25a and the mounting surface of the mounting base 100 are sealed by the sealing member 26. Therefore, even if an insulating film 28 is provided on the step flat surface 25b, gas leakage from the electrostatic chuck 1 to the outside can be prevented. This allows various process treatments to be performed on the semiconductor wafer W with high precision.
以上のように、本実施形態の静電チャック１によれば、ベース部材２０の下面２２側の側面２３に、径方向内側に凹んだ環状の段差部２５を設けて、段差部２５に環状のシール部材２６を配置している。そして、ベース部材２０の側面２３及び段差部平面２５ｂに絶縁膜２８を設けている。これにより、ベース部材２０のうちプラズマに晒される部分を絶縁膜２８及びシール部材２６で覆うことができるため、静電チャック１の耐電圧を向上させることができる。 As described above, according to the electrostatic chuck 1 of this embodiment, a ring-shaped step portion 25 recessed radially inward is provided on the side surface 23 of the lower surface 22 side of the base member 20, and a ring-shaped seal member 26 is disposed on the step portion 25. An insulating film 28 is provided on the side surface 23 and the step portion plane 25b of the base member 20. This allows the portion of the base member 20 exposed to plasma to be covered with the insulating film 28 and the seal member 26, thereby improving the withstand voltage of the electrostatic chuck 1.
そして、本実施形態の静電チャック１では、段差部側面２５ａのうち少なくともシール部材２６との接触面を鏡面加工している。そのため、段差部側面２５ａに対してシール部材２６を密着させることができるので、段差部側面２５ａにおいてシール部材２６によるシール性能を向上させることができる。これにより、段差部平面２５ｂに絶縁膜２８を設けたことで、段差部平面２５ｂにおいてシール部材２６のシール性能が低下しても、段差部側面２５ａにてシール部材２６に要求されるシール性能を確保することができ、静電チャック１から外部へのガスリークを防止することができる。 In the electrostatic chuck 1 of this embodiment, at least the surface of the step portion side 25a that comes into contact with the seal member 26 is mirror-finished. Therefore, the seal member 26 can be brought into close contact with the step portion side 25a, improving the sealing performance of the seal member 26 at the step portion side 25a. As a result, even if the sealing performance of the seal member 26 at the step portion flat surface 25b is reduced by providing the insulating film 28 on the step portion flat surface 25b, the sealing performance required of the seal member 26 at the step portion side 25a can be ensured, and gas leakage from the electrostatic chuck 1 to the outside can be prevented.
なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、ベース部材２０の上面２１に絶縁膜２８を設けていない場合を例示したが、上面２１に絶縁膜２８を設けることもできる。また、上記の実施形態では、絶縁膜２８の表面が平坦な場合を例示しているが、段差部平面２５ｂに形成された絶縁膜２８の表面は数～数１０μｍ程度の凹凸があってもよい。 The above embodiment is merely an example and does not limit the present disclosure in any way. Needless to say, various improvements and modifications are possible without departing from the spirit of the present disclosure. For example, the above embodiment illustrates a case where the insulating film 28 is not provided on the upper surface 21 of the base member 20, but the insulating film 28 can also be provided on the upper surface 21. Also, the above embodiment illustrates a case where the surface of the insulating film 28 is flat, but the surface of the insulating film 28 formed on the step portion plane 25b may have irregularities of several to several tens of μm.
１ 静電チャック
１０ 板状部材
２０ ベース部材
２１ 上面
２２ 下面
２３ 側面
２４ 面取り部
２５ 段差部
２５ａ 段差部側面
２５ｂ 段差部平面
２６ シール部材
２８ 絶縁膜
Ｗ 半導体ウエハ
Reference Signs List 1: Electrostatic chuck 10: Plate-like member 20: Base member 21: Upper surface 22: Lower surface 23: Side surface 24: Chamfered portion 25: Step portion 25a: Step portion side surface 25b: Step portion flat surface 26: Sealing member 28: Insulating film W: Semiconductor wafer
Claims (4)
前記保持部材は、第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを繋げる側面と、を有する金属製のベース部材を備え、
前記ベース部材の前記側面に対して、径方向内側に凹んだ環状の段差部であって、前記段差部は前記ベース部材の前記第２の面に形成され、前記段差部には環状のシール部材が配置されており、
前記段差部は、前記第２の面に繋がる段差部側面と、前記段差部側面と前記ベース部材の前記側面とに繋がる段差部平面とを備え、
前記ベース部材の前記側面と前記段差部平面に、絶縁膜が設けられている
ことを特徴とする保持部材。 A holding member for holding an object,
the holding member includes a metal base member having a first surface, a second surface provided on an opposite side to the first surface, and a side surface connecting the first surface and the second surface;
a ring-shaped step portion recessed radially inward with respect to the side surface of the base member, the step portion being formed on the second surface of the base member, and an annular seal member being disposed in the step portion;
the step portion includes a step portion side surface connected to the second surface, and a step portion plane connected to the step portion side surface and the side surface of the base member,
A holding member, characterized in that an insulating film is provided on the side surface and the planar surface of the step portion of the base member.
前記段差部側面のうち少なくとも前記シール部材との接触面は、鏡面加工されている
ことを特徴とする保持部材。 2. The holding member according to claim 1,
A holding member, wherein at least a surface of the step portion that comes into contact with the seal member is mirror-finished.
前記段差部平面と前記ベース部材の側面とは、面取り部を介して接続している
ことを特徴とする保持部材。 The holding member according to claim 1 or 2,
A holding member, characterized in that the plane of the step portion and the side surface of the base member are connected via a chamfered portion.
前記保持部材は、第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面とを繋げる側面と、を有する金属製のベース部材を備え、
前記ベース部材は、前記ベース部材の前記側面に対して、径方向内側に凹んだ環状の段差部であって、当該ベース部材の前記第２の面側に形成され、環状のシール部材を配置可能な段差部を備え、
前記段差部は、前記第２の面に繋がる段差部側面と、前記段差部側面と前記ベース部材の前記側面とに繋がる段差部平面とを備え、
前記ベース部材の前記側面と前記段差部平面に、絶縁膜が設けられている
ことを特徴とする保持部材。 A holding member for holding an object,
the holding member includes a metal base member having a first surface, a second surface provided on an opposite side to the first surface, and a side surface connecting the first surface and the second surface;
the base member includes an annular stepped portion that is recessed radially inward with respect to the side surface of the base member, the stepped portion being formed on the second surface side of the base member, and in which an annular seal member can be disposed;
the step portion includes a step portion side surface connected to the second surface, and a step portion plane connected to the step portion side surface and the side surface of the base member,
A holding member, characterized in that an insulating film is provided on the side surface and the planar surface of the step portion of the base member.
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