(57)【要約】【課題】静電チャックの給電端子の加工を容易にする。【解決手段】静電チャック１を構成する吸着基板３の内部に設けられた吸着用電極４に吸着基板３の外部から電圧を供給するための外部端子５を、吸着基板３の裏面Ｓ２においてウエハ２の吸着領域よりも外側の平面視で吸着領域ではない位置に配置した。吸着基板３の外周には、ウエハ２の吸着領域よりも外側の平面視で吸着領域ではない位置に張り出す張出部３ａが設けられている。この張出部３ａ内には、吸着用電極４と電気的に接続された引出部４ａが設けられている。外部端子５は、その引出部４ａと平面視で重なる位置に配置された状態で引出部４ａと電気的に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被吸着物を吸着するための吸着用電極と、
前記吸着用電極を被覆する誘電体と、
を備え、
前記吸着用電極に電圧を印加するための給電端子が、平面視で前記被吸着物の吸着領域ではない位置に配置されていることを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
平面視で前記吸着領域ではない位置に前記誘電体に被覆された状態で設けられた引出部を備え、
前記吸着用電極は、前記引出部と電気的に接続されており、
前記給電端子は、前記引出部に平面視で重なる位置に配置された状態で前記引出部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
【請求項３】
前記引出部が前記吸着用電極の外周の１箇所に設置されていることを特徴とする請求項２記載の静電チャック。
【請求項４】
前記引出部が前記吸着用電極の外周の複数個所に互いに離間した状態で設置されていることを特徴とする請求項２記載の静電チャック。
【請求項５】
前記引出部が平面視で互いに対称に設置されていることを特徴とする請求項４記載の静電チャック。
【請求項６】
前記引出部が前記吸着用電極の外周全域を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項２記載の静電チャック。
【請求項７】
前記給電端子が前記引出部に複数個配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか1項に記載の静電チャック。
【請求項８】
前記引出部が前記吸着用電極と同層に一体で形成されていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか1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、静電チャックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や薄型ディスプレイ等の製造過程において、半導体ウエハやガラス基板等の位置決めや搬送のために半導体ウエハやガラス基板等のような被吸着物を保持（固定）する手段として静電チャックが使用されている。静電チャックは、例えば、絶縁性のセラミックス基板の内部に設けられた吸電用電極に電圧を印加させた際に生じる静電引力を用いて、上記被吸着物をセラミックス基板の上面に吸着させる構成を備えている。なお、静電チャックについては、例えば、特許文献１，２に記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０３３８９号公報
【特許文献２】特開２０１７−２２８３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発明者が検討した静電チャックにおいては、吸着用電極に電圧を印加するための給電端子が静電吸着基板の裏面において上記被吸着物の吸着領域内に設置されているが、静電吸着基板の裏面において上記被吸着物の吸着領域には凹凸がある等の理由から給電端子の加工が難しい、という課題がある。
【０００５】
また、静電吸着基板の裏面において上記吸着領域内に給電端子を設置すると、給電端子の加工時に材料や形状等に起因して静電吸着基板の裏面の上記吸着領域に微細な歪みが生じ、その歪みが静電吸着用基板の裏面とは反対側の吸着面（主面）に影響を及ぼす場合がある。
本発明は、上述の課題に対して、静電チャックの給電端子の加工を容易にすることを目的とする。
また、本発明の他の目的は、静電吸着用基板の裏面の歪みに起因する静電吸着基板の吸着面への影響を抑制または防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の静電チャックの第１の態様は、被吸着物を吸着するための吸着用電極と、前記吸着用電極を被覆する誘電体と、を備え、前記吸着用電極に電圧を印加するための給電端子が、平面視で前記被吸着物の吸着領域ではない位置に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の静電チャックの第２の態様は、上記第１の態様に記載の発明において、平面視で前記吸着領域ではない位置に前記誘電体に被覆された状態で設けられた引出部を備え、前記吸着用電極は、前記引出部と電気的に接続されており、前記給電端子は、前記引出部に平面視で重なる位置に配置された状態で前記引出部と電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の静電チャックの第３の態様は、上記第２の態様に記載の発明において、前記引出部が前記吸着用電極の外周の１箇所に設置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の静電チャックの第４の態様は、上記第２の態様に記載の発明において、前記引出部が前記吸着用電極の外周の複数個所に互いに離間した状態で設置されていることを特徴とする。
本発明の静電チャックの第５の態様は、上記第４の態様に記載の発明において、前記引出部が平面視で互いに対称に設置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の静電チャックの第６の態様は、上記第２の態様に記載の発明において、前記引出部が前記吸着用電極の外周全域を取り囲むように設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の静電チャックの第７の態様は、上記第２〜６のいずれかの態様に記載の発明において、前記給電端子が前記引出部に複数個配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の静電チャックの第８の態様は、上記第２〜７のいずれかの態様に記載の発明において、前記引出部が前記吸着用電極と同層に一体で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、静電チャックの給電端子の加工を容易にすることが可能となる。
また、本発明によれば、静電吸着用基板の裏面の歪みに起因する静電吸着基板の吸着面への影響を抑制または防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る静電チャックの平面図、（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線の拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る静電チャックの平面図、（ｂ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る静電チャックの平面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る静電チャックの平面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係る静電チャックの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ好ましい実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本実施の形態に係る静電チャックの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線の拡大断面図である。
【００１６】
本実施の形態の静電チャック１は、静電作用を利用することで、例えば、半導体ウエハ（以下、単にウエハという）２等のような被吸着物を保持し固定する静電吸着装置である。ウエハ２は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large scale Integration）等のような半導体装置を製造するための母材であり、例えば、シリコン（Ｓｉ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等を主成分とする半導体基板で構成されている。特に限定されるものではないが、ここでのウエハ２の直径は、例えば、３００ｍｍ程度である。なお、以下では平面図においても図面を見易くするためウエハ２にハッチングを付した。
【００１７】
静電チャック１は、静電吸着基板（以下、単に吸着基板という）３を有している。吸着基板３は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化ケイ素（ＳｉＮ）等を主成分とするセラミックス（誘電体）で構成されている。ただし、吸着基板３の材料として、例えば、シリコーン樹脂やポリイミド樹脂等のような有機材（誘電体）を用いる場合もある。
【００１８】
吸着基板３は、例えば、平面視で略円形状に形成されている。特に限定されるものではないが、吸着基板３においてウエハ２が吸着される吸着領域の直径は、例えば、ウエハ２の直径よりも若干大きい程度であり、吸着基板３の厚さは、例えば、２〜３ｍｍ程度である。なお、ここでは、吸着基板３において、ウエハ２が吸着される側の面を主面Ｓ１といい、主面Ｓ１の反対側の面を裏面Ｓ２という。
【００１９】
この吸着基板３の内部において主面Ｓ１の近傍には、ウエハ２を静電吸着するための吸着用電極４がウエハ２に対向するように設置されている。吸着用電極４は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）または白金（Ｐｔ）等のような高融点金属を主成分とする薄膜状の導電体で構成されている。
【００２０】
この吸着用電極４は、例えば、平面視で略円形状に形成されている。特に限定されるものではないが、吸着用電極４においてウエハ２が吸着される吸着領域の直径は、例えば、ウエハ２の直径よりも若干大きく、吸着基板３の直径より小さい。
【００２１】
このような吸着電極４は、上記した高融点金属の粉末を主成分として含む金属ペーストをセラミックグリーンシートに所定のパターンで印刷しておき、同セラミックグリーンシートを積層して圧着した後、焼成することにより形成される。
【００２２】
なお、吸着基板３の内部において吸着用電極４と裏面Ｓ２との間には、吸着用電極４と同じ材料で構成される抵抗発熱体等のパターンが設置されているが、ここでは理解を簡単にするため図示および説明を省略する。
【００２３】
ところで、本実施の形態においては、吸着基板３の外周の１箇所に張出部３ａが形成されている。張出部３ａは、上記した吸着基板３の一部がウエハ２の吸着領域よりも外側の平面視で吸着領域ではない位置に張り出すようにして形成されている。張出部３ａは、例えば、平面視で略矩形状に形成されている。
【００２４】
この吸着基板３の張出部３ａの内部には、吸着用電極４の引出部４ａが設置されている。引出部４ａは、吸着用電極４の外周の１箇所がウエハ２の吸着領域よりも外側の平面視で吸着領域ではない位置に張り出すことで形成されている。すなわち、引出部４ａは、吸着用電極４と同層に同一材料で一体に形成されており、吸着用電極４と電気的に接続されている。この引出部４ａは、例えば、吸着基板３の張出部３ａの外形に沿って形成されおり、平面視で略矩形状のベタパターンで形成されている。
【００２５】
そして、本実施の形態においては、吸着基板３の裏面Ｓ２側において、平面視で吸着用電極４の引出部４ａの配置領域内（引出部４ａに平面視で重なる位置）に、吸着用電極４に電圧を印加するための外部端子（給電端子）５およびピン端子（給電端子）６がそれぞれ２個ずつ設置されている。すなわち、吸着基板３の裏面Ｓ２においてウエハ２の吸着領域の外側に外部端子５およびピン端子６が設置されている。
【００２６】
外部端子５は、例えば、Ｗ等のような高融点金属を主成分とする薄膜状の導電体からなり、吸着基板３の裏面Ｓ２上に形成されている。この外部端子５は、例えば、平面視で円形状に形成されており、吸着基板３内のビア部７等を通じて引出部４ａと電気的に接続され、引出部４ａを通じて吸着用電極４と電気的に接続されている。ビア部７は、配線層間に形成されたビアホール内に、例えば、Ｗ、ＭｏまたはＰｔ等のような高融点金属を主成分とする導電体を充填することで形成されている。
【００２７】
ピン端子６は、導電率の高い導電体からなり、例えば、ロウ付けにより外部端子５と接合され電気的に接続されている。また、ピン端子６は、直流電源（図示せず）と電気的に接続されている。なお、ピン端子６を引出部４ａに直接接合しても良い。この場合、吸着基板３の裏面Ｓ２から引出部４ａに向かって引出部４ａの一部が露出するような孔を設け、その孔を通じてピン端子６をロウ付け等によって引出部４ａに直接接合する。
【００２８】
このような静電チャック１においては、直流電源から供給された直流高電圧が、ピン端子６から外部端子５、ビア部７および引出部４ａを通じて吸着用電極４に印加されると、静電吸着力が発生し、この静電吸着力によってウエハ２が吸着基板３の主面Ｓ１に吸着保持され固定されるようになっている。例えば、吸着用電極４に正（プラス（＋））の電圧が印加されると、吸着用電極４に正の電荷が帯電することで、ウエハ２の裏面（吸着基板３の主面Ｓ１に対向する面）に負（マイナス（−））の電荷が誘起される。これにより、吸着用電極４とウエハ２との間に電界が生じ、その電界に起因する静電吸着力（クーロン力またはジョンソン・ラーベック力）によってウエハ２が吸着基板３の主面Ｓ１に吸着保持され固定されるようになっている。
【００２９】
ここで、本発明者の検討によれば、静電チャックの吸着用電極に電圧を印加するための外部端子が吸着基板の裏面においてウエハの吸着領域内に設置されている場合、その吸着領域には凹凸がある等の理由から外部端子の加工が難しい、という課題がある。
【００３０】
これに対して本実施の形態においては、吸着基板３の厚さ方向において引出部４ａと外部端子５との間には、上記した抵抗発熱体等のようは他のパターンが形成されていない。また、上記したように引出部４ａはベタパターンで形成されている。これらにより、吸着基板３の裏面Ｓ２において、引出部４ａの配置領域は、ウエハ２が吸着される吸着領域よりも凹凸が少ない。このため、吸着基板３の裏面Ｓ２において引出部４ａの配置領域に外部端子５を配置したことにより、外部端子５の加工を容易にすることができる。
【００３１】
また、本発明者の検討によれば、静電チャックの吸着基板の裏面においてウエハの吸着領域内に外部端子を設置すると、外部端子の加工時に材料や形状等に起因して吸着基板の裏面に微細な歪みが生じ、その歪みが吸着用基板の裏面とは反対側の吸着面（主面）に影響を及ぼす場合がある。
【００３２】
これに対して本実施の形態においては、吸着基板３の裏面Ｓ２においてウエハ２の吸着領域よりも外側の引出部４ａの配置領域（すなわち、ウエハ２の吸着領域から離れた領域）に外部端子５を配置したことにより、吸着用基板３の裏面の歪みに起因する吸着基板３の吸着面への影響を抑制または防止することができる。
【００３３】
なお、上記の例では、吸着基板３の裏面にベースプレートが接合されていない場合を示したが、これに限定されるものではく、吸着基板３の裏面にベースプレート（図示せず）が接合される場合もある。
【００３４】
ベースプレートは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）またはＡｌ合金等のような熱伝導率の高い金属で構成されており、その表面にはアルマイト処理等が施されている。特に限定されるものではないが、ベースプレートの厚さは、例えば、２０〜４０ｍｍ程度である。
【００３５】
また、ベースプレートは、平面視で吸着基板３の全体（張出部３ａを含む）を内包するように吸着基板３より大きく形成されており、接着層（図示せず）を介して吸着基板３の裏面Ｓ２に接合される。接着層は、例えば、シリコーン樹脂等のような熱伝導性の高い材料で構成されている。特に限定されるものではないが、接着層の厚さは、例えば、０.５〜２.０ｍｍ程度である。なお、ベースプレートと吸着基板３とをネジ等により機械的に接合しても良い。
【００３６】
ベースプレートの内部には、ウエハ２の温度を所定の温度に設定するための冷却機構部として、例えば、冷却ガスまたは冷却水等のような冷媒を循環させるための流路が形成されている。また、ベースプレートには、その厚さ方向を貫通する複数の貫通孔が穿孔されている。上記したピン端子６は、ベースプレートの貫通孔内に挿入されて外部端子５と接合される。
（実施の形態２）
図２（ａ）は本実施の形態に係る静電チャックの平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線の拡大断面図である。
【００３７】
本実施の形態においては、吸着基板３の外周の２箇所に張出部３ａ，３ａが設けられ、各張出部３ａ，３ａ内に上記したように吸着用電極４の引出部４ａ，４ａが設けられている。２箇所の張出部３ａ，３ａおよび引出部４ａ，４ａは、例えば、平面視で互いに対称になるように回転角度で１８０°離れた位置に配置されている。また、上記と同様に、吸着基板３の裏面Ｓ２において、２箇所の引出部４ａ，４ａの配置領域の各々には、外部端子５とピン端子６とが２個ずつ設置されている。すなわち、本実施の形態においても上記実施の形態１と同様に、外部端子５，５およびピン端子６，６は、ウエハ２の吸着領域よりも外側に配置されている。これ以外の構成は上記記実施の形態１と同様である。
【００３８】
本実施の形態によれば、上記実施の形態１の場合に比べて、静電チャック１の吸着用電極４の吸着面内における電位の安定性を向上させることができる。また、上記実施の形態１の場合に比べて、静電チャック１の吸着用電極４への電位の供給能力を向上させることができる。これ以外の効果は上記実施の形態１と同様である。
（実施の形態３）
図３は本実施の形態に係る静電チャックの平面図である。なお、図３のＩＩ−ＩＩ線の拡大断面図は、図２（ｂ）と同じである。
【００３９】
本実施の形態においては、上記実施の形態２と同様に、吸着基板３の外周の２箇所に張出部３ａ，３ａおよび引出部４ａ，４ａが設けられているが、各張出部３ａ，３ａおよび各引出部４ａ，４ａにおいて吸着基板３の外周方向の寸法（幅）が前記実施の形態２の場合よりも小さい。そして、吸着基板３の裏面Ｓ２において、２箇所の引出部４ａ，４ａの配置領域の各々には、外部端子５とピン端子６とが１個ずつ設置されている。これ以外の構成は上記実施の形態１，２と同様である。
【００４０】
本実施の形態によれば、上記実施の形態２の場合に比べて、吸着基板３の平面視の寸法を小さくすることができる。これ以外の効果は上記実施の形態１と同様である。
（実施の形態４）
【００４１】
図４は本実施の形態に係る静電チャックの平面図である。なお、図４のＩＩ−ＩＩ線の拡大断面図は、図２（ｂ）と同じである。また、図４では、図面を見易くするため吸着用電極４を仮想線で示した。
【００４２】
本実施の形態においては、張出部３ａが吸着基板３の外周全域を取り囲むように設けられているとともに、引出部４ａが吸着用電極４の外周全域を取り囲むように設けられている。吸着基板３の裏面Ｓ２において引出部４ａの配置領域（引出部４ａと平面視で重なる位置）には、２個の外部端子５，５が配置されている。ここでは、２個の外部端子５，５が、例えば、平面視で互いに対称になるように回転角度で１８０°離れた位置に配置されている。また、この外部端子５，５の各々には、ピン端子６，６が接合され電気的に接続されている。すなわち、本実施の形態においても上記実施の形態１と同様に、外部端子５，５およびピン端子６，６は、ウエハ２の吸着領域よりも外側に配置されている。これ以外の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００４３】
本実施の形態によれば、吸着用電極４を平面視したときに引出部４ａの外周に角部が無いので引出部４ａでの電界集中を緩和することができる。また、上記実施の形態１〜３の場合に比べて、外部端子５の配置位置の自由度を向上させることができる。これ以外の効果は上記実施の形態１と同様である。
（実施の形態５）
図５は本実施の形態に係る静電チャックの拡大断面図である。なお、図５の静電チャックの平面図については図２〜図４と同様の構造を採用できる。
【００４４】
本実施の形態においては、吸着用電極４と引出部４ａとが吸着基板３内の別々の層に形成されている。引出部４ａは、吸着用電極４よりも吸着基板３の裏面Ｓ２に近い層に形成されている。吸着用電極４は、ビア部７ａを通じて引出部４ａと電気的に接続され、引出部４ａは、ビア部７ｂを通じて外部端子５と電気的に接続されている。ビア部７ａ，７ｂの構成は上記実施の形態１のビア部７と同じである。ここでは、ビア部７ａ，７ｂが、共に、ウエハ２の吸着領域よりも外側に配置されている。これ以外の構成は上記実施の形態１〜４と同じである。本実施の形態によれば、上記実施の形態１〜４に比べて、引出部４ａと外部端子５との距離を短くすることができる。これ以外の効果は上記実施の形態１〜４と同様である。
【００４５】
以上、本発明の一例を説明したが、他にも各種の変形が可能である。例えば、上記実施の形態１〜５では、吸着用電極４を単極型にした場合を示したが、これに限定されるものではなく、吸着用電極を双極型にしても良い。
【００４６】
また、上記実施の形態２においては、２箇所の張出部３ａ，３ａおよび引出部４ａ，４ａを互いに対称になるように配置したが、これに限定されるものではなく、２箇所の張出部３ａ，３ａおよび引出部４ａ，４ａを互いに非対称になるように配置しても良い。
【００４７】
また、上記実施の形態２においては、張出部３ａおよび引出部４ａを吸着基板３の外周の２箇所に設けたが、これに限定されるものではなく、張出部３ａおよび引出部４ａを吸着基板３の外周の３箇所以上設けても良い。この場合、３箇所以上の張出部３ａおよび引出部４ａの互いの隣接間隔を等しくしても良いし、等しくしないでも良い。
【００４８】
また、上記実施の形態４においては、２箇所の外部端子５，５を互いに対称になるように配置したが、これに限定されるものではなく、２箇所の外部端子５，５を互いに非対称になるように配置しても良い。
【００４９】
また、上記実施の形態４においては、外部端子５を２箇所に設けたが、これに限定されるものではなく、外部端子５を３箇所以上設けても良い。この場合、３箇所以上の外部端子５の互いの隣接間隔を等しくしても良いし、等しくしないでも良い。
【００５０】
また、上記実施の形態１〜３においては、引出部４ａの外周に角部がある形状を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、引出部４ａの角部に丸みを形成しても良いし、引出部４ａの外周を半円状または円弧状にしても良い。これにより引出部４ａでの電界集中を緩和できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上の説明では、本発明の静電チャックを半導体製造装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、薄型ディスプレイ製造装置やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）製造装置に適用することができる。薄型ディスプレイ製造装置の場合、被吸着物はガラス基板となり、ＭＥＭＳ製造装置の場合、被吸着物はウエハまたはＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板となる。
【符号の説明】
【００５２】
１    静電チャック
２    半導体ウエハ
３    静電吸着基板
３ａ  張出部
４    吸着用電極
４ａ  引出部
５    外部端子
６    ピン端子
７    ビア部
【図１】
2020136623.tif 000003
【図２】
2020136623.tif 000004
【図３】
2020136623.tif 000005
【図４】
2020136623.tif 000006
【図５】
2020136623.tif 000007