(57)【要約】【要  約】【課題】被吸着物を吸着後に吸着力が低下したＡｌＮから成る吸着装置の吸着力を回復させる方法と被吸着物を吸着する前に吸着力を落ちにくくするために予め処理する方法を提供する。【解決手段】吸着装置３０が有するＡｌＮ部材１３を３００℃程度以上の高温に加熱し、被吸着物１４と密着するＡｌＮ部材１３の表面に被吸着物１４を複数回、吸着させると、吸着装置３０の吸着力が低下していく。吸着力が低下した吸着装置３０が有するＡｌＮ部材１３の表面に、酸素プラズマを暴露させると、吸着力が回復する。また、吸着装置３０に被吸着物１４を吸着させる前に、予め被吸着物１４と密着するＡｌＮ部材１３の表面に、酸素プラズマを暴露させ、アルミナを形成させると吸着力は低下しにくくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、前記電極上に配置されたＡｌＮ部材とを有する吸着装置を真空槽内に配置し、前記電極に電圧を印加し、真空雰囲気中で前記ＡｌＮ部材の表面上に被吸着物を吸着し、前記ＡｌＮ部材を加熱しながら前記被吸着物の真空処理を行った後、前記ＡｌＮ部材の表面を酸素プラズマに曝し、前記吸着装置の吸着力を回復させる吸着力回復方法。
【請求項２】
電極と、前記電極上に配置されたＡｌＮ部材とを有する吸着装置の前記ＡｌＮ部材の表面を酸素プラズマに曝し、前記ＡｌＮ部材表面に酸化アルミニウムを発生させる吸着力低下防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着装置の吸着力回復方法又は吸着力低下防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電チャックは、半導体基板等の導電体やガラス基板等の誘電体の被吸着物を保持又は搬送する際に被吸着物を吸着し、固定する装置である。図２の符号１００は、双極方式の静電チャックの一例である。静電チャック本体１１３内部には、内部電極１１１、１１２とヒーター１１５が配置してある。被吸着物１１４を静電チャック本体１１３の上に載せると、被吸着物１１４と静電チャック本体１１３は、平行に向かい合う。内部電極１１１、１１２には、正電圧電源１２１、負電圧電源１２２が接続されている。正電圧電源１２１、負電圧電源１２２により内部電極１１１、１１２に正負の電圧を印加すると、内部電極１１１、１１２が被吸着物１１４を引きつけ、静電チャック本体１１３と被吸着物１１４は密着する。ヒーター１１５には、ヒーター電源１１６が接続されている。ヒーター電源１１６によりヒーター１１５を通電すると被吸着物１１４は加熱される。ＡｌＮから成る静電チャック本体１１３に被吸着物１１４を吸着させた場合、ヒーター１１５の温度が３００℃程度以下では特に問題は生じていなかった。しかし、ヒーター１１５を３００℃程度以上に加熱した状態で被吸着物１１４を複数回吸着した後に、静電チャック本体１１３の吸着力が低下することが問題となっていた。
【０００３】
下記文献に記載されているように、ＡｌＮから成る静電チャック本体を高温状態にして被吸着物を吸着させると、静電チャック本体の吸着力が低下するのは、ＡｌＮの吸着面を生成する際に、吸着面を研磨したときに砥石から生じる微粒子や、研磨後に洗浄したときに洗浄で用いられる有機物がＡｌＮの表面欠陥に残留し、残留した微粒子や有機物が熱により炭化し、炭化した成分が導電性の層を形成しているから、と考えられている。
【特許文献１】特開２００５−１５９３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来は、静電チャックの吸着力を回復させるために、静電チャック本体の吸着面に形成された導電層を研磨していたが、時間とコストを伴う他に、静電チャック本体の吸着面の厚みが薄くなることで、静電チャック本体の吸着力が強くなり、所望の温度以上になったり、研磨を繰り返すと、静電チャック本体の寿命が低下することが問題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、電極と、前記電極上に配置されたＡｌＮ部材とを有する吸着装置を真空槽内に配置し、前記電極に電圧を印加し、真空雰囲気中で前記ＡｌＮ部材の表面上に被吸着物を吸着し、前記ＡｌＮ部材を加熱しながら前記被吸着物の真空処理を行った後、前記ＡｌＮ部材の表面を酸素プラズマに曝し、前記吸着装置の吸着力を回復させる吸着力回復方法である。
また、本発明は、電極と、前記電極上に配置されたＡｌＮ部材とを有する吸着装置の前記ＡｌＮ部材の表面を酸素プラズマに曝し、前記ＡｌＮ部材表面に酸化アルミニウムを発生させる吸着力低下防止方法である。
【０００６】
被吸着物が金属や半導体等の導電性物質の場合、電極と被吸着物の間にコンデンサが形成され、静電気力によって被吸着物が電極に引き付けられる。
被吸着物がガラス基板等の誘電体であり、電極と被吸着物の間にコンデンサが形成されない場合は、電極が形成する変化率の大きな電界中に被吸着物が位置することで、電極に被吸着物が引き付けられる。
【０００７】
従って、被吸着物が導電性と絶縁性のいずれの物質であってもＡｌＮ部材表面に引き付けられ、被吸着物とＡｌＮ部材との間の熱伝導率が向上するので、電極よりも下方に位置する発熱体等でＡｌＮ部材を昇温させて被吸着物を加熱することができる。
この場合、ＡｌＮ部材からＮが抜けるとＡｌＮ部材の表面にはＡｌを主成分とする薄膜が形成され、吸着力が低下する。
【発明の効果】
【０００８】
今回の発明により、吸着力が低下したＡｌＮから成る吸着装置の吸着力が回復し、また、吸着力を落ちにくくすることが可能となった。吸着装置の吸着力の回復や低下防止が、吸着装置を使用している真空槽内で行えるので、吸着装置を真空槽の外に出して研磨していた従来と比べ、時間とコストを削減できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明では、吸着装置のＡｌＮ部材の表面を酸素プラズマに曝すことが必要であり、一乃至複数枚の被吸着物を真空処理する場合に、吸着装置が高温に加熱され、吸着力が低下する。
【００１０】
そのような吸着力が低下する真空処理の一例を説明する。
図１の符号１は、真空処理を行う真空処理装置の一例である。真空処理装置１は、真空槽１０を有している。
【００１１】
真空槽１０内部の底面上には、吸着力回復の対象となる吸着装置３０が配置されている。吸着装置３０は、第一、第二の電極１１、１２と、第一、第二の電極１１、１２の上方に配置されたＡｌＮ部材１３を有している。
ここではＡｌＮ部材１３は板状であり、第一、第二の電極１１、１２はＡｌＮ部材１３の内部に配置されている。
【００１２】
真空槽１０の外部には、正電圧電源２１と負電圧電源２２が配置されており、第一の電極１１は正電圧電源２１に接続され、第二の電極１２は負電圧電源２２に接続され、正電圧と負電圧がそれぞれ印加されるように構成されている。
【００１３】
ＡｌＮ部材１３の表面上に被吸着物１４を乗せて第一、第二の電極１１、１２にそれぞれ正負の電圧を印加すると、被吸着物１４が第一、第二の電極１１、１２に引き付けられ、ＡｌＮ部材１３の表面に吸着される。
【００１４】
第一、第二の電極１１、１２の下方には、ヒーター１５が配置されており、ヒーター１５に通電して発熱させると、ＡｌＮ部材１３が加熱される。従って、被吸着物１４をＡｌＮ部材１３の表面上に吸着してヒーター１５を発熱させると被吸着物１４が加熱される。
【００１５】
この真空処理装置１はスパッタ装置であり、真空槽１０には、真空排気系２３とガス導入系２５が接続されている。真空排気系２３が動作すると、真空槽１０の内部を真空雰囲気にできるようにされており、ガス導入系２５を動作させると、真空雰囲気にされた真空槽１０内に、スパッタガスを導入できるように構成されている。
【００１６】
天井側にはターゲット２６が配置されており、ターゲット２６には、スパッタ電源２７が接続されている。スパッタ電源２７によってターゲット２６をスパッタすると、被吸着物１４の表面に薄膜が形成される。
【００１７】
被吸着物１４の表面に所定膜厚の薄膜が形成されると、スパッタを停止し、吸着を解除し、薄膜が形成された被吸着物１４を真空槽１０の外部に搬出し、未成膜の被吸着物１４を真空槽１０内に搬入し、吸着装置３０上に乗せ、吸着しながら加熱して成膜する。
ＡｌＮ部材１３を３００℃程度以上の温度に昇温させて上述した成膜工程を行うと、吸着装置３０の吸着力が低下する。
【００１８】
＜吸着装置の吸着力を回復させる方法＞
吸着装置３０の吸着力を回復させる方法について説明する。
ここでは真空槽１０内部に不図示のプラズマ発生用電極を配置し、被吸着物１４を真空槽１０内部に搬入せず、ＡｌＮ部材１３の表面を真空槽１０の内部雰囲気に露出させた状態にしておき、真空雰囲気の真空槽１０内部にガス導入系２５から酸素を導入し、プラズマ発生用電極に電圧を印加して酸素プラズマを発生させ、ＡｌＮ部材１３の表面が酸素プラズマに曝されると、吸着力が回復することが確認されている。
【００１９】
吸着装置３０の吸着力が低下する原因は、被吸着物１４と密着するＡｌＮ部材１３の表面から窒素が抜け、アルミニウムに近い導電層が形成されているからであると考えられ、従って、この状態のＡｌＮ部材１３の表面が酸素プラズマに曝されると、ＡｌＮ部材１３の表面の導電層が酸化され、絶縁性を有するアルミナになることから、第一、第二の電極１１、１２が形成する電界が被吸着物１４に及ぶからであると考えられる。
【００２０】
＜ＡｌＮ部材の吸着力を低下させない方法＞
吸着装置３０を上述した成膜工程等で使用する前に、ＡｌＮ部材１３の被吸着物１４と密着する表面を酸素プラズマに曝すと、ＡｌＮ部材１３の吸着力が落ちにくくなることが確認されている。
その原因は、ＡｌＮ部材１３表面にアルミナが形成され、窒素が抜けてもＡｌから成る導電層が形成されにくくなるからと考えられる。
【００２１】
ＡｌＮ部材１３の表面を酸素プラズマに曝す装置として、アッシャー装置やプラズマガン等の装置があり、酸素を注入する装置にはイオン注入装置がある。どちらの装置でも、ＡｌＮ部材１３表面に酸化アルミニウムを形成し、吸着力の減少を防止することができる。
【００２２】
上記方法では、双曲方式の吸着装置３０について説明したが本発明は、これに限定されるものではなく、単極方式による吸着装置にも適用できる。また、吸着装置３０は、成膜処理に限定されて使用されるものではなく、エッチング、アニール、ＣＶＤ、蒸着等の真空処理で使用される。
【実施例】
【００２３】
次に、吸着装置３０を用いて被吸着物１４を吸着する際に、吸着力の変化を被吸着物１４の昇温速度の変化として測定した例を説明する。
【００２４】
被吸着物１４の昇温速度は温度測定装置１７による温度測定から求めており、３００℃に昇温された吸着装置３０上に真空雰囲気内で常温の被吸着物１４を乗せ、第一、第二の電極１１、１２に正負電圧を印加して被吸着物１４をＡｌＮ部材１３表面に吸着し、熱伝導によって昇温させることで、昇温速度を測定している。
【００２５】
先ず、最初に昇温速度を測定すると、７．３６℃／分であった。
次に、その吸着装置３０を一旦真空雰囲気内で５００℃に加熱した後、(吸着装置３０を３００℃にして)昇温速度を測定すると４．７℃／分であった。
【００２６】
このように、吸着装置３０は５００℃に加熱されると昇温速度が低下しており、それはＡｌＮ部材１３表面に形成された導電薄膜によって吸着力が減少したためである。
【００２７】
そこで吸着力を回復させるために、上記昇温速度が４．７℃／分の吸着装置３０のＡｌＮ部材１３の表面を研磨、洗浄による再生処理を行った後、被吸着物１４の昇温速度を測定すると７．９℃／分であった。
【００２８】
この様に、昇温速度が元の値以上になっており、導電薄膜が除去されたため、吸着力が回復したと考えられる。
【００２９】
次に、吸着力の再生処理を行った吸着装置３０を真空雰囲気内で５００℃に再度上昇させた後、昇温速度を測定すると１．３℃／分であった。
【００３０】
このように、昇温速度が最も低下した原因は、ＡｌＮ部材１３表面に、研磨洗浄のときの残留物により形成される導電物質や、Ｎが抜けたことにより形成される導電物質が原因であると考えられる。
【００３１】
次に、この様に昇温速度が１．３℃／分の吸着装置３０を、再度ＡｌＮ部材１３表面の研磨・洗浄による再生処理を行った後、被吸着物１４の昇温速度を測定すると９．０℃／分であった。この場合も導電性薄膜の除去により、吸着力が回復したと考えられる。
以上の昇温速度の変化は下記表１に記載する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
次に、再生処理を行って昇温速度が９．０℃／分になった吸着装置３０のＡｌＮ部材１３の表面を酸素プラズマに曝した後、昇温速度を測定すると９．０℃／分であった。
酸素プラズマの条件は、プラズマ形成電圧はＲＦ８００Ｗ、酸素導入量は２００ＳＣＣＭ、真空槽１０内の圧力は１Ｔｏｒｒ、酸素プラズマに曝した時間は３０分であった。
【００３４】
その後、その吸着装置３０を真空雰囲気内で５００℃に上昇させた後、昇温速度を測定すると９．０℃／分であった。更にもう一度真空雰囲気内で５００℃に上昇させた後、昇温速度を測定しても９．０℃／分であった。
酸素プラズマに曝した後の昇温速度は下記表２に記載する。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
ＡｌＮ部材１３の吸着面を酸素プラズマに暴露すると吸着装置３０の吸着力が低下しなくなることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の吸着装置を使用した真空処理装置の一例を説明する断面図
【図２】双曲方式の吸着装置の一例を説明する模式的な断面図
【符号の説明】
【００３８】
１……真空処理装置
１０……真空槽
１１、１２……電極
１３……ＡｌＮ部材
１４……被吸着物
１５……ヒーター
２６……ターゲット
３０……吸着装置  
【図１】
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【図２】
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