(57)【要約】【課題】  吸着力が強く、吸着の面内不均一が生じない静電チャックを提供する。【解決手段】  静電チャックは、絶縁性材料よりなる絶縁層１、第１の電極２、および第２の電極３より構成された電極構成層８と、該電極構成層の表面を被覆する電極保護膜４、５とよりなり、前記第１の電極は網目パターンを有し、また第２の電極は凸状部３１を有し、かつ各凸状部３１が網状電極の網目窓４１に向いて配置されている。第２の電極の凸状部は平板上電極に設けられても、網目状パターンを有する電極の例えば交点に設けられても、各凸状電極を単独の電極として形成されても良い。【選択図】  図１
2008112763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性材料よりなる絶縁層、第１の電極、および第２の電極より構成された電極構成層と、該電極構成層の表面を被覆する絶縁性材料よりなる電極保護層とよりなり、前記第１の電極が網目パターンを有する網状電極であり、前記第２の電極が多数のエンボス状凸部を有する立体電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極に対して前記絶縁層を介して該凸状部分が該第１の電極側へ向くように配置され、さらに前記第１の電極の網目パターンの網目窓の位置に該凸状部分が配置された構造を特徴とする静電チャック。
【請求項２】
絶縁性材料よりなる絶縁層、第１の電極、および第２の電極より構成された電極構成層と、該電極構成層の表面を被覆する絶縁性材料よりなる電極保護層とよりなり、前記第１の電極が網目パターンを有する網状電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極の網状パターンの網目窓の位置が凸形状であって該網目窓の位置に交点がある立体網目パターンにより概略構成される立体網状電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極に対して前記絶縁層を介して配置されるとともに電極構成層の垂直方向から透視すると前記第２の立体網目パターンの凸状部分が前記第１の電極の網目窓の位置で前記第１の電極側へ向くように概略配置されている構造を特徴とする静電チャック。
【請求項３】
前記第２の電極の凸状部分が第１の電極の網目窓を貫通していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記第２の電極の凸状部分の頂点もしくは頂面が第１の電極と同一面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記第２の電極の凸状部分の高さ寸法が前記絶縁層の厚さ寸法より短いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電チャック。
【請求項６】
前記電極保護層において、静電吸着面となる第１の電極側の面を第２の電極の凸状部分の位置に合わせて凸部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項７】
前記電極保護層の凹凸を温度調整用の流体の流路としたことを特徴とする請求項６に記載の静電チャック。
【請求項８】
前記第１の電極の網目状パターンの網目の線幅が０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、網目窓の面積が０．５ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項９】
前記第１の電極と前記第２の電極の前記凸部を除く部分の間の距離が０．０１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項１０】
第１の電極および第２の電極が厚さ１５０μｍ以下の金属箔よりなることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項１１】
電極構成層の表面を被覆する電極保護層が厚さ１２．５〜３００μｍのポリイミドフィルムよりなることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項１２】
絶縁性材料よりなる絶縁層が厚さ１２．５〜３００μｍのポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の静電チャックを、基盤上に、第１の電極に接する電極保護層が吸着面になるように貼着してなることを特徴とする静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁破壊に対する耐久性が高く、導電性材料のみならず絶縁性材料に対して高い吸着力を発現するとともに吸着の面内不均一が生じない構造の静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電チャックは、真空中で吸着機能を発揮し、且つ取り扱いが簡便であるために、ＩＣ製造工程において必要不可欠なものとなっている。とりわけ、プラスチックフィルムと銅箔で構成される静電チャック用電極シートは、安価に製造できるため、これを用いた静電チャック装置は広く普及している。
【０００３】
ＩＣ製造工程で使用される静電チャック装置は、単極型のものが一般的であり、この静電チャック装置では、半導体ウェハを電極と見做して、誘電体を介して電圧を印加することにより高い吸着力が発現する。
【０００４】
近年、プラスチックあるいはガラス等の絶縁性材料を固定するために静電チャック装置を利用することが試みられている。この場合、単極型静電チャック装置では静電吸着力を発現し難いので、電気的に絶縁された２つ以上の電極面を内蔵する双極型静電チャックを用いることが行われている。その様な双極型静電チャックは、同一面に電気的に絶縁された２つ以上の電極面が配設された構造を有しており、双方の電極間に数千ボルトの電位差を印加することによって絶縁性材料を静電的に吸着させている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００５】
この種の双極型静電チャックにおいては、電極間の絶縁は、接着剤あるいは粘着剤などの有機材料（以下、接着剤等と記載）を充填することにより確保することがあるが、電極パターン作製時の不具合、接着剤等に存在する異物、接着剤等を充填する工程で混入する異物や気泡が原因となって、短期間の中に絶縁破壊による故障が発生するという問題があった。
【０００６】
また、静電チャックを加熱して使用する際には、接着剤等の絶縁材料の絶縁抵抗値が著しく低下して電極間のリーク電流が増大したり、初期には異常がなくても、電極材に銅や銀を始めとする金属を使用する場合には、電極周辺の電場の作用などの影響でイオン化したエレクトロマイグレーションによって電極材が次第に接着剤層等の絶縁材料の内部に溶出し、終には絶縁破壊を生じるといういわゆるエレクトロマイグレーションという問題があった。
【０００７】
これらの点を改善する目的で、絶縁層の一面に第１の電極層を設け、他面に第２の電極層を設けた静電チャック用電極シートが提案されている（特許文献３参照）。この特許文献に具体的に開示された電極シートは、第１の電極層がパターン化された櫛形電極であり、また、第２の電極層は絶縁層の全面に設けられた、電極パターンのない、いわゆるベタ電極よりなるものである。このような櫛型電極を設けた電極シートにおいては、櫛形電極の電源に近い部分（源流部分）と電源から遠い部分（末端部分）との間が細く長い導電性部分となった配線になっている。このような構造の電極においては、電極の源流部分と末端部分との電位差が生じて同一電極面において電圧の不均一が生じる結果、吸着の面内不均一が生じるという問題がある。この問題は、電極パターンが微細化し、単位面積における隣接電極の総延長が長くなるほど顕著になる。すなわち、電極の源流部分と末端部分の配線が「細く」「長く」なるほど、金属などの導電性物質からなる電極のわずかな内部抵抗による影響が顕著となり、源流部分と末端部分の電位差が生じやすくなる。したがって、このような電極シートを用いた静電チャック装置は、静電吸着表面内における電荷の不均一が起こり、被吸着部材（プラスチック、ガラス等）の均一な力での保持が行えなくなるという問題があり、被吸着部材を歪ませて内部応力を発生させたり、最悪の場合には部分的な吸着不良で吸着部材を落下させたりすることにつながる。
【０００８】
さらに、このような櫛型電極を設けた電極シートの電源に近い部分（源流部分）と電源から遠い部分（末端部分）との間が細く長い導電性部分となった配線においては、電気信号の伝達が遅延する可能性がある。電気信号が遅延することは、静電チャックの吸着・離脱の応答性が悪くなることに他ならず、タイミングよく吸着・離脱したい場合の妨げとなる。さらに、電圧を印加してから吸着界面の電場が定常化するまでに時間がかかるために安定した吸着力を瞬時に得ることができにくくなる。電圧印加を中止した場合は末端部分の電荷が逃げるのに時間がかかるために、残留電荷として残りやすく、静電吸着力が残留しやすく、瞬時に離脱することを妨げやすくなる。この問題も、電極パターンが微細化し、単位面積における隣接電極の総延長が長くなるほど顕著になる。すなわち、電極の源流部分と末端部分の配線が「細く」「長く」なるほど、一定の速度で伝達する電気信号が電極の末端部分に届くまでの時間がかかるようになり、源流部分と末端部分の電位変化に時間差が生じやすくなる。したがって、このような電極シートを用いた静電チャック装置は、吸着・離脱の動作が緩慢となり、製造工程に組み込んだ場合には、前後の工程の連動にも支障をきたす可能性がある。
【０００９】
加えてさらに、前記の絶縁層の一面に第１の電極層を設け、他面に第２の電極層を設けた静電チャックにおいて、エッチング不良など製造上の不具合や、異物かみ込みによる変形など使用中のトラブルにより、前記第１の電極層の一部が断線する場合がまれにある。
該第１の電極層が櫛型電極である場合、断線した部分より末端側の電極へは電圧の印加ができなくなるから、設計通りの静電吸着力を発現することができなくなる可能性がある。
このような電圧印加不能部分の面積が大きければ、静電チャックとして使用できない。万一、使用中のトラブルで断線すれば加工中の半製品を落下させて破壊してしまう恐れもある。
【００１０】
また、従来の静電チャックにおいて、静電吸着面の温度制御等のために静電チャックの表面に多数の凸形状を形成する場合がある（例えば、特許文献４参照）。このとき、凸部分の高さだけ電極から被吸着体が離れてしまうため、静電吸着力を得るためには凸部分がない場合より高い電圧を印加するなどの工夫が必要であった。
【特許文献１】特開平１１−５４６０２号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９６１号公報
【特許文献３】特開２００５−６４１０５号公報
【特許文献４】特開２００６−３２４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来提案されている２層電極構造の静電チャック用電極シートにおける上記のような問題点を解決することを目的としてなされたものである。したがって、本発明の目的は、吸着の面内不均一が生じないとともに、良好な耐久性と安定した吸着力を発現する構造の静電チャックを提供することにある。さらに吸着表面に凹凸形状を形成する場合でも高い吸着力を発現できる構造の静電チャックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明の第１の態様の静電チャックは、絶縁性材料よりなる絶縁層、第１の電極、および第２の電極より構成された電極構成層と、該電極構成層の表面を被覆する絶縁性材料よりなる電極保護層とよりなり、前記第１の電極が網目パターンを有する網状電極であり、前記第２の電極が多数のエンボス状凸部を有する立体電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極に対して前記絶縁層を介して該凸状部分が該第１の電極側へ向くように配置され、さらに前記第１の電極の網目パターンの網目窓の位置に該凸状部分が配置された構造を特徴とする。
【００１３】
また、本発明の第２の態様の静電チャックは、絶縁性材料よりなる絶縁層、第１の電極、および第２の電極より構成された電極構成層と、該電極構成層の表面を被覆する絶縁性材料よりなる電極保護層とよりなり、前記第１の電極が網目パターンを有する網状電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極の網状パターンの網目窓の位置が凸形状であって該網目窓の位置に交点がある立体網目パターンにより構成される立体網状電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極に対して前記絶縁層を介して配置されるとともに電極構成層の垂直方向から透視すると前記第２の立体網目パターンの凸状部分が前記第１の電極の網目窓の位置で前記第１の電極側へ向くように配置されている構造を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の上記第１の態様の静電チャックにおいては、第１の電極が網状電極よりなる電極パターンを有するので、電源から遠い末端部分がなくなるだけでなく、細く長い配線がなくなる。したがって、第１の電極と第２の電極とからなる電極対の間に電位差が生じるように電圧が印加された場合、電極構成層面内の電位が均一になり、静電チャック吸着面内の電荷分布が均一になるという効果を生じる。すなわち、電極末端の電圧降下が防止されて面内電界分布が均一になり、被吸着部材（プラスチック、ガラス等）を均一な力で保持することができるようになる。更に、電荷移動が末端部ほど遅延することによる電極末端部の静電吸着応答性の遅延が防止される。さらに、万一、エッチング不良など製造上の不具合や、異物かみ込みによる変形など使用中のトラブルにより、前記第１の電極層の一部が断線した場合であっても、網状電極であるために断線部から先の電極部分にも電圧が印加される。したがって、被吸着部材の内部応力発生を防止し、部分的な吸着不良による吸着部材の落下を防止することができる。また、両電極間には、高絶縁性の絶縁層が介在するため、万一、パターン状電極に異状があったり、異物や気泡が混入しても、その影響を受けることがなく、エレクトロマイグレーションが生じる恐れもなくなるため、安定して長期間使用できる。さらに、前記第２の電極が多数のエンボス状凸部を有する立体電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極に対して前記絶縁層を介して該凸状部分が該第１の電極側へ向くように配置され、さらに前記第１の電極の網目パターンの網目窓の位置に該凸状部分が配置されているので、両電極間に電位差が生じるように電圧が印加された場合、第１の電極である網状電極とこれに近接する高さに配置されている第２の電極の凸部分との間で電界が形成されやすくなるため、従来のように凸部がない第２の電極であった場合と比較して被吸着体側に強い電界が生じることにより、静電吸着力を強く発現させることができるという効果を生じる。
【００１５】
さらに、本発明の第２の態様の静電チャックにおいては、絶縁性材料よりなる絶縁層、第１の電極、および第２の電極より構成された電極構成層と、該電極構成層の表面を被覆する絶縁性材料よりなる電極保護層とよりなり、前記第１の電極は、本発明の第１の態様の静電チャック同様、網目パターンを有する網状電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極の網状パターンの網目窓の位置が凸形状であって該網目窓の位置に交点がある立体網目パターンにより概略構成される立体網状電極であり、前記第２の電極は前記第１の電極に対して前記絶縁層を介して配置されるとともに電極構成層の垂直方向から透視すると前記第２の立体網目パターンの凸状部分が前記第１の電極の網目窓の位置で前記第１の電極側へ向くように概略配置されているので、両電極間に電位差が生じるように電圧が印加された場合、第１の電極である網状電極とこれに近接する高さに配置されている第２の電極の網状電極の凸部分との間で電界が形成されやすくなる。これにより、第２の態様の静電チャックは、被吸着体側に、第１の態様の静電チャック同様、あるいはそれ以上の強い電界が生じ、静電吸着力を強く発現させることができるという効果を生じる。
【００１６】
さらに加えて、本発明の請求項６に記載の静電チャックにおいては、上記第１または第２の様態の静電チャックの静電吸着面となる側の電極保護層において、第２の電極の凸状部分の位置に合わせて該表面に凸部が形成されているので、両電極間に電位差が生じるように電圧が印加された場合、第１の電極である網状電極とこれに近接する高さに配置されている第２の電極の凸部分との間で電界が形成されやすくなり、表面に凸部を持つ従来の静電チャックと比較して、凸部分の高さだけ電極から被吸着体が離れてしまう問題が解消され、被吸着体側に強い電界が生じ、静電吸着力を強く発現させることができるという効果を生じる。
【００１７】
以上のように、本発明の静電チャックは、絶縁破壊に対する耐久性が高く、吸着の面内不均一が生じず、導電性材料のみならず絶縁性材料に対して高い吸着力を発現することができる。また、吸着表面に凹凸形状を形成する場合でも、高い吸着力を発現できる構造の静電チャックを提供することができる。このため、本発明の静電チャックは、特に、ガラスあるいはプラスチック等の絶縁性材料よりなる板状の被吸着体を加工・搬送する際に吸着固定する用途に関して利用価値が極めて高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の態様の静電チャックの一例の部分模式的断面図であり、図２は、図１に示す静電チャックの電極構成層の平面図である。図１（ａ）は図２におけるＡ−Ａ′線の断面図であり、図１（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ′線の断面図である。
本発明の第１の態様の静電チャックは、図１、図２に示すように、電極構成層８とその両面を被覆する電極保護層４、５とより構成され、該電極構成層８は、絶縁材料よりなる絶縁層１、第１の電極２、第２の電極３より構成されている。第１の電極２は、図２に示すような網目パターンを有する網状電極であり、一方、前記第２の電極３は、図１２（ａ）に示すような多数のエンボス状凸部３１を有する立体電極であり、前記第２の電極３は前記第１の電極２に対して前記絶縁層１を介してエンボス状凸部３１が第１の電極２側へ向くように配置され、さらに前記第１の電極２の網目パターンの網目窓４１の位置に該凸部３１が配置される。図１２（ｂ）は、図１１（ａ）におけるエンボス状凸部３１の１箇所の斜視図である。
なお、電極保護層４、５および絶縁層１は、それぞれ単一の絶縁性物質で構成されていていても良いし、それぞれ複数の異なる物質で構成されていても構わない。さらに電極保護層４、５および絶縁層１すべてを同一の物質で構成することもでき、この場合は図１に示した電極保護層４、５と絶縁層１との間は界面のない連続した物質となるのはいうまでもない。
本発明の第２の静電チャックは、第２の電極として、凸状部が、網状パターン電極上、例えば図１４に示されるように網状パターンの交点に設けられているもの用いることを除き他の構成は同様である。
【００１９】
図３乃至図７は、本発明の静電チャックの他の例の部分模式的断面図である。図３、図６の静電チャックにおいては、第２の電極３の頂面の高さが、第１の電極２の頂面の高さより低く、すなわち第２の電極の凸状部分の高さ寸法が前記絶縁層の厚さ寸法より短くされており、図４、図５の静電チャックにおいては、第２の電極３の頂面が、第１の電極２の頂面と同一面とされており、図７の静電チャックにおいては、第２の電極３の頂面の高さが、第１の電極２の頂面の高さより高く、すなわち第２の電極の凸状部分が第１の電極の網目窓を貫通して設けられている。また図４の静電チャックでは、電極保護層４の電極側面の第２の電極３の各エンボス状凸部３１の対向面に凹部が形成されている。一方、図５乃至図７の静電チャックにおいては、第２の電極３の各エンボス状凸部３１が絶縁層１を介して第１の電極２側へ向くように配置され、さらに前記第１の電極２の網目パターンの網目窓の位置にエンボス状凸部３１が配置されている。そして、第２の電極の各エンボス状凸部３１の位置に、第１の電極に接する電極保護層４の吸着面に凸部４２が形成されている。この凸部４２間に形成される凹部は、被吸着体の温度を調整するなどの目的に用いる窒素ガスなどの流体の流路とすることもできる。
【００２０】
図８は、本発明の静電チャックの他の一例の模式的断面図である。図８の静電チャックは、上記図１に示す構造の静電チャック１０を基盤７に貼り合わせた場合の静電チャックである。静電チャック１０は、基盤７の上に接着剤層６によって、第１の電極に接する電極保護層４が吸着面になるように貼着して構成されている。また、図９は、本発明の第２の態様の静電チャックの電極構成層の平面図である。図９に記載の本発明の第２の態様の静電チャックの電極構成層は、網状電極である第１の電極２に、交点に凸形状を有する網目パターンを有する第２の電極３が図示されていない絶縁性材料よりなる絶縁層を介して積層された構成とされている。
【００２１】
次に、本発明の静電チャックを構成する各層について説明するが、静電チャックを構成する電極保護層、第１の電極、第２の電極および絶縁層の積層および成形は、各種材料を融着により貼り合わせる方法、各種材料を接着剤を用いないで貼り合わせる方法、蒸着、スパッタリング、めっき、溶射、エアロゾルデポジション、射出成形などにより直接各層を形成する方法、プレス成形など、適宜の方法によって実施すればよく、何ら限定されるものではない。
【００２２】
絶縁層を構成する絶縁性材料としては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックス材料、ポリイミドなどの有機高分子材料、シリコーン化合物などの無機高分子材料セラミックス、プラスチックフィルム等、材質は何ら限定されるものではない。絶縁層を形成する絶縁性材料としてプラスチックフィルムを使用する場合は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アラミド、ポリオレフィン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド等のフィルムのプラスチックフィルムが好ましい。特に、高耐熱性であるポリイミドフィルムは、高温時においてもリーク電流が増大せず、エレクトロマイグレーション発生の危険性が極めて小さいので、好ましく使用することができる。
また、絶縁層は、上記フィルムが２層以上積層されたものであってもよい。
【００２３】
絶縁層の厚さは何等限定されるものではないが、１〜３００μｍの範囲が好ましく、入手のし易さ、取り扱いの簡便さを考慮すると、厚さ１２．５〜３００μｍの範囲が好適である。絶縁層の厚さが１μｍより薄いと、絶縁性が不足し、数千ボルトの電位差の電圧で絶縁破壊が生じるため、好ましくない。また、厚さが３００μｍより厚い場合には吸着力が低下するので、好ましくない。絶縁層は、例えば前記絶縁性材料を溶剤に溶解して直接第２の電極層上に塗布して形成してもよいし、その他の方法で直接第２の電極層上に形成してもよい。また、絶縁層は、前記絶縁性材料からなるフィルムを第２の電極層上に積層して形成してもよい。また、フィルムの場合は、２つ以上積層して形成してもよい。
【００２４】
第１の電極は、網状電極であるが、網目の形状、太さおよび孔の部分のサイズは、適宜設定することができる。例えば、第１の電極の網目状パターンの網目の線幅が０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であって、網目窓の面積が０．５ｍｍ２以上であることが好ましい。また、第１の電極と第２の電極の凸部を除く部分の間の距離が０．０１ｍｍ以上であることが好ましい。また、例えば、前記図２に示すような網目が四角形の網状電極、図１０に示すような網目が円形の網状電極、図１１に示すような網目が六角形の網状電極などをあげることができる。第１の電極は、各種金属箔、導電性フィルム、導電性ペースト等を蒸着、貼着、塗布する等、適宜の方法により形成することができる。材質および厚さは何ら制限されるものではないが、膜厚は、長期に亘って導電性が確保できる範囲内であれば薄い方が好ましく、厚さ１５０μｍ以下、とりわけ３５μｍ以下の金属箔、例えば銅箔が好適である。厚さが１５０μｍより厚くなると、パターンの作製が困難であるため好ましくない。
【００２５】
一方、第２の電極は、第１の態様の静電チャックの場合は、図１２、図１３に示すような多数のエンボス状凸部３１を有するものである。また、第２の態様の静電チャックの場合は、図１４に示すような凸形状６２を有する立体網状電極である。これら第２の電極の凸状部分は、第１の電極の網目パターンの各網目窓に第１の電極と絶縁された状態で適宜設定すればよい。第１の態様の静電チャックにおける第２の電極の一例である図１２の第２の電極においては、エンボス状凸部３１を有する複数の島状電極３３が細線部分３２によって電気的に接続されている。また、第１の態様の静電チャックにおける第２の電極の他の一例である図１３（ａ）の第２の電極は、平板５１からなり、多数のエンボス状凸部５２を有するものである。図１２（ｂ）、図１３（ｂ）は、図１２（ａ）あるいは図１３（ａ）におけるエンボス状凸部５２の１箇所の斜視図である。また、図１４（ａ）は、第２の態様の静電チャックにおける第２の電極の一例であって、網状電極からなり、網目を構成する電極線６１間に凸形状６２を有するものである。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）における凸形状６２の１箇所の斜視図である。
上記第２の電極は、各種金属箔、導電性フィルムによって形成することができる。材質および厚さは何ら制限されるものではないが、膜厚は、エンボス加工を施すことができる程度であればよく、一般には、０．１〜１００μｍの範囲に設定すればよい。
また、エンボス状凸部を形成する方法として予め凸部を成型した電極保護層５を利用することもできる。この場合、電極保護層５はセラミック成型品、プラスチック成型品、表面を酸化膜などで絶縁した金属鋳造品、などが利用でき、これらの表面に適宜各種金属箔もしくは導電性フィルムの貼り付け、あるいは導電性ペーストの塗布、蒸着によるメタライジングなどを行い、さらに必要に応じてエッチングやブラストなどにより電極パターンを形成してもよい。金属によりエンボス凸部を形成する場合にはこの金属自体を第２電極とすることもできるが、この場合はさらに別の絶縁材料からなる電極保護層で被覆することが必要となる。
【００２６】
電極構成層は種々の方法で形成することができる。例えば、絶縁層である絶縁性プラスチックフィルムの一面に各種金属箔、導電性フィルム、導電性ペースト等を用い、蒸着、貼着、塗布、エッチング等によって網目状の電極パターンを形成し、形成された網状電極の網目部分の絶縁性プラスチックフィルムに孔を開ける。他方、各種金属箔、導電性フィルムにエンボス加工を施して第２の電極を作製し、それを上記の絶縁性プラスチックフィルムの他面に貼着すればよく、それによって第１の態様の静電チャックのための電極構成層が形成される。また、第２の態様の静電チャックのための電極構成層は、上記のようにして作製された電極構成層の第１の電極が存在する面とは反対面にある第２の電極の部分をエッチング等で適宜除去することによって形成することができる。
また、電極構成層について、形成方法を何等限定するものではなく、種々の方法を用いることができる。例えば、絶縁層である絶縁性プラスチックフィルムの片面に各種金属箔もしくは導電性フィルムの貼り付け、あるいは導電性ペーストの塗布、蒸着によるメタライジングなどを行って片面導電性のプラスチックフィルムシートを作成する。第１の電極は、当該片面導電性シートの導電側の面にエッチングやブラストなどにより網目状のパターンを形成して形成する。第２の電極は、別の当該片面導電性シートを上述のような方法で作成し、プレス加工などによりエンボス加工を施して形成する。しかる後に第１の電極のシート第２の電極のシートとを、第２の電極シートのエンボス凸部が第１の電極シートの電極パターンの網目窓に位置するように、融着あるいは接着剤の充填および貼り合わせなどにより重ねて固定すれば、第１の態様の静電チャックのための電極構成層が形成される。また、第２の態様の静電チャックのための電極構成層は、上記のようにして電極構成層を作成する際に、第２の電極シートのための片面導電性シートの導電側の面をエッチングやブラストなどにより除去して第２の電極パターンを形成すればよい。
【００２７】
被吸着物および基材に対する絶縁性を確保するために、上記電極構成層の両面は電極保護層で被覆する。また、放電が起こるのを防止するために、電極構成層の端縁は、電極が外部に露出しないように電極保護層で封入された状態になっていることが必要である。
【００２８】
電極保護層の好適な材料としては、前述の第１の電極−第２の電極間の絶縁に使用される絶縁性材料と同様のものが使用できるが、絶縁性アルミナを始めとする各種無機材料、エポキシ樹脂組成物を始めとする高分子材料等もあげることができる。
【００２９】
電極構成層上に設ける吸着面側の電極保護層の膜厚は、１〜３００μｍの範囲に設定される。被吸着物から電極構成層までの距離が１μｍより小さいと機械的強度が不足するため耐久性がなく、３００μｍより大きいと吸着力が低下する。２５〜１５０μｍの範囲に設定することがさらに望ましいが、実使用に際しては、静電チャック装置として所望する機能と使用する材料の特性によって適宜決定すればよい。また、電極保護層は、厚さ１２．５〜３００μｍのポリイミドフィルムよりなることが好ましい。また、基材側の電極保護層の膜厚は、基材との間で絶縁性が確保できればよいので、適宜設定すればよい。また、電極保護層の凸部４２の高さは、自由に設定することができるが、概ね０〜２ｍｍ程度が好ましく、さらに０〜０．７ｍｍであればより好ましい。第１の電極から静電吸着面が離れすぎると静電吸着面における電界の強度が弱くなり十分な静電吸着強度を得ることが困難になる。
【００３０】
なお、電極保護層は、単―層構成、複数材料の積層構造の何れも使用できる。積層構造の場合、絶縁性が確保された状態となっていれば、導電性材料が内包されていても構わない。
【００３１】
本発明の静電チャックは、基盤上に上記の電極構成層と電極保護層からなるシートを粘着してもよい。その場合、第１の電極に接する側の電極保護層が吸着面になるように貼着する。基盤としては、特に限定されるものではなく、例えばアルミニウム基材等の金属基材を使用することができる。
【００３２】
本発明において、絶縁層、電極、電極構成層および基盤の積層は、適宜の方法によって実施すればよく、例えば、接着剤層を介して貼着すればよい。接着剤層を構成する接着剤としては、非導電性の接着剤が好ましいが、高い絶縁信頼性を確保するためには、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂等で構成される接着剤が好適である。これらの樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。さらに柔軟性を付与するためにＮＢＲを始めとする各種エラストマーを配合してもよく、熱伝導性を向上させるために金属粉やアルミナを始めとする各種無機フィラーを分散させてもよい。接着特性を向上させるためにカップリング剤を添加することも有効である。また、接着剤は液状、固体の何れの性状でもよい。なお、電極構成層に接する部分以外であれば、高い絶縁性を必要としないため、接着剤等を選定するに当って何ら制限は無く、場合によっては導電性の接着剤等を使用しても構わない。
【００３３】
接着剤層の厚さは、層間接着力が確保できる範囲内であれば薄い方が好ましい。具体的には１００μｍ以下、より好ましくは１〜５０μｍである。
【００３４】
接着剤による積層方法に関しても何ら制限は無いが、取り扱い性の簡便さ、および積層後の厚さ精度を確保するためには、常温において固体の接着剤が剥離性フィルムに所定の厚さで塗布された、いわゆるドライフィルムを用いて転写して使用することが望ましい。
また、予め常温固体の接着剤が片面もしくは両面に塗布された接着剤付きプラスチックフィルムを使用してもよい。さらにまた、例えばポリイミドフィルムの片面に、銀箔が直接積層された構造のものを使用して、ポリイミドフィルム上に接着剤等を介さずに網状電極を設けてもよい。
【００３５】
本発明の静電チャックの第１の電極−第２の電極間に電位差が生じるように電圧を印加すると、第１の電極および第２の電極が存在する側の電極保護層上に被吸着体が吸着されるようになる。電圧印加方式は、第１の電極と第２の電極の間に電位差を生じさせることができるものであれば何れの方式も適用できる。すなわち、第１の電極と第２の電極の間に異なる極性の電圧を印加する方法、第１の電極を接地して（アース極）、第２の電極に＋または−の電圧を印加する方法、第２の電極を接地して、第１の電極に＋または−の電圧を印加する方法のいずれを用いてもよい。しかしながら、第１の電極を接地して、第２の電極に直流電圧を印加する方法が最も好ましい。これらの方式を採れば、使用中に被吸着体と吸着面の間に異物が存在したり、あるいは吸着面に瑕疵が生じた場合にも、絶縁破壊の発生を防ぐことが可能である。
以下、より詳細な具体例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【実施例１】
【００３６】
ポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、商標名：カプトン２００Ｈ、厚さ５０μｍ）の一面に、厚さ２０μｍの接着剤フィルムを介して、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業社製、商標名：ＴＱ−ＶＬＰ）を積層した。続いてエッチングによって、幅０．８ｍｍの網部分（導電性部分）と５ｍｍ×５ｍｍの網目部分（絶縁性部分）よりなる、エリアが９０×９０ｍｍの網状電極（図２に示す形状）を第１の電極として形成した。次いでポリイミドフィルムの他面に上記と同様の接着剤フィルムを貼着した後、網状電極の各網目部分にサンドブラストによって、サイズが４ｍｍ×４ｍｍの孔を開けた。他方、厚さ１２μｍの銅箔にエンボス加工を施して、上記の孔に係合する凹凸形状を有する第２の電極を形成し、形成された第２の電極を上記のポリイミドフィルムの裏面に上記と同様の接着剤フィルムを介して、ポリイミドフィルムの孔の部分に第２の電極の凸状部分が位置するように貼着し、電極構成層を作製した。
【００３７】
上記のようにして作製された電極構成層の両面に、それぞれ厚さ２０μｍの接着剤フィルムを介してポリイミドフィルム（カプトン２００Ｈ）を積層し、本発明の静電チャックを得た。
【００３８】
次にこの静電チャックを所定の寸法に裁断した後、厚さ２０μｍの接着剤フィルムを用いて５×１００×１００ｍｍのアルミニウム基材に貼着した。
【００３９】
なお、上記の貼着に使用した接着剤フィルムは、次の通りのものである。レゾールフェノール樹脂（昭和高分子社製、商標名：ショウノールＣＫＭ−９０８Ａ）とＮＢＲ（日本ゼオン社製、商標名：Ｎｉｐｏｌ  １００１）との重量比１：１の組成物を接着剤として用いる。この組成物をメチルエチルケトンに溶解して、固形分が３０重量％の接着剤塗料を調製し、離型性ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ３８μｍ）の片面に塗布した後、１５０℃で３分間加熱乾燥して、厚さ２０μｍの接着剤フィルムを作製する。
【００４０】
また、ポリイミドフィルム上あるいは銅箔上への接着剤フィルムの積層、および接着剤フィルム上への銅箔あるいはポリイミドフィルムの積層は、全て１５０℃の高温連続ラミネーションで実施した。
【００４１】
静電チャックとアルミニウム基材の貼り合わせは、１５０℃／３０分間の真空プレスで行い、真空プレス作業後に接着剤の熱硬化を完了させるために通風オーブン内で１５０℃／１２時間の熱処理を施すことにより行った。
【実施例２】
【００４２】
吸着面に使用するポリイミドフィルムを、カプトン２００Ｈに代えてユーピレックス７５Ｓ（宇部興産社製、厚さ７５μｍ）とする以外は、実施例１と同様の材料および作業条件によって、静電チャックを製作し、アルミニウム基材に貼着した。
【００４３】
［比較例１］
比較例として第１の電極および第２の電極を有する静電チャックで、第２の電極をエンボス状にしない以外は層構成が、第１の様態、第２の様態および第３の様態とまったく同じ構成で、吸着面の大きさ９０ｍｍ×９０ｍｍの静電チャックを作成し、アルミニウム基材に貼着した。
【００４４】
次に前記実施例１、実施例２及び比較例１で得たアルミニウム基材に貼着した静電チャックを、大気圧および圧力２０Ｐａの雰囲気でそれぞれ第１の電極に＋１ｋVまたは０ｋＶ、第２の電極に−１ｋＶを印加し、大きさ９０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板を吸着させ、吸着面とガラス板との垂直方向および水平方向の引っ張り強さをそれぞれロードセルにより比較したところ、いずれの場合においても第２の電極としてエンボス形状を持つ本発明にかかる実施例１及び実施例２の静電チャックのほうが吸着力が優れていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の態様の静電チャックの一例の部分模式的断面図である。
【図２】本発明の第１の態様の静電チャックの一例の部分模式的平面図である。
【図３】本発明の静電チャックの他の一例の部分模式的断面図である。
【図４】本発明の静電チャックの他の一例の部分模式的断面図である。
【図５】本発明の静電チャックの他の一例の部分模式的断面図である。
【図６】本発明の静電チャックの他の一例の部分模式的断面図である。
【図７】本発明の静電チャックの他の一例の部分模式的断面図である。
【図８】本発明の静電チャックの他の一例の部分模式的断面図である。
【図９】本発明の第２の態様の静電チャックの電極構成の一例を示す部分模式的平面図である。
【図１０】第１の電極の一例の平面図である。
【図１１】第１の電極の他の一例の平面図である。
【図１２】第２の電極の一例の平面図である。
【図１３】第２の電極の他の一例の平面図である。
【図１４】第２の電極の他の一例の平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…絶縁層、２…第１の電極、３…第２の電極、４…電極保護層、５…電極保護層、６…接着剤層、７…基盤、８…電極構成層、３１、５２…エンボス状凸部、３２…細線部分、３３…島状電極、４１…網目窓、４２…凸部、５１…平板、６１…網目を構成する電極線、６２…凸形状。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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