(57)【要約】      （修正有）【課題】突起高さ寸法が小さくても、真空中で被吸着物を処理する真空プロセスが終了し、静電チャックの周囲が大気圧又は低真空状態に戻したとき、被吸着物が脱離できるようになるまでの脱離時間が真空中での脱離時間よりも長くなることのない、誘電体、電極及び基体を含み、吸着面に複数個の突起を備えた静電チャックを提供する。【解決手段】誘電体、電極及び基体を含む静電チャックにおいて、該誘電体の吸着面に複数個の突起６を備え、かつ吸着面下方の底面に外周まで到達する１本以上の溝９を形成してなる静電チャック。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体、電極及び基体を含む静電チャックにおいて、該誘電体の吸着面に複数個の突起を備え、かつ吸着面下方の底面に外周まで到達する1本以上の溝を形成してなる静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス製造装置、液晶デバイス製造装置等の半導体、液晶分野に用いられる静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶デバイスを製造する際、特に真空雰囲気においてはシリコンウェーハ、ガラス基板等を保持するために、従来のメカクランプ方式から面吸着が可能な静電チャックが検討されている。
【０００３】
静電チャックの構造は、例えば特許文献１に記載されているように電極を埋設した絶縁体層上にプラスチック誘電体材料を接合したものが知られている。
また、特許文献２、３及び４に記載されているように２枚の絶縁性セラミック板間に電極を設けたものが知られている。
さらに、特許文献５に記載されているように絶縁性セラミックス板上の電極を溶射法により絶縁性セラミックスで被覆したものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５３−７７４８９号公報（第１−３頁、第１図）
【特許文献２】特開昭６３−９５６４４号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献３】特開平４−２０６５４５号公報（第１−５頁、第１図及び第２図）
【特許文献４】特開平５−３６８１９号公報（第１−５頁、第１図）
【特許文献５】特開昭５９−１５２６３６号公報（第１−４頁、第３図）
【０００５】
静電チャックは、一般的には誘電体、電極及び基体から構成され、電極と被吸着物との間に電位差が与えられたときに発生するクーロン力、ジョンソンラベック力、グラジーエント力等の静電吸着力により被吸着物を保持、固定する。
【０００６】
また、パーティクルと呼ばれる微小な異物の挟み込みや被吸着物への付着を避けるために、静電チャックの吸着面に突起加工を施し被吸着物との接触面積を減じることが行われることがある。
【０００７】
しかしながら、突起高さ寸法を大きくすると、吸着力が減少するため、特許文献６には突起高さ寸法を数十ミクロン以下に小さくする技術が記載されている。
【特許文献６】特公平７−５５４２３号公報（第２頁）
【０００８】
そこで、本発明者らは、上記に示す技術についてさらに検討を進めたところ、以下に示す問題が生じることがわかった。即ち、真空中で被吸着物を処理する真空プロセスが終了し、静電チャックの周囲を大気圧又は低真空状態に戻したとき、突起高さ寸法が小さいと被吸着物が静電チャック吸着面に押し付けられ、被吸着物と吸着面の隙間の圧力が上昇するまで時間がかかり、被吸着物が脱離できるようになるまでの脱離時間が真空中での脱離時間よりも長くなる。そのため、真空プロセス終了後に真空中で被吸着物を脱離した後に大気圧又は低真空状態に戻す等、複雑な機構を装置に付加する必要があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するため、突起高さ寸法が小さくても、真空中で被吸着物を処理する真空プロセスが終了し、静電チャックの周囲を大気圧又は低真空状態に戻したとき、被吸着物が脱離できるようになるまでの脱離時間が真空中での脱離時間よりも長くなることがない、誘電体、電極及び基体を含み、吸着面に複数個の突起を備えた静電チャックを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、誘電体、電極及び基体を含む静電チャックにおいて、該誘電体の吸着面に複数個の突起を備え、かつ吸着面下方の底面に外周まで到達する1本以上の溝を形成してなる静電チャックに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明になる静電チャックは、突起高さ寸法が小さくても、真空中で被吸着物を処理する真空プロセス終了後、静電チャックの周囲を大気圧又は低真空状態に戻したとき、被吸着物が脱離できるようになるまでの脱離時間が真空中での脱離時間よりも長くなることを避けることができ、工業的に極めて好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の静電チャックに用いられる誘電体の材料としては、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＢａＴｉＯ３等のセラミックス材料が一般的に用いられるが、突起と溝を形成することができればエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等も用いることができる。
【００１３】
また、誘電体に形成する電極としては、誘電体がセラミックス材料の場合は、例えばＡｇ−Ｐｄ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕ等とガラスからなるペーストを焼き付けたり、セラミックスと同時に焼成することにより形成することができる。一方、誘電体に樹脂などを用いる場合は、Ａｌ、Ｃｕ等の金属板や箔を密着させたりして形成することができる。
【００１４】
本発明において、静電吸着力を発生させるための電極は、静電チャックの側面にはみ出さないようにすることが好ましい。静電チャックの側面にはみ出さないようにすれば、誘電体、基体及び電極は一体でも差し支えなく、静電吸着力を発生させるための電極を形成した誘電体を別の基体に貼り付けても構わない。
【００１５】
通常、複数個の突起は吸着面のほぼ全面に形成されるが、前述した異物の挟み込みや付着を避ける目的から接触面積を減じることが好ましい。吸着面下方の底面に形成される外周まで到達する溝は、底面の一部に形成してもよく、また底面全体を溝としてもよく特に制限はない。溝の本数は、１本あれば本発明の効果を発揮することができるが、複数本あることがさらに好ましい。また溝の深さについては、吸着面下方の底面に溝が形成できれば本発明の効果を発揮するが、深い方が好ましく、その寸法は突起高さ寸法よりも大きいことがさらに好ましい。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を引用して説明する。
図１は本発明の実施例になる吸着面に複数個の突起を備え、かつ吸着面下方の底面に外周まで到達する１０本の溝を形成した静電チャックの吸着面付近の断面拡大図、図２はその平面図、図３は比較例（従来）の吸着面に複数個の突起のみを備えた静電チャックの吸着面付近の断面拡大図、図４はその平面図並びに図５は静電チャックの断面及び被吸着物を吸着、脱離するときの回路を示す概略図であり、１は誘電体、２は被吸着物、３は電極、４は基体、５はスイッチ、６は突起、７は吸着面下方の底面、８は隙間空間、９は外周まで到達する溝及び１０は静電チャックである。
【００１７】
先ず、従来技術の問題点について図３及び図４を引用して説明する。真空中に静電チャックを設置してシリコンウェーハのような薄板状の平坦な被吸着物２を吸着するとき、吸着面下方の底面７、被吸着物２及び突起６で囲まれた隙間空間８は静電チャックの周囲と同等の真空状態になっている。真空プロセス終了後に静電チャックの周囲を大気圧又は低真空状態に戻した際に、突起高さ寸法が小さいと隙間空間８に静電チャックの周囲の気体流入が困難となり、隙間空間８が静電チャックの周囲より低圧力の状態になる。その圧力差により被吸着物２には静電チャックに押し付けられる力が働く。また、その押しつけられる力によって被吸着物２は、隙間空間８の容積が減少する方向に変形が生じ、隙間空間８にはさらに静電チャック周囲の気体が流入し難い状態が続く。そのため、被吸着物が脱離できるようになるまでの脱離時間が真空中での脱離時間よりも長くなる。
【００１８】
そこで、図１及び図２に示す本発明の実施例になる静電チャックを用いれば、真空プロセス終了後に静電チャックの周囲が大気圧又は低真空状態に戻した際に、吸着面下方の底面７に形成された外周まで到達する溝９を通して静電チャックの周囲の気体が流入し吸着面下方の底面７は速やかに静電チャックの周囲と同じ圧力になる。そのため、図３及び図４に示す比較例（従来）の吸着面に複数個の突起のみを備えた構造の静電チャックのように、被吸着物２には静電チャックに押し付けられる力が働くことがなく、被吸着物２が脱離できるようになるまでの脱離時間が真空中での脱離時間よりも長くなることがない。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに制限されるものではない。
実施例１
図１及び図２に示すに示すように、誘電体１として体積固有抵抗が１×１０９Ωｍで直径が２００ｍｍ及び厚さが２ｍｍのＳiＣ（日立化成工業(株)製、商標名ヘキサロイ）を準備した。
次いで、この誘電体１の片面（吸着面の反対側の面）に、直径が１９８ｍｍで誘電体１と同心円状に速乾性導電ペースト（(株)徳力化学研究所製、商標名シルベスト）を塗布し、自然乾燥させ、厚さが１０μｍの電極３を形成した。
【００２０】
その後、誘電体１の電極３を形成した面には基体４として体積固有抵抗が１×１０１３Ωｍで誘電体１と同寸法で、中心部に穴を開けたＡｌ２Ｏ３（日立化成工業(株)製、商標名ハロックス）製の基体４を絶縁性接着剤で貼り付けた。電極３には前記中心部の穴を通して電圧を供給する。
【００２１】
次に、吸着面及び吸着面の反対側の面を平坦に加工した後、吸着面を図１に示すように、ａが４ｍｍ、ｂが１ｍｍ及びｃ（高さ）が１０μｍの突起（寸法１ｍｍ×１ｍｍ×１０μｍ）６を全面に形成した。さらにｄが２００μｍ及びｅが１ｍｍの寸法で、図２に示すように、吸着面下方の底面に外周まで到達する溝９をまず平行に５本、さらにこれらと直角に交わるように５本、合計１０本形成して静電チャックを得た。
【００２２】
比較例１
図３及び図４に示すように、吸着面下方の底面７に溝を形成しない以外は、実施例１と同じ材料及び実施例１と同様の工程を経て静電チャックを得た。
【００２３】
次に、実施例１で得た静電チャック及び比較例１で得た静電チャックを用いて、以下に示す比較試験を行った。なお、比較試験には被吸着物として直径が１００ｍｍのシリコンウェーハを用いた。試験は、真空状態の容器内で静電チャックの吸着面にシリコンウェーハを置き、図５に示す回路により電極３に電圧を印加して被吸着物２を静電チャック９に吸着させた。その後、スイッチ５を切り替える脱離操作を行ってから容器内を真空に保った場合及び脱離操作後１０秒かけて容器内圧力が大気圧になるように容器内に乾燥空気を導入して容器内を大気圧に保った場合について、それぞれシリコンウェーハを静電チャックから引き剥がす作業を行って脱離の可否を判定した。その結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
脱離操作後も容器内を真空状態に保った場合は、実施例１及び比較例１共に脱離操作後１０秒で、シリコンウェーハを静電チャックから引き剥がし脱離させることができた。脱離操作後に容器内圧力を大気圧にした場合は、実施例１では脱離操作後１０秒でシリコンウェーハを静電チャックから引き剥がし脱離させることができたのに対し、比較例１では引き剥がし脱離させることができるようになるまで、脱離操作後１００秒を要した。また比較例１では、脱離操作後の経過時間が５０秒以下の場合、シリコンウェーハを静電チャックから引き剥がすときにシリコンウェーハが破損してしまった。
【００２６】
上記の結果から、本発明の実施例になる静電チャックは、真空中で被吸着物を吸着後、静電チャックの周囲を大気圧又は低真空状態に戻したとき、被吸着物が脱離できるようになるまでの脱離時間が真空中での脱離時間よりも長くならない。これに対し、比較例（従来）の静電チャックは、真空中で被吸着物を吸着後、静電チャックの周囲を大気圧又は低真空状態に戻したとき、被吸着物が脱離できるようになるまでの脱離時間が、真空中での脱離時間よりも長くなることが明らかである。
【００２７】
本発明の効果の確認は、電極と被吸着物の間に電位差を与える単極型の静電チャックで行ったが、複数の電極の間に電位差を与えることにより被吸着物を吸着する双極型の静電チャックでも同様の効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例になる吸着面に複数個の突起を備え、かつ吸着面下方の底面に外周まで到達する１０本の溝を形成した静電チャックの吸着面付近の断面拡大図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】比較例（従来）の吸着面に複数個の突起のみを備えた静電チャックの吸着面付近の断面拡大図である。
【図４】図３の平面図である
【図５】静電チャックの断面及び被吸着物を吸着、脱離するときの回路を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  誘電体
２  被吸着物
３  電極
４  基体
５  スイッチ
６  突起
７  吸着面下方の底面
８  隙間空間
９  外周まで到達する溝
１０  静電チャック
【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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