(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽内に配置された静電吸着装置と、
前記真空槽内の前記チャック本体の外周に配置されたリング状の押さえ用台座とを有し、
前記静電吸着装置は、
誘電体層と、前記誘電体層に設けられた電極とを有するチャック本体と、
高分子フィルムから成る薄板部分を有する防着体とを有し、
前記薄板部分は、前記チャック本体の表面に配置され、前記チャック本体は前記薄板部分と接触して被覆され、
前記薄板部分上に基板を載置した状態で、前記電極に電圧を印加すると、前記基板と前記電極との間に吸着力が生じ、該吸着力で前記基板が前記薄板部分に押し付けられるように構成され、
前記防着体は、前記チャック本体に対して着脱可能に構成され、
前記薄板部分は、その端部が、前記押さえ用台座の表面の乗る大きさに形成され、前記薄板部分の端部を、前記押さえ用台座上と押さえ用リングで挟むように構成された真空処理装置。
【請求項２】
前記高分子フィルムは、厚みが３０μｍ以上２００μｍ以下にされた請求項１記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電吸着装置及び真空処理装置に関し、特に、絶縁性基板を静電吸着することが可能な静電吸着装置及びそれを備えた真空処理装置の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１の符号１０１に、従来のＣＶＤ装置を示す。このＣＶＤ装置１０１は、真空槽１０２を有している。真空槽１０２には、ガス導入口１０３とガス排出口１０４とが設けられている。ガス導入口１０３とガス排出口１０４とは、それぞれ図示しないガス導入系と真空排気系とに接続されており、真空排気系を起動すると真空槽１０２の内部が真空排気され、ガス導入系を起動すると、ガス導入口１０３から反応ガスを導入することができるように構成されている。
【０００３】
真空槽１０２の内部底面側には、支柱１５１が設けられている。この支柱１５１は下端が真空槽１０２の内部底面に固定されて鉛直に配置されている。支柱１５１上には静電吸着装置１２１が配置されている。
【０００４】
静電吸着装置１２１の構成を図１２(ａ)、(ｂ)に示す。この静電吸着装置１２１は、金属板１２４と、該金属板１２４上に配置された誘電体層１２５を有している。この誘電体層１２５はＡｌ2Ｏ3を主成分とするセラミックス製であり、その表面には溝が形成され、その溝の内部に、導電性のカーボンからなる第１、第２の電極１２７1、１２７2が配置されている。
【０００５】
第１、第２の電極１２７1、１２７2の平面図を同図(ａ)に示す。第１、第２の電極１２７1、１２７2は櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されている。同図(ｂ)は同図(ａ)のＸ−Ｘ線断面図に相当する。
【０００６】
第１、第２の電極１２７1、１２７2はそれぞれ真空槽１０２外に設けられた静電チャック電源１２２に接続され、接地された真空槽１０２とは絶縁されており、その静電チャック電源１２２を駆動すると、第１、第２の電極１２７1、１２７2の間に直流電圧を印加することができるように構成されている。
【０００７】
第１、第２の電極１２７1、１２７2上には、第１、第２の電極１２７1、１２７2と誘電体層１２５表面とを被覆するように保護膜１３０が形成されている。
【０００８】
このような構成を有するＣＶＤ装置１０１で、シリコン等の導電性基板の表面にＣＶＤ法で薄膜を成膜するには、まず、真空槽１０２を真空排気して予め真空状態にした状態で、真空槽１０２内に基板を搬入し、静電吸着装置１２１の保護膜１３０上に載置する。静電吸着装置１２１の表面に載置された状態の基板を図１１の符号１０５に示す。
【０００９】
次に、静電チャック電源１２２を起動し、第１、第２の電極１２７1、１２７2に対してそれぞれ正負の電圧を印加する。すると、第１、第２の電極１２７1、１２７2と基板１０５との間に静電吸着力が生じ、この静電吸着力により、基板１０５の裏面全面が静電吸着装置１２１表面に吸着される。
【００１０】
静電吸着装置１２１の内部には、図示しないヒータが設けられ、静電吸着装置１２１は予め所定温度まで加熱されており、基板１０５が静電吸着装置１２１の表面に静電吸着されると、基板１０５は加熱されて昇温する。
【００１１】
基板１０５が所定温度まで昇温されたら、ガス導入口１０３から真空槽１０２内に例えばＴＥＯＳと酸素ガスの混合ガス等の反応ガスを導入して基板１０５の表面に流すと、基板１０５の表面にガスの成分からなるシリコン酸化膜が成長する。
【００１２】
基板１０５の表面に成長した薄膜の厚さが目標とする膜厚に達したら、ガスの導入を停止し、成長を終了させる。以上のようにして、ＣＶＤ装置１０１で基板１０５の表面に薄膜を成膜することができる。
【００１３】
その後、静電チャック電源１２２を停止し、第１、第２の電極１２７1、１２７2への電圧印加を停止して、基板１０５の静電吸着状態を解除した後に、基板１０５を真空槽１０２の外へ取り出す。
【００１４】
次いで、新たな基板を真空槽１０２内部に搬入し、以上と同様の工程を経て、新たに搬入された基板表面に薄膜を成膜する。以上の動作を繰り返すことにより、複数枚の基板に連続して薄膜を成膜することができる。
【００１５】
しかしながら、上述した成膜を行うと、保護膜１３０の表面と基板１０５との間に反応ガスが回り込んで、保護膜１３０の表面にも薄膜が成長してしまう。複数の基板に薄膜を成膜すると、成長した薄膜が厚くなり、その薄膜が基板と擦れ合うとパーティクルが発生してしまうため、パーティクルが発生する膜厚に到るまでに、保護膜１３０を交換する必要がある。
【００１６】
また、成膜中に保護膜１３０がガスに曝されて腐食してしまったり、基板加熱による熱膨張により、保護膜１３０と基板とが擦れ合って保護膜１３０が磨耗してしまうこともあるため、その点でも保護膜１３０は定期的に交換する必要がある。
【００１７】
しかしながら従来装置では、保護膜を交換するために静電吸着装置ごと交換すると、交換時の作業が煩雑で、交換に要するコストが高くなってしまう。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の要求に応じるために創作されたものであり、その目的は、静電吸着装置において、メンテナンスを容易にする技術を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために創作されたものであり、請求項１記載の発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置された静電吸着装置と、前記真空槽内の前記チャック本体の外周に配置されたリング状の押さえ用台座とを有し、前記静電吸着装置は、誘電体層と、前記誘電体層に設けられた電極とを有するチャック本体と、高分子フィルムから成る薄板部分を有する防着体とを有し、前記薄板部分は、前記チャック本体の表面に配置され、前記チャック本体は前記薄板部分と接触して被覆され、前記薄板部分上に基板を載置した状態で、前記電極に電圧を印加すると、前記基板と前記電極との間に吸着力が生じ、該吸着力で前記基板が前記薄板部分に押し付けられるように構成され、 前記防着体は、前記チャック本体に対して着脱可能に構成され、前記薄板部分は、その端部が、前記押さえ用台座の表面の乗る大きさに形成され、前記薄板部分の端部を、前記押さえ用台座上と押さえ用リングで挟むように構成された真空処理装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の真空処理装置であって、前記高分子フィルムは、厚みが３０μｍ以上２００μｍ以下にされた真空処理装置である。
【００２０】
本発明によれば、防着体は、チャック本体に対して着脱可能に構成されているので、成膜された薄膜が析出したり、あるいは汚染や損傷が生じることにより防着体を交換する際に、防着体を取り外し、新たな防着体をチャック本体に載せるだけで、簡単に防着体の交換をすることができるので、交換に要する作業を軽減でき、交換に要するコストを低くすることができる。
【００２１】
本発明において、薄板部分をフィルム状に形成し、チャック本体上に載置するように構成してもよい。この場合薄板部分は単にチャック本体上に載置されているだけなので、接着されていた従来に比して、防着体を簡単に取り外して交換することができる。
【００２２】
また、本発明において、防着体とチャック本体の間に、複数個の接着材を配置してもよい。この場合には防着体はチャック本体に部分的に接着されているので、防着体がチャック本体に全面接着された従来に比して、容易に剥離して取り外すことができ、防着体を容易に交換することができる。
【００２３】
また、本発明において、防着体を有底筒状体に形成し、その底部を薄板部分とするように構成し、この防着体は、薄板部分がチャック本体表面に載り、有底筒状体の内部側面がチャック本体の側面と対向するように配置してもよい。このように構成すると、防着体はチャック本体に被せられ、チャック本体に対してずれにくくなる。
【００２４】
また、本発明において、チャック本体の表面の外周部分に配置され、中央部分に開口が設けられた防着体とを有し、基板とチャック本体との間に吸着力が生じると、基板がチャック本体及び防着体の表面に押し付けられるように構成し、防着体をチャック本体から取り外すことができるように構成してもよい。
【００２５】
また、本発明の真空処理装置によれば、本発明の静電吸着装置を有しているので、静電吸着装置の防着体を容易に交換することができる。
【００２６】
なお、本発明の真空処理装置において、防着体を保持する保持機構を設けてもよい。例えば防着体が単にチャック本体に載置されただけでは、防着体がチャック本体からずれてしまうことがあるが、保持機構により防着体が動かないようにすることで、防着体がチャック本体からずれなくなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下で図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１の符号１に、本発明の真空処理装置の一実施形態であるＣＶＤ装置を示す。このＣＶＤ装置１は、図示しない真空排気系に接続され、内部が真空排気可能に構成された真空槽２を有している。真空槽２には、ガス導入口３とガス排出口４とが設けられている。ガス導入口３とガス排出口４とは、それぞれ図示しないガス導入系と真空排気系に接続されており、真空排気系を起動すると真空槽２の内部を真空排気し、また、ガス導入系を起動するとガス導入口３から反応ガスを導入することができるように構成されている。
【００２８】
真空槽２の内部底面側には、支柱５１が設けられている。この支柱５１は下端が真空槽２内部底面に固定されて鉛直に配置されている。支柱５１上には静電吸着装置２１が配置されている。
【００２９】
この静電吸着装置２１は、チャック本体２０と、後述する防着シート９０を有している。
チャック本体２０の構成を図２(ａ)、(ｂ)に示す。
【００３０】
このチャック本体２０は、金属板２４と、該金属板２４上に配置された誘電体層２５からなる基体２３と、第１、第２の電極２７1、２７2とを有している。この基体２３は、支柱５１の上端に固定されて水平に配置されている。誘電体層２５はＡｌ2Ｏ3を主成分とするセラミックス製である。この誘電体層２５の表面には溝が形成されており、溝の内部に、Ａｌから成る第１、第２の電極２７1、２７2が配置されている。
【００３１】
第１、第２の電極２７1、２７2の平面図を同図(ａ)に示す。第１、第２の電極２７1、２７2は本発明の電極の一例であって、櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されている。同図(ｂ)は同図(ａ)のＡ−Ａ線断面図に相当する。
【００３２】
第１、第２の電極２７1、２７2はそれぞれ真空槽２の外に設けられた静電チャック電源２２に接続され、接地された真空槽２とは絶縁されており、その静電チャック電源２２を駆動すると、第１、第２の電極２７1、２７2の間に直流電圧を印加することができるように構成されている。
【００３３】
このチャック本体２０では、第１、第２の電極２７1、２７2の表面は、誘電体層２５の表面と同じ高さに形成されている。即ち、誘電体層２５表面と第１、第２の電極２７1、２７2の表面は面一に形成されている。
【００３４】
上述した構成のＣＶＤ装置１を用いて、シリコン等の導電性基板の表面に薄膜を成膜するには、まず真空槽２内部を大気に開放した後、人手又はロボットにより、防着シート９０を真空槽２内に搬入する。
【００３５】
この防着シート９０は、本発明の防着体の一例であって、平面形状が矩形の絶縁性フィルムであり、ほぼ全部が本発明の薄板部分にされている。この薄板部分は、表面及び裏面がともに平坦に形成されている。ここでは防着シート９０として厚み５０μｍのポリイミドフィルムを用いている。
【００３６】
防着シート９０を真空槽２内部に搬入したら、その防着シート９０を、チャック本体２０の上に載せる。
この防着シート９０は予めチャック本体の平面形状の大きさより大きくされており、防着シート９０がチャック本体２０上に載せられると、防着シート９０の裏面の大部分はチャック本体２０の表面と接触し、端部のごく一部がチャック本体２０からはみ出す。このうちチャック本体２０の表面と接触する部分の防着シート９０は、本発明の薄板部分にされている。この薄板部分は、表面及び裏面がともに平坦に形成されており、裏面全体がチャック本体２０の表面と接触している。
【００３７】
次に、真空槽２の内部を大気と遮断し、真空槽２の内部を真空排気し、真空槽２内部を真空状態にする。次いで、その真空状態を維持しながら真空槽２内に基板を搬入し、基板を静電吸着装置２１上の防着シート９０の表面上に載置する。その状態の基板を図２の符号５に示す。上述したように防着シート９０の表面は平坦にされており、基板５の裏面全面は防着シート９０の薄板部分と接触している。
【００３８】
次に、静電チャック電源２２を起動し、第１、第２の電極２７1、２７2の間に直流電圧を印加すると、第１、第２の電極２７1、２７2にそれぞれ正負の電圧が印加され、導電性の基板５と第１、第２の電極２７1、２７2との間に静電吸着力が生じ、基板５の裏面の全面が静電吸着装置２１表面に吸着される。
【００３９】
静電吸着装置２１の内部には、図示しないヒータが設けられ、静電吸着装置２１は予め所定温度まで加熱されており、基板５が静電吸着装置２１の表面に静電吸着されると、基板５は加熱されて昇温する。基板５が昇温して、成膜温度に達したら、ガス導入口３から真空槽２内に反応ガスを導入すると、基板５表面に、反応ガスの成分からなる薄膜が成長し始める。
【００４０】
成長した薄膜が目標とする膜厚に達したら反応ガスの導入を停止し、成長を終了させると、１枚の基板表面への薄膜の成膜が終了する。基板５と防着シート９０との間に反応ガスが回り込み、また基板５の配置されていない領域の防着シート９０表面は反応ガスに曝されるので、防着シート９０の表面には、微量ながら薄膜が析出する。
【００４１】
その後、静電チャック電源２２を停止させ、第１、第２の電極２７1、２７2への電圧印加を停止して、基板５の静電吸着状態を解除した後に、真空槽２内部の真空状態を維持しながら、基板５を装置１の外へ取り出す。
【００４２】
次いで、新たな基板を真空槽２内部に搬入し、以上と同様の工程を経て、新たに搬入された基板表面に薄膜を成膜する。以上の動作を繰り返すことにより、複数枚の基板に連続して薄膜が成膜される。複数枚の基板に薄膜が成膜されると、防着シート９０表面に析出する薄膜が厚くなる。こうして析出した薄膜の膜厚が大きくなり、許容範囲以上になると、その薄膜が基板と擦れ合うこと等でパーティクルが発生してしまうことがあるので、析出した薄膜の膜厚が許容範囲の厚み以上になる前に、防着シート９０を交換する必要がある。
【００４３】
かかる防着シート９０を交換する際には、まず、真空槽２内から成膜済みの基板を搬出した後に、真空槽２内部を大気に開放する。その後、人手又はロボットにより、防着シート９０を、チャック本体２０上から取り除き、真空槽２の外部へと搬出する。この防着シート９０は、チャック本体２０上に単に載置されているだけなので、容易にチャック本体２０から取り外すことができる。
【００４４】
次いで、新たな防着シート９０を真空槽２内部に搬入し、チャック本体２０上へと載置する。このように、防着シート９０はただチャック本体２０上に載置されているだけであって、取り外しや取付が容易であるので、保護膜を剥離して交換しなければならなかった従来に比して交換に要する作業が簡単になり、交換に要するコストが低くなる。
【００４５】
なお、上述した静電吸着装置２１では、防着シート９０は、チャック本体２０上に単に載置されているだけであるため、防着シート９０がチャック本体２０に対してずれたり、あるいはチャック本体２０から落ちてしまうことがある。かかるずれや落下を防止するため、例えば図４(ａ)の符号６５に示すように、防着シート９０をチャック本体２０の表面に保持機構５２を設けてもよい。
【００４６】
この保持機構５２は、図４(ａ)に示すように、リング状に形成された押さえ用台座５２ａと、その上方に配置されたリング状の押さえ用リング５２ｂを有している。押さえ用台座５２ａは、チャック本体２０が押さえ用台座５２ａの内部に位置するように真空槽２の内部底面に配置されている。
【００４７】
この押さえ用台座５２ａはその上面が平坦にされ、上面の高さが、チャック本体２０の表面の高さとほぼ同じ高さになっている。図４(ｂ)に示すように、防着シート９０をチャック本体２０の表面に載せると、防着シート９０の端部は、押さえ用台座５２ａの上面に乗る。
【００４８】
次いで、図４(ｃ)に示すように、押さえ用台座５２ａの上方から押さえ用リング５２ｂを下降させる。押さえ用リング５２ｂは、その平面形状が押さえ用台座５２ａの平面形状と同じ形状でかつ同じ大きさになっており、下降した押さえ用リング５２ｂは押さえ用台座５２ａ上に重なるようになっている。すると防着シート９０の端部は押さえ用台座５２ａと押さえ用リング５２ｂとの間に挟み込まれ、防着シート９０はチャック本体２０の表面に乗った状態で容易に動かなくなり、チャック本体２０に対してずれにくくなる。
【００４９】
また、防着シート９０を交換する場合には、押さえ用リング５２ｂを取り外すことで簡単に古い防着シートを取り除くことができ、その後新しい防着シートを押さえ用台座５２ａと押さえ用リング５２ｂとで挟んで取り付けることにより、防着シート９０を交換することができる。その後、防着シート９０上に基板５を載置した状態を図４(ｄ)に示す。
【００５０】
また、防着シート９０の薄板部分がチャック本体２０に対してずれないようにするため、チャック本体２０の表面に複数個の接着材を設ける構成としてもよい。このように構成し、防着シート９０をチャック本体２０の表面に載置すると、接着材により、防着シート９０の薄板部分とチャック本体２０とは、部分的に接着される。図５(ａ)、(ｂ)の符号６６に、その静電吸着装置を示し、５３に接着材を示す。ここではチャック本体２０表面の周囲の四箇所に接着材５３が設けられており、四箇所で防着シート９０の薄板部分とチャック本体２０とが接着されている。その結果、防着シート９０はチャック本体２０に対してずれにくくなる。
【００５１】
この防着シート９０は、四箇所に配置された接着材５３によってチャック本体２０に部分的に接着されているので、保護膜全面がチャック本体上に接着されていたため交換が困難であった従来に比して、防着シート９０を容易に剥離することができ、防着シート９０を容易に交換することができる。
【００５２】
この場合、接着材５３は、チャック本体２０の表面に設けられているものとしているが、本発明はこれに限らず、防着シート９０の裏面の適当な位置に接着材５３を設けて、この接着材５３で防着シート９０とチャック本体２０とを接着するように構成してもよい。
【００５３】
また、以上までは、本発明の防着体をポリイミドのフィルムからなる防着シート９０としたが、本発明の防着体はこれに限られるものではなく、例えばポリイミドのフィルムで有底筒状体を形成した帽子状防着体としてもよい。この帽子状防着体は、図６(ａ)の符号８１に示すように、浅い有底筒状体に形成され、その底部が、本発明の薄板部分とされ、筒部がつば状部材５５とされている。薄板部分を符号５０に示す。このつば状部材５５を底面側に向け、帽子状防着体８１をチャック本体２０の上方から降下させると、チャック本体２０上に帽子状防着体８１が被せられ、底面側に位置するつば状部材５５により、帽子状防着体８１はチャック本体２０に対してずれにくくなる。この状態でつば状部材５５の内部側面はチャック本体２０の側面と密着しており、チャック本体２０の側面から表面へとガスが回り込みにくくなるので、その表面は汚染されにくくなる。
【００５４】
かかる帽子状防着体８１を交換するには、真空槽２内部を大気に開放した後、人手又はロボットで古い帽子状防着体８１を上方に引き上げ、チャック本体２０から取り外した後、新たな帽子状防着体８１をチャック本体２０へと被せればよい。帽子状防着体８１は、単にチャック本体２０上に被せられているだけなので、チャック本体２０に対して容易に着脱が可能である。このため従来に比して交換作業が容易であり、交換に要するコストが低くなる。
【００５５】
また、図６(ｂ)に示すようなジャケット状防着体８２を形成してもよい。このジャケット状防着体８２は、ポリイミドフィルムで形成された有底角筒状体で構成されている。
【００５６】
この有底角筒状体の底部は矩形の底部分５９にされ、その開口は矩形の開口部分５７にされている。また、この有底角筒状体の筒部を構成する四側面の一つは薄板部分５０にされ、薄板部分５０と対向する有底角筒状体の側面は、板状部分５６にされている。板状部分５６には、開口部分５７側から切られた矩形状の切り欠き５６ａが設けられている。
【００５７】
このジャケット状防着体８２の薄板部分５０を天井側に向け、板状部分５６を底面側に向け、ジャケット状防着体８２をチャック本体２０とほぼ同じ高さにし、開口部分５７をチャック本体２０の側面に向けた後、チャック本体２０へと水平移動させると、チャック本体２０全体が、有底角筒状体の内部中空部分に納まる。その状態の断面図を図６(ｃ)に示す。符号６８は静電吸着装置を示している。このとき、チャック本体２０の底面に配置された支柱５１は、切り欠き５６ａの内部に納まる。
【００５８】
このように構成すると、ジャケット状防着体８２の開口部分５７からは、チャック本体２０の一側面が露出しているが、他の側面と表面と底面はジャケット状防着体８２によって被覆されているので、チャック本体２０の側面から表面へとガスが回り込むことはほとんどなく、表面が汚染しにくくなる。
【００５９】
かかるジャケット状防着体８２を新しいものに交換するには、まず真空槽２内部を大気に開放した後、人手又はロボットで、古いジャケット状防着体８２の底部分５９を、チャック本体２０から遠ざける方向に水平移動させると、ジャケット状防着体８２はチャック本体２０から引き抜かれる。このジャケット状防着体８２は、単に水平方向からチャック本体２０に被せられているだけであって、チャック本体２０に対して容易に着脱が可能である。このため従来に比して交換作業が容易であり、交換に要するコストが低くなる。
【００６０】
また、上述した静電吸着装置では、防着体はチャック本体２０の表面全部を覆うように配置されていたが、本発明の着脱可能な防着体はこれに限られるものではなく、防着体がチャック本体２０の表面の一部を覆うように構成されていてもよい。
【００６１】
例えば、スパッタリング装置に静電吸着装置を設け、基板を静電吸着装置表面に吸着させ、スパッタリング法で基板表面に薄膜を成膜する場合には、静電吸着装置と基板との間にはスパッタリングされた材料が付着することはなく、静電吸着装置表面には、例えば静電吸着装置表面の外周部分のように、基板が配置されていない箇所だけにスパッタリングされた材料が付着する。このため、スパッタリングされた材料は、基板の下方に位置する静電吸着装置表面には付着しない。この場合には、静電吸着装置の全面に着脱可能な防着体を設ける必要がなく、薄膜が析出する箇所に部分的に防着体を設ければよい。
【００６２】
図７(ａ)、(ｂ)の符号７０に、かかる静電吸着装置の一例を示す。
この静電吸着装置７０は、上述したチャック本体２０と、防着体６１と絶縁板６３とを有している。
【００６３】
チャック本体２０の誘電体層２５の表面の中央領域には、円形の絶縁板６３が配置されており、この絶縁板６３は誘電体層２５表面に固定されている。その状態を図８(ａ)に示す。誘電体層２５の外周部分は露出し、誘電体層２５と絶縁板６３との段差により、溝部６２が形成されている。
【００６４】
この溝部６２内に、リング状の絶縁フィルムからなる防着材６１を配置する。防着体６１は、その平面形状が溝部６２の平面形状と同じリング形状でかつ同じ大きさであり、かつその厚みが溝部６２の深さと同じ厚みになっている。かかる防着体６１を溝部６２の上方に位置させた後に下降させると、図８(ｂ)に示すように防着体６１は溝部６２の内部に収まり、防着体６１と絶縁板６３の表面は同じ高さになる。即ち、防着体６１の表面と絶縁板６３の表面とは面一になっている。
【００６５】
かかる静電吸着装置７０に、導電性の基板５を載せた状態を図８(ｃ)、(ｄ)に示す。
図８(ｃ)、(ｄ)に示すように、基板５の径は誘電体層２５の外径より大きく、かつ防着体６１の外径よりは小さく、基板５をチャック本体２０表面に載置すると、その基板５は、誘電体層２５の表面及び第１、第２の電極２７1、２７2の表面と、防着体６１の表面とにわたって配置される。
【００６６】
この状態で第１、第２の電極２７1、２７2に電圧を印加すると、基板５と第１、第２の電極２７1、２７2の間に静電吸着力が生じ、この静電吸着力により、基板５の裏面は、絶縁板６３の表面と防着体６１の表面とに押し付けられる。
【００６７】
かかる静電吸着装置７０で、基板５の表面にスパッタリング法で薄膜を成膜する際には、図示しないターゲットからスパッタリングされた材料が、基板５の表面や防着体６１の表面へと飛散し、基板５の表面には薄膜が成長される。このとき静電吸着装置にも薄膜が析出するが、誘電体層２５の中央部分や第１、第２の電極２７1、２７2の表面上には基板５が配置され、また、誘電体層２５表面の外周部分は防着体６１で被覆されており、誘電体層２５の表面や第１、第２の電極２７1、２７2の表面にはスパッタガス等は回り込まず、成膜時に第１、第２の電極２７1、２７2や誘電体層２５の表面に薄膜が析出することはない。かかる薄膜は、基板５が載置されたときに露出する防着体６１の外周部分にのみ析出する。従って、析出した薄膜によりパーティクルが生じないようにするには、薄膜が析出する防着体６１のみを交換すればよい。
【００６８】
この防着体６１は溝部６２内に配置されているだけであって、接着も固定もされていないので、防着体６１の表面にスパッタリングされた材料が付着して、交換が必要になった場合でも、古い防着体６１を溝部６２から容易に取り外すことができ、その後、新しい防着体を溝部６２内に配置することにより簡単に防着体を交換することができる。
【００６９】
以上までは、静電吸着装置が吸着する基板としてシリコンからなる導電性基板を用いたが、本発明の静電吸着装置が吸着する基板はこれに限られるものではなく、例えばガラス等の絶縁性基板を吸着することも可能である。絶縁性基板を静電吸着装置の表面に載置した状態で第１、第２の電極２７1、２７2間に電圧を印加すると、第１、第２の電極２７1、２７2間に電界が生じるが、その電界により、絶縁性基板は、静電吸着装置表面方向に力(以下でグラディエント力と称する。)を受け、グラディエント力により、絶縁性基板が静電吸着装置の表面に吸着される。
【００７０】
このように絶縁性基板を静電吸着する際には、第１、第２の電極２７1、２７2上に直接基板を配置しても、第１、第２の電極２７1、２７2間が短絡することはない。このため、図７(ｃ)の符号７１に示すように、第１、第２の電極２７1、２７2が露出するような構成としてもよい。
【００７１】
図７(ｃ)の静電吸着装置７１は、図７(ａ)、(ｂ)で説明した静電吸着装置７０とほぼ同じ構成の装置であるが、絶縁板６３が設けられておらず、誘電体層２５の表面から第１、第２の電極２７1、２７2が露出している点と、誘電体層２５の外周部分に溝が形成され、その溝内に、溝と同じ形状で、厚みが溝の深さと同じ防着体６１が配置され、防着体６１の表面と誘電体層２５及び第１、第２の電極２７1、２７2の表面とが面一になっている点とで図７(ａ)、(ｂ)の静電吸着装置７０と異なる。
【００７２】
かかる静電吸着装置７１をスパッタリング装置に用いる場合には、図７(ａ)、(ｂ)で説明した静電吸着装置７０と同様に、基板５が載置された状態で露出する防着体６１の外周部分にのみ薄膜が析出する。従って、析出した薄膜を取り除くには防着体６１のみを交換すればよく、また防着体６１は容易に着脱可能なので、交換作業は簡単になる。
【００７３】
なお、本実施形態ではチャック本体２０を図２(ａ)、(ｂ)に示す構造としているが、本発明のチャック本体はかかる構造に限られるものではない。
以下で、本発明の第一例のチャック本体３１の模式的な断面図を図９(ａ)に示す。このチャック本体３１は、誘電体層２５表面に形成された第１、第２の電極２７1、２７2を有しており、各電極２７1、２７2の表面は誘電体層２５の表面よりも高くなっている。
【００７４】
同図(ｂ)、(ｃ)に、第二例及び第三例のチャック本体３２、３３の断面図をそれぞれ示す。
第二例及び第三例のチャック本体３２、３３は、各誘電体層２５の表面に、金属板２４にまで達しないように形成された凹部を有している。それぞれの凹部には、第１、第２の電極２７1、２７2が互いに絶縁された状態で配置されており、各第１、第２の電極２７1、２７2の下端部は、各凹部の底面上に配置されている。
【００７５】
同図(ｂ)の第二例のチャック本体３２では、第１、第２の電極２７1、２７2の上端部は誘電体層２５上から突き出されている。
この第二例のチャック本体３２では、その上に基板を配置すると、基板裏面は第１、第２の電極２７1、２７2の上端部と接触すると共に基板裏面と誘電体層２５との間には隙間が形成される。
【００７６】
これら第一例、第二例のチャック本体３１、３２では、上述したように、ともに基板が配置された状態で、基板裏面が第１、第２の電極２７1、２７2の先端部分に接触するが、基板がガラス等の絶縁性基板である場合には、基板を介して第１、第２の電極２７1、２７2は短絡せずに、その間に電界が発生するので、基板を静電吸着することができる。
【００７７】
同図(ｃ)の第三例のチャック本体３３では、第１、第２の電極２７1、２７2の上端部は、誘電体層２５の表面よりも低く形成されている。即ち、第１、第２の電極２７1、２７2の上端部は凹部内の奥まった部分に位置しており、第１、第２の電極２７1、２７2間には、誘電体層２５の表面部分で構成された突部２９が形成されている。
【００７８】
このチャック本体３３では、その表面に基板を配置すると基板裏面は突部２９の上端部と接触するが、第１、第２の電極２７1、２７2とは接触しないようになっている。
【００７９】
さらに、上述したチャック本体３１、３２、３３の表面には、従来のように保護膜が形成されておらず、第１、第２の電極２７1、２７2は露出していたが、チャック本体の構造はこれに限られるものではなく、図９(ｄ)の第四例に示すように、誘電体層２５の表面に、誘電体層２５及び第１、第２の電極２７1、２７2を被覆する保護膜３０を形成する構成としてもよい。
【００８０】
しかしながら、保護膜３０が形成された場合には、保護膜３０が形成されていない場合に比して吸着力が小さくなるので、保護膜３０を形成しない構成とすることが好ましい。
【００８１】
本発明の発明者等は、同じチャック本体表面に保護膜を形成した場合に、保護膜を形成しない場合に比してどの程度吸着力が低下するかについて調べた。図１０のグラフに、その結果得られた第１、第２の電極間に印加する電圧と吸着力との関係を示す。図１０で、曲線(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)は、いずれも、同じチャック本体の第１、第２の電極に同じ電圧を印加し、印加開始後、１分間経過した時の吸着力を測定した場合の、印加電圧と吸着力との関係を示している。このうち曲線(Ａ)は、表面に保護膜が形成されていないチャック本体上に、防着体として厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを敷いた状態における測定結果を示している。他方、曲線(Ｂ)及び(Ｃ)は、いずれも表面に４００μｍの保護膜が形成されたチャック本体を用いた場合の測定結果である。このうち曲線(Ｂ)は、保護膜上に防着体を設けない場合の測定結果を示し、曲線(Ｃ)は、保護膜上に、防着体として厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを敷いた場合の測定結果を示している。
【００８２】
曲線(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)を比較すると、第１、第２の電極間に印加する電圧に対する吸着力は、チャック本体表面に保護膜が形成されていない場合(曲線(Ａ))が最も大きく、チャック本体表面に保護膜が形成され、かつ防着体が敷かれている場合(曲線(Ｃ))は最も吸着力が小さくなっている。この結果より、吸着力を大きくするには、チャック本体表面に保護膜を形成しないほうが好ましいことが確認された。
【００８３】
なお、上述した実施形態では、第１、第２の電極２７1、２７2の電極材料としてＡｌを用いているが、本発明の電極材料はこれに限られるものではなく、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ等の金属でもよい。さらにまた、電極材料は金属に限られるものでもなく、例えば導電性カーボンを用いてもよい。
【００８４】
また、防着体の材料としてポリイミドを用いているが、本発明はこれに限らず、例えば、ポリ尿素、シリコーンゴムなどの高分子フィルムを用いてもよい。高分子フィルムは薄く形成することができるので、チャック本体の表面に配置しても吸着力が低下しない。
【００８５】
また、本発明の防着体を構成するポリイミドフィルムの膜厚を５０μｍとしているが、本発明の防着体の厚みはこれに限られるものではなく、厚みが３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内であれば実用上十分な吸着力が得られて好適である。
【００８６】
また、防着体の材料として、ガラス等の堅い防着体を用いてもよい。この場合には膜厚をあまり薄く形成することはできないが、例えばガラス製の基板を静電吸着した場合には、吸着する基板と防着体との熱膨張率が等しく、基板が熱膨張しても同じ量だけ防着体も熱膨張するので、熱膨張時に基板と防着体とが擦れ合うことはなく、防着体の表面に傷がつくこともない。
【００８７】
さらに、誘電体層２５の例として、Ａｌ2Ｏ3を主成分としているが、本発明はこれに限らず、例えば、ＡｌＮ、ＴａＮ、ＷＮ、ＧａＮ、ＢＮ、ＩｎＮ、ＳｉＡｌＯＮ等の窒化物を用いてもよいし、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｙ2Ｏ3等の酸化物を用いてもよい。さらに又、ダイヤモンド、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＳｉＣなどの炭化物を用いてもよいし、ポリイミド、ポリ尿素、シリコーンゴムなどの有機重合体を用いてもよい。
【００８８】
また、上述した静電吸着装置は、いずれも第１、第２の電極２７1、２７2を有する双極型の静電吸着装置であったが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば１個の電極で構成された単極型の静電吸着装置としてもよい。
【００８９】
また、上述した保持機構５２は、押さえ用台座５２ａと、その上方に配置された押さえ用リング５２ｂとを有し、チャック本体２０上に載置された防着シート９０を押さえ用台座５２ａと押さえ用リング５２ｂとで挟み込むことで、防着シート９０がチャック本体２０からずれないようにしているが、本発明の保持機構はこれに限られるものではなく、防着シート９０がチャック本体２０からずれないように構成されていればよい。
【００９０】
【発明の効果】
チャック本体のメンテナンスが容易になり、コストが低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の真空処理装置の構成を説明する図
【図２】(ａ)：本発明の一実施形態のチャック本体を説明する平面図
(ｂ)：本発明の一実施形態のチャック本体を説明する断面図
【図３】(ａ)：本発明の一実施形態の静電吸着装置を説明する第１の断面図
(ｂ)：本発明の一実施形態の静電吸着装置を説明する第２の断面図
(ｃ)：本発明の一実施形態の静電吸着装置を説明する第３の断面図
【図４】(ａ)：本発明の他の実施形態の静電吸着装置を説明する第１の断面図
(ｂ)：本発明の他の実施形態の静電吸着装置を説明する第２の断面図
(ｃ)：本発明の他の実施形態の静電吸着装置を説明する第３の断面図
(ｄ)：本発明の他の実施形態の静電吸着装置を説明する第４の断面図
【図５】(ａ)：本発明において接着材を用いた実施形態の静電吸着装置を説明する断面図
(ｂ)：本発明において接着材を用いた実施形態の静電吸着装置を説明する平面図
【図６】(ａ)：本発明において帽子状防着体を用いる静電吸着装置を説明する断面図
(ｂ)：本発明に係るジャケット防着体を説明する斜視図
(ｃ)：本発明においてジャケット防着体を用いた静電吸着装置を説明する断面図
【図７】(ａ)：本発明において、チャック本体の一部に防着体が形成された静電吸着装置の一例を説明する断面図
(ｂ)：本発明において、チャック本体の一部に防着体が形成された静電吸着装置の一例を説明する平面図
(ｃ)：本発明において、チャック本体の一部に防着体が形成された他の静電吸着装置の一例を説明する断面図
【図８】(ａ)：本発明において、チャック本体の一部に防着体が形成された実施形態のチャック本体の構造を説明する断面図
(ｂ)：本発明において、チャック本体の一部に防着体が形成された実施形態のチャック本体と防着体との配置状態を説明する断面図
(ｃ)：本発明において、チャック本体の一部に防着体が形成された実施形態の静電吸着装置に基板が載置された状態を説明する断面図
(ｄ)：本発明において、チャック本体の一部に防着体が形成された実施形態の静電吸着装置に基板が載置された状態を説明する平面図
【図９】(ａ)：本発明の第一例のチャック本体を説明する断面図
(ｂ)：本発明の第二例のチャック本体を説明する断面図
(ｃ)：本発明の第三例のチャック本体を説明する断面図
(ｄ)：本発明の第四例のチャック本体を説明する断面図
【図１０】チャック本体の電極に印加する電圧と吸着力との関係を示すグラフ
【図１１】従来の真空処理装置を説明する断面図
【図１２】(ａ)：従来のチャック本体の一例を説明する平面図
(ｂ)：従来のチャック本体の一例を説明する断面図
【符号の説明】
１……ＣＶＤ装置(真空処理装置)    ５……基板    ２０……チャック本体    ２１……静電吸着装置    ２７1……第１の電極(電極)    ２７2……第２の電極(電極)    ９０……防着シート(防着体)
【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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