(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体を有し、かつ誘電体の被吸着物との接触面側を凹凸形状に加工し、前記接触面側の凹凸形状の凸部で前記被吸着物を吸着させる静電チャックにおいて、前記凸部が前記被吸着物に接触する接触面側の凹部の全面又は一部を、誘電体より高い体積固有抵抗を有する絶縁体で被覆してなる静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスや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。
静電チャックを構成する誘電体材料は、厚さと電極面積で決まる固有の抵抗値を有しており、吸着時に数百Ｖ以上の電圧を印加すると誘電体の固有抵抗に応じた漏れ電流が流れる。
【０００３】
漏れ電流は数1ｍＡ以下であっても微細回路が形成されたウェーハなどの被吸着物内を流れる為、形成された微細素子や回路を破壊させることがある。また表面電流は数μＡであっても、例えば電子線を用いた装置のように微少な電磁界の影響を受ける装置では無視できない。このため漏れ電流の低減が望まれている。
【０００４】
漏れ電流を低減するため、静電チャックの吸着面を凹凸形状に加工し、被吸着物との接触面積を減らし漏れ電流を小さくすることが行われている。このような構造の静電チャックは、被吸着物を吸着する際に誘電体と被吸着物の接触による、被吸着物へのパーティクルの転写も減じる効果も得られる。
【０００５】
しかしながら、上記に示す構造の静電チャックは、接触面積の減少に伴う吸着力の低下に比較して、漏れ電流の減少が少ない。また吸着時の真空度によっては被吸着物と静電チャック表面凹部の間で放電が生じ、漏れ電流が増大する場合があるなどの問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、静電チャックの誘電体を通して流れる漏れ電流を、安定して低減し、かつ被吸着物と静電チャック表面の凹部での放電に対する耐性を著しく向上させる静電チャックを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘電体を有し、かつ誘電体の被吸着物との接触面側を凹凸形状に加工し、前記接触面側の凹凸形状の凸部で前記被吸着物を吸着させる静電チャックにおいて、前記凸部が前記被吸着物に接触する接触面側の凹部の全面又は一部を、誘電体より高い体積固有抵抗を有する絶縁体で被覆してなる静電チャックに関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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用いられる。
誘電体に形成する電圧印加電極としては、例えばＡｇ−Ｐｄ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕ等の金属を含むガラスペーストを焼き付けたり、Ａｌ、Ｃｕ、ＳＵＳ等の金属板又は金属箔を密着させて形成することができる。
【０００９】
凹凸形状に加工した被吸着物との接触面側の凹部の全面又は一部を被覆する絶縁体は、誘電体よりも高い体積固有抵抗を有する絶縁体であれば、その材質及び形成法は特に制限はない。例えば被吸着物との接触面側を凹凸形状に加工後、絶縁抵抗の高い高純度Ａｌ２Ｏ３（純度９０％以上）、ＳｉＯ２等を溶射、気相反応等の方法によって全面に形成した後、凸部の表面を研磨して誘電体を再度露出させてもよく、被吸着物との接触面側を凹凸形状に加工後、凹部にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等を塗布して硬化さてもよい。
【００１０】
誘電体の被吸着物との接触面側に形成した凹部の全面又は一部を被覆する絶縁体は、静電チャックの誘電体より体積固有抵抗が大きいことが必要とされ、誘電体より１０倍以上大きいことが好ましく、５０倍以上であればより好ましく、上限については特に制限はない。
絶縁体の厚さについては特に制限はないが、５〜２０μｍの範囲であることが好ましく、５〜１０μｍの範囲であることがさらに好ましい。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を引用して説明する。
図１は本発明の実施例になる静電チャックの要部を示す断面図、図２はその電気的等価回路を示す図、図３は従来の静電チャックの要部を示す断面図、図４はその電気的等価回路を示す図及び図５は漏れ電流を測定するための測定回路を示す図であり、１は誘電体、２は絶縁体、３は電圧印加電極、４は被吸着物、５は真空容器及び６は静電チャックである。
【００１２】
図1に示す本発明になる静電チャックは、図2に示す従来の静電チャックで生じる誘電体１の凹部の表面抵抗Ｒｓに起因する漏れ表面電流を絶縁体２の大きな抵抗Ｒｚ（Ｒｚ＞Ｒｓ）を介在させることにより低減できる。また絶縁体２の抵抗値Ｒｚを誘電体の表面抵抗Ｒｓよりも甚だ大きくすれば（Ｒｚ》Ｒｓ）誘電体の表面抵抗Ｒｓに起因する表面電流を遮断することもできる。さらに真空度によっては従来の静電チャックでは凹部の空間において気体分子密度と電界により決まる条件で放電が生じるが、本発明になる静電チャックでは絶縁体２の大きな抵抗値により放電も防止することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、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３０ｍｍ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の片側の面（被吸着物との接触面の反対側の面）に、直径が２８ｍｍの大きさ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、自然乾燥して厚さが２０μｍの電圧印加電極３を形成した。
なお、図示しないが、誘電体１の電圧印加電極３を形成した側には体積固有抵抗が１×１０１４Ωｍの絶縁材料 (Ａｌ２Ｏ３使用…日立化成工業（株）製、商標名ハロックス)を接着剤で固着した。
【００１４】
次に、誘電体１の被吸着物との接触面側に凹部の深さが３０μｍ及び凸部の直径が１ｍｍの寸法に、４ｍｍのピッチ幅で格子状に凹凸部を形成した。
この後、凹凸部全面に絶縁ワニス(サンハヤト（株）製、商品名ＶＡ−３０)を塗布し、硬化後凸部の表面に付着した絶縁ワニスの硬化物を削り落として、凸部表面に誘電体１を露出させ、凹部の全面に７．５±２．５μｍの厚さに被覆した絶縁体２を有する静電チャックを得た。
【００１５】
比較例１
実施例１で誘電体の被吸着物との接触面側に形成した凹凸部に絶縁ワニスを塗布しない以外は、実施例１と同様の工程を経て静電チャックを得た。
【００１６】
次に、上記の実施例１及び比較例１で得た静電チャックにおいて、各々吸着時に流れる全漏れ電流を測定した。そのときの測定回路を図５に示す。
なお、測定は、被吸着物として直径が１００ｍｍで厚さが０．５ｍｍのシリコンウェーハの裏面を吸着し、各々吸着時に流れる全漏れ電流を測定した。また、真空度は０．１Ｐａと１０Ｐａとに変化させて測定した。測定結果を表1に示す。
【００１７】
【表１】
0004934907.tif 000002
【００１８】
表１に示されるように本発明になる静電チャックは、比較例の静電チャックに比較して漏れ電流が少なく、また、真空度の影響もなく安定していることが明らかである。
なお、実施例では単極型の静電チャックで説明したが、双極型の静電チャックでも同様の効果が得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明における静電チャックは、静電チャックの誘電体を通して流れる漏れ電流を、安定して低減し、かつ被吸着物と静電チャック表面の凹部での放電に対する耐性を著しく向上させることができ、半導体デバイス製造装置、液晶デバイス製造装置、特に電子線を使用した装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例になる静電チャックの要部を示す断面図である。
【図２】図１の電気的等価回路を示す図である。
【図３】従来の静電チャックの要部を示す断面図である。
【図４】図３の電気的等価回路を示す図である。
【図５】漏れ電流を測定するための測定回路を示す図である。
【符号の説明】
１  誘電体
２  絶縁体
３  電圧印加電極
４  被吸着物
５  真空容器
６  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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