JP2002289676A - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
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- JP2002289676A JP2002289676A JP2001087281A JP2001087281A JP2002289676A JP 2002289676 A JP2002289676 A JP 2002289676A JP 2001087281 A JP2001087281 A JP 2001087281A JP 2001087281 A JP2001087281 A JP 2001087281A JP 2002289676 A JP2002289676 A JP 2002289676A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電導体または基台と絶縁層との密着性が極め
て優れた静電チャックを提供すること。 【解決手段】 電導体または基台の表面に絶縁層を被覆
してなる静電チャックにおいて、該電導体または基台
が、低熱膨張合金からなり、該絶縁層が、セラミックス
層からなることとした静電チャック。
て優れた静電チャックを提供すること。 【解決手段】 電導体または基台の表面に絶縁層を被覆
してなる静電チャックにおいて、該電導体または基台
が、低熱膨張合金からなり、該絶縁層が、セラミックス
層からなることとした静電チャック。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電チャックに関
し、特に低熱膨張合金からなる静電チャックに関する。
し、特に低熱膨張合金からなる静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】静電チャックは、半導体製造装置などの
部品として最近広く使われるようになった。その理由
は、機械的なチャッキングや真空チャックに比べ、発塵
が少ない、真空中でも使えるなどのメリットが認められ
てきたと思われる。
部品として最近広く使われるようになった。その理由
は、機械的なチャッキングや真空チャックに比べ、発塵
が少ない、真空中でも使えるなどのメリットが認められ
てきたと思われる。
【０００３】この静電チャックは、セラミックスなどで
作製された堅固なものも使われ始められているが、高価
なため、アルミニウム合金などからなる電導体または基
台の表面にアルミナ溶射層などの絶縁層を被覆しただけ
の簡易なものが主流である。
作製された堅固なものも使われ始められているが、高価
なため、アルミニウム合金などからなる電導体または基
台の表面にアルミナ溶射層などの絶縁層を被覆しただけ
の簡易なものが主流である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このア
ルミニウム合金からなる静電チャックでは、アルミニウ
ム合金とアルミナ溶射層などの絶縁層との間の大きな熱
膨張差により、絶縁層が強く密着しないという問題があ
った。そのため、絶縁層がアルミニウム合金より剥離す
ることが生じていた。
ルミニウム合金からなる静電チャックでは、アルミニウ
ム合金とアルミナ溶射層などの絶縁層との間の大きな熱
膨張差により、絶縁層が強く密着しないという問題があ
った。そのため、絶縁層がアルミニウム合金より剥離す
ることが生じていた。
【０００５】本発明は、上述した静電チャックが有する
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、電導体
または基台と絶縁層との密着性が極めて優れた静電チャ
ックを提供することにある。
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、電導体
または基台と絶縁層との密着性が極めて優れた静電チャ
ックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、電導体または基台を
低熱膨張合金からなる電導体または基台とすれば、その
上面に被覆する絶縁層との密着性が極めて優れた静電チ
ャックが得られるとの知見を得て本発明を完成した。
を達成するため鋭意研究した結果、電導体または基台を
低熱膨張合金からなる電導体または基台とすれば、その
上面に被覆する絶縁層との密着性が極めて優れた静電チ
ャックが得られるとの知見を得て本発明を完成した。
【０００７】即ち本発明は、（１）電導体表面に絶縁層
を被覆してなる静電チャックにおいて、該電導体が、低
熱膨張合金からなり、該絶縁層が、セラミックス層から
なることを特徴とする静電チャック（請求項１）とし、
（２）基台の上面に内部に電極が形成されている絶縁層
を被覆してなる静電チャックにおいて、該基台が、低熱
膨張合金からなり、該絶縁層が、セラミックス層からな
ることを特徴とする静電チャック（請求項２）とし、
（３）前記低熱膨張合金の線熱膨張係数が、前記絶縁層
と同等であることを特徴とする請求項１または２記載の
静電チャック（請求項３）とし、（４）前記低熱膨張合
金が、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金からなることを特徴とす
る請求項１乃至３記載の静電チャック（請求項４）とす
ることを要旨とする。以下さらに詳細に説明する。
を被覆してなる静電チャックにおいて、該電導体が、低
熱膨張合金からなり、該絶縁層が、セラミックス層から
なることを特徴とする静電チャック（請求項１）とし、
（２）基台の上面に内部に電極が形成されている絶縁層
を被覆してなる静電チャックにおいて、該基台が、低熱
膨張合金からなり、該絶縁層が、セラミックス層からな
ることを特徴とする静電チャック（請求項２）とし、
（３）前記低熱膨張合金の線熱膨張係数が、前記絶縁層
と同等であることを特徴とする請求項１または２記載の
静電チャック（請求項３）とし、（４）前記低熱膨張合
金が、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金からなることを特徴とす
る請求項１乃至３記載の静電チャック（請求項４）とす
ることを要旨とする。以下さらに詳細に説明する。
【０００８】上記静電チャックとしては、その電導体
が、低熱膨張合金からなり、絶縁層が、セラミックス層
からなる静電チャックとした（請求項１）。
が、低熱膨張合金からなり、絶縁層が、セラミックス層
からなる静電チャックとした（請求項１）。
【０００９】また、上記とは別の静電チャックとして
は、その基台が、低熱膨張合金からなり、絶縁層が、セ
ラミックス層からなる静電チャックとした（請求項
２）。
は、その基台が、低熱膨張合金からなり、絶縁層が、セ
ラミックス層からなる静電チャックとした（請求項
２）。
【００１０】上記で述べたように、静電チャックを構成
する電導体または基台を低熱膨張合金としたのは、その
表面または上面に形成する絶縁層との熱膨張差を小さく
することができるからである。
する電導体または基台を低熱膨張合金としたのは、その
表面または上面に形成する絶縁層との熱膨張差を小さく
することができるからである。
【００１１】その低熱膨張合金の線熱膨張係数として
は、絶縁層と同等とした（請求項３）。アルミニウム合
金では線熱膨張係数を絶縁層に合わせるのは難しいが、
本発明の低熱膨張合金であれは、その低熱膨張合金の種
類、その組成を選ぶことによってかなりの範囲の線熱膨
張係数を選択できるので、低熱膨張合金と絶縁層との線
熱膨張係数を同等、あるいはほぼ同等とすることができ
る。この低熱膨張合金と絶縁層との線熱膨張係数を同
等、あるいはほぼ同等とすることにより、熱膨張差によ
る障害が少なくなるので、特に好ましいものとなる。
は、絶縁層と同等とした（請求項３）。アルミニウム合
金では線熱膨張係数を絶縁層に合わせるのは難しいが、
本発明の低熱膨張合金であれは、その低熱膨張合金の種
類、その組成を選ぶことによってかなりの範囲の線熱膨
張係数を選択できるので、低熱膨張合金と絶縁層との線
熱膨張係数を同等、あるいはほぼ同等とすることができ
る。この低熱膨張合金と絶縁層との線熱膨張係数を同
等、あるいはほぼ同等とすることにより、熱膨張差によ
る障害が少なくなるので、特に好ましいものとなる。
【００１２】その低熱膨張合金の種類としては、Ｆｅ−
Ｎｉ−Ｍｎ系合金とした（請求項４）。用いる合金とし
ては、線熱膨張係数がアルミニウム合金より低ければ何
でも構わないが、その中でセラミックス層に近い線熱膨
張係数を有するＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系の合金が特に好まし
い。
Ｎｉ−Ｍｎ系合金とした（請求項４）。用いる合金とし
ては、線熱膨張係数がアルミニウム合金より低ければ何
でも構わないが、その中でセラミックス層に近い線熱膨
張係数を有するＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系の合金が特に好まし
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法を述べると、先
ずＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系などからなる低熱膨張合金を用意
する。その用意した低熱膨張合金の表面をよく密着する
ように必要な面粗さ、平面度になるよう研削加工し、そ
の上面に溶射でアルミナなどのセラミックス層からなる
絶縁層を形成して静電チャックを作製する。
ずＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系などからなる低熱膨張合金を用意
する。その用意した低熱膨張合金の表面をよく密着する
ように必要な面粗さ、平面度になるよう研削加工し、そ
の上面に溶射でアルミナなどのセラミックス層からなる
絶縁層を形成して静電チャックを作製する。
【００１４】一方、低熱膨張合金を基台とする場合に
は、用意した低熱膨張合金の表面を先と同様よく密着す
るように必要な面粗さ、平面度になるよう研削加工し、
その上面に溶射でアルミナなどのセラミックス層からな
る絶縁層を形成し、その上面にプラズマ溶射でタングス
テンなどからなる電極を形成し、さらにその上面に溶射
でアルミナなどのセラミックス層からなる絶縁層を形成
して静電チャックを作製する。
は、用意した低熱膨張合金の表面を先と同様よく密着す
るように必要な面粗さ、平面度になるよう研削加工し、
その上面に溶射でアルミナなどのセラミックス層からな
る絶縁層を形成し、その上面にプラズマ溶射でタングス
テンなどからなる電極を形成し、さらにその上面に溶射
でアルミナなどのセラミックス層からなる絶縁層を形成
して静電チャックを作製する。
【００１５】形成する絶縁層の厚さは、１００〜５００
μｍ程度が好ましく、１００μｍより薄いと耐電圧が低
くなり絶縁破壊が起こり易く、５００μｍより厚いと電
導体または基台との熱膨張差が顕著になり、熱衝撃によ
る亀裂／破損が生じ易く、しかも吸着力も低下する。絶
縁層であるセラミックス層の種類は最も一般的なのは、
アルミナであるが、これに限定されるものではなく、必
要な特性、例えば、高い誘電率が必要であれば、必要な
誘電率の大きさに応じてセラミックスの種類を適宜選べ
ばよい。
μｍ程度が好ましく、１００μｍより薄いと耐電圧が低
くなり絶縁破壊が起こり易く、５００μｍより厚いと電
導体または基台との熱膨張差が顕著になり、熱衝撃によ
る亀裂／破損が生じ易く、しかも吸着力も低下する。絶
縁層であるセラミックス層の種類は最も一般的なのは、
アルミナであるが、これに限定されるものではなく、必
要な特性、例えば、高い誘電率が必要であれば、必要な
誘電率の大きさに応じてセラミックスの種類を適宜選べ
ばよい。
【００１６】以上の方法で静電チャックを作製すれば、
電導体または基台と絶縁層との密着性が優れた静電チャ
ックが得られる。
電導体または基台と絶縁層との密着性が優れた静電チャ
ックが得られる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００１８】（実施例１） （１）静電チャックの作製 電導体としてＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系の組成が６３．６８５
Ｆｅ−３６．００Ｎｉ−０．２５Ｍｎからなる低熱膨張
合金（線熱膨張係数６．５〜７．５×１０-6／℃）を用
い、それからφ３００×ｔ３０ｍｍの円盤を作製し、そ
の表面をよく密着するために表面粗さがＲｍａｘで５μ
ｍ以上になるまで＃８０のダイヤモンド砥石で研削し、
その上面にプラズマ溶射でＡｌ2Ｏ3層（線熱膨張係数
７．８×１０-6／℃）を２００μｍの厚さに形成して静
電チャックを作製した。
Ｆｅ−３６．００Ｎｉ−０．２５Ｍｎからなる低熱膨張
合金（線熱膨張係数６．５〜７．５×１０-6／℃）を用
い、それからφ３００×ｔ３０ｍｍの円盤を作製し、そ
の表面をよく密着するために表面粗さがＲｍａｘで５μ
ｍ以上になるまで＃８０のダイヤモンド砥石で研削し、
その上面にプラズマ溶射でＡｌ2Ｏ3層（線熱膨張係数
７．８×１０-6／℃）を２００μｍの厚さに形成して静
電チャックを作製した。
【００１９】（２）評価 得られた静電チャックに３ｋＶの直流電圧を印加し、Ａ
ｌ2Ｏ3層が密着しているかどうかを調べた。その結果、
直流電圧を印加しても電導体とＡｌ2Ｏ3層との間で放電
は発生せず、Ａｌ2Ｏ3層の絶縁破壊は認めらず、Ａｌ2
Ｏ3層は強固に密着していた。
ｌ2Ｏ3層が密着しているかどうかを調べた。その結果、
直流電圧を印加しても電導体とＡｌ2Ｏ3層との間で放電
は発生せず、Ａｌ2Ｏ3層の絶縁破壊は認めらず、Ａｌ2
Ｏ3層は強固に密着していた。
【００２０】（実施例２）実施例１で用いた低熱膨張合
金を基台として用い、その表面を同様によく密着するた
めに表面粗さがＲｍａｘで５μｍ以上になるまで＃８０
のダイヤモンド砥石で研削し、その上面にプラズマ溶射
でＡｌ2Ｏ3層を２００μｍの厚さに形成し、その上面に
プラズマ溶射でタングステンからなる電極を形成し、さ
らにその上面にプラズマ溶射でＡｌ2Ｏ3層を２００μｍ
の厚さに形成して静電チャックを作製した。得られた静
電チャックを実施例１と同様に評価した。その結果、実
施例１と同様直流電圧を印加しても電導体とＡｌ2Ｏ3層
との間で放電は発生せず、Ａｌ2Ｏ3層の絶縁破壊は認め
らず、Ａｌ2Ｏ3層は強固に密着していた。このことは、
実施例１を含めて述べると、本発明の静電チャックであ
れば、絶縁層の電導体または基台への密着性が極めて優
れていることを示している。
金を基台として用い、その表面を同様によく密着するた
めに表面粗さがＲｍａｘで５μｍ以上になるまで＃８０
のダイヤモンド砥石で研削し、その上面にプラズマ溶射
でＡｌ2Ｏ3層を２００μｍの厚さに形成し、その上面に
プラズマ溶射でタングステンからなる電極を形成し、さ
らにその上面にプラズマ溶射でＡｌ2Ｏ3層を２００μｍ
の厚さに形成して静電チャックを作製した。得られた静
電チャックを実施例１と同様に評価した。その結果、実
施例１と同様直流電圧を印加しても電導体とＡｌ2Ｏ3層
との間で放電は発生せず、Ａｌ2Ｏ3層の絶縁破壊は認め
らず、Ａｌ2Ｏ3層は強固に密着していた。このことは、
実施例１を含めて述べると、本発明の静電チャックであ
れば、絶縁層の電導体または基台への密着性が極めて優
れていることを示している。
【００２１】（比較例１） （１）静電チャックの作製 実施例１に用いた低熱膨張合金の代わりにアルミニウム
合金（線熱膨張係数１２．９×１０-6／℃）を用いた他
は実施例２同様に静電チャックを作製し、評価した。そ
の結果、Ａｌ2Ｏ3層は電圧を上昇中に絶縁破壊を受け基
台より剥がれてしまった
合金（線熱膨張係数１２．９×１０-6／℃）を用いた他
は実施例２同様に静電チャックを作製し、評価した。そ
の結果、Ａｌ2Ｏ3層は電圧を上昇中に絶縁破壊を受け基
台より剥がれてしまった
【００２２】
【発明の効果】以上の通り、本発明にかかる静電チャッ
クであれば、電導体または基台と絶縁層との密着性が極
めて優れた静電チャックとすることができるようになっ
た。このことにより、絶縁層が剥がれるようなことのな
い優れた静電チャックを提供することができるようにな
った。
クであれば、電導体または基台と絶縁層との密着性が極
めて優れた静電チャックとすることができるようになっ
た。このことにより、絶縁層が剥がれるようなことのな
い優れた静電チャックを提供することができるようにな
った。
Claims (4)
- 【請求項１】 電導体表面に絶縁層を被覆してなる静電
チャックにおいて、該電導体が、低熱膨張合金からな
り、該絶縁層が、セラミックス層からなることを特徴と
する静電チャック。 - 【請求項２】 基台の上面に内部に電極が形成されてい
る絶縁層を被覆してなる静電チャックにおいて、該基台
が、低熱膨張合金からなり、該絶縁層が、セラミックス
層からなることを特徴とする静電チャック。 - 【請求項３】 前記低熱膨張合金の線熱膨張係数が、前
記絶縁層と同等であることを特徴とする請求項１または
２記載の静電チャック。 - 【請求項４】 前記低熱膨張合金が、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ
系合金からなることを特徴とする請求項１乃至３記載の
静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001087281A JP2002289676A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001087281A JP2002289676A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 静電チャック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002289676A true JP2002289676A (ja) | 2002-10-04 |
Family
ID=18942548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001087281A Pending JP2002289676A (ja) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | 静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002289676A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7142405B2 (en) | 2002-12-19 | 2006-11-28 | Nhk Spring Co., Ltd. | Electrostatic chuck and production method therefor |
| US10561470B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-02-18 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Software configurable manipulator degrees of freedom |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07176603A (ja) * | 1993-12-16 | 1995-07-14 | Nissin Electric Co Ltd | 基板保持装置 |
| JPH0969554A (ja) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Tocalo Co Ltd | 静電チャック部材およびその製造方法 |
| JPH09205134A (ja) * | 1996-01-23 | 1997-08-05 | Souzou Kagaku:Kk | 静電チャック |
| JPH11111827A (ja) * | 1997-10-08 | 1999-04-23 | Tokyo Electron Ltd | 保持装置及び保持装置を装着した処理装置 |
| JPH11340203A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-10 | Hitachi Ltd | 真空処理装置及びその処理台 |
| JP2000183145A (ja) * | 1998-12-18 | 2000-06-30 | Sony Corp | ウエハステージ及び真空熱処理装置 |
| JP2002217082A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-08-02 | Nikon Corp | ステージ装置及び露光装置 |
-
2001
- 2001-03-26 JP JP2001087281A patent/JP2002289676A/ja active Pending
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| US7142405B2 (en) | 2002-12-19 | 2006-11-28 | Nhk Spring Co., Ltd. | Electrostatic chuck and production method therefor |
| US10561470B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-02-18 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Software configurable manipulator degrees of freedom |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070112 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090610 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100316 |