JP2002368069A - 静電吸着装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】腐食性物質に対する耐蝕性があり、電極パター
ンの間隙における絶縁性を高く維持することが可能であ
り、これによって電極パターンの微細化に対応可能な構
造の静電吸着装置を提供する。 【解決手段】静電吸着装置１Ｂは、誘電体層２、電極４
Ａ、４Ｂ、冷却部材５、および絶縁性接着剤３を備えて
いる。誘電体層２は、セラミック誘電体からなり、吸着
面２ａと背面２ｂとを備えている。電極４Ａ、４Ｂは、
誘電体層２の背面２ｂ側に設けられており、間隙１０が
設けられている。冷却部材５は、誘電体層２の背面２ｂ
と対向するように設けられている。絶縁性接着剤３は、
誘電体層２の背面２ｂと冷却部材５との間に設けられて
いる。絶縁性接着剤３が電極４Ａ、４Ｂおよび背面２ｂ
を被覆し、電極の間隙１０に介在している。
ンの間隙における絶縁性を高く維持することが可能であ
り、これによって電極パターンの微細化に対応可能な構
造の静電吸着装置を提供する。 【解決手段】静電吸着装置１Ｂは、誘電体層２、電極４
Ａ、４Ｂ、冷却部材５、および絶縁性接着剤３を備えて
いる。誘電体層２は、セラミック誘電体からなり、吸着
面２ａと背面２ｂとを備えている。電極４Ａ、４Ｂは、
誘電体層２の背面２ｂ側に設けられており、間隙１０が
設けられている。冷却部材５は、誘電体層２の背面２ｂ
と対向するように設けられている。絶縁性接着剤３は、
誘電体層２の背面２ｂと冷却部材５との間に設けられて
いる。絶縁性接着剤３が電極４Ａ、４Ｂおよび背面２ｂ
を被覆し、電極の間隙１０に介在している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電吸着装置に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】静電チャックを水冷式の金属冷却板に対
して金属ボンディングによって結合する技術は提案され
ている（特開平３−３２４９号公報）。この技術におい
ては、アルミナからなる静電チャックとアルミニウム製
の水冷冷却板とをインジウムで結合している。
して金属ボンディングによって結合する技術は提案され
ている（特開平３−３２４９号公報）。この技術におい
ては、アルミナからなる静電チャックとアルミニウム製
の水冷冷却板とをインジウムで結合している。
【０００３】また、セラミック絶縁板の表面に金属膜を
形成し、セラミック絶縁板の金属膜側の表面を、セラミ
ック支持基板の表面に対して接着剤を用いて接着し、静
電チャックを作製することが提案されている（特開２０
００−１８３１４３号公報）。この公報では、双極型静
電チャックの正極と負極とをセラミック絶縁板に設けて
いる。また、静電チャック内の電極をプラズマ発生用の
電極として使用することが、例えば特開平９−１７８４
９号公報に記載されている。
形成し、セラミック絶縁板の金属膜側の表面を、セラミ
ック支持基板の表面に対して接着剤を用いて接着し、静
電チャックを作製することが提案されている（特開２０
００−１８３１４３号公報）。この公報では、双極型静
電チャックの正極と負極とをセラミック絶縁板に設けて
いる。また、静電チャック内の電極をプラズマ発生用の
電極として使用することが、例えば特開平９−１７８４
９号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】最近は静電チャックの
吸着面上に生成するプラズマの密度が一層高密度化して
きている。このため、セラミック静電チャック内に埋設
される電極パターンを微細化することによって、静電チ
ャック上に生成するプラズマの高密度化に対応すること
が必要となってきている。しかし、セラミック焼結体内
に微細な電極パターンを埋設した場合、電極パターンが
微細化すればするほど、電極パターンの間隙の絶縁を確
保することは困難である。なぜなら、セラミック成形体
を焼結する段階で、電極パターンの間隙が狭いとセラミ
ック粉末が回り込み難く、粉末の焼結が不十分となり、
電極パターンの間隙における絶縁が不十分となり易いか
らである。
吸着面上に生成するプラズマの密度が一層高密度化して
きている。このため、セラミック静電チャック内に埋設
される電極パターンを微細化することによって、静電チ
ャック上に生成するプラズマの高密度化に対応すること
が必要となってきている。しかし、セラミック焼結体内
に微細な電極パターンを埋設した場合、電極パターンが
微細化すればするほど、電極パターンの間隙の絶縁を確
保することは困難である。なぜなら、セラミック成形体
を焼結する段階で、電極パターンの間隙が狭いとセラミ
ック粉末が回り込み難く、粉末の焼結が不十分となり、
電極パターンの間隙における絶縁が不十分となり易いか
らである。
【０００５】本発明の課題は、プラズマ等の腐食性物質
に対する耐蝕性があり、電極パターンの間隙における絶
縁性を高く維持することが可能であり、これによって電
極パターンの微細化に対応可能な構造の静電吸着装置を
提供することである。
に対する耐蝕性があり、電極パターンの間隙における絶
縁性を高く維持することが可能であり、これによって電
極パターンの微細化に対応可能な構造の静電吸着装置を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック誘
電体からなり、吸着面と背面とを備えている誘電体層、
この誘電体層の背面側に設けられている電極であって、
間隙が設けられている電極、誘電体層の背面と対向する
ように設けられている冷却部材、および誘電体層の背面
と冷却部材との間に設けられている絶縁性接着剤を備え
ており、絶縁性接着剤が電極および誘電体層の背面を被
覆し、電極の間隙に介在していることを特徴とする、静
電吸着装置に係るものである。
電体からなり、吸着面と背面とを備えている誘電体層、
この誘電体層の背面側に設けられている電極であって、
間隙が設けられている電極、誘電体層の背面と対向する
ように設けられている冷却部材、および誘電体層の背面
と冷却部材との間に設けられている絶縁性接着剤を備え
ており、絶縁性接着剤が電極および誘電体層の背面を被
覆し、電極の間隙に介在していることを特徴とする、静
電吸着装置に係るものである。
【０００７】このように、セラミック誘電体の背面側に
電極パターンを設け、誘電体層を冷却部材に対して絶縁
性接着剤によって接着し、この際、絶縁性接着剤によっ
て電極および誘電体層背面を被覆すると共に電極の間隙
を充填するようにした。この結果、セラミック誘電体に
よって腐食性物質に対する耐蝕性を確保しつつ、電極パ
ターンの間隙における絶縁性を高く維持することに成功
し、電極パターンの微細化に対応可能な構造の静電吸着
装置を提供することに成功した。
電極パターンを設け、誘電体層を冷却部材に対して絶縁
性接着剤によって接着し、この際、絶縁性接着剤によっ
て電極および誘電体層背面を被覆すると共に電極の間隙
を充填するようにした。この結果、セラミック誘電体に
よって腐食性物質に対する耐蝕性を確保しつつ、電極パ
ターンの間隙における絶縁性を高く維持することに成功
し、電極パターンの微細化に対応可能な構造の静電吸着
装置を提供することに成功した。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しつつ、本
発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態
に係る静電吸着装置１Ａを概略的に示す断面図であり、
図２は、他の実施形態に係る静電吸着装置１Ｂを概略的
に示す断面図である。
発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態
に係る静電吸着装置１Ａを概略的に示す断面図であり、
図２は、他の実施形態に係る静電吸着装置１Ｂを概略的
に示す断面図である。
【０００９】図１の静電吸着装置１Ａについて説明す
る。平板形状のセラミック誘電体層２は、２つの主面を
有している。一方の主面は、物品を吸着するための吸着
面２ａであり、他方の主面は平坦な背面２ｂである。誘
電体層２の背面２ｂには、正極４Ａと負極４Ｂとが形成
されている。本例では、正極４Ａ、負極４Ｂは共に細長
い電極パターンをなしている。そして、図１において、
正極４Ａと負極４Ｂとは交互に形成されており、正極４
Ａと負極４Ｂとの間に間隙１０が設けられている。
る。平板形状のセラミック誘電体層２は、２つの主面を
有している。一方の主面は、物品を吸着するための吸着
面２ａであり、他方の主面は平坦な背面２ｂである。誘
電体層２の背面２ｂには、正極４Ａと負極４Ｂとが形成
されている。本例では、正極４Ａ、負極４Ｂは共に細長
い電極パターンをなしている。そして、図１において、
正極４Ａと負極４Ｂとは交互に形成されており、正極４
Ａと負極４Ｂとの間に間隙１０が設けられている。
【００１０】誘電体層２の背面２ｂは、絶縁性接着剤３
によって冷却部材５の表面５ａに対して接着されてい
る。絶縁性接着剤３は、誘電体層２の背面２ｂを被覆
し、各電極４Ａ、４Ｂを被覆するのと共に、隣接する正
極４Ａと負極４Ｂとの間隙１０に介在し、充填してい
る。これによって、隣接する正極と負極との間の絶縁が
確保される。
によって冷却部材５の表面５ａに対して接着されてい
る。絶縁性接着剤３は、誘電体層２の背面２ｂを被覆
し、各電極４Ａ、４Ｂを被覆するのと共に、隣接する正
極４Ａと負極４Ｂとの間隙１０に介在し、充填してい
る。これによって、隣接する正極と負極との間の絶縁が
確保される。
【００１１】冷却部材５内には、背面５ｂ側に開口する
冷却媒体通路５ｃが形成されている。通路５ｃ内に矢印
Ａのように冷却媒体を供給し、通路５ｃ内を循環させ
る。冷却媒体は矢印Ｂのように通路５ｃから排出され
る。
冷却媒体通路５ｃが形成されている。通路５ｃ内に矢印
Ａのように冷却媒体を供給し、通路５ｃ内を循環させ
る。冷却媒体は矢印Ｂのように通路５ｃから排出され
る。
【００１２】図２の静電吸着装置１Ｂは、図１の装置１
Ａと類似しているので、同じ構成部分には同じ符号を付
け、その説明を省略する。装置１Ｂにおいては、誘電体
層２の背面２ｂ側において、隣接する電極４Ａと４Ｂと
の間の間隙１０に凹部６が形成されている。図３にこの
凹部周辺を拡大して示す。隣接する正極４Ａと負極４Ｂ
との間隙１０において、背面２ｂから誘電体層２の内部
へと向かって凹部６が形成されている。絶縁性接着剤３
は、正極４Ａと負極４Ｂとの間隙１０に充填されている
だけでなく、凹部６内にも充填されている。
Ａと類似しているので、同じ構成部分には同じ符号を付
け、その説明を省略する。装置１Ｂにおいては、誘電体
層２の背面２ｂ側において、隣接する電極４Ａと４Ｂと
の間の間隙１０に凹部６が形成されている。図３にこの
凹部周辺を拡大して示す。隣接する正極４Ａと負極４Ｂ
との間隙１０において、背面２ｂから誘電体層２の内部
へと向かって凹部６が形成されている。絶縁性接着剤３
は、正極４Ａと負極４Ｂとの間隙１０に充填されている
だけでなく、凹部６内にも充填されている。
【００１３】なお、特開２０００−１８３１４３号公報
では、双極型静電チャックの正極と負極とをセラミック
絶縁板に設けている。そして、正極と負極との間にスペ
ーサーを挿入し、絶縁を図っている。しかし、セラミッ
ク絶縁板（正極と負極とを設けた絶縁板）に対して、こ
のセラミック絶縁板と同種の材質からなるセラミック支
持基板を接着しており、これによってセラミック絶縁板
（吸着側）が反るのを防止するという発明である。従っ
て、セラミック絶縁板を金属冷却板に対して接着すると
いう思想とは根本的に異なる。また、この公報では、正
極と負極との間に、接着剤とは別体のスペーサーを別途
介在させており、接着剤自体によって正極と負極との絶
縁を図っているものではない。
では、双極型静電チャックの正極と負極とをセラミック
絶縁板に設けている。そして、正極と負極との間にスペ
ーサーを挿入し、絶縁を図っている。しかし、セラミッ
ク絶縁板（正極と負極とを設けた絶縁板）に対して、こ
のセラミック絶縁板と同種の材質からなるセラミック支
持基板を接着しており、これによってセラミック絶縁板
（吸着側）が反るのを防止するという発明である。従っ
て、セラミック絶縁板を金属冷却板に対して接着すると
いう思想とは根本的に異なる。また、この公報では、正
極と負極との間に、接着剤とは別体のスペーサーを別途
介在させており、接着剤自体によって正極と負極との絶
縁を図っているものではない。
【００１４】絶縁性接着剤の種類は特に限定されず、有
機接着剤、無機接着剤を利用できる。しかし、静電吸着
を担う誘電体層側には、プラズマなどからの入熱があ
り、その熱を絶縁性接着剤を通して冷却部材へと逃がす
ようになっている。このため、冷却部材と誘電体層との
熱膨張差を低減する意味から、有機接着剤が好ましい。
機接着剤、無機接着剤を利用できる。しかし、静電吸着
を担う誘電体層側には、プラズマなどからの入熱があ
り、その熱を絶縁性接着剤を通して冷却部材へと逃がす
ようになっている。このため、冷却部材と誘電体層との
熱膨張差を低減する意味から、有機接着剤が好ましい。
【００１５】有機接着剤は限定されないが、冷却部材へ
の熱伝導性を高め、誘電体層への入熱を冷却部材へと逃
がすという観点から、熱伝導率の高い材質が好ましい。
こうした観点から、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、
アクリル樹脂が特に好ましい。絶縁性接着剤３の厚さ
は、誘電体層から冷却部材への熱伝導を促進するという
観点からは、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
の熱伝導性を高め、誘電体層への入熱を冷却部材へと逃
がすという観点から、熱伝導率の高い材質が好ましい。
こうした観点から、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、
アクリル樹脂が特に好ましい。絶縁性接着剤３の厚さ
は、誘電体層から冷却部材への熱伝導を促進するという
観点からは、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１６】また、誘電体層から冷却部材への熱伝導を
促進するという観点からは、有機接着剤の熱伝導率が高
いことが好ましく、この目的で接着剤中にフィラーを混
入することができる。こうしたフィラーとしては、アル
ミナ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、窒化珪素等絶縁性のセラミック
スを例示できる。フィラーとして好ましくは高熱伝導で
高体積抵抗な材料が良く、AlNの粉末等が望ましい。
促進するという観点からは、有機接着剤の熱伝導率が高
いことが好ましく、この目的で接着剤中にフィラーを混
入することができる。こうしたフィラーとしては、アル
ミナ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、窒化珪素等絶縁性のセラミック
スを例示できる。フィラーとして好ましくは高熱伝導で
高体積抵抗な材料が良く、AlNの粉末等が望ましい。
【００１７】本発明において、電極パターンの形態は特
に限定されず、また電極の間隙の形態も限定されない。
また、背面上において電極が全体として一体につながっ
ていてもよい。しかし、背面上において、電極に何らか
の形で間隙部分が形成されていなければならない。
に限定されず、また電極の間隙の形態も限定されない。
また、背面上において電極が全体として一体につながっ
ていてもよい。しかし、背面上において、電極に何らか
の形で間隙部分が形成されていなければならない。
【００１８】間隙の形態は、電極に挟まれている領域で
あれば特に限定されない。しかし、間隙が細長く延びて
いる場合が特に好適である。ここで、間隙が細長く延び
ているとは、一般的に間隙が細長い形態であることを意
味しており、好ましくは間隙の縦横比が１：３倍以上で
あり、更に好ましくは１：５倍以上である。
あれば特に限定されない。しかし、間隙が細長く延びて
いる場合が特に好適である。ここで、間隙が細長く延び
ているとは、一般的に間隙が細長い形態であることを意
味しており、好ましくは間隙の縦横比が１：３倍以上で
あり、更に好ましくは１：５倍以上である。
【００１９】好適な実施形態においては、電極が細長い
電極パターンをなしている。こうした形態の電極を採用
すると、プラズマの高密度化に対する対応に一層好適で
ある。ここで、電極が細長い電極パターンをなしている
とは、一般的に平面的に見て電極が細長い形態であるこ
とを意味しており、好ましくは電極の縦横比が１：３倍
以上であり、更に好ましくは１：５倍以上である。
電極パターンをなしている。こうした形態の電極を採用
すると、プラズマの高密度化に対する対応に一層好適で
ある。ここで、電極が細長い電極パターンをなしている
とは、一般的に平面的に見て電極が細長い形態であるこ
とを意味しており、好ましくは電極の縦横比が１：３倍
以上であり、更に好ましくは１：５倍以上である。
【００２０】好適な実施形態においては、誘電体層の背
面側において間隙に凹部が形成されている。これによっ
て、隣接する電極間の沿面距離を大きくし、電極間の絶
縁性を一層高くすることができる。また、隣接する電極
間の間隙（幅）を小さくしても、凹部によって沿面距離
を大きくする効果によって、所定の絶縁性を確保でき
る。従って、電極パターンの微細化に有利である。
面側において間隙に凹部が形成されている。これによっ
て、隣接する電極間の沿面距離を大きくし、電極間の絶
縁性を一層高くすることができる。また、隣接する電極
間の間隙（幅）を小さくしても、凹部によって沿面距離
を大きくする効果によって、所定の絶縁性を確保でき
る。従って、電極パターンの微細化に有利である。
【００２１】好適な実施形態においては、凹部が細長く
延びている。これによって、凹部による絶縁効果が一層
高くなる。凹部が細長いとは、一般的に平面的に見て凹
部が細長い形態であることを意味している。好ましくは
平面的に見たときの（背面に沿ってみたときの）凹部の
縦横比が１：３倍以上であり、更に好ましくは１：５倍
以上である。
延びている。これによって、凹部による絶縁効果が一層
高くなる。凹部が細長いとは、一般的に平面的に見て凹
部が細長い形態であることを意味している。好ましくは
平面的に見たときの（背面に沿ってみたときの）凹部の
縦横比が１：３倍以上であり、更に好ましくは１：５倍
以上である。
【００２２】本発明においては、誘電体層の背面上に設
けられた電極は、正極のみでもよく、負極のみでもよ
い。この場合には静電吸着装置はいわゆる単極型とな
る。この場合においても、隣接する電極部分に短絡が生
ずると、プラズマの分布や吸着特性が設計性能と合わな
くなるおそれがある。
けられた電極は、正極のみでもよく、負極のみでもよ
い。この場合には静電吸着装置はいわゆる単極型とな
る。この場合においても、隣接する電極部分に短絡が生
ずると、プラズマの分布や吸着特性が設計性能と合わな
くなるおそれがある。
【００２３】特に好適な実施形態においては、誘電体層
の背面上の電極が正極と負極とを含んでいる。この場合
には正極と負極とが短絡すると静電吸着装置として機能
しない。
の背面上の電極が正極と負極とを含んでいる。この場合
には正極と負極とが短絡すると静電吸着装置として機能
しない。
【００２４】好ましくは、前述の凹部の少なくとも一部
に絶縁性接着剤を充填することによって、前述した沿面
距離の増大とあいまって、電極の絶縁性を一層向上させ
ることができる。
に絶縁性接着剤を充填することによって、前述した沿面
距離の増大とあいまって、電極の絶縁性を一層向上させ
ることができる。
【００２５】好適な実施形態においては、静電吸着装置
がプラズマに曝露される装置であり、冷却部材の表面の
うちプラズマに曝露される領域に絶縁処理が施されてい
る。
がプラズマに曝露される装置であり、冷却部材の表面の
うちプラズマに曝露される領域に絶縁処理が施されてい
る。
【００２６】また、好適な実施形態においては、電極に
対して、誘電体層の吸着面側にプラズマを生成させるた
めの高周波電力を供給する。これによって、本静電吸着
装置を、プラズマ発生用電極装置としても機能させる。
対して、誘電体層の吸着面側にプラズマを生成させるた
めの高周波電力を供給する。これによって、本静電吸着
装置を、プラズマ発生用電極装置としても機能させる。
【００２７】本発明の装置の用途は限定されないが、半
導体素子、液晶パネル、シリコン単結晶ウエハーの半導
体製造、処理に好適に使用できる。
導体素子、液晶パネル、シリコン単結晶ウエハーの半導
体製造、処理に好適に使用できる。
【００２８】電極、絶縁性接着剤、凹部の形成方法は特
に限定されない。所定の平面的パターンを有する電極を
形成するためには、次の方法が好ましい。 （１）誘電体層２の背面２ｂをマスクで被覆する。この
マスクのウインドウ（開口部）は、目的の電極パターン
と同じ形状を有している。この状態でウインドウ内に目
的パターンの電極膜を形成する。電極膜の形成方法は限
定されず、例えば無電界メッキ法、電解メッキ法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法、物理的気相成
長法、化学的気相成長法、有機金属気相成長法、真空蒸
着法、昇華法を例示できるが、これらには限定されな
い。
に限定されない。所定の平面的パターンを有する電極を
形成するためには、次の方法が好ましい。 （１）誘電体層２の背面２ｂをマスクで被覆する。この
マスクのウインドウ（開口部）は、目的の電極パターン
と同じ形状を有している。この状態でウインドウ内に目
的パターンの電極膜を形成する。電極膜の形成方法は限
定されず、例えば無電界メッキ法、電解メッキ法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法、物理的気相成
長法、化学的気相成長法、有機金属気相成長法、真空蒸
着法、昇華法を例示できるが、これらには限定されな
い。
【００２９】（２）図４（ａ）に示すように、誘電体層
２の背面２ｂ上に金属膜８を設ける。金属膜８内には特
に間隙を設けておく必要はない。次いで、図４（ｂ）に
示すように、金属膜８を被覆するようにマスク１０を設
置する。このマスク１０には所定パターンのウインドウ
１０ａが形成されている。ウインドウ１０ａの平面的形
態は、目的とする電極の平面的パターンに対するネガに
なっている。矢印Ｃのようにして、ウインドウ１０ａの
内部領域（マスク１０によって被覆されていない領域）
を削除する処理を行う。これによって、図４（ｃ）に示
すように、所定の平面的パターンを有する電極４Ａ、４
Ｂを形成する。この際、同時に誘電体層２の背面まで削
り、凹部６を形成することができる。
２の背面２ｂ上に金属膜８を設ける。金属膜８内には特
に間隙を設けておく必要はない。次いで、図４（ｂ）に
示すように、金属膜８を被覆するようにマスク１０を設
置する。このマスク１０には所定パターンのウインドウ
１０ａが形成されている。ウインドウ１０ａの平面的形
態は、目的とする電極の平面的パターンに対するネガに
なっている。矢印Ｃのようにして、ウインドウ１０ａの
内部領域（マスク１０によって被覆されていない領域）
を削除する処理を行う。これによって、図４（ｃ）に示
すように、所定の平面的パターンを有する電極４Ａ、４
Ｂを形成する。この際、同時に誘電体層２の背面まで削
り、凹部６を形成することができる。
【００３０】ウインドウ１０ａの内側（下側）を削除す
る処理方法は特に限定されない。例えば、サンドブラス
ト、ショットブラスト、マシニングセンタ等による研削
加工等を例示できる。
る処理方法は特に限定されない。例えば、サンドブラス
ト、ショットブラスト、マシニングセンタ等による研削
加工等を例示できる。
【００３１】電極の間隙の大きさ（幅）ｄ（図３参照）
は、電極間の絶縁性を向上させるという観点からは、0.
2mm以上が好ましく、0.5mm以上が更に好ましい。また、
電極パターンの微細化を進めるという観点からは，1mm
以下とすることが好ましく、0.5mm以下とすることが一
層好ましい。
は、電極間の絶縁性を向上させるという観点からは、0.
2mm以上が好ましく、0.5mm以上が更に好ましい。また、
電極パターンの微細化を進めるという観点からは，1mm
以下とすることが好ましく、0.5mm以下とすることが一
層好ましい。
【００３２】凹部６の幅（図３においてはｄ）は、電極
間の絶縁性を向上させるという観点からは、０．２ｍｍ
以上が好ましく、０．５ｍｍ以上が更に好ましい。ま
た、電極パターンの微細化を進めるという観点からは，
１ｍｍ以下とすることが好ましく、０．５ｍｍ以下とす
ることが一層好ましい。
間の絶縁性を向上させるという観点からは、０．２ｍｍ
以上が好ましく、０．５ｍｍ以上が更に好ましい。ま
た、電極パターンの微細化を進めるという観点からは，
１ｍｍ以下とすることが好ましく、０．５ｍｍ以下とす
ることが一層好ましい。
【００３３】凹部６の深さｇは、電極間の絶縁性を向上
させるという観点からは、10μm以上が好ましく、20μm
以上が更に好ましい。また、誘電体層を構成する誘電性
セラミックス内にクラックが発生するのを抑制するとい
う観点からは、100μm以下とすることが好ましい。
させるという観点からは、10μm以上が好ましく、20μm
以上が更に好ましい。また、誘電体層を構成する誘電性
セラミックス内にクラックが発生するのを抑制するとい
う観点からは、100μm以下とすることが好ましい。
【００３４】誘電体層の材質は限定しない。窒化アルミ
ニウム、アルミナ、サイアロンのようなアルミニウム系
セラミックス、窒化アルミニウム、窒化珪素、サイアロ
ンのような窒化物系セラミックス、炭化珪素のような炭
化物系セラミックスが特に好ましいが、ジルコニア、ア
ルミナ等の酸化物系セラミックスでもよい。また、窒化
アルミニウムを含む複合材料、アルミナを含む複合材
料、アルミナと窒化アルミニウムとの複合セラミックス
も好ましい。
ニウム、アルミナ、サイアロンのようなアルミニウム系
セラミックス、窒化アルミニウム、窒化珪素、サイアロ
ンのような窒化物系セラミックス、炭化珪素のような炭
化物系セラミックスが特に好ましいが、ジルコニア、ア
ルミナ等の酸化物系セラミックスでもよい。また、窒化
アルミニウムを含む複合材料、アルミナを含む複合材
料、アルミナと窒化アルミニウムとの複合セラミックス
も好ましい。
【００３５】窒化アルミニウム系セラミックスの場合に
は、高純度でも良いが、耐食性や燒結性の観点から希土
類系元素を５％以下含んでいても良い。
は、高純度でも良いが、耐食性や燒結性の観点から希土
類系元素を５％以下含んでいても良い。
【００３６】誘電体層を構成する材質の室温における体
積抵抗率は、ジョンソン−ラーベック型の静電吸着装置
においては、１×１０９〜５×１０１１Ω・ｃｍである
ことが好ましく、クーロン型の静電吸着装置において
は、５×１０１ ４Ω・ｃｍ以上であることが好まし
い。
積抵抗率は、ジョンソン−ラーベック型の静電吸着装置
においては、１×１０９〜５×１０１１Ω・ｃｍである
ことが好ましく、クーロン型の静電吸着装置において
は、５×１０１ ４Ω・ｃｍ以上であることが好まし
い。
【００３７】電極の材質も限定されず、導電性セラミッ
クスや金属であってよい。ただし、高周波プラズマへの
影響を最小限とするという観点からは、非磁性体、特に
非磁性金属であることが好ましく、銅、アルミニウム、
金が特に好ましい。
クスや金属であってよい。ただし、高周波プラズマへの
影響を最小限とするという観点からは、非磁性体、特に
非磁性金属であることが好ましく、銅、アルミニウム、
金が特に好ましい。
【００３８】電極の厚さ（図３の寸法ｆ）は、１μｍ以
上であることが好ましい。静電吸着装置の外周面（側周
面）から電極までの距離（図１、図２における寸法
（ｈ）は、絶縁性接着剤（特に有機接着剤）の腐食ガス
による腐食を考慮すると、耐久性の観点から１ｍｍ以上
であることが好ましく、２ｍｍ以上であることが更に好
ましい。
上であることが好ましい。静電吸着装置の外周面（側周
面）から電極までの距離（図１、図２における寸法
（ｈ）は、絶縁性接着剤（特に有機接着剤）の腐食ガス
による腐食を考慮すると、耐久性の観点から１ｍｍ以上
であることが好ましく、２ｍｍ以上であることが更に好
ましい。
【００３９】冷却部材を構成する金属は、特に制限はな
い。しかし、冷却部材がハロゲン系腐食性ガスに対して
さらされる場合には、アルミニウム、銅、ステンレス
鋼、ニッケルを使用することが好ましい。
い。しかし、冷却部材がハロゲン系腐食性ガスに対して
さらされる場合には、アルミニウム、銅、ステンレス
鋼、ニッケルを使用することが好ましい。
【００４０】冷却部材の表面の絶縁処理の種類は限定さ
れないが、以下を例示できる。 （１）冷却部材を構成する金属の表面を酸化処理、窒化
処理、酸窒化処理する。 （２）冷却部材を構成する金属の表面に、絶縁性セラミ
ックス膜を形成する。こうした膜の材質は特に限定され
ないが、窒化アルミニウム系セラミックス、窒化アルミ
ニウムを含む複合材料、アルミナ系セラミックス、アル
ミナを含む複合材料、アルミナと窒化アルミニウムとの
複合セラミックスが好ましい。
れないが、以下を例示できる。 （１）冷却部材を構成する金属の表面を酸化処理、窒化
処理、酸窒化処理する。 （２）冷却部材を構成する金属の表面に、絶縁性セラミ
ックス膜を形成する。こうした膜の材質は特に限定され
ないが、窒化アルミニウム系セラミックス、窒化アルミ
ニウムを含む複合材料、アルミナ系セラミックス、アル
ミナを含む複合材料、アルミナと窒化アルミニウムとの
複合セラミックスが好ましい。
【００４１】冷却部材において使用できる冷媒として
は、水、シリコンオイル等の液体であってよく、また空
気、不活性ガス等の気体であってもよい。
は、水、シリコンオイル等の液体であってよく、また空
気、不活性ガス等の気体であってもよい。
【００４２】
【実施例】基本的に図３を参照しつつ説明した手順に基
づいて、図２に示すような静電吸着装置１Ｂを製造し
た。具体的には、窒化アルミニウム粉末を成形して円板
を得、これを窒素雰囲気中で焼結することにより、円板
状誘電体層２を得た（厚さ1ｍｍ、直径200ｍｍ）。誘電
体層２の背面２ｂ上に、銅膜８を無電解メッキ法によっ
て形成した。銅膜８の上に樹脂マスク１０を形成し、矢
印Ｃのようにブラスト法によってエッチングし、電極パ
ターン４Ａ、４Ｂを形成した。電極の幅は10ｍｍとし、
厚さは5μmとした。電極の間隙６の幅は0.5ｍｍとし、
凹部６の深さは約10μｍとした。各電極４Ａ、４Ｂに対
して、外部端子をインジウムによって接合した。
づいて、図２に示すような静電吸着装置１Ｂを製造し
た。具体的には、窒化アルミニウム粉末を成形して円板
を得、これを窒素雰囲気中で焼結することにより、円板
状誘電体層２を得た（厚さ1ｍｍ、直径200ｍｍ）。誘電
体層２の背面２ｂ上に、銅膜８を無電解メッキ法によっ
て形成した。銅膜８の上に樹脂マスク１０を形成し、矢
印Ｃのようにブラスト法によってエッチングし、電極パ
ターン４Ａ、４Ｂを形成した。電極の幅は10ｍｍとし、
厚さは5μmとした。電極の間隙６の幅は0.5ｍｍとし、
凹部６の深さは約10μｍとした。各電極４Ａ、４Ｂに対
して、外部端子をインジウムによって接合した。
【００４３】冷却部材５は金属アルミニウムによって形
成した。冷却部材の表面のうちチャンバーに曝露される
領域をアノーダイズ処理し、絶縁膜を形成した。この冷
却部材５を背面２ｂに対して耐食性に優れたポリイミド
樹脂を使用して接着した。接着層３の厚さは200μmであ
る。
成した。冷却部材の表面のうちチャンバーに曝露される
領域をアノーダイズ処理し、絶縁膜を形成した。この冷
却部材５を背面２ｂに対して耐食性に優れたポリイミド
樹脂を使用して接着した。接着層３の厚さは200μmであ
る。
【００４４】得られた静電吸着装置について、電極４Ａ
と４Ｂとの間の絶縁抵抗を測定したところ、３０ＭΩ以
上であった。また絶縁耐圧は10kV以上あった。
と４Ｂとの間の絶縁抵抗を測定したところ、３０ＭΩ以
上であった。また絶縁耐圧は10kV以上あった。
【００４５】シリコンウエハーの静電的な吸着力を、圧
力（Ｔｏｒｒ単位）として測定した。この測定は以下の
ように実施した。即ち、静電吸着装置の上に、熱電対付
きのシリコンウエハーを設置した。シリコンウエハーの
上側の空間に、ウエハーと直接接触しないようにヒータ
ーを設置した。電極４Ａ、４Ｂに±２５０ボルトの直流
電圧を印加し、シリコンウエハーを吸着面に吸着させ
た。シリコンウエハーと誘電体層２との間に形成された
空間にアルゴンガスを供給した。
力（Ｔｏｒｒ単位）として測定した。この測定は以下の
ように実施した。即ち、静電吸着装置の上に、熱電対付
きのシリコンウエハーを設置した。シリコンウエハーの
上側の空間に、ウエハーと直接接触しないようにヒータ
ーを設置した。電極４Ａ、４Ｂに±２５０ボルトの直流
電圧を印加し、シリコンウエハーを吸着面に吸着させ
た。シリコンウエハーと誘電体層２との間に形成された
空間にアルゴンガスを供給した。
【００４６】この結果、シリコンウエハーの吸着力は、
室温で１００Ｔｏｒｒ以上発現した。これは１３ｋＰａ
以上に相当する。また、脱着応答性は１秒以内で有り、
良好な吸脱着特性が得られた。
室温で１００Ｔｏｒｒ以上発現した。これは１３ｋＰａ
以上に相当する。また、脱着応答性は１秒以内で有り、
良好な吸脱着特性が得られた。
【００４７】誘電体層の絶縁耐圧は2kV以上であった。
なお、２ｋV以上の電圧は、リーク電流の増加により、
電源の限界から負荷できなかった。
なお、２ｋV以上の電圧は、リーク電流の増加により、
電源の限界から負荷できなかった。
【００４８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、腐
食性物質に対する耐蝕性があり、電極パターンの間隙に
おける絶縁性を高く維持することが可能であり、これに
よって電極パターンの微細化に対応可能な構造の静電吸
着装置を提供できる。
食性物質に対する耐蝕性があり、電極パターンの間隙に
おける絶縁性を高く維持することが可能であり、これに
よって電極パターンの微細化に対応可能な構造の静電吸
着装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施形態に係る静電吸着装置１Ａを
概略的に示す横断面図である。
概略的に示す横断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る静電吸着装置１Ｂ
を概略的に示す横断面図である。
を概略的に示す横断面図である。
【図３】図２において、凹部６およびその周辺を拡大し
て示す断面図である。
て示す断面図である。
【図４】（ａ）は、誘電体層２の背面２ｂ上に金属膜８
を形成した状態を示す断面図であり、（ｂ）は、金属膜
８上にマスク１０を設置し、マスク１０のウインドウ１
０ａの下側を除去する工程を示す断面図であり、（ｃ）
は、電極パターン４Ａ、４Ｂおよび凹部６が形成された
後の状態を示す断面図である。
を形成した状態を示す断面図であり、（ｂ）は、金属膜
８上にマスク１０を設置し、マスク１０のウインドウ１
０ａの下側を除去する工程を示す断面図であり、（ｃ）
は、電極パターン４Ａ、４Ｂおよび凹部６が形成された
後の状態を示す断面図である。
１Ａ、１Ｂ 静電吸着装置 ２ 誘電体層
２ａ誘電体層２の吸着面 ２ｂ 静電吸着装置
２の背面 ３ａ 間隙１０に充填された絶縁性接
着剤 ３ｂ 静電吸着装置の側周面（外周面）と
電極との間に充填された絶縁性接着剤 ３ｃ 凹
部６内に充填された絶縁性接着剤 ４Ａ 正極
（電極） ４Ｂ 負極（電極） ５冷却部
材 ５ａ 冷却部材５の接着面 ６ 凹部
１０ 電極の間隙
２ａ誘電体層２の吸着面 ２ｂ 静電吸着装置
２の背面 ３ａ 間隙１０に充填された絶縁性接
着剤 ３ｂ 静電吸着装置の側周面（外周面）と
電極との間に充填された絶縁性接着剤 ３ｃ 凹
部６内に充填された絶縁性接着剤 ４Ａ 正極
（電極） ４Ｂ 負極（電極） ５冷却部
材 ５ａ 冷却部材５の接着面 ６ 凹部
１０ 電極の間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 正人 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 鶴田 英芳 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 HA02 HA03 HA17 HA18 HA38 MA28 MA32 5F045 BB09 EM05
Claims (14)
- 【請求項１】セラミック誘電体からなり、吸着面と背面
とを備えている誘電体層、この誘電体層の前記背面側に
設けられている電極であって、間隙が設けられている電
極、前記誘電体層の背面と対向するように設けられてい
る冷却部材、および前記誘電体層の前記背面と前記冷却
部材との間に設けられている絶縁性接着剤を備えてお
り、前記絶縁性接着剤が前記電極および前記背面を被覆
し、前記電極の前記間隙に介在していることを特徴とす
る、静電吸着装置。 - 【請求項２】前記絶縁性接着剤が有機接着剤であること
を特徴とする、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】前記有機接着剤が、ポリイミド樹脂、シリ
コーン樹脂およびアクリル樹脂からなる群より選ばれた
ことを特徴とする、請求項２記載の装置。 - 【請求項４】前記間隙が細長く延びていることを特徴と
する、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の装
置。 - 【請求項５】前記誘電体層の前記背面側において前記間
隙に凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１
〜４のいずれか一つの請求項に記載の装置。 - 【請求項６】前記凹部が細長く延びていることを特徴と
する、請求項５記載の装置。 - 【請求項７】前記電極が正極と負極とを含んでおり、前
記正極と前記負極との間隙に前記絶縁性接着剤が介在し
ていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つ
の請求項に記載の装置。 - 【請求項８】前記間隙が細長く延びていることを特徴と
する、請求項７記載の装置。 - 【請求項９】前記誘電体層の前記背面側において前記間
隙に凹部が形成されていることを特徴とする、請求項７
記載の装置。 - 【請求項１０】前記凹部が細長く延びていることを特徴
とする、請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】前記電極が細長い形状をなしていること
を特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つの請求項
に記載の装置。 - 【請求項１２】前記静電吸着装置がプラズマに曝露され
る装置であり、前記冷却部材の表面のうち前記プラズマ
に曝露される領域に絶縁処理が施されていることを特徴
とする、請求項１〜１１のいずれか一つの請求項に記載
の装置。 - 【請求項１３】前記電極に対して、前記誘電体層の前記
吸着面側にプラズマを生成させるための高周波電力が供
給されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか
一つの請求項に記載の装置。 - 【請求項１４】前記誘電体層が、窒化アルミニウムを主
成分とするセラミックスからなることを特徴とする、請
求項１〜１３のいずれか一つの請求項に記載の装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2001170491A JP3763519B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 静電吸着装置 |
| TW091107724A TW540129B (en) | 2001-06-06 | 2002-04-16 | An electrostatic adsorption device |
| US10/157,774 US6728091B2 (en) | 2001-06-06 | 2002-05-29 | Electrostatic adsorption device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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ID=19012404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| TW (1) | TW540129B (ja) |
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| WO2019208625A1 (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 京セラ株式会社 | 静電チャック及びその製造方法 |
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| JP4082985B2 (ja) * | 2002-11-01 | 2008-04-30 | 信越化学工業株式会社 | 静電吸着機能を有する加熱装置及びその製造方法 |
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| JP5269335B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2013-08-21 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| WO2010065070A2 (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | M Cubed Technologies, Inc. | Electrostatic chuck |
| KR101319765B1 (ko) * | 2013-04-04 | 2013-10-17 | 주식회사 야스 | 미세전극 구조의 정전 척 |
| KR101385950B1 (ko) * | 2013-09-16 | 2014-04-16 | 주식회사 펨빅스 | 정전척 및 정전척 제조 방법 |
| US9558981B2 (en) * | 2013-11-19 | 2017-01-31 | Applied Materials, Inc. | Control systems employing deflection sensors to control clamping forces applied by electrostatic chucks, and related methods |
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|---|---|---|---|---|
| JP2694668B2 (ja) * | 1989-05-30 | 1997-12-24 | 日本真空技術株式会社 | 基板保持装置 |
| JPH0434953A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-02-05 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 静電チャック板 |
| JP3208029B2 (ja) * | 1994-11-22 | 2001-09-10 | 株式会社巴川製紙所 | 静電チャック装置およびその作製方法 |
| JP2987085B2 (ja) * | 1995-06-28 | 1999-12-06 | 日本碍子株式会社 | 半導体ウエハー保持装置、その製造方法およびその使用方法 |
| JP2000183143A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-06-30 | Taiheiyo Cement Corp | 静電チャック |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001170491A patent/JP3763519B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-04-16 TW TW091107724A patent/TW540129B/zh not_active IP Right Cessation
- 2002-05-29 US US10/157,774 patent/US6728091B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-31 KR KR10-2002-0030475A patent/KR100483260B1/ko active IP Right Grant
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