JP2003347394A

JP2003347394A - 分割型静電吸着装置

Info

Publication number: JP2003347394A
Application number: JP2002153644A
Authority: JP
Inventors: Ko Fuwa; 耕不破; Ken Maehira; 謙前平
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: JP4030350B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大型の絶縁性基板に適した静電吸着装置を提供
する。【解決手段】１台の母板１１に、複数の静電吸着板１２
を装着し、１台の静電吸着装置１０を構成する。母板１
１は研磨等によって表面を平坦にすることが可能であ
り、静電吸着板１２の厚みを一定にし、表面を平坦にし
ておけば、全体として反りや歪み等が無く、表面が平坦
な静電吸着装置１０が得られる。

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の技術
分野にかかり、特に、大型基板を静電吸着するのに適し
た静電吸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の真空処理装置では、ガラス基板等
の基板を処理するために、絶縁性の処理基板を静電吸着
できる静電吸着装置が内部に配置されている。

【０００３】図７の符号１５０は、そのような真空処理
装置の一例であり、真空槽１５１の底面に配置された台
座１５４上に静電吸着装置１０１が取り付けられてい
る。

【０００４】この静電吸着装置１０１の平面図を図８に
示し、そのＸ−Ｘ線截断面図を図９に示す。該静電吸着
装置１０１は、第１、第２の電極１１１、１１２が配置
された支持基板１１０を有している。

【０００５】第１、第２の電極１１１、１１２は櫛状に
パターニングされており、その櫛の歯の部分は一定距離
だけ離間して互いに噛み合わされている。

【０００６】支持基板１１０は、グラファイト製の基材
１０２と、その表面に形成された窒化ホウ素から成る絶
縁膜１０３とを有しており、第１、第２の電極１１１、
１１２は、絶縁膜１０３上に配置され、基材１０２とは
絶縁されている。第１、第２の電極１１１、１１２の表
面には、絶縁性の保護膜１０５が形成されている。

【０００７】上記のような静電吸着装置１０１を用い、
スパッタリングプロセスを行う場合について説明する
と、真空槽１５１内を真空排気し、静電吸着装置１０１
上に処理対象基板１１８を配置し、電圧源１３１によっ
て、第１、第２の電極１１１、１１２間に電圧を印加す
る。

【０００８】この電圧によって第１、第２の電極間に電
界が形成され、絶縁性の処理対象基板１１８が静電吸着
装置１０１上に静電吸着される。

【０００９】次いで、真空槽１５１内にアルゴンガスを
導入し、カソード電極１５２に負電圧又は交流電圧を印
加し、ターゲット１５３をスパッタリングすると、処理
対象基板１１８の表面にターゲット１５３の材料から成
る薄膜が形成される。

【００１０】処理対象基板１１８が静電吸着装置１０１
上に静電吸着された状態では、処理対象基板１１８の裏
面と静電吸着装置１０１の表面とは密着しており、従っ
て、処理対象基板１１８と静電吸着装置１０１との間の
熱伝達性能が高くなっている。そのため、薄膜形成の際
に、台座１５４内に設けられたヒータを起動し、処理対
象基板１１８を一定温度に昇温させて膜質の良い薄膜を
成長させることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】近年では上記のような
処理対象基板１１８が大型化し、それに伴って大型の静
電吸着装置１０１が求められている。他方、静電吸着装
置１０１には、基板１１８との密着性を高くするために
表面に高い平坦性が求められているが、支持基板１１０
はセラミックであるため、大型化すると焼成の際に歪み
や反り等が生じてしまい、低コストで大型且つ平坦な静
電吸着装置を得ることは困難である。

【００１２】また、導電性材料の薄膜から成る第１、第
２の電極を有しているため、静電吸着装置の表面を研磨
し、反りや歪みを矯正し、平坦にすることも困難であ
る。

【００１３】本発明は上記要請に基いて創作されたもの
であり、その目的は、大型の処理機板を静電吸着できる
静電吸着装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、第１の電極と、前記第１の
電極と絶縁された第２の電極とが支持基板上に配置され
た静電吸着板を複数個と、前記各静電吸着板が取り付け
られる母板とを有し、前記母板には、前記第１の電極に
電気的に接続される第１の共通配線と、前記第１の共通
配線とは絶縁され、前記第２の電極に電気的に接続され
る第２の共通配線とが設けられ、前記第１の共通配線と
前記第２の共通配線の間に電圧を印加すると、前記各静
電吸着板上の前記第１の電極と前記第２の電極の間に電
圧が印加され、前記各静電吸着板に処理対象基板が静電
吸着されるように構成された分割型静電吸着装置であ
る。請求項２記載の発明は、前記各静電吸着板は、前記
母板に対して着脱可能に構成された請求項１記載の分割
型静電吸着装置である。請求項３記載の発明は、前記各
静電吸着板が有する端子と、前記母板が有する端子によ
り、前記第１、第２の電極と前記第１、第２の共通配線
とが電気的に接続されるように構成された請求項１又は
請求項２のいずれか１項記載の分割型静電吸着装置であ
る。

【００１５】本発明は上記のように構成されており、一
台の母板に対し、複数個の静電吸着板が取り付けられる
ので、母板の大きさに比べると静電吸着板を小さくする
ことができる。

【００１６】母板は大型であっても、その表面を研磨す
ることで平坦にすることが可能である。静電吸着板は、
小型であればその表面を平坦にすることが可能であるか
ら、平坦な母板に小型の静電吸着装置を複数個配置し、
各静電吸着板の表面の高さを揃えると、全体として表面
が平坦な静電吸着装置を得ることができる。

【００１７】その際、各静電吸着板を着脱可能にしてお
くと、故障があった静電吸着板を速やかに交換すること
ができる。

【００１８】また、静電吸着板と母板との電気的接続を
端子によって行えば、着脱操作が容易になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１の符号５０は、本発明の静電
吸着装置が用いられる真空処理装置の一例であり、接地
電位に接続された真空槽５１を有している。

【００２０】真空槽５１の底壁上には、台座５４を介し
て本発明の静電吸着装置１０が配置されている。

【００２１】図２は、この静電吸着装置１０の平面図で
ある。該静電吸着装置１０は、１枚の母板１１と、複数
の静電吸着板１２を有している。

【００２２】各静電吸着板１２は、母板１１に対して着
脱可能に構成されている。図３は、静電吸着板１２を取
り外した状態の母板１１の平面図を示しており、点線
は、静電吸着板１２を装着した場合の静電吸着板１２の
位置を示している。

【００２３】各静電吸着板１２は、図４に示すように、
支持基板２０を有しており、支持基板２０上には、互い
に離間された第１、第２の電極２１ａ、２１ｂが配置さ
れている。第１、第２の電極２１ａ、２１ｂは、それぞ
れ櫛形にパターニングされており、その櫛形の歯の部分
は、互いに一定間隔を開けて噛み合わされている。

【００２４】図５は、図４の静電吸着板１２のＡ−Ａ線
截断面図であり、図６は、Ｂ−Ｂ線截断面図及び静電吸
着板１２が装着されたときに、Ｂ−Ｂ線と同じ方向で截
断した場合の母板１１の截断面図である。

【００２５】静電吸着板１２の支持基板２０は、グラフ
ァイト等の基材２３表面に、ＰＢＮ(窒化ホウ素)等の絶
縁膜２４が成膜されて構成されており、第１、第２の電
極２１ａ、２１ｂは、絶縁膜２４の表面に形成され、基
材２３とは接触しないようになっている。また、この静
電吸着板１２では、第１、第２の電極２１ａ、２１ｂの
表面を覆うように、絶縁性の保護膜２５が形成され、耐
磨耗性が高められている。

【００２６】また、支持基板２０の底面には、図６に示
されているように、第１、第２の突起状端子２６ａ、２
６ｂが突出して設けられている。

【００２７】支持基板２０には貫通孔が穿設されてお
り、第１、第２の突起状端子２６ａ、２６ｂは、その貫
通孔内に配置された埋込配線２７によって、第１、第２
の電極２１ａ、２１ｂにそれぞれ接続されている。

【００２８】また埋込配線２７は絶縁スリーブなどによ
り基材２３とは電気的に絶縁されている。

【００２９】基材２３をＡｌ₂Ｏ₃などの絶縁物で構成す
れば、絶縁部材を省くことができて好都合である。

【００３０】母板１１は、絶縁物で構成された下板３１
と上板３２とが貼り合わされて構成されており、上板３
２には、複数の凹部３４が形成されている。

【００３１】この凹部３４は、所定枚数の静電吸着板１
２を位置合わせして上板３２上に乗せたときに、各静電
吸着板１２の第１、第２の突起状端子２６ａ、２６ｂに
対応する位置に配置されており、各静電吸着板１２を母
板１１に装着する際に、第１、第２の突起状端子２６を
凹部３４に嵌入させると、静電吸着板１２は、支持基板
２０の底面が上板３２の表面に密着した状態で、母板１
１上に配置されるようになっている。

【００３２】母板１１の表面は、反り、曲がり、歪みや
うねりがなく、平坦に形成されており、各静電吸着板１
２も一定厚みに形成されているため、複数の静電吸着板
１２を上板３２の表面に密着させた状態で配置すると、
各静電吸着板１２の表面は、上板３２の表面、即ち母板
１１の表面から同じ高さに位置するようになっている。

【００３３】各静電吸着板１２の表面は平坦であり、各
静電吸着装置１２を母板１１に装着すると、全体として
平坦な表面を有する静電吸着装置１０が得られる。

【００３４】凹部３４の底部には、第１、第２の内部端
子３６ａ、３６ｂが配置されており、静電吸着板１２が
母板１１に装着されると、第１、第２の突起状端子２６
ａ、２６ｂは、第１、第２の内部端子３６ａ、３６ｂに
接触し、第１、第２の突起状端子２６ａ、２６ｂと第
１、第２の内部端子３６ａ、３６ｂとが電気的に接続さ
れる。

【００３５】下板３１内には、第１、第２の共通配線１
４ａ、１４ｂが引き回されており、第１、第２の共通配
線１４ａ、１４ｂと、第１、第２の内部端子３６ａ、３
６ｂとは、下板３１の貫通孔内に配置された埋込配線３
７によって接続されている。

【００３６】母板１１の側面には、図２および図３に示
すように、第１、第２の外部端子１５ａ、１５ｂが設け
られており、第１、第２の共通配線１４ａ、１４ｂは、
第１、第２の外部端子１５ａ、１５ｂにそれぞれ接続さ
れている。

【００３７】第１、第２の外部端子１５ａ、１５ｂは、
外部配線３２によって、真空槽５１の外部に配置された
電源３１に接続されている。この電源３１を動作させ、
第１の外部端子１５ａに正電圧を印加し、第２の外部端
子１５ｂに負電圧を印加すると、第１、第２の共通配線
１４ａ、１４ｂと、内部端子３６ａ、３６ｂと、突起状
端子２６ａと、埋込配線２７、３７とを介して、母板１
１に装着された全部の静電吸着板１２の第１、第２の電
極２１ａ、２１ｂに、正電圧と負電圧がそれぞれ印加さ
れる。

【００３８】ここでは、母材１１には、第１、第２の共
通配線１４ａ、１４ｂが３組設けられており、１組の第
１、第２の共通配線１４ａ、１４ｂには、３個の静電吸
着板１２の第１、第２の電極２１ａ、２１ｂが接続され
るようになっている。

【００３９】図１の真空処理装置５０はスパッタリング
装置であり、真空槽５１内部の天井側にはカソード電極
５２が配置されている。カソード電極５２の表面にはタ
ーゲット５３が取り付けられている。

【００４０】真空槽５０には真空排気系５７が接続され
ており、該真空排気系５７によって真空槽５０内部を所
定圧力まで真空排気した後、真空槽５１内部の真空雰囲
気を維持しながら、処理対象基板を真空槽５１内に搬入
し、静電吸着装置１０上に配置する。

【００４１】図１の符号１８はその状態の処理対象基板
を示しており、ガラス基板等の絶縁性材料で構成されて
いる。この処理対象基板１８の裏面は、母板１１上の複
数の静電吸着板１２の表面に接触している。

【００４２】その状態から電源３１を起動し、全部の静
電吸着板１２の第１、第２の電極２１ａ、２１ｂに正電
圧と負電圧をそれぞれ印加すると、特に、各静電吸着板
１２の第１、第２の電極２１ａ、２１ｂのパターンの歯
の部分の表面近傍に強い電界が形成される。

【００４３】絶縁性の処理対象基板１８はその電界の中
に位置しており、電界から力を受け、静電吸着板１２の
表面に静電吸着される。

【００４４】その状態でガス導入系５８からスパッタリ
ングガスを導入し、カソード電極５２に負電圧や交流電
圧を印加し、ターゲット５３をスパッタリングすると、
処理対象基板１８表面に薄膜が形成される。

【００４５】処理対象基板１８は、静電吸着力によって
静電吸着板装置１０の表面に密着しており、静電吸着装
置１０との熱伝達性能が高くなっている。従って、台座
５４内に設けられたヒータや冷却装置により、処理対象
基板１８を昇温又は冷却することが可能であり、温度制
御しながら薄膜を成長させ、膜質の良い薄膜を得ること
ができる。

【００４６】なお、以上は本発明の静電吸着装置１０
を、スパッタリングを行う真空処理装置５０に適用した
例を説明したが、本発明の静電吸着装置１０は、ＣＶＤ
装置や蒸着装置等の薄膜形成装置の他、ドライエッチン
グ装置にも用いることができる。

【００４７】また、搬送ロボットのアーム先端に取り付
けると、大型の基板を複数の静電吸着板１２上に静電吸
着した状態で所望の場所に搬送することができる。

【００４８】上記実施例では、第１、第２の電極に正電
圧と負電圧を印加したが、極性は問わない。真空槽や他
の部材との間に放電が生じず、第１、第２の電極間に電
位差が生じて絶縁性の処理基板が静電吸着されればよ
い。

【００４９】また、上記実施例では、静電吸着板１２に
突起状端子２６ａ、２６ｂを設け、母板１１にその突起
状の端子が嵌入する凹部３４を設けたが、静電吸着板１
２側に凹部を設け、母板１１側に突起状端子を設けて第
１、第２の電極と第１、第２の共通電極とを接続するよ
うにしてもよい。

【００５０】また、上記実施例では、１台の母板１１に
対して９台の静電吸着板１２を装着したが、本発明の静
電吸着装置には、１台の母板１１に対して２台以上８台
以下、又は１０台以上の静電吸着板１２を装着する静電
吸着装置が含まれる。

【００５１】また上記実施例では、静電吸着板１２の支
持基板２０をグラファイトとしたが、それに限るもので
はなく埋込配線との絶縁を確保する部材を伴なえば、Ａ
ｌ、ＳＵＳなどの金属でもよく、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、Ｓ
ｉ₃Ｎ₄、サイアロンなどの絶縁性材料であれば、絶縁部
材を必要とせず好適である。

【００５２】また絶縁膜２４をＰ−ＢＮとしたが、シリ
コーンゴム、ポリイミドなどの高分子シートを貼りつけ
てもよく、さらにはＰＶＤやＣＶＤによる酸化膜、窒化
膜などの絶縁性膜でもよい。

【００５３】

【発明の効果】大型基板の静電吸着に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電吸着装置が用いられる真空処理装
置の一例

【図２】静電吸着板と母板の位置関係を説明するための
平面図

【図３】母板の第１、第２の共通電極の配置パターンを
説明するための平面図

【図４】静電吸着板の第１、第の電極の配置パターンを
説明するための平面図

【図５】そのＡ−Ａ線截断面図

【図６】静電吸着板と母板の図４のＢ−Ｂ線に対応する
位置での截断面図

【図７】従来技術の静電吸着装置が配置された真空処理
装置

【図８】従来技術の静電吸着装置の第１、第２の電極の
配置パターンを説明するための平面図

【図９】そのＸ−Ｘ線截断面図

【符号の説明】

１０……静電吸着装置１１……母板１２……静電吸着板１４ａ……第１の共通線１４ｂ……第２の共通線２１ａ……第１の電極２１ｂ……第２の電極２０……支持基板２６ａ、２６ｂ……静電吸着板の端子３６ａ、３６ｂ……母板の端子

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極と、前記第１の電極と絶縁され
た第２の電極とが支持基板上に配置された静電吸着板を
複数個と、前記各静電吸着板が取り付けられる母板とを有し、前記母板には、前記第１の電極に電気的に接続される第
１の共通配線と、前記第１の共通配線とは絶縁され、前記第２の電極に電
気的に接続される第２の共通配線とが設けられ、前記第
１の共通配線と前記第２の共通配線の間に電圧を印加す
ると、前記各静電吸着板上の前記第１の電極と前記第２
の電極の間に電圧が印加され、前記各静電吸着板に処理
対象基板が静電吸着されるように構成された分割型静電
吸着装置。
【請求項２】前記各静電吸着板は、前記母板に対して着
脱可能に構成された請求項１記載の分割型静電吸着装
置。
【請求項３】前記各静電吸着板が有する端子と、前記母
板が有する端子により、前記第１、第２の電極と前記第
１、第２の共通配線とが電気的に接続されるように構成
された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の分割
型静電吸着装置。