【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子製造プロセスで用いられているエッチング処理、化学気相蒸着（ＣＶＤ）による薄膜形成などのプラズマ処理装置、電子露光装置、イオン描写装置、イオン注入装置、また液晶パネル製造に使用されるイオンドーピング装置などに具備されている半導体ウエハの静電吸着機構、いわゆる静電チャックの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置では被処理物である半導体ウエハをその装置内で位置決め、そして支持面への確固な保持を確保する必要がある。また、同時にこの行為は被処理半導体ウエハになんら損傷を与えるものであってはならない。一世代前には半導体ウエハの表面をなんらかの機構により、爪などで支持面へ抑えるクランプ方式が一般的であった。現在は処理基準が厳しく制限され、被処理半導体ウエハへの汚染量を管理する必要がある。これは、クランプ自身の材質、多くの場合はアルミニウム合金材が処理プラズマ中にさらされることにより遊離、あるいはイオン注入ではそのイオン照射によりクランプ母材からスパッタされ浮遊し、被処理半導体ウエハに降りかかることにより、半導体素子の特性、歩留まりに著しく影響を与えるからである。
【０００３】
そこで考案されたのが前述のような機械的でない、電気的な静電吸着力を利用した被処理ウエハの支持面への保持方法である。この方法では支持面下、いわゆる吸着面下、に組み込まれた電極に高電位を与え、この面を構成する誘電体に分布した静電気と、被処理ウエハに分極帯電した電荷による静電気のクーロン力あるいはジョンソン・ラーベック力によって、被処理ウエハを吸着させる方法である。従い、被処理ウエハの表面上には前述のクランプは存在しない。特許出願の傾向から判断すると、日本国ではこの関連の技術進歩はおよそ１９８０年代の後半から始まっていると考えられ、現在半導体製造装置では不可欠なものに成長している。
【０００４】
静電チャックは静電気力により吸着力を発生するものであるため、電極を必ず有す。この電極構成としては、単極型と双極型があるが、半導体製造装置内における静電チャックの使用環境やプラズマの有無によって使い分けられている。単極型はプラズマ環境下のみ吸着可能であるため、プラズマプロセスであるエッチング、ＣＶＤ、ＰＶＤ、アッシング工程の装置で用いられており、また、双極型は吸着動作させるのにプラズマの有無を問わないため、上記工程のほか、イオン注入や荷電粒子や光の露光工程においても多く使用されている。
【０００５】
静電チャックの吸着面を構成する材質には、アルミナ、炭化ケイ素、窒化アルミニウムなどの焼結セラミック、あるいはアルミナやアルミナに酸化チタンを混ぜたセラミックコーティングなどの無機材料から、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの有機材料まで様々な材質が使われている。そして、この吸着面を構成する材料は、静電チャックにおける誘電体としても作用するため、その抵抗値や誘電率などの電気特性が静電チャックの性能に大きく影響する。
【０００６】
ところで、近年では、特に半導体素子形成のデザインルールが微細化し、シリコンウエハやガラス基板上に飛来するパーティクルに対して非常に厳密な制御が要求されてきている。ウエハやガラス基板上面に付着したパーティクルは、半導体集積回路の配線を短絡させたり、素子を破壊したりするので、当然、排除されるべきものである。一方、ウエハやガラス基板の裏面に付着したパーティクルは、露光工程においてウエハやガラス基板の平面度を狂わせて露光不良の原因となる。
【０００７】
前述の吸着面を形成する材料が焼結セラミックやセラミックコーティングなどの無機系材料である場合は、セラミック材料そのものからの脱粒を阻止することはきわめて困難であり、また、ウエハやガラス基板の裏面がセラミックと擦れてパーティクルを発生させる要因となるなど、その発生低減は困難である。
【０００８】
また、樹脂系材料によって吸着面を形成する場合は、樹脂そのものからの発塵や、ウエハやガラス基板との摩擦によって生じる発塵はきわめて少ないが、電極構造によっては、大きな吸着力を得にくいという欠点がある。すなわち、一般的な樹脂材料の体積抵抗率は１０１４Ω・ｃｍ以上と非常に大きく、その吸着力はクーロン力が支配的になるため、静電チャックの吸着力は比較的小さい。また、双極型の電極構造は単極型に比べて吸着力が小さく、印加電圧を一定とすると通常単極型の半分程度となることが知られている。誘電体が樹脂系材料の場合、双極型電極では、十分な吸着力が発現しにくい。
【０００９】
特開昭６３−１９４３４５号では、発塵性の少ないとされる高分子フィルムの上に導電性ゴムにより部分的に被吸着物と接触させることにより、残留電荷による被吸着物の剥離性を向上させることが開示されている。また特開２０００−１６４６８４号では、ウエハ裏面のパーティクル付着低減と吸着力確保のため導電性ポリマー樹脂からなるスタンドオフ型パッドと呼ばれる、吸着面が被吸着物と部分的に接触することを特徴とする、静電チャックが例示されている。これら開示例の目的は異なるが、静電チャック表面からウエハ裏面へのパーティクル転移が生じにくい静電チャックを実現するため、ジョンソン・ラーベック効果を有効に利用する手段と考えられが、その部分的接触を具備することによる、被吸着物への弊害、あるいはプロセス処理中の問題、そして近年の更なるパーティクル発生低減の要求への不備が懸念され始めている。以下この問題について説明する。
【００１０】
被吸着物、すなわち集積回路などが形成される半導体ウエハあるいはガラスなどの基盤への弊害としては、静電チャックからの漏れ電流によるものが主である。静電チャックは高電圧電源の出力につながれた電極をその内部に有するため、微少ながら前記基盤に漏れ電流と称しているものが流れる。例えば、単極型の場合は、前記基盤を経由してプラズマ、そして大地に微少ながら漏れ電流が流れ、双極型の場合は、基盤中を一方の電極から、他方の電極へ流れる。この電流は、数十μＡ程度になることもあり、最新の半導体素子、特にキャパシタなどに高誘電体を用いたものに対して、予期せぬ電荷蓄積を起こさせ、素子の破壊が起こることがある。製造装置でのプロセス処理中の問題としては、プロセスに使う荷電粒子の運動エネルギが小さい場合にその問題が表面化する。例えば粒子質量の小さい電子のビーム、あるいは数十エレクトロンボルトの超低エネルギのイオンビームなどは、ごく小さい電気力線によりその軌道が乱れるが、このことによりプロセスの均一性に乱れが生じる。前記実施例のように基盤下の電荷分布がその面内において均一でなく、ある点に局在している場合、そこから発生する電気力線も局在しているため、プロセスに用いる荷電粒子の軌跡は、他の部分と差異が生じる。特にリソグラフィー装置では、この問題は致命的である。パーティクル発生に関しての従来技術の問題は、静電チャックの吸着面はパッドなどで部分的に接触させるため、凸凹している。静電チャックへ装着されるウエハの裏面にはパーティクルが付着しているため、たとえ静電チャックの発塵性がない場合でも、このようなパーティクルが蓄積され易い構造である。蓄積されたパーティクルは、ウエハの装填、離脱、あるいは装置からの輸送時などの気圧変化により、ウエハ上に離散、あるいはその裏面に付着するため、その素子の歩留まりに不測の悪影響を与える。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では前述のように静電チャックからの漏れ電流を均一に被吸着物に分散し、プロセスに用いる荷電粒子の軌道を乱さない、均一な電荷分布を与え、そして十分な吸着力とパーティクル発生あるいはその蓄積の起こらない静電チャックを提供することを課題とする
【００１２】
【課題を解決するための手段】
均一な体積抵抗率と、平坦な厚さを有す半導電樹脂を静電チャックの吸着面の全面に用い、この半導電樹脂層内の吸着電極から励起される分極電荷分布を被吸着物に対して均一とし、構造的な凸凹をなくす。また同時に、この半導電樹脂層体積抵抗率を、被吸着物への漏れ電流が流れすぎず、かつ適度の吸着力が得られる値に設定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１により説明する。基本的に基盤３の上部に吸着電極４を形成し、その上の全面に半導電性樹脂層２を形成し、半導体ウエハあるいは他の材質からなる被吸着物６を設置し吸着電極４にその電源５から直流電圧を印加することにより、半導電静電チャック１に被吸着物６を吸着する。図１の実施形態は双極電極型のみを例示しているが、その他の電極形態、すなわち単極、三極、その他多極型についても同様に実施可能である。
【００１４】
基盤３は絶縁材質で形成する。吸着電極４に印加する電圧は数百〜数ｋＶと高いので、この基盤３内で電流が流れないよう十分抵抗率が高い、アルミナ、あるいは窒化アルミ、チタニアなどからなるセラミック系材質を用いる。またこの基盤はアルミニウムなどの金属材質からなる基盤の上に高耐圧の絶縁シートを貼り付けたもの、あるいはフィルムを気相成長方法などで形成したものも用いられる。基盤３には吸着電極形成後その面が基盤３と同一面になるよう、電極厚さ、通常数μｍ程度の座ぐり加工を施す。電極形成は様々な方法がある。接着剤で金属フィルム、あるいは金属板を貼り付ける方法。あるいは金属をペースト状にしたもの、例えばタングステン、チタン、銅、アルミニウムなど、を塗布し後に熱などで硬化させる方法。さらには、無電界めっき、スパッタやイオンプレーティングなどの成膜技術を使うことも有効な電極形成方法である。図１では双極性の吸着電極４を模式的に表しているため、そのパターンは図示していないが、二つの電極を櫛形に入れ子に配置する、あるいは同心円パターンを互いに交互に配置するなど、その形態は様々である。吸着電極４形成後に基盤３と吸着電極４が凸凹しないよう、研磨作業と表面仕上げが行われ、その平坦度を１０μｍ以下にすることが必要である。
【００１５】
この後、この上面の全面に半導電性樹脂層２を形成する。その方法は以下に記載する材質のシートなどを導電性接着剤などによる張り付け、あるいは高温高圧下での圧接手法などがとられる。半導電性樹脂層２の厚さは０．５〜５ｍｍが適当であり、貼り付け後の平坦度は、例えば８インチの吸着面において１０μｍ以下、好ましくは３μｍ以下である。この平坦度は、貼り付け工程のみで実現することが困難な場合は、貼り付け後の研磨加工によって平坦度を得ることも有効である。半導電性樹脂層２の主材質はポリイミド、テフロン、シリコーン、アラミド系の樹脂で、導電性をもたせるため、カーボンなどの導電性物質を混入させたものを用いる。その例としてはカーボン繊維、カーボン微粒子、カーボンナノチューブなどが揚げられる。特にポリイミドは、−２７０℃〜４００℃までの耐熱性を有し、高弾性、機械的強度も合わせ持ち、また放射線、薬品などに対する耐性があり、物理的、電気的、化学的耐性が強い樹脂材料であるので本発明においては非常に好ましい材料である。この半導電性樹脂層２の重要な電気的特性として体積抵抗率があるが、図２を参照して定性的に説明する。半導電性樹脂層２あるいは被吸着物６への漏れ電流は、単純にその体積抵抗率、すなわち電流の流れにくさに、反比例することは自明である。しかし、吸着力は図２で示すよう、体積抵抗率のある領域で最大になることを本発明者は実験により見出した。一般に静電チャックの吸着力は吸着電極４と被吸着物６の間のクーロン力と、半導電樹脂層２に誘電される電荷と被吸着物６の間のジョンソン・ラーベック力の合成であると考えられるが、半導電樹脂層２に誘電させ、その表面、いわゆる静電チャックの吸着面に滞留させる電荷の量をその体積抵抗率で最適化することが可能で、これにより最大の吸着力を得られるということである。これを前述の被吸着物６への漏れ電流と掛け合わせて考えると、図２で示すように、半導電樹脂層３の体積抵抗率の最適値は１０９〜１０１１Ω・ｃｍである。シリコン製半導体ウエハの同抵抗率は１０１４〜１０１６であるため、被吸着物６の材質の５桁程度低い値が、半導電樹脂層３の最適値であるという推測も成り立つ。また、シリコンの比誘電率は２．７〜３．５であり、ポリイミドの比誘電率は３．４であることから、被吸着物６と半導電樹脂層３の比誘電率も近いことが、誘電電荷の最適な分布に寄与している可能性もある。
【００１６】
【発明の効果】
図３に本発明上述の実施例の電荷分布、そして電気力線の分布を模式的に示す。電源５で出力される電位は吸着電極４に供給される。この電極に励起された電荷は、半導電樹脂層２に誘導電荷を発生させる。プラス（＋）電極に接する半導電樹脂層２にはマイナス（−）電荷が誘起する。半導電樹脂層２の被吸着物６と接触する部分では分極によりプラス（＋）電荷が誘起され、その被吸着部６ではマイナス（−）電荷が誘起される。同様にマイナス（−）電極には反対の電荷が誘起され、それぞれの電気力線は図３中の破線矢印で示すように分布する。ここで半導電樹脂層２を平坦となるよう吸着面の全面に施し、その体積抵抗率を最適化することで、半導電樹脂層２の吸着面側に分布する分極電荷は一様になり、結果、被吸着物６内部の電気力線も同様に均一に分布する。被吸着物６にプロセスで用いる荷電粒子が飛来するとき、これらの軌道は前述の電気力線が均一であるため、被吸着物６に方向の乱れなどが生じることなく一様に、入射することになる。吸着力は半導電樹脂層２の体積抵抗率を前述のように最適化したことにより十分な保持力が得られることが実証されている。吸着力が低いとされる双極型電極の場合でも、低い吸着電圧で従来構造の単極型に匹敵する吸着力が得られ、また同時に、漏れ電流による被吸着物に含まれる素子などの破壊がないことも確認されている。静電チャックの吸着面である半導電樹脂層２は樹脂で形成し全面に渡って平坦であるためパーティクル発生がしにくく、パーティクルの蓄積も原理的に起こらない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す静電チャック構造模式図。
【図２】本発明静電チャックの吸着面誘電体樹脂材質の体積抵抗率に対する吸着力と漏れ電流のグラフ
【図３】本発明静電チャックの吸着電圧印加時の電荷配列、及びこれに伴う電気力線の分布説明図
【符号の説明】
１ 半導電静電チャック
２ 半導電樹脂層
３ 基盤
４ 吸着電極
５ 電源
６ 被吸着物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for a plasma processing apparatus such as an etching process used in a semiconductor device manufacturing process, a thin film formation by chemical vapor deposition (CVD), an electron exposure apparatus, an ion drawing apparatus, an ion implantation apparatus, and a liquid crystal panel manufacturing. The present invention relates to a technique for electrostatic chucking of a semiconductor wafer provided in an ion doping apparatus or the like, which is a so-called electrostatic chuck.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing apparatus, it is necessary to position a semiconductor wafer as an object to be processed in the apparatus and to secure firm holding of the semiconductor wafer on a support surface. At the same time, this action must not cause any damage to the semiconductor wafer to be processed. One generation ago, a clamping method in which the surface of a semiconductor wafer was held on a supporting surface by a nail or the like by some mechanism was generally used. At present, processing standards are severely limited, and it is necessary to control the amount of contamination on a semiconductor wafer to be processed. This is because the material of the clamp itself, often an aluminum alloy material, is released by being exposed to the processing plasma, or in the case of ion implantation, is sputtered from the clamp base material due to the ion irradiation and floats and falls on the semiconductor wafer to be processed. This significantly affects the characteristics and yield of the semiconductor element.
[0003]
Therefore, a method for holding a wafer to be processed on a supporting surface using an electric electrostatic attraction force, which is not mechanical as described above, has been devised. In this method, a high potential is applied to an electrode incorporated under the support surface, that is, under the so-called adsorption surface, and the static electricity distributed on the dielectric constituting the surface and the Coulomb force of the static electricity due to the polarized electric charge on the wafer to be processed or This is a method of attracting a wafer to be processed by Johnson-Rahbek force. Therefore, the above-mentioned clamp does not exist on the surface of the wafer to be processed. Judging from the tendency of patent applications, it is considered that this related technical advance in Japan began in the latter half of the 1980's, and is now becoming essential for semiconductor manufacturing equipment.
[0004]
Since the electrostatic chuck generates an attraction force by an electrostatic force, it always has an electrode. The electrode configuration includes a monopolar type and a bipolar type, and they are selectively used depending on the use environment of the electrostatic chuck in the semiconductor manufacturing apparatus and the presence or absence of plasma. The monopolar type can be adsorbed only in a plasma environment, so it is used in equipment for plasma processes such as etching, CVD, PVD, and ashing, and the bipolar type is used regardless of the presence or absence of plasma for the adsorption operation. Therefore, in addition to the above steps, they are often used in ion implantation, charged particle and light exposure steps.
[0005]
The material that constitutes the chucking surface of the electrostatic chuck can be a sintered ceramic such as alumina, silicon carbide, or aluminum nitride, or an inorganic material such as alumina or a ceramic coating of alumina mixed with titanium oxide, polyimide resin, fluororesin, etc. Various materials are used up to organic materials. Since the material forming the suction surface also functions as a dielectric in the electrostatic chuck, its electrical characteristics such as resistance and dielectric constant greatly affect the performance of the electrostatic chuck.
[0006]
In recent years, in particular, the design rules for forming semiconductor elements have become finer, and very strict control has been required for particles flying on a silicon wafer or a glass substrate. Particles adhering to the upper surface of a wafer or a glass substrate short-circuit the wiring of a semiconductor integrated circuit or destroy elements, and should be naturally eliminated. On the other hand, particles adhering to the back surface of the wafer or the glass substrate change the flatness of the wafer or the glass substrate in the exposure process and cause exposure failure.
[0007]
When the material forming the above-mentioned adsorption surface is an inorganic material such as a sintered ceramic or a ceramic coating, it is extremely difficult to prevent the particles from falling off from the ceramic material itself. It is difficult to reduce the generation of particles, for example, because the particles may be rubbed with ceramics to generate particles.
[0008]
In addition, when the adsorption surface is formed by a resin material, dust generated from the resin itself or dust generated by friction with a wafer or a glass substrate is extremely small, but it is difficult to obtain a large adsorption force depending on an electrode structure. There are drawbacks. That is, the volume resistivity of a general resin material is very large, 10 14 Ω · cm or more, and the Coulomb force is dominant in the adsorption force, so that the adsorption force of the electrostatic chuck is relatively small. It is also known that the bipolar electrode structure has a smaller attraction force than the monopolar electrode structure, and when the applied voltage is constant, it is about half that of the normal unipolar type. When the dielectric is a resin-based material, it is difficult for a bipolar electrode to exhibit a sufficient attraction force.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-194345 discloses that a conductive rubber is used to partially contact an object to be adsorbed on a polymer film which is considered to be less dusty, thereby improving the releasability of the object due to residual charges. Is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164684 is characterized in that a suction surface is partially contacted with an object to be suctioned, which is called a stand-off type pad made of a conductive polymer resin in order to reduce particle adhesion on the back surface of the wafer and secure suction force. , An electrostatic chuck is illustrated. Although the purpose of these disclosed examples is different, it is considered to be a means for effectively utilizing the Johnson-Rahbek effect in order to realize an electrostatic chuck in which particles are not easily transferred from the front surface of the electrostatic chuck to the back surface of the wafer. There is a growing concern that harmfulness to the adsorbed material, problems during the process treatment, and deficiencies in recent demands for further reduction in particle generation due to the presence of the compound (1) are being started. Hereinafter, this problem will be described.
[0010]
An adverse effect on an object to be attracted, that is, a substrate such as a semiconductor wafer or glass on which an integrated circuit or the like is formed is mainly caused by leakage current from an electrostatic chuck. Since the electrostatic chuck has an electrode connected to the output of the high-voltage power supply therein, a small amount of leakage current flows through the base. For example, in the case of the unipolar type, a small amount of leakage current flows through the plasma and the ground via the base, and in the case of the bipolar type, flows from one electrode to the other electrode in the base. This current can be on the order of tens of microamperes, which can cause unexpected charge accumulation and destruction of the latest semiconductor devices, especially those that use high dielectrics for capacitors and the like. is there. As a problem during the process processing in the manufacturing apparatus, the problem comes to the surface when the kinetic energy of the charged particles used in the process is small. For example, the trajectory of an electron beam having a small particle mass or an ion beam having an extremely low energy of several tens of electron volts is disturbed by an extremely small line of electric force, and this causes disturbance in process uniformity. If the charge distribution under the substrate is not uniform in the plane and is localized at a certain point as in the above-described embodiment, the lines of electric force generated therefrom are also localized. Is different from other parts. Particularly in lithographic apparatus, this problem is fatal. The problem of the prior art regarding the generation of particles is that the suction surface of the electrostatic chuck is uneven due to partial contact with a pad or the like. Since particles adhere to the back surface of the wafer mounted on the electrostatic chuck, even if the electrostatic chuck has no dust generation property, such a particle is easily accumulated. The accumulated particles are discretely deposited on the wafer or adhere to the back surface thereof due to a change in air pressure at the time of loading, unloading, or transporting the wafer from the apparatus, and thus have an unexpected adverse effect on the yield of the element.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the present invention, as described above, the leakage current from the electrostatic chuck is uniformly dispersed in the object to be adsorbed, and a uniform charge distribution is provided without disturbing the trajectory of the charged particles used in the process. An object of the present invention is to provide an electrostatic chuck that does not generate or accumulate particles.
[Means for Solving the Problems]
A semiconductive resin having a uniform volume resistivity and a flat thickness is used on the entire surface of the chucking surface of the electrostatic chuck, and the polarization charge distribution excited by the chucking electrode in the semiconductive resin layer is applied to the object to be sucked. In contrast, it is uniform and eliminates structural irregularities. At the same time, the volume resistivity of the semiconductive resin layer is set to a value at which a leak current to the object to be adsorbed does not flow too much and an appropriate adsorption force is obtained.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Basically, the adsorption electrode 4 is formed on the upper part of the base 3, the semiconductive resin layer 2 is formed on the entire surface thereof, and a semiconductor wafer or an object 6 made of another material is placed on the adsorption electrode 4. By applying a DC voltage from the power supply 5, the object 6 is attracted to the semiconductive electrostatic chuck 1. Although the embodiment of FIG. 1 illustrates only the bipolar electrode type, other electrode configurations, that is, monopolar, tripolar, and other multipolar types can be similarly implemented.
[0014]
The base 3 is formed of an insulating material. Since the voltage applied to the adsorption electrode 4 is as high as several hundreds to several kV, a ceramic material made of alumina, aluminum nitride, titania, or the like having a sufficiently high resistivity so that no current flows in the substrate 3 is used. The base may be a base made of a metal material such as aluminum, on which an insulating sheet having a high withstand voltage is attached, or a base formed by forming a film by a vapor phase growth method or the like. The base 3 is counterbored with an electrode thickness, usually about several μm, so that the surface of the base 3 becomes the same as the base 3 after the formation of the attraction electrode. There are various methods for forming electrodes. A method of attaching a metal film or metal plate with an adhesive. Alternatively, a method in which a paste of a metal, for example, tungsten, titanium, copper, aluminum, or the like, is applied and then cured by heat or the like. Further, it is also effective to use a film forming technique such as electroless plating, sputtering or ion plating. In FIG. 1, since the bipolar adsorption electrode 4 is schematically shown, its pattern is not shown, but the two electrodes are nested in a comb shape, or concentric patterns are alternately arranged. The form varies. After the formation of the suction electrode 4, polishing work and surface finishing are performed so that the substrate 3 and the suction electrode 4 are not uneven, and the flatness thereof needs to be 10 μm or less.
[0015]
Thereafter, a semiconductive resin layer 2 is formed on the entire upper surface. As the method, a sheet or the like made of a material described below may be attached with a conductive adhesive or the like, or a pressure welding method under a high temperature and a high pressure. The thickness of the semiconductive resin layer 2 is suitably 0.5 to 5 mm, and the flatness after pasting is, for example, 10 μm or less, preferably 3 μm or less on an 8-inch suction surface. If it is difficult to achieve the flatness only by the attaching process, it is also effective to obtain the flatness by polishing after the attaching. The main material of the semiconductive resin layer 2 is polyimide, Teflon, silicone, or aramid-based resin mixed with a conductive material such as carbon in order to impart conductivity. Examples thereof include carbon fiber, carbon fine particles, and carbon nanotubes. In particular, polyimide is a resin having heat resistance up to -270 ° C to 400 ° C, high elasticity, mechanical strength, resistance to radiation and chemicals, and strong physical, electrical and chemical resistance. Since it is a material, it is a very preferable material in the present invention. An important electrical property of the semiconductive resin layer 2 is volume resistivity, which will be qualitatively described with reference to FIG. It is obvious that the leakage current to the semiconductive resin layer 2 or the substance 6 to be adsorbed is simply inversely proportional to its volume resistivity, that is, the difficulty of current flow. However, as shown in FIG. 2, the present inventor has found that the adsorption force is maximized in a region having a volume resistivity. Generally, the chucking force of the electrostatic chuck is a combination of the Coulomb force between the chucking electrode 4 and the object 6 and the Johnson-Rahbek force between the charge induced by the semiconductive resin layer 2 and the object 6. It is conceivable that it is possible to optimize the amount of charge that is made to insulate the semiconductive resin layer 2 and stay on the surface thereof, that is, the suction surface of the electrostatic chuck, by its volume resistivity, thereby maximizing the suction force. It is that it can be obtained. When this is multiplied by the above-described leakage current to the adsorption object 6, the optimum value of the volume resistivity of the semiconductive resin layer 3 is 10 9 to 10 11 Ω · cm, as shown in FIG. Since the same resistivity of the silicon semiconductor wafer is 10 < 14 > to 10 < 16 >, it is estimated that the value of the material of the to-be-adsorbed object 6 lower by about 5 digits is the optimum value of the semiconductive resin layer 3. Further, since the relative dielectric constant of silicon is 2.7 to 3.5 and the relative dielectric constant of polyimide is 3.4, the relative dielectric constants of the object 6 and the semiconductive resin layer 3 are close to each other. May contribute to the optimal distribution of the dielectric charge.
[0016]
【The invention's effect】
FIG. 3 schematically shows the distribution of electric charges and the distribution of electric lines of force in the above embodiment of the present invention. The potential output from the power supply 5 is supplied to the suction electrode 4. The charge excited by this electrode generates an induced charge in the semiconductive resin layer 2. A minus (-) charge is induced in the semiconductive resin layer 2 in contact with the plus (+) electrode. Polarization induces a positive (+) charge in the portion of the semiconductive resin layer 2 that contacts the object 6, and induces a negative (−) charge in the adsorbed portion 6. Similarly, opposite charges are induced in the minus (-) electrode, and the respective lines of electric force are distributed as shown by the dashed arrows in FIG. Here, the semiconductive resin layer 2 is applied to the entire surface of the adsorption surface so as to be flat, and its volume resistivity is optimized, whereby the polarization charge distributed on the adsorption surface side of the semiconductive resin layer 2 becomes uniform, As a result, the lines of electric force inside the object 6 are also uniformly distributed. When the charged particles used in the process fly to the object 6 to be adsorbed, the orbits of these particles must be uniformly incident on the object 6 without disturbing the direction, because the lines of electric force described above are uniform. become. It has been proved that a sufficient holding force can be obtained by optimizing the volume resistivity of the semiconductive resin layer 2 as described above. Even in the case of a bipolar electrode that has a low adsorption force, an adsorption force comparable to the conventional monopolar type can be obtained with a low adsorption voltage, and at the same time, the elements such as elements included in the object to be adsorbed due to leakage current can be destroyed. It has been confirmed that there is no such thing. Since the semiconductive resin layer 2, which is the suction surface of the electrostatic chuck, is made of resin and is flat over the entire surface, particles are hardly generated, and particles do not accumulate in principle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an electrostatic chuck structure showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph of a suction force and a leakage current with respect to a volume resistivity of a dielectric resin material on a suction surface of the electrostatic chuck of the present invention. FIG. Explanatory diagram of distribution of electric lines of force [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semi-conductive electrostatic chuck 2 Semi-conductive resin layer 3 Substrate 4 Adsorption electrode 5 Power supply 6 Adsorbed object
