JP7150510B2 - electrostatic chuck - Google Patents
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Description
本発明は、静電チャックに関する。 The present invention relates to electrostatic chucks.
減圧環境下で行われる半導体製造工程では、ウエハステージとして静電チャックが使用される。近年、半導体製造工程の処理の増大に伴い、静電チャックからのウエハの離脱時間の短縮が求められている。この対策として、静電チャックの絶縁層の体積抵抗率を小さくすることの他、静電チャックの表面に凸部を設けてウエハとの接触面積を小さくして吸着力の全圧を小さくし残留する吸着力を小さくするなどの対策が講じられた技術が提案されている（特許文献１）。 An electrostatic chuck is used as a wafer stage in a semiconductor manufacturing process performed under a reduced pressure environment. In recent years, with the increase in the number of processes in the semiconductor manufacturing process, there has been a demand for shortening the time taken to remove the wafer from the electrostatic chuck. As a countermeasure against this, in addition to reducing the volume resistivity of the insulating layer of the electrostatic chuck, a convex portion is provided on the surface of the electrostatic chuck to reduce the contact area with the wafer, thereby reducing the total pressure of the adsorption force and reducing the residual pressure. A technique has been proposed in which a countermeasure is taken such as reducing the adsorption force to be applied (Patent Document 1).
しかし、特許文献１の技術は、誘電体の内部に静電吸着電極が埋設されており、使用時に静電吸着電極とウエハ間に流れる微小な電流によって、ウエハと静電チャック表面との接触界面に分極が生じて微小電極が流れる。このため、静電チャックとウエハ間に、いわゆるジョンセン・ラ―ベック効果が発現し、静電吸着電極に給電するための吸着電源をオフにしても吸着力が一定時間過渡的に残留するため、残留する吸着力を小さくするさらなる改善が求められる。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the electrostatic attraction electrode is embedded inside the dielectric, and the contact interface between the wafer and the surface of the electrostatic chuck is caused by a minute current flowing between the electrostatic attraction electrode and the wafer during use. The microelectrodes flow due to polarization. For this reason, the so-called Johnsen-Rahbek effect occurs between the electrostatic chuck and the wafer, and even if the attraction power supply for supplying power to the electrostatic attraction electrode is turned off, the attraction force remains transiently for a certain period of time. Further improvements are required to reduce the residual adsorption force.
本発明は、以上の点に鑑み、吸着電源をオフした後に残留する吸着力を小さくすることができる静電チャックを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an electrostatic chuck capable of reducing the residual attraction force after the attraction power supply is turned off.
［１］上記目的を達成するため、本発明の静電チャックは、
絶縁性を有する絶縁基板と、
前記絶縁基板の表面に沿って前記絶縁基板に埋設された静電吸着電極と、
前記表面に設けられた複数の凸部と、
を備えた静電チャックであって、
前記静電吸着電極は、前記絶縁基板の厚み方向において前記凸部に重なる領域から離間しており、
前記絶縁基板における前記表面から前記静電吸着電極までの前記絶縁基板の厚み方向における距離Ｔが、２×１０-3（ｍ）以下であり、
前記凸部に最も近い前記静電吸着電極の端部から前記静電吸着電極の端部に最も近い前記凸部の下端部に向って延びる第１ベクトルと、前記絶縁基板の厚み方向に沿って前記第１ベクトルを前記静電吸着電極が配置される平面に投影することにより形成される第２ベクトルとのなす角度θが、１０．６°～４５°であることを特徴とする。
[1] To achieve the above object, the electrostatic chuck of the present invention comprises:
an insulating substrate having insulation;
an electrostatic adsorption electrode embedded in the insulating substrate along the surface of the insulating substrate;
a plurality of protrusions provided on the surface;
An electrostatic chuck comprising:
the electrostatic attraction electrode is spaced apart from the region overlapping the convex portion in the thickness direction of the insulating substrate,
a distance T in the thickness direction of the insulating substrate from the surface of the insulating substrate to the electrostatic attraction electrode is 2×10 −3 (m) or less;
a first vector extending from the end of the electrostatic adsorption electrode closest to the protrusion toward the lower end of the protrusion closest to the end of the electrostatic adsorption electrode; An angle θ formed between the first vector and a second vector formed by projecting the first vector onto a plane on which the electrostatic attraction electrode is arranged is 10.6° to 45° .
かかる構成によれば、絶縁基板における表面から静電吸着電極までの絶縁基板の厚み方向における距離（厚さ）Ｔが２×１０-3（ｍ）以下である。さらに、凸部に最も近い静電吸着電極の端部から静電吸着電極の端部に最も近い凸部の下端部に向って延びる第１ベクトルと、絶縁基板の厚み方向に沿って第１ベクトルを静電吸着電極が配置される平面に投影することにより形成される第２ベクトルとのなす角度θを、４５°以下である。 According to this configuration, the distance (thickness) T in the thickness direction of the insulating substrate from the surface of the insulating substrate to the electrostatic attraction electrode is 2×10 −3 (m) or less. Further, a first vector extending from the end of the electrostatic attraction electrode closest to the projection toward the bottom end of the projection closest to the end of the electrostatic attraction electrode, and a first vector along the thickness direction of the insulating substrate to the second vector formed by projecting onto the plane on which the electrostatic adsorption electrodes are arranged is 45° or less.
このため、静電吸着電極は、絶縁基板の厚み方向において凸部に重なる領域から離間し、凸部に最も近い静電吸着電極の端部から静電吸着電極の端部に最も近い凸部までの距離が大きくなる。凸部に最も近い静電吸着電極の端部から静電吸着電極の端部に最も近い凸部までの距離が大きくなるので、静電チャックの絶縁基板（誘電体）における静電吸着電極の端部から凸部の頂面までの電気抵抗Ｒ２が大きくなる。静電チャックの絶縁基板（誘電体）における電気抵抗Ｒ２によって、静電吸着電極から凸部を介してウエハに流れる電流密度（電気力線）が小さくなる。 For this reason, the electrostatic chucking electrode is spaced apart from the region overlapping the convex portion in the thickness direction of the insulating substrate, from the end portion of the electrostatic chucking electrode closest to the convex portion to the convex portion closest to the end portion of the electrostatic chucking electrode. distance increases. Since the distance from the end of the electrostatic attraction electrode closest to the projection to the projection closest to the edge of the electrostatic attraction electrode increases, the edge of the electrostatic attraction electrode on the insulating substrate (dielectric) of the electrostatic chuck The electric resistance R2 from the ridge to the top surface of the ridge increases. Due to the electrical resistance R2 in the insulating substrate (dielectric) of the electrostatic chuck, the current density (electric lines of force) flowing from the electrostatic attraction electrode to the wafer via the projections is reduced.
凸部とウエハとの接触界面の電気抵抗Ｒ１は変わらないが、凸部を介してウエハに流れる電流密度（電気力線）が小さくなるので、凸部とウエハとの接触界面における電位差Ｖ１が小さくなる。凸部とウエハとの接触界面に形成される静電容量Ｃ１は変わらない状態で、電位差Ｖ１が小さくなるので、接触界面における電気量が小さくなる。そうするとデチャック時に残留する電気量が少なくなるので、ジョンセン・ラーベック効果による残留する吸着力を小さくし、静電チャックからのウエハの離脱時間を短縮することができる。 Although the electrical resistance R1 at the contact interface between the convex portion and the wafer does not change, the current density (electric line of force) flowing through the convex portion to the wafer becomes smaller, so the potential difference V1 at the contact interface between the convex portion and the wafer becomes smaller. Become. Since the potential difference V1 decreases while the capacitance C1 formed at the contact interface between the convex portion and the wafer remains unchanged, the amount of electricity at the contact interface decreases. As a result, the amount of electricity remaining at the time of dechucking is reduced, so that the remaining attraction force due to the Johnsen-Rahbek effect is reduced, and the detachment time of the wafer from the electrostatic chuck can be shortened.
［２］また、本発明の静電チャックにおいて、前記凸部の高さＨは、３～１５（μｍ）であることが好ましい。 [2] Further, in the electrostatic chuck of the present invention, it is preferable that the height H of the convex portion is 3 to 15 (μm).
かかる構成によれば、静電チャックに吸着される吸着物が、シリコンウエハのような半導体である場合は、絶縁基板の表面とシリコンウエハとのギャップである高さＨの部分にクーロン力効果も発現する。静電吸着電極から絶縁基板の表面までの距離（厚さ）Ｔが非常に小さく、静電吸着電極とシリコンウエハとの間に入力される入力電圧は、絶縁基板の表面とシリコンウエハとのギャップである高さＨの部分に分圧される。高さＨを３（μｍ）より小さくすると製造することが難しい。また、高さＨを１５（μｍ）より大きくすると十分な吸着力を得るために過大な電圧が必要となる。このため、高さＨを３～１５（μｍ）として、クーロン力効果による吸着力を支配的にすることで、静電吸着電極から凸部を介してウエハに流れる電流密度（電気力線）を小さくし、残留する静電吸着力を小さくすることができる。 According to such a configuration, when the object to be attracted to the electrostatic chuck is a semiconductor such as a silicon wafer, a Coulomb force effect is also generated at the height H which is the gap between the surface of the insulating substrate and the silicon wafer. Express. The distance (thickness) T from the electrostatic adsorption electrode to the surface of the insulating substrate is very small, and the input voltage input between the electrostatic adsorption electrode and the silicon wafer is the gap between the surface of the insulating substrate and the silicon wafer. is divided into portions of height H where . If the height H is smaller than 3 (μm), manufacturing becomes difficult. Also, if the height H is made larger than 15 (μm), an excessive voltage is required to obtain a sufficient attracting force. Therefore, by setting the height H to 3 to 15 (μm) so that the attraction force due to the Coulomb force effect is dominant, the current density (electric line of force) flowing from the electrostatic attraction electrode to the wafer via the projections can be reduced. It is possible to reduce the residual electrostatic adsorption force.
［３］また、本発明の静電チャックにおいて、前記静電吸着電極と前記凸部に載置される吸着物との間に形成される平行板コンデンサの静電容量を１平方メートル当たりの静電容量に換算した値が１×１０-8（Ｆ）以上であることが好ましい。かかる構成によれば、静電チャックとして十分な吸着力で吸着物を吸着することができる。 [3] Further, in the electrostatic chuck of the present invention, the capacitance of a parallel plate capacitor formed between the electrostatic chucking electrode and the chucking object placed on the convex portion is calculated as the electrostatic capacitance per square meter. The value converted to capacity is preferably 1×10 −8 (F) or more. According to such a configuration, an object to be attracted can be attracted with a sufficient attraction force as an electrostatic chuck.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。なお、図面は、静電チャック１を概念的（模式的）に示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The drawings conceptually (schematically) show the electrostatic chuck 1 .
図１及び図２に示すように、静電チャック１は、絶縁性を有する絶縁基板２と、絶縁基板２の表面３に沿って絶縁基板２に埋設された静電吸着電極４と、表面３に設けられた複数の凸部５と、を備えている。凸部５の高さＨは、３～１５（μｍ）であり、凸部５上には半導体としてのウエハ１１が配置されている。静電吸着電極４には、開口部６が形成されており、静電吸着電極４は、絶縁基板２の厚み方向において凸部５に重なる領域Ｓ１から離間している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electrostatic chuck 1 includes an
図２及び図３に示すように、絶縁基板２における表面３から静電吸着電極４までの絶縁基板２の厚み方向における距離Ｔは、２×１０-3（ｍ）以下に設定されている。絶縁基板２の表面３から静電吸着電極４までの間は誘電体７である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the distance T in the thickness direction of the
絶縁基板２の凸部５に最も近い静電吸着電極４の開口部６の端部Ａから静電吸着電極４の開口部６の端部Ａに最も近い凸部５の下端部Ｂに向って延びる第１ベクトルＡＢと、絶縁基板２の厚み方向に沿って第１ベクトルＡＢを静電吸着電極４が配置される平面に投影することにより形成される第２ベクトルＡＣとのなす角度θは、４５°以下に設定されている。なお、Ｃ点は凸部５の下端部Ｂを静電吸着電極４が設けられる平面に絶縁基板２の厚み方向へ投影した投影点である。
From the end A of the
次に等価回路も用いて静電チャック１を説明する。 Next, the electrostatic chuck 1 will be described using an equivalent circuit as well.
図４に示すように、図左の模式的に示した静電チャック１は、電源１２からリード線１３を介して絶縁基板２に埋設された静電吸着電極４に給電される。絶縁基板２の凸部５には吸着物としてウエハ１１が載置されている。このように、静電チャック１は、平行板コンデンサのような構成となる。
As shown in FIG. 4 , the electrostatic chuck 1 schematically shown on the left side of the drawing is supplied with power from a
静電チャック１の吸着力は、静電チャック１の凸部５とウエハ１１との界面で生じるジョンセン・ラーベック力ｆ（ｊ）と、静電吸着電極４とウエハ１１との間で生じるクーロン力ｆ（ｃ）とからなり、吸着力＝ｆ（ｊ）＋ｆ（ｃ）と表わすことができる。
The attraction force of the electrostatic chuck 1 is composed of the Johnsen-Rahbek force f(j) generated at the interface between the
ジョンセン・ラーベック力ｆ（ｊ）は、接触する物体である凸部５とウエハ１１とに電圧を印加して電流を流した際、凸部５とウエハ１１との接点部分の抵抗Ｒ１によって急激な電圧降下が生じることで接触面の間に電荷が蓄積され、物体間に引力が生じる現象による力である。
The Johnsen-Rahbek force f(j) is abruptly generated by the resistance R1 of the contact portion between the
クーロン力ｆ（ｃ）は、電荷を有する物体間である、静電吸着電極４とウエハ１１とに働く力である。クーロン力ｆ（ｃ）の大きさは、各々の電荷の量に比例し、静電吸着電極４とウエハ１１との距離の二乗に反比例する。
The Coulomb force f(c) is a force acting on the
図４中、Ｒ１はジョンセン・ラーベック力に関する凸部５とウエハ１１との接点部分の電気抵抗である。Ｃ１はジョンセン・ラーベック力に関する凸部５とウエハ１１とのギャップδ部分の静電容量である。Ｖ１はジョンセン・ラーベック力に関する凸部５とウエハ１１とのギャップδ部分の電位差である。
また、Ｒ２はクーロン力に関する静電吸着電極４とウエハ１１との間の電気抵抗であり、Ｃ２はクーロン力に関する静電吸着電極４の真上にある絶縁体７の静電容量であり、Ｖ２はジョンセン・ラーベック力に関する静電吸着電極４と凸部５のウエハ１１との接点部分との間の電位差である。全体の電圧Ｖ０は、Ｖ０＝Ｖ１＋Ｖ２と表わすことができる。
In FIG. 4, R1 is the electric resistance of the contact portion between the
Also, R2 is the electrical resistance between the
静電チャック１に電圧Ｖ０を印加すると、電位差Ｖ１の大きさに応じたジョンセン・ラーベック力ｆ（ｊ）と、電位差Ｖ０の大きさに応じたクーロン力ｆ（ｃ）とが生じる。 When a voltage V0 is applied to the electrostatic chuck 1, a Johnsen-Rahbek force f(j) corresponding to the magnitude of the potential difference V1 and a Coulomb force f(c) corresponding to the magnitude of the potential difference V0 are generated.
ここで、ジョンセン・ラーベック効果は、静電吸着電極４とウエハ１１間に流れる微小な電流によって、ウエハ１１と静電チャック１の凸部５の接触界面に分極せしめるものであるが、静電吸着電極４は絶縁基板２の厚み方向において凸部５に重なる領域Ｓ１から離間しており電気抵抗Ｒ２が大きいため、静電チャック１とウエハ１１間に流れる電流が抑制され、ジョンセン・ラーベック効果が減じられる。
Here, the Johnsen-Rahbek effect is to polarize the contact interface between the
一方、静電吸着電極４とウエハ１１間には、絶縁基板２の厚み方向における凸部５以外の領域では、絶縁層である誘電体７の厚さＴ及び凸部５の高さＨに相当する空間有して対向しているため、静電吸着電極４とウエハ１１の平行板コンデンサを形成し、静電吸着電極４の真上にある誘電体７の静電容量と誘電体７の直上の凸部５の高さＨに相当する空間の静電容量との合成容量Ｃ０に電位差Ｖ０が付加されることでクーロン力が生じ、ウエハ１１が静電チャック１に吸着される。
On the other hand, between the
この際、電流はわずかに凸部５を介してウエハ１１に流れるが、凸部５以外の大部分の領域では誘電体７及びその上の空間によって電流はほとんど流れないので、残留吸着力の原因となる電流自体がほとんど流れず、ジョンセン・ラーベック効果が極小化されて、ウエハ１１の離脱性を向上させることができる。このように、本発明では、吸着電源をオフした後に残留する吸着力を小さくすることができる。
At this time, a small amount of current flows to the
図２～図４に示すように、静電吸着電極４は、絶縁基板２の厚み方向において凸部５に重なる領域Ｓ１から離間し、凸部５に最も近い静電吸着電極４の端部から静電吸着電極４の端部に最も近い凸部５までの距離が大きくなる。凸部５直下にまで静電吸着電極４を配置した場合の静電吸着電極４から静電吸着電極４に最も近い凸部５までの距離に比較して、凸部５に最も近い静電吸着電極４の端部から静電吸着電極４の端部に最も近い凸部５までの距離が大きくなるので、静電チャック１の絶縁基板（誘電体）２における静電吸着電極４の端部から凸部５の頂面までの電気抵抗Ｒ２が大きくなる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
静電チャック１の絶縁基板２における電気抵抗Ｒ２によって、静電吸着電極４から凸部５を介してウエハ１１に流れる電流密度（電気力線）が小さくなる。凸部５とウエハ１１との接触界面の電気抵抗Ｒ１は変わらないが、電気抵抗Ｒ２が大きいため、凸部５を介してウエハ１１に流れる電流密度（電気力線）が小さくなり、凸部５とウエハ１１との接触界面における電位差Ｖ１が小さくなる。凸部５とウエハ１１との接触界面に形成される静電容量Ｃ１は変わらない状態で、電位差Ｖ１が小さくなるので、接触界面における電気量が小さくなる。そうすると吸着電源をオフにした後に残留する電気量が少なくなるので、ジョンセン・ラーベック効果による残留する吸着力を小さくし、静電チャック１からのウエハ１１の離脱時間を短縮することができる。
Due to the electrical resistance R2 in the insulating
次に、ジョンセン・ラーベック効果が極小化してウエハ１１の離脱性を向上させるための、詳細な構成を説明する。静電チャック１は、一例として次のように複数種類作製し、以下の方法で評価した。
Next, a detailed configuration for minimizing the Johnsen-Rahbek effect and improving the detachability of the
[静電チャック１の構成]
静電チャック１の外径は、φ２９８ｍｍである。静電チャック１の表面３に、φｄ／ｍ、高さＨ＝１０μｍの円柱状の凸部５を形成する。凸部５は、絶縁基板２の表面３全体に一辺がピッチＰ／ｍの正三角形の頂点に連続して配置する。
[Configuration of Electrostatic Chuck 1]
The outer diameter of the electrostatic chuck 1 is φ298 mm. On the
静電吸着電極４は双極型（半月状）とし、表面３に形成される凸部５と絶縁基板２の厚み方向に重ならないように離間させ、φＤ／ｍの円形の空間（開口部６）を形成する。
The
[製造方法]
円盤状の絶縁層をセラミックス焼結体で作製する。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）にモリブデンの静電吸着電極４を埋設しホットプレス焼成（１８００℃、１０ＭＰ、８時間焼成）する。なお、静電チャック１の厚みは１５ｍｍとする。
[Production method]
A disk-shaped insulating layer is made of a ceramic sintered body. A molybdenum
静電チャック１は、絶縁基板２の誘電体７の厚みＴが、０．３～３ｍｍのものを複数作製する。静電吸着電極４は、モリブデン箔（直径φ２９０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）の所定の位置にφＤｍの開口部６を形成することにより作製する。焼成後のセラミックス焼結体に加工を行い、絶縁層である誘電体７の厚みＴの調整及び表面３の凸部５を加工する。
A plurality of electrostatic chucks 1 are manufactured in which the
なお、製造方法は上記の方法に限定されず、例えば、絶縁層となる誘電体７を溶射により作製してもよい。この場合、アルミナ基板（φ２９８ｍｍ、厚さ１５ｍｍ）にタングステンをプラズマ溶射し、所定形状にサンドブラスト加工でパターニングして静電吸着電極４を形成する。静電吸着電極４はタングステンとして厚さを３０μｍとする。その上に誘電体７としてアルミナに２５ｗｔ％ＴｉＯ２を添加した顆粒粉をプラズマ溶射する。絶縁層としての誘電体７の厚さは５００μｍに形成後、加工により所定の厚さにする。
Note that the manufacturing method is not limited to the above method, and for example, the dielectric 7 to be the insulating layer may be manufactured by thermal spraying. In this case, an alumina substrate (φ298 mm, thickness 15 mm) is plasma-sprayed with tungsten and patterned into a predetermined shape by sandblasting to form the
さらに別の製造方法として、アルミナ基板（直径φ２９０ｍｍ、厚さ１５ｍｍ）にチタン及びクロムをＰＶＤにより製膜し、所定形状にエッヂング加工でパターニングして静電吸着電極４を形成する。静電吸着電極４の厚さは、５μｍとし、その上に誘電体７としてのアルミナに３ｗｔ％ＴｉＯ２を添加して作製した焼結体をターゲットとしてスパッタリングにより作製する。この際、絶縁層としての誘電体７の厚さを６０μｍに形成後、加工により所定の厚さにする。
As another manufacturing method, a film of titanium and chromium is formed on an alumina substrate (290 mm in diameter and 15 mm in thickness) by PVD, and patterned into a predetermined shape by etching to form the
[評価方法]
作製した静電チャック１を、真空装置内で残留吸着力の測定を行った。試験条件は、吸着物としてのウエハ１１をシリコンウエハ（吸着面側に絶縁性の被膜５００ｎｍを形成したもの）とし、静電チャック１に載置する。印加電圧を±１０００Ｖとし、印加時間を６０秒とし、電圧印加が終了してから５秒経過した時にウエハを静電チャック１より離脱させ、その時に与えた外力による負荷をロードセルで計測した。負荷が１０Ｎ以下の場合は、ウエハ１１が離脱時に跳ね上がり離脱性良好「〇」と判定し、負荷が１０Ｎよりも大きい場合は、ウエハ１１が離脱時に跳ね上がり離脱性不良「×」と判定した。
[Evaluation method]
The electrostatic chuck 1 thus produced was subjected to measurement of residual adsorption force in a vacuum apparatus. The test condition is that the
下表は、以上の評価結果を示している。 The table below shows the above evaluation results.
この表１を参照すると、実施例１～実施例１２は、誘電体７の（絶縁層）厚さＴが２mm以下かつ、第１ベクトルＡＢと第２ベクトルＡＣとのなす角度θが４５°以下の場合であり、ウエハ１１の離脱時の負荷が１０Ｎ以下となり、比較例１～比較例８に比べて残留吸着力が更に小さくなり離脱性良好「〇」であることが示された。
表１で示される合成容量Ｃ０は、静電吸着電極４とウエハ１１との間に形成される平行板コンデンサの静電容量を１平方メートル当たりの静電容量に換算した値を示している。合成容量Ｃ０が大きいほど吸着力は大きくなり、静電チャックの機能として好ましい。良好な吸着を行うには、合成容量Ｃ０が１×１０-8Ｆ以上であることが好ましく、１×１０-7Ｆ以上であることがより好ましい。
Referring to Table 1, in Examples 1 to 12, the (insulating layer) thickness T of the dielectric 7 is 2 mm or less and the angle θ between the first vector AB and the second vector AC is 45° or less. In this case, the load at the time of detachment of the
The combined capacitance C0 shown in Table 1 indicates a value obtained by converting the capacitance of the parallel plate capacitor formed between the
上記結果は、第１ベクトルＡＢと第２ベクトルＡＣとのなす角度θが４５°より大きくになると残留吸着力が大きくなるが、静電吸着電極４とウエハ間の電流密度が増加して、その分ジョンセン・ラーベック効果が凸部５の接触面で生じているからであると推測される。
The above results show that when the angle θ formed by the first vector AB and the second vector AC becomes larger than 45°, the residual attracting force increases, but the current density between the electrostatic attracting
なお、比較例９は、第１ベクトルＡＢと第２ベクトルＡＣとのなす角度θが４５°以下であるが、誘電体７の（絶縁層）厚さＴが２mmより大きく、絶縁層自体の静電容量が小さく、その結果、合成容量Ｃ０が１×１０-8Ｆ未満と小さいため吸着力(クーロン力)自体が小さくなり静電チャックの機能として不適とした。 In Comparative Example 9, the angle θ between the first vector AB and the second vector AC is 45° or less, but the thickness T of the dielectric 7 (insulating layer) is greater than 2 mm, and the static electricity of the insulating layer itself is low. The electrostatic capacity is small, and as a result, the combined capacity C0 is as small as less than 1×10 −8 F, so that the adsorption force (Coulomb force) itself becomes small, making it unsuitable for the function of an electrostatic chuck.
次に実施例と比較例の作用効果を説明する。 Next, the effects of Examples and Comparative Examples will be described.
図５Ａは実施例１～実施例１２の一例の作用を示す図であり、第１ベクトルＡＢと第２ベクトルＡＣとのなす角度θが４５°以下であるので、静電吸着電極４は、絶縁基板２の厚み方向において凸部５に重なる領域Ｓ１から離間している。
FIG. 5A is a diagram showing the action of one example of Examples 1 to 12. Since the angle θ between the first vector AB and the second vector AC is 45° or less, the
このため、静電吸着電極４の開口部６側の端部から、凸部５とウエハ１１との接触部までの距離が大きく、抵抗が大きくなるので、凸部５における電流密度（電気力線）が小さくなり、ジョンセン・ラーベック効果による残留する吸着力をより小さくすることができる。
Therefore, the distance from the end of the
図５Ｂは比較例１～比較例７の一例の作用を示す図であり、静電吸着電極４が凸部５に重なる領域Ｓ１から離間しているが、第１ベクトルＡＢと第２ベクトルＡＣとのなす角度θが４５°より大きい。
FIG. 5B is a diagram showing an example of the action of Comparative Examples 1 to 7. Although the
このため、第１ベクトルＡＢと第２ベクトルＡＣとのなす角度θが４５°以下である場合（実施例１～１２）と比べて、静電吸着電極４の開口部６側の端部から、凸部５とウエハ１１との接触部までの距離が小さく、抵抗が小さくなる。このため、実施例１～１２と比較して、凸部５における電流密度（電気力線）が大きくなり、ジョンセン・ラーベック効果による残留する吸着力が大きくなる。
Therefore, compared to the case where the angle θ formed by the first vector AB and the second vector AC is 45° or less (Examples 1 to 12), from the end of the
図５Ｃは比較例８の一例の作用を示す図であり、静電吸着電極４には開口がなく、静電吸着電極４が凸部５に重なる領域Ｓ１にも配置されている。
FIG. 5C is a diagram showing an example of the action of Comparative Example 8, in which the
このため、凸部５に重なる領域Ｓ１（凸部５の直下の領域）に静電吸着電極４がない場合と比較して、凸部５における電流密度（電気力線）が大きくなり、ジョンセン・ラーベック効果による残留する吸着力が大きくなる。
For this reason, the current density (lines of electric force) in the
なお、実施形態では、凸部５を円柱形状としたが、これに限定されず、凸部５を角柱形状としてもよい。また、実施形態では、静電吸着電極４の開口部６の形状を円形状としたが、これに限定されず、矩形状、楕円、さらには曲線、直線の少なくとも一方が連続する開口形状など、静電吸着電極４が絶縁基板２の厚み方向において凸部５に重なる領域Ｓ１から離間しており、距離Ｔが２×１０-3（ｍ）以下であり、第１ベクトルＡＢと第２ベクトルＡＣとのなす角度θが４５°以下であれば、静電吸着電極４の開口部６の形状は問わない。
In addition, in the embodiment, the
１ … 静電チャック
２ … 絶縁基板
３ … 表面
４ … 静電吸着電極
５ … 凸部
１１… ウエハ
Ｓ１… 凸部に重なる領域
Ｈ … 凸部の高さ
Ｔ … 誘電体の厚み方向の距離
θ … 第１ベクトルと第２ベクトルとのなす角
REFERENCE SIGNS LIST 1 : electrostatic chuck 2 : insulating substrate 3 : surface 4 : electrostatic attraction electrode 5 : convex portion 11 : wafer S1 : area overlapping with convex portion H : height of convex portion T : distance in thickness direction of dielectric θ : The angle between the first vector and the second vector
Claims (3)
前記絶縁基板の表面に沿って前記絶縁基板に埋設された静電吸着電極と、
前記表面に設けられた複数の凸部と、
を備えた静電チャックであって、
前記静電吸着電極は、前記絶縁基板の厚み方向において前記凸部に重なる領域から離間しており、
前記絶縁基板における前記表面から前記静電吸着電極までの前記絶縁基板の厚み方向における距離Ｔが、２×１０-3（ｍ）以下であり、
前記凸部に最も近い前記静電吸着電極の端部から前記静電吸着電極の端部に最も近い前記凸部の下端部に向って延びる第１ベクトルと、前記絶縁基板の厚み方向に沿って前記第１ベクトルを前記静電吸着電極が配置される平面に投影することにより形成される第２ベクトルとのなす角度θが、１０．６°～４５°であることを特徴とする静電チャック。 an insulating substrate having insulation;
an electrostatic adsorption electrode embedded in the insulating substrate along the surface of the insulating substrate;
a plurality of protrusions provided on the surface;
An electrostatic chuck comprising:
the electrostatic adsorption electrode is separated from the region overlapping the convex portion in the thickness direction of the insulating substrate,
a distance T in the thickness direction of the insulating substrate from the surface of the insulating substrate to the electrostatic attraction electrode is 2×10 −3 (m) or less;
a first vector extending from the end of the electrostatic adsorption electrode closest to the protrusion toward the lower end of the protrusion closest to the end of the electrostatic adsorption electrode; An electrostatic chuck, wherein an angle θ between the first vector and a second vector formed by projecting the first vector onto a plane on which the electrostatic attraction electrode is arranged is 10.6° to 45°. .
前記凸部の高さＨは、３～１５（μｍ）であることを特徴とする静電チャック。 The electrostatic chuck of claim 1, comprising:
The electrostatic chuck, wherein the height H of the convex portion is 3 to 15 (μm).
前記静電吸着電極と前記凸部に載置される吸着物との間に形成される平行板コンデンサの静電容量を１平方メートル当たりの静電容量に換算した値が１×１０-8（Ｆ）以上であることを特徴とする静電チャック。 The electrostatic chuck according to claim 1 or 2,
The value obtained by converting the capacitance of the parallel plate capacitor formed between the electrostatic attraction electrode and the attraction placed on the convex portion to the capacitance per square meter is 1×10 −8 (F). ) above.
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