JPH1161404A - 静電吸着装置及びその製造方法並びにそれを用いた加工装置 - Google Patents
静電吸着装置及びその製造方法並びにそれを用いた加工装置Info
- Publication number
- JPH1161404A JPH1161404A JP22531997A JP22531997A JPH1161404A JP H1161404 A JPH1161404 A JP H1161404A JP 22531997 A JP22531997 A JP 22531997A JP 22531997 A JP22531997 A JP 22531997A JP H1161404 A JPH1161404 A JP H1161404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- dielectric layer
- electrode
- electrostatic
- dielectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】静電吸着装置の誘電体層の絶縁破壊強度を低下
させることなく、その耐熱衝撃性を向上させる。 【解決手段】本静電吸着装置の電極４と誘電体層２との
間には、電極４の成分元素と誘電体の成分元素を含む混
合層３が介在させてある。そして、誘電体層２は、結晶
構造が層状に変化する層状構造を有している。但し、そ
の内の少なくとも一層２Ａは、誘電体材料の結晶がＺ方
向に柱状に成長した柱状構造を有している。そして、こ
の柱状構造層２Ａの下層２Ｂは、高強度な結晶構造、即
ち、誘電材料の結晶が粒成長した緻密構造、若しくは、
結晶粒界のない単結晶構造を有している。
させることなく、その耐熱衝撃性を向上させる。 【解決手段】本静電吸着装置の電極４と誘電体層２との
間には、電極４の成分元素と誘電体の成分元素を含む混
合層３が介在させてある。そして、誘電体層２は、結晶
構造が層状に変化する層状構造を有している。但し、そ
の内の少なくとも一層２Ａは、誘電体材料の結晶がＺ方
向に柱状に成長した柱状構造を有している。そして、こ
の柱状構造層２Ａの下層２Ｂは、高強度な結晶構造、即
ち、誘電材料の結晶が粒成長した緻密構造、若しくは、
結晶粒界のない単結晶構造を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電気を応用した
吸着装置に係り、特に、静電吸引力によって加工物を保
持する静電チャックに関する。
吸着装置に係り、特に、静電吸引力によって加工物を保
持する静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリング、ＣＶＤ法その他の成膜
法によって半導体ウエハや液晶基板の表面に薄膜を形成
する場合等、半導体若しくは導体からなる物体を加工対
称(以下、加工物と呼ぶ)とする加工には、簡易な作業に
よって加工物を適正な姿勢で固定できるという利点を活
かし、電極上の誘電体層と加工物との間に作用する静電
吸引力を利用して加工物を保持する静電チャックが使用
されることが多い。その一例として、特開昭５８−１３
７５３６号公報、特開平５−２３５１５２号公報記載の
静電チャック板を挙げることができる。この静電チャッ
ク板(以下、従来の静電吸着装置と呼ぶ)の誘電体層は、
機械的強度の向上等を図る便宜上、誘電材料の選択の幅
の広い溶射によって形成されている。
法によって半導体ウエハや液晶基板の表面に薄膜を形成
する場合等、半導体若しくは導体からなる物体を加工対
称(以下、加工物と呼ぶ)とする加工には、簡易な作業に
よって加工物を適正な姿勢で固定できるという利点を活
かし、電極上の誘電体層と加工物との間に作用する静電
吸引力を利用して加工物を保持する静電チャックが使用
されることが多い。その一例として、特開昭５８−１３
７５３６号公報、特開平５−２３５１５２号公報記載の
静電チャック板を挙げることができる。この静電チャッ
ク板(以下、従来の静電吸着装置と呼ぶ)の誘電体層は、
機械的強度の向上等を図る便宜上、誘電材料の選択の幅
の広い溶射によって形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
静電吸着装置の誘電体層には、耐熱性に劣るという欠点
があった。例えば、高温下における使用が長期に渡るよ
うな場合、加工物と誘電体層との熱膨張差に起因する熱
応力によって誘電体層側にクラック等が入ることがあっ
た。そして、加工中に誘電体層にクラック等が入ると、
完成品の品位を低下させる原因となる異物が発生するこ
とがある。
静電吸着装置の誘電体層には、耐熱性に劣るという欠点
があった。例えば、高温下における使用が長期に渡るよ
うな場合、加工物と誘電体層との熱膨張差に起因する熱
応力によって誘電体層側にクラック等が入ることがあっ
た。そして、加工中に誘電体層にクラック等が入ると、
完成品の品位を低下させる原因となる異物が発生するこ
とがある。
【０００４】この欠点を解消するには、単に誘電体層を
薄くすればよいだけのようにも考えられるが、それによ
り、今度は、誘電体層の絶縁破壊強度が低下して、加工
装置の信頼性が低下するという問題が生じることにな
る。
薄くすればよいだけのようにも考えられるが、それによ
り、今度は、誘電体層の絶縁破壊強度が低下して、加工
装置の信頼性が低下するという問題が生じることにな
る。
【０００５】そこで、本発明は、静電吸着装置の誘電体
層の絶縁破壊強度を低下させることなく、その耐熱性を
向上させることを目的とする。そして、この静電吸着装
置を加工装置に組み込むことによって、加工装置の信頼
性の向上を図らんとするものである。
層の絶縁破壊強度を低下させることなく、その耐熱性を
向上させることを目的とする。そして、この静電吸着装
置を加工装置に組み込むことによって、加工装置の信頼
性の向上を図らんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、電極層に電圧を印加することにより、前
記電極層上に形成された誘電体層と物体との間に静電吸
引力を生じさせて、前記誘電体層の表面に前記物体を吸
着する静電吸着装置であって、前記誘電体層は、前記電
極から離れる方向に柱状に結晶が成長した柱状構造を有
することを特徴とする静電吸着装置を提供する。
め、本発明は、電極層に電圧を印加することにより、前
記電極層上に形成された誘電体層と物体との間に静電吸
引力を生じさせて、前記誘電体層の表面に前記物体を吸
着する静電吸着装置であって、前記誘電体層は、前記電
極から離れる方向に柱状に結晶が成長した柱状構造を有
することを特徴とする静電吸着装置を提供する。
【０００７】このような層状構造によれば、静電吸着装
置の誘電体層の耐熱性を向上させることができる。柱状
構造の構成層の結晶粒界によって、電極層と誘電体層と
の熱膨張差に起因する熱応力が緩和されると共に、誘電
体層の内部亀裂の伝播が阻止されるからである。また、
誘電体層を薄くした訳ではないため、誘電体層の絶縁破
壊強度が低下するということもない。
置の誘電体層の耐熱性を向上させることができる。柱状
構造の構成層の結晶粒界によって、電極層と誘電体層と
の熱膨張差に起因する熱応力が緩和されると共に、誘電
体層の内部亀裂の伝播が阻止されるからである。また、
誘電体層を薄くした訳ではないため、誘電体層の絶縁破
壊強度が低下するということもない。
【０００８】そして、更に、この柱状構造の構成層の下
層に、高強度な結晶構造を有する層、例えば、結晶が粒
成長した緻密層を設ければ、この下層によって、柱状構
造の構成層の結晶粒界に沿って発生した亀裂の伝播が阻
止されるため、割れや欠けに到る可能性を更に少なくす
ることができる。尚、緻密層の代わりに、結晶粒界を含
まない単結晶層を設けても同様な効果が期待される。
層に、高強度な結晶構造を有する層、例えば、結晶が粒
成長した緻密層を設ければ、この下層によって、柱状構
造の構成層の結晶粒界に沿って発生した亀裂の伝播が阻
止されるため、割れや欠けに到る可能性を更に少なくす
ることができる。尚、緻密層の代わりに、結晶粒界を含
まない単結晶層を設けても同様な効果が期待される。
【０００９】従って、従来の静電チャックの代わりに、
このように絶縁破壊強度と耐熱性の双方に優れた本静電
吸着装置を使用すれば、加工装置の信頼性を向上させる
ことができる。
このように絶縁破壊強度と耐熱性の双方に優れた本静電
吸着装置を使用すれば、加工装置の信頼性を向上させる
ことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。
【００１１】最初に、図１により、本実施の形態に係る
静電吸着装置の構造について説明する。
静電吸着装置の構造について説明する。
【００１２】本静電吸着装置の電極４と誘電体層２との
間には、電極４の成分元素と誘電体の成分元素を含む混
合層３が介在させてある。この混合層３の介在によっ
て、誘電体層２と電極４という異種材料間の接着力が強
化されるため、使用中における層間剥離の発生が防止さ
れる。尚、この混合層３は、材料組成が均一なものであ
っても構わないし、誘電体層２に近付くに従って徐々に
誘電材料成分の割合が増加してゆくものであっても構わ
ない。
間には、電極４の成分元素と誘電体の成分元素を含む混
合層３が介在させてある。この混合層３の介在によっ
て、誘電体層２と電極４という異種材料間の接着力が強
化されるため、使用中における層間剥離の発生が防止さ
れる。尚、この混合層３は、材料組成が均一なものであ
っても構わないし、誘電体層２に近付くに従って徐々に
誘電材料成分の割合が増加してゆくものであっても構わ
ない。
【００１３】そして、誘電体層２は、結晶構造が層状に
変化する層状構造を有している。但し、その内の少なく
とも一層２Ａ(以下、柱状構造層２Ａと呼ぶ)は、誘電体
材料の結晶がＺ方向(電極４の表面に対して垂直な方向)
に柱状に成長した柱状構造を有しており、この柱状構造
層２Ａの下層２Ｂは、誘電材料の結晶が粒成長した緻密
構造を有している。但し、柱状構造層２Ａの下層２Ｂ
は、結晶粒界のない単結晶膜であっても構わない。尚、
ここでいう「緻密構造」とは、結晶の粒界が小さく均一で
あり、脆性破壊の起点となる可能性の高い微細な欠陥
(気孔、介在物等)が殆ど存在していない結晶構造のこと
を意味する。
変化する層状構造を有している。但し、その内の少なく
とも一層２Ａ(以下、柱状構造層２Ａと呼ぶ)は、誘電体
材料の結晶がＺ方向(電極４の表面に対して垂直な方向)
に柱状に成長した柱状構造を有しており、この柱状構造
層２Ａの下層２Ｂは、誘電材料の結晶が粒成長した緻密
構造を有している。但し、柱状構造層２Ａの下層２Ｂ
は、結晶粒界のない単結晶膜であっても構わない。尚、
ここでいう「緻密構造」とは、結晶の粒界が小さく均一で
あり、脆性破壊の起点となる可能性の高い微細な欠陥
(気孔、介在物等)が殆ど存在していない結晶構造のこと
を意味する。
【００１４】本実施の形態では、このような層状構造を
採用することによって、誘電体層２を薄くすることな
く、即ち、誘電体層２の絶縁破壊強度を低下させること
なく、誘電体層２の耐熱性の向上を実現している。その
理由は、第一に、柱状構造を構成している針状単結晶の
集合体２ａ(以下、柱状結晶と呼ぶ)が、理論的強度に近
い強さを有しているためである。第二に、柱状構造層２
Ａの結晶粒界によって、電極４との熱膨張差による熱応
力が緩和されると共に、ＸＹ方向への亀裂の伝播が阻止
されるためである。第三に、高強度な結晶構造(緻密構
造)を有する層２Ｂによって、柱状構造層２Ａの結晶粒
界に沿って発生した亀裂の伝播が阻止されるため、割れ
や欠けに到る可能性が少ないためである。
採用することによって、誘電体層２を薄くすることな
く、即ち、誘電体層２の絶縁破壊強度を低下させること
なく、誘電体層２の耐熱性の向上を実現している。その
理由は、第一に、柱状構造を構成している針状単結晶の
集合体２ａ(以下、柱状結晶と呼ぶ)が、理論的強度に近
い強さを有しているためである。第二に、柱状構造層２
Ａの結晶粒界によって、電極４との熱膨張差による熱応
力が緩和されると共に、ＸＹ方向への亀裂の伝播が阻止
されるためである。第三に、高強度な結晶構造(緻密構
造)を有する層２Ｂによって、柱状構造層２Ａの結晶粒
界に沿って発生した亀裂の伝播が阻止されるため、割れ
や欠けに到る可能性が少ないためである。
【００１５】ところで、使用中の誘電体層２と電極４と
の熱膨張差による熱応力の緩和効果を更に向上させるた
めには、混合層３と電極４との間に、図２に示すよう
に、誘電体層２の熱膨張率と電極４の熱膨張率との中間
の熱膨張率を有する応力緩和層５を介在させることを推
奨する。尚、この場合の混合層３は、応力緩和層５の成
分元素と誘電体層２の成分元素を含む層、即ち、応力緩
和層５と誘電体層２という異種材料間の接着力を強化す
るための層となっている。
の熱膨張差による熱応力の緩和効果を更に向上させるた
めには、混合層３と電極４との間に、図２に示すよう
に、誘電体層２の熱膨張率と電極４の熱膨張率との中間
の熱膨張率を有する応力緩和層５を介在させることを推
奨する。尚、この場合の混合層３は、応力緩和層５の成
分元素と誘電体層２の成分元素を含む層、即ち、応力緩
和層５と誘電体層２という異種材料間の接着力を強化す
るための層となっている。
【００１６】また、柱状構造層２Ａによる熱応力の緩和
効果を向上させるためには、柱状構造層２Ａの結晶粒界
に沿ってクラックに入れることによって、柱状構造層２
Ａを複数の領域に分割することを推奨する。柱状構造層
２Ａの分割による寸法効果を得ることができるからであ
る。
効果を向上させるためには、柱状構造層２Ａの結晶粒界
に沿ってクラックに入れることによって、柱状構造層２
Ａを複数の領域に分割することを推奨する。柱状構造層
２Ａの分割による寸法効果を得ることができるからであ
る。
【００１７】次に、本静電吸着装置の主要部２,３,４,
５の材料の具体例を挙げておく。
５の材料の具体例を挙げておく。
【００１８】誘電体層２を形成するための誘電材料とし
ては、金属の酸化物、金属の窒化物、或るいは金属の炭
化物を主成分とするセラミックス、例えば、Ａｌ2Ｏ3、
ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ、Ｍｇ
Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、
ＢＮ、ＳｉＣ等を挙げることができる。但し、これらの
内の何れか１種類を使用するか、複数の種類を組合せた
ものを使用するかの別は問わない。
ては、金属の酸化物、金属の窒化物、或るいは金属の炭
化物を主成分とするセラミックス、例えば、Ａｌ2Ｏ3、
ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ、Ｍｇ
Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、
ＢＮ、ＳｉＣ等を挙げることができる。但し、これらの
内の何れか１種類を使用するか、複数の種類を組合せた
ものを使用するかの別は問わない。
【００１９】電極４を形成するための導体材料として
は、例えば、Ａｌ等の金属を挙げることができる。或る
いは、導電性を有するセラミックス、例えば、ＴｉＮ、
ＴｉＣ、ＴｉＢ、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＷＣ等であっても構
わない。但し、導電性を有するセラミックスを使用する
場合、これらの内の何れか１種類を使用するか、複数の
種類を組合せたものを使用するかの別は問わない。
は、例えば、Ａｌ等の金属を挙げることができる。或る
いは、導電性を有するセラミックス、例えば、ＴｉＮ、
ＴｉＣ、ＴｉＢ、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＷＣ等であっても構
わない。但し、導電性を有するセラミックスを使用する
場合、これらの内の何れか１種類を使用するか、複数の
種類を組合せたものを使用するかの別は問わない。
【００２０】応力緩和層５を形成するための材料は、電
極４の熱膨張率と誘電体層２の熱膨張率とに応じて選択
する必要がある。具体的には、前述したように、電極４
の熱膨張率と誘電体層２の熱膨張率との中間の熱膨張率
を有する材料を選択する必要がある。例えば、Ａｌ電極
４上に、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3の誘電体層２を形成する
こととした場合、応力緩和層５を形成する材料として好
ましいのはＮｉである。
極４の熱膨張率と誘電体層２の熱膨張率とに応じて選択
する必要がある。具体的には、前述したように、電極４
の熱膨張率と誘電体層２の熱膨張率との中間の熱膨張率
を有する材料を選択する必要がある。例えば、Ａｌ電極
４上に、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3の誘電体層２を形成する
こととした場合、応力緩和層５を形成する材料として好
ましいのはＮｉである。
【００２１】次に、本静電吸着装置の製造方法について
説明する。但し、ここでは、電極４として、予めブラス
テングを施しておいたＡｌ電極(表面粗さ５０μｍ〜８
０μｍ程度)を使用することとし、誘電体層２を形成す
る誘電材料としてＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3を使用すること
とした。また、この製造工程中における膜厚の測定には
膜厚モニターを使用している。尚、以下に挙げた数値デ
ータ(例えば、イオンビームの加速電圧等)は参考値であ
るため、より良い製造条件等が見出された場合に、これ
に変更を加えることは一向に差し支えない。
説明する。但し、ここでは、電極４として、予めブラス
テングを施しておいたＡｌ電極(表面粗さ５０μｍ〜８
０μｍ程度)を使用することとし、誘電体層２を形成す
る誘電材料としてＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3を使用すること
とした。また、この製造工程中における膜厚の測定には
膜厚モニターを使用している。尚、以下に挙げた数値デ
ータ(例えば、イオンビームの加速電圧等)は参考値であ
るため、より良い製造条件等が見出された場合に、これ
に変更を加えることは一向に差し支えない。
【００２２】まず、真空蒸着によって、Ａｌ電極４の表
面上にＮｉを蒸着させることにより、膜厚５μｍ程度の
応力緩和層５を形成しておく。但し、図１に示したよう
に応力緩和層５を設けない場合には、この処理は不要で
ある。
面上にＮｉを蒸着させることにより、膜厚５μｍ程度の
応力緩和層５を形成しておく。但し、図１に示したよう
に応力緩和層５を設けない場合には、この処理は不要で
ある。
【００２３】次に、蒸着源とイオンビーム源とを備えた
成膜装置を使用し、応力緩和層５の表面にイオンビーム
(通常、加速電圧１０ｋｅＶ程度の酸素イオンビーム)を
照射しながらＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3を蒸着させることに
よって、応力緩和層５の表面に膜厚０．５μｍ程度の薄
膜を形成する。この薄膜を分析した結果、応力緩和層５
の表面に、応力緩和層５の成分元素(Ｎｉ)と誘電材料
(ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3)とを含む膜厚０.１μｍ程度の混
合層３が形成され、その上に膜厚０.４μｍ程度のＺｒ
Ｏ2−６％Ｙ2Ｏ3被覆層が形成されていることが判っ
た。
成膜装置を使用し、応力緩和層５の表面にイオンビーム
(通常、加速電圧１０ｋｅＶ程度の酸素イオンビーム)を
照射しながらＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3を蒸着させることに
よって、応力緩和層５の表面に膜厚０．５μｍ程度の薄
膜を形成する。この薄膜を分析した結果、応力緩和層５
の表面に、応力緩和層５の成分元素(Ｎｉ)と誘電材料
(ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3)とを含む膜厚０.１μｍ程度の混
合層３が形成され、その上に膜厚０.４μｍ程度のＺｒ
Ｏ2−６％Ｙ2Ｏ3被覆層が形成されていることが判っ
た。
【００２４】応力緩和層５を形成していない場合であっ
ても同様な処理によって、Ａｌ電極４の表面に膜厚０．
５μｍ程度の薄膜を形成する。この薄膜を分析した結
果、Ａｌ電極４の表面に、Ａｌ電極４の成分元素(Ａｌ)
と誘電材料(ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3)とを含む膜厚０.１μ
ｍ程度の混合層３が形成され、その上に膜厚０.４μｍ
程度のＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3被覆層が形成されているこ
とが判った。
ても同様な処理によって、Ａｌ電極４の表面に膜厚０．
５μｍ程度の薄膜を形成する。この薄膜を分析した結
果、Ａｌ電極４の表面に、Ａｌ電極４の成分元素(Ａｌ)
と誘電材料(ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3)とを含む膜厚０.１μ
ｍ程度の混合層３が形成され、その上に膜厚０.４μｍ
程度のＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3被覆層が形成されているこ
とが判った。
【００２５】この時点で、イオンビームの照射だけを停
止する。そして、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3を蒸着を続行す
ることにより、膜厚５０μｍ程度のＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ
3被覆層を形成する。これにより、混合層３上に、Ｚｒ
Ｏ2−６％Ｙ2Ｏ3からなる緻密層２Ｂを形成することが
できる。尚、このときのＡｌ電極４の温度は約１００℃
である。
止する。そして、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3を蒸着を続行す
ることにより、膜厚５０μｍ程度のＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ
3被覆層を形成する。これにより、混合層３上に、Ｚｒ
Ｏ2−６％Ｙ2Ｏ3からなる緻密層２Ｂを形成することが
できる。尚、このときのＡｌ電極４の温度は約１００℃
である。
【００２６】その後、イオンビームの照射を再開する。
そして、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3の蒸着を続行することに
より、膜厚３００μｍ程度のＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3被覆
層を形成する。これにより、針状単結晶の集合体２ａか
らなる柱状構造層２Ａを形成することができる。この針
状単結晶の幅は、１μｍ〜１０μｍ程度であり、針状単
結晶の集合体２ａの幅は、２０μｍ〜２００μｍ程度で
ある。尚、このときのＡｌ電極４の温度は１５０℃程度
にしか達していない。従って、このときに緻密層２Ｂ内
部にクラックが発生する可能性は殆どない。このような
低温状態で柱状構造層２Ａを形成することができるの
は、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3の蒸着と同時に照射している
イオンビームによって、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3成膜部に
のみエネルギーが付与されるからである。
そして、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3の蒸着を続行することに
より、膜厚３００μｍ程度のＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3被覆
層を形成する。これにより、針状単結晶の集合体２ａか
らなる柱状構造層２Ａを形成することができる。この針
状単結晶の幅は、１μｍ〜１０μｍ程度であり、針状単
結晶の集合体２ａの幅は、２０μｍ〜２００μｍ程度で
ある。尚、このときのＡｌ電極４の温度は１５０℃程度
にしか達していない。従って、このときに緻密層２Ｂ内
部にクラックが発生する可能性は殆どない。このような
低温状態で柱状構造層２Ａを形成することができるの
は、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3の蒸着と同時に照射している
イオンビームによって、ＺｒＯ2−６％Ｙ2Ｏ3成膜部に
のみエネルギーが付与されるからである。
【００２７】そして、柱状構造層２Ａにクラックを入れ
る場合には、３００℃程度の加熱処理を１時間程度実行
する。これにより、柱状構造層２Ａの結晶粒界に沿って
開孔幅０.１μｍ〜５μｍ程度のクラックが発生して、
柱状構造層２Ａが幅２０μｍ〜６００μｍ程度の領域に
分割される。
る場合には、３００℃程度の加熱処理を１時間程度実行
する。これにより、柱状構造層２Ａの結晶粒界に沿って
開孔幅０.１μｍ〜５μｍ程度のクラックが発生して、
柱状構造層２Ａが幅２０μｍ〜６００μｍ程度の領域に
分割される。
【００２８】ここで、本静電吸着装置の優れた耐熱性に
ついて確認しておく。
ついて確認しておく。
【００２９】図１に示した静電吸着装置、図２に示した
静電吸着装置、従来の静電吸着装置、それぞれに対し
て、１回当たり約０.３ＭＷ／ｍ2の熱サイクル試験を実
施した。
静電吸着装置、従来の静電吸着装置、それぞれに対し
て、１回当たり約０.３ＭＷ／ｍ2の熱サイクル試験を実
施した。
【００３０】その結果、２００回の熱サイクル試験が終
了した時点で、従来の静電吸着装置の誘電体層と電極と
の間には既に層間剥離の発生が認められたのに対し、図
１及び図２に示した静電吸着装置の誘電体層と電極との
間には層間剥離の発生が認められなかった。また、図１
及び図２に示した静電吸着装置の誘電体層には、割れ、
欠け等の欠陥の発生も認められなかった。
了した時点で、従来の静電吸着装置の誘電体層と電極と
の間には既に層間剥離の発生が認められたのに対し、図
１及び図２に示した静電吸着装置の誘電体層と電極との
間には層間剥離の発生が認められなかった。また、図１
及び図２に示した静電吸着装置の誘電体層には、割れ、
欠け等の欠陥の発生も認められなかった。
【００３１】このことから、本静電吸着装置は、明らか
に、従来の静電吸着装置よりも優れた耐熱性を有してい
ることが判る。
に、従来の静電吸着装置よりも優れた耐熱性を有してい
ることが判る。
【００３２】最後に、本静電吸着装置の代表的な用途を
挙げておく。
挙げておく。
【００３３】本静電吸着装置は、図３に示すように、真
空処理室１５内部の減圧雰囲気中で導体または半導体か
らなる加工物１０に加工を施すスパッタリング装置のチ
ャックとして使用可能である。本静電吸着装置の電極４
に直流電源装置１４から電圧(５００Ｖ程度)を印加する
と、誘電体層２と加工物１０と間に静電吸引力が発生す
るため、誘電体層２の表面に加工物１０を吸着させるこ
とできる。
空処理室１５内部の減圧雰囲気中で導体または半導体か
らなる加工物１０に加工を施すスパッタリング装置のチ
ャックとして使用可能である。本静電吸着装置の電極４
に直流電源装置１４から電圧(５００Ｖ程度)を印加する
と、誘電体層２と加工物１０と間に静電吸引力が発生す
るため、誘電体層２の表面に加工物１０を吸着させるこ
とできる。
【００３４】さて、実際のスパッタリングに際しては、
本静電吸着装置に加工物１０を装着してた後、ガス排気
口１７に連結された排気ポンプを駆動することによっ
て、真空処理室１５の内部圧力が１×１０-3Ｐａ程度に
なるまで真空排気する。その後、ガス導入口１６に取り
付けられたバルブを開放することによって、真空処理室
１５の内部に反応ガス(アルゴンガス等)を１０ＳＣＣＭ
程度導入する。このときの真空処理室１５の内部圧力は
２×１０-2Ｐａ程度である。
本静電吸着装置に加工物１０を装着してた後、ガス排気
口１７に連結された排気ポンプを駆動することによっ
て、真空処理室１５の内部圧力が１×１０-3Ｐａ程度に
なるまで真空排気する。その後、ガス導入口１６に取り
付けられたバルブを開放することによって、真空処理室
１５の内部に反応ガス(アルゴンガス等)を１０ＳＣＣＭ
程度導入する。このときの真空処理室１５の内部圧力は
２×１０-2Ｐａ程度である。
【００３５】その後、本静電吸着装置の電極４に高周波
電源１３から、約４ｋＷの高周波電力(１３.５６ＭＨ
ｚ)を供給することによって、本静電吸着装置の電極４
と他の電極(不図示)との間にプラズマを生成させる。こ
の場合の高周波印加電圧のＶDC及びＶPPは、２ｋＶ及び
４ｋＶである。尚、本静電吸着装置の電極４と高周波電
源１３との間に挿入されているマッチングボックス１８
は、高周波電力がプラズマに効率的に供給されるように
真空処理室１５側とのインピーダンス整合をとるための
ものである。
電源１３から、約４ｋＷの高周波電力(１３.５６ＭＨ
ｚ)を供給することによって、本静電吸着装置の電極４
と他の電極(不図示)との間にプラズマを生成させる。こ
の場合の高周波印加電圧のＶDC及びＶPPは、２ｋＶ及び
４ｋＶである。尚、本静電吸着装置の電極４と高周波電
源１３との間に挿入されているマッチングボックス１８
は、高周波電力がプラズマに効率的に供給されるように
真空処理室１５側とのインピーダンス整合をとるための
ものである。
【００３６】このスパッタリング装置を実際に使用した
結果、加工中に加工物１０の温度は４５０℃程度にまで
達したが、本静電吸着装置の誘電体層２には、異物発生
の発生原因となる割れ等の発生は認められなかった。こ
のことは、本静電吸着装置の使用が、加工の信頼性の向
上に有用であることを意味する。
結果、加工中に加工物１０の温度は４５０℃程度にまで
達したが、本静電吸着装置の誘電体層２には、異物発生
の発生原因となる割れ等の発生は認められなかった。こ
のことは、本静電吸着装置の使用が、加工の信頼性の向
上に有用であることを意味する。
【００３７】尚、スパッタリング装置の他、減圧雰囲気
中で導体または半導体(例えば、シリコン基板)からなる
加工物に加工を施す加工装置(いわゆる、減圧中加工装
置)、例えば、化学的気相蒸着装置、物理的蒸着装置、
ミリング装置、エッチング装置、イオン注入装置等のチ
ャックとして本静電吸着装置を使用しても、加工の信頼
性の向上という同様な効果が達成されることはいうまで
もない。
中で導体または半導体(例えば、シリコン基板)からなる
加工物に加工を施す加工装置(いわゆる、減圧中加工装
置)、例えば、化学的気相蒸着装置、物理的蒸着装置、
ミリング装置、エッチング装置、イオン注入装置等のチ
ャックとして本静電吸着装置を使用しても、加工の信頼
性の向上という同様な効果が達成されることはいうまで
もない。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、静電吸着装置の誘電体
層の絶縁破壊強度を低下させることなく、その耐熱性を
向上させることができる。従って、本発明に係る静電吸
着装置を減圧中加工装置のチャックとして利用すれば、
誘電体層の割れ等に起因する異物の発生率を低減させる
ことできる。
層の絶縁破壊強度を低下させることなく、その耐熱性を
向上させることができる。従って、本発明に係る静電吸
着装置を減圧中加工装置のチャックとして利用すれば、
誘電体層の割れ等に起因する異物の発生率を低減させる
ことできる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る静電吸着装置の部
分断面図である。
分断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る静電吸着装置の部
分断面図である。
分断面図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る減圧中加工装置の
基本構成を説明するための図である。
基本構成を説明するための図である。
２…誘電体層 ２Ａ…柱状構造層 ２Ｂ…緻密層または単結晶層 ２ａ…針状単結晶の集合体 ３…混合層 ４…電極 ５…応力緩和層 １３…ＲＦ電源装置 １４…直流電源装置 １５…真空処理室 １６…ガス導入口 １７…ガス排気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 亘右 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 瀬戸山 英嗣 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 石黒 浩二 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 竹森 聖 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 関 博文 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内
Claims (11)
- 【請求項１】電極層に電圧を印加することにより、前記
電極層上に形成された誘電体層と物体との間に静電吸引
力を生じさせて、前記誘電体層の表面に前記物体を吸着
する静電吸着装置であって、 前記誘電体層は、前記電極から離れる方向に柱状に結晶
が成長した柱状構造を有することを特徴とする静電吸着
装置。 - 【請求項２】電極層に電圧を印加することにより、前記
電極層上に形成された誘電体層と物体との間に静電吸引
力を生じさせて、前記誘電体層の表面に前記物体を吸着
する静電吸着装置であって、 前記誘電体層は、層状に結晶構造が変化する層状構造を
有し、 前記層状構造を構成する構成層の内の少なくとも一の構
成層は、前記電極から離れる方向に結晶が柱状に成長し
た柱状構造を有し、当該柱状構造を有する構成層の下の
構成層は、結晶が粒成長した緻密層を有することを特徴
とする静電吸着装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載の静電吸着装置であ
って、 前記誘電体層は、セラミックスで形成されていることを
特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項４】請求項１、２及び３の何れか１項記載の静
電吸着装置であって、 前記電極層と前記誘電体層との間に、当該二層の熱膨張
差による熱応力を緩和する応力緩和層を介在させたこと
を特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項５】請求項１、２、３及び４の何れか１項記載
の静電吸着装置であって、 前記誘電体層と当該誘電体層の下層との境界に、当該二
層の成分元素を含む接着層を介在させたことを特徴とす
る静電吸着装置。 - 【請求項６】請求項１、２、３、４及び５の何れか１項
記載の静電吸着装置であって、 前記誘電体層の柱状構造層は、針状単結晶の集合体から
なることを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項７】請求項６記載の静電吸着装置であって、 前記柱状構造層には、当該柱状構造層の結晶粒界に沿っ
て、当該柱状構造層を複数の分割領域に分割するクラッ
クが形成されていることを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項８】請求項７記載の静電吸着装置であって、 前記針状単結晶は、１μｍ以上１０μｍ以下の幅を有
し、 前記針状単結晶の集合体は、２０μｍ以上２００μｍ以
下の幅を有し、 前記クラックは、０.１μｍ以上５μｍ以下の開孔幅を
有し、 前記柱状構造層の分割領域は、２０μｍ以上６００μｍ
以下の幅を有していることを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７及び８
の何れか１項記載の静電吸着装置であって、 前記電極層は、導電性を有するセラミックスまたは金属
で形成されていることを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項１０】表面に誘電体層が形成された電極を備え
た静電吸着装置の製造方法であって、 前記電極上にイオンビームを照射させながら誘電材料を
蒸着させて、前記電極から離れる方向に柱状に結晶が成
長した柱状構造を有する誘電体層を形成することを特徴
とする静電吸着装置の製造方法。 - 【請求項１１】導体または半導体からなる加工物を加工
する加工装置であって、 前記加工物を固定させるためのチャックとして、請求項
１、２、３、４、５、６、７、８及び９の何れか１項記
載の静電吸着装置を備えることを特徴とする加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22531997A JPH1161404A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 静電吸着装置及びその製造方法並びにそれを用いた加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22531997A JPH1161404A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 静電吸着装置及びその製造方法並びにそれを用いた加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1161404A true JPH1161404A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16827499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22531997A Pending JPH1161404A (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 静電吸着装置及びその製造方法並びにそれを用いた加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1161404A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284442A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Lam Res Corp | 静電チャック及びその製造方法 |
| WO2006054407A1 (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-26 | Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. | 真空貼り合わせ装置用静電チャック及びそれを用いた真空貼り合わせ装置 |
| WO2008020599A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Showa Denko K.K. | Method for manufacturing group iii nitride compound semiconductor light-emitting device, group iii nitride compound semiconductor light-emitting device, and lamp |
| JP2008047763A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子、並びにランプ |
| JP2008047762A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子、並びにランプ |
| JP2012508467A (ja) * | 2008-11-10 | 2012-04-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマチャンバ部品用耐プラズマコーティング |
-
1997
- 1997-08-21 JP JP22531997A patent/JPH1161404A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284442A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Lam Res Corp | 静電チャック及びその製造方法 |
| WO2006054407A1 (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-26 | Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. | 真空貼り合わせ装置用静電チャック及びそれを用いた真空貼り合わせ装置 |
| WO2008020599A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Showa Denko K.K. | Method for manufacturing group iii nitride compound semiconductor light-emitting device, group iii nitride compound semiconductor light-emitting device, and lamp |
| JP2008047763A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子、並びにランプ |
| JP2008047762A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子、並びにランプ |
| US8227284B2 (en) | 2006-08-18 | 2012-07-24 | Showa Denko K.K. | Group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, method of manufacturing group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, and lamp |
| JP2012508467A (ja) * | 2008-11-10 | 2012-04-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマチャンバ部品用耐プラズマコーティング |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6711592B2 (ja) | プラズマチャンバ部品用耐プラズマコーティング | |
| KR101693187B1 (ko) | 정전척 | |
| US20080276865A1 (en) | Electrostatic Chuck, Manufacturing method thereof and substrate treating apparatus | |
| CN108346611B (zh) | 静电吸盘及其制作方法与等离子体处理装置 | |
| US6653211B2 (en) | Semiconductor substrate, SOI substrate and manufacturing method therefor | |
| TW200524833A (en) | Methods of finishing quartz glass surfaces and components made by the methods | |
| JP5415853B2 (ja) | 表面処理方法 | |
| CN104241183A (zh) | 静电吸盘的制造方法,静电吸盘及等离子体处理装置 | |
| JPH1161404A (ja) | 静電吸着装置及びその製造方法並びにそれを用いた加工装置 | |
| CN112243568A (zh) | 接合体及弹性波元件 | |
| CN104241181B (zh) | 静电吸盘的制造方法，静电吸盘及等离子体处理装置 | |
| US20230009085A1 (en) | Method and apparatus for deposition of piezo-electric materials | |
| US20040173469A1 (en) | Plasma processing apparatus and method for manufacturing electrostatic chuck | |
| KR102419533B1 (ko) | 파티클 발생 최소화에 유리한 치밀한 보론카바이드 재질의 반도체 제조공정용 엣지링 및 그 제조방법 | |
| JP4481921B2 (ja) | プラズマプロセス方法およびプラズマプロセス装置 | |
| JP3297571B2 (ja) | 静電チャック | |
| Mishin et al. | Optimizing high concentration Scandium Aluminum Nitride films | |
| WO2002001611A2 (en) | Electrostatic chuck and method of fabricating the same | |
| TWI814429B (zh) | 晶圓支持體 | |
| JP3965469B2 (ja) | 静電チャック | |
| JP3652862B2 (ja) | 静電チャック及びプラズマ発生装置 | |
| US20230006634A1 (en) | Composite substrate and surface acoustic wave element | |
| JPH0119467B2 (ja) | ||
| WO2023223646A1 (ja) | ウエハ支持体 | |
| JPH0945758A (ja) | 吸着装置 |