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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Haltevorrichtung, die geeignet ist zum Halten eines lichtdurchlässigen Substrats, das bearbeitet werden soll (nachstehend bezeichnet als zu bearbeitendes Substrat), z. B. hauptsächlich eines Glassubstrats, eines Saphirsubstrats und dergleichen. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung, die diese elektrostatische Haltevorrichtung benutzt.
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[Stand der Technik]
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Als elektrostatische Haltevorrichtung ist herkömmlich eine solche bekannt, an der vorgesehen sind: eine Halteplatte aus dielektrischem Material; und eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, wobei beide Elektroden in der Halteplatte so angeordnet sind, dass eine Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angelegt wird, um dadurch ein zu bearbeitendes Substrat an die Oberfläche der Halteplatte anzuziehen (siehe z. B. Patentdokument 1). Falls das zu bearbeitende Substrat ein isolierendes Substrat ist, wird das zu bearbeitende Substrat an die Oberfläche der Halteplatte aufgrund einer Gradientenkraft angezogen, die durch Anlegen einer Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode erzeugt wird. Falls das zu bearbeitende Substrat ein nicht isolierendes Substrat ist, wird das zu bearbeitende Substrat an die Oberfläche der Halteplatte aufgrund einer Coulombkraft angezogen, die durch Anlegen einer Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode erzeugt wird.
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Im Übrigen wird, wenn ein Substrat mit Lichtdurchlässigkeit, wie etwa ein Glassubstrat, ein Saphirsubstrat und dergleichen einer Plasma-Ätzbearbeitung oder Plasma-CVD-Bearbeitung unterzogen wird, Licht von dem Plasma auf das zu bearbeitende Substrat gestrahlt, und dieses Licht fällt durch das zu bearbeitende Substrat in die Halteplatte. Dann wird ein Teil des dielektrischen Materials, das die Halteplatte bildet, aufgrund des photoelektrischen Effekts elektrisch leitend, was zur Verringerung der Anziehungs-(oder Ansaug-)kraft führt.
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Jedoch wurden herkömmlich keine Maßnahmen gegen diese Art der Verringerung der Anziehungskraft unternommen. Die verringerte Anziehungskraft wurde zu einem Faktor beim Auftreten einer Positionsabweichung des zu bearbeitenden Substrats auf der elektrostatischen Haltevorrichtung.
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[Dokument zum Stand der Technik]
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[Patentdokument]
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- Patentdokument 1: JP-A-2004-31502
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
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Angesichts der obigen Punkte weist diese Erfindung eine Aufgabe auf, eine elektrostatische Haltevorrichtung zu schaffen, die gestaltet ist, ein zu bearbeitendes Substrat fest zu halten, selbst wenn sich die Anziehungskraft aufgrund des photoelektrischen Effekts verringert haben mag, und weist auch eine Aufgabe auf, eine Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung zu schaffen, welche die oben erwähnte elektrostatische Haltevorrichtung benutzt.
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[Mittel zum Lösen der Probleme]
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Um die obigen Probleme zu lösen, umfasst eine elektrostatische Haltevorrichtung gemäß dieser Erfindung eine Halteplatte aus dielektrischem Material; und eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode. Beide Elektroden sind in der Halteplatte so angeordnet, dass eine Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angelegt wird, um dadurch ein zu bearbeitendes Substrat an eine Oberfläche der Halteplatte anzuziehen. Die elektrostatische Haltevorrichtung umfasst weiter auf einem Teil der Fläche der Halteplatte einen Substrathalteabschnitt mit einer Haftkraft bezüglich des zu bearbeitenden Substrats.
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Eine Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung gemäß dieser Erfindung umfasst eine Unterdruck-Bearbeitungskammer; und eine innerhalb der Unterdruck-Bearbeitungskammer so angeordnete elektrostatische Haltevorrichtung, dass ein lichtdurchlässiges zu bearbeitendes Substrat durch die elektrostatische Haltevorrichtung gehalten wird, um dadurch das zu bearbeitende Substrat Bearbeitungsbehandlungen zu unterziehen, die von Lichteinstrahlung darauf begleitet sind. Als elektrostatische Haltevorrichtung wird diejenige benutzt, wie sie oben beschrieben ist.
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Gemäß der elektrostatischen Haltevorrichtung nach dieser Erfindung kann das zu bearbeitende Substrat, selbst wenn sich die Anziehungskraft der elektrostatischen Haltevorrichtung aufgrund des photoelektrischen Effekts verringert, an der Oberfläche des Hauptkörpers der elektrostatischen Haltevorrichtung aufgrund der Haftkraft des Substrathalteabschnitts sicher gehalten werden. Daher kann in der Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung nach dieser Erfindung trotz der Tatsache, dass die Bearbeitungsbehandlungen von Lichteinstrahlung auf das lichtdurchlässige zu bearbeitende Substrat begleitet sind, verhindert werden, dass das zu bearbeitende Substrat auf der elektrostatischen Haltevorrichtung in der Position abweicht.
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Weiter ragt gemäß der elektrostatischen Haltevorrichtung nach dieser Erfindung vorzugsweise die Oberfläche des Substrathalteabschnitts in einem freien Zustand davon um eine vorgegebene Höhe aus der Oberfläche der Halteplatte hervor, und wenn das zu bearbeitende Substrat durch Anlegen einer Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode an die Oberfläche der Halteplatte angezogen wird, wird der Substrathalteabschnitt so zusammengedrückt, dass die Oberfläche des Substrathalteabschnitts bündig mit der Oberfläche der Halteplatte wird. Gemäß dieser Anordnung wird der Substrathalteabschnitt, als Ergebnis des Zusammendrückens des Substrathalteabschnitts beim Anziehen des zu bearbeitenden Substrats, stark gegen das zu bearbeitende Substrat gedrängt. Das zu bearbeitende Substrat kann daher sicher an dem Substrathalteabschnitt anhaften.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnung]
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1 ist ein schematischer Schnitt, der eine Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
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2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer elektrostatischen Haltevorrichtung, die innerhalb der Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung von 1 angeordnet ist.
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3 ist eine Draufsicht der elektrostatischen Haltevorrichtung von 2.
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[Ausführungsformen der Erfindung]
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1 zeigt eine Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung zum Durchführen einer Plasmaätz-(Trockenätz-)Bearbeitung an einem zu bearbeitenden Substrat S mit Lichtdurchlässigkeit, wie etwa einem Glassubstrat, einen Saphirsubstrat und dergleichen. An dieser Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung ist eine Unterdruck-Bearbeitungskammer 1 vorgesehen, deren Inneres durch eine Vakuumpumpe (nicht dargestellt) ausgepumpt wird. Ein oberer Teil der Unterdruck-Bearbeitungskammer 1 ist aus einer Seitenwand 1a aus einem dielektrischen Material ausgebildet. Mittels dreier entlang einer Außenseite dieser Seitenwand 1a angeordneter Magnetfeldspulen 21, 22, 23 werden innerhalb der Kammer ringförmige magnetische neutrale Linien ausgebildet. Zwischen der mittleren Magnetfeldspule 22 und der Seitenwand 1a aus dielektrischem Material ist eine Hochfrequenz-Antennenspule 3 zur Plasmaerzeugung angeordnet. Die Hochfrequenz-Antennenspule 3 ist mit einer Hochfrequenz-Stromversorgung 4 verbunden, und ein elektrisches Wechselfeld wird entlang der oben erwähnten magnetischen neutralen Linien angelegt, wodurch ein Entladungsplasma erzeugt wird.
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An einem unteren Teil der Unterdruck-Bearbeitungskammer 1 ist über ein isolierendes Material 5a eine Substratelektrode 5 montiert. An der Oberseite dieser Substratelektrode 5 ist eine elektrostatische Haltevorrichtung 6 befestigt, die das zu bearbeitende Substrat S hält und kühlt. Die Substratelektrode 5 ist mit einer Hochfrequenz-Stromversorgung 7 verbunden, die über einen Blockkondensator 7a eine Hochfrequenz-Vorspannung an die Substratelektrode 5 anlegt. Eine obere Platte 1b der Unterdruck-Bearbeitungskammer 1 ist auf hermetisch abgedichtete Weise an einem oberen Flansch der Seitenwand 1a aus dielektrischem Material befestigt. Eine Gegenelektrode wird durch die obere Platte 1b gebildet, die potentialfrei wird. An einer unteren Fläche der oberen Platte 1b ist ein Gaseinleitungsteil 8 vorgesehen, der ein Ätzgas in die Unterdruck-Bearbeitungskammer 1 einleitet. Dann wird das Ätzgas in Plasma umgewandelt, um eine vorgegebene Ätzbearbeitung an dem zu bearbeitenden Substrat S durchzuführen, das auf die elektrostatische Haltevorrichtung 6 gelegt ist.
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In der Substratelektrode 5 sind ein Durchlass 51, um dort hindurch Kühlwasser zirkulieren zu lassen, und ein Gasstrom-Durchlass 52 ausgebildet, um ein Kühlgas (z. B. Heliumgas) fließen zu lassen, um das zu bearbeitende Substrat S auf der elektrostatischen Haltevorrichtung 6 zu kühlen. Das Kühlgas wird von außerhalb der Vorrichtung über ein Einführungsrohr 53 zugeführt, das mit einer unteren Fläche der Substratelektrode 5 verbunden ist.
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Die elektrostatische Haltevorrichtung 6 weist eine Halteplatte 61 auf, die unter Verwendung z. B. von Keramikmaterial ausgebildet ist, das ein dielektrisches Material ist. Mit Bezug auf die 2 und 3 ist in der Halteplatte 61 eine Vielzahl von Gasabgabelöchern 62 ausgebildet, die das Kühlgas aus dem Gasstrom-Durchlass 52 zu einer Rückfläche des zu bearbeitenden Substrats S abgeben.
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In die Halteplatte 61 sind eine erste Elektrode 631 und eine zweite Elektrode 632 eingebettet. Die erste Elektrode 631 und die zweite Elektrode 632 sind jeweils zur Form von Kammzähnen ausgebildet und sind so angeordnet, dass die Zähne so ineinander greifen, dass sie keinen Kontakt miteinander aufweisen. Durch Anlegen einer Gleichspannung zwischen der ersten Elektrode 631 und der zweiten Elektrode 632 aus einer Stromversorgung (nicht dargestellt) ist das zu bearbeitende Substrat S so angeordnet, dass es an die Oberfläche der Halteplatte 61 angezogen wird. Ein Glassubstrat und ein Saphir-Substrat sind isolierende Substrate und werden an die Halteplatte 61 durch die Gradientenkraft angezogen, die durch das Anlegen einer Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 631, 632 erzeugt wird.
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Bei der Durchführung der Plasma-Ätzbearbeitung wird das Licht von dem Plasma auf das zu bearbeitende Substrat S gestrahlt, und dieses Licht fällt durch das zu bearbeitende Substrat S in die Halteplatte 61. Dann wird am Oberflächenbereich der Halteplatte 61 ein Teil des dielektrischen Materials, das die Halteplatte 61 bildet, durch den photoelektrischen Effekts elektrisch leitend. Demgemäß gibt es einen Fall, in dem sich die Anziehungskraft im Laufe der Ätzbearbeitung verringert.
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Als Lösung ist auf einem Teil der Oberfläche der Halteplatte 61 ein Substrathalteabschnitt 64 vorgesehen, der eine Haftkraft bezüglich des zu bearbeitenden Substrats S aufweist. In dieser Ausführungsform ist auf dem umlaufenden Oberflächenbereich der Halteplatte 61 ein versenkter Bereich 65 ausgebildet. Ein an dem versenkten Bereich 65 angebrachtes Klebeband bildet den Substrathalteabschnitt 64. Die Oberfläche des Substrathalteabschnitts 64 ragt in einem freien Zustand davon um eine vorgegebene Höhe (z. B. 100 μm) über die Oberfläche der Halteplatte 61 hinaus, wie durch eine imaginäre Linie in 2 gezeigt.
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Gemäß dieser Anordnung wird die Oberfläche des Substrathalteabschnitts 64, wenn das zu bearbeitende Substrat S durch Anlegen einer Spannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 631, 632 an die Oberfläche der Halteplatte 61 angezogen wird, so zusammengedrückt, dass die Oberfläche des Substrathalteabschnitts 64 bündig mit der Oberfläche der Halteplatte 61 wird. Aufgrund des Zusammendrückens durch das zu bearbeitende Substrat S wird der Substrathalteabschnitt 64 stark gegen das zu bearbeitende Substrat S gedrängt oder gedrückt. Das zu bearbeitende Substrat S wird daher sicher an den Substrathalteabschnitt 64 geheftet. Als Ergebnis kann, selbst wenn die Anziehungskraft der elektrostatischen Haltevorrichtung 6 aufgrund des photoelektrischen Effekts im Laufe der Ätzbearbeitung verringert wird, das zu bearbeitende Substrat S durch die Haftkraft des Substrathalteabschnitts 64 sicher an der Oberfläche der Halteplatte 61 gehalten werden, ohne eine Positionsabweichung zu erleiden.
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Der Außendurchmesser der Halteplatte 61 ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des zu bearbeitenden Substrats S, und daher hängt der Umfangsbereich des zu bearbeitenden Substrats S über die Außenseite der Halteplatte 61 hinaus. In einer Weise, dass sie zur Rückseite dieses Umfangsbereichs des zu bearbeitenden Substrats S weisen, der über die Halteplatte 6 hinaus ragt, ist durch die Substratelektrode 5 eine Vielzahl von Hubstiften 54 so eingesetzt, dass sie auf und ab beweglich sind. Nach dem Beenden der Ätzbearbeitung werden die Hubstifte 54 durch eine Antriebsquelle (nicht dargestellt) nach oben bewegt, um das zu bearbeitende Substrat S von dem Substrathalteabschnitt 64 abzulösen. Das zu bearbeitende Substrat S wird daher über die elektrostatische Haltevorrichtung 6 gehoben, sodass es einem Überführungsroboter (nicht dargestellt) in einem Zustand, wie es ist, übergeben werden kann.
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Bisher wurde eine Ausführungsform dieser Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Diese Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel war in der oben erwähnten Ausführungsform der Substrathalteabschnitt 64 in einem vorderen umlaufenden Oberflächenbereich der Halteplatte 61 angeordnet. Der Substrathalteabschnitt kann alternativ angeordnet sein, indem er in einer Vielzahl von Teilabschnitten auf der Oberfläche der Halteplatte 61 verteilt wird. Außerdem soll die elektrostatische Haltevorrichtung 6 in der oben erwähnten Ausführungsform ein einziges Stück zu bearbeitenden Substrats S auf der Halteplatte 61 halten. Diese Erfindung kann auch auf eine elektrostatische Haltevorrichtung mit der folgenden Konstruktion angewandt werden: eine Vielzahl von inselartigen Haltebereichen ist herausragend auf der oberen Fläche der Halteplatte angeordnet; und Elektroden sind in jedem der Haltebereiche eingebettet, sodass ein zu bearbeitendes Substrat in jedem der Haltebereiche gehalten werden kann, unter der Bedingung, dass an jedem der Haltebereiche auf einem Teil der Fläche jedes der Haltebereiche ein Substrathalteabschnitt vorgesehen ist.
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Außerdem ist die oben erwähnte Ausführungsform eine Anwendung dieser Erfindung auf eine Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung, in der Plasma-Ätzbearbeitung durchgeführt wird. Diese Erfindung kann auch weitgehend auf eine Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung angewandt werden, in der das Bearbeiten mit einstrahlendem Licht an einem lichtdurchlässigen Substrat erfolgt, wie etwa einer Plasma-CVD-Vorrichtung und einer Vorrichtung mit einer Lampe zum Erwärmen eines zu bearbeitenden Substrats.
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Bezugszeichenliste
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- S
- zu bearbeitendes Substrat
- 1
- Unterdruck-Bearbeitungskammer
- 6
- elektrostatische Haltevorrichtung
- 61
- Halteplatte
- 631
- erste Elektrode
- 632
- zweite Elektrode
- 64
- Substrathalteabschnitt
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Zusammenfassung
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Es wird eine elektrostatische Haltevorrichtung geschaffen, die so gestaltet ist, dass beim Durchführen von Bearbeitungsbehandlungen mit Lichteinstrahlung auf ein zu bearbeitendes Substrat, während das lichtdurchlässige zu bearbeitende Substrat gehalten wird, das zu bearbeitende Substrat selbst in dem Fall sicher gehalten werden kann, dass sich die Anziehungskraft aufgrund des photoelektrischen Effekts verringert. Eine elektrostatische Haltevorrichtung 6 weist eine Halteplatte 61 aus einem dielektrischen Material und eine erste Elektrode 631 und eine zweite Elektrode 632 auf, wobei beide Elektroden in der Halteplatte 61 angeordnet sind. Eine Spannung wird zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 631, 632 angelegt, um dadurch das zu bearbeitende Substrat S an die Oberfläche der Halteplatte 61 anzuziehen. Die elektrostatische Haltevorrichtung weist weiter auf einem Teil der Fläche der Halteplatte 61 einen Substrathalteabschnitt 64 auf, der aus einer Klebefolie und dergleichen mit einer Haftkraft bezüglich des zu bearbeitenden Substrats S gebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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