JP2000150628A - 基板載置装置、及び真空処理装置 - Google Patents
基板載置装置、及び真空処理装置Info
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Abstract
提供する。 【解決手段】真空槽1底壁側に設けられた本発明の基板
載置装置11は、誘電体12表面の凹部内に弾性部材1
8がはめ込まれている。弾性部材18表面は、誘電体1
2表面よりも高くなるようにされており、弾性部材18
上に基板7を載置し、誘電体12内部に配置された電極
13、14に電圧を印加すると、基板に静電吸着力が加
わえられ、基板7裏面が誘電体12表面に当接されるま
で弾性部材18が圧縮される。基板7が熱膨張しても、
弾性部材18との接触面積が大きいため、発塵が少な
い。また、弾性部材18の復元力により、基板7裏面は
弾性部材18表面に強く密着されるため、熱伝導性が高
い。
Description
び真空処理装置にかかり、特に、弾性部材が配置された
基板載置装置、及びその基板載置装置を有する真空処理
装置に関する。
置される基板載置装置として、近年、静電チャックが盛
んに用いられている。静電チャックは、プロセス中の基
板の温度制御が行い易く、また、基板のハンドリングに
便利である。特に、PVD装置、CVD装置、エッチャ
ー、又はイオン注入機等を使用する際に、基板の温度上
昇を抑えるために、基板を載置した静電チャック側に熱
を放出させる温度制御が行われている。
技術の基板載置装置を示している。この基板載置装置1
11は、上述のPVD装置等の図示しない真空槽内に配
置されており、誘電体(セラミック)から成るチャック本
体112と、該チャック本体112に内蔵された正電極
113と負電極114を有している。
7を搬入し、チャック本体112上に載置した後、電極
113、114に正負電圧を印加すると、基板107は
基板載置装置111に静電吸着される。
本体112表面とは互いに密着しており、熱伝導性が高
くなっているので、基板載置装置111を介して、基板
107を冷却し、又は加熱することができる。
で高い熱伝導性を得るためには、強力な静電吸着力を必
要とする。また、基板裏面とチャック本体表面との接触
面積が大きいため、熱膨張等によって基板107裏面と
チャック本体112とが摺動すると、発塵するという問
題がある。また、正負電極113、114間に大きな電
圧を印加するため、大きな残留吸着力が発生し、基板着
脱に時間を要し、スループットが低下するという問題が
ある。
されており、基板裏面にガスを導入する静電チャック
や、チャック本体上に高熱伝導性のゴムを配置した静電
チャックが提案されている。
場合には、基板裏面に導入ガスが充満するまでの時間が
必要となり、スループットが低下したり、また、導入ガ
スがリークし、プロセスに悪影響を与えるという不都合
がある。
ックは、吸着力が弱いため、基板と基板載置装置の間の
熱伝導性が悪化し、基板への熱流入量が大きい高プラズ
マパワーのプロセスを行うと、基板が過熱されてしまう
という不都合がある。
術の不都合を解決するために創作されたものであり、そ
の目的は、発塵が少なく、熱伝導性の高い基板載置装置
を提供することにある。
に、請求項1記載の発明は、基板載置装置であって、誘
電体と、前記誘電体表面の凹部に配置された弾性部材と
を有し、前記弾性部材の露出表面が前記誘電体の露出表
面と等しいか又は高くされていることを特徴とする。
板載置装置であって、前記弾性部材表面と前記誘電体表
面の高さの差は、1mm以下にされていることを特徴と
する。
項2のいずれか1項記載の基板載置装置であって、前記
誘電体の露出表面の面積と前記弾性部材の露出表面の面
積の合計の面積に対し、前記弾性部材の露出表面の面積
が10%以上99%以下にされていることを特徴とす
る。
項3のいずれか1項記載の基板載置装置であって、少な
くとも前記弾性部材の周囲には、前記誘電体表面が露出
する部分が配置されていることを特徴とする。
項4のいずれか1項記載の基板載置装置であって、前記
弾性部材は複数個に分割されたことを特徴とする。
項5のいずれか1項記載の基板載置装置であって、前記
弾性部材には孔が設けられ、該孔底面に前記誘電体表面
が露出するように構成されたことを特徴とする。
項6のいずれか1項記載の基板載置装置であって、前記
誘電体内部に電極が配置されたことを特徴とする。
板載置装置であって、前記電極には、上方に前記弾性部
材が配置されていない電極が含まれることを特徴とする
請求項7記載の基板載置装置。
項8のいずれか1項記載の基板載置装置であって、前記
弾性部材内部に電極が設けられたことを特徴とする。
求項9のいずれか1項記載の基板載置装置であって、前
記弾性部材表面に載置された基板を押圧する押圧装置が
設けられたことを特徴とする。
あって、誘電体と、該誘電体表面に配置された弾性部材
と、前記弾性部材上に配置された基板を前記弾性部材表
面に押圧する押圧装置とを有することを特徴とする。
の基板載置装置であって、前記弾性部材内部に電極が配
置されたことを特徴とする。
あって、内部を真空雰囲気にできる真空槽内に請求項1
乃至請求項12のいずれか1項記載の基板載置装置が設
けられたことを特徴とする。
電体と弾性部材とを有する基板載置装置である。弾性部
材は、誘電体表面の凹部にはめ込まれており、弾性部材
の露出表面は、誘電体の露出表面と等しいか、又はその
高さよりも高くされている。
る場合において、特に弾性部材の露出表面が誘電体の露
出表面よりも高いとき、基板は弾性部材上に乗せられ
る。その状態では、基板裏面は誘電体表面とは離間して
いるが、静電吸着力で基板を吸着したり、押圧部材で基
板を押圧すると、弾性部材が圧縮され、基板裏面が誘電
体表面に接触する。
の弾性部材に接触している部分の面積を大きくとると、
基板が熱膨張しても、基板裏面からの発塵量が少なくな
る。他方、基板は誘電体表面とも接触しているため、基
板裏面全体が熱伝導に寄与でき、良好な熱伝導性を維持
できる。
板裏面は弾性部材によって押圧されており、弾性部材表
面と基板裏面との間は強く密着している。従って、弾性
部材が圧縮しない場合に比べると、熱伝導性は更に高く
なっている。
表面を誘電体表面よりも高く設定しておく必要があり、
その高さについては、使用する弾性部材の材質により最
適値が異なる。
大きいほど少なくなるが、あまり大面積であると静電吸
着力が低下する。従って、基板裏面と接触できる誘電体
の表面露出部分と、同じく基板裏面と接触する弾性部材
表面の露出部分の合計の面積に対し、弾性部材表面の露
出部分の面積が、10%以上99%以下の範囲であるこ
とが好ましい。
の上方に弾性部材が存しないようにしておくと、強い静
電吸着力が得られる。その電極の他、弾性部材内部に電
極を設けた場合には、更に強い静電吸着力が得られる。
施形態を説明する。図1を参照し、符号9は、本発明の
一例の真空処理装置であり(この真空処理装置はスパッ
タリング装置である。)、真空槽1を有している。真空
槽1の天井側にはターゲット2が配置されており、底壁
側には、本発明の第1例の基板載置装置(静電チャック)
11が配置されている。真空槽1外部には、ガス導入系
8とDC電源3とが設けられており、ガス導入系8は真
空槽1の壁面に接続され、DC電源3は、ターゲット2
に接続されている。
が接続されており、その真空排気系によって真空槽1内
部を真空排気し、内部を真空雰囲気にしておく。その状
態で基板搬送ロボット6を動作させ、真空雰囲気を維持
したまま真空槽1内に基板を搬入し、基板載置装置11
上に載置する。図1の符号7は、その状態の基板を示し
ている。
タリングガスを導入し、DC電源3によってターゲット
2に負電圧を印加すると、ターゲット2がカソード電
極、真空槽1壁面がアノード電極となり、ターゲット2
表面近傍にプラズマが生成され、スパッタリングが行わ
れる。
を開始する前には、予め、基板7を基板載置装置11表
面に静電吸着しておき、基板7表面で発生した熱や、基
板7に流入した熱を基板載置装置11側に逃がしながら
薄膜を形成できるようになっている。
す。この図2(a)、及び後述する同図(b)、図3(c)、
同図(d)、図4、図5(a)、同図(b)の上側は基板載置
装置の平面図、下側はその断面図である。
は、誘電体(セラミック)から成るチャック本体12を有
している、チャック本体12は円盤状()基板形状に沿っ
た形に成形されており、その中央部分には、チャック本
体12よりも小径の凹部が形成され、高熱導電性の高分
子ゴムが円盤形状に成形されて成る弾性部材18がはめ
込まれている。
2表面とは平行にされており、弾性部材18表面は、チ
ャック本体12の表面よりも僅かに高くされている(高
さtは1mm以下)。従って、この基板載置装置11で
は、弾性部材18がチャック本体12中央位置で上方に
僅かに突き出されている。
ク本体12の表面が露出されており、その露出部分の下
方位置のチャック本体12内部には、正電極13と、負
電極14とが互いに非接触の状態で配置されている(各
電極13、14は、例えば半円弧、又は同心円状に成形
されている。)。正負電極13、14は、基板載置装置
11の裏面又は側面から取り出された配線により、真空
槽1外に配置された電源15a、15bにそれぞれ接続さ
れている。
ると、基板7は弾性部材18上に載せられる。基板7
は、チャック本体12と略同径のものが用いられてお
り、その状態では、基板7の裏面とチャック本体12表
面とは、離間して対向配置されることになる。
13に正電圧、負電極14に負電圧を印加すると(真空
槽1は接地電位に接続されている。)、正負電極13、
14から基板7周辺部分に静電吸着力が及ぼされ、チャ
ック本体12表面に基板7が静電吸着される。
て圧縮されるが、弾性部材18は、チャック本体12の
凹部にはめ込まれているため、弾性部材18は、基板7
の裏面がチャック本体12表面に当接するまで圧縮され
る。
り、基板7裏面は弾性部材18表面に強く密着してい
る。また、基板7裏面はチャック本体12表面の露出部
分にも密着しているため、基板7と基板載置装置11と
の間の熱伝導性は非常に高くなっている。従って、スパ
ッタリング等のプロセスによって基板7が加熱されて
も、その熱は、基板載置装置11を介して、真空槽1の
底壁や、基板載置装置11裏面側に配置された冷却装置
に流出するようになっている。
着された状態では、弾性部材18の表面及び外周は真空
槽1内の雰囲気から遮断されるので、活性なガスを用い
たスパッタリングや、種々の原料ガスを用いるCVDプ
ロセスを行う場合にも、弾性部材18はガスに曝され
ず、従って、弾性部材18が劣化しないようになってい
る。
全表面積のうち、弾性部材18表面が90%、チャック
本体12の表面が10%になっており、熱膨張等によっ
て基板7と基板載置装置11が摺動する場合でも、弾性
部材18と接触している面積が大きいため、発塵が少な
くなっている。
り、例えば、上記の弾性部材18や正負電極13、14
は、種々の形状のものを用いることができる。また、そ
の配置も種々の配置方法がある。
基板載置装置(静電チャック)であり、該基板載置装置2
1は、誘電体が円盤形状に成形されたチャック本体22
を有している。
の凹部が互いに離間して形成されており、各凹部には、
その凹部と同形の弾性部材281〜284がはめ込まれて
いる。
部材281〜284の間の位置と弾性部材281〜284が
配置された領域の外側)のうち、弾性部材281〜284
間下方のチャック本体22内部には、正負電極23た配
置されており、弾性部材28 1〜284の外側位置のチャ
ック本体22内部には、負電極24が配置されている
(例えば正電極23は十字形状、負電極24はリング形
状にすることができる。)。正負電極23、24は、そ
れぞれ電源25a、25bに接続されている。
ク本体22の表面よりも僅かに高くされており、弾性部
材281〜284上に基板を載せた後、電源25a、25b
を起動し、正電極23と負電極24の間に電圧を印加す
ると、基板に静電吸着力が加わり、弾性部材281〜2
84が圧縮され、基板裏面はチャック本体22表面と接
触し、上記第1例の基板載置装置11と同様に、熱伝導
性が高くなるようになっている。
例の基板載置装置(静電チャック)は、誘電体で構成され
たチャック本体32上に同心円に配置された2個のリン
グ状の凹部が形成されており、そのリング状凹部と同形
の大小の弾性部材381、382がはめ込まれている。
面一に形成されており、その露出部分下方のチャック本
体32内部のうち、弾性部材381、382の間の下方位
置には負電極34が配置されており、中心部分と外周部
分の下方位置には正電極33 1、332がそれぞれ配置さ
れている。
1、382の表面は、チャック本体32よりも高く設定さ
れており、弾性部材381、382上に基板を載置し、正
電極331、332と負電極34にそれぞれ接続された電
源35a、35bを起動し、正電極331、332と負電極
34の間に電圧を印加すると弾性部材381、382が圧
縮され、基板裏面が弾性部材381、382表面及びチャ
ック本体32表面に密着し、高い熱伝導率が得られる。
例の基板載置装置(静電チャック)も、誘電体で構成され
たチャック本体42を有している。
れており、チャック本体32よりも小径の円盤形状の弾
性部材48がはめ込まれている。その凹部には、チャッ
ク本体42表面が表面部分が島状に散在するようにされ
ており、この弾性部材48に形成された複数の孔49
が、島状の部分に嵌合されている。
部分には、チャック本体42の表面が露出されており、
外側部分の露出表面と、孔49底面の露出表面とは面一
になっている。
弾性部材48の外側のチャック本体42内部には、リン
グ形状の負電極441が配置されている。他方、各孔4
9の底面下には、正電極431、432又は負電極442
が1個ずつ配置されている。正電極431、432と負電
極441、442は、それぞれ電極45a、45bに接続さ
れており、弾性部材48の表面に基板を載置し、電源4
5a、45bを起動し、正電極431、432と負電極44
1、442の間に電圧を印加すると、基板が静電吸着され
る。それにより、弾性部材48が圧縮され、基板裏面が
弾性部材48表面及びチャック本体42表面に密着され
る。
5例の基板載置装置(静電チャック)は、誘電体が円盤形
状に成形されたチャック本体52表面に、凹部が形成さ
れ、その凹部内に円盤形状の弾性部材58がはめ込まれ
ている。弾性部材58表面は、チャック本体52表面よ
りも僅かに高くされている。
2の表面が露出しており、その露出部分のチャック本体
52内部には、正電極531と負電極541が配置されて
いる。更に、この基板載置装置51では、弾性部材58
内にも正電極532と負電極542が配置されており、正
電極531、532と負電極541、542は、それぞれ電
源55a、55bに接続されている。
基板を載置し、正電極531、532と負電極541、5
42の間に電圧を印加すると、正負電極531、532、
541、542から静電吸着力が及ぼされ、基板が静電吸
着される。
2は、チャック本体52の露出表面よりも下方位置に配
置されており、従って、基板が静電吸着されると、弾性
部材58表面は、チャック本体52の露出表面と同じ高
さまで圧縮され、その結果、基板裏面が弾性部材58表
面及びチャック本体52表面に密着するようになってい
る。
内に電極532、542を配置できるため、電極面積を大
きくすることができ、強い静電吸着力が得られるように
なっている。
例の静電吸着装置(静電チャック)は、誘電体が円盤形状
に成形されたチャック本体62上に、チャック本体62
と同径の円盤形状の弾性部材68が配置されている。こ
の弾性部材68の内部には、正電極63及び負電極64
が設けられており、各電極63、64は、それぞれ電源
65a、65bに接続されている。
状の押圧装置66を有している。押圧装置66は、リン
グ形状内側部分の当接部661と、当接部661外周部分
の傾斜部662と、傾斜部662外周に位置する取付部6
63とで構成されている。
り付けられており、当接部661を水平にし、傾斜部6
62及び取付部663と共に、昇降させられるようになっ
ている。この昇降軸664を上方に移動させ、当接部6
61を上方に持ち上げると、弾性部材68上に基板を配
置することができる。
える大きさににされており、弾性部材68と略同径の基
板67を弾性部68上に配置すると、当接部661の裏
面が基板67の縁部分と接触するように構成されてい
る。
印加すると共に当接部661によって基板67を押圧す
ると、基板67には、静電吸着力と押圧力とが加わる。
基板67の周辺部分は押圧部材66によって押圧され、
中央部分が正負電極63、64によって静電吸着される
ので、弾性部材68は均一に圧縮され、基板67裏面と
弾性部材68の表面とが強く密着する。
基板載置装置であり、電極が設けられていおらず、誘電
体で構成された円盤状のチャック本体62上に、同径の
弾性部材78が配置されている。この基板載置装置71
では、図5(a)の押圧装置66と同じ押圧装置76が設
けられており、弾性部材78上に載置された基板77を
押圧できるようになっている。この基板載置装置71
は、電極を有さないので、低コストである。また、静電
吸着力を使用しないため、残留吸着力等の問題も発生し
ない。
置11、21、31、41、51、61、71は基板と
の密着性が高いので、スパッタリング等のプロセスによ
り基板が加熱された場合、基板載置装置11、21、3
1、41、51、61、71側に熱が効率よく放出され
るようになっている。
1、61、71内に冷却装置を配置してもよいし、基板
載置装置11、21、31、41、51、61、71を
冷却装置上に配置してもよい。また、基板載置装置1
1、21、31、41、51、61、71内に加熱装置
を設け、基板を加熱できるようにしておくと、更に基板
の温度制御性が向上して好ましい。
1、21、31、41、51では、弾性部材18、2
8、38、48、58は、チャック本体12、22、3
2、42、52表面よりも0.1mm〜0.5mm程度
高くなっており、基板が静電吸着され、弾性部材18、
28、38、48、58が圧縮されると基板裏面がチャ
ック本体12、22、32、42、52表面に接触し、
熱伝導率が向上するように構成されている。
58周囲には、チャック本体12、22、32、42、
52の露出部分が配置されているので、基板がチャック
本体12、22、32、42、52と接触した状態で
は、弾性部材18、28、38、48、58は、真空槽
1内に導入されたガス(スパッタリングガスの他、CV
Dの原料ガスやクリーニングガスを含む)に曝されない
ようになっている。
2、52の表面と弾性部材18、28、38、48、5
8表面とを合計した面積に対し、弾性部材18、28、
38、48、58表面の面積は、80%以上95%以下
にされており、基板裏面との摺動を緩和しつつ、良好な
熱伝導率が得られる構造になっている。
8、58、68、78は、耐熱性と可撓性を有し、熱伝
導性が高いゴムによって構成することが望ましく、例え
ば、シリコンゴム、ポリアミドゴム、ポリイミドゴム等
の高分子材料を用いることができる。
2、52、62、72は、アルミナ、窒化アルミニウム
や、PBNをコーティングしたカーボン等の電気絶縁性
を有する誘電体で構成することができる。
11、21、31、41、51、61では、2種類の電
圧を印加される電極(正電極13、23、33、43、
53、63と負電極14、24、34、44、54、6
4)が設けられていたが、1種類の電極を設け、単一の
極性の電圧を印加し、基板を静電吸着する基板載置装置
も本発明に含まれる(この場合、真空槽1が電極として
作用し、静電吸着力が生じる)。
分がリング形状であったが、例えば爪形状等の他の形状
であってもよい。
や発塵を少なくすることができる。押圧部材を設けた場
合には、熱伝導性を更に向上させることができる。
とそのA−A'線截断面図 (b):本発明の基板載置装置の第2例の平面図とそのB
−B'線截断面図
とそのC−C'線截断面図 (d):本発明の基板載置装置の第4例の平面図とそのD
−D'線截断面図
E−E'線截断面図
とそのF−F'線截断面図 (b):本発明の基板載置装置の第7例の平面図とそのG
−G'線截断面図
置装置 12、22、32、42、52、62、72‥‥誘電体
(チャック本体) 13、14、23、24、33、34、43、44、1
8、28、38、48、58、68、78‥‥弾性部材 49‥‥孔 66、76‥‥押圧装置
Claims (13)
- 【請求項1】誘電体と、前記誘電体表面の凹部に配置さ
れた弾性部材とを有し、 前記弾性部材の露出表面は、前記誘電体の露出表面と等
しいか、又は高くされていることを特徴とする基板載置
装置。 - 【請求項2】前記弾性部材表面と前記誘電体表面の高さ
の差は、1mm以下にされていることを特徴とする請求
項1記載の基板載置装置。 - 【請求項3】前記誘電体の露出表面の面積と前記弾性部
材の露出表面の面積の合計の面積に対し、前記弾性部材
の露出表面の面積が10%以上99%以下にされている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項
記載の基板載置装置。 - 【請求項4】少なくとも前記弾性部材の周囲には、前記
誘電体表面が露出する部分が配置されていることを特徴
とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の基板
載置装置。 - 【請求項5】前記弾性部材は複数個に分割されたことを
特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の
基板載置装置。 - 【請求項6】前記弾性部材には孔が設けられ、該孔底面
に前記誘電体表面が露出するように構成されたことを特
徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の基
板載置装置。 - 【請求項7】前記誘電体内部に電極が配置されたことを
特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の
基板載置装置。 - 【請求項8】前記電極には、上方に前記弾性部材が配置
されていない電極が含まれることを特徴とする請求項7
記載の基板載置装置。 - 【請求項9】前記弾性部材内部に電極が設けられたこと
を特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載
の基板載置装置。 - 【請求項10】前記弾性部材表面に載置された基板を押
圧する押圧装置が設けられたことを特徴とする請求項1
乃至請求項9のいずれか1項記載の基板載置装置。 - 【請求項11】誘電体と、該誘電体表面に配置された弾
性部材と、前記弾性部材上に配置された基板を前記弾性
部材表面に押圧する押圧装置とを有することを特徴とす
る基板載置装置。 - 【請求項12】前記弾性部材内部に電極が配置されたこ
とを特徴とする請求項11記載の基板載置装置。 - 【請求項13】内部を真空雰囲気にできる真空槽内に請
求項1乃至請求項12のいずれか1項記載の基板載置装
置が設けられたことを特徴とする真空処理装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|---|
KR100750835B1 (ko) * | 2001-01-19 | 2007-08-22 | 가부시키가이샤 알박 | 흡착장치 |
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JP2016051836A (ja) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 株式会社ディスコ | 静電支持プレート及び静電支持プレートの製造方法 |
CN110246797A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 弘塑科技股份有限公司 | 晶圆固定装置、晶圆固定基座及晶圆真空吸盘 |
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1998
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