JP2002368071A

JP2002368071A - 処理用基板

Info

Publication number: JP2002368071A
Application number: JP2001175564A
Authority: JP
Inventors: Ko Fuwa; 耕不破; Ken Maehira; 謙前平
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】成膜プロセスを用いることなく低電圧下におけ
る吸着力を向上させることが可能な処理用基板を提供す
る。【解決手段】本発明の処理用基板１０は、石英ガラスか
らなる絶縁層１１と、この絶縁層１１の一方の側の面に
貼付された導電材１２とから構成されている。導電材１
２としては、例えば導電性の高分子フィルムを好適に用
いることができる。高分子フィルムは、例えば接着剤又
は粘着剤によって絶縁層１１に貼付する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガラス基板
等の絶縁性基板を用いた処理用基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばテレビジョンや携帯電話の
ディスプレイや液晶プロジェクタ等には、ガラス基板が
用いられている。

【０００３】このようなガラス基板に対しては、半導体
プロセスと同様に、例えばスパッタリング装置による成
膜や、イオン加速器による不純物注入、エッチングなど
が行われている。

【０００４】この種のプロセスにおいては、基板の温度
を制御することが重要で、特に、エッチング工程では、
レジストの焼けを防ぐため、基板を冷却することが不可
欠である。

【０００５】半導体プロセスでは、例えばシリコンなど
のウェハーに対する有効な温度制御手段として、静電吸
着装置（静電チャック）が用いられている。

【０００６】この種の静電吸着装置においては、吸着電
極をＤＣ電源に接続し、静電吸着面と対象基板との間に
コンデンサーを形成させることで吸着力を発生させるも
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば石英
ガラスのような絶縁性の高い基板では電極になり得ない
ため、静電吸着面との間にコンデンサーが形成されず、
基板を静電吸着させることができなかった。

【０００８】これに対し、本発明の発明者等は、静電吸
着装置の電極の構造を工夫することで吸着力を向上させ
うることを見出したが（例えば、特開２０００−３３２
０９１号、特開２００１−３５９０７号公報参照）、そ
のためには、金属製の基板より大きな電圧（±１ｋＶ以
下→±３ｋＶ以上）を印加することが必要であった。

【０００９】その結果、従来技術では高電圧を要するこ
とから静電吸着電源が大型化するとともに周囲の部分と
放電を起こしやすくなるなど安全面でも問題であった。

【００１０】その一方、絶縁性基板の裏面に導電性の薄
膜を形成させて吸着させる方法も提案されているが（例
えば、特開２０００−１８８２７９号公報参照）、導電
膜を形成させるための成膜装置と成膜プロセスが別途必
要になるため生産効率が著しく低下するという問題があ
る。

【００１１】本発明は、このような従来の技術の課題を
解決するためになされたもので、成膜プロセスを用いる
ことなく低電圧下における吸着力を向上させることが可
能な処理用基板を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１記載の発明は、真空槽内で所定の処
理が施される処理用基板であって、所定の絶縁材料から
なる絶縁層と、前記絶縁層の所定の部位に導電材が貼付
されていることを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記導電材が、前記絶縁層の一方側の面に
貼付されていることを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項記載の発明
において、前記導電材が、前記絶縁層の被吸着側の面に
貼付されていることを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項２又は３の
いずれか１項記載の発明において、前記導電材が、前記
絶縁層の被吸着側と反対側の面に貼付されていることを
特徴とする。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれか１項記載の発明において、前記導電材が、導電
性のフィルムからなることを特徴とする。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれか１項記載の発明において、前記導電材が、導電
性のペーストからなることを特徴とする。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、前記導電性のペーストが、フィルムによっ
て被覆されていることを特徴とする。

【００１９】本発明においては、絶縁層の所定の部位
（例えば一方側の面）に導電材が貼付されていることか
ら、低電圧下における吸着力の向上を成膜プロセスを用
いることなく達成することができ、これにより生産効率
の向上及びシステムの簡素化を図ることができる。

【００２０】この場合、導電材を、前記絶縁層の被吸着
側の面に貼付すると、より吸着力を向上させることがで
きる。

【００２１】また、本発明にあっては、導電材として導
電性のフィルムを用いた場合には、新たに導電膜形成用
の成膜装置及びプロセスを必要とせず、しかも、研磨あ
るいは溶解作業を行うことなく容易に剥離することがで
きるので、スループットの向上を図ることができる。

【００２２】さらに、本発明によれば、静電吸着装置と
の接触、ずれ等によって生ずる機械的衝撃に対する吸収
材として基板表面の欠けや傷の発生を防止することが可
能になる。

【００２３】一方、導電材として導電性のペーストを用
いた場合には、導電材を例えば塗布するだけで低電圧下
における吸着力を向上させることができ、これにより成
膜プロセスを省略して生産効率の向上及びシステムの簡
素化を図ることができる。

【００２４】この場合、導電性のペーストをフィルムに
よって被覆することにより、真空槽内の汚染等を防止す
ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る処理用基板の
実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、
本発明の処理用基板を用いる真空装置の構成を示す断面
図である。

【００２６】図１に示すように、本実施の形態の真空装
置１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽２を
有し、この真空槽２内のサセプタ２０上に、後述する
処理用基板１０を吸着するための静電吸着装置３が設け
られている。

【００２７】静電吸着装置３は、誘電体３０中に吸着電
極３１が設けられた静電チャック本体３２を有し、この
静電チャック本体３２の吸着電極３１は、真空槽２の外
部に設けられた静電チャック電源３３に接続されてい
る。

【００２８】なお、静電チャック本体３２中には、チャ
ックした処理用基板１０の温度を制御するためのヒータ
３４等の温度制御手段が設けられている。

【００２９】図２（ａ）（ｂ）は、本実施の形態の処理
用基板の構成を示す断面図である。図２（ａ）（ｂ）に
示すように、本実施の形態の処理用基板１０は、絶縁材
料である石英ガラスからなる絶縁層１１と、この絶縁層
１１の一方の側の面に貼付された導電材１２とから構成
されている。

【００３０】ここで、導電材１２としては、例えば導電
性の高分子フィルムを好適に用いることができる。

【００３１】この高分子フィルムは、例えばシリコーン
樹脂を主成分とする粘着剤や熱可塑性ポリイミド樹脂を
主成分とする接着剤によって絶縁層１１に貼付する。

【００３２】導電性のフィルムとしては、例えば、ポリ
イミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、
塩化ビニル、エチレンビニルアセテート等を主成分とす
るものを好適に用いることができる。

【００３３】これらのうち、ポリイミドは、硬さなど機
械的強度に優れ、また２５０℃程度の耐熱性を有する点
から特に好ましいものである。

【００３４】また、高分子フィルムの厚さは、貼付若し
くは剥離の際の強度及び取り扱いの容易さの観点から５
〜５００μｍとすることが好ましく、また、後述するよ
うに導電性ペースト上に導電性の高分子フィルムを貼付
する場合には、吸着力を確保する観点から、３００μｍ
以下とすることが好ましい。

【００３５】本発明の場合、導電材１２である導電性の
高分子フィルムは、図２（ａ）に示すように、絶縁層１
１の被吸着側の面に貼付してもよいし、また、図２
（ｂ）に示すように、絶縁層１１の被吸着側と反対側の
面に貼付してもよい。

【００３６】ただし、より大きな吸着力を得るために
は、図２（ａ）に示すように、絶縁層１１の被吸着側の
面に高分子フィルムを貼付することが好ましい。

【００３７】以上述べたように本実施の形態において
は、絶縁層１１の一方側の面に導電材１２が貼付されて
いることから、低電圧下における吸着力の向上を成膜プ
ロセスを用いることなく達成することができ、これによ
り生産効率の向上及びシステムの簡素化を図ることがで
きる。

【００３８】この場合、導電材１２を、前記絶縁層１１
の被吸着側の面に貼付すると、より吸着力を向上させる
ことができる。

【００３９】また、本発明にあっては、導電材１２とし
て導電性のフィルムを用いた場合には、新たに導電膜形
成用の成膜装置及びプロセスを必要とせず、しかも、研
磨あるいは溶解作業を行うことなく容易に剥離すること
ができるので、スループットの向上を図ることができ
る。

【００４０】さらに、静電吸着装置との接触、ずれ等に
よって生ずる機械的衝撃に対する吸収材として基板表面
の欠けや傷の発生を防止することができる。

【００４１】なお、本発明は上述の実施の形態に限られ
ることなく、種々の変更を行うことができる。例えば、
また、本発明においては、導電材１２として導電性のペ
ーストを用いることもできる。

【００４２】本実施の形態の処理用基板１０ａに使用で
きる導電性のペーストとしては、銅ペースト、銀ペース
ト、カーボンペースト等があげられる。

【００４３】また、このような導電性のペーストを用い
る場合は、図３に示すように、例えばエチレンビニール
アセテート等の絶縁性フィルム１３を用い、層状に形成
した導電性のペースト（導電性ペースト層１２ａ）によ
って絶縁性フィルム１３を絶縁層１１に貼り合わせると
よい。

【００４４】本例の場合、導電性ペースト層１２ａの厚
さは特に限定されることはないが、むらなく均一に基板
全面に塗布することができ、かつ、後に容易に除去でき
るという観点からは、１〜１０μｍとすることが好まし
い。

【００４５】一方、絶縁性フィルム１３の厚さは特に限
定されることはないが、導電性ペースト層１２ａとの放
電を起こさせない程度で薄い方が好ましい。

【００４６】好ましい絶縁性フィルム１３の厚さは１〜
６００μｍであり、より好ましくは、５〜２００μｍで
ある。

【００４７】なお、本例においても、導電性ペースト層
１２ａ及び絶縁性フィルム１３は絶縁層１１の被吸着側
の面に貼付してもよいし、絶縁層１１の被吸着側と反対
側の面に貼付してもよい。

【００４８】ただし、より大きな吸着力を得るために
は、図３に示すように、絶縁層１１の被吸着側の面に導
電性ペースト層１２ａ及び絶縁性フィルム１３を貼付す
ることが好ましい。

【００４９】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細
に説明する。静電吸着装置に対する処理用基板の吸着力
を比較するため、以下の実験を行った。

【００５０】まず、絶縁層を構成する基板として、大き
さ８インチの高純度石英基板を用意した。この基板の体
積抵抗率は、１０¹⁸Ω・ｃｍ以上、比誘電率は、３．７
０（１ＭＨｚ）であった。

【００５１】次の４通りの処理用基板を作成し、それぞ
れ吸着力を測定した。基板Ａ：石英基板単体（何も処理を施していないもの）基板Ｂ：石英基板の片面に厚さ１００μｍのＡｌ膜をＤ
Ｃ又はＲＦスパッタリング法によって形成し、その面を
静電吸着面としたもの基板Ｃ：石英基板に導電性ポリイミドフィルムを接着
し、ポリイミド面を静電吸着面としたもの基板Ｄ：石英基板に導電性ポリイミドフィルムを接着
し、ポリイミドフィルムと反対側の面（石英基板が露出
している面）を吸着面としたもの基板Ｃ及び基板Ｄにおいて、導電性ポリイミドフィルム
の厚さは５０μｍで、体積抵抗率は１×１０³Ω・ｃｍ
であった。

【００５２】基板Ａ〜Ｄに対し、真空中（１×１０^-4Ｐ
ａ）で静電吸着力を測定した。

【００５３】この場合、測定は大気側の圧空シリンダー
で静電吸着させた基板を引上げ、引上げ力をロードセル
で測定し、その値を吸着力とした。

【００５４】基板Ａ〜Ｄに対する測定結果を図４に示
す。ここで、吸着力は慣用に従い、面積で規格化して単
位面積あたりの力として表す。

【００５５】図４から明らかなように、導電材を設けな
い単体の基板Ａの吸着力は、吸着電圧（Ｖｅｓｃ）±５
ｋＶで２．３ｇ/ｃｍ²であった。

【００５６】これに対し、石英基板にＡｌ膜を形成した
基板Ｂにあっては、Ｖｅｓｃ＝±５００Ｖで１７．２ｇ
／ｃｍ²の吸着力となっている。

【００５７】また、石英基板に導電材として導電性フィ
ルムを貼付した基板Ｃの場合は、Ｖｅｓｃ＝±５００Ｖ
で８．９８ｇ／ｃｍ²の吸着力が得られている。

【００５８】この基板Ｃは、Ａｌ膜を形成した基板Ｂに
は及ばないが、その約半分の吸着力が得られており、絶
縁層単体の基板Ａと比較すると、吸着電圧が１／１０で
あるにもかかわらず約４倍の吸着力を達成している。

【００５９】吸着力は基板と静電吸着装置との熱伝達と
相関があることが知られており、吸着面に導電性フィル
ムを貼付した本発明によれば、熱伝達性能を大きく改善
できることがわかる。

【００６０】さらに、導電性フィルムが静電吸着面でな
い基板Ｄにおいても吸着力が改善できる。

【００６１】なお、図には示さないが、Ａｌ膜を形成し
た基板Ｂの石英面を吸着した場合には、吸着力はＶｅｓ
ｃ＝±５ｋＶで１６．０ｇ/ｃｍ²となった。

【００６２】一方、本発明の効果を確認するために、上
記基板Ｃを用い、直径８インチで厚さ０．６ｍｍの石英
基板にＴｉ膜を形成する際の温度上昇を測定した。

【００６３】この場合、成膜時のＡｒガス圧力は０．０
５Ｐａ、ＤＣパワーは６ｋＷ、成膜時間６０秒における
基板の温度上昇をサーモラベルで測定した。

【００６４】静電吸着電源をオフにした場合、基板の温
度上昇は１００℃を超えてしまったが、吸着電極にＶｅ
ｓｃ＝±５ｋＶの電圧を印加したところ、基板の温度は
６０℃に低下した。

【００６５】これは成膜前には静電吸着力は弱く、約
２.３ｇ／ｃｍ²であったが、成膜開始とほぼ同時に金属
Ｔｉとの間で吸着力が働き（約１０ｇ／ｃｍ²）、基板
冷却の効果を発現したものと思われる。

【００６６】他方、上記直径８インチで厚さ０．６ｍｍ
の石英基板に導電性のペースト及び絶縁性フィルムを貼
付した基板を用い、この基板にＴｉ膜を形成する際の温
度上昇を測定した。

【００６７】この場合、導電性ペーストとして銀（Ａ
ｇ）ペーストを用い、絶縁性フィルムは、エチレンビニ
ールアセテートを用いた。

【００６８】この場合、銀ペーストの厚さはμｍ、絶縁
性フィルムの厚さは、銀ペーストとの放電を防止するた
め５０μｍとした。

【００６９】このような処理用基板を用い、上記実験条
件により基板の温度上昇を測定したところ、温度上昇は
６６℃となり、上記導電性フィルムを用いた場合とほぼ
等しい結果を得た。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、低電
圧下における吸着力の向上を成膜プロセスを用いること
なく達成することができ、これにより生産効率の向上及
びシステムの簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理用基板を用いる真空装置の構成を
示す断面図

【図２】（ａ）（ｂ）：本発明の処理用基板の実施の形
態の構成を示す断面図

【図３】本発明の処理用基板の他の実施の形態の構成を
示す断面図

【図４】実施例及び比較例の吸着力の測定結果を示すグ
ラフ

【符号の説明】

１０…処理用基板１１…絶縁層１２…導電材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３０Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３０Ｚ５Ｆ０３１Ｆターム(参考） 2H090 HB08X HB13X HC12 JB02 JB11 2H092 GA17 GA48 MA05 MA17 NA27 PA01 RA05 4K029 AA09 AA24 JA01 4K030 CA06 CA12 GA02 LA18 5C094 AA42 AA43 FB12 GB10 5F031 CA01 CA05 HA16 NA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空槽内で所定の処理が施される処理用基
板であって、所定の絶縁材料からなる絶縁層と、前記絶縁層の所定の部位に導電材が貼付されていること
を特徴とする処理用基板。
【請求項２】前記導電材が、前記絶縁層の一方側の面に
貼付されていることを特徴とする請求項１記載の処理用
基板。
【請求項３】前記導電材が、前記絶縁層の被吸着側の面
に貼付されていることを特徴とする請求項２記載の処理
用基板。
【請求項４】前記導電材が、前記絶縁層の被吸着側と反
対側の面に貼付されていることを特徴とする請求項２又
は３のいずれか１項記載の処理用基板。
【請求項５】前記導電材が、導電性のフィルムからなる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の
処理用基板。
【請求項６】前記導電材が、導電性のペーストからなる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の
処理用基板。
【請求項７】前記導電性のペーストが、フィルムによっ
て被覆されていることを特徴とする請求項６記載の処理
用基板。