JP2003133400A

JP2003133400A - 吸着装置、真空処理装置及び吸着装置の製造方法

Info

Publication number: JP2003133400A
Application number: JP2001328761A
Authority: JP
Inventors: Ken Maehira; 謙前平; Motoko Ichihashi; 素子市橋; Ko Fuwa; 耕不破
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁性基板を静電吸着する場合に、吸着力を大
きくする技術に関する。【解決手段】本発明の静電チャックプレート２１は、電
極支持体２５表面に第１、第２の電極１７₁、１７₂が配
置され、それらの上に絶縁層３０が配置され、絶縁層３
０がポリイミドフィルムで構成されて電極支持体２５上
に貼付されている。このため、セラミックスを焼成して
絶縁層を形成していた従来と異なり、基板との間の距離
を短く、かつどの位置でも均一にすることができ、さら
に、第１、第２の電極１７₁、１７₂の対向する部分の辺
を増やすと、吸着力が大きい部分が増え、従来に比して
基板の吸着力が大きくなる。また、ポリイミドフィルム
は軟らかいので、堅いセラミックスの表面に基板を載置
する場合に比して基板と絶縁層とが強く密着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着装置、真空処
理装置及び吸着装置の製造方法に関し、特に、絶縁性基
板を静電吸着する吸着装置において、吸着力を大きくす
る技術を提供する。

【０００２】

【従来の技術】図１２の符号１０１に、従来のスパッタ
リング装置を示す。このスパッタリング装置１０１は、
図示しない真空排気系に接続され、真空排気可能に構成
された真空槽１０２を有し、この真空槽１０２の内部天
井側には例えばチタンなどの金属からなるターゲット１
０３が配設されている。

【０００３】このターゲット１０３は、接地された真空
槽１０２とは絶縁され、かつ真空槽１０２の外部に設け
られた電源１０４に接続されており、電源１０４を起動
すると、電源１０４から電力が供給されるように構成さ
れている。

【０００４】一方、真空槽１０２の内部底面側には、吸
着装置１２０が配置されている。この吸着装置１２０
は、静電チャックプレート１２１と冷却装置１２３とを
有している。

【０００５】冷却装置１２３は、真空槽１０２の内部底
面に固定されており、その上に静電チャックプレート１
２１が配置されている。冷却装置１２３の内部には、図
示しない通水管が通されており、通水管に冷却水を通す
と冷却装置１２３が冷却され、静電チャックプレート１
２１を冷却することができるように構成されている。

【０００６】静電チャックプレート１２１の構成を図１
３(ａ)、(ｂ)に示す。この静電チャックプレート１２１
は、絶縁体からなる電極支持層１２５を有している。こ
の電極支持層１２５はセラミックス製であり、その表面
に、カーボンからなる第１、第２の電極１２７₁、１２
７₂が配置されている。

【０００７】第１、第２の電極１２７₁、１２７₂の平面
図を同図(ａ)に示す。第１、第２の電極１２７₁、１２
７₂は櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛
み合うように配置されている。同図(ｂ)は同図(ａ)のＸ
−Ｘ線断面図に相当する。

【０００８】第１、第２の電極１２７₁、１２７₂はそれ
ぞれ真空槽１０２外に設けられた静電チャック電源１２
２に接続されており、その静電チャック電源１２２を起
動すると、第１、第２の電極１２７₁、１２７₂の間に直
流電圧を印加することができるように構成されている。

【０００９】第１、第２の電極１２７₁、１２７₂と電極
支持層１２５との上には、セラミックス製の絶縁層１３
０が密着配置されており、第１、第２の電極１２７₁、
１２７₂と電極支持層１２５とは絶縁層１３０で被覆さ
れている。

【００１０】上述のスパッタリング装置１０１を用い
て、絶縁性基板の表面に薄膜を成膜するには、まず、真
空槽１０２を真空排気して予め真空状態にした状態で、
真空槽１０２内に基板を搬入し、静電チャックプレート
１２１上の所定の位置に載置する。静電チャックプレー
ト１２１の表面に載置された状態の基板を図１２の符号
１０５に示す。次に、静電チャック電源１２２を起動
し、第１、第２の電極１２７₁、１２７₂に対してそれぞ
れ正負の電圧を印加する。

【００１１】一般に、不均一な電場Ｅ中に分極率αの誘
電体を置いたとき、その誘電体には、単位面積当たり次
式で表されるグラディエント力が働く。ｆ＝１／２・α・ｇｒａｄ(Ｅ²) 静電チャックプレート１２１は、上述したように、第
１、第２の電極１２７₁、１２７₂がともに櫛状に成形さ
れ、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されてお
り、互いに隣接する第１、第２の電極１２７₁、１２７₂
の間の距離が非常に小さくなっている。その結果、誘電
体からなる基板がその表面に載置されたときに、上式の
ｇｒａｄ(Ｅ²)が大きくなっている。

【００１２】絶縁性基板１０５が、静電チャックプレー
ト１２１の表面方向に上述したグラディエント力を受
け、絶縁性基板１０５の裏面全面が静電チャックプレー
ト１２１表面に吸着される。図１４は、その状態を模式
的に示した図である。図１４において符号Ｅは電場を示
している。また、符号ｆは絶縁性基板１０５に働くグラ
ディエント力の方向を示している。

【００１３】かかるグラディエント力により、絶縁性基
板１０５が静電チャックプレート１２１の表面に吸着さ
れたら、冷却装置１２３を起動して、静電チャックプレ
ート１２１を冷却させる。静電チャックプレート１２１
表面には絶縁性基板１０５が静電吸着されているので、
静電チャックプレート１２１が冷却されると絶縁性基板
１０５が冷却される。

【００１４】その後真空槽１０２内に例えばアルゴンガ
ス等のスパッタリングガスを一定量導入しながら、電源
１０４を起動してターゲット１０３に電力を供給する
と、放電が生じる。放電が生じると、ターゲット１０３
がスパッタリングされる。スパッタリングされたターゲ
ット材料は、絶縁性基板１０５の表面に付着し、絶縁性
基板１０５表面には、ターゲット材料からなる薄膜が成
長しはじめる。

【００１５】絶縁性基板１０５の表面に成長した薄膜
が、目標とする膜厚に達したら電源１０４を停止させ、
プラズマを消滅させ、成膜を終了させる。以上のように
して、スパッタリング装置１０１で絶縁性基板１０５の
表面に薄膜を成膜することができる。

【００１６】上記した成膜方法では、絶縁性基板１０５
の表面にターゲットの構成材料がスパッタリングされ、
その構成材料が基板表面に入射して基板に熱が加えられ
るため、冷却装置１２３で静電チャックプレート１２１
を冷却して、絶縁性基板１０５を冷却しなければ、絶縁
性基板１０５の温度が過度に上昇してしまう。特に、絶
縁性基板が樹脂フィルムなどで構成された場合は、基板
の温度が過度に上昇すると、熱変形等が生じるため、基
板の温度が上昇しすぎないようにする必要がある。

【００１７】しかしながら、上記従来の静電チャックプ
レート１２１では、電極支持層１２５と、絶縁層１３０
とはともにセラミックスが焼成されて成形されている。
このため、第１、第２の電極１２７₁、１２７₂の表面か
ら、絶縁層１３０の表面までの距離を小さくすることは
困難であった。このため、吸着力を大きくするのには限
界があった。

【００１８】また、絶縁層１３０はセラミックス製であ
るため表面は堅く、基板をその表面に載置しても、基板
との間の密着性は高くない。

【００１９】従って静電チャックプレート１２１と絶縁
性基板１０５との熱伝導率は低く、静電チャックプレー
ト１２１が成膜に最適な温度になっていても、絶縁性基
板１０５の温度が最適な温度よりも過度に上昇してしま
い、正確な温度制御ができなくなってしまうという問題
があった。このため、さらに吸着力を大きくしたいとい
う要求があった。

【００２０】また、絶縁層１３０が焼成で形成されるた
め第１、第２の電極１２７₁、１２７₂の表面から、絶縁
層１３０の表面までの距離も、位置によって異なるの
で、吸着力の大きさも位置によって異なるなどという問
題もあった。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の要求に応じるために創作されたものであり、その目的
は、静電チャックプレート表面に絶縁性基板を静電吸着
させる際に、吸着力を大きくする技術を提供することに
ある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、絶縁体からなる支持体と、
前記支持体上に配置された電極と、前記電極上及び前記
支持体上に配置された絶縁層とを有し、該絶縁層上に基
板を載置した状態で、前記電極に電圧を印加すると、前
記基板と前記電極との間に吸着力が生じ、該吸着力で前
記基板が前記絶縁層上に吸着されるように構成された吸
着装置であって、前記絶縁層は可撓性を有する樹脂フィ
ルムからなる。請求項２記載の発明は、請求項１記載の
吸着装置であって、前記樹脂フィルムは、ポリイミド又
はシリコーンゴムのいずれか一方からなるフィルムであ
る。請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか
１項記載の吸着装置であって、前記電極は、互いに絶縁
され、断面が矩形に形成された第１、第２の電極からな
り、前記第１、第２の電極が互いに対向する部分におけ
る前記第１、第２の電極の辺の長さが１cm²あたり８０m
m以上である。請求項４記載の発明は、真空処理装置で
あって、請求項１乃至３のいずれか１項記載の吸着装置
が真空槽内に配置され、該真空槽内で成膜処理又はエッ
チングのいずれか一方を行うように構成されている。請
求項５記載の発明は、請求項４記載の真空処理装置であ
って、前記成膜処理は、スパッタリング法、ＣＶＤ法又
は真空蒸着法のいずれか一つである。請求項６記載の発
明は、絶縁体からなる支持体と、前記支持体上に配置さ
れた絶縁層と、前記支持体と前記絶縁層との間に配置さ
れた電極とを有し、該絶縁層上に基板を載置した状態
で、前記電極に電圧を印加すると、前記基板と前記電極
との間に吸着力が生じ、該吸着力で前記基板が前記絶縁
層上に吸着されるように構成された吸着装置の製造方法
であって、前記電極が表面に配置された絶縁層を、前記
支持体に貼付する。請求項７記載の発明は、絶縁体から
なる支持体と、前記支持体上に配置された絶縁層と、前
記支持体と前記絶縁層との間に配置された電極とを有
し、該絶縁層上に基板を載置した状態で、前記電極に電
圧を印加すると、前記基板と前記電極との間に吸着力が
生じ、該吸着力で前記基板が前記絶縁層上に吸着される
ように構成された吸着装置の製造方法であって、前記電
極が表面に配置された支持体に、前記絶縁層を貼付す
る。請求項８記載の発明は、請求項６又は７のいずれか
１項記載の吸着装置の製造方法であって、前記絶縁層を
前記支持体に貼付する工程では、前記絶縁層を加熱しな
がら前記支持体に押圧して接着することを特徴とする。

【００２３】本発明によれば、電極上及び支持体上に配
置される絶縁層が、可撓性を有する樹脂フィルムからな
る。樹脂フィルムはその表面がセラミックスなどに比し
て軟らかいため、絶縁層上に基板が載置されたときの密
着性は、セラミックスに比して高く、基板との間の熱伝
導性が良好になる。

【００２４】また、従来では、セラミックスを焼成して
絶縁層を形成していたため、電極の材料としては、焼成
の際の高温に耐えられる材料であることが要求されてい
たが、本発明では、フィルムを貼付して絶縁層を形成し
ているため、高温に耐えられない材料も電極の材料とし
て用いることができる。

【００２５】また、樹脂フィルムは薄く形成できるの
で、セラミックスを絶縁層としていた従来に比して、電
極と載置された基板との間の距離を小さくすることがで
きるので、静電吸着力が大きくなる。さらに樹脂フィル
ムは膜厚が均一なので、電極と載置された基板との間の
距離を一定にして、絶縁層上のどの位置でも吸着力を均
一にすることができる。

【００２６】なお、本発明において、樹脂フィルムをポ
リイミド又はシリコーンゴムで構成してもよい。ポリイ
ミドもシリコーンゴムも表面が軟らかく、熱伝導製が良
好なので、絶縁層の材料としては好ましい。

【００２７】また、本発明の発明者等は、絶縁性基板を
グラディエント力で吸着する際の吸着力をさらに大きく
すべく調査研究を重ねた。

【００２８】本発明の発明者等は、細長矩形板状の電極
が平行に配置された静電チャックプレートを複数用意
し、ガラス基板を吸着する際に、複数の測定位置におい
て吸着力を測定した。その結果を図９のグラフに示す。
図９の横軸は、電極の幅方向において、電極の中心位置
からの測定位置までの距離を示しており、縦軸は、各測
定位置における吸着力を示している。

【００２９】図９の曲線(Ａ)は、上述した構造の静電チ
ャックプレート１２１において、第１、第２の電極１２
７₁、１２７₂の幅をともに４mmとし、互いに隣接する第
１、第２の電極１２７₁、１２７₂の間隔を１mmとし、絶
縁層１３０の厚みを４００μｍとしたものについての測
定結果を示している。また、曲線(Ｂ)は、曲線(Ａ)に示
した測定に用いた静電チャックプレートにおいて、第
１、第２の電極１２７₁、１２７₂の幅のみを２mmに変え
たものについての測定結果を示している。また、曲線
(Ｃ)は、曲線(Ｂ)に示した測定に用いた静電チャックプ
レートにおいて、絶縁層１３０の厚みのみを１００μｍ
に変えたものについての測定結果を示している。更に、
曲線(Ｄ)は、曲線(Ｂ)に示した測定に用いた静電チャッ
クプレートにおいて、絶縁層１３０の厚みのみを５０μ
ｍに変えたものについての測定結果を示している。

【００３０】曲線(Ａ)の静電チャックプレートは、第
１、第２の電極１２７₁、１２７₂の幅が４mmであり、第
１、第２の電極１２７₁、１２７₂の端部が±２mmの位置
になる。曲線(Ａ)に示したように、端部が位置する±２
mmの位置では、吸着力は他の位置に比して大きくなって
いる。他方、曲線(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)の第１、第２の電極
１２７₁、１２７₂の端部は±１mmの位置であるが、曲線
(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ)のいずれにおいても、電極の端部が位
置する±１mm前後の位置で吸着力が大きくなっている。

【００３１】このように、いずれの静電チャックプレー
トにおいても、それぞれの第１、第２の電極の対向する
電極の端部で吸着力が大きくなっていることが確認でき
た。

【００３２】本発明の発明者等は、この原因について、
電極の端部は尖っており、この尖った箇所で電界集中が
生じて吸着力が大きくなっているものと推測した。

【００３３】本発明の発明者等は、更に考察を深め、電
極の幅を狭くし、電極間の間隔を小さくして、第１、第
２の電極が互いに対向する部分における第１、第２の電
極の辺の長さ(以下でエッジ密度と称する。)を長くする
と、電極の本数が多くなり、吸着力が大きい電極の端部
の数が増え、吸着力が大きくなると考えた。実際に本発
明の発明者等が実験したところ、膜厚が２５μｍのポリ
イミドフィルム又はシリコーンゴムを絶縁層として用い
た場合のいずれにおいても、エッジ密度が、１cm²あた
り８０mm以上になると、吸着力が１０gf/cm²以上にな
る。ガラスの比重は２〜５程度なので吸着力が１０gf/c
m²以上であれば、十分なマージンをもってガラス基板を
吸着した状態で搬送することが可能である。

【００３４】かかる考察に鑑みて、本発明では、第１、
第２の電極が互いに対向する部分における単位面積あた
りの第１、第２の電極の辺の長さを１cm²あたり８０mm
以上にしている。このように構成することにより、ガラ
ス基板を十分な吸着力で吸着することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下で図面を参照し、本発明の実
施形態について説明する。図１の符号１に、本発明の一
実施形態のスパッタリング装置を示す。このスパッタリ
ング装置１は、図示しない真空排気系に接続され、内部
が真空排気可能に構成された真空槽２を有している。真
空槽２の内部天井側には、金属からなるターゲット３が
配設されている。ここでは、ターゲット３はチタンで構
成されている。このターゲット３は、接地された真空槽
２と絶縁され、真空槽２の外部に設けられたスパッタ電
源４に接続されており、スパッタ電源４を起動すると直
流電圧が印加されるように構成されている。

【００３６】他方、真空槽２の内部底面側には、冷却装
置２３と、本発明の一実施形態の静電チャックプレート
２１とが設けられている。

【００３７】冷却装置２３は、真空槽２の内部底面に固
定されている。その上部表面には静電チャックプレート
２１が固定されている。冷却装置２３内部には、図示し
ない通水管が通されており、通水管に冷却水を通すと静
電チャックプレート２１が冷却されるようになってい
る。

【００３８】静電チャックプレート２１の断面図を図３
に示す。この静電チャックプレート２１は、絶縁体から
なる電極支持層２５を有している。ここでは電極支持層
２５はＡｌ₂Ｏ₃を主成分とするセラミックス製である。
電極支持層２５は薄板状に形成されており、電極支持層
２５の表面には、アルミニウム等の金属からなる第１、
第２の電極１７₁、１７₂が配置されている。

【００３９】図２は静電チャックプレート２１の平面図
を図２に示す。図３は図２のＡ−Ａ線断面図に相当して
いる。第１、第２の電極１７₁、１７₂は、それぞれ細長
矩形板状の電極を複数本ずつ有している。第１の電極１
７₁の複数本の電極は、複数本のうち、一本を除いた他
の電極が互いに平行になるように配置され、残りの一本
の電極が、平行に配置された各電極と垂直に配置され、
かつ各電極の一端が、残りの一本の電極に接続されてお
り、結果として、複数本の電極が櫛状に配置されてい
る。以下で互いに平行に配置された各電極を櫛の歯部分
と称して符号２７₁に示し、残りの一本の電極を根本部
分と称し、符号１８₁に示す。同様に、第２の電極１７₂
も櫛状に形成され、複数の櫛の歯部分２７₂と一本の根
本部分１８₂を有している。こうして、ともに櫛状に形
成された第１、第２の電極１７₁、１７₂は、それぞれの
櫛の歯部分２７₁、２７₂が互いに噛み合うように電極支
持層２５の表面に配置されている。

【００４０】電極支持層２５には、第１、第２の引出端
子が上下に挿通されている。挿通された引出端子を図３
の符号３６₁、３６₂に示す。各引出端子３６₁、３６₂の
上端部は電極支持層２５の表面から露出し、第１、第２
の電極１７₁、１７₂とそれぞれ接触して電気的に接続さ
れている。他方、各引出端子３６₁、３６₂の下端部は電
極支持層２５の下方から引き出され、真空槽２の外部に
配置された静電チャック電源２２に接続されている。そ
の状態の電気的な接続関係を図４に示す。図４に示すよ
うに、第１、第２の電極１７₁、１７₂の各櫛の歯部分２
７₁、２７₂は全てが静電チャック電源２２に接続されて
おり、静電チャック電源２２を駆動すると、第１の電極
１７₁の各櫛の歯部分２７₁と、第２の電極１７₂の各櫛
の歯部分２７₂とに、それぞれ正電圧と負電圧とを印加
できるようになっている。

【００４１】第１、第２の電極１７₁、１７₂と、電極支
持層２５との上には、第１、第２の電極１７₁、１７₂と
電極支持層２５の表面とを被覆するように絶縁層３０が
配置されている。ここでは絶縁層３０は、硬化したポリ
イミドで構成されている。

【００４２】上述した静電チャックプレート２１の製造
工程について図５乃至図８を参照しながら以下で説明す
る。

【００４３】まず、図５に示すように、熱可塑性のポリ
イミドフィルムからなる絶縁層３０の表面に、アルミニ
ウムからなる金属箔６０を配置する。この状態で絶縁層
３０を加熱して、金属箔６０に圧着すると、金属箔６０
と絶縁層３０とが接着される。絶縁層３０を加熱する際
には、まだ絶縁層３０が熱可塑性を残す程度にしてお
き、絶縁層３０が硬化しないようにしておく。その後、
金属箔６０をエッチングしてパターニングし、図６に示
すように絶縁層３０表面に第１、第２の電極１７ ₁、１
７₂を形成する。他方、セラミックスを板状に成形して
電極支持層２５を形成し、その電極支持層２５に二つの
貫通孔を開け、各貫通孔の内部に第１、第２の引出端子
３６₁、３６₂をそれぞれ挿通させておく。

【００４４】次に、絶縁層３０の第１、第２の電極１７
₁、１７₂と電極支持層２５の一表面とを互いに対向さ
せ、電極支持層２５の一端と絶縁層３０の一端とを位置
合わせし、絶縁層３０の、第１、第２の電極１７₁、１
７₂側の面と反対側から、電極支持層２５方向に円筒状
のヒータ５５を押圧しながら加熱する。すると、まず押
圧された位置での第１、第２の電極１７₁、１７₂の表面
と電極支持層２５の表面とが当接し、押圧された位置の
絶縁層３０が加熱され、第１、第２の電極１７₁、１７₂
が絶縁層３０の内部へとめりこみ、絶縁層３０の、第
１、第２の電極１７₁、１７₂が配置された側の表面が電
極支持層２５の表面に密着し、ヒータ５５が押圧された
位置の絶縁層３０と電極支持層２５とが接着される。

【００４５】このように、ヒータ５５が押圧された位置
の電極支持層２５と絶縁層３０とは接着されるので、図
７に示すようにヒータ５５を電極支持層２５へと押圧し
ながら、絶縁層３０の一端から他端へと転がすと、絶縁
層３０の全部の領域がヒータ５５によって押圧されるの
で、絶縁層３０と電極支持層２５とが接着される。

【００４６】予め、電極支持層２５の一端と絶縁層３０
の一端との位置合わせがなされたため、接着後に、第
１、第２の引出端子３６₁、３６₂はそれぞれ第１、第２
の電極１７₁、１７₂と当接するようになっており、その
結果、第１、第２の引出端子３６₁、３６₂と第１、第２
の電極１７₁、１７₂とはそれぞれ電気的に接続されてい
る。以上により、図８にその断面を示すような静電チャ
ックプレート２１が完成する。

【００４７】上述した構成のスパッタリング装置１を用
いて、絶縁性基板の表面に薄膜を成膜する方法について
以下で説明する。ここでは絶縁性基板としてガラス基板
を用いている。

【００４８】予め真空槽２の内部を真空排気しておき、
真空槽２内部の真空状態を維持しながら真空槽２内に絶
縁性基板を搬入し、静電チャックプレート２１上の所定
の位置に載置する。静電チャックプレート２１の表面に
載置された状態の絶縁性基板を図１の符号５に示す。

【００４９】次に、静電チャック電源２２を起動して第
１、第２の電極１７₁、１７₂の間に直流電圧を印加する
と、第１、第２の電極１７₁、１７₂にそれぞれ正電圧と
負電圧とが印加される。

【００５０】すると、第１、第２の電極１７₁、１７₂の
間に電界が発生し、絶縁性基板５は、静電チャックプレ
ート２１の表面方向に、上述した電界の勾配によるグラ
ディエント力を受け、そのグラディエント力により絶縁
性基板５の裏面全面が静電チャックプレート２１の表面
に吸着される。

【００５１】本発明の静電チャックプレート２１では、
フィルム状の絶縁層３０が電極支持層２５の表面に貼付
されている。ポリイミドフィルムで構成された絶縁層３
０は薄いので、セラミックスを絶縁層としていた従来に
比して、第１、第２の電極１７₁、１７₂の表面と絶縁層
３０の表面との間の距離が小さくなる。ここでは、第
１、第２の電極１７₁、１７₂の表面と、絶縁層３０との
表面の距離を２５μｍとしている。従って、絶縁層３０
の表面に載置された基板５の裏面と、第１、第２の電極
１７₁、１７₂の表面との間の距離が小さくなり、セラミ
ックスを絶縁層として用いていた従来に比して吸着力が
大きくなる。

【００５２】また、ポリイミドフィルムは膜厚が均一な
ので、第１、第２の電極１７₁、１７₂と絶縁層３０の表
面との間の距離がどの位置でも一定になり、絶縁層３０
表面に載置された基板５の裏面と第１、第２の電極１７
₁、１７₂の表面との間の距離が一定になるので、絶縁層
３０のどの位置においても吸着力が均一になる。

【００５３】さらに、第１、第２の電極１７₁、１７₂の
櫛の歯部分２７₁、２７₂の幅と、間隔とが従来に比して
狭くされ、各櫛の歯部分２７₁、２７₂の本数が多くなっ
ており、単位面積あたり、各櫛の歯部分２７₁、２７₂が
互いに対向する部分における各櫛の歯部分２７₁、２７₂
の辺の長さ、すなわちエッジ密度が大きくされている。

【００５４】本実施形態では、単位面積を１cm²として
いる。１cm²あたりのエッジ密度は、１cm四方の正方形
中にある各櫛の歯部分２７₁、２７₂の辺の長さの合計で
与えられる。本実施形態では、各櫛の歯部分２７₁、２
７₂の幅を０．５mm、それらの間隔を０．５mmとしてい
る。この場合、１cm四方の正方形中には、１０本の櫛の
歯部分２７₁、２７₂があり、各櫛の歯部分２７₁、２７₂
の辺の数は、その本数の二倍の２０となる。１cm四方の
正方形中における各櫛の歯部分２７₁、２７₂の辺の長さ
は１cm＝１０mmなので、電極の端部の長さの合計は、２
０×１０＝２００となり、この値が本実施形態の１cmあ
たりのエッジ密度となる。本発明の発明者等が確認した
ところ、１cmあたりのエッジ密度が２００mm／cm²の場
合の吸着力は、２８gf/cm²であった。吸着力が１０gf/c
m²以上であれば、十分な余裕をもってガラス基板を吸着
して搬送することができるので、本実施形態の静電チャ
ックプレートでは、ガラス基板を吸着するには十分な吸
着力を得ることができることが確認できた。

【００５５】かかる大きな吸着力により、絶縁性基板５
が静電チャックプレート２１の表面に吸着されたら、冷
却装置２３を起動して、静電チャックプレート２１を冷
却させる。静電チャックプレート２１の表面には絶縁性
基板５が静電吸着されているので、静電チャックプレー
ト２１が冷却されると絶縁性基板５が冷却される。

【００５６】静電チャックプレート２１の吸着力は従来
に比して大きく、また、基板５が載置された絶縁層３０
は軟らかいポリイミドフィルムからなり、堅いセラミッ
クスで絶縁層が構成された従来に比して基板５との密着
性が高くなっている。このため、静電チャックプレート
２１と絶縁性基板５とは強く密着し、これらの間の熱伝
導率が高くなるので、静電チャックプレート２１を成膜
に最適な温度にすることで、絶縁性基板５の温度が過度
に高くならずに最適な温度になるように制御することが
できる。

【００５７】また、従来はセラミックスを焼成して絶縁
層を形成していたため、第１、第２の電極の材料として
は、焼成の際の高温に耐えられる材料であることが要求
されていたが、本発明では、かかる焼成工程を要せずに
絶縁層を形成できるため、例えば本実施形態のアルミニ
ウムのように、高温に耐えられない材料も第１、第２の
電極の材料として用いることができる。

【００５８】その後真空槽２内に例えばアルゴンガス等
のスパッタリングガスを一定量導入しながら、スパッタ
電源４を起動してターゲット３に直流電圧を印加する
と、放電が生じる。放電が生じると、ターゲット３がス
パッタリングされる。スパッタリングされたターゲット
３の構成材料であるチタンは、絶縁性基板５の表面に付
着し、絶縁性基板５表面にチタンからなる導電性薄膜が
成長しはじめる。

【００５９】こうして導電性薄膜の成長を続け、絶縁性
基板５の表面に目標とする厚さの導電性薄膜が形成され
たら静電チャック電源２２を停止させてプラズマを消滅
させ、成長を終了させる。以上の工程を経て、スパッタ
リング装置１で絶縁性基板５の表面に、チタンからなる
導電性薄膜が成膜される。

【００６０】なお、上述した実施形態では、予め絶縁層
３０の表面に第１、第２の電極１７ ₁、１７₂を配置して
おき、その絶縁層３０を電極支持層２５上に貼付した
が、本発明はこれに限らず、例えば図１０に示すよう
に、絶縁層３０の表面には第１、第２の電極１７₁、１
７₂を配置せず、電極支持層２５の表面に第１、第２の
電極１７₁、１７₂を配置し、第１、第２の引出端子３６
₁、３６₂と接続しておき、その電極支持層２５の表面に
図１１に示すように絶縁層３０を貼着してもよい。

【００６１】また、絶縁層３０を電極支持層２５に貼付
する際に、熱可塑性のポリイミドフィルムを加熱して電
極支持層２５に圧着することで貼付したが、本発明はこ
れに限らず、例えば絶縁層の電極支持層２５と対向する
側に接着材を塗布し、その接着材で絶縁層と電極支持層
とを接着するように構成してもよい。

【００６２】また、絶縁層３０を熱可塑性のポリイミド
フィルムで構成したが、本発明の絶縁層はこれに限ら
ず、例えばシリコーンゴムなどの有機樹脂で構成しても
よい。シリコーンゴムは表面が軟らかく、基板との密着
性が高いので、絶縁層の材料としては非常に好ましい
が、フッ素系のガスに曝されると劣化するので、フッ素
系のガスなどに曝される吸着装置には、本実施形態のよ
うなポリイミドを用いることが好ましい。

【００６３】また、絶縁層３０を熱可塑性のポリイミド
フィルムで構成したが、本発明はこれに限らず、例え
ば、第１、第２の電極１７₁、１７₂を電極支持層２５の
表面に予め配置しておき、第１、第２の電極１７₁、１
７₂及び電極支持層２５の上から液状の有機樹脂を塗布
し、その厚みを均一にした状態で硬化させて、硬化した
有機樹脂によって絶縁層３０を形成してもよい。

【００６４】また、本実施形態では１cm²あたりのエッ
ジ密度を２００mm／cm²としたが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、ガラス基板を吸着する際には、１cm
²あたりのエッジ密度が８０mm／cm²以上であればよい。

【００６５】また、第１、第２の電極をアルミニウムで
形成したが、本発明はこれに限られるものではなく、他
の金属例えば銅でもよいし、さらに金属に限られるもの
でもなく、例えばカーボンなどの導電性材料を用いても
よい。

【００６６】また、本発明の吸着装置を備えた装置とし
て、スパッタ装置について説明したが、本発明はこれに
限られるものではなく、吸着装置を備えた装置として、
例えばＣＶＤ装置等の成膜装置や、あるいはエッチング
装置等を用いてもよい。

【００６７】さらに、絶縁性基板としてガラス基板を吸
着する場合について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、樹脂製のフィルム基板や、あるいはシリコン基板等
の導電性基板を吸着する場合にも適用可能であり、更
に、搬送装置に搭載して、基板を静電吸着した状態で搬
送するような用途にも適用可能である。

【００６８】さらに、上述したポリイミド、シリコーン
ゴム以外でも、絶縁性があって薄く(５０μｍ以下)、膜
厚が均一なフィルムであれば、そのフィルムを用いて絶
縁層を構成することも可能である。

【００６９】

【発明の効果】絶縁性基板を静電吸着する際に、吸着力
を大きくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の静電チャックプレートを
備えた真空処理装置の構成を説明する図

【図２】本発明の一実施形態の静電チャックプレートを
説明する平面図

【図３】本発明の一実施形態の静電チャックプレートを
説明する断面図

【図４】本発明の一実施形態の静電チャックプレートの
第１、第２の電極と電源との電気的な接続関係を説明す
る図

【図５】本発明の一実施形態の静電チャックプレートの
製造工程を説明する第１の断面図

【図６】本発明の一実施形態の静電チャックプレートの
製造工程を説明する第２の断面図

【図７】本発明の一実施形態の静電チャックプレートの
製造工程を説明する第３の断面図

【図８】本発明の一実施形態の静電チャックプレートの
製造工程を説明する第４の断面図

【図９】第１、第２の電極の相対的な位置と吸着力との
関係を説明するグラフ

【図１０】本発明の静電チャックプレートの他の製造工
程を説明する第１の断面図

【図１１】本発明の静電チャックプレートの他の製造工
程を説明する第２の断面図

【図１２】従来の静電チャックプレートを備えた真空処
理装置の構成を説明する図

【図１３】(ａ)：従来の静電チャックプレートを説明す
る平面図 (ｂ)：従来の静電チャックプレートを説明する断面図

【図１４】グラディエント力を説明する図

【符号の説明】１……スパッタリング装置５……絶縁性基板２
５……電極支持層(支持体) ２７₁……第１の電極
２７₂……第２の電極３０……絶縁層

フロントページの続き (72)発明者不破耕神奈川県茅ヶ崎市萩園2500 株式会社アルバック内Ｆターム(参考） 5F031 HA03 HA10 HA18 MA28 MA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体からなる支持体と、前記支持体上に配置された電極と、前記電極上及び前記支持体上に配置された絶縁層とを有
し、該絶縁層上に基板を載置した状態で、前記電極に電圧を
印加すると、前記基板と前記電極との間に吸着力が生
じ、該吸着力で前記基板が前記絶縁層上に吸着されるよ
うに構成された吸着装置であって、前記絶縁層は可撓性を有する樹脂フィルムからなる吸着
装置。
【請求項２】前記樹脂フィルムは、ポリイミド又はシリ
コーンゴムのいずれか一方からなるフィルムである請求
項１記載の吸着装置。
【請求項３】前記電極は、互いに絶縁され、断面が矩形
に形成された第１、第２の電極からなり、前記第１、第２の電極が互いに対向する部分における前
記第１、第２の電極の辺の長さが１cm²あたり８０mm以
上である請求項１又は２のいずれか１項記載の吸着装
置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項記載の吸着
装置が真空槽内に配置され、該真空槽内で成膜処理又は
エッチングのいずれか一方を行うように構成された真空
処理装置。
【請求項５】前記成膜処理は、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法又は真空蒸着法のいずれか一つである請求項４記載
の真空処理装置。
【請求項６】絶縁体からなる支持体と、前記支持体上に配置された絶縁層と、前記支持体と前記絶縁層との間に配置された電極とを有
し、該絶縁層上に基板を載置した状態で、前記電極に電圧を
印加すると、前記基板と前記電極との間に吸着力が生
じ、該吸着力で前記基板が前記絶縁層上に吸着されるよ
うに構成された吸着装置の製造方法であって、前記電極が表面に配置された絶縁層を、前記支持体に貼
付する吸着装置の製造方法。
【請求項７】絶縁体からなる支持体と、前記支持体上に配置された絶縁層と、前記支持体と前記絶縁層との間に配置された電極とを有
し、該絶縁層上に基板を載置した状態で、前記電極に電圧を
印加すると、前記基板と前記電極との間に吸着力が生
じ、該吸着力で前記基板が前記絶縁層上に吸着されるよ
うに構成された吸着装置の製造方法であって、前記電極が表面に配置された支持体に、前記絶縁層を貼
付する吸着装置の製造方法。
【請求項８】前記絶縁層を前記支持体に貼付する工程で
は、前記絶縁層を加熱しながら前記支持体に押圧して接
着することを特徴とする請求項６又は７のいずれか１項
記載の吸着装置の製造方法。