JP4676097B2

JP4676097B2 - Adsorption device

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Publication number: JP4676097B2
Application number: JP2001229569A
Authority: JP
Inventors: 謙前平; 耕不破; 純平湯山; 健一岩田
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP2003045950A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着装置に関し、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８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１０３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いる。冷却装置１２３の表面は平坦にされ、その表面に静電チャックプレート１２１が配置されている。
【０００６】
静電チャックプレート１２１の構成を図９(ａ)、(ｂ)に示す。この静電チャックプレート１２１は、金属板１２４と、該金属板１２４上に配置された誘電体層１２５を有している。この誘電体層１２５はＡｌ₂Ｏ₃を主成分とするセラミックス製であり、その表面に、導電性のカーボンからなる第１、第２の電極１２７₁、１２７₂が形成されている。
【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、１２７₂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１２２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と誘電体層１２５との上には、表面保護膜１３０が密着配置されており、第１、第２の電極１２７₁、１２７₂と誘電体層１２５とは表面保護膜１３０で被覆されている。
【００１０】
上述した冷却装置１２３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、その上に載置された静電チャックプレート１２１を冷却することができるように構成されている。
【００１１】
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８の符号１０５に示す。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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１０は、その状態を模式的に示した図である。図１０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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
上述した成膜方法では、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。
【００２０】
しかしながら、上述したグラディエント力は小さく、吸着力が弱いため、基板１０５と静電チャックプレート１２１とが充分に密着しない。このため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。
【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】
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。
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５のグラフに示す。図５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。
【００２３】
図５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１２７₁、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、表面保護膜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、表面保護膜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、表面保護膜１３０の厚みのみを５０μｍに変えたものについての測定結果を示している。
【００２４】
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±２mm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。
【００２５】
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の電極の端部の位置付近で吸着力が大きくなっていることが確認できた。
【００２６】
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グラディエント力が大きくなり、吸着力が大きくなっているものと推測した。
【００２７】
本発明は、かかる調査研究に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、誘電体からなる支持体と、前記支持体に配置された第１、第２の電極とを有するチャック本体を備え、該チャック本体上に絶縁性の基板を載置した状態で、前記第１、第２の電極間に電圧を印加すると、不均一な電場Ｅ中に分極率αの誘電体を置いたときに、その誘電体に働く、単位面積当たり次式で表されるグラディエント力ｆ、
ｆ＝１／２・α・ｇｒａｄ(Ｅ ² )
の吸着力が生じ、該吸着力で前記基板が前記チャック本体に吸着されるように構成された吸着装置であって、前記第１、第２の電極は、前記チャック本体上に載置された基板側に向かって尖った上端部を有する吸着力発生部を複数有し、前記吸着装置は、前記基板を前記チャック本体上に載置した場合に、表面が前記基板に接するように構成された保護膜を有し、各前記上端部と前記保護膜の表面はそれぞれ等距離にされ、前記第１、第２の電極間に電圧を印加すると、尖った前記上端部で電界集中が生じるように構成された吸着装置である。
【００２８】
このように構成すると、吸着力発生部は、チャック本体上に基板を載置した状態で基板に向かって凸部を有し、尖っている。このように、電極に尖った箇所を意図的に多数形成することで、第１、第２の電極間に電圧を印加したときに、電界集中が生じ、吸着力が大きくなる箇所が従来に比して増えるので、吸着力がさらに大きくなる。
【００２９】
また、このように構成することにより、第１、第２の電極は基板と直接接触しないので、第１、第２の電極が基板と擦れることで磨耗してしまうことがない。
【００３０】
また、請求項２記載の発明のように、請求項１記載の吸着装置であって、三角柱形状で底面が立設され、側面の一辺が前記保護膜の表面に向けられた前記吸着力発生部を有するようにしてもよい。
【００３１】
また、請求項３記載の発明のように、請求項１記載の吸着装置であって、円錐体又は角錐体の錐体形状で、尖った前記上端部は、前記保護膜の表面に向けられた前記吸着力発生部を有するようにしてもよい。
このように構成すると、円錘体又は角錐体の頂点は基板に向かって凸部を有し尖っており、尖った部分で電界集中が生じ、吸着力が大きくなる。
【００３２】
【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。
【００３３】
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ものとする。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電源４に接続されており、電源４を起動すると直流電圧が印加されて電力が供給されるように構成されている。
【００３４】
他方、真空槽２の内部底面側には、吸着装置２０が配置されている。
この吸着装置２０は、静電チャックプレート２１と冷却装置２３とを有している。
冷却装置２３は、真空槽２の内部底面に固定されている。冷却装置２３の表面は平坦にされ、その表面に静電チャックプレート２１が配置されている。
【００３５】
静電チャックプレート２１の構成を図２(ａ)、(ｂ)に示す。この静電チャックプレート２１は、金属板２４と、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とするセラミックス製の誘電体層２５とを有している。金属板２４と誘電体層２５とはともに薄板状に形成され、表面が平坦にされており、誘電体層２５は平坦な金属板２４の表面に配置されている。平坦な誘電体層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が形成されている。
【００３６】
第１、第２の電極１７₁、１７₂は、ともに真空槽２とは絶縁され、かつ真空槽２の外部に設けられた静電チャック電源２２に接続されている。真空槽２は接地され、静電チャック電源２２を駆動すると、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ようになっている。
【００３７】
第１、第２の電極１７₁、１７₂は、それぞれが細長矩形板状の根本部分１８₁、１８₂を一つずつ有し、細長矩形板状の櫛の歯部分２７₁、２７₂を複数本ずつ有している。
【００３８】
第１の電極１７₁の複数の櫛の歯部分２７₁は、それぞれが間隔をおいて互いに平行に誘電体層２５表面に配置され、その一端が、各櫛の歯部分２７₁と垂直に配置された根本部分１８₁に接続されており、結果として第１の電極１７₁は櫛状に形成されている。これと同様に、第２の電極１７₂についても、互いに平行に配置された複数の櫛の歯部分２７₂の一端がともに根本部分１８₂に接続されることで櫛状に形成されている。このように、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誘電体層２５の表面に配置されている。
【００３９】
各櫛の歯部分２７₁、２７₂は、薄板状の電極本体部５１₁、５１₂と、後述する吸着力発生部５２₁、５２₂を有している。
各電極本体部５１₁、５１₂上には、各櫛の歯部分２７₁、２７₂の一本につき複数個の吸着力発生部５２₁、５２₂がそれぞれ設けられている。ここでは、上述した電極本体部５１₁、５１₂の櫛の歯の部分の一本について、それぞれ８本の吸着力発生部５２₁、５２₂が配置されている。
【００４０】
各吸着力発生部５２₁、５２₂は、細長の三角柱体をなしており、その底面は二等辺三角形にされている。
各電極本体部５１₁、５１₂の表面は平坦であって、その平坦な表面に、三角柱体の底面の二等辺三角形の底辺が、電極本体部５１₁、５１₂上に位置するように、各吸着力発生部５２₁、５２₂が配置されており、その二等辺三角形の頂点は、電極本体部５１₁、５１₂と反対側を向く。各吸着力発生部５２₁、５２₂は、各櫛の歯部分２７₁、２７₂上の長手方向に、互いに平行になるように延設されている。
【００４１】
その状態の一組の第１、第２の電極１７₁、１７₂の状態を図３の斜視図に示す。図中、符号５３₁、５３₂は、三角柱体の底面の二等辺三角形の頂点をそれぞれ示す。かかる構造の第１、第２の電極１７₁、１７₂は、誘電体層２５とともに本発明のチャック本体の一例を構成している。
図２に示すように各吸着力発生部５２₁、５２₂の上端部は、全て同一平面内にある。各吸着力発生部５２₁、５２₂の上端部が張る面を図２の符号９５に示す。
【００４２】
第１、第２の電極１７₁、１７₂と、誘電体層２５上には、第１、第２の電極１７₁、１７₂と誘電体層２５の表面とを被覆するように絶縁性の保護膜３０が配置されている。
【００４３】
この保護膜３０は、表面が平坦であって、かつその表面は吸着力発生部５２₁、５２₂の上端部が張る面９５と平行になっており、各吸着力発生部５２₁、５２₂の上端部と、保護膜３０の表面との距離は、全て等距離になっている。また、各吸着力発生部５２₁、５２₂の上端部は、保護膜３０の表面に向かって尖っている。
【００４４】
上述した冷却装置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冷却装置２３が冷却され、その上に載置された静電チャックプレート２１を冷却することができるように構成されている。
【００４５】
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。
【００４６】
予め真空槽２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。
【００４７】
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。
【００４８】
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表面に吸着される。
【００４９】
上述したように第１、第２の電極１７₁、１７₂の吸着力発生部５２₁、５２₂の上端部は、保護膜３０の表面に向かって尖っており、その表面には絶縁性基板５が載置されているので、各吸着力発生部５２₁、５２₂の上端部は、絶縁性基板５に向かって凸部になって尖っている。
【００５０】
このため、第１、第２の電極１７₁、１７₂間に電圧が印加されて電界が生じると、各吸着力発生部５２₁、５２₂の尖った上端部では電界集中が生じ、電界の勾配に比例する力であるグラディエント力が従来に比して大きくなるので、吸着力が大きくなる。
【００５１】
かかるグラディエント力により、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。
【００５２】
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、電源４を起動してターゲット３に電力を供給する。こうして電力をターゲット３に供給すると、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。
【００５３】
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電源４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。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、三角柱体で、絶縁性基板５が載置された状態で上端部が絶縁性基板５へ向けて尖っている吸着力発生部５２₁、５２₂を複数有しており、この尖った上端部の位置における吸着力が大きくなる。
【００５５】
このため、静電チャックプレート２１と絶縁性基板５とが強く密着し、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。
【００５６】
なお、以上説明した実施形態では、三角柱状の吸着力発生部５２₁、５２₂を、櫛の歯部分２７₁、２７₂の一本につき複数設けたが、本発明はこれに限られるものではなく、図４に示すように、各櫛の歯部分の電極本体部５１₁、５１₂上に、三角柱状に形成された吸着力発生部５５₁、５５₂をそれぞれ１本ずつ配置して、櫛の歯部分３６₁、３６₂を構成するようにしてもよい。
【００５７】
このように構成した場合には、図２、図３で説明した静電チャックプレート２１に比して、基板に向かって尖った吸着力発生部５５₁、５５₂の数が少なくなるため、吸着力は小さくなるが、三角柱を１個だけ形成すればよいので、微細パターンで複数の三角柱体を形成するため製造が難しい図２の吸着装置に比して製造が容易になる。
さらに、図６の符号８２に示すように、吸着力発生部を円錐形状としてもよい。
【００５８】
図６(ａ)の符号３７₁、３７₂は、それぞれが第１、第２の電極の櫛の歯部分を示している。図６(ａ)は各櫛の歯部分３７₁、３７₂の平面の配置状態を説明する図であり、同図(ｂ)は、同図(ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。図中符号５６₁、５６₂はそれぞれ吸着力発生部を示している。これらの吸着力発生部５６₁、５６₂は、円錘形状に形成され、それぞれの底面が各電極本体部５１₁、５１₂上に位置した状態で、各電極本体部５１₁、５１₂上に複数個配置されている。円錐状の各吸着力発生部５６₁、５６₂の頂点は、電極本体部５１₁、５１₂と反対側に位置し、全ての頂点が同一平面上にある。その頂点を図６(ａ)の符号５６ａに示す。各吸着力発生部５６₁、５６₂の頂点が張る面を図中の符号９６に示す。各吸着力発生部５６₁、５６₂の頂点が張る面９６は、図２の吸着装置と同様に、保護膜３０の表面と平行になっており、各吸着力発生部５６₁、５６₂の頂点は、保護膜３０の表面に向かって凸部となり、尖っている。
【００５９】
従って、絶縁性基板５が保護膜３０の表面に載置されると、各吸着力発生部５６₁、５６₂の頂点は、載置された基板５の方向に尖っており、電圧を第１、第２の電極１７₁、１７₂に印加すると、基板に向かって尖った頂点で電界集中が生じるので、従来に比して吸着力が大きくなる。
【００６０】
さらに、図７に示すように、吸着力発生部を角錐形状としてもよい。
図７(ａ)は、第１、第２の電極の櫛の歯部分３８₁、３８₂の平面の配置状態を説明する図であり、同図(ｂ)は、同図(ａ)のＣ−Ｃ線断面図である。図中符号５８₁、５８₂はそれぞれ吸着力発生部を示している。これらの吸着力発生部５８₁、５８₂は、四角錘状に形成され、それぞれの底面が各電極本体部５１₁、５１₂上の表面と接した状態で、各電極本体部５１₁、５１₂上に複数個配置されている。その頂点を図７(ａ)の符号５８ａに示す。
【００６１】
各吸着力発生部５８₁、５８₂の頂点が張る面９７は、図６(ａ)、(ｂ)で説明した円錐状の吸着力発生部５６₁、５６₂と同様、保護膜３０の表面と平行になっており、各吸着力発生部５６₁、５６₂の頂点は、保護膜３０の表面に向かって尖っている。
【００６２】
このように構成した場合でも、図２、図３で説明した吸着装置と同様に、円錐形状の吸着力発生部５８₁、５８₂の頂点は絶縁性基板５が保護膜上に載置された状態で、その絶縁性基板５に向かって尖り、その部分で電界集中が起こるので、吸着力が大きくなる。
【００６３】
なお、上述した実施形態では、吸着力発生部の形状を、三角柱、円錐、四角錐としたが、本発明の吸着力発生部はこれに限られるものではなく、基板が載置された状態で、基板に向かって凸部となり尖るように構成されていればよい。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
さらに、ガラスなどの絶縁性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る。
【００６７】
【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吸着装置を備えた真空処理装置の構成を説明する図
【図２】(ａ)：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
(ｂ)：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３】本発明の一実施形態の第１、第２の電極を示す斜視図
【図４】本発明の三角柱状の吸着発生部が１個ずつ設けられた場合の第１、第２の電極の構造を説明する断面図
【図５】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６】(ａ)：本発明の、円錐状の吸着発生部を有する第１、第２の電極の構造を説明する平面図
(ｂ)：本発明の、円錐状の吸着発生部を有する第１、第２の電極の構造を説明する断面図
【図７】(ａ)：本発明の、角錐状の吸着発生部を有する第１、第２の電極の構造を説明する平面図
(ｂ)：本発明の、角錐状の吸着発生部を有する第１、第２の電極の構造を説明する断面図
【図８】従来の真空処理装置の構成を説明する図
【図９】(ａ)：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
(ｂ)：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１０】絶縁性基板が静電吸着される状態を説明する図
【符号の説明】
１……スパッタリング装置５……絶縁性基板２７₁……第１の電極
２７₂……第２の電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an adsorption device, and particularly provides a technique for increasing the adsorption force in an adsorption device that electrostatically adsorbs an insulating substrate.
[0002]
[Prior art]
Reference numeral 101 in FIG. 8 shows a conventional sputtering apparatus. The sputtering apparatus 101 includes a vacuum chamber 102 that is connected to an evacuation system (not shown) and configured to be evacuated. A target 103 made of metal such as titanium is disposed on the inner ceiling side of the vacuum chamber 102. It is installed.
[0003]
The target 103 is insulated from the grounded vacuum chamber 102 and is connected to a power source 104 provided outside the vacuum chamber 102, so that when the power source 104 is activated, power is supplied from the power source 104. It is configured.
[0004]
On the other hand, a suction device 120 is disposed on the inner bottom surface side of the vacuum chamber 102.
The suction device 120 includes an electrostatic chuck plate 121 and a cooling device 123.
[0005]
The cooling device 123 is fixed to the inner bottom surface of the vacuum chamber 102. The surface of the cooling device 123 is flattened, and the electrostatic chuck plate 121 is disposed on the surface.
[0006]
The configuration of the electrostatic chuck plate 121 is shown in FIGS. The electrostatic chuck plate 121 includes a metal plate 124 and a dielectric layer 125 disposed on the metal plate 124. This dielectric layer 125 is made of ceramics mainly composed of Al ₂ O ₃ , and first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ made of conductive carbon are formed on the surface thereof.
[0007]
A plan view of the first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ is shown in FIG. The first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are formed in a comb shape, and are arranged so that their tooth portions mesh with each other. FIG. 6B corresponds to a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
[0008]
The first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are respectively connected to an electrostatic chuck power source 122 provided outside the vacuum chamber 102. When the electrostatic chuck power source 122 is activated, the first and second electrodes A DC voltage can be applied between 127 ₁ and 127 ₂ .
[0009]
First, on the second electrode 127 _1, 127 ₂ and the dielectric layer 125, the surface protective film 130 are arranged close, first, second electrodes 127 _1, 127 ₂ and the dielectric layer 125 is covered with a surface protective film 130.
[0010]
A water pipe (not shown) is passed through the cooling device 123 described above. When the cooling water is passed through the water pipe, the cooling device 123 is cooled and the electrostatic chuck plate 121 placed thereon is cooled. It is configured to be able to.
[0011]
In order to form a thin film on the surface of the insulating substrate using the sputtering apparatus 101 described above, first, the substrate is carried into the vacuum chamber 102 while the vacuum chamber 102 is evacuated to be in a vacuum state in advance. Then, it is placed at a predetermined position on the electrostatic chuck plate 121. The substrate placed on the surface of the electrostatic chuck plate 121 is indicated by reference numeral 105 in FIG.
[0012]
Next, the electrostatic chuck power supply 122 is activated to apply positive and negative voltages to the first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ , respectively.
[0013]
In general, when a dielectric having a polarizability α is placed in a non-uniform electric field E, a gradient force expressed by the following equation per unit area acts on the dielectric.
[0014]
f = 1/2 · α · grad (E ² )
As described above, the electrostatic chuck plate 121 is formed such that the first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are both formed in a comb shape, and the tooth portions thereof are meshed with each other. The distance between the _first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ is very small. As a result, when the substrate made of a dielectric is placed on the surface, grad (E ² ) of the above equation is large.
[0015]
The insulating substrate 105 receives the above-described gradient force toward the surface of the electrostatic chuck plate 121, and the entire back surface of the insulating substrate 105 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 121. FIG. 10 is a diagram schematically showing this state. In FIG. 10, symbol E indicates an electric field. Reference sign f indicates the direction of the gradient force acting on the insulating substrate 105.
[0016]
When the insulating substrate 105 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 121 by the gradient force, the cooling device 123 is activated to cool the electrostatic chuck plate 121. Since the insulating substrate 105 is electrostatically attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 121, the insulating substrate 105 is cooled when the electrostatic chuck plate 121 is cooled.
[0017]
Thereafter, when a predetermined amount of sputtering gas such as argon gas is introduced into the vacuum chamber 102 and the power source 104 is activated to supply power to the target 103, discharge occurs. When discharge occurs, the target 103 is sputtered. The sputtered target material adheres to the surface of the insulating substrate 105, and a thin film made of the target material begins to grow on the surface of the insulating substrate 105.
[0018]
When the thin film grown on the surface of the insulating substrate 105 reaches the target film thickness, the power source 104 is stopped, the plasma is extinguished, and the film formation is terminated. As described above, a thin film can be formed on the surface of the insulating substrate 105 with the sputtering apparatus 101.
[0019]
In the above-described film forming method, the constituent material of the target is sputtered on the surface of the insulating substrate 105, and the constituent material is incident on the surface of the substrate and heat is applied to the substrate. If the insulating substrate 105 is not cooled by cooling, the temperature of the insulating substrate 105 will rise excessively. In particular, when the insulating substrate is made of a resin film or the like, if the temperature of the substrate rises excessively, thermal deformation or the like occurs, so it is necessary to prevent the temperature of the substrate from rising too much.
[0020]
However, since the above-described gradient force is small and the attracting force is weak, the substrate 105 and the electrostatic chuck plate 121 do not adhere sufficiently. For this reason, the thermal conductivity between the electrostatic chuck plate 121 and the insulating substrate 105 is low, and even if the electrostatic chuck plate 121 is at an optimum temperature for film formation, the temperature of the insulating substrate 105 is higher than the optimum temperature. There is a problem that the temperature rises excessively and accurate temperature control cannot be performed. For this reason, there has been a demand to further increase the attractive force.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was created to meet the demands of the above prior art, and its purpose is to provide a technique for increasing the adsorption force when an insulating substrate is electrostatically adsorbed on the surface of an electrostatic chuck plate. It is in.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention conducted research and studies to further increase the adsorption force when adsorbing the insulating substrate with a gradient force.
The inventors of the present invention prepared a plurality of electrostatic chuck plates in which elongated rectangular plate-like electrodes are arranged in parallel, and measured the adsorption force at a plurality of measurement positions when adsorbing the glass substrate. The results are shown in the graph of FIG. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the distance from the center position of the electrode to the measurement position in the width direction of the electrode, and the vertical axis indicates the suction force at each measurement position.
[0023]
Curve (A) in FIG. 5 indicates that in the electrostatic chuck plate 121 having the above-described structure, the widths of the first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are both 4 mm, and the first and second electrodes 127 adjacent to each other. The measurement results are shown for the case where the distance between ₁ and 127 ₂ is 1 mm and the thickness of the surface protective film 130 is 400 μm. Curve (B) shows the measurement results for the electrostatic chuck plate used for the measurement shown in curve (A) with only the widths of the _first and _second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ changed to 2 mm. Is shown. Curve (C) shows the measurement results for the electrostatic chuck plate used for the measurement shown in curve (B) with only the thickness of the surface protective film 130 changed to 100 μm. Further, curve (D) shows the measurement results for the electrostatic chuck plate used for the measurement shown in curve (B) with only the thickness of the surface protective film 130 changed to 50 μm.
[0024]
In the electrostatic chuck plate of the curve (A), the widths of the _first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are 4 mm, and the end portions of the first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are ± 2 mm. become. As shown by the curve (A), at the position of ± 2 mm where the end portion is located, the suction force is larger than at other positions. On the other hand, the ends of the first and second electrodes 127 ₁ , 127 ₂ of the curves (B), (C), (D) are at ± 1 mm, but the curves (B), (C), (D In both cases, the attractive force is large at a position around ± 1 mm where the end of the electrode is located.
[0025]
As described above, it was confirmed that in any electrostatic chuck plate, the attracting force was increased in the vicinity of the positions of the end portions of the first and second electrodes.
[0026]
The inventors of the present invention have presumed that the cause is that the end of the electrode is pointed, the electric field concentration occurs at the pointed portion, the gradient force increases, and the adsorption force increases.
[0027]
The present invention has been made in view of such research, and the invention according to claim 1 is a chuck having a support made of a dielectric and first and second electrodes disposed on the support. When a voltage is applied between the first and second electrodes in a state where the main body is provided and an insulating substrate is placed on the chuck main body, a dielectric having a polarizability α is placed in the non-uniform electric field E. The gradient force f expressed by the following equation per unit area, acting on the dielectric,
f = 1/2 · α · grad (E ² )
The suction device is configured such that the suction force is generated and the substrate is attracted to the chuck body by the suction force, and the first and second electrodes are placed on the chuck body. A plurality of suction force generating portions having a sharp upper end toward the substrate side, and the suction device is configured such that the surface contacts the substrate when the substrate is placed on the chuck body. A protective film is provided, and each upper end and the surface of the protective film are equidistant from each other, and when a voltage is applied between the first and second electrodes, electric field concentration occurs at the sharp upper end. It is the comprised adsorption | suction apparatus.
[0028]
If comprised in this way, the adsorption | suction force generation | occurrence | production part has a convex part toward the board | substrate in the state which mounted the board | substrate on the chuck | zipper main body, and is sharp. In this way, by intentionally forming a number of sharp points on the electrode, when a voltage is applied between the first and second electrodes, the electric field concentration occurs, and the portion where the attractive force is increased compared to the conventional case. As a result, the attraction force is further increased.
[0029]
Moreover, since the first and second electrodes are not in direct contact with the substrate, the first and second electrodes are not worn by rubbing against the substrate.
[0030]
Also, as in the invention of claim 2, a suction device according to claim 1 Symbol placement, the bottom surface in a triangular prism shape is erected, the suction force generating on a side of the side surface is directed to the surface of the protective film You may make it have a part.
[0031]
Also, as in the invention of claim 3, wherein a suction apparatus of claim 1 Symbol placement, in cone shape of the cone or pyramid, pointed the upper end is directed to the surface of the protective film You may make it have the said adsorption power generating part.
If comprised in this way, the vertex of a cone or a pyramid will have a convex part toward a board | substrate, and it will be sharp, electric field concentration will arise in a sharp part, and adsorption | suction power will become large.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0033]
Reference numeral 1 in FIG. 1 shows a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. The sputtering apparatus 1 includes a vacuum chamber 2 that is connected to an evacuation system (not shown) and that is configured to be evacuated inside. A target 3 made of metal is disposed on the inner ceiling side of the vacuum chamber 2. Here, it is assumed that the target 3 is made of titanium. The target 3 is insulated from the grounded vacuum chamber 2 and is connected to a power source 4 provided outside the vacuum chamber 2 so that when the power source 4 is activated, a DC voltage is applied and power is supplied. It is configured.
[0034]
On the other hand, an adsorption device 20 is disposed on the inner bottom surface side of the vacuum chamber 2.
The suction device 20 includes an electrostatic chuck plate 21 and a cooling device 23.
The cooling device 23 is fixed to the inner bottom surface of the vacuum chamber 2. The surface of the cooling device 23 is flattened, and the electrostatic chuck plate 21 is disposed on the surface.
[0035]
The configuration of the electrostatic chuck plate 21 is shown in FIGS. The electrostatic chuck plate 21 includes a metal plate 24 and a ceramic dielectric layer 25 whose main component is Al ₂ O ₃ . Both the metal plate 24 and the dielectric layer 25 are formed in a thin plate shape and have a flat surface, and the dielectric layer 25 is disposed on the surface of the flat metal plate 24. On the surface of the flat dielectric layer 25, first and second electrodes 17 ₁ and 17 ₂ made of metal such as aluminum are formed.
[0036]
The first and second electrodes 17 ₁ and 17 ₂ are both insulated from the vacuum chamber 2 and connected to an electrostatic chuck power source 22 provided outside the vacuum chamber 2. When the vacuum chamber 2 is grounded and the electrostatic chuck power source 22 is driven, a positive voltage and a negative voltage are applied to the first and second electrodes 17 ₁ and 17 ₂ , respectively.
[0037]
Each of the first and second electrodes 17 ₁ , 17 ₂ has _one elongated rectangular plate-like root portion 18 ₁ , 18 ₂ , and the elongated rectangular plate-like comb tooth portions 27 ₁ , 27 ₂ are provided. It has several each.
[0038]
The plurality of comb tooth portions 27 ₁ of the first electrode 17 ₁ are arranged on the surface of the dielectric layer 25 in parallel with each other at an interval, and one end thereof is arranged perpendicular to the comb tooth portions 27 _1. It is connected to the base portion 18 ₁ that is, the first electrode 17 ₁ as a result are formed into a comb shape. Similarly, the second electrode 17 ₂ is also formed in a comb shape by connecting one end of a plurality of comb tooth portions 27 ₂ arranged in parallel to each other to the root portion 18 ₂ . Thus, the first and second electrodes 17 ₁ and 17 ₂ both formed in a comb shape are arranged on the surface of the dielectric layer 25 so that the tooth portions 27 ₁ and 27 ₂ of the respective combs mesh with each other. ing.
[0039]
Each comb tooth portion 27 ₁ , 27 ₂ has thin plate-like electrode main body portions 51 ₁ , 51 ₂ and adsorption force generating portions 52 ₁ , 52 ₂ described later.
On each of the electrode body portions 51 ₁ and 51 ₂ , a plurality of suction force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ are provided for each comb tooth portion 27 ₁ and 27 ₂ , respectively. Here, eight suction force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ are arranged for one of the comb tooth portions of the electrode main body portions 51 ₁ and 51 ₂ , respectively.
[0040]
Each of the attracting force generators 52 ₁ and 52 ₂ has an elongated triangular prism body, and its bottom surface is an isosceles triangle.
Each electrode main body 51 _1, 51 ₂ of the surface is a flat, on the flat surface, as the base of the isosceles triangle of the bottom surface of the triangular body is located on the electrode main body portion 51 _1, 51 _2, Each attracting force generating portion 52 ₁ , 52 ₂ is arranged, and the apex of the isosceles triangle faces the opposite side to the electrode main body portions 51 ₁ , 51 ₂ . Each of the attracting force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ extends in the longitudinal direction on the comb tooth portions 27 ₁ and 27 ₂ so as to be parallel to each other.
[0041]
The state of the pair of first and second electrodes 17 ₁ and 17 ₂ in this state is shown in the perspective view of FIG. In the figure, reference numerals 53 ₁ and 53 ₂ denote vertices of isosceles triangles on the bottom surface of the triangular prism body, respectively. The first and second electrodes 17 ₁ and 17 ₂ having such a structure together with the dielectric layer 25 constitute an example of the chuck body of the present invention.
As shown in FIG. 2, the upper end portions of the adsorption force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ are all in the same plane. A surface on which the upper end portions of the adsorption force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ are stretched is indicated by reference numeral 95 in FIG.
[0042]
On the first and second electrodes 17 ₁ , 17 ₂ and the dielectric layer 25, there is an insulating property so as to cover the first and second electrodes 17 ₁ , 17 ₂ and the surface of the dielectric layer 25. A protective film 30 is disposed.
[0043]
The protective film 30 has a flat surface, and the surface is parallel to the surface 95 on which the upper end portions of the adsorption force generation portions 52 ₁ and 52 ₂ are stretched, and each of the adsorption force generation portions 52 ₁ and 52 _2. The distance between the upper end of each of the two and the surface of the protective film 30 is all equal. Further, the upper end portions of the adsorption force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ are pointed toward the surface of the protective film 30.
[0044]
A water pipe (not shown) is passed through the cooling device 23 described above. When the cooling water is passed through the water pipe, the cooling device 23 is cooled and the electrostatic chuck plate 21 placed thereon is cooled. It is configured to be able to.
[0045]
A method for forming a thin film on the surface of the insulating substrate using the sputtering apparatus 1 having the above-described configuration will be described below. Here, a glass substrate is used as the insulating substrate.
[0046]
The inside of the vacuum chamber 2 is evacuated in advance, and an insulating substrate is carried into the vacuum chamber 2 while maintaining the vacuum state inside the vacuum chamber 2 and placed at a predetermined position on the electrostatic chuck plate 21. An insulating substrate placed on the surface of the electrostatic chuck plate 21 is denoted by reference numeral 5 in FIG.
[0047]
Next, the first to start the electrostatic chuck power supply 22, a DC voltage is applied to the second electrodes 17 _1, 17 ₂ between the first and second electrodes 17 _1, 17 respectively positive voltage to ₂ A negative voltage is applied.
[0048]
Then, an electric field is generated between the first and second electrodes 17 ₁ , 17 ₂ , and the insulating substrate 5 receives the gradient force due to the above-described electric field gradient toward the surface of the electrostatic chuck plate 21. The entire back surface of the insulating substrate 5 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 21 by the gradient force.
[0049]
First, as described above, the second electrode 17 _1, 17 suction force generating unit 52 ₁ of _2, 52 ₂ of the upper end is pointed towards the surface of the protective film 30, on its surface an insulating substrate 5 is placed, the upper end portions of the respective suction force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ are pointed toward the insulating substrate 5 as convex portions.
[0050]
For this reason, when an electric field is generated by applying a voltage between the _first and second electrodes 17 ₁ and 17 ₂ , electric field concentration occurs at the sharp upper ends of the attracting force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ , and Since the gradient force, which is a force proportional to the gradient, is greater than in the conventional case, the adsorption force is increased.
[0051]
When the insulating substrate 5 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 21 by the gradient force, the cooling device 23 is activated to cool the electrostatic chuck plate 21. Since the insulating substrate 5 is electrostatically attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 21, the insulating substrate 5 is cooled when the electrostatic chuck plate 21 is cooled.
[0052]
Thereafter, the power source 4 is activated to supply power to the target 3 while introducing a certain amount of sputtering gas such as argon gas into the vacuum chamber 2. When power is supplied to the target 3 in this way, discharge occurs. When discharge occurs, the target 3 is sputtered. Titanium, which is a constituent material of the sputtered target 3, adheres to the surface of the insulating substrate 5, and a conductive thin film made of titanium begins to grow on the surface of the insulating substrate 5.
[0053]
Thus, the growth of the conductive thin film is continued. When the conductive thin film having the target thickness is formed on the surface of the insulating substrate 5, the power source 4 is stopped to extinguish the plasma, thereby terminating the growth. Through the above steps, a conductive thin film made of titanium is formed on the surface of the insulating substrate 5 by the sputtering apparatus 1.
[0054]
As described above, in the present embodiment, a plurality of adsorption force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ which are triangular prisms and whose upper end portions are pointed toward the insulating substrate 5 in a state where the insulating substrate 5 is placed are provided. And the suction force at the position of the sharp upper end is increased.
[0055]
For this reason, since the electrostatic chuck plate 21 and the insulating substrate 5 are in close contact with each other and the thermal conductivity therebetween is increased, the insulating property can be improved by setting the electrostatic chuck plate 21 to an optimum temperature for film formation. The temperature of the substrate 5 can be controlled so as to be an optimum temperature without being excessively high.
[0056]
In the embodiment described above, a plurality of triangular columnar adsorption force generating portions 52 ₁ and 52 ₂ are provided for each of the comb tooth portions 27 ₁ and 27 ₂ , but the present invention is not limited to this. without, as shown in FIG. 4, on the electrode main body portion 51 _1, 51 ₂ of the tooth portions of the comb, and the suction force generating unit 55 ₁ formed in a triangular prism shape, 55 ₂ are arranged one by one, respectively, The comb tooth portions 36 ₁ and 36 ₂ may be configured.
[0057]
In the case of such a configuration, the number of suction force generation portions 55 ₁ and 55 ₂ pointed toward the substrate is smaller than that of the electrostatic chuck plate 21 described with reference to FIGS. Although the force is reduced, since only one triangular prism needs to be formed, a plurality of triangular prisms are formed with a fine pattern, which makes manufacturing easier than the suction device shown in FIG.
Further, as shown by reference numeral 82 in FIG. 6, the suction force generating portion may be conical.
[0058]
Reference numerals 37 ₁ and 37 ₂ in FIG. 6A indicate comb teeth portions of the first and second electrodes, respectively. FIG. 6A is a view for explaining a planar arrangement state of the tooth portions 37 ₁ and 37 ₂ of each comb, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. In the figure, reference numerals 56 ₁ and 56 ₂ denote suction force generating portions, respectively. These suction force generating unit 56 _1, 56 ₂ is formed in a conical shape, with the respective bottom surface is positioned on the electrode main body portion 51 _1, 51 _2, each electrode main body portion 51 _1, 51 ₂ on A plurality are arranged. The apexes of the conical adsorbing force generating portions 56 ₁ and 56 ₂ are located on the opposite side of the electrode main body portions 51 ₁ and 51 _2, and all the apexes are on the same plane. The vertex is indicated by reference numeral 56a in FIG. Each suction force generating unit 56 _1, 56 ₂ vertices spanned plane indicated by the reference numeral 96 in FIG. The surface 96 on which the apexes of the adsorption force generation units 56 ₁ and 56 ₂ are stretched is parallel to the surface of the protective film 30, as in the adsorption device of FIG. 2, and the adsorption force generation units 56 ₁ and 56 ₂ The apex is convex toward the surface of the protective film 30 and is pointed.
[0059]
Accordingly, the insulating substrate 5 is placed on the surface of the protective film 30, the apex of each suction force generating unit 56 _1, 56 ₂ are pointed in the direction of the substrate placed 5, the voltage first When applied to the second electrodes 17 ₁ , 17 ₂ , the electric field concentration occurs at the apex pointed toward the substrate, so that the attractive force is increased as compared with the conventional case.
[0060]
Furthermore, as shown in FIG. 7, the attracting force generating portion may have a pyramid shape.
FIG. 7A is a diagram for explaining a planar arrangement state of the comb tooth portions 38 ₁ and 38 ₂ of the first and second electrodes, and FIG. 7B is a diagram illustrating C in FIG. FIG. In the figure, reference numerals 58 ₁ and 58 ₂ denote suction force generating portions, respectively. These suction force generating unit 58 _1, 58 ₂ is formed in a quadrangular pyramid shape, with the respective bottom surface is in contact with the electrode main body portion 51 _1, 51 ₂ on the surface, the electrode main body portion 51 _1, 51 _Two or more are arranged on ₂ . The vertex is indicated by reference numeral 58a in FIG.
[0061]
Each suction force generating unit 58 _1, 58 ₂ face 97 the vertex spanned is, FIG. 6 (a), (b) the suction force generating unit 56 ₁ and the conical described, 56 ₂ and similar, the surface of the protective film 30 has become parallel to the vertex of the suction force generating unit 56 _1, 56 ₂ are pointed towards the surface of the protective film 30.
[0062]
Even in such a configuration, the insulating substrate 5 is placed on the protective film at the apexes of the conical suction force generating portions 58 ₁ and 58 ₂ , as in the suction device described with reference to FIGS. In this state, it is pointed toward the insulating substrate 5 and electric field concentration occurs at that portion, so that the attractive force is increased.
[0063]
In the above-described embodiment, the shape of the adsorption force generation unit is a triangular prism, a cone, and a quadrangular pyramid. However, the adsorption force generation unit of the present invention is not limited to this, and the substrate is placed on the substrate. It suffices if it is configured to be convex and pointed toward the substrate.
[0064]
In addition, although the first and second electrodes are formed of aluminum, the present invention is not limited to this, and other metals such as copper may be used. Further, the present invention is not limited to metals. May be used.
[0065]
Further, although the sputtering apparatus has been described as an apparatus provided with the adsorption apparatus of the present invention, the present invention is not limited to this, and as an apparatus provided with the adsorption apparatus, for example, a film forming apparatus such as a CVD apparatus, or An etching apparatus or the like may be used.
[0066]
Furthermore, although the case where an insulating substrate such as glass is adsorbed has been described, the present invention is not limited to this, and can also be applied to the case where an electroconductive substrate such as a resin film substrate or a silicon substrate is adsorbed. .
[0067]
【The invention's effect】
When electrostatically attracting the insulating substrate, the attracting force can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vacuum processing apparatus including an adsorption device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view illustrating an electrostatic chuck plate according to an embodiment of the present invention.
(b): Cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing first and second electrodes according to an embodiment of the present invention. Sectional drawing explaining the structure of the 1st, 2nd electrode when one columnar adsorption | suction generation | occurrence | production part is provided. [FIG. 5] Relation between the relative position of 1st, 2nd electrode, and adsorption | suction force FIG. 6A is a plan view illustrating the structure of the first and second electrodes having conical adsorption generating portions according to the present invention.
(b): Cross-sectional view for explaining the structure of the first and second electrodes having conical adsorption generating portions of the present invention. FIG. 7 (a): having the pyramid-shaped adsorption generating portions of the present invention. Plan view for explaining the structure of the first and second electrodes
(b): Cross-sectional view for explaining the structure of the first and second electrodes having the pyramid-shaped adsorption generating part of the present invention. FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of a conventional vacuum processing apparatus. a): a plan view illustrating an electrostatic chuck plate according to an embodiment of the present invention;
(b): Cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 illustrates a state in which an insulating substrate is electrostatically attracted.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sputtering device 5 ... Insulating substrate 27 ₁ ...... First electrode 27 ₂ ...... Second electrode

Claims

A chuck body having a support body made of a dielectric and first and second electrodes disposed on the support body, and with the insulating substrate placed on the chuck body, the first, When a voltage is applied between the second electrodes , when a dielectric having a polarizability α is placed in a non-uniform electric field E, a gradient force f expressed by the following equation per unit area, acting on the dielectric,
f = 1/2 · α · grad (E ² )
An adsorbing device configured such that the adsorbing force is generated and the adsorbing force adsorbs the substrate to the chuck body,
The first and second electrodes have a plurality of adsorption force generation units having upper ends sharpened toward the substrate placed on the chuck body ,
The suction device, when mounting the substrate on the chuck body, have a protective layer whose surface is configured so as to be in contact with the substrate,
Each upper end and the surface of the protective film are equidistant,
An adsorption apparatus configured such that when a voltage is applied between the first and second electrodes, electric field concentration occurs at the sharp upper end .

The suction device according to claim 1, wherein the suction force generation unit has a triangular prism shape with a bottom surface standing and a side surface directed toward the surface of the protective film.

The suction device according to claim 1, wherein the sharp upper end portion has the suction force generation portion directed toward the surface of the protective film in a cone shape or a pyramid shape.