JPH04206545A - 保持装置およびそれを用いた半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は導体またはウェハなどのような半導体の保持装
置に係り、特に、静電吸着力によって半導体ウェハ等を
真空あるいは減圧雰囲気中において保持する保持装置に
及びそれを用いた半導体製造装置に関する。

［従来の技術］ 従来、半導体ウェハを静電吸着力によって保持する装置
としては、例えば特開昭６３−９５６４４号公報、応用
機械工学１９８９年５月号、ｐｐ、１２８に記載されて
いるように、電極の少なくとも表面に絶縁膜を有し、こ
の絶縁膜を、体積固有抵抗の高い絶縁材料に導体、半導
体、あるいは低抵抗体材料を混合した膜で形成したもの
がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、半導体素子の回路パターンの微細化に伴い、真空
あるいは減圧雰囲気中の製造工程において、加熱・冷却
のためにウェハをより平坦に保持する保持装置、および
ウェハ裏面を保持できるクリーンなハンドリング装置が
要求されている。

しかしながら上記従来技術は、保持力が小さいものであ
り、また保持したウェハを解放するとき、絶縁膜中に残
留帯電した電荷を除去するために反対極性の電圧印加を
行っても３〜５秒間を要するという問題点があった。又
、薄い絶縁膜が電極上に形成されているので、環境の温
度変化による熱応力、あるいは絶縁膜表面に他物体が接
触することによって絶縁膜が破損したり、絶縁膜のショ
ートが生じ易いという問題点があった。

又、構造上、薄い絶縁膜を支える剛な電極と、この電極
を支える絶縁体の装置枠が必要であるため、装置の小型
化が困難であるという問題点があった・ また高電圧がかかったウェハおよび吸着装置の周囲に発
生する電界によって周囲塵埃が装置側に引き寄せられ、
ウェハに付着するという問題点があった。

本発明の第１の目的は、真空あるいは減圧雰囲気中にお
いても、保持力の大きな保持装置およびそれを用いた半
導体製造装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、ウェハなどの保持物体を保持後
、解放時には短い時間で保持物体を脱離させることがで
きる保持装置およびそれを用いた半導体製造装置を提供
することにある。

本発明の第３の目的は、静電集塵によるウェハへの塵埃
付着の防止が可能な半導体ウェハの保持装置及びそれを
用いた半導体製造装置を提供することにある。

本発明の第４の目的は、ハンド本体の耐久性を向上した
保持装置を提供することにある６本発明の第５の目的は
、ハンド本体の温度制御ができる保持装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記第１の目的を達成するために、本発明の保持装置は
、物体が吸着保持される保持面を有する装置本体を、例
えば抵抗率が１０１０Ω口以下のα型ＳｉＣなとの誘電
体で形成し、この誘電体で形成された装置本体の、保持
面と反対側の面に電極を設け、この電極と物体との間に
電位差を生じさせる電圧発生装置を備えたものである。

上記第２の目的を達成するために、ウェハを周囲環境の
アース電位に接地する手段と、保持ウェハの解放時に電
圧発生装置からの給電を停止するとともに、電極を周囲
環境のアース電位に接地する切り替えスイッチとを備え
たものである。

上記第３の目的を達成するために、本発明の保持装置は
、ウェハを保持する面に突起あるいは凸部を設けたもの
である。

又、ウェハの保持面の外周側に絶縁体を介して、ハンド
本体の外面を覆う導体あるいは半導体からなる導電力バ
ーを設け、この導電力バーをアース電位に接地したもの
である。

又、保持面の表面のくぼみを同種の材料で成膜し、表面
を鏡面仕上げとしたものである。

上記第４の目的を達成するために、本発明の保持装置は
、誘導体膜を例えば抵抗率が１０１０Ω１以下のＳｉＣ
で形成し、誘電体膜を５履以上に形成したものである。

又、誘電体膜と電極を熱膨脹率がほぼ等しい材料で形成
したものである。

上記第５の目的を達成するために、本発明の保持装置は
、保持面に流体が流れる溝状の通路を設け、冷却器から
冷却流体を保持面に供給するようにしたのものである。

又、保持装置の部材内部に加熱装置を設けたものである
。

〔作用］ 本発明の保持装置は、第１に物体が吸着保持される保持
面を有する装置本体を、例えば抵抗率が１０日Ωｍ以下
のα型ＳｉＣなどの誘電体で形成し、この誘電体で形成
された装置本体の、保持面と反対側の面に電極を設け、
二のｔ極と物体との間に電位差を生じさせる電圧発生装
置を設けているので、電圧発生装置によって、誘電体で
形成される装置本体を挟んで対向する電極と物体との間
に電位差を生じさせる。この時、電位差が生じた電極と
物体とには反対極性の電荷が生じ、この反対極性の電荷
間に生じるクーロン力によって電極と物体との間に吸引
力が生じ、この吸引力によって、物体は装置本体の保持
面に吸着保持される。

誘電体を形成する抵抗率ｉ　ｏ”Ω印以下のα型ＳｉＣ
の比誘電率は数百〜数千に達するので、比誘電率が数十
程度の絶縁膜を用いた従来の装置と比較して、大きい吸
着力を発生することができる。

本発明の保持装置は、第２にウェハを周囲環境のアース
電位に接地する手段と、保持ウェハの解放時に電圧発生
装置からの給電を停止するとともに、電極を周囲環境の
アース電位に接地する切り替えスイッチとを備えている
ので、切り替えスイッチにより電極と物体との間に印加
した電圧を切断する際、電極を周囲環境のアース電位に
切り替えるので、電圧印加時に生じた誘導体内の誘電分
極は速やか緩和され、誘電体の電位は電極と等電位のア
ース電位になる。これにより、電圧切断して保持ウェハ
を開放するときに、ウェハに働く吸着力は速やかに消滅
するので、速やかに保持ウェハを開放することができる
。

本発明の保持装置は、第３にウェハを保持する面に突起
あるいは凸部を設けているので、保持物体とハンド本体
との接触面積が減少し、異物の付着が減少する。

又、ウェハの保持面の外周側に絶縁体を介して、ハンド
本体の外面を覆う導体あるいは半導体からなる導電力バ
ーを設け、この導電力バーを周囲環境のアース電位に接
地しているので、導体あるいは半導体から成る導電力バ
ーは、周囲環境の電位と等電位になり、ウェハ保持時に
は、ウェハ表面を含む装置全面が周囲環境の電位と等電
位となる。

その結果、保持ウェハを含む吸着装置全体の外面が周囲
環境のアース電位と等電位に保たれるので、装置の周囲
に電界が生じなく、電界によって周囲の塵埃が装置側に
引き寄せられてウェハに付着するのを防止できる。

又、保持面の表面のくぼみを同種の材料で成膜し、表面
を鏡面仕上げとしているので、くぼみの中に数ミクロン
の大きさの異物がたまらないので１、ウェハに異物が付
着するのを減少できる。

本発明の保持装置は、第４に誘電体膜を例えば抵抗率が
１０１０Ω１以下のＳｉＣで形成し、誘電体膜を５ｍｍ
以上に形成しているので、誘電体の厚さが厚く、環境の
温度変化による熱応力や他の物体との接触などによる誘
電体の破損を防止できる。

又、誘電体膜と電極を熱膨脹率がほぼ等しい材料で形成
しているので、熱応力などによって誘電体膜又は電極が
破損することを防止できる。

本発明の保持装置は、第５に保持面に流体が流れる溝状
の通路を設け、冷却器から冷却流体を保持面に供給する
ようにしているので、ウェハが加熱しすぎることを防止
できる。

又、保持装置の部材内部に加熱装置を設けているので、
ウェハを−様な温度で加熱することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は、ハンドリング装置の斜視図、第２図は半導体製
造装置を上から見た図、第３図はハンド本体を上から見
た図、第４図はその縦断面図である。これらの図におい
て、■は吸着保持すべき例えば半導体ウェハのように、
導体あるいは半導体の物体を示す。２はハンドリング装
置のハンド本体であり、このハンド本体２には、物体１
を吸着保持する保持面２Ａが備えられている。

ハンドリング装置は第１図に示すように、固定台５０ａ
の上に載置された基部５０．基部５０内に納められた駆
動装置（図示せず）により上下運動される上下軸５１、
旋回運動される第１旋回軸５２、第２旋回軸５４．第３
旋回軸５６．第１旋回軸５２と第２旋回軸５４および第
２旋回軸５４と第３旋回軸５６の間にそれぞれ設けられ
た第１アーム５３．第２アーム５５．第３旋回軸５６の
先端に設けられたハンド本体２とから構成される。

第２図に示された真空に保たれたマルチチャンバ形式の
半導体製造装置において、ローダ室５８のカセットケー
ス５７内に納められたウェハ１は、ハンドリング装置の
ハンド本体２によった保持され、ハンドリング装置の上
下軸５１．旋回軸５２゜５４．５６の運動によってその
位置の移動が行われ、処理室６０に搬入される。全ての
処理室での処理が終了したウェハは、ハンドリング装置
によってアンローダ室５９のカセットケース５７に戻さ
れる。

第３図および第４図はハンド部本体２を拡大して示した
図であるが、ハンド本体２は、例えば抵抗率１０”Ωｍ
以下のＳｉＣなどで誘電体で形成されている。この誘電
体で形成されたハンド本体２の、保持面２Ａとは反対側
の面に電極３が設けられている。この電極３は、例えば
クロムなどの導電性薄膜を蒸着することによって形成さ
れる。

またハンド本体２には穴２ａが設けられており、この穴
２ａには、バネ体５を介してハンド本体２に取り付けら
れた導通部４が設けられている。この導通部４は導線８
を介して周囲環境のアース電位に接地されている。又、
電極３と導通部４とは、導線８，９および切り替えスイ
ッチ７ａおよび電圧発剰装置６を介して接続されている
。切り替えスイッチ７ａは、物体ｌをハンド本体２に保
持する場合には、電極３と導通部４との間に電圧が印加
されるように電圧発生装置側の接点７Ｂに接続され、物
体１をハンド本体から解放する場合には、電極３が周囲
環境のアース電位と等電位になるようにアース側１ｏの
接点７Ｃに接続されるように切り替えられる。

次に、以上のように構成された本発明の装置の動作につ
いて説明する。

まず物体ｌをハンド本体２に吸着保持するときの動作に
ついて説明する。

第３図および第４図において、切り替えスイッチ７Ａを
接点７Ｂ側に接続すると、電極３と導通部４との間に電
圧が印加される。物体ｌは導体あるいは半導体材料から
成っているので、物体１の電位は導通部４と等電位、す
なわち接地電位と等しいので物体ｌと電極３との間に電
位差が生じ、物体１と電極３との間に平行平板コンデン
サの電極間に働く吸引力に等しい（１）式に示す吸着力
Ｆが働く。

ここで、ε。：真空の誘導率 ε１　：ハンド本体２を成す誘電体の 誘電率 ■＝物体１と電極３との間の電位差 ｄ：ハンラド体２を成す誘電体の厚さ Ｓ：保持面の面積（電極３の面積に相当）この吸着力Ｆ
により、物体１はハンド本体２に吸着保持される。

本実施例においては、ハンド本体２を誘電体で形成して
いるので、従来技術では必要であった剛な電極と、この
電極を支える絶縁体の装置枠とが不用となり、保持装置
が小型となる。また、ハンド本体２を構成する誘電体を
例えば抵抗率ｌＯ“０Ω印以下のα型ＳｉＣで形成する
とき、その比誘電率（＝ε、／ε、）は数百〜数千に達
する。比誘電率が数十程度の絶縁膜を用いる従来の装置
と比較して、誘電体の厚さｄを例えば十倍にしても、ま
だ従来の十倍程度以上の吸着力を発生することができる
。

従来の装置と本発明の発生吸着力を実験により比較した
結果を第５図に示す。ｄ＝０．１５１１１Ｉ１１の酸化
チタン含有アルミナ膜を使用した従来の装置と比較して
、本発明の装置では、ｄ＝５ｍｍのＳｉＣ膜において従
来装置の５．２　倍の吸着力を発生することができた。

以上述べたように、誘電体の厚さが５１１Ｉ［ｎと厚い
ので、誘電体そのもので構造物であるハンド本体を形成
することができる。また誘電体の厚さが厚いので、環境
の温度変化による熱応力や他物体との接触などによって
誘電体が破損したり、物体１と電極３との間に電気的シ
ョートが生じたりすることがない。

また、周囲環境のアース電位にアースされた導通部４は
物体１に直接接触するため、物体ｌの電位はアース電位
と等電位となるので、半導体ウェハ等の物体を保持する
場合にも、ウェハ上に形成された素子回路が静電気の放
電によって絶縁破壊することがない。

次に試料を吸着装置から離脱するときの動作について説
明する。

第３図および第４図において、切り替えスイッチ７Ａを
接点７Ｃ側に接続すると、導通部４と電極３との間に印
加されていた電圧は切断され、電極３の電位は周囲環境
のアース電位と等電位となる。このときハンド本体２を
成す誘電体の抵抗率は１０′°Ωｍ以下と小さいので、
誘電体で形成されたハンド本体２内に残留する誘電分極
による帯電は電極３を通してアースに速やかに拡散して
、ハンド本体２の電位もアース電位となり、吸着力Ｆが
消滅し、物体１はハンド本体２の保持面２Ａから速やか
に開放（離脱）される。

酸化チタン含有アルミナ膜を用いた従来の装置の場合、
保持ウェハを解放するとき、電極３と導通部４との間に
保持時と反対極性の電圧が印加しても、解放するのに３
〜５秒間の時間を要するのに対し、本装置では自重によ
るごく短時間での脱離が可能であった。

以上述べたように、本実施例においては、保持装置のハ
ンド本体を例えば抵抗率１０“０Ωｃｍ以下のＳｉＣな
とで形成しているので、真空中あるいは減圧雰囲気中に
おいて大きな保持力でウェハなどの物体を保持できる。

又、保持物体を解放する時には、保持物体をごく短時間
で脱離させることができる。また、構造か小型で、保持
面を形成する誘電体表面の耐久性の向上を図ることがで
きる。

なお、第６図に示すように、ハンド本体２の外周側に絶
縁体１１を介して、導通部４を設け、電極３を導電性薄
膜を蒸着などによって形成することもできる。

本発明の他の実施例を第７図から第１０図により説明す
る。

第７図および第８図に示すハンド本体２の実施例は、第
３図および第４図に示すハンド本体２の実施例と同様な
構成であるが、保持面２Ａに物体１を支えるための突起
１３を３点支持できるように少なくとも３ケ所設けたも
のである。この突起高さは、十分な吸着力が働く程度の
高さに設定しており、本実施例では、半球状に形成され
ている。

こうすることにより、物体１とハンド本体２との接触面
積が減少し、保持物体の全面を接触させた場合に比べて
非接触に静電吸引力を作用させるので、接触による物体
１への異物の付着が減少する。

第９図および第１Ｏ図に示すハンド本体２では、チャッ
ク本体２の保持面２Ａに、複数の凹部２７と凸部２Ｂか
らなる段差を設は低い高さの凸部２Ｂに保持すべき物体
１を接触させるようにしている。本実施例ではハンド本
体２は円形状に形成しており、ハンド本体２の外周側に
絶縁体１１を介して導通部４を設けている。この場合も
、ウェハｌとチャック本体２との接触面積が減少し、そ
の結果ウェハ１の裏面への異物の付着が減少する。

本発明の他の実施例を第１１図および第１２図に示す。

本実施例は、第３図および第４図と同様に構成されるも
のであるが、本実施例においては、ハンド本体２に穴２
ａを設け、導通部を設置する代わりに、ハンド本体２の
保持面２Ａと反対側の面に２個の電極３を設け、この２
個の電極３の間に電圧を印加するように構成されている
。すなわち、２個の電極３ａの一方には導線９を介して
、切替スイッチ７ａが設けられており、他方の電極３ｂ
には導線８を介して接点７ｃ、接点７ｃと並列な接点７
ｂと導線８との間に電圧発生装置６が設けられている。

又、端子には接地して良いが、ウェハの電位を○■にす
るように電゛圧を印加する電源と接続される。

静電吸着を行う時は、切替スイッチ７ａを端子７ｂと接
続させ一方の電極３ａに電圧を印加させる。この時電極
３ｂの電圧がＡＶであり、電圧発生装置６の発生する電
圧がＢＶであったとすると、の電極３ａ、３ｂとウェハ
との電位差によりウェハをハンド本体２１に吸着する。

又、解放する時は切替スイッチ７ａを端子７ｃに接続さ
せる。この時電極３ａ、３ｂは等電位となり、ウェハと
の間の電位差をなくなるので、ウェハはハンド本体２か
ら速やかに開放される。なお、ウェハの電位をＯｖとな
るように調節するのは、ウェハにゴミが吸着するのを防
止するためである。このように構成することにより導通
部４が不用となり、絶縁膜である５ｉ０２の自然酸化膜
に覆われたＳｉウェハとの導通を取る必要もなく、導体
の針でウエハと導通をとると、ウェハに傷が付く恐れも
防止できる効果がある。

本発明の他の実施例を第１３図から第１８図に示す。第
１３図および第１４図に示す保持装置は、第３図および
第４図に示す実施例と同様な構成であるが、チャック本
体２の、保持面２Ａを除く装置外面を略覆う導体あるい
は半導体からなる導電力バー１５を備え、この導電力バ
ー１５を周囲環境のアース電位に接地している。このよ
うな構成とすることにより、周囲環境のアース電位に保
たれた導電力バー１５およびウェハ１は、アース電位と
比較して電位高あるいは低電位が印加される電極３をほ
ぼ完全に密閉するように包むため、ウェハ１を含む吸着
装置全体の外面は周囲環境のアース電位と等電位に保た
れる。そのため、電界によって周囲の塵埃が装置側に引
き寄せられてウェハ１に付着すること少ないという効果
がある。

第１５図および第１６図に示す保持装置を同様な構成で
あるが、導電力バー１５を、鏡面部１５ａでウェハ１と
接触させ、導通カバで接地させ、ウェハと導通を取る導
通部４を兼ねる構成とじている。このように構成するこ
とにより構造が簡単になり、塵埃がウェハに付着するの
を防止することができる。

第１７図および第１８図に示す保持装置は、ハンド本体
２の外周側に絶縁層２３を介して導通部４を設け、導通
部４を、鏡面仕上げした導体の面をウェハ１に接触させ
て導通をとるように形成している。このように構成し、
ウェハ１に接触する面を鏡面仕上げすることにより、ウ
ェハ１に傷がつくことや発塵が防止できる。

本発明のさらに他の実施例を第１９図から第２４図に示
す。第１９図に示す保持装置は、電極を導電性セラミゲ
ス２０で形成している。電極である導電性セラミゲス２
０と一体的に形成される誘電体膜セラミクス２とは、焼
結前の成形体の状態で誘電体膜セラミクス２と電極を成
す導電性セラミクス２０とを接合し、一体とした後に焼
結して加工する。このように保持装置を構成した場合は
、誘導体膜２の厚みが薄い場合でも、誘導体膜と電極と
熱膨張率がほぼ等していので、熱応力などによって誘電
体膜２が破損することがない。

第２０図に示す保持装置では、導電性セラミクス２０を
挟んで、ウェハ１固定用の誘電膜２と、パレット固定用
誘電体膜７１とを設けるように構成している。このよう
な構成とすることにより、誘電体膜２の厚みが薄い場合
でも、誘導体膜と電極との熱膨張率がほぼ等しいので、
熱応力などによって誘電体膜２が破損することがない効
果がある。　第１９図、第２０図に示すように、保持装
置をセラミクスで形成する場合、焼結セラミクスには第
２１図に示すように、空隙率数％のボイドが存在し、研
磨したセラミクス表面には、このボイドがくぼみとして
現れる。ＳｉＣの場合、そのくぼみの直径、深さは数ミ
クロンであり、このくぼみの中には数ミクロンの大きさ
の異物が存在することは避けられない。現在の半導体製
造工程では０．１μｍ以下程度までの塵埃の付着が問題
点となってきており、くぼみのあるＳｉＣ表面はウェハ
接触部材としては使用できない。そこで保持面の表面に
、第２２図に示すようにＣＶＤ法によって同種の材料を
成膜することによって、このくぼみを埋めるのが好適で
ある。第２３図は、成膜後、さらに鏡面を得るために研
磨する場合を示し、第２４図は、抵抗率あるいは誘電率
が誘電体膜２の特性と異なる場合に、成膜前の面が概略
現れるように研磨する場合を示している。こうすること
により保持物体への付着異物を低減することができる。

本発明の他の実施例をそれぞれ第２５図から第２８図に
示す。第２５図に示す実施例では、電圧発生装置６と並
列コンデンサ３６を設けている。

コンデンサ３６を並列に設けることにより電圧発生源６
を切り放しても、コンデンサからの給電により、物体ｌ
の吸着保持が可能となり、装置内を移動するパレットに
使用すると、給電機構が簡単となる。又、ハンドリング
装置などにおいても、停電が生じても保持物体を落とし
たりすることがないという効果もある。

第２６図に示す保持装置では、電圧発生装置６を電池で
構成している。電気発生装置６を電池で構成することに
より、外部からの給電機構が不用となり、装置を移動す
る時の自由度が増す。第２６図に示す保持装−を組み込
んだハンドリング装置を第２７図に示す。このハンドリ
ング装置は、握り部３９の先端部に設けられた保持面２
Ａと握り部３９に設けられたスイッチ部７から構成され
る人手によるウェハのハンドリングは、真空吸着でウェ
ハを吸引保持する真空ビンセットが使用されているが、
真空ビンセットは真空源を必要とするため、自由に持ち
運ぶことは困難である。これに対し、第２７図に示すハ
ンドリング装置では、電池駆動の静電吸着装置でビンセ
ットを形成することにより持ち運び自由なウェハ用ビン
セットを得ることができる。

第２８図に示す保持装置は、導線９の途中にハンド本体
２の誘電体を流れる電流値をモニタする電流モニタ７０
を設けている。この場合、電流モニタ７０で検出した電
流値によって物体ｌの保持状態を知ることができる。吸
着保持が十分でないとき、電流値が十分に吸着保持され
た場合と比較して小さくなるので、電流値を増すように
電圧発生装置６を制御することにより十分な吸着保持と
することができる。

なお、第２９図に示すように、ハンド本体２に、ハンド
本体２を他の物体に取り付けるためのボルトネジ穴４１
やフランジ４０などを設け、チャック本体の設置を容易
にすることもできる。

本発明の他の実施例を第３０図から第４１図に示す。

第３０図はμ波プラズマエツチング装置の全体構成図を
示す。このμ波プラズマエツチング装置は、外枠６４の
外側に設けられたソレノイド６３、μ波６２を照射する
ための装置（図示せず）などから構成され、真空チャン
バ６５内にはウェハｌを保持したハンドリング装置が配
置されている。

μ波６２によってウェハ１上にプラズマ１４を形成し、
このプラズマＩ４から飛び出るイオンによってウェハｌ
の表面をエツチングする。このときウェハ１は加熱され
るのでそれを冷却する必要かあり、ウェハ１を固定する
ハンド本体２には冷却器２２が設けられている。冷却器
２２の内部には冷媒循環室２３が設けられ、この冷媒循
環室２３には、冷媒供給源６１からの冷媒供給路２５と
冷媒排出路２６が接続されており、冷媒を循環させるこ
とにより、ハンド本体２、ウェハ１を冷却する。また真
空中でハンド本体２とウェハ１との間の熱伝達を向上さ
せるために、ハンド本体２とウェハ１との間のすきまに
は、熱伝達を向上させるため流体が供給されるようにな
っている。真空チャンバ６５は導線８により接地されて
おり、電極３には導線９が結線され、切替スイッチ７ａ
によって電圧発生装置６と導線８の接地側に切り換えら
れるようになっている。又、ハンド本体２の電極３に設
けられる導線の結線は、第３図に示すように、プラズマ
１４中に導線８を通して、ウェハ１と電極３との間に、
電圧発生装置６によって電圧を印加するようにしても良
い。このようにすることにより導通部４が不用であり、
装置の構造が簡単になる。

保持装置は、第３２図から第３７図に示すものを適用す
ることができる。

第３２図および第３３図に示す保持装置は、第３０図に
おいて説明したハンドリング装置と同様な構造であるが
、第９図および第１０図に示されぬ保持装置と同様にウ
ェハ１の保持面２Ａとして凸部が複数個形成されており
、中央部には流体供給孔２１が設けられ熱伝導のための
流体が保持面２Ａに供給される。又、外周部にはシール
面２Ｃが形成されている。この構成によりウェハ１の密
着時にも冷却が可能であり、さらにシール面２Ｃを設け
ることにより、熱伝導のための流体がハンド本体２とウ
ェハ１とのすきまの凹部から装置外部へ洩れることを防
止している。このため、チャック装置外部の真空が汚れ
なく、また熱伝導のための流体の消費地量が少なくて済
む。

第３４図および第３５図に示す保持装置は、保持面に球
状の溝２８が設けられており、中央部の流体供給孔２１
が設けられており、溝２８内を流体が流れる。又、電極
３の内部に、冷媒が循環する循環室２３が設けられてい
る。このように構成すると電極と冷却器とが分離してい
るときに存在する両者の間の接触熱抵抗がないので、冷
却効率が向上する。また、装置の構造が簡単となる。

第３６図および第３７図に示す保持装置はハンド本体２
の内部に、冷媒が循環かる循環室２３を設けたものであ
る。この場合もハンド本体２を直接冷却できるので、冷
却効率が向上する。

次に、ウェハを密着した時に−様な温度で加熱を実現で
きる保持装置について、第３８図から第４１図によｈ）
説明する。第３８図に示す保持装置は、ハンド本体２に
、電極３を介して発熱体３０を内部に有する絶縁物から
成る加熱器２９を設置したものである。この場合、加熱
器２９によりハンド本体２が−様に加熱されるので、ウ
ェハの密着時に−様な加熱が可能となる。

第３９図に示す保持装置は電極３の内部に、絶縁物１１
を介して発熱体３０を設けたものであるが、電極と加熱
器とが分離しているときに存在する両者の開の接触熱抵
抗がないので、加熱効率が向上する。また、装置の構造
が簡単となる。

第４０図に示す保持装置は、ハンド本体２の内部に、発
熱対３０を設けたものであり、この場合ハンド本体２を
直接加熱できるので、加熱効率が向上する。

第４１図に示す保持装置は、電極３の両端部に加熱電流
用端子３１を設け、加熱電流用端子３１にはそれぞれ導
線９，３４によりヒータスイッチ３３ａおよび加熱電流
発生装置３２が接続されている。この場合、この加熱電
流用端子３１を介して電極３に通電することによって電
極３を発熱させるので構造が簡単となる。

次に、本発明のさらに他の実施例を第４２図から第５０
図により説明する。

第４２図および第４３図は、電子線描画装置の構成とパ
レットを示す斜視図である。ウェハ１は第４３図に示す
パレット本体７０に載せられた状態で運ばれるＸＹステ
ージ６４上に固定される。

ＸＹステージ６４が位置決めをしながら、電子銃コラム
６７から電子線によってウェハ１上に回路パターンが描
画される。

第４４図および第４５図はパレット本体７ｏを拡大して
示した図であり、その構造は第３図および第４図に示す
装置と同様なものであるが、パレット本体７０に、パレ
ットを台部１６に固定するための基部１８が設けられて
いる。ウェハ１をパレット本体２上に平坦化保持、ある
いは密着保持することができる。

第４６図に示すパレット本体ではパレット本体７０の裏
面を電極３．絶縁体１１を介して導体あるいは半導体１
９で形成し、台部１６に静電吸着機構を設け、台部１６
上にパレット本体７ｏを静電気力で吸着保持するように
構成している。こうすることにより真空中での機械的可
動部が不用となるので、装置の信頼性が向上する。

第４７図および第４８図に示すパレット本体では、電極
３を挟んで、パレット本体２を成す誘電体と、パレット
固定用誘電体７１とを設けている。

ウェハｌと台部１６は周囲環境のアース電位に接地され
ており、ウェハ１および台部１６と、電極３との間に電
圧を印加することにより、ウェハ１がパレット本体２の
保持面２Ａに吸着保持されると同時にパレットが台部１
６に吸着保持される。

本実施例によれば、構造が簡単となる。

第４９図に示すパレット本体ではパレットを台部１６に
固定するためのパレット固定用誘電体７１とパレット固
定用電極７２とを設けているので、ウェハｌの吸着保持
とパレットの固定を独立に行うことができ、パレット搬
送時にウェハがパレット上で動くことがない。

又、第５０図に示すパレット本体のように台部１６を電
極として利用することもでき、この場合は構造が簡単と
なる。

［発明の効果］ 本発明によれば、第１に物体が吸着保持される保持面を
有する装置本体を、例えば抵抗率１０″０Ω−以下のα
型ＳｉＣなどの誘電体で形成し、この誘電体で形成され
た装置本体の、保持面と反対側の面に電極を設け、この
電極と物体との間に電位差を生じさせる電圧発生装置を
設けているので、電圧発生装置によって電位差が生じた
電極と物体とには反対極性の電荷が生じ、この反対極性
の電荷間に生じるクーロン力によって電極と物体との間
に吸引力が生じるが、誘電体を形成する抵抗率１０”Ω
１以下のα型ＳｉＣの比誘電率は数百〜数千に達するの
で、大きい吸着力を発生することができる効果がある。

又、装置本体が誘電体で形成されているので、従来必要
であった剛な電極と、この電極を支える絶縁体の装置枠
とが不用となり、装置が小型で簡単な構造とすることが
できる。

第２にウェハを周囲環境のアース電位に接地する手段と
、保持ウェハの解放時に電圧発生装置からの給電を停止
するとともに、電極を周囲環境のアース電位に接地する
切り替えスイッチとを備えているので、電圧切断して保
持ウェハを開放するときに、ウェハに働く吸着力は速や
かに消滅するので、速やかに保持ウェハを開放すること
ができる効果がある。

第３にウェハを保持する面に突通あるいは凸部を設けて
いるので、保持物体とハンド本体との接触面積が減少し
、異物の付着が減少させることができる効果がある。

又、ウェハの保持面の外周側に絶縁体を介して、保持装
置の外面を覆う導体あるいは半導体からなる導電力バー
を設け、この導電力バーを周囲環境のアース電位に接地
しているので、保持ウェハを含む吸着装置全体の外面が
周囲環境のアース電位と等電位に保たれるので、装置の
周囲に電界が生じなく、電界によって周囲の塵埃が装置
側に引き寄せられてウェハに付着するのを防止できる効
果がある。

又、保持面の表面のくぼみを同種の材料で成膜し、表面
を鏡面仕上げとしているので、くぼみの中に数ミクロン
の大きさの異物がたまらないので、ウェハに異物が付着
するのを減少できる効果がある。

第４に誘電体膜を例えば抵抗率が１０′°Ω−以下のＳ
ｉＣで形成し、誘電体膜を５順以上に形成しているので
、誘電体の厚さが厚く、環境の温度変化による熱応力や
他の物体との接触などによる誘電体の破損を防止できる
効果がある。

又、誘電体膜と電極を熱膨張率がほぼ等しい材料で形成
しているので、熱応力などによって誘電体膜又は電極が
破損することを防止できる効果がある。

第５に、保持面に流体が流れる溝状の通路を設け、冷却
器から冷却流体を保持面に供給するようにしているので
、ウェハが加熱しすぎることを防止できる効果がある。

又、保持装置の部材内部に加熱装置を設けているので、
ウェハを−様な温度で加熱することができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図から第士６図は本発明の一実施例を示す図で、Ｉ
Ｉ１図はハンドリング装置の斜視図、第２図は半導体製
造装置の平面図、第３図はハンド本体の平面図、第４図
はその縦断面図、第５図は発明の詳細な説明する図、第
６図はハンド本体の縦断面図、第７図から第（０図は本
発明の他の実施例を示す図で、第７図、第９図はハンド
本体の平さらに他の実施例を示す図で、第１１図はハン
ド本体の平面図、第１２図はその縦断面図、第１３図か
ら第１８図は本発明のさらに他の実施例を示す図で、第
１３図はハンド本体の平面図、第１４図はその縦断面図
、第１５図はハンド本体の縦断面図、第１６図は矢視Ａ
−Ａ断面図、第１７図はハンド本体の平面図、第１８図
はその縦断面図、第１９図から第２４図は本発明のさら
に他の実施例を示す図で、第１９図および第２０図はそ
れぞれハンド本体の縦断面図、第２１図から第２４図は
それぞれ焼結セラミクス表面の成膜状態を説明する縦断
面図、第２５図から第２９図は本発明のさらに他の実施
例を示す図で、第２５図、第２６図はハンド本体の縦断
面図、第２７図はハンドリング装置の斜視図、第２８図
、第２９図はハンド本体の縦断面図、第３０図から第４
１図は本発明のさらに他の実施例を示す図で、第３０図
はエツチング装置の縦断面図、第３１図はハンド本体の
縦断面図、第３２図、第３４図、第３６図はハンド本体
の平面図、第３３図、第３５図、第３７図はそれぞれ第
３３図、第３５図、第３７図の縦断面図、第３８図、３
９図、第４０図はそれぞれハンド本体の縦断面図、第４
１図はハンド本体の斜視図、第４２図から第５０図は本
発明のさらに他の実施例を示す図で、第４２図は電子線
描画装置の斜視図、第４３図はパレットの斜視図、第４
４図はハンド本体の平面図、第４５図はその縦断面図、
第４６図はハンド本体の縦断面図、第４７図はハンド本
体の平面図、第４８図はその縦断面図、第４９図、第５
０図はそれぞれハンド本体の縦断面図である。 １・・・物体、２・・・装置本体、３・・・電極、４・
・・導通部、６・・・電圧発生装置、７・・・切り替え
スイッチ、８゜９・・・導線、１０・・・接地、１１．
２３・・・絶縁体、１３・・・突起、１５・・・導電力
バー、２１・・・流体供給孔、２２・・・冷却器、２３
・・・冷媒循環室、２５・・・冷媒供給路、２６・・・
冷媒排出路、２８・・・溝、３ｏ・・・発熱体、３４・
・・凹部、３５・・・膜、３６・・・コンデンサ、３７
・・・給電端子、３８・・・電池、３９・・・握り部、
５１・・・上下軸、５２，５４．５６・・・旋回軸、５
３゜５５・・・アーム、５７・・・カセットケース、５
８・・・ローダ室、５９・・・アンローダ室、６０・・
・処理室、第　１　口 纂２　回 Ａθ ■　３　口 Ｉ’ｉ４−閉 図面の浄書（内容に変更なし） 第　５　図 電称藺聚ｆｘＶ（Ｖ） ￥Ｊ　ｌ　口 第７　り ｋｆ、ｓ　　ロ ％ｑ　　図 第１０　囚 第　１１昭 す 箔　１２　　図 １５−鵜１１Ｖ− ＋ｆＪ１４　図 ％　＋５　図 第　７７５図 １　７７図 Ｙｌ　＋’１図 ２０３１電＋１恢クス 劉２１　　図 第２２図 第２３　図 ￥Ｊ　２４　図 第　２５　　図 ′ｆＪ３θ（２） ：ｚｔ−１；ｆＬｊイｒｔ壬各　　１．５−−−３−’
；　＋ｃ　アｔ　ｖ纂３１（２） １４−−−フ′り入′Ｚ ％　　３２　　図 第３３（２） ２４−シち体　　　２７−凹型 ＶＪ３４　図 Ｙ１３５　図 ＶＪ３１５図 Ａ ′ｆＪ３７　　乞 猶３３　図 第３９０ 第　４θ　口 第　４１　図 ３３−°ヒー７スうリナ 第４２区 第４３区 ５　　ｔｔ　　図 １’７ ／８−　ギ部 ′ｆＪ４６　図 １仁導イ木まｒ＋ｔ４１−本 ′″ｆＪ　乙７ｍ ７１−一−バし７ト回定」１シ引電、イ本％　４’７０ 第５０因 手続補正書（絋） １、事件の表示 平成２年特許願第３２９２５１　号 ２、発明の名称　　保持装置およびそれを用いた半導体
製造装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称（５１０）株式会社　日　立製作所４、代　理　人 居　所〒１００東京都千代田区丸の内−丁目５番１号株
式会社　　日　立　製　作　所　内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体を吸着保持してハンドリングあるいは固定する
   保持装置において、前記物体が吸着保持される保持面を
   有するハンド本体を抵抗率が１０＾１＾０Ω・ｃｍ以下
   の誘電体で形成し、該ハンド本体の保持面と反対側の面
   に電極を設け、この電極と物体との間に電位差を生じさ
   せる電圧発生装置を備えたことを特徴とする保持装置。 ２、前記本体を形成する誘電体がＳｉＣである請求項１
   に記載の保持装置。 ３、物体を吸着して保持する保持装置において、前記物
   体が吸着保持される保持面を有するハンド本体を誘電体
   で形成し、この誘電体で形成されたハンド本体の、保持
   面と反対側の面に電極を設け、この電極と物体との間に
   電位差を生じさせる電圧発生装置を備えるとともに、前
   記保持する物体をアースに接地し、前記物体の脱離時に
   、前記電極とアースとを導通させるための切替えスイッ
   チを設けたことを特徴とする保持装置。 ４、物体を吸着して保持する保持装置において、保持す
   る物体が吸着保持される保持面を有するハンド本体を誘
   導体で形成し、この誘電体で形成されたハンド本体の保
   持面と反対側の面に第１の電極および第２の電極を設け
   、第１の電極と第２の電極との間に電位差を生じさせる
   電圧発生装置を備えるとともに、低い電位側の電極にバ
   イアス電位を発生させる第２の電圧発生装置を設けて、
   前記保持物体の電位をほぼ０Ｖになるように、前記第２
   の電圧発生装置の電位を調節することを特徴とする保持
   装置。 ５、前記保持する物体を離脱させる時は、前記第１およ
   び第２の電極を短絡させる切替スイッチを設けている請
   求項４に記載の保持装置。 ６、物体を吸着して保持する保持装置において、保持す
   る物体が吸着保持される保持面を有するハンド本体を誘
   電体で形成し、この誘電体で形成されたハンド本体の、
   保持面と反対側の面に電極を設け、この電極と物体との
   間に電位差を生じさせる電圧発生装置を備えるとともに
   、前記ハンド本体の外周側に絶縁体を介してハンド本体
   の外面を覆う導電力バーを設け、該導電力バーを設け、
   該導電力バーをアースに接地したことを特徴とする保持
   装置。 ７、前記物体の離脱時に、前記電極とアースとを導通さ
   せるための切替えスイッチを設けた請求項６に記載の保
   持装置。 ８、半導体ウェハを納めたカセットケースを収納するロ
   ーダ室と、前記半導体ウェハを熱処理などを行うための
   処理室と、処理後の半導体ウェハを収納するアンローダ
   室と、前記半導体ウェハを吸着保持して移動するための
   ハンドリング装置とを備え、該ハンドリング装置が上下
   させるための上下軸と、回転運動させるための旋回軸お
   よびアームと、該アームの先端であって、かつ半導体ウ
   ェハが吸着保持される保持面を有する保持部が誘電体で
   形成され、この誘電体で形成された保持部の保持面と反
   対側の面に電極が設けられ、この電極と物体との間に電
   位差を生じさせる電圧発生装置を有する保持装置とから
   構成されることを特徴とする半導体製造装置。 ９、μ波の照射装置と、真空チャンバ内にウェハを吸着
   保持するための保持装置を備え、μ波の照射装置によっ
   てプラズマエッチングを行う半導体製造装置において、
   前記保持装置が、前記ウェハを吸着保持するための保持
   面を有するハンド本体を抵抗率が１０＾１＾０Ω・ｃｍ
   以下の誘電体で形成し、該ハンド本体の保持面と反対側
   の面に電極を設け、この電極とウェハとの間に電位差を
   生じさせる電圧発生装置を備えたものであることを特徴
   とする半導体製造装置。 １０、電子銃コラムと、ＸＹステージ上に搭載され、ウ
   ェハを吸着保持するパレットとを備え、前記電子銃コラ
   ムからの電子線により前記ウェハ上に回路パターンを描
   画する半導体製造装置において、前記パレットがウェハ
   が吸着保持される保持面を有する保持部を抵抗率が１０
   ＾１＾０Ω・ｃｍ以下の誘電体で形成し、該保持部の保
   持面と反対側の面に電極を設け、該電極と物体との間に
   電位差を生じさせる電圧発生装置を備えたものであるこ
   とを特徴とする半導体製造装置。 １１、手で握るための握り部と、該握り部の先端に設け
   られ、物体を吸着保持する保持面を有する保持部を抵抗
   率が１０＾１＾０Ω・ｃｍ以下の誘電体で形成し、該保
   持部の保持面と反対側の面に電極を設けるとともに、該
   電極と物体との間に電位差を生じさせる電圧発生装置を
   備えたハンド本体とを備えることを特徴とする保持装置
   。 １２、物体を吸着して保持する保持装置において、物体
   が吸着保持される保持面を有する保持部を抵抗率が１０
   ＾１＾０Ω・ｃｍ以下の誘電体で形成するとともに、該
   保持部と物体との間に電位差を発生させるための電圧発
   生装置を備えたことを特徴とする保持装置。 １３、前記物体の電位をアース電位に保つ導通部を設け
   るとともに、前記物体の離脱時に、前記電極とアースと
   を導通させるための切換えスイッチを設けた請求項１、
   ２又は１１に記載の保持装置。 １４、前記物体の電位をアース電位に保つ導通部を設け
   るとともに、前記ウェハの離脱時に、前記電極とアース
   とを導通させるための切換えスイッチを設けた請求項８
   、９又は１０に記載の半導体製造装置 １５、前記ハンド本体がＳｉＣで形成されるものであっ
   て、６方晶系の結晶構造のうちα型で形成されている請
   求項２から７、１０から１３のいずれかに記載の保持装
   置。 １６、前記保持面に物体を支持するための突起を設置し
   た請求項１から７、１１から１３のいずれかに記載の保
   持装置。 １７、前記保持面に凹部と凸部から成る段差を設けた請
   求項１から７、１１から１３のいずれかに記載の保持装
   置。 １８、前記保持すべき物体と電気的に導通するための導
   通部を設け、この導通部は周囲環境のアース電位に接地
   した請求項１、２、５、１１、１２、１３、１５、１６
   又は１７に記載の保持装置。 １９、前記電極と物体との間に電位差を生じさせる電圧
   発生装置からの給電を停止させて物体の吸着を解除する
   とき、給電の停止の後、電極をアース電位に接地させる
   切り替えスイッチを備えた請求項１、２、５、１１、１
   ２、１３、１５、１６又は１７に記載の保持装置。 ２０、前記保持面を外周面を略覆う導電カバーを備え、
   かつ該導電カバーを周囲環境のアース電位に接地させた
   請求項１、２、５、１１又は１２に記載の保持装置。 ２１、前記ハンド本体部に冷媒が流れる循環室を設ける
   とともに、冷却器で冷却された冷媒を前記循環室へ循環
   されるように流路を構成した請求項１から７、１１から
   １３、１５から２０のいずれかに記載の保持装置。 ２２、前記ハンド本体部に発熱体を設置し、前記保持面
   を加熱するようにした請求項１から７、１１から１３、
   １５から２０のいずれかに記載の保持装置。 ２３、前記電極の両端部に加熱電流用端子を設け、該加
   熱電流用端子を介して電極に通電することによって電極
   を発熱させる加熱電流発生装置を備えた請求項９又は１
   ４に記載の保持装置。 ２４、前記パレット本体の保持面と反対側に設けられ前
   記パレットを他の第２の物体に対して固定するための第
   ２の物体吸着機構を備えた請求項１０に記載の半導体製
   造装置。 ２５、前記ハンド本体が誘電体セラミクスで形成され、
   保持面と反対側の面に電極を設けた電極を導電性セラミ
   クスで形成し、前記誘電体セラミクスの成形体と、前記
   導電性セラミクスの成形体とが焼結前に接合され一体と
   して焼結された焼結体で形成されている請求項１から７
   、１１から１３、１５から２０のいずれかに記載の保持
   装置。 ２６、前記保持面の表面に、ＣＶＤ法などによって装置
   本体を成す誘電体と同種の材料を成膜した請求項１から
   ７、１１から１３、１５から２０のいずれかに記載の保
   持装置。 ２７、前記保持面の表面に成膜された膜を、成膜前の面
   が概略現れるように研磨されている請求項２６に記載の
   保持装置。 ２８、前記電圧発生装置と並列にコンデンサを設けた請
   求項１、３、６、７、１１、１２又は１３に記載の保持
   装置。 ２９、前記電圧発生装置が電池である請求項１、３、６
   、７、１１、１２又は１３に記載の保持装置。 ３０、前記電圧発生装置と直列に電流モニタを設けた請
   求項１、３、６、７、１１、１２又は１３に記載の保持
   装置。 ３１、物体を吸着して保持する保持装置において、前記
   物体の吸着状態で、物体と接触する位置に導通部を設け
   て、該導通部をアース電位としたことを特徴とする保持
   装置。