JPH04206755A

JPH04206755A - 静電吸着装置

Info

Publication number: JPH04206755A
Application number: JP2335670A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hongo; 俊明本郷
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-28

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、静電吸着装置に関する。

（従来の技術）一般に、半導体製造装置では、被処理体としての半導体
ウェハを吸着保持する手段としていわゆる真空チャック
が広く用いられている。

しかしながら、例えば、イオン注入装置やスパッタ装置
等の真空処理装置においては、半導体ウェハを真空中で
保持搬送して処理する必要かあるため、その吸着保持す
る手段として上記真空チャックを用いることができない
。

そこで、真空中における半導体ウエノ１の吸着保持手段
として、例えば特開昭５９−７９５４５号公報、特開昭
６０−１９７３３５号公報、特開昭６２−２９１４０号
公報、特開昭６３−９５８４４号公報、特公平１７３６
７０７号公報、特公平１−５２８９９号公報等において
静電吸着装置が提案されている。

これらの静電吸着装置のうちの一つは、保持台の吸着面
に第１および第２の吸着部を設け、これら第１および第
２の吸着部の電極間に直流電圧を印加する方式である。

この方式は、導電体である半導体ウェハに、静電誘導に
よって吸着保持台側とは異種の電荷が現れ、この電荷と
電極への電圧印加により生じた電荷との間で静電吸引力
を生じるものである。

また、前記公報には、電極と半導体ウェハ間、あるいは
第１および第２の吸着部の電極間に単相交流を印加する
方式も記載されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、半導体ウェハと電極間または２電極間に直流
電圧を印加する方式の場合、吸引力（クーロン力）は強
力であるが、吸着面の絶縁体に誘電分極が生じるため、
電圧印加を停止しても電荷が残留し、このため、被吸着
物が吸着保持台から離脱しにくいという欠点がある。例
えば、第３図のグラフに２電極間に直流電圧を印加した
場合の静電吸着装置の時間対吸着力の応答性を示す。

さらに、被吸着物に塵埃等が付着しやすいという欠点も
ある。

一方、直流電圧の代わりに交流電圧を印加すれば、塵埃
が被吸着物に付着するのを少なくできるとともに、絶縁
体には前記のような残留電荷が少なくなるから、電圧印
加を停止すれば被吸着物は即座に吸着保持台から離脱で
きる。例えば、第４図のグラフに２０Ｈｚの交流電圧を
印加した静電吸着装置の場合の時間対吸着力の応答性を
示す。この場合、電圧を印加してから吸着力が飽和する
までの時間は約０．２秒であり、電圧印加を停止してか
ら吸着力がなくなるまでの時間は約０．３秒である。

ところが、前述の公報記載の従来技術の場合、印加され
るのは単相交流電圧であるため、十分な吸着力を得るこ
とができない。すなわち、単相交流電圧は、印加瞬時電
圧が一定周期で必ず零ボルトになり、その瞬時電圧時点
では吸着力も零になってしまうからである。また、電極
と被吸着物との間に介在させる絶縁層として、例えば通
常の方法で焼成したセラミックス等を用いているため、
絶縁破壊強度があまり高くなく、絶縁層の厚さを厚くし
ないと高い電圧を印加することができず吸着力低下の一
因ともなっていた。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、被吸着物の離脱を容易に行うことができ、かつ、吸着
力の大きな静電吸着装置を提供しようとするものである
。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、被吸着物を静電吸着する静電吸着装置におい
て、多相交流電圧が印加される複数の電極と、これらの
電極と前記被吸着物との間に介在する如く設けられ、Ｃ
ＶＤ法またはＰＶＤ法またはイオンブレーティング法に
よってコーティングされた厚さ５〜５００μｍのセラミ
ックスからなる絶縁層とを具備したことを特徴とする。

（作　用）本発明の静電吸着装置では、複数の電極間に多相交流電
圧を印加するので、吸着印加電圧の瞬時値が零になるこ
とはなく、比較的大きな吸着力が得られる。

また、電極と被吸着物との間に介在させる絶縁層として
、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法またはイオンブレーティング
法によってコーティングされた厚さ５〜５００μｍのセ
ラミックスから構成されている。このような方法によっ
てコーティングされたセラミックスは、通常の方法で焼
成したセラミックス等に較べて密度が高く、したがって
、絶縁層の厚さを薄く設定しても、高い電圧を印加する
ことができる。このためさらに大きな吸着力が得られる
。　また、多相交流電圧を印加するので、被吸着物の離
脱を容易に行うことができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。

第１図および第２図に示すように、静電吸着装置には、
材質例えばシリコンゴムからなり、円盤状に形成された
基台１が設けられている。基台１の上には、扇状に形成
された３つの電極２ａ１２ｂ　ｓ　２　ｃが、全体とし
てほぼ円形になるように組み合わされて配列されており
、これらの電極２ａ、２　ｂ　ｓ　２　ｃの上面には絶
縁層３がコーティングされている。

本実施例では、上記絶縁層３は、緻密なアルミナセラミ
ックスからなり、ＣＶＤ法によってコーティングされて
いる。また、絶縁層３の厚さは、３０μｍに設定されて
いる。なお、このような絶縁層３のコーティングは、Ｃ
ＶＤ法に限らず、ＰｖＤ法またはイオンブレーティング
法によっても行うことができる。また、材質は、他のセ
ラミックス、例えばボロンナイトライド、窒化ンリコン
、炭化珪素等を主成分とするセラミックス等を用いるこ
ともできる。また、絶縁層３の厚さは、絶縁破壊強度と
吸着力との関係から５〜５００μｍ程度に設定すること
が好ましい。即ち、２インチの半導体ウェハでは静電チ
ャック電圧例えば３００■であり、この時の絶縁膜３の
膜厚は５μｍ以上必要であり、６インチの半導体ウェハ
であると静電チャック電圧例えば１００ＯＶ必要であり
、絶縁膜３の膜厚は３０μｍ以上必要である。さらに静
電吸着力との関係から最大膜厚は５００μｍ程度が限界
である。

各電極２ａ、２ｂ１２Ｃからは、電極端子４が導出され
ており、これらの電極端子４を介して各電極２　ａ　％
　２　ｂ　％　２　ｃは、電源５ａ、５ｂ、５ｃに接続
されている。そして、各電源５　ａ　％　５　ｂ　ｓ５
ｃからは、互いに位相が１２０°異なる３相の交流電圧
が印加されるよう構成されている。なお、各電源５ａ、
５ｂ、５Ｃと各電極２ａ、２ｂ、２Ｃとの間には図示し
ないスイッチが介挿されている。また、電源５　ａ　１
５　ｂ　％　５　ｃとしては、商用の３相交流電源を用
いることができる。

さらに、基台１の側面および下面を覆う如く、金属等の
導体からなる電界シールド６が設けられている。この電
界シールド６は、接地電位に接続されており、電界が外
部に漏れて、近くに設けられた装置等に悪影響を及はさ
ないよう構成されている。

上記構成のこの実施例の静電吸着装置は、例えばイオン
注入装置、スパッタ装置、その他の真空処理装置の真空
処理装置あるいは、大気中における搬送装置の搬送物（
例えば半導体ウェハ）保持部等に配置される。

そして、上面に半導体ウェハ７が載置されると、図示し
ないスイッチがオンとされて、各電源５ａ。

５ｂ、５Ｃから各電極２ａ、２ｂ、２ｃに前述したよう
な３相の交流電圧か印加される。この時、半導体ウェハ
７の電圧は、各電極２ａ、２ｂ、２Ｃの平均電圧、すな
わち、はぼＯＶとなる。したかって、半導体ウェハ７と
電極２ａ、２ｂ、２ｃとの間には電位差によるクーロン
力が発生し、半導体ウェハ７が、クーロン力により絶縁
層３上に吸着される。

この時、本実施例では、絶縁層３がアルミナセラミック
スをＣＶＤ法によってコーティングして構成されている
ので、通常の方法で焼成したセラミックス等を用いた従
来の静電吸着装置の場合に較べて、絶縁層３の密度が高
く、厚さを薄く設定しても、高い電圧を印加することが
できる。また、電極２ａ、２ｂ、２ｃに印加される電圧
は、３相交流電圧であるので、単相交流電圧のように瞬
時値が零になることはない。このため、十分な強さの静
電吸着力が得られる。

さらに、電極２　ａ　％　２　ｂ　−、２ｃ間に交流電
圧を印加するので、被吸着物である半導体ウェハ７への
ゴミの付着が少なく、印加電圧を断った時には、絶縁層
３に電荷が残留することはないから、前述した第４図の
グラフに示すように吸着力が速やかに零となり、半導体
ウェハ７の離脱を容易に行うことができる。

なお、上記実施例では、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃに
、３相交流電圧を印加するよう構成したが、電極数およ
び多相交流電圧の位相数は、３以上であっても良い。ま
た、被吸着体としては、半導体ウェハに限らず、導電性
のものであれば適用可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、被吸着物の離脱
を容易に行うことができ、かつ、吸着力の大きな静電吸
着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の静電吸着装置の構成を示す
図、第２図は第１図の静電吸着装置の上面図、第３図は
電極間に直流電圧を印加した場合の時間対吸着力の応答
性を示すグラフ、第４図は電極間に交流電圧を印加した
場合の時間対吸着力の応答性を示すグラフである。１・・・・・・基台、２ａ〜２Ｃ・・・・・・電極、３
・・・・・・絶縁層、４・・・・・・電極端子、５ａ〜
５Ｃ・・・・・・電源、６・・・・・・電界シールド、
７・・・・・・半導体ウェハ。出願人　　　　　東京エレクトロン株式会社代理人　弁
理士　　須　山　佐　− （ほか１名）第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被吸着物を静電吸着する静電吸着装置において、多相交流電圧が印加される複数の電極と、これらの電極と前記被吸着物との間に介在する如く設け
られ、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法またはイオンブレーティ
ング法によってコーティングされた厚さ５〜５００μｍ
のセラミックスからなる絶縁層とを具備したことを特徴
とする静電吸着装置。