JPH07321186A - 静電吸着装置 - Google Patents
静電吸着装置Info
- Publication number
- JPH07321186A JPH07321186A JP11072394A JP11072394A JPH07321186A JP H07321186 A JPH07321186 A JP H07321186A JP 11072394 A JP11072394 A JP 11072394A JP 11072394 A JP11072394 A JP 11072394A JP H07321186 A JPH07321186 A JP H07321186A
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- JP
- Japan
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- attraction
- dielectric
- thickness
- force
- electrostatic
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単な構造で吸着面を高精度にしかも安価にす
ることが可能な静電吸着装置を提供すること。 【構成】本発明では、絶縁性誘電体材料を一枚のみ使用
し、しかも所定の吸着力を確保するため部材の複数個所
において小さな面積の部分で厚さを薄くする構造とし
た。 【効果】本発明によって、誘電体材料を一枚で構成でき
る簡単な構造のため安価となり、しかも吸着力が大き
く、吸着面の面精度を高精度に出来る静電吸着装置を実
現することが出来た。
ることが可能な静電吸着装置を提供すること。 【構成】本発明では、絶縁性誘電体材料を一枚のみ使用
し、しかも所定の吸着力を確保するため部材の複数個所
において小さな面積の部分で厚さを薄くする構造とし
た。 【効果】本発明によって、誘電体材料を一枚で構成でき
る簡単な構造のため安価となり、しかも吸着力が大き
く、吸着面の面精度を高精度に出来る静電吸着装置を実
現することが出来た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置及び測
定検査装置に関し、特に真空中で基板を搬送及び固定さ
せるための静電吸着装置に関する。
定検査装置に関し、特に真空中で基板を搬送及び固定さ
せるための静電吸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置や測定検査装置におい
て、半導体ウェーハの搬送及び固定のためには、真空吸
着方法が用いられていた。しかし、近年は、真空雰囲気
でウェーハを扱う真空プロセス装置，測定検査装置が多
く一般化しており、ウェーハを真空吸着方法で固定する
ことが困難となっている。
て、半導体ウェーハの搬送及び固定のためには、真空吸
着方法が用いられていた。しかし、近年は、真空雰囲気
でウェーハを扱う真空プロセス装置，測定検査装置が多
く一般化しており、ウェーハを真空吸着方法で固定する
ことが困難となっている。
【０００３】このため真空中でも使用可能な静電気力を
利用した静電吸着装置が使われるようになった。
利用した静電吸着装置が使われるようになった。
【０００４】静電吸着装置は、被保持物体と電極との間
に絶縁性誘電体を介して電圧を印加し、この時、被保持
物体と電極との間に発生する静電吸引力により発生する
吸着により被保持物体を保持固定するものである。吸着
力Ｆは式（１）のとおりである。
に絶縁性誘電体を介して電圧を印加し、この時、被保持
物体と電極との間に発生する静電吸引力により発生する
吸着により被保持物体を保持固定するものである。吸着
力Ｆは式（１）のとおりである。
【０００５】 Ｆ＝εＶ2Ｓ／（２ｄ2） （１） ここでεは誘電体の誘電率、Ｖは印加電圧、ｄは誘電体
の厚さである。
の厚さである。
【０００６】ただし、εｏを真空の誘電率、εｒを比誘
電率とすると、ε＝εｏ×εｒとなる。
電率とすると、ε＝εｏ×εｒとなる。
【０００７】なお式（１）から分かるとおり発生する吸
着力は誘電体の厚さｄが小さく、誘電率εが大きく、印
加電圧Ｖが大きいほど大きくなる。この静電吸着装置の
電極配置には、単極型と双極型の二つの方式がある。
着力は誘電体の厚さｄが小さく、誘電率εが大きく、印
加電圧Ｖが大きいほど大きくなる。この静電吸着装置の
電極配置には、単極型と双極型の二つの方式がある。
【０００８】単極型の場合、被保持物体に導通を取る必
要があるため、被保持物体にキズをつける可能性がある
こと、また、被保持物体が半導体ウェーハのように酸化
膜など絶縁膜で覆われていると導通がとれないといった
欠点がある。
要があるため、被保持物体にキズをつける可能性がある
こと、また、被保持物体が半導体ウェーハのように酸化
膜など絶縁膜で覆われていると導通がとれないといった
欠点がある。
【０００９】このため双極型の電極配置が使われること
が多い。双極型の場合の吸着力Ｆは次の通りである。
が多い。双極型の場合の吸着力Ｆは次の通りである。
【００１０】 Ｆ＝εＶ2Ｓ／（８ｄ2） （２） 双極型の場合、単極型に比べ発生する吸着力は、１／４
となるが構造が簡単なことから一般に使用されている。
となるが構造が簡単なことから一般に使用されている。
【００１１】従来の静電吸着装置においては、式
（１），式（２）からも分かるとおり誘電体の厚さｄが
小さければ吸着力が大きくなるので、例えば、１００〜
４００μｍ程度の厚さとすることが必要となっており、
電圧も１ｋＶ〜５ｋＶを印加することが必要となってい
た。従来の静電吸着装置の構造を図５に示す。
（１），式（２）からも分かるとおり誘電体の厚さｄが
小さければ吸着力が大きくなるので、例えば、１００〜
４００μｍ程度の厚さとすることが必要となっており、
電圧も１ｋＶ〜５ｋＶを印加することが必要となってい
た。従来の静電吸着装置の構造を図５に示す。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の静電吸着装
置では、誘電体厚さｂを１００〜４００μｍ程度まで薄
くすることが必要となっていた。ウェーハ２を吸着する
場合、ウェーハ２の表面の平坦度は吸着面の面精度に依
存するので、前記のとおり吸着面を構成する部材の厚さ
が薄くなると高精度な面精度を確保することが難しく、
電極６を挾んで他の絶縁性材料７で補強を加える必要が
あった。このため、従来の静電吸着装置では、複数の部
材を組合せた複雑な構造となり高価なものとなるといっ
た欠点があった。
置では、誘電体厚さｂを１００〜４００μｍ程度まで薄
くすることが必要となっていた。ウェーハ２を吸着する
場合、ウェーハ２の表面の平坦度は吸着面の面精度に依
存するので、前記のとおり吸着面を構成する部材の厚さ
が薄くなると高精度な面精度を確保することが難しく、
電極６を挾んで他の絶縁性材料７で補強を加える必要が
あった。このため、従来の静電吸着装置では、複数の部
材を組合せた複雑な構造となり高価なものとなるといっ
た欠点があった。
【００１３】本発明の目的は、これらの欠点をなくすた
め、簡単な構造で吸着面を高精度にしかも安価にするこ
とが可能な静電吸着装置を提供することである。
め、簡単な構造で吸着面を高精度にしかも安価にするこ
とが可能な静電吸着装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、誘電体材料を一枚のみ使用し、しかも所定の吸着力
を確保するため部材の複数個所において小さな面積の部
分で誘電体の厚さを薄くする構造とした。
め、誘電体材料を一枚のみ使用し、しかも所定の吸着力
を確保するため部材の複数個所において小さな面積の部
分で誘電体の厚さを薄くする構造とした。
【００１５】
【作用】本発明になる構造によって、静電吸着装置の構
造が非常に簡単になり安価でしかも高精度な吸着面を実
現することが出来た。
造が非常に簡単になり安価でしかも高精度な吸着面を実
現することが出来た。
【００１６】また、誘電率の比較的大きい材料を使用し
た場合、部分的に誘電体の厚さを薄く出来るのでさらに
吸着力を増すことが可能となる。
た場合、部分的に誘電体の厚さを薄く出来るのでさらに
吸着力を増すことが可能となる。
【００１７】つまり、例えば、式（２）より吸着面積の
１／２を通常の厚さｄとした場合の吸着力は式（３）と
なる。
１／２を通常の厚さｄとした場合の吸着力は式（３）と
なる。
【００１８】 Ｆ1＝εＶ2（Ｓ／２）／（８ｄ2） （３） また、残りの１／２の吸着面積における厚さｄを１／ｎ
とした場合、式（４）となる。
とした場合、式（４）となる。
【００１９】 Ｆ2＝εＶ2（Ｓ／２）／｛８（ｄ／ｎ）2｝ （４） 式（３），式（４）から総合の吸着力Ｆは各々の吸着力
Ｆ1，Ｆ2の平均値となるので式（５）となる。
Ｆ1，Ｆ2の平均値となるので式（５）となる。
【００２０】 Ｆ＝（Ｆ1＋Ｆ2）／２ ＝｛（１＋ｎ2）／４｝｛εＶ2Ｓ／（８ｄ2）｝ （５） 従って、厚さがｄの部材の場合に比べ（１＋ｎ2）／４
倍の吸着力が得られることになる訳である。
倍の吸着力が得られることになる訳である。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。図１は、本発
明を半導体ウェーハの吸着固定台に適用したものであ
り、静電吸着装置の断面図を示す。また、図２は平面図
を示したものである。絶縁性誘電体１の複数個所におい
て部材の一部に小さな穴３を設けた。穴部分の総面積は
吸着面全体の１／２となるように配置したものである。
誘電体としてアルミナセラミックスを用いた。電極５，
６はメッキで簡単に形成することが出来る。アルミナセ
ラミックスの比誘電率は１０.２ の材料とした。
明を半導体ウェーハの吸着固定台に適用したものであ
り、静電吸着装置の断面図を示す。また、図２は平面図
を示したものである。絶縁性誘電体１の複数個所におい
て部材の一部に小さな穴３を設けた。穴部分の総面積は
吸着面全体の１／２となるように配置したものである。
誘電体としてアルミナセラミックスを用いた。電極５，
６はメッキで簡単に形成することが出来る。アルミナセ
ラミックスの比誘電率は１０.２ の材料とした。
【００２２】いま、本誘電体材料で吸着部厚さａが２mm
とした場合の単位面積当りの吸着力は、電極を双極型と
すると、式（２）より求めることが出来る。印加電圧を
±５００Ｖとした場合の単位面積当りの吸着力は２８.
２ｇ／cm2となる。
とした場合の単位面積当りの吸着力は、電極を双極型と
すると、式（２）より求めることが出来る。印加電圧を
±５００Ｖとした場合の単位面積当りの吸着力は２８.
２ｇ／cm2となる。
【００２３】そこで、本発明になる方式により、吸着面
積の１／２において厚さが本来の１／４つまり厚さｂを
０.５mm となるようにした。この場合、式（５）から本
誘電体材料で吸着部厚さが２mmとした場合に比べ４.２
５ 倍の吸着力が得られることになる。従って、吸着力
は、１１９.８５ｇ／cm2が得られる。８インチＳｉウェ
ーハを吸着する場合吸着面積は約３００cm2となるので
吸着力は、３５.９kgf となり、十分な吸着力となる。
積の１／２において厚さが本来の１／４つまり厚さｂを
０.５mm となるようにした。この場合、式（５）から本
誘電体材料で吸着部厚さが２mmとした場合に比べ４.２
５ 倍の吸着力が得られることになる。従って、吸着力
は、１１９.８５ｇ／cm2が得られる。８インチＳｉウェ
ーハを吸着する場合吸着面積は約３００cm2となるので
吸着力は、３５.９kgf となり、十分な吸着力となる。
【００２４】また、図３，図４は本発明になる静電吸着
装置を搬送アームに適用した実施例を示したものであ
る。
装置を搬送アームに適用した実施例を示したものであ
る。
【００２５】搬送アームはアルミナセラミックスで構成
され、ウェーハ２を吸着して搬送するものである。本装
置において搬送アームの吸着部分の厚さａを２mmとし、
吸着部分の１／２において複数個の穴を設けた。本装置
の吸着面積は１８cm2 であるので、本構造の場合２.１
６kgfの吸着力を得ることが出来る。もし本発明を適用
しない場合は、０.５kgfの吸着力しか発生できないの
で、ウェーハを搬送する場合、ウェーハがずれてしまい
正常に搬送ができない。これに対して本発明になる静電
吸着装置を用いた搬送アームでは、８インチウェーハで
も十分な保持力となるので確実に搬送させることが出来
る。
され、ウェーハ２を吸着して搬送するものである。本装
置において搬送アームの吸着部分の厚さａを２mmとし、
吸着部分の１／２において複数個の穴を設けた。本装置
の吸着面積は１８cm2 であるので、本構造の場合２.１
６kgfの吸着力を得ることが出来る。もし本発明を適用
しない場合は、０.５kgfの吸着力しか発生できないの
で、ウェーハを搬送する場合、ウェーハがずれてしまい
正常に搬送ができない。これに対して本発明になる静電
吸着装置を用いた搬送アームでは、８インチウェーハで
も十分な保持力となるので確実に搬送させることが出来
る。
【００２６】なお、本発明になる誘電体材料の一部に複
数の穴部を設け、部材の厚さを薄くするためには、穴の
形状は角型，丸型そのほかの形状のいずれでも良い。
数の穴部を設け、部材の厚さを薄くするためには、穴の
形状は角型，丸型そのほかの形状のいずれでも良い。
【００２７】
【発明の効果】本発明によって、誘電体材料を一枚で構
成できる簡単な構造のため安価となり、しかも吸着力が
大きく、吸着面の面精度を高精度に出来る静電吸着装置
を実現することが出来た。
成できる簡単な構造のため安価となり、しかも吸着力が
大きく、吸着面の面精度を高精度に出来る静電吸着装置
を実現することが出来た。
【図１】本発明の静電吸着装置をウェーハ保持装置に適
用した実施例の断面図である。
用した実施例の断面図である。
【図２】本発明の静電吸着装置をウェーハ保持装置に適
用した実施例の電極側からみた平面図である。
用した実施例の電極側からみた平面図である。
【図３】本発明の静電吸着装置をウェーハ搬送装置に適
用した実施例の平面図である。
用した実施例の平面図である。
【図４】本発明の静電吸着装置をウェーハ搬送装置に適
用した実施例の断面図である。
用した実施例の断面図である。
【図５】従来の静電吸着装置の断面図である。
１…絶縁性誘電体、２…ウェーハ、３…穴、４…絶縁性
誘電体部分、５，６…電極、７…絶縁性材料、ａ…吸着
部厚さ、ｂ…誘電体厚さ。
誘電体部分、５，６…電極、７…絶縁性材料、ａ…吸着
部厚さ、ｂ…誘電体厚さ。
Claims (2)
- 【請求項１】被保持物体と電極との間に絶縁性誘電体部
材を介して電圧を印加し、被保持物体を電極上に吸着保
持する静電吸着装置において、誘電体部材の電極側の一
部の厚さを薄くしたことを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項２】請求項１記載の静電吸着装置において、誘
電体部材の電極側に二つ以上の穴を設けたことを特徴と
する静電吸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11072394A JPH07321186A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 静電吸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11072394A JPH07321186A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 静電吸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321186A true JPH07321186A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14542863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11072394A Pending JPH07321186A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 静電吸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07321186A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045950A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Ulvac Japan Ltd | 吸着装置 |
| JP2003045951A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Ulvac Japan Ltd | 吸着装置 |
| JP2006253703A (ja) * | 2006-04-07 | 2006-09-21 | Toto Ltd | 静電チャック及び絶縁性基板静電吸着処理方法 |
| JP2020090721A (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | キヤノントッキ株式会社 | 静電チャック、静電チャックシステム、成膜装置、吸着方法、成膜方法及び電子デバイスの製造方法 |
-
1994
- 1994-05-25 JP JP11072394A patent/JPH07321186A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045950A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Ulvac Japan Ltd | 吸着装置 |
| JP2003045951A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Ulvac Japan Ltd | 吸着装置 |
| JP4676097B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2011-04-27 | 株式会社アルバック | 吸着装置 |
| JP4676098B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2011-04-27 | 株式会社アルバック | 吸着装置 |
| JP2006253703A (ja) * | 2006-04-07 | 2006-09-21 | Toto Ltd | 静電チャック及び絶縁性基板静電吸着処理方法 |
| JP2020090721A (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | キヤノントッキ株式会社 | 静電チャック、静電チャックシステム、成膜装置、吸着方法、成膜方法及び電子デバイスの製造方法 |
| CN111293067A (zh) * | 2018-12-07 | 2020-06-16 | 佳能特机株式会社 | 静电吸盘、静电吸盘系统、成膜装置及方法、吸附方法、电子器件的制造方法 |
| CN111293067B (zh) * | 2018-12-07 | 2023-09-12 | 佳能特机株式会社 | 成膜装置 |
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