JPH08316296A - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
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- JPH08316296A JPH08316296A JP12392395A JP12392395A JPH08316296A JP H08316296 A JPH08316296 A JP H08316296A JP 12392395 A JP12392395 A JP 12392395A JP 12392395 A JP12392395 A JP 12392395A JP H08316296 A JPH08316296 A JP H08316296A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ワークの発熱を抑えられる静電チャックを提
供する。 【構成】 電極４ａ，４ｂとワーク６の吸着面５との間
に設けられる誘電体層１３の少なくとも一部をダイヤモ
ンドにて構成する。望ましくは、吸着面５にダイヤモン
ドを露出させる。誘電体層１３のダイヤモンドと熱的に
接触して誘電体層１３から吸熱する吸熱部１４を設ける
とよい。
供する。 【構成】 電極４ａ，４ｂとワーク６の吸着面５との間
に設けられる誘電体層１３の少なくとも一部をダイヤモ
ンドにて構成する。望ましくは、吸着面５にダイヤモン
ドを露出させる。誘電体層１３のダイヤモンドと熱的に
接触して誘電体層１３から吸熱する吸熱部１４を設ける
とよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電力を利用してワー
クを保持する静電チャックに関する。
クを保持する静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】静電チャックの一例を図８および図９に
示す。図８の静電チャック１Ａは、チャック基板２Ａの
内部に、電源３の一方の極（図示例では正極）と接続さ
れる電極４のみが設けられた単極タイプのものである。
このタイプでは、吸着面５に載置されたワーク（半導体
ウエハ等）６および電源３の他方の極（図示例では負
極）は共に接地され、これにより電極４とワーク６との
間に静電力が作用してワーク６が吸着される。一方、図
９の静電チャック１Ｂは、電源３の正極および負極とそ
れぞれ接続される電極４ａ，４ｂがチャック基板２Ｂの
内部に設けられたいわゆる双極タイプのものである。電
極４ａ，４ｂは、例えば図１０（ａ），（ｂ）に示すよ
うにチャック基板２Ｂの半径方向に対向させて一組、ま
たは複数組が配置されるか、あるいは図１０（ｃ）に示
すように同心円状に一組または複数組（図示例は一組）
が配置される。この双極タイプでは、ワーク６を接地し
なくてもワーク６と各電極４ａ，４ｂとの間に静電力が
作用してワーク６が吸着される。なお、図８のチャック
基板２Ａは単一の誘電体にて構成され、図９のチャック
基板２Ｂは基板層７と誘電体層８とを電極４ａ，４ｂの
上面位置で接合して構成されている。以上のような静電
チャックは、他の機械的結合を行なうチャックと比べて
コンパクトに構成でき、スペースのない場所でのワーク
の保持に適する。また、真空中でも使用できるため、電
子ビーム装置、イオンエッチング装置などの各種の半導
体製造装置、半導体検査装置でウエハの保持に使用され
ている。
示す。図８の静電チャック１Ａは、チャック基板２Ａの
内部に、電源３の一方の極（図示例では正極）と接続さ
れる電極４のみが設けられた単極タイプのものである。
このタイプでは、吸着面５に載置されたワーク（半導体
ウエハ等）６および電源３の他方の極（図示例では負
極）は共に接地され、これにより電極４とワーク６との
間に静電力が作用してワーク６が吸着される。一方、図
９の静電チャック１Ｂは、電源３の正極および負極とそ
れぞれ接続される電極４ａ，４ｂがチャック基板２Ｂの
内部に設けられたいわゆる双極タイプのものである。電
極４ａ，４ｂは、例えば図１０（ａ），（ｂ）に示すよ
うにチャック基板２Ｂの半径方向に対向させて一組、ま
たは複数組が配置されるか、あるいは図１０（ｃ）に示
すように同心円状に一組または複数組（図示例は一組）
が配置される。この双極タイプでは、ワーク６を接地し
なくてもワーク６と各電極４ａ，４ｂとの間に静電力が
作用してワーク６が吸着される。なお、図８のチャック
基板２Ａは単一の誘電体にて構成され、図９のチャック
基板２Ｂは基板層７と誘電体層８とを電極４ａ，４ｂの
上面位置で接合して構成されている。以上のような静電
チャックは、他の機械的結合を行なうチャックと比べて
コンパクトに構成でき、スペースのない場所でのワーク
の保持に適する。また、真空中でも使用できるため、電
子ビーム装置、イオンエッチング装置などの各種の半導
体製造装置、半導体検査装置でウエハの保持に使用され
ている。
【０００３】ところで、上述した静電チャックによる単
位面積当たりのワークの吸着力Ｐは、M.Nakasuji等によ
りジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジーA1
2,2834(1994)（J.Vac.Sci.Technol A12,2834(1994)）に
報告されているように、ワークが吸着された状態で、
位面積当たりのワークの吸着力Ｐは、M.Nakasuji等によ
りジャーナルオブバキュームサイエンステクノロジーA1
2,2834(1994)（J.Vac.Sci.Technol A12,2834(1994)）に
報告されているように、ワークが吸着された状態で、
【数１】Ｐ＝ε0・ε*・Ｖ2／（２ｄ2） ……（１） である。ここで、ε0は真空中の誘電率、ε*は誘電体の
比誘電率、Ｖは静電チャックに印加された電圧、ｄはワ
ークと電極間の距離（図８，図９参照）である。ワーク
が静電チャックにどの程度の強さで吸着されるかは上記
の力Ｐの大小で判定される。半導体製造装置や半導体検
査装置においてウエハの保持に静電チャックを利用する
場合には、上記の力Ｐ＝３０gf／cm2が必要と考えられ
ている。
比誘電率、Ｖは静電チャックに印加された電圧、ｄはワ
ークと電極間の距離（図８，図９参照）である。ワーク
が静電チャックにどの程度の強さで吸着されるかは上記
の力Ｐの大小で判定される。半導体製造装置や半導体検
査装置においてウエハの保持に静電チャックを利用する
場合には、上記の力Ｐ＝３０gf／cm2が必要と考えられ
ている。
【０００４】また、静電チャックの単位面積当たりの最
大吸着力Ｐmaxは、式（１）より、
大吸着力Ｐmaxは、式（１）より、
【数２】Ｐmax ∝ （ε*・Ｅmax）2 ……（２） と書き直せる。ここで、Ｅmaxは誘電体の絶縁破壊電場
である。上述したマスク基板２Ａや誘電体層８を構成す
る誘電体の適否はε*・Ｅmaxにより判断でき、当然なが
らε*・Ｅmaxが大きいほど吸着力が強くて好ましい。
である。上述したマスク基板２Ａや誘電体層８を構成す
る誘電体の適否はε*・Ｅmaxにより判断でき、当然なが
らε*・Ｅmaxが大きいほど吸着力が強くて好ましい。
【０００５】従来、半導体製造装置等で必要とされる吸
着力を得るためには３００Ｖ程度の電圧の印加が必要で
あり、そのような電圧ではチャックの絶縁破壊問題が生
じるおそれがあった。しかし、最近の報告では、Ｔａ2
Ｏ5（酸化タンタル）を誘電体に用いた場合において、
印加電圧６０Ｖに対して３０gf／cm2以上の吸着力が得
られている。ちなみに、厚さ１０μｍのＴａ2Ｏ5で上述
したε*・Ｅmaxの値は１００００程度である。
着力を得るためには３００Ｖ程度の電圧の印加が必要で
あり、そのような電圧ではチャックの絶縁破壊問題が生
じるおそれがあった。しかし、最近の報告では、Ｔａ2
Ｏ5（酸化タンタル）を誘電体に用いた場合において、
印加電圧６０Ｖに対して３０gf／cm2以上の吸着力が得
られている。ちなみに、厚さ１０μｍのＴａ2Ｏ5で上述
したε*・Ｅmaxの値は１００００程度である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たマスク基板２Ａや誘電体層８を構成する誘電体として
従来考えられていたＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5等の
絶縁体は熱伝導率が小さい。このため、上記の材料を図
８のマスク基板２Ａや図９の誘電体層８に使用するとワ
ークが熱的に孤立系に近くなり、それにより種々の熱的
な問題が生じる。例えば、半導体製造装置のウエハの保
持に静電チャックを利用した場合には、ウエハへのエネ
ルギー注入によりウエハの温度が上昇して熱歪が生じ易
い。従って、本発明はワークの発熱を抑えられる静電チ
ャックを提供することを目的とする。なお、ここでいう
ワークとは、静電チャックの吸着対象を総称する概念で
ある。
たマスク基板２Ａや誘電体層８を構成する誘電体として
従来考えられていたＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5等の
絶縁体は熱伝導率が小さい。このため、上記の材料を図
８のマスク基板２Ａや図９の誘電体層８に使用するとワ
ークが熱的に孤立系に近くなり、それにより種々の熱的
な問題が生じる。例えば、半導体製造装置のウエハの保
持に静電チャックを利用した場合には、ウエハへのエネ
ルギー注入によりウエハの温度が上昇して熱歪が生じ易
い。従って、本発明はワークの発熱を抑えられる静電チ
ャックを提供することを目的とする。なお、ここでいう
ワークとは、静電チャックの吸着対象を総称する概念で
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図面を参
照して各請求項の発明の構成を説明する。ただし、各請
求項の発明は実施例の構成に限定されない。図１を参照
して説明すると、請求項１の発明は、電極４ａ，４ｂと
ワーク６の吸着面５との間に設けられる誘電体層１３の
少なくとも一部がダイヤモンドにて構成された静電チャ
ックにより、上述した目的を達成する。請求項２の発明
は、請求項１の静電チャックにおいて吸着面５にダイヤ
モンドが露出したものである。図６を参照して説明する
と、請求項３の発明は、請求項１の静電チャックにおい
て、誘電体層８，３２が電極４ａ，４ｂから吸着面５に
かけて複数層に構成され、吸着面５側の最上層３２がダ
イヤモンドにて構成されたものである。図１を参照して
説明すると、請求項４の発明は、請求項１の静電チャッ
クにおいて、誘電体層１３のダイヤモンドと熱的に接触
して誘電体層１３から吸熱する吸熱部１４が設けられた
ものである。図３を参照して説明すると、請求項５の発
明は、請求項１の静電チャックにおいて、吸着面５の一
部に導電層２１が露出したものである。
照して各請求項の発明の構成を説明する。ただし、各請
求項の発明は実施例の構成に限定されない。図１を参照
して説明すると、請求項１の発明は、電極４ａ，４ｂと
ワーク６の吸着面５との間に設けられる誘電体層１３の
少なくとも一部がダイヤモンドにて構成された静電チャ
ックにより、上述した目的を達成する。請求項２の発明
は、請求項１の静電チャックにおいて吸着面５にダイヤ
モンドが露出したものである。図６を参照して説明する
と、請求項３の発明は、請求項１の静電チャックにおい
て、誘電体層８，３２が電極４ａ，４ｂから吸着面５に
かけて複数層に構成され、吸着面５側の最上層３２がダ
イヤモンドにて構成されたものである。図１を参照して
説明すると、請求項４の発明は、請求項１の静電チャッ
クにおいて、誘電体層１３のダイヤモンドと熱的に接触
して誘電体層１３から吸熱する吸熱部１４が設けられた
ものである。図３を参照して説明すると、請求項５の発
明は、請求項１の静電チャックにおいて、吸着面５の一
部に導電層２１が露出したものである。
【０００８】
【作用】M.W.Geisが、プロシーディングスオブジアイ・
イ・イ・イ第79巻669頁1991年（Proceedings of the IE
EE VOL.79,P669(1991)）で報告しているように、合成さ
れたダイヤモンド（人工的に合成されたダイヤモンド）
の比誘電率ε*および絶縁破壊電場Ｅmaxは、それぞれ、
イ・イ・イ第79巻669頁1991年（Proceedings of the IE
EE VOL.79,P669(1991)）で報告しているように、合成さ
れたダイヤモンド（人工的に合成されたダイヤモンド）
の比誘電率ε*および絶縁破壊電場Ｅmaxは、それぞれ、
【数３】ε*＝５．７ Ｅmax＝４×１０2〜２×１０3Ｖ／μｍ である。従って、ダイヤモンドのε*・Ｅmaxは２２８０
〜１１４００となる。一方、上記のM.Nakasuji等の報告
によれば、従来の静電チャックで使用されていた誘電体
のε*・Ｅmaxは、Ａｌ2Ｏ3で６０００、ＳｉＯ2で３００
０程度である。また、誘電体の熱伝導率Ｋは、それぞ
れ、 ダイヤモンド：Ｋ＝２０００Ｗ／ｍＫ Ａｌ2Ｏ3 ：Ｋ＝２１０Ｗ／ｍＫ ＳｉＯ2 ：Ｋ＝１４．２Ｗ／ｍＫ であり、誘電体にダイヤモンドを使用すると、熱伝導率
が１０〜１００程度改善されることになる。ここで、例
えば厚さ１０μｍのダイヤモンドを静電チャックの誘電
体層に用いた場合、半導体製造装置に必要な吸着力（ほ
ぼ３０gf／cm2）を得るためには、ダイヤモンドの表面
状態にもよるが、静電チャックに５０〜１００Ｖの電圧
を印加する必要がある。上記の絶縁破壊電場Ｅmaxから
考えて、この程度の電圧では絶縁破壊が生じるおそれは
ない。
〜１１４００となる。一方、上記のM.Nakasuji等の報告
によれば、従来の静電チャックで使用されていた誘電体
のε*・Ｅmaxは、Ａｌ2Ｏ3で６０００、ＳｉＯ2で３００
０程度である。また、誘電体の熱伝導率Ｋは、それぞ
れ、 ダイヤモンド：Ｋ＝２０００Ｗ／ｍＫ Ａｌ2Ｏ3 ：Ｋ＝２１０Ｗ／ｍＫ ＳｉＯ2 ：Ｋ＝１４．２Ｗ／ｍＫ であり、誘電体にダイヤモンドを使用すると、熱伝導率
が１０〜１００程度改善されることになる。ここで、例
えば厚さ１０μｍのダイヤモンドを静電チャックの誘電
体層に用いた場合、半導体製造装置に必要な吸着力（ほ
ぼ３０gf／cm2）を得るためには、ダイヤモンドの表面
状態にもよるが、静電チャックに５０〜１００Ｖの電圧
を印加する必要がある。上記の絶縁破壊電場Ｅmaxから
考えて、この程度の電圧では絶縁破壊が生じるおそれは
ない。
【０００９】以上の検討から明らかなように、請求項１
の発明の静電チャックによれば、従来と同等の吸着力を
確保しつつ、ワークの温度上昇や熱歪を従来のものに比
べて１／１０〜１／１００に抑えられることになる。例
えば、従来の５Ｗ（ワット）の電子ビーム露光装置で
は、ワークとしてのウエハと静電チャックとの熱的な接
触が十分に確保されていてもウエハの温度が１００゜Ｃ
以上も上昇していたが、請求項１の発明によればその１
／１０〜１／１００、すなわち温度上昇が１０゜Ｃ以下
に抑えられることになる。ちなみに、半導体製造装置で
はウエハの温度上昇が２０゜Ｃ以内であることが必要と
され、請求項１の発明によればそのような条件を十分に
満たし得る。さらに、約１０msec以下のパルス幅を持つ
エネルギー照射装置では、熱拡散（温度拡散）がワーク
の熱拡散時間のみで決まってしまうが、パルス照射は繰
り返し照射が一般的であり、そのような場合にはパルス
照射に伴う熱の拡散に静電チャックの熱拡散性の良否が
関係する。この場合にも請求項１の発明の静電チャック
によりワークからの熱拡散を促進できる。請求項２，３
の発明では、静電チャックの吸着面に露出したダイヤモ
ンドとワークとを直接に接触させてワークからダイヤモ
ンドへ確実に熱を伝達できる。請求項４の発明では、ワ
ークの熱がダイヤモンドを介して吸熱部に逐次吸熱され
る。請求項５の発明では、ワークと導電層とを接触させ
ることにより、ワークの電荷を導電層を介して外部へ逃
すことができる。これにより、静電チャックの帯電が防
がれる。
の発明の静電チャックによれば、従来と同等の吸着力を
確保しつつ、ワークの温度上昇や熱歪を従来のものに比
べて１／１０〜１／１００に抑えられることになる。例
えば、従来の５Ｗ（ワット）の電子ビーム露光装置で
は、ワークとしてのウエハと静電チャックとの熱的な接
触が十分に確保されていてもウエハの温度が１００゜Ｃ
以上も上昇していたが、請求項１の発明によればその１
／１０〜１／１００、すなわち温度上昇が１０゜Ｃ以下
に抑えられることになる。ちなみに、半導体製造装置で
はウエハの温度上昇が２０゜Ｃ以内であることが必要と
され、請求項１の発明によればそのような条件を十分に
満たし得る。さらに、約１０msec以下のパルス幅を持つ
エネルギー照射装置では、熱拡散（温度拡散）がワーク
の熱拡散時間のみで決まってしまうが、パルス照射は繰
り返し照射が一般的であり、そのような場合にはパルス
照射に伴う熱の拡散に静電チャックの熱拡散性の良否が
関係する。この場合にも請求項１の発明の静電チャック
によりワークからの熱拡散を促進できる。請求項２，３
の発明では、静電チャックの吸着面に露出したダイヤモ
ンドとワークとを直接に接触させてワークからダイヤモ
ンドへ確実に熱を伝達できる。請求項４の発明では、ワ
ークの熱がダイヤモンドを介して吸熱部に逐次吸熱され
る。請求項５の発明では、ワークと導電層とを接触させ
ることにより、ワークの電荷を導電層を介して外部へ逃
すことができる。これにより、静電チャックの帯電が防
がれる。
【００１０】
【実施例】以下、図１〜図７を参照して本発明の実施例
を説明する。なお、図１〜図７において、図８〜図１０
との共通部分および各図の相互間の共通部分には同一符
号を付してある。 −第１実施例− 図１は第１実施例に係る静電チャックの断面を示すもの
である。本実施例の静電チャック１０では、セラミック
ス製の基板層１２とダイヤモンド製の誘電体層１３とが
電極４ａ，４ｂの上面位置で接合されてチャック基板１
１が構成されている。チャック基板１１は上述した図１
０に示すチャック基板２Ｂと同じく円板状であり、その
外周は吸熱部としてのヒートシンク１４に取り囲まれて
いる。ヒートシンク１４は、例えば銅にて構成される。
このような構成によれば、ダイヤモンド製の誘電体層１
３の表面が吸着面５となるため、そこに載置されたワー
ク６（例えば半導体基板としてのシリコンウエハ）の熱
が誘電体層１３からヒートシンク１４へと効率良く伝達
される。誘電体層１３をアルミナや酸化シリコン等で構
成した従来例と比較した場合、上述した熱伝導率の相違
からワーク６の温度上昇を１／１０〜１／１００に抑え
られる。ヒートシンク１４の吸熱作用により誘電体層１
３に熱がこもるおそれもない。
を説明する。なお、図１〜図７において、図８〜図１０
との共通部分および各図の相互間の共通部分には同一符
号を付してある。 −第１実施例− 図１は第１実施例に係る静電チャックの断面を示すもの
である。本実施例の静電チャック１０では、セラミック
ス製の基板層１２とダイヤモンド製の誘電体層１３とが
電極４ａ，４ｂの上面位置で接合されてチャック基板１
１が構成されている。チャック基板１１は上述した図１
０に示すチャック基板２Ｂと同じく円板状であり、その
外周は吸熱部としてのヒートシンク１４に取り囲まれて
いる。ヒートシンク１４は、例えば銅にて構成される。
このような構成によれば、ダイヤモンド製の誘電体層１
３の表面が吸着面５となるため、そこに載置されたワー
ク６（例えば半導体基板としてのシリコンウエハ）の熱
が誘電体層１３からヒートシンク１４へと効率良く伝達
される。誘電体層１３をアルミナや酸化シリコン等で構
成した従来例と比較した場合、上述した熱伝導率の相違
からワーク６の温度上昇を１／１０〜１／１００に抑え
られる。ヒートシンク１４の吸熱作用により誘電体層１
３に熱がこもるおそれもない。
【００１１】チャック基板１１の作製手順の一例を図２
に示す。まず図２（ａ）に示すように電極４ａ，４ｂの
素材（例えばシリコン）からなる基板１５の表面に、例
えば気相合成によりダイヤモンドを成膜して誘電体層１
３を形成する。誘電体層１３の厚さは例えば１０μｍと
する。ついで同図（ｂ）に示すように基板１５を電極４
ａ，４ｂが残るようにエッチングする。この後、同図
（ｃ）に示すようにセラミックス製の基板層１２に電極
４ａ，４ｂを埋め込むようにして両層１２，１３を接合
する。この接合は、例えばエポキシ樹脂にて行なう。な
お、気相合成以外の方法で誘電体層１３のみを形成し、
これを電極４ａ，４ｂが埋め込まれた基板層１２と接合
してもよい。ただし、誘電体層１３としてのダイヤモン
ドは純度が高いほど好ましいので、現状では気相合成法
が最適である。ヒートシンク１４はチャック基板１１の
誘電体層１３と熱的に接触していれば足りるが、チャッ
ク基板１１に固定してもよい。誘電体層１３をチャック
基板１１の下面側まで延長してヒートシンク１４をチャ
ック基板１１の下面側に配置してもよい。
に示す。まず図２（ａ）に示すように電極４ａ，４ｂの
素材（例えばシリコン）からなる基板１５の表面に、例
えば気相合成によりダイヤモンドを成膜して誘電体層１
３を形成する。誘電体層１３の厚さは例えば１０μｍと
する。ついで同図（ｂ）に示すように基板１５を電極４
ａ，４ｂが残るようにエッチングする。この後、同図
（ｃ）に示すようにセラミックス製の基板層１２に電極
４ａ，４ｂを埋め込むようにして両層１２，１３を接合
する。この接合は、例えばエポキシ樹脂にて行なう。な
お、気相合成以外の方法で誘電体層１３のみを形成し、
これを電極４ａ，４ｂが埋め込まれた基板層１２と接合
してもよい。ただし、誘電体層１３としてのダイヤモン
ドは純度が高いほど好ましいので、現状では気相合成法
が最適である。ヒートシンク１４はチャック基板１１の
誘電体層１３と熱的に接触していれば足りるが、チャッ
ク基板１１に固定してもよい。誘電体層１３をチャック
基板１１の下面側まで延長してヒートシンク１４をチャ
ック基板１１の下面側に配置してもよい。
【００１２】−第２実施例− 図３は第２実施例に係る静電チャックの断面を示すもの
である。この実施例の静電チャック２０は、図１のチャ
ック基板１１の吸着面５の外周部が導電層２１にて覆わ
れたものである。導電層２１は、例えばタンタルを吸着
面５の外周部に環状に成膜して形成する。導電層２１の
材料としては、タンタル以外にも各種の金属材料、導電
性の高分子等が使用できる。このような構成によれば、
ワーク６と導電層２１とを接触させるとともに導電層２
１を接地させることで静電チャックの帯電を防止でき
る。導電層２１が不必要に厚いと電極４ａ，４ｂとワー
ク６との距離が増加して吸着力が低下するため、導電層
２１は静電チャックの帯電防止に必要な最小限の厚さ、
例えば５０ｎｍ（ナノメートル）程度に設定する。
である。この実施例の静電チャック２０は、図１のチャ
ック基板１１の吸着面５の外周部が導電層２１にて覆わ
れたものである。導電層２１は、例えばタンタルを吸着
面５の外周部に環状に成膜して形成する。導電層２１の
材料としては、タンタル以外にも各種の金属材料、導電
性の高分子等が使用できる。このような構成によれば、
ワーク６と導電層２１とを接触させるとともに導電層２
１を接地させることで静電チャックの帯電を防止でき
る。導電層２１が不必要に厚いと電極４ａ，４ｂとワー
ク６との距離が増加して吸着力が低下するため、導電層
２１は静電チャックの帯電防止に必要な最小限の厚さ、
例えば５０ｎｍ（ナノメートル）程度に設定する。
【００１３】なお、図３の変形例を図４，図５に示す。
図４の静電チャック２０Ａは、吸着面５の外周に凹部５
ａを設け、そこに導電層２１を配置して吸着面５と導電
層２１の表面とを面一に構成した例である。図５の静電
チャック２０Ｂは、チャック基板１１の外周を導電層２
２で取り囲み、その上面２２ａとワーク６とを接触させ
るようにしたものである。
図４の静電チャック２０Ａは、吸着面５の外周に凹部５
ａを設け、そこに導電層２１を配置して吸着面５と導電
層２１の表面とを面一に構成した例である。図５の静電
チャック２０Ｂは、チャック基板１１の外周を導電層２
２で取り囲み、その上面２２ａとワーク６とを接触させ
るようにしたものである。
【００１４】−第３実施例− 図６は第３実施例に係る静電チャックの断面を示すもの
である。この実施例の静電チャック３０は、上述した図
９に示す静電チャック１Ｂを改良したものである。すな
わち、本実施例ではシリコン製の基板層７をその表面か
ら一定範囲だけ酸化させてＳｉＯ2製の第１の誘電体層
８を形成し、その上面にさらにダイヤモンドを成膜して
第２の誘電体層３２を形成し、これにより三層構造のチ
ャック基板３１を構成したものである。第１の誘電体層
８の厚さは、例えば１μｍ、第２の誘電体層３２の厚さ
は５μｍとする。この例では、第１の誘電体層８が図９
に示す従来例と同一厚さと仮定すると、第２の誘電体層
３２を積層した分だけ電極４ａ，４ｂから吸着面５まで
の距離が増加して吸着力が低下する。しかしながら、ダ
イヤモンド製の第２の誘電体層３２の追加により絶縁破
壊電圧が高くなるので電極４ａ，４ｂへの印加電圧を上
げて吸着力の低下を補うことができる。従って、既存の
静電チャックに第２の誘電体層３２を追加するだけで本
発明の効果が得られる。
である。この実施例の静電チャック３０は、上述した図
９に示す静電チャック１Ｂを改良したものである。すな
わち、本実施例ではシリコン製の基板層７をその表面か
ら一定範囲だけ酸化させてＳｉＯ2製の第１の誘電体層
８を形成し、その上面にさらにダイヤモンドを成膜して
第２の誘電体層３２を形成し、これにより三層構造のチ
ャック基板３１を構成したものである。第１の誘電体層
８の厚さは、例えば１μｍ、第２の誘電体層３２の厚さ
は５μｍとする。この例では、第１の誘電体層８が図９
に示す従来例と同一厚さと仮定すると、第２の誘電体層
３２を積層した分だけ電極４ａ，４ｂから吸着面５まで
の距離が増加して吸着力が低下する。しかしながら、ダ
イヤモンド製の第２の誘電体層３２の追加により絶縁破
壊電圧が高くなるので電極４ａ，４ｂへの印加電圧を上
げて吸着力の低下を補うことができる。従って、既存の
静電チャックに第２の誘電体層３２を追加するだけで本
発明の効果が得られる。
【００１５】−第４実施例− 図７は本発明の第４実施例に係る静電チャックの断面を
示すものである。この実施例の静電チャック４０は、チ
ャック基板４１の全体をダイヤモンドにて構成した例、
換言すれば電極４ａ，４ｂの全体をダイヤモンドにて覆
った例である。電極４ａ，４ｂを埋め込むには、例えば
チャック基板４１をその途中の厚さまで適当な方法で製
造してその表面に電極４ａ，４ｂを配置し、その後、気
相合成等で電極４ａ，４ｂ上にダイヤモンドを積層すれ
ばよい。
示すものである。この実施例の静電チャック４０は、チ
ャック基板４１の全体をダイヤモンドにて構成した例、
換言すれば電極４ａ，４ｂの全体をダイヤモンドにて覆
った例である。電極４ａ，４ｂを埋め込むには、例えば
チャック基板４１をその途中の厚さまで適当な方法で製
造してその表面に電極４ａ，４ｂを配置し、その後、気
相合成等で電極４ａ，４ｂ上にダイヤモンドを積層すれ
ばよい。
【００１６】以上の実施例はすべて双極タイプの静電チ
ャックについて説明したが、単極タイプの静電チャック
にも本発明は適用できる。
ャックについて説明したが、単極タイプの静電チャック
にも本発明は適用できる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば静
電チャックの誘電体層の材料としてダイヤモンドを使用
することで、従来と同等の吸着力を確保しつつ誘電体層
の熱伝達率を改善してワークの発熱を抑えることができ
る。特に請求項２，３の発明では、ダイヤモンドとワー
クとの熱的接触を十分に確保してワークからダイヤモン
ドへの熱伝達を促進できる。また、請求項３の発明では
既存の静電チャックにダイヤモンド製の誘電体層を追加
するだけで本発明の効果を得ることができる。請求項４
の発明では、誘電体層の熱を吸熱部で吸熱してワークか
らの伝熱を一層促進できる。請求項５の発明では静電チ
ャックの帯電を防止できる。
電チャックの誘電体層の材料としてダイヤモンドを使用
することで、従来と同等の吸着力を確保しつつ誘電体層
の熱伝達率を改善してワークの発熱を抑えることができ
る。特に請求項２，３の発明では、ダイヤモンドとワー
クとの熱的接触を十分に確保してワークからダイヤモン
ドへの熱伝達を促進できる。また、請求項３の発明では
既存の静電チャックにダイヤモンド製の誘電体層を追加
するだけで本発明の効果を得ることができる。請求項４
の発明では、誘電体層の熱を吸熱部で吸熱してワークか
らの伝熱を一層促進できる。請求項５の発明では静電チ
ャックの帯電を防止できる。
【図１】本発明の第１実施例に係る静電チャックの断面
図。
図。
【図２】図１のチャック基板の製造手順の一例を示す
図。
図。
【図３】本発明の第２実施例に係る静電チャックの断面
図。
図。
【図４】図３の変形例を示す図。
【図５】図３の他の変形例を示す図。
【図６】本発明の第３実施例に係る静電チャックの断面
図。
図。
【図７】本発明の第４実施例に係る静電チャックの断面
図。
図。
【図８】単極タイプの静電チャックの概略を示す断面
図。
図。
【図９】双極タイプの静電チャックの概略を示す断面
図。
図。
【図１０】双極タイプの静電チャックにおける電極の配
置例を示す図。
置例を示す図。
４ａ，４ｂ 電極 ５ 吸着面 ７，１２ 基板層 ８ 第１の誘電体層 １０，２０，２０Ａ，２０Ｂ，３０，４０ 静電チャッ
ク １１，２１，３１，４１ チャック基板 １３ 誘電体層 １４ ヒートシンク ２１，２２ 導電層 ３２ 第２の誘電体層
ク １１，２１，３１，４１ チャック基板 １３ 誘電体層 １４ ヒートシンク ２１，２２ 導電層 ３２ 第２の誘電体層
Claims (5)
- 【請求項１】 電極とワークの吸着面との間に設けられ
る誘電体層の少なくとも一部がダイヤモンドにて構成さ
れたことを特徴とする静電チャック。 - 【請求項２】 前記吸着面にダイヤモンドが露出してい
ることを特徴とする請求項１記載の静電チャック。 - 【請求項３】 前記誘電体層が前記電極から前記吸着面
にかけて複数層に構成され、前記吸着面側の最上層がダ
イヤモンドにて構成されたことを特徴とする請求項１記
載の静電チャック。 - 【請求項４】 前記誘電体層のダイヤモンドと熱的に接
触して当該誘電体層から吸熱する吸熱部が設けられたこ
とを特徴とする請求項１記載の静電チャック。 - 【請求項５】 前記吸着面の一部に導電層が露出してい
ることを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12392395A JPH08316296A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12392395A JPH08316296A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 静電チャック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316296A true JPH08316296A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14872694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12392395A Pending JPH08316296A (ja) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | 静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08316296A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10158815A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-16 | Nissin Electric Co Ltd | 静電チャック用被保持物配置部材及びその製造方法並びに静電チャック |
| WO2006054407A1 (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-26 | Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. | 真空貼り合わせ装置用静電チャック及びそれを用いた真空貼り合わせ装置 |
| JP2021010026A (ja) * | 2020-10-15 | 2021-01-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
| US11521886B2 (en) | 2014-12-25 | 2022-12-06 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus and substrate support |
-
1995
- 1995-05-23 JP JP12392395A patent/JPH08316296A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10158815A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-16 | Nissin Electric Co Ltd | 静電チャック用被保持物配置部材及びその製造方法並びに静電チャック |
| WO2006054407A1 (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-26 | Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. | 真空貼り合わせ装置用静電チャック及びそれを用いた真空貼り合わせ装置 |
| US11521886B2 (en) | 2014-12-25 | 2022-12-06 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus and substrate support |
| JP2021010026A (ja) * | 2020-10-15 | 2021-01-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
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