JPH11168132A - Electrostatic adsorption device - Google Patents

Electrostatic adsorption device

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Publication number
JPH11168132A
JPH11168132A JP33471297A JP33471297A JPH11168132A JP H11168132 A JPH11168132 A JP H11168132A JP 33471297 A JP33471297 A JP 33471297A JP 33471297 A JP33471297 A JP 33471297A JP H11168132 A JPH11168132 A JP H11168132A
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JP
Japan
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sample
wafer
electrostatic attraction
electrostatic
insulating dielectric
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Application number
JP33471297A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kitsunai
浩之 橘内
Azusa Shimamura
あずさ 島村
Toshishige Kurosaki
利栄 黒崎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain sufficient attractive force with respect to acceleration on transferring, and at the same time, to reduce a foreign object adhering onto the rear of a wafer, and to prevent the contamination of the wafer. SOLUTION: A support member which is in contact with a wafer as a retainer is an electrostatic attraction device consisting of an electrostatic attraction pad. In the device, the electrostatic attraction pad is constituted of an arm 2 made of a material that is softer than the wafer, an insulating dielectric 3 and 6 which is incorporated into the soft arm 2 and exposed only at a plurality of parts that are the local parts of the arm 2, and electrode plates 3 and 6 overlapped with the insulating dielectrics 3 and 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静電吸着装置に係
り、導体またはシリコンウエハのような半導体など微細
加工に供される試料またはワーク(以下単に試料とい
う)を、搬送もしくは加工処理する際に該試料を固定保
持する静電吸着装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck, and more particularly to a method for transporting or processing a sample or a work (hereinafter simply referred to as a sample) to be subjected to fine processing such as a conductor or a semiconductor such as a silicon wafer. And a device for fixing and holding the sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】被処理物であるシリコンウエハ(以下単
にウエハという)等の試料を、エッチングあるいはスパ
ッタ等のような微細加工を施す場合、生産性を高めるに
は、前記試料を真空中で高速に装置内に搬送するための
固定保持装置が必要となる。従来から、このような用途
の試料保持手段として、真空中でも使用でき、またウエ
ハ裏面全面にて吸着力を発生させることができる静電吸
着を用いた試料保持装置、いわゆる静電チャックが用い
られている。
2. Description of the Related Art When a sample such as a silicon wafer (hereinafter simply referred to as "wafer"), which is an object to be processed, is subjected to fine processing such as etching or sputtering, the sample is processed at a high speed in a vacuum in order to increase productivity. Requires a fixed holding device for transporting the device inside the device. Conventionally, as a sample holding means for such an application, a sample holding device using electrostatic suction, which can be used even in a vacuum and can generate a suction force on the entire back surface of the wafer, a so-called electrostatic chuck has been used. I have.

【0003】静電チャックでは、試料の表面とチャック
表面が直接接触するために、試料であるウエハ裏面に異
物を付着させる原因となる。このようなウエハ裏面の汚
染を減らすための静電チャックに関して、例えば、特開
平6−291175号公報記載のものが知られている。
In the electrostatic chuck, since the surface of the sample and the surface of the chuck are in direct contact with each other, foreign matter adheres to the back surface of the wafer as the sample. An electrostatic chuck for reducing such contamination on the back surface of the wafer is disclosed in, for example, JP-A-6-291175.

【0004】特開平6−291175号公報記載の静電
チャックは、単結晶サファイア製板状体に内部電極を備
え、該板状体の表面に試料を吸着するための吸着面を形
成して静電チャックを構成したものである。この静電チ
ャックによれば、洩れ電流が小さく、機械的強度に優
れ、高い吸着力が得られ、シリコンウエハなどの被吸着
物を汚染しにくいという効果がある。
The electrostatic chuck described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-291175 is provided with an internal electrode on a single-crystal sapphire plate and forms an adsorption surface for adsorbing a sample on the surface of the plate to form a static state. This constitutes an electric chuck. According to this electrostatic chuck, there is an effect that leakage current is small, mechanical strength is excellent, high suction force is obtained, and an object to be sucked such as a silicon wafer is hardly contaminated.

【0005】また、ウエハに対向する面を研磨を施さな
くても常に平滑状態とすることのできる装置として、例
えば、特開平7−130828号公報記載のものが知ら
れている。該公報記載の発明は、静電吸着によってウエ
ハを固定する載置台を備えたドライエッチング装置やプ
ラズマCVD(Chemical Vaper Dep
osition)装置等の半導体装置に関するもので、
ウエハを載置して表面処理を施すための載置台の上面
を、高誘電率を有しかつ金属を含まない高分子皮膜で被
覆したことを特徴とするものである。
[0005] Further, as an apparatus capable of keeping a surface facing a wafer always smooth without polishing, for example, an apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130828 is known. The invention described in this publication discloses a dry etching apparatus having a mounting table for fixing a wafer by electrostatic attraction and a plasma CVD (Chemical Vapor Depth).
related to semiconductor devices such as
An upper surface of a mounting table on which a wafer is mounted and subjected to surface treatment is coated with a polymer film having a high dielectric constant and containing no metal.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】静電チャックにて試
料、例えば半導体ウエハを保持した場合には、次の二つ
の点でウエハとの接触面に異物を付着させる。まず、第
一に静電チャック構成部材の表面粗さの突起によるウエ
ハの削れである。静電チャックの材質は硬質材料である
セラミツクスで作られている場合が多く、かつ焼結で作
られているために、表面の微小な突起によりウエハを削
り、削りかすが付着異物となる場合がある。
When a sample, for example, a semiconductor wafer is held by an electrostatic chuck, foreign matter adheres to the contact surface with the wafer at the following two points. First, the first is wafer shaving due to surface roughness projections of the electrostatic chuck component. The material of the electrostatic chuck is often made of ceramics, which is a hard material, and because it is made by sintering, the wafer is shaved by minute projections on the surface, and the shavings may become adhered foreign substances .

【0007】第二に、電界の作用によるチャック表面上
の異物の試料への転写である。チャック表面上に付着
し、洗浄でも取り切れない微小異物が電界の作用により
ウエハに転写される場合がある。これらの異物は、例え
ば8インチの半導体ウエハの場合には数千個にも及ぶこ
とがある。これらの異物は、工程が進む中でウエハカセ
ット内、製造装置のロードロック室内等で隣接するウエ
ハ表面に乗り移り、不良の原因となる可能性が非常に大
きい。
The second is transfer of foreign matter on the chuck surface to a sample by the action of an electric field. In some cases, minute foreign matters that adhere to the chuck surface and cannot be removed even by cleaning are transferred to the wafer by the action of an electric field. These foreign substances may be as many as thousands in the case of an 8-inch semiconductor wafer, for example. These foreign substances transfer to adjacent wafer surfaces in a wafer cassette, a load lock chamber of a manufacturing apparatus, or the like during the progress of the process, and are very likely to cause a defect.

【0008】ところが、上記の特開平6−291175
号公報記載の静電チャックでは、半導体製造プロセスで
金属汚染の原因となる重金属物質の異物付着を嫌い、材
料を重金属物質を含まないもの、すなわち単結晶サファ
イアで形成するという点では考慮されているものの、異
物の数そのものを減らすということに関しては全く考慮
されていなかった。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-291175 describes the above.
In the electrostatic chuck described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163, the point that a foreign material of a heavy metal substance which causes metal contamination in a semiconductor manufacturing process is not attached and a material containing no heavy metal substance, that is, a single crystal sapphire is considered. However, no consideration was given to reducing the number of foreign substances.

【0009】また、上記の特開平7−130828号公
報記載の半導体製造装置では、静電吸着面全体を高誘電
率を有しかつ金属を含まない高分子皮膜の被覆物で被う
構成のものである。この装置は、プラズマ処理装置等に
おけるウエハ積載電極への利用に供され、処理中にウエ
ハが外れなければ良い、すなわち、吸着力はそこそこあ
れば良い場合に好適なものである。
In the semiconductor manufacturing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130828, the entire electrostatic attraction surface is covered with a coating of a polymer film having a high dielectric constant and containing no metal. It is. This apparatus is used for a wafer loading electrode in a plasma processing apparatus or the like, and is suitable when the wafer does not come off during processing, that is, when the suction force is only moderate.

【0010】高分子皮膜を被吸着物と吸着面との隙間に
介在させるのは、隙間の誘電率を少しでも大きくとり、
吸着力の低下を防止するためと考えられる。しかし、静
電吸着面を形成するセラミックスと高分子とでは誘電率
に数十倍から百倍程度の差があり、実際上は空間が空い
ているのと同じと考えられる。ウエハを搬送もしくは加
工処理する際に、前記ウエハを静電吸着により保持する
静電吸着装置において、ウエハと接触する支持部材が搬
送用のアームであるような場合、静電チャックは搬送時
の加速度に打ち勝つために十分な吸着力を必要とする。
特開平7−130828号公報記載の半導体製造装置で
は、搬送時の加速度に打ち勝つのに十分な吸着力につい
ては配慮されていなかった。
The polymer film is interposed in the gap between the object to be adsorbed and the adsorption surface because the dielectric constant of the gap is set to be as large as possible.
This is considered to prevent a decrease in the attraction force. However, there is a difference in the dielectric constant between the ceramic and the polymer forming the electrostatic attraction surface of several tens to one hundred times, which is considered to be the same as the fact that there is a space. In a case where a supporting member that comes into contact with a wafer is a transfer arm in an electrostatic chucking device that holds the wafer by electrostatic suction when the wafer is transferred or processed, the electrostatic chuck is accelerated during transfer. Need sufficient suction power to overcome
In the semiconductor manufacturing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130828, no consideration has been given to an attraction force sufficient to overcome acceleration during transport.

【0011】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的は、静電チャックで
試料保持を行う際に、搬送時の加速度に対しても十分な
吸着力を保つとともに、試料裏面に付着する異物を低減
し、試料の汚染を防止できる信頼性の高い静電吸着装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art. It is an object of the present invention to provide an electrostatic chuck with a sufficient chucking force with respect to acceleration during transportation when holding a sample. It is an object of the present invention to provide a highly reliable electrostatic adsorption device which can maintain foreign objects and reduce foreign substances adhering to the back surface of a sample and prevent contamination of the sample.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る静電吸着装置の第一の手段の構成は、
試料を搬送もしくは加工処理する際に該試料を静電吸着
により保持する静電吸着装置において、前記静電吸着装
置の本体として前記試料と接触する支持部材は、前記試
料より軟質な材料よりなる部材と、この軟質な材料より
なる部材に組み込まれ、当該部材の局部である複数部分
にのみ露出する絶縁性誘電体と該絶縁性誘電体に重ね合
わせた導電性電極板とからなる静電吸着パッドとにより
構成したものである。ここで、前記試料と接触する支持
部材は、樹脂材料で形成したものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the configuration of the first means of the electrostatic chuck according to the present invention is as follows.
In an electrostatic chuck that holds a sample by electrostatic chuck when the sample is transported or processed, a support member that comes into contact with the sample as a main body of the electrostatic chuck is a member made of a material softer than the sample. And an electrostatic attraction pad which is incorporated into the member made of this soft material and comprises an insulating dielectric exposed only at a plurality of local portions of the member and a conductive electrode plate superposed on the insulating dielectric. It is comprised by these. Here, the support member that comes into contact with the sample is formed of a resin material.

【0013】また、上記目的を達成するために、本発明
に係る静電吸着装置の第二の手段の構成は、試料を搬送
もしくは加工処理する際に該試料を静電吸着により保持
する静電吸着装置において、前記静電吸着装置の本体と
して前記試料と接触する支持部材は、表面に凹凸形状を
有する絶縁性誘電体の部材と、この絶縁性誘電体の部材
の表面の凹形状部に組み込まれ、前記試料より軟質な材
料よりなる部材と、前記絶縁性誘電体の凸形状部の裏面
側に重ね合わせた導電性電極板とからなる静電吸着部と
により構成したものものである。ここで、前記絶縁性誘
電体の凹形状部に組み込まれる部材は、樹脂材料もしく
は樹脂系の薄膜で形成したものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an electrostatic attraction device according to the present invention, wherein an electrostatic chuck for holding a sample by electrostatic attraction when transporting or processing the sample. In the suction device, a support member that comes into contact with the sample as a main body of the electrostatic suction device is incorporated into an insulating dielectric member having an uneven surface and a concave portion on the surface of the insulating dielectric member. And a member made of a material softer than the sample, and an electrostatic attracting portion composed of a conductive electrode plate superimposed on the rear surface side of the convex portion of the insulating dielectric. Here, the member incorporated in the concave portion of the insulating dielectric is formed of a resin material or a resin-based thin film.

【0014】すなわち、上記目的は、装置本体を構成す
る支持部材に係るアームを樹脂材料、例えばポリイミド
で作成し、装置本体のアームよりも小さな表面積である
静電チャックのパッド(静電吸着用パッド)を、前記ア
ームに組み込むことにより達成される。前記アームの局
部にある静電チャックの材質は硬質材料のセラミックス
であるが、試料である例えば半導体ウエハとの接触面積
を低減しているので、セラミックスの表面粗さの突起に
よる前記ウエハの削れや、電界の作用による異物の転写
を最小限にできる。
That is, the object of the present invention is to form an arm of a support member constituting an apparatus main body from a resin material, for example, polyimide, and to use a pad of an electrostatic chuck (electrostatic suction pad) having a smaller surface area than the arm of the apparatus main body. ) Is incorporated in the arm. The material of the electrostatic chuck at the local portion of the arm is ceramics of a hard material, but since the contact area with a sample, for example, a semiconductor wafer, is reduced, the wafer may be scraped due to projections of the surface roughness of the ceramics. In addition, transfer of foreign matter due to the action of an electric field can be minimized.

【0015】また、アームを構成する樹脂材料はシリコ
ンウエハよりも軟質材料であるために、表面粗さの突起
による前記ウエハの削れがない。特に、ポリイミドのよ
うな樹脂材料の中でも硬質を用いればアーム自身も摩耗
しづらいため異物付着低減効果が得られる。
Further, since the resin material constituting the arm is a softer material than the silicon wafer, there is no abrasion of the wafer due to surface roughness projections. In particular, if a resin material such as polyimide is made of a hard material, the arm itself is hard to be worn, so that the effect of reducing foreign matter adhesion can be obtained.

【0016】さらに、装置本体のアームが試料と相対す
る面のうち、静電チャック部分をわずかに低く設定すれ
ば、実際に接触している部分の省面積化を図ることがで
き、かつ、接触部分は静電チャック部分より異物の付着
が少ない樹脂材料であるため、さらに異物低減効果を図
ることができる。ただし、この場合、静電チャック部分
を装置本体のアームよりわずかに低くしたその差の寸法
は、静電吸着効果が喪失しないわずかな寸法、望ましく
は0.1mm以下程度に設定するのがよい。
Further, if the electrostatic chuck portion of the surface of the arm of the apparatus body facing the sample is set slightly lower, it is possible to reduce the area of the portion that is actually in contact, and Since the portion is made of a resin material to which foreign matter adheres less than the electrostatic chuck portion, the effect of reducing foreign matter can be further achieved. In this case, however, the size of the difference between the electrostatic chuck portion and the arm of the apparatus main body is set to a small size that does not lose the electrostatic chucking effect, and preferably about 0.1 mm or less.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図1な
いし図6を参照して説明する。 〔実施の形態 1〕図1は、本発明の第一の実施形態を
示す静電吸着装置の正面図、図2は、図1の装置の横断
面図である。図1,2において、1は、固定保持される
試料である半導体ウエハ(以下単にウエハという)、2
は、ウエハ搬送を行う際の保持装置本体に係る支持部材
で、この実施形態の場合は、搬送ロボット先端に取り付
くアーム(以下アームという)である。アーム2は、ポ
リイミド等の比較的硬質な樹脂材料で形成するのが望ま
しい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. [Embodiment 1] FIG. 1 is a front view of an electrostatic attraction device showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the device of FIG. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) which is a sample fixed and held;
Is a support member related to the main body of the holding device when carrying the wafer, and in this embodiment, is an arm (hereinafter, referred to as an arm) attached to the tip of the transfer robot. The arm 2 is desirably formed of a relatively hard resin material such as polyimide.

【0018】3,4,5,6は絶縁性誘電体、3´,4
´,5´,6´は、絶縁性誘電体3,4,5,6にそれ
ぞれ重ね合わせて設けた導電性の電極板で、これら絶縁
性誘電体3,4,5,6、および電極板3´,4´,5
´,6´で、静電気によりウエハ1を吸着する静電吸着
パッドを構成する。絶縁性誘電体3,4,5,6の材質
は硬質材料であるセラミックスである。また、7は、静
電吸着用パッドに電圧を供給する電源、8はスイッチ、
9は電圧供給のためのリード線、10はアースである。
3, 4, 5, and 6 are insulating dielectrics and 3 ', 4
', 5', and 6 'are conductive electrode plates provided so as to be superposed on the insulating dielectrics 3, 4, 5, and 6, respectively. 3 ', 4', 5
'And 6' constitute an electrostatic attraction pad for attracting the wafer 1 by static electricity. The material of the insulating dielectrics 3, 4, 5, and 6 is ceramics, which is a hard material. 7 is a power supply for supplying a voltage to the electrostatic chuck pad, 8 is a switch,
9 is a lead wire for supplying voltage, and 10 is a ground.

【0019】このように構成された静電吸着装置(静電
チャック)において、スイッチ8をオンにして各吸着パ
ッドに電圧を印加すれば静電気の作用により、ウエハ1
は静電吸着パッド表面11に吸引され固定される。これ
により、搬送ロボットのアームの回転運動,直線運動,
上下動などの高速動作に対してもウエハ1がずれること
なく搬送が可能となるものである。
In the electrostatic chuck (electrostatic chuck) configured as described above, when the switch 8 is turned on and a voltage is applied to each of the suction pads, the wafer 1 is acted upon by static electricity.
Is sucked and fixed to the electrostatic suction pad surface 11. As a result, the rotational motion, linear motion,
The wafer 1 can be transferred without shifting even in a high-speed operation such as vertical movement.

【0020】この場合、アーム2の局部4ヵ所に配置し
た静電吸着パッドのうち少なくとも1ヵ所は他のパッド
と逆の極性にする必要があり、これにより双極型の静電
吸着装置が構成できる。望ましくは、ウエハ1をアース
10と同電位にすることができるので+の極性と−の極
性のパッドの面積が同じになるようにした方がよい。ま
た、少なくとも1ヵ所のパッドを導電性材料とすること
により、単極型の静電吸着装置を構成することも可能で
ある。この場合は、導電性材料のパッドの面積はできる
だけ少ないのが望ましい。
In this case, at least one of the electrostatic attraction pads arranged at four local portions of the arm 2 needs to have a polarity opposite to that of the other pads, whereby a bipolar electrostatic attraction device can be constructed. . Desirably, since the potential of the wafer 1 can be set to the same potential as the ground 10, it is preferable that the areas of the pads of the positive polarity and the negative polarity are the same. In addition, a monopolar electrostatic attraction device can be configured by using at least one pad with a conductive material. In this case, it is desirable that the area of the pad of the conductive material be as small as possible.

【0021】一般に、通常の静電吸着装置(静電チャッ
ク)では、保持装置本体の支持部材そのものを、この例
で言えばアーム2に相当する面積全体を絶縁性誘電体で
作り、静電吸引力を作用させている。既に述べたよう
に、静電チャックに用いられる誘電体の材質は硬質材料
であるセラミックスであり、かつ焼結で作られている場
合が多いため、表面の微小な突起、および加工した際に
残された微小なバリ等によりウエハを削り、削りかすが
付着異物となったり、電界の作用によるチャック表面上
の異物がウエハ裏面へ転写され汚染するものであった。
In general, in an ordinary electrostatic chucking device (electrostatic chuck), the supporting member itself of the holding device main body is made of an insulating dielectric over the entire area corresponding to the arm 2 in this example, and the electrostatic chuck is used. The force is acting. As described above, the dielectric material used for the electrostatic chuck is ceramics, which is a hard material, and is often made by sintering. The wafer was shaved by the minute burrs and the like, and the shavings became attached foreign matter, and foreign matter on the chuck surface due to the action of an electric field was transferred to the back surface of the wafer and contaminated.

【0022】これに対し、本実施の形態では、静電吸着
パッドをアーム2に埋め込むことにより、ウエハ1と静
電吸着パッド表面11の絶縁性誘電体3,4,5,6の
硬質材料であるセラミックスとの接触面積を低減でき、
セラミックスの表面粗さの突起によるウエハ1の削れ
や、電界の作用による異物の転写を最小限にすることが
できる。したがって、静電吸着パッド表面11の総面積
は、所要の吸着力が確保できる範囲で少ない方が望まし
い。
On the other hand, in the present embodiment, by embedding the electrostatic attraction pad in the arm 2, the hard material of the insulating dielectrics 3, 4, 5, and 6 on the wafer 1 and the electrostatic attraction pad surface 11 is used. The contact area with certain ceramics can be reduced,
Shaving of the wafer 1 due to protrusions of the surface roughness of the ceramics and transfer of foreign matter due to the action of an electric field can be minimized. Therefore, it is desirable that the total area of the electrostatic suction pad surface 11 be as small as possible within a range in which a required suction force can be secured.

【0023】また、静電吸着パッド表面11以外に、ウ
エハ1が対接する他の接触部分であるアーム2はシリコ
ンウエハより軟質な樹脂材料、例えばポリイミドで構成
されているために、セラミックスの表面粗さの突起によ
るウエハ1の削れがなく低発塵化が図られる。特に、ポ
リイミドのような樹脂材料の中でも硬質材料を用いれ
ば、アーム2自身も摩耗しづらいため、さらに異物付着
低減効果が得られる。
In addition to the surface 11 of the electrostatic attraction pad, the arm 2, which is another contact portion with which the wafer 1 is in contact, is made of a resin material softer than a silicon wafer, for example, polyimide. As a result, the wafer 1 is not scraped by the projections and dust generation is reduced. In particular, if a hard material is used among resin materials such as polyimide, the arm 2 itself is also hard to be worn, so that the effect of further reducing foreign matter adhesion can be obtained.

【0024】〔実施の形態 2〕次に、図3は、本発明
の第二の実施形態を示す静電吸着装置の横断面図であ
る。図中、図2と同一符号のものは先の第一の実施形態
と同等部であるから、その説明を省略する。第二の実施
形態における図3の横断面図は、第一の実施形態におけ
る図2の横断面図に対応するもので、その正面図は図示
しないが、支持部材の形状は図1に準じたものである。
[Embodiment 2] FIG. 3 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck according to a second embodiment of the present invention. In the figure, components having the same reference numerals as those in FIG. 2 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. The cross-sectional view of FIG. 3 in the second embodiment corresponds to the cross-sectional view of FIG. 2 in the first embodiment, and a front view thereof is not shown, but the shape of the support member conforms to FIG. Things.

【0025】図3において、12は、表面に凹凸を有す
る、例えばセラミックスよりなる絶縁性誘電体、14
は、絶縁性誘電体12の凹形状部に埋め込むように組み
込まれた樹脂材料(以下樹脂体という)である。この樹
脂体14は、例えばポリイミドであり、樹脂系薄膜で形
成しても良い。13は導電性の電極板で、この電極板1
3は、絶縁性誘電体12の凸形状部15の裏面側に重ね
合わせて設けたものである。
In FIG. 3, reference numeral 12 denotes an insulating dielectric made of, for example, ceramics having irregularities on its surface;
Is a resin material (hereinafter referred to as a resin body) embedded so as to be embedded in the concave portion of the insulating dielectric 12. The resin body 14 is, for example, polyimide, and may be formed of a resin-based thin film. Reference numeral 13 denotes a conductive electrode plate.
Numeral 3 is provided so as to be superimposed on the rear surface side of the convex portion 15 of the insulating dielectric 12.

【0026】図3に示す静電吸着装置は、試料保持装置
本体(支持部材)を、表面を凹凸状の形状を有した絶縁
性誘電体12にて作成し、ウエハ1を保持する面と反対
側の面に導電性の電極板13を設けている。さらに、絶
縁性誘電体12の凹形状部に別材料の樹脂体14を組み
込むことによって搬送ロボットのアームを構成したもの
である。
In the electrostatic chuck shown in FIG. 3, the main body (support member) of the sample holding device is made of an insulating dielectric material 12 having an uneven surface, and is opposite to the surface holding the wafer 1. A conductive electrode plate 13 is provided on the side surface. Further, an arm of the transfer robot is configured by incorporating a resin body 14 of another material into the concave portion of the insulating dielectric 12.

【0027】このように構成された静電吸着装置(静電
チャック)において、スイッチ8をオンにして電極板1
3に印加すれば、静電気の作用により、ウエハ1は絶縁
性誘電体12の凸形状部15の表面に吸引され固定され
る。この場合も、複数個の電極のうち少なくとも1ヵ所
は他の電極と逆の極性にする必要があり、これにより双
極型の静電吸着装置が構成できる。第一の実施形態と同
様に、望ましくは、ウエハ1をアース10と同電位にす
ることができるので+の極性と−の極性の電極の面積は
同じになるようにした方がよい。
In the electrostatic chuck (electrostatic chuck) configured as described above, the switch 8 is turned on and the electrode plate 1 is turned on.
3, the wafer 1 is attracted and fixed to the surface of the convex portion 15 of the insulating dielectric 12 by the action of static electricity. Also in this case, at least one of the plurality of electrodes needs to have a polarity opposite to that of the other electrodes, whereby a bipolar electrostatic chucking device can be configured. Similarly to the first embodiment, since the wafer 1 can be desirably set to the same potential as the ground 10, it is preferable that the areas of the positive and negative electrodes are the same.

【0028】本実施の形態では、絶縁性誘電体12の凹
形状部に樹脂体14を組み込むことにより、ウエハ1と
絶縁性誘電体12の凸形状部15の硬質材料であるセラ
ミックスとの接触面積を低減でき、セラミックスの表面
粗さの突起によるウエハ1の削れや、電界の作用による
異物の転写を最小限にすることができる。絶縁性誘電体
12の凸形状部15の表面積は少ない方が望ましい。
In this embodiment, the resin body 14 is incorporated into the concave portion of the insulating dielectric 12 so that the contact area between the wafer 1 and the ceramic material, which is a hard material, of the convex portion 15 of the insulating dielectric 12 is formed. And the transfer of foreign substances due to the action of an electric field can be minimized. It is desirable that the surface area of the convex portion 15 of the insulating dielectric 12 is small.

【0029】また、静電吸着部以外に、ウエハ1が対接
する他の接触部分である樹脂体14はシリコンウエハよ
り軟質な樹脂材料、例えばポリイミドで構成されている
ために、表面粗さの突起によるウエハ1の削れがなく低
発塵化が図られる。特に、樹脂体14にポリイミドのよ
うな樹脂材料の中でも硬質材料を用いれば、樹脂体14
自身も摩耗しづらいため、さらに異物付着低減効果が得
られる。
In addition to the electrostatic attraction portion, the resin body 14, which is another contact portion with which the wafer 1 is in contact, is made of a resin material softer than the silicon wafer, for example, polyimide. As a result, the wafer 1 is not scraped and dust generation is reduced. In particular, if a hard material among resin materials such as polyimide is used for the resin body 14,
Since it is hard to wear itself, the effect of reducing the adhesion of foreign substances can be further obtained.

【0030】〔実施の形態 3〕次に、図4は、本発明
の第三の実施形態を示す静電吸着装置の横断面図であ
る。図中、図3と同一符号のものは先の第二の実施形態
と同等部であるから、その説明を省略する。第三の実施
形態における図4の横断面図は、第一の実施形態におけ
る図2の横断面図に対応するもので、その正面図は図示
しないが、支持部材の形状は図1に準じたものである。
[Embodiment 3] FIG. 4 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck according to a third embodiment of the present invention. In the figure, components having the same reference numerals as those in FIG. 3 are the same as those in the second embodiment, and the description thereof will be omitted. The cross-sectional view of FIG. 4 in the third embodiment corresponds to the cross-sectional view of FIG. 2 in the first embodiment, and a front view thereof is not shown, but the shape of the support member conforms to FIG. Things.

【0031】図4に示す静電吸着装置では、電極板13
に給電する電圧の極性を同一とし、さらに、少なくとも
1ヵ所導電性材料16を設け、この導電性材料16をウ
エハ1に接触させて電極板13と反対の極性とすること
により、単極型の静電吸着装置を構成することも可能で
ある。この場合も、導電性材料16のウエハ1への接触
面積はできるだけ少ないのが望ましい。第三の実施形態
によれば、第二の実施形態と同様の効果が得られる。
In the electrostatic chuck shown in FIG.
The polarity of the voltage to be supplied to the electrode is the same, and at least one conductive material 16 is provided. The conductive material 16 is brought into contact with the wafer 1 to have a polarity opposite to that of the electrode plate 13, so that a monopolar type is provided. It is also possible to configure an electrostatic suction device. Also in this case, it is desirable that the contact area of the conductive material 16 with the wafer 1 is as small as possible. According to the third embodiment, the same effects as in the second embodiment can be obtained.

【0032】〔実施の形態 4〕次に、図5は、本発明
の第四の実施形態を示す静電吸着装置の正面図、図6
は、図5の装置の横断面図である。図中、図1,2と同
一符号のものは先の第一の実施形態と同等部であるか
ら、その説明を省略する。図5,6において、18,1
9は絶縁性誘電体、18´,19´は、絶縁性誘電体1
8,19にそれぞれ重ね合わせた導電性の電極板で、こ
れら絶縁性誘電体18,19、および電極板18´,1
9´で、静電気によりウエハ1を吸着する静電吸着パッ
ドを構成する。絶縁性誘電体18,19の材質は硬質材
料であるセラミックスである。
[Embodiment 4] FIG. 5 is a front view of an electrostatic chuck according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of the device of FIG. In the figure, components having the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. 5 and 6, 18, 1
9 is an insulating dielectric, 18 'and 19' are insulating dielectrics 1
8 and 19 are electrically conductive plates superimposed on the insulating dielectrics 18 and 19 and the electrode plates 18 'and 1 respectively.
At 9 ', an electrostatic attraction pad for attracting the wafer 1 by static electricity is formed. The material of the insulating dielectrics 18 and 19 is ceramics which is a hard material.

【0033】図5,6に示す静電吸着装置では、静電吸
着パッド表面11をアーム2のウエハ対接面2aより僅
かに低く設定したものである。sは、その静電吸着パッ
ド表面11とアーム2のウエハ対接面2aとの差の寸法
を示す。寸法sは、静電吸着効果が喪失しない僅かな段
差、望ましくは0.1mm以下程度に設定する。
In the electrostatic chuck shown in FIGS. 5 and 6, the electrostatic chuck pad surface 11 is set slightly lower than the wafer contact surface 2a of the arm 2. s indicates the size of the difference between the electrostatic suction pad surface 11 and the wafer contact surface 2a of the arm 2. The dimension s is set to a slight step where the electrostatic attraction effect is not lost, preferably about 0.1 mm or less.

【0034】このように構成された静電吸着装置(静電
チャック)において、スイッチ8をオンにして電極板1
8´,19´に電圧を印加することにより、ウエハ1に
は静電吸着パッド表面11から吸引力が作用し、アーム
2の樹脂部分に押さえつけられて固定される。本実施の
形態では、静電吸着パッド表面11がアーム2のウエハ
対接面2aより僅かな寸法s低く設定してあるので、ウ
エハ1と接触する部分はウエハ対接面2aとなる。
In the electrostatic chuck (electrostatic chuck) configured as described above, the switch 8 is turned on and the electrode plate 1 is turned on.
By applying a voltage to 8 'and 19', a suction force acts on the wafer 1 from the electrostatic suction pad surface 11, and the wafer 1 is pressed and fixed to the resin portion of the arm 2. In the present embodiment, since the surface 11 of the electrostatic attraction pad is set slightly smaller than the wafer contact surface 2a of the arm 2 by a dimension s, the portion in contact with the wafer 1 becomes the wafer contact surface 2a.

【0035】すなわち、硬質材料であるセラミックスで
できた静電吸着パッドの絶縁性誘電体18,19は、ウ
エハ1と直接接触することなく、ウエハ1の吸着保持が
可能となり、先の第一の実施形態よりもさらに低発塵化
が可能となる。また、ウエハ1への直接の接触面積を低
減するためと、静電気の吸引力をできるだけ大きく取る
ために、静電吸着パッドの絶縁性誘電体18,19の表
面積を大きく取り、樹脂部分であるアーム2のウエハ対
接面2aの面積を少なくすることが望ましい。
That is, the insulating dielectrics 18 and 19 of the electrostatic attraction pad made of ceramics as a hard material can attract and hold the wafer 1 without directly contacting the wafer 1. Dust generation can be further reduced as compared with the embodiment. In order to reduce the area of direct contact with the wafer 1 and increase the electrostatic attraction force as much as possible, the surface area of the insulating dielectrics 18 and 19 of the electrostatic attraction pad is increased, and the arm, which is a resin portion, is formed. It is desirable to reduce the area of the second wafer contact surface 2a.

【0036】なお、本実施の形態では、第一の実施形態
と同様の構成で説明したが、第二の実施形態の構成で
も、図3に示した絶縁性誘電体12の凸形状部15を樹
脂体14の表面よりわずかに低く設定することにより、
同様の効果を得ることができる。また、上記各実施形態
では、搬送もしくは処理加工する試料が半導体ウエハで
ある場合を説明したが、本発明は、対象がウエハに限定
されるものではなく、同様の効果が期待される範囲で他
の試料に対しても適用できるものである。
Although the present embodiment has been described with the same configuration as that of the first embodiment, the configuration of the second embodiment is also different from that of the first embodiment in that the convex portion 15 of the insulating dielectric 12 shown in FIG. By setting it slightly lower than the surface of the resin body 14,
Similar effects can be obtained. In each of the above embodiments, the case where the sample to be transferred or processed is a semiconductor wafer has been described. However, the present invention is not limited to a wafer, and other objects may be used within a range in which a similar effect is expected. It can be applied to the sample of the above.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、静電チャックで試料保持を行う際に、搬送時の加
速度に対しても十分な吸着力を保つとともに、試料裏面
に付着する異物を低減し、試料の汚染を防止できる信頼
性の高い静電吸着装置を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, when a sample is held by an electrostatic chuck, a sufficient suction force is maintained against acceleration during transportation and the sample adheres to the back surface of the sample. It is possible to provide a highly-reliable electrostatic adsorption device that can reduce the amount of foreign matter that is generated and prevent contamination of the sample.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施形態を示す静電吸着装置の
正面図である。
FIG. 1 is a front view of an electrostatic chuck according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the device of FIG.

【図3】本発明の第二の実施形態を示す静電吸着装置の
横断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第三の実施形態を示す静電吸着装置の
横断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第四の実施形態を示す静電吸着装置の
正面図である。
FIG. 5 is a front view of an electrostatic chuck according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】図5の装置の横断面図である。6 is a cross-sectional view of the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ウエハ、2…アーム、2a…ウエハ対接面、3,
4,5,6,12,18,19…絶縁性誘電体、3´,
4´,5´,6´,13,18´,19´…電極板、7
…電源、8…スイッチ、11…静電吸着パッド表面、1
4…樹脂体、15…凸形状部、16…導電性材料。
1 ... wafer, 2 ... arm, 2a ... wafer contact surface, 3,
4, 5, 6, 12, 18, 19 ... insulating dielectric, 3 ',
4 ', 5', 6 ', 13, 18', 19 '... electrode plate, 7
... Power supply, 8 ... Switch, 11 ... Electrostatic suction pad surface, 1
4 ... resin body, 15 ... convex part, 16 ... conductive material.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料を搬送もしくは加工処理する際に該
試料を静電吸着により保持する静電吸着装置において、 前記静電吸着装置の本体として前記試料と接触する支持
部材は、 前記試料より軟質な材料よりなる部材と、 この軟質な材料よりなる部材に組み込まれ、当該部材の
局部である複数部分にのみ露出する絶縁性誘電体と該絶
縁性誘電体に重ね合わせた導電性電極板とからなる静電
吸着パッドとにより構成したものであることを特徴とす
る静電吸着装置。
1. An electrostatic attraction device for holding a sample by electrostatic attraction when transporting or processing the sample, wherein a supporting member that comes into contact with the sample as a main body of the electrostatic attraction device is softer than the sample. And a conductive electrode plate superimposed on the insulating dielectric, which is incorporated in the soft material and is exposed only to a plurality of local portions of the member. And an electrostatic attraction pad.
【請求項2】 請求項1記載のものにおいて、前記試料
と接触する支持部材は、樹脂材料で形成したものである
ことを特徴とする静電吸着装置。
2. The electrostatic attraction device according to claim 1, wherein the support member in contact with the sample is formed of a resin material.
【請求項3】 試料を搬送もしくは加工処理する際に該
試料を静電吸着により保持する静電吸着装置において、 前記静電吸着装置の本体として前記試料と接触する支持
部材は、 表面に凹凸形状を有する絶縁性誘電体の部材と、 この絶縁性誘電体の部材の表面の凹形状部に組み込ま
れ、前記試料より軟質な材料よりなる部材と、 前記絶縁性誘電体の凸形状部の裏面側に重ね合わせた導
電性電極板とからなる静電吸着部とにより構成したもの
であることを特徴とする静電吸着装置。
3. An electrostatic attraction device for holding a sample by electrostatic attraction when transporting or processing the sample, wherein a support member that comes into contact with the sample as a main body of the electrostatic attraction device has an uneven surface. An insulating dielectric member having: a member made of a material softer than the sample and incorporated into a concave portion on the surface of the insulating dielectric member; and a back surface side of the convex portion of the insulating dielectric. And a conductive electrode plate superimposed on the device.
【請求項4】 請求項3記載のものにおいて、前記絶縁
性誘電体の凹形状部に組み込まれる部材は、樹脂材料も
しくは樹脂系の薄膜で形成したものであることを特徴と
する静電吸着装置。
4. The electrostatic chuck according to claim 3, wherein the member incorporated in the concave portion of the insulating dielectric is formed of a resin material or a resin-based thin film. .
【請求項5】 請求項1ないし4記載のもののいずれか
において、前記静電吸着部は、該静電吸着部表面を、前
記試料と接触する支持部材の該試料に対接する面より僅
かに低く設定したことを特徴とする静電吸着装置。
5. The electrostatic attraction unit according to claim 1, wherein a surface of the electrostatic attraction unit is slightly lower than a surface of the support member that contacts the sample, the surface being in contact with the sample. An electrostatic attraction device characterized by being set.
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