JPS6114660B2 - - Google Patents
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- JPS6114660B2 JPS6114660B2 JP3260481A JP3260481A JPS6114660B2 JP S6114660 B2 JPS6114660 B2 JP S6114660B2 JP 3260481 A JP3260481 A JP 3260481A JP 3260481 A JP3260481 A JP 3260481A JP S6114660 B2 JPS6114660 B2 JP S6114660B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
-
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- H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
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- Power Engineering (AREA)
- Gripping Jigs, Holding Jigs, And Positioning Jigs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、たとえば、集積回路を含む半導体装
置の製造分野において、半導体等からなる被加工
物、被検査物（以下、試料とする。）を、静電的
な吸引力を介して、吸着台（或いは支持体）上に
保持せしめる装置の改良に関する。
置の製造分野において、半導体等からなる被加工
物、被検査物（以下、試料とする。）を、静電的
な吸引力を介して、吸着台（或いは支持体）上に
保持せしめる装置の改良に関する。
従来、この種の装置には、大気圧力を利用した
真空吸着固定台ならびに、無機絶縁物層
（SiO2，Ａ2O3等）の薄膜を介して発生させた
静電的引力を利用する静電チヤツク等が考案さ
れ、利用されている。
真空吸着固定台ならびに、無機絶縁物層
（SiO2，Ａ2O3等）の薄膜を介して発生させた
静電的引力を利用する静電チヤツク等が考案さ
れ、利用されている。
しかるに最近では、半導体製造分野において、
荷電粒子ビームを利用した加工・検査装置などの
利用要求が多くなり、試料を真空中にて保持（固
定等を含む）し処理をする必要が生じてきた。そ
の結果、上述した大気中での試料操作を前提とす
る真空吸着固定台の使用は不可能である。
荷電粒子ビームを利用した加工・検査装置などの
利用要求が多くなり、試料を真空中にて保持（固
定等を含む）し処理をする必要が生じてきた。そ
の結果、上述した大気中での試料操作を前提とす
る真空吸着固定台の使用は不可能である。
また、上述した無機絶縁物の薄膜を利用した静
電チヤツクは、上述の真空吸着固定台を同程度の
試料吸引力（大気圧にほぼ等しい圧力：１Kg/
cm2）を得る為に、無機絶縁物層として数μｍの厚
の薄膜で、絶縁破壊電界が106V/cm程度以上のす
ぐれた物質が必要であり、マイカ（mica）や
SiO2膜が利用されて来た。
電チヤツクは、上述の真空吸着固定台を同程度の
試料吸引力（大気圧にほぼ等しい圧力：１Kg/
cm2）を得る為に、無機絶縁物層として数μｍの厚
の薄膜で、絶縁破壊電界が106V/cm程度以上のす
ぐれた物質が必要であり、マイカ（mica）や
SiO2膜が利用されて来た。
しかるに、マイカでは、一定厚さの広い面積の
材料を安定して得ることは困難であり、0.12mm厚
のマイカを用いた例はあるが、2kV程度の高電圧
を印加する必要がある。
材料を安定して得ることは困難であり、0.12mm厚
のマイカを用いた例はあるが、2kV程度の高電圧
を印加する必要がある。
また、SiO2等の薄膜を、Si基板面上に熱酸化処
理工程によつて成長せしめて構成した静電チヤツ
クの例があるが、広い面積での数千Å程度の均一
な薄膜を得ることは困難であり、処理工程中での
不純物等の介在によるボイド（微小孔）発生や、
熱応力によるひび割れ発生等によつて、静電吸引
力発生の為の印加電圧による絶縁破壊現象によつ
て、未だ実用化に至つていない。
理工程によつて成長せしめて構成した静電チヤツ
クの例があるが、広い面積での数千Å程度の均一
な薄膜を得ることは困難であり、処理工程中での
不純物等の介在によるボイド（微小孔）発生や、
熱応力によるひび割れ発生等によつて、静電吸引
力発生の為の印加電圧による絶縁破壊現象によつ
て、未だ実用化に至つていない。
本発明は、上記の点に着目してなされたもので
あり、上述した静電チヤツクの本質的な欠点であ
る絶縁破壊現象をなくし、かつ数百Ｖの低印加電
圧によつて、安定な静電吸引力を得ることの出来
るすぐれた試料保持装置を提供するものである。
あり、上述した静電チヤツクの本質的な欠点であ
る絶縁破壊現象をなくし、かつ数百Ｖの低印加電
圧によつて、安定な静電吸引力を得ることの出来
るすぐれた試料保持装置を提供するものである。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の原理的構成を説明する断面
略図である。第２図は、その電気的な等価回路を
示したものである。
略図である。第２図は、その電気的な等価回路を
示したものである。
基本構成は、（導電性）試料ａをその裏面に電
極ｃを導電的に固着（導電性接着剤等での接着、
もしくは金属膜等の蒸着等によつて）せしめた厚
さd0（mm）からなる半導電性誘電体ｂ（セルロー
ス・カーボン、グラフアイト等）による吸着台上
に載置せしめた構成となり、かかる構成において
試料ａと電極ｃとの間にＶなる電圧を印加するこ
とによつて、試料ａと半導電性誘電体ｂとの接触
面に生ずる静電吸引力により、試料ａを吸着台上
に保持するものである。この場合、試料ａを接地
電極とすることによつて、印加電圧の影響（例え
ば、荷電粒子ビーム等への電界による影響）をな
くすことができる。一方、電極ｃ側を接地した場
合でも本発明は有効であることはいうまでもない
（後述する実施例においても同様である。）。
極ｃを導電的に固着（導電性接着剤等での接着、
もしくは金属膜等の蒸着等によつて）せしめた厚
さd0（mm）からなる半導電性誘電体ｂ（セルロー
ス・カーボン、グラフアイト等）による吸着台上
に載置せしめた構成となり、かかる構成において
試料ａと電極ｃとの間にＶなる電圧を印加するこ
とによつて、試料ａと半導電性誘電体ｂとの接触
面に生ずる静電吸引力により、試料ａを吸着台上
に保持するものである。この場合、試料ａを接地
電極とすることによつて、印加電圧の影響（例え
ば、荷電粒子ビーム等への電界による影響）をな
くすことができる。一方、電極ｃ側を接地した場
合でも本発明は有効であることはいうまでもない
（後述する実施例においても同様である。）。
かかる構成における電気的な等価回路は、第２
図の如きであり、ここで、Ｖは印加電圧、R0は
半導電性誘電体ｂの体積固有抵抗と厚さd0並びに
試料ａと半導電性誘電体ｂとの接触面積によつて
決まる抵抗値であり、R1は該接触面での接触抵
抗値、C1はその接触容量である。
図の如きであり、ここで、Ｖは印加電圧、R0は
半導電性誘電体ｂの体積固有抵抗と厚さd0並びに
試料ａと半導電性誘電体ｂとの接触面積によつて
決まる抵抗値であり、R1は該接触面での接触抵
抗値、C1はその接触容量である。
ここで、印加電圧Ｖに対してより効率的な静電
吸引力を得る為には、接触面に印加可能な電圧
V0を最大にする必要があり、その為には最適な
R0を選択する、すなわち、半導電性誘電体２の
体積固有抵抗値及びその厚さd0を選択する必要が
ある。
吸引力を得る為には、接触面に印加可能な電圧
V0を最大にする必要があり、その為には最適な
R0を選択する、すなわち、半導電性誘電体２の
体積固有抵抗値及びその厚さd0を選択する必要が
ある。
本発明においては、数百Ｖの低印加電圧で数
Kg/cm2の静電吸引力を得ることを目的とするもの
で、例えば、ほぼ200Vの低印加電圧でほぼ１Kg/
cm2の静電吸引力を得るようにするためには、厚さ
d0〓１mmの時に〓103Ω・cm、厚さd0〓10mmの時
に〓104Ω・cmなる体積固有抵抗値を有する半導
電性誘電体を使用する必要があるものである。
Kg/cm2の静電吸引力を得ることを目的とするもの
で、例えば、ほぼ200Vの低印加電圧でほぼ１Kg/
cm2の静電吸引力を得るようにするためには、厚さ
d0〓１mmの時に〓103Ω・cm、厚さd0〓10mmの時
に〓104Ω・cmなる体積固有抵抗値を有する半導
電性誘電体を使用する必要があるものである。
このように、本発明では、適当な体積固有抵抗
（例えば、望ましくは104Ω・cm〜103Ω・cmの体
積固有抵抗）の半導電性誘電体（セルロース・カ
ーボン・パイロリテイク・グラフアイト等）を用
いて、吸着保持すべき試料との境界面での絶縁破
壊現象をなくし、かつ所望の静電吸引力を得る為
に、かかる半導電性誘電体を適当な厚厚さ（例え
ば、数mm厚）にして体積固有抵抗を選択すること
によつて、数百Ｖの低印加電圧によつて所望の吸
引力を得るようにしたものである。
（例えば、望ましくは104Ω・cm〜103Ω・cmの体
積固有抵抗）の半導電性誘電体（セルロース・カ
ーボン・パイロリテイク・グラフアイト等）を用
いて、吸着保持すべき試料との境界面での絶縁破
壊現象をなくし、かつ所望の静電吸引力を得る為
に、かかる半導電性誘電体を適当な厚厚さ（例え
ば、数mm厚）にして体積固有抵抗を選択すること
によつて、数百Ｖの低印加電圧によつて所望の吸
引力を得るようにしたものである。
第３図は、本発明の一実施例を示す断面略図
で、また第４図は、そのＡ部の詳細拡大図を示
す。本実施例では、試料としてシリコン・ウエハ
等の表面に絶縁膜をもつた場合について説明す
る。
で、また第４図は、そのＡ部の詳細拡大図を示
す。本実施例では、試料としてシリコン・ウエハ
等の表面に絶縁膜をもつた場合について説明す
る。
第３図において、１は基板（ベース）であり、
金属等の導電性素材からなる。２は、基板１に半
導電性誘電体３を、導電的に固着するための導電
性接着体であり、基板１、導電性接着体２、半導
電性誘電体３から構成される吸着台構造は、別
途、半導電性誘電体３の下面に、導電素材を蒸
着・プレーテイング等によつて構成してもよい。
４は、吸着台に静電的吸引力を用いて載置する為
の被加工・被検査物等の試料であり、半導体製造
分野においては一般にSi基板で代表され、かかる
場合には通常SiO2等の絶縁物層５が形成されて
いる。かかる構成において、基板１と試料４との
間に、外部よりV0ボルトなる電圧を印加し、こ
の時、基板１と試料４とのあいだ、すなわち半導
電性誘電体３と絶縁物層５との接触面に発生する
静電力を用いて、試料４を基板１上に吸着固定す
るものである。
金属等の導電性素材からなる。２は、基板１に半
導電性誘電体３を、導電的に固着するための導電
性接着体であり、基板１、導電性接着体２、半導
電性誘電体３から構成される吸着台構造は、別
途、半導電性誘電体３の下面に、導電素材を蒸
着・プレーテイング等によつて構成してもよい。
４は、吸着台に静電的吸引力を用いて載置する為
の被加工・被検査物等の試料であり、半導体製造
分野においては一般にSi基板で代表され、かかる
場合には通常SiO2等の絶縁物層５が形成されて
いる。かかる構成において、基板１と試料４との
間に、外部よりV0ボルトなる電圧を印加し、こ
の時、基板１と試料４とのあいだ、すなわち半導
電性誘電体３と絶縁物層５との接触面に発生する
静電力を用いて、試料４を基板１上に吸着固定す
るものである。
ここで、第４図の接触面における平均間隙ｄ
（ｍ）、絶縁物層５の膜厚ｔ（ｍ）を用いて、印加
電圧V0（ボルト）の時、接触面に生ずる単位面
積当りの静電力Ｆ（ニユートン／m2）は、 Ｆ≒ε０・V0 2／２（ｄ＋ε0t／ε）２ で求まる。ε０，εは真空及び絶縁物層５の電気
誘導容量である。いまここで、例えば接触面の平
均間隙ｄがｄ〓１μｍ、SiO2層（誘電率ε／ε
０〓５）の膜厚ｔがｔ＝１μｍとすると、従来の
真空チヤツクと同程度の吸引力１Kg/cm2を得る為
には、上式より印加電圧V0はV0〓200（ボルト）
程度で充分であることが分る。さらに、接触面に
は半導電性誘電体３を介して電圧が印加されるこ
とから、絶縁物層５の絶縁破壊現象とは無関係と
なり、所望の低印加電圧によつて十分な吸着力が
得られるものである。
（ｍ）、絶縁物層５の膜厚ｔ（ｍ）を用いて、印加
電圧V0（ボルト）の時、接触面に生ずる単位面
積当りの静電力Ｆ（ニユートン／m2）は、 Ｆ≒ε０・V0 2／２（ｄ＋ε0t／ε）２ で求まる。ε０，εは真空及び絶縁物層５の電気
誘導容量である。いまここで、例えば接触面の平
均間隙ｄがｄ〓１μｍ、SiO2層（誘電率ε／ε
０〓５）の膜厚ｔがｔ＝１μｍとすると、従来の
真空チヤツクと同程度の吸引力１Kg/cm2を得る為
には、上式より印加電圧V0はV0〓200（ボルト）
程度で充分であることが分る。さらに、接触面に
は半導電性誘電体３を介して電圧が印加されるこ
とから、絶縁物層５の絶縁破壊現象とは無関係と
なり、所望の低印加電圧によつて十分な吸着力が
得られるものである。
第５図は、本発明の他の実施例を示す断面略図
であり、固定台１１中に絶縁物１５を介して、裏
面に電極１２をプレーテイングした半導電性誘電
体１３が埋めこまれており、かかる上面にSiウエ
ーハ等の被加工、被検査物１４が接触載置され、
接触ピン１０を通じて試料１４と電極１２間に電
圧V0が印加されることによつて、試料１４と半
導電性誘電体１３との接触面に生ずる静電力を用
いて、試料１４のウエーハ等が固定台１１上に吸
着保持されるものである。
であり、固定台１１中に絶縁物１５を介して、裏
面に電極１２をプレーテイングした半導電性誘電
体１３が埋めこまれており、かかる上面にSiウエ
ーハ等の被加工、被検査物１４が接触載置され、
接触ピン１０を通じて試料１４と電極１２間に電
圧V0が印加されることによつて、試料１４と半
導電性誘電体１３との接触面に生ずる静電力を用
いて、試料１４のウエーハ等が固定台１１上に吸
着保持されるものである。
また、第６図に示す如く、固定台１１の上面に
複数個の半導電性誘電体１３が絶縁物１５を介し
て設置され、被加工、被検査物１４を固定取付け
した導電性プレート１６と電極１２間の電圧V0
を印加することによつて導電性プレーート１６を
直接固定台１１上に、静電力を用いて吸着保持す
ることも可能である。
複数個の半導電性誘電体１３が絶縁物１５を介し
て設置され、被加工、被検査物１４を固定取付け
した導電性プレート１６と電極１２間の電圧V0
を印加することによつて導電性プレーート１６を
直接固定台１１上に、静電力を用いて吸着保持す
ることも可能である。
第７図は、本発明のさらに他の実施例を示す断
面略図で、半導電性誘電体１３の上下両面に、複
数個の被加工、被検査物１４を、図のように同時
に静電力を用いて吸着保持することも可能であ
る。
面略図で、半導電性誘電体１３の上下両面に、複
数個の被加工、被検査物１４を、図のように同時
に静電力を用いて吸着保持することも可能であ
る。
以上説明した如く、本発明によれば、試料の加
工・観察を真空中ばかりでなくガス雰囲気中およ
び大気中でも行なうことを可能ならしめ、低印加
電圧で信頼性の高い強力な試料保持装置を得るこ
とが出来るものであり、電子線描画装置をはじめ
とする荷電粒子線諸装置等に適用して、その効果
は著しい。
工・観察を真空中ばかりでなくガス雰囲気中およ
び大気中でも行なうことを可能ならしめ、低印加
電圧で信頼性の高い強力な試料保持装置を得るこ
とが出来るものであり、電子線描画装置をはじめ
とする荷電粒子線諸装置等に適用して、その効果
は著しい。
第１図は、本発明の原理的構成を説明する断面
略図、第２図は、その等価回路を示す図、第３図
は、本発明の一実施例を示す断面略図、第４図
は、そのＡ部の拡大図、第５図は、本発明の他の
実施例を示す断面略図、第６図および第７図は、
それぞれ本発明のさらに他の実施例を示す断面略
図である。 図中、１……基板、３，１３……半導電性誘電
体、４，１４……試料、１１……固定台、１２…
…電極、ａ……試料、ｂ……半導電性誘電体、ｃ
……電極。
略図、第２図は、その等価回路を示す図、第３図
は、本発明の一実施例を示す断面略図、第４図
は、そのＡ部の拡大図、第５図は、本発明の他の
実施例を示す断面略図、第６図および第７図は、
それぞれ本発明のさらに他の実施例を示す断面略
図である。 図中、１……基板、３，１３……半導電性誘電
体、４，１４……試料、１１……固定台、１２…
…電極、ａ……試料、ｂ……半導電性誘電体、ｃ
……電極。
Claims (1)
- １ 試料を保持するための支持体を、体積固有抵
抗が104Ω・cm〜108Ω・cm範囲の半導電性誘電体
で構成し、かつ前記支持体側を電圧印加電極と
し、前記試料側を接地電極とする如く構成したこ
とを特徴とする試料保持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260481A JPS57148356A (en) | 1981-03-09 | 1981-03-09 | Sample holding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3260481A JPS57148356A (en) | 1981-03-09 | 1981-03-09 | Sample holding device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57148356A JPS57148356A (en) | 1982-09-13 |
| JPS6114660B2 true JPS6114660B2 (ja) | 1986-04-19 |
Family
ID=12363457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3260481A Granted JPS57148356A (en) | 1981-03-09 | 1981-03-09 | Sample holding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57148356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63307065A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 部品連 |
| JPH01254571A (ja) * | 1988-03-24 | 1989-10-11 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | エンボステープ |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124140A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-18 | Fujitsu Ltd | 静電吸着装置 |
| JPS59152636A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-08-31 | Toshiba Corp | 静電チャック装置の製造方法 |
| JPS59181622A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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1981
- 1981-03-09 JP JP3260481A patent/JPS57148356A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57148356A (en) | 1982-09-13 |
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