JPS6229140A - 静電吸着保持装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、静電吸着力を利用する保持装置、特に製造容
易で、かつ吸着時の印加電圧を低圧化させることが可能
な静電吸着保持装置に関する。

［従来の技術］ 減圧下でウェハ等の試料を固定する場合、例えば半導体
製造などで、スパッタリング、ドライエツチングなど真
空中でウェハを加工する場合には、真空吸着によるハン
ドリングができなくなるため、ウェハの固定はそれ自身
の重さに任せるか、力学的に表裏から挟み込むか、また
は静電気を利用した静電吸着法を使用でる。

従来、この種の静電吸着保持装置として、第６図に示す
構成のものが知られている。この装置は、光やＸ線、電
子ビーム、イオンビームを用いた半導体製造装置例えば
露光装置やエツチング装置に、マスクやウェハ、あるい
はその装置の構成部品等を必要に応じて固定あるいは解
放するために用いられる。図中、１１は有機物やセラミ
ックス材料で作られた絶縁性の吸着基板、１２．１３は
一対の電極、１４は絶縁性材料からなる誘電体層、１５
は試料（被吸着物）である。

この装置において、電極１２．１３間に電圧を印加する
と、導電性の試料１５を介して電界がｙ、Ｎ体層１４の
中に発生する。この結果、誘電体１ｉ１１４は誘電分極
を生じ、ある電荷を発生し、この時、試料１５と電極１
２．１３の間に静電的な吸引力を発生する。

すなわち、試料１５は誘電体層１４に静電吸着される。

このような装置において得られる吸着力は、次の一般式 ％式％（１） （εＯ：真空中の誘電率、εＳ：誘電体の比誘電率、Ｖ
：？ｌ！圧、ｄ：誘電体の厚さ、Ｓ：電極の表面積） で表される。

ところで、誘電体層１４は一般的にポリイミドフィルム
や、セラミック板を接着剤で電極に固定していたが、こ
の方法では接着剤中に気泡が出来たり、誘電体層１４を
あまり薄くできないため吸着力が弱くなるといった欠点
があった。

一方、近年の薄膜形成法の向上はめざましく、特に半導
体や磁性材料等の電子材料においてセラミック薄膜の有
用性が示され、種々研究され開発されている。その形成
方法はさまざまであるが、気相法、液相法、固相法とい
ったように３種に大別される。このうち、気相法が取り
扱いのよさ、膜の性質の良好性、再現性等の理由でもつ
とも利用されている。気相法にはさらに化学反応による
化学反応法と、蒸着等の物理的手法による物理法とがあ
る。この物理法は真空蒸着法等のように古くから行なわ
れていたがセラミックの良好な膜を得ることは難かしか
った。しかしながら、近年イオンブレーティング法また
はスパッタリング法が開発され、セラミック薄膜形成に
よい成績を収めるに到って急激に関心を集めるようにな
った。イオンブレーティング法とはイオン化したガス雰
囲気下で行なう蒸着法をいい、またスパッタリング法と
は、原理はイオンブレーティング法とよく似ているが原
料の蒸発を加熱する代わりに陽イオンの衝撃により行な
う蒸着法である。このようにして得られたセラミック薄
膜は機能面で、膜そのものが機能して有効に利用する機
能型薄膜と、あくまで腹はそれをつけられた基板材料の
性質を守り向上させるためにつけられる保護型簿膜に分
類され、それぞれ各分野で有効に利用されている。

［発明の目的］ 本発明は、上述の従来の装置の欠点である絶縁性材料層
が厚くなるための吸着力の減少や、＠着剤による汚染を
除去し、さらに吸着時の印加電圧を低圧化し、かつ使用
される絶縁性材料の選択の幅を広げることを可能とする
静電吸着保持装置を提供することを目的とする。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示す図で、第２図は同図の部
分拡大図である。第１．２図において、１はＡｊ等の熱
伝導率の良い金属やセラミック等の板材、２は板材１の
絶縁性が良くない時にイオンブレーティング法で設ける
絶縁薄膜、３は電極、４は誘電体薄膜で、絶縁性材料で
あるＡｌ２Ｏ２や５ｉ０２等のセラミック物質をイオン
ブレーティング法で形成しである。以上の板材１、絶縁
薄ｆｆ１１２、電極３および誘電体薄膜４により電極板
を構成する。５は電極板支持体、５ａは電極板支持体５
の内部に設けられた冷却媒体供給／排出部材（電極板支
持体５内の矢印は冷却媒体の流れを示す）で、本実施例
では冷却媒体として水を用いている。６は電極板支持体
５と板材１をシールするためのＯリング、７は電極板と
電極板支持体５を固定するネジである。

第３〜５図は電極板の加工手順を示す図である。

第３図において、板材１の表面に絶縁性が良く熱伝導の
良い絶縁薄膜２をイオンブレーティング法で形成する。

板材１の絶縁性がよい場合は、この工程は不要である。

第４図において、第１図で形成した絶縁薄膜２上に電極
３を形成する。この際、電極３は薄膜形成法により形成
してもよい。

第５図において、さらにこの表面全体をおおうように誘
電体薄膜４をイオンブレーティング法により形成する。

最後に、第３〜５図で示す工程を経て製作された電極板
を第１図に示すように電極板支持体５にネジ７で固定す
る。

以上の構成からなる静電吸着保持装置では、不図示の半
導体試料を誘電体層ｌｌ１Ｊ上に載置したのら、電極３
に電圧を印加し、該試料を介して電界を誘電体薄膜４中
に発生させる。この場合、誘電体簿膜４はイオンブレー
ティング法で形成されているため非常に薄く、かつ接着
剤を介して接着されているのではないので従来のように
気泡が混在することもなく、大きな静電吸着力を得られ
る。

また、同時に印加電圧を小さくしても十分な静電吸着力
を得ることができる。すなわち、前述の式（１）中のｄ
（誘電体の厚さ）を薄膜形成法により小さくすることが
可能なため、Ｆ（静電吸着力）が大きくなり、また式（
１）中の■（電圧）を小さくしたとしてもｄ（１ｍ体の
厚さ）がそれに比してさらに小さくなるためＦ（静電吸
着力）は小さくならないからである。

なお、本発明は上述実施例に限られるものではないこと
はいうまでもなく、例えば誘電体の電極形成をスパッタ
リングで行なっても多少コスト高になるが同様の結采を
得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電極上の誘電体を
非常に硬くキズのつきにくいセラミックｉ１膜で形成す
ることができるため、誘電体層部分が破損しにくく耐久
性が向上するほか、誘電体層を薄くすることができるた
め、吸着力も向上する。

また、同時に印加電圧を小さくすることができるため、
電源部も小形にすることができ危険を減らすことができ
る。さらに、電極板を電極板支持体から取り外し可能な
構造にすることで電極板部分の加工性が良くなり、同時
に誘電体および電極が破損した時も簡単に交換可能であ
るためサービス性も良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る一実施例を示す断面図、第２図
は、第１図に示す装置の部分拡大図、第３〜５図は、第
１図に示す装置の電極板部分の加工手順を示ず図、 第６図は、従来の静電吸着保持装置の断面図である。 １：板材、２：絶縁薄膜、３：電極、４：誘電体簿膜、
５：電極板支持体、５ａ：冷却媒体供給／排出部材、６
：Ｏリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性材料と少なくとも一対の電極とを積層してな
   り、該絶縁性材料表面を帯電させることにより発生する
   静電吸着力を利用して該表面に被保持物を吸着保持する
   保持装置において、上記絶縁性材料層を薄膜形成法によ
   り形成したことを特徴とする静電吸着保持装置。 ２、前記薄膜形成法が、物理蒸着法である特許請求の範
   囲第１項記載の静電吸着保持装置。 ３、前記物理蒸着法が、イオンブレーティング法または
   スパッタリング法である特許請求の範囲第２項記載の静
   電吸着保持装置。 ４、前記電極が絶縁性基板上に薄膜形成法により形成さ
   れたものである特許請求の範囲第１、２または３項記載
   の静電吸着保持装置。 ５、前記絶縁性基板が、導電性材料表面に絶縁性材料を
   薄膜形成法により被覆してなるものである特許請求の範
   囲第４項記載の静電吸着保持装置。 ６、前記絶縁性基板が、熱伝導性の良い板材を上面材料
   とする中空容器からなり、該中空部に冷却媒体を供給／
   排出する手段を有する特許請求の範囲第４または５項記
   載の静電吸着保持装置。