KR101429593B1 - 교류구동 정전 척 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 교류구동 정전 척은 피흡착물을 적재하는 측의 주면에 형성된 돌기부와 상기 돌기부의 주변에 형성된 저면부를 갖는 유전체 기판과, 상기 유전체 기판에 설치된 전극을 구비하고, 상기 전극은 서로 이간해서 설치된 복수의 전극요소를 포함하고, 서로 다른 위상의 교류전압이 상기 복수의 전극요소의 각각에 인가 가능하게 되며, 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소의 형상에 따라서 소정의 간격으로 상기 주면 상에 배치된 것을 특징으로 한다. 적재면측에 형성된 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 억제할 수 있다.

Description

교류구동 정전 척{ALTERNATING CURRENT DRIVE ELECTROSTATIC CHUCK}
본 발명의 형태는 일반적으로 교류구동 정전 척에 관한 것이다.
에칭, CVD(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링, 이온주입, 애싱, 노광, 검사 등을 행하는 기판 처리장치에 있어서, 피흡착물(반도체 웨이퍼나 유리 기판 등)을 흡착하여 지지하는 수단으로서 정전 척이 사용되고 있다.
여기에서, 정전 척의 적재면과 피흡착물이 마찰되면 파티클이 발생할 우려가 있다. 또한, 정전 척의 적재면과 피흡착물의 접촉면적이 커지면 피흡착물의 흡착 탈리 응답성이 나빠질 우려가 있다.
그 때문에, 정전 척의 적재면측에 돌기부를 형성함으로써 접촉면적을 작게 하여 파티클 오염의 억제와 피흡착물의 흡착 탈리 응답성의 향상을 도모하는 기술이 알려져 있다.
한편, 다상 교류전압을 인가함으로써 피흡착 기판의 이탈시에 제전(除電)의 처리를 필요로 하지 않고, 피흡착 기판의 진동이 없는 정전 척 장치가 있다(특허문헌 1). 그러나, 특허문헌 1에 기재된 정전 척 장치에서는 다상 전극과 피흡착 기판 사이에 교류전압을 인가하기 때문에 다상 전극 중 어느 하나와 피흡착 기판 사이의 전압이 제로로 되는 순간이 존재한다. 이것에 따라 인가되는 전압이 제로로 되는 전극 상에 위치하는 피흡착 기판의 부분에 있어서는 흡착력이 국소적으로 제로가 된다. 그 때문에, 피흡착 기판이 국소적으로 진동하거나, 피흡착 기판과 정전 척 장치의 적재면이 국소적으로 마찰될 우려가 있는 것이 본 발명자의 독자적인 검토의 결과 밝혀졌다.
이것에 의하면, 정전 척의 적재면측에 돌기부가 형성된 경우에는 돌기부와 피흡착 기판이 국소적으로 마찰되어 돌기부의 일부가 국소적으로 손상될 우려가 있다.
일본 특허 공개 2003-332412호 공보
본 발명은 상기 과제의 인식에 의거하여 이루어진 것이며, 적재면측에 형성된 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 억제할 수 있는 교류구동 정전 척을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일형태에 의하면, 피흡착물을 적재하는 측의 주면에 형성된 돌기부와 상기 돌기부의 주변에 형성된 저면부를 갖는 유전체 기판과, 상기 유전체 기판에 설치된 전극을 구비하고, 상기 전극은 서로 이간해서 설치된 복수의 전극요소를 포함하고, 서로 다른 위상의 교류전압이 상기 복수의 전극요소의 각각에 인가 가능하게 되고, 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소의 형상에 따라서 소정의 간격으로 상기 주면 상에 배치된 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이 제공된다.
도 1(a)∼도 1(c)는 본 발명의 실시형태에 의한 교류구동 정전 척을 예시하기 위한 단면 모식도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척의 변형예를 예시하기 위한 단면 모식도이다.
도 3은 본 실시형태의 전극의 패턴을 예시하는 평면 모식도이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 5는 비교예에 의한 교류구동 정전 척의 전극의 패턴을 예시하는 평면 모식도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 비교예에 의한 교류구동 정전 척의 전극과 돌기부의 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 돌기부의 국소적인 손상을 설명하기 위한 평면 모식도이다.
도 8(a)∼도 8(c)는 돌기부를 확대해서 바라 본 확대 모식도이다.
도 9는 직류구동 정전 척의 돌기부를 확대해서 바라 본 확대 모식도이다.
도 10은 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척을 이용하여 본 발명자가 실시한 피흡착물의 변위량의 측정 결과 및 시뮬레이션 결과의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 11은 도 10에 나타낸 측정 결과 및 시뮬레이션 결과에 있어서의 측정 위치 및 데이터 위치를 나타내는 평면 모식도이다.
도 12는 비교예에 의한 교류구동 정전 척을 이용하여 본 발명자가 실시한 피흡착물의 변위량의 측정 결과 및 시뮬레이션 결과의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 측정 결과 및 시뮬레이션 결과에 있어서의 측정 위치 및 데이터 위치를 나타내는 평면 모식도이다.
도 14는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 15는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 16은 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 17(a) 및 도 17(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 18(a) 및 도 18(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 19(a) 및 도 19(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 20(a) 및 도 20(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 21은 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
도 22(a) 및 도 22(b)는 본 실시형태의 돌기부를 선택적으로 배치한 단면 모식도이다.
도 23(a) 및 도 23(b)는 돌기부의 지름을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 24는 본 실시형태의 전극 패턴의 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 25는 본 실시형태의 전극 패턴의 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 26은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 27은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 28은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 29는 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 30은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 31은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 32는 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
도 33은 전극 폭과 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 34는 전극 간격과 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 35는 돌기 피치와 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 36은 접촉면적비와 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 37은 돌기 지름과 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 38은 돌기부의 최상면의 표면조도와 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
제 1 발명은 피흡착물을 적재하는 측의 주면에 형성된 돌기부와 상기 돌기부의 주변에 형성된 저면부를 갖는 유전체 기판과, 상기 유전체 기판에 설치된 전극을 구비하고, 상기 전극은 서로 이간해서 설치된 복수의 전극요소를 포함하고, 서로 다른 위상의 교류전압이 상기 복수의 전극요소의 각각에 인가 가능하게 되고, 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소의 형상에 따라서 소정의 간격으로 상기 주면 상에 배치된 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면, 돌기부가 복수의 전극요소의 형상에 따라서 소정의 간격으로 유전체 기판의 주면 상에 배치됨으로써 피흡착물의 변위를 대략 균일화하면서 그 진동을 제어할 수 있다. 또한, 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 피흡착물의 진동을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 3 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상이 아닌 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 피흡착물의 진동을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 4 발명은 제 2 발명에 있어서, 상기 복수의 전극요소의 각각은 연장하는 부분을 갖고, 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선 상이 아닌 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 피흡착물의 진동을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 5 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 복수의 전극요소 중의 인접하는 전극요소 사이에 형성된 간극은 연장하는 부분을 갖고, 상기 돌기부는 상기 간극을 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선 상이 아닌 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 피흡착물의 진동을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 6 발명은 제 4 발명에 있어서, 복수의 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 중심선에 대하여 대칭의 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 피흡착물의 진동을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 7 발명은 제 5 발명에 있어서, 복수의 상기 돌기부는 상기 간극을 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 중심선에 대하여 대칭의 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 피흡착물의 진동을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 8 발명은 제 2 발명에 있어서, 상기 복수의 전극요소 중의 인접하는 전극요소 사이에 형성된 간극은 연장하는 부분을 갖고, 복수의 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선에 대하여 대칭의 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 피흡착물의 진동을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 9 발명은 제 2 발명에 있어서, 상기 복수의 전극요소의 각각은 연장하는 부분을 갖고, 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 10 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 복수의 전극요소 중의 인접하는 전극요소 사이에 형성된 간극은 연장하는 부분을 갖고, 상기 돌기부는 상기 간극을 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 11 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 주면의 중앙부에 배치된 이웃하는 돌기부끼리의 간격은 상기 주면의 외주부에 배치된 이웃하는 돌기부끼리의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면, 돌기부는 유전체 기판의 주면의 외주부보다 유전체 기판의 주면의 중앙부에 있어서 밀집되어 있다. 그 때문에, 유전체 기판의 주면의 외주부에 배치된 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 12 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 주면의 중앙부에 배치된 이웃하는 전극끼리의 간격은 상기 주면의 외주부에 배치된 이웃하는 전극끼리의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면, 전극은 유전체 기판의 주면의 외주부보다 유전체 기판의 주면의 중앙부에 있어서 밀집되어 있다. 그 때문에, 돌기부는 유전체 기판의 주면의 외주부보다 유전체 기판의 주면의 중앙부에 있어서 밀집된다. 그 때문에, 유전체 기판의 주면의 외주부에 배치된 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 13 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 상기 주면의 전체 면적에 대한 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 최상면 면적의 비율은, 상기 주면의 전체 면적에 대한 외주부에 배치된 상기 돌기부의 최상면 면적의 비율보다 높은 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면, 유전체 기판의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부의 피흡착물과의 접촉면적은 유전체 기판의 주면의 외주부에 배치된 돌기부의 피흡착물과의 접촉면적보다 넓다. 그 때문에, 유전체 기판의 주면의 외주부에 배치된 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 14 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 주면의 외주부에 배치된 상기 돌기부의 지름은 상기 주면의 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 지름과 동일하거나 또는 상기 주면의 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
예를 들면, 이 교류구동 정전 척이 이온주입을 행하는 기판 처리장치에 있어서 사용될 경우에는, 빔이 조사되기 때문에 반도체 웨이퍼 등의 피흡착물이 열팽창할 우려가 있다. 피흡착물이 열팽창하면 유전체 기판의 주면의 외주부에 배치된 돌기부는 유전체 기판의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부보다 깎이기 쉽다. 이 교류구동 정전 척에 의하면, 유전체 기판의 주면의 외주부에 배치된 돌기부의 지름은 유전체 기판의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부의 지름과 동일하거나 또는 유전체 기판의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부의 지름보다 크다. 그 때문에, 유전체 기판의 주면의 외주부에 배치된 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 15 발명은 제 9 발명에 있어서, 상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 상기 주면의 외주부에 배치된 상기 돌기부는 상기 주면의 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 배치 패턴보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
또한, 제 16 발명은 제 10 발명에 있어서, 상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 상기 주면의 외주부에 배치된 상기 돌기부는 상기 주면의 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 배치 패턴보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되기 쉬운 특이점을 저감할 수 있다.
또한, 제 17 발명은 제 9 발명에 있어서, 상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부는 상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째 이외에 배치된 돌기부의 배치 패턴보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
또한, 제 18 발명은 제 10 발명에 있어서, 상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기는 상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째 이외에 배치된 돌기부의 배치 패턴보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척이다.
이 교류구동 정전 척에 의하면 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되기 쉬운 특이점을 저감할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도면 중, 같은 구성요소에는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 적당하게 생략한다.
도 1(a)∼도 1(c)는 본 발명의 실시형태에 의한 교류구동 정전 척을 예시하기 위한 단면 모식도이다.
또한, 도 1(a)는 교류구동 정전 척을 예시하기 위한 단면 모식도이다. 도 1(b)는 도 1(a)에 나타낸 A부의 확대 모식도이다. 도 1(c)는 접촉식 조도계를 이용하여 도 1(b)에 나타낸 B부를 측정한 그래프도이다.
도 1(a) 및 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 교류구동 정전 척(1)은 기대(2)와, 유전체 기판(3)과, 전극(4)을 구비한다.
기대(2)의 한쪽 주면[전극(4) 측의 표면]에는 무기재료로 이루어지는 절연체층(5)이 형성되어 있다. 또한, 유전체 기판(3)은 피흡착물을 적재하는 측의 주면(적재면측)에 형성된 돌기부(3a)와, 돌기부(3a)의 주변에 형성된 저면부(3b)를 갖고 있다. 이 돌기부(3a)의 최상면이 반도체 웨이퍼 등의 피흡착물을 적재할 때에 적재면으로 된다.
또한, 전극(4)이 설치된 유전체 기판(3)의 주면과 절연체층(5)이 설치된 기대(2)의 주면이 절연성 접착제로 접착되어 있다. 이 절연성 접착제가 경화된 것이 접합층(6)으로 된다. 또한, 도 1(a)에 나타낸 교류구동 정전 척(1)은 유전체 기판(3)과 절연체층(5)을 접합한 구조를 갖지만, 도 2(a) 및 도 2(b)에서 후술하는 바와 같이 전극을 유전체 기판에 내장한 구조를 갖고 있어도 좋다.
여기에서, 본원 명세서에 있어서의 「최상면」에 대하여 설명한다.
도 1(c)에 나타낸 바와 같이, 본원 명세서에 있어서의 「최상면」이란 돌기부(3a)의 중심축으로부터 나누어 L2의 길이의 범위 내에 있는 부분을 말한다. 여기에서, L2는 돌기부(3a)의 저부의 길이(L1)의 80%의 길이이다.
돌기부(3a)의 최상면(3a1)은, 예를 들면 곡면을 갖고 있다. 최상면(3a1)의 외측은 곡면이여도 좋고, 직선상의 면이어도 좋다.
전극(4)과, 전원(10a) 및 전원(10b)은 전선(9)으로 각각 접속되어 있다. 또한, 전선(9)은 기대(2)을 관통하도록 해서 설치되어 있지만, 전선(9)과 기대(2)는 절연되어 있다. 도 1(a)∼도 1(c)에 예시를 한 교류구동 정전 척(1)은 정극, 부극의 전극을 서로 인접시키도록 해서 유전체 기판(3)에 형성시킨 소위 쌍극형 정전 척이다. 단, 이것만에 한정되는 것은 아니고, 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척(1)은 3극형, 기타 다극형이라도 좋다. 또한, 전극의 수, 형상, 배치도 적당하게 변경할 수 있다. 이것에 대해서는 뒤에 상세히 설명한다.
또한, 교류구동 정전 척(1)을 관통하도록 관통구멍(11)이 형성되어 있다. 관통구멍(11)의 일단은 저면부(3b)에 개구되어 있다. 관통구멍(11)의 타단은 도시하지 않은 압력 제어수단이나 유량 제어수단을 통해서 도시하지 않은 가스 공급수단과 접속되어 있다. 도시하지 않은 냉각용 기체의 가스 공급수단은 헬륨 가스 또는 아르곤 가스 등을 공급한다. 그리고, 저면부(3b)를 형성함으로써 만들어진 공간(3c)은 공급된 가스의 통로가 된다. 공간(3c)끼리는 각각 연통되어 공급된 가스가 전체에 고루 퍼지게 되어 있다.
또한, 반도체 웨이퍼 등의 피흡착물을 적재했을 때에 피흡착물의 외주부를 지지하는 위치에 있어서, 도시하지 않은 링 형상의 돌기부가 배치되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 상술한 가스가 누출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상술한 가스 공급용의 관통구멍(11) 이외의 관통구멍이 형성되어 있을 경우에는, 그 관통구멍의 주위에 도시하지 않은 링 형상의 돌기부가 배치되어 있어도 좋다. 이에 따라 상술한 가스가 누출되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 관통구멍(11)과 연통하는 방사상이나 동심원상의 도시하지 않은 가스 분배 홈(오목형상의 홈)을 저면부(3b)에 형성할 수 있다. 이러한 가스 분배 홈을 형성하도록 하면 가스 분배 속도를 빠르게 할 수 있다.
기대(2)는, 예를 들면 알루미늄 합금이나 구리 등과 같은 열전도율이 높은 금속에 의해 형성되어 있다. 그리고, 기대(2)의 내부에는 냉각액 또는 가열액이 흐르는 유로(8)가 형성되어 있다. 또한, 유로(8)는 반드시 형성되어 있지 않아도 좋지만, 피흡착물의 온도 제어의 관점으로부터는 형성되어 있는 쪽이 바람직하다.
또한, 기대(2)의 한쪽 주면에 설치된 절연체층(5)은, 예를 들면 알루미나(Al2O3)나 이트리아(Y2O3) 등의 다결정체에 의해 형성되어 있다. 또한, 절연체층(5)의 열전도율은 접합층(6)의 열전도율보다 높은 것이 바람직하다. 이 경우, 절연체층(5)의 열전도율은 2W/mK 이상인 것이 보다 바람직하다. 그렇게 하면, 접합층 단독의 경우보다 열전달성이 양호하게 되고, 피흡착물의 온도 제어성과 면내온도의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
접합층(6)의 열전도율은 보다 높은 것이 바람직하다. 예를 들면, 접합층(6)의 열전도율은 1W/mK 이상인 것이 바람직하고, 1.6W/mK 이상이면 보다 바람직하다. 이러한 열전도율은, 예를 들면 실리콘이나 에폭시 수지 등에 알루미나나 질화알루미늄을 필러로서 첨가함으로써 얻어진다. 또한, 첨가의 비율로 열전도율을 조정할 수도 있다.
접합층(6)의 두께는 열전달성을 고려하면 가능한 한 얇은 편이 바람직하다. 한편, 기대(2)의 열팽창율과 유전체 기판(3)의 열팽창율 차에 기인하는 열 전단응력에 의해 접합층(6)이 박리되는 것 등을 고려하면, 접합층(6)의 두께는 가능한 한 두꺼운 편이 바람직하다. 그 때문에, 접합층(6)의 두께는 이것들을 고려해서 0.1㎜ 이상 0.3㎜ 이하인 것이 바람직하다.
유전체 기판(3)에는 정전 척에 요구되는 다양한 요구에 의해 여러 가지 재료를 사용할 수 있다. 이 경우, 열전도율, 전기절연의 신뢰성을 고려하면, 유전체 기판(3)은 다결정 세라믹스 소결체에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 다결정 세라믹스 소결체로서는, 예를 들면 알루미나, 이트리아, 질화알루미늄, 탄화규소 등으로 이루어지는 다결정 세라믹스 소결체 등을 예시할 수 있다.
유전체 기판(3) 재료의 체적저항율은, 예를 들면 정전 척의 사용 온도 영역[예를 들면, 실온(25℃ 정도)]에서 108Ω㎝ 이상이다.
또한, 본원 명세서에 있어서의 체적저항율은 JIS 규격(JIS C 2141: 1992 전기절연용 세라믹스 재료 시험 방법)에 나타내어지는 방법을 이용하여 측정한 값이다. 이 경우의 측정에 대해서는 정전 척의 사용 온도 영역에서 행할 수 있다.
전극(4)의 재료로서는 산화티타늄, 티타늄의 단체 또는 티타늄과 산화티타늄의 혼합체, 질화티타늄, 탄화티타늄, 텅스텐, 금, 은, 구리, 알루미늄, 크롬, 니켈, 금-백금 합금 등을 예시할 수 있다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척의 변형예를 예시하기 위한 단면 모식도이다.
또한, 도 2(a)는 교류구동 정전 척을 예시하기 위한 단면 모식도이다. 도 2(b)는 도 2(a)에 나타낸 F부의 확대 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1a)에 있어서는 유전체 기판(30)의 내부에 전극(4)이 매입되어 있다. 즉, 유전체 기판(30)의 내부에 전극(4)이 내장되어 있다.
이러한 교류구동 정전 척(1a)은, 예를 들면 그린 시트 인쇄 적층법 등을 이용하여 제조된다.
예를 들면, 우선 다결정 세라믹스 성형체(예를 들면, 다결정 알루미나 성형체)로 이루어지는 그린 시트에 텅스텐 페이스트를 스크린 인쇄함으로써 전극(4)을 형성한다. 그 후, 전극(4)을 매설하도록 복수의 그린 시트를 가압 적층하여 소성 전의 적층체를 형성한다. 이 적층체를 원하는 형상으로 절삭 가공하고, 원하는 분위기 중에 있어서 소성함으로써 전극(4)이 내부에 매설된 유전체 기판(30)을 제조할 수 있다.
도 3은 본 실시형태의 전극의 패턴을 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 4(a) 및 도 4(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 5는 비교예에 의한 교류구동 정전 척의 전극의 패턴을 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 6(a) 및 도 6(b)는 비교예에 의한 교류구동 정전 척의 전극과 돌기부의 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 4(a) 및 도 6(a)는 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때의 교류구동 정전 척을 나타내는 평면 모식도이다. 도 4(b)는 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도이다. 도 6(b)는 도 6(a)에 나타낸 D부의 확대 모식도이다.
도 3 및 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척(1)은 복수의 전극(4)을 갖는다. 바꿔 말하면, 전극(4)은 복수의 전극요소를 포함한다. 복수의 전극요소의 각각은 서로 이간해서 설치되어 있다. 그 때문에, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 서로 이웃하는 전극(4)끼리의 사이에는 전극(4)이 배치되어 있지 않은 부분(간극)(14)이 존재한다. 그리고, 도 3 및 도 4(a)에 나타낸 교류구동 정전 척(1)에서는, 복수의 전극요소는 대략 소용돌이 형상으로 배치되어 있다. 복수의 전극요소의 각각에는 서로 다른 위상의 교류전압을 인가할 수 있다.
도 3 및 도 4(a)에 나타낸 교류구동 정전 척(1)에서는 6극의 전극(4)이 설치되어 있다. 그리고, 6극 중 2극씩의 전극(4)이 쌍을 이루고 있다. 즉, 6극의 전극(4)은 3쌍을 이루고 있다. 그 때문에, 도 3 및 도 4(a)에 나타낸 패턴을 갖는 전극(4)에는 삼상 교류전압이 인가된다. 예를 들면, 임의의 순간을 보았을 때에 제 1의 쌍를 이루는 전극(4)(제 1상 전극)에는 플러스 극성의 전압이 인가된다. 제 2의 쌍를 이루는 전극(4)(제 2상 전극)에는 마이너스 극성의 전압이 인가된다. 제 3의 쌍을 이루는 전극(4)(제 3상 전극)에는 전압이 인가되지 않는다. 즉, 제 3의 쌍을 이루는 전극(4)에 인가되는 전압은 제로가 된다. 이러한 삼상 교류전압의 인가 패턴이 시간의 경과에 따라 스위칭된다.
이것에 대하여, 도 5 및 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 비교예에 의한 교류구동 정전 척(1b)에서는 전극(4)이 연장되는 방향에 대하여 수직 방향으로 보았을 때의 전극(4)의 폭(이하, 설명의 편의상 「전극 폭」이라고 함)은, 도 3 및 도 4(a)에 나타낸 교류구동 정전 척(1)의 전극(4)의 전극 폭보다 넓다.
비교예에 의한 교류구동 정전 척(1b)에서는 도 3, 도 4(a) 및 도 4(b)에 관해서 상술한 교류구동 정전 척(1)과 마찬가지로, 전극(4)은 복수의 전극요소를 포함한다. 복수의 전극요소의 각각은 서로 이간해서 설치되어 있다. 그 때문에, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 서로 이웃하는 전극(4)끼리의 사이에는 간극(14)이 존재한다. 복수의 전극요소의 각각에는 서로 다른 위상의 교류전압을 인가할 수 있다.
도 6(a) 및 도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 비교예에 의한 교류구동 정전 척(1b)에서는, 돌기부(3a)는 유전체 기판(3) 상의 대략 전체에 걸쳐 대략 등간격으로 대략 균일하게 배치되어 있다. 바꿔 말하면, 돌기부(3a)는 복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴에 따르지 않고 대략 등간격으로 배치되어 있다. 즉, 돌기부(3a)는 복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴과는 무관하게 대략 등간격으로 배치되어 있다. 본 발명자의 검토의 결과, 이러한 경우에는 돌기부(3a)와 피흡착물이 국소적으로 마찰되어 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상될 우려가 있는 것을 알 수 있었다. 이것에 대해서 도면을 참조하면서 더 설명한다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 돌기부의 국소적인 손상을 설명하기 위한 평면 모식도이다.
또한, 도 8(a)∼도 8(c)는 돌기부를 확대해서 바라 본 확대 모식도이다.
또한, 도 9는 직류구동 정전 척의 돌기부를 확대해서 바라 본 확대 모식도이다.
또한, 도 7(a)는 제 2상 전극(4b)에 인가되는 전압이 제로인 경우를 예시하는 평면 모식도이다. 도 7(b)는 제 3상 전극(4c)에 인가되는 전압이 제로인 경우를 예시하는 평면 모식도이다. 도 7(a) 및 도 7(b)에서는 기대(2) 및 절연체층(5)을 생략하고 있다. 또한, 도 8(a)는 도 7(a)에 나타낸 E부의 확대 모식도이다. 도 8(b)는 도 7(b)에 나타낸 G부의 확대 모식도이다.
우선, 도 9를 참조하면서 직류구동 정전 척에 있어서의 피흡착물의 작용에 대하여 설명한다.
직류구동 정전 척에 있어서는 전극에 직류전압이 인가되면, 피흡착물(20)은 직류구동 정전 척에 흡착되어 유지된다. 이 때, 피흡착물(20)은 돌기부(3a)와 접촉한다. 계속해서, 전극에 인가하는 직류전압을 제로로 하면, 피흡착물(20)에 작용하고 있던 흡착력이 해제되어 피흡착물(20)을 직류구동 정전 척으로부터 이탈시킬 수 있다. 계속해서, 다른 피흡착물(20)에 대해서도 같은 동작이 행하여진다. 그 때문에, 도 9에 나타낸 화살표와 같이 피흡착물(20)과 돌기부(3a)의 접촉 또는 충돌이 반복되어 피흡착물(20)과 돌기부(3a)가 진동하는 일은 거의 없다. 그 때문에, 돌기부(3a)와 피흡착물(20)이 국소적으로 마찰되어 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상될 우려는 적다.
이것에 대하여, 예를 들면 흡착 탈리 응답성의 향상 등을 도모하기 위해서 교류구동 정전 척이 사용되는 경우가 있다. 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 제 1상 전극(4a) 및 제 3상 전극(4c)에 전압이 인가되고, 제 2상 전극(4b)에는 전압이 인가되고 있지 않는 임의의 순간에서는 제 1상 전극(4a) 및 제 3상 전극(4c) 상에 위치하는 피흡착물(20)의 부분은 흡착력에 의해 교류구동 정전 척(1)에 흡착되어 유지된다. 이 때, 제 1상 전극(4a) 및 제 3상 전극(4c) 상에 위치하는 피흡착물(20)의 부분은 돌기부(3a)와 접촉한다.
한편으로, 도 7(a)에 나타낸 임의의 순간에서는 제 2상 전극(4b)에는 전압이 인가되고 있지 않기 때문에, 제 2상 전극(4b) 상에 위치하는 피흡착물(20)의 부분에는 흡착력은 작용하지 않는다. 그 때문에, 제 2상 전극(4b) 상에 위치하는 피흡착물(20)의 부분은 공급 가스의 영향으로 돌기부(3a)의 최상면(접촉면)으로부터 부상하여 돌기부(3a)로부터 멀어지는 방향으로 변위한다. 이 때, 도 8(a)에 나타낸 바와 같이 돌기부(3a)와 피흡착물(20)이 국소적으로 마찰됨으로써 돌기부(3a)가 손상을 받을 우려가 있다.
계속해서, 삼상 교류전압의 인가 패턴이 시간의 경과에 따라 스위칭된다. 그리고, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 제 1상 전극(4a) 및 제 2상 전극(4b)에 전압이 인가되고, 제 3상 전극(4c)에는 전압이 인가되고 있지 않는 임의의 순간에서는, 제 1상 전극(4a) 및 제 2상 전극(4b) 상에 위치하는 피흡착물(20)의 부분은 흡착력에 의해 교류구동 정전 척(1)에 흡착되어 유지된다. 이 때, 제 1상 전극(4a) 및 제 2상 전극(4b) 상에 위치하는 피흡착물(20)의 부분은 돌기부(3a)와 접촉한다.
한편으로, 도 7(b)에 나타낸 임의의 순간에서는 제 3상 전극(4c)에는 전압이 인가되고 있지 않기 때문에 제 3상 전극(4c) 상에 위치하는 피흡착물(20)의 부분에는 흡착력은 작용하지 않는다. 그 때문에, 제 3상 전극(4c) 상에 위치하는 피흡착물(20)의 부분은 돌기부(3a)의 최상면으로부터 부상하여 돌기부(3a)로부터 멀어지는 방향으로 변위한다. 이 때, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이 도 8(a)에 관해서 상술한 돌기부(3a)와 피흡착물(20)이 국소적으로 마찰되는 개소와는 다른 개소에 있어서 돌기부(3a)와 피흡착물(20)이 국소적으로 마찰된다. 이것에 의해, 도 8(a)에 관해서 상술한 돌기부(3a)가 손상을 받는 개소와는 다른 개소에 있어서 돌기부(3a)가 손상을 받을 우려가 있다.
계속해서, 삼상 교류전압의 인가 패턴이 시간의 경과에 따라서 순차적으로 스위칭되어 도 8(a)에 관해서 상술한 상태와, 도 8(b)에 관해서 상술한 상태가 반복되면, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상될 우려가 있다. 그렇게 하면, 도 8(c)에 나타낸 바와 같이 국소적으로 손상된 돌기부(3a)의 일부가 파손되어 파티클이 발생할 우려가 있다. 즉, 피흡착물(20)과 돌기부(3a)의 충돌 뿐만 아니라 피흡착물(20)과 돌기부(3a)의 마찰이 반복하여 발생하면, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되어 파손될 우려가 있다.
본 발명자의 검토의 결과, 이러한 국소적인 손상은 서로 이웃하는 전극(4)끼리의 경계부의 근방 또는 간극(14)의 근방에 있어서 비교적으로 발생하기 쉬운 것을 알 수 있었다. 또한, 전극(4)의 전극 폭이 보다 넓으면 상술한 국소적인 손상이 비교적으로 발생하기 쉬운 것을 알 수 있었다.
그래서, 도 4(a) 및 도 4(b)로 되돌아와서 설명하면, 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척(1)에서는 돌기부(3a)는 복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴에 따라서 소정의 간격으로 배치되어 있다. 「복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴에 따라서」라고 하는 것은, 예를 들면 「복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴을 반영해서」, 「복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴을 따라서」, 「복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴을 모방하여」, 「복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴과 정합해서」, 및 「복수의 전극요소의 형상 또는 복수의 전극요소의 패턴에 의거하여」 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것으로 한다. 이것들에 대해서는 뒤에 구체예를 들어서 설명한다.
이것에 의하면, 돌기부(3a)로부터 멀어지는 방향으로의 피흡착물(20)의 변위를 대략 균일화하면서 그 진동을 제어할 수 있다. 또한, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 존재한다. 또한, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 복수의 전극요소의 각각은 연장하는 부분을 갖는다. 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 복수의 전극요소의 각각의 부분의 연장하는 방향으로 연장되는 중심선(4d)(이하, 설명의 편의상 「전극의 중심선」이라고 함) 상에 존재한다. 이것에 의해, 피흡착물(20)의 변위량을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 배치된 이웃하는 전극(4)끼리의 간격은 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 이웃하는 전극(4)끼리의 간격보다 좁다. 바꿔 말하면, 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 배치된 전극(4)의 전극 폭은 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 전극(4)의 전극 폭보다 좁다. 즉, 전극(4)은 유전체 기판(3)의 주면의 외주부보다 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 있어서 밀집되어 있다.
그 때문에, 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 배치된 이웃하는 돌기부(3a)끼리의 간격은 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 이웃하는 돌기부(3a)끼리의 간격보다 좁다. 즉, 돌기부(3a)는 유전체 기판(3)의 주면의 외주부보다 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 있어서 밀집되어 있다. 그 때문에, 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 유전체 기판(3)의 주면 전체의 면적에 대한 중앙부에 배치된 돌기부(3a)의 최상면의 면적의 비율은, 유전체 기판(3)의 주면 전체의 면적에 대한 외주부에 배치된 돌기부(3a)의 최상면의 면적의 비율보다 높다. 이것에 의하면, 동일면적으로 비교했을 경우에 있어서 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부(3a)의 피흡착물(20)과의 접촉면적(최상면의 면적)은, 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 돌기부(3a)의 피흡착물(20)과의 접촉면적(최상면의 면적)보다 넓다. 또한, 유전체 기판(3)의 외주부 및 도시하지 않는 관통구멍 주위의 적어도 어느 하나에 링 형상의 돌기부가 형성되었을 경우에는, 돌기부(3a)의 최상면의 면적은 링 형상의 돌기부의 최상면의 면적을 포함하는 것으로 한다.
도 10은 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척을 이용하여 본 발명자가 실시한 피흡착물의 변위량의 측정 결과 및 시뮬레이션 결과의 일례를 예시하는 그래프도이다.
또한, 도 11은 도 10에 나타낸 측정 결과 및 시뮬레이션 결과에 있어서의 측정 위치 및 데이터 위치를 나타내는 평면 모식도이다.
또한, 도 12는 비교예에 의한 교류구동 정전 척을 이용하여 본 발명자가 실시한 피흡착물의 변위량의 측정 결과 및 시뮬레이션 결과의 일례를 예시하는 그래프도이다.
또한, 도 13은 도 12에 나타낸 측정 결과 및 시뮬레이션 결과에 있어서의 측정 위치 및 데이터 위치를 나타내는 평면 모식도이다.
우선, 도 12 및 도 13을 참조하면서 비교예에 의한 교류구동 정전 척에 있어서의 변위량의 측정 결과 및 시뮬레이션(CAE) 결과의 일례에 대하여 설명한다. 도 12에 나타낸 그래프도의 가로축은 측정 위치 및 판독한 데이터 위치를 나타낸다. 도 12에 나타낸 그래프도의 세로축은 피흡착물(20)의 변위량을 나타낸다.
본 측정 및 본 시뮬레이션에서는 공간(3c)[도 1(a), 도 1(b), 도 2(a) 및 도 2(b) 참조]에 공급하는 가스의 압력을 20Torr로 설정했다. 측정 위치 및 판독한 데이터 위치는 도 13에 나타낸 바와 같다.
도 12에 나타낸 그래프도와 같이, 위치 a∼위치 k 중에서 위치 a 및 위치 b에 있어서의 피흡착물(20)의 변위량이 다른 위치의 변위량보다 크다. 시료(1) 및 시료(2)의 교류구동 정전 척(1)에서는 위치 a 및 위치 b에 있어서의 피흡착물(20)의 변위량은 약 6㎛∼7㎛ 정도이다. 또한, 시뮬레이션의 교류구동 정전 척(1)에서는 위치 a 및 위치 b에 있어서의 피흡착물(20)의 변위량은 약 4㎛∼5㎛ 정도이다.
한편, 위치 a∼위치 k 중에서 위치 j 및 위치 k에 있어서의 피흡착물(20)의 변위량은 다른 위치의 변위량보다 작다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 위치 j 및 위치 k는 전극(4)의 전극 폭이 다른 위치와 비교하면 좁은 위치이다. 이것에 의해, 전극(4)의 전극 폭을 보다 좁게 하면 피흡착물(20)의 변위량을 보다 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
이것에 대하여, 도 10 및 도 11을 참조하면서 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척에 있어서의 변위량의 측정 결과 및 시뮬레이션 결과의 일례에 대하여 설명한다. 도 10에 나타낸 그래프도의 가로축은 측정 위치 및 판독한 데이터 위치를 나타낸다. 도 10에 나타낸 그래프도의 세로축은 피흡착물(20)의 변위량을 나타낸다.
본 측정 및 본 시뮬레이션에서는 1×10-3파스칼(㎩)로 감압한 챔버 내에 있어서, 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척(1) 상에 12인치 사이즈의 반도체 웨이퍼를 적재했다. 공간(3c)[도 1(a), 도 1(b), 도 2(a) 및 도 2(b) 참조]에 공급하는 가스의 압력은 20Torr이다. 전극(4)에 인가한 교류전압은 1000볼트(V)이다. 이러한 조건 하에서 레이저 변위계를 이용하여, 도 11에 나타낸 측정 위치에 있어서의 변위량을 측정했다. 또한 시뮬레이션에 있어서는 도 11에 나타낸 위치의 데이터를 판독했다.
도 10에 나타낸 그래프도와 같이, 위치 1∼16의 모두에 있어서의 피흡착물(20)의 변위량은 실측 및 시뮬레이션 모두 약 0.2㎛ 이하로 되었다. 즉, 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척에서는 피흡착물(20)의 변위량을 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.
도 14는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 14는 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도에 상당한다.
도 14에 나타낸 배치 관계에서는, 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상이 아닌 위치에 존재한다. 즉, 돌기부(3a)는 전극(4)을 유전체 기판(3)의 주면에 투영했을 때의 간극(14) 상에 존재한다. 또한, 도 14에 나타낸 바와 같이 간극(14)은 연장하는 부분을 갖는다. 돌기부(3a)는 간극(14)을 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 간극(14) 부분의 연장하는 방향으로 연장되는 중심선(14d)(이하, 설명의 편의상 「간극의 중심선」이라고 함) 상에 존재한다. 이것에 의해, 피흡착물(20)의 변위량을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 15는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 15는 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도에 상당한다.
도 15에 나타낸 배치 관계에서는, 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 존재한다. 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 전극(4)의 중심선(4d) 상이 아닌 위치에 존재한다.
또한, 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 전극(4)의 중심선(4d)과 전극(4)의 단부(4e)의 중간 위치에 존재한다. 단, 돌기부(3a)의 위치는 이것만에 한정되는 것은 아니다. 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상이며 전극(4)의 중심선(4d) 상이 아닌 위치, 또한 전극(4)의 중심선(4d)으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 존재하면 좋다. 바꿔 말하면, 돌기부(3a)의 배치 주기가 전극(4) 패턴의 배치 주기의 정수배의 위치에 존재하면 좋다. 이것에 의해, 피흡착물(20)의 변위량을 더욱 억제할 수 있다.
도 16은 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 16은 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도에 상당한다.
도 16에 나타낸 배치 관계에서는, 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상이 아닌 위치에 존재한다. 돌기부(3a)는 간극(14)을 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 간극(14)의 중심선(14d) 상이 아닌 위치에 존재한다.
또한, 돌기부(3a)는 간극(14)을 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 간극(14)의 중심선(14d)과 간극(14)의 단부(14e)의 중간 위치에 존재한다. 단, 돌기부(3a)의 위치는 이것만에 한정되는 것은 아니다. 돌기부(3a)는 간극(14)을 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상이며 간극(14)의 중심선(14d) 상이 아닌 위치, 또한 간극(14)의 중심선(14d)으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 존재하면 좋다. 바꿔 말하면, 돌기부(3a)의 배치 주기가 간극(14) 패턴의 배치 주기의 정수배의 위치에 존재하면 좋다. 이것에 의해, 피흡착물(20)의 변위량을 더욱 억제할 수 있다.
도 17(a) 및 도 17(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 17(a)는 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도에 상당한다.
도 17(b)는 도 17(a)에 나타낸 절단면 A-A에 있어서의 단면 모식도이다.
도 17(a) 및 도 17(b)에 나타낸 배치 관계에서는, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 존재한다. 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 전극(4)의 중심선(4d) 상이 아닌 위치에 존재한다.
또한, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 전극(4)의 중심선(4d)에 대하여 대칭의 위치에 존재한다. 복수의 돌기부(3a)의 위치는 도 17(a) 및 도 17(b)에 나타낸 위치[예를 들면 전극(4)의 단부(4e)의 위치]에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 전극(4)의 중심선(4d)에 대하여 대칭의 위치에 존재하면, 전극(4)의 단부(4e)의 위치 가 아니라 전극(4)의 중심선(4d)과 전극(4)의 단부(4e)의 중간 위치에 존재해도 좋다. 이것에 의해, 피흡착물(20)의 변위량을 더욱 억제할 수 있다.
도 18(a) 및 도 18(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 18(a)는 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도에 상당한다.
도 18(b)는 도 18(a)에 나타낸 절단면 B-B에 있어서의 단면 모식도이다.
도 18(a) 및 도 18(b)에 나타낸 배치 관계에서는, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 존재한다.
또한, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 간극(14)의 중심선(14d)에 대하여 대칭의 위치에 존재한다. 복수의 돌기부(3a)의 위치는 도 18(a) 및 도 18(b)에 나타낸 위치[예를 들면 전극(4)의 중심선(4d)의 위치]에 한정되는 것은 아니다. 이것에 의해, 피흡착물(20)의 변위량을 더욱 억제할 수 있다.
도 19(a) 및 도 19(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 19(a)는 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도에 상당한다. 도 19(b)는 도 19(a)에 나타낸 절단면 C-C에 있어서의 단면 모식도이다.
도 19(a) 및 도 19(b)에 나타낸 배치 관계에서는, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상이 아닌 위치에 존재한다.
또한, 복수의 돌기부(3a)는 간극(14)을 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 간극(14)의 중심선(14d)에 대하여 대칭의 위치에 존재한다. 복수의 돌기부(3a)의 위치는 간극(14)의 중심선(14d)과 간극(14)의 단부(14e)(도 16 참조)의 중간 위치에 한정되는 것은 아니다. 이것에 의해, 피흡착물(20)의 변위량을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 도 18(a) 및 도 18(b)에 관해서 상술한 배치 관계를 갖는 돌기부(3a)와, 도 19(a) 및 도 19(b)에 관해서 상술한 배치 관계를 갖는 돌기부(3a)는, 혼재되어 있어도 좋다. 즉, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 위 및 간극(14)을 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 간극(14)의 중심선(14d)에 대하여 대칭의 위치에 존재하고 있어도 좋다.
도 20(a) 및 도 20(b)는 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 20(a)는 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도에 상당한다. 도 20(b)는 도 20(a)에 나타낸 절단면 D-D에 있어서의 단면 모식도이다.
도 20(a) 및 도 20(b)에 나타낸 배치 관계에서는, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 존재한다.
또한, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 복수의 전극(4)[도 20(a) 및 도 20(b)에서는 5개의 전극(4)] 중 1개의 전극(4)의 중심선(4d)에 대하여 대칭의 위치에 존재한다. 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 반드시 존재하고 있지 않아도 좋다. 즉, 복수의 돌기부(3a)는 복수의 전극(4) 중 1개의 전극(4)의 중심선(4d)에 대하여 대칭의 위치에 존재하면, 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영했을 때의 간극(14) 상에 존재하고 있어도 된다. 이것에 의해, 피흡착물(20)의 변위량을 더욱 억제할 수 있다.
도 21은 본 실시형태의 전극과 돌기부의 또 다른 배치 관계를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 22(a) 및 도 22(b)는 본 실시형태의 돌기부를 선택적으로 배치한 단면 모식도이다.
또한, 도 21은 도 4(a)에 나타낸 C부의 확대 모식도에 상당한다. 도 22(a)는 돌기부가 전극(4)의 중심선(4d) 상에 존재할 경우를 예시하는 단면 모식도이다. 도 22(b)는 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부가 전극(4)의 중심선(4d)보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치되었을 경우를 예시하는 단면 모식도이다.
본 발명자의 검토의 결과, 상대적으로 큰 손상을 받고 있는 돌기부(3a)는 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부(3a)에 비교적으로 많이 포함되는 것을 알 수 있었다.
또한, 도 7(a)∼도 8(c)에 관해서 상술한 바와 같이, 삼상 교류전압의 인가 패턴이 시간의 경과에 따라 스위칭됨으로써 피흡착물(20)은 국소적으로 돌기부(3a)로부터 부상하거나 돌기부(3a)와 접촉하거나 하는 등의 진동을 한다. 본 발명자의 검토의 결과, 피흡착물(20)의 변위량은 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때의 외주부에 있어서 보다 큰 것을 알 수 있었다.
이것에 대해서, 도 22(a) 및 도 22(b)를 참조하면서 설명한다. 도 22(a)에 나타낸 교류구동 정전 척에서는, 돌기부(3a)는 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 전극(4)의 중심선(4d) 상에 존재한다. 이 때, 도 22(a)에 나타낸 제 1상 전극(4a)은 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주에 배치된 전극(4)인 것으로 한다. 이것에 대하여, 도 22(b)에 나타낸 교류구동 정전 척에서는, 복수의 전극요소를 유전체 기판(3)의 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 최외주로부터 2주째 이외에 배치된 돌기부(3a)는 전극(4)의 중심선(4d) 상에 존재한다. 한편, 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부(3a)는 전극(4)의 중심선(4d)보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치되어 있다. 이 때, 도 22(b)에 나타낸 제 1상 전극(4a)은 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주에 배치된 전극(4)인 것으로 한다.
여기에서, 최외주의 전극(4)[도 22(a) 및 도 22(b)에서는 제 1상 전극(4a)]에 전압이 인가되고 있지 않을 경우에는, 도 22(a) 및 도 22(b)에 나타낸 파선과 같이, 피흡착물(20)은 최외주로부터 2주째의 전극(4)[도 22(a) 및 도 22(b)에서는 제 2상 전극(4b)] 상의 돌기부(3a)를 기점으로 해서 각각 변형한다. 이 때, 도 22(b)에 나타낸 교류구동 정전 척에서는 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부(3a)가 전극(4)[제 2상 전극(4b)]의 중심선(4d)보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치되어 있기 때문에, 도 22(b)에 나타낸 피흡착물(20)의 변위량(h2)은 도 22(a)에 나타낸 피흡착물(20)의 변위량(h1)보다 작다. 그 때문에, 피흡착물(20)의 외주부의 변위량을 저감하기 위해서는 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부(3a)는 외주 방향 근처에 배치되는 것이 보다 바람직하다.
그래서, 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척(1)에서는, 유전체 기판(3)의 주면의 외주부 근방의 돌기부(3a)는 다른 돌기부(3a)의 배치 패턴보다 외주 방향으로 선택적으로 이동시킨 위치에 배치되어 있다. 예를 들면, 도 21에 나타낸 바와 같이 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째 이외에 배치된 돌기부(3a)는 전극(4)의 중심선(4d) 상에 존재한다. 한편, 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부(3a2)는 전극(4)의 중심선(4d)보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치되어 있다. 이것에 의하면, 본 발명자의 검토의 결과 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부(3a2) 상에 위치하는 피흡착물(20) 부분의 변위를 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 그 때문에 돌기부(3a, 3a2)의 일부가 국소적으로 손상되기 쉬운 특이점을 저감할 수 있다.
도 23(a) 및 도 23(b)는 돌기부의 지름을 설명하기 위한 단면 모식도이다. 또한, 도 23(a)는 유전체 기판의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부를 나타내는 단면 모식도이다. 도 23(b)는 유전체 기판의 주면의 외주부에 배치된 돌기부를 나타내는 단면 모식도이다.
예를 들면, 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척이 이온주입을 행하는 기판 처리장치에 있어서 사용될 경우에는, 빔이 조사되기 때문에 반도체 웨이퍼 등의 피흡착물(20)이 열팽창할 우려가 있다. 본 발명자의 검토의 결과, 피흡착물(20)이 열팽창하면 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 돌기부(3a)는 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부(3a)보다 깎이기 쉬운 것을 알 수 있었다.
그래서, 도 23(a) 및 도 23(b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 의한 교류구동 정전 척(1)에서는, 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 돌기부(3a)의 지름(L4)은 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부(3a)의 지름(L3)보다 크다. 또는, 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 돌기부(3a)의 지름(L4)은 유전체 기판(3)의 주면의 중앙부에 배치된 돌기부(3a)의 지름(L3)과 대략 동일하다. 즉, 돌기부(3a)의 지름은 유전체 기판(3)의 주면의 전체에 걸쳐 대략 동일하다.
또한, 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때의 돌기부(3a)의 형상이 원이 아닐 경우에는, 돌기부(3a)의 지름이란 원 상당 직경을 말하는 것으로 한다. 본원 명세서에 있어서, 「원 상당 직경」이란 대상으로 하는 평면 형상의 면적과 같은 면적을 갖는 원을 상정하고, 그 원의 직경을 말하는 것으로 한다. 예를 들면, 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때의 돌기부(3a)의 형상이 다각형일 경우에는, 원 상당 직경은 그 다각형의 면적과 같은 면적을 갖는 원의 직경을 의미한다.
이것에 의하면, 피흡착물(20)이 열팽창한 경우에도 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 돌기부(3a)가 깎이거나 손상을 받거나 하는 것을 억제할 수 있다.
이어서, 본 실시형태의 전극 패턴의 변형예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 24는 본 실시형태의 전극 패턴의 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
또한, 도 24는 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때의 교류구동 정전 척을 나타내는 평면 모식도이다. 이것은 도 25∼도 32에 관해서 후술하는 변형예에 대해서도 마찬가지이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1c)의 전극(4)은 부채꼴을 이룬다. 그리고, 부채꼴을 이루는 전극(4)이 둘레 방향으로 대략 균일하게 배치되어 있다.
도 25는 본 실시형태의 전극 패턴의 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1d)의 전극(4)은 삼각형을 이룬다. 단, 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 전극(4)은 삼각형이 아니고, 삼각형 중 1변이 유전체 기판(3)의 외주의 형상을 모방한 형상을 보인다. 그리고, 전극(4)이 유전체 기판(3)의 주면의 전체에 걸쳐 대략 균일하게 배치되어 있다.
도 26은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1e)의 전극(4)은 사각형을 이룬다. 단, 유전체 기판(3)의 주면의 외주부에 배치된 전극(4)은 사각형이 아니라, 사각형 또는 삼각형 중 1변이 유전체 기판(3)의 외주의 형상을 모방한 형상을 보인다. 그리고, 전극(4)이 유전체 기판(3)의 주면의 전체에 걸쳐 대략 균일하게 배치되어 있다.
도 27은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1f)의 전극(4)은 부채꼴의 일부의 형상을 보인다. 그리고, 2점 쇄선으로 나타낸 부채꼴(4f)의 내부에 있어서의 복수의 전극(4)이 1개의 군을 형성하고 있다. 복수의 전극(4)에 의해 군이 형성된 부채꼴(4f)은 둘레 방향으로 대략 균일하게 배치되어 있다.
도 28은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1g)의 전극(4)은 육각형을 보인다. 그리고, 전극(4)은 유전체 기판(3)의 주면의 전체에 걸쳐 예를 들면 허니콤 형상과 같이 배치되어 있다.
도 29는 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1h)의 전극(4)은 복수의 전극요소를 포함한다. 복수의 전극요소는 대략 소용돌이 형상으로 배치되어 있다. 본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1h)에서는 6극의 전극(4)이 설치되어 있다. 그리고, 6극 중 2극씩의 전극(4)이 쌍을 이루고 있다. 즉, 6극의 전극(4)은 3쌍을 이루고 있다. 그 때문에, 본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1h)의 전극(4)에는 삼상 교류전압이 인가된다.
도 30은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1i)의 전극(4)은 복수의 전극요소를 포함한다. 복수의 전극요소는 대략 동심원 형상으로 배치되어 있다. 본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1i)에서는 6극의 전극(4)이 설치되어 있다. 그리고, 6극 중 2극씩의 전극(4)이 쌍을 이루고 있다. 즉, 6극의 전극(4)은 3쌍을 이루고 있다. 그 때문에, 본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1i)의 전극(4)에는 삼상 교류전압이 인가된다.
도 31은 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1j)의 전극(4)은 빗살모양을 보인다. 본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1j)에서는 6극의 전극(4)이 설치되어 있다. 그리고, 6극 중 2극씩의 전극(4)이 쌍을 이루고 있다. 그리고, 쌍을 이루는 전극(4)은 한쪽 전극(4)의 서로 이웃하는 빗살끼리의 사이에, 다른쪽 전극(4)의 빗살이 들어가도록 배치되어 있다. 6극의 전극(4)은 3쌍을 이루고 있다. 그 때문에, 본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1i)의 전극(4)에는 삼상 교류전압이 인가된다.
도 32는 본 실시형태의 전극 패턴의 또 다른 변형예를 예시하는 평면 모식도이다.
본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1k)의 전극(4)은 복수의 전극요소를 포함한다. 복수의 전극요소는 동심원 형상으로 배치되어 있다. 본 변형예에 의한 교류구동 정전 척(1k)에서는 5극의 전극(4)이 설치되어 있다.
이상, 도 24∼도 32를 참조하면서 본 실시형태의 전극(4) 패턴의 변형예를 예시했다. 이들 전극(4) 패턴에 있어서도, 전극(4)과 돌기부(3a)의 배치 관계가 도 4(a), 도 4(b) 및 도 14∼도 21에 관해서 상술한 배치 관계를 가짐으로써, 도 4(a), 도 4(b) 및 도 14∼도 21에 관해서 상술한 효과와 동일한 효과가 얻어진다.
이어서, 본 실시형태의 전극(4) 및 돌기부(3a)에 관한 주된 수치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 33은 전극 폭과 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 33에 나타낸 가로축은 전극(4)의 전극 폭을 나타낸다. 도 33에 나타낸 세로축은 유전체 기판(3)의 내충격지수를 나타낸다. 본원 명세서에 있어서 「내충격지수」는 「인장강도(항장력)/충격응력(충격값)」으로 정의된다.
도 7(a)∼도 8(c)에 관해서 상술한 바와 같이, 피흡착물(20)은 교류전압의 인가 패턴에 따라 국소적으로 변위 또는 진동한다. 이것에 의해, 돌기부(3a)는 손상을 받을 우려가 있다. 돌기부(3a)가 손상을 받는 정도는, 예를 들면 유전체 기판(3)의 재료 등에 의존한다. 도 1(a)∼도 1(c)에 관해서 상술한 바와 같이, 유전체 기판(3)은 예를 들면 다결정 세라믹스 소결체에 의해 형성된다. 다결정 세라믹스 소결체로서는, 예를 들면 알루미나, 이트리아, 질화알루미늄, 탄화규소 등으로 이루어지는 다결정 세라믹스 소결체 등을 예시할 수 있다.
단, 유전체 기판(3)의 재료는 이것만에 한정되지 않고, 예를 들면 실리콘 러버 등의 고분자 화합물이나, 예를 들면 폴리이미드(PI) 등의 수지 등이라도 좋다. 그래서, 본 발명자는 유전체 기판(3)의 재료 특유의 수치로 일원화해서 표현하기 위해서 상술한 내충격지수를 정의했다. 유전체 기판(3)으로의 충격은 보다 작은 쪽이 바람직하다. 그 때문에, 내충격지수는 보다 낮은 쪽이 바람직하다.
도 33에 나타낸 바와 같이, 고분자 화합물의 내충격지수를 고려하면, 전극(4)의 전극 폭은 약 30㎜ 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수지의 내충격지수를 고려하면, 전극(4)의 전극 폭은 약 20㎜ 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 알루미나의 내충격지수를 고려하면, 전극(4)의 전극 폭은 약 10㎜ 정도 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이것들에 의하면, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 34는 전극 간격과 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 34에 나타낸 가로축은 이웃하는 전극(4)끼리의 간격을 나타낸다. 이웃하는 전극(4)끼리의 간격이란, 즉 간극(14)이 연장되는 방향에 대하여 수직 방향으로 보았을 때의 간극(14)의 폭이다. 도 34에 나타낸 세로축은 유전체 기판(3)의 내충격지수를 나타낸다. 내충격지수는 도 33에 관해서 상술한 바와 같다.
도 34에 나타낸 바와 같이, 고분자 화합물의 내충격지수를 고려하면 이웃하는 전극(4)끼리의 간격은 약 10㎜ 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수지의 내충격지수를 고려하면 이웃하는 전극(4)끼리의 간격은 약 6㎜ 정도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 알루미나의 내충격지수를 고려하면 이웃하는 전극(4)끼리의 간격은 약 2㎜ 정도 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이것들에 의하면, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 35는 돌기 피치와 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 35에 나타낸 가로축은 이웃하는 돌기부(3a)끼리의 중심간의 간격(도트 피치)을 나타낸다. 도 35에 나타낸 세로축은 유전체 기판(3)의 내충격지수를 나타낸다. 내충격지수는 도 33에 관해서 상술한 바와 같다.
도 35에 나타낸 바와 같이, 고분자 화합물의 내충격지수를 고려하면 이웃하는 돌기부(3a)끼리의 중심간의 간격은 약 30㎜ 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수지의 내충격지수를 고려하면 이웃하는 돌기부(3a)끼리의 중심간의 간격은 약 20㎜ 정도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 알루미나의 내충격지수를 고려하면 약 10㎜ 정도 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이것들에 의하면, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 36은 접촉면적비와 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 36에 나타낸 가로축은 유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 유전체 기판(3)의 주면 전체의 면적에 대한 돌기부(3a)의 최상면의 면적 비율(접촉면적비)을 나타낸다. 또한, 유전체 기판(3)의 외주부 및 도시하지 않은 관통구멍 주위의 적어도 어느 하나에 링 형상의 돌기부가 형성되었을 경우에는, 돌기부(3a)의 최상면의 면적은 링 형상의 돌기부의 최상면의 면적을 포함하는 것으로 한다. 도 36에 나타낸 세로축은 유전체 기판(3)의 내충격지수를 나타낸다. 내충격지수는 도 33에 관해서 상술한 바와 같다.
도 36에 나타낸 바와 같이, 고분자 화합물의 내충격지수를 고려하면 접촉면적비는 약 70퍼센트(%) 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수지의 내충격지수를 고려하면 접촉면적비는 약 50% 정도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 알루미나의 내충격지수를 고려하면 접촉면적비는 약 10% 정도 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이것들에 의하면, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 37은 돌기 지름과 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 37에 나타낸 가로축은 돌기부(3a)의 지름을 나타낸다. 도 37에 나타낸 세로축은 유전체 기판(3)의 내충격지수를 나타낸다. 내충격지수는 도 33에 관해서 상술한 바와 같다.
유전체 기판(3)의 주면에 대하여 수직으로 보았을 때의 돌기부(3a)의 형상이 원이 아닐 경우에는, 돌기부(3a)의 지름이란 원 상당 직경을 말하는 것으로 한다. 「원 상당 직경」이란 도 23(a) 및 도 23(b)에 관해서 상술한 바와 같다.
도 37에 나타낸 바와 같이, 고분자 화합물의 내충격지수를 고려하면 돌기부(3a)의 지름은 약 φ20㎜ 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수지의 내충격지수를 고려하면 돌기부(3a)의 지름은 약 φ10㎜ 정도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 알루미나의 내충격지수를 고려하면 돌기부(3a)의 지름은 약 φ2㎜ 정도 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이것들에 의하면, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 38은 돌기부의 최상면의 표면조도와 내충격지수의 관계의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 38에 나타낸 가로축은 돌기부(3a)의 최상면의 산술평균조도(Ra)를 나타낸다. 또한, 유전체 기판(3)의 외주부 및 도시하지 않은 관통구멍 주위의 적어도 어느 하나에 링 형상의 돌기부가 형성되었을 경우에는, 돌기부(3a)의 최상면은 링 형상의 돌기부의 최상면을 포함하는 것으로 한다. 도 38에 나타낸 세로축은 유전체 기판(3)의 내충격지수를 나타낸다. 내충격지수는 도 33에 관해서 상술한 바와 같다.
도 38에 나타낸 바와 같이, 고분자 화합물의 내충격지수를 고려하면 돌기부(3a)의 최상면의 산술평균조도(Ra)는 약 1㎛ 정도 이하인 것이 바람직하다. 또한, 수지의 내충격지수를 고려하면 돌기부(3a)의 최상면의 산술평균조도(Ra)는 약 0.7㎛ 정도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 알루미나의 내충격지수를 고려하면 돌기부(3a)의 최상면의 산술평균조도(Ra)는 약 0.3㎛ 정도 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것들에 의하면, 돌기부(3a)의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것들의 기술에 한정되는 것은 아니다. 상술의 실시형태에 관해서 당업자가 적당하게 설계변경을 가한 것도 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들면, 교류구동 정전 척(1) 등이 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 재질, 배치 등이나 돌기부(3a)나 전극(4)의 설치 형태 등은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니고 적당하게 변경할 수 있다.
또한, 전극(4)에 인가되는 교류전압의 파형으로서는, 예를 들면 정현파나 구형파 등을 들 수 있지만, 이것만에 한정되는 것은 아니다. 전극(4)에 인가되는 교류전압의 실효값이나 진폭이나 위상에 대해서도 특별하게 한정되는 것은 아니다. 전극(4)에 인가되는 교류전압의 주파수로서는, 예를 들면 약 0.1헤르츠(Hz)∼500Hz 정도를 들 수 있지만, 이것만에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는 기술적으로 가능한 한에 있어서 조합시킬 수 있고, 이것들을 조합시킨 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 형태에 의하면 적재면측에 형성된 돌기부의 일부가 국소적으로 손상되는 것을 억제할 수 있는 교류구동 정전 척이 제공된다.
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k : 교류구동 정전 척
2 : 기대 3 : 유전체 기판
3a : 돌기부 3a1 : 최상면
3a2 : 돌기부 3b : 저면부
3c : 공간 4 : 전극
4a : 제 1상 전극 4b : 제 2상 전극
4c : 제 3상 전극 4d : 중심선
4e : 단부 4f : 부채꼴
5 : 절연체층 6 : 접합층
8 : 유로 9 : 전선
10a, 10b : 전원 11 : 관통구멍
14 : 간극 14d : 중심선
14e : 단부 20 : 피흡착물
30 : 유전체 기판

Claims (18)

  1. 피흡착물을 적재하는 측의 주면에 형성된 돌기부와 상기 돌기부의 주변에 형성된 저면부를 갖는 유전체 기판과,
    상기 유전체 기판에 설치된 전극을 구비하고,
    상기 전극은 서로 이간해서 설치된 복수의 전극요소를 포함하고,
    서로 다른 위상의 교류전압이 상기 복수의 전극요소의 각각에 인가 가능하게 되고,
    상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소의 각각의 형상에 따라서 소정의 간격으로 상기 주면 상에 복수 배치되고, 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  2. 피흡착물을 적재하는 측의 주면에 형성된 돌기부와 상기 돌기부의 주변에 형성된 저면부를 갖는 유전체 기판과,
    상기 유전체 기판에 설치된 전극을 구비하고,
    상기 전극은 서로 이간해서 설치된 복수의 전극요소를 포함하고,
    서로 다른 위상의 교류전압이 상기 복수의 전극요소의 각각에 인가 가능하게 되고,
    상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소의 각각의 형상에 따라서 소정의 간격으로 상기 주면 상에 복수 배치되고, 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상이 아닌 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전극요소의 각각은 연장하는 부분을 갖고,
    상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선 상이 아닌 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 전극요소 중의 인접하는 전극요소 사이에 형성된 간극은 연장하는 부분을 갖고,
    상기 돌기부는 상기 간극을 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선 상이 아닌 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  5. 제 3 항에 있어서,
    복수의 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 중심선에 대하여 대칭의 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  6. 제 4 항에 있어서,
    복수의 상기 돌기부는 상기 간극을 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 중심선에 대하여 대칭의 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전극요소 중의 인접하는 전극요소 사이에 형성된 간극은 연장하는 부분을 갖고,
    복수의 상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선에 대하여 대칭의 위치에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전극요소의 각각은 연장하는 부분을 갖고,
    상기 돌기부는 상기 복수의 전극요소를 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 전극요소 중의 인접하는 전극요소 사이에 형성된 간극은 연장 하는 부분을 갖고,
    상기 돌기부는 상기 간극을 상기 주면에 투영한 투영면 상에 있어서 상기 부분의 상기 연장하는 방향으로 연장되는 중심선 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주면의 중앙부에 배치된 이웃하는 돌기부끼리의 간격은 상기 주면의 외주부에 배치된 이웃하는 돌기부끼리의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주면의 중앙부에 배치된 이웃하는 전극끼리의 간격은 상기 주면의 외주부에 배치된 이웃하는 전극끼리의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 상기 주면의 전체 면적에 대한 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 최상면 면적의 비율은, 상기 주면의 전체 면적에 대한 외주부에 배치된 상기 돌기부의 최상면 면적의 비율보다 높은 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주면의 외주부에 배치된 상기 돌기부의 지름은 상기 주면의 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 지름과 동일하거나 또는 상기 주면의 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  14. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 상기 주면의 외주부에 배치된 상기 돌기부는 상기 주면의 중앙부에 배치된 상기 돌기부의 배치 패턴보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
  15. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째에 배치된 돌기부는, 상기 주면에 대하여 수직으로 보았을 때에 최외주로부터 2주째 이외에 배치된 돌기부의 배치 패턴보다 외주 방향으로 선택적으로 이동한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 교류구동 정전 척.
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