JPH0152899B2 - - Google Patents
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- JPH0152899B2 JPH0152899B2 JP55141046A JP14104680A JPH0152899B2 JP H0152899 B2 JPH0152899 B2 JP H0152899B2 JP 55141046 A JP55141046 A JP 55141046A JP 14104680 A JP14104680 A JP 14104680A JP H0152899 B2 JPH0152899 B2 JP H0152899B2
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- Japan
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- electrodes
- electrode
- electrostatic
- insulator
- adsorption device
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0402—Apparatus for fluid treatment
- H10P72/0418—Apparatus for fluid treatment for etching
- H10P72/0421—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
- H10P72/72—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using electrostatic chucks
- H10P72/722—Details of electrostatic chucks
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- Weting (AREA)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
Description
物体を保持、固定する方法、いわゆるチヤツキ
ングの方法としては普通には機械的方法によるメ
カニカルチヤツクが用いられるが、それが不可能
あるいは望ましくない場合には、真空チヤツク、
静電チヤツク等の方法が提案されている。このう
ち静電チヤツクは静電引力を原理とする方法で、
比較的軽量で真空中での操作を要するものに有利
である。 特に静電チヤツクが有用な場合として、半導体
装置製造工程が挙げられる。例えば、蒸着、
CVD、エツチング等の工程は真空中、または極
めて低圧下で行われるため真空チヤツクを用いる
ことができない。またメカニカルチヤツクはいか
なる形であれ、表面の一部をチヤツキングの腕が
おおうことになり、ウエハーのその部分には半導
体装置を作ることはできなく、望ましい方法とは
言えない。またメカニカルチヤツクではチヤツキ
ングの力はごく一部にしかかからないのでウエハ
ーを押しつけてそりを矯正して平坦化する等の目
的を達成したい場合等には向かない。静電チヤツ
クは真空中でも用いることができ、チヤツキング
の腕は必要でなく、チヤツキングの力も一様にか
かるので、これらの工程におけるチヤツキング方
法としては必常に有利である。 ところで静電チヤツク、すなわち静電吸着装置
としては次のような２つの型のものが既に提案さ
れている。ひとつは第１図に示すようなもので、
平面上の電極１上に絶縁物２を介して被吸着物３
を設置し、電極１と被吸着物３の間に電圧を印加
して吸着せしめるものである。これで得られる吸
着力Ｆは次の(1)式で表わされる。 Ｆ＝１／２・ε・V2／d2・Ｓ (1) ここでεは誘電率、Ｖは印加した電圧、ｄは絶
縁物層の厚さ、Ｓは電極面積を表わす。 この方法は被吸着物３と電極１との間に電圧を
印加するために被吸着物に電気的接触を取る必要
がある。このために被吸着物３として用いること
ができるのは導体、半導体、あるいは少なくとも
表面部分が導電性のものに限られる。従つて半導
体ウエハーで表面がSiO2膜のような絶縁物でお
おわれているもの等には用いることはできない。
今ひとつの例は第２図、第３図に示すようなもの
である。一対のくし型状に互いに入り組んだ電極
４，５上に絶縁物２を介して被吸着物３を設置
し、吸着せしめるもので、紙などの絶縁物を吸着
するものとして提案された。これは一対の電極間
隔を極めて狭くするよう設計されているために、
この間に強い電界が作られる。これにより被吸着
物３′に分極電荷を誘起し、それと電極上の電荷
との間で生ずる引力による吸着を原理としてい
る。なお、この方法は導電性の物体にも適用でき
るので適用範囲は広いと言えるが第１図の方法に
比べて吸着力は弱い。 本発明は半導体ウエハーのように導電性の物体
（導体、半導体を含む）およびその表面が薄い絶
縁膜でおおわれている導電性の物体両方に適用で
き、より強い吸着力を持ち、またより簡単な構造
の静電吸着装置の提供を目的とするものである。 本発明の静電吸着装置は一対の平面上の電極上
に絶縁物を介して導電性物体を設置し、前記電極
間に電圧を印加して前記物体を電極上に静電的に
吸着せしめることを特徴とする。以下図面に従つ
て本発明を詳細に説明する。 第４図は本発明による静電吸着装置の断面及び
配線を示し、第５図は電極部の平面図を表わした
ものである。一対の平面電極４，５間に約1000〜
5000V程度の電圧を印加することにより被吸着物
３を吸着することができる。電極４，５は例えば
アルミ製のものを用い絶縁物２としては例えばポ
リエチレン等を用いることができ、絶縁物２の厚
さｄは好ましくは50〜200μ程度とする。 ここで本発明の静電吸着装置の原理を説明す
る。第８図は第４図を電気的等価回路に置きかえ
たものである。被吸着物２は導電性であるから、
これと電極４，５間でそれぞれ静電容量C1C2を
持つので被吸着物と電極はコンデンサーを形成し
ていると考えることができる。また、このコンデ
ンサーは第４図の配線および被吸着物３によつて
直列に接続されている。 ここで電極４，５の電位をそれぞれV1，V2と
し被吸着物の電位をV12とすると V12＝C1／C1＋C2V1＋C2／C1＋C2V2 (2) となる。 コンデンサーに電圧を印加すると静電引力が働
くことは知られていて、その大きさは(1)式で表わ
されている。そこで、いま２つのコンデンサー
C1C2に働く電圧はそれぞれ（V12−V1）、（V12−
V2）でその電極面積をそれぞれS1S2とすると本
発明の静電吸着力Ｆ（C1C2）は Ｆ（C1C2）＝１／２ε／d2｛V12−V1）2S1 ＋（V12−V2）2S2｝ (3) となる。 ここで C1＝εS1／α、C2＝εS2／α (4) を(2)式に代入し、(2)式を３式に代入すると結局 Ｆ（C1C2）＝１／２ε／d2S1S2／S1＋S2（V2−V1）2 ＝１／２ε／d2S1S2／S1＋S2V2 (5) ここで Ｖ＝｜V1−V2｜ (6) (5)式から吸着力は絶縁物の誘電率、電極面積に
比例し、電圧の２乗に比例し、絶縁物の厚さの２
乗に反比例することがわかる。 なお、Ｆ（C1、C2）はS1＝S2＝S1＋S2／２＝Ｓ／２の とき最大となり、この時Ｆ（C1、C2）は Ｆ（C1C2）＝ε／８V2／α2・Ｓ (7) である。 以下従来のものと、本発明の静電吸着装置の性
能を実験結果に従つて比較する。実験は吸着面積
は100cm2、絶縁層の厚さ100μの静電吸着装置を作
成し、以上に述べた３例について比較した。絶縁
層の材質としてはポリエチレンを用い、被吸着物
としてはアルミ板Siウエハー、1μmのSiO2皮膜の
ついたSiウエハー、石英板について行つた。な
お、印加した電圧は1000Vである。 上記の如く行つた静電吸着装置の実験結果を表
に示す。
ングの方法としては普通には機械的方法によるメ
カニカルチヤツクが用いられるが、それが不可能
あるいは望ましくない場合には、真空チヤツク、
静電チヤツク等の方法が提案されている。このう
ち静電チヤツクは静電引力を原理とする方法で、
比較的軽量で真空中での操作を要するものに有利
である。 特に静電チヤツクが有用な場合として、半導体
装置製造工程が挙げられる。例えば、蒸着、
CVD、エツチング等の工程は真空中、または極
めて低圧下で行われるため真空チヤツクを用いる
ことができない。またメカニカルチヤツクはいか
なる形であれ、表面の一部をチヤツキングの腕が
おおうことになり、ウエハーのその部分には半導
体装置を作ることはできなく、望ましい方法とは
言えない。またメカニカルチヤツクではチヤツキ
ングの力はごく一部にしかかからないのでウエハ
ーを押しつけてそりを矯正して平坦化する等の目
的を達成したい場合等には向かない。静電チヤツ
クは真空中でも用いることができ、チヤツキング
の腕は必要でなく、チヤツキングの力も一様にか
かるので、これらの工程におけるチヤツキング方
法としては必常に有利である。 ところで静電チヤツク、すなわち静電吸着装置
としては次のような２つの型のものが既に提案さ
れている。ひとつは第１図に示すようなもので、
平面上の電極１上に絶縁物２を介して被吸着物３
を設置し、電極１と被吸着物３の間に電圧を印加
して吸着せしめるものである。これで得られる吸
着力Ｆは次の(1)式で表わされる。 Ｆ＝１／２・ε・V2／d2・Ｓ (1) ここでεは誘電率、Ｖは印加した電圧、ｄは絶
縁物層の厚さ、Ｓは電極面積を表わす。 この方法は被吸着物３と電極１との間に電圧を
印加するために被吸着物に電気的接触を取る必要
がある。このために被吸着物３として用いること
ができるのは導体、半導体、あるいは少なくとも
表面部分が導電性のものに限られる。従つて半導
体ウエハーで表面がSiO2膜のような絶縁物でお
おわれているもの等には用いることはできない。
今ひとつの例は第２図、第３図に示すようなもの
である。一対のくし型状に互いに入り組んだ電極
４，５上に絶縁物２を介して被吸着物３を設置
し、吸着せしめるもので、紙などの絶縁物を吸着
するものとして提案された。これは一対の電極間
隔を極めて狭くするよう設計されているために、
この間に強い電界が作られる。これにより被吸着
物３′に分極電荷を誘起し、それと電極上の電荷
との間で生ずる引力による吸着を原理としてい
る。なお、この方法は導電性の物体にも適用でき
るので適用範囲は広いと言えるが第１図の方法に
比べて吸着力は弱い。 本発明は半導体ウエハーのように導電性の物体
（導体、半導体を含む）およびその表面が薄い絶
縁膜でおおわれている導電性の物体両方に適用で
き、より強い吸着力を持ち、またより簡単な構造
の静電吸着装置の提供を目的とするものである。 本発明の静電吸着装置は一対の平面上の電極上
に絶縁物を介して導電性物体を設置し、前記電極
間に電圧を印加して前記物体を電極上に静電的に
吸着せしめることを特徴とする。以下図面に従つ
て本発明を詳細に説明する。 第４図は本発明による静電吸着装置の断面及び
配線を示し、第５図は電極部の平面図を表わした
ものである。一対の平面電極４，５間に約1000〜
5000V程度の電圧を印加することにより被吸着物
３を吸着することができる。電極４，５は例えば
アルミ製のものを用い絶縁物２としては例えばポ
リエチレン等を用いることができ、絶縁物２の厚
さｄは好ましくは50〜200μ程度とする。 ここで本発明の静電吸着装置の原理を説明す
る。第８図は第４図を電気的等価回路に置きかえ
たものである。被吸着物２は導電性であるから、
これと電極４，５間でそれぞれ静電容量C1C2を
持つので被吸着物と電極はコンデンサーを形成し
ていると考えることができる。また、このコンデ
ンサーは第４図の配線および被吸着物３によつて
直列に接続されている。 ここで電極４，５の電位をそれぞれV1，V2と
し被吸着物の電位をV12とすると V12＝C1／C1＋C2V1＋C2／C1＋C2V2 (2) となる。 コンデンサーに電圧を印加すると静電引力が働
くことは知られていて、その大きさは(1)式で表わ
されている。そこで、いま２つのコンデンサー
C1C2に働く電圧はそれぞれ（V12−V1）、（V12−
V2）でその電極面積をそれぞれS1S2とすると本
発明の静電吸着力Ｆ（C1C2）は Ｆ（C1C2）＝１／２ε／d2｛V12−V1）2S1 ＋（V12−V2）2S2｝ (3) となる。 ここで C1＝εS1／α、C2＝εS2／α (4) を(2)式に代入し、(2)式を３式に代入すると結局 Ｆ（C1C2）＝１／２ε／d2S1S2／S1＋S2（V2−V1）2 ＝１／２ε／d2S1S2／S1＋S2V2 (5) ここで Ｖ＝｜V1−V2｜ (6) (5)式から吸着力は絶縁物の誘電率、電極面積に
比例し、電圧の２乗に比例し、絶縁物の厚さの２
乗に反比例することがわかる。 なお、Ｆ（C1、C2）はS1＝S2＝S1＋S2／２＝Ｓ／２の とき最大となり、この時Ｆ（C1、C2）は Ｆ（C1C2）＝ε／８V2／α2・Ｓ (7) である。 以下従来のものと、本発明の静電吸着装置の性
能を実験結果に従つて比較する。実験は吸着面積
は100cm2、絶縁層の厚さ100μの静電吸着装置を作
成し、以上に述べた３例について比較した。絶縁
層の材質としてはポリエチレンを用い、被吸着物
としてはアルミ板Siウエハー、1μmのSiO2皮膜の
ついたSiウエハー、石英板について行つた。な
お、印加した電圧は1000Vである。 上記の如く行つた静電吸着装置の実験結果を表
に示す。
【表】
従来例(2) 第２図のもの
表の結果からわかるように、本発明の静電吸着
装置は導体、半導体およびその表面に薄い絶縁皮
膜のついたものいずれにも適用でき、その吸着力
は従来のものと比べると第１図のものより弱い
が、第２，３図のものよりは約２倍程度強い。以
上に述べた特性から判断すると、半導体ウエハー
のように表面にSiO2、SiO3N4等の絶縁皮膜でお
おわれたりするものの静電吸着装置としては以上
３例のうちでは最も有利であり、また構造が簡単
なため制作上も有利である。 また第６図、第７図は電極形状を変えた本発明
の静電吸着装置の他の態様を示し、第６図は電極
を４分割し、電極４，５が点対称である例を示
し、第７図は同心円状電極４，５を有する静電吸
着装置を示す。
表の結果からわかるように、本発明の静電吸着
装置は導体、半導体およびその表面に薄い絶縁皮
膜のついたものいずれにも適用でき、その吸着力
は従来のものと比べると第１図のものより弱い
が、第２，３図のものよりは約２倍程度強い。以
上に述べた特性から判断すると、半導体ウエハー
のように表面にSiO2、SiO3N4等の絶縁皮膜でお
おわれたりするものの静電吸着装置としては以上
３例のうちでは最も有利であり、また構造が簡単
なため制作上も有利である。 また第６図、第７図は電極形状を変えた本発明
の静電吸着装置の他の態様を示し、第６図は電極
を４分割し、電極４，５が点対称である例を示
し、第７図は同心円状電極４，５を有する静電吸
着装置を示す。
第１図および第２，３図は従来の静電吸着装
置、第４，５図は本発明の静電吸着装置の説明図
である。第６，７図は本発明の別の形態のものを
示し、第８図は第４図の等価回路を表わす。 図において３，３′は被吸着物、２は絶縁物、
１，４，５は電極を表わす。
置、第４，５図は本発明の静電吸着装置の説明図
である。第６，７図は本発明の別の形態のものを
示し、第８図は第４図の等価回路を表わす。 図において３，３′は被吸着物、２は絶縁物、
１，４，５は電極を表わす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対の電極上に絶縁物を介して導電性物体も
しくは表面が絶縁性膜で被覆された導電性物体を
設置し、前記電極間に電圧を印加し、前記物体を
前記電極上に静電的に吸着せしめる静電吸着装置
において、 該電極がその外周に凹凸部のない平面電極であ
り、該物体が吸着されたとき、該物体と対向する
該一対の平面電極の合計面積が、該物体と該絶縁
物との接触面積にほぼ等しいことを特徴とする静
電吸着装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55141046A JPS5764950A (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Electrostatically attracting device and method therefor |
| US06/304,902 US4384918A (en) | 1980-09-30 | 1981-09-23 | Method and apparatus for dry etching and electrostatic chucking device used therein |
| EP81304409A EP0049588B1 (en) | 1980-09-30 | 1981-09-24 | Method and apparatus for dry etching and electrostatic chucking device used therein |
| DE8181304409T DE3171924D1 (en) | 1980-09-30 | 1981-09-24 | Method and apparatus for dry etching and electrostatic chucking device used therein |
| IE2268/81A IE52318B1 (en) | 1980-09-30 | 1981-09-29 | Method and apparatus for dry etching and electrostatic chucking device used therein |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55141046A JPS5764950A (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Electrostatically attracting device and method therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5764950A JPS5764950A (en) | 1982-04-20 |
| JPH0152899B2 true JPH0152899B2 (ja) | 1989-11-10 |
Family
ID=15282984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55141046A Granted JPS5764950A (en) | 1980-09-30 | 1980-10-08 | Electrostatically attracting device and method therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5764950A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001297971A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Ulvac Japan Ltd | 露光装置 |
| JP2001358193A (ja) * | 2000-06-13 | 2001-12-26 | Ulvac Japan Ltd | 静電吸着装置、基板搬送装置、真空処理装置及び基板保持方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848434A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-22 | Toshiba Corp | 静電チヤツク装置 |
| JP2633516B2 (ja) * | 1982-10-29 | 1997-07-23 | 株式会社東芝 | 試料加工装置および試料搬送方法 |
| JP2582410B2 (ja) * | 1988-04-26 | 1997-02-19 | 東陶機器株式会社 | 静電チャック基板 |
| JP2514255B2 (ja) * | 1989-09-19 | 1996-07-10 | 富士通株式会社 | 静電チャック |
| JP3238925B2 (ja) * | 1990-11-17 | 2001-12-17 | 株式会社東芝 | 静電チャック |
| JP2503364B2 (ja) * | 1992-08-20 | 1996-06-05 | 富士通株式会社 | ウエハの静電吸着装置、ウエハの静電吸着方法、ウエハの離脱方法及びドライエッチング方法 |
| JP2006049357A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toto Ltd | 静電チャックおよび静電チャックを搭載した装置 |
| JP5936361B2 (ja) | 2012-01-12 | 2016-06-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
-
1980
- 1980-10-08 JP JP55141046A patent/JPS5764950A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001297971A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Ulvac Japan Ltd | 露光装置 |
| JP2001358193A (ja) * | 2000-06-13 | 2001-12-26 | Ulvac Japan Ltd | 静電吸着装置、基板搬送装置、真空処理装置及び基板保持方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5764950A (en) | 1982-04-20 |
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