JPH11220013A - 静電チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 吸着した被吸着体の汚染が少ない静電チャッ
クを提供すること。 【解決手段】 電極２と、その上に設けられた絶縁層３
とを有し、電極２に電圧を印加することにより、絶縁層
３上に被吸着体Ｗを静電吸着する静電チャックであり、
絶縁層３の表面に突起６を有し、さらに突起６を有する
絶縁層４が樹脂シート７により覆われている。また、絶
縁層の表面に存在する突起の上面の面積が、絶縁層全面
積に対して５〜３０％である。また、絶縁層の表面に存
在する突起の高さが５〜２５μｍである。また、電極
と、その上に設けられた絶縁層とを有し、電極に電圧を
印加することにより、絶縁層上に被吸着体を静電吸着す
る静電チャックであって、電極の表面に突起を有し、突
起を有する電極が絶縁層として機能する樹脂シートによ
り覆われている。また、樹脂シートの厚さが１００μｍ
以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極上に絶縁層を
有し、電極に電圧を印加することにより、絶縁層上に半
導体ウエハ等の被吸着体を静電吸着する静電チャックに
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置においては、減圧雰囲気
中で半導体ウエハ等の被処理基板を吸着固定するための
治具として静電チャックが用いられている。静電チャッ
クは、電極とその上に設けられた絶縁層とを有し、絶縁
層上に被処理基板を載置するとともに、電極に給電する
ことにより、被処理基板を静電吸着するものである。

【０００３】このような静電チャック用絶縁部材の材料
としては、ポリイミド等の樹脂や、アルミナ等のセラミ
ックスが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電チ
ャックは、静電吸着力で半導体ウエハ等を吸着する際
に、埃や塵も吸着しやすく、静電チャックに半導体ウエ
ハ等を接触させた際に、その裏面がパーティクルにより
汚染されやすいという問題がある。これに対して、セラ
ミックス等の絶縁層表面を加工して突起を形成すること
により、絶縁層と非吸着物との接触面積を減少させるこ
とが報告されているが、加工して突起を形成した場合、
突起の端部よりパーティクルが発生しやすい問題があっ
た。

【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、吸着した被吸着体の汚染が少ない静電チャ
ックを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、突起を加工した絶
縁層全面を樹脂シートで覆うことにより、埃や塵等のパ
ーティクルのみならず、加工して突起を形成した場合に
突起の端部より発生するパーティクルの問題も解決され
ることを知見した。

【０００７】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、以下の（１）〜（５）を提供するもの
である。 （１）電極と、その上に設けられた絶縁層とを有し、電
極に電圧を印加することにより、絶縁層上に被吸着体を
静電吸着する静電チャックであって、前記絶縁層の前記
被吸着体側の表面に突起を有し、さらに突起を有する絶
縁層が樹脂シートにより覆われていることを特徴とする
静電チャック。 （２）前記絶縁層の表面に存在する突起の上面の面積
が、絶縁層全面積に対して５〜３０％であることを特徴
とする静電チャック。 （３）前記絶縁層の表面に存在する突起の高さが５〜２
５μｍであることを特徴とする静電チャック。 （４）電極と、その上に設けられた絶縁層とを有し、電
極に電圧を印加することにより、絶縁層上に被吸着体を
静電吸着する静電チャックであって、前記電極の表面に
突起を有し、突起を有する電極が絶縁層として機能する
樹脂シートにより覆われていることを特徴とする静電チ
ャック。 （５）前記樹脂シートの厚さが１００μｍ以下であるこ
とを特徴とする静電チャック。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。図１および図２は、
本発明の実施形態に係る静電チャックを示す断面図であ
り、図１は単極型のものを示し、図２は双極型ものを示
す。

【０００９】図１の単極型の静電チャック１は、上下の
絶縁層３の間に電極２が設けられて構成されており、基
台４の上に固定されている。電極２は例えば銅で構成さ
れており、この電極２には直流電源５が接続されてい
る。そして、この直流電源５から電極２に給電されるこ
とにより、上の絶縁層３に被吸着体、例えば半導体ウエ
ハＷが静電吸着される。

【００１０】図２の双極型の静電チャック１’は、上下
の絶縁層３の間に一対の電極２ａ、２ｂが設けられてお
り、これらに電源５が接続されており、電源５からこれ
らの電極にそれぞれ逆極性の電荷が供給されて上の絶縁
層３に被吸着体、例えば半導体ウエハＷが静電吸着され
る。

【００１１】図１および図２のいずれの静電チャック
も、図示するように絶縁層３の半導体ウエハが吸着され
る表面３ａに突起６が設けられており、さらに突起６が
形成された絶縁層３の全面を覆うように樹脂シート７が
設けられている。このように絶縁層３の表面３ａに突起
６を設け、さらにその上に樹脂シート７を設けることに
より、絶縁層３と半導体ウエハＷ等の被吸着体との接触
面積が減少して吸着した半導体ウエハＷ等の汚染を少な
くすることがでるとともに、突起６の加工した部分から
のパーティクルも防止することができる。

【００１２】樹脂シート７を樹脂で構成したのは、樹脂
はセラミックス等に比較してパーティクルの発生が少な
く、被吸着体の汚染を少なくすることができるからであ
る。樹脂シート７を構成する樹脂は特に限定されるもの
ではないが、ポリイミド系樹脂、４フッ化エチレン樹脂
等の耐プラズマ性を有する樹脂であることが好ましく、
中でも特に耐プラズマ性に優れたポリイミド系樹脂で構
成することが好ましい。

【００１３】樹脂シート７の厚さは特に限定されるもの
でないが、１００μｍ以下が望ましい。樹脂の厚さが１
００μｍを超えると静電吸着力が大幅に減少する。

【００１４】突起６の材質および形成方法は特に限定さ
れない。材質としてはセラミックスあるいは樹脂を用い
ることができる。また、突起の形成方法は、セラミック
ス系あるいは樹脂系静電チャックの吸着面を加工して形
成してもよく、吸着面に樹脂テープ等を貼り付けて形成
してもよい。なお、吸着面に樹脂テープ等を貼り付けた
場合は、材料自身から発生するパーティクルの問題はな
いが、繰り返し使用していると貼り付けた樹脂テープが
剥離する問題がある。この樹脂テープの剥離に対して
も、樹脂テープを貼り付けることにより形成した突起を
樹脂テープにより覆うことにより、解消することができ
る。

【００１５】また、絶縁層３の全面積に対して突起６の
面積が占める割合は５〜３０％であることが好ましい。
５％未満では吸着力が弱くなり、半導体ウエハ等の被吸
着体を十分に保持することができなくなるおそれがあ
り、また、３０％を超えると被吸着体と絶縁層との接触
面積が増加することにより、埃や塵等のパーティクルの
付着が増加する。

【００１６】さらに、突起６の高さは５〜２５μｍが望
ましい。５μｍ未満では突起６以外の絶縁層部分にも被
吸着体が接触して埃や塵等のパーティクルが増加するお
それがあり、２５μｍを超えると静電吸着力が弱くな
り、被吸着体を十分に保持することができなくなるおそ
れがある。

【００１７】突起６は、例えば、図３に示すように絶縁
層３の表面３ａに多数配置することができる。この場合
に突起の形状は特に限定されるものではなく、円形、楕
円形、長方形等種々の形状を採用することができる。ま
た、突起６はこのような配置に限らず他の種々の配置を
採用することができ、例えば図４、図５、図６、図７に
示すように、リング状、メッシュ状、格子状、放射状等
の配置を採用することができる。

【００１８】突起６は全面に亘って形成されていてもよ
いが、吸着面に内部の電極形状が浮き出る構造の静電チ
ャックの場合は、電極に対応する部分のみに配置するこ
とにより、吸着した半導体ウエハ等の被吸着体の平面度
を高くすることができる。

【００１９】いずれの場合にも、突起６は絶縁層３の表
面３ａに均等に形成することが望ましい。このように表
面３ａに均等に突起を形成することにより、吸着した半
導体ウエハ等の被吸着体の平面度を高くすることができ
る。さらに、半導体ウエハ等の被吸着体との接触面積を
最小にしかつ被吸着体に十分な吸着力を発生させる観点
からも、突起６は電極直上に配置するのがよい。

【００２０】また、図８に示すように、電極２に突起
６’を形成して、その上に絶縁層として機能する樹脂シ
ート７’を形成してもよい。この場合にも前記理由によ
り樹脂シート７’の厚さは１００μｍ以下であることが
好ましい。

【００２１】このように、突起を形成してその上を樹脂
シートで覆うことにより、突起の剥離や加工した部分か
らパーティクルを発生するおそれもなく、吸着した半導
体ウエハＷ等の被吸着体の汚染が少ない静電チャックを
得ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例１）アルミナ絶縁層を有するφ３００ｍｍの双
極型静電チャックの絶縁層表面を加工し、φ１０ｍｍ×
０．０２０^tｍｍの突起を形成した。この突起上面の絶
縁層全面積に対する割合は２０％であった。さらに、突
起を形成した絶縁層全面を厚さ３０μｍのポリイミドシ
ートで覆った。得られた静電チャックの電極に±５００
Ｖの電圧を印加し、Ｓｉウエハを静電吸着させ、吸着力
を測定した。吸着力は、静電チャックに吸着させたＳｉ
ウエハを上方向に引っ張り、そのときの力をばね秤によ
り測定した。さらに、静電チャックに吸着させたウエハ
の裏面のパーティクル数を、異物検査装置を用いて測定
した。その結果、吸着力は６０ｇ／ｃｍ²、パーティク
ル数は１５０個／３００ｍｍウエハ）であった。

【００２３】（実施例２）電極を形成したφ３００ｍｍ
のアルミナ基板に、φ３ｍｍ×０．０２０^tｍｍのポリ
イミドテープを貼り、突起を形成した。この突起上面の
絶縁層全面積に対する割合は１５％であった。さらに、
突起を形成した絶縁層全面を厚さ７０μｍのポリイミド
シートを貼り、絶縁層として、静電チャックを作製し
た。得られた静電チャックの吸着力は４８ｇ／ｃｍ²で
あり、パーティクル数は１３０個／３００ｍｍウエハで
あった。また、ウエハの吸着・脱離を５００回繰り返し
たが、絶縁層表面に形成された突起の剥離は認められな
かった。

【００２４】（比較例１）アルミナ絶縁層を有するφ３
００ｍｍの双極型静電チャックの絶縁層表面を加工し、
φ２０ｍｍ×０．０２０^tｍｍの突起を形成した。この
突起上面の絶縁層全面積に対する割合は１５％であっ
た。得られた静電チャックの吸着力は、７０ｇ／ｃｍ²
であり、パーティクル数は８００個／３００ｍｍウエハ
であった。

【００２５】（比較例２）電極を形成したφ３００ｍｍ
のアルミナ基板に、厚さ７０μｍのポリイミドシートを
貼り、絶縁層として、突起のない静電チャックを作製し
た。得られた静電チャックの吸着力は８０ｇ／ｃｍ²で
あり、パーティクル数は６００個／３００ｍｍウエハで
あった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
突起を形成した絶縁層または電極を樹脂シートで覆うこ
とにより、突起を加工した部分からパーティクルを発生
することなく、吸着した被吸着体の汚染が少ない静電チ
ャックを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る単極型の静電チャッ
クを示す断面図。

【図２】本発明の他の実施形態に係る双極型の静電チャ
ックを示す断面図。

【図３】本発明における突起配置の一例を示す模式図。

【図４】本発明における突起配置の他の例を示す模式
図。

【図５】本発明における突起配置のさらに他の例を示す
模式図。

【図６】本発明における突起配置のさらに他の例を示す
模式図。

【図７】本発明における突起配置のさらに他の例を示す
模式図。

【図８】本発明のさらに他の実施形態に係る単極型の静
電チャックを示す断面図。

【符号の説明】

１，１’……静電チャック ２，２ａ，２ｂ……電極 ３……絶縁層 ４……基台 ５……電源 ６、６’……突起 ７、７’……樹脂シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石本 博三 埼玉県草加市新栄町167−６ (72)発明者 鎌田 範幸 東京都昭島市武蔵野三丁目１番２号 日本 電子株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極と、その上に設けられた絶縁層とを
   有し、電極に電圧を印加することにより、絶縁層上に被
   吸着体を静電吸着する静電チャックであって、前記絶縁
   層の前記被吸着体側の表面に突起を有し、さらに突起を
   有する絶縁層が樹脂シートにより覆われていることを特
   徴とする静電チャック。
2. 【請求項２】 前記絶縁層の表面に存在する突起の上面
   の面積が、絶縁層全面積に対して５〜３０％であること
   を特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
3. 【請求項３】 前記絶縁層の表面に存在する突起の高さ
   が５〜２５μｍであることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の静電チャック。
4. 【請求項４】 電極と、その上に設けられた絶縁層とを
   有し、電極に電圧を印加することにより、絶縁層上に被
   吸着体を静電吸着する静電チャックであって、前記電極
   の表面に突起を有し、突起を有する電極が絶縁層として
   機能する樹脂シートにより覆われていることを特徴とす
   る静電チャック。
5. 【請求項５】 前記樹脂シートの厚さが１００μｍ以下
   であることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載
   の静電チャック。