JP2004319700A

JP2004319700A - Electrostatic chuck

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Publication number: JP2004319700A
Application number: JP2003110542A
Authority: JP
Inventors: Arata Tatsumi; 新巽; Toshihiro Tachikawa; 俊洋立川
Original assignee: NHK Spring Co Ltd; Ulvac Inc
Current assignee: NHK Spring Co Ltd; Ulvac Inc
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】導体、半導体、及び絶縁体のいずれの被吸着物も着脱自在に吸着させることができる静電チャックを提供する。
【解決手段】第１の樹脂フィルム１は被吸着物２０を静電的に吸着する吸着面１ａを有している。吸着面１ａに電場Ｅを発生させる電極層２は複数の陽極部２ａ及び複数の陰極部２ｂを有している。電極層２は第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａとは反対側の面１ｂ上に陽極部２ａと陰極部２ｂとが交互に配置されるように第１の樹脂フィルム１に直接積層されている。第２の樹脂フィルム４は第１の接着層３を介して電極層２と対向するように設けられている。金属板６は第２の接着層５を介して第２の樹脂フィルム４と対向するように設けられている。
【選択図】図２An electrostatic chuck capable of detachably adsorbing any of a conductor, a semiconductor, and an insulator.
A first resin film has an adsorption surface for electrostatically adsorbing an object to be adsorbed. The electrode layer 2 for generating the electric field E on the adsorption surface 1a has a plurality of anodes 2a and a plurality of cathodes 2b. The electrode layer 2 is directly laminated on the first resin film 1 so that the anode portions 2a and the cathode portions 2b are alternately arranged on a surface 1b of the first resin film 1 opposite to the suction surface 1a. I have. The second resin film 4 is provided so as to face the electrode layer 2 via the first adhesive layer 3. The metal plate 6 is provided so as to face the second resin film 4 via the second adhesive layer 5.
[Selection] Figure 2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体製造プロセスで半導体ウエハを所定位置に保持するための保持手段として、吸着面に被吸着物を静電的に吸着させる静電チャックが知られている。このような静電チャックとしては、従来、ポリイミドからなる第１の絶縁層、第１の接着層、陽極部と陰極部とが交互に配置された電極層、第２の接着層、第２の絶縁層、第３の接着層、及び金属基盤を順次積層してなる、いわゆる双極型の静電チャックが知られている。
【０００３】
この静電チャックでは、陽極部と陰極部との間に電圧を印加することで、第１の絶縁層の電極層側の面とは反対側の吸着面に導体及び半導体からなる被吸着物は吸着させることができる。すなわち、陽極部と陰極部との間に電圧が印加されると、吸着面に電場が与えられて分極電荷が発生し、この分極電荷により吸着面に被吸着物が静電的に吸着されるようになる。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平５−８７１７７号公報（第３頁〜第５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、ガラス等の絶縁基板上に金属膜や絶縁膜を成膜する工程が表示装置の分野等で盛んに行われており、静電チャックは絶縁基板の保持手段としても注目されてきている。そして、これに伴い、静電吸着を用いて被吸着物を吸着させる静電チャックは、導体や半導体からなる被吸着物だけでなくガラス基板等の絶縁体からなる被吸着物を吸着させたいという要求が高まってきている。
【０００６】
双極型の静電チャックに絶縁体からなる被吸着物を吸着させるためには、例えば、陽極部−陰極部間の幅を狭く（電極パターンを密に）して、吸着面に与える電場を強くする等の対応が考えられる。しかしながら、特許文献１に記載の静電チャックでは、陽極部−陰極部間の幅を狭くしてもなお、第１の絶縁層の吸着面に与えられる電場が弱く、吸着面の分極電荷量が少ないので、絶縁体からなる被吸着物は良好に吸着させることが困難である。
【０００７】
これは、第１の絶縁層と電極層との間隔が第１の接着層の厚み分だけ離れており、第１の絶縁層の吸着面に与えられる電場が小さくなってしまうためであると考えられる。
【０００８】
被吸着物が導体及び半導体である場合には、被吸着物自体に分極電荷が発生し易いため、特許文献１のように吸着面の分極電荷量が少ない静電チャックであっても、吸着面と被吸着物との間に吸着に必要な程度のクーロン力を生じさせることができる。したがって、特許文献１に記載の静電チャックでは、導体及び半導体からなる基板を吸着させる吸着力は得られる。
【０００９】
これに対し、被吸着物が絶縁体である場合には導体及び半導体と比べて分極電荷が発生し難い。そのため、特許文献１のように吸着面の分極電荷量が少ない静電チャックでは、絶縁体からなる被吸着物を吸着面に吸着させるだけの吸着力を得ることが難しい。
【００１０】
なお、特許文献１に記載の静電チャックの吸着面に与える電場を大きくするためには、電極層に印加する電圧を高めるといったことが考えられる。
【００１１】
しかしながら、電極層に印加する電圧を高めると、電極層への電圧の印加を停止した後に残る吸着力（いわゆる残留吸着力）が大きくなって被吸着物が吸着面から外れなくなる、或いは、静電チャックの絶縁破壊が発生する等の弊害を引き起こす可能性があるので好ましくない。
【００１２】
また、上述のように、静電チャックは、絶縁基板上に金属膜や絶縁膜を成膜する工程において絶縁基板を所定位置に保持する保持手段として用いたいという要請がある。そのため、絶縁基板上に金属膜や絶縁膜を成膜する工程において絶縁基板を所定位置に保持する保持手段として静電チャックを用いるような場合には、陽極部−陰極部間に印加する電圧を高めると成膜を妨げる等の影響を及ぼすおそれがある。
【００１３】
この発明は、このような事情にもとづいてなされたものであり、導体、半導体、及び絶縁体のいずれの被吸着物も着脱自在に吸着させることができる静電チャックを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点に基づく本発明の静電チャックは、被吸着物を静電的に吸着する吸着面を有する第１の樹脂フィルムと、複数の陽極部及び複数の陰極部を有する電極層であって、前記第１の樹脂フィルムの吸着面とは反対側の面上に前記陽極部と前記陰極部とが交互に配置されるように前記第１の樹脂フィルムに直接積層されて、前記吸着面に電場を発生させる電極層と、第１の接着層を介して前記電極層と対向するように設けられた第２の樹脂フィルムと、第２の接着層を介して前記第２の樹脂フィルムと対向するように設けられた金属板と、を具備していることを特徴とする。
【００１５】
この発明の静電チャックによれば、吸着面に電場を発生させる電極層が第１の樹脂フィルムの吸着面とは反対側の面上に直接積層されているので、従来の静電チャックと比べて吸着面に大きな電場が与えられる。
【００１６】
本発明を実施するにあたり、前記電極層は、前記第１の樹脂フィルム上に蒸着により積層された密着層と、この密着層上に蒸着により積層された中間層と、この中間層上にめっきにより積層された電極主部層と、を有しているのが好ましい。
【００１７】
また、前記第１の樹脂フィルムの比誘電率は、２．９以上３．５以下であるのが好ましく、前記第１の樹脂フィルムの体積抵抗率は、１０^１３Ω・ｃｍ以上１０^１８Ω・ｃｍ以下であるのが好ましい。このような第１の樹脂フィルムとしては、ポリイミドを好適に用いることができる。
【００１８】
さらに、前記第１の樹脂フィルムの厚さは、２５μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましく、互いに隣り合う前記陽極部と前記陰極部との間隔が０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、前記陽極部及び前記陰極部の幅が夫々０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００２０】
この実施形態の静電チャック１０は、被吸着物２０を静電力によって吸着し、所定位置に保持するため等に使用されるものであって、被吸着物２０として例えばガラス製の絶縁性基板等を吸着させるのに好適に用いられるものである。
【００２１】
この静電チャック１０は、図２に示すように、第１の樹脂フィルム１、電極層２、第１の接着層３、第２の樹脂フィルム４、第２の接着層５、及び金属板６を具備している。
【００２２】
第１の樹脂フィルム１は、被吸着物２０を静電的に吸着する吸着面（図２において第１の樹脂フィルム１の上面）１ａを有している。
【００２３】
第１の樹脂フィルム１としては、絶縁性、つまり、体積抵抗率１０^１３Ω・ｃｍ以上となる樹脂からなるフィルムであればよい。ただし、以下のような理由から、第１の樹脂フィルム１としては、比誘電率が低く、しかも、体積抵抗率の高い樹脂フィルムを用いる方が好ましい。
【００２４】
すなわち、第１の樹脂フィルム１として、比誘電率が高すぎる樹脂フィルムや、体積抵抗率が小さすぎる樹脂フィルムを用いると、第１の樹脂フィルム１から比吸着物２０に微小なリーク電流が流れ易くなるので、結果として、第１の樹脂フィルム１と比吸着物２０との間に大きなクーロン力を発生させてしまうこととなる。したがって、電極層２（後述する陽極部２ａ−陰極部２ｂ間）への電圧の印加を停止しても、比吸着物２０が第１の樹脂フィルム１から外れなくなるおそれがある。
【００２５】
つまり、第１の樹脂フィルム１として、比誘電率が高すぎる樹脂フィルムや、体積抵抗率が小さすぎる樹脂フィルムを用いることは、電極層２への印加電圧を高くした場合に残留吸着力が高くしてしまう一つの要因となるため、第１の樹脂フィルム１としては、比誘電率が２．９以上３．５以下、体積抵抗率が１０^１３Ω・ｃｍ以上１０^１８Ω・ｃｍ以下となる樹脂フィルムを用いるのが好ましい。
【００２６】
この第１の樹脂フィルム１としては、例えばポリイミドフィルム（比誘電率２．９、体積抵抗率１０^１８Ω・ｃｍ）を用いるのが好ましい。これは、ポリイミドフィルムが、比誘電率が低く、且つ、体積抵抗率が高く、しかも、高周波特性（比誘電率等）、耐熱性、及び耐磨耗性が他の樹脂フィルムと比べて優れているためである。特に、第１の樹脂フィルム１の厚さが２５μｍ〜５０μｍの場合、第１の樹脂フィルム１としてポリイミドフィルムを用いると、耐電圧を他の樹脂フィルムと比べて高くすることができる。
【００２７】
電極層２は、複数の陽極部２ａ及び複数の陰極部２ｂを有している。電極層２は、例えば、図１に示すような電極パターン（陽極部２ａと陰極部２ｂとのパターン）に形成することができる。なお、電極パターンは図１に限定されない。この電極層２は、第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａとは反対側の面（図２において下面）１ｂ上に陽極部２ａと陰極部２ｂとが交互に配置されるように直接積層されている。陽極部２ａ−陰極部２ｂ間には、電源装置、例えば交流電源装置３０によって電圧が印加される。
【００２８】
電極層２は、第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａとは反対側の面１ｂ上に蒸着により積層された密着層７ａと、この密着層７ａ上に蒸着により積層された中間層７ｂと、この中間層７ｂ上にめっきにより積層された電極主部層７ｃとを有するように形成するとよい。
【００２９】
これは、ポリイミドフィルム等の第１の樹脂フィルム１上にめっきにより直接電極主部層７ｃを形成すると、電極主部層７ｃが第１の樹脂フィルム１から剥れ易いためである。また、電極主部層７ｃを蒸着により形成しようとするとめっきと比べて時間がかかるためである。
【００３０】
つまり、電極層２は、第１の樹脂フィルム１に乗り易い金属で蒸着により電極の基礎となる密着層７ａを形成するとともに、この密着層７ａ上に電極主部層７ｃとなる金属と同種の金属を蒸着して中間層７ｂを形成し、この中間層７ｂをシード層として電極の主部となる電極主部層７ｃをめっきにより形成するとよい。このようにすることにより、金属層を第１の樹脂フィルム１に直接かつ良好にしかも短時間で形成することができる。
【００３１】
この実施形態では、密着層７ａは、例えば、ニッケル−クロム合金等により形成することができる。この実施形態では、密着層７ａの層厚を５ｎｍとしている。中間層７ｂ及び電極主部層７ｃは、例えば、比抵抗が小さい銅等により形成することができる。この実施形態では、中間層７ｂの層厚を１００ｎｍ〜２００ｎｍとしているとともに、電極主部層７ｃを０．００５ｍｍ〜０．００８ｍｍとしている。
【００３２】
第２の樹脂フィルム４は、第１の接着層３を介して電極層２と対向するように設けられている。すなわち、第１の接着層３は電極層２が積層された第１の樹脂フィルム１の面１ｂと第２の樹脂フィルム４の一方の面（図２において上面）４ａとの間に挟まれている。第２の樹脂フィルム４は、例えば、ポリイミドフィルムからなる。
【００３３】
金属板６は、第２の接着層５を介して第２の樹脂フィルム４と対向するように設けられている。すなわち、第２の接着層５は他方の面（図２において下面）４ｂと金属板６の一方の面（図２において上面）６ａとの間に挟まれている。
【００３４】
上述のように構成した本実施形態の静電チャック１０の吸着力と従来の静電チャックの吸着力とを表１に示すサンプルＡ〜Ｄを用いて比較した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１に示すように、サンプルＡ（本実施形態の静電チャック１０）とサンプルＢ（従来の静電チャック）とは、第１の樹脂フィルムの厚さｄ、電極幅Ｗ、及び陽極部２ａ−陰極部２ｂ間距離（陽極部２ａと陰極部２ｂとの間隔）Ｉが同じである。また、サンプルＡは、第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａとは反対側の面１ｂ上に電極層２が直接積層されている。これに対し、サンプルＢは、第１の樹脂フィルムと電極層とが層厚２５μｍの接着層（比誘電率が３．５を越える）を介して接合されている。
【００３７】
同様に、サンプルＣ（本実施形態の静電チャック１０）とサンプルＤ（従来の静電チャック）とは、第１の樹脂フィルムの厚さｄ、電極幅Ｗ、及び陽極部２ａ−陰極部２ｂ間距離Ｉが同じである。また、サンプルＣは、第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａとは反対側の面１ｂ上に電極層２が直接積層されている。これに対し、サンプルＤは、第１の樹脂フィルムと電極層とが層厚２５μｍの接着層（比誘電率が３．５を越える）を介して接合されている。
【００３８】
表２は、サンプルＡのアルミ基板に対する吸着力及び残留吸着力とサンプルＢのアルミ基板に対する吸着力及び残留吸着力との測定結果である。なお、測定は、真空中（１×１０^−３Ｔｏｒｒ）かつ室温下で行った。吸着力は陽極部−陰極部間に電圧を印加時間は６０秒印加したときの値、残留吸着力は陽極部−陰極部間に印加する電圧を停止させてから１０秒後の値である。
【００３９】
【表２】

【００４０】
表２に示すように、本実施形態の静電チャック１０は従来の静電チャックよりも強い吸着力で導体の被吸着物２０であるアルミ基板を吸着させることができる。しかも、本実施形態の静電チャック１０に導体の被吸着物２０であるアルミ基板を吸着させても残留吸着力が残らない。
【００４１】
表３は、サンプルＣの石英基板に対する吸着力及び残留吸着力とサンプルＤの石英に対する吸着力及び残留吸着力との測定結果である。なお、測定は、真空中（１×１０^−３Ｔｏｒｒ）かつ室温下で行った。吸着力は陽極部−陰極部間に電圧を印加時間は６０秒印加したときの値、残留吸着力は陽極部−陰極部間に印加する電圧を停止させてから１０秒後の値である。
【００４２】
【表３】

【００４３】
表３に示すように、本実施形態の静電チャック１０は従来の静電チャックよりも強い吸着力で絶縁体の被吸着物２０である石英基板を吸着させることができる。しかも、本実施形態の静電チャック１０に絶縁体の被吸着物２０である石英基板を吸着させても残留吸着力は残らない。
【００４４】
これは、本実施形態の静電チャック１０が、第１の樹脂フィルムに電極層２が直接形成されているためであると考えられる。つまり、本実施形態の静電チャック１０では、従来の静電チャックと比べて吸着面と電極層２との間隔が狭いので、第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａに電極層２から電場Ｅを良好に伝えることができる。したがって、吸着面１ａにおける分極電荷量が多くなるので、電極部２ａ，２ｂ間に印加する電圧を高くすることなく、導体、半導体、或いは絶縁体からなる被吸着物２０を良好に吸着させることができる。
【００４５】
このように、本実施形態の静電チャック１０によれば、導体、半導体、及び絶縁体のいずれの被吸着物２０も着脱自在に吸着させることができる。
【００４６】
また、本実施形態の静電チャック１０が従来の静電チャックと比べて良好な吸着力が得られるのは、第１の樹脂フィルム１と電極層２とを従来のように比誘電率の大きい樹脂系の接着剤を用いて接合していないことも要因であると考えられる。
【００４７】
以下、第１の樹脂フィルム１と電極層２との間に比誘電率が大きな材料を介在させることで静電チャック１０の吸着力にどのような影響があるのかを、表４に示す各サンプルを用いることで評価した。
【００４８】
【表４】

【００４９】
表４に示すように、サンプルＥ（本実施形態の静電チャック１０）とサンプルＦ（比較例の静電チャック）とは、第１の樹脂フィルムの厚さｄ、電極幅Ｗ、及び陽極部２ａ−陰極部２ｂ間距離Ｉが同じである。また、サンプルＥは、第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａとは反対側の面１ｂ上に電極層２が直接積層されている。これに対し、サンプルＢは、第１の樹脂フィルム１と電極層２との間には層厚０．５μｍの石英層（比誘電率が３．５〜４）が介在している。
【００５０】
この石英層は、第１の樹脂フィルム１と電極層２との間の距離が吸着力に与える影響をできるだけ排除しつつ、第１の樹脂フィルム１と電極層２との間に比誘電率が大きな材料を介在させることで静電チャック１０の吸着力にどのような影響があるのかを検証するために用いている。
【００５１】
図４は、サンプルＥ及びサンプルＦにおける印加電圧と被吸着物である石英基板に対する吸着力との関係を示す図である。図４に示すように、同じ印加電圧であれば、サンプルＥはサンプルＦと比べて吸着力が大きいことがわかった。また、サンプルＥは低い印加電圧でサンプルＦと同等の吸着力が得られることがわかった。このように、第１の樹脂フィルム１と電極層２との間に比誘電率の大きな材料が介在していると、静電チャック１０の吸着力を低下させてしまうことがわかった。
【００５２】
このように、本実施形態の静電チャック１０は、第１の樹脂フィルム１と電極層２との間に従来のように比誘電率の大きい層（従来では接着剤）が介在していないので、電極層２で発生させた電場Ｅが第１の接着層３に引き込まれることがない。したがって、第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａの分極電荷量を大きくすることができるので、導体、半導体、或いは絶縁体からなる被吸着物２０を良好に吸着させることができる。
【００５３】
さらに、良好な吸着力を得るためには、第１の樹脂フィルム１の厚さｄは２５μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましい。これは、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが２５μｍを下回ると、比吸着物２０との着脱時に異物が噛み合うこと等で生じる磨耗や損傷により、良好な特性が得られなくなるおそれがあるためである。また、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが２５μｍを下回ると、製造上の取扱いが面倒になるだけでなく、電極層２が吸着面１ａに浮き出して、吸着面１ａの平面度が低下させる原因となるためである。
【００５４】
一方、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが５０μｍを越えると、吸着力が低下して、絶縁物を良好に吸着できなくなるおそれがあるためである。また、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが５０μｍを越えると、第１の接着層３との密着性が低下するためである。
【００５５】
以下、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが静電チャック１０の吸着力に与える影響を、サンプルＧ（本実施形態の静電チャック１０）、サンプルＨ（本実施形態の静電チャック１０）、及びサンプルＩ（本実施形態の静電チャック１０）を用いて評価した。
【００５６】
【表５】

【００５７】
表５に示すように、サンプルＧ、サンプルＨ、及びサンプルＩは、電極幅Ｗ及び陽極部２ａ−陰極部２ｂ間距離Ｉが同じである。また、第１の樹脂フィルム１の厚さｄは、サンプルＧでは２５μｍ、サンプルＨでは５０μｍ、サンプルＩでは１００μｍである。
【００５８】
図５は、サンプルＧ、サンプルＨ、及びサンプルＩにおける印加電圧と被吸着物である石英基板に対する吸着力との関係を示す図である。図５に示すように、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが厚いほど吸着力が弱くなる。
【００５９】
また、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが５０μｍを越えると、絶縁体からなる被吸着物２０を良好に吸着することができない。一方、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが２５μｍ未満となると、第１の樹脂フィルム１の磨耗或いは欠損等により絶縁障害が生じ易くなる。
【００６０】
したがって、第１の樹脂フィルムの厚さｄは、２５μｍ以上５０μｍ以下とするのが好ましい。
【００６１】
また、陽極部２ａと陰極部２ｂとの間を短絡させることなく良好な吸着力を得るためには、互いに隣り合う陽極部２ａと陰極部２ｂとの間隔Ｉは０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるのが好ましく、陽極部２ａ及び陰極部２ｂの幅Ｗは夫々０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００６２】
図６は、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが２５μｍのときの、陽極部２ａ−陰極部２ｂ間距離Ｉ及び電極幅（陽極部２ａ及び陰極部２ｂの幅）Ｗと電圧との関係を示す図である。なお、破壊電圧は、第１の樹脂フィルム１が絶縁破壊する電圧であり、到達電圧は、吸着力が２０ｇｆ／ｃｍ^２となる電圧である。
【００６３】
図６に示すように、前記距離Ｉ及び前記幅Ｗが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下では、到達電圧と破壊電圧との差が十分に大きく、第１の樹脂フィルム１の絶縁破壊が発生し難いことがわかった。これに対し、前記距離Ｉ及び前記幅Ｗが０．２ｍｍを下回る或いは０．５ｍｍを越えると、到達電圧と破壊電圧との差が急激に小さくなり、第１の樹脂フィルム１の絶縁破壊が発生し易くなることがわかった。
【００６４】
次に、陽極部２ａと陰極部２ｂとの間隔Ｉ及び陽極部２ａ及び陰極部２ｂの幅（電極幅）Ｗが吸着力及び残留吸着力に与える影響を表５に示した、サンプルＪ（本実施形態の静電チャック１０）、サンプルＫ（本実施形態の静電チャック１０）、サンプルＬ（本実施形態の静電チャック１０）、及びサンプルＭ（本実施形態の静電チャック１０）を用いて評価した。表５に示すように、サンプルＪ、サンプルＫ、サンプルＬ、及びサンプルＭは、第１の樹脂フィルム１の厚さｄが同じである。
【００６５】
表６は、サンプルＪ、サンプルＫ、サンプルＬ、及びサンプルＭにおける印加電圧と吸着力との関係を示している。また、表７は、サンプルＪ、サンプルＫ、サンプルＬ、及びサンプルＭにおける印加電圧と残留吸着力との関係を示している。
【００６６】
【表６】

【００６７】
【表７】

【００６８】
表６に示すように、陽極部２ａ−陰極部２ｂ間距離Ｉが大きいほど吸着力が弱くなる。また、電極幅Ｗが大きいほど吸着力が弱くなる。しかも、表７に示すように、陽極部２ａ−陰極部２ｂ間距離Ｉが大きいほど残留吸着力が強くなる。また、電極幅Ｗが大きいほど残留吸着力が強くなる。
【００６９】
そして、陽極部２ａ−陰極部２ｂ間距離Ｉが０．５ｍｍを越えると、絶縁体からなる被吸着物２０を良好に吸着することができなくなる。また、被吸着物２０を良好に取り外すことができなくなる。
【００７０】
また、電極幅Ｗが０．５ｍｍを越えると、絶縁体からなる被吸着物２０を良好に吸着することができなくなる。また、被吸着物２０を良好に取り外すことができなくなる。
【００７１】
したがって、互いに隣り合う陽極部２ａと陰極部２ｂとの間隔Ｉは０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、陽極部２ａ及び陰極部２ｂの幅Ｗは夫々０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００７２】
以上のように、この実施形態によれば、吸着面１ａに電場Ｅを発生させる電極層２が第１の樹脂フィルム１の吸着面１ａとは反対側の面１ｂ上に直接積層されているので、従来の静電チャックと比べて吸着面１ａに大きな電場Ｅを与えることができる。したがって、吸着面１ａの分極電荷量が増えるので、陽極部２ａ−陰極部２ｂ間に印加する電圧をさほど高くすることなく、導体、半導体、及び絶縁体のいずれの被吸着物２０も着脱自在に吸着させることができる。
【００７３】
また、この実施形態によれば、電極層２は、第１の樹脂フィルム１上に蒸着により積層された密着層７ａと、この密着層７ａ上に蒸着により積層された中間層７ｂと、この中間層７ｂ上にめっきにより積層された電極主部層７ｃと、を有しているので、第１の樹脂フィルム１と電極層２との間に比誘電率の大きい接着層等を設けなくとも、第１の樹脂フィルム１上に直接電極層２を形成することができる。
【００７４】
しかも、この実施形態によれば、第１の樹脂フィルム１の厚さｄを２５μｍ以上５０μｍ以下としているので、第１の樹脂フィルム１の磨耗或いは欠損等による絶縁障害を抑制しつつ、絶縁体からなる被吸着物２０を良好に吸着することができる。
【００７５】
さらに、この実施形態によれば、互いに隣り合う陽極部２ａと陰極部２ｂとの間隔Ｉを０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としているので、陽極部２ａ−陰極部２ｂ間の短絡を抑制し、かつ、導体、半導体、及び絶縁体のいずれの被吸着物２０も着脱自在に吸着させることができる。
【００７６】
また、この実施形態によれば、陽極部２ａ及び陰極部２ｂの幅Ｗを夫々０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としているので、陽極部２ａ及び陰極部２ｂの電気抵抗の増大を抑制し、かつ、導体、半導体、及び絶縁体のいずれの被吸着物２０も着脱自在に吸着させることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれは、導体、半導体、及び絶縁体のいずれの被吸着物も着脱自在に吸着させることができる静電チャックが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る静電チャックの電極の配置状態を示す上面図。
【図２】図１の静電チャックを示す断面図。
【図３】図１の静電チャックを一部拡大して示す断面図。
【図４】サンプルＥ及びサンプルＦにおける印加電圧と吸着力との関係を示す図
【図５】サンプルＧ、サンプルＨ、サンプルＩにおける印加電圧と吸着力との関係を示す図。
【図６】電極間隔及び電極幅と破壊電圧及び吸着力が２０ｇｆ／ｃｍ^２となる到達電圧との関係を示す図。
【符号の説明】
１…第１の樹脂フィルム、１ａ…吸着面、２…電極層２、３…第１の接合層、４…第２の樹脂フィルム４、５…第２の接着層５、６…金属板６、７ａ…密着層７ａ、７ｂ…中間層７ｂ、７ｃ…電極主部層７ｃ、１０…静電チャック、２０…被吸着物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic chuck.
[0002]
[Prior art]
For example, as a holding unit for holding a semiconductor wafer at a predetermined position in a semiconductor manufacturing process, an electrostatic chuck that electrostatically adsorbs an object to be adsorbed on an adsorption surface is known. Conventionally, as such an electrostatic chuck, a first insulating layer made of polyimide, a first adhesive layer, an electrode layer in which anode portions and cathode portions are alternately arranged, a second adhesive layer, a second adhesive layer, A so-called bipolar electrostatic chuck in which an insulating layer, a third adhesive layer, and a metal substrate are sequentially laminated is known.
[0003]
In this electrostatic chuck, by applying a voltage between the anode part and the cathode part, the object to be attracted consisting of a conductor and a semiconductor is placed on the attracting surface of the first insulating layer opposite to the surface on the electrode layer side. Can be adsorbed. That is, when a voltage is applied between the anode section and the cathode section, an electric field is applied to the attraction surface to generate polarization charges, and the attraction object is electrostatically attracted to the attraction surface by the polarization charges. Become like (For example, refer to Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-87177 (pages 3 to 5, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, a process of forming a metal film or an insulating film on an insulating substrate such as glass has been actively performed in the field of display devices and the like, and an electrostatic chuck has also been attracting attention as a means for holding the insulating substrate. I have. Along with this, an electrostatic chuck that uses an electrostatic chuck to adsorb an adsorbed object wants to adsorb not only an adsorbed object made of a conductor or a semiconductor but also an adsorbed object made of an insulator such as a glass substrate. Demands are growing.
[0006]
In order to make the bipolar electrostatic chuck adsorb an object made of an insulator, for example, the width between the anode and the cathode is narrowed (the electrode pattern is made dense), and the electric field applied to the adsorption surface is increased. It is possible to take measures such as doing. However, in the electrostatic chuck described in Patent Document 1, even when the width between the anode part and the cathode part is reduced, the electric field applied to the adsorption surface of the first insulating layer is weak, and the amount of polarization charge on the adsorption surface is low. Since it is small, it is difficult to satisfactorily adsorb an object to be adsorbed made of an insulator.
[0007]
This is because the distance between the first insulating layer and the electrode layer is separated by the thickness of the first adhesive layer, and the electric field applied to the adsorption surface of the first insulating layer is reduced. Can be
[0008]
When the object to be adsorbed is a conductor or a semiconductor, a polarized charge is easily generated on the object to be adsorbed. Coulomb force required for adsorption can be generated between the object and the object to be adsorbed. Therefore, the electrostatic chuck described in Patent Literature 1 has an attraction force for attracting a substrate made of a conductor and a semiconductor.
[0009]
On the other hand, when the object to be adsorbed is an insulator, a polarization charge is hardly generated as compared with a conductor and a semiconductor. Therefore, it is difficult for an electrostatic chuck having a small amount of polarization charge on the suction surface as in Patent Literature 1 to obtain an attraction force enough to cause an object to be sucked made of an insulator to be suctioned to the suction surface.
[0010]
In order to increase the electric field applied to the suction surface of the electrostatic chuck described in Patent Document 1, it is conceivable to increase the voltage applied to the electrode layer.
[0011]
However, when the voltage applied to the electrode layer is increased, the suction force remaining after stopping the application of the voltage to the electrode layer (so-called residual suction force) increases, and the object to be sucked does not come off the suction surface, or It is not preferable because adverse effects such as dielectric breakdown of the chuck may occur.
[0012]
Further, as described above, there is a demand that the electrostatic chuck be used as a holding unit for holding the insulating substrate at a predetermined position in a step of forming a metal film or an insulating film on the insulating substrate. Therefore, in a case where an electrostatic chuck is used as a holding unit for holding the insulating substrate at a predetermined position in the step of forming a metal film or an insulating film on the insulating substrate, a voltage applied between the anode unit and the cathode unit is reduced. If it is increased, there is a possibility that the film formation may be hindered.
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide an electrostatic chuck capable of detachably adsorbing any object to be adsorbed, such as a conductor, a semiconductor, and an insulator. .
[0014]
[Means for Solving the Problems]
An electrostatic chuck according to the present invention based on the first aspect includes a first resin film having an adsorption surface for electrostatically adsorbing an object to be adsorbed, and an electrode layer having a plurality of anode portions and a plurality of cathode portions. The anode section and the cathode section are directly laminated on the first resin film such that the anode section and the cathode section are alternately arranged on a surface of the first resin film opposite to the suction face; An electrode layer for generating an electric field, a second resin film provided so as to face the electrode layer via a first adhesive layer, and a second resin film provided via a second adhesive layer. And a metal plate provided so as to face each other.
[0015]
According to the electrostatic chuck of the present invention, since the electrode layer for generating an electric field on the suction surface is directly laminated on the surface opposite to the suction surface of the first resin film, compared with the conventional electrostatic chuck, Thus, a large electric field is applied to the adsorption surface.
[0016]
In practicing the present invention, the electrode layer includes an adhesion layer laminated on the first resin film by vapor deposition, an intermediate layer laminated on this adhesion layer by vapor deposition, and plating on the intermediate layer. And a laminated electrode main part layer.
[0017]
The relative permittivity of the first resin film is preferably 2.9 or more and 3.5 or less, and the volume resistivity of the first resin film is 10 ¹³ Ω · cm or more and 10 ¹⁸ Ω · cm or less. As such a first resin film, polyimide can be suitably used.
[0018]
Further, the thickness of the first resin film is preferably 25 μm or more and 50 μm or less, the interval between the adjacent anode part and the cathode part is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less, the anode part and It is preferable that each of the cathode portions has a width of 0.2 mm or more and 0.5 mm or less.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
The electrostatic chuck 10 of this embodiment is used for, for example, adsorbing an object 20 to be attracted by electrostatic force and holding the object at a predetermined position. The object to be attracted 20 is, for example, an insulating substrate made of glass or the like. It is preferably used for adsorbing phenol.
[0021]
As shown in FIG. 2, the electrostatic chuck 10 includes a first resin film 1, an electrode layer 2, a first adhesive layer 3, a second resin film 4, a second adhesive layer 5, and a metal plate 6. Is provided.
[0022]
The first resin film 1 has an adsorption surface (the upper surface of the first resin film 1 in FIG. 2) 1a for electrostatically adsorbing the object 20 to be adsorbed.
[0023]
The first resin film 1 may be a film made of a resin having an insulating property, that is, a resin having a volume resistivity of 10 ¹³ Ω · cm or more. However, for the following reasons, it is preferable to use a resin film having a low relative dielectric constant and a high volume resistivity as the first resin film 1.
[0024]
That is, when a resin film having a too high relative dielectric constant or a resin film having a too low volume resistivity is used as the first resin film 1, a minute leak current flows from the first resin film 1 to the specific adsorbate 20. As a result, a large Coulomb force is generated between the first resin film 1 and the specific adsorbate 20. Therefore, even if the application of the voltage to the electrode layer 2 (between the anode part 2a and the cathode part 2b described later) is stopped, the specific adsorbate 20 may not be detached from the first resin film 1.
[0025]
That is, using a resin film having a too high relative dielectric constant or a resin film having a too low volume resistivity as the first resin film 1 results in a high residual adsorption force when the voltage applied to the electrode layer 2 is increased. Therefore, the first resin film 1 has a relative dielectric constant of 2.9 or more and 3.5 or less and a volume resistivity of 10 ¹³ Ω · cm or more and 10 ¹⁸ Ω · cm or less as the first resin film 1. It is preferable to use a resin film.
[0026]
As the first resin film 1, for example, a polyimide film (dielectric constant: 2.9, volume resistivity: 10 ¹⁸ Ω · cm) is preferably used. This is because a polyimide film has a low relative dielectric constant, a high volume resistivity, and is excellent in high frequency characteristics (such as relative dielectric constant), heat resistance, and abrasion resistance as compared with other resin films. Because it is. In particular, when the thickness of the first resin film 1 is 25 μm to 50 μm, using a polyimide film as the first resin film 1 can increase the withstand voltage as compared with other resin films.
[0027]
The electrode layer 2 has a plurality of anode parts 2a and a plurality of cathode parts 2b. The electrode layer 2 can be formed, for example, in an electrode pattern (a pattern of the anode 2a and the cathode 2b) as shown in FIG. Note that the electrode pattern is not limited to FIG. The electrode layer 2 is directly laminated on the surface (lower surface in FIG. 2) 1b of the first resin film 1 opposite to the suction surface 1a such that the anode portions 2a and the cathode portions 2b are alternately arranged. ing. A voltage is applied between the anode part 2a and the cathode part 2b by a power supply device, for example, an AC power supply device 30.
[0028]
The electrode layer 2 includes an adhesion layer 7a laminated on the surface 1b of the first resin film 1 opposite to the adsorption surface 1a by vapor deposition, an intermediate layer 7b laminated on the adhesion layer 7a by vapor deposition, It is preferable to form the electrode main portion layer 7c laminated on the intermediate layer 7b by plating.
[0029]
This is because, when the electrode main portion layer 7c is formed directly on the first resin film 1 such as a polyimide film by plating, the electrode main portion layer 7c is easily peeled off from the first resin film 1. In addition, it takes more time to form the electrode main part layer 7c by vapor deposition than to perform plating.
[0030]
That is, the electrode layer 2 forms the adhesion layer 7a serving as the base of the electrode by vapor deposition with a metal that easily rides on the first resin film 1, and has the same kind of metal as the electrode main layer 7c on the adhesion layer 7a. It is preferable to form an intermediate layer 7b by evaporating metal, and to form an electrode main part layer 7c, which is a main part of the electrode, by plating using the intermediate layer 7b as a seed layer. By doing so, the metal layer can be formed directly and favorably on the first resin film 1 in a short time.
[0031]
In this embodiment, the adhesion layer 7a can be formed of, for example, a nickel-chromium alloy or the like. In this embodiment, the thickness of the adhesion layer 7a is 5 nm. The intermediate layer 7b and the electrode main portion layer 7c can be formed of, for example, copper or the like having a low specific resistance. In this embodiment, the layer thickness of the intermediate layer 7b is 100 nm to 200 nm, and the electrode main layer 7c is 0.005 mm to 0.008 mm.
[0032]
The second resin film 4 is provided so as to face the electrode layer 2 via the first adhesive layer 3. That is, the first adhesive layer 3 is sandwiched between the surface 1b of the first resin film 1 on which the electrode layer 2 is laminated and one surface (the upper surface in FIG. 2) 4a of the second resin film 4. I have. The second resin film 4 is made of, for example, a polyimide film.
[0033]
The metal plate 6 is provided so as to face the second resin film 4 via the second adhesive layer 5. That is, the second adhesive layer 5 is sandwiched between the other surface (the lower surface in FIG. 2) 4b and one surface (the upper surface in FIG. 2) 6a of the metal plate 6.
[0034]
The attraction force of the electrostatic chuck 10 of the present embodiment configured as described above and the attraction force of the conventional electrostatic chuck were compared using Samples A to D shown in Table 1.
[0035]
[Table 1]

[0036]
As shown in Table 1, the sample A (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment) and the sample B (the conventional electrostatic chuck) are different from each other in the thickness d of the first resin film, the electrode width W, and the anode portion 2a. -The distance I between the cathode parts 2b (the distance between the anode part 2a and the cathode part 2b) is the same. In sample A, the electrode layer 2 is directly laminated on the surface 1b of the first resin film 1 opposite to the suction surface 1a. On the other hand, in the sample B, the first resin film and the electrode layer are joined via an adhesive layer having a layer thickness of 25 μm (having a relative dielectric constant exceeding 3.5).
[0037]
Similarly, the sample C (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment) and the sample D (the conventional electrostatic chuck) are different from each other in the thickness d of the first resin film, the electrode width W, and the anode part 2a-the cathode part 2b. The distance I is the same. In the sample C, the electrode layer 2 is directly laminated on the surface 1b of the first resin film 1 opposite to the suction surface 1a. On the other hand, in sample D, the first resin film and the electrode layer are joined via an adhesive layer having a layer thickness of 25 μm (having a relative dielectric constant of more than 3.5).
[0038]
Table 2 shows the measurement results of the adsorption force and the residual adsorption force of Sample A on the aluminum substrate and the adsorption force and the residual adsorption force of Sample B on the aluminum substrate. The measurement was performed in a vacuum (1 × 10 ⁻³ Torr) and at room temperature. The attraction force is a value when a voltage is applied between the anode and the cathode for 60 seconds, and the residual attraction is a value 10 seconds after the voltage applied between the anode and the cathode is stopped.
[0039]
[Table 2]

[0040]
As shown in Table 2, the electrostatic chuck 10 of the present embodiment can adsorb the aluminum substrate, which is the object 20 to be adsorbed by the conductor, with a stronger adsorption force than the conventional electrostatic chuck. Moreover, even when the electrostatic chuck 10 of the present embodiment causes the aluminum substrate, which is the object to be attracted 20 of the conductor, to be attracted, no residual attraction force remains.
[0041]
Table 3 shows the measurement results of the adsorption force and the residual adsorption force of Sample C to the quartz substrate and the adsorption force and the residual adsorption force of Sample D to quartz. The measurement was performed in a vacuum (1 × 10 ⁻³ Torr) and at room temperature. The attraction force is a value when a voltage is applied between the anode and the cathode for 60 seconds, and the residual attraction is a value 10 seconds after the voltage applied between the anode and the cathode is stopped.
[0042]
[Table 3]

[0043]
As shown in Table 3, the electrostatic chuck 10 of the present embodiment can adsorb the quartz substrate, which is the insulator to be adsorbed 20, with a stronger adsorption force than the conventional electrostatic chuck. Moreover, even when the electrostatic chuck 10 according to the present embodiment causes the quartz substrate, which is the insulator 20 to be sucked, to be sucked, no residual suction force remains.
[0044]
This is presumably because the electrostatic chuck 10 of the present embodiment has the electrode layer 2 formed directly on the first resin film. That is, in the electrostatic chuck 10 of the present embodiment, the distance between the suction surface and the electrode layer 2 is smaller than that of the conventional electrostatic chuck, and therefore, the electric field E is applied to the suction surface 1a of the first resin film 1 from the electrode layer 2. Can be transmitted well. Therefore, the amount of polarization charge on the adsorption surface 1a increases, so that the object 20 made of a conductor, a semiconductor, or an insulator can be satisfactorily adsorbed without increasing the voltage applied between the

electrode portions

2a and 2b. it can.
[0045]
As described above, according to the electrostatic chuck 10 of the present embodiment, any one of the conductors 20, the semiconductor, and the insulator 20 can be detachably adsorbed.
[0046]
Also, the reason that the electrostatic chuck 10 of the present embodiment can obtain a better attraction force as compared with the conventional electrostatic chuck is that the first resin film 1 and the electrode layer 2 have a large relative dielectric constant as in the related art. It is also considered that the fact that bonding is not performed using a resin adhesive is also a factor.
[0047]
Each sample shown in Table 4 below shows how the interposition of a material having a large relative dielectric constant between the first resin film 1 and the electrode layer 2 affects the attraction force of the electrostatic chuck 10. It was evaluated by using.
[0048]
[Table 4]

[0049]
As shown in Table 4, the sample E (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment) and the sample F (the electrostatic chuck of the comparative example) were different from each other in the thickness d of the first resin film, the electrode width W, and the anode part. The distance I between 2a and the cathode part 2b is the same. In the sample E, the electrode layer 2 is directly laminated on the surface 1b of the first resin film 1 opposite to the suction surface 1a. On the other hand, in sample B, a quartz layer (relative permittivity of 3.5 to 4) having a layer thickness of 0.5 μm is interposed between the first resin film 1 and the electrode layer 2.
[0050]
The quartz layer has a relative dielectric constant between the first resin film 1 and the electrode layer 2 while minimizing the influence of the distance between the first resin film 1 and the electrode layer 2 on the attraction force. It is used to verify what effect a large material has on the chucking force of the electrostatic chuck 10.
[0051]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the applied voltage and the adsorbing force on the quartz substrate as the object to be adsorbed in the samples E and F. As shown in FIG. 4, at the same applied voltage, it was found that the sample E had a larger attraction force than the sample F. In addition, it was found that the sample E can obtain the same adsorptive force as the sample F at a low applied voltage. As described above, it has been found that if a material having a large relative dielectric constant is interposed between the first resin film 1 and the electrode layer 2, the attraction force of the electrostatic chuck 10 is reduced.
[0052]
As described above, in the electrostatic chuck 10 according to the present embodiment, a layer having a large relative dielectric constant (conventionally, an adhesive) is not interposed between the first resin film 1 and the electrode layer 2 as in the related art. In addition, the electric field E generated in the electrode layer 2 is not drawn into the first adhesive layer 3. Therefore, the amount of polarization charge on the adsorption surface 1a of the first resin film 1 can be increased, so that the object 20 made of a conductor, a semiconductor, or an insulator can be satisfactorily adsorbed.
[0053]
Further, in order to obtain a good suction force, the thickness d of the first resin film 1 is preferably from 25 μm to 50 μm. This is because if the thickness d of the first resin film 1 is less than 25 μm, good characteristics may not be obtained due to abrasion or damage caused by the engagement of foreign matter when the first resin film 1 is attached to or detached from the specific adsorbent 20. It is. Further, when the thickness d of the first resin film 1 is less than 25 μm, not only the handling in manufacturing becomes troublesome, but also the electrode layer 2 floats on the suction surface 1a, and the flatness of the suction surface 1a decreases. It is because it causes.
[0054]
On the other hand, if the thickness d of the first resin film 1 exceeds 50 μm, the adsorbing power may be reduced, and the insulator may not be adsorbed properly. Further, when the thickness d of the first resin film 1 exceeds 50 μm, the adhesion to the first adhesive layer 3 is reduced.
[0055]
Hereinafter, the influence of the thickness d of the first resin film 1 on the attraction force of the electrostatic chuck 10 will be described with reference to the sample G (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment) and the sample H (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment). , And Sample I (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment).
[0056]
[Table 5]

[0057]
As shown in Table 5, the sample G, the sample H, and the sample I have the same electrode width W and the same distance I between the anode 2a and the cathode 2b. The thickness d of the first resin film 1 is 25 μm for sample G, 50 μm for sample H, and 100 μm for sample I.
[0058]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the applied voltage in Samples G, H, and I and the attraction force to the quartz substrate as the object to be adsorbed. As shown in FIG. 5, as the thickness d of the first resin film 1 increases, the attraction force decreases.
[0059]
On the other hand, if the thickness d of the first resin film 1 exceeds 50 μm, it is impossible to satisfactorily adsorb the object 20 made of an insulator. On the other hand, when the thickness d of the first resin film 1 is less than 25 μm, insulation failure is likely to occur due to wear or loss of the first resin film 1.
[0060]
Therefore, it is preferable that the thickness d of the first resin film is not less than 25 μm and not more than 50 μm.
[0061]
Further, in order to obtain a good suction force without short-circuiting between the anode part 2a and the cathode part 2b, the interval I between the adjacent anode part 2a and cathode part 2b should be 0.2 mm or more and 0.5 mm or less. The width W of each of the anode part 2a and the cathode part 2b is preferably 0.2 mm or more and 0.5 mm or less.
[0062]
FIG. 6 shows the relationship between the distance I between the anode part 2a and the cathode part 2b, the electrode width (the width of the anode part 2a and the cathode part 2b) W, and the voltage when the thickness d of the first resin film 1 is 25 μm. FIG. Note that the breakdown voltage is a voltage at which the first resin film 1 causes dielectric breakdown, and the attained voltage is a voltage at which the attraction force becomes 20 gf / cm ² .
[0063]
As shown in FIG. 6, when the distance I and the width W are not less than 0.2 mm and not more than 0.5 mm, the difference between the attained voltage and the breakdown voltage is sufficiently large, and the dielectric breakdown of the first resin film 1 occurs. I found it difficult. On the other hand, when the distance I and the width W are smaller than 0.2 mm or larger than 0.5 mm, the difference between the ultimate voltage and the breakdown voltage is sharply reduced, and the dielectric breakdown of the first resin film 1 occurs. It turned out to be easier.
[0064]
Next, the effect of the spacing I between the anode part 2a and the cathode part 2b and the width (electrode width) W of the anode part 2a and the cathode part 2b on the attraction force and the residual attraction force is shown in Table 5 in a sample J (book). Using the electrostatic chuck 10 of the embodiment), the sample K (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment), the sample L (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment), and the sample M (the electrostatic chuck 10 of the present embodiment). Was evaluated. As shown in Table 5, Sample J, Sample K, Sample L, and Sample M have the same thickness d of the first resin film 1.
[0065]
Table 6 shows the relationship between the applied voltage and the attraction force in Sample J, Sample K, Sample L, and Sample M. Table 7 shows the relationship between the applied voltage and the residual adsorption force in Sample J, Sample K, Sample L, and Sample M.
[0066]
[Table 6]

[0067]
[Table 7]

[0068]
As shown in Table 6, as the distance I between the anode part 2a and the cathode part 2b increases, the attraction force decreases. Also, the larger the electrode width W, the lower the attraction force. Moreover, as shown in Table 7, the larger the distance I between the anode part 2a and the cathode part 2b, the stronger the residual suction force. In addition, the larger the electrode width W, the stronger the residual suction force.
[0069]
If the distance I between the anode part 2a and the cathode part 2b exceeds 0.5 mm, the object 20 made of an insulator cannot be satisfactorily adsorbed. Further, the object 20 cannot be removed properly.
[0070]
On the other hand, if the electrode width W exceeds 0.5 mm, the object 20 made of an insulator cannot be satisfactorily adsorbed. Further, the object 20 cannot be removed properly.
[0071]
Therefore, the interval I between the anode part 2a and the cathode part 2b adjacent to each other is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less, and the width W of the anode part 2a and the cathode part 2b is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less, respectively. preferable.
[0072]
As described above, according to this embodiment, the electrode layer 2 for generating the electric field E on the adsorption surface 1a is directly laminated on the surface 1b of the first resin film 1 opposite to the adsorption surface 1a. In addition, a larger electric field E can be applied to the suction surface 1a as compared with a conventional electrostatic chuck. Therefore, the amount of polarization charge on the adsorption surface 1a increases, so that the object to be adsorbed 20 of any of the conductor, semiconductor, and insulator can be detached without increasing the voltage applied between the anode 2a and the cathode 2b. Can be adsorbed.
[0073]
Further, according to this embodiment, the electrode layer 2 includes an adhesion layer 7a laminated on the first resin film 1 by vapor deposition, an intermediate layer 7b laminated on this adhesion layer 7a by vapor deposition, And an electrode main part layer 7c laminated by plating on the layer 7b, so that an adhesive layer or the like having a large relative dielectric constant is not provided between the first resin film 1 and the electrode layer 2. The electrode layer 2 can be formed directly on the first resin film 1.
[0074]
In addition, according to this embodiment, the thickness d of the first resin film 1 is set to 25 μm or more and 50 μm or less. The object to be adsorbed 20 can be adsorbed favorably.
[0075]
Furthermore, according to this embodiment, since the interval I between the anode part 2a and the cathode part 2b adjacent to each other is set to 0.2 mm or more and 0.5 mm or less, a short circuit between the anode part 2a and the cathode part 2b is suppressed, In addition, any of the conductors, semiconductors, and insulators 20 can be detachably adsorbed.
[0076]
Further, according to this embodiment, since the width W of each of the anode portion 2a and the cathode portion 2b is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less, an increase in the electrical resistance of the anode portion 2a and the cathode portion 2b is suppressed, and The adsorbed object 20 of any one of a conductor, a semiconductor, and an insulator can be detachably adsorbed.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an electrostatic chuck capable of detachably adsorbing any one of a conductor, a semiconductor, and an insulator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view showing an arrangement state of electrodes of an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the electrostatic chuck of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged part of the electrostatic chuck of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an applied voltage and an attraction force in samples E and F. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an applied voltage and an attraction force in samples G, H, and I.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an electrode interval and an electrode width, a breakdown voltage, and an attained voltage at which an attraction force becomes 20 gf / cm ² .
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st resin film, 1a ... adsorption | suction surface, 2 ...

electrode layer

2, 3 ... 1st joining layer, 4 ... 2nd resin film 4, 5 ... 2nd adhesive layer 5, 6 ... Metal plate 6 , 7a ...

adhesion layers

7a, 7b ... intermediate layers 7b, 7c ... electrode main part layers 7c, 10 ... electrostatic chuck, 20 ... objects to be attracted

Claims

A first resin film having an adsorption surface for electrostatically adsorbing an object to be adsorbed,
An electrode layer having a plurality of anode portions and a plurality of cathode portions, such that the anode portions and the cathode portions are alternately arranged on a surface opposite to an adsorption surface of the first resin film. An electrode layer that is directly laminated and generates an electric field on the adsorption surface;
A second resin film provided so as to face the electrode layer via a first adhesive layer;
A metal plate provided to face the second resin film via a second adhesive layer.

The electrode layer includes an adhesion layer laminated on the first resin film by vapor deposition, an intermediate layer laminated on the adhesion layer by vapor deposition, and an electrode main part layer laminated on the intermediate layer by plating. The electrostatic chuck according to claim 1, comprising:

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein a relative dielectric constant of the first resin film is 2.9 or more and 3.5 or less.

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the first resin film has a volume resistivity of 10 ¹³ Ω · cm or more and 10 ¹⁸ Ω · cm or less.

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein a thickness of the first resin film is 25 μm or more and 50 μm or less.

The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 5, wherein a distance between the anode and the cathode adjacent to each other is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less.

The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 6, wherein a width of each of the anode part and the cathode part is 0.2 mm or more and 0.5 mm or less.

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the first resin film is made of polyimide.