專利名稱：靜電夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于當(dāng)在半導(dǎo)體制造步驟中或在制造磁頭等并具有與半導(dǎo)體制造步 驟類似的步驟的電子部件制造步驟中處理基板時在支撐構(gòu)件上保持基板的靜電夾具。
背景技術(shù)：
常規(guī)上，作為靜電夾具(chuck)，在例如專利文獻(xiàn)1中公開的靜電夾具是已知的。 該靜電夾具包含具有通過壓印(emboss)在上表面上形成的凸起和凹陷的電介質(zhì)板、在電 介質(zhì)板內(nèi)形成的電極和用于向電極施加電壓的外部電源。并且，各凸起的頂表面(基板支 撐表面)覆蓋有導(dǎo)體線。該導(dǎo)體線與凸起的基板支撐表面電連接，并且靜電夾具具有用于 使導(dǎo)體線接地或浮動(float)的開關(guān)。并且，以與凸起一一對應(yīng)地去除接近各單個凸起的 電極的這些部分。上述的靜電夾具的主要目的是，防止由于基板和凸起之間的摩擦產(chǎn)生粒子并防止 靜電夾緊(chucking)力在凸起的基板支撐表面和基板之間起作用。即，當(dāng)通過向電極施加 電壓保持基板時，通過使電荷穿過導(dǎo)體線將各凸起的基板支撐表面和與基板支撐表面接觸 的基板的下表面設(shè)為相同的電勢，由此防止約翰遜-拉別克(Johnson-Rahbeck)力在它們 之間起作用(參見專利文獻(xiàn)1的段落W022])。通過電介質(zhì)板的上表面的凹陷和基板的下 表面之間的空間庫侖力保持基板(參見專利文獻(xiàn)1的段落W040])。并且，當(dāng)卸載基板時， 可通過使導(dǎo)體線接地而使電荷迅速移動，以將基板分開(參見專利文獻(xiàn)1的段落W023])。并且，在專利文獻(xiàn)2公開的靜電夾具中，公開了分離掩模具有諸如金剛石的絕緣 材料和由諸如鈦的金屬或氮化鈦制成的掩模的配置。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開No. 2004-22889專利文獻(xiàn)2 日本專利公開No. 10-70180

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題但是，在專利文獻(xiàn)1中，在各凸起的基板支撐表面和與基板支撐表面接觸的基板 的下表面之間起作用的約翰遜-拉別克力是非常大的夾緊力。因此，在沒有約翰遜-拉別 克力起作用的常規(guī)的靜電夾具中，夾緊力常常是不夠的?？赏ㄟ^去除覆蓋凸起的基板支撐 表面的導(dǎo)體線以允許約翰遜_拉別克力起作用解決該問題。但是，當(dāng)去除覆蓋凸起的基板 支撐表面的導(dǎo)體線時，不再能通過開關(guān)使導(dǎo)體線接地而迅速移動電荷。因此，殘留的電荷延 遲可分離基板的時間。另外，為了去除卸載基板時的電荷，常規(guī)的靜電夾具必須具有特定的 布線結(jié)構(gòu)，其中形成有覆蓋并且電連接凸起的基板支撐表面的導(dǎo)體線，并且導(dǎo)體線與開關(guān) 連接。這使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。并且，當(dāng)如專利文獻(xiàn)2公開的那樣使用與靜電夾具的材料不同的材料作為絕緣材 料時，基板的下表面上的電荷被捕獲，結(jié)果，在基板上保持殘留的夾緊力。這使得基板從靜 電夾具的分離不穩(wěn)定。
解決問題的手段考慮以上的常規(guī)的問題，提出了本發(fā)明，并且，其目的是，通過簡單的結(jié)構(gòu)獲得足 夠的靜電夾緊力并實(shí)現(xiàn)基板從靜電夾具的迅速卸載(改善基板分離的穩(wěn)定性)。實(shí)現(xiàn)以上目的的根據(jù)本發(fā)明的靜電夾具包括電介質(zhì)板、在所述電介質(zhì)板內(nèi)形成的 電極、和向所述電極施加電壓的外部電源，所述電介質(zhì)板具有其上形成有用于在頂表面上 支撐基板的多個凸起和包圍所述凸起的凹陷的上表面，其中，電介質(zhì)板包含至少在各凸起 的頂表面上形成的導(dǎo)體膜，并且，具有在向電極施加電壓時導(dǎo)致導(dǎo)體膜在基板和導(dǎo)體膜之 間產(chǎn)生約翰遜_拉別克力的三維結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的效果在電介質(zhì)板的上表面上的凸起周圍的凹陷和基板的下表面之間形成間隙。因此， 當(dāng)通過向電極施加電壓在電介質(zhì)板的上表面和基板的下表面上蓄積(store)不同的電荷 時，空間庫侖力在電介質(zhì)板的上表面的凹陷和基板的下表面之間起作用。并且，在導(dǎo)體膜的 上表面上蓄積與電介質(zhì)板的上表面上的電荷相同的電荷。在凸起的頂表面上的導(dǎo)體膜和基 板的下表面之間，頂表面的細(xì)微三維結(jié)構(gòu)在微觀上形成接觸點(diǎn)和細(xì)微的間隙。因此，約翰 遜-拉別克力在導(dǎo)體膜和基板之間的該細(xì)微間隙中起作用。即，在本發(fā)明中，同時通過在電 介質(zhì)板的上表面的凹陷和基板的下表面之間起作用的空間庫侖力以及在電介質(zhì)板的上表 面的凸起上的導(dǎo)體膜和基板的下表面之間起作用的約翰遜-拉別克力夾緊基板。結(jié)果，在 本發(fā)明中獲得足夠的基板保持力。另一方面，當(dāng)停止向電極施加電壓時，基板的下表面和多個凸起的頂表面上的導(dǎo) 體膜將通過導(dǎo)體膜和基板的下表面之間的接觸點(diǎn)具有相同的電勢，由此去除電荷。這使得 能夠消除基板上的殘留夾緊力，并在停止向電極施加電壓之后迅速卸載基板。為了能夠?qū)?現(xiàn)迅速的電荷去除，增加基板和導(dǎo)體膜之間的接觸點(diǎn)的數(shù)量是有利的，并且，導(dǎo)體膜優(yōu)選盡 可能地平滑。即使當(dāng)導(dǎo)體膜被平滑化時，在微觀上導(dǎo)體膜和基板的下表面之間的間隙也不 消失，但間隙的寬度進(jìn)一步減小，并且，在該間隙中起作用的約翰遜-拉別克力增大。并且，通過選擇具有高的耐磨性的膜作為導(dǎo)體膜，可以抑制粒子的產(chǎn)生。


被包含于說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，并與描述一起用 于解釋本發(fā)明的原理。圖1是包含根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靜電夾具的濺射裝置的示例性截面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靜電夾具的部分放大示例性截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的靜電夾具的部分放大示例性截面圖。圖4A是表示基板被夾緊時的圖2所示的靜電夾具的導(dǎo)體膜的上表面和基板的下 表面上的電荷的狀態(tài)的示圖。圖4B是表示基板被分開時的圖2所示的靜電夾具的導(dǎo)體膜的上表面和基板的下 表面上的電荷的狀態(tài)的示圖。圖5A是表示基板被夾緊時的圖3所示的靜電夾具的導(dǎo)體膜的上表面和基板的下 表面上的電荷的狀態(tài)的示圖。圖5B是表示基板被分開時的圖3所示的靜電夾具的導(dǎo)體膜的上表面和基板的下表面上的電荷的狀態(tài)的示圖。圖6是表示形成和不形成導(dǎo)體膜時的支撐力(夾緊力)的狀態(tài)的示圖。圖7是繪出基于本實(shí)施例的靜電夾具中的凸起和凹陷的夾緊力的計(jì)算結(jié)果的示 圖。圖8是表示可通過在緊挨著關(guān)斷外部電源之前向靜電夾具施加預(yù)定時間的反向 電壓而分開基板之前的時間的測量結(jié)果的示圖。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。但是，在實(shí)施例中描述的構(gòu)成要素僅是例子，并 且，本發(fā)明的技術(shù)范圍由所附的權(quán)利要求的范圍確定，不受以下的各實(shí)施例的限制。以下，將以將靜電夾具應(yīng)用于濺射裝置的情況為例，解釋本發(fā)明的靜電夾具。圖1是包含根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靜電夾具的濺射裝置的示例性截面圖。圖2是 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靜電夾具的部分放大示例性截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施 例的靜電夾具的部分放大示例性截面圖。圖4A是表示基板被夾緊時的圖2所示的靜電夾 具的導(dǎo)體膜的上表面和基板的下表面上的電荷的狀態(tài)的示圖。圖4B是表示基板被分開時 的圖2所示的靜電夾具的導(dǎo)體膜的上表面和基板的下表面上的電荷的狀態(tài)的示圖。圖5A 是表示基板被夾緊時的圖3所示的靜電夾具的導(dǎo)體膜的上表面和基板的下表面上的電荷 的狀態(tài)的示圖。圖5B是表示基板被分開時的圖3所示的靜電夾具的導(dǎo)體膜的上表面和基 板的下表面上的電荷的狀態(tài)的示圖。首先，參照圖1解釋濺射裝置的概況。圖1所示的濺射裝置包含可通過外部排氣 機(jī)構(gòu)(未示出)排氣的容器1和被附著到容器1的頂板上的靶子3，環(huán)狀絕緣構(gòu)件2被夾在 靶子3和容器1的頂板之間。被固定到軛板4上的磁體5被配置為面對靶子3的下表面。 并且，用于施加電壓的濺射電源6與靶子3連接。在與靶子3相對的位置，靜電夾具8被安裝在基板溫度調(diào)整單元7上，基板溫度調(diào) 整單元7被固定到容器1的底部，并且，基板9位于靜電夾具8上。另外，沿靶子3和靜電 夾具8之間的容器1的圓周壁的內(nèi)表面形成圓筒遮蔽構(gòu)件10。基板溫度調(diào)整單元7是通過靜電夾具8控制基板9的溫度的構(gòu)件，并且包含與溫 度控制電源機(jī)構(gòu)11連接的熱電偶12和加熱/冷卻部分13。在基板溫度調(diào)整單元7中，溫 度控制電源機(jī)構(gòu)11基于由熱電偶12檢測的溫度操作加熱/冷卻部分13，由此加熱或冷卻 靜電夾具8。安裝在基板溫度調(diào)整單元7上的靜電夾具8包含具有壓印表面(上表面)的電介 質(zhì)板14、在電介質(zhì)板14內(nèi)形成的電極15、和用于向電極15施加預(yù)定的電壓的外部電源16。電介質(zhì)板14的上表面具有通過壓印形成的多個凸起17a和周圍的凹陷17b。在電 介質(zhì)板14的上表面的邊緣上，外緣突起部分18形成為包圍形成凸起17a和凹陷17b的區(qū) 域。凸起17a和外緣突起部分18具有其上放置基板9的頂表面，并具有幾乎相同的高度。除了凹陷17b，導(dǎo)體膜19形成為至少覆蓋各凸起17a的頂表面。各導(dǎo)體膜19具有 當(dāng)向電極15施加電壓時在基板9和導(dǎo)體膜19之間產(chǎn)生約翰遜-拉別克力的三維結(jié)構(gòu)(在 后面描述)。該三維結(jié)構(gòu)用作約翰遜-拉別克力產(chǎn)生部分。各導(dǎo)體膜19不僅可覆蓋凸起 17a的頂表面，而且覆蓋其周邊表面。但是，各導(dǎo)體膜19不在凹陷17b中形成，并且與其它的導(dǎo)體膜19電學(xué)隔開(isolated)。在圖1所示的例子中，還在外緣突起部分18的頂表面上形成導(dǎo)體膜19。優(yōu)選形成 外緣突起部分18上的導(dǎo)體膜19，以促進(jìn)外緣突起部分18和凸起17a的總體高度相等，但也 可省略導(dǎo)體膜19。電極15是單極電極并且通過開關(guān)20與作為DC電源的外部電源16連接。通過接 通開關(guān)20向電極15施加預(yù)定的負(fù)電壓。雖然圖1所示的電極15是單極電極，但也可以在 電介質(zhì)板14的內(nèi)緣和外緣上形成雙極電極，并且，向一個電極施加負(fù)電壓并向另一電極施 加正電壓。并且，電極15的直徑比外緣突起部分18的直徑小。因此，僅在形成凸起17a和 凹陷17b的區(qū)域下面存在電極15，并且，不在外緣突起部分18正下方的部分附近存在電極 15。由于在外緣突起部分18下面不存在電極15，因此，外緣突起部分18無助于基板9的夾 緊。如上所述，基板9被放在凸起17a和外緣突起部分18的頂表面上。因此，在基板9 和電介質(zhì)板14之間，凹陷17b在由外緣突起部分18包圍的區(qū)域中形成間隙。氣體供給源 22通過氣體供給路徑21與該間隙連接，因此，可以向間隙供給氣體(例如，氬氣)。通過由 此向間隙供給氣體，能夠通過靜電夾具8和間隙中的氣體的熱傳導(dǎo)向基板9傳導(dǎo)基板溫度 調(diào)整單元7的熱量，由此使基板9維持在預(yù)定的溫度。以下，將參照圖1 3更加詳細(xì)地解釋靜電夾具8。凸起17a通常為圓柱形，并優(yōu) 選具有0. 7mm或更小的直徑。下限由例如凸起17a的必要的機(jī)械強(qiáng)度和加工上的限制確定， 并且一般為約0. 3mm。如果凸起17a的直徑增大，那么，變得難以在分開基板9時迅速去除 電荷。雖然不知道細(xì)節(jié)，但假定這是由于基板9和在凸起17a的頂表面上形成的導(dǎo)體膜19 之間的許多接觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)迅速的電荷去除。當(dāng)凸起17a的直徑小時，從概率的觀點(diǎn)看，凸起 17a的頂表面的用作約翰遜-拉別克力產(chǎn)生部分的顯微三維結(jié)構(gòu)的最大表面粗糙度(Ry)降 低，并且，導(dǎo)體膜19的上表面平滑度增加。這可能增加基板9和導(dǎo)體膜19之間的接觸點(diǎn)的 數(shù)量。當(dāng)導(dǎo)體膜19的平滑度增加時，通過用作約翰遜_拉別克力產(chǎn)生部分的顯微三維結(jié)構(gòu) 形成的間隙的寬度減小，并且，在基板9和導(dǎo)體膜19之間起作用的約翰遜-拉別克力增大。為了獲得有利的夾緊和分離作用，凸起17a的頂表面優(yōu)選具有平滑的表面，并且 優(yōu)選具有2. 5 y m或更小的Ry (最大表面粗糙度)和0. 25 y m或更小的Ra(中心線平均粗 糙度)。由于實(shí)際上不可能形成完全平滑的表面，因此不特別限制下限。但是，根據(jù)實(shí)際的 平滑化的極限的觀點(diǎn)，Ry為0. 2 y m或更大，并且，Ra為0. 02 y m或更大。假如夾緊的基板9不與凹陷17b接觸，那么凸起17a和外緣突起部分18的高度優(yōu) 選為15 ym或更小?？赏ㄟ^減小凸起17a和外緣突起部分18的高度增大在基板9和凹陷 17b之間起作用的庫侖力。高度的下限一般為約6.5 iim。為了獲得適當(dāng)?shù)膴A緊力并實(shí)現(xiàn)迅速的電荷去除，凸起17a優(yōu)選被形成為使得凸起 17a的頂表面的總面積為電介質(zhì)板14的總平面面積的1% 2%。導(dǎo)體膜19由例如作為具有10E_4ii Q cm或更小的電阻率的導(dǎo)電體的金屬、金 屬氧化物或金屬氮化物制成，并且，所述電阻率優(yōu)選為400 y Q cm或更小、特別優(yōu)選為 350 u Q 或更小。根據(jù)本實(shí)施例的靜電夾具形成為塊體(板)。因此，與上面描述的專 利文獻(xiàn)2的分離掩模中不同，不必使用任何不同的(dissimilar)絕緣材料。靜電夾具的材 料具有能夠?qū)崿F(xiàn)約翰遜-拉別克力的E+8 E+10Q 的體積電阻率。通常能夠在靜電夾具的上表面上沒有任何導(dǎo)體膜的情況下通過約翰遜-拉別克力和空間庫侖力維持預(yù)定的 夾緊力(后側(cè)壓力=30 50托)。導(dǎo)體膜蓄積與靜電夾具的電介質(zhì)表面上的電荷相同的 電荷，并且在沒有導(dǎo)體膜時確保夾緊力。另外，在從靜電夾具卸載基板的基板分離過程中， 通過將基板下表面和導(dǎo)體膜設(shè)為相同的電勢消除基板的殘留夾緊力。通過由此消除基板的 殘留夾緊力，能夠平穩(wěn)地從靜電夾具卸載基板，即，增加基板分離的穩(wěn)定性。將導(dǎo)體膜的電阻率設(shè)為例如350 μ Ω -cm或更小有利于將基板的下表面和靜電夾具的上表面上的導(dǎo)體膜設(shè)為相同的電勢。因此，能夠消除從其去除電荷的基板的殘留夾緊 力，并且平穩(wěn)地從靜電夾具卸載(分離)基板。相反，如果電阻率高，那么基板下表面上的電荷被捕獲，作為結(jié)果，在基板上保持 殘留的夾緊力。這使得基板與靜電夾具的分離不穩(wěn)定。導(dǎo)體膜19的材料的例子是諸如鈦和鎢的金屬和這些金屬的氧化物或氮化物。諸 如鈦和鎢的材料與其它金屬相比具有強(qiáng)的熱應(yīng)變抗力，并且，由于具有高的耐磨性因此幾 乎不變形。因此，這些材料可抑制由例如基板和靜電夾具的導(dǎo)體膜之間的接觸或由線膨脹 差異導(dǎo)致的摩擦產(chǎn)生的粒子，并且增加耐磨性。導(dǎo)體膜19可以是圖2所示的單層膜，并且也可以是圖3所示的多層膜(第一層 19a和第二層19b)。當(dāng)如圖3所示的那樣沉積多層膜(第一層19a和第二層19b)時，作為 內(nèi)層的第一層19a優(yōu)選由諸如鈦或鎢的金屬制成，并且，在第一層19a上形成的第二層19b 優(yōu)選由諸如鈦或鎢的金屬的氧化物或氮化物制成。通過使用具有高的耐磨性的金屬氧化物 或金屬氮化物作為第二層1%，能夠抑制當(dāng)加載和卸載基板9時的粒子的產(chǎn)生，并且增加耐 磨性?？赏ㄟ^諸如濺射或離子鍍的成膜方法形成導(dǎo)體膜19。為了將導(dǎo)體膜19沿膜厚方 向的電阻減小到約10 Ω，導(dǎo)體膜19的厚度優(yōu)選為1.5μπι或更小。如果導(dǎo)體膜19的厚度 超過1.5μπι，那么導(dǎo)體膜的電阻增大，并且，容易由于膜應(yīng)力出現(xiàn)膜剝離。實(shí)際的下限為約 0. 5 μ m0導(dǎo)體膜19僅需要至少形成于除了凹陷17b以外的凸起17a的上表面上，但是，如 上所述，也可形成到凸起17a的外周表面。當(dāng)導(dǎo)體膜19形成到外周表面時，沉積狀態(tài)可被 穩(wěn)定化。也可在外緣突起部分18的頂表面和側(cè)面上形成導(dǎo)體膜19。注意，圖1沒有示出基板傳送機(jī)器人、加載/卸載門、用于向和從靜電夾具8加載 和卸載基板9的升降銷釘(lift pin)、與放電有關(guān)的機(jī)構(gòu)和放電氣體供給機(jī)構(gòu)等。在圖1所示的濺射裝置中，基板傳送機(jī)器人將基板9從加載/卸載門加載到容器 1中的靜電夾具8上。當(dāng)容器1被設(shè)置在預(yù)定的真空環(huán)境中、并且通過接通開關(guān)20向電極 15施加電壓時，在電介質(zhì)板14和導(dǎo)體膜19的上表面和基板9的下表面上蓄積不同的電荷。 圖4A和圖5A示出開關(guān)20被接通時的導(dǎo)體膜19的上表面和基板9的下表面上的電荷的狀 態(tài)。在這些狀態(tài)中，空間庫侖力在電介質(zhì)板14的上表面的凹陷17b和基板9的下表面之間 起作用，并且，約翰遜_拉別克力在凸起17a的頂表面上的導(dǎo)體膜19和基板9的下表面之 間的微細(xì)間隙中起作用。通過空間庫侖力和約翰遜_拉別克力，基板9被強(qiáng)力夾緊于靜電 夾具上。在基板9被夾緊于靜電夾具8上之后，氣體供給源22向靜電夾具8和基板9之間 的間隙供給必要的量的氣體。同時，溫度控制電源機(jī)構(gòu)11操作加熱/冷卻部分13以使基板9的溫度保持恒定，向容器1供給放電氣體，并且，通過打開濺射電源6執(zhí)行濺射。當(dāng)完成該濺射時，關(guān)斷濺射電源6，并且通過關(guān)斷開關(guān)20停止向電極15的電壓施 力口。因此，基板9的下表面和多個凸起17a的頂表面上的導(dǎo)體膜19將通過導(dǎo)體膜19和基 板9的下表面之間的接觸點(diǎn)具有相同的電勢，由此去除電荷。因此，可以在停止向電極15 施加電壓之后迅速卸載基板9。圖4B和圖5B示出當(dāng)開關(guān)20被關(guān)斷時的導(dǎo)體膜19的上表 面和基板9的下表面上的電荷的狀態(tài)。通過上述的電荷去除作用，可以在開關(guān)20被關(guān)斷之后的短時間內(nèi)從靜電夾具8卸 載基板9?；鍌魉蜋C(jī)器人將卸載的基板9從加載/卸載門攜載到容器1的外面。下面，將解釋靜電夾具的更加實(shí)際的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，為了保持300mm的基板9 (硅基片)，在靜電夾具8的電介質(zhì)板14的上表面上形成384個直徑為0. 4mm士0. 15mm并且高度為8. 5 μ m士2 μ m的圓柱形凸起17a 和高度與凸起17a相同并且寬度為Imm士0. 3mm的外緣突起部分18。凸起17a的頂表面的 總面積被設(shè)為電介質(zhì)板14的總平面面積的1. 5%。在本實(shí)施例中，為了獲得適當(dāng)?shù)谋３至?，靜電夾具8的電極15沒有被放在外緣突 起部分18的正下方。各凸起17a的頂表面的Ry和Ra分別被調(diào)整為2. 5 μ m或更小和0. 25 μ m或更小。僅在凸起17a和外緣突起部分18的頂表面附近依次形成鈦膜和氮化鈦膜作為導(dǎo) 體膜19。鈦膜的厚度為1. 0 μ m，并且氮化鈦膜的厚度為0. 3 μ m。以下，將參照圖6所示的示圖解釋以上的實(shí)施例的實(shí)際結(jié)果。以下將參照圖6解釋在凸起17a和外緣突起部分18的頂表面上形成導(dǎo)體膜19和 不形成導(dǎo)體膜19時的支撐力(夾緊力)的狀態(tài)。圖6所示的示圖表示向圖1所示的濺射 裝置的靜電夾具8的電極15施加的電壓即夾緊電壓(V)與在靜電夾具8和基板9之間密 封的氣體(氬氣)的壓力(Pa)之間的關(guān)系即夾緊力?；?是覆蓋有氮化硅的300mm硅 基板。圖6揭示，在具有和沒有導(dǎo)體膜19的情況下可以獲得幾乎相同的支撐力。在一些 測量點(diǎn)中，在具有導(dǎo)體膜19時獲得較大的支撐力。支撐力與靜電夾具8和基板9之間的距 離的平方成反比。在本實(shí)施例中，在高度為8. 5μπι的凸起17a的頂表面上形成1.3μπι厚 的導(dǎo)體膜19，并且距離為9.8 μ m。因此，在計(jì)算上靜電夾具8的凹陷17b的支撐力(通過 空間庫侖力獲得)F大概從1. 59E2(N)下降到1. IQE2(N)。以下將參照圖7所示的示圖描述該實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖7是繪出基于本實(shí)施例的靜電夾具8的凸起17a和凹陷17b的夾緊力的計(jì)算結(jié) 果的示圖。凸起17a和凹陷17b的夾緊力的比較表明，當(dāng)距離即精微形成的間隙減小時，凸 起17a的夾緊力突然增大。注意，夾緊力(F)是從F = E(V2/L2)A/2(E =間隙的介電常數(shù)， V =電壓，L =間隙(距離)，A =電極面積)獲得的值，并且單位是牛頓(N)。如已經(jīng)解釋的那樣，凸起17a的上表面粗糙度對于凸起17a的夾緊力具有大的影 響。該結(jié)果表明，在凸起17a上形成的導(dǎo)體膜19改善上表面粗糙度并且增大凸起17a的夾 緊力。即，導(dǎo)體膜19不通過其厚度降低夾緊力，而是具有增大夾緊力的效果。本發(fā)明的發(fā)明人從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使當(dāng)在凸起17a上形成導(dǎo)體膜19時，夾緊力 也保持不變，因此，本發(fā)明的靜電夾具8即使在具有凸起17a時也實(shí)現(xiàn)夾緊力。導(dǎo)體膜19大概通過改善凸起17a的上表面粗糙度(即，縮短基板9和凸起17a的上表面上的導(dǎo)體膜19 之間的實(shí)際距離)增大夾緊力。另外，基板9和導(dǎo)體膜19具有許多接觸點(diǎn)。這可能使得在 關(guān)斷外部電源16時能夠使接觸點(diǎn)附近的電荷向靜電夾具8移動。圖8所示的示圖表示作為本發(fā)明的效果的改善分離的效果，并且解釋在凸起17a的頂表面上形成導(dǎo)體膜19和不形成導(dǎo)體膜19時的分離的狀態(tài)。在本實(shí)驗(yàn)中，使用單極靜電夾具8，并且，使用具有覆蓋有氮化硅的下表面的300mm硅晶片作為基板9。在緊挨著關(guān)斷外部電源16之前向靜電夾具8施加預(yù)定時間的反 向電壓，并測量分離基板9之前的時間。當(dāng)不形成導(dǎo)體膜19時，隨著反向電壓增大到150V，分離時間縮短，但即使當(dāng)施加 150V或更大的反向電壓時，也必需約5秒的分離時間。另一方面，當(dāng)形成導(dǎo)體膜19時，不管 條件如何，都能夠在關(guān)斷外部電源16之后立即分離基板9。并且，即使在體積電阻率增大的 20°C -30°C下也觀察到容易的分離。如上所述，這表明，凸起17a的對于夾緊具有大的影 響的殘留電荷迅速減少，即，迅速執(zhí)行了電荷去除。如上所述，本發(fā)明的靜電夾具控制使用具有適當(dāng)?shù)氐偷捏w積電阻率的電介質(zhì)材料 的Johnson-Rahpeck型靜電夾具的壓印凸起上的殘留電荷，并且適用于單極夾具和雙極夾 具。靜電夾具不僅適用于濺射裝置，而且適用于用于在基板上沉積薄膜的CVD裝置或用于 處理薄膜的蝕刻裝置。并且，由于靜電夾具對于覆蓋有高k氮化硅膜的基板的分離具有效 果，因此靜電夾具還適用于諸如由具有高k上表面的材料制成的玻璃基板以及硅基板的基 板。上面已經(jīng)參照附圖解釋了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例， 并且，在從所附的權(quán)利要求的范圍的描述把握的技術(shù)范圍內(nèi)，這些實(shí)施例可變成各種形式。本發(fā)明不限于以上的實(shí)施例，并且，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以 作出各種變化和修改。因此，為了告知公眾本發(fā)明的范圍，附加以下的權(quán)利要求。本申請要求在2007年9月11日提交的日本專利申請No. 2007-234968的權(quán)益，在 此通過引用并入其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種靜電夾具，該靜電夾具包括電介質(zhì)板、在所述電介質(zhì)板內(nèi)形成的電極、和向所述電極施加電壓的外部電源，所述電介質(zhì)板具有其上形成有用于在頂表面上支撐基板的多個凸起和包圍所述凸起的凹陷的上表面，其中，所述電介質(zhì)板包含至少在各凸起的頂表面上形成的導(dǎo)體膜，并且，具有在向所述電極施加電壓時導(dǎo)致所述導(dǎo)體膜在基板和所述導(dǎo)體膜之間產(chǎn)生約翰遜-拉別克力的三維結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的靜電夾具，其中，用于在頂表面上支撐基板的所述多個凸起是直 徑不大于0. 7mm的圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的靜電夾具，其中，用于在頂表面上支撐基板的所述多個凸 起被形成為使得高度不大于15 u m，并且頂表面的總面積為所述電介質(zhì)板的總平面面積的 2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的靜電夾具，其中，所述導(dǎo)體膜的厚度不大于1.5i!m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的靜電夾具，其中，所述導(dǎo)體膜的電阻率不大于350y Q
6.根據(jù)權(quán)利要求1的靜電夾具，其中，所述導(dǎo)體膜是由從由鈦和鎢組成的組選擇的材 料制成的膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的靜電夾具，其中，所述導(dǎo)體膜包含第一層和第二層，所述第一層是 由從由鈦和鎢組成的組選擇的材料制成的膜，所述第二層形成在所述第一層上、并且由選 自由鈦和鎢組成的組的材料的氮化物和氧化物中的一種制成。
8.一種靜電夾具，該靜電夾具包括電介質(zhì)板、在所述電介質(zhì)板內(nèi)形成的電極、和向所述 電極施加電壓的外部電源，所述電介質(zhì)板具有其上形成有用于在頂表面上支撐基板的多個 凸起和包圍所述凸起的凹陷的上表面，其中，所述電介質(zhì)板包含至少在各凸起的頂表面上形成的導(dǎo)體膜，并且，所述導(dǎo)體膜的電阻率不大于350 y Q _。
9.一種靜電夾具，該靜電夾具包括電介質(zhì)板、在所述電介質(zhì)板內(nèi)形成的電極、和向所述 電極施加電壓的外部電源，所述電介質(zhì)板具有其上形成有用于在頂表面上支撐基板的多個 凸起和包圍所述凸起的凹陷的上表面，其中，所述電介質(zhì)板包含至少在各凸起的頂表面上形成的導(dǎo)體膜，并且，所述導(dǎo)體膜是由從由鈦和鎢組成的組選擇的材料制成的膜。
10.一種靜電夾具，該靜電夾具包括電介質(zhì)板、在所述電介質(zhì)板內(nèi)形成的電極、和向所 述電極施加電壓的外部電源，所述電介質(zhì)板具有其上形成有用于在頂表面上支撐基板的多 個凸起和包圍所述凸起的凹陷的上表面，其中，所述電介質(zhì)板包含至少在各凸起的頂表面上形成的導(dǎo)體膜，并且，所述導(dǎo)體膜包含第一層，所述第一層是由從由鈦和鎢組成的組選擇的材料制成的膜；和第二層，所述第二層形成在所述第一層上、并由從由鈦和鎢組成的組選擇的材料的氮 化物和氧化物中的一種制成。
全文摘要
一種靜電夾具(8)包括電介質(zhì)板(14)、在電介質(zhì)板(14)內(nèi)形成的電極(15)、和向電極(15)施加電壓的外部電源(15)，所述電介質(zhì)板(14)具有其上形成有用于在頂表面上支撐基板的多個凸起(17a)和包圍所述凸起(17a)的凹陷(17b)的上表面。電介質(zhì)板(14)包含至少在各凸起(17a)的頂表面上形成的導(dǎo)體膜(19)，并具有在向電極(15)施加電壓時導(dǎo)致導(dǎo)體膜(19)在基板(9)和導(dǎo)體膜(19)之間產(chǎn)生約翰遜-拉別克力的三維結(jié)構(gòu)。
文檔編號H02N13/00GK101802998SQ200880022898
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者有賀芳樹, 森本榮太郎, 田中洋, 金子一秋 申請人:佳能安內(nèi)華股份有限公司