静電チャックとは？半導体・FPDの製造装置でウエハーを吸着する静電チャックの種類（セラミック・樹脂・ステージとキャリア）と、吸着方式・温度・サイズの選び方

静電チャックとは

静電チャックは、内部の電極に電圧をかけ、そこで生まれる静電気の力でウエハーやガラス基板を面で吸着する部品です。真空の中でも吸着できるので、エッチング・CVD・スパッタなどの装置の中でウエハーを固定します。爪で押さえないので、薄いワークに吸着痕やしわが付きにくいです。

比較ページには、日本の会社が自社で作る静電チャックを、各社の代表の品の単位で載せています。ほとんどが装置ごとに作る特注品なので、型式ではなく材質や吸着方式で分けています。真空チャック、マグネットチャック、工作機械のチャックは載せていません。

3つの種類

• セラミック型：アルミナや窒化アルミの中に電極を入れて焼き固め、装置に組み込みます。例はNGK・京セラ・新光電気・住友大阪セメント・TOTOの静電チャックです
• 樹脂・フィルム型：絶縁性の高い樹脂や接着シートの間に電極を挟んで作ります。例は巴川コーポレーションのエレファンTADです
• ステージ・キャリア型：電源とセットの吸着ステージや、ウエハーを載せたまま運ぶキャリアです。例は筑波精工のESCステージとSupporterです

クーロン力型とジョンソン・ラーベック力型

• クーロン力型は、絶縁材料を誘電体に使います。TOTOの解説では、吸着の応答時間が温度によらず一定です
• ジョンソン・ラーベック力型は、ワークとの間のすき間に小さな電流が流れて吸着します。TOTOの解説では、低い電圧で強く吸着します
• NGKは、窒化アルミでジョンソン・ラーベック型、アルミナでクーロン型を作り分けています。新光電気とTOTOも両方を作ります

使用温度とウエハーの大きさ

• NGKのセラミック静電チャックは、-50〜700℃で使えます。ヒーターと一体にでき、ウエハー表面の温度を±1%以下にそろえます
• 新光電気のセラミック静電チャックは、-20〜200℃で、最大直径300mmです
• 住友大阪セメントのSUMICEFINEは、室温〜200℃です
• NGKは200mm・300mm・450mmのウエハー、京セラは直径200mmと300mmの装置に合わせます。TOTOは450mmまで作れます

吸着力と吸着できるもの

• 吸着力の数字を公式に出しているのは住友大阪セメントで、SUMICEFINEはドットなしで2500gf/cm²超、吸着と離脱は2秒以内です
• 筑波精工のESCステージは、ガラス・フィルム・Si・金属箔・紙・セラミックを吸着します
• 濡れたワークと、厚くて反ったワークは吸着しにくいです。筑波精工は、この2つを不得意な分野として挙げています

電源を外しても吸着が続く型

• 筑波精工のSupporterは、給電ユニットを外しても吸着が続くキャリア型です。薄いウエハーを貼ったまま工程を流せます
• 外すときは、もう一度給電ユニットで電界を解きます

値段

• このページの8製品は、どれも値段を公式に出していません。装置・ウエハーの大きさ・ヒーターの有無に合わせて作るので、各社に見積もりを頼みます