(57)【要約】【課題】  パーティクルの発生を低減することが可能な基板温調固定装置を提供することを課題とする。【解決手段】  この基板温調固定装置は、基体の一方の面に載置される吸着対象物を吸着保持する静電チャックと、前記静電チャックを支持するベースプレートと、を有し、前記基体の他方の面と対向する前記ベースプレートの一方の面の外周には、土手部が設けられていることを要件とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の一方の面に載置される吸着対象物を吸着保持する静電チャックと、
前記静電チャックを支持するベースプレートと、を有し、
前記基体の他方の面と対向する前記ベースプレートの一方の面の外周には、土手部が設けられている基板温調固定装置。
【請求項２】
前記土手部は円環状である請求項１記載の基板温調固定装置。
【請求項３】
前記土手部の前記基体の他方の面と対向する面と、前記基体の他方の面とは、第１接着層を介して固着されている請求項１又は２記載の基板温調固定装置。
【請求項４】
前記ベースプレートの一方の面の前記土手部の内側には発熱体が設けられている請求項１乃至３の何れか一項記載の基板温調固定装置。
【請求項５】
前記発熱体は、前記第１接着層と、前記土手部の内側に形成された第２接着層に挟まれて固着されている請求項４記載の基板温調固定装置。
【請求項６】
前記第２接着層の厚さは、前記第１接着層の厚さよりも厚い請求項５記載の基板温調固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に載置される吸着対象物を吸着する静電チャックを有する基板温調固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置を製造する際に使用される成膜装置（例えば、ＣＶＤ装置やＰＶＤ装置等）やプラズマエッチング装置は、基板（例えば、シリコンウエハ）を真空の処理室内に精度良く保持するためのステージを有する。このようなステージとして、例えば、静電チャックを有する基板温調固定装置が提案されている。
【０００３】
基板温調固定装置は、静電チャックにより基板を吸着保持し、吸着保持された基板が所定の温度となるように温度制御を行う装置である。静電チャックには、クーロン力型静電チャックと、ジョンソンラーベック力型静電チャックとがある。クーロン力型静電チャックは、吸着力の電圧印加に対する応答性はよいが、高電圧の印加を必要とし、静電チャックと基板との接触面積が大きくないと十分な吸着力が得られないことが特徴である。ジョンソンラーベック力型静電チャックは、基板に電流を流す必要があるが、静電チャックと基板との接触面積が小さくても十分な吸着力が得られることが特徴である。
【０００４】
図１は、従来の基板温調固定装置の例を簡略化して示す断面図である。図１を参照するに、基板温調固定装置１００は、静電チャック１０１と、接着層１０４と、接着層１０５と、発熱体１０６と、ベースプレート１０７と、保護層１０８とを有する。
【０００５】
静電チャック１０１は、基体１０２と、静電電極１０３とを有する。基体１０２は、接着層１０４及び１０５を介してベースプレート１０７上に固定されている。基体１０２の材料は、例えばセラミックスである。接着層１０４及び１０５の材料は、例えばシリコンを含んでいる。
【０００６】
静電電極１０３は、薄膜静電電極であり、基体１０２に内蔵されている。静電電極１０３は、基板温調固定装置１００の外部に設けられた直流電源（図示せず）に接続され、所定の電圧が印加されると、基板等の吸着対象物（図示せず）を基体１０２の上面１０２ａに吸着保持する。吸着保持力は、静電電極１０３に印加される電圧が高いほど強くなる。
【０００７】
発熱体１０６は、接着層１０４及び１０５に挟まれるように、ベースプレート１０７上に設けられている。発熱体１０６は、電圧を印加されることで発熱し、接着層１０４を介して基体１０２の温度制御を行う。ベースプレート１０７は、静電チャック１０１を支持するための部材である。ベースプレート１０７の材料は、例えばＡｌである。
【０００８】
保護層１０８は、接着層１０４及び１０５が基板温調固定装置１００の外部に露出しないように、接着層１０４及び１０５の側面を囲むように環状に設けられている。基板温調固定装置１００をプラズマ中で使用した場合に、接着層１０４及び１０５の側面が基板温調固定装置１００の外に露出していると、接着層１０４及び１０５に含まれるシリコンは耐プラズマ性が低いため、接着層１０４及び１０５の側面がプラズマに曝されることによって侵食される。接着層１０４及び１０５が侵食されると、パーティクルが発生し、基体１０２の上面１０２ａに吸着保持される基板等がパーティクルにより汚染される。保護層１０８は、接着層１０４及び１０５の側面がプラズマに曝されることを防止するために設けられている。保護層１０８は、例えばエポキシ系の樹脂である。
【特許文献１】国際公開第２００４／０８４２９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、保護層１０８に含まれるエポキシ系の樹脂は、シリコンよりは耐プラズマ性が高いものの、十分に耐プラズマ性が高いとはいえない。そのため、基板温調固定装置１００をプラズマ中で使用すると、保護層１０８に含まれるエポキシ系の樹脂が徐々に劣化し、保護層１０８自体からパーティクルが発生するという問題があった。
【００１０】
上記の点に鑑みて、パーティクルの発生を低減することが可能な基板温調固定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この基板温調固定装置は、基体の一方の面に載置される吸着対象物を吸着保持する静電チャックと、前記静電チャックを支持するベースプレートと、を有し、前記基体の他方の面と対向する前記ベースプレートの一方の面の外周には、土手部が設けられていることを要件とする。
【発明の効果】
【００１２】
開示の技術によれば、パーティクルの発生を低減することが可能な基板温調固定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、実施の形態の説明を行う。
【００１４】
図２は、本実施の形態に係る基板温調固定装置の例を簡略化して示す断面図である。図２を参照するに、基板温調固定装置１０は、静電チャック１１と、接着層１４と、接着層１５と、発熱体１６と、ベースプレート１７とを有する。
【００１５】
静電チャック１１は、基体１２と、静電電極１３とを有する。基体１２は誘電体であり、例えば円柱形状（平面視円形状）である。なお、平面視とは、対象物を図２のＺ＋又はＺ−方向（基体１２の厚み方向）から見ることをいう（以下、同じ）。基体１２としては、例えばＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミックスを用いることができる。基体１２が円柱形状である場合に、その直径φ１は、例えば６インチ（約１５０ｍｍ）、８インチ（約２００ｍｍ）、１２インチ（約３００ｍｍ）とすることができる。基体１２の厚さＴ１は、例えば３〜２０ｍｍとすることができる。基体１２の比誘電率（１ＫＨｚ）は、例えば９〜１０とすることができる。基体１２の体積抵抗率は、例えば１０１２〜１０１６Ωｍとすることができる。
【００１６】
１２ａは基体１２の上面を、１２ｂは基体１２の下面を示している。なお、便宜上、図２のＺ＋方向を上、Ｚ−方向を下とする（以下、同じ）。基体１２の上面１２ａは、基板等の吸着対象物（図示せず）が当接する面である。基体１２の上面１２ａに、直径０．１〜０．２ｍｍ程度の円柱形状（平面視円形）の複数の突起部を、例えば平面視水玉模様状に点在するように設けてもよい。
【００１７】
静電電極１３は、薄膜静電電極であり、基体１２に内蔵されている。静電電極１３は、基板温調固定装置１０の外部に設けられた直流電源（図示せず）に接続され、所定の電圧が印加されると、基板等の吸着対象物（図示せず）との間にクーロン力を発生させ、吸着対象物（図示せず）を基体１２の上面１２ａに吸着保持する。吸着保持力は、静電電極１３に印加される電圧が高いほど強くなる。静電電極１３は、単極形状でも、双極形状でも構わない。静電電極１３の材料としては、例えばタングステン、モリブデン等を用いることができる。
【００１８】
接着層１４は、接着層１５との間に発熱体１６を固着するとともに、基体１２の下面１２ｂをベースプレート１７の後述する土手部１７ｃ上に固着する。接着層１４の厚さは、例えば０．１〜０．５ｍｍとすることができる。接着層１５の厚さは、例えば０．５〜２．０ｍｍとすることができる。接着層１４及び１５の材料としては、例えばシリコンを含む接着剤を用いることができる。
【００１９】
なお、接着層１５の厚さを接着層１４の厚さよりも厚くすることにより、発熱体１６で発生する熱をベースプレート１７に伝わりにくくすることができる。すなわち、発熱体１６で発生する熱がベースプレート１７を介して放熱することを防止することが可能となり、基体１２を効率よく加熱することができる。
【００２０】
発熱体１６は、接着層１４及び１５に挟まれるように、ベースプレート１７の後述する土手部１７ｃの内側に設けられている。発熱体１６は、電圧を印加されることで発熱し、接着層１４を介して基体１２の温度制御を行う。
【００２１】
ベースプレート１７は、静電チャック１１を支持するための部材である。１７ａはベースプレート１７の上面を、１７ｂはベースプレート１７の下面を示している。ベースプレート１７の材料としては、例えばＡｌ等を用いることができる。ベースプレート１７の厚さＴ２は、例えば２０〜５０ｍｍとすることができる。
【００２２】
ベースプレート１７の上面１７ａの外周には、土手部１７ｃが設けられている。土手部１７ｃは、例えば平面視円環状である。土手部１７ｃの高さＨ１は、例えば１．５〜５．０ｍｍとすることができる。土手部１７ｃの幅Ｗ１は、例えば１．５〜２．５ｍｍとすることができる。ベースプレート１７には、水路１８やガス路１９が設けられており、基体１２の温度制御を行う。なお、ベースプレート１７に水路１８やガス路１９を設けなくても構わない。
【００２３】
このように、ベースプレート１７の上面１７ａの外周に例えば平面視円環状の土手部１７ｃを設けることにより、従来のように、接着層１４及び１５の側面に保護層を設ける必要がなくなる。比較的厚く形成されている接着層１５が基板温調固定装置１０の外部に露出することを防止できるからである。接着層１４の側面は基板温調固定装置１０の外部に露出するが、接着層１４は比較的薄く形成されているため、接着層の露出を最小限に抑えることができる。その結果、基板温調固定装置１０をプラズマ中で使用した場合に、パーティクルの発生を低減することが可能となる。
【００２４】
接着層１４及び１５を形成する方法の一例を示せば以下の如くである。始めに、基体１２の下面１２ｂに接着層１４となるシリコン接着剤等を塗布し、塗布したシリコン接着剤等の上に発熱体１６を配置する。又、ベースプレート１７の土手部１７ｃの内側に接着層１５となるシリコン接着剤等を塗布する。そして、基体１２の下面１２ｂと土手部１７ｃの上面１７ｄとが対向するようにベースプレート１７上に基体１２を配置し、シリコン接着剤等を硬化させる。これにより、接着層１４及び１５が形成され、ベースプレート１７上に基体１２が固着されるとともに、発熱体１６が接着層１４及び１５に挟まれるようにベースプレート１７の土手部１７ｃの内側に固着される。
【００２５】
なお、土手部１７ｃの上面１７ｄと基体１２の下面１２ｂとは接着層１４を介して固着されているが、接着層１４は、発熱体１６の固着に用いられている層であり、土手部１７ｃの上面１７ｄと基体１２の下面１２ｂとを固着するために新たな接着層を設ける必要はない。
【００２６】
水路１８は、ベースプレート１７の下面１７ｂに形成された冷却水導入部１８ａと、冷却水排出部１８ｂとを有する。冷却水導入部１８ａ及び冷却水排出部１８ｂは、基板温調固定装置１０の外部に設けられた冷却水制御装置（図示せず）に接続されている。冷却水制御装置（図示せず）は、冷却水を冷却水導入部１８ａから水路１８に導入し、冷却水排出部１８ｂから排出する。冷却水を循環させベースプレート１７を冷却することで、接着層１４及び１５を介して基体１２を冷却する。
【００２７】
基体１２，接着層１４及び１５，ベースプレート１７には、これらを貫通するガス路１９が形成されている。ガス路１９は、ベースプレート１７の下面１７ｂに形成された複数のガス導入部１９ａと基体１２の上面１２ａに形成された複数のガス排出部１９ｂとを有する。複数のガス導入部１９ａは、基板温調固定装置１０の外部に設けられたガス圧力制御装置（図示せず）に接続されている。ガス圧力制御装置（図示せず）は、不活性ガスの圧力を、例えば、０〜５０Ｔｏｒｒの範囲で可変し、不活性ガスをガス導入部１９ａからガス路１９に導入することができる。
【００２８】
導入された不活性ガスは、ガス排出部１９ｂから排出され、基体１２の上面１２ａに載置された基板等の吸着対象物（図示せず）の下面と基体１２の上面１２ａとの間に充填されることにより、基体１２と吸着対象物（図示せず）との間の熱伝導性が向上する。不活性ガスとしては、例えば、ＨｅやＡｒを用いることができる。
【００２９】
本実施の形態に係る基板温調固定装置１０によれば、ベースプレート１７の上面１７ａの外周に例えば平面視円環状の土手部１７ｃを設けることにより、従来のように接着層１４及び１５の側面に保護層を設けなくとも、基板温調固定装置１０をプラズマ中で使用した場合に、パーティクルの発生を低減することが可能となり、基板等の吸着対象物のパーティクルによる汚染を防止できる。
【００３０】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３１】
例えば、土手部１７ｃは、ベースプレート１７と一体的に形成されていなくてもよく、ベースプレート１７の上面１７ａの外周に、例えば平面視円環状の土手部１７ｃを電子ビーム溶接等により接合しても構わない。電子ビーム溶接とは、高真空中でフィラメント（陰極）を加熱して、放出した電子を高電圧で加速して電磁コイルで集束し、被溶接部に衝突させ、電子ビームの運動エネルギーを熱エネルギーに変換して溶接する方法である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の基板温調固定装置の例を簡略化して示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る基板温調固定装置の例を簡略化して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  基板温調固定装置
１１  静電チャック
１２  基体
１２ａ  基体の上面
１２ｂ  基体の下面
１３  静電電極
１４，１５  接着層
１６  発熱体
１７  ベースプレート
１７ａ  ベースプレートの上面
１７ｂ  ベースプレートの下面
１７ｃ  土手部
１７ｄ  土手部の上面
１８  水路
１８ａ  冷却水導入部
１８ｂ  冷却水排出部
１９  ガス路
１９ａ  ガス導入部
１９ｂ  ガス排出部
Ｈ１  高さ
Ｔ１，Ｔ２  厚さ
Ｗ１  幅
φ１  直径
【図１】
2010153490.tif 000003
【図２】
2010153490.tif 000004