(57)【要約】      （修正有）【課題】基板ホルダーが配置される真空容器内の減圧雰囲気により膨らむことがなく、被処理基板を安定に載置或いは保持することを可能とする基板ホルダーを提供する。【解決手段】本発明の基板ホルダー１０１は、均熱用の金属性板状部材１２１或いは静電吸着用電極と、被処理基板を載置或いは保持する被処理基板載置面１６１を有し被金属材料からなる第１の母材１１２と、金属性板状部材或いは静電吸着用電極を埋め込む被金属材料からなる第２の母材１１１と、から成る基板ホルダーであって、金属性板状部材１２１或いは静電吸着用電極に複数の貫通穴１８１を厚さ方向に設け、前記貫通穴１８１を介して前記第１の母材１１２と第２の母材１１１とを接合し、金属性板状部材１２１或いは静電吸着用電極を内部に埋め込んだことを特徴とする。【選択図】図１
2010258212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均熱用の金属性板状部材あるいは静電吸着用電極と、被処理基板を載置あるいは保持する被処理基板載置面を有し被金属材料からなる第１の母材と、前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を埋め込む被金属材料からなる第２の母材と、とから成る基板ホルダーであって、前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に複数の貫通穴を厚さ方向に設け、前記金属性板状部材あるいは静電級着用電極の外周領域で前記第１の母材と前記第２の母材とを接合すると共に、前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に設けた複数の貫通穴を介して前記第１の母材と第２の母材とを接合し、前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を内部に埋め込んだことを特徴とする基板ホルダー。
【請求項２】
被処理基板を載置あるいは保持する被処理基板載置面を有し、被金属材料からなる第１の母材を形成する工程と、
金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を埋め込む被金属材料からなる第２の母材を形成する工程と、
前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に複数の貫通穴を設ける工程と、
前記金属性板状部材あるいは静電級着用電極の外周領域で前記第１の母材と前記第２の母材とを接合する工程と、
金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に設けた複数の貫通穴を介して前記第１の母材と前記第２の母材とを接合する工程と、
を含む基板ホルダー作成方法。
【請求項３】
前記第１の母材と第２の母材の接合は、加熱による拡散接合あるいは酸化物系の接合剤を用いて行うことを特徴とする請求項２記載の基板ホルダーの作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象基板を載置あるいは保持する基板ホルダーに関し、均熱用の金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を内部に埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダー及び前記基板ホルダーを備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体を始めとする電子デバイス形成プロセスにおけるスパッタやCVD、あるいはエッチングなどのドライプロセスには、被処理基板を載置あるいは保持する基板ホルダーが用いられる。これらのプロセスでは、被処理基板を任意の温度で処理するために基板ホルダーを加熱あるいは冷却して任意の温度で保持する。基板ホルダーの加熱あるいは冷却は、基板を載置あるいは保持する面とは反対の面に加熱機構あるいは冷却機構を接触して行ったり、基板ホルダーの中に直接加熱用のヒーターや冷却用の媒体(冷媒)の流路を埋め込んで行ったりする。
【０００３】
このような基板ホルダーには、金属を母材とした基板ホルダーが多用されているが、基板ホルダーからの被処理基板への金属汚染が問題となる場合があり、これを防止するために石英やアルミナなどの非金属性材料を母材として用いる場合がある。これら石英やアルミナなどの非金属性材料は熱伝導率が低いため、これらを母材に用いる基板ホルダーでは、ヒーターパターンや冷媒の流路パターンが被処理基板の温度分布に現れることがある。これを抑制し被処理基板の温度の均一性を確保するためにそれら非金属性材料である石英やアルミナなどの母材内に熱伝導率の高い金属性の板状部材を埋め込んだ基板ホルダーが用いられる。図７に従来の均熱のための金属性の板状部材を内部に埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダーの概略の断面構造例で、加熱用のヒーターを埋め込んだ例を示す。基板ホルダー１は、非金属性材料母材１１に埋め込まれたヒーター３１（例えばシースヒーター）により加熱され、熱伝導性の良い金属性の板状部材２１により面内の均熱が図られる。これにより基板ホルダー１の被処理基板載置面６１に載置される不図示の被処理基板の温度分布を均一にすることができる。基板ホルダー１の非金属性材料母材１１は、例えば石英やアルミナであり、金属性の部材２１には、カーボンや銅、銀、アルミニウムなどが用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
被処理基板の加熱あるいは冷却を行う基板ホルダーには、この他に被処理基板を効率よく加熱あるいは冷却するため、またプロセス中に被処理基板が動かないように、静電的に被処理基板を保持する静電吸着用電極を埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダーがある。図８〜図１０に従来の静電吸着用電極を埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダーの被処理基板を吸着面する面から見た静電吸着用電極のパターンおよび基板ホルダーの断面の例を示す。図８は双極対称電極の例（例えば、特許文献２参照。）、図９は双極非対称電極の例（例えば、特許文献３参照。）、図１０は単極電極の例（例えば、特許文献４参照。）である。
【０００５】
図８から図１０のぞれぞれの（ａ）は基板ホルダー被処理基板を吸着面する面から見た静電吸着用電極のパターン、図８から図１０のぞれぞれの（ｂ）は基板ホルダーの断面の例である。図８から図１０のぞれぞれの１３、１５、１７は図８から図１０のぞれぞれの基板ホルダー２〜４の非金属性材料から成る母材、４１〜４５は静電吸着用電極である。図８および図９の例では、静電吸着用電極４１と４２間および静電吸着用電極４３と４４間に不図示の電源より接続端子５１〜５４を介して電圧を印加し、この電圧印加による静電力により不図示の被処理基板を基板ホルダー２および３の被処理基板保持面６２に吸着保持する。図１０の例は、プラズマを用いたプロセスにおいて用いられる方式で、静電吸着用電極４５に不図示の電源より接続端子５５を介して電圧を印加するとともに、不図示のプラズマを介して不図示の被処理基板を静電吸着用電極４５の対向電極とすることでその被処理基板を基板ホルダー４の被処理基板保持面６２に吸着保持する。図８から図１０のぞれぞれの基板ホルダー２〜４の非金属性材料からなる母材１３、１５、１７には、例えば石英やアルミナ、窒化アルミニウムなどが用いられ、静電吸着用電極４１〜４５には、例えばタングステンやモリブデン、ニッケルなどが用いられる。
【０００６】
上記従来図７の均熱用の金属性板状部材を内部に埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダー１においては、基板ホルダーの母材となる非金属性材料に石英やアルミナなどの熱伝導率の低い材料を用いた場合、その基板ホルダーに載置される被処理基板を効率よく加熱するために、均熱用の金属性板状部材２１と基板載置面６１との間の非金属性材料の厚みを極力薄くする必要がある。また、前記従来図８から図１０の静電吸着用電極を埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダー２〜４においては、被処理基板を静電吸着保持するために静電吸着用電極４１〜４５と被処理基板保持面６２との間の非金属性材料の厚みを数百μｍ程度の薄さにしなければならない。このとき、図７および図８から図１０の従来例に点線で示す非金属性材料の接合部７１〜７４で非金属性材料同士を接合して金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を非金属性材料で挟み込んだ場合、金属性板状部材２１と基板載置面６１との間および静電吸着用電極４１〜４５と被処理基板保持面６２との間の非金属性材料の厚みが薄いために、金属性板状部材２１上および静電吸着用電極４１〜４５上の非金属性材料が基板ホルダー１〜4を配置する真空容器内の減圧雰囲気により膨らんでしまうという問題が生じた。このように金属性板状部材２１上および静電吸着用電極４１〜４５上の非金属性材料が真空容器内の減圧雰囲気により膨らんでしまうと、被処理基板を安定に載置あるいは保持することができない。これを防止するために従来の均熱用の金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を内部に埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダーでは、接着剤を用いて金属性板状部材あるいは静電吸着用電極と非金属性材料との間を接合したり、均熱用の金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を非金属性材料で挟み込みこんでこれらを焼成して、これら材料間を接合するなどの方法が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３３５４２５号公報（図１）
【特許文献２】特開平０９−１８６１１２号公報（図１）
【特許文献３】特許第２５０３３６４号公報（図１３）
【特許文献４】特開２００１−１８９３７８号公報、（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のように金属性板状部材あるいは静電吸着用電極と非金属性材料との間を接着剤により接合する場合、樹脂系接着剤を用いると高温で使用することはできない。このため高温で使用する場合は、ロー材や酸化物系の接合剤、例えば酸化鉛系や酸化カルシウム系、酸化マグネシウム系、などを用いて接合を行う。これらを用いた接合の場合、金属性板状部材あるいは静電吸着用電極と非金属性材料の両方の材料になじむロー材や接合剤である必要があり、また接合する面積が広いためこれら材料間の熱膨張係数を合わせる必要がある。一方、前記のように金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を非金属性材料で挟み込みこんでこれらを焼成してこれら材料間を接合する場合も、接合する面積が広いため金属性板状部材あるいは静電吸着用電極と非金属性材料同士がなじむ材料である必要があり、上記接合剤を用いる場合と同様に材料間の熱膨張係数を合わせる必要がある。このためそれら材料の組み合わせは任意ではなく極限られた組み合わせに制限される。しかもこのような基板ホルダーの作製には、公表されないノウハウが必要とされ、その作製は容易ではない。また、本発明者の知りうる範囲でこの点を解消するものは未だ知られていない。
【０００９】
本発明は、かかる知見を基にさらに検討を加えて完成したものであり、本発明は  基板ホルダーが配置される真空容器内の減圧雰囲気により膨らむことがなく、被処理基板を安定に載置あるいは保持することを可能とする基板ホルダーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基板ホルダーは、均熱用の金属性板状部材あるいは静電吸着用電極と、被処理基板を載置あるいは保持する被処理基板載置面を有し被金属材料からなる第１の母材と、前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を埋め込む被金属材料からなる第２の母材と、とから成る基板ホルダーであって、前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に複数の貫通穴を厚さ方向に設け、前記金属性板状部材あるいは静電級着用電極の外周領域で前記第１の母材と前記第２の母材とを接合すると共に、前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に設けた複数の貫通穴を介して前記第１の母材と第２の母材とを接合し、金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を内部に埋め込んだことを特徴とする。
【００１１】
本発明の基板ホルダー作成方法は、被処理基板を載置あるいは保持する被処理基板載置面を有し、被金属材料からなる第１の母材を形成する工程と、
金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を埋め込む被金属材料からなる第２の母材を形成する工程と、
前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に複数の貫通穴を設ける工程と、
前記金属性板状部材あるいは静電級着用電極の外周領域で前記第１の母材と前記第２の母材とを接合する工程と、
金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に設けた複数の貫通穴を介して前記第１の母材と前記第２の母材とを接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
前記手段により、前記均熱用の金属性板状部材あるいは静電吸着用電極の外周および前記均熱用の金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に設けた複数の貫通穴を介して金属性板状部材あるいは静電吸着用電極を挟み込む非金属性材料を接合するので、金属性板状部材上あるいは静電吸着用電極上の非金属性材料が、基板ホルダーが配置される真空容器内の減圧雰囲気により膨らむことがなく、被処理基板を安定に載置あるいは保持することができる。しかも使用する材料同士がなじむ必要がなく、接合する面積が狭いために熱膨張係数の差を考慮しなくてもよく、材料の組み合わせに基本的に制限がなくなり、基板ホルダーの作製が容易になる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る基板ホルダーの第１の実施形態の構成を示す概略図で、（ａ）は均熱のための金属性板状部材の形状を示す平面図であり、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。
【図２】本発明に係る基板ホルダーの第２の実施形態の構成を示す概略図で、（ａ）は静電吸着用電極のパターンを示す平面図であり、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。
【図３】本発明に係る基板ホルダーの第３の実施形態の構成を示す概略図で、（ａ）は静電吸着用電極のパターンを示す平面図であり、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。
【図４】本発明に係る基板ホルダーの第４の実施形態の構成を示す概略図で、（ａ）は静電吸着用電極のパターンを示す平面図であり、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。
【図５】図４記載の基板ホルダー１０４を搭載した基板処理装置の一例としてのスパッタリング装置を示す断面概略図である。
【図６】図２記載の基板ホルダー１０２を搭載した基板処理装置を示す正面概略断面図である。
【図７】従来の基板ホルダーの構成を示す概略断面図である。
【図８】従来の基板ホルダーの構成を示す概略図で、（ａ）は静電吸着用電極のパターン、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。
【図９】従来の基板ホルダーの構成を示す概略図で、（ａ）は静電吸着用電極のパターン、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。
【図１０】従来の基板ホルダーの構成を示す概略図で、（ａ）は静電吸着用電極のパターン、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明に係る基板ホルダーの第１の実施形態の構成を示す概略図で、均熱のための金属性板状部材を内部に埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダーであり、図１（ａ）は被処理基板載置面より見た均熱のための金属性板状部材の形状を示す平面図であり、図１（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。本実施例では、非金属性材料に加熱用のヒーター１３１が埋め込まれている。基板ホルダー１０１は、非金属性材料母材１１１に埋め込まれたヒーター１３１（例えばシースヒーター）により加熱され、熱伝導性の良い金属性の板状部材１２１により非金属性材料１１２の面内の均熱が図られる。これにより基板ホルダー１０１の被処理基板載置面１６１に載置される不図示の被処理基板の温度分布を均一にすることができる。基板ホルダー１０１の非金属性材料母材１１１および１１２には、例えば石英やアルミナ、窒化アルミニウムを用いることができ、金属性板状部材１２１には、カーボンや銅、銀、アルミニウムなどを用いることができる。
【００１５】
本実施形態の特徴点は、均熱のための金属性板状部材１２１に複数の貫通穴１８１を厚さ方向に設け、それら均熱用の金属性板状部材１２１の外周およびそれら複数の貫通穴１８１を介して非金属性材料母材１１１および１１２を接合し、前記均熱用の金属性板状部材１２１を内部に埋め込んでいる点である。これにより非金属性材料１１２が薄い場合でも基板ホルダー１０１が配置される真空容器内の減圧雰囲気により膨らむことがなく、不図示の被処理基板を安定に載置することができる。しかも使用する金属性板状部材１２１と非金属性材料母材１１１および１１２とがなじむ必要がなく、これら材料の組み合わせには基本的に制限がなくなり、基板ホルダーの作製が容易になる。ここで非金属性材料母材１１１と１１２の接合（点線１７１で示す部分）は、加熱による拡散接合あるいは酸化物系の接合剤を用いて行うことができる。このとき複数の貫通穴１８１は、広いと均熱斑の原因となるため、できるだけ狭くし、接合強度を確保するために数を増やすようにした方がよい。尚、貫通孔１８１の形状は円形であることが好ましいが、これに限るものではなく、正方形や長方形であってもよい。なお、本明細書中において、「拡散接合」とは、接合材を、加熱・加圧し、原子の拡散を利用して接合する技術をいう。また、「均熱斑」とは、熱が均一に伝わらないことをいう。
【００１６】
本実施形態では、加熱用のヒーター１３１を埋め込んだ例を示したが、ヒーター１３１の代わりに冷却用の冷媒の流路を埋め込んでもよく、加熱用ヒーターと冷却用冷媒の流路の両方を埋め込み、加熱と冷却の両方が行えるようにしてもよい。またヒーターや冷媒の流路を埋め込まずに、基板載置面１６１とは反対の面に加熱機構あるいは冷却機構を接触して加熱あるいは冷却を行えるようにしてもよい。
【００１７】
本実施形態では、円盤状の基板ホルダーについて説明したが、基板ホルダーの形状はこれに限るものではなく、正方形や長方形であってもよい。
【００１８】
図２は、本発明に係る第２の実施形態の構成を示す概略図で、静電吸着用電極を埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダーであり、双極対称の静電吸着用電極の実施形態である。図２（ａ）は被処理基板保持面より見た静電吸着用電極のパターンを示す平面図であり、図２（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。１１３、１１４は基板ホルダー１０２の非金属性材料から成る母材、１４１、１４２は静電吸着用電極である。静電吸着用電極１４１と１４２間に不図示の電源より接続端子５１および５２を介して電圧を印加し、この電圧印加による静電力により不図示の被処理基板を基板ホルダー１０２の被処理基板保持面１６２に吸着保持する。基板ホルダー１０２の非金属性材料からなる母材１１３、１１４には、例えば石英やアルミナ、窒化アルミニウムなどが用いられ、静電吸着用電極１４１、１４２には、例えばタングステンやモリブデン、ニッケルなどが用いられる。
【００１９】
本実施形態の特徴点は、静電吸着用電極１４１および１４２に複数の貫通穴１８２、１８３を厚さ方向に設け、それら静電吸着用電極１４１および１４２の外周およびそれら複数の貫通穴１８２および１８３を介して非金属性材料母材１１３および１１４を接合し、前記静電吸着用電極１４１および１４２を内部に埋め込んでいる点である。これにより非金属性材料母材１１４が薄くても基板ホルダー１０２が配置される真空容器内の減圧雰囲気により膨らむことがなく、不図示の被処理基板を安定に吸着保持することができる。しかも使用する静電吸着用電極１４１、１４２と非金属性材料母材１１３、１１４とがなじむ必要がなく、これら材料の組み合わせには基本的に制限がなくなり、基板ホルダーの作製が容易になる。ここで非金属性材料母材１１３と１１４の接合（点線１７２で示す部分）は、第１の実施形態と同様、加熱による拡散接合あるいは酸化物系の接合剤を用いて行うことができる。このとき複数の貫通穴１８２，１８３はできるだけ狭くし、接合強度を確保するために数を増やすようにした方がよい。
尚、貫通孔１８２，１８３の形状は円形であることが好ましいが、これに限るものではなく、正方形や長方形であってもよい。
【００２０】
本実施形態では、加熱機構や冷却機構については図示していないが、加熱用のヒーターや冷却用の冷媒の流路を埋め込んで加熱や冷却が行えるようにしてもよく、加熱用ヒーターと冷却用冷媒の流路の両方を埋め込んで加熱と冷却の両方が行えるようにしてもよい。またヒーターや冷媒の流路を埋め込まずに、被処理基板保持面１６２とは反対の面に加熱機構あるいは冷却機構を接触して加熱あるいは冷却を行えるようにしてもよい。
【００２１】
本実施形態では、円盤状の基板ホルダーについて説明したが、基板ホルダーの形状はこれに限るものではなく、正方形や長方形であってもよい。また静電吸着用電極パターンも本実施形態に限られるものではなく、二重の渦巻き形状など対称形であればどのような形でもよい。
【００２２】
図３は、本発明に係る第３の実施形態の構成を示す概略図で、静電吸着用電極を埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダーであり、双極非対称の静電吸着用電極の実施形態である。（ａ）は被処理基板保持面より見た静電吸着用電極のパターンを示す平面図であり、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。１１５、１１６は基板ホルダー１０３の非金属性材料から成る母材、１４３、１４４は静電吸着用電極である。静電吸着用電極１４３と１４４間に不図示の電源より接続端子５３および５４を介して電圧を印加し、この電圧印加による静電力により不図示の被処理基板を基板ホルダー１０３の被処理基板保持面１６２に吸着保持する。基板ホルダー１０３の非金属性材料からなる母材１１５、１１６には、例えば石英やアルミナ、窒化アルミニウムなどが用いられ、静電吸着用電極１４３、１４４には、例えばタングステンやモリブデン、ニッケルなどが用いられる。
【００２３】
本実施形態の特徴点は、静電吸着用電極１４３および１４４に複数の貫通穴１８４、１８５を厚さ方向に設け、それら静電吸着用電極１４３および１４４の外周およびそれら複数の貫通穴１８４および１８５を介して非金属性材料母材１１５および１１６を接合し、前記静電吸着用電極１４３および１４４を内部に埋め込んでいる点である。これにより非金属性材料母材１１６が薄くても基板ホルダー１０３が配置される真空容器内の減圧雰囲気により膨らむことがなく、不図示の被処理基板を安定に吸着保持することができる。しかも使用する静電吸着用電極１４３、１４４と非金属性材料母材１１５、１１６とがなじむ必要がなく、これら材料の組み合わせには基本的に制限がなくなり、基板ホルダーの作製が容易になる。ここで非金属性材料母材１１５と１１６の接合（点線１７３で示す部分）は、第１および第２の実施形態と同様、加熱による拡散接合あるいは酸化物系の接合剤を用いて行うことができる。このとき複数の貫通穴１８４，１８５は、第２の実施形態同様できるだけ狭くし、接合強度を確保するために数を増やすようにした方がよい。
尚、貫通孔１８４，１８５の形状は円形であることが好ましいが、これに限るものではなく、正方形や長方形であってもよい。
【００２４】
本実施形態でも、加熱機構や冷却機構については図示していないが、第２の実施形態の説明の記載と同様の加熱や冷却の手段を用いることができる。
【００２５】
本実施形態では、円盤状の基板ホルダーについて説明したが、基板ホルダーの形状はこれに限るものではなく、正方形や長方形であってもよい。
【００２６】
図４は、本発明に係る第４の実施形態の構成を示す概略図で、静電吸着用電極を埋め込んだ非金属性材料から成る基板ホルダーであり、単極の静電吸着用電極の実施形態である。（ａ）は被処理基板保持面より見た静電吸着用電極のパターンを示す平面図であり、（ｂ）は基板ホルダーの断面図である。１１７、１１８は基板ホルダー１０４の非金属性材料から成る母材、１４５は静電吸着用電極である。本実施形態は、プラズマを用いたプロセスにおいて用いられる方式で、静電吸着用電極１４５に不図示の電源より接続端子５５を介して電圧を印加するとともに、不図示のプラズマを介して不図示の被処理基板を静電吸着用電極１４５の対向電極とすることでその被処理基板を基板ホルダー１０４の被処理基板保持面１６２に吸着保持する。基板ホルダー１０４の非金属性材料からなる母材１１７，１１８には、例えば石英やアルミナ、窒化アルミニウムなどが用いられ、静電吸着用電極１４５には、例えばタングステンやモリブデン、ニッケルなどが用いられる。
【００２７】
本実施形態の特徴点は、静電吸着用電極１４５に複数の貫通穴１８６を厚さ方向に設け、それら静電吸着用電極１４５の外周およびそれら複数の貫通穴１８６を介して非金属性材料母材１１７および１１８を接合し、前記静電吸着用電極１４５を内部に埋め込んでいる点である。これにより非金属性材料母材１１８が薄くても基板ホルダー１０４が配置される真空容器内の減圧雰囲気により膨らむことがなく、不図示の被処理基板を安定に吸着保持することができる。しかも使用する静電吸着用電極１４５と非金属性材料母材１１７、１１８とがなじむ必要がなく、これら材料の組み合わせには基本的に制限がなくなり、基板ホルダーの作製が容易になる。ここで非金属性材料母材１１７と１１８の接合（点線１７４で示す部分）は、第１、第２および第３の実施形態と同様、加熱による拡散接合あるいは酸化物系の接合剤を用いて行うことができる。このとき複数の貫通穴１８６は、第２および第３の実施形態同様できるだけ狭くし、接合強度を確保するために数を増やすようにした方がよい。
尚、貫通孔１８６の形状は円形であることが好ましいが、これに限るものではなく、正方形や長方形であってもよい。
【００２８】
本実施形態でも、加熱機構や冷却機構については図示していないが、第２の実施形態の説明の記載と同様の加熱や冷却の手段を用いることができる。
【００２９】
また本実施形態でも、円盤状の基板ホルダーについて説明したが、基板ホルダーの形状はこれに限るものではなく、正方形や長方形であってもよい。
【００３０】
次に、本発明の基板ホルダーの作成方法を図１記載の基板ホルダーを用いて説明する。本発明の基板ホルダーの作成は次の工程を含む。
第１工程
被処理基板を載置あるいは保持する被処理基板載置面１６１を有し、被金属材料からなる第１の母材でる非金属製母材１１２を形成する工程。
第２工程
金属性板状部材１２１を埋め込む被金属材料からなる第２の母材である非金属材料母材１１１を形成する工程。
第３の工程、
前記金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に複数の貫通穴を設ける工程。
第４の工程
金属性板状部材あるいは静電級着用電極の外周領域で前記第１の母材と前記第２の母材とを接合する工程。
第５の工程
金属性板状部材あるいは静電吸着用電極に設けた複数の貫通穴を介して前記第１の母材と前記第２の母材とを接合する工程。
【００３１】
図５は、図４記載の基板ホルダー１０４を搭載した基板処理装置の一例としてのスパッタリング装置を示す断面概略図である。
図５に示す装置は、排気系２１１を備えた処理チャンバー２０１と、処理チャンバー２０１内に被スパッタ面が露出するようにして設けられたターゲット２００と、ターゲット２００に電圧を印加してスパッタ放電を生じさせてターゲット２００をスパッタリングするスパッタ電源２２１と、スパッタ放電のための所定のスパッタ用ガスを導入するガス導入系２２２と、スパッタリングによって所定の薄膜が作成される処理チャンバー２０１内の所定の位置に基板２０９を保持する基板ホルダー１０４と、基板ホルダー１０４に埋め込まれていて基板２０９を静電吸着させるための静電吸着電極１４５と、静電吸着電極１４５に電圧を印可するための静電吸着用電源２４１と、で構成される。また、高周波電源５は、整合器５１を介してホルダー本体２３１に接続されている。
【００３２】
基板ホルダー１０４は、ホルダー本体２３１と、ホルダー本体２３１に接して設けられた誘電体ブロックで形成されて母材１１７、母材１１８とから構成されている。そしてこの誘電体ブロックの表面が基板保持面になっている。図５に示す装置では、基板２０９は、基板ホルダー１０４の被基板保持面１６２に載置される。ガス導入系２２２によってスパッタ用ガスを処理チャンバー２０１内に導入する。静電吸着機構４の吸着用電源２４１が動作して吸着電極１４５に所定の電圧が印加される。この状態で、スパッタ電源２２１を動作してターゲット２００に電圧を印加して、処理チャンバー２０１内にプラズマを形成する。これにより、基板２０９は被基板保持面１６２に静電吸着される。この状態で、スパッタリングによりターゲットから放出されたスパッタ粒子が基板２０９に到達し、薄膜が作成される。
【００３３】
本発明の基板ホルダーを搭載したスパッタリング装置においては、電吸着用電極１４４５上の母材１１８が、基板ホルダー１０４を載置する処理チャンバー２０１内の減圧雰囲気により膨らんでしまうことがないため、ホールの内面に充分な厚さの薄膜を作成することができる。
【００３４】
図６は、図２記載の基板ホルダー１０２を搭載した基板処理装置を示す正面概略断面図である。図６記載の基板処理装置は、、対象物３０９を所定の雰囲気で処理するため、処理チャンバー３０１と、処理チャンバー３０１内を排気する排気系３１１と、処理チャンバー３０１内に所定のプロセスガスを導入するプロセスガス導入系３１２とを有している。そして、対象物３０９を処理チャンバー３０１内の所定位置に保持するため、静電吸着機構を備えている。
【００３５】
静電吸着機構は、処理チャンバー１内に設けられた静電吸着ステージを兼ねた図２記載の基板ホルダー１０２と、基板ホルダー１０２に静電吸着用の電圧を与える吸着電源３０３とから成っている。基板ホルダー１０２は、誘電体ブロックで形成された母材１１７、１１８と、母材１１７、１１８内に設けた一対の吸着電極１８２，１８３とから成る構成である。一対の吸着電極１８２，１８３には、互いに極性の異なる直流電圧３０３を与えるようになっている。一対の吸着電極１８２，１８３に電圧が与えられると、母材１１７、１１８が誘電分極して表面に静電気が誘起され、対象物３０９が静電吸着される。
【００３６】
このような静電吸着機構では、対象物３０９の温度制御等の目的から、対象物３０９と基板ホルダー１０２との間で熱交換する機能が備えられる場合がある。例えば、基板処理装置では、処理中の対象物３０９の温度を所定の範囲に維持するため、基板ホルダー１０２内にヒータを設けてこのヒータを負帰還制御したり、基板ホルダー１０２内の空洞に所定の温度の冷媒を流通させてこの冷媒の温度を制御したりする場合がある。
【００３７】
このような温度制御を行う場合、基板ホルダー１０２と対象物３０９との間の熱交換が充分でないと、温度制御の精度が低下したり効率が悪くなったりする問題がある。特に、基板処理装置では、処理チャンバー３０１内が真空雰囲気であることがあり、この場合には、対象物３０９である対象物３０９と基板ホルダー１０２との間の隙間も真空である。従って、大気圧下に比べて熱交換の効率が悪い。
【００３８】
このような問題を解決するため、従来の静電吸着機構の中には、基板ホルダー２と対象物３０９との間に熱交換用のガスを導入する構成が採られることがある。図６に示す機構は、この例を示している。即ち、基板ホルダー１０２の吸着面１６２には、凹部が形成されており、対象物３０９を吸着した際、凹部と対象物３０９とによって閉空間が形成されるようになっている。そして、基板ホルダー１０２には、この閉空間内にガスを導入するガス導入路３２０が貫通して設けられている。また、ガス導入路３２０からガス導入する熱交換用ガス導入系３０４が設けられている。熱交換用ガス導入系３０４は、ヘリウム等の熱伝導率の高いガスを導入するようになっている。
【００３９】
図２記載の基板ホルダー１０２を搭載した図６記載の基板処理装置では、電吸着用電極１８２，１８３上の母材１１４が、基板ホルダー１０２を載置する処理チャンバー３０１内の減圧雰囲気により膨らんでしまうことがないため、対象物３０９の吸着が面内で均一となり、温度の均一性が高く維持されるという技術的意義を有する。
【符号の説明】
【００４０】
１〜４，１０１〜１０４・・・基板ホルダー
１１,１３,１５,１７，１１１〜１１８・・・非金属性材料母材
２１，１２１・・・金属性板状部材
４１〜４５，１４１〜１４５・・・静電吸着用電極
５１〜５５・・・接続端子
６１，１６１・・・被処理基板載置面
６２，１６２・・・被処理基板保持面
７１〜７４，１７１〜１７４・・・接合部
１８１〜１８６・・・貫通穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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