(57)【要約】  誘電体層や基板で生じる異常放電を防止することができるだけでなく、再利用に適した構造の静電チャックを提供する。  静電チャック（１）は、基板（２）と吸着電極（３）と誘電体層（４）とを備える。基板（２）には、リング状のガス流路（２１，２２）が凹設されている。絶縁体（６）を支持した支持部材（５−１，５−２）が、これらのガス流路（２１，２２）内に嵌められている。絶縁体（６）は支持部材（５−１（５−２））に形成された長溝（８）内に充填されている。絶縁体（６）は、多孔質のセラミックスであり、全体としてガス流路（２１（２２））に対応したリング状の帯体をなし、その上面の幅は誘電体層（４）の通気孔（４１）の直径よりも大きく設定されている。通気孔（４１）の下部開口が絶縁体（６）の上面に当接し、通気孔（４１）が絶縁体（６）を通じてガス流路（２１（２２））に連通している。好ましくは、切り欠き部（５１ａ）を支持部材（５−１（５−２））に設ける。
2008099789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状，湾曲状又は直線状のガス流路が表面に凹設された基板と、
上記ガス流路を気密に覆うように基板の表面に形成され且つ下部開口が当該ガス流路内に位置し上部開口が表面に位置する通気孔を有した誘電体層と、
この誘電体層内に形成された吸着電極とを備える静電チャックであって、
平面視において、上記ガス流路と同形同幅の支持部材を、当該ガス流路内に嵌め、
平面視において上記支持部材の形状と対応した形状の帯体であり且つ上記通気孔の直径よりも幅広の上面を有する多孔質の絶縁体を、上記支持部材によって、当該絶縁体の上記上面が露出した状態で上記通気孔の下部開口に当接するように且つ当該絶縁体の下部の少なくとも一部が当該ガス流路内に露出するように支持する、
ことを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
請求項１に記載の静電チャックにおいて、
上記多孔質の絶縁体は、多孔質のセラミックスである、
ことを特徴とする静電チャック。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の静電チャックにおいて、
上記支持部材を、平面視において上記ガス流路と同形同幅の天壁部と、この天壁部の下側に天壁部の長さ方向に沿って設けられ且つ当該ガス流路の底面迄垂下して当該天壁部をガス流路内で支持する立壁部とで構成し、
上記天壁部の上面に、上方に開口する所定深さの長溝を当該天壁部の全長に亘って設けると共に、当該長溝と連通し且つ上記ガス流路内で開口する複数の開口溝を当該天壁部の下面に所定間隔で設け、
上記絶縁体を上記長溝内に充填して、当該絶縁体の上面を露出させると共に当該絶縁体の下部を上記複数の開口溝を通じてガス流路側に露出させた、
ことを特徴とする静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体製造装置のウエハ等を保持及び搬送するために用いられる静電チャックに関し、特に基板に設けられるガス流路の構造に特徴を有する静電チャックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電チャックを、プラズマＣＶＤ装置，プラズマエッチング装置，イオン注入装置，イオンドーピング装置，プラズマドーピング装置等の半導体製造装置に用いる際には、ウエハ等の被吸着体を保持固定すると同時に冷却する必要がある。
これは、プラズマを用いた処理において、高エネルギのイオンが被吸着体に衝突したり、プラズマ発生用の高周波電力の一部が被吸着体で消費されることから、被吸着体自体が高温に達するからである。
かかる被吸着体の冷却温度は、被吸着体上でパターニングに使用する有機レジスト材からゴミが発生することを防止する必要性からも、１００°Ｃ以下に保つ必要がある。
被吸着体をプラズマで処理する処理室内は真空に保持されているため、被吸着体の加熱原因は、被吸着体に接触している静電チャックから熱が被吸着体に伝導される場合と、処理室内の高温ガスの対流による場合とがある。
したがって、逆に言えば、被吸着体と静電チャックとの接触や冷却ガスの対流によって、被吸着体を１００°Ｃ以下に冷却することができるといえる。しかしながら、ウエハ等の被吸着体は撓みや反りがあるため、静電チャックとの接触面積が小さい。特に、静電チャックにセラミックを使用した場合には、このセラミックと被吸着体との有効接触面積が、被吸着体載置面の１パーセント以下になってしまうことが経験的に知られている。
したがって、数１００ワット以上の電力が被吸着体で消費される高温条件下では、冷却ガスを用いて、被吸着体を冷却する方法が主流になっている。
静電チャックの冷却ガス用流路構造としては、通常、冷却ガス用のガス流路を、最下層の金属製の基板の表面に設けて、複数の通気孔を、基板上に形成された誘電体層に穿設し、この通気孔を基板のガス流路と連通させると共に、誘電体層の表面で開口させた構造を採る。かかる構造により、冷却ガスを１０Ｔｏｒｒ〜３０Ｔｏｒｒ内の圧力で基板のガス流路に流し、通気孔から被吸着体側に噴射して、被吸着体を下から冷却するようにしている。
しかしながら、高温プラズマの雰囲気下に置かれ且つ高周波電力が印加される静電チャックでは、通気孔やガス流路内でグロー放電やアーク放電が生じ、その対策が問題となる。特に、通気孔が垂直に延び、下の金属製の基板がこの通気孔を通じて外部に曝されている場合には、この金属製の基板と被吸着体と間で放電が生じる可能性が高い。
かかる放電は、パッシェンの法則によって、被吸着体と基板との距離を冷却ガスの圧力に乗算することで、予測することができる。しかし、圧力が１０Ｔｏｒｒ〜３０Ｔｏｒｒ内の冷却ガスを使用する限り、かかる放電の発生を防止することは不可能である。
そこで、放電防止機能を備えた各種の静電チャックが提案されている。
図１５は、第１の従来例に係る静電チャックの概略断面図であり、図１６は、第２の従来例に係る静電チャックの概略断面図であり、図１７は、第３の従来例に係る静電チャックの概略断面図である。なお、これらの断面図では、吸着電極を省略してある。【０００３】
図１５に示すように、第１の従来例に係る静電チャック１００は、誘電体層１２０に形成された通気孔１２１を基板１１０のガス流路１１１に連通させ、且つこの通気孔１２１を折り曲がった形状に形成している。
これにより、基板１１０が通気孔１２１の開口１２１ａから見えない構造にして、基板１１０と二点鎖線で示す被吸着体Ｗとの間の放電を防止しようとするものである（例えば、特許文献１参照）。
また、図１６に示すように、第２の従来例に係る静電チャック２００は、基板２１０内のガス流路２１１が円柱状をなしており、セラミック製の筒状体２１２がこのガス流路２１１内に挿入され、ガス流路２１１の全内面が筒状体２１２によって覆われている。
これにより、絶縁体であるセラミック製の筒状体２１２が、通気孔２２１を有した誘電体層２２０上の被吸着体Ｗと基板２１０との間に介在し、この筒状体２１２が、被吸着体Ｗと基板２００との間の放電を防止するものである（例えば、特許文献２参照）。
さらに、図１７に示すように、第３の従来例に係る静電チャック３００では、ガス流路３１１が基板３１０の表面にリング状に形成され、複数の孔３１２ａを有するリング状のインサート３１２がこのガス流路３１１内に嵌められている。そして、セラミック製の多孔質体３１３が、このインサート３１２の孔３１２ａに挿入されている。
これにより、絶縁体であるセラミック製の多孔質体３１３が、誘電体層３２０上の被吸着体Ｗと基板３１０との間に介在し、この多孔質体３１３が、被吸着体Ｗと基板３１０との間の放電を防止するものである（例えば、特許文献３参照）。【０００４】
【特許文献１】特開２００４−００６５０５号公報
【特許文献２】特開２００５−２６８６５４号公報
【特許文献３】特開平１０−０５０８１３号公報
【発明の開示】
【０００５】
しかし、上記した従来の静電チャックでは、次のような問題がある。
まず、図１５に示した第１の従来例に係る静電チャック１００では、基板１１０が通気孔の開口から見えない構造にしているものの、放電防止が十分でなく、通気孔の開口部分で異常放電を起こすおそれがあった。
これに対して、図１６及び図１７に示した第２及び第３の従来例に係る静電チャック２００，３００では、筒状体２１２や多孔質体３１３である絶縁体を、被吸着体Ｗと基板２１０，３１０のガス流路２１１，３１１との間に介在させているので、放電防止の点では十分にその効果を発揮する。
しかしながら、これら第２及び第３の従来例に係る静電チャック２００，３００では、以下のような問題がある。
【０００６】
図１８は、第２の従来例に係る静電チャックの問題点を説明するための斜視図であり、図１９は、第３の従来例に係る静電チャックの問題点を説明するための斜視図である。
近年、資源の節約や環境にやさしい半導体製造の実現が叫ばれており、静電チャックにおいても、その再利用による資源節約が重要な課題となっている。
すなわち、放電等で使用不能になって現場に放置されている多量の静電チャックを再利用して、資源節約等を図る必要がある。かかる再利用は、基板上の吸着電極や誘電体層を削り取って、新しい吸着電極や誘電体層を基板の上に再生することで行われる。
したがって、第２の従来例に静電チャック２００では、図１８に示すように、誘電体層２２０や図示しない吸着電極を基板２１０上から削り取って、新たな誘電体層２２０や吸着電極を基板２１０上に再生することで、基板２１０の再利用を図ることになる。
しかしながら、基板２１０の１つのガス流路２１１と誘電体層２２０の１つの通気孔２２１とが連通した構造であるので、誘電体層２２０や吸着電極の再生時に、各ガス流路２１１の位置と正確に一致するように、即ち、点と点とを一致させるが如くに、各通気孔２２１を誘電体層２２０に穿設しなければならず、その穿設作業は非常に難しい。
このため、静電チャック２００を再利用する場合には、誘電体層２２０や吸着電極の再生時毎に、この通気孔２２１の高精度で困難な位置合わせ作業と穿設作業が強いられることとなるので、再生時間が長くなり、しかも作業能率が悪い。したがって、第２の従来例に係る静電チャック２００では、構造的に再利用に適しておらず、再利用による資源節約という課題に応えることができる製品としての適格性に欠ける。
一方、第３の従来例に静電チャック３００においても、図１９に示すように、誘電体層３２０や吸着電極を基板３１０上から削り取ることで、基板３１０の再利用を図ることになる。
しかしながら、この静電チャック３００も上記静電チャック２００と同様に、インサート３１２の１つの孔３１２ａと誘電体層３２０の１つの通気孔３２１とを連通させた構造であるので、誘電体層３２０等の再生時に、各通気孔３２１を、各孔３１２ａの位置と正確に一致するように、誘電体層３２０に穿設しなければならない。
このため、上記静電チャック２００と同様に、通気孔３２１の高精度な位置合わせ作業と穿設作業とが強いられることとなり、この第３の従来例に係る静電チャック２００も、構造的に再利用に適しておらず、再利用による資源節約という課題に応えることができる製品としての適格性に欠ける。
【０００７】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、誘電体層や基板で生じる異常放電を防止することができるだけでなく、再利用に適した構造の静電チャックを提供することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、リング状，湾曲状又は直線状のガス流路が表面に凹設された基板と、ガス流路を気密に覆うように基板の表面に形成され且つ下部開口がガス流路内に位置し上部開口が表面に位置する通気孔を有した誘電体層と、この誘電体層内に形成された吸着電極とを備える静電チャックであって、平面視において、ガス流路と同形同幅の支持部材を、ガス流路内に嵌め、平面視において支持部材の形状に対応した形状の帯体であり且つ通気孔の直径よりも幅広の上面を有する多孔質の絶縁体を、支持部材によって、絶縁体の上面が露出した状態で通気孔の下部開口に当接するように且つ絶縁体の下部の少なくとも一部がガス流路内に露出するように支持する構成とした。
かかる構成により、被吸着体を誘電体層の表面に載置し、電圧を吸着電極に印加することで、誘電体層と被吸着体との間の静電気力により、被吸着体が誘電体層の表面に吸着固定される。かかる状態で、冷却ガスをガス流路に通すと、この冷却ガスが、支持部材で支持された絶縁体の露出された下部から多孔質の絶縁体内に入り込み、その上面及び下部開口から誘電体層の通気孔内に流入する。そして、冷却ガスは通気孔を通じて上部開口から外部に流出され、被吸着体がこの冷却ガスによって下側から冷却される。また、プラズマ雰囲気下では、プラズマを発生させるための高周波電圧が被吸着体と基板との間に印加され、異常放電が発生するおそれがある。しかし、この発明の静電チャックは、絶縁体の上面が通気孔の下部開口に当接し、絶縁体が、電圧が印加される被吸着体と基板との間に介在した構成となっているので、この絶縁体によって、異常放電が阻止される。
また、長時間の使用の結果、静電チャックが使用不能になった場合には、誘電体層と吸着電極とを基板から削り取って、基板を再利用することができる。具体的には、誘電体層を基板上に形成すると共に吸着電極を誘電体層内に形成し、通気孔を誘電体層に穿設し、基板の絶縁体を介してガス流路と連通させる作業を行う。この際、絶縁体が帯体であるので、各通気孔をこの帯体上に位置合わせすることは、容易である。しかも、絶縁体が通気孔の直径よりも幅広の上面を有するので、通気孔の位置が絶縁体の幅方向に多少ずれても、通気孔が絶縁体の上面に位置する。すなわち、通気孔を絶縁体に位置合わせすることは、点を面上に位置させるとほぼ同様であるので、通気孔を極めて容易に絶縁体上に位置合わせすることができる。このように、通気孔と絶縁体との位置合わせを行うと、通気孔の下部開口が、支持部材で支持された絶縁体の上面に当接し、通気孔が絶縁体を介してガス流路と連通する。このようにして、誘電体層及び吸着電極を容易に基板上に再生することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の静電チャックにおいて、多孔質の絶縁体は、多孔質のセラミックスである構成とした。
かかる構成により、ガス流路内の冷却ガスが多孔質のセラミックスを通じて誘電体層の通気孔内に流入し、通気孔の上部開口から外部に流出される。また、セラミックスがより高い異常放電防止効果を発揮する。
【００１０】
請求項３の発明は、  請求項１又は請求項２に記載の静電チャックにおいて、支持部材を、平面視においてガス流路と同形同幅の天壁部と、この天壁部の下側に天壁部の長さ方向に沿って設けられ且つガス流路の底面迄垂下して天壁部をガス流路内で支持する立壁部とで構成し、天壁部の上面に、上方に開口する所定深さの長溝を天壁部の全長に亘って設けると共に、長溝と連通し且つガス流路内で開口する複数の開口溝を当該天壁部の下面に所定間隔で設け、絶縁体を長溝内に充填して、絶縁体の上面を露出させると共に絶縁体の下部を複数の開口溝を通じてガス流路側に露出させた構成とする。
かかる構成により、ガス流路内の冷却ガスが、天壁部下面の開口溝から絶縁体の下部に至り、当該下部から絶縁体内に流入して、天壁部の長溝内で上方に開口する絶縁体上面から誘電体層の通気孔内に流出する。そして、冷却ガスは、通気孔の上部開口から外部に流出される。そして、誘電体層を基板上に形成する際には、通気孔を天壁部側の開口から露出された絶縁体の上面に位置合わせするだけで、絶縁体に対する通気孔の正確な位置合わせを行うことができる。
【００１１】
以上詳しく説明したように、この発明の静電チャックによれば、異常放電を防止することができるだけでなく、誘電体層や吸着電極を基板上に形成する際に、通気孔の絶縁体に対する位置合わせを容易に行うことができるので、誘電体層や吸着電極の再生時間が短く、しかも作業能率が非常に良い。すなわち、この発明の静電チャックは、構造的に再利用に適しており、再利用による資源節約という課題に応えることができる製品としての適格性を有している。
【００１２】
特に、請求項２の発明によれば、より高い異常放電防止効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施例に係る静電チャックを示す分解斜視図である。
【図２】図１の静電チャックの外観図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図４】基板と支持部材とを示す平面図である。
【図５】図４の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【図６】図４の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
【図７】支持部材の一部を破断して示す部分拡大斜視図である。
【図８】図４の矢視Ｄ−Ｄ展開図である。
【図９】吸着電極を示す平面図である。
【図１０】誘電体層を示す平面図である。
【図１１】静電チャックの吸着作用を説明するための概略図である。
【図１２】静電チャックの冷却作用と異常放電防止作用とを説明するための部分拡大断面図である。
【図１３】通気孔の位置決め方法を説明するための部分平面図である。
【図１４】支持部材と絶縁体の組合せ構造の変形例を示す断面図である。
【図１５】第１の従来例に係る静電チャックの概略断面図である。
【図１６】第２の従来例に係る静電チャックの概略断面図である。
【図１７】第３の従来例に係る静電チャックの概略断面図である。
【図１８】第２の従来例に係る静電チャックの問題点を説明するための斜視図である。
【図１９】第３の従来例に係る静電チャックの問題点を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００１４】
１…静電チャック、  ２…基板、  ３…吸着電極、  ４…誘電体層、  ４ａ…表面、  ５−１，５−２…支持部材、  ６…絶縁体、  ６１…上面、  ６２…下部、  ８…長溝、  ２１，２２…ガス流路、  ２１ａ，２２ａ…底面、  ３１…第１極吸着電極パターン、  ３２…第２極吸着電極パターン、  ４１…通気孔、  ４１ａ…下部開口、  ４１ｂ…上部開口、  ５０…天壁部、  ５１…立壁部、  ５１ａ…切り欠き部、  ８１…開口溝、  ４００…直流電源、  ４０１…スイッチ、  Ｇ…冷却ガス、  Ｗ…ウエハ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、この発明の一実施例に係る静電チャックを示す分解斜視図であり、図２は、図１の静電チャックの外観図であり、図３は、図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。
図１に示すように、この実施例の静電チャック１は、２００ｍｍウエハ用の静電チャックであり、基板２と吸着電極３と誘電体層４とを備えている。【００１７】
図１において最下に位置する基板２は、アルミニュウムで形成された円板体であり、この実施例では、基板２の直径を２００ｍｍ、その厚さを１０ｍｍに設定した。
かかる基板２の表面には、リング状のガス流路２１，２２が凹設されている。この実施例では、これらガス流路２１，２２の幅と深さとをそれぞれ、５ｍｍ，３．５ｍｍに設定した。そして、外側のガス流路２１を、基板２の外縁から２０ｍｍの位置に配し、内側のガス流路２２を、基板２の中心から２０ｍｍの位置に配した。
このようなガス流路２１，２２内には、絶縁体６を支持した支持部材５−１，５−２が嵌められている。
なお、冷却ガスは、図示しない供給口からガス流路２１，２２内に供給されるようになっており、また、基板２の内部には、基板２を冷却するための冷却水を流す図示しない通路が設けられている。【００１８】
図４は、基板２と支持部材５−１，５−２とを示す平面図であり、図５は、図４の矢視Ｂ−Ｂ断面図であり、図６は、図４の矢視Ｃ−Ｃ断面図であり、図７は、支持部材５−１，５−２の一部を破断して示す部分拡大斜視図であり、図８は、図４の矢視Ｄ−Ｄ展開図である。
図４及び図５に示すように、支持部材５−１（５−２）は、アルミニュウムで形成されており、ガス流路２１（２２）と同形同幅の天壁部５０と、この天壁部５０の下側に設けられた立壁部５１とで成り、その断面は、Ｔ字状を成す。
具体的には、図５に示すように、天壁部５０が、ガス流路２１（２２）の上開口に位置している。そして、立壁部５１が、天壁部５０の下側からガス流路２１（２２）の底面２１ａ（２２ａ）迄垂下し、天壁部５０をガス流路２１（２２）内で支持している。これにより、立壁部５１がガス流路２１（２２）を立壁部５１の両側に分断している。このような立壁部５１は、図７及び図８に示すように、天壁部５０の長さ方向全長に亘って設けられられている。そして、立壁部５１の所定箇所に、切り欠き部５１ａが設けられ、立壁部５１で分断されたガス流路２１（２２）内がこの切り欠き部５１ａで連通されている。これにより、冷却ガスがガス流路２１（２２）の一方側から他方側に流れ込むようになっている。この実施例では、天壁部５０，立壁部５１の厚さを約１ｍｍに設定した。【００１９】
このような天壁部５０の上面には、上方に開口した長溝８が設けられている。この長溝８は、図４及び図５に示すように、天壁部５０の中央部に配された状態で、天壁部５０の全長に亘って形成されている。この実施例では、長溝８の幅ｄ１及び深さｄ２をそれぞれ０．８ｍｍ及び０．５ｍｍに設定した。
そして、天壁部５０の下面には、図６に示すように、開口溝８１が設けられている。この開口溝８１は、長溝８と連通し且つガス流路２１（２２）内に向かって開口した半径約１ｍｍの半円溝である。このような開口溝８１は、図４の破線で示すように、支持部材５−１（５−２）の天壁部５０の下側に複数設けられ、例えば１ｃｍ間隔で配されている。【００２０】
図６に示すように、絶縁体６は、多孔質のセラミックスであり、支持部材５−１（５−２）の長溝８内に充填されている。これにより、絶縁体６の上面６１が上方に露出すると共に、絶縁体６の下部６２が、各開口溝８１を通じてガス流路２１（２２）内に向かって露出している。
絶縁体６の長溝８内への充填は、セラミックス粒子の溶射や多孔質セラミックスの切り出しによって行うことができるが、この実施例では、溶射を用いた。
具体的には、純度９９．９％以上のアルミナ粒子を、図示しない溶射ガンを用いて、天壁部５０の上方から長溝８内に向かって溶射した。溶射は、２段階で行った。第１段階では、粒子の粗いアルミナを用い、長溝８の所定深さまで溶射して、絶縁体６のおおよその厚みを確保した。そして、第２段階では、粒子の細かいアルミナを、長溝８内のアルミナ層の上から、例えば１０μｍ〜５０μｍの厚さまで溶射した。このようにして、長溝８内の絶縁体６の気孔率を、下層で高く（１０％〜３０％）、上層で低くした（１０％以下）。【００２１】
図１に示す吸着電極３は、誘電体層４に電荷を誘起させるための電極で、吸着電極３の内部に形成された導体パターンである。この実施例では、タングステン，タンタル及びモリブデン等のように耐熱性及び耐食性が高い金属を溶射し、又はペースト状のかかる金属を露光現像してパターニングすることで、吸着電極３を形成した。そして、この実施例では、吸着電極３の厚さを、５μｍ〜４０μｍに設定した。
図９は、吸着電極３を示す平面図である。
図９に示すように、この実施例の吸着電極３は、双極型吸着電極である。すなわち、同心円状の第１極吸着電極パターン３１を、同じく同心円状の第２極吸着電極パターン３２と交互に配置することで、吸着電極３を構成した。そして、直流電源４００とスイッチ４０１とを第１及び第２極吸着電極パターン３１，３２のそれぞれに接続した。また、第１及び第２極吸着電極パターン３１，３２の間隙ｄ３を、絶縁体６の上面６１の幅ｄ１よりもよりも大きく設定して、上記絶縁体６の上面６１がこの間隙ｄ３内に含まれるようにした。【００２２】
図１に示す誘電体層４は、セラミックスを基板２上に溶射して形成した層であり、図３に示すように、吸着電極３を覆うように基板２上に形成されている。具体的には、誘電体層４は、純度９９．９％以上のアルミナであり、吸着電極３より下側の層厚と上側の層厚とが共に３００μｍに設定されている。但し、これらの層厚は１５０μｍ〜５００μｍの範囲内で設定可能であり、仕様条件によって調整する。このような誘電体層４は、図２に示すように、ガス流路２１，２２を有した基板２全体を気密に覆っており、複数の孔状の通気孔４１が、この誘電体層４に穿設されている。【００２３】
図１０は、誘電体層４を示す平面図である。
図１０に示すように、複数の通気孔４１は、超音波加工によって、二点鎖線で示す絶縁体６の上面６１に一致するように穿設されている。すなわち、図５に示すように、下部開口４１ａが絶縁体６の露出した上面６１に当接し、上部開口４１ｂが誘電体層４の表面４ａに位置した状態になるように、各通気孔４１が誘電体層４に穿設されている。この実施例では、通気孔４１の直径ｄ４を０．２ｍｍに設定し、０．８ｍｍ幅ｄ１の上面６１が通気孔４１の直径ｄ４に対して十分に広くなるように設定してある。【００２４】
次に、この実施例の静電チャック１が示す作用及び効果について説明する。
図１１は、静電チャック１の吸着作用を説明するための概略図であり、図１２は、静電チャック１の冷却作用と異常放電防止作用とを説明するための部分拡大断面図である。
図１１に示すように、被吸着体であるウエハＷを誘電体層４の上に載置すると、ウエハＷが表面４ａに接触した状態になる。かかる状態で、スイッチ４０１を閉じて、直流電源４００を吸着電極３の第１及び第２極吸着電極パターン３１，３２に印加すると、正電荷が、吸着電極３の第１極吸着電極パターン３１の真上に集まり、負電荷が、第２極吸着電極パターン３２の真上に集まった状態になる。これらの電荷とウエハＷに誘起された電荷との静電気力によって、ウエハＷが誘電体層４の表面４ａに吸着され、固定される。【００２５】
かかる状態で、図１２に示すように、冷却ガスＧをガス流路２１（２２）に通すと、冷却ガスＧが、開口溝８１から下部６２を通じてから多孔質の絶縁体６内に入り込む。また、支持部材５−１（５−２）の立壁部５１で分断された図左側のガス流路２１ｃ（２２ｃ）内の冷却ガスＧは、破線で示す切り欠き部５１ａ（詳しくは図７及び図８参照）を通って、図右側のガス流路２１ｂ（２２ｂ）内に入り込み、ガス流路２１ｂ（２２ｂ）内で露出した下部６２から絶縁体６内に入り込む。このように、冷却ガスＧが切り欠き部５１ａを通じてガス流路２１（２２）内を効率よく流れるので、冷却ガスＧのコンダクタンスが高い。
上記のように絶縁体６内に入り込んだ冷却ガスＧは、絶縁体６内を上昇し、上面６１に当接した下部開口４１ａから通気孔４１内に流入する。しかる後、冷却ガスＧは通気孔４１の上部開口４１ｂから外部に流出され、ウエハＷを下側から冷却する。【００２６】
また、静電チャック１をプラズマ雰囲気下に置くと、プラズマを発生させるための高周波電圧が、ガス流路２１（２２）のアルミニュウム製の底面２１ａ（２２ａ）とウエハＷとの間に印加され、異常放電が発生するおそれがある。
しかし、この実施例の静電チャック１では、上面６１が通気孔４１の下部開口４１ａに当接して塞いだ状態で、絶縁体６が、ウエハＷとガス流路２１（２２）との間に介在しているので、アルミナ製の絶縁体６の絶縁効果により、異常放電が阻止される。【００２７】
また、この実施例の静電チャック１を再利用する場合には、まず、図１に示す吸着電極３と誘電体層４とを基板２から削り取って、誘電体層４を基板２上に形成すると共に吸着電極３を誘電体層４内に形成する。そして、複数の通気孔４１を誘電体層４に穿設し、通気孔４１を基板２の支持部材５−１（５−２）に支持された絶縁体６を介してガス流路２１（２２）と連通させる作業を行う。【００２８】
図１３は、通気孔４１の位置決め方法を説明するための部分平面図である。
上記第２及び第３の従来例の静電チャックでは、図１３の（ａ）に示すように、通気孔４１の穿設位置Ｐを、平面視小円形のガス流路２１１や多孔質体３１３の位置に合わせ、この位置に通気孔４１を穿設する必要がある。すなわち、穿設位置Ｐのｒ方向とθ方向とを正確に決めてから穿設する必要あり、ほぼ点を点上に位置合わせするような困難な作業になる。
これに対して、この実施例の静電チャック１では、図１３の（ｂ）に示すように、通気孔４１の穿設位置Ｐを、帯状の上面６１上のいずれかの位置に合わせて、その位置に通気孔４１を穿設すればよい。すなわち、穿設位置Ｐのｒ方向のみを正確に決めて穿設すれば、通気孔４１が絶縁体６の上面６１上に穿設される。しかも、上面６１の幅ｄ１が通気孔４１の直径ｄ４よりも大きく設定されているので、穿設位置Ｐがｒ方向に多少ずれても、通気孔４１を上面６１上に確実に穿設することができる。したがって、この実施例の静電チャック１では、点を面上に位置合わせするような極めて容易な作業で、通気孔４１の穿設作業を達成することができる。
このように、通気孔４１を絶縁体６の上面６１上に位置合わせを行うことで、通気孔４１の下部開口４１ａが、上面６１に一致し、通気孔４１が絶縁体６を介してガス流路２１（２２）に連通する。これで、誘電体層４と吸着電極３とが基板２上に形成され、静電チャック１の再利用が可能となる。【００２９】
以上のように、この実施例の静電チャック１によれば、異常放電を防止することができるだけでなく、基板２に誘電体層４や吸着電極３を形成する際に、通気孔４１の絶縁体６に対する位置合わせが容易であるので、再生作業時間が短く、能率よく再生することができる。すなわち、静電チャック１は、構造的に再利用に適しており、再利用による資源節約という課題に応えることができる製品としての適格性を有しているといえる。【００３０】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、図５及び図６に示したように、断面Ｔ字状の支持部材５−１（５−２）に長溝８を設け、絶縁体６を長溝８内に充填した構造としたが、支持部材は、平面視においてガス流路と同形同幅に設定され、ガス流路内に嵌められるものであればよく、また、絶縁体は、上面が露出した状態で通気孔の下部開口に当接し、その下部の少なくとも一部がガス流路内に露出していればよい。したがって、図１４の（ａ）に示すように、支持部材５−１（５−２）の立壁部５１がガス流路２１（２２）の左部を占有する形状を成す構造の静電チャック、図１４の（ｂ）に示すように、支持部材５−１（５−２）の立壁部５１が左側に寄って、支持部材５−１（５−２）全体がＬ字状を成す構造の静電チャックや、図１４の（ｃ）に示すように、支持部材５−１（５−２）が天壁部５０だけで形成された構造の静電チャックも、この発明の範囲に含まれる。
また、上記実施例では、ガス流路として２重のガス流路２１，２２を適用した例を示したが、ガス流路の数は、任意であり、１重や３重のガス流路を適用しても良い。また、ガス流路は、リング状に限らず、湾曲状又は直線状のガス流路も適用することができる。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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