(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理対象である基板を載置する基板載置面を有する静電チャックと、該静電チャックを基板載置面の反対側の面から支持し、変形防止板および冷却機構を少なくとも含む静電チャック支持体とを備えた基板保持体であって、
これら変形防止板および冷却機構はこの順序で前記静電チャックに近い側から配置されており、前記変形防止板はその両面において摺動可能となるように挟持されており、基板処理の際の前記静電チャックの表裏面の温度差をΔＴ１、前記変形防止板の表裏面の温度差をΔＴ２、前記冷却機構の表裏面の温度差をΔＴ３、前記静電チャックの基板載置面の温度と前記冷却機構において変形防止板に対向する面とは反対側の面の温度との温度差をΔＴ４とした時、これらがΔＴ１／ΔＴ４＜０.１かつΔＴ２／ΔＴ４＜０.１かつΔＴ３／ΔＴ４＜０.１の関係を有していることを特徴とする基板保持体。
【請求項２】
前記静電チャックは窒化アルミニウムから成り、前記変形防止板は熱膨張係数が７.０×１０−６／Ｋ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の基板保持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置などに用いられる静電チャックを備えた基板保持体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造におけるスパッタリングやエッチングなどの処理工程においては、処理を施すシリコンウェハなどの基板を保持する基板保持体が用いられている。この基板保持体は、被処理対象である基板を載置して固定する静電チャックと、該静電チャックを支持する静電チャック支持体とを備えている。静電チャック支持体は、静電チャックを支持する役割を有しているだけでなく、基板の処理に際して基板および静電チャックが過度に昇温するのを防止するための冷却機構を備えている。
【０００３】
このような静電チャックと静電チャック支持体と備えた基板保持体の構造には、これまで様々なものが提案されている。例えば特許文献１には、静電チャック支持体として冷媒通路を備えた金属プレートを使用し、この金属プレート上に、絶縁体膜および絶縁性接着剤層を介在させて静電チャックとしての誘電体基板を接合する構造が記載されている。さらに、絶縁性接着剤に、アルミナや窒化アルミのフィラーを添加したシリコーン樹脂を使用することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、基板保持体の冷却効率を高めるために、熱伝導率の低い樹脂に代えてアルミニウムを含む金属の接合膜を用い、この接合膜を介して静電チャックと静電チャック支持体とを接合する構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５１１２４号公報
【特許文献２】特開２００９−１４１２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、半導体製造ではスループット向上への要求は極めて厳しくなっており、それに伴い静電チャックの冷却速度を向上させる必要性が益々高くなっている。冷却速度の向上自体は、前述の特許文献２に記載されているように、静電チャック支持体にアルミニウムなどの熱伝導率の高い金属プレートを接合膜として使用し、これを静電チャックに接合すれば可能である。
【０００７】
しかし、冷却速度の向上を企図してかかる構成を採用した場合、静電チャックの基板載置面とその反対側の面との間に大きな温度差が生じ、その結果静電チャックの反りが大きくなって基板を正常にチャッキングできないという問題が顕在化してきている。この場合、基板載置面の方がその反対側の面より高温になり膨張するため、基板載置面側に凸状に膨らむように、すなわち上に凸に変形する。
【０００８】
さらに上記従来技術に示す方法で静電チャックと金属プレートとを接合した場合、静電チャックと金属プレートとの間の温度差や、これら部材の熱膨張係数の差により、接合面に無理な応力が掛かり、静電チャックおよび静電チャック支持体が破損する問題も発生している。
【０００９】
以上の問題点は、近年の冷却速度の向上に伴って顕著になったものであり、これまで特に考慮されていなかったものである。本発明者らは、これらの問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、冷却速度を向上させた場合であっても、静電チャックの反りを抑制でき破損の恐れもない構造を見出し本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明が提供する基板保持体は、被処理対象である基板を載置する基板載置面を有する静電チャックと、該静電チャックを基板載置面の反対側の面から支持し、変形防止板および冷却機構を少なくとも含む静電チャック支持体とを備えており、これら変形防止板および冷却機構はこの順序で前記静電チャックに近い側から配置されており、前記変形防止板はその両面において摺動可能となるように挟持されており、基板処理の際の前記静電チャックの表裏面の温度差をΔＴ１、前記変形防止板の表裏面の温度差をΔＴ２、前記冷却機構の表裏面の温度差をΔＴ３、前記静電チャックの基板載置面の温度と前記冷却機構において変形防止板に対向する面とは反対側の面の温度との温度差をΔＴ４とした時、これらがΔＴ１／ΔＴ４＜０.１かつΔＴ２／ΔＴ４＜０.１かつΔＴ３／ΔＴ４＜０.１の関係を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、冷却速度を向上しても静電チャックの反りを抑制できる上、基板保持体が破損することもない。よって、高品質の製品を高いスループットで作製することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板保持体の概略の横断面図、および基板の処理の際にこの基板保持体に生じる温度勾配を示すグラフである。
【図２】図１の右側に示す基板保持体が、図１の左側に示す温度勾配を有した時に呈する形状を示す模式図である。
【図３】従来の基板保持体の概略の横断面図、および基板の処理の際にこの従来の基板保持体に生じる温度勾配を示すグラフである。
【図４】図３の右側に示す従来の基板保持体が、図３の左側に示す温度勾配を有した時に呈する形状を示す模式図である。
【図５】変形防止板が過度に変形した時の基板保持体の形状を示す模式図である。
【図６】実施例の静電チャック、変形防止板および冷却機構に設けた熱電対埋め込み用溝の形状を示す平面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る基板保持体を具体的に説明する。図１の右側には、本発明の一実施形態における、静電チャック１０と静電チャック支持体２０とを備えた基板保持体の縦断面図が概略的に示されている。この静電チャック１０は略円板形状を有しており、その上面側に被処理対象である基板Ｗを載置して固定する基板載置面１０ａが設けられている。さらに静電チャック１０の内部には、図示しない静電吸着用電極や抵抗発熱体が設けられており、これらにより基板載置面１０ａに載置した基板Ｗのチャッキングおよび加熱がそれぞれ行われる。
【００１４】
静電チャック１０の下側には当該静電チャック１０を支持する静電チャック支持体２０が設けられている。すなわち、静電チャック支持体２０は、静電チャック１０をその基板載置面１０ａの反対側の面から支持している。この静電チャック支持体２０は、後述するように、静電チャック１０の過度の変形を防止する役割を担う変形防止板２１と、静電チャック１０およびその基板載置面１０ａに載置された基板Ｗを冷却する役割を担う冷却機構２２とを少なくとも有している。これら変形防止板２１および冷却機構２２は、この記載の順序で静電チャック１０に近い側から配置されている。すなわち、変形防止板２１を挟んでその上下にそれぞれ静電チャック１０および冷却機構２２が配置された構成になっている。
【００１５】
冷却機構２２の内部には冷媒通路２２ａが設けられている。この冷媒通路２２ａに水やフロリナートなどの冷媒を流通させることにより、変形防止板２１を経て静電チャック１０から冷却機構２２に伝わってきた熱を系外に排出することができる。よって、静電チャック１０およびその基板載置面１０ａに載置された基板Ｗを素早く冷却できる。
【００１６】
これら静電チャック１０と静電チャック支持体２０とを備えた基板保持体は、例えば半導体製造装置（図示せず）のチャンバ内部に設置され、半導体製造に供される。具体的には、被処理対象となる基板Ｗが静電チャック１０の基板載置面１０ａ上に載置され、静電吸着によって固定されると共に抵抗発熱体によって加熱される。この状態で、スパッタリングやエッチングなどの処理が基板Ｗに施される。処理が完了した基板Ｗは、冷却された後、基板載置面１０ａ上から取り上げられて次の処理工程に搬送される。静電チャック１０の基板載置面１０ａ上には引き続き別の基板Ｗが載置され、以降は同様の処理が繰り返される。
【００１７】
静電チャック１０と冷却機構２２とは、例えば図１の右側の縦断面図に示すように、変形防止板２１をその両面から挟持した状態で、ネジ止め等の結合手段３０によって結合される。この結合方法では、静電チャック１０と変形防止板２１との間、および変形防止板２１と冷却機構２２との間は、隙間なく接触しているものの、接着剤などの固着手段を用いて固定しているわけではないので、摺動可能となっている。
【００１８】
かかる構造の基板保持体を用いて基板Ｗの処理を行った場合、スパッタリングやエッチングなどの処理に伴って、基板Ｗには図１の上方からの入熱がある。また、前述したように静電チャック１０の内部に抵抗発熱体が設けられている場合は、そこからの入熱もある。一方、これら入熱を伴う処理に引き続いて、あるいはその処理に並行して冷却を行う場合は、冷却機構２２によって静電チャック１０の下方からの冷却が行われる。
【００１９】
その結果、静電チャック１０および静電チャック支持体２０の内部には、図１の左側に示すような温度勾配が生じる。すなわち、静電チャック１０には表裏面の温度差ΔＴ１の温度勾配が生じ、変形防止板２１には表裏面の温度差ΔＴ２の温度勾配が生じ、冷却機構２２には表裏面の温度差ΔＴ３の温度勾配が生じる。さらに、静電チャック１０の基板載置面１０ａの温度と冷却機構２２において変形防止板２１に対向する面とは反対側の面の温度との温度差はΔＴ４となる。
【００２０】
各部材の温度差は表面側（すなわち、基板載置面１０ａ側）が裏面側より高温になっており、その結果、各部材は基板載置面１０ａ側に凸状に変形する。しかしながら、基板保持体の各部材の表裏面の温度差であるΔＴ１、ΔＴ２およびΔＴ３が、基板保持体全体としての表裏面の温度差ΔＴ４に比べて十分に小さければ、各部材の変形を小さく抑えることができる。具体的には、上記温度差が、ΔＴ１／ΔＴ４＜０.１かつΔＴ２／ΔＴ４＜０.１かつΔＴ３／ΔＴ４＜０.１の関係を有している場合は、各部材の変形を小さく抑えることができ、その結果、静電チャック１０の基板載置面１０ａでの平面度の変化を抑えることができる。
【００２１】
ところで、本発明の一実施形態における基板保持体では、静電チャック１０と変形防止板２１との接触面での温度差であるΔＴ５、および変形防止板２１と冷却機構２２との接触面での温度差であるΔＴ６は、共に上記した各部材の表裏面の温度差であるΔＴ１、ΔＴ２およびΔＴ３に比べて大きく、これら隣接する部材間では大きな温度差が生じていることが認められる。
【００２２】
しかしながら、前述したように、変形防止板２１はその両面において摺動可能に挟持されているので、静電チャック１０、変形防止板２１、および冷却機構２２がそれぞれ熱の影響を受けて変形する際、図２に示すように、隣接する部材同士の接触面において摺動しながら変形することができる。よって、上記したように比較的大きな温度差が隣接する部材間に生じても、これに起因する無理な応力がこれら部材にかかることはない。
【００２３】
これに対して、従来の基板保持体は、図３の右側の縦断面図に示すように、静電チャック１と冷媒通路３ａを備えた冷却機構３とは、接合層２によって接合されている。この接合層２による接合は、溶融した金属によるロウ付け、シリコーン樹脂による接着などにより行われるため、静電チャック１と冷却機構３は隙間なく接触しているだけでなく、互いに摺動することができない。
【００２４】
このような構成の従来の基板保持体に、上記と同様の処理条件で基板Ｗの処理を行った場合、図３の左側に示すような温度勾配が生じる。すなわち、静電チャック１には表裏面の温度差ΔＴ１の温度勾配が生じ、接合層２には表裏面の温度差ΔＴ２の温度勾配が生じ、冷却機構３には表裏面の温度差ΔＴ３の温度勾配が生じる。また、静電チャック１の基板載置面１ａの温度と冷却機構３に対して接合層２に対向する面とは反対側の面の温度との温度差はΔＴ４となる。
【００２５】
さらに図３の左側に示す温度勾配には、図１の左側の温度勾配に示されるような、ΔＴ５およびΔＴ６に相当する部材間の温度差が存在していない。そのため、図３の右側に示す従来の基板保持体は、図１の右側の構造に比べて原理上冷却速度は若干向上する。
【００２６】
しかし図３の右側の構造は、各部材が熱により変形する際、隣接する部材間で摺動を行わせる図１の右側の構造とは異なり、隣接する他の部材の変形によってもたらされる応力が解消されることがない。さらに各部材における温度差ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３は、それぞれ図１の左側の対応する温度差に比べて大きくなる。その結果、図４に示すように、図２に比べて大きな変形が生じる上、各部材には無理な応力がかかった状態となる。
【００２７】
上述のように、図１の右側に示す構造は、図３の右側に示す構造に比べて冷却速度が若干低下する。しかし図１の右側に示す構造は、基板処理の際、前述したように各部材の変形量が小さいため、隣接する部材間に生じる隙間を小さく抑えることができる。そのため、冷却速度の低下は小さい。つまり、従来の構造は、部材間の温度差をなくして冷却速度を優先することとの引き換えに、変形の抑制を犠牲にしてきたのに対し、本発明の構造は、あえて部材間に温度差を設けて各部材の表裏面の温度差を小さくすると共に、隣接する部材間を摺動可能とすることにより、冷却速度をほとんど犠牲にすることなく部材が大きくいびつに変形することを抑制するものであり、従来の構造とは大きく異なっている。
【００２８】
静電チャック１０、変形防止板２１、および冷却機構２２の材質は、上記ΔＴ１／ΔＴ４＜０.１、ΔＴ２／ΔＴ４＜０.１、およびΔＴ３／ΔＴ４＜０.１をそれぞれ満たすように、適宜選択することができる。ここで、各部材の材質は、熱伝導率が高ければ高いほど表裏面の温度差が生じにくくなるため、上記各式を容易に満たすことができ、設計の自由度が向上するので好ましい。しかしながら、熱伝導率が低くても部材の厚みを薄くすれば表裏面の温度差を小さくすることができるため、高い熱伝導率を有する材質に限定されるわけではない。
【００２９】
具体的には、静電チャック１０の材質は、前述したように、その機能の点から誘電体である必要があるため、樹脂やセラミックス等が考えられる。しかしながら、静電チャック１０の材質には、基板の処理中は３００℃程度までの耐熱性が要求されることが多いことから、窒化アルミニウム、アルミナなどのセラミックスが好ましい。この中でも、表裏面の温度差を小さくすることを考慮すると、１６０Ｗ／ｍＫ程度の高い熱伝導率を持つ窒化アルミニウムがより好ましい。
【００３０】
変形防止板２１は、静電チャック１０と冷却機構２２との間に介在して静電チャック１０の変形を抑制する役割を担う部材であり、その材質は誘電体である必要はないが、表裏面の温度差を小さくするという本発明の主旨から、静電チャック１０と同様に熱伝導率が高いものであることが好ましい。但し、この条件だけで金属材料を選ぶと、多くの金属材料は窒化アルミニウムより大幅に熱膨張係数が高いため、下記に示す不都合が生じることがある。
【００３１】
すなわち、変形防止板２１の熱膨張係数が静電チャック１０のものに比べて大きすぎると、図５に示すように、基板Ｗの処理中に変形防止板２１が静電チャック１０を持ち上げるような形になり、静電チャック１０の変形を若干助長する傾向になる。その結果、静電チャック１０に高熱伝導率の窒化アルミニウムを使用しても、その効果を十分に発揮できなくなる。
【００３２】
なお、図５は極端化したものであり、ΔＴ２／ΔＴ４＜０.１を満たしていれば変形防止板２１は、図５に示す程度まで大きく変形することはない。静電チャック１０の材質に窒化アルミニウムを使用する場合は、窒化アルミニウムの熱膨張係数が３.５〜５.５×１０−６／Ｋ程度であることを考慮すると、変形防止板２１には熱膨張係数が７.０×１０−６／Ｋ以下となる材質を使用することが好ましい。これにより、変形防止板２１の変形を極めて小さな程度に抑制することができる。
【００３３】
冷却機構２２は、それ自身が温度調整機能を持っているため、内部に大きな温度差が生じることはなく、熱膨張係数に注意する必要は特にない。冷却機構２２ではできるだけ効率よく熱を移動して取り除くことが望まれていることを考慮すると、その材質には、比較的高い熱伝導率である、例えば、銅、アルミニウム、あるいはこれらの合金等の高熱伝導材料を用いるのが好ましい。
【００３４】
なお、隣接する部材の変形によってもたらされる応力を吸収する方法としては、隣接する部材同士の接触面を摺動可能とする以外に、例えば静電チャックと冷却機構をシリコーン樹脂などの硬化後に可撓性を有する材料を用いて接着し、このシリコーン樹脂の厚みを、上記変形に伴う応力を吸収できる程度に厚くすることも考えられる。しかしこの方法では、分厚いシリコーン樹脂が熱抵抗となり、冷却速度が大幅に低下してしまう。
【００３５】
また、変形防止板を介在させずに、静電チャックと冷却機構とを直接摺動可能に結合する構造も考えられる。しかし、この構造では、温度差が生じる部材間の界面が１つしかないため、各部材において表裏面の温度差が本発明のものに比べて大きくなり、各部材が大きく変形することを避けることができない。さらに、摺動面も１つしかないため、上記変形に伴う応力を十分に吸収することができない。逆に２つ以上の変形防止板を挟む構造も考えられるが、この場合は、部材間の温度差が生じる界面が３つ以上になるため、これらが大きな熱抵抗となって冷却速度が大幅に低下してしまう。
【００３６】
以上説明したように、本発明の基板保持体は、各部材の表裏面の温度差が小さくなるのに反して、隣接する部材間の温度差は大きくなる。この場合、従来技術のように、部材同士が樹脂の接着剤や金属のロウ付け等で接合されていると、隣接する部材間の温度差に起因して大きな応力が発生し、静電チャックおよび静電チャック支持体の破損を招く恐れがあった。これに対して、本発明の基板保持体は、隣接する部材同士を接合せずに変形防止板を摺動可能に挟持する構造を有しているので、このような大きな温度差が隣接する部材間に生じても破損することがない。
【００３７】
以上、本発明の基板保持体について実施形態を挙げて説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨から逸脱しない範囲の種々の態様で実施可能である。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲およびその均等物に及ぶものである。
【実施例】
【００３８】
図１または図２の右側に示すような、静電チャックおよび静電チャック支持体からなる試料１〜８の基板保持体を作製し、それぞれ加熱時の静電チャックの反り、および冷却に要する時間について評価した。なお、これらの評価は、静電チャックの基板載置面に基板を載置せずに行った。
【００３９】
具体的に説明すると、先ず、直径３５０ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミナ焼結体の板を用意し、これにスクリーン印刷によりタングステンペーストを印刷することにより、一方の面にチャック電極を設け、その反対側の面に抵抗発熱体を設けた。チャック電極を設けた面側に、直径３５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミナ焼結体の板をガラス接合にて接合した。さらに、抵抗発熱体を設けた面側に、直径３５０ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミナ焼結体の板を同様にガラス接合にて接合した。これにより、全体の厚み５ｍｍの板状体が得られる。
【００４０】
この板状体に、ネジ止め用の内径７ｍｍの貫通孔と、内径１２ｍｍ、深さ３ｍｍのザグリ孔とを設けた。さらに、温度調節用の測温素子を設置するための内径１.７ｍｍ、深さ３ｍｍの孔を、抵抗発熱体を設けた面側の中央に設けた。このようにして、静電チャックを完成させた。
【００４１】
上記静電チャックとは別に、直径３５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍの銅板を用意し、ネジ止め用の内径７ｍｍの貫通孔、および測温素子を通すための内径１.７ｍｍの貫通孔を上記静電チャックの貫通孔にそれぞれ対応する位置に設けた。このようにして、変形防止板を完成させた。
【００４２】
また、直径３５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの銅板を用意し、これに冷媒通路となるパイプを設置するための溝を設け、この溝に銅製のパイプを設置した後、直径３５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの銅板をネジ止めした。さらに、ネジ止め用の内径７ｍｍの貫通孔、および測温素子を通すための内径１.７ｍｍの貫通孔を上記静電チャックの貫通孔にそれぞれ対応する位置に設けた。このようにして、冷却機構を完成させた。なお、冷却機構全体の厚みは１５ｍｍとなる。
【００４３】
これら静電チャック、変形防止板および冷却機構のそれぞれにおいて、表面および裏面の温度を測定するために、図６に示すように、各部材Ｐの表裏面に、各々、幅２ｍｍ、長さ２０ｍｍ、深さ０.５ｍｍの溝Ｐａを設け、この溝に接着剤により熱電対を埋め込んだ。
【００４４】
さらに、これら静電チャック、変形防止板および冷却機構をネジ止めによる挟み込みで固定することによって一体化し、さらに温度調節用の測温素子を設置して、静電チャックと静電チャック支持体とからなる試料１の基板保持体を完成させた。なお、この固定はネジ止めによる挟み込みのみであり、接着剤等による固定はしていない。よって、隣接する部材同士は互いに摺動可能となっている。
【００４５】
スクリーン印刷によるチャック電極および抵抗発熱体の形成を行ったアルミナ焼結体の厚みを２ｍｍの代わりに７ｍｍとし、よって、静電チャック全体の厚みを１０ｍｍとしたこと以外は上記試料１の基板保持体と同様にして、試料２の基板保持体を作製した。
【００４６】
変形防止板の材質を銅に代えてアルミニウム合金（ＪＩＳ呼称６０６１、以下６０６１と称する）としたこと以外は上記試料１の基板保持体と同様にして、試料３の基板保持体を作製した。
【００４７】
冷却機構の材質を銅に代えて６０６１（ただし冷媒通路のパイプには銅製のものを採用した）としたこと以外は上記試料１の基板保持体と同様にして、試料４の基板保持体を作製した。
【００４８】
図３の右側に示す構造の静電チャックと静電チャック支持体とからなる試料５の基板保持体を作製した。具体的には、ネジ止め用の貫通孔やザグリ孔を設けなかった以外は上記試料１と同様にして、静電チャックと冷却機構とを作製した。これら静電チャックと冷却機構とを、シリコーン樹脂からなる接着剤により固定し、温度調節用の測温素子を設置し、試料５の基板保持体を作製した。
【００４９】
静電チャックを構成するセラミックスをアルミナ焼結体に代えて窒化アルミニウム焼結体（以下、ＡｌＮと称する）にしたこと以外は試料２の基板保持体と同様にして、試料６の基板保持体を作製した。
【００５０】
変形防止板を、厚さ１５ｍｍの銅板に代えて、厚み１０ｍｍの、セラミックス（ＳｉＣ）と金属（Ａｌ）との複合材料（以下Ａｌ−ＳｉＣと称する）としたこと以外は試料６の基板保持体と同様にして、試料７の基板保持体を作製した。
【００５１】
変形防止板の厚みを１０ｍｍに代えて１５ｍｍとしたこと以外は試料７の基板保持体と同様にして、試料８の基板保持体を作製した。
【００５２】
変形防止板を、Ａｌ−ＳｉＣに代えて、ＡｌＮとしたこと以外は試料７の基板保持体と同様にして、試料９の基板保持体を作製した。
【００５３】
これら試料１〜９の基板保持体に対して、それぞれ冷却機構に一定流量の冷媒を流した状態にして、抵抗発熱体に通電することによって静電チャックを加熱し、温度調節用の測温素子の測定値にて１００℃の温度に保持した。この状態で、各部材に埋め込んだ熱電対により、各部材の表裏面の温度差および基板保持体全体としての表裏面の温度差を測定し、さらに光学式変位計で静電チャックの基板載置面の反りを測定した。次に、冷却機構に一定流量の冷媒を流したままの状態で、抵抗発熱体を切電し、１００℃から５０℃に冷却されるまでの時間を測定した。
【００５４】
上記測定で得られた表裏面の温度差からΔＴ１／ΔＴ４、ΔＴ２／ΔＴ４およびΔＴ３／ΔＴ４の各値を求めた。これらの値を、各基板保持体の構造の概要と共に下記表１に示す。また、各基板保持体の静電チャックの基板載置面での反り、および１００℃から５０℃に冷却されるまでの時間の測定結果を下記表２に示す。
【００５５】
【表１】
0005434636.tif 000002
【００５６】
【表２】
0005434636.tif 000003
【００５７】
これらの表から、試料１では、ΔＴ１／ΔＴ４、ΔＴ２／ΔＴ４およびΔＴ３／ΔＴ４の値が全て０.１より小さいため、各部材の表裏面の温度差が小さく抑えられており、また変形防止板が摺動可能に挟持されていることもあって、静電チャックの基板載置面での反りが小さく、かつ１００℃から５０℃に冷却されるまでの時間も短かった。
【００５８】
これに対し、試料２〜４では、ΔＴ１／ΔＴ４、ΔＴ２／ΔＴ４およびΔＴ３／ΔＴ４のうちのいずれかが０.１より大きかった。つまり、静電チャック、変形防止板、冷却機構のいずれかで表裏面の温度差が所定の限度を超え、その部材は大きく反った。また、この反りの影響を受けて静電チャックの基板載置面での反りが大幅に増加した。さらに、反りが大きな部材では、これと隣接する部材との隙間が大きくなり、冷却効率が低下して冷却時間が増加した。
【００５９】
試料５では、部材間の隙間が存在しないため、冷却効率が向上し冷却時間は短縮しているものの、静電チャックと冷却機構とは接着されているため、互いに摺動することができない。また、ΔＴ１／ΔＴ４およびΔＴ３／ΔＴ４が０.１から大幅に増加し、つまり各部材の表裏面の温度差が大幅に増加しているため、静電チャックの基板載置面での反りが極めて大きくなっている。
【００６０】
試料６では、試料１よりもΔＴ１／ΔＴ４が小さく、よって、試料１よりさらに静電チャックの基板載置面での反りが小さくなるはずであったが、静電チャックの熱膨張係数に対する変形防止板の熱膨張係数の乖離の度合いが試料１よりも大きいため、静電チャックを持ち上げるような形になり、結果的に静電チャックの基板載置面での反りは試料１に比べてほとんど変わっていない。
【００６１】
これに対し試料７および試料９では、静電チャックの熱膨張係数に対する変形防止板の熱膨張係数の乖離の度合いが試料１や試料６に比べて小さく、静電チャックを持ち上げることがないため、ΔＴ１／ΔＴ４が小さい効果が表れて、静電チャックの基板載置面での反りは極めて小さくなっている。
【００６２】
一方、試料８では、静電チャックの熱膨張係数に対する変形防止板の熱膨張係数の乖離の度合いは試料７と同様に小さいものの、ΔＴ２／ΔＴ４が０.１より大きいため、変形防止板自身の変形が大きく、静電チャックの基板載置面での反りが大きい。このように、試料７に見られる効果は、ΔＴ２／ΔＴ４が小さいことと、静電チャックの熱膨張係数に対する変形防止板の熱膨張係数の乖離の度合いが小さいことが両立してはじめて発現することが分かる。
【符号の説明】
【００６３】
１０、１      静電チャック
１０ａ、１ａ  基板載置面
２０          静電チャック支持体
２１          変形防止板
２２、３      冷却機構
２２ａ、３ａ  冷媒通路
２            接合層
Ｗ            基板
【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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