(57)【要約】【課題】  静電チャック周囲の電界の形成を抑制してパーティクルによる汚染を低減する。【解決手段】  静電チャック１００において、導電性膜１０は、静電チャック１００の吸着面５を除く表面に被覆形成され、かつ接地部１１によって電気的にアースされている。内部電極３と被吸着物としてのウエハWとの間に電圧を印加すると、静電気力が発生してウエハWを吸着する。このとき、接地された導電性膜１０により静電チャック１００周囲の電位は略ゼロに等しいレベルになるため、パーティクルを引き寄せる電界の形成が抑制され、ウエハＷへのパーティクルの付着が防止される。【選択図】  図１
2006040993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、該電極を覆う誘電体層とを有し、通電により前記誘電体層に形成された吸着面に被吸着物を静電吸着する静電チャックであって、
前記吸着面を除く表面の全部または一部に導電体を配備するとともに、該導電体を電気的に接地したことを特徴とする、静電チャック。
【請求項２】
前記導電体を、前記吸着面の反対側の面に配備したことを特徴とする、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記導電体が、被膜として形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記被膜が、格子状またはストライプ状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の静電チャック。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載された静電チャックを備えた露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハやレチクルなどの基板を吸着固定するための静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電チャックは、半導体製造などにおける露光装置、エッチング装置、ＣＶＤ装置等の各種の処理装置において、基板の固定や搬送に用いられている。静電チャックとしては、例えば基材に電極を形成し、その上に誘電体層を溶射で形成したものや、誘電体層を接着剤で接合したもの（例えば、特許文献１参照）、基材中に電極を埋設し、誘電体層と基材が一体化したもの（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。
【０００３】
ところで、近年では半導体集積回路の集積度が向上するにつれ、形成されるパターンの寸法も小さくなり、ますます高精度なパターン形成が求められるようになっている。半導体デバイスの微細加工技術においては、特にパターンを形成するリソグラフィ技術の進歩が、その中心的役割を果たしている。しかし、１００ｎｍ以下の微細なデザインルールの下では、従来のＫｒＦエキシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザーによるリソグラフィ技術では対応が困難になりつつある。そこで、このようなデザインルールに対応できるリソグラフィ技術として、従来の光リソグラフィと像形成原理が同じであり、波長が１桁以上短い極限紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ  ＵＶ；ＥＵＶ）を用いたＥＵＶリソグラフィ技術が提案されている。
【０００４】
ＥＵＶリソグラフィ技術は、従来のリソグラフィ技術に比べて非常に微細なデザインを取り扱うものであることから、露光装置の処理室内に存在するゴミであるパーティクルの影響を受けやすく、パーティクル汚染への対策がこれまで以上に重要な課題になっている。
【特許文献１】特開平６−２９１１７５号公報（図２など）
【特許文献２】特開平５−３０４２０１号公報（図１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
静電チャックは、電極に電圧を印加して基板を吸着させる治具であるため、電圧の印加により静電チャックの周囲には僅かながら電界が発生する。本発明者らの研究によれば、この電界によってパーティクルが静電チャックに引き寄せられ、基板を汚染する原因の一つになり得ることが判明した。これまで、静電チャック周囲の電界に起因するパーティクル汚染が問題視されたことはなかったが、ＥＵＶリソグラフィのように僅かなパーティクル汚染でも大きな影響が出やすい微細加工技術では、有効な対策を講ずる必要がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、静電チャック周囲の電界の発生を抑制することにより、パーティクル汚染を確実に低減できる静電チャック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】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行なった結果、静電チャックの吸着面以外の部分に導電体を配備することによって、静電チャック周囲の電界の発生を抑制することが可能であり、もってパーティクル汚染を低減できるとの知見を得た。
すなわち、本発明の第１の観点によれば、電極と、該電極を覆う誘電体層とを有し、通電により前記誘電体層に形成された吸着面に被吸着物を静電吸着する静電チャックであって、前記吸着面を除く表面の全部または一部に導電体を配備するとともに、該導電体を電気的に接地したことを特徴とする、静電チャックが提供される。
【０００８】
本発明の静電チャックでは、接地された導電体を配備するという簡易な手段により、静電チャック周囲の電界の発生が抑制される。よって、電界により引き寄せられたパーティクルが被吸着物に付着することが防止され、パーティクル汚染の低減を図ることができる。
【０００９】
前記静電チャックにおいては、導電体を、吸着面の反対側の面に配備してもよい。
また、導電体は、被膜として形成されることが好ましい。この場合、被膜は、格子状またはストライプ状に形成されていてもよい。
【００１０】
本発明の第２の観点によれば、前記静電チャックを備えた露光装置が提供される。この露光装置では、静電チャック周囲の電界の形成が抑制されるので、パーティクルによる被吸着物の汚染を確実に低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の静電チャックを用いることにより、電界の発生が抑制され、これに起因するパーティクル汚染が防止される。従って、この静電チャックは、非常に微細なデザインを取り扱うＥＵＶリソグラフィ技術などにおける静電チャックとして有利に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる静電チャック１００の断面構造を模式的に示す図面である。この静電チャック１００は、主要な構成として誘電体により構成された板状体１と、板状体１に埋設された内部電極３と、電源４と、導電性膜１０とを備えている。板状体１には、内部電極３を覆うように誘電体層２が形成され、誘電体層２の表面には被吸着物を吸着する吸着面５が形成されている。
【００１３】
静電チャック１００は、支持部材（図示せず）により、例えば側部から支持されている。また、静電チャック１００は、その吸着面５において被吸着物としてのウエハWを吸着できるように構成されている。なお、図１においては、説明の便宜上、ウエハWを吸着面５から離間して図示している。
【００１４】
板状体１は誘電体により形成されている。板状体１の材質は、誘電体であれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、ガラス等のセラミックや、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂を使用することができる。
【００１５】
板状体１の内部に埋設された内部電極３は、例えば、タングステンなどの金属材料によって形成されており、電源４と電気的に接続している。この内部電極３から吸着面５までの間が誘電体層２となっている。なお、図１では、誘電体層２の厚みを実際よりも誇張して描いている。
【００１６】
内部電極３を有する板状体１は、公知の方法によって製造することが可能である。例えば、板状の誘電セラミックスの一面に、めっきにより内部電極３を形成し、さらにその上に誘電体を積層することにより、内部電極３を有する板状体１を製造できる。また、誘電セラミックスのグリーンシートを複数積層したものに、電極ペーストを所定のパターンで印刷したグリーンシートを重ね、さらにその上に電極ペーストが印刷されていない複数のグリーンシートを所定数積み重ねて、熱プレス処理等の方法で一体化して焼成することにより、内部電極３と板状体１を同時に製造することもできる。
【００１７】
本実施形態では、「導電体」としての導電性膜１０は、静電チャック１００の吸着面５を除く全表面［つまり、側面および吸着面５と反対側の面（裏面）］を覆うように被覆形成されている。また、導電性膜１０は、接地部１１によって電気的にアースされている。なお、アースは、露光装置などの処理容器内に設置する際に、静電チャック１００を支持や固定する部材を介して行なってもよい。
【００１８】
導電性膜１０の材質は、導電性材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、銀、銅、ニッケル、アルミニウムなどの金属のほか、窒化チタン、珪化モリブデンなどの化合物なども使用できる。ここで、導電性膜１０を構成する材料の体積抵抗率としては、十分な電界抑制作用を得る観点から、１×１０２Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
導電性膜１０の形成方法は、例えば、めっき、金属ペーストの塗布、焼き付け等の方法、金属箔を接着剤で貼り付ける方法、ＣＶＤやＰＶＤに代表される気相法等を採用することができる。
【００２０】
以上の構成の静電チャック１００において、内部電極３と被吸着物としてのウエハWとの間に電圧を印加すると、静電気力が発生してウエハWを吸着する。このとき、本実施形態の静電チャック１００では、接地された導電性膜１０により電界の形成が抑制される。このため、静電チャック１００やウエハWへのパーティクルの引き寄せ現象が起こらず、パーティクル汚染の低減が図られる。
【００２１】
また、導電性膜１０には、内部電極３への電圧の印加を解除した場合、静電チャック１００に蓄積された電荷を除電する作用もあるため、静電チャック１００からのウエハWの離脱が容易になる、という効果も得られる。また、静電チャック１００の近傍に静電容量センサー等を設置する場合には、その精度確保にも有効に機能する。
【００２２】
図１の実施形態では、導電性膜１０を静電チャック１００の吸着面以外の全ての面に形成したが、電界の発生を抑制したい領域に近接する部分のみに導電性膜１０を形成してもよい。
例えば、図２に示す実施形態の静電チャック１０１では、吸着面５の反対の面（静電チャック１０１の裏面）のみに導電性膜１２を形成した。この場合、静電チャック１０１の裏側の電界の発生を抑制することができる。
【００２３】
図１および図２では、導電性膜１０，１２を均一な被膜として形成したが、導電性膜は、必ずしも静電チャック１００，１０１の表面にむら無く形成する必要はない。
例えば、図３に示す実施形態の静電チャック１０２では、吸着面５以外の表面に導電性膜１３を格子状（編目状）に形成した。電圧印加によって発生する電界強度は、内部電極３に印加する電圧の大きさに依存する。そのため、内部電極３に印加する電圧が低い場合には、図３の静電チャック１０２のように、非被覆部分を有する格子状の導電性膜１３でも十分な作用が得られる。導電性膜をストライプ状（縞状）や散点状（海島状）に形成する場合においても同様である。
なお、図２および図３では、導電性膜以外の構成は図１の静電チャック１００と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
また、図１〜図３の実施形態では、導電体を被膜として形成したが、導電体の形状は特に限定されるものではなく、例えば、板状やブロック状等の任意の形状に配備することも可能である。
【００２５】
本発明は静電チャックの種類に関わらず適用可能であり、例えば従来技術として挙げた特開平６−２９１１７５号公報や特開平５−３０４２０１号公報などの静電チャックに適用できる。静電チャックの吸着力としては、クーロン力またはジョンソン・ラーベック力を利用したものがあるが、本発明はどちらにも適用できる。
【００２６】
クーロン力で吸着する静電チャックは、誘電体層が高抵抗であり、必要な吸着力を得るためには、ジョンソン・ラーベック力を利用した静電チャックに比べ高電圧を印加する場合が多い。そのため、必然的に電界強度が高まりパーティクルを多く集めやすくなるため、クーロン力を利用した静電チャックに導電体を配備することは非常に有効である。
【００２７】
次に、本発明の作用について述べる。
図４は、電圧を印加した際に静電チャック１０３の周囲に形成される電界Ｅの様子を模式的に示す図である。この電界Ｅの形成は、従来パーティクル汚染の原因として着目されていなかったが、電界Ｅによって、パーティクルＰが静電チャック１０３方向に引き寄せられ、静電チャック１０３に吸着載置される基板（ここでは図示せず）を汚染する原因となり得ることが判明した。
【００２８】
静電チャック１０３に半導体ウエハなどの導電性基板を吸着する場合、基板が電界Ｅの遮蔽板として作用するので、基板周辺の電位はゼロに等しくなる。また、静電チャック１０３は、その裏面で金属製台座（図示せず）に固定されている場合が多いので、基板を吸着させるために電極に電圧を印加しても、電界Ｅは静電チャック１０３側面の僅かな領域にしか発生しない。
しかし、例えば、静電チャック１０３を側面で拘束し、裏面が浮いている状態で使用する場合には、裏面周囲に電界Ｅが形成されるので、パーティクル汚染が起こりやすくなる。特に、パーティクル汚染を極力防止する必要があるＥＵＶリソグラフィ技術では、電界Ｅに起因するパーティクル汚染が深刻な問題となる。このため本発明では、前記図１〜図３に例示する如く、静電チャックの表面に導電体を配備した。これにより、静電チャック周囲の電位は略ゼロに等しいレベルまで下がり、電界の形成が抑制される。従って、パーティクルが静電チャックへ向けて引き寄せられることがなくなり、汚染の低減を図ることが可能になる。
【００２９】
次に、図５を参照しながら本発明の静電チャックを組み込んだ露光装置について説明を行なう。
この露光装置２００は、ＥＵＶリソグラフィープロセスのための露光装置である。この露光装置２００では、露光の照明光としてＥＵＶ光が用いられ、像光学システム２６を用いて反射型マスク２４（レチクル）のパターンの縮小像を形成する。
【００３０】
ＥＵＶ光は、例えばレーザー源、キセノンガス供給源などを備えた光源部２１によって生成される。生成したＥＵＶ光は、光源部２１内で集光された後、窓２２から照射され、集光ミラー２３へ達する。ＥＵＶ光が通過する光経路は、真空チャンバ２０内に設けられている。
【００３１】
集光ミラー２３は、ＥＵＶ光を集光し、反射型マスク２４へ向けて反射する。反射型マスク２４は、第１の静電チャック２５の下面に吸着保持されている。第１の静電チャック２５は、図示しない支持部材によって側部において支持されている。
【００３２】
反射型マスク２４でＥＵＶ光が反射されると、ＥＵＶ光は反射型マスク２４からのパターンデータによりパターン化される。このパターン化されたＥＵＶ光は、像光学システム２６を通じて第２の静電チャック２７に吸着保持されたウエハＷに到達する。図５の像光学システム２６は、４つの反射ミラーから構成されており、反射型マスク２４により反射されたＥＵＶ光は、凹面第１ミラー２８、凸面第２ミラー２９、凸面第３ミラー３０、凹面第４ミラー３１の順に反射されて、マスクパターンの縮小された像を形成する。
【００３３】
ここでは細部の図示を省略しているが、第２の静電チャック２７は、支持部材によって側部において支持されており、さらに図１の静電チャック１００と同様に、吸着面を除く部分に導電性膜が形成され、この導電性膜は電気的に接地されている。
【００３４】
以上の構成の露光装置２００において、第２の静電チャック２７は、接地された導電性膜を備えているので、内部電極（図示せず）およびウエハＷとの間に電圧を印加しても電界の発生が抑制される。従って、ＥＵＶリソグラフィにおいてパーティクル汚染の防止を図ることができる。
また、第２の静電チャック２７に限らず、例えば反射型マスク２４（レチクル）固定用の第１の静電チャック２５に本発明を適用し、接地された導電性膜を配備することも可能である。
【実施例】
【００３５】
次に、実施例、比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれによって制約されるものではない。なお、以下の実施例等では、静電チャックとして、クーロン力によるものとジョンソン・ラーベック力によるものの２種類について試験を実施した。
【００３６】
クーロン力による静電チャック：
直径２１０ｍｍ、高さ１０ｍｍのアルミナ基板の一面に、めっきにより銅製の電極を形成した。この上に厚さ０．０２５ｍｍのポリイミドフィルムを貼り、これを誘電体層とする静電チャック１０４を得た。
【００３７】
ジョンソン・ラーベック力による静電チャック：
窒化アルミニウム粉末中にタングステン電極を埋設し、一体焼成し、誘電体層の厚さが２ｍｍになるように加工して、直径２１０ｍｍ、高さ１０ｍｍの静電チャック１０５を得た。
【００３８】
（１）電位の測定：
静電チャック１０４，１０５の電極に電圧を印加し、シリコンウエハを吸着させ、そのときの静電チャック周囲の電位を測定した。
図６に示すように、静電チャック１０４，１０５の中心を原点とし、平板状の電極面と平行な方向をｘ、ｙ、電極面と垂直な方向をｚとして、原点を０，０，０とする座標を考え、以下に示すＡ〜Ｄの位置を電位の測定点とした。
【００３９】
Ａ：ｘ，ｙ，ｚ＝    ０，０，１５（裏面から１０ｍｍの位置）
Ｂ：ｘ，ｙ，ｚ＝    ０，０，５５（裏面から５０ｍｍの位置）
Ｃ：ｘ，ｙ，ｚ＝１１５，０，  ０（側面から１０ｍｍの位置）
Ｄ：ｘ，ｙ，ｚ＝１５５，０，  ０（側面から５０ｍｍの位置）
【００４０】
上記静電チャック１０４，１０５のそれぞれに１０００Ｖの電圧を印加し、Ａ点〜Ｄ点における電位を測定した。
また、図１と同様に、吸着面以外の表面に銀ペーストを膜厚０．０２０ｍｍに塗布して被膜（導電性膜）を形成したものについても、同様にＡ点〜Ｄ点の電位を測定した。
静電チャック１０４についての試験結果を表１に、また、静電チャック１０５についての試験結果を表２に示した。
【００４１】
【表１】
2006040993.tif 000003
【００４２】
【表２】
2006040993.tif 000004
【００４３】
電位の測定結果から、導電性膜のない静電チャックの場合は電界の発生が確認されたのに対し、導電性膜を形成した場合は、Ａ点〜Ｄ点のどの測定点においても漏洩電界がほぼゼロであり、導電性膜の形成が漏洩電界の遮蔽に対して有効であることが判明した。また、電界の遮蔽作用は、クーロン力による静電チャック１０４とジョンソン・ラーベック力による静電チャック１０５の両方で確認された。
【００４４】
（２）パーティクル数の測定：
導電性膜を形成した静電チャック１０４を用いて、図５と同様の露光装置においてＥＵＶリソグラフィ処理を行なった。処理後のウエハＷに付着している０．５μｍ以下のパーティクル数をパーティクルカウンターによって測定したところ、従来の導電性膜がない静電チャックと比較して、パーティクルが１／３程度までに減少しており、導電性膜の効果が認められた。
【００４５】
以上、種々の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の静電チャックは、露光装置などの半導体製造装置の部材として利用可能であり、特に極限紫外光を用い非常に微細なパターン形成が可能なＥＵＶリソグラフィシステムでの使用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態の静電チャックの概要を示す図面。
【図２】本発明の第２実施形態の静電チャックの概要を示す図面。
【図３】本発明の第３実施形態の静電チャックの概要を示す図面。
【図４】静電チャック周囲に形成される電界の状態を説明する模式図。
【図５】露光装置の概略構成を示す模式図。
【図６】静電チャック周囲の電界の測定点を示す図面。
【符号の説明】
【００４８】
１；板状体
２；誘電体層
３；内部電極
４；電源
５；吸着面
１０，１２，１３；導電性膜
１１；接地部
１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５；静電チャック
２００；露光装置
Ｗ；ウエハ
【図１】
2006040993.tif 000005
【図２】
2006040993.tif 000006
【図３】
2006040993.tif 000007
【図４】
2006040993.tif 000008
【図５】
2006040993.tif 000009
【図６】
2006040993.tif 000010