(57)【要約】【課題】  部分的に厚さに厚薄がある基板及び均一な厚さの基板など種々の形状の基板に対して、スループットを低下させずに、表面の平坦度を保ち、かつ十分な静電吸着力で保持することができる静電チャックを提供すること。【解決手段】  電圧が印加される対の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂが本体１内部に埋め込まれ、本体１表面に基板１１０を載置する静電チャック１０１であって、本体１内部の中央部領域４１内に配置された１以上の対の電極３ａ／３ｂからなる第１の電極群と、中央部領域４１の外側周辺部４２、４３に配置された１以上の対の電極４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂからなる第２の電極群とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加される対の電極が本体内部に埋め込まれ、前記本体表面に基板を載置する静電チャックであって、
前記本体内部の中央部領域内に配置された１以上の対の電極からなる第１の電極群と、
前記中央部領域の外側周辺部に配置された１以上の対の電極からなる第２の電極群と
を備えていることを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記第２の電極群は、前記中央部領域を囲む１つの輪状の帯状領域内に、或いは前記中央部領域を多重に囲む２以上の輪状の帯状領域内にそれぞれ、１以上の対の電極が配置されてなることを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
【請求項３】
前記第１の電極群を構成する複数の電極、及び前記各第２の電極群を構成する複数の電極はそれぞれ、前記中央部領域の中心を基準として相対する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２の何れか一に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記第１の電極群及び前記各第２の電極群はそれぞれ、１対の電極であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記各対の電極にはそれぞれ、直流電源又は接地が選択できるように接続されており、かつ該直流電源は隣り合う前記電極同士に異なる極性の電圧が印加されるように接続されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の静電チャック。
【請求項６】
前記中央部領域の形状は、円形状又は四角形状であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の静電チャック。
【請求項７】
静電チャック本体内部の中央部領域内に配置された１以上の対の電極からなる第１の電極群と、前記中央部領域の外側周辺部に配置された１以上の対の電極からなる第２の電極群とのうちから電圧を印加する１以上の対の電極を選択し、
前記選択された各対の電極間にそれぞれ電圧を印加して、前記静電チャック本体表面に基板を静電的に吸着することを特徴とする静電チャックによる基板固定方法。
【請求項８】
前記第２の電極群は、前記中央部領域を囲む１つの輪状の帯状領域内に、或いは前記中央部領域を多重に囲む２以上の輪状の帯状領域それぞれの内部に１以上の対の電極が配置されてなることを特徴とする請求項７記載の静電チャックによる基板固定方法。
【請求項９】
前記選択された１以上の対の電極以外の残りの前記電極を接地することを特徴とする請求項７又は８の何れか一に記載の静電チャックによる基板固定方法。
【請求項１０】
全体に同じ厚さを有する前記基板に対して、前記選択された１以上の対の電極は、少なくとも前記第１の電極群であることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一に記載の静電チャックによる基板固定方法。
【請求項１１】
中央部が周辺部よりも薄くなっている前記基板に対して、前記選択された１以上の対の電極は、前記基板の厚い部分に合わせて前記第２の電極群から選択された１以上の対の電極であることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一に記載の静電チャックによる基板固定方法。
【請求項１２】
前記基板は、電子ビーム露光マスク用の基板であることを特徴とする請求項１１記載の静電チャックによる基板固定方法。
【請求項１３】
前記選択された各対の電極には、隣り合う前記電極同士が異なる極性となるように電圧を印加することを特徴とする請求項７乃至１２の何れか一に記載の静電チャックによる基板固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャック及び静電チャックによる基板固定方法、より詳しくは、荷電粒子ビーム露光装置などの真空処理装置において被処理基板を保持し、固定する静電チャック及び静電チャックによる基板固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧ＣＶＤやスパッタリングによる成膜装置、エッチング装置、電子ビーム露光装置など減圧中で処理を行う減圧処理装置において、処理すべき基板を保持する手段として静電チャックが用いられることが多い。
【０００３】
下記特許文献１には、成膜装置において用いられる静電チャックが記載されている。特許文献１の図１に示すように、静電チャック２０の本体２１内であって、左右の半平面全体にそれぞれ正電極２３と負電極２４とが設けられている。特許文献１では、図６に示すように、静電チャック２０には、絶縁膜等を成膜すべき均一な厚さの基板１１１が載置される。
【０００４】
なお、処理すべき基板を保持するものではないが、荷電粒子ビーム露光装置において、部分的に厚さに厚薄があり、既にその薄い部分にパターンの形成されたマスク基板を保持するための静電チャックが下記特許文献２や３に記載されている。特許文献２の静電チャックは、同特許文献２の図１や図５に示すように、載置したマスク基板１０１の薄い部分１０７に対応する中央部が開口し、マスク基板１０１の厚い部分に対応する帯状周辺部に弧状の電極１０３、１０３'或いは半リング状の電極５０３、５０３'が埋め込まれている。特許文献３の静電チャックは、同特許文献３の図１に示すように、載置したマスク１の薄肉部１ｂに対応する箇所が開口し、マスク１の肉厚の梁１ａや枠１ｃに対応する箇所２ａ、２ｃに格子状に電極４ａが埋め込まれている。
【０００５】
ところで、特許文献１の静電チャックを備えた減圧処理装置では、一般に、一つの装置で、均一な厚さの基板に対して処理を行い得るほかに、部分的に厚さに厚薄があるマスク基板（メンブレンマスク基板）に対しても処理を行い得る。
【０００６】
例えば、特許文献１に類似の静電チャックを備えた電子ビーム露光装置を用いてメンブレンマスク基板を作製する場合、部分的に厚さに厚薄がある基板の平坦な表面にレジスト膜を形成し、レジスト膜の形成されていない裏面側であって厚さの厚い部分を静電チャックの基板載置面に接触するように基板を載せ、電極に電圧を印加して基板を静電吸着し、固定する。次いで、基板の厚さの薄い部分のレジスト膜を露光し、現像して基板上にレジストパターンを形成する。その後、ロボットなど搬送手段により、減圧雰囲気中、基板を露光装置からエッチング装置に移してレジストパターンをマスクとして基板の厚さの薄い部分に開口を形成してマスク基板を作製する。
【特許文献１】特開２００１−７７１８４号公報
【特許文献２】特開２００１−１１８７７６号公報
【特許文献３】特開平１０−５０５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に類似の静電チャックを備えた電子ビーム露光装置を、メンブレンマスク基板に適用した場合、メンブレンマスク基板の厚さの薄い部分の下方にも静電チャックの電極が存在するため、薄い部分へも静電引力が作用する。このため、薄い部分が撓み、表面の平坦度が悪化して露光精度が低下してしまう虞がある。
【０００８】
これを避けるため、厚さの厚い部分だけに静電吸着力を作用させてメンブレンマスク基板を固定する、弧状又は半リング状の電極を有する特許文献２に類似の静電チャックを用いた場合には、均一な厚さの基板に対して、基板重量が重くなるわりに吸着面積が小さいため静電吸着力が十分でなくなる虞がある。
【０００９】
または、一つの装置において、基板の形状が異なる毎に適切な静電チャックに取り替えてもよいが、その場合、静電チャックを取り替えるのに相当な手間がかかり、スループットが低下してしまう。
【００１０】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、部分的に厚さに厚薄がある基板及び均一な厚さの基板など種々の形状の基板に対して、スループットを低下させずに、表面の平坦度を保ち、かつ十分な静電吸着力で保持することができる静電チャック及び静電チャックによる基板固定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するため、第１の発明は、静電チャックに係り、電圧が印加される対の電極が本体内部に埋め込まれ、前記本体表面に基板を載置する静電チャックであって、前記本体内部の中央部領域内に配置された１以上の対の電極からなる第１の電極群と、前記中央部領域の外側周辺部に配置された１以上の対の電極からなる第２の電極群とを備えていることを特徴とし、
第２の発明は、第1の発明に記載の静電チャックに係り、前記第２の電極群は、前記中央部領域を囲む１つの輪状の帯状領域内に、或いは前記中央部領域を多重に囲む２以上の輪状の帯状領域それぞれの内部に１以上の対の電極が配置されてなることを特徴とし、
第３の発明は、第１又は第２の発明の何れか一に記載の静電チャックに係り、前記第１の電極群を構成する複数の電極、及び前記各第２の電極群を構成する複数の電極はそれぞれ、前記中央部領域の中心を基準として相対する位置に配置されていることを特徴とし、
第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れか一に記載の静電チャックに係り、前記第１の電極群及び前記各第２の電極群はそれぞれ、１対の電極であることを特徴とし、
第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れか一に記載の静電チャックに係り、前記各対の電極にはそれぞれ、直流電源又は接地が選択できるように接続されており、かつ該直流電源は隣り合う前記電極同士に異なる極性の電圧が印加されるように接続されていることを特徴とし、
第６の発明は、請求項１乃至５の何れか一に記載の静電チャックに係り、前記中央部領域の形状は、円形状又は四角形状であることを特徴とし、
第７の発明は、静電チャックによる基板固定方法に係り、静電チャック本体内部の中央部領域内に配置された１以上の対の電極からなる第１の電極群と、前記中央部領域の外側周辺部に配置された１以上の対の電極からなる第２の電極群とのうちから電圧を印加する１以上の対の電極を選択し、前記選択された各対の電極間にそれぞれ電圧を印加して、前記静電チャック本体表面に基板を静電的に吸着することを特徴とし、
第８の発明は、第７の発明に記載の静電チャックによる基板固定方法に係り、前記第２の電極群は、前記中央部領域を囲む１つの輪状の帯状領域内に、或いは前記中央部領域を多重に囲む２以上の輪状の帯状領域それぞれの内部に１以上の対の電極が配置されてなることを特徴とし、
第９の発明は、第７又は第８の発明の何れか一に記載の静電チャックによる基板固定方法に係り、前記選択された１以上の対の電極以外の残りの前記電極を接地することを特徴とし、
第１０の発明は、第７乃至第９の発明の何れか一に記載の静電チャックによる基板固定方法に係り、全体に同じ厚さを有する前記基板に対して、前記選択された１以上の対の電極は、少なくとも前記第１の電極群であることを特徴とし、
第１１の発明は、第７乃至第９の発明の何れか一に記載の静電チャックによる基板固定方法に係り、中央部が周辺部よりも薄くなっている前記基板に対して、前記選択された１以上の対の電極は、前記基板の厚い部分に合わせて前記第２の電極群から選択された１以上の対の電極であることを特徴とする。
【００１２】
第１２の発明は、第１１の発明に記載の静電チャックによる基板固定方法に係り、前記基板は、電子ビーム露光マスク用の基板であることを特徴とし、
第１３の発明は、第７乃至第１２の発明の何れか一に記載の静電チャックによる基板固定方法に係り、前記選択された各対の電極には、隣り合う前記電極同士が異なる極性となるように電圧を印加することを特徴としている。
【００１３】
以下に、上記構成により奏される作用について説明する。
【００１４】
この発明の静電チャックは、本体内部の中央部領域内に配置された１以上の対の電極からなる第１の電極群と、その中央部領域の外側周辺部に配置された１以上の対の電極からなる第２の電極群とを備えている。
【００１５】
特に、第２の電極群は、中央部領域を囲む１つの輪状の帯状領域内に、或いは中央部領域を多重に囲む２以上の輪状の帯状領域内にそれぞれ、１以上の対の電極が配置されてなる。中央部領域は、例えば円形状又は四角形状を有する。さらに、第１の電極群を構成する複数の電極、及び各第２の電極群を構成する複数の電極はそれぞれ、中央部領域の中心を基準として相対する位置に配置されている。
【００１６】
この場合、各対の電極にそれぞれ直流電源又は接地を選択し得るように接続する。
【００１７】
このような構成の静電チャックに、例えば中央部と周辺部で厚さに厚薄がある基板（メンブレン基板）を載置したとき、この発明の静電チャックによる基板固定方法のように、メンブレン基板の厚い部分に位置する電極にのみ選択的に電圧を印加し、薄い部分に位置する電極を接地するようにすることで、メンブレン基板の厚さが厚い部分には静電吸着力を働かせて基板を固定するようにするとともに、メンブレン基板の薄い部分では静電引力を働かせないようにして、その部分に撓みが生じないようにすることができる。これにより、メンブレン基板表面の平坦度を確保することができるため、例えば、電子ビーム露光マスクを形成するためのメンブレンマスク基板を保持するのにこの静電チャックを用いた場合、露光精度の向上を図ることができる。一方、均一な厚さの基板を載置したときには、全ての電極に電圧を印加することで、基板全体に静電吸着力を働かせるようにして、基板を保持するのに十分な静電吸着力を得ることができる。
【００１８】
また、各対の電極に直流電源を接続する場合、隣り合う電極同士に異なる極性の電圧が印加されるように直流電源を接続することで、基板に作用する静電吸着力の面内均一性を増すことができ、このため、表面の平坦度の向上を図ることができる。
【００１９】
上記のように、種々の形状の基板に対して、一つの静電チャックで基板表面の平坦度を保ち、かつ十分な静電吸着力で保持して処理できるため、種々の形状の基板に対して静電チャックを取り替える必要がなく、このため、スループットの向上を図ることができる。
【００２０】
さらに、減圧雰囲気中で基板を保持することが必要となるロボットなど搬送装置にも上記の静電チャックを適用することで、メンブレン基板を搬送中にそのメンブレン基板に歪が発生することを防止し、かつ均一な厚さの基板に対して十分な静電吸着力を保持して基板の搬送を行なうことができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明の静電チャックは、本体内部の中央部領域内に配置された１以上の対の電極からなる第１の電極群と、その中央部領域の外側周辺部に配置された１以上の対の電極からなる第２の電極群とを備えている。
【００２２】
また、この発明の静電チャックによる基板固定方法では、第１の電極群と第２の電極群とのうちから電圧を印加する１以上の対の電極を選択し、選択された各対の電極間にそれぞれ電圧を印加して、静電チャック本体表面に基板を静電的に吸着している。
【００２３】
これにより、メンブレン基板を上記静電チャックに載置したとき、メンブレン基板の薄い部分に静電吸着力による撓みが生じないように選択的に電圧を印加して、十分な静電吸着力を維持しつつメンブレン基板表面の平坦度を確保することができる。また、均一な厚さの基板を載置したとき、基板全体に静電吸着力を働かせるようにして、基板を保持するのに十分な静電吸着力を得ることができる。
【００２４】
また、上記のように、種々の形状の基板に対して、一つの静電チャックで基板表面の平坦度を保ち、かつ十分な静電吸着力で保持して処理できるため、種々の形状の基板に対して静電チャックを取り替える必要がなく、このため、スループットの向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの平面図であり、図１（ａ）には、特に３対の電極の配置を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ-Ｉ線に沿う断面図であり、図１（ｂ）には、複数の対の電極への直流電源の接続方法も記載している。図１（ｃ）は静電チャックの電極から静電チャックの外部に配線を引き出す部分の構造を示す部分拡大断面図である。なお、図１（ａ）では、電極上部のアルミナ部材と基板とを省いている。
【００２６】
また、図２（ａ）、（ｂ）は静電チャックに載置するメンブレンマスク基板を示す図である。同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は上面図であり、同図（ａ）の断面図は、同図（ｂ）のII-II線に沿ってとられたものである。
【００２７】
これらの図面を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの構成を説明する。
【００２８】
その静電チャック１０１は、アルミナからなる円板状の本体１と、その本体１の側面及び下面を被覆するアルミナからなる、１０13Ωｃｍ以上の本体１よりも高比抵抗を有するベース２とを備えている。本体１内部に電圧が印加される３対の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂが埋め込まれている。それらの電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂはアルミナの焼結温度よりも高い温度に耐え得る高融点金属により作製されている。電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂ上部の本体１表面が基板載置面６となっている。
【００２９】
その基板載置面６には形状の異なる種々の基板１１０を載置することができるようになっている。例えば、静電チャック１０１を備えた減圧処理装置が電子ビーム露光装置の場合、その一つは、中央部が周辺部よりも薄くなっており、その中央部に開口パターンを形成する露光マスク形成用のメンブレン基板である。他の一つは、基板上に絶縁膜や金属膜などのパターンを形成する半導体装置形成用の、全体に同じ厚さを有する基板である。いずれの基板１１０の平坦な表面にも、静電チャックに載置する前に露光すべきレジスト膜７０を形成しておく。
【００３０】
この実施の形態の図１（ｂ）において一点鎖線で示す基板１１０は、図２に示すように、中央部が周辺部よりも薄くなっている露光マスク形成用のメンブレン基板である。そのメンブレン基板１１０は直径が約２００ｍｍのシリコンウエハからなり、メンブレン基板１１０の周辺部６１の厚さが凡そ７２５μｍ、中央部６２の厚さが数μｍとなっている。その厚さの薄い中央部６１は１２０×１３０ｍｍ又は４０×４０ｍｍの矩形領域となっている。なお、メンブレン基板１１０は、上記寸法を種々変えて用いることが可能である。
【００３１】
次に、静電チャック１０１の電極の配置について説明する。
【００３２】
図１(ａ)に示すように、電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂは、本体１内部の中央部の平面領域（中央部領域）４１内に配置された１対の電極（第１の電極群）３ａ／３ｂと、中央部領域４１を２重に囲む、相互に重ならないような２つのリング状の帯状領域４２、４３内にそれぞれ配置された１対ずつの電極（第２の電極群）４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂとで構成される。中央部領域４１の形状は四角形状となっており、その大きさはメンブレン基板１１０の厚さが薄い領域６２とほぼ同じとなっている。これに対応して２つのリング状の帯状領域４２、４３も四角いリング形状を有する。但し、一番外側のリング状の帯状領域４３の外縁は円形状となっている。そして、すべての電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂは相互に接触しないように配置される。
【００３３】
第１の電極群を構成する一対の電極３ａ／３ｂ、及び各第２の電極群を構成する一対ずつの電極４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂはそれぞれ、中央部領域４１の中心を基準として相対する位置、即ち左右対称な位置に配置されている。
【００３４】
図１（ｂ）に示すように、各対の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂにはそれぞれ、直流電源及び接地線のうち何れか一が選択できるように切り換えスイッチ７ａ／７ｂ、８ａ／８ｂ、９ａ／９ｂを介して直流電源及び接地線が接続されている。そして、直流電源は隣り合う電極同士に異なる極性の電圧が印加されるように接続されている。その接続関係をより具体的に説明すると、中央部領域４１の対の電極３ａ／３ｂのうち左の電極３ａに直流電源の正極を、右の電極３ｂに負極を接続する。中央部領域４１に隣接するリング状の帯状領域４２の対の電極４ａ／４ｂのうち左の電極４ａに直流電源の負極を、右の電極４ｂに正極を接続する。一番外側のリング状の帯状領域４３の対の電極５ａ／５ｂのうち左の電極５ａに直流電源の正極を、右の電極５ｂに負極を接続する。
【００３５】
なお、上記では各領域４１、４２、４３で対の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂを左右に配置しているが、上下に配置してもよい。この場合も、隣り合う電極同士に異なる極性の電圧が印加されるように各対の電極間に切り替えスイッチを介して直流電源及び接地線を接続することができる。
【００３６】
次に、図１（ｃ）を参照して、静電チャック１０１の各電極から直流電源等への配線の引出し部分の詳細な構造について説明する。図１（ｃ）は、各電極からの配線引き出し部分のうち、代表して静電チャック１０１の中央部領域４１右側の電極３ｂの配線の引出し部分を示す拡大断面図である。なお、基板載置面６にある凸部は、静電チャック本体の加工時に自然に形成されるもので、図では強調して描いている。
【００３７】
静電チャック１０１には、図１（ｃ）に示すように、ベース２の裏面から電極３ｂ下面に至る貫通穴１０ａ、１０ｂがベース２及び本体１に形成されており、金属ブッシュ１１がベース２側の貫通穴１０ａに嵌め込まれ、金属ブッシュ１１から電極３ｂ下面に至る本体１側の貫通穴１０ｂには電極３ｂと金属ブッシュ１１とを接続するように金属１２が埋め込まれている。また、嵌め込まれた金属ブッシュ１１とその周囲のベース２及び本体１との間には、比抵抗１０13Ωｃｍ程度の絶縁物１３を介在させている。電源に接続する配線１４は金属ブッシュ１１から引き出されている。
【００３８】
次に、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、図１に示す静電チャック１０１による吸着の原理について説明する。
【００３９】
静電吸着力が生じる原因には、主に２種類ある。クーロン型吸着力と、ジョンセン−ラーベック型吸着力とである。これらの発生原因の違いは、電極３ｂと載置基板の間に介在する本体１の比抵抗の違いによって生じるとされる。クーロン型吸着力は、介在する本体１の比抵抗が１０13Ωｃｍ以上で生じ、ジョンセン−ラーベック型吸着力は、比抵抗１０13Ωｃｍ以下で生じるとされている。
【００４０】
クーロン型吸着力は、図３（ａ）に示すように、電圧の印加により電極３ｂに発生した電荷によって載置基板側の本体１表面に誘起された逆極性の電荷によって生じる。これに対して、ジョンセン−ラーベック型吸着力は、図３（ｂ）に示すように、電極３ｂに発生した電荷が比較的抵抗の低い本体１中を移動して載置基板側の介在物１表面に達し、留まった同極性の電荷によって生じる。クーロン型吸着力よりもジョンセン−ラーベック型吸着力の方がより強大であるといわれている。
【００４１】
この実施の形態の静電チャック１０１には、上記の２つの吸着力のいずれでも利用することができる。この実施の形態の静電チャック１０１では、本体１の比抵抗が１０10-0.15乃至１０10+0.15Ωｃｍの範囲であり、ジョンセン−ラーベック型吸着力が働くものとする。
【００４２】
次に、図４乃至６を参照して、図１に示す静電チャック１０１による基板固定方法について説明する。図４に示す中央部が周辺部よりも薄く、かつ薄い部分が広いメンブレン基板１１１と、図５に示す同じく薄い部分が狭いメンブレン基板１１２と、図６に示す全体に同じ厚さを有する基板１１３とを、同じ静電チャック１０１に載置して処理する場合について説明する。
【００４３】
まず、厚さの薄い部分が広いメンブレン基板１１１においては、その厚さが薄い部分は四角形状を有し、かつその部分の大きさ及び平面形状は、図１に示す静電チャック１０１の第１の電極群３ａ／３ｂを含む中央部領域４１と、中央部領域４１に隣接する第２の電極群４ａ／４ｂを含むリング状の帯状領域４２とを合わせた領域の大きさ及び平面形状とほぼ同じとする。また、厚さが薄い部分が狭いメンブレン基板１１２においては、その厚さが薄い部分は四角形状を有し、かつその部分の大きさ及び平面形状は、図１に示す静電チャック１０１の第１の電極群３ａ／３ｂを含む中央部領域４１の大きさ及び平面形状とほぼ同じとする。
【００４４】
まず、図４に示す薄い部分が広いメンブレン基板１１１を載置するため、第１の電極群３ａ／３ｂ及び第２の電極群４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂのうちから電圧を印加する１以上の対の電極を選択する。選択する電極は、第２の電極群４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂのうち、一番外側の輪状の帯状領域４３内に配置されている１対の電極５ａ／５ｂとする。
【００４５】
図４（ｂ）に示すように、切り換えスイッチ９ａ／９ｂにより、選択された対の電極５ａ／５ｂ間に直流電源の正極と負極を接続し、例えば±３００乃至±４００Ｖの電圧を印加するとともに、それ以外の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂに接地線を接続する。このとき、各電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂに電圧を印加した状態を図４（ａ）に示す。図４（ａ）において、符号＋は正極性の電圧を示し、−は負極性の電圧を示し、Ｇは電極が接地されていることを示している。隣接する電極は相互に異なる極性の電圧が印加されている。
【００４６】
電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂがこのような電圧印加状態にある静電チャック１０１上にレジスト膜７１が形成されたメンブレン基板１１１を載せると、メンブレン基板１１１が静電チャック本体１表面に静電的に吸着し、固定される。この場合、メンブレン基板１１１の薄い部分下の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂは接地されているため、メンブレン基板１１１の薄い部分には静電引力が働かない。これにより、メンブレン基板１１１の薄い部分が撓むのを防止して、平坦な露光面を得ることができる。
【００４７】
続いて、このメンブレン基板１１１上のレジスト膜７１に対して、電子ビーム露光を行う。この場合、平坦な露光面に対して露光を行なうことができるため、精度の良いレジスト膜７１の露光を行うことができる。その後、切り換えスイッチ９ａ／９ｂにより、電極５ａ／５ｂに接続された電源を接地線に切り替えた後、メンブレン基板１１１を取り外し、図示しない処理室外へ搬出する。
【００４８】
次に、図５に示す薄い部分が狭いメンブレン基板１１２を載置するため、第１の電極群３ａ／３ｂ及び第２の電極群４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂのうちから電圧を印加する１以上の対の電極を選択する。選択する電極は、第１の電極群の周囲に配置された第２の電極群に属するすべての対の電極４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂとする。
【００４９】
図５（ｂ）に示すように、切り換えスイッチ８ａ／８ｂ、９ａ／９ｂにより、選択された各対の電極４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂ間にそれぞれ直流電源の正極と負極を接続し、例えば±３００乃至±４００Ｖの電圧を印加するとともに、それ以外の電極３ａ／３ｂを接地する。このときの各電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂに印加された電圧を図５（ａ）に示す。隣接する電極は相互に異なる極性の電圧が印加された状態となっている。
【００５０】
次いで、レジスト膜７２が形成されたメンブレン基板１１２を処理室内へ搬入し、電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂが図５（ａ）のような電圧印加状態にある静電チャック１０１上にそのメンブレン基板１１２を載せると、メンブレン基板１１２が静電チャックの本体１表面に静電的に吸着し、固定される。このとき、メンブレン基板１１２の薄い部分下の電極３ａ／３ｂは接地されているため、メンブレン基板１１２の薄い部分には静電引力が働かない。これにより、メンブレン基板１１２の薄い部分が撓むのを防止して平坦な露光面を得ることができる。
【００５１】
次いで、レジスト膜７２への露光を行う。このとき、平坦な露光面に対して露光を行なうことができるため、精度の良いレジスト膜７２の露光を行うことができる。その後、切り替えスイッチ８ａ／８ｂ、９ａ／９ｂにより電極４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂに接続された電源を接地線に切り替えて、露光が終わったメンブレン基板１１２を静電チャック１０１から取り外し、処理室外に搬出する。
【００５２】
次に、図６に示す全体に同じ厚さを有する基板１１３を載置するため、第１の電極群３ａ／３ｂ及び第２の電極群４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂのうちから電圧を印加する１以上の対の電極を選択する。選択する電極は、第１の電極群及び第２の電極群に属するすべての１対の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂとする。
【００５３】
切り換えスイッチ７ａ／７ｂ、８ａ／８ｂ、９ａ／９ｂにより、選択された各対の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂ間にそれぞれ直流電源の正極と負極を接続し、例えば±３００乃至±４００Ｖの電圧を印加する。この場合、基板１１３の各部の吸着力を調整するため、印加電圧の大きさを各直流電源で調整するとよい。このときの電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂへの電圧印加の状態を図６（ａ）に示す。隣接する電極は相互に異なる極性の電位の状態となっている。これにより、基板１１３に作用する静電吸着力の面内均一性を増すことができ、このため、基板１１３表面の平坦度の向上を図ることができる。
【００５４】
続いて、レジスト膜７３が形成された基板１１３を処理室内へ搬入し、電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂが図６（ａ）のような電圧印加の状態にある静電チャック１０１上にその基板１１３を載せると、基板１１３が静電チャックの本体１表面に静電的に吸着し、固定される。この場合、基板１１３は全ての電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂから基板載置面６を介して面内均一でかつ十分に大きな静電吸引力を受けるので、基板１１３は全体にしっかりと基板載置面６に吸着される。これにより、平坦な露光面を得ることができる。
【００５５】
次いで、レジスト膜７３への露光を行う。このとき、平坦な露光面に対して露光を行なうことができるため、レジスト膜７３に精度の良い露光を行うことができる。その後、切り替えスイッチ７ａ／７ｂ、８ａ／８ｂ、９ａ／９ｂにより、電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂに接続された電源を接地線に切り替えて、露光が終わったメンブレン基板１１３を静電チャック１０３から取り外し、処理室外に搬出する。
【００５６】
以上のように、本発明の第１の実施の形態によれば、メンブレン基板１１１、１１２を上記静電チャック１０１に載置したとき、メンブレン基板１１１、１１２の薄い部分に静電吸着力による撓みが生じないように選択的に電圧を印加することで、十分な静電吸着力を維持しつつメンブレン基板１１１、１１２表面の平坦度を確保することができる。また、均一な厚さの基板１１３を載置したとき、基板１１３全体に静電吸着力を働かせるように電圧を印加することで、基板１１３を保持するのに十分な静電吸着力を得ることができる。
【００５７】
そして、上記のように、種々の形状の基板１１１、１１２、１１３に対して、一つの静電チャック１０１で基板１１１、１１２、１１３表面の平坦度を保ち、かつ十分な静電吸着力で保持して処理できるため、種々の形状の基板１１１、１１２、１１３に対して静電チャック１０１を取り替える必要がなく、このため、スループットの向上を図ることができる。
（第２の実施の形態）
次に、図７（ａ）、（ｂ）を参照してこの発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５８】
図７（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る静電チャックの平面図であり、図７（ａ）には、特に４対の電極の配置を示している。図７（ｂ）は、図７（ａ）のIII-III線に沿う断面図であり、図７（ｂ）には、４対の電極への直流電源の接続方法も記載している。なお、図７（ａ）では、電極上部のアルミナ部材と基板とを省いている。
【００５９】
第２の実施の形態において、第１の実施の形態と異なるところは、静電チャック１０２の電極が、本体２１内部の中央部の平面領域（中央部領域）４４内に配置された１対の電極（第１の電極群）２３ａ／２３ｂと、中央部領域４４の周囲を３重に囲む、相互に重ならないような３つのリング状の帯状領域４５、４６、４７内にそれぞれ配置された１対ずつの電極（第２の電極群）２４ａ／２４ｂ、２５ａ／２５ｂ、２６ａ／２６ｂとで構成されている点である。なお、図中、符号２２は、本体２１の側面及び下面を被覆するアルミナからなる、１０13Ωｃｍ以上の本体２１よりも高比抵抗を有するベース２２である。
【００６０】
この場合、その他の構成に関しては、図７(ａ)に示すように、中央部領域４４の形状は四角形状となっており、これに対応して３つのリング状の帯状領域４５、４６、４７も四角いリング形状を有する。但し、一番外側のリング状の帯状領域４７の外縁は円形状となっている。すべての電極２３ａ／２３ｂ、２４ａ／２４ｂ、２５ａ／２５ｂ、２６ａ／２６ｂは相互に接触しないように配置される。この場合、中央部領域４４と、中央部領域４４に近い内側の２つのリング状の帯状領域４５、４６とを合わせた領域の大きさ及び平面形状が、メンブレン基板１１４の厚さが薄い部分の領域の大きさ及び平面形状とほぼ同じとなっている。
【００６１】
また、第１の電極群を構成する一対の電極２３ａ／２３ｂ、及び各第２の電極群を構成する３対の電極２４ａ／２４ｂ、２５ａ／２５ｂ、２６ａ／２６ｂはそれぞれ、中央部領域４４の中心を基準として相対する位置、即ち左右対称な位置に配置されている。
【００６２】
各対の電極２３ａ／２３ｂ、２４ａ／２４ｂ、２５ａ／２５ｂ、２６ａ／２６ｂにはそれぞれ、図７（ｂ）に示すように、載置する基板１１４の形状の違いに応じて直流電源及び接地線のうち何れか一を選択できるように、切り換えスイッチ２８ａ／２８ｂ、２９ａ／２９ｂ、３０ａ／３０ｂ、３１ａ／３１ｂを介して直流電源及び接地線が接続されている。そして、各直流電源は隣り合う電極同士に異なる極性の電圧が印加されるように接続されている。その接続関係をより具体的に説明すると、中央部領域４４の対の電極２３ａ／２３ｂのうち左の電極２３ａに直流電源の正極を、右の電極２３ｂに負極を接続する。中央部領域４４に隣接するリング状の帯状領域４５の対の電極２４ａ／２４ｂのうち左の電極２４ａに直流電源の負極を、右の電極２４ｂに正極を接続する。中のリング状の帯状領域４６の対の電極２５ａ／２５ｂのうち左の電極２５ａに直流電源の正極を、右の電極２５ｂに負極を接続する。一番外側のリング状の帯状領域４７の対の電極２６ａ／２６ｂのうち左の電極２６ａに直流電源の負極を、右の電極２６ｂに正極を接続する。
【００６３】
第２の実施の形態の静電チャック１０２でも、本体２１を構成するアルミナの比抵抗を調整することにより、クーロン力による吸着力と、ジョンセン−ラーベック型の吸着力とのいずれかを利用することができる。
【００６４】
上記静電チャック１０２による基板固定方法に関しては、第１の実施の形態と同様に行なうことができる。
【００６５】
即ち、詳しい説明は省略するが、種々の形状を有する基板１１４に対して電圧を印加する電極を選択することで、レジスト膜７４が表面に形成された基板１１４の厚さが厚い部分下の電極にのみ電圧を印加し、基板の薄い部分下の電極には電圧を印加しないようにする。これにより、基板１１４の厚さが薄い部分に静電吸着力による撓みが生じないようにすることができるとともに、基板１１４の厚さが厚い部分で十分な静電吸着力により基板を静電チャック１０２にしっかり固定することができる。これにより平坦な露光面を得ることが出来るため、露光面のレジスト膜７４に対して精度の良い露光を行うことができる。
【００６６】
また、隣り合う電極同士に異なる極性の電圧が印加されるようにすることで、基板１１４に作用する静電吸着力の面内均一性を増すことができ、このため、基板１１４表面の平坦度の向上を図ることができる。
【００６７】
以上のように、本発明の第２の実施の形態の静電チャック１０２によれば、第１の実施の形態の静電チャック１０１と比べて、中央部領域４４の周囲を囲む、相互に重ならないようなリング状の帯状領域４５、４６、４７を１つ増やしている。各対の電極２３ａ／２３ｂ、２４ａ／２４ｂ、２５ａ／２５ｂ、２６ａ／２６ｂの配置領域の面積を小さくしているため、基板１１４の形状のより細かい変化に対しても対応することができる。
【００６８】
また、第１の実施の形態の静電チャック１０１と比べて、電極２３ａ／２３ｂ、２４ａ／２４ｂ、２５ａ／２５ｂ、２６ａ／２６ｂの面積が小さく、かつ電極２３ａ／２３ｂ、２４ａ／２４ｂ、２５ａ／２５ｂ、２６ａ／２６ｂの数が多くなっているため、基板１１４に作用する静電吸着力の面内均一性の更なる向上を図ることができる。
【００６９】
さらに、第１の実施の形態と同様に、メンブレン基板１１４を上記静電チャック１０２に載置したとき、メンブレン基板１１４の薄い部分に静電吸着力による撓みが生じないように選択的に電圧を印加して、十分な静電吸着力を維持しつつ、メンブレン基板１１４表面の平坦度を確保することができる。また、均一な厚さの基板を載置したとき、基板全体に静電吸着力を働かせるようにして、基板を保持するのに十分な静電吸着力を得ることができる。
【００７０】
そして、上記のように、種々の形状の基板１１４に対して、一つの静電チャック１０２で基板１１４表面の平坦度を保ち、かつ十分な静電吸着力で保持して処理できるため、種々の形状の基板１１４に対して静電チャック１０２を取り替える必要がなく、このため、スループットの向上を図ることができる。
（第３の実施の形態）
次に、図８乃至図９を参照してこの発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７１】
まず、図８（ａ）を参照して、第３の実施の形態の第１例の静電チャックについて説明する。図８（ａ）は静電チャックの上面図である。
【００７２】
第３の実施の形態の第１例の静電チャック１０３において、第１の実施の形態の図１（ａ）に示す静電チャック１０１と異なるところは、図８（ａ）に示すように、中央部領域４８、及び２つのリング状の帯状領域４９、５０それぞれの内部に含まれる対の電極（８１ａ／８１ｂ、８１ｃ／８１ｄ）、（８２ａ／８２ｂ、８２ｃ／８２ｄ）、（８３ａ／８３ｂ、８３ｃ／８３ｄ）の数が２組ずつ、個々の電極数で計４つずつと多くなっている点である。即ち、図１（ａ）の電極配置では、中央部領域４１、及び２つのリング状の帯状領域４２、４３の各領域の電極３ａ／３ｂ、４ａ／４ｂ、５ａ／５ｂが左右だけに分離して配置されているのに対して、図８（ａ）の電極配置では、各領域４８、４９、５０の電極（８１ａ／８１ｂ、８１ｃ／８１ｄ）、（８２ａ／８２ｂ、８２ｃ／８２ｄ）、（８３ａ／８３ｂ、８３ｃ／８３ｄ）が左右のほかに上下にも分離して配置されている。
【００７３】
次に、図８（ｂ）を参照して、第３の実施の形態の第２例の静電チャックについて説明する。図８（ｂ）は上面図である。
【００７４】
第３の実施の形態の第２例の静電チャック１０４において、図８（ａ）の第１例の静電チャック１０３と異なるところは、図８（ｂ）に示すように、中央部領域５１が円形状を有している点である。この場合、中央部領域５１を２重に囲む２つのリング状の帯状領域５２、５３はそれぞれ、円輪状を有している点も、第１例と異なるところである。
【００７５】
また、第３の実施の形態の第２例の静電チャック１０４においても、第１例と同様に、中央部領域５１、及び２つのリング状の帯状領域５２、５３それぞれの内部には、対の電極（８４ａ／８４ｂ、８４ｃ／８４ｄ）、（８５ａ／８５ｂ、８５ｃ／８５ｄ）、（８６ａ／８６ｂ、８６ｃ／８６ｄ）の数が２組ずつ、個々の電極数で計４つずつ含まれる。
【００７６】
第２例の静電チャック１０４は、特に基板上のパターン形成領域が円形状の場合に有用である。
【００７７】
次に、図９を参照して、図８（ａ）の静電チャックの電極への直流電源の接続方法について説明する。図９は図８（ａ）の静電チャックの電極への直流電源の接続図である。なお、この説明は、図８（ａ）、（ｂ）を代表して、図８（ａ）の静電チャック１０３を用いて行なうものである。
【００７８】
図９に示すように、中央部領域４８及び、２つのリング状の帯状領域４９、５０の各領域に含まれる４つずつの電極８１ａ乃至８１ｄ、８２ａ乃至８２ｄ、８３ａ乃至８３ｄについて、各領域４８、４９、５０で上側の２つを対の電極８１ａ／８１ｂ、８２ａ／８２ｂ、８３ａ／８３ｂとし、その間に切り替えスイッチ８７ａ／８７ｂ、８８ａ／８８ｂ、８９ａ／８９ｂを介して直流電源及び接地線を接続する。また、下側の２つを対の電極８１ｃ／８１ｄ、８２ｃ／８２ｄ、８３ｃ／８３ｄとし、その間に切り替えスイッチ８７ｃ／８７ｄ、８８ｃ／８８ｄ、８９ｃ／８９ｄを介して直流電源及び接地線を接続する。そして、隣り合う電極同士に異なる極性の電圧が印加されるように直流電源を接続する。その接続関係をより具体的に説明すると、各領域４８、４９、５０の上側の３組の対の電極８１ａ／８１ｂ、８２ａ／８２ｂ、８３ａ／８３ｂに関して、中央部領域４８の対の電極８１ａ／８１ｂのうち左の電極８１ａに直流電源の正極を、右の電極８１ｂに負極を接続する。中央部領域４８に隣接するリング状の帯状領域４９の対の電極８２ａ／８２ｂのうち左の電極８２ａに直流電源の負極を、右の電極８２ｂに正極を接続する。一番外側のリング状の帯状領域５０の対の電極８３ａ／８３ｂのうち左の電極８３ａに直流電源の正極を、右の電極８３ｂに負極を接続する。これに対して、下側の３組の対の電極８１ｃ／８１ｄ、８２ｃ／８２ｄ、８３ｃ／８３ｄに関しては、上記の接続方法と逆にする。
【００７９】
なお、上記では、各領域４８、４９、５０で上側の２つの電極を対の電極８１ａ／８１ｂ、８２ａ／８２ｂ、８３ａ／８３ｂとし、また下側の２つの電極を対の電極８１ｃ／８１ｄ、８２ｃ／８２ｄ、８３ｃ／８３ｄとしているが、各領域４８、４９、５０で左側の２つの電極を対の電極８１ａ／８１ｃ、８２ａ／８２ｃ、８３ａ／８３ｃとし、また右側の２つの電極を対の電極８１ｂ／８１ｄ、８２ｂ／８２ｄ、８３ｂ／８３ｄとしてもよい。この場合も、隣り合う電極同士に異なる極性の電圧が印加されるように、各対の電極８１ａ／８１ｃ、８２ａ／８２ｃ、８３ａ／８３ｃ、８１ｂ／８１ｄ、８２ｂ／８２ｄ、８３ｂ／８３ｄの間に、図示しない切り替えスイッチを介して直流電源及び接地線を接続することができる。
【００８０】
以上のように、本発明の第３の実施の形態の静電チャック１０３、１０４によれば、第１及び第２の実施の形態の効果と同じ効果を奏するとともに、第１の実施の形態の静電チャック１０１と比べて、電極の面積が小さく、かつ電極の数が多くなっているため、基板の形状のより細かい変化に対しても対応することができる。
【００８１】
また、第１の実施の形態の静電チャック１０１と比べて、電極８１ｂ／８１ｄ、８２ｂ／８２ｄ、８３ｂ／８３ｄの面積が小さく、かつ電極８１ｂ／８１ｄ、８２ｂ／８２ｄ、８３ｂ／８３ｄの数が多くなっているため、基板に作用する静電吸着力の面内均一性の更なる向上を図ることができる。
【００８２】
以上、実施の形態によりこの発明を詳細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範囲に含まれる。
【００８３】
例えば、上記実施の形態では、主に電子ビーム露光装置に適用しているが、他の荷電粒子ビーム露光装置、減圧ＣＶＤやスパッタリングによる成膜装置、エッチング装置など減圧中で処理を行う減圧処理装置や、減圧中で作動する基板搬送装置にも適用することができる。
【００８４】
また、露光マスク作製用の基板に適用しているが、配線パターンの形成や絶縁膜のコンタクトホールなどを形成する半導体装置作製用の基板にも適用することができる。また、マイクロマシン作製用の基板にも適用することができる。
【００８５】
また、電極配置は上記実施の形態には限られない。種々の形状の基板に対して、一つの静電チャックで基板表面の平坦度を保ち、かつ十分な静電吸着力を得られるような電極配置であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックを示す上面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図、（ｃ）は静電チャックの各電極から静電チャックの外部に配線を引き出す部分の構造を示す部分拡大断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックに載置するメンブレン基板の断面図、（ｂ）はメンブレン基板の上面図であり、（ａ）は、（ｂ）のII-II線に沿う断面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｂ）は、図１に示す静電チャックによる吸着の原理について説明する静電チャックの部分断面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｂ）は、図１に示す静電チャックによる基板固定方法について説明する図（その１）である。
【図５】（ａ）乃至（ｂ）は、図１に示す静電チャックによる基板固定方法について説明する図（その２）である。
【図６】（ａ）乃至（ｂ）は、図１に示す静電チャックによる基板固定方法について説明する図（その３）である。
【図７】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る静電チャックの上面図、（ｂ）は、（ａ）のIII-III線に沿う断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の第１例に係る静電チャックを示す上面図、（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態の第２例に係る静電チャックを示す上面図である。
【図９】図８（ａ）の静電チャックの電極への直流電源の接続図である。
【符号の説明】
【００８７】
１、２１  本体
２、２２  ベース
３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ、８１ａ乃至８１ｄ、８２ａ乃至８２ｄ、８３ａ乃至８３ｄ、８４ａ乃至８４ｄ、８５ａ乃至８５ｄ、８６ａ乃至８６ｄ  電極
６、２７  基板載置面
４１、４４、４８、５１  中央部領域
４２、４３、４５、４６、４７、４９、５０、５２、５３  リング状の帯状領域
７０、７１、７２、７３、７４  レジスト膜
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ、２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂ、８７ａ乃至８７ｄ、８８ａ乃至８８ｄ、８９ａ乃至８９ｄ  切り替えスイッチ
１０１、１０２、１０３、１０４  静電チャック
１１０、１１１、１１２、１１３、１１４  基板
【図１】
2005285825.tif 000003
【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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