(57)【要約】【課題】静電チャック装置本来の性能を損なわずに、デチャック性能を向上させることができ、かつジョンソン−ラーベック力を主吸着力とする静電チャック装置を提供する。【解決手段】ウェーハ３を吸着保持するためのウェーハ載置面３１をもつチャック本体３０と、その中に内蔵された吸着力発生電極２とを有する静電チャック装置であって、前記吸着力発生電極２とウェーハ載置面３１との間に除電用サブ電極３２が埋設され、かつジョンソン−ラーベック力を主吸着力とする静電チャック装置である。【選択図】  図３
2005166820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを吸着保持するためのウェーハ載置面をもつチャック本体と、その中に内蔵された吸着力発生電極とを有する静電チャック装置であって、前記吸着力発生電極とウェーハ載置面との間に除電用サブ電極が埋設され、かつジョンソン−ラーベック力を主吸着力とすることを特徴とする静電チャック装置。
【請求項２】
サブ電極が、開孔率８０％以上であり、かつ各孔の平均開口面積が９０ｍｍ2以上である高融点金属製の網又はパンチングメッシュからなる請求項１記載の静電チャック装置。
【請求項３】
チャック本体が、サブ電極とウェーハ載置面との間に誘電層Ｉを有し、吸着力発生電極とサブ電極との間に誘電層IIを有すると共に、前記誘電層Ｉの体積抵抗率が前記誘電層IIの体積抵抗率よりも小さい請求項１又は２記載の静電チャック装置。
【請求項４】
誘電層Iが、体積抵抗率１０9Ω・ｃｍ以下であり、かつ厚さ４００μｍ以下である請求項３記載の静電チャック装置。
【請求項５】
誘電層IIが、体積抵抗率１０10〜１０13Ω・ｃｍである請求項３又は４記載の静電チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電チャック装置に関し、さらに詳しくは、半導体製造装置、主にＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）などのドライエッチング装置におけるウェーハを静電的に吸着し、保持する静電チャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程において使用されるＣＶＤ装置、スパッタリング装置等の成膜装置あるいは微細加工を施すためのエッチング装置等においては、ウェーハを保持するためにチャック装置が用いられる。
このチャック装置においては、従来真空チャック方式やメカニカルクランプ方式が採用されてきたが、近年の半導体製造プロセスの高度化に伴い、静電チャック（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ：ＥＳＣ）方式が用いられるようになってきている。この静電チャック方式は、ウェーハ平面度の矯正や均熱などの面において、従来の真空チャック方式やメカニカルクランプ方式に比べ優れた特性を発揮する。静電チャックの動作特性としては、電圧を印加している間は大きなチャッキング力を発生して被吸着物の落下等を防止し、電圧印加を解除したならば直ちにチャッキング力を小さくして被吸着物を容易に取外し得ることが望ましい。
静電チャックの吸引力発生機構には、（１）ウェーハと内部電極間で生じるクーロン力（静電分極力）、（２）ウェーハとＥＳＣ界面で生じるジョンソン−ラーベック力（Ｊ−Ｒ力）の２つが存在する。
【０００３】
図１は、一般のＥＳＣ装置の一例（単極型）の模式図であって、吸着力発生電極２が埋設された誘電層１の表面にウェーハ３が載置された状態を示す。この図１に示すように、平行平板コンデンサに近い構造をもつＥＳＣ装置の場合、電気的等価回路は図２のように、チャッキング力は、下記の式（１）のように表すことができる。なお、図２において、２１はＪ−Ｒ力を、２２は静電分極力を示す。
【０００４】
【数１】
2005166820.tif 000003
【０００５】
Ｊ−Ｒ力はウェーハと内部電極にある程度の電気伝導性をもった基材（体積抵抗率１０10〜１０13Ω・ｃｍ程度）を使用することにより、両者の間に電流が流れ、ウェーハ・ＥＳＣ界面へ電荷の移動が起ることで発生する。これが実効的にウェーハとＥＳＣ電極間隔が狭くなるかのごとく作用し、一般にギャップδは誘電層厚さｄに比べて数桁小さいことから、Ｊ−Ｒ力は静電分極力に比べると大きなチャッキング力を発生させることができる。Ｊ−Ｒ力を使用したＥＳＣ装置では誘電層の抵抗率が低いほど大きなチャッキング力が得られる。また、界面に蓄えられた電荷の除電速さは時定数τ（＝誘電層容量Ｃ×誘電層抵抗Ｒ）が小さいほど優れた特性が得られるため、誘電層の抵抗率が低いほどデチャックの性能も向上する。
エッチング装置内でＥＳＣ装置に固定したウェーハにプラズマを照射すると、ウェーハの帯電が起こる。ウェーハの帯電によってＥＳＣ・ウェーハ界面には、ＥＳＣ側から電荷の移動が生じ、界面に電荷の蓄積が起こる。Ｊ−Ｒ力はこの蓄積電荷によって生じる力であるが、デチャック時電圧を解放しても界面の電荷は逃げ場がなく、誘電層を伝って徐々に除電される。これによりウェーハ・ＥＳＣ間に残留吸着力が生じてしまう。この傾向は誘電層の体積抵抗率が１０10〜１０13Ω・ｃｍ程度のＪ−Ｒ力を主吸着力として用いたＥＳＣ装置では特に顕著であり、Ｊ−Ｒ力を主吸着力とするＥＳＣ装置におけるデチャック性能の向上が望まれている。
【０００６】
Ｊ−Ｒ力を主吸着力とするＥＳＣ装置としては、例えばウェーハ設置面とこの面とは反対側の背面とを備えているチャック本体と、該チャック本体内に埋設された静電チャック電極と、前記チャック本体の背面に設けた絶縁層とを有する静電チャック装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この静電チャック装置は、前記チャック本体の背面側を冷却用部材に接合した際に生じる吸着力の低下を抑制するための装置であって、デチャック性能を向上させるものではない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５０６７６号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デチャック性能は、例えばウェーハ載置面と内部電極（吸着力発生電極）との間に介在する誘電層の体積抵抗率を下げることによって改善されるが、この場合、ウェーハへのリーク電流が大きくなるのを避けられない。リーク電流が大きくなると、ウェーハ上に設けられたデバイスの種類によっては、それらの破壊が生じるおそれがある。したがって、前記誘電層の体積抵抗率は、１０10Ω・ｃｍ程度の値が下限となる。
このように、Ｊ−Ｒ力を主吸着力としたＥＳＣ装置のデチャック性能は、前記誘電層の体積抵抗率を下げることで向上するが、リーク電流の制約から、それにも限界があった。
本発明は、このような状況下でなされたもので、ＥＳＣ装置本来の性能を損なわずに、デチャック性能を向上させることができ、かつＪ−Ｒ力を主吸着力とするＥＳＣ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、前記の優れた性能を有するＥＳＣ装置を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、吸着力発生電極とウェーハ載置面との間に、除電用サブ電極を埋設し、さらに望ましくは、前記吸着力発生電極とサブ電極との間に、体積抵抗率がある範囲にある素材からなる誘電層を、サブ電極とウェーハ載置面との間に、体積抵抗率がある値以下の低抵抗素材からなる誘電層を介在させることにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、
（１）ウェーハを吸着保持するためのウェーハ載置面をもつチャック本体と、その中に内蔵された吸着力発生電極とを有するＥＳＣ装置であって、前記吸着力発生電極とウェーハ載置面との間に除電用サブ電極が埋設され、かつジョンソン−ラーベック力を主吸着力とすることを特徴とするＥＳＣ装置、
（２）サブ電極が、開孔率８０％以上であり、かつ各孔の平均開口面積が９０ｍｍ2以上である高融点金属製の網又はパンチングメッシュからなる上記（１）記載のＥＳＣ装置、
（３）チャック本体が、サブ電極とウェーハ載置面との間に誘電層Ｉを有し、吸着力発生電極とサブ電極との間に誘電層IIを有すると共に、前記誘電層Ｉの体積抵抗率が前記誘電層IIの体積抵抗率よりも小さい上記（１）又は（２）記載のＥＳＣ装置、
（４）誘電層Iが、体積抵抗率１０9Ω・ｃｍ以下であり、かつ厚さ４００μｍ以下である上記（３）記載のＥＳＣ装置、及び
（５）誘電層IIが、体積抵抗率１０10〜１０13Ω・ｃｍである上記（３）又は（４）記載のＥＳＣ装置、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、吸着力発生電極とウェーハ載置面との間に、除電用サブ電極を埋設し、さらに望ましくは前記吸着力発生電極とサブ電極との間に体積抵抗率が１０10〜１０13Ω・ｃｍの素材からなる誘電層を、サブ電極とウェーハ載置面との間に、体積抵抗率が１０9Ω・ｃｍ以下の低抵抗素材からなる誘電層を介在させることにより、ＥＳＣ装置本来の性能を損なわずに、デチャック性能を向上させたＪ−Ｒ力を主吸着力とするＥＳＣ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のＥＳＣ装置においては、ウェーハを吸着保持するためのウェーハ載置面をもつチャック本体の中に、吸着力発生電極が内蔵され、さらにこの吸着力発生電極と上記ウェーハ載置面との間に除電用サブ電極が埋設されている。そして、前記チャック本体は、サブ電極とウェーハ載置面との間に誘電層Iを、吸着力発生電極とサブ電極との間に誘電層IIを介在させた構造とすることができる。
【００１３】
図３は、このような構造を有する本発明のＥＳＣ装置の一例（単極型）の模式図であって、ウェーハ３を吸着保持するためのウェーハ載置面３１をもつチャック本体３０において、その中に内蔵する吸着力発生電極２とウェーハ載置面３１との間の部分に除電用サブ電極３２が埋設されていると共に、サブ電極３２とウェーハ載置面３１との間に誘電層Ｉ３３が介在し、さらに吸着力発生電極２とサブ電極３２との間に誘電層II３４が介在する構造を示す。サブ電極３２は、スイッチ３５及び可変抵抗器３６を経て接地されている。
【００１４】
本発明のＥＳＣ装置は、Ｊ−Ｒ力を主吸着力とすることから、吸着力発生電極２とサブ電極３２との間に介在する誘電層II３４は、体積抵抗率が１０10〜１０13Ω・ｃｍの範囲にある素材からなるものが好適である。また、良好な除電性能が得られる点から、サブ電極３２とウェーハ載置面３１との間に介在する誘電層Ｉ３３は、体積抵抗率が１０9Ω・ｃｍ以下、好ましくは１０7〜１０9Ω・ｃｍの範囲にある低抵抗素材からなるものが好適である。
なお、図４は、前記の構造を有するＥＳＣ装置の場合の電気的等価回路を示す。
【００１５】
上記のような構成のＥＳＣ装置においては、チャッキング時にはサブ電極３２に接続されているスイッチ３５をオープンにし、デチャッキング時にはスイッチ３５をクローズにする。デチャッキング時、スイッチ３５をクローズにすると、低抵抗率の誘電層Ｉ３３を介して界面に蓄積されている電荷は速やかに除電されるため、従来品より高速な除電が可能となる。チャッキング時にスイッチ３５をクローズにすると、吸着力発生電極からウェーハに向かって流れる微小電流（ジョンソン−ラーベック電流）がこちらの回路側に流れてしまうため、十分なＪ−Ｒ力を発生できなくなってしまうおそれがある。
【００１６】
サブ電極３２は位置的にＪ−Ｒ電流を遮る位置に存在する。サブ電極３２は金属製であるため、誘電層Ｉ、IIに比べると十分に抵抗が小さく、上述のようにサブ電極３２と地面間の電気回路的な接続が絶たれていれば、Ｊ−Ｒ電流は何ら影響を受けないはずである。しかし、外部回路と接続されている以上、サブ電極３２と地面間に多少なりともリーク電流が流れるおそれがある。また、埋設電極周りには何らかの高抵抗層が生じる可能性も報告されている（特開２００２−５０６７６号公報）。そのため、ウェーハ全体にできるだけロスなくＪ−Ｒ電流を流すためには、サブ電極３２は、適度に粗であることが望ましい。特に開口率８０％以上であり、かつ各孔の平均開口面積が９０ｍｍ2以上、好ましくは１００〜４００ｍｍ2の範囲にある網又はパンチングメッシュからなるものが有利である。
【００１７】
このサブ電極３２とウェーハ載置面３１との間に介在する誘電層Ｉ３３の厚さは薄いほど、サブ電極とウェーハ間の抵抗値が低くなり、除電性能が向上する。しかし、このサブ電極は埋設時に反りが生じやすく、極端に薄くすると該電極がウェーハ載置面に露出するおそれもあることから、４００μｍ以下が好ましく、より好ましくは３００〜４００μｍの範囲である。
このサブ電極の埋設には、一般にホットプレスなどによる高温熱処理工程が必要であることから、該サブ電極は、高融点金属製のものが好ましい。ここで、サブ電極に用いられる高融点金属としては、モリブデン、タングステン、タンタル及びこれらの金属の合金などを例示することができる。
【００１８】
一方、吸着力発生電極としては、特に制限はなく、従来ＥＳＣ装置において吸着力発生電極として使用されているものの中から、適宜選択して用いることができる。具体的にはモリブデン、タングステン、タンタル、白金、レニウム、ハフニウム及びこれらの金属の合金などからなる電極が用いられる。また該電極の形状についても特に制限はなく、網状やパンチングメッシュ状のものなどを用いることができるが、網状のものが好適である。網状の場合、メッシュ形状、線径などについては特に限定はなく、例えば線径０．０３ｍｍ、１５０メッシュ〜線径０．５ｍｍ、６メッシュの範囲において、特に問題なく使用することができる。
【００１９】
さらに、サブ電極３２とウェーハ載置面３１との間に介在する誘電層Ｉ３３、及び吸着力発生電極２とサブ電極３２との間に介在する誘電層II３４の素材については特に制限はないが、窒化アルミニウム系焼結体が好ましく用いられる。前記誘電層Ｉ３３の体積抵抗率は、好ましくは１０9Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１０7〜１０9Ω・ｃｍの範囲であり、一方前記誘電層II３４の体積抵抗率は、好ましくは１０10〜１０13Ω・ｃｍの範囲であるので、それぞれの誘電層の素材として用いられる窒化アルミニウム系材料は、最終焼結工程において、所定の体積抵抗率になるように選択される。この体積抵抗率の調整は、不純物の添加や、焼成条件の制御（粒径制御）によって行うことができる。
【００２０】
本発明のＥＳＣ装置の製造方法としては、前述の構成及び形状を有するＥＳＣ装置が得られる方法であればよく、特に制限はないが、例えば以下に示す方法を用いることにより、本発明のＥＳＣ装置を効率よく製造することができる。
まず、本発明のＥＳＣ装置におけるチャック本体を構成する各誘電層形成用の予備成形体を作製する。すなわち、最終焼結工程において、所定の体積抵抗率が得られる各種の窒化アルミニウム系材料を用い、（１）誘電層Ｉ形成用の所定形状の焼結体、（２）誘電層II形成用の所定形状の成形体（脱脂体）、及び（３）吸着力発生電極とチャック本体背面との間に介在する誘電層III形成用の所定形状の成形体（脱脂体）を、それぞれ作製する。なお、上記予備成形体の形状は、通常円板状である。
【００２１】
次いで、プレス用の型内に、前記の誘電層III形成用成形体、吸着力発生電極材、前記の誘電層II形成用成形体、サブ電極材及び前記誘電層Ｉ形成用焼結体を順に詰めたのち、温度１７００〜２０００℃程度、荷重５〜２０Ｎ／ｍｍ2程度の条件で焼結、一体化させる。
次に、この焼結、一体化したものに対し、研削加工などにより外周加工を施し、誘電層Ｉの厚さを、好ましくは４００μｍ以下、より好ましくは３００〜４００μｍの範囲に薄肉化し、さらに、吸着力発生電極及びサブ電極それぞれに、給電プラグを付けるためのプラグ穴を設ける。最後に、吸着力発生電極及びサブ電極に給電プラグをロウ付けなどの方法で取り付けることにより、本発明のＥＳＣ装置が得られる。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
（１）ＥＳＣ装置の作製
図５の模式図に示す構造のＥＳＣ装置を、以下に示す方法に従って作製した。
まず、窒化アルミニウム焼結体５１及び５２を、それぞれ径３３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板状に加工すると共に、窒化アルミニウム脱脂体５３及び５４を、それぞれ径３３０ｍｍ、厚さ４ｍｍの円板状に加工した。なお、体積抵抗率は、最終焼結工程後に、５１が５×１０8Ω・ｃｍ、５３が１×１０10Ω・ｃｍ、５２が１×１０13Ω・ｃｍ及び５４が１×１０13Ω・ｃｍ程度になるように原料を調整した。
一方、サブ電極材として、径３１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのＭｏ製パンチングメッシュ（口１０ｍｍ孔の格子状、格子幅１ｍｍ、開口率８３％）５５を準備すると共に、吸着力発生電極材として、径３１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのＭｏ製メッシュ（＃５０）５６を準備した。
次いで、前記各材料を、図５に示すように積層してカーボン製の型に詰め、ホットプレス炉にて１８００℃、荷重９．８Ｎ／ｍｍ2、７時間保持の条件で焼結・一体化を行った。５１及び５２の層の厚さは、焼結後約１０ｍｍで大きな変化は無かったが、５３及び５４の層の厚さは、焼結後約２ｍｍとなっていた。
次に、焼結後、研削加工にて外周加工を行い、５１の層の厚さを３００μｍまで薄肉化した。また、給電プラグをメッシュにロウ付けするために、メッシュの表面が穴底に現れるまで、プラグ穴５７ａ及び５７ｂを加工した。次いで、プラグ穴５７ａ及び５７ｂの底の電極それぞれに、給電プラグ５８ａ及び５８ｂをロウ付けし、窒化アルミニウムＥＳＣ装置を得た。
【００２３】
（２）チャッキング力・リーク電流評価
図７は、吸着力・残留吸着力測定装置の概要図である。まず、図７におけるＲＩＥ装置（プラズマエッチング装置）の真空チャンバー７１内にＥＳＣ装置７２をセットし、径１００ｍｍのＡｌウェーハ７３を乗せ、外部回路と接続した。次いで、スイッチ７８ｂをクローズにしてＡｌウェーハ７３を接地すると共に、スイッチ７８ａをオープンにしてから、５００Ｖを直流電源７７からＥＳＣ装置７２に印加して、Ａｌウェーハ７３を吸着した。この際、Ａｌウェーハ７３に流れたリーク電流を電流計７０で測定した。その結果、リーク電流は２０μＡであった。
次に、リフトピン上下機構７５を作動させ、リフトピン７４にてＡｌウェーハ７３のデチャックを行った。リフトピン７４の根本にはロードセル７６が設けてあり、ロードセル７６の指示値の合計で、デチャック時に発生していたチャッキング力を評価した。その結果、チャッキング力は、５００Ｎ（１．５９Ｎ／ｃｍ2）であった。
【００２４】
（３）残留吸着力評価
まず、図７におけるＲＩＥ装置（プラズマエッチング装置）の真空チャンバー７１内にＥＳＣ装置７２をセットし、径１００ｍｍのＡｌウェーハ７３を乗せ、外部回路と接続した。次いで、スイッチ７８ｂ及び７８ａをオープンにしてから、５００Ｖを直流電源７７からＥＳＣ装置７２に印加した。さらにＲＦパワー６００Ｗでプラズマを照射し、Ａｌウェーハ７３に電位を与えて該Ａｌウェーハを吸着させた。
プラズマ照射開始１分後、プラズマの照射をストップした。同時に直流電源７７の電圧を０Ｖとし、スイッチ７８ａをクローズした。１秒後、リフトピン７４にてＡｌウェーハ７３のデチャックを行った。その結果、残留吸着力は１．９６Ｎ（６．２３ｍＮ／ｃｍ2）であった。
【００２５】
（４）体積抵抗率評価
試験終了後、図５に示すＥＳＣ装置における５１〜５４の層よりサンプルを切り出し、体積抵抗率を測定したところ、それぞれ６×１０8Ω・ｃｍ、２×１０13Ω・ｃｍ、３×１０10Ω・ｃｍ及び２×１０13Ω・ｃｍであった。
【００２６】
比較例１
（１）ＥＳＣ装置の作製
図６の模式図に示す構造のＥＳＣ装置（従来品）を、以下に示す方法に従って作製した。
まず、窒化アルミニウム焼結体６１及び６２を、それぞれ径３３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板状に加工すると共に、窒化アルミニウム脱脂体６３を径３３０ｍｍ、厚さ４ｍｍの円板状に加工した。なお、６１〜６３の体積抵抗率は、焼結した後に、６１が１×１０10Ω・ｃｍ、６２が１×１０13Ω・ｃｍ及び６３が１×１０13Ω・ｃｍ程度になるように原料を調整した。
一方、吸着力発生電極材として、径３１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのＭｏ製メッシュ（＃５０）６４を準備した。
次いで、このようにして得られた各材料を、図６に示すように積層してカーボン製の型に詰め、ホットプレス炉にて１８００℃、荷重９．８Ｎ／ｍｍ2、７時間保持の条件で焼結・一体化を行った。６１、６２の厚さは焼結後約１０ｍｍで大きな変化は無かったが、及び６３の厚さは、焼結後約２ｍｍとなっていた。
次に、焼結後、研削加工にて外周加工を行い、６１の層を１．０ｍｍまで薄肉化した。また、給電プラグをメッシュとロウ付けするために、メッシュの表面が穴底に現れるまで、プラグ穴６５を加工した。次いで、プラグ穴６５の底の電極に、給電プラグ６６をロウ付けし、窒化アルミニウムＥＳＣ装置を得た。
【００２７】
（２）チャッキング力・リーク電流評価
実施例１と同様の条件でチャッキング力及びリーク電流の評価を行ったところ、チャッキング力は、５３０Ｎ（１．６９Ｎ／ｃｍ2）であり、リーク電流は１５μＡであった。
【００２８】
（３）残留吸着力評価
まず、図７におけるＲＩＥ装置（プラズマエッチング装置）の真空チャンバー７１内にＥＳＣ装置７２をセットし、径１００ｍｍのＡｌウェーハ７３を乗せ、外部回路と接続した。次いで、スイッチ７８ｂをオープンにし、５００Ｖを直流電源７７からＥＳＣ装置７２に印加した。さらにＲＦパワー６００Ｗでプラズマを照射し、Ａｌウェーハ７３に電位を与えて該Ａｌウェーハを吸着させた。
プラズマ照射開始１分後、プラズマの照射をストップした。同時に直流高圧電源の電圧を０Ｖとした。１秒後、リフトピン７４にてＡｌウェーハ７３のデチャックを行った。その結果、残留吸着力は１９．６Ｎ（６２．３ｍＮ／ｃｍ2）であった。
【００２９】
（４）体積抵抗率評価
試験終了後、図６に示すＥＳＣ装置における６１〜６３の層よりサンプルを切り出し、体積抵抗率を測定したところ、それぞれ１×１０10Ω・ｃｍ、４×１０13Ω・ｃｍ、及び７×１０13Ω・ｃｍであった。
【００３０】
比較例２
（１）ＥＳＣ装置の作製
比較例１と同じ方法で窒化アルミニウムＥＳＣ装置を作製した。ただし、６１〜６３の体積抵抗率は、焼結した後に、６１が１×１０9Ω・ｃｍ、６２が１×１０13Ω・ｃｍ及び６３が１×１０13Ω・ｃｍ程度になるように原料を調整した。
（２）チャッキング力・リーク電流評価
比較例１と同様の条件でチャッキング力及びリーク電流の評価を行ったところ、チャッキング力は、６８６Ｎ（２．１８Ｎ／ｃｍ2）であり、リーク電流は１１６μＡであった。
（３）残留吸着力評価
比較例１と同様の条件で残留吸着力の評価を行ったところ、残留吸着力は６．８６Ｎ（２１．８ｍＮ／ｃｍ2）であった。
（４）体積抵抗率評価
試験終了後、図６に示すＥＳＣ装置における６１〜６３の層よりサンプルを切り出し、体積抵抗率を測定したところ、それぞれ９×１０8Ω・ｃｍ、５×１０13Ω・ｃｍ及び８×１０13Ω・ｃｍであった。
【００３１】
実施例２
（１）ＥＳＣ装置の作製
実施例１において、サブ電極材５５として、吸着力発生電極材５６と同じ径３１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのＭｏ製メッシュ（＃５０）（開口率４４％、孔単独の面積１６ｍｍ2）を用いた以外は、実施例１と同様にして窒化アルミニウムＥＳＣ装置を作製した。
（２）チャッキング力・リーク電流評価
実施例１と同様の条件でチャッキング力及びリーク電流の評価を行ったところ、チャッキング力は、１９６Ｎ（０．６２３Ｎ／ｃｍ2）であり、リーク電流は３μＡであった。
（３）残留吸着力評価
実施例１と同様の条件で残留吸着力の評価を行ったところ、残留吸着力は１．７７Ｎ（５．６３ｍＮ／ｃｍ2）であった。
（４）体積抵抗率評価
試験終了後、図５に示すＥＳＣ装置における５１〜５４の層よりサンプルを切り出し、体積抵抗率を測定したところ、それぞれ７×１０8Ω・ｃｍ、８×１０13Ω・ｃｍ、２×１０10Ω・ｃｍ及び８×１０13Ω・ｃｍであった。
【００３２】
実施例３
（１）ＥＳＣ装置の作製
実施例１における焼結後の研削加工において、５１の層の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして窒化アルミニウムＥＳＣ装置を作製した。
（２）チャッキング力・リーク電流評価
実施例１と同様の条件でチャッキング力及びリーク電流の評価を行ったところ、チャッキング力は、４７１Ｎ（１．５０Ｎ／ｃｍ2）であり、リーク電流は１７μＡであった。
（３）残留吸着力評価
実施例１と同様の条件で残留吸着力の評価を行ったところ、残留吸着力は１．７７Ｎ（５．６３ｍＮ／ｃｍ2）であった。
（４）体積抵抗率評価
試験終了後、図５に示すＥＳＣ装置における５１〜５４の層よりサンプルを切り出し、体積抵抗率を測定したところ、それぞれ７×１０8Ω・ｃｍ、８×１０13Ω・ｃｍ、２×１０10Ω・ｃｍ及び８×１０13Ω・ｃｍであった。
【００３３】
以上の結果から、以下に示すことが分かる。
実施例１と比較例１（従来品）を比べると、チャッキング力・リーク電流は、ほぼ同等であるが、実施例１の残留吸着力は一桁低くなっている。これは、サブ電極によって界面付近の残留電荷が速やかに除電された結果と思われる。
比較例２は従来品で比較例１よりも誘電層６１の抵抗が低い場合の例である。チャッキング力・残留吸着力については優れた特性を示すが、リーク電流は１００μＡを上回る値となってしまい好ましくない。
実施例２は、実施例１に比べてサブ電極の開孔率を下げた場合の例であり、チャッキング力の低下が見られた。これは先に述べたように、サブ電極が何らかの形でＪ−Ｒ電流の流れを妨げた結果と思われる。また、実施例３は、サブ電極とウェーハ載置面の間の誘電層Ｉの厚さを厚くした場合の例であり、チャッキング力の面では実施例１と大きな差はなかったが、残留吸着力の値が大きくなる傾向が見られた。
このように、本発明のＥＳＣ装置は、吸着力発生電極とウェーハ載置面との間に除電用サブ電極を埋設させ、そしてサブ電極とウェーハ載置面との間に介在する誘電層Ｉの抵抗や厚さ、及びサブ電極の形状を適宜選択することにより、従来品と同等のチャッキング力及びリーク電流特性を損なわずに、残留吸着力を小さくし得ることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のＥＳＣ装置は、ＥＳＣ装置本来の性能を損なわずに、デチャック性能を向上させることができ、かつＪ−Ｒ力を主吸着力とするウェーハ保持用装置であって、半導体製造装置、主にＲＩＥなどのドライエッチング装置におけるウェーハ保持に使用され、また、半導体製造プロセス関連では、露光装置のウェーハステージなどにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一般のＥＳＣ装置の一例（単極型）の模式図である。
【図２】図１で示されるＥＳＣ装置の電気的等価回路を示す図である。
【図３】本発明のＥＳＣ装置の一例（単極型）の模式図である。
【図４】図３で示されるＥＳＣ装置の電気的等価回路を示す図である。
【図５】実施例で作製したＥＳＣ装置の模式図である。
【図６】比較例で作製したＥＳＣ装置の模式図である。
【図７】実施例、比較例で用いた吸着力・残留吸着力測定装置の概要図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  誘電層
２  吸着力発生電極
３  ウェーハ
２１  Ｊ−Ｒ力
２２  静電分極力
３０  チャック本体
３１  ウェーハ載置面
３２  サブ電極
３３  誘電層Ｉ
３４  誘電層II
３５、７８ａ、７８ｂ  スイッチ
３６、７９  可変抵抗器
５１、５２、６１、６２  窒化アルミニウム焼結体
５３、５４、６３  窒化アルミニウム脱脂
５５  Ｍｏ製パンチングメッシュ電極
５６、６４  Ｍｏ製メッシュ電極
５７ａ、５７ｂ、６５  プラグ穴
５８ａ、５８ｂ、６６  給電プラグ
７０  電流計
７１  ＲＩＥ装置の真空チャンバー
７２  ＥＳＣ装置
７３  Ａｌウェーハ
７４  リフトピン
７５  リフトピン上下機構
７６  ロードセル
７７  直流高圧電源
【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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