(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電チャック機構により固定するための基板構造体であって、
絶縁材料からなる基板の裏面及び側面に第１の多結晶シリコン膜を有し、前記第１の多結晶シリコン膜側の最上層に前記第１の多結晶シリコン膜の側面の少なくとも一部が露出した状態で第１のシリコン絶縁膜が形成されていることを特徴とする基板構造体。
【請求項２】
前記第１の多結晶シリコン膜に不純物がドープされていることを特徴とする請求項１に記載の基板構造体。
【請求項３】
前記第１の多結晶シリコン膜と前記第１のシリコン絶縁膜との間に、第２の多結晶シリコン膜と第２のシリコン絶縁膜とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板構造体。
【請求項４】
前記基板の表面端部に備えられた面取り部では前記第１の多結晶シリコン膜が露出していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板構造体。
【請求項５】
前記基板は、セラミックス又は耐熱性を有する有機物からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板構造体。
【請求項６】
前記セラミックスは石英であることを特徴とする請求項５に記載の基板構造体。
【請求項７】
静電チャック機構により固定するための基板構造体の製造方法であって、
絶縁材料からなる基板を準備する工程と、
前記基板の全面に多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記基板側面端部の少なくとも一部の前記多結晶シリコン膜が露出するようにシリコン絶縁膜を形成する工程と、
前記基板表面の前記多結晶シリコン膜をエッチングする工程と、
を順次有することを特徴とする基板構造体の製造方法。
【請求項８】
前記基板の表面端部に面取り部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の基板構造体の製造方法。
【請求項９】
前記多結晶シリコン層を形成する工程は、減圧化学気相成長法を用いることを特徴とする請求項７又は８に記載の基板構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記シリコン絶縁膜を形成する工程は、プラズマ化学気相成長法を用いることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の基板構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板構造体、及び基板構造体の製造方法に関するものであり、特に、静電チャック機構により基板構造体を装置に固定するための基板構造体、及び基板構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路製造プロセスにおける半導体基板上の微細構造形成方法として用いられる各種量産用装置は、素子の超微細化に対応するため非常に高性能なものになってきている。
【０００３】
近年、半導体集積回路に限らず、その他の各種電子素子、光学素子、ＭＥＭＳ素子、バイオテクノロジー応用素子、ナノテクノロジー応用素子等の素子は、微細構造形成技術を駆使することによって、素子の小型化、性能向上等のインパクトがあるため、半導体プロセス向けの高性能量産装置を利用した加工技術開発が多方面で進められている。これらの素子の製作プロセスにおいては、半導体プロセスをそのまま利用可能なＳｉウエハを基板として用いることが多く、当該プロセスにおいてほとんど不都合を生じることはない。
【０００４】
しかし、サファイヤ等の透明で絶縁材料からなるウエハとして使用する場合には、従来のＳｉウエハのような自動移送システム等により、光学的又は電気的にウエハを検知することができなかった。
そこで、透明で絶縁性のウエハの裏面にポリシリコンとシリコン絶縁膜を形成することにより、自動移送システムに検知されるような基板が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。これらの基板は、ポリシリコン等の導電性を有する層がウエハ裏面の最上層に位置する構造である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４７７８８号公報
【特許文献２】特許第３０８３７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、絶縁材料からなるウエハ（以下、適宜、「絶縁基板」と称する）では、半導体プロセスで用いられるプラズマプロセス装置を用いる場合、静電チャック機構により絶縁基板を基板ステージに固定することがＳｉウエハと比べて困難であった。
【０００７】
ここで、静電チャック機構を有するプラズマエッチング装置における基板ステージの一例を図１１に示す。ステージ１０９は、その表層領域にある高電圧を印加するための電極１０５と、電極１０５を覆う薄い絶縁材料１０６（例えば、高分子膜やセラミック等の誘電体）から構成される。このステージ１０９上にＳｉウエハ１０７を載置し、プラズマ１０８を発生させた状態で電極１０５に高電圧を印加する。すると、プラズマ１０８を導電経路としてＳｉウエハ１０７と電極１０５に絶縁材料１０６が挟まれた電気容量素子を含む閉回路（図中の仮想配線）が形成される。このとき、電極１０５とＳｉウエハ１０７に誘起される逆極性の電荷同士の強い静電引力でＳｉウエハ１０７がステージ１０９上に強く吸着される。このような静電チャック機構は、プラズマヒーティングによる熱量をステージ１０９に逃すと同時にＳｉウエハ１０７の温度及び温度分布を高精度及び均一に制御して、高精度のプラズマプロセスを実現するためには不可欠な機構である。
【０００８】
従って、前述した絶縁基板の場合には静電引力が非常に弱く、通常の半導体集積回路（Ｓｉウエハ）量産装置ではほとんど吸着できない。このため、絶縁基板を機械的に圧着固定してプラズマ処理を行っていた。この場合、ステージ１０９と基板１０７との間に僅かな隙間が発生し、真空中では熱伝導がほとんどないことからウエハの温度制御が困難になる。この結果、エッチレートやエッチング形状の均一性や再現性に著しい不具合を生じることが多かった。
また、ステージ１０９上に熱伝導性の高いグリースで基板を固定する場合には、ある程度絶縁基板の温度制御が可能となるものの、高信頼性、高処理能力が望まれる量産には適用不可能な方法であった。
さらに、絶縁基板特有の問題として、ステージ１０９にＲＦバイアスパワーを印加する場合、絶縁基板裏面に間隙が存在すると絶縁基板表面に投入されるパワーが大きく減衰し、処理速度が低下したり、面内均一性が著しく劣化したりするという問題がある。
【０００９】
一方、ウエハ裏面の最上層に導電性を有する層からなる基板では、静電チャック機構により基板を固定することができるものの、１０００ボルト以上の高電圧を印加してようやく基板ステージに固定することができるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、絶縁基板を用いても容易に、且つ確実に静電吸着が可能な基板構造体、及び基板構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は鋭意検討した結果、下記の基板構造体、及びその製造方法を用いることにより、上記問題を解決できることを見出し、上記目的を達成するに至った。
【００１２】
即ち、請求項１に記載の基板構造体は、静電チャック機構により固定するための基板構造体であって、絶縁材料からなる基板の裏面及び側面に第１の多結晶シリコン膜を有し、前記第１の多結晶シリコン膜側の最上層に前記第１の多結晶シリコン膜の側面の少なくとも一部が露出した状態で第１のシリコン絶縁膜が形成されていることを特徴とする。
請求項１に記載の基板構造体によると、基板の裏面上及び側面上に多結晶シリコンを備えているため、高電圧を印加した後に電極と逆極性を有する電荷が基板に発生する。さらに、基板の裏面上及び側面上の最上層がシリコン絶縁膜であるため、基板構造体を固定するための印加電圧を低く抑えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の基板構造体は、前記第１の多結晶シリコン膜に不純物がドープされていることを特徴とする。
請求項２に記載の基板構造体によると、請求項１に記載の発明の効果に加え、多結晶シリコン膜の電気抵抗を下げることができるため、静電吸着力が向上する。
【００１４】
請求項３に記載の基板構造体は、前記第１の多結晶シリコン膜と前記第１のシリコン絶縁膜との間に、第２の多結晶シリコン膜と第２のシリコン絶縁膜とを有することを特徴とする。
請求項３に記載の基板構造体によると、請求項１及び請求項２に記載の発明の効果に加え、サファイヤのように基板が透明である場合であっても、多結晶シリコン膜とシリコン絶縁膜を積層していることにより基板構造体を不透明化することができるため、従来のウエハ加工装置でも十分に適合することができる。
【００１５】
請求項４に記載の基板構造体は、前記基板の表面端部に備えられた面取り部では前記第１の多結晶シリコン膜が露出していることを特徴とする。
請求項４に記載の基板構造体によると、請求項１〜３に記載の発明の効果に加え、面取り部の多結晶シリコン膜が露出していることにより、プラズマを導電経路として多結晶シリコンと電極に誘電体が挟まれた電気容量素子を含む閉回路を形成しやすくなる。
【００１６】
請求項５に記載の基板構造体は、前記基板は、セラミックス又は耐熱性を有する有機物からなることを特徴とする。
請求項６に記載の基板構造体は、前記セラミックスは石英であることを特徴とする。
請求項５、及び請求項６に記載の基板構造体によると、請求項１〜４に記載の発明の効果に加え、セラミックスや有機物等の汎用材料からなる基板であっても静電吸着力を有することができる。
【００１７】
請求項７に記載の基板構造体の製造方法は、静電チャック機構により固定するための基板構造体の製造方法であって、絶縁材料からなる基板を準備する工程と、前記基板の全面に多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記基板側面端部の少なくとも一部の前記多結晶シリコン膜が露出するようにシリコン絶縁膜を形成する工程と、前記基板表面の前記多結晶シリコン膜をエッチングする工程と、を順次有することを特徴とする。
請求項７に記載の基板構造体の製造方法によると、従来のＳＯＳ基板における多結晶シリコン膜とシリコン絶縁膜との成膜順序を逆にしているだけなので、工程数を増加することなく静電吸着が可能な基板構造体を製造することができる。
【００１８】
請求項８に記載の基板構造体の製造方法は、前記基板の表面端部に面取り部が設けられていることを特徴とする
請求項８に記載の基板構造体の製造方法によると、請求項７に記載の発明の効果に加え、基板裏面からシリコン絶縁膜を成膜すると、表面端部の面取り部には成膜されず多結晶シリコンが露出した状態になる。従って、多結晶シリコンを敢えてエッチングすることない。
【００１９】
請求項９に記載の基板構造体の製造方法は、前記多結晶シリコン層を形成する工程は、減圧化学気相成長法を用いることを特徴とする。
請求項１０に記載の基板構造体の製造方法は、前記シリコン絶縁膜を形成する工程は、プラズマ化学気相成長法を用いることを特徴とする。
請求項９及び請求項１０に記載の基板構造体の製造方法によると、請求項７〜８に記載の発明の効果に加え、従来と同様の方法で多結晶シリコンを形成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、絶縁基板を用いても容易に、且つ確実に静電吸着が可能な基板構造体、及び基板構造体の製造方法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】
【００２１】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図面には、この
発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係が概略的に示されている
にすぎず、これによりこの発明が特に限定されるものではない。
【００２２】
＜基板構造体＞
〔基板構造〕
本発明の基板構造体は、静電チャック機構により固定するための基板構造体であって、絶縁材料からなる基板の裏面及び側面に第１の多結晶シリコン膜を有し、前記第１の多結晶シリコン膜側の最上層に前記第１の多結晶シリコン膜の側面端部の少なくとも一部が露出した状態で第１のシリコン絶縁膜が形成されている。
ここで、本発明における「少なくとも一部」とは、基板側面の一部分がシリコン絶縁膜で覆われていることを表し、この「一部」は基板裏面から連続的に連なる部分を意味する。また、基板側面のすべてにおいて多結晶シリコン膜が露出している態様も含む。
図１〜図３に本発明の基板構造体の例を示す。
【００２３】
図１に示す基板構造体１０は、基板１１の裏面及び側面に多結晶シリコン膜１２（第１の多結晶シリコン膜）が積層されており、側面の一部において多結晶シリコン膜１２が露出するようにシリコン絶縁膜１３（第１のシリコン絶縁膜）が積層されている。つまり、基板１１の表面端部に設けられた面取り部７１では多結晶シリコン膜１２が露出しており、この露出部が電流路となり閉回路が形成され基板構造体の静電吸着が容易になされる。図１では面取り部７１のみ多結晶シリコン１２が露出しているが、側面全体の多結晶シリコン１２が露出していてもよい。多結晶シリコン膜１２の膜厚は、基板裏面の粗さなどの状態の影響を受けずに連続層を形成し、かつ、膜の応力による影響を可能な限り少なくするという観点から、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。シリコン絶縁膜１２の膜厚は、電気的リークのない完全な絶縁層形成の観点から、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
図２に示す基板構造体２０では、多結晶シリコン膜の電気抵抗を低減させる観点から、多結晶シリコン膜２２に不純物がドープされていることが好ましい。ドープされる不純物としてはＰが挙げられ、ドープ量は０．５×１０２０ｉｏｎ／ｃｍ３以上４×１０２０ｉｏｎ／ｃｍ３以下であることが好ましい。多結晶シリコン膜２２及びシリコン絶縁膜２３の膜厚は、前述した記載と同様である。
【００２５】
図３に示す基板構造体３０では、多結晶シリコン膜３２とシリコン絶縁膜３３との間に多結晶シリコン膜３５（第２の多結晶シリコン膜）とシリコン絶縁膜３４（第２のシリコン絶縁膜）とを有することが好ましい。図３では、多結晶シリコン膜３２とシリコン絶縁膜３３との間に２層の膜が形成されているが、基板がサファイヤ等の透明の材料であっても多層膜による光干渉効果により光透過率を格段に減少させる効果があるため、２層以上６層程度以下の膜が積層されていることがより好ましい。また、多結晶シリコン膜３２とシリコン絶縁膜３３との間には、多結晶シリコン膜やシリコン絶縁膜の他にも、屈折率の異なる材質での積層膜を形成すればよいので、光反射膜として、Ｓｉ半導体プロセスでよく用いられるものが挙げられ、例えば、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯ３等からなる膜が形成されていてもよい。多結晶シリコン膜３２及びシリコン絶縁膜３３の膜厚は、前述した記載と同様である。また、多結晶シリコン膜３５およびシリコン絶縁膜３４の膜厚を調整することによって透過率を抑制したい光の波長を変えられることができ、例えば６３３ｎｍの半導体レーザー光をセンサーとして用いている装置に適用させるためには、多結晶シリコン膜３５の膜厚を４２ｎｍ程度、シリコン絶縁膜３４の膜厚を１１０ｎｍ程度に設定すると、この波長の光を選択的に減衰させることが可能となり、減衰率は層数を多くするほど増加させることが可能となる。
【００２６】
〔絶縁材料からなる基板〕
本発明の基板構造体に用いられる絶縁材料からなる基板としては、セラミックスや耐熱性、高強度を有する有機物が好ましい。
セラミックスとしては、例えば、石英、サファイヤ、アルミナ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、ＢＮ、等が挙げられる。耐熱性、高強度を有する有機物としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイミド、等が挙げられる。これらは用途に応じて適宜選択することができ、目的とするデバイスの基体として様々なものが選択される可能性がある。本発明では、これらの中でも、絶縁基板上に半導体素子を形成するための不純物対策、耐熱性の観点から、石英であることが特に好ましい。
基板の形状としては、少なくとも表面端部に面取り部７１が設けられていることが好ましい。面取り部７１の形状としては、Ｒ面であってもＣ面であってもよく、シリコン絶縁膜形成時にシリコン絶縁膜が基板表面端部に積層しないような形状であれば特に限定されない。
本発明における基板の外観形状、板厚としては、利用する装置が処理可能なＳｉウエハの規格ＳＥＭＩあるいはＪＥＩＴＡに沿ったものを準備すれば、すぐに所望のプロセスが可能になる。
【００２７】
＜基板構造体の製造方法＞
本発明の基板構造体の製造方法は、静電チャック機構により固定するための基板構造体の製造方法であって、絶縁材料からなる基板を準備する工程と、前記基板の全面に多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記基板の裏面及び側面にシリコン絶縁膜を形成する工程と、前記基板表面上の前記多結晶シリコン膜をエッチングする工程と、を順次有することを特徴とする。
以下に、図１に記載の基板構造体１０の製造方法について詳述するが、この方法は特に限定されるものではない。
【００２８】
まず、図４（ａ）に示すように基板１１を準備する。この基板１１は少なくとも表面の端部が適当な幅の面取り部７１を備えていることが好ましい。当該面取り部７１を備えていることにより、後述するシリコン絶縁膜１３を基板の裏面から積層する際、面取り部７１にシリコン絶縁膜１３が形成されることはない。従って、多結晶シリコン膜１２を露出するための工程を必要としない。
【００２９】
次に、図４（ｂ）に示すように、基板１１の表面及び裏面の全面に多結晶シリコン膜１４を積層した。成膜方法としては公知の技術により行うことができるが、従来の減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）で成膜することが好ましい。成膜条件としては、ガス種としては、例えば、ＳｉＨ４を用い、ガス流量２００ｓｃｃｍ以上３００ｓｃｃｍ以下、圧力０．１Ｔｏｒｒ以上０．３Ｔｏｒｒ以下であることが好ましい。成長温度としては、６００℃以上６５０℃以下であることが好ましい。なお、図２に示すように多結晶シリコン膜にＰ等の不純物をドープする場合には、例えば、ＳｉＨ４とＰＨ３の混合ガスを用い、それぞれのガス流量を１０００ｓｃｃｍおよび１０〜３０ｓｃｃｍ程度とし、圧力０．５Ｔｏｒｒ以上０．７Ｔｏｒｒ以下で、成長温度としては、５００℃以上６００℃以下で形成することが好ましい。
【００３０】
その後、図４（ｃ）に示すように、基板１１の裏面から側面の一部が露出するようにシリコン絶縁膜１３を積層した。成膜方法としては公知の技術により行うことができるが、従来のプラズマ化学気相成長法で成膜することが好ましい。成膜条件としては、ガス種としては、例えば、ＴＥＯＳとＯ２の混合が挙げられ、反応圧としては、３Ｔｏｒｒ以上５Ｔｏｒｒ以下であることが好ましい。成長温度としては、４００℃以上４５０℃以下であることが好ましい。プラズマ励起ＲＦパワーとしては４００Ｗ以上５００Ｗ以下であることが好ましい。図から明らかなように、面取り部７１では、多結晶シリコン１４が露出している状態でシリコン絶縁膜１３の成膜が完了している。
【００３１】
最後に、図４（ｄ）に示すように、基板１１の表面に積層された多結晶シリコン膜１４をプラズマエッチングにより全面エッチバック除去して、多結晶シリコン膜１２を形成する。エッチングガスとしては、Ｃｌ２、ＣＦ４、ＳＦ６、ＨＢｒ等が挙げられ、Ｃｌ２が特に好ましい。チャンバー内部圧力としては、５０ｍＴｏｒｒ以上１００ｍＴｏｒｒ以下であることが好ましい。出力としては、２００Ｗ以上５００Ｗ以下であることが好ましい。
なお、図３に示すような基板構造体を製造するためには、図４（ｃ）及び図４（ｄ）の工程を順次繰り返して所望の積層体を形成することが好ましい。
【００３２】
次に、図１で示した基板構造体を用いてプラズマエッチング装置で処理を行う場合の例を、図５を用いて説明する。
図５は、図１で示した本発明の基板構造体を図１１のプラズマエッチング装置で処理する場合の例を示す。図５では、基板構造体１０と基板ステージ１９の周辺のみを示し、その他多くの部分を省略しているが、装置は図１１で示したプラズマエッチング装置である。この装置は、有磁場マイクロ波プラズマ源を有する装置であり、基板ステージ１９には静電チャック機構が装着され、ＲＦ電源２２より２ＭＨｚのＲＦバイアス電力が印加することができる構造である。静電チャック電極１５には、ローパスフィルター２０を介して直流高圧電源２１が接続されており、静電チャック機構に電圧を印加する機構となっている。
【００３３】
次に、基板構造体の処理手順を詳述する。
まず、本発明の基板構造体１０を基板ステージ１９上に載置する。次に、直流高圧電源２１から静電チャック電源１５に−６００Ｖの電圧を印加する。次に、所定流量の放電ガスを流し圧力調整する。図１に示す基板構造体の場合、５０ｓｃｃｍのＡｒガスを流し、１ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。次に、チャンバー２５へマイクロ波を放射（マグネトロン電流値で２５０ｍＡ）とすると、Ａｒガスが電離しプラズマ１８が生成される。このとき、基板１１は絶縁体（石英）であるが、基板裏面に積層成膜している多結晶シリコン膜１２の一部が露出している。従って、プラズマ１８からの荷電粒子フラックスが流れ込むために、前記露出部を電流路として閉回路が形成される。すると、図６に示すように多結晶シリコン膜１２と静電チャック電極１５を対向電極とした容量素子回路が形成され、電極に有機された逆極性の電荷によるクーロン力で基板構造体１０は基板ステージ１９表面に吸着されるようになる。
ここで、基板１１を静電チャック機構により基板ステージ１９表面に吸着されるようにするためには、シリコン絶縁膜１３は不要であるものと思われる。しかしながら、このシリコン絶縁膜１３を介して基板ステージ１９と接していることにより、静電吸着力が反復継続的に増加する傾向を示す。
以下に、本発明の基板構造体と従来の基板構造体との静電吸着力を評価した
【実施例】
【００３４】
〔実施例１〕
図１に示す基板構造体１０を、前述した図４に示す製造方法により製造した。以下に、詳述する。
［基板構造体の製造］
まず、面取り部を備える石英基板を準備した。この基板は、板厚が６２５μｍでありＪＥＩＴＡ規格５インチＳｉ基板の外形寸法に成形したものである。次に、石英基板の表面及び裏面の全面に多結晶シリコン膜１４を積層した。その後、減圧化学気相成長法により、ＳｉＨ４下、０．２Ｔｏｒｒ、６２０℃で、膜厚が４００ｎｍの多結晶シリコン膜を成膜した。その後、プラズマ化学気相成長法により、ＴＥＯＳとＯ２の混合ガスを用い、圧力４Ｔｏｒｒ、プラズマ励起ＲＦパワー４５０Ｗ、４５０℃の条件で石英基板の裏面にシリコン絶縁膜を成膜した。最後に、石英基板の表面に積層された多結晶シリコン膜１４をプラズマエッチングにより全面エッチバック除去し多結晶シリコン膜１２を成膜した。エッチング条件は、Ｃｌ２下、５０ｍＴｏｒｒ、１００Ｗで行った。
【００３５】
［静電吸着力］
このようにして製造した基板構造体の静電吸着力を評価した。
図７に静電吸着力を評価した装置を示す。この装置は、有磁場マイクロ波プラズマ源（不図示）を有する装置で、基板ステージ１９には静電チャック機構が装着され、静電チャック電源１５に印加する電圧は可変である。また、基板構造体１０と基板ステージ１９との間にＨｅを導入するため、Ｈｅを導入することができる構造２３が設けられており、真空中での熱伝導をさらに向上することができる構造である。基板構造体１０の裏面に導入するＨｅの流量は、封入されるＨｅガス圧力を圧力計２４でモニタしその値が１０Ｔｏｒｒになるようにフィードバック制御されている。基板構造体１０が十分な吸着力で静電チャックされる場合、少ないＨｅ流量で短時間のうちに１０Ｔｏｒｒに到達し、その後はＨｅ流量が０の状態でその到達圧が一定に保たれる。逆に、基板構造体１０の吸着力が不足する場合、Ｈｅ流量は自動的に増加し１０Ｔｏｒｒに近づけようとフィードバック制御される。著しく吸着力が不足する場合には、最大流量のＨｅが導入されてもチャンバー２５中に漏れてしまい、１０Ｔｏｒｒにまで到達しない。
また、静電吸着力は静電チャック電極１５に印加電圧が高いほど増加する傾向になる。従って、基板構造体１０の静電吸着のし易さは、所定の静電吸着力が得られる時の静電チャック電極に印加される電圧が低いほど高い。一方、一定の電圧が印加されている時には基板構造体１０の裏面に封入することができるＨｅの圧力が高いほど静電吸着力は高いことになる。
このように評価した結果を表１に示す。なお、表１中、Ａ／Ｂと記載しているＡは、放電開始３０秒後の裏面Ｈｅ圧力（Ｔｏｒｒ）を表す。Ｂは、Ｈｅの流量（ｓｃｃｍ）を表す。
【００３６】
〔実施例２、３、比較例１〜３〕
実施例１において、図１に示す基板構造体の代わりに、図２に示すように図１の多結晶シリコン膜１２にＰをドープした基板構造体を実施例２、図３に示すように多結晶シリコン膜３２とシリコン絶縁膜３４との多層積層体を有する基板構造体を実施例３、図８に示すように基板４１のみを比較例１、図９に示すように基板５１の裏面に多結晶シリコン膜５２のみを積層した基板構造体を比較例２、図１０に示すように基板６１裏面の最上層を多結晶シリコン膜５４とした基板構造体を比較例３とした以外は実施例１と同様に静電吸着力を評価した。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
0005203663.tif 000002
【００３８】
本発明の実施例１〜３では、−６００Ｖで正常な静電吸着力が得られることがわかった。これに対し、比較例１では−１０００Ｖを印加し、さらに裏面Ｈｅ流量を１０ｓｃｃｍにしても正常な静電吸着力が得られなかった。比較例２では、−１０００Ｖでようやく正常な静電吸着力が得られた。比較例３においても、比較例２と同様に、−１０００Ｖでようやく正常な静電吸着力が得られた。
以上の結果より、石英のような絶縁基板のみではプラズマプロセス装置で静電チャックすることが不可能であるが、絶縁基板裏面に多結晶シリコン膜を設けることにより静電吸着力が発生した。しかしながら、比較的低い印加電圧で正常な静電吸着力を得るためには、当該裏面最上層にシリコン絶縁膜を積層することが必要であることがわかった。このとき、静電吸着力は、多結晶シリコン膜の電気抵抗にはあまり依存性はなく高抵抗の多結晶シリコン膜でも十分な吸着力が得られることがわかった。
【００３９】
なお、本実施形態は、限定的に解釈されるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態における基板構造体の断面図である。
【図２】本発明の実施形態における基板構造体の断面図である。
【図３】本発明の実施形態における基板構造体の断面図である。
【図４】本発明の実施形態における基板構造体の製造方法の工程断面図である。
【図５】本発明の実施形態における基板構造体を配置したプラズマエッチング装置の断面図である。
【図６】多結晶シリコン膜と静電チャック電極とを対向電極とした容量素子回路である。
【図７】静電吸着力を評価するための装置の断面図である。
【図８】従来例の基板構造体の断面図である。
【図９】従来例の基板構造体の断面図である。
【図１０】従来例の基板構造体の断面図である。
【図１１】従来例の基板構造体を配置したプラズマエッチング装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０、２０、３０  基板構造体
１１、２１、３１、４１、５１、６１  基板
１２、１４、２２、３２、３５、５２、５４  多結晶シリコン膜
１３、２３、３３、３４、５３  シリコン絶縁膜
１５  静電チャック電極
１８  プラズマ
１９  基板ステージ
２０  ローパスフィルター
２１  直流高圧電源
２２  ＲＦ電源
２３  Ｈｅを導入することができる構造
２４  圧力計
２５  チャンバー
７１  面取り部
【図１】
0005203663.tif 000003
【図２】
0005203663.tif 000004
【図３】
0005203663.tif 000005
【図４】
0005203663.tif 000006
【図５】
0005203663.tif 000007
【図６】
0005203663.tif 000008
【図７】
0005203663.tif 000009
【図８】
0005203663.tif 000010
【図９】
0005203663.tif 000011
【図１０】
0005203663.tif 000012
【図１１】
0005203663.tif 000013