(57)【要約】【課題】パーティクルの発生や板状試料への汚染が無く、板状試料及び静電チャックに帯電した電荷を直ちに放電して板状試料を直ちに離脱させることができ、スループットを向上させることができる静電チャックを提供する。【解決手段】本発明の静電チャック１は、載置板２と、支持板３と、静電吸着用内部電極４、４と、給電用端子５、５と、載置板２及び支持板３を貫通しかつ嵌合一体化した残留電荷放電用端子６と、絶縁材層７とにより構成され、残留電荷放電用端子６は、一端部１１ａを載置面２ａと同一平面とし、載置板２と嵌合一体化された第１の端子部１１と、支持板３と嵌合一体化された第２の端子部１２と、第１および第２の端子部１１、１２同士を電気的に接続する導電部材１３とにより構成されている。【選択図】図２
2007311399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状試料を載置する載置面を有するとともに内部に静電吸着用内部電極を設けてなる基台と、この静電吸着用内部電極に直流電圧を印加する給電用端子と、前記基台を貫通しかつ該基台と嵌合一体化された残留電荷放電用端子とを備え、
この残留電荷放電用端子の一端部を前記載置面と同一平面としたことを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記載置面上に、前記残留電荷放電用端子の前記一端部と電気的に接続される残留電荷放電用導電膜を設け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】
前記基台は、前記載置面を有する載置板と、この載置板と一体化されて前記載置板を支持する支持板とを備え、
前記静電吸着用内部電極を、これら載置板と支持板との間に設け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４】
前記残留電荷放電用端子は、
一端部を前記載置面と同一平面とし、前記載置板を貫通しかつ該載置板と嵌合一体化された第１の残留電荷放電用端子部と、
この第１の残留電荷放電用端子部に離間して設けられ、前記支持板を貫通しかつ該支持板と嵌合一体化された第２の残留電荷放電用端子部と、
これら第１および第２の残留電荷放電用端子部同士を電気的に接続する導電部材と、
を備えてなることを特徴とする請求項３記載の静電チャック。
【請求項５】
前記導電部材は、前記載置板と前記支持板との間に設けられた導電性薄膜または導電性薄板であり、
この導電性薄膜または導電性薄板は、前記静電吸着用内部電極と電気的に絶縁した状態で前記静電吸着用内部電極と同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項４記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャックに関し、さらに詳しくは、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体装置を製造する半導体製造装置にて半導体ウェハ等の板状試料を静電気力により吸着固定し、この板状試料に成膜処理、エッチング処理、露光処理等の各種処理を施す際に用いて好適な静電チャックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電チャックは、基台となる誘電体の内部に静電吸着用内部電極を設けたものであり、この基台の載置面に半導体ウエハ等の板状試料を載置し、この板状試料と静電吸着用内部電極との間に静電気力を発生させて板状試料を吸着固定している。
この静電チャックは、誘電体の厚みを一定とし、静電吸着用内部電極を板状試料とほぼ同等の大きさとすることにより、板状試料の全面に亘ってほぼ均一に静電気力を発生させることができ、したがって、板状試料の加工表面が平坦になるように精度良く固定することができ、また、静電吸着力を用いるために周囲の雰囲気に影響を受け難く、真空下にても使用可能であることから、半導体ウエハ等の板状試料に成膜処理、エッチング処理、露光処理等を施す半導体の製造工程にて広く利用されている。
【０００３】
この半導体の製造工程においても、近年、生産性の向上、すなわち各種処理工程における処理時間の短縮が強く要求されており、成膜処理、エッチング処理、露光処理等では、一枚の板状試料を処理するのに要する時間、すなわちスループットを短縮することが強く求められており、特に、静電チャックに固定した板状試料を離脱させるのに要する時間を短縮することが急務となっている。
従来の静電チャックでは、板状試料を載置する基台を誘電体の絶縁性セラミックスにより構成しているために、吸着の際には、板状試料および基台の載置面それぞれに極性の異なる電荷が帯電して静電気力を発現させることとなる。その結果、板状試料を離脱させる際に印加電圧を停止しても、板状試料および基台の載置面に帯電した電荷を直ちに放電することができず、吸着力が持続された状態、所謂、残留吸着力が発生した状態となり、したがって、板状試料を直ちに離脱させることができず、スループットを向上させることができないという問題点があった。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するべく、例えば、絶縁性セラミックスからなる誘電体層の上面に機械的加工により凹部を形成し、この凹部に導電性セラミックスからなる導電部材（嵌合部材）を挿入し、この凹部の側面および底面と導電部材とを接着、ガラス付け、ロウ付け等の接着・接合剤により接合して凹部と導電部材とを一体化し、誘電体層の上面と導電部材の上面とで形成される平面を、板状試料を載せる載置面とし、導電部材をアース接続するとともに誘電体層の下面に静電吸着用電極を形成した静電チャックが提案されている（特許文献１参照）。
この静電チャックにあっては、板状試料を離脱させる際に、板状試料や載置面に帯電した電荷を導電部材により直ちにアースへ逃がし、吸着力を消失させることにより、短時間で板状試料を載置面より離脱させ、スループットの向上を図っている。
【特許文献１】特開２０００−１７０８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のスループットの向上を図った静電チャックは、誘電体層の上面に凹部を機械的加工により形成し、この凹部に導電性セラミックスからなる導電部材を挿入し、この凹部の側面および底面と導電部材とを、接着、ガラス付け、ロウ付け等の接着・接合剤により接合したものであるから、凹部と導電部材との間に隙間が生じており、この隙間が原因となって凹部の周縁部が板状試料との接触により磨耗してパーティクルが発生したり、凹部と導電部材とを接合する接着・接合剤が板状試料への汚染源となる虞があるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、パーティクルの発生や板状試料への汚染が無く、しかも、板状試料および静電チャックに帯電した電荷を直ちに放電することができ、したがって、板状試料を直ちに離脱させることができ、スループットを向上させることが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】
本発明者等は、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、静電チャックの基台に、この基台を貫通しかつ該基台と嵌合一体化する残留電荷放電用端子を設け、この残留電荷放電用端子の一端部を前記載置面と同一平面とし、かつ、この残留電荷放電用端子を接地すれば、パーティクルの発生や板状試料への汚染が無く、しかも、スループットを向上させ得ることを知見し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
すなわち、本発明の静電チャックは、板状試料を載置する載置面を有するとともに内部に静電吸着用内部電極を設けてなる基台と、この静電吸着用内部電極に直流電圧を印加する給電用端子と、前記基台を貫通しかつ該基台と嵌合一体化された残留電荷放電用端子とを備え、この残留電荷放電用端子の一端部を前記載置面と同一平面としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の静電チャックは、前記載置面上に、前記残留電荷放電用端子の前記一端部と電気的に接続される残留電荷放電用導電膜を設けてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の静電チャックは、前記基台が、前記載置面を有する載置板と、この載置板と一体化されて前記載置板を支持する支持板とを備え、前記静電吸着用内部電極を、これら載置板と支持板との間に設けてなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の静電チャックは、前記残留電荷放電用端子が、一端部を前記載置面と同一平面とし、前記載置板を貫通しかつ該載置板と嵌合一体化された第１の残留電荷放電用端子部と、この第１の残留電荷放電用端子部に離間して設けられ、前記支持板を貫通しかつ該支持板と嵌合一体化された第２の残留電荷放電用端子部と、これら第１および第２の残留電荷放電用端子部同士を電気的に接続する導電部材と、を備えてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の静電チャックは、前記導電部材が、前記載置板と前記支持板との間に設けられた導電性薄膜または導電性薄板であり、この導電性薄膜または導電性薄板が、前記静電吸着用内部電極と電気的に絶縁した状態で前記静電吸着用内部電極と同一平面上に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の静電チャックによれば、板状試料を載置する載置面を有するとともに内部に静電吸着用内部電極を設けてなる基台と、この静電吸着用内部電極に直流電圧を印加する給電用端子と、前記基台を貫通しかつ該基台と嵌合一体化された残留電荷放電用端子とを備え、この残留電荷放電用端子の一端部を前記載置面と同一平面としたので、基台と残留電荷放電用端子との間に隙間が生じる虞がなくなり、したがって、残留電荷放電用端子が板状試料との接触により磨耗してパーティクルが発生するという不都合が生じる虞がない。
また、基台と残留電荷放電用端子とを嵌合一体化したので、基台と残留電荷放電用端子との間に接着・接合剤が介在することが無く、板状試料への汚染源となることもない。
【００１４】
前記載置面上に、前記残留電荷放電用端子の前記一端部と電気的に接続される残留電荷放電用導電膜を設けたので、この残留電荷放電用導電膜により板状試料に帯電した電荷を効率よくかつ確実に逃がすことができる。したがって、短時間で板状試料を載置面より離脱させることができ、スループットの向上を図かることができる。
【００１５】
前記基台を、前記載置面を有する載置板と、この載置板と一体化されて前記載置板を支持する支持板とを備えた構成とし、前記静電吸着用内部電極を、これら載置板と支持板との間に設けたので、載置板の厚みを精度良く一定にすることで、載置面に載置される板状試料と静電吸着用内部電極との距離を一定にすることができ、板状試料の全面にわたって均一な静電気力を発生させることができる。また、基台を、載置板と支持板とにより構成し、これら載置板と支持板との間に静電吸着用内部電極を設けたので、静電チャックの製造が容易となる。
【００１６】
前記残留電荷放電用端子を、一端部を前記載置面と同一平面とし、前記載置板を貫通しかつ該載置板と嵌合一体化された第１の残留電荷放電用端子部と、この第１の残留電荷放電用端子部に離間して設けられ、前記支持板を貫通しかつ該支持板と嵌合一体化された第２の残留電荷放電用端子部と、これら第１および第２の残留電荷放電用端子部同士を電気的に接続する導電部材とを備えた構成としたので、載置板と支持板とを加圧して一体化する際に、この加圧力により残留電荷放電用端子が破断するのを防止することができる。
【００１７】
前記導電部材を、前記載置板と前記支持板との間に設けられた導電性薄膜または導電性薄板とし、この導電性薄膜または導電性薄板を、前記静電吸着用内部電極と電気的に絶縁した状態で前記静電吸着用内部電極と同一平面上に設けたので、載置板と支持板とを加圧して一体化することにより、電気的に絶縁した状態で、導電性薄膜または導電性薄板と静電吸着用内部電極とを、載置板および支持板に接合一体化することができ、この導電性薄膜または導電性薄板が変形したり破断する等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の静電チャックの最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１９】
「第１の実施の形態」
図１は、本発明の第１の実施形態の静電チャックを示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、この静電チャック１は、上面が半導体ウエハ等の板状試料を載置する載置面２ａとされた載置板２と、この載置板２と一体化されて載置板２を支持する支持板３と、これら載置板２と支持板３との間に設けられた静電吸着用内部電極４、４と、支持板３を貫通しかつ支持板３と嵌合一体化され静電吸着用内部電極４、４それぞれに直流電圧を印加する給電用端子５、５と、載置板２および支持板３を貫通しかつこれらと嵌合一体化された残留電荷放電用端子６と、絶縁材層７とにより構成されている。
ここで、嵌合一体化とは、嵌合のみにより、隙間なく密着し固定されて一体化されているという意味であり、接着または接合により一体化されているものとは異なる。
【００２０】
これら載置板２および支持板３は、その重ね合わせた面の形状を同じくする円板状のもので、炭化珪素−アルミナ複合焼結体、あるいは窒化アルミニウム焼結体等の絶縁性セラミックス焼結体からなるものである。
これら載置板２および支持板３は、後述する高温、高圧下でのホットプレスにより、これらを構成する材料と同一組成または主成分が同一の絶縁材料からなる絶縁材層７により接合一体化されている。
この絶縁材層７は、載置板２と支持板３との境界部、すなわち静電吸着用内部電極４、４および残留電荷放電用端子６以外の外周部領域を接合一体化するためのものである。
これら載置板２および支持板３により静電チャック１の基台８が構成されている。
【００２１】
静電吸着用内部電極４、４は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料を固定するための静電チャック用電極として用いられるもので、その用途によって、その形状や、大きさが適宜調整される。図１では、幅広の半円環状とされている。
この静電吸着用内部電極４、４は、アルミナ−タンタルカーバイド導電性複合焼結体、アルミナ−タングステン導電性複合焼結体、アルミナ−炭化珪素導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タングステン導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タンタル導電性複合焼結体等の導電性セラミックス、あるいは、タングステン、タンタル、モリブデン等の高融点金属により形成されている。
この静電吸着用内部電極４、４は、載置板２および支持板３と一体化することを考慮すると、導電性セラミックスが好ましい。この導電性セラミックスの組成は、熱膨張係数が近似するように、載置板２および支持板３を構成する絶縁性セラミクスと主成分が同一となるようにするのが好ましい。
【００２２】
給電用端子５、５は、静電吸着用内部電極４、４に直流電圧を印加するために設けられた棒状のもので、この静電吸着用内部電極４、４を構成している導電性セラミックス、あるいは、タングステン、タンタル、モリブデン等の高融点金属により形成されている。
給電用端子５、５は、支持板３と一体化することを考慮すると、導電性セラミックスが好ましい。この導電性セラミックスの組成は、熱膨張係数が近似するように、支持板３を構成する絶縁性セラミクスと主成分が同一となるようにするのが好ましい。
そして、給電用端子５、５は、後述する高温、高圧下でのホットプレス処理により支持板３に嵌合一体化されている。
【００２３】
残留電荷放電用端子６は、一端部１１ａを載置面２ａと同一平面とし、載置板２を貫通しかつ載置板２と嵌合一体化された第１の残留電荷放電用端子部１１と、この第１の残留電荷放電用端子部１１に離間して設けられ、支持板３を貫通しかつ支持板３と嵌合一体化された第２の残留電荷放電用端子部１２と、載置板２と支持板３との間に設けられ第１および第２の残留電荷放電用端子部１１、１２同士を電気的に接続する導電部材１３とにより構成され、この残留電荷放電用端子６は接地されている。ここではアース１４を介して接地されている。
なお、第１の残留電荷放電用端子部１１、第２の残留電荷放電用端子部１２及び導電部材１３により構成される残留電荷放電用端子６は、ここでは１個設けた構成としたが、複数個設けるように構成してもよい。
【００２４】
この第１の残留電荷放電用端子部１１は、その一端部（図２においては上端部）が載置板２の載置面２ａに露出し、その他端部（図２においては下端部）が導電部材１３を介して第２の残留電荷放電用端子部１２の一端部（図２においては上端部）に電気的に接続されている。
第２の残留電荷放電用端子部１２の他端部（図２においては下端部）は、支持板３の一主面、すなわち静電吸着用内部電極４、４が形成された主面とは反対側の主面に露出している。
この第１の残留電荷放電用端子部１１と第２の残留電荷放電用端子部１２とは、上下方向に重なることがないよう、載置板２及び支持板３の一主面の一方向に沿って離間する位置、すなわち図１では図中左右方向に離間する位置に配設されている。
【００２５】
そして、この第１の残留電荷放電用端子部１１の一端部（図１においては上端部）は、載置板２の載置面２ａと同一平面とされており、第２の残留電荷放電用端子部１２の他端部（図１においては下端部）を接地することにより、板状試料及び基台８に帯電した電荷を効率よく逃がすことができ、よって、短時間で板状試料を載置面２ａより離脱させることができ、スループットの向上を図ることができるように構成されている。ここでは、第２の残留電荷放電用端子部１２はアース１４を介して接地されている。
【００２６】
第１の残留電荷放電用端子部１１は、静電吸着用内部電極４、４と同様、アルミナ−タンタルカーバイド導電性複合焼結体、アルミナ−タングステン導電性複合焼結体、アルミナ−炭化珪素導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タングステン導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タンタル導電性複合焼結体等の導電性セラミックス、あるいは、タングステン、タンタル、モリブデン等の高融点金属により形成されている。
【００２７】
この第１の残留電荷放電用端子部１１は、載置板２と一体化することを考慮すると、導電性セラミックスが好ましい。この導電性セラミックスの組成は、熱膨張係数が近似するように、載置板２を構成する絶縁性セラミクスと主成分が同一となるようにするのが好ましい。そして、この第１の残留電荷放電用端子部１１は、後述する高温、高圧下でのホットプレスにより、載置板２に嵌合一体化されて固定されている。
【００２８】
また、第２の残留電荷放電用端子部１２は、静電吸着用内部電極４、４と同様、アルミナ−タンタルカーバイド導電性複合焼結体、アルミナ−タングステン導電性複合焼結体、アルミナ−炭化珪素導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タングステン導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タンタル導電性複合焼結体等の導電性セラミックス、あるいは、タングステン、タンタル、モリブデン等の高融点金属により形成されている。
【００２９】
この第２の残留電荷放電用端子部１２は、支持板３と一体化することを考慮すると、導電性セラミックスが好ましい。この導電性セラミックスの組成は、熱膨張係数が近似するように、支持板３を構成する絶縁性セラミクスと主成分が同一となるようにするのが好ましい。そして、この第２の残留電荷放電用端子部１２は、後述する高温、高圧下でのホットプレスにより、支持板３に嵌合一体化されて固定されている。
【００３０】
導電部材１３は、第１の残留電荷放電用端子部１１と第２の残留電荷放電用端子部１２とを電気的に接続する導電性薄膜であり、アルミナ−タンタルカーバイド導電性複合焼結体、アルミナ−タングステン導電性複合焼結体、アルミナ−炭化珪素導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タングステン導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タンタル導電性複合焼結体等の導電性セラミックスからなる薄膜、あるいは、タングステン、タンタル、モリブデン等の高融点金属からなる薄膜により形成されている。
この導電部材１３は、静電吸着用内部電極４、４と電気的に絶縁した状態で静電吸着用内部電極４、４と同一平面上に設けられている。
この導電部材１３は、必ずしも薄膜である必要はなく、上記の薄膜を構成する組成からなる導電性薄板であってもよい。
【００３１】
次に、この静電チャック１の製造方法について説明する。
まず、炭化珪素−アルミナ複合焼結体、窒化アルミニウム焼結体等の絶縁性セラミックスにより円板状の載置板２及び支持板３を作製する。
この場合、絶縁性セラミックスの粉末を所望の形状に成型し、その後所定の最高保持温度にて所定時間、焼成することにより、載置板２及び支持板３を得ることができる。載置板２及び支持板３を構成する絶縁性セラミックスは、１０８Ω・ｃｍ〜１０１５Ω・ｃｍ程度の体積固有抵抗値を有するものが好ましい。
【００３２】
次いで、支持板３に、給電用端子５、５及び第２の残留電荷放電用端子部１２を嵌め込み保持するための複数の固定孔を形成する。これらの固定孔の穿設方法としては、特に制限されるものではないが、例えば、ダイヤモンドドリルによる孔開け加工法、レーザ加工法、放電加工法、超音波加工法を用いて穿設することができる。また、その加工精度は、通常の加工精度でよく、歩留まりはほぼ１００％である。
【００３３】
次いで、給電用端子５を、支持板２の固定孔に密着固定し得る大きさ、形状となるように、例えば、給電用端子５の直径を固定孔の内径よりも１０〜１００μｍ小さくなるように作製する。給電用端子５の作製方法としては、例えば、給電用端子５を導電性複合焼結体とした場合、導電性セラミックス粉末を、所望の形状に成形して加圧焼成する方法等があげられる。このときに用いられる導電性セラミックス粉末は、静電吸着用内部電極４、４と同様の材質からなることが好ましい。また、給電用端子５を金属とした場合、高融点金属を用い、研削法、粉末治金等の従来公知の金属加工法などにより形成する。この給電用端子５は、後の高温・高圧下でのホットプレス時に再焼成されて支持板３に密着固定され、嵌合一体化され固定される。
また、第２の残留電荷放電用端子部１２を、給電用端子５と同様にして作製する。
次いで、これら給電用端子５、５及び第２の残留電荷放電用端子部１２を、支持板３の固定孔に嵌め込む。
【００３４】
次いで、給電用端子５、５が嵌め込まれた支持板３の表面の所定領域に、給電用端子５、５に接触するように、上記の導電性セラミックス粉末等の導電材料をエチルアルコール等の有機溶媒に分散した静電吸着用内部電極形成用塗布液を塗布し、乾燥して、静電吸着用内部電極形成層とする。
この塗布法としては、均一な厚さに塗布する必要があることから、スクリーン印刷法等を用いることが望ましい。また、他の方法としては、蒸着法により上記の高融点金属の薄膜を成膜する方法、上記の導電性セラミックスあるいは高融点金属からなる薄板を配設して静電吸着用内部電極形成層とする方法等がある。
【００３５】
また、支持板３上の静電吸着用内部電極形成層を形成した領域以外の領域に、絶縁性、耐腐食性、耐プラズマ性を向上させるために、載置板２及び支持板３と同一組成または主成分が同一の粉末材料を含む絶縁材層を形成する。この絶縁材層は、例えば、載置板２及び支持板３と同一組成または主成分が同一の絶縁材料粉末をエチルアルコール等の有機溶媒に分散した塗布液を、上記所定領域にスクリーン印刷等で塗布し、乾燥することにより形成することができる。
また、支持板３上の所定領域に、第２の残留電荷放電用端子部１２に接触するように、上記の静電吸着用内部電極形成層と同様にして導電性薄膜形成層を形成する。
【００３６】
一方、載置板２に、第１の残留電荷放電用端子部１１を嵌め込み保持するための固定孔を、支持板３と同様にして形成する。ただし、固定孔のクリアランスは第１の残留電荷放電用端子部１１がやっと貫通する程度で良い。この固定孔を穿設する位置は、その後の工程にて載置板２と支持板３とを重ね合わせて高温、高圧下にてホットプレスし接合一体化したときに、第１及び第２の残留電荷放電用端子部１１、１２同士が上下方向に重ならないように、互いに離間する位置が好ましい。これらが上下方向に重なるように位置すると、高温、高圧下でホットプレス処理する際に、第１の残留電荷放電用端子部１１、または第２の残留電荷放電用端子部１２、あるいは双方が破損する虞がある。
また、第１の残留電荷放電用端子部１１を、給電用端子５と同様にして作製し、この第１の残留電荷放電用端子部１１を、載置板２の固定孔に嵌め込む。
【００３７】
次いで、支持板３の静電吸着用内部電極形成層、絶縁材層及び導電性薄膜形成層の上に載置板２を重ね合わせ、次いで、これらを高温、高圧下にてホットプレスして一体化する。このときの雰囲気は真空、あるいはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性雰囲気が好ましい。また、圧力は５〜１０ＭＰａが好ましく、熱処理温度は１６００〜１８５０℃が好ましい。
このホットプレスにより、導電性セラミックス粉末等からなる静電吸着用内部電極形成層は焼成されて、導電性複合焼結体からなる静電吸着用内部電極４、４となる。
【００３８】
また、支持板３及び載置板２は、絶縁材層７を介して接合一体化される。また、給電用端子５、５は、高温、高圧下でのホットプレスで再焼成され、支持板３の固定孔に密着固定される。同様に、第１の残留電荷放電用端子部１１は載置板２の固定孔に、第２の残留電荷放電用端子部１２は支持板３の固定孔に、それぞれ密着固定される。
最後に、載置板２の表面を研磨機を用いて、例えば、平坦度が３０μｍ以下となるように研磨し、この研磨面を載置面２ａとする。
【００３９】
この製造方法においては、固定孔と第１及び第２の残留電荷放電用端子部１１、１２との間、及び支持板３と載置板２との間に、有機物や金属からなる接着剤、接合剤を介在させることなく、加圧下での焼成のみでこれらが接合一体化される。
すなわち、載置板２、支持板３、静電吸着用内部電極４、４、給電用端子５、５、残留電荷放電用端子６、絶縁材層７が、隙間なく密着した状態で一体化されることとなる。
以上により、本実施形態の静電チャック１を作製することができる。
【００４０】
「第２の実施の形態」
図３は、本発明の第２の実施形態の静電チャックを示す平面図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、この静電チャック２１が第１の実施形態の静電チャック１と異なる点は、載置板２の載置面２ａに、残留電荷放電用端子６の第１の残留電荷放電用端子部１１の一端部と電気的に接続される円形状の残留電荷放電用導電膜２２を設け、この残留電荷放電用導電膜２２の上面を板状試料を載置する載置面２２ａとした点である。
【００４１】
この載置板２の載置面２ａに残留電荷放電用導電膜２２を設けたことにより、板状試料に帯電した電荷をより一層効率よく逃がすことができる。よって、短時間で板状試料を載置面２２ａより離脱させることができ、スループットの向上を図ることができる。
この残留電荷放電用導電膜２２の形状パターンは、特に制限されるものではないが、載置面２ａ上に偏りなく形成することが好ましい。
この残留電荷放電用導電膜２２の厚みは、特に制限はないが、５μｍ以下が好ましい。この残留電荷放電用導電膜２２の厚みが５μｍを超えると、吸着固定した板状試料が変形してしまい、板状試料の処理に影響を及ぼす。また、パーティクルが発生する原因にもなりうる。
【００４２】
この残留電荷放電用導電膜２２は、第１の実施形態の静電チャック１の製造方法において載置板２の載置面２ａを平坦度が３０μｍ以下となるように研磨した後、この研磨面上に残留電荷放電用導電膜２２を製膜する。この製膜方法としては、特に制限されず、例えば、導電性フィラーを含むペーストを印刷し、熱処理する方法、イオンプレーティング法等を例示することができる。
また、残留電荷放電用導電膜２２の材質も、特に制限されず、例えば、窒化チタン等を挙げることができる。
【００４３】
なお、これらの実施形態においては、双極型の静電チャックを例に取り説明したが、本発明の静電チャックは、双極型に限定させることなく、単極型の静電チャックに対しても適用することができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例１、２及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
「実施例１」
図３及び図４に示す双極型の静電チャックを作製した。
（給電用端子の作製）
アルミナ粉末（平均粒径０．２μｍ、大明化学工業（株）社製）４０重量部、タンタルカーバイド粉末（平均粒径１μｍ、日本新金属（株）社製）６０重量部、２−プロパノール１５０重量部を混合し、さらに遊星型ボールミルを用いて均一に分散させ、スラリーを得た。このスラリーから、吸引濾過により２−プロパノールを除去し、その後乾燥してアルミナ−タンタルカーバイド複合粉末を得た。
【００４５】
次いで、このアルミナ−タンタルカーバイド複合粉末を成型し、その後加圧焼成し、直径２．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの棒状のアルミナ−タンタルカーバイド導電性複合焼結体を得、これを給電用端子５とした。加圧焼成は、ホットプレスを用い、温度１７００℃、圧力２０ＭＰａの条件にて行った。
得られたアルミナ−タンタルカーバイド導電性複合焼結体の相対密度は９８％であった。
【００４６】
（残留電荷放電用端子の作製）
上記の給電用端子の作製方法に準じて、直径２．５ｍｍ、長さ５ｍｍの棒状のアルミナ−タンタルカーバイド導電性複合焼結体を得、これを第１の残留電荷放電用端子部１１とした。また、同様にして、直径２．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの棒状のアルミナ−タンタルカーバイド導電性複合焼結体を得、これを第２の残留電荷放電用端子部１２とした。
【００４７】
（支持板の作製）
プラズマＣＶＤ法により気相合成された高純度炭化珪素微粉末（平均粒径０．０１μｍ、住友大阪セメント（株）製）５重量％と、アルミナ粉末（平均粒径０．２μｍ、大明化学工業（株）社製）９５重量％とからなる混合粉末を、成型、焼成し、直径２３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板状の炭化珪素−アルミナ複合焼結体を得た。焼成条件は、給電用端子５と同様とした。次いで、この炭化珪素−アルミナ複合焼結体に、給電用端子５、５及び第２の残留電荷放電用端子部１２を嵌め込み固定するための固定孔を、ダイヤモンドドリルによって孔あけ加工することにより穿設し、炭化珪素−アルミナ複合焼結体からなる支持板３を得た。
【００４８】
（載置板の作製）
上記の支持板３の作製に準じて、直径２３０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円板状の炭化珪素−アルミナ複合焼結体を得た。次いで、この円板状の炭化珪素−アルミナ複合焼結体に、第１の残留電荷放電用端子部１１７を嵌め込み固定するための固定孔をダイヤモンドドリルによって孔あけ加工することにより穿設し、炭化珪素−アルミナ複合焼結体からなる載置板２を得た。
【００４９】
（一体化）
支持板３に穿設された固定孔に、給電用端子５、５及び第２の残留電荷放電用端子部１２を嵌め込み固定した。次いで、この支持板３上の静電吸着用内部電極を形成すべき領域に、アルミナ粉末を４０重量％、タンタルカーバイド粉末を６０重量％含む塗布液を、スクリーン印刷法にて塗布し、その後乾燥し、静電吸着用内部電極形成層を形成した。
【００５０】
次いで、この支持板３上の導電部材１３である導電性薄膜を形成すべき領域に、アルミナ粉末を４０重量％、タンタルカーバイド粉末を６０重量％含む塗布液を、スクリーン印刷法にて塗布し、その後乾燥し、導電性薄膜形成層を形成した。
この導電性薄膜形成層は、載置板２と支持板３とを重ね合わせたとき、図２に示すように第１の残留電荷放電用端子部１１と第２の残留電荷放電用端子部１２が電気的に接続し得る大きさを有するものである。
この静電吸着用内部電極形成層及び導電性薄膜形成層は、上記のように同一の塗布液を用いる場合には、同時に塗布、乾燥して形成することができる。
【００５１】
次いで、支持板３上の静電吸着用内部電極を形成すべき領域及び導電性薄膜を形成すべき領域以外の領域に、アルミナ粉末（平均粒径０．２μｍ、大明化学工業（株）社製）と、エチルアルコールを含む塗布液を、スクリーン印刷法にて塗布し、その後乾燥して、絶縁材層形成層を形成した。
【００５２】
次いで、この支持板３の静電吸着用内部電極形成層、導電性薄膜形成層及び絶縁材層形成層上に、載置板２を重ね合わせ、次いで、これらをホットプレスにて加圧焼成して一体化した。このときの加圧焼成は、温度１７５０℃、圧力７．５ＭＰａの条件にて行った。
次いで、この一体化された載置板２の載置面２ａを平坦度が３０μｍ以下となるように研磨し、この研磨面にイオンプレーティング法により窒化チタンからなる厚み１μｍの残留電荷放電用導電膜２２を、図３に示すパターンとなるように成膜し、実施例１の静電チャックを得た。
【００５３】
（評価）
この静電チャックの載置面２ａにおける第１の残留電荷放電用端子部１１の端部近傍、すなわち露出した第１の残留電荷放電用端子部１１と載置板２との接合界面を光学顕微鏡にて観察したところ、第１の残留電荷放電用端子部１１の端部と載置板２との間には隙間は形成されておらず、載置板２と第１の残留電荷放電用端子部１１とは密着固定され、両者は嵌合一体化されていることが分かった。
【００５４】
また、この静電チャックを用いて１２インチのＳｉウエハを静電吸着させ、この静電チャックの静電吸着力、静電吸着時間、及び離脱時間をそれぞれ測定した。
その結果を表１に示す。
なお、静電吸着時間とは、直流５００Ｖの電圧を給電用端子５、５間に印加したときに静電吸着力が９８００Ｐａ（１００ｇｆ／ｃｍ２）になるまでの時間であり、離脱時間とは、第２の残留電荷放電用端子部１２をアース１４に接続した状態で直流５００Ｖの電圧を給電用端子５、５間に１分間印加した後に印加を中止し、その時から静電吸着力が９８０Ｐａ（１０ｇｆ／ｃｍ２）になるまでの時間である。
【００５５】
さらに、この静電チャックを用いて直流５００Ｖの電圧を給電用端子５、５間に印加して１２インチのＳｉウエハを１分間静電吸着させ、その後、この静電チャックからＳｉウエハを取り外し、このＳｉウエハの裏面に付着したパーティクルの数をパーティクルカウンター ＳＰ１（ＴＥＮＫＯＲ社製）にて測定した。その結果を表１に示す。
【００５６】
「実施例２」
実施例１に準じて、図１及び図２に示す実施例２の双極型の静電チャックを作製した。
【００５７】
この静電チャックの載置面２ａにおける第１の残留電荷放電用端子部１１の端部近傍、すなわち露出した第１の残留電荷放電用端子部１１と載置板２との接合界面を光学顕微鏡にて観察したところ、第１の残留電荷放電用端子部１１の端部と載置板２との間には隙間は形成されておらず、載置板２と第１の残留電荷放電用端子部１１とは密着固定され、両者は嵌合一体化されていることが分かった。
この実施例２の静電チャックを実施例１に準じて評価した。その結果を表１に示す。
【００５８】
「比較例」
実施例１に準じて、双極型の静電チャックを作製した。
ただし、残留電荷放電用端子６を構成する第１及び第２の残留電荷放電用端子部１１、１２及び導電部材１３を設けず、載置板２の載置面２ａに、内径１００ｍｍ、外形１５０ｍｍの環状の凹部をサンドブラスト法により形成し、この環状の凹部に導電性の窒化チタン焼結体からなる導電部材を挿入し、この凹部の側面及び底面と導電部材とをロウ付けにより接合し、次いで、研磨機を用いて、この表面を平坦度が３０μｍ以下となるように研磨した。
【００５９】
この静電チャックの凹部と導電部材との接合界面を光学顕微鏡で観察したところ、隙間が形成されていることが分かった。
また、この静電チャックを実施例１に準じて評価した。その結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2007311399.tif 000003
【００６１】
表１によれば、静電吸着特性については、実施例１、２及び比較例共にほぼ同一の特性を有していた。
一方、パーティクルの数については、実施例１、２のものが比較例のものと比べて少なく、パーティクルの発生数が約１／３〜１／４に低減されることが分かった。
また、実施例１、２のものは接合剤を使用していないので、比較例のものと比べて半導体ウエハ等の板状試料への汚染の原因となる虞がないことも明らかであった。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の静電チャックは、帯電した電荷を外部に逃がすための残留電荷放電用端子を基台と嵌合一体化することにより、基台上の板状試料に帯電した電荷を直ちに放電させてスループットの向上を図ったものであるから、静電チャック以外の板状試料の保持部材に対しても適用可能であり、その有用性は非常に大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態の静電チャックを示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の静電チャックを示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  静電チャック
２  載置板
２ａ  載置面
３  支持板
４  静電吸着用内部電極
５  給電用端子
６  残留電荷放電用端子
７  絶縁材層
１１  第１の残留電荷放電用端子部
１１ａ  一端部
１２  第２の残留電荷放電用端子部
１３  導電部材
２１  静電チャック
２２  残留電荷放電用導電膜
２２ａ  載置面
【図１】
2007311399.tif 000004
【図２】
2007311399.tif 000005
【図３】
2007311399.tif 000006
【図４】
2007311399.tif 000007