(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製の基板載置面を持つ静電チャック部と、この静電チャック部の下部に連続するように、前記静電チャック部とともに一体成形された支持ブロックと、前記静電チャック部の中に埋め込まれ、直流の印加によって前記基板載置面に基板を吸着保持するための電荷を生じさせる少なくとも１つの電極と、前記基板載置面から基板を離脱させるときに、前記基板載置面に存在する電荷を除去するために、前記静電チャック部を構成する前記セラミック中に分散させた添加物粒子とを備え、前記セラミックに対する前記添加物粒子の含有率は、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて移行するに従って減少するようにし、前記基板載置面と前記電極との間における前記添加物粒子の含有率は、前記電極と前記支持ブロックとの間における添加物粒子の含有率よりも大きく、且つ一定になされているように構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
セラミック製の基板載置面を持つ静電チャック部と、この静電チャック部の下部に連続するように、前記静電チャック部とともに一体成形された支持ブロックと、前記静電チャック部の中に埋め込まれ、直流の印加によって前記基板載置面に基板を吸着保持するための電荷を生じさせる少なくとも１つの電極と、前記基板載置面から基板を離脱させるときに、前記基板載置面に存在する電荷を除去するために、前記静電チャック部を構成する前記セラミック中に分散させた添加物粒子とを備え、前記セラミックに対する前記添加物粒子の含有率は、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて移行するに従って減少するようにし、前記基板載置面側から電極のほうに向けて添加物粒子の含有率を増加させるように構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項３】
前記静電チャック部の最表面に前記添加物粒子を実質的に含まない実質的に純粋なセラミックでつくられた純粋セラミック薄膜を有し、この純粋セラミック薄膜によって基板載置面が形成されることを特徴とする請求項１または２記載のステージ装置。
【請求項４】
前記静電チャック部は、酸化アルミニウム系、窒化アルミニウム系、窒化珪素系のうちから選ばれる１種または２種以上のセラミックでつくられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項５】
前記静電チャック部及び支持ブロックは、酸化アルミニウム系、窒化アルミニウム系、窒化珪素系のうちから選ばれる１種または２種以上のセラミックでつくられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項６】
セラミック製の基板載置面を持つ静電チャック部と、この静電チャック部の下部に連続するように、前記静電チャック部とともに一体成形された支持ブロックと、前記静電チャック部の中に埋め込まれ、直流の印加によって前記基板載置面に基板を吸着保持するための電荷を生じさせる少なくとも１つの電極と、前記基板載置面から基板を離脱させるときに、前記基板載置面に存在する電荷を除去するために、前記静電チャック部を構成する前記セラミック中に分散させた添加物粒子とを備え、前記セラミックに対する前記添加物粒子の含有率は、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて移行するに従って減少するようにし、前記電極よりも基板載置面側の静電チャック部は、酸化アルミニウム系及び／または窒化アルミニウム系のセラミックでつくられ、前記電極よりも支持ブロック側の静電チャック部及び支持ブロックは、窒化アルミニウム系セラミックでつくられるように構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項７】
セラミック製の基板載置面を持つ静電チャック部と、この静電チャック部の下部に連続するように、前記静電チャック部とともに一体成形された支持ブロックと、前記静電チャック部の中に埋め込まれ、直流の印加によって前記基板載置面に基板を吸着保持するための電荷を生じさせる少なくとも１つの電極と、前記基板載置面から基板を離脱させるときに、前記基板載置面に存在する電荷を除去するために、前記静電チャック部を構成する前記セラミック中に分散させた添加物粒子とを備え、前記セラミックに対する前記添加物粒子の含有率は、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて移行するに従って減少するようにし、前記基板載置面から支持ブロックのほうに向けて、酸化アルミニウムの含有量は減少し、窒化アルミニウムの含有量は増加するように構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
セラミック製の基板載置面を持つ静電チャック部と、この静電チャック部の下部に連続するように、前記静電チャック部とともに一体成形された支持ブロックと、前記静電チャック部の中に埋め込まれ、直流の印加によって前記基板載置面に基板を吸着保持するための電荷を生じさせる少なくとも１つの電極と、前記基板載置面から基板を離脱させるときに、前記基板載置面に存在する電荷を除去するために、前記静電チャック部を構成する前記セラミック中に分散させた添加物粒子とを備え、前記セラミックに対する前記添加物粒子の含有率は、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて移行するに従って減少するようにし、前記支持ブロックを金属製の冷却ジャケット機構上に設け、この支持ブロックと前記冷却ジャケット機構はセラミック材と金属の組織比率を順次変更してなる傾斜機能材料により一体的に形成されているように構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
セラミック製の基板載置面を持つ静電チャック部と、この静電チャック部の下部に連続するように、前記静電チャック部とともに一体成形された支持ブロックと、前記静電チャック部の中に埋め込まれ、直流の印加によって前記基板載置面に基板を吸着保持するための電荷を生じさせる少なくとも１つの電極と、前記基板載置面から基板を離脱させるときに、前記基板載置面に存在する電荷を除去するために、前記静電チャック部を構成する前記セラミック中に分散させた添加物粒子とを備え、前記セラミックに対する前記添加物粒子の含有率は、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて移行するに従って減少するようにし、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて、金属含有量が増加し、セラミック含有量が減少するように構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
セラミック製の基板載置面を持つ静電チャック部と、この静電チャック部の下部に連続するように、前記静電チャック部とともに一体成形された支持ブロックと、前記静電チャック部の中に埋め込まれ、直流の印加によって前記基板載置面に基板を吸着保持するための電荷を生じさせる少なくとも１つの電極と、前記基板載置面から基板を離脱させるときに、前記基板載置面に存在する電荷を除去するために、前記静電チャック部を構成する前記セラミック中に分散させた添加物粒子とを備え、前記セラミックに対する前記添加物粒子の含有率は、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて移行するに従って減少するようにし、前記静電チャック部は窒化珪素系または窒化アルミニウム系セラミックを主成分として形成され、これに２つの電極が埋め込まれているように構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項１１】
前記静電チャック部には、１つの電極が埋め込まれていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記添加物粒子は、半導体、金属または酸化物からなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項１３】
前記添加物粒子は、タングステン、モリブデン、カーボン、シリコン、酸化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化シリコンよりなる群から選択される１の材料を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項１４】
前記支持ブロックは、前記添加物粒子の含有率が零となる部分を含み、前記静電チャック部を他の部分から電気絶縁していることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のステージ装置。
【請求項１５】
前記支持ブロックは、他の部材から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載のステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッチング装置やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置等において半導体ウエハはＬＣＤ基板等の基板を吸着保持する静電チャックを持つステージ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハはＬＣＤ基板等をＣＶＤ成膜装置やプラズマエッチング装置を用いて成膜処理したりエッチング処理する場合には、一般にウエハやＬＣＤ基板は水平ステージの上に載置される。水平ステージには静電チャックが設けられ、ウエハやＬＣＤ基板を静電引力（クーロン力）により吸着保持するようになっている。
このような静電チャックは、薄板円板状の電極の両面を薄い絶縁膜で覆い、これに直流高電圧を印加することにより表面に静電荷を生じさせている。従来から静電チャックの絶縁膜としてはポリイミド樹脂が用いられている。しかし、放電プラズマ等の苛酷なプロセス条件下ではポリイミド樹脂の耐久性は弱く、その寿命が比較的短い。
【０００３】
このため最近では、耐久性に優れるセラミック材がポリイミド樹脂に代わって用いられる傾向にある。セラミック製の静電チャックは、薄板円板状の銅製の電極をセラミック部材中に埋め込み、これを絶縁性の接着剤で貼り付けてなる。銅電極には直流電源が接続されており、電極に直流を印加すると、セラミック製の基板載置面に正または負の電荷が生じて、基板が吸着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウエハの搬出時には、基板載置面の電荷を除去してウエハの吸着保持を速やかに解除する必要がある。しかし、従来のステージでは直流電源をＯＦＦにした後においてもセラミック部材に電荷が残留するため、ウエハは吸着されたままの状態にあり、ウエハがステージから容易に離脱しないという問題点がある。
一方、基板載置面の電荷を除去しやすくするために静電チャック部の絶縁部材に導電性を持たせると、双極型の静電チャック部の場合には、基板を通過しないでプラス側電極からマイナス側電極へ漏れるリーク電流が生じ、吸着保持力が低下してしまうという問題点がある。
【０００５】
更に、銅電極とセラミック部材とを接合する接着剤として接着強度の高いものを用いると、熱サイクルプロセスにおいては両者の線膨張率の違いからセラミック部材が割れてしまう恐れがある。一方、接着強度の低い接着剤を用いると、熱サイクルプロセスにおいては接着剤が短期間で剥がれてしまい、寿命が短くなる。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。
本発明の目的とするところは、リーク電流を生じることなく、載置面上の静電荷を迅速に除去することができ、載置面から基板を容易に離脱させることができるステージ装置を提供することにある。
また、本発明の目的とするところは、長時間の使用によっても劣化の少ない耐久性に優れた長寿命のステージ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、載置面の残留電荷を除去するために、載置面近傍のセラミック部材に添加物粒子、例えば導電性粒子を添加混入し、載置面の絶縁性を少し低下させてこれにある程度の導電性を持たせることを試みた。その結果、リーク電流を生じることなく静電荷を迅速に除去することができることが判明した。この導電性粒子としてはカーボン粒子、シリコン粒子、タングステン粒子などが適していることも判明した。この導電性粒子の径は、０．０１〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。また、載置面近傍のセラミック部材の絶縁抵抗を少し低下させれば上記目的を達成できるのであることから、添加物粒子としては上記導電性粒子に限らず、酸化物の粒子、例えば酸化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、シリコン酸化物等の粒子も用いることができる。
【０００７】
一方、載置部用のセラミック材としてはアルミナ系セラミックが適していることが判明した。この理由は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）製の載置面はウエハＷとの間の固有接触抵抗値（Ω・ｃｍ）が大きく、導電性粒子を含む条件下であっても所望の静電吸着力を得ることができるからである。
一方、載置面以外の構成部分である支持ブロック部には、バイアス高周波の漏れ防止の見地から高い絶縁性が求められる。このため、発明者は、高い絶縁性を持つとともに熱伝導性をも考慮して、支持ブロック部用のセラミックとしては窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が適していることが判明した。
【０００８】
近時、特にウエハサイズが８インチ及び１２インチと大きくなるに従ってステージ直径も大きくなり、静電チャック部と支持ブロック部との接合部分が大きな問題となっている。発明者は、接着剤による接合の代わりに、静電チャック部の周縁を支持ブロック部にネジ止めしてみたところ、ネジ止めした周縁部とネジ止めしない中央部との間に熱膨張差が生じて、静電チャック部に破損が生じた。そこで、発明者は、静電チャック部に熱膨張差が生じないような構造につき鋭意研究した結果、静電チャック部及び支持ブロック部の両者を一体化することを試みた。
【０００９】
本発明に係るステージ装置は、セラミック製の基板載置面を持つ静電チャック部と、この静電チャック部の下部に連続するように、前記静電チャック部とともに一体成形された支持ブロックと、前記静電チャック部の中に埋め込まれ、直流の印加によって前記基板載置面に基板を吸着保持するための電荷を生じさせる少なくとも１つの電極と、前記基板載置面から基板を離脱させるときに、前記基板載置面に存在する電荷を除去するために、前記静電チャック部を構成する前記セラミック中に分散させた添加物粒子とを備え、前記セラミックに対する前記添加物粒子の含有率は、前記電極から前記支持ブロックのほうに向けて移行するに従って減少するようにし、前記基板載置面と前記電極との間における前記添加物粒子の含有率は、前記電極と前記支持ブロックとの間における添加物粒子の含有率よりも大きく、且つ一定になされているように構成する。
【００１０】
本発明の装置では、載置面近傍では導電性粒子の含有率が多いので、電源ＯＦＦ後に静電チャック部に電荷は消失し、基板を載置面から直ちに離脱させることができる。
また、静電チャック部が双極型の場合であっても、載置面近傍の絶縁材料としてアルミナ系セラミックを採用しているので、プラス側電極からマイナス側電極へのリーク電流１５ｂ（基板を通過しないで静電チャック部内部を通る漏れ電流）が生じなくなる。
一方、導電性粒子の含有量を、静電チャック部から支持ブロックの方に向かって次第に小さくなるようにしているので、高周波に対する絶縁性は十分に確保され、電力損失を抑制することができる。
【００１１】
また、静電チャック部を支持ブロック部と一体化しているので、熱サイクル条件下であっても局部応力集中が発生せず、静電チャック部は破損しなくなる。
更に、静電チャック部の載置面側に添加物粒子を含まない略純粋な薄膜セラミック層を形成することが望ましい。このような薄膜セラミック層の存在により、残留電荷の除去効果を低下させることなく、放電プラズマに対する絶縁性を高めることができる。
また、支持ブロック部と金属製冷却ジャケット部との接合部も傾斜機能材料化することにより、これらを一体化することができ、製造工程及び構造を一層簡略化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の種々の好ましい実施の形態についてそれぞれ説明する。
第１実施例では図１乃至図４を参照しながらステージ装置をロードロック装置に用いた場合について説明する。
図１に示すように、ステージ装置１０はロードロック装置１のチャンバ２内に設けられている。ロードロックチャンバ２は例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等の金属材料でつくられ、接地されている。チャンバ２の底部には排気通路５が設けられ、チャンバ内部が排気されるようになっている。また、チャンバ２の上部にはガス供給通路６が設けられ、チャンバ内部に窒素などの非酸化系のガスが導入されるようになっている。
【００１３】
チャンバ２の両側壁の適所には開口３がそれぞれ形成され、開口３にはゲートバルブ４が設けられている。ゲートバルブ４を開けると、開口３を介して半導体ウエハＷがアーム機構（図示せず）によってチャンバ２内に搬入され、ステージ装置１０の上に載置されるようになっている。
ステージ装置１０の主要部は支持ブロック１２及び静電チャック部１３からなり、支持ブロック１２は絶縁部材１１を介してチャンバ２の底部に支持固定されている。静電チャック部１３は支持ブロック１２の上に設けられ、その上面はウエハＷの載置面となる。尚、静電チャック部１３は支持ブロック１２と一体的につくられている。
【００１４】
静電チャック部１３には、例えばタングステン箔やＡｇ−Ｐｄ焼成シートのような薄膜状の１対の電極１４Ａ、１４Ｂが埋め込まれている。一方の電極１４Ａは、回路１６のリード１７Ａ及び開閉スイッチ１９Ａを介して直流電源１８Ａのプラス側に接続されている。他方の電極１４Ｂは、回路１６のリード１７Ｂ及び開閉スイッチ１９Ｂを介して直流電源１８Ｂのマイナス側に接続されている。両スイッチ１９Ａ、１９ＢをＯＮすると一方の電極１４Ａには正の電荷が生じ、他方の電極１４Ｂには負の電荷が生じる。これらの上にウエハＷを載置すると、載置したウエハＷを介して電流１５ａが流れ、その結果としてウエハＷは静電チャック部１３の載置面１３ａに吸着保持される。
【００１５】
静電チャック部１３及び支持ブロック部１２はアルミナ焼結体を一体的に形成したものである。ウエハ載置面近傍の絶縁部分に僅かな導電性を持たせるために、静電チャック部１３のアルミナ系セラミック中には添加物粒子として例えば適量の導電性粒子７１を混入させている。ウエハ載置面近傍の絶縁部分における導電性の程度は、残留電荷の発生を阻止し得る程度の僅かな導電性でよい。この導電性が大きく過ぎると、電力損失が大きくなってしまう。ここで、導電性粒子７１には、タングステン、モリブデンなどの金属粒子だけでなくシリコンやカーボン等の非金属粒子も含まれている。また、セラミック中の絶縁抵抗を僅かに下げればよいのであることから、添加物粒子としては上記した導電性粒子の他に、酸化物、例えば酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ3）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等も用いることができる。
【００１６】
導電性粒子７１の含有量は、電極１４Ａ、１４Ｂよりも上方では多く、これに対して電極１４、１４Ｂよりも下方では少ない。更に、電極１４、１４Ｂより下方の部材１２、１３では基板載置面１３ａからの距離が大きくなるに従って、導電性粒子７１の含有量を漸減させている。このようにステージ装置１０の部材１２、１３を傾斜機能材料化することにより熱サイクルを受けた場合であっても破損しなくなる。
【００１７】
次に、図２乃至図４を参照しながら支持ブロック部１２及び静電チャック部１３について説明する。
図２は支持ブロック部１２及び静電チャック部１３における導電性粒子の含有量分布を示す模式図である。基板載置面１３ａから電極１４Ａ、１４Ｂまでの部分は一定量の導電性粒子７１が含まれている。一方、電極１４Ａ、１４Ｂより下方の部分では導電性粒子７１の含有量は図中の曲線Ｅに示すように漸減している。部材１２、１３における導電性粒子７１の含有量分布をこのようにすることにより、稼働時には高い静電吸着力を発揮する一方で、非稼働時には残留電荷をなくすことができる。また、電力損失の発生が有効に防止される。
【００１８】
尚、支持ブロック部１２及び静電チャック部１３はアルミナ系セラミック材により一体化されているので、両者の境界は渾然としており明瞭でない。しかし、一応の目安として静電チャック部１３の厚みＬ１は０．５〜２．０ｍｍ程度であり、電極１４の厚みは１０〜１００μｍ程度ある。また、基板載置面１３ａから導電性粒子７１の含有量が略ゼロになるまでの深さＬ２は０．５〜５ｍｍ程度である。このように導電性粒子７１の含有量を僅かずつ変えることにより、部材１２、１３内に大きな熱応力が発生することを抑制できる。
図３を参照しながら、ステージ装置１０の支持ブロック部１２及び静電チャック部１３の製造方法について説明する。
【００１９】
多数枚の薄膜セラミックシート（グリーンシート）７０を積層し、これらシート７０の間にタングステン箔電極１４Ａ、１４Ｂを挟み込む。グリーンシート７０の１枚の厚みＬ３は１０〜１００μｍ範囲である。このような積層体を加圧プレスした後に、１２００℃〜１９００℃の温度条件下で焼成する。
導電性粒子７１の含有量は、電極１４Ａ、１４Ｂより上方のセラミックシート７０では同じである。ここで、基板載置面１３ａより深さＬ２が１ｍｍのところで導電性粒子７１の含有量をゼロにするには、１枚の厚みＬ３がおよそ５０μｍ程度のセラミックシート７０を２０枚積層すればよいことになる。この場合に、シート７０の積層枚数を変えたり、各シート７０における導電性粒子７１の含有量をそれぞれ変えることにより、導電性粒子７１の含有量の分布を調整することができる。
【００２０】
また、導電性粒子７１の含有量がゼロになる箇所よりも下方の部分１２は、シート７０よりも厚いセラミックシートを用いて形成してもよい。
また、部材１２、１３の絶縁材料としてはＡｌ2Ｏ3またはＡｌＮを用いることができ、或いはこれらのセラミック材料を組み合わせて用いてもよい。例えば電極１４より上方のセラミック材としては特に耐久性に優れるＡｌ2 Ｏ3 を用い、電極１４より下方のセラミック材としては熱伝導性の良好なＡｌＮを用いることができる。
また更に、絶縁材料としてＡｌ2 Ｏ3 及びＡｌＮの両者を用いる場合には、一方の材料から他方の材料に急激に代わることがないように、境界部分で両者のセラミック材の混合物（傾斜機能材料）を用いることが望ましい。ここでセラミック材中に添加物粒子として酸化物を混入させた時に電気的絶縁度が低下する理由は以下の通りである。すなわち、ＡｌＮセラミック中に酸化物を混入させた場合には、酸化物中の酸素がＡｌ2 Ｏ3 を作ってＡｌＮ中に固溶することとなり、これに依ってＡｌＮ中に結晶欠陥が生じて電気的絶縁度が劣化する。また、Ａｌ2 Ｏ3 セラミック中に酸化物を混入させた場合には、Ａｌ2 Ｏ3 の粒塊の緻密化が阻害されて、粒塊をリーク電流が流れるようになり、この結果、電気絶縁度が劣化する。
【００２１】
図４に示すように、静電チャック部１３の最表面（基板載置面）に純粋セラミック薄膜層７２を形成するようにしてもよい。この純粋セラミック薄膜層７２は、厚さが１０〜５０μｍと非常に薄く、導電性粒子７１をほとんど含有しない略純粋なセラミックでできている。
尚、この場合に、純粋セラミック薄膜層７２と電極１４との間に挟まれる絶縁材（セラミック材）中の導電性粒子７１の含有量は、純粋セラミック薄膜層７２から電極１４のほうに移行するに従って急激に増加させ、この部分でも傾斜機能材料化するのが好ましい。ここで、純粋セラミック薄膜層７２の厚みは、非常に薄いことから、これに発生する熱応力は非常に小さく、その結果、この近傍領域における導電性粒子７１の含有量分布はラインＦ１のように緩やかに変化するものとしてもよく、また、ラインＦ２のように全てを同じにしてもよい。
【００２２】
このように、最上層に純粋セラミック薄膜層７２を形成することにより、稼働時において静電吸着力をほとんど低下させることなく、しかも非稼働時において基板載置面１３ａに電荷が残留しなくなる。このため、ウエハＷとオーバーラップしない基板載置面の周縁領域１３ｂに膜が付着形成することを有効に防止することができる。
ちなみに、図２に示す静電チャック部１３の場合は、チャック表面（基板載置面）１３ａに僅かに導電性を有するため、高周波を印加した時に周縁領域１３ｂにて放電プラズマとの間で直流結合回路を形成して、電力損失を生じる。さらに、周縁領域１３ｂに向けて活性種やプラズマの引き込みが強くなるので、この領域１３ｂにＳｉＯ2 等の緻密な膜が付着形成される。このような緻密なＳｉＯ2 膜は、通常のクリーニング操作では除去することができない。
【００２３】
次に、図５乃至図８を参照しながら本発明の第２実施例について説明する。
第２実施例においては、プラズマＣＶＤ装置のステージ装置の場合について説明する。尚、第２実施例が上記第１実施例と共通する部分についての説明は省略する。
図５に示すように、プラズマＣＶＤ処理装置２４のチャンバ２２は、その天井部、側壁及び底部がアルミニウム合金等の導電体で構成されている。プラズマＣＶＤ装置２４のチャンバ２２内には互いに向き合う上部電極８４と下部電極（ステージ装置）２６とが設けられる。ステージ装置２６の基板載置面は熱伝導性セラミックでつくられている。ステージ装置２６の静電チャック部５８及び支持ブロック６０は一体的に形成されている。このステージ装置２６は、冷却ジャケット８８を備えた部材６２上にＯリング８１を介して載置されている。支持ブロック６０と部材６２との間に形成される間隙には、両者間の熱伝導性を良好に維持するためにヘリウム等の熱伝導ガスが供給されるようになっている。尚、水冷ジャケット部材６２とチャンバ２２との間には絶縁部材２８が挿入されている。
【００２４】
ステージ装置２６の上部には静電チャック部５８が形成されている。静電チャック部５８は１つの電極１４をもつ単極型である。この電極１４には直流電源１８及び高周波電源２０が接続されている。高周波電源２０は、放電プラズマ中から活性種を効率的に引き寄せるためのバイアス電圧を電極１４に印加するものである。
上部電極８４には、プラズマ生成用高周波電源２１が接続されている。この上部電極８４は絶縁支持部材３０によりチャンバ２２の上部に支持されている。この上部電極８４から延びる給電線３２は、マッチング回路３４を介して１３．５６ＭＨｚの高周波電源２１に接続されている。
【００２５】
チャンバ２２の側壁にはゲートバルブ３４が設けられ、ゲートバルブ３４を介してウエハＷがチャンバ２２内に搬入搬出されるようになっている。また、チャンバ２２の側壁には２つのノズル３６、３８が取り付けられている。第１ノズル３６は、マスフローコントローラ４２及び開閉弁４４を介して管４０によりガス供給源４６に連通している。ガス供給源４６には、アルゴンガス等のプラズマ生成用ガスが収容されている。第２ノズル３８は、マスフローコントローラ５０及び開閉弁５２を介して管４８によりガス供給源５４に連通している。ガス供給源５４には処理ガスが収容されている。また、チャンバ２２の底部の適所に複数の排気口５６が設けられ、チャンバ２２内を排気するようになっている。
【００２６】
静電チャック部５８にはタングステン箔よりなる電極１４が埋め込まれている。この電極１４から延びるリード６４は、マッチングボックス６６を介してバイアス用高周波電源２０に接続されている。また、分岐されたリード６４にはローパスフィルタ６７及び開閉スイッチ６８を介して静電チャック用の直流電源１８が接続されている。
静電チャック部５８と支持ブロック６０とはセラミック材により一体的に形成されており、しかも、静電チャック部５８のセラミック材には、添加物粒子として例えばカーボン粉やシリコン粉（粒子）等の導電性粒子７１を混入し僅かに導電性を持たせている。
【００２７】
また、本第２実施例のステージ装置２６における導電性粒子７１の含有量分布は上記の第１実施例のそれと実質的に同じである。
図６にラインＭで示すように、支持ブロック６０では基板載置面１３ａからの距離が大きくなるに従ってＡｌＮの含有率を増大させている。一方、図７にラインＣで示すように、支持ブロック６０では基板載置面１３ａからの距離が大きくなるに従ってＡｌ2 Ｏ3 の含有率を漸減させている。
【００２８】
次に、第２実施例の装置動作について説明する。
まず、ゲートバルブ３４を介して半導体ウエハＷを搬送アーム（図示せず）により処理容器２２内に収納し、図示しないリフタピンを上下動させることによりウエハＷを静電チャック部５８の載置面に載置する。そして、電極１４に直流電圧を印加して静電チャック部５８の載置面に電荷を生じさせ、これによってウエハＷを吸着保持する。
そして、処理容器２２内にアルゴンガス、及び処理ガスを導入しつつ内部を所定のプロセス圧力に維持し、同時に上部電極８４に高周波電圧を印加して処理空間２２ａにプラズマを発生させ、ウエハＷをＣＶＤ処理する。
【００２９】
このような処理を繰り返すと、ステージ装置２６な熱サイクルを受ける。しかしながら、静電チャック部５８及び支持ブロック６０に大きな局部応力集中が発生しないので、これらの破損が有効に防止される。
また、導電性粒子７１が含まれている静電チャック部５８及び支持ブロック６０の厚みは、０．５〜５ｍｍ程度なので、支持ブロック６０の全体の高周波に対する絶縁性は十分に確保され、電力ロスの増大も阻止される。
更には、２種類のセラミック材を用いて静電チャック部５８と支持ブロック６０とを一体成形する場合には、２種類のセラミック材の接合境界部分において、両者のセラミック材の混合比を徐々に変化させる、いわゆる傾斜機能材料化することにより、更に内部応力を緩和させることができる。
【００３０】
また、静電チャック５８と支持ブロック６０と冷却ジャケット部６２とを一体化するようにしてもよい。一体成形化するこにより、従来よりも構造が簡略化され、使用部品点数も少なくて済む。
また、図８に示すように、支持ブロック６０と冷却ジャケット部６２とを一体化するようにしてもよい。この場合は、冷却ジャケット部６２は、アルミニウムの代わりに銅（Ｃｕ）を用いてつくる。また、支持ブロック６０と冷却ジャケット部６２との接合を、セラミック材料と銅との混合比が厚さ方向に漸次変化していく傾斜機能材料化する。このようにすれば部品点数を更に少なくすることができ、厚さ方向の熱抵抗が少なくなるので、ウエハＷの冷却効率も向上させることができる。
【００３１】
尚、金属材料としては銅に限定されず、他のセラミック材の焼成温度（約１２００℃）にある程度耐えられる金属材料、例えばタングステンやモリブデン等の融点の高い金属材料ならばどのようなものであってもよい。
また、冷却ジャケット部６２に用いる金属が放電プラズマ下でその耐久性に問題がある場合は、冷却ジャケット部６２の表面をＡｌ2Ｏ3またはＡｌＮの薄膜でコーティングすることが望ましい。
更に、上記各実施例において添加物粒子を含んでいない領域は、最も絶縁性が高く、この部分及び底部に設けた絶縁部材により静電チャックは他の部材から絶縁されている。また、支持ブロック全体に添加物粒子を含んでいる場合には、底部に設けた絶縁部材により静電チャックは他部材から絶縁されるのは勿論である。
【００３２】
また、静電チャック部等の絶縁材はＡｌ2Ｏ3及びＡｌＮのみに限定されず、ＳｉＮのような他のセラミック材を用いてもよい。
また、上記実施例ではプラズマＣＶＤ装置を例にとって説明したが、プラズマ処理装置ならばどのような処理装置でも適用でき、例えば、プラズマエッチング装置、プラズマアッシング装置等にも適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、次のように優れた効果を奏することができる。
静電チャック部と支持ブロックとを一体成形品としたので、構成部材間の熱膨張差に起因する内部応力が緩和され、装置の耐久性を大幅に向上させることができる。また、両部を一体成形品とすることにより、部品点数が少なくて済む。
また、セラミック材中における添加物粒子の含有量を少しずつ変化（傾斜機能材料化）させたので、静電吸着力を低下させることなく、電源ＯＦＦ後に基板載置面の電荷を速やかに除去することができる。
更に、基板載置面に純粋セラミック薄膜層を形成することにより、その絶縁性を高めてプラズマとのカップリングをなくすことができる。このため、電力損失が低減されるばかりでなく、通常のクリーニング操作では除去できないような緻密な生成物の付着を防止することができる。
更に、冷却ジャケット部をも支持ブロックと一体成形品化することにより、装置構造を一層更に簡略化することができ、アッセンブリ全体を単一工程で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るステージ装置を備えたロードロック装置を示す概略断面図である。
【図２】ステージ装置上部の厚さ方向における導電性添加物含有率の分布図である。
【図３】ステージ装置上部の構成部材を示す分解図である。
【図４】変形例のステージ装置上部の厚さ方向における導電性添加物含有率の分布図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るステージ装置を備えたプラズマＣＶＤ装置を示す概略断面図である。
【図６】静電チャック部及び支持ブロックの厚さ方向における金属含有率の分布図である。
【図７】静電チャック部及び支持ブロックの厚さ方向におけるセラミック含有率の分布図である。
【図８】変形例のステージ装置の主要部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２  チャンバ
１０  ステージ装置
１１  絶縁部材
１２  支持ブロック
１３  静電チャック部
１３ａ  載置面
１４、１４Ａ、１４Ｂ  電極
２８  絶縁部材
５８  静電チャック部
６０  支持ブロック部
７１  添加物粒子（導電性粒子）
Ｗ  半導体ウエハ（基板）
【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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【図８】
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