JP2002170871A

JP2002170871A - 静電チャック

Info

Publication number: JP2002170871A
Application number: JP2000368469A
Authority: JP
Inventors: Masaki Sato; 政喜佐藤; Kazuhiko Mishima; 和彦三嶋
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】吸着特性を低下させることなく被吸着物の離脱
性に優れ、かつパーティクルの発生の少ない静電チャッ
クを提供する。【解決手段】静電チャック１を構成する誘電体層２の上
面に凹部２ａを形成し、この凹部２ａ中に導電性セラミ
ックスからなる嵌合部材７を接合し、誘電体層２の上面
と嵌合部材７の上面を被吸着物Ｗの設置面３とし、この
設置面３の平面度を５μｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被吸着物を静電気力によって吸着固定するのに使用する
静電チャックに関するものであり、例えば、半導体の製
造工程における、成膜処理、エッチング処理、露光処
理、あるいは各種処理工程間の搬送等に好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体の製造工程における、成膜
処理、エッチング処理、露光処理、あるいは各種処理工
程間の搬送等においては、被吸着物である半導体ウエハ
を保持するためにウエハチャックが使用されている。

【０００３】ウエハチャックとしては、メカニカルクラ
ンプ、真空チャック、静電チャックと呼ばれるものがあ
るが、このうちメカニカルクランプは、半導体ウエハの
周縁部を金属製の押圧治具で機械的に押さえ付けて固定
するものであるため、押圧治具により押さえられている
部分より半導体素子を形成することができないため、生
産性を高めることができず、また、半導体ウエハの全面
を均一に押さえることができないため、固定した半導体
ウエハに反りや歪みなどが発生し、その加工表面が平坦
になるように精度良く固定することができないといった
課題がった。しかも、半導体ウエハの加工表面を金属製
の押圧部材で押さえるため、コンタミネーションやパー
ティクルを発生させ易く、良品を安定して製作すること
が難しく、歩留まりが悪いといった課題があった。

【０００４】また、真空チャックは、半導体ウエハの設
置面に形成された多数の吸引孔より真空引きし、半導体
ウエハを設置面に真空吸引力によって強制的に吸着固定
するものであるが、被吸着物が半導体ウエハのように薄
肉のものであると、吸引孔上に位置する部分のみが窪ん
で半導体ウエハの加工表面に多数の凹凸ができ、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ない
といった課題があった。しかも、スパッタリング法やＣ
ＶＤ法(化学気相成長法：Chemical Vapor Deposition)
等の成膜装置やＥＢ露光装置(電子ビーム：Electron Be
am)等に用いる場合、そのプロセス環境は中高真空下で
あり、このような環境下では真空吸引力を利用した真空
チャックを使用することができないといった課題があっ
た。

【０００５】これに対し、静電チャックは、誘電体層を
挟んで形成された静電吸着用電極と半導体ウエハとの間
に静電気力を発生させて強制的に吸着固定するものであ
るため、誘電体層の厚みを一定とし、静電吸着用電極を
半導体ウエハとほぼ同等の大きさに形成しておけば、半
導体ウエハの全面にわたってほぼ均一な静電気力を発生
させることができるため、半導体ウエハの加工表面が平
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、中高真空下でも使用可能であるため、成膜処理、エ
ッチング処理、露光処理等を使用する半導体の製造工程
では静電チャックの利用が広がりつつあった。

【０００６】この種の静電チャックは、図３に示すよう
に、円盤状をした誘電体層２２とベース基台２５、及び
上記誘電体層２２とベース基台２５の間に配置された静
電吸着用電極２４とからなり、誘電体層２２の下面には
円形パターンを有する静電吸着用電極２４を備え、この
静電吸着用電極２４を覆うように誘電体層２２の下面に
は接着層２６を介してベース基台２５が接合されてお
り、上記誘電体層２２の上面を、被吸着物Ｗを載せる設
置面２３としたものであった。

【０００７】そして、この静電チャック２１により、被
吸着物Ｗを固定するには、設置面２３に載せた被吸着物
Ｗと静電吸着用電極２４との間に電圧を引加すると、被
吸着物Ｗと設置面２３の間には静電吸着力として誘電分
極によるクーロン力が発生し、被吸着物Ｗを設置面２３
に強制的に固定することができるようになっていた。

【０００８】ただし、被吸着物Ｗの吸着精度は、静電チ
ャック２１の設置面２３における平面度の影響を受ける
ため、設置面２３は極めて平坦かつ平滑に仕上げる必要
があり、また被吸着物Ｗの吸着時や離脱時には摺動によ
る摩耗が発生するため、設置面２３には耐摩耗性が必要
である。また、被吸着物Ｗが半導体ウエハである場合、
金属の混入を防がなければならず、また腐食性ガス等に
曝される場合、耐食性も必要となる。

【０００９】そこで、これらの問題を解消するため、静
電チャック２１の誘電体層２２として、アルミナ質焼結
体、チタン酸カルシウム(ＣａＴｉＯ₃)質焼結体、チタ
ン酸バリウム(ＢａＴｉＯ₃)質焼結体、窒化アルミニウ
ム質焼結体、あるいは単結晶サファイア等の絶縁性セラ
ミックスの利用が試みられており、近年、このようなセ
ラミック製静電チャックの使用が主流になっている（特
開昭６２−２６４６３８号公報、特開平４−２０６９４
８号公報、特開平６−２９１１７５号公報参照)。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体の製造工程では、生産性の向上が求められており、各
種処理工程における処理時間をできるだけ短くすること
が要求されており、成膜処理、エッチング処理、露光処
理等では、一枚の半導体ウエハを処理するのに要する時
間（以下、スループットという）、特に静電チャック２
１に固定した半導体ウエハを離脱させるのに要する時間
を短くすることが急務となっている。

【００１１】しかしながら、設置面２３を形成する誘電
体層２２が上述した絶縁性セラミックスからなる静電チ
ャック２１では、半導体ウエハと設置面２３に極性の異
なる電荷を帯電させることにより静電気力を発現させて
吸着するという吸着原理によって、電圧の引加を止めて
も誘電体層２２が絶縁性セラミックスであるために半導
体ウエハと設置面２３に帯電した電荷を直ぐに逃がすこ
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るため、半導体ウエハを直ぐに離
脱させることができず、スループットを向上させること
ができないといった課題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題を鑑み、絶縁性セラミックスからなる誘電体層の上面
に凹部を形成し、この凹部中に、体積固有抵抗値が１０
Ω・ｃｍ以下の導電性セラミックスからなる嵌合部材を
接合して上記凹部を埋め、上記誘電体層の上面と上記嵌
合部材の上面とで形成される平面を、被吸着物を載せる
設置面とし、この設置面の平面度を５μｍ以下とすると
ともに、上記誘電体層の下面に静電吸着用電極を形成し
て静電チャックを構成したことを特徴とする。

【００１３】また、上記設置面の面積に対する上記嵌合
部材の上面の面積が占める割合は５％〜３０％とするこ
とが良く、また、上記誘電体層を形成する絶縁性セラミ
ックス及び上記嵌合部材を形成する導電性セラミックス
は、その平均気孔径をそれぞれ１μｍ以下、気孔率をそ
れぞれ０．０５％以下に緻密化したものを用いることが
好ましい。さらに、望ましくは、上記誘電体層を形成す
る絶縁性セラミック部を単結晶アルミナにより形成し、
かつ上記嵌合部材を形成する導電性セラミック材をＡｌ
₂Ｏ₃−ＴｉＣ系焼結体により形成することが良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１５】図1は本発明の静電チャックを示す図で、
（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

【００１６】この静電チャック１は、円盤状をした絶縁
性セラミックスからなる誘電体層２と、円盤状をした絶
縁性セラミックスからなるベース基台５、及び上記誘電
体層２と上記ベース基台５との間に配置された静電吸着
用電極４とからなり、上記誘電体層２の下面には半円形
状をした一対の静電吸着用電極４を円を構成するよう
に、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、あるいはメッキ法やメタ
ライズ法等の膜形成手段によって被着してあり、この静
電吸着用電極４を覆うように誘電体層２の下面には接合
層６を介してベース基台５を接合してある。

【００１７】また、誘電体層２の上面には、誘電体層２
を貫通し、ベース基台５にまで達する深さの凹部２ａを
形成してあり、設置面２の上方から見たとき凹部２ａの
パターン形状が環状となるようにしてある。そして、こ
の環状の凹部２ａには、この凹部２ａの形状に合致する
環状をした導電性セラミックスからなる嵌合部材７を接
着等にて接合し、嵌合部材７の上面と誘電体層２の上面
とが同一平面上に位置するように形成してあり、この嵌
合部材７の上面と誘電体層２の上面とで構成される平面
を、被吸着物Ｗを載せる設置面３とし、この設置面３の
平面度が５μｍ以下となるようにしてある。

【００１８】その為、本発明の静電チャック１の設置面
３に、例えば薄肉の被吸着物Ｗを載せ、一対の静電吸着
用電極４間に電圧を印加して被吸着物Ｗと設置面３との
間に静電気力として誘電分極によるクーロン力を発現さ
せて被吸着物Ｗを設置面３に吸着固定すると、被吸着物
Ｗの表面を設置面３の優れた平面度に倣って平坦にする
ことができる。

【００１９】また、吸着固定した被吸着物Ｗを離脱させ
る場合、静電吸着用電極４への通電を止めるとともに、
嵌合部材７をアースすることにより、被吸着物Ｗや設置
面３に帯電した電荷を嵌合部材７より直ちに逃がし、大
きな残留吸着力が残るのを防止することができるため、
短時間で被吸着物Ｗを設置面３より離脱させることがで
きる。

【００２０】ところで、このような効果を奏するには、
設置面３全体の面積に対し、嵌合部材７の上面の面積が
占める割合を５％〜３０％とすることが良い。

【００２１】なぜなら、設置面３全体の面積に対する嵌
合部材７の上面の面積が占める割合が５％未満では、設
置面３に存在する嵌合部材７が占める割合が小さいた
め、被吸着物Ｗを離脱する際に、被吸着物Ｗと設置面３
に帯電する電荷を短時間に逃がす効果が小さいからであ
り、逆に、設置面３全体の面積に対する嵌合部材７の上
面の面積が占める割合が３０％を超えると、静電気力を
発生させる誘電体層２の上面が占める割合が少なくなり
すぎるため、被吸着物Ｗの吸着力が小さくなりすぎ、反
りをもった被吸着物Ｗを設置面３に倣って精度良く吸着
固定することができないからである。

【００２２】また、被吸着物Ｗを均一な静電気力でもっ
て設置面３に固定するには、静電気力の発生に寄与しな
い嵌合部材７を設置面３において偏りなく配置すること
が好ましく、例えば、図１（ｂ）に示すように環状に配
置する以外に、図２（ａ）や図２（ｂ）に示すように、
嵌合部材７の上面が円形あるいは正方形をしたものを、
設置面３に等間隔に分布させたものや、図２（ｃ）に示
すように、嵌合部材７の上面が円形をしたものを、設置
面３の中央に配置したもの等を用いることができる。

【００２３】また、嵌合部材７を形成する導電性セラミ
ックスは、その体積固有抵抗値ができるだけ小さいもの
が良く、好ましくは１０Ω・ｃｍ以下の体積固有抵抗値
を有するものが良い。この理由は、導電性セラミックス
の体積固有抵抗値が１０Ω・ｃｍより大きいと、導電性
というより半導電性に近くなり、被吸着物Ｗや設置面３
に帯電した電荷を直ちに逃がすことができず、被吸着物
Ｗの離脱時間を短くする効果が小さいからである。

【００２４】１０Ω・ｃｍ以下の体積固有抵抗値を有す
る導電性セラミックスとしては、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ系焼
結体、ＴｉＯ₂を含有したアルミナ質焼結体等を用いる
ことができ、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ系焼結体を用い
る場合、原料としてアルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)５０〜９５重量
％に対し、炭化チタン(ＴｉＣ)を５〜５０重量％の範囲
で添加した混合原料を用いるか、あるいは上記組成比で
含有する混合原料１００重量％に対し、焼結助剤とし
て、酸化チタン(ＴｉＯ₂)、酸化マグネシウム(Ｍｇ
Ｏ)、酸化珪素(ＳｉＯ₂)、酸化カルシウム(ＣａＯ)、酸
化ジルコニウム(ＺｒＯ₂)、酸化イッテルビウム(Ｙｂ₂
Ｏ₃)のうち１種類以上を１０重量％以下の範囲で添加し
た混合原料、さらには希土類酸化物や不可避不純物を５
重量％以下の範囲で添加した混合原料を用い、これらの
混合原料を所定形状に成形した後、ホットプレスにて焼
成し、さらにＨＩＰ処理を施すか、あるいは上記混合原
料を所定形状に成形した後、真空炉やＧＰＳ（Gas Pre
ssure Sintering）にて焼成したものを用いれば良く、
このようにして得たＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ系焼結体は、平均
気孔径が１μｍ以下、気孔率が０．０５％以下と極めて
緻密であるため、被吸着物Ｗの吸着時や離脱時に摺動し
たとしても摩耗したり、脱粒を生じることが少ないた
め、パーティクルの発生を抑えることができる。

【００２５】しかも、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ系焼結体は、後
述する誘電体層２を形成する絶縁性セラミックスと同程
度の切削性を有することから、設置面３を形成するため
に、研削加工や研磨加工を施した時に誘電体層３の上面
と嵌合部材７の上面を同程度だけ削ることができるた
め、設置面３の平面度を５μｍ以下にまで平坦化するこ
とができる。

【００２６】また、誘電体層２を形成する絶縁性セラミ
ックスとしては、１０¹²Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗値
を有するとともに、吸着時や離脱時における被吸着物Ｗ
との摺動においても摩耗したり、脱粒を起こし難い材料
により形成することが好ましく、アルミナ質焼結体、窒
化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、あるいは
単結晶アルミナを用いることができる。

【００２７】この中でも単結晶アルミナは、多結晶体で
あるアルミナ質焼結体、窒化珪素質焼結体、窒化アルミ
ニウム質焼結体等のように粒界のない単結晶体であるた
め、吸着時や離脱時における被吸着物Ｗとの摺動におい
て脱粒を起こすことがなく、また耐摩耗性に優れること
からパーティクルの発生を大幅に低減することができ
る。

【００２８】また、単結晶アルミナとＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ
系焼結体とは、切削性が近似していることから、設置面
３を形成するために研削加工や研磨加工を施せば、設置
面３の平面度を容易に５μｍ以下とすることができ、静
電チャック１を形成する場合、誘電体層２を単結晶アル
ミナにより形成するとともに、嵌合部材７をＡｌ₂Ｏ₃−
ＴｉＣ系焼結体により形成した組み合わせとすることが
好ましい。

【００２９】なお、誘電体層２をアルミナ質焼結体、窒
化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体等の多結晶
体により形成する場合、パーティクルの発生を極力抑え
る観点から、平均気孔径１μｍ以下、気孔率０．０５％
以下に緻密化されたものを用いることが好ましい。

【００３０】また、誘電体層２の下面に被着する静電吸
着用電極４の材質としては、パラジウム、ニッケル、チ
タン、タングステン、モリブデン、白金、金、銀等の金
属やＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、あるいはＴｉＮやＴｉＣ等
の導電性セラミック膜を用いることができ、前述したよ
うに、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、あるいはメッキ法やメ
タライズ法等の膜形成手段によって被着すれば良い。

【００３１】さらに、ベース基台５を形成する絶縁性セ
ラミックスとしては、１０¹²Ω・ｃｍ以上の体積固有抵
抗値を有するものであれば良く、例えば、誘電体層２を
形成する絶縁性セラミックスとして挙げたセラミックス
以外に、コージライト質焼結体、イットリューム・アル
ミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）質焼結体等を用いるこ
とができ、好ましくはベース基台５と誘電体層２を接合
する際に熱膨張差によって作用する応力をできるだけ緩
和し、接合強度を高める観点から、ベース基台５と誘電
体層２は熱膨張差が近似した材料を適宜選択して組み合
わせれば良く、望ましくはベース基台５と誘電体層２を
同一の絶縁性セラミックスにより形成することが良い。

【００３２】次に、図１（ａ）（ｂ）に示す静電チャッ
クの製造方法について説明する。

【００３３】まず、誘電体層２及びベース基台５を形成
する絶縁性セラミックスを用意し、切削加工により円盤
状に形成した誘電体層２の一方の主面に研磨加工を施し
て平滑に仕上げた後、研磨した一方の主面に、真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＰＶ
Ｄ法、ＣＶＤ法、あるいはメッキ法やメタライズ法等の
膜形成手段によって静電吸着用電極４を被着し、この静
電吸着用電極４を覆うように誘電体層２の一方の主面
に、切削加工により円盤状に形成したベース基台５を接
合する。

【００３４】誘電体層２とベース基台５の接合方法とし
ては、接着、ガラス付け、ロウ付け等の方法を適宜選定
して用いれば良い。

【００３５】次に、誘電体層２の他方の主面に、環状の
凹部２ａを、その底部がベース基台５の一部にかかるま
で研削加工にて形成し、この環状凹部２ａに、該凹部２
ａに係合する環状をした導電性セラミックスからなる嵌
合部材７を挿入し、接着、ガラス付け、ロウ付け等の接
合方法により接合する。

【００３６】次いで、嵌合部材７が嵌め込まれた誘電体
層２の他方の主面に研削加工、研磨加工を施して平坦に
仕上げ、被吸着物Ｗの設置面３を形成する。この時、嵌
合部材７を形成する導電性セラミックスを、誘電体層２
を形成する絶縁性セラミックスと同じような切削性を有
する材料により形成することで、異材質からなる誘電体
層２の上面と嵌合部材７の上面を平坦に仕上げることが
でき、平面度で５μｍ以下の精度に仕上げることができ
る。

【００３７】しかる後、ベース基台５に静電吸着用電極
４と嵌合部材７に連通する穴を穿孔し、静電吸着用電極
４と嵌合部材７にリード線を結線することにより、本発
明の静電チャック１を得ることができる。

【００３８】以上、本実施形態では、双極型の静電チャ
ックを例にとって説明したが、単一の静電吸着用電極を
備える単極型の静電チャックであっても構わない。ま
た、本実施形態に示す静電チャック１は、誘電体層２と
ベース基台５との間に静電吸着用電極４を挟んで接合し
た構造を示したが、誘電体層２とベース基台５が一体的
に形成された絶縁性セラミックスからなる誘電体中に静
電吸着用電極を埋設した静電チャックにも適用できるこ
とは言うまでもない。

【００３９】このように、本発明の要旨を逸脱しない範
囲であれば、改良や変更しても構わない。

【００４０】

【実施例】ここで、図１（ａ）（ｂ）に示す静電チャッ
ク１のうち、嵌合部材７の材質、設置面３の面積に対す
る嵌合部材７の上面の面積が占める割合をそれぞれ異な
らせた時の設置面３の平面度、被吸着物Ｗの吸着力と離
脱性、及びパーティクルの発生具合について調べる実験
を行った。

【００４１】本実験に用いる静電チャック１は、誘電体
層２を厚みが０．２ｍｍの単結晶アルミナにより形成
し、この誘電体層２の下面に蒸着法によりチタン（Ｔ
ｉ）からなる静電吸着用電極４を被着し、アルミナ純度
が９９．５％のアルミナ質焼結体からなるベース基台５
をエポキシ系接着剤にて接合したものを用いた。

【００４２】なお、嵌合部材７の材質、静電チャック１
の外径、環状をした嵌合部材７の外径と内径は表２に示
す通りとした。また、静電チャック１を構成する誘電体
層２及び嵌合部７を形成する材質の特性は表１に示す通
りである。また、嵌合部材７を形成するＡｌ₂Ｏ₃−Ｔｉ
Ｃ系焼結体は、アルミナを６５重量％、炭化チタンを３
５重量％添加した原料１００重量％に対し、焼結助剤と
して酸化チタン(ＴｉＯ₂)を８重量％添加した混合原料
を所定形状に成形した後、ホットプレスにて焼成し、さ
らにＨＩＰ処理を施したものを用いた。さらに静電チャ
ック１の中央には直径３ｍｍの設置面３を貫通する貫通
孔を予め穿孔しておいた。

【００４３】そして、設置面３の平面度については、嵌
合部材７を嵌め込んだ誘電体層２の上面をダイヤモンド
ホイールにて研削し、次いで、粒径５０ｎｍ以下のコロ
イダルシリカを用いて化学研磨することにより設置面３
を形成し、得られた設置面３の平面度を、触針式の平面
度測定器を用いて測定し、平面度が５μｍ以下であるも
のは使用可能であるため「○」、平面度が５μｍを超え
るものは使用不可であるため「×」で表した。

【００４４】また、被吸着物Ｗの吸着力と離脱性は、各
静電チャック１を真空チャンバー内に設置し、０．０２
ｍｍの反りをもった８インチのシリコンウエハを静電チ
ャック１の設置面３に載せ、一対の静電吸着用電極４間
に３ｋＶの電圧を印加して固定した時のウエハの平面度
を測定し、この平面度が０．０１ｍｍ以下であるものは
吸着性良好であるため「○」、平面度が０．０１ｍｍを
超えたものは吸着力不十分であるため「×」で示した。

【００４５】次に、吸着したウエハに１．５Ｖの電子線
を１０分照射した後、静電吸着用電極４への通電と、電
子線の照射を止めた後、静電チャック１の貫通孔からウ
エハの裏面に０．０３８Ｐａ（５ｔｏｒｒ）の圧力でＨ
ｅガスを供給し、ウエハが剥がれるまでの時間を測定
し、５秒以内にウエハを設置面３より離脱させることが
できたものを離脱性良好と判断した。

【００４６】さらに、パーティクルの発生具合は、設置
面３より離脱させたウエハに付着するパーティクルの数
を、パーティクルカウンターを用いて測定し、パーティ
クル数が５０個以下であるものを「○」、パーティクル
数が５０個を超えたものを「×」で示した。

【００４７】結果は表２に示す通りである。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】この結果、試料Ｎｏ．１，２に示すよう
に、嵌合部材７が金属からなるものでは、誘電体層２を
形成する絶縁性セラミックスとの切削性が大きくことな
るため、設置面３の平面度を５μｍ以下とすることがで
きなかった。また、金属からなる嵌合部材７は硬度が小
さいため、ウエハの着脱時の摺動において摩耗し、ウエ
ハには多数のパーティクルが付着していた。

【００５１】また、試料Ｎｏ．９のように、設置面３の
面積に対する嵌合部材７の上面の面積が占める割合が３
０％を超えると、静電気力に寄与しない嵌合部材７が占
める割合が多くなりすぎるため、十分な吸着力を得るこ
とができず、ウエハを精度良く吸着させることができな
かった。

【００５２】これに対し、試料Ｎｏ．３〜８に示すよう
に、嵌合部材７をＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ系焼結体からなる導
電性セラミックスにより形成した静電チャック１は、設
置面３の平面度を５μｍ以下に仕上げることができると
ともに、設置面の面積に対する嵌合部材７の上面の面積
が占める割合を５％〜３０％とすることにより、ウエハ
を吸着させるのに十分な吸着力を得ることができ、さら
に、ウエハを短時間で離脱させることができた。しか
も、ウエハに付着するパーティクル数も大幅に低減する
ことができ、優れていた。

【００５３】この結果、嵌合部材７を導電性セラミック
スにより形成するとともに、設置面の面積に対する嵌合
部材７の上面の面積が占める割合を５％〜３０％とする
ことにより、平坦な設置面３を有し、十分な吸着力と離
脱性に優れた静電チェック１が得られることが判る。

【００５４】（実施例２）次に、嵌合部材７をＡｌ₂Ｏ₃
−ＴｉＣ系焼結体により形成し、成形条件や焼成条件を
変えて平均気孔径や気孔率を異ならせた時のパーティク
ルの発生具合について実施例１と同様の条件にて測定し
た。なお、パーティクル数が５個以下であるものは特に
優れているため「◎」で示した。

【００５５】結果は表３に示す通りである。

【００５６】

【表３】

【００５７】この結果、嵌合部材７を形成するＡｌ₂Ｏ₃
−ＴｉＣ系焼結体の平均気孔径を１μｍ以下でかつ気孔
率を０．０５％以下とすることによりパーティクル数を
５個以下とすることができた。

【００５８】この結果、嵌合部材７を形成する導電性セ
ラミックスは、その平均気孔径を１μｍ以下でかつ気孔
率を０．０５％以下とすることが良いことが判る。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明のによれば、絶縁
性セラミックスからなる誘電体層の上面に凹部を形成
し、この凹部中に、体積固有抵抗値が１０Ω・ｃｍ以下
の導電性セラミックスからなる嵌合部材を接合して上記
凹部を埋め、上記誘電体層の上面と上記嵌合部材の上面
とで形成される平面を、被吸着物を載せる設置面とし、
この設置面の平面度を５μｍ以下とするとともに、上記
誘電体層の下面に静電吸着用電極を形成して静電チャッ
クを構成したことによって、反り等を持つ薄肉の被吸着
物を、設置面の優れた平面精度に倣って精度良く吸着固
定することができるとともに、被吸着物を離脱させる際
には、被吸着物や設置面に帯電した電荷を嵌合部材より
直ちに逃がし、短時間で被吸着物を設置面より離脱させ
ることができる。

【００６０】また、本発明は、誘電体層を形成する絶縁
性セラミックス及び嵌合部材を形成する導電性セラミッ
クスの平均気孔径がそれぞれ１μｍ以下、気孔率をそれ
ぞれ０．０５％以下に緻密化することにより、着脱時に
おける被吸着物との摺動においても脱粒や摩耗を抑え、
パーティクルの発生を低減することができる。

【００６１】さらに、本発明は、誘電体層を形成する絶
縁性セラミック部を単結晶アルミナにより形成し、かつ
嵌合部材を形成する導電性セラミック材をＡｌ₂Ｏ₃−Ｔ
ｉＣ系焼結体により形成したことにより、設置面を平坦
に仕上げることができるとともに、着脱時における被吸
着物との摺動においても脱粒や摩耗を抑え、パーティク
ルの発生を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る静電チャックの一例を示す図で、
（ａ）はその断面図、（ｂ）はその平面図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明に係る静電チ
ャックの他の設置面の構造を示す平面図である。

【図３】従来の静電チャックの一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１，２１：静電チャック２，２２：誘電体層３，２３：設置面４，２４：静電吸着用電極５，２５：ベース基台６，２６：接合層７：嵌合部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C016 GA10 4G030 AA16 AA36 AA45 BA02 GA29 GA32 4K029 JA05 4K030 GA02 KA46 5F031 CA02 HA02 HA17 HA19 MA27 MA28 MA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性セラミックスからなる誘電体層の上
面に凹部を形成し、該凹部中に、体積固有抵抗値が１０
Ω・ｃｍ以下の導電性セラミックスからなる嵌合部材を
接合して上記凹部を埋め、上記誘電体層の上面と上記嵌
合部材の上面とで形成される平面を、被吸着物を載せる
設置面とし、該設置面の平面度を５μｍ以下とするとと
もに、上記誘電体層の下面に静電吸着用電極を形成した
ことを特徴とする静電チャック。
【請求項２】上記設置面の面積に対する上記嵌合部材の
上面の面積が占める割合が５％〜３０％の範囲にあるこ
とを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】上記誘電体層を形成する絶縁性セラミック
スと、上記嵌合部材を形成する導電性セラミックスの平
均気孔径がそれぞれ１μｍ以下で、かつ気孔率がそれぞ
れ０．０５％以下であることを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】上記誘電体層を形成する絶縁性セラミック
スが単結晶アルミナからなり、かつ上記嵌合部材を形成
する導電性セラミックスがＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ系焼結体か
らなることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の
静電チャック。