JP2002190512A - 静電チャックおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】静電吸着力に関与するセラミック誘電体部分の
膜厚が従来に比べ薄く、緻密で、熱伝導性、耐摩耗性、
耐食性、汚染性などの諸特性に優れた静電チャックを提
供する。 【解決手段】予め内部歪を有する脆性材料微粒子を高速
で基板表面に吹付ける。すると、基板との衝突により脆
性材料微粒子は変形或いは破砕される。この変形或いは
破砕によって活性な新生面が現れ、この新生面を介して
結晶子同士が強硬に再結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハやガ
ラス基板等の被処理物を吸着する静電チャックとその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電チャックは、例えば半導体ウェハを
ドライエッチングやスパッタリング、ＣＶＤなどの手法
で処理する半導体製造装置に、半導体ウェハの平坦度を
維持しつつ強力に固定する部材として広く用いられてお
り、ウェハと接触して保持する誘電体層と、固定保持す
るための静電力を発生させる電極からなり、冷却機能を
持つジャケットと呼ばれる冷却プレート上に接着固定さ
れて使用される。誘電体層はセラミックスや高分子材料
が用いられている。

【０００３】従来の静電チャックは、酸化アルミニウム
などのセラミックスを誘電体層として使用する場合は、
使用温度環境で最適な吸着力を発揮する様、酸化チタン
などを添加した二元系以上の組成のものが使用されてお
り、純粋な静電力であるクーロン力のほか極微小な電流
が流れる状態で発生するジョンセン・ラーベック力を利
用して強力な吸着力を得ている。あるいは高分子材料の
誘電体層としてポリイミドなどが使用された静電チャッ
クも使用されている。

【０００４】静電チャックの従来の製法としては例えば
特開昭６２−２６４６３８号公報にあるように、セラミ
ックスのグリーンシート上に電極となる導体層を形成
し、この上にセラミックスのグリーンシートを積層させ
て焼成し、表面から研削・研磨を行う手法が代表的であ
る。

【０００５】また別の従来製法として、例えば特開平９
−６９５５４号公報にあるように、金属基板をブラスト
して表面に凹凸を形成させた後、金属溶射皮膜をアンダ
ーコート層として形成し、この上に酸化アルミニウム・
酸化チタン二元系のセラミック溶射材料をプラズマ溶射
法により被覆してトップコート層を形成し、表面を研磨
仕上げして、さらにケイ素化合物を塗布して表面に生成
している孔を封孔する手法がある。この方法は生産性に
優れ、また従来の溶射法よりも電気抵抗率の安定や密着
性などの面で向上が期待される。

【０００６】また、静電チャックへの適用についての記
載はないが、基板表面にセラミックスの層を形成する新
たな被膜形成方法として、ガスデポジション法（加集誠
一郎：金属 １９８９年１月号）や静電微粒子コーティ
ング法（井川 他：昭和５２年度精密機械学会秋季大会
学術講演会前刷）が知られている。前者は金属やセラミ
ックス等の超微粒子をガス攪拌にてエアロゾル化し、微
小なノズルを通して加速せしめ、基板に衝突した際に運
動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、微粒子
間あるいは微粒子と基板間を焼結することを基本原理と
しており、後者は微粒子を帯電させ電場勾配を用いて加
速せしめ、この後はガスデポジション法と同様に衝突の
際に発生する熱エネルギーを利用して焼結することを基
本原理としている。

【０００７】また、上記のガスデポジション法あるいは
静電微粒子コーティング法を改良した先行技術として、
特開平８−８１７７４号公報、特開平１０−２０２１７
１号公報、特開平１１−２１６７７号公報或いは特開２
０００−２１２７６０号公報に開示されるものが知られ
ている。これらの先行技術も静電チャックへの適用につ
いての記載はない。

【０００８】特開平８−８１７７４号公報に開示される
技術は、融点の異なる２種類の金属または有機物を、抵
抗線加熱、電子ビーム加熱、高周波誘導加熱、スパッタ
リング、アークプラズマ等で加熱蒸発させ、この加熱蒸
発により粒子径が０.１μｍ以下の表面が非常に活性な
超微粒子とし、この超微粒子を融点の異なる金属ごとに
ノズルを用い、３次元立体形状の断面ＣＡＤデータに基
づいて基板に吹き付け、これを繰り返すことで融点の異
なる２種類の金属からなる３次元立体形状物を形成し、
この後、２種類の金属の融点の中間温度で３次元立体形
状物を加熱することで低融点金属部分を溶融除去し、高
融点金属部分のみを残すようにしている。

【０００９】特開平１０−２０２１７１号公報に開示さ
れる技術は、前記した抵抗線加熱、電子ビーム加熱、高
周波誘導加熱、スパッタリング、アークプラズマ等で加
熱蒸発することで得た超微粒子を基板に向けて噴射する
にあたり、マスクの開口を通して行うことで、肩だれの
ない３次元立体形状物を得るようにしている。

【００１０】特開平１１−２１６７７号公報に開示され
る技術は、前記した超微粒子を含むエアロゾルを搬送す
る際あるいは金属やセラミックスを加熱蒸発させる際
に、超微粒子同士が凝集して大きな粒子となるのを防止
するために、中間の経路に分級装置を配置するようにし
ている。

【００１１】特開２０００−２１２７６０号公報に開示
される技術は、粒径が１０ｎｍ〜５μmの超微粒子（前
記先行技術と異なり加熱蒸発させて得たものではない）
に、イオンビーム、原子ビーム、分子ビーム或いは低温
プラズマなどを照射することにより、超微粒子を溶融せ
しめることなく活性化し、この状態のまま基板に３ｍ／
sec〜３００ｍ／secの速度で吹き付けることで、超微粒
子相互の結合を促進して誘電体層を形成するようにした
ものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来法のう
ち、グリーンシート法では、可塑変形体の積層物の焼成
を行なうため、必然的に焼成後に反りが発生する。焼成
後、表面から平面研削を行なって最上部の誘電体層をな
るべく薄くなるよう加工を施すわけであるが、内部電極
が反っているため、誘電体層の研削に限度が有り電極か
ら表面までの距離は数百μｍまでで抑えることが一般的
である。しかも反りのある内部電極から表面までの距離
は一個体内でもまちまちであり、個体差も発生する。こ
のことは静電チャックの吸着性能の個体差を生む原因と
なっている。また、誘電体層が厚いため、十分な吸着力
を発生させるべく、酸化アルミニウムなどの比較的高電
気抵抗率を持ち機械的特性に優れたセラミックスに、酸
化チタンなどの比較的低電気抵抗率の物質をまぜて、ジ
ョンセン・ラーベック効果を発現させる工夫を持たせて
いたが、チタンなどの金属成分が静電チャック使用時に
ウェハとの摩擦摩耗により付着し、ウェハを汚染すると
いう問題を抱えていた。

【００１３】さらにグリーンシート法で作製される静電
チャックは、金属製の冷却プレートに例えばインジウム
などのボンディング材により熱融着させて使用される
が、熱伝導率に劣るセラミックス誘電体の厚み、すなわ
ち静電チャック自体の厚みが数ｍｍあることから冷却効
率が悪く、従ってドライエッチング工程でウェハに導入
される熱量を抑える必要があったり、あるいはウェハ面
内で温度の不均一分布を生じさせる原因となるなどの問
題点があった。

【００１４】また、グリーンシート法では、ナノメート
ルレベルの結晶粒からなる多結晶体を形成させることは
困難で、焼結助剤を用いて焼成するため、粒子同士の界
面に特定の元素が偏析を起こし、所望の特性の達成を阻
害する原因になる。

【００１５】一方、ＰＶＤやＣＶＤなどでは、原子の堆
積によって誘電体層を形成させるというその手法の特徴
から、結晶成長エネルギーの低い結晶面から優先的に成
長する為、配向性を持ったり、基板から柱状に結晶が形
成されるなどの特徴的な構造を持ち、無秩序な結晶配向
の粒状多結晶体を形成させることは困難である。

【００１６】また溶射法を用いた場合では、誘電体層は
一般に多孔体となり、この膜中の孔の存在が膜の絶縁破
壊電圧を低下させるために、あるいは使用するセラミッ
ク溶射材料の制限を受けるなどして、その被覆厚さを５
０〜５００μｍの比較的厚膜で形成させる必要がある。
さらに表面研磨した場合に、表面が多孔性となるため、
比表面積が大きくなり、使用環境によっては、誘電体層
の腐食などによる劣化を早める原因となっていた。この
ため表面にあらためてケイ素化合物を塗布する必要もあ
る。

【００１７】また十分な吸着力を発生させるには、例え
ば主原料に酸化アルミニウムを使用する場合には、これ
に酸化チタンを添加して電気抵抗率を下げる必要が有
り、やはり酸化チタンがウェハの汚染源として問題とな
る。特に表面が多孔性の場合では、耐摩耗性も緻密質に
比べて劣るため、ウェハの汚染を進める原因ともなって
いる。汚染源という観点からは、溶射ノズルに使用され
るアノード、カソードが僅かに溶出し、誘電体層に混ざ
り込むことも上げられる。これは電気抵抗率や耐電圧値
にも影響を与える。

【００１８】誘電体層にポリイミドなどの高分子材料を
用いる場合には、耐摩耗性に劣るため、ウェハや製造装
置内の汚染を助長するとともに、静電チャックの交換頻
度も高くなるという不具合があった。また有機材料ゆえ
に耐熱性にも劣る。

【００１９】また、ゾルゲル法によるセラミック膜の作
製においては比較的結晶子の小さな膜が低温で作製でき
る技術が開発されてきている。しかしながら一般的に一
回の製膜工程で達成される膜厚は数nmから数百ｎｍレベ
ルであり、厚膜を形成させようとする場合はこの工程を
繰り返す必要がある。この際実質的には下地膜を強固に
する為に加熱処理を施す必要があり下地層の粒成長が起
こる。粒成長を起こさない低温での製膜では緻密度が大
きくならない問題がある。また多数回の製膜工程を経る
と膜にクラックが発生するという問題が解決できていな
い。またこのゾルゲル法あるいは溶液中析出法などの微
細組織のセラミック膜作製方法は湿式が多く、膜中に溶
液中の他の溶質や溶媒が混入して膜特性の劣化や組成の
ずれなどが生じる場合がある。

【００２０】一方、特開平８−８１７７４号公報、特開
平１０−２０２１７１号公報および特開平１１−２１６
７７号公報に開示される方法にあっては、超微粒子を得
るための加熱手段（抵抗線加熱、電子ビーム加熱、高周
波誘導加熱、スパッタリング、アークプラズマ等）が必
要となり。また基本原理が衝突の際に運動エネルギーを
熱エネルギーに変換して焼結させるというものであり、
これを静電チャックの製造に応用した場合、基板上に形
成される誘電体層の粒子径は粒成長により、原料の超微
粒子よりも大きくなってしまう。

【００２１】一方、本発明者らは特開２０００−２１２
７６０号公報に開示される技術について引き続き追試を
行ってきた。その結果、金属（延展性材料）とセラミッ
クスや半金属などの脆性材料とでは異なる挙動を示すこ
とが判明した。即ち、脆性材料にあっては、イオンビー
ム、原子ビーム、分子ビーム或いは低温プラズマなどを
照射することなく、つまり特別な活性化手段を用いるこ
となく誘電体層を形成することができた。しかしなが
ら、同公報に記載された条件である微粒子の粒径を１０
ｎｍ〜５μm、衝突速度を３ｍ／sec〜３００ｍ／secと
しただけでは誘電体層の剥離強度が不足していたり、或
いは部分的に剥離しやすかったり、密度も不均一となる
など新たな問題が生じた。

【００２２】本発明は、これらの問題点を鑑みてなされ
た静電チャックの提案とその製造方法であり、静電吸着
力に大きく関係するセラミック誘電体部分の膜厚が従来
に比べ比較的薄く、緻密質で、重金属を含まないため、
熱伝導性、耐摩耗性、耐食性、汚染性などの静電チャッ
クに要求される諸特性に優れた静電チャックを提供する
ことにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の知見に基
づいてなされたものである。セラミックスは自由電子を
ほとんど持たない共有結合性あるいはイオン結合性が強
い原子結合状態にある。それゆえ硬度は高いが衝撃に弱
い。シリコンやゲルマニウムのような半金属も、延展性
を持たない脆性材料である。従ってこれらの脆性材料に
機械的衝撃力を付加した場合、例えば結晶子同士の界面
などの壁開面に沿って結晶格子のずれを生じたり、ある
いは破砕されたりなどする。これらの現象が起こると、
ずれ面や破面にはもともと内部に存在し、別の原子と結
合していた原子が剥き出しの状態となり、すなわち新生
面が形成される。この新生面の原子一層の部分は、もと
もと安定した原子結合状態から外力により強制的に不安
定な表面状態に晒される。すなわち表面エネルギーが高
い状態となる。この活性面が隣接した脆性材料表面や同
じく隣接した脆性材料の新生面あるいは基板表面と接合
して安定状態に移行する。外部からの連続した機械的衝
撃力の付加は、この現象を継続的に発生させ、微粒子の
変形、破砕などの繰り返しにより接合の進展、それによ
って形成された堆積物の緻密化が行われる。このように
して、脆性材料の堆積物が形成される。

【００２４】上記の知見に基づいて製造された本発明に
係る静電チャックの誘電体層の微視的な構造は従来の製
法で得られたものと明らかに異なっている。即ち、本発
明に係る静電チャックの誘電体層は、電極である基板あ
るいは電極を複数配置した基板に直接接合され、多結晶
であり、前記誘電体層を構成する結晶は実質的に結晶配
向性がなく、また前記結晶同士の界面にはガラス質から
なる粒界層が実質的に存在せず、更に前記誘電体層の一
部は基板表面に食い込むアンカー部となっている。

【００２５】ここで、本発明を理解する上で重要となる
語句の解釈を以下に行う。 （多結晶）本件では結晶子が接合・集積してなる構造体
を指す。結晶子は実質的にそれひとつで結晶を構成しそ
の径は通常5nm以上である。本願の製法においては、そ
の平均径は、一般的にナノメートルレベルと非常に微細
となる。ただし、微粒子が破砕されずに誘電体層中に取
り込まれるなどの場合がまれに生じるが、実質的には多
結晶である。 （結晶配向性）本件では多結晶である誘電体層中での結
晶軸の配向具合を指し、配向性があるかないかは、一般
には実質的に配向性のないと考えられる粉末X線回折な
どによって標準データとされたJCPDS（ASTM）データを
指標として判断する。本件では後述する実施例４に示す
ような見方において、主要なピークのずれが３０％以内
に収まっている場合を実質的に配向性がないと称する。 （界面）本件では結晶子同士の境界を構成する領域を指
す。 （粒界層）界面あるいは焼結体でいう粒界に位置するあ
る厚み（通常数ｎｍ〜数μｍ）を持つ層で、通常結晶粒
内の結晶構造とは異なるアモルファス構造をとり、また
場合によっては不純物の偏析を伴う。 （アンカー部）本件の場合には、基板と誘電体層の界面
に形成された凹凸を指し、特に、予め基板に凹凸を形成
させるのではなく、誘電体層形成時に、元の基板の表面
精度を変化させて形成される凹凸のことを指す。 （平均結晶子径）X線回折法におけるScherrerの方法に
よって算出される結晶子のサイズであり、本件ではマッ
クサイエンス社製MXP-18を使用して測定・算出した。 （内部歪）微粒子に含まれる格子歪のことで、X線回折
測定におけるHall法を用いて算出される値であり、微粒
子を十分にアニールした標準物質を基準として、そのず
れを百分率表示する。 （再凝集）微粒子の粉砕中に微粒子の一次粒子の表面か
ら破砕・脱落した微細な断片が（必ずしも同一でない）
一次粒子表面に付着・結合して表面層を形成した状態を
指す。 （基板に衝突する際の脆性材料微粒子の速度）脆性材料
微粒子の速度に関しては、実施例３に記載の方法に従っ
て測定した平均速度のことを意味する。

【００２６】従来の焼結によって形成した誘電体層は、
結晶が熱による粒成長を伴っており、特に焼結助剤を用
いた場合には粒界層としてガラス層が生じる。一方、本
発明に係る静電チャックの誘電体層は、原料微粒子の変
形または破砕を伴うため、原料微粒子よりも誘電体層の
構成粒子の方が小さくなっている。例えば、レーザ回折
法やレーザ散乱法で計測される微粒子の平均粒径を０．
１〜５μｍとすることで形成される誘電体層の平均結晶
子径は１００ｎｍ以下となるような場合が多く、このよ
うな微細結晶子からなる多結晶体をその組織として持
つ。その結果、平均結晶子径が５００ｎｍ以下で緻密度
が７０％以上、または平均結晶子径が１００ｎｍ以下で
緻密度が９５％以上、または平均結晶子径が５０ｎｍ以
下で緻密度が９９％以上の緻密な誘電体層とすることが
できる。ここで、緻密度（％）は、文献値、理論計算値
による真比重と、誘電体層の重量および体積値から求め
た嵩比重を用い、嵩比重÷真比重×１００（％）の式か
ら算出される。

【００２７】静電チャックはシリコンなどの半導体ウェ
ハを数万回に亘ってチャックさせる機能を持ち、エッチ
ングなどの加熱操作によって数万回の昇温、冷却サイク
ルにさらされる。このとき熱膨張率の違いなどによって
ウェハと静電チャックの間で摩擦摩耗が生じ、摩耗粉の
ウェハへの付着による汚染が問題になっているが、本発
明の静電チャックの誘電体層は微細な多結晶であるため
耐摩耗性に優れ、汚染を低減させることができる。

【００２８】また、本発明に係る誘電体層の特徴は、衝
突などの機械的衝撃による変形または破砕を伴うため、
結晶の形状として扁平なもの或いは細長いものは存在し
にくく、その結晶子形状はおおよそ粒状と見て良く、ア
スペクト比はおおよそ２.０以下となる。また微粒子が
破砕した断片粒子の再接合部であるため、結晶配向を持
つことはなく、ほとんど緻密質であるため、硬さ、耐摩
耗性、耐食性などの機械的・化学的特性に優れる。

【００２９】また本発明にあっては、原料微粒子の破砕
から再接合までが瞬時に行われるため、接合時に微細断
片粒子の表面付近で原子の拡散はほとんど行われない。
従って、誘電体層の結晶子同士の界面の原子配列に乱れ
がなく溶解層である粒界層（ガラス層）は殆ど形成され
ず、形成されても１ｎｍ以下である。そのため、耐食性
などの化学的特性に優れる特徴を示す。

【００３０】即ち、半導体製造工程において、腐食性の
ガスを用いて製造装置を洗浄する場合があり、静電チャ
ックがこの腐食性ガスに暴露されるが、多結晶のセラミ
ックスからなる誘電体層のうち、結晶子同士の界面すな
わち粒界のガラス層が最も腐食され易く、従ってガラス
層がエッチングされて誘電体層表面の精度を劣化させ
る。これは静電チャックの耐摩耗性を劣化させることに
なり、チャックの寿命を短くする原因となる。本発明で
は結晶子同士の界面のガラス層を全くなくす、あるいは
ガラス層の厚みを１ｎｍ以下に抑えることにより、耐食
性を向上させ、静電チャックの特性の劣化を遅らせるこ
とが可能となる。

【００３１】また、本発明にかかる静電チャックの構造
の別の一態様では、上述の静電チャックにおいて、基板
が冷却機能を有することを特徴とする。チャックされた
ウェハにエッチング操作を行なう場合、ウェハ表面は加
熱されるため、ウェハを冷却しつつ一定のプロセス温度
に制御する必要がある。通常アルミニウム合金素材など
で作られた液冷冷却プレートに静電チャックをインジウ
ムボンディングなどの手法により張り付け、あるいはボ
ルト固定して接触させ、冷却プレートを低温にすること
により静電チャックを介してウェハの温度制御を行なう
が、本発明では、冷却プレート上に上述の特性を有する
セラミック誘電体層を形成させて、冷却プレートそのも
のにチャック特性を持たせるため、その冷却効率が著し
く良好になる。この場合は冷却プレートを電極として用
いることができる。

【００３２】また、本発明にかかる静電チャックの構造
の別の一態様では、上述のセラミック誘電体層におい
て、結晶子同士の界面に、結晶子を構成する主要な元素
以外の金属元素あるいは半金属元素が偏析していないこ
とを特徴とする。セラミック焼結体などでは、結晶子同
士の界面に焼結助剤などが偏析し、これが耐食性の劣
化、あるいは耐摩耗性の劣化の原因となる。偏析した金
属元素などがウェハに付着して汚染の原因ともなる。本
発明ではこれらの懸念がない。

【００３３】また、本発明にかかる静電チャックの構造
の別の一態様では、上述のセラミック誘電体層が、酸化
アルミニウムが主成分であり、その純度が９９％以上が
望ましい。酸化アルミニウムは静電チャックの用途とし
てみて良好な機械的特性、電気的特性、化学的特性を保
有しており、従来の静電チャックにも多く使用されてい
る素材である。従来は製造プロセスの制約のため、酸化
アルミニウムを主成分としていても、これに焼結助剤が
混在していたり、多孔体であったりするなどで十分な素
材の特性を活かすことができなかった。この素材を用い
て上述のような微細多結晶の緻密質誘電体層を形成させ
ることにより、さらに耐摩耗性、表面平滑性、絶縁性、
耐食性を向上させることができる。

【００３４】酸化アルミニウムの純度を上げることによ
り、これらの特性をさらに向上させることができる。不
純物が存在しなければ、それらによるウェハの汚染の心
配もない。

【００３５】場合によっては誘電体層が、酸化アルミニ
ウムと酸化チタンの固溶体であってもよい。酸化アルミ
ニウムに比べて若干電気抵抗率が低いこの元素を添加す
ることにより、ジョンセン・ラーベック力を発現させる
ことが容易となり、すなわち静電チャックの吸着力を向
上させることが可能となる。

【００３６】また場合によっては誘電体層が、窒化ケイ
素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化ケイ素、酸化クロム、酸化カルシウム、酸化マ
グネシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、窒化
硼素を構成する成分のいずれかあるいはこれらの組み合
わせを含む。これらは、耐摩耗性の向上、電気抵抗率の
制御、耐食性の向上などの目的に合わせて選択し、添加
される。

【００３７】また、本発明にかかる静電チャックの構造
の別の一態様では、誘電体層における酸素量が制御さ
れ、誘電体層の組成が酸素の欠損あるいは過剰に基づく
非化学量論組成であることを特徴とする。

【００３８】例えば酸化アルミニウムを静電チャックの
構成成分とした場合、酸化アルミニウムは電気抵抗率が
高いためにほとんど電流が流れない。このことはチャッ
ク力にほとんどクーロン力を利用するしかないという意
味であり、低電圧で十分な吸着力を発生させることが困
難である。誘電体層の組成内の元素例えば酸素の量を制
御し、特に粒界における酸素を欠損させたり過剰に存在
させて化学量論組成からのずれを生じさせたり、あるい
は酸素を含む化合物である水を誘電体層の組織内特に粒
界などに吸着させたり水酸基として化学結合させるなど
の修飾を行うことによってこれがために電子が移動し易
い状態になることが考えられる。従って電圧印加をした
場合、粒界付近に沿って極微小電流が流れる。これはす
なわちジョンセン・ラーベック効果を発現させることで
あり、低電気抵抗率の元素を添加する必要なく、高純度
酸化アルミニウムにて吸着力の大きなセラミック誘電体
層を形成させることができる。これにより添加物による
耐摩耗性、耐食性の劣化、ウェハの汚染の心配がなくな
り、また低電圧でも大きな吸着力が得られる。また結晶
子が微細であるがゆえに界面総面積が大きく、すなわち
電流の流れるルートを多く採ることができる点は、微細
多結晶体の優位点である。

【００３９】本発明にかかる静電チャックの一態様で
は、セラミック誘電体層の厚さが５０μｍ以下、望まし
くは３０μｍ以下である。例えば純度の高い酸化アルミ
ニウムをセラミック誘電体層として使用する場合におい
ては、電気抵抗値が高いため、層厚さが比較的厚いとク
ーロン力が効果的に発現できず、この分吸着力が稼げな
い。また層厚さが厚いと熱伝導性にも劣り、ウェハの冷
却効率の低下や温度分布の乱れを起こす原因となる。例
えば酸化アルミニウムからなる誘電体層の厚さを５０μ
ｍ以下、望ましくは３０μｍ以下にすることにより、低
電圧下でも吸着力が大きく、熱伝導特性の優れた、ウェ
ハ汚染性の少ない静電チャックが得られる。

【００４０】また、本発明にかかる静電チャックの一態
様では、セラミック誘電体層の表面が研削あるいは／お
よび研磨処理を行なったものである。ウェハの各種処理
では、工程中のウェハの平面度の維持が重要であり、従
ってこれを保持する静電チャックの誘電体層の平面度が
要求される。静電チャック表面を超精密研削あるいは研
磨処理を行なうことにより、十分な平面度を達成でき
る。

【００４１】場合によっては、誘電体層の平面度が優れ
るゆえに、面積の大きなウェハを吸着させた場合に、吸
着力が強すぎ、各種処理後のウェハ取り外しの際に大き
な力を要することがあり、ウェハの破壊を招く恐れすら
ある。このような場合には、誘電体層に凹凸を形成させ
て吸着実効面積を制御し、吸着力の制御を行なうように
するとよい。

【００４２】一方、本願の静電チャックの製造方法は、
先ず脆性材料微粒子に前処理を施して脆性材料微粒子に
内部歪を付与し、次いでこの内部歪を蓄えた脆性材料微
粒子を基材表面に高速で衝突させるか、基材表面に盛り
付けた内部歪を蓄えた脆性材料微粒子に機械的衝撃力を
付加することで、前記脆性材料微粒子を変形または破砕
し、この変形または破砕にて生じた活性な新生面を介し
て微粒子同士を再結合せしめることで、基材との境界部
にその一部が基材表面に食い込む多結晶脆性材料からな
るアンカー部を形成し、更にこのアンカー部の上に多結
晶脆性材料からなる誘電体を形成する。

【００４３】内部歪が少ないと、脆性材料微粒子を衝突
させた際に変形或いは破砕しにくく、逆に内部歪が大き
くなると内部歪をキャンセルするために大きなクラック
が生じ、衝突させる前に脆性材料微粒子が破砕・凝集
し、この凝集物を基材に衝突させても新生面は形成され
にくい。したがって、本発明に係る静電チャックを得る
には、脆性材料微粒子の粒径および衝突速度は重要であ
るが、それ以上に原料の脆性材料微粒子に予め所定範囲
の内部歪を与えておくことが重要である。 最も好まし
い内部歪としては、クラックが形成される直前まで大き
くなった歪ということになるが、多少クラックが形成さ
れていても内部歪が残っている微粒子であれば構わな
い。微粒子に歪を与える粉砕処理は、微粒子にかかる粉
砕のための衝撃を大きく与えることのできる粉砕手段を
用いるのが好ましい。微粒子に比較的一様に大きな歪を
付与することができるからである。このような粉砕手段
としては、セラミックスの粉砕処理によく用いられるボ
ールミルに比べて大きな重力加速度を与えることの出来
る振動ミルやアトライタ、遊星ミルを用いるのが好まし
く、とりわけボールミルに比べて格段に大きな重力加速
度を与えることの出来る遊星ミルを用いることが最も好
ましい。

【００４４】脆性材料微粒子を高速で衝突させる手法に
は、搬送ガスを用いる方法や、静電力を用いて微粒子を
加速する方法、溶射法、クラスターイオンビーム法、コ
ールドスプレー法などが挙げられる。このうち搬送ガス
を用いる方法は従来ガスデポジション法と呼ばれてお
り、金属や半金属、セラミックの微粒子を含むエアロゾ
ルをノズルより噴出させて高速で基板に吹き付け、微粒
子を基材上に堆積させて誘電体層を形成することによっ
て、微粒子の組成を持つ圧粉体などの堆積層を形成させ
る構造物形成法である。

【００４５】そのうち、ここでは特に構造物を基板上に
ダイレクトで形成する方法を超微粒子ビーム堆積法（Ul
tra−Fine particles beam deposition method）ある
いはエアロゾルデポジション法と呼び、この明細書では
本発明に係る作製方法を以下この名称で呼ぶ。

【００４６】本発明に係る静電チャックの製造方法（超
微粒子ビーム堆積法）にあっては、前記脆性材料微粒子
は平均粒径が０.１〜５μｍで、予め内部歪の大きなも
のを用いることが好ましい。これらの条件は基材に衝突
させた際などに新生面が形成されるかに密接に関係して
おり、粒径０.１μｍ未満では、粒径が小さすぎて破砕
や変形が生じにくい。５μｍを超えると一部破砕は起こ
るものの、実質的にはエッチングによる膜の削り取り効
果が現れるようになり、また破砕が生じないで微粒子の
圧粉体の堆積に止まる場合が生じる。同じく、この平均
粒径で構造物形成を行なう場合、５０ｍ／ｓ以下では、
圧粉体が構造物中へ混在する現象が観察されており、４
５０ｍ／ｓ以上では、エッチング効果が目立つようにな
り、構造物形成効率が低下することがわかっている。さ
らには、１５０〜４００ｍ／ｓ以下の範囲内であると、
これらの不具合がより良く解消される。ここで微粒子の
速度については、下記の実施例３に挙げた速度測定方法
により算出したものである。

【００４７】また、原料粒子にクラックが生じると内部
歪はキャンセルされるためクラックはない方が好ましい
が、クラックがあっても所定の内部歪が存在すればよ
い。換言すれば、クラックが入る直前まで内部歪が蓄積
されている原料微粒子が最も好ましい。

【００４８】特開２０００−２１２７６６号公報に開示
した内容を追試してきた際に、セラミックスなどの脆性
材料については必ずしもよい結果が得られなかったの
は、上記の条件が整っていなかった可能性がある。

【００４９】本発明にかかる静電チャックの製造方法の
別の一態様では、脆性材料微粒子に含まれる酸素の量を
制御した工程を経た後に、次いでこの酸素の量を制御さ
れた脆性材料微粒子を基材表面に高速で衝突させるか、
基材表面に盛り付けた、酸素の量を制御された脆性材料
微粒子に機械的衝撃力を付加することで、前記脆性材料
微粒子を変形または破砕し、この変形または破砕にて生
じた活性な新生面を介して微粒子同士を再結合せしめる
ことで、基材との境界部にその一部が基材表面に食い込
む多結晶脆性材料からなるアンカー部を形成し、更にこ
のアンカー部の上に多結晶脆性材料からなる誘電体を形
成する。

【００５０】脆性材料微粒子含まれる酸素とは、酸素原
子あるいは酸素を含む化合物例えば水や水酸基のことで
あり、これらが微粒子の表面などに吸着や結合をした状
態の脆性材料微粒子を用意する。この方法は例えば水蒸
気の存在する環境中でメカノケミカル的な作用、ボール
ミルや振動ミル、遊星ミルなどの装置によった処理を行
うことが有効な手段として挙げられる。特に乾式にて処
理することがより効率よく酸素の吸着を行うことができ
る。これら酸素量を制御された脆性材料微粒子を原料と
して誘電体層を形成することにより、誘電体層中の酸素
量を過剰にすることができ、このため体積固有抵抗値な
どの電気的特性を変化させることができると考えられ
る。

【００５１】本発明に係る静電チャックの製造方法の特
徴の1つは、室温あるいは比較的低温で行える点であ
り、基材として樹脂などの融点の低い材料を選定するこ
とができる。ただし、本発明方法においては加熱工程を
付加してもよい。例えば、静電チャックの実使用条件が
数百度の高温である場合では、セラミック誘電体層の形
成時の温度を同じとすることにより、基板とセラミック
誘電体層の熱膨張の違いによる熱応力がこの温度でキャ
ンセルされることとなり好適である。また前記多結晶脆
性材料からなる誘電体層を形成した後に、当該脆性材料
の融点以下の温度で加熱処理して結晶の組織制御を行う
ことが可能である。

【００５２】また、本発明に係る静電チャックの製造方
法においては、原料微粒子に形成された新生面の活性を
ある程度の時間持続させるために、減圧下で行なうこと
が好ましい。

【００５３】また、超微粒子ビーム堆積法により本発明
に係る静電チャックの製造方法を実施する場合には、搬
送ガスの種類および／または分圧を制御して、前記脆性
材料からなる誘電体層を構成する化合物の元素量を制御
したり、誘電体層中の酸素濃度を制御したり、誘電体層
中の結晶界面近傍に前記酸化物の酸素欠損層や過剰層を
形成することで、誘電体層の電気的特性・機械的特性・
化学的特性・光学的特性・磁気的特性を制御するなどの
ことが考えられる。

【００５４】即ち、例えば酸化アルミニウムなどの酸化
物を超微粒子ビーム堆積法の原料微粒子として用い、こ
れに使用するガスの酸素分圧を抑えて誘電体層形成を行
なうと、微粒子が破砕し、微細断片粒子を形成した際
に、微細断片粒子の表面から酸素が気相中に抜け出し
て、表面相で酸素の欠損が起こるということが考えられ
る。こういったことが起こるとするならばこのあと微細
断片粒子同士が再接合するため、結晶粒同士の界面近傍
に酸素欠損層が形成される。また、欠損させる元素は酸
素に限らず、窒素、硼素、炭素などもでもよく、これら
も特定のガス種のガス分圧を制御して、気相・固相間の
元素量の非平衡状態による分配あるいは反応による元素
の脱落が起こることが考えられる。

【００５５】本発明にかかる静電チャックの製造方法の
別の一態様では、基板のチャック層被覆位置に、絶縁層
を介して一極以上の電極を形成し、次いで電極層上に、
超微粒子ビーム堆積法によりセラミック誘電体層を厚さ
１μｍから５０μｍで形成し、次いでセラミック誘電体
層を表面から研削および／あるいは研磨して厚さ０．５
μｍから３０μｍのチャック層を形成する。

【００５６】基板として絶縁体を用いる場合において
は、予め基板上に導電性の電極を印刷や蒸着、めっきな
どの手段で形成しておき、この上に超微粒子ビーム堆積
法によってセラミック誘電体層を形成させることができ
る。この手法は、２極以上の電極を必要とする場合に好
適である。

【００５７】本発明にかかる静電チャックの製造方法の
別の一態様では、基板のチャック層被覆位置に、絶縁層
を介して一極以上の電極を形成し、次いでチャック層被
覆位置を覆うように絶縁体層を厚さ５μｍ以下で形成
し、次いで超微粒子ビーム堆積法によりセラミック誘電
体層を厚さ１μｍから５０μｍで形成し、次いでセラミ
ック誘電体層を表面から研削および／あるいは研磨して
厚さ０．５μｍから３０μｍのチャック層を形成する。

【００５８】基板として熱伝導性に優れる金属材質を用
いたい場合においては、導電性であるがゆえに基板を複
数の電極として用いることが困難である。従って金属基
板に予め絶縁体の皮膜を形成させた後、必要数の電極を
形成させ、超微粒子ビーム堆積法によりセラミック誘電
体層を形成する。絶縁体の皮膜形成には、超微粒子ビー
ム堆積法を用いても良いし、あるいはゾルゲル法、ＰＶ
Ｄ、ＣＶＤ法などを用いても良い。これらの絶縁体皮膜
は薄い方が熱伝導に優れるため好適である。

【００５９】超微粒子ビーム堆積法は、粉体が噴射され
るノズルと基板との相対位置を変化させながら誘電体層
を形成させるが、ノズルと基板の相対速度など、製膜速
度を制御することにより基板上のセラミック誘電体層の
堆積厚さを制御することが容易である。上述したよう
に、場合によってはセラミック誘電体層に凹凸をつける
ことが有効であり、必要に応じて厚みを制御すると良
い。例えば、吸着に利用される領域には必要な吸着力が
得られる程度の厚みで形成し、吸着に関与しない領域で
は、基板の耐食性を向上させる意味での薄膜コーティン
グとしてセラミック被覆をするという方法が採用でき
る。

【００６０】本発明にかかる静電チャックの製造方法の
一態様では、上述のような静電チャックの製造方法にて
製造された静電チャックについて、その基板およびセラ
ミック誘電体層の融点以下の温度で熱処理を行ない、セ
ラミック誘電体層の結晶子の粒成長を生じせしめる。

【００６１】超微粒子ビーム堆積法によって形成される
セラミック誘電体層は、その結晶子径が著しく小さいこ
とに特徴が有るが、硬度、耐摩耗性、内部歪量、耐食
性、誘電率、絶縁破壊電圧、電気抵抗値などの諸特性を
所望の値にするために、誘電体層の熱処理を行なうとよ
い。

【００６２】本発明にかかる静電チャックの製造方法の
一態様では、上述のような製造方法にて製造された静電
チャックの表面にマスクを配置し、ブラスト処理を行な
い、セラミック誘電体層に任意形状の凹凸を形成する。

【００６３】超微粒子ビーム堆積法によりセラミック誘
電体層形成時にその表面に凹凸やスポットを形成させる
手法のほかにも、セラミック誘電体層を形成後に、あら
ためて表面を凹凸にするブラスト処理やエッチング処理
も有効な手法である。これにより吸着力の最適化が可能
となる。

【００６４】本発明にかかる静電チャックの製造方法の
一態様では、基板に冷却機能を有する冷却プレートを使
用する。特に銅あるいはアルミニウムを主成分とする金
属を使用する。

【００６５】熱伝導性の良い銅やアルミニウムを半導体
製造装置の冷却器に使用することは、その性能を向上さ
せるに都合が良い。現状でもアルミニウム合金などが使
用されている。超微粒子ビーム堆積法でセラミック誘電
体層を形成させる基板にこの冷却器の表面を用いること
により、構造が簡潔にして、冷却器と静電チャックとの
接着層などの不安定要素の介在を無くし、熱伝導性にも
優れた冷却機能付き静電チャックを製造することができ
る。

【００６６】本発明にかかる静電チャックの製造方法の
一態様では、超微粒子ビーム堆積法で使用されるセラミ
ック微粒子が純度９９％以上の酸化アルミニウムである
ことを特徴とする。純度については湿式質量分析法に
て、アルミニウムの他に含まれる場合があるマグネシウ
ム、ケイ素、鉄などを含んだ総量の酸化物換算量に対す
る酸化アルミニウムの換算量として重量％で表すもので
あり、すなわち陽イオン中のアルミニウムの存在割合を
意味する。さらに場合によっては、使用されるセラミッ
ク微粒子からなる粉体に、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化
ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化クロム、酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリ
ウム、窒化硼素の２種類以上の混合粉体あるいは２種類
以上の固溶体からなる粉体を使用する。

【００６７】セラミック誘電体層に９９％以上の高純度
の酸化アルミニウムを適用したい場合には、その原料粉
体に純度９９％以上の酸化アルミニウムを用い、超微粒
子ビーム堆積法で形成させることにより、この純度を厳
密に保つことができる。超微粒子ビーム堆積法は、焼成
などの様に加熱による元素の蒸発からくる元素比のずれ
などが生じない。ＰＶＤやＣＶＤのようにガス種や圧力
などの環境を微妙に制御してはじめて、所望の組成の形
成物が得られるという煩雑さもない。粉体の組成を予め
制御していれば、それに従った組成の形成物が得られる
ため、簡便にして正確である。

【００６８】

【発明の実施の態様】本発明に基づく静電チャックの一
態様として、冷却プレート一体型静電チャック１の構成
図を図１に示す。冷却プレート一体型静電チャック１
は、黄銅材質の上面が円形で平坦である冷却プレート１
１に純度９９．８％の酸化アルミニウムからなる最大膜
厚１０μｍのセラミック誘電体層であるアルミナチャッ
ク層１２を有する。このアルミナチャック層１２は膜厚
３μｍの薄膜層の上に、縦横１０ｍｍのスポット状のチ
ャック部が７μｍの厚さで多数点在している構造となっ
ている。また、このアルミナチャック層１２の気孔率は
１％以下であり、平均の結晶子径はＸ線回折法のＳｃｈ
ｅｒｒｏｒ ＆ Ｈａｌｌ Ｍｅｔｈｏｄ計算式による
算出で９．８ｎｍであることがわかっている。図２に示
すこの組織のＴＥＭ観察では、１０ｎｍ程度の粒状の結
晶子が、無秩序な配向で分布してお互い接合しているの
が確認されており、これらの界面には界面層（粒界層）
が見られていない。スポット状のチャック部の上面はフ
ラットで、十分な平面度を有している。冷却プレート１
１内は空洞となっており、この内部に冷却媒１３例えば
フロリナートが流れる仕組みとなっている。図中の矢印
は冷却媒１３の流れを示している。アルミナチャック層
１２上には、ウェハ１４が載せられる。冷却プレート１
１は電極の一端を構成しており、電源１５と接続され、
ウェハ１４に導電線が接触するよう電気配線が取られて
いる。

【００６９】この静電チャックの作用と効果を述べる。
図示しないウェハ移動アームによりウェハ１４は、同じ
く図示しない半導体製造装置内に設置された冷却プレー
ト一体型静電チャック１上に搬送される。ウェハ１４に
導電線を設置し、これにつながる電源のスイッチを入れ
ることにより、ウェハ１４と電極である冷却プレート１
１との間にアルミナチャック層１２を介して準静電的引
力が働き、ウェハ１４が良好な平面度を保持して冷却プ
レート一体型静電チャック１に強固に固定される。この
ときの吸着力は図３に示すように、真空中において例え
ば２００Ｖの電圧印加時で２０００ｇｆ／ｃｍ²程度を
示し、電圧オンに際した吸着力応答性も数秒以内で定値
に達するなど、その特性は非常に良好である。冷却プレ
ート１１内に２５℃に維持された冷却媒１３を流しつ
つ、ウェハ１４上面よりエッチング操作などの半導体製
造プロセスを経る。このとき、ウェハ１４は数ｋＷの熱
量が加えられるが、１０μｍと極端に薄膜であるアルミ
ナチャック層１２は良好な熱伝導特性を示し、またアル
ミナチャック層１２と冷却プレート１１の間には熱伝導
を妨げる空隙や接着層が存在しない為、冷却媒１３の冷
却効果を十分に受けてウェハ１４の冷却が効率よく行わ
れ、プロセス温度を低下させることとともに、ウェハ１
４面内での不均一温度分布も抑制される。このプロセス
温度の低下は、ウェハ１４の熱膨張を抑制させる為、ア
ルミナチャック層１２とウェハ１４との界面での熱膨張
を受けての摩擦摩耗が減って、アルミナチャック層１２
の寿命を向上させる。また高純度の酸化アルミニウムを
用いたアルミナチャック層１２ゆえに、耐摩耗性も良好
で、さらに摩擦摩耗によるウェハ１４の不純物汚染がな
い。

【００７０】エッチングなどの操作を終えた後、電源を
オフにしてウェハ１４を取り外すことによって一連のプ
ロセスが終了するが、本実施例の静電チャックは、高純
度の酸化アルミニウムを用いているがため吸着力発現に
おいてジョンセン・ラーベック効果への依存性が少な
く、電源オフ時の吸着開放までの時間が１秒以内と極端
に短く、プロセス時間を短縮できる利点を持つ。

【００７１】図１においては、冷却プレート１１は黄銅
材質がむき出しの状態にあるが、半導体製造装置の腐食
ガスなどを使用した洗浄の際の材質の劣化が懸念される
場合には、黄銅の表面部を耐食性部材で被覆すると好適
である。

【００７２】図４は、冷却プレート一体型静電チャック
１の製造装置２の構成を示したものである。製造装置２
は真空ポンプ２０１に接続された真空チャンバー２０２
内にプログラム操作が可能なＸＹステージ２０３が設置
され、そのステージに冷却プレート２０４（図１の１１
に等しい）が設置される。冷却プレート２０４のアルミ
ナチャック層被覆位置に対向して、ノズルマスク２０５
を有する製膜ノズル２０６が配置され、これがエアロゾ
ル搬送管２０７を介して、真空チャンバー２０２の外に
配置され、酸化アルミニウム微粒子を含むエアロゾルを
発生させるエアロゾル発生器２０８に接続される。エア
ロゾル発生器２０８はガス搬送管２０９を介して窒素ガ
スボンベ２１０と接続している。

【００７３】図５に製膜ノズル２０６の先端部の斜視図
を示す。製膜ノズル２０６の先端は長軸１０ｍｍ短軸
０．４ｍｍの開口を有しており、開口の先の空間部に幅
９．５ｍｍのズリット開口を有するノズルマスク２０５
が配される。

【００７４】次に、上述の製造装置２による冷却プレー
ト一体型静電チャックの製造プロセスを述べる。真空ポ
ンプ２０１を稼動させて真空チャンバー２０２内を数ｋ
Ｐａ程度に保った状態で、窒素ガスボンベ２１０を開栓
し、所定流量で窒素ガスをエアロゾル発生器２０８内に
送り込んで内圧３５０ｋＰａ程度とする。エアロゾル発
生器２０８により酸化アルミニウム粒子を窒素ガスと混
合させてエアロゾルを発生させ、これをエアロゾル搬送
管２０７で加速させて、製膜ノズル２０６の先端の開口
より、エアロゾル中の酸化アルミニウム粒子の速度が亜
音速程度で、冷却プレート２０４のアルミナチャック層
被覆位置に向けて噴射する。酸化アルミニウム粒子は上
述のような速度でアルミナチャック層被覆位置に衝突
し、微細断片粒子に破砕されるなどして後、瞬時に再結
合し、微細な結晶子の接合物として、この位置に堆積し
製膜される。これが単なる粉体の堆積物である圧粉体で
はないことは、このアルミナチャック層の硬さがビッカ
ース硬さで１０００ｋｇｆ／ｍｍ²以上、冷却プレート
２０４との間の密着力で約７００ｋｇｆ／ｃｍ²の値が
確認されていることより明白である。

【００７５】エアロゾルが衝突し、製膜が行われる状況
下においては、上述のような微細断片粒子の生成および
その後の瞬時の接合のほか、酸化アルミニウム粒子の膜
面への衝突によるエッチング（膜の削れ）、一部凝集し
ている酸化アルミニウム粒子の膜面への付着と離脱のよ
うな現象が同時に起こっている。すなわち膜の形成を阻
害する要因が並在しており、これらの悪要因を排除する
ことは、製膜速度の向上、製膜面の清浄化の重要な要素
となる。本発明ではエアロゾルの噴射方向はアルミナチ
ャック層被覆位置の鉛直方向に対して角度３０°の傾斜
がなされている。これは、酸化アルミニウム粒子の膜面
への付着を低減させる手段として好適で、角度０°の場
合に付着によって膜面にクレータ状凹部の形成が見られ
るのに対し、角度１５°から４５°で、このクレータ状
凹部の形成が著しく低減されることが実験にて確認され
ている。

【００７６】製膜ノズル２０６から噴射されたエアロゾ
ル中の酸化アルミニウム粒子の速度は、ノズルの開口面
内である速度分布を持ち、開口の中央部が製膜に適した
速度で制御されている場合、壁面近傍ではこれより速度
が遅くなる。従って、ノズル周囲部、すなわち縦１０ｍ
ｍ横０．４ｍｍである製膜部のうちの周辺部位に当たる
場所では製膜性が良くない。製膜操作中、ＸＹステージ
２０４はプログラム運転され、製膜ノズル２０６との相
対位置を変化させつつ必要面積にアルミナチャック層を
製膜する。縦１０ｍｍ横０．４ｍｍの製膜部位を徐々に
ずらしながら大面積を確保していくわけであるが、した
がって、製膜性に劣る製膜部の周辺部位の上に膜を重ね
ていく状態となり、このようにして得られたアルミナチ
ャック層は冷却プレート２０４との密着性が劣り、アル
ミナチャック層との界面での剥離を生じる場合がある。
これを解決する為に、製膜ノズル２０６の先にノズルマ
スク２０５を配置して速度の遅いノズル周囲部の酸化ア
ルミニウム粒子を除外する機構を設けている。本発明の
場合、ノズル周囲部の横すなわち短辺につきマスクがさ
れているが、ノズルマスクを長方形として、長辺と短辺
ともマスクし、速度の遅い粒子をすべて除外するとなお
効果は向上する。すなわち、密着性に優れたアルミナチ
ャック層を得ることが可能となる。

【００７７】アルミナチャック層をスポット状に形成す
る為には、まず膜厚３μｍとなるようなプログラム運転
にてチャック層被覆位置に一面に製膜する。その後、ス
ポット形成位置に製膜ノズル２０６を移動させ、この位
置でプログラム運転を行ない縦横１０ｍｍ、高さ７μｍ
以上の製膜を行なってスポットを形成させる。もちろん
スポットの形状はこれに限らず、円形でも良い。スポッ
ト面積も任意である。

【００７８】本実施態様では、使用するガスに窒素ガス
を使用しているが、ガス種類はこれに限らず、酸素、ヘ
リウム、アルゴン、水素、空気などを使用することがで
きる。

【００７９】こうして得られたアルミナチャック層を有
する冷却プレートは、製造装置２から取り外され、図示
しない研削研磨機により表面から研削研磨され、スポッ
ト表面が十分な平面度を持って分布する冷却プレート一
体型静電チャック１として達成される。スポット形成
は、製膜量を低減させることによる時間、コストの削減
に好適であるばかりでなく、ウェハとの接触面積を任意
に制御することによる吸着力や熱伝導特性のコントロー
ルにも好適となる。またスポット形成は、例えば厚さ１
０μｍのアルミナチャック層を形成させた後、表面にマ
スクを配置させて、サンドブラストなどにより、スポッ
ト部を残してブラスト処理することによって行なっても
良い。

【００８０】またここでは、液冷の冷却プレートを用い
ているが、空冷の場合も考えられる。この場合冷却プレ
ートは例えば円盤状であり、この上にアルミナチャック
層が実施例１のようなスポット状で配置され、スポット
のない部分に冷却プレートを貫通させる通気口を設け
る。この通気口を利用してヘリウムガスなどの冷却ガス
を流し、ウェハとアルミナチャック層との隙間にこの冷
却ガスを充満させることにより、ウェハの冷却を行なう
ことができる。

【００８１】図６に本発明の別の一態様としての冷却プ
レート一体型静電チャック３の構成図を示す。冷却プレ
ート一体型静電チャック３は、黄銅材質の上面が円形で
平坦である冷却プレート３１に酸化珪素からなる絶縁層
３２が配置され、この上に２極の電極３３ａ、３３ｂが
配置され、これらを被覆するように純度９９．８％の酸
化アルミニウムからなる膜厚１０μｍで十分な平面度を
有する、セラミック誘電体層であるアルミナチャック層
３４が配置される。冷却プレート３１内は空洞となって
おり、この内部に冷却媒３５例えばフロリナートが流れ
る仕組みとなっている。図中の矢印は冷却媒３５の流れ
を示している。電極３３ａ、３３ｂは導電線を介して電
源３６に接続されている。アルミナチャック層３４上に
は、ウェハ３７が載せられる。

【００８２】この静電チャックの作用と効果について
は、前述の冷却プレート一体型静電チャック１に準じ
る。この場合は、電極３３ａ、３３ｂによって発生する
電場を吸着力発現の原動力としており、静電チャックの
一般的な形態のひとつである。アルミナチャック層３４
をスポット状にしてもよいし、膜厚も任意である。電極
３３ａ、３３ｂは、ＰＶＤ、ＣＶＤ、印刷、メッキなど
の様々な手法により、様々な導電性物質を利用して形成
することが容易である。電極厚さも任意であるが、アル
ミナチャック層３４の形成に大きな影響を与えないよ
う、１０μｍ以下が適当である。絶縁層３２は、ゾルゲ
ル法やポリシラザン法(東燃株式会社製)などにより容易
に形成できる。また特に酸化珪素に限ることもなく、絶
縁性が確保できれば材質は問わない。もちろん冷却プレ
ート３１の材質も黄銅に限ることはなく、熱伝導性に優
れた比較的硬質のものであればなんでも良い。絶縁性の
材質であれば、絶縁層３２を設ける必要もない。

【００８３】

【実施例】（実施例１）前述の冷却プレート一体型静電
チャック１および２で用いた原料微粒子には、予め前処
理を施して内部歪を形成しておく方が好ましいと考えら
れる。その理由を以下に示す。原料微粒子の内部歪とそ
れを用いて超微粒子ビーム堆積法にて形成した誘電体層
となる構造物の膜厚の関係について実験した結果を図７
に示す。実験は、純度９９.６％の酸化アルミニウム微
粒子に遊星ミルを用いて粉砕処理を行い、微粒子のキャ
ラクタリゼーションを変化させた後、超微粒子ビーム堆
積法によりアルミニウム基板上に構造物を形成した。微
粒子の内部歪はＸ線回折により測定し、歪量は同微粒子
に熱エージングを施して内部歪を除去したものを０％と
して基準にした。

【００８４】また、図７中のポイントＡ，Ｂ，Ｃにおけ
る微粒子のＳＥＭ写真（日立製インレンズＳＥＭ Ｓ−
５０００）を図８、図９及び図１０に示す。図７から内
部歪は０.２５％〜２.０％の内部歪が好ましいことが分
かる。クラックと内部歪との関係は、内部歪がない場合
には図８に示すようにクラックは発生しないが、内部歪
が一定値以上、本件の場合には２．０％以上となると完
全にクラックが形成されてしまい、さらには脱落した断
片が表面に付着して図１０に示すような再凝集状態とな
ってしまう。

【００８５】（実施例２）この実施例は結晶配向性につ
いて行ったものである。平均粒径０．４μｍの酸化アル
ミニウム微粒子を用いて本発明の超微粒子ビーム堆積法
によりステンレス基板上に厚さ２０μｍの酸化アルミニ
ウム構造物を形成した。この構造物の結晶配向性をＸ線
回折法（マックサイエンス社製ＭＸＰ−１８）により測
定した。この結果を表１に示す。

【００８６】

【表１】

【００８７】表１では代表的な面形のピーク４点の積分
強度計算結果を[ｈｋｌ]＝[１１３]を１００とした強度
比で示す。左から原料微粒子を薄膜光学系で測定した結
果、構造物を薄膜光学系で測定した結果、JCPDSカード
７４−１０８１コランダム酸化アルミニウムデータ、原
料微粒子を集中光学系で測定した結果を記載する。

【００８８】原料微粒子の集中光学系と薄膜光学系の結
果がほぼ等しい為、原料粉体の薄膜光学系の結果を無配
向状態と基準し、このときの構造物の強度比のずれを百
分率表示したものを表２に示す。[１１３]を基準とし
て、他の３ピークのずれは１１％以内に収まっており、
実質上構造物は結晶配向性がないと言える。

【００８９】

【表２】

【００９０】（実施例３）この実施例は、超微粒子ビー
ム堆積法で構造物が形成される際の、ノズルから噴出さ
れる微粒子の速度を測定した結果である。図１１に微粒
子速度測定装置を示す。図示しないチャンバー内にエア
ロゾルを噴射するノズル４１が開口を上に向けて設置さ
れ、その先にモーターによって回転運動する回転羽根４
２の先に設置された基板４３およびその基板表面から１
９ｍｍ下に離れて固定された幅０．５ｍｍの切りかきを
もつスリット４４を有する微粒子速度測定装置４を配置
する。ノズル４１の開口から基板表面までの距離は２４
ｍｍである。

【００９１】次に微粒子速度測定方法を記す。エアロゾ
ルの噴射は、実際の構造物作製方法に準じて行う。構造
物形成装置内で構造物を形成する基板の代わりに、図の
微粒子速度測定装置４を設置して行うことが好適であ
る。図示しないチャンバーを減圧下におき、数Torr以下
の圧力としたのちにノズル４１から微粒子を含むエアロ
ゾルが噴射させ、この状態で微粒子速度測定装置４を一
定回転速度で運転させる。ノズル４１の開口から飛び出
した微粒子は、基板４３がノズル４１の上部に来た際に
その一部がスリット４４の切りかきの隙間を通過して基
板表面に衝突し、基板４３上に構造物（衝突痕）を形成
する。微粒子がスリットから１９ｍｍ離れた基板表面に
到達する間に基板４３は回転羽根４２の回転によって位
置を変化させているため、基板４３上におけるスリット
４４の切りかきからの垂線交差位置よりその変位量分ず
れた位置に衝突する。この垂線交差位置から衝突して形
成された構造物までの距離を表面凹凸測定により計測
し、この距離およびスリット４４と基板表面からの距
離、回転羽根４２の回転速度の値を用いて、ノズル４１
から噴射された微粒子の速度としては、ノズル４１の開
口から５ｍｍ離れた場所から２４ｍｍ離れた場所までの
平均速度を算出し、これを本件における微粒子の速度と
した。

【００９２】（実施例４）本発明に関連して、静電チャ
ックの誘電体層に相当する構造物につき、その特性を評
価した。まず大気中で種種の粉砕条件で乾式遊星ミルを
用いて、平均粒径０．６μｍ、純度９９．８％の酸化ア
ルミニウム微粒子を粉砕して前処理を行い、４種類の処
理微粒子を用意し、これらを用いて超微粒子ビーム堆積
法により金属基材上におおよそ１０μｍの形成高さの酸
化アルミニウム構造物をそれぞれ形成させた。図１２に
形成された酸化アルミニウム構造物の酸素とアルミニウ
ムの比であるO／Ａｌの組成比と酸化アルミニウム構造
物を電圧１００Ｖ印加状態で測定した時の室温での体積
抵抗率（体積固有抵抗値）をプロットした結果を示す。
Ｏ／Ａｌの組成比及び体積固有抵抗値は、酸化アルミニ
ウム構造物上にφ13mmの円形の電極とその外側に幅1mm
の電極を1mmのギャップをかいして円周上設けた外部電
極を設けた試料を作製し、円形電極と導電性の基材すな
わち下部電極との間で１００Ｖの電圧を印加し、印加後
約３０sec間放置し安定したの電流値をマイクロ電流計
で読みとり、各試料の値をオームの法則にて求めた。な
お、比較のために１７００℃で焼成した酸化アルミニウ
ム焼結体のＯ／Ａｌの組成比及び体積固有抵抗値もプロ
ットした。

【００９３】前記した構造物形成法で形成された酸化ア
ルミニウム構造物は、Ｏ／Ａｌの組成比が大きくなるに
従い体積固有抵抗値は小さくなる傾向が認められた。例
えば、Ｏ／Ａｌの組成比が０．０４９の酸化アルミニウ
ム構造物においては、酸化アルミニウム焼成体の０．０
４４に比べて体積固有抵抗値が１０¹⁴Ω・ｃｍから１０
⁸Ω・cmと下がり、電気を流しやすくなったことを示唆
した。

【００９４】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る静電チャッ
クは、基板上に形成される誘電体層が多結晶であり、前
記誘電体層を構成する結晶は実質的に結晶配向性がな
く、また前記結晶同士の界面にはガラス質からなる粒界
層が実質的に存在せず、更に前記誘電体層の一部は基板
表面に食い込むアンカー部となっているので、剥離強度
などの機械的特性、機械的及び電気的化学的特性に優れ
る。

【００９５】また、本発明に係る静電チャックの製造方
法によれば、内部歪をもった原料脆性材料微粒子を高速
で基板表面に噴出することで誘電体層を形成するため、
簡単に且つ短時間のうちに静電チャックを製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却プレート一体型静電チャックの構成図

【図２】誘電体層の組織のＴＥＭイメージ

【図３】印加電圧と吸着力との関係を示すグラフ

【図４】冷却プレート一体型静電チャックの製造装置の
全体図

【図５】ノズル先端部の斜視図

【図６】別の実施例に係る冷却プレート一体型静電チャ
ックの構成図

【図７】使用した原料微粒子の内部歪と膜厚の関係を示
すグラフ

【図８】図７のポイントＡに相当する微粒子のＳＥＭイ
メージ

【図９】図７のポイントＢに相当する微粒子のＳＥＭイ
メージ

【図１０】図７のポイントＣに相当する微粒子のＳＥＭ
イメージ

【図１１】微粒子の速度測定装置

【図１２】実施例４にかかる酸化アルミニウム構造物に
おけるＯ／Ａｌの組成比と体積固有抵抗値の関係

【符号の説明】

1…冷却プレート一体型静電チャック、１１…冷却プレ
ート、１２…アルミナチャック層（誘電体層）、１３…
冷却媒、１４…ウェハ、１５…電源。２…製造装置、２
０１…真空ポンプ、２０２…真空チャンバー、２０３…
ＸＹステージ、２０４…冷却プレート、２０５…ノズル
マスク、２０６…製膜ノズル、２０７…エアロゾル搬送
管、２０８…エアロゾル発生器、２０９…ガス搬送管、
２１０…窒素ガスボンベ。３…冷却プレート一体型静電
チャック、３１…冷却プレート、３２…絶縁層、３３
ａ、３３ｂ…電極、３４…アルミナチャック（誘電体
層）、３５…冷却媒、 ３６…電源、３７…ウェハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳩野 広典 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 森 勝彦 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 横山 達郎 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 伊藤 朋和 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 麻生 雄二 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 北林 徹夫 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 明渡 純 茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法 人 産業技術総合研究所 つくばセンター 内 Ｆターム(参考） 4G030 AA07 AA08 AA09 AA10 AA17 AA22 AA36 AA37 AA47 AA50 AA51 AA52 BA09 5F031 CA02 HA02 HA03 HA16 HA38 MA23 NA04 PA11 PA30

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基板の表面に誘電体層が形成さ
   れ、前記基板に電圧を印加することにより前記誘電体層
   を介して前記基板と被吸着物間に吸着作用を生じさせる
   静電チャックにおいて、前記誘電体層は多結晶の脆性材
   料からなるとともに前記基板の表面に直接接合され、前
   記誘電体層を構成する結晶は実質的に結晶配向性がな
   く、また前記結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界
   層が実質的に存在せず、さらに前記誘電体層の一部は基
   板表面に食い込むアンカー部となっていることを特徴と
   する静電チャック。
2. 【請求項２】 絶縁体上に複数の電極を設けた基板の表
   面に誘電体層が形成され、前記電極に電圧を印加するこ
   とにより前記誘電体層を介して前記基板と被吸着物間に
   吸着作用を生じさせる静電チャックにおいて、前記誘電
   体層は多結晶の脆性材料からなるとともに前記基板の表
   面に直接接合され、前記誘電体層を構成する結晶は実質
   的に結晶配向性がなく、また前記結晶同士の界面にはガ
   ラス層からなる粒界層が実質的に存在せず、さらに前記
   誘電体層の一部は基板表面に食い込むアンカー部となっ
   ていることを特徴とする静電チャック。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の静電チ
   ャックにおいて、前記誘電体層を構成する結晶は熱によ
   る粒成長を伴っていないことを特徴とする静電チャッ
   ク。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の静電チ
   ャックにおいて、前記誘電体層は、平均結晶子径が５０
   ０ｎｍ以下で緻密度が７０％以上であることを特徴とす
   る静電チャック。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の静電チ
   ャックにおいて、前記誘電体層は、平均結晶子径が１０
   ０ｎｍ以下で緻密度が９５％以上であることを特徴とす
   る静電チャック。
6. 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の静電チ
   ャックにおいて、前記誘電体層は、平均結晶子径が５０
   ｎｍ以下で緻密度が９９％以上であることを特徴とする
   静電チャック。
7. 【請求項７】 請求項１または請求項２に記載の静電チ
   ャックにおいて、前記誘電体層を構成する結晶は、アス
   ペクト比が２.０以下であることを特徴とする静電チャ
   ック。
8. 【請求項８】 請求項１または請求項２に記載の静電チ
   ャックにおいて、前記誘電体層を構成する結晶の界面
   に、結晶を構成する主要な元素以外の元素が偏析してい
   ないことを特徴とする静電チャック。
9. 【請求項９】 請求項１または請求項２に記載の静電チ
   ャックにおいて、前記誘電体層の組成における酸素の量
   を制御したことを特徴とする静電チャック。
10. 【請求項１０】 請求項１または請求項２に記載の静電
    チャックにおいて、前記結晶は金属酸化物であり、かつ
    前記誘電体層の組成が酸素の欠損あるいは過剰に基づく
    非化学量論的組成であることを特徴とする静電チャッ
    ク。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項１０のいずれかに
    記載の静電チャックにおいて、前記基板が冷却機能を有
    することを特徴とする静電チャック。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至請求項１０のいずれかに
    記載の静電チャックにおいて、前記誘電体層が、酸化ア
    ルミニウムを主成分とすることを特徴とする静電チャッ
    ク。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の静電チャックにお
    いて、前記酸化アルミニウムの純度が、９９％以上であ
    ることを特徴とする静電チャック。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至請求項１０のいずれかに
    記載の静電チャックにおいて、前記誘電体層が、酸化ア
    ルミニウムと酸化チタンの固溶体であることを特徴とす
    る静電チャック。
15. 【請求項１５】 請求項１乃至請求項１０のいずれかに
    記載の静電チャックにおいて、前記誘電体層が、窒化ケ
    イ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウ
    ム、酸化ケイ素、酸化クロム、酸化カルシウム、酸化マ
    グネシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、窒化
    硼素を構成する成分のいずれかあるいはこれらの組み合
    わせを含むことを特徴とする静電チャック。
16. 【請求項１６】 請求項１乃至請求項１０のいずれかに
    記載の静電チャックにおいて、前記誘電体層の厚さが５
    ０μｍ以下であることを特徴とする静電チャック。
17. 【請求項１７】 請求項１乃至請求項１０のいずれかに
    記載の静電チャックにおいて、前記誘電体層の表面が研
    削あるいは／および研磨処理を行なったものであること
    を特徴とする静電チャック。
18. 【請求項１８】 脆性材料微粒子に内部歪を印加する工
    程を行った後に、この内部歪が付与された脆性材料微粒
    子を導電性基板の表面または複数の電極を設けた絶縁性
    基板の表面に高速で衝突させ、この衝突の衝撃によって
    前記脆性材料微粒子を変形または破砕し、この変形また
    は破砕にて生じた活性な新生面を介して微粒子同士を再
    結合せしめることで、基板との境界部にその一部が基板
    表面に食い込むアンカー部を形成し、引き続いてこのア
    ンカー部の上に脆性材料からなる誘電体層を形成するこ
    とを特徴とする静電チャックの製造方法。
19. 【請求項１９】 脆性材料微粒子に内部歪を印加する工
    程を行った後に、この内部歪が付与された脆性材料微粒
    子を導電性基板の表面または複数の電極を設けた絶縁性
    基板の表面に盛り付け、この脆性材料微粒子に機械的衝
    撃力を付加し、その衝撃によって前記脆性材料微粒子を
    変形または破砕し、この変形または破砕にて生じた活性
    な新生面を介して微粒子同士を再結合せしめることで、
    基板との境界部にその一部が基板表面に食い込むアンカ
    ー部と、このアンカー部の上に脆性材料からなる誘電体
    層とを同時に形成することを特徴とする静電チャックの
    製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１８または請求項１９に記載の
    静電チャックの製造方法において、前記脆性材料微粒子
    に内部歪を印加する工程は、再凝集を生じない程度に前
    記微粒子に衝撃を与える工程としたことを特徴とする静
    電チャックの製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項１８または請求項１９に記載の
    静電チャックの製造方法において、前記内部歪を印加す
    る工程によって付与される内部歪を０.２５％〜２.０％
    の範囲としたことを特徴とする静電チャックの製造方
    法。
22. 【請求項２２】 請求項１８に記載の静電チャックの製
    造方法において、前記内部歪を印加する工程を行った後
    の脆性材料微粒子は、平均粒径が０．１〜５μｍで、前
    記基板に衝突する際の前記脆性材料微粒子の速度が５０
    〜４５０ｍ／Ｓであることを特徴とする静電チャックの
    製造方法。
23. 【請求項２３】 請求項１８に記載の静電チャックの製
    造方法において、前記内部歪を印加する工程を行った後
    の脆性材料微粒子は、平均粒径が０．１〜５μｍで、前
    記基板に衝突する際の前記脆性材料微粒子の速度が１５
    ０〜４００ｍ／Ｓであることを特徴とする静電チャック
    の製造方法。
24. 【請求項２４】 脆性材料微粒子に含まれる酸素の量を
    制御した工程を経た後に、この酸素量が制御された脆性
    材料微粒子を導電性基板の表面または複数の電極を設け
    た絶縁性基板の表面に高速で衝突させ、この衝突の衝撃
    によって前記脆性材料微粒子を変形または破砕し、この
    変形または破砕にて生じた活性な新生面を介して微粒子
    同士を再結合せしめることで、基板との境界部にその一
    部が基板表面に食い込むアンカー部を形成し、引き続い
    てこのアンカー部の上に脆性材料からなる誘電体層を形
    成することを特徴とする静電チャックの製造方法。
25. 【請求項２５】 脆性材料微粒子に含まれる酸素の量を
    制御した工程を経た後に、この酸素量が制御された脆性
    材料微粒子を導電性基板の表面または複数の電極を設け
    た絶縁性基板の表面に盛り付け、この脆性材料微粒子に
    機械的衝撃力を付加し、その衝撃によって前記脆性材料
    微粒子を変形または破砕し、この変形または破砕にて生
    じた活性な新生面を介して微粒子同士を再結合せしめる
    ことで、基板との境界部にその一部が基板表面に食い込
    むアンカー部と、このアンカー部の上に脆性材料からな
    る誘電体層とを同時に形成することを特徴とする静電チ
    ャックの製造方法。
26. 【請求項２６】 請求項２４に記載の静電チャックの製
    造方法において、前記内部歪を印加する工程を行った後
    の脆性材料微粒子は、平均粒径が０．１〜５μｍで、前
    記基板に衝突する際の前記脆性材料微粒子の速度が５０
    〜４５０ｍ／Ｓであることを特徴とする静電チャックの
    製造方法。
27. 【請求項２７】 請求項２４に記載の静電チャックの製
    造方法において、前記内部歪を印加する工程を行った後
    の脆性材料微粒子は、平均粒径が０．１〜５μｍで、前
    記基板に衝突する際の前記脆性材料微粒子の速度が１５
    ０〜４００ｍ／Ｓであることを特徴とする静電チャック
    の製造方法。
28. 【請求項２８】 請求項１８乃至請求項２７に記載の静
    電チャックの製造方法において、この製造方法は室温で
    行なうことを特徴とする静電チャックの製造方法。
29. 【請求項２９】 請求項１８、１９、２４、２５、２８
    のいずれかに記載の静電チャックの製造方法において、
    前記多結晶脆性材料からなる誘電体層を形成した後に、
    当該脆性材料の融点以下の温度で加熱処理して結晶の組
    織制御を行うことを特徴とする静電チャックの製造方
    法。
30. 【請求項３０】 請求項１８、１９、２４、２５のいず
    れかに記載の静電チャックの製造方法において、この製
    造方法は減圧下で行なうことを特徴とする静電チャック
    の製造方法。
31. 【請求項３１】 請求項１８または２４に記載の静電チ
    ャックの製造方法において、前記基板表面に脆性材料微
    粒子を高速で衝突させる手段は、脆性材料微粒子をガス
    中に分散させたエアロゾルを、高速で基板材料に向けて
    噴射することとした静電チャックの製造方法。
32. 【請求項３２】 請求項３１に記載の静電チャックの製
    造方法において、前記ガスの種類および／または分圧を
    制御して、前記脆性材料からなる誘電体層を構成する化
    合物の元素量を制御することを特徴とする静電チャック
    の製造方法。
33. 【請求項３３】 請求項３１に記載の静電チャックの製
    造方法において、前記ガス中の酸素分圧を制御して、前
    記脆性材料からなる誘電体層中の酸素の量を制御するこ
    とを特徴とする静電チャックの製造方法。
34. 【請求項３４】 請求項３１に記載の静電チャックの製
    造方法において、前記ガスの種類および／または分圧を
    制御して、前記脆性材料からなる誘電体層の電気的特性
    ・機械的特性・化学的特性・光学的特性・磁気的特性を
    制御することを特徴とする静電チャックの製造方法。
35. 【請求項３５】 請求項３１に記載の静電チャックの製
    造方法において、前記ガス中の酸素分圧を制御して、前
    記脆性材料からなる誘電体層の電気的特性・機械的特性
    ・化学的特性・光学的特性・磁気的特性を制御すること
    を特徴とする静電チャックの製造方法。
36. 【請求項３６】 請求項１８、１９、２４、２５のいず
    れかに記載の静電チャックの製造方法において、前記誘
    電体層を厚さ１μｍから５０μｍで形成し、次いでこの
    誘電体層を表面から研削および／あるいは研磨して厚さ
    ０．５μｍから３０μｍのチャック層を形成することを
    特徴とする静電チャックの製造方法。
37. 【請求項３７】 請求項１８乃至３６のいずれかに記載
    の静電チャックの製造方法において、前記セラミック誘
    電体層表面にマスクを介してブラスト処理を行なうこと
    で、誘電体層に任意形状の凹凸を形成することを特徴と
    する静電チャックの製造方法。