JP2002329775A

JP2002329775A - 静電チャック

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Publication number: JP2002329775A
Application number: JP2001132723A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Uda; 靖右田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-15
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: JP4439135B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シリコンウエハ等の被加工物の温度分布が均一
になるように吸着保持することができるとともに、被加
工物の離脱性に優れ、かつ吸着時や離脱時におけるパー
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】板状セラミック体２の内部又は一方の主面
に静電吸着用電極３を有する静電チャック１において、
上記板状セラミック体２の他方の主面に、その外周部を
残して凹部４を形成し、この凹部底面５の周縁にガス溝
７を、凹部底面５の中央部には滑らかな窪み１０をそれ
ぞれ設け、上記ガス溝７を除く凹部底面５を第一吸着面
１１とするとともに、上記外周部を第二吸着面１２とし
て構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＶＤ装置、ＣＶ
Ｄ装置、イオンプレーティング装置、蒸着装置等の成膜
装置やエッチング装置において、例えば半導体ウエハ等
の被加工物を保持するのに用いる静電チャックに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ＰＶＤ装置、ＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、
蒸着装置等の成膜装置やエッチング装置では、被加工物
を精度良く固定するため、平坦かつ平滑に仕上げられた
板状体の表面に強制的に吸着させることが行われてお
り、この吸着手段として、静電吸着力を利用した静電チ
ャックが用いられている。

【０００３】これら成膜装置やエッチング装置に用いら
れる従来の静電チャックは、板状セラミック体の内部や
その一方の主面（一方の最も広い面）に静電吸着用電極
を備えるとともに、上記板状セラミック体の他方の主面
（他方の最も広い面）を吸着面としたもので、静電吸着
用電極に電圧を印加して被加工物との間に誘電分極によ
るクーロン力や微少な漏れ電流によるジョンソン・ラー
ベック力等の静電吸着力を発現させることにより、被加
工物を吸着面に強制的に吸着固定させることができるよ
うになっており、この時、被加工物の保持精度は、吸着
面の面精度に倣うことから、吸着面全体を平滑かつ平坦
に仕上げたものが用いられていた。

【０００４】一方、これら成膜装置やエッチング装置で
は、その多くが真空中での処理のため、被加工物の温度
を如何に均一に保つか、また各種処理時に発生する熱を
如何に外部へ逃がすかが重要な要件となっている。ま
た、被加工物の処理時間を短くするためには、成膜やエ
ッチングに要する本来の時間以外の時間、即ち被加工物
を吸着面に載せてから静電吸着力により吸着保持するま
での時間及び吸着面から被加工物を離脱させるまでの時
間を短縮することも重要な要件となっている。

【０００５】しかしながら、従来の静電チャックの吸着
面は、前述したように平滑かつ平坦に仕上げられている
ため、静電吸着用電極への通電を止めても直ちに被加工
物を離脱させることができないといった課題があった。

【０００６】即ち、静電チャックによる吸着原理は、板
状セラミック体の吸着面近傍と、被加工物の当接面近傍
にそれぞれ極性の異なる電荷を帯電または誘電分極させ
ることにより静電吸着力を発現させ、被加工物を吸着面
に吸着させるのであるが、被加工物を離脱させるため、
静電吸着用電極への通電を止めても板状セラミック体の
吸着面近傍の電荷が直ちになくならず、残留吸着力とし
て残るため、被加工物を吸着面より直ちに離脱させるこ
とができなかった。

【０００７】また、吸着面を平滑かつ平坦に仕上げたと
しても、ミクロ的に見ると、静電チャックの吸着面と被
加工物との間には、吸着面の表面粗さや加工傷等の凹
凸、あるいは被加工物の反り等により実際に接触してい
る面積が小さく、さらに真空中では大気中にくらべて熱
伝導量が小さいこと、被加工物の中央部は周縁部に比較
して熱引けが悪いこと等の理由によって、成膜時やエッ
チング時に被加工物に発生した熱を均一に逃がすことが
できず、被加工物の温度分布を一様にすることができな
いため、成膜時の膜厚みが不均一となったり、エッチン
グ時の形状に悪影響を与えるといった課題があった。

【０００８】そこで、図６に示すように、吸着面２３に
様々なパターン形状を有する深さ数十〜数百μｍ程度の
ガス溝２４を形成するとともに、上記ガス溝２４に、Ｈ
ｅガス等の熱伝導性ガスを供給するためのガス導入孔２
５を備えた静電チャック２１が提案されている（特開平
１２−３４９１４０号公報、特開平９−２８３６０８号
公報、開平７−８６３８５号公報等参照）。

【０００９】このような静電チャック２１によれば、吸
着面２３にガス溝２４を設け、被加工物Ｗとの接触面積
を少なくすることができるため、静電吸着用電極２６へ
の通電を止めた時、板状セラミック体２２の吸着面近傍
に存在する電荷が少なく残留吸着力を小さくできるた
め、被加工物Ｗの離脱性を高めることができるといった
利点があった。

【００１０】しかしながら、このような静電チャック２
１では、吸着面２３にガス溝２４を設けたことにより、
吸着面２３と直接接触している部分の被加工物Ｗの温度
と、ガス溝２４と接している部分の被加工物Ｗの温度と
の間には温度差が発生し、この温度差を小さくするた
め、被加工物Ｗを静電吸着力により吸着面２３に吸着さ
せている際には、被加工物Ｗとガス溝２４とで構成され
る空間にガス導入孔２５よりＨｅ等の熱伝導性ガスを供
給することで、ガス溝２４と被加工物Ｗとの間の熱伝達
特性を高め、吸着面２３と被加工物Ｗとの間の熱伝達効
率に近づけることにより、被加工物Ｗの温度分布が一様
となるように制御することが行われているが、このよう
に被加工物Ｗとガス溝２４とで構成される空間にＨｅ等
の熱伝導性ガスを供給したとしても、吸着面２３の占め
る割合が多く、吸着面２３とガス溝２４とが交互に配置
された構造となっていること、被加工物Ｗの中央部は周
縁部に比較して熱引けが悪いこと等から十分に満足でき
るものではなく、被加工物Ｗのさらなる温度均一性が要
求されていた。

【００１１】また、吸着面２３に様々なパターン形状を
有するガス溝２４を形成したものでは、ガス溝２４によ
って区画される領域の吸着面２３の周縁にはシャープエ
ッジが形成されており、被加工物Ｗがシリコンウエハの
ように比較的硬度の低いものである場合、その吸着時や
離脱時の摺動によって傷付けられたり、エッジ部が欠け
てパーティクルが発生するため、このパーティクルが被
加工物Ｗに付着すると、成膜精度やエッチング精度に悪
影響を与える恐れもあった。

【００１２】

【発明の目的】本発明の目的は、被加工物の温度分布が
均一になるように吸着保持することができるとともに、
被加工物の離脱性に優れ、かつ吸着時や離脱時における
パーティクルの発生の少ない静電チャックを提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、板状セラミック体の内部又は一方の主面に静
電吸着用電極を設け、上記板状セラミック体の他方の主
面には、その外周部を残して凹部を形成し、この凹部底
面の周縁部にはガス溝を、凹部底面の中央部には滑らか
な窪みをそれぞれ設け、上記ガス溝を除く凹部底面を第
一吸着面とするとともに、上記外周部を第二吸着面とし
て静電チャックを構成したものである。

【００１４】また、この静電チャックにおいて、窪み及
びガス溝を除く凹部底面は、板状セラミック体の一方の
主面と平行な平坦面とし、この平坦面から第二吸着面ま
での高さを０．５μｍ〜５μｍとすることが好ましく、
さらには上記板状セラミック体の他方の主面を上方から
見た時、上記第一吸着面の面積に対する上記窪みの面積
の比率を１％〜１５％とし、かつ上記凹部底面の平坦面
から上記窪みの底面までの深さを１μｍ〜１０μｍとす
ることが好ましい。

【００１５】

【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。

【００１６】図１は本発明に係る静電チャックの一例を
示す斜視図、図２（ａ）は図１の静電チャックに被加工
物を載せた時の状態を示す断面図、図２（ｂ）は図１の
静電チャックを用いて被加工物を吸着保持した時の状態
を示す断面図である。

【００１７】図１，図２に示すように、本発明の静電チ
ャック１は、シリコンウエハ等の被加工物Ｗと同程度の
大きさを有する円盤状をした板状セラミック体２の一方
の主面（一方の最も広い面）に静電吸着用電極３を備え
るとともに、上記板状セラミック体２の他方の主面（他
方の最も広い面）には、その外周部を残してその平面形
状が円形をした凹部４を備え、この凹部底面５の周縁に
は円環状のガス溝７を備えるとともに、凹部底面５の中
央には滑らかな窪み１０を形成したもので、ガス溝７を
除く凹部底面５を被加工物Ｗの第一吸着面１１とすると
ともに、上記外周部（凹部４を除く板状セラミック体２
の他方の主面）を被加工物Ｗの第二吸着面１２としてあ
る。

【００１８】ここで、本発明の静電チャック１におい
て、凹部底面５は、窪み１０及びガス溝７を除く凹部底
面５を、板状セラミック体２の一方の主面と平行な平坦
面１７としてあり、この平坦面１７から第二吸着面１２
までの高さ（ｈ）は、比較的浅く、具体的には０．５〜
５μｍとしてある。

【００１９】上記静電吸着用電極３は、イオンプレーテ
ィング法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、メ
ッキ法等の膜形状手段により板状セラミック体２の一方
の主面に形成してあり、その材質としてはＴｉ，Ｗ，Ｍ
ｏ，Ｎｉ等の金属やその炭化物等により形成することが
できる。

【００２０】また、板状セラミック体２には、ガス溝底
面８に開口するガス導入孔９を間隔を開けて穿孔してあ
り、このガス導入孔９よりガス溝７を介してＨｅ等の熱
伝達性ガスを被加工物Ｗと凹部４とで形成される空間に
供給するようになっている。

【００２１】なお、この静電チャック１は、板状セラミ
ック体２の一方の主面側に、金属材料からなるベース板
１３をガラスや樹脂系接着剤等の接合剤層１８にて接合
してあり、ベース板１３には、ガス導入孔９と連通する
ガス供給孔１４を備えるとともに、静電吸着用電極３と
連通する電極取出孔１５を穿孔してあり、この電極取出
孔１５より静電吸着用電極３に接合された給電端子１６
を取り出すようになっている。

【００２２】ここで、板状セラミック体２の他方の主面
に凹部４及び窪み１０を形成する手段としては、ブラス
ト加工やエッチング加工によっても形成することができ
るが、好ましくはロータリー加工機を用いた研削加工に
て製作することが好ましく、このロータリー加工機を用
いれば、研磨代が残った粗加工の状態から仕上げ加工ま
で一貫して加工することができ、また、精度良く仕上げ
ることができる。

【００２３】また、このロータリー加工機を用いて凹部
底面５の中央に滑らかな窪み１０を形成するには、往復
運動する砥石の加工速度を凹部底面５の中央部で故意に
遅くしたり、凹部底面５の中央部での砥石の抜けを大き
くすることによって製作することができる。

【００２４】そして、この静電チャック１により被加工
物Ｗを固定するには、図２（ａ）に示すように、被加工
物Ｗの周縁部が板状セラミック体２の第二吸着面１２と
当接するように、被加工物Ｗを板状セラミック体２の他
方の主面側に載せた状態で、給電端子１６間に通電する
と、静電吸着用電極３と被加工物Ｗとの間に静電吸着力
が発現し、被加工物Ｗを板状セラミック体２の他方の主
面に吸着固定することができるようになっている。

【００２５】この時、被吸着物Ｗは、図２（ｂ）に示す
ように、被加工物Ｗの中央部は第一吸着面側に引っ張ら
れて第一吸着面１１の平坦部１７と当接するのに対し、
被加工物Ｗの周縁部は第一吸着面１１より高い位置にあ
る第二吸着面１２と当接しているため、被加工物Ｗは結
果的にその中央部が下凸となるように湾曲した状態で固
定されることになるのであるが、本件発明者の研究によ
れば、成膜精度やエッチング精度等の各種処理精度を高
めるためには、板状セラミック体２の他方の主面全体を
平坦な吸着面とし、被加工物Ｗを吸着した時の平坦度を
高めるよりも、被加工物Ｗの温度分布を一様にする方が
重要であることを突き止め、各種処理精度に大きな影響
を与えない凹部４の高さ（ｈ）について研究したとこ
ろ、上述したように、０．５〜５μｍとすれば良いこと
を見出した。

【００２６】即ち、凹部４の高さ（ｈ）が５μｍを超え
ると、吸着時における被加工物Ｗの平面度が悪くなりす
ぎるため、成膜時には膜厚みが不均一となり、エッチン
グ時には形状悪化を引き起こすなど各種処理精度に悪影
響を与えるとともに、被加工物Ｗを吸着保持するのに十
分な静電吸着力が得られなくなるからであり、逆に凹部
４の高さ（ｈ）が０．５μｍ未満となると、後述するよ
うに被加工物Ｗと凹部４とで構成される空間に熱伝導性
ガスを供給した時、被加工物Ｗと第二吸着面１２との隙
間からの漏れ量が多くなり過ぎ、成膜時やエッチング時
における環境（真空度等）に影響を与え、結果として各
種処理精度に悪影響を与える恐れがあるからである。

【００２７】なお、ここで言う凹部の高さ（ｈ）とは、
凹部底面５をなす平坦面１７から第二吸着面１２までの
高さのことを言う。

【００２８】次に、ガス導入孔９よりガス溝７と被加工
物Ｗとで形成される空間にＨｅ等の熱伝導性ガスを数１
０００パスカル（Ｐａ）の圧力で供給することにより、
被加工物Ｗと凹部底面５との間の熱伝達特性を高めるの
であるが、第一吸着面１１の全面が平坦であると、被加
工物Ｗの中央部は周縁部と比較して熱引けが悪いため、
中央部の温度分布が周縁部より高くなり、被加工物Ｗ全
体の温度分布を均一にすることができないのであるが、
本発明の静電チャック１では、凹部底面５の中央部に滑
らかな窪み１０を設け、凹部底面５の周縁に設けたガス
溝７から熱伝導性ガスが凹部４の中央部に流れ易くなる
ようにし、中央部における熱伝達特性を高めるようにし
てあることから、被加工物全体の温度分布を極めて均一
にすることができ、この後、成膜やエッチング等の各種
処理を施した時に、被加工物Ｗに熱が発生したとしても
その温度均一性が阻害されることがない。

【００２９】さらに、本発明の静電チャック１によれ
ば、板状セラミック体２の他方の主面には、その外周部
を残して凹部４を設け、被加工物Ｗの周縁部を第二吸着
面１２に吸着させ、かつ被加工物Ｗの中央部を第一吸着
面１１に吸着させるようにしてあることから、被加工物
Ｗとの接触面積を少なくでき、その結果、静電吸着用電
極３への通電を止めれば、直ちに被加工物Ｗを離脱させ
ることができ、被加工物Ｗの離脱時間を大幅に低減する
ことができる。

【００３０】ところで、このような効果を奏するために
は、第ニ吸着面１２の幅（ｔ）を１ｍｍ〜１０ｍｍとす
ることが好ましい。なぜなら、第ニ吸着面１２の幅
（ｔ）が１ｍｍ未満となると、この部分での静電吸着力
が小さく、第ニ吸着面１２に被加工物Ｗの周縁部を当接
しておくことができず、凹部４に供給した熱伝導性ガス
が外部に漏れ易くなるからであり、逆に、第ニ吸着面１
２の幅（ｔ）が１０ｍｍを超えると、吸着時に被加工物
Ｗの中央部が下凸に滑らかに湾曲できず、第一吸着面１
１と固定接触できなくなるため、熱伝導性ガスを導入し
た際に被加工物Ｗの第一吸着面１１に対応した部分で熱
伝導が変化し、被加工物Ｗの面内の温度分布差が大きく
なるといった不都合があるからである。なお、第ニ吸着
面１２の幅（ｔ）はその外周にわたって必ずしも一様で
ある必要性はなく、部分的に狭い箇所や広い箇所があっ
ても良いが、このような場合、第ニ吸着面１２の狭い箇
所の幅（ｔ）は１ｍｍ以上、第ニ吸着面１２の広い箇所
の幅（ｔ）は１０ｍｍ以下となるようにすることが好ま
しく、さらには１〜５ｍｍとすることが良い。

【００３１】また、熱伝導性ガスの漏れを抑制するに
は、第二吸着面１２の表面粗さを滑らかに仕上げ、被加
工物Ｗが吸着保持された時に隙間ができるだけ少なくな
るようにする必要があり、具体的には算術平均粗さ（Ｒ
ａ）で０．６μｍ以下とすることが良い。

【００３２】さらに、本発明の静電チャック１では、第
二吸着面１２と凹部側面６との交差部にシャープエッジ
が形成されることになるが、凹部４の高さ（ｈ）が０．
５〜５μｍと浅く、静電吸着力により被加工物Ｗを吸着
保持したとしても第二吸着面１２と凹部側面６とで構成
されるシャープエッジには大きな押圧力が作用し難いた
め、欠け等が発生し難いものの、好ましくはＲ面等の面
取りを施しておくことが良い。

【００３３】一方、板状セラミック体２の他方の主面を
上方から見た時、第一吸着面１１の面積に対する窪み１
０の面積の比率は１％〜１５％とするとともに、第一吸
着面１１の平坦面１７から窪み１０の底面までの深さ
（ｓ）は１μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。

【００３４】即ち、第一吸着面１１の面積に対する窪み
１０の面積の比率が１％未満であったり、第一吸着面１
１の平坦面１７から窪み１０の底面までの深さ（ｓ）が
１μｍ未満であると、第一吸着面１１全体に対して窪み
１０が占める割合が小さすぎたり、窪み１０が浅すぎる
ため、凹部４の中央に熱伝導性ガスを導いて熱伝達特性
を高める効果が小さく、被加工物Ｗの温度ばらつきを抑
えるという効果が十分に発揮できないからであり、ま
た、第一吸着面１１の平坦面１７から窪み１０の底面ま
での深さ（ｓ）が１０μｍを超えると、凹部４の中央へ
流れる熱伝導性ガスの流量が多くなりすぎて被加工物Ｗ
の中央部における温度が周縁部よりも低くなり、被加工
物Ｗの温度ばらつきを抑えることができなくなるからで
あり、さらに、第一吸着面１１の面積に対する窪み１０
の面積の比率が１５％を超えると、静電吸着力により被
加工物Ｗが窪み１０の表面に倣って吸着され、被加工物
Ｗの平面度が悪くなりすぎ、成膜時には膜厚みが不均一
となり、エッチング時には形状悪化を引き起こすなど各
種処理精度に悪影響を与えるからである。

【００３５】なお、本発明において、滑らかな窪み１０
とは、鋭利な角部を持たず、平滑な表面にて形成された
窪み１０のことである。

【００３６】さらに、第一吸着面１１は被加工物Ｗと接
することから、できるだけ平滑に仕上げることが好まし
く、具体的には第一吸着面１１の表面粗さを算術平均粗
さ（Ｒａ）で１．２μｍ以下とすることが好ましい。

【００３７】ところで、板状セラミック体２を形成する
材質としては、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、イットリウム−アルミニウ
ム−ガーネット質焼結体（以下、ＹＡＧ質焼結体とい
う）、単結晶アルミナ（サファイア）を用いることがで
き、これらの中でも窒化アルミニウム質焼結体は熱伝達
率が５０Ｗ／ｍ・ｋ以上、高いものでは熱伝達率１００
Ｗ／ｍ・ｋ以上を有し、熱伝導性に優れることから、被
加工物Ｗの均熱性を高める点で好ましく、また、単結晶
アルミナ（サファイア）を用いれば、セラミック焼結体
と違いボイドや脱粒がないため、パーティクルの発生を
極力嫌う場合に好適である。

【００３８】また、この板状セラミック体２の一方の主
面から他方の主面までの厚み（Ｈ）は０．５ｍｍ〜２ｍ
ｍとすることが好ましい。なぜなら、板状セラミック体
２の厚み（Ｈ）は、静電吸着力に影響を与えるからで、
２ｍｍを超えると、実用的な静電吸着力が得られないか
らであり、逆に板状セラミック体２の厚み（Ｈ）が０．
５ｍｍ未満となると、板状セラミック体２の他方の主面
に凹部４及び窪み１０やガス溝７を形成した時、板状セ
ラミック体２の一方の主面から窪み１０の底面やガス溝
底面８までの距離が０．３ｍｍ未満となり、静電吸着用
電極３に電圧をかけた際に絶縁破壊を起こす恐れがある
からである。

【００３９】以上、本実施例では板状セラミック体２の
一方の主面に静電吸着用電極３を備えた静電チャック１
を例にとって説明したが、図３（ａ）（ｂ）に示すよう
に、板状セラミック体２の内部に静電吸着用電極３を埋
設し、板状セラミック体２の他方の主面に、その外周部
を残して高さ（ｈ）が０．５〜５μｍの凹部４を設け、
この凹部底面５の周縁部にガス溝７を形成するととも
に、凹部底面５の中央には滑らかな窪み１０を設け、ガ
ス溝７を除く凹部底面５を被加工物Ｗとの第一吸着面１
１とするとともに、凹部４の外周部を第二吸着面１２と
した静電チャック１にも適用できることは言う迄もな
い。

【００４０】また、本発明は前述した実施形態だけに限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、改良や変更したものでも良いことは言う迄もない。

【００４１】

【実施例】ここで、図１に示す本発明の静電チャック１
と図４に示す従来の静電チャック２１を用意し、各静電
チャック１，２１を用いてシリコンウエハを固定し、各
ガス導入孔１４，２５からＨｅガスを供給した時のシリ
コンウエハの温度分布を調べる実験を行った。

【００４２】実験にあたり、本発明の静電チャック１
は、窒化アルミニウム質焼結体からなる板厚が１ｍｍの
板状セラミック体２の一方の主面に、スパッタリング法
によりタングステンからなる金属膜を所定のパターン形
状に被着して静電吸着用電極３を形成するとともに、板
状セラミック体２の他方の主面には、その外周部を残し
てロータリー加工機にて凹部４を形成し、この時、凹部
底面５の中央部には窪み１０が形成されるようにした。
次に、凹部底面５の周縁部にマシニング加工によって環
状のガス溝７を形成した後、各ガス溝底面８に連通する
ガス導入孔１４を穿孔した後、板状セラミック体２の一
方の主面に、静電吸着用電極３を覆うように、シリコン
系接着剤を介してアルミニウムからなるベース板１３を
接合し、上記静電吸着用電極３に給電端子１６を接合す
ることにより製作した。

【００４３】なお、板状セラミック体２の外径は２００
ｍｍ、第一吸着面１１の外径を１９０ｍｍ、窪み１０の
面積を５０００ｍｍ²、凹部底面５の平坦面１７から第
二吸着面１２までの高さ（ｈ）を３μｍ、凹部底面５の
平坦面１７から窪み１０の底面までの深さ（ｓ）を５μ
ｍとした。

【００４４】一方、従来の静電チャック２１は、窒化ア
ルミニウム質焼結体からなる板厚が３ｍｍの板状セラミ
ック体２２の一方の主面に、スパッタリング法によりタ
ングステンからなる金属膜を所定のパターン形状に被着
して静電吸着用電極２６を形成するとともに、板状セラ
ミック体２２の他方の主面には、ブラスト加工によって
中心から放射状に延びる深さが５０μｍのガス溝２４を
３本形成し、ガス溝底面にガス導入孔２５を穿孔した
後、板状セラミック体２２の一方の主面に、静電吸着用
電極２６を覆うように、シリコン系接着剤を介してアル
ミニウムからなるベース板を接合し、上記静電吸着用電
極２６に給電端子を接合することにより製作した。

【００４５】なお、板状セラミック体２２の外径は２０
０ｍｍ、吸着面２３の面積の総和を２３０２０ｍｍ²、
ガス溝２４の面積を５７０ｍｍ²とした。

【００４６】そして、各静電チャック１，２１上に、８
インチのシリコンウエハを載せ、各静電吸着用電極３，
２６に通電して静電吸着力を発現させた状態で、ガス導
入孔１４，２５よりＨｅガスを２６６６パスカル（Ｐ
ａ）の圧力で供給したときのシリコンウエハの温度分布
と平面度を測定した。なお、このときの設定温度を１０
０℃とした。

【００４７】この結果、本発明の静電チャック１は、従
来の静電チャック２１と比較してシリコンウエハを吸着
固定した時の平面度は若干劣るものの、シリコンウエハ
の温度バラツキが３℃と優れていた。

【００４８】そこで、図１に示す静電チャック１に関
し、第一吸着面１１の平坦面１７から第二吸着面１２ま
での高さ（ｈ）を異ならせた時のＨｅガスの漏れ量とシ
リコンウエハの平面度を測定する実験を行った。

【００４９】第一吸着面１１の平坦面１７から第二吸着
面１２までの高さ（ｈ）とシリコンウエハの平面度との
関係は図４に、第一吸着面１１の平坦面１７から第二吸
着面１２までの高さ（ｈ）とＨｅガスのリーク量につい
ては図５にそれぞれ示す通りである。

【００５０】この結果、第一吸着面１１の平坦面１７か
ら第二吸着面１２までの高さ（ｈ）が５μｍを超える
と、吸着保持したシリコンウエハの平面度が成膜精度や
エッチング精度に影響を与える５μｍを超えてしまい、
また、第一吸着面１１の平坦面１７から第二吸着面１２
までの高さ（ｈ）が０．５μｍ未満となると、Ｈｅガス
の漏れ量が増大する傾向にあった。

【００５１】この結果、第一吸着面１１の平坦面１７か
ら第二吸着面１２までの高さ（ｈ）は０．５〜５μｍと
することが良く、さらに好ましくは３〜５μｍとすれば
良いことが判る。

【００５２】次に、第一吸着面１１の平坦面１７から第
二吸着面１２までの高さ（ｈ）を３μｍとし、窪み１０
の面積と窪み１０の深さを変更することにより、第一吸
着面１１の面積に対する窪み１０の面積が占める割合、
及び第一吸着面１１の平坦面１７から窪み１０の底面ま
での深さ（ｓ）をそれぞれ異ならせた時のシリコンウエ
ハの温度分布と平面度を測定する実験を行った。

【００５３】結果は表１に示す通りである。

【００５４】

【表１】

【００５５】この結果、表１より判るように、第一吸着
面１１の面積に対する窪み１０の面積が占める割合を１
％〜１５％とすることで、シリコンウエハの平面度を５
μｍ以下に抑えることができ、第一吸着面１１の平坦面
１７から窪み１０の底面までの深さ（ｓ）を１μｍ〜１
０μｍとすれば、シリコンウエハの温度バラツキを５℃
以内とすることができ、シリコンウエハの温度分布を均
一にできることが判る。

【００５６】さらに、第一吸着面１１の平坦面１７から
第二吸着面１２までの高さ（ｈ）を３μｍ、第一吸着面
１１の平坦面１７から窪み１０の底面までの深さ（ｓ）
を５μｍとし、窪み１０の面積を変更することにより、
第一吸着面１１の面積に対する窪み１０の面積が占める
割合を異ならせた時のシリコンウエハの離脱性について
調べる実験を行った。

【００５７】結果は表２に示す通りである。

【００５８】

【表２】

【００５９】この結果、第一吸着面１１の中央部に窪み
１０を設けることにより、シリコンウエハの離脱時間を
１０ｓｅｃ以下と、大幅に短縮できることが判る。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、板状セラミック体の内部
又は一方の主面に静電吸着用電極を設け、上記板状セラ
ミック体の他方の主面には、その外周部を残して凹部を
形成し、この凹部底面の周縁にはガス溝を、凹部底面の
中央部には滑らかな窪みをそれぞれ設け、上記ガス溝を
除く凹部底面を第一吸着面とするとともに、上記外周部
を第二吸着面として静電チャックを構成したことによっ
て、被加工物の温度分布が均一になるように吸着保持す
ることができるため、本発明の静電チャックを用いて成
膜処理を施せば、均一な膜厚みを持った膜を被着するこ
とができ、また、エッチング処理を施せば、所定形状の
加工を行うことができる。

【００６１】また、本発明の静電チャックは、吸着時や
離脱時に被加工物を引っ掻くシャープエッジが少ないた
め、被加工物を傷付けることがなく、パーティクルの発
生を従来の静電チャックと比較してさらに低減すること
ができるとともに、被加工物の離脱性にも優れることか
ら、成膜やエッチングのトータル時間を短縮し、生産効
率を向上させることができる。

【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斜視図
である。

【図２】（ａ）は図１の静電チャックに被加工物を載せ
た時の状態を示す断面図、（ｂ）は図１の静電チャック
を用いて被加工物を吸着保持した時の状態を示す断面図
である。

【図３】本発明に係る静電チャックの他の例を示す断面
図である。

【図４】第一吸着面の平坦面から第二吸着面までの高さ
（ｈ）とシリコンウエハの平面度との関係を示すグラフ
である。

【図５】第一吸着面の平坦面から第二吸着面までの高さ
（ｈ）とＨｅガスのリーク量との関係を示すグラフであ
る。

【図６】従来の静電チャックを示す断面図である。

【符号の説明】

１：静電チャック２：板状セラミック体３：静電吸着用電極４：凹部５：凹部底面６：凹部側面７：ガス溝８：ガス溝底面９：ガス導入孔１０：窪み１１：第一吸着面１２：第二吸着面１３：ベース板１４：ガス供給孔１５：電極取出孔１６：給電端子１７：平坦面１８：接合剤層Ｗ：被加工物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状セラミック体の内部又は一方の主面に
静電吸着用電極を備え、上記板状セラミック体の他方の
主面には、その外周部を残して凹部を有し、該凹部底面
の周縁部にはガス溝を備え、かつ上記凹部底面の中央部
には窪みを具備してなり、上記ガス溝を除く凹部底面を
第一吸着面とするとともに、上記外周部を第二吸着面と
したことを特徴とする静電チャック。
【請求項２】上記窪み及びガス溝を除く凹部底面は、板
状セラミック体の一方の主面と平行な平坦面であって、
該平坦面から第二吸着面までの高さが０．５μｍ〜５μ
ｍで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】上記板状セラミック体の他方の主面を上方
から見た時、上記第一吸着面の面積に対する上記窪みの
面積の比率が１％〜１５％で、かつ上記第一吸着面の平
坦面から上記窪みの底面までの深さが１μｍ〜１０μｍ
であることを特徴とする請求項２に記載の静電チャッ
ク。