JP2007005740A

JP2007005740A - 静電チャック電位供給部の構造とその製造及び再生方法

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Publication number: JP2007005740A
Application number: JP2005211892A
Authority: JP
Inventors: Kinya Miyashita; 欣也宮下; Yoshihiro Watanabe; 喜裕渡邊
Original assignee: CREATIVE TECHNOLOGY KK; Creative Technology Corp
Current assignee: CREATIVE TECHNOLOGY KK; Creative Technology Corp
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-01-11
Also published as: TW200816344A; TWI336504B

Abstract

【課題】熱応力を低減し、熱勾配による熱負荷と装置使用時と休止時における熱負荷に対応できる静電チャックの電位供給部の構造と、その製造方法及び再生方法を提供する。
【解決手段】第一の手段は、電極層に電位を供給する電位供給端子３と電極５との接合が電位供給端子の先端３ａの側面をふくみ、かつ電位供給端子３の先端面が表面絶縁誘電層６内にふくまれない静電チャックの電位供給部とする。さらに、電位供給端子の先端部３ａの断面を台形状とし、その台形状の下を曲線とする。第二の手段は絶縁碍子２の一部または全部を多孔質セラミックとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体素子製造プロセスで用いられているエッチング処理、化学気相蒸着（ＣＶＤ）による薄膜形成などのプラズマ処理装置、電子露光装置、イオン注入装置、また液晶パネルに使用されるイオンドーピング装置などに具備されている半導体ウエハの静電吸着機構、いわゆる静電チャックの技術に関する。

半導体製造装置では被処理物である半導体ウエハをその装置内で位置決め、そして支持面への確実な保持を必要とする。また、同時にこの行為は半導体ウエハになんら損傷を与えるものであってはならない。一世代前には半導体ウエハの表面を爪などで支持面へ機械的に抑えるクランプ方式が一般的であった。現在は半導体製造の処理基準が厳しく制限され、半導体ウエハへの汚染量を管理する必要がある。これは、クランプ自身の材質、多くの場合はアルミニウム材、が処理プラズマ中にさらされることにより遊離、あるいはイオン注入ではそのイオン照射によりクランプ母材からスパッタされ浮遊し、半導体ウエハに降りかかることにより、半導体素子の特性、歩留まりに著しく影響を与えるからである。

そこで考案されたのが前述のような機械的でない、静電チャックと呼ばれる電気的な静電吸着力を利用した半導体ウエハの支持面への保持手段である。静電チャックはその吸着面を構成する表面絶縁誘電層に組み込まれた電極に高電位を与え、その表面絶縁誘電層に分布した電荷と、被吸着基板である半導体ウエハに分極帯電した電荷によるクーロン力、ジャンセン−ラーベック力、あるいは静電気によるグラディエント力によって、被処理ウエハを支持面に吸着させる。従い、被処理ウエハの表面上には前述のクランプは存在しない。特許出願の傾向から判断すると、日本国ではこの関連の技術進歩はおよそ１９８０年代の後半から始まっていると考えられ、現在半導体製造装置では不可欠なものに成長している。

静電チャックを使用する環境は厳しく、特に温度変化による耐久性が一つの必須要件である。半導体ウエハはエッチング処理で使用するプラズマ装置では２００℃〜４００℃程度の高温に上昇するが、静電チャックを取り付けている金属基盤は内部に冷媒の管路を有し直接冷却を行っているため、３０℃程度に保たれている。従い、静電チャックの吸着部、すなわち表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層で構成される部分では最大数百度の温度勾配が生じ、かつ当該装置の運転時と休止時でも最大数百度の温度サイクルの負荷がかかる。このような温度負荷に対し、温度特性が他の部分と異なる電極への電位供給端子周辺は問題の発生源となっている。電位供給端子周辺には電位供給のための電位供給端子を有し、金属基盤から絶縁するための絶縁碍子を有し、電極と物理的に接触し、さらにその上部には表面絶縁誘電層を有す。これらそれぞれの部材の熱膨張率は互いに異なるため、前述した熱負荷によりその接触部位にひび割れが生じる。このひび割れを起因として表面絶縁誘電層上部にまでにひび割れが成長し、パーティクル発生、静電チャックの温度特性の局部的劣化などの問題を引き起こす。

図１に一例として従来の静電チャックの電位供給端子部を示す。静電チャックは金属基盤１、その上に下部絶縁層４、電極５、表面絶縁誘電層６が形成される。ここで金属基盤１はアルミニウム、銅、ステンレス、セラミックと金属の複合材（ＭＭＣ）などが使われる。下部絶縁層４、表面絶縁誘電層６はアルミナ、窒化アルミなどのセラミック材が使用され、溶射により形成される。電極はモリブデン、タングステンなどの高融点金属の溶射あるいはそれらのペースト状のものを塗布することにより形成する。下部絶縁層４、電極５、表面絶縁誘電層６の厚さはそれぞれ、２００〜５００μｍ、２０〜６０μｍ、２００〜５００μｍであり、使用する環境の物理的・化学的厳しさによって決定する。電位供給端子３は電気的絶縁を保つために絶縁碍子２を介して金属基盤１に装着されている。電位供給端子３の先端部はその断面が台形をした電位供給端子先端部３ａを有し、その上面である電位供給端子先端部の上面３ｂが電極５の一部に接合している。前述したひび割れ７はこの電位供給先端部の上面３ｂが電極と接合している縁から発生しやすく、その状況を図１（ｂ）に例示している。また、絶縁碍子２と下部絶縁層４の界面でも同様にその部分を基点とするひび割れ７ａが発生する。

静電チャックの電位供給部の熱負荷の影響を軽減するためにはさまざまな試みが提案されている。特開平１１−０７４３３６号公報では電位供給端子をろう付けにて表面絶縁誘電層に固定し、その端子に中空部を設けさらに熱膨張による応力緩和材を挿入することが開示されている。特開２００３−１７９１２７号公報には、電位供給端子の一端に電極が接合され、かつ電位供給端子の周囲が絶縁碍子で覆われているものが開示されている。ここでは電極は溶射で金属膜を電位供給端子の上部面に吹き付けることで電気的導通をとっている。特開平１０−１８９６９６号公報には、電極を表面絶縁誘電層側に貫通した孔を有し、その孔の内側をメタライズ処理し電位供給端子をその面に一点ろう付けすることが開示されている。

しかし、ろう付けの場合は、ろう材自身に熱負荷がかかるため問題をより複雑化する。またろう付け作業そのものは手作業であるためその信頼性にも欠ける。電位供給端子の上部に溶射で電極を形成する方法は、作業効率の点からは改善されるが、熱負荷の信頼性にはさらに改善が必要である。これは電位供給端子と電極材料の界面と、熱負荷がかかったときの当該部位の力の加わり方に関係がある。さらに電位供給端子、絶縁碍子、表面絶縁誘電層、下部絶縁層それぞれ互いあるいはいずれか三者の材料の界面と、熱負荷がかかったときの当該部位の力の加わり方にも関係がある。これらの問題は従来の技術では解決されていなかった。

特開平１１−０７４３３６号公報特開２００３−１７９１２７号公報特開平１０−１８９６９６号公報

そこで、本発明では静電チャックの電位供給端子とその周辺部にある電極、絶縁碍子、表面絶縁誘電層そして下部絶縁層で発生する熱応力を低減し、熱勾配による熱負荷と装置使用時と休止時におけるサイクル的な熱負荷に対して表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層にひび割れが生じにくい構造として、結果静電チャックの寿命を延ばすことを課題とする。さらに本発明は、既存の静電チャックを本発明の実施により再生することも課題とする。

電位供給端子は耐食性の観点から材質はチタンである。電極は耐久性と溶射の簡易性からモリブデンあるいはタングステンで形成される。表面絶縁誘電層はアルミナあるいは窒化アルミなどのセラミック材が使用され、電位供給端子と金属基盤間の絶縁碍子は樹脂あるいはアルミナが使用される。ここでチタンの熱膨張係数は８．６×１０^−６／℃と他の材質、タングステン（４．５×１０^−６／℃）、アルミナ（６．５×１０^−６／℃）よりも大きいため、その界面で熱負荷による応力が大きくなる。この応力に対して強い第一の構造は電位供給端子部の構造により、その先端部で表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層などの他の部位に強固に固定することが要点である。第二の手段は電位供給端子と金属基盤の間の電気的絶縁をとるための絶縁碍子と下部絶縁層の固定を高めることが要点である。以下第一と第二の手段、その好ましい構成について説明する。

第一の手段は、半導体ウエハを載置する側から、表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層を有す静電チャックにおいて、電極に電位を供給する電位供給端子と電極との接合が電位供給端子の先端の側面を含み、かつ電位供給端子の先端面が表面絶縁誘電層の内部に埋もれない、静電チャックの電位供給部とする。電位供給端子の先端面が表面絶縁誘電層の内部にまで達するとその部分の表面絶縁誘電層が薄くなり、高電圧に対する絶縁性が保てないおそれがあるためである。さらに、電位供給端子の先端部の断面が台形状であり、その台形状の下部が曲線であることを特徴とする、静電チャックの電位供給端子とする。電位供給部をこのような構造とすることで、電位供給端子はその断面が台形状の下部の曲線部分が下部絶縁層にしっかりと固定される嵌め合いで接合したのと同様な効果が期待でき、また下部絶縁層にかかる応力がより広い領域に分散できることになる。

第一の手段による電位供給部の製造方法は以下のとおりである。すなわち、電位供給端子を静電チャックに装着し、下部絶縁層を溶射により形成し、電極を溶射により形成し、電位供給端子と電極との接合が電位供給端子の先端の側面を含むよう電気的接合を形成し、表面絶縁誘電層を電位供給端子の先端面が表面絶縁誘電層の内部に埋もれないよう形成する。

さらに、第一の手段による静電チャックの再生方法は以下である。すなわち、既存の静電チャックの表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層を除去し、既存の電位供給端子を静電チャックに残したまま、下部絶縁層を溶射により形成し、電極を溶射により形成し、電位供給端子と電極との接合が電位供給端子の先端の側面を含むよう電気的接合を形成し、表面絶縁誘電層を電位供給端子の先端面が表面絶縁誘電層の内部に埋もれないよう形成する。このとき、既存の静電チャックの表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層を除去した後、既存の電位供給端子の先端部をその断面が台形状になるように周囲を削り込み、その底部を曲線とすることを特徴とする。

第二の手段による応力に対する強化は、電位供給端子の絶縁碍子の一部若しくは全部に多孔質セラミックを用いることを特徴とする。従来、当該部分の絶縁碍子の一部あるいは全部に樹脂、マシナブルセラミック、アルミナセラミック、あるいは溶射によるアルミナセラミックなどが使用されていた。しかし、これらの材料の上面に下部絶縁層を溶射によりアルミナで形成することから、その界面の接合が不安定になり、熱応力を原因とするひび割れの起点となっていた。前述のとおり電位供給端子はチタン製で熱膨張係数が周囲の部材よりも大きいため、電位供給端子の横方向の熱負荷による応力がその側面を被っている絶縁碍子にかかる。したがい絶縁碍子はその上面にある下部絶縁層との界面で互いに引き離す力が発生し、ひび割れの起点となっていた。本発明ではこの絶縁碍子に多孔質でかつ下部絶縁層と同等の材質のアルミナセラミック材とすることで、下部絶縁層の溶射セラミックが絶縁碍子の多孔質セラミックの気孔の部位に鍵のように絡んではずれにくくなることから、強固な固定が可能になる。多孔質セラミックの気孔率は０．５〜３０％が好ましく、さらに５〜１０％が溶射による下部絶縁層との連続性とシリコン、エポキシあるいはアクリル樹脂などで行う気孔の封孔処理性においてより優れている。

第二の手段にかかわる電位供給部の構成は、電位供給端子の絶縁碍子の一部若しくは全部に多孔質セラミックを用い下部絶縁層のセラミックの溶射を当該絶縁碍子の上面に行うことを特徴とする。さらに、第二の手段にかかわる電位供給部の再生方法は、既存の静電チャックの表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層、電位供給端子、絶縁碍子を取り除き、電位供給端子の絶縁碍子の一部若しくは全部に多孔質セラミックを用い下部絶縁層のセラミックの溶射を当該絶縁碍子の上面に行い、電極を溶射により形成し、これらの表面に表面絶縁誘電層を形成することを特徴とする。

本発明の課題を解決する第一の手段により、電位供給端子は表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層に従来に比較してより強固に固定される。また、従来存在する電位供給端子の先端に電極部材が存在しないようにできるため、その部分の電極による熱負荷を皆無にできる。また電位供給端子の先端部断面を曲線とすることで、下部絶縁層にかかる応力の分散が可能になる。これらの結果、当該電位供給部の熱勾配による熱負荷、さらに熱サイクルによる熱負荷に対し応力が発生しにくくなるため、表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層のひび割れ発生がおさえられ、静電チャックの長寿命が達成される。また、この第一の手段を従来の静電チャックに適用することで、同チャックを長寿命のものに再生できる。第二の手段により、絶縁碍子と下部絶縁層を強固に固定できるため、当該電位供給部の熱勾配による熱負荷、さらに熱サイクルによる熱負荷を起因とする応力に対し強くなるため、表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層のひび割れの起点となることが抑制され、静電チャックの長寿命が達成される。さらに、第二の手段を従来の静電チャックの絶縁碍子に適用することで、同チャックを長寿命のものに再生できる。

発明の実施するための最良の形態

本発明の実施形態を図２に基づいて説明する。金属基盤１はアルミニウム製である。このアルミニウム製の金属基盤１の平坦度は１０μｍ以下である。この金属基盤１には図示しないが冷媒が通る管路を設ける。一つは冷却水で金属基盤１を直接冷却する。他はヘリウムなどのガスを半導体ウエハの裏面へ導くためのものである。電位供給端子３はチタン材を機械加工して所定の形状にする。先端部の直径が下部に比べて大きいのは電位供給端子３が組立時に固定しやすく、かつ分解時などに金属基盤１から抜け落ちたりするのをふせぐためである。電位供給端子先端部３ａは平らな上面（電位供給端子先端部の上面３ｂ）を有し、その下部に電位供給端子先端部の曲線部分３ｃを有す。電位供給端子３の最大外径はΦ５ｍｍで、その最大外径部分の長さは１０ｍｍである。この最大外径の範囲は当該部品の取扱やすさと価格から決定され、Φ２〜１０ｍｍの範囲内に設定される。その長さも同様な理由により、３〜１５ｍｍの範囲内に設定される。電位供給端子先端部の上面３ｂの直径は３ｍｍである。この直径の範囲は２〜４．５ｍｍの範囲で設定可能である。電位供給端子先端部の曲線部分３ｃはＲ１ｍｍである。これも、前記の電位供給端子先端部の上面３ｂの直径の変動に伴い、Ｒ０．２５ｍｍからＲ１．５ｍｍまで設定可能である。応力の分散の観点と電極５との接触面積の観点を総合して決定する。所定の形状に加工された電位供給端子３は絶縁碍子２に、そして電位供給端子３が固定された絶縁碍子２は金属基盤１に接着剤にて固定する。接着剤はエポキシ系あるいはシリコン系を用いる。固定の強度の観点から、また分解のしやすさから状況により選別される。絶縁碍子２の図２に図示する部分の外径は１１ｍｍである。この作業は通常同時に行われるが、順次行う場合もある。したがい、図示していないが、接着剤は電位供給端子３と絶縁碍子２の間、そして絶縁碍子２と金属基盤１の間に施される。電位供給端子３と絶縁碍子２を金属基盤１に取り付けた後、先ず下部絶縁層４を溶射により形成する。膜厚は３００μｍで材質はアルミナで純度は９９．９〜９９．９９％が好ましい。溶射方法は大気溶射である。次に電極５を溶射により形成する。材質はタングステンで、膜厚は５０μｍである。タングステンも純度の高いものが好ましく９９．９９％以上のものを使用する。溶射法も同様に大気溶射である。電極５の上面と電位供給端子先端部の上面３ｂは同一面である。電位供給端子先端部の上面３ｂは電極９の中に埋まっていてもよく、電極９の上面から突き出ていなければ良い。この電極５を形成するステップの前に、電位供給端子３に下部絶縁層４を形成したときのアルミナが付着しているが、不要なアルミナは除去される。最後に、表面絶縁誘電層６を下部絶縁層４と同様な方法、材質で形成する。膜厚は３００μｍである。さらに、表面絶縁誘電層６の表面平坦性を５〜１０μｍ以内に処理し、各溶射層の気孔の封孔のためシリコン、エポキシあるいはアクリル樹脂などで真空含浸処理する。

表面絶縁誘電層６の劣化、ひび割れ、その他部位の消耗などにより再生が必要となる。既存の静電チャック２０が図１で示すような電位供給端子３を有す場合について、その静電チャックの再生方法を以下に説明する。

先ず表面絶縁誘電層６、電極５、下部絶縁層４を静電チャック２０から除去する。方法の機械的切削が主で、一部手作業を含む場合もある。完全に金属基盤１から下部絶縁層４をとりのぞくには、若干金属基盤１の除去も伴うが０．１ｍ〜０．５ｍｍの範囲で、金属基板１のそり、たわみ状態による。金属基盤１の平坦性が１０μｍ以下にできた後、あるいは同時に電位供給端子３周辺の加工を行う。電位供給端子３は図１（ｂ）に示すようその断面が台形の電位供給端子先端部３ａを有している場合には、ボールエンドミルなどで図２に示すような形状に削り込む。即ち、電位供給端子先端部３ａは平らな上面（電位供給端子先端部の上面３ｂ）を有し、その下部に電位供給端子先端部の曲線部分３ｃを有す。電位供給端子先端部の上面３ｂの直径は３ｍｍである。この直径の範囲は実施例１と同様に２〜４．５ｍｍの範囲で設定可能である。電位供給端子先端部の曲線部分３ｃはＲ１ｍｍである。これも実施例１と同様に、前記の電位供給端子先端部の上面３ｂの直径の変動に伴い、Ｒ０．２５ｍｍからＲ１．５ｍｍまで設定可能である。絶縁碍子２も状況により金属基盤１との平坦性を保つ観点から若干切削する必要性も出てくる。また、電位供給端子先端部の上面３ｂの高さも状況により切削して、電極５との高さを等しくする必要性も出てくる。電位供給端子３と絶縁碍子２は状況により新品に交換する必要性も出てくるが、この場合は以降実施例１と同様な処理により静電チャック２０が再生される。電位供給端子３と絶縁碍子２を静電チャック２０に残したまま再利用する場合以下のような手順となる。先ず、下部絶縁層４を溶射により形成する。膜厚は３００μｍ＋αで材質はアルミナで純度は９９．９〜９９．９９％が好ましい。このα分は金属基盤１を切削した寸法と等しくすることで、再生前後で吸着力を等しくかつ半導体ウエハの載置高さを合わせることができる。溶射方法は大気溶射である。次に電極５を溶射により形成する。材質はタングステンで、膜厚は５０μｍである。タングステンも純度の高いものが好ましく９９．９９％以上のものを使用する。溶射法も同様に大気溶射である。電極５の上面と電位供給端子先端部の上面３ｂは同一面である。電位供給端子先端部の上面３ｂは電極９の中に埋まっていてもよく、電極９の上面から突き出ていなければ良い。この電極５を形成するステップの前に、電位供給端子３に下部絶縁層４を形成したときのアルミナが付着しているが、不要なアルミナは除去される。最後に、表面絶縁誘電層６を下部絶縁層４と同様な方法、材質で形成する。膜厚は３００μｍである。さらに、表面絶縁誘電層６の表面平坦性を５〜１０μｍ以内に処理し、各溶射層の気孔の封孔のためシリコン、エポキシあるいはアクリル樹脂などで真空含浸処理する。

図３をもとに、以下電位供給端子３と金属基盤１の間の絶縁碍子２に一部多孔質絶縁碍子２ａを用い静電チャックを構成することを説明する。金属基盤１はアルミニウム製である。このアルミニウム製の金属基盤板１の平坦度は１０μｍ以下である。この金属基盤１には図示しないが冷媒が通る管路を設ける。一つは冷却水で金属基盤１を直接冷却する。他はヘリウムなどのガスを被吸着基板の裏面へ導くためのものである。電位供給端子３はチタン材を機械加工して所定の形状にする。先端部の直径が下部に比べて大きいのは電位供給端子３が組立時に固定しやすく、かつ分解時などに金属基盤１から抜け落ちたりするのをふせぐためである。電位供給端子先端部３ａは平らな上面（電位供給端子先端部の上面３ｂ）を有し、その下部に電位供給端子先端部の曲線部分３ｃを有す。電位供給端子３の最大外径はΦ５ｍｍで、その最大外径部分の長さは１０ｍｍである。この最大外径の範囲は当該部品の取扱やすさと価格から決定され、Φ２〜１０ｍｍの範囲内に設定される。その長さも同様な理由により、３〜１５ｍｍの範囲内に設定される。電位供給端子先端部の上面３ｂの直径は３ｍｍである。この直径の範囲は２〜４．５ｍｍの範囲で設定可能である。電位供給端子先端部の曲線部分３ｃはＲ１ｍｍである。ここについても、前記の電位供給端子先端部の上面３ｂの直径の変動に伴い、Ｒ０．２５ｍｍからＲ１．５ｍｍまで設定可能である。応力の分散の観点と電極５との接触面積の観点を総合して決定する。なお、電位供給端子先端部３ａの形状は、本発明の実施例１に基づいて説明しているが、図１（ｂ）に示すような従来の形態であっても本発明の効果、すなわち下部絶縁層４と多孔質絶縁碍子２ａの強固な固定、は独立して発揮できる点に注意する。所定の形状に加工された電位供給端子３は絶縁碍子２と多孔質絶縁碍子２ａに、そして電位供給端子３が固定された絶縁碍子２と多孔質絶縁碍子２ａは金属基盤１に接着剤にて固定する。接着剤はエポキシ系あるいはシリコン系を用いる。固定の強度の観点から、また分解のしやすさから状況により選別される。多孔質絶縁碍子２ａの外径は１１ｍｍである。多孔質絶縁碍子２ａの材質は下部絶縁層４と同様でアルミナが用いられ、気孔率は５〜１０％である。これら電位供給端子３、絶縁碍子２、多孔質絶縁碍子２ａを金属基盤１に取り付ける作業は通常同時に行われるが、順次行う場合もある。結果、図示していないが、接着剤は電位供給端子３と絶縁碍子２、電位供給端子３と多孔質絶縁碍子２ａの間、そして絶縁碍子２と金属基盤１、多孔質絶縁碍子２ａと金属基盤１の間にそれぞれ施される。電位供給端子３と絶縁碍子２と多孔質絶縁碍子２ａを金属基盤１取り付けた後、先ず下部絶縁層４を溶射により形成する。膜厚は３００μｍで材質はアルミナで純度は９９．９〜９９．９９％が好ましい。溶射方法は大気溶射である。多孔質絶縁碍子２ａに直接同質のアルミナを溶射し下部絶縁層４を形成することにより、強固な固着が生まれる。次に電極５を溶射により形成する。材質はタングステンで、膜厚は５０μｍである。タングステンも純度の高いものが好ましく９９．９９％以上のものを使用する。溶射法も同様に大気溶射である。電極５の上面と電位供給端子先端部の上面３ｂは同一面である。電位供給端子先端部の上面３ｂは電極９の中に埋まっていてもよく、電極９の上面から突き出ていなければ良い。この電極５を形成するステップの前に、電位供給端子３に下部絶縁層４を形成したときのアルミナが付着しているが、不要なアルミナは除去される。最後に、表面絶縁誘電層６を下部絶縁層４と同様な方法、材質で形成する。膜厚は３００μｍである。さらに、表面絶縁誘電層６の表面平坦性を５〜１０μｍ以内に処理し、各溶射層の気孔の封孔のためシリコン、エポキシあるいはアクリル樹脂などで真空含浸処理する。

ここでは図１に示す既存の静電チャック２０を多孔質絶縁碍子２ａを用いて図３に示すような形態に再生する場合について説明する。先ず表面絶縁誘電層６、電極５、下部絶縁層４を静電チャック２０から除去する。方法は機械的切削が主で、一部手作業を含む場合もある。完全に金属基盤１から下部絶縁層４をとりのぞくには、若干金属基盤１の除去も伴うが０．１ｍ〜０．５ｍｍの範囲で、金属基板１のそり、たわみ状態による。さらに、電位供給端子３と絶縁碍子２を金属基板１から分離する。電位供給端子３は再利用可能だが、絶縁碍子２は新品のものを使うのが信頼性の点で好ましい。つぎに、金属基盤１の表面の加工を行う。その平坦性を１０μｍ以下にすることが目的である。電位供給端子３はチタン材を機械加工して所定の形状にする。先端部の直径が下部に比べて大きいのは電位供給端子３が組立時に固定しやすく、かつ分解時などに金属基盤１から抜け落ちたりするのをふせぐためである。電位供給端子先端部３ａは平らな上面（電位供給端子先端部の上面３ｂ）を有し、その下部に電位供給端子先端部の曲線部分３ｃを有す。電位供給端子３の最大外径はΦ５ｍｍで、その最大外径部分の長さは１０ｍｍである。この最大外径の範囲は当該部品の取扱やすさと価格から決定され、Φ２〜１０ｍｍの範囲内に設定される。その長さも同様な理由により、３〜１５ｍｍの範囲内に設定される。電位供給端子先端部の上面３ｂの直径は３ｍｍである。この直径の範囲は２〜４．５ｍｍの範囲で設定可能である。電位供給端子先端部の曲線部分３ｃはＲ１ｍｍである。ここについても、前記の電位供給端子先端部の上面３ｂの直径の変動に伴い、Ｒ０．２５ｍｍからＲ１．５ｍｍまで設定可能である。応力の分散の観点と電極５との接触面積の観点を総合して決定する。なお、電位供給端子先端部３ａの形状は、本発明の実施例１に基づいて説明しているが、図１（ｂ）に示すような従来の形態であっても、下部絶縁層４と多孔質絶縁碍子２ａの強固な固定の効果は独立して発揮できる点に注意する。電位供給端子３をそのまま加工しないで再利用する場合がこれにあたる。所定の形状に加工された電位供給端子３は絶縁碍子２と多孔質絶縁碍子２ａに、そして電位供給端子３が固定された絶縁碍子２と多孔質絶縁碍子２ａは金属基盤１に接着剤にて固定する。接着剤はエポキシ系あるいはシリコン系を用いる。固定の強度の観点から、また分解のしやすさから状況により選別される。多孔質絶縁碍子２ａの外径は１１ｍｍで長さは１０ｍｍである。この長さは絶縁碍子２の再利用性、多孔質絶縁碍子２ａの価格などで決定される。多孔質絶縁碍子２ａの材質は下部絶縁層４と同様でアルミナが用いられ、気孔率は５〜１０％である。これら電位供給端子３、絶縁碍子２、多孔質絶縁碍子２ａを金属基盤１に取り付ける作業は通常同時に行われるが、順次行う場合もある。結果、図示していないが、接着剤は電位供給端子３と絶縁碍子２、電位供給端子３と多孔質絶縁碍子２ａの間、そして絶縁碍子２と金属基盤１、多孔質絶縁碍子２ａと金属基盤１の間にそれぞれ施される。電位供給端子３と絶縁碍子２と多孔質絶縁碍子２ａを金属基盤１取り付けた後、先ず下部絶縁層４を溶射により形成する。膜厚は３００μｍ＋α、材質はアルミナで純度は９９．９〜９９．９９％が好ましい。α分は再生前後の全厚みの調整部分であることは、実施例２と同様である。溶射方法は大気溶射である。多孔質絶縁碍子２ａに直接同質のアルミナを溶射し下部絶縁層４を形成することにより、強固な固着が生まれる。次に電極５を溶射により形成する。材質はタングステンで、膜厚は５０μｍである。タングステンも純度の高いものが好ましく９９．９９％以上のものを使用する。溶射法も同様に大気溶射である。電極５の上面と電位供給端子先端部の上面３ｂは同一面である。電位供給端子先端部の上面３ｂは電極９の中に埋まっていてもよく、電極９の上面から突き出ていなければ良い。この電極５を形成するステップの前に、電位供給端子３に下部絶縁層４を形成したときのアルミナが付着しているが、不要なアルミナは除去される。最後に、表面絶縁誘電層６を下部絶縁層４と同様な方法、材質で形成する。膜厚は３００μｍである。さらに、表面絶縁誘電層６の表面平坦性を５〜１０μｍ以内に処理し、各溶射層の気孔の封孔のためシリコン、エポキシあるいはアクリル樹脂などで真空含浸処理する。

本発明の産業上の利用可能性は、溶射により形成する静電チャックの寿命を伸ばすこと、さらに既存の静電チャックの再生を可能にし、その耐久性を伸ばすことである。また本発明の技術は熱的あるいは機械的負荷がかかりやすい装置の部位に用いることにより、その応力を分散、軽減する効果があるため、自動車のエンジン、高熱炉、電力のタービンなどの部分に利用される可能性がある。

（ａ）従来例を示す静電チャック全体図。（ｂ）従来例の電位供給端子先端部の一部拡大図。ひび割れの発生箇所を例示している。本発明電位供給端子部の構造説明図。本発明電位供給端子部の多孔質絶縁碍子を含む構造説明図。

符号の説明

１金属基盤
２絶縁碍子
２ａ多孔質絶縁碍子
３電位供給端子
３ａ電位供給端子先端部
３ｂ電位供給端子先端部の上面
３ｃ電位供給端子先端部の曲線部分
４下部絶縁層
５電極
６表面絶縁誘電層
７ひび割れ
７ａ絶縁碍子界面を基点とするひび割れ
２０静電チャック

Claims

被吸着基板を載置する側から、表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層を有す静電チャックにおいて、電極に電位を供給する電位供給端子と電極との接合が電位供給端子の先端の側面を含み、かつ電位供給端子の先端面が表面絶縁誘電層の内部に埋もれない、静電チャックの電位供給部。
前記電位供給端子の先端部の断面が台形状であり、その台形状の下部が曲線であることを特徴とする、請求項１の静電チャックの電位供給端子。
電位供給端子がチタンであることを特徴とする、請求項１の静電チャックの電位供給部。
電位供給端子を静電チャックに装着し、下部絶縁層を溶射により形成し、電極を溶射により形成し、電位供給端子と電極との接合が電位供給端子の先端の側面を含むよう電気的接合を形成し、表面絶縁誘電層を電位供給端子の先端面が表面絶縁誘電層の内部に埋もれないよう形成する、静電チャックの給電端子部の製造方法。
既存の静電チャックの表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層を除去し、既存の電位供給端子を静電チャックに残したまま、下部絶縁層を溶射により形成し、電極を溶射により形成し、電位供給端子と電極との接合が電位供給端子の先端の側面を含むよう電気的接合を形成し、表面絶縁誘電層を電位供給端子の先端面が表面絶縁誘電層の内部に埋もれないよう形成する、静電チャックの再生方法。
既存の静電チャックの表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層を除去した後、既存の電位供給端子の先端部をその断面が台形状になるように周囲を削り込み、その底部を曲線とすることを特徴とする、請求項５の静電チャックの再生方法。
電位供給端子の絶縁碍子の一部若しくは全部に多孔質セラミックを用いることを特徴とする、静電チャックの電位供給部。
電位供給端子の絶縁碍子の一部若しくは全部に多孔質セラミックを用い下部絶縁層のセラミックの溶射を当該絶縁碍子の上面に行うことを特徴とする、静電チャックの電位供給部の製造方法。
既存の静電チャックの表面絶縁誘電層、電極、下部絶縁層、電位供給端子、絶縁碍子を取り除き、電位供給端子の絶縁碍子の一部若しくは全部に多孔質セラミックを用い下部絶縁層のセラミックの溶射を当該絶縁碍子の上面に行い、電極を溶射により形成し、これらの表面に表面絶縁誘電層を形成することを特徴とする、静電チャックの再生方法。