JPH098114A

JPH098114A - ステージ装置

Info

Publication number: JPH098114A
Application number: JP8727096A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Ishii; 信雄石井
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1996-03-16
Publication date: 1997-01-10
Anticipated expiration: 2016-03-16
Also published as: JP3887842B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リーク電流を生ずることなく、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。【解決手段】ステージ装置は、セラミック製の基板載
置面１３ａを持つ静電チャック部１３と、この静電チャ
ック部の下部に連続するように、静電チャック部ととも
に一体成形された支持ブロック１２と、静電チャック部
の中に埋め込まれ、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１４と、基
板載置面から基板を離脱させるときに基板載置面に存在
する電荷を除去するために、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７１とを備
え、セラミックに対する添加物粒子の含有率は、電極か
ら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。

Description

【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（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）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１
２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
る時に、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。

【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１
４Ａは、回路１６のリード１７Ａ及び開閉スイッチ１９
Ａ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１
２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（Ｍｇ
Ｏ）、酸化クロム（ＣｒＯ₃）、酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ₂）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、１
４Ｂ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１
２、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１
４Ａ、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１
２、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７
１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１３
ａ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５０μ
ｍ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、Ａｌ₂Ｏ₃ 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７
２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１
３ｂ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３
０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３
４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６
０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５
８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５
８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６
０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Ａｌ₂
Ｏ₃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）

Claims

【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構成したことを特徴とす
るステージ装置。
【請求項２】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いこ
とを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
【請求項３】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】前記純粋セラミック薄膜から電極のほう
に向けて添加物粒子の含有率を増加させたことを特徴と
する請求項３記載のステージ装置。
【請求項５】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４記載のステージ装置。
【請求項６】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５記載の
ステージ装置。
【請求項７】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ていることを特徴
とする請求項１乃至６記載のステージ装置。
【請求項８】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ことを特徴とする請求項
１乃至７記載のステージ装置。
【請求項９】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こと
を特徴とする請求項１乃至８記載のステージ装置。
【請求項１０】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
少することを特徴とする請求項１乃至９記載のステージ
装置。
【請求項１１】前記静電チャック部は酸化アルミニウ
ム系セラミック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１０記載のステー
ジ装置。
【請求項１２】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ことを特徴と
する請求項１乃至１０記載のステージ装置。
【請求項１３】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１２記
載のステージ装置。
【請求項１４】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
リコンよりなることを特徴とする請求項１乃至１２記載
のステージ装置。
【請求項１５】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１４記載のステージ装置。
【請求項１６】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１
５記載のステージ装置。