JP4439135B2

JP4439135B2 - 静電チャック

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Publication number: JP4439135B2
Application number: JP2001132723A
Authority: JP
Inventors: 靖右田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: JP2002329775A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、Ｈｅガス等の熱伝導性ガスを供給するためのガス導入孔２５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２１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，Ｍｏ，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１０００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１２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１１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（Ｒａ）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１０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１１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１００Ｗ／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〜２ｍｍ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１１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２００ｍｍ、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５μｍ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２００ｍｍ、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（Ｐａ）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１００℃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５μｍ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〜１０μｍ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

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。
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〜５μｍ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。
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。