特許 6238996 光パターン化可能な軟質突出部接触面を有する静電チャック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6238996

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】光パターン化可能な軟質突出部接触面を有する静電チャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20171120BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 R

   H02N13/00 D

【請求項の数】23

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-540730(P2015-540730)

(86)(22)【出願日】2013年10月29日

(65)【公表番号】特表2015-536568(P2015-536568A)

(43)【公表日】2015年12月21日

(86)【国際出願番号】US2013067301

(87)【国際公開番号】WO2014070764

(87)【国際公開日】20140508

【審査請求日】2016年6月7日

(31)【優先権主張番号】13/667,516

(32)【優先日】2012年11月2日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505307471

【氏名又は名称】インテグリス・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リン，イ−クアン

(72)【発明者】

【氏名】クック，リチャード・エイ

(72)【発明者】

【氏名】リプチンスキー，ヤクブ

【審査官】 儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５２７１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３３０４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２３９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０３３９２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１６４６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３５７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１４９９１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／１０８１４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０４３９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００６４１８４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０２Ｎ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電チャックであって、
電極の電圧によって活性化されて電荷を形成して、基板を前記静電チャックに静電的にクランプする表面層を含み、前記表面層が、ハードベークされた光パターン化ポリマーを含む複数のハードベークされた光パターン化ポリマー突出部と、前記複数のハードベークされた光パターン化ポリマー突出部が接着する電荷制御層とを含み、前記基板を静電的にクランプする間に前記複数のハードベークされた光パターン化ポリマー突出物の上に基板を支持するために、前記複数のハードベークされた光パターン化ポリマー突出部は、前記複数のハードベークされた光パターン化ポリマー突出部を取り囲む前記電荷制御層の部分を超える高さまで延在する、静電チャック。

【請求項2】

前記ハードベークされた光パターン化ポリマーが、焼き付け前に、光パターン化可能であり、室温で液体であるポリマーを含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項3】

前記ハードベークされた光パターン化ポリマーが、焼き付け前に、光パターン化可能であり、室温で固体であるポリマーを含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項4】

前記ハードベークされた光パターン化ポリマーが、焼き付け前に光パターン化可能であるエポキシ系ポリマーを含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項5】

前記ハードベークされた光パターン化ポリマーが、ポリイミド系ポリマーおよびベンゾシクロブテン系ポリマーの少なくとも１つを含み、ハードベークされた光パターン化可能なポリマーが、焼き付け前に光パターン化可能であるポリマーである、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項6】

前記電荷制御層が炭化ケイ素を含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項7】

前記電荷制御層がダイヤモンド状炭素を含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項8】

前記電荷制御層が約１０^８Ω／□〜約１０^１１Ω／□の間の表面抵抗率で構成される、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項9】

前記ポリマー突出部が約３ミクロン〜約１２ミクロンの間の高さで構成される、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項10】

前記ポリマー突出部が約９００ミクロンの直径で構成される、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項11】

ハードベークされた光パターン化ポリマーを含むガスシールリングをさらに含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項12】

前記ガスシールリングの前記ハードベークされた光パターン化ポリマーが、エポキシ系ポリマー、ベンゾシクロブテン系ポリマー、およびポリイミド系ポリマーの少なくとも１つを含み、ハードベークされた光パターン化可能なポリマーが、焼き付け前に光パターン化可能なポリマーである、請求項１１に記載の静電チャック。

【請求項13】

前記複数のポリマー突出部が約０．０２μｍ〜約０．０５μｍの間の表面粗さで構成される、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項14】

前記ハードベークされた光パターン化ポリマーが、約７０メガパスカル（ＭＰａ）を超える引張強度を有する材料を含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項15】

前記ハードベークされた光パターン化ポリマーが、約３．５ギガパスカル（ＧＰａ）未満のヤング率を有する材料を含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項16】

前記静電チャックのガスシールリングの工作物接触面の少なくとも一部を覆う導電経路をさらに含み、前記導電経路が、接地される電気経路の少なくとも一部を含む、請求項１に記載の静電チャック。

【請求項17】

前記導電経路がダイヤモンド状炭素を含む、請求項１６に記載の静電チャック。

【請求項18】

前記ハードベークされた光パターン化ポリマーが、焼き付け前に室温で液体である、光パターン化可能なポリマーを含み、前記電荷制御層が約１０^８Ω／□〜約１０^１１Ω／□の間の表面抵抗率で構成される、請求項１６に記載の静電チャック。

【請求項19】

静電チャックの製造方法であって、
前記静電チャックの表面上の光パターン化可能なポリマーを、マスクを介した光に露光するステップであって、前記静電チャックが、前記光パターン化可能なポリマーの少なくとも一部の下にある電荷制御層を含む、光に露光するステップと、
前記マスクを介した前記光に対する前記表面の露光パターンに基づいて、前記静電チャックの前記表面の領域を除去し、それによって前記静電チャックの前記表面上に複数のポリマー突出部を形成するステップであって、前記複数のポリマー突出部は、前記電荷制御層に接着し、前記複数のポリマー突出部を取り囲む前記電荷制御層の部分を超える高さまで延在する、ステップと、
ハードベークされた光パターン化ポリマーを含む複数の突出部を形成するように、前記複数のポリマー突出部をハードベークするステップと
を含む方法。

【請求項20】

前記光パターン化可能なポリマーを含むポリマーシートを、前記電荷制御層の少なくとも一部の上に積層するステップを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記光パターン化可能なポリマーを含む液体ポリマーを、前記電荷制御層の少なくとも一部の上にスプレーするステップを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

前記光パターン化可能なポリマーが、約７０メガパスカル（ＭＰａ）を超える引張強度を有し、約３．５ギガパスカル（ＧＰａ）未満のヤング率を有する材料を含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項23】

前記静電チャックのガスシールリングの工作物接触面の少なくとも一部を導電経路で覆うステップをさらに含み、前記導電経路が接地される電気経路の少なくとも一部を含む、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、２００９年５月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／２１６，３０５号明細書の利益を主張する、２０１０年５月１３日に出願され英語で公開された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３４６６７号明細書の米国段階である、２０１１年１０月２７日に出願された米国特許出願第１３／２６６，６５７号明細書の一部継続出願である、２０１２年１１月２日に出願された米国特許出願第１３／６６７，５１６号明細書の継続出願である。上記出願の教示全体が参照により本明細書に援用される。

【背景技術】

【0002】

静電チャックは、製造プロセスの間に基板の保持および支持を行い、基板を機械的にクランプすることなく基板から熱も除去する。静電チャックの使用中、半導体ウエハなどの基板の裏側は、静電力によって静電チャックの面に保持される。基板は、電極を覆う材料の表面層によって、静電チャックの面の１つ以上の電極から離れている。クーロンチャックにおいては、表面層は電気的に絶縁され、一方、ジョンソン−ラーベック（Ｊｏｈｎｓｅｎ−Ｒａｈｂｅｋ）静電チャックにおいては、表面層は弱導電性である。静電チャックの表面層は、平坦であってよいし、あるいは覆われた電極から基板の裏側からさらに引き離す１つ以上の突出部、突起、またはその他の表面特徴を有してもよい。処理中に基板に到達する熱は、突出部による接触熱伝導、および／または冷却ガスによるガス熱伝導によって、基板から静電チャックに移動させることができる。基板からの熱の除去において、一般に接触熱伝導がガス熱伝導よりも効率的である。しかし、基板と突出部との間の接触量の制御が困難となる場合がある。

【0003】

マイクロエレクトロニクス製造において、半導体およびメモリ素子の形状が徐々に小さくなり、ウエハ、フラットスクリーンディスプレイ、レチクル、およびその他の処理される基板のサイズが徐々に大きくなるため、許容できる粒子汚染プロセス仕様は、より制限が多くなる。表面をクランプするチャックにウエハが物理的に接触するかまたは搭載されるので、静電チャックに対する粒子の影響が特に問題となる。静電チャックの搭載面によって、搭載面と基板との間に粒子が取り込まれるようになると、取り込まれた粒子によって基板が変形することがある。たとえば、ウエハの裏側が、平坦な基準面に対して静電的にクランプされる場合、取り込まれた粒子によってウエハの前側の変形が生じることがあり、したがってウエハの前側が平坦面とならない。（特許文献１）によると、平坦な静電チャック上の１０ミクロンの粒子によって、レチクル（すなわち、試験ウエハ）の表面に１インチ以上の半径方向距離の変位が生じうることが研究で示されている。粒子によって生じる変位の実際の高さおよび直径は、粒度、粒子硬度、クランプする力、およびレチクルの厚さなどの多数のパラメータによって決定される。

【0004】

基板処理中、基板温度の制御、基板の最大温度上昇の制限、基板表面上の温度均一性の維持、またはこれらのあらゆる組み合わせが可能となることが重要である。不十分および／または不均一な熱伝達による過度の温度のばらつきが基板表面全体にわたって存在すると、基板が変形し始めることがあり、プロセス化学に影響が生じうる。静電チャックとの直接接触面積が大きいほど、接触熱伝導により伝達される熱が多くなる。直接接触面積の大きさは、基板および静電チャックの接触面の粗さ、平坦さ、および硬度、ならびに接触面の間に加わる圧力と関係がある。接触面の特性は基板ごとに異なり、接触面の特性は経時により変化することがあるので、静電チャックと基板との間の接触熱伝導率を正確に制御することは困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第６，８３５，４１５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

基板の温度およびその裏側の粒子数の制御は、マイクロエレクトロニクスデバイス、レチクルマスク、およびその他のそのような特徴の損傷の軽減または排除のため、ならびに製造歩留まりの低下の減少または最小化のために重要である。静電チャック突出部の摩耗特性と、粗面化された突出部の広い接触面積と、静電チャックの製造中のラッピングおよびポリシング作業の効果とのすべてが、静電チャックの使用中に基板の裏側への粒子の増加に寄与しうる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態によると、ウエハ、工作物、またはその他の基板に非摩耗性接触面を提供し、同時に、改善された製造性、および接地面プラテン設計との改善された適合性をも有する、静電チャックの軟質突出構造が提供される。軟質突出構造は光パターン化可能なポリマーを含む。

【0008】

本発明による一実施形態において、電極の電圧によって活性化されて電荷を形成して、基板を静電チャックに静電的にクランプする表面層を含む静電チャックが提供される。表面層は、光パターン化可能なポリマーを含む複数の突出部と、複数のポリマー突出部が接着する電荷制御層とを含む。基板を静電的にクランプする間に複数のポリマー突出物の上に基板を支持するために、複数のポリマー突出部は、複数のポリマー突出部を取り囲む電荷制御層の部分を超える高さまで延在する。

【0009】

さらなる関連実施形態において、光パターン化可能なポリマーは、焼き付け前に室温で液体である光パターン化可能なポリマーを含むことができるか、または焼き付け前に室温で固体である光パターン化可能なポリマーを含むことができる。光パターン化可能なポリマーは、エポキシ系、ポリイミド系、またはベンゾシクロブテン系の光パターン化可能なポリマーを含むことができる。電荷制御層は、炭化ケイ素またはダイヤモンド状炭素を含むことができる。電荷制御層は、約１０^８Ω／□〜約１０^１１Ω／□の間の表面抵抗率で構成されてよい。ポリマー突出部は、約３ミクロン〜約１２ミクロンの間の高さで構成されてよく、約９００ミクロンの直径で構成されてよい。静電チャックは、エポキシ系、ベンゾシクロブテン系、またはポリイミド系の光パターン化可能なポリマーなどの光パターン化可能なポリマーを含むガスシールリングをさらに含むことができる。複数のポリマー突出部は、約０．０２μｍ〜約０．０５μｍの間の表面粗さで構成されてよい。光パターン化可能なポリマーは、約７０メガパスカル（ＭＰａ）を超える引張強度を有する材料を含むことができ、約３．５ギガパスカル（ＧＰａ）未満のヤング率を有する材料を含むことができる。静電チャックは、静電チャックのガスシールリングの工作物接触面の少なくとも一部を覆う導電経路を含むことができ、導電経路は、接地される電気経路の少なくとも一部を含む。導電経路はダイヤモンド状炭素を含むことができる。

【0010】

本発明による別の一実施形態において、電極の電圧によって活性化されて電荷を形成して、基板を静電チャックに静電的にクランプする表面層を含む静電チャックが提供される。表面層は、導電性ポリマーを含む複数の突出部と、複数のポリマー突出部が接着する電荷制御層とを含む。基板を静電的にクランプする間に複数のポリマー突出物の上に基板を支持するために、複数のポリマー突出部は、複数のポリマー突出部を取り囲む電荷制御層の部分を超える高さまで延在する。

【0011】

さらなる関連実施形態において、導電性ポリマーは、カーボンナノチューブとポリマーとのブレンド；および導電性ナノ粒子がドープされたポリマーからなる群からのポリマーを含むことができる。

【0012】

本発明による別の一実施形態において、静電チャックの製造方法が提供される。この方法は、静電チャックの表面上の光パターン化可能なポリマーを、マスクを介した光に露光するステップであって、静電チャックが、光パターン化可能なポリマーの少なくとも一部の下にある電荷制御層を含むステップと；マスクを介した光への表面の露光パターンに基づいて静電チャックの表面領域を除去し、それによって静電チャックの表面上に複数のポリマー突出部を形成するステップとを含む。複数のポリマー突出部は、電荷制御層に接着し、複数のポリマー突出部を取り囲む電荷制御層の部分を超える高さまで延在する。

【0013】

さらなる関連実施形態において、この方法は、光パターン化可能なポリマーを含むポリマーシートを電荷制御層の少なくとも一部の上に積層するステップ、光パターン化可能なポリマーを含む液体ポリマーを電荷制御層の少なくとも一部の上にスプレーするステップを含むことができる。光パターン化可能なポリマーは、約７０メガパスカル（ＭＰａ）を超える引張強度を有し、約３．５ギガパスカル（ＧＰａ）未満のヤング率を有する材料を含むことができる。この方法は、静電チャックのガスシールリングの工作物接触面の少なくとも一部を導電経路で覆うステップをさらに含むことができ、導電経路は、接地される電気経路の少なくとも一部を含む。

【0014】

以上のことは、異なる図面全体にわたって同様の参照文字が同様の部分を示す添付の図面に示されるような、以下の本発明の例示的実施形態のより詳細な説明から明らかとなるであろう。図面は必ずしも縮尺通りではなく、その代わりに、本発明の実施形態の説明に重点が置かれている。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態による静電チャック最上層の断面図である。

【図2】本発明の一実施形態による静電チャックの更なる層を示す断面図である。

【図3】本発明の一実施形態による静電チャックの表面上の突出部のパターンの図である。

【図4】本発明の一実施形態による静電チャック表面の外観の図である。

【図5】本発明の一実施形態による静電チャック上の突出部のプロファイルの図である。

【図6】本発明の一実施形態による、光パターン化可能なポリマーを使用した静電チャックの製造における積層プロセスの使用を示す概略図である。

【図7】本発明の一実施形態による、光パターン化可能なポリマーを使用した静電チャックの製造におけるスプレーコーティングプロセスの使用を示すブロック図である。

【図8】本発明の一実施形態による、ポリマー突出部および接地層を含む静電チャックの断面図である。

【図9】本発明の一実施形態による、ポリマー突出部および導電経路を含む静電チャックの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の例示的実施形態の説明を以下に示す。

【0017】

本発明の一実施形態によると、基板を搭載するための表面上に突出部を含む静電チャックが提供される。突出部は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリマー物質から形成される。さらに、静電チャックは、ポリマー突出部が接着される電荷制御表面層を特徴とする。電荷制御表面層は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの突出部と同じポリマー材料から形成されてよい。このような突出部および電荷制御表面層は、静電チャックと基板との接触を促進して接触冷却を促進しながら、望ましくない粒子の発生を減少させることもできる。

【0018】

本発明による別の一実施形態において、以下にさらに議論するように、静電チャック上の突出部およびガスシールを形成するために、光パターン化可能なポリマーを使用することができる。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態による静電チャックの最上層の断面図である。静電チャックは、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリマーから形成される突出部１０１を特徴とする。静電チャックのガスシールリング（図示せず）は、突出部１０１と同じポリマーなどのポリマーから形成することができる。突出部１０１は、これもポリマーから形成されてよい電荷制御層１０２に接着される。電荷制御層１０２の目的は、表面電荷を放出させるための導電層を提供することである。電荷制御層１０２によって、チャック出力をなくした後にウエハまたはその他の基板がチャック表面に静電的に付着する場合に生じる「ウエハ固着」の可能性が低下する。たとえば約１×１０^８Ω／□〜約１×１０^１１Ω／□の範囲などの適切な範囲内の表面抵抗率を有する電荷制御層１０２は、望ましくない静電力および最終的にウエハ固着を引き起こしうる表面電荷保持を減少させることが示された。わずかに導電性の表面層によって電荷が大地（図示せず）に放出されるが、静電チャックと基板との間の静電引力は妨害されない。一実施形態においては、突出部１０１および電荷制御層１０２の両方がポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの１種類のポリマーから形成される。電荷制御層１０２の下に接着層１０３が存在することができ、これは電荷制御層とは異なるポリマーを含むことができる。特に、電荷制御層がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から形成される場合、接着層１０３はポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含むことができる。あるいは、接着層１０３は存在しなくてもよい。接着層１０３の下（または電荷制御層１０２のすぐ下）で、静電チャックは接着コーティング１０４を含み、それによってその上にあるポリマー層の誘電体層１０５への接着が促進される。接着コーティング１０４は、その上にあるポリマー層の下に隠されたままであり、表面的な欠陥がポリマーによって隠される。接着コーティング１０４としては、たとえば、ケイ素を含有する窒化物、酸化物、炭化物、およびこれらの非化学量論的な種類のもの、たとえばＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、窒化ケイ素、酸化ケイ素、または炭化ケイ素を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。接着コーティング層は、炭素、または炭素窒化物化合物を含むこともでき；ダイヤモンド状炭素を含むこともでき；および／または上記のいずれかの組み合わせを含むこともできる。接着コーティング１０４の下には、アルミナ誘電体などの誘電体層１０５が存在する。

【0020】

図２は、本発明の一実施形態による静電チャックのさらなる層を示す断面図である。突出部２０１、電荷制御層２０２、接着層２０３、接着コーティング２０４、および誘電体層２０５に加えて、静電チャックは金属電極２０６を含む。金属電極２０６は、導電性エポキシ接着剤２０８によって電極ピン２０７に接合される。誘電体層２０５は、セラミック間の接着剤２１０によってアルミナ絶縁体などの絶縁層２０９に接合される。セラミック間の接着剤２１０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または変性ＰＴＦＥ（ＰＴＦＥに加えてＰＦＡおよび／またはＦＥＰを含む）などのポリマーから形成されてよい。さらに、セラミック間の接着剤２１０は、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、フッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリマーから形成されてよい。絶縁体２０９の下には、熱伝導性接着剤２１１（たとえば、Ｄｕｅｓｓｅｌｄｏｒｆ，ＧｅｒｍａｎｙのＨｅｎｋｅｌ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧａＡより販売されるＴＲＡ−ＣＯＮ熱伝導性エポキシを使用して形成することができる）および水冷台２１２が存在する。接着コーティング２０４は、静電チャックの端部の下方（ガスシールリングの端部の下方を含む）まで延在して金属減少層２１３を形成することができ、それによってビームの静電チャックの端部への衝突によって、アルミニウム粒子が基板に衝突するのが防止される。

【0021】

本発明の一実施形態によると、突出部２０１、電荷制御層２０２、または静電チャックの別の構成要素に使用されるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）は、約１２ミクロン〜約２５ミクロンの間の厚さの充填剤を含まない非晶質ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）から形成されてよい。たとえば、Ｓａｂｉｃ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ ＢＶより販売され商品名ＵＬＴＥＭ １０００で販売されるＰＥＩを使用することができる。突出部２０１および／または電荷制御層２０２、またはその他の構成要素がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から形成される場合、それらは約１２ミクロン〜約２５ミクロンの間の厚さの充填剤を含まないＰＥＥＫから作製することができる。たとえば、ＷｅｓｔＣｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ，ＰＡ，Ｕ．Ｓ．ＡのＶｉｃｔｒｅｘ Ｕ．Ｓ．Ａ．，Ｉｎｃ．より販売され商品名Ｖｉｃｔｒｅｘ（登録商標）ＡＰＴＩＶ ＰＥＥＫ（商標）ＦＩＬＭ，２０００−００６（充填剤を含まない非晶質グレード）で販売されるＰＥＥＫを使用することができる。

【0022】

本発明の一実施形態によるポリマー突出部とポリマー電荷制御層とを特徴とする静電チャックは、米国特許出願公開第２００９／０２８４８９４号明細書として公開され、２００９年５月１５日に出願された米国特許出願第１２／４５４，３３６号明細書の静電チャックの特長を含むことができ、これらの教示全体が参照により本明細書に援用される。特に、等間隔の突出部、三角形パターンの突出部、および低粒子生成に関連する特徴を含むことができ、他の特徴を含むこともできる。

【0023】

図３は、本発明の一実施形態による静電チャックの表面上の突出部３１４のパターンの図であり、基板と突出部３１４との間の力を減少させるためにこの突出部パターンが使用される。このような力を均等に分散させる突出部パターンには、たとえば三角形または略六角形の突出部パターンを使用することができる。本明細書において使用される場合、「三角形」パターンは、突出部が実質的に等間隔となるような、突出部の正三角形の規則的に繰り返すパターンを意味することが意図されることを理解されたい（このようなパターンは、正六角形の頂点を形成する６つの突出部の配列の中心に１つの中心突出部を有する略六角形と見ることもできる）。突出部の直径３１５を増加させることによって、または突出部３１４の中心間の間隔３１６を減少させることによっても、力を減少させることができる。図３の実施形態に示されるように、中心間間隔寸法３１６だけ隣接する突出部から各突出部が実質的に等間隔で離れている等間隔配列で突出部を配置することができる。このような間隔によって、基板の裏側の実質的な部分が突出部の上部と接触し、裏側の冷却用のヘリウムまたはその他のガスのための突出部の間の間隙が残る。対照的に、このような突出部の間隔がないと、突出部の１０％以下の少ない部分のみが基板と接触しうる。本発明の一実施形態によると、基板は、２５％を超える突出部上部の表面領域と接触することができる。

【0024】

一例において、静電チャックは、３００ｍｍの個性であってよく、アルミニウムベース、厚さ約０．１２０インチのアルミナ絶縁体２０９、厚さ約０．００４インチのアルミナ誘電体２０５を含むことができ、静電チャックに搭載される基板の回転および傾斜を可能にする回転プラテン設計を有することができる。静電チャックの直径は、たとえば３００ｍｍ、２００ｍｍ、または４５０ｍｍであってよい。突出部３１４は、中心間間隔寸法３１６がたとえば約６ｍｍ〜約８ｍｍである三角形パターンで存在することができる。突出部の直径３１５は、たとえば約９００ミクロンであってよい。突出部３１４の高さは、たとえば約３ミクロン〜約１２ミクロン、たとえば約６ミクロンであってよい。突出部３１４は、電荷制御層２０２（図２参照）と同じであってよいポリマーから全体が形成されてよい。

【0025】

図４は、本発明の一実施形態による静電チャック表面の外観の図である。静電チャック表面は、ガス入口４１７と、接地ピン通路４１８と、ガスシールリング４１９と、それ自体のガスシールリング（図４のリフトピン通路４２０の外側の薄い色の構造）を含むリフトピン通路４２０と、チャックの中央の４２１における小さいガス入口（図４では入口は見えない）とを含む。接地ピン通路４１８は、それ自体のガスシールリング（図４の接地ピン通路４１９の外側のリング）を含むことができる。詳細図（図４の挿入図４２２）は、突出部４１４を示している。ガスシールリング４１９（ならびにリフトピン通路４２０および接地ピン通路４１８のガスシールリング）は、幅が約０．１インチであってよく、突出部４１４と同じ高さであってよく、たとえば約３ミクロン〜約１２ミクロン、たとえば約６ミクロンであってよいが、その他の幅および高さも可能である。

【0026】

本発明の一実施形態によると、最初にセラミック間の接着剤を使用してセラミック組立体を作製する方法によって静電チャックを作製することができる。たとえば、図２の実施形態と関連して前述した接着物質を使用して、誘電体層２０５を絶縁層２０９に接合させることができる。次に、得られたセラミック組立体に、図１の実施形態と関連して前述した物質などの接着コーティング２０４を約１または２ミクロンの厚さでコーティングする。次に、電荷制御層２０２および突出部２０１を構成するポリマー物質を接着コーティング２０４の表面に接合する。（次に塗布される）フォトレジストが付着しやすくなるように、ポリマー物質の表面をプラズマ処理することができる。次に、ポリマー物質上にフォトレジストを堆積し、露光し、現像する。次に、反応性イオンエッチング方を用いて、ある厚さのポリマー物質（約３ミクロン〜約１２ミクロンの間など、特に約６ミクロン）を除去して、突出部２０１の間の領域を形成する。エッチングで除去される量（その結果として突出部の高さが得られる）は、静電チャックに使用される裏側のガスの圧力に関して最適化することができる。突出部の高さは、好ましくは、裏側の冷却に使用されるガスの平均自由行程とほぼ同じ、または実質的に等しい。エッチング後、フォトレジストを除去し、プロセスを静電チャックの最終組み立てまで進行させる。

【0027】

図５は、本発明の一実施形態による静電チャックの突出部のプロファイルの図である。幅および高さがマイクロメートルの単位で示されている。突出部は、高さが約６ミクロンであり、非常に平滑なウエハ接触面５２３を有する。たとえば、突出部は、ウエハ接触面５２３上の表面粗さが約０．０２〜約０．０５μｍであってよい。同様に、ガスシールリングも同様に平滑な表面を有することができ、その結果として基板との良好なシールが形成される。以下の表１は、本発明の一実施形態によるガス漏れ速度試験の結果を示している。左の列は、加えられた裏側ガス圧力を示しており、右の列は、静電チャックの端部の下から漏れ出すガスによって生じる裏側ガス流を示しており、中央の列は、静電チャックの端部からより多くのガスが漏れると増加するチャンバー圧力を示している。１ｓｃｃｍ未満の裏側ガス流量の結果（この場合）が、望ましいと考えられる。

【0028】

【表1】

【0029】

本発明の一実施形態によると、静電チャックのガスシールリングは、約８マイクロインチ未満、または約４マイクロインチ未満、または約２マイクロインチ未満、または約１マイクロインチ未満の表面粗さで構成されうる。

【0030】

本発明による別の一実施形態において、静電チャック上の突出部およびガスシールを形成するために、光パターン化可能なポリマーを使用することができる。本明細書において使用される場合、「光パターン化可能なポリマー」は、光化学反応の結果に基づいて表面をパターン化することができるポリマーである。

【0031】

図６は、本発明の一実施形態による、光パターン化可能なポリマーを使用した静電チャックの製造における積層プロセスの使用の概略図である。光パターン化可能なポリマーシートは静電チャック上に積層する６３１である。たとえば、２つのローラーを使用するラミネーターによって、制御された熱および圧力を加えることで、光パターン化可能なポリマーシートを静電チャック上に積層することができる。積層されたシートに対してソフトベークプロセスを行うことができる。続いて、紫外光露光システムを使用して６３２、マスクを介して光パターン化可能なポリマーを露光し、現像液を使用して６３３、マスクを介して露光しなかったポリマーの望ましくない部分を除去し、それによって突出部を形成する。あるいは、突出部を形成するために、使用されるフォトレジストの種類に応じて、マスクを介して露光したポリマーの部分を除去するために現像液を使用することができる。より一般的には、静電チャックの表面の領域は、マスクを介した光への表面の露光パターンに基づいて除去し、それによって突出部を形成することができる。次にオーブンおよびホットプレートを使用して突出部のハードベーク６３４を行う。使用可能な光パターン化可能なポリマーシートの一部の例としては、エポキシ系ポリマーシート、ポリイミド系ポリマーシート、およびベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）ポリマーシートが挙げられる。たとえば、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ，Ｕ．Ｓ．Ａ．のＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙより販売されるＰｅｒＭｘ（商標）シリーズ、ＭＸシリーズ、およびＲｉｓｔｏｎ（登録商標）シリーズのポリマーシートなどのエポキシ系ポリマーシートを使用することができる。

【0032】

図７は、本発明の一実施形態による、光パターン化可能なポリマーを使用した静電チャックの製造におけるスプレーコーティングプロセスの使用を示すブロック図である。液体の光パターン化可能なポリマーを静電チャック上にスプレーコーティングする７４１。たとえば、静電チャック上で制御された熱を使用し、スプレーコーティングシステムのノズルの制御された流量を使用して、スプレーコーティングシステムを使用して液体ポリマーを静電チャックに塗布することができる。所望の厚さのポリマー（たとえば、サブマイクロメートルからミリメートルのいずれかの厚さ）を静電チャックの表面上に正確にスプレーすることができる。続いて、紫外光露光システムを使用して、マスクを介して光パターン化可能なポリマーを露光し７４２、現像液を使用して７４３、マスクを介して露光しなかったポリマーの望ましくない部分を除去し、それによって突出部を形成した。あるいは、突出部を形成するために、使用されるフォトレジストの種類に応じて、マスクを介して露光したポリマーの部分を除去するために現像液を使用することができる。より一般的には、静電チャックの表面の領域は、マスクを介した光への表面の露光パターンに基づいて除去し、それによって突出部を形成することができる。次にオーブンおよびホットプレートを使用して突出部のハードベーク７４４を行う。使用可能な光パターン化可能なポリマーシートの一部の例としては、エポキシ系液体ポリマー、ポリイミド系液体ポリマー、およびベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）系液体ポリマーが挙げられる。たとえば、使用可能なエポキシ系液体ポリマーとしては、Ｎｅｗｔｏｎ，ＭＡ，Ｕ．Ｓ．Ａ．のＭｉｃｒｏＣｈｅｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより販売されるＳＵ８シリーズおよびＫＭＰＲシリーズの液体ポリマーが挙げられ、使用可能なポリイミド系液体ポリマーとしては、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ，Ｕ．Ｓ．Ａ．のＨｉｔａｃｈｉ ＤｕＰｏｎｔ ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ，ＬＬＣより販売されるＨＤ４１００シリーズ、ＨＤ８８００シリーズ、およびＨＤ８９００シリーズの液体ポリマーが挙げられる。

【0033】

本発明の一実施形態によると、光パターン化可能なポリマーが使用される場合、突出部の厚さによって、静電チャックのクランプ力が決定される。したがって、クランプ力を制御するために、突出部の厚さを制御することができる。たとえば、突出部の厚さは、積層プロセス中のポリマーシートの厚さによって、およびスプレーコーティングプロセス中にスプレーされるポリマーの体積によって制御することができる。さらに、積層プロセスが使用される場合、たとえば突出部の厚さを減少させるために、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスで突出部を処理して厚さを変化させることができる。これによって突出部の端部がより平滑で清浄になることもできる。

【0034】

さらに、本発明の一実施形態によると、光パターン化可能なポリマーのハードベークのパラメータは、静電チャックが使用される用途、および結果として得られる所望のポリマー特性に応じて調節することができる。たとえば、クランプ／脱クランプサイクル試験において発見することができる、基板の摩耗により粒子が生成される場合、ハードベークの温度を低下させ時間を短縮することによって、突出部をより軟質にすることが望ましくなりうる。他方、たとえばクランプ／脱クランプサイクル試験においてポリマー突出部から粒子が発見される場合は、ハードベークの温度を上昇させ時間を延長することによって突出部をより硬質にすることが望ましくなりうる。

【0035】

本発明の一実施形態によると、光パターン化可能なポリマーを使用することによって、いくつかの利点を得ることができる。これによって、突出部の厚さを均一にすることができ、セラミック突出部（ダイヤモンド状炭素および炭化ケイ素の突出部など）よりもはるかに低いヤング率および硬度を有する非摩耗性で軟質の突出部を形成することができる。光パターン化可能なポリマーを使用することで、製造性を改善することができ、必要な資本設備を少なくすることができ、粒子汚染を減少させることができ、接地面プラテン設計とのより良い適合性を得ることができ、より低コストでより高処理量の静電チャックを得ることができ、より大きさサイズの静電チャック（４５０ｍｍなど）へのスケールアップをより容易に行うことができる。さらに、光パターン化可能なポリマー突出部は、他の突出部よりも良好な接着性を有することができ、接着促進剤を用いずに使用することができる。さらに、光パターン化可能なポリマー突出部を使用する静電チャックは、従来の設計よりもより容易に再生することができる。たとえば、突出部が摩耗した場合、酸素プラズマ洗浄機を使用して表面を清浄にすることができ、その後、チャックを分解することなく、本明細書に記載のように突出部を再形成することができる。

【0036】

図８は、本発明の一実施形態による、ポリマー突出部および接地層を含む静電チャックの断面図である。静電チャックは、たとえば光パターン化可能なポリマー突出部を含むことができるポリマー突出部８０１、およびポリマーガスシール８１９を含む。電荷を接地するための経路において、表面電荷は、電荷制御層８０２および金属層８１３を通って接地層８５１に放出される。金属層８１３は、たとえば、炭化ケイ素、ダイヤモンド状炭素、および／または本明細書の別の箇所で教示される電荷制御層に使用される物質から形成されてよく、接地のための導電経路として機能することができ、金属減少層としても機能することができる。接地層８５１は、たとえば、炭化ケイ素、ダイヤモンド状炭素、および／または本明細書の別の箇所で教示される電荷制御層に使用される物質から形成されてよい。接地層８５１は、たとえばダイヤモンド状炭素または炭化ケイ素を含むことができ、約１０^５Ω／□〜約１０^７Ω／□の間の表面抵抗率を有することができる。図８の実施形態の静電チャックは、誘電体層８０５、金属電極８０６、セラミック間の接着剤８１０、導電性エポキシ接着剤８０８、電極ピン８０７、絶縁層８０９、熱伝導性接着剤８１１、および水冷ベースド（ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｅｄ ｂａｓｅｄ）８１２をも含む。静電チャックがクーロンチャックとなるように、誘電体８０５は約１０^１２Ω・ｃｍを超えるバルク抵抗率で構成されてよい。電荷制御層８０２は、たとえば、炭化ケイ素またはダイヤモンド状炭素を含むことができ；誘電体を直接覆うことができ；約０．１ミクロン〜約１０ミクロンの範囲内の厚さで構成されてよく；約１×１０^８Ω／□〜約１×１０^１１Ω／□の範囲内の表面抵抗率で構成されてよい。

【0037】

図９は、本発明の一実施形態によるポリマー突出部および導電経路を含む静電チャックの断面図である。静電チャックは、たとえば光パターン化可能なポリマー突出部を含むことができるポリマー突出部９０１、およびポリマーガスシール９１９を含む。電荷を接地するための経路において、表面電荷は、電荷制御層９０２、金属層８１３、および導電経路９５２を通って接地層９５１に放出される。金属層９１３は、たとえば炭化ケイ素、ダイヤモンド状炭素、および／または本明細書において教示される金属減少層に使用される物質から形成することができ、接地のための導電経路として機能することができ、金属減少層としても機能することができる。接地層９５１は、たとえば炭化ケイ素、ダイヤモンド状炭素、および／または本明細書の別の箇所で教示される電荷制御層に使用される物質から形成されてよい。接地層９５１は、たとえば、ダイヤモンド状炭素または炭化ケイ素を含むことができ、約１０^５Ω／□〜約１０^７Ω／□の間の表面抵抗率を有することができる。導電経路９５２は、たとえば、ダイヤモンド状炭素または炭化ケイ素を含むことができ、約１０^５Ω／□〜約１０^７Ω／□の間の表面抵抗率を有することができ；たとえば、静電チャックのガスシールリング９１９の工作物接触面の少なくとも一部を覆うことができる。図９の実施形態の静電チャックは、誘電体層９０５、金属電極９０６、セラミック間の接着剤９１０、導電性エポキシ接着剤９０８、電極ピン９０７、絶縁層９０９、熱伝導性接着剤９１１、および水冷ベースド（ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｅｄ ｂａｓｅｄ）９１２をも含む。静電チャックがクーロンチャックとなるように、誘電体９０５は約１０^１２Ω・ｃｍを超えるバルク抵抗率で構成されてよい。電荷制御層９０２は、たとえば、炭化ケイ素またはダイヤモンド状炭素を含むことができ；誘電体を直接覆うことができ；約０．１ミクロン〜約１０ミクロンの範囲内の厚さで構成されてよく；約１×１０^８Ω／□〜約１×１０^１１Ω／□の範囲内の表面抵抗率で構成されてよい。

【実施例】

【0038】

実験：光パターン化可能なポリマーを使用した製造
１．図８の実施形態の積層プロセス：
本発明の一実施形態によると、最初にセラミック間の接着剤８１０を使用してセラミック組立体を作製する方法によって静電チャックを製造することができる。たとえば、図２の実施形態と関連して前述した接着物質を使用して、誘電体層８０５を絶縁層８０９に接合することができる。次に、図８の接地層８５１および金属層８１３として使用するための前述の物質を堆積するなどによって、約１ミクロンの厚さで、物理蒸着（ＰＶＤ）を使用して金属層８５１および８１３をセラミック組立体の裏側にコーティングする。

【0039】

次に、炭化ケイ素、ダイヤモンド状炭素、および／または電荷制御層として使用するための本明細書の別の箇所で教示される物質を堆積するなどによって、化学蒸着（ＣＶＤ）を使用してセラミック組立体の前側に電荷制御層８０２をコーティングし、層８０２は、セラミック組立体の端部を介して接地層８５１と電気的に接続される。

【0040】

次に、フォトリソグラフィによってポリマー突出部８０１およびガスシールリング８１９を作製する。ＣＡＴＥＮＡ（ＧＢＣ Ｆｉｌｍｓ Ｇｒｏｕｐ，Ａｄｄｉｓｏｎ，ＩＬ，Ｕ．Ｓ．Ａ．より販売される）を０．５ｍ／分のロール速度、および８０Ｃにおいて４１０〜４８０ｋＰａの圧力で使用して、光パターン化可能なポリマーシートを電荷制御層８０２上に積層し、次に１００Ｃで５分間焼き付けする。その後、ポリマーを３００ｍＪ／ｃｍ^２の強度の光に露光する。光パターン化可能なポリマーを９５Ｃで５分間焼き付けし、次にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）中で５分間現像し、続いてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で２分間洗浄する。その後、ポリマーを１８０Ｃで３０分間焼き付けする。さらに、積層プロセスが使用される場合、たとえば突出部の厚さを減少させるために、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスで突出物を処理することによって厚さを変化させることができる。これによって突出部の端部をより平滑でより清浄にすることもできる。突出部の厚さは、約３ミクロン〜約１２ミクロンの間、たとえば約６ミクロンである。エッチングで除去される量（その結果として突出部の高さが得られる）によって、静電チャックに使用される裏側ガス圧力に関して最適化することができる。突出部の高さは、好ましくは、裏側の冷却に使用されるガスの平均自由行程とほぼ同じ、または実質的に等しい。

【0041】

２．図９の実施形態の積層プロセス：
図８の実施形態の作製に関して前述した方法と類似の方法を使用し、さらに、ポリマー突出部を作製した後に、シャドウマスクを用いたＣＶＤプロセスによって、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）コーティングを加える。このＤＬＣコーティングは、ガスシールリング８１９とセラミック組立体の側壁とを覆う。

【0042】

３．図８の実施形態のスプレーコーティングプロセス：
突出部８０１およびガスシールリング８１９のための光パターン化可能なポリマーを電荷制御層８０２の上に塗布するために別の技術を使用することを除けば、積層に関して前述した方法と類似の方法を使用する。

【0043】

ポリマー突出部８０１およびガスシールリング８１９は、フォトリソグラフィ技術によって形成される。Ｐｒｉｓｍ ３００（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｈａｖｅｒｈｉｌｌ，ＭＡ，Ｕ．Ｓ．Ａ．より販売される）を１００ｍｍ／秒のスプレー速度、２ｍｌ／分の流量、３０ｐｓｉの空気圧、および３０ｍｍの高さ（スプレーヘッドと電荷制御層８０２の表面との間の距離）で使用して光パターン化可能なポリマーを電荷制御層８０２上にスプレーし、次に９５Ｃで１５分間焼き付けする。スプレーコーティングプロセス中にセラミック組立体を６５Ｃまで加熱する。その後、ポリマーを３００ｍＪ／ｃｍ^２の強度の光に露光する。光パターン化可能なポリマーを９５Ｃで５分間焼き付けし、次にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）中で５分間現像し、続いてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で２分間洗浄する。その後、ポリマーを１８０Ｃで３０分間焼き付けする。突出部の厚さは、約３ミクロン〜約１２ミクロンの間、たとえば約６ミクロンである。突出部の厚さは、電荷制御層８０２の表面上にスプレーされるポリマーの量によって制御される。突出部の厚さは、静電チャックに使用される裏側ガス圧力に関して最適化することができる。突出部の高さは、好ましくは、裏側の冷却に使用されるガスの平均自由行程とほぼ同じ、または実質的に等しい。

【0044】

４．図９の実施形態のスプレーコーティングプロセス：
図８の実施形態の作製に関して前述した方法と類似の方法を使用し、さらに、ポリマー突出部を作製した後に、シャドウマスクを用いたＣＶＤプロセスによって、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）コーティングを加える。このＤＬＣコーティングは、ガスシールリング８１９とセラミック組立体の側壁とを覆う。

【0045】

実験：試験結果
本発明の一実施形態により、本明細書に記載の光パターン化可能なポリマー突出部を有する静電チャックに対して種々の試験を行った。結果を以下に示す。

【0046】

１）スクラッチ試験：突出部を通過して引っかくために針を使用した。突出部は試験に合格し；層間剥離を引き起こすことなく、ブレードは突出部を通過して切削した。

【0047】

２）テープ試験： Ｋａｐｔｏｎテープを突出部上部に取り付け、次に剥離した。突出部は試験に合格し；突出部の剥離は起こらなかった。

【0048】

３）ＩＰＡ拭き取り試験：イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を含ませたクリーンルーム紙を使用してエンボス部を拭き取った。突出部は試験に合格した。

【0049】

４）ロード／アンロードサイクル試験：突出部の上に重りを載せ取り外すことを数回行った。突出部は試験に合格した。

【0050】

５）ガラス摩擦試験：炭化ケイ素表面上の１５μｍのＰｅｒＭｘ（商標）突出部を使用した。ガラスを用いて突出部の上に手で垂直応力を加えながら、突出部に対してガラスをこすった。突出部の厚さは変化しないという結果が得られた。エンボス部の上面に擦り傷が見られた。

【0051】

６）耐久試験：厚さ１４μｍの突出部を有するセラミック組立体を使用して耐久を行った。溶媒試験では、突出部をＩＰＡ中およびアセトン中にそれぞれ１日間浸漬した。ＵＶ露光試験では、突出部をＵＶ光に１０．２５時間連続して露光した。冷却試験では、約−７０Ｃのドライアイスでサンプルを覆った。これらの耐久試験の後、ナイフを使用して突出部を引っかいた。層間剥離および亀裂を生じることなく、ナイフは突出部を通過して切削した。すべての突出部が試験に合格した。

【0052】

７）クランプ試験：電極の充電および放電の両方で、静電チャックのクランプ中に充電電流を測定した。波形は、全ての運転条件（種々の裏側ガス圧力、真空中、および空気中を含む）下で均一に維持されることが分かり、適切に形成された。

【0053】

８）ガス漏れ速度試験：前述の表１に示されるものと類似のガス漏れ速度試験を行った。アーク放電はなく、高いクランプ力および低いガス流量が見られた。５００Ｋサイクルのクランプ／脱クランプ試験の前後の両方で類似の結果が見られた。

【0054】

９）材料純度試験：３つのサンプルを作製した（光パターン化可能なポリマーフィルム；シリコンウエハ上に積層しさらなる処理は行わない光パターン化可能なポリマーフィルム；およびシリコンウエハ上に完全に形成された光パターン化可能なポリマー突出部）。これら３つのサンプルを、５％のＨＮＯ３を用いて室温で１時間表面抽出し、得られた溶液について、誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて１９種類の金属を測定した。結果は、１９種類の金属の１平方センチメートル当たりの原子が許容される低い値であることが分かった。

【0055】

１０）クランプ／脱クランプサイクル試験：５００Ｋサイクルのクランプ／脱クランプ試験の後、突出部およびガスシールの高さおよび粗さは変化しなかった。表２に結果を示している。プロフィロメトリーによって、突出部およびガスシールの形状も同様に変化しなかったことが示された。

【0056】

【表2】

【0057】

本発明の一実施形態によると、低ヤング率および高引張強度の材料を含む光パターン化可能なポリマー突出部を使用することができる。表３は、種々の材料の機械的性質の比較を示しており、ＰｅｒＭＸおよびＳＵ８材料はエポキシ系の光パターン化可能なポリマーの例である。ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、エポキシ、およびポリイミドの熱安定性は同様であるが、エポキシおよびポリイミド系のポリマーの引張強度はＰＥＩよりも高いことが表３から分かる。ＰＥＩ、エポキシ、およびポリイミドの弾性率（剛性）は同様であり、これらはいずれもダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）よりも軟らかい。本発明の一実施形態によると、約７０メガパスカル（ＭＰａ）を超え、たとえば約７０ＭＰａ〜８０ＭＰａの間であり、ヤング率が約３．５ギガパスカル（ＧＰａ）未満、たとえば約２ＧＰａ〜３ＧＰａの間であるポリマー物質を突出部に使用することができる。他の物質を使用することもできる。

【0058】

【表3】

【0059】

本発明の一実施形態によると、エポキシの光パターン化可能なポリマー突出部などのポリマー突出部の硬度は、約３５０ＭＰａ〜約４５０ＭＰａの間となりうる。ポリマー突出部の接合強度は、ポリマー突出部と下にある電荷制御層との間で約１５ＭＰａを超えうる。ある実施形態において、ポリマー突出部の接着は、介在する接着層または接着剤を使用せずに電荷制御層（図８の８０２）を誘電体８０５に直接接着するのに十分となりうる。ウエハまたは他の基板をポリマー突出部にクランプした後、ポリマー突出部からウエハ裏側に移動する金属汚染物質（たとえば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｙ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｓｂ）は約１Ｅ１０原子／ｃｍ^２未満となりうる。ウエハまたは他の基板をポリマー突出部にクランプした後、静電チャックを使用した結果として基板の裏側に堆積する粒子は、０．１６μｍ以上の粒度範囲での増加は約２０００粒子未満となりうる。

【0060】

本発明の一実施形態によると、本明細書に記載の光パターン化可能なポリマー突出部は、たとえば、本明細書に記載のように作製して、下にある電荷制御層に接着することができる。電荷制御層は、たとえば炭化ケイ素、ダイヤモンド状炭素、または別の材料を含むことができる。このような電荷制御層は約１０^８Ω／□〜約１０^１１Ω／□の間の表面抵抗率を有することができる。

【0061】

本発明による別の一実施形態において、本明細書に記載の光パターン化可能な突出部は、たとえば図８および９の実施形態に示されるような接地された静電ジャック上で使用することができる。たとえば、接地技術として、静電チャックのガスシールリングの工作物接触面の少なくとも一部を覆う導電経路を挙げることができ、この導電経路は接地される電気経路の少なくとも一部を含む。導電経路は、たとえば、ダイヤモンド状炭素または炭化ケイ素を含むことができ、約１０^５Ω／□〜約１０^７Ω／□の間の表面抵抗率を有することができる。国際公開第２０１２／０３３９２２号パンフレットとして公開され、“Ｈｉｇｈ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋ”と題される国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０５０８４１号明細書（それらの全体の教示が参照により本明細書に援用される）に教示される別の導電経路を使用することができる。たとえば、静電チャックの外側端部上を覆う導電経路に関する教示を使用することができる。

【0062】

本明細書においては光パターン化可能なポリマーについて議論されるが、本発明の一実施形態によると、別の軟質材料とともに類似のスプレーコーティング方法を使用することができる。たとえば、導電性ポリマー、高耐薬品性ポリマー、耐高温性ポリマー、およびその他の材料を、シャドウマスクを用いてスプレーコーティングして静電チャックの軟質突出部を作製することができる。一例においては、導電性ポリマーをスプレーコーティングして、接地された静電チャックの導電性軟質エンボス部を形成することができる。たとえば、導電性ポリマーは、カーボンナノチューブとポリマーとのブレンド（、Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ，Ｕ．Ｓ．Ａ．のＥｎｔｅｇｒｉｓ、Ｉｎｃ．より販売されるＥｎｔｅｇｒｉｓ ＴＥＧＯ（商標）ポリマーなど）；カーボンナノチューブが充填されたポリカーボネート；および／または導電性ナノ粒子がドープされたポリマーを含むことができる。このような導電性ポリマー突出部は、国際公開第２０１２／０３３９２２号パンフレットとして公開され“Ｈｉｇｈ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｃｈｕｃｋ”と題される国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０５０８４１号明細書（それらの全体の教示が参照により本明細書に援用される）に教示される導電経路の１つなどの、静電チャックを接地するために巻き付けられたＤＬＣコーティングとともに使用することができる。本明細書に記載の実施形態の種々の特徴を組み合わせることができ、たとえば、本明細書において議論される突出部の高さおよび表面粗さは、本明細書において教示される光パターン化可能な突出部を含む種々の異なる突出部を用いて得ることができる。

【0063】

さらに、本発明の一実施形態によると、光パターン化可能なポリマー、導電性ポリマー、高耐薬品性ポリマー、および耐高温性ポリマーなどの本明細書において教示されるポリマーは、真空チャックおよび機械的チャックの上の突出部に使用することができる。

【0064】

本発明の一実施形態によると、静電チャックはクーロンチャックである。誘電体としては、アルミニウム、たとえばアルミナまたは窒化アルミニウムを挙げることができる。本発明によるさらなる一実施形態において、静電チャックはジョンソン−ラーベック静電チャックである。あるいは、静電チャックはジョンソン−ラーベック静電チャックでなくてよく、誘電体は、ジョンソン−ラーベック（ＪＲ）力または部分ハイブリッドジョンソン−ラーベック力がウエハまたは基板に作用しないように選択することができる。

【0065】

本明細書において引用されるすべての特許、公開出願、および参考文献の教示は、それらの全体が参照により援用される。

【0066】

本発明の例示的実施形態を参照しながら本発明を詳細に示し説明してきたが、それらの形態および詳細の種々の変更を、添付の特許請求の範囲に含まれる本発明の範囲から逸脱することなく行えることは、当業者には理解されよう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】