特開 2024-134222 静電チャック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024134222

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】静電チャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240926BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20240926BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALN20240926BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

C23C16/458

H01L21/302 101G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023044419

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099793

【弁理士】

【氏名又は名称】川北 喜十郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154586

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 正広

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 誠浩

(72)【発明者】

【氏名】北林 徹夫

【テーマコード（参考）】

4K030

5F004

5F131

【Ｆターム（参考）】

4K030GA02

4K030KA23

4K030KA45

5F004BB22

5F004BB25

5F131AA02

5F131AA03

5F131AA32

5F131AA33

5F131BA03

5F131BA04

5F131BA19

5F131BA23

5F131CA02

5F131CA68

5F131EA03

5F131EB11

5F131EB24

5F131EB54

5F131EB82

5F131EB84

5F131EB85

(57)【要約】

【課題】基板に入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができ、また、デチャック性の悪化を抑制できる静電チャックを提供する。
【解決手段】静電チャック１００であって、セラミックス焼結体からなる基体１１０と、前記基体１１０に埋設された静電吸着用電極１２０と、前記基体１１０の上面１１２に開口する複数のガス導入穴１１８と、を備え、前記基体１１０は、載置される基板との接触率が３０％以上９９．５％以下の表面１３０を有し、前記表面１３０の表面粗さＲａは０．２μｍ以下であり、前記表面１３０の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは負である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電チャックであって、
セラミックス焼結体からなる基体と、
前記基体に埋設された静電吸着用電極と、
前記基体の上面に開口する複数のガス導入穴と、を備え、
前記基体は、載置される基板との接触率が３０％以上９９．５％以下の表面を有し、
前記表面の表面粗さＲａは０．２μｍ以下であり、
前記表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは負であることを特徴とする静電チャック。

【請求項2】

前記スキューネスＲｓｋは－１．０未満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】

前記基体の前記上面に対向する下面に接合され、前記ガス導入穴に接続されるガス流路を有するベース部材を備え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4】

前記基体の前記上面に対向する下面に接合され、前記ガス導入穴に接続されるガス流路を有するベース部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の静電チャック。

【請求項5】

前記基体の前記上面から上方に突出して形成される複数のピン状凸部と、
前記複数のピン状凸部を取り囲むように前記基体の前記上面から上方に突出して形成される環状凸部と、を備え、
前記表面は、前記ピン状凸部の上端面および前記環状凸部の上端面により構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の静電チャック。

【請求項6】

前記基体の前記上面から上方に突出して形成される複数の島状凸部と、
前記複数の島状凸部を取り囲むように前記基体の前記上面から上方に突出して形成される環状凸部と、を備え、
前記表面は、前記島状凸部の上端面および前記環状凸部の上端面により構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の静電チャック。

【請求項7】

前記ピン状凸部の高さは５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の静電チャック。

【請求項8】

前記島状凸部の高さは２５μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の静電チャック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電チャックに関する。

【背景技術】

【0002】

減圧容器内に基板（ウエハ）を設置し、基板上に原料ガスを供給して高周波電流（ＲＦ）などによって原料ガスをプラズマ化し、基板上に化学反応によって生成された物質を堆積させることで薄膜を形成するプラズマＣＶＤ等の成膜装置や、基板の表面に溝やパターン等を形成するため、プラズマを用いて削り取るプラズマエッチング等のエッチング装置において、基板を保持する手段として静電チャックが用いられている。

【0003】

上記のようなプラズマ処理工程では、発生した熱により基板の温度も上昇する。その際、それぞれの処理温度に適した温度となるように、基板の温度を調節するため種々の方法が取られている。例えば、静電チャックの基板保持面と対抗する面に、冷却水などの媒体を流通させる流路を有するアルミニウム等の金属により形成されたベース部材と接合したり、基板裏面と静電チャックの基板保持面との間の空間にＨｅ等の不活性ガスを導入する熱伝達構造を設けたりして、基板の温度を一定に保っている。

【0004】

近年、製造プロセスの技術の進展によりプラズマの電力密度が増加しており、それに伴い基板への入射熱量も大きくなっている。基板への入射熱量の増加によって基板温度が過度に上昇し、パターン形成プロセスで不具合が発生するなど各工程の製造プロセスに影響を与える虞があるため、これまで以上に基板の冷却性能を高める必要がある。また、製造歩留まり向上のために早期に基板の温度を適切な温度に調節する必要がある。例えば、製造プロセスによって適切なプロセス処理温度は異なるが、１００℃～４００℃程度（アルミベースでは２００℃程度まで）に制御する必要がある。

【0005】

特許文献１では、周辺部に設けられた突出した部分と、キャビティを形成する凹部と、各々が、接触面において終息するとともに前記周縁部分に設けられた前記突出した部分の表面と前記各々の接触面とが概ね同一平面上に設けられた複数の凸部とを有する中央部分と、前記キャビティ内へガスを供給するための少なくとも１つのガス入り口溝とを有する基板接触盤と、前記基板接触盤に熱的に接続されているとともに、冷却液を通すための溝を有する冷却盤とを有する基板冷却装置が開示されている。

【0006】

また、特許文献２では、静電チャックのガス溝を、等間隔に配置された複数の放射状溝と、放射状溝と連通し、同心円状に配置された複数の環状溝と、中心より１つ目の環状溝以降の領域で、隣り合う２つの環状溝と隣り合う２つの放射状溝で囲まれる各設置面を２つ以上に分断する少なくとも一つの放射方向に延びる仕切り溝とから構成し、隣り合う２つの環状溝と隣り合う２つの放射状溝で囲まれる設置面と、隣り合う２つの環状溝と放射状溝及び仕切り溝で囲まれる設置面と、隣り合う２つの環状溝と隣り合う２つの仕切り溝で囲まれる設置面が各々略同等の面積となるようにした静電チャックが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平９－２３２４１５号公報

【特許文献2】特開２００２－１７０８６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１記載の複数の凸部は、基板との接触面がＲａ０．３５μｍ～３．０μｍ程度に粗面化されており、また、基板と複数の凸部との接触率は２～２０％程度である。特許文献１記載の冷却手段の主たる部分は、基板とキャビティ内のガスによる熱伝達であるが、接触率が低く、ガスの圧力も低かった（２０Ｔｏｒｒ以下）。よって、特許文献１の基板冷却装置では、より大きな熱量を早期に伝熱するには不十分となる虞があった。

【0009】

特許文献２記載の技術では、基体の中央にのみ形成されたガス導入口から熱伝達ガスを導入し、放射状の溝を径方向に流れ、その後、環状の溝と合流しながら流れていく。特許文献２記載のガスの流路は複雑な流路であるために、流路の分岐点での熱伝達ガスの流れの不均一さや、基体中央から外径までのガスの流れのタイムラグなどから、基板全体における温度の均温化や、より大きな熱量を伝熱するためには不十分となる虞があった。また、ガス導入口から導入されるヘリウムガスの圧力も低かった（約１０Ｔｏｒｒ）。

【0010】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板に入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができ、また、デチャック性の悪化を抑制できる静電チャックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の適用例の静電チャックは、静電チャックであって、セラミックス焼結体からなる基体と、前記基体に埋設された静電吸着用電極と、前記基体の上面に開口する複数のガス導入穴と、を備え、前記基体は、載置される基板との接触率が３０％以上９９．５％以下の表面を有し、前記表面の表面粗さＲａは０．２μｍ以下であり、前記表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは負であることを特徴としている。

【0012】

このように、基板との接触率を高めること、および基板と接触する表面の表面状態を上記の範囲とすることにより、基板と基体の表面との接触状態が良好となり、基板に入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができる。また、基板から静電チャックへの伝熱を良好にしつつ、デチャック性の悪化を抑制できる。

【0013】

（２）また、上記（１）の適用例の静電チャックにおいて、前記スキューネスＲｓｋは－１．０未満であることを特徴としている。

【0014】

これにより、基板から静電チャックへの伝熱を維持しつつデチャック性の悪化をより抑制できる。

【0015】

（３）また、上記（１）または（２）の適用例の静電チャックにおいて、前記基体の前記上面に対向する下面に接合され、前記ガス導入穴に接続されるガス流路を有するベース部材を備えることを特徴としている。

【0016】

これにより、基体からベース部材への熱伝導を行うことができ、基板から基体への伝熱をより効率的に行うことができる。

【0017】

（４）また、上記（１）から（３）のいずれかの適用例の静電チャックにおいて、前記基体の前記上面から上方に突出して形成される複数のピン状凸部と、前記複数のピン状凸部を取り囲むように前記基体の前記上面から上方に突出して形成される環状凸部と、を備え、前記表面は、前記ピン状凸部の上端面および前記環状凸部の上端面により構成されることを特徴としている。

【0018】

これにより、基板に反りやうねりがある場合であっても基板を均等に吸着でき、ピン状凸部との接触による熱伝導とガスによる熱伝達効果によって基板への入射熱を均等に伝熱することができる。

【0019】

（５）また、上記（１）から（３）のいずれかの適用例の静電チャックにおいて、前記基体の前記上面から上方に突出して形成される複数の島状凸部と、前記複数の島状凸部を取り囲むように前記基体の前記上面から上方に突出して形成される環状凸部と、を備え、前記表面は、前記島状凸部の上端面および前記環状凸部の上端面により構成されることを特徴としている。

【0020】

これにより、基板に反りやうねりがある場合であっても基板を均等に吸着でき、島状凸部との接触による熱伝導とガスによる熱伝達効果によって基板への入射熱を均等に伝熱することができる。

【0021】

（６）また、上記（４）の適用例の静電チャックにおいて、前記ピン状凸部の高さは５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴としている。

【0022】

これにより、基板と接触しない非接触面部分における静電吸着力を大きくすることができ、基板全体の吸着力の向上を図ることができる。また、空間内にガスを早期に満たすことができる。

【0023】

（７）また、上記（５）の適用例の静電チャックにおいて、前記島状凸部の高さは２５μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴としている。

【0024】

これにより、空間に取り入れるガス導入量を増加させることができ、ガスによる熱伝達効果を高くすることができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明の静電チャックによれば、基板と基体の表面との接触状態が良好となり、基板に入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができる。また、基板から静電チャックへの伝熱を良好にしつつ、デチャック性の悪化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係る静電チャックの一例を示した模式的な断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る静電チャックの上面の一例を示した模式図である。

【図3】本発明の実施形態に係る静電チャックの変形例を示した模式的な断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る静電チャックの上面の変形例を示した模式図である。

【図5】本発明の実施形態に係る静電チャックの変形例を示した模式的な断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る静電チャックの上面の変形例を示した模式図である。

【図7】本発明の実施形態に係る静電チャックの変形例を示した模式的な部分断面図である。

【図8】実施例および比較例の製造条件および各種試験の結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。なお、構成図において、各構成要素の大きさは概念的に表したものであり、必ずしも実際の寸法比率を表すものではない。

【0028】

［実施形態］
（静電チャックの構成）
本発明の実施形態に係る静電チャックについて、図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る静電チャックの一例を示した模式的な断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る静電チャックの上面の一例を示した模式図である。図１は、図２のＡＡ線における断面を示している。本発明の実施形態に係る静電チャック１００は、基体１１０、および少なくとも１つの静電吸着用電極１２０を備えている。

【0029】

基体１１０は、セラミックス焼結体からなる。基体１１０は略円板状のほか、多角形板状または楕円板状などのさまざまな形状であってもよい。基体１１０は、上面１１２に形成される凸部等を除いて平板状である。セラミックス焼結体の材料としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素などが用いられる。

【0030】

基体１１０は、基体１１０の上面１１２に開口する複数のガス導入穴１１８を備える。ガス導入穴１１８は、基板Ｗの裏面に均等かつ高い圧力で熱伝達ガスを導入するため、複数個所に形成されていることが好ましい。例えば、ガス導入穴の直径を０．０５ｍｍ～３ｍｍとし、基体１１０の中心１１６に対応する位置に１つ配置し、これを中心として径方向に等間隔ずつ増加する１または複数の同心円を想定し、その同心円状に等間隔に複数個配置することが好ましい。または、正三角形状や正方形状など規則的に所定の間隔で複数個配置すればよい。均一な熱伝達性を得る目的から、ガス導入穴１１８の配置は極力対称性を持たせることが好ましい。

【0031】

ただし、リフトピン穴や凸部等の配置により、すべてのガス導入穴１１８が規則的な配置である必要はない。また、表面１３０が後述するピン状凸部、または島状凸部の上端面で構成される場合も凹部や溝部の形態に合わせて、極力対称性を持たせるようにガス導入穴１１８を配置することが好ましい。

【0032】

基体１１０は、載置される基板Ｗとの接触率が３０％以上９９．５％以下の表面１３０を有する。基体１１０の表面１３０とは、基板Ｗと実際に接触する面をいう。このように、基体１１０の基板Ｗと実際に接触する表面１３０と基板Ｗとの接触率を３０％以上９９．５％以下とすることにより、熱伝導が向上し、基板Ｗから基体１１０への熱移動を効率的に行うことができるため伝熱性が向上する。その結果、基板Ｗと基体１１０の表面１３０との接触状態が良好となり、基板Ｗに入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができる。

【0033】

なお、接触率は、（基体の表面の面積）／（被吸着対象である基板の面積）×１００（％）により求めることができる。基体１１０の表面１３０の面積は、基体１１０の上面１１２の面積からガス導入穴１１８やリフトピン孔のような基板Ｗの接触しない孔の面積を減算することで算出することができる。基板Ｗの外周より外側に基体１１０が存在する場合、すなわち、基板Ｗより基体１１０が大きい場合、基体１１０の表面１３０の面積を算出する際の基体１１０の上面１１２の面積は、基板Ｗの外周より外側にある基体１１０の上面１１２を除くものとする。基体１１０の表面１３０の面積は、レーザー干渉計を用いて測定してもよい。被吸着対象である基板Ｗの面積は、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）の規格を満たす基板を用いることとする。例えば、径Φが３００ｍｍの基板Ｗの面積を基準とすることができる。

【0034】

表面１３０の表面粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａは０．２μｍ以下である。このように、表面１３０の表面粗さＲａを０．２μｍ以下の鏡面仕上げに近い状態とすることで、基板Ｗとの接触状態が良好となり吸着力がアップする。これにより、複数のガス導入穴１１８からより高い圧力のＨｅガス等の熱伝達ガスを導入することができ、ガス熱伝達による基板Ｗの伝熱性が向上する。また、吸着力が向上することで、高いガス圧に対する静電チャック１００からの予期しない基板Ｗの離脱を抑制することができる。例えば、１００Ｔｏｒｒの圧力下においても基板Ｗが基体１１０から離脱されることを抑制し、基板Ｗの熱を早期に冷却することができる。なお、表面１３０の表面粗さＲａの下限値は特に限定しなくてもよいが、加工時間等を考慮して０．０１μｍ以上であることが好ましい。

【0035】

表面１３０の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは負である。このように、基板Ｗとの接触率を高めたうえで、表面１３０の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋを負とすることで、基板Ｗから基体１１０への伝熱を良好にしつつ、基板Ｗのデチャック性の悪化を抑制できる。スキューネスＲｓｋは－１．０未満であることが好ましい。スキューネスＲｓｋを－１．０未満とすることで、基板から静電チャックへの伝熱を維持しつつデチャック性の悪化をより抑制できる。

【0036】

スキューネスＲｓｋとは高さ分布の対称性を示す指標であり、粗さ曲線における平均高さを中心線とした際に、これに対する山部と谷部との比率を表す指標であり、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される。スキューネスＲｓｋが負であることは、細かい谷が多い表面状態であることを示している。スキューネスＲｓｋが負である場合、この谷部により熱伝達ガスが入り込むようになり、ガス熱伝達はより良好となる。また、接触率向上によって吸着力が大きくなり過ぎてしまい、デチャック性が悪化することも抑制することができる。スキューネスＲｓｋの下限値は特に限定しなくてもよいが、例えば、－５．０以上であることが好ましい。

【0037】

表面粗さＲａおよびスキューネスＲｓｋの測定は、市販の非接触式の表面粗さ計を用いてＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して測定することができる。スキューネスＲｓｋおよび表面粗さＲａを本発明の範囲とする方法としては、公知の製法でセラミックス焼結体（基体１１０）を製造後、サンドブラスト加工やメッシュの大きい（粒径が小さい）砥石による研削加工後に、頂面を研磨加工することにより製造することができる。スキューネスＲｓｋを０未満（すなわち負）にする方法として、例えば、以下のようにすることができる。基体１１０の外形加工後、表面１３０となる面を＃１７０より高い番手の砥石で研削加工をする。その後、粒径が３μｍより大きい遊離砥粒（ダイヤモンドスラリー）を用いた研磨を行い、段階的に最後は粒径が３μｍ以下の小さな遊離砥粒を用いた仕上げ研磨を行う。研磨は合計で３時間以上行う。また、仕上げ研磨の時間を短くすることで、スキューネスＲｓｋを－１．０未満とすることができる。

【0038】

表面１３０の谷部における脱粒の抑制や、吸着力確保の観点から、表面１３０の基準長さにおける最大谷深さＲｖは２μｍ以上８μｍ以下となるように設計されることが好ましい。最大谷深さＲｖもＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠した測定方法によって測定することができる。

【0039】

静電吸着用電極１２０は、基体１１０に埋設されている。静電吸着用電極１２０は、静電チャック１００の設計に応じた形状のものが埋設される。静電吸着用電極１２０は、Ｗ、Ｍｏまたはこれらを主成分とする合金からなることが好ましい。

【0040】

基体１１０は、静電吸着用電極１２０以外の電極が埋設されていてもよい。例えば、基体１１０に静電吸着用電極１２０とヒーター用電極が埋設されることで、基板の静電吸着機能と温度調節、加熱用機能を発揮させることができ、半導体製造プロセスをより高機能なものにすることができる。

【0041】

図３は、本発明の実施形態に係る静電チャック１００の変形例を示した模式的な断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る静電チャック１００の上面の変形例を示した模式図である。図３は、図４のＢＢ線における断面を示している。図３または図４に示されるように、静電チャック１００は、複数のピン状凸部１４０と、環状凸部１５０とを備えることが好ましい。この場合、表面１３０は、ピン状凸部の上端面１４２および環状凸部の上端面１５２により構成される。

【0042】

基体１１０にピン状凸部１４０が形成される場合、ピン状凸部１４０は、基体１１０の上面１１２から上方に突出して複数形成される。ピン状凸部１４０は、凹部１４４に囲まれて形成される。すなわち、凹部１４４の底面が基体１１０の上面１１２となる。ピン状凸部１４０の形状は、円柱状、角柱状等の柱状、円錐状、角錐状等の錐状、円錐台状、角錐台状等の錐状の上部を切断した形状等から適宜選択される。

【0043】

ピン状凸部１４０の配置は特に限定されない。既知の形態またはそれに類似する形態であればよい。例えば、図４に示されるような三角格子状のほか、同心円状、または正方格子状など規則的に配置されることが好ましい。隣接するピン状凸部１４０の中心間の距離（ピッチ）は、４ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。ピン状凸部の上端面１４２の最大径は、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。ピン状凸部の上端面１４２の表面粗さＲａは、０．２μｍ以下である。ピン状凸部の上端面１４２の表面粗さＲａは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。

【0044】

ピン状凸部１４０の高さは、５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。これにより、基板Ｗと接触しない非接触面部分における静電吸着力を大きくすることができ、基板Ｗ全体の吸着力の向上を図ることができる。また、空間内にガスを早期に満たすことができる。高さが５μｍ未満のピン状凸部１４０は、形成が困難である。また、ピン状凸部１４０の高さが１０μｍを超える場合、十分な吸着力を得るためには過大な電圧が必要となるので、産業的に好ましくない。なお、基体１１０の上面１１２とピン状凸部の上端面１４２との距離をピン状凸部１４０の高さとする。

【0045】

基体１１０にピン状凸部１４０が形成される場合、環状凸部１５０が形成される。環状凸部１５０は、複数のピン状凸部１４０を取り囲むように基体１１０の上面１１２から上方に突出して形成される。環状凸部１５０の外径は基体１１０の外径と同一かまたは基体１１０の外径より小さく設定される。環状凸部１５０の幅は、封止部として機能させるため、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。また、ガスの圧力を高くすることによるガスリークの対策として、環状凸部１５０を多重（例えば、２重）に形成してもよい。

【0046】

環状凸部１５０の高さは、複数のピン状凸部１４０の高さと同一であることが好ましい。これにより、ガスを封止することができる。ただし、環状凸部の上端面１５２と基板Ｗとの間隙からガスが抜ける量がガスによる熱伝達に影響を与えない量である場合、環状凸部１５０の高さはピン状凸部１４０の高さより低くてもよい。具体的には１μｍ～３μｍ程度低いことは許容される。環状凸部１５０の高さとは、基体１１０の上面１１２（凹部の底面）と環状凸部の上端面１５２との距離である。環状凸部の上端面１５２の表面粗さＲａは、０．２μｍ以下である。環状凸部の上端面１５２の表面粗さＲａは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。

【0047】

複数のピン状凸部の上端面１４２および環状凸部の上端面１５２は、全体として基板Ｗを載置する所定の形状の平面または曲面（基板載置面１３２）を画定する。これにより、複数のピン状凸部１４０および環状凸部１５０は、基板Ｗを支持する。すなわち、本変形例では、基板載置面１３２のうち、基板Ｗと実際に接触するピン状凸部の上端面１４２および環状凸部の上端面１５２が表面１３０である。なお、複数のピン状凸部１４０のうち、上端面が基板Ｗと当接しないものがあってもよい。これは、そのようなピン状凸部１４０があっても、周りのピン状凸部１４０の配置によっては、基板Ｗを支持することが可能だからである。なお、図３では、ピン状凸部の上端面１４２および環状凸部の上端面１５２の全面が基板Ｗと当接しているが、ピン状凸部の上端面１４２または環状凸部の上端面１５２の一部のみが基板Ｗと当接していてもよい。そのような場合、表面１３０の面積は、ピン状凸部の上端面１４２および環状凸部の上端面１５２のうち基板Ｗと実際に接触する面積とする。

【0048】

図５は、本発明の実施形態に係る静電チャック１００の変形例を示した模式的な断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る静電チャックの上面の変形例を示した模式図である。図５は、図６のＣＣ線における断面を示している。図５または図６に示されるように、静電チャック１００は、島状凸部１６０と、環状凸部１５０とを備えることが好ましい。この場合、表面１３０は、島状凸部の上端面１６２および環状凸部の上端面１５２により構成される。

【0049】

基体１１０に島状凸部１６０が形成される場合、島状凸部１６０は、基体１１０の上面１１２から上方に突出して複数形成される。島状凸部１６０は、溝部１６４に囲まれて形成される。すなわち、溝部１６４の底面が基体１１０の上面１１２となる。島状凸部１６０の形状や配置は、特に限定されない。溝部１６４の形状は、溝部１６４内に熱伝達ガスを速やかに行きわたらせるため、直線状や円弧状などを組み合わせた線状や、急激に狭くなる部分を有しない広がりのある形状であることが好ましい。溝部１６４が線状に形成される場合、例えば、直線状の溝を組み合わせた碁盤の目状の溝、中心を通る放射状の溝、または環状の溝を組み合わせたドーナツ状の溝等とすることができる。また、これらを組み合わせた形状でもよい。溝部１６４が線状に形成される場合、溝部１６４の幅は０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましい。島状凸部の上端面１６２にガス導入穴１１８が形成されてもよい。

【0050】

本明細書では、上端面が直径５０００μｍの円の面積以下の面積の凸部をピン状凸部１４０といい、上端面が直径５０００μｍの円の面積よりも大きい面積の凸部を島状凸部１６０という。個々の島状凸部１６０の面積は、伝熱量の均一化の目的から同程度となるように設計されることが好ましい。島状凸部の上端面１６２の表面粗さＲａは、０．２μｍ以下である。島状凸部の上端面１６２の表面粗さＲａは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。

【0051】

島状凸部１６０の高さは、２５μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。島状凸部１６０の場合、熱伝達ガスの流路が溝部１６４となるため、ピン状凸部１４０の凹部１４４と比較して体積が小さくなる。そのため、島状凸部１６０の高さを高くする、すなわち、溝部１６４を深くすることにより、空間に取り入れるガス導入量を増加させることができ、固体熱伝達とガス熱伝達効果によって基板Ｗへの入射熱を均等に伝熱することができる。静電吸着力の確保のため、島状凸部１６０内にも静電吸着用電極１２０を配置するマルチレイヤーとしてもよい。

【0052】

基体１１０に島状凸部１６０が形成される場合、環状凸部１５０が形成される。環状凸部１５０は、複数の島状凸部１６０を取り囲むように基体１１０の上面１１２から上方に突出して形成される。環状凸部１５０の外径は基体１１０の外径と同一かまたは基体１１０の外径より小さく設定される。環状凸部１５０の幅は、封止部として機能させるため、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。また、ガスの圧力を高くすることによるガスリークの対策として、環状凸部１５０を多重（例えば、２重）に形成してもよい。

【0053】

環状凸部１５０の高さは、複数の島状凸部１６０の高さと同一であることが好ましい。これにより、ガスを封止することができる。ただし、環状凸部の上端面１５２と基板Ｗとの間隙からガスが抜ける量がガスによる熱伝達に影響を与えない量である場合、環状凸部１５０の高さは島状凸部１６０の高さより低くてもよい。具体的には１μｍ～３μｍ程度低いことは許容される。環状凸部１５０の高さとは、基体１１０の上面１１２（溝部１６４の底面）と環状凸部の上端面１５２との距離である。環状凸部の上端面１５２の表面粗さＲａは、０．２μｍ以下である。環状凸部の上端面１５２の表面粗さＲａは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。

【0054】

複数の島状凸部の上端面１６２および環状凸部の上端面１５２は、全体として基板Ｗを載置する所定の形状の平面または曲面（基板載置面１３２）を画定する。これにより、複数の島状凸部１６０および環状凸部１５０は、基板Ｗを支持する。すなわち、本変形例では、基板載置面１３２のうち、基板Ｗと実際に接触する島状凸部の上端面１６２および環状凸部の上端面１５２が表面１３０である。なお、図５では、島状凸部の上端面１６２および環状凸部の上端面１５２の全面が基板Ｗと当接しているが、島状凸部の上端面１６２または環状凸部の上端面１５２の一部のみが基板Ｗと当接していてもよい。そのような場合、表面１３０の面積は、島状凸部の上端面１６２および環状凸部の上端面１５２のうち基板Ｗと実際に接触する面積とする。ピン状凸部１４０または島状凸部１６０が形成される変形例において、表面１３０の面積は、基板Ｗの面積から基板Ｗの内側にあるガス導入穴１１８やリフトピン孔、ピン状凸部１４０や環状凸部１５０を形成する凹部１４４、島状凸部１６０や環状凸部１５０を形成する溝部１６４の面積を減算することで算出することができる。

【0055】

ピン状凸部１４０、島状凸部１６０、または環状凸部１５０の高さ、およびピン状凸部の上端面１４２、島状凸部の上端面１６２、または環状凸部の上端面１５２の３次元的な位置は、３次元測定器またはレーザー干渉計で測定できる。

【0056】

基体１１０は、ピン状凸部１４０と島状凸部１６０の両方を備えていてもよい。これにより、島状凸部１６０が形成された部分で吸着力を向上させると共に、ピン状凸部１４０が形成された部分でパーティクル挟み込みのリスクを低減でき、反りのある基板Ｗを反りに応じて適切に吸着することができる。基体１１０がピン状凸部１４０と島状凸部１６０の両方を備える場合、凹部１４４や溝部１６４の深さは異なっていてもよい、すなわち、基体１１０の上面１１２は、位置により異なる場合がある。

【0057】

図７は、本発明の実施形態に係る静電チャック１００の変形例を示した模式的な断面図である。図７に示されるように、静電チャック１００は、基体１１０の上面１１２に対向する下面１１４に接合され、ガス導入穴１１８に接続されるガス流路１７２を有するベース部材１７０を備えることが好ましい。これにより、基体１１０からベース部材１７０への熱伝導を行うことができ、基板Ｗから基体１１０への伝熱をより効率的に行うことができる。

【0058】

ベース部材１７０は、半導体プロセス中に基板Ｗに入熱した熱量を基体１１０を通じて伝熱し、基板Ｗを所定の温度に保つために用いられる冷却部材として機能する。ベース部材１７０は金属やセラミックスにより形成される。このような金属としては、加工性や高い熱伝導率を有するＡｌ、Ａｌ合金が最も好ましく、その他、銅、チタン、ニッケルを含む合金、ＳＵＳなどを使用してもよい。また、セラミックスとしては、特に熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のセラミックスであることが好ましく、例えば、窒化アルミニウムがあげられる。

【0059】

ベース部材１７０は、内部に冷媒流路１７４を有することが好ましい。冷媒流路１７４は、例えば、管状に形成される。これにより、基板Ｗからの伝熱性能をさらに高めることができる。冷媒としては、水、エチレングリコール、フロンなどを使用することができる。冷媒流路１７４の幅は、１ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが好ましい。冷媒流路１７４の断面形状は、矩形に限られず、円形、楕円形、半円形、段差付きの形状など、製造可能な形状であればどのようなものでもよい。

【0060】

基体１１０とベース部材１７０は、接着により接合されることが簡便で好ましい。使用される半導体プロセスの使用温度により接着方法を選定すればよく、例えば、シリコーン樹脂接着やＩｎ接着、Ａｌ箔による接合が用いられる。基体１１０とベース部材１７０の間に応力緩和構造を設けてもよい。基体１１０とベース部材１７０は一般的に熱膨張係数が異なるため、使用時に生じる熱応力による反りや変形により、基体１１０とベース部材１７０との剥離等が発生する虞があるが、応力緩和層により剥離等の虞を抑制できる。

【0061】

静電チャック１００は、必要に応じて端子１８０や端子穴１８２を備えていてもよい。また、静電チャック１００は、図示しないリフトピン孔等を備えていてもよい。

【0062】

［静電チャックの製造方法］
次に、本発明の実施形態に係る静電チャックの製造方法を説明する。本発明の実施形態に係る静電チャックは、例えば、粉末ホットプレス法によって作製される。粉末ホットプレス法は、セラミックス原料粉と所定の電極を交互に重ねることにより電極をセラミックスの内部に埋設し、それを１軸ホットプレス焼成する方法である。粉末ホットプレス法を採用することで短期間に作製することができる。なお、製法は本方法に限られず、例えば、特許６１４８８４５号で開示されている成形体ホットプレス法や、グリーンシート積層法、ＣＩＰ成型法、その他従前の製法等であってもよい。

【0063】

例えば、セラミックス粉末に焼結助剤、バインダー、可塑剤、分散剤などの添加剤を適宜添加して混合して、セラミックス原料粉（スラリー）を作製し、スプレードライ法等により造粒粉を造粒する。例えば、ＡｌＮを原料とする場合、ＡｌＮセラミックス原料粉に焼結助剤として内比で０．３～６ｗｔ％のＹ_２Ｏ_３を添加して造粒粉を造粒する。混合方法は、湿式、乾式の何れであってもよく、例えば、ボールミル、振動ミルなどの混合器を用いることができる。原料となるセラミックス粉末としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素などが用いられる。

【0064】

セラミックス粉末は、高純度であることが好ましく、その純度は、好ましくは９６％以上、より好ましくは９８％以上である。また、セラミックス粉末の平均粒径は、原料とするセラミックス粉末の種類によっても異なるが、例えば、ＡｌＮを原料とする場合、０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以上０．８μｍ以下であることがより好ましい。

【0065】

セラミックス焼結体に埋設される静電吸着用電極の材質は、Ｍｏ、Ｗ、またはこれらの合金を用いることが好ましい。これらの材質のメッシュ、箔、コイル、または薄膜で静電吸着用電極を形成することができる。例えば、Ｍｏメッシュ（線径０．１ｍｍ、５０メッシュ、平織）を所定の形状に裁断して、静電吸着用電極とする。外径は基体の外側面から露出しないように基体外径より小さい。外部電源との接続用の端子が同時に埋設されてもよい。また、局所的な温調等を行う目的で、ヒーター用電極を埋設してもよい。

【0066】

焼結は、一軸ホットプレス焼成や常圧焼成を用いることができる。一軸ホットプレス焼成は、有底のカーボン型に基体を形成する造粒粉を充填し、一軸プレス後に所定形状に裁断された静電吸着用電極を成形体上に配置する。その上に同じ造粒粉を充填しカーボン型のパンチを載せ成形後、所定の焼成条件で焼成する。例えば、ＡｌＮを原料とする場合、１７００℃以上２０００℃以下の温度条件、１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の圧力条件で、０．１時間以上２０時間以下、ホットプレス焼成することが好ましい。

【0067】

焼成後は、ガス導入穴の形成、表面や裏面の加工、端子穴の形成のほか所定の形状に研削や研磨加工を行なう。形成方法としては、ブラスト加工、ミリング加工、レーザー加工等によって形成することが可能である。また、静電チャックの設計に応じて、複数のピン状凸部、複数の島状凸部、環状凸部等を形成してもよい。このとき、表面の接触率が所定の範囲になるように、ガス導入穴、複数のピン状凸部、複数の島状凸部、環状凸部等を形成する。

【0068】

基板載置面となる表面は、所定の表面状態となるように加工等を行う。まず、レーザー加工、サンドブラスト加工や砥石による研削加工を行い、形状加工（フラット面、ピン状凸部、または島状凸部の形成）をする。これにより、後述する研磨加工後の表面のスキューネスＲｓｋが負となるようにすることができる。その後、基板載置面となる頂面を研磨加工により加工し、表面粗さＲａが所定の範囲となるように加工する。

【0069】

研磨加工後、端子穴にロウ材等で端子を接続する。端子は、Ｎｉ等を用いることができる。また、ロウ材はＡｕロウ等を用いることができる。

【0070】

このようにして、基板に入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができ、また、デチャック性の悪化を抑制できる静電チャックを製造することができる。

【0071】

［実施例および比較例］
（実施例１）
実施例１は、表面がフラット面の静電チャックの実施例である。ＡｌＮ原料粉に焼結助剤として内割で５ｗｔ％のＹ_２Ｏ_３を添加し、バインダー、分散剤などを適宜添加して混合して、スラリーを作製し、スプレードライ法により造粒粉を造粒した。また、静電吸着用電極としてＭｏのメッシュを線径０．１ｍｍ、メッシュサイズ＃５０に裁断した電極を準備した。次に、カーボン型に造粒粉を充填し、電極の埋設し、窒素雰囲気、焼成温度１８００℃、ホットプレス圧力５ＭＰａで一軸ホットプレス焼成した。焼成時間は、６時間とした。得られたセラミックス焼結体に機械加工を行い、直径３１０ｍｍ、厚さ２５ｍｍのセラミックス焼結体とした。

【0072】

外形が加工されたセラミックス焼結体の表面となる面を、載置される基板との接触率が９９．４％となるようにΦ０．５ｍｍの複数のガス導入穴を形成した。その後、所定の表面状態となるように表面を研削加工、および遊離砥粒による研磨加工を行った。そして、表面と対向する面（下面）に、セラミックス焼結体と同一の径および厚みに形成され、断面に幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍの矩形状の冷媒流路を内蔵しているＡｌ合金製の冷却部材（ベース部材）を準備し、シリコーン接着剤により接着して、実施例１の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１８μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．２であった。

【0073】

（実施例２）
実施例２から実施例６は、表面がピン状凸部および環状凸部の静電チャックの実施例である。実施例２は、実施例１と同様に作製した外形が加工されたセラミックス焼結体の表面となる面を、研磨加工後の表面の載置される基板との接触率が３０％となるようにブラスト加工により複数のピン状凸部、および環状凸部を形成した。また、凹部にΦ０．５ｍｍの複数のガス導入穴を形成した。その後、所定の表面状態となるように、ピン状凸部および環状凸部の上端面（表面）を研削加工、および遊離砥粒による研磨加工を行い、実施例２の静電チャックを作製した。研磨加工後の複数のピン状凸部の直径はΦ１．０ｍｍ、高さは１０μｍ、環状凸部の幅は１．０ｍｍ、高さは１０μｍとなるようにした。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．０８μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－２．５であった。

【0074】

（実施例３）
実施例３は、研磨加工後の表面の載置される基板との接触率が４５％となるように複数のピン状凸部および環状凸部を形成した。それ以外は、実施例２と同様の条件で実施例３の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１１μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．８であった。

【0075】

（実施例４）
実施例４は、複数のピン状凸部および環状凸部の高さを５μｍとした。それ以外は、実施例２と同様の条件で実施例４の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．０８μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－２．１であった。

【0076】

（実施例５）
実施例５は、複数のピン状凸部および環状凸部の高さを２０μｍとした。それ以外は、実施例２と同様の条件で実施例５の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．０８μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．９であった。

【0077】

（実施例６）
実施例６は、研磨方法を変更した。それ以外は、実施例２と同様の条件で実施例６の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１５μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－０．３３であった。

【0078】

（実施例７）
実施例７から実施例１２は、表面が島状凸部および環状凸部の静電チャックの実施例である。実施例７は、実施例１と同様に作製した外形が加工されたセラミックス焼結体の表面となる面を、研磨加工後の表面の載置される基板との接触率が６０％となるようにブラスト加工により複数の島状凸部、および環状凸部を形成した。このとき、複数の島状凸部の面積は同程度とし、幅３．０ｍｍの溝部を形成した。また、溝部にΦ０．５ｍｍの複数のガス導入穴を形成した。その後、所定の表面状態となるように、島状凸部および環状凸部の上端面（表面）を研削加工、および遊離砥粒による研磨加工を行い、実施例７の静電チャックを作製した。研磨加工後の複数の島状凸部の高さは５００μｍ、環状凸部の幅は１．０ｍｍ、高さは５００μｍとなるようにした。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１２μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－２．１であった。

【0079】

（実施例８）
実施例８は、研磨加工後の表面の載置される基板との接触率が７５％となるように複数の島状凸部および環状凸部を形成した。それ以外は、実施例７と同様の条件で実施例８の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１５μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－３．０であった。

【0080】

（実施例９）
実施例９は、複数の島状凸部および環状凸部の高さを５０μｍとした。それ以外は、実施例７と同様の条件で実施例９の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１３μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．８であった。

【0081】

（実施例１０）
実施例１０は、複数の島状凸部および環状凸部の高さを９５０μｍとした。それ以外は、実施例７と同様の条件で実施例１０の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１１μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．５であった。

【0082】

（実施例１１）
実施例１１は、複数の島状凸部および環状凸部の高さを２０μｍとした。それ以外は、実施例７と同様の条件で実施例９の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１２μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－２．６であった。

【0083】

（実施例１２）
実施例１２は、複数の島状凸部および環状凸部の高さを１１００μｍとした。それ以外は、実施例７と同様の条件で実施例１２の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１２μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．５であった。

【0084】

（比較例１）
比較例１は、表面がフラット面の静電チャックの比較例である。比較例１は、研磨加工後の表面の載置される基板との接触率が９９．６％となるように複数のガス導入穴を形成した。また、表面の研削、研磨方法を変更した。それ以外は、実施例１と同様の条件で比較例１の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１７μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．３であった。

【0085】

（比較例２）
比較例２および比較例３は、表面がピン状凸部および環状凸部の静電チャックの比較例である。比較例２は、研磨方法を変更した。それ以外は、実施例２と同様の条件で比較例２の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．２４μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．１であった。

【0086】

（比較例３）
比較例３は、研磨加工後の表面の載置される基板との接触率が２０％となるように複数のピン状凸部および環状凸部を形成した。それ以外は、実施例２と同様の条件で実施例３の静電チャックを作製した。作製後確認した表面の表面粗さＲａは０．１０μｍ、表面の粗さ曲線から求められるスキューネスＲｓｋは－１．９であった。

【0087】

（温度測定の準備）
実施例および比較例の静電チャックをチャンバー内にインストールし、表面に測定用基板としてシリコンウエハを載置し、静電吸着用電極に±１．０ｋＶの電圧を印加してシリコンウエハを吸着固定した。また、複数のガス導入穴からＨｅガスを導入し、基板載置面とシリコンウエハとの間に充填した。このときＨｅのガス圧は１００Ｔｏｒｒに調整した。冷媒流路には、水とエチレングリコールを混合したものを準備し、冷媒温度を２０℃とし、３Ｌ／ｍｉｎの流量で循環させた。

【0088】

（表面温度測定）
次に、３ｋＷの出力でプラズマをシリコンウエハに照射することで入熱を行った。使用されるシリコンウエハは、複数のポイント１７点（中心１、中間半径８、外周８）に熱電対（ＴＣ）を有するＴＣ付ウエハであり、測定ポイントにおける温度を測定した。

【0089】

（温度差測定）
また、温度均一性の評価として、測定ポイントにおける最高温度から最低温度を減算した値を温度差ΔＴとし、温度差ΔＴが５．０℃以下であったときに特に良好（〇）とし、温度差ΔＴが５．０℃を超え７．０℃以下であったとき良好（△）、それよりも温度差ΔＴが大きいものは不良（×）として評価した。

【0090】

図８は、実施例および比較例の製造条件および各種試験の結果を示す表である。なお、図８の表の基板の表面温度および温度差の欄の＊は、温度測定の条件が異なることを示している。実施例１～４、６～１０の静電チャックは、温度測定の準備の条件ですべて測定点において表面温度が１００℃以下に制御され、温度差ΔＴも５℃以下に制御されており、熱伝達効率および温度分布均一性に優れることがわかった。

【0091】

ピン状凸部の高さが高い実施例５の静電チャックは、温度測定の準備の条件の電圧では十分な吸着力を得ることができず、１００Ｔｏｒｒのガス圧力によって基板が離脱してしまい測定不可であった。しかし、吸着電圧を上げることで１００Ｔｏｒｒのガス圧力によって基板が離脱しないようにできた。このとき、すべて測定点において表面温度が１００℃以下に制御され、温度差ΔＴも５℃以下に制御することが可能であった。

【0092】

島状凸部の高さが低い実施例１１の静電チャックは、空間に取り入れるガス導入量が少なかったため、上記の実施例より表面温度が高い測定ポイントがあり、若干の温度差が確認された。

【0093】

また、島状凸部の高さが高い実施例１２の静電チャックは、表面温度は他の実施例と同様であったが、溝底と基板間で放電のリスクが高まり、プロセスの安定性に課題が生じた。これは、溝の深さが深すぎることや気体圧力、温度等の条件で溝内の気体分子が他の分子と衝突する確率が増えるためと推測される。

【0094】

基板との接触率が高い比較例１の静電チャックは、固体熱伝達に優れ、表面温度は１００℃以下に制御されたが、温度差ΔＴは７．０℃より高くなった。これは、形成されるガス導入穴の数が少なく、ガス熱伝達が場所によって適切に行われなかったことと、基板の反りによって、基板載置面全面に均一に吸着できなかったためと推測される。

【0095】

また、基板載置面の表面粗さＲａが高い比較例２の静電チャックでは、温度測定の準備の条件の電圧では十分な吸着力を得ることができず、１００Ｔｏｒｒのガス圧力によって基板が離脱してしまい測定不可であった。吸着電圧を上げることで１００Ｔｏｒｒのガス圧力によって基板が離脱しないようにできた。このとき、基板の吸着は可能であったが、基板との接触性が悪く、表面温度は１００℃以下に制御されたが、温度差ΔＴは７．０℃より高くなった。

【0096】

また、基板との接触率が低い比較例３の静電チャックは、十分な固体熱伝導性能を発揮することができず、表面温度を１００℃以下に制御することはできなかった。また、温度差ΔＴも７．０℃より高くなった

【0097】

また、スキューネスＲｓｋが負ではあるものの－１．０より大きい実施例６においては、すべての測定点において表面温度が１００℃以下に制御され、温度差ΔＴも５℃以下に制御されており、熱伝達効率および温度分布均一性に優れていた。しかし、実施例２と比較して、デチャック性が若干悪くなっていた。これは、実施例２はスキューネスの値が小さく、実施例６より細かい谷が多い表面状態となるので、基板載置面にもガスが入り込むことで、基板載置面と基板との離脱性がよくなる一方、実施例６は細かい谷が少なく、ガスが入り込む部分が減少するため、高い吸着力が維持され、実施例２より離脱性が悪くなるためと推測される。よって、基板から静電チャックへの伝熱を維持しつつデチャック性の悪化をより抑制するためには、スキューネスＲｓｋは－１．０未満であることが好ましいことが確かめられた。

【0098】

以上の結果から、本発明の静電チャックは、基板と基体の表面との接触状態が良好となり、基板に入熱した熱量を早期に取り除くことができ、半導体プロセスのハイパワー化に対応することができることが確かめられた。また、基板から静電チャックへの伝熱を良好にしつつ、デチャック性の悪化を抑制できることが確かめられた。

【0099】

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形および均等物に及ぶことはいうまでもない。また、各図面に示された構成要素の構造、形状、数、位置、大きさ等は説明の便宜上のものであり、適宜変更しうる。

【符号の説明】

【0100】

１００ 静電チャック
１１０ 基体
１１２ 上面
１１４ 下面
１１６ 中心
１１８ ガス導入穴
１２０ 静電吸着用電極
１３０ 表面
１３２ 基板載置面
１４０ ピン状凸部
１４２ ピン状凸部の上端面
１４４ 凹部
１５０ 環状凸部
１５２ 環状凸部の上端面
１６０ 島状凸部
１６２ 島状凸部の上端面
１６４ 溝部
１７０ ベース部材
１７２ ガス流路
１７４ 冷媒流路
１８０ 端子
１８２ 端子穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】