JPH10294358A - 静電チャック - Google Patents

静電チャック

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JPH10294358A
JPH10294358A JP10032978A JP3297898A JPH10294358A JP H10294358 A JPH10294358 A JP H10294358A JP 10032978 A JP10032978 A JP 10032978A JP 3297898 A JP3297898 A JP 3297898A JP H10294358 A JPH10294358 A JP H10294358A
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insulator
electrode
groove
insulator film
base
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JP10032978A
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Shamouil Shamouilian
シャモウイリアン シャモウイル
Sasson Somekh
ソメクー サッソン
Hyman Levinstein
レビンステイン ハイマン
Manoocher Birang
ビラン マヌーシャー
Semyon Sherstinsky
シャーステインスキー セミヨン
John F Cameron
エフ． キャメロン ジョン
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Applied Materials Inc
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クーラントを基板に直接接触させることが可
能で基板からの熱移動の速度を最大にする有効な冷却手
段を有する静電チャック。 【解決手段】本発明の静電チャックは、（ａ）間隔をお
いた第１のグルーブを有する金属のベースと、（ｂ）該
ベースの該第１のグルーブと共形な、実質的に連続な電
気絶縁体フィルムであって、該絶縁体フィルムの上面は
該第１のグルーブの形に対応した形を有する第２のグル
ーブを備え、該第２のグルーブのサイズ及び配分は、該
絶縁体フィルムの上面に保持される基板を冷却するため
のクーラントを保持するように与えられ、また、該絶縁
体フィルムは、（ｉ）該絶縁体フィルムが電極の全体を
覆うべく該絶縁体フィルムの中に埋め込まれた電極と、
（ｉｉ）電極に電圧を印加できるように電極に接続され
た電気リード線とを備える、該電気絶縁体フィルムとを
備えている

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電力により基板
等を保持するための静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造において、半導体基板を
保持し処理中の基板の移動やミスアラインメントを防止
するために、チャックが用いられる。静電チャックは、
静電引力を用いて基板を保持するものであり、機械的や
真空的なチャックに対して種々の利点を有し、機械的な
クランプによる応力に関係したクラックを低減すること
や；基板表面のより大きな部分を利用せしめることや；
基板上の腐食粒子の堆積を制限することや；低圧プロセ
スにおいてチャックの使用を可能にすることを含んでい
る。典型的な従来の静電チャック１０は、図１に示され
るように、導電性の電極１１を有しその上に電気絶縁体
１２を有する。電圧ソース１３は、電極１１に対して基
板１４を電気的にバイアスする。絶縁体１２は、この中
を通る電子の流れを妨げ、反対の静電荷を生じさせて基
板１４と電極１１に蓄積し、基板１４をチャック１０上
に吸引して保持する静電力Ｆを発生させる。静電力Ｆ
は、： Ｆ＝（１／２）・ε・（Ｖ2／ｔ2）・Ａ で与えられ、ここで、εは絶縁体層１４の誘電定数、Ｖ
は印加電圧、ｔは絶縁１２の厚さ、Ａは電極１１の面積
である。従って、薄い絶縁体を有し、高い誘電定数ε
と、絶縁体１２及び基板１４と接触する電極１１の面積
が大きくなることが伴うことにより、強力な静電保持力
が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電チャックの
問題点の一つは、チャック上に保持される基板を効率良
く均一に冷却する能力に限界があることである。エッチ
ングのプロセス等のプラズマプロセスにチャックが用い
られる場合は、基板とチャックの冷却がしばしば必要と
され、その理由は、高エネルギープラズマイオンによる
衝突が、基板とチャックへの蓄熱及び熱損傷を引き起こ
すからである。ある種の従来のチャックは、チャックの
絶縁体の下にクーラントを保持しチャック１０を冷却す
る冷却システムを利用する。しかし、これらの冷却シス
テムは充分ではなく、その理由は、基板１４からチャッ
ク１０への熱移動を、上にある絶縁体１２が妨げている
からである。従って、基板にクーラントを直接接触させ
ることができて、基板からチャックへの熱移動を最大に
する冷却システムを備えることが望ましい。
【０００４】従来の静電チャック作製プロセスもまた、
種々の不利な点を有する。例えば、従来のプロセスは絶
縁体層を電極へ接着する複雑なステップを要求すること
があり、また、絶縁体がチャック１０を電気的に絶縁す
るに充分厚くなるまで、電極１１上に絶縁材料の層を塗
る数多くのステップを要することがある。また、従来の
プロセスはしばしば、チャック１０によって作用する静
電保持力を減少させる、過剰に厚い絶縁体となる結果を
生じる。従来のプロセスはまた、しばしば、絶縁体内に
クーラントを保持するためのグルーブを機械加工する複
雑な機械加工のステップを用い、これが、絶縁体１２が
荒れたエッジやコーナーを有することになり、この荒れ
たエッジやコーナーがチャック上に保持された基板１４
を傷つける。
【０００５】従来のチャック作製プロセスはまた、絶縁
体が電極１１にきちんと接着していないか、一致してい
なければ、チャック１０の作製中又はチャック１０上に
保持された基板の作製中に、絶縁体１２を電極から離し
てしまうことにしばしばなる。従来のプロセスではま
た、絶縁体１２と電極１１との間に空気がトラップされ
ることにもなる。絶縁体層が剥離し絶縁体の下に空気が
トラップされれば、絶縁体の表面が平坦ではなくなるこ
とになり、プロセス中の基板の移動やミスアラインメン
トを生じて、基板全体の損失を生じることになる。
【０００６】従って、クーラントを基板に直接接触させ
ることができ基板からの熱移動の速度を最大にする有効
な冷却手段を静電チャックが有する必要がある。また、
薄い絶縁体を与えて静電引力を最大にし；接着剤なしに
及び絶縁体の下に空気をとラップさせずに、絶縁体を電
極に効果的に接着し；エッジ及びコーナーの荒れが低減
した、均一に電極に適合する絶縁体を与える、チャック
作製プロセスに対する必要性がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の静電チャック及
びチャックを製造するプロセスは、これらの必要性を満
たす。本発明の静電チャックは、内部に間隔をもって離
れた冷却グルーブをもった上表面を有するベースを備
え、グルーブは、チャック上に保持された基板を冷却す
るためのクーラントを保持するように、サイズを与えら
れ分布されている。実質的に連続な電気絶縁体が、ベー
スの上面上のグルーブの上に配置され、適合する。ベー
スは、電気的伝導性を有しチャックの電極として作用す
ることが可能でもよく、又は、電極は絶縁体に埋め込ま
れていてもよい。その理由は、絶縁体が、冷却グルーブ
に適合して接着し、グルーブ内のクーラントが基板に直
接接触できて、基板からチャックへの熱移動を効果的に
促進するからである。また、本発明に従った、半導体ウ
エハの処理中に半導体ウエハを保持するための静電チャ
ックは、（ａ）間隔をおいた第１のグルーブを有する金
属のベースと、（ｂ）該ベースの該第１のグルーブと共
形な、実質的に連続な電気絶縁体フィルムであって、該
絶縁体フィルムの上面は該第１のグルーブの形に対応し
た形を有する第２のグルーブを備え、該第２のグルーブ
のサイズ及び配分は、該絶縁体フィルムの上面に保持さ
れる基板を冷却するためのクーラントを保持するように
与えられ、また、該絶縁体フィルムは、（ｉ）該絶縁体
フィルムが電極の全体を覆うべく該絶縁体フィルムの中
に埋め込まれた電極と、（ｉｉ）電極に電圧を印加でき
るように電極に接続された電気リード線とを備える、該
電気絶縁体フィルムとを備えている。また、この静電チ
ャックは、該絶縁体フィルムが、ポリマー又はセラミク
スを備え、該電極が、銅と、ニッケルと、クロムと、ア
ルミニウムと、タングステンと、鉄と、これらの２つ以
上の合金とから成る群より選択される１つを備えてもよ
い。あるいは、該電極が、該第１のグルーブ同士の間に
配置されセグメントに分かれた導電層を備えていてもよ
い。また、該電極が、該第１のグルーブの形に共形な形
を有する連続な導電層を備えていてもよい。あるいは、
該絶縁体フィルムが、接着剤を用いないで該金属ベース
の該第１のグルーブに共形に接着されてもよい。また、
該絶縁体フィルムが、該金属ベースに対する濡れ性が少
なくとも約３０ｍＪ／ｍ2であるポリマーを備え、該ポ
リマーは、ポリ（カーボネート）と、ポリ（エチレンテ
レフタレート）と、ポリ（アクリロニトリル）と、エポ
キシ樹脂と、ポリ（プロピレンオキサイド）と、ポリ
（エチルアクリレート）と、ポリスチレンとの少なくと
も１つを備えていてもよい。また、該絶縁体フィルム
が、オキサイド、ハイドロオキサイド、ハイドロパーオ
キシ、フェノール、カルボキシリックアシッド、カルボ
ニル又はプライマリーアミンを備えるポリマーであっ
て、該金属ベースに接着する反応性表面官能基を有する
該ポリマーを備えていてもよい。
【０００８】絶縁体は自己接着性を有し、接着剤を用い
なくともベースに直接接着できるので、チャックは高温
のプロセスでも使用可能である。好ましくは、絶縁体フ
ィルムは、ベースに対して少なくとも約３０ｍＪ／ｍ2
のぬれ性を有し、更に好ましくは、少なくとも約４０ｍ
Ｊ／ｍ2 である。また、フィルムの表面を改質してオキ
サイド、ハイドロオキサイド、ハイドロパーオキシ、フ
ェノール、カルボキシリックアシッド、カルボニル及び
プライマリーアミン等の、反応性表面官能基を形成した
場合に、絶縁体フィルムのぬれ性は増加が可能である。
別の方法として、（ｉ）化学接着により又は（ｉｉ）混
合若しくはクラスター形成による物理的接着により、ベ
ースに接着する液状の前駆物質もまた用いられることが
可能である。
【０００９】電気絶縁体は、絶縁体フィルムに加熱及び
／又は圧力をかけることにより、ベースに接着し適合し
て、絶縁体をベースに適合的に接着させる。更に好まし
くは、（ｉ）電気絶縁体の露出面を第１の圧力に維持
し、同時に、（ｉｉ）ベースと接触するフィルムの接触
面を第２の圧力、ここで第２の圧力は第１の圧力よりも
低いが、第２の圧力に維持することにより、フィルムの
厚さにわたって圧力差がかけられる。好ましくは、第２
の圧力は、少なくとも約５００Ｔｏｒｒであり、更に好
ましくは少なくとも約５０００Ｔｏｒｒであり、第１の
圧力よりも低い。圧力差は、絶縁体を強制してベースに
適合させ、絶縁体とベースの間にトラップされた空気を
取り除くので、有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図２ａに模式的に例示される半導
体処理装置２５において、本発明に従った静電チャック
２０の動作を説明する。この発明の動作は装置２５に関
連して説明されるが、この発明は、この分野の通常の知
識を有する者には当然の如く、他の基板処理装置に用い
ることができ、また、ここに説明された処理装置の範囲
に限定されない。例えば、装置２５は、カリフォルニア
州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から商業的
に入手可能な「プレシジョン５０００」磁気励起反応性
イオンエッチング装置で代表させることができる。装置
２５は、一般には、導電性の支持体ないしカソード３５
と、導電性面ないしアノードとを有するプロセスチャン
バ３０を備えている。本発明の静電チャックの１形態２
０は、プロセスチャンバ３０内で支持体３５に固定され
ている。チャック２０は、電極５０を覆う電気絶縁体４
５を備える。電気コネクタ５５は、電圧供給ターミナル
６０を介して電極５０を第１の電圧供給機６５に接続さ
せる。第１の電圧供給機６５は、チャック２０の電極５
０の操作に適するＤＣ電圧を与え、この電圧は、典型的
には、１０００から３０００ボルトまでの範囲にある。
この適切な電圧供給機６５は、１０ＭΩの抵抗器を介し
て高電圧読み取りに接続される高電圧ＤＣソースを備え
る。電圧供給機の１ＭΩの抵抗器が回路を介して流れる
電流を制限し、５００ｐＦキャパシタが別の電流フィル
ターとして与えられている。
【００１１】第２の電圧供給機７０が、ＲＦバイアス電
圧を与えるために用いられて、チャンバ３０においてア
ノード４０に対して支持体３５に電気的バイアスを与
え、チャンバ３０内部に導入されたプロセスガスからプ
ラズマを発生させる。適切な第２の電圧供給機７０は、
プロセスチャンバ３０のインピーダンスを、絶縁キャパ
シタと直列のライン電圧のインピーダンスと整合させる
ＲＦインピーダンスを備える。
【００１２】チャック２０の動作のためには、プロセス
チャンバ３０は大気圧より下の気圧、典型的には約１ｘ
１０-6〜約１ｘ１０-9トールの範囲に脱気される。チャ
ック２０上に基板７５が置かれ、チャック２０の電極５
０は、第１の電圧供給機６５によって基板７５に対して
電気的バイアスが与えられる。その後、第２の電圧供給
機７０を活性化することにより、チャンバ３０内に導入
されたプロセスガスからプラズマが発生される。電極５
０に印加された電圧とチャンバ３０内の電気的にチャー
ジされたプラズマ種とが、反対の静電荷を生じて基板７
５と電極５０に蓄積し、基板７５をチャック２０に保持
する静電引力となる。
【００１３】静電チャック２０はまた、基板７５を冷却
するためにクーラントソース９０により供給されるヘリ
ウム、アルゴン、窒素又はネオン等のクーラントを内部
に保持するための冷却グルーブ８５を有する、ベース８
０を備えていてもよい。冷却グルーブ８５はまた、ベー
ス８０の上面９５内に形成されて絶縁体４５がグルーブ
８５に適合的に接着していてもよく（図示の通り）、又
は、冷却グルーブ８５は絶縁体４５を通って延長してい
てもよい。基板７５がチャック２０に保持されていると
きは、グルーブ８５内に保持されているクーラントは基
板７５に直接接触し、基板７５はグルーブ８５を覆って
シールし、クーラントの漏出を防止する。クーラント
は、基板の処理の間、基板７５から熱を除去して基板７
５を実質的に一定の温度に維持する。典型的には、グル
ーブ８５内に保持されたクーラントが基板７５の実質的
全体を冷却できるように、冷却グルーブ８５はサイズが
与えられ配分される。
【００１４】図２ｂを参照して、２つのバイポーラー電
極５０ａ、５０ｂを備えたバイポーラー形態のチャック
２０の動作を説明する。バイポーラーチャック２０の動
作のために、第１の電圧供給機６５はバイポーラー電極
５０ａ、５０ｂのそれぞれを正反対の電気的ポテンシャ
ルに維持する。好ましい電圧供給機は、（ｉ）第１の電
極５０ａを負の電気的ポテンシャルに維持する第１の電
圧供給機６５と、（ｉｉ）第２の電極５０ｂを正の電気
的ポテンシャルに維持する第１の電圧供給機７０とを備
える。電極５０ａ、５０ｂにおける正反対の電気的ポテ
ンシャルは、電極５０ａ、５０ｂに正反対の静電荷を引
き起こし、基板７５をチャック２０に静電気的に保持す
る。バイポーラー電極の構成は、基板７５に電気的バイ
アスを与えるための電荷キャリアとして作用するチャー
ジされたプラズマ種が存在しない非プラズマプロセスに
対して有利である。
【００１５】本発明のチャック２０は、多くの別々の構
成で作製されることができる。従って、本発明の説明を
容易にするために、本発明のチャック２０の例示的な構
成がまず説明される。図３ａから３ｅまでは、好ましい
チャック２０の構成を例示する。図３ａは、接着剤なし
に、電極５０を覆って直接接着される実質的に連続した
ポリマーの電気絶縁体４５を備える静電チャック２０の
１つの形態を示す。電極５０は、例えば、銅、ニッケ
ル、クロム、アルミニウム、鉄、タングステン、及びこ
れらの合金等の、電気伝導性材料製である。図３ｂは、
絶縁体４５とこの中に埋め込まれた電極５０とが、ベー
ス８０に直接接着される、別の形態のチャック２０を示
す。電極５０は、典型的には、上述のような導電性材料
を備え、約１μｍから約１０００μｍまで、更に典型的
には１μｍから５０μｍまで、特に１から５μｍまでの
厚さを備える。好ましい構成においては、絶縁体４５
は、（ｉ）チャック２０のベース８０上の下絶縁体層４
５ａと、（ｉｉ）電極５０を覆う上絶縁体層４５ｂとを
備える。埋め込まれた電極５０の形態は、プラズマプロ
セスにおいて基板７５を保持するに好ましく、その理由
は、絶縁体４５内部に全体が含まれている電極５０が、
プロセスチャンバ３０において、チャック２０とアノー
ド４０との間での電気的アークの可能性を減ずるからで
ある。ベース８０は、金属等の電気伝導性材料製であっ
てもよく、又は、ポリマーやセラミクス等の非電気伝導
性材料製であってもよい。
【００１６】図３ｃ、ｄ及びｅに示されるチャック２０
の形態は、全て、間隔をおいた冷却グルーブ８５をもつ
上面９５を有するベース８０を備え、チャック２０上に
保持される基板を冷却するためのクーラントを保持する
ように、グルーブ８５はサイズが与えられて配分され
る。典型的には、グルーブ８５は、幅が少なくとも約５
μｍ、深さ少なくとも約１０μｍで、チャック２０上に
保持された基板７５を効率良く冷却するに充分なクーラ
ントを保持する。これらの形態においては、絶縁体４５
は、ベース８０の上面９５上の冷却グルーブ８５に適合
的に接着され、クーラントを内部に保持するため第１の
グルーブ８５ａに略適合する第２のグルーブ８５ｂを形
成する。クーラントが第２のグルーブ８５に保持されて
いるときは、図３ｃに示されるように、クーラントが漏
出なしに基板７５と直接接触できるように、チャック２
０上に保持された基板７５がグルーブ８５を覆ってシー
ルする。クーラントが絶縁体４５を間に介さずに基板７
５と直接接触できるように、絶縁体４５は、従来からの
温度感知接着剤又は圧力感知接着剤を用いてベース８０
に接着されるか、又は、好ましくは、ベース８０に直接
接着される。チャック２０のベース８０のグルーブ８５
に絶縁体４５を接着し適合させる好ましい方法を、以下
に説明する。図３ｄ及び３ｅに示されるチャック２０の
形態では、内部に単一又は複数の電極５０をもつ絶縁体
４５は、ベース８０の冷却グルーブ８５直接接着し適合
する。電極５０は、図３ｄに示されるように、絶縁体４
５全体までに実質的に連続的に延長してもよく、又は、
図３ｅに示されるように部分部分（セグメント）に別れ
て、例えばグルーブ８５の間の尾根の中にフィットする
導電性要素のパターンを形成していてもよい。
【００１７】好ましくは、冷却グルーブ８５は、チャッ
ク２０上に保持された基板７５を実質的に均一に冷却す
るために、サイズが与えられてベース８０の上面９５上
に配分される、微小なグルーブを備えていてもよい。ベ
ース８０とチャック２０上に保持された基板７５との間
のクーラントによって与えられる熱移動速度と実質的に
等価な熱移動速度を、グルーブ８５内のクーラントが与
えるように、微小グルーブは充分小さいことが好まし
い。微小グルーブは、グルーブ８５内のヘリウム等のク
ーラントが、大きなサイズのグルーブにヘリウムが維持
される場合よりも優れた熱移動速度を示すことを可能に
する。典型的には、グルーブは互いに実質的に平行にパ
ターニングされ、更に典型的には、円周上に放射状にベ
ース８０の表面にパターニングされている。好ましい冷
却グルーブ３３のパターニングは、図８ａ〜８ｅに示さ
れる。グルーブ８５はその断面が、Ｕ字型、Ｖ字型又は
長方形であってもよい。
【００１８】第１の電圧供給機６５に接続された電圧供
給ターミナル６０を電気的に連結させる電気コネクタ５
５を介して、電圧が上述の静電チャックの単一又は複数
の電極５０ａ、ｂに印加される。例えば、チャック２０
がバイポーラー電極５０ａ、５０ｂを備える場合は、図
２ｂに示されるように、一対の電気コネクタ５５ａ、５
５ｂは２つの電圧供給ターミナル６０ａ、６０ｂに電気
的に連結し、各電極５０ａ、５０ｂを電圧供給機に別々
に接続させる。従来からの電気的コネクタ５５の構成
は、ベース８０内で孔１３０まで延長する電気的に絶縁
された導線１１０を備え、図２ｂに示されるように、導
線は電圧供給ターミナル６０に電気的に連結させる電気
接点１１５を有する。好ましくは、電気コネクタ５５
は、電極５０の縦断的な延長を成し、電気コネクタ５５
及び電極５０は導電性金属のシート等の単一の導電材に
より形成され、チャック２０の作製を容易にする。導線
１１０の長さは、典型的には、約１０から約５０ｍｍま
でであり、更に典型的には、２０から４０ｍｍまでであ
る。導線１１０上の電気接点１１５の面積は、典型的に
は、少なくとも約５０平方ｃｍ、更に好ましくは７５か
ら１５０平方ｃｍまでで、接点１１５は、好ましくは半
径約５〜約１２ｃｍのディスク形状である。好ましい電
気コネクタ５５の構成は、カメロンらにより１９９４年
７月１９日に出願された米国特許出願通し番号０８／２
７８，７８７号、標題「耐腐食性電気コネクタをもつ静
電チャック」に記載され、これは参照としてここに併合
される。
【００１９】本発明のチャック２０の作製方法を説明す
る。
【００２０】ベース ベース８０を有するチャック２０の形態では、ベース８
０は金属、セラミクス又はポリマーから作製され、更に
典型的には、従来からの機械加工技術を用いてアルミニ
ウム又はステンレス鋼から作製される。典型的には、チ
ャック２０上に保持された基板７５の形状及びサイズと
合うように、ベース８０の形状とサイズは決められる。
例えば、半導体基板７５（典型的には約１２７から２０
３ｍｍ迄の範囲の直径の円形）に適したベース８０は、
厚さ約１．５から約１．８ｃｍ、直径約１００から約３
００ｍｍの直円柱形状を有する。ベース８０の機械加工
の後、ベース８０の上面及び下面は、ベース８０の表面
粗さが約１ミクロン未満となるまで研磨されるので、ベ
ース８０は基板７５と均一に接触できて、基板７５、ベ
ース８０及び支持体３５の間の効率的な熱移動を可能と
して、基板の過熱を減少させる。研磨の後、プレート１
６０は充分に洗浄されて、研磨くずを除去する。ベース
８０の上面９５の冷却グルーブ８５と、ベース８０内の
孔１３０は、従来の機械加工技術を用いて機械加工され
ることが可能である。
【００２１】絶縁体 チャック２０の望ましい使い方により、多くの別々の絶
縁体４５のタイプがチャック２０の作製に用いることが
できる。好ましい絶縁体材料と、電極５０又はベース８
０への絶縁体４５の接着法を説明する。好ましくは、絶
縁体４５は例えば、ポリイミド、ポリケトン、ポリエー
テルケトン、ポリサルフォン、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、ナイロン、ポリビニルクロライド、ポリプロ
ピレン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリエチレンテレフタレート、フルオロエチレンプ
ロピレンコポリマー、セルロース、トリアセテート、シ
リコーン、ラバー、又はこれらの混合物等の電気的絶縁
性のポリマーを備える。基板７５と電極５０に静電荷が
蓄積できるように、絶縁体４５は充分に高い誘電破壊強
度を有して、電気的にバイアスがかけられた基板７５と
電極５０との間の静電荷の漏出を防止するべきである。
好ましくは、絶縁体４５の誘電破壊強度は少なくとも約
４ボルト／ミクロン、更に好ましくは少なくとも約４０
ボルト／ミクロンである。チャック２０上の絶縁体４５
の厚さは、この誘電破壊強度と誘電定数の依存する。典
型的には、絶縁体４５の誘電定数は、約２からであり、
更に好ましくは、少なくとも約３である。誘電定数３．
５の絶縁体では、適切な厚さは、約１μｍから約１００
μｍまで、更に好ましくは約１から５０μｍまで、最も
好ましくは約１から５μｍまでである。
【００２２】絶縁体４５は、商業的に入手可能なポリマ
ーフィルム、例えば、デラウエア州ウィルミントンのＤ
ｕｐｏｎｄ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｃｏ．により製造
される「ＫＡＰＴＯＮ」ポリイミドフィルム；日本の鐘
淵化学工業により製造される「ＡＰＩＱＵＥＯ」；日本
の日東電工により製造される「ＮＩＴＯＭＩＤ」；日本
の三菱樹脂により製造される「ＳＵＰＥＲＩＯＲ ＦＩ
ＬＭ」等である。これらの絶縁体フィルムは、（ｉ）室
温でべとつかず高温でべとつく熱活性接着剤、又は、
（ｉｉ）加圧下でべとつく圧力感知接着剤等の、従来か
らの接着剤を用いて、ベース又は電極に接着される。適
切な接着剤には、メタクリレート等のアクリル、ポリエ
ステル、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ、シリコ
ーン含有接着剤、又は、これらの混合物が含まれる。熱
活性接着剤層は、はんだこて、エアドライヤ又は電気ヒ
ーター等の熱源をあててフィルムを典型的には少なくと
も約３００℃の温度に加熱することにより活性化され、
接着剤７０がべとついて、ベース８０にフィルムを接着
させる。圧力感知接着剤は、フィルム４５に充分な圧力
をかけることにより活性化され、フィルムがべとつきベ
ース８０にフィルムを接着させるが、この圧力は、典型
的には、約１０から２５ｐｓｉまで（５００から１３，
０００トールまで）である。
【００２３】更に好ましくは、チャック２０が高温プロ
セスに使用可能であるように、絶縁体４５は自己接着性
で、接着剤を使用せずに電極５０又はベース８０に直接
接着できてもよい。例えば、ベース８０又は電極に直接
接着可能なポリマーの絶縁体フィルムは、ベース又は電
極と比較して高いぬれ性（又は低い表面エネルギー）を
有していてもよく、このフィルムのぬれ性は、好ましく
は少なくとも約３０ｍＪ／ｍ2 、更に好ましくは少なく
とも約４０ｍＪ／ｍ2 である。適切なフィルムとこれら
の金属上のぬれ性は、ポリ（カーボネート）（４２ｍＪ
／ｍ2 ）、 ポリ（エチレンテレフタレート）（４３ｍ
Ｊ／ｍ2 ）、ポリ（アクリロニトリル）（４４ｍＪ／ｍ
2 ）、エポキシ樹脂（４３ｍＪ／ｍ2 ）、ポリ（プロピ
レンオキサイド）（３２ｍＪ／ｍ2 ）、ポリ（エチルア
クリレート）（３５ｍＪ ／ｍ2）、ポリスチレン（３３
〜３６ｍＪ／ｍ2 ）、ポリ（ビニルアルコール）（３７
ｍＪ／ｍ2 ）を含んでいる。この他の高いぬれ性のポリ
マーフィルム は、L.H.LEE,J.Polym.Sci.12,719(1968)
において概略的に記載され、これは参照としてここに併
合される。
【００２４】絶縁体フィルム４５のぬれ性は、フィルム
の表面、又は、電極５０若しくはベース８０の表面を改
質して、ポリマーフィルムを金属、セラミクス又はポリ
マー材料に直接接着せしめる電子ドナー又はアクセプタ
ーサイト等の反応性表面官能基を形成することにより、
増加させることができる。適切な官能基は、オキサイ
ド、ハイドロオキサイド、ハイドロパーオキシ、フェノ
ール、カルボキシリックアシッド、カルボニル及びプラ
イマリーアミンを含む。従来からのポリマーフィルム表
面のケミカルエッチング、イオンスパッタリング又はプ
ラズマ処理は、ポリマーフィルム上にこのような官能基
を形成することに用いられる。例えば、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）絶縁体フィルムは、ナフタレ
ン塩を用いてエッチングされて、ＰＴＦＥフィルム表面
に、ＰＴＦＥフィルムが金属ベースに接着することを可
能とする、不飽和の＞Ｃ＝Ｏや−ＣＯＯＨを形成するこ
とが可能である。電子グロー放電法もまた、ＰＴＦＥフ
ィルムの表面にＲＯ2 官能基を形成することによりＰＴ
ＦＥフィルムの接着を改善するた めに用いられること
が可能である。他の例では、ポリエチレンフィルムが改
質されて、（ｉ）コロナ放電技術により−ＯＨ、ＲＯ2
Ｒ 及びＲＯ3Ｒ 基を、又は、（ｉｉ）フレーム酸化処
理(flame oxidation treatment)により−ＯＨ、−Ｃ＝
Ｏ及び−ＣＯＯＨ基を、フィルム表面に形成してもよ
い。スチレンフィルムは、スチレンが金属ベースとＭ−
Ｏ−Ｃ接着を形成するように、酸化により改質された表
面であってもよい。また、ポリプロピレンフィルム及び
ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムは、アルゴン
又は酸素プラズマスパッタエッチングを用いて改質さ
れ、表面酸化及び架橋を生じさせてセラミクスベース及
び金属ベースに接着可能なＣ＝Ｏ及びＣ−Ｏ官能基を形
成してもよい。反応性官能基を形成するその他の方法
は、Fundametals of Adhesion,Ed.Lieng-Huang Lee,Ple
num Press,1991に記載され、これは参照としてここに併
合される。
【００２５】あるいは、絶縁体フィルム４５の化学構造
を改質して、ぬれ性を増加させ電極５０又はベース８０
へのフィルムの接着を改良してもよい。高温で使用可能
な好ましいポリマー絶縁体は、シャモウリアンらにより
同日に出願された米国特許出願、標題「共形な絶縁体フ
ィルムを有する静電チャック」に記載され、これは参照
としてここに併合される。
【００２６】絶縁体４５を用いる代りに、絶縁体４５は
また液状前駆体を用いて形成されてもよく、これは、ベ
ース８０上で、スピンコーティングされ、スプレーさ
れ、ディップされ、塗布され、又はシルクスクリーンさ
れて、これに続いて、約２００℃から約４００℃、更に
典型的には２２５℃から３５０℃に加熱処理され、静電
チャックチャック材を用いずに、ベース８０に直接接着
される固体の絶縁体フィルム４５を形成する。液状前駆
体はまた、約１から１０ミクロン、更に典型的には１か
ら５ミクロン、最も典型的には約１から約２ミクロン
の、厚さを有する薄い絶縁体を形成することができる。
液状前駆体とベース８０との接着の本質は複雑であり、
界面を形成する材料の組み合わせに依存する。例えば、
ポリイミド液状前駆体は、金属ベース８０に対して、
（ｉ）接着していないポリイミドの電子と金属ベース８
０との化学接着により、又は、（ｉｉ）例えば、Fundam
etals ofAdhesion,Ed.Lieng-Huang Lee,Chapter 14:Met
al-Polymer Interfacces,PlenumPress,1991、これは参
照としてここに併合されるが、ここに記載されるよう
な、２つの材料の混合又はクラスター形成により、接着
することが可能である。液状の前駆体は有利であり、そ
の理由は、薄い絶縁体フィルム４５の形成を可能にし、
基板７５とチャック２０との間の優れた熱移動と、改善
された静電引力を与えるからである。また、チャック２
０のベース８０がその上に冷却グルーブを有している場
合は、液状の前駆体は簡単に流れてグルーブ８５に適合
し、共形な絶縁体４５を形成することができる。
【００２７】電気的、高温及び接着の性質に加えて、絶
縁体４５に望ましい他の特定の性質もある。例えば、熱
が絶縁体を介して消失できるよう、絶縁体４５が、高い
熱伝導度を有することが望ましく、これは、好ましく
は、少なくとも約０．１０ワット／ｍ／Ｋである。ま
た、チャック２０上に保持された基板７５がチャック２
０の使用中にフィルムを過剰にすりむかないように、絶
縁体４５は充分な硬さを有していることが望ましい。ダ
イヤモンド、アルミナ、ジルコニウムボライド、ボロン
ナイトライド、アルミニウムナイトライド及びガラスセ
ラミクス等のフィラー材料が絶縁体４５に添加されて、
絶縁体４５の熱伝導度、硬さ及び高温能力を向上させて
もよい。好ましくは、フィラーは約１０μｍより小さな
平均粒子径を有して、体積比で約１０％から８０％ま
で、更に典型的には、約２０％から５０％までで、絶縁
体フィルム４５に分散される。
【００２８】保護コーティングもまた、絶縁体４５上に
塗布でき、腐食又は侵食処理環境下で絶縁体４５の化学
的分解を減少させる。好ましい保護コーティング及び作
製のプロセスは、例えば、Ｗｕらによる１９９３年２月
２２日に出願された米国特許出願Ｓ／Ｎ０８／０５２，
０１８号、標題「集積回路処理装置に用いられるウエハ
サポート上の誘電材料のための保護コーティング及び同
方法」に記載され、これは参照としてここに併合され
る。
【００２９】電極 内部に埋め込まれた電極５０を有する絶縁体４５の作製
を説明する。電極５０は、銅、ニッケル、アルミニウ
ム、クロム、鉄、タングステン、及びこれらの合金等の
導電性材料を備えていてもよい。内部に埋め込まれた電
極５０を有する絶縁体４５を作製する一つの方法は、銅
の層等の導電性金属の層を２つの絶縁体フィルム４５の
間にサンドウィッチして、絶縁体４５内に埋め込まれた
電極５０を形成することである。また、例えば絶縁体４
５上に酸化クロム接着層を間に介して銅の層をスパッタ
することにより、連続的な金属層が気相堆積されてもよ
い。気相堆積法は有利であり、その理由は、約５，００
０オングストロームより小さい、更に好ましくは２，５
００オングストロームより小さい厚さを有する薄い電極
５０を形成せしめるからである。埋め込まれた電極５０
を有する絶縁体４５を作製する別の方法は多層フィルム
を用い、これは導電性の銅又はアルミニウムの層を上に
有する絶縁体１２を備えている。商業的に入手可能な適
切な多層フィルムには、銅の層が上に堆積された、２５
から１２５μｍまでの厚さのポリイミドフィルムを備え
る、アリゾナ州チャンドラーのロジャーズ社からの「Ｒ
／ＦＬＥＸ １１００」が含まれる。第２の絶縁体フィ
ルム４５が、多層フィルムの導電性層を覆って接着され
て、２つの絶縁体フィルム１２の間に導電性の層を埋め
込む。この方法に用いられる絶縁体フィルム４５は、前
述の絶縁体フィルム４５のいかなるものを備えていても
よい。
【００３０】パターニングされ又は部分に別れ、絶縁体
４５に埋め込まれた電極５０を作製するためには、更な
るプロセスステップが必要である。一つの方法において
は、前述の「Ｒ／ＦＬＥＸ １１００」フィルム等の多
層上の導電性層がエッチングされ、削り取られ、又は切
断されて、所望の部分に別れた電極５０の構成を成す。
電極５０の形成には従来からのフォトリソグラフ及びエ
ッチングの方法を用いることができ、例えば、（ｉ）Si
licon Processing for the VLSI Era, Volume1:Process
Technology, Chapter 12,13 and 14, by Stanley Wolf
and RechardN.Tauber, Lattice Press, California(19
86)、これは参照としてここに併合されるが、ここに一
般的に記載されるように、パターニングされたデュポン
社製の「ＲＩＳＴＯＮ」フォトレジスト層を、従来から
のフォトリソグラフの方法を用いて導電性金属層の上に
形成し、（ｉｉ）従来のウェット又はプラズマエッチン
グ技術を用いて、導電性層の露出部分をエッチングす
る。典型的なウェットケミカルエッチング法では、多層
フィルムは、塩化鉄（ＩＩＩ）、過硫酸ナトリウム等の
エッチャント又は酸若しくは塩基に浸漬される。VLSI T
echnology, SecondEdition,Chapter 5,by S.M.Sze,McGr
aw-Hill Publishing Company(1988),これは参照として
ここに併合されるが、ここに一般的に記載されるよう
に、典型的なプラズマエッチングプロセスは、塩素、酸
素又はＳｉＣｌ４ のプラズマを用いて、導電層をエッ
チングする。残留したフォトレジストは、従来からの酸
又は酸素ストリッピングプロセスにより除去できる。エ
ッチングの後、上述のごとく、電極５０が絶縁体４５内
部に埋め込まれるように、第２の絶縁体フィルム４５が
パターニングされた電極５０の上に接着される。
【００３１】絶縁体のベースへの接着と適合 電極５０を有し又は有しない絶縁体４５をベースに適合
させる方法を説明する。絶縁体４５は、（ｉ）ベース８
０の上面９５全体に実質的に覆うように充分大きなサイ
ズに、前述の如く、ベース８０に接着が可能な絶縁体フ
ィルム４５を切断し、（ｉｉ）切断されたフィルムをベ
ース８０上に置き、（ｉｉｉ）ベース８０上で、充分に
高い温度に絶縁体フィルム４５を加熱し、絶縁体フィル
ム４５がベース８０に直接接着するようになる。あるい
は、ベース８０に接着可能な液状のポリマー前駆体をベ
ース８０に塗り、その後加熱してフィルムをベース８０
に接着させる。
【００３２】チャック２０の上面が、図３ｃに示される
ように、冷却グルーブ８５をその上に有する場合は、絶
縁体フィルム４５又は液状前駆体がベース８０上に塗ら
れ、充分高い温度に加熱されて、絶縁体フィルム４５が
柔軟になりベース８０の上面９５上のグルーブ８５内を
流れるようになって、絶縁体４５が冷却グルーブ８５に
適合する。冷却グルーブ８５もまた、フィルムがチャッ
ク２０に接着される前の、絶縁体フィルム４５が切断さ
れ、打ち抜きされ、又は加圧されたものであってもよ
い。あるいは、絶縁体フィルム４５はまずベース８０に
接着され、その後、従来からのウェットケミカル又はプ
ラズマエッチング（例えば、VLSI Technology, Second
Edition,Chapter 5,by S.M.Sze,McGraw-Hill Publishin
g Company(1988),これは参照としてここに併合される
が、ここに一般的に記載されるように、酸素プラズマを
用いたもの）を用いてエッチングされて、所望の冷却グ
ルーブの構成を成してもよい。冷却グルーブ８５は、所
望の深さにも依るが、絶縁体フィルム４５の片方又は両
方をエッチングしてもよい。
【００３３】圧力形成プロセスを用いて、絶縁体フィル
ム４５をベース８０に適合させる好ましい方法を説明す
る。この方法では、上述の技術の一つにより形成された
電極５０を内部に有する又は有しない絶縁体フィルム４
５は、ベース８０上に置かれて、図５に示されるよう
に、ベース−フィルム組立体１５０を成す。そして、ベ
ース−フィルム組立体１５０は圧力形成装置２５内に置
かれるが、これは、充分高い圧力に維持されて、絶縁体
フィルム４５に、力を及ぼし、ベース８０の平坦な又は
グルーブが形成された上面９５に適合させて接着させ
る。典型的には、圧力形成装置２５は約１０から約５０
０ｐｓｉまで（５００から３０，０００トールまで）、
更に典型的には、約２００ｐｓｉ（１０，０００トー
ル）の圧力に維持される。圧力感知接着剤を用いて絶縁
体フィルム４５がベース８０に接着される場合は、接着
剤が過剰に搾り取られることを防止するために、圧力は
低い方が好ましく、この圧力は典型的には約１０から２
５ｐｓｉまで（５００から１３，０００トールまで）で
ある。従来からの圧力形成プロセスは、Allen J.Kling,
Curing Techniques for Composites, April,1985に一般
的に記載され、これは参照としてここに併合される。
【００３４】好ましくは、加圧と同時に、ベース−フィ
ルム組立体１５０は、充分高い温度に加熱されて、絶縁
体フィルム４５が柔軟になり、ベース８０の上面９５上
の表面粗さの中、ないしは、グルーブ８５内を流れるよ
うになる。典型的な加熱サイクルは、（ｉ）約１２０℃
の第１の温度に約３０分間、フィルムからガス状反応副
生成物のガス放出をさせ、そして、（ｉｉ）絶縁体フィ
ルム４５のガラス転移点又は結晶化温度に対応した第２
の温度に約６０分間、フィルム４５を柔軟にしてベース
８０の上面９５に適合させることを備える。温度活性接
着剤を用いてフィルムがベース８０に接着される場合
は、温度は接着剤が活性化されるに充分高いべきであ
り、典型的には少なくとも約３００℃である。
【００３５】適切な圧力形成装置は、オートクレーブ
と、平型プレス又は静水圧プレスを有している。オート
クレーブが好ましく、その理由は、これはベース−フィ
ルム組立体１５０に更に均一に圧力を掛けるからであ
る。典型的なオートクレーブは、約１から１０フィート
の範囲の直径を有する耐圧スティールチャンバを備え
る。加圧された、二酸化炭素や窒素等の非反応性ガス
が、オートクレーブの加圧に用いられる。適切なオート
クレーブには、カリフォルニア州サンタフェスプリング
の「ＢＡＲＯＮ ＡＵＴＯＣＬＡＶＥＳ」により製造さ
れたもの；カリフォルニア州アナハイムの「ＡＯＶ Ｉ
ＮＤＵＳＴＲＩＥＳ」により製造されたもの；及び、カ
リフォルニア州アツサの「ＭＥＬＣＯ ＳＴＥＥＬ」に
より製造されたものが含まれる。オートクレーブの使用
に代えて平型プレス又は静水圧プレスが用いられて、フ
ィルムをベース８０に適合させてもよい。平型プレスが
用いられる場合は、シリコーンシート等の圧力分散シー
トが電気的絶縁体フィルム４５上に置かれて、ベース−
フィルム組立体１５０上に平板状圧力を分散させる。静
水圧プレスは、適当な静水圧成形バッグ内にベース−フ
ィルム組立体１５０を置き、静水圧を用いてバッグに充
分な圧力をかけることにより用いられる。
【００３６】ベース−フィルム組立体１５０に圧力をか
けることと同時に、好ましくは、真空バッグ組立体１５
５を用いて、ベース−フィルム組立体１５０内の空気を
脱気して、絶縁体フィルム４５とベース８０の間にトラ
ップされた空気を除去する。また、トラップされた空気
を除去して、絶縁体４５内の金属電極５０の酸化を防止
することが望ましい。真空バッグ組立体１５５は典型的
には、図５に示されるように、フレキシブルなバッギン
グ材料１６５を用いてシールされることが可能なステン
レス鋼のベース板１６０を備える。バッギング材料１６
５は、典型的には、ナイロン又はシリコーン製で約２５
から１００μｍの厚さである。カリフォルニア州カーソ
ンのＡＩＲＴＥＣＨ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉ
ｎｃ．；カリフォルニア州ノーウォークのＢｏｎｄ Ｌ
ｉｎｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ；並びに、ワシントン州オー
バーンのＺｉｐ−Ｖａｃ、により製造された真空バッグ
が適切である。真空バッグ１５５の使用に際しては、ベ
ース−フィルム組立体１５０は真空バッグ１５５内に置
かれ、織物とリリースフィルム１７０の層がベース−フ
ィルム組立体１５０上に積み重ねられて真空バッグ組立
体１５５を成し、これは、ガス状の反応副生成物を通気
せしめ、また、ベース−フィルム組立体１５０を真空バ
ッグ１５５から容易に分離せしめる。図６に示されるよ
うに、（ｉ）ベース−フィルム組立体１５０の両サイド
に置かれる、デラウエア州ウィルミントンのデュポン社
により製造される「ＴＥＦＬＯＮ（ｔｒａｄｅｍａｒ
ｋ）」リリースフィルム、及び、カリフォルニア州カー
ソンのＡｉｒｔｅｃｈにより製造される「Ａ４０００
Ｐ」リリースフィルム等の、リリースフィルム１７０
ａ、１７０ｂと；（ｉｉ）上側のリリースフィルム１７
０ｂの上に置かれて絶縁体フィルム４５をグルーブ８５
内に押込める、熱可塑プラスチックのシリコーンシート
等の圧力分散適合シート１７５と；（ｉｉｉ）適合体シ
ート１７５上に置かれて、真空バッグ１５５の脱気を促
進し、プロセス中に生成された凝縮物を除去する、共に
カリフォルニア州カーソンのＡｉｒｔｅｃｈにより製造
される「ＡＩＲＷＥＡＶＥ ＳＳ ＲＥＳＩＮ ＡＢＳ
ＯＲＢＥＲ」及び「ＡＩＲＷＥＡＶＥ ＦＲ ＥＤＧＥ
ＢＬＥＥＤ」等の、多孔性の通気孔を有する織物１８
０と；（ｉｖ）通気孔を有する織物１８０の上に置かれ
て、バッグ１５５の周囲に均一な真空圧力を与える、カ
リフォルニア州カーソンのＡｉｒｔｅｃｈにより製造さ
れる「ＡＩＲＷＥＡＶＥ ＳＳ ＲＥＳＩＮ ＡＢＳＯ
ＲＢＥＲ」や「Ａ２２Ｃ」等の空気供給シート１８５と
を、適切な一連の織物とリリースフィルム１７０ａ、１
７０ｂは含む。真空バッグをシールするためには、粘着
性のシーラントテープ１９０が用いられる。シールされ
た真空バッグは、真空システムに接続された真空コネク
タラインを介して脱気され、この真空ラインはバッグを
通過して空気供給シート１８５の近くで終了する。
【００３７】圧力差プロセス 絶縁体フィルム４５の厚さにわたって圧力差をかけて、
絶縁体フィルム４５に力をかけてベース８０の上面９５
上のグルーブ８５に適合させることが、更に望ましい。
この圧力差プロセスもまた有利であり、その理由は、絶
縁体フィルム４５とベース８０の間にトラップされた空
気を除去するからである。このプロセスでは、絶縁体フ
ィルム４５がベース８０の上面９５と接触する接触面２
０５と反対側の露出面とを有するように、ベース８０上
に絶縁体フィルム４５が置かれる。フィルムの露出面２
１０に第１の圧力がかけられ、フィルムの接触面２０５
に第２の圧力がかけられることにより、絶縁体フィルム
４５にわたって圧力差がかけられるが、ここで第２の圧
力は第１の圧力よりも低い。好ましくは、第２の圧力は
少なくとも約５００トールだけ、更に好ましくは少なく
とも約５０００トールだけ第１の圧力よりも低い。好ま
しくは、第１の圧力は、少なくとも約５００トール、更
に好ましくは約５００トールから約３０，０００トール
までであり；好ましくは、第２の圧力は約１００トール
よりも低く、更に好ましくは約１０−６トールから約１
トールまでである。フィルム４５の露出面２１０を第１
の圧力で押し同時にフィルムの接触面を第２の圧力で引
くことにより、フィルム４５に力を及ぼしてベース８０
上のグルーブ８５に適合させ、ベース上の絶縁体フィル
ム４５の均一で一致し連続的な層を与える。
【００３８】絶縁体フィルム４５の厚さにわたって圧力
差をかける一つの方法はチャック２０を用いるもので、
図６に示されるように、チャック２０のベース８０は複
数の穴２１５を内部に有し、穴２１５はベース８０の表
面上のグルーブ８５のところで止っている。穴２１５
は、均一な間隔をもち、典型的には、約０．５から１０
ｍｍまで、更に典型的には約１から約２ｍｍまでの直径
を有している。絶縁体フィルム４５は、ベース８０の上
に置かれてベース−フィルム組立体１５０を成し、これ
は真空バッグ１５５内に置かれる。チャンネル２２０が
真空ライン１９５を介して真空バッグ１５５を真空シス
テム２００に接続し、これがベース８０の穴２１５内の
空気を脱気して、ベース８０上の絶縁体フィルム４５の
接触面２０５を第２の低い圧力に維持する。真空バッグ
１５５をオートクレーブ内に置きオートクレーブを加圧
することにより、フィルム４５の露出面は第２の高い方
の圧力に維持されてもよい。その結果の圧力差が、フィ
ルムをベース８０の上面に適合させる。
【００３９】好ましい形態に関して本発明は詳細に説明
されてきたが、他の形態も可能である。例えば、電気絶
縁体フィルム４５は、保護材料、導電材料又は絶縁材料
の層を更に備えていてもよい。更に、チャック２０は、
別の温度プロセス及び圧力プロセスを用いて処理されて
もよい。また、これら技術分野の通常の知識を有するも
のには自明なように、別の方法を用いて絶縁体フィルム
４５の厚さにわたって圧力差をかけてもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、クーラントを基板に直接接触させることができ基
板からの熱移動の速度を最大にする有効な冷却手段を静
電チャックが提供される。また、薄い絶縁体を与えて静
電引力を最大にし；接着剤なしに及び絶縁体の下に空気
をとラップさせずに、絶縁体を電極に効果的に接着し；
エッジ及びコーナーの荒れが低減した、均一に電極に適
合する絶縁体を与える、チャック作製プロセスが提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術の静電チャックの側面正面断
面の模式図である。
【図２】（ａ）は、基板処理装置における本発明のモノ
ポーラーチャックの側面正面断面の模式図であり、モノ
ポーラーチャックの動作に適当な電気回路を示し、
（ｂ）は、基板処理装置における本発明のバイポーラー
チャックの側面正面断面の模式図であり、バイポーラー
チャックの動作に適当な電気回路を示す。
【図３】（ａ）は、本発明のチャックの一つの形態の部
分側面正面断面の模式図でありチャックの電極に直接接
着し適合する絶縁体を示し、（ｂ）は、本発明のチャッ
クの別の形態の部分側面正面断面の模式図でありチャッ
クのベースに直接接着し適合する電極を内部に有する絶
縁体を示し、（ｃ）は、本発明のチャックの別の形態の
部分側面正面断面の模式図でありチャックの上面上の冷
却グルーブに接着される絶縁体を示し、（ｄ）は、
（ｃ）のチャックの別の形態の部分側面正面断面の模式
図でありここでは絶縁体はベースに直接接続され連続的
な電極を内部に備えており、（ｅ）は、（ｄ）のチャッ
クの別の形態の部分側面正面断面の模式図でありここで
絶縁体は部分に別れた電極を内部に有している。
【図４】（ａ）は、本発明のチャックに対して好ましい
冷却グルーブのパターンの上平面模式図であり、（ｂ）
は、別の好ましい冷却グルーブパターンの上平面模式図
であり、（ｃ）は、別の好ましい冷却グルーブパターン
の上平面模式図であり、（ｄ）は、別の好ましい冷却グ
ルーブパターンの上平面模式図であり、（ｅ）は、別の
好ましい冷却グルーブパターンの上平面模式図である。
【図５】図５は、チャックの圧力形成のための好ましい
真空バッギング組立体の側面正面断面模式図である。
【図６】図６は、チャックの部分断面側面正面模式図で
ありチャックのベースにおいて穴を介したチャックの絶
縁体上の圧力差の適用を例示する。
【符号の説明】
２０…静電チャック、３０…プロセスチャンバ、４０…
アノード、５０…電極、７５…基板、８０…ベース、８
５…グルーブ、９５…上面、１１０…リード線、１３０
…孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サッソン ソメクー アメリカ合衆国， カリフォルニア州 94022， ロス アルトス ヒルズ， ム ーディ ロード 25625 (72)発明者 ハイマン レビンステイン アメリカ合衆国， ニュージャージー州 07922， バークレー ハイツ， ロビン ス アヴェニュー 132 (72)発明者 マヌーシャー ビラン アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95036， ロス ガトス， フェーヴル リッジ ロード 18836 (72)発明者 セミヨン シャーステインスキー アメリカ合衆国， カリフォルニア州 94121， サン フランシスコ， 32番 アヴェニュー 742 (72)発明者 ジョン エフ． キャメロン アメリカ合衆国， カリフォルニア州 94022， ロス アルトス， コロナド アヴェニュー 91

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体ウエハの処理中に半導体ウエハを
    保持するための静電チャックであって、 （ａ）間隔をおいた第１のグルーブを有する金属のベー
    スと、 （ｂ）該ベースの該第１のグルーブと共形な、実質的に
    連続な電気絶縁体フィルムであって、該絶縁体フィルム
    の上面は該第１のグルーブの形に対応した形を有する第
    ２のグルーブを備え、該第２のグルーブのサイズ及び配
    分は、該絶縁体フィルムの上面に保持される基板を冷却
    するためのクーラントを保持するように与えられ、ま
    た、該絶縁体フィルムは、（ｉ）該絶縁体フィルムが電
    極の全体を覆うべく該絶縁体フィルムの中に埋め込まれ
    た電極と、（ｉｉ）電極に電圧を印加できるように電極
    に接続された電気リード線とを備える、該電気絶縁体フ
    ィルムとを備える静電チャック。
  2. 【請求項２】 該絶縁体フィルムが、ポリマー又はセラ
    ミクスを備え、該電極が、銅と、ニッケルと、クロム
    と、アルミニウムと、タングステンと、鉄と、これらの
    ２つ以上の合金とから成る群より選択される１つを備え
    る請求項１に記載の静電チャック。
  3. 【請求項３】 該電極が、該第１のグルーブ同士の間に
    配置されセグメントに分かれた導電層を備える請求項１
    又は２のいずれかに記載の静電チャック。
  4. 【請求項４】 該電極が、該第１のグルーブの形に共形
    な形を有する連続な導電層を備える請求項１又は２のい
    ずれかに記載の静電チャック。
  5. 【請求項５】 該絶縁体フィルムが、接着剤を用いない
    で該金属ベースの該第１のグルーブに共形に接着される
    請求項１、２、３又は４のいずれかに記載の静電チャッ
    ク。
  6. 【請求項６】 該絶縁体フィルムが、該金属ベースに対
    する濡れ性が少なくとも約３０ｍＪ／ｍ2であるポリマ
    ーを備え、該ポリマーは、ポリ（カーボネート）と、ポ
    リ（エチレンテレフタレート）と、ポリ（アクリロニト
    リル）と、エポキシ樹脂と、ポリ（プロピレンオキサイ
    ド）と、ポリ（エチルアクリレート）と、ポリスチレン
    との少なくとも１つを備える請求項５に記載の静電チャ
    ック。
  7. 【請求項７】 該絶縁体フィルムが、オキサイド、ハイ
    ドロオキサイド、ハイドロパーオキシ、フェノール、カ
    ルボキシリックアシッド、カルボニル又はプライマリー
    アミンを備えるポリマーであって、該金属ベースに接着
    する反応性表面官能基を有する該ポリマーを備える請求
    項５に記載の静電チャック。
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