特開 2022-124273 保持部材

(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】P2022124273

(43)【公開日】2022-08-25

(54)【発明の名称】保持部材

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20220818BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20220818BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H02N13/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021021943

(22)【出願日】2021-02-15

(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】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆太郎

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131BA19

5F131CA03

5F131EA03

5F131EB11

5F131EB78

5F131EB79

5F131EB81

5F131EB82

5F131HA21

(57)【要約】

【課題】対象物が加熱されたときでも、対象物の全体の均熱性を確保できる保持部材を提供する。
【解決手段】本開示の一態様は、外周が円形状または略円形状の半導体ウエハＷを保持する上面１１を備えるセラミックス部材１０と、セラミックス部材１０に対し上面１１側とは反対側に配置され、半導体ウエハＷを冷却するベース部材２０と、を有する静電チャック１において、セラミックス部材１０は、上面１１を有する載置部５１と、セラミックス部材１０の外周面１３にて凹むように形成されたオリフラ部４１と、を備え、セラミックス部材１０の外周面１３の径方向について、オリフラ部４１の外径Ｄ１が、載置部５１の外径Ｄ２よりも小さく形成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周が円形状または略円形状の対象物を保持する保持面を備える保持部と、
前記保持部に対し前記保持面側とは反対側に配置され、前記対象物を冷却する冷却部と、
を有する保持部材において、
前記保持部は、前記保持面を有する載置部と、前記保持部の外周面にて凹むように形成された位置合わせ部と、を備え、
前記保持部の外周面の径方向について、前記位置合わせ部の外径が、前記載置部の外径よりも小さく形成されていること、
を特徴とする保持部材。

【請求項2】

請求項１の保持部材において、
前記載置部における前記保持部と前記冷却部の配列方向の厚みは、０．１ｍｍ以上であること、
を特徴とする保持部材。

【請求項3】

請求項１または２の保持部材において、
前記位置合わせ部は、前記保持部と前記冷却部の配列方向と直交する方向に、直線状に形成されていること、
を特徴とする保持部材。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１つの保持部材において、
前記保持部の外周面における前記位置合わせ部の位置で、前記保持部と前記冷却部の配列方向かつ前記保持部の外周面の径方向に沿って前記保持部を切り取った断面にて、前記位置合わせ部と前記載置部の外形は、階段状に形成されていること、
を特徴とする保持部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体ウエハなどの対象物を保持する保持部材に関する。

【背景技術】

【0002】

保持部材に関する従来技術として、特許文献１には、外周の一部にオリフラ（オリエンテーションフラット）部が設けられるセラミック誘電体基板を有する静電チャックが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－８８７４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示される静電チャックにおいて、セラミック誘電体基板のオリフラ部では、オリフラ部以外の部分と比べて、処理対象物との非接触面積が大きい。そのため、処理対象物が加熱されたときに、処理対象物においてオリフラ部に対応する部分が、セラミック誘電体基板側からの抜熱による冷却が不十分となり、ホットスポットとなるおそれがある。したがって、処理対象物が加熱されたときに、処理対象物の全体の均熱性を確保できないおそれがある。

【0005】

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、対象物が加熱されたときでも、対象物の全体の均熱性を確保できる保持部材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】

【0006】

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、外周が円形状または略円形状の対象物を保持する保持面を備える保持部と、前記保持部に対し前記保持面側とは反対側に配置され、前記対象物を冷却する冷却部と、を有する保持部材において、前記保持部は、前記保持面を有する載置部と、前記保持部の外周面にて凹むように形成された位置合わせ部と、を備え、前記保持部の外周面の径方向について、前記位置合わせ部の外径が、前記載置部の外径よりも小さく形成されていること、を特徴とする。

【0007】

この態様によれば、保持部において、位置合わせ部に対して保持面側の位置に、位置合わせ部よりも外径の大きい載置部が設けられており、載置部が位置合わせ部よりも外側に突出している。これにより、対象物において位置合わせ部に対応する部分にて、対象物と保持部の接触面積が大きくなる。そのため、対象物における保持部の位置合わせ部に対応する部分の熱は、載置部を介して冷却部により抜熱され易くなる。そのため、対象物が加熱されたとき（例えば、プラズマ入熱時）に、対象物において、保持部の位置合わせ部に対応する部分が、ホットスポット（すなわち、他の部分と比べて温度が高い部分）となることを抑制できる。したがって、対象物の全体の均熱性を確保できる。

【0008】

上記の態様においては、前記載置部における前記保持部と前記冷却部の配列方向の厚みは、０．１ｍｍ以上であること、が好ましい。

【0009】

この態様によれば、載置部がない場合（厚み０ｍｍの場合）と比べて、対象物における位置合わせ部に対応する部分がホットスポットになることを抑制できる。

【0010】

上記の態様においては、前記位置合わせ部は、前記保持部と前記冷却部の配列方向と直交する方向に、直線状に形成されていること、が好ましい。

【0011】

この態様によれば、位置合わせ部が直線状に形成されているので、例えばノッチ形状のように部分的にクラックが生じる可能性が低く、耐久性がよい。

【0012】

上記の態様においては、前記保持部の外周面における前記位置合わせ部の位置で、前記保持部と前記冷却部の配列方向かつ前記保持部の外周面の径方向に沿って前記保持部を切り取った断面にて、前記位置合わせ部と前記載置部の外形が、階段状に形成されていること、が好ましい。

【0013】

この態様によれば、載置部と位置合わせ部とを見分け易くなるので、対象物の位置合わせをする際に位置合わせ部が目印として見やすくなる。また、載置部と位置合わせ部を形成し易い。

【発明の効果】

【0014】

本開示の保持部材によれば、対象物が加熱されたときでも、対象物の全体の均熱性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態の静電チャックの斜視図である。

【図2】本実施形態の静電チャックの上面図である。

【図3】本実施形態の静電チャックの断面図（図２のＡ－Ａ断面図）である。

【図4】図２の領域αの拡大図である。

【図5】図３の領域βの拡大図である。

【図6】図３の領域γの拡大図である。

【図7】解析モデルをセラミックス部材の上面側から見たときの図である。

【図8】解析モデルをセラミックス部材の中心軸方向に切り取ったときの断面図であって、オリフラ部の深さを説明する図である。

【図9】半導体ウエハを加熱したときの半導体ウエハの温度上昇の解析結果を示す図である。

【図10】半導体ウエハの温度上昇の解析結果をグラフに表した図である。

【図11】解析モデルをセラミックス部材の中心軸方向に切り取ったときの断面図であって、オリフラ部の深さと載置部の厚さを説明する図である。

【図12】図７に示す第１の位置において（オリフラ部の深さが１ｍｍである場合において）、載置部の厚みを変えたときの半導体ウエハの温度上昇の解析結果をグラフに表した図である。

【図13】図７に示す第２の位置において（オリフラ部の深さが２ｍｍである場合において）、載置部の厚みを変えたときの半導体ウエハの温度上昇の解析結果をグラフに表した図である。

【図14】図７に示す第３の位置において（オリフラ部の深さが３ｍｍである場合において）、載置部の厚みを変えたときの半導体ウエハの温度上昇の解析結果をグラフに表した図である。

【図15】図７に示す第１の位置と第２の位置と第３の位置において、載置部の厚みと半導体ウエハの温度上昇幅との関係に関する解析結果をグラフに表した図である。

【図16】比較例におけるオリフラ部の周辺を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本開示の保持部材に係る実施形態について説明する。本実施形態では、保持部材として、対象物である半導体ウエハＷを保持する静電チャック１を例示して説明する。

【0017】

＜静電チャックの全体説明＞
本実施形態の静電チャック１は、半導体ウエハＷを静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば、半導体製造装置の真空チャンバー内で半導体ウエハＷを固定するために使用される。なお、半導体ウエハＷは、例えば、その外周が円形状または略円形状に形成されている。また、半導体ウエハＷは、本開示の「対象物」の一例である。

【0018】

図１に示すように、静電チャック１は、セラミックス部材１０と、ベース部材２０と、セラミックス部材１０とベース部材２０とを接合する接合層３０とを有する。なお、セラミックス部材１０は本開示の「保持部」の一例であり、ベース部材２０は本開示の「冷却部」の一例である。

【0019】

なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図１に示すようにＸＹＺ軸を定義する。ここで、Ｚ軸は、静電チャック１の中心軸Ｃａ方向（図１において上下方向）の軸であり、Ｘ軸とＹ軸は、静電チャック１の径方向の軸である。

【0020】

セラミックス部材１０は、図１に示すように、円盤状の部材であり、セラミックスにより形成されている。具体的には、セラミックス部材１０は、直径の異なる２つの円盤が中心軸Ｃａ（図３参照）を共通にして重なる（詳細には、大きな直径を有する円盤状の下段部１０ｂの上に、小さな直径を有する円盤状の上段部１０ａが重なる形態の）段付きの円盤状をなしている。セラミックスとしては、様々なセラミックスが用いられるが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ_２Ｏ_３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合の最も多い成分（例えば、体積含有率が９０ｖｏｌ％以上の成分）を意味する。

【0021】

図１～図３に示すように、セラミックス部材１０は、半導体ウエハＷを保持する保持面である上面１１と、セラミックス部材１０の厚み方向（Ｚ軸方向に一致する方向、上下方向）について上面１１とは反対側に設けられる下面１２とを備えている。

【0022】

また、セラミックス部材１０の直径は、上段部１０ａが例えば１５０～３００ｍｍ程度であり、下段部１０ｂが例えば１８０～４００ｍｍ程度である。セラミックス部材１０の厚さは、例えば２～６ｍｍ程度である。なお、セラミックス部材１０の熱伝導率は、１０～５０Ｗ／ｍＫ（より好ましくは、１８～３０Ｗ／ｍＫ）の範囲内が望ましい。

【0023】

そして、図３に示すように、半導体ウエハＷは、セラミックス部材１０の上面１１に支持されて、静電チャック１に保持される。

【0024】

また、セラミックス部材１０は、その内部に不図示のチャック電極（吸着電極）を備えている。このチャック電極に図示しない電源から電圧が印加されることによって、チャック電極に静電引力が発生し、この静電引力によって半導体ウエハＷが上面１１に吸着されて保持される。

【0025】

ベース部材２０は、セラミックス部材１０に対し上面１１側とは反対側に配置されている。このベース部材２０は、例えば円柱状に形成されている。また、ベース部材２０は、例えば金属（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等）により形成されているが、金属以外であってもよい。

【0026】

そして、ベース部材２０は、図１と図３に示すように、上面２１と、ベース部材２０の厚み方向（Ｚ軸方向に一致する方向、上下方向）にて上面２１とは反対側に設けられる下面２２と、を備えている。そして、ベース部材２０の上面２１は、セラミックス部材１０の下面１２と、接合層３０を介して、熱的に接続されている。

【0027】

ベース部材２０の直径は、例えば１８０～４００ｍｍ程度である。また、ベース部材２０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば２０～５０ｍｍ程度である。なお、ベース部材２０（アルミニウムを想定）の熱伝導率は、１６０～２５０Ｗ／ｍＫ（好ましくは、２３０Ｗ／ｍＫ程度）の範囲内が望ましい。

【0028】

また、図３に示すように、ベース部材２０は、半導体ウエハＷを冷却する冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）を流す冷媒流路２３を備えている。そして、ベース部材２０の冷媒流路２３内に冷媒を流すことにより、ベース部材２０が冷却され、これにより、接合層３０を介してセラミックス部材１０が冷却される。これにより、セラミックス部材１０により半導体ウエハＷが冷却されて、すなわち、セラミックス部材１０と接合層３０を介して半導体ウエハＷとベース部材２０との間で熱伝達が行われて、半導体ウエハＷの抜熱が行なわれる。

【0029】

接合層３０は、セラミックス部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間に配置され、セラミックス部材１０とベース部材２０とを熱伝達可能に接合する。

【0030】

この接合層３０は、熱伝導性を有するフィラーを含む樹脂（シリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等）の接着材により構成されている。なお、接合層３０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば０．１～１．５ｍｍ程度である。また、接合層３０の熱伝導率は、例えば１．０Ｗ／ｍＫである。なお、接合層３０（シリコーン系樹脂を想定）の熱伝導率は、０．１～２．０Ｗ／ｍＫ（好ましくは、０．５～１．５Ｗ／ｍＫ）の範囲内が望ましい。

【0031】

＜オリフラ部について＞
図２に示すように、静電チャック１を上面視したときに（すなわち、セラミックス部材１０の上面１１側から静電チャック１を見たときに）、セラミックス部材１０は、当該セラミックス部材１０の上段部１０ａの外周面１３と下段部１０ｂの外周面とが、ともに円形状に形成されている。

【0032】

そして、図３～図５に示すように、セラミックス部材１０は、その外周面１３の一部に、半導体ウエハＷの周方向の位置合わせを行うためのオリフラ部４１（オリエンテーションフラット部、切り欠け部）を備える。このオリフラ部４１は、セラミックス部材１０の外周面１３にて凹むように形成されている。そして、オリフラ部４１は、図４に示すように、セラミックス部材１０とベース部材２０の配列方向（すなわち、中心軸Ｃａ方向、Ｚ軸方向）と直交する方向、すなわち、上面１１の面方向に、直線状に形成されている。なお、オリフラ部４１は、本開示の「位置合わせ部」の一例である。

【0033】

このようにして、セラミックス部材１０にオリフラ部４１が形成されているので、半導体ウエハＷの目印となる位置（例えば、切り欠き部の位置）とオリフラ部４１の位置とを合わせることにより、半導体ウエハＷの周方向の位置合わせを行うことができる。なお、オリフラ部４１の幅δ（図４参照）は、２５．０ｍｍ～４５．０ｍｍとする。

【0034】

なお、オリフラ部４１を有するセラミックス部材１０を形成する際には、円柱状のセラミックス部材１０の外周を研磨（切削）してオリフラ部４１を形成してもよく、あるいは、オリフラ部４１用に予め外径を調整したセラミックスの薄板を積層してセラミックス部材１０を形成してもよい。

【0035】

＜半導体ウエハの全体の均熱性を確保する対策について＞
次に、半導体ウエハＷの全体の均熱性を確保する対策について説明する。

【0036】

比較例として、オリフラ部４１が図１６に示すように上面１１の位置から形成されている場合を考える。この場合、オリフラ部４１における半導体ウエハＷとセラミックス部材１０の非接触部分ＮＣ１の面積は、図６に示すオリフラ部４１以外の外周面１３の部分における半導体ウエハＷとセラミックス部材１０の非接触部分ＮＣ２の面積よりも大きい。そのため、オリフラ部４１において、ベース部材２０の冷媒流路２３を流れる冷媒による半導体ウエハＷの抜熱が促進され難くなるおそれがある。したがって、半導体ウエハＷが加熱されたとき（例えば、半導体ウエハＷをプラズマ処理する際に半導体ウエハＷに対して熱が加えられるプラズマ入熱時）に、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分が、ホットスポット（すなわち、他の部分と比べて温度が高い部分）となるおそれがある。ゆえに、半導体ウエハＷの全体の均熱性を確保できないおそれがある。

【0037】

そこで、本実施形態では、オリフラ部４１の周辺の構造を工夫することにより、半導体ウエハＷが加熱されたときであっても、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分がホットスポットとなることを抑制して、半導体ウエハＷの全体の均熱性を確保する。

【0038】

具体的には、図３～図５に示すように、セラミックス部材１０の上段部１０ａは、載置部５１を備えている。この載置部５１は、半導体ウエハＷが載置される上面１１を有する。そして、セラミックス部材１０の外周面１３の径方向（図４の上下方向、図３と図５の左右方向）について、オリフラ部４１の外径Ｄ１（すなわち、セラミックス部材１０の中心からオリフラ部４１までの距離）が、載置部５１の外径Ｄ２（すなわち、セラミックス部材１０の中心から載置部５１の外周までの距離）よりも小さく形成されている。

【0039】

図４に示すように載置部５１の外形は円弧状に形成されており、このようにして、図２示すように載置部５１を含む上面１１の外形は円形に形成されている。

【0040】

このようにして、セラミックス部材１０において、オリフラ部４１に対して上面１１側の位置に、オリフラ部４１よりも外径の大きい載置部５１が設けられており、載置部５１がオリフラ部４１よりもセラミックス部材１０の外周面１３の径方向の外側に突出している。そして、これにより、オリフラ部４１における半導体ウエハＷとセラミックス部材１０の非接触部分の面積が小さくなっている。言い換えると、オリフラ部４１における半導体ウエハＷとセラミックス部材１０の接触部分の面積が大きくなっている。つまり、オリフラ部４１における半導体ウエハＷとセラミックス部材１０の接触部分の面積は、オリフラ部４１以外の部分における半導体ウエハＷとセラミックス部材１０の接触部分の面積と同じである。そのため、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分の熱は、載置部５１を介して、ベース部材２０の冷媒流路２３を流れる冷媒により抜熱され易くなっている。

【0041】

ここでは一例として、図５に示す断面にて、オリフラ部４１と載置部５１の外形は、階段状に形成されている。ここで、図５に示す断面は、セラミックス部材１０の外周面１３におけるオリフラ部４１の位置で、中心軸Ｃａ方向（すなわち、セラミックス部材１０とベース部材２０の配列方向）、かつ、セラミックス部材１０の外周面１３の径方向に沿って、セラミックス部材１０を切り取った断面である。また、オリフラ部４１と載置部５１の外形は、載置部５１における外周面１３と下面５１ａと、オリフラ部４１における外周面１３とにより形成されている。

【0042】

また、本実施形態において、載置部５１の厚みＴ１（詳しくは、中心軸Ｃａ方向の厚み）を、０．１ｍｍ以上とする。

【0043】

ここで出願人は、半導体ウエハＷを加熱したときの当該半導体ウエハＷの温度上昇に関する確認評価を行った。

【0044】

まず、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分の温度上昇について、オリフラ部４１の存在の有無やオリフラ部４１の深さＤｅの違いによってどのように変化するのかを、半導体ウエハＷを保持した状態のセラミックス部材１０をイメージして作成した解析モデルを用いて解析した。

【0045】

具体的には、解析モデルにおいて、図７に示すように、半導体ウエハＷを保持した状態のセラミックス部材１０を上面１１側から見たときに、半導体ウエハＷにて第０の位置Ｌｅｇ０と第１の位置Ｌｅｇ１と第２の位置Ｌｅｇ２と第３の位置Ｌｅｇ３を設定した。そして、図８に示すオリフラ部４１の深さＤｅについて、第０の位置Ｌｅｇ０では０ｍｍに設定し（すなわち、オリフラ部４１が存在しないと設定し）、第１の位置Ｌｅｇ１では１ｍｍに設定し、第２の位置Ｌｅｇ２では２ｍｍに設定し、第３の位置Ｌｅｇ３では３ｍｍに設定した。そして、解析条件として、半導体ウエハＷが熱流束＝４００００Ｗ／ｍ^２の熱量で加熱され、セラミックス部材１０の下面１２の温度が－１０℃に冷却される、とした。

【0046】

すると、図９と図１０に示すように、半導体ウエハＷの温度上昇の大きさは、（第３の位置Ｌｅｇ３）＞（第２の位置Ｌｅｇ２）＞（第１の位置Ｌｅｇ１）＞（第０の位置Ｌｅｇ０）となった。このように、オリフラ部４１が存在する場合には（すなわち、第１の位置Ｌｅｇ１と第２の位置Ｌｅｇ２と第３の位置Ｌｅｇ３では）、オリフラ部４１が存在しない場合（すなわち、第０の位置Ｌｅｇ０）に比べて半導体ウエハＷの温度上昇が大きくなり、また、オリフラ部４１の外径Ｄ１が小さくなるほど、すなわち、オリフラ部４１の深さＤｅが大きくなるほど、半導体ウエハＷの温度上昇が大きくなることが確認された。

【0047】

なお、図１０と後述する図１２～図１４において、横軸は、半導体ウエハＷの径方向の位置を規定しており、半径が０ｍｍの位置が半導体ウエハＷの中心軸の位置であり、半径が１５０ｍｍの位置が半導体ウエハＷの外周の位置を示している。また、図１０と後述する図１２～図１４において、縦軸は、半導体ウエハＷの温度を示している。

【0048】

次に、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分の温度上昇が載置部５１を設けることによりどのように改善されるかについて、確認評価を行った。

【0049】

具体的には、解析モデルにおいて、第１の位置Ｌｅｇ１と第２の位置Ｌｅｇ２と第３の位置Ｌｅｇ３にて、セラミックス部材１０の上段部１０ａの厚みＴ０（図１１参照）を３．０ｍｍとし、載置部５１の厚みＴ１（図１１参照）を０．１ｍｍ～２．９ｍｍの間で変化させながら、半導体ウエハＷの温度上昇を解析した。すると、図１２～図１４に示すように、第１の位置Ｌｅｇ１と第２の位置Ｌｅｇ２と第３の位置Ｌｅｇ３において、いずれも、載置部５１の厚みＴ１が０．１ｍｍ以上であれば、載置部５１の厚みＴ１が０ｍｍのとき（すなわち、載置部５１が設けられていないとき）と比べて、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分（半径１２５ｍｍ～１５０ｍｍ付近の部分）の温度上昇が抑えられた。このようにして、載置部５１を設けることにより、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分の温度上昇が改善されることが確認された。

【0050】

より具体的には、図１５に示すように、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分（図１２～図１４における半径１５０ｍｍ付近の部分）の温度上昇幅ΔＴについて、第１の位置Ｌｅｇ１と第２の位置Ｌｅｇ２と第３の位置Ｌｅｇ３において、いずれも、載置部５１の厚みＴ１が０．１ｍｍ以上である場合に、抑えられることが確認された。

【0051】

詳しくは、第１の位置Ｌｅｇ１では、載置部５１の厚みＴ１が０ｍｍである場合（すなわち、載置部５１が存在しない場合）には温度上昇幅ΔＴ＝７．２℃であったが、載置部５１の厚みＴ１が０．１ｍｍ～２．９ｍｍである場合に温度上昇幅ΔＴ＝４．８℃以下となって温度上昇幅ΔＴが２．４℃以上抑えられた。

【0052】

また、第２の位置Ｌｅｇ２では、載置部５１の厚みＴ１が０ｍｍである場合には温度上昇幅ΔＴ＝１２．５℃であったが、載置部５１の厚みＴ１が０．１ｍｍ～２．９ｍｍである場合には温度上昇幅ΔＴ＝８．３℃以下となって温度上昇幅ΔＴが４．２℃以上抑えられた。

【0053】

さらに、第３の位置Ｌｅｇ３では、載置部５１の厚みＴ１が０ｍｍである場合には温度上昇幅ΔＴ＝１８．８℃であったが、載置部５１の厚みＴ１が０．１ｍｍ～２．９ｍｍである場合には温度上昇幅ΔＴ＝１３．４℃以下となって温度上昇幅ΔＴが５．４℃以上抑えられた。

【0054】

このように、載置部５１の厚みＴ１を少しでも持たせることで、具体的には、厚みＴ１を０．１ｍｍ～２．９ｍｍとすることで、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分の熱が載置部５１を介してベース部材２０の冷媒流路２３を流れる冷媒により抜熱され易くなり、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分の温度上昇が改善されることが確認された。そして、厚みＴ１を大きくするほど温度上昇の改善効果が高くなり、また、オリフラ部４１の外径Ｄ１が小さくなるほど温度上昇の改善効果が高くなることが確認された。

【0055】

以上のような結果を踏まえて、セラミックス部材１０の上段部１０ａの厚みＴ０を３．０ｍｍとするとき、載置部５１の厚みＴ１は、０．１ｍｍ以上、かつ、２．９ｍｍ以下とすることが望ましい。なお、厚みＴ０は最大６．０ｍｍとすることも考えられ、この場合、厚みＴ１を０．１ｍｍ以上、かつ、６．０ｍｍ未満とすることが考えられる。

【0056】

＜本実施形態の作用効果＞
本実施形態の静電チャック１によれば、セラミックス部材１０は、上面１１を有する載置部５１と、セラミックス部材１０の外周面１３に凹むように形成されたオリフラ部４１と、を備えている。そして、セラミックス部材１０の外周面１３の径方向について、オリフラ部４１の外径Ｄ１が、載置部５１における外径Ｄ２よりも小さく形成されている。

【0057】

このようにして、セラミックス部材１０において、オリフラ部４１に対して上面１１側の位置に、オリフラ部４１よりも外径の大きい載置部５１が設けられており、載置部５１がオリフラ部４１よりもセラミックス部材１０の外周面１３の径方向の外側に突出している。これにより、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分にて、半導体ウエハＷとセラミックス部材１０の接触面積が大きくなる。そのため、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分の熱は、載置部５１を介してベース部材２０により抜熱され易くなる。したがって、半導体ウエハＷが加熱されたときに、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分が、ホットスポットとなることを抑制できる。ゆえに、半導体ウエハＷの全体の均熱性を確保できる。

【0058】

また、載置部５１の中心軸Ｃａ方向の厚みＴ１を０．１ｍｍ以上とすることにより、載置部５１がない場合（厚み０ｍｍの場合）と比べて、半導体ウエハＷを加熱した際の温度上昇幅ΔＴを十分に抑えることができるので、半導体ウエハＷにおいてオリフラ部４１に対応する部分がホットスポットになることを抑制できる。

【0059】

また、オリフラ部４１は、上面１１の面方向に直線状に形成されていることにより、例えばノッチ形状のように部分的にクラックが生じる可能性が低く、耐久性がよい。

【0060】

また、本実施形態では、オリフラ部４１と載置部５１の外形が、階段状に形成されているので、載置部５１とオリフラ部４１とを見分け易くなり、半導体ウエハＷの位置合わせをする際にオリフラ部４１が目印として見やすくなる。また、載置部５１とオリフラ部４１を形成し易くなる。

【0061】

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

【0062】

例えば、セラミックス部材１０は、上下で２つの部材に分かれる２部材構造になっていてもよく、この場合、上方の部材が本開示の「保持部」の一例となる。また、例えば、セラミックス部材１０とベース部材２０とが一体物に形成されていてもよい。

【0063】

また、例えば、本開示の「位置合わせ部」の一例として、直線状のオリフラ部４１の代わりに、Ｖ字形状のノッチ形状部であってもよい。

【0064】

また、例えば、図５の断面に相当する断面にて、載置部５１の外形がテーパ形状であってもよい。

【符号の説明】

【0065】

１ 静電チャック
１０ セラミックス部材
１０ａ 上段部
１１ 上面
１３ 外周面
２０ ベース部材
２３ 冷媒流路
３０ 接合層
４１ オリフラ部
５１ 載置部
Ｗ 半導体ウエハ
ＮＣ１，ＮＣ２ 非接触部分
Ｄ１ （オリフラ部の）外径
Ｄ２ （載置部の）外径
Ｔ０ （セラミックス部材の上段部の）厚み
Ｔ１ （載置部の）厚み
Ｄｅ （オリフラ部の）深さ
Ｌｅｇ０ 第０の位置
Ｌｅｇ１ 第１の位置
Ｌｅｇ２ 第２の位置
Ｌｅｇ３ 第３の位置
ΔＴ 温度上昇幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】