特開 2022-178936 保持装置

(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】P2022178936

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20221125BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H02N13/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021086079

(22)【出願日】2021-05-21

(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】山本 考史

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131AA03

5F131BA19

5F131CA09

5F131CA53

5F131CA68

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA03

5F131EB11

5F131EB17

5F131EB18

5F131EB25

5F131EB72

5F131EB78

5F131EB82

5F131EB84

(57)【要約】

【課題】絶縁性を向上させることができる保持装置を提供すること。
【解決手段】チャック電極５０を備える板状部材１０と、チャック電極５０に接続され、下面１２に配置される端子パッド６０及び給電端子６２と、給電端子６２が配置される貫通孔２５とを備えるベース部材２０と、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間に配置され、板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合層４０と、を有し、板状部材１０の保持面１１上に半導体ウエハＷを保持する静電チャック１において、接合層４０には、貫通孔２５と連通する接合層貫通孔４５が形成され、端子パッド６０及び給電端子６２の周囲に、下面１２から少なくとも接合層貫通孔４５内に突出する環状凸部３４が板状部材１０と一体的に形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面の間に配置された内部電極とを備える第１部材と、
前記内部電極に接続され、前記第２の面に配置される端子と、
第３の面と、前記第３の面とは反対側に設けられる第４の面と、前記第３の面と前記第４の面を貫通して内部に前記端子が配置される貫通孔とを備える第２部材と、
前記第１部材の前記第２の面と前記第２部材の前記第３の面との間に配置され、前記第１部材と前記第２部材とを接合する接合層と、を有し、
前記第１部材の前記第１の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記接合層には、前記貫通孔と連通する接合層貫通孔が形成され、
前記端子の周囲に、前記第２の面から少なくとも前記接合層貫通孔内に突出する環状の凸部が前記第１部材と一体的に形成されている
ことを特徴とする保持装置。

【請求項2】

請求項１に記載する保持装置において、
前記接合層は、金属材料を主成分とする接合材により形成されている
ことを特徴とする保持装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載する保持装置において、
前記第２の面に、前記端子を配置する凹部が形成されており、
前記凹部の側面と前記凸部の内周面とが同一面となるように前記凸部が形成されている
ことを特徴とする保持装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３に記載するいずれか１つの保持装置において、
前記凸部と前記貫通孔との間に隙間が形成されている
ことを特徴とする保持装置。

【請求項5】

請求項１から請求項３に記載するいずれか１つの保持装置において、
前記凸部と前記接合層とが接触している
ことを特徴とする保持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、対象物を保持する保持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

保持装置として、例えば、特許文献１に記載された静電チャックが知られている。この静電チャックは、表面（保持面）に半導体ウエハを保持するセラミック基板（第１部材）と、セラミック基板に接合された金属製のベース部材（第２部材）とを備えており、セラミック基板の内部に、チャック電極やヒータ電極などの内部電極が配置されている。そして、このような静電チャックには、内部電極への給電のための構成として、セラミック基板の下面に内部電極に導通する第１の端子が配置され、ベース部材に形成された貫通孔内に、一端が外部電源に接続されて他端が第１の端子に接続される第２の端子が配置されている。そして、第１の端子及び第２の端子とベース部材とを絶縁するために、端子周りに絶縁管が配置されている。この絶縁管は、樹脂接着剤により静電チャックに接合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１０３３２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、静電チャックの使用時には、静電チャックの温度が上昇／下降するため、樹脂接着剤が劣化するおそれがある。つまり、温度上昇時（高温時）には、直接的な熱印加や熱膨張差により接着剤が劣化して接着性が弱まることにより接合部分に隙間ができたり、接着剤自体が損傷する。一方、温度下降時（低温時）には、接着剤自体が湿気を帯びたり、接着剤自体が固くなるため、熱膨張差に追随できなくなって接着性が弱まることにより接合部分に隙間ができたり、接着剤自体が損傷する。

【0005】

そして、樹脂接着剤が劣化して、接合部分に隙間ができたり、接着剤自体が損傷すると、その隙間や損傷部分がリーク経路となり、端子とベース部材との間における絶縁が破壊され、異常放電が発生してしまう。近年、静電チャックが高温（２５０℃以上）で使用されることが増えており、樹脂接着剤が劣化しやすくなっているため、上記のような静電チャックにおいて、絶縁性の向上が望まれている。

【0006】

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、絶縁性を向上させることができる保持装置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】

【0007】

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
第１の面と、厚み方向にて前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面の間に配置された内部電極とを備える第１部材と、
前記内部電極に接続され、前記第２の面から前記厚み方向に延びる端子と、
第３の面と、前記第３の面とは反対側に設けられる第４の面と、前記第３の面と前記第４の面を貫通して内部に前記端子が配置される貫通孔とを備える第２部材と、
前記第１部材の前記第２の面と前記第２部材の前記第３の面との間に配置され、前記第１部材と前記第２部材とを接合する接合層と、を有し、
前記第１部材の前記第１の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記接合層には、前記貫通孔と連通する接合層貫通孔が形成され、
前記端子の周囲に、前記第２の面から少なくとも前記接合層貫通孔内に突出する環状の凸部が前記第１部材と一体的に形成されていることを特徴とする。

【0008】

この保持装置では、第１部材の第２の面に一体的に形成された環状の凸部が、少なくとも接合層貫通孔内に突出するように配置されている。すなわち、環状の凸部が第２の面から少なくとも接合層の一部を覆うように配置される。そのため、端子と接合層（金属接合材の場合）あるいは第２部材（金属製の場合）との間における沿面距離が長くなるので、端子と接合層（金属接合材の場合）あるいは第２部材（金属製の場合）との間における絶縁性を向上させることができる。

【0009】

上記した保持装置において、
前記接合層は、金属材料を主成分とする接合材により形成されていることが好ましい。

【0010】

このように接合層が金属材料を主成分とする接合材（金属接合材）により構成される場合、端子と接合層との沿面距離が最も短くなるため、端子と接合層との間で異常放電が発生しやすくなる。

【0011】

そのため、第１部材の第２の面に一体的に形成された凸部を、少なくとも接合層の一部を覆うように設けることにより、端子と金属接合材で形成される接合層との間における沿面距離が長くなるので、端子と金属接合材で形成される接合層との間における絶縁性を向上させることができる。

【0012】

上記した保持装置において、
前記第２の面に、前記端子を配置する凹部が形成されており、
前記凹部の側面と前記凸部の内周面とが同一面となるように前記凸部が形成されていることが好ましい。

【0013】

ここで、第２部材の貫通孔及び第１部材の凹部は、接合層を介した熱伝達が行われないため、第１の面において、第２部材の貫通孔及び第１部材の凹部の直上付近は、他の部分と比べて温度差が生じやすい。そのため、第２部材の貫通孔及び第１部材の凹部の直上付近が温度特異点になりやすい。

【0014】

そこで、このように凸部を設けることにより、凹部内に凸部を設ける場合に比べて、凹部及び貫通孔の大きさ（直径）を小さくすることができるため、温度特異点になりやすい領域を減少させることができ、第１の面における均熱性を向上させることができる。

【0015】

上記した保持装置において、
前記凸部と前記貫通孔との間に隙間が形成されていることが好ましい。

【0016】

第１部材を形成する材料と第２部材を形成する材料との間に熱膨張差がある場合には、保持装置の温度が上昇／下降する際に、熱膨張差によって凸部が第２部材と接触することで、凸部が損傷することがある。

【0017】

そのため、凸部と第２の貫通孔との間に隙間を形成することにより、凸部の損傷を確実に防ぐことができる。その結果、凸部によって、端子と接合層（金属接合材の場合）あるいは第２部材（金属製の場合）との間における絶縁性を向上させることができる。

【0018】

あるいは、上記した保持装置において、
前記凸部と前記接合層とが接触していてもよい。

【0019】

ここで、第２部材の貫通孔は、接合層を介した第１部材との熱伝達が行われないため、第１の面において、第２部材の貫通孔の直上付近は他の部分と比べて温度差が生じやすい。そのため、第２部材の貫通孔の直上付近は温度特異点になりやすい。

【0020】

そこで、凸部と接合層とを接触させることにより、第１部材と第２部材との間における熱移動が、接合層と凸部を介して生じるため、第２部材の貫通孔付近において、第１部材と第２部材との間における熱伝達が促進される。従って、第１の面において、第２部材の貫通孔の直上付近にて温度特異点が発生することを抑制することができる。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、絶縁性を向上させることができる保持装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態の静電チャックの概略斜視図である。

【図2】実施形態の静電チャックのＸＺ断面の概略構成図である。

【図3】実施形態の静電チャックのＸＹ平面の概略構成図である。

【図4】実施形態の静電チャックにおける端子孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図5】第１実施例の静電チャックにおける端子孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図6】第２実施例の静電チャックにおける端子孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図7】第３実施例の静電チャックにおける端子孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図8】変形例を示す端子孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図9】変形例を示す端子孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図10】変形例を示す端子孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図11】変形例を示す端子孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図12】変形例を示す静電チャックのＸＺ断面の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本開示に係る実施形態である保持装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、保持装置として、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置など）やエッチング装置（プラズマエッチング装置など）といった半導体製造装置に使用される静電チャックを例示して説明する。

【0024】

そこで、本実施形態の静電チャック１について、図１～図４を参照しながら説明する。本実施形態の静電チャック１は、半導体ウエハＷ（対象物）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。図１に示すように、静電チャック１は、板状部材１０と、ベース部材２０と、板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合層４０とを有する。なお、板状部材１０は本開示の「第１部材」の一例であり、ベース部材２０は本開示の「第２部材」の一例である。

【0025】

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の軸線方向（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。

【0026】

板状部材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。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。板状部材１０の直径は、例えば１５０～３５０ｍｍ程度であり、板状部材１０の厚さは、例えば２～６ｍｍ程度である。

【0027】

図１、図２に示すように、板状部材１０は、半導体ウエハＷを保持する保持面１１と、板状部材１０の厚み方向（Ｚ軸方向に一致する方向、上下方向）について保持面１１とは反対側に設けられる下面１２とを備えている。この保持面１１上に半導体ウエハＷが保持される。なお、保持面１１は本開示の「第１の面」の一例であり、下面１２は本開示の「第２の面」の一例である。

【0028】

板状部材１０の保持面１１は、凹凸形状をなしている。具体的には、保持面１１には、図２、図３に示すように、その外縁付近に環状凸形状のシールバンド１６が形成され、シールバンド１６の内側に複数の独立した柱状の凸部１７が形成されている。シールバンド１６の断面（ＸＺ断面）の形状は、図２に示すように、略矩形である。シールバンド１６の高さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば、１０μｍ～２０μｍ程度である。また、シールバンド１６の幅（Ｘ軸方向の寸法）は、例えば、０．５ｍｍ～５．０ｍｍ程度である。

【0029】

各凸部１７は、図３に示すように、Ｚ軸方向視（平面視）で略円形をなしており、略均等間隔で配置されている。また、各凸部１７の断面（ＸＺ断面）の形状は、図２に示すように、略矩形である。凸部１７の高さは、シールバンド１６の高さと略同一であり、例えば、１０～２０μｍ程度である。また、凸部１７の幅（Ｚ軸方向視での凸部１７の最大径）は、例えば、０．５～１．５ｍｍ程度である。なお、板状部材１０の保持面１１におけるシールバンド１６より内側において、凸部１７が形成されていない部分は、凹部１８となっている。

【0030】

そして、半導体ウエハＷは、板状部材１０の保持面１１におけるシールバンド１６と複数の凸部１７とに支持されて、静電チャック１に保持される。半導体ウエハＷが静電チャック１に保持された状態では、半導体ウエハＷの表面（下面）と、板状部材１０の保持面１１（詳細には、保持面１１の凹部１８）との間に、空間Ｓが存在することとなる（図２参照）。この空間Ｓには、静電チャック１を貫通するガス孔３０ｂを介して不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）が供給されるようになっている。

【0031】

また、図２に示すように、板状部材１０は、その内部にチャック電極５０を備えている。チャック電極５０は、Ｚ軸方向視で、例えば略円形をなしており、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成されている。チャック電極５０は本開示の「内部電極」の一例である。このチャック電極５０には、ビア６１が接続されている。このビア６１は、チャック電極５０から下面１２側にＺ軸方向へ延びるように配置されている。

【0032】

そして、板状部材１０の下面１２には、有底孔１５が形成されている。この有底孔１５は、円形凹部であり、Ｚ軸方向視で、後述するベース部材２０の貫通孔２５に重なる領域が、保持面１１側へ凹んだ形状をなしている。また、有底孔１５の直径は、例えば７～８ｍｍである。この有底孔１５の底部１５ｂには、端子パッド６０が配置されている。Ｚ軸方向視における端子パッド６０の形状は、例えば、略円形である。なお、有底孔１５は本開示の「凹部」の一例である。

【0033】

この端子パッド６０の上面には、チャック電極５０に接続されたビア６１の他端が接続されている。これにより、端子パッド６０は、ビア６１を介して、チャック電極５０に電気的に接続されている。端子パッド６０及びビア６１は、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成されている。なお、本実施形態では、端子パッド６０は、図２に示すように、厚さ方向（Ｚ軸方向）の全体が板状部材１０から露出しているが、端子パッド６０の下面が板状部材１０から露出している限りにおいて、端子パッド６０における厚さ方向の一部分又は全体が、板状部材１０に埋設されていてもよい。そして、端子パッド６０の下面（露出面）に、外部電源に接続するための給電端子６２が接合（ロウ付け）されており、外部電源から給電端子６２、端子パッド６０、ビア６１を介して、チャック電極５０に電力が供給される。なお、端子パッド６０及び給電端子６２は本開示の「端子」の一例であり、給電端子６２の外周部分は絶縁部材で覆われている。

【0034】

また、板状部材１０の下面１２には、図２に示すように、有底孔１５を囲むようして端子パッド６０及び給電端子６２の周りに、Ｚ軸方向に突出する環状凸部３４が設けられている。この環状凸部３４は、板状部材１０と同様にセラミックスであり、板状部材１０と一体形成されている。すなわち、環状凸部３４は、板状部材１０と同時焼成して一体形成してもよいし、拡散接合により板状部材１０と一体形成することもできる。あるいは、厚めの板状部材１０を製作した後に、環状凸部３４を研磨等の機械加工により形成してもよい（環状凸部３４となる部分以外を削り落とす）。なお、環状凸部３４の内径と有底孔１５の内径は同一径であり、環状凸部３４は有底孔１５と同軸である。つまり、有底孔１５の側面と環状凸部３４の内周面とが同一面になっている。

【0035】

こうすることにより、有底孔１５内に環状凸部３４を設ける場合と比べて、有底孔１５及び貫通孔２５の大きさ（直径）を小さくすることができる。ここで、ベース部材２０の貫通孔２５及び板状部材１０の有底孔１５は、接合層４０を介した熱伝達が行われないため、保持面１１において、貫通孔２５及び有底孔１５の直上付近は、他の部分と比べて温度差が生じやすく、貫通孔２５及び有底孔１５の直上付近が温度特異点になりやすい。そこで、このようにして有底孔１５及び貫通孔２５の大きさ（直径）を小さくすることにより、温度特異点になりやすい領域を減少させることができ、保持面１１における均熱性を向上させることができる。

【0036】

ここで、環状凸部３４は、少なくとも接合層４０の一部を覆うようにＺ軸方向へ伸びていればよい。つまり、環状凸部３４の先端が、後述する接合層４０の接合層貫通孔４５内に配置されていればよい。本実施形態では、環状凸部３４は、ベース部材２０の貫通孔２５の途中（孔の１／５程度の深さ）まで突出している。なお、環状凸部３４の長さ（Ｚ軸方向寸法）は、例えば３ｍｍ（環状凸部３４の先端が貫通孔２５内に位置する長さ）以上であることが好ましい。これにより、接合層４０を覆うように接合層貫通孔４５の全域に環状凸部３４が配置されるからである。

【0037】

ベース部材２０は、図１に示すように円柱状、詳しくは、直径の異なる２つの円柱が、大きな直径の円柱状の上面部の上に小さな直径の円柱状の下面部が載せられるようにして、中心軸Ｃａを共通にして重ねられて形成された段付きの円柱状である。このベース部材２０は、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てもよいし、金属以外（例えば、セラミックス等）により形成されていてもよい。

【0038】

そして、図１、図２に示すように、ベース部材２０は、上面２１と、ベース部材２０（板状部材１０）の中心軸Ｃａ（図２参照）方向（すなわち、Ｚ軸方向）について上面２１とは反対側に設けられる下面２２と、を備えている。なお、上面２１は本開示の「第３の面」の一例であり、下面２２は本開示の「第４の面」の一例である。

【0039】

ベース部材２０の直径は、上段部が例えば１５０ｍｍ～３００ｍｍ程度であり、下段部が例えば１８０ｍｍ～３５０ｍｍ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２０ｍｍ～５０ｍｍ程度である。

【0040】

また、図２に示すように、ベース部材２０には、冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）を流すための冷媒流路２３が形成されている。そして、冷媒流路２３は、ベース部材２０の下面２２に設けられた不図示の供給口と排出口とに接続しており、供給口からベース部材２０に供給された冷媒が、冷媒流路２３内を流れて排出口からベース部材２０の外へ排出される。このようにして、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４０を介して板状部材１０が冷却される。

【0041】

そして、ベース部材２０には、上面２１と下面２２との間を厚み方向（Ｚ軸方向、図２において上下方向）に貫通する円筒形状の貫通孔２５が形成されている。この貫通孔２５内に給電端子６２及び環状凸部３４が配置されている。環状凸部３４と貫通孔２５との間には隙間３５（図４参照）が形成されている。

【0042】

接合層４０は、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間に配置され、板状部材１０とベース部材２０とを接合している。この接合層４０を介して、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１とが熱的に接続されている。なお、接合層４０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば０．１～１．０ｍｍ程度である。

【0043】

接合層４０は、例えば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樹脂接着材、あるいは金属材料を主成分とする金属接合材により構成されている。接合層４０として、一般的には樹脂接着剤が使用されることが多いが、静電チャック１が高温下（例えば２５０℃以上）で使用される場合には、樹脂接着材では耐熱性不足により接合不良が発生するおそれがあるため、金属接合材が使用される。なお、金属接合材としては、例えば、金属粉末や金属箔を用いて接合する金属接着剤や、金属繊維、ポーラス材、網目構造体などの金属メッシュとロウ材で構成されるもの、あるいは、複数の柱状金属片とロウ材で構成されるもの等を使用することができる。金属接着剤、金属メッシュや金属片を形成する金属としては、チタン、ニッケル、アルミニウム、銅、真鍮、これらの合金、又はステンレス鋼などを使用することができる。

【0044】

この接合層４０には、図２に示すように、環状凸部３４が配置される接合層貫通孔４５が形成されている。つまり、有底孔１５と貫通孔２５との間に、円筒形状の接合層貫通孔４５が形成されている。接合層貫通孔４５は、有底孔１５及び貫通孔２５と同軸であり、有底孔１５と接合層貫通孔４５と貫通孔２５とが、Ｚ軸方向（静電チャック１の軸線方向）に連なって配置されて、端子パッド６０及び給電端子６２が配置される端子孔６５が形成されている。

【0045】

ここで、端子孔６５内の構成について、図４を参照しながら説明する。図４に示すように、端子孔６５内には、端子パッド６０と給電端子６２が配置されており、これらの周囲に板状部材１０と一体形成された環状凸部３４が配置されている。この環状凸部３４は、板状部材１０の下面１２からベース部材２０の下面２２側に向かって伸びており、その先端がベース部材２０に形成された貫通孔２５内に位置している。なお、本実施形態では、環状凸部３４は、貫通孔２５の１／５程度の深さ位置まで伸びている。これにより、接合層４０の接合層貫通孔４５の内周面が、環状凸部３４によって覆われる。そして、環状凸部３４と貫通孔２５との間には隙間３５が形成されている。

【0046】

なお、静電チャック１には、図３に示すように、半導体ウエハＷを保持面１１上から押し上げるリフトピンが配置されるリフトピン挿入孔３０ａや、ベース部材２０の下面２２側から凹部１８に形成される空間Ｓに不活性ガスを供給するためのガス孔３０ｂなど静電チャック１を貫通する貫通孔が形成されている。なお、以下の説明では、リフトピン挿入孔３０ａとガス孔３０ｂを、単に「貫通孔３０」と表記する場合もある。

【0047】

このような静電チャック１として、ベース部材２０及び接合層４０を形成する材料の組み合わせによって、次の３つの実施例（第１～第３実施例）を挙げることができる。

【0048】

＜第１実施例＞
まず、第１実施例について説明する。第１実施例では、ベース部材２０がセラミックスにより形成され、接合層４０が金属接合材により構成されている。すなわち、第１実施例の静電チャック１では、図５に示すように、セラミックス製の板状部材１０とセラミックス製のベース部材２０ａとが、金属接合材で構成される接合層４０ａによって接合されている。

【0049】

このような第１実施例の静電チャック１は、樹脂接着剤では耐熱性が不足して接合不良が発生する高温下（例えば２５０℃以上）で使用する場合に好適である。そして、第１実施例では、接合層４０ａが金属接合材で構成されるため、端子パッド６０との沿面距離が非常に小さくなる。

【0050】

ここで、高温下で使用する場合、従来の静電チャックのように、端子周りに絶縁管を配置して、樹脂接着剤により絶縁管を静電チャックに接合しておくことが難しいため絶縁性が低下してしまう。高温下では樹脂接着剤が劣化するため、接合部分に隙間ができたり、接着剤自体が損傷して、その隙間や損傷部分がリーク経路となるからである。そして、リーク経路ができると、端子パッド６０と接合層４０ａとの間における絶縁が破壊され、異常放電が発生してしまう。

【0051】

そこで、第１実施例の静電チャック１では、板状部材１０の下面１２に、有底孔１５の開口部（端子パッド６０）を囲むように端子板状部材１０と一体形成された環状凸部３４を設けている。そして、環状凸部３４は貫通孔２５の１／５程度の深さ位置まで設けられており、接合層４０ａを完全に覆っている。そのため、環状凸部３４によって、端子パッド６０と接合層４０ａとの間における沿面距離を長くすることができる。これにより、端子パッド６０と接合層４０ａとの間における耐電圧が向上するため、端子パッド６０と接合層４０ａとの間における絶縁性を高めることができる。

【0052】

そして、第１実施例の静電チャック１では、環状凸部３４と貫通孔２５との間に隙間３５を設けているため、端子パッド６０と接合層４０ａとの沿面距離を更に長くすることができる。これにより、端子パッド６０と接合層４０ａとの間における絶縁性をより高めることができる。なお、板状部材１０とベース部材２０ｂとの間における熱膨張差がほとんどないため、隙間３５としては、例えば、０．５ｍｍ程度（製造時に必要なクリアランス）があれば十分である。

【0053】

＜第２実施例＞
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、ベース部材２０が金属製であり、接合層４０が金属接合材により構成されている。すなわち、第２実施例の静電チャック１では、図６に示すように、セラミックス製の板状部材１０と金属製のベース部材２０ｂとが、金属接合材で構成される接合層４０ａによって接合されている。

【0054】

このような第２実施例の静電チャック１も、第１実施例と同様、樹脂接着剤では耐熱性が不足する高温下（例えば２５０℃以上）で使用する場合に好適である。そして、第２実施例でも、金属接合材で構成される接合層４０ａを使用するため、端子パッド６０との沿面距離が非常に小さい。

【0055】

しかしながら、第２実施例の静電チャック１でも、板状部材１０の下面１２に、有底孔１５の開口部を囲むように板状部材１０と一体形成された環状凸部３４が設けられている。そのため、環状凸部３４によって、端子パッド６０と接合層４０ａとの間における沿面距離を長くすることができる。これにより、端子パッド６０と接合層４０ａとの間における耐電圧が向上するため、端子パッド６０と接合層４０ａとの間での異常放電の発生を防止することができる。なお、第２実施例では、環状凸部３４の長さ（Ｚ軸方向寸法）は、第１実施例と同じである。

【0056】

そして、第２実施例の静電チャック１では、板状部材１０とベース部材２０ｂとの間に熱膨張差があるため、静電チャック１の使用時に温度が上昇／下降する際、熱膨張差によって環状凸部３４がベース部材２０ｂと接触することで、環状凸部３４が損傷して、その損傷部分がリーク経路になるおそれがある。

【0057】

そのため、環状凸部３４と貫通孔２５との間に隙間３５を形成している。隙間３５としては、第１実施例よりも大きく、板状部材１０とベース部材２０ｂとの熱膨張差によっても環状凸部３４がベース部材２０ｂに接触しない程度（例えば、０．５ｍｍ程度）を設定すればよい。このような隙間３５を設けることにより、環状凸部３４の損傷を確実に防ぐことができる。その結果として、環状凸部３４によって、端子パッド６０とベース部材２０ｂとの間における絶縁を確保することができる。

【0058】

＜第３実施例＞
最後に、第３実施例について説明する。第３実施例では、ベース部材２０が金属製であり、接合層４０が樹脂接着剤により構成されている。すなわち、第３実施例の静電チャック１では、図７に示すように、セラミックス製の板状部材１０と金属製のベース部材２０ｂとが、樹脂接着剤で構成される接合層４０ｂによって接合されている。

【0059】

このような第３実施例の静電チャック１においては、端子パッド６０とベース部材２０ａとの間における絶縁を確保する必要がある。そのため、従来の静電チャックでは、端子周りに絶縁管が配置され、樹脂接着剤により絶縁管が静電チャックに接合されている。ところが、静電チャックが高温下で使用されなくても、使用時には静電チャックの温度が上昇／下降するため、その温度変化により樹脂接着剤が劣化していき、接合部分に隙間ができたり、接着剤自体が損傷するおそれがある。そして、その隙間や損傷部分がリーク経路となり、端子とベース部材との間における絶縁が破壊され、異常放電が発生してしまう。

【0060】

そのため、第３実施例の静電チャック１でも、板状部材１０の下面１２に、有底孔１５の開口部を囲むように板状部材１０と一体形成された環状凸部３４が設けられている。これにより、環状凸部３４によって、端子パッド６０とベース部材２０ｂとの間における沿面距離を長くすることができる。従って、端子パッド６０とベース部材２０ｂとの間における耐電圧が向上するため、端子パッド６０とベース部材２０ｂとの間における絶縁性を向上させることができる。

【0061】

また、第３実施例も第２実施例と同様に、板状部材１０とベース部材２０ｂとの間に熱膨張差があるため、環状凸部３４と貫通孔２５との間に、第２実施例と同じ大きさの隙間３５（例えば、０．５ｍｍ程度）を設けている。これにより、環状凸部３４の損傷を確実に防ぐことができ、環状凸部３４によって、端子パッド６０とベース部材２０ｂとの間における絶縁を確保することができる。

【0062】

＜変形例＞
続いて、変形例について図８を参照しながら説明する。変形例は、上記実施例と基本的な構造は同じであるが、接合層４０の接合層貫通孔４５の径が、上記実施例より小さくなっている。すなわち、変形例では、図８に示すように、環状凸部３４（の外周面）と接合層４０（接合層貫通孔４５の内周面）とが接触している。

【0063】

ここで、有底孔１５は、接合層４０を介したベース部材２０との熱伝達が行われない。そのため、板状部材１０の保持面１１における有底孔１５付近が他の部分と比べて局所的に温度差が大きくなって温度特異点になりやすい。

【0064】

そこで、有底孔１５の開口部を囲むように突出する環状凸部３４と接合層４０とを接触させることにより、板状部材１０とベース部材２０との間における熱移動が、接合層４０と環状凸部３４を介して生じる。これにより、有底孔１５付近における熱伝達が促進される。従って、保持面１１において有底孔１５付近で温度特異点が発生することを抑制することができ、保持面１１における均熱性を確保することができる。

【0065】

以上のように、本実施形態の静電チャック１によれば、板状部材１０の下面１２において、有底孔１５の周囲に端子パッド６０及び給電端子６２を囲むようにして、板状部材１０と一体的に形成された環状凸部３４が、接合層４０を覆うように設けられている。そのため、環状凸部３４によって、端子パッド６０と接合層４０ａ（実施例１，２）あるいはベース部材２０ｂ（実施例１，３）との間における沿面距離を長くすることができる。

【0066】

これにより、端子パッド６０と接合層４０ａ（実施例１，２）あるいはベース部材２０ｂ（実施例１，３）との間での異常放電の発生を防止することができる。従って、静電チャック１の端子周りにおける絶縁性を向上させることができる。

【0067】

なお、上記の実施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。例えば、上記の実施形態では、内部電極として、チャック電極５０を例示しているが、内部電極はチャック電極５０に限らず、高周波電極やヒータ電極などであってもよい。ただし、内部電極のうちで最も高い電圧が印加されるチャック電極５０に接続される端子部に本開示を適用することが好ましい。

【0068】

また、上記の実施形態では、端子パッド６０がチャック電極５０（内部電極）にビア６１により直接接続されている場合を例示したが、端子パッド６０とチャック電極５０（内部電極）とが、図９に示すように、接続パッド６６を介して電気的に接続されていてもよい。具体的には、端子パッド６０と接続パッド６６とがビア６１ａによって接続され、接続パッド６６とチャック電極５０とがビア６１ｂによって接続されることにより、端子パッド６０がチャック電極５０（内部電極）に電気的に接続されていてもよい。

【0069】

また、上記の実施形態では、環状凸部３４を貫通孔２５の途中まで設けた場合を例示したが、図１０に示すように、環状凸部３４を貫通孔２５の全域に（ベース部材２０の下面２２までベース部材２０から飛び出さないように）設けてもよい。これにより、給電端子６２の外周部分に絶縁部材を設けることなく、静電チャック１の端子周りにおける絶縁性を向上させることができる。なお、環状凸部３４を貫通孔２５の全域に設けると、環状凸部３４が長くなり、静電チャック１の製造時に環状凸部３４を損傷するおそれがある。そのため、環状凸部３４を貫通孔２５の全域に設ける代わりに、図１１に示すように、貫通孔２５の途中まで設けた環状凸部３４に別部材で構成された絶縁スリーブ３６などを接合することもできる。これにより、製造時に環状凸部３４が損傷することを防止しつつ、静電チャック１の端子周りにおける絶縁性を向上させることができる。

【0070】

また、上記の実施形態では、環状凸部３４がベース部材２０（第２貫通孔内）まで延びている場合を例示しているが、環状凸部３４が接合層４０の途中まで延びている、つまり環状凸部３４の先端が接合層貫通孔４５内に位置している形態であっても、上記の効果を得ることができる。

【0071】

また、環状凸部３４の先端角部をＲ形状やテーパ形状にしてもよいし、環状凸部３４に段差を設けて（環状凸部３４の厚さを変化させて）もよい。こうすることにより、端子パッド６０と金属で構成される接合層４０ａあるいはベース部材２０ｂとの間における沿面距離を更に長くすることができる。

【0072】

さらに、上記の実施形態では、端子孔６５に環状凸部３４を設けた場合について説明したが、図１２に示すように、リフトピン挿入孔３０ａやガス孔３０ｂなどの貫通孔３０にも環状凸部３４を設けてもよい。これにより、半導体ウエハＷと金属で構成される接合層４０ａあるいはベース部材２０ｂとの間における絶縁性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 静電チャック
１０ 板状部材
１１ 保持面
１２ 下面
１５ 有底孔
２０ ベース部材
２１ 上面
２２ 下面
２５ 貫通孔
３０ 貫通孔
３４ 環状凸部
３５ 隙間
４０ 接合層
４５ 接合層貫通孔
５０ チャック電極
６０ 端子パッド
６２ 給電端子
Ｗ 半導体ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】