特開 2022-178937 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】P2022178937

(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】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021086080

(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】亀山 亮介

(72)【発明者】

【氏名】木村 亘

(72)【発明者】

【氏名】泉原 一貴

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131BA19

5F131CA09

5F131CA17

5F131CA53

5F131CA68

5F131DA33

5F131DA52

5F131EA03

5F131EB11

5F131EB17

5F131EB18

5F131EB25

5F131EB72

5F131EB78

5F131EB82

5F131EB84

(57)【要約】

【課題】耐電圧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。
【解決手段】第１貫通孔１５を備える板状部材１０と、第１貫通孔１５に連通する第２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、第１貫通孔１５と第２貫通孔２５を連通させる第３貫通孔４５が形成され、下面１２には、第１貫通孔１５の開口部を囲むように、少なくとも第３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の面を貫通する第１の貫通孔とを備える第１部材と、
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、前記第１の貫通孔に連通する第２の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、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔を連通させる第３の貫通孔が形成され、
前記第２の面には、前記第１の貫通孔の開口部を囲むように、少なくとも前記第３の貫通孔内に突出する環状の凸部が前記第１の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、
前記凸部と前記第２の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3】

請求項１に記載する保持装置において、
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】

例えば、半導体ウエハを保持する保持装置として、第１部材と、第２部材と、第１部材と第２部材とを接合する接合層とを備え、これらを厚さ方向に貫通する貫通孔（リフトピン孔やガス孔など）が形成された保持装置が知られている。このような保持装置には、半導体ウエハと保持装置の金属部分との間で異常放電が発生しないように、貫通孔に絶縁部材が設けられている。例えば、特許文献１に記載の配置台（保持装置）では、貫通孔にスリーブを配置して接着剤により固定している。また、特許文献２に記載の半導体製造装置用部材（保持装置）では、プレート（第１部材）の裏面に接着材で接合した絶縁管を、冷却基板（第２部材）の貫通孔内に配置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１８７０５６号公報

【特許文献2】特許第６４７０８７８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、上記の保持装置では、スリーブや絶縁管の接合に接着材を用いているため、接着剤が劣化すると、隙間ができたり、接着剤が損傷してしまって、そこがリーク経路となり異常放電が発生するおそれがある。そして近年、半導体ウエハに対するエッチング深さを増大させる、あるいは処理速度を上げる等のために、保持装置がハイパワー領域（高電圧プラズマ環境下）や高温（２５０℃以上）で使用されることが増えており、接着剤が劣化しやすくなっている。そのため、上記のような保持装置では、半導体ウエハと保持装置の金属部分との間で異常放電が発生する可能性が高まっており、保持装置における耐電圧（絶縁性）の向上が望まれている。

【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、耐電圧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】

【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、
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の面を貫通する第１の貫通孔とを備える第１部材と、
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、前記第１の貫通孔に連通する第２の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、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔を連通させる第３の貫通孔が形成され、
前記第２の面には、前記第１の貫通孔の開口部を囲むように、少なくとも前記第３の貫通孔内に突出する環状の凸部が前記第１の部材と一体的に形成されていることを特徴とする。

【0007】

この保持装置では、第２の面において、第１の貫通孔の周囲に第１部材と一体的に形成された凸部が、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、凸部によって、対象物と第２部材（金属製の場合）あるいは接合層（金属接合材を用いる場合）との間における沿面距離が長くなる。従って、対象物と第２部材（金属製の場合）あるいは接合層（金属接合材の場合）との間での異常放電の発生を防止することができる。また、凸部により接合層が覆われるため、接合層がプラズマ環境下に直接暴露されなくなるので、接合層の劣化を防ぐことができる。その結果、保持装置における耐電圧（絶縁性）を向上させることができる。

【0008】

上記した保持装置において、
前記凸部と前記第２の貫通孔との間に隙間が形成されていることが好ましい。

【0009】

ここで、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。

【0010】

そこで、凸部と第２の貫通孔との間に隙間を設けることにより、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、対象物と第２部材（金属製の場合）あるいは接合層（金属接合材の場合）との間での異常放電を確実に防止することができる。

【0011】

また、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ることが好ましい。

【0012】

ここで、第１の貫通孔は、接合層を介した第２部材との熱伝達が行われないため、第１部材の第１の面における第１の貫通孔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。

【0013】

そのため、第１の貫通孔の開口部を囲むように突出する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１の貫通孔付近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１の貫通孔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、第１の面における均熱性を確保することができる

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、耐電圧（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】

【0015】

【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貫通孔付近の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貫通孔付近の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貫通孔付近の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貫通孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図8】変形例を示す貫通孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図9】変形例を示す貫通孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図10】変形例を示す貫通孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。そして、保持面１１と下面１２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第１貫通孔１５ａ，１５ｂ（以下、「第１貫通孔１５」と表記する場合もある）が形成されている。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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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、後述するガス孔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。

【0024】

また、板状部材１０の下面１２には、図２、図４に示すように、第１貫通孔１５の開口部を囲むように、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の内径と第１貫通孔１５の内径は同一径であり、環状凸部３４は第１貫通孔１５と同軸である。

【0025】

環状凸部３４の内径は、第１貫通孔１５の内径よりも大きければ良いが、第１貫通孔１５の内径と同じにすることにより、環状凸部３４の外径を最小にできるため、後述する第２貫通孔２５の径を小さくすることができる。これにより、保持面１１において温度特異点となり易い領域を減少させることできる。

【0026】

ここで、環状凸部３４は、少なくとも接合層４０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の第３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、後述する第２貫通孔２５の途中（孔の１／４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の先端が第２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、環状凸部３４によって接合層４０を確実に覆うことができるからである。

【0027】

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ることが多いが、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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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第２貫通孔２５ａ，２５ｂ（以下、「第２貫通孔２５」と表記する場合もある）が形成されている。なお、第２貫通孔２５ａ，２５ｂは、第１貫通孔１５ａ，１５ｂと同軸であり、第２貫通孔２５ａ，２５ｂの径は、環状凸部３４の外径よりも大きい。つまり、ベース部材２０（第２貫通孔２５）と環状凸部３４との間には隙間３５（図４参照）が形成されている。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

この接合層４０には、図２に示すように、環状凸部３４が配置される第３貫通孔４５ａ，４５ｂが形成されている。つまり、第１貫通孔１５ａ，１５ｂと第２貫通孔２５ａ，２５ｂとの間に、円筒形状の第３貫通孔４５ａ，４５ｂ（以下、「第３貫通孔４５」と表記する場合もある）が形成されている。第３貫通孔４５ａ，４５ｂは、第１貫通孔１５ａ，１５ｂ及び第２貫通孔２５ａ，２５ｂと同軸であり、第１貫通孔１５ａ，１５ｂと第３貫通孔４５ａ，４５ｂと第２貫通孔２５ａ，２５ｂとは、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いる。

【0035】

そして、図２に示すように、第１貫通孔１５ａと環状凸部３４の内側（孔）と第２貫通孔２５ａとによって、静電チャック１をＺ軸方向に貫通するリフトピン挿入孔３０ａを形成している。このリフトピン挿入孔３０ａには、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６０が、ベース部材２０の下面２２側から挿入されている。このリフトピン６０は、円柱形状（丸棒形状）をなしており、リフトピン挿入孔３０ａ内をＺ軸方向に移動する。リフトピン６０がＺ軸方向の一方側（図２では上側）に移動して、リフトピン６０の先端部（上端部）が板状部材１０の保持面１１から外部に突出することで、保持面１１上に載置されている半導体ウエハＷを保持面１１から離間させる（リフトピン６０によって半導体ウエハＷを持ち上げる）ようになっている。

【0036】

なお、本実施形態の静電チャック１では、リフトピン挿入孔３０ａが３個形成されており、各々のリフトピン挿入孔３０ａ内にリフトピン６０が挿入されている。なお、３個のリフトピン挿入孔３０ａは、静電チャック１の周方向に等間隔で形成されている（図３参照）。

【0037】

また、第１貫通孔１５ｂと環状凸部３４の内側（孔）と第２貫通孔２５ｂとによって、静電チャック１をＺ軸方向に貫通するガス孔３０ｂを形成している。このガス孔３０ｂは、不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）が流通するガス流路である。これにより、ベース部材２０の下面２２側からガス孔３０ｂ内に不活性ガスを供給することで、半導体ウエハＷの下面と板状部材１０の保持面１１（凹部１８）との間の空間Ｓ内に、この不活性ガスを充填することができるようになっている。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。

【0038】

ここで、貫通孔３０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、貫通孔３０内には、板状部材１０と一体形成された環状凸部３４が形成されている。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に形成された第２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、第２貫通孔２５の１／４程度の深さ位置まで伸びている。これにより、接合層４０の第３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と第２貫通孔２５との間には隙間３５が形成されている。

【0039】

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。

【0040】

＜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と金属製のベース部材２０ａとが、樹脂接着剤で構成される接合層４０ａによって接合されている。

【0041】

このような第１実施例の静電チャック１では、静電チャック１がハイパワー領域（高電圧プラズマ環境下）で使用されると、半導体ウエハＷとベース部材２０との間で異常放電が発生するおそれがある。

【0042】

しかしながら、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、第１貫通孔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を設けている。そして、環状凸部３４は第２貫通孔２５の１／４程度の深さ位置まで設けられている。そのため、環状凸部３４によって、半導体ウエハＷとベース部材２０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、半導体ウエハＷとベース部材２０との間における耐電圧が向上するため、半導体ウエハＷとベース部材２０との間での異常放電の発生を防止することができる。

【0043】

また、環状凸部３４によって接合層４０（第３貫通孔４５の内周面）が覆われているため、接合層４０がプラズマ環境下（第１貫通孔１５に侵入するプラズマ）に直接暴露されなくなる。これにより、プラズマが接合層４０に接触しなくなるため、接合層４０の劣化を防止することができる。

【0044】

そして、第１実施例の静電チャック１では、板状部材１０とベース部材２０ａ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２０ａと接触することで、環状凸部３４が損傷するおそれがある。

【0045】

そのため、環状凸部３４と第２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、板状部材１０とベース部材２０との熱膨張差によっても環状凸部３４がベース部材２０に接触しない程度（例えば、０．１～２．０ｍｍ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、半導体ウエハＷとベース部材２０あとの間での異常放電の発生を確実に防止することができる。

【0046】

＜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とセラミックス製のベース部材２０ｂとが、金属接合材で構成される接合層４０ｂによって接合されている。

【0047】

このような第２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実施例では、接合層４０ｂが金属接合材で構成されるため、第１実施例よりも沿面距離が短くなる（半導体ウエハＷと接合層４０ｂとの間で異常放電が発生するおそれがある）。

【0048】

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、第１貫通孔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、半導体ウエハＷと接合層４０ｂ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、半導体ウエハＷと接合層４０ｂとの間における耐電圧が向上するため、半導体ウエハＷと接合層４０ｂ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軸方向の寸法）は、ベース部材２０ｂが金属製でないため、第１実施例より短くてもよい。

【0049】

また、第２実施例でも、環状凸部３４によって接合層４０ｂが覆われているため、接合層４０ｂがプラズマ環境下（貫通孔３０に侵入するプラズマ）に直接暴露されなくなる。そのため、接合層４０ｂの劣化を防止することもできる。

【0050】

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との間における熱膨張差が小さいため、環状凸部３４と第２貫通孔２５との間に設ける隙間３５は、第１実施例より小さくてもよい（例えば、０．１～２．０ｍｍ程度であればよい）。

【0051】

＜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が金属接合材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２０ａとが、金属接合材で構成される接合層４０ｂによって接合されている。

【0052】

このような第３実施例の静電チャック１も、第２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３実施例でも、金属接合材で構成される接合層４０ｂを使用するため、第１実施例よりも沿面距離が短くなる（半導体ウエハＷと接合層４０との間で異常放電が発生するおそれがある）。

【0053】

しかしながら、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、第１貫通孔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、半導体ウエハＷと接合層４０ｂ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、半導体ウエハＷと接合層４０ｂとの間における耐電圧が向上するため、半導体ウエハＷと接合層４０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３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。

【0054】

また、第３実施例でも、環状凸部３４によって接合層４０ｂが覆われているため、接合層４０ｂがプラズマ環境下（貫通孔３０に侵入するプラズマ）に直接暴露されなくなる。そのため、接合層４０ｂの劣化を防止することもできる。

【0055】

そして、第３実施例では、板状部材１０とベース部材２０との間に熱膨張差があるため、環状凸部３４と第２貫通孔２５との間に、第１実施例と同等の隙間３５（例えば、０．１～２．０ｍｍ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るため、環状凸部３４によって、半導体ウエハＷと接合層４０ｂとの間での異常放電の発生を確実に防止することができる。

【0056】

＜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の第３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（第３貫通孔４５の内周面）とが接触している。

【0057】

ここで、第１貫通孔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における第１貫通孔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。

【0058】

そこで、第１貫通孔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、第１貫通孔１５付近における熱伝達が促進される。従って、保持面１１において第１貫通孔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。

【0059】

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、第１貫通孔１５の周囲に板状部材１０と一体的に形成された環状凸部３４が、少なくとも接合層４０の一部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、半導体ウエハＷとベース部材２０ｂ（実施例１）あるいは接合層４０ｂ（実施例２，３）との間における沿面距離を長くすることができる。

【0060】

従って、半導体ウエハＷとベース部材２０ｂ（実施例１）あるいは接合層４０ｂ（実施例２，３）との間での異常放電の発生を防止することができる。また、環状凸部３４により接合層４０が覆われるため、接合層４０がプラズマ環境下に直接暴露されなくなるので、接合層４０の劣化を防ぐことができる。これらのことから、静電チャック１における耐電圧（絶縁性）を向上させることができる。

【0061】

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、本開示を静電チャックに適用した場合を例示したが、本開示は、静電チャックに限られることなく、保持面に対象物を保持する保持装置全般について適用することができる。

【0062】

また、上記の実施形態では、環状凸部３４を第２貫通孔２５の途中まで設けた場合を例示したが、図９に示すように、環状凸部３４を第２貫通孔２５の全域に（ベース部材２０の下面２２まででベース部材２０から飛び出さないように）設けてもよい。これにより、静電チャック１における耐電圧をより向上させることができる。なお、環状凸部３４を第２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を第２貫通孔２５の全域に設ける代わりに、図１０に示すように、第２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における耐電圧をより向上させることができる。

【0063】

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２５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の先端が第３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。

【0064】

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、半導体ウエハＷと金属で構成される接合層４０ｂあるいはベース部材２０ａとの間における沿面距離が更に長くなり、耐電圧をより向上させることができる。

【符号の説明】

【0065】

１ 静電チャック
１０ 板状部材
１１ 保持面
１２ 下面
１５ 第１貫通孔
２０ ベース部材
２１ 上面
２２ 下面
２５ 第２貫通孔
３０ 貫通孔
３４ 環状凸部
３５ 隙間
４０ 接合層
４５ 第３貫通孔
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】