特許 7255659 静電チャック装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-03

(45)【発行日】2023-04-11

(54)【発明の名称】静電チャック装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20230404BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20230404BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H02N13/00 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021190892

(22)【出願日】2021-11-25

【審査請求日】2022-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000183266

【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100196058

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 彰雄

(74)【代理人】

【識別番号】100206999

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 綾夏

(72)【発明者】

【氏名】前田 佳祐

(72)【発明者】

【氏名】森下 徳人

(72)【発明者】

【氏名】板垣 哲朗

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 良樹

【審査官】中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２４２６６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２３２６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１５３４４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０９３４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２６８６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０１１８７１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１４５２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０１７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３４４７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０５７４６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０２Ｎ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料を搭載する載置面が設けられる誘電体基板、および前記誘電体基板の内部に位置する吸着電極を有する静電チャックプレートと、
前記静電チャックプレートを前記載置面の反対側から支持する基台と、を備え、
前記静電チャックプレートには、前記載置面にガスを供給する第１貫通孔が設けられ、
前記第１貫通孔には、前記ガスを通過させる多孔体が挿入され、
前記第１貫通孔の内周面と前記多孔体の外周面との間には、前記内周面と前記外周面とを互いに接着する第１接着層が設けられ、
前記第１接着層の厚さ寸法は、少なくとも前記載置面から０．１ｍｍまでの領域において０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であり、
前記静電チャックプレートと前記基台との間には、前記静電チャックプレートと前記基台とを互いに接着する第２接着層が設けられ、
前記第２接着層は、
前記第１接着層と接触する接触部と、
前記接触部を囲む剥離抑制部と、を有する、静電チャック装置。

【請求項2】

前記剥離抑制部の厚さ寸法は、前記接触部の厚さ寸法より大きい、請求項１に記載の静電チャック装置。

【請求項3】

前記基台には、前記第１貫通孔に繋がる第２貫通孔が設けられ、
前記第２貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、
前記第２貫通孔の前記静電チャックプレート側の開口部には、直径を大きくする大径部が設けられ、
前記剥離抑制部の一部は、前記大径部と前記碍子の外周面との間に配置される、請求項１又は２に記載の静電チャック装置。

【請求項4】

試料を搭載する載置面が設けられる誘電体基板、および前記誘電体基板の内部に位置する吸着電極を有する静電チャックプレートと、
前記静電チャックプレートを前記載置面の反対側から支持する基台と、を備え、
前記静電チャックプレートには、前記載置面にガスを供給する第１貫通孔が設けられ、
前記第１貫通孔には、前記ガスを通過させる多孔体が挿入され、
前記第１貫通孔の内周面と前記多孔体の外周面との間には、前記内周面と前記外周面とを互いに接着する第１接着層が設けられ、
前記第１接着層の厚さ寸法は、少なくとも前記載置面から０．１ｍｍまでの領域において０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であり、
前記載置面の平面視において、前記第１接着層が前記多孔体に隠れる、静電チャック装置。

【請求項5】

前記第１貫通孔には、前記載置面から深さ方向に離れるに従い直径を小さくするテーパ面が設けられ、
前記多孔体の外周面には、前記テーパ面に対向する円錐面が設けられる、
請求項４に記載の静電チャック装置。

【請求項6】

試料を搭載する載置面が設けられる誘電体基板、および前記誘電体基板の内部に位置する吸着電極を有する静電チャックプレートと、
前記静電チャックプレートを前記載置面の反対側から支持する基台と、を備え、
前記静電チャックプレートには、前記載置面にガスを供給する第１貫通孔が設けられ、
前記第１貫通孔には、前記ガスを通過させる多孔体が挿入され、
前記第１貫通孔の内周面と前記多孔体の外周面との間には、前記内周面と前記外周面とを互いに接着する第１接着層が設けられ、
前記第１接着層の厚さ寸法は、少なくとも前記載置面から０．１ｍｍまでの領域において０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であり、
前記基台には、前記第１貫通孔に繋がる第２貫通孔が設けられ、
前記第２貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、
前記碍子の前記静電チャックプレート側の端面には、凹溝が設けられ、
前記第１接着層の一部は、前記凹溝の内部まで延びる、静電チャック装置。

【請求項7】

前記静電チャックプレートと前記基台との間には、前記静電チャックプレートと前記基台とを互いに接着する第２接着層が設けられ、
前記第１接着層と前記第２接着層とは、互いに離間する、請求項４～６の何れか一項に記載の静電チャック装置。

【請求項8】

前記基台には、前記第１貫通孔に繋がる第２貫通孔が設けられ、
前記第２貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、
前記碍子は、前記静電チャックプレートに接触する、
請求項４～７の何れか一項に記載の静電チャック装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電チャック装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程では、真空環境下で半導体ウエハを保持する静電チャック装置が用いられている。静電チャック装置は、載置面に半導体ウエハ等の板状試料を載置し、板状試料と内部電極との間に静電気力を発生させて、板状試料を吸着固定する。また、静電チャック装置には、搭載されるウエハを冷却するために載置面にガスを供給する貫通孔が設けられる場合がある（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６６３４３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方で、ガス供給用の貫通孔は、ウエハの損傷に繋がる異常放電の起点となる虞がある。異常放電対策として、貫通孔に多孔体を挿入することが考えられるが、ウエハの加工時に発生するパーティクルなどで多孔体に詰まりが生じメンテナンス性に欠けるという問題があった。

【0005】

本発明は、メンテナンス性に優れる静電チャック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】

本発明の１つの態様の静電チャック装置は、試料を搭載する載置面が設けられる誘電体基板、および前記誘電体基板の内部に位置する吸着電極を有する静電チャックプレートと、前記静電チャックプレートを前記載置面の反対側から支持する基台と、を備え、前記静電チャックプレートには、前記載置面にガスを供給する第１貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔には、前記ガスを通過させる多孔体が挿入され、前記第１貫通孔の内周面と前記多孔体の外周面との間には、前記内周面と前記外周面とを互いに接着する第1接着層が設けられ、前記第1接着層の厚さ寸法は、少なくとも前記載置面から０．１ｍｍまでの領域において０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。

【0007】

上記の静電チャック装置において、前記静電チャックプレートと前記基台との間には、前記静電チャックプレートと前記基台とを互いに接着する第２接着層が設けられ、前記第１接着層と前記第２接着層とは、互いに離間する、構成とすることが好ましい。

【0008】

上記の静電チャック装置において、前記基台には、前記第１貫通孔に繋がる第２貫通孔が設けられ、前記第２貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、前記碍子は、前記静電チャックプレートに接触する、構成とすることが好ましい。

【0009】

上記の静電チャック装置において、前記静電チャックプレートと前記基台との間には、前記静電チャックプレートと前記基台とを互いに接着する第２接着層が設けられ、前記第２接着層は、前記第１接着層と接触する接触部と、前記接触部を囲む剥離抑制部と、を有し、前記剥離抑制部の厚さ寸法は、前記接触部の厚さ寸法より大きい、構成とすることが好ましい。

【0010】

上記の静電チャック装置において、前記基台には、前記第１貫通孔に繋がる第２貫通孔が設けられ、前記第２貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、前記第２貫通孔の前記静電チャックプレート側の開口部には、直径を大きくする大径部が設けられ、前記剥離抑制部の一部は、前記大径部と前記碍子の外周面との間に配置される、構成とすることが好ましい。

【0011】

上記の静電チャック装置において、前記載置面の平面視において、前記第１接着層が前記多孔体に隠れる、構成とすることが好ましい。

【0012】

上記の静電チャック装置において、前記第１貫通孔には、前記載置面から深さ方向に離れるに従い直径を小さくするテーパ面が設けられ、前記多孔体の外周面には、前記テーパ面に対向する円錐面が設けられる、構成とすることが好ましい。

【0013】

上記の静電チャック装置において、前記基台には、前記第１貫通孔に繋がる第２貫通孔が設けられ、前記第２貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、前記碍子の前記静電チャックプレート側の端面には、凹溝が設けられ、前記第１接着層の一部は、前記凹溝の内部まで延びる、構成とすることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明の１つの態様によれば、メンテナンス性に優れる静電チャック装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、一実施形態の静電チャック装置を示す断面模式図である。

【図2】図２は、一実施形態の静電チャック装置の部分断面模式図である。

【図3】図３は、変形例１の静電チャック装置の部分断面模式図である。

【図4】図４は、変形例２の静電チャック装置の部分断面模式図である。

【図5】図５は、変形例３の静電チャック装置の部分断面模式図である。

【図6】図６は、変形例４の静電チャック装置の部分断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の静電チャック装置の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせて表示する場合がある。

【0017】

図１は、本実施形態の静電チャック装置１を示す断面模式図である。
静電チャック装置１は、ウエハ（試料）Ｗを搭載する載置面２ｓを有する静電チャックプレート２と、静電チャックプレート２を載置面２ｓの反対側から支持する基台３と、静電チャックプレート２に電圧を付与する給電端子１６と、を備える。なお、静電チャックプレート２の上面の外周部には、ウエハＷを囲むフォーカスリングが配置されていてもよい。

【0018】

静電チャックプレート２は、誘電体基板１１と、誘電体基板１１の内部に位置する吸着電極１３と、を有する。静電チャックプレート２は、誘電体基板１１に設けられる載置面２ｓでウエハＷを吸着する。

【0019】

以下の説明においては、静電チャック装置１の各部は、静電チャックプレート２に対しウエハＷを搭載する側を上側、基台３側を下側として説明される。すなわち、静電チャックプレート２は、上下方向を厚さ方向とする。なお、ここでの上下方向は、あくまで説明の簡素化のために用いる方向であって、静電チャック装置１の使用時の姿勢を限定するものではない。

【0020】

誘電体基板１１は、機械的に十分な強度を有し、かつ腐食性ガスおよびそのプラズマに対する耐久性を有する複合焼結体からなる。誘電体基板１１を構成する誘電体材料としては、機械的な強度を有し、しかも腐食性ガスおよびそのプラズマに対する耐久性を有するセラミックスが好適に用いられる。誘電体基板１１を構成するセラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）－炭化ケイ素（ＳｉＣ）複合焼結体などが好適に用いられる。特に、高温での誘電特性、高耐食性、耐プラズマ性、耐熱性の観点から、誘電体基板１１を構成する材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）－炭化ケイ素（ＳｉＣ）複合焼結体が好ましい。

【0021】

誘電体基板１１は、平面視で円形の板状である。誘電体基板１１は、ウエハＷが載置される載置面２ｓと、載置面２ｓの反対側を向く裏面２ｐと、を有する。載置面２ｓには、例えば複数の突起部（図示略）が所定の間隔で形成されている。載置面２ｓは、複数の突起部の先端部でウエハＷを支持する。

【0022】

吸着電極１３は、誘電体基板１１の内部に配置される。吸着電極１３は、誘電体基板１１の載置面２ｓに沿って板状に延びる。吸着電極１３は、電圧を印加されることで、誘電体基板１１の載置面２ｓにウエハＷを保持する静電吸着力を生じさせる。

【0023】

吸着電極１３は、絶縁性物質と導電性物質の複合体から構成される。吸着電極１３に含まれる絶縁性物質は、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化イットリウム（ＩＩＩ）（Ｙ_２Ｏ_３）、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）およびＳｍＡｌＯ_３からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。吸着電極１３に含まれる導電性物質は、炭化モリブデン（Ｍｏ_２Ｃ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭化タングステン（ＷＣ）、タングステン（Ｗ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、タンタル（Ｔａ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、カーボンブラック、カーボンナノチューブおよびカーボンナノファイバーからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

【0024】

吸着電極１３には、吸着電極１３に直流電圧を印加するための給電端子１６が接続されている。給電端子１６は、吸着電極１３から下側に向かって延びる。給電端子１６は、基台３、および誘電体基板１１の一部を厚さ方向に貫通する端子用貫通孔１７の内部に挿入されている。給電端子１６の外周側には、絶縁性を有する端子用碍子２３が設けられる。端子用碍子２３は、金属製の基台３と給電端子１６とを絶縁する。

【0025】

給電端子１６は、外部の電源２１に接続されている。電源２１は、吸着電極１３に電圧を付与する。給電端子１６の数、形状等は、吸着電極１３の形態、すなわち単極型か、双極型かにより決定される。

【0026】

基台３は、静電チャックプレート２を下側から支持する。基台３は、上側を向く支持面３ａと、支持面３ａの反対側を向く下面３ｂと、を有する。支持面３ａは、誘電体基板１１の裏面２ｐと上下方向に対向する。支持面３ａは、裏面２ｐと接触する。すなわち、基台３は、支持面３ａにおいて誘電体基板１１の裏面２ｐを支持する。

【0027】

基台３は、平面視で円板状の金属部材である。基台３を構成する材料は、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、またはこれらの金属を含む複合材であれば特に制限されるものではない。基台３を構成する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン（Ｔｉ）等の合金が好適に用いられる。基台３を構成する材料は、熱伝導性、導電性、加工性の観点からアルミニウム合金が好ましい。基台３における少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理またはポリイミド系樹脂による樹脂コーティングが施されていることが好ましい。また、基台３の全面が、前記のアルマイト処理または樹脂コーティングが施されていることがより好ましい。基台３にアルマイト処理または樹脂コーティングを施すことにより、基台３の耐プラズマ性が向上するとともに、異常放電が防止される。したがって、基台３の耐プラズマ安定性が向上し、また、基台３の表面傷の発生も防止することができる。

【0028】

基台３の躯体は、プラズマ発生用内部電極としても機能をも有する。基台３の躯体は、図示略の整合器を介して外部の高周波電源２２に接続されている。

【0029】

基台３は、接着剤によって静電チャックプレート２に固定されている。すなわち、静電チャックプレート２と基台３との間には、静電チャックプレート２と基台３とを互いに接着する第２接着層５５が設けられる。第２接着層５５は、静電チャックプレート２の裏面２ｐと基台３の支持面３ａとの間に介在し、静電チャックプレート２と基台３とを接着一体化する。第２接着層５５の内部には、静電チャックプレート２を加熱するヒータが埋め込まれていてもよい。

【0030】

第２接着層５５に用いる接着剤としては、第１接着層５０に用いる接着剤と同等のものを用いることができる。すなわち、第２接着層５５の接着剤は、－２０℃～１５０℃の温度範囲で耐熱性を有することが好ましく、例えば、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂などが好適である。

【0031】

静電チャックプレート２、基台３および第２接着層５５には、これらを上下に貫通するガス導入孔３０が複数設けられている。ガス導入孔３０は、載置面２ｓに開口する。ガス導入孔３０は、図示を省略するガス供給装置に繋がる。ガス導入孔３０は、静電チャックプレート２に載置されたウエハＷに向かってヘリウム（Ｈｅ）などの冷却用のガスＧを供給するために設けられている。

【0032】

ガス導入孔３０は、静電チャックプレート２を貫通する部分である第１貫通孔３１と、基台３を貫通する部分である第２貫通孔３２と、を有する。すなわち、静電チャックプレート２には、第１貫通孔３１が設けられ、基台３には、第２貫通孔３２が設けられる。第１貫通孔３１と第２貫通孔３２とは、互いに中心軸が一致している。第１貫通孔３１と第２貫通孔３２とは、互いに連通する。

【0033】

第１貫通孔３１は、静電チャックプレート２の誘電体基板１１を厚さ方向に貫通する。また、静電チャックプレート２の吸着電極１３には、第１貫通孔３１の周りを囲む退避孔１３ｈが設けられる。退避孔１３ｈの内側には、誘電体基板１１の一部が配置される。このため、第１貫通孔３１の内周面から吸着電極１３が露出することはない。

【0034】

第１貫通孔３１には、多孔体４０が挿入される。本実施形態において、第１貫通孔３１は、平面視で円形である。また、第１貫通孔３１は、一様な断面形状で上下方向に延びる。したがって、多孔体４０は、上下方向に延びる円柱状である。

【0035】

多孔体４０は、絶縁性の材料から構成される。多孔体４０は、例えば、溶射膜や多孔質セラミックを形成材料としている。多孔体４０の内部には、多数の空孔が設けられる。多孔体４０内部の多数の空孔は、互いに繋がっている。このため、多孔体４０は、第１貫通孔３１の内部でガスＧを通過させることができる。

【0036】

本実施形態によれば、第１貫通孔３１が多孔体４０に塞がれている。多孔体４０は、絶縁性材料から構成されるために、ガス導入孔３０が電荷の通路となることを制限して、静電チャック装置１に異常放電が発生することを抑制する。これにより、信頼性の高い静電チャック装置１を提供できる。

【0037】

図２は、ガス導入孔３０周りの静電チャック装置１の部分断面模式図である。
多孔体４０は、第１貫通孔３１の内周面３１ａに接着固定される。第１貫通孔３１の内周面３１ａと多孔体４０の外周面４０ａとの間には、第１接着層５０が設けられる。第１接着層５０は、第１貫通孔３１の内周面３１ａと多孔体４０の外周面４０ａとを互いに接着する。

【0038】

本実施形態によれば、多孔体４０が第１接着層５０によって第１貫通孔３１の内周面３１ａに接着される。本実施形態によれば、多孔体４０および第１貫通孔３１に特別な加工を施すことなく多孔体４０を静電チャックプレート２に容易かつ安定的に固定することができる。

【0039】

第1接着層５０の厚さ寸法は、少なくとも載置面２ｓから０．１ｍｍまでの領域Ａにおいて０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、ここで、第１接着層５０の厚さ寸法とは、第１貫通孔３１の中心に対する径方向における第１接着層５０の寸法を意味する。また、載置面２ｓから０．１ｍｍまでの領域Ａとは、第１貫通孔３１の深さ方向における範囲を意味する。第１貫通孔３１の深さが０．１ｍｍ以下である場合には、第１貫通孔３１の全長において、第１接着層５０の厚さが０．１５ｍｍ以下とされる。

【0040】

本実施形態の多孔体４０は、載置面２ｓ側に露出する。このため、多孔体４０を載置面２ｓ側から離脱させる構成を実現することができ、多孔体４０の交換を容易として静電チャック装置１のメンテナンス性を高めることができる。しかしながら一方で、多孔体４０を載置面２ｓに露出させると、多孔体４０を固定するための第１接着層５０も載置面２ｓ側に露出し易くなり、第１接着層５０がプラズマによって侵食されやすくなる。

【0041】

これに対し、本実施形態の第１接着層５０は、載置面２ｓから０．１ｍｍまでのプラズマが届きやすい領域Ａにおいて、厚さが０．１５ｍｍ以下とされる。このため、プラズマによって第１接着層５０が侵食され難い。本実施形態によれば、多孔体４０を載置面２ｓ側に露出させて静電チャック装置１のメンテナンス性を高めつつ、第１接着層５０の侵食を抑制して多孔体４０を第１貫通孔３１に安定的に保持させることができる。

【0042】

本実施形態の第１接着層５０は、載置面２ｓから０．１ｍｍまでの範囲で、０ｍｍの厚さであってもよい。すなわち、第１接着層５０は、上述の範囲より下側にのみ形成されていてもよい。また、図２に示すように、第１接着層５０は、第１貫通孔３１の深さ方向の全域において０．１５ｍｍ以下で一様の厚さであってもよい。

【0043】

第１接着層５０に用いられる接着剤としては、－２０℃～１５０℃の温度範囲で耐熱性を有する接着剤が好ましく、例えば、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂などが好適である。

【0044】

第１接着層５０は、未硬化の接着剤を第１貫通孔３１の内周面３１ａ又は多孔体４０の外周面４０ａに塗布し、多孔体４０を第１貫通孔３１に挿入した後に硬化させることで形成される。多孔体４０を第１貫通孔３１に対して上側から挿入することで、挿入時に第１貫通孔３１の内周面３１ａのうち下側の領域に多くの接着剤が流れ、載置面２ｓから０．１ｍｍまでの範囲の第１接着層５０の厚さが大きくなりすぎることを抑制できる。

【0045】

多孔体４０の空孔率は、４０％以上６０％以下であることが好ましい。多孔体４０の空孔の一部は、多孔体４０の外周面に開口する。空孔率を４０％以上とすることで、第１貫通孔３１の内周面３１ａ、又は多孔体４０の外周面４０ａに塗布された未硬化の接着剤を多孔体４０の外周面４０ａから空孔の内部に侵入させ易くすることができる。これにより、多孔体４０を第１貫通孔３１に挿入する際に、接着剤の塗布量が多すぎた場合であっても、接着剤が第１貫通孔３１から溢れ出すことを抑制できる。また、空孔率を６０％以下とすることで、ガス導入孔３０を起点とする異常放電をより確実に抑制することができる。

【0046】

なお、ここで、「空孔率」とは、多孔体４０の所定の単位体積に占める空孔の合計体積の割合のことである。空孔率は、多孔体４０の形成材料の真密度と多孔体４０の見掛け密度との比から求められる値であってもよく、単位体積当たりの空孔の体積を実測して求めてもよい。空孔率が大きい多孔体４０ほど空孔が多く、ガスＧを流出させやすい。

【0047】

第２貫通孔３２は、第１貫通孔に繋がる。第２貫通孔３２には、筒状の碍子２４が挿入される。碍子２４の外周面は、例えば接着剤などによって第２貫通孔３２に固定される。碍子２４の内部は、ガスＧの通過経路として機能する。

【0048】

碍子２４は、例えばセラミックを形成材料とする。すなわち、碍子２４は、絶縁性部材から構成される。これにより、碍子２４は、ガス導入孔３０が異常放電の起点となることを抑制することができる。碍子２４は、プラズマに対する耐久性を有する。碍子２４を構成するセラミックスとしては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、サイアロン、窒化ホウ素（ＢＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）から選択された１種または２種以上を含むセラミックスを採用できる。

【0049】

碍子２４の上端面２４ａの一部は、静電チャックプレート２の裏面２ｐに接触する。また、碍子２４の上端面２４ａの一部は、多孔体４０の下面に接触する。碍子２４の上端面２４ａ（すなわち、静電チャックプレート２側の端面）には、下側に窪む凹溝２４ｇが設けられる。凹溝２４ｇは、碍子２４の周方向に沿って円環状に延びる。凹溝２４ｇは、軸方向から見て、第１貫通孔３１の内周面３１ａと重なる。

【0050】

本実施形態の凹溝２４ｇは、第１接着層５０の直下に配置される。このため、第１貫通孔３１の内周面３１ａ、又は多孔体４０の外周面４０ａに未硬化の接着剤を塗布して第１貫通孔３１に多孔体４０を挿入させることで、未硬化の接着剤の一部を凹溝２４ｇに収容することができる。結果的に、本実施形態の第１接着層５０の一部は、凹溝２４ｇの内部まで延びる。本実施形態によれば、多孔体４０を第１貫通孔３１に挿入した際に、接着剤の塗布量が多すぎた場合であっても、接着材を凹溝２４ｇ内に溜めることができるため、接着剤が第１貫通孔３１から溢れ出すことを抑制できる。これにより、第１接着層５０が、載置面２ｓの近傍の領域Ａで厚くなりすぎることを効果的に抑制できる。

【0051】

本実施形態によれば、碍子２４は、静電チャックプレート２に接触する。より具体的には、碍子２４の上端面２４ａは、静電チャックプレート２の裏面２ｐに接触する。このため、第１接着層５０と第２接着層５５とがそれぞれ碍子２４によって区画される。すなわち、第１接着層５０と第２接着層５５とは、互いに離間する。第１接着層５０は、碍子２４の上端面２４ａに接触し、第２接着層５５は、碍子２４の外周面に接触する。

【0052】

多孔体４０を交換する際に、作業者は多孔体４０を上側から引き抜く、又は下側から押し出すことで、多孔体４０に上側に向かう力を与え、多孔体４０を静電チャックプレート２から離脱させる。この際に、第１接着層５０には、多孔体４０を離脱させるために、破断する力が加えられる。

【0053】

本実施形態によれば、第１接着層５０と第２接着層５５とが互いに離間するため、多孔体４０を離脱させる際に、第２接着層５５に応力が加わることを抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、多孔体４０の交換時に第２接着層５５に損傷が生じることを抑制でき、多孔体４０交換後の静電チャックプレート２の信頼性が低下することを抑制できる。

【0054】

また、本実施形態によれば、第１接着層５０と第２接着層５５とが、互いに離間するため、第１接着層５０および第２接着層５５を伝う異常放電の発生を抑制できる。すなわち、本実施形態によれば、第１接着層５０と第２接着層５５とが離間することで異常放電の発生を抑制できる。

【0055】

＜変形例＞
次に、上述の実施形態に採用可能な複数の変形例の多孔体およびその近傍の構成について説明する。なお、以下に説明する各変形例の説明において、既に説明した実施形態および変形例と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。また、以下に説明する各変形例において、それぞれの第１接着層は、載置面から０．１ｍｍまでの領域Ａにおいて、厚さが０．１５ｍｍ以下とされている。

【0056】

（変形例１）
図３は、変形例１の静電チャック装置１０１の部分断面模式図である。
上述の実施形態と同様に、第１貫通孔３１の内周面３１ａには、第１接着層１５０を介して多孔体１４０が接着固定される。一方で、第２貫通孔３２には、筒状の碍子１２４が挿入される。

【0057】

碍子１２４の上端面１２４ａの一部は、静電チャックプレート１０２の裏面１０２ｐに接触する。碍子１２４の上端面１２４ａには、段差部１２４ｂが設けられる。段差部１２４ｂは、上端面１２４ａに対して上側に突出する。段差部１２４ｂは、碍子１２４の中心線を中心とする円筒状である。段差部１２４ｂは、第１貫通孔３１に挿入される。段差部１２４ｂの先端面は、多孔体１４０の下面に接触する。本変形例によれば、第１接着層１５０と第２接着層５５との間の隙間を段差状に入り組んだ構成とすることができる。

【0058】

本変形例の第１接着層１５０と第２接着層５５とは、上述の実施形態と同様に、互いに離間する。特に、本変形例では、碍子１２４の段差部１２４ｂによって、第１接着層１５０の下端位置が第２接着層５５より上側に配置され、第１接着層１５０を構成する接着剤が、製造時に第２接着層５５に達し難い。すなわち、本変形例によれば、第１接着層１５０と第２接着層５５とをより確実に離間させることができる。このため、多孔体１４０を離脱させて交換する際に、第２接着層５５に応力が加わることをより確実に抑制することができ、第２接着層５５に損傷が生じることを抑制できる。

【0059】

（変形例２）
図４は、変形例２の静電チャック装置２０１の部分断面模式図である。
上述の実施形態と同様に、第１貫通孔２３１の内周面２３１ａには、第１接着層２５０を介して多孔体２４０が接着固定される。一方で、第２貫通孔３２には、筒状の碍子２２４が挿入される。

【0060】

第１貫通孔２３１の内周面２３１ａには、下側に向かうに従い内径を小さくするテーパ面２３１ｂが設けられる。すなわち、第１貫通孔２３１には、静電チャックプレート２０２の載置面２０２ｓから深さ方向に離れるに従い直径を小さくするテーパ面２３１ｂが設けられる。なお、本変形例のテーパ面２３１ｂは、上下方向において内周面２３１ａの全体に設けられるが、テーパ面２３１ｂは内周面２３１ａの一部に設けられていてもよい。

【0061】

一方で、多孔体２４０の外周面には、テーパ面２３１ｂに対向する円錐面２４０ａが設けられる。円錐面２４０ａは、下側に向かうに従い直径を小さくする。第１接着層２５０は、テーパ面２３１ｂと円錐面２４０ａとの間に配置される。

【0062】

図４に示すように、第１接着層２５０の上端は、テーパ面２３１ｂと円錐面２４０ａとの間の隙間の上端より、若干下側に配置される。このため、第１接着層２５０は、多孔体２４０の上端の下側に隠れて配置される。すなわち、本変形例によれば、載置面２０２ｓの平面視において、第１接着層２５０が多孔体２４０に隠れる。

【0063】

ここで、載置面２０２ｓの平面視とは、載置面２０２ｓと直交する方向から、載置面２０２ｓを観察することを意味する。したがって、図４に示すように、多孔体２４０の上端に位置する外縁から垂線ＰＬを引いた場合に、第１接着層２５０は、垂線ＰＬより第１貫通孔２３１の中心側に配置される。

【0064】

本変形例によれば、載置面２０２ｓの垂直方向に作用するプラズマに対して第１接着層２５０が侵食され難くすることができる。これにより、多孔体２４０を載置面２０２ｓ側に露出させつつ、第１接着層２５０の侵食を抑制して多孔体２４０を第１貫通孔２３１に安定的に保持させることができる。

【0065】

（変形例３）
図５は、変形例３の静電チャック装置３０１の部分断面模式図である。
上述の実施形態と同様に、第１貫通孔３１の内周面３１ａには、第１接着層３５０を介して多孔体３４０が接着固定される。一方で、第２貫通孔３３２には、筒状の碍子３２４が挿入される。

【0066】

本変形例において、第２接着層３５５は、碍子３２４の上端面３２４ａと静電チャックプレート３０２の裏面３０２ｐとの間、並びに碍子３２４の上端面３２４ａと多孔体３４０の間に介在する。このため、本変形例の碍子３２４は、静電チャックプレート３０２および多孔体３４０と接触しない。また、本変形例では、第１接着層３５０と第２接着層３５５とが、直接的に接触する。本変形例の第２接着層３５５は、第１接着層３５０の直下に位置し第１接着層３５０と接触する接触部３５５ａを有する。本変形例の接触部３５５ａは、第１貫通孔３２の深さ方向において、第１接着層３５０に接触する。

【0067】

本変形例の第２貫通孔３３２の上側の開口には、上側に向かうに従い直径を大きくするテーパ面３３２ｂが設けられる。テーパ面３３２ｂは、第２貫通孔３３２の中心に対して周方向に沿って延びる。第２貫通孔３３２は、テーパ面３３２ｂが設けられる領域において直径が大きくなる。すなわち、第２貫通孔３３２の静電チャックプレート３０２側の開口部には、直径を大きくする大径部３３２ａが設けられる。

【0068】

碍子３２４の外周面は、上下方向から見て円形である。このため、碍子３２４の外周面とテーパ面３３２ｂとの間には、隙間が設けられる。静電チャック装置１の製造工程において、第２接着層３５５を構成する接着剤の一部は、碍子３２４の外周面とテーパ面３３２ｂとの間に侵入して硬化する。本変形例の第２接着層３５５は、大径部３３２ａの上側に肉厚部（剥離抑制部）３５５ｂを有する。肉厚部３５５ｂは、上下方向から見て、第１貫通孔３１および第２貫通孔３３２を囲む。

【0069】

肉厚部３５５ｂは、第２貫通孔３３２の中心の周方向に沿って延びる。肉厚部３５５ｂは、接触部３５５ａの外側に配置され、接触部３５５ａを囲む。また、肉厚部３５５ｂの厚さ寸法は、接触部３５５ａの厚さ寸法より大きい。

【0070】

本変形例の第２接着層３５５によれば、第１接着層３５０と接触する接触部３５５ａを有する。このため、多孔体３４０を交換する際に、第１接着層３５０に付与される上側に向かう力が、第１接着層３５０から第２接着層３５５の接触部３５５ａに伝わる。多孔体３４０を離脱させる力は、第１接着層３５０を破断させるのみならず、第２接着層３５５の一部（接触部３５５ａ）に損傷を与える虞がある。

【0071】

本変形例の第２接着層３５５によれば、接触部３５５ａは、肉厚部３５５ｂに囲まれる。肉厚部３５５ｂは、接触部３５５ａと比較して厚さ寸法が大きく、これにより強度が高い。すなわち、第２接着層３５５は、肉厚部３５５ｂにおいて局所的に強度が高められている。接触部３５５ａを破断させた力は、肉厚部３５５ｂに受けられ、接触部３５５ａの損傷は肉厚部３５５ｂより外側に伝わり難い。本変形例によれば、多孔体３４０の交換時に第２接着層３５５の機能を損なうような損傷が生じることを抑制でき、多孔体３４０の交換後の静電チャックプレート３０２の信頼性を高めることができる。

【0072】

変形例の第２接着層３５５は、第２貫通孔３３２に大径部３３２ａを設けることで厚さ寸法が高めた肉厚部３５５ｂを形成できる。すなわち、本変形例の肉厚部３５５ｂの一部は、大径部３３２ａと碍子３２４の外周面との間に配置される。本変形例によれば、複雑な構造を必要とせずに、接触部３５５ａを囲む肉厚部３５５ｂを形成することができる。

【0073】

なお、本変形例では、第２貫通孔３３２に開口部にテーパ面３３２ｂを形成して、テーパ面３３２ｂの内側に大径部３３２ａを設ける場合について説明した。しかしながら、大径部３３２ａの構成は本変形例に限定されない。例えば、第２貫通孔に開口部に段差部を形成して大径部を設けてもよい。

【0074】

（変形例４）
図６は、変形例４の静電チャック装置４０１の部分断面模式図である。
上述の実施形態と同様に、第１貫通孔３１の内周面３１ａには、第１接着層４５０を介して多孔体４４０が接着固定される。一方で、第２貫通孔３３２には、筒状の碍子４２４が挿入される。

【0075】

本変形例において、第２接着層４５５は、碍子４２４の上端面４２４ａと静電チャックプレート４０２の裏面４０２ｐとの間に介在する。このため、本変形例の碍子４２４は、静電チャックプレート４０２と接触しない。一方で、本変形例の碍子４２４は、上端面において多孔体４４０の下端面に接触する。

【0076】

本変形例において、多孔体４４０の下端面は、静電チャックプレート４０２の裏面４０２ｐに対して下側に突出する。したがって、多孔体４４０の下端面は、静電チャックプレート４０２の裏面４０２ｐより下側に位置する。多孔体４４０は、裏面４０２ｐより下側に位置する下端部の外周面において、第２接着層４５５に囲まれる。多孔体４４０の外周面と第２接着層４５５との間には、第１接着層４５０が配置される。すなわち、本変形例では、第１接着層４５０と第２接着層４５５とが、直接的に接触する。本変形例の第２接着層４５５は、第１接着層４５０を囲み第１接着層４５０と接触する接触部４５５ａを有する。本変形例の接触部４５５ａは、第１貫通孔３２の径方向において、第１接着層４５０に接触する。

【0077】

本変形例の第２貫通孔３３２は、上述の変形例３と同様の構成を有する。すなわち、第２貫通孔３３２の静電チャックプレート４０２側の開口部には、直径を大きくする大径部３３２ａが設けられる。本変形例の第２接着層４５５は、大径部３３２ａの上側に肉厚部（剥離抑制部）４５５ｂを有する。肉厚部４５５ｂは、上下方向から見て、第１貫通孔３１および第２貫通孔３３２を囲む。

【0078】

本変形例の第２接着層４５５によれば、接触部４５５ａは肉厚部４５５ｂに囲まれる。これにより、多孔体４４０の交換時に接触部４５５ａに損傷が生じた場合であっても、その損傷が肉厚部３５５ｂの外側に広がることを抑制できる。本変形例によれば、多孔体４４０の交換時に、第２接着層４５５の機能を損なうような損傷が生じることを抑制でき、多孔体４４０交換後の静電チャックプレート４０２の信頼性を高めることができる。

【0079】

以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【符号の説明】

【0080】

１，１０１，２０１，３０１，４０１…静電チャック装置、２，１０２，２０２，３０２，４０２…静電チャックプレート、２ｓ，２０２ｓ…載置面、３…基台、１１…誘電体基板、１３…吸着電極、２４，１２４，２２４，３２４，４２４…碍子、２４ｇ…凹溝、３１，２３１…第１貫通孔、３１ａ，２３１ａ…内周面、３２，３３２…第２貫通孔、４０，１４０，２４０，３４０，４４０…多孔体、４０ａ…外周面、５０，１５０，２５０，３５０，４５０…第１接着層、５５，３５５，４５５…第２接着層、２３１ｂ，３３２ｂ…テーパ面、２４０ａ…円錐面、３３２ａ…大径部、３５５ａ，４５５ａ…接触部、３５５ｂ，４５５ｂ…肉厚部（剥離抑制部）、Ｗ…ウエハ（試料）

【要約】

【課題】メンテナンス性に優れる静電チャック装置を提供する。
【解決手段】試料を搭載する載置面が設けられる誘電体基板、および前記誘電体基板の内部に位置する吸着電極を有する静電チャックプレートと、前記静電チャックプレートを前記載置面の反対側から支持する基台と、を備え、前記静電チャックプレートには、前記載置面にガスを供給する第１貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔には、前記ガスを通過させる多孔体が挿入され、前記第１貫通孔の内周面と前記多孔体の外周面との間には、前記内周面と前記外周面とを互いに接着する第1接着層が設けられ、前記第1接着層の厚さ寸法は、少なくとも前記載置面から０．１ｍｍまでの領域において０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である、静電チャック装置。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】