特許 7379171 保持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-06

(45)【発行日】2023-11-14

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231107BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/68 N

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020001168

(22)【出願日】2020-01-08

(65)【公開番号】P2021111662

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-11-11

(73)【特許権者】

【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】110001911

【氏名又は名称】弁理士法人アルファ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三輪 要

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０８２７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０７７９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６２０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３６３５５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向に略直交する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状部と、
第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部の前記第２の表面側に位置するように配置され、前記板状部の形成材料の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する材料により形成されたベース部と、
を備え、前記板状部の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
金属材料により形成され、前記第１の方向において前記板状部と前記ベース部との間に配置された複数の金属部を備え、
前記板状部と前記ベース部との一方には、前記金属部の少なくとも一部分をそれぞれ収容する複数の凹部が形成されており、
前記保持装置は、さらに、無機材料により形成され、各前記凹部内に配置され、各前記凹部の表面と、各前記凹部に収容された各前記金属部と、を接合する接合部を備える、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項2】

請求項１に記載の保持装置において、
各前記金属部は、前記板状部側の端部である第１の端部と、前記ベース部側の端部である第２の端部と、を有し、
各前記金属部における前記第１の端部の径は、前記第２の端部の径より大きい、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
前記板状部は、セラミックスにより形成されており、
前記複数の凹部は、前記板状部に形成されており、
前記無機材料は、金属である、
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までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記ベース部は、金属により形成されており、
前記複数の金属部と前記ベース部とは、一体部材である、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項5】

請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
各前記金属部は、前記板状部側の端部である第１の端部と、前記ベース部側の端部である第２の端部と、を有し、
各前記金属部における前記第１の端部は、金属製のロウ付け部により、前記板状部の表面にロウ付けされており、
前記第１の方向視で、各前記ロウ付け部の面積は、各前記金属部の前記第１の端部の面積より大きい、
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】

本明細書に開示される技術は、対象物を保持する保持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば半導体製造装置の真空チャンバー内でウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、例えばセラミックスを含む材料により形成された板状部材と、例えば金属により形成されたベース部材と、板状部材とベース部材とを接合する接合部と、板状部材の内部に設けられたチャック電極とを備えている。静電チャックは、チャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、板状部材の表面にウェハを吸着して保持する。板状部材とベース部材とを接合する接合部は、例えば、例えば樹脂を含む材料により形成される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１４３７９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の静電チャックの構成では、板状部材とベース部材とを接合する接合部が樹脂を含む材料により形成されているため、耐熱性の点で向上の余地がある。なお、静電チャックの耐熱性を向上させるために、該接合部を、樹脂と比べて耐熱性の高い無機材料（金属やセラミックス等の無機接着材）により形成することも考えられる。しかしながら、無機材料により接合部を形成すると、無機材料は樹脂と比較して硬いことから応力緩和機能が低いため、板状部材とベース部材との間の熱膨張差に起因する応力を効果的に緩和することができず、該熱膨張差に起因する接合部の接合不良や静電チャックの変形等の発生を抑制することができない。このように、従来の静電チャックでは、板状部材とベース部材との間の熱膨張差に起因する接合部の接合不良や静電チャックの変形等の発生を抑制しつつ、耐熱性を高めることができない、という課題がある。

【0005】

なお、このような課題は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、板状部と、ベース部と、両者を接合する接合部とを備え、板状部の表面上に対象物を保持する保持装置一般に共通の課題である。

【0006】

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

【0008】

（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の方向に略直交する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状部と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部の前記第２の表面側に位置するように配置され、前記板状部の形成材料の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する材料により形成されたベース部と、を備え、前記板状部の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、金属材料により形成され、前記第１の方向において前記板状部と前記ベース部との間に配置された複数の金属部を備え、前記板状部と前記ベース部との一方には、前記金属部の少なくとも一部分をそれぞれ収容する複数の凹部が形成されており、前記保持装置は、さらに、無機材料により形成され、各前記凹部内に配置され、各前記凹部の表面と、各前記凹部に収容された各前記金属部と、を接合する接合部を備える。本保持装置によれば、樹脂等の有機材料と比較して耐熱性の高い無機材料により形成された接合部により、板状部とベース部とを接合することができるため、保持装置の耐熱性を向上させることができる。また、本保持装置によれば、樹脂等の有機材料と比較して応力緩和機能が低い無機材料により形成された接合部を用いても、金属材料により形成された複数の金属部が変形することにより、板状部とベース部との間の熱膨張差に起因する応力を緩和することができ、該熱膨張差に起因する接合部の接合不良や保持装置の変形等の発生を抑制することができる。従って、本保持装置によれば、板状部とベース部との間の熱膨張差に起因する接合部の接合不良や保持装置の変形等の発生を抑制しつつ、保持装置の耐熱性を高めることができる。

【0009】

（２）上記保持装置において、各前記金属部は、前記板状部側の端部である第１の端部と、前記ベース部側の端部である第２の端部と、を有し、各前記金属部における前記第１の端部の径は、前記第２の端部の径より大きい構成としてもよい。このような構成によれば、各金属部における第２の端部の径を比較的小さくすることにより、各金属部の変形性能を確保することができ、各金属部による板状部とベース部との間の熱膨張差に起因する応力の緩和機能を確保することができる。また、本保持装置によれば、セラミックスと比べて熱伝導率の高い金属部における第１の端部の径を比較的大きくすることにより、各金属部と板状部との間の接触面積を増やして各金属部を介した板状部とベース部との間の伝熱性を向上させることができ、その結果、板状部の第１の表面の温度分布の制御性を向上させることができる。

【0010】

（３）上記保持装置において、前記板状部は、セラミックスにより形成されており、前記複数の凹部は、前記板状部に形成されており、前記無機材料は、金属である構成としてもよい。このような構成によれば、接合部が金属により形成されているため、複数の金属部の変形に加えて、金属製の接合部の変形によっても、板状部とベース部との間の熱膨張差に起因する応力を緩和することができ、該熱膨張差に起因する接合部の接合不良や保持装置の変形等の発生を効果的に抑制することができる。また、本保持装置では、金属製の接合部は、セラミックス製の板状部に形成された各凹部内に分かれて配置されているため、接合部が板状部の表面の全体にわたって連続的に形成された構成と比較して、板状部と接合部との間の熱膨張差に起因する応力を小さくすることができ、該熱膨張差に起因する接合部の接合不良や保持装置の変形等の発生を効果的に抑制することができる。

【0011】

（４）上記保持装置において、前記ベース部は、金属により形成されており、前記複数の金属部と前記ベース部とは、一体部材である構成としてもよい。このような構成によれば、複数の金属部がベース部とは別体の部材である構成と比較して、保持装置の構成の簡素化や製造の容易化を実現することができる。

【0012】

（５）上記保持装置において、各前記金属部は、前記板状部側の端部である第１の端部と、前記ベース部側の端部である第２の端部と、を有し、各前記金属部における前記第１の端部は、金属製のロウ付け部により、前記板状部の表面にロウ付けされており、前記第１の方向視で、各前記ロウ付け部の面積は、各前記金属部の前記第１の端部の面積より大きい構成としてもよい。このような構成によれば、金属部および金属製のロウ付け部を介した板状部とベース部との間の伝熱性を向上させることができ、その結果、板状部の第１の表面の温度分布の制御性を効果的に向上させることができる。

【0013】

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、保持装置、静電チャック、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図

【図2】第１実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図

【図3】第１実施形態の静電チャック１００における板状部材１０とベース部材２０との接合の詳細構成を示す説明図

【図4】第１実施形態における静電チャック１００の製造方法の概要を示す説明図

【図5】第２実施形態の静電チャック１００における板状部材１０とベース部材２０との接合の詳細構成を示す説明図

【図6】第３実施形態の静電チャック１００における板状部材１０とベース部材２０との接合の詳細構成を示す説明図

【図7】第３実施形態における静電チャック１００の製造方法の概要を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0015】

Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．静電チャック１００の構成：
図１は、第１実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、第１実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。

【0016】

静電チャック１００は、対象物（例えばウェハ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ウェハＷを固定するために使用される半導体製造装置用部品である。静電チャック１００は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置された板状部材１０およびベース部材２０を備える。ベース部材２０は、ベース部材２０の上面Ｓ３が板状部材１０の下面Ｓ２側に位置するように配置されている。板状部材１０の下面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当し、ベース部材２０の上面Ｓ３は、特許請求の範囲における第３の表面に相当する。

【0017】

板状部材１０は、Ｚ軸方向視で略円形の板状の部材であり、セラミックス（例えば、アルミナや窒化アルミニウム等）により形成されている。板状部材１０は、外周に沿って上側に切り欠きが形成された部分である外周部ＯＰと、外周部ＯＰの内側に位置する内側部ＩＰとから構成されている。板状部材１０における内側部ＩＰの厚さ（Ｚ軸方向における厚さであり、以下同様。）は、外周部ＯＰに形成された切り欠きの分だけ、外周部ＯＰの厚さより厚くなっている。すなわち、板状部材１０の外周部ＯＰと内側部ＩＰとの境界の位置で、板状部材１０の厚さが変化している。

【0018】

板状部材１０の内側部ＩＰの直径は例えば５０ｍｍ～５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ～３５０ｍｍ程度）であり、板状部材１０の外周部ＯＰの直径は例えば６０ｍｍ～５１０ｍｍ程度（通常は２１０ｍｍ～３６０ｍｍ程度）である（ただし、外周部ＯＰの直径は内側部ＩＰの直径より大きい）。また、板状部材１０の内側部ＩＰの厚さは例えば１ｍｍ～１０ｍｍ程度であり、板状部材１０の外周部ＯＰの厚さは例えば０．５ｍｍ～９．５ｍｍ程度である（ただし、外周部ＯＰの厚さは内側部ＩＰの厚さより薄い）。

【0019】

板状部材１０の上面Ｓ１のうち、内側部ＩＰにおける上面（以下、「吸着面」ともいう。）Ｓ１１は、Ｚ軸方向に略直交する略円形の表面である。吸着面Ｓ１１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、Ｚ軸方向は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。なお、本明細書では、Ｚ軸方向に直交する方向を「面方向」という。

【0020】

板状部材１０の上面Ｓ１のうち、外周部ＯＰにおける上面（以下、「外周上面」ともいう。）Ｓ１２は、Ｚ軸方向に略直交する略円環状の表面である。板状部材１０の外周上面Ｓ１２には、例えば、静電チャック１００を固定するための治具（不図示）が係合する。

【0021】

図２に示すように、板状部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されたチャック電極４０が配置されている。Ｚ軸方向視でのチャック電極４０の形状は、例えば略円形である。チャック電極４０にチャック用電源（不図示）から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハＷが板状部材１０の吸着面Ｓ１１に吸着固定される。

【0022】

板状部材１０の内部には、また、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）を含む抵抗発熱体により構成されたヒータ電極５０が配置されている。ヒータ電極５０にヒータ用電源（不図示）から電圧が印加されると、ヒータ電極５０が発熱することによって板状部材１０が温められ、板状部材１０の吸着面Ｓ１１に保持されたウェハＷが温められる。これにより、ウェハＷの温度分布の制御が実現される。

【0023】

ベース部材２０は、例えば板状部材１０の外周部ＯＰと同径の、または、板状部材１０の外周部ＯＰより径が大きい円形平面の板状部材であり、金属（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。ベース部材２０の形成材料（金属）の熱膨張率は、板状部材１０の形成材料（セラミックス）の熱膨張率とは異なる。より具体的には、ベース部材２０の形成材料（金属）の熱膨張率は、板状部材１０の形成材料（セラミックス）の熱膨張率より大きい。ベース部材２０の直径は例えば２２０ｍｍ～５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ～３５０ｍｍ）であり、ベース部材２０の厚さは例えば２０ｍｍ～４０ｍｍ程度である。

【0024】

ベース部材２０は、板状部材１０に接合されている。板状部材１０とベース部材２０との接合の構成については、後に詳述する。

【0025】

ベース部材２０の内部には冷媒流路２１が形成されている。冷媒流路２１に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が流されると、ベース部材２０が冷却され、ベース部材２０と板状部材１０との間の伝熱（熱引き）により板状部材１０が冷却され、板状部材１０の吸着面Ｓ１１に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度分布の制御が実現される。

【0026】

Ａ－２．板状部材１０とベース部材２０との接合の詳細構成：
次に、板状部材１０とベース部材２０との接合の詳細構成について説明する。図３は、第１実施形態の静電チャック１００における板状部材１０とベース部材２０との接合の詳細構成を示す説明図である。図３には、静電チャック１００の一部分（図２のＸ１部）のＸＺ断面構成が拡大して示されている。

【0027】

図２および図３に示すように、ベース部材２０の上面Ｓ３には、Ｚ軸方向に延びる柱状の複数の凸部７０が形成されている。複数の凸部７０は、ベース部材２０の上面Ｓ３の略全体にわたって、略均等に配置されている。Ｚ軸方向視での各凸部７０の形状は、例えば円形や多角形である。また、各凸部７０の外径は、例えば１ｍｍ～５ｍｍ程度であり、各凸部７０の高さは、例えば２ｍｍ～１０ｍｍ程度である。

【0028】

また、板状部材１０の下面Ｓ２には、複数の凹部８０が形成されている。複数の凹部８０のそれぞれは、１つの凸部７０の少なくとも一部分を収容している。Ｚ軸方向視での各凹部８０の形状は、例えば円形や多角形である。また、各凹部８０の内径は、例えば２ｍｍ～１０ｍｍ程度であり（ただし、凸部７０の外径より大きい）、各凹部８０の深さは、例えば１ｍｍ～５ｍｍ程度である。

【0029】

各凹部８０内には、無機材料（例えば、半田等の金属、アルミナやジルコニア等のセラミックス等）により形成された接合部９０が配置されている。本実施形態では、接合部９０は金属により形成されている。接合部９０は、各凹部８０の表面と、各凹部８０に収容された各凸部７０とを接合している。このように、本実施形態の静電チャック１００では、金属製の接合部９０によって各凹部８０の表面と各凸部７０とが接合されることにより、板状部材１０とベース部材２０とが接合されている。

【0030】

なお、図３に示すように、ベース部材２０を、複数の凸部７０と、それ以外の部分（以下、「本体部２２」という。）とに仮想的に分けると、複数の凸部７０は、金属材料により形成され、Ｚ軸方向において板状部材１０とベース部材２０の本体部２２との間に配置されており、ベース部材２０の本体部２２と一体部材であると表すことができる。本実施形態において、ベース部材２０の複数の凸部７０は、特許請求の範囲における複数の金属部に相当し、ベース部材２０の本体部２２は、特許請求の範囲におけるベース部に相当し、板状部材１０は、特許請求の範囲における板状部に相当する。

【0031】

Ａ－３．静電チャック１００の製造方法：
次に、第１実施形態における静電チャック１００の製造方法の一例を説明する。図４は、第１実施形態における静電チャック１００の製造方法の概要を示す説明図である。

【0032】

はじめに、板状部材１０とベース部材２０とを準備する。板状部材１０およびベース部材２０は、公知の製造方法によって製造可能である。例えば、板状部材１０は以下の方法により製造される。すなわち、複数のセラミックスグリーンシート（例えばアルミナグリーンシート）を準備し、各セラミックスグリーンシートに、チャック電極４０やヒータ電極５０等を構成するためのメタライズインクの印刷等を行い、その後、複数のセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、所定の円板形状にカットした上で焼成し、最後に研磨加工等を行うことにより、板状部材１０が製造される。なお、板状部材１０の下面Ｓ２における複数の凹部８０は、例えばブラスト加工やマシニング加工により形成することができる。また、ベース部材２０の上面Ｓ３における複数の凸部７０は、例えばブラスト加工やマシニング加工により形成することができる。

【0033】

次に、板状部材１０の下面Ｓ２に形成された各凹部８０内に、接合部９０を形成するための無機接着剤９２を配置する（図４のＡ欄参照）。そして、板状部材１０に形成された各凹部８０内に、ベース部材２０の上面Ｓ３に形成された各凸部７０が収容されるようにベース部材２０を配置し、ベース部材２０を板状部材１０に押しつけるように荷重を掛けながら無機接着剤９２を硬化させることにより、各凹部８０の表面と各凸部７０とを接合する接合部９０を形成する（図４のＢ欄参照）。これにより、板状部材１０とベース部材２０とが接合される。主として以上の工程により、上述した構成の静電チャック１００の製造が完了する。

【0034】

Ａ－４．第１実施形態の効果：
以上説明したように、第１実施形態の静電チャック１００は、Ｚ軸方向に略直交する吸着面Ｓ１１と、吸着面Ｓ１１とは反対側の下面Ｓ２と、を有する板状部材１０と、上面Ｓ３を有し、上面Ｓ３が板状部材１０の下面Ｓ２側に位置するように配置され、板状部材１０の形成材料の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する材料により形成されたベース部材２０の本体部２２とを備え、板状部材１０の吸着面Ｓ１１上にウェハＷを保持する保持装置である。第１実施形態の静電チャック１００は、さらに、ベース部材２０に形成された複数の凸部７０を備える。複数の凸部７０は、金属材料により形成され、Ｚ軸方向において板状部材１０とベース部材２０の本体部２２との間に配置されている。また、板状部材１０には、凸部７０の少なくとも一部分をそれぞれ収容する複数の凹部８０が形成されている。また、第１実施形態の静電チャック１００は、さらに、無機材料により形成され、各凹部８０内に配置され、各凹部８０の表面と、各凹部８０に収容された各凸部７０とを接合する接合部９０を備える。

【0035】

このように、第１実施形態の静電チャック１００によれば、樹脂等の有機材料と比較して耐熱性の高い無機材料（無機接着剤９２）により形成された接合部９０により、板状部材１０とベース部材２０とを接合することができるため、静電チャック１００の耐熱性を向上させることができる。また、第１実施形態の静電チャック１００によれば、樹脂等の有機材料と比較して応力緩和機能が低い無機材料（無機接着剤９２）により形成された接合部９０を用いても、金属材料により形成された複数の凸部７０が変形することにより、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差に起因する応力を緩和することができ、該熱膨張差に起因する接合部９０の接合不良や静電チャック１００の変形等の発生を抑制することができる。従って、第１実施形態の静電チャック１００によれば、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差に起因する接合部９０の接合不良や静電チャック１００の変形等の発生を抑制しつつ、静電チャック１００の耐熱性を高めることができる。

【0036】

また、第１実施形態の静電チャック１００では、板状部材１０はセラミックスにより形成されており、複数の凹部８０は板状部材１０に形成されており、接合部９０の形成材料は金属である。このように、第１実施形態の静電チャック１００では、接合部９０が金属により形成されているため、金属製の複数の凸部７０の変形に加えて、金属製の接合部９０の変形によっても、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差に起因する応力を緩和することができ、該熱膨張差に起因する接合部９０の接合不良や静電チャック１００の変形等の発生を効果的に抑制することができる。また、第１実施形態の静電チャック１００では、金属製の接合部９０は、セラミックス製の板状部材１０に形成された各凹部８０内に分かれて配置されているため、接合部９０が板状部材１０の表面の全体にわたって連続的に形成された構成と比較して、板状部材１０と接合部９０との間の熱膨張差に起因する応力を小さくすることができ、該熱膨張差に起因する接合部９０の接合不良や静電チャック１００の変形等の発生を効果的に抑制することができる。

【0037】

また、第１実施形態の静電チャック１００では、ベース部材２０の本体部２２が金属により形成されており、複数の金属製の凸部７０とベース部材２０の本体部２２とは一体部材である。そのため、第１実施形態の静電チャック１００によれば、複数の凸部７０がベース部材２０の本体部２２とは別体の部材である構成と比較して、静電チャック１００の構成の簡素化や製造の容易化を実現することができる。

【0038】

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態の静電チャック１００における板状部材１０とベース部材２０との接合の詳細構成を示す説明図である。以下では、第２実施形態の静電チャック１００の構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

【0039】

図５に示すように、第２実施形態の静電チャック１００は、ベース部材２０に形成された複数の凸部７０の構成の点が、第１実施形態の静電チャック１００と異なる。より詳細には、第２実施形態の静電チャック１００では、各凸部７０が、下側（ベース部材２０の本体部２２側）の一部分である下側部分７２と、上側（板状部材１０側）の一部分である上側部分７１とから構成されている。各凸部７０を構成する下側部分７２および上側部分７１は、共にＺ軸方向に延びる柱状の部分であるが、上側部分７１の外径は、下側部分７２の外径より大きい。すなわち、各凸部７０における上側（板状部材１０側）の端部（以下、「上側端部Ｐ１」という。）の径は、下側（ベース部材２０の本体部２２側）の端部（以下、「下側端部Ｐ２」という。）の径より大きい。各凸部７０における上側端部Ｐ１の外径は、例えば７ｍｍ～１２ｍｍ程度であり、下側端部Ｐ２の外径は、例えば１ｍｍ～５ｍｍ程度である。上側端部Ｐ１は、特許請求の範囲における第１の端部に相当し、下側端部Ｐ２は、特許請求の範囲における第２の端部に相当する。

【0040】

なお、第２実施形態におけるベース部材２０の複数の凸部７０は、例えばブラスト加工やマシニング加工によって、各凸部７０のうちの下側部分７２を形成し、その後、下側部分７２の先端に上側部分７１を例えばロウ付けにより接合することにより、形成することができる。なお、各凸部７０の下側部分７２の先端に１つの板状の金属部材を接合し、その後に該金属部材を加工して各凸部７０の上側部分７１を作製するものとしてもよい。

【0041】

以上説明したように、第２実施形態の静電チャック１００は、第１実施形態の静電チャック１００と同様に、ベース部材２０に形成された複数の凸部７０を備え、該複数の凸部７０は、金属材料により形成され、Ｚ軸方向において板状部材１０とベース部材２０の本体部２２との間に配置されている。また、板状部材１０には、凸部７０の少なくとも一部分をそれぞれ収容する複数の凹部８０が形成されている。また、静電チャック１００は、さらに、無機材料により形成され、各凹部８０内に配置され、各凹部８０の表面と、各凹部８０に収容された各凸部７０とを接合する接合部９０を備える。そのため、第２実施形態の静電チャック１００によれば、第１実施形態の静電チャック１００と同様に、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差に起因する接合部９０の接合不良や静電チャック１００の変形等の発生を抑制しつつ、静電チャック１００の耐熱性を高めることができる。

【0042】

また、第２実施形態の静電チャック１００では、各凸部７０は、板状部材１０側の端部である上側端部Ｐ１と、ベース部材２０の本体部２２側の端部である下側端部Ｐ２とを有し、上側端部Ｐ１の径は下側端部Ｐ２の径より大きい。そのため、第２実施形態の静電チャック１００によれば、各凸部７０における下側端部Ｐ２の径を比較的小さくすることにより、各凸部７０の変形性能を確保することができ、各凸部７０による板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差に起因する応力の緩和機能を確保することができる。また、第２実施形態の静電チャック１００によれば、セラミックスと比べて熱伝導率の高い金属製の各凸部７０における上側端部Ｐ１の径を比較的大きくすることにより、各凸部７０と板状部材１０との間の接触面積を増やして各凸部７０を介した板状部材１０とベース部材２０との間の伝熱性を向上させることができ、その結果、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度分布の制御性を向上させることができる。

【0043】

Ｃ．第３実施形態：
図６は、第３実施形態の静電チャック１００における板状部材１０とベース部材２０との接合の詳細構成を示す説明図である。以下では、第３実施形態の静電チャック１００の構成の内、上述した第１，２実施形態の静電チャック１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

【0044】

第３実施形態の静電チャック１００における各凸部７０の形状や大きさは、第２実施形態の静電チャック１００における各凸部７０の形状や大きさと同様である。すなわち、図６に示すように、第３実施形態の静電チャック１００では、複数の凸部７０が、下側部分７２と上側部分７１とから構成されており、各凸部７０における上側端部Ｐ１の径は、下側端部Ｐ２の径より大きい。ただし、第３実施形態の静電チャック１００では、各凸部７０は、ベース部材２０とは別部材として設けられている。

【0045】

すなわち、各凸部７０は、ベース部材２０とは独立した金属製の部材である。各凸部７０における上側端部Ｐ１は、金属製のロウ付け部６０により、板状部材１０の下面Ｓ２にロウ付けされている。なお、本実施形態では、板状部材１０の下面Ｓ２に複数の凹部１４が形成されており、各凸部７０は、凹部１４内に収容された状態で該凹部１４の表面に接合されている。Ｚ軸方向視で、各ロウ付け部６０の面積は、各凸部７０の上側端部Ｐ１の面積より大きい。すなわち、各凸部７０の上側端部Ｐ１の全体が、ロウ付け部６０によって板状部材１０の表面に接合されている。

【0046】

また、ベース部材２０の上面Ｓ３には、複数の凹部８２が形成されている。複数の凹部８２のそれぞれは、１つの凸部７０の少なくとも一部分を収容している。各凹部８２の形状や大きさは、第１実施形態において板状部材１０の下面Ｓ２に形成された凹部８０と同様である。

【0047】

各凹部８２内には、無機材料（例えば、半田等の金属、アルミナやジルコニア等のセラミックス等）により形成された接合部９０が配置されている。本実施形態では、接合部９０は金属により形成されている。接合部９０は、各凹部８２の表面と、各凹部８２に収容された各凸部７０とを接合している。このように、本実施形態の静電チャック１００では、金属製の接合部９０によって各凹部８２の表面と各凸部７０とが接合されることにより、板状部材１０とベース部材２０とが接合されている。

【0048】

なお、本実施形態において、複数の凸部７０は、特許請求の範囲における複数の金属部に相当し、ベース部材２０は、特許請求の範囲におけるベース部に相当し、板状部材１０は、特許請求の範囲における板状部に相当する。

【0049】

図７は、第３実施形態における静電チャック１００の製造方法の概要を示す説明図である。第３実施形態における静電チャック１００の製造の際には、板状部材１０の下面Ｓ２に、例えばブラスト加工やマシニング加工によって複数の凹部１４が形成され、各凹部１４内に凸部７０が収容され、凸部７０を各凹部１４に接合するロウ付け部６０が形成される（図７のＡ欄参照）。また、ベース部材２０の上面Ｓ３に、例えばブラスト加工やマシニング加工によって複数の凹部８２が形成される（図７のＢ欄参照）。

【0050】

次に、ベース部材２０に形成された各凹部８２内に、接合部９０を形成するための無機接着剤９２を配置する（図７のＢ欄参照）。そして、ベース部材２０に形成された各凹部８２内に、板状部材１０に接合された各凸部７０が収容されるように板状部材１０を配置し、板状部材１０をベース部材２０に押しつけるように荷重を掛けながら無機接着剤９２を硬化させることにより、各凹部８２の表面と各凸部７０とを接合する接合部９０を形成する（図７のＣ欄参照）。これにより、板状部材１０とベース部材２０とが接合される。

【0051】

以上説明したように、第３実施形態の静電チャック１００は、第１，２実施形態の静電チャック１００と同様に、複数の凸部７０を備え、該複数の凸部７０は、金属材料により形成され、Ｚ軸方向において板状部材１０とベース部材２０との間に配置されている。また、ベース部材２０には、凸部７０の少なくとも一部分をそれぞれ収容する複数の凹部８２が形成されている。また、静電チャック１００は、さらに、無機材料により形成され、各凹部８２内に配置され、各凹部８２の表面と、各凹部８２に収容された各凸部７０とを接合する接合部９０を備える。そのため、第３実施形態の静電チャック１００によれば、第１，２実施形態の静電チャック１００と同様に、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差に起因する接合部９０の接合不良や静電チャック１００の変形等の発生を抑制しつつ、静電チャック１００の耐熱性を高めることができる。

【0052】

また、第３実施形態の静電チャック１００では、第２実施形態の静電チャック１００と同様に、各凸部７０は、板状部材１０側の端部である上側端部Ｐ１と、ベース部材２０側の端部である下側端部Ｐ２とを有し、上側端部Ｐ１の径は下側端部Ｐ２の径より大きいため、各凸部７０の変形性能を確保して各凸部７０による応力緩和機能を確保することができると共に、各凸部７０と板状部材１０との間の接触面積を増やして各凸部７０を介した板状部材１０とベース部材２０との間の伝熱性を向上させ、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度分布の制御性を向上させることができる。

【0053】

また、第３実施形態の静電チャック１００では、各凸部７０は、板状部材１０側の端部である上側端部Ｐ１と、ベース部材２０側の端部である下側端部Ｐ２とを有し、各凸部７０における上側端部Ｐ１は、金属製のロウ付け部６０により板状部材１０の下面Ｓ２にロウ付けされており、Ｚ軸方向視で、各ロウ付け部６０の面積は各凸部７０の上側端部Ｐ１の面積より大きい。そのため、第３実施形態の静電チャック１００によれば、金属製の凸部７０およびロウ付け部６０を介した板状部材１０とベース部材２０との間の伝熱性を向上させることができ、その結果、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度分布の制御性を効果的に向上させることができる。

【0054】

Ｄ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

【0055】

上記実施形態における静電チャック１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態における凸部７０の構成（形状、大きさ等）はあくまで一例であり、種々変形可能である。

【0056】

また、上記実施形態の静電チャック１００の各部材（板状部材１０、ベース部材２０、接合部９０、凸部７０等）の形成材料は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、ベース部材２０は金属により形成されているが、ベース部材２０の少なくとも一部がセラミックスにより形成されていてもよい。また、上記実施形態では、接合部９０は金属により形成されているが、接合部９０が金属以外の無機材料により形成されていてもよい。

【0057】

また、上記実施形態では、板状部材１０の上面側の外周に沿って上側に切り欠きが形成されているが、該切り欠きは形成されていなくてもよい。また、上記実施形態では、板状部材１０の内部に１つのチャック電極４０が設けられた単極方式が採用されているが、板状部材１０の内部に一対のチャック電極４０が設けられた双極方式が採用されてもよい。また、上記実施形態の静電チャック１００は、板状部材１０の吸着面Ｓ１１を加熱するヒータ電極５０を備えるが、静電チャック１００がヒータ電極５０を備えないとしてもよい。

【0058】

また、上記実施形態における静電チャック１００の製造方法は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、セラミックスグリーンの積層体を焼成することにより板状部材１０が作製されるが、板状部材１０が他の方法（例えば、ホットプレス焼成）により作製されるとしてもよい。

【0059】

また、本発明は、静電チャック１００に限らず、板状部材と、ベース部材と、両者を接合する接合部とを備え、板状部材の表面上に対象物を保持する他の保持装置にも適用可能である。

【符号の説明】

【0060】

１０：板状部材 １４：凹部 ２０：ベース部材 ２１：冷媒流路 ２２：本体部 ４０：チャック電極 ５０：ヒータ電極 ６０：ロウ付け部 ７０：凸部 ７１：上側部分 ７２：下側部分 ８０：凹部 ８２：凹部 ９０：接合部 ９２：無機接着剤 １００：静電チャック ＩＰ：内側部 ＯＰ：外周部 Ｐ１：上側端部 Ｐ２：下側端部 Ｓ１１：吸着面 Ｓ１２：外周上面 Ｓ１：上面 Ｓ２：下面 Ｓ３：上面 Ｗ：ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】