特許 7386086 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】2023-11-15

(45)【発行日】2023-11-24

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231116BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/68 N

H02N13/00 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020000647

(22)【出願日】2020-01-07

(65)【公開番号】P2021111644

(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２０１６－００９７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０６８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０６５２３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０４－２３６４４９（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】

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、を有する板状部材と、
第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部材の前記第２の表面側に位置するように配置され、冷却機構を有するベース部材と、
樹脂を含む材料により形成され、前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置されて前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、
を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、さらに、
導電性材料により形成された第１の電極であって、前記第１の方向において前記接合部の少なくとも一部分である特定部分より前記第１の表面に近い位置に配置され、前記接合部の前記特定部分を挟んで前記第１の方向に対向する第２の電極との間に静電力を発生させるように構成された第１の電極を備える、
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、
前記第１の電極は、前記板状部材の内部と、前記板状部材の前記第２の表面上と、の一方に配置されている、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項3】

請求項１に記載の保持装置において、
前記第１の電極は、前記接合部の内部に配置されている、
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、
前記ベース部材の少なくとも一部は、導電性材料により形成され、前記第２の電極として機能する、
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までのいずれか一項に記載の保持装置において、さらに、
導電性材料により形成され、前記接合部の内部に配置された前記第２の電極を備える、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記第１の方向に直交する第２の方向に並び、かつ、前記静電力を個別に制御可能な複数の前記第１の電極を備える、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記板状部材の前記第１の表面を加熱するヒータを備えない、
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、例えば樹脂を含む材料により形成され、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（以下、「吸着面」という。）にウェハを吸着して保持する。

【0003】

板状部材の吸着面に保持されたウェハの温度が所望の温度にならないと、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング等）の精度が低下するおそれがあるため、静電チャックにはウェハの温度分布を制御する性能が求められる。そのため、ベース部材には冷却機構（例えば、冷媒流路）が形成されており、該冷却機構を用いてベース部材を冷却することにより、接合部を介したベース部材と板状部材との間の伝熱（熱引き）により板状部材が冷却され、これにより板状部材の吸着面の温度分布の制御（ひいては、吸着面に保持されたウェハの温度分布の制御）が行われる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

上記従来の静電チャックの構成では、ベース部材の冷却機構を用いた板状部材の吸着面の温度分布の制御性の点で向上の余地がある。

【0006】

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保持装置一般に共通の課題である。

【0007】

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】

【0008】

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。

【0009】

（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、を有する板状部材と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部材の前記第２の表面側に位置するように配置され、冷却機構を有するベース部材と、樹脂を含む材料により形成され、前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置されて前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、さらに、導電性材料により形成された第１の電極であって、前記第１の方向において前記接合部の少なくとも一部分である特定部分より前記第１の表面に近い位置に配置され、前記接合部の前記特定部分を挟んで前記第１の方向に対向する第２の電極との間に静電力を発生させるように構成された第１の電極を備える。本保持装置によれば、第１の電極と第２の電極との間で静電力を発生させることにより、接合部の厚さ（第１の方向における寸法）を調整することができる。これにより、接合部の伝熱性を調整することができ、接合部を介したベース部材と板状部材との間の熱伝導（冷媒機構を有するベース部材による板状部材からの熱引き）の量を調整することができ、ひいては、板状部材の第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】

（２）上記保持装置において、前記第１の電極は、前記板状部材の内部と、前記板状部材の前記第２の表面上と、の一方に配置されている構成としてもよい。本保持装置によれば、例えば第１の電極が接合部の内部に配置された形態と比較して、接合部のより大きい部分を対象として厚さを調整することができるため、接合部の伝熱性を比較的広い範囲で調整することができ、ひいては、板状部材の第１の表面の温度を比較的広い範囲で調整することができ、板状部材の第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。

【0011】

（３）上記保持装置において、前記第１の電極は、前記接合部の内部に配置されている構成としてもよい。本保持装置によれば、例えば第１の電極が板状部材の内部や第２の表面に配置された形態と比較して、接合部の厚さをより迅速に、かつ、より確実に調整することができるため、接合部の伝熱性をより迅速に、かつ、より確実に調整することができ、ひいては、板状部材の第１の表面の温度をより迅速に、かつ、より確実に調整することができる。

【0012】

（４）上記保持装置において、前記ベース部材の少なくとも一部は、導電性材料により形成され、前記第２の電極として機能する構成としてもよい。本保持装置によれば、ベース部材とは別に第２の電極を設ける形態と比較して、部品点数の増加を抑制することができ、製造の容易化やコストの低減を実現することができる。

【0013】

（５）上記保持装置において、さらに、導電性材料により形成され、前記接合部の内部に配置された前記第２の電極を備える構成としてもよい。本保持装置によれば、例えばベース部材を第２の電極として機能させる形態と比較して、接合部の厚さをより迅速に、かつ、より確実に調整することができるため、接合部の伝熱性をより迅速に、かつ、より確実に調整することができ、ひいては、板状部材の第１の表面の温度をより迅速に、かつ、より確実に調整することができる。

【0014】

（６）上記保持装置において、前記第１の方向に直交する第２の方向に並び、かつ、前記静電力を個別に制御可能な複数の前記第１の電極を備える構成としてもよい。本保持装置によれば、第２の方向に並ぶ複数の位置において、接合部の厚さを個別に調整することができるため、接合部を介したベース部材と板状部材との間の熱伝導の量を個別に調整することができ、ひいては、板状部材の第１の表面の温度分布をより緻密に制御することができる。

【0015】

（７）上記保持装置において、前記板状部材の前記第１の表面を加熱するヒータを備えない構成としてもよい。本保持装置によれば、ヒータを備えないために、板状部材の第１の表面の温度を調整することが比較的困難な保持装置においても、第１の電極を用いて接合部の厚さを調整し、接合部を介したベース部材と板状部材との間の熱伝導の量を調整することにより、板状部材の第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。

【0016】

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】

【0017】

【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実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図

【図4】第２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

【発明を実施するための形態】

【0018】

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り、図３は、第１実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図３には、図２のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における静電チャック１００のＸＹ断面構成が示されている。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。

【0019】

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。板状部材１０とベース部材２０とは、板状部材１０の下面Ｓ２（図２参照）とベース部材２０の上面Ｓ３とが、後述する接合部３０を挟んで上記配列方向に対向するように配置されている。すなわち、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。

【0020】

板状部材１０は、Ｚ軸方向視で略円形の板状の部材であり、例えばセラミックス（例えば、アルミナや窒化アルミニウム等）を含む材料により形成されている。なお、本実施形態では、板状部材１０は、セラミックスを主成分として含む材料により形成されている。本明細書において、主成分とは、体積含有率が最も高い成分を意味する。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。

【0021】

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）。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。本実施形態では、チャック電極４０は、板状部材１０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に仮想的に３等分したときの一番上側の部分に配置されている。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。

【0025】

また、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）により形成された複数の熱伝導調整用電極５０が配置されている。本実施形態では、熱伝導調整用電極５０は、板状部材１０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に仮想的に３等分したときの一番下側の部分に配置されている。また、静電チャック１００は、熱伝導調整用電極５０への給電のための構成（ドライバ電極６０等）を備えている。これらの構成については、後に詳述する。本実施形態において、熱伝導調整用電極５０は、特許請求の範囲における第１の電極に相当する。

【0026】

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、例えば金属（アルミニウムやアルミニウム合金等）等の導電性材料により形成されている。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。

【0027】

ベース部材２０は、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に配置された接合部３０によって、板状部材１０に接合されている。接合部３０の厚さは、例えば０．１ｍｍ～１ｍｍ程度である。本実施形態では、接合部３０は、樹脂材料（接着材料）を主成分として含んでいる。接合部３０に含まれる樹脂材料としては、シリコーン樹脂やフッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の種々の樹脂材料を用いることができるが、耐熱性が高く、かつ、柔軟な樹脂材料であるシリコーン樹脂やフッ素樹脂を用いることが好ましい。また、接合部３０は、樹脂材料に加えて、例えばセラミックスの充填材（フィラー）を含んでいてもよい。接合部３０は、ある程度の弾性を有している。

【0028】

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、接合部３０を介したベース部材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。冷媒流路２１は、特許請求の範囲における冷却機構に相当する。

【0029】

また、静電チャック１００は、静電チャック１００の周囲に存在するプラズマやプロセスガスから接合部３０の外周面を保護するためのＯリング１３０を備える。Ｏリング１３０は、例えばエラストマー（例えば、合成ゴム）により形成されている。Ｏリング１３０は、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３とに当接しており、該当接箇所において封止機能を発揮することにより、接合部３０の外周面がプラズマやプロセスガスに晒されて劣化することを抑制する。

【0030】

なお、本実施形態の静電チャック１００は、板状部材１０の吸着面Ｓ１１を加熱するヒータを備えていない。すなわち、本実施形態の静電チャック１００では、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度制御は、ベース部材２０に形成された冷媒流路２１への冷媒の供給により実行現される。

【0031】

Ａ－２．熱伝導調整用電極５０等の構成：
次に、熱伝導調整用電極５０および熱伝導調整用電極５０への給電のための構成について詳述する。上述したように、本実施形態の静電チャック１００は、複数の熱伝導調整用電極５０（より具体的には、３つの熱伝導調整用電極５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）を備える（図２および図３参照）。各熱伝導調整用電極５０は、面方向に平行な所定の形状の導体パターンである。本実施形態では、複数の熱伝導調整用電極５０は、面方向に互いに並んで配置されている。

【0032】

図２および図３に示すように、本実施形態の静電チャック１００では、板状部材１０（より詳細には、板状部材１０の内側部ＩＰ）が、面方向に並ぶ３つのセグメントＺ（Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ）に仮想的に分割されている。より具体的には、板状部材１０が、Ｚ軸方向視で、板状部材１０の外周線と同心の２つの円形の仮想分割線ＶＬ（ＶＬ１，ＶＬ２）によって、３つのセグメントＺに仮想的に分割されている。Ｚ軸方向視での各セグメントＺの形状は、略円形または略円環形である。

【0033】

複数の熱伝導調整用電極５０のそれぞれは、板状部材１０に設定された複数のセグメントＺのうちの１つに配置されている。具体的には、３つの熱伝導調整用電極５０の内、１つの熱伝導調整用電極５０Ａは、３つのセグメントＺのうちの最も外周側に位置するセグメントＺａに配置されており、他の１つの熱伝導調整用電極５０Ｃは、３つのセグメントＺのうちの最も中心に近い側に位置するセグメントＺｃに配置されており、残り１つの熱伝導調整用電極５０Ｂは、セグメントＺａとセグメントＺｃとに挟まれたセグメントＺｂに配置されている。

【0034】

本実施形態では、各熱伝導調整用電極５０は、Ｚ軸方向視で、各セグメントＺの略全体を覆うような形状となっている。すなわち、Ｚ軸方向視で略円環形のセグメントＺであるセグメントＺａおよびセグメントＺｂに配置された熱伝導調整用電極５０Ａおよび熱伝導調整用電極５０Ｂは、Ｚ軸方向視で略円環形であり、Ｚ軸方向視で略円形のセグメントＺであるセグメントＺｃに配置された熱伝導調整用電極５０Ｃは、Ｚ軸方向視で略円形である。

【0035】

また、本実施形態の静電チャック１００は、各熱伝導調整用電極５０への給電のための構成を備えている。具体的には、静電チャック１００は、複数のドライバ電極６０を備える（図２参照）。各ドライバ電極６０は、面方向に平行な所定の形状の導体パターンであり、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されている。本実施形態では、複数のドライバ電極６０は、面方向に互いに並んで配置されており、各ドライバ電極６０の配置位置は、各熱伝導調整用電極５０の配置位置より上側とされている。

【0036】

また、図２に示すように、静電チャック１００には、ベース部材２０の下面Ｓ４から板状部材１０の内部に至る複数の（本実施形態では３つの）端子用孔１１０が形成されている。各端子用孔１１０は、ベース部材２０を上下方向に貫通する貫通孔２２と、接合部３０を上下方向に貫通する貫通孔３２と、板状部材１０の下面Ｓ２に形成された凹部１３とが、互いに連通することにより構成された一体の孔である。

【0037】

各端子用孔１１０には、導電性材料により形成された略柱状の部材である給電端子７４が収容されている。また、各端子用孔１１０を構成する板状部材１０の凹部１３の底面には、導電性材料により形成された給電電極（電極パッド）７３が配置されている。給電端子７４の上端部分は、例えばろう付け等により給電電極７３に接合されている。また、各ドライバ電極６０は、第１のビア７１を介して１つの給電電極７３に電気的に接続されていると共に、第２のビア７２を介して１つの熱伝導調整用電極５０に電気的に接続されている。このように、各熱伝導調整用電極５０は、第２のビア７２、ドライバ電極６０、第１のビア７１および給電電極７３を介して、給電端子７４と電気的に接続されている。各給電端子７４とベース部材２０との間には、電源１４０により個別に電圧が印加可能となっている。

【0038】

なお、熱伝導調整用電極５０やドライバ電極６０が内部に配置された板状部材１０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、セラミックスグリーンシートを複数枚作製し、所定のセラミックスグリーンシートに所定の加工を行う。所定の加工としては、例えば、熱伝導調整用電極５０やドライバ電極６０の形成のためのメタライズペーストの印刷、各種ビアの形成のための孔空けおよびメタライズペーストの充填等が挙げられる。これらのセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、切断等の加工を行うことにより、セラミックスグリーンシートの積層体を作製する。作製されたセラミックスグリーンシートの積層体を焼成することにより、板状部材１０を得る。

【0039】

Ａ－３．静電チャック１００の作用：
本実施形態の静電チャック１００は、上述した構成を有しているため、以下に説明するように、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の熱伝導（冷媒流路２１を有するベース部材２０による板状部材１０からの熱引き）の量を調整することができ、ひいては、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。

【0040】

例えば、図２に示すように、最も中心に近いセグメントＺｃに属する熱伝導調整用電極５０Ｃに電気的に接続された給電端子７４と、ベース部材２０との間に電圧を印加すると、熱伝導調整用電極５０Ｃがプラスに帯電する一方、ベース部材２０がマイナスに帯電し、熱伝導調整用電極５０Ｃとベース部材２０との間に静電引力が発生する。この静電引力により、熱伝導調整用電極５０Ｃとベース部材２０とが引き寄せ合い、接合部３０のうち、熱伝導調整用電極５０Ｃとベース部材２０とにより挟まれた部分が厚さ方向に圧縮されるように弾性変形する。その結果、板状部材１０やベース部材２０と比べて熱抵抗の大きい接合部３０において、一部分が厚さ方向につぶされて熱抵抗が小さくなり、該部分を介したベース部材２０による板状部材１０からの熱引きの量が大きくなり、板状部材１０の吸着面Ｓ１１のうち、Ｚ軸方向視で熱伝導調整用電極５０Ｃと重なる部分（すなわち、セグメントＺｃに属する部分）の温度が低くなる。

【0041】

上述したように、本実施形態の静電チャック１００では、各給電端子７４とベース部材２０との間に、個別に電圧が印加可能となっているため、各熱伝導調整用電極５０とベース部材２０との間に発生する静電引力を個別に制御することができる。従って、板状部材１０の吸着面Ｓ１１のうち、温度を低下させたい部分に対応するセグメントＺに配置された熱伝導調整用電極５０とベース部材２０との間に静電引力を発生させることにより、接合部３０の一部分を厚さ方向につぶして熱抵抗を小さくし、吸着面Ｓ１１における対応する部分の温度を低下させることができる。

【0042】

また、２つのセグメントＺ（例えば、セグメントＺａおよびセグメントＺｂ）に属する熱伝導調整用電極５０（例えば、熱伝導調整用電極５０Ａおよび熱伝導調整用電極５０Ｂ）と電気的に接続された各給電端子７４とベース部材２０との間に電圧を印加し、残りの１つのセグメントＺ（例えば、セグメントＺｃ）については電圧の印加を行わないことにより、板状部材１０の吸着面Ｓ１１のうち、電圧の印加を行わないセグメントＺ（例えば、セグメントＺｃ）に属する部分の温度を相対的に高くすることができる。

【0043】

なお、本実施形態の静電チャック１００において、熱伝導調整用電極５０は、板状部材１０の内部に配置されている。換言すれば、熱伝導調整用電極５０は、Ｚ軸方向において接合部３０より吸着面Ｓ１１に近い位置に配置されている。また、ベース部材２０は、導電性材料により形成されており、Ｚ軸方向において接合部３０を挟んで熱伝導調整用電極５０に対向する電極として機能する。本実施形態において、ベース部材２０は、特許請求の範囲における第２の電極に相当し、接合部３０の全体は、特許請求の範囲における特定部分に相当する。

【0044】

Ａ－４．第１実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の静電チャック１００は、板状部材１０と、ベース部材２０と、接合部３０とを備える。板状部材１０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とを有する板状の部材である。ベース部材２０は、上面Ｓ３を有する部材であり、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、冷媒流路２１を有する。接合部３０は、樹脂を含む材料により形成され、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に配置されて、板状部材１０とベース部材２０とを接合する。また、本実施形態の静電チャック１００は、さらに、導電性材料により形成された熱伝導調整用電極５０を備える。熱伝導調整用電極５０は、Ｚ軸方向において接合部３０（接合部３０の全体）より吸着面Ｓ１１に近い位置に配置され、接合部３０（接合部３０の全体）を挟んでＺ軸方向に対向するベース部材２０との間に静電力を発生させるように構成されている。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、熱伝導調整用電極５０とベース部材２０との間で静電力（静電引力）を発生させることにより、接合部３０の厚さ（Ｚ軸方向における寸法）を調整することができる。これにより、接合部３０の伝熱性を調整することができ、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の熱伝導（冷媒流路２１を有するベース部材２０による板状部材１０からの熱引き）の量を調整することができ、ひいては、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。

【0045】

また、本実施形態の静電チャック１００では、熱伝導調整用電極５０は、板状部材１０の内部に配置されている。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、例えば熱伝導調整用電極５０が接合部３０の内部に配置された形態と比較して、接合部３０のより大きい部分を対象として厚さを調整することができるため、接合部３０の伝熱性を比較的広い範囲で調整することができ、ひいては、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度を比較的広い範囲で調整することができ、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。

【0046】

また、本実施形態の静電チャック１００では、ベース部材２０は、導電性材料により形成され、熱伝導調整用電極５０との間で静電力を発生させる電極（第２の電極）として機能する。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、ベース部材２０とは別に第２の電極を設ける形態と比較して、部品点数の増加を抑制することができ、製造の容易化やコストの低減を実現することができる。

【0047】

また、本実施形態の静電チャック１００は、面方向に並び、かつ、静電力を個別に制御可能な複数の熱伝導調整用電極５０を備える。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、面方向に並ぶ複数の位置において、接合部３０の厚さを個別に調整することができるため、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の熱伝導の量を個別に調整することができ、ひいては、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度分布をより緻密に制御することができる。

【0048】

また、本実施形態の静電チャック１００は、板状部材１０の吸着面Ｓ１１を加熱するヒータを備えない。本実施形態の静電チャック１００によれば、ヒータを備えないために、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度を調整することが比較的困難な静電チャック１００においても、熱伝導調整用電極５０を用いて接合部３０の厚さを調整し、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の熱伝導の量を調整することにより、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。

【0049】

Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２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。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。

【0050】

図４に示すように、第２実施形態の静電チャック１００は、熱伝導調整用電極５０に関する構成の点で、第１実施形態の静電チャック１００と異なる。より具体的には、第２実施形態の静電チャック１００では、熱伝導調整用電極５０が、板状部材１０の内部ではなく、接合部３０の内部に配置されている。

【0051】

本実施形態では、図４に示すＸＺ断面の位置において、接合部３０の内部に、Ｚ軸方向に並ぶ４つの熱伝導調整用電極５０が配置されている。４つの熱伝導調整用電極５０のうち、上から１つ目および３つ目の熱伝導調整用電極５０（以下、「第１の熱伝導調整用電極５０Ｓ」ともいう。）は、例えば導電性接着材により形成された引出線７８を介して、１つの給電端子７４（以下、「第１の給電端子７４Ｓ」ともいう。）に電気的に接続されている。また、上から２つ目および４つ目の熱伝導調整用電極５０（以下、「第２の熱伝導調整用電極５０Ｔ」ともいう。）は、例えば導電性接着材により形成された引出線７８を介して、他の１つの給電端子７４（以下、「第２の給電端子７４Ｔ」ともいう。）に電気的に接続されている。第１の給電端子７４Ｓと第２の給電端子７４Ｔとの間には、電源１４０により電圧が印加可能となっている。なお、各給電端子７４は、グラウンドとしてのベース部材２０に電気的に接続されていてもよい。

【0052】

なお、本実施形態における熱伝導調整用電極５０周りの構成の作製方法は、例えば以下の通りである。すなわち、接合部３０の形成材料である複数のシート状接着剤の積層体を作製する。このとき、各シート状接着剤の間に挟むように、例えば金属箔により形成された熱伝導調整用電極５０を配置する。また、各シート状接着剤に孔をあけ、該孔に例えば導電性接着材を充填することにより、各熱伝導調整用電極５０に導通する引出線７８を形成する。このような構成の複数のシート状接着剤の積層体を、板状部材１０とベース部材２０との間に配置して硬化させることにより接合部３０を作製する。また、ベース部材２０に予め形成しておいた端子用孔１１０内に、例えばスプリングコネクタ等により構成されたコネクタ部を有する給電端子７４を挿入し、給電端子７４のコネクタ部を引出線７８と電気的に接続させる。

【0053】

なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、板状部材１０に複数のセグメントＺが設定され、各セグメントＺに、個別に印加電圧を制御可能な第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとの組合せが配置されるとしてもよい。

【0054】

第２実施形態の静電チャック１００は、上述した構成を有しているため、第１実施形態の静電チャック１００と同様に、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の熱伝導（冷媒流路２１を有するベース部材２０による板状部材１０からの熱引き）の量を調整することができ、ひいては、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。

【0055】

例えば、図４に示すように２つの電源１４０を接続すると、第１の給電端子７４Ｓに電気的に接続された第１の熱伝導調整用電極５０Ｓがマイナスに帯電する一方、第２の給電端子７４Ｔに電気的に接続された第２の熱伝導調整用電極５０Ｔがプラスに帯電し、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとの間に静電引力が発生する。この静電引力により、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとが引き寄せ合い、接合部３０のうち、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとにより挟まれた部分が厚さ方向に圧縮されるように弾性変形する。その結果、板状部材１０やベース部材２０と比べて熱抵抗の大きい接合部３０において、一部分が厚さ方向につぶされて熱抵抗が小さくなり、該部分を介したベース部材２０による板状部材１０からの熱引きの量が大きくなり、板状部材１０の吸着面Ｓ１１のうち、Ｚ軸方向視で第１の熱伝導調整用電極５０Ｓおよび第２の熱伝導調整用電極５０Ｔと重なる部分の温度が低くなる。

【0056】

一方、図４に示す２つの電源１４０のうち、左側の電源１４０を逆向きに接続すると、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとが、共にプラスに帯電し、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとの間に静電斥力が発生する。この静電斥力により、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとが反発し合い、接合部３０のうち、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとにより挟まれた部分が厚さ方向に引っ張られるように弾性変形する。その結果、板状部材１０やベース部材２０と比べて熱抵抗の大きい接合部３０において、一部分が厚さ方向に引き延ばされて熱抵抗が大きくなり、接合部３０の該部分を介したベース部材２０による板状部材１０からの熱引きの量が小さくなり、板状部材１０の吸着面Ｓ１１のうち、Ｚ軸方向視で第１の熱伝導調整用電極５０Ｓおよび第２の熱伝導調整用電極５０Ｔと重なる部分の温度が高くなる。

【0057】

なお、第２実施形態の静電チャック１００において、各第１の熱伝導調整用電極５０Ｓは、接合部３０の内部に配置されている。換言すれば、各第１の熱伝導調整用電極５０Ｓは、Ｚ軸方向において接合部３０の少なくとも一部分（各第１の熱伝導調整用電極５０Ｓに対して下方向に隣り合う第２の熱伝導調整用電極５０Ｔより上側の部分であり、以下、「特定部分３４」という。）より吸着面Ｓ１１に近い位置に配置されている。また、各第２の熱伝導調整用電極５０Ｔは、接合部３０の特定部分３４を挟んで各第１の熱伝導調整用電極５０Ｓに対向する電極として機能する。本実施形態において、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓは、特許請求の範囲における第１の電極に相当し、第２の熱伝導調整用電極５０Ｔは、特許請求の範囲における第２の電極に相当する。

【0058】

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、導電性材料により形成された熱伝導調整用電極５０を備える。熱伝導調整用電極５０のうちの第１の熱伝導調整用電極５０Ｓは、Ｚ軸方向において接合部３０の少なくとも一部分である特定部分３４より吸着面Ｓ１１に近い位置に配置され、接合部３０の特定部分３４を挟んでＺ軸方向に対向する第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとの間に静電力を発生させるように構成されている。そのため、第２実施形態の静電チャック１００によれば、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとの間で静電力（静電引力または静電斥力）を発生させることにより、接合部３０の厚さ（Ｚ軸方向における寸法）を調整することができる。これにより、接合部３０の伝熱性を調整することができ、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の熱伝導（冷媒流路２１を有するベース部材２０による板状部材１０からの熱引き）の量を調整することができ、ひいては、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。

【0059】

また、本実施形態の静電チャック１００では、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓは、接合部３０の内部に配置されている。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、例えば第１の熱伝導調整用電極５０Ｓが板状部材１０の内部や下面Ｓ２に配置された形態と比較して、接合部３０の厚さをより迅速に、かつ、より確実に調整することができるため、接合部３０の伝熱性をより迅速に、かつ、より確実に調整することができ、ひいては、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度をより迅速に、かつ、より確実に調整することができる。

【0060】

また、本実施形態の静電チャック１００では、さらに、導電性材料により形成され、接合部３０の内部に配置された第２の熱伝導調整用電極５０Ｔを備える。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、ベース部材２０を第２の電極として機能させる形態と比較して、接合部３０の厚さをより迅速に、かつ、より確実に調整することができるため、接合部３０の伝熱性をより迅速に、かつ、より確実に調整することができ、ひいては、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度をより迅速に、かつ、より確実に調整することができる。

【0061】

Ｃ．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。

【0062】

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、上記第１実施形態では、熱伝導調整用電極５０が板状部材１０の内部に配置されているが、熱伝導調整用電極５０が板状部材１０の下面Ｓ２上に配置されていてもよい。このような構成であっても、上記第１実施形態と同様に、熱伝導調整用電極５０とベース部材２０との間で静電力（静電引力）を発生させることにより、接合部３０の厚さを調整することができ、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の熱伝導の量を調整することができ、ひいては、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。

【0063】

また、上記第１実施形態では、熱伝導調整用電極５０が板状部材１０の内部に配置されているが、熱伝導調整用電極５０が接合部３０の内部に配置されていてもよい。このような構成であっても、上記第１実施形態と同様に、熱伝導調整用電極５０とベース部材２０との間で静電力（静電引力）を発生させることにより、接合部３０の厚さを調整することができ、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の熱伝導の量を調整することができ、ひいては、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。

【0064】

また、上記実施形態における熱伝導調整用電極５０の個数や、各熱伝導調整用電極５０の形状、板状部材１０における各熱伝導調整用電極５０の配置は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記第１実施形態の静電チャック１００は、３つの熱伝導調整用電極５０を備えるが、静電チャック１００が備える熱伝導調整用電極５０の個数は、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。同様に、上記第１実施形態におけるセグメントＺの個数や、各セグメントＺの形状、板状部材１０における各セグメントＺの配置は、あくまで一例であり、種々変形可能である。

【0065】

また、上記第２実施形態の静電チャック１００は、第１の熱伝導調整用電極５０Ｓと第２の熱伝導調整用電極５０Ｔとの組合せを２つ備えるが、静電チャック１００が備える該組合せの個数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0066】

また、上記実施形態におけるドライバ電極６０の個数や、各ドライバ電極６０の形状、板状部材１０における各ドライバ電極６０の配置は、あくまで一例であり、種々変形可能である。また、上記実施形態において、静電チャック１００がドライバ電極６０を備えないとしてもよい。

【0067】

また、上記実施形態では、ベース部材２０は、冷却機構として冷媒流路２１を有しているが、冷媒流路２１に代えて、あるいは、冷媒流路２１と共に、冷媒流路２１以外の冷却機構を有していてもよい。

【0068】

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を加熱するヒータを備えないが、静電チャック１００が、板状部材１０の吸着面Ｓ１１を加熱するヒータを備えるとしてもよい。また、上記実施形態の静電チャック１００における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。

【0069】

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、種々変形可能である。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。

【0070】

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】

【0071】

１０：板状部材 １３：凹部 ２０：ベース部材 ２１：冷媒流路 ２２：貫通孔 ３０：接合部 ３２：貫通孔 ３４：特定部分 ４０：チャック電極 ５０：熱伝導調整用電極 ６０：ドライバ電極 ７１：第１のビア ７２：第２のビア ７３：給電電極 ７４：給電端子 ７８：引出線 １００：静電チャック １１０：端子用孔 １３０：Ｏリング １４０：電源 ＩＰ：内側部 ＯＰ：外周部 Ｓ１１：吸着面 Ｓ１２：外周上面 Ｓ１：上面 Ｓ２：下面 Ｓ３：上面 Ｓ４：下面 Ｗ：ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】