特許 7402037 静電チャック

(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】2023-12-12

(45)【発行日】2023-12-20

(54)【発明の名称】静電チャック

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231213BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019231047

(22)【出願日】2019-12-23

(65)【公開番号】P2021100045

(43)【公開日】2021-07-01

【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

(72)【発明者】

【氏名】村上 勝久

【審査官】三浦 みちる

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１１５１９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１８８１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０７９４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９５３４６（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、
前記板状部材の内部に配置され、静電引力を発生させるチャック電極と、
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、
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静電チャックにおいて、
前記板状部材の前記第１の表面には、複数のガス吐出孔と、前記複数のガス吐出孔を取り囲む連続的な壁状の凸部と、が形成されており、
前記静電チャックの内部には、前記複数のガス吐出孔に連通するガス流路が形成されており、
前記静電チャックは、さらに、前記複数のガス吐出孔の内の少なくとも２つについて設けられ、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する吐出量調整部を備え、
前記ガス流路は、
共通ガス流路と、
前記共通ガス流路から分岐し、各前記ガス吐出孔につながる複数の個別ガス流路と、
を含み、
前記吐出量調整部は、各前記ガス吐出孔につながる前記個別ガス流路の所定の位置における流路面積を増減させる流路面積調整機構を含み、
前記流路面積調整機構は、前記個別ガス流路に面する前記流路面積調整機構の先端部の位置を変位させることにより、前記個別ガス流路の流路面積を増減させ、
前記板状部材は、セラミックスにより形成されており、
前記個別ガス流路の前記所定の位置は、前記板状部材の内部の位置であり、
前記流路面積調整機構の前記先端部の少なくとも一部は、金属により形成されており、
前記静電チャックは、さらに、前記流路面積調整機構の前記先端部の少なくとも一部を覆うように配置され、セラミックスにより形成されたキャップ部材を備える、
ことを特徴とする静電チャック。

【請求項2】

請求項１に記載の静電チャックにおいて、
前記個別ガス流路は、前記板状部材と前記接合部と前記ベース部材とにまたがって形成されており、
前記静電チャックは、さらに、前記個別ガス流路と前記接合部の端面との間に介在し、エラストマーにより形成された保護部材を備える、
ことを特徴とする静電チャック。

【請求項3】

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、
前記板状部材の内部に配置され、静電引力を発生させるチャック電極と、
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、
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静電チャックにおいて、
前記板状部材の前記第１の表面には、複数のガス吐出孔と、前記複数のガス吐出孔を取り囲む連続的な壁状の凸部と、が形成されており、
前記静電チャックの内部には、前記複数のガス吐出孔に連通するガス流路が形成されており、
前記静電チャックは、さらに、前記複数のガス吐出孔の内の少なくとも２つについて設けられ、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する吐出量調整部を備え、
前記ガス流路は、
共通ガス流路と、
前記共通ガス流路から分岐し、各前記ガス吐出孔につながる複数の個別ガス流路と、
を含み、
前記吐出量調整部は、各前記ガス吐出孔につながる前記個別ガス流路に配置され、流量可変にガスを送り出すポンプ機構を含む、
ことを特徴とする静電チャック。

【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静電チャックにおいて、
さらに、各前記ガス吐出孔付近の圧力を検知する圧力検知部を備え、
前記吐出量調整部は、前記圧力検知部による圧力の検知結果に基づき、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する、
ことを特徴とする静電チャック。

【請求項5】

請求項４に記載の静電チャックにおいて、
前記吐出量調整部は、前記圧力検知部により検知された圧力が相対的に低い前記ガス吐出孔のガス吐出量が相対的に増加するように、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する、
ことを特徴とする静電チャック。

【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、静電チャックに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば半導体を製造する際に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材料により形成された板状部材と、板状部材の内部に配置されたチャック電極と、例えば金属材料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を備えており、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】

静電チャック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、例えばベース部材に形成された冷媒流路に冷媒を供給することによる冷却によって、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。

【0004】

また、静電チャックにおいて、板状部材とウェハとの間の伝熱特性を高めてウェハの温度分布の制御性を向上させるため、ウェハと板状部材の吸着面との間の空間にヘリウムガス等の不活性ガスを供給可能とした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成の静電チャックでは、板状部材の吸着面に、複数のガス吐出孔が形成されており、静電チャックの内部に、該複数のガス吐出孔に連通するガス流路が形成されている。このガス流路に不活性ガスが供給されると、該不活性ガスは上記複数のガス吐出孔から、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間に供給される。なお、該空間に供給された不活性ガスを該空間内に留めるために、板状部材の吸着面には、上記複数のガス吐出孔を取り囲む連続的な壁状の凸部（「シールバンド」とも呼ばれる。）が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１５７７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

静電チャックでは、例えば、経年による壁状の凸部（シールバンド）の一部分の摩耗等に起因して、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間からの不活性ガスの漏れが発生し、該空間内における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。該空間内における不活性ガスの濃度が不均一になると、ウェハと板状部材との間の伝熱特性が不均一になり、その結果、ウェハの温度分布の制御性が低下する（例えば、ウェハの温度分布の面内均一性が低下する）おそれがある。また、例えば、静電チャックの製品バラツキ等に起因して、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量にバラツキがある場合も、やはり、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間内における不活性ガスの濃度が不均一になり、その結果、ウェハの温度分布の制御性が低下するおそれがある。また、例えば、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間において、あえて、特定の部分の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、ウェハの各部分における温度を所望の温度に制御することも考えられるが、従来の静電チャックではこのような制御を実現することはできない。このように、従来の静電チャックでは、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間における不活性ガスの濃度の制御性に向上の余地があり、そのために、板状部材の吸着面の温度分布の制御性に向上の余地があり、ひいては、静電チャックに保持されるウェハの温度分布の制御性の点で向上の余地がある。

【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静電チャックは、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、前記板状部材の内部に配置され、静電引力を発生させるチャック電極と、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、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（例えばウェハ）を保持する。本静電チャックにおいて、前記板状部材の前記第１の表面には、複数のガス吐出孔と、前記複数のガス吐出孔を取り囲む連続的な壁状の凸部と、が形成されており、前記静電チャックの内部には、前記複数のガス吐出孔に連通するガス流路が形成されており、前記静電チャックは、さらに、前記複数のガス吐出孔の内の少なくとも２つについて設けられ、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する吐出量調整部を備える。本静電チャックによれば、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整する吐出量調整部を備えるため、吐出量調整部を用いて各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することができる。そのため、対象物と板状部材の第１の表面との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性を向上させることができ、ひいては対象物の温度制御性を向上させることができる。

【0010】

例えば、経年による壁状の凸部の一部分の摩耗に起因して、対象物と板状部材の第１の表面との間の空間からの不活性ガスの漏れが発生し、該空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。そのような場合にも、吐出量調整部によって各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することにより、該不活性ガスの濃度の不均一を緩和・解消することができる。また、例えば、静電チャックの製品バラツキ等に起因して、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量にバラツキがあり、その結果、対象物と板状部材の第１の表面との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。そのような場合にも、吐出量調整部によって各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することにより、該不活性ガスの濃度の不均一を緩和・解消することができる。また、例えば、対象物と板状部材の第１の表面との間の空間において、あえて、特定の位置の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、対象物の各位置における温度を所望の温度に制御することが望まれる場合がある。そのような場合にも、吐出量調整部によって各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することにより、該空間内の各位置における不活性ガスの濃度を自在に制御することができる。

【0011】

（２）上記静電チャックにおいて、前記ガス流路は、共通ガス流路と、前記共通ガス流路から分岐し、各前記ガス吐出孔につながる複数の個別ガス流路と、を含み、前記吐出量調整部は、各前記ガス吐出孔につながる前記個別ガス流路の所定の位置における流路面積を増減させる流路面積調整機構を含む構成としてもよい。本静電チャックによれば、各ガス吐出孔につながる個別ガス流路の所定の位置における流路面積を増減させることにより、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することができるため、比較的簡易な構成により、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量の調整を実現することができる。

【0012】

（３）上記静電チャックにおいて、前記流路面積調整機構は、前記個別ガス流路に面する前記流路面積調整機構の先端部の位置を変位させることにより、前記個別ガス流路の流路面積を増減させる構成としてもよい。本静電チャックによれば、比較的簡易な構成により、各ガス吐出孔につながる個別ガス流路の流路面積を増減させることができ、これにより、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量の調整を実現することができる。

【0013】

（４）上記静電チャックにおいて、前記板状部材は、セラミックスにより形成されており、前記個別ガス流路の前記所定の位置は、前記板状部材の内部の位置であり、前記流路面積調整機構の前記先端部の少なくとも一部は、金属により形成されており、前記静電チャックは、さらに、前記流路面積調整機構の前記先端部の少なくとも一部を覆うように配置され、セラミックスにより形成されたキャップ部材を備える構成としてもよい。本静電チャックによれば、セラミックス製のキャップ部材の存在により、個別ガス流路付近の絶縁性を向上させることができると共に、流路面積調整機構の先端部（金属製の部分）と板状部材（セラミックス製）との干渉に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。

【0014】

（５）上記静電チャックにおいて、前記ガス流路は、共通ガス流路と、前記共通ガス流路から分岐し、各前記ガス吐出孔につながる複数の個別ガス流路と、を含み、前記吐出量調整部は、各前記ガス吐出孔につながる前記個別ガス流路に配置され、流量可変にガスを送り出すポンプ機構を含む構成としてもよい。本静電チャックによれば、各ガス吐出孔につながる個別ガス流路に配置されたポンプ機構によって個別ガス流路における不活性ガスの流量を変更することにより、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することができ、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量の比較的高精度な調整を実現することができる。

【0015】

（６）上記静電チャックにおいて、前記個別ガス流路は、前記板状部材と前記接合部と前記ベース部材とにまたがって形成されており、前記静電チャックは、さらに、前記個別ガス流路と前記接合部の端面との間に介在し、エラストマーにより形成された保護部材を備える構成としてもよい。本静電チャックによれば、保護部材の存在により、個別ガス流路が形成されることに伴って接合部の端面がプラズマ等に晒されて劣化することを抑制することができる。

【0016】

（７）上記静電チャックにおいて、さらに、各前記ガス吐出孔付近の圧力を検知する圧力検知部を備え、前記吐出量調整部は、前記圧力検知部による圧力の検知結果に基づき、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する構成としてもよい。本静電チャックによれば、対象物と板状部材の第１の表面との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性をさらに向上させることができ、ひいては対象物の温度制御性をさらに向上させることができる。

【0017】

（８）上記静電チャックにおいて、前記吐出量調整部は、前記圧力検知部により検知された圧力が相対的に低い前記ガス吐出孔のガス吐出量が相対的に増加するように、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する構成としてもよい。本静電チャックによれば、各ガス吐出孔付近の圧力が均等に近付くように、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することができるため、対象物と板状部材の第１の表面との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の均一性を向上させることができ、ひいては対象物の温度の面内均一性を向上させることができる。

【0018】

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、静電チャック、静電チャックを備える半導体製造装置、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】

【0019】

【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平面（上面）構成を概略的に示す説明図

【図4】第１実施形態の静電チャック１００における不活性ガスの供給量を調整するための構成を示す説明図

【図5】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

【図6】第３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】

【0020】

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平面（上面）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。

【0021】

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。

【0022】

板状部材１０は、Ｚ軸方向視で略円形の板状の部材であり、本実施形態ではセラミックス（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。

【0023】

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）。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

また、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）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。

【0028】

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）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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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１１０を備える。Ｏリング１１０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。図２に示すように、Ｏリング１１０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。

【0032】

Ａ－２．板状部材１０の吸着面Ｓ１１の構成：
図２および図３に示すように、板状部材１０の吸着面Ｓ１１には、凹部７９と複数の凸部７０とが形成されている。より詳細には、板状部材１０の吸着面Ｓ１１において、凸部７０が形成されていない部分が凹部７９となっている。

【0033】

板状部材１０の吸着面Ｓ１１に形成された複数の凸部７０は、吸着面Ｓ１１の外周に沿って連続的に形成された壁状の凸部７０（以下、「シールバンド７２」という。）を含む。図３に示すように、Ｚ軸方向視でのシールバンド７２の形状は、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の中心Ｐ０を中心とした略円環状である。シールバンド７２は、Ｚ軸方向視で、後述する複数のガス吐出孔１２を取り囲むように形成されている。また、図２に示すように、シールバンド７２の断面（Ｚ軸に平行で、かつ、吸着面Ｓ１１の中心を通る断面）の形状は、略矩形である。シールバンド７２の高さは、例えば、１０μｍ～２０μｍ程度である。また、シールバンド７２の幅（Ｚ軸方向視でのシールバンド７２の延伸方向に直交する方向の大きさ）は、例えば、０．５ｍｍ～５．０ｍｍ程度である。シールバンド７２は、特許請求の範囲における壁状の凸部に相当する。

【0034】

また、板状部材１０の吸着面Ｓ１１に形成された複数の凸部７０は、板状部材１０の吸着面Ｓ１１におけるシールバンド７２より内側の領域に形成された複数の独立した柱状の凸部７０（以下、「柱状凸部７３」という。）を含む。図３に示すように、Ｚ軸方向視での各柱状凸部７３の形状は、略円形である。Ｚ軸方向視で、複数の柱状凸部７３は、略均等間隔で配置されていることが好ましい。また、図２に示すように、各柱状凸部７３の断面（Ｚ軸に平行な断面）の形状は、略矩形である。柱状凸部７３の高さは、シールバンド７２の高さと略同一であり、例えば、１０μｍ～２０μｍ程度である。また、柱状凸部７３の幅（Ｚ軸方向視での柱状凸部７３の最大径）は、例えば、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ程度である。

【0035】

ウェハＷは、板状部材１０の吸着面Ｓ１１における複数の凸部７０（シールバンド７２および柱状凸部７３）の頂面に支持される。すなわち、板状部材１０の吸着面Ｓ１１はウェハＷを保持する吸着面として機能すると上述したが、より詳細には、ウェハＷを保持するのは、吸着面Ｓ１１の内、複数の凸部７０の頂面である。ウェハＷが複数の凸部７０の頂面に支持された状態では、ウェハＷの表面（下面）と、板状部材１０の吸着面Ｓ１１（より詳細には吸着面Ｓ１１の凹部７９）との間に、空間が存在することとなる。後述するように、この空間には、不活性ガスが供給される。

【0036】

Ａ－３．不活性ガス供給のための構成：
静電チャック１００は、板状部材１０とウェハＷとの間の伝熱性を高めてウェハＷの温度分布の制御性をさらに高めるため、ウェハＷの表面（下面）と板状部材１０の吸着面Ｓ１１（吸着面Ｓ１１の凹部７９）との間に存在する空間に、不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）を供給するための構成を備えている。

【0037】

すなわち、図２および図３に示すように、板状部材１０の吸着面Ｓ１１には、複数のガス吐出孔１２（本実施形態では、４つのガス吐出孔１２ａ～１２ｄ）が形成されている。また、静電チャック１００の内部には、複数のガス吐出孔１２に連通するガス流路１３０が形成されている。なお、図３では、説明の便宜上、静電チャック１００の内部に形成されたガス流路１３０を構成する各部分を破線で示している。

【0038】

ガス流路１３０の構成について、さらに詳細に説明する。図２に示すように、ベース部材２０には、ベース部材２０の下面Ｓ４から上面Ｓ３にわたって上下方向に延びるベース部材ガス流路１３１が形成されている。また、接合部３０には、ベース部材２０のベース部材ガス流路１３１に連通する貫通孔１３２が形成されている。また、板状部材１０の下面Ｓ２には、接合部３０の貫通孔１３２に連通する凹部１３３が形成されている。また、板状部材１０の内部には、凹部１３３の底面に連通すると共に上方に延びる縦流路１３４と、縦流路１３４の上端付近を起点として面方向（本実施形態ではＸ軸方向およびＹ軸方向）に延びる４本の横流路１３５と、各横流路１３５の外周側端部を互いに連結するように面方向に延びる形状の（本実施形態では吸着面Ｓ１１の中心Ｐ０を中心とした略円環状の）連結流路１３６と、連結流路１３６の所定の位置を起点として面方向（本実施形態ではＸ軸方向およびＹ軸方向）に延びる４本の枝流路１３７と、各枝流路１３７から吸着面Ｓ１１まで上方に延びて、吸着面Ｓ１１のガス吐出孔１２において開口するガス噴出流路１３８とが形成されている。なお、ガス流路１３０の各構成部分の内、枝流路１３７およびガス噴出流路１３８を除く構成部分は、複数のガス吐出孔１２に対して共通に設けられたガス流路（以下、「共通ガス流路」ともいう。）である。一方、枝流路１３７およびガス噴出流路１３８は、共通ガス流路から分岐し、各ガス吐出孔１２につながる個別のガス流路（以下、「個別ガス流路」ともいう。）である。

【0039】

なお、板状部材１０の凹部１３３を経由した板状部材１０とベース部材２０との間の放電やガスの放電等の発生を抑制するために、凹部１３３内には、通気性プラグ１６０が配置されている。通気性プラグ１６０は、絶縁性材料により形成された略円柱状の部材であり、板状部材１０より気孔率が高い多孔質部材である。通気性プラグ１６０の形成材料としては、例えばセラミックス多孔質体やグラスファイバー、耐熱性ポリテトラフルオロエチレン樹脂スポンジ等を用いることができる。

【0040】

ガス源（不図示）から供給された不活性ガス（例えばヘリウムガス）が、ベース部材ガス流路１３１内に流入すると、該不活性ガスは、接合部３０の貫通孔１３２および板状部材１０の凹部１３３内に配置された通気性プラグ１６０の内部を通過して、板状部材１０の内部に形成された縦流路１３４に流入する。その後、該不活性ガスは、縦流路１３４から横流路１３５に流入し、横流路１３５および連結流路１３６を介して面方向に流れつつ、各枝流路１３７に流入する。その後、該不活性ガスは、各枝流路１３７からガス噴出流路１３８に流入し、吸着面Ｓ１１に形成された各ガス吐出孔１２から吐出される。このようにして、ウェハＷの表面と板状部材１０の吸着面Ｓ１１（吸着面Ｓ１１の凹部７９）との間に存在する空間に、不活性ガスが供給される。

【0041】

ここで、上述したように、ウェハＷは、板状部材１０の吸着面Ｓ１１における複数の凸部７０（シールバンド７２および柱状凸部７３）の頂面に支持される。すなわち、シールバンド７２の頂面は、ウェハＷの表面（下面）に接する。そのため、ウェハＷの表面と板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間に存在する上記空間は、シールバンド７２により閉ざされた空間となる。従って、該空間に供給された不活性ガスは、（シールバンド７２の頂面とウェハＷの表面との間のわずかな隙間を介して漏洩する分を除いて）該空間内に留まり、ウェハＷと板状部材１０との間の伝熱性を高める機能を継続的に発揮する。

【0042】

Ａ－４．不活性ガスの供給量調整のための構成：
本実施形態の静電チャック１００は、上述したウェハＷの表面と板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間に存在する空間への不活性ガスの供給量を調整するための構成を備えている。図４は、第１実施形態の静電チャック１００における不活性ガスの供給量を調整するための構成を示す説明図である。図４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。

【0043】

図２および図４に示すように、本実施形態の静電チャック１００は、ポジショナー１５０を備える。ポジショナー１５０は、Ｚ軸方向に延びる略円柱状の部材である。本実施形態では、ポジショナー１５０は、板状部材１０の吸着面Ｓ１１に形成された各ガス吐出孔１２に対応して設けられている。すなわち、本実施形態の静電チャック１００には、４つのガス吐出孔１２に対応する４つのポジショナー１５０が設けられている。

【0044】

各ポジショナー１５０は、各ガス吐出孔１２につながる枝流路１３７とガス噴出流路１３８との接続位置付近から下方に向かってベース部材２０の下面Ｓ４まで延びるポジショナー用孔１４０内に配置されている。ポジショナー用孔１４０の下端部の内周面には雌ネジ１４１が形成されており、ポジショナー用孔１４０の該下端部に、外周面に雄ネジが形成された略円柱状の固定部材１６２が螺号している。ポジショナー１５０の下端部は、固定部材１６２の上端部に接合されている。そのため、固定部材１６２を回転させて上下方向における固定部材１６２の位置を調整することにより、上下方向におけるポジショナー１５０の位置（後述する基準位置Ｐｏ）を調整することができる。また、固定部材１６２とポジショナー用孔１４０の表面との間に介在するＯリング１６４により、ポジショナー用孔１４０は気密に保たれている。なお、ポジショナー用孔１４０は、各ガス吐出孔１２について設けられた枝流路１３７に連通していることから、個別ガス流路の一部であり、板状部材１０と接合部３０とベース部材２０とにまたがって形成されている。

【0045】

図４に示すように、ポジショナー１５０の先端部（上端部）は、個別ガス流路（より具体的には、枝流路１３７とガス噴出流路１３８との接続位置付近）に面している。なお、本実施形態では、ポジショナー１５０の上端部の一部（Ｚ軸方向視での中心付近の部分）が、上側に突出している。また、本実施形態のポジショナー１５０は、上下方向に変形可能に構成されている。例えば、ポジショナー１５０は、特開２０１５－１１５５４２号公報や特開２０１５－１２２４３８号公報に開示されているような圧電アクチュエーターにより構成されている。該圧電アクチュエーターは、ピエゾ素子等の圧電素子（圧電セラミックス）が上下方向に複数積層された積層体を金属製のカバーで囲んだ構成を有しており、供給される駆動電圧に応じて上下方向に変形する。ポジショナー１５０の変形についての制御は、例えば、図示しない制御回路による供給電圧の制御により実現される。

【0046】

ポジショナー１５０が上下方向に変形することにより、個別ガス流路に面するポジショナー１５０の先端部の位置が変位し、その結果、個別ガス流路の所定の位置（より具体的には、枝流路１３７とガス噴出流路１３８との接続位置付近）における流路面積が増減する。個別ガス流路の流路面積が増減すると、該個別ガス流路の圧力損失が増減し、該個別ガス流路を流れる不活性ガスの流量（すなわち、該個別ガス流路につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量）が増減する。例えば、図４に示すように、ポジショナー１５０の先端部が基準位置Ｐｏから上側の位置Ｐｕに変位すると、個別ガス流路（枝流路１３７およびガス噴出流路１３８）の流路面積が減少し、該個別ガス流路につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量が減少する。反対に、ポジショナー１５０の先端部が基準位置Ｐｏから下側の位置Ｐｌに変位すると、個別ガス流路（枝流路１３７およびガス噴出流路１３８）の流路面積が増加し、該個別ガス流路につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量が増加する。このように、ポジショナー１５０は、個別ガス流路に面する先端部の位置を変位させることにより、該個別ガス流路の流路面積を増減させ、これにより該個別ガス流路につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する。ポジショナー１５０は、特許請求の範囲における吐出量調整部および流路面積調整機構に相当する。

【0047】

なお、本実施形態の静電チャック１００では、図４に示すように、ポジショナー１５０の先端部（金属製のカバーに覆われた部分）の少なくとも一部が、セラミックスにより形成されたキャップ部材１５８により覆われている。本実施形態では、キャップ部材１５８は、ポジショナー１５０の上面の全体を覆っている。

【0048】

また、上述したように、ポジショナー用孔１４０は、個別ガス流路の一部を構成しており、板状部材１０と接合部３０とベース部材２０とにまたがって形成されている。本実施形態の静電チャック１００では、図２に示すように、ポジショナー用孔１４０と接合部３０の端面との間に、接合部３０の端面を保護するためのＯリング１２０が配置されている。Ｏリング１２０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。なお、Ｏリング１２０の形成材料は、弾性を有し、かつ、耐プラズマ性、耐熱性、耐薬品性に優れた材料であることが好ましい。Ｏリング１２０は、特許請求の範囲における保護部材に相当する。

【0049】

Ａ－５．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、チャック電極４０と、ベース部材２０と、接合部３０と、を備える。板状部材１０は、吸着面Ｓ１１と、吸着面Ｓ１１とは反対側の下面Ｓ２とを有する部材である。チャック電極４０は、板状部材１０の内部に配置され、静電引力を発生させる。ベース部材２０は、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、冷媒流路２１を有する部材である。接合部３０は、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に配置されて板状部材１０とベース部材２０とを接合する。また、板状部材１０の吸着面Ｓ１１には、複数のガス吐出孔１２と、複数のガス吐出孔１２を取り囲む連続的な壁状のシールバンド７２とが形成されている。静電チャック１００の内部には、複数のガス吐出孔１２に連通するガス流路１３０が形成されている。また、本実施形態の静電チャック１００は、さらに、複数のガス吐出孔１２のそれぞれについて設けられ、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整するためのポジショナー１５０を備える。

【0050】

このように、本実施形態の静電チャック１００は、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整するポジショナー１５０を備えるため、ポジショナー１５０を用いて各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整することができる。そのため、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性を向上させることができ、ひいてはウェハＷの温度制御性を向上させることができる。

【0051】

例えば、経年によるシールバンド７２の一部分の摩耗に起因して、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間からの不活性ガスの漏れが発生し、該空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。そのような場合には、該不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消されるように、ポジショナー１５０が制御される。例えば、図３のＹ１部のシールバンド７２が摩耗して、この部分からの不活性ガスの漏れが発生した場合には、該部分の近くに位置するガス吐出孔１２（ガス吐出孔１２ｃ）からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔１２ｃについて設けられたポジショナー１５０を変形させることによってポジショナー１５０の先端部の位置を下方に変位させる。それに代えて、あるいは、それと共に、該部分の近くに位置するガス吐出孔１２（ガス吐出孔１２ｃ）以外のガス吐出孔１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｄ）からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、各ガス吐出孔１２ａ，１２ｂ，１２ｄについて設けられた各ポジショナー１５０を変形させることによって各ポジショナー１５０の先端部の位置を上方に変位させる。このような制御を行うことにより、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消され、該不均一に起因するウェハＷの温度分布の制御性の低下（例えば、ウェハＷの温度分布の面内均一性の低下）を抑制することができる。

【0052】

なお、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になっていることは、例えば、ウェハＷに対する各処理の出来映えに基づき検知することができる。

【0053】

また、例えば、静電チャック１００の製品バラツキ（例えば、枝流路１３７やガス噴出流路１３８の形状や位置のバラツキ）等に起因して、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量にバラツキがあり、その結果、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。そのような場合には、該不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消されるように、ポジショナー１５０が制御される。例えば、他のガス吐出孔１２と比べて不活性ガスの吐出量が少ないガス吐出孔１２については、該ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔１２について設けられたポジショナー１５０を変形させることによってポジショナー１５０の先端部の位置を下方に変位させる。それに代えて、あるいは、それと共に、該ガス吐出孔１２以外のガス吐出孔１２（不活性ガスの吐出量が比較的多いガス吐出孔１２）からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、これらのガス吐出孔１２について設けられた各ポジショナー１５０を変形させることによって各ポジショナー１５０の先端部の位置を上方に変位させる。このような制御を行うことにより、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消され、該不均一に起因するウェハＷの温度分布の制御性の低下（例えば、ウェハＷの温度分布の面内均一性の低下）を抑制することができる。

【0054】

また、例えば、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間において、あえて、特定の位置の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、ウェハＷの各位置における温度を所望の温度に制御することが望まれる場合がある。そのような場合には、例えば、該空間における不活性ガスの濃度を高くしたい位置の近くのガス吐出孔１２について、該ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔１２について設けられたポジショナー１５０を変形させることによってポジショナー１５０の先端部の位置を下方に変位させる。反対に、例えば、該空間における不活性ガスの濃度を低くしたい位置の近くのガス吐出孔１２について、該ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、該ガス吐出孔１２について設けられたポジショナー１５０を変形させることによって各ポジショナー１５０の先端部の位置を上方に変位させる。このような制御を行うことにより、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度を自在に制御することができ、ウェハＷの温度分布の制御性を向上させることができる。

【0055】

また、本実施形態の静電チャック１００では、ガス流路１３０は、複数のガス吐出孔１２に対して共通に設けられた共通ガス流路（ベース部材２０のベース部材ガス流路１３１、接合部３０の貫通孔１３２、板状部材１０の凹部１３３、縦流路１３４、横流路１３５、連結流路１３６）と、共通ガス流路から分岐し、各ガス吐出孔１２につながる個別ガス流路（枝流路１３７、ガス噴出流路１３８、ポジショナー用孔１４０）とを含んでいる。そして、ポジショナー１５０は、個別ガス流路の所定の位置（枝流路１３７とガス噴出流路１３８との接続位置付近）における流路面積を増減させることにより、該個別ガス流路につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する。このように、本実施形態の静電チャック１００によれば、各ガス吐出孔１２につながる個別ガス流路の所定の位置における流路面積を増減させることにより、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整することができるため、比較的簡易な構成により、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量の調整を実現することができる。なお、本実施形態の静電チャック１００では、ポジショナー１５０は、個別ガス流路に面する先端部の位置を変位させることにより、該個別ガス流路の流路面積を増減させるため、比較的簡易な構成により、各ガス吐出孔１２につながる個別ガス流路の流路面積を増減させることができ、これにより、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量の調整を実現することができる。

【0056】

また、本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いる。また、ポジショナー１５０が個別ガス流路において流路面積を増減させる所定の位置は、枝流路１３７とガス噴出流路１３８との接続位置付近であり、これは板状部材１０の内部の位置である。また、ポジショナー１５０の先端部の少なくとも一部は、金属により形成されている。また、本実施形態の静電チャック１００は、さらに、ポジショナー１５０の先端部の少なくとも一部を覆うように配置され、セラミックスにより形成されたキャップ部材１５８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、セラミックス製のキャップ部材１５８の存在により、個別ガス流路付近の絶縁性を向上させることができると共に、上下方向に変形可能なポジショナー１５０の先端部（金属製の部分）と板状部材１０（セラミックス製）との干渉に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。

【0057】

また、本実施形態の静電チャック１００では、個別ガス流路の一部を構成するポジショナー用孔１４０は、板状部材１０と接合部３０とベース部材２０とにまたがって形成されている。また、本実施形態の静電チャック１００は、さらに、ポジショナー用孔１４０と接合部３０の端面との間に介在し、エラストマーにより形成されたＯリング１２０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、Ｏリング１２０の存在により、ポジショナー用孔１４０が形成されることに伴って接合部３０の端面がプラズマ等に晒されて劣化することを抑制することができる。

【0058】

Ｂ．第２実施形態：
図５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。

【0059】

図５に示すように、第２実施形態の静電チャック１００は、各ガス吐出孔１２付近の圧力を検知する構成を備える点が、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、各ガス噴出流路１３８から分岐して、ベース部材２０の下面Ｓ４まで延びる圧力検知用孔１４２が形成されており、圧力検知用孔１４２は、圧力計１４３に接続されている。圧力計１４３は、例えば数トール程度の圧力を検知可能な高精度の圧力センサである。圧力計１４３は、圧力検知用孔１４２を介してつながったガス噴出流路１３８の圧力を検知することにより、ガス吐出孔１２付近の圧力を検知する。圧力計１４３は、特許請求の範囲における圧力検知部に相当する。

【0060】

圧力計１４３による圧力検知結果は、制御回路１４８に入力される。制御回路１４８は、圧力計１４３から入力された圧力値に基づき、ポジショナー１５０を制御する。例えば、制御回路１４８は、あるガス噴出流路１３８について検知された圧力値が規定値より低い場合には、該ガス噴出流路１３８につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔１２について設けられたポジショナー１５０を変形させることによってポジショナー１５０の先端部の位置を下方に変位させる。反対に、制御回路１４８は、あるガス噴出流路１３８について検知された圧力値が規定値より高い場合には、該ガス噴出流路１３８につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、該ガス吐出孔１２について設けられたポジショナー１５０を変形させることによってポジショナー１５０の先端部の位置を上方に変位させる。このような制御を行うことにより、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消され、該不均一に起因するウェハＷの温度分布の制御性の低下（例えば、ウェハＷの温度分布の面内均一性の低下）を抑制することができる。

【0061】

なお、第２実施形態においても、第１実施形態において例示したように、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間において、あえて、特定の位置の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、ウェハＷの各位置における温度を所望の温度に制御することもできる。

【0062】

以上説明したように、第２実施形態の静電チャック１００は、各ガス吐出孔１２付近の圧力を検知する圧力計１４３を備える。また、各ポジショナー１５０は、圧力計１４３による圧力の検知結果に基づき、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する。そのため、第２実施形態の静電チャック１００によれば、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性をさらに向上させることができ、ひいてはウェハＷの温度制御性をさらに向上させることができる。例えば、ポジショナー１５０は、圧力計１４３により検知された圧力が相対的に低いガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量が相対的に増加するように、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する。このようにすれば、各ガス吐出孔１２付近の圧力が均等に近付くように、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整することができるため、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の均一性を向上させることができ、ひいてはウェハＷの温度の面内均一性を向上させることができる。

【0063】

Ｃ．第３実施形態：
図６は、第３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３実施形態の静電チャック１００の構成の内、上述した第１実施形態または第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。

【0064】

図６に示すように、第３実施形態の静電チャック１００は、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整するための構成が、第１実施形態および第２実施形態の静電チャック１００と異なる。より詳細には、第３実施形態の静電チャック１００は、該構成として、ポジショナー１５０の代わりにポンプ１７０を備える。本実施形態では、ポンプ１７０は、板状部材１０の吸着面Ｓ１１に形成された各ガス吐出孔１２に対応して設けられている。すなわち、本実施形態の静電チャック１００には、４つのガス吐出孔１２に対応する４つのポンプ１７０が設けられている。ポンプ１７０は、特許請求の範囲における吐出量調整部およびポンプ機構に相当する。

【0065】

各ポンプ１７０は、各枝流路１３７と各ガス噴出流路１３８との間に設けられたポンプ用孔１４６内に配置されている。枝流路１３７とポンプ用孔１４６との接続箇所には、枝流路１３７からポンプ用孔１４６へのガスの流入を許容し、かつ、ポンプ用孔１４６から枝流路１３７へのガスの流入を許容しない弁１７６が配置されている。同様に、ポンプ用孔１４６とガス噴出流路１３８との接続箇所には、ポンプ用孔１４６からガス噴出流路１３８へのガスの流入を許容し、かつ、ガス噴出流路１３８からポンプ用孔１４６へのガスの流入を許容しない弁１７６が配置されている。ポンプ用孔１４６の下端部には、略円柱状の固定部材１６３が固定されている。ポンプ１７０の下端部は、固定部材１６３の上端部に接合されている。また、固定部材１６３とポンプ用孔１４６の表面との間に介在するＯリング１６４により、ポンプ用孔１４６は気密に保たれている。なお、ポンプ用孔１４６は、各ガス吐出孔１２について設けられた枝流路１３７に連通していることから、個別ガス流路の一部であり、板状部材１０と接合部３０とベース部材２０とにまたがって形成されている。

【0066】

ポンプ１７０がポンプ用孔１４６内に配置された状態において、ポンプ１７０の先端（上端）の上方には空間１７８が存在する。また、本実施形態のポンプ１７０は、上下方向に脈動可能に構成されている。例えば、ポンプ１７０は、特開２０１５－１１５５４２号公報や特開２０１５－１２２４３８号公報に開示されているような圧電アクチュエーターにより構成されている。該圧電アクチュエーターは、ピエゾ素子等の圧電素子（圧電セラミックス）が上下方向に複数積層された積層体を金属製のカバーで囲んだ構成を有しており、供給される駆動電圧に応じて上下方向に脈動する。ポンプ１７０の脈動についての制御は、第２実施形態におけるポジショナー１５０の制御と同様に、圧力計１４３による圧力検知結果が入力される制御回路１４８が、入力された圧力値に基づき、ポンプ１７０への供給電圧を制御することにより実現される。

【0067】

ポンプ１７０は、脈動を行うことにより、枝流路１３７からポンプ用孔１４６における空間１７８へと不活性ガスを吸い込み、さらに、該空間１７８からガス噴出流路１３８へと不活性ガスを送り出す。これにより、ガス噴出流路１３８につながるガス吐出孔１２から不活性ガスが吐出される。

【0068】

制御回路１４８は、あるガス噴出流路１３８について検知された圧力値が規定値より低い場合には、該ガス噴出流路１３８につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔１２について設けられたポンプ１７０による不活性ガスの送出量を増加させる。反対に、制御回路１４８は、あるガス噴出流路１３８について検知された圧力値が規定値より高い場合には、該ガス噴出流路１３８につながるガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、該ガス吐出孔１２について設けられたポンプ１７０による不活性ガスの送出量を減少させる。このような制御を行うことにより、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消され、該不均一に起因するウェハＷの温度分布の制御性の低下（例えば、ウェハＷの温度分布の面内均一性の低下）を抑制することができる。

【0069】

なお、第３実施形態においても、第１実施形態において例示したように、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間において、あえて、特定の位置の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、ウェハＷの各位置における温度を所望の温度に制御することもできる。

【0070】

以上説明したように、第３実施形態の静電チャック１００は、各ガス吐出孔１２につながる個別ガス流路に配置され、流量可変にガスを送り出すポンプ１７０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、各ガス吐出孔１２につながる個別ガス流路に配置されたポンプ１７０によって個別ガス流路における不活性ガスの流量を変更することにより、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整することができ、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量の比較的高精度な調整を実現することができる。

【0071】

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。

【0072】

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、上記実施形態では、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する構成として、ポジショナー１５０やポンプ１７０を用いているが、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する他の構成を用いてもよい。また、上記実施形態では、ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する構成が、すべてのガス吐出孔１２について設けられているが、必ずしもすべてのガス吐出孔１２について設けられている必要はない。すなわち、ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する構成が少なくとも２つのガス吐出孔１２について設けられていれば、該構成が設けられた少なくとも２つのガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整することができ、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性を向上させることができ、ひいてはウェハＷの温度制御性を向上させることができる。

【0073】

なお、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整する構成（該構成の内、実際に不活性ガスの吐出量の調整を担う部分（例えば、ポジショナー１５０やポンプ１７０の上端部））は、板状部材１０内に設けられることが好ましい。このようにすれば、ガス吐出孔１２の近くに不活性ガスの吐出量の調整を担う部分を配置することができ、より早く不活性ガスの吐出量を調整することができる。

【0074】

また、上記実施形態では、ポジショナー１５０やポンプ１７０が圧電アクチュエーターにより構成されているが、ポジショナー１５０やポンプ１７０は、各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整することが可能である限りにおいて、他の構成であってもよい。

【0075】

また、上記実施形態では、各ガス吐出孔１２付近の圧力を検知するために設けられた圧力検知用孔１４２が、各ガス噴出流路１３８に連通しているが、圧力検知用孔１４２は、ガス噴出流路１３８に連通することなく、直接的に板状部材１０の吸着面Ｓ１１におけるガス吐出孔１２の付近に開口しているとしてもよい。このようにしても、圧力検知用孔１４２を介して、圧力計１４３による各ガス吐出孔１２付近の圧力の検知を実現することができる。

【0076】

また、上記実施形態では、静電チャック１００がヒータ電極５０を備えているが、静電チャック１００はヒータ電極５０を備えていなくてもよい。静電チャック１００がヒータ電極５０を備えていなくても、ベース部材２０に形成された冷媒流路２１に冷媒を供給することにより、ウェハＷの温度分布の制御を実現することができる。このような構成においても、ポジショナー１５０やポンプ１７０を用いて各ガス吐出孔１２からの不活性ガスの吐出量を調整することにより、ウェハＷと板状部材１０の吸着面Ｓ１１との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性を向上させて、ウェハＷの温度制御性を向上させることができる。

【0077】

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。例えば、上記実施形態では、板状部材１０がセラミックスを含む材料により形成されているが、板状部材１０が他の材料により形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0078】

１０：板状部材 １２：ガス吐出孔 ２０：ベース部材 ２１：冷媒流路 ３０：接合部 ４０：チャック電極 ５０：ヒータ電極 ７０：凸部 ７２：シールバンド ７３：柱状凸部 ７９：凹部 １００：静電チャック １１０：Ｏリング １２０：Ｏリング １３０：ガス流路 １３１：ベース部材ガス流路 １３２：貫通孔 １３３：凹部 １３４：縦流路 １３５：横流路 １３６：連結流路 １３７：枝流路 １３８：ガス噴出流路 １４０：ポジショナー用孔 １４１：雌ネジ １４２：圧力検知用孔 １４３：圧力計 １４６：ポンプ用孔 １４８：制御回路 １５０：ポジショナー １５８：キャップ部材 １６０：通気性プラグ １６２：固定部材 １６３：固定部材 １６４：Ｏリング １７０：ポンプ １７６：弁 １７８：空間 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】

【図5】

【図6】