特許 7507735 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】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240621BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021171459

(22)【出願日】2021-10-20

(65)【公開番号】P2023061525

(43)【公開日】2023-05-02

【審査請求日】2024-02-28

【早期審査対象出願】

(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】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】公門 保明

【審査官】内田 正和

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１８５３９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２６８６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／２０２１４７（ＷＯ，Ａ１）

(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】

対象物を保持する第１表面と、前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、を有する絶縁性の板状部材を備え、
前記板状部材の内部には、
ガス流路であって、
前記第１表面に平行に延びる面平行ガス流路と、
前記面平行ガス流路の壁面に設けられた第１接続孔に接続されて、前記第１表面に設けられたガス流出孔と前記面平行ガス流路とを連通させるガス流出路と、
前記面平行ガス流路の壁面に設けられた第２接続孔に接続されて、前記第２表面に設けられたガス流入孔と前記面平行ガス流路とを連通させるガス流入路と、を有するガス流路と、
前記第１表面と前記面平行ガス流路との間に配された第１電極と、
前記第２表面と前記面平行ガス流路との間に配された第２電極と、が設けられ、
前記第１電極には、当該第１電極と前記ガス流出路の壁面との間に所定の間隔を空けて前記ガス流出路を挿通させる第１貫通孔が形成され、
前記第２電極には、当該第２電極と前記ガス流入路の壁面との間に所定の間隔を空けて前記ガス流入路を挿通させる第２貫通孔が形成され、
前記ガス流路の内部には、絶縁性の多孔体が配されており、
前記多孔体は、
前記ガス流出路又は前記ガス流入路の少なくとも一方の内部に配された流出入路内多孔体部と、
前記第１表面の法線方向から視て前記第１貫通孔もしくは前記第２貫通孔に重畳するように、前記面平行ガス流路の内部に配された平行流路内多孔体部と、を備える、保持装置。

【請求項2】

前記面平行ガス流路には、前記多孔体が配されない空領域が設けられている、請求項１に記載の保持装置。

【請求項3】

前記第１接続孔と前記第２接続孔は、前記第１表面の法線方向から視て、互いに重畳しない位置に設けられている、請求項１又は請求項２に記載の保持装置。

【請求項4】

前記多孔体は、
前記第１表面の法線方向から視て前記第１貫通孔に重畳するように、前記ガス流出路の内部から前記面平行ガス流路の内部に至る領域に配された第１多孔体と、
前記第１表面の法線方向から視て前記第２貫通孔の全体に重畳するように、前記ガス流入路の内部から前記面平行ガス流路の内部に至る領域に配された第２多孔体と、を含む、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の保持装置。

【請求項5】

前記平行流路内多孔体部は、前記流出入路内多孔体部に連なる前記多孔体の一部が、前記第１接続孔もしくは前記第２接続孔から前記面平行ガス流路の内部に突出することによって形成されている、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の保持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、保持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

保持装置の一例として、下記特許文献１に記載の静電チャックが知られている。この静電チャックは、第１面及び第２面を有するプレートと、第１面近傍においてプレートに埋め込まれた第１電極と、第２面近傍においてプレートに埋め込まれた第２電極と、第１電極と第２電極とを接続する複数の導電体と、第１電極と第２電極との間のプレート内に配された第１ガス流路と、プレートの第２面から第１ガス流路に延びるガス流入路と、プレートの第１面から第１ガス流路に延びる複数のガス流出路と、を有する。基板やウェハ等のプラズマ処理を行う際には、プラズマ処理チャンバー等の内部に、プレートの第１面が上面、第２面が下面となる姿勢で静電チャックを配置し、第１面上に基板等を保持させる。そして、プレートの下方に配される金属製の冷却板に高周波電力を印加し、プラズマを発生させるとともに、基板等にバイアス電圧を生じさせる。また、プレート第１面側に保持された基板等の温度制御性を高めるため、ヘリウム等の熱伝導性ガスが、第２面側からプレート内のガス流路を介して第１面側に送られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０２０／１８５３９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、処理の高速化等を図るため、プラズマ処理時に印加される高周波電力が高電圧化されている。この結果、冷却板と基板等との間の電位差が大きくなり、ガス流路内において意図しない異常放電（アーキング）が発生する可能性が高くなっている。異常放電が発生すると、基板等の処理品質が悪化して歩留りが低下するため、ガスの供給を妨げることなく流路内における異常放電の発生を低減する技術が求められる。一例として、ガス流路のうち、ガス流入孔やガス流出孔から基板等を保持する保持面に交差する方向に延びる部分（特許文献１のガス流入路やガス流出路に相当する部分）に、例えば絶縁性の多孔体を配置することにより、異常放電の発生を低減できることが知られている。また、保持面に平行に延びる部分（特許文献１の第１ガス流路に相当する部分）は、この上下に電極（特許文献１では第１電極及び第２電極）を配置することにより、異常放電対策が可能である。

【0005】

しかしながら、保持面に平行に延びる部分の上下に配される電極は、絶縁性を確保し、ガス流路内における放電を回避する観点から、ガス流入路やガス流出路内の近傍には配置できない。このため、ガス流入路やガス流出路の近傍には、上下に配置される電極を有さない領域が生じてしまう。従来の方法では、この領域について、異常放電への対策を講じることができていなかった。

【0006】

本技術は、上記状況に鑑み、従来は難しかった領域での異常放電対策を可能とし、異常放電の発生が一層低減された保持装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る保持装置は、対象物を保持する第１表面と、前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、を有する絶縁性の板状部材を備え、前記板状部材の内部には、ガス流路であって、前記第１表面に平行に延びる面平行ガス流路と、前記面平行ガス流路の壁面に設けられた第１接続孔に接続されて、前記第１表面に設けられたガス流出孔と前記面平行ガス流路とを連通させるガス流出路と、前記面平行ガス流路の壁面に設けられた第２接続孔に接続されて、前記第２表面に設けられたガス流入孔と前記面平行ガス流路とを連通させるガス流入路と、を有するガス流路と、前記第１表面と前記面平行ガス流路との間に配された第１電極と、前記第２表面と前記面平行ガス流路との間に配された第２電極と、が設けられ、前記第１電極には、当該第１電極と前記ガス流出路の壁面との間に所定の間隔を空けて前記ガス流出路を挿通させる第１貫通孔が形成され、前記第２電極には、当該第２電極と前記ガス流入路の壁面との間に所定の間隔を空けて前記ガス流入路を挿通させる第２貫通孔が形成され、前記ガス流路の内部には、絶縁性の多孔体が配されており、前記多孔体は、前記ガス流出路又は前記ガス流入路の少なくとも一方の内部に配された流出入路内多孔体部と、前記第１表面の法線方向から視て前記第１貫通孔もしくは前記第２貫通孔に重畳するように、前記面平行ガス流路の内部に配された平行流路内多孔体部と、を備える、保持装置である。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、異常放電の発生が低減された保持装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る保持装置の一部を破断して概略構成を模式的に示した斜視図である。

【図2】図２は、板状部材の内部構造の概要を模式的に示した断面図である。

【図3】図３は、図２の一部を拡大して示した断面図である。

【図4】図４は、参考例に係る板状部材の多孔体配設領域近傍を拡大して示した断面図である。

【図5】図５は、他の実施形態に係る板状部材の多孔体配設部分を拡大して示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記する。
＜１＞ 本開示の保持装置は、対象物を保持する第１表面と、前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、を有する絶縁性の板状部材を備え、前記板状部材の内部には、ガス流路であって、前記第１表面に平行に延びる面平行ガス流路と、前記面平行ガス流路の壁面に設けられた第１接続孔に接続されて、前記第１表面に設けられたガス流出孔と前記面平行ガス流路とを連通させるガス流出路と、前記面平行ガス流路の壁面に設けられた第２接続孔に接続されて、前記第２表面に設けられたガス流入孔と前記面平行ガス流路とを連通させるガス流入路と、を有するガス流路と、前記第１表面と前記面平行ガス流路との間に配された第１電極と、前記第２表面と前記面平行ガス流路との間に配された第２電極と、が設けられ、前記第１電極には、当該第１電極と前記ガス流出路の壁面との間に所定の間隔を空けて前記ガス流出路を挿通させる第１貫通孔が形成され、前記第２電極には、当該第２電極と前記ガス流入路の壁面との間に所定の間隔を空けて前記ガス流入路を挿通させる第２貫通孔が形成され、前記ガス流路の内部には、絶縁性の多孔体が配されており、前記多孔体は、前記ガス流出路又は前記ガス流入路の少なくとも一方の内部に配された流出入路内多孔体部と、前記第１表面の法線方向から視て前記第１貫通孔もしくは前記第２貫通孔に重畳するように、前記面平行ガス流路の内部に配された平行流路内多孔体部と、を備える。

【0011】

＜２＞ 上記＜１＞の保持装置において、前記面平行ガス流路には、前記多孔体が配されない空領域が設けられている。

【0012】

＜３＞ 上記＜１＞又は＜２＞の保持装置において、前記第１接続孔と前記第２接続孔は、前記第１表面の法線方向から視て、互いに重畳しない位置に設けられている。

【0013】

＜４＞ 上記＜１＞から上記＜３＞の何れかに記載の保持装置において、前記多孔体は、前記第１表面の法線方向から視て前記第１貫通孔に重畳するように、前記ガス流出路の内部から前記面平行ガス流路の内部に至る領域に配された第１多孔体と、前記第１表面の法線方向から視て前記第２貫通孔の全体に重畳するように、前記ガス流入路の内部から前記面平行ガス流路の内部に至る領域に配された第２多孔体と、を含む。

【0014】

＜５＞ 上記＜１＞から上記＜３＞の何れかに記載の保持装置において、前記平行流路内多孔体部は、前記流出入路内多孔体部に連なる前記多孔体の一部が、前記第１接続孔もしくは前記第２接続孔から前記面平行ガス流路の内部に突出することによって形成されている。

【0015】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の保持装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。なお、各図面の一部には、直交座標系ＸＹＺのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示しており、各軸方向が各図において同一方向となるように描かれている。以下の説明では、図１における紙面手前上側で図２から図５における上側を上側とし、各図面において、複数の同一部材については、一の部材に符号を付して他の部材の符号を省略することがある。また、各図面における部材の相対的な大きさや配置は必ずしも正確ではなく、説明の便宜を考慮して一部の部材の縮尺等を変更しているものがある。以下の説明において、「平行」「直交」は必ずしも厳密にこのような位置関係にあることを要さず、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、「略平行」「略直交」であることを含むものとする。

【0016】

＜実施形態の詳細＞
以下、本実施形態に係る保持装置１００を、図１から図４を参照しつつ説明する。保持装置１００は、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を所定の処理温度（例えば、５０℃～４００℃）に加熱しながら、静電引力によって吸着し保持する静電チャックである。静電チャックは、例えば減圧されたチャンバー内でプラズマを用いてエッチング等の処理を行うプロセスにおいて、ウェハＷを載置するテーブルとして使用される。

【0017】

図１は、保持装置１００の概略構成を模式的に示した図である。保持装置１００は、円板状の板状部材１０と、同じく円板状のベース部材２０と、を備える。ベース部材２０の径は板状部材１０よりも大きく、例えば板状部材１０が直径３００ｍｍ×厚み３ｍｍの円板状をなす場合、ベース部材２０は直径３４０ｍｍ×厚み２０ｍｍの円板状とすることができる。なお、板状部材１０及びベース部材２０は何れも、概ね円板状をなすものであり、これらに、位置合わせを行うための凹凸等が設けられていてもよい。板状部材１０とベース部材２０は、上下方向（Ｚ軸方向）に配列され、接合材３０によって接合されている。板状部材１０の上側の第１表面Ｓ１が、ウェハＷを吸着し保持する吸着面とされ、板状部材１０の下側の第２表面Ｓ２が、接合材３０を介してベース部材２０と接合される。板状部材１０の上側の第１表面Ｓ１は、ウェハＷを載置するための凸部を含む、凹凸面としてもよい。

【0018】

板状部材１０は、図２に示すように、その第１表面Ｓ１及び第２表面Ｓ２が上下方向（Ｚ軸方向）に略直交するように配される。板状部材１０は絶縁性の基板であって、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）やアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。

【0019】

図１及び図２に示すように、板状部材１０の第１表面Ｓ１には、複数のガス流出孔６１が設けられ、第２表面Ｓ２には、ガス流入孔６２が設けられている。そして、板状部材１０の内部には、ガス流出孔６１及びガス流入孔６２との間を流体が移動可能に連通させるガス流路６０が形成されている。第１表面Ｓ１の外周縁部は、内周部分に比べて僅かに上方に突出するように形成されており、第１表面Ｓ１にウェハＷが吸着保持されると、図２に示すように、ウェハＷと第１表面Ｓ１との間にギャップＧが形成されるようになっている。

【0020】

板状部材１０のガス流路６０には、ヘリウムガス等の熱伝導性ガスが流される。後述するベース部材２０のガス注入路２３からガス流入孔６２に注入されたガスは、ガス流路６０を通ってガス流出孔６１から流出し、板状部材１０とウェハＷと間のギャップＧに充填される。これにより、第１表面Ｓ１の温度がウェハＷに伝わり易くなり、ウェハＷの温度制御性が向上する。ガス流路６０を含む板状部材１０の内部の構成については、後述する。

【0021】

接合材３０には、例えばシリコーン系の有機接合剤、無機接合剤や、Ａｌ系の金属接着剤を含むボンディングシート等を用いることができる。接合材３０は、板状部材１０及びベース部材２０の双方に対して高い接着力を有していることに加え、高い耐熱性と熱伝導性を有していることが好ましい。接合材３０において、板状部材１０に形成されたガス流入孔６２に対向し、後述するベース部材２０に形成されたガス注入路２３に連なる位置には、穴が設けられている。これにより、ガス注入路２３に注入された気体は、接合材３０の内部の穴を通ってガス流路６０へと流通可能とされている。

【0022】

ベース部材２０は、図１に示すように、接合材３０によって板状部材１０の下側すなわち第２表面Ｓ２側に接合される。ベース部材２０は導電性の基材であって、例えばアルミニウム、アルミニウム合金や、金属とセラミックスの複合体（Ａｌ－ＳｉＣ）、又はセラミックス（ＳｉＣ）を主成分として構成できる。ウェハＷのプラズマ処理を行う際には、ベース部材２０に高周波電力を印加することにより、ウェハＷにバイアス電圧を生じさせる。ベース部材２０は、既述したように板状部材１０より大径な円板状をなし、この上に板状部材１０の全体が載置される。

【0023】

図１に示すように、ベース部材２０の内部には、冷媒路２１が形成されている。冷媒路２１に水やフッ素系不活性液体等の冷媒が流されることで、プラズマ熱の冷却が行われる。冷媒路２１を冷媒が流れると、ベース部材２０が冷却され、接合材３０を介した熱伝導によって板状部材１０が冷却され、さらに板状部材１０の第１表面Ｓ１に保持されたウェハＷが冷却される。冷媒の流れを調整することにより、ウェハＷの温度を制御できる。

【0024】

図１に示すように、ベース部材２０の内部にはまた、内部を流体が移動可能に形成されたガス注入路２３が設けられている。ガス注入路２３は、ベース部材２０の下面に開口するとともに、接合材３０の穴を経て板状部材１０のガス流路６０に連通されており、このガス注入路２３からガス流路６０に熱伝導性ガスが注入される。

【0025】

続いて、板状部材１０内部の構成について、図２及び図３を参照しつつ説明する。
既述したように、板状部材１０の内部には、ガス流出孔６１とガス流入孔６２とを連通させるガス流路６０が形成されている。図２等に示すように、本実施形態に係るガス流路６０は、面平行ガス流路６０Ｔと、複数のガス流出路６０Ｖ１と、ガス流入路６０Ｖ２と、を含む。面平行ガス流路６０Ｔは、水平方向すなわち第１表面Ｓ１に平行に延びるトンネル状のガス流路部分である。ガス流出路６０Ｖ１は、上下方向すなわち第１表面Ｓ１に垂直に延びて、面平行ガス流路６０Ｔの上側の壁面に設けられた第１接続孔６３に接続され、複数のガス流出孔６１と面平行ガス流路６０Ｔとを連通させるガス流路部分である。ガス流入路６０Ｖ２は、上下方向すなわち第１表面Ｓ１に垂直に延びて、面平行ガス流路６０Ｔの下側の壁面に設けられた第２接続孔６４に接続され、ガス流入孔６２と面平行ガス流路６０Ｔとを連通させるガス流路部分である。本実施形態において、第１接続孔６３と第２接続孔６４は、第１表面Ｓ１の法線方向から視て、互いに重畳しない位置に設けられている。ガス流出孔６１やガス流入孔６２の形状、並びに、ガス流路６０の断面形状は限定されるものではないが、本実施形態では、何れも略円形に形成されている場合について例示する。

【0026】

図２に示すように、板状部材１０の内部において、面平行ガス流路６０Ｔの上方すなわち第１表面Ｓ１側には、第１電極５１が配され、面平行ガス流路６０Ｔの下方すなわち第２表面Ｓ２側には、第２電極５２が配されている。これにより、面平行ガス流路６０Ｔは、第１電極５１と第２電極５２によって、上下から挟まれている。第１電極５１及び第２電極５２は、例えば、タングステンやモリブデン等を含む導電性材料によって形成されている。本実施形態では、第１電極５１が、第１表面Ｓ１に略平行な平面状をなし、ウェハＷ等を第１表面Ｓ１上に吸着するための静電引力を発現するチャック電極として機能する場合について例示する。この場合、第１電極５１は、端子等を介して電源に接続され、必要に応じて第１電極５１に給電が行われることで、ウェハＷが第１表面Ｓ１上に吸着保持される。本実施形態ではまた、第２電極５２も、第１表面Ｓ１に略平行な平面状をなすものとする。

【0027】

図２及び図３に示すように、平面状をなす第１電極５１には、この下方に位置する面平行ガス流路６０Ｔの第１接続孔６３の真上となる位置に、第１接続孔６３より一回り大きな第１貫通孔５１Ｈが設けられており、この第１貫通孔５１Ｈの中央部に、ガス流出路６０Ｖ１が挿通される。図３に示すように、第１貫通孔５１Ｈの孔縁は、ガス流出路６０Ｖ１の壁面から所定の間隔Ｄ１だけ離れている。換言すれば、第１電極５１は、ガス流出路６０Ｖ１の壁面から所定の間隔Ｄ１を空けるように設けられている。同様に、図２及び図３に示すように、平面状をなす第２電極５２には、この上方に位置する面平行ガス流路６０Ｔの第２接続孔６４の真下となる位置に、第２接続孔６４より一回り大きな第２貫通孔５２Ｈが設けられており、この第２貫通孔５２Ｈの中央部に、ガス流入路６０Ｖ２が挿通される。すなわち、図３に示すように、第２電極５２は、ガス流入路６０Ｖ２の壁面から所定の間隔Ｄ２を空けるように設けられている。導電性材料からなる第１電極５１及び第２電極５２が、ガス流出路６０Ｖ１やガス流入路６０Ｖ２内に露出したり近接したりすると、高周波電力が印加されたときの放電対象となるため、第１電極５１や第２電極５２と、ガス流出路６０Ｖ１やガス流入路６０Ｖ２の壁面との間は、一定間隔だけ離れている必要があるからである。間隔Ｄ１と間隔Ｄ２は、互いに同じ大きさであっても異なっていてもよく、第１電極５１、第２電極５２や、板状部材１０の形成材料、想定されるプラズマ処理条件等に応じて設定できる。

【0028】

図２に示すように、板状部材１０に形成されたガス流路６０の内部には、多孔体７０が配されている。多孔体７０は、ガス流路６０内を熱伝導性ガス等の流体が流通可能としつつ、上下方向に直線的に延びる大きな空隙がなくなるように形成されている。図３に示すように、本実施形態に係る保持装置１００には、多孔体７０として、ガス流出路６０Ｖ１の内部から面平行ガス流路６０Ｔの内部に至る領域に配された第１多孔体７１と、ガス流入路６０Ｖ２の内部から面平行ガス流路６０Ｔの内部に至る領域に配された第２多孔体７２と、が配されている。

【0029】

図３に示すように、多孔体７０は、流出入路内多孔体部７０Ｖと、平行流路内多孔体部７１Ｔを有する。具体的には、第１多孔体７１及び第２多孔体７２はそれぞれ、ガス流出路６０Ｖ１もしくはガス流入路６０Ｖ２の内部に位置する流出入路内多孔体部７１Ｖ，７２Ｖと、面平行ガス流路６０Ｔ内に位置する平行流路内多孔体部７１Ｔ，７２Ｔと、を有している。本実施形態では、流出入路内多孔体部７０Ｖと、平行流路内多孔体部７０Ｔは、各多孔体７０において一体的に形成されている。より詳しくは、第１多孔体７１では、流出入路内多孔体部７１Ｖから連なる部分が、第１接続孔６３から面平行ガス流路６０Ｔの内部に突出することによって、平行流路内多孔体部７１Ｔが形成されている。同様に、第２多孔体７２では、流出入路内多孔体部７２Ｖから連なる部分が、第２接続孔６４から面平行ガス流路６０Ｔの内部に突出することによって、平行流路内多孔体部７２Ｔが形成されている。図３に示すように、平行流路内多孔体部７１Ｔ，７２Ｔは、第１表面Ｓ１の法線方向から視て、第１電極５１の第１貫通孔５１Ｈもしくは第２電極５２の第２貫通孔５２Ｈの全面に重畳するように形成されている。また、図３に示すように、本実施形態では、面平行ガス流路６０Ｔのうち、第１表面Ｓ１の法線方向から視て第１貫通孔５１Ｈ及び第２貫通孔５２Ｈに重畳しない位置には、多孔体７０が配されていない空領域ＥＲが残されている。

【0030】

上記したような本実施形態に係る保持装置１００は、公知の方法によって作製したベース部材２０に、別途作製した板状部材１０を、接合材３０を介して図１等に示すように接合することで、製造できる。多孔体７０が配された板状部材１０の作製方法は、特に限定されるものではなく、種々の公知の方法を適宜に採用できる。例えば、公知の方法によって第１電極５１、第２電極５２を含む電極及びガス流路６０を設けたセラミック基板を作製した後、適度な粘度を有する流体状の多孔体前駆物質を、ガス流出孔６１もしくはガス流入孔６２からガス流出路６０Ｖ１もしくはガス流入路６０Ｖ２に注入する。第１接続孔６３もしくは第２接続孔６４から面平行ガス流路６０Ｔ内に所定量はみ出すように多孔体前駆物質を注入した後、加熱等によって多孔体前駆物質を硬化させれば、上記した態様で第１多孔体７１や第２多孔体７２をガス流路６０内に配することができる。或いは、複数枚のグリーンシートのそれぞれに、ガス流路６０を構成する溝や穴を形成し、多孔体前駆物質もしくは多孔体７０を適当な位置に配置した状態で積層し焼成等して、板状部材１０を作製してもよい。或いは、セラミック基板を複数個に分割したブロック体を作製し、各ブロック体においてガス流路６０を構成する溝や穴の適当な位置に予め作製した多孔体７０を配置した後に、ブロック体同士を接合することにより、板状部材１０を作製してもよい。

【0031】

以上記載したような保持装置１００は、例えば半導体製造装置の一部として使用される。保持装置１００を半導体製造装置のチャンバー内に設置し、板状部材１０の第１表面Ｓ１上にウェハＷを載置する。チャック電極として機能する第１電極５１への給電が行われると、静電引力が生じて第１表面Ｓ１にウェハＷが吸着される。また、チャンバー内に原料ガスが導入され、ベース部材２０に高周波電力が印加されると、プラズマが発生しウェハＷにバイアス電圧が生じて処理が行われる。

【0032】

ウェハＷを処理する際、ベース部材２０の冷媒路２１に冷媒が流されると、ウェハＷは板状部材１０を介して冷却される。このようにウェハＷの温度が調整されるにあたり、ベース部材２０のガス注入路２３から板状部材１０のガス流路６０に注入された熱伝導性ガスが、第１表面Ｓ１のガス流出孔６１から流出して第１表面Ｓ１とウェハＷとの間に形成されたギャップＧに充填されることで、ウェハＷの温度が高い精度で制御される。

【0033】

ウェハＷを処理する際は、上記したようにベース部材２０に高周波電力が印加されるため、ウェハＷとベース部材２０との間に位置する板状部材１０のガス流路６０内において、異常放電が生じる可能性がある。特に近年は、処理の高速化等を図るためにプラズマ処理時に印加される高周波電力が高電圧化され、ウェハＷとベース部材２０との間の電位差が大きくなって、ガス流路６０内において異常放電が生じる可能性が高くなっている。

【0034】

図４は、参考例に係る板状部材１１０のガス流路６０を含む内部構造の概要を模式的に示した断面である。参考例に係る板状部材１１０では、ガス流路６０内に配された第１多孔体１７１及び第２多孔体１７２が平行流路内多孔体部分を有していない点において、本実施形態に係る板状部材１０と相違している。その他の構成は、板状部材１０と基本的に同じであるため、板状部材１０に係る構成と同じ符号を付して説明を省略する。

【0035】

図４に示す板状部材１１０では、ガス流路６０のうちガス流出路６０Ｖ１及びガス流入路６０Ｖ２の内部に、第１多孔体１７１もしくは第２多孔体１７２が配されている。よって、ガス流出路６０Ｖ１及びガス流入路６０Ｖ２における異常放電の発生が低減される。また、面平行ガス流路６０Ｔの大部分が、この上下に配された第１電極５１と第２電極５２の間に挟まれており、これらの電極で挟まれた領域における異常放電の発生が低減される。また、しかしながら、ガス流出路６０Ｖ１やガス流入路６０Ｖ２における異常放電を回避するために、第１電極５１はガス流出路６０Ｖ１壁面から間隔Ｄ１を、第２電極５２はガス流入路６０Ｖ２壁面から間隔Ｄ２を、それぞれ空けて形成されている。このため、面平行ガス流路６０Ｔのうちガス流出路６０Ｖ１やガス流入路６０Ｖ２との接続部分近傍において、上下を電極に挟まれておらず内部に多孔体も配されていない領域ＬＲ（図４において網掛けで示す領域）が存在する。この領域ＬＲについては放電対策が不十分であり、異常放電が生じ易くなってしまっている。

【0036】

図４に示す板状部材１１０に対し、図３に示す本実施形態に係る板状部材１０では、面平行ガス流路６０Ｔのうち第１電極５１と第２電極５２によって上下方向に挟まれていない部分に、第１多孔体７１の平行流路内部分７１Ｔ、第２多孔体７２の平行流路内部分７２Ｔが配されている。これにより、図４の領域ＬＲに相当する領域においても、ウェハＷを処理する際の異常放電の発生が低減される。

【0037】

（本実施形態の効果）
以上記載したように、本実施形態に係る保持装置１００は、対象物（ウェハ）Ｗを保持する第１表面Ｓ１と、前記第１表面Ｓ１の反対側に位置する第２表面Ｓ２と、を有する絶縁性の板状部材１０を備え、前記板状部材１０の内部には、ガス流路６０であって、前記第１表面Ｓ１に平行に延びる面平行ガス流路６０Ｔと、前記面平行ガス流路６０Ｔの壁面に設けられた第１接続孔６３に接続されて、前記第１表面Ｓ１に設けられたガス流出孔６１と前記面平行ガス流路６０Ｔとを連通させるガス流出路６０Ｖ１と、前記面平行ガス流路６０Ｔの壁面に設けられた第２接続孔６４に接続されて、前記第２表面Ｓ２に設けられたガス流入孔６２と前記面平行ガス流路６０Ｔとを連通させるガス流入路６０Ｖ２と、を有するガス流路６０と、前記第１表面Ｓ１と前記面平行ガス流路６０Ｔとの間に配された第１電極５１と、前記第２表面Ｓ２と前記面平行ガス流路６０Ｔとの間に配された第２電極５２と、が設けられ、前記第１電極５１には、当該第１電極５１と前記ガス流出路６０Ｖ１の壁面との間に所定の間隔Ｄ１を空けて前記ガス流出路６０Ｖ１を挿通させる第１貫通孔５１Ｈが形成され、前記第２電極５２には、当該第２電極５２と前記ガス流入路６０Ｖ２の壁面との間に所定の間隔Ｄ２を空けて前記ガス流入路６０Ｖ２を挿通させる第２貫通孔５２Ｈが形成され、前記ガス流路６０の内部には、絶縁性の多孔体７０が配されており、前記多孔体７０は、前記ガス流出路６０Ｖ１又は前記ガス流入路６０Ｖ２の少なくとも一方の内部に配された流出入路内多孔体部７０Ｖと、前記第１表面Ｓ１の法線方向から視て前記第１貫通孔５１Ｈもしくは前記第２貫通孔５２Ｈに重畳するように、前記面平行ガス流路６０Ｔの内部に配された平行流路内多孔体部７０Ｔと、を備える。

【0038】

上記構成によれば、流出入路内多孔体部７０Ｖにより、ガス流出路６０Ｖ１又はガス流入路６０Ｖ２の内部における異常放電の発生が低減される。そして、平行流路内多孔体部７０Ｔにより、面平行ガス流路６０Ｔのうち、電極の絶縁性を確保するために上下に電極を配することができない領域ＬＲにおいても異常放電の発生が低減される。これにより、面平行ガス流路６０Ｔについて、第１接続孔６３や第２接続孔６４の近傍には内部に多孔体７０が配され、その他の領域には上下に第１電極５１及び第２電極５２が配されて、面平行ガス流路６０Ｔの全域に亘って異常放電の発生を低減できる。この結果、板状部材１０の内部に形成されたガス流路６０全体について異常放電対策が可能となり、異常放電の発生が低減された保持装置１００を提供できる。上記において平行流路内多孔体部７０Ｔは、第１表面Ｓ１の法線方向から視て、第１貫通孔５１Ｈもしくは第２貫通孔５２Ｈの全域に重畳するように配されていることが好ましい。
なお、ガス流路は、板状部材の内部に複数の面平行ガス流路を設け、第１表面に交差する方向に延びる複数のガス流路（ガス流出路及びガス流入路を含む）によって、複数の面平行ガス流路を介してガス流入孔とガス流出孔を連通するように構成してもよい。

【0039】

また、本実施形態に係る保持装置１００において、前記面平行ガス流路６０Ｔには、前記多孔体７０が配されない空領域ＥＲが設けられている。

【0040】

ガス流路６０の内部の全域に多孔体７０を配すれば、異常放電の発生を抑えられる反面、ガス流量の低下が避けられない。上記構成によれば、面平行ガス流路６０Ｔのうち、上下に電極を配置することが困難な領域ＬＲには多孔体７０を配しながら、第１電極５１及び第２電極５２を配置することによって異常放電対策が可能な領域には多孔体７０が配されないように形成できる。この結果、ガス流量の低下をできるだけ小さく抑えながら、異常放電の発生を低減できる。

【0041】

また、本実施形態に係る保持装置１００において、前記第１接続孔６３と前記第２接続孔６４は、前記第１表面Ｓ１の法線方向から視て、互いに重畳しない位置に設けられている。

【0042】

プラズマ処理時には、第２表面Ｓ２から第１表面Ｓ１に向かう方向、すなわち概ね第１表面Ｓ１の法線方向に沿って高周波電力が印加される。ガス流路６０は、多孔体７０が内部に配されていたとしても板状部材１０の他の部分より空孔率が高いため、上記法線方向に沿って並ぶように形成されたガス流路６０、特に第１表面Ｓ１側から第２表面Ｓ２側に直線的に貫通するように板状部材１０の内部に形成されたガス流路６０では、異常放電が発生する可能性が高くなる。上記構成によれば、第１表面Ｓ１の法線方向から視て、第１接続孔６３と第２接続孔６４とが互いにシフトした位置に形成されており、ガス流出路６０Ｖ１とガス流入路６０Ｖ２が上下方向に並ぶことはない。よって、これらが上下方向に重畳する位置に形成されている場合と比較して、ガス流出路６０Ｖ１やガス流入路６０Ｖ２の内部で異常放電が発生する可能性が低減される。

【0043】

また、本実施形態に係る保持装置１００において、前記多孔体７０は、前記第１表面Ｓ１の法線方向から視て前記第１貫通孔５１Ｈに重畳するように、前記ガス流出路６０Ｖ１の内部から前記面平行ガス流路６０Ｔの内部に至る領域に配された第１多孔体７１と、前記第１表面Ｓ１の法線方向から視て前記第２貫通孔５２Ｈの全体に重畳するように、前記ガス流入路６０Ｖ２の内部から前記面平行ガス流路６０Ｔの内部に至る領域に配された第２多孔体７２と、を含む。

【0044】

上記構成によれば、ガス流出路６０Ｖ１から面平行ガス流路６０Ｔの第１接続孔６３近傍には第１多孔体が、ガス流入路６０Ｖ２から面平行ガス流路６０Ｔの第２接続孔６４近傍には第２多孔体７２が、それぞれ配される。よって、何れか一方のみに多孔体７０が配されている構成と比較して、異常放電の発生が一層低減される。

【0045】

また、本実施形態に係る保持装置１００において、前記平行流路内多孔体部７１Ｔ，７２Ｔは、前記流出入路内多孔体部７１Ｖ，７２Ｖに連なる前記多孔体７０の一部が、前記第１接続孔６３もしくは前記第２接続孔６４から前記面平行ガス流路６０Ｔの内部に突出することによって形成されている。

【0046】

上記構成によれば、流出入路内多孔体部７１Ｖ，７２Ｖと平行流路内多孔体部７１Ｔ，７２Ｔとが一体的に形成され、多孔体７１，７２が屈曲部を有する形状となる。よって、多孔体７１，７２がガス流路６０内で変位し難くなり、安定的に異常放電抑制効果を得ながら、擦れ等によるパーティクルの発生を低減できる。また、例えば、多孔体７０を形成するための流体状の前駆物質を、ガス流出路６０Ｖ１やガス流入路６０Ｖ２から面平行ガス流路６０Ｔ内にはみ出すように注入して硬化等させることにより、流出入路内多孔体部７１Ｖ，７２Ｖと平行流路内多孔体部７１Ｔ，７２Ｔを容易に形成してガス流路６０内に配置可能となる。

【0047】

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態では、流出入路内多孔体部と平行流路内多孔体部とが一体的に形成されている例について示したが、これに限定されない。例えば図５に示す板状部材２１０のように、第１多孔体２７１の流出入路内多孔体部２７１Ｖと平行流路内多孔体部２７１Ｔが、別体として、ガス流路６０内に配されていても構わない。

【0048】

（２）上記実施形態において、板状部材１０の内部には、第１電極５１、第２電極５２とは別に、発熱抵抗体からなり、端子等を介して電源に接続されるヒータ電極が設けられていてもよい。必要に応じてヒータ電極への給電が行われることにより、板状部材１０が加熱され、板状部材１０の第１表面Ｓ１に保持されたウェハＷが加熱される。ヒータ電極への給電を調整することにより、ウェハＷの温度を制御できる。また、上記実施形態では、第１電極５１がチャック電極として機能している場合について例示したが、これに限定されない。チャック電極は、第１電極５１とは別に設けられていてもよい。

【0049】

（３）第１電極と第２電極は、他の電極や端子と電気的に接続されていてもよく、接続されていなくてもよい。両電極への給電等が行われなくても、静電容量が大きくなることで面平行ガス流路内における異常放電を低減できる。また、第１電極と第２電極は、互いに電気的に接続されていても、接続されていなくてもよい。両電極を電気的に接続すれば、間に配される面平行ガス流路内における電位差が小さくなり異常放電の発生を一層低減できる。

【0050】

（４）上記実施形態では、複数のガス流出路６０Ｖ１と、ガス流入路６０Ｖ２のすべてに、多孔体７０が配設されている例について示したが、これに限定されない。複数のガス流出入路の一部に、本開示に沿った多孔体を配するだけでも、このような多孔体を有しない保持装置と比較して、ガス流路内における異常放電の発生を低減できる。

【0051】

（５）ベース部材は、その内部にガス注入路が形成されているものに限定されない。例えば、板状部材１０の第２表面Ｓ２に、ガス流入孔６２から外周に延びる溝が形成され、この溝から熱伝導性ガスが注入されて、ガス流路６０内に導入されるように構成されていてもよい。また、ベース部材は、その内部に冷媒路が形成されているものに限定されない。ベース部材は、熱伝導性の高い材料で形成されているもの、放冷フィン等の何らかの冷却機構を備えているもの、が好ましい。

【0052】

（６）上記実施形態の保持装置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。また、上記実施形態における保持装置等の製造方法は、あくまで一例であって、種々に変更可能である。

【0053】

（７）本開示は、上記実施形態で例示した静電チャックに限らず、セラミック基材の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、加熱装置等）にも同様に適用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１００…保持装置
１０，１１０，２１０…板状部材
２０…ベース部材
２１…冷媒路
２３…ガス注入路
３０…接合材
５１…第１電極
５１Ｈ…第１貫通孔
５２…第２電極
５２Ｈ…第２貫通孔
６０…ガス流路
６０Ｔ…面平行ガス流路
６０Ｖ１…ガス流出路
６０Ｖ２…ガス流出路
６１…ガス流出孔
６２…ガス流入孔
６３…第１接続孔
６４…第２接続孔
７０…多孔体
７１，１７１，２７１…第１多孔体
７２，１７２…第２多孔体
７０Ｔ，７１Ｔ，７２Ｔ，２７１Ｔ…平行流路内多孔体部
７０Ｖ，７１Ｖ，７２Ｖ，１７１Ｖ，２７１Ｖ…流出入路内多孔体部
Ｓ１…第１表面
Ｓ２…第２表面
Ｇ…ギャップ
Ｄ１…（第１電極とガス流出路壁面との）間隔
Ｄ２…（第２電極とガス流入路壁面との）間隔
ＥＲ…空領域
ＬＲ…（上下が電極で挟まれておらず多孔体も配されていない）領域
Ｗ…ウェハ（対象物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】