特許 7577524 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】2024-10-25

(45)【発行日】2024-11-05

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20241028BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20241028BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20241028BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20241028BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20241028BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

H02N13/00 D

C23C14/50 A

C23C16/458

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020205848

(22)【出願日】2020-12-11

(65)【公開番号】P2022092877

(43)【公開日】2022-06-23

【審査請求日】2023-08-29

(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】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(72)【発明者】

【氏名】山本 考史

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５０３２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５０２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３０３０３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１３６６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１２７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５１５７６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０２Ｎ １３／００

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面との間を貫通する第１貫通孔とを備える第１部材と、
第３の面と、前記第３の面とは反対側に設けられる第４の面と、前記第３の面と前記第４の面との間を貫通する第２貫通孔とを備える第２部材と、
前記第１部材の前記第２の面と前記第２部材の前記第３の面との間に配置され、前記第１部材と前記第２部材とを接合し、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とに連通する第３貫通孔を備える接合層とを備え、
前記第１部材の前記第１の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記第３貫通孔に配置され、かつ、前記第１部材と前記第２部材とに挟み込まれた環状のシール部材を有し、
前記シール部材の一部が、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔のうち少なくとも前記第１貫通孔の内部に入り込んでいる
ことを特徴とする保持装置。

【請求項2】

請求項１に記載する保持装置において、
第１の面に直交する第１の方向における断面にて、前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔のうち前記シール部材が孔内部まで入り込んでいる孔の内壁面と、前記シール部材が接触している第１の接触点を通るように前記シール部材に対して引いた接線とのなす角度が鋭角である
ことを特徴とする保持装置。

【請求項3】

請求項２に記載する保持装置において、
前記シール部材は、前記内壁面と前記接線とのなす角度が鋭角を形成するように、前記第１貫通孔の内部に入り込んで弾性変形している
ことを特徴とする保持装置。

【請求項4】

請求項３に記載するいずれか１つの保持装置において、
前記第１の方向における断面にて、前記第２部材の前記第３の面と、前記第３の面と前記シール部材とが接触する接触点のうち最も前記第２貫通孔側に位置する第２の接触点での前記シール部材に対する接線とのなす角度が鋭角である
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】

本開示は、対象物を保持する保持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

保持装置に関する従来技術として、例えば、特許文献１に、貫通孔を備えるセラミック基板と、ベースプレートと、セラミック基板とベースプレートとを接合する接合層とを備える保持装置が開示されている。この種の保持装置では、プラズマにより接合層がダメージを受けると、接合層の熱伝導率が悪化し、保持面の均熱性が低下するため、接合層へのプラズマの侵入を防止する対策が施されている。例えば、特許文献１の静電チャックでは、接合層にリング状の端部を設けて、その端部により接合層へのブラズマの侵入を防ぐようになっている。また、接合層とは別体でリング状のシール部材を設け、シール部材により接合層へのプラズマの侵入を防止している保持装置もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１２７３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の保持装置では、貫通孔より外側に、端部やシール部材が配置されているため、貫通孔の周辺まで接合層を配置することができない。そのため、貫通孔の周辺において接合層が存在しない部分では熱伝達が阻害されるので、保持面において貫通孔周辺の温度が他の部分に比べて高くなってしまい、保持面における均熱性が低下してしまう。

【0005】

ここで、端部やシール部材を貫通孔ぎりぎりに（貫通孔に可能な限り近づけて）配置すれば、貫通孔の周辺まで接合層を配置することができるので、保持面における均熱性を向上させることができる。ところが、この場合には、貫通孔と端部又はシール部材との接触エリアにおいて、端部又はシール部材が開口するような形状（貫通孔の内周面と端部又はシール部材との角度が鈍角）となる。そのため、プラズマが接合層に侵入する可能性が高まり、接合層へプラズマが侵入してしまうおそれがある。

【0006】

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、保持面における均熱性を向上させつつ、接合層へのプラズマの侵入を防止することができる保持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】

【0007】

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記第１の面と前記第２の面との間を貫通する第１貫通孔とを備える第１部材と、
第３の面と、前記第３の面とは反対側に設けられる第４の面と、前記第３の面と前記第４の面との間を貫通する第２貫通孔とを備える第２部材と、
前記第１部材の前記第２の面と前記第２部材の前記第３の面との間に配置され、前記第１部材と前記第２部材とを接合し、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とに連通する第３貫通孔を備える接合層とを備え、
前記第１部材の前記第１の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記第３貫通孔に配置され、かつ、前記第１部材と前記第２部材とに挟み込まれた環状のシール部材を有し、
前記シール部材の一部が、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔のうち少なくとも前記第１貫通孔の内部に入り込んでいることを特徴とする。

【0008】

この保持装置では、シール部材が、第１貫通孔及び第２貫通孔のうち少なくとも第１貫通孔の内部に入り込んでいる。すなわち、シール部材が、第１貫通孔の内部に、又は第１貫通孔及び第２貫通孔のそれぞれの内部に、はみ出て配置されている。これにより、貫通孔付近まで接合層を配置することができるため、貫通孔付近における熱伝達の悪化を防止することができ、第１の面（保持面）における温度分布の均一化を図ることができる。つまり、第１の面（保持面）における均熱性を向上させることができる。

【0009】

そして、シール部材が、少なくとも第１貫通孔の孔内部に入り込んでいるため、プラズマが流れ込んでくる第１貫通孔側でのシール部材の密着性が高められている。そのため、シール部材によるシール性が向上してプラズマの接合層への侵入を効果的に防止することができる。

【0010】

上記した保持装置において、
第１の面に直交する第１の方向における断面にて、前記第１貫通孔又は前記第２貫通孔のうち前記シール部材が孔内部まで入り込んでいる孔の内壁面と、前記シール部材が接触している第１の接触点を通るように前記シール部材に対して引いた接線とのなす角度が鋭角であることが好ましい。

【0011】

なお、第１の接触点とは、第１の方向における（貫通孔の中心軸を含む）断面にて、第１貫通孔の内壁面とシール部材とが接触する接触点のうち、第１の方向において最も第１の面側に位置する点、又は第２貫通孔の内壁面とシール部材とが接触する接触点のうち、第１の方向において最も第３の面側に位置する点を意味する。

【0012】

このように、孔の内壁面と、シール部材が接触している第１の接触点を通るようにシール部材に対して引いた接線とのなす角度が鋭角になることにより、シール部材によるシール性を向上させることができるため、プラズマの接合層への侵入をより効果的に防止することができる。

【0013】

上記した保持装置において、
前記シール部材は、前記内壁面と前記接線とのなす角度が鋭角を形成するように、前記第１貫通孔の内部に入り込んで弾性変形していることが好ましい。

【0014】

このようにシール部材を弾性変形させることにより、プラズマの接合層への侵入経路が短い第１部材側におけるシール性能をより向上させることができるため、プラズマの接合層への侵入をより一層効果的に防止することができる。

【0015】

上記した保持装置において、
前記第１の方向における断面にて、前記第２部材の前記第３の面と、前記第３の面と前記シール部材とが接触する接触点のうち最も前記第２貫通孔側に位置する第２の接触点での前記シール部材に対する接線とのなす角度が鋭角であることが好ましい。

【0016】

このように第２部材側でも第３の面とシール部材とのなす角度が鋭角となるようにシール部材を弾性変形させることにより、第２部材側においてもプラズマの接合層への侵入を効果的に防止することができる。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、保持面における均熱性を向上させつつ、接合層へのプラズマの侵入を防止することができる保持装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態の静電チャックの概略斜視図である。

【図2】実施形態の静電チャックのＸＺ断面の概略構成図である。

【図3】実施形態の静電チャックのＸＹ平面の概略構成図である。

【図4】貫通孔（ガス孔）付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図5】貫通孔（リフトピン挿入孔）付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図6】接触点及び接線を説明するための図である。

【図7】接触点を説明するための図である。

【図8】変形例の静電チャックにおける貫通孔（ガス孔）付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【図9】ガス孔が分岐タイプである静電チャックのＸＺ断面の概略構成図である。

【図10】ガス孔にポーラスプラグを備える静電チャックにおけるガス孔付近のＸＺ断面の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本開示に係る実施形態である保持装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置など）やエッチング装置（プラズマエッチング装置など）といった半導体製造装置に使用される静電チャックを例示する。

【0020】

本実施形態の静電チャック１について、図１～図４を参照しながら説明する。本実施形態の静電チャック１は、半導体ウエハＷ（対象物）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半導体ウエハＷを固定するために使用される。図１に示すように、静電チャック１は、板状部材１０と、ベース部材２０と、板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合層４０とを有する。なお、板状部材１０は本開示の「第１部材」の一例であり、ベース部材２０は本開示の「第２部材」の一例である。

【0021】

なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図１に示すようにＸＹＺ軸を定義する。ここで、Ｚ軸は、静電チャック１の軸線方向（図１において上下方向）の軸であり、Ｘ軸とＹ軸は、静電チャック１の径方向の軸である。そして、Ｚ軸方向は、本開示の「第１の方向」の一例である。

【0022】

板状部材１０は、図１に示すように、円盤状の部材であり、セラミックスにより形成されている。セラミックスとしては、様々なセラミックスが用いられるが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ_２Ｏ_３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合の最も多い成分（例えば、体積含有率が９０ｖｏｌ％以上の成分）を意味する。

【0023】

また、板状部材１０の直径は、上段部が例えば１５０～３００ｍｍ程度であり、下段部が例えば１８０～３５０ｍｍ程度である。板状部材１０の厚さは、例えば２～６ｍｍ程度である。なお、板状部材１０の熱伝導率は、１０～５０Ｗ／ｍＫ（より好ましくは、１８～３０Ｗ／ｍＫ）の範囲内が望ましい。

【0024】

図１、図２に示すように、板状部材１０は、半導体ウエハＷを保持する保持面１１と、板状部材１０の厚み方向（Ｚ軸方向に一致する方向、上下方向）について保持面１１とは反対側に設けられる下面１２とを備えている。そして、保持面１１と下面１２との間を厚み方向（Ｚ軸方向、図２において上下方向）に貫通する円筒形状の第１貫通孔１５ａ，１５ｂが形成されている。なお、保持面１１は本開示の「第１の面」の一例であり、下面１２は本開示の「第２の面」の一例である。

【0025】

板状部材１０の保持面１１は、凹凸形状をなしている。具体的には、保持面１１には、図２、図３に示すように、その外縁付近に環状の環状凸部１６が形成され、環状凸部１６の内側に複数の独立した柱状の凸部１７が形成されている。なお、環状凸部１６は、シールバンドとも呼ばれる。環状凸部１６の断面（ＸＺ断面）の形状は、図２に示すように、略矩形である。環状凸部１６の高さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば、１０μｍ～２０μｍ程度である。また、環状凸部１６の幅（Ｘ軸方向の寸法）は、例えば、０．５ｍｍ～５．０ｍｍ程度である。

【0026】

各凸部１７は、図３に示すように、Ｚ軸方向視（平面視）で略円形をなしており、略均等間隔で配置されている。また、各凸部１７の断面（ＸＺ断面）の形状は、図２に示すように、略矩形である。凸部１７の高さは、環状凸部１６の高さと略同一であり、例えば、１０～２０μｍ程度である。また、凸部１７の幅（Ｚ軸方向視での凸部１７の最大径）は、例えば、０．５～１．５ｍｍ程度である。なお、板状部材１０の保持面１１における環状凸部１６より内側において、凸部１７が形成されていない部分は、凹部１８となっている。

【0027】

そして、半導体ウエハＷは、板状部材１０の保持面１１における環状凸部１６と複数の凸部１７とに支持されて、静電チャック１に保持される。半導体ウエハＷが静電チャック１に保持された状態では、半導体ウエハＷの表面（下面）と、板状部材１０の保持面１１（詳細には、保持面１１の凹部１８）との間に、空間Ｓが存在することとなる（図２参照）。この空間Ｓには、後述するガス孔３０ｂを介して不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）が供給されるようになっている。

【0028】

このような板状部材１０には、保持面１１と下面１２との間を厚み方向（Ｚ軸方向、図２において上下方向）に貫通する円筒形状の第１貫通孔１５ａ，１５ｂとが形成されている。

【0029】

ベース部材２０は、図１、図２に示すように円柱状、詳しくは、直径の異なる２つの円柱が、大きな直径の円柱状の上面部の上に小さな直径の円柱状の下面部が載せられるようにして、中心軸Ｃａを共通にして重ねられて形成された段付きの円柱状である。このベース部材２０は、金属（例えば、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ことが好ましいが、金属以外であってもよい。

【0030】

そして、ベース部材２０は、上面２１と、ベース部材２０（板状部材１０）の中心軸Ｃａ（図２参照）方向（すなわち、Ｚ軸方向）について上面２１とは反対側に設けられる下面２２と、を備えている。なお、上面２１は本開示の「第３の面」の一例であり、下面２２は本開示の「第４の面」の一例である。

【0031】

ベース部材２０の直径は、上段部が例えば１５０ｍｍ～３００ｍｍ程度であり、下段部が例えば１８０ｍｍ～３５０ｍｍ程度である。また、ベース部材２０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば２０ｍｍ～５０ｍｍ程度である。なお、ベース部材２０（アルミニウムを想定）の熱伝導率は、板状部材１０よりも大きく、１８０～２５０Ｗ／ｍＫ（好ましくは、２３０Ｗ／ｍＫ程度）の範囲内が望ましい。

【0032】

また、図２に示すように、ベース部材２０には、冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）を流すための冷媒流路２３が形成されている。そして、冷媒流路２３は、ベース部材２０の下面２２に設けられた不図示の供給口と排出口とに接続しており、供給口からベース部材２０に供給された冷媒が、冷媒流路２３内を流れて排出口からベース部材２０の外へ排出される。このようにして、ベース部材２０の冷媒流路２３内に冷媒を流すことにより、ベース部材２０が冷却され、これにより、接合層４０を介して板状部材１０が冷却される。

【0033】

そして、ベース部材２０には、上面２１と下面２２との間を厚み方向（Ｚ軸方向、図２において上下方向）に貫通する円筒形状の第２貫通孔２５ａ，２５ｂが形成されている。なお、第２貫通孔２５ａ，２５ｂは、第１貫通孔１５ａ，１５ｂと同軸である（図４、図５に示すように中心軸ＣＬ１と中心軸ＣＬ２とが一致している）。そして、第２貫通孔２５ａの径は、第１貫通孔１５ａの径より小さく、第２貫通孔２５ｂの径は、第１貫通孔１５ｂの径以下であればよい（図４、図５参照）。なお、本実施形態では、図４に示すように、第２貫通孔２５ｂの径は、第１貫通孔１５ｂの径より小さくなっている。

【0034】

さらに、ベース部材２０の第２貫通孔２５ａには、貫通孔を有する筒状の絶縁性のスリーブを嵌合していてもよい。このとき、第２貫通孔はスリーブの貫通孔のことを指す。

【0035】

接合層４０は、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間に配置され、板状部材１０とベース部材２０とを接合している。この接合層４０を介して、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１とが熱的に接続されている。接合層４０は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着材により構成されている。なお、接合層４０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば０．１～１．０ｍｍ程度である。また、接合層４０の熱伝導率は、例えば１．０Ｗ／ｍＫである。なお、接合層４０（シリコーン系樹脂を想定）の熱伝導率は、０．１～２．０Ｗ／ｍＫ（好ましくは、０．５～１．５Ｗ／ｍＫ）の範囲内が望ましい。

【0036】

この接合層４０には、図２に示すように、第１貫通孔１５ａ，１５ｂと第２貫通孔２５ａ，２５ｂとを連通させる第３貫通孔４５ａ，４５ｂが形成されている。つまり、第１貫通孔１５ａ，１５ｂと第２貫通孔２５ａ，２５ｂとの間に、円筒形状の第３貫通孔４５ａ，４５ｂが形成されている。第３貫通孔４５ａ，４５ｂは、第１貫通孔１５ａ，１５ｂ及び第２貫通孔２５ａ，２５ｂと同軸である。第３貫通孔４５ａ，４５ｂの直径は、第１貫通孔１５ａ，１５ｂ及び第２貫通孔２５ａ，２５ｂよりも大きい。第１貫通孔１５ａ，１５ｂと第３貫通孔４５ａ，４５ｂと第２貫通孔２５ａ，２５ｂとは、Ｚ軸方向（静電チャック１の軸線方向）に連なって配置されている。

【0037】

そして、図２に示すように、第１貫通孔１５ａと第３貫通孔４５ａと第２貫通孔２５ａとによって、静電チャック１をＺ軸方向に貫通するリフトピン挿入孔３０ａを形成している。このリフトピン挿入孔３０ａには、半導体ウエハＷを保持面１１上から押し上げるリフトピン６０が、ベース部材２０の下面２２側から挿入されている。このリフトピン６０は、円柱形状（丸棒形状）をなしており、リフトピン挿入孔３０ａ内をＺ軸方向に移動する。リフトピン６０がＺ軸方向の一方側（図２では上側）に移動して、リフトピン６０の先端部（上端部）が板状部材１０の保持面１１から外部に突出することで、保持面１１上に載置されている半導体ウエハＷを保持面１１から離間させる（リフトピン６０によって半導体ウエハＷを持ち上げる）ようになっている。

【0038】

なお、本実施形態の静電チャック１では、リフトピン挿入孔３０ａが３個形成されており、各々のリフトピン挿入孔３０ａ内にリフトピン６０が挿入されている。なお、３個のリフトピン挿入孔３０ａは、静電チャック１の周方向に等間隔で形成されている（図３参照）。

【0039】

また、第１貫通孔１５ｂと第３貫通孔４５ｂと第２貫通孔２５ｂとによって、静電チャック１をＺ軸方向に貫通するガス孔３０ｂを形成している。このガス孔３０ｂは、不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）が流通するガス流路である。これにより、ベース部材２０の下面２２側からガス孔３０ｂ内に不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）を供給することで、半導体ウエハＷの下面と板状部材１０の保持面１１（凹部１８）との間の空間Ｓ内に、この不活性ガスを充填することができるようになっている。

【0040】

そして、このような静電チャック１には、第３貫通孔４５ａ，４５ｂ（接合層４０の貫通孔）内に、板状部材１０とベース部材２０とに挟まれて（より詳細には、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間に挟まれて）、Ｚ軸方向視で、第１貫通孔１５ａ及び第２貫通孔２５ａ、あるいは第１貫通孔１５ｂ及び第２貫通孔２５ｂを囲む、言い換えると、第１貫通孔１５ａと第２貫通孔２５ａ、あるいは第１貫通孔１５ｂと第２貫通孔２５ｂとが自身の内周の内側に位置するようにして、円環状のシール部材５０が配置されている（図２、図４、図５参照）。このシール部材５０は、接合層４０を保護し、接合層４０の腐食を防止するためのものである。

【0041】

すなわち、静電チャック１を半導体製造装置の真空チャンバー内で半導体ウエハＷを固定するために使用する場合、半導体ウエハＷに回路パターンを形成する際に使用する処理ガスやプラズマ等が、第１貫通孔１５ａ，１５ｂを通じて静電チャック１内に流入する。そして、そのプラズマ等が接合層４０に侵入して接触すると、接合層４０が腐食してしまうため、シール部材５０を設けている。シール部材５０は、環状や管状をなし、任意に選択される材料、例えばゴム又はエラストマー樹脂等の接合層４０よりも耐食性のある弾性体で構成されている。シール部材５０として、具体的には、Ｏリングを用いてもよい。

【0042】

このようにシール部材５０を設けることにより、第３貫通孔４５ａ，４５ｂ内に露出する板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間が気密に封止されている。これにより、第１貫通孔１５ａ，１５ｂを通じて静電チャック１内に流入したプラズマ等が、第３貫通孔４５ａ，４５ｂを通じて接合層４０へ侵入して接合層４０に接触することを防止している。

【0043】

ここで、本実施形態の静電チャック１では、図４、図５に示すように、シール部材５０の一部が、第１貫通孔１５ａ，１５ｂの内部に入り込んでいる。すなわち、シール部材５０が、第１貫通孔１５ａ，１５ｂの内部に、はみ出て配置されている。従って、第１貫通孔１５ａ，１５ｂ付近まで接合層４０を配置することができる。そのため、第１貫通孔１５ａ，１５ｂ付近における熱伝達の悪化を防止することができ、保持面１１における温度分布の均一化を図ることができる。つまり、保持面１１における均熱性を向上させることができる。

【0044】

なお、シール部材５０の貫通孔への飛び出し量として、シール部材５０をガス孔３０ｂに配置する場合には、第１貫通孔１５ｂを塞がない、つまり、第１貫通孔１５ｂにはみ出た部分同士が接触しないまでは許容される。従って、シール部材５０の第１貫通孔１５ｂへの飛び出し量は、第１貫通孔１５ｂの半径未満であればよい。

【0045】

一方、シール部材５０の貫通孔への飛び出し量として、シール部材５０をリフトピン挿入孔３０ａに配置する場合には、Ｚ軸方向視で、第１貫通孔１５ａにはみ出した部分が第２貫通孔２５ａの円内に入らないまで許容される。従って、シール部材５０の第１貫通孔１５ａへの飛び出し量は、第２貫通孔２５ａの半径と第１貫通孔１５ａの半径との差未満であればよい。

【0046】

また、シール部材５０が、第１貫通孔１５ａ，１５ｂの孔内部に入り込んで弾性変形しているため、プラズマの接合層４０への侵入経路が短い第１貫通孔１５ａ，１５ｂ側でのシール部材５０の密着性が高められている。従って、シール部材５０によるシール性が向上してプラズマの接合層４０への侵入を効果的に防止することができる。

【0047】

そして、本実施形態の静電チャック１では、図７に示すように、Ｚ軸方向における断面にて、第１貫通孔１５ａ，１５ｂの内壁面１５ｃと、シール部材５０が接触している第１接触点Ｐ１を通るようにシール部材５０に対して引いた接線ＴＬ１とのなす角度θ１が鋭角になっている。

【0048】

なお、第１接触点Ｐ１とは、Ｚ軸方向における（第１貫通孔１５ａ，１５ｂの中心軸ＣＬ１を含む）断面にて、第１貫通孔１５ａ，１５ｂの内壁面１５ｃとシール部材５０とが接触する接触点のうち、Ｚ軸方向において最も保持面１１側に位置する点を意味する。そのため、例えば、図８に示すように、シール部材５０が第１貫通孔１５ａ，１５ｂの内壁面１５ｃに接触する場合には、第１接触点Ｐ１が保持面１１側（図８では上方）へ移動することになる。

【0049】

また、後述する変形例（図９参照）のように、シール部材５０が第２貫通孔２５ｂの内部にも入り込んでいる場合には、第１接触点Ｐ１として、シール部材５０が第２貫通孔２５ｂの内壁面２５ｃとシール部材５０とが接触する接触点のうち、Ｚ軸方向において最もベース部材２０の上面２１側に位置する点も含むことになる。

【0050】

このように、第１貫通孔１５ａ，１５ｂの内壁面１５ｃと接線ＴＬ１とのなす角度θ１が鋭角であることにより、シール部材５０によるシール性をより向上させることができる。従って、プラズマの接合層４０への侵入をより効果的に防止することができる。

【0051】

さらに、本実施形態の静電チャック１では、図７に示すように、Ｚ軸方向における断面にて、ベース部材２０の上面２１と、上面２１とシール部材５０とが接触する接触点のうち最も第２貫通孔２５ａ，２５ｂ側に位置する第２接触点Ｐ２でのシール部材５０に対する接線ＴＬ２とのなす角度θ２も鋭角になっている。

【0052】

このようにベース部材２０側において、上面２１と接線ＴＬ２とのなす角度θ２が鋭角となるようにシール部材５０を弾性変形させることにより、ベース部材２０側においてもプラズマの接合層４０への侵入を効果的に防止することができる。

【0053】

そして、本実施形態の静電チャック１では、シール部材５０が第２貫通孔２５ａに入り込んでいない（Ｚ軸方向視で、第２貫通孔２５ａの円内に位置しない）ため、上面２１と接線ＴＬ２とのなす角度θ２が鋭角となるようにシール部材５０を配置することにより、リフトピン６０がシール部材５０に干渉することを防止することができる。

※クレーム修正時に追記して頂いた、「リフトピンがシール部材に干渉しないこと」は、請求項４だけでは言い切れないと思いますので、解決手段には記載せずに明細書だけの記載に留めました。

【0054】

ここで、変形例について図９を参照しながら説明する。変形例では、図９に示すように、シール部材５０が第１貫通孔１５ｂだけでなく、第２貫通孔２５ｂにも入り込んでいる。すなわち、変形例では、シール部材５０が、第１貫通孔１５ｂ及び第２貫通孔２５ｂの両方の内部にはみ出して配置されている。そして、シール部材５０をこのような形状に弾性変形させやすくするために、第１貫通孔１５ｂの径と第２貫通孔２５ｂの径とを同じにしている。

【0055】

なお、シール部材５０をこのような形状に弾性変形させて配置するのは、ガス孔３０ｂのみであり、リフトピン挿入孔３０ａには適用することはない。シール部材５０をこのような形状に弾性変形させてリフトピン挿入孔３０ａに配置すると、リフトピン６０がシール部材５０に干渉するからである。

【0056】

このような変形例では、上記の実施形態と同様に、シール部材５０により、第１貫通孔１５ｂを通じて静電チャック１内に流入したプラズマ等が、第３貫通孔４５ｂを通じて接合層４０へ侵入して接合層４０に接触することを防止することができる。また、第１貫通孔１５ｂ付近まで接合層４０を配置することができるため、第１貫通孔１５ｂ付近における熱伝達の悪化を防止することができ、保持面１１における温度分布の均一化を図ることができる。従って、変形例でも、保持面１１における均熱性を向上させつつ、接合層４０へのプラズマの侵入を防止することができる。

【0057】

以上のように、本実施形態の静電チャック１によれば、シール部材５０が、第１貫通孔１５ｂ（１５ａ）の内部に入り込んで（はみ出て）配置されている。そのため、プラズマが流れ込んでくる第１貫通孔１５ｂ（１５ａ）側でのシール部材５０の密着性が高められている。これにより、シール部材５０によるシール性が向上してプラズマの接合層４０への侵入を効果的に防止することができる。

【0058】

また、シール部材５０が、第１貫通孔１５ｂ（１５ａ）の内部に入り込んで（はみ出て）配置されているため、貫通孔付近まで接合層４０を配置することができる。これにより、貫通孔付近における熱伝達の悪化を防止することができ、保持面１１における温度分布の均一化を図ることができる。つまり、保持面１１における均熱性を向上させることができる。

【0059】

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、ガス孔３０ｂを構成する第１貫通孔１５ｂとして、Ｚ軸方向に直線状に延びる孔を例示したが、第１貫通孔１５ｂは、図１０に示すように、板状部材１０の下面１２から保持面１１に向かう途中で屈曲して、下面１２に沿う方向（ＸＹ平面に沿う方向）に延びつつ途中で複数に分岐して、複数の開口部が保持面１１（凹部１８）に形成される形状であってもよい。このように第１貫通孔１５ｂを分岐形状にすることにより、プラズマの接合層４０への侵入経路が長くなるため、プラズマの接合層４０への侵入をより効果的に防止することができる。

【0060】

また、上記の実施形態において、図１０に示すように、第１貫通孔１５ｂに、セラミック多孔体であるポーラスプラグ７０を配置してもよい。つまり、第１貫通孔１５ｂとしては、例えば多孔体のようなガスが流れる経路を有するものが途中に設けられた孔も含む。このようなポーラスプラグ７０を配置することにより、プラズマの接合層４０への侵入をより効果的に防止することができる。

【0061】

また、上記実施形態では、ガス孔３０ｂを構成する第３貫通孔４５ｂに配置するシール部材５０と、リフトピン挿入孔３０ａを構成する第３貫通孔４５ａに配置するシール部材５０との両方に対して本発明を適用した場合を例示しているが、ガス孔３０ｂを構成する第３貫通孔４５ｂに配置するシール部材５０のみに対して本発明を適用するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ 静電チャック
１０ 板状部材
１１ 保持面
１２ 下面
１５ａ 第１貫通孔
１５ｂ 第１貫通孔
１５ｃ 内壁面
２０ ベース部材
２１ 上面
２２ 下面
２５ａ 第２貫通孔
２５ｂ 第２貫通孔
２５ｃ 内壁面
４０ 接合層
４５ａ 第３貫通孔
４５ｂ 第３貫通孔
５０ シール部材
Ｐ１ 第１接触点
Ｐ２ 第２接触点
ＴＬ１ 接線
ＴＬ２ 接線
Ｗ 半導体ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】