7587396 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】2024-11-12

(45)【発行日】2024-11-20

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20241113BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20241113BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H02N13/00 D

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020187135

(22)【出願日】2020-11-10

(65)【公開番号】P2022076653

(43)【公開日】2022-05-20

【審査請求日】2023-08-03

(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

(72)【発明者】

【氏名】石井 竜馬

(72)【発明者】

【氏名】井田 大達

【審査官】境 周一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１０１７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５８６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２２３１７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０８８０５２（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の面と、第１の方向にて前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、内部に設けられた内部電極と、前記内部電極に電気的に接続された端子パッドとを備える板状部材と、
前記端子パッドに接合された電極端子と、
前記電極端子の外周面を覆う絶縁部材と、
前記電極端子及び前記絶縁部材が配置される貫通孔を備え、前記板状部材の前記第２の面に接合された金属製のベース部材と、を有し、
前記板状部材の前記第１の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記板状部材の前記第２の面には、前記第１の面側に凹み、前記端子パッドが配置された有底孔が形成されており、
前記有底孔の底部又は開口部側面には、前記第１の方向と直交する第２の方向へ、前記有底孔の開口部側面よりも外側に拡がる空洞部が形成され、
前記空洞部の前記第１の方向における最大寸法は、前記有底孔の前記第１の方向における寸法の１／２以下である
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、
前記空洞部は、前記第１の方向において、前記端子パッドが配置された面を含んでいることを特徴とする保持装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載する保持装置において、
前記空洞部は、前記底部に形成され、前記有底孔の開口部から前記底部へ向かうにつれて、前記第２の方向における寸法が徐々に大きくなるテーパ部を有する
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】

保持装置として、例えば、特許文献１に記載された静電チャックが知られている。この静電チャックは、表面（保持面）に対象物を保持するセラミックス板（板状部材）と、セラミックス板に接合された金属製のベース部材とを備えており、セラミックス板の内部に、チャック電極やヒータ電極などの内部電極が配置されている。そして、この静電チャックは、内部電極への給電のための構成を備えている。すなわち、ベース部材の内部に、ベース部材におけるセラミックス板に対向する表面（以下、「上面」という）に開口する端子用貫通孔が形成されており、端子用貫通孔内に、柱状の電極端子が配置されている。また、セラミックス板におけるベース部材に対向する表面（以下、「下面」という）の内の所定の領域には、内部電極に導通する電極パッド（端子パッド）が配置されている。

【0003】

ここで、セラミックス板の下面に沿って電極パッドからベース部材に至るまでの沿面距離が短いと、電極パッドとベース部材との間の短絡が発生するおそれがある。そこで、沿面距離を長くするために、この静電チャックでは、セラミックス板の第２の表面（ベース部材に対向する側の表面）における第１の領域（セラミックス板の厚み方向から見て端子用貫通孔に重なる領域）に、厚み方向において電極パッドが配置された位置より内部電極側に凹んだ凹部と、厚み方向において電極パッドが配置された位置より内部電極から離れる側に突出した凸部と、の少なくとも一方を、厚み方向から見て電極パッドを取り囲むように連続的に形成している。これにより、この静電チャックでは、セラミックス板の第２の表面に沿って電極パッドからベース部材に至るまでの沿面距離を長くして、電極パッドとベース部材との間の短絡の発生を抑制するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１０１７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記の静電チャックでは、凹部が形成された部分はセラミックス板の厚さが減少するため、凹部付近に内部電極が配置された場合、孔底面と内部電極との距離が短くなるので、絶縁破壊が生じるおそれがある。また、凹部が形成された部分では、セラミックス板の体積が減少するため熱伝達が悪くなり、保持面において凹部の直上部分が局所的に高温となって、保持面の温度を均一に制御することが困難となり、保持面における均熱性が低下するおそれがある。

【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、端子パッドからベース部材までの沿面距離を長くして端子パッドとベース部材との間における絶縁性を向上させるととともに、保持面における均熱性を向上させ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、第１の方向にて前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、内部に
設けられた内部電極と、前記内部電極に電気的に接続された端子パッドとを備える板状部
材と、
前記端子パッドに接合された電極端子と、
前記電極端子の外周面を覆う絶縁部材と、
前記電極端子及び前記絶縁部材が配置される貫通孔を備え、前記板状部材の前記第２の
面に接合された金属製のベース部材と、を有し、
前記板状部材の前記第１の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記板状部材の前記第２の面には、前記第１の面側に凹み、前記端子パッドが配置され
た有底孔が形成されており、
前記有底孔の底部又は開口部側面には、前記第１の方向と直交する第２の方向へ、前記
有底孔の開口部側面よりも外側に拡がる空洞部が形成され、
前記空洞部の前記第１の方向における最大寸法は、前記有底孔の前記第１の方向における寸法の１／２以下であることを特徴とする。

【0008】

この保持装置では、端子パッドを配置する有底孔の底部又は開口部側面に、第１の方向（軸方向）と直交する第２の方向（径方向）へ、有底孔の開口部側面（つまり内周面）よりも外側に拡がる空洞部が形成されているため、端子パッドからベース部材までの沿面距離を長くすることができる。そのため、端子パッドとベース部材との間における絶縁性を向上させることができる。

【0009】

また、空洞部は、第２の方向（径方向）外側へ拡がるように形成されているため、従来装置のように有底孔の配置領域において板状部材の厚みが減少することがない。そのため、内部電極（端子パッドの最も近くに配置されるものであり、例えば、ヒータ電極やヒータ電極に電極を供給するためのランドパターンである導電層など）と端子パッドとの間で絶縁破壊が発生することを防止することができる。

【0010】

ここで、第１の面（保持面）において、有底孔の配置領域（有底孔の直上位置）は、他の領域よりも体積が小さいため高温になりやすい。そして、従来装置のように有底孔の配置領域において板状部材の厚み（体積）が減少すると、第１の面の有底孔の配置領域において、局所的に高温となる温度特異点が非常に発生し易くなる。

【0011】

これに対して、この保持装置では、空洞部は、第２の方向（径方向）外側へ拡がるように形成されているため、有底孔の配置領域において板状部材の厚み（体積）が減少することがない。そのため、有底孔の配置領域において、板状部材の体積減少による熱伝達の悪化が生じない。従って、第１の面（保持面）において、局所的に高温となる温度特異点の発生を抑制することができ、第１の面における均熱性を向上させることができる。

【0013】

ここで、空洞部の第１の方向（軸方向）における最大寸法を大きくすれば、端子パッドからベース部材までの沿面距離を長くすることはできるが、有底孔周辺における板状部材の体積減少が大きくなる。そして、有底孔周辺において、板状部材の体積減少が大きくなってしまうと、熱伝達が悪化するため、第１の面（保持面）において、局所的に高温となる温度特異点が発生するおそれがある。

【0014】

そこで、このように空洞部の第１の方向における最大寸法を規定することにより、要求される（短絡を生じさせない）沿面距離を確保しつつ、有底孔周辺における板状部材の体積減少を抑制して、有底孔周辺において、局所的に高温となる温度特異点の発生を防ぐことができ、第１の面における均熱性を向上させることができる。

【0015】

上記した保持装置において、
前記空洞部は、前記第１の方向において、前記端子パッドが配置された面を含んでいることが好ましい。

【0016】

このように空洞部を有底孔の底部に形成することにより、空洞部が有底孔の開口部側面に形成する場合に比べ、端子パッドから開口部側面に到達するまでの沿面距離が延びるため、端子パッドとベース部材との間における絶縁性をより向上させることができる。

【0017】

上記した保持装置において、
前記空洞部は、前記底部に形成され、前記有底孔の開口部から前記底部へ向かうにつれて、前記第２の方向における寸法が徐々に大きくなるテーパ部を有することが好ましい。

【0018】

こうすることにより、有底孔周辺における板状部材の体積減少を更に抑制するでき、温度傾斜が緩やかになるため、有底孔周辺において、局所的に高温となる温度特異点の発生を確実に防ぐことができ、第１の面における均熱性をより向上させることができる。

【0019】

また、有底孔及び空洞部に接着剤（シリコーン系樹脂等）を充填する場合には、空洞部に対してスムーズに隙間無く接着剤を充填することができる。これにより、空洞部の熱伝導率を高めることができるため、有底孔周辺において、局所的に高温となる温度特異点の発生をより確実に防ぐことができ、空洞部を設けたことによる第１の面における均熱性の低下を効果的に抑制することができる。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、端子パッドからベース部材までの沿面距離を長くして端子パッドとベース部材との間における絶縁性を向上させるととともに、保持面における均熱性を向上させ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】

【0021】

【図1】第１実施形態の静電チャックの概略斜視図である。

【図2】第１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】空洞部付近（図２のＸ１部）の拡大図である。

【図4】導電層を備える静電チャックにおける空洞部付近の拡大図である。

【図5】第２実施形態の静電チャックにおける空洞部付近の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［第１実施形態］
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、対象物である半導体ウエハＷを保持する静電チャック１を例示して説明する。本実施形態の静電チャック１について、図１～図３を参照しながら説明する。

【0023】

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。

【0024】

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」の一例であり、径方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）は、本開示の「第２の方向」の一例である。

【0025】

板状部材１０は、図１に示すように、円盤状の部材であり、材料としてはセラミックスを用いてもよい。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。

【0026】

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。

【0027】

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。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。

【0028】

板状部材１０の内部には、図２、図３に示すように、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成されたチャック電極１３が設けられている。Ｚ軸方向視でのチャック電極１３の形状は、例えば略円形である。チャック電極１３に対して図示しない電源から電圧が印加されることによって、静電引力が発生し、この静電引力によりウエハＷが板状部材１０の保持面１１に吸着固定される。

【0029】

また、板状部材１０の内部には、図２に示すように、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された抵抗発熱体で構成されたヒータ電極１４が設けられている。Ｚ軸方向視でのヒータ電極１４の形状は、例えば略螺旋状である。

【0030】

なお、ヒータ電極１４の線幅は、例えば、０．１～１０ｍｍ程度、ヒータ電極１４の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば、０．０２～３ｍｍ程度である。このようなヒータ電極１４に図示しない電源から電圧が印加されることによって、ヒータ電極１４が発熱し、保持面１１が加熱されることにより、保持面１１の保持された半導体ウエハＷが加熱される。

【0031】

そして、板状部材１０の下面１２には、有底孔１５が形成されている。この有底孔１５は、円形凹部であり、Ｚ軸方向視で、後述するベース部材２０の貫通孔２５に重なる領域が、保持面１１側へ凹んだ形状をなしている。また、有底孔１５の直径は、例えば７～８ｍｍである。この有底孔１５の底部１５ｂには、端子パッド３０が配置されている。Ｚ軸方向視における端子パッド３０の形状は、例えば、略円形である。本実施形態では、例えば、図２に示すように、一方の端子パッド３０は、ビア３１を介して、チャック電極１３に電気的に接続され、他方の端子パッド３０は、ビア３１を介して、ヒータ電極１４に電気的に接続されている。端子パッド３０及びビア３１は、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成されている。なお、端子パッド３０は、図２、図３に示すように、厚さ方向（Ｚ軸方向）の全体が板状部材１０から露出している。但し、端子パッド３０の下面が板状部材１０から露出している限りにおいて、端子パッド３０における厚さ方向の一部分又は全体が、板状部材１０に埋設されていてもよい。

【0032】

また、有底孔１５の底部１５ｂには、空洞部１６が形成されている。すなわち、空洞部１６は、Ｚ軸方向において、端子パッド３０が配置された面を含んでいる。この空洞部１６は、有底孔１５の内周面１５ａよりも径方向外側へ拡がる円環状の空間であり、有底孔１５の開口部から底部１５ｂへ向かうにつれて、径方向における寸法が徐々に大きくなるテーパ部１６ａを有している。すなわち、空洞部１６は、断面が三角形の円環状空間である。また、空洞部１６の直径は、例えば９～１０ｍｍである。このような空洞部１６が形成されていることにより、端子パッド３０からベース部材２０までの沿面距離ＣＤを長くすることができる。

【0033】

ベース部材２０は、図１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、同軸に（中心軸を共通にして）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。

【0034】

そして、図１、図２に示すように、ベース部材２０は、上面２１と、ベース部材２０（板状部材１０）の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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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貫通孔２５が形成されている。貫通孔２５には、電極端子３５と、絶縁部材３６とが配置されている。

【0038】

ここで、電極端子３５は、Ｚ軸方向に延びる柱状の端子であり、本実施形態では、例えば断面（面方向に平行な断面）形状が円形である。電極端子３５の上端は、端子パッド３０まで達しており、電極端子３５は、例えば金属ろう材によって端子パッド３０に接合されている。

【0039】

絶縁部材３６は、ベース部材２０と電極端子３５との間を絶縁するものである。この絶縁部材３６は、電極端子３５と貫通孔２５の表面との間に介在するように、電極端子３５を連続的に取り囲んでいる。絶縁部材３６は、例えば、樹脂やセラミックス等の絶縁材料により構成されている。本実施形態では、絶縁部材３６の熱伝導率は、板状部材１０の熱伝導率より低い（すなわち、板状部材１０の熱伝導率は、絶縁部材３６の熱伝導率より高い）。

【0040】

なお、絶縁部材３６の周り、具体的には、絶縁部材３６と電極端子３５との間や、絶縁部材３６と板状部材１０との間、絶縁部材３６とベース部材２０との間、及び空洞部１６には、接着剤７０が充填されている（図３参照）。接着剤７０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剤により構成されており、絶縁部材３６を電極端子３５や板状部材１０、ベース部材２０に接合する。

【0041】

接合層４０は、図１、図２に示すように、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。

【0042】

この接合層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。

【0043】

また、接合層４０には、図３に示すように、接合層４０をＺ軸方向に貫通する貫通孔４５が形成されている。この貫通孔４５を介して、ベース部材２０の貫通孔２５と有底孔１５とが連通している。つまり、ベース部材２０に形成された貫通孔２５と板状部材１０に形成された有底孔１５とは、接合層４０に形成された貫通孔４５を介して互いに連通した一体の孔を構成している。

【0044】

上記のような構成を有する静電チャック１では、有底孔１５の底部１５ｂに径方向へ拡がる空洞部１６を有するため、端子パッド３０が配置された位置からベース部材２０に至るまでの沿面距離ＣＤを長くすることができる。これにより、本実施形態の静電チャック１によれば、端子パッド３０とベース部材２０との間の短絡の発生を抑制することができ、端子パッド３０とベース部材２０との間における絶縁性を向上させることができる。これにより、静電チャック１における絶縁破壊の発生を防止することができる。

【0045】

そして、沿面距離ＣＤを長くするために設けた空洞部１６は、従来装置のようにＺ軸方向ではなく径方向に設けられているので、板状部材１０の厚み（体積）が減少しない。すなわち、有底孔１５の底部１５ｂと端子パッド３０に最も近い内部電極（本実施形態では、ヒータ電極１４）との距離が変化しない（短くならない）。そのため、端子パッド３０と内部電極（本実施形態では、ヒータ電極１４）の間の短絡の発生を抑制することができ、静電チャック１における絶縁破壊の発生を防止することができる。

【0046】

なお、本実施形態では、保持面１１の均熱化を図るために、ヒータ電極１４への給電経路としてのランドパターンである導電層を備えていないが、図４に示すように、導電層６０を備えている場合には、導電層６０が有底孔１５の底部１５ｂと端子パッド３０に最も近い内部電極となる。この場合、端子パッド３０と導電層６０とがビア３１を介して電気的に接続され、導電層６０とヒータ電極１４とがビア３２を介して電気的に接続される。このように導電層６０を備える場合に、空洞部１６を設けても板状部材１０の厚みが減少しないため、有底孔１５の底部１５ｂと導電層６０との距離が変化しない（短くならない）ので、端子パッド３０と導電層６０との間の短絡の発生を抑制することができる。なお、導電層６０は、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成されている。

【0047】

ここで、保持面１１において、有底孔１５の配置領域（有底孔１５の直上位置）は、他の領域よりも高温になりやすい。有底孔１５の配置領域には、貫通孔２５及び貫通孔４５が存在するため、他の領域よりも熱伝達が悪く冷却され難いからである。そして、従来装置のように、有底孔１５の配置領域において板状部材１０の厚みが更に減少すると、保持面１１の有底孔１５の配置領域において、局所的に高温となる温度特異点が非常に発生し易くなる。

【0048】

ところが、本実施形態の静電チャック１では、空洞部１６は、径方向外側へ拡がるように形成されているため、有底孔１５の配置領域において板状部材１０の厚みが減少することがない。そのため、保持面１１において、有底孔１５の配置領域で、板状部材１０の体積減少による熱伝達の悪化が生じない。従って、保持面１１において、有底孔１５の配置領域付近で、局所的に高温となる温度特異点の発生を抑制することができるため、保持面１１における均熱性を向上させることができる。

【0049】

そして、空洞部１６が有底孔１５の開口部から底部１５ｂへ向かうにつれて、径方向における寸法が徐々に大きくなるテーパ部１６ａを有するため、有底孔１５の周辺における板状部材１０の体積減少を更に抑制することができる。そのため、保持面１１において有底孔１５の周辺で、局所的に高温となる温度特異点の発生を確実に防ぐことができ、保持面１１における均熱性をより向上させることができる。

【0050】

また、空洞部１６がテーパ部１６ａを有するため、絶縁部材３６を電極端子３５や板状部材１０、ベース部材２０に接合する接着剤７０を、空洞部１６に対してスムーズに隙間無く充填することができる。これにより、空洞部１６の熱伝導率を高めることができるため、保持面１１において有底孔１５の周辺で、局所的に高温となる温度特異点の発生をより確実に防ぐことができ、空洞部１６を設けたことによる保持面１１における均熱性の低下を効果的に抑制することができる。

【0051】

なお、空洞部１６のＺ軸方向又は径方向における最大寸法を大きくすれば、端子パッド３０からベース部材２０までの沿面距離ＣＤが長くなる一方、有底孔１５の周辺における板状部材１０の体積減少が大きくなってしまう。そして、有底孔１５の周辺において、板状部材１０の体積減少が大きくなってしまうと、熱伝達が悪化するため、保持面１１において、局所的に高温となる温度特異点が発生するおそれがある。

【0052】

そのため、空洞部１６のＺ軸方向における最大寸法は、有底孔１５のＺ軸方向における寸法の１／２以下であることが好ましい。また、有底孔１５の径方向における寸法は、空洞部１６の径方向における最大寸法の１／２以上かつ１以下であることが好ましい。このように空洞部１６のＺ軸方向における最大寸法、及び有底孔１５の径方向における寸法を規定することにより、要求される（短絡を生じさせない）沿面距離を確保しつつ、有底孔１５の周辺における板状部材１０の体積減少を抑制して、保持面１１において有底孔１５の周辺で、局所的に高温となる温度特異点の発生を防ぐことができ、保持面１１における均熱性を向上させることができる。

【0053】

以上のように、本実施形態の静電チャック１によれば、有底孔１５の底部１５ｂに、径方向へ有底孔１５の内周面１５ａよりも外側に拡がる空洞部１６が形成されている。そのため、有底孔１５の配置領域において、板状部材１０の厚みを減少させることなく、端子パッド３０からベース部材２０までの沿面距離ＣＤを長くすることができる。これにより、端子パッド３０とベース部材２０との間における絶縁性、及び端子パッド３０と内部電極との間における絶縁性を向上させるとともに、保持面１１における均熱性を向上させることができる。

【0054】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、空洞部の配置位置が第１実施形態とは異なる。すなわち、第２実施形態では、空洞部１１６を有底孔１５の底部１５ｂではなく、有底孔１５の開口部側面である内周面１５ａに設けている。そこで、第１実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を適宜省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【0055】

本実施形態の静電チャックでは、図５に示すように、有底孔１５の内周面１５ａに、径方向外側に拡がる空洞部１１６が形成されている。この空洞部１１６は、有底孔１５の内周面１５ａよりも径方向外側へ拡がる円環状の空間である。そして、空洞部１１６は、テーパ部１６ａを有している。また、空洞部１１６内には、接着剤７０が充填されている。

【0056】

このような空洞部１１６を形成しても、端子パッド３０からベース部材２０までの沿面距離ＣＤを長くすることができる。これにより、本実施形態の静電チャックでも、端子パッド３０とベース部材２０との間の短絡の発生を抑制することができ、端子パッド３０とベース部材２０との間における絶縁性を向上させることができる。

【0057】

そして、沿面距離ＣＤを長くするために設けた空洞部１１６は、従来装置のようにＺ軸方向ではなく径方向に設けられているので、板状部材１０の厚み（体積）が減少しない。すなわち、有底孔１５の底部１５ｂと端子パッド３０に最も近い内部電極（本実施形態では、ヒータ電極１４）との距離が変化しない（短くならない）。そのため、端子パッド３０と内部電極（本実施形態では、ヒータ電極１４）の間の短絡の発生を抑制することができる。このように本実施形態でも、静電チャックにおける絶縁破壊の発生を防止することができる。

【0058】

また、空洞部１１６がテーパ部１６ａを有するため、有底孔１５の周辺における板状部材１０の体積減少を更に抑制することができる。そのため、保持面１１において有底孔１５の周辺で、温度傾斜が緩やかになるので、局所的に高温となる温度特異点の発生を確実に防ぐことができ、保持面１１における均熱性をより向上させることができる。

【0059】

さらに、空洞部１１６がテーパ部１６ａを有するため、接着剤７０を、空洞部１１６に対してスムーズに隙間無く充填することができる。これにより、空洞部１６の熱伝導率を高めることができるため、保持面１１において有底孔１５の周辺で、局所的に高温となる温度特異点の発生をより確実に防ぐことができ、空洞部１１６を設けたことによる保持面１１における均熱性の低下を効果的に抑制することができる。

【0060】

以上のように、本実施形態の静電チャックによれば、有底孔１５の内周面１５ａに、径方向へ有底孔１５の内周面１５ａよりも外側に拡がる空洞部１１６が形成されている。そのため、有底孔１５の配置領域において、板状部材１０の厚みを減少させることなく、端子パッド３０からベース部材２０までの沿面距離ＣＤを長くすることができる。これにより、端子パッド３０とベース部材２０との間における絶縁性、及び端子パッド３０と内部電極との間における絶縁性を向上させるとともに、保持面１１における均熱性を向上させることができる。

【0061】

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、本開示を静電チャックに適用した場合を例示したが、本開示は、静電チャックに限られることなく、表面に対象物を保持する保持装置全般について適用することができる。

【0062】

また、上記の実施形態では、空洞部１６，１１６にテーパ部１６ａを備える場合を例示したが、空洞部１６，１１６はテーパ部１６ａを備えてなくてもよい。すなわち、空洞部１６，１１６には、内周面１５ａよりも径方向外側へ拡がる横穴（断面が横長の長方形の円環状空間）であってもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ 静電チャック
１０ 板状部材
１１ 保持面
１２ 下面
１３ チャック電極
１４ ヒータ電極
１５ 有底孔
１５ａ 内周面
１５ｂ 底部
１６ 空洞部
１６ａ テーパ部
２０ ベース部材
２５ 貫通孔
３０ 端子パッド
３５ 電極端子
３６ 絶縁部材
１１６ 空洞部
ＣＤ 沿面距離
Ｗ 半導体ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】