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(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】2025-08-20
(45)【発行日】2025-08-28
(54)【発明の名称】静電チャック及び半導体製造装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20250821BHJP
H01L 21/3065 20060101ALN20250821BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 R
H01L21/302 101G
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021153433
(22)【出願日】2021-09-21
(65)【公開番号】P2022151515
(43)【公開日】2022-10-07
【審査請求日】2024-07-12
(31)【優先権主張番号】P 2021050177
(32)【優先日】2021-03-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000010087
【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108062
【弁理士】
【氏名又は名称】日向寺 雅彦
(72)【発明者】
【氏名】小野 瑛人
(72)【発明者】
【氏名】上藤 淳平
(72)【発明者】
【氏名】梅津 智樹
(72)【発明者】
【氏名】早川 達也
【審査官】杢 哲次
(56)【参考文献】
【文献】特表２０２０－５１８１２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－１３０８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１－２９８７２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１３６１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２６３２４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－４５６９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１８２２９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１２０１７９３５（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
平面視において円形のセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、
を備え、
前記セラミック誘電体基板は、処理対象物が載置される第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に向かって窪む溝部と、前記溝部と前記第２主面との間を貫通し冷却ガスが通過可能に設けられた複数の冷却ガス用孔と、を有し、
前記溝部は、周方向に延びる第１周方向溝と、周方向に延び少なくとも一部が径方向において前記第１周方向溝と隣り合う第２周方向溝と、周方向に延び少なくとも一部が径方向において前記第２周方向溝と隣り合う第３周方向溝と、径方向に延び前記第１周方向溝と交差する第１径方向溝と、径方向に延び前記第２周方向溝と交差する第２径方向溝と、を有し、
前記複数の冷却ガス用孔は、平面視において前記第１径方向溝と重なる第１孔と、平面視において前記第２径方向溝と重なる第２孔と、を有し、
前記ベースプレートは、前記第１孔及び前記第２孔に前記冷却ガスを供給するガス導入路を有し、
前記第１周方向溝は、周方向の一端側に位置する第１端部と、周方向の他端側に位置する第２端部と、を有し、
前記第２周方向溝は、周方向の前記一端側に位置する第３端部と、周方向の前記他端側に位置する第４端部と、を有し、
前記第３周方向溝は、周方向の前記一端側に位置する第５端部と、周方向の前記他端側に位置する第６端部と、を有し、
前記第３端部及び前記第４端部は、それぞれ、径方向において前記第１端部と重ならず、前記第５端部及び前記第６端部は、それぞれ、径方向において前記第３端部と重ならないことを特徴とする静電チャック。
【請求項2】
平面視において円形のセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、
を備え、
前記セラミック誘電体基板は、処理対象物が載置される第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に向かって窪む溝部と、前記溝部と前記第２主面との間を貫通し冷却ガスが通過可能に設けられた複数の冷却ガス用孔と、を有し、
前記溝部は、周方向に延びる第１周方向溝と、周方向に延び少なくとも一部が径方向において前記第１周方向溝と隣り合う第２周方向溝と、周方向に延び少なくとも一部が径方向において前記第２周方向溝と隣り合う第３周方向溝と、径方向に延び前記第１周方向溝と交差する第１径方向溝と、径方向に延び前記第２周方向溝と交差する第２径方向溝と、を有し、
前記複数の冷却ガス用孔は、平面視において前記第１周方向溝と重なる第１孔と、平面視において前記第２周方向溝と重なる第２孔と、を有し、
前記ベースプレートは、前記第１孔及び前記第２孔に前記冷却ガスを供給するガス導入路を有し、
前記第１周方向溝は、周方向の一端側に位置する第１端部と、周方向の他端側に位置する第２端部と、を有し、
前記第２周方向溝は、周方向の前記一端側に位置する第３端部と、周方向の前記他端側に位置する第４端部と、を有し、
前記第３周方向溝は、周方向の前記一端側に位置する第５端部と、周方向の前記他端側に位置する第６端部と、を有し、
前記第３端部及び前記第４端部は、それぞれ、径方向において前記第１端部と重ならず、前記第５端部及び前記第６端部は、それぞれ、径方向において前記第３端部と重ならないことを特徴とする静電チャック。
【請求項3】
前記第１径方向溝と前記第１周方向溝との交点から前記第１孔までの距離は、前記第２径方向溝と前記第２周方向溝との交点から前記第２孔までの距離と等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の静電チャック。
【請求項4】
前記第３端部及び前記第４端部は、それぞれ、径方向において前記第２端部と重ならないことを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の静電チャック。
【請求項5】
前記第１周方向溝は、周方向における中央を含む中央領域を有し、前記第３端部は、径方向において前記中央領域と重なることを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の静電チャック。
【請求項6】
前記第３端部は、前記第１周方向溝の周方向における前記中央よりも周方向の前記他端側に位置することを特徴とする請求項５記載の静電チャック。
【請求項7】
前記第４端部は、前記第２端部よりも周方向の前記他端側に位置することを特徴とする請求項６記載の静電チャック。
【請求項8】
前記セラミック誘電体基板を加熱するヒータをさらに備えたことを特徴とする請求項１～７のいずれか1つに記載の静電チャック。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか１つに記載の静電チャックと、前記ガス導入路を介して前記第１孔及び前記第２孔に前記冷却ガスを供給するガス供給部と、
を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の態様は、一般的に、静電チャック及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エッチング、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、スパッタリング、イオン注入、アッシングなどを行うプラズマ処理チャンバ内では、半導体ウェーハやガラス基板などの処理対象物を吸着保持する手段として、静電チャックが用いられている。静電チャックは、内蔵する電極に静電吸着用電力を印加し、シリコンウェーハ等の基板を静電力によって吸着するものである。
【0003】
近年の半導体素子の微細化に伴い、エッチングなどによるウェーハの加工精度のより一層の向上が求められている。ウェーハの加工精度は、加工時のウェーハの温度に依存することが知られている。そのため、ウェーハの加工精度を高めるために、静電チャックの表面温度を均一に制御することが求められている。
【0004】
静電チャックの表面温度を制御する手段として、静電チャック(セラミック誘電体基板)の表面に冷却ガスを供給する冷却ガス用孔と連通する溝を設け、この溝を介して冷却ガスを静電チャックの表面にいきわたらせることが知られている。例えば、特許文献１では、周方向に延びる周方向溝を同心円状に複数配置し、さらに、これらの周方向溝を径方向に延びる径方向溝と接続することで、静電チャックの表面に冷却ガスをいきわたらせる溝パターンが開示されている。
【0005】
しかし、特許文献１の溝パターンでは、各周方向溝は途中で途切れており、各周方向溝の端部が径方向において直線状に揃っている。そのため、特許文献１の溝パターンでは、各周方向溝の端部が集まる領域において冷却ガスがいきわたりにくくなり、周方向における冷却ガス分布の均一性が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２００１－１１０８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる静電チャック及び半導体製造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】
【0008】
第１の発明は、平面視において円形のセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、を備え、前記セラミック誘電体基板は、処理対象物が載置される第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に向かって窪む溝部と、前記溝部と前記第２主面との間を貫通し冷却ガスが通過可能に設けられた複数の冷却ガス用孔と、を有し、前記溝部は、周方向に延びる第１周方向溝と、周方向に延び少なくとも一部が径方向において前記第１周方向溝と隣り合う第２周方向溝と、径方向に延び前記第１周方向溝と交差する第１径方向溝と、径方向に延び前記第２周方向溝と交差する第２径方向溝と、を有し、前記複数の冷却ガス用孔は、平面視において前記第１径方向溝と重なる第１孔と、平面視において前記第２径方向溝と重なる第２孔と、を有し、前記ベースプレートは、前記第１孔及び前記第２孔に前記冷却ガスを供給するガス導入路を有し、前記第１周方向溝は、周方向の一端側に位置する第１端部と、周方向の他端側に位置する第２端部と、を有し、前記第２周方向溝は、周方向の前記一端側に位置する第３端部と、周方向の前記他端側に位置する第４端部と、を有し、前記第３端部及び前記第４端部は、それぞれ、径方向において前記第１端部と重ならないことを特徴とする静電チャックである。
【0009】
この静電チャックによれば、第２周方向溝の第３端部及び第４端部がそれぞれ径方向において第１周方向溝の第１端部と重ならないように配置されることで、第１周方向溝の端部と第２周方向溝の端部とが径方向において直線状に揃うことを抑制できる。これにより、冷却ガスがいきわたりにくい領域が生じることを抑制でき、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる。また、近年、加工精度を向上させるために、セラミック誘電体基板の構造が複雑化しており、複数の冷却ガス用孔を同一円周上に配置できない場合がある。複数の冷却ガス用孔が同一円周上に配置されていない場合、溝パターンの形状によっては、周方向における冷却ガス分布の均一性が低下するおそれがある。これに対し、この静電チャックによれば、複数の冷却ガス用孔が同一円周上に配置されていない場合であっても、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0010】
第２の発明は、平面視において円形のセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、を備え、前記セラミック誘電体基板は、処理対象物が載置される第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第１主面から前記第２主面に向かって窪む溝部と、前記溝部と前記第２主面との間を貫通し冷却ガスが通過可能に設けられた複数の冷却ガス用孔と、を有し、前記溝部は、周方向に延びる第１周方向溝と、周方向に延び少なくとも一部が径方向において前記第１周方向溝と隣り合う第２周方向溝と、径方向に延び前記第１周方向溝と交差する第１径方向溝と、径方向に延び前記第２周方向溝と交差する第２径方向溝と、を有し、前記複数の冷却ガス用孔は、平面視において前記第１周方向溝と重なる第１孔と、平面視において前記第２周方向溝と重なる第２孔と、を有し、前記ベースプレートは、前記第１孔及び前記第２孔に前記冷却ガスを供給するガス導入路を有し、前記第１周方向溝は、周方向の一端側に位置する第１端部と、周方向の他端側に位置する第２端部と、を有し、前記第２周方向溝は、周方向の前記一端側に位置する第３端部と、周方向の前記他端側に位置する第４端部と、を有し、前記第３端部及び前記第４端部は、それぞれ、径方向において前記第１端部と重ならないことを特徴とする静電チャックである。
【0011】
この静電チャックによれば、第２周方向溝の第３端部及び第４端部がそれぞれ径方向において第１周方向溝の第１端部と重ならないように配置されることで、第１周方向溝の端部と第２周方向溝の端部とが径方向において直線状に揃うことを抑制できる。これにより、冷却ガスがいきわたりにくい領域が生じることを抑制でき、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる。また、この静電チャックによれば、複数の冷却ガス用孔が同一円周上に配置されていない場合であっても、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0012】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第１径方向溝と前記第１周方向溝との交点から前記第１孔までの距離は、前記第２径方向溝と前記第２周方向溝との交点から前記第２孔までの距離と等しいことを特徴とする静電チャックである。
【0013】
この静電チャックによれば、第１径方向溝と第１周方向溝との交点から第１孔までの距離を、第２径方向溝と第２周方向溝との交点から第２孔までの距離と等しくすることで、第１孔と第２孔とが同一円周上に配置されていない場合であっても、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0014】
第４の発明は、第１～第３のいずれか１つの発明において、前記第３端部及び前記第４端部は、それぞれ、径方向において前記第２端部と重ならないことを特徴とする静電チャックである。
【0015】
この静電チャックによれば、第２周方向溝の第３端部及び第４端部がそれぞれ径方向において第１周方向溝の第２端部と重ならないように配置されることで、第１周方向溝の端部と第２周方向溝の端部とが径方向において直線状に揃うことを抑制できる。これにより、冷却ガスがいきわたりにくい領域が生じることをさらに抑制でき、周方向における冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0016】
第５の発明は、第１～第４のいずれか１つの発明において、前記第１周方向溝は、周方向における中央を含む中央領域を有し、前記第３端部は、径方向において前記中央領域と重なることを特徴とする静電チャックである。
【0017】
この静電チャックによれば、第２周方向溝の第３端部が径方向において第１周方向溝の中央領域と重なるように配置されることで、周方向における冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0018】
第６の発明は、第５の発明において、前記第３端部は、前記第１周方向溝の周方向における前記中央よりも周方向の前記他端側に位置することを特徴とする静電チャックである。
【0019】
この静電チャックによれば、第２周方向溝の第３端部が第１周方向溝の周方向における中央よりも周方向の他端側に位置することで、周方向における冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0020】
第７の発明は、第６の発明において、前記第４端部は、前記第２端部よりも周方向の前記他端側に位置することを特徴とする静電チャックである。
【0021】
この静電チャックによれば、第２周方向溝の第４端部が第１周方向溝の第２端部よりも周方向の他端側に位置することで、周方向における冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0022】
第８の発明は、第１～第７のいずれか１つの発明において、前記セラミック誘電体基板を加熱するヒータをさらに備えたことを特徴とする静電チャックである。
【0023】
この静電チャックによれば、ヒータが設けられている場合でも、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0024】
第９の発明は、第１～第８のいずれか１つの発明の静電チャックと、前記ガス導入路を介して前記第１孔及び前記第２孔に前記冷却ガスを供給するガス供給部と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置である。
【0025】
この半導体製造装置によれば、静電チャックの表面温度をより均一に制御することができ、エッチングなどによるウェーハの加工精度を向上できる。
【発明の効果】
【0026】
本発明の態様によれば、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる静電チャック及び半導体製造装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】第１実施形態に係る静電チャックを模式的に表す断面図である。
【図2】第１実施形態に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
【図3】第１実施形態に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
【図4】第１実施形態の変形例に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
【図5】第２実施形態に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
【図6】第２実施形態に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
【図7】第２実施形態の変形例に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
【図8】第３実施形態に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
【図9】第３実施形態の変形例に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
【図10】第４実施形態系に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
【図11】第４実施形態系に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
【図12】第１実施形態に係る静電チャックを備えたウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。
【図13】第１実施形態に係る静電チャックを備えたウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。
【図14】第１実施形態の変形例に係る静電チャックを備えたウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0029】
図１は、第１実施形態に係る静電チャックを模式的に表す断面図である。
図１に表したように、第１実施形態に係る静電チャック１００は、セラミック誘電体基板１０と、ベースプレート２０と、ヒータ３０と、を備える。
図１に表したように、第１実施形態に係る静電チャック１００は、セラミック誘電体基板１０と、ベースプレート２０と、ヒータ３０と、を備える。
【0030】
セラミック誘電体基板１０は、例えば、多結晶セラミック焼結体による平板状の基材である。セラミック誘電体基板１０に含まれる結晶の材料としては、例えばＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３及びＹＡＧなどが挙げられる。このような材料を用いることで、セラミック誘電体基板１０における赤外線透過性、絶縁耐性及びプラズマ耐久性を高めることができる。
【0031】
セラミック誘電体基板１０は、第１主面１１と、第２主面１２と、溝部１３と、複数の冷却ガス用孔１４と、を有する。第１主面１１は、外部に露出し、半導体ウェーハ等の処理対象物Ｗが載置される面である。第２主面１２は、第１主面１１とは反対側の面である。溝部１３は、第１主面１１から第２主面１２に向かって窪む凹部である。複数の冷却ガス用孔１４は、溝部１３と第２主面１２との間を貫通する。複数の冷却ガス用孔１４は、冷却ガスが通過可能に設けられている。複数の冷却ガス用孔１４は、溝部１３と連通する。これにより、溝部１３は、複数の冷却ガス用孔１４から供給された冷却ガスを第１主面１１に拡散させる。溝部１３及び複数の冷却ガス用孔１４については、後述する。
【0032】
本願明細書では、第１主面１１に対して垂直な方向をＺ方向とする。Ｚ方向は、換言すれば、第１主面１１と第２主面１２とを結ぶ方向である。また、Ｚ方向と直交する方向の１つをＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。本願明細書において、「面内」とは、例えばＸ－Ｙ平面内である。また、本願明細書において、「平面視」とは、Ｚ方向に沿って見た状態を示す。
【0033】
第１主面１１は、例えば、平面部１１ａと、突起部１１ｂと、を有する。平面部１１ａは、例えば、第２主面１２に対して平行な面である。突起部１１ｂは、平面部１１ａから第２主面１２とは反対側に向かって突出する。処理対象物Ｗは、突起部１１ｂの上に載置され、突起部１１ｂにより支持される。突起部１１ｂは、処理対象物Ｗの裏面と接する。突起部１１ｂを設けることで、静電チャック１００に載置された処理対象物Ｗの裏面と平面部１１ａとの間に空間を形成することができる。突起部１１ｂの高さ、数、突起部１１ｂの面積比率、形状などを適宜選択することで、例えば、処理対象物Ｗに付着するパーティクルを好ましい状態にすることができる。
【0034】
セラミック誘電体基板１０の内部には、電極層１５が設けられている。電極層１５は、第１主面１１と、第２主面１２と、の間に介設されている。すなわち、電極層１５は、セラミック誘電体基板１０の中に挿入されるように形成されている。電極層１５は、セラミック誘電体基板１０に一体焼結されている。なお、電極層１５は、第１主面１１と、第２主面１２と、の間に介設されていることに限定されず、第２主面１２に付設されていてもよい。
【0035】
電極層１５には、セラミック誘電体基板１０の第２主面１２側に延びる接続部１６が設けられている。接続部１６は、電極層１５と導通するビア（中実型）やビアホール（中空型）、もしくは金属端子をロウ付けなどの適切な方法で接続したものである。
【0036】
静電チャック１００は、吸着用電源５０５から電極層１５に電圧（吸着用電圧）を印加することによって、電極層１５の第１主面１１側に電荷を発生させ、静電力によって処理対象物Ｗを吸着保持する。
【0037】
電極層１５は、第１主面１１及び第２主面１２に沿って設けられている。電極層１５は、処理対象物Ｗを吸着保持するための吸着電極である。電極層１５は、単極型でも双極型でもよい。また、電極層１５は、三極型やその他の多極型であってもよい。電極層１５の数や電極層１５の配置は、適宜選択される。
【0038】
ベースプレート２０は、セラミック誘電体基板１０の第２主面１２側に設けられ、セラミック誘電体基板１０を支持する。ベースプレート２０は、例えば、アルミニウムなどの金属製である。
【0039】
ベースプレート２０は、例えば、上部２０ａと下部２０ｂとに分けられている。上部２０ａと下部２０ｂとの間には、連通路２５が設けられている。連通路２５は、一端側が入力路２１に接続され、他端側が出力路２２に接続されている。
【0040】
ベースプレート２０は、静電チャック１００の温度調整を行う役目も果たす。例えば、静電チャック１００を冷却する場合には、入力路２１からヘリウムガスなどの冷却媒体を流入し、連通路２５を通過させ、出力路２２から流出させる。これにより、冷却媒体によってベースプレート２０の熱を吸収し、その上に取り付けられたセラミック誘電体基板１０を冷却することができる。一方、静電チャック１００を保温する場合には、連通路２５内に保温媒体を入れることも可能である。
【0041】
また、ベースプレート２０には、少なくとも１つのガス導入路２３が設けられる。この例では、ベースプレート２０には、複数のガス導入路２３が設けられている。各ガス導入路２３は、例えば、Ｚ方向においてベースプレート２０を貫通するように設けられている。複数のガス導入路２３は、それぞれ、セラミック誘電体基板１０の複数の冷却ガス用孔１４と連通する。これにより、ベースプレート２０のガス導入路２３から導入された冷却ガスが、セラミック誘電体基板１０の冷却ガス用孔１４を通り、冷却ガス用孔１４と連通する溝部１３に沿って、第１主面１１に拡散される。ガス導入路２３は、後述するように、ベースプレート２０の内部で分岐していてもよい（図１４参照）。
【0042】
冷却ガス用孔１４には、ガス供給部２４から冷却ガスが供給される（図１３、図１４参照）。ガス供給部２４は、ガス導入路２３に接続され、ガス導入路２３を介して、冷却ガス用孔１４に冷却ガスを供給する。ガス供給部２４は、例えば、供給する冷却ガスの圧力や冷却ガスの供給開始及び供給停止を制御する。
【0043】
この例では、複数のガス導入路２３が１つのガス供給部２４に接続されている。すなわち、この例では、１つのガス供給部２４から複数のガス導入路２３を介して、複数の冷却ガス用孔１４に冷却ガスが供給されている。言い換えれば、この例では、複数の冷却ガス用孔１４は、１つのガス供給部２４によって制御されている。各冷却ガス用孔１４に供給される冷却ガスの圧力は、例えば、それぞれ同じである。
【0044】
実施形態においては、１つのガス導入路２３が複数の冷却ガス用孔１４と接続（連通）していてもよい。この場合も、この１つのガス導入路２３に接続された複数の冷却ガス用孔１４は、１つのガス供給部２４によって制御される。
【0045】
この例では、ガス導入路２３と冷却ガス用孔１４との接続部に、第１多孔質部４１と、第２多孔質部４２と、が設けられている。第１多孔質部４１は、冷却ガス用孔１４の内部に設けられている。第２多孔質部４２は、ガス導入路２３の内部に設けられている。第１多孔質部４１及び第２多孔質部４２は、Ｚ方向において、互いに対向している。
【0046】
第１多孔質部４１及び第２多孔質部４２の材料は、例えば、絶縁性を有するセラミックスとすることができる。第１多孔質部４１及び第２多孔質部４２は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）及び酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）の少なくともいずれかを含む。なお、第１多孔質部４１及び第２多孔質部４２は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
【0047】
ヒータ３０は、セラミック誘電体基板１０を加熱する。ヒータ３０は、セラミック誘電体基板１０を加熱することで、セラミック誘電体基板１０を介して処理対象物Ｗを加熱する。この例では、ヒータ３０は、セラミック誘電体基板１０と別体であり、セラミック誘電体基板１０とベースプレート２０との間に設けられている。ヒータ３０は、例えば、接着層を介してベースプレート２０に接着されている。ヒータ３０は、例えば、接着層を介してセラミック誘電体基板１０に接着されている。
【0048】
なお、ヒータ３０は、セラミック誘電体基板１０の中に挿入されるように形成されてもよい。言い換えれば、ヒータ３０は、セラミック誘電体基板１０に内蔵されていてもよい。ヒータ３０は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
【0049】
図２は、第１実施形態に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
図３は、第１実施形態に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
図２及び図３は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０を見たときの平面図である。
図３は、図２に示した領域Ｒ１の拡大図である。
図２及び図３に表したように、セラミック誘電体基板１０は、平面視において円形である。
図３は、第１実施形態に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
図２及び図３は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０を見たときの平面図である。
図３は、図２に示した領域Ｒ１の拡大図である。
図２及び図３に表したように、セラミック誘電体基板１０は、平面視において円形である。
【0050】
セラミック誘電体基板１０の第１主面１１側には、溝部１３が設けられている。溝部１３は、周方向溝部６０と、径方向溝部７０と、を有する。周方向溝部６０は、周方向Ｄｃに延び径方向Ｄｒに並ぶ複数の周方向溝を有する。径方向溝部７０は、径方向Ｄｒに延び周方向Ｄｃに並ぶ複数の径方向溝を有する。複数の径方向溝の少なくとも一部は、複数の周方向溝の少なくとも一部と交差する。周方向Ｄｃとは、セラミック誘電体基板１０の中心ＣＴを中心とする円の円周に沿う方向である。径方向Ｄｒとは、セラミック誘電体基板１０の中心ＣＴからセラミック誘電体基板１０の外縁１０ａに向かう方向である。
【0051】
この例では、周方向溝部６０は、径方向Ｄｒにおいて並ぶ複数の周方向溝６０ａ～６０ｅを有する。各周方向溝６０ａ～６０ｅは、径方向Ｄｒにおいて、最外周から中心ＣＴに向かって、周方向溝６０ａ、周方向溝６０ｂ、周方向溝６０ｃ、周方向溝６０ｄ、周方向溝６０ｅの順に並んでいる。各周方向溝６０ａ～６０ｅは、中心ＣＴを中心とし異なる半径を有する同心円の円周上に設けられている。各周方向溝６０ａ～６０ｅは、径方向Ｄｒにおいて、等間隔に設けられている。これらの周方向溝６０ａ～６０ｅのうち、径方向Ｄｒにおいて互いに隣り合う２つを、第１周方向溝６１及び第２周方向溝６２とする。
【0052】
以下では、周方向溝６０ｂを第１周方向溝６１、第１周方向溝６１よりも径方向Ｄｒの内側に位置し第１周方向溝６１と隣り合う周方向溝６０ｃを第２周方向溝６２として説明するが、第１周方向溝６１及び第２周方向溝６２は、これらに限定されない。第１周方向溝６１及び第２周方向溝６２は、径方向Ｄｒにおいて互いに隣り合ういずれか２つの周方向溝であればよい。つまり、例えば、周方向溝６０ｃが第１周方向溝６１であり、周方向溝６０ｄが第２周方向溝６２であってもよい。また、第２周方向溝６２は、第１周方向溝６１よりも径方向Ｄｒの外側に位置し第１周方向溝６１と隣り合う周方向溝であってもよい。つまり、例えば、周方向溝６０ｃが第１周方向溝６１であり、周方向溝６０ｂが第２周方向溝６２であってもよい。
【0053】
第２周方向溝６２の少なくとも一部は、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１と重なる。第２周方向溝６２の全部が径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１と重なってもよいし、第２周方向溝６２の一部のみが径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１と重なっていてもよい。つまり、第２周方向溝６２の一部は、径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１と重ならなくてもよい。この例では、第２周方向溝６２の一部のみが径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１と重なっている。
【0054】
なお、径方向Ｄｒにおいて並ぶ複数の周方向溝の数は、５に限定されず、２以上であればよい。また、径方向Ｄｒにおいて並ぶ複数の周方向溝の間の間隔は、等間隔でなくてもよい。
【0055】
また、この例では、各周の周方向溝は、同一円周上において不連続に複数設けられている。より具体的には、周方向溝６０ａは、同一円周上において不連続に２個設けられている。同一円周上に設けられた各周方向溝６０ａの周方向Ｄｃにおける長さは、同一である。また、周方向溝６０ｂは、同一円周上において不連続に５個設けられている。同一円周上に設けられた各周方向溝６０ｂの周方向Ｄｃにおける長さは、同一である。また、周方向溝６０ｃは、同一円周上において不連続に５個設けられている。同一円周上に設けられた各周方向溝６０ｃの周方向Ｄｃにおける長さは、同一である。周方向溝６０ｄは、同一円周上において不連続に５個設けられている。同一円周上に設けられた各周方向溝６０ｄの周方向Ｄｃにおける長さは、同一である。周方向溝６０ｅは、同一円周上において不連続に１０個設けられている。同一円周上に設けられた各周方向溝６０ｅの周方向Ｄｃにおける長さは、同一である。同一円周上に設けられる周方向溝の数は、例えば、２以上であることが好ましい。
【0056】
この例では、径方向溝部７０は、周方向Ｄｃにおいて並ぶ複数の径方向溝７０ａ～７０ｊを有する。各径方向溝７０ａ～７０ｊは、周方向Ｄｃにおいて、時計回りに、径方向溝７０ａ、径方向溝７０ｂ、径方向溝７０ｃ、径方向溝７０ｄ、径方向溝７０ｅ、径方向溝７０ｆ、径方向溝７０ｇ、径方向溝７０ｈ、径方向溝７０ｉ、径方向溝７０ｊの順に並んでいる。各径方向溝７０ａ～７０ｊは、周方向Ｄｃにおいて、等間隔に設けられている。これらの径方向溝７０ａ～７０ｊのうち、第１周方向溝６１と交差する１つを第１径方向溝７１とし、第２周方向溝６２と交差する１つを第２径方向溝７２とする。また、第１径方向溝７１と第１周方向溝６１との交点を交点Ｐ１とし、第２径方向溝７２と第２周方向溝６２との交点を交点Ｐ２とする。第１径方向溝７１及び第２径方向溝７２は、例えば、周方向Ｄｃにおいて互いに隣り合う。この例では、径方向溝７０ａが第１径方向溝７１であり、径方向溝７０ｊが第２径方向溝７２である。
【0057】
第２径方向溝７２の少なくとも一部は、周方向Ｄｃにおいて、第１径方向溝７１と重なることが好ましい。この例では、径方向溝７０ａ～７０ｊの全てが、周方向溝６０ａから周方向溝６０ｅまで延びている。つまり、この例では、第２径方向溝７２の全部が、周方向Ｄｃにおいて、第１径方向溝７１と重なっている。
【0058】
なお、周方向Ｄｃにおいて並ぶ複数の径方向溝の数は、１０に限定されず、２以上であればよい。周方向Ｄｃにおいて並ぶ複数の径方向溝の数は、例えば、同一円周上に設けられる第１周方向溝６１の数と、同一円周上に設けられる第２周方向溝６２の数と、の合計に等しい。また、周方向Ｄｃにおいて並ぶ複数の径方向溝の間の間隔は、等間隔でなくてもよい。
【0059】
図３に表したように、第１周方向溝６１は、第１端部６１ａと、第２端部６１ｂと、を有する。第１端部６１ａは、第１周方向溝６１の周方向Ｄｃの一端側に位置する。第２端部６１ｂは、第１周方向溝６１の周方向Ｄｃの他端側に位置する。第２周方向溝６２は、第３端部６２ａと、第４端部６２ｂと、を有する。第３端部６２ａは、第２周方向溝６２の周方向Ｄｃの一端側に位置する。第４端部６２ｂは、第２周方向溝６２の周方向Ｄｃの他端側に位置する。なお、この例では、時計回りの方向の端部を一端側、反時計回りの方向の端部を他端側としているが、一端側と他端側とは、逆でもよい。
【0060】
第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第１端部６１ａと重ならない。つまり、第３端部６２ａと中心ＣＴとを結ぶ仮想直線ＩＬ３は、第１端部６１ａと中心ＣＴとを結ぶ仮想直線ＩＬ１と交差する。また、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第１端部６１ａと重ならない。つまり、第４端部６２ｂと中心ＣＴとを結ぶ仮想直線ＩＬ４は、仮想直線ＩＬ１と交差する。
【0061】
第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の第１端部６１ａと重ならないように配置されることで、第１周方向溝６１の端部と第２周方向溝６２の端部とが径方向Ｄｒにおいて直線状に揃うことを抑制できる。これにより、冷却ガスがいきわたりにくい領域が生じることを抑制でき、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0062】
また、近年、加工精度を向上させるために、セラミック誘電体基板１０の構造が複雑化しており、複数の冷却ガス用孔１４を同一円周上に配置できない場合がある。例えば、セラミック誘電体基板１０の中にヒータ３０が設けられる場合には、ヒータ３０を避けるように複数の冷却ガス用孔１４を設けた結果、複数の冷却ガス用孔１４を同一円周上に配置できなくなる場合がある。複数の冷却ガス用孔１４が同一円周上に配置されていない場合、溝パターンの形状によっては、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性が低下するおそれがある。これに対し、この静電チャック１００によれば、複数の冷却ガス用孔１４が同一円周上に配置されていない場合であっても、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。例えば、ヒータ３０が設けられた静電チャック１００においても、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0063】
さらに、この例では、第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第２端部６１ｂと重ならない。つまり、この例では、仮想直線ＩＬ３は、第２端部６１ｂと中心ＣＴとを結ぶ仮想直線ＩＬ２と交差する。また、この例では、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第２端部６１ｂと重ならない。つまり、この例では、仮想直線ＩＬ４は、仮想直線ＩＬ２と交差する。
【0064】
第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の第２端部６１ｂと重ならないように配置されることで、第１周方向溝６１の端部と第２周方向溝６２の端部とが径方向Ｄｒにおいて直線状に揃うことを抑制できる。これにより、冷却ガスがいきわたりにくい領域が生じることをさらに抑制でき、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0065】
なお、第３端部６２ａは、径方向Ｄｒにおいて、第２端部６１ｂと重なっていてもよい。つまり、仮想直線ＩＬ３は、仮想直線ＩＬ２と同一直線上に位置していてもよい。また、第４端部６２ｂは、径方向Ｄｒにおいて、第２端部６１ｂと重なっていてもよい。つまり、仮想直線ＩＬ４は、仮想直線ＩＬ２と同一直線上に位置していてもよい。
【0066】
この例では、複数の冷却ガス用孔１４は、平面視において、径方向溝７０ａ～７０ｊと重なる位置に設けられている。複数の冷却ガス用孔１４は、平面視において第１径方向溝７１と重なる第１孔１４ａと、平面視において第２径方向溝７２と重なる第２孔１４ｂと、を有する。第１孔１４ａは、第１径方向溝７１と連通している。第２孔１４ｂは、第２径方向溝７２と連通している。この例では、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂを含む複数の冷却ガス用孔１４は、中心ＣＴを中心とする同一円周上に配置されている。
【0067】
第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、１つのガス導入路２３に接続される。つまり、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、同じガス導入路２３に接続される。言い換えれば、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、１つのガス供給部２４に接続される。言い換えれば、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、１つのガス供給部２４により制御される。第１孔１４ａに供給される冷却ガスの圧力は、例えば、第２孔１４ｂに供給される冷却ガスの圧力と同じである。この例では、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂを含む全ての冷却ガス用孔１４は、１つのガス供給部２４に接続されている。
【0068】
また、第１径方向溝７１と第１周方向溝６１との交点Ｐ１から第１孔１４ａまでの距離Ｄ１は、第２径方向溝７２と第２周方向溝６２との交点Ｐ２から第２孔１４ｂまでの距離Ｄ２と等しい。距離Ｄ１を距離Ｄ２と等しくすることで、第１孔１４ａと第２孔１４ｂとが同一円周上に配置されていない場合であっても、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0069】
なお、距離Ｄ１及び距離Ｄ２は、それぞれ異なっていてもよい。また、距離Ｄ１及び距離Ｄ２は、それぞれ、０であってもよい。つまり、第１孔１４ａは、交点Ｐ１と重なる位置に設けられていてもよく、第２孔１４ｂは、交点Ｐ２と重なる位置に設けられていてもよい。このような例については、図８及び図９で説明する。
【0070】
また、第２周方向溝６２の少なくとも一部は、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１と重なる。つまり、第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂの少なくともいずれかは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１と重なる。この例では、第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１と重なっており、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１と重なっていない。つまり、第２周方向溝６２の一部は、径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１と重なり、第２周方向溝６２の別の一部は、径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１と重ならない。言い換えれば、第２周方向溝６２は、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１とずらして配置されている。
【0071】
第１周方向溝６１は、中央領域６１ｃと、第１端領域６１ｄと、第２端領域６１ｅと、を有する。第１端領域６１ｄは、周方向Ｄｃの一端側に位置し、第１端部６１ａを含む領域である。第２端領域６１ｅは、周方向Ｄｃの他端側に位置し、第２端部６１ｂを含む領域である。中央領域６１ｃは、周方向Ｄｃにおいて、第１端領域６１ｄと第２端領域６１ｅとの間に位置する領域である。中央領域６１ｃは、第１周方向溝６１の周方向Ｄｃにおける中央を含む。図３では、第１周方向溝６１の周方向Ｄｃにおける中央を通り、径方向Ｄｒに延びる中央線ＣＬを一点鎖線で表している。この例では、第１周方向溝６１の周方向Ｄｃにおける中央は、交点Ｐ１と一致している。例えば、第１周方向溝６１を周方向Ｄｃにおいて３つの領域に等分した場合、最も一端側に位置する領域を第１端領域６１ｄ、最も他端側に位置する領域を第２端領域６１ｅ、中央に位置する領域を中央領域６１ｃとみなすことができる。
【0072】
第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、例えば、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の中央領域６１ｃと重なる。第２周方向溝６２の第３端部６２ａが径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の中央領域６１ｃと重なるように配置されることで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0073】
また、この場合、第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、第１周方向溝６１の周方向Ｄｃにおける中央（中央線ＣＬ）よりも周方向Ｄｃの他端側に位置することが好ましい。つまり、第２周方向溝６２は、平面視において、中央線ＣＬと重ならないことが好ましい。第２周方向溝６２の第３端部６２ａが第１周方向溝６１の周方向Ｄｃにおける中央（中央線ＣＬ）よりも周方向Ｄｃの他端側に位置することで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0074】
また、この場合、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、第１周方向溝６１の第２端部６１ｂよりも周方向Ｄｃの他端側に位置することが好ましい。つまり、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１と重ならないことが好ましい。第２周方向溝６２の第４端部６２ｂが第１周方向溝６１の第２端部６１ｂよりも周方向Ｄｃの他端側に位置することで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0075】
なお、第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第１端領域６１ｄと重なっていてもよいし、第１周方向溝６１の第２端領域６１ｅと重なっていてもよい。また、第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、第１周方向溝６１の周方向Ｄｃにおける中央（中央線ＣＬ）よりも周方向Ｄｃの一端側に位置していてもよい。つまり、第２周方向溝６２は、平面視において、中央線ＣＬと重なっていてもよい。また、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、第１周方向溝６１の第２端部６１ｂよりも周方向Ｄｃの一端側に位置していてもよい。つまり、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１と重なっていてもよい。
【0076】
また、この例では、周方向溝６０ｄの周方向Ｄｃの一端側の端部は、径方向Ｄｒにおいて、周方向溝６０ｂ（第１周方向溝６１）の周方向Ｄｃの一端側の端部（第１端部６１ａ）と重なっている。また、周方向溝６０ｄの周方向Ｄｃの他端側の端部は、径方向Ｄｒにおいて、周方向溝６０ｂ（第１周方向溝６１）の周方向Ｄｃの他端側の端部（第２端部６１ｂ）と重なっている。このように、２つの周方向溝の間に他の周方向溝が配置されている場合（すなわち、２つの周方向溝が互いに隣り合わない場合）には、この２つの周方向溝の端部は、径方向Ｄｒにおいて重なっていてもよい。
【0077】
図４は、第１実施形態の変形例に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
図４は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ａを見たときの平面図である。
図４は、図２に示した領域Ｒ１に相当する領域の拡大図である。
図４に表したように、この例では、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、同一円周上に配置されていない。それ以外は、図２及び図３に示した第１実施形態に係るセラミック誘電体基板１０と同じである。
図４は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ａを見たときの平面図である。
図４は、図２に示した領域Ｒ１に相当する領域の拡大図である。
図４に表したように、この例では、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、同一円周上に配置されていない。それ以外は、図２及び図３に示した第１実施形態に係るセラミック誘電体基板１０と同じである。
【0078】
この例でも、第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の第１端部６１ａや第２端部６１ｂと重ならないように配置されることで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0079】
また、この例でも、第１径方向溝７１と第１周方向溝６１との交点Ｐ１から第１孔１４ａまでの距離Ｄ１は、第２径方向溝７２と第２周方向溝６２との交点Ｐ２から第２孔１４ｂまでの距離Ｄ２と等しい。距離Ｄ１を距離Ｄ２と等しくすることで、第１孔１４ａと第２孔１４ｂとが同一円周上に配置されていない場合であっても、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0080】
図５は、第２実施形態に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
図６は、第２実施形態に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
図５及び図６は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｂを見たときの平面図である。
図５は、図６に示した領域Ｒ２の拡大図である。
図５及び図６に表したように、この例では、複数の冷却ガス用孔１４は、平面視において、周方向溝６０ａ、６０ｂと重なる位置に設けられている。複数の冷却ガス用孔１４は、平面視において第１周方向溝６１と重なる第１孔１４ａと、平面視において第２周方向溝６２と重なる第２孔１４ｂと、を有する。第１孔１４ａは、第１周方向溝６１と連通している。第２孔１４ｂは、第２周方向溝６２と連通している。それ以外は、図２及び図３に示した第１実施形態に係るセラミック誘電体基板１０と同じである。
図６は、第２実施形態に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
図５及び図６は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｂを見たときの平面図である。
図５は、図６に示した領域Ｒ２の拡大図である。
図５及び図６に表したように、この例では、複数の冷却ガス用孔１４は、平面視において、周方向溝６０ａ、６０ｂと重なる位置に設けられている。複数の冷却ガス用孔１４は、平面視において第１周方向溝６１と重なる第１孔１４ａと、平面視において第２周方向溝６２と重なる第２孔１４ｂと、を有する。第１孔１４ａは、第１周方向溝６１と連通している。第２孔１４ｂは、第２周方向溝６２と連通している。それ以外は、図２及び図３に示した第１実施形態に係るセラミック誘電体基板１０と同じである。
【0081】
この例でも、第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第１端部６１ａと重ならない。また、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第１端部６１ａと重ならない。また、第２周方向溝６２の第３端部６２ａは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第２端部６１ｂと重ならない。また、第２周方向溝６２の第４端部６２ｂは、径方向Ｄｒにおいて、第１周方向溝６１の第２端部６１ｂと重ならない。
【0082】
第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の第１端部６１ａや第２端部６１ｂと重ならないように配置されることで、第１周方向溝６１の端部と第２周方向溝６２の端部とが径方向Ｄｒにおいて直線状に揃うことを抑制できる。これにより、冷却ガスがいきわたりにくい領域が生じることを抑制でき、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。また、冷却ガス用孔１４が同一円周上に配置されていない場合であっても、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0083】
また、この例でも、第１径方向溝７１と第１周方向溝６１との交点Ｐ１から第１孔１４ａまでの距離Ｄ１は、第２径方向溝７２と第２周方向溝６２との交点Ｐ２から第２孔１４ｂまでの距離Ｄ２と等しい。距離Ｄ１を距離Ｄ２と等しくすることで、第１孔１４ａと第２孔１４ｂとが同一円周上に配置されていない場合であっても、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0084】
図７は、第２実施形態の変形例に係るセラミック誘電体基板の一部を模式的に表す平面図である。
図７は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｃを見たときの平面図である。
図７は、図５に示した領域Ｒ２に相当する領域の拡大図である。
図７に表したように、この例では、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、径方向Ｄｒにおいて、重なる位置に設けられている。それ以外は、図５及び図６に示した第２実施形態に係るセラミック誘電体基板１０Ｂと同じである。
図７は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｃを見たときの平面図である。
図７は、図５に示した領域Ｒ２に相当する領域の拡大図である。
図７に表したように、この例では、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、径方向Ｄｒにおいて、重なる位置に設けられている。それ以外は、図５及び図６に示した第２実施形態に係るセラミック誘電体基板１０Ｂと同じである。
【0085】
この例でも、第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の第１端部６１ａや第２端部６１ｂと重ならないように配置されることで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0086】
また、この例でも、第１径方向溝７１と第１周方向溝６１との交点Ｐ１から第１孔１４ａまでの距離Ｄ１は、第２径方向溝７２と第２周方向溝６２との交点Ｐ２から第２孔１４ｂまでの距離Ｄ２と等しい。距離Ｄ１を距離Ｄ２と等しくすることで、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂが径方向Ｄｒにおいて重なる位置に設けられている場合であっても、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0087】
図８は、第３実施形態に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
図８は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｄを見たときの平面図である。
図８に表したように、この例では、第１孔１４ａは、交点Ｐ１と重なる位置に設けられている。また、第２孔１４ｂは、交点Ｐ２と重なる位置に設けられている。それ以外は、図２及び図３に示した第１実施形態に係るセラミック誘電体基板１０と同じである。
図８は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｄを見たときの平面図である。
図８に表したように、この例では、第１孔１４ａは、交点Ｐ１と重なる位置に設けられている。また、第２孔１４ｂは、交点Ｐ２と重なる位置に設けられている。それ以外は、図２及び図３に示した第１実施形態に係るセラミック誘電体基板１０と同じである。
【0088】
この例でも、第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の第１端部６１ａや第２端部６１ｂと重ならないように配置されることで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0089】
このように、冷却ガス用孔１４は、周方向溝（第１周方向溝６１や第２周方向溝６２）と重なる位置に設けられていてもよいし、径方向溝（第１径方向溝７１や第２径方向溝７２）と重なる位置に設けられていてもよいし、周方向溝と径方向溝との交点（交点Ｐ１や交点Ｐ２）と重なる位置に設けられていてもよい。
【0090】
図９は、第３実施形態の変形例に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
図９は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｅを見たときの平面図である。
図９に表したように、この例では、図８に示した第３実施形態に係るセラミック誘電体基板１０Ｄにおいて設けられた冷却ガス用孔１４に加えて、周方向溝と径方向溝との他の交点の一部と重なる位置にも冷却ガス用孔１４が設けられている。これらの他の交点と重なる位置に設けられる冷却ガス用孔１４は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
図９は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｅを見たときの平面図である。
図９に表したように、この例では、図８に示した第３実施形態に係るセラミック誘電体基板１０Ｄにおいて設けられた冷却ガス用孔１４に加えて、周方向溝と径方向溝との他の交点の一部と重なる位置にも冷却ガス用孔１４が設けられている。これらの他の交点と重なる位置に設けられる冷却ガス用孔１４は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
【0091】
この例でも、第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の第１端部６１ａや第２端部６１ｂと重ならないように配置されることで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0092】
図１０及び図１１は、第４実施形態に係るセラミック誘電体基板を模式的に表す平面図である。
図１０及び図１１は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｆを見たときの平面図である。
図１０及び図１１に表したように、この例では、セラミック誘電体基板１０Ｆは、第１ゾーン２１０と、第２ゾーン２２０と、を有する。それ以外は、図４に示した第１実施形態の変形例に係るセラミック誘電体基板１０Ａと同じである。
図１０及び図１１は、第１主面１１側からセラミック誘電体基板１０Ｆを見たときの平面図である。
図１０及び図１１に表したように、この例では、セラミック誘電体基板１０Ｆは、第１ゾーン２１０と、第２ゾーン２２０と、を有する。それ以外は、図４に示した第１実施形態の変形例に係るセラミック誘電体基板１０Ａと同じである。
【0093】
この例では、第１ゾーン２１０及び第２ゾーン２２０は、径方向Ｄｒにおいて並んでいる。第２ゾーン２２０は、径方向Ｄｒにおいて、第１ゾーン２１０の内側に位置する。この例では、二点鎖線の外側が第１ゾーン２１０であり、二点鎖線の内側が第２ゾーン２２０である。第１ゾーン２１０は、例えば、外縁１０ａを含む。第２ゾーン２２０は、例えば、中心ＣＴを含む。
【0094】
図１０に表したように、第１ゾーン２１０及び第２ゾーン２２０は、それぞれ、溝部１３（周方向溝部６０及び径方向溝部７０）と、複数の冷却ガス用孔１４と、を有する。第１ゾーン２１０の溝部１３と第２ゾーン２２０の溝部１３とは、互いに連通しない。
【0095】
第１ゾーン２１０は、平面視において第１径方向溝７１と重なる第１孔１４ａと、平面視において第２径方向溝７２と重なる第２孔１４ｂと、を有する。この例では、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、同一円周上に配置されていない。第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、同一円周上に配置されていてもよい。また、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、平面視において周方向溝部６０と重なる位置に配置されていてもよいし、周方向溝部６０と径方向溝部７０との交点と重なる位置に配置されていてもよい。
【0096】
この例では、周方向溝部６０は、第１ゾーン２１０に設けられた周方向溝６０ａ～６０ｅに加えて、第２ゾーン２２０に設けられた周方向溝６０ｆ～６０ｈを有する。各周方向溝６０ｆ～６０ｈは、径方向Ｄｒにおいて、外周側から中心ＣＴに向かって、周方向溝６０ｆ、周方向溝６０ｇ、周方向溝６０ｈの順に並んでいる。各周方向溝６０ｆ～６０ｈは、中心ＣＴを中心とし異なる半径を有する同心円の円周上に設けられている。各周方向溝６０ｆ～６０ｈは、径方向Ｄｒにおいて、等間隔に設けられている。これらの周方向溝６０ｆ～６０ｈのうち、径方向Ｄｒにおいて互いに隣り合う２つを、第３周方向溝６３及び第４周方向溝６４とする。
【0097】
第２ゾーン２２０における第３周方向溝６３及び第４周方向溝６４は、それぞれ、第１ゾーン２１０における第１周方向溝６１及び第２周方向溝６２に対応する。例えば、上述の第１周方向溝６１と第２周方向溝６２との間の関係は、第３周方向溝６３と第４周方向溝６４との間の関係にも適用される。
【0098】
この例では、径方向溝部７０は、第１ゾーン２１０に設けられた径方向溝７０ａ～７０ｊに加えて、第２ゾーン２２０に設けられた径方向溝７０ｋ～７０ｒを有する。各径方向溝７０ｋ～７０ｒは、周方向Ｄｃにおいて、時計回りに、径方向溝７０ｋ、径方向溝７０ｍ、径方向溝７０ｎ、径方向溝７０ｐ、径方向溝７０ｑ、径方向溝７０ｒの順に並んでいる。各径方向溝７０ｋ～７０ｒは、周方向Ｄｃにおいて、等間隔に設けられている。これらの径方向溝７０ｋ～７０ｒのうち、第３周方向溝６３と交差する１つを第３径方向溝７３とし、第４周方向溝６４と交差する１つを第４径方向溝７４とする。
【0099】
第２ゾーン２２０における第３径方向溝７３及び第４径方向溝７４は、それぞれ、第１ゾーン２１０における第１方向溝７１及び第２径方向溝７２に対応する。例えば、上述の第１径方向溝７１と第２径方向溝７２との間の関係は、第３径方向溝７３と第４径方向溝７４との間の関係にも適用される。
【0100】
第２ゾーン２２０は、平面視において第３径方向溝７３と重なる第３孔１４ｃと、平面視において第４径方向溝７４と重なる第４孔１４ｄと、を有する。この例では、第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄは、同一円周上に配置されていない。第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄは、同一円周上に配置されていてもよい。また、第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄは、平面視において周方向溝部６０と重なる位置に配置されていてもよいし、周方向溝部６０と径方向溝部７０との交点と重なる位置に配置されていてもよい。
【0101】
図１１に表したように、この例では、ガス導入路２３は、第１ガス導入路２３ａと、第２ガス導入路２３ｂと、を有する。図１１では、第１ガス導入路２３ａ及び第２ガス導入路２３ｂの平面視における位置を、二点鎖線で表している。
【0102】
第１ガス導入路２３ａは、第１ゾーン２１０に設けられ、第１ゾーン２１０に設けられた冷却ガス用孔１４に接続される。第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂは、第１ガス導入路２３ａに接続されている。
【0103】
第２ガス導入路２３ｂは、第２ゾーン２２０に設けられ、第２ゾーン２２０に設けられた冷却ガス用孔１４に接続される。第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄは、第２ガス導入路２３ｂに接続されている。
【0104】
第１ガス導入路２３ａ及び第２ガス導入路２３ｂは、それぞれ、平面視において、略環状に設けられている。第２ガス導入路２３ｂは、例えば、平面視において、第１ガス導入路２３ａに対して径方向Ｄｒの内側に位置する。
【0105】
第１ガス導入路２３ａ及び第２ガス導入路２３ｂは、例えば、それぞれ異なるガス供給部２４に接続される。つまり、第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄに冷却ガスを供給するガス供給部２４は、例えば、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂに冷却ガスを供給するガス供給部２４とは異なる。第２ゾーン２２０に設けられた冷却ガス用孔１４（第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄ）は、例えば、第１ゾーン２１０に設けられた冷却ガス用孔１４（第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂ）とは異なるガス供給部２４により制御される。これにより、例えば、第１ゾーン２１０に設けられた冷却ガス用孔１４（第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂ）と第２ゾーン２２０に設けられた冷却ガス用孔１４（第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄ）とを別々に制御可能とすることができる。第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄに供給される冷却ガスの圧力は、例えば、第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂに供給される冷却ガスの圧力と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0106】
この例でも、第１ゾーン２１０において、第２周方向溝６２の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第１周方向溝６１の第１端部６１ａや第２端部６１ｂと重ならないように配置されることで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。さらに、第２ゾーン２２０において、第４周方向溝６４の第３端部６２ａ及び第４端部６２ｂがそれぞれ径方向Ｄｒにおいて第３周方向溝６３の第１端部６１ａや第２端部６１ｂと重ならないように配置されることで、周方向Ｄｃにおける冷却ガス分布の均一性を向上できる。
【0107】
また、第１ゾーン２１０に設けられた冷却ガス用孔１４（第１孔１４ａ及び第２孔１４ｂ）と第２ゾーン２２０に設けられた冷却ガス用孔１４（第３孔１４ｃ及び第４孔１４ｄ）とを別々に制御可能とすることで、面内の冷却ガス分布の均一性をさらに向上できる。
【0108】
図１２は、実施形態に係る静電チャックを備えたウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。
図１２に表したように、ウェーハ処理装置５００は、処理容器５０１と、高周波電源５０４と、吸着用電源５０５と、上部電極５１０と、静電チャック１００と、を備えている。処理容器５０１の天井には、処理ガスを内部に導入するための処理ガス導入口５０２、及び、上部電極５１０が設けられている。処理容器５０１の底板には、内部を減圧排気するための排気口５０３が設けられている。静電チャック１００は、処理容器５０１の内部において、上部電極５１０の下に配置されている。静電チャック１００のベースプレート２０及び上部電極５１０は、高周波電源５０４と接続されている。静電チャック１００の電極層１５は、吸着用電源５０５と接続されている。
図１２に表したように、ウェーハ処理装置５００は、処理容器５０１と、高周波電源５０４と、吸着用電源５０５と、上部電極５１０と、静電チャック１００と、を備えている。処理容器５０１の天井には、処理ガスを内部に導入するための処理ガス導入口５０２、及び、上部電極５１０が設けられている。処理容器５０１の底板には、内部を減圧排気するための排気口５０３が設けられている。静電チャック１００は、処理容器５０１の内部において、上部電極５１０の下に配置されている。静電チャック１００のベースプレート２０及び上部電極５１０は、高周波電源５０４と接続されている。静電チャック１００の電極層１５は、吸着用電源５０５と接続されている。
【0109】
ベースプレート２０と上部電極５１０とは、互いに所定の間隔を隔てて略平行に設けられている。処理対象物Ｗは、ベースプレート２０と上部電極５１０との間に位置する第１主面１１に載置される。
【0110】
高周波電源５０４からベースプレート２０及び上部電極５１０に電圧（高周波電圧）が印加されると、高周波放電が起こり処理容器５０１内に導入された処理ガスがプラズマにより励起、活性化されて、処理対象物Ｗが処理される。
【0111】
吸着用電源５０５から電極層１５に電圧（吸着用電圧）が印加されると、電極層１５の第１主面１１側に電荷が発生し、静電力によって処理対象物Ｗが静電チャック１００に吸着保持される。
【0112】
図１３は、第１実施形態に係る静電チャックを備えたウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。
図１３に表したように、この例では、複数のガス導入路２３は、１つのガス供給部２４に接続されている。ガス供給部２４から供給された冷却ガスは、各ガス導入路２３を通って、各冷却ガス用孔１４に供給される。これにより、複数の冷却ガス用孔１４は、１つのガス供給部２４によって制御されている。
図１３に表したように、この例では、複数のガス導入路２３は、１つのガス供給部２４に接続されている。ガス供給部２４から供給された冷却ガスは、各ガス導入路２３を通って、各冷却ガス用孔１４に供給される。これにより、複数の冷却ガス用孔１４は、１つのガス供給部２４によって制御されている。
【0113】
図１４は、第１実施形態の変形例に係る静電チャックを備えたウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。
図１４に表したように、この例では、ガス導入路２３は、ベースプレート２０の内部で分岐している。ガス導入路２３は、各冷却ガス用孔１４に連通する複数の第１部分２６ａ（ガス流出路）と、横方向に延びて複数の第１部分２６ａを集約する第２部分２６ｂ（ガス横断路）と、第２部分２６ｂからベースプレート２０裏面まで延びる第３部分２６ｃ（ガス流入路）と、を有する。
図１４に表したように、この例では、ガス導入路２３は、ベースプレート２０の内部で分岐している。ガス導入路２３は、各冷却ガス用孔１４に連通する複数の第１部分２６ａ（ガス流出路）と、横方向に延びて複数の第１部分２６ａを集約する第２部分２６ｂ（ガス横断路）と、第２部分２６ｂからベースプレート２０裏面まで延びる第３部分２６ｃ（ガス流入路）と、を有する。
【0114】
第３部分２６ｃは、ガス供給部２４に接続されている。ガス供給部２４から供給された冷却ガスは、第３部分２６ｃ、第２部分２６ｂ、及び各第１部分２６ａを通って、各冷却ガス用孔１４に供給される。これにより、複数の冷却ガス用孔１４は、１つのガス供給部２４によって制御されている。
【0115】
以上のように、実施形態によれば、周方向における冷却ガス分布の均一性を向上できる静電チャック及び半導体製造装置が提供される。
【0116】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、静電チャックが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【0117】
１０、１０Ａ～１０Ｆ セラミック誘電体基板、 １０ａ 外縁、 １１ 第１主面、 １１ａ 平面部、 １１ｂ 突起部、 １２ 第２主面、 １３ 溝部、 １４ 冷却ガス用孔、 １４ａ～１４ｄ 第１～第４孔、 １５ 電極層（吸着電極）、 １６ 接続部、 ２０ ベースプレート、 ２０ａ 上部、 ２０ｂ 下部、 ２１ 入力路、 ２２ 出力路、 ２３ ガス導入路、 ２４ ガス供給部、 ２３ａ、２３ｂ 第１、第２ガス導入路、 ２５ 連通路、 ３０ ヒータ、 ４１、４２ 第１、第２多孔質部、 ６０ 周方向溝部、 ２６ａ～２６ｃ 第１～第３部分、 ６０ａ～６０ｈ 周方向溝、 ６１ 第１周方向溝、 ６１ａ、６１ｂ 第１、第２端部、 ６１ｃ 中央領域、 ６１ｄ、６１ｅ 第１、第２端領域、 ６２ 第２周方向溝、 ６２ａ、６２ｂ 第３、第４端部、 ６３、６４ 第３、第４周方向溝、 ７０ 径方向溝部、 ７０ａ～７０ｒ 径方向溝、 ７１～７４ 第１～第４径方向溝、 １００ 静電チャック、 ２１０、２２０ 第１、第２ゾーン、 ５００ 半導体製造装置、 ５０１ 処理容器、 ５０２ 処理ガス導入口、 ５０３ 排気口、 ５０４ 高周波電源、 ５０５ 吸着用電源、 ５１０ 上部電極、 ＣＬ 中央線、 ＣＴ 中心、 Ｄ１、Ｄ２ 距離、 Ｄｃ 周方向、 Ｄｒ 径方向、 ＩＬ１～ＩＬ４ 仮想直線、 Ｐ１、Ｐ２ 交点、 Ｒ１、Ｒ２ 領域、 Ｗ 処理対象物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】