(57)【要約】冷却ベース部とプラズマが導通しにくく、かつ、静電チャック部と冷却ベース部との間の熱伝達率をより均一に制御することができる静電チャック装置及び半導体製造装置を提供することにある。静電チャック装置１の静電チャック部２０は、チャック部貫通孔３２の開口の周囲を囲繞する静電チャック部内側周囲面２６と、静電チャック部内側周囲面２６を囲繞する静電チャック部外側周囲面２８とを有する。絶縁碍子７０は、静電チャック部２０側に開口を有する碍子貫通孔７１が形成された絶縁碍子本体７９と、絶縁碍子内側端面７２と、静電チャック部外側周囲面２８に対向するように、絶縁碍子外側端面７４とを有する。絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６とが接触し、又は、絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６との間の隙間に接着層５０又は耐プラズマ性接着剤層９０が延在する。耐プラズマ性接着剤層９０は、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間に形成されている。
2016132909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状試料が載置される載置面を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却ベース部とが接着するように、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に形成された接着層と、
前記静電チャック部を貫通するチャック部貫通孔と前記チャック部貫通孔に連通するように前記冷却ベース部を貫通する前記チャック部貫通孔より大径のベース部貫通孔とを有する貫通孔と、
前記ベース部貫通孔内に設けられた絶縁碍子と、を備え、
前記静電チャック部は、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側における前記チャック部貫通孔の開口の周囲を囲繞する静電チャック部内側周囲面と、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側における前記静電チャック部内側周囲面を囲繞する静電チャック部外側周囲面とを有し、
前記冷却ベース部の前記ベース部貫通孔の前記静電チャック部側には、冷却ベース凹部が形成されており、
前記絶縁碍子は、前記静電チャック部側に開口を有する碍子貫通孔が形成された内側絶縁碍子と、前記内側絶縁碍子を囲繞する外側絶縁碍子とを有し、
前記貫通孔から入ったプラズマの浸入を阻止するように、前記内側絶縁碍子と前記静電チャック部内側周囲面とを接触させ又は前記内側絶縁碍子と前記静電チャック部内側周囲面との間の隙間に前記接着層を延在させ、前記絶縁碍子の前記静電チャック部側に形成された絶縁碍子内側端面と、前記静電チャック部外側周囲面に対向するように、前記絶縁碍子の前記静電チャック部側に形成された絶縁碍子外側端面とを有し、
前記外側絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側は、前記冷却ベース凹部内にある、静電チャック装置。
【請求項２】
さらに、前記静電チャック部外側周囲面と前記絶縁碍子外側端面との間に配置された耐プラズマ性接着剤層を備える、請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項３】
板状試料が載置される載置面を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却ベース部とが接着するように、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に形成された接着層と、
前記静電チャック部を貫通するチャック部貫通孔と前記チャック部貫通孔に連通するように前記冷却ベース部を貫通する前記チャック部貫通孔より大径のベース部貫通孔とを有する貫通孔と、
前記ベース部貫通孔内に設けられた絶縁碍子と、
前記絶縁碍子と前記静電チャック部との間に配置された耐プラズマ性接着剤層とを備え、
前記静電チャック部は、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側における前記チャック部貫通孔の開口の周囲を囲繞する静電チャック部内側周囲面と、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側における前記静電チャック部内側周囲面を囲繞する静電チャック部外側周囲面とを有し、
前記絶縁碍子は、前記静電チャック部側に開口を有する碍子貫通孔が形成された絶縁碍子本体と、前記絶縁碍子本体の前記静電チャック部側に形成された絶縁碍子内側端面と、前記静電チャック部外側周囲面に対向するように、前記絶縁碍子本体の前記静電チャック部側に形成された絶縁碍子外側端面とを有し、
前記貫通孔から入ったプラズマの侵入を阻止するように、前記絶縁碍子内側端面と前記静電チャック部内側周囲面とが接触し、又は、前記絶縁碍子内側端面と前記静電チャック部内側周囲面との間の隙間に前記接着層又は前記耐プラズマ性接着剤層が延在し、
前記耐プラズマ性接着剤層は、前記静電チャック部外側周囲面と前記絶縁碍子外側端面との間に形成されている、静電チャック装置。
【請求項４】
前記耐プラズマ性接着剤層は、前記静電チャック部外側周囲面と前記絶縁碍子外側端面との間から前記絶縁碍子の外周側面と前記冷却ベース部との間に延在している、請求項３に記載の静電チャック装置。
【請求項５】
前記静電チャック部には、前記冷却ベース部側に静電チャック部凹部が形成され、
前記静電チャック部内側周囲面及び前記静電チャック部外側周囲面は、前記静電チャック部凹部の底面とされる、請求項３又は４に記載の静電チャック装置。
【請求項６】
前記冷却ベース部側の前記静電チャック部には、静電チャック部凹部が形成され、
前記静電チャック部内側周囲面は、前記静電チャック部凹部の底面とされ、
前記静電チャック部外側周囲面は、前記静電チャック部凹部の開口の周囲とされる、請求項３に記載の静電チャック装置。
【請求項７】
前記冷却ベース部は、前記静電チャック部側に冷却ベース凹部を有し、
前記絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側の絶縁碍子端部には、絶縁碍子凹部を有し、
前記絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側は、前記冷却ベース凹部内にあり、
当該静電チャック装置は、さらに、前記絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側に配置された下側絶縁碍子と、
前記絶縁碍子と前記下側絶縁碍子との間に形成された下側耐プラズマ性接着剤層とを備え、
前記下側絶縁碍子は、前記碍子貫通孔に連通し前記碍子貫通孔の開口の周囲を囲繞する下側碍子貫通孔を有する下側絶縁碍子本体と、前記絶縁碍子凹部の底面に接触するように、前記下側絶縁碍子本体の前記静電チャック部側に形成された下側絶縁碍子内側端面と、前記絶縁碍子端部の端面に対向するように、前記下側絶縁碍子本体の前記静電チャック部側に形成された下側絶縁碍子外側端面とを有し、
前記下側耐プラズマ性接着剤層は、前記絶縁碍子端部の端面と前記下側絶縁碍子外側端面との間に形成されている、請求項３又は６に記載の静電チャック装置。
【請求項８】
前記絶縁碍子は、前記碍子貫通孔が形成された内側絶縁碍子と、前記内側絶縁碍子を囲繞する外側絶縁碍子とを有し、
前記絶縁碍子内側端面は、前記内側絶縁碍子の前記静電チャック部側の端面と、前記外側絶縁碍子の前記静電チャック部側の端面とで形成され、
前記耐プラズマ性接着剤層は、前記静電チャック部外側周囲面と前記絶縁碍子外側端面との間から、前記外側絶縁碍子の前記静電チャック部側の端面を介して、前記内側絶縁碍子と前記外側絶縁碍子との間に延在している、請求項３から５のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の静電チャック装置を備えた半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャック装置及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置などのプラズマを用いた半導体製造装置は、ウエハのような板状試料を固定する静電チャック装置と、固定された板状試料にプラズマを照射するプラズマ照射機構とを備える。【０００３】
静電チャック装置は、板状試料が載置される載置面を有する静電チャック部と静電チャック部を冷却する冷却ベース部とが接着するように、静電チャック部と冷却ベース部との間に接着層が形成されている。また、静電チャック装置は、静電チャック部、接着層、及び、冷却ベース部を貫通する複数の貫通孔を有している。【０００４】
また、板状試料を静電チャック部に載置していない状態で、プラズマ照射機構を作動させることがあり、そのような場合にも、プラズマ照射機構からのプラズマ（ラジカル）が貫通孔に侵入してくることがある。
貫通孔における静電チャック部と冷却ベース部との間の接着層は、貫通孔に侵入したプラズマに曝されることになり、接着層の組成成分が損傷等を受けるので、接着層の消耗や接着高度の劣化を生ずる恐れがある。接着層が劣化すると、静電チャック部と冷却ベース部との間の熱伝達率を均一に制御することが難しくなる。また、プラズマと冷却ベース部とが導通し絶縁破壊を起こすことがある。【０００５】
特許文献１には、そのような劣化を防止する方法として、貫通孔に筒状のスリーブを配置し、静電チャック部と冷却ベース部との間の接着層が直接曝されることを防止する技術が開示されている。
しかし、高品質の板状試料を製造するために、静電チャック部と冷却ベース部との間の熱伝達率をより均一に制御することができる静電チャック装置が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１３／１１８７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記の事情に対処してなされたもので、プラズマと冷却ベース部とが導通しにくく、かつ、静電チャック部と冷却ベース部との間の熱伝達率をより均一に制御することができる静電チャック装置及び半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の本発明を完成するに至った。【０００９】
本発明に係る第１の静電チャック装置は、板状試料が載置される載置面を有する静電チャック部と、前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とが接着するように、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に形成された接着層と、前記静電チャック部を貫通するチャック部貫通孔と前記チャック部貫通孔に連通するように前記冷却ベース部を貫通する前記チャック部貫通孔より大径のベース部貫通孔とを有する貫通孔と、前記ベース部貫通孔内に設けられた絶縁碍子と、を備える。
前記静電チャック部は、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側における前記チャック部貫通孔の開口の周囲を囲繞する静電チャック部内側周囲面と、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側における前記静電チャック部内側周囲面を囲繞する静電チャック部外側周囲面とを有する。前記冷却ベース部の前記ベース部貫通孔の前記静電チャック部側には、冷却ベース凹部が形成されている。前記絶縁碍子は、前記静電チャック部側に開口を有する碍子貫通孔が形成された内側絶縁碍子と、前記内側絶縁碍子を囲繞する外側絶縁碍子とを有する。前記貫通孔から入ったプラズマの浸入を阻止するように、前記内側絶縁碍子と前記静電チャック部内側周囲面とを接触させ又は前記内側絶縁碍子と前記静電チャック部内側周囲面との間の隙間に前記接着層を延在させ、前記絶縁碍子の前記静電チャック部側に形成された絶縁碍子内側端面と、前記静電チャック部外側周囲面に対向するように、前記絶縁碍子の前記静電チャック部側に形成された絶縁碍子外側端面とを有する。前記外側絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側は、前記冷却ベース凹部内にある。【００１０】
第１の静電チャック装置は、さらに、前記静電チャック部外側周囲面と前記絶縁碍子外側端面との間に配置された耐プラズマ性接着剤層を備えることが好ましい。【００１１】
本発明に係る第２の静電チャック装置は、板状試料が載置される載置面を有する静電チャック部と、前記静電チャック部を冷却する冷却ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却ベース部とが接着するように、前記静電チャック部と前記冷却ベース部との間に形成された接着層と、前記静電チャック部を貫通するチャック部貫通孔と前記チャック部貫通孔に連通するように前記冷却ベース部を貫通する前記チャック部貫通孔より大径のベース部貫通孔とを有する貫通孔と、前記ベース部貫通孔内に設けられた絶縁碍子と、前記絶縁碍子と前記静電チャック部との間に配置された耐プラズマ性接着剤層とを備える。前記静電チャック部は、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側における前記チャック部貫通孔の開口の周囲を囲繞する静電チャック部内側周囲面と、前記静電チャック部の前記冷却ベース部側における前記静電チャック部内側周囲面を囲繞する静電チャック部外側周囲面とを有する。前記絶縁碍子は、前記静電チャック部側に開口を有する碍子貫通孔が形成された絶縁碍子本体と、前記絶縁碍子本体の前記静電チャック部側に形成された絶縁碍子内側端面と、前記静電チャック部外側周囲面に対向するように、前記絶縁碍子本体の前記静電チャック部側に形成された絶縁碍子外側端面とを有する。前記貫通孔から入ったプラズマの侵入を阻止するように、前記絶縁碍子内側端面と前記静電チャック部内側周囲面とが接触し、又は、前記絶縁碍子内側端面と前記静電チャック部内側周囲面との間の隙間に前記接着層又は前記耐プラズマ性接着剤層が延在する。前記耐プラズマ性接着剤層は、前記静電チャック部外側周囲面と前記絶縁碍子外側端面との間に形成されている。【００１２】
前記耐プラズマ性接着剤層は、前記静電チャック部外側周囲面と前記絶縁碍子外側端面との間から前記絶縁碍子の外周側面と前記冷却ベース部との間に延在していてもよい。【００１３】
前記静電チャック部には、前記冷却ベース部側に静電チャック部凹部が形成され、前記静電チャック部内側周囲面及び前記静電チャック部外側周囲面は、前記静電チャック部凹部の底面とされていてもよい。【００１４】
前記冷却ベース部側の前記静電チャック部には、静電チャック部凹部が形成され、前記静電チャック部内側周囲面は、前記静電チャック部凹部の底面とされ、前記静電チャック部外側周囲面は、前記静電チャック部凹部の開口の周囲とされていてもよい。【００１５】
前記冷却ベース部は、前記静電チャック部側に冷却ベース凹部を有し、前記絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側の絶縁碍子端部には、絶縁碍子凹部を有し、前記絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側は、前記冷却ベース凹部内にあり、当該静電チャック装置は、さらに、前記絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側に配置された下側絶縁碍子と、前記絶縁碍子と前記下側絶縁碍子との間に形成された下側耐プラズマ性接着剤層とを備え、前記下側絶縁碍子は、前記碍子貫通孔に連通し前記碍子貫通孔の開口の周囲を囲繞する下側碍子貫通孔を有する下側絶縁碍子本体と、前記絶縁碍子凹部の底面に接触するように、前記下側絶縁碍子本体の前記静電チャック部側に形成された下側絶縁碍子内側端面と、前記絶縁碍子端部の端面に対向するように、前記下側絶縁碍子本体の前記静電チャック部側に形成された下側絶縁碍子外側端面とを有し、前記下側耐プラズマ性接着剤層は、前記絶縁碍子端部の端面と前記下側絶縁碍子外側端面との間に形成されていてもよい。【００１６】
前記絶縁碍子は、前記碍子貫通孔が形成された内側絶縁碍子と、前記内側絶縁碍子を囲繞する外側絶縁碍子とを有し、前記絶縁碍子内側端面は、前記内側絶縁碍子の前記静電チャック部側の端面と、前記外側絶縁碍子の前記静電チャック部側の端面とで形成され、前記耐プラズマ性接着剤層は、前記静電チャック部外側周囲面と前記絶縁碍子外側端面との間から、前記外側絶縁碍子の前記静電チャック部側の端面を介して、前記内側絶縁碍子と前記外側絶縁碍子との間に延在していてもよい。【００１７】
上述の第１静電チャック装置又は第２静電チャック装置を備えた半導体製造装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、貫通孔から入ったプラズマの浸入を阻止するために、内側絶縁碍子と静電チャック部内側周囲面とを接触させ又は内側絶縁碍子と静電チャック部内側周囲面との間の隙間に接着層を延在させ、絶縁碍子本体の静電チャック部側に形成された絶縁碍子内側端面と、静電チャック部外側周囲面に対向するように、絶縁碍子本体の静電チャック部側に形成された絶縁碍子外側端面とを有する。このため、プラズマによる接着層の劣化を抑制することができるので、静電チャック部と冷却ベース部との間の熱伝達率をより均一に制御することができる静電チャック装置及び半導体製造装置を提供することができる。【００１９】
また、本発明によれば、貫通孔内、特にチャック部貫通孔から入ったプラズマの侵入を阻止するように、絶縁碍子内側端面と静電チャック部内側周囲面とが接触し、又は、絶縁碍子内側端面と静電チャック部内側周囲面との間の隙間に接着層又は耐プラズマ性接着剤層が延在し、耐プラズマ性接着剤層は、静電チャック部外側周囲面と絶縁碍子外側端面との間に形成されているので、貫通孔から侵入したプラズマは、先ず、絶縁碍子内側端面と静電チャック部内側周囲面との間の狭い隙間で侵入を阻止され、次いで、静電チャック部外側周囲面と絶縁碍子外側端面との間に形成されている耐プラズマ性接着剤層で阻止される。このため、プラズマによる接着層の劣化を抑制することができるので、静電チャック部と冷却ベース部との間の熱伝達率をより均一に制御することができると共に、プラズマと冷却ベース部とが短絡することによる絶縁破壊を阻止することができる静電チャック装置及び半導体製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る第１実施形態の静電チャック装置の部分断面図である。
【図２】図１に示した静電チャック装置の断面斜視図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の静電チャック装置の部分断面図である。
【図４】本発明に係る第３実施形態の静電チャック装置の部分断面図である。
【図５】図４に示した静電チャック装置の断面斜視図である。
【図６】本発明に係る第４実施形態の静電チャック装置の部分断面図である。
【図７】本発明に係る第５実施形態の静電チャック装置の部分断面図である。
【図８】本発明に係る第６実施形態の静電チャック装置の部分断面図である。
【図９】本発明に係る第７実施形態の静電チャック装置の部分断面図である。
【図１０】本発明に係る第８実施形態の静電チャック装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１から図３を参照して第１の本発明に係る静電チャック装置１０、１１を説明する。また、公知の技術を組み合わせれば、静電チャック装置１０、１１を備えた半導体製造装置を容易に得ることができる。
なお、同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００２２】
先ず第１の発明に関し、図１及び図２を参照して、本発明に係る第１実施形態の静電チャック装置１０を説明する。
静電チャック装置１０は、静電チャック部２０と、冷却ベース部６０と、接着層５０と、貫通孔３０と、絶縁碍子７００とを備える。
【００２３】
静電チャック部２０は、板状試料が載置される面を一主面２２とし、一主面２２とは反対側の面を他主面２４とする板状部材である。
静電チャック部２０は、セラミックスで形成されている。静電チャック部２０は、図示はしないが、載置板と、支持板と、静電吸着用内部電極と、絶縁材層とを有する。
一主面２２は、板状試料が載置される載置面である。
他主面２４には、後述する静電チャック部内側周囲面２６及び静電チャック部外側周囲面２８がある。後述するように、静電チャック部２０には、一主面２２及び他主面２４のそれぞれに開口するように、静電チャック部２０を貫通するチャック部貫通孔３２が形成されている。チャック部貫通孔３２の両端は、それぞれ、一主面２２及び他主面２４に開口している。
【００２４】
静電チャック部２０は、静電チャック部内側周囲面２６と、静電チャック部外側周囲面２８と、静電チャック部最外側周囲面２９とを有する。
静電チャック部内側周囲面２６は、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側におけるチャック部貫通孔３２の開口の周囲を囲繞している。
静電チャック部外側周囲面２８は、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側における静電チャック部内側周囲面２６を囲繞している。
静電チャック部最外側周囲面２９は、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側における静電チャック部外側周囲面２８を囲繞している。
静電チャック部内側周囲面２６、静電チャック部外側周囲面２８及び静電チャック部最外側周囲面２９は、いずれも、他主面２４の一部である。
【００２５】
冷却ベース部６０は、静電チャック部２０を冷却する部材である。冷却ベース部６０は、上面６２及び下面６４を有する厚みのある円板状の部材である。冷却ベース部６０には後述するベース部貫通孔３４が形成されている。冷却ベース部６０は、図示しない、冷却用貫通孔と冷却用流路とを有する。水又はフッ素系冷媒などの冷却媒体が冷却用流路を循環するように、冷却用流路は冷却用貫通孔の内部に形成されている。
所定の温度及び流量の冷却媒体が冷却用流路を流れることによって、冷却ベース部６０の温度が調整され、ひいては、静電チャック部２０の温度が所望温度に調整される。冷却ベース部６０を構成する材料は、熱伝導性、導電性及び加工性に優れた金属、又はこれらの金属を含む複合材であることが好ましく、アルミニウム又はチタンで形成されていることがさらに好ましい。
冷却ベース部６０は、第１実施形態及び第２実施形態において、さらに、冷却ベース凹部６５を有する。冷却ベース凹部６５は、ベース部貫通孔３４の静電チャック部２０側の開口が広がるように、冷却ベース部６０の静電チャック部２０側に形成されている。
【００２６】
接着層５０は、静電チャック部２０の他主面２４と冷却ベース部６０の上面６２との間に形成され、静電チャック部２０と冷却ベース部６０とを接着させている。第１実施形態及び第２実施形態において、接着層５０は、後述する外側絶縁碍子７００ｂを乗り越えて、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間の隙間まで延在している。
接着層５０は弾性材料を組成物としているので、接着層５０は温度変化に伴う静電チャック部２０の温度変位と冷却ベース部６０の温度変位との差による熱応力を緩和させる作用を有する。
接着層５０は、例えば、シリコーン系樹脂組成物を加熱硬化した硬化体又はアクリル樹脂で形成され、熱伝導性などの特性を向上させるためセラミックスなどのフィラーを添加してあるものを使用してもよい。なお、フィラーが接着層５０に添加されると、接着層５０の熱伝達率は変化する。
【００２７】
貫通孔３０は、チャック部貫通孔３２とベース部貫通孔３４とを有する。
チャック部貫通孔３２は、静電チャック部２０を貫通する貫通孔である。チャック部貫通孔３２の両端は、それぞれ、一主面２２及び他主面２４に開口している。
ベース部貫通孔３４は、冷却ベース部６０を貫通する貫通孔である。ベース部貫通孔３４の両端は、それぞれ、上面６２及び下面６４に開口している。ベース部貫通孔３４は、チャック部貫通孔３２に連通している。ベース部貫通孔３４は円柱側面形状を有する。他主面２４におけるチャック部貫通孔３２の開口の周囲面がベース部貫通孔３４から露出するように、ベース部貫通孔３４はチャック部貫通孔３２より大径とされる。
【００２８】
絶縁碍子７００は、内側絶縁碍子７００ａと、内側絶縁碍子７００ａを囲繞する外側絶縁碍子７００ｂとを有する。内側絶縁碍子７００ａは、円柱側面形状の絶縁碍子本体７９と、外周側面７８と、碍子貫通孔７１と、碍子貫通孔７１を囲繞する絶縁碍子内側端面７２と、絶縁碍子内側端面７２を囲繞する絶縁碍子外側端面７４とを有する。内側絶縁碍子７００ａは、電気絶縁性、耐候性、機械的な強度などが高い材料で形成される。
外周側面７８は絶縁碍子本体７９の側面である。外周側面７８がベース部貫通孔３４に密接するように、外周側面７８は外周側面７８の円柱側面形状と同じ形状を有する。外周側面７８がベース部貫通孔３４に密接するように、絶縁碍子７００はベース部貫通孔３４内に設けられている。
内側絶縁碍子７００ａは、絶縁碍子内側端面７２と、絶縁碍子外側端面７４とを有する。絶縁碍子内側端面７２は、静電チャック部内側周囲面２６に接触し又は内側絶縁碍子７００ａと静電チャック部２０との間の隙間に接着層５０が延在するように、かつ、静電チャック部内側周囲面２６と対向するように、絶縁碍子本体７９の静電チャック部２０側に形成されている。絶縁碍子外側端面７４は、静電チャック部外側周囲面２８に対向するように、絶縁碍子本体７９の静電チャック部２０側に形成されている。
【００２９】
外側絶縁碍子７００ｂは、静電チャック部最外側周囲面２９に対向するように、絶縁碍子本体７９の静電チャック部２０側に形成された上面７０９ａを有する。外側絶縁碍子７００ｂは、リング形状を有し、内側絶縁碍子７００ａを囲繞する。外側絶縁碍子７００ｂの上面７０９ａは、絶縁碍子外側端面７４と略同一の位置にある。外側絶縁碍子７００ｂの静電チャック部２０とは反対側は、冷却ベース凹部６５内にある。
【００３０】
碍子貫通孔７１は、絶縁碍子本体７９の円柱の軸方向に延び、チャック部貫通孔３２に連通するように、一方が静電チャック部２０側に開口を有する貫通孔である。
【００３１】
絶縁碍子内側端面７２は、絶縁碍子本体７９の静電チャック部２０側の端面のうち、碍子貫通孔７１を囲繞するリング状の端面である。
絶縁碍子外側端面７４は、絶縁碍子内側端面７２を囲繞するリング状の端面である。
絶縁碍子外側端面７４は、絶縁碍子本体７９の円柱の軸方向において、静電チャック部２０から絶縁碍子内側端面７２より離れている。つまり、絶縁碍子７００の静電チャック部２０側の端部は、碍子貫通孔７１の周囲がそれの周囲より高い凸形状を有する。
【００３２】
チャック部貫通孔３２から浸入したプラズマが接着層５０を浸食しないように、静電チャック部内側周囲面２６と、絶縁碍子内側端面７２とは、互いに接触するように対向している。
なお、静電チャック部内側周囲面２６と絶縁碍子内側端面７２との間には、チャック部貫通孔３２から浸入したプラズマが接着層５０に浸食しない程度の隙間はあっても良いし、接着層８０が設けられていても良い。接着層８０は、接着層５０と同じであっても良いし、耐プラズマ性接着剤層９０と同じであっても良い。
静電チャック部外側周囲面２８と、絶縁碍子本体７９の静電チャック部２０側に形成された絶縁碍子外側端面７４とは、所定の間隔をおいて対向している。
【００３３】
静電チャック装置１０によれば、貫通孔３０から入ったプラズマの浸入を阻止するように、絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６とが接触している。このため、チャック部貫通孔３２から浸入したプラズマは、絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６との間の狭い隙間で浸入を阻止される。
また、静電チャック部内側周囲面２６と絶縁碍子内側端面７２との間から冷却ベース部６０の上面６２までの距離を長くすることができるので、浸入してくるプラズマが絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６との間の狭い隙間を通っての冷却ベース部６０の上面６２への到達は難く、絶縁破壊を阻止することができる。
また、絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６との間の隙間が狭いので、チャック部貫通孔３２から浸入してくるプラズマによる接着層５０の劣化を抑制することができるので、静電チャック部２０と冷却ベース部６０との間の熱伝達率をより均一に制御することができる。
また、内側絶縁碍子７００ａの外側を囲繞する外側絶縁碍子７００ｂを備えているので、沿面距離を長くすることができる。さらに、チャック部貫通孔３２から静電チャック部２０の他主面２４や冷却ベース部６０の上面６２の広がる方向（図１の紙面において左右、前後方向）における、絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６とが対向している範囲の距離を、静電チャック部最外側周囲面２９と絶縁碍子本体７９の上面７０９ａとが対向している範囲の距離とは別に設定することができる。
【００３４】
次に、第２の発明に関し、図３を参照して、本発明に係る第２実施形態の静電チャック装置１１を説明する。
静電チャック装置１１は、さらに、耐プラズマ性接着剤層９０を備えること以外は、静電チャック装置１０と同じである。
耐プラズマ性接着剤層９０は、リング状接着剤部９２を有する。リング状接着剤部９２は、チャック部貫通孔３２から浸入したプラズマが接着層５０に浸食しないように、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間に形成されている。
耐プラズマ性接着剤層９０は、例えば、アクリル系、フッ素系の接着剤である。
【００３５】
静電チャック装置１１によれば、耐プラズマ性接着剤層９０は、リング状接着剤部９２を有するので、耐プラズマ性接着剤層９０が貫通孔３０からのプラズマの浸入を阻止するので、接着層５０の劣化をより抑止することができる。
【００３６】
以下、図４から図１０を参照して第２の本発明に係る静電チャック装置１〜６（第３〜８実施形態）を説明する。また、公知の技術を組み合わせれば、静電チャック装置１〜６を備えた半導体製造装置を得ることができる。
【００３７】
図４及び図５を参照して、本発明に係る第３実施形態の静電チャック装置１を説明する。
静電チャック装置１は、静電チャック部２０と、冷却ベース部６０と、接着層５０と、貫通孔３０と、絶縁碍子７０と、耐プラズマ性接着剤層９０とを備える。
【００３８】
接着層５０は、静電チャック部２０の他主面２４と冷却ベース部６０の上面６２との間に形成され、静電チャック部２０と冷却ベース部６０とを接着させている。
【００３９】
ベース部貫通孔３４は、静電チャック部内側周囲面２６及び静電チャック部外側周囲面２８がベース部貫通孔３４から露出するように、チャック部貫通孔３２より大径である。
【００４０】
絶縁碍子７０は、第１及び第２実施形態における絶縁碍子７０のうち、内側絶縁碍子７００ａであり、外側絶縁碍子７００ｂは有しない。したがって、第３実施形態から第８実施形態における絶縁碍子７０は、第１及び第２実施形態における内側絶縁碍子７００ａと同じである。
【００４１】
絶縁碍子内側端面７２は、絶縁碍子本体７９の静電チャック部２０側の端面のうち、碍子貫通孔７１の周囲を囲繞するリング状の端面である。
絶縁碍子外側端面７４は、絶縁碍子内側端面７２を囲繞するリング状の端面である。
絶縁碍子外側端面７４は、絶縁碍子本体７９の円柱の軸方向において、静電チャック部２０から絶縁碍子内側端面７２より離れている。つまり、絶縁碍子７０の静電チャック部２０側の端部は、碍子貫通孔７１の周囲がそれの周囲より高い凸形状を有する。
【００４２】
チャック部貫通孔３２から侵入したプラズマが接着層５０に侵食しないように、静電チャック部内側周囲面２６と、絶縁碍子内側端面７２とは、接触するように、互いに対向している。
なお、静電チャック部内側周囲面２６と絶縁碍子内側端面７２との間には、チャック部貫通孔３２から侵入したプラズマが接着層５０に到達しない程度の隙間を設けてもよいし、チャック部貫通孔３２から侵入したプラズマが接着層５０に侵食しないように、接着層８０を設けてもよい。接着層８０は、接着層５０と同じであってもよいし、耐プラズマ性接着剤層９０と同じであってもよい。
静電チャック部外側周囲面２８と、絶縁碍子本体７９の静電チャック部２０側に形成された絶縁碍子外側端面７４とは、所定の間隔をおいて対向している。
【００４３】
耐プラズマ性接着剤層９０は、リング状接着剤部９２を有する。リング状接着剤部９２は、チャック部貫通孔３２から侵入したプラズマが接着層５０を侵食しないように、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間に形成されている。
耐プラズマ性接着剤層９０は、例えば、アクリル系、フッ素系の接着剤である。
【００４４】
静電チャック装置１によれば、貫通孔３０内、特にチャック部貫通孔３２から入ったプラズマの侵入を阻止するように、絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６とが接触し、又は、絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６との間の隙間に接着層８０が形成され、また、耐プラズマ性接着剤層９０は、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間に形成されている。このため、貫通孔３０から侵入したプラズマは、先ず、絶縁碍子内側端面７２と静電チャック部内側周囲面２６との間の狭い隙間で侵入を阻止され、次いで、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間に形成されている耐プラズマ性接着剤層９０で阻止される。よって、プラズマによる接着層５０の劣化を抑制することができるので、接着層５０の絶縁破壊を阻止することができかつ静電チャック部２０と冷却ベース部６０との間の熱伝達率をより均一に制御することができると共に、プラズマと冷却ベース部とが短絡することによる絶縁破壊を阻止することができる。
【００４５】
図６を参照して、本発明に係る第４実施形態の静電チャック装置２を説明する。
静電チャック装置２は、耐プラズマ性接着剤層９０の形状が異なること、絶縁碍子７０は、冷却ベース部６０のベース部貫通孔３４より若干小径の外周側面７８を有すること以外は、静電チャック装置１と同じである。
耐プラズマ性接着剤層９０は、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間にあるリング状接着剤部９２と、絶縁碍子７０の外周側面７８と冷却ベース部６０のベース部貫通孔３４との間に形成された筒状接着剤部９４とを有する。すなわち、耐プラズマ性接着剤層９０は、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間から絶縁碍子７０の外周側面７８と冷却ベース部６０のベース部貫通孔３４との間に延在している。
【００４６】
静電チャック装置２によれば、耐プラズマ性接着剤層９０は、筒状接着剤部９４を有するので、耐プラズマ性接着剤層９０が貫通孔３０内、特にチャック部貫通孔３２からのプラズマの侵入を阻止する距離は、筒状接着剤部９４の厚みだけ長くなるので、接着層５０の劣化をより抑止することができる。
また、碍子貫通孔７１に侵入したプラズマ（ラジカル）が絶縁碍子本体７９の下面から外周側面７８と絶縁碍子本体７９との間を通り上面６２に向けて侵入しようとしても、絶縁碍子７０の外周側面７８とベース部貫通孔３４との間にある筒状接着剤部９４がその侵入を阻止することができるので、プラズマと冷却ベース部との間の短絡による絶縁破壊を阻止することができる。
また、絶縁碍子７０の外周側面７８とベース部貫通孔３４との間に筒状接着剤部９４があるので、絶縁碍子７０の外周側面７８とベース部貫通孔３４との間の寸法許容値を大きくすることができる。
【００４７】
図７を参照して、本発明に係る第５実施形態の静電チャック装置３を説明する。
静電チャック装置３は、静電チャック部２０には、冷却ベース部６０側に静電チャック部凹部２３が形成され、静電チャック部内側周囲面２６及び静電チャック部外側周囲面２８は、静電チャック部凹部２３の底面とされていること以外は、静電チャック装置１と同じである。静電チャック部凹部２３の底面、静電チャック部内側周囲面２６及び静電チャック部外側周囲面２８は、いずれも、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側にある。
【００４８】
静電チャック装置３によれば、貫通孔３０、特にチャック部貫通孔３２からのプラズマが侵入してくる静電チャック部内側周囲面２６と絶縁碍子内側端面７２との隙間は、静電チャック部凹部２３の底面になり、静電チャック装置１よりも、静電チャック部内側周囲面２６と絶縁碍子内側端面７２との隙間から接着層５０までの距離が長くなるので、接着層５０の劣化をより抑止することができる。
また、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との距離が近いと、耐プラズマ性接着剤層９０のリング状接着剤部９２は、静電チャック部凹部２３と絶縁碍子外側端面７４とに囲まれた断面が中空矩形のリング内に形成されたことになる。このため、静電チャック部凹部２３の側面の絶縁碍子７０側の一部と外周側面７８の静電チャック部２０側の一部とが接触するように重なり、その重なった部分にはわずかな隙間が形成される。そして、その隙間によってプラズマの侵入を抑止することができるので、接着層５０の劣化をより抑止することができる。
【００４９】
図８を参照して、本発明に係る第６実施形態の静電チャック装置４を説明する。
静電チャック装置４は、以下の点を除いて静電チャック装置１と同じである。
冷却ベース部６０側の静電チャック部２０には、静電チャック部凹部２３ａが形成されている。静電チャック部内側周囲面２６は、静電チャック部凹部２３ａの底面とされる。静電チャック部外側周囲面２８は、静電チャック部凹部２３ａの開口の周囲とされる。なお、静電チャック部凹部２３ａの底面、静電チャック部内側周囲面２６及び静電チャック部外側周囲面２８は、いずれも、静電チャック部２０の冷却ベース部６０側にある。
【００５０】
静電チャック装置４によれば、貫通孔３０、特にチャック部貫通孔３２からのプラズマが侵入してくる静電チャック部内側周囲面２６と絶縁碍子内側端面７２との隙間は、静電チャック部凹部２３ａの底面になり、静電チャック装置１よりも、静電チャック部内側周囲面２６と絶縁碍子内側端面７２との隙間から接着層５０までの距離が長くなるので、接着層５０の劣化をより抑止することができる。
【００５１】
図９を参照して、本発明に係る第７実施形態の静電チャック装置５を説明する。
静電チャック装置５は、以下の点を除いて、静電チャック装置１又は静電チャック装置４と同じである。
冷却ベース部６０は、静電チャック部２０側に冷却ベース凹部６１を有する。
冷却ベース凹部６１は、ベース部貫通孔３４の静電チャック部２０側の開口を広げるように、冷却ベース部６０の静電チャック部２０側に形成されている。ベース部貫通孔３４は冷却ベース凹部６１の側面３４ａと下側ベース部貫通孔３４ｂとで構成される。
絶縁碍子７０の静電チャック部２０とは反対側の絶縁碍子端部７５には、絶縁碍子凹部７５ａが形成されている。絶縁碍子端部７５の端面のうち絶縁碍子凹部７５ａの開口の周囲を囲繞している端面は、絶縁碍子下側端面７５ｃとされる。
碍子貫通孔７１の静電チャック部２０とは反対側は、絶縁碍子凹部７５ａの底面７５ｂに開口している。
絶縁碍子７０の静電チャック部２０とは反対側の絶縁碍子端部７５は、冷却ベース凹部６１内にある。
【００５２】
静電チャック装置５は、さらに、下側絶縁碍子７０ａと、下側耐プラズマ性接着剤層９５とを備える。
下側絶縁碍子７０ａは、絶縁碍子７０の静電チャック部２０とは反対側に配置されている。絶縁碍子７０が冷却ベース凹部６１内にあるので、下側絶縁碍子７０ａは、下側ベース部貫通孔３４ｂ内に配置される。
下側絶縁碍子７０ａは、下側絶縁碍子本体７９ａと、下側絶縁碍子内側端面７２ａと、下側絶縁碍子外側端面７４ａとを有する。
下側絶縁碍子本体７９ａは、碍子貫通孔７１に連通し碍子貫通孔７１の開口の周囲を囲繞する下側碍子貫通孔７１ａを有する。
下側絶縁碍子内側端面７２ａは、絶縁碍子凹部７５ａの底面７５ｂに接触するように、下側絶縁碍子本体７９ａの絶縁碍子７０側に形成されている。
下側絶縁碍子外側端面７４ａは、絶縁碍子下側端面７５ｃに対向するように、下側絶縁碍子本体７９ａの静電チャック部２０側に形成されている。下側絶縁碍子外側端面７４ａは、下側絶縁碍子本体７９ａの円柱の軸方向において、絶縁碍子７０から下側絶縁碍子内側端面７２ａより離れている。つまり、下側絶縁碍子７０ａの絶縁碍子７０側の端部は、下側碍子貫通孔７１ａの周囲がそれの周囲より高い凸形状を有する。
下側絶縁碍子内側端面７２ａと下側絶縁碍子外側端面７４ａとの間には、凸状部側面７４ｃが形成されている。凸状部側面７４ｃは、絶縁碍子凹部７５ａの側面と対向している。
下側耐プラズマ性接着剤層９５は、絶縁碍子７０と下側絶縁碍子７０ａとの間に形成されている。具体的には、下側耐プラズマ性接着剤層９５は、絶縁碍子端部７５の絶縁碍子下側端面７５ｃと下側絶縁碍子外側端面７４ａとの間に形成されている。また、下側耐プラズマ性接着剤層９５は、絶縁碍子端部７５の絶縁碍子下側端面７５ｃと下側絶縁碍子外側端面７４ａとの間から絶縁碍子凹部７５ａの側面と下側絶縁碍子７０ａの凸状部側面７４ｃとの間に延在してもよい。
【００５３】
静電チャック装置５によれば、絶縁碍子７０と下側絶縁碍子７０ａとを備えているので、絶縁碍子７０を静電チャック部２０に接着させて、次いで、絶縁碍子７０が冷却ベース凹部６１に納まるように、冷却ベース部６０を静電チャック部２０に接着させ、その後、下側耐プラズマ性接着剤層９５を形成した下側絶縁碍子７０ａを下側ベース部貫通孔３４ｂに入れるだけで、静電チャック装置５を簡単に組み立てることができる。
【００５４】
図１０を参照して、本発明に係る第８実施形態の静電チャック装置６を説明する。
静電チャック装置６は、以下の点を除いて、静電チャック装置１〜３と同じである。
絶縁碍子７０は、碍子貫通孔７１ｂが形成された内側絶縁碍子７０ｂと、内側絶縁碍子７０ｂを囲繞する外側絶縁碍子７０ｃとを有する。絶縁碍子内側端面７２は、内側絶縁碍子７０ｂの静電チャック部２０側の端面７２ｂと、外側絶縁碍子７０ｃの静電チャック部２０側の端面７４ｂとで形成されている。
耐プラズマ性接着剤層９０は、リング状接着剤部９２と、円筒側面状接着部９６とを有する。円筒側面状接着部９６は、内側絶縁碍子７０ｂの側面７８ｂと外側絶縁碍子７０ｃの内側面７９ｂとの間にある円筒側面状の空間に形成され、外側絶縁碍子７０ｃの静電チャック部２０側の端面７４ｂと他主面２４との間の隙間を介して、リング状接着剤部９２に延在している。すなわち、耐プラズマ性接着剤層９０は、静電チャック部外側周囲面２８と絶縁碍子外側端面７４との間から、外側絶縁碍子７０ｃの端面７４ｂと他主面２４との間の隙間を介して、内側絶縁碍子７０ｂと外側絶縁碍子７０ｃとの間に延在している。
【００５５】
静電チャック装置６によれば、耐プラズマ性接着剤層９０は、リング状接着剤部９２から、それよりもチャック部貫通孔３２側である外側絶縁碍子７０ｃの静電チャック部２０側の端面７４ｂに延在している。このため、チャック部貫通孔３２から侵入するプラズマは、端面７４ｂに延在している耐プラズマ性接着剤層９０の距離だけ長くなるので、接着層５０の劣化をより抑止することができる。
また、碍子貫通孔７１ｂに進入したプラズマ（ラジカル）が、冷却ベース部６０の下面６４から内側絶縁碍子７０ｂの側面７８ｂと外側絶縁碍子７０ｃの内側面７９ｂとの間に侵入しようとしても、内側絶縁碍子７０ｂの側面７８ｂと外側絶縁碍子７０ｃの内側面７９ｂとの間には円筒側面状接着部９６があるので、その侵入を阻止することができ、プラズマと冷却ベース部とが短絡することによる絶縁破壊を阻止できる。
【符号の説明】
【００５６】
１〜６、１０、１１  静電チャック装置
２０  静電チャック部
２２  静電チャック部の一主面
２３、２３ａ  静電チャック部凹部
２４  静電チャック部の他主面
２６  静電チャック部内側周囲面
２８  静電チャック部外側周囲面
２９  静電チャック部最外側周囲面
３０  貫通孔
３２  チャック部貫通孔
３４  ベース部貫通孔
３４ａ  冷却ベース凹部の側面
３４ｂ  下側ベース部貫通孔
５０  接着層
６０  冷却ベース部
６１  冷却ベース凹部
６２  冷却ベース部の上面
６４  冷却ベース部の下面
６５  冷却ベース凹部
７０、７００  絶縁碍子
７００ａ  内側絶縁碍子
７００ｂ  外側絶縁碍子
７０ａ  下側絶縁碍子
７０ｂ  内側絶縁碍子
７０ｃ  外側絶縁碍子
７１  碍子貫通孔
７１ａ  下側碍子貫通孔
７１ｂ  碍子貫通孔
７２  絶縁碍子内側端面
７２ａ  下側絶縁碍子内側端面
７２ｂ  絶縁碍子内側端面の端面（絶縁碍子内側端面の一部）
７４  絶縁碍子外側端面
７４ａ  下側絶縁碍子外側端面
７４ｂ  外側絶縁碍子の端面（絶縁碍子内側端面の一部）
７４ｃ  凸状部側面
７５  絶縁碍子端部
７５ａ  絶縁碍子凹部
７５ｂ  絶縁碍子凹部の底面
７５ｃ  絶縁碍子下側端面
７８  絶縁碍子の外周側面
７８ｂ  内側絶縁碍子の側面
７９  絶縁碍子本体
７９ａ  下側絶縁碍子本体
７９ｂ  外側絶縁碍子の内側面
８０  接着層
９０  耐プラズマ性接着剤層
９２  リング状接着剤部
９４  筒状接着剤部
９５  下側耐プラズマ性接着剤層
９６  円筒側面状接着部
【図１】
2016132909.tif 000003
【図２】
2016132909.tif 000004
【図３】
2016132909.tif 000005
【図４】
2016132909.tif 000006
【図５】
2016132909.tif 000007
【図６】
2016132909.tif 000008
【図７】
2016132909.tif 000009
【図８】
2016132909.tif 000010
【図９】
2016132909.tif 000011
【図１０】
2016132909.tif 000012
【国際調査報告】
2016132909.tif 000013
2016132909.tif 000014