(57)【要約】【課題】基台表面に静電チャックを接合して基板保持装置を構成する際に、ガス供給用の面シールを必要とせず、それらの組み付けが容易な低コストの静電チャック付き基板保持装置を提供する。【解決手段】ウエハＷとの吸着面に凹凸形状が付与され、この吸着面に通じる第１のガス通路１６が形成された、内部に電極２ａ、２ｂを有するチャック本体１と、チャック本体を支持する基台５と基台に対し誘電体を接合するボルトＢとを備える。チャック本体の下面に、第１のガス通路の開口端を囲んで下方に向かってのびる筒体４が一体に設けられ、筒体がＯリングＳを介して嵌合される凹部５２ｂが基台に形成され、この筒体に連通する第２のガス通路５２ｄが基台に形成されている。【選択図】図２
2013171901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被吸着体との吸着面に凹凸形状が付与され、この吸着面に通じる第１のガス通路が形成された、内部に電極を有する誘電体と、この誘電体を支持する基台と、基台に対し誘電体を接合する接合手段とを備え、
誘電体の吸着面側を上とし、この誘電体の下面に、第１のガス通路の開口端を囲んで下方に向かってのびる筒体が一体に設けられると共に、この筒体がシール手段を介して嵌合される凹部が基台に形成され、この筒体に連通する第２のガス通路が基台に形成されたことを特徴とする静電チャック付き基板保持装置。
【請求項２】
前記筒体が誘電体の下面中央に設けられ、この筒体内を臨む第１のガス通路の開口端部でこの第１のガス通路が複数に分岐され、分岐されたガス通路の各々が、筒体の軸線に対して直交する方向にのびた後、上方に向けて屈曲されていることを特徴とする請求項１記載の静電チャック付き基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャック付き基板保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程において所望のデバイス構造を得るために、処理対象物たるシリコンウエハ（以下、「ウエハ」という）に対し、成膜処理、アニール処理、イオン注入処理やエッチング処理などの各種の真空処理を施すことが知られている。これらの真空処理を施す真空処理装置では、処理室内でウエハを位置決め保持して一定温度に制御するために所謂静電チャック付きの基板保持装置を設けることがある。
【０００３】
上記種の基板保持装置としては、被吸着体たるウエハとの吸着面に不活性ガスを供給し得る構造（例えば、凹凸形状）を持ち、内部に電極が埋設された誘電体たるチャック本体と、このチャック本体を支持し、加熱手段や冷却手段を組み付けた基台とを備えるものが例えば特許文献１で知られている。このものでは、チャック本体にその厚さ方向に延びる複数個の貫通孔が形成されると共に、各貫通孔に通じるガス通路を基台に形成し、ウエハを加熱または冷却する場合には、ガス通路から貫通孔を通して吸着面にアルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスを供給し、チャック本体からウエハへの熱伝達をアシストして、効率よくウエハを加熱または冷却できるようにしている。
【０００４】
また、上記従来例のものでは、各貫通孔を流れる不活性ガスをシールするため、基台と静電チャックとの接合面にカーボン製のシート材（中間部材）が介設されている。然し、シート材を用いて面シールする場合、確実に不活性ガスをシールしようとすると、基台や静電チャックの接合面が夫々表面粗さの小さい平滑面となるように高精度の仕上げ加工が必要になってコストアップを招来する。また、基台と静電チャックとを組み付けるときには、例えば、シール材の形成した各貫通孔を、静電チャックの貫通孔に位置合わせし、その上、ずれないよう保持した状態で両者を接合する必要があり、その作業が面倒であるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、基台表面に静電チャックを接合して基板保持装置を構成する際に、ガス供給用の面シールを必要とせず、それらの組み付けが容易な低コストの静電チャック付き基板保持装置を提供することをその課題とするものである。
【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、本発明の静電チャック付き基板保持装置は、被吸着体との吸着面に凹凸形状が付与され、この吸着面に通じる第１のガス通路が形成された、内部に電極を有する誘電体と、この誘電体を支持する基台と、基台に対し誘電体を接合する接合手段とを備え、誘電体の吸着面側を上とし、この誘電体の下面に、第１のガス通路の開口端を囲んで下方に向かってのびる筒体が一体に設けられると共に、この筒体がシール手段を介して嵌合される凹部が基台に形成され、この筒体に連通する第２のガス通路が基台に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、誘電体と基台とを組み付けるのに際しては、例えば、凹部に形成した溝にＯリング等の真空シールを圧入した後、基台上に、凹部に筒体を嵌合させながら誘電体を載置する。このとき、誘電体と基台との相対位置が位置決めされ、第１及び第２の両ガス通路が筒体を通して連通する。そして、ボルト等の接合手段により基台に対し誘電体を接合する。このように本発明によれば、基台と誘電体との接合面に面シールを行うシール材を必要としないため、高精度な仕上げ加工を必要とせず、コストダウンが図れる。しかも、凹部に筒体を嵌合させれば、誘電体と基台との相対位置が位置決めされ、しかも、凹部に筒体が嵌合した状態では、ボルト等を締め付けるときでも位置ずれを起こさないため、その組み付け作業を容易にすることができる。
【０００９】
ところで、誘電体表面に被吸着体を吸着した状態で、被吸着体下面に不活性ガスを供給する場合、この被吸着体の中央付近から不活性ガスを導入すると、局所的な圧力差が生じ易いことが知られている。このため、本発明においては、前記筒体が誘電体の下面中央に設けられ、この筒体内を臨む第１のガス通路の開口端部でこの第１のガス通路が複数に分岐され、分岐されたガス通路の各々が、筒体の軸線に対して直交する方向にのびた後、上方に向けて屈曲されていることが好ましい。
【００１０】
これによれば、被吸着体の外周側に不活性ガスの吹き出し用の開口端を位置させることができ、圧力差の生じ難い構成が実現できる。なお、筒体の軸線に対して直交する方向にのびる第１のガス通路の部分は、例えば、誘電体を上下に分割される誘電体部分を互いに接合（接着）して構成されるものとし、接合前に、接合面に夫々第１のガス通路に対応する位置に凹溝を形成しておけばよく、また、誘電体の厚さ方向の第１のガス通路の部分は、公知の方法で穿設すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の静電チャック付き基板保持装置の構成を模式的に説明する断面図。
【図２】図１の基板保持装置を分解して説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、被吸着体をウエハＷとし、このウエハＷを静電吸着する場合を例に本発明の実施形態の静電チャック付き基板保持装置ＥＣを説明する。以下では、図１を基準に、ウエハＷの吸着面側を上とし、下、左、右等の方向を示す用語を用いるものとする。
【００１３】
図１及び図２を参照して、ＥＣは、本実施形態の静電チャック付き基板保持装置であり、静電チャック付き基板保持装置ＥＣは、ウエハＷを５００℃程度まで昇温可能に構成されたものであり、窒化アルミや窒化ケイ素等の高電気抵抗を示すセラミックス焼結体で構成されるチャック本体１を備える。チャック本体１の下部には、周方向外側に向けて突出するフランジ部１１が形成され、フランジ部１１には、ボルトＢの挿入を可能とする透孔１２が形成されている。この場合、透孔１２は、ボルトＢの頭部が収納されるように段付き形状に形成されている。チャック本体１のウエハＷの吸着面たる上面には、ウエハＷ裏面の外周縁部が面接触可能な環状のリブ部１３と、リブ部１３で囲繞された内部空間１４で同心状に立設された複数個の棒状の支持部１５とを備える。
【００１４】
チャック本体１には、図示省略の絶縁層を介して正負一対の電極２ａ，２ｂが埋設され、両電極２ａ，２ｂ間には、図示省略の電源から直流電圧が印加されるようになっている。チャック本体１にはまた、抵抗加熱式のヒータ３が内蔵されている。チャック本体１の下面中央には、下方に向かってのびる筒体４が一体に設けられている。筒体４は、タングステンやモリブデン等の耐熱性のよい材料で構成され、チャック本体１の下面に溶接等の公知の方法で気密に取り付けられている。また、筒体４の下面にはその径方向内方に向かって延出するフランジ部４１が形成され、Ｏリング等の真空シールが面接触するようになっている。
【００１５】
また、チャック本体１内には、チャック本体１の上面の内部空間１４に通じる第１のガス通路１６が設けられている。第１のガス通路１６は、筒体４で周囲が囲まれる位置に開口端を有する上下方向にのびる第１部分１６ａと、第１部分１６ａの上端で、周方向に９０°間隔となるように４本に分岐されて径方向外方（図１中、第１部分から左右方向）にのびる第２部分１６ｂ（図１では、そのうちの２本のみ示す）と、第２部分１６ｂの径方向外端で屈曲されて上下方向にのびる第３部分１６ｃとで構成される。そして、上記構成のチャック本体１は、基台５の上面に接合される。なお、上下方向にのびる部分１６ａ、１６ｃは、公知の方法で穿設すればよく、また、筒体４の軸線に対して直交する方向にのびる部分１６ｂは、例えば、チャック本体１を上下に分割される部分を互いに接合して構成されるものとし、接合前に、接合面に夫々第１のガス通路に対応する位置に凹溝を形成しておけばよい。
【００１６】
基台５は、チャック本体１の下面と接合される、断熱材としての役割を果たす石英板５１と、石英板５１と接合される、アルミニウム等の熱伝導の良い金属製の支持板５２とで構成される。石英板５１には、筒体４が挿通する上下方向の透孔５１ａと、ボルトＢの軸部が挿通する上下方向の透孔５１ｂとが夫々形成されている。他方、支持板５２には、ボルトＢが螺合するねじ孔５２ａが形成され、その中央部には、筒体４の下面が着座する凹部５２ｂが形成されている。凹部５２ｂの平面部には環状溝５２ｃが形成され、環状溝５２ｃにはＯリングＳが圧入されている。支持板５２には、その下面から凹部５２ｂに通じる第２のガス通路５２ｄが開設されている。また、支持板５２には冷媒を循環し得る循環路５２ｅが形成され、適宜冷却できるようになっている。
【００１７】
静電チャック付き基板保持装置ＥＣを組み付けるのに際しては、環状溝５２ｃにＯリングＳを圧入した状態で支持板５２上に石英板５１を載置する。次に、チャック本体１の筒体４を透孔５１ａを通してその下面を凹部５２ｂに着座させる。このとき、各透孔１２，５１ｂ及びねじ孔５２ａが上下方向に揃うようにしておく。これにより、チャック本体１と基台５との相対位置が位置決めされ、第１及び第２の両ガス通路１６，５２ｄが筒体４を介して連通する。そして、接合手段としてのボルトＢを各透孔１２，５１ｂを通して設置し、ねじ孔５２ａに螺合することでチャック本体１と基台５とが接合される。最後に、支持板５２の下面に開口する第２のガス通路５２ｄの開口端に不活性ガス源からのガス供給管が接続される。
【００１８】
上記実施形態によれば、チャック本体１と基台５との接合面に面シールを行うシール材を必要としないため、高精度な仕上げ加工を必要とせず、コストダウンが図れる。しかも、凹部５２ｂに筒体４を嵌合させれば、チャック本体１と基台５との相対位置が位置決めされ、しかも、凹部５２ｂに筒体４が嵌合した状態では、ボルト等を締め付けるときでも位置ずれを起こさないため、その組み付け作業を容易にすることができる。また、上記の如く、第１のガス通路１６を形成したことで、ウエハＷの外周側に不活性ガスの吹き出し用の開口端を位置させることができ、圧力差の生じ難い構成が実現できる。
【００１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。上記実施形態では、別部材の筒体４をチャック本体１の下面に溶接等で取り付けて一体に設けたものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、チャック本体と一体に形成することもできる。また、筒体４の内方空間を通して第１及び第２のガス通路１６、５２ｄが連通するものを例に説明したが、筒体４内に他のガス供給管を挿通し、その端部を第１のガス通路に接続するようにしてもよい。
【００２０】
また、上記実施形態では、ボルトＢによりチャック本体１と基台５とを接合するものを例に説明したが、接合方法はこれに限定されるものではなく、他の公知の方法を採用することができる。また、上記実施形態では、正負の一対の電極２ａ、２ｂを備えた所謂バイポーラ型のものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えばモノポーラ型のものであってもよく、更に、基台５の構成は上記に限定されるものではなく、例えば、石英板を省略することもできる。さらに、ウエハＷとの吸着面にリブ部と支持部とで凹凸形状を付与するものを例に説明したが、ウエハＷの裏面に不活性ガス空間が形成できるものであれば、その凹凸形状は問わない。
【符号の説明】
【００２１】
ＥＣ…静電チャック、Ｗ…ウエハ（被吸着体）、１…チャック本体（誘電体）、２ａ，２ｂ…電極、１３…リブ部（凹凸形状）、１５…支持部（凹凸形状）、１６…第１のガス通路、４…筒体、５…基台、５２ｂ…凹部、５２ｄ…第２のガス通路、Ｓ…Ｏリング（真空シール）。 
【図１】
2013171901.tif 000003
【図２】
2013171901.tif 000004