(57)【要約】  一主面として板状試料を載置する載置面を有し、静電吸着用電極を備える静電チャック部と、静電チャック部に対し載置面とは反対側に配置され静電チャック部を冷却するベース部と、静電チャック部とベース部との間、または静電チャック部の内部に層状に配置されたヒータと、静電チャック部とベース部とを接着して一体化する接着層と、を備え、静電チャック部には、第１の貫通孔が設けられ、ベース部には、第１の貫通孔と連通する第２の貫通孔が設けれ、接着層には、第１の貫通孔および第２の貫通孔と連通する第３の貫通孔が設けれ、第２の貫通孔には、筒状の絶縁碍子が固定され、絶縁碍子の静電チャック部側の先端は、静電チャック部と空間を介して離間している静電チャック装置。
2019131115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面として板状試料を載置する載置面を有し、静電吸着用電極を備える静電チャック部と、
前記静電チャック部に対し、前記載置面とは反対側に配置され、前記静電チャック部を冷却するベース部と、
前記静電チャック部と前記ベース部との間、または静電チャック部の内部に層状に配置されたヒータと、
前記静電チャック部と前記ベース部とを接着して一体化する接着層と、を備え、
前記静電チャック部には、第１の貫通孔が設けられ、
前記ベース部には、前記第１の貫通孔と連通する第２の貫通孔が設けられ、
前記接着層には、前記第１の貫通孔および第２の貫通孔と連通する第３の貫通孔が設けられ、
前記第２の貫通孔には、筒状の絶縁碍子が固定され、
前記絶縁碍子の前記静電チャック部側の先端は、前記静電チャック部と空間を介して離間している、静電チャック装置。
【請求項２】
前記ベース部は、前記静電チャック部側の面に、前記第２の貫通孔と連通し前記第２の貫通孔よりも径が大きいザグリ穴が設けられている、請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項３】
前記第３の貫通孔は、前記第１の貫通孔よりも径が大きい、請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項４】
前記ヒータは、平面視で前記第１の貫通孔の周囲を囲んで形成された帯状の第１部位と、
前記第１部位よりも前記第１の貫通孔から離れて形成された帯状の第２部位と、を有し、
前記第１部位と前記第２部位とは連続しており、
前記第１部位の幅は、前記第２部位の幅よりも細い、請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項５】
前記ベース部は、冷媒を流動させる流路を有し、
前記ヒータは、平面視で前記第１の貫通孔の周囲を囲んで形成された帯状の第１部位を有し、
平面視における前記第１部位と前記第１の貫通孔との距離の最小値は、平面視における前記流路と前記第１の貫通孔との距離の最小値よりも小さい、請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項６】
前記絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側の端部は、前記ベース部に着脱可能に固定する固定部を有する、請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項７】
前記第１の貫通孔、前記第３の貫通孔、前記ザグリ穴、及び前記第２の貫通孔は、平面視で、同心の円形状であり、この順で連通しており、
前記第２の貫通孔内の前記絶縁碍子の先端の高さは、ザグリ穴の底面と同じ高さにある、請求項２に記載の静電チャック装置。
【請求項８】
前記第１の貫通孔の内径及び前記筒状の絶縁碍子の内径が等しい、請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項９】
前記筒状の絶縁碍子の内径が、前記第１の貫通孔の内径より大きい、請求項１に記載の静電チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャック装置に関する。
本願は、２０１７年１２月２８日に、日本に出願された特願２０１７−２５３７９１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置においては、ウエハやガラス基板などの板状試料をチャック面（載置面）に固定する静電チャック装置が使用されている。静電チャック装置は、静電吸着機構を有する静電チャック部と、静電チャック部を冷却する温度調節用のベース部と、静電チャック部とベース部とを接着する接着層とを有する。【０００３】
このような静電チャック装置として、静電チャック部およびベース部に連通して設けられた貫通孔を有する構成が知られている。このような貫通孔は、例えば、静電チャック装置で保持された板状試料を載置面から離脱させるためのピンを収容する。また、貫通孔は、板状試料を冷却するための冷却ガスを載置面に排出するために用いられる。【０００４】
これらの貫通孔には、静電チャック装置の耐電圧を高めるために絶縁スリーブ（絶縁碍子）が配置される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような静電チャック装置は、載置面に保持した板状試料の加工ムラを抑制するために、プラズマ加工などの加工時に、板状試料の温度を面内で均一に制御することが求められる。しかし、貫通孔を有する静電チャック装置は、静電チャック部の貫通孔が形成された位置において、貫通孔が形成されていない位置よりも冷えやすく、その結果、保持した板状試料が面内で温度差を生じやすいことが知られている。そのため、板状試料の面内温度差を低減させることが可能な静電チャック装置が求められていた。【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、板状試料の面内温度差を低減させることが可能な新規な構造の静電チャック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】
上記の課題を解決するため、本発明の第一の態様として、一主面として板状試料を載置する載置面を有し、静電吸着用電極を備える静電チャック部と、前記静電チャック部に対し前記載置面とは反対側に配置され前記静電チャック部を冷却するベース部と、前記静電チャック部と前記ベース部との間、または静電チャック部の内部に層状に配置されたヒータと、前記静電チャック部と前記ベース部とを接着して一体化する接着層と、を備え、前記静電チャック部には、第１の貫通孔が設けられ、前記ベース部には、前記第１の貫通孔と連通する第２の貫通孔が設けれ、前記接着層には、前記第１の貫通孔および第２の貫通孔と連通する第３の貫通孔が設けれ、前記第２の貫通孔には、筒状の絶縁碍子が固定され、前記絶縁碍子の前記静電チャック部側の先端は、前記静電チャック部と空間を介して離間している静電チャック装置を提供する。【０００９】
本発明の第一の態様は、以下の特徴を好ましく有する。以下の特徴は互いに組み合わせることも好ましい。
本発明の第一の態様においては、前記ベース部は、前記静電チャック部側の面に、前記第２の貫通孔と連通し前記第２の貫通孔よりも径が大きいザグリ穴が設けられている構成としてもよい。【００１０】
本発明の第一の態様においては、前記第３の貫通孔は、前記第１の貫通孔よりも径が大きい構成としてもよい。【００１１】
本発明の第一の態様においては、前記ヒータは、平面視で前記第１の貫通孔の周囲を囲んで形成された帯状の第１部位と、前記第１部位よりも前記第１の貫通孔から離れて形成された帯状の第２部位と、を有し、前記第１部位と前記第２部位とは連続しており、前記第１部位の幅は、前記第２部位の幅よりも細い構成としてもよい。【００１２】
本発明の第一の態様においては、前記ベース部は、冷媒を流動させる流路を有し、前記ヒータは、平面視で前記第１の貫通孔の周囲を囲んで形成された帯状の第１部位を有し、平面視における前記第１部位と前記第１の貫通孔との距離の最小値は、平面視における前記流路と前記第１の貫通孔との距離の最小値よりも小さい構成としてもよい。【００１３】
本発明の第一の態様においては、前記絶縁碍子の前記静電チャック部とは反対側の端部は、前記ベース部に着脱可能に固定する固定部を有する構成としてもよい。
本発明の第一の態様においては、前記第１の貫通孔、前記第３の貫通孔、前記ザグリ穴、及び前記第２の貫通孔は、平面視で、同心の円形状であり、かつ、この順で連通しており、前記第２の貫通孔内の前記絶縁碍子の先端の高さは、ザグリ穴の底面と同じ高さにあっても良い。
本発明の第一の態様においては、前記第１の貫通孔の内径及び前記筒状の絶縁碍子の内径が等しくても良い。
本発明の第一の態様においては、前記筒状の絶縁碍子の内径が前記第１の貫通孔の内径より大きくても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ウエハの面内温度差を低減させることが可能な新規な構造の静電チャック装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の静電チャック装置１の好ましい例を示す概略断面図である。
【図２】静電チャック装置１の一部拡大図である。
【図３】比較例の静電チャック装置１Ｘの様子を説明する図である。
【図４】静電チャック装置１の好ましい効果を説明する図である。
【図５】貫通孔３０の周辺構造の好ましい例を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、図１〜図５を参照しながら、本発明の実施形態に係る静電チャック装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせている場合がある。また以下の例は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に好ましい例を説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、数や位置やサイズや割合や部材等などについて、省略、追加、置換、その他の変更が可能である。
【００１７】
図１は、本実施形態の静電チャック装置１の概略断面図である。また、図２は、静電チャック装置１の一部拡大図であり、図１に示す領域IIの拡大図である。
【００１８】
図１，２に示すように、静電チャック装置１は、一主面（上面）側を載置面２ａとした円板状の静電チャック部２と、この静電チャック部２の下方に設けられて静電チャック部２を所望の温度に調整するベース部３と、静電チャック部２とベース部３の間に配置されたヒータ９と、静電チャック部２とベース部３とを接着して一体化する接着層４と、を備えている。
【００１９】
なお、本明細書において、載置面２ａ側を静電チャック装置１の上側とし、ベース部３側を静電チャック装置１の下側として各構成の相対位置を説明するが、使用時の静電チャック装置１の姿勢は、この向きに限定されない。
【００２０】
（静電チャック部）
静電チャック部２は、上面を半導体ウエハなどの板状試料Ｗを載置する載置面２ａとした載置板１１と、この載置板１１と一体化され前記載置板１１の底部側を支持する支持板１２と、これら載置板１１と支持板１２との間に設けられた静電吸着用電極１３および静電吸着用電極１３の周囲を絶縁する絶縁材層１４と、を有している。
【００２１】
載置板１１および支持板１２は、重ね合わせた面の形状を同じくする円板状の部材である。載置板１１および支持板１２は、静電チャック部２の加工時および静電チャック装置１の使用時に破損しない程度の機械的強度を有し、かつ腐食性ガスおよびそのプラズマに対する耐久性を有する、絶縁性のセラミックス焼結体からなることが好ましい。
【００２２】
上述のセラミックス焼結体の例としては、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ）複合焼結体、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）焼結体などを好ましく挙げることができる。
【００２３】
載置板１１の載置面２ａには、直径が板状試料の厚みより小さい突起部１１ｂが複数所定の間隔で好ましく形成されている。これらの複数の突起部１１ｂの頂面を結ぶ仮想平面が載置面２ａに前記当する。複数の突起部１１ｂは、板状試料Ｗを支える。
【００２４】
載置板１１、支持板１２、静電吸着用電極１３および絶縁材層１４を含めた全体の厚み、すなわち静電チャック部２の厚みは任意に選択できるが、好ましい一例として０．７ｍｍ以上かつ５．０ｍｍ以下に形成されることができる。
【００２５】
例えば、静電チャック部２の厚みが０．７ｍｍを下回らないと、静電チャック部２の機械的強度を確保することが容易になる。静電チャック部２の厚みが５．０ｍｍを上回らないと、静電チャック部２の熱容量が大きくなりすぎることがなく、後述するヒータ９やベース部３により静電チャック部２を温度制御した場合に応答しやすくなる。また、静電チャック部２の厚みが５．０ｍｍを上回らないと、静電チャック部２の横方向の熱伝達が増加しにくく、板状試料Ｗの面内温度を所望の温度パターンに維持することが容易になる。なお、ここで説明した各部の厚さは一例であって、前記範囲に限るものではない。
【００２６】
静電吸着用電極１３は、載置面２ａに電荷を発生させ、生じる静電吸着力で板状試料Ｗを固定するための、静電チャック用電極として用いられる。静電吸着用電極１３は、用途によって形状や大きさが適宜調整される。
【００２７】
静電吸着用電極１３は、導電性セラミックスまたは高融点金属により形成されることが好ましい。
【００２８】
導電性セラミックスは任意に選択できるが、酸化アルミニウム−炭化タンタル（Ａｌ２Ｏ３−Ｔａ４Ｃ５）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−タングステン（Ａｌ２Ｏ３−Ｗ）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ）導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タングステン（ＡｌＮ−Ｗ）導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タンタル（ＡｌＮ−Ｔａ）導電性複合焼結体、酸化イットリウム−モリブデン（Ｙ２Ｏ３−Ｍｏ）導電性複合焼結体などを好ましく挙げることができる。
【００２９】
高融点金属としては、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）などを挙げることができる。
【００３０】
静電吸着用電極１３の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、０．１μｍ以上かつ１００μｍ以下の厚みを選択することができ、５μｍ以上かつ２０μｍ以下の厚みがより好ましい。
【００３１】
静電吸着用電極１３の厚みが０．１μｍを下回らないと、充分な導電性を確保することが容易になる。静電吸着用電極１３の厚みが１００μｍを越えないと、静電吸着用電極１３と載置板１１および支持板１２との間の熱膨張率差に起因する、静電吸着用電極１３と載置板１１および支持板１２との接合界面にクラックが入り難くなる。
【００３２】
このような厚みの静電吸着用電極１３は、任意に選択される製造方法、例えばスパッタ法や蒸着法などの成膜法、またはスクリーン印刷法などの塗工法により、容易に形成することができる。
【００３３】
絶縁材層１４は、静電吸着用電極１３の周囲を取り囲んで配置されている。絶縁材層１４は、腐食性ガスおよびそのプラズマから静電吸着用電極１３を保護するとともに、載置板１１と支持板１２との境界部、すなわち静電吸着用電極１３以外の外周部領域を接合一体化する。絶縁材層１４は、載置板１１および支持板１２を構成する材料と同一組成または主成分が同一の絶縁材料により、好ましく構成されている。
【００３４】
静電吸着用電極１３には、静電吸着用電極１３に直流電圧を印加するための給電用端子１５が接続されている。給電用端子１５は、ベース部３、接着剤層８、支持板１２を厚み方向に貫通する貫通孔１６の内部に挿入されている。給電用端子１５の外周側には、絶縁性を有する不図示の碍子が設けられ、金属製のベース部３と給電用端子１５とが絶縁されている。
【００３５】
（ベース部）
ベース部３は、静電チャック部２を所望の温度に調整するためのもので、厚みのある円板状の部材である。また、ベース部３は、高周波発生用電極の機能を兼ね備えていてもよい。
【００３６】
ベース部３の内部には、水や有機溶媒などの冷却用媒体を循環させる流路２１が好ましく形成されている。ベース部３としては、冷媒として流路２１に水を循環させる水冷ベースを好適に用いることができる。流路２１の平面視の形状は任意に選択できる。例えば、渦巻き形や、蛇行させた形状や、直線形や、任意にこれら形状の２つ又は３つ以上を組み合わせた形状などが例に挙げられる。
【００３７】
このベース部３を構成する材料としては、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、またはこれらの金属を含む複合材であれば特に制限はない。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銅（Ｃｕ）、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などが好適に用いられる。
【００３８】
このベース部３の少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理が施されているか、アルミナなどの絶縁膜が成膜されていることが好ましい。これにより、耐プラズマ性が向上する他、異常放電が抑制され耐プラズマ安定性が向上したものとなる。また、表面がアルマイト処理されたベース部３は、表面が傷付き難くなる。
【００３９】
（ヒータ）
ヒータ９は、静電チャック部２の下面２ｂに図示略の接着剤を介して固定されている。
また、ヒータ９は、静電チャック部２の下面２ｂとベース部３の上面３ａの間において、接着層４に埋め込まれている。
【００４０】
ヒータ９は、幅の狭い帯状の金属材料を蛇行させた形状を有する導電部材から構成される。ヒータ９は連続する帯形状を有し、その形状や長さや太さは任意に選択できる。必要に応じて複数のヒータ９が設けられても良い。ヒータ９は、その両端に給電用端子が接続され、電流が流されることで発熱し、静電チャック部２の温度を制御してもよい。
【００４１】
ヒータ９は、一例として、厚みが０．２ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ程度の一定の厚みを有する非磁性金属薄板を、フォトリソグラフィー法やレーザー加工により所望のヒータ形状に加工することで得られる。非磁性金属薄板としては、例えばチタン（Ｔｉ）薄板、タングステン（Ｗ）薄板、モリブデン（Ｍｏ）薄板などが挙げられる。ヒータ形状としては、例えば帯状の導電薄板を蛇行させた形状とし、かつヒータの全体輪郭を円環状にしたものが挙げられる。
【００４２】
このようなヒータ９は、例えば、静電チャック部２に非磁性金属薄板を接着した後に、静電チャック部２の表面で加工成型することで得られる。また、静電チャック部２とは異なる位置でヒータ９を加工成形したものを、静電チャック部２の表面に転写印刷することとしてもよい。また、ヒータ９は、静電チャック部２の内部に内蔵されていてもよい。
【００４３】
（接着層）
接着層４は、静電チャック部２の下面２ｂと、ベース部３の上面３ａとの間に介在し、静電チャック部２とベース部３とを接着一体化する。静電チャック部２の下面２ｂに取り付けられたヒータ９は、接着層４に埋没している。
【００４４】
接着層４は、−２０℃〜１５０℃の温度範囲で耐熱性を有する接着剤であることが好ましい。接着層４の形成材料として、例えば、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂などが好適である。
【００４５】
接着層４の形成材料は、静電チャック装置１を用いる環境に応じて、使用環境に高い耐性を有する材料を選択し用いるとよい。例えば、静電チャック装置１を酸素系プラズマの環境下で用いる場合には、接着層４の形成材料としては、酸素系プラズマに対して耐プラズマ性に優れているシリコン系樹脂が好ましい。
【００４６】
この接着層４は、液状の熱硬化性接着剤の塗膜を、熱圧着して得られた硬化膜であってもよい。
【００４７】
（冷却ガス導入孔およびピン挿通孔）
静電チャック部２、ベース部３および接着層４には、これらを上下に貫通する冷却ガス導入孔３０Ａとピン挿通孔３０Ｂとがそれぞれ複数設けられている。
【００４８】
冷却ガス導入孔３０Ａは、静電チャック部２に載置された板状試料Ｗに向かって、ヘリウム（Ｈｅ）などの冷却ガスＧを供給するために設けられている。
【００４９】
また、ピン挿通孔３０Ｂには、載置面２ａに吸着された板状試料Ｗの離脱を補助するリフトピン２２が挿通される。リフトピン２２の下端には、図示略の駆動部が接続され、ピン挿通孔３０Ｂの貫通方向に沿ってリフトピン２２を上下に駆動する。
【００５０】
冷却ガス導入孔３０Ａとピン挿通孔３０Ｂとは、同様の構成を有することができる。以下の説明においては、冷却ガス導入孔３０Ａとピン挿通孔３０Ｂを包含して単に貫通孔３０と呼ぶ。
【００５１】
貫通孔３０は、静電チャック部２を貫通する部分である第１の貫通孔３１と、ベース部３を貫通する部分である第２の貫通孔３２と、接着層４を貫通する部分である第３の貫通孔３９と、を有する。
【００５２】
第１の貫通孔３１、第２の貫通孔３２および第３の貫通孔３９は、互いに中心軸が一致している。第２の貫通孔３２の内周面３２ａには、筒状の絶縁碍子４０が固定されている。
【００５３】
図に示すように、第２の貫通孔３２の静電チャック部２側（上側）の開口には、第２の貫通孔３２より径が大きいザグリ穴３３（第一のザグリ穴）が設けられていてもよい。ザグリ穴３３は、第２の貫通孔３２と同心の円形状であり、第２の貫通孔３２と連通している。
【００５４】
図に示すように、第２の貫通孔３２の静電チャック部２と反対側（下側）の開口には、第２の貫通孔３２より大径の、第二のザグリ穴３４が設けられていてもよい。ザグリ穴３４は、第２の貫通孔３２と同心の円形状であり、第２の貫通孔３２と連通している。ザグリ穴３４には、下側を向く固定面３４ａが設けられている。固定面３４ａには、複数のネジ孔３４ｂが形成されている。
【００５５】
（絶縁碍子）
絶縁碍子４０は、任意に選択される材料、例えばセラミックを形成材料とする。絶縁碍子４０は、プラズマに対する耐久性を有する。絶縁碍子４０を構成するセラミックスとしては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、サイアロン、窒化ホウ素（ＢＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）から選択された１種または２種以上を含むセラミックスを好ましく採用できる。
【００５６】
絶縁碍子４０は、静電チャック部２側に位置する第１の端部４１とその反対側に位置する第２の端部４２とを有する。図に示す絶縁碍子４０の内径は、第１の貫通孔３１の内径と略等しい。貫通孔３０が冷却ガス導入孔３０Ａである場合は、絶縁碍子４０の内径が第１の貫通孔３１より大きくてもよい。
【００５７】
絶縁碍子４０の外周面４０ａと第２の貫通孔３２の内周面３２ａとの間には、接着層４９が介在し、絶縁碍子４０と静電チャック部２とを接着固定している。接着層４９の形成材料は任意に選択できるが、プラズマに対して耐久性を示し可撓性を有する有機系樹脂が好ましく使用される。
【００５８】
絶縁碍子４０の第２の端部４２には、円環状のフランジ部４２ａが好ましく設けられている。フランジ部４２ａには、フランジ部の厚み方向（上下方向）に貫通する貫通孔４２ｂが形成されている。
【００５９】
フランジ部４２ａは、ザグリ穴３４内に収容される。作業者は、ネジ４６をフランジ部４２ａの貫通孔４２ｂに挿通するとともに、ベース部３のネジ孔３４ｂに締結することで、絶縁碍子４０をベース部３に固定できる。フランジ部４２ａとネジ４６とは、絶縁碍子４０の固定部４８を構成する。
【００６０】
図に示す絶縁碍子４０は、固定部４８および接着層４９によってベース部３に固定されている。
【００６１】
絶縁碍子４０の固定態様はこれに限らず、固定部４８を用いることなく接着層４９のみを用いてベース部３に固定されることとしてもよい。この場合、固定部４８を構成するフランジ部４２ａとネジ４６とは不要となる。
【００６２】
また、絶縁碍子４０が、接着層４９を用いることなく固定部４８のみを用いてベース部３に固定されることとしてもよい。絶縁碍子４０が固定部のみを用いてベース部３に固定されている場合、絶縁碍子４０はベース部３に対し着脱可能となる。
【００６３】
また、本実施形態において絶縁碍子４０は、フランジ部４２ａにおいてベース部３にネジ４６によって固定されている。しかしながら、絶縁碍子４０の固定方法は、これに限られない。例えばフランジ部４２ａの外周面に雄ネジを形成し、ベース部３のザグリ穴３４の内周面に雌ネジを形成し、これらを螺合することで絶縁碍子４０を固定してもよい。この場合、フランジ部４２ａと絶縁碍子４０とは、別体としてもよい。
【００６４】
本実施形態の静電チャック装置１において、絶縁碍子４０の静電チャック部２の側の先端４１ａは、静電チャック部２と空間を介して離間している。すなわち、先端４１ａと静電チャック部２との間には、他の部材が存在しない空間（隙間）がある。
【００６５】
図に示す絶縁碍子４０は、先端４１ａの高さ位置が、ザグリ穴３３の底面３３ｂと同じ位置となっており、絶縁碍子４０全体が第２の貫通孔３２の中に埋設されている。
【００６６】
上述のような静電チャック装置１は、以下のような効果を有する。
図３は、比較例としての静電チャック装置１Ｘについて、使用時の様子を説明する図である。
図４は、静電チャック装置１の効果を説明する図である。図３，４はいずれも図２と同じ視野の断面図である。
【００６７】
図では、ヒータ９から発せられる熱の動きを、白矢印で示している。図３，４において、白矢印の向きは熱の向かう方向を示す。以下の説明では、静電チャック部２の貫通孔３０の周辺における熱の移動の様子を説明する。図３，４においては、「貫通孔３０の周辺」を領域αとして示し、領域αにおける熱の移動を説明する。
【００６８】
まず、貫通孔３０を有する静電チャック装置１，１Ｘは、共通して、貫通孔３０と平面的に重なる位置にヒータ９を設けることができない。そのため、白矢印Ａ１で示すように、領域αは、領域αに最も近接した位置に設けられたヒータ９から熱が伝わって加熱される。
【００６９】
図３に示す静電チャック装置１Ｘでは、絶縁碍子４０の先端４１ａが静電チャック部２に接している。絶縁碍子４０は、静電チャック部２とベース部３との両方に接することになる。
【００７０】
このとき、絶縁碍子４０は、第１の端部４１側が静電チャック部２から加熱され高温となり、第２の端部４２側がベース部３から冷やされ低温となる、温度勾配が形成されている。そのため、領域αに伝わった熱は、白矢印Ａ２で示すように、温度勾配に沿った移動により絶縁碍子４０を介してベース部３に容易に伝わり、冷媒が流動する流路２１に放出される。また、セラミックス製の絶縁碍子４０は、樹脂製の接着層４よりも熱伝導率が高い。そのため、領域αは、絶縁碍子４０の存在により冷えやすくなっていた。
【００７１】
対して、図４に示す静電チャック装置１では、絶縁碍子４０の先端４１ａが静電チャック部２に接していない。そのため、領域αに伝わった熱は、白矢印Ａ３で示すように、静電チャック部２、接着層４を介してベース部３に伝わり、冷媒が流動する流路２１に放出される。
【００７２】
このとき、静電チャック部２はヒータ９からの加熱により、ヒータ９に近い側が高温、領域α側が低温となる、温度勾配が形成されている。そのため、領域αに伝わった熱が、白矢印Ａ３のように伝わる際には、温度勾配に逆らうこととなる。このため熱は伝わりにくく、流路２１に放出されにくい。また、静電チャック部２とベース部３との間に配置されている接着層４は、セラミックス製の絶縁碍子４０よりも熱伝導率が低い。そのため、静電チャック装置１の領域αは、静電チャック装置１Ｘと比べると冷え難くなる。
【００７３】
上記説明では、ヒータ９により加熱されることとして説明したが、熱源として装置使用時のプラズマからの入熱を考慮したとしても、同様に、静電チャック装置１では、絶縁碍子４０を介して領域αから熱が放出されなくなる。このため、静電チャック装置１Ｘと比べて冷え難くなる。
【００７４】
これにより、静電チャック装置１は、領域αが冷え難くなり、載置面２ａに載置した板状試料Ｗの面内温度差を低減させることが可能となる。
【００７５】
上述のように、静電チャック装置１では、絶縁碍子４０の先端４１ａが静電チャック部２に接していない構成を採用することにより、貫通孔３０の周辺（領域α）からの熱の放出を抑制し、領域αが冷え難い構成とすることができる。このような静電チャック装置１は、以下に示すような、貫通孔３０の周辺を熱しやすい構成と併用することもできる。
【００７６】
図５は、貫通孔３０の周辺構造の好ましい例を示す概略平面図である。
図に示すヒータ９は、平面視で貫通孔３０の周囲を囲んで形成された帯状の第１部位９１と、第１部位９１よりも貫通孔３０から離れて形成された帯状の第２部位９２と、を有している。第１部位９１と第２部位９２とは連続している。また、第１部位９１の幅は、第２部位９２の幅よりも細く設けられている。帯状の第１部位９１は、アルファベットのＣ型の形状、すなわち閉じない環の形状を有する。示される流路２１の形状は好ましい例であるが、これのみに限定されない。
【００７７】
ヒータは、帯状の導電薄板に通電した時の抵抗発熱を利用して加熱するものである。第１部位９１の幅Ｗ１が第２部位９２の幅Ｗ２よりも細いことにより、第１部位９１では、第２部位９２よりも発熱量が増えることが期待できる。そのため、このような構成のヒータ９を用いると、貫通孔３０から遠い位置にヒータがある場合と比べて、貫通孔３０の周囲に供給する熱量が増え、貫通孔３０の周辺を昇温しやすくなる。
【００７８】
また、図に示すヒータ９は、平面視における第１部位９１と貫通孔３０との距離の最小値Ｌ１が、平面視における、冷媒が流動する流路２１と貫通孔３０との距離の最小値Ｌ２よりも小さい構成となっている。すなわち、ヒータ９は、平面視において、流路２１よりも貫通孔３０に近接して設けられている。そのため、ヒータ９と流路２１との位置がこのような関係であると、貫通孔３０の周辺を加熱しやすく、貫通孔３０の周辺を昇温しやすくなる。
【００７９】
これにより、静電チャック装置１は、領域αを昇温させやすくなり、載置面２ａに載置した板状試料Ｗの面内温度差を低減させることが可能となる。
【００８０】
以上のような構成の静電チャック装置１によれば、載置面２ａに載置した板状試料Ｗの面内温度差を低減させることが可能となる。
また平面視での、ヒータ９と第２の貫通孔の内周面までの最小距離は、条件に応じて任意に選択できる。例えば前記距離は、第１部位と貫通孔との最小距離Ｌ１に対して、０．３〜０．７であることが好ましい。このような距離にあることで、耐電圧と均熱性が両立する効果が得られる。
また平面視での、ヒータ９とザグリ穴の側面までの最小距離も、条件に応じて任意に選択できる、例えば前記距離は、第１部位と貫通孔との最小距離Ｌ１に対して、０．２〜０．８であることが好ましく、０．３〜０．６であることがより好ましい。このような距離にあることで、耐電圧と均熱性が両立する効果が得られる。
【００８１】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせなどは一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求などに基づき種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明により、板状試料の面内温度差を低減させることが可能な新規な構造の静電チャック装置を提供できる。
【符号の説明】
【００８３】
１…静電チャック装置
１Ｘ  比較例の静電チャック装置
２…静電チャック部
２ａ…載置面
２ｂ…静電チャック部の下面
３…ベース部
３ａ  ベース部の上面
４…接着層
９…ヒータ
１１  載置板
１２  支持板
１３…静電吸着用電極
１４  絶縁材層
１５  給電用端子１６  貫通孔
２１…流路
２２  リフトピン
３０…貫通孔
３０Ａ  冷却ガス導入孔
３０Ｂ  ピン挿通孔
３１…第１の貫通孔
３２…第２の貫通孔
３２ａ  第２の貫通孔の内周面
３３…ザグリ穴
３３ａ  ザグリ穴の側面
３３ｂ  ザグリ穴の底面
３４  大径のザグリ穴
３４ａ  大径のザグリ穴の固定面
３４ｂ  ネジ孔
３９…第３の貫通孔
４０…絶縁碍子
４０ａ  絶縁碍子の外周面
４１  絶縁碍子の第１の端部
４１ａ…絶縁碍子の先端（頂面）
４２  絶縁碍子の第２の端部
４２ａ  フランジ部
４２ｂ  貫通孔
４６  ネジ
４８…固定部
４９  接着層
５０  支持板の底面
９１…第１部位
９２…第２部位
Ａ１、Ａ２，Ａ３  白矢印(熱)
Ｇ  冷却ガス
Ｌ１  第１部位と貫通孔との最小距離
Ｌ２  流路と貫通孔との最小距離
Ｗ…板状試料
Ｗ１  第１部位の幅
Ｗ２  第２部位の幅
α  領域
ＩＩ  領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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