JP2017183381A

JP2017183381A - 保持装置

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Publication number: JP2017183381A
Application number: JP2016065262A
Authority: JP
Inventors: 太一岐部; Taichi Kibe; 洋輔篠崎; Yosuke Shinozaki
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: JP6650808B2

Abstract

【課題】保持装置において保持対象物の温度分布の均一性を十分に向上させる。【解決手段】保持装置は、板状のセラミックス板と、ヒータとを備え、セラミックス板の第１の表面上に対象物を保持する装置である。保持装置のセラミックス板には、第１の表面とは反対側の第２の表面に開口するガス供給孔と第１の表面に開口するガス噴出孔とを接続するガス噴出流路が形成されている。さらに、セラミックス板には、第１の表面に開口する少なくとも２つのガス流出入孔に連通し、セラミックス板の内部に配置されたガス滞留空間が形成されている。【選択図】図７

Description

本明細書に開示される技術は、対象物を保持する保持装置に関する。

例えば半導体製造装置において、ウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、例えば、板状のセラミックス板と、セラミックス板の内部に設けられたチャック電極とを備えており、チャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス板の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。

静電チャックに保持されたウェハの温度分布が不均一になると、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング、露光等）の精度が低下するおそれがあるため、静電チャックにはウェハの温度分布を均一にする性能が求められる。そのため、静電チャックには、導電性の抵抗発熱体であるヒータが設けられ、ヒータによる加熱によってセラミックス板の吸着面の温度制御が行われる。

また、セラミックス板とウェハとの間の伝熱性を高めてウェハの温度分布の均一性をさらに高めるため、セラミックス板とウェハとの間の空間にヘリウム等のガスを供給する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、セラミックス板の内部にガス噴出流路が形成され、ガス噴出流路に供給されたガスが、ガス噴出流路がセラミックス板の吸着面に開口する孔であるガス噴出孔から噴出し、セラミックス板とウェハとの間の空間に供給される。

特開２００７−１２７９５号公報

上記従来の技術では、セラミックス板とウェハとの間に形成される空間の容量が小さいことから、該空間に供給されたガスが短時間で該空間から排出されるため、ガスがセラミックス板から十分な熱を受け取ることができず、かつ、該空間内でのガスの温度差が大きくなる。その結果、ガスを介したセラミックス板からウェハへの熱伝達の均一性を十分に向上させることができず、ひいてはウェハの温度分布の均一性を十分に向上させることができない。

なお、このような課題は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、セラミックス板を備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する保持装置に共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状のセラミックス板と、前記セラミックス板の内部、または、前記セラミックス板の前記第２の表面側に配置されたヒータと、を備え、前記セラミックス板の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記セラミックス板には、前記第２の表面に開口する少なくとも１つのガス供給孔と、前記第１の表面に開口する少なくとも１つのガス噴出孔と、を接続する少なくとも１つのガス噴出流路と、前記第１の表面に開口する少なくとも２つのガス流出入孔に連通し、前記セラミックス板の内部に配置されたガス滞留空間と、が形成されている。本保持装置によれば、ガス噴出孔を介してセラミックス板と保持対象物との間の空間に供給されたガスは、ガス流出入孔を介して該空間からガス滞留空間内に流入したり、ガス流出入孔を介してガス滞留空間から該空間に流出したりする。そのため、本保持装置によれば、ガス滞留空間が形成されていない構成と比較して、該空間に供給されたガスの滞留時間を長くすることができる、これにより、ガスがセラミックス板から十分な熱を受け取ることができるようになり、かつ、該空間内でのガスの温度差が低減し、その結果、ガスを介したセラミックス板から保持対象物への熱伝達の均一性を十分に向上させることができ、ひいては保持対象物の温度分布の均一性を十分に向上させることができる。

（２）上記保持装置において、前記少なくとも２つのガス流出入孔は、前記少なくとも１つのガス噴出孔の内、前記第１の表面の中心に最も近い前記ガス噴出孔より、前記中心から離れた位置に配置されている構成としてもよい。第１の表面の中心から比較的離れた領域は、ガス噴出孔から供給されたガスが排出される側の領域であり、また、面積が比較的大きいことから温度分布の均一性が低下しやすい領域であるが、本保持装置によれば、そのような中心から比較的離れた領域にガス滞留空間に連通するガス流出入孔が配置されているため、ガスがセラミックス板から受け取る熱量を効果的に増加させることができると共に、セラミックス板と保持対象物との間の空間内でのガスの温度差を効果的に低減することができ、保持対象物の温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

（３）上記保持装置において、前記セラミックス板の前記第１の表面には、前記少なくとも１つのガス噴出孔の全てを取り囲むように配置された連続的な壁状の第１の凸部が形成されており、前記少なくとも２つのガス流出入孔の内の少なくとも１つは、前記第１の凸部の頂面に配置されている構成としてもよい。セラミックス板と保持対象物との間の空間に供給されたガスは、最終的に第１の凸部を越えて排出されるが、本保持装置によれば、第１の凸部の頂面にガス滞留空間に連通するガス流出入孔が配置されているため、ガスをガス滞留空間内に効果的に導くことができ、ガスがセラミックス板から受け取る熱量を効果的に増加させることができると共に、該空間内でのガスの温度差を効果的に低減することができ、保持対象物の温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

（４）上記保持装置において、前記セラミックス板の前記第１の表面には、複数の前記ガス噴出孔の内の一部の前記ガス噴出孔を取り囲むように配置された連続的な壁状の第２の凸部が形成されており、前記少なくとも２つのガス流出入孔の内、一部の前記ガス流出入孔は、前記第２の凸部より前記第１の表面の中心に近い位置に配置されており、残りの一部の前記ガス流出入孔は、前記第２の凸部より前記中心から離れた位置に配置されている構成としてもよい。本保持装置によれば、セラミックス板と保持対象物との間の空間における第２の凸部より内側の部分と外側の部分とがガス滞留空間により連通されるため、該空間における上記内側の部分と外側の部分との間のガスの行き来を活発化させることができ、該空間内でのガスの温度差を効果的に低減することができ、保持対象物の温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

（５）上記保持装置において、前記ヒータは、前記セラミックス板の内部に配置されており、前記ガス滞留空間は、前記第１の表面と前記ヒータとの間に配置されている構成としてもよい。本保持装置によれば、ガス滞留空間がヒータと第２の表面との間に配置されている構成と比較して、ガス滞留空間を第１の表面の近くに配置することができ、ライトニングの発生を抑制することができる。

（６）上記保持装置において、さらに、前記セラミックス板の内部に配置され、静電引力を発生させるチャック電極を備え、前記ガス滞留空間の一部分は、前記チャック電極と前記第２の表面との間に配置されていることを特徴とする構成としてもよい。本保持装置によれば、チャック電極によるチャック力の低下を抑制しつつ、保持対象物の温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、保持装置、静電チャック、ヒータ、真空チャック、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す斜視図である。実施形態における静電チャック１０の外観構成（上面構成）を概略的に示す説明図である。実施形態における静電チャック１０の断面構成（ＩＩＩ−ＩＩＩの位置におけるＸＺ断面構成）を概略的に示す説明図である。実施形態における静電チャック１０の断面構成（ＩＶ−ＩＶの位置におけるＺ軸に平行な断面構成）を概略的に示す説明図である。実施形態における静電チャック１０の断面構成（Ｖ−Ｖの位置におけるＸＹ断面構成）を概略的に示す説明図である。実施形態における静電チャック１０の断面構成（ＶＩ−ＶＩの位置におけるＸＹ断面構成）を概略的に示す説明図である。図４のＸ１部の構成を拡大して示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．静電チャック１０の構成：
図１は、本実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す説明図であり、図３〜６は、本実施形態における静電チャック１０の断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック１０は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図２には、静電チャック１０の上面の外観構成が示されており、図３には、図２，５，６のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における静電チャック１０のＸＺ断面構成が示されており、図４には、図２，５，６のＩＶ−ＩＶの位置における静電チャック１０のＺ軸に平行な断面構成が示されており、図５には、図３のＶ−Ｖの位置における静電チャック１０のＸＹ断面構成が示されており、図６には、図４のＶＩ−ＶＩの位置における静電チャック１０のＸＹ断面構成が示されている。

図１〜４に示すように、静電チャック１０は、対象物（例えばウェハＷ）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ウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１０は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置されたセラミックス板１００およびベース板２００を備える。セラミックス板１００とベース板２００とは、セラミックス板１００の下面（以下、「セラミックス側接着面Ｓ２」という）とベース板２００の上面（以下、「ベース側接着面Ｓ３」という）とが上記配列方向に対向するように配置されている。静電チャック１０は、さらに、セラミックス板１００のセラミックス側接着面Ｓ２とベース板２００のベース側接着面Ｓ３との間に配置された接着層３００を備える。セラミックス板１００のセラミックス側接着面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。

セラミックス板１００は、例えば円形平面の板状部材であり、セラミックスにより形成されている。セラミックス板１００の直径は、例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、セラミックス板１００の厚さは、例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。

セラミックス板１００の形成材料としては、種々のセラミックスが用いられ得るが、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（重量割合）の最も多い成分を意味する。

セラミックス板１００の上面（以下、「吸着面Ｓ１」という）には、連続的な壁状の凸部である２つのシールバンド１５２が形成されている。図２に示すように、一方のシールバンド１５２（以下、「外周側シールバンド１５２ｏ」という）のＺ軸方向視の形状は、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１の中心（以下、単に「中心ＰＯ」という）を中心とした略環状であり、他方のシールバンド１５２（以下、「中心側シールバンド１５２ｉ」という）のＺ軸方向視の形状は、中心ＰＯを中心とし、かつ、外周側シールバンド１５２ｏより小径の略環状である。また、図３，４に示すように、外周側シールバンド１５２ｏおよび中心側シールバンド１５２ｉの断面（Ｚ軸に平行で中心ＰＯを通る断面）の形状は、略矩形である。セラミックス板１００の吸着面Ｓ１には、さらに、複数の微小な突起（不図示）が形成されていてもよい。外周側シールバンド１５２ｏは、特許請求の範囲における第１の凸部に相当し、中心側シールバンド１５２ｉは、特許請求の範囲における第２の凸部に相当する。また、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。

また、図３，４に示すように、セラミックス板１００の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された一対のチャック電極４００が設けられている。一対のチャック電極４００に電源（図示せず）から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハＷがセラミックス板１００の吸着面Ｓ１に吸着固定される。

ウェハＷが吸着面Ｓ１に吸着固定された状態（図４に示す状態）では、ウェハＷの下面が各シールバンド１５２の頂面（上面）に接触する。そのため、この状態では、吸着面Ｓ１におけるシールバンド１５２が形成されていない領域とウェハＷの下面との間に、空間ＳＰが形成される。以下の説明では、空間ＳＰの内、中心側シールバンド１５２ｉより中心ＰＯに近い部分（中心側シールバンド１５２ｉに囲まれた部分）を中心側空間ＳＰｉといい、中心側シールバンド１５２ｉより中心ＰＯから離れた部分（中心側シールバンド１５２ｉと外周側シールバンド１５２ｏとに挟まれた部分）を外周側空間ＳＰｏという。

また、図３，４に示すように、セラミックス板１００の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された抵抗発熱体で構成されたヒータ５００が設けられている。ヒータ５００に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ５００が発熱することによってセラミックス板１００が温められ、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが温められる。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。

ベース板２００は、例えばセラミックス板１００と同径の、または、セラミックス板１００より径が大きい円形平面の板状部材であり、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。ベース板２００の直径は、例えば２２０ｍｍ〜５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ〜３５０ｍｍ）であり、ベース板２００の厚さは、例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。

ベース板２００の内部には冷媒流路２１０が形成されている。冷媒流路２１０に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が流されると、ベース板２００が冷却され、接着層３００を介したベース板２００とセラミックス板１００との間の伝熱によりセラミックス板１００が冷却され、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。

接着層３００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を含んでおり、セラミックス板１００とベース板２００とを接着している。接着層３００の厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。

また、本実施形態の静電チャック１０は、セラミックス板１００とウェハＷとの間の伝熱性を高めてウェハＷの温度分布の均一性をさらに高めるため、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１とウェハＷの下面との間に存在する空間ＳＰにガスを供給する構成を備えている。なお、本実施形態では、このようなガスとして、不活性ガスであるヘリウムガス（Ｈｅガス）が用いられる。

具体的には、図３に示すように、ベース板２００の内部に、ベース板２００の下面とベース側接着面Ｓ３とに開口するガス供給路２２０が形成されている。ガス供給路２２０におけるベース板２００の下面側の開口は、図示しないヘリウムガス源と接続される。また、接着層３００には、接着層３００の下面と上面とに開口する貫通孔３１０が形成されている。貫通孔３１０は、ベース板２００の内部に形成されたガス供給路２２０に連通する位置に形成されている。

また、図２，３，５に示すように、セラミックス板１００の内部には、セラミックス板１００のセラミックス側接着面Ｓ２から上方に延びる第１の縦流路１３２と、第１の縦流路１３２に連通すると共にＺ方向に直交する方向（以下、「面方向」という）に環状に延びる横流路１１２と、横流路１１２から吸着面Ｓ１まで上方に延びる第２の縦流路１２２とが形成されている。第１の縦流路１３２がセラミックス側接着面Ｓ２に開口する孔であるガス供給孔１３４は、接着層３００に形成された貫通孔３１０に連通している。また、第２の縦流路１２２が吸着面Ｓ１に開口する孔は、ガス噴出孔１０２を構成している。すなわち、第１の縦流路１３２と、横流路１１２と、第２の縦流路１２２とは、セラミックス側接着面Ｓ２に開口するガス供給孔１３４と、吸着面Ｓ１に開口するガス噴出孔１０２とを接続するガス噴出流路を構成している。

図３に示すように、図示しないヘリウムガス源から供給されたヘリウムガスが、ベース板２００の内部に形成されたガス供給路２２０内に流入すると、流入したヘリウムガスは、接着層３００の貫通孔３１０内に流入し、さらに、ガス供給孔１３４からセラミックス板１００の内部に形成された第１の縦流路１３２内に流入し、その後、横流路１１２および第２の縦流路１２２を経て、吸着面Ｓ１に形成されたガス噴出孔１０２から噴出する。このようにして、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１とウェハＷの下面との間の空間ＳＰに、ヘリウムガスが供給される。

なお、本実施形態の静電チャック１０では、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１に８つのガス噴出孔１０２が形成されている。また、本実施形態の静電チャック１０では、ヘリウムガスの供給経路が２系統形成されている。すなわち、図２，３，５に示すように、セラミックス板１００の内部には２つの横流路１１２が形成されている。２つの横流路１１２の内の中心ＰＯに近い方の横流路１１２は、第１の縦流路１３２を介して図示する貫通孔３１０と連通しており、また第２の縦流路１２２を介して４つのガス噴出孔１０２と連通している。これら４つのガス噴出孔１０２（以下、「中心側ガス噴出孔１０２ｉ」という）は、中心側シールバンド１５２ｉより中心ＰＯに近い位置に形成されている。４つの中心側ガス噴出孔１０２ｉから噴出されたヘリウムガスは、中心側空間ＳＰｉに供給され、その後、主として外周側に向かって進行し、中心側シールバンド１５２ｉおよび外周側シールバンド１５２ｏを越えて、空間ＳＰの外部に排出される。

一方、２つの横流路１１２の内の中心ＰＯから遠い方の横流路１１２は、第１の縦流路１３２を介して図示しない貫通孔３１０と連通しており、また第２の縦流路１２２を介して４つのガス噴出孔１０２と連通している。これら４つのガス噴出孔１０２（以下、「外周側ガス噴出孔１０２ｏ」という）は、中心側シールバンド１５２ｉと外周側シールバンド１５２ｏとの間の領域に形成されている。なお、上記図示しない貫通孔３１０も、図示する貫通孔３１０と同様に、ベース板２００の内部に形成されたガス供給路２２０と連通している。４つの外周側ガス噴出孔１０２ｏから噴出されたヘリウムガスは、外周側空間ＳＰｏに供給され、その後、主として外周側に向かって進行し、外周側シールバンド１５２ｏを越えて、空間ＳＰの外部に排出される。

このように、外周側シールバンド１５２ｏは、吸着面Ｓ１に形成されている８つのガス噴出孔１０２の全てを取り囲むように配置されており、中心側シールバンド１５２ｉは、吸着面Ｓ１に形成されている８つのガス噴出孔１０２の内の一部（４つの中心側ガス噴出孔１０２ｉ）のみを取り囲むように配置されている。

さらに、本実施形態の静電チャック１０では、空間ＳＰに供給されたヘリウムガスの滞留時間を長くするために、セラミックス板１００の内部にガス滞留空間１４０が形成されている。図７は、ガス滞留空間１４０の詳細構成を示す説明図である。図７には、図４のＸ１部の構成が拡大して示されている。なお、図７では、図示の便宜上、一部の構成の図示を省略している。

図２，４〜７に示すように、本実施形態の静電チャック１０には、４つのガス滞留空間１４０が形成されている。各ガス滞留空間１４０は、面方向に略平行な横滞留空間１４２と、横滞留空間１４２から上方向に吸着面Ｓ１まで延びる３つの縦滞留空間１４４とから構成されている。

各ガス滞留空間１４０において、３つの縦滞留空間１４４の内の１つ（以下、「中心側縦滞留空間１４４ｉ」という）が吸着面Ｓ１に開口する孔である中心側ガス流出入孔１４６ｉは、中心側シールバンド１５２ｉより中心ＰＯに近い位置に配置されている。また、３つの縦滞留空間１４４の内の他の１つ（以下、「中間縦滞留空間１４４ｍ」という）が吸着面Ｓ１に開口する孔である中間ガス流出入孔１４６ｍは、中心側シールバンド１５２ｉと外周側シールバンド１５２ｏとの間の領域に配置されている。また、３つの縦滞留空間１４４の内の残りの１つ（以下、「外周側縦滞留空間１４４ｏ」という）が吸着面Ｓ１に開口する孔である外周側ガス流出入孔１４６ｏは、外周側シールバンド１５２ｏの頂面（上面）に配置されている。なお、図２に示すように、すべてのガス流出入孔１４６は、吸着面Ｓ１に形成されたガス噴出孔１０２の内の中心ＰＯに最も近いガス噴出孔１０２（すなわち、中心側ガス噴出孔１０２ｉ）より、中心ＰＯから離れた位置に配置されている。

なお、図４に示すように、本実施形態の静電チャック１０では、各ガス滞留空間１４０は、上下方向において吸着面Ｓ１とヒータ５００との間に配置されている。また、各ガス滞留空間１４０の一部分、具体的には横滞留空間１４２と縦滞留空間１４４の下側部分は、上下方向においてチャック電極４００とセラミックス側接着面Ｓ２との間に配置されている。

上述した構成のセラミックス板１００は、例えば、複数のセラミックスグリーンシート（例えばアルミナグリーンシート）を準備し、各セラミックスグリーンシートに、チャック電極４００やヒータ５００、各ガス流路等を構成するための孔開け加工やメタライズインクの印刷等を行い、その後、複数のセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、所定の円板形状にカットした上で焼成し、最後に研磨加工等を行うことにより製造される。このとき、各セラミックスグリーンシートの適切な位置に孔開け加工等を行うことにより、セラミックス板１００の内部に上述した構成のガス滞留空間１４０が形成される。

Ａ−２．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の静電チャック１０では、セラミックス板１００に、セラミックス側接着面Ｓ２に開口するガス供給孔１３４と、吸着面Ｓ１に開口するガス噴出孔１０２とを接続するガス噴出流路（第１の縦流路１３２、横流路１１２および第２の縦流路１２２）が形成されている。また、本実施形態の静電チャック１０では、吸着面Ｓ１に開口する３つのガス流出入孔１４６に連通し、セラミックス板１００の内部に配置されたガス滞留空間１４０が形成されている。そのため、図７に示すように、ガス噴出孔１０２を介してセラミックス板１００とウェハＷとの間の空間ＳＰに供給されたヘリウムガスは、面方向に沿って外周側に進行すると共に、ガス流出入孔１４６を介して空間ＳＰからガス滞留空間１４０内に流入したり、ガス流出入孔１４６を介してガス滞留空間１４０から空間ＳＰに流出したりする。そのため、本実施形態の静電チャック１０によれば、ガス滞留空間１４０が形成されていない構成と比較して、空間ＳＰに供給されたヘリウムガスの滞留時間を長くすることができる。これにより、ヘリウムガスはセラミックス板１００から十分な熱を受け取ることができるようになり、かつ、空間ＳＰ内でのヘリウムガスの温度差が低減する。その結果、ヘリウムガスを介したセラミックス板１００からウェハＷへの熱伝達の均一性を十分に向上させることができ、ひいてはウェハＷの温度分布の均一性を十分に向上させることができる。

また、本実施形態の静電チャック１０では、すべてのガス流出入孔１４６は、吸着面Ｓ１に形成されたガス噴出孔１０２の内の吸着面Ｓ１の中心ＰＯに最も近いガス噴出孔１０２（すなわち、中心側ガス噴出孔１０２ｉ）より、中心ＰＯから離れた位置に配置されている。吸着面Ｓ１の中心ＰＯから比較的離れた領域は、ガス噴出孔１０２から供給されたヘリウムガスが排出される側の領域であり、また、面積が比較的大きいことから温度分布の均一性が低下しやすい領域である。本実施形態の静電チャック１０では、そのような中心ＰＯから比較的離れた領域に、ガス滞留空間１４０に連通するガス流出入孔１４６が配置されているため、ヘリウムガスがセラミックス板１００から受け取る熱量を効果的に増加させることができると共に、空間ＳＰ内でのヘリウムガスの温度差を効果的に低減することができ、ウェハＷの温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

また、本実施形態の静電チャック１０では、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１に、すべてのガス噴出孔１０２を取り囲むように配置された連続的な壁状の凸部である外周側シールバンド１５２ｏが形成されており、各ガス滞留空間１４０に連通するガス流出入孔１４６の内、外周側ガス流出入孔１４６ｏは、外周側シールバンド１５２ｏの頂面に配置されている。空間ＳＰに供給されたヘリウムガスは、最終的に外周側シールバンド１５２ｏを越えて排出される。本実施形態の静電チャック１０では、外周側シールバンド１５２ｏの頂面にガス滞留空間１４０に連通する外周側ガス流出入孔１４６ｏが配置されているため、ヘリウムガスをガス滞留空間１４０内に効果的に導くことができ、ヘリウムガスがセラミックス板１００から受け取る熱量を効果的に増加させることができると共に、空間ＳＰ内でのヘリウムガスの温度差を効果的に低減することができ、ウェハＷの温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

また、本実施形態の静電チャック１０では、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１に、８つのガス噴出孔１０２の内の一部（中心側ガス噴出孔１０２ｉ）のみを取り囲むように配置された連続的な壁状の凸部である中心側シールバンド１５２ｉが形成されており、各ガス滞留空間１４０に連通するガス流出入孔１４６の内、一部のガス流出入孔１４６（中心側ガス流出入孔１４６ｉ）は、中心側シールバンド１５２ｉより中心ＰＯに近い位置に配置されており、残りの一部のガス流出入孔１４６（中間ガス流出入孔１４６ｍおよび外周側ガス流出入孔１４６ｏ）は、中心側シールバンド１５２ｉより中心ＰＯから離れた位置に配置されている。そのため、本実施形態の静電チャック１０によれば、空間ＳＰにおける中心側シールバンド１５２ｉより内側の部分（中心側空間ＳＰｉ）と外側の部分（外周側空間ＳＰｏ）とがガス滞留空間１４０により連通されるため、中心側空間ＳＰｉと外周側空間ＳＰｏとの間のヘリウムガスの行き来を活発化させることができ、空間ＳＰ内でのヘリウムガスの温度差を効果的に低減することができ、ウェハＷの温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

また、本実施形態の静電チャック１０では、各ガス滞留空間１４０は、上下方向において吸着面Ｓ１とヒータ５００との間に配置されている。そのため、本実施形態の静電チャック１０によれば、各ガス滞留空間１４０がヒータ５００とセラミックス側接着面Ｓ２との間に配置されている構成と比較して、ガス滞留空間１４０を吸着面Ｓ１の近くに配置することができ、ライトニングの発生を抑制することができる。

また、本実施形態の静電チャック１０では、各ガス滞留空間１４０の一部分は、上下方向においてチャック電極４００とセラミックス側接着面Ｓ２との間に配置されている。そのため、本実施形態の静電チャック１０によれば、チャック電極４００によるチャック力の低下を抑制しつつ、ウェハＷの温度分布の均一性を効果的に向上させることができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における静電チャック１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態において、ヘリウムガス供給のための構成（ガス供給路２２０、貫通孔３１０、ガス供給孔１３４、第１の縦流路１３２、横流路１１２、第２の縦流路１２２、ガス噴出孔１０２等）の形状や位置、個数、系統分け等は任意に変形することができる。セラミックス板１００に、セラミックス側接着面Ｓ２に開口する少なくとも１つのガス供給孔１３４と、吸着面Ｓ１に開口する少なくとも１つのガス噴出孔１０２と、を接続する少なくとも１つのガス噴出流路が形成されていればよい。また、セラミックス板１００とウェハＷとの間の空間ＳＰに供給するガスとして、ヘリウムガス以外のガスを使用してもよい。

また、上記実施形態において、ガス滞留空間１４０の形状や位置、個数等は任意に変形することができる。例えば、上記実施形態では、静電チャック１０に４つのガス滞留空間１４０が形成されているが、静電チャック１０に形成されるガス滞留空間１４０の数は、３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。また、上記実施形態では、各ガス滞留空間１４０は、吸着面Ｓ１に開口する３つのガス流出入孔１４６に連通しているが、各ガス滞留空間１４０は、吸着面Ｓ１に開口する２つのガス流出入孔１４６に連通するとしてもよいし、吸着面Ｓ１に開口する４つ以上のガス流出入孔１４６に連通するとしてもよい。また、各ガス滞留空間１４０に連通する少なくとも１つのガス流出入孔１４６が、中心側ガス噴出孔１０２ｉより中心ＰＯに近い位置に配置されるとしてもよい。また、各ガス滞留空間１４０に連通する各ガス流出入孔１４６と各シールバンド１５２との面方向における位置関係は、任意に変更可能である。また、各ガス滞留空間１４０とチャック電極４００やヒータ５００との上下方向における位置関係は、任意に変更可能である。

また、上記実施形態において、中心側シールバンド１５２ｉと外周側シールバンド１５２ｏとの少なくとも一方が形成されていないとしてもよい。また、中心側シールバンド１５２ｉおよび外周側シールバンド１５２ｏに加えて、他のシールバンドが形成されているとしてもよい。

また、上記実施形態では、ヒータ５００がセラミックス板１００の内部に配置されるとしているが、ヒータ５００が、セラミックス板１００の内部ではなく、セラミックス板１００のベース板２００側（セラミックス板１００と接着層３００との間）に配置されるとしてもよい。この場合には、接着層３００は、セラミックス板１００とヒータ５００との少なくとも一方と、ベース板２００とを接着することになる。

また、上記実施形態では、冷媒流路２１０がベース板２００の内部に形成されるとしているが、冷媒流路２１０が、ベース板２００の内部ではなく、ベース板２００の表面（例えばベース板２００と接着層３００との間）に形成されるとしてもよい。また、上記実施形態では、セラミックス板１００の内部に一対のチャック電極４００が設けられた双極方式が採用されているが、セラミックス板１００の内部に１つのチャック電極４００が設けられた単極方式が採用されてもよい。

また、上記実施形態における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。

本発明は、静電引力を利用してウェハＷを保持する静電チャック１０に限らず、セラミックス板を備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、真空チャックやヒータ等）にも適用可能である。

１０：静電チャック１００：セラミックス板１０２ｉ：中心側ガス噴出孔１０２ｏ：外周側ガス噴出孔１１２：横流路１２２：第２の縦流路１３２：第１の縦流路１３４：ガス供給孔１４０：ガス滞留空間１４２：横滞留空間１４４ｉ：中心側縦滞留空間１４４ｍ：中間縦滞留空間１４４ｏ：外周側縦滞留空間１４６ｉ：中心側ガス流出入孔１４６ｍ：中間ガス流出入孔１４６ｏ：外周側ガス流出入孔１５２ｉ：中心側シールバンド１５２ｏ：外周側シールバンド２００：ベース板２１０：冷媒流路２２０：ガス供給路３００：接着層３１０：貫通孔４００：チャック電極５００：ヒータ

Claims

第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状のセラミックス板と、
前記セラミックス板の内部、または、前記セラミックス板の前記第２の表面側に配置されたヒータと、
を備え、前記セラミックス板の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記セラミックス板には、
前記第２の表面に開口する少なくとも１つのガス供給孔と、前記第１の表面に開口する少なくとも１つのガス噴出孔と、を接続する少なくとも１つのガス噴出流路と、
前記第１の表面に開口する少なくとも２つのガス流出入孔に連通し、前記セラミックス板の内部に配置されたガス滞留空間と、
が形成されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１に記載の保持装置であって、
前記少なくとも２つのガス流出入孔は、前記少なくとも１つのガス噴出孔の内、前記第１の表面の中心に最も近い前記ガス噴出孔より、前記中心から離れた位置に配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１または請求項２に記載の保持装置であって、
前記セラミックス板の前記第１の表面には、前記少なくとも１つのガス噴出孔の全てを取り囲むように配置された連続的な壁状の第１の凸部が形成されており、
前記少なくとも２つのガス流出入孔の内の少なくとも１つは、前記第１の凸部の頂面に配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の保持装置であって、
前記セラミックス板の前記第１の表面には、複数の前記ガス噴出孔の内の一部の前記ガス噴出孔を取り囲むように配置された連続的な壁状の第２の凸部が形成されており、
前記少なくとも２つのガス流出入孔の内、一部の前記ガス流出入孔は、前記第２の凸部より前記第１の表面の中心に近い位置に配置されており、残りの一部の前記ガス流出入孔は、前記第２の凸部より前記中心から離れた位置に配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の保持装置であって、
前記ヒータは、前記セラミックス板の内部に配置されており、
前記ガス滞留空間は、前記第１の表面と前記ヒータとの間に配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の保持装置であって、さらに、
前記セラミックス板の内部に配置され、静電引力を発生させるチャック電極を備え、
前記ガス滞留空間の一部分は、前記チャック電極と前記第２の表面との間に配置されていることを特徴とする、保持装置。