JP2008098513A - 静電チャック装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 静電チャックの裏面から突出状に形成された金属製のチャック側端子が、金属製ベース部材に形成された貫通孔の内周面に固定された絶縁部材の内側に配置されてなる静電チャック装置で、そのチャック側端子が処理装置側のソケット端子などの相手側端子に接合される際に、両端子間の平面上の誤差により、先端に受ける横方向の力により、チャック側端子の静電チャックとの接合部に破断等の問題を発生させない。
【構成】チャック側端子３１を、静電チャック１ａの裏面４に基端３４が接合された可撓性のある電線３２と、その電線３２の先端に接合された先端部材３６とで形成した。相手側端子との接合時に、チャック側端子の先端部材３６に横方向の力がかかっても、先端部材３６は変形しても、電線３２の根元にはそれが可等性があるため、その根元と静電チャック１ａとの接合部に力がかからないため破断しない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体の製造において使用されるエッチング装置、イオン注入装置、或いは電子ビーム露光装置などにおいて、半導体ウエハの固定、平面度の矯正、或いは搬送に用いられる静電チャック装置に関する。

半導体の製造工程において、半導体ウエハ（例えば、シリコンウエハ）に精度良く成膜やドライエッチング等の処理（加工）を施すには、その処理装置において、半導体ウエハの平面度（平坦度）を保ちながら、それを固定（保持）する必要がある。このような固定手段の代表的なものとして、静電気力によって半導体ウエハをチャックする静電チャックがある（特許文献１）。例えば、双極型の静電チャックは、セラミック基板の内部に、対をなす電極（静電電極）が形成されており、その電極間に電圧を印加することで発生する静電気力で半導体ウエハ等の被吸着部材（以下、単にウエハともいう）を吸着、固定するように構成されている。そして、この静電チャックは、通常、アルミニウム又はアルミニウム合金などの金属からなる金属製ベース部材の表面（上面）に、シリコン樹脂などの接着手段を介して接合して静電チャック装置を構成しており、半導体ウエハの処理目的に応じた処理装置に取り付けられてその使用に供される。

このような静電チャック装置をなす静電チャックには、その裏面に、静電電極に印加するための端子（チャック端子用のメタライズ層）、さらには基板に抵抗発熱ヒーターが内蔵されたものではそのヒーターに印加するための端子（ヒーター端子用のメタライズ層）が複数、焼成により形成されている。そして、その各端子（メタライズ層）には、通常、１本の金属製の軸材（ピン材）からなるチャック側端子（給電端子）がその基端部を介してロウ付け（又はハンダ付け）により接合され、静電チャックの裏面に突出状に設けられている（特許文献２）。このような静電チャックは、そのチャック側端子の配置に対応して形成された貫通孔を有する金属製ベース部材（以下、単にベース部材ともいう）に接合されて静電チャック装置をなし、各チャック側端子はその貫通孔内において絶縁を保持して配置される。

このような各チャック側端子は、従来、静電チャック装置を半導体ウエハの各処理装置に取り付ける際において、その処理装置側の静電チャック装置取付け部に設けられた相手側（処理装置側）の端子（以下、単に相手側端子という）にそれぞれ電気的に接合される。そして、この接合は、従来は、静電チャック装置側のチャック側端子の先端面が相手側端子の先端面に、単に先端面同士が突合せ状をなして押付けられる形態の当接ないし圧接による接合とされていた。このため、その電気的な接合は、実質的には点ないし微小面積での接触となるものが普通であった。

ところが、このような両端子による端子接合構造では、両端子間の接触面積が十分に確保されないことがある。このため、静電チャック装置に内蔵された抵抗発熱体からなるヒーターへの電圧印加用のヒーター端子のように、比較的大電流を要する場合には、接触抵抗が増大し、接合の信頼性が得られないことがあるといった指摘があった。この対策としては、図７に示したように、静電チャック装置１のチャック側端子３１をベース部材２１の貫通孔内において突出状にし、処理装置側の相手側端子をソケット端子１３１とし、チャック側端子３１がソケット端子１３１内に深く圧入されるように、両端子間の接触を多面接触として接触面積を大きく確保するようにした端子接合構造が採用されてきている。
特開２００４−６５０５号公報 特開２００４−３１５９９号公報

静電チャック装置側のチャック側端子を処理装置側の相手側端子をなすソケット端子（内）に圧入して接合する端子接合構造においては、静電チャック装置側の複数のチャック側端子の配置と、処理装置側の複数のソケット端子の配置とが、平面上、高精度で対応していることが要請される。しかし、チャック側端子の配置と、ソケット端子の配置とは、双方の端子相互間の寸法精度確保のために付与されている許容誤差（例えば±０．５ｍｍ）により、対応する両端子間には、僅かではあるがその誤差範囲において平面的な不一致（位置ずれ）が生じることがある。また、チャック側端子はセラミック基板の裏面（のメタライズ層）に垂直に接合されるべきであるが、誤差により微小な傾斜が発生していることもある。

こうしたことから、静電チャック装置を処理装置側の静電チャック装置取付け部に取り付ける際において、処理装置側のソケット端子に静電チャック装置側のチャック側端子が圧入されるときには、チャック側端子が正規の深さまで円滑に挿入できない場合があった。すなわち、両端子間の挿入接合に際しては、対応する両端子の平面上の位置の不一致による位置ずれにより、各ソケット端子の中央に各チャック側端子が圧入されることはないことから、チャック側端子にはその圧入方向とは異なる方向（横方向）の力がかかることがあった。より具体的には、両端子間の平面上の誤差（心ずれ）や、チャック側端子の傾斜の存在により、静電チャック装置を処理装置側の取付け部に取り付ける際において、複数のチャック側端子を対応する相手側のソケット端子に圧入するとき、静電チャックの裏面から突出しているチャック側端子に横方向の力が作用するためである。チャック側端子にこのような横方向の力が作用するときには、チャック側端子の根元にせん断力や大な曲げモーメントがかかるなどより、その根元端面のロウ付け箇所がセラミック基板の端子（メタライズ層）から引き剥がされる形で分離したり、そのロウに破断やクラックが発生するなどの問題があった。

本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、静電チャック装置のチャック側端子が処理装置側のソケット端子などの相手側端子に接合される際における前記問題点を発生させることのないチャック側端子を備えた静電チャック装置を提供することにある。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、セラミック基板に静電電極が形成されてなる静電チャックと、この静電チャックの裏面に接合された金属製ベース部材とを含んでなる静電チャック装置であって、前記静電チャックの裏面から突出状に形成された金属製のチャック側端子が、前記金属製ベース部材に形成された貫通孔内に絶縁を保持して配置されてなるものにおいて、
前記チャック側端子を、前記静電チャックの裏面に基端が接合された可撓性のある電線と、その電線の先端に接合された先端部材とで形成してなることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、セラミック基板に静電電極が形成されてなる静電チャックと、この静電チャックの裏面に接合された金属製ベース部材とを含んでなる静電チャック装置であって、前記静電チャックの裏面から突出状に形成された金属製のチャック側端子が、前記金属製ベース部材に形成された貫通孔の内周面に固定された環状又は筒状をなす絶縁部材の内側に配置されてなるものにおいて、
前記チャック側端子を、前記静電チャックの裏面に基端が接合された可撓性のある電線と、その電線の先端に接合された先端部材とで形成してなることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記絶縁部材が、前記貫通孔の内周面に接着により固定されていることを特徴とする請求項２に記載の静電チャック装置である。そして、請求項４に記載の発明は、前記先端部材はその基端にソケット端子を備えており、そのソケット端子内に前記電線の先端が嵌合されて接合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電チャック装置である。

請求項５に記載の発明は、前記先端部材はその基端にソケット端子を備えており、そのソケット端子内に前記電線の先端が嵌合されて接合されており、
前記絶縁部材はその内周面にメスねじを備える一方、前記先端部材のソケット端子又はソケット端子寄り部位の外周面にはこのメスねじに螺合するオスねじを備えており、これらのねじにより前記絶縁部材に前記先端部材をねじ込むことで、該先端部材を固定すると共に前記ソケット端子内に前記電線の先端を嵌合して接合してなることを特徴とする請求項２又は３に記載の静電チャック装置である。

請求項６に記載の発明は、前記先端部材はその基端にソケット端子を備えており、そのソケット端子内に前記電線の先端が嵌合されて接合されており、
そのソケット端子又はソケット端子寄り部位の外周面を介して、前記絶縁部材の内周面に接着により固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の静電チャック装置である。

請求項７に記載の発明は、前記先端部材の先端をオス端子形状としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電チャック装置である。請求項８に記載の発明は、前記電線が複数の素線（芯線）を束にしてなるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電チャック装置である。請求項９に記載の発明は、前記電線が軟銅撚り線からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電チャック装置である。請求項１０に記載の発明は、前記静電チャックはその内部に抵抗発熱体からなるヒーターが設けられており、前記チャック側端子が、そのヒーターへの給電用のものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の静電チャック装置である。

請求項１〜４に記載の本発明の静電チャック装置においては、チャック側端子は、従来のように金属製の１本の軸材（ピン材）からなるのではなく、可とう性のある（撓み変形可能な又は柔軟性のある）電線と、その先端に接合した先端部材（金属製先端部材）との接合構造からなるものとされている。したがって、このような静電チャック装置のチャック側端子をなす先端部材と、処理装置側の相手側端子とが嵌合で接合される際において、両端子間に平面的な誤差（位置ずれ）があったとして、その先端部材が相手側端子（例えばソケット端子）に圧入されるときは、先端部材にはその誤差に対応して横方向から力を受けることになるが、静電チャックの裏面に接合されているのが可とう性のある電線であることから、その裏面における接合部には大きな力や曲げモーメントがかかることを防止できる。

すなわち、チャック側端子と相手側端子との間に、平面上の誤差があると、その接合において、チャック側端子をなす先端部材には相手側端子から横方向の力を受け、その先端部材は横方向の力により、正規位置より傾斜したり横に移動（偏心）したり、或いは先端部材自身が変形することで、その誤差を吸収する。しかし、このような場合においても、チャック側端子の基端側に可撓性のある電線が用いられていることから、従来のような金属製の１本の軸材からなるチャック側端子による場合に比べると、その根元である電線の基端に大きな力（せん断力）や曲げモーメントが発生することを防止できる。したがって、前記電線の基端と、静電チャックの裏面の端子との接合がロウ付け等の接合手段によって接合されているとしても、その接合が破断する等の問題の発生を有効に防止できる。なお、前記電線は、先端部材と相手側端子とが接合される際の力（軸方向の力や横方向の力）によって座屈しない程度の強度のあるものを用いればよい。

なお、請求項２に記載のように、ベース部材の貫通孔内に絶縁部材を配置する場合にはは、絶縁部材はその貫通孔内から脱落ないし分離しないように取付けられていればよい。そして、その手段としては、請求項３に記載の本発明のように接着によるのが、静電チャック装置の組立ての簡易、迅速化より好ましい。ただし、圧入による固定としてもよいし、貫通孔の内周面にねじを形成するとともに、絶縁部材の外周面にねじを形成して、ねじ込み方式とすることもできる。また、前記電線と先端部材との接合は、請求項４に記載のように、前記電線の先端を先端部材におけるソケット端子内に嵌合して接合するのが好ましいが、この場合には、圧入による嵌合としてもよいし、嵌合においてロウ付け（又はハンダ付け）或いは導電性接着剤で接着してもよいし、或いはソケット端子を外から潰して電線の先端を圧着するようにしてもよい。

また、請求項５又は６に記載の本発明によれば、先端部材が、貫通孔の内周面に固定された絶縁部材の内周面に固定されているため、先端部材自身の位置の安定が得られる。すなわち、本発明においてチャック側端子は、可撓性のある電線の先端に先端部材が接合されてなるものであるから、先端部材は電線の変形にしたがって傾斜したり、横に移動する。一方、電線の変形にしたがって先端部材が自由に傾斜したり、自由に横に移動したりしては、相手側端子との円滑な接合ができない。しかし、本発明のように、先端部材が、貫通孔の内周面に固定された絶縁部材の内周面に固定されている場合には、先端部材自身の位置の安定が得られることから、相手側端子との円滑な接合ができる。つまり、請求項５又は６に記載の絶縁部材は、先端部材がふらついたり、自由に動いたりすることの防止の役割をも果たしている。

なお、請求項５又は６に記載の本発明においては、チャック側端子の先端部材が、ベース部材の貫通孔の内周面に固定された絶縁部材の内周面に固定されているため、相手側端子から横方向の力を受けたとき、絶縁部材が変形しない限り、先端部材自体が、傾斜したり横に移動（偏心）するように変形することで、前記誤差を吸収することになる。そして、このような場合にも、電線が撓み変形できるため、チャック側端子の根元である電線の基端に大きな力や曲げモーメントが発生しないから、その基端が静電チャックの裏面の端子から分離する等の問題を発生させない。なお、絶縁部材としては、電気的絶縁性がある素材からなるものであればよく、したがってセラミック製でもよいが、先端部材が相手側端子との接合において、相対的に傾斜や横への移動が容易にできるように、ある程度の変形が可能の柔軟性ないし弾性のある合成樹脂で形成するのが好ましい。

なお、請求項７に記載のように、前記先端部材の先端をオス端子形状としたものでは、処理装置側の相手側端子がメス端子形状のものであっても対応できる。本発明において、可撓性のある電線は、適度の撓み変形が可能であればよく、その材質、構成は限定されるものではないが、請求項８に記載のように、単線よりも、複数の素線（導線又は芯線）を束にしてなるものが好ましく、特に好ましくは、請求項９に記載のような軟銅撚り線である。因みに、先端部材は銅又は銅合金の軸材又は鉄系金属から形成するとよい。本願発明における静電チャック装置のチャック側端子については、静電チャックに対する給電用のものに限定されるものではない。

すなわち、請求項９に記載の本発明のように、ヒーターへの給電用のものにも適用できる。抵抗発熱体（発熱抵抗体ともいわれる）からなるヒーターのように、大電流が流れる場合には、チャック側端子をなす先端部材と、処理装置側の相手側端子とで十分な接触面積が確保される必要があり、両端子間の接合における圧入力を大きく必要とする。したがって、むしろ、このようなものほど、チャック側端子に過大な横荷重がかかりやすく、その根元に大きなせん断力や曲げモーメントがかかる。しかし、本発明では前記電線を用いていることから、その基端（根元）には、大きな力がかからないので、とりわけ効果的である。

本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図６に基いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る静電チャック装置１の中央縦破断面図及びその要部拡大図であり、図２は分解図（断面図）と、その一部部品の拡大断面図である。図３は、図１の静電チャック装置の製造途中を説明する図であって、電線をセラミック基板にロウ付けしたものに、ベース部材を接着した段階の断面図、その要部拡大図である。図４は、図３において、絶縁部材をベース部材の貫通孔に固定した段階の断面図、その要部拡大図である。図５は、図４において、チャック側端子をなす電線に先端部材を接合する状態を説明する部分拡大断面図である。

本形態における静電チャック装置１は、静電チャック１ａをなすセラミック基板２をアルミニウム合金製のベース部材２１に、図示しない接着剤（例えばシリコン樹脂）層によって接着して構成されている。このような静電チャック装置１をなす静電チャック１ａは、一定厚さで略円形の平板形状を呈するセラミック基板２から形成されており、本例ではアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とするセラミック多層（積層）構造の焼結体であり、例えば、厚さが５ｍｍで、直径が、３００ｍｍ、２００ｍｍ又は１５０ｍｍとされる。このセラミック基板２は、表面（上面）３が図示しない半導体ウエハ等の被吸着部材を吸着、保持する平面からなる吸着面とされ、裏面（下面）４がベース部材２１の平面からなる表面（上面）２３に接合される接着面とされている。このセラミック基板２は、その内部に静電力によって被吸着部材を吸着するための静電電極５，５が対をなすように埋設状に設けられている。この静電電極５，５は電極間に電圧を印加することで靜電力を発生させる双極型のものが例示されている。また、本形態の静電チャック装置１においては、セラミック基板２の内部に、電圧を印加することで発熱する抵抗発熱体からなるヒーター１５が埋設状に設けられており、静電チャック１ａを温度制御するように設定されている。なお、セラミック基板２の内部には、図示はなしないが、ベース部材２１に形成されたガス流路に送り込まれたＨｅガスが、セラミック基板２の表面３であるウエハの吸着面に供給されるように、ガス流路がトンネル状に設けられている。

このような静電チャック１ａ（セラミック基板２）の裏面４の適所には、裏面４に開口する凹部６が静電電極５及びヒーター１５に対応して形成されている。そして、各凹部６内の底面にはメタライズ層からなる電極端子７がセラミック基板２と同時焼成で形成されており、それぞれビア８を介して各静電電極５，５又は抵抗発熱体１５に電気的に接合されている。なお、凹部６は、その径（内径）がφ１０ｍｍで、深さが４ｍｍとされている。また、セラミック基板２は、焼成後、その表裏両面３，４を平面研磨し、その後において各端子７を含む露出するメタライズ層にＮｉメッキがかけられている。

この各端子（電極端子）７には、裏面４から突出する状態でチャック側端子３１を構成する、所定の太さ（直径：例えばφ３ｍｍ）及び長さを有し、適度に撓み変形できる電線３２が、例えば銀ロウ（図示せず）によって、その基端面（根元の端面）３４を介してロウ付けされている（図１の拡大図参照）。この電線３２は、多数の細い素線（軟銅線）を束にして撚ったもの（軟銅撚り線）であり、これを一定長さに切断してなるものであり、本形態では絶縁被膜を除去したものであり、フレキシブルな金属撚り線を呈している。ただし、この電線３２は一定長さに切断されてなる自由状態においては、ほぼ真っ直ぐに保持されてなるもので、ロウ付けされた状態においても同様の直線性を呈している。このような電線３２（以下、金属撚り線３２ともいう）を含んでなる、静電電極５，５用又は抵抗発熱体１５用の各チャック側端子３１は、基板２の裏面４において、詳しくは図示しないが所定の配置でそれぞれ複数設けられている。ただし、本形態ではいずれのチャック側端子３１及びその周囲の構成も同様のため、以下、そのうちの１つに基づいて説明する（図１参照）。

なお本形態において、チャック側端子３１を構成する金属撚り線３２は、その先端３５寄り部位が、次記する先端部材３６との接合部３２ｂをなしている。この金属撚り線３２は、その先端（図１の下端）３５が、図１に示したように、ベース部材２１の貫通孔２６の中間部位に位置する長さに設定されている。そして、この金属撚り線３２の先端３５寄り部位の接合部３２ｂには、先端部材３６がその基端３６ｂ側（図１上端側）を介して嵌合されて接合されており、チャック側端子３１を構成している。すなわち、本形態では、先端部材３６の基端３６ｂ側はソケット端子３７とされ、このソケット端子３７内に金属撚り線３２の先端３５が圧入状に嵌合されて、電気的に接合されている。なお、先端部材３６は、導電性を有する金属（例えば銅又は銅合金）を大径部と小径部を同心状に形成した異径軸形状とされ、大径部をソケット端子３７とし、その端面（基端３６ｂ面）に金属撚り線３２の先端３５が嵌合可能の円柱状の空孔３９を備えており、金属撚り線３２の先端３５はこの空孔３９内に圧入状に嵌合されている。そして、ソケット端子３７の先端側には同心で先端に向けて延びる円柱軸部４２を一体で備えており、この円柱軸部４２が相手側端子と接続される端子部（本例ではオス端子）をなしている。

上記した金属撚り線３２の基端３４がロウ付けされた静電チャック１ａ（セラミック基板２）は、その裏面４を、ベース部材２１の表面（上面）２３に、接着剤層（例えば、シリコーン樹脂からなる接着剤）を介して接着されている（図３参照）。このベース部材２１は、本例ではアルミニウム製で、セラミック基板２より大径をなし、一定厚さの円板形状を呈しており、その表面２３にセラミック基板２を同心状に配置して接合している。このベース部材２１には、静電チャック１ａのチャック側端子３１の配置に対応する位置で、その厚み方向に貫通する貫通孔２６が適数設けられている（図３参照）。そして、金属撚り線３２は、この各貫通孔２６の中央に同心状に位置されている（図３参照）。なお、貫通孔２６は、横断面が円形の円柱状を成している。ただし、セラミック基板２寄り部位が小径をなす径違い状に形成されている。

ベース部材２１におけるこのような貫通孔２６の内側には、合成樹脂などの絶縁材からなり、円筒状をなす絶縁部材５１がチャック側端子３１を包囲する配置で嵌入され、貫通孔２６の内周面に接着等によって固定されている。この絶縁部材５１は、外周面が貫通孔２６の内周面に沿う径違いの円筒形状を呈している。そして、絶縁部材５１の内周面は、それぞれ同心で、セラミック基板２の裏面４から金属撚り線３２の中間部位までが金属撚り線３２の外周面に若干の空隙を保持するように形成された小径孔５３で、金属撚り線３２の長さ方向の中間部位から金属撚り線３２の先端３５を若干超えた部位までが小径孔５３の内径より大きい中径孔５４とされ、残りのベース部材２１の裏面２４側までが中径孔５４の内径より大きい大径孔５５をなしている。なお、中径孔５４の内周面には、先端部材３６をなすソケット端子３７が嵌入されるように形成されている。ただし、本形態では、その中径孔５４の内周面の大径孔５５寄り部位にはメスねじ５６が形成されており、ソケット端子３７の外周面に形成されたオスねじ３８を介して先端部材３６が螺合されるように形成されている。

しかして、本形態では、貫通孔２６の内側に固定されている絶縁部材５１の内側のメスネジ５６に対し、先端部材３６におけるソケット端子３７のオスねじ３８を螺合することで、同時に、先端部材３６のソケット端子３７の空孔３９内に金属撚り線３２の先端３５寄り部位である接合部３２ｂを嵌合させ、先端部材３６が絶縁部材５１の内周面に固定させている。なお、本形態では、図３〜５に示したように、金属撚り線３２がロウ付けされた静電チャック１ａを、ベース部材２１の表面（上面）２３に、接着剤層（例えば、シリコーン樹脂からなる接着剤）を介して接着し（図３参照）、次いで、絶縁部材５１をベース部材２１の貫通孔２６内に固定し（図４参照）、その後、図５に示したように、先端部材３６を絶縁部材５１の内周面に前記したようにしてねじ込むことで、金属撚り線３２の先端３５に接合している。そして、この取り付け状態において、ソケット端子３７の先端側に延びる円柱軸部４２は、絶縁部材５１の大径孔５５内において周囲に空隙Ｋを保持して配置されている。なお円柱軸部４２は、上記もしたように、ウエハの処理装置の静電チャック装置取付け部に設けられた相手側端子に接合される端子をなすところであり、相手側端子次第ではメス端子でもよいが本形態ではオス端子をなしている（図１参照）。本形態では、この円柱軸部４２の先端は半球面状に形成されているが、金属撚り線３２に先端部材３６が接合された状態において、ベース部材２１の裏面２４より若干突出するように設定されている。

しかして、このような本形態の静電チャック装置１において、チャック側端子３１は、従来のように金属製の１本の軸材からなるのではなく、可撓性のある金属撚り線３２と、その先端３５に接合した先端部材３６との接合構造からなるものとされている。したがって、このような静電チャック装置１のチャック側端子３１をなす先端部材３６と、図示しない処理装置側の相手側端子とが嵌合で接合される際において、両端子間に平面的な誤差があったとして、その先端部材３６が相手側端子に圧入されるときは、先端部材３６にはその誤差に対応して横方向から力Ｐを受けることになるが、静電チャック１ａの裏面４に接合されているのが可とう性のある電線３２であることから、その裏面における接合部（電極端子７）には大きな力や曲げモーメントがかかることを防止できる。つまり、その接合において、チャック側端子３１をなす先端部材３６には相手側端子から横方向の力Ｐを受け、先端部材３６は横方向の力により、正規位置より、図１の拡大図中に２点鎖線で示したように変形してその誤差を吸収する。しかし、このような場合においても、チャック側端子３１の基端側に可撓性のある電線３２が用いられていることから、従来のような金属製の１本の軸材からなるチャック側端子による場合に比べると、その根元である電線３２の基端に大きな力（せん断力）や曲げモーメントが発生することを防止できる。したがって、この電線３２の基端３４と、静電チャック１ａの裏面の電極端子７との接合がロウ付け等の接合手段によって接合されているとしても、その接合が破断する等の問題の発生を有効に防止できる。

とくに、本形態では、先端部材３６がベース部材２１の貫通孔２６の内周面に固定された絶縁部材５１の内周面にねじ込み方式によって固定されているため、先端部材３６自身の位置の安定が得られる。したがって、静電チャック装置１を半導体ウエハの各処理装置に取り付ける際においては、その先端部材３６を、その処理装置側の静電チャック装置取付け部に設けられた相手側端子との円滑に接合できる。なお、本形態のように先端部材３６が絶縁部材５１に固定されている場合におけるチャック側端子３１と相手側端子との平面上の誤差の吸収は、基本的に先端部材３６自身の変形に依存することになる。

前記形態では、チャック側端子３１をなす先端部材３６を、絶縁部材５１の内周面に形成したメスねじ５６に螺合して固定した場合を例示したが、この固定は、上記もしたように、先端部材３６のソケット端子３７又はソケット端子３７寄り部位の外周面を介して、絶縁部材５１の内周面に接着によるものとしてもよい。

もっとも、チャック側端子３１をなす先端部材３６が金属撚り線３２に対して分離不能に接合されている場合には、先端部材３６は絶縁部材５１の内周面にネジ込みや接着によって固定されていなくともよい。このような静電チャックの一例について、図６に基づいて説明する。ただし、この静電チャック２０１は、チャック側端子２３１をなす先端部材３６の絶縁部材２５１の内周面に対する固定を締り嵌めによっている点のみが上記した実施の形態のものと相違するのみで、その他の点は基本的に共通するためその相違点のみ説明し、共通する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

本例では、ベース部材２１に設けられた貫通孔２６が横断面円形でストレートの孔とされており、この貫通孔２６内に対して、円筒状をなす絶縁部材２５１が挿入されている。絶縁部材２５１は、その外周面を貫通孔２６の内周面に接着剤で接着することで固定されている。一方、先端部材３６は、前記形態のものと同様の形状をなしているが、そのソケット端子３７の外周面３７ｂにはネジは形成されておらず、しかも、ソケット端子３７の外径は絶縁部材２５１の内径より僅かに大きく設定されており、ソケット端子３７が絶縁部材２５１内において締り嵌め状態に保持されている。一方、先端部材３６のソケット端子３７の空孔３９内には金属撚り線３２の先端３５寄り部位である接合部３２ｂが嵌合させられて接合されている。

本例の静電チャック２０１は、例えば、部品としての金属撚り線３２の先端３５に予めソケット端子３７を介して先端部材３６を接合しておき、その状態のものを静電チャック１ａの裏面４側の電極端子７にロウ付けし、この状態の静電チャック１ａを、ベース部材２１の表面（上面）２３に接着剤層を介して接着し、次いで、絶縁部材２５１をベース部材２１の貫通孔２６内に圧入することで、締り嵌め状態に組立てられる。ただし、金属撚り線３２と先端部材３６との接合には、例えば、導電性接着剤をソケット端子３７の空孔３９内に充填しておいて、金属撚り線３２の先端３５を嵌合して接合するか、或いは半田又はロウ付けによって接合する手段をとることができる。さらには、このような接合を用いることなく、その嵌合後において、ソケット端子３７を外周面から圧着し（カシメ）て金属撚り線３２の先端３５を固定してもよい。また、先端部材３６と金属撚り線３２の接合に導電性接着剤を用いるような場合には、図１の実施の形態において説明したのと同様の組立て順で、組立てることもできる。

上記した各静電チャック１、２０１においては、いずれも先端部材３６を貫通孔２６内において絶縁部材５１，２５１を介して固定したが、本発明では、電線の強度ないし可撓性次第では、このような固定をすることを要しない。すなわち、図６において、例えば、ソケット端子３７の外径が絶縁部材２５１の内径より僅かに小さくされており、ソケット端子３７が絶縁部材２５１内において遊嵌（隙間嵌）状態にあるとしても、先端部材３６と相手側端子との接合において支障がなければよいためである。そして、このように先端部材３６が貫通孔２６内において絶縁部材５１，２５１に固定されていない場合には、先端部材３６は、その隙間がある分、容易に傾斜し或いは横方向に変位ないし偏心することができるため、相手側端子との両端子間の位置ずれが大きな場合であっても接合が可能となる。そして、このような場合においても、金属撚り線３２の基端３４とチャックの裏面の端子７とを接合するロウ付け部には大きなせん断力及び曲げモーメントはかからない。

上記形態ではいずれも、電線（金属撚り線）の先端を、先端部材の基端のソケット端子内に嵌合した接合構造のものとして具体化したが、本発明ではチャック側端子を、可撓性のある電線と、その先端に接合された先端部材とで形成してなるものであればよく、その接合構造自体は、そのようなソケット端子による嵌合構造に限定されるものではない。具体的には、図示はしないが、先端部材の基端を、横断面がＵ字形状のワイヤバレル（電線圧着部）形状としておき、このワイヤバレルに電線の先端（先端寄り部位）を嵌めて、そのワイヤバレルを圧着によりカシメを行うことで接合してもよい。

さらに上記形態では、チャック側端子をなす先端部材の先端をオス端子形状のものとして具体化したが、本発明においてはこれに限定されるものではない。静電チャック装置が取り付けられる処理装置側の相手側端子に対応する端子形状（構造）とすればよいことはいうまでもない。

また上記形態では、チャック側端子が金属製ベース部材に形成された貫通孔の内周面に固定された環状又は筒状をなす絶縁部材の内側に配置されてなるものにおいて具体化したが、チャック側端子はその貫通孔内に絶縁を保持して配置されていればよく、したがって、上記したような別部品からなる絶縁部材を用いることなく、貫通孔の内周面に塗布等により絶縁層を形成することも可能である。そして、電線は可撓性のあるものであればよく、また、絶縁被膜付きのものであってもよい。

本発明の静電チャック装置の中央縦破断面図及びその要部拡大図。 図１の静電チャック装置の分解図（断面図）と、その一部部品の拡大断面図。 図１の静電チャック装置の製造途中を説明する図であって、電線をセラミック基板にロウ付けしたものに、ベース部材を接着した段階の断面図、その要部拡大図。 図３において、絶縁部材をベース部材の貫通孔に固定した段階の断面図、その要部拡大図。 図４において、チャック側端子をなす電線に先端部材を接合する状態を説明する部分拡大断面図。 本発明の静電チャック装置の別形態を説明する中央縦破断面図及びその要部拡大図。 処理装置側の相手側端子をソケット端子とし、静電チャック装置のチャック側端子を貫通孔内において突出状のものとした説明図。

符号の説明

１、２０１ 静電チャック装置
１ａ 静電チャック
２ セラミック基板
４ 静電チャックの裏面
５ 静電電極
１５ ヒーター
２１ 金属製ベース部材
２６ ベース部材の貫通孔
３１、２３１ チャック側端子
３２ 電線（金属撚り線）
３４ 金属撚り線の基端
３５ 金属撚り線（電線）の先端
３６ 先端部材
３６ｂ 先端部材の基端
３７ ソケット端子
３７ｂ ソケット端子の外周面
３８ 先端部材のソケット端子の外周面のオスねじ
５１、２５１ 絶縁部材
５６ 絶縁部材の内周面のメスねじ

Claims (10)

1. セラミック基板に静電電極が形成されてなる静電チャックと、この静電チャックの裏面に接合された金属製ベース部材とを含んでなる静電チャック装置であって、前記静電チャックの裏面から突出状に形成された金属製のチャック側端子が、前記金属製ベース部材に形成された貫通孔内に絶縁を保持して配置されてなるものにおいて、
   前記チャック側端子を、前記静電チャックの裏面に基端が接合された可撓性のある電線と、その電線の先端に接合された先端部材とで形成してなることを特徴とする静電チャック装置。
2. セラミック基板に静電電極が形成されてなる静電チャックと、この静電チャックの裏面に接合された金属製ベース部材とを含んでなる静電チャック装置であって、前記静電チャックの裏面から突出状に形成された金属製のチャック側端子が、前記金属製ベース部材に形成された貫通孔の内周面に固定された環状又は筒状をなす絶縁部材の内側に配置されてなるものにおいて、
   前記チャック側端子を、前記静電チャックの裏面に基端が接合された可撓性のある電線と、その電線の先端に接合された先端部材とで形成してなることを特徴とする静電チャック装置。
3. 前記絶縁部材が、前記貫通孔の内周面に接着により固定されていることを特徴とする請求項２に記載の静電チャック装置。
4. 前記先端部材はその基端にソケット端子を備えており、そのソケット端子内に前記電線の先端が嵌合されて接合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
5. 前記先端部材はその基端にソケット端子を備えており、そのソケット端子内に前記電線の先端が嵌合されて接合されており、
   前記絶縁部材はその内周面にメスねじを備える一方、前記先端部材のソケット端子又はソケット端子寄り部位の外周面にはこのメスねじに螺合するオスねじを備えており、これらのねじにより前記絶縁部材に前記先端部材をねじ込むことで、該先端部材を固定すると共に前記ソケット端子内に前記電線の先端を嵌合して接合してなることを特徴とする請求項２又は３に記載の静電チャック装置。
6. 前記先端部材はその基端にソケット端子を備えており、そのソケット端子内に前記電線の先端が嵌合されて接合されており、
   そのソケット端子又はソケット端子寄り部位の外周面を介して、前記絶縁部材の内周面に接着により固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の静電チャック装置。
7. 前記先端部材の先端をオス端子形状としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
8. 前記電線が複数の素線を束にしてなるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
9. 前記電線が軟銅撚り線からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
10. 前記静電チャックはその内部に抵抗発熱体からなるヒーターが設けられており、前記チャック側端子が、そのヒーターへの給電用のものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の静電チャック装置。

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