JP2013191626A

JP2013191626A - 半導体製造装置及びその製法

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Publication number: JP2013191626A
Application number: JP2012054853A
Authority: JP
Inventors: Kengo Torii; 謙悟鳥居; Hiroshi Takebayashi; 央史竹林
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-12
Also published as: JP5795974B2

Abstract

【課題】半導体製造装置側端子に力が加わったとしてもその力の影響がセラミック基板に及ばないようにする。
【解決手段】半導体製造装置１０は、裏面に電極端子２６を有する静電チャック２０と、この静電チャック２０の裏面に固着されたベース部材３０とを備えている。ベース部材３０は、電極端子２６と対向する位置に貫通孔３２を有している。この貫通孔３２には、絶縁スリーブ３４が固着されている。絶縁スリーブ３４には、別装置の端子と着脱可能に接続されるチャック側端子４０が固定されている。このチャック側端子４０は、電極端子２６に可撓性のケーブル３６を介して接続されている。絶縁スリーブ３４は、貫通孔３２の段差３２ｃに掛止するフランジ３４ａを有し、該フランジ３４ａが段差３２ｃに掛止した状態では先端３４ｂが静電チャック２０から離間するように設計されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体製造装置及びその製法に関する。

半導体製造装置は、エッチング装置、イオン注入装置、電子ビーム露光装置などにおいて、ウエハを固定したりウエハを加熱・冷却したりするのに用いられる。こうした半導体製造装置としては、ウエハ載置面を有し静電電極を内蔵したセラミック製の静電チャックと、この静電チャックのウエハ載置面とは反対側の面に接着された金属製のベース部材とを備えたものが知られている。

特許文献１には、こうした半導体製造装置が開示されている。図９に示すように、静電チャック３２０とベース部材３３０とを備えた半導体製造装置３１０は、チャック側端子３４０を、ウエハの処理目的に応じた処理装置３８０の端子３８２に接続して使用される。静電チャック３２０に内蔵された静電電極３２２及びヒーター電極３２４のそれぞれに、電極端子３２６が可撓性のケーブル３３６を介してチャック側端子３４０に接続されている。こうしたチャック側端子３４０の部分拡大図を図１０に示す。ベース部材３３０のうちこの電極端子３２６と対向する位置には、貫通孔３３２が設けられ、この貫通孔３３２の内周面には、絶縁スリーブ３３４が接着されている。そして、チャック側端子３４０の外周面に設けられた雄ネジ３４０ａを絶縁スリーブ３３４の内周面に設けられた雌ネジ３３４ａにネジ込む。こうすることにより、チャック側端子３４０は、電極端子３２６に接続された可撓性のケーブル３３６と一体化されると共に、絶縁スリーブ３３４とも一体化される。

特開２００８−９８５１３号公報

しかしながら、上述の半導体製造装置３１０では、絶縁スリーブ３３４のうち静電チャック側の端部３３４ｂは静電チャック３２０に接するように組み付けられているため、以下のような問題がある。すなわち、ベース部材３３０を図示しない支持台に固定した状態でチャック側端子３４０を処理装置３８０の端子３８２に接続する場合、チャック側端子３４０は静電チャック側に押し込まれる方向の力を受ける。このとき、絶縁スリーブ３３４は、チャック側端子３４０と一体化されているため、同じく静電チャック側に押し込まれる方向の力を受ける。すると、絶縁スリーブ３３４のうち静電チャック側の端部３３４ｂは、静電チャック３２０を押圧することがあり、その結果、静電チャック３２０とベース部材３３０との間に隙間が生じることがある。こうした隙間が生じると、静電チャック３２０の熱をベース部材３３０へ逃がすのに支障が生じる等の不具合が発生するため、好ましくない。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、半導体製造装置において、半導体製造装置側端子に力が加わったとしてもその力の影響がセラミック基板に及ばないようにすることを主目的とする。

本発明の半導体製造装置及びその製法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の半導体製造装置は、
ウエハ載置面を有し電極を内蔵したセラミック基板と、
前記ウエハ載置面とは反対側の面に固着された金属製のベース部材と、
前記セラミック基板のうち前記ウエハ載置面とは反対側の面に設けられ、前記電極と接続された電極端子と、
前記ベース部材のうち前記電極端子と対向する位置に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔の内周面に固着された絶縁スリーブと、
前記電極端子に可撓性のケーブルを介して接続されると共に前記絶縁スリーブに固定され、別装置の端子と着脱可能に接続される半導体製造装置側端子と、
を備えた半導体製造装置であって、
前記ベース部材は、前記絶縁スリーブに設けられたフランジと掛止して該絶縁スリーブが前記貫通孔の奥に向かって進入するのを阻止する掛止部を有し、
前記絶縁スリーブは、前記フランジが前記掛止部に掛止した状態では先端が前記セラミック基板から離間するように設計されているものである。

この半導体製造装置では、別途用意した支持台にベース部材を支持した状態で半導体製造装置側端子を半導体製造装置とは別の装置の端子に接続する場合、半導体製造装置側端子はセラミック基板側に近づく方向の力を受ける。このとき、絶縁スリーブは、半導体製造装置側端子と一体化されているため、同じくセラミック基板側に近づく方向の力を受ける。しかし、絶縁スリーブは、フランジが掛止部に掛止した状態では先端（セラミック基板に近い側の端部）がセラミック基板から離間するように設計されている。このため、絶縁スリーブの先端が、セラミック基板をベース部材から離れる方向に押すことがない。その結果、セラミック基板とベース部材との間に隙間が生じるおそれがない。

本発明の半導体製造装置において、前記絶縁スリーブの先端と前記セラミック基板との隙間には絶縁樹脂が充填されていてもよい。こうすれば、前記スリーブとセラミック基板との隙間から絶縁が破壊されるのを防止することができる。

本発明の半導体製造装置において、前記半導体製造装置側端子は、外周面に雄ネジを有し、該雄ネジは、前記絶縁スリーブの内周面に直接設けられた雌ネジ又は前記絶縁スリーブに固着されたリング部材の内周面に設けられた雌ネジにねじ込まれて固定されていてもよい。

本発明の半導体製造装置の製法は、
（ａ）ウエハ載置面とは反対側の面に内蔵電極と接続された電極端子を有すると共に、該電極端子に可撓性のケーブルを介して接続され外周面に雄ネジが設けられた半導体製造装置側端子を有するセラミック基板と、前記電極端子と対向する位置に掛止部付きの貫通孔を有するベース部材とを用意し、前記貫通孔に前記半導体製造装置側端子を挿入して前記セラミック基板と前記ベース部材とを接着剤で貼り付ける工程と、
（ｂ）周縁にフランジを有し、先端から前記フランジまでの長さが前記ベース部材のうち前記セラミック基板と接着された面から前記掛止部までの長さより短く設計され、内周面に雌ネジを有する絶縁スリーブを用意し、前記絶縁スリーブの外周面に接着剤を塗布した状態で、前記絶縁スリーブを回転させながら前記フランジが前記掛止部に掛止するまで先端から前記貫通孔に挿入することにより、前記絶縁スリーブの雌ネジに前記半導体製造装置側端子の雄ネジをねじ込んで固定する工程と、
を含むもの、あるいは、
（ａ）ウエハ載置面とは反対側の面に内蔵電極と接続された電極端子を有すると共に、該電極端子に可撓性のケーブルを介して接続され外周面に雄ネジが設けられた半導体製造装置側端子を有するセラミック基板と、前記電極端子と対向する位置に掛止部付きの貫通孔を有するベース部材とを用意し、前記貫通孔に前記半導体製造装置側端子を挿入して前記セラミック基板と前記ベース部材とを接着剤で貼り付ける工程と、
（ｂ）周縁にフランジを有し、先端から前記フランジまでの長さが前記ベース部材のうち前記セラミック基板と接着された面から前記掛止部までの長さより短く設計された絶縁スリーブを用意し、前記絶縁スリーブの外周面に接着剤を塗布した状態で、前記絶縁スリーブを前記フランジが前記掛止部に掛止するまで先端から前記貫通孔に挿入する工程と、
（ｃ）内周面に雌ネジが設けられ外径が前記絶縁スリーブの基端（先端と反対側の端部）側の内径と一致するリング部材を用意し、該リング部材の外周面に接着剤を塗布した状態で前記リング部材を回転させながら前記絶縁スリーブ内に挿入することにより、前記リング部材の雌ネジに前記半導体製造装置側端子の雄ネジをねじ込んで固定すると共に前記リング部材と前記絶縁スリーブとを接着する工程と、
を含むものである。

こうすれば、予め電極端子に可撓性のケーブルを介して接続された半導体製造装置側端子を有するセラミック基板を用意し、そのセラミック基板を用いて半導体製造装置を組み立てることができるため、比較的簡易に半導体製造装置を組み立てることができる。これに比べて、最終工程で半導体製造装置側端子を可撓性のケーブルに接続する場合には、十分なスペースとはいえない絶縁スリーブ内で撓んだケーブルと半導体製造装置側端子とを接続することになるため（例えば図１０参照）、その接続作業は容易ではなく、作業性に問題がある。

第１実施形態の半導体製造装置１０の概略を示す破断面図である。半導体製造装置１０のチャック側端子付近の部分拡大図である。半導体製造装置１０の組立工程図である。半導体製造装置１０の組立工程図である。第２実施形態の半導体製造装置１１０のチャック側端子付近の部分拡大図である。半導体製造装置１１０の組立工程図である。半導体製造装置１１０の組立工程図である。半導体製造装置１１０の組立工程図である。半導体製造装置３１０の概略を示す破断面図である。半導体製造装置３１０のチャック側端子付近の部分拡大図である。

［第１実施形態］
図１は第１実施形態の半導体製造装置１０の概略を示す破断面図、図２は半導体製造装置１０のチャック側端子付近の部分拡大図である。

半導体製造装置１０は、図１に示すように、表面がウエハ載置面Ｓであり静電電極２２及びヒーター電極２４を内蔵した静電チャック２０と、この静電チャック２０のうちウエハ載置面Ｓとは反対側の面（裏面）に接着剤により固着された金属製のベース部材３０と、静電チャック２０及びヒーター電極２４のそれぞれに接続されたチャック側端子４０とを備えたものである。なお、静電チャック２０が本発明におけるセラミック基板に相当し、チャック側端子４０が本発明における半導体製造装置側端子に相当する。

静電チャック２０は、セラミック焼結体（例えばアルミナセラミック焼結体）からなる円盤状部材であり、その内部に、ウエハ載置面Ｓに載置されたウエハを静電力によって吸着する静電電極２２と、電圧が印加されると発熱するヒーター電極２４とが埋設されている。この静電チャック２０の裏面には、複数の電極端子２６が設けられている。電極端子２６には、静電電極２２に接続されているものとヒーター電極２４に接続されているものがある。

ベース部材３０は、金属製（例えばアルミニウム合金製）の円盤状部材であり、各電極端子２６に対向する位置に貫通孔３２を有している。このベース部材３０は、静電チャック２０を冷却する役割を果たすものであり、内部に冷却水通路（図示せず）が形成されている。

チャック側端子４０は、雌型コネクタであり、ベース部材３０の各貫通孔３２の内部に設けられている。図２に示すように、チャック側端子４０は、電極端子２６と可撓性のケーブル３６を介して接続されている。このケーブル３６は、屈曲された状態でチャック側端子４０と電極端子２６との間のスペースに収納されている。貫通孔３２は、静電チャック２０に近い側が小径部３２ａ、静電チャック２０から遠い側が大径部３２ｂとなっており、小径部３２ａと大径部３２ｂとの間に段差３２ｃを有している。貫通孔３２には絶縁スリーブ３４が挿入され、貫通孔３２の内周面と絶縁スリーブ３４の外周面とは接着剤で固着されている。なお、貫通孔３２の内部に設けられた段差３２ｃが本発明の掛止部に相当する。

絶縁スリーブ３４は、貫通孔３２の段差３２ｃと掛止するフランジ３４ａを有している。この絶縁スリーブ３４の先端３４ｂからフランジ３４ａまでの長さＬは、貫通孔３２の小径部３２ａの深さＤ（ベース部材３０のうち静電チャック２０と接着された面から段差３２ｃまでの長さ）より短くなるように設計されている。このため、絶縁スリーブ３４のフランジ３４ａが貫通孔３２の段差３２ｃに掛止した状態では、絶縁スリーブ３４の先端３４ｂ（静電チャック２０に近い側の端部）は静電チャック２０から離間している。こうした絶縁スリーブ３４は、電気絶縁性を有する材料、例えばセラミック材料や樹脂材料などで形成されている。絶縁スリーブ３４の内部には、チャック側端子４０がネジ止めされている。具体的には、チャック側端子４０の外周中央に設けられた雄ネジ４０ａが絶縁スリーブ３４の内周に設けられた雌ネジ３４ｃにねじ込まれて固定されている。絶縁スリーブ３４の先端３４ｂと静電チャック２０との隙間には、絶縁樹脂３８が充填されている。この絶縁樹脂３８は、絶縁スリーブ３４の内部にも入り込んでいる。

この半導体製造装置１０は、ウエハの処理目的に応じた処理装置８０（図１参照、別装置に相当）に接続して使用する。処理装置８０には、半導体製造装置１０の各チャック側端子４０（雌型コネクタ）に対向する位置に処理装置側端子８２（雄型コネクタ）が設けられている。半導体製造装置１０を処理装置８０に接続する際、ベース部材３０を図示しない支持台に固定した状態で、互いに向かい合う端子同士を接続する。このとき、チャック側端子４０には静電チャック２０に近づく方向の力が加えられる。絶縁スリーブ３４は、チャック側端子４０と一体化されているため、同じく静電チャック２０に近づく方向の力を受ける。しかし、絶縁スリーブ３４は、貫通孔３２の段差３２ｃに掛止するフランジ３４ａを有し、このフランジ３４ａが段差３２ｃに掛止した状態では先端３４ｂが静電チャック２０から離間するように設計されている。このため、絶縁スリーブ３４の先端３４ｂが、静電チャック２０をベース部材３０から離れる方向に押すことがない。また、絶縁樹脂３８は、絶縁スリーブ３４の先端３４ｂによって静電チャック側に押圧されたとしても、自らが変形してその圧力を吸収するため、静電チャック２０に力を及ぼすことはほとんどない。更に、ケーブル３６は、チャック側端子４０によって静電チャック側に押圧されたとしても、自らが撓んでその圧力を吸収するため、静電チャック２０に力を及ぼすことはほとんどない。その結果、チャック側端子４０と処理装置側端子８２との抜き差しを繰り返したとしても、それが原因で静電チャック２０とベース部材３０との間に隙間が生じるおそれがない。

次に、半導体製造装置１０の製法について説明する。図３及び図４は、半導体製造装置１０の組立工程図である。

まず、図３に示す静電チャック２０を用意する。この静電チャック２０の電極端子２６には、可撓性のケーブル３６を介してチャック側端子４０が予め接続されている。一方、段差３２ｃの付いた貫通孔３２が設けられたベース部材３０も用意する。そして、静電チャック２０の裏面に接着剤を塗布し、貫通孔３２のうち小径部３２ａの開口がチャック側端子４０と向かい合うようにし、貫通孔３２にチャック側端子４０を挿入すると共に、静電チャック２０とベース部材３０とを貼り付ける。

次に、絶縁スリーブ３４を用意する。そして、ベース部材３０の貫通孔３２のうち静電チャック側に柔軟性に富む絶縁樹脂３８を注入する。続いて、絶縁スリーブ３４の外周面に接着剤を塗布した状態で、絶縁スリーブ３４を回転させながら、先端３４ｂから貫通孔３２に挿入していく。このとき、チャック側端子４０は回転しないように固定しておく。具体的には、チャック側端子４０の頭部には図示しない十字溝が設けられており、この十字溝にプラスのドライバーの先端を差し込んで回転しないように固定しておく。すると、回転が阻止されているチャック側端子４０に対して絶縁スリーブ３４は回転するため、絶縁スリーブ３４の雌ネジ３４ｃにチャック側端子４０の雄ネジ４０ａがねじ込まれていく。このとき、絶縁樹脂３８やケーブル３６は、柔軟性や可撓性を有しているため、静電チャック２０に力を及ぼすことはほとんどない。そして、最終的には、貫通孔３２の段差３２ｃにフランジ３４ａが掛止すると共に、雌ネジ３４ｃに雄ネジ４０ａが完全にねじ込まれた状態となる。以上の工程により、半導体製造装置１０が完成する。

以上詳述した半導体製造装置１０によれば、チャック側端子４０と処理装置側端子８２とを接続する際にチャック側端子４０が貫通孔３２の奥へ押圧されたとしても、絶縁スリーブ３４の先端３４ｂは、静電チャック２０をベース部材３０から離れる方向に押すことがない。その結果、静電チャック２０とベース部材３０との間に隙間が生じるおそれがない。

また、絶縁スリーブ３４の先端３４ｂと静電チャック２０との隙間には柔軟性に富む絶縁樹脂３８が充填されているため、絶縁スリーブ３４と静電チャック２０との隙間から絶縁が破壊されるのを防止することができる。

更に、予め電極端子２６に可撓性のケーブル３６を介して接続されたチャック側端子４０を有する静電チャック２０を用意し、その静電チャック２０を用いて半導体製造装置１０を組み立てることができるため、比較的簡易に半導体製造装置１０を組み立てることができる。また、チャック側端子４０を絶縁スリーブ３４に取り付けるときにケーブル３６がねじれないので、電極端子２６とケーブル３６との接合部分にねじれが生じない。これに対して、例えば図１０のように、最終工程でチャック側端子３４０を可撓性のケーブル３３６に接続する場合には、十分なスペースとはいえない絶縁スリーブ３３４内で可撓性のあるケーブル３３６とチャック側端子３４０とを接続することになるため、その接続作業は容易ではなく、作業性に問題がある。

［第２実施形態］
図５は第２実施形態の半導体製造装置１１０のチャック側端子付近の部分拡大図である。半導体製造装置１１０は、チャック側端子１４０と絶縁スリーブ１３４の構造が異なる以外は、概ね半導体製造装置１０と同じ構造である。このため、半導体製造装置１０と同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略し、以下には異なる構成要素について説明する。

チャック側端子１４０は、雌型コネクタであり、ベース部材３０の各貫通孔３２の内部に設けられている。このチャック側端子１４０は、電極端子２６と可撓性のケーブル３６を介して接続されている。貫通孔３２には絶縁スリーブ１３４が挿入され、貫通孔３２の内周面と絶縁スリーブ１３４の外周面とは接着剤で固着されている。

絶縁スリーブ１３４は、貫通孔３２の段差３２ｃと掛止するフランジ１３４ａを有している。この絶縁スリーブ１３４の先端１３４ｂからフランジ１３４ａまでの長さＬは、貫通孔３２の小径部３２ａの深さＤ（ベース部材３０のうち静電チャック２０と接着された面から段差３２ｃまでの長さ）より短くなるように設計されている。このため、絶縁スリーブ１３４のフランジ１３４ａを貫通孔３２の段差３２ｃに掛止した状態では、絶縁スリーブ１３４の先端１３４ｂ（静電チャック２０に近い側の端部）は静電チャック２０から離間している。こうした絶縁スリーブ１３４は、電気絶縁性を有する材料、例えばセラミック材料や樹脂材料などで形成されている。絶縁スリーブ１３４の内部には、チャック側端子１４０が固定されている。具体的には、絶縁スリーブ１３４のフランジ１３４ａの内周には凹部１３４ｃが設けられ、凹部１３４ｃの内周面にはリング部材１５０の外周面が接着剤で固着されている。つまり、この凹部１３４ｃの内径（絶縁スリーブ１３４の基端側の内径）はリング部材１５０の外径とほぼ一致している。そして、このリング部材１５０の内周面には雌ネジ１５０ａが設けられている。チャック側端子１４０の開口の外周に設けられた雄ネジ１４０ａがリング部材１５０の雌ネジ１５０ａにねじ込まれて固定されている。

この半導体製造装置１１０の使用例は、第１実施形態の半導体製造装置１０と同様のため、ここではその説明を省略する。

次に、半導体製造装置１０の製法について説明する。図６〜図８は、半導体製造装置１１０の組立工程図である。

まず、図６に示す静電チャック２０を用意する。この静電チャック２０の電極端子２６には、可撓性のケーブル３６を介してチャック側端子１４０が予め接続されている。チャック側端子１４０の開口側の外周面には、雄ネジ１４０ａが設けられている。一方、段差３２ｃの付いた貫通孔３２が設けられたベース部材３０も用意する。そして、静電チャック２０の裏面に接着剤を塗布し、貫通孔３２のうち小径部３２ａの開口がチャック側端子１４０と向かい合うようにし、貫通孔３２にチャック側端子１４０を挿入すると共に、静電チャック２０とベース部材３０とを貼り付ける。

次に、図７に示す絶縁スリーブ１３４を用意する。そして、ベース部材３０の貫通孔３２のうち静電チャック側に柔軟性に富む絶縁樹脂３８を注入する。続いて、絶縁スリーブ１３４の外周面に接着剤を塗布した状態で、絶縁スリーブ１３４を先端１３４ｂから貫通孔３２に挿入する。この結果、絶縁スリーブ１３４は貫通孔３２に固着される。なお、絶縁樹脂３８は、柔軟性に富むため、静電チャック２０に力を及ぼすことはほとんどない。

次に、図８に示すように、内周面に雌ネジ１５０ａを有するリング部材１５０を用意する。チャック側端子１４０の頭部には図示しない十字溝が設けられており、この十字溝にプラスのドライバーの先端を差し込んで回転しないように固定しておく。この状態で、リング部材１５０を回転させながらチャック側端子１４０に挿入していく。すると、回転が阻止されているチャック側端子１４０に対してリング部材１５０は回転するため、リング部材１５０の雌ネジ１５０ａにチャック側端子１４０の雄ネジ１４０ａがねじ込まれていく。その後、リング部材１５０の外周面に接着剤を塗布し、凹部１３４ｃにリング部材１５０を嵌め込んで固着する。このとき、チャック側端子１４０が電極端子２６に接近するが、ケーブル３６は自ら撓むため静電チャック２０にはほとんど力が加わらない。以上の工程により、半導体製造装置１１０が完成する。

以上詳述した半導体製造装置１１０によれば、チャック側端子１４０と処理装置側端子８２とを接続する際にチャック側端子１４０が貫通孔３２の奥へ押圧されたとしても、絶縁スリーブ１３４の先端１３４ｂは、静電チャック２０をベース部材３０から離れる方向に押すことがない。その結果、静電チャック２０とベース部材３０との間に隙間が生じるおそれがない。

また、絶縁スリーブ１３４の先端１３４ｂと静電チャック２０との隙間には柔軟性に富む絶縁樹脂３８が充填されているため、絶縁スリーブ１３４と静電チャック２０との隙間から絶縁が破壊されるのを防止することができる。

更に、予め電極端子２６に可撓性のケーブル３６を介して接続されたチャック側端子１４０を有する静電チャック２０を用意し、その静電チャック２０を用いて半導体製造装置１１０を組み立てることができるため、比較的簡易に半導体製造装置１１０を組み立てることができる。また、リング部材１５０を使用してチャック側端子１４０を絶縁スリーブ１３４に取り付けるときにケーブル３６がねじれないので、電極端子２６とケーブル３６との接合部分にねじれが生じない。また、チャック側端子１４０を絶縁スリーブ１３４から取り外すときも、チャック側端子１４０を回転させることなくリング部材１５０を回すことにより取り外すことができるので、電極端子２６とケーブル３６との接合部分にねじれが生じない。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、チャック側端子４０，１４０を雌型コネクタとし、処理装置側端子８２を雄型コネクタとしたが、チャック側端子４０，１４０を雄型コネクタとし、処理装置側端子８２を雌型コネクタとしてもよい。

上述した実施形態では、半導体製造装置１０，１１０の製造工程において、チャック側端子４０，１４０の頭部に図示しない十字溝を設け、この十字溝にプラスのドライバーの先端を差し込んで回転しないように固定したが、チャック側端子４０，１４０を回転しないように固定する構成は、これに限定されるものではなく、どのような構成でも構わない。

上述した実施形態では、セラミック基板として、静電電極２２とヒーター電極２４とを内蔵する静電チャック２０を採用したが、静電電極を内蔵するがヒーター電極を内蔵しない静電チャックを採用してもよいし、ヒーター電極を内蔵するが静電電極を内蔵しないセラミックヒーターを採用してもよい。

上述した実施形態では、貫通孔３２の内部に段差３２ｃを設けたが、貫通孔３２を段差３２ｃのないストレート形状の孔（内径は小径部３２ｂの径）とし、貫通孔３２の開口縁に絶縁スリーブ３４のフランジ３４ａを掛止させる構造としてもよい。その場合には、貫通孔３２の開口縁が本発明の掛止部に相当することになる。尚、掛止部は、ベース部材３０の厚さ方向において処理装置側にあるのが好ましい。こうすれば、絶縁スリーブ３４，１３４が押されても、ベース部材３０がひずむため、静電チャック２０（セラミック部材）が押されることがない。

上述した実施形態では、絶縁スリーブ３４，１３４の基端側の開口周縁にフランジ３４ａ，１３４ａを設けたが、こうしたフランジ３４ａ，１３４ａを開口周縁に設ける代わりに絶縁スリーブ３４，１３４の胴回りに環状突起となるように設けてもよい。

第１実施形態の半導体製造装置１０、第２実施形態の半導体製造装置１１０及び従来の半導体製造装置３１０を作製した。各装置１０，１１０，３１０は、静電チャックを同じ大きさとし、電極端子の数も同じ数に揃えた。また、ベース部材も同じ大きさとし、ベース部材の貫通孔の数を電極端子の数と同じとした。接着剤も同じものを使用した。更に、装置１０，１１０については、処理装置８０と同じ形態の評価チャンバーを用意し、装置３１０については、処理装置３８０と同じ形態の評価チャンバーを用意した。

そして、各装置１０，１１０，３１０を対応する評価チャンバーに装着し、圧力１０Ｐａ未満の雰囲気で、セラミック温度を８０℃（ヒーター電極を用いて加熱）に設定し、処理装置側の冷媒通路（図示略）に循環させる冷媒の温度を５０℃に設定し、ＩＲカメラを用いて電極端子直上の静電チャック表面（ウエハ載置面）の温度を測定した。このときの温度を初期温度とした。続いて、各装置１０，１１０，３１０を、専用の着脱治具を用いて、対応する評価チャンバーに対して３回着脱を繰り返した後、初期温度を測定したときと同じ条件で温度を測定し、初期温度に対する３回着脱後の温度の高低を調べた。また、着脱回数を１０回に増やして、同様にして温度を測定し、初期温度に対する１０回着脱後の温度の高低を調べた。それらの結果を表１に示す。

表１から明らかなように、従来の構造である半導体製造装置３１０では、着脱を繰り返すことにより静電チャック−ベース部材間の接合が剥離し、電極端子直上のウエハ載置面の温度が上昇した。これに対して、第１及び第２実施形態の半導体製造装置１０，１１０では、着脱を繰り返しても静電チャック−ベース部材間の接合剥離はみられず、電極端子直上のウエハ載置面の温度も変化しなかった。

１０半導体製造装置、２０静電チャック、２２静電電極、２４ヒーター電極、２６電極端子、３０ベース部材、３２貫通孔、３２ａ小径部、３２ｂ大径部、３２ｃ段差、３４絶縁スリーブ、３４ａフランジ、３４ｂ先端、３４ｃ雌ネジ、３６ケーブル、３８絶縁樹脂、４０チャック側端子、４０ａ雄ネジ、８０処理装置、８２処理装置側端子、１１０半導体製造装置、１３４絶縁スリーブ、１３４ａフランジ、１３４ｂ先端、１３４ｃ凹部、１４０チャック側端子、１４０ａ雄ネジ、１５０リング部材、１５０ａ雌ネジ、３１０半導体製造装置、３２０静電チャック、３２２静電電極、３２４ヒーター電極、３２６電極端子、３３０ベース部材、３３２貫通孔、３３４絶縁スリーブ、３３４ａ雌ネジ、３３４ｂ端部、３３６ケーブル、３４０チャック側端子、３４０ａ雄ネジ、３８０処理装置、３８２端子、Ｓウエハ載置面

Claims

ウエハ載置面を有し電極を内蔵したセラミック基板と、
前記ウエハ載置面とは反対側の面に固着された金属製のベース部材と、
前記セラミック基板のうち前記ウエハ載置面とは反対側の面に設けられ、前記電極と接続された電極端子と、
前記ベース部材のうち前記電極端子と対向する位置に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔の内周面に固着された絶縁スリーブと、
前記電極端子に可撓性のケーブルを介して接続されると共に前記絶縁スリーブに固定され、別装置の端子と着脱可能に接続される半導体製造装置側端子と、
を備えた半導体製造装置であって、
前記ベース部材は、前記絶縁スリーブに設けられたフランジと掛止して該絶縁スリーブが前記貫通孔の奥に向かって進入するのを阻止する掛止部を有し、
前記絶縁スリーブは、前記フランジが前記掛止部に掛止した状態では先端が前記セラミック基板から離間するように設計されている、
半導体製造装置。
前記絶縁スリーブの先端と前記セラミック基板との隙間には絶縁樹脂が充填されている、
請求項１に記載の半導体製造装置。
前記半導体製造装置側端子は、外周面に雄ネジを有し、該雄ネジは、前記絶縁スリーブの内周面に直接設けられた雌ネジ又は前記絶縁スリーブに固着されたリング部材の内周面に設けられた雌ネジにねじ込まれて固定されている、
請求項１又は２に記載の半導体製造装置。
（ａ）ウエハ載置面とは反対側の面に内蔵電極と接続された電極端子を有すると共に、該電極端子に可撓性のケーブルを介して接続され外周面に雄ネジが設けられた半導体製造装置側端子を有するセラミック基板と、前記電極端子と対向する位置に掛止部付きの貫通孔を有するベース部材とを用意し、前記貫通孔に前記半導体製造装置側端子を挿入して前記セラミック基板と前記ベース部材とを接着剤で貼り付ける工程と、
（ｂ）周縁にフランジを有し、先端から前記フランジまでの長さが前記ベース部材のうち前記セラミック基板と接着された面から前記掛止部までの長さより短く設計され、内周面に雌ネジを有する絶縁スリーブを用意し、前記絶縁スリーブの外周面に接着剤を塗布した状態で、前記絶縁スリーブを回転させながら前記フランジが前記掛止部に掛止するまで先端から前記貫通孔に挿入することにより、前記絶縁スリーブの雌ネジに前記半導体製造装置側端子の雄ネジをねじ込んで固定する工程と、
を含む半導体製造装置の製法。
（ａ）ウエハ載置面とは反対側の面に内蔵電極と接続された電極端子を有すると共に、該電極端子に可撓性のケーブルを介して接続され外周面に雄ネジが設けられた半導体製造装置側端子を有するセラミック基板と、前記電極端子と対向する位置に掛止部付きの貫通孔を有するベース部材とを用意し、前記貫通孔に前記半導体製造装置側端子を挿入して前記セラミック基板と前記ベース部材とを接着剤で貼り付ける工程と、
（ｂ）周縁にフランジを有し、先端から前記フランジまでの長さが前記ベース部材のうち前記セラミック基板と接着された面から前記掛止部までの長さより短く設計された絶縁スリーブを用意し、前記絶縁スリーブの外周面に接着剤を塗布した状態で、前記絶縁スリーブを前記フランジが前記掛止部に掛止するまで先端から前記貫通孔に挿入する工程と、
（ｃ）内周面に雌ネジが設けられ外径が前記絶縁スリーブの基端側の内径と一致するリング部材を用意し、該リング部材の外周面に接着剤を塗布した状態で前記リング部材を回転させながら前記絶縁スリーブ内に挿入することにより、前記リング部材の雌ネジに前記半導体製造装置側端子の雄ネジをねじ込んで固定すると共に前記リング部材と前記絶縁スリーブとを接着する工程と、
を含む半導体製造装置の製法。