JP2013243267A - 静電チャック、静電チャックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
異常放電の発生を抑制した静電チャック、静電チャックを提供することを課題とする。
【解決手段】
静電チャックは、高周波電源に接続され、ガス流路が形成される金属製の台座部と、前記台座部側に配設される一方の面側から形成され、前記ガス流路に連通する第１穴部と、前記第１穴部よりも小さい開口を有し、前記第１穴部から他方の面側まで形成される第２穴部とを備える絶縁基板と、絶縁性材料で形成され、一端が前記一方の面側から前記第１穴部に挿入されるとともに、他端が前記ガス流路内に配設され、前記ガス流路から供給されるガスを前記第２穴部に通流させる絶縁通流部とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、静電チャック、静電チャックの製造方法に関する。

従来より、絶縁基板、静電電極、及びベースプレートを有する静電チャックがある。絶縁基板、静電電極、及びベースプレートには、これらを厚さ方向に貫通するガス流路が形成されている（例えば、特許文献１の図２参照）。

特開２０１０−１５３４９０号公報

ところで、従来の静電チャックでは、例えば、絶縁基板の上にウェハを載置した状態で、金属製のベースプレートに高周波の電力を供給してウェハの表面上にプラズマを発生させた場合に、ガス流路内で異常放電が生じる場合がある。高周波の電力は、例えば、ドライエッチングのためのプラズマを発生させるためにベースプレートに供給される。

上述のような異常放電は、ガス流路内において、ベースプレートの内壁面が露出しているために生じる。

そこで、異常放電の発生を抑制した静電チャック、静電チャックを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の静電チャックは、高周波電源に接続され、ガス流路が形成される金属製の台座部と、前記台座部側に配設される一方の面側から形成され、前記ガス流路に連通する第１穴部と、前記第１穴部よりも小さい開口を有し、前記第１穴部から他方の面側まで形成される第２穴部とを備える絶縁基板と、絶縁性材料で形成され、一端が前記一方の面側から前記第１穴部に挿入されるとともに、他端が前記ガス流路内に配設され、前記ガス流路から供給されるガスを前記第２穴部に通流させる絶縁通流部とを含む。

本発明の他の実施の形態の静電チャックは、高周波電源に接続され、ガス流路が形成される金属製の台座部と、前記台座部に搭載され、前記台座部のガス流路に連通するガス流路が形成されるヒータプレートと、前記ヒータプレート側に配設される一方の面側から形成され、前記ヒータプレートのガス流路に連通する第１穴部と、前記第１穴部よりも小さい開口を有し、前記第１穴部から他方の面側まで形成される第２穴部とを備える絶縁基板と、絶縁性材料で形成され、一端が前記一方の面側から前記第１穴部に挿入されるとともに、他端が前記台座部又は前記ヒータプレートのガス流路内に配設され、前記ガス流路から供給されるガスを前記第２穴部に通流させる絶縁通流部とを含む。

異常放電の発生を抑制した静電チャック、静電チャックの製造方法を提供することができる。

比較例１の静電チャックの断面構造を示す図である。 比較例２の静電チャック１０Ｂの断面構造を示す図である。 実施の形態１の静電チャック１００の断面構造を示す図である。 実施の形態１の静電チャック１００の穴部１１５Ａ２の平面視での構成を示す図である。 実施の形態１の静電チャック１００の製造方法を示す図である。 実施の形態２の静電チャック２００の断面構造を示す図である。 実施の形態２の静電チャック２００の製造方法を示す図である。 実施の形態３の静電チャック３００の断面構造を示す図である。 実施の形態３の静電チャック３００の製造方法を示す図である。

以下、本発明の静電チャック、静電チャックを適用した実施の形態１乃至３について説明するにあたり、まず、図１及び図２を用いて比較例１、２の接続構造体及び電子装置について説明する。

＜比較例１＞
図１は、比較例１の静電チャックの断面構造を示す図である。

比較例１の静電チャック１０Ａは、ベースプレート１１、シリコーン樹脂層１２、ヒータプレート１３、シリコーン樹脂層１４、セラミック基板１５、及び電極１６を含む。

ベースプレート１１は、静電チャック１０Ａの基台になる部分であり、例えば、アルミニウム（Ａｌ）製の板状の部材である。ベースプレート１１には、ガス流路１７が形成されている。ベースプレート１１は、ヒータプレート１３とともにサセプタを構築する。

シリコーン樹脂層１２は、ベースプレート１１とヒータプレート１３を接着するために配設される。シリコーン樹脂層１２は、ベースプレート１１の上面にシリコーン樹脂を塗布することによって形成される。シリコーン樹脂の塗布は、例えば、スクリーン印刷法によって行えばよい。

ヒータプレート１３は、ヒータ１３Ａとアルミプレート１３Ｂを有する。ヒータ１３Ａは、樹脂フィルムで被覆された電熱線であり、アルミプレート１３Ｂの一方の面に貼り付けられている。

アルミプレート１３Ｂは、ヒータ１３Ａを固定するための金属板である。アルミプレート１３Ｂには、ヒータ１３Ａの配設されていない位置に、ベースプレート１１から連続的に直線状のガス流路１７が形成されている。

ヒータプレート１３は、セラミック基板１５の上面に載置されるウェハの温度管理を行うために配設される。ヒータプレート１３は、ベースプレート１１とともにサセプタを構築する。

シリコーン樹脂層１４は、ヒータプレート１３とセラミック基板１５を接着するために配設される。シリコーン樹脂層１４はヒータプレート１３の上面にシリコーン樹脂を塗布することによって形成される。シリコーン樹脂の塗布は、例えば、スクリーン印刷法によって行えばよい。

セラミック基板１５は、内部に電極１６が形成されており、図示しないウェハを上面に載置する基板である。セラミック基板１５には、電極１６が形成されていない位置に、ガス流路１７に連通するガス孔１５Ａが形成されている。

電極１６は、セラミック基板１５に内蔵されている高融点電極である。電極１６は、外部電源から電圧が印加されると、セラミック基板１５の上面に載置されるウェハを吸着する静電力（クーロン力、又は、ジョンセン・ラベック力）を発生する。

ガス流路１７は、ベースプレート１１及びヒータプレート１３を直線状に貫通しており、セラミック基板１５のガス孔１５Ａに接続されている。ガス流路１７には、図示しないガス供給装置から冷却用のガスが供給され、ガスはセラミック基板１５のガス孔１５Ａから噴射される。冷却用のガスとしては、例えば、ヘリウム等の不活性ガスが用いられる。

例えば、半導体のドライエッチングプロセスに静電チャック１０Ａを使用する場合には、セラミック基板１５の上面に載置されるウェハはプラズマによって容易に加熱され、ウェハの温度が上昇してエッチングマスクのフォトレジストが熱損傷を受けたり、エッチング形状が悪化したりする虞がある。このような不具合を抑制するために、エッチング中はウェハを所定の温度に冷却する必要がある。

静電チャック１０Ａは、ウェハの温度を管理するために、ウェハとセラミック基板１５の間にヘリウム等の不活性ガスを流してウェハを冷却したり、サセプタに冷却水路やヒータ１３Ａを設けることで、ウェハの温度を均一に制御している。

ところで、静電チャック１０Ａは、セラミック基板１５の上面にウェハが載置された状態で、ガス流路１７及びガス孔１５Ａを介して冷却用のガスをウェハに供給するとともに、ベースプレート１１に高周波の電力を供給する。

このような場合に、比較例１の静電チャック１０Ａでは、ガス流路１７に、ヒータプレート１３のアルミプレート１３Ｂとベースプレート１１の内壁面が露出しているため、異常放電（例えば、アーク放電）が生じる場合がある。

異常放電が発生すると、静電チャック１０Ａのセラミック基板１５の表面に穴が開いたり、表面が焦げたりして、静電チャック１０Ａが損傷を受ける場合がある。

また、半導体製造工程中のウェハに損傷を与えてしまい、半導体素子の歩留まりが低下するという問題がある。

次に、図２を用いて、比較例２の静電チャック１０Ｂについて説明する。

図２は、比較例２の静電チャック１０Ｂの断面構造を示す図である。

比較例２の静電チャック１０Ｂは、比較例１の静電チャック１０Ａに絶縁部１８を追加したものである。比較例２の静電チャック１０Ｂは、絶縁部１８を追加したこと以外は、比較例１の静電チャック１０Ａと同様である。

絶縁部１８は、ヒータプレート１３のガス流路１７の内部に配設された管状の絶縁部材である。絶縁部１８の上端は、ガス流路１７の内部において、ヒータプレート１３の上面と同じ高さの位置にあり、下端は、ヒータプレート１３の下面と同じ高さの位置、又は、シリコーン樹脂層１２の厚さの途中（シリコーン樹脂層１２の上面と下面の間）の高さの位置にある。

絶縁部１８は、ガス流路１７の内部において、ヒータプレート１３のアルミプレート１３Ｂの内壁で異常放電が生じるのを抑制するために設けられている。

しかしながら、このような絶縁部１８を設けても、例えば、ヒータプレート１３の上側のシリコーン樹脂層１４にボイドがあると、ボイドの部分でシリコーン樹脂層１４による絶縁が不十分になる。その結果、アルミプレート１３Ｂの内壁に高周波電圧がかかることにより、異常放電が生じる場合がある。

同様に、ヒータプレート１３の下側のシリコーン樹脂層１２にボイドがあると、ボイドの部分でシリコーン樹脂層１２による絶縁が不十分になり、アルミプレート１３Ｂの内壁に高周波電圧がかかることにより、異常放電が生じる場合がある。

また、絶縁部１８は、ガス流路１７のうち、ヒータプレート１３の内壁を被覆するが、ベースプレート１１の内壁は被覆しないため、高周波電圧の電圧レベルが高い場合には、ベースプレート１１の内壁において異常放電が生じる場合がある。

以上のように、比較例１、２の静電チャック１０Ａ、１０Ｂでは、ガス流路１７の内部で異常放電が生じる場合がある。

従って、以下で説明する実施の形態１乃至３では、上述のような課題を解決した静電チャック、及び、静電チャックの製造方法を提供することを目的とする。

＜実施の形態１＞
図３は、実施の形態１の静電チャック１００の断面構造を示す図である。

実施の形態１の静電チャック１００は、ベースプレート１１、シリコーン樹脂層１２、ヒータプレート１３、シリコーン樹脂層１４、セラミック基板１１５、電極１６、及び絶縁スリーブ１２０を含む。ベースプレート１１及びヒータプレート１３には、ガス流路１７が形成されている。

静電チャック１００の構成要素のうち、ベースプレート１１、シリコーン樹脂層１２、ヒータプレート１３、シリコーン樹脂層１４、及び電極１６は、比較例１、２の静電チャック１０Ａ、１０Ｂにおける同一符号の構成要素とそれぞれ同様である。なお、ベースプレート１１は台座部の一例である。

セラミック基板１１５は、内部に電極１６が形成されており、図示しないウェハを上面に載置する基板である。セラミック基板１１５は、絶縁基板の一例である。

セラミック基板１１５には、穴部１１５Ａ１と穴部１１５Ａ２が形成されている。穴部１１５Ａ１及び１１５Ａ２は貫通孔としてのガス孔１１５Ａを構築する。

穴部１１５Ａ１は、ヒータプレート１３側に配設される一方の面（下面）側から形成され、ヒータプレート１３のガス流路１７に連通する第１穴部の一例である。穴部１１５Ａ１は、穴部１１５Ａ２よりも大きい開口（径）を有する。穴部１１５Ａ１には、絶縁スリーブ１２０の上端１２０Ａが挿入される。穴部１１５Ａ１は、スリーブ１２０の上端を収納するための座くり穴である。

穴部１１５Ａ２は、穴部１１５Ａ１よりも小さい開口（開口径）を有し、穴部１１５Ａ１から他方の面（上面）側まで形成される第２穴部の一例である。

ここで、穴部１１５Ａ１、１１５Ａ２の開口形状は円形であるが、円形には限られず、楕円形、又は、三角形あるいは四角形等の多角形であってもよい。

絶縁スリーブ１２０は、管状の絶縁部材であり、上端１２０Ａ、本体部１２０Ｂ、及び下端１２０Ｃを有する。絶縁スリーブ１２０は、絶縁通流部の一例である。絶縁スリーブ１２０は、上端１２０Ａから下端１２０Ｃまで貫通する貫通孔１２０Ｄを有する。貫通孔１２０Ｄは、上端１２０Ａが穴部１１５Ａ１に収納された状態で、穴部１１５Ａ２と連通する。

なお、穴部１１５Ａ１の内部において、上端１２０Ａの上側には、隙間Ａが存在する。これは、穴部１１５Ａ１の縦方向の長さ（深さ）を上端１２０Ａの長手方向の長さよりも長くすることにより、絶縁スリーブ１２０の長さの公差を吸収するためである。また、穴部１１５Ａ１の上面（穴部１１５Ａ２との開口径の違いによって生じる円環状の面）に上端１２０Ａが当接するのを防ぐためである。

上端１２０Ａはセラミック基板１１５の穴部１１５Ａ１に挿入される。本体部１２０Ｂはベースプレート１１及びヒータプレート１３に形成されるガス流路１７の内部に配設される。また、下端１２０Ｃは、ガス流路１７の下端（ベースプレート１１の下面）と同じ高さに位置する。

以上のように、実施の形態１の静電チャック１００では、セラミック基板１１５に穴部１１５Ａ１（座くり穴）を設け、穴部１１５Ａ１の内部に絶縁スリーブ１２０の上端１２０Ａを挿入してある。また、絶縁スリーブ１２０は、ヒータプレート１３及びベースプレート１１に形成されるガス流路１７内に配設されており、その下端１２０Ｃは、ベースプレート１１の下端と同じ高さの位置である。下端１２０Ｃは、図示しないガス供給源から冷却用のガスが流入するガス流路１７の流入口である。

すなわち、ガス流路１７の内部のヒータプレート１３及びベースプレート１１の内壁は絶縁スリーブ１２０で覆われている。

従って、ベースプレート１１に高周波の電力を供給した状態で、絶縁スリーブ１２０の貫通孔１２０Ｄ及び穴部１１５Ａ２を通じて、セラミック基板１１５の上に載置されるウェハに冷却用のガスを供給しても、ガス流路１７の内部での異常放電の発生を抑制することができる。

ここで、図４を用いて、穴部１１５Ａ２の平面視での構成について説明する。

図４は、実施の形態１の静電チャック１００の穴部１１５Ａ２の平面視での構成を示す図であり、（Ａ）は図３に対応する平面図、（Ｂ）〜（Ｄ）は（Ａ）の変形例である。

図４（Ａ）は、セラミック基板１１５に複数形成される穴部１１５Ａ２のうちの１つを平面視で示す図であり、破線で示す円は、穴部１１５Ａ１の輪郭である。図４（Ａ）では、穴部１１５Ａ１、１１５Ａ２は、ともに円形であり、同心円状に配置されている。

図４（Ｂ）には、１つの穴部１１５Ａ１に対して、２つの穴部１２５Ａ２を形成した変形例を示す。この場合は、冷却用のガスは、穴部１１５Ａ１から２つの穴部１２５Ａ２を介して、噴射されることになる。２つの穴部１２５Ａ２は、穴部１１５Ａ１の中心に対して点対称な位置に配置されている。

図４（Ｃ）には、１つの穴部１１５Ａ１に対して、３つの穴部１３５Ａ２を形成した変形例を示す。この場合は、冷却用のガスは、穴部１１５Ａ１から３つの穴部１３５Ａ２を介して、噴射されることになる。３つの穴部１３５Ａ２は、穴部１１５Ａ１の中心に対して点対称な位置に配置されている。

図４（Ｄ）には、１つの穴部１１５Ａ１に対して、４つの穴部１４５Ａ２を形成した変形例を示す。この場合は、冷却用のガスは、穴部１１５Ａ１から４つの穴部１４５Ａ２を介して、噴射されることになる。４つの穴部１４５Ａ２は、穴部１１５Ａ１の中心に対して点対称な位置に配置されている。

次に、図５を用いて、実施の形態１の静電チャック１００の製造方法について説明する。

図５は、実施の形態１の静電チャック１００の製造方法を示す図である。

まず、図５（Ａ）に示すように、ベースプレート１１とヒータプレート１３をシリコーン樹脂層１２で接着する。なお、ガス流路１７は、ベースプレート１１とヒータプレート１３にそれぞれ予め形成しておく。

次に、図５（Ｂ）に示すように、穴部１１５Ａ１、１１５Ａ２を形成したセラミック基板１１５と、絶縁スリーブ１２０を準備し、穴部１１５Ａ２に絶縁スリーブ１２０の先端１２０Ａを接着する。先端１２０Ａを穴部１１５Ａ２に接着するには、例えば、エポキシ樹脂を先端１２０Ａ又は穴部１１５Ａ２に塗布しておけばよい。

次に、図５（Ａ）に示すヒータプレート１３の上面にシリコーン樹脂層１２を塗布し、図５（Ｂ）に示す絶縁スリーブ１２０の本体部１２０Ｂをガス流路１７に挿入する。そして、シリコーン樹脂層１２でヒータプレート１３の上面と、セラミック基板１１５の下面を接着すれば、図５（Ｃ）に示すように、静電チャック１００が完成する。

以上のように、実施の形態１の静電チャック１００では、セラミック基板１１５の穴部１１５Ａ１（座くり穴）の内部に絶縁スリーブ１２０の上端１２０Ａを挿入する。ガス流路１７の内部のヒータプレート１３及びベースプレート１１の内壁は絶縁スリーブ１２０で覆われている。

従って、ベースプレート１１に高周波の電力を供給した状態で、絶縁スリーブ１２０の貫通孔１２０Ｄ及び穴部１１５Ａ２を通じて、セラミック基板１１５の上に載置されるウェハに冷却用のガスを供給しても、ガス流路１７の内部での異常放電の発生を抑制することができる。

これは、セラミック基板１１５の穴部１１５Ａ１（座くり穴）の内部に絶縁スリーブ１２０の上端１２０Ａを挿入して、セラミック基板１１５とヒータプレート１３との間における絶縁性を改善したことと、ヒータプレート１３及びベースプレート１１の内壁をすべて絶縁スリーブ１２０で覆ったことによって実現される。

なお、以上では、絶縁スリーブ１２０がヒータプレート１３及びベースプレート１１の内壁をすべて覆う形態について説明したが、絶縁スリーブ１２０の下端１２０Ｃはベースプレート１１の下端に達していなくてもよい。

すなわち、絶縁スリーブ１２０の下端１２０Ｃは、ベースプレート１１の上端より下で、ベースプレート１１の下端より上に位置していてもよい。

また、以上では、静電チャック１００がヒータプレート１３を含む形態について説明したが、静電チャック１００はヒータプレート１３を含まなくてもよい。この場合には、ベースプレート１１の上に、シリコーン樹脂層１２を介して、セラミック基板１１５が搭載されることになる。

この場合に、絶縁スリーブ１２０の下端１２０Ｃは、ベースプレート１１の下端と同じ高さに位置すればよい。すなわち、ガス流路１７の内部でベースプレート１１の内壁は、すべて絶縁スリーブ１２０によって覆われることになる。

また、この場合に、絶縁スリーブ１２０の下端１２０Ｃは、ベースプレート１１の下端に達していなくてもよく、ベースプレート１１の上端より下で、ベースプレート１１の下端より上に位置していてもよい。

＜実施の形態２＞
図６は、実施の形態２の静電チャック２００の断面構造を示す図である。

実施の形態２の静電チャック２００は、実施の形態１の静電チャック１００の絶縁スリーブ１２０を絶縁スリーブ２２０に置き換えたものである。このため、絶縁スリーブ２２０以外の構成要素は、実施の形態１の静電チャック１００の構成要素と同様であり、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

絶縁スリーブ２２０は、絶縁材料で形成される多孔質の柱状部材であり、上端２２０Ａ、本体部２２０Ｂ、及び下端２２０Ｃを有する。絶縁スリーブ２２０は、多孔質で通気性があるため、上端２２０Ａが穴部１１５Ａ１に収納された状態で、ガス流路１７は、穴部１１５Ａ２と連通する。

実施の形態２の絶縁スリーブ２２０は、ベースプレート１１及びヒータプレート１３に形成されるガス流路１７の内部の全体に存在するが、多孔質の絶縁性部材であるため、ガス流路１７の下端から上端まで冷却性ガスを通流させることができる。絶縁性スリーブ２２０として用いる多孔質の絶縁性部材は、貫通孔１２０Ｄが形成される実施の形態１の絶縁性スリーブ１２０と同等の通気性を有する。

なお、穴部１１５Ａ１の内部において、上端２２０Ａの上側には、隙間Ａが存在する。これは、穴部１１５Ａ１の縦方向の長さ（深さ）を上端２２０Ａの長手方向の長さよりも長くすることにより、穴部１１５Ａ１の上面（穴部１１５Ａ２との開口径の違いによって生じる円環状の面）に上端２２０Ａが当接するのを防ぐためである。

上端２２０Ａはセラミック基板１１５の穴部１１５Ａ１に挿入される。本体部２２０Ｂはベースプレート１１及びヒータプレート１３に形成されるガス流路１７の内部に配設される。また、下端２２０Ｃは、ガス流路１７の下端（ベースプレート１１の下面）と同じ高さに位置する。

以上のように、実施の形態２の静電チャック２００では、セラミック基板１１５に穴部１１５Ａ１（座くり穴）を設け、穴部１１５Ａ１の内部に絶縁スリーブ２２０の上端２２０Ａを挿入してある。また、絶縁スリーブ２２０は、ヒータプレート１３及びベースプレート１１に形成されるガス流路１７内に配設されており、その下端２２０Ｃは、ベースプレート１１の下端と同じ高さの位置である。

すなわち、ガス流路１７の内部のヒータプレート１３及びベースプレート１１の内壁は絶縁スリーブ２２０で覆われている。

従って、ベースプレート１１に高周波の電力を供給した状態で、絶縁スリーブ２２０及び穴部１１５Ａ２を通じて、セラミック基板１１５の上に載置されるウェハに冷却用のガスを供給しても、ガス流路１７の内部での異常放電の発生を抑制することができる。

次に、図７を用いて、実施の形態２の静電チャック２００の製造方法について説明する。

図７は、実施の形態２の静電チャック２００の製造方法を示す図である。

まず、図７（Ａ）に示すように、ベースプレート１１とヒータプレート１３をシリコーン樹脂層１２で接着する。なお、ガス流路１７は、ベースプレート１１とヒータプレート１３にそれぞれ予め形成しておく。

次に、図７（Ｂ）に示すように、穴部１１５Ａ１、１１５Ａ２を形成したセラミック基板１１５と、絶縁スリーブ２２０を準備し、穴部１１５Ａ２に絶縁スリーブ２２０の先端２２０Ａを接着する。先端２２０Ａを穴部１１５Ａ２に接着するには、例えば、エポキシ樹脂を先端２２０Ａ又は穴部１１５Ａ２に塗布しておけばよい。

次に、図７（Ａ）に示すヒータプレート１３の上面にシリコーン樹脂層１２を塗布し、図７（Ｂ）に示す絶縁スリーブ２２０の本体部２２０Ｂをガス流路１７に挿入してシリコーン樹脂層１２でヒータプレート１３の上面と、セラミック基板１１５の下面を接着すれば、図７（Ｃ）に示すように、静電チャック２００が完成する。

以上のように、実施の形態２の静電チャック２００では、セラミック基板１１５の穴部１１５Ａ１（座くり穴）の内部に絶縁スリーブ２２０の上端２２０Ａを挿入し、ガス流路１７の内部のヒータプレート１３及びベースプレート１１の内壁は絶縁スリーブ２２０で覆われている。

従って、ベースプレート１１に高周波の電力を供給した状態で、絶縁スリーブ２２０及び穴部１１５Ａ２を通じて、セラミック基板１１５の上に載置されるウェハに冷却用のガスを供給しても、ガス流路１７の内部での異常放電の発生を抑制することができる。

これは、セラミック基板１１５の穴部１１５Ａ１（座くり穴）の内部に絶縁スリーブ２２０の上端２２０Ａを挿入して、セラミック基板１１５とヒータプレート１３との間における絶縁性を改善したことと、ヒータプレート１３及びベースプレート１１の内壁をすべて絶縁スリーブ２２０で覆ったことによって実現される。

なお、以上では、絶縁スリーブ２２０がヒータプレート１３及びベースプレート１１の内壁をすべて覆う形態について説明したが、絶縁スリーブ２２０の下端２２０Ｃはベースプレート１１の下端に達していなくてもよい。

すなわち、絶縁スリーブ２２０の下端２２０Ｃは、ベースプレート１１の上端より下で、ベースプレート１１の下端より上に位置していてもよい。

また、以上では、静電チャック２００がヒータプレート１３を含む形態について説明したが、静電チャック２００はヒータプレート１３を含まなくてもよい。この場合には、ベースプレート１１の上に、シリコーン樹脂層１２を介して、セラミック基板１１５が搭載されることになる。

この場合に、絶縁スリーブ２２０の下端２２０Ｃは、ベースプレート１１の下端と同じ高さに位置すればよい。すなわち、ガス流路１７の内部でベースプレート１１の内壁は、すべて絶縁スリーブ２２０によって覆われることになる。

また、この場合に、絶縁スリーブ２２０の下端２２０Ｃは、ベースプレート１１の下端に達していなくてもよく、ベースプレート１１の上端より下で、ベースプレート１１の下端より上に位置していてもよい。

＜実施の形態３＞
図８は、実施の形態３の静電チャック３００の断面構造を示す図である。

実施の形態３の静電チャック３００は、実施の形態２の静電チャック２００のベースプレート１１、ヒータプレート１３、セラミック基板１１５、及び絶縁スリーブ２２０をベースプレート３１１、ヒータプレート３１３、セラミック基板３１５、及び絶縁スリーブ３２０に置き換えたものである。

ベースプレート３１１は、実施の形態２のベースプレート１１の直線状のガス流路１７を分岐型のガス流路３１７に置き換えたものである。また、ガス流路３１７の形状が変わったことにより、絶縁スリーブ３２０の形状も実施の形態２の形状とは異なっている。また、スリーブ３２０の形状が変わったことにより、ヒータプレート３１３の形状も変わっている。

このため、ベースプレート３１１、ヒータプレート３１３、ガス流路３１７、及び絶縁スリーブ３２０以外の構成要素は、実施の形態２の静電チャック２００の構成要素と同様であり、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

ベースプレート３１１には、分岐型のガス流路３１７が形成されている。ガス流路３１７は、ガス流路部３１７Ａ、３１７Ｂ、３１７Ｃを有する。ガス流路部３１７Ａの下端３１７Ａ１は、ベースプレート３１１の下端に位置する。ガス流路部３１７Ａは、下端３１７Ａ１と上端３１７Ａ２との間で直線状であり、上端３１７Ａ２で横方向に延在するガス流路部３１７Ｂに接続される。ガス流路部３１７Ｂは、ベースプレート３１１の上端側に延在するガス流路部３１７Ｃに接続されている。

このように、ガス流路３１７は、ガス流路部３１７Ａからガス流路部３１７Ｂに分岐し、さらにガス流路部３１７Ｃに分岐している。なお、図８には２本のガス流路部３１７Ｃを示すが、実際にはガス流路部３１７Ｃは、さらに多く存在する。このため、ガス流路部３１７Ｂは、２本のガス流路部３１７Ｃよりもさらに外側に延在している。

ヒータプレート３１３は、アルミプレート３１３Ｂの形状が実施の形態２のアルミプレート１３Ｂと異なる。アルミプレート３１３Ｂには、ガス流路３１７に段差部３１３Ｂ１が形成されている。ガス流路３１７の開口（径）は、段差部３１３Ｂ１より上側の方が段差部３１３Ｂ１より下側よりも大きい。段差部３１３Ｂ１には、絶縁スリーブ３２０の段差部３２０Ｂが収納される。段差部３１３Ｂ１は、例えば、ガス流路３１７に座くり穴を形成することによって形成される。

セラミック基板３１５には、穴部３１５Ａ１と穴部３１５Ａ２が形成されている。穴部３１５Ａ１及び３１５Ａ２は貫通孔としてのガス孔３１５Ａを構築する。穴部３１５Ａ１の開口（径）は、実施の形態２のセラミック基板１１５の穴部１１５Ａ１の開口（径）よりもさらに大きくなっており、ヒータプレート３１３のアルミプレート３１３Ｂの段差部３１３Ｂ１より上側の開口（径）と同じ開口（径）である。

絶縁スリーブ３２０は、絶縁材料で形成される多孔質の柱状部材であり、上端３２０Ａ、段差部３２０Ｂ、及び下端３２０Ｃを有する。実施の形態３の絶縁スリーブ３２０は、実施の形態２の絶縁スリーブ２２０よりも短い。これは、実施の形態２のように直線状のガス流路１７（図６参照）ではなく、分岐型のガス流路３１７に対応したものである。

また、絶縁スリーブ３２０は、段差部３２０Ｂよりも上端３２０Ａ側の方が、段差部３２０Ｂよりも下端３２０Ｃ側よりも幅広である（太い）。

絶縁スリーブ３２０は、多孔質で通気性があるため、上端３２０Ａが穴部３１５Ａ１に収納された状態で、ガス流路部３１７Ｃは、穴部３１５Ａ２と連通する。

実施の形態３の絶縁スリーブ３２０は、ヒータプレート３１３に形成されるガス流路部３１７Ｃの内部に存在するが、多孔質の絶縁性部材であるため、ガス流路部３１７Ｃと穴部３１５Ａ２との間で冷却性ガスを通流させることができる。

上端３２０Ａはセラミック基板３１５の穴部３１５Ａ１に挿入される。段差部３２０Ｂはヒータプレート３１３の段差部３１３Ｂ１に収容される。また、下端３２０Ｃは、アルミプレート３１３Ｂの下端より下側で、シリコーン樹脂層１２と同じ高さに位置する。

以上のように、実施の形態３の静電チャック３００では、セラミック基板３１５に穴部３１５Ａ１（座くり穴）を設け、穴部３１５Ａ１の内部に絶縁スリーブ３２０の上端３２０Ａを挿入してある。また、絶縁スリーブ３２０は、ヒータプレート３１３に形成されるガス流路部３１７Ｃ内に配設されており、その下端３２０Ｃは、ヒータプレート３１３のアルミプレート３１３Ｂの下端より下側に位置する。

すなわち、ガス流路部３１７Ｃの内部のヒータプレート３１３の内壁は絶縁スリーブ３２０で覆われている。

従って、ベースプレート３１１に高周波の電力を供給した状態で、絶縁スリーブ３２０及び穴部３１５Ａ２を通じて、セラミック基板３１５の上に載置されるウェハに冷却用のガスを供給しても、ガス流路部３１７Ｃの内部での異常放電の発生を抑制することができる。

ここで、異常放電は、ガス流路３１７のうちのガス流路部３１７Ｃのように、ウェハに比較的近い場所で生じる異常放電と、ガス流路部３１７Ａ及び３１７Ｂのようにウェハから比較的離れている場所で生じる異常放電がある。ウェハはセラミック基板１１５の上に載置される。

前者はウェハの表面上に発生するプラズマの電位や電力等の影響を受けやすい場所での異常放電であり、後者はプラズマの影響を受けにくい場所での異常放電である。

実施の形態３の静電チャック３００は、特に前者のようにプラズマの影響を受けやすい異常放電の抑制に効果的であるが、前者の異常放電を抑制することにより、後者の異常放電の抑制にも繋がると考えられる。

従って、実施の形態３の静電チャック３００によれば、ベースプレート３１１に高周波の電力を供給した状態で、絶縁スリーブ３２０及び穴部３１５Ａ２を通じて、セラミック基板３１５の上に載置されるウェハに冷却用のガスを供給しても、ガス流路部３１７の内部全体での異常放電の発生を抑制することができる。

なお、以上では、絶縁スリーブ３２０がガス流路部３１７Ｃにのみ配設されている形態について説明したが、絶縁スリーブ３２０をガス流路部３１７Ａ及び３１７Ｂの内部に配設してもよい。

また、実施の形態３のように、ガス流路３１７の全体ではなく、一部に絶縁スリーブ３２０を配置する場合は、管状の絶縁スリーブを用いるよりも、多孔質状の絶縁スリーブ３２０を用いる方が、より効果的である。

しかしながら、多孔質状の絶縁部材で形成されている絶縁スリーブ３２０の代わりに、実施の形態１のように管状の絶縁部材で絶縁スリーブ３２０を形成してもよい。

次に、図９を用いて、実施の形態３の静電チャック３００の製造方法について説明する。

図９は、実施の形態３の静電チャック３００の製造方法を示す図である。

まず、図９（Ａ）に示すように、ベースプレート３１１とヒータプレート３１３をシリコーン樹脂層１２で接着する。なお、ガス流路３１７は、ベースプレート３１１とヒータプレート３１３にそれぞれ予め形成しておけばよい。

次に、図９（Ｂ）に示すように、アルミプレート３１３Ｂのガス流路部３１７Ｃに絶縁スリーブ３２０を取り付ける。絶縁スリーブ３２０は、例えば、エポキシ樹脂製の接着剤を用いて、アルミプレート３１３Ｂのガス流路部３１７Ｃに接着すればよい。また、このときに、絶縁スリーブ３２０の段差部３２０Ｂをアルミプレート３１３Ｂの段差部３１３Ｂ１に係合させることにより、絶縁スリーブ３２０の高さを合わせることができる。

次に、図９（Ｂ）に示すヒータプレート３１３の上面にシリコーン樹脂層１４を塗布し、セラミック基板３１５の下面を接着すれば、図９（Ｃ）に示すように、静電チャック３００が完成する。このとき、絶縁スリーブ３２０の上端３２０Ａがセラミック基板３１５の穴部３１５Ａ１に収納されるように位置決めを行えばよい。なお、上端３２０Ａと穴部３１５Ａ１との間にエポキシ樹脂製の接着剤を塗布してもよい。

以上、実施の形態３によれば、ベースプレート３１１に高周波の電力を供給した状態で、絶縁スリーブ３２０及び穴部３１５Ａ２を通じて、セラミック基板３１５の上に載置されるウェハに冷却用のガスを供給しても、ガス流路部３１７の内部全体での異常放電の発生を抑制できる静電チャック３００を提供することができる。

以上、本発明の例示的な実施の形態の静電チャック、静電チャックについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００、２００、３００ 静電チャック
１１、３１１ ベースプレート
１３、３１３ ヒータプレート
１１５、３１５ セラミック基板
１６ 電極
１２０、２２０、３２０ 絶縁スリーブ

Claims (6)

1. 高周波電源に接続され、ガス流路が形成される金属製の台座部と、
   前記台座部に搭載され、前記台座部に対向する一方の面側において、前記ガス流路に連通する第１穴部と、前記第１穴部よりも小さい開口を有し、前記第１穴部から他方の面側に連通する第２穴部とを備える絶縁基板と、
   絶縁性材料で形成され、一端が前記第１穴部に挿入されるとともに、他端が前記ガス流路内に配設され、前記ガス流路から供給されるガスを前記第２穴部に通流させる絶縁通流部と
   を含む、静電チャック。
2. 高周波電源に接続され、ガス流路が形成される金属製の台座部と、
   前記台座部に搭載され、前記台座部のガス流路に連通するガス流路が形成されるヒータプレートと、
   前記ヒータプレートに搭載され、前記ヒータプレートに対向する一方の面側において、前記ヒータプレートのガス流路に連通する第１穴部と、前記第１穴部よりも小さい開口を有し、前記第１穴部から他方の面側に連通する第２穴部とを備える絶縁基板と、
   絶縁性材料で形成され、一端が前記第１穴部に挿入されるとともに、他端が前記台座部又は前記ヒータプレートのガス流路内に配設され、前記ガス流路から供給されるガスを前記第２穴部に通流させる絶縁通流部と
   を含む、静電チャック。
3. 前記絶縁通流部の前記他端は、前記台座部のガス流路の流入口に位置する、請求項１又は２記載の静電チャック。
4. 前記絶縁通流部は、絶縁性材料で形成される管状部材である、請求項１乃至３のいずれか一項記載の静電チャック。
5. 前記絶縁通流部は、絶縁材料で形成される多孔質の柱状部材である、請求項１乃至３のいずれか一項記載の静電チャック。
6. 絶縁基板に、一方の面側から開口する第１穴部と、前記第１穴部よりも小さい開口径を有し、前記第１穴部から他方の面側まで開口する第２穴部とを形成する工程と、
   絶縁性材料で形成され、一端から他端にガスを通流可能な絶縁通流部の前記一端を前記第１穴部に挿入する工程と、
   高周波電源に接続される金属製の台座部のガス流路、又は、前記台座部に搭載されるヒータプレートのガス流路に、前記絶縁通流部の他端を挿入する工程と
   を含む、静電チャックの製造方法。

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