JP2019110253A - Holding device - Google Patents
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Abstract
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。 The technology disclosed herein relates to a holding device that holds an object.
例えば半導体を製造する際に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、所定の方向(以下、「第1の方向」という)に略垂直な略平面状の表面(以下、「吸着面」という)を有するセラミックス部材と、ベース部材と、セラミックス部材とベース部材とを接合する接合部と、セラミックス部材の内部に設けられたチャック電極とを備えている。静電チャックは、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、セラミックス部材の吸着面にウェハを吸着して保持する。 For example, an electrostatic chuck is used as a holding device for holding a wafer when manufacturing a semiconductor. The electrostatic chuck includes a ceramic member having a substantially planar surface (hereinafter, referred to as "suction surface") substantially perpendicular to a predetermined direction (hereinafter, referred to as "first direction"), a base member, and a ceramic member. And a chuck electrode provided inside the ceramic member. The electrostatic chuck attracts and holds the wafer on the suction surface of the ceramic member using electrostatic attraction generated by applying a voltage to the chuck electrode.
静電チャックの吸着面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できるだけ均一にする性能が求められる。そのため、ベース部材には、下面(セラミックス部材に対向する側とは反対側の表面)に開口する供給口および排出口と、供給口と排出口との間を結ぶ冷媒流路とが形成されており、冷媒流路に冷媒を供給することによってセラミックス部材の吸着面の温度制御が行われる(例えば、特許文献1参照)。 If the temperature distribution of the wafer held on the suction surface of the electrostatic chuck becomes uneven, the accuracy of each process (film formation, etching, etc.) on the wafer may be degraded. Performance is required to make as uniform as possible. Therefore, the base member is formed with a supply port and a discharge port which are opened on the lower surface (surface opposite to the side facing the ceramic member), and a refrigerant flow path connecting the supply port and the discharge port. The temperature control of the adsorption surface of the ceramic member is performed by supplying the refrigerant to the refrigerant flow path (see, for example, Patent Document 1).
ベース部材の下面に形成された供給口から供給された冷媒は、その流れの向きを変えて冷媒流路内を進み、さらに流れの向きを変えて、ベース部材の下面に形成された排出口から排出される。そのため、冷媒は、冷媒流路における供給口の付近において、比較的滞留時間が長くなる。また、冷媒流路内の冷媒の温度は、供給口付近において最も低くなる。そのため、従来の静電チャックでは、上記第1の方向視でセラミックス部材の吸着面における供給口に重なる位置が温度特異点となりやすく、吸着面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、という課題がある。 The refrigerant supplied from the supply port formed on the lower surface of the base member changes its flow direction, travels in the refrigerant flow path, and further changes the flow direction, and from the discharge port formed on the lower surface of the base member Exhausted. Therefore, the refrigerant has a relatively long residence time in the vicinity of the supply port in the refrigerant flow channel. In addition, the temperature of the refrigerant in the refrigerant channel is the lowest near the supply port. Therefore, in the conventional electrostatic chuck, the position where the suction surface of the ceramic member overlaps the supply port in the first direction view is likely to become a temperature singularity, and the uniformity of the temperature distribution of the suction surface can not be sufficiently improved. There is a problem of
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、セラミックス部材と、ベース部材と、接合部とを備え、セラミックス部材の表面上に対象物を保持する保持装置一般に共通の課題である。 Such a subject is not limited to an electrostatic chuck that holds a wafer using electrostatic attraction, and includes a ceramic member, a base member, and a bonding portion, and holds an object on the surface of the ceramic member. This is a common problem for holding devices in general.
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。 The present specification discloses a technology that can solve the above-described problems.
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。 The technology disclosed in the present specification can be realized, for example, as the following form.
(1)本明細書に開示される保持装置は、第1の方向に略垂直な略平面状の第1の表面と、前記第1の表面とは反対側の第2の表面と、を有するセラミックス部材と、第3の表面と、前記第3の表面とは反対側の第4の表面と、を有し、前記第3の表面が前記セラミックス部材の前記第2の表面に対向するように配置されたベース部材と、前記セラミックス部材の前記第2の表面と前記ベース部材の前記第3の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記セラミックス部材の前記第1の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記ベース部材には、前記ベース部材の前記第4の表面に開口する供給口および排出口と、前記供給口と前記排出口との間を結ぶ冷媒流路と、が形成されており、前記第1の方向視で、前記供給口の全体が、前記セラミックス部材の前記第1の表面の外周縁より外側に配置されている。本保持装置では、第1の方向視で、冷媒流路のうち冷媒の滞留時間が比較的長い供給口の全体が、セラミックス部材の第1の表面の外周縁より外側に配置されている。そのため、本保持装置によれば、供給口の存在に起因してセラミックス部材の第1の表面に温度特異点が発生することを抑制することができ、セラミックス部材の第1の表面における温度分布の均一性を十分に向上させることができる。 (1) A holding device disclosed in the present specification has a substantially planar first surface substantially perpendicular to a first direction, and a second surface opposite to the first surface. A ceramic member, a third surface, and a fourth surface opposite to the third surface, wherein the third surface faces the second surface of the ceramic member And a joint portion disposed between the second surface of the ceramic member and the third surface of the base member for joining the ceramic member and the base member. In the holding device for holding an object on the first surface of the ceramic member, the base member includes a supply port and a discharge port opened in the fourth surface of the base member, and the supply port. And a refrigerant flow path connecting the discharge port And, in the first direction when viewed, the whole of the supply port is disposed outside the outer periphery of the first surface of the ceramic member. In the holding device, the entire supply port having a relatively long residence time of the refrigerant in the refrigerant flow passage is disposed outside the outer peripheral edge of the first surface of the ceramic member in the first direction view. Therefore, according to the holding device, the occurrence of a temperature singularity on the first surface of the ceramic member due to the presence of the supply port can be suppressed, and the temperature distribution on the first surface of the ceramic member can be reduced. Uniformity can be sufficiently improved.
(2)上記保持装置において、前記冷媒流路は、前記供給口と前記排出口とのそれぞれから前記第3の表面に交差する方向に延びる第1の流路と、前記第3の表面に略平行な方向に延び、2つの前記第1の流路の間を結ぶ第2の流路と、を有し、前記第1の方向視で、前記供給口から延びる前記第1の流路に隣接する前記第2の流路の一部分が、前記セラミックス部材の前記第1の表面の外周縁より外側に配置されている構成としてもよい。供給口から延びる第1の流路に隣接する第2の流路の一部分では、冷媒流路内の冷媒の温度が、供給口付近に準ずる程度に非常に低くなる。そのため、第1の方向視で、セラミックス部材の第1の表面における第2の流路の上記一部分に重なる位置も、温度特異点となりやすい。本保持装置では、第1の方向視で、供給口から延びる第1の流路に隣接する第2の流路の一部分が、セラミックス部材の第1の表面の外周縁より外側に配置されている。そのため、本保持装置によれば、第2の流路の該一部分の存在に起因してセラミックス部材の第1の表面に温度特異点が発生することを抑制することができ、セラミックス部材の第1の表面における温度分布の均一性を極めて効果的に向上させることができる。 (2) In the holding device, the refrigerant flow path may be a first flow path extending in a direction intersecting the third surface from each of the supply port and the discharge port, and the third flow path. And a second flow path extending in a parallel direction and connecting between the two first flow paths, and adjacent to the first flow path extending from the supply port in the first direction view A portion of the second flow path may be disposed outside the outer peripheral edge of the first surface of the ceramic member. In the part of the second flow passage adjacent to the first flow passage extending from the supply port, the temperature of the refrigerant in the refrigerant flow passage becomes very low to the extent close to the supply port. Therefore, the position overlapping the part of the second flow path on the first surface of the ceramic member in the first direction view also tends to be a temperature singularity. In the holding device, a part of the second flow passage adjacent to the first flow passage extending from the supply port is disposed outside the outer peripheral edge of the first surface of the ceramic member in the first direction view . Therefore, according to the holding device, the occurrence of a temperature singularity on the first surface of the ceramic member due to the presence of the portion of the second flow path can be suppressed, and the first holding member of the ceramic member The uniformity of the temperature distribution on the surface of can be very effectively improved.
(3)上記保持装置において、前記冷媒流路は、前記供給口と前記排出口とのそれぞれから前記第3の表面に交差する方向に延びる第1の流路と、前記第3の表面に略平行な方向に延び、2つの前記第1の流路の間を結ぶ第2の流路と、を有し、前記第1の方向に平行であり、前記供給口の中心を通り、かつ、前記供給口から延びる前記第1の流路に隣接する前記第2の流路の一部分を通る断面において、前記第2の流路の内の前記第1の方向において前記供給口に対向する部分の表面はR形状であることを特徴とする構成としてもよい。本保持装置では、第2の流路の内の第1の方向において供給口に対向する部分の表面がR形状である。そのため、第2の流路の該部分における冷媒の流れが促進されることによって、該部分での滞留が抑制され、供給口の付近における冷媒の滞留時間を短くすることができる。従って、本保持装置によれば、供給口の存在に起因してセラミックス部材の第1の表面に温度特異点が発生することを効果的に抑制することができ、セラミックス部材の第1の表面における温度分布の均一性を極めて効果的に向上させることができる。 (3) In the holding device described above, the refrigerant flow path is substantially formed on a first flow path extending in a direction intersecting the third surface from each of the supply port and the discharge port, and the third flow path. And a second flow path extending in a parallel direction and connecting between the two first flow paths, and parallel to the first direction, passing through the center of the supply port, and In a cross section passing through a portion of the second flow path adjacent to the first flow path extending from the supply port, a surface of a portion of the second flow path opposite to the supply port in the first direction in the second flow path May be R-shaped. In the holding device, the surface of the portion facing the supply port in the first direction in the second flow path has an R shape. Therefore, by promoting the flow of the refrigerant in the portion of the second flow path, the stagnation in the portion can be suppressed, and the residence time of the refrigerant in the vicinity of the supply port can be shortened. Therefore, according to the holding device, the occurrence of the temperature singularity on the first surface of the ceramic member due to the presence of the supply port can be effectively suppressed, and the first surface of the ceramic member is The uniformity of the temperature distribution can be very effectively improved.
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、CVDヒータ等のヒータ装置、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。 Note that the technology disclosed in the present specification can be realized in various forms, for example, forms such as a holding device, an electrostatic chuck, a heater device such as a CVD heater, a vacuum chuck, and a manufacturing method thereof. Can be realized by
A.第1実施形態:
A−1.静電チャック100の構成:
図1は、第1実施形態における静電チャック100の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図2は、第1実施形態における静電チャック100のXZ断面構成を概略的に示す説明図であり、図3は、第1実施形態における静電チャック100のXY断面構成を概略的に示す説明図である。図2には、図3のII−IIの位置における静電チャック100のXZ断面構成が示されており、図3には、図2のIII−IIIの位置における静電チャック100のXY断面構成が示されている。また、図4および図5は、第1実施形態における静電チャック100の一部分の断面構成を概略的に示す説明図である。図4には、図3のIV−IVの位置における静電チャック100の一部分の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100の一部分のZ軸に平行な断面構成が示されている。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100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。上下方向は、特許請求の範囲における第1の方向に相当する。
A. First embodiment:
A-1. Configuration of electrostatic chuck 100:
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an appearance configuration of the
静電チャック100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100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部材10およびベース部材20を備える。セラミックス部材10とベース部材20とは、セラミックス部材10の下面S2とベース部材20の上面S3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100は、さらに、セラミックス部材10の下面S2とベース部材20の上面S3との間に配置された接合層30を備える。静電チャック100の下面S2は、特許請求の範囲における第2の表面に相当し、ベース部材20の上面S3は、特許請求の範囲における第3の表面に相当する。また、接合層30は、特許請求の範囲における接合部に相当する。
The
セラミックス部材10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。セラミックス部材10の直径は、例えば50mm〜500mm程度(通常は200mm〜350mm程度)であり、セラミックス部材10の厚さは、例えば1mm〜10mm程度である。
The
セラミックス部材10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、Al2O3)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。
Various ceramics may be used as a forming material of the
セラミックス部材10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40が設けられている。一対のチャック電極40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がセラミックス部材10の上面(Z軸方向に略垂直な略平面状の表面であり、以下、「吸着面S1」という)に吸着固定される。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。
Inside the
また、セラミックス部材10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)を含む抵抗発熱体により構成されたヒータ50が設けられている。ヒータ50に電源(図示せず)から電圧が印加されると、ヒータ50が発熱することによってセラミックス部材10が温められ、セラミックス部材10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。
Further, inside the
接合層30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、セラミックス部材10とベース部材20とを接合している。接合層30の厚さは例えば0.1mm〜1mm程度である。
The
ベース部材20は、セラミックス部材10より径が大きい略円形平面の板状部材であり、例えば金属(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。ベース部材20の直径は、例えば220mm〜550mm程度(通常は220mm〜350mm程度)であり、ベース部材20の厚さは、例えば20mm〜40mm程度である。
The
ベース部材20の内部には冷媒流路200が形成されている。冷媒流路200に冷媒(例えば、フッ素系不活性液体や水等)が供給されると、ベース部材20が冷却される。上述したヒータ50によるセラミックス部材10の加熱と併せてベース部材20の冷却が行われると、接合層30を介したセラミックス部材10とベース部材20との間の伝熱により、セラミックス部材10の吸着面S1に保持されたウェハWの温度が一定に維持される。さらに、プラズマ処理中にプラズマからの入熱が生じた際には、ヒータ50に加える電力を調整することにより、ウェハWの温度制御が実現される。
A
ベース部材20の冷媒流路200に関する構成について、さらに詳細に説明する。ベース部材20の下面S4には、供給口201と排出口202とが開口している。図3に示すように、供給口201と排出口202とは、Z軸方向視で、ベース部材20の外周縁付近に配置されている。より詳細には、供給口201と排出口202とは、Z軸方向視で、その全体が、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。本実施形態におけるベース部材20の下面S4は、特許請求の範囲における第4の表面に相当する。
The configuration of the
冷媒流路200は、供給口201と排出口202とを結ぶように形成されている。より詳細には、冷媒流路200は、供給口201からベース部材20の上面S3に交差する方向(本実施形態ではZ軸方向)に延びる供給側流路211と、排出口202からベース部材20の上面S3に交差する方向(本実施形態ではZ軸方向)に延びる排出側流路212と、ベース部材20の上面S3に略平行な方向に延び、供給側流路211と排出側流路212との間を結ぶ主流路220とを有する。図3に示すように、Z軸方向視で、主流路220は、ベース部材20の中心付近で折り返された螺旋形状に形成されている。供給側流路211および排出側流路212は、特許請求の範囲における第1の流路に相当し、主流路220は、特許請求の範囲における第2の流路に相当する。
The
また、図3に示すように、Z軸方向視で、主流路220の一部分は、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。具体的には、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する(つながる)主流路220の一部分(図3のX1部)と、排出口202から延びる排出側流路212に隣接する(つながる)主流路220の一部分(図3のX2部)とが、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。なお、本実施形態では、供給側流路211と主流路220との接続箇所、および、排出側流路212と主流路220との接続箇所も、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。
Further, as shown in FIG. 3, in the Z-axis direction, a part of the
また、図4に示すように、Z軸方向に平行であり、供給口201の中心を通り、かつ、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する(つながる)主流路220の一部分を通る断面(例えば、図4に示す断面)において、主流路220の内のZ軸方向において供給口201に対向する部分(以下、「供給口対向部分221」という)の表面は、R形状となっている。同様に、図5に示すように、Z軸方向に平行であり、排出口202の中心を通り、かつ、排出口202から延びる排出側流路212に隣接する(つながる)主流路220の一部分を通る断面(例えば、図5に示す断面)において、主流路220の内のZ軸方向において排出口202に対向する部分(以下、「排出口対向部分222」という)の表面は、R形状となっている。なお、上述したZ軸方向に平行であり、供給口201の中心を通り、かつ、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する主流路220の一部分を通る断面は、供給側流路211から主流路220に流入する冷媒の流れ方向に略平行な断面であると言える。同様に、上述したZ軸方向に平行であり、排出口202の中心を通り、かつ、排出口202から延びる排出側流路212に隣接する主流路220の一部分を通る断面は、主流路220から排出側流路212に流入する冷媒の流れ方向に略平行な断面であると言える。
Further, as shown in FIG. 4, it is parallel to the Z-axis direction, passes through the center of the
このような構成のベース部材20は、例えば、一の金属部材(例えば、アルミニウム部材)に、主流路220に対応する形状の溝を形成し、他の金属部材(例えば、アルミニウム部材)に、供給側流路211および排出側流路212に対応する形状の孔を形成し、両部材を例えば溶接により接合することにより、作製することができる。
The
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100は、Z軸方向に略垂直な略平面状の吸着面S1と、吸着面S1とは反対側の下面S2と、を有するセラミックス部材10と、上面S3と、上面S3とは反対側の下面S4と、を有し、上面S3がセラミックス部材10の下面S2に対向するように配置されたベース部材20と、セラミックス部材10の下面S2とベース部材20の上面S3との間に配置され、セラミックス部材10とベース部材20とを接合する接合層30とを備え、セラミックス部材10の吸着面S1上に対象物(例えば、ウェハW)を保持する装置である。また、本実施形態の静電チャック100では、ベース部材20には、ベース部材20の下面S4に開口する供給口201および排出口202と、供給口201と排出口202との間を結ぶ冷媒流路200と、が形成されている。また、本実施形態の静電チャック100では、Z軸方向視で、供給口201および排出口202の全体が、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。本実施形態の静電チャック100は、このような構成であるため、以下に説明するように、吸着面S1の温度分布の均一性を十分に向上させることができる。
A-2. Effects of the present embodiment:
As described above, the
すなわち、本実施形態の静電チャック100では、ベース部材20の下面S4に供給口201および排出口202が開口しており、かつ、供給口201と排出口202との間を結ぶ冷媒流路200がベース部材20に形成されている。ベース部材20の下面S4に形成された供給口201から供給された冷媒は、その流れの向きを変えて冷媒流路200内を進み、さらに流れの向きを変えて、ベース部材20の下面S4に形成された排出口202から排出される。そのため、冷媒は、供給口201および排出口202の付近において、比較的滞留時間が長くなる。また、冷媒流路200内の冷媒の温度は、供給口201付近において最も低くなり、排出口202付近において最も高くなる。そのため、従来の構成の静電チャックでは、Z軸方向視で、セラミックス部材10の吸着面S1における供給口201や排出口202に重なる位置が、温度特異点となりやすい。しかしながら、本実施形態の静電チャック100では、Z軸方向視で、供給口201および排出口202の全体が、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。そのため、本実施形態の静電チャック100によれば、供給口201や排出口202の存在に起因してセラミックス部材10の吸着面S1に温度特異点が発生することを抑制することができ、その結果、セラミックス部材10の吸着面S1における温度分布の均一性を十分に向上させることができる。
That is, in the
また、本実施形態の静電チャック100では、冷媒流路200は、供給口201からベース部材20の上面S3に交差する方向に延びる供給側流路211、および、排出口202からベース部材20の上面S3に交差する方向に延びる排出側流路212と、ベース部材20の上面S3に略平行な方向に延び、供給側流路211と排出側流路212との間を結ぶ主流路220と、を有する。また、本実施形態の静電チャック100では、Z軸方向視で、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する主流路220の一部分(図3のX1部)と、排出口202から延びる排出側流路212に隣接する主流路220の一部分(図3のX2部)とが、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。上述した供給口201から延びる供給側流路211に隣接する主流路220の一部分では、冷媒流路200内の冷媒の温度が、供給口201付近に準ずる程度に非常に低くなる。また、上述した排出口202から延びる排出側流路212に隣接する主流路220の一部分では、冷媒流路200内の冷媒の温度が、排出口202付近に準ずる程度に非常に高くなる。そのため、従来の構成の静電チャックでは、Z軸方向視で、セラミックス部材10の吸着面S1における主流路220の上記各一部分に重なる位置も、温度特異点となりやすい。しかしながら、本実施形態の静電チャック100では、Z軸方向視で、主流路220の上記各一部分がセラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。そのため、本実施形態の静電チャック100によれば、主流路220の上記各一部分の存在に起因してセラミックス部材10の吸着面S1に温度特異点が発生することを抑制することができ、セラミックス部材10の吸着面S1における温度分布の均一性を極めて効果的に向上させることができる。
Further, in the
また、本実施形態の静電チャック100では、冷媒流路200は、供給口201からベース部材20の上面S3に交差する方向に延びる供給側流路211、および、排出口202からベース部材20の上面S3に交差する方向に延びる排出側流路212と、ベース部材20の上面S3に略平行な方向に延び、供給側流路211と排出側流路212との間を結ぶ主流路220と、を有する。また、本実施形態の静電チャック100では、Z軸方向に平行であり、供給口201の中心を通り、かつ、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する主流路220の一部分を通る断面(すなわち、供給側流路211から主流路220に流入する冷媒の流れ方向に略平行な断面)において、主流路220の内のZ軸方向において供給口201に対向する部分(供給口対向部分221)の表面はR形状である。同様に、本実施形態の静電チャック100では、Z軸方向に平行であり、排出口202の中心を通り、かつ、排出口202から延びる排出側流路212に隣接する主流路220の一部分を通る断面(すなわち、主流路220から排出側流路212に流入する冷媒の流れ方向に略平行な断面)において、主流路220の内のZ軸方向において排出口202に対向する部分(排出口対向部分222)の表面はR形状である。そのため、本実施形態の静電チャック100では、主流路220の供給口対向部分221および排出口対向部分222における冷媒の流れが促進されることによって、供給口対向部分221および排出口対向部分222での冷媒の滞留が抑制され、供給口201および排出口202の付近における冷媒の滞留時間を短くすることができる。従って、本実施形態の静電チャック100によれば、供給口201や排出口202の存在に起因してセラミックス部材10の吸着面S1に温度特異点が発生することを効果的に抑制することができ、セラミックス部材10の吸着面S1における温度分布の均一性を極めて効果的に向上させることができる。
Further, in the
B.第2実施形態:
図6は、第2実施形態の静電チャック100aの構成を概略的に示す説明図である。図6には、上述した図3の断面に対応する第2実施形態の静電チャック100aのXY断面構成が示されている。以下では、第2実施形態の静電チャック100aの構成の内、上述した第1実施形態の静電チャック100の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。
B. Second embodiment:
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the configuration of the
図6に示すように、第2実施形態の静電チャック100aの構成は、上述した第1実施形態の静電チャック100の構成と比較して、排出口202(および排出側流路212)の位置、および、主流路220の形状が異なっている。具体的には、第2実施形態の静電チャック100aでは、排出口202(および排出側流路212)が、Z軸方向視で、ベース部材20の中心付近に配置されている。そのため、第2実施形態の静電チャック100aでは、排出口202(および排出側流路212)は、Z軸方向視で、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より内側に配置されている。なお、供給口201については、第1実施形態の静電チャック100と同様に、Z軸方向視で、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。
As shown in FIG. 6, the configuration of the
また、第2実施形態の静電チャック100aでは、Z軸方向視で、主流路220は、螺旋形状に形成されている。第2実施形態の静電チャック100aでは、第1実施形態の静電チャック100と同様に、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する(つながる)主流路220の一部分(図6のX1部)が、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されている。ただし、排出口202側については、主流路220の一部分がセラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されていることはない。
Further, in the
以上説明したように、第2実施形態の静電チャック100aでは、Z軸方向視で、供給口201の全体がセラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されているため、供給口201の存在に起因してセラミックス部材10の吸着面S1に温度特異点が発生することを抑制することができ、その結果、セラミックス部材10の吸着面S1における温度分布の均一性を十分に向上させることができる。
As described above, in the
また、第2実施形態の静電チャック100aでは、Z軸方向視で、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する主流路220の一部分(図6のX1部)がセラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されているため、主流路220の上記一部分の存在に起因してセラミックス部材10の吸着面S1に温度特異点が発生することを抑制することができ、セラミックス部材10の吸着面S1における温度分布の均一性を極めて効果的に向上させることができる。
Further, in the
C.第3実施形態:
図7は、第3実施形態の静電チャック100bの構成を概略的に示す説明図である。図7には、上述した図4の断面に対応する第3実施形態の静電チャック100bの断面構成が示されている。以下では、第3実施形態の静電チャック100bの構成の内、上述した第1実施形態の静電チャック100の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。
C. Third embodiment:
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing the configuration of the
図7に示すように、第3実施形態の静電チャック100bの構成は、上述した第1実施形態の静電チャック100の構成と比較して、供給側流路211の延伸方向が異なっている。具体的には、第3実施形態の静電チャック100bでは、Z軸方向に平行であり、供給口201の中心を通り、かつ、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する(つながる)主流路220の一部分を通る断面(例えば、図7に示す断面)において、供給側流路211の延伸方向が、Z軸方向ではなく、供給口201側から主流路220側に向かってベース部材20の中心側に傾いた方向となっている。なお、第3実施形態の静電チャック100bでは、供給口対向部分221の表面は、R形状とされていない。
As shown in FIG. 7, the configuration of the
また、図示しないが、第3実施形態の静電チャック100bでは、排出側流路212の延伸方向についても、供給側流路211と同様となっている。すなわち、Z軸方向に平行であり、排出口202の中心を通り、かつ、排出口202から延びる排出側流路212に隣接する(つながる)主流路220の一部分を通る断面において、排出側流路212の延伸方向が、Z軸方向ではなく、排出口202側から主流路220側に向かってベース部材20の中心側に傾いた方向となっている。なお、第3実施形態の静電チャック100bでは、排出口対向部分222の表面は、R形状とされていない。
Further, although not shown, in the
以上説明したように、第3実施形態の静電チャック100bでは、供給側流路211および排出側流路212の延伸方向が、Z軸方向ではなく、供給口201側または排出口202側から主流路220側に向かってベース部材20の中心側に傾いた方向となっている。そのため、第3実施形態の静電チャック100bでは、供給側流路211から主流路220に流入する冷媒の流れが促進されると共に、主流路220から排出側流路212に流入する冷媒の流れが促進されることによって、供給口対向部分221および排出口対向部分222での冷媒の滞留が抑制され、供給口201および排出口202の付近における冷媒の滞留時間を短くすることができる。従って、第3実施形態の静電チャック100bによれば、供給口201や排出口202の存在に起因してセラミックス部材10の吸着面S1に温度特異点が発生することを効果的に抑制することができ、セラミックス部材10の吸着面S1における温度分布の均一性を極めて効果的に向上させることができる。
As described above, in the
D.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。
D. Modification:
The technology disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be modified into various forms without departing from the scope of the present invention. For example, the following modifications are also possible.
上記実施形態における静電チャック100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、上記第1実施形態では、Z軸方向視で、供給口201および排出口202の両方について、その全体がセラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されているが、供給口201のみについて、その全体がセラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されているとしてもよい。
The configuration of the
また、上記第1実施形態では、Z軸方向視で、供給口201から延びる供給側流路211に隣接する主流路220の一部分(図3のX1部)と、排出口202から延びる排出側流路212に隣接する主流路220の一部分(図3のX2部)との両方が、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より外側に配置されているが、これらの一部分の一方または両方が、セラミックス部材10の吸着面S1の外周縁より内側に配置されているとしてもよい。
In the first embodiment, a part (X1 part in FIG. 3) of the
また、上記第1および第2実施形態では、供給口対向部分221および排出口対向部分222の表面はR形状であるが、供給口対向部分221および排出口対向部分222の一方または両方の表面がR形状ではないとしてもよい。
In the first and second embodiments, the surfaces of the supply
また、上記第1および第2実施形態において、供給側流路211と排出側流路212との少なくとも一方の延伸方向が、Z軸方向ではなく、他の方向(例えば、図7に示す第3実施形態と同様の方向)であるとしてもよい。
In the first and second embodiments, the extending direction of at least one of the supply
また、上記実施形態では、セラミックス部材10の内部に1つのチャック電極40が設けられた単極方式が採用されているが、セラミックス部材10の内部に一対のチャック電極40が設けられた双極方式が採用されてもよい。また、上記実施形態の静電チャック100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。
Further, in the above embodiment, although the single electrode system in which one
また、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100に限らず、セラミックス部材の表面上に対象物を保持する他の保持装置(例えば、CVDヒータ等のヒータ装置や真空チャック等)にも適用可能である。
Furthermore, the present invention is not limited to the
10:セラミックス部材 20:ベース部材 30:接合層 40:チャック電極 50:ヒータ 100:静電チャック 200:冷媒流路 201:供給口 202:排出口 211:供給側流路 212:排出側流路 220:主流路 221:供給口対向部分 222:排出口対向部分 10: ceramic member 20: base member 30: bonding layer 40: chuck electrode 50: heater 100: electrostatic chuck 200: refrigerant flow path 201: supply port 202: discharge port 211: supply side flow path 212: discharge side flow path 220 : Main flow path 221: Supply port facing portion 222: Discharge port facing portion
Claims (3)
第3の表面と、前記第3の表面とは反対側の第4の表面と、を有し、前記第3の表面が前記セラミックス部材の前記第2の表面に対向するように配置されたベース部材と、
前記セラミックス部材の前記第2の表面と前記ベース部材の前記第3の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、
を備え、前記セラミックス部材の前記第1の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記ベース部材には、前記ベース部材の前記第4の表面に開口する供給口および排出口と、前記供給口と前記排出口との間を結ぶ冷媒流路と、が形成されており、
前記第1の方向視で、前記供給口の全体が、前記セラミックス部材の前記第1の表面の外周縁より外側に配置されていることを特徴とする、保持装置。 A ceramic member having a substantially planar first surface substantially perpendicular to a first direction, and a second surface opposite to the first surface;
A base having a third surface and a fourth surface opposite to the third surface, the third surface being disposed to face the second surface of the ceramic member Members,
A bonding portion disposed between the second surface of the ceramic member and the third surface of the base member and bonding the ceramic member and the base member;
A holding device for holding an object on the first surface of the ceramic member,
The base member is formed with a supply port and a discharge port opened to the fourth surface of the base member, and a refrigerant flow path connecting the supply port and the discharge port.
A holding device characterized in that, in the first direction view, the entire supply port is disposed outside the outer peripheral edge of the first surface of the ceramic member.
前記冷媒流路は、
前記供給口と前記排出口とのそれぞれから前記第3の表面に交差する方向に延びる第1の流路と、
前記第3の表面に略平行な方向に延び、2つの前記第1の流路の間を結ぶ第2の流路と、
を有し、
前記第1の方向視で、前記供給口から延びる前記第1の流路に隣接する前記第2の流路の一部分が、前記セラミックス部材の前記第1の表面の外周縁より外側に配置されていることを特徴とする、保持装置。 In the holding device according to claim 1,
The refrigerant flow path is
A first flow path extending in a direction intersecting the third surface from each of the supply port and the discharge port;
A second flow path extending in a direction substantially parallel to the third surface and connecting between the two first flow paths;
Have
A part of the second flow passage adjacent to the first flow passage extending from the supply port is disposed outside the outer peripheral edge of the first surface of the ceramic member in the first direction, A holding device characterized in that
前記冷媒流路は、
前記供給口と前記排出口とのそれぞれから前記第3の表面に交差する方向に延びる第1の流路と、
前記第3の表面に略平行な方向に延び、2つの前記第1の流路の間を結ぶ第2の流路と、
を有し、
前記第1の方向に平行であり、前記供給口の中心を通り、かつ、前記供給口から延びる前記第1の流路に隣接する前記第2の流路の一部分を通る断面において、前記第2の流路の内の前記第1の方向において前記供給口に対向する部分の表面はR形状であることを特徴とする、保持装置。 In the holding device according to claim 1 or 2,
The refrigerant flow path is
A first flow path extending in a direction intersecting the third surface from each of the supply port and the discharge port;
A second flow path extending in a direction substantially parallel to the third surface and connecting between the two first flow paths;
Have
In a cross section which is parallel to the first direction, passes through the center of the supply port, and passes through a portion of the second flow channel adjacent to the first flow channel extending from the supply port, the second A holding device characterized in that a surface of a portion of the flow path opposite to the supply port in the first direction is R-shaped.
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