JP2023158901A - 金属部材、半導体製造装置、及び保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体製造装置において、シール性を担保しつつ、従来よりも異常放電の発生を低減する。【解決手段】金属部材３０は、シール部材Ｓ１を介して他部材に結合される金属部材３０であって、他部材に対向する対向面と、対向面から凹み、内部にシール部材Ｓ１が配置される凹部３４と、を備え、凹部３４は、底壁部３５と、底壁部３５の両側縁と対向面とを接続する一対の側壁部３６と、を備え、対向面、底壁部３５、及び一対の側壁部３６は、アルマイト層ＡＬを有し、底壁部３５は、底壁部３５のアルマイト層ＡＬ上に、シリコーン層ＳＬを備える。【選択図】図３

Description

本開示は、金属部材、半導体製造装置、及び保持装置に関する。

保持装置の一例として、下記特許文献１に記載の静電チャックが知られている。この静電チャックは、内部に電極を有し、基板を支持する支持本体と、支持本体に結合され、支持本体の温度を制御する冷却ベースと、冷却ベースに結合されるファシリティプレートと、を備える。静電チャックは、基板をプラズマ処理するための処理チャンバ内に配置される。

冷却ベースの下面には、シール（Ｏリング）を配置するための溝が形成されている。この溝に配置されたシールは、冷却ベースとファシリティプレートとの間で圧縮され、冷却ベースとファシリティプレートとの間の流体通過を防止する。シールは、処理チャンバの外部に配置される装置（例えば電極の電源や、冷媒供給装置、ガス供給装置等）と静電チャックとを接続する領域を囲むように配置されている。これにより、処理チャンバ内に外気が入り込むことを防止することができる。

特開２０２０－１３９９３号公報

ところで、上記のような処理チャンバでは、プラズマ処理時に印加される高周波電力により、静電チャックのガス流路等において意図しない異常放電（アーキング）が発生することが知られている。異常放電が発生すると、基板の処理品質が悪化して歩留りが低下してしまう。異常放電の発生を低減するために、通常、冷却ベースの表面はアルマイト処理等により、絶縁化されている。

しかしながら、従来、シールが配置される溝の内壁は、アルマイト処理されていなかった。これは、アルマイト処理された溝の内壁の表面粗さを低減することが難しいためである。溝の内壁の表面粗さが大きい場合、シールと溝の内壁との間に隙間が生じ、処理チャンバのシール性を担保できない。このため、溝の内壁では、金属が露出した状態となっており、異常放電の対策はなされていなかった。

本開示は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、半導体製造装置において、シール性を担保しつつ、従来よりも異常放電の発生を低減することを目的とする。

本開示の金属部材は、金属部材は、シール部材を介して他部材に結合される金属部材であって、前記他部材に対向する対向面と、前記対向面から凹み、内部に前記シール部材が配置される凹部と、を備え、前記凹部は、底壁部と、前記底壁部の両側縁と前記対向面とを接続する一対の側壁部と、を備え、前記対向面、前記底壁部、及び前記一対の側壁部は、バリア層を有し、前記底壁部は、前記底壁部の前記バリア層上に、シリコーン層を備える、金属部材である。

本開示によれば、半導体製造装置において、シール性を担保しつつ、従来よりも異常放電の発生を低減することができる。

図１は、実施形態１にかかる静電チャックの外観構成を模式的に示す斜視図である。 図２は、実施形態１にかかる半導体製造装置において静電チャックとチャンバとの結合について模式的に示す断面図である。 図３は、実施形態１にかかる凹部周辺を拡大して模式的に示す断面図である。 図４は、比較例にかかる凹部周辺を拡大して模式的に示す断面図である。 図５は、実施形態２にかかる半導体製造装置において静電チャックと設置板との結合について模式的に示す断面図である。 図６は、実施形態３にかかる静電チャックにおいて金属部材とセラミックス部材との結合について模式的に示す断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列挙して説明する。
（１）本開示の金属部材は、シール部材を介して他部材に結合される金属部材であって、前記他部材に対向する対向面と、前記対向面から凹み、内部に前記シール部材が配置される凹部と、を備え、前記凹部は、底壁部と、前記底壁部の両側縁と前記対向面とを接続する一対の側壁部と、を備え、前記対向面、前記底壁部、及び前記一対の側壁部は、バリア層を有し、前記底壁部は、前記底壁部の前記バリア層上に、シリコーン層を備える、金属部材である。

凹部はバリア層を備えるから、金属部材が半導体製造装置に用いられた際、凹部においてアーキングを抑制することができる。

凹部の底壁部のバリア層は、対向面から凹んだ位置にあるため、研磨処理等を行うことが困難であり、表面粗さが大きい状態となっている。凹部の底壁部の表面粗さが大きい場合、底壁部と他部材との間でシール部材を圧縮しても、シール部材と底壁部との間に隙間ができ、金属部材と他部材との結合部分のシール性が担保されない場合がある。このような場合、半導体製造装置の真空系統に大気がリークしてしまう。しかし、上記構成では、底壁部はバリア層を覆うシリコーン層を備えるから、シリコーン層をシール部材に密着させることができる。よって、底壁部とシール部材との間に隙間ができず、金属部材と他部材との結合部分のシール性を担保することができる。したがって、半導体製造装置の真空系統への大気リークを防止することができる。

（２）前記シリコーン層の表面の最大高さＲｚは、６０μｍ以下であることが好ましい。

上記の構成によれば、シリコーン層とシール部材とが密着しやすくなるため、シール部材のシール性を一層担保しやすくなる。なお、最大高さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３）は、表面粗さを示すパラメータの一つである。

（３）前記シリコーン層の硬さは、ショアＡ硬度で１０以上、６０以下であることが好ましい。

シリコーン層の硬さが、ショアＡ硬度で１０以上、６０以下であり、例えば金属部材やバリア層よりも比較的柔軟であるから、シリコーン層をシール部材に密着させやすい。また、シール部材を底壁部及び他部材の間で圧縮する際に、底壁部に加わるシール部材からの反力を緩和することができる。シール部材からの反力を緩和できるから、シール部材の硬度の面での選定範囲が広がる。

（４）前記シリコーン層の厚みは、前記凹部の深さの１５～２５％であることが好ましい。

シリコーン層の厚みが大きくなると、底壁部の表面粗さを低減しやすい一方、シール部材からの反力が増大し、金属部材と他部材との結合が困難になる。上記の構成によれば、シール部材によるシール性を担保しつつ、シール部材からの反力を低減し、金属部材と他部材とを容易に結合することができる。

（５）本開示の半導体製造装置は、上記の金属部材と、前記凹部内に配されるシール部材と、前記金属部材が前記シール部材を介して結合されるチャンバ底壁を備えるチャンバと、を備える、半導体製造装置であってもよい。

（６）また、本開示の半導体製造装置は、上記の金属部材と、前記凹部内に配されるシール部材と、前記金属部材が前記シール部材を介して結合される設置板と、を備える、半導体製造装置であってもよい。

上記の半導体製造装置によれば、アーキングを抑制するとともに、シール部材によるシール性を担保することができる。

（７）本開示の保持装置は、上記の金属部材と、前記凹部内に配されるシール部材と、前記金属部材が前記シール部材を介して結合されるセラミックス部材と、を備える、保持装置であってもよい。

上記の保持装置によれば、アーキングを抑制するとともに、シール部材によるシール性を担保することができる。

［本開示の実施形態１の詳細］
本開示の実施形態１について、図１から図４を参照しつつ説明する。なお、本開示は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明においては、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。

＜半導体製造装置＞
実施形態１の半導体製造装置７０は、減圧下でプラズマを用いて半導体ウェハやガラス基板等（以下「ウェハＷ」という）に対する各処理（成膜、エッチング等）を行うためのものである。図２に示すように、半導体製造装置７０は、チャンバ５０と、チャンバ５０内に固定される静電チャック１０と、チャンバ５０外に配置される外部装置６０と、を備える。外部装置６０には、例えば、真空ポンプ６１、ガス供給装置６２、冷媒循環装置６３、電源６４等が含まれる。

チャンバ５０は、外部装置６０との接続部分を除いて閉鎖された内空間５３を構成している。チャンバ５０は、静電チャック１０の金属部材３０が結合されるチャンバ底壁５１（他部材の一例）を備える。チャンバ底壁５１には、外部装置６０につながっている配管や配線等をチャンバ５０内に導入するための貫通孔５２が設けられている。貫通孔５２の周りには、ＯリングやＭＳＥシール等のシール部材Ｓ１が配置されている。シール部材Ｓ１が金属部材３０とチャンバ底壁５１との間で圧縮されることにより、貫通孔５２を通じて外気が入り込むことを防止している。これにより、チャンバ５０内を真空ポンプ６１により減圧することができる。なお、図面では、見やすさのため金属部材３０とチャンバ底壁５１との間の間隔を誇張して図示している。

＜静電チャック＞
静電チャック１０は、図１に示すように、セラミックス部材２０と、金属部材３０と、を備える。図２に示すように、セラミックス部材２０と金属部材３０とは、接合部２６によって接合されている。接合部２６は、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着剤によって構成されている。静電チャック１０は、ウェハＷを静電引力により吸着保持できるようになっている。

＜セラミックス部材＞
セラミックス部材２０は、全体として円盤状をなし、例えば、３００ｍｍ程度の直径と３ｍｍ程度の厚みをもった形状に成形することができる。図２に示すように、セラミックス部材２０は、ウェハＷを保持する第１面２０Ａと、第１面２０Ａと反対側に配される第２面２０Ｂと、を有する。第１面２０Ａはセラミックス部材２０の上側に配され、第２面２０Ｂはセラミックス部材２０の下側に配されている。セラミックス部材２０は、セラミックスからなる絶縁体２１と、絶縁体２１の内部に配された、チャック電極２７及び図示しないヒータ電極と、を備える。チャック電極２７は、第１面２０Ａに近い側に配置されている。ヒータ電極は、チャック電極２７の下側に配置されている。チャック電極２７は、電圧を印加することで静電吸着力を発現するものである。ヒータ電極は、電圧が印加されて電流が流れると発熱するように構成されている。

チャック電極２７及びヒータ電極は、タングステン、モリブデン、またはこれらの合金、またはこれらの炭化物を主成分として構成されている。チャック電極及びヒータ電極としては、導体ペーストを印刷した導体層が焼結したメタライズ、金属箔、金属メッシュなどを使用してもよい。

ヒータ電極とチャック電極２７には、それぞれ端子２４（１個のみ図示）が接続されている。各端子２４は金属部材３０を上下方向に貫通する形態で配置されている。各端子２４はチャンバ５０外に配される電源６４と配線等を介してそれぞれ接続されている。

＜絶縁体＞
絶縁体２１は、アルミナ、窒化アルミニウム、イットリア、またはアルミナと炭化珪素の複合材などを主成分として構成されている。

絶縁体２１の内部には、ヘリウムなどの不活性ガスを流すガス流路２２が形成されている。絶縁体２１の表面には、ガス流路２２と連通する噴出口２３が形成されている。ガス供給装置６２からガス流路２２に供給された不活性ガスは、噴出口２３から排出される。これにより、ウェハＷとセラミックス部材２０との間の空間に不活性ガスが導入される。この空間に不活性ガスを導入することでウェハＷとセラミックス部材２０との間の熱伝導を向上させることができる。

＜金属部材＞
金属部材３０は、セラミックス部材２０と同径の、又はセラミックス部材２０より径が大きい略円形平面の板状部材であり、例えば、３４０ｍｍ程度の直径と２０ｍｍ程度の厚みをもった形状に成形することができる。金属部材３０は、アルミニウム、アルミニウム合金等を主成分として構成されている。金属部材３０は、セラミックス部材２０側に配される第３面３０Ａと、チャンバ底壁５１側に配される第４面３０Ｂと、を有する。第３面３０Ａは金属部材３０の上側に配され、第４面３０Ｂは金属部材３０の下側に配されている。第３面３０Ａは、接合部２６によりセラミックス部材２０の第２面２０Ｂに接合されている。第４面３０Ｂ（対向面の一例）は、チャンバ底壁５１に対向している。

金属部材３０の内部には、冷媒流路３１が設けられている。冷媒流路３１は配管等を介して冷媒循環装置６３に接続されている。冷媒循環装置６３は、フッ素系不活性液体、水等の冷媒を冷媒流路３１に循環可能に構成されている。冷媒流路３１に冷媒が流されると、金属部材３０が冷却され、接合部２６を介した金属部材３０とセラミックス部材２０との間の伝熱（熱引き）により、セラミックス部材２０が冷却され、セラミックス部材２０の第１面２０Ａで保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度を制御できる。

金属部材３０には、端子２４を受け入れる端子孔３２と、セラミックス部材２０のガス流路２２と連通するガス導入路３３と、が設けられている。端子孔３２及びガス導入路３３は、金属部材３０を上下方向に貫通して形成されている。ガス導入路３３は、チャンバ５０外に配されるガス供給装置６２と配管等を介して接続されている。

金属部材３０は、シール部材Ｓ１を介してチャンバ底壁５１に結合されている。図示しないものの、金属部材３０とチャンバ底壁５１との結合手法には、例えば、ボルト締結を用いることができる。ボルトが挿通される挿通孔が金属部材３０の外周に形成され、ボルトが締結される締結部がチャンバ底壁５１に設けられる構成を採用することができる。

図３に示すように、金属部材３０には、第４面３０Ｂから凹む溝状の凹部３４が形成されている。凹部３４内にはシール部材Ｓ１が配置されるようになっている。凹部３４は、底壁部３５と、底壁部３５の両側縁と第４面３０Ｂとを接続する一対の側壁部３６と、を備える。第４面３０Ｂ、底壁部３５、及び一対の側壁部３６は、アルマイト層ＡＬ（バリア層の一例）を有する。このアルマイト層ＡＬは、金属部材３０をアルマイト処理することにより形成されている。アルマイト層ＡＬは、金属部材３０の第３面３０Ａや側面等に設けられていてもよい。金属部材３０にアルマイト層ＡＬが設けられることで、半導体製造装置７０においてプラズマ処理を行う際に異常放電の発生を低減させることができる。

アルマイト層ＡＬは、アルマイト処理により形成されたばかりの状態では、表面粗さが大きい。第４面３０Ｂのアルマイト層ＡＬについては、研磨加工により表面粗さが低減されている。しかし、第４面３０Ｂから奥まった位置にある底壁部３５及び一対の側壁部３６のアルマイト層ＡＬについては、研磨加工によって表面粗さを低減させることが困難である。

ここで、図４を参照しつつ、仮に底壁部３５及び一対の側壁部３６の表面粗さが大きい状態で、凹部３４内にシール部材Ｓ１を配置し、金属部材３０をチャンバ底壁５１に結合する構成を採用した比較例について考える。このような場合、底壁部３５とチャンバ底壁５１との間でシール部材Ｓ１が圧縮された状態で、シール部材Ｓ１と底壁部３５のアルマイト層ＡＬとの間にはわずかに隙間が生じる。この隙間は流体が通過可能な大きさであるから、シール部材Ｓ１の内側に配されるチャンバ底壁５１の貫通孔５２からチャンバ５０の内空間５３に外気が入り込むことが可能になる。例えば、図４においては、端子２４とチャンバ５０外の電源６４とを接続する接続配線２５が導入される貫通孔５２からチャンバ５０の内空間５３へと外気が入り込む様子を矢印で示している。このため、チャンバ５０の内空間５３の気体を真空ポンプ６１により排出しても、チャンバ５０内の圧力を下げることができない（図２参照）。したがって、半導体製造装置７０においてプラズマを発生させることができず、ウェハＷの処理を行うことができなくなる。

一方、本実施形態では、図３に示すように、底壁部３５のアルマイト層ＡＬの外側にシリコーン層ＳＬを形成している。シリコーン層ＳＬは、硬化性のシリコーン系樹脂を底壁部３５に塗布し、硬化させることで形成されている。これにより底壁部３５のアルマイト層ＡＬの凹凸形状を無くすことができる。

本実施形態の構成によれば、凹部３４内に配されたシール部材Ｓ１が底壁部３５とチャンバ底壁５１との間で圧縮される際、シール部材Ｓ１がシリコーン層ＳＬに密着することで、シール部材Ｓ１によるシール性を担保することができる。例えば、図３において、端子２４とチャンバ５０外の電源６４とを接続する接続配線２５が導入される貫通孔５２から端子孔３２側へ入り込んだ外気は、シリコーン層ＳＬとシール部材Ｓ１とが密着しているため、底壁部３５とシール部材Ｓ１との間を通ってチャンバ５０の内空間５３まで入り込むことができない。したがって、チャンバ５０内を真空ポンプ６１により減圧することができるため、半導体製造装置７０におけるウェハＷの処理が可能となる（図２参照）。

＜金属部材の製造方法について＞
以下、本実施形態の金属部材３０の製造方法の一例について説明する。
まず、金属部材３０のもととなる金属製の円盤状部材を準備する。この円盤状部材を削り、凹部３４を形成する。凹部３４が設けられた円盤状部材にアルマイト層ＡＬを形成する。これにより、円盤状部材の外面（例えば第３面３０Ａや側面等）と、凹部３４の底壁部３５及び一対の側壁部３６とにアルマイト層ＡＬが形成される。なお、ここまでの製造工程（すなわち凹部３４の形成及びアルマイト処理）が完了した円盤状部材を準備してから、金属部材３０の製造を開始してもよい。次に、上記の凹部３４の底壁部３５のアルマイト層ＡＬ上にシリコーン系樹脂を塗布し、硬化させる。これにより、底壁部３５のアルマイト層ＡＬ上にシリコーン層ＳＬを形成することができる。以上により、本実施形態の金属部材３０の製造が完了する。

＜実施形態１の効果＞
以上のように、実施形態１の金属部材３０は、シール部材Ｓ１を介して他部材（チャンバ底壁５１）に結合される金属部材３０であって、他部材に対向する対向面（第４面３０Ｂ）と、対向面から凹み、内部にシール部材Ｓ１が配置される凹部３４と、を備え、凹部３４は、底壁部３５と、底壁部３５の両側縁と対向面とを接続する一対の側壁部３６と、を備え、対向面、底壁部３５、及び一対の側壁部３６は、バリア層（アルマイト層ＡＬ）を有し、底壁部３５は、底壁部３５のバリア層上に、シリコーン層ＳＬを備える。

凹部３４はバリア層を備えるから、金属部材３０が半導体製造装置７０に用いられた際、凹部３４においてアーキングを抑制することができる。

凹部３４の底壁部３５のバリア層は、対向面から凹んだ位置にあるため、研磨処理等を行うことが困難であり、表面粗さが大きい状態となっている。凹部３４の底壁部３５の表面粗さが大きい場合、底壁部３５と他部材との間でシール部材Ｓ１を圧縮しても、シール部材Ｓ１と底壁部３５との間に隙間ができ、金属部材３０と他部材との結合部分のシール性が担保されない場合がある。このような場合、半導体製造装置７０の真空系統に大気がリークしてしまう。しかし、上記構成では、底壁部３５はバリア層を覆うシリコーン層ＳＬを備えるから、シリコーン層ＳＬをシール部材Ｓ１に密着させることができる。よって、底壁部３５とシール部材Ｓ１との間に隙間ができず、金属部材３０と他部材との結合部分のシール性を担保することができる。したがって、半導体製造装置７０の真空系統への大気リークを防止することができる。

実施形態１では、シリコーン層ＳＬの表面の最大高さＲｚは、６０μｍ以下であることが好ましい。

上記の構成によれば、シリコーン層ＳＬの表面は大きな凹凸形状を有さない。よって、シリコーン層ＳＬとシール部材Ｓ１とが密着しやすくなるため、シール部材Ｓ１のシール性を一層担保しやすくなる。

実施形態１では、シリコーン層ＳＬの硬さは、ショアＡ硬度で１０以上、６０以下であることが好ましい。

シリコーン層ＳＬの硬さが、ショアＡ硬度で１０以上、６０以下であり、例えば金属部材３０やバリア層よりも比較的柔軟であるから、シリコーン層ＳＬをシール部材Ｓ１に密着させやすい。また、シール部材Ｓ１を底壁部３５及び他部材の間で圧縮する際に、底壁部３５に加わるシール部材Ｓ１からの反力を緩和することができる。シール部材Ｓ１からの反力を緩和できるから、シール部材Ｓ１の硬度の面での選定範囲が広がる。なお、シリコーン層ＳＬの硬さは、シリコーン層ＳＬのもととなる硬化前のシリコーン系樹脂におけるフィラーの含有量を調整することにより、調整可能である。

実施形態１では、シリコーン層ＳＬの厚みは、凹部３４の深さの１５～２５％であることが好ましい。

シリコーン層ＳＬの厚みが大きくなると、底壁部３５の表面粗さを低減しやすい一方、シール部材Ｓ１からの反力が増大し、金属部材３０と他部材との結合が困難になる。上記の構成によれば、シール部材Ｓ１によるシール性を担保しつつ、シール部材Ｓ１からの反力を低減し、金属部材３０と他部材とを容易に結合することができる。

実施形態１の半導体製造装置７０は、上記の金属部材３０と、凹部３４内に配されるシール部材Ｓ１と、金属部材３０がシール部材Ｓ１を介して結合されるチャンバ底壁５１を備えるチャンバ５０と、を備える。

実施形態１の半導体製造装置７０によれば、アーキングを抑制するとともに、シール部材Ｓ１によるシール性を担保することができる。

［本開示の実施形態２の詳細］
本開示の実施形態２について、図５を参照しつつ説明する。実施形態２の半導体製造装置１７０は、チャンバ底壁５１と金属部材３０との間にさらに設置板４０を備え、金属部材３０は設置板４０（他部材の一例）に結合されている。実施形態２のその他の構成については、実施形態１と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材には実施形態１で用いた符号を付し、実施形態１と同一の構成、作用効果については説明を省略する。

＜設置板＞
設置板４０は、金属製であって、円盤状をなしている。設置板４０は、金属部材３０側に配される第５面４０Ａと、チャンバ底壁５１側に配される第６面４０Ｂと、を有する。第５面４０Ａは設置板４０の上側に配され、第６面４０Ｂは設置板４０の下側に配されている。設置板４０には、金属部材３０と同様に端子孔４２及びガス導入路４３が形成されている。また、設置板４０は、冷媒流路３１に連通する冷媒導入路４１を有する。

設置板４０には、第６面４０Ｂから凹む凹部４４が設けられている。詳細に図示しないものの、凹部４４は金属部材３０の凹部３４と同様に構成されている。すなわち、図示を省略するが、凹部４４は底壁部と一対の側壁部とを備え、底壁部、一対の側壁部、及び第６面４０Ａはアルマイト層ＡＬを有する（図３参照）。そして、凹部４４の底壁部のアルマイト層ＡＬはシリコーン層ＳＬに覆われている。凹部４４の内部にシール部材Ｓ２が配された状態で、設置板４０はボルト締結等によりチャンバ底壁５１に結合されている。

本実施形態では、金属部材３０の凹部３４内に配されたシール部材Ｓ１は底壁部３５と設置板４０の第５面４０Ａとの間で圧縮される。底壁部３５はシリコーン層ＳＬを有するから、シリコーン層ＳＬとシール部材Ｓ１とが密着することで、底壁部３５とシール部材Ｓ１との間を流体が通過することを防止することができる。したがって、シール部材Ｓ１によるシール性を担保することができる。同様にして、設置板４０の凹部４４内に配されるシール部材Ｓ２は凹部４４の底壁部のシリコーン層ＳＬに密着するため、シール部材Ｓ２によるシール性を担保することができる。

＜実施形態２の効果＞
実施形態２の半導体製造装置１７０は、金属部材３０と、凹部３４内に配されるシール部材Ｓ１と、金属部材３０がシール部材Ｓ１を介して結合される設置板４０と、を備える。

この半導体製造装置１７０によれば、アーキングを抑制するとともに、シール部材Ｓ１によるシール性を担保することができる。

［本開示の実施形態３の詳細］
本開示の実施形態３について、図６を参照しつつ説明する。実施形態３の半導体製造装置２７０の静電チャック２１０（保持装置の一例）は、セラミックス部材２２０と金属部材２３０との間が接合部によって接合されておらず、金属部材２３０はボルト締結等によりシール部材Ｓ３を介してセラミックス部材２２０（他部材の一例）に結合されている。詳細には、セラミックス部材２２０の外周に、ボルトＢ１が挿通される挿通孔２２８が形成されている。金属部材２３０の外周には、ボルトＢ１が締結される締結部２３７が設けられている。実施形態３のその他の構成については、実施形態１と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材には実施形態１で用いた符号を付し、実施形態１と同一の構成、作用効果については説明を省略する。

金属部材２３０は、セラミックス部材２２０に対向する第３面２３０Ａ（対向面の一例）と、チャンバ底壁５１側に配される第４面３０Ｂと、を有する。金属部材２３０は、第３面２３０Ａから凹む凹部２３４を有する。凹部２３４は、第４面３０Ｂ側に設けられる凹部３４と同様に構成されている。すなわち、図示を省略するが、凹部２３４は底壁部と一対の側壁部とを備え、底壁部、一対の側壁部、及び第３面２３０Ａはアルマイト層ＡＬを有する（図３参照）。そして、凹部２３４の底壁部のアルマイト層ＡＬはシリコーン層ＳＬに覆われている。

本実施形態では、金属部材２３０の凹部２３４内に配されたシール部材Ｓ３は凹部２３４の底壁部とセラミックス部材２２０の第２面２０Ｂとの間で圧縮される。凹部２３４の底壁部はシリコーン層ＳＬを有するから、シリコーン層ＳＬとシール部材Ｓ３とが密着することで、凹部２３４の底壁部とシール部材Ｓ３との間を流体が通過することを防止することができる。したがって、シール部材Ｓ３によるシール性を担保することができる。

＜実施形態３の効果＞
実施形態３の保持装置（静電チャック２１０）は、金属部材２３０と、凹部２３４内に配されるシール部材Ｓ３と、金属部材２３０がシール部材Ｓ３を介して結合されるセラミックス部材２２０と、を備える。

この保持装置によれば、アーキングを抑制するとともに、シール部材Ｓ３によるシール性を担保することができる。

＜他の実施形態＞
（１）実施形態１の図３においては、底壁部３５のアルマイト層ＡＬの全体がシリコーン層ＳＬによって覆われているが、シリコーン層は異常放電を抑制可能な程度に底壁部のアルマイト層を覆っていればよく、底壁部のアルマイト層の一部がシリコーン層に覆われていない構成であってもよい。

（２）実施形態１では金属部材３０はシール部材Ｓ１を介してチャンバ底壁５１に結合され、実施形態２では金属部材３０はシール部材Ｓ１を介して設置板４０に結合され、実施形態３では金属部材２３０はシール部材Ｓ３を介してセラミックス部材２２０に結合されたが、金属部材はシール部材を介して上記以外の他部材に結合されてもよい。

（３）実施形態１では凹部３４の断面形状は矩形状であったが、凹部の形状は蟻溝形状でもよい。

１０，２１０…静電チャック（保持装置）
２０，２２０…セラミックス部材 ２０Ａ…第１面 ２０Ｂ…第２面 ２１…絶縁体 ２２…ガス流路 ２３…噴出口 ２４…端子 ２５…接続配線 ２６…接合部 ２７…チャック電極 ２２８…挿通孔
３０，２３０…金属部材 ３０Ａ，２３０Ａ…第３面 ３０Ｂ…第４面 ３１…冷媒流路 ３２…端子孔 ３３…ガス導入路 ３４，２３４…凹部 ３５…底壁部 ３６…側壁部 ２３７…締結部
４０…設置板 ４０Ａ…第５面 ４０Ｂ…第６面 ４１…冷媒導入路 ４２…端子孔 ４３…ガス導入路 ４４…凹部
５０…チャンバ ５１…チャンバ底壁 ５２…貫通孔 ５３…内空間
６０…外部装置 ６１…真空ポンプ ６２…ガス供給装置 ６３…冷媒循環装置 ６４…電源
７０，１７０，２７０…半導体製造装置
ＡＬ…アルマイト層（バリア層） Ｂ１…ボルト Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…シール部材 ＳＬ…シリコーン層 Ｗ…ウェハ

Claims (7)

1. シール部材を介して他部材に結合される金属部材であって、
   前記他部材に対向する対向面と、前記対向面から凹み、内部に前記シール部材が配置される凹部と、を備え、
   前記凹部は、底壁部と、前記底壁部の両側縁と前記対向面とを接続する一対の側壁部と、を備え、
   前記対向面、前記底壁部、及び前記一対の側壁部は、バリア層を有し、
   前記底壁部は、前記底壁部の前記バリア層上に、シリコーン層を備える、金属部材。
2. 前記シリコーン層の表面の最大高さＲｚは、６０μｍ以下である、請求項１に記載の金属部材。
3. 前記シリコーン層の硬さは、ショアＡ硬度で１０以上、６０以下である、請求項１に記載の金属部材。
4. 前記シリコーン層の厚みは、前記凹部の深さの１５～２５％である、請求項１に記載の金属部材。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金属部材と、
   前記凹部内に配されるシール部材と、
   前記金属部材が前記シール部材を介して結合されるチャンバ底壁を備えるチャンバと、を備える、半導体製造装置。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金属部材と、
   前記凹部内に配されるシール部材と、
   前記金属部材が前記シール部材を介して結合される設置板と、を備える、半導体製造装置。
7. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の金属部材と、
   前記凹部内に配されるシール部材と、
   前記金属部材が前記シール部材を介して結合されるセラミックス部材と、を備える、保持装置。

Images