JP6349228B2

JP6349228B2 - 静電チャック及びその静電チャックに使用されるベース部材

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Publication number: JP6349228B2
Application number: JP2014215635A
Authority: JP
Inventors: 和弥高田
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2018-06-27
Anticipated expiration: 2034-10-22
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Description

本発明は、静電チャック及びその静電チャックに使用されるベース部材に関するものである。

半導体素子は、成膜装置（例えば、ＣＶＤ装置やＰＶＤ装置）やプラズマエッチング装置を用いて製造される。これらの装置は、減圧された処理室内において、基板（例えば、シリコンウエハ）の温度を調整する温度調整装置を有している。このような温度調整装置としては、基板を静電吸着して保持台に保持する静電チャックが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

静電チャックは、ベースプレートと、そのベースプレートに接着された静電チャック（ＥＳＣ）基板とを有している。静電チャック基板は、基板を吸着するための電極と、被吸着物（例えば、基板）の温度を制御するための発熱体とを内蔵している。また、ベースプレートには、冷却路が形成されている。そして、静電チャック基板の上面に吸着された基板の温度は、ベースプレートに形成された冷却路を流れる冷却媒体と、静電チャック基板に内蔵された発熱体により調整される。

特開平９−２８９２０１号公報特開平１１−２６５６５号公報特開２０１１−８２４０５号公報

ところが、ベースプレートに形成された冷却路において温度のばらつきが生じる場合がある。このような温度のばらつきは、ベースプレートの上面の温度のばらつきを生じさせ、基板における温度のばらつきを生じさせる。基板温度のばらつきは、例えばプラズマエッチング装置において、エッチングレートのばらつきを生じさせ、半導体素子の歩留まりを低下させる要因となる。

本発明の一観点によれば、冷却媒体が流れる冷却路を有するベース部材と、前記ベース部材の上面に接着層を介して接続され、上面に載置される基板を吸着保持する静電チャック基板と、を有し、前記冷却路は、前記ベース部材の外部から前記冷却媒体を導入する導入部と、前記冷却媒体を前記ベース部材の外部に排出する排出部と、始端部が前記導入部と連通し終端部が前記排出部と連通する管路と、を有し、前記導入部は、前記ベース部材の上面と断面視で直交する軸に対して所定の角度だけ前記ベース部材の下面側に傾斜して、前記ベース部材の下面から前記管路の始端部に向かって延びるように形成されており、前記管路の始端部の上面は、前記始端部以外の前記管路の上面と同一平面上に形成され、前記管路の始端部の下面は、前記始端部以外の前記管路の下面よりも前記ベース部材の下面に近い平面上に形成されている。

本発明の一観点によれば、温度のばらつきを低減できるという効果を奏する。

（ａ）は、一実施形態の静電チャックを示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）に示した静電チャックの一部を拡大した拡大断面図。一実施形態の静電チャックを示す概略平面図。一実施形態の冷却路を示す概略平面図。一実施形態の静電チャックの製造方法の一例を示す説明図。一実施形態の静電チャックに対する解析結果を示す説明図。従来の静電チャックに対する解析結果を示す説明図。一実施形態の静電チャックに対する解析結果を示す説明図。変形例の静電チャックを示す概略断面図。従来の静電チャックを示す概略断面図。

以下、一実施形態を添付図面を参照して説明する。
なお、添付図面は、便宜上、特徴を分かりやすくするために特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを省略している。

図１（ａ）に示すように、静電チャック１は、静電チャック（ＥＳＣ）基板１０と、接着層２０と、ベースプレート（基台）３０とを有している。静電チャック１は、静電チャック基板１０上に載置された基板の温度を調整する温度調整装置である。また、ベースプレート３０は、静電チャック基板１０を支持するベース部材である。

静電チャック基板１０は、基板本体（基体）１１と、基板本体１１に内蔵された静電電極１２及び発熱体１３とを有している。静電チャック基板１０は、例えば、円形板状に形成されている。静電チャック基板１０の大きさ（直径）は、例えば３００ｍｍ程度とすることができる。静電チャック基板１０の厚さは、例えば５ｍｍ程度とすることができる。

基板本体１１は、互いに対向する基板載置面１１Ａ（ここでは、上面）と接着面１１Ｂ（ここでは、下面）とを有している。基板載置面１１Ａと接着面１１Ｂは互いに平行である。基板載置面１１Ａには、基板Ｗが載置される。なお、以下の説明において、基板本体１１を静電チャック基板１０として説明する場合もある。

基板本体１１の材料としては、絶縁性を有する材料を用いることができる。例えば、基板本体１１の材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素等のセラミックスや、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機材料を用いることができる。本実施形態では、入手のし易さ、加工のし易さ、プラズマ等に対する耐性が比較的高いなどの点から、基板本体１１の材料として、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスを採用している。とくに、窒化アルミニウムを使用した場合には、その熱伝導率が１５〜２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）と大きいため、静電チャック基板１０に吸着した基板Ｗの面内の温度差を小さくする上で好ましい。

静電電極１２は、薄膜状に形成された電極である。静電電極１２は、基板本体１１において、基板載置面１１Ａの近傍に位置する部分に内設されている。静電電極１２は、吸着用電源と電気的に接続される。静電電極１２は、吸着用電源から印加される電圧により生じる静電力によって、基板載置面１１Ａに基板Ｗを固定する。静電電極１２の材料としては、例えば、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）を用いることができる。なお、図１（ａ）では、１つの静電電極１２として示しているが、実際には同一平面上に配置された複数の電極を含む。

複数の発熱体１３は、基板本体１１において、静電電極１２と、接着面１１Ｂとの間に内設されている。複数の発熱体１３は、例えば、基板載置面１１Ａと平行な平面上に配置されている。各発熱体１３は、静電電極１２と電気的に絶縁されている。発熱体１３の材料としては、例えば、タングステンやモリブデンを用いることができる。

複数の発熱体１３は、加熱用電源と電気的に接続される。複数の発熱体１３は、加熱用電源から印加される電圧に応じて発熱する。複数の発熱体１３は、例えば、複数のゾーン（領域）に分けられ、個々に制御される。

具体的には、図２に示すように、静電チャック基板１０には、複数のゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４が設定されている。これら複数のゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４は、例えば、同心円状に設定されている。静電チャック基板１０の外周縁側から平面視中央部に向かってゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４が順に設定されている。図１（ａ）に示した複数の発熱体１３は、基板Ｗ全体の温度を均一とするように、ゾーンＺ１〜Ｚ４毎に制御される。

以上説明した静電チャック基板１０は、例えば、タングステンを印刷したグリーンシートを積層後、焼成して形成される。
静電チャック基板１０は、接着層２０によりベースプレート３０の上面３０Ａに接着されている。接着層２０は、ベースプレート３０の上に静電チャック基板１０を接着する。また、接着層２０は、静電チャック基板１０の熱をベースプレート３０に伝導する。すなわち、接着層２０は、ベースプレート３０と静電チャック基板１０を接着する接着剤として機能するとともに、熱伝導部材としても機能する。接着層２０の材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましい。例えば、接着層２０の材料としては、シリコーン樹脂を用いることができる。なお、接着層２０の厚さは、例えば、１．０〜１．５ｍｍ程度とすることができる。

ベースプレート３０の材料としては、例えば、アルミニウムや超硬合金等の金属材料や、その金属材料とセラミックス材との複合材料等を用いることができる。本実施形態では、入手のし易さ、加工のし易さ、熱伝導性が良好であることなどの点から、アルミニウム又はその合金を使用し、その表面にアルマイト処理（絶縁層形成）を施したものを使用している。なお、ベースプレート３０の厚さは、例えば、３０〜４０ｍｍ程度とすることができる。

ベースプレート３０には、冷却路３１が形成されている。冷却路３１は、管路３２と、管路３２の始端部（一端部）と連通される導入部３３と、管路３２の終端部（他端部）と連通される排出部３４とを有している。冷却路３１（管路３２、導入部３３及び排出部３４）は、ベースプレート３０に明けられた穴によって形成されている。

管路３２は、例えば、ベースプレート３０の上面３０Ａと平行な平面上に形成されている。管路３２は、例えば、ベースプレート３０の上面３０Ａが広がる平面方向（図中左右方向）と断面視で直交する厚さ方向（図中上下方向）の中途に位置する平面上に形成されている。管路３２は、冷却媒体をベースプレート３０の平面全体に流すためのものであり、中空状に形成されている。本例の管路３２は、例えば、略四角筒状に形成されている。すなわち、管路３２の短手方向（ここでは、幅方向）の断面形状は略矩形状に形成されている。また、管路３２の始端部には導入部３３と接続する接続部３２Ｘが形成され、管路３２の終端部には排出部３４と接続する接続部３２Ｙが形成されている。接続部３２Ｘは、例えば、管路３２の始端部の下面に形成され、導入部３３に向けて開口するように形成されている。また、接続部３２Ｙは、管路３２の終端部において、排出部３４に向けて開口するように形成されている。ここで、上述した冷却媒体としては、例えば、水やガルデンを用いることができる。

図３は、管路３２の平面形状の一例を示す。管路３２は、当該管路３２内を流れる冷却媒体によりベースプレート３０全体を冷却するように形成されている。例えば、管路３２は、平面視略中央部に形成された導入部３３と接続される始端部から外側の領域に向かって平面視略渦巻き状に形成されている。また、管路３２は、ベースプレート３０の外周縁付近の領域に位置する中途部３２Ａを境にして反対方向、つまり中途部３２Ａから平面視略中央部に形成された排出部３４と接続される終端部に向かって平面視略渦巻き状に形成されている。本例の管路３２は、導入部３３から中途部３２Ａまで左回り（反時計回り）の渦巻き（左回転により外周縁に向かう渦巻き）に形成され、中途部３２Ａで折り返された後、中途部３２Ａから排出部３４まで右回り（時計回り）の渦巻き（右回転により平面視中心部に向かう渦巻き）に形成されている。本例の管路３２では、導入部３３から中途部３２Ａまでの管路３２と、中途部３２Ａから排出部３４までの管路３２とが略並行して形成されている。そして、平面視略中央部（例えば、ゾーンＺ４に対応する領域）に形成された導入部３３と排出部３４とは近接した位置に形成されている。

なお、管路３２の幅Ｗ１は、例えば、０．５〜０．７ｍｍ程度とすることができる。また、図１（ｂ）に示した管路３２の深さＤ１は、例えば、１５〜１７ｍｍ程度とすることができる。管路３２の上面からベースプレート３０の上面３０Ａまでの厚さは、例えば、６〜８ｍｍ程度とすることができる。

図１（ｂ）に示すように、導入部３３は、ベースプレート３０の下面３０Ｂから管路３２の始端部（接続部３２Ｘ）に向かって延びるように形成されている。導入部３３は、冷却路３１（管路３２）内に温度の低い冷却媒体を導入するためのものである。導入部３３は、ベースプレート３０の上面３０Ａと断面視で直交する軸Ａ１に対して所定の角度θ１だけベースプレート３０の下面３０Ｂ側に傾斜して形成されている。ここで、角度θ１は、例えば軸Ａ１と導入部３３の軸（例えば、導入部３３が円筒状に形成されている場合には、円筒軸）とがなす角度である。この角度θ１は、例えば、１度以上９０度未満の範囲に設定することができる。導入部３３は、ベースプレート３０の下面３０Ｂ側（始端部側）の開口部３３Ｘをベースプレート３０の外部に向けて開放し、他端部側（終端部側）の開口部３３Ｙを管路３２の始端部に向けて開放した中空構造に形成されている。本例の導入部３３は、例えば、斜円筒状に形成されている。すなわち、本例の開口部３３Ｘ，３３Ｙは、平面視略円形状に形成されている。開口部３３Ｘ，３３Ｙの直径は、例えば、８〜１０ｍｍ程度とすることができる。このとき、開口部３３Ｘ，３３Ｙの直径は、例えば、管路３２の下面の幅Ｗ１（図３参照）よりも長く設定されている。そして、これら接続部３２Ｘ及び開口部３３Ｙを通じて、導入部３３と管路３２とが連通されている。

排出部３４は、ベースプレート３０の下面３０Ｂから管路３２の終端部（接続部３２Ｙ）に向かって延びるように形成されている。排出部３４は、ベースプレート３０を冷却することで温度が上昇した冷却媒体を、ベースプレート３０の外部に排出するためのものである。排出部３４は、例えば、ベースプレート３０の下面３０Ｂに対して垂直に直立して形成されている。すなわち、本例の排出部３４は、軸Ａ１に沿って延びるように形成されている。排出部３４は、ベースプレート３０の下面３０Ｂ側（終端部側）の開口部３４Ｘをベースプレート３０の外部に向けて開放し、他端部側（始端部側）に形成された開口部３４Ｙを管路３２の接続部３２Ｙ（終端部）に向けて開放した中空構造に形成されている。これら接続部３２Ｙ及び開口部３４Ｙを通じて、管路３２と排出部３４とが連通されている。本例の排出部３４は、例えば、直円筒状に形成されている。

導入部３３及び排出部３４は、例えば、静電チャック１の外部に設けられた冷却媒体制御装置（図示略）に接続されている。冷却媒体制御装置は、冷却媒体を導入部３３から管路３２に導入し、ベースプレート３０の平面全体に亘って形成された管路３２を通じて排出部３４から冷却媒体を排出させる。このように冷却路３１に冷却媒体を流してその冷却媒体をベースプレート３０の平面全体に流すことにより、ベースプレート３０全体を冷却することができ、ベースプレート３０の上面３０Ａを均熱化することができる。これにより、図１（ａ）に示した静電チャック基板１０上に吸着保持される基板Ｗの温度を所望の温度となるように調整することができる。

なお、冷却路３１（管路３２、導入部３３及び排出部３４）は、ベースプレート３０に形成された電極穴（図示略）、例えば静電電極１２と吸着用電源とを電気的に接続する電極等が挿通される電極穴を避けるように形成されている。

以上説明したベースプレート３０は、例えば以下の方法により製造することができる。まず、公知の方法により、ベースプレート３０内に管路３２及び排出部３４を形成する。続いて、図４に示すように、管路３２及び排出部３４が形成されたベースプレート３０を、例えば５軸加工機のステージ４０上に載置し、所望の角度θ１に合わせてステージ４０を傾けた状態でドリル等の工具４１により、管路３２の始端部と接続される斜円筒状の導入部３３を形成する。以上の工程により、本実施形態のベースプレート３０を製造することができる。

ところで、図９に示すように、従来の静電チャックのベースプレート５０では、管路５２の始端部と接続される導入部５３が、管路５２の終端部と接続される排出部５４や本例の排出部３４と同様に、ベースプレート５０の下面５０Ｂに対して垂直に直立して形成されている。すなわち、従来の導入部５３は、直円筒状に形成されている。この場合には、導入部５３と平面視で重なる位置付近におけるベースプレート５０の上面５０Ａの温度が他の領域の温度に比べて低くなる傾向にあることが、本発明者の鋭意研究によって明らかにされた。なお、従来のベースプレート５０では、管路５２と導入部５３と排出部５４とによって冷却路５１が構成されている。

図６は、従来のベースプレート５０の上面５０Ａにおける温度ばらつきを解析した結果を示している。具体的には、図６は、ＳＩＥＭＥＮＳ社製の解析ソフトＮＸを使用して流体解析を行った結果を示している。この解析に使用した従来のベースプレート５０は、導入部５３が直円筒状に形成された点のみがベースプレート３０と異なる。なお、解析条件としては、ベースプレート５０の上面５０Ａにおける総伝熱量を３．５ｋＷ、ベースプレート５０の上面５０Ａにおける熱流束を０．０４７Ｗ／ｍｍ^２とし、導入部５３の入口における流量を５Ｌ／ｍｉｎ、導入部５３の入口における温度を２０℃とした。また、解析条件としては、排出部５４の出口における圧力を０ＭＰａとし、大気条件を真空とした。

図６に示した解析結果から明らかなように、導入部５３が形成された平面視中央部の領域（例えば、ゾーンＺ４に対応する領域）の温度がそれ以外の領域（外周縁側のゾーンＺ１〜Ｚ３に対応する領域）の温度よりも低くなっている。そして、導入部５３付近の平面視中央部の領域が、ベースプレート５０の上面５０Ａ全体において最も温度が低い領域となっている。このように導入部５３付近における上面５０Ａの温度がそれ以外の領域よりも低くなる理由は以下のように考察される。すなわち、冷却路５１を流れる冷却媒体は、導入部５３に導入された時点ではその温度が低く、管路５２を通じて排出部５４から排出されるまでの過程でその温度が徐々に上昇する。このため、導入部５３の入口付近及び導入部５３と管路５２との接続部分付近の温度は低くなる。この結果、導入部５３と平面視で重なるベースプレート５０の上面５０Ａ付近における温度がそれ以外の領域の温度よりも低くなる傾向があると考察される。

そこで、本実施形態のベースプレート３０では、上述したように、導入部３３を斜円筒状に形成するようにした。これにより、導入部５３が直円筒状に形成される従来技術に比べて、導入部３３の入口（つまり、開口部３３Ｘ）から管路３２の接続部３２Ｘまでの距離が長くなる。このため、冷却路３１を流れる冷却媒体は、開口部３３Ｘから管路３２に導入されるまでの過程において、周囲のベースプレート３０の熱を吸収しながらその温度が徐々に上昇する。この結果、導入部３３と管路３２との接続部分における冷却媒体の温度を従来のベースプレート５０よりも高くすることができる。これにより、導入部３３と管路３２との接続部分と平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度を、従来技術よりも高くすることができ、それ以外の領域の温度に近づけることができる。したがって、ベースプレート３０の上面３０Ａにおける温度差を小さくすることができる。

さらに、ベースプレート３０では、略斜円筒状に形成された導入部３３を、管路３２の下面で管路３２と接続（連通）するようにした。このため、図１（ｂ）に示すように、導入部３３と管路３２との接続部分の断面構造が、排出部３４と管路３２との接続部分（又は、導入部５３と管路５２との接続部分）の断面構造よりも下面３０Ｂ側に深く形成されている。すなわち、導入部３３と管路３２との接続部分（中空部分）の深さＤ２が、排出部３４と管路３２との接続部分（中空部分）の深さＤ１（又は、導入部５３と管路５２との接続部分の深さＤ３）よりも下面３０Ｂ側に深く形成されている。これにより、導入部３３と管路３２との接続部分の断面積が、導入部５３と管路５２との接続部分の断面積よりも大きくなる。したがって、導入部３３と管路３２との接続部分における冷却媒体の流速が従来技術に比べて遅くなり、温度境界層が厚くなるため、冷却媒体とベースプレート３０との間の熱伝達係数が低くなる。この結果、導入部３３と管路３２との接続部分と平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度が下がりにくくなる。このため、導入部３３と管路３２との接続部分と平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度をそれ以外の領域の温度に近づけることができ、ベースプレート３０の上面３０Ａにおける温度差をより小さくすることができる。

図５は、本実施形態の静電チャック１におけるベースプレート３０の上面３０Ａの温度ばらつきを解析した結果を示している。具体的には、図５は、図６で説明した流体解析と同様に、ＳＩＥＭＥＮＳ社製の解析ソフトＮＸを使用して流体解析を行った結果を示している。解析条件としては、ベースプレート３０の上面３０Ａにおける総伝熱量を３．５ｋＷ、ベースプレート３０の上面３０Ａにおける熱流束を０．０４７Ｗ／ｍｍ^２とし、導入部３３の開口部３３Ｘにおける流量を５Ｌ／ｍｉｎ、開口部３３Ｘにおける温度を２０℃とした。また、解析条件としては、排出部３４の開口部３４Ｘにおける圧力を０ＭＰａとし、大気条件を真空とし、軸Ａ１と導入部３３の円筒軸とがなす角度θ１を５０度に設定した。すなわち、図５に示した解析結果と図６に示した解析結果との解析条件は、導入部３３の形状のみが異なり、その他の条件が同一に設定されている。

図５に示した解析結果から明らかなように、導入部３３を直円筒状から斜円筒状に変更したことにより、導入部３３と管路３２との接続部分と平面視で重なる上面３０Ａ（つまり、平面視略中央の上面３０Ａ）の温度が従来よりも高くなり、他の領域との温度差が小さくなっている。これは、上述したように、導入部３３の開口部３３Ｘから管路３２までの距離が長くなったこと、及び導入部３３と管路３２との接続部分における断面積が大きくなったこと等に起因しているものと考察される。

次に、導入部３３の傾斜角度と、接続部３２Ｘと平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度との関係について評価した結果を説明する。
導入部３３の傾斜角度、つまり角度θ１を０度、２５度、５０度に設定した場合について、図５及び図６で説明した解析条件と同一の条件で流体解析を実施し、接続部３２Ｘと平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度を解析した。それら３点の角度θ１に対する解析結果をグラフ化して図７に示した。

図７に示すように、角度θ１が０度のときには上面３０Ａの温度が３２．６９２℃であるのに対し、角度θ１を２５度とすると上面３０Ａの温度が３２．８２３℃と高くなり、角度θ１を５０度とすると上面３０Ａの温度が３３．１０５℃と更に高くなった。すなわち、角度θ１を大きくするほど、接続部３２Ｘと平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度が高くなった。この解析結果から、角度θ１を大きくするほど、導入部３３及び接続部３２Ｘが形成される平面視中央部の上面３０Ａの温度を、外周縁側の領域の上面３０Ａの温度に近づけられることが分かった。但し、角度θ１を大きくするほど、導入部３３の平面寸法（平面積）が大きくなるため、管路３２及び排出部３４を形成する領域が狭くなり、それら管路３２及び排出部３４の配置自由度が低くなる。また、導入部３３はベースプレート３０内に設けられるものであるため、角度θ１は９０度未満である必要がある。

以上のことから、ベースプレート３０の均熱化及び導入部３３の平面寸法の観点から、角度θ１は、２５度以上９０度未満が好ましく、５０度以上８０度未満がより好ましい。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）管路３２の始端部と接続される導入部３３を斜円筒状に形成するようにした。これにより、導入部５３が直円筒状に形成される従来技術に比べて、導入部３３の入口（つまり、開口部３３Ｘ）から管路３２の接続部３２Ｘまでの距離が長くなる。このため、導入部３３と管路３２との接続部分と平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度を従来技術よりも高くすることができ、それ以外の領域の温度に近づけることができる。したがって、ベースプレート３０の上面３０Ａにおける温度のばらつきを従来よりも低減することができる。ひいては、静電チャック基板１０の基板載置面１１Ａにおける温度のばらつきを従来よりも低減することができる。

（２）斜円筒状に形成された導入部３３を、管路３２の下面で管路３２と接続（連通）するようにした。これにより、導入部３３と管路３２との接続部分の断面積が、直円筒状に形成された導入部５３と管路５２との接続部分の断面積よりも大きくなる。したがって、導入部３３と管路３２との接続部分における冷却媒体の流速が従来技術に比べて遅くなるため、冷却媒体とベースプレート３０との間の熱伝達係数が低くなる。この結果、導入部３３と管路３２との接続部分と平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度が下がりにくくなる。このため、ベースプレート３０の上面３０Ａにおける温度のばらつきを好適に低減することができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、管路３２を、始端部から終端部まで略同じ深さになるように形成した。但し、管路３２の形状はこれに限定されない。

例えば図８に示すように、管路３２のうち始端部周辺（接続部３２Ｘ周辺）の管路３２Ｂの深さＤ４を、始端部周辺以外の管路３２Ｃの深さＤ１よりもベースプレート３０の下面３０Ｂ側に深く形成するようにしてもよい。具体的には、本変形例では、管路３２Ｂの上面が管路３２Ｃの上面と同一平面上に形成される一方で、管路３２Ｂの下面が管路３２Ｃの下面よりもベースプレート３０の下面３０Ｂに近い平面上に形成されている。このとき、管路３２Ｂの幅は、管路３２Ｃの幅と略同じ長さに設定されている。このため、管路３２Ｂの断面積は、管路３２Ｃの断面積よりも大きく形成されている。ここで、管路３２Ｂは、始端部及び始端部周辺に位置する管路３２である。この管路３２Ｂと管路３２Ｃとの間には管路３２Ｄが形成されている。管路３２Ｄの下面は、管路３２Ｂの下面からその管路３２Ｂの下面よりも上方に位置する管路３２Ｃの下面に向かって傾斜する傾斜面に形成されている。すなわち、管路３２Ｄの深さは、管路３２Ｂ側から管路３２Ｃ側に向かうに連れて徐々に浅くなるように形成されている。但し、管路３２Ｄの上面は、管路３２Ｂ，３２Ｃの上面と同一平面上に形成されている。また、管路３２Ｄの幅は、管路３２Ｂ及び管路３２Ｃの幅と略同じ長さに設定されている。

このように、本変形例では、導入部３３と接続される接続部３２Ｘ周辺の管路３２Ｂの深さＤ４を、接続部３２Ｘ周辺以外の管路３２Ｃの深さＤ１よりも深く形成した。これにより、管路３２Ｂにおける冷却媒体の流速が遅くなり、温度境界層が厚くなるため、管路３２Ｂを流れる冷却媒体とベースプレート３０との間の熱伝達係数が低くなる。この結果、管路３２Ｂと平面視で重なる上面３０Ａ付近の温度が下がりにくくなる。これによって、ベースプレート３０の上面３０Ａにおける温度のばらつきを好適に低減することができる。

・上記実施形態では、導入部３３を、管路３２の始端部の下面で管路３２と接続するようにした。これに限らず、例えば導入部３３を、管路３２の始端部の側面（軸Ａ１に沿って広がる面）で管路３２と接続するようにしてもよい。すなわち、この場合には、管路３２の接続部３２Ｘが、管路３２の始端部の側面に形成される。

・上記実施形態では、ベースプレート３０の平面視略中央部において、導入部３３と排出部３４とを近接する位置に設けるようにした。すなわち、導入部３３と排出部３４とを、１つのゾーン（上記実施形態では、ゾーンＺ４）に対応する領域に設けるようにした。これに限らず、例えば、導入部３３と排出部３４とを互いに異なるゾーンに対応する領域に設けるようにしてもよい。例えば、導入部３３をベースプレート３０の平面視略中央部（ゾーンＺ４に対応する領域）に設け、排出部３４をベースプレート３０の外周領域（ゾーンＺ１に対応する領域）に設けるようにしてもよい。

・上記実施形態では、導入部３３を斜円筒状に形成するようにした。すなわち、導入部３３の開口部３３Ｘ，３３Ｙを平面視略円形状に形成するようにした。これに限らず、開口部３３Ｘ，３３Ｙの平面形状が、例えば三角形状、四角形状、五角形状等の多角形状や楕円形状となるように導入部３３の構造を変更してもよい。

・上記実施形態では、排出部３４を直円筒状に形成するようにした。これに限らず、例えば、排出部３４を、三角筒状、四角筒状、五角筒状等の多角筒状や楕円筒状に形成してもよい。また、排出部３４を、ベースプレート３０の下面３０Ｂから管路３２の終端部（接続部３２Ｙ）に向かって斜めに延びるように形成してもよい。

・上記実施形態では、管路３２を四角筒状に形成するようにした。これに限らず、例えば、管路３２を、円筒状、楕円筒状、三角筒状や五角筒状に形成してもよい。

１静電チャック
１０静電チャック基板
１２静電電極
１３発熱体
２０接着層
３０ベースプレート（ベース部材）
３１冷却路
３２管路
３３導入部
３４排出部
Ｗ基板
θ１角度
Ａ１軸

Claims

冷却媒体が流れる冷却路を有するベース部材と、
前記ベース部材の上面に接着層を介して接続され、上面に載置される基板を吸着保持する静電チャック基板と、を有し、
前記冷却路は、前記ベース部材の外部から前記冷却媒体を導入する導入部と、前記冷却媒体を前記ベース部材の外部に排出する排出部と、始端部が前記導入部と連通し終端部が前記排出部と連通する管路と、を有し、
前記導入部は、前記ベース部材の上面と断面視で直交する軸に対して所定の角度だけ前記ベース部材の下面側に傾斜して、前記ベース部材の下面から前記管路の始端部に向かって延びるように形成されており、
前記管路の始端部の上面は、前記始端部以外の前記管路の上面と同一平面上に形成され、
前記管路の始端部の下面は、前記始端部以外の前記管路の下面よりも前記ベース部材の下面に近い平面上に形成されていることを特徴とする静電チャック。
冷却媒体が流れる冷却路を有するベース部材と、
前記ベース部材の上面に接着層を介して接続され、上面に載置される基板を吸着保持する静電チャック基板と、を有し、
前記冷却路は、前記ベース部材の外部から前記冷却媒体を導入する導入部と、前記冷却媒体を前記ベース部材の外部に排出する排出部と、始端部が前記導入部と連通し終端部が前記排出部と連通する管路と、を有し、
前記導入部は、前記ベース部材の上面と断面視で直交する軸に対して所定の角度だけ前記ベース部材の下面側に傾斜して、前記ベース部材の下面から前記管路の始端部に向かって延びるように形成されており、
前記排出部は、前記ベース部材の下面から前記管路の終端部に向かって前記軸に沿って延びるように形成されていることを特徴とする静電チャック。
前記排出部は、前記ベース部材の下面から前記管路の終端部に向かって前記軸に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
前記導入部は、前記管路の始端部の下側で前記管路と接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電チャック。
前記導入部及び前記排出部は、平面視中央部において、互いに近接して形成され、
前記管路は、前記導入部から外周領域に向かって渦巻き状に形成され、前記外周領域で折り返された後、前記外周領域から前記排出部に向かって渦巻き状に形成され、
前記外周領域から前記排出部に向かう管路は、前記導入部から外周領域に向かう管路と並行して形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電チャック。
前記静電チャック基板は、前記基板を吸着するための静電電極と、前記基板を加熱するための発熱体を内蔵していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の静電チャック。
静電チャック基板を支持するベース部材であって、
外部から冷却媒体を導入する導入部と、前記冷却媒体を外部に排出する排出部と、始端部が前記導入部と連通し終端部が前記排出部と連通する管路とを有し、内部に前記冷却媒体が流れるように形成された冷却路を有し、
前記導入部は、当該ベース部材の上面と断面視で直交する軸に対して所定の角度だけ当該ベース部材の下面側に傾斜して、当該ベース部材の下面から前記管路の始端部に向かって延びるように形成されており、
前記管路の始端部の上面は、前記始端部以外の前記管路の上面と同一平面上に形成され、
前記管路の始端部の下面は、前記始端部以外の前記管路の下面よりも前記ベース部材の下面に近い平面上に形成されていることを特徴とするベース部材。
静電チャック基板を支持するベース部材であって、
外部から冷却媒体を導入する導入部と、前記冷却媒体を外部に排出する排出部と、始端部が前記導入部と連通し終端部が前記排出部と連通する管路とを有し、内部に前記冷却媒体が流れるように形成された冷却路を有し、
前記導入部は、当該ベース部材の上面と断面視で直交する軸に対して所定の角度だけ当該ベース部材の下面側に傾斜して、当該ベース部材の下面から前記管路の始端部に向かって延びるように形成されており、
前記排出部は、前記ベース部材の下面から前記管路の終端部に向かって前記軸に沿って延びるように形成されていることを特徴とするベース部材。