JP7269759B2 - 基板固定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板固定装置に関する。
従来、ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置を製造する際に使用される成膜装置（例えば、ＣＶＤ装置やＰＶＤ装置等）やプラズマエッチング装置は、ウェハを真空の処理室内に精度良く保持するためのステージを有する。
このようなステージとして、例えば、ベースプレートに搭載された静電チャックにより、吸着対象物であるウェハを吸着保持する基板固定装置が提案されている。基板固定装置の一例として、ウェハを冷却するためのガス供給部を設けた構造のものが挙げられる。ガス供給部は、例えば、ベースプレート内部のガス流路と、静電チャックに設けられたガス排出部（貫通孔）を介して、静電チャックの表面にガスを供給する。
特許第６４２０９３７号
ところで、基板固定装置をプラズマエッチング装置に用いる場合、ウェハのエッチング処理中に静電チャックのガス供給部を伝わる異常放電が発生し、ウェハやプラズマエッチング装置自身を破壊する問題がある。
異常放電対策として、ガス排出部の小径化が検討されているが、ガス排出部を小径化すると、エッチングの副生成物等によりガス排出部が容易に閉塞し、その除去も極めて困難であるため、メンテナンス性が悪く、実用的な対策とはなっていない。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性に優れた異常放電対策を講じた基板固定装置を提供することを課題とする。
本基板固定装置は、内部にガス供給部を備えたベースプレートと、前記ベースプレート上に設けられた静電チャックと、を有し、前記静電チャックは、一方の面が吸着対象物の載置面である基体と、前記基体を貫通する、内側面に雌ねじが切られた挿入孔と、を備え、前記挿入孔内には、側面に雄ねじが切られたねじ込み部材が螺合され、前記ねじ込み部材の前記ベースプレート側に、前記ねじ込み部材と接する第２のねじ込み部材が挿入され、前記ねじ込み部材には、一端が前記載置面に開口し、他端が前記第２のねじ込み部材側に開口する、直径が０．１ｍｍ以下の貫通孔が形成され、前記第２のねじ込み部材は、連通する複数の気孔を備えた多孔質体であり、前記貫通孔及び前記連通する複数の気孔を介して、前記ガス供給部から前記載置面にガスが供給される。
開示の技術によれば、メンテナンス性に優れた異常放電対策を講じた基板固定装置を提供できる。
第１実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図である。 ねじ込み部材の形状を例示する図である。 第２実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図である。 図３（ｂ）のねじ込み部材近傍を更に拡大した断面図である。 第３実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図である。 第４実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図である。 第５実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図である。 第６実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
〈第１実施形態〉
図１は、第１実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図であり、図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の部分拡大図である。図１を参照すると、基板固定装置１は、主要な構成要素として、ベースプレート１０と、接着層２０と、静電チャック３０とを有している。
ベースプレート１０は、静電チャック３０を搭載するための部材である。ベースプレート１０の厚さは、例えば、２０～４０ｍｍ程度である。ベースプレート１０は、例えば、アルミニウムから形成され、プラズマを制御するための電極等として利用できる。ベースプレート１０に所定の高周波電力を給電することで、発生したプラズマ状態にあるイオン等を静電チャック３０上に吸着されたウェハに衝突させるためのエネルギーを制御し、エッチング処理を効果的に行うことができる。
ベースプレート１０の内部には、ガス供給部１１が設けられている。ガス供給部１１は、ガス流路１１１と、ガス注入部１１２と、ガス排出部１１３とを備えている。
ガス流路１１１は、例えば、ベースプレート１０の内部に環状に形成された孔である。ガス注入部１１２は、一端がガス流路１１１に連通し、他端がベースプレート１０の下面１０ｂから外部に露出する孔であり、基板固定装置１の外部からガス流路１１１に不活性ガス（例えば、ＨｅやＡｒ等）を導入する。ガス排出部１１３は、一端がガス流路１１１に連通し、他端がベースプレート１０の上面１０ａから外部に露出して接着層２０を貫通する孔であり、ガス流路１１１に導入された不活性ガスを排出する。ガス排出部１１３は、平面視において、ベースプレート１０の上面１０ａに点在している。ガス排出部１１３の個数は、必要に応じて適宜決定できるが、例えば、数１０個～数１００個程度である。
なお、平面視とは対象物をベースプレート１０の上面１０ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物をベースプレート１０の上面１０ａの法線方向から視た形状を指すものとする。
ベースプレート１０の内部には、冷却機構１５が設けられている。冷却機構１５は冷媒流路１５１と、冷媒導入部１５２と、冷媒排出部１５３とを備えている。冷媒流路１５１は、例えば、ベースプレート１０の内部に環状に形成された孔である。冷媒導入部１５２は、一端が冷媒流路１５１に連通し、他端がベースプレート１０の下面１０ｂから外部に露出する孔であり、基板固定装置１の外部から冷媒流路１５１に冷媒（例えば、冷却水やガルデン等）を導入する。冷媒排出部１５３は、一端が冷媒流路１５１に連通し、他端がベースプレート１０の下面１０ｂから外部に露出する孔であり、冷媒流路１５１に導入された冷媒を排出する。
冷却機構１５は、基板固定装置１の外部に設けられた冷媒制御装置（図示せず）に接続される。冷媒制御装置（図示せず）は、冷媒導入部１５２から冷媒流路１５１に冷媒を導入し、冷媒排出部１５３から冷媒を排出する。冷却機構１５に冷媒を循環させベースプレート１０を冷却することで、静電チャック３０上に吸着されたウェハを冷却できる。
静電チャック３０は、吸着対象物であるウェハを吸着保持する部分である。静電チャック３０の平面形状は、例えば、円形である。静電チャック３０の吸着対象物であるウェハの直径は、例えば、８、１２、又は１８インチである。
静電チャック３０は、接着層２０を介して、ベースプレート１０の上面１０ａに設けられている。接着層２０は、例えば、シリコーン系接着剤である。接着層２０の厚さは、例えば、０．１～１．０ｍｍ程度である。接着層２０は、ベースプレート１０と静電チャック３０を接着すると共に、セラミックス製の静電チャック３０とアルミニウム製のベースプレート１０との熱膨張率の差から生じるストレスを低減させる効果を有する。
静電チャック３０は、基体３１と、静電電極３２とを有している。基体３１の上面は、吸着対象物の載置面３１ａである。静電チャック３０は、例えば、ジョンセン・ラーベック型静電チャックである。但し、静電チャック３０は、クーロン力型静電チャックであってもよい。
基体３１は誘電体であり、基体３１としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックスを用いる。基体３１の厚さは、例えば、１～５ｍｍ程度、基体３１の比誘電率（１ｋＨｚ）は、例えば、９～１０程度である。
静電電極３２は、薄膜電極であり、基体３１に内蔵されている。静電電極３２は、基板固定装置１の外部に設けられた電源に接続され、電源から所定の電圧が印加されると、ウェハとの間に静電気による吸着力を発生させる。これにより、静電チャック３０の基体３１の載置面３１ａ上にウェハを吸着保持できる。吸着保持力は、静電電極３２に印加される電圧が高いほど強くなる。静電電極３２は、単極形状でも、双極形状でも構わない。静電電極３２の材料としては、例えば、タングステン、モリブデン等を用いる。
基体３１の内部に、基板固定装置１の外部から電圧を印加することで発熱し、基体３１の載置面３１ａが所定の温度となるように加熱する発熱体を設けてもよい。
基体３１の各ガス排出部１１３に対応する位置には、基体３１を貫通してガス排出部１１３の他端を露出する挿入孔３１１が設けられている。挿入孔３１１の平面形状は、例えば、内径が２～５ｍｍ程度の円形である。挿入孔３１１は、例えば、ドリル加工やレーザ加工により形成できる。挿入孔３１１の内側面には雌ねじが切られており、ねじ込み部材６０が脱挿入可能である。
図２は、ねじ込み部材の形状を例示する図である。図２（ａ）に示すように、ねじ込み部材６０は、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックスから形成された円柱状の部材であり、側面に雄ねじが切られている。基板固定装置１の使用時には、ねじ込み部材６０が挿入孔３１１内に螺合されている。基板固定装置１のメンテナンス時には、ねじ込み部材６０が挿入孔３１１から取り外される場合がある。なお、螺合とは、第１部材に形成された雄ねじと第２部材に形成された雌ねじとが互いに噛み合い、第１部材と第２部材とが結合された状態を指す。
ねじ込み部材６０には、一端が基体３１の載置面３１ａに開口し、他端がガス供給部１１のガス排出部１１３と連通する貫通孔６０１が形成されている。貫通孔６０１の平面形状は、例えば、円形である。ねじ込み部材６０の直径φ１は、例えば、２～５ｍｍ程度である。貫通孔６０１の直径φ２は０．１ｍｍ以下であり、０．０５ｍｍ程度であることが好ましい。
挿入孔３１１内に螺合されたねじ込み部材６０の貫通孔６０１は、ガス供給部１１のガス排出部１１３と連通しているため、貫通孔６０１を介して、ガス供給部１１から基体３１の載置面３１ａにガスが供給される。ねじ込み部材６０の上面６０ａは、例えば、基体３１の載置面３１ａと面一である。
例えば、図２（ｂ）に示すように、ねじ込み部材６０の上面６０ａにはマイナス型の溝６５１が設けられている。溝６５１にマイナスドライバーを入れてねじ込み部材６０を回転させることで、ねじ込み部材６０を挿入孔３１１内に脱挿入できる。
例えば、図２（ｃ）に示すように、ねじ込み部材６０の上面６０ａにプラス型の溝６５２を設けてもよい。この場合には、溝６５２にプラスドライバー又はマイナスドライバーを入れてねじ込み部材６０を回転させることで、ねじ込み部材６０を挿入孔３１１内に脱挿入できる。
例えば、図２（ｄ）に示すように、ねじ込み部材６０の上面６０ａの外周部に、貫通孔６０１を挟んで対向する一対の切れ込み６５３を設けてもよい。この場合には、一対の切れ込み６５３に専用の回転用冶具を挿入してねじ込み部材６０を回転させることで、ねじ込み部材６０を挿入孔３１１内に脱挿入できる。
なお、ねじ込み部材６０の載置面３１ａに露出する部分に、ねじ込み部材６０を回転させるための構造が設けられていれば、ねじ込み部材６０を回転させるための構造は、図２（ｂ）～図２（ｄ）には限定されない。すなわち、ねじ込み部材６０の載置面３１ａに露出する部分に、ねじ込み部材６０を回転させるための任意の構造を設けて構わない。
ねじ込み部材６０を作製するには、まず、ねじ込み部材６０の前駆体となるペーストを用意する。ペーストは、例えば、酸化アルミニウム粒子や窒化アルミニウム粒子を所定の重量比で含有する。
次に、直径が０．１ｍｍ以下の線状部材を準備する。そして、ねじ込み部材６０を成形するための円筒状の金型にペーストを入れて成形する。その際、線状部材をペーストの長手方向の中央部に通す。その後、成形したペーストを焼成し、線状部材を抜き取る。これにより、長手方向の中央部に０．１ｍｍ以下の貫通孔を有するマカロニ状の部材が形成される。この部材を所定の長さに切断し、側面に雄ねじを形成することで、ねじ込み部材６０が完成する。
発明者らの検討結果によれば、ガス供給部１１において、基体３１の載置面３１ａに開口する孔の直径が大きいとガス供給部１１で異常放電が発生する場合がある。これに対して、ガス供給部１１において、基体３１の載置面３１ａに開口する部分の孔の直径を０．１ｍｍ以下とすることで、ガス供給部１１で発生する異常放電を抑制できる。
基板固定装置１では、直径０．１ｍｍ以下の貫通孔６０１を有するねじ込み部材６０が基体３１に形成された挿入孔３１１内に螺合されている。すなわち、基体３１の載置面３１ａに開口する部分の貫通孔６０１の直径が０．１ｍｍ以下であるため、ガス供給部１１で発生する異常放電を抑制できる。なお、必要に応じ、１つのねじ込み部材６０に、直径０．１ｍｍ以下の貫通孔６０１を複数個設けてもよい。
又、ねじ込み部材６０は、脱挿入可能な状態で挿入孔３１１内に固定されている。そのため、例えば異物により貫通孔６０１が閉塞した場合等、ねじ込み部材６０に問題が発生した場合に、ねじ込み部材６０を取り外し、新品のねじ込み部材６０と容易に交換できる。従来技術では、１つのガス排出部１１３に問題が発生すれば、静電チャック３０全体が不良品となり大きなコスト上のロスが発生するが、基板固定装置１では、ねじ込み部材６０が容易に交換できるため、コストやライフの面で大きなメリットがある。
なお、基板固定装置１において、ねじ込み部材６０を用いずに、基体３１に直径が０．１ｍｍ以下の貫通孔６０１を直接形成することは理論的には可能である。しかし、現実問題としては、基体３１に直径が０．１ｍｍ以下の貫通孔６０１を多数設けることは極めて困難であり、低歩留及び高コストの要因となる。又、基板固定装置１をドライエッチング装置等で使用する際に、エッチングの副生成物等により貫通孔６０１が閉塞した場合、その除去も極めて困難である。すなわち、基体３１に直径が０．１ｍｍ以下の貫通孔６０１を直接形成することは、ガス供給部１１で発生する異常放電の実用的な対策とはならない。直径０．１ｍｍ以下の貫通孔６０１を有するねじ込み部材６０を、脱挿入可能な状態で挿入孔３１１内に固定することで、これらの問題を解決でき、メンテナンス性に優れた異常放電対策を講じた基板固定装置１を提供できる。
〈第２実施形態〉
第２実施形態では、第１実施形態とは異なるねじ込み部材を有する基板固定装置を例示する。なお、第２実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図３は、第２実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図であり、図３（ａ）は全体図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ部の部分拡大図である。図３を参照すると、基板固定装置２は、ねじ込み部材６０がねじ込み部材６１に置換された点が、基板固定装置１（図１参照）と相違する。
ねじ込み部材６１の側面には雄ねじが切られており、内側面に雌ねじが切られた挿入孔３１１内に螺合されている。ねじ込み部材６１の上面６１ａは、例えば、基体３１の載置面３１ａと面一である。
ねじ込み部材６１の上面６１ａには、図２（ｂ）～図２（ｄ）の何れか、又は、ねじ込み部材６１を回転させるための他の任意の構造が設けられている。そのため、ねじ込み部材６１は、必要なときに挿入孔３１１内に脱挿入できる。
ねじ込み部材６１は、ねじ込み部材６０とは異なり、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックスを主成分とする多孔質体から形成されている。ねじ込み部材６１において、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックスは、例えば、８０重量％～９７重量％の範囲に設定される。ねじ込み部材６１を構成する多孔質体はガスを通過させるため、ねじ込み部材６１には、ねじ込み部材６０の貫通孔６０１に相当する貫通孔は形成されていない。
図４は、図３（ｂ）のねじ込み部材近傍を更に拡大した断面図である。図４に示すように、多孔質体であるねじ込み部材６１は、複数の球状酸化物セラミック粒子６１１と、複数の球状酸化物セラミック粒子６１１を結着して一体化する混合酸化物６１２を含んでいる。
球状酸化物セラミック粒子６１１の直径は、例えば、３０μｍ～１０００μｍの範囲である。球状酸化物セラミック粒子６１１の好適な一例としては、球状酸化アルミニウム粒子が挙げられる。又、球状酸化物セラミック粒子６１１は、８０重量％以上（９７重量％以下）の重量比でねじ込み部材６１内に含有されていることが好ましい。
混合酸化物６１２は、複数の球状酸化物セラミック粒子６１１の外面（球面）の一部に固着してそれらを支持している。混合酸化物６１２は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びイットリウム（Ｙ）から選択される２つ以上の酸化物から形成される。
ねじ込み部材６１の内部には気孔Ｐが形成されている。気孔Ｐは、ねじ込み部材６１の下側から上側に向けてガスが通過できるように外部と連通している。ねじ込み部材６１の中に形成される気孔Ｐの気孔率は、ねじ込み部材６１の全体の体積の２０％～５０％の範囲であることが好ましい。気孔Ｐの内面には、球状酸化物セラミック粒子６１１の外面の一部と混合酸化物６１２とが露出している。
ねじ込み部材６１を作製するには、まず、ねじ込み部材６１の前駆体となるペーストを用意する。ペーストは、例えば、球状酸化アルミニウム粒子を所定の重量比で含有する。ペーストの残部は、例えば、ケイ素、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム及びイットリウムの５成分を含む酸化物を含み、更に有機バインダや溶剤を含む。有機バインダとしては、例えば、ポリビニルブチラールを使用できる。溶剤としては、例えば、アルコールを使用できる。
次に、ねじ込み部材６１を成形するための円筒状の金型にペーストを入れて成形する。その後、成形したペーストを所定温度で焼成し、所定の長さに切断後、側面に雄ねじを形成することで、ねじ込み部材６１が完成する。
前述のように、ガス供給部１１において、基体３１の載置面３１ａに開口する孔の直径が大きいとガス供給部１１で異常放電が発生する場合がある。
基板固定装置２では、多孔質体であるねじ込み部材６１が基体３１に形成された挿入孔３１１内に螺合されている。ねじ込み部材６１には貫通孔が形成されていなく、連通する複数の気孔Ｐを介して、ガス供給部１１から基体３１の載置面３１ａにガスが供給される。このように、基板固定装置２では、基体３１の載置面３１ａに開口する貫通孔が存在しないため、ガス供給部１１で発生する異常放電を抑制できる。
又、ねじ込み部材６１は、脱挿入可能な状態で挿入孔３１１内に固定されている。そのため、例えば異物により気孔Ｐの一部が閉塞した場合等、ねじ込み部材６１に問題が発生した場合に、ねじ込み部材６１を取り外し、新品のねじ込み部材６１と容易に交換できる。従来技術では、１つのガス排出部１１３に問題が発生すれば、静電チャック３０全体が不良品となり大きなコスト上のロスが発生するが、基板固定装置２では、ねじ込み部材６１が容易に交換できるため、コストやライフの面で大きなメリットがある。
〈第３実施形態〉
第３実施形態では、第１及び第２実施形態とは異なるねじ込み部材を有する基板固定装置を例示する。なお、第３実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図５は、第３実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図であり、図５（ａ）は全体図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ部の部分拡大図である。図５を参照すると、基板固定装置３は、ねじ込み部材６０がねじ込み部材６２に置換された点が、基板固定装置１（図１参照）と相違する。
基体３１の各ガス排出部１１３に対応する位置には、基体３１及び接着層２０を貫通してガス排出部１１３の他端を露出する挿入孔３１２が設けられている。挿入孔３１２の平面形状は、例えば、内径が２～５ｍｍ程度の円形である。挿入孔３１２は、例えば、ドリル加工やレーザ加工により形成できる。挿入孔３１２の内側面には、雌ねじは形成されていない。
ベースプレート１０の上面１０ａ側の各ガス排出部１１３に対応する位置には、開口側が挿入孔３１２と連通し、底面にガス排出部１１３の他端を露出する凹部１０１（ザグリ孔）が設けられている。凹部１０１の平面形状は、例えば、内径が２～５ｍｍ程度の円形である。凹部１０１は、例えば、ドリル加工やレーザ加工により形成できる。凹部１０１の内側面には、雌ねじが切られている。
ねじ込み部材６２は、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックスから形成された部材である。ねじ込み部材６２は、ねじ部６２１と、ねじ部６２１の長手方向の端部に連続に形成された円筒部６２２とを含む。ねじ込み部材６２において、ねじ部６２１の側面には雄ねじが切られているが、円筒部６２２の側面には、ねじが切られていない。すなわち、ねじ込み部材６２では、ベースプレート１０側の側面に雄ねじが切られており、静電チャック３０側の側面には雄ねじが切られていない。基板固定装置３の使用時には、ねじ込み部材６２が連通する挿入孔３１２及び凹部１０１内に螺合されている。基板固定装置３のメンテナンス時には、ねじ込み部材６２が連通する挿入孔３１２及び凹部１０１から取り外される場合がある。
なお、ねじ部６２１は内側面に雌ねじが切られた凹部１０１内に螺合されるが、円筒部６２２は挿入孔３１２に挿入されるだけで固定はされない。円筒部６２２の側面と挿入孔３１２の内側面とは互いに接しているか、又は、両者の間に極僅かなクリアランスが設けられている。
ねじ込み部材６２には、一端が基体３１の載置面３１ａに開口し、他端がガス供給部１１のガス排出部１１３と連通する貫通孔６０２が形成されている。貫通孔６０２の平面形状は、例えば、円形である。ねじ込み部材６２の直径は、例えば、２～５ｍｍ程度である。貫通孔６０２の直径は０．１ｍｍ以下であり、０．０５ｍｍ程度であることが好ましい。
連通する挿入孔３１２及び凹部１０１内に螺合されたねじ込み部材６２の貫通孔６０２は、ガス供給部１１のガス排出部１１３と連通しているため、貫通孔６０２を介して、ガス供給部１１から基体３１の載置面３１ａにガスが供給される。ねじ込み部材６２の上面６２ａは、例えば、基体３１の載置面３１ａと面一である。
ねじ込み部材６２の上面６２ａには、図２（ｂ）～図２（ｄ）の何れか、又は、ねじ込み部材６２を回転させるための他の任意の構造が設けられている。そのため、ねじ込み部材６２は、必要なときに連通する挿入孔３１２及び凹部１０１内に脱挿入できる。ねじ込み部材６２の作製方法は、ねじ込み部材６０の作製方法と同様である。
前述のように、ガス供給部１１において、基体３１の載置面３１ａに開口する孔の直径が大きいとガス供給部１１で異常放電が発生する場合がある。
基板固定装置３では、直径０．１ｍｍ以下の貫通孔６０２を有するねじ込み部材６２が挿入孔３１２及び凹部１０１内に螺合されている。すなわち、基体３１の載置面３１ａに開口する部分の貫通孔６０２の直径が０．１ｍｍ以下であるため、ガス供給部１１で発生する異常放電を抑制できる。なお、必要に応じ、１つのねじ込み部材６２に、直径０．１ｍｍ以下の貫通孔６０２を複数個設けてもよい。
又、ねじ込み部材６２は、脱挿入可能な状態で挿入孔３１２及び凹部１０１内に固定されている。そのため、例えば異物により貫通孔６０２が閉塞した場合等、ねじ込み部材６２に問題が発生した場合に、ねじ込み部材６２を取り外し、新品のねじ込み部材６２と容易に交換できる。従来技術では、１つのガス排出部１１３に問題が発生すれば、静電チャック３０全体が不良品となり大きなコスト上のロスが発生するが、基板固定装置３では、ねじ込み部材６２が容易に交換できるため、コストやライフの面で大きなメリットがある。
〈第４実施形態〉
第４実施形態では、第１～第３実施形態とは異なるねじ込み部材を有する基板固定装置を例示する。なお、第４実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図６は、第４実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図であり、図６（ａ）は全体図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ部の部分拡大図である。図６を参照すると、基板固定装置４は、ねじ込み部材６２がねじ込み部材６３に置換された点が、基板固定装置３（図５参照）と相違する。
ねじ込み部材６３は、ねじ部６３１と、ねじ部６３１の長手方向の端部に連続に形成された円筒部６３２とを含む。ねじ込み部材６３において、ねじ部６３１の側面には雄ねじが切られているが、円筒部６３２の側面には、ねじが切られていない。すなわち、ねじ込み部材６３では、ベースプレート１０側の側面に雄ねじが切られており、静電チャック３０側の側面には雄ねじが切られていない。基板固定装置４の使用時には、ねじ込み部材６３が連通する挿入孔３１２及び凹部１０１内に螺合されている。基板固定装置４のメンテナンス時には、ねじ込み部材６３が連通する挿入孔３１２及び凹部１０１から取り外される場合がある。
なお、ねじ部６３１は内側面に雌ねじが切られた凹部１０１内に螺合されるが、円筒部６３２は挿入孔３１２に挿入されるだけで固定はされない。円筒部６３２の側面と挿入孔３１２の内側面とは互いに接しているか、又は、両者の間に極僅かなクリアランスが設けられている。ねじ込み部材６３の上面６３ａは、例えば、基体３１の載置面３１ａと面一である。
ねじ込み部材６３上面６３ａには、図２（ｂ）～図２（ｄ）の何れか、又は、ねじ込み部材６３を回転させるための他の任意の構造が設けられている。そのため、ねじ込み部材６３は、必要なときに連通する挿入孔３１２及び凹部１０１内に脱挿入できる。
ねじ込み部材６３は、ねじ込み部材６１と同様に、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックスを主成分とする多孔質体（図４参照）から形成されている。ねじ込み部材６３を構成する多孔質体はガスを通過させるため、ねじ込み部材６３には、ねじ込み部材６２の貫通孔６０２に相当する貫通孔は形成されていない。ねじ込み部材６３の作製方法は、ねじ込み部材６１の作製方法と同様である。
前述のように、ガス供給部１１において、基体３１の載置面３１ａに開口する孔の直径が大きいとガス供給部１１で異常放電が発生する場合がある。
基板固定装置４では、多孔質体であるねじ込み部材６３が連通する挿入孔３１２及び凹部１０１内に螺合されている。ねじ込み部材６３には貫通孔が形成されていなく、連通する複数の気孔Ｐを介して、ガス供給部１１から基体３１の載置面３１ａにガスが供給される。このように、基板固定装置４では、基体３１の載置面３１ａに開口する貫通孔が存在しないため、ガス供給部１１で発生する異常放電を抑制できる。
又、ねじ込み部材６３は、脱挿入可能な状態で連通する挿入孔３１２及び凹部１０１内に固定されている。そのため、例えば異物により気孔Ｐの一部が閉塞した場合等、ねじ込み部材６３に問題が発生した場合に、ねじ込み部材６３を取り外し、新品のねじ込み部材６３と容易に交換できる。従来技術では、１つのガス排出部１１３に問題が発生すれば、静電チャック３０全体が不良品となり大きなコスト上のロスが発生するが、基板固定装置４では、ねじ込み部材６３が容易に交換できるため、コストやライフの面で大きなメリットがある。
〈第５実施形態〉
第５実施形態では、ねじ込み部材とは別に挿入部材を有する基板固定装置を例示する。なお、第５実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図７は、第５実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図であり、図７（ａ）は全体図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＥ部の部分拡大図である。図７を参照すると、基板固定装置５は、凹部１０２内に挿入部材６４が追加された点が、基板固定装置１（図１参照）と相違する。
ベースプレート１０の上面１０ａ側の各ガス排出部１１３に対応する位置及び接着層２０には、開口側が挿入孔３１１と連通し、底面にガス排出部１１３の他端を露出する凹部１０２が設けられている。凹部１０２の平面形状は、例えば、内径が２～５ｍｍ程度の円形である。凹部１０２は、例えば、ドリル加工やレーザ加工により形成できる。凹部１０２の内側面には、ねじが切られていない。
挿入部材６４は、凹部１０２に挿入されているが固定はされていない。挿入部材６４の側面と凹部１０２の内側面とは互いに接しているか、又は、両者の間に極僅かなクリアランスが設けられている。
挿入部材６４は、ねじ込み部材６１と同様に、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックスを主成分とする多孔質体（図４参照）から形成されている。挿入部材６４を構成する多孔質体はガスを通過させるため、挿入部材６４には、ねじ込み部材６０の貫通孔６０１と連通する貫通孔は形成されていない。挿入部材６４の作製方法は、ねじ込み部材６１の作製方法と同様である。
挿入部材６４を凹部１０２に挿入後、ねじ込み部材６０が挿入孔３１１内に螺合されるため、挿入部材６４が凹部１０２から脱落することはない。
前述のように、ガス供給部１１において、基体３１の載置面３１ａに開口する孔の直径が大きいとガス供給部１１で異常放電が発生する場合がある。
基板固定装置５では、基板固定装置１と同様に、直径０．１ｍｍ以下の貫通孔６０１を有するねじ込み部材６０が基体３１に形成された挿入孔３１１内に固定されている。そして、更に、ねじ込み部材６０のベースプレート１０の下面１０ｂ側に、ねじ込み部材６０と接するように、多孔質体である挿入部材６４が挿入されている。ねじ込み部材６０の貫通孔６０１及び挿入部材６４の連通する複数の気孔を介して、ガス供給部１１から基体３１の載置面３１ａにガスが供給される。これにより、ガス供給部１１で発生する異常放電を抑制する効果を、基板固定装置１よりも更に向上できる。基板固定装置５が奏する他の効果については、基板固定装置１と同様である。
〈第６実施形態〉
第６実施形態では、ねじ込み部材とは別に挿入部材を有する基板固定装置を例示する。なお、第６実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
図８は、第６実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面図であり、図８（ａ）は全体図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＦ部の部分拡大図である。図８を参照すると、基板固定装置６は、凹部１０３内に挿入部材６４が追加された点が、基板固定装置３（図５参照）と相違する。
ベースプレート１０の上面１０ａ側の各ガス排出部１１３に対応する位置には、開口側が挿入孔３１２と連通し、底面にガス排出部１１３の他端を露出する凹部１０３が設けられている。凹部１０３の平面形状は、例えば、内径が２～５ｍｍ程度の円形である。凹部１０３は、例えば、ドリル加工やレーザ加工により形成できる。凹部１０３の内側面の接着層２０側には、雌ねじが切られている。凹部１０３の内側面の底面側（凹部１０３の内側面の接着層２０と反対側）には、ねじが切られていない。
挿入部材６４は、凹部１０３の底面側のねじが切られていない領域に挿入されているが、固定はされていない。挿入部材６４の側面と凹部１０３の内側面の底面側とは互いに接しているか、又は、両者の間に極僅かなクリアランスが設けられている。
挿入部材６４を凹部１０３の底面側に挿入後、ねじ込み部材６２が、連通する挿入孔３１２及び凹部１０３の接着層２０側のねじが切られている領域内に、螺合されるため、挿入部材６４が凹部１０３から脱落することはない。
前述のように、ガス供給部１１において、基体３１の載置面３１ａに開口する孔の直径が大きいとガス供給部１１で異常放電が発生する場合がある。
基板固定装置６では、基板固定装置３と同様に、直径０．１ｍｍ以下の貫通孔６０２を有するねじ込み部材６２が挿入孔３１２及び凹部１０３内に固定されている。そして、更に、ねじ込み部材６２のベースプレート１０の下面１０ｂ側に、ねじ込み部材６２と接するように、多孔質体である挿入部材６４が挿入されている。ねじ込み部材６２の貫通孔６０２及び挿入部材６４の連通する複数の気孔を介して、ガス供給部１１から基体３１の載置面３１ａにガスが供給される。これにより、ガス供給部１１で発生する異常放電を抑制する効果を、基板固定装置３よりも更に向上できる。基板固定装置６が奏する他の効果については、基板固定装置３と同様である。
以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、本発明に係る基板固定装置の吸着対象物としては、半導体ウェハ（シリコンウエハ等）以外に、液晶パネル等の製造工程で使用されるガラス基板等を例示できる。
１、２、３、４、５、６ 基板固定装置
１０ ベースプレート
１０ａ、６０ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ 上面
１０ｂ 下面
１１ ガス供給部
１５ 冷却機構
２０ 接着層
３０ 静電チャック
３１ 基体
３１ａ 載置面
３２ 静電電極
６０、６１、６２、６３ ねじ込み部材
６４ 挿入部材
１０１、１０２、１０３ 凹部
１１１ ガス流路
１１２ ガス注入部
１１３ ガス排出部
１５１ 冷媒流路
１５２ 冷媒導入部
１５３ 冷媒排出部
３１１、３１２ 挿入孔
６０１、６０２ 貫通孔
６１１ 球状酸化物セラミック粒子
６１２ 混合酸化物
６２１、６３１ ねじ部
６２２、６３２ 円筒部
６５１、６５２ 溝

Claims (4)

  1. 内部にガス供給部を備えたベースプレートと、
    前記ベースプレート上に設けられた静電チャックと、を有し、
    前記静電チャックは、
    一方の面が吸着対象物の載置面である基体と、
    前記基体を貫通する、内側面に雌ねじが切られた挿入孔と、を備え、
    前記挿入孔内には、側面に雄ねじが切られたねじ込み部材が螺合され、
    前記ねじ込み部材の前記ベースプレート側に、前記ねじ込み部材と接する第２のねじ込み部材が挿入され、
    前記ねじ込み部材には、一端が前記載置面に開口し、他端が前記第２のねじ込み部材側に開口する、直径が０．１ｍｍ以下の貫通孔が形成され、
    前記第２のねじ込み部材は、連通する複数の気孔を備えた多孔質体であり、
    前記貫通孔及び前記連通する複数の気孔を介して、前記ガス供給部から前記載置面にガスが供給される基板固定装置。
  2. 内部にガス供給部を備えたベースプレートと、
    前記ベースプレート上に設けられた静電チャックと、を有し、
    前記静電チャックは、
    一方の面が吸着対象物の載置面である基体と、
    前記基体を貫通する挿入孔と、を備え、
    前記ベースプレートは、内側面に雌ねじが切られた、前記挿入孔と連通する凹部を備え、
    前記挿入孔内及び前記凹部内には、前記ベースプレート側の側面に雄ねじが切られたねじ込み部材が挿入されて、前記凹部と螺合され、
    前記ねじ込み部材の前記ベースプレート側に、前記ねじ込み部材と接する第２のねじ込み部材が挿入され、
    前記ねじ込み部材には、一端が前記載置面に開口し、他端が前記第２のねじ込み部材側に開口する、直径が０．１ｍｍ以下の貫通孔が形成され、
    前記第２のねじ込み部材は、連通する複数の気孔を備えた多孔質体であり、
    前記貫通孔及び前記連通する複数の気孔を介して、前記ガス供給部から前記載置面にガスが供給される基板固定装置。
  3. 前記ねじ込み部材の前記載置面に露出する部分に、前記ねじ込み部材を回転させるための構造が設けられた請求項１又は２に記載の基板固定装置。
  4. 前記ねじ込み部材は、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムを含む請求項１乃至３の何れか一項に記載の基板固定装置。
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