JP7281374B2

JP7281374B2 - 保持装置および保持装置の製造方法

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Publication number: JP7281374B2
Application number: JP2019163505A
Authority: JP
Inventors: 要三輪
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2039-09-09
Also published as: JP2021044305A

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。

例えば半導体製造装置の真空チャンバー内で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、例えばセラミックスを含む材料により形成された板状部材と、例えば金属により形成されたベース部材と、例えば樹脂を含む材料により形成され、板状部材とベース部材とを接合する接合部と、板状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、板状部材の表面にウェハを吸着して保持する。

従来、静電チャックにおいて、接合部の外周面がプラズマやプロセスガス等に晒されて接合部が劣化することを抑制するために、接合部の外周面を取り囲み、かつ、板状部材とベース部材とに当接するＯリングを設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－２０８５６２号公報

上記従来の構成では、各部材（Ｏリング、板状部材、ベース部材）の製造バラツキ（寸法バラツキ）やＯリングのねじれ等に起因して、Ｏリングと板状部材との間および／またはＯリングとベース部材との間の密着性が低下し、その結果、Ｏリングによる封止性能が低下するおそれがある。Ｏリングによる封止性能が低下すると、静電チャックの周囲空間に存在するプラズマやプロセスガス等が接合部の外周面付近に侵入して接合部が劣化することを抑制することができない。

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、板状部材と、ベース部材と、両者を接合する接合部とを備え、板状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。

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。

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。

（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の方向に略直交する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有し、セラミックスを含む材料により形成された板状部材と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部材の前記第２の表面側に位置するように配置されたベース部材と、前記板状部材の前記第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て前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、前記接合部の外周面を取り囲むように配置されたＯリングと、を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する装置である。本保持装置は、さらに、前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と、前記ベース部材の前記第３の表面と、で規定される空間に配置され、前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方と、に当接し、樹脂を含む材料により形成された外側保護部材を備える。本保持装置では、Ｏリングに加えて、外側保護部材によっても、保持装置の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部の外周面付近に侵入することを抑制することができる。例えば、各部材（Ｏリング、板状部材、ベース部材）の製造バラツキ（寸法バラツキ）やＯリングのねじれ等に起因して、Ｏリングと板状部材との間および／またはＯリングとベース部材との間の密着性が低下し、Ｏリングによる封止性能が低下した場合であっても、外側保護部材の存在により、Ｏリングによる封止性能の低下を補うことができる。従って、本保持装置によれば、外側保護部材が存在しない構成と比較して、保持装置の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部の外周面付近に侵入することを抑制することができ、該侵入に起因して接合部が劣化することを抑制することができる。

（２）上記保持装置において、前記外側保護部材は、前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と、前記ベース部材の前記第３の表面とに当接するように、前記空間に充填されている構成としてもよい。本保持装置によれば、外側保護部材により、保持装置の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部の外周面付近に侵入することを効果的に抑制することができ、該侵入に起因して接合部が劣化することを効果的に抑制することができる。

（３）上記保持装置において、前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方には、外周に沿って連続した切り欠きが形成されており、前記第１の方向における前記Ｏリングの厚さは、前記接合部の厚さより厚い構成としてもよい。本保持装置では、保持装置の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部の外周面付近に侵入する経路を長くすることができる。従って、本保持装置によれば、保持装置の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部の外周面付近に侵入することをさらに効果的に抑制することができ、該侵入に起因して接合部が劣化することをさらに効果的に抑制することができる。

（４）上記保持装置において、前記空間を規定する前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方には、前記第１の方向に凹んだ溝部が形成されており、前記外側保護部材は、前記溝部の表面にも当接している構成としてもよい。本保持装置では、外側保護部材の内、溝部内に配置された部分がアンカーとして機能し、外側保護部材が脱離することを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、長期間にわたって外側保護部材の存在により、Ｏリングによる封止機能を補うことができ、接合部が劣化することを効果的に抑制することができる。

（５）本明細書に開示される保持装置の製造方法は、第１の方向に略直交する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有し、セラミックスを含む材料により形成された板状部材と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部材の前記第２の表面側に位置するように配置されたベース部材と、前記板状部材の前記第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て前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置の製造方法である。本製造方法は、前記接合部により互いに接合された前記板状部材と前記ベース部材とを準備する工程と、前記接合部の外周面を取り囲むようにＯリングを配置する工程と、前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と、前記ベース部材の前記第３の表面と、で規定される空間に、樹脂を含む液状材料を供給し、前記液状材料が硬化した外側保護部材であって、前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方と、に当接する外側保護部材を作製する工程と、を備える。本保持装置の製造方法では、例えば、各部材（Ｏリング、板状部材、ベース部材）の製造バラツキ（寸法バラツキ）やＯリングのねじれ等に起因して、Ｏリングと板状部材との間および／またはＯリングとベース部材との間の密着性が低下し、Ｏリングによる封止性能が低下した場合であっても、空間に供給された液状材料が上記密着性が低下した箇所に進入し、該箇所で硬化して外側保護部材が形成されることによって、Ｏリングによる封止性能の低下を補うことができる。従って、本保持装置の製造方法によれば、保持装置の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部の外周面付近に侵入することを抑制し、該侵入に起因して接合部が劣化することを抑制することができる保持装置を製造することができる。

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、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。

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第１実施形態の静電チャック１００における接合部３０の外周面３１の周辺の詳細構成を示す説明図第１実施形態における静電チャック１００の製造方法の一例を示すフローチャート第２実施形態の静電チャック１００における接合部３０の外周面３１の周辺の詳細構成を示す説明図

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。

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半導体製造装置用部品である。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板状部材１０およびベース部材２０を備える。板状部材１０とベース部材２０とは、板状部材１０の下面Ｓ２（図２参照）とベース部材２０の上面Ｓ３とが、後述する接合部３０を挟んで上記配列方向に対向するように配置されている。すなわち、ベース部材２０は、ベース部材２０の上面Ｓ３が板状部材１０の下面Ｓ２側に位置するように配置されている。板状部材１０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。

板状部材１０は、Ｚ軸方向視で略円形の板状の部材であり、セラミックス（例えば、アルミナや窒化アルミニウム等）を含む材料により形成されている。なお、本実施形態では、板状部材１０は、セラミックスを主成分として含む材料により形成されている。本明細書において、主成分とは、体積含有率が最も高い成分を意味する。板状部材１０は、外周に沿って上側に切り欠きが形成された部分である外周部ＯＰと、外周部ＯＰの内側に位置する内側部ＩＰとから構成されている。板状部材１０における内側部ＩＰの厚さ（Ｚ軸方向における厚さであり、以下同様。）は、外周部ＯＰに形成された切り欠きの分だけ、外周部ＯＰの厚さより厚くなっている。すなわち、板状部材１０の外周部ＯＰと内側部ＩＰとの境界の位置で、板状部材１０の厚さが変化している。

板状部材１０の内側部ＩＰの直径は例えば５０ｍｍ～５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ～３５０ｍｍ程度）であり、板状部材１０の外周部ＯＰの直径は例えば６０ｍｍ～５１０ｍｍ程度（通常は２１０ｍｍ～３６０ｍｍ程度）である（ただし、外周部ＯＰの直径は内側部ＩＰの直径より大きい）。また、板状部材１０の内側部ＩＰの厚さは例えば１ｍｍ～１０ｍｍ程度であり、板状部材１０の外周部ＯＰの厚さは例えば０．５ｍｍ～９．５ｍｍ程度である（ただし、外周部ＯＰの厚さは内側部ＩＰの厚さより薄い）。

板状部材１０の上面Ｓ１のうち、内側部ＩＰにおける上面（以下、「吸着面」ともいう。）Ｓ１１は、Ｚ軸方向に略直交する略円形の表面である。吸着面Ｓ１１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、Ｚ軸方向は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。なお、本明細書では、Ｚ軸方向に直交する方向を「面方向」という。

板状部材１０の上面Ｓ１のうち、外周部ＯＰにおける上面（以下、「外周上面」ともいう。）Ｓ１２は、Ｚ軸方向に略直交する略円環状の表面である。板状部材１０の外周上面Ｓ１２には、例えば、静電チャック１００を固定するための治具（不図示）が係合する。

図２に示すように、板状部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されたチャック電極４０が配置されている。Ｚ軸方向視でのチャック電極４０の形状は、例えば略円形である。チャック電極４０にチャック用電源（不図示）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が板状部材１０の吸着面Ｓ１１に吸着固定される。

板状部材１０の内部には、また、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）を含む抵抗発熱体により構成されたヒータ電極５０が配置されている。ヒータ電極５０にヒータ用電源（不図示）から電圧が印加されると、ヒータ電極５０が発熱することによって板状部材１０が温められ、板状部材１０の吸着面Ｓ１１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の温度分布の制御が実現される。

ベース部材２０は、例えば板状部材１０の外周部ＯＰと同径の、または、板状部材１０の外周部ＯＰより径が大きい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）であり、ベース部材２０の厚さは例えば２０ｍｍ～４０ｍｍ程度である。

ベース部材２０は、板状部材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部３０によって、板状部材１０に接合されている。接合部３０の厚さは、例えば０．１ｍｍ～１ｍｍ程度である。本実施形態では、接合部３０は、樹脂材料（接着材料）を主成分として含んでいる。接合部３０に含まれる樹脂材料としては、シリコーン樹脂やフッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の種々の樹脂材料を用いることができるが、耐熱性が高く、かつ、柔軟な樹脂材料であるシリコーン樹脂やフッ素樹脂を用いることが好ましい。また、接合部３０は、樹脂材料に加えて、例えばセラミックスの充填材（フィラー）を含んでいてもよい。

ベース部材２０の内部には冷媒流路２１が形成されている。冷媒流路２１に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が流されると、ベース部材２０が冷却され、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の伝熱（熱引き）により板状部材１０が冷却され、板状部材１０の吸着面Ｓ１１に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度分布の制御が実現される。

また、静電チャック１００は、プラズマやプロセスガスから接合部３０を保護するためのＯリング１１０および外側保護部材１２０を備える。これらの構成については、次の「Ａ－２．接合部３０の外周面３１の周辺の詳細構成」において説明する。

Ａ－２．接合部３０の外周面３１の周辺の詳細構成：
次に、接合部３０の外周面３１の周辺の詳細構成について説明する。図３は、第１実施形態の静電チャック１００における接合部３０の外周面３１の周辺の詳細構成を示す説明図である。図３には、図２のＸ１部のＸＺ断面構成が拡大して示されている。本実施形態の静電チャック１００は、Ｚ軸方向視での静電チャック１００の中心を通り、Ｚ軸方向に平行な任意の断面において、図３に示す構成と同様の構成となっている。

図３に示すように、ベース部材２０の上面Ｓ３には、外周に沿って連続した切り欠き２８０が形成されている。ベース部材２０の切り欠き２８０は、ベース部材２０の外周面Ｓ６に連続する外周面側表面２８２と、ベース部材２０における接合部３０との接触面に連続する接触面側表面２８１とを有する。なお、本実施形態では、ベース部材２０の切り欠き２８０における外周面側表面２８２はＺ軸方向に略直交し、接触面側表面２８１はＺ軸方向に略平行である。なお、本明細書において、切り欠きとは、部材の縁部に形成された凹部（凹み方向（切り欠き２８０についてはＺ軸方向）に平行な断面において底面（切り欠き２８０については外周面側表面２８２）が該部材の縁部まで達するような凹部）を意味する。

なお、本実施形態では、板状部材１０の下面Ｓ２における外周部には切り欠きが形成されておらず、板状部材１０の下面Ｓ２における外周部は板状部材１０の外周面Ｓ５と接続する縁部まで略平坦面となっている。また、本実施形態では、面方向における接合部３０の外周面３１の位置は、ベース部材２０の切り欠き２８０の接触面側表面２８１の位置に対して、同一であるか、または後退している。

また、上述したように、静電チャック１００は、プラズマやプロセスガスから接合部３０を保護するためのＯリング１１０を備える。Ｏリング１１０は、Ｚ軸方向視で貫通孔が形成された略円環状の部材であり、接合部３０の外周面３１を取り囲むように配置されている。Ｏリング１１０は、エラストマー（例えば、合成ゴム）により形成されている。なお、Ｏリング１１０の形成材料は、弾性を有し、かつ、耐プラズマ性、耐熱性、耐薬品性に優れた材料であることが好ましい。

Ｏリング１１０は、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（より詳細には、上面Ｓ３に形成された切り欠き２８０の外周面側表面２８２）との間に配置されている。また、Ｏリング１１０は、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（切り欠き２８０の外周面側表面２８２）とに当接し、該当接箇所において封止機能を発揮する。なお、Ｏリング１１０は板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３に形成された切り欠き２８０の外周面側表面２８２との間に配置されているため、Ｚ軸方向におけるＯリング１１０の厚さは、接合部３０の厚さより厚くなっている。

なお、Ｏリング１１０と板状部材１０またはベース部材２０とが当接していることは、静電チャック１００の断面（Ｚ軸方向に平行な断面）を露出させ、該断面を観察することにより確認することができる。後述する外側保護部材１２０とＯリング１１０、板状部材１０またはベース部材２０との当接についても同様である。

また、上述したように、静電チャック１００は、プラズマやプロセスガスから接合部３０を保護するための外側保護部材１２０を備える。外側保護部材１２０は、樹脂を含む材料により形成されている。例えば、外側保護部材１２０は、樹脂（例えばシリコーン樹脂）を含む接着剤により形成されている。なお、外側保護部材１２０の形成材料は、耐プラズマ性、耐熱性、耐薬品性に優れた材料であることが好ましい。

外側保護部材１２０は、Ｏリング１１０の外周面１１２と板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（より詳細には、上面Ｓ３に形成された切り欠き２８０の外周面側表面２８２）とで規定される空間ＳＰに配置されている。ここで、該空間ＳＰは、図３に示すように、Ｚ軸方向において板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に位置し、かつ、面方向においてＯリング１１０の外周面１１２より外側に位置する空間の内、Ｚ軸方向視でＯリング１１０の外周面１１２に重なる部分を意味する。なお、本実施形態では、外側保護部材１２０は、Ｚ軸方向において板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に位置し、かつ、面方向においてＯリング１１０の外周面１１２より外側に位置する空間の全体にわたって配置されている。また、外側保護部材１２０は、Ｏリング１１０の外周面１１２に当接し、かつ、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（切り欠き２８０の外周面側表面２８２）との少なくとも一方に当接している。なお、本実施形態では、外側保護部材１２０は、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（切り欠き２８０の外周面側表面２８２）との両方に当接している。すなわち、本実施形態では、外側保護部材１２０は、Ｏリング１１０の外周面１１２と板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（切り欠き２８０の外周面側表面２８２）とに当接するように、上記空間ＳＰに充填されている。

Ａ－３．静電チャック１００の製造方法：
次に、第１実施形態における静電チャック１００の製造方法の一例を説明する。図４は、第１実施形態における静電チャック１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。はじめに、板状部材１０とベース部材２０とを準備する（Ｓ１１０）。板状部材１０およびベース部材２０は、公知の製造方法によって製造可能である。例えば、板状部材１０は以下の方法により製造される。すなわち、複数のセラミックスグリーンシート（例えばアルミナグリーンシート）を準備し、各セラミックスグリーンシートに、チャック電極４０やヒータ電極５０等を構成するためのメタライズインクの印刷等を行い、その後、複数のセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、所定の円板形状にカットした上で焼成し、最後に研磨加工等を行うことにより、板状部材１０が製造される。また、ベース部材２０の切り欠き２８０は、例えばベース部材２０に対するマシニング加工を行うことにより形成することができる。

次に、板状部材１０とベース部材２０とを接合する（Ｓ１２０）。具体的には、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３とを、例えば接着剤を介して貼り合わせた状態で、該接着剤を硬化させる硬化処理を行うことにより、板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合部３０を形成する。

次に、接合部３０の外周面３１を取り囲むように、Ｏリング１１０を配置する（Ｓ１３０）。具体的には、Ｏリング１１０を周方向に力を加えて引き延ばした状態で接合部３０の外周側に配置し、その後、該力を除く。これにより、Ｏリング１１０が接合部３０の外周面３１に向けて内側方向に押し付けられた状態となる。また、Ｏリング１１０は、Ｚ軸方向に弾性変形し、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（上面Ｓ３に形成された切り欠き２８０の外周面側表面２８２）とに当接した状態となる。

次に、Ｏリング１１０の外周面１１２と、板状部材１０の下面Ｓ２と、ベース部材２０の上面Ｓ３（上面Ｓ３に形成された切り欠き２８０の外周面側表面２８２）とで規定される空間ＳＰに、樹脂を含む液状材料（例えば、樹脂を含む液状接着剤）を供給し、該液状材料を硬化させることにより、液状材料が硬化した外側保護部材１２０を形成する（Ｓ１４０）。例えば、液状材料が加熱により硬化する樹脂接着剤である場合には、該液状材料を加熱して硬化させることにより、外側保護部材１２０を形成する。形成された外側保護部材１２０は、Ｏリング１１０の外周面１１２に当接し、かつ、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（上面Ｓ３に形成された切り欠き２８０の外周面側表面２８２）との少なくとも一方に当接することとなる。なお、本実施形態では、接合部３０の外周面３１に沿った全周にわたって、空間ＳＰに液状材料が供給されることにより外側保護部材１２０が形成される。また、各部材（Ｏリング１１０、板状部材１０、ベース部材２０）の製造バラツキ（寸法バラツキ）やＯリング１１０のねじれ等に起因して、Ｏリング１１０と板状部材１０との間および／またはＯリング１１０とベース部材２０との間に隙間が存在する場合には、空間ＳＰに供給された液状材料が該隙間に進入し、該隙間内で硬化することにより、外側保護部材１２０の一部が該隙間にも存在する状態が形成される。以上の工程により、上述した構成の静電チャック１００の製造が完了する。

Ａ－４．第１実施形態の効果：
以上説明したように、第１実施形態の静電チャック１００は、Ｚ軸方向に略直交する吸着面Ｓ１１と、吸着面Ｓ１１とは反対側の下面Ｓ２と、を有し、セラミックスを含む材料により形成された板状部材１０と、上面Ｓ３を有し、上面Ｓ３が板状部材１０の下面Ｓ２側に位置するように配置されたベース部材２０と、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に配置されて板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合部３０と、接合部３０の外周面３１を取り囲むように配置されたＯリング１１０と備え、板状部材１０の吸着面Ｓ１１上に対象物であるウェハＷを保持する装置である。

また、図３に示すように、本実施形態の静電チャック１００は、樹脂を含む材料により形成された外側保護部材１２０を備える。外側保護部材１２０は、Ｏリング１１０の外周面１１２と、板状部材１０の下面Ｓ２と、ベース部材２０の上面Ｓ３とで規定される空間ＳＰに配置され、Ｏリング１１０の外周面１１２に当接すると共に、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との少なくとも一方に当接している。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、Ｏリング１１０に加えて、外側保護部材１２０によっても、静電チャック１００の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部３０の外周面３１付近に侵入することを抑制することができる。例えば、各部材（Ｏリング１１０、板状部材１０、ベース部材２０）の製造バラツキ（寸法バラツキ）やＯリング１１０のねじれ等に起因して、Ｏリング１１０と板状部材１０との間および／またはＯリング１１０とベース部材２０との間の密着性が低下し、Ｏリング１１０による封止性能が低下した場合であっても、外側保護部材１２０の存在により、Ｏリング１１０による封止性能の低下を補うことができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、外側保護部材１２０が存在しない構成と比較して、静電チャック１００の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部３０の外周面３１付近に侵入することを抑制することができ、該侵入に起因して接合部３０が劣化することを抑制することができる。なお、接合部３０がセラミックス等の充填材（フィラー）を含んでいる場合には、該侵入に起因して該フィラーが飛散し、真空チャンバー内にパーティクルが発生することを抑制することができる。

なお、接合部３０の外周面３１の外側に、Ｏリング１１０を設けることなく、外側保護部材１２０のみを設ける形態も考えられるが、外側保護部材１２０は、Ｏリング１１０と異なり、張力により自らを内側に押し付ける力が無い、または、弱いため、外側保護部材１２０のみを設ける形態では、経年により外側保護部材１２０が剥離して接合部３０の外周面３１がプラズマやプロセスガスに晒されるおそれがある。本実施形態の静電チャック１００では、張力により自らを内側に押し付ける力が強いために剥離のおそれの少ないＯリング１１０の存在を前提として、Ｏリング１１０による封止性能を外側保護部材１２０により補うことにより、より良好な封止性能を得ているため、長期間にわたって良好な封止性能を維持することができ、接合部３０の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態の静電チャック１００では、外側保護部材１２０は、Ｏリング１１０の外周面１１２と、板状部材１０の下面Ｓ２と、ベース部材２０の上面Ｓ３とに当接するように、上記空間ＳＰに充填されている。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、外側保護部材１２０により、静電チャック１００の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部３０の外周面３１付近に侵入することを効果的に抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、該侵入に起因して接合部３０が劣化することを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の静電チャック１００では、ベース部材２０の上面Ｓ３に、外周に沿って連続した切り欠き２８０が形成されており、Ｚ軸方向におけるＯリング１１０の厚さは、接合部３０の厚さより厚い。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、静電チャック１００の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部３０の外周面３１付近に侵入する経路を長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、静電チャック１００の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部３０の外周面３１付近に侵入することをさらに効果的に抑制することができ、該侵入に起因して接合部３０が劣化することをさらに効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の静電チャック１００の製造方法は、接合部３０により互いに接合された板状部材１０とベース部材２０とを準備する工程Ｓ１１０，Ｓ１２０）と、接合部３０の外周面３１を取り囲むようにＯリング１１０を配置する工程（Ｓ１３０）と、Ｏリング１１０の外周面１１２と、板状部材１０の下面Ｓ２と、ベース部材２０の上面Ｓ３とで規定される空間ＳＰに、樹脂を含む液状材料を供給し、液状材料が硬化した外側保護部材１２０であって、Ｏリング１１０の外周面１１２と、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との少なくとも一方と、に当接する外側保護部材１２０を作製する工程（Ｓ１４０）とを備える。そのため、本実施形態の静電チャック１００の製造方法では、例えば、各部材（Ｏリング１１０、板状部材１０、ベース部材２０）の製造バラツキ（寸法バラツキ）やＯリング１１０のねじれ等に起因して、Ｏリング１１０と板状部材１０との間および／またはＯリング１１０とベース部材２０との間の密着性が低下し、Ｏリング１１０による封止性能が低下した場合であっても、空間ＳＰに供給された液状材料が上記密着性が低下した箇所に進入し、該箇所で硬化して外側保護部材１２０が形成されることによって、Ｏリング１１０による封止性能の低下を補うことができる。従って、本実施形態の静電チャック１００の製造方法によれば、静電チャック１００の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部３０の外周面３１付近に侵入することを抑制し、該侵入に起因して接合部３０が劣化することを抑制することができる静電チャック１００を製造することができる。

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態の静電チャック１００における接合部３０の外周面３１の周辺の詳細構成を示す説明図である。以下では、第２実施形態の静電チャック１００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。

図５に示すように、第２実施形態では、外側保護部材１２０ａ周りの構成が第１実施形態と異なる。より詳細には、第２実施形態では、外側保護部材１２０ａが配置される上記空間ＳＰを規定する板状部材１０の下面Ｓ２に、Ｚ軸方向に凹んだ溝部１８が形成されている。また、上記空間ＳＰを規定するベース部材２０の上面Ｓ３（より詳細には、上面Ｓ３に形成された切り欠き２８０の外周面側表面２８２）に、Ｚ軸方向に凹んだ溝部２８が形成されている。本実施形態では、接合部３０の外周面３１に沿った全周にわたって、溝部１８および溝部２８が形成されている。板状部材１０の溝部１８およびベース部材２０の溝部２８は、例えばマシニング加工を行うことにより形成することができる。なお、本明細書において、溝部とは、部材の非縁部に形成された凹部（凹み方向（溝部１８および溝部２８についてはＺ軸方向）に平行な断面において底面が該部材の縁部まで達しないような凹部）を意味する。

また、本実施形態では、外側保護部材１２０ａは、板状部材１０の溝部１８の表面およびベース部材２０の溝部２８の表面にも当接している。本実施形態では、板状部材１０の溝部１８内の全体およびベース部材２０の溝部２８の全体に、外側保護部材１２０ａが充填されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

以上説明したように、第２実施形態の静電チャック１００では、第１実施形態と同様に、外側保護部材１２０ａを備える。外側保護部材１２０ａは、Ｏリング１１０の外周面１１２と、板状部材１０の下面Ｓ２と、ベース部材２０の上面Ｓ３とで規定される空間ＳＰに配置され、Ｏリング１１０の外周面１１２に当接すると共に、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との少なくとも一方に当接する。そのため、第２実施形態の静電チャック１００によれば、第１実施形態と同様に、外側保護部材１２０ａの存在により、静電チャック１００の周囲空間に存在するプラズマやプロセスガスが接合部３０の外周面３１付近に侵入することを抑制することができ、該侵入に起因して接合部３０が劣化することを抑制することができる。

さらに、第２実施形態の静電チャック１００では、外側保護部材１２０ａが、板状部材１０の溝部１８の表面およびベース部材２０の溝部２８の表面にも当接しているため、外側保護部材１２０ａの内、溝部１８および溝部２８内に配置された部分がアンカーとして機能し、外側保護部材１２０ａが脱離することを抑制することができる。従って、第２実施形態の静電チャック１００によれば、長期間にわたって外側保護部材１２０ａの存在により、Ｏリング１１０による封止機能を補うことができ、接合部３０が劣化することを効果的に抑制することができる。

Ｃ．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。

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、外側保護部材１２０が、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との両方に当接するように構成されているが、外側保護部材１２０が、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との一方のみに当接するように構成されていてもよい。すなわち、例えば図３に示す断面において、外側保護部材１２０が、Ｏリング１１０の外周面１１２と板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３とで規定される空間ＳＰの内、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との一方に面する部分のみに充填されているとしてもよい。

また、上記実施形態では、ベース部材２０の上面Ｓ３に切り欠き２８０が形成されており、板状部材１０の下面Ｓ２には切り欠きが形成されていないが、板状部材１０の下面Ｓ２にも外周に沿って連続した切り欠きが形成されていてもよい。このような構成では、Ｏリング１１０は、板状部材１０の下面Ｓ２に形成された切り欠きの外周面側表面に当接することとなる。また、ベース部材２０の上面Ｓ３には切り欠き２８０が形成されておらず、板状部材１０の下面Ｓ２に切り欠きが形成されていてもよい。また、ベース部材２０の上面Ｓ３にも板状部材１０の下面Ｓ２にも切り欠きが形成されていなくてもよい。

また、上記第２実施形態では、上記空間ＳＰを規定する板状部材１０の下面Ｓ２に溝部１８が形成され、かつ、上記空間ＳＰを規定するベース部材２０の上面Ｓ３に溝部２８が形成されており、外側保護部材１２０ａが、板状部材１０の溝部１８の表面およびベース部材２０の溝部２８の表面に当接しているが、溝部１８と溝部２８との一方のみが形成され、外側保護部材１２０ａが、形成された一方の溝部の表面に当接していてもよい。

また、上記実施形態では、ベース部材２０の切り欠き２８０における外周面側表面２８２はＺ軸方向に略直交し、接触面側表面２８１はＺ軸方向に略平行であるとしているが、これらの表面の向きは任意に変更可能である。また、ベース部材２０の切り欠き２８０が、これらの表面以外の他の表面を有していてもよい。

また、上記実施形態では、Ｚ軸方向視での静電チャック１００の中心を通り、Ｚ軸方向に平行な任意の断面において、外側保護部材１２０等が図３等に示す構成と同様の構成となっているが、Ｚ軸方向視での静電チャック１００の中心を通り、Ｚ軸方向に平行な少なくとも１つの断面において、外側保護部材１２０等が図３等に示す構成と同様の構成となっていればよい。例えば、Ｚ軸方向視での静電チャック１００の中心を通り、Ｚ軸方向に平行なある１つの断面において、Ｏリング１１０の外周面１１２と板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３（上面Ｓ３に形成された切り欠き２８０の外周面側表面２８２）とで規定される空間ＳＰに、外側保護部材１２０が配置されていなくてもよい。同様に、Ｚ軸方向視での静電チャック１００の中心を通り、Ｚ軸方向に平行なある１つの断面において、板状部材１０の溝部１８および／またはベース部材２０の溝部２８が形成されていなくてもよい。

また、上記実施形態では、板状部材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、板状部材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の各部材（板状部材１０、ベース部材２０、接合部３０、Ｏリング１１０、外側保護部材１２０等）の形成材料は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、外側保護部材１２０が樹脂（例えばシリコーン樹脂）を含む接着剤により形成されているが、外側保護部材１２０は樹脂を含む他の材料により形成されていてもよい。また、例えば、上記実施形態では、ベース部材２０は金属により形成されているが、ベース部材２０はセラミックス等の他の材料により形成されていてもよい。また、上記実施形態における静電チャック１００の製造方法は、あくまで一例であり、種々変更可能である。

また、本発明は、静電チャック１００に限らず、板状部材と、ベース部材と、両者を接合する接合部とを備え、板状部材の表面上に対象物を保持する他の保持装置にも適用可能である。

１０：板状部材１８：溝部２０：ベース部材２１：冷媒流路２８：溝部３０：接合部３１：外周面４０：チャック電極５０：ヒータ電極１００：静電チャック１１０：Ｏリング１１２：外周面１２０：外側保護部材２８０：切り欠き２８１：接触面側表面２８２：外周面側表面ＩＰ：内側部ＯＰ：外周部Ｓ１１：吸着面Ｓ１２：外周上面Ｓ１：上面Ｓ２：下面Ｓ３：上面Ｓ５：外周面Ｓ６：外周面ＳＰ：空間Ｗ：ウェハ

Claims

第１の方向に略直交する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有し、セラミックスを含む材料により形成された板状部材と、
第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部材の前記第２の表面側に位置するように配置されたベース部材と、
前記板状部材の前記第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て前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、
前記接合部の外周面を取り囲むように配置されたＯリングと、
を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、さらに、
前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と、前記ベース部材の前記第３の表面と、で規定される空間に配置され、前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方と、に当接し、樹脂を含む材料により形成された外側保護部材を備える、
ことを特徴とする保持装置。
請求項１に記載の保持装置において、
前記外側保護部材は、前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と、前記ベース部材の前記第３の表面とに当接するように、前記空間に充填されている、
ことを特徴とする保持装置。
請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方には、外周に沿って連続した切り欠きが形成されており、
前記第１の方向における前記Ｏリングの厚さは、前記接合部の厚さより厚い、
ことを特徴とする保持装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記空間を規定する前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方には、前記第１の方向に凹んだ溝部が形成されており、
前記外側保護部材は、前記溝部の表面にも当接している、
ことを特徴とする保持装置。
第１の方向に略直交する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有し、セラミックスを含む材料により形成された板状部材と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部材の前記第２の表面側に位置するように配置されたベース部材と、前記板状部材の前記第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て前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置の製造方法において、
前記接合部により互いに接合された前記板状部材と前記ベース部材とを準備する工程と、
前記接合部の外周面を取り囲むようにＯリングを配置する工程と、
前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と、前記ベース部材の前記第３の表面と、で規定される空間に、樹脂を含む液状材料を供給し、前記液状材料が硬化した外側保護部材であって、前記Ｏリングの外周面と、前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方と、に当接する外側保護部材を作製する工程と、
を備える、ことを特徴とする保持装置の製造方法。