JP7402037B2 - electrostatic chuck - Google Patents

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Description

本明細書に開示される技術は、静電チャックに関する。 The technology disclosed herein relates to an electrostatic chuck.

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、例えばセラミックス材料により形成された板状部材と、板状部材の内部に配置されたチャック電極と、例えば金属材料により形成されたベース部材と、板状部材とベース部材とを接合する接合部とを備えており、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(以下、「吸着面」という。)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 semiconductors. An electrostatic chuck connects a plate-shaped member made of, for example, a ceramic material, a chuck electrode arranged inside the plate-shaped member, a base member made of, for example, a metal material, and the plate-shaped member and the base member. The wafer is attracted to the surface of the plate-shaped member (hereinafter referred to as the "attraction surface") using the electrostatic attraction generated by applying a voltage to the chuck electrode. Hold.

静電チャックの吸着面に保持されたウェハの温度が所望の温度にならないと、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制御する性能が求められる。そのため、例えばベース部材に形成された冷媒流路に冷媒を供給することによる冷却によって、板状部材の吸着面の温度分布の制御(ひいては、吸着面に保持されたウェハの温度分布の制御)が行われる。 If the temperature of the wafer held on the suction surface of the electrostatic chuck does not reach the desired temperature, the precision of each process (film formation, etching, etc.) on the wafer may decrease. The ability to control distribution is required. Therefore, for example, by cooling by supplying a refrigerant to the refrigerant flow path formed in the base member, it is possible to control the temperature distribution of the suction surface of the plate member (and by extension, control the temperature distribution of the wafer held on the suction surface). It will be done.

また、静電チャックにおいて、板状部材とウェハとの間の伝熱特性を高めてウェハの温度分布の制御性を向上させるため、ウェハと板状部材の吸着面との間の空間にヘリウムガス等の不活性ガスを供給可能とした構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような構成の静電チャックでは、板状部材の吸着面に、複数のガス吐出孔が形成されており、静電チャックの内部に、該複数のガス吐出孔に連通するガス流路が形成されている。このガス流路に不活性ガスが供給されると、該不活性ガスは上記複数のガス吐出孔から、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間に供給される。なお、該空間に供給された不活性ガスを該空間内に留めるために、板状部材の吸着面には、上記複数のガス吐出孔を取り囲む連続的な壁状の凸部(「シールバンド」とも呼ばれる。)が形成されている。 In addition, in electrostatic chucks, helium gas is added to the space between the wafer and the suction surface of the plate member in order to improve the heat transfer characteristics between the plate member and the wafer and improve the controllability of the temperature distribution of the wafer. A configuration is known in which an inert gas such as the following can be supplied (see, for example, Patent Document 1). In an electrostatic chuck with such a configuration, a plurality of gas discharge holes are formed on the suction surface of the plate-shaped member, and a gas flow path communicating with the plurality of gas discharge holes is formed inside the electrostatic chuck. has been done. When an inert gas is supplied to this gas flow path, the inert gas is supplied from the plurality of gas discharge holes to the space between the wafer and the suction surface of the plate-shaped member. In order to keep the inert gas supplied to the space within the space, the suction surface of the plate-like member has a continuous wall-like protrusion (a "seal band") surrounding the plurality of gas discharge holes. ) is formed.

特開2017-157726号公報JP2017-157726A

静電チャックでは、例えば、経年による壁状の凸部(シールバンド)の一部分の摩耗等に起因して、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間からの不活性ガスの漏れが発生し、該空間内における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。該空間内における不活性ガスの濃度が不均一になると、ウェハと板状部材との間の伝熱特性が不均一になり、その結果、ウェハの温度分布の制御性が低下する(例えば、ウェハの温度分布の面内均一性が低下する)おそれがある。また、例えば、静電チャックの製品バラツキ等に起因して、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量にバラツキがある場合も、やはり、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間内における不活性ガスの濃度が不均一になり、その結果、ウェハの温度分布の制御性が低下するおそれがある。また、例えば、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間において、あえて、特定の部分の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、ウェハの各部分における温度を所望の温度に制御することも考えられるが、従来の静電チャックではこのような制御を実現することはできない。このように、従来の静電チャックでは、ウェハと板状部材の吸着面との間の上記空間における不活性ガスの濃度の制御性に向上の余地があり、そのために、板状部材の吸着面の温度分布の制御性に向上の余地があり、ひいては、静電チャックに保持されるウェハの温度分布の制御性の点で向上の余地がある。 In an electrostatic chuck, for example, inert gas leaks from the space between the wafer and the suction surface of the plate member due to wear of a portion of the wall-like protrusion (seal band) over time. The concentration of inert gas within the space may become non-uniform. If the concentration of the inert gas in the space becomes non-uniform, the heat transfer characteristics between the wafer and the plate member become non-uniform, resulting in a decrease in the controllability of the temperature distribution of the wafer (for example, There is a risk that the in-plane uniformity of the temperature distribution will deteriorate. Furthermore, even if there are variations in the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole due to product variations in electrostatic chucks, etc., the above-mentioned The concentration of the inert gas in the space becomes non-uniform, and as a result, the controllability of the temperature distribution of the wafer may deteriorate. In addition, for example, in the space between the wafer and the suction surface of the plate-like member, the concentration of the inert gas in specific parts may be increased or lowered, thereby increasing the concentration of the inert gas in each part of the wafer. Although it is possible to control the temperature to a desired temperature, such control cannot be achieved with conventional electrostatic chucks. As described above, in conventional electrostatic chucks, there is room for improvement in the controllability of the inert gas concentration in the space between the wafer and the attraction surface of the plate-shaped member. There is room for improvement in the controllability of the temperature distribution of the wafer, and furthermore, there is room for improvement in the controllability of the temperature distribution of the wafer held by the electrostatic chuck.

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。 This specification discloses a technique that can solve the above-mentioned 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 this specification can be realized, for example, as the following form.

(1)本明細書に開示される静電チャックは、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、を有する板状部材と、前記板状部材の内部に配置され、静電引力を発生させるチャック電極と、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、冷却機構を有するベース部材と、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(例えばウェハ)を保持する。本静電チャックにおいて、前記板状部材の前記第1の表面には、複数のガス吐出孔と、前記複数のガス吐出孔を取り囲む連続的な壁状の凸部と、が形成されており、前記静電チャックの内部には、前記複数のガス吐出孔に連通するガス流路が形成されており、前記静電チャックは、さらに、前記複数のガス吐出孔の内の少なくとも2つについて設けられ、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する吐出量調整部を備える。本静電チャックによれば、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整する吐出量調整部を備えるため、吐出量調整部を用いて各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することができる。そのため、対象物と板状部材の第1の表面との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性を向上させることができ、ひいては対象物の温度制御性を向上させることができる。 (1) The electrostatic chuck disclosed in this specification includes a plate-like member having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and an interior of the plate-like member. and a chuck electrode that generates electrostatic attraction, and a third surface, the third surface being located on the second surface side of the plate member, and a cooling mechanism. a joint portion disposed between the second surface of the plate-like member and the third surface of the base member to join the plate-like member and the base member. , holding an object (for example, a wafer) on the first surface of the plate member. In this electrostatic chuck, a plurality of gas discharge holes and a continuous wall-shaped convex portion surrounding the plurality of gas discharge holes are formed on the first surface of the plate-shaped member, A gas flow path communicating with the plurality of gas discharge holes is formed inside the electrostatic chuck, and the electrostatic chuck is further provided with a gas flow path communicating with the plurality of gas discharge holes. , a discharge amount adjustment section that adjusts the amount of gas discharged from each of the gas discharge holes. According to this electrostatic chuck, since the discharge amount adjustment section is provided to adjust the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole, the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole is adjusted using the discharge amount adjustment section. can be adjusted. Therefore, it is possible to improve the controllability of the concentration of the inert gas at each position in the space between the object and the first surface of the plate-like member, and in turn, it is possible to improve the temperature controllability of the object. can.

例えば、経年による壁状の凸部の一部分の摩耗に起因して、対象物と板状部材の第1の表面との間の空間からの不活性ガスの漏れが発生し、該空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。そのような場合にも、吐出量調整部によって各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することにより、該不活性ガスの濃度の不均一を緩和・解消することができる。また、例えば、静電チャックの製品バラツキ等に起因して、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量にバラツキがあり、その結果、対象物と板状部材の第1の表面との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。そのような場合にも、吐出量調整部によって各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することにより、該不活性ガスの濃度の不均一を緩和・解消することができる。また、例えば、対象物と板状部材の第1の表面との間の空間において、あえて、特定の位置の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、対象物の各位置における温度を所望の温度に制御することが望まれる場合がある。そのような場合にも、吐出量調整部によって各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することにより、該空間内の各位置における不活性ガスの濃度を自在に制御することができる。 For example, due to wear of a part of the wall-like convex part over time, inert gas leaks from the space between the object and the first surface of the plate-like member, and each part in the space The concentration of inert gas at a location may be non-uniform. Even in such a case, by adjusting the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole using the discharge amount adjusting section, the non-uniformity of the concentration of the inert gas can be alleviated and eliminated. Furthermore, for example, due to product variations in electrostatic chucks, there are variations in the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole, and as a result, the distance between the object and the first surface of the plate-like member is The concentration of inert gas at each location within the space may be non-uniform. Even in such a case, by adjusting the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole using the discharge amount adjusting section, the non-uniformity of the concentration of the inert gas can be alleviated and eliminated. Furthermore, for example, in the space between the object and the first surface of the plate-like member, the concentration of the inert gas at a specific position can be intentionally increased or conversely lowered. It may be desirable to control the temperature at each location to a desired temperature. Even in such a case, the concentration of inert gas at each position in the space can be freely controlled by adjusting the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole using the discharge amount adjustment section. .

(2)上記静電チャックにおいて、前記ガス流路は、共通ガス流路と、前記共通ガス流路から分岐し、各前記ガス吐出孔につながる複数の個別ガス流路と、を含み、前記吐出量調整部は、各前記ガス吐出孔につながる前記個別ガス流路の所定の位置における流路面積を増減させる流路面積調整機構を含む構成としてもよい。本静電チャックによれば、各ガス吐出孔につながる個別ガス流路の所定の位置における流路面積を増減させることにより、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することができるため、比較的簡易な構成により、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量の調整を実現することができる。 (2) In the above electrostatic chuck, the gas flow path includes a common gas flow path and a plurality of individual gas flow paths that are branched from the common gas flow path and connected to each of the gas discharge holes, and The amount adjustment section may include a flow path area adjustment mechanism that increases or decreases the flow path area at a predetermined position of the individual gas flow path connected to each of the gas discharge holes. According to this electrostatic chuck, the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole can be adjusted by increasing or decreasing the flow path area at a predetermined position of the individual gas flow path connected to each gas discharge hole. Therefore, the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole can be adjusted with a relatively simple configuration.

(3)上記静電チャックにおいて、前記流路面積調整機構は、前記個別ガス流路に面する前記流路面積調整機構の先端部の位置を変位させることにより、前記個別ガス流路の流路面積を増減させる構成としてもよい。本静電チャックによれば、比較的簡易な構成により、各ガス吐出孔につながる個別ガス流路の流路面積を増減させることができ、これにより、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量の調整を実現することができる。 (3) In the electrostatic chuck, the flow path area adjustment mechanism adjusts the flow path of the individual gas flow path by displacing the position of the tip of the flow path area adjustment mechanism facing the individual gas flow path. It is also possible to have a configuration in which the area is increased or decreased. According to this electrostatic chuck, with a relatively simple configuration, it is possible to increase or decrease the flow area of the individual gas passages connected to each gas discharge hole, and thereby, the inert gas can be discharged from each gas discharge hole. Amount adjustment can be achieved.

(4)上記静電チャックにおいて、前記板状部材は、セラミックスにより形成されており、前記個別ガス流路の前記所定の位置は、前記板状部材の内部の位置であり、前記流路面積調整機構の前記先端部の少なくとも一部は、金属により形成されており、前記静電チャックは、さらに、前記流路面積調整機構の前記先端部の少なくとも一部を覆うように配置され、セラミックスにより形成されたキャップ部材を備える構成としてもよい。本静電チャックによれば、セラミックス製のキャップ部材の存在により、個別ガス流路付近の絶縁性を向上させることができると共に、流路面積調整機構の先端部(金属製の部分)と板状部材(セラミックス製)との干渉に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。 (4) In the electrostatic chuck, the plate member is made of ceramic, the predetermined position of the individual gas flow path is a position inside the plate member, and the flow path area adjustment At least a portion of the tip of the mechanism is formed of metal, and the electrostatic chuck is further disposed to cover at least a portion of the tip of the flow path area adjustment mechanism, and is made of ceramic. It is good also as a structure provided with the cap member which is made. According to this electrostatic chuck, the existence of the cap member made of ceramics improves the insulation near the individual gas flow paths, and the tip (metal part) of the flow path area adjustment mechanism and the plate-like Generation of particles due to interference with a member (made of ceramics) can be suppressed.

(5)上記静電チャックにおいて、前記ガス流路は、共通ガス流路と、前記共通ガス流路から分岐し、各前記ガス吐出孔につながる複数の個別ガス流路と、を含み、前記吐出量調整部は、各前記ガス吐出孔につながる前記個別ガス流路に配置され、流量可変にガスを送り出すポンプ機構を含む構成としてもよい。本静電チャックによれば、各ガス吐出孔につながる個別ガス流路に配置されたポンプ機構によって個別ガス流路における不活性ガスの流量を変更することにより、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することができ、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量の比較的高精度な調整を実現することができる。 (5) In the above electrostatic chuck, the gas flow path includes a common gas flow path and a plurality of individual gas flow paths that are branched from the common gas flow path and connected to each of the gas discharge holes, and The amount adjustment section may include a pump mechanism that is disposed in the individual gas flow path connected to each of the gas discharge holes and that sends out gas at a variable flow rate. According to this electrostatic chuck, by changing the flow rate of the inert gas in the individual gas passages using the pump mechanism arranged in the individual gas passages connected to each gas discharge hole, the inert gas is discharged from each gas discharge hole. The amount of inert gas discharged from each gas discharge hole can be adjusted with relatively high precision.

(6)上記静電チャックにおいて、前記個別ガス流路は、前記板状部材と前記接合部と前記ベース部材とにまたがって形成されており、前記静電チャックは、さらに、前記個別ガス流路と前記接合部の端面との間に介在し、エラストマーにより形成された保護部材を備える構成としてもよい。本静電チャックによれば、保護部材の存在により、個別ガス流路が形成されることに伴って接合部の端面がプラズマ等に晒されて劣化することを抑制することができる。 (6) In the above electrostatic chuck, the individual gas flow path is formed across the plate member, the joint portion, and the base member, and the electrostatic chuck further includes the individual gas flow path. The structure may include a protective member formed of an elastomer and interposed between the end surface of the joint portion and the end surface of the joint portion. According to the present electrostatic chuck, the presence of the protective member can prevent the end face of the joint from being exposed to plasma or the like and deteriorating due to the formation of the individual gas channels.

(7)上記静電チャックにおいて、さらに、各前記ガス吐出孔付近の圧力を検知する圧力検知部を備え、前記吐出量調整部は、前記圧力検知部による圧力の検知結果に基づき、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する構成としてもよい。本静電チャックによれば、対象物と板状部材の第1の表面との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性をさらに向上させることができ、ひいては対象物の温度制御性をさらに向上させることができる。 (7) The electrostatic chuck further includes a pressure detection section that detects the pressure near each of the gas discharge holes, and the discharge amount adjustment section adjusts the pressure of each of the gases based on the pressure detection result by the pressure detection section. A configuration may be adopted in which the amount of gas discharged from the discharge hole is adjusted. According to the present electrostatic chuck, it is possible to further improve the controllability of the concentration of inert gas at each position in the space between the object and the first surface of the plate-like member, and the temperature of the object can be further improved. Controllability can be further improved.

(8)上記静電チャックにおいて、前記吐出量調整部は、前記圧力検知部により検知された圧力が相対的に低い前記ガス吐出孔のガス吐出量が相対的に増加するように、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する構成としてもよい。本静電チャックによれば、各ガス吐出孔付近の圧力が均等に近付くように、各ガス吐出孔からの不活性ガスの吐出量を調整することができるため、対象物と板状部材の第1の表面との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の均一性を向上させることができ、ひいては対象物の温度の面内均一性を向上させることができる。 (8) In the electrostatic chuck, the discharge amount adjusting section adjusts each of the gases so that the gas discharge amount of the gas discharge hole whose pressure detected by the pressure detection section is relatively low is relatively increased. A configuration may be adopted in which the amount of gas discharged from the discharge hole is adjusted. According to this electrostatic chuck, the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole can be adjusted so that the pressure near each gas discharge hole approaches uniformity, so that the The uniformity of the concentration of the inert gas at each position in the space between the object and the surface of the object can be improved, and the in-plane uniformity of the temperature of the object can be 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、静電チャック、静電チャックを備える半導体製造装置、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 this specification can be realized in various forms, for example, in the form of an electrostatic chuck, a semiconductor manufacturing device equipped with an electrostatic chuck, a manufacturing method thereof, etc. is possible.

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A perspective view schematically showing the external configuration of an electrostatic chuck 100 in the first embodiment 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An explanatory diagram schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the electrostatic chuck 100 in the first embodiment 第1実施形態における静電チャック100のXY平面(上面)構成を概略的に示す説明図An explanatory diagram schematically showing the XY plane (top surface) configuration of the electrostatic chuck 100 in the first embodiment 第1実施形態の静電チャック100における不活性ガスの供給量を調整するための構成を示す説明図An explanatory diagram showing a configuration for adjusting the supply amount of inert gas in the electrostatic chuck 100 of the first embodiment 第2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An explanatory diagram schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the electrostatic chuck 100 in the second embodiment 第3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An explanatory diagram schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the electrostatic chuck 100 in the third embodiment

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平面(上面)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。
A. First embodiment:
A-1. Configuration of electrostatic chuck 100:
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the external configuration of an electrostatic chuck 100 in the first embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the electrostatic chuck 100 in the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the XY plane (top surface) configuration of the electrostatic chuck 100 in the first embodiment. Each figure shows mutually orthogonal XYZ axes for specifying directions. In this specification, for convenience, the positive direction of the Z-axis is referred to as an upward direction, and the negative direction of the Z-axis is referred to as a downward direction, but the electrostatic chuck 100 is actually installed in an orientation different from such an orientation. may be done.

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。 The electrostatic chuck 100 is a device that attracts and holds an object (for example, a wafer W) by electrostatic attraction, and is used for semiconductor manufacturing equipment, for example, used to fix the wafer W in a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing equipment. It is a part. The electrostatic chuck 100 includes a plate member 10 and a base member 20 that are arranged side by side in a predetermined arrangement direction (in the present embodiment, the vertical direction (Z-axis direction)). The plate-like member 10 and the base member 20 are arranged such that the lower surface S2 (see FIG. 2) of the plate-like member 10 and the upper surface S3 of the base member 20 face each other in the arrangement direction with a joint 30, which will be described later, in between. has been done. That is, the base member 20 is arranged such that the upper surface S3 of the base member 20 is located on the lower surface S2 side of the plate member 10. The lower surface S2 of the plate member 10 corresponds to the second surface in the claims, and the upper surface S3 of the base member 20 corresponds to the third surface in the claims.

板状部材10は、Z軸方向視で略円形の板状の部材であり、本実施形態ではセラミックス(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。 The plate-like member 10 is a substantially circular plate-like member when viewed in the Z-axis direction, and in this embodiment is made of a material containing ceramics (eg, alumina, aluminum nitride, etc.). Note that in this embodiment, the plate member 10 is formed of a material containing ceramics as a main component. In this specification, the main component means the component with the highest volume content. The plate-like member 10 includes an outer circumferential portion OP, which is a portion in which a notch is formed on the upper side along the outer circumference, and an inner portion IP located inside the outer circumferential portion OP. The thickness of the inner part IP (thickness in the Z-axis direction, the same applies hereinafter) of the plate-shaped member 10 is thicker than the thickness of the outer peripheral part OP by the notch formed in the outer peripheral part OP. . That is, the thickness of the plate-like member 10 changes at the position of the boundary between the outer peripheral part OP and the inner part IP of the plate-like member 10.

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)。 The diameter of the inner part IP of the plate member 10 is, for example, about 50 mm to 500 mm (usually about 200 mm to 350 mm), and the diameter of the outer peripheral part OP of the plate member 10 is, for example, about 60 mm to 510 mm (usually about 210 mm to 360 mm). ) (However, the diameter of the outer peripheral part OP is larger than the diameter of the inner part IP). Further, the thickness of the inner part IP of the plate-like member 10 is, for example, about 1 mm to 10 mm, and the thickness of the outer peripheral part OP of the plate-like member 10 is, for example, about 0.5 mm to 9.5 mm (however, the thickness of the outer peripheral part OP is about 0.5 mm to 9.5 mm). The thickness of the OP is thinner than the thickness of the inner part IP).

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。 Among the upper surfaces S1 of the plate member 10, the upper surface (hereinafter also referred to as "adsorption surface") S11 in the inner side IP is a substantially circular surface that is substantially perpendicular to the Z-axis direction. The suction surface S11 corresponds to the first surface in the claims. Note that in this specification, a direction perpendicular to the Z-axis direction is referred to as a "plane direction."

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。 Among the upper surfaces S1 of the plate-shaped member 10, the upper surface S12 at the outer circumferential portion OP (hereinafter also referred to as "outer circumferential upper surface") is a substantially annular surface substantially orthogonal to the Z-axis direction. For example, a jig (not shown) for fixing the electrostatic chuck 100 is engaged with the outer peripheral upper surface S12 of the plate member 10.

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。 As shown in FIG. 2, a chuck electrode 40 made of a conductive material (for example, tungsten, molybdenum, platinum, etc.) is arranged inside the plate member 10. The shape of the chuck electrode 40 when viewed in the Z-axis direction is, for example, approximately circular. When a voltage is applied to the chuck electrode 40 from a chucking power source (not shown), electrostatic attraction is generated, and the wafer W is attracted and fixed to the attraction surface S11 of the plate member 10 by this electrostatic attraction.

また、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)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。 Further, inside the plate-like member 10, a heater electrode 50 is arranged, which is constituted by a resistance heating element containing a conductive material (for example, tungsten, molybdenum, platinum, etc.). When a voltage is applied to the heater electrode 50 from a heater power source (not shown), the heater electrode 50 generates heat, which warms the plate member 10, and the wafer W held on the suction surface S11 of the plate member 10 is heated. It can be warmed. Thereby, control of the temperature distribution of the wafer W is realized.

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。 The base member 20 is, for example, a circular planar plate member having the same diameter as the outer peripheral part OP of the plate-like member 10 or larger in diameter than the outer peripheral part OP of the plate-like member 10, and is made of, for example, metal (such as aluminum or aluminum alloy). ) is formed by. The diameter of the base member 20 is, for example, about 220 mm to 550 mm (usually 220 mm to 350 mm), and the thickness of the base member 20 is, for example, about 20 mm to 40 mm.

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。 The base member 20 is joined to the plate-like member 10 by a joint 30 disposed between the lower surface S2 of the plate-like member 10 and the upper surface S3 of the base member 20. The thickness of the joint portion 30 is, for example, about 0.1 mm to 1 mm. In this embodiment, the joint portion 30 contains a resin material (adhesive material) as a main component. Various resin materials such as silicone resin, fluororesin, acrylic resin, and epoxy resin can be used as the resin material included in the joint portion 30, but silicone resin, which is a resin material with high heat resistance and flexibility, may be used. It is preferable to use a fluororesin or a fluororesin. In addition to the resin material, the joint portion 30 may also contain, for example, a ceramic filler.

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。冷媒流路21は、特許請求の範囲における冷却機構に相当する。 A refrigerant flow path 21 is formed inside the base member 20 . When a refrigerant (for example, a fluorine-based inert liquid, water, etc.) is flowed into the refrigerant flow path 21, the base member 20 is cooled, and heat transfer between the base member 20 and the plate-shaped member 10 via the joint 30 occurs. The plate-shaped member 10 is cooled by (heat removal), and the wafer W held on the suction surface S11 of the plate-shaped member 10 is cooled. Thereby, control of the temperature distribution of the wafer W is realized. The coolant flow path 21 corresponds to a cooling mechanism in the claims.

また、静電チャック100は、静電チャック100の周囲に存在するプラズマやプロセスガスから接合部30の外周面を保護するためのOリング110を備える。Oリング110は、例えばエラストマー(例えば、合成ゴム)により形成されている。図2に示すように、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とに当接しており、該当接箇所において封止機能を発揮することにより、接合部30の外周面がプラズマやプロセスガスに晒されて劣化することを抑制する。 Further, the electrostatic chuck 100 includes an O-ring 110 for protecting the outer circumferential surface of the joint portion 30 from plasma and process gas existing around the electrostatic chuck 100. The O-ring 110 is made of, for example, an elastomer (eg, synthetic rubber). As shown in FIG. 2, the O-ring 110 is in contact with the lower surface S2 of the plate-shaped member 10 and the upper surface S3 of the base member 20, and by exhibiting a sealing function at the corresponding contact points, the O-ring 110 seals the joint portion 30. Prevents the outer peripheral surface from deteriorating due to exposure to plasma or process gas.

A-2.板状部材10の吸着面S11の構成:
図2および図3に示すように、板状部材10の吸着面S11には、凹部79と複数の凸部70とが形成されている。より詳細には、板状部材10の吸着面S11において、凸部70が形成されていない部分が凹部79となっている。
A-2. Configuration of suction surface S11 of plate member 10:
As shown in FIGS. 2 and 3, a concave portion 79 and a plurality of convex portions 70 are formed on the suction surface S11 of the plate member 10. More specifically, in the suction surface S11 of the plate-like member 10, a portion where the convex portion 70 is not formed is a concave portion 79.

板状部材10の吸着面S11に形成された複数の凸部70は、吸着面S11の外周に沿って連続的に形成された壁状の凸部70(以下、「シールバンド72」という。)を含む。図3に示すように、Z軸方向視でのシールバンド72の形状は、板状部材10の吸着面S11の中心P0を中心とした略円環状である。シールバンド72は、Z軸方向視で、後述する複数のガス吐出孔12を取り囲むように形成されている。また、図2に示すように、シールバンド72の断面(Z軸に平行で、かつ、吸着面S11の中心を通る断面)の形状は、略矩形である。シールバンド72の高さは、例えば、10μm~20μm程度である。また、シールバンド72の幅(Z軸方向視でのシールバンド72の延伸方向に直交する方向の大きさ)は、例えば、0.5mm~5.0mm程度である。シールバンド72は、特許請求の範囲における壁状の凸部に相当する。 The plurality of convex portions 70 formed on the suction surface S11 of the plate member 10 are wall-shaped convex portions 70 (hereinafter referred to as "seal band 72") that are continuously formed along the outer periphery of the suction surface S11. including. As shown in FIG. 3, the shape of the seal band 72 when viewed in the Z-axis direction is approximately annular with the center P0 of the suction surface S11 of the plate member 10 as the center. The seal band 72 is formed so as to surround a plurality of gas discharge holes 12, which will be described later, when viewed in the Z-axis direction. Further, as shown in FIG. 2, the shape of the cross section of the seal band 72 (the cross section parallel to the Z axis and passing through the center of the suction surface S11) is approximately rectangular. The height of the seal band 72 is, for example, about 10 μm to 20 μm. Further, the width of the seal band 72 (the size in the direction perpendicular to the stretching direction of the seal band 72 as viewed in the Z-axis direction) is, for example, about 0.5 mm to 5.0 mm. The seal band 72 corresponds to a wall-shaped protrusion in the claims.

また、板状部材10の吸着面S11に形成された複数の凸部70は、板状部材10の吸着面S11におけるシールバンド72より内側の領域に形成された複数の独立した柱状の凸部70(以下、「柱状凸部73」という。)を含む。図3に示すように、Z軸方向視での各柱状凸部73の形状は、略円形である。Z軸方向視で、複数の柱状凸部73は、略均等間隔で配置されていることが好ましい。また、図2に示すように、各柱状凸部73の断面(Z軸に平行な断面)の形状は、略矩形である。柱状凸部73の高さは、シールバンド72の高さと略同一であり、例えば、10μm~20μm程度である。また、柱状凸部73の幅(Z軸方向視での柱状凸部73の最大径)は、例えば、0.5mm~1.5mm程度である。 Further, the plurality of convex portions 70 formed on the suction surface S11 of the plate-like member 10 are a plurality of independent columnar convex portions 70 formed in the area inside the seal band 72 on the suction surface S11 of the plate-like member 10. (hereinafter referred to as "columnar convex portion 73"). As shown in FIG. 3, the shape of each columnar convex portion 73 when viewed in the Z-axis direction is approximately circular. It is preferable that the plurality of columnar convex portions 73 are arranged at substantially equal intervals when viewed in the Z-axis direction. Further, as shown in FIG. 2, the shape of the cross section (cross section parallel to the Z axis) of each columnar convex portion 73 is approximately rectangular. The height of the columnar convex portion 73 is approximately the same as the height of the seal band 72, and is, for example, about 10 μm to 20 μm. Further, the width of the columnar convex portion 73 (the maximum diameter of the columnar convex portion 73 as viewed in the Z-axis direction) is, for example, about 0.5 mm to 1.5 mm.

ウェハWは、板状部材10の吸着面S11における複数の凸部70(シールバンド72および柱状凸部73)の頂面に支持される。すなわち、板状部材10の吸着面S11はウェハWを保持する吸着面として機能すると上述したが、より詳細には、ウェハWを保持するのは、吸着面S11の内、複数の凸部70の頂面である。ウェハWが複数の凸部70の頂面に支持された状態では、ウェハWの表面(下面)と、板状部材10の吸着面S11(より詳細には吸着面S11の凹部79)との間に、空間が存在することとなる。後述するように、この空間には、不活性ガスが供給される。 The wafer W is supported on the top surface of a plurality of convex portions 70 (seal band 72 and columnar convex portions 73) on the suction surface S11 of the plate member 10. That is, as described above, the suction surface S11 of the plate-like member 10 functions as a suction surface for holding the wafer W, but in more detail, the suction surface S11 of the plurality of convex portions 70 of the suction surface S11 holds the wafer W. It is the top surface. When the wafer W is supported on the top surface of the plurality of convex portions 70, there is a gap between the front surface (lower surface) of the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10 (more specifically, the recess 79 of the suction surface S11). Therefore, space exists. As will be described later, an inert gas is supplied to this space.

A-3.不活性ガス供給のための構成:
静電チャック100は、板状部材10とウェハWとの間の伝熱性を高めてウェハWの温度分布の制御性をさらに高めるため、ウェハWの表面(下面)と板状部材10の吸着面S11(吸着面S11の凹部79)との間に存在する空間に、不活性ガス(例えば、ヘリウムガス)を供給するための構成を備えている。
A-3. Configuration for inert gas supply:
The electrostatic chuck 100 is designed so that the surface (lower surface) of the wafer W and the suction surface of the plate member 10 are connected to each other in order to improve the heat transfer between the plate member 10 and the wafer W and further improve the controllability of the temperature distribution of the wafer W. A configuration is provided for supplying an inert gas (for example, helium gas) to the space existing between S11 (the recess 79 of the suction surface S11).

すなわち、図2および図3に示すように、板状部材10の吸着面S11には、複数のガス吐出孔12(本実施形態では、4つのガス吐出孔12a~12d)が形成されている。また、静電チャック100の内部には、複数のガス吐出孔12に連通するガス流路130が形成されている。なお、図3では、説明の便宜上、静電チャック100の内部に形成されたガス流路130を構成する各部分を破線で示している。 That is, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of gas discharge holes 12 (four gas discharge holes 12a to 12d in this embodiment) are formed in the suction surface S11 of the plate member 10. Furthermore, a gas flow path 130 communicating with the plurality of gas discharge holes 12 is formed inside the electrostatic chuck 100 . In addition, in FIG. 3, for convenience of explanation, each part constituting the gas flow path 130 formed inside the electrostatic chuck 100 is shown with a broken line.

ガス流路130の構成について、さらに詳細に説明する。図2に示すように、ベース部材20には、ベース部材20の下面S4から上面S3にわたって上下方向に延びるベース部材ガス流路131が形成されている。また、接合部30には、ベース部材20のベース部材ガス流路131に連通する貫通孔132が形成されている。また、板状部材10の下面S2には、接合部30の貫通孔132に連通する凹部133が形成されている。また、板状部材10の内部には、凹部133の底面に連通すると共に上方に延びる縦流路134と、縦流路134の上端付近を起点として面方向(本実施形態ではX軸方向およびY軸方向)に延びる4本の横流路135と、各横流路135の外周側端部を互いに連結するように面方向に延びる形状の(本実施形態では吸着面S11の中心P0を中心とした略円環状の)連結流路136と、連結流路136の所定の位置を起点として面方向(本実施形態ではX軸方向およびY軸方向)に延びる4本の枝流路137と、各枝流路137から吸着面S11まで上方に延びて、吸着面S11のガス吐出孔12において開口するガス噴出流路138とが形成されている。なお、ガス流路130の各構成部分の内、枝流路137およびガス噴出流路138を除く構成部分は、複数のガス吐出孔12に対して共通に設けられたガス流路(以下、「共通ガス流路」ともいう。)である。一方、枝流路137およびガス噴出流路138は、共通ガス流路から分岐し、各ガス吐出孔12につながる個別のガス流路(以下、「個別ガス流路」ともいう。)である。 The configuration of the gas flow path 130 will be explained in more detail. As shown in FIG. 2, a base member gas flow path 131 is formed in the base member 20 and extends in the vertical direction from the lower surface S4 to the upper surface S3 of the base member 20. Furthermore, a through hole 132 communicating with the base member gas flow path 131 of the base member 20 is formed in the joint portion 30 . Furthermore, a recess 133 communicating with the through hole 132 of the joint portion 30 is formed on the lower surface S2 of the plate member 10. Further, inside the plate member 10, there is a vertical flow path 134 that communicates with the bottom surface of the recess 133 and extends upward, and a vertical flow path 134 starting from near the upper end of the vertical flow path 134 in the plane direction (in this embodiment, the X-axis direction and the Y-axis direction). The four lateral channels 135 extend in the axial direction), and the four lateral channels 135 have a shape that extends in the surface direction so as to connect the outer peripheral side ends of each lateral channel 135 to each other (in this embodiment, the shape is approximately centered on the center P0 of the suction surface S11). An annular) connecting flow path 136, four branch flow paths 137 extending in the plane direction (X-axis direction and Y-axis direction in this embodiment) starting from a predetermined position of the connection flow path 136, and each branch flow path A gas ejection channel 138 is formed that extends upward from the passage 137 to the suction surface S11 and opens at the gas discharge hole 12 of the suction surface S11. Note that among the constituent parts of the gas flow path 130, the constituent parts other than the branch flow path 137 and the gas jet flow path 138 are gas flow paths (hereinafter referred to as " (also referred to as "common gas flow path"). On the other hand, the branch flow path 137 and the gas ejection flow path 138 are individual gas flow paths (hereinafter also referred to as "individual gas flow paths") that branch from the common gas flow path and are connected to each gas discharge hole 12.

なお、板状部材10の凹部133を経由した板状部材10とベース部材20との間の放電やガスの放電等の発生を抑制するために、凹部133内には、通気性プラグ160が配置されている。通気性プラグ160は、絶縁性材料により形成された略円柱状の部材であり、板状部材10より気孔率が高い多孔質部材である。通気性プラグ160の形成材料としては、例えばセラミックス多孔質体やグラスファイバー、耐熱性ポリテトラフルオロエチレン樹脂スポンジ等を用いることができる。 Note that in order to suppress the occurrence of electrical discharge or gas discharge between the plate-like member 10 and the base member 20 via the recess 133 of the plate-like member 10, a breathable plug 160 is arranged in the recess 133. has been done. The breathable plug 160 is a substantially cylindrical member made of an insulating material, and is a porous member having a higher porosity than the plate-like member 10. As a material for forming the breathable plug 160, for example, a porous ceramic body, glass fiber, a heat-resistant polytetrafluoroethylene resin sponge, or the like can be used.

ガス源(不図示)から供給された不活性ガス(例えばヘリウムガス)が、ベース部材ガス流路131内に流入すると、該不活性ガスは、接合部30の貫通孔132および板状部材10の凹部133内に配置された通気性プラグ160の内部を通過して、板状部材10の内部に形成された縦流路134に流入する。その後、該不活性ガスは、縦流路134から横流路135に流入し、横流路135および連結流路136を介して面方向に流れつつ、各枝流路137に流入する。その後、該不活性ガスは、各枝流路137からガス噴出流路138に流入し、吸着面S11に形成された各ガス吐出孔12から吐出される。このようにして、ウェハWの表面と板状部材10の吸着面S11(吸着面S11の凹部79)との間に存在する空間に、不活性ガスが供給される。 When an inert gas (for example, helium gas) supplied from a gas source (not shown) flows into the base member gas flow path 131, the inert gas flows through the through hole 132 of the joint portion 30 and the plate member 10. It passes through the inside of the breathable plug 160 disposed in the recess 133 and flows into the vertical flow path 134 formed inside the plate member 10 . Thereafter, the inert gas flows from the vertical flow path 134 into the horizontal flow path 135, and flows into each branch flow path 137 while flowing in the planar direction via the horizontal flow path 135 and the connecting flow path 136. Thereafter, the inert gas flows from each branch flow path 137 into the gas ejection flow path 138, and is discharged from each gas discharge hole 12 formed in the suction surface S11. In this way, inert gas is supplied to the space existing between the surface of the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10 (the recess 79 of the suction surface S11).

ここで、上述したように、ウェハWは、板状部材10の吸着面S11における複数の凸部70(シールバンド72および柱状凸部73)の頂面に支持される。すなわち、シールバンド72の頂面は、ウェハWの表面(下面)に接する。そのため、ウェハWの表面と板状部材10の吸着面S11との間に存在する上記空間は、シールバンド72により閉ざされた空間となる。従って、該空間に供給された不活性ガスは、(シールバンド72の頂面とウェハWの表面との間のわずかな隙間を介して漏洩する分を除いて)該空間内に留まり、ウェハWと板状部材10との間の伝熱性を高める機能を継続的に発揮する。 Here, as described above, the wafer W is supported on the top surface of the plurality of convex portions 70 (seal band 72 and columnar convex portions 73) on the suction surface S11 of the plate member 10. That is, the top surface of the seal band 72 is in contact with the front surface (lower surface) of the wafer W. Therefore, the space existing between the surface of the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10 becomes a space closed by the seal band 72. Therefore, the inert gas supplied to the space remains within the space (except for the gas that leaks through the small gap between the top surface of the seal band 72 and the surface of the wafer W), and and the plate-like member 10.

A-4.不活性ガスの供給量調整のための構成:
本実施形態の静電チャック100は、上述したウェハWの表面と板状部材10の吸着面S11との間に存在する空間への不活性ガスの供給量を調整するための構成を備えている。図4は、第1実施形態の静電チャック100における不活性ガスの供給量を調整するための構成を示す説明図である。図4には、静電チャック100の一部分(図2のX1部)のXZ断面構成が拡大して示されている。
A-4. Configuration for adjusting the inert gas supply:
The electrostatic chuck 100 of this embodiment has a configuration for adjusting the amount of inert gas supplied to the space existing between the surface of the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10. . FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration for adjusting the supply amount of inert gas in the electrostatic chuck 100 of the first embodiment. FIG. 4 shows an enlarged XZ cross-sectional configuration of a portion of the electrostatic chuck 100 (X1 portion in FIG. 2).

図2および図4に示すように、本実施形態の静電チャック100は、ポジショナー150を備える。ポジショナー150は、Z軸方向に延びる略円柱状の部材である。本実施形態では、ポジショナー150は、板状部材10の吸着面S11に形成された各ガス吐出孔12に対応して設けられている。すなわち、本実施形態の静電チャック100には、4つのガス吐出孔12に対応する4つのポジショナー150が設けられている。 As shown in FIGS. 2 and 4, the electrostatic chuck 100 of this embodiment includes a positioner 150. The positioner 150 is a substantially cylindrical member extending in the Z-axis direction. In this embodiment, the positioner 150 is provided corresponding to each gas discharge hole 12 formed in the suction surface S11 of the plate member 10. That is, the electrostatic chuck 100 of this embodiment is provided with four positioners 150 corresponding to the four gas discharge holes 12.

各ポジショナー150は、各ガス吐出孔12につながる枝流路137とガス噴出流路138との接続位置付近から下方に向かってベース部材20の下面S4まで延びるポジショナー用孔140内に配置されている。ポジショナー用孔140の下端部の内周面には雌ネジ141が形成されており、ポジショナー用孔140の該下端部に、外周面に雄ネジが形成された略円柱状の固定部材162が螺号している。ポジショナー150の下端部は、固定部材162の上端部に接合されている。そのため、固定部材162を回転させて上下方向における固定部材162の位置を調整することにより、上下方向におけるポジショナー150の位置(後述する基準位置Po)を調整することができる。また、固定部材162とポジショナー用孔140の表面との間に介在するOリング164により、ポジショナー用孔140は気密に保たれている。なお、ポジショナー用孔140は、各ガス吐出孔12について設けられた枝流路137に連通していることから、個別ガス流路の一部であり、板状部材10と接合部30とベース部材20とにまたがって形成されている。 Each positioner 150 is arranged in a positioner hole 140 that extends downward from the vicinity of the connection position between the branch flow path 137 and the gas jet flow path 138 connected to each gas discharge hole 12 to the lower surface S4 of the base member 20. . A female screw 141 is formed on the inner peripheral surface of the lower end of the positioner hole 140, and a substantially cylindrical fixing member 162 with a male screw formed on the outer peripheral surface is screwed on the lower end of the positioner hole 140. are doing. The lower end of the positioner 150 is joined to the upper end of the fixing member 162. Therefore, by rotating the fixing member 162 and adjusting the position of the fixing member 162 in the vertical direction, it is possible to adjust the position of the positioner 150 in the vertical direction (reference position Po described later). Further, the positioner hole 140 is kept airtight by the O-ring 164 interposed between the fixing member 162 and the surface of the positioner hole 140. Note that the positioner hole 140 communicates with the branch flow path 137 provided for each gas discharge hole 12, so it is a part of the individual gas flow path, and the positioner hole 140 is a part of the individual gas flow path, and the positioner hole 140 is connected to the plate member 10, the joint portion 30, and the base member. 20.

図4に示すように、ポジショナー150の先端部(上端部)は、個別ガス流路(より具体的には、枝流路137とガス噴出流路138との接続位置付近)に面している。なお、本実施形態では、ポジショナー150の上端部の一部(Z軸方向視での中心付近の部分)が、上側に突出している。また、本実施形態のポジショナー150は、上下方向に変形可能に構成されている。例えば、ポジショナー150は、特開2015-115542号公報や特開2015-122438号公報に開示されているような圧電アクチュエーターにより構成されている。該圧電アクチュエーターは、ピエゾ素子等の圧電素子(圧電セラミックス)が上下方向に複数積層された積層体を金属製のカバーで囲んだ構成を有しており、供給される駆動電圧に応じて上下方向に変形する。ポジショナー150の変形についての制御は、例えば、図示しない制御回路による供給電圧の制御により実現される。 As shown in FIG. 4, the tip (upper end) of the positioner 150 faces the individual gas flow path (more specifically, near the connection position between the branch flow path 137 and the gas jet flow path 138). . In this embodiment, a portion of the upper end of the positioner 150 (a portion near the center as viewed in the Z-axis direction) protrudes upward. Moreover, the positioner 150 of this embodiment is configured to be deformable in the vertical direction. For example, the positioner 150 is configured with a piezoelectric actuator as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2015-115542 and Japanese Patent Application Publication No. 2015-122438. The piezoelectric actuator has a structure in which a plurality of piezoelectric elements (piezoelectric ceramics) such as piezo elements (piezoelectric ceramics) are stacked vertically and surrounded by a metal cover, and the piezoelectric actuator moves vertically depending on the supplied driving voltage. transforms into Control of the deformation of the positioner 150 is achieved, for example, by controlling the supply voltage by a control circuit (not shown).

ポジショナー150が上下方向に変形することにより、個別ガス流路に面するポジショナー150の先端部の位置が変位し、その結果、個別ガス流路の所定の位置(より具体的には、枝流路137とガス噴出流路138との接続位置付近)における流路面積が増減する。個別ガス流路の流路面積が増減すると、該個別ガス流路の圧力損失が増減し、該個別ガス流路を流れる不活性ガスの流量(すなわち、該個別ガス流路につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量)が増減する。例えば、図4に示すように、ポジショナー150の先端部が基準位置Poから上側の位置Puに変位すると、個別ガス流路(枝流路137およびガス噴出流路138)の流路面積が減少し、該個別ガス流路につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量が減少する。反対に、ポジショナー150の先端部が基準位置Poから下側の位置Plに変位すると、個別ガス流路(枝流路137およびガス噴出流路138)の流路面積が増加し、該個別ガス流路につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量が増加する。このように、ポジショナー150は、個別ガス流路に面する先端部の位置を変位させることにより、該個別ガス流路の流路面積を増減させ、これにより該個別ガス流路につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する。ポジショナー150は、特許請求の範囲における吐出量調整部および流路面積調整機構に相当する。 By deforming the positioner 150 in the vertical direction, the position of the tip of the positioner 150 facing the individual gas flow path is displaced, and as a result, a predetermined position of the individual gas flow path (more specifically, a branch flow path 137 and the gas ejection flow path 138 (near the connection position) increases or decreases. When the flow area of the individual gas flow path increases or decreases, the pressure loss of the individual gas flow path increases or decreases, and the flow rate of the inert gas flowing through the individual gas flow path (i.e., the gas discharge hole 12 connected to the individual gas flow path increases or decreases). The amount of inert gas discharged from the inert gas increases or decreases. For example, as shown in FIG. 4, when the tip of the positioner 150 is displaced from the reference position Po to the upper position Pu, the flow area of the individual gas flow paths (branch flow path 137 and gas jet flow path 138) decreases. , the amount of inert gas discharged from the gas discharge holes 12 connected to the individual gas channels is reduced. On the other hand, when the tip of the positioner 150 is displaced from the reference position Po to the lower position Pl, the flow area of the individual gas flow paths (branch flow path 137 and gas jet flow path 138) increases, and the individual gas flow The amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12 connected to the passage increases. In this way, the positioner 150 increases or decreases the flow area of the individual gas flow path by displacing the position of the tip facing the individual gas flow path, thereby increasing or decreasing the gas discharge hole connected to the individual gas flow path. Adjust the amount of inert gas discharged from 12. The positioner 150 corresponds to a discharge amount adjustment section and a flow path area adjustment mechanism in the claims.

なお、本実施形態の静電チャック100では、図4に示すように、ポジショナー150の先端部(金属製のカバーに覆われた部分)の少なくとも一部が、セラミックスにより形成されたキャップ部材158により覆われている。本実施形態では、キャップ部材158は、ポジショナー150の上面の全体を覆っている。 In addition, in the electrostatic chuck 100 of this embodiment, as shown in FIG. 4, at least a portion of the tip portion (the portion covered by the metal cover) of the positioner 150 is covered by a cap member 158 made of ceramics. covered. In this embodiment, the cap member 158 covers the entire top surface of the positioner 150.

また、上述したように、ポジショナー用孔140は、個別ガス流路の一部を構成しており、板状部材10と接合部30とベース部材20とにまたがって形成されている。本実施形態の静電チャック100では、図2に示すように、ポジショナー用孔140と接合部30の端面との間に、接合部30の端面を保護するためのOリング120が配置されている。Oリング120は、例えばエラストマー(例えば、合成ゴム)により形成されている。なお、Oリング120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120は、特許請求の範囲における保護部材に相当する。 Further, as described above, the positioner hole 140 constitutes a part of the individual gas flow path, and is formed across the plate member 10, the joint portion 30, and the base member 20. In the electrostatic chuck 100 of this embodiment, as shown in FIG. 2, an O-ring 120 for protecting the end surface of the joint section 30 is disposed between the positioner hole 140 and the end surface of the joint section 30. . The O-ring 120 is made of, for example, an elastomer (eg, synthetic rubber). Note that the material for forming the O-ring 120 is preferably a material that is elastic and has excellent plasma resistance, heat resistance, and chemical resistance. The O-ring 120 corresponds to a protection member in the claims.

A-5.第1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、板状部材10と、チャック電極40と、ベース部材20と、接合部30と、を備える。板状部材10は、吸着面S11と、吸着面S11とは反対側の下面S2とを有する部材である。チャック電極40は、板状部材10の内部に配置され、静電引力を発生させる。ベース部材20は、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、冷媒流路21を有する部材である。接合部30は、板状部材10の下面S2とベース部材20の上面S3との間に配置されて板状部材10とベース部材20とを接合する。また、板状部材10の吸着面S11には、複数のガス吐出孔12と、複数のガス吐出孔12を取り囲む連続的な壁状のシールバンド72とが形成されている。静電チャック100の内部には、複数のガス吐出孔12に連通するガス流路130が形成されている。また、本実施形態の静電チャック100は、さらに、複数のガス吐出孔12のそれぞれについて設けられ、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整するためのポジショナー150を備える。
A-5. Effects of the first embodiment:
As described above, the electrostatic chuck 100 of this embodiment includes the plate member 10, the chuck electrode 40, the base member 20, and the joint portion 30. The plate-like member 10 is a member having a suction surface S11 and a lower surface S2 on the opposite side to the suction surface S11. The chuck electrode 40 is arranged inside the plate member 10 and generates electrostatic attraction. The base member 20 is a member that has an upper surface S3, is arranged so that the upper surface S3 is located on the lower surface S2 side of the plate member 10, and has a coolant flow path 21. The joining portion 30 is disposed between the lower surface S2 of the plate-like member 10 and the upper surface S3 of the base member 20, and joins the plate-like member 10 and the base member 20. Further, a plurality of gas discharge holes 12 and a continuous wall-shaped seal band 72 surrounding the plurality of gas discharge holes 12 are formed on the suction surface S11 of the plate member 10. A gas flow path 130 communicating with the plurality of gas discharge holes 12 is formed inside the electrostatic chuck 100 . Further, the electrostatic chuck 100 of the present embodiment further includes a positioner 150 provided for each of the plurality of gas discharge holes 12 and for adjusting the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12.

このように、本実施形態の静電チャック100は、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整するポジショナー150を備えるため、ポジショナー150を用いて各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整することができる。そのため、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性を向上させることができ、ひいてはウェハWの温度制御性を向上させることができる。 As described above, the electrostatic chuck 100 of the present embodiment includes the positioner 150 that adjusts the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12. The amount of gas discharged can be adjusted. Therefore, it is possible to improve the controllability of the concentration of the inert gas at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate-like member 10, and in turn, it is possible to improve the controllability of the temperature of the wafer W. can.

例えば、経年によるシールバンド72の一部分の摩耗に起因して、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間からの不活性ガスの漏れが発生し、該空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。そのような場合には、該不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消されるように、ポジショナー150が制御される。例えば、図3のY1部のシールバンド72が摩耗して、この部分からの不活性ガスの漏れが発生した場合には、該部分の近くに位置するガス吐出孔12(ガス吐出孔12c)からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔12cについて設けられたポジショナー150を変形させることによってポジショナー150の先端部の位置を下方に変位させる。それに代えて、あるいは、それと共に、該部分の近くに位置するガス吐出孔12(ガス吐出孔12c)以外のガス吐出孔12(12a,12b,12d)からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、各ガス吐出孔12a,12b,12dについて設けられた各ポジショナー150を変形させることによって各ポジショナー150の先端部の位置を上方に変位させる。このような制御を行うことにより、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消され、該不均一に起因するウェハWの温度分布の制御性の低下(例えば、ウェハWの温度分布の面内均一性の低下)を抑制することができる。 For example, due to wear of a portion of the seal band 72 over time, inert gas leaks from the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10, and at various positions within the space. The concentration of inert gas may become non-uniform. In such a case, the positioner 150 is controlled so that the non-uniformity in the concentration of the inert gas is alleviated and eliminated. For example, if the seal band 72 in the Y1 section in FIG. In order to increase the amount of inert gas discharged, the positioner 150 provided for the gas discharge hole 12c is deformed to displace the tip of the positioner 150 downward. Alternatively, or in addition to this, the amount of inert gas discharged from the gas discharge holes 12 (12a, 12b, 12d) other than the gas discharge holes 12 (gas discharge holes 12c) located near the portion is reduced. In order to do so, by deforming each positioner 150 provided for each gas discharge hole 12a, 12b, and 12d, the position of the tip of each positioner 150 is displaced upward. By performing such control, non-uniformity in the concentration of the inert gas at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate-like member 10 is alleviated and eliminated, and the non-uniformity caused by the non-uniformity Deterioration in the controllability of the temperature distribution of the wafer W (for example, deterioration in the in-plane uniformity of the temperature distribution of the wafer W) can be suppressed.

なお、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になっていることは、例えば、ウェハWに対する各処理の出来映えに基づき検知することができる。 Incidentally, the fact that the concentration of the inert gas is uneven at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate-like member 10 can be detected based on the quality of each process performed on the wafer W, for example. can do.

また、例えば、静電チャック100の製品バラツキ(例えば、枝流路137やガス噴出流路138の形状や位置のバラツキ)等に起因して、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量にバラツキがあり、その結果、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度が不均一になることがある。そのような場合には、該不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消されるように、ポジショナー150が制御される。例えば、他のガス吐出孔12と比べて不活性ガスの吐出量が少ないガス吐出孔12については、該ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔12について設けられたポジショナー150を変形させることによってポジショナー150の先端部の位置を下方に変位させる。それに代えて、あるいは、それと共に、該ガス吐出孔12以外のガス吐出孔12(不活性ガスの吐出量が比較的多いガス吐出孔12)からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、これらのガス吐出孔12について設けられた各ポジショナー150を変形させることによって各ポジショナー150の先端部の位置を上方に変位させる。このような制御を行うことにより、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消され、該不均一に起因するウェハWの温度分布の制御性の低下(例えば、ウェハWの温度分布の面内均一性の低下)を抑制することができる。 Further, for example, due to product variations in the electrostatic chuck 100 (for example, variations in the shape and position of the branch channels 137 and the gas jet channels 138), the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12 may vary. As a result, the concentration of the inert gas at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10 may become non-uniform. In such a case, the positioner 150 is controlled so that the non-uniformity in the concentration of the inert gas is alleviated and eliminated. For example, for a gas discharge hole 12 that discharges a smaller amount of inert gas than other gas discharge holes 12, in order to increase the amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12, By deforming the provided positioner 150, the position of the tip of the positioner 150 is displaced downward. Alternatively, or in addition to this, in order to reduce the amount of inert gas discharged from gas discharge holes 12 other than the gas discharge hole 12 (gas discharge holes 12 that discharge a relatively large amount of inert gas), By deforming each positioner 150 provided for the gas discharge hole 12, the position of the tip of each positioner 150 is displaced upward. By performing such control, non-uniformity in the concentration of the inert gas at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate-like member 10 is alleviated and eliminated, and the non-uniformity caused by the non-uniformity Deterioration in the controllability of the temperature distribution of the wafer W (for example, deterioration in the in-plane uniformity of the temperature distribution of the wafer W) can be suppressed.

また、例えば、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間において、あえて、特定の位置の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、ウェハWの各位置における温度を所望の温度に制御することが望まれる場合がある。そのような場合には、例えば、該空間における不活性ガスの濃度を高くしたい位置の近くのガス吐出孔12について、該ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔12について設けられたポジショナー150を変形させることによってポジショナー150の先端部の位置を下方に変位させる。反対に、例えば、該空間における不活性ガスの濃度を低くしたい位置の近くのガス吐出孔12について、該ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、該ガス吐出孔12について設けられたポジショナー150を変形させることによって各ポジショナー150の先端部の位置を上方に変位させる。このような制御を行うことにより、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度を自在に制御することができ、ウェハWの温度分布の制御性を向上させることができる。 Further, for example, in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate-shaped member 10, the concentration of the inert gas at a specific position may be intentionally increased or conversely lowered. It may be desirable to control the temperature at each location to a desired temperature. In such a case, for example, in order to increase the amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12 near the position where the concentration of inert gas in the space is desired to be increased, the gas By deforming the positioner 150 provided for the discharge hole 12, the position of the tip of the positioner 150 is displaced downward. On the other hand, for example, in order to reduce the amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12 near the position where the concentration of inert gas in the space is desired to be lowered, By deforming the provided positioners 150, the position of the tip of each positioner 150 is displaced upward. By performing such control, the concentration of the inert gas at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10 can be freely controlled, and the temperature distribution of the wafer W can be controlled. Controllability can be improved.

また、本実施形態の静電チャック100では、ガス流路130は、複数のガス吐出孔12に対して共通に設けられた共通ガス流路(ベース部材20のベース部材ガス流路131、接合部30の貫通孔132、板状部材10の凹部133、縦流路134、横流路135、連結流路136)と、共通ガス流路から分岐し、各ガス吐出孔12につながる個別ガス流路(枝流路137、ガス噴出流路138、ポジショナー用孔140)とを含んでいる。そして、ポジショナー150は、個別ガス流路の所定の位置(枝流路137とガス噴出流路138との接続位置付近)における流路面積を増減させることにより、該個別ガス流路につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する。このように、本実施形態の静電チャック100によれば、各ガス吐出孔12につながる個別ガス流路の所定の位置における流路面積を増減させることにより、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整することができるため、比較的簡易な構成により、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量の調整を実現することができる。なお、本実施形態の静電チャック100では、ポジショナー150は、個別ガス流路に面する先端部の位置を変位させることにより、該個別ガス流路の流路面積を増減させるため、比較的簡易な構成により、各ガス吐出孔12につながる個別ガス流路の流路面積を増減させることができ、これにより、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量の調整を実現することができる。 In addition, in the electrostatic chuck 100 of the present embodiment, the gas flow path 130 is a common gas flow path provided in common for the plurality of gas discharge holes 12 (base member gas flow path 131 of the base member 20, joint portion 30 through-holes 132, recesses 133 in the plate-like member 10, vertical passages 134, horizontal passages 135, connection passages 136), and individual gas passages (branched from the common gas passage and connected to each gas discharge hole 12). It includes a branch flow path 137, a gas jet flow path 138, and a positioner hole 140). Then, the positioner 150 increases or decreases the flow path area at a predetermined position of the individual gas flow path (near the connection position between the branch flow path 137 and the gas jet flow path 138), thereby discharging the gas connected to the individual gas flow path. The amount of inert gas discharged from the hole 12 is adjusted. As described above, according to the electrostatic chuck 100 of the present embodiment, by increasing or decreasing the flow path area at a predetermined position of the individual gas flow path connected to each gas discharge hole 12, inert gas from each gas discharge hole 12 can be reduced. Since the amount of gas discharged can be adjusted, the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12 can be adjusted with a relatively simple configuration. In the electrostatic chuck 100 of this embodiment, the positioner 150 increases or decreases the flow area of the individual gas flow path by displacing the position of the tip facing the individual gas flow path, so it is relatively simple. With this configuration, it is possible to increase or decrease the flow area of the individual gas flow path connected to each gas discharge hole 12, and thereby it is possible to realize adjustment of the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12. .

また、本実施形態の静電チャック100では、板状部材10はセラミックスにより形成されている。また、ポジショナー150が個別ガス流路において流路面積を増減させる所定の位置は、枝流路137とガス噴出流路138との接続位置付近であり、これは板状部材10の内部の位置である。また、ポジショナー150の先端部の少なくとも一部は、金属により形成されている。また、本実施形態の静電チャック100は、さらに、ポジショナー150の先端部の少なくとも一部を覆うように配置され、セラミックスにより形成されたキャップ部材158を備える。そのため、本実施形態の静電チャック100によれば、セラミックス製のキャップ部材158の存在により、個別ガス流路付近の絶縁性を向上させることができると共に、上下方向に変形可能なポジショナー150の先端部(金属製の部分)と板状部材10(セラミックス製)との干渉に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。 Furthermore, in the electrostatic chuck 100 of this embodiment, the plate member 10 is made of ceramics. Further, the predetermined position at which the positioner 150 increases or decreases the passage area in the individual gas passages is near the connection position between the branch passage 137 and the gas jet passage 138, and this is a position inside the plate member 10. be. Furthermore, at least a portion of the tip of the positioner 150 is formed of metal. Furthermore, the electrostatic chuck 100 of the present embodiment further includes a cap member 158 made of ceramic and arranged to cover at least a portion of the tip of the positioner 150. Therefore, according to the electrostatic chuck 100 of this embodiment, the presence of the cap member 158 made of ceramics can improve the insulation near the individual gas flow paths, and the tip of the positioner 150 that can be deformed in the vertical direction Generation of particles due to interference between the part (metallic part) and the plate member 10 (made of ceramics) can be suppressed.

また、本実施形態の静電チャック100では、個別ガス流路の一部を構成するポジショナー用孔140は、板状部材10と接合部30とベース部材20とにまたがって形成されている。また、本実施形態の静電チャック100は、さらに、ポジショナー用孔140と接合部30の端面との間に介在し、エラストマーにより形成されたOリング120を備える。そのため、本実施形態の静電チャック100によれば、Oリング120の存在により、ポジショナー用孔140が形成されることに伴って接合部30の端面がプラズマ等に晒されて劣化することを抑制することができる。 Furthermore, in the electrostatic chuck 100 of this embodiment, the positioner hole 140 that constitutes a part of the individual gas flow path is formed across the plate member 10, the joint portion 30, and the base member 20. Moreover, the electrostatic chuck 100 of this embodiment further includes an O-ring 120 interposed between the positioner hole 140 and the end surface of the joint portion 30 and formed of an elastomer. Therefore, according to the electrostatic chuck 100 of the present embodiment, the presence of the O-ring 120 prevents the end surface of the joint portion 30 from being exposed to plasma or the like and deteriorating due to the formation of the positioner hole 140. can do.

B.第2実施形態:
図5は、第2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。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。
B. Second embodiment:
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the electrostatic chuck 100 in the second embodiment. In the following, among the configurations of the electrostatic chuck 100 of the second embodiment, the same components as those of the electrostatic chuck 100 of the first embodiment described above will be given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. .

図5に示すように、第2実施形態の静電チャック100は、各ガス吐出孔12付近の圧力を検知する構成を備える点が、第1実施形態の静電チャック100と異なる。より詳細には、第2実施形態の静電チャック100では、各ガス噴出流路138から分岐して、ベース部材20の下面S4まで延びる圧力検知用孔142が形成されており、圧力検知用孔142は、圧力計143に接続されている。圧力計143は、例えば数トール程度の圧力を検知可能な高精度の圧力センサである。圧力計143は、圧力検知用孔142を介してつながったガス噴出流路138の圧力を検知することにより、ガス吐出孔12付近の圧力を検知する。圧力計143は、特許請求の範囲における圧力検知部に相当する。 As shown in FIG. 5, the electrostatic chuck 100 of the second embodiment differs from the electrostatic chuck 100 of the first embodiment in that it includes a configuration for detecting the pressure near each gas discharge hole 12. More specifically, in the electrostatic chuck 100 of the second embodiment, pressure detection holes 142 are formed that branch from each gas ejection flow path 138 and extend to the lower surface S4 of the base member 20. 142 is connected to a pressure gauge 143. The pressure gauge 143 is a highly accurate pressure sensor capable of detecting a pressure of, for example, several torr. The pressure gauge 143 detects the pressure in the vicinity of the gas discharge hole 12 by detecting the pressure in the gas jet flow path 138 connected through the pressure detection hole 142 . The pressure gauge 143 corresponds to a pressure detection section in the claims.

圧力計143による圧力検知結果は、制御回路148に入力される。制御回路148は、圧力計143から入力された圧力値に基づき、ポジショナー150を制御する。例えば、制御回路148は、あるガス噴出流路138について検知された圧力値が規定値より低い場合には、該ガス噴出流路138につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔12について設けられたポジショナー150を変形させることによってポジショナー150の先端部の位置を下方に変位させる。反対に、制御回路148は、あるガス噴出流路138について検知された圧力値が規定値より高い場合には、該ガス噴出流路138につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、該ガス吐出孔12について設けられたポジショナー150を変形させることによってポジショナー150の先端部の位置を上方に変位させる。このような制御を行うことにより、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消され、該不均一に起因するウェハWの温度分布の制御性の低下(例えば、ウェハWの温度分布の面内均一性の低下)を抑制することができる。 The pressure detection result by the pressure gauge 143 is input to the control circuit 148. Control circuit 148 controls positioner 150 based on the pressure value input from pressure gauge 143. For example, when the pressure value detected for a certain gas jet flow path 138 is lower than a specified value, the control circuit 148 increases the amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12 connected to the gas jet flow path 138. In order to do this, the positioner 150 provided for the gas discharge hole 12 is deformed to displace the tip of the positioner 150 downward. On the other hand, if the pressure value detected for a certain gas jet channel 138 is higher than the specified value, the control circuit 148 controls the amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12 connected to the gas jet channel 138. In order to reduce the amount of gas, the positioner 150 provided for the gas discharge hole 12 is deformed to displace the tip of the positioner 150 upward. By performing such control, non-uniformity in the concentration of the inert gas at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate-like member 10 is alleviated and eliminated, and the non-uniformity caused by the non-uniformity Deterioration in the controllability of the temperature distribution of the wafer W (for example, deterioration in the in-plane uniformity of the temperature distribution of the wafer W) can be suppressed.

なお、第2実施形態においても、第1実施形態において例示したように、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間において、あえて、特定の位置の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、ウェハWの各位置における温度を所望の温度に制御することもできる。 In addition, in the second embodiment as well, as illustrated in the first embodiment, in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10, the concentration of the inert gas at a specific position is intentionally increased. The temperature at each position of the wafer W can also be controlled to a desired temperature by lowering or lowering the temperature.

以上説明したように、第2実施形態の静電チャック100は、各ガス吐出孔12付近の圧力を検知する圧力計143を備える。また、各ポジショナー150は、圧力計143による圧力の検知結果に基づき、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する。そのため、第2実施形態の静電チャック100によれば、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性をさらに向上させることができ、ひいてはウェハWの温度制御性をさらに向上させることができる。例えば、ポジショナー150は、圧力計143により検知された圧力が相対的に低いガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量が相対的に増加するように、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する。このようにすれば、各ガス吐出孔12付近の圧力が均等に近付くように、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整することができるため、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の均一性を向上させることができ、ひいてはウェハWの温度の面内均一性を向上させることができる。 As described above, the electrostatic chuck 100 of the second embodiment includes the pressure gauge 143 that detects the pressure near each gas discharge hole 12. Further, each positioner 150 adjusts the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12 based on the pressure detection result by the pressure gauge 143. Therefore, according to the electrostatic chuck 100 of the second embodiment, it is possible to further improve the controllability of the inert gas concentration at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10. Therefore, the temperature controllability of the wafer W can be further improved. For example, the positioner 150 controls the inert gas discharge from each gas discharge hole 12 so that the amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12 whose pressure detected by the pressure gauge 143 is relatively low increases relatively. Adjust the discharge amount. In this way, the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12 can be adjusted so that the pressure near each gas discharge hole 12 approaches uniformity, so that the wafer W and the plate-shaped member 10 It is possible to improve the uniformity of the concentration of the inert gas at each position in the space between the suction surface S11 and the in-plane temperature uniformity of the wafer W.

C.第3実施形態:
図6は、第3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。以下では、第3実施形態の静電チャック100の構成の内、上述した第1実施形態または第2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. 6 is an explanatory diagram schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the electrostatic chuck 100 in the third embodiment. In the following, among the configurations of the electrostatic chuck 100 of the third embodiment, the same configurations as those of the electrostatic chuck 100 of the first embodiment or the second embodiment described above are designated by the same reference numerals. Descriptions will be omitted as appropriate.

図6に示すように、第3実施形態の静電チャック100は、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整するための構成が、第1実施形態および第2実施形態の静電チャック100と異なる。より詳細には、第3実施形態の静電チャック100は、該構成として、ポジショナー150の代わりにポンプ170を備える。本実施形態では、ポンプ170は、板状部材10の吸着面S11に形成された各ガス吐出孔12に対応して設けられている。すなわち、本実施形態の静電チャック100には、4つのガス吐出孔12に対応する4つのポンプ170が設けられている。ポンプ170は、特許請求の範囲における吐出量調整部およびポンプ機構に相当する。 As shown in FIG. 6, the electrostatic chuck 100 of the third embodiment has a configuration for adjusting the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12, but the electrostatic chuck 100 of the third embodiment has a structure for adjusting the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12. This is different from the electric chuck 100. More specifically, the electrostatic chuck 100 of the third embodiment includes a pump 170 instead of the positioner 150. In this embodiment, the pump 170 is provided corresponding to each gas discharge hole 12 formed in the suction surface S11 of the plate-shaped member 10. That is, the electrostatic chuck 100 of this embodiment is provided with four pumps 170 corresponding to the four gas discharge holes 12. The pump 170 corresponds to a discharge amount adjusting section and a pump mechanism in the claims.

各ポンプ170は、各枝流路137と各ガス噴出流路138との間に設けられたポンプ用孔146内に配置されている。枝流路137とポンプ用孔146との接続箇所には、枝流路137からポンプ用孔146へのガスの流入を許容し、かつ、ポンプ用孔146から枝流路137へのガスの流入を許容しない弁176が配置されている。同様に、ポンプ用孔146とガス噴出流路138との接続箇所には、ポンプ用孔146からガス噴出流路138へのガスの流入を許容し、かつ、ガス噴出流路138からポンプ用孔146へのガスの流入を許容しない弁176が配置されている。ポンプ用孔146の下端部には、略円柱状の固定部材163が固定されている。ポンプ170の下端部は、固定部材163の上端部に接合されている。また、固定部材163とポンプ用孔146の表面との間に介在するOリング164により、ポンプ用孔146は気密に保たれている。なお、ポンプ用孔146は、各ガス吐出孔12について設けられた枝流路137に連通していることから、個別ガス流路の一部であり、板状部材10と接合部30とベース部材20とにまたがって形成されている。 Each pump 170 is arranged within a pump hole 146 provided between each branch flow path 137 and each gas jet flow path 138. The connection point between the branch flow path 137 and the pump hole 146 allows gas to flow from the branch flow path 137 to the pump hole 146, and also allows gas to flow from the pump hole 146 to the branch flow path 137. A valve 176 is disposed that does not allow. Similarly, the connection point between the pump hole 146 and the gas jet flow path 138 allows gas to flow from the pump hole 146 to the gas jet flow path 138, and also allows gas to flow from the gas jet flow path 138 to the pump hole. A valve 176 is located that does not allow gas to enter 146. A substantially cylindrical fixing member 163 is fixed to the lower end of the pump hole 146. A lower end of the pump 170 is joined to an upper end of the fixing member 163. Further, the pump hole 146 is kept airtight by the O-ring 164 interposed between the fixing member 163 and the surface of the pump hole 146. Note that the pump holes 146 communicate with the branch channels 137 provided for each gas discharge hole 12, so they are part of the individual gas channels, and the pump holes 146 are connected to the plate member 10, the joint 30, and the base member. 20.

ポンプ170がポンプ用孔146内に配置された状態において、ポンプ170の先端(上端)の上方には空間178が存在する。また、本実施形態のポンプ170は、上下方向に脈動可能に構成されている。例えば、ポンプ170は、特開2015-115542号公報や特開2015-122438号公報に開示されているような圧電アクチュエーターにより構成されている。該圧電アクチュエーターは、ピエゾ素子等の圧電素子(圧電セラミックス)が上下方向に複数積層された積層体を金属製のカバーで囲んだ構成を有しており、供給される駆動電圧に応じて上下方向に脈動する。ポンプ170の脈動についての制御は、第2実施形態におけるポジショナー150の制御と同様に、圧力計143による圧力検知結果が入力される制御回路148が、入力された圧力値に基づき、ポンプ170への供給電圧を制御することにより実現される。 When the pump 170 is placed in the pump hole 146, a space 178 exists above the tip (upper end) of the pump 170. Moreover, the pump 170 of this embodiment is configured to be able to pulsate in the vertical direction. For example, the pump 170 is configured with a piezoelectric actuator as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2015-115542 and Japanese Patent Application Publication No. 2015-122438. The piezoelectric actuator has a structure in which a plurality of piezoelectric elements (piezoelectric ceramics) such as piezo elements (piezoelectric ceramics) are stacked vertically and surrounded by a metal cover, and the piezoelectric actuator moves vertically depending on the supplied driving voltage. It pulsates. Similarly to the control of the positioner 150 in the second embodiment, control of the pulsation of the pump 170 is performed by a control circuit 148 to which the pressure detection result by the pressure gauge 143 is input, based on the input pressure value. This is achieved by controlling the supply voltage.

ポンプ170は、脈動を行うことにより、枝流路137からポンプ用孔146における空間178へと不活性ガスを吸い込み、さらに、該空間178からガス噴出流路138へと不活性ガスを送り出す。これにより、ガス噴出流路138につながるガス吐出孔12から不活性ガスが吐出される。 By pulsating, the pump 170 sucks inert gas from the branch flow path 137 into the space 178 in the pump hole 146, and further sends out the inert gas from the space 178 to the gas jet flow path 138. As a result, inert gas is discharged from the gas discharge hole 12 connected to the gas jet flow path 138.

制御回路148は、あるガス噴出流路138について検知された圧力値が規定値より低い場合には、該ガス噴出流路138につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を増加させるべく、該ガス吐出孔12について設けられたポンプ170による不活性ガスの送出量を増加させる。反対に、制御回路148は、あるガス噴出流路138について検知された圧力値が規定値より高い場合には、該ガス噴出流路138につながるガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を減少させるべく、該ガス吐出孔12について設けられたポンプ170による不活性ガスの送出量を減少させる。このような制御を行うことにより、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の不均一が緩和・解消され、該不均一に起因するウェハWの温度分布の制御性の低下(例えば、ウェハWの温度分布の面内均一性の低下)を抑制することができる。 The control circuit 148 is configured to increase the amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12 connected to the gas jet flow path 138 when the pressure value detected for a certain gas jet flow path 138 is lower than a specified value. , the amount of inert gas delivered by the pump 170 provided for the gas discharge hole 12 is increased. On the other hand, if the pressure value detected for a certain gas jet channel 138 is higher than the specified value, the control circuit 148 controls the amount of inert gas discharged from the gas discharge hole 12 connected to the gas jet channel 138. In order to reduce this, the amount of inert gas delivered by the pump 170 provided for the gas discharge hole 12 is reduced. By performing such control, non-uniformity in the concentration of the inert gas at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate-like member 10 is alleviated and eliminated, and the non-uniformity caused by the non-uniformity Deterioration in the controllability of the temperature distribution of the wafer W (for example, deterioration in the in-plane uniformity of the temperature distribution of the wafer W) can be suppressed.

なお、第3実施形態においても、第1実施形態において例示したように、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間において、あえて、特定の位置の不活性ガスの濃度を高くしたり、反対に低くしたりすることにより、ウェハWの各位置における温度を所望の温度に制御することもできる。 In addition, in the third embodiment, as exemplified in the first embodiment, in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10, the concentration of the inert gas at a specific position is intentionally increased. The temperature at each position of the wafer W can also be controlled to a desired temperature by lowering or lowering the temperature.

以上説明したように、第3実施形態の静電チャック100は、各ガス吐出孔12につながる個別ガス流路に配置され、流量可変にガスを送り出すポンプ170を備える。そのため、第2実施形態の静電チャック100によれば、各ガス吐出孔12につながる個別ガス流路に配置されたポンプ170によって個別ガス流路における不活性ガスの流量を変更することにより、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整することができ、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量の比較的高精度な調整を実現することができる。 As described above, the electrostatic chuck 100 of the third embodiment includes the pump 170 that is disposed in the individual gas flow path connected to each gas discharge hole 12 and delivers gas at a variable flow rate. Therefore, according to the electrostatic chuck 100 of the second embodiment, by changing the flow rate of the inert gas in each individual gas flow path using the pump 170 disposed in the individual gas flow path connected to each gas discharge hole 12, each The amount of inert gas discharged from the gas discharge holes 12 can be adjusted, and the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12 can be adjusted with relatively high precision.

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. Variant:
The technology disclosed in this specification is not limited to the above-described embodiments, and can be modified into various forms without departing from the gist thereof. 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、上記実施形態では、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する構成として、ポジショナー150やポンプ170を用いているが、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する他の構成を用いてもよい。また、上記実施形態では、ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する構成が、すべてのガス吐出孔12について設けられているが、必ずしもすべてのガス吐出孔12について設けられている必要はない。すなわち、ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する構成が少なくとも2つのガス吐出孔12について設けられていれば、該構成が設けられた少なくとも2つのガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整することができ、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性を向上させることができ、ひいてはウェハWの温度制御性を向上させることができる。 The configuration of the electrostatic chuck 100 in the above embodiment is merely an example, and can be modified in various ways. For example, in the embodiment described above, the positioner 150 and the pump 170 are used as a configuration for adjusting the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12, but the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12 is Other configurations for adjusting may be used. Further, in the embodiment described above, a configuration for adjusting the amount of inert gas discharged from the gas discharge holes 12 is provided for all gas discharge holes 12, but it is not necessarily provided for all gas discharge holes 12. There's no need. That is, if a configuration for adjusting the amount of inert gas discharged from the gas discharge holes 12 is provided for at least two gas discharge holes 12, the inert gas from at least two gas discharge holes 12 provided with the configuration is provided. The discharge amount of the gas can be adjusted, and the controllability of the inert gas concentration at each position in the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate-shaped member 10 can be improved. temperature controllability can be improved.

なお、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整する構成(該構成の内、実際に不活性ガスの吐出量の調整を担う部分(例えば、ポジショナー150やポンプ170の上端部))は、板状部材10内に設けられることが好ましい。このようにすれば、ガス吐出孔12の近くに不活性ガスの吐出量の調整を担う部分を配置することができ、より早く不活性ガスの吐出量を調整することができる。 Note that the structure that adjusts the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12 (the part of the structure that actually adjusts the amount of inert gas discharged (for example, the upper end of the positioner 150 or the pump 170) ) is preferably provided within the plate member 10. In this way, a portion responsible for adjusting the amount of inert gas discharged can be disposed near the gas discharge hole 12, and the amount of inert gas discharged can be adjusted more quickly.

また、上記実施形態では、ポジショナー150やポンプ170が圧電アクチュエーターにより構成されているが、ポジショナー150やポンプ170は、各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整することが可能である限りにおいて、他の構成であってもよい。 Further, in the above embodiment, the positioner 150 and the pump 170 are configured by piezoelectric actuators, but the positioner 150 and the pump 170 can adjust the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12. Other configurations are also possible.

また、上記実施形態では、各ガス吐出孔12付近の圧力を検知するために設けられた圧力検知用孔142が、各ガス噴出流路138に連通しているが、圧力検知用孔142は、ガス噴出流路138に連通することなく、直接的に板状部材10の吸着面S11におけるガス吐出孔12の付近に開口しているとしてもよい。このようにしても、圧力検知用孔142を介して、圧力計143による各ガス吐出孔12付近の圧力の検知を実現することができる。 Further, in the above embodiment, the pressure detection hole 142 provided to detect the pressure near each gas discharge hole 12 communicates with each gas ejection flow path 138, but the pressure detection hole 142 It may be opened directly near the gas discharge hole 12 on the suction surface S11 of the plate member 10 without communicating with the gas jet flow path 138. Even in this case, the pressure near each gas discharge hole 12 can be detected by the pressure gauge 143 via the pressure detection hole 142.

また、上記実施形態では、静電チャック100がヒータ電極50を備えているが、静電チャック100はヒータ電極50を備えていなくてもよい。静電チャック100がヒータ電極50を備えていなくても、ベース部材20に形成された冷媒流路21に冷媒を供給することにより、ウェハWの温度分布の制御を実現することができる。このような構成においても、ポジショナー150やポンプ170を用いて各ガス吐出孔12からの不活性ガスの吐出量を調整することにより、ウェハWと板状部材10の吸着面S11との間の空間内の各位置における不活性ガスの濃度の制御性を向上させて、ウェハWの温度制御性を向上させることができる。 Further, in the above embodiment, the electrostatic chuck 100 includes the heater electrode 50, but the electrostatic chuck 100 does not need to include the heater electrode 50. Even if the electrostatic chuck 100 does not include the heater electrode 50, the temperature distribution of the wafer W can be controlled by supplying the coolant to the coolant flow path 21 formed in the base member 20. Even in such a configuration, by adjusting the amount of inert gas discharged from each gas discharge hole 12 using the positioner 150 and the pump 170, the space between the wafer W and the suction surface S11 of the plate member 10 can be reduced. The temperature controllability of the wafer W can be improved by improving the controllability of the concentration of the inert gas at each position within the wafer W.

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。例えば、上記実施形態では、板状部材10がセラミックスを含む材料により形成されているが、板状部材10が他の材料により形成されていてもよい。 Further, in the above embodiment, a monopolar method is adopted in which one chuck electrode 40 is provided inside the plate-like member 10, but a bipolar method is adopted in which a pair of chuck electrodes 40 are provided inside the plate-like member 10. method may be adopted. Further, the materials forming each member in the electrostatic chuck 100 of the above embodiment are merely examples, and each member may be formed of other materials. For example, in the above embodiment, the plate-like member 10 is made of a material containing ceramics, but the plate-like member 10 may be made of other materials.

10:板状部材 12:ガス吐出孔 20:ベース部材 21:冷媒流路 30:接合部 40:チャック電極 50:ヒータ電極 70:凸部 72:シールバンド 73:柱状凸部 79:凹部 100:静電チャック 110:Oリング 120:Oリング 130:ガス流路 131:ベース部材ガス流路 132:貫通孔 133:凹部 134:縦流路 135:横流路 136:連結流路 137:枝流路 138:ガス噴出流路 140:ポジショナー用孔 141:雌ネジ 142:圧力検知用孔 143:圧力計 146:ポンプ用孔 148:制御回路 150:ポジショナー 158:キャップ部材 160:通気性プラグ 162:固定部材 163:固定部材 164:Oリング 170:ポンプ 176:弁 178:空間 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 S4:下面 W:ウェハ 10: Plate member 12: Gas discharge hole 20: Base member 21: Refrigerant channel 30: Joint portion 40: Chuck electrode 50: Heater electrode 70: Convex portion 72: Seal band 73: Columnar convex portion 79: Concave portion 100: Static Electric chuck 110: O-ring 120: O-ring 130: Gas channel 131: Base member gas channel 132: Through hole 133: Recess 134: Vertical channel 135: Horizontal channel 136: Connection channel 137: Branch channel 138: Gas ejection channel 140: Positioner hole 141: Female thread 142: Pressure detection hole 143: Pressure gauge 146: Pump hole 148: Control circuit 150: Positioner 158: Cap member 160: Ventilation plug 162: Fixing member 163: Fixing member 164: O-ring 170: Pump 176: Valve 178: Space IP: Inside part OP: Outer part S11: Adsorption surface S12: Outer periphery top surface S1: Top surface S2: Bottom surface S3: Top surface S4: Bottom surface W: Wafer

Claims (5)

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、を有する板状部材と、
前記板状部材の内部に配置され、静電引力を発生させるチャック電極と、
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、冷却機構を有するベース部材と、
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静電チャックにおいて、
前記板状部材の前記第1の表面には、複数のガス吐出孔と、前記複数のガス吐出孔を取り囲む連続的な壁状の凸部と、が形成されており、
前記静電チャックの内部には、前記複数のガス吐出孔に連通するガス流路が形成されており、
前記静電チャックは、さらに、前記複数のガス吐出孔の内の少なくとも2つについて設けられ、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する吐出量調整部を備え
前記ガス流路は、
共通ガス流路と、
前記共通ガス流路から分岐し、各前記ガス吐出孔につながる複数の個別ガス流路と、
を含み、
前記吐出量調整部は、各前記ガス吐出孔につながる前記個別ガス流路の所定の位置における流路面積を増減させる流路面積調整機構を含み、
前記流路面積調整機構は、前記個別ガス流路に面する前記流路面積調整機構の先端部の位置を変位させることにより、前記個別ガス流路の流路面積を増減させ、
前記板状部材は、セラミックスにより形成されており、
前記個別ガス流路の前記所定の位置は、前記板状部材の内部の位置であり、
前記流路面積調整機構の前記先端部の少なくとも一部は、金属により形成されており、
前記静電チャックは、さらに、前記流路面積調整機構の前記先端部の少なくとも一部を覆うように配置され、セラミックスにより形成されたキャップ部材を備える、
ことを特徴とする静電チャック。
a plate-like member having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
a chuck electrode that is disposed inside the plate member and generates electrostatic attraction;
a base member having a third surface, arranged such that the third surface is located on the second surface side of the plate-like member, and having a cooling mechanism;
a joint portion disposed between the second surface of the plate-like member and the third surface of the base member to join the plate-like member and the base member;
Equipped with
An electrostatic chuck that holds an object on the first surface of the plate-like member,
A plurality of gas discharge holes and a continuous wall-shaped convex portion surrounding the plurality of gas discharge holes are formed on the first surface of the plate-like member,
A gas flow path communicating with the plurality of gas discharge holes is formed inside the electrostatic chuck,
The electrostatic chuck further includes a discharge amount adjusting unit provided for at least two of the plurality of gas discharge holes and adjusting the amount of gas discharged from each of the gas discharge holes ,
The gas flow path is
a common gas flow path;
a plurality of individual gas flow paths branching from the common gas flow path and connected to each of the gas discharge holes;
including;
The discharge amount adjustment section includes a flow path area adjustment mechanism that increases or decreases the flow path area at a predetermined position of the individual gas flow path connected to each of the gas discharge holes,
The passage area adjustment mechanism increases or decreases the passage area of the individual gas passage by displacing the position of the tip of the passage area adjustment mechanism facing the individual gas passage,
The plate-like member is made of ceramics,
The predetermined position of the individual gas flow path is a position inside the plate-like member,
At least a part of the tip of the flow path area adjustment mechanism is formed of metal,
The electrostatic chuck further includes a cap member formed of ceramics and arranged to cover at least a portion of the tip of the flow path area adjustment mechanism.
An electrostatic chuck characterized by:
請求項1に記載の静電チャックにおいて、
前記個別ガス流路は、前記板状部材と前記接合部と前記ベース部材とにまたがって形成されており、
前記静電チャックは、さらに、前記個別ガス流路と前記接合部の端面との間に介在し、エラストマーにより形成された保護部材を備える、
ことを特徴とする静電チャック。
The electrostatic chuck according to claim 1 ,
The individual gas flow path is formed across the plate member, the joint portion, and the base member,
The electrostatic chuck further includes a protective member formed of an elastomer and interposed between the individual gas flow path and the end surface of the joint portion.
An electrostatic chuck characterized by:
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、を有する板状部材と、a plate-like member having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
前記板状部材の内部に配置され、静電引力を発生させるチャック電極と、 a chuck electrode that is disposed inside the plate member and generates electrostatic attraction;
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、冷却機構を有するベース部材と、 a base member having a third surface, arranged such that the third surface is located on the second surface side of the plate-like member, and having a cooling mechanism;
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、 a joint portion disposed between the second surface of the plate-like member and the third surface of the base member to join the plate-like member and the base member;
を備え、Equipped with
前記板状部材の前記第1の表面上に対象物を保持する静電チャックにおいて、 An electrostatic chuck that holds an object on the first surface of the plate-like member,
前記板状部材の前記第1の表面には、複数のガス吐出孔と、前記複数のガス吐出孔を取り囲む連続的な壁状の凸部と、が形成されており、 A plurality of gas discharge holes and a continuous wall-shaped convex portion surrounding the plurality of gas discharge holes are formed on the first surface of the plate-like member,
前記静電チャックの内部には、前記複数のガス吐出孔に連通するガス流路が形成されており、 A gas flow path communicating with the plurality of gas discharge holes is formed inside the electrostatic chuck,
前記静電チャックは、さらに、前記複数のガス吐出孔の内の少なくとも2つについて設けられ、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する吐出量調整部を備え、 The electrostatic chuck further includes a discharge amount adjusting unit provided for at least two of the plurality of gas discharge holes and adjusting the amount of gas discharged from each of the gas discharge holes,
前記ガス流路は、 The gas flow path is
共通ガス流路と、 a common gas flow path;
前記共通ガス流路から分岐し、各前記ガス吐出孔につながる複数の個別ガス流路と、 a plurality of individual gas flow paths branching from the common gas flow path and connected to each of the gas discharge holes;
を含み、including;
前記吐出量調整部は、各前記ガス吐出孔につながる前記個別ガス流路に配置され、流量可変にガスを送り出すポンプ機構を含む、 The discharge amount adjustment unit includes a pump mechanism that is disposed in the individual gas flow path connected to each of the gas discharge holes and that delivers gas at a variable flow rate.
ことを特徴とする静電チャック。 An electrostatic chuck characterized by:
請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の静電チャックにおいて、
さらに、各前記ガス吐出孔付近の圧力を検知する圧力検知部を備え、
前記吐出量調整部は、前記圧力検知部による圧力の検知結果に基づき、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する、
ことを特徴とする静電チャック。
The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 3 ,
Furthermore, it includes a pressure detection unit that detects the pressure near each of the gas discharge holes,
The discharge amount adjustment section adjusts the amount of gas discharged from each of the gas discharge holes based on the pressure detection result by the pressure detection section.
An electrostatic chuck characterized by:
請求項に記載の静電チャックにおいて、
前記吐出量調整部は、前記圧力検知部により検知された圧力が相対的に低い前記ガス吐出孔のガス吐出量が相対的に増加するように、各前記ガス吐出孔からのガス吐出量を調整する、
ことを特徴とする静電チャック。
The electrostatic chuck according to claim 4 ,
The discharge amount adjustment section adjusts the amount of gas discharged from each gas discharge hole so that the gas discharge amount of the gas discharge hole whose pressure detected by the pressure detection section is relatively low increases relatively. do,
An electrostatic chuck characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009188162A (en) 2008-02-06 2009-08-20 Tokyo Electron Ltd Substrate placing table, substrate processing apparatus, and temperature control method for substrate to be processed
JP2015195346A (en) 2014-03-27 2015-11-05 Toto株式会社 electrostatic chuck
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005079415A (en) 2003-09-02 2005-03-24 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing apparatus
JP2009188162A (en) 2008-02-06 2009-08-20 Tokyo Electron Ltd Substrate placing table, substrate processing apparatus, and temperature control method for substrate to be processed
JP2015195346A (en) 2014-03-27 2015-11-05 Toto株式会社 electrostatic chuck
US20190115194A1 (en) 2017-10-18 2019-04-18 Semes Co., Ltd. Substrate supporting member and substrate processing apparatus including same

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