TWI771656B - Electrostatic chuck and processing device - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為其目的是提供一種靜電吸盤及處理裝置,可謀求電弧放電的降低。 An object of the present invention is to provide an electrostatic chuck and a processing apparatus capable of reducing arc discharge.
本發明的解決手段為提供一種靜電吸盤,其特徵在於包含:陶瓷介電質基板,具有:載置吸附的對象物之第一主表面,和與前述第一主表面相反側之第二主表面;底板,支撐前述陶瓷介電質基板,具有氣體導入道;以及第一多孔質部,配設於前述陶瓷介電質基板,與前述氣體導入道對向,前述第一多孔質部包含:第一多孔區域,與比前述第一多孔區域還緻密之第一緻密區域,前述第一多孔區域具有:由複數個孔組成之複數個第一稀疏部分,與具有比前述第一稀疏部分的密度還高的密度之實質上不具有前述孔的部分之第一緊密部分,前述第一緊密部分在略正交於從前述底板朝向前述陶瓷介電質基板的第一方向的第二方向上的尺寸小於前述第二方向上的前述第一緻密區域的尺寸,前述複數個第一稀疏部分的各個延伸於前述第一方向,前述第一緊密部分位於前述複數個第一稀疏部分彼此 之間,前述第一稀疏部分具有配設於前述複數個孔彼此之間的第一壁部,在前述第二方向上,前述第一壁部的尺寸的最小值小於前述第一緊密部分的尺寸的最小值,前述氣體導入道的前述陶瓷介電質基板側的開口的邊緣的至少一部分以曲線構成。 The solution of the present invention is to provide an electrostatic chuck, which is characterized by comprising: a ceramic dielectric substrate having a first main surface on which an object to be adsorbed is placed, and a second main surface opposite to the first main surface a bottom plate, supporting the ceramic dielectric substrate and having a gas introduction channel; and a first porous part, disposed on the ceramic dielectric substrate and facing the gas introduction channel, the first porous part including : a first porous area, and a first dense area that is denser than the first porous area, the first porous area has: a plurality of first sparse parts composed of a plurality of pores, and a The density of the sparse portion is still higher and the density is a first dense portion of a portion that does not substantially have the holes, and the first dense portion is in a second direction slightly perpendicular to the first direction from the bottom plate toward the ceramic dielectric substrate. The size in the direction is smaller than the size of the first dense region in the second direction, each of the plurality of first sparse parts extends in the first direction, and the first dense part is located between the plurality of first sparse parts In between, the first sparse portion has a first wall portion disposed between the plurality of holes, and in the second direction, the minimum value of the size of the first wall portion is smaller than the size of the first tight portion At least a part of the edge of the opening on the ceramic dielectric substrate side of the gas introduction channel is formed by a curve.
Description
本發明的態樣是關於靜電吸盤(electrostatic chuck)及處理裝置。 Aspects of the present invention relate to electrostatic chucks and processing devices.
在氧化鋁(alumina)等的陶瓷介電質基板(ceramic dielectric substrate)之間夾住電極,藉由燒成製作的陶瓷製的靜電吸盤是施加靜電吸附用電力在內建的電極,藉由靜電力吸附矽晶圓(silicon wafer)等的基板。在這種靜電吸盤中,在陶瓷介電質基板的表面與吸附對象物之基板的背面之間流過氦(He)等的惰性氣體,控制吸附對象物之基板的溫度。 The electrodes are sandwiched between ceramic dielectric substrates (ceramic dielectric substrates) such as alumina (alumina), and the ceramic electrostatic chuck produced by firing is a built-in electrode that applies electrostatic power for electrostatic adsorption. Force adsorption of substrates such as silicon wafers. In such an electrostatic chuck, an inert gas such as helium (He) is flowed between the surface of the ceramic dielectric substrate and the back surface of the substrate to which the object to be adsorbed, to control the temperature of the substrate to which the object to be adsorbed.
例如在CVD(Chemical Vapor Deposition:化學氣相沉積)裝置、濺鍍(sputtering)裝置、離子注入(ion implantation)裝置、蝕刻(etching)裝置等進行對基板的處理的裝置中,有在處理中伴隨基板的溫度上升的裝置。在這種裝置所使用的靜電吸盤中,在陶瓷介電質基板與吸附對象物之基板之間流過He等的惰性氣體,藉由使惰性氣體接觸基板抑制基板的溫度上升。 For example, in a device that processes a substrate, such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) device, a sputtering device, an ion implantation device, and an etching (etching) device, there is a possibility that the process is accompanied by a process. A device that increases the temperature of the substrate. In the electrostatic chuck used in such a device, an inert gas such as He flows between the ceramic dielectric substrate and the substrate to which the object is adsorbed, and the temperature rise of the substrate is suppressed by bringing the inert gas into contact with the substrate.
在藉由He等的惰性氣體進行基板溫度的控制的靜電吸盤中,在陶瓷介電質基板及支撐陶瓷介電質基板 的底板(base plate)設有用以導入He等的惰性氣體的孔(氣體導入道)。而且,在陶瓷介電質基板設有與底板的氣體導入道連通的貫通孔。據此,自底板的氣體導入道導入的惰性氣體通過陶瓷介電質基板的貫通孔而被導引至基板的背面。 In the electrostatic chuck in which the substrate temperature is controlled by an inert gas such as He, the ceramic dielectric substrate and the supporting ceramic dielectric substrate are The base plate is provided with a hole (gas introduction channel) for introducing an inert gas such as He. Furthermore, the ceramic dielectric substrate is provided with through holes communicating with the gas introduction passages of the base plate. Accordingly, the inert gas introduced from the gas introduction passage of the base plate is guided to the back surface of the substrate through the through holes of the ceramic dielectric substrate.
此處,在裝置內對基板進行處理時,有時會發生來自裝置內的電漿(plasma)朝向金屬製的底板的放電(電弧放電(arc discharge))。底板的氣體導入道及陶瓷介電質基板的貫通孔往往容易成為放電的路徑。因此,有藉由在底板的氣體導入道及陶瓷介電質基板的貫通孔設置多孔質部,提高對電弧放電的抗性(耐受電壓(withstand voltage)等)的技術。例如在專利文獻1揭示如下的靜電吸盤:藉由在氣體導入道內配設陶瓷燒結多孔體,以陶瓷燒結多孔體的構造及膜孔作為氣體流道,提高在氣體導入道內的絕緣性。而且,在專利文獻2揭示如下的靜電吸盤:在氣體擴散用空隙內配設由陶瓷多孔體構成防止放電用的處理氣體流道用的放電防止構件。而且,在專利文獻3揭示如下的靜電吸盤:配設介電質嵌件(dielectric insert)當作如氧化鋁的多孔質介電質,降低電弧放電。而且,在專利文獻4揭示如下的技術:藉由雷射加工法在由氮化鋁等構成的靜電吸盤設置與氣體供給孔連通的複數個細孔。 Here, when the substrate is processed in the apparatus, discharge (arc discharge) from plasma in the apparatus toward the metal base plate may occur. The gas introduction channel of the bottom plate and the through hole of the ceramic dielectric substrate are often easy to become the path of discharge. Therefore, there is a technique for improving the resistance to arc discharge (withstand voltage, etc.) by providing porous portions in the gas introduction passages of the base plate and the through holes of the ceramic dielectric substrate. For example, Patent Document 1 discloses an electrostatic chuck in which a ceramic sintered porous body is arranged in a gas introduction channel, and the structure and membrane pores of the ceramic sintered porous body serve as gas flow channels to improve the insulation in the gas introduction channel. Furthermore, Patent Document 2 discloses an electrostatic chuck in which a discharge preventing member for a process gas flow path for preventing discharge is arranged in a gap for gas diffusion by a porous ceramic body. In addition, Patent Document 3 discloses an electrostatic chuck in which a dielectric insert is provided as a porous dielectric such as alumina to reduce arc discharge. Furthermore, Patent Document 4 discloses a technique in which a plurality of fine holes communicating with a gas supply hole are provided in an electrostatic chuck made of aluminum nitride or the like by a laser processing method.
在這種靜電吸盤中,電弧放電的更進一步降低被期望。 In such electrostatic chucks, further reduction of arcing is expected.
[專利文獻1]日本國特開2010-123712號公報 [Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-123712
[專利文獻2]日本國特開2003-338492號公報 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-338492
[專利文獻3]日本國特開平10-50813號公報 [Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-50813
[專利文獻4]日本國特開2009-218592號公報 [Patent Document 4] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-218592
本發明是基於如此的課題的認識所進行的創作,其目的是提供一種靜電吸盤及處理裝置,可謀求電弧放電的降低。 The present invention has been created based on the knowledge of such a problem, and an object of the present invention is to provide an electrostatic chuck and a processing device capable of reducing arc discharge.
第一發明為一種靜電吸盤,其特徵在於包含:陶瓷介電質基板,具有:載置吸附的對象物之第一主表面(principal surface),和與前述第一主表面相反側之第二主表面;底板,支撐前述陶瓷介電質基板,具有氣體導入道;以及第一多孔質部,配設於前述陶瓷介電質基板,與前述氣體導入道對向,前述第一多孔質部包含:第一多孔區域,與比前述第一多孔區域還緻密之第一緻密區域,前述第一多孔區域91具有:由複數個孔96組成之複數個第一稀疏部分94,與具有比前述第一稀疏部分的密度還高的密度之實質上不具有前述孔的部分之第一緊密部分,前述第一緊密部分在略正交於從前述底板朝向前述陶瓷介電質基板的第一方向的第二方向上的尺寸小於前述第二方向上的前述第一緻密區域的尺寸,前述複數個第一稀疏部分的各個延伸於前述第一方向,前述第一緊密部分位於前述複數個第一稀疏部分彼此之間,前述第一稀疏部分具有配設於前述複數個孔彼此之間的第一壁部,在前述第二方向上,前述第一壁部的尺寸的最小值小於前述第一緊密部分的尺寸的
最小值,前述氣體導入道的前述陶瓷介電質基板側的開口的邊緣的至少一部分以曲線構成。
A first invention is an electrostatic chuck comprising: a ceramic dielectric substrate having a first principal surface on which an object to be attracted is placed, and a second principal surface on the opposite side of the first principal surface a surface; a bottom plate, supporting the ceramic dielectric substrate, and having a gas introduction channel; and a first porous part disposed on the ceramic dielectric substrate and facing the gas introduction channel, the first porous part Including: a first porous region, and a first dense region denser than the first porous region, the first
依照該靜電吸盤,因在第一多孔質部設置有延伸於第一方向的第一稀疏部分與第一緊密部分,故可確保對電弧放電的抗性與氣體流量,同時可提高第一多孔質部的機械強度(mechanical strength)(剛性)。而且,因氣體導入道的開口的邊緣的至少一部分以曲線構成,故可抑制電場集中,進而可謀求電弧放電的降低。 According to the electrostatic chuck, since the first porous portion is provided with the first sparse portion and the first tight portion extending in the first direction, the resistance to arc discharge and the gas flow rate can be ensured, and the first multiple can be improved at the same time. Mechanical strength (rigidity) of the porous portion. Furthermore, since at least a part of the edge of the opening of the gas introduction passage is formed in a curved line, electric field concentration can be suppressed, and arc discharge can be reduced.
第二發明為一種靜電吸盤,其特徵在於包含:陶瓷介電質基板,具有:載置吸附的對象物之第一主表面,和與前述第一主表面相反側之第二主表面;底板,支撐前述陶瓷介電質基板,具有氣體導入道;以及第二多孔質部,配設於前述底板,與前述氣體導入道對向,前述第二多孔質部包含:第二多孔區域,與比前述第二多孔區域還緻密之第二緻密區域,前述第二多孔區域具有:由複數個孔組成之複數個第二稀疏部分,與具有比前述第二稀疏部分的密度還高的密度之實質上不具有前述孔的部分之第二緊密部分,前述第二緊密部分在略正交於從前述底板朝向前述陶瓷介電質基板的第一方向的第二方向上的尺寸小於前述第二方向上的前述第二緻密區域的尺寸,前述複數個第二稀疏部分的各個延伸於前述第一方向,前述第二緊密部分位於前述複數個第二稀疏部分彼此之間,前述第二稀疏部分具有配設於前述複數個孔彼此之間的第二壁部,在前述第二方向上,前述第二壁部的尺寸的最小值小於前述第二 緊密部分的尺寸的最小值,前述氣體導入道的前述陶瓷介電質基板側的開口的邊緣的至少一部分以曲線構成。 A second invention is an electrostatic chuck comprising: a ceramic dielectric substrate having: a first main surface on which an object to be attracted is placed, and a second main surface opposite to the first main surface; a bottom plate, The ceramic dielectric substrate is supported and has a gas introduction channel; and a second porous part is arranged on the bottom plate and is opposite to the gas introduction channel, and the second porous part includes: a second porous area, and a second dense region denser than the second porous region, the second porous region having a plurality of second sparse portions composed of a plurality of pores, and a plurality of second sparse portions having a density higher than that of the second sparse portion The second dense portion of the portion of the density that does not substantially have the aforementioned holes, the dimension of the aforementioned second dense portion in the second direction slightly orthogonal to the first direction from the aforementioned base plate toward the aforementioned ceramic dielectric substrate is smaller than that of the aforementioned first The dimensions of the second dense region in two directions, each of the plurality of second sparse portions extends in the first direction, the second dense portion is located between the plurality of second sparse portions, and the second sparse portions It has a second wall portion disposed between the plurality of holes, and in the second direction, the minimum value of the dimension of the second wall portion is smaller than that of the second wall portion. At least a part of the edge of the opening on the side of the ceramic dielectric substrate of the gas introduction channel is formed by a curve as the minimum value of the size of the tight portion.
依照該靜電吸盤,因在第二多孔質部設置有延伸於第一方向的第二稀疏部分與第二緊密部分,故可確保對電弧放電的抗性與氣體流量,同時可提高第二多孔質部的機械強度(剛性)。而且,因氣體導入道的開口的邊緣的至少一部分以曲線構成,故可抑制電場集中,進而可謀求電弧放電的降低。 According to the electrostatic chuck, since the second sparse portion and the second tight portion extending in the first direction are provided in the second porous portion, the resistance to arc discharge and the gas flow rate can be ensured, and the second multiple can be improved. Mechanical strength (rigidity) of the porosity. Furthermore, since at least a part of the edge of the opening of the gas introduction passage is formed in a curved line, electric field concentration can be suppressed, and arc discharge can be reduced.
第三發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第一發明或第二發明中,在前述第二方向上,設置於前述複數個第一稀疏部分的各個的前述複數個孔的尺寸比前述第一緊密部分的尺寸還小,及/或在前述第二方向上,設置於前述複數個第二稀疏部分的各個的前述複數個孔的尺寸比前述第二緊密部分的尺寸還小。 A third invention is an electrostatic chuck, characterized in that in the first invention or the second invention, in the second direction, the size of the plurality of holes provided in each of the plurality of first sparse portions is larger than that of the first sparse portion. The size of a dense portion is also smaller, and/or the size of the plurality of holes provided in each of the plurality of second sparse portions in the second direction is smaller than the size of the second dense portion.
依照該靜電吸盤,可謀求電弧放電的降低。 According to this electrostatic chuck, arc discharge can be reduced.
第四發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第一發明至第三發明中的任一項發明中,設置於前述複數個第一稀疏部分的各個的前述複數個孔的縱橫比(aspect ratio),及/或設置於前述複數個第二稀疏部分的各個的前述複數個孔的縱橫比為30以上。 A fourth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in any one of the first to third inventions, an aspect ratio of the plurality of holes provided in each of the plurality of first sparse portions ), and/or the aspect ratio of the plurality of holes provided in each of the plurality of second sparse parts is 30 or more.
依照該靜電吸盤,可更提高對電弧放電的抗性。 According to this electrostatic chuck, the resistance to arc discharge can be further improved.
第五發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第一發明至第四發明中的任一項發明中,在前述第二方向 上,設置於前述複數個第一稀疏部分的各個的前述複數個孔的尺寸,及/或設置於前述複數個第二稀疏部分的各個的前述複數個孔的尺寸為1微米(micrometer)以上、20微米以下。 A fifth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in any one of the first to fourth inventions, in the second direction On the above, the size of the plurality of holes arranged in each of the plurality of first sparse parts, and/or the size of the plurality of holes arranged in each of the plurality of second sparse parts is 1 micrometer (micrometer) or more, below 20 microns.
依照該靜電吸盤,因可排列孔的尺寸為1~20微米之延伸於一方向的孔,故可實現對電弧放電的高的抗性。 According to the electrostatic chuck, since the holes extending in one direction with the size of the holes ranging from 1 to 20 μm can be arranged, high resistance to arc discharge can be achieved.
第六發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第一發明至第五發明中的任一項發明中,在沿著前述第一方向看時,設置於前述第一稀疏部分的複數個孔包含位於前述第一稀疏部分的中心部的第一孔,前述複數個孔之中與前述第一孔鄰接且包圍前述第一孔的孔的數目為6,及/或在沿著前述第一方向看時,設置於前述第二稀疏部分的複數個孔包含位於前述第二稀疏部分的中心部的第二孔,前述複數個孔之中與前述第二孔鄰接且包圍前述第二孔的孔的數目為6。 A sixth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in any one of the first to fifth inventions, when viewed along the first direction, the plurality of holes provided in the first sparse portion include The first hole located at the center of the first sparse portion, the number of holes adjacent to and surrounding the first hole among the plurality of holes is 6, and/or when viewed along the first direction When the plurality of holes provided in the second sparse portion includes a second hole located at the center of the second sparse portion, the number of holes adjacent to and surrounding the second hole among the plurality of holes is 6.
依照該靜電吸盤,以平面視看,能以高的等向性(isotropy)且高的密度配置複數個孔。據此,可確保對電弧放電的抗性與流動的氣體流量,同時可提高第一多孔質部的剛性。 According to this electrostatic chuck, a plurality of holes can be arranged with high isotropy and high density in plan view. Thereby, the resistance to arc discharge and the flow rate of the flowing gas can be ensured, and the rigidity of the first porous portion can be improved.
第七發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第一發明至第六發明中的任一項發明中,前述陶瓷介電質基板具有位於前述第一主表面與前述第一多孔質部之間的第一孔部,前述陶瓷介電質基板及前述第一多孔質部的至 少任一個具有位於前述第一孔部與前述第一多孔質部之間的第二孔部,在與前述第一方向略正交的第二方向上,前述第二孔部的尺寸小於前述第一多孔質部的尺寸,大於前述第一孔部的尺寸。 A seventh invention is an electrostatic chuck, characterized in that in any one of the first to sixth inventions, the ceramic dielectric substrate has an electrostatic chuck located between the first main surface and the first porous portion. the first hole part between the ceramic dielectric substrate and the first porous part At least one of them has a second hole portion located between the first hole portion and the first porous portion, and the size of the second hole portion is smaller than the size of the second hole portion in a second direction substantially perpendicular to the first direction. The size of the first porous portion is larger than the size of the aforementioned first hole portion.
依照該靜電吸盤,藉由配設於與氣體導入道對向的位置的第一多孔質部,可確保流動於第一孔部的氣體的流量,同時可提高對電弧放電的抗性。而且,因設置有具有規定的尺寸的第二孔部,故可將導入到尺寸大的第一多孔質部的氣體的大部分經由第二孔部導入到尺寸小的第一孔部。也就是說,可謀求電弧放電的降低與氣體流動的順暢化。 According to the electrostatic chuck, by the first porous portion disposed at the position facing the gas introduction passage, the flow rate of the gas flowing in the first hole portion can be ensured, and the resistance to arc discharge can be improved. Furthermore, since the second hole portion having a predetermined size is provided, most of the gas introduced into the large-sized first porous portion can be introduced into the small-sized first hole portion through the second hole portion. That is, reduction of arc discharge and smooth flow of gas can be achieved.
第八發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第七發明中,前述第一多孔區域更具有:具有比前述第一稀疏部分的密度還高的密度之第一緻密部,前述第一緻密部在前述第二方向上的尺寸大於前述第二方向上的前述第一緊密部分的尺寸,在投影於對前述第一方向垂直的平面時,前述第一緻密部與前述第一孔部重疊。 An eighth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in the seventh invention, the first porous region further includes a first dense portion having a density higher than that of the first sparse portion, and the first dense portion The dimension of the portion in the second direction is larger than the dimension of the first dense portion in the second direction, and the first dense portion overlaps the first hole portion when projected on a plane perpendicular to the first direction.
依照該靜電吸盤,因以緻密部與第一孔部重疊的方式構成,故產生的電流迂回流動於緻密部。因此,可加長電流流動的距離(導電路徑(conductive path)),故電子難以被加速,進而可抑制電弧放電的發生。 According to this electrostatic chuck, since the dense portion and the first hole portion are configured to overlap, the generated current flows in a detour to the dense portion. Therefore, the distance (conductive path) over which the current flows can be lengthened, so that it is difficult for electrons to be accelerated, and the occurrence of arc discharge can be suppressed.
第九發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第八發明中,在投影於對前述第一方向垂直的平面時,在前述第一緻密部的周圍配設有前述複數個第一稀疏部分。 A ninth invention is an electrostatic chuck, wherein in the eighth invention, when projected on a plane perpendicular to the first direction, the plurality of first sparse portions are arranged around the first dense portion.
依照該靜電吸盤,可確保氣流,同時可有效地抑制電弧放電的發生。 According to this electrostatic chuck, the occurrence of arc discharge can be effectively suppressed while ensuring airflow.
第十發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第八發明或第九發明中,前述第一緻密部之沿著前述第一方向的長度比前述第一多孔質部之沿著前述第一方向的長度還小。 A tenth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in the eighth invention or the ninth invention, the length of the first dense portion along the first direction is longer than the length of the first porous portion along the first direction. The length of the direction is also small.
依照該靜電吸盤,可確保氣流,同時可有效地抑制電弧放電的發生。 According to this electrostatic chuck, the occurrence of arc discharge can be effectively suppressed while ensuring airflow.
第十一發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第八發明至第十發明中的任一項發明中,在前述第一方向上,在前述第一緻密部與前述底板之間配設有前述第一稀疏部分。 An eleventh invention is an electrostatic chuck, characterized in that in any one of the eighth invention to the tenth invention, in the first direction, between the first dense portion and the bottom plate, an electrostatic chuck is provided. The aforementioned first sparse portion.
依照該靜電吸盤,可抑制電弧放電的發生,同時可謀求氣流的順暢化。 According to this electrostatic chuck, the occurrence of arc discharge can be suppressed, and at the same time, smooth air flow can be achieved.
第十二發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第八發明或第九發明中,前述第一緻密部之沿著前述第一方向的長度與前述第一多孔質部之沿著前述第一方向的長度大致相同。 A twelfth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in the eighth invention or the ninth invention, the length of the first dense portion along the first direction and the length of the first porous portion along the first direction The lengths in one direction are approximately the same.
依照該靜電吸盤,因使第一緻密部之沿著第一方向的長度加長成與第一多孔質部之沿著第一方向的長度大致相同程度,故可更有效地抑制電弧放電的發生。 According to this electrostatic chuck, since the length of the first dense portion along the first direction is lengthened to be approximately the same as the length of the first porous portion along the first direction, the occurrence of arc discharge can be suppressed more effectively .
第十三發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第一發明至第十二發明中的任一項發明中,前述陶瓷介電質基板(11c)內之複數個第三孔(16)的各個延伸於對前述 第一方向傾斜規定的角度的方向。 The thirteenth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in any one of the first to twelfth inventions, the plurality of third holes (16) in the ceramic dielectric substrate (11c) Each extends to the aforementioned The first direction is a direction inclined by a predetermined angle.
依照該靜電吸盤,因複數個第一稀疏部分的各個延伸於對第一方向傾斜規定的角度的方向,故可考慮為在電流流動於設置於第一稀疏部分的孔的內部時,電子難以被加速。因此,可有效地抑制電弧放電的發生。 According to this electrostatic chuck, since each of the plurality of first sparse portions extends in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the first direction, it is considered that electrons are not easily absorbed when a current flows inside the holes provided in the first sparse portions. accelerate. Therefore, the occurrence of arc discharge can be effectively suppressed.
第十四發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第十三發明中,前述陶瓷介電質基板(11c)內之複數個第三孔(16)的各個可流通從前述氣體導入道導入的氣體。 The fourteenth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in the thirteenth invention, each of the plurality of third holes (16) in the ceramic dielectric substrate (11c) can flow through the gas introduced from the gas introduction channel. gas.
依照該靜電吸盤,可將從氣體導入道導入的氣體導引到陶瓷介電質基板的第一主表面側。 According to this electrostatic chuck, the gas introduced from the gas introduction passage can be guided to the first main surface side of the ceramic dielectric substrate.
第十五發明為一種靜電吸盤,其特徵在於:在第十三發明或第十四發明中,在前述第一方向與前述陶瓷介電質基板(11c)內之複數個第三孔(16)所延伸的方向之間的角度為5°以上、30°以下。 The fifteenth invention is an electrostatic chuck, characterized in that in the thirteenth invention or the fourteenth invention, a plurality of third holes (16) in the first direction and the ceramic dielectric substrate (11c) The angle between the extending directions is 5° or more and 30° or less.
依照該靜電吸盤,抑制電弧放電的發生變得容易。 According to this electrostatic chuck, it becomes easy to suppress the occurrence of arc discharge.
第一六發明為一種處理裝置,其特徵在於包含:上述任一個靜電吸盤;以及供給部,可將氣體供給到設置於前述靜電吸盤的氣體導入道。 A sixteenth invention is a processing apparatus characterized by comprising: any one of the electrostatic chucks described above; and a supply unit capable of supplying gas to a gas introduction channel provided in the electrostatic chuck.
依照該處理裝置,可謀求電弧放電的降低。 According to this processing apparatus, arc discharge can be reduced.
依照本發明的態樣,可提供一種可謀求電弧放電的降低之靜電吸盤及處理裝置。 According to an aspect of the present invention, it is possible to provide an electrostatic chuck and a processing device that can reduce arc discharge.
11、11c、11d:陶瓷介電質基板 11, 11c, 11d: ceramic dielectric substrates
11a:第一主表面 11a: First major surface
11b:第二主表面 11b: Second major surface
11p:第一基板區域 11p: first substrate area
12:電極 12: Electrodes
13:點 13: point
14:溝 14: Ditch
14a:底面 14a: Underside
15:貫通孔 15: Through hole
15a、15b、15c、15d:孔部 15a, 15b, 15c, 15d: holes
15c1:面 15c1: Noodles
15w:內壁 15w: inner wall
16、16h、96:孔 16, 16h, 96: holes
16i、16j:邊緣 16i, 16j: Edge
20:連接部 20: Connection part
50:底板 50: Bottom plate
50a:上部 50a: upper part
50b:下部 50b: lower part
50U、70U、90U:頂面 50U, 70U, 90U: Top side
51:輸入道 51: input channel
52:輸出道 52: output channel
53:氣體導入道 53: Gas introduction channel
53a:鏜孔部 53a: Boring part
53b:邊緣 53b: Edge
55:連通道 55: even channel
60:接合部 60: Joint
61:接著構件 61: Next component
70、90、90a、90b:多孔質部 70, 90, 90a, 90b: Porous part
70a:多孔質部 70a: Porous part
71:多孔區域 71: Porous Area
72、93:緻密區域 72, 93: Dense areas
90p:第一區域 90p: Zone 1
90q:第二區域 90q: Second Region
90L:底面 90L: Bottom
91:多孔區域 91: Porous area
91s、93s:側面 91s, 93s: side
92a、92b:緻密部 92a, 92b: dense part
94、94a~94g、95c:稀疏部分 94, 94a~94g, 95c: sparse part
95:緊密部分 95: Tight part
96、96a~96g:孔 96, 96a~96g: hole
97:壁部 97: Wall
110、110a:靜電吸盤 110, 110a: electrostatic chuck
200:處理裝置 200: Processing device
210:電源 210: Power
211:配線 211: Wiring
220:介質供給部 220: Media Supply Department
221:收容部 221: Containment Department
222:控制閥 222: Control valve
223:排出部 223: Discharge Department
230:供給部 230: Supply Department
231:氣體供給部 231: Gas Supply Department
232:氣體控制部 232: Gas Control Department
A、B、C、D、E:區域 A, B, C, D, E: Area
F1:界面 F1: Interface
L0~L11:長度 L0~L11: length
ROI1:評價範圍 ROI1: Evaluation Scope
ROI2:評價範圍 ROI2: Evaluation Scope
SP:空間 SP: Space
W:對象物 W: object
W1、W2:寬度 W1, W2: width
圖1是舉例說明與本實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to this embodiment.
圖2(a)~(d)是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤之示意圖。 FIGS. 2( a ) to ( d ) are schematic diagrams illustrating the electrostatic chuck according to the embodiment.
圖3(a)、(b)是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部之示意圖。 3(a) and (b) are schematic diagrams illustrating the porous portion of the electrostatic chuck according to the embodiment.
圖4是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部之示意俯視圖。 4 is a schematic plan view illustrating a porous portion of the electrostatic chuck according to the embodiment.
圖5是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部之示意俯視圖。 5 is a schematic plan view illustrating a porous portion of the electrostatic chuck according to the embodiment.
圖6(a)、(b)是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部之示意俯視圖。 FIGS. 6( a ) and ( b ) are schematic plan views illustrating the porous portion of the electrostatic chuck according to the embodiment.
圖7(a)、(b)是舉例說明與其他的實施形態有關的第一多孔質部之示意圖。 FIGS. 7( a ) and ( b ) are schematic diagrams illustrating a first porous portion according to another embodiment.
圖8是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 8 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to the embodiment.
圖9(a)、(b)是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 9(a) and (b) are schematic cross-sectional views illustrating the electrostatic chuck according to the embodiment.
圖10是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部之示意剖面圖。 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a porous portion of the electrostatic chuck according to the embodiment.
圖11是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部之示意剖面圖。 FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a porous portion according to another embodiment.
圖12(a)、(b)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部之示意剖面圖。 FIGS. 12( a ) and ( b ) are schematic cross-sectional views illustrating a porous portion according to another embodiment.
圖13(a)~(d)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部之示意剖面圖。 FIGS. 13( a ) to ( d ) are schematic cross-sectional views illustrating a porous portion according to another embodiment.
圖14(a)~(c)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部之示意剖面圖。 FIGS. 14( a ) to ( c ) are schematic cross-sectional views illustrating a porous portion according to another embodiment.
圖15(a)、(b)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部之示意剖面圖。 FIGS. 15( a ) and ( b ) are schematic cross-sectional views illustrating a porous portion according to another embodiment.
圖16是舉例說明與其他的實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 16 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment.
圖17(a)、(b)是圖16所示的區域C之放大視圖。 17(a) and (b) are enlarged views of the area C shown in FIG. 16 .
圖18是舉例說明與其他的實施形態有關的複數個孔之示意剖面圖。 FIG. 18 is a schematic cross-sectional view illustrating a plurality of holes according to another embodiment.
圖19(a)、(b)是舉例說明孔的開口部分的形狀之示意剖面圖。 19(a) and (b) are schematic cross-sectional views illustrating the shape of the opening portion of the hole.
圖20是舉例說明與其他的實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 FIG. 20 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment.
圖21是舉例說明與其他的實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 FIG. 21 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment.
圖22是舉例說明與其他的實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 FIG. 22 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment.
圖23是圖22所示的區域E之放大視圖。 FIG. 23 is an enlarged view of the area E shown in FIG. 22 .
圖24是顯示圖22所示的區域E之其他的實施形態之放大視圖。 FIG. 24 is an enlarged view showing another embodiment of the area E shown in FIG. 22 .
圖25是舉例說明與本實施的形態有關的處理裝置之示意圖。 FIG. 25 is a schematic diagram illustrating an example of a processing device according to the present embodiment.
以下,就本發明的實施的形態一邊參照圖式,一邊進行說明。此外各圖式中,對同樣的構成元件附加同一符號而適宜省略詳細的說明。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code|symbol is attached|subjected to the same structural element, and a detailed description is abbreviate|omitted suitably.
此外,在各圖中,以從底板50朝向陶瓷介電質基板11的方向當作Z方向(相當於第一方向的一例),以與Z方向略正交的方向之一當作Y方向(相當於第二方向的一例),以略正交於Z方向及Y方向的方向當作X方向(相當於第二方向的一例)。
In addition, in each figure, the direction from the
(靜電吸盤) (Electrostatic chuck)
圖1是舉例說明與本實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to this embodiment.
如圖1所示,與本實施形態有關的靜電吸盤110具備陶瓷介電質基板11、底板50及多孔質部90。在該例子中,靜電吸盤110更具備多孔質部70。
As shown in FIG. 1 , the
陶瓷介電質基板11例如為由燒結陶瓷構成的平板狀的基材。例如陶瓷介電質基板11包含氧化鋁(Al2O3)。例如陶瓷介電質基板11由高純度的氧化鋁形成。陶瓷介電質基板11中的氧化鋁的濃度為例如99原子%(atomic%)以上、100atomic%以下。藉由使用高純度的氧化鋁,可提高陶瓷介電質基板11的耐電漿性(plasma resistance)。陶瓷介電質基板11具有:載置對象物W(吸附的對象物)的第一主表面11a,和與第一主表面11a相反側之第二主表面11b。對象物W例如為矽晶圓等的半導體基
板。
The ceramic
在陶瓷介電質基板11配設有電極12。電極12配設於陶瓷介電質基板11的第一主表面11a與第二主表面11b之間。電極12以插入於陶瓷介電質基板11之中的方式形成。在電極12經由連接部20及配線211電連接有電源210。可利用電源210藉由對電極12施加吸附保持用電壓,在電極12的第一主表面11a側產生電荷,利用靜電力吸附保持對象物W。
電極12的形狀是沿著陶瓷介電質基板11的第一主表面11a及第二主表面11b的薄膜狀。電極12是用以吸附保持對象物W的吸附電極。電極12既可以是單極型也可以是雙極型。圖1所示的電極12是雙極型,在同一面上配設有2極的電極12。
The shape of the
在電極12配設有延伸於陶瓷介電質基板11的第二主表面11b側的連接部20。連接部20例如是與電極12導通的介層(via)(實心型)或介層孔(via hole)(空心型)。連接部20也可以是藉由硬銲(brazing)等的適切的方法連接的金屬端子。
The
底板50是支撐陶瓷介電質基板11的構件。陶瓷介電質基板11透過圖2(a)所示的接合部60固定在底板50之上。接合部60例如能以矽接著劑(silicone adhesive)硬化者
The
底板50例如是金屬製。底板50例如分成鋁製的上部50a與下部50b,在上部50a與下部50b之間設置
有連通道55。連通道55的一端側連接於輸入道51,連通道55的他端側連接於輸出道52。底板50在第二主表面11b側的端部具有熔射部(未圖示)也可以。熔射部例如藉由熔射(thermal spraying)形成。熔射部構成底板50的第二主表面11b側的端面(頂面50U)也可以。熔射部依照需要而配設,也能省略。
The
底板50也發揮進行靜電吸盤110的溫度調整的作用。例如在將靜電吸盤110冷卻的情形下,從輸入道51流入冷卻介質(cooling medium),使其通過連通道55從輸出道52流出。據此,藉由冷卻介質吸收底板50的熱,可冷卻安裝在其上的陶瓷介電質基板11。另一方面,在將靜電吸盤110保溫的情形下,也可將保溫介質放入連通道55內。也可將發熱體內建於陶瓷介電質基板11或底板50。藉由調整底板50或陶瓷介電質基板11的溫度,可調整藉由靜電吸盤110吸附保持的對象物W的溫度。
The
而且,在陶瓷介電質基板11的第一主表面11a側,依照需要設置有點13,在點13之間設置有溝14。也就是說,第一主表面11a是凹凸面,具有凹部與凸部。第一主表面11a的凸部相當於點13,第一主表面11a的凹部相當於溝14。溝14例如可在XY平面內連續延伸而構成。據此,可將He等的氣體分配於第一主表面11a整體。在載置於靜電吸盤110的對象物W的背面與包含溝14的第一主表面11a之間形成有空間。
Further, on the first
陶瓷介電質基板11具有與溝14連接的貫通
孔15。貫通孔15由第二主表面11b到第一主表面11a被設置。也就是說,貫通孔15從第二主表面11b到第一主表面11a為止延伸於Z方向,貫通陶瓷介電質基板11。貫通孔15例如包含孔部15a、孔部15b、孔部15c、孔部15d(詳細於後述)。
The ceramic
藉由適宜選擇點13的高度、溝14的深度、點13及溝14的面積比率、形狀等,可將對象物W的溫度或附著於對象物W的微粒控制在適合的狀態。
By appropriately selecting the height of the
在底板50設置有氣體導入道53。氣體導入道53以例如貫通底板50的方式被設置。氣體導入道53也可以不貫通底板50而從其他的氣體導入道53的途中分岔而設置到陶瓷介電質基板11側。而且,氣體導入道53也可以設置於底板50的複數處。
A
氣體導入道53與貫通孔15連通。也就是說,流入氣體導入道53的氣體(氦(He)等)在通過氣體導入道53之後流入貫通孔15。
The
流入貫通孔15的氣體在通過貫通孔15之後流入設置於對象物W與包含溝14的第一主表面11a之間的空間。據此,可藉由氣體直接冷卻對象物W。
The gas flowing into the through
多孔質部90可設置於例如在Z方向上底板50與陶瓷介電質基板11的第一主表面11a之間。多孔質部90例如可設置於與氣體導入道53對向的位置。例如多孔質部90被設置於陶瓷介電質基板11的貫通孔15。例如多孔質部90被插入於貫通孔15。
The
圖2(a)、(b)是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤之示意圖。圖2(a)舉例說明多孔質部90及多孔質部70的周邊。圖2(a)相當於圖1所示的區域A的放大視圖。圖2(b)是舉例說明多孔質部90之俯視圖。
2(a) and (b) are schematic diagrams illustrating the electrostatic chuck according to the embodiment. FIG. 2( a ) illustrates the periphery of the
而且,圖2(c)、(d)是用以舉例說明與其他的實施形態有關的孔部15c及孔部15d之示意剖面圖。
2(c) and (d) are schematic cross-sectional views for illustrating the
此外,為了避免變得煩雜,在圖2(a)、(c)、(d)中省略點13(例如參照圖1)而進行了描繪。 In addition, in order to avoid becoming complicated, in FIG.2 (a), (c), (d), the point 13 (for example, refer FIG. 1) is abbreviate|omitted and drawn.
在該例子中,貫通孔15具有孔部15a與孔部15b(第一孔部)。孔部15a的一端位於陶瓷介電質基板11的第二主表面11b。
In this example, the through-
而且,陶瓷介電質基板11可具有在Z方向上位於第一主表面11a與多孔質部90之間的孔部15b。孔部15b與孔部15a連通,延伸至陶瓷介電質基板11的第一主表面11a。也就是說,孔部15b的一端位於第一主表面11a(溝14的底面14a)。孔部15b位於陶瓷介電質基板11的第一主表面11a與多孔質部90之間。孔部15b是連結多孔質部90與溝14的連結孔。孔部15b的直徑(沿著X方向的長度)比孔部15a的直徑(沿著X方向的長度)小。藉由設置直徑小的孔部15b,可提高形成於陶瓷介電質基板11與對象物W之間的空間(例如包含溝14的第一主表面11a)的設計的自由度。例如如圖2(a)所示,可使溝14的寬度(沿著X方向的長度)比多孔質部90的寬度(沿著X方向的長度)短。據此,例如可抑制形成於陶瓷介電質基板11與對象物
W之間的空間中的放電。
Furthermore, the ceramic
孔部15b的直徑為例如0.05毫米(mm)以上、0.5mm以下。孔部15a的直徑為例如1mm以上、5mm以下。此外,孔部15b也可以與孔部15a間接地連通。也就是說,也可以設置有連接孔部15a與孔部15b的孔部15c(第二孔部)。如圖2(a)所舉例說明,孔部15c可設置於陶瓷介電質基板11。如圖2(c)所舉例說明,孔部15c也可設置於多孔質部90。如圖2(d)所舉例說明,孔部15c也可設置於陶瓷介電質基板11及多孔質部90。也就是說,陶瓷介電質基板11及多孔質部90的至少任一個可具有位於孔部15b與多孔質部90之間的孔部15c。此情形,若孔部15c被設置於陶瓷介電質基板11,則可提高孔部15c的周圍中的強度,可抑制孔部15c的周邊中的傾斜等的發生。因此,可更有效地抑制電弧放電的發生。若孔部15c被設置於多孔質部90,則孔部15c與多孔質部90的對準變的容易。因此,使電弧放電的降低與氣體流動的順暢化並存變的更容易。孔部15a、孔部15b及孔部15c的各個例如為延伸於Z方向的圓筒狀。
The diameter of the
此情形,在X方向或Y方向上,可使孔部15c的尺寸比多孔質部90的尺寸小,比孔部15b的尺寸大。依照與本實施形態有關的靜電吸盤110,藉由設置於與氣體導入道53對向的位置的多孔質部90,可確保流動於孔部15b的氣體的流量,同時可提高對電弧放電的抗性。而且,因使孔部15c的X方向或Y方向上的尺寸大於孔部15b的
該尺寸,故可將導入到尺寸大的多孔質部90的氣體的大部分經由孔部15c導入到尺寸小的孔部15b。也就是說,可謀求電弧放電的降低與氣體流動的順暢化。
In this case, the size of the
如前述,陶瓷介電質基板11具有開口於第一主表面11a,與貫通孔15連通的至少一個溝14。而且,可使孔部15c之Z方向上的尺寸比溝14之Z方向上的尺寸小。據此,可縮短氣體通過孔部15c的時間。也就是說,可謀求氣體流動的順暢化,同時可更有效地抑制電弧放電的發生。而且,在X方向或Y方向上,可使孔部15c的尺寸大於溝14的尺寸。如此,使氣體流入溝14變得容易。因此,藉由氣體有效地冷卻對象物W成為可能。
As described above, the ceramic
而且,使孔部15c的第一主表面11a側的面15c1(頂面)的算術平均表面粗糙度Ra小於溝14的底面14a(第二主表面11b側的面)的算術平均表面粗糙度Ra較佳。據此,因在孔部15c的面15c1無大的凹凸,故可有效地抑制電弧放電的發生。
The arithmetic mean surface roughness Ra of the surface 15c1 (top surface) on the first
而且,使溝14的第二主表面11b側的面14a的算術平均表面粗糙度Ra小於第二主表面11b的算術平均表面粗糙度Ra較佳。據此,因在溝14的底面14a無大的凹凸,故可有效地抑制電弧放電的發生。
Furthermore, it is preferable that the arithmetic mean surface roughness Ra of the
而且,可更具備設置於孔部15b與孔部15c之間的孔部15d(第三孔部)。在X方向或Y方向上,可使孔部15d的尺寸大於孔部15b,小於孔部15c。若設置孔部15d,則可謀求氣體流動的順暢化。
Furthermore, the
如前述,可在陶瓷介電質基板11與底板50之間設置接合部60。在Z方向上,可使孔部15c的尺寸比接合部60的尺寸小。據此,可提高陶瓷介電質基板11與底板50的接合強度。而且,因可使Z方向上的孔部15c的尺寸比接合部60的尺寸小,故可謀求氣體流動的順暢化,同時可更有效地抑制電弧放電的發生。
As described above, the
在該例子中,多孔質部90被設置於孔部15a。因此,多孔質部90的頂面90U不露出於第一主表面11a。也就是說,多孔質部90的頂面90U位於第一主表面11a與第二主表面11b之間。另一方面,多孔質部90的底面90L露出於第二主表面11b。
In this example, the
接著,就多孔質部90進行說明。多孔質部90具有後述的複數個稀疏部分94與複數個緊密部分95。此外,雖然在圖2中舉例說明將多孔質部90設置於陶瓷基板11的情形,但是如後述,也可以將多孔質部90設置於底板50(例如圖12(b)等)。
Next, the
多孔質部90具有:具有複數個孔96之多孔區域91(第一多孔區域、第二多孔區域的一例),與比多孔區域91還緻密之緻密區域93(第一緻密區域、第二緻密區域的一例)。多孔區域91構成為氣體可流通。複數個孔96的各個係氣體流通於內部。緻密區域93為孔96比多孔區域91少的區域,或者實質上不具有孔96的區域。緻密區域93的孔隙率(porosity)(百分比:%)低於多孔區域91的孔隙率(%)。緻密區域93的密度(克/立方公分:g/cm3)高於多孔區
域91的密度(g/cm3)。因緻密區域93比多孔區域91還緻密,故例如緻密區域93的剛性(機械強度)高於多孔區域91的剛性。
The
緻密區域93的孔隙率為例如緻密區域93所包含的空間(孔96)的體積在緻密區域93的全體積所佔的比例。多孔區域91的孔隙率為例如多孔區域91所包含的空間(孔96)的體積在多孔區域91的全體積所佔的比例。例如多孔區域91的孔隙率為5%以上、40%以下,較佳為10%以上、30%以下,緻密區域93的孔隙率為0%以上、5%以下。
The porosity of the
多孔質部90為柱狀(例如圓柱狀)。而且,多孔區域91為柱狀(例如圓柱狀)。緻密區域93與多孔區域91相接或者與多孔區域91接續。如圖2(b)所示,在投影到對Z方向垂直的平面(XY平面)時,緻密區域93包圍多孔區域91的外周。緻密區域93為包圍多孔區域91的側面91s的筒狀(例如圖筒狀)。換言之,多孔區域91以將緻密區域93貫通於Z方向的方式設置。自氣體導入道53流入貫通孔15的氣體通過設置於多孔區域91的複數個孔96而被供給到溝14。
The
藉由設置具有這種多孔區域91的多孔質部90,可確保流動於貫通孔15的氣體流量,同時可提高對電弧放電的抗性。而且,因多孔質部90具有緻密區域93,故可提高多孔質部90的剛性(機械強度)。
By providing the
在多孔質部90設置於陶瓷介電質基板11的
情形下,多孔質部90例如與陶瓷介電質基板11一體化也可以。兩個構件一體化的狀態是指兩個構件化學地結合的狀態。在兩個構件之間不設置用以對他方的構件固定一方的構件的材料(例如接著劑)。也就是說,在該例子中,在多孔質部90與陶瓷介電質基板11之間未設置有接著劑等的其他的構件,多孔質部90與陶瓷介電質基板11一體化。
The
如此,在多孔質部90藉由與陶瓷介電質基板11一體化而對陶瓷介電質基板11固定的情形下,與藉由接著劑等將多孔質部90固定於陶瓷介電質基板11的情形比較,可提高靜電吸盤110的強度。例如不發生因接著劑的腐蝕或沖蝕(erosion)等造成靜電吸盤的劣化。
In this way, when the
使多孔質部90與陶瓷介電質基板11一體化的情形,力自陶瓷介電質基板11施加於多孔質部90的外周的側面。另一方面,為了確保氣體的流量,在多孔質部90設置複數個孔的情形,多孔質部90的機械強度降低。因此,在使多孔質部90與陶瓷介電質基板11一體化時,有藉由自陶瓷介電質基板11施加於多孔質部90的力而使多孔質部90破損之虞。
When the
相對於此,藉由多孔質部90具有緻密區域93,可提高多孔質部90的剛性(機械強度),且可使多孔質部90與陶瓷介電質基板11一體化。
On the other hand, since the
此外,在實施形態中多孔質部90未必與陶瓷介電質基板11一體化也可以。例如如圖11所示,使用接著劑將多孔質部90安裝於陶瓷介電質基板也可以。
In addition, in the embodiment, the
而且,緻密區域93位於形成貫通孔15的陶瓷介電質基板11的內壁15w與多孔區域91之間。也就是說,在多孔質部90的內側設置有多孔區域91,在外側設置有緻密區域93。藉由在多孔質部90的外側設置有緻密區域93,可提高對自陶瓷介電質基板11施加於多孔質部90的力的剛性。據此,可容易使多孔質部90與陶瓷介電質基板11一體化。而且,例如在多孔質部90與陶瓷介電質基板11之間設置有接著構件61(參照圖11)的情形,可藉由緻密區域93抑制通過多孔質部90內的氣體接觸接著構件61。據此,可抑制接著構件61的劣化。而且,藉由在多孔質部90的內側設置有多孔區域91,可抑制陶瓷介電質基板11的貫通孔15被緻密區域93堵塞,可確保氣體的流量。
Further, the
緻密區域93的厚度(多孔區域91的側面91s與緻密區域93的側面93s之間的長度L0)為例如100μm以上、1000μm以下。
The thickness of the dense region 93 (the length L0 between the
多孔質部90的材料使用具有絕緣性的陶瓷。多孔質部90(多孔區域91及緻密區域93的各個)包含氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)及氧化釔(Y2O3)的至少任一個。據此,可得到多孔質部90的高的耐受電壓與高的剛性。
As the material of the
例如多孔質部90以氧化鋁、氧化鈦及氧化釔的任一個作為主成分。
For example, the
此情形,可使陶瓷介電質基板11的氧化鋁的純度比多孔質部90的氧化鋁的純度高。據此,可確保靜電吸盤110
的耐電漿性等的性能,且可確保多孔質部90的機械強度。作為一例,藉由使多孔質部90含有微量的添加物而促進多孔質部90的燒結,使氣孔的控制及機械強度的確保成為可能。
In this case, the purity of the alumina of the ceramic
在本說明書中,陶瓷介電質基板11的氧化鋁等的陶瓷純度可藉由X射線螢光分析(X-ray fluorescence analysis)、ICP-AES法(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry:感應耦合電漿原子發射光譜分析儀法)等進行測定。
In this specification, the purity of ceramics such as alumina in the ceramic
例如多孔區域91的材料與緻密區域93的材料相同。但是,多孔區域91的材料與緻密區域93的材料不同也可以。多孔區域91的材料的組成與緻密區域93的材料的組成不同也可以。
For example, the material of the
圖3(a)、(b)是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部90之示意圖。
FIGS. 3( a ) and ( b ) are schematic diagrams illustrating the
圖3(a)是沿著Z方向看的多孔質部90之俯視圖,圖3(b)是多孔質部90的ZY平面上的剖面圖。
FIG. 3( a ) is a plan view of the
如圖3(a)及圖3(b)所示,在多孔質部90中,多孔區域91具有複數個稀疏部分94(第一稀疏部分、第二稀疏部分的一例)與緊密部分95(第一緊密部分、第二緊密部分的一例)。也可以具有複數個緊密部分95。複數個稀疏部分94的各個具有複數個孔96。緊密部分95比稀疏部分94還緻密。也就是說,緊密部分95是孔比稀疏部分94少的部分,或者實質上不具有孔的部分。X方向或Y方向上
的緊密部分95的尺寸小於X方向或Y方向上的緻密區域93的尺寸。緊密部分95的孔隙率比稀疏部分94的孔隙率低。因此,緊密部分95的密度比稀疏部分94的密度高。緊密部分95的孔隙率也可以與緻密區域93的孔隙率相同。藉由緊密部分95比稀疏部分94還緻密,使得緊密部分95的剛性比稀疏部分94的剛性高。
As shown in FIGS. 3( a ) and 3 ( b ), in the
1個稀疏部分94的孔隙率例如為該稀疏部分94所包含的空間(孔96)的體積在該稀疏部分94的全體積所佔的比例。緊密部分95的孔隙率例如為緊密部分95所包含的空間(孔96)的體積在緊密部分95的全體積所佔的比例。例如稀疏部分94的孔隙率為20%以上、60%以下,較佳為30%以上、50%以下,緊密部分95的孔隙率為0%以上、5%以下。
The porosity of one
複數個稀疏部分94的各個延伸於Z方向。例如複數個稀疏部分94的各個為柱狀(圓柱狀或多角柱狀),設置成將多孔區域91貫通於Z方向。緊密部分95位於複數個稀疏部分94彼此之間。緊密部分95為將互相鄰接的稀疏部分94隔開的壁狀。如圖3(a)所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,緊密部分95設置成包圍複數個稀疏部分94的各個的外周。緊密部分95在多孔區域91的外周中與緻密區域93接續。
Each of the plurality of
設置於多孔區域91內的稀疏部分94的數目為例如50個以上、1000個以下。如圖3(a)所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,複數個稀疏部分94彼
此為互相大致相同的大小。例如在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,複數個稀疏部分94在多孔區域91內等向性地均勻地分散。例如鄰接的稀疏部分94彼此的距離(亦即緊密部分95的厚度)大致一定。
The number of the
例如在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,緻密區域93的側面93s與複數個稀疏部分94之中最靠近側面93s的稀疏部分94之間的距離L11為100μm以上、1000μm以下。
For example, when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, the distance L11 between the
如此,藉由在多孔區域91設置複數個稀疏部分94與比稀疏部分94還緻密的緊密部分95,與在多孔區域內三維地隨機分散有複數個孔的情形比較,可確保對電弧放電的抗性與流動於貫通孔15的氣體的流量,同時可提高多孔質部90的剛性。
In this way, by providing a plurality of
例如若多孔區域91的孔隙率變大,則氣體的流量變大,另一方面對電弧放電的抗性及剛性降低。相對於此,藉由在多孔區域91設置X方向或Y方向的尺寸小於緻密區域93的X方向或Y方向的尺寸的緊密部分95,即使是加大孔隙率的情形,也可抑制對電弧放電的抗性及剛性的降低。
For example, when the porosity of the
例如在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,假定包含複數個稀疏部分94的全部的最小的圓、橢圓或多角形。可將該圓、橢圓或多角形的內側當作多孔區域91而將該圓、橢圓或多角形的外側考慮為緻密區域93。
For example, when projecting on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, it is assumed that the smallest circle, ellipse, or polygon including all of the plurality of
如以上說明的,多孔質部90可具有:具有包
含第一孔及第二孔的複數個孔96之複數個稀疏部分94;具有比稀疏部分94的密度高的密度之緊密部分95。複數個稀疏部分94的各個延伸於Z方向。緊密部分95位於複數個稀疏部分94彼此之間。稀疏部分94具有設置於複數個孔96彼此之間(第一孔與第二孔之間)的壁部97(第一壁部、第二壁部的例子)。在X方向或Y方向上,可使壁部97的尺寸的最小值比緊密部分95的尺寸的最小值小。據此,因在多孔質部90設置有延伸於Z方向的稀疏部分94與緊密部分95,故可確保對電弧放電的抗性與氣體流量,同時可提高多孔質部90的機械強度(剛性)。
As described above, the
而且,如後述的圖5所舉例說明的,在X方向或Y方向上,可使設置於複數個稀疏部分94的各個的複數個孔96的尺寸比緊密部分95的尺寸小。據此,因可充分減小複數個孔96的尺寸,故可更提高對電弧放電的抗性。
Furthermore, as illustrated in FIG. 5 described later, the size of the plurality of
而且,設置於複數個稀疏部分94的各個的複數個孔96的縱橫比能以30以上、10000以下。據此,可更提高對電弧放電的抗性。更佳為複數個孔96的縱橫比的下限為100以上,上限為1600以下。
Furthermore, the aspect ratio of the plurality of
而且,在X方向或Y方向上,設置於複數個稀疏部分94的各個的複數個孔96的尺寸能以1微米以上、20微米以下。據此,因可排列孔96的尺寸為1~20微米之延伸於一方向的孔96,故可實現對電弧放電的高的抗性。
In addition, in the X direction or the Y direction, the size of the plurality of
而且,如後述的圖6(a)、(b)所舉例說明的,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,孔96a位於稀疏部分94的中心部,複數個孔96之中與孔96a鄰接且包圍孔96a的孔96b~96g的數目能以6。據此,在平面視中,能以高的等向性且高的密度配置複數個孔96。據此,可確保對電弧放電的抗性與流動的氣體的流量,同時可提高多孔質部90的剛性。
Further, as illustrated in FIGS. 6( a ) and ( b ) described later, when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, the
圖4是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部90之示意俯視圖。
FIG. 4 is a schematic plan view illustrating the
圖4顯示沿著Z方向看的多孔質部90的一部分,相當於圖3(a)的放大視圖。
FIG. 4 shows a part of the
在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,複數個稀疏部分94的各個為略六角形(略正六角形)。在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,複數個稀疏部分94具有:位於多孔區域91的中心部之稀疏部分94a;包圍稀疏部分94a之6個稀疏部分94(稀疏部分94b~94g)。
When projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, each of the plurality of
稀疏部分94b~94g與稀疏部分94a鄰接。稀疏部分94b~94g是複數個稀疏部分94之中最接近稀疏部分94a而設置。
The
稀疏部分94b及稀疏部分94c與稀疏部分94a在X方向上並排。也就是說,稀疏部分94a位於稀疏部分94b與稀疏部分94c之間。
The
稀疏部分94a之沿著X方向的長度L1(稀疏部分94a的直徑)比稀疏部分94a與稀疏部分94b之間之沿著
X方向的長度L2長,比稀疏部分94a與稀疏部分94c之間之沿著X方向的長度L3長。
The length L1 (diameter of the
此外,長度L2及長度L3的各個相當於緊密部分95的厚度。也就是說,長度L2是稀疏部分94a與稀疏部分94b之間的緊密部分95之沿著X方向的長度。長度L3是稀疏部分94a與稀疏部分94c之間的緊密部分95之沿著X方向的長度。可使長度L2與長度L3大致相同。例如可使長度L2為長度L3的0.5倍以上、2.0倍以下。
In addition, each of the length L2 and the length L3 corresponds to the thickness of the
而且,可使長度L1與稀疏部分94b之沿著X方向的長度L4(稀疏部分94b的直徑)大致相同。可使長度L1與稀疏部分94c之沿著X方向的長度L5(稀疏部分95c的直徑)大致相同。例如可使長度L4及長度L5的各個為長度L1的0.5倍以上、2.0倍以下。
Furthermore, the length L1 can be made substantially the same as the length L4 (diameter of the
如此,稀疏部分94a鄰接於複數個稀疏部分94之中的6個稀疏部分94並被6個稀疏部分94包圍。也就是說,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,在多孔區域91的中心部中與1個稀疏部分94鄰接的稀疏部分94的數目為6。據此,在平面視中,能以高的等向性且高的密度配置複數個稀疏部分94。據此,可確保對電弧放電的抗性與流動於貫通孔15的氣體的流量,同時可提高多孔質部90的剛性。而且,可抑制對電弧放電的抗性的不均、流動於貫通孔15的氣體的流量的不均及多孔質部90的剛性的不均。
In this way, the
稀疏部分94的直徑(長度L1、L4或L5等)為
例如50μm以上、500μm以下。緊密部分95的厚度(長度L2或L3等)為例如10μm以上、100μm以下。稀疏部分94的直徑比緊密部分95的厚度大。而且如前述,緊密部分95的厚度比緻密區域93的厚度小。
The diameter of the sparse portion 94 (length L1, L4, or L5, etc.) is
For example, 50 μm or more and 500 μm or less. The thickness (length L2 or L3, etc.) of the
圖5是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部90之示意俯視圖。
FIG. 5 is a schematic plan view illustrating the
圖5顯示沿著Z方向看的多孔質部90的一部分。圖5是1個稀疏部分94的周邊的放大視圖。
FIG. 5 shows a part of the
如圖5所示,在該例子中,稀疏部分94具有:複數個孔96;設置於複數個孔96彼此之間的壁部97。
As shown in FIG. 5 , in this example, the
複數個孔96的各個延伸於Z方向。複數個孔96的各個為延伸於一方向的毛細管狀(一維毛細管構造),將稀疏部分94貫通於Z方向。壁部97為將互相鄰接的孔96隔開的壁狀。如圖5所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,壁部97設置成包圍複數個孔96的各個的外周。壁部97在稀疏部分94的外周中與緊密部分95接續。
Each of the plurality of
設置於1個稀疏部分94內的孔96的數目為例如50個以上、1000個以下。如圖5所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,複數個孔96彼此為互相大致相同的大小。例如在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,複數個孔96在稀疏部分94內等向性地均勻地分散。例如鄰接的孔96彼此的距離(亦即壁部97的厚度)大致一定。
The number of
如此,藉由延伸於一方向的孔96排列在稀疏
部分94內,與在稀疏部分內三維地隨機分散有複數個孔的情形比較,能以少的不均實現對電弧放電的高的抗性。
In this way, the
此處,就複數個孔96的[毛細管狀構造]更進一步進行說明。
Here, the [capillary structure] of the plurality of
近幾年,更進行了以半導體的高集積化為目的的電路線寬的細線化、電路間距的微細化。被要求對靜電吸盤施加更進一步的高功率,在更高水準下的對象物W的溫度控制。在這種背景下,被要求即使在高功率環境下也確實地抑制電弧放電,同時充分確保氣體流量,並且高精度地控制其流量。在與本實施形態有關的靜電吸盤110中,在為了防止氦供給孔(氣體導入道53)中的電弧放電而以往就已經設置的陶瓷插塞(ceramic plug)(多孔質部90)中,減小該孔徑(孔96的直徑)到例如數μm~十幾μm的水準為止(關於孔96的直徑的詳細於後述)。若直徑減小到該水準,則有氣體的流量控制變的困難之虞。因此在本發明中,例如更對孔96其形狀下功夫以使孔96沿著Z方向。具體而言,以往是藉由比較大的孔確保流量,且藉由使其形狀成三維地複雜來達成防止電弧放電。另一方面在本發明中,藉由使孔96微細到例如其直徑為數μm~十幾μm的水準而達成防止電弧放電,相反地藉由使其形狀單純化確保流量。也就是說,基於與以往完全不同的思想而想到了本發明。
In recent years, the reduction of the circuit line width and the miniaturization of the circuit pitch for the purpose of increasing the integration of semiconductors have been carried out. It is required to apply a further high power to the electrostatic chuck, and to control the temperature of the object W at a higher level. Against this background, it is required to reliably suppress arcing even in a high-power environment, while sufficiently securing the gas flow rate, and to control the flow rate with high accuracy. In the
此外,稀疏部分94的形狀不限於六角形,也可以是圓(或橢圓)及其他的多角形。例如在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,假定包含以10μm以下的間隔
排列的複數個孔96的全部之最小的圓、橢圓或多角形。可將該圓、橢圓或多角形的內側當作稀疏部分94,將該圓、橢圓或多角形的外側考慮為緊密部分95。
In addition, the shape of the
圖6(a)、(b)是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部90之示意俯視圖。
FIGS. 6( a ) and ( b ) are schematic plan views illustrating the
圖6(a)及圖6(b)顯示沿著Z方向看的多孔質部90的一部分,是顯示1個稀疏部分94內的孔96的放大視圖。
FIGS. 6( a ) and 6 ( b ) show a part of the
如圖6(a)所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,複數個孔96具有:位於稀疏部分94的中心部之孔96a;包圍孔96a之6個孔96(孔96b~96g)。孔96b~96g與孔96a鄰接。孔96b~96g是複數個孔96之中最接近孔96a的孔96。
As shown in FIG. 6( a ), when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, the plurality of
孔96b及孔96c與孔96a在X方向上並排。也就是說,孔96a位於孔96b與孔96c之間。
The
例如孔96a之沿著X方向的長度L6(孔96a的直徑)比孔96a與孔96b之間之沿著X方向的長度L7長,比孔96a與孔96c之間之沿著X方向的長度L8長。
For example, the length L6 (diameter of the
此外,長度L7及長度L8的各個相當於壁部97的厚度。也就是說,長度L7是孔96a與孔96b之間的壁部97之沿著X方向的長度。長度L8是孔96a與孔96c之間的壁部97之沿著X方向的長度。可使長度L7與長度L8大致相同。例如可使長度L7為長度L8的0.5倍以上、2.0倍以下。
In addition, each of the length L7 and the length L8 corresponds to the thickness of the
而且,可使長度L6與孔96b之沿著X方向的
長度L9(孔96b的直徑)大致相同。可使長度L6與孔96c之沿著X方向的長度L10(孔96c的直徑)大致相同。例如可使長度L9及長度L10的各個為長度L6的0.5倍以上、2.0倍以下。
Furthermore, the distance between the length L6 and the
例如若孔的直徑小,則對電弧放電的抗性及剛性提高。另一方面,若孔的直徑大,則可加大氣體的流量。孔96的直徑(長度L6、L9或L10等)為例如1微米(μm)以上、20μm以下。藉由排列直徑1~20μm之延伸於一方向的孔,可藉由少的不均實現對電弧放電的高的抗性。更佳為孔96的直徑為3μm以上、10μm以下。
For example, when the diameter of the hole is small, the resistance to arc discharge and rigidity are improved. On the other hand, if the diameter of the hole is large, the flow rate of the gas can be increased. The diameter (length L6, L9, L10, etc.) of the
此處,就孔96的直徑的測定方法進行說明。使用掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)(例如日立高新技術公司(Hitachi High:Technologies)、S-3000)藉由1000倍以上的倍率取得影像。使用市售品的影像分析軟體,就孔96算出100個份的相當於圓的直徑,以其平均值當作孔96的直徑。
Here, a method for measuring the diameter of the
抑制複數個孔96的直徑的不均更佳。藉由減小直徑的不均,可更精密地控制流動的氣體的流量及耐受電壓。作為複數個孔96的直徑的不均,可利用在上述孔96的直徑的算出中取得的100個份的相當於圓的直徑的累積分布(cumulative distribution)。具體而言,適用在粒度分布測定(particle size distribution measurement)一般被使用的累積分布50vol%時的粒徑D50(中值粒徑(median size))及累積分布90vol%時的粒徑D90的概念,使用以橫軸為孔徑
(μm),以縱軸為相對孔量(%)的孔96的累積分布圖,求出該孔徑的累積分布50vol%時的孔徑(相當於D50直徑)及累積分布90vol%時的孔徑(相當於D90直徑)。將複數個孔96的直徑的不均抑制為滿足D50:D901:2的關係的程度較佳。
It is more preferable to suppress the variation in diameter of the plurality of
壁部97的厚度(長度L7、L8等)為例如1μm以上、10μm以下。壁部97的厚度比緊密部分95的厚度薄。
The thickness (lengths L7, L8, etc.) of the
如此,孔96a鄰接於複數個孔96之中的6個孔96並被6個孔96包圍。也就是說,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,在稀疏部分94的中心部中與1個孔96鄰接的孔96的數目為6。據此,在平面視中,能以高的等向性且高的密度配置複數個孔96。據此,可確保對電弧放電的抗性與流動於貫通孔15的氣體的流量,同時可提高多孔質部90的剛性。而且,可抑制對電弧放電的抗性的不均、流動於貫通孔15的氣體的流量的不均及多孔質部90的剛性的不均。
In this way, the
圖6(b)顯示稀疏部分94內的複數個孔96的配置的另一例。如圖6(b)所示,在該例子中,複數個孔96以孔96a為中心配置成同心圓狀。據此,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,能以高的等向性且高的密度配置複數個孔。
FIG. 6( b ) shows another example of the arrangement of the plurality of
而且,長度L0~L10的各個可藉由使用掃描式電子顯微鏡等的顯微鏡的觀察進行測定。 In addition, each of the lengths L0 to L10 can be measured by observation using a microscope such as a scanning electron microscope.
就本說明書中的孔隙率的評價進行說明。此處,以多孔質部90中的孔隙率的評價為例進行說明。
The evaluation of the porosity in this specification will be described. Here, the evaluation of the porosity in the
取得如圖3(a)之俯視圖的影像,藉由影像分析(image analysis)算出複數個稀疏部分94在多孔區域91所佔的比例R1。影像的取得係使用掃描式電子顯微鏡(例如日立高新技術公司、S-3000)。加速電壓以15kV、倍率以30倍取得BSE影像(Backscattered Electron image)。例如影像尺寸為1280×960像素(pixel),影像色調為256色調。
The image of the top view as shown in FIG. 3( a ) is obtained, and the ratio R1 occupied by the plurality of
複數個稀疏部分94在多孔區域91所佔的比例R1的算出係使用影像分析軟體(例如Win-ROOFVer6.5(三谷商事))。
The calculation of the ratio R1 of the
使用Win-ROOFVer6.5之算出比例R1可如下進行。 The calculation ratio R1 using Win-ROOFVer6.5 can be performed as follows.
評價範圍ROI1(參照圖3(a))以包含全部的稀疏部分94的最小圓(或橢圓)。
The evaluation range ROI1 (refer to FIG. 3( a )) is the smallest circle (or ellipse) including all the
進行依照單一臨限值(threshold value)(例如0)的二值化(binarization)處理,算出評價範圍ROI1的面積S1。 A binarization process according to a single threshold value (for example, 0) is performed, and the area S1 of the evaluation range ROI1 is calculated.
進行依照兩個臨限值(例如0及136)的二值化處理,算出評價範圍ROI1內的複數個稀疏部分94的合計面積S2。此時,進行稀疏部分94內的填孔處理及被考慮為雜訊(noise)的小的面積的區域的刪除(臨限值:0.002以下)。而且,兩個臨限值係藉由影像的亮度或對比(contrast)適宜調整。
Binarization processing is performed according to two threshold values (for example, 0 and 136), and the total area S2 of the plurality of thinned
作為面積S2對面積S1的比例,算出比例R1。也就是說,比例R1(%)=(面積S2)/(面積S1)×100。 The ratio R1 is calculated as the ratio of the area S2 to the area S1. That is, the ratio R1(%)=(area S2)/(area S1)×100.
在實施形態中,複數個稀疏部分94在多孔區域91所佔的比例R1為例如40%以上、70%以下,較佳為50%以上、70%以下。比例R1為例如60%左右。
In the embodiment, the ratio R1 of the plurality of
取得如圖5之俯視圖的影像,藉由影像分析算出複數個孔96在稀疏部分94所佔的比例R2。比例R2例如相當於稀疏部分94的孔隙率。影像的取得係使用掃描式電子顯微鏡(例如日立高新技術公司、S-3000)。加速電壓以15kV、倍率以600倍取得BSE影像。例如影像尺寸為1280×960像素,影像色調為256色調。
The image of the top view of FIG. 5 is obtained, and the ratio R2 occupied by the plurality of
複數個孔96在稀疏部分94所佔比例R2的算出係使用影像分析軟體(例如Win-ROOFVer6.5(三谷商事))。
The calculation of the ratio R2 of the plurality of
使用Win-ROOFVer6.5之算出比例R1可如下進行。 The calculation ratio R1 using Win-ROOFVer6.5 can be performed as follows.
評價範圍ROI2(參照圖5)係以稀疏部分94的形狀以近似的六角形。在評價範圍ROI2內包含有設置於1個稀疏部分94的全部的孔96。
The evaluation range ROI2 (refer to FIG. 5 ) has an approximate hexagonal shape in the shape of the
進行依照單一臨限值(例如0)的二值化處理,算出評價範圍ROI2的面積S3。 Binarization processing according to a single threshold value (for example, 0) is performed, and the area S3 of the evaluation range ROI2 is calculated.
進行依照兩個臨限值(例如0及96)的二值化處理,算出評價範圍ROI2內的複數個孔96的合計面積S4。此時,進行孔96內的填孔處理及被考慮為雜訊的小的面積區域的刪除(臨限值:1以下)。而且,兩個臨限值係藉由影像的亮度或對比適宜調整。
Binarization processing according to two threshold values (for example, 0 and 96) is performed, and the total area S4 of the plurality of
作為面積S4對面積S3的比例,算出比例R2。也就是 說,比例R2(%)=(面積S4)/(面積S3)×100。 The ratio R2 is calculated as the ratio of the area S4 to the area S3. that is Say, the ratio R2(%)=(area S4)/(area S3)×100.
在實施形態中,複數個孔96在稀疏部分94所佔比例R2(稀疏部分94的孔隙率)為例如20%以上、60%以下,較佳為30%以上、50%以下。比例R2為例如40%左右。
In the embodiment, the ratio R2 of the plurality of
多孔區域91的孔隙率例如相當於複數個稀疏部分94在多孔區域91所佔的比例R1與複數個孔96在稀疏部分94所佔的比例R2的積。例如當比例R1為60%、比例R2為40%時,多孔區域91的孔隙率可算出為24%左右。
The porosity of the
藉由使用具有這種孔隙率的多孔區域91的多孔質部90,可確保流動於貫通孔15的氣體的流量,同時可提高耐受電壓。
By using the
同樣地,可算出陶瓷介電質基板11、多孔質部70的孔隙率。此外,掃描式電子顯微鏡的倍率對應觀察對象在例如數十倍~數千倍的範圍中適宜選擇較佳。
Similarly, the porosity of the ceramic
圖7(a)、(b)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部90之示意圖。
FIGS. 7( a ) and ( b ) are schematic diagrams illustrating the
圖7(a)是沿著Z方向看的多孔質部90之俯視圖,圖7(b)相當於圖7(a)的一部分的放大視圖。
FIG. 7( a ) is a plan view of the
如圖7(a)及圖7(b)所示,在該例子中,稀疏部分94的平面形狀為圓形。如此,稀疏部分94的平面形狀也可以不是六角形。
As shown in FIGS. 7( a ) and 7 ( b ), in this example, the planar shape of the
圖8是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 8 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to the embodiment.
圖8相當於圖2所示的區域B的放大視圖。也就是說,圖8顯示多孔質部90(緻密區域93)與陶瓷介電質基板11的界面F1的近旁。此外,在該例子中,多孔質部90及陶瓷介電質基板11的材料使用氧化鋁。
FIG. 8 corresponds to an enlarged view of the area B shown in FIG. 2 . That is, FIG. 8 shows the vicinity of the interface F1 between the porous portion 90 (dense region 93 ) and the ceramic
如圖8所示,多孔質部90具有:在X方向或Y方向上位於陶瓷介電質基板11側之第一區域90p;與第一區域90p在X方向或Y方向上接續之第二區域90q。第一區域90p及第二區域90q是多孔質部90的緻密區域93的一部分。
As shown in FIG. 8 , the
第一區域90p在X方向或Y方向上位於第二區域90q與陶瓷介電質基板11之間。第一區域90p是在X方向或Y方向距界面F1為40~60μm左右的區域。也就是說,第一區域90p之沿著X方向或Y方向的寬度W1(對界面F1垂直的方向上的第一區域90p的長度)為例如40μm以上、60μm以下。
The
而且,陶瓷介電質基板11具有:在X方向或Y方向上位於多孔質部90(第一區域90p)側之第一基板區域11p;與第一基板區域11p在X方向或Y方向上接續之第二基板區域11q。第一區域90p與第一基板區域11p相接而被設置。第一基板區域11p在X方向或Y方向上位於第二基板區域11q與多孔質部90之間。第一基板區域11p是在X方向或Y方向距界面F1為40~60μm左右的區域。也就是說,第一基板區域11p之沿著X方向或Y方向的寬度W2(對界面F1垂直的方向上的第一基板區域11p的長度)
為例如40μm以上、60μm以下。
Further, the ceramic
圖9(a)、(b)是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 9(a) and (b) are schematic cross-sectional views illustrating the electrostatic chuck according to the embodiment.
圖9(a)是圖8所示的第一區域90p的一部分的放大視圖。圖9(b)是圖8所示的第一基板區域11p的一部分的放大視圖。
FIG. 9( a ) is an enlarged view of a portion of the
如圖9(a)所示,第一區域90p包含複數個粒子g1(晶粒(crystal grain))。而且,如圖9(b)所示,第一基板區域11p包含複數個粒子g2(晶粒)。
As shown in FIG. 9( a ), the
第一區域90p中的平均粒徑(mean particle size)(複數個粒子g1的直徑的平均值)與第一基板區域11p中的平均粒徑(複數個粒子g2的直徑的平均值)不同。
The mean particle size (average of diameters of the plurality of particles g1) in the
藉由第一區域90p中的平均粒徑與第一基板區域11p中的平均粒徑不同,在界面F1上可提高多孔質部90的晶粒與陶瓷介電質基板11的晶粒的結合強度(界面強度)。例如可抑制多孔質部90自陶瓷介電質基板11剝離及/或晶粒的脫粒。
Since the average particle size in the
此外,平均粒徑可使用如圖9(a)及圖9(b)的剖面的影像中的晶粒的相當於圓的直徑的平均值。相當於圓的直徑是指具有與作為對象的平面形狀的面積相同面積的圓的直徑。 In addition, the average value of the circle-equivalent diameter of the crystal grains in the images of the cross-sections shown in FIGS. 9( a ) and 9 ( b ) can be used. The diameter equivalent to a circle refers to the diameter of a circle having the same area as the area of the target plane shape.
陶瓷介電質基板11與多孔質部90一體化也較佳。多孔質部90藉由與陶瓷介電質基板11一體化而被固定於陶瓷介電質基板11。據此,與藉由接著劑等將多孔
質部90固定於陶瓷介電質基板11的情形比較,可提高靜電吸盤的強度。例如可抑制因接著劑的腐蝕或沖蝕(erosion)等造成靜電吸盤的劣化。
It is also preferable that the ceramic
在該例子中,第一基板區域11p中的平均粒徑比第一區域90p中的平均粒徑小。藉由第一基板區域11p中的粒徑小,在多孔質部90與陶瓷介電質基板的界面上可提高多孔質部90與陶瓷介電質基板的結合強度。而且,藉由第一基板區域中的粒徑小可提高陶瓷介電質基板11的強度,可抑制因在製作時或製程時發生的應力造成的裂痕(crack)等的風險。例如第一區域90p中的平均粒徑為3μm以上、5μm以下。例如第一基板區域11p中的平均粒徑為0.5μm以上、2μm以下。第一基板區域11p中的平均粒徑為第一區域90p中的平均粒徑的1.1倍以上、5倍以下。
In this example, the average particle diameter in the
而且,例如第一基板區域11p中的平均粒徑比第二基板區域11q中的平均粒徑小。在與第一區域90p相接而設置的第一基板區域11p中,藉由與第一區域90p之間的擴散等的相互作用而提高與第一區域90p之間的界面強度較佳。另一方面,在第二基板區域11q中,顯現陶瓷介電質基板11的材料本來的特性較佳。藉由使第一基板區域11p中的平均粒徑比第二基板區域11q中的平均粒徑小,可使第一基板區域11p中的界面強度的擔保與第二基板區域11q中的陶瓷介電質基板11的特性並存。
Furthermore, for example, the average particle diameter in the
第一區域90p中的平均粒徑也可以比第一基板區域11p中的平均粒徑小。據此,在多孔質部90與陶瓷
介電質基板11的界面上,可提高多孔質部90與陶瓷介電質基板的結合強度。而且,因藉由第一區域90p中的平均粒徑小,使得多孔質部90的強度變高,故可抑制製程時的粒子的脫落,可減少微粒。
The average particle diameter in the
而且,與前述的一樣,也可以使第一區域90p中的平均粒徑比第二基板區域11q中的平均粒徑小。據此,可提高第一區域90p中的機械強度。
Furthermore, as described above, the average particle diameter in the
再度參照圖2(a)就靜電吸盤110的構造繼續進行說明。靜電吸盤110如前述更具有多孔質部70(第一多孔質部、第二多孔質部)也可以。多孔質部70不具有在圖3~7中說明的複數個稀疏部分94與複數個緊密部分95。在該例子中,多孔質部70設置於底板,與氣體導入道53對向配置。多孔質部70例如在Z方向上可設置於多孔質部90與氣體導入道53之間。例如多孔質部70被嵌入底板50之陶瓷介電質基板11側。如圖2(a)所示,例如在底板50之陶瓷介電質基板11側配設有鏜孔(counterbore)部53a。鏜孔部53a配設成筒狀。藉由適切地設計鏜孔部53a的內徑,使得多孔質部70被嵌合於鏜孔部53a。此外,如後述,將多孔質部70設置於陶瓷基板11也可以。
Referring again to FIG. 2( a ), the description of the structure of the
在該例子中,多孔質部70的頂面70U露出於底板50的頂面50U。多孔質部70的頂面70U與多孔質部90的底面90L對向。在該例子中,多孔質部70的頂面70U與多孔質部90的底面90L之間成為空間SP。可使第一多孔質部為多孔質部90、多孔質部70的任一個。可使第二
多孔質部為多孔質部90、多孔質部70的任一個。
In this example, the
多孔質部70具有:具有複數個孔之多孔區域71(第一多孔區域、第二多孔區域的例子),和比多孔區域71還緻密之緻密區域72(第一緻密區域、第二緻密區域的例子)。多孔區域71配設成筒狀(例如圓筒形),被嵌合於鏜孔部53a。雖然多孔質部70的形狀為圓筒形較理想,但不是被限定於圓筒形。多孔質部70使用具有絕緣性的材料。多孔質部70的材料例如為Al2O3或Y2O3、ZrO2、MgO、SiC、AlN、Si3N4。多孔質部70的材料也可以是SiO2等的玻璃。多孔質部70的材料也可以是Al2O3-TiO2或Al2O3-MgO、Al2O3-SiO2、Al6O13Si2、YAG、ZrSiO4等。
The
多孔區域71的孔隙率為例如20%以上、60%以下。多孔區域71的密度為例如1.5g/cm3以上、3.0g/cm3以下。流過氣體導入道53而來的He等的氣體通過多孔區域71的複數個孔71p,自設置於陶瓷介電質基板11的貫通孔15被送到溝14。
The porosity of the
緻密區域72例如具有由陶瓷絕緣膜構成的部分。陶瓷絕緣膜配設於多孔區域71與氣體導入道53之間。陶瓷絕緣膜比多孔區域71還緻密。陶瓷絕緣膜的孔隙率為例如10%以下。陶瓷絕緣膜的密度為例如3.0g/cm3以上、4.0g/cm3以下。陶瓷絕緣膜設置於多孔質部70的側面。
The
陶瓷絕緣膜的材料例如使用Al2O3、Y2O3、ZrO2、MgO等。陶瓷絕緣膜的材料也可以使用Al2O3-TiO2、Al2O3-MgO、Al2O3-SiO2、Al6O13Si2、YAG、ZrSiO4等。 As the material of the ceramic insulating film, for example, Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , MgO or the like is used. As the material of the ceramic insulating film, Al 2 O 3 -TiO 2 , Al 2 O 3 -MgO, Al 2 O 3 -SiO 2 , Al 6 O 13 Si 2 , YAG, ZrSiO 4 or the like can be used.
陶瓷絕緣膜例如可藉由熔射、PVD(Physical Vapor Deposition:物理氣相沉積)或CVD(Chemical Vapor Deposition:化學氣相沉積)、溶膠凝膠法(sol-gel method)、氣溶膠沉積法(aerosol deposition method)等形成於多孔質部70的側面。陶瓷絕緣膜的膜厚為例如0.05mm以上、0.5mm以下。
For example, the ceramic insulating film can be formed by thermal spraying, PVD (Physical Vapor Deposition: Physical Vapor Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition: Chemical Vapor Deposition), sol-gel method, aerosol deposition method ( aerosol deposition method) and the like are formed on the side surface of the
陶瓷介電質基板11的孔隙率為例如1%以下。陶瓷介電質基板11的密度為例如4.2g/cm3。
The porosity of the ceramic
陶瓷介電質基板11及多孔質部70中的孔隙率如前述,藉由掃描式電子顯微鏡測定。密度係根據JIS(Japanese Industrial Standard:日本工業標準)C 21415.4.3進行測定。
The porosity in the ceramic
多孔質部70一被嵌合於氣體導入道53的鏜孔部53a,就成為陶瓷絕緣膜與底板50接觸的狀態。也就是說,成為在將He等的氣體導引至溝14的貫通孔15與金屬製的底板50之間中介具有絕緣性高的多孔區域71及緻密區域73的多孔質部70。藉由使用這種多孔質部70,與僅將多孔區域71設置於氣體導入道53的情形比較,可發揮高的絕緣性。
When the
而且,設置於多孔質部70的複數個孔71p比設置於多孔質部90的複數個孔96還三維地分散,可使多孔質部90之貫通於Z方向的孔的比例比多孔質部70之貫通於Z方向的孔的比例還多。由於可藉由設置具有三維地分散的複數個孔71p的多孔質部70得到更高的耐受電壓,
因此可謀求氣體流動的順暢化,同時可有效地抑制電弧放電的發生。而且,如圖2(a)所示,藉由將貫通於Z方向的孔的比例多的多孔質部90設置於陶瓷介電質基板11,例如即使是在電漿密度高的情形下,也可更有效地抑制電弧放電的發生。
Furthermore, the plurality of
可使設於設置於底板50的多孔質部(第二多孔質部,在圖2(a)中為多孔質部70)的複數個孔的平均值,比設於設置於陶瓷介電質基板11的多孔質部(第一多孔質部,在圖2(a)中為多孔質部90)的複數個孔的平均值還大。據此,因孔的直徑大的多孔質部設於氣體導入道53側,故可謀求氣體流動的順暢化。而且,因孔的直徑小的多孔質部設於吸附的對象物側,故可更有效地抑制電弧放電的發生。
The average value of the plurality of pores provided in the porous portion (the second porous portion, the
而且,在多孔質部70設置於底板50,多孔質部90設置於陶瓷介電質基板11的例子中,可使設置於多孔質部70的複數個孔71p的直徑的平均值比設置於多孔質部90的複數個孔96的直徑的平均值還大。據此,由於設置有孔的直徑大的多孔質部70,因此可謀求氣體流動的順暢化。而且,由於孔的直徑小的多孔質部90配設於吸附的對象物側,因此可更有效地抑制電弧放電的發生。
Furthermore, in an example in which the
而且,由於可減小複數個孔的直徑的不均,因此可謀求電弧放電之更有效的抑制。 Furthermore, since the unevenness of the diameter of a plurality of holes can be reduced, more effective suppression of arc discharge can be achieved.
圖10是舉例說明與實施形態有關的靜電吸盤的多孔質部70之示意剖面圖。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating the
圖10是多孔區域71的剖面的一部分的放大視圖。
FIG. 10 is an enlarged view of a portion of the cross-section of the
設置於多孔區域71的複數個孔71p在多孔區域71的內部中,三維地分散在X方向、Y方向及Z方向。換言之,多孔區域71為孔71p擴展於X方向、Y方向及Z方向之三維的網狀構造。在多孔質部70中,複數個孔71p在多孔區域71例如隨機或均勻地分散。
The plurality of
因複數個孔71p三維地分散,故複數個孔71p的一部分也露出於多孔區域71的表面。因此,在多孔區域71的表面形成有細小的凹凸。也就是說,可使多孔區域71的表面粗糙。藉由多孔區域71的表面粗糙度(surface roughness),可在多孔區域71的表面容易形成例如陶瓷絕緣膜(緻密區域72)。例如陶瓷絕緣膜(緻密區域72)與多孔區域71的接觸提高。而且,可抑制陶瓷絕緣膜(緻密區域72)的剝離。
Since the plurality of
設置於多孔區域71的複數個孔71p的直徑的平均值比例如設置於多孔區域91的複數個孔96的直徑的平均值大。孔71p的直徑為例如10μm以上、50μm以下。藉由孔96的直徑小的多孔區域91,可控制(限制)流動於貫通孔15的氣體的流量。據此,可抑制起因於多孔區域71的氣體流量的不均。孔71p的直徑及孔96的直徑的測定如前述,可藉由掃描式電子顯微鏡進行。
The average value of the diameters of the plurality of
圖11是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部90之示意剖面圖。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a
圖11係與圖2(a)一樣舉例說明多孔質部90的周邊。
FIG. 11 illustrates the periphery of the
在該例子中,多孔質部90設置於陶瓷介電質基板11。多孔質部70設置於底板50。也就是說,第一多孔質部使用多孔質部90。第二多孔質部使用多孔質部70。此外,多孔質部90也可以設置於陶瓷介電質基板11及底板50的雙方。
In this example, the
在該例子中,在多孔質部90與陶瓷介電質基板11之間設置有接著構件61(接著劑)。多孔質部90藉由接著構件61接著於陶瓷介電質基板11。例如接著構件61設置於多孔質部90的側面(緻密區域93的側面93s)與貫通孔15的內壁15w之間。多孔質部90與陶瓷介電質基板11不接觸也可以。
In this example, the adhesive member 61 (adhesive agent) is provided between the
接著構件61例如使用矽接著劑。接著構件61例如為具有彈性的彈性構件。接著構件61的彈性模數(elastic modulus)例如比多孔質部90的緻密區域93的彈性模數低,比陶瓷介電質基板11的彈性模數低。
The following
在藉由接著構件61接著多孔質部90與陶瓷介電質基板11的構造中,可將接著構件61作為對多孔質部90的熱收縮與陶瓷介電質基板11的熱收縮之差的緩衝材。
In the structure in which the
圖12(a)、(b)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部90之示意剖面圖。
FIGS. 12( a ) and ( b ) are schematic cross-sectional views illustrating the
在前述的實施形態(參照圖2)中,多孔質部90設置於陶瓷介電質基板11,多孔質部70設置於底板50。
In the aforementioned embodiment (see FIG. 2 ), the
但是,在使用多孔質部90的情形下,也可以省略設置
於底板50的多孔質部、設置於陶瓷介電質基板11的多孔質部的任一個。
However, in the case of using the
例如在圖12(a)所示的例子中,將多孔質部90設置於陶瓷介電質基板11,在底板50設置氣體導入道53。據此,可降低供給到多孔質部90的He等的氣體的流道阻力。
For example, in the example shown in FIG. 12( a ), the
而且,在圖12(b)所示的例子中,在陶瓷介電質基板11設置孔部15b,將多孔質部90設置於底板50。據此,可降低供給到多孔質部90的He等的氣體的流道阻力。
Furthermore, in the example shown in FIG. 12( b ), the
而且,如圖12(a)所示,氣體導入道53的陶瓷介電質基板11側的開口的邊緣53b的至少一部分能以曲線構成。例如可對氣體導入道53的開口的邊緣53b施以所謂的[R面倒角]。此情形,可使氣體導入道53的開口的邊緣53b以半徑0.2毫米(mm)左右的曲線構成。
Furthermore, as shown in FIG. 12( a ), at least a part of the
如前述,底板50由鋁等的金屬形成。因此,若氣體導入道53的開口的邊緣尖銳,則電場集中容易發生,有電弧放電容易發生之虞。
As described above, the
在本實施的形態中,因氣體導入道53的開口的邊緣53b的至少一部分以曲線構成,故可抑制電場集中,進而可謀求電弧放電的降低。
In the present embodiment, since at least a part of the
圖13(a)~(d)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部90a、70a之示意剖面圖。
FIGS. 13( a ) to ( d ) are schematic cross-sectional views illustrating
圖14(a)~(c)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部90a、90b之示意剖面圖。
FIGS. 14( a ) to ( c ) are schematic cross-sectional views illustrating
圖13(a)為在陶瓷介電質基板11設置多孔質部90的緻密區域93變更的多孔質部90a,在底板50設置多孔質部70的緻密區域72變更的多孔質部70a的情形的例子。圖14(a)為在陶瓷介電質基板11及底板50分別設置多孔質部90的緻密區域93變更的多孔質部90a及多孔質部70的緻密區域72變更的多孔質部70b的情形的例子。
FIG. 13( a ) shows a case where a
如圖13(a)、圖13(b)及圖14(a)所示,在設置於陶瓷介電質基板11的多孔質部90a中,多孔區域91更具有緻密部92a。也就是說,多孔質部90a是在前述的多孔質部90更加入緻密部92a的部分。
As shown in FIGS. 13( a ), 13 ( b ) and 14 ( a ), in the
如圖13(a)及圖13(b)所示,緻密部92a能呈板狀(例如圓板狀)而構成。如圖14(a)所示,緻密部92a也能呈柱狀(例如圓柱狀)而構成。可使緻密部92a的材料例如與前述的緻密區域93的材料一樣。緻密部92a比多孔區域91還緻密。緻密部92a與緻密區域93的緻密度為同程度也可以。在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,緻密部92a與孔部15b重疊。多孔區域91與孔部15b不重疊而構成更佳。依照這種構成,產生的電流迂回流動於緻密部92a。因此,因可加長電流流動的距離(導電路徑),故電子難以被加速,進而可抑制電弧放電的發生。
As shown in FIGS. 13( a ) and 13 ( b ), the
而且,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,緻密部92a的尺寸與孔部15b的尺寸相同,或者緻密部92a的尺寸大於孔部15b的尺寸較佳。據此,可將流動於孔部15b的內部的電流導引到緻密部92a。因此,可有
效地加長電流流動的距離(導電路程)。
Furthermore, when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, the size of the
在該例子中,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,在緻密部92a的周圍設置有多孔區域91。因在與孔部15b對向的位置配置緻密部92a提高對電弧放電的抗性,同時以其周圍當作多孔區域91,故可確保充分的氣流。也就是說,可使電弧放電的降低與氣體流動的順暢化並存。
In this example, when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, the
如圖13(a)所示,既可以使緻密部92a之沿著Z方向的長度小於多孔質部90a之沿著Z方向的長度,如圖14(a)所示,也可以與多孔質部90a之沿著Z方向的長度大致相同。若加長緻密部92a之沿著Z方向的長度,則可更有效地抑制電弧放電的發生。若使緻密部92a之沿著Z方向的長度小於多孔質部90a之沿著Z方向的長度,則可謀求氣體流動的順暢化。
As shown in FIG. 13( a ), the length along the Z direction of the
緻密部92a由實質上不具有孔的緻密體構成也可以,且若比多孔區域91還緻密,則也可以具有複數個孔而構成。在緻密部92a具有複數個孔的情形下,使該孔的直徑比多孔區域91所具有的孔的直徑還小較佳。可使緻密部92a的孔隙率(百分比:%)比多孔區域91的孔隙率(%)低。因此,可使緻密部92a的密度(克/立方公分:g/cm3)比多孔區域91的密度(g/cm3)高。可使緻密部92a的孔隙率例如與前述的緻密區域93的孔隙率一樣。
The
此處,電弧放電時常因電流自陶瓷介電質基板11側朝向底板50側流動於孔部15b的內部而發生。因
此,若具有低的孔隙率的緻密部92a配設於孔部15b的近旁,則如圖13(a)及圖14(a)所示,電流200迂回流動於緻密部92a。因此,因可加長電流200流動的距離(導電路徑),故電子難以被加速,進而可抑制電弧放電的發生。
Here, the arc discharge is often generated when a current flows from the ceramic
而且,如圖13(a)所示,也能使用例如在設置於底板50的多孔質部70中多孔區域71更具備緻密部92b的多孔質部70a。
Further, as shown in FIG. 13( a ), for example, a
而且,如圖14(a)所示,也能將多孔質部90a設置於陶瓷介電質基板11,將多孔質部70b設置於底板50。多孔質部70b係多孔區域71更具有緻密部92b。也就是說,多孔質部70b是在前述的多孔質部70更加入緻密部92b的部分。
Furthermore, as shown in FIG. 14( a ), the
也就是說,也能在設置於底板50的多孔質部70或多孔質部90更加入緻密部92b。
That is, the
緻密部92b可設置至少一個。如圖13(c)及圖14(b)所示,也能設置複數個呈板狀(例如圓板狀)或柱狀(例如圓柱狀)的緻密部92b。如圖13(d)及圖14(c)所示,也能設置呈環狀(例如圓環狀)或筒狀(例如圖筒狀)的緻密部92b。可使緻密部92b的材料、密度、孔隙率等與緻密部92a一樣。
At least one
在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,使設置於底板50的多孔質部所具有的緻密部(例如緻密部92b)的至少一部分與設置於陶瓷介電質基板11的多孔質部所具有的緻密部(例如緻密部92a)重疊較佳。依照這種構成,當例如在多孔質部90a(陶瓷介電質基板11側多孔質部)
中迂回流動於緻密部92a的電流流動於設置有緻密部92b的多孔質部70、90b(底板50側多孔質部)時,不會流動於設置於底板50側的多孔質部的多孔區域(例如多孔區域71、91),而是更進一步迂回流動於緻密部92b。因此,因可更加長電流流動的距離(導電路徑),故電子更難以被加速,進而可有效地抑制電弧放電的發生。
When projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, at least a part of the dense portion (for example, the
圖15(a)、(b)是舉例說明與其他的實施形態有關的多孔質部之示意剖面圖。 FIGS. 15( a ) and ( b ) are schematic cross-sectional views illustrating a porous portion according to another embodiment.
如圖15(a)、(b)所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,可使緻密部92a與緻密部92b重疊。而且,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,也可以使緻密部92a與緻密部92b接觸。此外,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,若緻密部92a與緻密部92b之間的間隙為些微,則可抑制電流流動於緻密部92a與緻密部92b之間。因此,若是可抑制電流流動於緻密部92a與緻密部92b之間的程度,則也能在緻密部92a與緻密部92b之間設置間隙。
As shown in FIGS. 15( a ) and ( b ), when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, the
據此,可抑制流動於多孔質部90a的電流不經由緻密部92b而流動於多孔質部70a。因此,可有效地加長電流流動的距離(導電路徑)。
Accordingly, the current flowing in the
而且,如圖15(a)、(b)所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,使緻密部92b與緻密區域93重疊較佳。而且,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,也可以使緻密部92b與緻密區域93接觸。據此,因可
更加長電流流動的距離(導電路徑),故電子更難以被加速,進而可有效地抑制電弧放電的發生。
Furthermore, as shown in FIGS. 15( a ) and ( b ), when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, the
圖16是舉例說明與其他的實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 16 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment.
圖17(a)、(b)相當於圖16所示的區域C之放大視圖。 FIGS. 17( a ) and ( b ) correspond to enlarged views of the region C shown in FIG. 16 .
如圖16及圖17(a)、(b)所示,靜電吸盤110a具備陶瓷介電質基板11c與底板50。也就是說,在陶瓷介電質基板11c中未設置有多孔質部(多孔質部70或多孔質部90)。
As shown in FIGS. 16 and 17( a ) and ( b ), the
在陶瓷介電質基板11c直接設置有複數個孔16。複數個孔16可藉由例如照射雷射或超音波加工等形成於陶瓷介電質基板11c。在該例子中,複數個孔16的一端位於溝14的面14a。複數個孔16的另一端位於陶瓷介電質基板11c的第二主表面11b。也就是說,複數個孔16貫通陶瓷介電質基板11c於Z方向。
A plurality of
如圖17(a)、(b)所示,在底板50可設置多孔質部(例如多孔質部70a)。此外,也可以在底板50設置有多孔質部90b。而且,如圖12(a)所舉例說明,也可以在底板50不設置多孔質部70或多孔質部90,而設置氣體導入道53。
As shown in FIGS. 17( a ) and ( b ), a porous portion (for example, a
而且,如圖17(a)、(b)所示,設置於底板50的多孔質部70的頂面70U(或多孔質部90的頂面90U)與陶瓷介電質基板11c的第二主表面11b不接觸也可以。而且,與前述的內容一樣,也能以曲線構成氣體導入道53的陶瓷介電質基板11c側的開口的邊緣53b的至少一部分。
Furthermore, as shown in FIGS. 17( a ) and ( b ), the second main surface provided on the
若將複數個孔16設置於陶瓷介電質基板11c,則可確保供給到載置於靜電吸盤110a的對象物W的背面與包含溝14的第一主表面11a之間的氣體的流量,同時可提高對電弧放電的抗性。
If the plurality of
可使緻密部92b之沿著Z方向的長度小於多孔質部70a、90b之沿著Z方向的長度。而且,也可以使緻密部92b之沿著Z方向的長度與多孔質部70a、90b之沿著Z方向的長度大致相同。若縮短緻密部92b之沿著Z方向的長度,則可謀求氣流的順暢化。若加長緻密部92b之沿著Z方向的長度,則可更有效地抑制電弧放電的發生。
The length along the Z direction of the
在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,可使複數個孔16的至少1個與緻密部92b重疊。複數個緻密部92b的材料、密度、孔隙率等例如如前述。
When projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, at least one of the plurality of
如圖17(a)所示,具有複數個緻密部92b的多孔質部70a設置於底板50也可以。如圖17(b)所示,具有複數個緻密部92b的多孔質部90b設置於底板50也可以。
As shown in FIG. 17( a ), the
圖18是舉例說明與其他的實施形態有關的複數個孔16h之示意剖面圖。
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view illustrating a plurality of
複數個孔16h可藉由照射雷射或超音波加工等形成於陶瓷介電質基板11。
The plurality of
如圖18所示,設置於陶瓷介電質基板11的複數個孔16h的至少一個可具有:開口於槽部14的第一部分16h1,與開口於第二主表面11b的第二部分16h2。在X方向或Y方向上,可使第一部分16h1的尺寸小於第二部分16h2的
尺寸。在X方向或Y方向上,可使複數個孔16h的至少一個其溝14的面14a側的開口尺寸D4小於底板50側的開口尺寸D3。此外,雖然在圖18中舉例說明了具有階梯構造的孔16h,但是也能以具有推拔(taper)構造的孔16h。例如開口尺寸D4也能以直徑為0.01毫米(mm)~0.1毫米(mm)。例如開口尺寸D3也能以直徑為0.15毫米(mm)~0.2毫米(mm)左右。若開口尺寸D4小於開口尺寸D3,則可有效地抑制電弧放電的發生。
As shown in FIG. 18 , at least one of the plurality of
而且,孔16h的縱橫比(aspect ratio)也能以例如3~60。在縱橫比的算出中,[縱]例如以圖18中的孔16h的Z方向的長度,[橫]以孔16h的頂面(面14a)上的孔16h的X方向長度與孔16h的底面(第二主表面11b)上的孔16h的X方向的長度的平均長度。此外,孔16h的X方向的長度的測定可使用雷射顯微鏡、工廠顯微鏡等的光學顯微鏡、數位顯微鏡(digital microscope)等。
Also, the aspect ratio of the
而且,可使開口尺寸D4小於圖4所舉例說明的稀疏部分94a的長度L1(稀疏部分94b的長度L4、稀疏部分94c的長度L5)。
Also, the opening size D4 can be made smaller than the length L1 of the thinned out
圖19(a)、(b)是舉例說明孔16的開口部分的形狀之示意剖面圖。
FIGS. 19( a ) and ( b ) are schematic cross-sectional views illustrating the shape of the opening portion of the
圖19(b)相當於圖19(a)所示的區域D的放大視圖。在圖19(a)中,在孔16中無圖18的開口尺寸D3的部分。也就是說,孔16的開口尺寸對應於圖18中的開口尺寸D4。
Fig. 19(b) corresponds to an enlarged view of the area D shown in Fig. 19(a). In FIG. 19( a ), the
如圖19(a)、(b)所示,可使孔16的第一主表面11a側(溝
14的面14a側)的開口的邊緣16i比孔16的第二主表面11b側的開口的邊緣16j還平緩地傾斜。在該例子中,複數個孔16的至少一個在以由孔16的溝14側的開口的邊緣16i與溝14的第二主表面11b側的面14a所成的角度為α,以由孔16的第二主表面11b側的開口的邊緣16j與第二主表面11b所成的角度為β的情形下,成為[α<β]。據此,可抑制電場集中,進而可謀求電弧放電的降低。此外,在該例子中,邊緣16i以直線構成。但是,邊緣16i既能以曲線構成,也能以直線與曲線構成。在邊緣16i與邊緣16j以曲線構成的情形下,可使邊緣16i的曲率半徑大於邊緣16j的曲率半徑。在邊緣16i與邊緣16j以直線與曲線構成的情形下,只要直線部分彼此的關係及曲線部分彼此的關係的至少任一個滿足前述的關係即可。
As shown in Figs. 19(a) and (b), the first
若邊緣16i比邊緣16j還平緩地傾斜,則可抑制傾斜等的發生及電場集中。因此,可更有效地抑制電弧放電的發生。
If the
此外,作為一例,雖然舉例說明了孔16的開口部分的形狀,但是具有階梯構造或推拔構造的孔16h的情形也一樣。
In addition, although the shape of the opening part of the
圖20是舉例說明與其他的實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 FIG. 20 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment.
圖20相當於圖16所示的區域C的放大視圖。 FIG. 20 corresponds to an enlarged view of the area C shown in FIG. 16 .
在圖17(a)所舉例說明的複數個孔16的各個延伸於大致Z方向。相對於此,在圖20所舉例說明的複數個孔16
的至少一個也能對Z方向傾斜而構成。若複數個孔16的至少一個延伸於對Z方向傾斜的方向,則可考慮為在電流流動於孔16的內部時,電子難以被加速。因此,可有效地抑制電弧放電的發生。依照本發明人們所得到的知識,若使對Z方向傾斜的角度θ成為5°以上、30°以下,較佳為成為5°以上、15°以下,則可不減小孔16的直徑而抑制電弧放電的發生。
Each of the plurality of
此外,作為一例,雖然舉例說明了孔16的情形,但是具有階梯構造或推拔構造的孔16h的情形也一樣。
In addition, although the case of the
對Z方向傾斜的孔16可藉由照射雷射或超音波加工等直接形成於陶瓷介電質基板11c。因此,設置有對Z方向傾斜的至少一個孔16的區域包含與陶瓷介電質基板11相同的材料。
The
圖21是舉例說明與其他的實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 FIG. 21 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment.
圖21相當於圖16所示的區域C的放大視圖。 FIG. 21 corresponds to an enlarged view of the area C shown in FIG. 16 .
如圖21所示,多孔質部90b係多孔區域91更具有緻密部92b。也就是說,多孔質部90b是在前述的多孔質部90更加入緻密部92b的部分。也就是說,也可以在設置於底板50的多孔質部70或多孔質部90更加入緻密部92b。
As shown in FIG. 21 , the
在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,可使複數個孔16的緻密部92b側的開口的至少一個與緻密部92b重疊。複數個緻密部92b的材料、密度、孔隙率等例如如前述。
When projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, at least one of the openings on the side of the
圖22是舉例說明與其他的實施形態有關的靜電吸盤之示意剖面圖。 FIG. 22 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrostatic chuck according to another embodiment.
圖23相當於圖22所示的區域E的放大視圖。 FIG. 23 corresponds to an enlarged view of the area E shown in FIG. 22 .
圖24是顯示圖22所示的區域E的其他實施形態之放大視圖。 FIG. 24 is an enlarged view showing another embodiment of the area E shown in FIG. 22 .
如圖22、圖23及圖24所示,靜電吸盤110b具備陶瓷介電質基板11d與底板50。在陶瓷介電質基板11d設置有多孔質部90b或多孔質部90a。
As shown in FIGS. 22 , 23 and 24 , the
在陶瓷介電質基板11d設置有複數個孔16。複數個孔16例如可藉由照射雷射或超音波加工等形成於陶瓷介電質基板11d。在該例子中,複數個孔16的一端位於溝14的面14a。複數個孔16的另一端位於孔部15c的底面。也就是說,複數個孔16貫通陶瓷介電質基板11d於Z方向。
A plurality of
如圖23所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,可使複數個孔16的至少一個與緻密部92b重疊。緻密部92b的材料、密度、孔隙率等例如如前述。
As shown in FIG. 23 , when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, at least one of the plurality of
如圖24所示,在投影於對Z方向垂直的平面(XY平面)時,可使複數個孔16的至少一個與緻密部92a重疊。緻密部92a的材料、密度、孔隙率等例如如前述。
As shown in FIG. 24 , when projected on a plane (XY plane) perpendicular to the Z direction, at least one of the plurality of
(處理裝置) (processing device)
圖25是舉例說明與本實施的形態有關的處理裝置200之示意圖。
FIG. 25 is a schematic diagram illustrating the
如圖25所示,在處理裝置200可配設靜電吸盤110、電源210、介質供給部220、供給部230。
As shown in FIG. 25 , an
電源210與設置於靜電吸盤110的電極12電連接。電源210例如能以直流電源。電源210對電極12施加規定的電壓。而且,也能在電源210配設切換電壓的施加與停止電壓的施加的開關。
The
介質供給部220連接於輸入道51及輸出道52。介質供給部220例如可進行成為冷卻介質或保溫介質的液體的供給而構成。
The
介質供給部220例如具有收容部221、控制閥222及排出部223。
The
收容部221例如能以收容液體的槽(tank)或工廠配管等。而且,在收容部221可設置控制液體的溫度的冷卻裝置或加熱裝置。在收容部221也能具備用以送出液體的泵等。
The
控制閥222連接於輸入道51與收容部221之間。控制閥222可控制液體的流量及壓力的至少任一個。而且,控制閥222也能切換液體的供給與停止供給而構成。
The
排出部223連接於輸出道52。排出部223能以回收從輸出道52排出的液體的槽或排洩管(drain pipe)等。此外,未必需要排出部223,使從輸出道52排出的液體供給到收容部221也可以。據此,因可使冷卻介質或保溫介質循環,故可謀求省資源化。
The
供給部230具有氣體供給部231及氣體控制部232。
The
氣體供給部231能以收容氦等的氣體的高壓鋼瓶或工
廠配管等。此外,雖然舉例說明了設置有1個氣體供給部231的情形,但是也可以設置有複數個氣體供給部231。
The
氣體控制部232連接於複數個氣體導入道53與氣體供給部231之間。氣體控制部232可控制氣體的流量及壓力的至少任一個。而且,氣體控制部232也能更具有切換氣體的供給與停止供給的功能而構成。氣體控制部232例如能以質流控制器(mass flow controller)或質量流量計(mass flow meter)等。
The
如圖25所示,氣體控制部232可設置複數個。例如氣體控制部232可第一主表面11a的每一複數個區域設置。據此,可每一複數個區域進行供給的氣體的控制。此情形,也能每一複數個氣體導入道53設置氣體控制部232。據此,可更精密地進行複數個區域中的氣體的控制。此外,雖然舉例說明了設置複數個氣體控制部232的情形,但是若氣體控制部232可獨立控制複數個供給系統中的氣體的供給,則一台也可以。
As shown in FIG. 25 , a plurality of
此處,保持對象物W的手段有真空吸盤或機械式吸盤等。但是,真空吸盤在比大氣壓還被減壓的環境中無法使用。而且,若使用機械式吸盤,則有對象物W損傷或者產生微粒之虞。因此,例如在半導體製程等中使用的處理裝置使用靜電吸盤。 Here, the means for holding the object W includes a vacuum pad, a mechanical pad, or the like. However, the vacuum pad cannot be used in an environment where the pressure is reduced more than atmospheric pressure. Furthermore, if a mechanical suction cup is used, the object W may be damaged or particles may be generated. Therefore, for example, processing apparatuses used in semiconductor processes and the like use electrostatic chucks.
在這種處理裝置中,需從外部的環境隔離處理空間。因此,處理裝置200可更具備反應室(chamber)240。反應室240例如也能具有可維持比大氣壓還
被減壓的環境的氣密構造而構成。
In such a processing apparatus, it is necessary to isolate the processing space from the external environment. Therefore, the
而且,處理裝置200可具備複數個頂出銷(lift pin),與使複數個頂出銷升降的驅動裝置。在從搬送裝置接受對象物W或者將對象物W遞送到搬送裝置時,頂出銷藉由驅動裝置而上升並自第一主表面11a突出。在將從搬運裝置接受的對象物W載置於第一主表面11a時,頂出銷藉由驅動裝置而下降並收容於陶瓷介電質基板11的內部。
Further, the
而且,在處理裝置200可對應處理的內容而設置各種裝置。例如可設置對反應室240的內部進行排氣的真空泵等。在反應室240的內部可設置產生電漿的電漿產生裝置。在反應室240的內部可設置供給製程氣體的製程氣體供給部。在反應室240的內部中也可設置將對象物W或製程氣體加熱的加熱器。此外,設置於處理裝置200的裝置並非被限定於所舉例說明者。因在設置於處理裝置200的裝置可適用已知的技術,故省略詳細的說明。
Furthermore, various devices may be provided in the
以上針對本發明的實施的形態進行了說明。但是,本發明不是被限定於該等記述。例如雖然作為靜電吸盤110舉例說明了利用庫侖力(Coulomb force)的構成,但是即使是利用Johnsen-Rahbek力(Johnsen-Rahbek force)的構成也能適用。而且,關於前述的實施的形態,熟習該項技術者適宜加入了設計變更只要也具備本發明的特徵就包含於本發明的範圍。而且,前述的各實施的形態所具備的各元件在技術上盡可能可組合,組合該等元件只要也包含本發明的特徵就包含於本發明的範圍。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to these descriptions. For example, although the configuration using Coulomb force was described as the
11:陶瓷介電質基板 11: Ceramic dielectric substrate
11a:第一主表面 11a: First major surface
11b:第二主表面 11b: Second major surface
12:電極 12: Electrodes
13:點 13: point
14:溝 14: Ditch
14a:底面 14a: Underside
15:貫通孔 15: Through hole
15a、15b、15c、15d:孔部 15a, 15b, 15c, 15d: holes
15c1:面 15c1: Noodles
15w:內壁 15w: inner wall
50:底板 50: Bottom plate
50a:上部 50a: upper part
50U、70U、90U:頂面 50U, 70U, 90U: Top side
53:氣體導入道 53: Gas introduction channel
53a:鏜孔部 53a: Boring part
53b:邊緣 53b: Edge
60:接合部 60: Joint
70、90:多孔質部 70, 90: Porous part
71:多孔區域 71: Porous Area
72、93:緻密區域 72, 93: Dense areas
90L:底面 90L: Bottom
91:多孔區域 91: Porous area
91s、93s:側面 91s, 93s: side
B:區域 B: area
L0:長度 L0: length
SP:空間 SP: Space
W:對象物 W: object
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