WO2019163757A1 - 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法 - Google Patents

静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019163757A1
WO2019163757A1 PCT/JP2019/006059 JP2019006059W WO2019163757A1 WO 2019163757 A1 WO2019163757 A1 WO 2019163757A1 JP 2019006059 W JP2019006059 W JP 2019006059W WO 2019163757 A1 WO2019163757 A1 WO 2019163757A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrostatic chuck
holding
groove
focus ring
chuck device
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/006059
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
弘訓 釘本
雅樹 尾崎
剛志 渡辺
高橋　健太郎
Original Assignee
住友大阪セメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友大阪セメント株式会社 filed Critical 住友大阪セメント株式会社
Priority to KR1020207022767A priority Critical patent/KR20200121801A/ko
Priority to US16/970,615 priority patent/US11848223B2/en
Priority to JP2020501775A priority patent/JP7140183B2/ja
Priority to CN201980011884.1A priority patent/CN111684574B/zh
Publication of WO2019163757A1 publication Critical patent/WO2019163757A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642—Focus rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/002—Cooling arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2007—Holding mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

板状試料を載置する載置面が設けられた載置台と、円環状のフォーカスリングと、フォーカスリングを冷却する冷却手段と、を備え、載置台は、載置面の周囲を囲んで設けられた保持部を有し、保持部には、載置面の周囲を囲む円環状の溝部と、溝部の底面に開口する貫通孔とが設けられ、貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、保持部において、溝部の幅方向両側の上面は、フォーカスリングと接触しフォーカスリングを保持する保持面であり、保持面は、下記条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たす静電チャック装置。（ｉ）表面粗さが０．０５μｍ以下である。（ｉｉ）平面度が２０μｍ以下である。（ｉｉｉ）保持面と交差する方向に延在する深さ１．０μｍ以上の凹部を有しない。

Description

静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法
　本発明は、静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法に関するものである。
　本願は、２０１８年２月２０日に、日本に出願された特願２０１８－０２７７５０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、半導体製造プロセスに用いられるプラズマエッチング装置では、試料台にウエハ（板状試料）を取付けて、固定することができるとともに、そのウエハを所望の温度に維持することができる静電チャック装置が用いられている。この静電チャック装置は、上部に、ウエハ積載面を囲んでウエハ吸着部の外周縁部に配置されたリング部材（フォーカスリング）を備えている。
　従来のプラズマエッチング装置では、静電チャック装置に固定されたウエハにプラズマを照射すると、そのウエハの表面温度が上昇する。そこで、ウエハの表面温度の上昇を抑えるために、静電チャック装置の温度調整用ベース部に冷却媒体を循環させて、ウエハを下側から冷却している。
　また、ウエハにプラズマを照射すると、ウエハと同様にフォーカスリングの表面温度が上昇する。これにより、上述の温度調整用ベース部とフォーカスリングとの間に温度差が生じ、ウエハの表面温度の面内バラつきが生じることがある。そこで、フォーカスリングの表面温度の上昇を抑えるために、フォーカスリングを冷却する技術が知られている。
　例えば特許文献１では、ウエハの外周部にフォーカスリングを吸着するための第２の静電吸着手段を設けた静電チャック装置が記載されている。特許文献１に記載の静電チャック装置では、静電チャック部に対してフォーカスリングを、ウエハを吸着する力よりも大きい力で吸着させるとともに、冷却媒体（冷却ガス）をフォーカスリングの裏面に吹き付けることによりフォーカスリングの温度を調整している。
　また、例えば特許文献２では、静電チャック部により吸着されたウエハ吸着部とフォーカスリングのそれぞれに、伝熱ガスを供給するガス供給部を設けた静電チャック装置が記載されている。特許文献２に記載の静電チャック装置では、ウエハ吸着部とフォーカスリングの温度を、それぞれ独立して制御することができる。
特開２００２－０３３３７６号公報 特開２０１２－１３４３７５号公報
　近年、プラズマエッチング装置の高出力化により、ウエハに照射されるプラズマの熱エネルギーが増加し、フォーカスリングの表面温度が高温になってきている。これに対し、冷却ガスの圧力を増加させてフォーカスリングを冷却する方法が採られることがある。しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載されているような従来の静電チャック装置では、フォーカスリングの表面温度を十分に制御できないことがある。静電チャック装置は、さらなる改良が求められていた。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、板状試料の表面温度を均一にすることができる静電チャック装置およびその製造方法を提供する。
　上記課題を解決すべく、発明者らが鋭意検討した結果、フォーカスリングの表面温度を十分に制御できない要因の一つとして、冷却ガスがリークしていることが分かった。また、冷却ガスの圧力を増加させると、冷却ガスのリーク量が増加することが分かった。そこで、以下の態様の静電チャック装置によれば、冷却ガスのリークを低減できることを見出し、本発明を完成させた。
　本発明の第一の態様は、板状試料を載置する載置面が設けられた載置台と、円環状のフォーカスリングと、フォーカスリングを冷却する冷却手段と、を備え、載置台は、載置面の周囲を囲んで設けられた保持部を有し、保持部には、載置面の周囲を囲む円環状の溝部と、溝部の底面に開口する貫通孔と、が設けられ、貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、保持部において、溝部の幅方向両側にある保持部の上面は、フォーカスリングと接触しフォーカスリングを保持する保持面であり、保持面は、下記条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たす静電チャック装置を提供する。
　（ｉ）表面粗さが０．０５μｍ以下である。
　（ｉｉ）平面度が２０μｍ以下である。
　（ｉｉｉ）保持面と交差する方向に延在する深さ１．０μｍ以上の凹部を有しない。
　本発明の第一の態様は、前記保持部には、前記溝部と、前記貫通孔と、保持部の厚さ方向に延びる管路と、が設けられ、前記溝部の底面と、前記管路とが平面的に重なっており、前記管路には、筒状の碍子が挿入されていることが好ましい。
　本発明の第二の態様は、上記の静電チャック装置を製造する方法であって、板状試料を載置する載置面と、載置面の周囲にある貫通孔が設けられた焼結体と、貫通孔に挿入された筒状の碍子と、を有する仮載置台について、載置面の周囲の焼結体の表面を円環状に研削する第１研削工程と、焼結体を掘り下げて、載置面の周囲を囲む溝部を形成する工程と、溝部の幅方向両側の上面を再度研削する第２研削工程と、を有する静電チャック装置の製造方法を提供する。
　本発明の第二の態様においては、第２研削工程において、砥石の回転軸方向の長さが溝部の幅方向の長さよりも長い砥石を用いる製造方法としてもよい。
　本発明の第二の態様においては、前記第１研削工程と、前記溝部を形成する工程により、前記碍子が挿入された貫通孔が研削され、前記第２研削工程では、前記碍子が挿入された貫通孔が研削されなくても良い。
　本発明の第二の態様においては、前記仮載置台が、前記載置面の周囲に、筒状の碍子が挿入された厚さ方向に延びる管路を更に有し、前記管路は一端が焼結体の表面に露出せず、前記第１研削工程と前記溝部を形成する工程により、研削によって前記管路から溝部の底面に開口する貫通孔が形成されても良い。
　本発明の一態様によれば、板状試料の表面温度を均一にすることができる静電チャック装置およびその製造方法が提供される。
図１は、本実施形態の静電チャック装置を示すＸＺ平面での概略断面図である。 図２は、図１のαで示す領域を拡大した概略部分拡大図である。 図３は、本実施形態の第１研削工程を示す概略斜視図である。 図４は、本実施形態の溝部１６を形成する工程を示す概略斜視図である。 図５は、本施形態の第２研削工程を示す概略斜視図である。 図６は、本実施形態の静電チャック装置の変形例を示すＸＺ平面での概略断面図である。 図７は、実施例１における溝部の幅方向両側の上面（保持面）の表面形状を表すグラフである。 図８は、比較例１における溝部の幅方向両側の上面の表面形状を表すグラフである。 図９は、図２に示す領域の変形例を示す、概略部分拡大図である。
　以下、本発明に係る静電チャック装置およびその製造方法の実施の形態について、図面に基づき説明する。
　なお、以下の説明は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。発明を逸脱しない範囲で、数や位置や大きさや数値などの変更や省略や追加をする事ができる。また以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法や比率などが実際と同じであっても、又は異なっていても良い。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。
＜静電チャック装置＞
　図１は、本実施形態の静電チャック装置を示すＸＺ平面での概略断面図である。図２は、図１のαで示す領域を拡大した概略部分拡大図である。
　図１に示す静電チャック装置１０は、載置台１１と、フォーカスリング１２と、冷却手段１３と、を備えている。
　なお、以下の説明においてはＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、載置台１１の厚さ方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向と直交する一方向をＸ軸方向（図１左右方向）、Ｚ軸方向とＸ軸方向とに直交する方向をＹ軸方向とする。本実施形態においては、Ｚ軸方向は鉛直方向である。
［載置台］
　図１に示す載置台１１は、半導体ウエハ等の板状試料Ｗを載置する載置面１１ａが設けられている。載置台１１は、吸着部材３と、冷却ベース５と、を備えている。
［吸着部材］
　吸着部材３は、誘電体基板２４と、電極層２６と、を備えている。
　図１に示す誘電体基板２４は全体として凸状であり、すなわち丘部を形成しており、載置面１１ａが相対的に高くなっている。
　誘電体基板２４の形成材料は任意に選択できるが、耐熱性を有するセラミックスを用いることが好ましい。このようなセラミックスとしては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、サイアロン、窒化ホウ素（ＢＮ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）の焼結体が挙げられる。前記材料を２種以上用いた複合焼結体であっても良い。
　中でも、誘電体基板２４の形成材料は、炭化ケイ素と酸化アルミニウムとの複合材料が好ましい。これにより、誘電体基板２４の誘電率を高くすることができ、板状試料Ｗの静電吸着が良好となりやすい。また、板状試料Ｗに対する不純物のリスクを低く抑えることができる。
　誘電体基板２４の形成材料は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　誘電体基板２４の形成材料の平均結晶粒径は、特に限定されないが、例えば１０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以下であることがより好ましい。誘電体基板２４の形成材料の平均結晶粒径が１０μｍ以下であれば、加工時におけるチッピングや脱粒が少なく、後述する溝部１６を形成しやすい傾向がある。平均結晶粒径の下限値は任意に選択できるが、例えば０．１μｍや、０．１５μｍや、０．５μｍなどが例として挙げられる。
　電極層２６は、誘電体基板２４の内部に埋設されている。
　静電チャック装置１０の使用温度下において、電極層２６の体積固有抵抗値は、１．０×１０６Ω・ｃｍ以下が好ましく、１．０×１０４Ω・ｃｍ以下がより好ましい。
　電極層２６の形成材料は任意に選択できるが、導電性セラミックスであるであることが好ましい。導電性セラミックスとしては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）との複合焼結体、窒化タンタル（ＴａＮ）と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）との複合焼結体、炭化タンタル（ＴａＣ）と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）との複合焼結体、炭化モリブデン（Ｍｏ２Ｃ）と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）との複合焼結体等が挙げられる。
　電極層２６の厚さは任意に選択できるが、例えば１０μｍ～５０μｍであっても良い。
　吸着部材３は、静電チャック部１４と、保持部１５と、を有している。静電チャック部１４および保持部１５にはそれぞれの内部に、上述の電極層２６が配置されている。
　本実施形態において、吸着部材３の静電チャック部１４に配置された電極層を「電極層２６Ａ」と称することがある。また、吸着部材３の保持部１５に配置された電極層を「電極層２６Ｂ」と称することがある。なお、単に「電極層２６」というときには、電極層２６Ａおよび電極層２６Ｂの両方を指している。
　電極層２６Ａと、電極層２６Ｂとは電気的に接続されていてもよい。
　誘電体基板２４の静電チャック部１４の上面は、誘電体基板２４の保持部１５の上面よりも高くなっている。
（静電チャック部）
　静電チャック部１４には、電極層２６に通電する給電用端子２７が配置されている。給電用端子２７から電極層２６に通電することにより、誘電体基板２４の静電チャック部１４は、静電吸着力を発現できる。給電用端子２７の一端は、電極層２６Ａの下面に接続されている。一方、給電用端子２７の他端は、外部電源（図示略）に電気的に接続されている。
　給電用端子２７の周囲は、絶縁碍子２８に覆われている。図１に示す絶縁碍子２８は、円筒状の筐体である。絶縁碍子２８は、内部に給電用端子２７を収容する空間を有している。これにより、給電用端子２７を絶縁碍子２８の外部と絶縁している。
　誘電体基板２４の静電チャック部１４の上面（＋Ｚ側の面）は、上述の載置面１１ａである。載置面１１ａは、平面視円形であってよく、ディスク状のウエハ等を搭置できる。
（保持部）
　本実施形態の保持部１５は、載置面１１ａの周囲を囲むように、円環状に形成されている。
　保持部１５には、溝部１６と、複数の貫通孔２５とが設けられている。
　溝部１６は、載置面１１ａの周囲を囲むように円環状に形成されている。溝部１６には、冷却ガスが拡散されている。保持部１５の上面（保持面）にはフォーカスリング１２が配置されている。これにより、冷却ガスと接触する部分からフォーカスリングが冷却される。
　保持部１５において、溝部１６の幅方向両側の上面は、フォーカスリング１２と接し、フォーカスリング１２を保持する保持面１５ａである。保持面１５ａは、溝部１６に流通する冷却ガスが、外部にリークするのを抑制する。
　本実施形態では、保持面１５ａを有する帯状の構造体をシールバンド１７と称することがある。シールバンド１７は、外側でフォーカスリングを保持するシールバンド１７Ａと、シールバンド１７Ａよりも内側でフォーカスリングを保持するシールバンド１７Ｂからなる。シールバンド１７は、保持面１５ａでフォーカスリング１２と接触し、溝部１６に流通する冷却ガスが外部に漏れ出ないように封止する。
　複数の貫通孔２５は、溝部１６の底面１６ａに開口している。
　本実施形態の保持部１５は、誘電体基板２４の原料に対して、すなわち保持部のない構造体に対して、後述の研削加工をすることにより形成される。
［冷却ベース］
　本実施形態の冷却ベース５は、吸着部材３の下面に接して設けられている。吸着部材３と冷却ベース５とは、例えばシリコーン系などの接着剤により接着されている。図１に示す冷却ベース５は、円盤状である。冷却ベース５には、複数の流路２９が設けられている。
　流路２９は、水や有機溶媒等の冷却用媒体を好ましく循環させる。これにより、吸着部材３の熱を冷却ベース５に逃がし、吸着部材３を冷却することができる。その結果、載置面１１ａに載置される板状試料Ｗが冷却され、板状試料Ｗの温度を低く抑えることができる。
　冷却ベース５の形成材料としては任意に選択できるが、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、またはこれらの金属を含む複合材であれば特に制限はない。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銅（Ｃｕ）、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン等が好適に用いられる。
［フォーカスリング］
　フォーカスリング１２は、半導体製造プロセスにおけるプラズマエッチング等の処理工程において、板状試料Ｗと略同一の温度になるように制御される。
　本実施形態のフォーカスリング１２は、載置台１１の上に、載置面１１ａの周囲を囲むように円環状に配置されている。本実施形態のフォーカスリング１２は、その全体が保持部１５と平面視で重なるように配置され、保持部１５で保持されている。フォーカスリング１２の内径は、吸着部材３の静電チャック部１４の径より大きい。フォーカスリング１２は、上表面の内側に段差部を有してもよい。
　本実施形態において、フォーカスリング１２は、上述の保持部１５の周方向に沿って設けられている。また、フォーカスリング１２は、上述の溝部１６の周方向に沿って設けられている。
　フォーカスリング１２を載置台１１に静電吸着しやすいことから、フォーカスリング１２の形成材料の体積抵抗率は、低いことが好ましい。また、フォーカスリング１２の温度を制御しやすいことから、フォーカスリング１２の形成材料の熱伝導率は高いことが好ましい。このような特性を有するフォーカスリング１２の形成材料としては、例えばセラミックスが挙げられる。例えば、静電チャック装置１０を酸化膜エッチングに用いる場合、フォーカスリング１２の形成材料には、多結晶シリコン、炭化ケイ素等が好適に用いられる。
　なおフォーカスリング１２の、保持部と接触する部分（面）の表面粗さは任意に選択できるが、０．０５μｍ以下であることが好ましく、０．０１μｍ以下であることがより好ましい。また前記部分（面）の平面度は任意に選択できるが、２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。
［冷却手段］
　本実施形態の冷却手段１３は、複数の碍子（硝子部材）３２を備えている。複数の碍子３２の内側は、それぞれガス流路２０となっている。
　複数のガス流路２０は、溝部１６に冷却ガスを供給する。本実施形態で用いられる冷却ガスとしては任意に選択できるが、例えばＨｅガスが挙げられる。
　複数のガス流路２０には、冷却ガスを供給する冷却ガス供給源２２が、圧力制御バルブ２３を介して、接続されている。圧力制御バルブ２３は、冷却ガスの圧力が所定の圧力になるように流量を調整する。なお、冷却ガス供給源２２から冷却ガスを供給するガス流路２０の数は、１本でも、２本以上の複数本でもよい。
　冷却手段１３は、１つ又は複数のガス流路２０を介して溝部１６に冷却ガスを供給する。これにより、冷却手段１３は、フォーカスリング１２を冷却することができる。
　本実施形態の複数の碍子３２は、複数の貫通孔２５に挿入されている。複数の碍子３２は、筒状の筐体である。また、複数の碍子３２の端部は、溝部１６の底面１６ａに開口しており、溝部１６と連通するガス孔２１である。複数のガス孔２１は、溝部１６の底面１６ａに、離散的に形成されている。
　複数の碍子３２の形成材料は任意に選択できるが、絶縁性および機械的強度を有することが好ましい。また、碍子３２の形成材料の熱伝導率は、誘電体基板２４の形成材料の熱伝導率と同等であることが好ましい。このような特性を有する複数の碍子３２の形成材料としては、例えばセラミックスが挙げられる。複数の碍子３２の形成材料として用いられるセラミックスの好ましい例としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が挙げられる。
　発明者らが検討を行った結果、保持部１５の表面には、研削加工に起因して、連続した周期的な凹凸構造（うねり）が形成される場合があることが分かった。
　特に、保持面１５ａに形成されるうねりは、冷却ガスがリークする要因となると推測される。そのため、本実施形態の静電チャック装置１０においては、保持面１５ａのうねりを制御することが求められる。
　本実施形態の保持面１５ａは、表面粗さが０．０５μｍ以下である。以下、これを条件（ｉ）と称することがある。保持面１５ａの表面粗さは、好ましくは０．０２μｍ以下である。
　本明細書の表面粗さは、いわゆる中心線平均表面粗さＲａである。本明細書の表面粗さは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１に準拠し、表面粗さ形状測定機（株式会社東京精密製、ＳＵＲＦＣＯＭ　１５００ＳＤ３）を用いて測定する。この測定において、溝部１６の幅方向の外側１７Ａおよび内側１７Ｂの上面（保持面）１５ａの表面粗さについて、同心円周上で１２０°毎に３箇所ずつ計６箇所測定し、その平均値を採用する。
　本実施形態の保持面１５ａは、平面度が２０μｍ以下である。以下、これを条件（ｉｉ）と称することがある。保持面１５ａの平面度は、好ましくは１５μｍ以下である。
　本明細書の平面度は、ＪＩＳ　Ｂ　６１９１に準拠し、三次元測定機（株式会社東京精密製、ＲＶＡ８００Ａ）を用いて測定される。この測定において、まず、溝部１６の幅方向の外側１７Ａおよび内側１７Ｂの上面（保持面）１５ａの三次元座標について、同心円周上で４５°毎に８箇所ずつ計１６箇所測定する。次に、これらの測定値を用い、最小二乗法にて各測定点からの二乗の和が最小となる最小二乗平面を求める。この最小二乗平面の上側に最も離れた点と下側に最も離れた点の長さの絶対値の和を採用する。
　また、上述した保持面１５ａに形成されるうねりでは、保持面の高さの極大値と極小値とが交互に繰り返されている。ここで、保持部１５におけるうねりの極大値とは、保持部１５の幅方向において局所的に観察される、＋Ｚ方向に最大の値を指す。また、保持部１５におけるうねりの極小値とは、保持部１５の幅方向において局所的に観察される、－Ｚ方向に最大の値を指す。
　上述の極大値と極小値とが繰り返す周期が長いほど、静電吸着したフォーカスリング１２が保持面１５ａのうねりに追従しやすいと推測される。フォーカスリング１２が保持面１５ａのうねりに追従することで、保持部１５のシールバンド１７での隙間を少なくし、冷却ガスのリーク量を少なくすることができる。なおうねりを追従しやすいとは、フォーカスリングと保持面の間の隙間をより小さくしやすいことを意味する。保持面の表面のうねりは無いことが好ましいが、表面のうねりの値をコントロールすることにより、うねりがあっても、目的とする結果を得ることができる。
　本実施形態において、保持面１５ａに形成されるうねりの周期は６０度（°）以上であることが好ましい。うねりの周期が６０度以上であることにより、フォーカスリング１２が保持面１５ａの凹凸に十分追従できると考えられる。うねりの周期は、隣り合う極大値を有する位置と、円環の中心とが作る角度であってよい。周期は、例えば、後述する表面プロファイルから求めることができる。
　発明者らが検討したところ、上述の要件を満たしても板状試料Ｗの表面温度を均一に制御できるものと、できないものがあった。評価及び観察を行うことによって、温度制御ができないものは、保持面１５ａに、うねりの周期よりも短い範囲で微小な凹部が形成されていることが確認された。この凹部は、後述するように、碍子３２の影響により、形成されると推測される。
　本実施形態の静電チャック装置１０においては、保持面１５ａは、保持部１５の周方向と交差する方向に延在する、深さ１．０μｍ以上の凹部を有しないものとする。以下、これを条件（ｉｉｉ）と称することがある。
　保持部１５の周方向と交差する方向に延在する深さ１．０μｍ以上の凹部があると、フォーカスリング１２が凹部に追従しにくく、この凹部から冷却ガスがリークするおそれがある。本実施形態の静電チャック装置１０においては、このような深さ１．０μｍ以上の凹部がないので、冷却ガスのリーク量を少なくすることができる。
　本明細書における凹部の深さは、以下の方法で測定される表面プロファイルから求められる。表面プロファイルの測定は、三次元測定機（株式会社東京精密製、ＲＶＡ８００Ａ）を用いる。表面プロファイルは、溝部１６の幅方向の外側１７Ａの上面（保持面）１５ａの三次元座標について、同心円周上で、１°毎に３６０箇所ずつ計３６０箇所測定することで得られる。この表面プロファイルを用い、うねりの周期の６０°の範囲内において、隣り合う山の頂点を結ぶ接線から谷に向かって垂線を下すとき、接線から谷までの距離を、本明細書における凹部の深さとする。なお、前記隣り合う２つの山は、６０°の範囲の中に含まれる山である。すなわち中心からの一方の山から他方の山までの角度が６０°の範囲に含まれる。隣り合う山が６０°の範囲内にない場合、この範囲に凹部はないものと判断する。
　以上のように、保持面１５ａが上記条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たすことにより、保持部１５の保持面１５ａとフォーカスリング１２との隙間を少なくすることができる。これにより、この隙間からリークする冷却ガスの量を少なくすることができる。その結果、本実施形態では冷却ガスの圧力を制御しやすくなる。このため、静電チャック装置１０は、フォーカスリング１２の温度制御が容易となり、板状試料Ｗの表面温度を均一にすることができる。
　以上のような構成によれば、板状試料の表面温度を均一にすることができる静電チャック装置とすることができる。
＜静電チャック装置の製造方法＞
　上述の静電チャック装置１０が得られる製造方法を、図３～図５に基づいて説明する。
本実施形態の静電チャック装置１０の製造方法は、第１研削工程と、溝部１６を形成する工程と、第２研削工程と、を有する。第１研削工程、溝部１６を形成する工程および第２研削工程以外の工程は、公知の静電チャック装置の製造方法で行われる工程を実施することができる。
　図３は、本実施形態の第１研削工程を示す概略斜視図である。本実施形態の第１研削工程では、円筒状の第１砥石Ｇ１を回転させながら、仮載置台２００を研削する。
　仮載置台２００は、焼結体１５０と、複数の筒状の碍子３２と、冷却ベース５と、を有している。焼結体１５０には、板状試料Ｗを載置する載置面１１ａ（図１参照）が設けられる。載置面１１ａの周囲に、複数の貫通孔２５が設けられている。前記貫通孔２５は任意に選択される数と位置で設けられてよい。貫通孔２５は、等間隔に設けられてもよい。また、焼結体１５０には、電極層２６Ｂが設けられている。仮載置台２００では、焼結体１５０と冷却ベース５とがシリコーン系などの接着剤（図示なし）により接着されている。
　一方、複数の筒状の碍子３２は、上述の貫通孔２５に挿入されている。
　本実施形態の第１研削工程では、複数の碍子３２の一端が焼結体１５０の表面に露出した仮載置台２００について、複数の碍子３２の一端と共に載置面１１ａの周囲の表面１５０ａを、円環状に研削する。
　なお第１研削工程の前には、仮載置台２００の焼結体１５０の上主面は、段差がなく、平らな表面であってよい。例えば、第１研削工程を行うことにより、載置面１１ａの周囲を囲む、連続する１つの段差を形成することができる。前記段差は、載置面１１ａの側面と、平面視で円環状である、１つの底面（保持面）とを有することができる。あるいは、第１研削工程の前には、仮載置台２００の焼結体１５０の上主面に、載置面が設けられていてもよい。
　本実施形態の第１研削工程では、例えばロータリー研削機などを用いることができる。
　本実施形態の第１研削工程では、載置面１１ａの周囲の表面１５０ａが好ましくは下記条件（ｉ）および条件（ｉｉ）を満たすように、仮載置台２００を研削する。
　（ｉ）表面粗さが０．０５μｍ以下である。
　（ｉｉ）平面度が２０μｍ以下である。
　通常、焼結体を砥石により研削すると、研削熱が発生する。第１砥石Ｇ１の周速度が速いほど、発熱量が大きくなる。発熱量が大きくなると、焼結体と冷却ベースの間の上述の接着剤が硬化収縮することがある。この硬化収縮により、焼結体１５０の表面１５０ａにうねりが生じることがある。その結果、表面１５０ａの平面度が低下することがある。
　第１砥石Ｇ１の周速度は、予備実験を行い、表面１５０ａが上記条件（ｉ）および条件（ｉｉ）を満たすような速度に設定するとよい。
　発明者らが検討した結果、本実施形態の第１研削工程において、上記条件（ｉ）および条件（ｉｉ）を満たしても、載置面１１ａの周囲の表面１５０ａに、上述した微小な凹部３０が形成される場合があることが分かった。この凹部３０が形成される要因として、発明者らは次のように考察している。
　本実施形態の第１研削工程において、碍子３２の一端が焼結体１５０の表面に露出した部分では、碍子３２と焼結体１５０とを同時に研削する。また、碍子３２は、内側に研削する対象を有していない。一方、碍子３２の一端が焼結体１５０の表面に露出していない部分では、焼結体１５０のみを研削する。
　このように、仮載置台２００の中でも、研削する位置によって研削する対象が異なっている。そのため、仮載置台２００の中でも研削されやすいところと、研削されにくいところとがあると考えられる。本実施形態においては、この違いが微小な凹部３０として顕在化したと推測される。
　図４は、本実施形態の溝部１６を形成する工程を示す、概略斜視図である。本実施形態の溝部１６を形成する工程では、第１研削工程の後に、保持面に露出する碍子３２と碍子３２の周囲の焼結体１５０とを掘り下げて、載置面１１ａの周囲を囲む、溝部１６を形成する。なおこの時、溝部１６を挟む、保持面の２つの上面（両）は掘り下げられない。図４に示すように、前記保持面の下には、平面視で、碍子が挿入された貫通孔や管路が含まれない。本実施形態の溝部１６を形成する工程では、任意に選択される加工を行うことができ、例えばロータリー加工やブラスト加工などを用いることができ、ブラスト加工を好ましく用いることができる。
　ブラスト加工に使用されるメディアとしては、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）、炭化珪素、ガラスビーズなどを使用することが好ましい。メディアは、４００メッシュアンダー（３００メッシュを通過するもの）であることが好ましい。ブラスト加工におけるメディアの吐出圧力は、例えば、０．１ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．０５ＭＰａ以下とすることがより好ましい。
　図５は、本実施形態の第２研削工程を示す斜視図である。本実施形態の第２研削工程では、円筒状の第２砥石Ｇ２を回転させながら、溝部１６の幅方向両側のシールバンド１７Ａおよびシールバンド１７Ｂの上面（保持面）１５１ａを、再度研削する。なお、第２砥石Ｇ２は、第１砥石Ｇ１と同じであっても、異なっていても良い。
　本実施形態の第２研削工程では、例えばロータリー研削機などを用いることができる。
　本実施形態の第２研削工程において、溝部１６の幅方向両側にあるシールバンド１７Ａおよびシールバンド１７Ｂの上面１５１ａを研削する。このことにより、上述の第１研削工程で形成された微小な凹部３０を平坦化する。本実施形態の第２研削工程では、上記条件（ｉ）および条件（ｉｉ）を満たすように、溝部１６の幅方向両側にあるシールバンド１７Ａおよびシールバンド１７Ｂの上面１５１ａを研削する。その結果、得られる静電チャック装置１０の保持面１５ａが上記条件（ｉ）および条件（ｉｉ）を満たしつつ、下記条件（ｉｉｉ）を満たすものとなる。
　（ｉｉｉ）フォーカスリング１２の周方向と交差する方向に延在する深さ１．０μｍ以上の凹部３０を有しない。
　なお前記凹部の長さや幅は限定されず、深さの測定ができる値であればよい。
　本実施形態の第２研削工程において、砥石の回転軸方向の長さが溝部１６の幅方向の長さよりも長い、砥石を用いることが好ましい。これにより、第２砥石Ｇ２を保持部１５に接触させるだけで、保持面１５１ａを選択的に研削することができる。第２砥石Ｇ２の回転軸方向の長さは、少なくとも保持部の片方の上面よりも長いことが好ましく、保持部の全幅（２つの上面の幅と溝部の幅の合計）と同じ、又はより大きいことがより好ましい。
　第１研削工程で用いる第１砥石Ｇ１と同様に、第２砥石Ｇ１の周速度が速いほど、発熱量が大きくなる。発熱量が大きくなると、上述の接着剤が硬化収縮することがある。この硬化収縮により、保持面１５１ａにうねりが生じることがある。その結果、保持面１５１ａの平面度が低下することがある。
　第２砥石Ｇ２の周速度は、予備実験を行い、保持面１５１ａが上記条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たすような速度に設定するとよい。
　また、上述したように、第１研削工程において上記条件（ｉ）および条件（ｉｉ）を満たすように研削加工してもよいが、第２研削工程において上記条件（ｉ）および条件（ｉｉ）を満たすように研削加工することができる。後者の場合、シールバンド１７Ａとシールバンド１７Ｂとで同じ表面状態となるように、第２砥石Ｇ２として回転軸方向の長さが、保持部１５の全幅と略同一のものを用いるとよい。
　以上のような方法によれば、得られる静電チャック装置１０の保持面１５ａが上記条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たすものとなる。その結果、板状試料の表面温度を均一にすることができる静電チャック装置を製造することができる。
　以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
　本実施形態の静電チャック装置１０では、複数の碍子３２の端部が、溝部１６の底面１６ａに開口している例を示したが、これに限定されない。本発明の一態様の静電チャック装置では、溝部を平面視したとき、複数の碍子が溝部の底面と平面的に重なっていればよい。例えば、前記碍子３２の端部が、溝部１６の底面１６ａに開口していなくても良く、保持部１５の内部に位置することができる。
　図６を参照して、本実施形態の静電チャック装置の変形例について説明する。図６は、本実施形態の静電チャック装置の変形例を示す、Ｘ平面での概略断面図である。図６は、図２に相当する図である。図２の静電チャック装置１０と異なる点は、静電チャック１１０の保持部１５には、保持部１５の厚さ方向（Ｚ方向）に延びる、端部が溝部１６の底面１６ａにて開口しない、複数の管路１２５が設けられていることである。複数の管路１２５の内部空間１２０は、それぞれ電極層２６に電気的に接続される配線などを通す目的で使用される。
　図６の溝部１６は、例えば、管路１２５以外の管から供給される冷却ガスを流しても良い。冷却ガスを供給する管の例は特に限定されない。例えば、図２に記載されたような、筒状の硝子が挿入された、溝部の底面に開口する貫通孔などを、図６の静電チャック装置にも使用することが挙げられる。
　複数の管路１２５には、複数の碍子１３２がそれぞれ挿入されている。これら複数の碍子１３２の端部は溝部１６の底面１６ａに露出していない。溝部１６の底面１６ａと、管路１２５とが平面的に重なっている、すなわち平面視で重なる。
　本実施形態の静電チャック装置１０の製造方法に用いる仮載置台２００は、複数の碍子３２の一端が焼結体１５０の表面に露出しているものとしたが、これに限定されない。
　例えば、厚さ方向に延び、碍子が挿入されている、一端が表面（研削表面）に露出していない複数の管路を含むものの、貫通孔は有しない、仮載置台２００の焼結体１５０を用いても良い。このような仮載置台２００を用いることで、研削工程によって貫通孔が形成され、図２のように管路と硝子の一端が溝部内の表面に露出しても良いし、あるいは、研削工程を行っても、図６のように管路と硝子が溝部内の表面で露出しなくても良い。前記仮載置台２００中の一端が露出していない前記管路の高さや長さや位置を互いに変えることで、研削工程によって、貫通孔と管路の両方を含む、保持部が形成されても良い。
　仮載置台２００の焼結体１５０は、途中まで硝子が挿入されており、前記硝子が表面に露出していない、貫通孔を有しても良い。研削工程によって、図２のように貫通孔と硝子の一端が溝部内の表面に露出しても良いし、貫通孔のみが溝部内の表面に露出しても良い。
　あるいは、表面に露出する貫通孔と露出しない管路の両方と、これらに挿入された硝子とを含む、仮載置台２００を用いても良い。形成された静電チャック装置が前記のような貫通孔と管路の両方を含む場合、これらは互いに連通していてもよいし、連通していなくても良い。
　本発明の一態様の静電チャック装置の製造方法に用いる仮載置台は、載置面の周囲の焼結体を平面視したとき、複数の碍子が載置面の周囲の焼結体の表面と平面的に重なっていればよい。このような仮載置台を用いて図１に示す静電チャック装置１０を製造する場合、第１研削工程と第２研削工程との少なくとも一方において、焼結体１５０と共に複数の碍子３２の一端を加工することができる。
　図６の静電チャック装置１１０を製造する製造方法について説明する。静電チャック装置１１０を製造する製造方法に用いる仮載置台は、複数の碍子１３２の一端が焼結体１５０の表面に露出していない。このような仮載置台の載置面１１ａの周囲では、平面視で、複数の碍子１３２が存在する領域と、複数の碍子１３２が存在しない領域とで、弾性率が異なる。そのため、第１研削工程または第２研削工程の際に、第１砥石Ｇ１または第２砥石Ｇ２を焼結体１５０の研削面に押し当てると、各領域の厚さ方向（Ｚ軸方向）の変形量に差が生じることがある。そのため、この変形量の差に起因して、載置面１１ａの周囲の表面１５０ａに微小な凹部が形成されると考えられる。上述したような製造方法によれば、載置面１１ａの周囲の表面１５０ａに微小な凹部が形成されるのを抑制できる。
　図６に示す静電チャック装置１１０を製造する場合、仮載置台には、複数の碍子１３２の一端が焼結体１５０の表面に露出していない材料を用いる。第１研削工程および第２研削工程においては、焼結体１５０と共に複数の碍子１３２の一端を加工しない。
　例えば、上述した保持部１５には、ヒータ（図示略）が設けられていてもよい。これにより、フォーカスリング１２を加熱することにより、フォーカスリング１２の温度を板状試料Ｗと略同一の温度に制御することができる。
　図９に示すように、溝部１６の底面１６ａには、誘電体基板２４と同じ材料で形成され、保持面１５ａよりも低く設けられた凸部を有していてもよい。凸部の形状や大きさは任意に選択できる。これにより、冷却ガスの流通を妨げることなく、保持部１５の静電吸着を良好にすることができる。その結果、フォーカスリング１２（または板状試料Ｗ）の表面温度を均一に冷却することができる。
　以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、冷却ガスとしてＨｅガスを用いた。
［表面粗さの測定］
　ＪＩＳ　Ｂ　０６０１に準拠し、表面粗さ形状測定機（株式会社東京精密製、ＳＵＲＦＣＯＭ　１５００ＳＤ３）を用いて、表面粗さを測定した。この測定において、溝部の幅方向の内側および外側の上面（保持面）の表面粗さについて、同心円周上で１２０°毎に３箇所ずつ計６箇所測定し、その平均値を採用した。
［平面度の測定］
　ＪＩＳ　Ｂ　６１９１に準拠し、三次元測定機（株式会社東京精密製、ＲＶＡ８００Ａ）を用いて、平面度を測定した。この測定において、まず、溝部の幅方向の内側および外側の上面（保持面）の三次元座標について、同心円周上で４５°毎に８箇所ずつ計１６箇所測定した。次に、これらの測定値を用い、最小二乗法にて各測定点からの二乗の和が最小となる最小二乗平面を求めた。この最小二乗平面の上側に最も離れた点と下側に最も離れた点の長さの絶対値の和を採用した。
［凹部の深さの測定］
　凹部の深さは、以下の方法で測定される表面プロファイルから求めた。表面プロファイルの測定は、三次元測定機（株式会社東京精密製、ＲＶＡ８００Ａ）を用いた。溝部の幅方向の外側の上面（保持面）および内側の上面（保持面）の三次元座標について、測定した。具体的には、円周上で１°毎に３６０箇所ずつ計３６０箇所測定することで、表面プロファイルを得た。この表面プロファイルを用い、うねりの周期の６０°の範囲内において、隣り合う山の頂点を結ぶ接線から谷に向かって垂線を下すとき、接線から谷までの距離を凹部の深さとした。表面プロファイルは、図７と８に示した。６０°の範囲内において、隣り合う山がない場合は、なしと判断した。同心円周上で位置を変えて複数回測定し、位置を変えても、類似の結果が得られることを確認した。
［Ｈｅガスのリーク量の評価］
　静電チャック装置をプラズマエッチング装置に搭載し、静電チャック装置の載置面に直径３５０ｍｍのシリコンウエハ（リング状試料）を、直流２．５ｋＶの印加電圧で吸着固定した。この際、ガス孔よりＨｅガスを６．６６ｋＰａの圧力にて導入し、真空中（＜０．５Ｐａ）の条件で、Ｈｅガスのリーク量を測定し、評価した。
　この評価において、Ｈｅガスのリーク量が１ｓｃｃｍ以下であるものを「○」（可）とした。
また、Ｈｅガスのリーク量が１ｓｃｃｍを超えるものを不良品とし、「×」（不可）とした。
　なお、１ｓｃｃｍは、０．１ＭＰａ、０℃の条件下における１分間あたりの気体の流量（単位：ｃｍ３）を表す。
＜静電チャック装置の製造＞
［実施例１］
　載置台の載置面となる部分の周囲に、複数の貫通孔が設けられた、焼結体（φ３５０ｍｍ、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ製）を用意した。この焼結体と、焼結体の貫通孔と平面的に重なる位置に複数の貫通孔が設けられた冷却ベース（アルミニウム製）と、をシリコーン系接着剤を介して、積層した。この積層体を１００℃で５時間加熱することにより、焼結体と、冷却ベースと、を接着した。
　なお前記焼結体と前記冷却ベースは、同じ直径を有する円筒型のものを用いた。
　次いで、焼結体の貫通孔と冷却ベースの貫通孔とから形成される貫通孔に、複数の碍子（Ａｌ２Ｏ３製）を挿入し、仮載置台を得た。
　次いで、載置面となる部分の周囲にある、前記焼結体の表面部分を、ロータリー研削機により炭化珪素砥石１０００番（第１砥石）を用いて、円環状に研削した（第１研削加工）。この研削により、フォーカスリングを保持する、保持面が形成された。なお研削された部分には、前記碍子が挿入され貫通孔が含まれた。なお、炭化珪素砥石の番手は、数が大きいほど砥粒が小さくなる。また、第１研削加工における砥石周速度（回転速度）を８０ｍ／ｓとした。
　次いで、載置面の周囲にある、研削された面（保持面）に、ブラスト加工を行い、碍子と碍子の周囲の焼結体とを掘り下げて、載置面の周囲を囲む溝部を形成した（溝部を形成する工程）。ブラスト加工は、炭化珪素メディア（４００メッシュアンダー（３００メッシュを通過するもの））を用い、吐出圧力０．０３ＭＰａの条件にて行った。
　さらに、形成した溝部の幅方向の両側の上面を再度、ロータリー研削機により炭化珪素砥石１０００番（第２砥石）を用いて研削した（第２研削加工）。また、第２研削加工における砥石周速度を８０ｍ／ｓとした。このようにして、静電チャック装置を製造した。
　第２研削工程後に得られた溝部の幅方向の上面（保持面）について表面粗さ、平面度および凹部の深さを測定した。
［実施例２］
　第１研削加工および第２研削加工における砥石周速度を１００ｍ／ｓとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。
［実施例３］
　第１研削加工および第２研削加工における砥石周速度を１１０ｍ／ｓとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。
［実施例４］
　第１砥石および第２砥石として炭化珪素砥石６００番を用いたこと以外は、実施例２と同様に行った。
［比較例１］
　第２研削工程を行わなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。
　溝部を形成する工程後に得られた溝部の幅方向の上面（保持面）について表面粗さ、平面度および凹部の深さを測定した。
［比較例２］
　第２研削工程を行わなかったこと以外は、実施例３と同様に行った。
　溝部を形成する工程後に得られた、溝部の幅方向の上面（保持面）について、表面粗さ、平面度および凹部の深さを測定した。
　実施例および比較例の評価結果を図７および図８、ならびに表１に示す。図７は、実施例１における溝部の幅方向両側の上面（保持面）の、表面形状を表すグラフである。図８は、比較例１における溝部の幅方向両側の上面の、表面形状を表すグラフである。図７および図８の縦軸は、始めの測定点を基準としたときの保持面の高さである。また、横軸は、うねりの周期である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、下記条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たす実施例１～４の静電チャック装置は、Ｈｅガスのリーク量が１ｓｃｃｍ以下であり、Ｈｅガスのリーク量が少ないことが分かった。これにより、実施例１～４の静電チャック装置ではＨｅガスの圧力を制御しやすくなり、ウエハの表面温度を均一にすることができると考えられる。
　（ｉ）表面粗さが０．０５μｍ以下である。
　（ｉｉ）平面度が２０μｍ以下である。
　（ｉｉｉ）フォーカスリングの周方向と交差する方向に延在する深さ１．０μｍ以上の凹部を有しない。
　一方、上記条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たさない比較例１および比較例２の静電チャック装置は、Ｈｅガスのリーク量が１ｓｃｃｍを超え、Ｈｅガスのリーク量が多いことが分かった。これにより、比較例１および比較例２の静電チャック装置ではＨｅガスの圧力を制御しにくく、ウエハの表面温度を均一にしにくいと考えられる。
　以上の結果から、本発明が有用であることが確かめられた。
　板状試料の表面温度を均一にすることができる静電チャック装置を提供する。
　３　吸着部材
　５　冷却ベース
　１０，１１０…静電チャック装置
　１１…載置台
　１１ａ…載置面
　１２…フォーカスリング
　１３…冷却手段
　１４　静電チャック部
　１５…保持部
　１５ａ，１５１ａ…上面（保持面）
　１６…溝部
　１６ａ…底面
　１７　シールバンド
　１７Ａ　シールバンド（外側）
　１７Ｂ　シールバンド（内側）
　２０　ガス流路
　２１　ガス穴
　２２　冷却ガス供給源
　２３　圧力制御バルブ
　２４　誘電体基板
　２５…貫通孔
　２６　電極層
　２６Ａ　静電チャック部に配置された電極層
　２６Ｂ　保持部に配置された電極層
　２７　給電用端子
　２８　絶縁碍子
　２９　流路
　３０…凹部
　３２，１３２…碍子
　１２０　管路の内部空間
　１２５…管路
　１５０…焼結体
　１５０ａ…表面　２００…仮載置台
　Ｗ…板状試料
　α　領域
　Ｇ１　第１砥石
　Ｇ２　第２砥石

Claims (6)

  1. 　板状試料を載置する載置面が設けられた載置台と、
    　円環状のフォーカスリングと、
    　前記フォーカスリングを冷却する冷却手段と、を備え、
    　前記載置台は、前記載置面の周囲を囲んで設けられた保持部を有し、
    　前記保持部には、
    　前記載置面の周囲を囲む円環状の溝部と、
    　前記溝部の底面に開口する貫通孔と、が設けられ、
    　前記貫通孔には、筒状の碍子が挿入され、
    　前記保持部において、前記溝部の幅方向両側にある保持部の上面は、前記フォーカスリングと接触し前記フォーカスリングを保持する保持面であり、
    　前記保持面は、下記条件（ｉ）～（ｉｉｉ）を満たす静電チャック装置。
    　（ｉ）表面粗さが０．０５μｍ以下である。
    　（ｉｉ）平面度が２０μｍ以下である。
    　（ｉｉｉ）前記保持面と交差する方向に延在する深さ１．０μｍ以上の凹部を有しない。
  2. 　前記保持部には、
    　前記溝部と、
    　前記貫通孔と、
    　前記保持部の厚さ方向に延びる、管路と、
    が設けられ、
    　前記溝部の底面と、前記管路とが平面的に重なっており、
    　前記管路には、筒状の碍子が挿入されている、
    請求項１に記載の静電チャック装置。
  3. 　請求項１または２に記載の静電チャック装置を製造する方法であって、
    　板状試料を載置する載置面と、
    　前記載置面の周囲にある貫通孔と、
    が設けられた焼結体と、
    前記貫通孔に挿入された筒状の碍子と、
    を有する、仮載置台を用意する工程と、
    　前記載置面の周囲の前記焼結体の表面を円環状に研削する第１研削工程と、
    　前記焼結体を掘り下げて、前記載置面の周囲を囲む溝部を形成する工程と、
    　前記溝部の幅方向両側の上面を再度研削する第２研削工程と、
    を有する静電チャック装置の製造方法。
  4. 　前記第２研削工程において、砥石の回転軸方向の長さが前記溝部の幅方向の長さよりも長い砥石を用いる、請求項３に記載の静電チャック装置の製造方法。
  5. 　前記第１研削工程と、前記溝部を形成する工程により、前記碍子が挿入された貫通孔が研削され、
    　前記第２研削工程では、前記碍子が挿入された貫通孔が研削されない、
    請求項３の静電チャック装置の製造方法。
  6. 　前記仮載置台が、前記載置面の周囲に、筒状の碍子が挿入された厚さ方向に延びる管路を、更に有し、
    　前記管路は一端が焼結体の表面に露出せず、
    　前記第１研削工程と前記溝部を形成する工程により、研削により、前記管路から、前記溝部の底面に開口する貫通孔が形成される、
    請求項３の静電チャック装置の製造方法。
PCT/JP2019/006059 2018-02-20 2019-02-19 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法 WO2019163757A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020207022767A KR20200121801A (ko) 2018-02-20 2019-02-19 정전 척 장치 및 정전 척 장치의 제조 방법
US16/970,615 US11848223B2 (en) 2018-02-20 2019-02-19 Electrostatic chuck device and method for producing electrostatic chuck device
JP2020501775A JP7140183B2 (ja) 2018-02-20 2019-02-19 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法
CN201980011884.1A CN111684574B (zh) 2018-02-20 2019-02-19 静电卡盘装置及静电卡盘装置的制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-027750 2018-02-20
JP2018027750 2018-02-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019163757A1 true WO2019163757A1 (ja) 2019-08-29

Family

ID=67687764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/006059 WO2019163757A1 (ja) 2018-02-20 2019-02-19 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11848223B2 (ja)
JP (1) JP7140183B2 (ja)
KR (1) KR20200121801A (ja)
CN (1) CN111684574B (ja)
WO (1) WO2019163757A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021044885A1 (ja) * 2019-09-06 2021-03-11 Toto株式会社 静電チャック
JP2021166270A (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 東京エレクトロン株式会社 エッジリング、載置台及び基板処理装置
JPWO2022215633A1 (ja) * 2021-04-09 2022-10-13
JP7441711B2 (ja) 2020-04-13 2024-03-01 東京エレクトロン株式会社 基板支持台、プラズマ処理システム及びエッジリングの載置方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07297265A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電チャック
JP2003133401A (ja) * 2001-10-30 2003-05-09 Kyocera Corp 静電チャック
JP2005101505A (ja) * 2003-03-13 2005-04-14 Ventec-Ges Fuer Venturekapital & Unternehmensberatung Mbh 可動可搬型静電式基板保持器
JP2009016573A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Ngk Insulators Ltd 静電チャック及びそれを用いたワークの冷却方法
JP2011009351A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2014236047A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2015062237A (ja) * 2014-10-29 2015-04-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
WO2016052291A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4559595B2 (ja) 2000-07-17 2010-10-06 東京エレクトロン株式会社 被処理体の載置装置及びプラズマ処理装置
JP4864757B2 (ja) * 2007-02-14 2012-02-01 東京エレクトロン株式会社 基板載置台及びその表面処理方法
JP2011181677A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及び基板載置システム
JP5642531B2 (ja) 2010-12-22 2014-12-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07297265A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電チャック
JP2003133401A (ja) * 2001-10-30 2003-05-09 Kyocera Corp 静電チャック
JP2005101505A (ja) * 2003-03-13 2005-04-14 Ventec-Ges Fuer Venturekapital & Unternehmensberatung Mbh 可動可搬型静電式基板保持器
JP2009016573A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Ngk Insulators Ltd 静電チャック及びそれを用いたワークの冷却方法
JP2011009351A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2014236047A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
WO2016052291A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
JP2015062237A (ja) * 2014-10-29 2015-04-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021044885A1 (ja) * 2019-09-06 2021-03-11 Toto株式会社 静電チャック
KR20210030349A (ko) * 2019-09-06 2021-03-17 토토 가부시키가이샤 정전 척
JP2021044543A (ja) * 2019-09-06 2021-03-18 Toto株式会社 静電チャック
US11410868B2 (en) 2019-09-06 2022-08-09 Toto Ltd. Electrostatic chuck
KR102502299B1 (ko) * 2019-09-06 2023-02-23 토토 가부시키가이샤 정전 척
JP2021166270A (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 東京エレクトロン株式会社 エッジリング、載置台及び基板処理装置
JP7441711B2 (ja) 2020-04-13 2024-03-01 東京エレクトロン株式会社 基板支持台、プラズマ処理システム及びエッジリングの載置方法
JPWO2022215633A1 (ja) * 2021-04-09 2022-10-13
JP7378668B2 (ja) 2021-04-09 2023-11-13 東京エレクトロン株式会社 静電チャックおよび基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210074570A1 (en) 2021-03-11
KR20200121801A (ko) 2020-10-26
CN111684574A (zh) 2020-09-18
US11848223B2 (en) 2023-12-19
CN111684574B (zh) 2023-09-05
JP7140183B2 (ja) 2022-09-21
JPWO2019163757A1 (ja) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019163757A1 (ja) 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法
US9466518B2 (en) Electrostatic chuck device
JP5267603B2 (ja) 静電チャック
US7068489B2 (en) Electrostatic chuck for holding wafer
KR101142000B1 (ko) 정전척
US11328948B2 (en) Electrostatic chuck device and method of manufacturing electrostatic chuck device
JP7001165B2 (ja) 静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法
JP5557164B2 (ja) 静電チャック
JP5011736B2 (ja) 静電チャック装置
JP4943086B2 (ja) 静電チャック装置及びプラズマ処理装置
JP6027140B2 (ja) 試料保持具
JP2006013256A (ja) 静電チャック
JP4524268B2 (ja) 静電チャック機能付きセラミックヒーター及びその製造方法
US11012008B2 (en) Electrostatic chuck device
JP6702526B1 (ja) 静電チャック装置
US10068783B2 (en) Sample holder
JP2008042137A (ja) 静電チャック装置
JP7379166B2 (ja) 保持装置の製造方法
JP2023019342A (ja) セラミックスヒータ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19758222

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020501775

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19758222

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1