Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7601606B2 - Retaining device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7601606B2 - Retaining device - Google Patents

Retaining device Download PDF

Info

Publication number
JP7601606B2
JP7601606B2 JP2020180076A JP2020180076A JP7601606B2 JP 7601606 B2 JP7601606 B2 JP 7601606B2 JP 2020180076 A JP2020180076 A JP 2020180076A JP 2020180076 A JP2020180076 A JP 2020180076A JP 7601606 B2 JP7601606 B2 JP 7601606B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole
plate
base member
holes
thick layer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2020180076A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022071240A (en
Inventor
考史 山本
絢子 平中
敬太 小笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=81593892&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP7601606(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2020180076A priority Critical patent/JP7601606B2/en
Publication of JP2022071240A publication Critical patent/JP2022071240A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7601606B2 publication Critical patent/JP7601606B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本開示は、対象物を保持する保持装置に関する。 This disclosure relates to a holding device for holding an object.

保持装置として、例えば、特許文献1に記載された静電チャックが知られている。この静電チャックは、対象物であるウエハを保持する静電チャック基板(セラミックス部材)と、冷却用のベースプレート(ベース部材)と、両部材を接合する接合層とを備えている。そして、静電チャック基板は、発熱抵抗体を内蔵している。また、このような静電チャックには、ウエハを静電チャック基板からリフトアップするためのリフトピンが挿入されるリフトピン孔や、静電チャック基板の表面(保持面)とウエハとの間にガスを充填するためのガス孔などの貫通孔が設けられている。 As a holding device, for example, an electrostatic chuck described in Patent Document 1 is known. This electrostatic chuck includes an electrostatic chuck substrate (ceramic member) that holds the target wafer, a base plate (base member) for cooling, and a bonding layer that bonds the two members. The electrostatic chuck substrate incorporates a heating resistor. In addition, such an electrostatic chuck is provided with through holes such as lift pin holes into which lift pins are inserted to lift up the wafer from the electrostatic chuck substrate, and gas holes for filling the gap between the surface (holding surface) of the electrostatic chuck substrate and the wafer.

特許第5891332号公報Patent No. 5891332

しかしながら、上記のような保持装置では、発熱抵抗体の露出を防止するために、貫通孔付近においては発熱抵抗体が貫通孔から少し離れた箇所(言い換えると、貫通孔を避けるよう)に配置されている。そのため、対象物を保持する保持面において、貫通孔周辺では、他の部位に比べて低温になり易い。そのため、保持面において、貫通孔周辺まで温度を均一化することが困難であった。 However, in the above-mentioned holding device, the heating resistor is placed a little distance away from the through hole (in other words, to avoid the through hole) in the vicinity of the through hole to prevent exposure of the heating resistor. Therefore, the area around the through hole on the holding surface that holds the object is likely to be colder than other areas. Therefore, it has been difficult to uniform the temperature on the holding surface up to the area around the through hole.

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、対象物を保持する保持面において、貫通孔周辺まで温度を均一化することができる保持装置を提供することを目的とする。 Therefore, this disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a holding device that can equalize the temperature on the holding surface that holds the object, even around the through-hole.

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面とを備える板状部材と、第3の面と、前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面とを備えるベース部材と、前記板状部材の前記第2の面と前記ベース部材の前記第3の面との間に配置され、前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合層と、を有し、前記板状部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記板状部材には、前記第1の面と前記第2の面を貫通する第1の貫通孔が形成され、
前記ベース部材には、前記第3の面と前記第4の面を貫通し、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔が形成されており、
前記第2の面に、前記第1の貫通孔の開口部周辺に凹部が設けられ、
前記接合層は、前記凹部の少なくとも一部に充填配置された他の部位よりも厚い厚層部を有し、
前記凹部は、前記第1の貫通孔に向かって徐々に前記第1の面の方向に深くなるテーパ形状をなしており、
前記厚層部は、前記第1の貫通孔と前記第2の貫通孔とを連通させる第3の貫通孔が中央に形成された前記第1の面側に凸であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, one aspect of the present disclosure is to
A holding device having a plate-shaped member having a first surface and a second surface provided on an opposite side to the first surface, a base member having a third surface and a fourth surface provided on an opposite side to the third surface, and a bonding layer disposed between the second surface of the plate-shaped member and the third surface of the base member, bonding the plate-shaped member and the base member, the holding device holding an object on the first surface of the plate-shaped member,
a first through hole penetrating the first surface and the second surface is formed in the plate-like member;
a second through hole penetrating the third surface and the fourth surface and communicating with the first through hole is formed in the base member;
a recess is provided on the second surface around an opening of the first through hole;
the bonding layer has a thick layer portion that is disposed in at least a portion of the recess and is thicker than other portions of the recess;
The recess has a tapered shape that gradually becomes deeper in a direction toward the first surface toward the first through hole,
The thick layer portion is characterized in that it is convex toward the first surface side, on which a third through hole that connects the first through hole and the second through hole is formed in the center .

この保持装置では、板状部材の第2の面に、第1の貫通孔の開口部周辺に凹部が設けられており、接合層が凹部の少なくとも一部に充填配置された他の部位よりも厚い厚層部を有している。つまり、板状部材の貫通孔周辺に接合層の厚さが他の部位よりも大きい厚層部が設けられている。これにより、第1の面において低温になりやすい貫通孔周辺に、接合層の厚層部が配置される。そのため、厚層部によってベース部材と板状部材との熱伝達(ベース部材による冷却)が抑制されるので、貫通孔周辺の温度低下を抑制することができる。従って、第1の面において、貫通孔周辺まで温度を均一化することができる。 In this holding device, a recess is provided on the second surface of the plate-like member around the opening of the first through hole, and the bonding layer has a thick layer portion that is thicker than other portions that are filled in at least a portion of the recess. In other words, a thick layer portion is provided around the through hole of the plate-like member where the bonding layer is thicker than other portions. This allows the thick layer portion of the bonding layer to be disposed around the through hole, which is likely to become cold on the first surface. Therefore, the thick layer portion suppresses heat transfer between the base member and the plate-like member (cooling by the base member), and therefore it is possible to suppress a drop in temperature around the through hole. Therefore, it is possible to uniform the temperature on the first surface up to the vicinity of the through hole.

また、ベース部材側ではなく板状部材側に厚層部を設けているため、ベース部材と板状部材との熱伝達がより抑制されるとともに、厚層部が第1の面により近い位置に配置される。そのため、第1の面において低温になりやすい貫通孔周辺の温度制御が容易になるので、第1の面の温度制御性を向上させることができる。
さらに、厚層部を、第1の貫通孔と第2の貫通孔とを連通させる第3の貫通孔が中央に形成された第1の面側に凸にすることにより、貫通孔周辺において、接合層に厚層部を簡単に形成することができる。また、厚層部の厚さが徐々に変化するため、第1の面における貫通孔周辺の温度分布に応じて厚さの変化率を調整することによって、第1の面において低温になりやすい貫通孔周辺の温度を更に均一化することができる。
In addition, since the thick layer portion is provided on the plate-like member side rather than on the base member side, heat transfer between the base member and the plate-like member is further suppressed and the thick layer portion is located closer to the first surface, which makes it easier to control the temperature around the through holes, which tend to become cold on the first surface, and improves the temperature controllability of the first surface.
Furthermore, by forming the thick layer portion so as to be convex toward the first surface side where the third through hole that connects the first through hole and the second through hole is formed in the center, the thick layer portion can be easily formed in the bonding layer around the through hole. Also, since the thickness of the thick layer portion gradually changes, the temperature around the through hole, which tends to become low on the first surface, can be further uniformed by adjusting the rate of change in thickness according to the temperature distribution around the through hole on the first surface.

上記した保持装置において、
前記板状部材は、内部に発熱抵抗体を有し、
前記発熱抵抗体は、前記板状部材と前記ベース部材との積層方向から見たときに、前記厚層部に重なるように配置されていることが好ましい。
In the above-mentioned holding device,
The plate-like member has a heating resistor therein,
The heating resistor is preferably disposed so as to overlap the thick layer portion when viewed from the lamination direction of the plate-like member and the base member.

このように、発熱抵抗体を、板状部材とベース部材との積層方向から見たときに、厚層部に重なるように配置することにより、発熱抵抗体からの熱がベース部材へ伝達され難くなる。その結果として、発熱抵抗体からの熱は、厚層部の上方(第1の面側)へ効率良く伝達される。従って、厚層部が配置されている貫通孔周辺の温度低下を抑制することができるため、第1の面において、貫通孔周辺まで温度をより均一化することができる。 In this way, by arranging the heating resistor so that it overlaps the thick layer portion when viewed from the stacking direction of the plate-shaped member and the base member, heat from the heating resistor is less likely to be transferred to the base member. As a result, heat from the heating resistor is efficiently transferred upward (to the first surface side) of the thick layer portion. Therefore, it is possible to suppress a temperature drop around the through hole where the thick layer portion is located, and it is possible to make the temperature more uniform on the first surface up to the area around the through hole.

上記した保持装置において、
前記ベース部材は、冷媒を流すための冷媒流路を備え、
前記冷媒流路は、前記板状部材と前記ベース部材との積層方向から見たときに、前記厚層部に重ならないように配置されていることが好ましい。
In the above-mentioned holding device,
The base member includes a coolant flow path for allowing a coolant to flow therethrough.
It is preferable that the coolant flow passage is disposed so as not to overlap the thick layer portion when viewed from the stacking direction of the plate-like member and the base member.

このように、ベース部材に備わる冷媒流路を、板状部材とベース部材との積層方向から見たときに、厚層部に重ならないように配置することにより、厚層部が冷却され難くなる。その結果として、厚層部が配置されている貫通孔周辺の温度低下を抑制することができるため、第1の面において、貫通孔周辺まで温度をより均一化することができる。 In this way, by arranging the refrigerant flow paths in the base member so that they do not overlap the thick layer portion when viewed from the stacking direction of the plate-like member and the base member, the thick layer portion is less likely to be cooled. As a result, it is possible to suppress a drop in temperature around the through hole where the thick layer portion is located, and therefore it is possible to make the temperature more uniform on the first surface up to the vicinity of the through hole.

上記課題を解決するためになされた本開示の別形態として、As another aspect of the present disclosure made to solve the above problems,
第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面とを備える板状部材と、第3の面と、前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面とを備えるベース部材と、前記板状部材の前記第2の面と前記ベース部材の前記第3の面との間に配置され、前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合層と、を有し、前記板状部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持装置において、A holding device having a plate-shaped member having a first surface and a second surface provided on an opposite side to the first surface, a base member having a third surface and a fourth surface provided on an opposite side to the third surface, and a bonding layer disposed between the second surface of the plate-shaped member and the third surface of the base member, bonding the plate-shaped member and the base member, the holding device holding an object on the first surface of the plate-shaped member,
前記板状部材には、前記第1の面と前記第2の面を貫通する第1の貫通孔が形成され、a first through hole penetrating the first surface and the second surface is formed in the plate-like member;
前記ベース部材には、前記第3の面と前記第4の面を貫通し、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔が形成されており、a second through hole penetrating the third surface and the fourth surface and communicating with the first through hole is formed in the base member;
前記第2の面に、前記第1の貫通孔の開口部を取り囲むように凹部が設けられ、a recess is provided on the second surface so as to surround an opening of the first through hole;
前記凹部は、前記第1の面の方向に深くなる形状をなしており、The recess has a shape that deepens in a direction toward the first surface,
前記接合層は、前記凹部の少なくとも一部に充填配置された他の部位よりも厚い厚層部を有し、前記第1の貫通孔と前記第2の貫通孔とを連通させる第3の貫通孔が中央に形成された前記第1の面側に凸であり、the bonding layer has a thick layer portion that is thicker than other portions filled in at least a portion of the recess, and is convex toward the first surface side, the third through hole being formed in the center thereof and connecting the first through hole and the second through hole;
第3貫通孔の直径は、前記第1の貫通孔の直径と同等であることを特徴するものであってもよい。The diameter of the third through hole may be equal to the diameter of the first through hole.

このようにすることにより、貫通孔周辺において、接合層に厚層部をより簡単に形成することができる。また、凹部がテーパ形状の場合と比べて厚層部の体積が大きくなるため、貫通孔に侵入したプラズマや腐食性ガスによる接合層の浸食を抑制し易くなる。これにより、接合層の保護性能と第1の面における温度均一性の両立を図ることができる。 In this way, it is possible to more easily form a thick layer portion in the bonding layer around the through hole. In addition, since the volume of the thick layer portion is larger than when the recess is tapered, it is easier to suppress erosion of the bonding layer caused by plasma or corrosive gases that have entered the through hole. This makes it possible to achieve both the protective performance of the bonding layer and temperature uniformity on the first surface.

本開示によれば、対象物を保持する保持面において、貫通孔周辺まで温度を均一化することができる保持装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a holding device that can equalize the temperature on the holding surface that holds the object, even around the through hole.

第1実施形態の静電チャックの概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of an electrostatic chuck according to a first embodiment. 第1実施形態の静電チャックのXZ断面の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an electrostatic chuck according to a first embodiment of the present invention taken along an XZ cross section; 第1実施形態の静電チャックのXY平面の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the electrostatic chuck of the first embodiment in the XY plane. ヒータ電極の配置図である。FIG. 第2実施形態の静電チャックのXZ断面の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an electrostatic chuck of a second embodiment taken along an XZ cross section; 第2実施形態の静電チャックのXZ断面の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an electrostatic chuck of a second embodiment taken along an XZ cross section.

[第1実施形態]
本開示に係る実施形態である保持装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、対象物である半導体ウエハWを保持する静電チャック1を例示して説明する。本実施形態の静電チャック1について、図1~図4を参照しながら説明する。
[First embodiment]
A holding device according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an electrostatic chuck 1 that holds a semiconductor wafer W as an object will be described as an example. The electrostatic chuck 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

本実施形態の静電チャック1は、半導体ウエハW(対象物)を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば、半導体製造装置の真空チャンバー内で半導体ウエハWを固定するために使用される。図1に示すように、静電チャック1は、板状部材10と、ベース部材20と、板状部材10とベース部材20とを接合する接合層40とを有する。 The electrostatic chuck 1 of this embodiment is a device that attracts and holds a semiconductor wafer W (object) by electrostatic attraction, and is used, for example, to fix the semiconductor wafer W in a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing device. As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck 1 has a plate-shaped member 10, a base member 20, and a bonding layer 40 that bonds the plate-shaped member 10 and the base member 20.

なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図1に示すようにXYZ軸を定義する。ここで、Z軸は、静電チャック1の軸線方向(図1において上下方向)の軸であり、X軸とY軸は、静電チャック1の径方向の軸である。そして、Z軸方向は、本開示の「積層方向」の一例である。 For ease of explanation, in the following description, the XYZ axes are defined as shown in FIG. 1. Here, the Z axis is the axis in the axial direction of the electrostatic chuck 1 (the vertical direction in FIG. 1), and the X and Y axes are the axes in the radial direction of the electrostatic chuck 1. The Z axis direction is an example of the "stacking direction" in this disclosure.

板状部材10は、図1に示すように、円盤状の部材であり、材料としてはセラミックスを用いてもよい。セラミックスとしては、様々なセラミックスが用いられるが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ、Al)または窒化アルミニウム(AlN)を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合の最も多い成分(例えば、体積含有率が90vol%以上の成分)を意味する。 The plate-like member 10 is a disk-like member as shown in Fig. 1, and may be made of ceramics. Various ceramics may be used as the ceramics, but from the viewpoints of strength, wear resistance, plasma resistance, etc., it is preferable to use ceramics whose main component is, for example, aluminum oxide (alumina, Al2O3 ) or aluminum nitride (AlN). Note that the main component here means the component with the highest content (for example, a component with a volume content of 90 vol% or more).

また、板状部材10の直径は、上段部が例えば150~300mm程度であり、下段部が例えば180~350mm程度である。板状部材10の厚さは、例えば2~6mm程度である。なお、板状部材10の熱伝導率は、10~50W/mK(より好ましくは、18~30W/mK)の範囲内が望ましい。また、板状部材10は、板状部材10の熱伝導率が接合層40の熱伝導率よりも高くなるように形成される。 The diameter of the plate-shaped member 10 is, for example, about 150 to 300 mm at the upper stage and about 180 to 350 mm at the lower stage. The thickness of the plate-shaped member 10 is, for example, about 2 to 6 mm. The thermal conductivity of the plate-shaped member 10 is preferably within a range of 10 to 50 W/mK (more preferably, 18 to 30 W/mK). The plate-shaped member 10 is formed so that the thermal conductivity of the plate-shaped member 10 is higher than the thermal conductivity of the bonding layer 40.

図1、図2に示すように、板状部材10は、半導体ウエハWを保持する保持面11と、板状部材10の厚み方向(Z軸方向に一致する方向、上下方向)について保持面11とは反対側に設けられる下面12とを備えている。なお、保持面11は本開示の「第1の面」の一例であり、下面12は本開示の「第2の面」の一例である。 As shown in Figures 1 and 2, the plate-like member 10 has a holding surface 11 that holds a semiconductor wafer W, and a bottom surface 12 that is provided on the opposite side of the holding surface 11 in the thickness direction of the plate-like member 10 (the direction that coincides with the Z-axis direction, the up-down direction). Note that the holding surface 11 is an example of a "first surface" in this disclosure, and the bottom surface 12 is an example of a "second surface" in this disclosure.

板状部材10の保持面11は、凹凸形状をなしている。具体的には、保持面11には、図2、図3に示すように、その外縁付近に環状の環状凸部16が形成され、環状凸部16の内側に複数の独立した柱状の凸部17が形成されている。なお、環状凸部16は、シールバンドとも呼ばれる。環状凸部16の断面(XZ断面)の形状は、図2に示すように、略矩形である。環状凸部16の高さ(Z軸方向の寸法)は、例えば、10μm~20μm程度である。また、環状凸部16の幅(X軸方向の寸法)は、例えば、0.5mm~5.0mm程度である。 The holding surface 11 of the plate-like member 10 has an uneven shape. Specifically, as shown in Figs. 2 and 3, a ring-shaped annular protrusion 16 is formed near the outer edge of the holding surface 11, and multiple independent columnar protrusions 17 are formed inside the ring-shaped protrusion 16. The ring-shaped protrusion 16 is also called a seal band. As shown in Fig. 2, the cross section (XZ cross section) of the ring-shaped protrusion 16 is substantially rectangular. The height (dimension in the Z-axis direction) of the ring-shaped protrusion 16 is, for example, about 10 μm to 20 μm. The width (dimension in the X-axis direction) of the ring-shaped protrusion 16 is, for example, about 0.5 mm to 5.0 mm.

各凸部17は、図3に示すように、Z軸方向視(平面視)で略円形をなしており、略均等間隔で配置されている。また、各凸部17の断面(XZ断面)の形状は、図2に示すように、略矩形である。凸部17の高さは、環状凸部16の高さと略同一であり、例えば、10~20μm程度である。また、凸部17の幅(Z軸方向視での凸部17の最大径)は、例えば、0.5~1.5mm程度である。なお、板状部材10の保持面11における環状凸部16より内側において、凸部17が形成されていない部分は、凹部18となっている。 As shown in FIG. 3, each of the protrusions 17 has a substantially circular shape when viewed in the Z-axis direction (plan view), and is arranged at substantially equal intervals. The cross-sectional shape (XZ cross-section) of each of the protrusions 17 is substantially rectangular, as shown in FIG. 2. The height of the protrusions 17 is substantially the same as the height of the annular protrusions 16, and is, for example, about 10 to 20 μm. The width of the protrusions 17 (maximum diameter of the protrusions 17 when viewed in the Z-axis direction) is, for example, about 0.5 to 1.5 mm. The portion of the holding surface 11 of the plate-like member 10 inside the annular protrusions 16 where no protrusions 17 are formed is a recess 18.

そして、半導体ウエハWは、板状部材10の保持面11における環状凸部16と複数の凸部17とに支持されて、静電チャック1に保持される。半導体ウエハWが静電チャック1に保持された状態では、半導体ウエハWの表面(下面)と、板状部材10の保持面11(詳細には、保持面11の凹部18)との間に、空間Sが存在することとなる(図2参照)。この空間Sには、後述するガス孔31を介して不活性ガス(例えば、ヘリウムガス)が供給されるようになっている。 The semiconductor wafer W is supported by the annular convex portion 16 and the multiple convex portions 17 on the holding surface 11 of the plate-like member 10 and is held by the electrostatic chuck 1. When the semiconductor wafer W is held by the electrostatic chuck 1, a space S exists between the surface (lower surface) of the semiconductor wafer W and the holding surface 11 of the plate-like member 10 (more specifically, the recessed portion 18 of the holding surface 11) (see FIG. 2). An inert gas (e.g., helium gas) is supplied to this space S via a gas hole 31, which will be described later.

このような板状部材10には、保持面11と下面12との間を厚み方向(Z軸方向、図2において上下方向)に貫通する円筒形状の第1貫通孔15a,15bが形成されている。そして、板状部材10の下面12には、第1貫通孔15aの開口部周辺に凹部13aが形成され、第1貫通孔15bの開口部周辺に凹部13bが形成されている。本実施形態の凹部13a、13bは、第1貫通孔15a,15bに向かって徐々に保持面11の方向に深くなるテーパ形状をなしている。 In such a plate-like member 10, cylindrical first through holes 15a, 15b are formed which penetrate between the holding surface 11 and the lower surface 12 in the thickness direction (Z-axis direction, up-down direction in FIG. 2). In addition, in the lower surface 12 of the plate-like member 10, a recess 13a is formed around the opening of the first through hole 15a, and a recess 13b is formed around the opening of the first through hole 15b. In this embodiment, the recesses 13a, 13b have a tapered shape which gradually becomes deeper in the direction of the holding surface 11 toward the first through holes 15a, 15b.

また、板状部材10は、その内部にヒータ電極14(発熱抵抗体)を備えている。ヒータ電極14は、例えば、図4に示すように、Z軸方向視で略螺旋状に延びるパターンを構成しており、導電性材料(例えば、タングステン、モリブデン、白金等)により形成されている。そして、ヒータ電極14は、Z軸方向視で第1貫通孔15a,15b付近において、ヒータ電極14が露出しないように第1貫通孔15a,15bを迂回して(第1貫通孔15a,15bから離れて)配置されている。また、ヒータ電極14は、Z軸方向視で後述する接合層40の厚層部42a,42bに重なるように配置されている(図2参照)。 The plate-like member 10 also has a heater electrode 14 (heat generating resistor) therein. The heater electrode 14, for example, as shown in FIG. 4, forms a pattern that extends in a substantially spiral shape when viewed in the Z-axis direction, and is made of a conductive material (for example, tungsten, molybdenum, platinum, etc.). The heater electrode 14 is disposed near the first through holes 15a, 15b when viewed in the Z-axis direction, bypassing the first through holes 15a, 15b (away from the first through holes 15a, 15b) so that the heater electrode 14 is not exposed. The heater electrode 14 is also disposed so as to overlap the thick layer portions 42a, 42b of the bonding layer 40 described later when viewed in the Z-axis direction (see FIG. 2).

なお、ヒータ電極14の線幅は、例えば、0.1~10mm程度、ヒータ電極14の厚さ(Z軸方向の寸法)は、例えば、0.02~3mm程度である。このようなヒータ電極14に図示しない電源から電圧が印加されることによって、ヒータ電極14が発熱し、保持面11が加熱されることにより、保持面11の保持された半導体ウエハWが加熱される。 The heater electrode 14 has a line width of, for example, about 0.1 to 10 mm, and a thickness (dimension in the Z-axis direction) of, for example, about 0.02 to 3 mm. When a voltage is applied to the heater electrode 14 from a power source (not shown), the heater electrode 14 generates heat, which heats the holding surface 11, thereby heating the semiconductor wafer W held by the holding surface 11.

ベース部材20は、図1に示すように円柱状、詳しくは、直径の異なる2つの円柱が、大きな直径の円柱状の上面部の上に小さな直径の円柱状の下面部が載せられるようにして、中心軸Caを共通にして重ねられて形成された段付きの円柱状である。このベース部材20は、金属(例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等)により形成されていることが好ましいが、金属以外であってもよい。 As shown in FIG. 1, the base member 20 is cylindrical, more specifically, a stepped cylinder formed by stacking two cylinders of different diameters with a common central axis Ca, with the lower surface of the smaller diameter cylinder placed on the upper surface of the larger diameter cylinder. The base member 20 is preferably made of a metal (e.g., aluminum or an aluminum alloy), but may be made of a material other than metal.

そして、図1、図2に示すように、ベース部材20は、上面21と、ベース部材20(板状部材10)の中心軸Ca(図2参照)方向(すなわち、Z軸方向)について上面21とは反対側に設けられる下面22と、を備えている。なお、上面21は本開示の「第3の面」の一例であり、下面22は本開示の「第4の面」の一例である。 1 and 2, the base member 20 has an upper surface 21 and a lower surface 22 provided on the opposite side of the upper surface 21 in the direction of the central axis Ca (see FIG. 2) of the base member 20 (plate-like member 10) (i.e., the Z-axis direction). The upper surface 21 is an example of the "third surface" of the present disclosure, and the lower surface 22 is an example of the "fourth surface" of the present disclosure.

ベース部材20の直径は、上段部が例えば150mm~300mm程度であり、下段部が例えば180mm~350mm程度である。また、ベース部材20の厚さ(Z軸方向の寸法)は、例えば20mm~50mm程度である。なお、ベース部材20(アルミニウムを想定)の熱伝導率は、板状部材10よりも大きく、180~250W/mK(好ましくは、230W/mK程度)の範囲内が望ましい。 The diameter of the base member 20 is, for example, about 150 mm to 300 mm at the upper stage and about 180 mm to 350 mm at the lower stage. The thickness of the base member 20 (dimension in the Z-axis direction) is, for example, about 20 mm to 50 mm. The thermal conductivity of the base member 20 (assumed to be aluminum) is greater than that of the plate-like member 10, and is desirably within the range of 180 to 250 W/mK (preferably about 230 W/mK).

また、図2に示すように、ベース部材20には、冷媒(例えば、フッ素系不活性液体や水等)を流すための冷媒流路23が形成されている。この冷媒流路23は、Z軸方向視で凹部13a,13b(つまり、後述する接合層40の厚層部42a,42b)に重ならないように配置されている。そして、冷媒流路23は、ベース部材20の下面22に設けられた不図示の供給口と排出口とに接続しており、供給口からベース部材20に供給された冷媒が、冷媒流路23内を流れて排出口からベース部材20の外へ排出される。このようにして、ベース部材20の冷媒流路23内に冷媒を流すことにより、ベース部材20が冷却され、これにより、接合層40を介して板状部材10が冷却される。 As shown in FIG. 2, the base member 20 is formed with a refrigerant flow path 23 for flowing a refrigerant (e.g., a fluorine-based inert liquid, water, etc.). The refrigerant flow path 23 is arranged so as not to overlap the recesses 13a, 13b (i.e., the thick layer portions 42a, 42b of the bonding layer 40 described later) when viewed in the Z-axis direction. The refrigerant flow path 23 is connected to a supply port and a discharge port (not shown) provided on the lower surface 22 of the base member 20, and the refrigerant supplied to the base member 20 from the supply port flows through the refrigerant flow path 23 and is discharged from the discharge port to the outside of the base member 20. In this way, the base member 20 is cooled by flowing the refrigerant through the refrigerant flow path 23 of the base member 20, and the plate-like member 10 is cooled via the bonding layer 40.

また、ベース部材20には、上面21と下面22との間を厚み方向(Z軸方向、図2において上下方向)に貫通する円筒形状の第2貫通孔25a,25bが形成されている。なお、第2貫通孔25a,25bは、第1貫通孔15a,15bと同軸であり、第2貫通孔25a,25bの径が、第1貫通孔15a,15bの径より大きい。 In addition, the base member 20 is formed with cylindrical second through holes 25a, 25b that penetrate between the upper surface 21 and the lower surface 22 in the thickness direction (Z-axis direction, vertical direction in FIG. 2). The second through holes 25a, 25b are coaxial with the first through holes 15a, 15b, and the diameters of the second through holes 25a, 25b are larger than the diameters of the first through holes 15a, 15b.

さらに、ベース部材20の第2貫通孔25a,25bには、貫通孔を有する絶縁性のスリーブを嵌合してもよい。このとき、第2貫通孔25a,25bは、ベース部材20の第2貫通孔ではなくスリーブの貫通孔を指す。 Furthermore, an insulating sleeve having a through hole may be fitted into the second through holes 25a and 25b of the base member 20. In this case, the second through holes 25a and 25b refer to the through holes of the sleeve, not the second through holes of the base member 20.

接合層40は、板状部材10の下面12とベース部材20の上面21との間に配置され、板状部材10とベース部材20とを接合している。この接合層40を介して、板状部材10の下面12とベース部材20の上面21とが熱的に接続されている。 The bonding layer 40 is disposed between the lower surface 12 of the plate-shaped member 10 and the upper surface 21 of the base member 20, and bonds the plate-shaped member 10 and the base member 20. The lower surface 12 of the plate-shaped member 10 and the upper surface 21 of the base member 20 are thermally connected via this bonding layer 40.

この接合層40は、第1貫通孔15a,15bの周辺にて板状部材10の下面12に設けられた凹部13a,13bに充填配置された厚層部42a,42bと、厚層部42a,42bより厚さが薄い薄層部41を備えている。つまり、接合層40のうち凹部13a,13bに配置されたものが厚層部42a,42bであり、接合層40のうち凹部13a,13b以外に配置されたものが薄層部41となる。そして、厚層部42a,42bは、第1貫通孔15a,15bと第2貫通孔25a,25bとを連通させる第3貫通孔45a,45bが中央に形成された保持面11側に凸形状になっている。また、第1貫通孔15a,15bの周辺とは、静電チャック1の軸線方向視で、第1貫通孔15a,15bの外縁部から板状部材10の下面12の平面方向に10.0mm離れた地点までの領域を指す。 The bonding layer 40 includes thick layer portions 42a, 42b arranged in the recesses 13a, 13b provided on the lower surface 12 of the plate-like member 10 around the first through holes 15a, 15b, and a thin layer portion 41 that is thinner than the thick layer portions 42a, 42b. In other words, the portions of the bonding layer 40 arranged in the recesses 13a, 13b are the thick layer portions 42a, 42b, and the portions of the bonding layer 40 arranged other than the recesses 13a, 13b are the thin layer portions 41. The thick layer portions 42a, 42b are convex toward the holding surface 11, in which the third through holes 45a, 45b that connect the first through holes 15a, 15b and the second through holes 25a, 25b are formed in the center. Additionally, the periphery of the first through holes 15a, 15b refers to the area from the outer edge of the first through holes 15a, 15b to a point 10.0 mm away in the planar direction of the lower surface 12 of the plate-shaped member 10 when viewed in the axial direction of the electrostatic chuck 1.

接合層40は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着材により構成されている。なお、接合層40の厚さ(Z軸方向の寸法)は、例えば0.1~1.0mm程度である。また、接合層40の熱伝導率は、例えば1.0W/mKである。なお、接合層40(シリコーン系樹脂を想定)の熱伝導率は、0.1~2.0W/mK(好ましくは、0.5~1.5W/mK)の範囲内が望ましい。 The bonding layer 40 is made of an adhesive such as silicone resin, acrylic resin, or epoxy resin. The thickness (dimension in the Z-axis direction) of the bonding layer 40 is, for example, about 0.1 to 1.0 mm. The thermal conductivity of the bonding layer 40 is, for example, 1.0 W/mK. The thermal conductivity of the bonding layer 40 (assuming silicone resin) is preferably in the range of 0.1 to 2.0 W/mK (preferably 0.5 to 1.5 W/mK).

また、接合層40には、上記のように、第1貫通孔15a,15bと第2貫通孔25a,25bとの間に位置する円筒形状の第3貫通孔45a,45bが形成されている(図2参照)。つまり、本実施形態のように、第1貫通孔15a,15bの開口部が凹部13a,13bの内部に形成されている場合には、凹部13a,13bのうち、第1貫通孔15a,15bと第2貫通孔25a,25bとを連通する空間(第3貫通孔45a,45b)には、接合層40が配置されていない。 As described above, the bonding layer 40 has cylindrical third through holes 45a, 45b located between the first through holes 15a, 15b and the second through holes 25a, 25b (see FIG. 2). In other words, in the present embodiment, when the openings of the first through holes 15a, 15b are formed inside the recesses 13a, 13b, the bonding layer 40 is not disposed in the spaces (third through holes 45a, 45b) in the recesses 13a, 13b that communicate with the first through holes 15a, 15b and the second through holes 25a, 25b.

なお、第3貫通孔45a,45bは、第1貫通孔15a,15b及び第2貫通孔25a,25bと同軸である。第3貫通孔45a,45bの直径は、第1貫通孔15a,15bよりも大きく、第2貫通孔25a,25bと同等である。第1貫通孔15a,15bと第3貫通孔45a,45bと第2貫通孔25a,25bとは、Z軸方向(静電チャック1の軸線方向)に連なって配置されている。 The third through holes 45a, 45b are coaxial with the first through holes 15a, 15b and the second through holes 25a, 25b. The diameter of the third through holes 45a, 45b is larger than that of the first through holes 15a, 15b and is equal to that of the second through holes 25a, 25b. The first through holes 15a, 15b, the third through holes 45a, 45b, and the second through holes 25a, 25b are arranged in series in the Z-axis direction (the axial direction of the electrostatic chuck 1).

そして、第1貫通孔15aと第3貫通孔45aと第2貫通孔25aとによって、静電チャック1をZ軸方向に貫通するリフトピン挿入孔30を形成している。このリフトピン挿入孔30には、半導体ウエハWを保持面11上から押し上げるリフトピン60が、ベース部材20の下面22側から挿入されている。このリフトピン60は、円柱形状(丸棒形状)をなしており、リフトピン挿入孔30内をZ軸方向に移動する。リフトピン60がZ軸方向の一方側(図2では上側)に移動して、リフトピン60の先端部(上端部)が板状部材10の保持面11から外部に突出することで、保持面11上に載置されている半導体ウエハWを保持面11から離間させる(リフトピン60によって半導体ウエハWを持ち上げる)ようになっている。 The first through hole 15a, the third through hole 45a, and the second through hole 25a form a lift pin insertion hole 30 that penetrates the electrostatic chuck 1 in the Z-axis direction. A lift pin 60 that pushes up the semiconductor wafer W from above the holding surface 11 is inserted into this lift pin insertion hole 30 from the lower surface 22 side of the base member 20. This lift pin 60 has a cylindrical shape (round bar shape) and moves in the Z-axis direction inside the lift pin insertion hole 30. When the lift pin 60 moves to one side in the Z-axis direction (upper side in FIG. 2), the tip portion (upper end portion) of the lift pin 60 protrudes outward from the holding surface 11 of the plate-like member 10, and the semiconductor wafer W placed on the holding surface 11 is separated from the holding surface 11 (the semiconductor wafer W is lifted by the lift pin 60).

なお、本実施形態の静電チャック1では、リフトピン挿入孔30が3個形成されており、各々のリフトピン挿入孔30内にリフトピン60が挿入されている。なお、3個のリフトピン挿入孔30は、静電チャック1の周方向に等間隔で形成されている(図3参照)。 In the electrostatic chuck 1 of this embodiment, three lift pin insertion holes 30 are formed, and a lift pin 60 is inserted into each of the lift pin insertion holes 30. The three lift pin insertion holes 30 are formed at equal intervals in the circumferential direction of the electrostatic chuck 1 (see FIG. 3).

また、第1貫通孔15bと第3貫通孔45bと第2貫通孔25bとによって、静電チャック1をZ軸方向に貫通するガス孔31を形成している。このガス孔31は、不活性ガス(例えば、ヘリウムガス)が流通するガス流路である。これにより、ベース部材20の下面22側からガス孔31内に不活性ガス(例えば、ヘリウムガス)を供給することで、半導体ウエハWの下面と板状部材10の保持面11(凹部18)との間の空間S内に、この不活性ガスを充填することができるようになっている。 The first through hole 15b, the third through hole 45b, and the second through hole 25b form a gas hole 31 that penetrates the electrostatic chuck 1 in the Z-axis direction. This gas hole 31 is a gas flow path through which an inert gas (e.g., helium gas) flows. This makes it possible to fill the space S between the underside of the semiconductor wafer W and the holding surface 11 (recess 18) of the plate-like member 10 with this inert gas by supplying the inert gas (e.g., helium gas) into the gas hole 31 from the underside 22 side of the base member 20.

ここで、静電チャック1に対する要望の1つとして、保持面11における温度の均一化がある。ところが、静電チャック1では、ヒータ電極14が第1貫通孔15a,15bから少し離れた箇所に配置されている(図4参照)。そのため、保持面11において、第1貫通孔15a,15bの周辺では、ベース部材20による冷却が他の部位よりも促進される。その結果、第1貫通孔15a,15bの周辺が、他の部位に比べて低温になり易く、保持面11において、第1貫通孔15a,15bの周辺まで温度を均一化することができないおそれがある。また、第1貫通孔15a,15bから少し離れた箇所とは、静電チャック1の軸線方向視で、第1貫通孔15a,15bの外縁部から板状部材10の下面12の平面方向に1.0mm離れた地点から、第1貫通孔15a,15bの外縁部から板状部材10の下面12の平面方向に7.0mm離れた地点までの領域を指す。ヒータ電極14のうち第1貫通孔15a,15bに最も近い部分が、この領域内に配置されている。 Here, one of the requirements for the electrostatic chuck 1 is to make the temperature uniform on the holding surface 11. However, in the electrostatic chuck 1, the heater electrode 14 is disposed at a position slightly away from the first through holes 15a, 15b (see FIG. 4). Therefore, in the vicinity of the first through holes 15a, 15b on the holding surface 11, cooling by the base member 20 is promoted more than in other parts. As a result, the temperature around the first through holes 15a, 15b is likely to be lower than in other parts, and there is a risk that the temperature on the holding surface 11 cannot be made uniform up to the vicinity of the first through holes 15a, 15b. In addition, the location slightly away from the first through holes 15a, 15b refers to the region from a point 1.0 mm away from the outer edge of the first through holes 15a, 15b in the planar direction of the lower surface 12 of the plate-shaped member 10 to a point 7.0 mm away from the outer edge of the first through holes 15a, 15b in the planar direction of the lower surface 12 of the plate-shaped member 10 when viewed in the axial direction of the electrostatic chuck 1. The portion of the heater electrode 14 closest to the first through holes 15a, 15b is located within this region.

そこで、静電チャック1では、図2に示すように、板状部材10の下面12に、第1貫通孔15a,15bの開口部周辺に凹部13a,13bを設け、その凹部13a,13bに接合層40の厚層部42a,42bを形成している。つまり、板状部材10の第1貫通孔15a,15bの周辺に厚層部42a,42bを設けている。これにより、接合層40の厚みが、第1貫通孔15a,15bの周辺が他の部分と比べて大きくなっている。 Therefore, in the electrostatic chuck 1, as shown in FIG. 2, recesses 13a, 13b are provided around the openings of the first through holes 15a, 15b on the lower surface 12 of the plate-shaped member 10, and thick layer portions 42a, 42b of the bonding layer 40 are formed in the recesses 13a, 13b. In other words, thick layer portions 42a, 42b are provided around the first through holes 15a, 15b of the plate-shaped member 10. As a result, the thickness of the bonding layer 40 is greater around the first through holes 15a, 15b than in other portions.

そのため、厚層部42a,42bによって、ベース部材20と板状部材10との熱伝達(ベース部材20による冷却)が抑制される。従って、第1貫通孔15a,15b周辺の温度低下を抑制することができるので、保持面11において、第1貫通孔15a,15b周辺まで温度を均一化することができる。 Therefore, the thick layers 42a and 42b suppress heat transfer between the base member 20 and the plate-like member 10 (cooling by the base member 20). This suppresses the temperature drop around the first through holes 15a and 15b, making it possible to make the temperature uniform on the holding surface 11 up to the vicinity of the first through holes 15a and 15b.

そして、厚層部42a,42bを、ベース部材20側ではなく板状部材10側に設けているため、ベース部材20と板状部材10との熱伝達がより抑制されるとともに、厚層部42a,42bが保持面11により近い位置に配置される。そのため、保持面11において低温になりやすい第1貫通孔15a,15b周辺の温度制御が容易になるので、保持面11における温度制御性を向上させることができる。さらに、板状部材10の熱膨張率がベース部材20の熱膨張率よりも小さい場合、板状部材10の方がベース部材20よりも温度変化による変形量が小さい。そのため、厚層部42a,42bをベース部材20側に設けたときに比べて、板状部材10側に設けた方が、厚層部42a,42bの変形を抑制することができるので、厚層部42a,42bの変形による保持面11の温度均一性の低下を抑制することができる。 The thick layer portions 42a and 42b are provided on the plate-shaped member 10 side, not on the base member 20 side, so that heat transfer between the base member 20 and the plate-shaped member 10 is further suppressed, and the thick layer portions 42a and 42b are located closer to the holding surface 11. This makes it easier to control the temperature around the first through holes 15a and 15b, which tend to become cold on the holding surface 11, and improves the temperature controllability on the holding surface 11. Furthermore, when the thermal expansion coefficient of the plate-shaped member 10 is smaller than that of the base member 20, the plate-shaped member 10 is less deformed by temperature changes than the base member 20. Therefore, compared to when the thick layer portions 42a and 42b are provided on the base member 20 side, providing the thick layer portions 42a and 42b on the plate-shaped member 10 side can suppress deformation of the thick layer portions 42a and 42b, and therefore can suppress the decrease in temperature uniformity of the holding surface 11 due to deformation of the thick layer portions 42a and 42b.

また、静電チャック1では、凹部13a,13bが保持面11の方向へ徐々に深くなるテーパ形状をなし、厚層部42a,42bが第1貫通孔15a,15bと第2貫通孔25a,25bとを連通させる第3貫通孔45a,45bが中央に形成された保持面11側に凸になっている。そのため、第1貫通孔15a,15bの周辺において、接合層40に厚層部42a,42bを簡単に形成することができる。そして、厚層部42a,42bの厚さが徐々に変化するため、保持面11における第1貫通孔15a,15b周辺の温度分布に応じて厚さの変化率を調整することにより、保持面11において低温になりやすい第1貫通孔15a,15b周辺の温度を更に均一化することができる。 In addition, in the electrostatic chuck 1, the recesses 13a, 13b have a tapered shape that gradually deepens toward the holding surface 11, and the thick layer portions 42a, 42b are convex toward the holding surface 11 side, where the third through holes 45a, 45b that connect the first through holes 15a, 15b and the second through holes 25a, 25b are formed in the center. Therefore, the thick layer portions 42a, 42b can be easily formed in the bonding layer 40 around the first through holes 15a, 15b. Since the thickness of the thick layer portions 42a, 42b gradually changes, the temperature around the first through holes 15a, 15b, which is likely to become low, on the holding surface 11 can be further uniformed by adjusting the rate of change in thickness according to the temperature distribution around the first through holes 15a, 15b on the holding surface 11.

さらに、静電チャック1では、ヒータ電極14が、Z軸方向視で、厚層部42a,42bに重なるように配置されているため、ヒータ電極14からの熱がベース部材20へ伝達され難い。そのため、ヒータ電極14からの熱は、厚層部42a,42bの上方(保持面11側)へ効率良く伝達される。従って、厚層部42a,42bが配置されている第1貫通孔15a,15b周辺の温度低下を効果的に抑制することができるため、保持面11において、第1貫通孔15a,15b周辺まで温度をより均一化することができる。 Furthermore, in the electrostatic chuck 1, the heater electrode 14 is arranged so as to overlap the thick layer portions 42a, 42b when viewed in the Z-axis direction, so that heat from the heater electrode 14 is not easily transferred to the base member 20. Therefore, the heat from the heater electrode 14 is efficiently transferred to the upper side (the holding surface 11 side) of the thick layer portions 42a, 42b. Therefore, the temperature drop around the first through holes 15a, 15b where the thick layer portions 42a, 42b are arranged can be effectively suppressed, so that the temperature can be made more uniform on the holding surface 11 up to the vicinity of the first through holes 15a, 15b.

また、静電チャック1では、ベース部材20に備わる冷媒流路23を、Z軸方向視で、厚層部42a,42bに重ならないように配置されているため、厚層部42a,42bが冷却され難くなる。そのため、厚層部42a,42bが配置されている第1貫通孔15a,15b周辺の温度低下を抑制することができる。従って、保持面11において、第1貫通孔15a,15b周辺まで温度をより均一化することができる。 In addition, in the electrostatic chuck 1, the coolant flow passage 23 provided in the base member 20 is arranged so as not to overlap with the thick layer portions 42a, 42b when viewed in the Z-axis direction, making it difficult for the thick layer portions 42a, 42b to be cooled. This makes it possible to suppress a decrease in temperature around the first through holes 15a, 15b in which the thick layer portions 42a, 42b are arranged. This makes it possible to make the temperature more uniform on the holding surface 11 up to the vicinity of the first through holes 15a, 15b.

以上のように、本実施形態の静電チャック1によれば、第1貫通孔15a,15bの周囲に凹部13a,13bを設け、凹部13a,13bに厚層部42a,42bを形成することにより、保持面11において、第1貫通孔15a,15b周辺まで温度を均一化することができる。 As described above, according to the electrostatic chuck 1 of this embodiment, by providing the recesses 13a, 13b around the first through holes 15a, 15b and forming the thick layer portions 42a, 42b in the recesses 13a, 13b, the temperature can be made uniform on the holding surface 11 up to the vicinity of the first through holes 15a, 15b.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施と基本的な構造は同じであるが、板状部材の下面に設ける凹部、及び接合層に備わる厚層部の各形状が、第1実施形態とは異なる。すなわち、第2実施形態では、凹部113a,113b、及び厚層部142a,142bがテーパ形状ではなく、円柱形になっている。そこで、第1実施形態と同様の構成については同符号を付して説明を適宜省略し、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
[Second embodiment]
Next, the second embodiment will be described. The second embodiment has the same basic structure as the first embodiment, but the shapes of the recesses provided on the lower surface of the plate-like member and the thick layer portions provided in the bonding layer are different from those of the first embodiment. That is, in the second embodiment, the recesses 113a, 113b and the thick layer portions 142a, 142b are cylindrical rather than tapered. Therefore, the same reference numerals are used for the same configurations as the first embodiment, and the description is omitted as appropriate, and the differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施形態の静電チャック101では、図5に示すように、板状部材110の下面12に設ける凹部113a,113bが、下面12に段差を作る沈め穴、本実施形態では円柱形の空間となっている。凹部113aは、第1貫通孔15aの開口部周辺に設けられ、凹部113bは、第1貫通孔15bの開口部周辺に設けられている。 As shown in FIG. 5, in the electrostatic chuck 101 of this embodiment, the recesses 113a and 113b provided on the lower surface 12 of the plate-like member 110 are recesses that create a step on the lower surface 12, and in this embodiment, are cylindrical spaces. The recess 113a is provided around the opening of the first through hole 15a, and the recess 113b is provided around the opening of the first through hole 15b.

そして、これら凹部113a,113b内に接合層140が充填されて、厚層部142a,142bが形成されている。このように、第1貫通孔15a,15bの開口部周辺において、接合層140に厚層部142a,142bを非常に簡単に形成することができる。 The recesses 113a and 113b are filled with the bonding layer 140 to form the thick portions 142a and 142b. In this way, the thick portions 142a and 142b can be very easily formed in the bonding layer 140 around the openings of the first through holes 15a and 15b.

このように、静電チャック101では、図5に示すように、板状部材110の下面12に、第1貫通孔15a,15bの開口部周辺に凹部113a,113bを設け、その凹部113a,113bに接合層140の厚層部142a,142bを形成している。つまり、板状部材110の第1貫通孔15a,15bの周辺に厚層部142a,142bを設けている。これにより、接合層140の厚みが、第1貫通孔15a,15bの周辺が他の部分と比べて大きくなっている。 As shown in FIG. 5, in the electrostatic chuck 101, recesses 113a, 113b are provided around the openings of the first through holes 15a, 15b on the lower surface 12 of the plate-like member 110, and thick layer portions 142a, 142b of the bonding layer 140 are formed in the recesses 113a, 113b. In other words, thick layer portions 142a, 142b are provided around the first through holes 15a, 15b of the plate-like member 110. As a result, the thickness of the bonding layer 140 is greater around the first through holes 15a, 15b than in other portions.

そのため、厚層部142a,142bによって、ベース部材20と板状部材110との熱伝達(ベース部材20による冷却)が抑制される。従って、第1貫通孔15a,15b周辺の温度低下を抑制することができるので、保持面11において、第1貫通孔15a,15b周辺まで温度を均一化することができる。 Therefore, the thick layers 142a and 142b suppress heat transfer between the base member 20 and the plate-like member 110 (cooling by the base member 20). This suppresses the temperature drop around the first through holes 15a and 15b, making it possible to make the temperature uniform on the holding surface 11 up to the vicinity of the first through holes 15a and 15b.

また、厚層部142a,142bを、ベース部材20側ではなく板状部材110側に設けているため、ベース部材20と板状部材110との熱伝達がより抑制されるとともに、厚層部142a,142bが保持面11により近い位置に配置される。そのため、保持面11において低温になりやすい第1貫通孔15a,15b周辺の温度制御が容易になるので、保持面11における温度制御性を向上させることができる。 In addition, because the thick layers 142a and 142b are provided on the plate-shaped member 110 side rather than on the base member 20 side, heat transfer between the base member 20 and the plate-shaped member 110 is further suppressed, and the thick layers 142a and 142b are positioned closer to the holding surface 11. This makes it easier to control the temperature around the first through holes 15a and 15b on the holding surface 11, which tends to become cold, and improves the temperature controllability on the holding surface 11.

さらに、本実施形態では、凹部が第1実施形態のようにテーパ形状の場合と比べて、厚層部142a,142bの体積が大きくなるため、静電チャック101の使用中に、第1貫通孔15a,15bに侵入したプラズマや腐食性ガスによる接合層140の浸食を抑制し易くなる。従って、接合層140の保護性能と保持面11における温度均一性の両立を図ることができる。 Furthermore, in this embodiment, the volume of the thick layer portions 142a, 142b is larger than when the recesses are tapered as in the first embodiment, so that it is easier to suppress erosion of the bonding layer 140 caused by plasma or corrosive gas that has entered the first through holes 15a, 15b during use of the electrostatic chuck 101. Therefore, it is possible to achieve both the protective performance of the bonding layer 140 and temperature uniformity on the holding surface 11.

以上のように、本実施形態の静電チャック101でも、第1貫通孔15a,15bの周囲に凹部113a,113bを設け、凹部113a,113bに厚層部142a,142bを形成することにより、保持面11において、第1貫通孔15a,15b周辺まで温度を均一化することができる。 As described above, in the electrostatic chuck 101 of this embodiment, by providing the recesses 113a, 113b around the first through holes 15a, 15b and forming the thick layer portions 142a, 142b in the recesses 113a, 113b, the temperature can be made uniform up to the vicinity of the first through holes 15a, 15b on the holding surface 11.

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、本開示を静電チャックに適用した場合を例示したが、本開示は、静電チャックに限られることなく、表面に対象物を保持する保持装置全般について適用することができる。 The above embodiments are merely examples and do not limit the present disclosure in any way. Needless to say, various improvements and modifications are possible without departing from the spirit of the present disclosure. For example, the above embodiments illustrate the application of the present disclosure to an electrostatic chuck, but the present disclosure is not limited to electrostatic chucks and can be applied to any holding device that holds an object on its surface.

また、上記第2実施形態では、板状部材110の下面12に設けられた凹部113a,113b内に、第1貫通孔15a,15bが形成されているが、凹部113a,113bと第1貫通孔15a,15bとの配置位置はこれに限られない。すなわち、凹部113a,113bは第1貫通孔15a,15bの周囲に設けられていればよく、例えば図6に示すように、凹部113a,113bが形成された部位で凹部113a,113bに近接して第1貫通孔15a,15bが配置されていてもよい。このような場合でも、第1貫通孔15a,15b周辺の温度低下を抑制することができるため、保持面11において第1貫通孔15a,15b周辺まで温度を均一化することができる。 In the second embodiment, the first through holes 15a, 15b are formed in the recesses 113a, 113b provided on the lower surface 12 of the plate-like member 110, but the arrangement positions of the recesses 113a, 113b and the first through holes 15a, 15b are not limited to this. In other words, the recesses 113a, 113b may be provided around the first through holes 15a, 15b, and for example, as shown in FIG. 6, the first through holes 15a, 15b may be arranged close to the recesses 113a, 113b at the portion where the recesses 113a, 113b are formed. Even in such a case, the temperature drop around the first through holes 15a, 15b can be suppressed, so that the temperature can be made uniform up to the vicinity of the first through holes 15a, 15b on the holding surface 11.

また、上記の実施形態では、厚層部42a,42b,142a,142bは、ベース部材20の上面21から凹部13a,13b,113a,113bの上面に接するまで接合層40を充填して形成しているが、厚層部42a,42b,142a,142bは、薄層部41,141よりも厚ければよく、接合層40が凹部13a,13b,113a,113bの上面に接しないように充填され形成されていてもよい。さらに、温度分布に応じて、厚層部42a,42b,142a,142bは、第1貫通孔15a,15bまたは第2貫通孔25a,25bの側面と同一面にならないように充填してもよい。これにより、第3貫通孔45a,45bに空間が生じて断熱層となるため、板状部材10から熱が逃げにくくなり、第1貫通孔15a,15b周辺の温度低下を抑制することができる。 In the above embodiment, the thick layer portions 42a, 42b, 142a, 142b are formed by filling the bonding layer 40 from the upper surface 21 of the base member 20 to the upper surface of the recesses 13a, 13b, 113a, 113b, but the thick layer portions 42a, 42b, 142a, 142b may be filled so that they are not flush with the side surfaces of the first through holes 15a, 15b or the second through holes 25a, 25b, as long as they are thicker than the thin layer portions 41, 141. Furthermore, depending on the temperature distribution, the thick layer portions 42a, 42b, 142a, 142b may be filled so that they are not flush with the side surfaces of the first through holes 15a, 15b or the second through holes 25a, 25b. This creates space in the third through holes 45a, 45b, which acts as a heat insulating layer, making it difficult for heat to escape from the plate-like member 10 and suppressing a drop in temperature around the first through holes 15a, 15b.

1 静電チャック
10 板状部材
11 保持面
12 下面
13a 凹部
13b 凹部
14 ヒータ電極
15a 第1貫通孔
15b 第1貫通孔
20 ベース部材
21 上面
22 下面
23 冷媒流路
25a 第2貫通孔
25b 第2貫通孔
40 接合層
42a 厚層部
42b 厚層部
101 静電チャック
110 板状部材
113a 凹部
113b 凹部
140 接合層
142a 厚層部
142b 厚層部
W 半導体ウエハ
1 Electrostatic chuck 10 Plate-like member 11 Holding surface 12 Lower surface 13a Recess 13b Recess 14 Heater electrode 15a First through hole 15b First through hole 20 Base member 21 Upper surface 22 Lower surface 23 Coolant flow path 25a Second through hole 25b Second through hole 40 Bonding layer 42a Thick layer portion 42b Thick layer portion 101 Electrostatic chuck 110 Plate-like member 113a Recess 113b Recess 140 Bonding layer 142a Thick layer portion 142b Thick layer portion W Semiconductor wafer

Claims (4)

第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面とを備える板状部材と、第3の面と、前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面とを備えるベース部材と、前記板状部材の前記第2の面と前記ベース部材の前記第3の面との間に配置され、前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合層と、を有し、前記板状部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記板状部材には、前記第1の面と前記第2の面を貫通する第1の貫通孔が形成され、
前記ベース部材には、前記第3の面と前記第4の面を貫通し、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔が形成されており、
前記第2の面に、前記第1の貫通孔の開口部周辺に凹部が設けられ、
前記接合層は、前記凹部の少なくとも一部に充填配置された他の部位よりも厚い厚層部を有し、
前記凹部は、前記第1の貫通孔に向かって徐々に前記第1の面の方向に深くなるテーパ形状をなしており、
前記厚層部は、前記第1の貫通孔と前記第2の貫通孔とを連通させる第3の貫通孔が中央に形成された前記第1の面側に凸である
ことを特徴とする保持装置。
A holding device having a plate-shaped member having a first surface and a second surface provided on an opposite side to the first surface, a base member having a third surface and a fourth surface provided on an opposite side to the third surface, and a bonding layer disposed between the second surface of the plate-shaped member and the third surface of the base member, bonding the plate-shaped member and the base member, the holding device holding an object on the first surface of the plate-shaped member,
a first through hole penetrating the first surface and the second surface is formed in the plate-like member;
a second through hole penetrating the third surface and the fourth surface and communicating with the first through hole is formed in the base member;
a recess is provided on the second surface around an opening of the first through hole;
the bonding layer has a thick layer portion that is disposed in at least a portion of the recess and is thicker than other portions of the recess;
The recess has a tapered shape that gradually becomes deeper in a direction toward the first surface toward the first through hole,
The thick layer portion is convex toward the first surface side, and a third through hole that communicates with the first through hole and the second through hole is formed in the center of the third through hole.
A holding device characterized in that
請求項1に記載する保持装置において、
前記板状部材は、内部に発熱抵抗体を有し、
前記発熱抵抗体は、前記板状部材と前記ベース部材との積層方向から見たときに、前記厚層部に重なるように配置されている
ことを特徴とする保持装置。
2. The holding device according to claim 1,
The plate-like member has a heating resistor therein,
The holding device according to claim 1, wherein the heating resistor is disposed so as to overlap the thick layer portion when viewed from a direction in which the plate-like member and the base member are stacked.
請求項1又は請求項2に記載する保持装置において、
前記ベース部材は、冷媒を流すための冷媒流路を備え、
前記冷媒流路は、前記板状部材と前記ベース部材との積層方向から見たときに、前記厚層部に重ならないように配置されている
ことを特徴とする保持装置。
The holding device according to claim 1 or 2,
The base member includes a coolant flow path for allowing a coolant to flow therethrough.
The holding device according to claim 1, wherein the coolant flow path is arranged so as not to overlap the thick layer portion when viewed from a stacking direction of the plate-like member and the base member.
第1の面と、前記第1の面とは反対側に設けられる第2の面とを備える板状部材と、第3の面と、前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面とを備えるベース部材と、前記板状部材の前記第2の面と前記ベース部材の前記第3の面との間に配置され、前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合層と、を有し、前記板状部材の前記第1の面上に対象物を保持する保持装置において、A holding device having a plate-shaped member having a first surface and a second surface provided on an opposite side to the first surface, a base member having a third surface and a fourth surface provided on an opposite side to the third surface, and a bonding layer disposed between the second surface of the plate-shaped member and the third surface of the base member, bonding the plate-shaped member and the base member, the holding device holding an object on the first surface of the plate-shaped member,
前記板状部材には、前記第1の面と前記第2の面を貫通する第1の貫通孔が形成され、a first through hole penetrating the first surface and the second surface is formed in the plate-like member;
前記ベース部材には、前記第3の面と前記第4の面を貫通し、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔が形成されており、a second through hole penetrating the third surface and the fourth surface and communicating with the first through hole is formed in the base member;
前記第2の面に、前記第1の貫通孔の開口部を取り囲むように凹部が設けられ、a recess is provided on the second surface so as to surround an opening of the first through hole;
前記凹部は、前記第1の面の方向に深くなる形状をなしており、The recess has a shape that deepens in a direction toward the first surface,
前記接合層は、前記凹部の少なくとも一部に充填配置された他の部位よりも厚い厚層部を有し、前記第1の貫通孔と前記第2の貫通孔とを連通させる第3の貫通孔が中央に形成された前記第1の面側に凸であり、the bonding layer has a thick layer portion that is thicker than other portions filled in at least a portion of the recess, and is convex toward the first surface side, the third through hole being formed in the center thereof and connecting the first through hole and the second through hole;
第3貫通孔の直径は、前記第1の貫通孔の直径と同等であるThe diameter of the third through hole is equal to the diameter of the first through hole.
ことを特徴とする保持装置。A holding device characterized in that
JP2020180076A 2020-10-28 2020-10-28 Retaining device Active JP7601606B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020180076A JP7601606B2 (en) 2020-10-28 2020-10-28 Retaining device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020180076A JP7601606B2 (en) 2020-10-28 2020-10-28 Retaining device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022071240A JP2022071240A (en) 2022-05-16
JP7601606B2 true JP7601606B2 (en) 2024-12-17

Family

ID=81593892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020180076A Active JP7601606B2 (en) 2020-10-28 2020-10-28 Retaining device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7601606B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7639840B2 (en) * 2023-02-22 2025-03-05 Toto株式会社 Electrostatic chuck and method of manufacturing same
JP2025006069A (en) * 2023-06-29 2025-01-17 住友大阪セメント株式会社 Electrostatic Chuck Device
JP7752711B2 (en) * 2024-02-22 2025-10-10 日本特殊陶業株式会社 holding device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013247342A (en) 2012-05-29 2013-12-09 Shinko Electric Ind Co Ltd Electrostatic chuck and method of manufacturing electrostatic chuck
JP2017157726A (en) 2016-03-03 2017-09-07 日本特殊陶業株式会社 Holding device and method of manufacturing holding device
WO2019065710A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 住友大阪セメント株式会社 Electrostatic chuck device
JP2020109806A (en) 2019-01-07 2020-07-16 京セラ株式会社 Sample holder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013247342A (en) 2012-05-29 2013-12-09 Shinko Electric Ind Co Ltd Electrostatic chuck and method of manufacturing electrostatic chuck
JP2017157726A (en) 2016-03-03 2017-09-07 日本特殊陶業株式会社 Holding device and method of manufacturing holding device
WO2019065710A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 住友大阪セメント株式会社 Electrostatic chuck device
JP2020109806A (en) 2019-01-07 2020-07-16 京セラ株式会社 Sample holder

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022071240A (en) 2022-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7613848B2 (en) Retaining device
JP7601606B2 (en) Retaining device
JP7613992B2 (en) Retaining device
US12567567B2 (en) Holding device
JP7587396B2 (en) Retaining device
US12451334B2 (en) Wafer placement table
JP2025120410A (en) holding device
JP7774164B2 (en) holding device
US20240075575A1 (en) Electrostatic chuck device
JP7717026B2 (en) Holding device and electrostatic chuck
JP7674912B2 (en) Retaining device
JP7707050B2 (en) holding device
JP7628881B2 (en) Retaining device
JP7698542B2 (en) holding device
JP7674924B2 (en) Retaining device
JP7769822B1 (en) Base and holding device
JP7628867B2 (en) Retaining material
US20250083272A1 (en) Wafer placement table
JP7784470B2 (en) holding device
JP7792305B2 (en) holding device
JP7658477B1 (en) Electrostatic Chuck
JP7514990B1 (en) Retaining device
JP2025128700A (en) holding device
JP2025145188A (en) holding device
JP2024152219A (en) Electrostatic Chuck Device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230803

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240618

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240808

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20240905

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20240909

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7601606

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150