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JP7613992B2 - Retaining device - Google Patents
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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、表面(保持面)に対象物を保持するセラミックス製プレート(板状部材)と、プレートに接合された金属製の支持台(ベース部材)とを備えており、プレートの内部に、チャック電極やヒータ電極などの内部電極が配置されている。そして、このような静電チャックには、複数の貫通孔が設けられている。この貫通孔としては、プレートに載置された半導体ウエハを持ち上げるリフトピンを配置するためのリフトピン孔や、冷却ガスを半導体ウエハの裏面に供給するためのガス孔などがある。 As a holding device, for example, the electrostatic chuck described in Patent Document 1 is known. This electrostatic chuck has a ceramic plate (plate-shaped member) that holds an object on its surface (holding surface) and a metal support (base member) bonded to the plate, and internal electrodes such as a chuck electrode and a heater electrode are disposed inside the plate. This type of electrostatic chuck has multiple through holes. These through holes include lift pin holes for arranging lift pins that lift the semiconductor wafer placed on the plate and gas holes for supplying cooling gas to the back surface of the semiconductor wafer.

特開2017-152137号公報JP 2017-152137 A

しかしながら、上記の静電チャックにおいて貫通孔の周囲では、他の部分と比較すると、板状部材とベース部材との間における熱伝達の効率が悪いため、他の部分との温度差が大きくなって局所的な温度特異点になりやすい。そのため、貫通孔の周囲と他の部分との温度差を小さくして保持面の温度を均一に制御することが困難となり、保持面における均熱性が低下するおそれがある。 However, in the electrostatic chuck described above, the efficiency of heat transfer between the plate-like member and the base member is poorer around the through-hole compared to other parts, and the temperature difference with other parts increases, making it easy for local temperature singularities to occur. This makes it difficult to reduce the temperature difference between the periphery of the through-hole and other parts and to uniformly control the temperature of the holding surface, and there is a risk of a decrease in thermal uniformity on the holding surface.

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、保持面における均熱性を向上させるとともに吸着力を増加させ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 improve the thermal uniformity on the holding surface and increase the suction force.

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、第1の方向にて前記第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1の方向にて前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面とを備え、冷却機能を備え、前記第2の面側に配置され、前記板状部材と熱的に接続されるベース部材と、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貫通孔に連通する第2貫通孔が形成され、
前記板状部材の内部には、前記対象物を吸着するためのチャック電極と、前記対象物を加熱するためのヒータ電極と、前記ヒータ電極に電気的に接続された導電層とが設けられており、
前記チャック電極の端部は、前記第1貫通孔に近接して配置され、
前記導電層の端部は、前記第1貫通孔から前記チャック電極の端部よりも離れて配置されている少なくとも一部分を含むことを特徴とする。
In order to solve the above problems, one aspect of the present disclosure is to
A holding device for holding an object on the first surface of the plate-like member, the holding device comprising: a plate-like member having a first surface and a second surface provided on an opposite side to the first surface in a first direction; and a base member having a cooling function, the base member being disposed on the second surface side and thermally connected to the plate-like member, the holding device comprising:
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 chuck electrode for attracting the object, a heater electrode for heating the object, and a conductive layer electrically connected to the heater electrode are provided inside the plate-like member,
An end of the chuck electrode is disposed adjacent to the first through hole,
The end of the conductive layer includes at least a portion that is located farther from the first through hole than the end of the chuck electrode.

ここで、第1貫通孔の周りは、ベース部材からの熱伝達が他の部分よりも小さくなるため、元々、温度が上昇しやすい。また、ヒータ電極に接続される導電層が、発熱する可能性がある。第1貫通孔の周辺に配置される導電層の発熱により、第1貫通孔の周りだけが高温になって他の部分との温度差が大きくなってしまい、第1の面(保持面)における均熱性が低下してしまう。 Here, the area around the first through hole receives less heat from the base member than other areas, so the temperature is already more likely to rise. In addition, the conductive layer connected to the heater electrode may generate heat. Heat generated by the conductive layer disposed around the first through hole causes the area around the first through hole to become hot, increasing the temperature difference with other areas, and reducing the thermal uniformity on the first surface (holding surface).

そこで、この保持装置では、第1貫通孔の周り全周に配置される導電層が、第1貫通孔からチャック電極よりも離れて配置されているため、導電層による発熱によって第1貫通孔の周辺が温度特異点となってしまうことが抑制される。また、ヒータ電極が複数の場合、グランドを共通化する際に、一つの導電層に複数のヒータ電極が接続されるため、導電層に電流が集中する場合がある。よって、第1貫通孔の周辺の温度上昇を抑制するために、導電層を第1貫通孔よりも比較的離れた位置に配置することにより、第1の面における温度の均一化を図るのに効果的である。このようにして、この保持装置では、第1貫通孔の周りにおける温度上昇を抑えることができるため、第1の面における均熱性を向上させることができる。 In this holding device, the conductive layer arranged around the entire circumference of the first through hole is arranged farther away from the first through hole than the chuck electrode, so that the heat generated by the conductive layer is prevented from causing the area around the first through hole to become a temperature singularity. In addition, when there are multiple heater electrodes, when the ground is shared, multiple heater electrodes are connected to one conductive layer, so that current may concentrate in the conductive layer. Therefore, in order to suppress the temperature rise around the first through hole, the conductive layer is arranged at a position relatively farther away from the first through hole, which is effective in uniforming the temperature on the first surface. In this way, this holding device can suppress the temperature rise around the first through hole, so that the thermal uniformity on the first surface can be improved.

さらに、この保持装置では、チャック電極の端部が、第1貫通孔に近接して配置されているので、チャック電極の面積がその分だけ大きくなるため、吸着力を増加させることができる。 Furthermore, in this holding device, the end of the chuck electrode is positioned close to the first through hole, so the area of the chuck electrode is increased accordingly, thereby increasing the chucking force.

従って、この保持装置によれば、第1の面における均熱性を向上させるとともに吸着力を増加させることができる。 Therefore, this holding device can improve the thermal uniformity on the first surface and increase the suction force.

上記した保持装置において、
前記第1貫通孔を含む前記第1の方向の断面視で、前記チャック電極の端部は、前記導電層の端部よりも前記第1貫通孔に近い位置に配置されていることが好ましい。
In the above-mentioned holding device,
In a cross-sectional view in the first direction including the first through hole, it is preferable that an end of the chuck electrode is located closer to the first through hole than an end of the conductive layer.

このような配置にすることにより、第1の面における均熱性を向上させるとともに吸着力を増加させることができることに加えて、第1貫通孔の周辺にて、各電極の端部がずれて配置されるため、板状部材でデラミネーションが発生することを確実に防止することができる。 By arranging in this manner, it is possible to improve the thermal uniformity on the first surface and increase the suction force, and since the ends of each electrode are arranged offset around the first through hole, it is possible to reliably prevent delamination from occurring in the plate-shaped member.

上記した保持装置において、
前記導電層は、前記第1貫通孔の周辺にて、前記第1の方向に直交する第2の方向における、一方の前記第1貫通孔から前記導電層までの距離と、他方の前記第1貫通孔から前記導電層までの距離とが異なるように、配置されていることが好ましい。
In the above-mentioned holding device,
It is preferable that the conductive layer is arranged around the first through holes so that the distance from one of the first through holes to the conductive layer in a second direction perpendicular to the first direction is different from the distance from the other of the first through holes to the conductive layer.

ここで、第1貫通孔の周囲において温度上昇が発生しやすいが、その温度上昇は第1貫通孔の周囲で均一ではなく不均一である。 Here, a temperature rise is likely to occur around the first through hole, but the temperature rise is not uniform around the first through hole but is uneven.

そこで、このように導電層を配置することにより、例えば、温度上昇が大きい部分では、温度上昇が低い部分に比べて、第1貫通孔からの距離を大きくすることができる。その結果、第1貫通孔の周辺において、温度上昇が大きい部分では導電層による加熱が抑えられる一方、温度上昇が小さい部分では導電層による加熱が促進されるため、第1貫通孔の周辺における均熱性をより向上させることができる。 Therefore, by arranging the conductive layer in this manner, for example, the distance from the first through hole can be made greater in areas where the temperature rise is large compared to areas where the temperature rise is small. As a result, in the area around the first through hole, heating by the conductive layer is suppressed in areas where the temperature rise is large, while heating by the conductive layer is promoted in areas where the temperature rise is small, thereby further improving thermal uniformity in the area around the first through hole.

上記した保持装置において、
前記第1貫通孔の周辺にて、前記ヒータ電極の端部は、前記第1貫通孔から前記チャック電極の端部よりも離れて配置されている少なくとも一部分を含むことが好ましい。
In the above-mentioned holding device,
It is preferable that, around the first through hole, the end of the heater electrode includes at least a portion that is located farther from the first through hole than the end of the chuck electrode.

このようにヒータ電極を配置することにより、第1貫通孔の周辺におけるヒータ電極による加熱が抑制されるため、第1貫通孔の周りにおける温度上昇を効果的に抑えることができる。そのため、第1の面における均熱性をより向上させることができる。よって、この保持装置によれば、吸着力を増加させるとともに、第1の面における均熱性をより向上させることができる。 By arranging the heater electrode in this manner, heating by the heater electrode around the first through hole is suppressed, and the temperature rise around the first through hole can be effectively suppressed. This makes it possible to further improve the thermal uniformity on the first surface. Therefore, with this holding device, it is possible to increase the suction force and further improve the thermal uniformity on the first surface.

上記した保持装置において、
前記導電層は、複数層設けられており、
前記第1貫通孔の周辺にて、各層の前記導電層における端部同士が、前記第1の方向視で重なり合わないようにずれて配置されていることが好ましい。
In the above-mentioned holding device,
The conductive layer is provided in a plurality of layers,
It is preferable that, around the first through hole, ends of the conductive layers of each layer are arranged so as to be shifted from each other so as not to overlap each other when viewed in the first direction.

このように、導電層を複数層設けて、各導電層の端部同士が、第1の方向視で重なり合わないようにずらして配置することにより、第1貫通孔からの距離を導電層ごとに任意に決定することができる。そのため、各導電層の加熱によって、第1の面における第1貫通孔の周辺での温度制御性を向上させる(温度調整を精度良く行う)ことができる。 In this way, by providing multiple conductive layers and staggering the ends of each conductive layer so that they do not overlap when viewed in the first direction, the distance from the first through hole can be determined arbitrarily for each conductive layer. Therefore, by heating each conductive layer, it is possible to improve the temperature controllability around the first through hole on the first surface (precise temperature adjustment).

上記した保持装置において、
前記ヒータ電極は、第1のヒータ電極と、前記第1の方向において前記第1のヒータ電極とは異なる位置に配置される第2のヒータ電極とを備え、
前記第1貫通孔の周辺にて、前記第1のヒータ電極、前記第2のヒータ電極、前記第1のヒータ電極に電気的に接続する前記導電層、及び前記第2のヒータ電極に電気的に接続する前記導電層のそれぞれの端部同士が、前記第1の方向視で重なり合わないようにずれて配置されていることが好ましい。
In the above-mentioned holding device,
the heater electrode includes a first heater electrode and a second heater electrode disposed at a position different from the first heater electrode in the first direction;
It is preferable that, around the first through hole, the ends of the first heater electrode, the second heater electrode, the conductive layer electrically connected to the first heater electrode, and the conductive layer electrically connected to the second heater electrode are arranged so as to be offset from each other so as not to overlap when viewed in the first direction.

多くの内部電極が板状部材内に設けられる場合でも、各電極の配置関係をこのようにすることにより、吸着力を増加させるとともに、第1の面における均熱性を向上させながら、板状部材でデラミネーションが発生することを防止することができる。 Even when many internal electrodes are provided within the plate-shaped member, by arranging the electrodes in this manner, it is possible to increase the suction force, improve the thermal uniformity on the first surface, and prevent delamination from occurring in the plate-shaped member.

上記した保持装置において、
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熱伝導性を有する接合層を備えることが好ましい。
In the above-mentioned holding device,
It is preferable that the plate-shaped member further includes a thermally conductive 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.

このように熱伝導性を有する接合層を備えることにより、ベース部材と板状部材との間の熱伝達が促進され、ベース部材の温度が板状部材の第2の面に一様に伝達されるため、第1の面における均熱性を一層向上させることができる。 By providing such a thermally conductive bonding layer, heat transfer between the base member and the plate-shaped member is promoted, and the temperature of the base member is uniformly transferred to the second surface of the plate-shaped member, thereby further improving the thermal uniformity on the first surface.

本開示によれば、第1の面(保持面)における均熱性を向上させるとともに吸着力を増加させ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 improve the thermal uniformity on the first surface (holding surface) and increase the adsorption force.

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. 板状部材の第1貫通孔付近の拡大断面図である。4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a first through hole of the plate-like member. FIG. 第1実施形態において導電層の配置を変えた変形例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a modification in which the arrangement of conductive layers is changed in the first embodiment. 第2実施形態の静電チャックにおける板状部材の第1貫通孔付近の拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a first through hole of a plate-shaped member in an electrostatic chuck of a second embodiment.

[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5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 5.

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「第1の方向」の一例であり、径方向(X軸方向とY軸方向)は、本開示の「第2の方向」の一例である。 For ease of explanation, in the following description, the X, Y and Z 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 "first direction" of the present disclosure, and the radial directions (X axis direction and Y axis direction) are an example of the "second direction" of the present 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ている。なお、板状部材10の熱伝導率はJIS R 1650-3:2002に基づいて測定し、接合層40の熱伝導率はJIS A 1412-2に基づいて測定する。 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. The thermal conductivity of the plate-shaped member 10 is measured based on JIS R 1650-3:2002, and the thermal conductivity of the bonding layer 40 is measured based on JIS A 1412-2.

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(まとめて第1貫通孔15と表記する場合もある)が形成されている。第1貫通孔15aは、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の一部分を構成している。第1貫通孔15bは、静電チャック1をZ軸方向に貫通するガス孔31の一部分を構成している。 In this plate-like member 10, cylindrical first through holes 15a, 15b (sometimes collectively referred to as first through holes 15) 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). The first through hole 15a constitutes a part of the lift pin insertion hole 30 that penetrates the electrostatic chuck 1 in the Z-axis direction. The first through hole 15b constitutes a part of the gas hole 31 that penetrates the electrostatic chuck 1 in the Z-axis direction.

板状部材10の内部には、図2に示すように、導電性材料(例えば、タングステンやモリブデン、白金等)により形成されたチャック電極50が設けられている。Z軸方向視でのチャック電極50の形状は、例えば略円形である。なお、チャック電極50には、第1貫通孔15a,15bに電極が露出しないように抜き孔が形成されている。つまり、チャック電極50には、第1貫通孔15(15a,15b)の周囲に、周状の端部50eが形成されている(図5参照)。このチャック電極50に対して図示しない電源から電力が供給されることによって、静電引力(吸着力)が発生し、この静電引力により半導体ウエハWが板状部材10の保持面11に吸着固定される。 As shown in FIG. 2, the inside of the plate-like member 10 is provided with a chuck electrode 50 made of a conductive material (e.g., tungsten, molybdenum, platinum, etc.). The shape of the chuck electrode 50 as viewed in the Z-axis direction is, for example, substantially circular. Note that the chuck electrode 50 has a hole formed therein so that the electrode is not exposed in the first through holes 15a and 15b. That is, the chuck electrode 50 has a peripheral end 50e formed around the first through holes 15 (15a and 15b) (see FIG. 5). When power is supplied to the chuck electrode 50 from a power source (not shown), an electrostatic attraction force (adsorption force) is generated, and the semiconductor wafer W is adsorbed and fixed to the holding surface 11 of the plate-like member 10 by this electrostatic attraction force.

また、板状部材10の内部には、導電性材料(例えば、タングステンやモリブデン、白金等)により形成された線状のヒータ電極51が設けられている。ヒータ電極51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いる。そして、ヒータ電極51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。 In addition, a linear heater electrode 51 made of a conductive material (e.g., tungsten, molybdenum, platinum, etc.) is provided inside the plate-like member 10. The heater electrode 51 forms a pattern that extends in a generally spiral shape when viewed in the Z-axis direction, as shown in FIG. 4, for example. The heater electrode 51 is arranged around the first through holes 15a, 15b (away from the first through holes 15a, 15b) when viewed in the Z-axis direction so that the heater electrode 14 is not exposed near the first through holes 15a, 15b.

なお、ヒータ電極51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極が供給されることによって、ヒータ電極51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 51 has a line width of, for example, about 0.1 to 10 mm, and the heater electrode 14 has a thickness (dimension in the Z-axis direction) of, for example, about 0.02 to 3 mm. When power is supplied to the heater electrode 14 from a power source (not shown), the heater electrode 51 generates heat, which heats the holding surface 11, thereby heating the semiconductor wafer W held by the holding surface 11.

さらに、板状部材10の内部には、導電性材料(例えば、タングステンやモリブデン、白金等)により形成された導電層52と導電層53が設けられている。すなわち、本実施形態では、導電層が複数層(ここでは2層)設けられている。導電層52,53は、ヒータ電極51に電力を供給する給電経路(ランドパターン)である。導電層52及び導電層53は平板状であり、全体として見れば板状部材10のZ軸方向における投影形状(円形状)であるが、個々はその円形状が複数に分割された形状(例えば、扇形状など)をなしている。この導電層52及び導電層53も、チャック電極50と同様に、第1貫通孔15a,15bに導電層が露出しないように抜き孔が形成されている。つまり、導電層52及び導電層53には、第1貫通孔15(15a,15b)の周囲に、周状の端部52e及び53eが形成されている(図5参照)。 Furthermore, inside the plate-shaped member 10, conductive layers 52 and 53 made of a conductive material (e.g., tungsten, molybdenum, platinum, etc.) are provided. That is, in this embodiment, multiple conductive layers (two layers in this case) are provided. The conductive layers 52 and 53 are power supply paths (land patterns) that supply power to the heater electrode 51. The conductive layers 52 and 53 are flat and have a projected shape (circular shape) in the Z-axis direction of the plate-shaped member 10 as a whole, but each has a shape obtained by dividing the circle into multiple parts (e.g., fan shapes, etc.). The conductive layers 52 and 53 are also formed with holes so that the conductive layers are not exposed to the first through holes 15a and 15b, similar to the chuck electrode 50. That is, the conductive layers 52 and 53 have peripheral ends 52e and 53e formed around the first through holes 15 (15a and 15b) (see FIG. 5).

ここで、第1貫通孔15(15a,15b)の周辺における、チャック電極50、ヒータ電極51、および導電層52,53の配置関係について、図5を参照しながら説明する。本実施形態では、図5に示すように、チャック電極50は、端部50eが第1貫通孔15に近接して(内部電極のうちで第1貫通孔15の最も近くに)位置するように配置されている。なお、本開示において「近接」とは、第1貫通孔15からの距離が、例えば5.0mm以内を意味する。 Here, the relative positions of the chuck electrode 50, heater electrode 51, and conductive layers 52, 53 around the first through hole 15 (15a, 15b) will be described with reference to FIG. 5. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the chuck electrode 50 is arranged so that the end 50e is located close to the first through hole 15 (closest to the first through hole 15 among the internal electrodes). In this disclosure, "close" means that the distance from the first through hole 15 is, for example, within 5.0 mm.

また、導電層52,53は、端部52e,53eが第1貫通孔15からチャック電極50の端部50eよりも離れて位置する少なくとも一部分を含むように配置されている。すなわち、チャック電極50の端部50eと導電層52,53の端部52e,53eを比較(互いのどこか一部を比較)したときに、チャック電極50の端部50eが、導電層52,53の端部52e,53eよりも第1貫通孔15に近くに配置されている。例えば、図5に示すように、第1貫通孔15を含むZ軸方向の断面視で、チャック電極50の端部50eは、導電層52,53の端部52e,53eよりも第1貫通孔15に近い位置に配置されていればよい。 The conductive layers 52 and 53 are arranged so that the ends 52e and 53e include at least a portion located farther from the first through hole 15 than the end 50e of the chuck electrode 50. That is, when the end 50e of the chuck electrode 50 and the ends 52e and 53e of the conductive layers 52 and 53 are compared (comparing some parts of each other), the end 50e of the chuck electrode 50 is arranged closer to the first through hole 15 than the ends 52e and 53e of the conductive layers 52 and 53. For example, as shown in FIG. 5, in a cross-sectional view in the Z-axis direction including the first through hole 15, the end 50e of the chuck electrode 50 may be arranged closer to the first through hole 15 than the ends 52e and 53e of the conductive layers 52 and 53.

そして、導電層52,53は、第1貫通孔15の周辺にて、X軸(Y軸)方向における、一方の第1貫通孔15から導電層52,53までの距離D2a,D3aと、他方の第1貫通孔15から導電層52,53までの距離D2b,D3bとが異なるように、配置されている。つまり、第1貫通孔15の中心と導電層52,53の端部52e,53eを形成するための各抜き孔の中心を意図的に一致しないように(第1貫通孔15周りに非対称になるように)、導電層52,53が配置されている。また、導電層52,53の端部52e,53e同士は、第1貫通孔15の周辺にて、Z軸方向視で重なり合わないようにずれて配置されている。 The conductive layers 52 and 53 are arranged around the first through hole 15 such that the distances D2a and D3a from one first through hole 15 to the conductive layers 52 and 53 in the X-axis (Y-axis) direction are different from the distances D2b and D3b from the other first through hole 15 to the conductive layers 52 and 53. In other words, the conductive layers 52 and 53 are arranged so that the center of the first through hole 15 and the center of the punched holes for forming the ends 52e and 53e of the conductive layers 52 and 53 do not intentionally coincide (so as to be asymmetric around the first through hole 15). In addition, the ends 52e and 53e of the conductive layers 52 and 53 are arranged offset from each other around the first through hole 15 so as not to overlap when viewed in the Z-axis direction.

さらに、ヒータ電極51は、第1貫通孔15の周辺にて、第1貫通孔15からチャック電極50よりも離れて配置されている。 Furthermore, the heater electrode 51 is positioned around the first through hole 15 and farther away from the first through hole 15 than the chuck electrode 50.

このような配置関係により、第1貫通孔15の周辺では、チャック電極50、ヒータ電極51、導電層52,53の各端部のそれぞれが、Z軸方向視で重なり合わないようにX軸(Y軸)方向にずれて配置される。また、図2に示すように、チャック電極50、ヒータ電極51、導電層52,53の外周端部(一番外側に位置する部分)のそれぞれも、Z軸方向視で重なり合わないようにX軸(Y軸)方向にずれて配置されている。そのため、板状部材10におけるデラミネーションの発生を確実に防止することができる。 Due to this arrangement, around the first through hole 15, the ends of the chuck electrode 50, heater electrode 51, and conductive layers 52 and 53 are shifted in the X-axis (Y-axis) direction so as not to overlap when viewed in the Z-axis direction. Also, as shown in FIG. 2, the outer peripheral ends (the outermost portions) of the chuck electrode 50, heater electrode 51, and conductive layers 52 and 53 are shifted in the X-axis (Y-axis) direction so as not to overlap when viewed in the Z-axis direction. Therefore, it is possible to reliably prevent delamination from occurring in the plate-like member 10.

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、同軸に(中心軸を共通にして)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 coaxially (with a common central axis) with the lower surface of the smaller diameter cylinder placed on the upper surface of the larger diameter cylinder. This 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。 As shown in Figs. 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 Z-axis direction of the base member 20 (plate-like member 10). The upper surface 21 is an example of a "third surface" in the present disclosure, and the lower surface 22 is an example of a "fourth surface" in 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。なお、ベース部材20の熱伝導率はJIS H 7903:2008に基づいて測定し、板状部材10の熱伝導率はJIS R 1650-3:2002に基づいて測定する。 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 (dimension in the Z-axis direction) of the base member 20 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 preferably within the range of 180 to 250 W/mK (preferably about 230 W/mK). The thermal conductivity of the base member 20 is measured based on JIS H 7903:2008, and the thermal conductivity of the plate-like member 10 is measured based on JIS R 1650-3:2002.

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。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 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 thereby cooled via the bonding layer 40.

そして、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。これらの第2貫通孔25a,25bは、板状部材10の第1貫通孔15a,15bにそれぞれ連通している。 The base member 20 has 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). These second through holes 25a, 25b are connected to the first through holes 15a, 15b of the plate-like member 10, respectively.

接合層40は、図1、図2に示すように、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。この接合層40により、ベース部材20と板状部材10との間の熱伝達が促進され、ベース部材20の温度が板状部材10の下面12に一様に伝達されるため、接合層40を設けることにより、保持面11における均熱性に寄与することができる。 As shown in Figs. 1 and 2, the bonding layer 40 is disposed between the lower surface 12 of the plate member 10 and the upper surface 21 of the base member 20, and bonds the plate member 10 and the base member 20. The lower surface 12 of the plate member 10 and the upper surface 21 of the base member 20 are thermally connected via this bonding layer 40. This bonding layer 40 promotes heat transfer between the base member 20 and the plate member 10, and the temperature of the base member 20 is uniformly transferred to the lower surface 12 of the plate member 10. Therefore, the provision of the bonding layer 40 can contribute to uniform temperature on the holding surface 11.

この接合層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熱伝導性を有する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。なお、接合層40の熱伝導率はJIS A 1412-2に基づいて測定する。 The bonding layer 40 is made of a thermally conductive 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). The thermal conductivity of the bonding layer 40 is measured based on JIS A 1412-2.

また、接合層40には、図2に示すように、接合層40をZ軸方向に貫通する貫通孔45a,45bが形成されている。この貫通孔45a,45bを介して、ベース部材20の第2貫通孔25a,25bと第1貫通孔15a,15bとが連通している。なお、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。貫通孔45a,45bの直径は、第1貫通孔15a,15b及び第2貫通孔25a,25bと同等である。第1貫通孔15a,15bと貫通孔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。 2, the bonding layer 40 has through holes 45a and 45b penetrating the bonding layer 40 in the Z-axis direction. The second through holes 25a and 25b of the base member 20 communicate with the first through holes 15a and 15b through the through holes 45a and 45b. The through holes 45a and 45b are coaxial with the first through holes 15a and 15b and the second through holes 25a and 25b. The diameters of the through holes 45a and 45b are equal to those of the first through holes 15a and 15b and the second through holes 25a and 25b. The first through holes 15a and 15b, the through holes 45a and 45b, and the second through holes 25a and 25b are arranged in a row in the Z-axis direction (the axial direction of the electrostatic chuck 1).

そして、第1貫通孔15aと貫通孔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70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70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70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70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70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 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 70 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 70 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 70 moves to one side in the Z-axis direction (upper side in FIG. 2), the tip portion (upper end portion) of the lift pin 70 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 70).

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70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 70 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 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.

上記のような構成を有する静電チャック1では、保持面11において、第1貫通孔15の周囲では、他の部分と比較すると、板状部材10とベース部材20との間における熱伝達の効率が悪いため、他の部分との温度差が大きくなって局所的な温度特異点になりやすい。 In an electrostatic chuck 1 having the above-described configuration, the efficiency of heat transfer between the plate-like member 10 and the base member 20 is poor around the first through-hole 15 on the holding surface 11 compared to other parts, so the temperature difference with other parts becomes large, making it easy for localized temperature singularities to occur.

そのため、本実施形態の静電チャック1では、第1貫通孔15を含むZ軸方向の断面視で、第1貫通孔15の周り全周に配置される導電層52,53の端部52e,53eが、第1貫通孔15からチャック電極50の端部50eよりも離れて配置されている。これにより、第1貫通孔15の周辺における導電層52,53による加熱が抑制される。 Therefore, in the electrostatic chuck 1 of this embodiment, in a cross-sectional view in the Z-axis direction including the first through hole 15, the ends 52e, 53e of the conductive layers 52, 53 arranged all around the first through hole 15 are arranged farther away from the first through hole 15 than the end 50e of the chuck electrode 50. This suppresses heating by the conductive layers 52, 53 around the first through hole 15.

なお、導電層52,53は、各端部52e,53eが、第1貫通孔15からチャック電極50の端部50eよりも離れて配置されていればよいため、例えば、図6に示すように、導電層52を、ヒータ電極51よりも第1貫通孔15に近づけて配置してもよい。 Note that the conductive layers 52 and 53 only need to have their respective ends 52e and 53e positioned farther away from the first through-hole 15 than the end 50e of the chuck electrode 50. For example, as shown in FIG. 6, the conductive layer 52 may be positioned closer to the first through-hole 15 than the heater electrode 51.

そして、導電層52,53では、グランドを共通化する際に、導電層52,53に複数の端子が配置され、電流が集中する場合がある。そのため、第1貫通孔15の周辺の温度上昇を抑制するために、導電層52,53を第1貫通孔15よりも比較的離れた位置に配置することにより、保持面11における温度の均一化を図るのに効果的である。このようにして、静電チャック1では、第1貫通孔15の周りにおける温度上昇を抑えることができるため、保持面11における均熱性を向上させることができる。 When the conductive layers 52 and 53 are connected to a common ground, multiple terminals may be arranged on the conductive layers 52 and 53, causing current concentration. Therefore, in order to suppress the temperature rise around the first through hole 15, the conductive layers 52 and 53 are arranged at a position relatively farther away from the first through hole 15, which is effective in uniforming the temperature on the holding surface 11. In this way, the electrostatic chuck 1 can suppress the temperature rise around the first through hole 15, thereby improving the thermal uniformity on the holding surface 11.

また、静電チャック1では、ヒータ電極51が、第1貫通孔15の周辺において、第1貫通孔15からチャック電極50よりも離れて配置されている。これにより、第1貫通孔15の周辺におけるヒータ電極51による加熱が抑制されるため、第1貫通孔15の周りにおける温度上昇を効果的に抑えることができる。そのため、保持面11における均熱性をより向上させることができる。 In addition, in the electrostatic chuck 1, the heater electrode 51 is disposed around the first through hole 15, farther away from the first through hole 15 than the chuck electrode 50. This suppresses heating around the first through hole 15 by the heater electrode 51, effectively suppressing temperature rise around the first through hole 15. This further improves the thermal uniformity on the holding surface 11.

さらに、静電チャック1では、チャック電極50の端部50eが、第1貫通孔15に近接して配置されているので、チャック電極50の面積がその分だけ大きくなる。そのため、半導体ウエハWを保持面11に保持するための吸着力を増加させることができる。このように、静電チャック1によれば、保持面11における均熱性を向上させるとともに吸着力を増加させることができる。 Furthermore, in the electrostatic chuck 1, the end 50e of the chuck electrode 50 is disposed close to the first through hole 15, so the area of the chuck electrode 50 is correspondingly larger. This increases the chucking force for holding the semiconductor wafer W on the holding surface 11. In this way, the electrostatic chuck 1 can improve the thermal uniformity on the holding surface 11 and increase the chucking force.

また、静電チャック1では、第1貫通孔15の周りにおいて、チャック電極50の端部50e、ヒータ電極51の端部、導電層52,53の端部52e,53eが、Z軸方向視で、ずれて(一致しないように)配置されている。同様に、チャック電極50、ヒータ電極51、導電層52,53の外周端部(一番外側に位置する部分)のそれぞれも、Z軸方向視で、ずれて(一致しないように)配置されている。そのため、板状部材10でデラミネーションの発生を確実に防止することができる。 In addition, in the electrostatic chuck 1, the end 50e of the chuck electrode 50, the end of the heater electrode 51, and the ends 52e and 53e of the conductive layers 52 and 53 are arranged around the first through hole 15 in a shifted (non-coincident) manner when viewed in the Z-axis direction. Similarly, the outer peripheral ends (the outermost portions) of the chuck electrode 50, heater electrode 51, and conductive layers 52 and 53 are also arranged in a shifted (non-coincident) manner when viewed in the Z-axis direction. This makes it possible to reliably prevent delamination from occurring in the plate-like member 10.

ここで、第1貫通孔15の周囲において温度上昇が発生しやすいが、その温度上昇は第1貫通孔15の周囲で均一ではなく不均一である。そこで、静電チャック1では、導電層52,53を、第1貫通孔15の周辺にて、第1貫通孔15の中心と導電層52,53の端部52e,53eを形成するための各抜き孔の中心を意図的に一致しないよう(第1貫通孔15周りに非対称)に、導電層52,53が配置されている。これにより、例えば、温度上昇が大きい部分では、温度上昇が低い部分に比べて、第1貫通孔15からの距離を大きくすることができる。その結果、第1貫通孔15の周辺において、温度上昇が大きい部分では導電層52,53による加熱が抑えられる一方、温度上昇が小さい部分では導電層52,53による加熱が促進されるため、第1貫通孔15の周辺における均熱性をより向上させることができる。 Here, a temperature rise is likely to occur around the first through hole 15, but the temperature rise is not uniform around the first through hole 15. Therefore, in the electrostatic chuck 1, the conductive layers 52, 53 are arranged around the first through hole 15 so that the center of the first through hole 15 and the center of each hole for forming the ends 52e, 53e of the conductive layers 52, 53 do not intentionally coincide (asymmetric around the first through hole 15). As a result, for example, in a portion where the temperature rise is large, the distance from the first through hole 15 can be made larger than in a portion where the temperature rise is small. As a result, in the portion around the first through hole 15 where the temperature rise is large, heating by the conductive layers 52, 53 is suppressed, while heating by the conductive layers 52, 53 is promoted in the portion where the temperature rise is small, so that the thermal uniformity around the first through hole 15 can be further improved.

そして、導電層52,53の端部52e,53e同士を、Z軸方向視で重なり合わないようにずらして配置することにより、第1貫通孔15からの距離を導電層52,53ごとに任意に決定することができる。従って、導電層52,53の加熱によって、保持面11における第1貫通孔15の周辺での温度制御性を向上させる(温度調整を精度良く行う)ことができる。 The ends 52e, 53e of the conductive layers 52, 53 are offset from each other so that they do not overlap when viewed in the Z-axis direction, so that the distance from the first through-hole 15 can be determined arbitrarily for each conductive layer 52, 53. Therefore, by heating the conductive layers 52, 53, it is possible to improve the temperature controllability around the first through-hole 15 on the holding surface 11 (precise temperature adjustment).

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15の周り全周に配置される導電層52,53が、第1貫通孔15からチャック電極50よりも離れて配置されているため、第1貫通孔15の周辺における導電層52,53による加熱が抑制される。また、ヒータ電極51が、第1貫通孔15からチャック電極50よりも離れて配置されている。これにより、導電層52,53及びヒータ電極51が、第1貫通孔15から比較的離れた位置に配置される一方、チャック電極50が第1貫通孔15に比較的近い位置に配置される。従って、第1貫通孔15の周辺の温度上昇が抑制されて、保持面11における均熱性を向上させるとともに、吸着力を向上させることができる。 As described above, according to the electrostatic chuck 1 of this embodiment, the conductive layers 52, 53 arranged around the entire circumference of the first through hole 15 are arranged farther from the first through hole 15 than the chuck electrode 50, so that heating by the conductive layers 52, 53 around the first through hole 15 is suppressed. In addition, the heater electrode 51 is arranged farther from the first through hole 15 than the chuck electrode 50. As a result, the conductive layers 52, 53 and the heater electrode 51 are arranged relatively far from the first through hole 15, while the chuck electrode 50 is arranged relatively close to the first through hole 15. Therefore, the temperature rise around the first through hole 15 is suppressed, improving the thermal uniformity on the holding surface 11 and improving the suction force.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、ヒータ電極を複数備える点が第1実施形態とは異なる。すなわち、第2実施形態では、ヒータ電極として、メインとサブの2つのヒータ電極を備えている。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, a second embodiment will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in that a plurality of heater electrodes are provided. That is, in the second embodiment, two heater electrodes, a main and a sub heater electrode, are provided as heater electrodes. Therefore, the same reference numerals are used for configurations similar to those in the first embodiment, and descriptions thereof are omitted as appropriate, and the description will be centered on the differences from the first embodiment.

本実施形態の静電チャックでは、図7に示すように、メインヒータである第1ヒータ電極61と、サブヒータである第2ヒータ電極65とを備えている。第1ヒータ電極61と第2ヒータ電極65は、Z軸方向において異なる位置(異なる層)に配置されている。すなわち、第1ヒータ電極61は、第2ヒータ電極65よりも保持面11側に配置されている。 As shown in FIG. 7, the electrostatic chuck of this embodiment includes a first heater electrode 61, which is a main heater, and a second heater electrode 65, which is a sub-heater. The first heater electrode 61 and the second heater electrode 65 are disposed at different positions (different layers) in the Z-axis direction. That is, the first heater electrode 61 is disposed closer to the holding surface 11 than the second heater electrode 65.

また、第1ヒータ電極61への給電経路として導電層62,63が設けられ、第2ヒータ電極65への給電経路として導電層66,67が設けられている。これら導電層62,63,66,67の端部62e,63e,66e,67e同士は、Z軸方向視で重なり合わないようにずれて、第1貫通孔15からチャック電極50よりも離れて配置されている。そのため、第1貫通孔15の周辺における導電層62,63,66,67による加熱が抑制される。 In addition, conductive layers 62, 63 are provided as a power supply path to the first heater electrode 61, and conductive layers 66, 67 are provided as a power supply path to the second heater electrode 65. The ends 62e, 63e, 66e, 67e of these conductive layers 62, 63, 66, 67 are shifted so as not to overlap when viewed in the Z-axis direction, and are positioned farther away from the first through hole 15 than the chuck electrode 50. Therefore, heating by the conductive layers 62, 63, 66, 67 around the first through hole 15 is suppressed.

そして、第1ヒータ電極61が、第2ヒータ電極65よりも第1貫通孔15に近い位置に配置され、第1ヒータ電極61及び第2ヒータ電極65は、第1貫通孔15の周辺において、第1貫通孔15からチャック電極50よりも離れて配置されている。そのため、第1貫通孔15の周辺におけるヒータ電極61,65による加熱が抑制される。 The first heater electrode 61 is disposed closer to the first through hole 15 than the second heater electrode 65, and the first heater electrode 61 and the second heater electrode 65 are disposed farther from the first through hole 15 in the periphery of the first through hole 15 than the chuck electrode 50. Therefore, heating by the heater electrodes 61, 65 in the periphery of the first through hole 15 is suppressed.

従って、本実施形態でも、第1貫通孔15の周りにおける温度上昇を効果的に抑えることができ、保持面11における均熱性を向上させることができる。 Therefore, in this embodiment, the temperature rise around the first through hole 15 can be effectively suppressed, and the thermal uniformity on the holding surface 11 can be improved.

そして、本実施形態でも、チャック電極50が、第1貫通孔15に最も近い位置に配置されている。そのため、チャック電極50の面積をその分だけ大きくすることができるので、半導体ウエハWを保持面11に保持するための吸着力を増加させることができる。 In this embodiment, the chuck electrode 50 is also positioned closest to the first through hole 15. This allows the area of the chuck electrode 50 to be increased accordingly, thereby increasing the suction force for holding the semiconductor wafer W on the holding surface 11.

また、本実施形態でも、第1貫通孔15の周りにおいて、チャック電極50の端部50e、ヒータ電極61,65の端部、導電層62,63,66,67の端部62e,63e,66e,67eが、Z軸方向視で、ずれて(一致しないように)配置されている。なお、チャック電極50、ヒータ電極61,65、導電層62,63,66,67の外周端部(一番外側に位置する部分)のそれぞれは、第1実施形態と同様に、Z軸方向視で、ずれて(一致しないように)配置されている。従って、本実施形態のように、多くの内部電極を板状部材10内に配置する場合であっても、板状部材10でデラミネーションの発生を確実に防止することができる。 In this embodiment, the end 50e of the chuck electrode 50, the end of the heater electrodes 61 and 65, and the end 62e, 63e, 66e, and 67e of the conductive layers 62, 63, 66, and 67 are arranged around the first through hole 15 in a shifted (non-coincident) manner. Note that the outer peripheral ends (outermost portions) of the chuck electrode 50, heater electrodes 61 and 65, and conductive layers 62, 63, 66, and 67 are arranged in a shifted (non-coincident) manner in a Z-axis direction, as in the first embodiment. Therefore, even when many internal electrodes are arranged in the plate-shaped member 10 as in this embodiment, it is possible to reliably prevent delamination in the plate-shaped member 10.

以上のように、本実施形態の静電チャックによれば、メインとサブのヒータ電極61,65を設けて、板状部材10内に多くの内部電極を配置する場合でも、吸着力を増加させるとともに、保持面11における均熱性を向上させながら、板状部材10でデラミネーションが発生することを防止することができる。 As described above, according to the electrostatic chuck of this embodiment, even when the main and sub heater electrodes 61, 65 are provided and many internal electrodes are arranged within the plate-shaped member 10, it is possible to increase the chucking force and improve the thermal uniformity on the holding surface 11 while preventing delamination from occurring in the plate-shaped member 10.

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、上記の実施形態では、複数層の導電層52,53を備える静電チャック1を例示したが、単層の導電層(例えば、導電層52のみ)を備える静電チャックにも本開示を適用することができる。 In addition, in the above embodiment, an electrostatic chuck 1 having multiple conductive layers 52 and 53 is illustrated, but the present disclosure can also be applied to an electrostatic chuck having a single conductive layer (e.g., only conductive layer 52).

1 静電チャック
10 板状部材
11 保持面
12 下面
15 第1貫通孔
15a 第1貫通孔
15b 第1貫通孔
20 ベース部材
25a 第2貫通孔
25b 第2貫通孔
40 接合層
50 チャック電極
50e 端部
51 ヒータ電極
52 導電層
52e 端部
53 導電層
53e 端部
61 第1ヒータ電極
65 第2ヒータ電極
D2a,D2b 第1貫通孔15から導電層52までの距離
D3a,D3b 第1貫通孔15から導電層53までの距離
W 半導体ウエハ
1 Electrostatic chuck 10 Plate-like member 11 Holding surface 12 Lower surface 15 First through hole 15a First through hole 15b First through hole 20 Base member 25a Second through hole 25b Second through hole 40 Bonding layer 50 Chuck electrode 50e End 51 Heater electrode 52 Conductive layer 52e End 53 Conductive layer 53e End 61 First heater electrode 65 Second heater electrode D2a, D2b Distance D3a, D3b from first through hole 15 to conductive layer 52 Distance W from first through hole 15 to conductive layer 53 Semiconductor wafer

Claims (6)

第1の面と、第1の方向にて前記第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1の方向にて前記第3の面とは反対側に設けられる第4の面とを備え、冷却機能を備え、前記第2の面側に配置され、前記板状部材と熱的に接続されるベース部材と、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貫通孔に連通する第2貫通孔が形成され、
前記板状部材の内部には、前記対象物を吸着するためのチャック電極と、前記対象物を加熱するためのヒータ電極と、前記ヒータ電極に電気的に接続された導電層とが設けられており、
前記チャック電極には、前記第1貫通孔の周囲に、端部が形成され、
前記導電層には、前記第1貫通孔の周囲に、端部が形成され、
前記チャック電極の端部は、前記第1貫通孔に近接して配置され、
前記導電層の端部は、前記第1貫通孔から前記チャック電極の端部よりも離れて配置されている少なくとも一部分を含み、
前記導電層は、複数層設けられており、
前記第1貫通孔の周辺にて、各層の前記導電層における端部同士が、前記第1の方向視で重なり合わないようにずれて配置されている
ことを特徴とする保持装置。
A holding device for holding an object on the first surface of the plate-like member, the holding device comprising: a plate-like member having a first surface and a second surface provided on an opposite side to the first surface in a first direction; and a base member having a cooling function, the base member being disposed on the second surface side and thermally connected to the plate-like member, the holding device comprising:
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 chuck electrode for attracting the object, a heater electrode for heating the object, and a conductive layer electrically connected to the heater electrode are provided inside the plate-like member,
The chuck electrode has an end formed around the first through hole,
The conductive layer has an end formed around the first through hole,
An end of the chuck electrode is disposed adjacent to the first through hole,
an end of the conductive layer includes at least a portion that is disposed farther from the first through hole than an end of the chuck electrode;
The conductive layer is provided in a plurality of layers,
In the periphery of the first through hole, ends of the conductive layers of each layer are shifted from each other so as not to overlap each other when viewed in the first direction.
A holding device characterized in that
請求項1に記載する保持装置において、
前記第1貫通孔を含む前記第1の方向の断面視で、前記チャック電極の端部は、前記導電層の端部よりも前記第1貫通孔に近い位置に配置されている
ことを特徴とする保持装置。
2. The holding device according to claim 1,
A holding device characterized in that, in a cross-sectional view in the first direction including the first through hole, an end of the chuck electrode is positioned closer to the first through hole than an end of the conductive layer.
請求項1又は請求項2に記載する保持装置において、
前記導電層は、前記第1貫通孔の周辺にて、前記第1の方向に直交する第2の方向における、一方の前記第1貫通孔から前記導電層までの距離と、他方の前記第1貫通孔から前記導電層までの距離とが異なるように、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,
A holding device characterized in that the conductive layer is arranged around the first through holes so that the distance from one of the first through holes to the conductive layer in a second direction perpendicular to the first direction is different from the distance from the other of the first through holes to the conductive layer.
請求項1から請求項3に記載するいずれか1つの保持装置において、
前記ヒータ電極には、前記第1貫通孔の周囲に、端部が形成され、
前記第1貫通孔の周辺にて、前記ヒータ電極の端部は、前記第1貫通孔から前記チャック電極の端部よりも離れて配置されている少なくとも一部分を含む
ことを特徴とする保持装置。
In any one of the holding devices according to claims 1 to 3,
The heater electrode has an end formed around the first through hole,
A holding device characterized in that, around the first through hole, an end of the heater electrode includes at least a portion that is positioned farther from the first through hole than an end of the chuck electrode.
請求項1から請求項4に記載するいずれか1つの保持装置において、
前記ヒータ電極は、第1のヒータ電極と、前記第1の方向において前記第1のヒータ電極とは異なる位置に配置される第2のヒータ電極とを備え、
前記第1のヒータ電極および第2のヒータ電極には、前記第1貫通孔の周囲に、端部が形成され、
前記第1貫通孔の周辺にて、前記第1のヒータ電極、前記第2のヒータ電極、前記第1のヒータ電極に電気的に接続する前記導電層、及び前記第2のヒータ電極に電気的に接続する前記導電層のそれぞれの端部同士が、前記第1の方向視で重なり合わないようにずれて配置されている
ことを特徴とする保持装置。
In any one of the holding devices according to claims 1 to 4 ,
the heater electrode includes a first heater electrode and a second heater electrode disposed at a position different from the first heater electrode in the first direction;
the first heater electrode and the second heater electrode have ends formed around the first through hole;
A holding device characterized in that, around the first through hole, the respective ends of the first heater electrode, the second heater electrode, the conductive layer electrically connected to the first heater electrode, and the conductive layer electrically connected to the second heater electrode are arranged so as to be offset from each other so as not to overlap when viewed in the first direction.
請求項1から請求項に記載するいずれか1つの保持装置において、
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熱伝導性を有する接合層を備える
ことを特徴とする保持装置。
A holding device according to any one of claims 1 to 5 ,
A holding device characterized in that it has a thermally conductive 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.
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