JP7734110B2 - 保持装置 - Google Patents

Description

本開示は、保持装置に関する。

従来、対象物を保持する保持装置として、例えば、半導体を製造する際にウェハ等の対象物を保持する静電チャックが知られている。静電チャックは、一般に、対象物が載置されるセラミック部と、冷媒流路等の流路が形成されるベース部と、セラミック部とベース部とを接合する接着層と、を備える。このような静電チャックにおいては、例えばプラズマ環境下における耐プラズマ性や耐久性や耐電圧性を高めるために、ベース部等の構成部材の表面に、セラミックス等を材料とする溶射層を設ける構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－１８５３９１号公報

しかしながら、溶射層は一般に、溶射層内部において３次元的に広がる微細孔が形成されており、このような微細孔を完全に塞ぐことは極めて困難であるという問題があった。ここで、静電チャックのベース部には、一般に、ベース部を厚み方向に貫通する貫通孔として、種々の貫通孔が設けられている。このような貫通孔には、例えば、静電チャックの使用時に大気開放される貫通孔や、静電チャックの使用時に大気と非連通状態になり、例えばガスの流路となる貫通孔が含まれ得る。そのため、静電チャックの使用時には、溶射層内部の微細孔および貫通孔を介して、貫通孔内を流れるガスや大気等が流通することに起因する不都合が生じる可能性があった。このような課題は、静電チャックに限らず、厚み方向に貫通する貫通孔を有し、表面に溶射層が形成される部材を備える保持装置に共通する課題であった。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本開示の一形態によれば、対象物を保持する保持装置が提供される。この保持装置は、板状に形成される板状部と、金属を含み、一対の主面を備える板状のベース部であって、前記一対の主面のそれぞれに開口を形成する貫通孔を有し、前記一対の主面のうちの一方の主面の一部に溶射層が形成されるベース部と、接着剤を含み、前記板状部と前記ベース部の前記一方の主面との間に配置されて前記板状部と前記ベース部とを接着する接着層と、前記ベース部の前記一方の主面のうち、前記溶射層が形成された領域よりも開口側の領域において、前記開口を囲むように設けられ、前記一方の主面から前記接着層に向かって突出し、自身の頭頂部が前記接着層に接する封止凸部と、を備える。
この形態の保持装置によれば、ベース部に設けられた貫通孔の開口を囲むように封止凸部が設けられているため、貫通孔と溶射層との間のガス流れが封止凸部によって妨げられる。そのため、溶射層の微細孔および貫通孔を介して、保持装置内で望ましくないガスの流れが生じることに起因して生じる不都合を、抑えることができる。
（２）上記形態の保持装置において、前記封止凸部に囲まれる前記領域に存在する前記貫通孔は、前記保持装置の使用時に大気開放される貫通孔であることとしてもよい。このような構成とすれば、溶射層の微細孔および貫通孔を介して、保持装置が配置される空間や他の貫通孔に対して大気が流入することを、抑えることができる。
（３）上記形態の保持装置において、前記封止凸部に囲まれる前記領域に存在する前記貫通孔は、前記保持装置の使用時に大気と非連通状態となる貫通孔であることとしてもよい。このような構成とすれば、溶射層の微細孔を介して、保持装置が配置される空間と貫通孔とが連通することや、上記貫通孔と他の貫通孔とが連通することに起因する不都合を、抑えることができる。
（４）上記形態の保持装置において、前記ベース部の前記一方の主面は、複数の前記開口を有し、前記封止凸部は、前記複数の開口の各々を囲むように形成されていることとしてもよい。このような構成とすれば、複数の開口に対応する各々の貫通孔において、溶射層の微細孔を介した望ましくないガスの流れを抑えることができる。
（５）上記形態の保持装置において、前記封止凸部は、前記ベース部上に接着された樹脂製の凸状構造であることとしてもよい。このような構成とすれば、樹脂製の凸状構造をベース部上に接着して封止凸部を形成することにより、溶射層の微細孔および貫通孔を介した保持装置内での望ましくないガスの流れを、抑えることができる。また、封止凸部の材料として樹脂を用いることで、封止凸部の材料として例えば金属等を用いる場合に比べて封止凸部の形成が容易になり、製造工程を容易にすることができる。さらに、封止凸部を樹脂製の凸状構造とする場合には、例えば封止凸部を金属製の凸状構造等とする場合に比べて硬度が低くなるため、封止凸部の高さに多少のズレがあっても、ベース部と板状部との接着時の圧力により高さが揃い易い。そのため、封止凸部の高さを揃えるための精度の高い加工が不要となり、封止凸部の高さのズレに起因して接着剤による接着性が損なわれる等の不都合が生じることを抑制できる。
（６）上記構成の保持装置において、前記封止凸部は、前記ベース部の表面構造として前記ベース部の前記一方の主面に形成された凸状構造であることとしてもよい。このような構成とすれば、ベース部の表面構造としてベース部の一方の主面に形成された凸状構造として封止凸部を設けることにより、溶射層の微細孔および貫通孔を介した保持装置内での望ましくないガスの流れを、抑えることができる。また、封止凸部をベース部の一部として形成することにより、例えば金属製の封止凸部を別途用意する場合と比較して、金属部材間を接着する接着層等が不要となり、封止凸部とベース部との間の接合強度を確保することができる。さらに、金属を含むベース部の一部として封止凸部を形成することにより、樹脂製の封止凸部を用いる場合に比べて、封止凸部と板状部との間の接合強度の確保が容易になる。
（７）上記構成の保持装置において、前記封止凸部の頭頂部の幅は、１ｍｍ以上であることとしてもよい。このような構成とすれば、貫通孔と溶射層との間のガス流れを封止凸部によって妨げる効果を高めることができる。
（８）上記構成の保持装置は、静電吸着用電極を備える静電チャックであることとしてもよい。このような構成とすれば、静電チャックにおいて、ベース部に設けた溶射層の微細孔および貫通孔を介した保持装置内での望ましくないガスの流れを、抑えることができる。
本開示は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、保持装置を含む半導体製造装置、保持装置の製造方法などの形態で実現することができる。

第１実施形態の静電チャックの外観の概略を表す斜視図。 静電チャックの構成を模式的に表す断面図。 ベース部に形成される貫通孔の配置の一例を表す説明図。 比較例の静電チャックの概略構成を示す断面図。 第２実施形態の静電チャックの概略構成を示す断面図。 第３実施形態のベース部上に形成される封止凸部の様子を表す説明図。

Ａ．第１実施形態：
（Ａ－１）静電チャックの構造：
図１は、第１実施形態における静電チャック１０の外観の概略を表す斜視図である。図２は、静電チャック１０の構成を模式的に表す断面図である。図１では、静電チャック１０の一部を破断して示している。また、図１、図２、および、後述する図３～図６には、方向を特定するために、互いに直交するＸＹＺ軸を示している。各図に示されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ同じ向きを表す。本願明細書においては、Ｚ軸は鉛直方向を示し、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向を示している。なお、各図は、静電チャック１０を構成する各部の配置を模式的に表しており、各部の寸法の比率を正確に表すものではない。

静電チャック１０は、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内で、対象物であるウェハを固定するために使用される。静電チャック１０は、セラミック部２０と、ベース部３０と、接着層４０と、を備える。これらは、－Ｚ軸方向（鉛直下方）に向かって、セラミック部２０、接着層４０、ベース部３０の順に積層されている。本実施形態における静電チャック１０を、「保持装置」とも呼ぶ。

セラミック部２０は、略円形の板状部材であり、セラミック（例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等）を主成分として形成されている。セラミック部２０の直径は、例えば、５０ｍｍ～５００ｍｍ程度とすればよく、通常は２００ｍｍ～３５０ｍｍ程度である。セラミック部２０の厚さは、例えば１ｍｍ～１０ｍｍ程度とすればよい。セラミック部２０は、「板状部」とも呼ぶ。

図２に示すように、セラミック部２０の内部には、チャック電極２２（静電吸着用電極）が配置されている。チャック電極２２は、例えば、タングステンやモリブデンなどの導電性材料により形成されている。チャック電極２２に対して図示しない電源から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハがセラミック部２０の載置面２４に吸着固定される。チャック電極２２は、双極型であってもよく、単極型であってもよい。また、セラミック部２０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等）により形成された抵抗発熱体で構成されて、載置面２４に吸着固定されたウェハを加熱するための、図示しないヒータ電極を設けてもよい。

ベース部３０は、金属を含み、略円形に形成された板状部材である。本実施形態のベース部３０は、アルミニウムを含む金属（アルミニウムまたはアルミニウム合金）を用いて形成されている。ベース部３０による冷却効率を高めつつ製造コストを抑える観点からは、ベース部３０における金属の含有割合が高い方が望ましく、ベース部３０は、金属を主成分とすることが望ましい。例えば、汎用性が高いアルミニウムを９０質量％以上含有すること（例えば、Ａ６０６１、Ａ５０５２などのアルミニウム合金により構成すること）が望ましい。ただし、ベース部３０は、セラミックなどの金属以外の成分を含んでいてもよい。ベース部３０の直径は、例えば、２２０ｍｍ～５５０ｍｍ程度とすればよく、通常は２２０ｍｍ～３５０ｍｍである。ベース部３０の厚さは、例えば、２０ｍｍ～４０ｍｍ程度とすればよい。

ベース部３０の内部には、複数の冷媒流路３２がＸＹ平面に沿うように形成されている。冷媒流路３２に、例えばフッ素系不活性液体や水や液体窒素等の冷媒を流すことにより、ベース部３０が冷却される。そして、接着層４０を介したベース部３０とセラミック部２０との間の伝熱によりセラミック部２０が冷却され、セラミック部２０の載置面２４に保持されたウェハが冷却される。これにより、ウェハの温度制御が実現される。ベース部３０の内部に冷媒流路３２を有する形態の他、ベース部３０の外部からベース部３０を冷却することにより、ベース部３０に冷却機能を持たせてもよい。

図２に示すように、ベース部３０には、ベース部３０の表面を覆うように溶射層３５が形成されている。具体的には、板状部材であるベース部３０は、一対の主面を備えており、この一対の主面のうちの一方の主面の一部に、溶射層３５が形成されている。図２では、ベース部３０の表面のうち、「セラミック部２０に対向する面」が、上記「一方の主面」に相当する。本実施形態のベース部３０は、さらに、Ｚ軸方向に平行な側面にも、溶射層３５が形成されている。また、ベース部３０の一対の主面のうちの他方の主面（ベース部３０における－Ｚ軸方向の裏面）にも、溶射層３５を形成することとしてもよい。

溶射層３５は、例えば、プラズマ溶射により形成することができる。溶射層３５を構成する材料としては、例えば、酸化イットリウム（イットリア：Ｙ_２Ｏ_３）、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム（ジルコニア：ＺｒＯ_２）、アルミナ－ジルコニア、スピネル、アルミニウムイットリウムガーネット（ＹＡＧ）、フッ化イットリウム（ＹＦ_３）、オキシフッ化イットリウム（ＹＯＦ）等を挙げることができる。特に、酸化アルミニウム、酸化イットリウムを用いることが望ましい。溶射層３５の厚さは、例えば、２００μｍ～１ｍｍとすることができる。

ベース部３０は、さらに、上記した一対の主面のそれぞれに開口を形成する複数の貫通孔を有している。ベース部３０の一方の主面では、上記複数の貫通孔の各々の開口を囲むように、封止凸部６０が設けられている。封止凸部６０は、ベース部３０の一方の主面のうち、溶射層３５が形成されていない領域、すなわち、溶射層３５が形成された領域よりも開口側の領域において、一方の主面から接着層４０に向かって（＋Ｚ軸方向に）突出し、自身の頭頂部が接着層４０に接するように設けられている。貫通孔および封止凸部６０の配置や構成については、後に詳しく説明する。

接着層４０は、溶射層３５および封止凸部６０が形成されたベース部３０の一方の主面と、セラミック部２０と、の間に配置されて、ベース部３０とセラミック部２０とを接合する。接着層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剤を含む。接着層４０は、例えばセラミック粉末等の無機フィラーを含んでいてもよい。接着層４０の厚さは、例えば１００μｍ～１ｍｍ程度とすることができる。

（Ａ－２）封止凸部の配置と構成：
図３は、ベース部３０に形成される貫通孔の配置の一例を表す説明図であり、静電チャック１０を上面視した（－Ｚ軸方向に見た）様子を表す。ベース部３０に形成される複数の貫通孔は、上面視したときにセラミック部２０と重なる領域に形成されており、図３では、セラミック部２０に対する相対的な位置により、各貫通孔を表している。図３に示すように、本実施形態のベース部３０は、貫通孔として、ガス流路孔５０，５１と、リフトピン孔５３と、温度センサ用孔５４と、チャック端子用孔５５と、を備える。なお、図３では、セラミック部２０の表面（載置面２４）まで貫通して設けられる孔を実線で表し、セラミック部２０の表面までは貫通していない孔を点線で表している。以下では、ベース部３０に設けられた貫通孔と、静電チャック１０内に形成されて、ベース部３０の貫通孔によって少なくとも一部が構成される孔構造と、の双方を、ガス流路孔５０，５１、リフトピン孔５３、温度センサ用孔５４、チャック端子用孔５５と呼ぶ。また、図３では、図２に表す断面の位置を、２－２断面として示している。なお、上記したベース部３０の貫通孔に連通するようにセラミック部２０に形成される孔構造は、上記とは異なる形状であってもよく、セラミック部２０を、鉛直方向（Ｚ軸方向）に真っ直ぐに貫通する以外の形状であってもよい。例えば、少なくとも一部が、セラミック部２０内において鉛直方向とは異なる方向に延びる形状であってもよい。

ガス流路孔５０，５１は、ベース部３０に加えて、溶射層３５、接着層４０、およびセラミック部２０をＺ方向に貫通して設けられており、載置面２４に形成されたガス吐出口
５２において開口している（図１および図２参照）。ガス流路孔５０，５１は、図示しないガス供給装置から供給されるヘリウムガス等の不活性ガスが流れる流路である。ガス流路孔５０は不活性ガスを供給する流路であり、ガス流路孔５１は別系統にて不活性ガスを供給する流路である。ガス供給装置から供給される不活性ガスは、載置面２４と、載置面２４上に載置されるウェハとの間の空間に対して、ガス吐出口５２から吐出される。これにより、セラミック部２０とウェハとの間の伝熱性を高めて、ウェハの温度分布の制御性がさらに高められる。

リフトピン孔５３は、ガス流路孔５０，５１と同様に、ベース部３０に加えて、溶射層３５、接着層４０、およびセラミック部２０をＺ方向に貫通して設けられている。リフトピン孔５３は、静電チャック１０の載置面２４上に載置されるウェハを上げ下げするためのリフトピンが、挿入される孔構造である。リフトピンは、静電チャック１０が収納される半導体製造装置の真空チャンバに付属して設けられている。

温度センサ用孔５４は、ベース部３０に加えて、溶射層３５および接着層４０をＺ方向に貫通して設けられているが、セラミック部２０は貫通していない（図２参照）。温度センサ用孔５４は、熱電対等の温度センサのプローブを挿入して、温度センサのプローブをセラミック部２０に近接して配置することにより、セラミック部２０の温度を検出するための孔構造である。

チャック端子用孔５５は、ベース部３０に加えて、溶射層３５および接着層４０をＺ方向に貫通すると共に、セラミック部２０の内部にまで延びるように設けられている。チャック端子用孔５５は、セラミック部２０の内部に設けられるチャック電極２２（静電吸着用電極）の電極端子に電気的に接続する配線を、配置するための孔構造である。

上記した貫通孔のうち、ガス流路孔５０，５１、およびリフトピン孔５３は、半導体製造時において、真空引きされたチャンバ内の空間と連通する。このように、静電チャック１０の使用時に大気と非連通状態となる貫通孔を、「真空系貫通孔」とも呼ぶ。また、上記した貫通孔のうち、温度センサ用孔５４およびチャック端子用孔５５は、静電チャック１０の使用時に大気開放される貫通孔である。このように大気と連通する貫通孔を、「大気系貫通孔」とも呼ぶ。

なお、ベース部３０は、さらに異なる貫通孔を有していてもよい。例えば、セラミック部２０の内部に、ウェハを加熱するためのヒータ電極を設ける場合には、ヒータ電極のヒータ端子に電気的に接続する配線を配置するための孔構造である、ヒータ端子用孔を設けることとしてもよい。このようなヒータ端子用孔は、静電チャック１０の使用時に大気と連通する「大気系貫通孔」である。また、各々の貫通孔の配置は、図３とは異なっていてもよい。また、各貫通孔は、ベース部３０を、鉛直方向（Ｚ軸方向）に真っ直ぐに貫通する以外の形状であってもよく、例えば、少なくとも一部が、鉛直方向とは異なる方向に延びる形状であってもよい。各貫通孔は、ベース部３０の一対の主面のそれぞれに開口を有して、一対の主面間を連通させる孔であればよい。

封止凸部６０は、ベース部３０の一方の主面において、各々の貫通孔の開口を隙間無く囲むように設けられている。各々の封止凸部６０は、図２に示すように、各貫通孔の開口の外周に近接して設けることが望ましい。各封止凸部６０は、例えば、対応する貫通孔の開口に対して、上面視で同心円状となるように形成すればよい。なお、溶射層３５は、ベース部３０の一方の主面において、封止凸部６０が設けられていない領域全体を覆うように形成されることが望ましい。

本実施形態の封止凸部６０は、樹脂（例えば、熱硬化性樹脂）により構成されて、ベー
ス部３０上に接着された凸状構造である。封止凸部６０を構成する樹脂としては、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を用いることができる。封止凸部６０と接着層４０との接着性を高めるためには、封止凸部６０を構成する樹脂と、接着層４０を構成する接着剤とが、同種の樹脂であることが望ましい。

封止凸部６０を形成する際には、例えば、上記した樹脂のペーストを用いて、ベース部３０の一方の主面における封止凸部６０を設けるべき位置に、スクリーン印刷により樹脂ペーストを配置すればよい。また、上記した樹脂ペーストを、封止凸部６０を設けるべき位置に、ディスペンサー等を用いて塗布してもよい。あるいは、上記した樹脂をシート状に成形し、封止凸部６０の形状に切り抜いて、封止凸部６０を設けるべき位置に貼付してもよい。その後、ベース部３０上に配置した上記樹脂ペーストや樹脂シートを熱硬化させることにより、封止凸部６０を形成することができる。なお、封止凸部６０の形成に先立ってベース部３０の表面に溶射層３５を形成する際には、例えば、ベース部３０の一方の主面上に特定形状のハードマスクを配置する等の方法で、封止凸部６０を形成すべき領域における溶射層３５の形成を抑えればよい。あるいは、ベース部３０の一方の主面上に溶射層を形成した後に、封止凸部６０を形成すべき領域に対してブラスト処理を行って、溶射層を部分的に除去してもよい。

静電チャック１０を製造する際には、例えば、ベース部３０の一方の主面上の所望の位置において封止凸部６０を半硬化状態で用意すると共に、セラミック部２０における載置面２４とは反対の面上において接着層４０を半硬化状態で用意すればよい。そして、封止凸部６０と接着層４０とが接するように、上記ベース部３０とセラミック部２０とを重ね合わせ、加熱により、封止凸部６０および接着層４０を構成する樹脂を完全硬化させればよい。これにより、封止凸部６０と接着層４０との間、および、封止凸部６０とベース部３０との間で、高い接着性を実現することができる。

封止凸部６０の厚み（接着層４０に接着する前のＺ軸方向の高さ）は、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通を抑える観点から、例えば２００μｍ以上とすることが好ましく、３００μｍ以上とすることがより好ましく、５００μｍ以上とすることがさらに好ましい。また、静電チャック１０の大型化を抑える観点から、１ｍｍ以下とすることが好ましく、８００μｍ以下とすることがより好ましく、６００μｍ以下とすることがさらに好ましい。

封止凸部６０の頭頂部の幅は、封止凸部６０と、ベース部３０および接着層４０と、の間の接着性を確保して、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通を抑える観点から、また、封止凸部６０を精度良く形成する観点から、１ｍｍ以上とすることが好ましい。ここで、封止凸部６０の「頭頂部の幅」とは、貫通孔の開口を囲むように設けられる封止凸部６０全体の大きさをいうのではなく、貫通孔の開口を囲みつつ封止凸部６０が延びる方向に垂直な方向の、封止凸部６０の幅を意味しており、図２では長さ「ａ」として示されている。すなわち、封止凸部６０の「頭頂部の幅」とは、ベース部３０の一方の主面を上面視したときに、一方の主面上において線状に延びる封止凸部６０の線状部分の幅である。

また、ベース部３０の一方の主面上において、ベース部３０の外周と封止凸部６０との間の距離は、１ｍｍ以上とすることが望ましい。「ベース部３０の外周と封止凸部６０との間の距離」は、ベース部３０の外周と封止凸部６０との間の最短距離であり、図２では長さ「ｂ」として示されている。さらに、ベース部３０の一方の主面上において、隣り合う貫通孔の開口の各々を囲んで設けられる封止凸部６０間の距離は、１ｍｍ以上とすることが望ましい。「隣り合う貫通孔の開口の各々を囲んで設けられる封止凸部６０間の距離」は、隣り合う貫通孔の開口の各々を囲んで設けられる封止凸部６０間の最短距離であり、図２では長さ「ｃ」として示されている。

封止凸部６０と溶射層３５の厚み（接着層４０に接着する前のＺ軸方向の高さ）は、同一であることが望ましい。封止凸部６０は、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通を抑える機能を有するが、封止凸部６０が溶射層３５よりも薄い（Ｚ軸方向の高さが低い）と、このような機能が低下し得るためである。また、溶射層３５が封止凸部６０よりも薄い（Ｚ軸方向の高さが低い）と、溶射層３５と接着層４０との間の接着性が低下し得るためである。ただし、封止凸部６０が溶射層３５よりも薄いことや、溶射層３５が封止凸部６０よりも薄いことに起因する上記不都合の程度が許容範囲であればよく、封止凸部６０と溶射層３５の厚み（接着層４０に接着する前のＺ軸方向の高さ）は、１００μｍ程度の差を許容するものとする。例えば、比較的柔軟性の高い樹脂により形成される接着層４０の厚みとして、１５０μｍ～１ｍｍ程度の厚みを確保することにより、接着層４０によって、溶射層３５と封止凸部６０との間の厚みの差を吸収して、両者の厚みの差に起因する不都合を抑えることが可能になる。封止凸部６０と溶射層３５の厚み（接着層４０に接着する前のＺ軸方向の高さ）を同じにするためには、例えば、ベース部３０の一方の主面上に溶射層３５および封止凸部６０を形成した後に、溶射層３５および封止凸部６０の高さが揃うように表面を削る同面加工を施すことが望ましい。

以上のように構成された本実施形態の静電チャック１０によれば、ベース部３０におけるセラミック部２０に対向する一方の主面上において、溶射層３５が形成された領域よりも開口側の領域において、上記開口を囲むように設けられ、一方の主面から接着層４０に向かって突出し、自身の頭頂部が接着層４０に接する封止凸部６０を備える。そのため、封止凸部６０によって、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通を抑えて、このようなガスの流通に起因して生じる不都合を抑えることができる。以下では、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通に起因する不都合について説明する。

図４は、封止凸部６０を有しない比較例としての静電チャック１１０の概略構成を、図２と同様にして示す断面図である。静電チャック１１０は、封止凸部６０を有しない点以外は静電チャック１０と同様の構成を有しており、共通する部分には同じ参照番号を付す。

静電チャック１１０の使用時、すなわち、静電チャック１１０を真空チャンバ内に配置してウェハを製造する際には、大気開放される温度センサ用孔５４と、溶射層３５内の微細孔と、の間が連通していることにより、温度センサ用孔５４および溶射層３５内の微細孔を介して、真空チャンバ内に大気が流入し得る。このような現象は、「大気リーク」とも呼ぶ。温度センサ用孔５４から溶射層３５内へと大気が流入して大気リークが起こる様子を、図４において矢印αで表す。このような大気リークは、温度センサ用孔５４以外にも、チャック端子用孔５５等の他の大気系貫通孔でも同様に起こり得る。

また、静電チャック１１０の使用時には、ガス流路孔５０と、溶射層３５内の微細孔と、の間が連通していることにより、ガス流路孔５０および溶射層３５内の微細孔を介して、真空チャンバ内に余分な量の不活性ガスが流入し得る。このような現象は、「ガスリーク」とも呼ぶ。ガス流路孔５０から溶射層３５の外周に向かって不活性ガスが流れてガスリークが起こる様子を、図４において矢印γで表す。このようなガスリークは、ガス流路孔５０以外にも、ガス流路孔５１等の、ガスが流通する他の貫通孔でも同様に起こり得る。

また、静電チャック１１０の使用時には、温度センサ用孔５４とガス流路孔５０との間が、溶射層３５内の微細孔を介して連通していることにより、温度センサ用孔５４からガス流路孔５０へと大気が流入し得る。このような現象は、「貫通孔間大気流入」とも呼ぶ。温度センサ用孔５４からガス流路孔５０へと大気が流入して貫通孔間大気流入が起こる
様子を、図４において矢印βで表す。このような貫通孔間大気流入は、温度センサ用孔５４とガス流路孔５０との間以外であっても、大気系貫通孔と真空系貫通孔との種々の組み合わせにおいて同様に起こり得る。

本実施形態の静電チャック１０では、ベース部３０の一方の主面上において、複数の貫通孔の開口の各々を囲むように封止凸部６０が設けられるため、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通に起因する不都合、具体的には、上記した大気リーク、ガスリーク、および貫通孔間大気流入を抑えることができる。特に、本実施形態では、封止凸部６０を、樹脂を用いて構成しているため、複数の封止凸部６０間の厚み（接着層４０に接着する前のＺ軸方向の高さ）を揃えることや、溶射層３５と厚みを揃えた封止凸部６０を形成することが容易になる。また、封止凸部６０を、比較的柔らかい材料である樹脂を用いて構成することにより、封止凸部６０と溶射層３５との間で厚みに差があったとしても、このような厚みの差による影響を抑えて、封止凸部６０および溶射層３５と接着層４０との間の接着性を高めることが容易になる。

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態の静電チャック２１０の概略構成を、図２と同様にして示す断面図である。静電チャック２１０は、ベース部３０および封止凸部６０に代えて、封止凸部２６０を備えるベース部２３０を備える点以外は静電チャック１０と同様の構成を有しており、共通する部分には同じ参照番号を付す。

静電チャック２１０が備えるベース部２３０は、ベース部２３０の表面構造としてベース部２３０の一方の主面に形成された凸状構造である封止凸部２６０を備える。封止凸部２６０は、ベース部２３０の一方の主面上において、各貫通孔の開口を囲むように、第１実施形態の封止凸部６０と同様の位置に設けられており、頭頂部が接着層４０に接着されている。

ベース部２３０の表面構造として封止凸部２６０を形成するには、ベース部２３０となる部材の一方の主面上に、切削加工等により、封止凸部２６０となる凸構造を形成すればよい。そして、このような凸構造である封止凸部２６０を形成した後に、ベース部２３０表面に溶射層３５を形成すればよい。溶射層３５は、例えば、封止凸部２６０を形成したベース部２３０の一方の主面の全体に溶射の処理を施し、その後、溶射により形成された層のうち、封止凸部２６０上に形成された部分のみを、研磨やブラスト加工により除去することにより、形成できる。あるいは、溶射層３５は、封止凸部２６０を形成したベース部２３０の一方の主面において、封止凸部２６０上のみにハードマスクを配置して溶射の処理を行い、その後、研磨加工を行うことにより形成してもよい。そして、このようにして溶射層３５を形成した後、必要に応じてさらに、溶射層３５と封止凸部２６０の高さを揃える同面加工を行えばよい。

封止凸部２６０の大きさに係る各パラメータは、第１実施形態の封止凸部６０と同様に設定すればよい。封止凸部２６０の厚み（接着層４０に接着する前のＺ軸方向の高さ）は、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通を抑える観点から、例えば２００μｍ以上とすることが好ましく、３００μｍ以上とすることがより好ましく、５００μｍ以上とすることがさらに好ましい。また、静電チャック２１０の大型化を抑える観点から、１ｍｍ以下とすることが好ましく、８００μｍ以下とすることがより好ましく、６００μｍ以下とすることがさらに好ましい。

封止凸部２６０の頭頂部の幅（図５における長さ「ａ」）は、封止凸部２６０と、ベース部３０および接着層４０と、の間の接着性を確保して、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通を抑える観点から、また、封止凸部６０を精度良く形成する観点から、１ｍｍ以
上とすることが望ましい。また、ベース部２３０の一方の主面上において、ベース部２３０の外周と封止凸部２６０との間の距離（図５における長さ「ｂ」）は、１ｍｍ以上とすることが望ましい。さらに、ベース部２３０の一方の主面上において、隣り合う貫通孔の開口の各々を囲んで設けられる封止凸部２６０間の距離（図５における長さ「ｃ」）は、１ｍｍ以上とすることが望ましい。

このような構成とすれば、封止凸部２６０を設けることにより、貫通孔と溶射層３５との間のガスの流通を抑えて、このようなガスの流通に起因して生じる不都合を抑えるという、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第２実施形態では、封止凸部２６０を、ベース部２３０の表面構造としているため、樹脂製の別部材である封止凸部６０を用いる第１実施形態に比べて、封止凸部と接着層４０との間の接着性を高めて、封止凸部と接着層４０との間のガスリークに係る信頼性を高めることが可能になる。

Ｃ．第３実施形態：
第１および第２実施形態では、ベース部の一方の主面上において、複数の貫通孔の各々の開口ごとに封止凸部を設けたが、異なる構成としてもよい。以下では、複数の貫通孔の開口に対して、単一の封止凸部を設ける構成を、第３実施形態として説明する。

図６は、第３実施形態の静電チャックが備えるベース部３０の一方の主面上に形成される封止凸部の様子を表す説明図である。第３実施形態の静電チャックは、封止凸部の配置が異なる点以外は第１実施形態の静電チャック１０と同様の構成を有しており、共通する部分には同じ参照番号を付す。

図６に示すように、第３実施形態では、ベース部３０上において、２つのリフトピン孔５３の開口を囲むように形成された封止凸部３６０ａと、２つの温度センサ用孔５４の開口を囲むように形成された封止凸部３６０ｂとが設けられている。なお、上記した２つのリフトピン孔５３および２つの温度センサ用孔５４以外の貫通孔の開口については、各々の開口ごとに、第１実施形態と同様の封止凸部６０が設けられている（図示せず）。また、封止凸部３６０ａおよび封止凸部３６０ｂの大きさに係る各パラメータ、具体的には、封止凸部３６０ａ，３６０ｂの厚み（接着層４０に接着する前のＺ軸方向の高さ）、封止凸部３６０ａ，３６０ｂの頭頂部の幅、および、ベース部３０の外周と封止凸部３６０ａ，３６０ｂとの間の距離は、第１実施形態の封止凸部６０と同様に設定すればよい。

図６に示すように、複数のリフトピン孔５３を単一の封止凸部３６０ａで囲む場合であっても、これらのリフトピン孔５３と他の大気系貫通孔との間の貫通孔間大気流入を抑える効果を得ることができる。また、図６に示すように、複数の温度センサ用孔５４を単一の封止凸部３６０ｂで囲む場合であっても、これらの温度センサ用孔５４を介した大気リークを抑える効果や、これらの温度センサ用孔５４と他の真空系貫通孔との間の貫通孔間大気流入を抑える効果を得ることができる。なお、複数の貫通孔の開口を囲むように封止凸部を設ける際には、例えば、同種の３以上の貫通孔の開口を囲むように封止凸部を設けてもよい。

また、複数の貫通孔の開口を単一の封止凸部によって囲む場合に、単一の封止凸部によって囲まれる複数の開口に対応する貫通孔は、同種の貫通孔とする他、異種の貫通孔とすることも可能である。具体的には、真空系貫通孔に属する異種の貫通孔（例えば、ガス流路孔５０とリフトピン孔５３）の開口を、単一の封止凸部により囲むこととしてもよい。このような場合であっても、封止凸部を設けることにより、ガス流路孔５０を介したガスリークを抑える効果や、これらガス流路孔５０およびリフトピン孔５３と、他の大気系貫通孔と、の間の貫通孔間大気流入を抑える効果を得ることができる。また、大気系貫通孔に属する異種の貫通孔（例えば、温度センサ用孔５４とチャック端子用孔５５）の開口を
、単一の封止凸部により囲むこととしてもよい。このような場合であっても、封止凸部を設けることにより、温度センサ用孔５４およびチャック端子用孔５５を介した大気リークを抑える効果や、これら温度センサ用孔５４およびチャック端子用孔５５と、他の真空系貫通孔と、の間の貫通孔間大気流入を抑える効果を得ることができる。

あるいは、真空系貫通孔と大気系貫通孔のうちの一方のみについて、各々の貫通孔の開口ごとに、あるいは、複数の貫通孔の開口をまとめて、封止凸部を設けることとしてもよい。これにより、少なくとも貫通孔間大気流入を抑えることができ、さらに、封止凸部で囲んだ開口を有する貫通孔については、貫通孔の種類に応じて、大気リークやガスリークを抑える効果を得ることができる。

なお、このような封止凸部の配置の変形は、第１実施形態と同様に樹脂を用いて形成した封止凸部を設ける場合だけでなく、第２実施形態と同様にベース部の表面構造として設けた凸状構造によって封止凸部を形成する場合にも、同様に適用することができる。

Ｄ．他の実施形態：
上記した第１実施形態では、封止凸部６０を、ベース部３０上に接着された樹脂製の凸状構造としたが、ベース部３０上に接着されない樹脂製部材により封止凸部を構成することも可能である。例えば、封止凸部として樹脂製のＯリングを用い、封止凸部と接着層４０との間は接着剤によって接着させつつ、封止凸部とベース部３０との間は、接着剤を用いることなく密着させて封止することとしてもよい。封止凸部は、ベース部の一方の主面から接着層に向かって突出するように形成されて、自身の頭頂部が接着層に接していればよい。

本開示は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャック以外の保持装置に適用してもよい。すなわち、セラミック部のような板状部材と、板状部材に接合されると共に溶射層で被覆された被覆構造体としてのベース部と、を備え、板状部材の表面上に対象物を保持する他の保持装置、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＰＬＤ等の真空装置用ヒータ装置や、真空チャック等にも同様に適用可能である。特に、耐食性や耐電圧性の確保のために溶射膜を設けることが望まれるプラズマ環境下で使用する装置において、好適に適用できる。

本開示は、上述の実施形態等に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０，１１０，２１０…静電チャック
２０…セラミック部
２２…チャック電極
２４…載置面
３０，２３０…ベース部
３２…冷媒流路
３５…溶射層
４０…接着層
５０，５１…ガス流路孔
５２…ガス吐出口
５３…リフトピン孔
５４…温度センサ用孔
５５…チャック端子用孔
６０，２６０，３６０ａ，３６０ｂ…封止凸部

Claims (7)

1. 対象物を保持する保持装置であって、
   板状に形成される板状部と、
   金属を含み、一対の主面を備える板状のベース部であって、前記一対の主面のそれぞれに開口を形成する貫通孔を有し、前記一対の主面のうちの一方の主面の一部に溶射層が形成されるベース部と、
   接着剤を含み、前記板状部と前記ベース部の前記一方の主面との間に配置されて前記板状部と前記ベース部とを接着する接着層と、
   前記ベース部の前記一方の主面のうち、前記溶射層が形成された領域よりも開口側の領域において、前記開口を囲むように設けられ、前記一方の主面から前記接着層に向かって突出し、自身の頭頂部が前記接着層に接する封止凸部と、
   を備え、
   前記封止凸部は、前記ベース部における前記一方の主面上に形成された樹脂製の凸状構造であることを特徴とする
   保持装置。
2. 請求項１に記載の保持装置であって、
   前記封止凸部に囲まれる前記領域に存在する前記貫通孔は、前記保持装置の使用時に大気開放される貫通孔であることを特徴とする
   保持装置。
3. 請求項１に記載の保持装置であって、
   前記封止凸部に囲まれる前記領域に存在する前記貫通孔は、前記保持装置の使用時に大気と非連通状態となる貫通孔であることを特徴とする
   保持装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の保持装置であって、
   前記ベース部の前記一方の主面は、複数の前記開口を有し、
   前記封止凸部は、前記複数の開口の各々を囲むように形成されていることを特徴とする
   保持装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の保持装置であって、
   前記封止凸部と前記溶射層とは、前記ベース部における前記一方の主面からの高さが同じであって、前記接着層における前記ベース部側の面に接することを特徴とする
   保持装置。
6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の保持装置であって、
   前記封止凸部の頭頂部の幅は、１ｍｍ以上であることを特徴とする
   保持装置。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の保持装置であって、
   静電吸着用電極を備える静電チャックであることを特徴とする
   保持装置。