JP7233160B2 - 保持装置および保持装置の製造方法 - Google Patents

Description

本明細書に開示される技術は、保持装置に関する。

例えば半導体製造装置において、ウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、ベース部材と、ベース部材に接合されたセラミックス部材とを備えており、セラミックス部材の内部に配置されたチャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス部材の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。

静電チャックは、チャック電極への給電のための構成を備えている。具体的には、ベース部材の内部に、ベース部材におけるセラミックス部材に対向する表面（以下、「上面」という）に開口する端子用貫通孔が形成されており、端子用貫通孔内に、柱状の接続端子が配置されている。また、セラミックス部材におけるベース部材に対向する表面（以下、「下面」という）の内の所定の領域には、チャック電極に導通する端子パッド（電極パッド）が配置されている。なお、セラミックス部材の下面における上記所定領域は、吸着面に略直交する方向（以下、「第１の方向」という）視で端子用貫通孔に重なる領域である。ベース部材の端子用貫通孔内に配置された接続端子は、例えばロウ付けによって端子パッドに接合されている。静電チャックの使用時には、チャック電極に、電源から接続端子および端子パッドを介してチャック電極に至る導通経路を介して、電圧が印加される。

このようなセラミックス部材の下面に端子パッドが接合された静電チャックでは、端子パッドの近傍に凹所（ザグリともいう）が形成されていることがある。具体的には、セラミックス部材の下面には、接続端子の形成のための位置決め用治具を挿入可能な内径を有する治具用凹所と、治具用凹所の底面にパッド用凹所が形成されている。パッド用凹所の内径は、治具用凹所より内径が小さく、パッド用凹所の底面に端子パッドが配置されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－１２３８６２号公報

静電チャックにおいて、吸着面の温度分布が不均一になると、該吸着面に保持されたウェハの温度分布が不均一になり、その結果、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング等）の精度が低下するため、静電チャックにはウェハの温度分布を均一にする性能が求められる。一方、端子パッドは、接続端子との間の電気的なやり取りの際に発熱することによって、吸着面における温度分布の特異点になり易い。また、セラミックス部材の下面に形成される凹所は、セラミックスが存在しない空洞を形成するため、やはり、吸着面における温度分布の特異点になり易い。上述の従来の静電チャックでは、パッド用凹所に隣接するように治具用凹所が配置されており、吸着面において、温度分布の特異点となり得る端子パッドに対応する部位と凹所に対応する部位とが特定箇所に集中している。このため、吸着面の温度分布が不均一になるという問題がある。

なお、このような課題は、治具用凹所以外の凹所がセラミックス部材の表面に形成される場合でも共通の課題である。また、このような課題は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、セラミックス部材の第１の表面上に対象物を保持する保持装置であって、セラミックス部材の反対側の第２の表面に端子パッドが露出している保持装置に共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有するセラミックス部材と、前記セラミックス部材の内部に配置された導電体と、前記セラミックス部材の前記第２の表面側に露出するとともに、前記導電体に電気的に接続された端子パッドと、前記端子パッドに接合された接続端子と、を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記第２の表面には、前記端子パッドから所定距離だけ離れた位置に凹所が形成されている。端子パッドは、接続端子との間の電気的なやり取りの際に発熱することによって温度分布の特異点になり易い。また、第２の表面に形成される凹所は、セラミックスが存在しない空洞を形成することによって温度分布の特異点になり易い。したがって、端子パッドの近傍に凹所が形成されていると、温度分布の特異点が集中し、その結果、第１の表面の温度分布の温度差が大きくなるおそれがある。これに対して、本保持装置によれば、凹所が端子パッドから所定距離だけ離れた位置に形成されている。すなわち、端子バッドと凹所との間には、相対的に熱が拡散し易いセラミックス部分が介在する。これにより、端子パッドの配置領域に凹所が連続的に形成された従来の構成に比べて、凹所により温度分布の特異点が分散されるため、第１の表面の温度分布の温度差を小さくすることができる。

（２）上記保持装置において、前記第２の表面には、前記凹所が複数形成されている構成としてもよい。本保持装置によれば、第２の表面には、凹所が複数形成されている。これにより、第１の表面の温度分布の温度差を小さくしつつ、複数の凹所を、例えばセラミックス部材と他の部材との位置決めに利用することができる。

（３）上記保持装置において、前記第２の表面には、複数の前記端子パッドが、前記複数の凹所に囲まれるように配置されている構成としてもよい。本保持装置によれば、複数の端子パッドが、複数の凹所に囲まれるように配置されている。これにより、複数の端子パッドに対して凹所が分散配置されるため、第１の表面の温度分布の温度差を効果的に抑制することができる。

（４）上記保持装置において、さらに、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第２の表面に対向するように配置されるとともに、前記接続端子を収容する収容空間が形成された支持体と、前記セラミックス部材の前記第２の表面と前記支持体の前記第３の表面とを接合する接合部と、を備える構成としてもよい。本保持装置によれば、端子パッドの配置空間が支持体の収容空間に連通することになるため、さらに、第１の表面における端子パッドに対応する部位が温度分布の特異点になり易い。このため、本発明を適用することは特に有用である。

（５）上記保持装置において、前記第２の表面における前記端子パッドは、前記第２の表面における前記端子パッドと前記凹所との間の中間領域の少なくとも一部に対して前記第１の表面側に位置している構成としてもよい。本保持装置によれば、端子パッドが、セラミックスが存在しない空洞内に配置されるため、さらに、第１の表面における端子パッドに対応する部位が温度分布の特異点になり易い。このため、本発明を適用することは特に有用である。

（６）本明細書に開示される保持装置の製造方法は、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有し、第２の表面側に端子パッドが露出したセラミックス成形体を準備する工程と、前記セラミックス成形体を焼成し、セラミックス焼結体を形成する工程と、前記セラミックス焼結体の前記第２の表面における前記端子パッドから所定距離だけ離れた位置に凹所を形成する工程と、凸部を有するとともに接続端子を保持する治具を用いて、前記凸部を前記セラミックス焼結体の前記凹所に嵌合させつつ、前記治具に保持された前記接続端子を前記端子パッドに接合する工程と、を含むことを特徴とする。本保持装置の製造方法によれば、凸部と凹所との嵌合により治具がセラミックス焼結体に対して位置決めされるため、接続端子を端子パッドに精度良く接合することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、保持装置、静電チャック、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す斜視図である。 実施形態における静電チャック１０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。 本実施形態における静電チャック１０のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。 セラミックス部材１００の下面Ｓ２側から見た底面図である。 本実施形態における静電チャック１０の製造方法を示すフローチャートである。 電極端子５４を電極パッド５２に接合する際のセラミックス部材１００と治具６００とのＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。 本実施形態における静電チャック１０のＸＺ断面構成と温度分布との関係を示す説明図である。 比較例における静電チャック１０ＡのＸＺ断面構成と温度分布との関係を示す説明図である。 比較例におけるセラミックス部材１００Ａの下面Ｓ２Ａ側から見た底面図である。 電極端子５４を電極パッド５２に接合する際のセラミックス部材１００Ａと治具６００ＡとのＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ－１．静電チャック１０の構成：
図１は、本実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態における静電チャック１０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図３は、本実施形態における静電チャック１０のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図２には、図３のＩＩ－ＩＩの位置における静電チャック１０のＸＺ断面構成が示されており、図３には、図２のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における静電チャック１０のＸＹ断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック１０は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。

静電チャック１０は、対象物（例えばウェハＷ）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ウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１０は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置されたセラミックス部材１００およびベース部材２００を備える。セラミックス部材１００とベース部材２００とは、セラミックス部材１００の下面Ｓ２（図２参照）とベース部材２００の上面Ｓ３とが上記配列方向に対向するように配置される。静電チャック１０は、特許請求の範囲における保持装置に相当する。また、静電チャック１０は、特許請求の範囲における支持体に相当し、セラミックス部材１００の下面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当し、ベース部材２００の上面Ｓ３は、特許請求の範囲における第３の表面に相当する。

セラミックス部材１００は、例えば円形平面の板状部材であり、セラミックス（例えば、アルミナや窒化アルミニウム等）により形成されている。セラミックス部材１００の直径は例えば５０ｍｍ～５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ～４５０ｍｍ程度）であり、セラミックス部材１００の厚さは例えば１ｍｍ～１０ｍｍ程度である。

図２に示すように、セラミックス部材１００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）により形成されたチャック電極４００が設けられている。Ｚ軸方向視でのチャック電極４００の形状は、例えば略円形である。チャック電極４００に電源（図示せず）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Ｗがセラミックス部材１００における下面Ｓ２とは反対側の表面（以下、「吸着面Ｓ１」という）に吸着固定される。セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１は、上述した配列方向（Ｚ軸方向）に略直交する略平面状の表面である。セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。また、本明細書では、Ｚ軸に直交する方向（すなわち、吸着面Ｓ１に平行な方向）を「面方向」という。

図２および図３に示すように、セラミックス部材１００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たヒータ電極５００が設けられている。Ｚ軸方向視でのヒータ電極５００の形状は、例えば略螺旋状である。ヒータ電極５００に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ電極５００が発熱することによってセラミックス部材１００が温められ、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが温められる。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。ヒータ電極５００は、特許請求の範囲における導電体に相当する。

ベース部材２００は、例えばセラミックス部材１００と同径の、または、セラミックス部材１００より径が大きい円形平面の板状部材であり、金属（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。ベース部材２００の直径は例えば２２０ｍｍ～５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ～４７０ｍｍ）であり、ベース部材２００の厚さは例えば２０ｍｍ～４０ｍｍ程度である。

ベース部材２００の内部には冷媒流路２１０が形成されている。冷媒流路２１０に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が流されると、ベース部材２００が冷却され、後述する接着層３００を介したベース部材２００とセラミックス部材１００との間の伝熱によりセラミックス部材１００が冷却され、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。

セラミックス部材１００とベース部材２００とは、セラミックス部材１００の下面Ｓ２とベース部材２００の上面Ｓ３との間に配置された接着層３００によって互いに接合されている。接着層３００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。接着層３００の厚さは、例えば０．１ｍｍ～１ｍｍ程度である。接着層３００は、特許請求の範囲における接合部に相当する。

Ａ－２．ヒータ電極５００への給電のための構成：
次に、ヒータ電極５００への給電のための構成について説明する。図２に示すように、ベース部材２００の内部には、ベース部材２００の上面Ｓ３に開口する端子用貫通孔２４が形成されている。本実施形態では、端子用貫通孔２４は、断面（面方向に平行な断面）が円形であり、ベース部材２００をＺ軸方向に貫通する孔である。

また、セラミックス部材１００の下面Ｓ２には、円形凹部１６が形成されている。円形凹部１６は、静電チャック１０の下面Ｓ２の内、Ｚ軸方向視で端子用貫通孔２４に重なる領域が、全体的にチャック電極４００側に凹んだものである。本実施形態では、Ｚ軸方向視で、円形凹部１６の内径は、端子用貫通孔２４の内径より大きく、円形凹部１６は、全周にわたって端子用貫通孔２４の周囲を囲んでいる。また、ベース部材２００に形成された端子用貫通孔２４とセラミックス部材１００に形成された円形凹部１６との間の位置において、接着層３００には、接着層３００をＺ軸方向に貫通する貫通孔３２が形成されている。そのため、ベース部材２００に形成された端子用貫通孔２４とセラミックス部材１００に形成された円形凹部１６とは、接着層３００に形成された貫通孔３２を介して互いに連通した一体の孔を構成している。端子用貫通孔２４は、特許請求の範囲における収容空間に相当する。

また、セラミックス部材１００の円形凹部１６の底面には、ビア５１を介してヒータ電極５００に導通する一対の電極パッド５２が配置されている。本実施形態では、Ｚ軸方向視での電極パッド５２の形状は、略円形である。電極パッド５２およびビア５１は、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成されている。なお、電極パッド５２は、図２に示すように、厚さ方向（Ｚ軸方向）の全体がセラミックス部材１００から露出している。ただし、電極パッド５２の下面がセラミックス部材１００から露出している限りにおいて、電極パッド５２における厚さ方向の一部分または全体が、セラミックス部材１００に埋設されていてもよい。

ベース部材２００に形成された端子用貫通孔２４内には、Ｚ軸方向に延びる一対の柱状の電極端子５４とコネクタ８０とが配置されている。本実施形態では、各電極端子５４の断面（面方向に平行な断面）は、円形である。電極端子５４の上端は、例えば金属ろう材によって電極パッド５２に接合されている。電極パッド５２は、特許請求の範囲における端子パッドに相当し、電極端子５４は、特許請求の範囲における接続端子に相当する。コネクタ８０は、コネクタ本体８２とケーブル８４とを有する。コネクタ本体８２は、略直方体状であり、コネクタ本体８２の上面には、各電極パッド５２と対向する位置に接続孔８６が開口している。各接続孔８６内に電極端子５４が挿入されている。コネクタ本体８２の下面からケーブル８４が延びている。これにより、各電極端子５４は、コネクタ８０を介して外部機器に電気的に接続可能とされている。

ヒータ電極５００への給電のための構成は上述の通りである。静電チャック１０の使用時には、ヒータ電極５００に、電源（図示せず）から、コネクタ８０、電極端子５４、電極パッド５２およびビア５１を介してヒータ電極５００に至る導通経路を介して、電圧が印加される。これにより、ヒータ電極５００が発熱する。

なお、チャック電極４００への給電のための構成も、ヒータ電極５００への給電のための構成と同様である。静電チャック１０の使用時には、チャック電極４００に、電源（図示せず）から、コネクタ、電極端子、電極パッドおよびビア（いずれも図示せず）を介してチャック電極４００に至る導通経路を介して、電圧が印加される。これにより、ウェハＷを吸着面Ｓ１に吸着固定するための静電引力が発生する。

Ａ－３．セラミックス部材１００の下面Ｓ２の構成：
図４は、ベース部材２００に接合される前におけるセラミックス部材１００の下面Ｓ２側から見た底面図である。図４に示すように、セラミックス部材１００の下面Ｓ２の略中央には、上述の円形凹部１６が形成されており、該円形凹部１６の底面には、一対の電極パッド５２が露出している。さらに、セラミックス部材１００の下面Ｓ２には、電極パッド５２から所定距離だけ離れた位置に複数（例えば４つ）の位置決め用凹所６０が形成されている。具体的には、各位置決め用凹所６０は、電極パッド５２が露出している円形凹部１６から所定距離だけ離れた位置に形成されている。すなわち、円形凹部１６と位置決め用凹所６０との間の中間領域１０２は、円形凹部１６の底面と位置決め用凹所６０の底面との両方に対して吸着面Ｓ１とは反対側に位置している。要するに、面方向において、電極パッド５２（円形凹部１６）と位置決め用凹所６０との間に、表面（中間領域１０２）が下方に突出するセラミックス部分が介在している。なお、円形凹部１６の直径は、例えば７ｍｍ以上、１１．５ｍｍ以下であることが好ましく、位置決め用凹所６０の直径は、例えば２ｍｍ以上、４ｍｍ以下であることが好ましい。また、円形凹部１６と位置決め用凹所６０との距離は、例えば１．５ｍｍ以上、４ｍｍ以下であることが好ましい。また、円形凹部１６の上下方向の深さは、例えば０．６ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下であることが好ましく、位置決め用凹所６０の上下方向の深さは、例えば０．３ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下であることが好ましい。また、全て（４つ）の位置決め用凹所６０の体積の合計が、円形凹部１６の体積と略同一、または、円形凹部１６の体積より小さいことが好ましい。

また、４つの位置決め用凹所６０は、一対の電極パッド５２（円形凹部１６）を囲むように配置されている。具体的には、４つの位置決め用凹所６０は、円形凹部１６を中心とする同一円上において、周方向に等間隔に配置されている。なお、各位置決め用凹所６０の内径は、円形凹部１６の内径より小さい。

一方、図２に示すように、ベース部材２００の上面Ｓ３には、複数（例えば４つ）の突起２０２が形成されている。４つの突起２０２は、セラミックス部材１００の４つの位置決め用凹所６０にそれぞれ対向する位置に形成されており、各突起２０２は、対向する位置決め用凹所６０内に挿入されている。このように、突起２０２が位置決め用凹所６０内に挿入されていることによって、セラミックス部材１００とベース部材２００との間で温度のやり取りを効率的に行うことができる。

Ａ－４．静電チャック１０の製造方法：
図５は、本実施形態における静電チャック１０の製造方法を示すフローチャートであり、図６は、電極端子５４を電極パッド５２に接合する際のセラミックス部材１００と治具６００とのＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。

はじめに、セラミックス成形体とベース部材２００とを準備する（Ｓ１１０）。ベース部材２００は、公知の製造方法によって製造可能である。セラミックス成形体は、上述のセラミックス部材１００に対して位置決め用凹所６０が形成されていない未焼結体であり、以下の方法で製造される。すなわち、複数のセラミックスグリーンシート（例えばアルミナグリーンシート）を準備し、各セラミックスグリーンシートに、チャック電極４００やヒータ電極５００、ビア５１、電極パッド５２等を構成するためのメタライズインクの印刷や孔開け加工等を行い、その後、複数のセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、所定の円板形状にカットするとともに円形凹部１６を形成する。これにより、セラミックス成形体が形成される。

次に、セラミックス成形体を焼成することにより、セラミックス焼結体を形成する（Ｓ１２０）。次に、セラミックス焼結体に研磨加工等を行うとともに、セラミックス焼結体の下面Ｓ２に位置決め用凹所６０を形成するための孔開け加工を行う（Ｓ１３０）。これにより、セラミックス部材１００が製造される。ここで、仮に、セラミックス部材１００の下面Ｓ２における位置決め用凹所６０は、焼成前のセラミックスグリーンシート（セラミックス成形体）への孔開け加工によって形成されるとすると、焼成によるセラミックス成形体の収縮によって位置決め用凹所６０や電極パッド５２が変形したり位置がずれたりして、例えば電極端子５４がベース部材２００に干渉したり、そもそも端子用貫通孔２４に電極端子５４が収納できなくなるおそれがある。これに対して、本実施形態の製造方法であれば、セラミックス成形体の焼結による位置決め用凹所６０の変形や位置ずれを抑制することができる。

次に、電極端子５４を電極パッド５２に接合する（Ｓ１４０）。具体的には、図６に示すように、セラミックス部材１００の下面Ｓ２側に、電極端子５４の外径と略同一の内径を有する一対の挿入孔６１０が形成された治具６００を設置し、該治具６００の各挿入孔６１０内に電極端子５４を挿入することによって電極端子５４を位置決めした状態で、電極端子５４を電極パッド５２に例えばロウ付けによる接合する。このとき使用される治具６００の上端には複数（例えば４つ）の凸部６２０が形成されており、治具６００の設置の際には、該凸部６２０をセラミックス部材１００の位置決め用凹所６０に嵌合させることによって治具６００の位置決めを行う。この際、セラミックス部材１００に円形凹部１６が形成されていることによって電極パッド５２と治具６００とが離間しているため、治具６００が電極パッド５２に干渉して電極パッド５２が損傷することが抑制される。電極端子５４と電極パッド５２との接合が完了した後、治具６００を取り外す。

次に、セラミックス部材１００とベース部材２００とを接合する（Ｓ１５０）。具体的には、ベース部材２００の端子用貫通孔２４に電極端子５４を挿通させた状態で、セラミックス部材１００の下面Ｓ２とベース部材２００の上面Ｓ３とを対向させ、セラミックス部材１００とベース部材２００との間を接着層３００によって接合する。以上の工程により、上述した構成の静電チャック１０の製造が完了する。

Ａ－５．本実施形態の効果：
吸着面Ｓ１における電極パッド５２の真上部分に対応する部位は、電極端子５４との間の電気的なやり取りの際に発熱することによって温度分布の特異点になり易い。また、吸着面Ｓ１における、セラミックス部材１００の下面Ｓ２に形成された位置決め用凹所６０の真上部分に対応する部位は、セラミックスが存在しない空洞を形成することによって温度分布の特異点になり易い。したがって、仮に、電極パッド５２の近傍に位置決め用凹所６０が形成されていると、吸着面Ｓ１における電極パッド５２および位置決め用凹所６０の真上部分に対応する部位に温度分布の特異点が集中し、その結果、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１の温度分布の温度差が大きくなるおそれがある。これに対して、以上説明したように、本実施形態の静電チャック１０では、位置決め用凹所６０が電極パッド５２から所定距離だけ離れた位置に形成されている。すなわち、電極パッド５２と位置決め用凹所６０との間には、相対的に熱が拡散し易いセラミックス部分が介在する。これにより、端子パッドの配置領域に凹所が連続的に形成された従来の構成に比べて、凹所により温度分布の特異点が分散されるため、セラミックス部材の第１の表面（保持面）の温度分布の温度差を小さくすることができる。

以下、具体的に説明する。図７は、本実施形態における静電チャック１０のＸＺ断面構成と温度分布との関係を示す説明図である。図８は、比較例における静電チャック１０ＡのＸＺ断面構成と温度分布との関係を示す説明図であり、図９は、比較例におけるセラミックス部材１００Ａの下面Ｓ２Ａ側から見た底面図であり、図１０は、電極端子５４を電極パッド５２に接合する際のセラミックス部材１００Ａと治具６００ＡとのＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。なお、比較例の静電チャック１０Ａについて、本実施形態の静電チャック１０と共通する構成は同一の符号を付して説明を省略する。

図８および図９に示すように、比較例の静電チャック１０Ａでは、セラミックス部材１００Ａの下面Ｓ２Ａに、位置決め用凹所７０が形成されており、この位置決め用凹所７０の底面に、さらに、内径が位置決め用凹所７０の内径より小さいパッド配置用凹所１６Ａが形成されている。パッド配置用凹所１６Ａの底面には、一対の電極パッド５２が配置されている。図１０に示すように、電極端子５４を電極パッド５２に接合する際、セラミックス部材１００Ａの下面Ｓ２Ａ側に、電極端子５４の外径と略同一の内径を有する一対の挿入孔６１０Ａが形成された治具６００Ａを設置し、該治具６００Ａの各挿入孔６１０Ａ内に電極端子５４を挿入することによって電極端子５４を位置決めした状態で、電極端子５４を電極パッド５２に例えばロウ付けによる接合する。治具６００の設置の際に、治具６００Ａの上端をセラミックス部材１００の位置決め用凹所７０に嵌合させることによって治具６００Ａの位置決めを行う。この際、セラミックス部材１００Ａにパッド配置用凹所１６Ａが形成されていることによって電極パッド５２と治具６００Ａとが離間しているため、治具６００Ａが電極パッド５２に干渉して電極パッド５２が損傷することが抑制される。

このように、比較例の静電チャック１０Ａでは、位置決め用凹所７０と円形凹部１６との二段の凹所が形成されており、電極端子５４の周辺にセラミックスが存在しない大きい空洞が存在することになる。このため、吸着面Ｓ１における電極端子５４の周辺の真上部分に対応する部位に温度分布の特異点が集中し、その結果、図８の下側の図に示すように、セラミックス部材１００Ａの吸着面Ｓ１Ａの温度分布の温度差が大きくなるおそれがある。

これに対して、本実施形態の静電チャック１０では、位置決め用凹所６０は、電極パッド５２が配置された円形凹部１６から所定距離だけ離れた位置に形成されている。すなわち、電極パッド５２（円形凹部１６）と位置決め用凹所６０との間に、相対的に熱が拡散し易いセラミックス部分が介在する。このため、図７の下側の図に示すように、吸着面Ｓ１における電極端子５４の周辺の真上部分に対応する部位に温度分布の特異点が集中することが抑制され、その結果、比較例の静電チャック１０Ａに比べて、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１の温度分布の温度差を小さくすることができる。

また、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１とヒータ電極５００との距離が短くなるほど、ヒータ電極５００が存在する部分とヒータ電極５００が存在しない部分との温度差が、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における温度分布に影響し易くなる。このため、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１の均熱性を向上させるには、ヒータ電極５００を、吸着面Ｓ１から離間させることが好ましい。しかし、比較例の静電チャック１０Ａでは、二段の凹所によって下面Ｓ２Ａに比較的に深い空洞が形成されているため、ヒータ電極５００を吸着面Ｓ１から離間させるにも限界がある（図８等参照）。仮に、ヒータ電極５００を吸着面Ｓ１からさらに離間させようとすると、二段の凹所が形成できなくなる。これに対して、本実施形態の静電チャック１０では、二段の凹所を形成する必要がないため、比較例の静電チャック１０Ａに比べて、ヒータ電極５００を吸着面Ｓ１からさらに離間させることができる（図１等参照）。しかも、比較例の静電チャック１０Ａでは、接着層３００Ａにおける特定箇所に、位置決め用凹所７０に対応した比較的大きな貫通孔３２Ａが形成されるため、セラミックス部材１００とベース部材２００との接合強度が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態の静電チャック１０では、二段の凹所を形成する必要がないため、接着層３００に比較的に小さい貫通孔３２を形成すればよいため、セラミックス部材１００とベース部材２００との接合強度が低下することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、セラミックス部材１００の下面Ｓ２には、位置決め用凹所６０が複数形成されている。これにより、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１の温度分布の温度差を小さくしつつ、複数の位置決め用凹所６０を、例えばセラミックス部材１００と他の部材（ベース部材２００）との位置決めに利用することができる。また、治具６００がセラミックス部材１００に対して回転して一対の電極端子５４が位置ずれすることを抑制することができる。

また、本実施形態では、電極パッド５２の下側には、電極端子５４の収容空間を確保するため、ベース部材２００に端子用貫通孔２４が形成されており、ベース部材２００による冷却効果が低い。このため、吸着面Ｓ１における電極パッド５２の周辺の真上部分に対応する部位は特に温度分布の特異点になり易い。このため、本実施形態を適用することは特に有用である。

また、本実施形態の製造方法によれば、ベース部材２００の突起２０２と治具６００の凸部６２０との嵌合により治具６００がセラミックス焼結体に対して位置決めされるため、電極端子５４を電極パッド５２に精度良く接合することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記各実施形態における静電チャック１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態において、導電体として、ヒータ電極５００を例示したが、これに限らず、セラミックス部材１００の内部に配置され、端子パッドに電気的に接続される導電性を有する部材であればよく、例えば上述のチャック電極４００（内部電極）であるとしてもよい。また、端子パッドおよび接続端子として、ヒータ電極５００に電気的に接続された電極パッド５２および電極端子５４を例示したが、これに限らず、チャック電極４００に電気的に接続された電極パッドおよび電極端子（いずれも図示せず）であるとしてもよい。

また、上記実施形態において、セラミックス部材１００とベース部材２００とが、一体の接着層３００ではなく、複数の接合部分によって接合されているとしてもよい。具体的には、セラミックス部材１００とベース部材２００との間に、セラミックス部材１００とベース部材２００との対向方向に直交する一の仮想平面上に配置された複数の接合部分が離散的に形成されているとしてもよい。複数の接合部分も特許請求の範囲における接合部に相当する。

また、上記実施形態において、円形凹部１６、位置決め用凹所６０および電極パッド５２のＺ軸方向視の形状は、円形に限らず、矩形等の他の形状でもよい。例えば、位置決め用凹所６０は、円形凹部１６や電極パッド５２を囲む環状でもよい。また、円形凹部１６の内径は、端子用貫通孔２４の内径と同じ、または、該端子用貫通孔２４の内径より小さいとしてもよい。また、円形凹部１６内に、１つの電極パッド５２、あるいは、３つ以上の電極パッド５２が配置されているとしてもよい。また、セラミックス部材１００の下面Ｓ２に、円形凹部１６が、１つ、２つ、３つ、または、５つ以上形成されているとしてもよい。また、上記実施形態では、複数の円形凹部１６は、同一円上に等間隔に配置されているとしたが、これに限らず、不規則に配置されているとしてもよい。

また、上記実施形態において、ベース部材２００に突起２０２が形成されていないとしてもよい。但し、上記実施形態の構成であれば、突起２０２が形成されているために、位置決め用凹所６０内において、セラミックス部材１００やベース部材２００に比べて熱が拡散し難い接着層３００の厚みが厚くなることが抑制できるため、吸着面Ｓ１において位置決め用凹所６０の真上部分に対応する部位が温度分布の特異点になることを抑制することができる。さらに、上記実施形態において、ベース部材２００の端子用貫通孔２４の内径が、全て（４つ）の位置決め用凹所６０が内接する円の径より大きくなっており、かつ、上下方向（Ｚ軸方向）視で、端子用貫通孔２４内に、全ての位置決め用凹所６０が位置しているとしてもよい。

また、上記実施形態において、セラミックス部材１００の下面Ｓ２に、位置決め用凹所６０は形成されているが、円形凹部１６は形成されていないとしてもよい。すなわち、電極パッド５２と位置決め用凹所６０との間に介在するセラミックス部分の表面（中間領域１０２）は、少なくとも位置決め用凹所６０の底面に対して吸着面Ｓ１とは反対側に位置していれば、中間領域１０２および円形凹部１６により温度分布の特異点が分散されるため、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１の温度分布の温度差を小さくすることができる。よい。すなわち、特許請求の範囲における「端子パッドから所定距離だけ離れた位置に凹所が形成されている」には、第２の表面における端子パッドと凹所との間の中間領域の少なくとも一部は、凹所の底面より第１の表面とは反対側に位置していることが含まれている。また、該中間領域の少なくとも一部は、凹所の底面と端子パッド（端子パッドが露出している面）に対して第１の表面とは反対側に位置していることが好ましい。

また、上記実施形態では、凹所として、治具６００とセラミックス部材１００との位置決めや、セラミックス部材１００とベース部材２００との位置ずれ防止のための位置決め用凹所６０を例示したが、これに限らず、他の目的で形成される凹所でもよい。

また、上記各実施形態では、静電チャック１０がヒータ電極５００を備えているが、静電チャック１０がヒータ電極５００を備えなくてもよい。また、上記各実施形態では、冷媒流路２１０がベース部材２００の内部に形成されるとしているが、冷媒流路２１０が、ベース部材２００の内部ではなく、ベース部材２００の表面（例えばベース部材２００と接着層３００との間）に形成されるとしてもよい。

また、上記各実施形態では、セラミックス部材１００の内部に１つのチャック電極４００が設けられた単極方式が採用されているが、セラミックス部材１００の内部に一対のチャック電極４００が設けられた双極方式が採用されてもよい。また、上記各実施形態の静電チャック１０における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。

また、上記各実施形態における静電チャック１０の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、セラミックス部材１００の下面Ｓ２における円形凹部１６や位置決め用凹所６０は、焼成前のセラミックスグリーンシートへの孔開け加工によって形成されてもよいし、焼成後の研磨加工によって形成されてもよい。

本発明は、静電引力を利用してウェハＷを保持する静電チャック１０に限らず、内部に導電体が配置されるとともに該導電体に電気的に接続された端子パッドが外部に露出したセラミックス部材を備え、セラミックス部材の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、真空チャックやヒータ等）にも適用可能である。

１０，１０Ａ：静電チャック １６：円形凹部 １６Ａ：パッド配置用凹所 ２４：端子用貫通孔 ３２：貫通孔 ５１：ビア ５２：電極パッド ５４：電極端子 ６０，７０：位置決め用凹所 ８０：コネクタ ８２：コネクタ本体 ８４：ケーブル ８６：接続孔 １００，１００Ａ：セラミックス部材 １０２：中間領域 ２００：ベース部材 ２０２：突起 ２１０：冷媒流路 ３００：接着層 ４００：チャック電極 ５００：ヒータ電極 ６００，６００Ａ：治具 ６１０，６１０Ａ：挿入孔 ６２０：凸部 Ｓ１，Ｓ１Ａ：吸着面 Ｓ２，Ｓ２Ａ：下面 Ｓ３：上面 Ｗ：ウェハ

Claims (4)

1. 第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有するセラミックス部材と、
   前記セラミックス部材の内部に配置された導電体と、
   前記セラミックス部材の前記第２の表面側に露出するとともに、前記導電体に電気的に接続された端子パッドと、
   前記端子パッドに接合された接続端子と、
   第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第２の表面に対向するように配置されるとともに、前記接続端子を収容する収容空間である端子用貫通孔が形成された支持体と、
   前記セラミックス部材の前記第２の表面と前記支持体の前記第３の表面とを接合する接合部と、
   を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
   前記第２の表面には、前記端子パッドを収容する端子用凹部が形成され、前記端子用凹部から所定距離だけ離れた位置に前記端子パッドを収容しない凹所が形成されており、前記凹所の前記第１の表面に垂直な第１の方向の深さは、前記端子用凹部の前記第１の方向の深さより浅く、
   前記支持体のうち、前記第１の表面に直交する方向視で前記凹所と重なる部分には、貫通孔が形成されていないことを特徴とする、保持装置。
2. 請求項１に記載の保持装置であって、
   前記第２の表面には、前記凹所が複数形成されていることを特徴とする、保持装置。
3. 請求項２に記載の保持装置であって、
   前記端子パッドは、前記第２の表面における前記端子用凹部と前記凹所との間の中間領域の少なくとも一部に対して前記第１の表面側に位置していることを特徴とする、保持装置。
4. 第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有し、第２の表面側に端子パッドが露出したセラミックス成形体を準備する工程と、
   前記セラミックス成形体を焼成し、セラミックス焼結体を形成する工程と、
   前記セラミックス焼結体の前記第２の表面における前記端子パッドから所定距離だけ離れた位置に凹所を形成する工程と、
   凸部を有するとともに接続端子を保持する治具を用いて、前記凸部を前記セラミックス焼結体の前記凹所に嵌合させつつ、前記治具に保持された前記接続端子を前記端子パッドに接合する工程と、を含むことを特徴とする保持装置の製造方法。

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