基板温調固定装置
【課題】吸着対象物を安定して吸着保持でき、かつ、放電が発生し難い基板温調固定装置を提供すること。
【解決手段】本基板温調固定装置は、基体に内蔵された電極に電圧を印加して吸着対象物を前記基体上に吸着保持する静電チャックと、接着層を介して前記静電チャックを固定するベースプレートと、前記電極と電気的に接続された給電部と、前記給電部を保持する保持部と、を有する基板温調固定装置であって、前記保持部は、保持部本体と、封止部と、を有し、前記保持部本体は、前記ベースプレートに固定され、前記接着層の反対側に開口する凹部と、前記凹部内から前記接着層側に貫通する貫通孔と、を備え、前記給電部は、電極ピンと、電線と、を有し、前記電極ピンは、前記凹部内に固定され、前記電線は、前記接着層内、前記貫通孔内、及び前記凹部内に配線されて、前記電極と前記電極ピンとを電気的に接続し、前記封止部は、少なくとも前記凹部に充填されている。
【解決手段】本基板温調固定装置は、基体に内蔵された電極に電圧を印加して吸着対象物を前記基体上に吸着保持する静電チャックと、接着層を介して前記静電チャックを固定するベースプレートと、前記電極と電気的に接続された給電部と、前記給電部を保持する保持部と、を有する基板温調固定装置であって、前記保持部は、保持部本体と、封止部と、を有し、前記保持部本体は、前記ベースプレートに固定され、前記接着層の反対側に開口する凹部と、前記凹部内から前記接着層側に貫通する貫通孔と、を備え、前記給電部は、電極ピンと、電線と、を有し、前記電極ピンは、前記凹部内に固定され、前記電線は、前記接着層内、前記貫通孔内、及び前記凹部内に配線されて、前記電極と前記電極ピンとを電気的に接続し、前記封止部は、少なくとも前記凹部に充填されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に載置された吸着対象物を吸着する静電チャックを有する基板温調固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置を製造する際に使用される成膜装置（例えば、ＣＶＤ装置やＰＶＤ装置等）やプラズマエッチング装置等の製造装置は、基板（例えば、シリコンウエハ）を真空の処理室内に精度良く保持するためのステージを有する。このようなステージとして、例えば、静電チャックを有する基板温調固定装置が提案されている。基板温調固定装置は、静電チャックにより吸着対象物である基板を吸着保持し、吸着保持された基板が所定の温度となるように温度制御を行う装置である。
【０００３】
基板温調固定装置において、静電チャックは電極を有し、電極には給電部を介して電圧が印加される。基板温調固定装置は、低温から高温に至る様々な環境温度で使用されたり、処理時間の向上を図るため高電圧が印加されたりするため、給電部の耐電圧や耐久性を向上することが望まれている。以下、従来の基板温調固定装置の給電部の一例について説明する。
【０００４】
図１は、従来の基板温調固定装置の給電部を簡略化して例示する断面図である。図１を参照するに、基板温調固定装置１００は、静電チャック１０１と、接着層１０５と、ベースプレート１０６と、給電部１１０と、ソケット１５０と、絶縁層１６０とを有する。静電チャック１０１は、基体１０２と、電極１０３とを有するクーロン力型静電チャックである。基体１０２は、ベースプレート１０６上に絶縁性樹脂からなる接着層１０５を介して固定されている。基体１０２は、セラミックスにより構成されている。ベースプレート１０６は、静電チャック１０１を支持する部材であり、Ａｌ等の金属により構成されている。
【０００５】
電極１０３は基体１０２に内蔵されており、給電部１１０を介して基板温調固定装置１００の外部に設けられた直流電源（図示せず）に接続され、所定の電圧が印加される。給電部１１０は、はんだ１２０と、電線１３０と、電極ピン１４０とを有する。はんだ１２０は、電極１０３と電線１３０の一端とを接合している。電線１３０の他端は電極ピン１４０の一端と接合されている。電極ピン１４０の他端はソケット１５０を介してベースプレート１０６の下面側に突出している。電極ピン１４０は、製造装置５００に設けられたコネクタ５１０の導通部５２０と接続されている。ソケット１５０は、ベースプレート１０６に設けられた貫通孔内に装着され、電極ピン１４０を保持している。接着層１０５とソケット１５０との間には、絶縁性樹脂からなる絶縁層１６０が充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、基板温調固定装置１００は、例えば常温から高温（例えば、１５０℃程度）に至る様々な環境温度で使用されるため、接着層１０５及び絶縁層１６０に熱応力が発生し、接着層１０５及び絶縁層１６０が上部に位置する基体１０２を矢印方向に押し上げる。その結果、基体１０２の表面形状が変形し、基板を基体１０２に充分に吸着保持できなくなる問題が生じる。基板を基体１０２に充分に吸着保持できないと、基板の温度分布が悪化してエッチングレート等に問題が生じる虞がある。
【０００８】
この問題は、接着層１０５及び絶縁層１６０の材料を調整することでは解決できない。又、この問題は、基体１０２のソケット１５０側に形成される接着層１０５及び絶縁層１６０の合計の厚さが厚いほど熱応力が増えるため顕著となる。図１の例では、基体１０２のソケット１５０側に形成される接着層１０５の厚さは、例えば、５０〜１００μｍ程度である。又、絶縁層１６０の厚さは、例えば、１２ｍｍ程度である。
【０００９】
上記問題点を解決するため、図２に示す基板温調固定装置１００Ａのように、絶縁層１６０を無くし、絶縁層１６０の部分に空間部を設けることも考えられる。このようにすると、基体１０２のソケット１５０側に形成される絶縁性樹脂を接着層１０５のみにできるため、この部分に形成される絶縁性樹脂の厚さを図１の場合よりも大幅に薄くできる。その結果、接着層１０５に発生する熱応力を緩和できるため、上記問題点を抑制することが可能となる。ところが、基板温調固定装置１００Ａでは高圧（例えば、３０００ｖ程度）が印加される場合があるため、電極ピン１４０とベースプレート１０６との間に矢印で示すような放電が発生する新たな問題点が生じる。この問題は、例えば、ベースプレート１０６の表面にアルマイト層（硬質の絶縁層）等を形成しても解決できない。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、吸着対象物を安定して吸着保持でき、かつ、放電が発生し難い基板温調固定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本基板温調固定装置は、基体に内蔵された電極に電圧を印加して吸着対象物を前記基体上に吸着保持する静電チャックと、接着層を介して前記静電チャックを固定するベースプレートと、前記電極と電気的に接続された給電部と、前記給電部を保持する保持部と、を有する基板温調固定装置であって、前記保持部は、保持部本体と、封止部と、を有し、前記保持部本体は、前記ベースプレートに固定され、前記接着層の反対側に開口する凹部と、前記凹部内から前記接着層側に貫通する貫通孔と、を備え、前記給電部は、電極ピンと、電線と、を有し、前記電極ピンは、前記凹部内に固定され、前記電線は、前記接着層内、前記貫通孔内、及び前記凹部内に配線されて、前記電極と前記電極ピンとを電気的に接続し、前記封止部は、少なくとも前記凹部に充填されていることを要件とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吸着対象物を安定して吸着保持でき、かつ、放電が発生し難い基板温調固定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の基板温調固定装置の給電部を簡略化して例示する断面図（その１）である。
【図２】従来の基板温調固定装置の給電部を簡略化して例示する断面図（その２）である。
【図３】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を簡略化して例示する平面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を簡略化して例示する図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置が基板を吸着保持した状態を簡略化して例示する断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。
【図７】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分底面図である。
【図８】ソケット等の組立方法を例示する図（その１）である。
【図９】ソケット等の組立方法を例示する図（その２）である。
【図１０】ソケット等の組立方法を例示する図（その３）である。
【図１１】ソケット等の組立方法を例示する図（その４）である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例１に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例２に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１５】
〈第１の実施の形態〉
まず、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の全体像について説明し、次に、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等について説明する。
【００１６】
図３は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を簡略化して例示する平面図である。図４は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を簡略化して例示する図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３及び図４を参照するに、基板温調固定装置１０は、静電チャック１１と、接着層１５と、ベースプレート１６とを有する。なお、図４において、図６及び図７に示す保持部２０は図示が省略されている。又、図４において、図６及び図７に示す給電部３０は簡略化して図示されている。
【００１７】
静電チャック１１は、基体１２と、電極１３とを有するクーロン力型静電チャックである。基体１２は誘電体であり、ベースプレート１６上に接着層１５を介して固定されている。基体１２としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミックスを用いることができる。
【００１８】
基体１２の厚さｔ１は、例えば、１〜２０ｍｍ程度とすることができる。基体１２の外径φ１は、例えば、６インチ、８インチ、１２インチ等とすることができる。基体１２の比誘電率（１ＫＨｚ）は、例えば、９〜１０程度、基体１２の体積抵抗率は、例えば、１０１２〜１０１６Ωｍ程度とすることができる。
【００１９】
１２ａは基体１２の上面を示している。基体１２の上面１２ａの外縁部には平面視円環状の突起部である外周シールリング１２ｂが設けられている。外周シールリング１２ｂの平面視内側には、円柱形状の多数の突起部１２ｃが平面視水玉模様状に点在するように設けられている。外周シールリング１２ｂの上面と突起部１２ｃの上面とは略面一である。このように、基体１２の上面１２ａに多数の突起部１２ｃを設けることにより、吸着対象物の裏面側に付着するパーティクルを低減することができる。
【００２０】
多数の突起部１２ｃのそれぞれの上面の高さｈ１は略同一であり、高さｈ１は、例えば、５〜３０μｍ程度とすることができる。突起部１２ｃの上面の直径φ２は、例えば、０．１〜２．０ｍｍ程度とすることができる。突起部１２ｃは、円柱形状（平面視円形）以外に、平面視楕円形、平面視六角形等の平面視多角形、直径の異なる複数の円柱を組み合わせた形状、これらの組み合わせ等でも構わない。なお、突起部１２ｃが、円柱形状（平面視円形）以外の場合も含めて、本願では「平面視水玉模様状」と表現する。
【００２１】
電極１３は、薄膜電極であり、基体１２に内蔵されている。電極１３は、給電部３０を介して、基板温調固定装置１０の外部に設けられた製造装置５０内の直流電源５１に接続される。電極１３に給電部３０を介して直流電源５１から所定の電圧が印加されると、基板等の吸着対象物（図示せず）との間にクーロン力が発生し、吸着対象物（図示せず）を外周シールリング１２ｂ及び多数の突起部１２ｃの上面に吸着保持できる。吸着保持力は、電極１３に印加される電圧が高いほど強くなる。電極１３は、単極形状でも、双極形状でも構わない。電極１３の材料としては、例えば、タングステン、モリブデン等を用いることができる。
【００２２】
接着層１５は、基体１２を、ベースプレート１６上に固定するために設けられている。接着層１５としては、例えば、柔軟性に優れ、熱伝導率の良いシリコーン系樹脂等を用いることができる。
【００２３】
ベースプレート１６は、静電チャック１１を支持するための部材である。ベースプレート１６の材料としては、例えば、Ａｌ等を用いることができる。ベースプレート１６がＡｌである場合には、その表面にアルマイト層（硬質の絶縁層）を形成しても構わない。ベースプレート１６には、発熱体（図示せず）や水路１４が設けられており、基体１２の温度制御を行う。発熱体（図示せず）は、電圧を印加されることで発熱し、接着層１５を介して基体１２を加熱する。
【００２４】
水路１４は、ベースプレート１６の下面１６ｂに形成された冷却水導入部１４ａと、冷却水排出部１４ｂとを有する。冷却水導入部１４ａ及び冷却水排出部１４ｂは、基板温調固定装置１０の外部に設けられた冷却水制御装置（図示せず）に接続されている。冷却水制御装置（図示せず）は、冷却水を冷却水導入部１４ａから水路１４に導入し、冷却水排出部１４ｂから排出する。冷却水を循環させベースプレート１６を冷却することで、接着層１５を介して基体１２を冷却する。
【００２５】
基体１２，接着層１５，ベースプレート１６には、これらを貫通するガス路１８が形成されている。ガス路１８は、ベースプレート１６の下面１６ｂに形成された複数のガス導入部１８ａと基体１２の上面１２ａに形成された複数のガス排出部１８ｂとを有する。複数のガス導入部１８ａは、基板温調固定装置１０の外部に設けられたガス圧力制御装置（図示せず）に接続されている。ガス圧力制御装置（図示せず）は、不活性ガスの圧力を、例えば、０〜５０Ｔｏｒｒの範囲で可変し、不活性ガスをガス導入部１８ａからガス路１８に導入することができる。
【００２６】
図５は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置が基板を吸着保持した状態を簡略化して例示する断面図である。なお、図５において、図６及び図７に示す給電部３０は簡略化して図示されている。図５において、１７は吸着対象物である基板、１９は不活性ガスが充填されるガス充填部である。図５を参照するに、基板１７は、外周シールリング１２ｂ及び多数の突起部１２ｃの上面に吸着保持されている。
【００２７】
基板１７は、ベースプレート１６に設けられている発熱体（図示せず）や水路１４により温度制御される。基板１７は、例えば、シリコンウエハ等である。基板１７の厚さは、例えば、７００μｍ〜１０００μｍ程度である。突起部１２ｃの形状及び寸法を選定することにより、これ以外の厚さの基板に対しても第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を適用することができる。
【００２８】
ガス圧力制御装置（図示せず）は、不活性ガスを複数のガス導入部１８ａからガス路１８に導入する。導入された不活性ガスが、ガス排出部１８ｂから排出され、基板１７の下面と基体１２の上面１２ａとの間に形成された空間であるガス充填部１９に充填されると、基体１２と基板１７との間の熱伝導性が向上する。不活性ガスとしては、例えば、ＨｅやＡｒ等を用いることができる。
【００２９】
図６は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。図６において、図１に示すコネクタ５１０は省略されている。図７は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分底面図である。なお、図７は、保持部２０と給電部３０の一部のみを図示しており、図６に示すベースプレート１６、封止部２２、及び蓋部２３は図示が省略されている。又、便宜上、図７に示す部品の一部を梨地としている。
【００３０】
図６及び図７を参照するに、基板温調固定装置１０は、図３等に示した静電チャック１１等の他に、保持部２０を有する。なお、図６及び図７において、図４及び図５では簡略化して図示していた給電部３０を詳細に図示している。
【００３１】
保持部２０は、給電部３０を保持する部分であり、ソケット２１と、封止部２２と、蓋部２３とを有する。給電部３０は、基板温調固定装置１０の外部に設けられた直流電源（図４等に示した直流電源５１参照）に接続される部分であり、２本の電極ピン３１と、２本の電線３２と、２個の接合部３３とを有する。基板温調固定装置１０の外部に設けられた直流電源（図４等に示した直流電源５１参照）から、給電部３０を介して、電極１３に所定の電圧が印加される。なお、４０は、接着層１５の下面とソケット２１の上面との間に設けられた空間部を示している（以降、空間部４０と称する）。なお、ソケット２１は、本発明に係る保持部本体の代表的な一例である。
【００３２】
ソケット２１は、ベースプレート１６を厚さ方向に貫通する貫通孔１６ｘ内に、例えば、接着や圧入等により固定されている。ソケット２１を貫通孔１６ｘ内に挿入し、ソケット２１の外周部に設けた凹部（図示せず）に、ベースプレート１６に設けた挿入孔（図示せず）から固定用のピン（図示せず）を挿入してもよい。
【００３３】
ソケット２１は、接着層１５の反対側に開口する凹部２１ａを有する。ソケット２１は、凹部２１ａ内に、更に、接着層１５の反対側に開口する２個の凹部２１ｂと、一端側が各凹部２１ｂの側壁の一部に連通する２個の凹部２１ｃと、各凹部２１ｃの他端側から接着層１５側に貫通する２個の貫通孔２１ｄと、外側面下部に設けられた凸部２１ｅとを有する。各凹部２１ｂと各凹部２１ｃの間には、段差部２１ｆが設けられている。つまり、各凹部２１ｂは、各凹部２１ｃよりも深く形成されている。凸部２１ｅは、貫通孔１６ｘの内壁面下部に設けられた凹部１６ｙと嵌合している。
【００３４】
凹部２１ａには、後述の電極ピン３１の固定部３１ａ及び封止部２２を閉じこめるように、例えば、接着や圧入、ねじ止め等により蓋部２３が固定されている。蓋部２３は、例えば、位置決め用の凸部を有し、この凸部をソケット２１側に設けられた凹部に嵌め込むような形状としてもよい。ソケット２１及び蓋部２３の材料としては、例えば、ポリイミド等の絶縁性材料を用いることができる。なお、電極ピン３１の固定部３１ａは、封止部２２により固定されているため、蓋部２３は必ずしも設けなくても構わない。
【００３５】
凹部２１ａは、例えば平面形状が円形であり、その直径は、例えば２０ｍｍ程度とすることができる。凹部２１ｂは、例えば平面形状が円形であり、その直径は、例えば３ｍｍ程度とすることができる。凹部２１ｃは、例えば平面形状が矩形であり、その幅は、例えば２ｍｍ程度、その長さは、例えば５ｍｍ程度とすることができる。凸部２１ｅは、例えばソケット２１の外側面下部に円環状に突出しており、突出量は、例えばソケット２１の外側面から５ｍｍ程度とすることができる。
【００３６】
電極ピン３１は、固定部３１ａと、固定部３１ａから突出する突出部３１ｂとを有し、固定部３１ａはソケット２１の凹部２１ｂ内に挿入されている。固定部３１ａは、例えば円柱状であり、突出部３１ｂは、例えば固定部３１ａよりも小径の円柱状であり、両者は同心的に形成されている。突出部３１ｂは、蓋部２３の貫通孔２３ｘから下側（接着層１５と反対側）に突出している。固定部３１ａの直径は、例えば２．９ｍｍ程度とすることができる。突出部３１ｂの直径は、例えば２ｍｍ程度とすることができる。電極ピン３１（固定部３１ａ及び突出部３１ｂ）の長さは、例えば、１０ｍｍ程度とすることができる。電極ピン３１の材料としては、例えば、銅等の導電性材料を用いることができる。なお、段差部２１ｆを設けたことにより、固定部３１ａの位置決め及び保持を容易に行うことができる。
【００３７】
電線３２は、接着層１５内、貫通孔２１ｄ内、空間部４０内、及び凹部２１ｃ内に配線されている。電線３２は、導体部３２ａと、導体部３２ａの周囲を被覆する被覆部３２ｂとを有する。導体部３２ａの一端は、接合部３３を介して電極１３と接合されている。導体部３２ａの他端は、電極ピン３１の固定部３１ａと接合されている。つまり、電極１３と電極ピン３１とは、電線３２を介して、電気的に接続されている。
【００３８】
導体部３２ａの他端と電極ピン３１の固定部３１ａとは、例えば、はんだや導電性樹脂ペースト（例えば、Ａｇペースト）等の導電性材料を用いて接合できる。又は、このような導電性材料を用いず、かしめ等により接合しても構わない。なお、電線３２の少なくとも貫通孔２１ｄ内及び空間部４０内に配線される部分において、導体部３２ａは被覆部３２ｂから露出していない。これは、電線３２からベースプレート１６への放電を防止するためである。
【００３９】
導体部３２ａの材料としては、例えば、銅線等の導電性材料を用いることができる。被覆部３２ｂの材料としては、例えば、ポリエチレン等の絶縁性材料を用いることができる。接合部３３の材料としては、例えば、はんだや導電性樹脂ペースト（例えば、Ａｇペースト）等の導電性材料を用いることができる。接合部３３の材料としてはんだを用いる場合は、例えば、Ｐｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。
【００４０】
封止部２２は、電極ピン３１を保持すると共に、電線３２が凹部２１ｃから露出しないように、凹部２１ｂ内及び凹部２１ｃ内に充填されている。封止部２２の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を用いることができる。なお、ソケット２１は絶縁性材料から形成されているが、封止部２２を設けないと、導体部３２ａとベースプレート１６との間で放電が発生する虞がある。封止部２２を設けることにより、導体部３２ａとベースプレート１６との間で放電が発生する虞を排除できる。なお、放電対策をより確実にすべく、凹部２１ｃ内に配線される導体部３２ａの周囲を被覆部３２ｂで被覆しておくと好適である。
【００４１】
空間部４０は、接着層１５の下面とソケット２１の上面との間に設けられているが、必ずしも設けなくても構わない。空間部４０を設けることにより、例えば、ソケット２１上の接着層１５の厚さがばらついた場合等においても、貫通孔１６ｘ内にソケット２１を容易に挿入できる。空間部４０は、例えば、数ｍｍ程度とすることができる。
【００４２】
なお、貫通孔１６ｘが設けられていない部分（ベースプレート１６の上面と接する部分）の接着層１５の厚さは、例えば、０．１〜０．５ｍｍ程度とすることができる。又、ソケット２１の上面と空間部４０を介して対向する部分の接着層１５の厚さ（貫通孔１６ｘ内の接着層１５の厚さ）は、貫通孔１６ｘが設けられていない部分（ベースプレート１６の上面と接する部分）の接着層１５の厚さよりも３ｍｍ程度厚くすることができる。
【００４３】
ここで、ソケット２１等の組立方法について説明する。図８〜図１１は、ソケット等の組立方法を例示する図である。なお、図８〜図１１は、図６と上下が反転した状態で図示されている。
【００４４】
まず、図８に示すように、２本の電線３２の導体部３２ａの一端を、それぞれ接合部３３を介して電極１３と接合する。そして、接着層１５を介して、基体１２とベースプレート１６とを接合すると共に、各導体部３２ａの一端及び各接合部３３を接着層１５で被覆する。
【００４５】
次に、図９に示すように、各電線３２を空間部４０を介してソケット２１の各貫通孔２１ｄ内に挿入しながら、ソケット２１をベースプレート１６の貫通孔１６ｘ内に挿入し、ソケット２１の凸部２１ｅを貫通孔１６ｘの凹部１６ｙと嵌合させる。ソケット２１は、例えば、接着や圧入等によりベースプレート１６に固定する。ソケット２１の外周部に設けた凹部（図示せず）に、ベースプレート１６に設けた挿入孔（図示せず）から固定用のピン（図示せず）を挿入してもよい。なお、各電線３２の各貫通孔２１ｄ内に挿入された部分は、必ず導体部３２ａの周囲を被覆部３２ｂが被覆している状態にする。
【００４６】
次に、図１０に示すように、各導体部３２ａの他端を各電極ピン３１の固定部３１ａと接合する。導体部３２ａの他端と電極ピン３１の固定部３１ａとは、例えば、はんだや導電性樹脂ペースト（例えば、Ａｇペースト）等の導電性材料を用いて接合できる。又は、このような導電性材料を用いず、かしめ等により接合しても構わない。
【００４７】
次に、図１１に示すように、各電線３２を整形して（折り曲げて）各凹部２１ｃ内に挿入しながら、各電極ピン３１の固定部３１ａを各凹部２１ｂに挿入して仮固定する。そして、各電極ピン３１の突出部３１ｂを蓋部２３の各貫通孔２３ｘ内に挿入しながら、蓋部２３を、例えば、接着や圧入、ねじ止め等により凹部２１ａ内に固定する。蓋部２３は、例えば、位置決め用の凸部をソケット２１側に設けられた凹部に嵌め込めるようにして固定してもよい。
【００４８】
次に、図１１に示す状態で、ポッティング装置等（図示せず）を用いて、蓋部２３に設けられた樹脂注入孔（図示せず）から各凹部２１ｂ内及び各凹部２１ｃ内にエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を注入し、各凹部２１ｂ内及び各凹部２１ｃ内を絶縁性樹脂で充填する。そして、各凹部２１ｂ内及び各凹部２１ｃ内の絶縁性樹脂を、例えば加熱して硬化させ、封止部２２を形成する。なお、封止部２２は、各貫通孔２１ｄ内に形成されても構わない。
【００４９】
以上のように、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置１０では、電極ピン３１を接着層１５の反対側からソケット２１の凹部２１ｂに挿入し、接着層１５側には露出しないようにしている。又、電線３２を導体部３２ａが被覆部３２ｂで被覆された状態でソケット２１の貫通孔２１ｄ内に挿入し、凹部２１ｃ内で導体部３２ａを被覆部３２ｂから露出させている。更に、電極ピン３１の固定部３１ａ及び凹部２１ｃ内の電線３２を絶縁性材料からなる封止部２２で封止している。この構造により、基体１２のソケット２１側に形成される絶縁性樹脂を接着層１５のみにできるため、この部分に形成される絶縁性樹脂の厚さを従来よりも大幅に薄くできる。その結果、基板温調固定装置１０が様々な環境温度で使用される際に、接着層１５に発生する熱応力を従来よりも大幅に低減可能となり、基体１２の表面形状が変形して吸着対象物を基体１２に充分に吸着保持できなくなる問題を回避できる。又、導電性材料からなる電極ピン３１や電線３２の導体部３２ａがベースプレート側に露出しないため、電極ピン３１や電線３２の導体部３２ａとベースプレート１６との間に放電が発生することを防止できる。
【００５０】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
図１２は、第１の実施の形態の変形例１に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００５１】
図１２を参照するに、基板温調固定装置１０Ａは、ソケット２１がソケット２１Ａに置換された点が図６等に示す基板温調固定装置１０と相違する。
【００５２】
ソケット２１Ａは、ソケット２１とは異なり、凹部２１ｂと凹部２１ｃとの間に段差部２１ｆが設けられていない。つまり、各凹部２１ｂと各凹部２１ｃとは略同一の深さに形成されている。
【００５３】
各電極ピン３１は、封止部２２及び蓋部２３により固定されているため、このように各凹部２１ｂと各凹部２１ｃとは略同一の深さに形成しても構わない。第１の実施の形態の変形例１によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００５４】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
図１３は、第１の実施の形態の変形例２に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００５５】
図１３を参照するに、基板温調固定装置１０Ｂは、ソケット２１がソケット２１Ｂに置換された点が図６等に示す基板温調固定装置１０と相違する。
【００５６】
ソケット２１Ｂは、ソケット２１とは異なり、凹部２１ａが設けられていない。つまり、ソケット２１Ｂの下面は、ベースプレート１６の下面１６ｂと略面一とされている。このように、電極ピン３１の突出部３１ｂ及び蓋部２３は、ベースプレート１６の下面１６ｂから突出しても構わない。第１の実施の形態の変形例２によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００５７】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５８】
例えば、給電部３０は、電極１３のデザインに応じて任意の位置に形成することができる。又、給電部３０は、１組だけに限らず、複数組設けてもよい。
【００５９】
又、各実施の形態及びその変形例では、電極１３が双極である場合を図示して説明したが、電極１３は単極であってもよい。その場合には、電極ピン３１、電線３２、及び接合部３３は、それぞれ１つとなる。
【００６０】
又、各実施の形態及びその変形例では、本発明をクーロン力型静電チャックに適用する例を示したが、本発明は、ジョンセン・ラーベック型静電チャックにも同様に適用することができる。
【００６１】
又、各実施の形態及びその変形例では、本発明をエンボスタイプ（基体の上面に多数の突起部が形成されているタイプ）の表面形状を有する静電チャックに適用する例を示したが、本発明は、エンボスタイプの表面形状を有さない静電チャックにも同様に適用することができる。
【００６２】
又、本発明に係る基板温調固定装置の吸着対象物としては、半導体ウェハ（シリコンウエハ等）以外に、液晶パネル等の製造工程で使用されるガラス基板等を例示することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０、１０Ａ、１０Ｂ 基板温調固定装置
１１ 静電チャック
１２ 基体
１２ａ 基体の上面
１２ｂ 外周シールリング
１２ｃ 突起部
１３ 電極
１４ 水路
１４ａ 冷却水導入部
１４ｂ 冷却水排出部
１５ 接着層
１６ ベースプレート
１６ｂ ベースプレートの下面
１６ｘ、２１ｄ 貫通孔
１６ｙ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 凹部
１７ 基板
１８ ガス路
１８ａ ガス導入部
１８ｂ ガス排出部
１９ ガス充填部
２０ 保持部
２１、２１Ａ、２１Ｂ ソケット
２１ｅ 凸部
２１ｆ 段差部
２２ 封止部
２３ 蓋部
３０ 給電部
３１ 電極ピン
３１ａ 固定部
３１ｂ 突出部
３２ 電線
３２ａ 導体部
３２ｂ 被覆部
３３ 接合部
４０ 空間部
５０ 製造装置
５１ 直流電源
ｈ１ 高さ
φ１、φ２ 径
ｔ１ 厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に載置された吸着対象物を吸着する静電チャックを有する基板温調固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置を製造する際に使用される成膜装置（例えば、ＣＶＤ装置やＰＶＤ装置等）やプラズマエッチング装置等の製造装置は、基板（例えば、シリコンウエハ）を真空の処理室内に精度良く保持するためのステージを有する。このようなステージとして、例えば、静電チャックを有する基板温調固定装置が提案されている。基板温調固定装置は、静電チャックにより吸着対象物である基板を吸着保持し、吸着保持された基板が所定の温度となるように温度制御を行う装置である。
【０００３】
基板温調固定装置において、静電チャックは電極を有し、電極には給電部を介して電圧が印加される。基板温調固定装置は、低温から高温に至る様々な環境温度で使用されたり、処理時間の向上を図るため高電圧が印加されたりするため、給電部の耐電圧や耐久性を向上することが望まれている。以下、従来の基板温調固定装置の給電部の一例について説明する。
【０００４】
図１は、従来の基板温調固定装置の給電部を簡略化して例示する断面図である。図１を参照するに、基板温調固定装置１００は、静電チャック１０１と、接着層１０５と、ベースプレート１０６と、給電部１１０と、ソケット１５０と、絶縁層１６０とを有する。静電チャック１０１は、基体１０２と、電極１０３とを有するクーロン力型静電チャックである。基体１０２は、ベースプレート１０６上に絶縁性樹脂からなる接着層１０５を介して固定されている。基体１０２は、セラミックスにより構成されている。ベースプレート１０６は、静電チャック１０１を支持する部材であり、Ａｌ等の金属により構成されている。
【０００５】
電極１０３は基体１０２に内蔵されており、給電部１１０を介して基板温調固定装置１００の外部に設けられた直流電源（図示せず）に接続され、所定の電圧が印加される。給電部１１０は、はんだ１２０と、電線１３０と、電極ピン１４０とを有する。はんだ１２０は、電極１０３と電線１３０の一端とを接合している。電線１３０の他端は電極ピン１４０の一端と接合されている。電極ピン１４０の他端はソケット１５０を介してベースプレート１０６の下面側に突出している。電極ピン１４０は、製造装置５００に設けられたコネクタ５１０の導通部５２０と接続されている。ソケット１５０は、ベースプレート１０６に設けられた貫通孔内に装着され、電極ピン１４０を保持している。接着層１０５とソケット１５０との間には、絶縁性樹脂からなる絶縁層１６０が充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、基板温調固定装置１００は、例えば常温から高温（例えば、１５０℃程度）に至る様々な環境温度で使用されるため、接着層１０５及び絶縁層１６０に熱応力が発生し、接着層１０５及び絶縁層１６０が上部に位置する基体１０２を矢印方向に押し上げる。その結果、基体１０２の表面形状が変形し、基板を基体１０２に充分に吸着保持できなくなる問題が生じる。基板を基体１０２に充分に吸着保持できないと、基板の温度分布が悪化してエッチングレート等に問題が生じる虞がある。
【０００８】
この問題は、接着層１０５及び絶縁層１６０の材料を調整することでは解決できない。又、この問題は、基体１０２のソケット１５０側に形成される接着層１０５及び絶縁層１６０の合計の厚さが厚いほど熱応力が増えるため顕著となる。図１の例では、基体１０２のソケット１５０側に形成される接着層１０５の厚さは、例えば、５０〜１００μｍ程度である。又、絶縁層１６０の厚さは、例えば、１２ｍｍ程度である。
【０００９】
上記問題点を解決するため、図２に示す基板温調固定装置１００Ａのように、絶縁層１６０を無くし、絶縁層１６０の部分に空間部を設けることも考えられる。このようにすると、基体１０２のソケット１５０側に形成される絶縁性樹脂を接着層１０５のみにできるため、この部分に形成される絶縁性樹脂の厚さを図１の場合よりも大幅に薄くできる。その結果、接着層１０５に発生する熱応力を緩和できるため、上記問題点を抑制することが可能となる。ところが、基板温調固定装置１００Ａでは高圧（例えば、３０００ｖ程度）が印加される場合があるため、電極ピン１４０とベースプレート１０６との間に矢印で示すような放電が発生する新たな問題点が生じる。この問題は、例えば、ベースプレート１０６の表面にアルマイト層（硬質の絶縁層）等を形成しても解決できない。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、吸着対象物を安定して吸着保持でき、かつ、放電が発生し難い基板温調固定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本基板温調固定装置は、基体に内蔵された電極に電圧を印加して吸着対象物を前記基体上に吸着保持する静電チャックと、接着層を介して前記静電チャックを固定するベースプレートと、前記電極と電気的に接続された給電部と、前記給電部を保持する保持部と、を有する基板温調固定装置であって、前記保持部は、保持部本体と、封止部と、を有し、前記保持部本体は、前記ベースプレートに固定され、前記接着層の反対側に開口する凹部と、前記凹部内から前記接着層側に貫通する貫通孔と、を備え、前記給電部は、電極ピンと、電線と、を有し、前記電極ピンは、前記凹部内に固定され、前記電線は、前記接着層内、前記貫通孔内、及び前記凹部内に配線されて、前記電極と前記電極ピンとを電気的に接続し、前記封止部は、少なくとも前記凹部に充填されていることを要件とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吸着対象物を安定して吸着保持でき、かつ、放電が発生し難い基板温調固定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の基板温調固定装置の給電部を簡略化して例示する断面図（その１）である。
【図２】従来の基板温調固定装置の給電部を簡略化して例示する断面図（その２）である。
【図３】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を簡略化して例示する平面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を簡略化して例示する図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置が基板を吸着保持した状態を簡略化して例示する断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。
【図７】第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分底面図である。
【図８】ソケット等の組立方法を例示する図（その１）である。
【図９】ソケット等の組立方法を例示する図（その２）である。
【図１０】ソケット等の組立方法を例示する図（その３）である。
【図１１】ソケット等の組立方法を例示する図（その４）である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例１に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例２に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１５】
〈第１の実施の形態〉
まず、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の全体像について説明し、次に、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等について説明する。
【００１６】
図３は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を簡略化して例示する平面図である。図４は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を簡略化して例示する図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３及び図４を参照するに、基板温調固定装置１０は、静電チャック１１と、接着層１５と、ベースプレート１６とを有する。なお、図４において、図６及び図７に示す保持部２０は図示が省略されている。又、図４において、図６及び図７に示す給電部３０は簡略化して図示されている。
【００１７】
静電チャック１１は、基体１２と、電極１３とを有するクーロン力型静電チャックである。基体１２は誘電体であり、ベースプレート１６上に接着層１５を介して固定されている。基体１２としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミックスを用いることができる。
【００１８】
基体１２の厚さｔ１は、例えば、１〜２０ｍｍ程度とすることができる。基体１２の外径φ１は、例えば、６インチ、８インチ、１２インチ等とすることができる。基体１２の比誘電率（１ＫＨｚ）は、例えば、９〜１０程度、基体１２の体積抵抗率は、例えば、１０１２〜１０１６Ωｍ程度とすることができる。
【００１９】
１２ａは基体１２の上面を示している。基体１２の上面１２ａの外縁部には平面視円環状の突起部である外周シールリング１２ｂが設けられている。外周シールリング１２ｂの平面視内側には、円柱形状の多数の突起部１２ｃが平面視水玉模様状に点在するように設けられている。外周シールリング１２ｂの上面と突起部１２ｃの上面とは略面一である。このように、基体１２の上面１２ａに多数の突起部１２ｃを設けることにより、吸着対象物の裏面側に付着するパーティクルを低減することができる。
【００２０】
多数の突起部１２ｃのそれぞれの上面の高さｈ１は略同一であり、高さｈ１は、例えば、５〜３０μｍ程度とすることができる。突起部１２ｃの上面の直径φ２は、例えば、０．１〜２．０ｍｍ程度とすることができる。突起部１２ｃは、円柱形状（平面視円形）以外に、平面視楕円形、平面視六角形等の平面視多角形、直径の異なる複数の円柱を組み合わせた形状、これらの組み合わせ等でも構わない。なお、突起部１２ｃが、円柱形状（平面視円形）以外の場合も含めて、本願では「平面視水玉模様状」と表現する。
【００２１】
電極１３は、薄膜電極であり、基体１２に内蔵されている。電極１３は、給電部３０を介して、基板温調固定装置１０の外部に設けられた製造装置５０内の直流電源５１に接続される。電極１３に給電部３０を介して直流電源５１から所定の電圧が印加されると、基板等の吸着対象物（図示せず）との間にクーロン力が発生し、吸着対象物（図示せず）を外周シールリング１２ｂ及び多数の突起部１２ｃの上面に吸着保持できる。吸着保持力は、電極１３に印加される電圧が高いほど強くなる。電極１３は、単極形状でも、双極形状でも構わない。電極１３の材料としては、例えば、タングステン、モリブデン等を用いることができる。
【００２２】
接着層１５は、基体１２を、ベースプレート１６上に固定するために設けられている。接着層１５としては、例えば、柔軟性に優れ、熱伝導率の良いシリコーン系樹脂等を用いることができる。
【００２３】
ベースプレート１６は、静電チャック１１を支持するための部材である。ベースプレート１６の材料としては、例えば、Ａｌ等を用いることができる。ベースプレート１６がＡｌである場合には、その表面にアルマイト層（硬質の絶縁層）を形成しても構わない。ベースプレート１６には、発熱体（図示せず）や水路１４が設けられており、基体１２の温度制御を行う。発熱体（図示せず）は、電圧を印加されることで発熱し、接着層１５を介して基体１２を加熱する。
【００２４】
水路１４は、ベースプレート１６の下面１６ｂに形成された冷却水導入部１４ａと、冷却水排出部１４ｂとを有する。冷却水導入部１４ａ及び冷却水排出部１４ｂは、基板温調固定装置１０の外部に設けられた冷却水制御装置（図示せず）に接続されている。冷却水制御装置（図示せず）は、冷却水を冷却水導入部１４ａから水路１４に導入し、冷却水排出部１４ｂから排出する。冷却水を循環させベースプレート１６を冷却することで、接着層１５を介して基体１２を冷却する。
【００２５】
基体１２，接着層１５，ベースプレート１６には、これらを貫通するガス路１８が形成されている。ガス路１８は、ベースプレート１６の下面１６ｂに形成された複数のガス導入部１８ａと基体１２の上面１２ａに形成された複数のガス排出部１８ｂとを有する。複数のガス導入部１８ａは、基板温調固定装置１０の外部に設けられたガス圧力制御装置（図示せず）に接続されている。ガス圧力制御装置（図示せず）は、不活性ガスの圧力を、例えば、０〜５０Ｔｏｒｒの範囲で可変し、不活性ガスをガス導入部１８ａからガス路１８に導入することができる。
【００２６】
図５は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置が基板を吸着保持した状態を簡略化して例示する断面図である。なお、図５において、図６及び図７に示す給電部３０は簡略化して図示されている。図５において、１７は吸着対象物である基板、１９は不活性ガスが充填されるガス充填部である。図５を参照するに、基板１７は、外周シールリング１２ｂ及び多数の突起部１２ｃの上面に吸着保持されている。
【００２７】
基板１７は、ベースプレート１６に設けられている発熱体（図示せず）や水路１４により温度制御される。基板１７は、例えば、シリコンウエハ等である。基板１７の厚さは、例えば、７００μｍ〜１０００μｍ程度である。突起部１２ｃの形状及び寸法を選定することにより、これ以外の厚さの基板に対しても第１の実施の形態に係る基板温調固定装置を適用することができる。
【００２８】
ガス圧力制御装置（図示せず）は、不活性ガスを複数のガス導入部１８ａからガス路１８に導入する。導入された不活性ガスが、ガス排出部１８ｂから排出され、基板１７の下面と基体１２の上面１２ａとの間に形成された空間であるガス充填部１９に充填されると、基体１２と基板１７との間の熱伝導性が向上する。不活性ガスとしては、例えば、ＨｅやＡｒ等を用いることができる。
【００２９】
図６は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。図６において、図１に示すコネクタ５１０は省略されている。図７は、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分底面図である。なお、図７は、保持部２０と給電部３０の一部のみを図示しており、図６に示すベースプレート１６、封止部２２、及び蓋部２３は図示が省略されている。又、便宜上、図７に示す部品の一部を梨地としている。
【００３０】
図６及び図７を参照するに、基板温調固定装置１０は、図３等に示した静電チャック１１等の他に、保持部２０を有する。なお、図６及び図７において、図４及び図５では簡略化して図示していた給電部３０を詳細に図示している。
【００３１】
保持部２０は、給電部３０を保持する部分であり、ソケット２１と、封止部２２と、蓋部２３とを有する。給電部３０は、基板温調固定装置１０の外部に設けられた直流電源（図４等に示した直流電源５１参照）に接続される部分であり、２本の電極ピン３１と、２本の電線３２と、２個の接合部３３とを有する。基板温調固定装置１０の外部に設けられた直流電源（図４等に示した直流電源５１参照）から、給電部３０を介して、電極１３に所定の電圧が印加される。なお、４０は、接着層１５の下面とソケット２１の上面との間に設けられた空間部を示している（以降、空間部４０と称する）。なお、ソケット２１は、本発明に係る保持部本体の代表的な一例である。
【００３２】
ソケット２１は、ベースプレート１６を厚さ方向に貫通する貫通孔１６ｘ内に、例えば、接着や圧入等により固定されている。ソケット２１を貫通孔１６ｘ内に挿入し、ソケット２１の外周部に設けた凹部（図示せず）に、ベースプレート１６に設けた挿入孔（図示せず）から固定用のピン（図示せず）を挿入してもよい。
【００３３】
ソケット２１は、接着層１５の反対側に開口する凹部２１ａを有する。ソケット２１は、凹部２１ａ内に、更に、接着層１５の反対側に開口する２個の凹部２１ｂと、一端側が各凹部２１ｂの側壁の一部に連通する２個の凹部２１ｃと、各凹部２１ｃの他端側から接着層１５側に貫通する２個の貫通孔２１ｄと、外側面下部に設けられた凸部２１ｅとを有する。各凹部２１ｂと各凹部２１ｃの間には、段差部２１ｆが設けられている。つまり、各凹部２１ｂは、各凹部２１ｃよりも深く形成されている。凸部２１ｅは、貫通孔１６ｘの内壁面下部に設けられた凹部１６ｙと嵌合している。
【００３４】
凹部２１ａには、後述の電極ピン３１の固定部３１ａ及び封止部２２を閉じこめるように、例えば、接着や圧入、ねじ止め等により蓋部２３が固定されている。蓋部２３は、例えば、位置決め用の凸部を有し、この凸部をソケット２１側に設けられた凹部に嵌め込むような形状としてもよい。ソケット２１及び蓋部２３の材料としては、例えば、ポリイミド等の絶縁性材料を用いることができる。なお、電極ピン３１の固定部３１ａは、封止部２２により固定されているため、蓋部２３は必ずしも設けなくても構わない。
【００３５】
凹部２１ａは、例えば平面形状が円形であり、その直径は、例えば２０ｍｍ程度とすることができる。凹部２１ｂは、例えば平面形状が円形であり、その直径は、例えば３ｍｍ程度とすることができる。凹部２１ｃは、例えば平面形状が矩形であり、その幅は、例えば２ｍｍ程度、その長さは、例えば５ｍｍ程度とすることができる。凸部２１ｅは、例えばソケット２１の外側面下部に円環状に突出しており、突出量は、例えばソケット２１の外側面から５ｍｍ程度とすることができる。
【００３６】
電極ピン３１は、固定部３１ａと、固定部３１ａから突出する突出部３１ｂとを有し、固定部３１ａはソケット２１の凹部２１ｂ内に挿入されている。固定部３１ａは、例えば円柱状であり、突出部３１ｂは、例えば固定部３１ａよりも小径の円柱状であり、両者は同心的に形成されている。突出部３１ｂは、蓋部２３の貫通孔２３ｘから下側（接着層１５と反対側）に突出している。固定部３１ａの直径は、例えば２．９ｍｍ程度とすることができる。突出部３１ｂの直径は、例えば２ｍｍ程度とすることができる。電極ピン３１（固定部３１ａ及び突出部３１ｂ）の長さは、例えば、１０ｍｍ程度とすることができる。電極ピン３１の材料としては、例えば、銅等の導電性材料を用いることができる。なお、段差部２１ｆを設けたことにより、固定部３１ａの位置決め及び保持を容易に行うことができる。
【００３７】
電線３２は、接着層１５内、貫通孔２１ｄ内、空間部４０内、及び凹部２１ｃ内に配線されている。電線３２は、導体部３２ａと、導体部３２ａの周囲を被覆する被覆部３２ｂとを有する。導体部３２ａの一端は、接合部３３を介して電極１３と接合されている。導体部３２ａの他端は、電極ピン３１の固定部３１ａと接合されている。つまり、電極１３と電極ピン３１とは、電線３２を介して、電気的に接続されている。
【００３８】
導体部３２ａの他端と電極ピン３１の固定部３１ａとは、例えば、はんだや導電性樹脂ペースト（例えば、Ａｇペースト）等の導電性材料を用いて接合できる。又は、このような導電性材料を用いず、かしめ等により接合しても構わない。なお、電線３２の少なくとも貫通孔２１ｄ内及び空間部４０内に配線される部分において、導体部３２ａは被覆部３２ｂから露出していない。これは、電線３２からベースプレート１６への放電を防止するためである。
【００３９】
導体部３２ａの材料としては、例えば、銅線等の導電性材料を用いることができる。被覆部３２ｂの材料としては、例えば、ポリエチレン等の絶縁性材料を用いることができる。接合部３３の材料としては、例えば、はんだや導電性樹脂ペースト（例えば、Ａｇペースト）等の導電性材料を用いることができる。接合部３３の材料としてはんだを用いる場合は、例えば、Ｐｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。
【００４０】
封止部２２は、電極ピン３１を保持すると共に、電線３２が凹部２１ｃから露出しないように、凹部２１ｂ内及び凹部２１ｃ内に充填されている。封止部２２の材料としては、例えば、エポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を用いることができる。なお、ソケット２１は絶縁性材料から形成されているが、封止部２２を設けないと、導体部３２ａとベースプレート１６との間で放電が発生する虞がある。封止部２２を設けることにより、導体部３２ａとベースプレート１６との間で放電が発生する虞を排除できる。なお、放電対策をより確実にすべく、凹部２１ｃ内に配線される導体部３２ａの周囲を被覆部３２ｂで被覆しておくと好適である。
【００４１】
空間部４０は、接着層１５の下面とソケット２１の上面との間に設けられているが、必ずしも設けなくても構わない。空間部４０を設けることにより、例えば、ソケット２１上の接着層１５の厚さがばらついた場合等においても、貫通孔１６ｘ内にソケット２１を容易に挿入できる。空間部４０は、例えば、数ｍｍ程度とすることができる。
【００４２】
なお、貫通孔１６ｘが設けられていない部分（ベースプレート１６の上面と接する部分）の接着層１５の厚さは、例えば、０．１〜０．５ｍｍ程度とすることができる。又、ソケット２１の上面と空間部４０を介して対向する部分の接着層１５の厚さ（貫通孔１６ｘ内の接着層１５の厚さ）は、貫通孔１６ｘが設けられていない部分（ベースプレート１６の上面と接する部分）の接着層１５の厚さよりも３ｍｍ程度厚くすることができる。
【００４３】
ここで、ソケット２１等の組立方法について説明する。図８〜図１１は、ソケット等の組立方法を例示する図である。なお、図８〜図１１は、図６と上下が反転した状態で図示されている。
【００４４】
まず、図８に示すように、２本の電線３２の導体部３２ａの一端を、それぞれ接合部３３を介して電極１３と接合する。そして、接着層１５を介して、基体１２とベースプレート１６とを接合すると共に、各導体部３２ａの一端及び各接合部３３を接着層１５で被覆する。
【００４５】
次に、図９に示すように、各電線３２を空間部４０を介してソケット２１の各貫通孔２１ｄ内に挿入しながら、ソケット２１をベースプレート１６の貫通孔１６ｘ内に挿入し、ソケット２１の凸部２１ｅを貫通孔１６ｘの凹部１６ｙと嵌合させる。ソケット２１は、例えば、接着や圧入等によりベースプレート１６に固定する。ソケット２１の外周部に設けた凹部（図示せず）に、ベースプレート１６に設けた挿入孔（図示せず）から固定用のピン（図示せず）を挿入してもよい。なお、各電線３２の各貫通孔２１ｄ内に挿入された部分は、必ず導体部３２ａの周囲を被覆部３２ｂが被覆している状態にする。
【００４６】
次に、図１０に示すように、各導体部３２ａの他端を各電極ピン３１の固定部３１ａと接合する。導体部３２ａの他端と電極ピン３１の固定部３１ａとは、例えば、はんだや導電性樹脂ペースト（例えば、Ａｇペースト）等の導電性材料を用いて接合できる。又は、このような導電性材料を用いず、かしめ等により接合しても構わない。
【００４７】
次に、図１１に示すように、各電線３２を整形して（折り曲げて）各凹部２１ｃ内に挿入しながら、各電極ピン３１の固定部３１ａを各凹部２１ｂに挿入して仮固定する。そして、各電極ピン３１の突出部３１ｂを蓋部２３の各貫通孔２３ｘ内に挿入しながら、蓋部２３を、例えば、接着や圧入、ねじ止め等により凹部２１ａ内に固定する。蓋部２３は、例えば、位置決め用の凸部をソケット２１側に設けられた凹部に嵌め込めるようにして固定してもよい。
【００４８】
次に、図１１に示す状態で、ポッティング装置等（図示せず）を用いて、蓋部２３に設けられた樹脂注入孔（図示せず）から各凹部２１ｂ内及び各凹部２１ｃ内にエポキシ系樹脂等の絶縁性樹脂を注入し、各凹部２１ｂ内及び各凹部２１ｃ内を絶縁性樹脂で充填する。そして、各凹部２１ｂ内及び各凹部２１ｃ内の絶縁性樹脂を、例えば加熱して硬化させ、封止部２２を形成する。なお、封止部２２は、各貫通孔２１ｄ内に形成されても構わない。
【００４９】
以上のように、第１の実施の形態に係る基板温調固定装置１０では、電極ピン３１を接着層１５の反対側からソケット２１の凹部２１ｂに挿入し、接着層１５側には露出しないようにしている。又、電線３２を導体部３２ａが被覆部３２ｂで被覆された状態でソケット２１の貫通孔２１ｄ内に挿入し、凹部２１ｃ内で導体部３２ａを被覆部３２ｂから露出させている。更に、電極ピン３１の固定部３１ａ及び凹部２１ｃ内の電線３２を絶縁性材料からなる封止部２２で封止している。この構造により、基体１２のソケット２１側に形成される絶縁性樹脂を接着層１５のみにできるため、この部分に形成される絶縁性樹脂の厚さを従来よりも大幅に薄くできる。その結果、基板温調固定装置１０が様々な環境温度で使用される際に、接着層１５に発生する熱応力を従来よりも大幅に低減可能となり、基体１２の表面形状が変形して吸着対象物を基体１２に充分に吸着保持できなくなる問題を回避できる。又、導電性材料からなる電極ピン３１や電線３２の導体部３２ａがベースプレート側に露出しないため、電極ピン３１や電線３２の導体部３２ａとベースプレート１６との間に放電が発生することを防止できる。
【００５０】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
図１２は、第１の実施の形態の変形例１に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００５１】
図１２を参照するに、基板温調固定装置１０Ａは、ソケット２１がソケット２１Ａに置換された点が図６等に示す基板温調固定装置１０と相違する。
【００５２】
ソケット２１Ａは、ソケット２１とは異なり、凹部２１ｂと凹部２１ｃとの間に段差部２１ｆが設けられていない。つまり、各凹部２１ｂと各凹部２１ｃとは略同一の深さに形成されている。
【００５３】
各電極ピン３１は、封止部２２及び蓋部２３により固定されているため、このように各凹部２１ｂと各凹部２１ｃとは略同一の深さに形成しても構わない。第１の実施の形態の変形例１によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００５４】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
図１３は、第１の実施の形態の変形例２に係る基板温調固定装置の給電部等を簡略化して例示する部分断面図である。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。
【００５５】
図１３を参照するに、基板温調固定装置１０Ｂは、ソケット２１がソケット２１Ｂに置換された点が図６等に示す基板温調固定装置１０と相違する。
【００５６】
ソケット２１Ｂは、ソケット２１とは異なり、凹部２１ａが設けられていない。つまり、ソケット２１Ｂの下面は、ベースプレート１６の下面１６ｂと略面一とされている。このように、電極ピン３１の突出部３１ｂ及び蓋部２３は、ベースプレート１６の下面１６ｂから突出しても構わない。第１の実施の形態の変形例２によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００５７】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５８】
例えば、給電部３０は、電極１３のデザインに応じて任意の位置に形成することができる。又、給電部３０は、１組だけに限らず、複数組設けてもよい。
【００５９】
又、各実施の形態及びその変形例では、電極１３が双極である場合を図示して説明したが、電極１３は単極であってもよい。その場合には、電極ピン３１、電線３２、及び接合部３３は、それぞれ１つとなる。
【００６０】
又、各実施の形態及びその変形例では、本発明をクーロン力型静電チャックに適用する例を示したが、本発明は、ジョンセン・ラーベック型静電チャックにも同様に適用することができる。
【００６１】
又、各実施の形態及びその変形例では、本発明をエンボスタイプ（基体の上面に多数の突起部が形成されているタイプ）の表面形状を有する静電チャックに適用する例を示したが、本発明は、エンボスタイプの表面形状を有さない静電チャックにも同様に適用することができる。
【００６２】
又、本発明に係る基板温調固定装置の吸着対象物としては、半導体ウェハ（シリコンウエハ等）以外に、液晶パネル等の製造工程で使用されるガラス基板等を例示することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０、１０Ａ、１０Ｂ 基板温調固定装置
１１ 静電チャック
１２ 基体
１２ａ 基体の上面
１２ｂ 外周シールリング
１２ｃ 突起部
１３ 電極
１４ 水路
１４ａ 冷却水導入部
１４ｂ 冷却水排出部
１５ 接着層
１６ ベースプレート
１６ｂ ベースプレートの下面
１６ｘ、２１ｄ 貫通孔
１６ｙ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 凹部
１７ 基板
１８ ガス路
１８ａ ガス導入部
１８ｂ ガス排出部
１９ ガス充填部
２０ 保持部
２１、２１Ａ、２１Ｂ ソケット
２１ｅ 凸部
２１ｆ 段差部
２２ 封止部
２３ 蓋部
３０ 給電部
３１ 電極ピン
３１ａ 固定部
３１ｂ 突出部
３２ 電線
３２ａ 導体部
３２ｂ 被覆部
３３ 接合部
４０ 空間部
５０ 製造装置
５１ 直流電源
ｈ１ 高さ
φ１、φ２ 径
ｔ１ 厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に内蔵された電極に電圧を印加して吸着対象物を前記基体上に吸着保持する静電チャックと、接着層を介して前記静電チャックを固定するベースプレートと、前記電極と電気的に接続された給電部と、前記給電部を保持する保持部と、を有する基板温調固定装置であって、
前記保持部は、保持部本体と、封止部と、を有し、
前記保持部本体は、前記ベースプレートに固定され、前記接着層の反対側に開口する凹部と、前記凹部内から前記接着層側に貫通する貫通孔と、を備え、
前記給電部は、電極ピンと、電線と、を有し、
前記電極ピンは、前記凹部内に固定され、
前記電線は、前記接着層内、前記貫通孔内、及び前記凹部内に配線されて、前記電極と前記電極ピンとを電気的に接続し、
前記封止部は、少なくとも前記凹部に充填されていることを特徴とする基板温調固定装置。
【請求項２】
前記電極ピンは、固定部と、前記固定部から突出する突出部と、を有し、
前記突出部を前記接着層の反対側に突出させる貫通孔を備えた蓋部が、前記固定部、前記電線の一部、及び前記封止部を、前記凹部内に閉じこめるように、前記保持部本体の前記接着層の反対側に固定されていることを特徴とする請求項１記載の基板温調固定装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記接着層の反対側に開口する第１凹部と、前記接着層の反対側に開口すると共に一端側が前記第１凹部の側壁の一部に連通する第２凹部と、を有し、前記貫通孔は前記第２凹部の他端側から前記接着層側に貫通しており、
前記電極ピンは、前記第１凹部内に固定され、
前記電線は、前記接着層内、前記貫通孔内、及び前記第２凹部内に配線されて、前記電極と前記電極ピンとを電気的に接続していることを特徴とする請求項１又は２記載の基板温調固定装置。
【請求項４】
前記第１凹部は、前記第２凹部よりも深いことを特徴とする請求項３記載の基板温調固定装置。
【請求項５】
前記接着層と前記保持部本体との間に空間部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の基板温調固定装置。
【請求項６】
前記電線は、導体部と、前記導体部の周囲を被覆する被覆部と、を有し、
前記電線の少なくとも前記貫通孔内及び前記空間部内に配線される部分において、前記導体部は前記被覆部から露出していないことを特徴とする請求項５記載の基板温調固定装置。
【請求項１】
基体に内蔵された電極に電圧を印加して吸着対象物を前記基体上に吸着保持する静電チャックと、接着層を介して前記静電チャックを固定するベースプレートと、前記電極と電気的に接続された給電部と、前記給電部を保持する保持部と、を有する基板温調固定装置であって、
前記保持部は、保持部本体と、封止部と、を有し、
前記保持部本体は、前記ベースプレートに固定され、前記接着層の反対側に開口する凹部と、前記凹部内から前記接着層側に貫通する貫通孔と、を備え、
前記給電部は、電極ピンと、電線と、を有し、
前記電極ピンは、前記凹部内に固定され、
前記電線は、前記接着層内、前記貫通孔内、及び前記凹部内に配線されて、前記電極と前記電極ピンとを電気的に接続し、
前記封止部は、少なくとも前記凹部に充填されていることを特徴とする基板温調固定装置。
【請求項２】
前記電極ピンは、固定部と、前記固定部から突出する突出部と、を有し、
前記突出部を前記接着層の反対側に突出させる貫通孔を備えた蓋部が、前記固定部、前記電線の一部、及び前記封止部を、前記凹部内に閉じこめるように、前記保持部本体の前記接着層の反対側に固定されていることを特徴とする請求項１記載の基板温調固定装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記接着層の反対側に開口する第１凹部と、前記接着層の反対側に開口すると共に一端側が前記第１凹部の側壁の一部に連通する第２凹部と、を有し、前記貫通孔は前記第２凹部の他端側から前記接着層側に貫通しており、
前記電極ピンは、前記第１凹部内に固定され、
前記電線は、前記接着層内、前記貫通孔内、及び前記第２凹部内に配線されて、前記電極と前記電極ピンとを電気的に接続していることを特徴とする請求項１又は２記載の基板温調固定装置。
【請求項４】
前記第１凹部は、前記第２凹部よりも深いことを特徴とする請求項３記載の基板温調固定装置。
【請求項５】
前記接着層と前記保持部本体との間に空間部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の基板温調固定装置。
【請求項６】
前記電線は、導体部と、前記導体部の周囲を被覆する被覆部と、を有し、
前記電線の少なくとも前記貫通孔内及び前記空間部内に配線される部分において、前記導体部は前記被覆部から露出していないことを特徴とする請求項５記載の基板温調固定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２３５０３７（Ｐ２０１２−２３５０３７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０４０８７（Ｐ２０１１−１０４０８７）
【出願日】平成２３年５月９日（２０１１．５．９）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月９日（２０１１．５．９）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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