JP6119430B2 - 静電チャック装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電チャック装置に関し、さらに詳しくは、半導体ウエハや液晶装置用ガラス基板等の板状試料を静電気力により吸着固定する際に好適に用いられ、半導体製造プロセスにおける物理気相成長法（ＰＶＤ）や化学気相成長法（ＣＶＤ）による成膜処理、プラズマエッチング等のエッチング処理、露光処理等の各種工程においても、耐摩耗性が高く、板状試料を所望の温度に制御することが可能な静電チャック装置に関するものである。

従来、半導体装置や液晶装置等の製造工程においては、半導体ウエハ、金属ウエハ、ガラス基板等の板状試料の表面に各種の処理を施すことが行われており、この各種処理に際しては、板状試料を静電吸着力により固定するとともに、この板状試料を好ましい一定の温度に維持するために静電チャック装置が用いられている。
この静電チャック装置は、誘電体であるセラミック板状体の内部あるいはその下面に静電吸着用内部電極を設けた静電チャック部を必須とするもので、セラミック板状体の表面（吸着面）に半導体ウエハ、金属ウエハ、ガラス基板等の板状試料を載置し、この板状試料と静電吸着用内部電極との間に電圧を印加することにより発生する静電吸着力により、この板状試料をセラミック板状体の吸着面上に吸着固定している。

このような静電チャック装置においては、加工中や処理中の板状試料の温度を制御する目的で、セラミック板状体の吸着面と板状試料との間にヘリウム等の不活性ガスを流動させて板状試料を冷却する装置があり、不活性ガスの封止特性やウェハ等の板状試料の脱離特性等、各種特性を改善するための様々な改良が行われている。
例えば、基材の被処理基板を載置する載置面の周縁部にシールリングを設け、この載置面のうちシールリングが囲む領域内に、このシールリングと同一の高さを有する複数の突起部を設け、複数の突起の配置ピッチと、最もシールリングへ近接した突起とシールリングとの位置関係を定めることで、シールリングにおける接触ムラに起因する被処理基板の温度ばらつきが起きない静電チャックが提案されている（特許文献１）。

また、基材のうちウェハを載置する載置面の外周端部に環状凸部を設け、この環状凸部の内側に環状凹部を設け、この環状凹部の内側に滑らかな凹面を有し、これら環状凸部及び環状凹部の位置関係及び板状試料との接触面の平均粗さＲａを規定、例えば、環状凸部の接触面が凹面より高く突出する等とすることで、ウェハの脱離特性やガスリーク量を向上させた静電チャックが提案されている（特許文献２）。

また、板状試料の熱伝導を均一にするためには、この板状試料と、この板状試料を載置する基材との接触面積を小さくする必要があり、そこで、基材の載置面に突起を形成して接触面積を減らすことが行われている。
静電チャックには、誘電層の電気抵抗率を１×１０^８〜１×１０^１２Ω・ｃｍとしてジョンソンラーベック力により吸着させる型のものと、誘電層の電気抵抗率を１×１０^１４Ω・ｃｍ以上としてクーロン力により吸着する型のものが知られている。
ところで、ジョンソンラーベック力型の静電チャックでウェハとの接触面積を小さくした場合、接触部に電流が集中することから発熱やプラズマの不均一性等の問題が生じる。

そこで、板状試料を載置する基材の材料にクーロン力で吸着力の高い誘電体である酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体を用い、この基材の静電吸着面に微小突起部を設けることで、ウェハとの接触面積を小さくした静電チャック装置が提案されている（特許文献３）。
また、板状試料を載置する基材の載置面の外周縁部とその内側に同心円状の環状突起を設け、内側の環状突起の高さを外側の環状突起の高さよりも高くすることで、ウェハの跳ね上げや温度の均一性を改善した静電チャック装置が提案されている（特許文献４）。

特開２００９−１１１２４３号公報 特許第４９４２３６４号公報 特許第４７３９０３９号公報 特許第４９０９４２４号公報

ところで、特許文献１に記載の静電チャックでは、ウェハのうねりに起因する外周部におけるウェハの浮き上がりを防止することはできるものの、ウェハの封止効果を高めることが難しいという問題点があった。
また、特許文献２に記載の静電チャックでは、外周のシールリング部の高さをガス充填面の高さよりも高くすることでウェハを反らしているので、ガス封止特性や脱離特性を高めることはできるものの、ガス封止層の厚みが静電チャックの載置面内で一定ではないことから、静電チャックとウェハとの間の熱伝達にばらつきが生じるという問題点があった。また、ジョンソンラーベック力型の静電チャックであることから、十分な吸着力を得るためにはウェハとの接触面積を広げる必要があり、したがって、封止ガスによる冷却特性を十分に活用することが出来ないという問題点があった。

また、特許文献３に記載の静電チャック装置では、微小突起部を有する基材とウェハとの間に冷却ガスを流しているので、外周部からのガスリーク量が面内で一定とならず、均熱性が低下したり、プラズマが不安定になるという問題点があった。
また、特許文献４に記載の静電チャック装置では、内側の環状突起の高さを外側の環状突起の高さよりも高くすることで、ウェハの跳ね上げや温度の均一性を改善することができるものの、封止層の厚さが中央部と外周部とで異なることから、熱伝達が中央部と外周部で異なるという問題点があった。また、ウェハの載置面を凹状とすると、吸着や脱離の際にウェハが変形してしまい、よって、載置面とウェハの下面との接触面が摺れてパーティクルが発生し易くなるという問題点があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、板状試料を吸着する際や脱離する際に該板状試料が変形する虞がなく、板状試料の温度が均一化され、しかも、パーティクルが発生し難い静電チャック装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、基材の一主面上の周縁部に環状突起部を設け、この一主面上の環状突起部に囲まれた領域に前記環状突起部と同一の高さの複数の突起部を設け、この環状突起部の上端部及び複数の突起部の上端部が一主面の中心部を底面とする凹面上に位置することとすれば、板状試料を吸着する際や脱離する際に該板状試料が変形する虞がなくなり、この板状試料の温度も均一化され、しかも、パーティクルが発生し難いことを知見し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明の静電チャック装置は、一主面を板状試料を載置する載置面とした基材と、前記板状試料を前記載置面に静電吸着する静電吸着用内部電極とを有する静電チャック部を備えた静電チャック装置において、前記一主面上の周縁部に環状突起部を設け、前記一主面上の前記環状突起部に囲まれた領域に前記環状突起部と同一の高さの複数の突起部を設け、前記環状突起部の上端部及び前記複数の突起部の上端部は、前記一主面の中心部を底面とする凹面上に位置していることを特徴とする。

この静電チャック装置では、基材の一主面上の周縁部に環状突起部を設け、この一主面上の環状突起部に囲まれた領域に環状突起部と同一の高さの複数の突起部を設け、これら環状突起部の上端部及び複数の突起部の上端部を、一主面の中心部を底面とする凹面上に位置したことにより、板状試料と環状突起部及び複数の突起部との接触が板状試料の全面にて確実に行われ、よって、板状試料を吸着する際や脱離する際に該板状試料が変形する虞がなく、この板状試料の温度が均一化される。
また、環状突起部の上端部と複数の突起部の上端部とで板状試料を密着状態で支持することにより、これらの上端部と板状試料との接触面が摺れる虞がなくなり、パーティクルが発生し難くなる。

本発明の静電チャック装置では、前記静電チャック部の他の主面側に冷却用ベース部を設け、前記環状突起部の前記冷却用ベース部の一主面からの高さと、前記領域の中央近傍に位置する前記突起部の前記冷却用ベース部の一主面からの高さとの差は、１μｍ以上かつ３０μｍ以下であることを特徴とする。

この静電チャック装置では、環状突起部の冷却用ベース部の一主面からの高さと、この環状突起部に囲まれた領域の中央近傍に位置する突起部の冷却用ベース部の一主面からの高さとの差を１μｍ以上かつ３０μｍ以下としたことにより、静電チャック部を冷却用ベース部にボルト等の固定具で固定する際においても、基材の一主面が変形したり、上に凸の状態とならず、安定した特性が得られる。また、板状試料を静電吸着した際に過剰な変形等が生じ難くなり、板状試料の破損等の不具合を防止する。

本発明の静電チャック装置では、前記環状突起部の上端部の面積と、前記複数の突起部それぞれの上端部の面積の合計面積との和は、前記一主面の面積の３０％以下であることを特徴とする。
この静電チャック装置では、環状突起部の上端部の面積と、複数の突起部それぞれの上端部の面積の合計面積との和を、一主面の面積の３０％以下としたことにより、封止用媒体の流路の全面積の一主面の面積に対する割合を多くすることとなり、封止用媒体による均熱性を向上させ、この封止用媒体の漏れ量（リーク量）を減少させる。よって、プラズマの発生を安定化させる。

本発明の静電チャック装置では、前記基材は、電気抵抗が１×１０^１４Ω・ｃｍ以上、かつ周波数２０Ｈｚにおける比誘電率が１３以上のセラミックスからなることを特徴とする。
この静電チャック装置では、基材を、電気抵抗が１×１０^１４Ω・ｃｍ以上、かつ周波数２０Ｈｚにおける比誘電率が１３以上のセラミックスとしたことにより、この基材と板状試料との接触面積が小さい場合においても高い吸着力を得ることが可能となり、板状試料を、基材の一主面の中心部を底面とする凹面上に位置している環状突起部の上端部及び複数の突起部の各上端部に確実に接触させることが可能となる。よって、板状試料の温度が均一化され、封止用媒体の漏れ量（リーク量）が減少し、プラズマが安定化する。

本発明の静電チャック装置では、前記セラミックスの粒径は２μｍ以下であることを特徴とする。
この静電チャック装置では、セラミックスの粒径を２μｍ以下としたことにより、粒径の小さいセラミックスを使用することで、吸着時の板状試料の変形に伴い生じる板状試料と環状突起部及び複数の突起部との摺れによるパーティクルの発生を抑制する。
また、環状突起部の厚み及び複数の突起部の大きさを小さくすることが可能になり、よって、これら環状突起部及び複数の突起部と板状試料との接触面積を小さくすることが可能となる。

本発明の静電チャック装置では、前記環状突起部の上端部に、微小突起部を１つ以上設けてなることを特徴とする。
この静電チャック装置では、環状突起部の上端部に微小突起部を１つ以上設けたことにより、環状突起部の上にも一定量の封止用媒体を流すことが可能になり、板状試料の最外周部の温度が均一化される。
また、環状突起部と板状試料との間にパーティクルが入った場合においても、このパーティクルは微小突起部の下に落下し、パーティクルによる封止用媒体の流量の変化を防止する。これにより、板状試料の温度を安定かつ均一に保持し、封止用媒体の漏れ量（リーク量）が減少し、プラズマが安定化する。

本発明の静電チャック装置によれば、基材の板状試料を載置する一主面上の周縁部に環状突起部を設け、この一主面上の環状突起部に囲まれた領域に環状突起部と同一の高さの複数の突起部を設け、この環状突起部の上端部及び複数の突起部の上端部は、一主面の中心部を底面とする凹面上に位置していることとしたので、板状試料を吸着する際や脱離する際に該板状試料が変形する虞がなく、この板状試料の温度を均一化することができる。
また、環状突起部の上端部と複数の突起部の上端部とで板状試料を密着状態で支持するので、これらの上端部と板状試料との接触面が摺れる虞がなく、パーティクルを発生し難くすることができる。

環状突起部の基材の他の主面からの高さと、一主面の中央近傍に位置する突起部の基材の他の主面からの高さとの差を、１μｍ以上かつ３０μｍ以下とすれば、静電チャック部をボルト等の固定具で固定する際においても基材の一主面が変形したり、上に凸の状態とならず、安定した特性を得ることができる。また、板状試料を静電吸着した際においても、過剰な変形等を生じ難くすることができ、板状試料の破損等の不具合を防止することができる。

環状突起部の上端部の面積と、複数の突起部それぞれの上端部の面積の合計面積との和を、一主面の面積の３０％以下とすれば、封止用媒体の流路の全面積の一主面の面積に対する割合を多くすることができ、封止用媒体による均熱性を向上させることができる。よって、封止用媒体の漏れ量（リーク量）を減少させることができ、プラズマの発生を安定化させることができる。

基材を、電気抵抗が１×１０^１４Ω・ｃｍ以上、かつ周波数２０Ｈｚにおける比誘電率が１３以上のセラミックスとすれば、板状試料を、基材の一主面の中心部を底面とする凹面上に位置している環状突起部の上端部及び複数の突起部の各上端部に確実に接触させることができ、板状試料の温度を均一化することができる。また、封止用媒体の漏れ量（リーク量）を減少させることができ、プラズマを安定化させることができる。

セラミックスの粒径を２μｍ以下とすれば、吸着時の板状試料の変形に伴い生じる板状試料と環状突起部及び複数の突起部との摺れによるパーティクルの発生を抑制することができる。また、環状突起部の厚み及び複数の突起部の大きさを小さくすることができるので、これら環状突起部及び複数の突起部と板状試料との接触面積を小さくすることができる。

環状突起部の上端部に微小突起部を１つ以上設けたこととすれば、環状突起部の上にも一定量の封止用媒体を流すことができ、板状試料の最外周部の温度を均一化することができる。
また、環状突起部と板状試料との間にパーティクルが入った場合においても、このパーティクルが微小突起部の下に落下し、パーティクルにより封止用媒体の流量が変化する虞が無くなる。よって、板状試料の温度を安定かつ均一に保持することができ、封止用媒体の漏れ量（リーク量）を減少させることができ、プラズマを安定化することができる。

本発明の第１の実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の静電チャック装置の静電チャック部の周縁部近傍を示す部分拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態の静電チャック装置の変形例である環状突起部の上端部に微小突起部を設けた例を示す部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。

本発明の静電チャック装置を実施するための形態について、図面に基づき説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、これらの実施形態では、発明の特徴をより明確にするために、構成要素のうち特徴となる構成要素については、実際の形状及び寸法と異ならせている。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態の静電チャック装置を示す断面図、図２は同静電チャック装置の静電チャック部の周縁部近傍を示す部分拡大断面図である。
この静電チャック装置１は、円板状の静電チャック部２と、この静電チャック部２を所望の温度に冷却する厚みのある円板状の冷却用ベース部３と、これら静電チャック部２と冷却用ベース部３とを接着一体化する有機系接着剤層４とにより主として構成されている。

静電チャック部２は、上面（一主面）が半導体ウエハ等の板状試料Ｗを載置する載置面とされた載置板（基材）１１と、この載置板１１と一体化され該載置板１１を支持する支持板１２と、これら載置板１１と支持板１２との間に設けられた静電吸着用内部電極１３及び静電吸着用内部電極１３の周囲を絶縁する絶縁材層１４と、支持板１２を貫通するようにして設けられ静電吸着用内部電極１３に直流電圧を印加する給電用端子１５とにより構成されている。

そして、この載置板１１の表面（一主面）１１ａ上の周縁部には、この周縁部を一周するように、断面四角形状の環状突起部２１が設けられており、さらに、この表面１１ａ上の環状突起部２１に囲まれた領域には、環状突起部２１と高さが同一であり横断面が円形状かつ縦断面が略矩形状の複数の突起部２２が設けられている。そして、環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２各々の上端部２２ａは、表面１１ａの中心点に底面が位置する凹面２３上に位置している。

次に、この静電チャック装置１について詳細に説明する。
静電チャック部２は、載置板１１、支持板１２、静電吸着用内部電極１３、絶縁材層１４及び給電用端子１５が一体化された状態で、全体が、中心部を底面とする凹面状となるように曲げ加工されている。

静電チャック部２の主要部を構成する載置板１１および支持板１２は、重ね合わせた面の形状を同じくする円板状のもので、電気抵抗が１×１０^１４Ω・ｃｍ以上、かつ周波数２０Ｈｚにおける比誘電率が１３以上、好ましくは１８以上のセラミックスにより構成されている。
ここで、載置板１１および支持板１２の電気抵抗を１×１０^１４Ω・ｃｍ以上、かつ周波数２０Ｈｚにおける比誘電率を１３以上と限定した理由は、これらの範囲が板状試料Ｗの温度が均一化され、封止用媒体の漏れ量（リーク量）が減少し、プラズマが安定化する範囲だからである。

ここで、電気抵抗が１×１０^１４Ω・ｃｍ未満であると、基材としての絶縁性が不十分なものとなり、吸着した板状試料Ｗへの漏れ電流の増加により、この板状試料Ｗ上に形成されたデバイスの破壊、及び残留吸着力の増加に伴う板状試料Ｗの脱離不良が生じるので好ましくない。

また、周波数２０Ｈｚにおける比誘電率が１３未満であると、板状試料Ｗと静電吸着用内部電極１３との間に電圧を印加した場合に、板状試料Ｗを吸着するのに十分な静電吸着力を発生することが出来なくなり、その結果、この板状試料を載置板１１の載置面に吸着固定することが出来にくくなるので好ましくない。
なお、高周波によりプラズマを発生させるエッチング装置での使用においては、高周波透過性を有する側面より、１ＭＨｚ以上の比誘電率が２０Ｈｚの比誘電率と比較して小さいことが好ましい。

このようなセラミックスとしては、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ）複合焼結体、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）焼結体等の機械的な強度を有し、かつ腐食性ガス及びそのプラズマに対する耐久性を有する絶縁性のセラミックスが好適である。

このようなセラミックスの粒径は２μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１μｍ以下である。
このように、セラミックスの粒径を２μｍ以下としたことにより、粒径の小さいセラミックスを使用することで、吸着時の板状試料Ｗの変形に伴い生じる板状試料Ｗと環状突起部２１及び複数の突起部２２との摺れによるパーティクルの発生を抑制する。
また、環状突起部２１の幅及び高さ、及び複数の突起部２２の高さ及び大きさを小さくすることが可能となり、よって、これら環状突起部２１及び複数の突起部２２と板状試料Ｗとの接触面積を小さくすることが可能となる。

一方、この載置板１１の表面１１ａ上に設けられた環状突起部２１及び複数の突起部２２は、環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａを、表面１１ａの中心部を底面とする凹面２３上に位置したことにより、板状試料Ｗと環状突起部２１及び複数の突起部２２との接触が板状試料Ｗの全面にて確実に行われることとなる。よって、板状試料Ｗを吸着する際や脱離する際に、この板状試料Ｗが変形等する虞がなくなり、この板状試料Ｗの温度も均一化されることとなる。

この環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａを凹面２３に位置したことにより、板状試料Ｗが環状突起部２１及び複数の突起部２２に密着状態で支持されることとなり、板状試料Ｗと環状突起部２１及び複数の突起部２２との間に隙間や摺れ等が生じなくなる。よって、パーティクルが発生し難くなる。
この環状突起部２１では、板状試料Ｗを載置して封止した際のリーク量を外周部のそれぞれの位置で一定とするために、この上端部２１ａの表面粗さＲａを０．００１μｍ以上かつ０．０５０μｍ以下とすることが好ましい。

さらに、環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａは、凹面２３から±１μｍの高さの範囲内にあることが好ましい。
このように、環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａを、凹面２３から高さ±１μｍの範囲内としたことにより、環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａが、凹面２３上に高さ±１μｍの範囲内で位置することとなり、これらの上端部２１ａ、２２ａと板状試料Ｗとの接触が板状試料Ｗの全面にて、より確実となり、よって、板状試料Ｗを吸着する際や脱離する際に板状試料Ｗが変形する虞がなく、この板状試料Ｗの温度がさらに均一化される。

この載置板１１の表面（一主面）１１ａ上に設けられた環状突起部２１及び複数の突起部２２では、表面１１ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さｈ_１と、この表面１１ａから複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａまでの高さｈ_２は同一とされている。そして、この表面１１ａのうち環状突起部２１及び複数の突起部２２を除く領域は、窒素ガスやヘリウムガス等の封止用媒体を流動させる流路とされている。

このように、表面１１ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さｈ_１、及び表面１１ａから複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａまでの高さｈ_２を同一としたことにより、この表面１１ａ上の環状突起部２１と複数の突起部２２とに囲まれた窒素ガスやヘリウムガス等の封止用媒体を流動させる流路の深さが一定となる。これにより、封止用媒体の流路における熱伝達が一定となり、板状試料Ｗの温度が均一化され、プラズマを安定に発生させることが可能になる。

また、冷却用ベース部３の上面（一主面）３ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さと、上面３ａから表面１１ａの中央近傍に位置する突起部２２の上端部２２ａまでの高さとの差は、１μｍ以上かつ３０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上かつ１５μｍ以下であることがより好ましい。

このように、冷却用ベース部３の上面３ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さと、上面３ａから表面１１ａの中央近傍に位置する突起部２２の上端部２２ａまでの高さとの差を１μｍ以上かつ３０μｍ以下としたことにより、静電チャック部２を冷却用ベース部３にボルト等の固定具で固定する際においても、静電チャック部２が変形したり、上に凸の状態とならず、安定した特性が得られる。
また、板状試料Ｗを静電吸着した際に過剰な変形等が生じ難くなり、板状試料Ｗの破損等の不具合を防止する。

この環状突起部２１の上端部２１ａの面積と、複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａの面積の合計面積との和は、表面１１ａの面積の３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。
ここで、環状突起部２１の上端部２１ａの面積と、複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａの面積の合計面積との和を表面１１ａの面積の３０％以下とすることにより、窒素ガスやヘリウムガス等の封止用媒体の流路の全面積の表面１１ａの面積に対する割合を多くすることができる。したがって、封止用媒体による均熱性を向上させることができる。その結果、封止用媒体の漏れ量（リーク量）を減少させることができ、プラズマの発生を安定化させることができる。

これら載置板１１、支持板１２、静電吸着用内部電極１３及び絶縁材層１４の合計の厚み、即ち、静電チャック部２の厚みは１ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下が好ましい。その理由は、静電チャック部２の厚みが１ｍｍを下回ると、静電チャック部２の機械的強度を確保することができず、一方、静電チャック部２の厚みが１０ｍｍを上回ると、静電チャック部２の熱容量が大きくなり過ぎて、載置される板状試料Ｗの熱応答性が劣化し、さらには、静電チャック部の横方向の熱伝達の増加により、板状試料Ｗの面内温度を所望の温度パターンに維持することが困難になるからである。

特に、載置板１１の厚みは、０．３ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下が好ましい。その理由は、載置板１１の厚みが０．３ｍｍを下回ると、静電吸着用内部電極１３に印加された電圧により放電する危険性が高まり、一方、２．０ｍｍを超えると、板状試料Ｗを十分に吸着固定することができず、したがって、板状試料Ｗを十分に加熱することが困難となるからである。

静電吸着用内部電極１３は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料を固定するための静電チャック用電極として用いられるもので、その用途によって、その形状や、大きさが適宜調整される。
この静電吸着用内部電極１３は、酸化アルミニウム−炭化タンタル（Ａｌ_２Ｏ_３−Ｔａ_４Ｃ_５）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−タングステン（Ａｌ_２Ｏ_３−Ｗ）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ）導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タングステン（ＡｌＮ−Ｗ）導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タンタル（ＡｌＮ−Ｔａ）導電性複合焼結体、酸化イットリウム−モリブデン（Ｙ_２Ｏ_３−Ｍｏ）導電性複合焼結体等の導電性セラミックス、あるいは、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属により形成されている。

この静電吸着用内部電極１３の厚みは、特に限定されるものではないが、５μｍ以上かつ２０μｍ以下が好ましく、特に好ましくは１０μｍ以上かつ１５μｍ以下である。その理由は、厚みが５μｍを下回ると、充分な導電性を確保することができず、一方、厚みが２０μｍを越えると、この静電吸着用内部電極１３と載置板１１及び支持板１２との間の熱膨張率差に起因して、この静電吸着用内部電極１３と載置板１１及び支持板１２との接合界面にクラックが入り易くなるからである。
このような厚みの静電吸着用内部電極１３は、スパッタ法や蒸着法等の成膜法、あるいはスクリーン印刷法等の塗工法により容易に形成することができる。

絶縁材層１４は、静電吸着用内部電極１３を囲繞して腐食性ガス及びそのプラズマから静電吸着用内部電極１３を保護するとともに、載置板１１と支持板１２との境界部、すなわち静電吸着用内部電極１３以外の外周部領域を接合一体化するものであり、載置板１１及び支持板１２を構成する材料と同一組成または主成分が同一の絶縁材料により構成されている。

給電用端子１５は、静電吸着用内部電極１３に直流電圧を印加するために設けられた棒状のもので、この給電用端子１５の材料としては、耐熱性に優れた導電性材料であれば特に制限されるものではないが、熱膨張係数が静電吸着用内部電極１３及び支持板１２の熱膨張係数に近似したものが好ましく、例えば、静電吸着用内部電極１３を構成している導電性セラミックス、あるいは、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、コバール合金等の金属材料が好適に用いられる。

この給電用端子１５は、絶縁性を有する碍子１６により冷却用ベース部３に対して絶縁されている。
そして、この給電用端子１５は支持板１２に接合一体化され、さらに、載置板１１と支持板１２とは、静電吸着用内部電極１３及び絶縁材層１４により接合一体化されて静電チャック部２を構成している。

冷却用ベース部３は、静電チャック部２を冷却して所望の温度に保持するためのもので、厚みのある円板状のものである。
この冷却用ベース部３としては、例えば、その内部に水を循環させる流路３１が形成された水冷ベース等が好適である。

この冷却用ベース部３を構成する材料としては、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、またはこれらの金属を含む複合材であれば特に制限はなく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銅（Ｃｕ）、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ） 等が好適に用いられる。この冷却用ベース部３の少なくともプラズマに曝される面は、絶縁処理が施されていることが好ましい。このような絶縁処理としては、アルマイト処理、あるいはアルミナ等の絶縁膜を施す絶縁膜処理が好ましい。

有機系接着剤層４は、全体が中心部を底面とする凹面状となるように曲げ加工された静電チャック部２と、冷却用ベース部３とを、環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２の上端部２２ａが凹面２３の形状及び位置を保持したまま、これらを接着一体化するものである。

この有機系接着剤層４の厚みは、静電チャック部２が曲げ加工されていることから、中心部を薄く、周縁部を厚くする必要があり、例えば、中心部が０μｍ以上かつ８０μｍ以下、周縁部が９０μｍ以上かつ１００μｍ以下とされている。
これにより、静電チャック部２と冷却用ベース部３との間の接着強度を十分保持することができ、しかも、静電チャック部２と冷却用ベース部３との間の熱伝導性を十分確保することができる。

この有機系接着剤層４は、例えば、シリコーン系樹脂組成物を加熱硬化した硬化体またはアクリル樹脂で形成されている。
シリコーン系樹脂組成物は、耐熱性、弾性に優れた樹脂であり、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するケイ素化合物である。このシリコーン系樹脂組成物は、例えば、下記の式（１）または式（２）の化学式で表すことができる。

但し、Ｒは、Ｈまたはアルキル基（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−：ｎは整数）である。

但し、Ｒは、Ｈまたはアルキル基（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１−：ｎは整数）である。

このようなシリコーン系樹脂組成物としては、特に、熱硬化温度が７０℃〜１４０℃のシリコーン樹脂が好ましい。
ここで、熱硬化温度が７０℃を下回ると、静電チャック部２と冷却用ベース部３とを対向させた状態で接合する際に、接合過程で硬化が十分に進まないことから、作業性に劣ることとなるので好ましくない。一方、熱硬化温度が１４０℃を超えると、静電チャック部２及び冷却用ベース部３との熱膨張差が大きく、静電チャック部２と冷却用ベース部３との間の応力が増加し、これらの間で剥離が生じる虞があるので好ましくない。

このシリコーン樹脂としては、硬化後のヤング率が８ＭＰａ以下の樹脂が好ましい。ここで、硬化後のヤング率が８ＭＰａを超えると、有機系接着剤層８に昇温、降温の熱サイクルが負荷された際に、静電チャック部２と冷却用ベース部３との間の熱膨張差を吸収することができず、有機系接着剤層８の耐久性が低下するので、好ましくない。

この有機系接着剤層４には、平均粒径が１μｍ以上かつ１０μｍ以下の無機酸化物、無機窒化物、無機酸窒化物からなるフィラー、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の表面に酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる被覆層が形成された表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子が含有されていることが好ましい。
この表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子は、シリコーン樹脂の熱伝導性を改善するために混入されたもので、その混入率を調整することにより、有機系接着剤層４の熱伝達率を制御することができる。

すなわち、表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の混入率を高めることにより、有機系接着剤層４を構成する有機系接着剤の熱伝達率を大きくすることができる。
また、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の表面に酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる被覆層が形成されているので、表面被覆が施されていない単なる窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子と比較して優れた耐水性を有している。したがって、シリコーン系樹脂組成物を主成分とする有機系接着剤層４耐久性を確保することができ、その結果、静電チャック装置１の耐久性を飛躍的に向上させることができる。

また、この表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の表面が、優れた耐水性を有する酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる被覆層により被覆されているので、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が大気中の水により加水分解される虞が無く、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の熱伝達率が低下する虞もなく、有機系接着剤層４の耐久性が向上する。
なお、この表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子は、半導体ウエハ等の板状試料Ｗへの汚染源となる虞もなく、この点からも好ましいフィラーということができる。

また、この有機系接着剤層４は、ヤング率が１ＧＰａ以下で、柔軟性（ショア硬さがＡ１００以下）を有する熱硬化型アクリル樹脂接着剤で形成されていてもよい。この場合は、フィラーは含有していてもよく、含有していなくともよい。

次に、この静電チャック装置１の製造方法について説明する。
まず、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ）複合焼結体または酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）焼結体により、載置板１１及び支持板１２となる一対の板状体を作製する。
例えば、炭化ケイ素粉末及び酸化アルミニウム粉末を含む混合粉末または酸化イットリウム粉末を所望の形状に成形し、その後、１４００℃〜２０００℃程度の温度、非酸化性雰囲気下、好ましくは不活性雰囲気下にて所定時間、焼成することにより、一対の板状体を得ることができる。

次いで、一方の板状体に、給電用端子１５を嵌め込み保持するための固定孔を複数個形成し、この固定孔に給電用端子１５を固定する。
次いで、給電用端子１５が嵌め込まれた板状体の表面の所定領域に、給電用端子１５に接触するように、上述した導電性セラミックス等の導電材料を有機溶媒に分散した静電吸着用内部電極形成用塗布液を塗布し乾燥して、静電吸着用内部電極形成層とし、さらに、この板状体上の静電吸着用内部電極形成層を形成した領域以外の領域に、この板状体と同一組成または主成分が同一の粉末材料を含む絶縁材層を形成する。

次いで、一方の板状体上の静電吸着用内部電極形成層及び絶縁材層の上に、他方の板状体を重ね合わせ、これらを高温、高圧下にてホットプレスして一体化する。このホットプレスにおける雰囲気は、真空、あるいはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ_２等の不活性雰囲気が好ましい。また、ホットプレスにおける一軸加圧の際の圧力は５〜１０ＭＰａが好ましく、温度は１４００℃〜１８５０℃が好ましい。

このホットプレスにより、静電吸着用内部電極形成層が焼成されて導電性複合焼結体からなる静電吸着用内部電極１３となり、同時に、これらの板状体が載置板１１及び支持板１２となって、静電吸着用内部電極１３及び絶縁材層１４と接合一体化され、静電チャックとなる。

次いで、冷却用ベース部３上の所定領域に、複数種の高さのスペーサをそれぞれ固定する。
ここでは、スペーサの上端部が、冷却用ベース部３上の中心部から周縁部に向かって凹面２３と同一形状となるように、スペーサの高さ及び位置を設定する。
次いで、シリコーン系樹脂組成物からなる接着剤を塗布する。この接着剤の塗布量は、静電チャックと冷却用ベース部３とがスペーサにより所望の形状を保持した状態で接合一体化できるように調整する。
この接着剤の塗布方法としては、ヘラ等を用いて手動で塗布する他、バーコート法、スクリーン印刷法等が挙げられる。

塗布後、静電チャックと、シリコーン系樹脂組成物及びスペーサを有する冷却用ベース部３とを重ね合わせる。
また、立設した給電用端子１５及び碍子１６を、冷却用ベース部３中に穿孔された給電用端子収容孔（図示略）に挿入し嵌め込む。
次いで、静電チャックを冷却用ベース部３に対して所定の圧力にて押圧し、静電チャックの底面の中央部が冷却用ベース部３の上面に密着するまで落し込み、押し出された余分な接着剤を除去する。
これにより、静電チャックは曲げ加工されて、中心部に位置する部分を底面とする凹面２３が形成された静電チャック部２となる。

次いで、静電チャック部２の載置板１１の上面の所定位置にブラスト加工等の機械加工を施し、環状突起部２１及び複数の突起部２２を形成するとともに、環状突起部２１及び複数の突起部２２を除く底面部分を載置板１１の表面１１ａとする。
以上により、静電チャック部２及び冷却用ベース部３は、有機系接着剤層４を介して接合一体化され、静電チャック部２の載置板１１の表面１１ａに環状突起部２１及び複数の突起部２２が形成された本実施形態の静電チャック装置１が得られることとなる。

本実施形態の静電チャック装置１によれば、載置板１１の表面１１ａ上の周縁部に環状突起部２１が設けられ、この表面１１ａ上の環状突起部２１に囲まれた領域に環状突起部２１と高さが同一の複数の突起部２２が設けられ、これら環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２各々の上端部２２ａが表面１１ａの中心部を底面とする凹面２３上に位置しているので、板状試料Ｗを吸着する際や脱離する際に板状試料Ｗが変形する虞がなく、この板状試料Ｗの温度を均一化することができる。
また、環状突起部２１の上端部２１ａと複数の突起部２２各々の上端部２２ａとで板状試料Ｗを密着状態で支持するので、これら上端部２１ａ、２２ａと板状試料Ｗとの接触面が摺れる虞がなく、パーティクルを発生し難くすることができる。

また、表面１１ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さｈ_１、及び表面１１ａから複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａまでの高さｈ_２を同一としたので、この表面１１ａ上の環状突起部２１と複数の突起部２２とに囲まれた窒素ガスやヘリウムガス等の封止用媒体を流動させる流路の深さを一定にすることができ、封止用媒体の流路における熱伝達を一定にすることができ、板状試料Ｗの温度を均一化することができ、プラズマを安定に発生させることができる。
また、有機系接着剤層４の厚みを、中心部で薄く、外周部で厚くなるようにしたので、中心部での熱伝達を低下させること無く、熱膨張差による応力が大きくなる外周部での応力を緩和することができる。

なお、本実施形態の静電チャック装置１では、静電チャックと、シリコーン系樹脂組成物及びスペーサを有する冷却用ベース部３とを重ね合わせ、次いで、静電チャックを冷却用ベース部３に対して所定の圧力にて押圧し、静電チャックの底面の中央部が冷却用ベース部３の上面に密着するまで落し込むことにより、静電チャックを曲げ加工して、中心部に位置する部分を底面とする凹面２３が形成された静電チャック部２としたが、スペーサの上端部を、冷却用ベース部３上の中心部から周縁部に向かって高くして断面Ｖ字型となるように、スペーサの高さ及び位置を設定し、次いで、シリコーン系樹脂組成物からなる接着剤を塗布後、静電チャックと、シリコーン系樹脂組成物及びスペーサを有する冷却用ベース部３とを重ね合わせ、静電チャックを冷却用ベース部３に対して所定の圧力にて押圧し、静電チャックの底面の中央部が冷却用ベース部３の上面に密着するまで落し込むことにより、中心部に位置する部分を底面とする断面Ｖ字型の面が形成された静電チャック部としてもよい。

また、図３に示すように、環状突起部２１の上端面２１ａに、ブラスト加工等の機械加工により微小突起部２４を１つ以上設け、新たに、微小突起部２４の上端部２４ａ及び複数の突起部２２各々の上端部２２ａを表面１１ａの中心点に底面が位置する凹面２３上に位置することとしてもよい。
これにより、環状突起部２１の上端面２１ａの微小突起部２４を除く領域に、封止用媒体を流すことができ、板状試料Ｗの最外周部の温度を均一化することができる。

［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態の静電チャック装置を示す断面図であり、本実施形態の静電チャック装置４１が、第１の実施形態の静電チャック装置１と異なる点は、第１の実施形態の静電チャック装置１では、載置板１１、支持板１２、静電吸着用内部電極１３及び絶縁材層１４が接合一体化された静電チャックに、中心部に位置する部分を底面とする凹面２３を有するように曲げ加工が施され、得られた静電チャック部２の底面の中央部が冷却用ベース部３の上面に密着した状態で、有機系接着剤層４を介して接合一体化されているのに対し、本実施形態の静電チャック装置４１では、静電チャック部４２の支持板４３の上面４３ａのみに、中心部に位置する部分を底面とする凹面となるように機械加工を施すとともに、下面４３ｂを平坦面とし、これら静電チャック部４２と冷却用ベース部３とを、厚みが均一な有機系接着剤層４４により接着一体化した点である。

支持板４３の材質等は、第１の実施形態の支持板１２と全く同様であり、有機系接着剤層４４の成分等は、第１の実施形態の有機系接着剤層４と全く同様であるから、ここでは、説明を省略する。

本実施形態の静電チャック装置４１は、支持板４３の上面４３ａのみに、機械加工により、中心部に位置する部分を底面とする凹面を形成し、この凹面が形成された支持板４３を用いて、第１の実施形態と同様の方法により静電チャック部４２を作製し、この静電チャック部４２と冷却用ベース部３とを厚みが均一な有機系接着剤層４４により接着一体化し、次いで、静電チャック部２の載置板１１の上面の所定位置に、第１の実施形態と同様の方法により環状突起部２１及び複数の突起部２２を形成し、これら環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２各々の上端部２２ａが、表面１１ａの中心点に底面が位置する凹面２３上に位置させることで、得ることができる。

本実施形態の静電チャック装置４１においても、第１の実施形態の静電チャック装置１と同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、静電チャック部４２と冷却用ベース部３とを、厚みが均一な有機系接着剤層４４により接着一体化したので、外周部における有機系接着剤層４４の厚みが一定となり、外周部の熱伝達を高くすることができる。

さらに、静電チャック部４２の支持板４３の上面４３ａのみに、載置板１１と同様の中心部に位置する部分を底面とする凹面を有するように機械加工を施し、これら静電チャック部４２と冷却用ベース部３とを厚みが均一な有機系接着剤層４４により接着一体化したので、静電チャック部２自体に曲げ加工を施すことと比べて、工程を簡単化することができ、製造コストも低減することができる。

本実施形態の静電チャック装置４１においても、第１の実施形態の静電チャック装置１と同様に、環状突起部２１の上端面２１ａに、ブラスト加工等の機械加工により微小突起部を１つ以上設け、新たに、微小突起部の上端部及び複数の突起部２２各々の上端部２２ａを凹面２３上に位置することとしてもよい。

［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態の静電チャック装置を示す断面図であり、本実施形態の静電チャック装置５１が、第１の実施形態の静電チャック装置１と異なる点は、静電チャック部５２の載置板５３の表面（一主面）５３ａ上に、第２の実施形態の載置板１１と同様に環状突起部２１及び複数の突起部２２を設け、これらの上端面を凹面２３に位置するようにするとともに、裏面（他の主面）５３ｂを平坦面とし、この載置板５３と厚みが一様な板状体からなる支持板５４との間に静電吸着用内部電極１３及び絶縁材層１４を設け、これら静電チャック部５２と冷却用ベース部３とを、厚みが均一な有機系接着剤層４４により接着一体化した点である。

載置板５３及び支持板５４の材質等は、第１の実施形態の支持板１２と全く同様であり、有機系接着剤層４４の成分等は、第１の実施形態の有機系接着剤層４と全く同様であるから、ここでは、説明を省略する。

本実施形態の静電チャック装置５１は、載置板５３の上面５３ａのみに、機械加工により、中心部に位置する部分を底面とする凹面を形成し、この凹面が形成された載置板５３と、厚みが一様な板状体からなる支持板５４とを用いて、第１の実施形態と同様の方法により、載置板５３と支持板５４との間に静電吸着用内部電極１３及び絶縁材層１４を設けてなる静電チャック部５２を作製し、この静電チャック部５２と冷却用ベース部３とを厚みが均一な有機系接着剤層４４により接着一体化し、次いで、静電チャック部５２の載置板５３の上面の所定位置に、第１の実施形態と同様の方法により環状突起部２１及び複数の突起部２２を形成し、これら環状突起部２１の上端部２１ａ及び複数の突起部２２各々の上端部２２ａが、表面５３ａの中心点に底面が位置する凹面２３上に位置させることで、得ることができる。

本実施形態の静電チャック装置５１においても、第１の実施形態の静電チャック装置１と同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、載置板５３と厚みが一様な板状体からなる支持板５４との間に静電吸着用内部電極１３及び絶縁材層１４を設けた静電チャック部５２と冷却用ベース部３とを、厚みが均一な有機系接着剤層４４により接着一体化したので、静電吸着用内部電極１３、絶縁材層１４及び有機系接着剤層４４の厚みが一定となり、外周部の熱伝達を高くすることができる。

さらに、静電チャック部５２の載置板５３の上面５３ａのみに、載置板１１と同様の中心部に位置する部分を底面とする凹面を有するように機械加工を施し、支持板５４を厚みが一様な板状体とし、これら静電チャック部５２と冷却用ベース部３とを厚みが均一な有機系接着剤層４４により接着一体化したので、静電チャック部２自体に曲げ加工を施すことと比べて、工程を簡単化することができ、製造コストも低減することができる。

本実施形態の静電チャック装置５１においても、第１の実施形態の静電チャック装置１と同様に、環状突起部２１の上端面２１ａに、ブラスト加工等の機械加工により微小突起部を１つ以上設け、新たに、微小突起部の上端部及び複数の突起部２２各々の上端部２２ａを凹面２３上に位置することとしてもよい。

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

「実施例１」
（静電チャック装置の作製）
公知の方法により、内部に厚み１０μｍの静電吸着用内部電極が埋設された静電チャック部を作製した。
この静電チャック部の載置板は、炭化ケイ素を８．５質量％含有する酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、直径は４５０ｍｍ、厚みは４．０ｍｍの円板状であった。
また、支持板も載置板と同様、炭化ケイ素を８．５質量％含有する酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、直径は４５０ｍｍ、厚みは４．０ｍｍの円板状であった。

次いで、これら載置板及び支持板を接合一体化することにより、静電チャック部を作製した後、この静電チャック部の全体の厚みを１．０ｍｍ、かつ載置板の表面を平坦面に研磨加工した。
次いで、載置板の表面を研磨加工することにより、この表面を平坦面とし、次いで、この表面にブラスト加工を施すことにより、この表面の周縁部に、幅５００μｍ、高さ３０μｍの環状突起部を、この表面のうち環状突起部に囲まれた領域に直径５００μｍ、高さ４０μｍの円柱状の複数の突起部を、それぞれ形成した。これにより、この表面のうちブラスト加工により掘削された領域、すなわち環状突起部及び複数の突起部を除く領域は、封止用媒体の流路となった。

一方、直径４００ｍｍ、高さ３０ｍｍのアルミニウム製の冷却用ベース部を機械加工により作製した。この冷却用ベース部の内部には冷媒を循環させる流路を形成した。
また、幅２．０μｍ、長さ２．０μｍ、高さ５０μｍの角柱状の第１のスペーサを複数個、幅２．０μｍ、長さ２．０μｍ、高さ７５μｍの角柱状の第２のスペーサを複数個、幅２．０μｍ、長さ２．０μｍ、高さ１００μｍの角柱状の第３のスペーサを複数個、酸化アルミニウム焼結体にて作製した。

次いで、冷却用ベース部の静電チャック部との接合面の中心点を中心とする直径７５ｍｍの円形状の位置に等間隔に角柱状の第１のスペーサを複数個固定し、この接合面の中心点を中心とする直径１５０ｍｍの円形状の位置に等間隔に角柱状の第２のスペーサを複数個固定し、この接合面の中心点を中心とする直径２９０ｍｍの円形状の位置に等間隔に角柱状の第３のスペーサを複数個固定した。

次いで、第１〜第３のスペーサが固定された冷却用ベース部の接合面に、有機系接着剤であるシリコーン樹脂系接着剤を塗布し、このシリコーン樹脂系接着剤に静電チャック部の支持板を密着させた。
次いで、静電チャック部の支持板を第１〜第３のスペーサの上面に近接させ、この静電チャック部を冷却用ベース部に対して６０ｋｇの圧力で押圧することにより、静電チャック部全体を断面弓形状に変形させ、この静電チャック部の環状突起部の上端面及び複数の突起部各々の上端面を、曲率半径Ｒが７５０００ｍｍの凹面上に位置させ、実施例１の静電チャック装置を得た。

（評価）
この静電チャック装置の（１）シリコンウエハの面内温度特性、（２）ガスのリーク量、（３）シリコンウエハの吸着特性、それぞれについて評価した。

（１）シリコンウエハの面内温度特性
ａ．静電チャック部の載置面に直径３００ｍｍのシリコンウエハを静電吸着させ、冷却用ベース部の流路に３０℃の冷却水を循環させながら、このときのシリコンウエハの面内温度分布をサーモグラフィＴＶＳ−２００ＥＸ（日本アビオニクス社製）を用いて測定した。その結果、シリコンウエハの面内温度が±３．５℃の範囲内で良好に制御されていることが分かった。

（２）ガスのリーク量
静電チャック部の載置面に直径３００ｍｍのシリコンウエハを静電吸着させ、冷却用ベース部の流路に３０℃の冷却水を循環させながら、このときのシリコンウエハとその面内に不活性ガスを４０Ｔｏｒｒの圧力を与えて不活性ガスの漏れ量を測定した。
その結果、ガスのリーク量は２Ｓｃｃｍであり、リーク量が少ないことが分かった。

（３）シリコンウエハの吸着特性
静電チャック部の載置面に直径４０ｍｍのシリコンウエハを静電吸着させ、冷却用ベース部の流路に３０℃の冷却水を循環させながら、静電チャック部の載置面に２．０ｋＶの直流電圧を印加し、プローブ法を用いて測定した。
その結果、静電チャック部の載置面に固定されているシリコンウエハの吸着力は０．２５ＭＰａであった。

「実施例２」
（静電チャック装置の作製）
公知の方法により、内部に厚み１０μｍの静電吸着用内部電極が埋設された静電チャック部を作製した。
この静電チャック部の載置板は、炭化ケイ素を８．５質量％含有する酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、直径は４５０ｍｍ、厚みは４．０ｍｍの円板状であった。
また、支持板も載置板と同様、炭化ケイ素を８．５質量％含有する酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、直径は４５０ｍｍ、厚みは４．０ｍｍの円板状であった。

次いで、これら載置板及び支持板を接合一体化することにより、静電チャック部を作製した後、この静電チャック部の全体の厚みを１．０ｍｍ、かつ、かつ、この静電チャック部の載置板の表面全体を曲率半径Ｒが７５０００ｍｍの凹面に研磨加工した。
次いで、この凹面状に加工された表面にブラスト加工を施すことにより、この表面の周縁部に、幅５００μｍ、高さ４０μｍの環状突起部を、この表面のうち環状突起部に囲まれた領域に直径５００μｍ、高さ３０μｍの円柱状の複数の突起部を、それぞれ形成した。これにより、この表面のうちブラスト加工により掘削された領域、すなわち環状突起部及び複数の突起部を除く領域は、封止用媒体の流路となった。

一方、直径４００ｍｍ、高さ３０ｍｍのアルミニウム製の冷却用ベース部を機械加工により作製した。この冷却用ベース部の内部には冷媒を循環させる流路を形成した。
次いで、冷却用ベース部の接合面に、有機系接着剤であるシリコーン樹脂系接着剤を塗布し、このシリコーン樹脂系接着剤に静電チャック部の支持板を密着させた。
次いで、この静電チャック部を冷却用ベース部に対して６０ｋｇの圧力で押圧することにより、静電チャック部を冷却用ベース部に接着させ、実施例２の静電チャック装置を得た。

（評価）
この静電チャック装置の（１）シリコンウエハの面内温度特性、（２）ガスのリーク量、（３）シリコンウエハの吸着特性、それぞれについて実施例１に準じて評価した。
その結果、シリコンウエハの面内温度が±３．５℃の範囲内で良好に制御されていることが分かった。
また、ガスのリーク量は０．５Ｓｃｃｍであり、リーク量が非常に少ないことが分かった。
また、静電チャック部の載置面に固定されているシリコンウエハの吸着力は０．２５ＭＰａであった。

「比較例１」
（静電チャック装置の作製）
実施例１に準じて静電チャック装置を作製した。
この静電チャック部の載置板の直径は４５０ｍｍ、厚みは４．０ｍｍの円板状であり、支持板の直径は４５０ｍｍ、厚みは４．０ｍｍの円板状であり、これら載置板及び支持板を接合一体化して得られた静電チャック部の全体の厚みは１．０ｍｍであった。

次いで、この載置板の表面にブラスト加工を施すことにより、この表面の周縁部に、幅５００μｍ、高さ４０μｍの環状突起部を、この表面のうち環状突起部に囲まれた領域に直径５００μｍ、高さ３０μｍの円柱状の複数の突起部を、それぞれ形成した。これにより、この表面のうちブラスト加工により掘削された領域、すなわち環状突起部及び複数の突起部を除く領域は、平坦化されて封止用媒体の流路となった。

一方、実施例１に準じて冷却用ベース部を作製した。
次いで、冷却用ベース部の接合面に、有機系接着剤であるシリコーン樹脂系接着剤を塗布し、このシリコーン樹脂系接着剤に静電チャック部の支持板を密着させた。
次いで、この静電チャック部を冷却用ベース部に対して６０ｋｇの圧力で押圧することにより、静電チャック部を冷却用ベース部に接着させ、比較例１の静電チャック装置を得た。

（評価）
この静電チャック装置の（１）シリコンウエハの面内温度特性、（２）ガスのリーク量、（３）シリコンウエハの吸着特性、それぞれについて実施例１に準じて評価した。
その結果、シリコンウエハの面内温度が±４℃であり、実施例１、２の静電チャック装置と比べて面内温度差が大きかった。
また、ガスのリーク量は３Ｓｃｃｍであり、実施例１、２の静電チャック装置と比べても大きかった。
また、静電チャック部の載置面に固定されているシリコンウエハの吸着力は０．２ＭＰａであった。

「比較例２」
（静電チャック装置の作製）
実施例１に準じて静電チャック装置を作製した。
この静電チャック部の載置板の直径は４５０ｍｍ、厚みは４．０ｍｍの円板状であり、支持板の直径は４５０ｍｍ、厚みは４．０ｍｍの円板状であった。そして、これら載置板及び支持板を接合一体化した後、この静電チャック部の全体の厚みを１．０ｍｍ、かつ、この静電チャック部の載置板の表面全体を曲率半径Ｒが７５０００ｍｍの凹面に研磨加工した。

次いで、この凹面状に加工された表面にブラスト加工を施すことにより、この表面の周縁部に、幅５００μｍ、高さ４０μｍの環状突起部を、この表面のうち環状突起部に囲まれた領域に、直径５００μｍ、高さ３０〜３５μｍの円柱状の複数の突起部を、それぞれ形成した。これにより、この静電チャック部の環状突起部の上端面及び複数の突起部各々の上端面を、曲率半径Ｒが７５０００ｍｍの凹面上に位置させるとともに、この表面のうちブラスト加工により掘削された領域、すなわち環状突起部及び複数の突起部を除く領域は平坦面とされて、封止用媒体の流路となった。

一方、実施例１に準じて冷却用ベース部を作製した。
次いで、冷却用ベース部の接合面に、有機系接着剤であるシリコーン樹脂系接着剤を塗布し、このシリコーン樹脂系接着剤に静電チャック部の支持板を密着させた。
次いで、この静電チャック部を冷却用ベース部に対して６０ｋｇの圧力で押圧することにより、静電チャック部を冷却用ベース部に接着させ、比較例２の静電チャック装置を得た。

（評価）
この静電チャック装置の（１）シリコンウエハの面内温度特性、（２）ガスのリーク量、（３）シリコンウエハの吸着特性、それぞれについて実施例１に準じて評価した。
その結果、シリコンウエハの面内温度が±５℃であり、実施例１、２の静電チャック装置と比べて面内温度差が大きかった。
また、ガスのリーク量は３Ｓｃｃｍであり、実施例１、２の静電チャック装置と比べても大きかった。
また、静電チャック部の載置面に固定されているシリコンウエハの吸着力は０．２ＭＰａであった。

以上の評価結果によれば、実施例１、２の静電チャック装置は、比較例１、２の静電チャック装置と比べて、シリコンウエハの吸着力についてはさほど差が認められないものの、シリコンウエハの面内温度が±３．５℃の範囲内で良好に制御されており、ガスのリーク量も２Ｓｃｃｍ以下と非常に少ないことが分かった。

１ 静電チャック装置
２ 静電チャック部
３ 冷却用ベース部
４ 有機系接着剤層
１１ 載置板
１１ａ 表面
１２ 支持板
１３ 静電吸着用内部電極
１４ 絶縁材層
１５ 給電用端子
１６ 碍子
２１ 環状突起部
２１ａ 上端部
２２ 突起部
２２ａ 上端部
２３ 凹面
２４ 微小突起部
４１ 静電チャック装置
４２ 静電チャック部
４３ 支持板
４３ａ 上面
４３ｂ 下面
４４ 有機系接着剤層
５１ 静電チャック装置
５２ 静電チャック部
５３ 載置板
５３ａ 表面
５３ｂ 裏面
５４ 支持板
Ｗ 板状試料

Claims (5)

1. 一主面を板状試料を載置する載置面とした基材と、前記板状試料を前記載置面に静電吸着する静電吸着用内部電極とを有する静電チャック部を備えた静電チャック装置において、
   前記一主面上の周縁部に環状突起部を設け、前記一主面上の前記環状突起部に囲まれた領域に前記環状突起部と同一の高さの複数の突起部を設け、
   前記環状突起部の上端部及び前記複数の突起部の上端部は、前記一主面の中心部を底面とする凹面上に位置しており、
   前記静電チャック部の他の主面側に冷却用ベース部を設け、
   前記環状突起部の前記冷却用ベース部の一主面からの高さと、前記領域の中央近傍に位置する前記突起部の前記冷却用ベース部の一主面からの高さとの差は、１μｍ以上かつ３０μｍ以下であり、
   前記基材は、電気抵抗が１×１０ ^１４ Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする静電チャック装置。
2. 前記環状突起部の上端部の面積と、前記複数の突起部それぞれの上端部の面積の合計面積との和は、前記一主面の面積の３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック装置。
3. 前記基材は、周波数２０Ｈｚにおける比誘電率が１３以上のセラミックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の静電チャック装置。
4. 前記セラミックスの粒径は２μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の静電チャック装置。
5. 前記環状突起部の上端部に、微小突起部を１つ以上設けてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の静電チャック装置。

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