JP6865145B2 - 保持装置 - Google Patents

Description

本明細書に開示される技術は、対象物を保持する保持装置に関する。

例えば半導体を製造する際に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、互いに接合されたセラミックス板とベース部材とを備えており、セラミックス板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、セラミックス板の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。

静電チャックに保持されたウェハの温度分布が不均一になると、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング等）の精度が低下するおそれがあるため、静電チャックにはウェハの温度分布をできるだけ均一にする性能が求められる。そのため、静電チャックの使用時には、例えば、ヒータ電極による加熱や冷媒流路に冷媒を供給することによる冷却等によって、セラミックス板の吸着面の温度制御が行われる。

また、セラミックス板とウェハとの間の伝熱性を高めてウェハの温度分布の均一性をさらに高めるため、セラミックス板の吸着面とウェハの表面との間の空間にヘリウム等のガスを供給するための構成を備える保持装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この保持装置では、ベース部材の内部に、ガス源に接続されるガス供給流路が形成され、セラミックス板の内部に、上記ガス供給流路に連通すると共に吸着面に開口するガス噴出流路が形成されている。ガス源からベース部材のガス供給流路に供給されたガスは、ガス供給流路からセラミックス板のガス噴出流路に流入し、セラミックス板の吸着面に開かれた開口（噴出口）から吸着面とウェハの表面との間の空間に供給される。

上述したガスを供給するための構成を備える保持装置では、セラミックス板におけるベース部材に対向する表面に、ガス噴出流路が開口する底面を有する凹部が設けられる。なお、凹部は、セラミックス板の表面ではなく、ベース部材におけるセラミックス板に対向する表面に形成されてもよい。この場合には、凹部の底面に、ガス供給流路が開口することとなる。また、凹部は、セラミックス板におけるベース部材に対向する表面とベース部材におけるセラミックス板に対向する表面との両方に形成されてもよい。

また、上述した保持装置では、凹部内を経由したセラミックス板とベース部材との間の放電やガスの放電の発生を抑制するため、凹部内に、通気性を有し、かつ、絶縁材料により形成された充填部材（「通気性プラグ」とも呼ばれる）が充填される。ベース部材のガス供給流路に供給されたガスは、凹部内に充填された充填部材の内部を通過して、セラミックス板のガス噴出流路内に流入することとなる。

特開２０１３−２３２６４１号公報

上述した凹部に充填される充填部材は比較的気孔率が高いため、充填部材の熱伝導率は、比較的緻密なセラミックス板やベース部材の熱伝導率より低い。そのため、充填部材が設けられた箇所では、セラミックス板からベース部材への伝熱性（熱引き特性）が局所的に低下し、セラミックス板の吸着面における温度分布の均一性が低下するおそれがある。

なお、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、また、ヒータ電極や冷媒流路を備える構成に限らず、セラミックス板とベース部材とを備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する保持装置一般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の方向に略直交する平面状の第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、前記第１の表面に開口するガス噴出流路が内部に形成されたセラミックス板と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス板の前記第２の表面に対向するように配置され、ガス供給流路が内部に形成されたベース部材と、を備え、前記セラミックス板の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記セラミックス板の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方には、前記ガス噴出流路または前記ガス供給流路が開口する底面を有する凹部が形成されており、前記保持装置は、さらに、前記凹部内に充填された充填部材であって、通気性を有し、かつ、熱伝導率が前記セラミックス板および前記ベース部材の内の前記凹部が形成された部材の熱伝導率より低い絶縁材料により形成され、前記凹部から露出する露出面と、前記凹部の前記底面に対向し、前記露出面より面積が小さく、かつ、前記第１の方向視で全体にわたって前記露出面と重なる底面対向面と、前記露出面の周縁と前記底面対向面の周縁とをつなぐ側面と、を有し、前記第１の方向に直交する第２の方向の大きさが前記底面対向面に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分を有する充填部材と、前記凹部と前記充填部材の前記側面との間に配置され、熱伝導率が前記充填部材の熱伝導率より高い接着層と、を備える。本保持装置によれば、充填部材を経由せずに（すなわち、セラミックス板または接着層を通って）、セラミックス板（セラミックス板の第１の表面）からベース部材に至る熱移動の経路が短くなるため、充填部材が設けられた箇所におけるセラミックス板からベース部材への伝熱性の低下を抑制することができ、充填部材の存在に起因するセラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性の低下を抑制することができる。

（２）上記保持装置において、前記接着層の熱伝導率は、前記セラミックス板および前記ベース部材の内の前記凹部が形成された部材の熱伝導率より低く、前記凹部は、前記第２の方向において前記充填部材の前記特定部分に対向し、かつ、前記第２の方向の幅が前記底面に近くなるにつれて連続的に狭くなる凹部特定部分を有する構成としてもよい。本保持装置によれば、充填部材および接着層を経由せずに（すなわち、セラミックス板を通って）、セラミックス板（セラミックス板の第１の表面）からベース部材に至る熱移動の経路が短くなるため、充填部材が設けられた箇所におけるセラミックス板からベース部材への伝熱性の低下を効果的に抑制することができ、充填部材の存在に起因するセラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性の低下を効果的に抑制することができる。

（３）上記保持装置において、前記充填部材は、前記特定部分のみから構成されている構成としてもよい。本保持装置によれば、充填部材を経由せずに（すなわち、セラミックス板または接着層を通って）、セラミックス板（セラミックス板の第１の表面）からベース部材に至る熱移動の経路が極めて短くなるため、充填部材が設けられた箇所におけるセラミックス板からベース部材への伝熱性の低下を極めて効果的に抑制することができ、充填部材の存在に起因するセラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性の低下を極めて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、前記接着層の熱伝導率は、前記セラミックス板および前記ベース部材の内の前記凹部が形成された部材の熱伝導率より低く、前記凹部は、前記第２の方向において前記充填部材の前記特定部分に対向し、かつ、前記第２の方向の幅が前記底面に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分のみから構成されていることを特徴とする構成としてもよい。本保持装置によれば、充填部材および接着層を経由せずに（すなわち、セラミックス板を通って）、セラミックス板（セラミックス板の第１の表面）からベース部材に至る熱移動の経路が極めて短くなるため、充填部材が設けられた箇所におけるセラミックス板からベース部材への伝熱性の低下を極めて効果的に抑制することができ、充填部材の存在に起因するセラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性の低下を極めて効果的に抑制することができる。

（５）上記保持装置において、さらに、熱伝導率が前記接着層の熱伝導率より高く、前記充填部材の前記側面と前記底面対向面とにおける少なくとも一部の領域を被覆するコーティング層を備える構成としてもよい。本保持装置によれば、接着層の熱伝導率より高い熱伝導率を有するコーティング層が、充填部材を経由せずにセラミックス板（セラミックス板の第１の表面）からベース部材に至る熱移動の経路の少なくとも一部を構成することができるため、該経路を経由した熱移動量が大きくなり、充填部材が設けられた箇所におけるセラミックス板からベース部材への伝熱性の低下を効果的に抑制することができ、充填部材の存在に起因するセラミックス板の第１の表面における温度分布の均一性の低下を効果的に抑制することができる。

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、真空チャック、ヒータ装置、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。

第１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。 第１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。 第１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。 第１実施形態における静電チャック１０のＸ１部を拡大して示す説明図である。 本実施形態における静電チャック１０の製造方法を示すフローチャートである。 比較例の静電チャック１０Ｘの構成を概略的に示す説明図である。 他の比較例の静電チャック１０Ｙの構成を概略的に示す説明図である。 第２実施形態の静電チャック１０ａの構成を概略的に示す説明図である。 第３実施形態の静電チャック１０ｂの構成を概略的に示す説明図である。 第４実施形態の静電チャック１０ｃの構成を概略的に示す説明図である。 第５実施形態の静電チャック１０ｄの構成を概略的に示す説明図である。 第６実施形態の静電チャック１０ｅの構成を概略的に示す説明図である。 第７実施形態の静電チャック１０ｆの構成を概略的に示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．静電チャック１０の構成：
図１は、第１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、第１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、第１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板１００およびベース部材２００を備える。セラミックス板１００とベース部材２００とは、セラミックス板１００の下面Ｓ２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。セラミックス板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。

セラミックス板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。セラミックス板１００の直径は例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、セラミックス板１００の厚さは例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。

セラミックス板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）により形成された一対のチャック電極４００が設けられている。一対のチャック電極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がセラミックス板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。セラミックス板１００の吸着面Ｓ１は、上述した配列方向（Ｚ軸方向）に略直交する平面状の表面である。ただし、本実施形態では、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１に複数の微小な突起が形成されており、ウェハＷが吸着面Ｓ１に吸着固定された状態では、吸着面Ｓ１とウェハＷの表面との間にわずかな空間が存在する。セラミックス板１００の吸着面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、Ｚ軸方向は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。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。面方向は、特許請求の範囲における第２の方向に相当する。

ベース部材２００は、例えばセラミックス板１００と同径の、または、セラミックス板１００より径が大きい円形平面の板状部材であり、例えば金属（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〜３５０ｍｍ）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、接着層３００を介したベース部材２００とセラミックス板１００との間の伝熱によりセラミックス板１００が冷却され、セラミックス板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。

セラミックス板１００とベース部材２００とは、セラミックス板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剤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。

また、静電チャック１０は、セラミックス板１００とウェハＷとの間の伝熱性を高めてウェハＷの温度分布の均一性をさらに高めるため、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１とウェハＷの表面との間に存在する空間にガスを供給するための構成を備えている。なお、本実施形態では、このようなガスとして、ヘリウムガス（Ｈｅガス）が用いられる。以下、ヘリウムガスを供給するための構成について、図１〜図３、および、図２のＸ１部を拡大して示す図４を参照して説明する。

図２および図４に示すように、ベース部材２００の下面Ｓ４には、図示しないヘリウムガス源と接続されるガス源接続孔２２１が形成されており、ベース部材２００の上面Ｓ３には、ガス供給孔２２２が開口している。ベース部材２００の内部には、ガス源接続孔２２１とガス供給孔２２２とを連通するガス供給流路２２０が形成されている。

また、図２および図４に示すように、接着層３００には、ベース部材２００に形成されたガス供給孔２２２に連通すると共に、接着層３００を厚さ方向（上下方向）に貫通する貫通孔３１０が形成されている。

また、図１および図２に示すように、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１には、８つのガス噴出孔１０２が開口している。また、セラミックス板１００の内部には、セラミックス板１００に形成された後述する凹部１４０の底面１４４（図４)と、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１に開口するガス噴出孔１０２とを接続するガス噴出流路１１０が形成されている。ガス噴出流路１１０は、凹部１４０の底面１４４から上方に延びる第１の縦流路１１１（図２〜図４）と、第１の縦流路１１１と連通すると共に面方向に環状に延びる横流路１１４（図２および図３）と、横流路１１４から上方に延びてガス噴出孔１０２に連通する第２の縦流路１１２（図２）とから構成されている。

なお、本実施形態の静電チャック１０では、ヘリウムガスの供給経路が２系統存在する。すなわち、図３に示すように、セラミックス板１００の内部には２つの横流路１１４が形成されている。図２および図３に示すように、２つの横流路１１４の内のセラミックス板１００の中心に近い方の横流路１１４は、第１の縦流路１１１を介して、図２および図４に示す凹部１４０と連通しており、かつ、第２の縦流路１１２を介して、吸着面Ｓ１に開口する８つのガス噴出孔１０２の内のセラミックス板１００の中心に近い４つのガス噴出孔１０２と連通している。また、２つの横流路１１４の内のセラミックス板１００の中心から遠い方の横流路１１４は、第１の縦流路１１１を介して、図示しない凹部１４０と連通しており、かつ、第２の縦流路１１２を介して、吸着面Ｓ１に開口する８つのガス噴出孔１０２の内のセラミックス板１００の中心から遠い４つのガス噴出孔１０２と連通している。

また、図２および図４に示すように、セラミックス板１００の下面Ｓ２には、セラミックス板１００とベース部材２００との相対位置に多少の誤差があっても、ベース部材２００に形成されたガス供給流路２２０とセラミックス板１００に形成されたガス噴出流路１１０とが確実に連通するように、凹部１４０が形成されている。凹部１４０は、接着層３００に形成された貫通孔３１０に連通している。なお、凹部１４０が貫通孔３１０に連通しているとは、凹部１４０内に他の部材（例えば、後述の充填部材１６０および接着層１７０）が存在しない状態において凹部１４０が貫通孔３１０に連通していることを意味する。具体的には、凹部１４０は、接着層３００の厚さ方向視で、貫通孔３１０と重なるように形成されている。

凹部１４０は、吸着面Ｓ１に近い側の内表面である底面１４４と、凹部１４０の開口１４６（下面Ｓ２に開口する孔）の周縁と底面１４４の周縁とをつなぐ内表面である側面１４２とを有する。凹部１４０の底面１４４には、ガス噴出流路１１０（ガス噴出流路１１０を構成する第１の縦流路１１１）が開口している。本実施形態のセラミックス板１００では、このような凹部１４０が形成されているため、セラミックス板１００に対するベース部材２００の面方向における相対位置が、ベース部材２００に形成されたガス供給流路２２０が凹部１４０に対向するような範囲にあれば、ガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０との連通が確保される。

本実施形態では、凹部１４０（凹部１４０の内部空間）の形状は、部分円錐（円錐における頂点側の一部分が欠損したもの）状である。すなわち、凹部１４０の開口１４６と底面１４４とは、共に略円形であり、底面１４４は、開口１４６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって開口１４６と重なる。また、凹部１４０の側面１４２は、上記部分円錐の側面状の形状である。また、底面１４４の中心を通る凹部１４０のＸＺ断面（すなわち、図４に示す断面）の形状は、台形である。凹部１４０は、このような構成であるため、Ｚ軸に直交する方向（すなわち、面方向）の幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分ＳＰ２のみから構成されていると言える。なお、「幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる」とは、幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて離散的に小さくなる形態を含まない。ここで、幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて離散的に小さくなる形態とは、後述する比較例の静電チャック１０Ｙ（図７）のように、図７に示す凹部１４０の断面において、側面１４２を表す線が階段状になる形態（すなわち、側面１４２を表す線が面方向に平行な部分を有する形態）である。「幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる」とは、図４に示す凹部１４０の断面において、側面１４２を表す線が面方向に平行な部分を有さない形態を意味する。

図２および図４に示すように、セラミックス板１００に形成された凹部１４０には、絶縁材料により形成され、かつ、通気性を有する充填部材（「通気性プラグ」とも呼ばれる）１６０が充填されている。充填部材１６０は比較的気孔率が高いため、充填部材１６０の熱伝導率は、比較的緻密なセラミックス板１００の熱伝導率より低い。充填部材１６０の形成材料としては、例えば、セラミックス多孔質体やグラスファイバー、耐熱性ポリテトラフルオロエチレン樹脂スポンジ等を用いることができる。

充填部材１６０は、凹部１４０の開口１４６から露出する（開口１４６を介して露出する）露出面１６６と、凹部１４０の底面１４４に対向する底面対向面１６４と、露出面１６６の周縁と底面対向面１６４の周縁とをつなぐ側面１６２とを有する。本実施形態では、充填部材１６０の形状は、部分円錐（円錐における頂点側の一部分が欠損したもの）状である。すなわち、充填部材１６０の露出面１６６と底面対向面１６４とは、共に略円形であり、底面対向面１６４は、露出面１６６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって露出面１６６と重なる。また、充填部材１６０の側面１６２は、上記部分円錐の側面状の形状である。また、底面対向面１６４の中心を通る充填部材１６０のＸＺ断面（すなわち、図４に示す断面）の形状は、台形である。充填部材１６０は、このような構成であるため、Ｚ軸に直交する方向（すなわち、面方向）の大きさ（幅）Ｗ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１のみから構成されていると言える。なお、本実施形態では、充填部材１６０の側面１６２は、凹部１４０の側面１４２に略平行である。また、「幅Ｗ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる」とは、幅Ｗ２について上述したのと同様に、幅Ｗ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて離散的に小さくなる形態を含まない。ここで、幅Ｗ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて離散的に小さくなる形態とは、後述する比較例の静電チャック１０Ｙ（図７）のように、図７に示す充填部材１６０の断面において、側面１６２を表す線が階段状になる形態（すなわち、側面１６２を表す線が面方向に平行な部分を有する形態）である。「幅Ｗ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる」とは、図４に示す充填部材１６０の断面において、側面１６２を表す線が面方向に平行な部分を有さない形態を意味する。

凹部１４０の側面１４２と充填部材１６０の側面１６２との間には、接着層１７０が配置されており、この接着層１７０によって、充填部材１６０がセラミックス板１００に接合されている。接着層１７０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により構成されている。接着層１７０の熱伝導率は、充填部材１６０の熱伝導率より高く、かつ、セラミックス板１００の熱伝導率より低い。なお、本実施形態では、充填部材１６０の底面対向面１６４は凹部１４０の底面１４４に接しており、充填部材１６０の底面対向面１６４と凹部１４０の底面１４４との間には接着層１７０は配置されていない。

このように、凹部１４０内に絶縁材料により形成された充填部材１６０が充填され、凹部１４０の側面１４２と充填部材１６０の側面１６２との間に接着層１７０が配置されることにより、凹部１４０内を経由したセラミックス板１００とベース部材２００との間の放電や凹部１４０内でのヘリウムガスの放電の発生が抑制される。

図２および図４に示すように、図示しないヘリウムガス源から供給されたヘリウムガスが、ガス源接続孔２２１からベース部材２００内部のガス供給流路２２０内に流入すると、流入したヘリウムガスは、ガス供給流路２２０からガス供給孔２２２を経て接着層３００の貫通孔３１０内に流入し、さらに、凹部１４０内に充填された充填部材１６０の内部を通過してセラミックス板１００の内部のガス噴出流路１１０を構成する第１の縦流路１１１内に流入し、横流路１１４および第２の縦流路１１２を経て吸着面Ｓ１に形成された各ガス噴出孔１０２から噴出する。このようにして、吸着面Ｓ１とウェハＷの表面との間に存在する空間に、ヘリウムガスが供給される。

Ａ−２．静電チャック１０の製造方法：
図５は、第１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。はじめに、セラミックス板１００とベース部材２００とを準備する（Ｓ１１０）。セラミックス板１００およびベース部材２００は、公知の製造方法によって製造可能である。例えば、セラミックス板１００は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や各ガス流路等を構成するための孔開け加工やメタライズインクの印刷等を行い、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した上で焼成し、最後に研磨加工等を行うことにより、セラミックス板１００が製造される。なお、本実施形態では、ガス噴出流路１１０（第１の縦流路１１１、横流路１１４、第２の縦流路１１２）は、セラミックスグリーンシートへの上記孔開け加工を行うことにより形成される。

次に、セラミックス板１００の下面Ｓ２に、凹部１４０を形成する（Ｓ１２０）。凹部１４０は、例えば研磨加工によって形成される。凹部１４０は、ガス噴出流路１１０を構成する第１の縦流路１１１に連通するように形成される。

次に、セラミックス板１００の凹部１４０内に充填部材１６０を設置する（Ｓ１３０）。具体的には、絶縁材料により形成された充填部材１６０の側面１６２に接着剤を塗布し、充填部材１６０を凹部１４０内に挿入する。このとき、充填部材１６０は、充填部材１６０の底面対向面１６４が凹部１４０の底面１４４に接触するまで押し込まれる。充填部材１６０の挿入が完了した時点では、充填部材１６０の側面１６２と凹部１４０の側面１４２との間に接着剤が配置され、充填部材１６０の底面対向面１６４と凹部１４０の底面１４４との間には接着剤が存在しない状態となる。その後、接着剤を硬化させて接着層１７０を形成する。以上のようにして、凹部１４０内に充填部材１６０が設置される。

次に、セラミックス板１００とベース部材２００とを接合する（Ｓ１４０）。具体的には、セラミックス板１００の下面Ｓ２とベース部材２００の上面Ｓ３とを、接着剤を介して貼り合わせた状態で、接着剤を硬化させる硬化処理を行うことにより、接着層３００を形成する。なお、セラミックス板１００とベース部材２００との間に接着剤を配置する際には、上述した貫通孔３１０に対応する孔を設け、接着剤の硬化処理によってできる接着層３００に貫通孔３１０が形成されるようにする。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−３．第１実施形態の効果：
以上説明したように、第１実施形態の静電チャック１０は、Ｚ軸方向に略直交する平面状の吸着面Ｓ１と、吸着面Ｓ１とは反対側の下面Ｓ２と、を有し、吸着面Ｓ１に開口するガス噴出流路１１０が内部に形成されたセラミックス板１００と、上面Ｓ３を有し、上面Ｓ３がセラミックス板１００の下面Ｓ２に対向するように配置され、ガス供給流路２２０が内部に形成されたベース部材２００とを備える。セラミックス板１００の下面Ｓ２には、ガス噴出流路１１０が開口する底面１４４を有する凹部１４０が形成されている。セラミックス板１００は、さらに、凹部１４０内に充填された充填部材１６０を備える。充填部材１６０は、通気性を有し、かつ、熱伝導率がセラミックス板１００の熱伝導率より低い絶縁材料により形成されており、露出面１６６と、底面対向面１６４と、側面１６２とを有する。充填部材１６０の露出面１６６は、凹部１４０から露出する表面である。充填部材１６０の底面対向面１６４は、凹部１４０の底面１４４に対向する表面であり、露出面１６６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって露出面１６６と重なっている。側面１６２は、露出面１６６の周縁と底面対向面１６４の周縁とをつなぐ表面である。また、充填部材１６０は、Ｚ軸方向に直交する方向（面方向）の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１のみから構成されている。

また、第１実施形態の静電チャック１０は、凹部１４０の側面１４２と充填部材１６０の側面１６２との間に配置された接着層１７０を備える。接着層１７０の熱伝導率は、充填部材１６０の熱伝導率より高く、かつ、セラミックス板１００の熱伝導率より低い。また、凹部１４０は、Ｚ軸方向に直交する方向（面方向）において充填部材１６０の特定部分ＳＰ１に対向し、かつ、面方向の幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分ＳＰ２のみから構成されている。

第１実施形態の静電チャック１０は、上記構成であるため、以下に説明するように、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を抑制することができる。

図６は、比較例の静電チャック１０Ｘの構成を概略的に示す説明図である。図６には、比較例の静電チャック１０Ｘの構成の内、図４に示す部分（Ｘ１部）と同等の部分の構成が拡大して示されている。図６に示す比較例の静電チャック１０Ｘは、図４に示す第１実施形態の静電チャック１０と比較して、凹部１４０および充填部材１６０の形状が異なる。具体的には、比較例の静電チャック１０Ｘでは、凹部１４０（凹部１４０の内部空間）の形状は、略円柱状である。すなわち、凹部１４０の開口１４６と底面１４４とは、互いに同一の大きさの略円形である。また、底面１４４の中心を通る凹部１４０のＸＺ断面（すなわち、図６に示す断面）の形状は、矩形である。比較例の静電チャック１０Ｘにおける凹部１４０は、このような構成であるため、面方向の幅Ｗ２が全体にわたって一定であり、幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなるような部分（図４の凹部特定部分ＳＰ２）は存在しない。

なお、比較例の静電チャック１０Ｘにおける凹部１４０の開口１４６の大きさは、第１実施形態の静電チャック１０における凹部１４０の開口１４６の大きさと同一である。そのため、比較例の静電チャック１０Ｘにおける凹部１４０の底面１４４の大きさは、第１実施形態の静電チャック１０における凹部１４０の底面１４４の大きさより大きいこととなる。すなわち、第１実施形態の静電チャック１０における凹部１４０は、比較例の静電チャック１０Ｘにおける凹部１４０に対して、開口１４６の大きさを維持しつつ、底面１４４の大きさが小さくなるように、側面１４２にテーパーを設けた形状である。

また、比較例の静電チャック１０Ｘでは、充填部材１６０の形状も、略円柱状である。すなわち、充填部材１６０の露出面１６６と底面対向面１６４とは、互いに同一の大きさの略円形である。また、底面対向面１６４の中心を通る充填部材１６０のＸＺ断面（すなわち、図６に示す断面）の形状は、矩形である。比較例の静電チャック１０Ｘにおける充填部材１６０は、このような構成であるため、面方向の大きさＷ１が全体にわたって一定であり、大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなるような部分（図４の特定部分ＳＰ１）は存在しない。

なお、比較例の静電チャック１０Ｘにおける充填部材１６０の露出面１６６の大きさは、本第１施形態の静電チャック１０における充填部材１６０の露出面１６６の大きさと同一である。そのため、比較例の静電チャック１０Ｘにおける充填部材１６０の底面対向面１６４の大きさは、第１実施形態の静電チャック１０における充填部材１６０の底面対向面１６４の大きさより大きいこととなる。すなわち、第１実施形態の静電チャック１０における充填部材１６０は、比較例の静電チャック１０Ｘにおける充填部材１６０に対して、露出面１６６の大きさを維持しつつ、底面対向面１６４の大きさが小さくなるように、側面１６２を削り取ったような形状である。

図６に示す比較例の静電チャック１０Ｘは、上述した構成であるため、充填部材１６０および接着層１７０を経由せずに（すなわち、セラミックス板１００を通って）、セラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲが長くなる。なお、接着層１７０の熱伝導率はセラミックス板１００の熱伝導率より低いため、接着層１７０を経由した熱移動量は少ない。また、充填部材１６０の熱伝導率は接着層１７０の熱伝導率よりさらに低いため、充填部材１６０を経由した熱移動量はごく僅かである。そのため、比較例の静電チャック１０Ｘでは、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性（熱引き特性）が局所的に低下し、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性が低下するおそれがある。

図７は、他の比較例の静電チャック１０Ｙの構成を概略的に示す説明図である。図７には、比較例の静電チャック１０Ｙの構成の内、図４に示す部分（Ｘ１部）と同等の部分の構成が拡大して示されている。図７に示す比較例の静電チャック１０Ｙは、図４に示す第１実施形態の静電チャック１０と比較して、凹部１４０および充填部材１６０の形状が異なる。具体的には、比較例の静電チャック１０Ｙでは、凹部１４０（凹部１４０の内部空間）の形状が、底面１４４に近い一部分（以下、「底面近傍部Ｐ１１」という）では、略円柱状であり、残りの一部分（以下、「開口近傍部Ｐ１２」という）では、底面近傍部Ｐ１１より径の大きい略円柱状である。そのため、比較例の静電チャック１０Ｙでは、底面１４４の中心を通る凹部１４０のＸＺ断面（すなわち、図７に示す断面）において、側面１４２を表す線が階段状になっている（すなわち、側面１４２を表す線が面方向に平行な部分を有する）。比較例の静電チャック１０Ｙにおける凹部１４０は、このような構成であるため、面方向の幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなるような部分（図４の凹部特定部分ＳＰ２）を有しない。

なお、比較例の静電チャック１０Ｙにおける凹部１４０の開口１４６の大きさは、第１実施形態の静電チャック１０における凹部１４０の開口１４６の大きさと同一であり、比較例の静電チャック１０Ｙにおける凹部１４０の底面１４４の大きさは、第１実施形態の静電チャック１０における凹部１４０の底面１４４の大きさと同一である。

また、比較例の静電チャック１０Ｙでは、充填部材１６０の形状が、底面対向面１６４に近い一部分（以下、「対向面近傍部Ｐ２１」という）では、略円柱状であり、残りの一部分（以下、「露出面近傍部Ｐ２２」という）では、対向面近傍部Ｐ２１より径の大きい略円柱状である。そのため、比較例の静電チャック１０Ｙでは、底面対向面１６４の中心を通る充填部材１６０のＸＺ断面（すなわち、図７に示す断面）において、側面１６２を表す線が階段状になっている（すなわち、側面１６２を表す線が面方向に平行な部分を有する）。比較例の静電チャック１０Ｙにおける充填部材１６０は、このような構成であるため、面方向の幅Ｗ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなるような部分（図４の特定部分ＳＰ１）を有しない。

なお、比較例の静電チャック１０Ｙにおける充填部材１６０の露出面１６６の大きさは、本第１施形態の静電チャック１０における充填部材１６０の露出面１６６の大きさと同一であり、比較例の静電チャック１０Ｙにおける充填部材１６０の底面対向面１６４の大きさは、第１実施形態の静電チャック１０における充填部材１６０の底面対向面１６４の大きさと同一である。

図７に示す比較例の静電チャック１０Ｙは、上述した構成であるため、充填部材１６０および接着層１７０を経由せずに（すなわち、セラミックス板１００を通って）、セラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲが長くなる。そのため、比較例の静電チャック１０Ｙでは、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性（熱引き特性）が局所的に低下し、セラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性が低下するおそれがある。

これに対し、図４に示す第１実施形態の静電チャック１０では、充填部材１６０が、面方向の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１のみから構成されている。さらに、第１実施形態の静電チャック１０では、凹部１４０が、面方向において充填部材１６０の特定部分ＳＰ１に対向し、かつ、面方向の幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分ＳＰ２のみから構成されている。そのため、第１実施形態の静電チャック１０では、充填部材１６０および接着層１７０を経由せずに（すなわち、セラミックス板１００を通って）、セラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲが、上述した比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと比較して大幅に短くなる。従って、第１実施形態の静電チャック１０では、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性の低下を極めて効果的に抑制することができ、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を極めて効果的に抑制することができる。

なお、上述したように、凹部１４０は、セラミックス板１００とベース部材２００との相対位置に多少の誤差があっても、ガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０とが確実に連通するようにするために設けられる。そのため、凹部１４０の開口１４６の大きさ（および、凹部１４０に充填される充填部材１６０の露出面１６６の大きさ）が過度に小さいと、ガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０との確実な連通が阻害されるおそれがある。しかし、第１実施形態の静電チャック１０では、上述したように、凹部１４０の開口１４６の大きさ（および、凹部１４０に充填される充填部材１６０の露出面１６６の大きさ）が、比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと同等に確保されるため、セラミックス板１００とベース部材２００との間の位置ずれを原因とするガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０との間の連通不具合の発生を抑制することができる。

Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態の静電チャック１０ａの構成を概略的に示す説明図である。図８には、第２実施形態の静電チャック１０ａの構成の内、図４に示す部分（Ｘ１部）と同等の部分の構成が拡大して示されている。以下では、第２実施形態の静電チャック１０ａの構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成（図４等参照）と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図８に示すように、第２実施形態の静電チャック１０ａでは、凹部１４０の形状が、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成と異なる。具体的には、第２実施形態の静電チャック１０ａでは、図６に示す比較例と同様に、凹部１４０（凹部１４０の内部空間）の形状は略円柱状である。すなわち、凹部１４０の開口１４６と底面１４４とは、互いに同一の大きさの略円形であり、底面１４４の中心を通る凹部１４０のＸＺ断面（すなわち、図８に示す断面）の形状は、矩形である。第２実施形態の静電チャック１０ａにおける凹部１４０の開口１４６の大きさは、図４に示す第１実施形態の静電チャック１０における凹部１４０の開口１４６の大きさと同一である。そのため、第２実施形態の静電チャック１０ａにおける凹部１４０の底面１４４の大きさは、第１実施形態の静電チャック１０における凹部１４０の底面１４４の大きさより大きいこととなる。第２実施形態の静電チャック１０ａにおける凹部１４０は、このような構成であるため、面方向の幅Ｗ２が全体にわたって一定であり、幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなるような部分（図４の凹部特定部分ＳＰ２）は存在しない。

なお、第２実施形態の静電チャック１０ａにおける充填部材１６０の構成は、第１実施形態の静電チャック１０における充填部材１６０の構成と同一である。すなわち、第２実施形態の静電チャック１０ａにおける充填部材１６０の底面対向面１６４は、露出面１６６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって露出面１６６と重なっている。また、充填部材１６０は、面方向の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１のみから構成されている。そのため、第２実施形態の静電チャック１０ａでは、第１実施形態の静電チャック１０と比較して、充填部材１６０の側面１６２と凹部１４０の側面１４２との間隔が広く、該間隔内に配置された接着層１７０の体積が大きくなっている。

第２実施形態の静電チャック１０ａは、上述した構成であるため、充填部材１６０を経由せずに（すなわち、セラミックス板１００または接着層１７０を通って）、セラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲが、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと比較して短くなる。なお、接着層１７０の熱伝導率は、充填部材１６０の熱伝導率より高いため、接着層１７０を経由した熱移動量は、充填部材１６０を経由した熱移動量よりはるかに多い。従って、第２実施形態の静電チャック１０ａでは、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性の低下を抑制することができ、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を抑制することができる。

また、第２実施形態の静電チャック１０ａでは、上述した第１実施形態の静電チャック１０と同様に、凹部１４０の開口１４６の大きさ（および、凹部１４０に充填される充填部材１６０の露出面１６６の大きさ）が、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと同等に確保されるため、セラミックス板１００とベース部材２００との間の位置ずれを原因とするガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０との間の連通不具合の発生を抑制することができる。

Ｃ．第３実施形態：
図９は、第３実施形態の静電チャック１０ｂの構成を概略的に示す説明図である。図９には、第３実施形態の静電チャック１０ｂの構成の内、図４に示す部分（Ｘ１部）と同等の部分の構成が拡大して示されている。以下では、第３実施形態の静電チャック１０ｂの構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成（図４等参照）と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図９に示すように、第３実施形態の静電チャック１０ｂでは、凹部１４０および充填部材１６０の形状が、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成と異なる。具体的には、第３実施形態の静電チャック１０ｂでは、充填部材１６０の形状が、底面対向面１６４に近い一部分（以下、「対向面近傍部Ｐ２１」という）では、図４に示す第１実施形態と同様に、部分円錐状であるが、残りの一部分（以下、「露出面近傍部Ｐ２２」という）では、図６に示す比較例と同様に、略円柱状である。すなわち、第３実施形態の静電チャック１０ｂにおける充填部材１６０は、図６に示す比較例の静電チャック１０Ｘにおける充填部材１６０に対して、底面対向面１６４側の角部をＣ面取りした形状である。また、底面対向面１６４の中心を通る充填部材１６０のＸＺ断面（すなわち、図９に示す断面）の形状は、矩形における底面対向面１６４側の２つの角部をＣ面取りした形状である。第３実施形態の静電チャック１０ｂにおける充填部材１６０は、このような構成であるため、面方向の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１（すなわち、対向面近傍部Ｐ２１）を含むと言える。ただし、充填部材１６０は、特定部分ＳＰ１のみから構成されてはいない。また、第３実施形態の静電チャック１０ｂでは、第１実施形態の静電チャック１０と同様に、充填部材１６０の底面対向面１６４は、露出面１６６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって露出面１６６と重なっている。

また、第３実施形態の静電チャック１０ｂでは、凹部１４０（凹部１４０の内部空間）の形状が、底面１４４に近い一部分（以下、「底面近傍部Ｐ１１」という）では、図４に示す第１実施形態と同様に、部分円錐状であるが、残りの一部分（以下、「開口近傍部Ｐ１２」という）では、図６に示す比較例と同様に、略円柱状である。すなわち、第３実施形態の静電チャック１０ｂにおける凹部１４０は、図６に示す比較例の静電チャック１０Ｘにおける凹部１４０に対して、底面１４４側の角部にテーパーを設けた形状である。また、底面１４４の中心を通る凹部１４０のＸＺ断面（すなわち、図９に示す断面）の形状は、矩形における底面１４４側の２つの角部をＣ面取りした形状である。第３実施形態の静電チャック１０ｂにおける凹部１４０は、このような構成であるため、面方向において充填部材１６０の特定部分ＳＰ１に対向し、かつ、面方向の幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分ＳＰ２（すなわち、底面近傍部Ｐ１１）を含むと言える。ただし、凹部１４０は、凹部特定部分ＳＰ２のみから構成されてはいない。なお、第３実施形態の静電チャック１０ｂでは、充填部材１６０の対向面近傍部Ｐ２１における側面１６２は、凹部１４０の底面近傍部Ｐ１１における側面１４２に略平行である。

第３実施形態の静電チャック１０ｂは、上述した構成であるため、充填部材１６０および接着層１７０を経由せずに（すなわち、セラミックス板１００を通って）、セラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲが、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと比較して短くなる。従って、第３実施形態の静電チャック１０ｂでは、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性の低下を効果的に抑制することができ、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を効果的に抑制することができる。

また、第３実施形態の静電チャック１０ｂでは、上述した第１実施形態の静電チャック１０と同様に、凹部１４０の開口１４６の大きさ（および、凹部１４０に充填される充填部材１６０の露出面１６６の大きさ）が、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと同等に確保されるため、セラミックス板１００とベース部材２００との間の位置ずれを原因とするガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０との間の連通不具合の発生を抑制することができる。

Ｄ．第４実施形態：
図１０は、第４実施形態の静電チャック１０ｃの構成を概略的に示す説明図である。図１０には、第４実施形態の静電チャック１０ｃの構成の内、図４に示す部分（Ｘ１部）と同等の部分の構成が拡大して示されている。以下では、第４実施形態の静電チャック１０ｃの構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成（図４等参照）または第３実施形態の静電チャック１０ｂの構成（図９等参照）と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図１０に示すように、第４実施形態の静電チャック１０ｃでは、凹部１４０の形状が、上述した第３実施形態の静電チャック１０ｂの構成と異なる。具体的には、第４実施形態の静電チャック１０ｃでは、凹部１４０における底面１４４側の角部の形状が、テーパー形状ではなく凹状の曲面形状となっている。また、底面１４４の中心を通る凹部１４０のＸＺ断面（すなわち、図１０に示す断面）の形状は、矩形における底面１４４側の２つの角部をＲ面取りした形状である。第４実施形態の静電チャック１０ｃにおける凹部１４０は、このような構成であるため、面方向において充填部材１６０の特定部分ＳＰ１に対向し、かつ、面方向の幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分ＳＰ２（すなわち、底面近傍部Ｐ１１）を含むと言える。ただし、凹部１４０は、凹部特定部分ＳＰ２のみから構成されてはいない。

なお、第４実施形態の静電チャック１０ｃにおける充填部材１６０の構成は、第３実施形態の静電チャック１０ｂにおける充填部材１６０の構成と同一である。すなわち、第４実施形態の静電チャック１０ｃにおける充填部材１６０の底面対向面１６４は、露出面１６６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって露出面１６６と重なっている。また、充填部材１６０は、面方向の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１（すなわち、対向面近傍部Ｐ２１）を含むように構成されている。そのため、第４実施形態の静電チャック１０ｃでは、第３実施形態の静電チャック１０ｂと比較して、凹部１４０の底面近傍部Ｐ１１における側面１４２と充填部材１６０の対向面近傍部Ｐ２１における側面１６２との間隔が広く、該間隔内に配置された接着層１７０の体積が大きくなっている。

第４実施形態の静電チャック１０ｃは、上述した構成であるため、充填部材１６０および接着層１７０を経由せずに（すなわち、セラミックス板１００を通って）、セラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲが、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと比較して短くなる。従って、第４実施形態の静電チャック１０ｃでは、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性の低下を効果的に抑制することができ、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を効果的に抑制することができる。

また、第４実施形態の静電チャック１０ｂでは、上述した第１実施形態の静電チャック１０と同様に、凹部１４０の開口１４６の大きさ（および、凹部１４０に充填される充填部材１６０の露出面１６６の大きさ）が、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと同等に確保されるため、セラミックス板１００とベース部材２００との間の位置ずれを原因とするガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０との間の連通不具合の発生を抑制することができる。

Ｅ．第５実施形態：
図１１は、第５実施形態の静電チャック１０ｄの構成を概略的に示す説明図である。図１１には、第５実施形態の静電チャック１０ｄの構成の内、図４に示す部分（Ｘ１部）と同等の部分の構成が拡大して示されている。以下では、第５実施形態の静電チャック１０ｄの構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成（図４等参照）または第３実施形態の静電チャック１０ｂの構成（図９等参照）と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図１１に示すように、第５実施形態の静電チャック１０ｄでは、凹部１４０の形状が、上述した第３実施形態の静電チャック１０ｂの構成と異なる。具体的には、第５実施形態の静電チャック１０ｄでは、図６に示す比較例と同様に、凹部１４０（凹部１４０の内部空間）の形状は略円柱状である。すなわち、凹部１４０の開口１４６と底面１４４とは、互いに同一の大きさの略円形である。また、第５実施形態の静電チャック１０ｄにおける凹部１４０の開口１４６の大きさは、図４に示す第１実施形態の静電チャック１０や図９に示す第３実施形態の静電チャック１０ｂにおける凹部１４０の開口１４６の大きさと同一である。そのため、第５実施形態の静電チャック１０ｄにおける凹部１４０の底面１４４の大きさは、第１実施形態の静電チャック１０や第３実施形態の静電チャック１０ｂにおける凹部１４０の底面１４４の大きさより大きいこととなる。第５実施形態の静電チャック１０ｄにおける凹部１４０は、このような構成であるため、面方向の幅Ｗ２が全体にわたって一定であり、幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなるような部分（図４の凹部特定部分ＳＰ２）は存在しない。

なお、第５実施形態の静電チャック１０ｄにおける充填部材１６０の構成は、第３実施形態の静電チャック１０ｂにおける充填部材１６０の構成と同一である。すなわち、第５実施形態の静電チャック１０ｄにおける充填部材１６０の底面対向面１６４は、露出面１６６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって露出面１６６と重なっている。また、充填部材１６０は、面方向の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１（すなわち、対向面近傍部Ｐ２１）を含むように構成されている。そのため、第５実施形態の静電チャック１０ｄでは、第３実施形態の静電チャック１０ｂと比較して、凹部１４０の底面近傍部Ｐ１１における側面１４２と充填部材１６０の対向面近傍部Ｐ２１における側面１６２との間隔が広く、該間隔内に配置された接着層１７０の体積が大きくなっている。

第５実施形態の静電チャック１０ｄは、上述した構成であるため、充填部材１６０を経由せずに（すなわち、セラミックス板１００または接着層１７０を通って）、セラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲが、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと比較して短くなる。従って、第５実施形態の静電チャック１０ｄでは、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性の低下を抑制することができ、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を抑制することができる。

また、第５実施形態の静電チャック１０ｄでは、上述した第１実施形態の静電チャック１０と同様に、凹部１４０の開口１４６の大きさ（および、凹部１４０に充填される充填部材１６０の露出面１６６の大きさ）が、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと同等に確保されるため、セラミックス板１００とベース部材２００との間の位置ずれを原因とするガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０との間の連通不具合の発生を抑制することができる。

Ｆ．第６実施形態：
図１２は、第６実施形態の静電チャック１０ｅの構成を概略的に示す説明図である。図１２には、第６実施形態の静電チャック１０ｅの構成の内、図４に示す部分（Ｘ１部）と同等の部分の構成が拡大して示されている。以下では、第６実施形態の静電チャック１０ｅの構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成（図４等参照）と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図１２に示すように、第６実施形態の静電チャック１０ｅでは、凹部１４０が、セラミックス板１００ではなくベース部材２００に形成されている点が、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成と異なる。具体的には、第６実施形態の静電チャック１０ｅでは、ベース部材２００の上面Ｓ３に、第１実施形態の静電チャック１０における凹部１４０と同様の構成の凹部１４０が形成されている。すなわち、ベース部材２００に形成された凹部１４０は、下面Ｓ４（図２参照）に近い側の内表面である底面１４４と、凹部１４０の開口１４６（上面Ｓ３に開口する孔）の周縁と底面１４４の周縁とをつなぐ内表面である側面１４２とを有する。凹部１４０の底面１４４には、ガス供給流路２２０が開口している。本実施形態では、凹部１４０（凹部１４０の内部空間）の形状は、部分円錐（円錐における頂点側の一部分が欠損したもの）状である。すなわち、凹部１４０の開口１４６と底面１４４とは、共に略円形である。また、底面１４４は、開口１４６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって開口１４６と重なる。また、凹部１４０の側面１４２は、上記部分円錐の側面状の形状である。凹部１４０は、このような構成であるため、面方向の幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分ＳＰ２のみから構成されていると言える。

ベース部材２００に形成された凹部１４０には、第１実施形態の静電チャック１０における充填部材１６０と同様の構成の充填部材１６０が充填されている。すなわち、充填部材１６０は、凹部１４０の開口１４６から露出する（開口１４６を介して露出する）露出面１６６と、凹部１４０の底面１４４に対向する底面対向面１６４と、露出面１６６の周縁と底面対向面１６４の周縁とをつなぐ側面１６２とを有する。本実施形態では、充填部材１６０の形状は、部分円錐（円錐における頂点側の一部分が欠損したもの）状である。すなわち、充填部材１６０の露出面１６６と底面対向面１６４とは、共に略円形であり、底面対向面１６４は、露出面１６６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって露出面１６６と重なる。また、充填部材１６０の側面１６２は、上記部分円錐の側面状の形状である。充填部材１６０は、このような構成であるため、面方向の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１のみから構成されていると言える。なお、本実施形態では、充填部材１６０の側面１６２は、凹部１４０の側面１４２に略平行である。

凹部１４０の側面１４２と充填部材１６０の側面１６２との間には、接着層１７０が配置されており、この接着層１７０によって、充填部材１６０がベース部材２００に接合されている。なお、本実施形態では、充填部材１６０の底面対向面１６４は凹部１４０の底面１４４に接しており、充填部材１６０の底面対向面１６４と凹部１４０の底面１４４との間には接着層１７０は配置されていない。

このように、凹部１４０内に絶縁材料により形成された充填部材１６０が充填され、凹部１４０の側面１４２と充填部材１６０の側面１６２との間に接着層１７０が配置されることにより、凹部１４０内を経由したセラミックス板１００とベース部材２００との間の放電や凹部１４０内でのヘリウムガスの放電の発生が抑制される。

ヘリウムガスがガス源接続孔２２１（図２）からベース部材２００の内部のガス供給流路２２０内に流入すると、流入したヘリウムガスは、ガス供給流路２２０から凹部１４０内に排出され、凹部１４０内に充填された充填部材１６０の内部を通過して接着層３００の貫通孔３１０内に流入し、さらに、セラミックス板１００の内部のガス噴出流路１１０を構成する第１の縦流路１１１内に流入し、横流路１１４および第２の縦流路１１２を経て、吸着面Ｓ１に形成された各ガス噴出孔１０２から噴出する（図１から図３参照）。このようにして、吸着面Ｓ１とウェハＷの表面との間に存在する空間に、ヘリウムガスが供給される。

図１２に示す第６実施形態の静電チャック１０ｅでは、上述した第１実施形態の静電チャック１０と同様に、充填部材１６０が、面方向の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１のみから構成されている。さらに、第６実施形態の静電チャック１０ｅでは、凹部１４０が、面方向において充填部材１６０の特定部分ＳＰ１に対向し、かつ、面方向の幅Ｗ２が底面１４４に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分ＳＰ２のみから構成されている。そのため、第６実施形態の静電チャック１０ｅでは、充填部材１６０および接着層１７０を経由せずに（すなわち、ベース部材２００を通って）、セラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲが大幅に短くなる。従って、第６実施形態の静電チャック１０ｅでは、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性の低下を極めて効果的に抑制することができ、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を極めて効果的に抑制することができる。

また、第６実施形態の静電チャック１０ｅでは、上述した第１実施形態の静電チャック１０と同様に、凹部１４０の開口１４６の大きさ（および、凹部１４０に充填される充填部材１６０の露出面１６６の大きさ）が、図６および図７に示す比較例の静電チャック１０Ｘおよび１０Ｙと同等に確保されるため、セラミックス板１００とベース部材２００との間の位置ずれを原因とするガス供給流路２２０とガス噴出流路１１０との間の連通不具合の発生を抑制することができる。

Ｇ．第７実施形態：
図１３は、第７実施形態の静電チャック１０ｆの構成を概略的に示す説明図である。図１３には、第７実施形態の静電チャック１０ｆの構成の内、図４に示す部分（Ｘ１部）と同等の部分の構成が拡大して示されている。以下では、第７実施形態の静電チャック１０ｆの構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成（図４等参照）と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図１３に示すように、第７実施形態の静電チャック１０ｆは、コーティング層１８０を備える点が、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成と異なる。具体的には、第７実施形態の静電チャック１０ｆでは、充填部材１６０の側面１６２と底面対向面１６４がコーティング層１８０により被覆されている。本実施形態では、上述した第１実施形態の静電チャック１０の構成と比較して、コーティング層１８０を設けた分、接着層１７０の厚さ（Ｚ軸に直交する方向の大きさ）が薄くなっている。

コーティング層１８０の熱伝導率は、接着層１７０の熱伝導率より高い。上述したように、接着層１７０の熱伝導率は、充填部材１６０の熱伝導率より高いため、コーティング層１８０の熱伝導率は、充填部材１６０の熱伝導率より高い。コーティング層１８０の形成材料としては、例えば、アルミナ、イットリア等を用いることができる。

第７実施形態の静電チャック１０ｆは、上述したように、充填部材１６０や接着層１７０の熱伝導率より高い熱伝導率を有するコーティング層１８０が、充填部材１６０の側面１６２および底面対向面１６４に設けられているため、セラミックス板１００および接着層１７０に加えて、コーティング層１８０が、充填部材１６０を経由せずにセラミックス板１００（セラミックス板１００の吸着面Ｓ１）からベース部材２００（ベース部材２００の冷媒流路２１０）に至る熱移動の経路ＨＲを構成する。コーティング層１８０の熱伝導率は、接着層１７０の熱伝導率より高いため、コーティング層１８０が上述した熱移動の経路ＨＲを構成することにより、該経路ＨＲを経由した熱移動量が大きくなる。従って、第７実施形態の静電チャック１０ｆでは、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性の低下を効果的に抑制することができ、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態では、コーティング層１８０が、充填部材１６０の側面１６２と底面対向面１６４との全体を被覆しているが、充填部材１６０の側面１６２と底面対向面１６４とにおける少なくとも一部の領域を被覆する形態を採用すればよい。例えば、コーティング層１８０によりヘリウムガスの流通が阻害されることを抑制するために、充填部材１６０の露出面１６６や、充填部材１６０の底面対向面１６４の内、セラミックス板１００の第１の縦流路１１１に対向する領域には、コーティング層１８０が形成されないとしてもよい。コーティング層１８０が、充填部材１６０の側面１６２と底面対向面１６４とにおける少なくとも一部の領域を被覆するように形成されれば、コーティング層１８０が、上述した熱移動の経路ＨＲの少なくとも一部を構成することができるため、該経路ＨＲを経由した熱移動量が大きくなり、充填部材１６０が設けられた箇所におけるセラミックス板１００からベース部材２００への伝熱性の低下を効果的に抑制することができ、充填部材１６０の存在に起因するセラミックス板１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性の低下を効果的に抑制することができる。

Ｈ．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、上記各実施形態において、充填部材１６０の形状は、凹部１４０から露出する露出面１６６と、凹部１４０の底面１４４に対向し、露出面１６６より面積が小さく、かつ、Ｚ軸方向視で全体にわたって露出面１６６と重なる底面対向面１６４と、露出面１６６の周縁と底面対向面１６４の周縁とをつなぐ側面１６２と、を有し、面方向の大きさＷ１が底面対向面１６４に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分ＳＰ１を有する限りにおいて、種々変形可能である。例えば、上記第１実施形態（図４）では、充填部材１６０の形状が、底面対向面１６４の中心を通る充填部材１６０のＸＺ断面（すなわち、図４に示す断面）の形状が台形となるような形状であるが、充填部材１６０の形状は、該台形における２つの底辺間を結ぶ辺（脚）が直線ではなく曲線となるような形状であってもよい。同様に、上記第３実施形態（図９）では、充填部材１６０の形状が、底面対向面１６４の中心を通る充填部材１６０のＸＺ断面（すなわち、図９に示す断面）の形状が、矩形における底面対向面１６４側の２つの角部をＣ面取りした形状となるような形状であるが、充填部材１６０の形状は、該断面の形状が該矩形における該２つの角部をＲ面取りした形状となるような形状であってもよい。

また、上記各実施形態において、凹部１４０の形状は種々変形可能である。例えば、上記第１実施形態（図４）では、凹部１４０の側面１４２は充填部材１６０の側面１６２と略平行であるとしているが、必ずしも両者が平行である必要はない。また、上記第１実施形態では、凹部１４０の形状が、底面１４４の中心を通る凹部１４０のＸＺ断面（すなわち、図４に示す断面）の形状が台形となるような形状であるが、凹部１４０の形状は、該台形における２つの底辺間を結ぶ辺（脚）が直線ではなく曲線となるような形状であってもよい。

また、上記各実施形態では、凹部１４０は、セラミックス板１００の下面Ｓ２とベース部材２００の上面Ｓ３とのいずれか一方に形成されているが、凹部１４０が、セラミックス板１００の下面Ｓ２とベース部材２００の上面Ｓ３との両方に形成されていてもよい。そのような構成においては、ヘリウムガスがガス源接続孔２２１（図２）からベース部材２００内部のガス供給流路２２０内に流入すると、流入したヘリウムガスは、ガス供給流路２２０からベース部材２００に形成された凹部１４０内に排出され、該凹部１４０内に充填された充填部材１６０の内部を通過して接着層３００の貫通孔３１０内に流入し、さらに、セラミックス板１００に形成された凹部１４０内に排出され、該凹部１４０内に充填された充填部材１６０の内部を通過してセラミックス板１００の内部のガス噴出流路１１０を構成する第１の縦流路１１１内に流入し、横流路１１４および第２の縦流路１１２を経て、吸着面Ｓ１に形成された各ガス噴出孔１０２から噴出する。

また、上記各実施形態では、充填部材１６０の底面対向面１６４は凹部１４０の底面１４４と接するとしているが、充填部材１６０の底面対向面１６４と凹部１４０の底面１４４との間に空間が存在するとしてよい。また、この空間の全部または一部に、接着層１７０が配置されているとしてもよい。また、上記各実施形態において、ヘリウムガス供給のための他の構成（ガス源接続孔２２１、ガス供給流路２２０、貫通孔３１０、第１の縦流路１１１、横流路１１４、第２の縦流路１１２、ガス噴出孔１０２等）の形状や位置、個数等は任意に設定することができる。例えば、ガス噴出流路１１０が横流路１１４を備えない構成（すなわち、第１の縦流路１１１と第２の縦流路１１２とが横流路１１４を介さずに連通する構成）であるとしてもよい。

また、上記各実施形態において、 セラミックス板１００の内部に、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を設けてもよい。このような構成では、ヒータ電極に電源から電圧が印加されると、ヒータ電極が発熱することによってセラミックス板１００が温められ、セラミックス板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。ヒータ電極は、セラミックス板１００の内部ではなく、セラミックス板１００のベース部材２００側（セラミックス板１００と接着層３００との間）に配置されるとしてもよい。

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、セラミックス板１００とベース部材２００とが、接着層３００により接合されるとしているが、セラミックス板１００とベース部材２００との接合方法として、他の方法（例えば、ろう付けや機械的接合等）が採用されてもよい。

また、上記各実施形態では、セラミックス板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いるが、セラミックス板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もよい。また、上記各実施形態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、上記各実施形態では、凹部１４０が、セラミックス板１００の製造後の研磨加工によって形成されるとしているが、凹部１４０が、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るとしてもよい。

また、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、セラミックス板とベース部材とを備え、セラミックス板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装置等）にも適用可能である。

１０：静電チャック １００：セラミックス板 １０２：ガス噴出孔 １１０：ガス噴出流路 １１１：第１の縦流路 １１２：第２の縦流路 １１４：横流路 １４０：凹部 １４２：側面 １４４：底面 １４６：開口 １６０：充填部材 １６２：側面 １６４：底面対向面 １６６：露出面 １７０：接着層 １８０：コーティング層 ２００：ベース部材 ２１０：冷媒流路 ２２０：ガス供給流路 ２２１：ガス源接続孔 ２２２：ガス供給孔 ３００：接着層 ３１０：貫通孔 ４００：チャック電極

Claims (5)

1. 第１の方向に略直交する平面状の第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、前記第１の表面に開口するガス噴出流路が内部に形成されたセラミックス板と、
   第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス板の前記第２の表面に対向するように配置され、ガス供給流路が内部に形成されたベース部材と、
   を備え、前記セラミックス板の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
   前記セラミックス板の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との少なくとも一方には、前記ガス噴出流路または前記ガス供給流路が開口する底面を有する凹部が形成されており、
   前記保持装置は、さらに、
   前記凹部内に充填された充填部材であって、
   通気性を有し、かつ、熱伝導率が前記セラミックス板および前記ベース部材の内の前記凹部が形成された部材の熱伝導率より低い絶縁材料により形成され、
   前記凹部から露出する露出面と、前記凹部の前記底面に対向し、前記露出面より面積が小さく、かつ、前記第１の方向視で全体にわたって前記露出面と重なる底面対向面と、前記露出面の周縁と前記底面対向面の周縁とをつなぐ側面と、を有し、前記第１の方向に直交する第２の方向の大きさが前記底面対向面に近くなるにつれて連続的に小さくなる特定部分を有する充填部材と、
   前記凹部と前記充填部材の前記側面との間に配置され、熱伝導率が前記充填部材の熱伝導率より高い接着層と、
   を備えることを特徴とする、保持装置。
2. 請求項１に記載の保持装置において、
   前記接着層の熱伝導率は、前記セラミックス板および前記ベース部材の内の前記凹部が形成された部材の熱伝導率より低く、
   前記凹部は、前記第２の方向において前記充填部材の前記特定部分に対向し、かつ、前記第２の方向の幅が前記底面に近くなるにつれて連続的に狭くなる凹部特定部分を有することを特徴とする、保持装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
   前記充填部材は、前記特定部分のみから構成されていることを特徴とする、保持装置。
4. 請求項３に記載の保持装置において、
   前記接着層の熱伝導率は、前記セラミックス板および前記ベース部材の内の前記凹部が形成された部材の熱伝導率より低く、
   前記凹部は、前記第２の方向において前記充填部材の前記特定部分に対向し、かつ、前記第２の方向の幅が前記底面に近くなるにつれて連続的に小さくなる凹部特定部分のみから構成されていることを特徴とする、保持装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の保持装置において、さらに、
   熱伝導率が前記接着層の熱伝導率より高く、前記充填部材の前記側面と前記底面対向面とにおける少なくとも一部の領域を被覆するコーティング層を備えることを特徴とする、保持装置。

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