(57)【要約】【課題】保持装置付近の磁場の強度のばらつきを抑制しつつ、電流ループの発熱に起因して保持装置の第１の表面に温度特異点が生じることを抑制する。【解決手段】保持装置は、第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状部材と、第３の表面を有し、第３の表面が板状部材の第２の表面側に位置するように配置されたベース部材と、板状部材の第２の表面とベース部材の第３の表面との間に配置され、板状部材とベース部材とを接合する接合部と、を備える。板状部材の第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、保持装置は、さらに、第１の方向に略垂直な仮想平面上に配置された電流ループであって、電流が流れることによって磁場を発生させる電流ループを備え、接合部は、磁性体および樹脂材料を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状部材と、
第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部材の前記第２の表面側に位置するように配置されたベース部材と、
前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、
を備え、
前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記保持装置は、さらに、前記第１の方向に略垂直な仮想平面上に配置された電流ループであって、電流が流れることによって磁場を発生させる電流ループを備え、
前記接合部は、磁性体および樹脂材料を含む、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の保持装置において、さらに、
前記電流ループのうち、両端部以外の部分は、前記保持装置における前記電流ループ以外の部分から絶縁されている、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
前記電流ループは、前記第１の方向視で、前記板状部材の外周寄りの位置に配置されている、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記電流ループは、前記板状部材および前記ベース部材の少なくとも一方に配置されており、
前記電流ループと前記接合部との前記第１の方向の距離は、前記電流ループの直径の１／２以下である、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記電流ループは、前記板状部材の前記第２の表面、または、前記ベース部材の前記第３の表面に接触するように配置されている、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３、請求項５までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記電流ループは、前記接合部に設けられており、かつ、少なくとも前記第１の方向視で前記電流ループの内周側に磁性体が存在している、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記接合部の外周部は、磁性体を含まない材料で形成された保護部に覆われている、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記接合部に含まれる磁性体は、軟磁性体である、
ことを特徴とする保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、所定の方向（以下、「第１の方向」という）に略垂直な略平面状の表面（以下、「吸着面」という）を有するセラミックス部材と、ベース部材と、セラミックス部材とベース部材とを接合する接合部と、セラミックス部材の内部に設けられたチャック電極とを備えている。静電チャックは、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吸着面にウェハを吸着して保持する。
【０００３】
静電チャックは、例えば、プラズマエッチング装置において、アノード電極を備えるシャワーヘッドの下方に配置される。例えば、プラズマ発生用の高周波電圧がベース部材に印加されると、シャワーヘッドに備えられたアノード電極とベース部材との間で磁場が発生し、セラミックス部材およびウェハを介して、プラズマが発生し、このプラズマにより、シャワーヘッドから噴出されたプロセスガスが活性され、ウェハに対してエッチング処理が施される。
【０００４】
このようなプラズマ処理が施されるウェハを保持する静電チャックでは、ウェハの近傍での磁場の強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、静電チャックにはセラミックス部材の吸着面（ウェハ）の近傍での磁場の強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、従来、電流が流れることによって磁場を発生させる電流ループを備える静電チャックが知られている（例えば特許文献１参照）。シャワーヘッドとベース部材との間で発生した磁場の分布が不均一である場合でも、保持装置の電流ループによって発生した磁場によって、静電チャックの吸着面付近における磁場の強度分布のばらつきが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１３／０３９７１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、電流ループを備える従来の静電チャックでは、電流ループに電流を流すことによって磁場を発生させる構成である。このため、電流ループに電流が流れる際に発生するジュール熱に起因して、保持装置に温度特異点が発生するおそれがある。一方、温度特異点の発生を抑制するために、電流ループに流す電流量を少なくすると、電流ループによって十分な強度の磁場を発生させることができず、その結果、静電チャックの吸着面付近における磁場の強度分布のばらつきを抑制することができないおそれがある。
【０００７】
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、板状部材（セラミックス製に限らず）と、ベース部材と、接合部とを備え、セラミックス部材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。
【０００８】
本明細書では、上述した課題の少なくとも一部を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。
【００１０】
（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状部材と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記板状部材の前記第２の表面側に位置するように配置されたベース部材と、前記板状部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記保持装置は、さらに、前記第１の方向に略垂直な仮想平面上に配置された電流ループであって、電流が流れることによって磁場を発生させる電流ループを備え、前記接合部は、磁性体および樹脂材料を含む。
【００１１】
本保持装置では、該保持装置に備えられた電流ループに電流を流すことによって磁場を発生させることができる。このため、プラズマ処理装置によって発生した磁場の強度がばらつく場合でも、保持装置の電流ループによって発生した磁場によって、保持装置付近における磁場の強度のばらつきを抑制することができる。また、本保持装置では、接合部が、磁性体および樹脂材料を含んでいるため、接合部が磁性体を含まない構成に比べて、電流ループによって発生する磁場の磁束密度が大きく、その結果、磁場の強さを維持しつつ、電流ループに流す電流量を低減することができる。すなわち、本保持装置によれば、保持装置付近の磁場の強度のばらつきを抑制しつつ、電流ループの発熱に起因して保持装置の第１の表面に温度特異点が生じることを抑制することができる。
【００１２】
（２）上記保持装置において、さらに、前記電流ループのうち、両端部以外の部分は、前記保持装置における前記電流ループ以外の部分から絶縁されている構成としてもよい。本保持装置によれば、例えば電流ループの途中部分が絶縁されていない場合に比べて、電流ループによって安定した磁場が発生するため、保持装置付近の磁場の強度のばらつきを、より確実に抑制することができる。
【００１３】
（３）上記保持装置において、前記電流ループは、前記第１の方向視で、前記板状部材の外周寄りの位置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、電流ループが、第１の方向視で、板状部材の中央部寄りの位置に配置された構成に比べて、特に磁場の強度が低くなり易い保持装置の外周側の磁場の強度が補償されるため、保持装置付近の磁場の強度のばらつきを、より確実に抑制することができる。
【００１４】
（４）上記保持装置において、前記電流ループは、前記板状部材および前記ベース部材の少なくとも一方に配置されており、前記電流ループと前記接合部との前記第１の方向の距離は、前記電流ループの直径の１／２以下である構成としてもよい。本保持装置によれば、電流ループと接合部との第１の方向の距離が電流ループの直径の１／２より長い構成に比べて、電流ループによって発生する磁場の磁束密度が大きいため、保持装置付近の磁場の強度のばらつきを、より確実に抑制することができる。
【００１５】
（５）上記保持装置において、前記電流ループは、前記板状部材の前記第２の表面、または、前記ベース部材の前記第３の表面に接触す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、電流ループが、磁性体を含む接合部に近接して配置されることによって、電流ループによって発生する磁場の磁束密度が高くなるため、保持装置付近の磁場の強度のばらつきを、より確実に抑制することができる。
【００１６】
（６）上記保持装置において、前記電流ループは、前記接合部に設けられており、かつ、少なくとも前記第１の方向視で前記電流ループの内周側に磁性体が存在している構成としてもよい。本保持装置では、電流ループによって発生する磁場の磁束密度が最も高い、電流ループの内周側に磁性体が存在する。このため、本保持装置によれば、電流ループの内周側に磁性体が存在しない構成に比べて、電流ループに流す電流量を低減しつつ、保持装置付近の磁場の強度のばらつきを抑制することができる。
【００１７】
（７）上記保持装置において、前記接合部の外周部は、磁性体を含まない材料で形成された保護部に覆われている構成としてもよい。本保持装置によれば、接合部に含まれる磁性体が接合部の外部に飛散することを抑制することができる。
【００１８】
（８）上記保持装置において、前記接合部に含まれる磁性体は、軟磁性体である構成としてもよい。本保持装置では、接合部に含まれる磁性体は、軟磁性体であるため、電流ループへの通電を停止すれば、軟磁性体を含む接合部は磁性を失う。このため、本保持装置によれば、接合部に含まれる磁性体が硬磁性体である構成に比べて、電流ループへの通電の停止後に接合部に磁気が残留することを抑制することができ、その結果、例えば、板状部材の第１の表面に磁性を有する異物が吸着して汚染することを抑制することができる。
【００１９】
本明細書によって開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、静電チャックや真空チャック等の保持装置、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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。
【図３】実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。
【図４】実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。
【図５】プラズマ処理装置と電流ループ６０とのそれぞれによって発生する磁場の強度の関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
Ａ．実施形態：
Ａ−１．静電チャック１００の構成：
図１は、本実施形態における静電チャック１００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１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図３および図４は、本実施形態における静電チャック１００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および図４のＩＩ−ＩＩの位置における静電チャック１００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１００のＸＹ断面構成が示されており、図４には、図２のＩＶ−ＩＶの位置における静電チャック１００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１００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。
【００２２】
静電チャック１００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、例えばプラズマ処理装置（プラズマＣＶＤ装置やプラズマエッチング装置など）に備えられたチャンバ内でウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１００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１０およびベース部材２０を備える。セラミックス部材１０とベース部材２０とは、セラミックス部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０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。
【００２３】
セラミックス部材１０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１０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１０の厚さは例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【００２４】
セラミックス部材１０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４０が設けられている（図２には一方のチャック電極４０のみ図示）。一対のチャック電極４０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１０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１０の吸着面Ｓ１は、上述した配列方向（Ｚ軸方向）に略垂直な略平面状の表面である。なお、本明細書では、Ｚ軸に垂直な方向（すなわち、吸着面Ｓ１に平行な方向）を「面方向」という。
【００２５】
ベース部材２０は、例えばセラミックス部材１０と同径の、または、セラミックス部材１０より径が大きい円形平面の板状部材であり、例えば、熱伝導率がセラミックス部材１０の熱伝導率より高い材料（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２０の直径は例えば２２０ｍｍ〜５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ〜４７０ｍｍ）であり、ベース部材２０の厚さは例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。
【００２６】
ベース部材２０の内部には冷媒流路２１が形成されている（図２参照）。冷媒流路２１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２０が冷却され、接着層３０を介したベース部材２０とセラミックス部材１０との間の伝熱によりセラミックス部材１０が冷却され、セラミックス部材１０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。
【００２７】
セラミックス部材１０とベース部材２０とは、セラミックス部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に配置された接着層３０によって互いに接合されている。接着層３０の厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。接着層３０の詳細構成については後述する。
【００２８】
図２に示すように、セラミックス部材１０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５０が設けられている。ヒータ電極５０に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ電極５０が発熱することによってセラミックス部材１０が温められ、セラミックス部材１０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。本実施形態では、ヒータ電極５０の上下方向（Ｚ軸方向）視での形状は、例えば、略円形または略螺旋状である。
【００２９】
Ａ−２．ガスを供給するための構成：
また、静電チャック１００は、セラミックス部材１０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、セラミックス部材１０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を参照して説明する。
【００３０】
Ａ−２−１．ベース部材２０におけるガスを供給するための構成：
図２に示すように、ベース部材２０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２３が形成されており、ベース部材２０の上面Ｓ３には、ガス供給孔２４が開口している。ベース部材２０の内部には、ガス源接続孔２３とガス供給孔２４とを連通するガス供給流路２５が形成されている。
【００３１】
Ａ−２−２．接着層３０におけるガスを供給するための構成：
また、図２に示すように、接着層３０には、ベース部材２０に形成されたガス供給孔２４に連通すると共に、接着層３０を厚さ方向（上下方向）に貫通する貫通孔３１が形成されている。
【００３２】
Ａ−２−３．セラミックス部材１０におけるガスを供給するための構成：
また、図１および図２に示すように、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１には、８つのガス噴出孔１２が開口している。また、セラミックス部材１０の内部には、セラミックス部材１０の下面Ｓ２と、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に開口するガス噴出孔１２とを接続するガス噴出流路１１が形成されている。図２および図３に示すように、ガス噴出流路１１は、下面Ｓ２から上方に延びる第１の縦流路１３と、第１の縦流路１３と連通すると共に面方向に環状に延びる横流路１４と、横流路１４から上方に延びてガス噴出孔１２に連通する第２の縦流路１５とから構成されている。
【００３３】
なお、本実施形態の静電チャック１００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、セラミックス部材１０の内部には２つの横流路１４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１４の内のセラミックス部材１０の中心に近い方の横流路１４は、第１の縦流路１３を介して、接着層３０の貫通孔３１と連通しており、かつ、第２の縦流路１５を介して、吸着面Ｓ１に開口する８つのガス噴出孔１２の内のセラミックス部材１０の中心に近い４つのガス噴出孔１２と連通している。また、２つの横流路１４の内のセラミックス部材１０の中心から遠い方の横流路１４は、第１の縦流路１３を介して、接着層３０の図示しない貫通孔と連通しており、かつ、第２の縦流路１５を介して、吸着面Ｓ１に開口する８つのガス噴出孔１２の内のセラミックス部材１０の中心から遠い４つのガス噴出孔１２と連通している。本実施形態では、セラミックス部材１０の中心から遠い方の横流路１４に連通している第１の縦流路１３と、第２の縦流路１５とは、上下方向視で互いに異なる位置に位置している（図３参照）。
【００３４】
図２および図３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２３からベース部材２０内部のガス供給流路２５内に流入する。ガス供給流路２５内に流入したヘリウムガスは、ガス供給流路２５からガス供給孔２４を経て接着層３０の貫通孔３１内に流入する。貫通孔３１内に流入したヘリウムガスは、セラミックス部材１０の内部のガス噴出流路１１を構成する第１の縦流路１３内に流入し、横流路１４および第２の縦流路１５を経て吸着面Ｓ１に形成された各ガス噴出孔１２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。
【００３５】
Ａ−３．セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１近傍における磁場の強度分布を制御するための構成：
静電チャック１００は、電流が流れること（通電）によって磁場を発生する電流ループ６０を備える。電流ループ６０は、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された線状の導電体である。電流ループ６０は、上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な仮想平面Ｍ上に配置されており、面方向に延びている。電流ループ６０の上下方向視での形状は、略環状部分を有している。
【００３６】
具体的には、図４に示すように、電流ループ６０は、複数の環状部分６２と、複数の連結部分６４とを含む。複数の環状部分６２は、上下方向視で、セラミックス部材１０の中心軸（Ｚ軸）周りの周方向において互いに略均等間隔に並ぶように配置されている。各環状部分６２の上下方向視での形状は、セラミックス部材１０の中心軸側に切り欠きを有する略環状の形状である。各連結部分６４は、上記周方向において互いに隣り合う環状部分６２の一端部同士を直列に連結する。ただし、複数の環状部分６２のうち、互いに隣り合う一組の環状部分６２のそれぞれの一端部６６同士は、互いに連結されていない。このような構成により、電流ループ６０の一方の端部６６から他方の端部６６まで、複数の環状部分６２が、連結部分６４を介して、電気的に直列に接続される。なお、電流ループ６０の上下方向視での全体的な形状も、複数の環状部分６２と複数の連結部分６４とによって、略環状である。各環状部分６２の直径は、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の直径の１０％以下であることが好ましい。環状部分６２の直径は、例えば３０ｍｍである。
【００３７】
電流ループ６０の両端部６６は、一対の外部端子（図示せず）に電気的に接続されており、電源（図示せず）から電圧が、一対の外部端子を介して電流ループ６０に印加されると、電流ループ６０が通電し、磁場を発生する。また、電流ループ６０のうち、両端部６６以外の側面部分は、静電チャック１００における電流ループ６０以外の部分から絶縁されている。要するに、電流ループ６０は、上記一対の外部端子のみに電気的に接続されており、外部端子以外の導電体（例えばヒータ電極５０等）には電気的に接続されていない。さらに、本実施形態では、絶縁材料（例えば樹脂）により形成された絶縁部７０が、電流ループ６０と接着層３０の形成材料との間に介在するように配置されている。具体的には、図２に示すように、電流ループ６０のうち、接着層３０と対向する部分（電流ループ６０の内周面と外周面と下面）は、絶縁材料（例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などの有機材料や、アルミナコートなどの無機材料）により形成された絶縁部７０に覆われている。これにより、電流ループ６０を、接着層３０に含まれる磁性体から絶縁することができる。磁性体を含む接着層３０は、磁性体を含まない接着層に比べて、電流が流れやすい。これに対して、本実施形態のように、絶縁部７０が電流ループ６０と接着層３０との間に介在する構成であれば、電流ループ６０が、外部端子以外の導電体に電気的に接続されて電流経路が形成されることが抑制されるため、電流ループ６０から安定した磁場を発生させることができる。
【００３８】
図４に示すように、電流ループ６０は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、セラミックス部材１０の外周寄りの位置に配置されている。具体的には、電流ループ６０は、上下方向視で、セラミックス部材１０の径方向において、セラミックス部材１０の中心軸とセラミックス部材１０の外縁との間の中心位置より外縁側に配置されている。なお、電流ループ６０の位置については、特にセラミックス部材１０の吸着面Ｓ１を基準として、吸着面Ｓ１の外周寄りの位置に配置されていることが好ましい。
【００３９】
電流ループ６０は、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に接触するように配置されている。具体的には、図２に示すように、電流ループ６０の上面は、電流ループ６０の全長にわたって、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に接触しており、電流ループ６０における上面以外の部分は、接着層３０側に設けられている。
【００４０】
接着層３０は、磁性体および樹脂材料を含む。磁性体の形成材料の例としては、純鉄、Ｆｅ−Ｓｉ（フェロシリコン）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ（センダスト）、Ｆｅ−Ｎｉ（パーマロイ）、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ６３０（ステンレス鋼材）、各種フェライト類などの強磁性体が挙げられる。本実施形態では、接着層３０に含まれる磁性体は、軟磁性体であることが好ましい。軟磁性体の形成材料の例としては、ソフトフェライトが挙げられる。樹脂材料は、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂等である。なお、接着層３０における樹脂材料の含有率は、ヒータ電極５０体積％以上であることが好ましい。また、接着層３０は、磁性体および樹脂材料以外の材料（例えば、アルミナ等のセラミックス）を含んでいてもよい。また、磁性体は、少なくとも、上下方向（Ｚ軸方向）視で、電流ループ６０の内周側に存在する。より具体的には、磁性体は、少なくとも上述の仮想平面Ｍ上において電流ループ６０の内周側に存在している。
【００４１】
図２および図４に示すように、接着層３０における外周部は、磁性体を含まない材料で形成された第１の保護部８０に覆われている。このため、接着層３０における外周部が外部に露出していない。第１の保護部８０の形状は、筒状である。また、接着層３０における内周部（貫通孔３１を形成する内周部）は、磁性体を含まない材料で形成された第２の保護部８２に覆われている。このため、接着層３０における内周部は、貫通孔３１内に露出していない。第２の保護部８２の形状は、筒状である。第１の保護部８０および第２の保護部８２は、接合剤により形成されていることが好ましく、本実施形態では、接着層３０と同じ樹脂材料を含んでおり、磁性体を含まない点で、接着層３０とは異なる。これにより、接着層３０と第１の保護部８０および第２の保護部８２とが同じ樹脂材料により形成されていることにより、接着層３０と第１の保護部８０および第２の保護部８２とが隙間無く一体的に形成されている。
【００４２】
なお、Ｚ軸方向は、特許請求の範囲における第１の方向に相当し、セラミックス部材１０は、特許請求の範囲における板状部材に相当する。セラミックス部材１０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、セラミックス部材１０の下面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。ベース部材２０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。接着層３０は、特許請求の範囲における接合部に相当する。
【００４３】
Ａ−４．静電チャック１００の製造方法：
次に、本実施形態における静電チャック１００の製造方法を説明する。
【００４４】
はじめに、例えばアルミナを主成分とするセラミックスグリーンシートを複数準備し、各セラミックスグリーンシートに対して、スルーホールの形成やビア用インクの充填、チャック電極４０の形成のための電極用インクの塗布等の必要な加工を行う。なお、ビア用インクや電極用インクとしては、例えばアルミナを主成分とするセラミックスグリーンシート用の原料粉末にタングステン粉末を混合してスラリー状としたメタライズインクが用いられる。
【００４５】
次に、１つのセラミックスグリーンシート上に、ヒータ電極５０用のメタライズインクを、例えばスクリーン印刷によって塗布する。また、１つのセラミックスグリーンシートの下面に、電流ループ６０用のメタライズインクを、例えばスクリーン印刷によって塗布する。
【００４６】
次に、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、その積層体を所定の形状にカットし、還元雰囲気中で焼成する（例えば、１４００〜１８００℃で５時間の焼成を行う）。この焼成処理により、複数のセラミックスグリーンシートがセラミックス部材１０となり、各メタライズインクの層が、チャック電極４０、ヒータ電極５０、電流ループ６０となる。電流ループ６０は、セラミックス部材１０の下面Ｓ２上に配置されている。
【００４７】
次に、セラミックス部材１０の下面Ｓ２上に配置された電流ループ６０を覆うように樹脂材料を塗布してコーティングする。アルミナコート層などの無機材料でコーティングしてもよい。
【００４８】
次に、樹脂材料（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）と磁性体の粒子とを混合して接着剤を作製し、その接着剤を用いて、セラミックス部材１０とベース部材２０とを接合する。この際、例えばベース部材２０の上面Ｓ３上に、接着層３０が形成される領域を囲む環状の第１の保護部８０（ダム部）と、ガス供給孔２４を囲む環状の第２の保護部８２（ダム部）と、を配置する。これらの保護部８０，８２は、例えば、接着層３０の主成分である樹脂材料と同じ材料で形成されており、磁性体を含んでいない。また、これらの保護部８０，８２は、磁性体を含む上記接着剤を上面Ｓ３上に塗布する前に、予め硬化処理が施されたものである。各保護部８０，８２の間に、磁性体を含む接着剤を塗布して硬化処理を施すことによって、接着層３０と保護部８０，８２とが一体的に接合される。これにより、上述した構成の静電チャック１００の製造が完了する。
【００４９】
Ａ−５．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の静電チャック１００は、電流ループ６０を備える。電流ループ６０に電流を流すことによって磁場を発生させることができる。このため、プラズマ処理装置（図示せず）によって発生した磁場の強度がばらつく場合でも、静電チャック１００の電流ループ６０によって発生した磁場によって、静電チャック１００の吸着面Ｓ１の面方向における磁場の強度のばらつきを抑制することができる。また、本実施形態では、接着層３０が、磁性体および樹脂材料を含んでいるため、接着層３０が磁性体を含まない構成に比べて、電流ループ６０によって発生する磁場の磁束密度が大きく、その結果、磁場の強さを維持しつつ、電流ループ６０に流す電流量を低減することができる。すなわち、本実施形態によれば、静電チャック１００付近の磁場の強度のばらつきを抑制しつつ、電流ループ６０の発熱に起因して静電チャック１００の吸着面Ｓ１に温度特異点が生じることを抑制することができる。次に、具体的に説明する。
【００５０】
図５は、プラズマ処理装置と電流ループ６０とのそれぞれによって発生する磁場の強度の関係を示す模式図である。図５では、磁場（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ）の矢印が長いほど、磁場の強度が高いことを意味する。図５（Ａ）には、プラズマ処理装置に備えられたチャンバ（図示せず）内において、プラズマ処理装置に備えられたプラズマ発生装置（図示せず）によって発生する第１の磁場Ｈ１の強度分布が示されている。図５（Ａ）に示すように、一般に、プラズマ発生装置によって発生する第１の磁場Ｈ１の面方向における強度分布は、不均一である。具体的には、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１における周縁部分を通過する第１の磁場Ｈ１の強度は、吸着面Ｓ１における中央部分を通過する第１の磁場Ｈ１の強度に比べて低い。
【００５１】
図５（Ｂ）には、本実施形態の静電チャック１００に備えられた電流ループ６０によって発生する第２の磁場Ｈ２の強度分布が示されている。図５（Ｂ）に示すように、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１における周縁部分を通過する第２の磁場Ｈ２の強度が特に高い。上述したように、電流ループ６０は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、セラミックス部材１０の外周寄りの位置に配置されているからである。また、電流ループ６０は、相対的に径が小さい複数の環状部分６２を含むことによって、特に、吸着面Ｓ１における周縁部分を通過する第２の磁場Ｈ２の強度が高くなっている。
【００５２】
図５（Ｃ）には、プラズマ発生装置によって発生する第１の磁場Ｈ１と電流ループ６０によって発生する第２の磁場Ｈ２との両方が存在するときの第３の磁場Ｈ３の強度分布が模式的に示されている。図５（Ｃ）に示すように、吸着面Ｓ１における周縁部分において、第１の磁場Ｈ１の強度が比較的に低い第１の磁場Ｈ１に対して、電流ループ６０によって発生する第２の磁場Ｈ２が加わることによって、吸着面Ｓ１の面方向における第３の磁場Ｈ３の強度のばらつきが抑制される。ここで、電流ループ６０によって発生する磁場（第２の磁場Ｈ２）の電流ループ６０の中心での磁束密度Ｂは、次の式１で示される。
＜式１＞
磁束密度Ｂ＝μｒ・μ０・Ｉ／（２ｒ）
μｒ：比誘磁率
μ０：真空の誘磁率
Ｉ：電流量
ｒ：電流ループ６０が有する略環状部分の半径
【００５３】
この式１からも明らかなように、電流ループ６０に流す電流量が大きいほど、電流ループ６０によって発生する磁束密度が高くなる。しかし、電流ループ６０に流す電流量が大きいほど、電流ループ６０に発生するジュール熱（Ｒ・Ｉ２  Ｒ：電流ループ６０の抵抗値）が高くなる。その結果、電流ループ６０に電流が流れる際に発生するジュール熱に起因して、静電チャック１００に温度特異点が発生するおそれがある。
【００５４】
これに対して、本実施形態の静電チャック１００では、電流ループ６０によって発生する磁界が通過する位置には、磁性体（μｒ＞１）を含む接着層３０が存在する。このため、本実施形態では、電流ループ６０の近傍に磁性体を含む接着層３０が存在しない構成（μｒ＝１）に比べて、電流量（Ｉ）と電流ループ６０が有する略環状部分の半径（ｒ）とが互いに同一である条件下において、電流ループ６０によって発生する磁界の磁束密度Ｂが高くなる。すなわち、本実施形態であれば、電流ループ６０の近傍に磁性体を含む接着層３０が存在しない構成に比べて、電流ループ６０に流す電流量（Ｉ）を低減しつつ、電流ループ６０によって同等の磁束密度を発生させることができる。
【００５５】
本実施形態では、電流ループ６０のうち、両端部６６以外の側面部分は、静電チャック１００における電流ループ６０以外の部分から絶縁されている。これにより、例えば電流ループ６０の途中部分が絶縁されていない場合に比べて、電流ループ６０によって安定した磁場が発生するため、静電チャック１００付近の磁場の強度のばらつきを、より確実に抑制することができる。
【００５６】
本実施形態では、電流ループ６０は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、セラミックス部材１０の外周寄りの位置に配置されている。これにより、電流ループ６０が、上下方向視で、セラミックス部材１０の中央部寄りの位置に配置された構成に比べて、特に磁場の強度が低くなり易いセラミックス部材１０（吸着面Ｓ１）の外周側の磁場の強度が補償されるため、静電チャック１００付近の磁場の強度のばらつきを、より確実に抑制することができる。
【００５７】
本実施形態では、電流ループ６０は、セラミックス部材１０の下面Ｓ２に接触するように配置されている。これにより、電流ループ６０が、磁性体を含む接着層３０に近接して配置されることによって、電流ループ６０によって発生する磁場の磁束密度が高くなるため、静電チャック１００付近の磁場の強度のばらつきを、より確実に抑制することができる。また、このような構成であれば、上述したように、電流ループ６０の位置が下面Ｓ２によって定まり、静電チャック１００を製造し易い。
【００５８】
本実施形態では、電流ループ６０によって発生する磁場の磁束密度が最も高い、電流ループ６０の内周側に磁性体が存在する。このため、本実施形態によれば、電流ループ６０の内周側に磁性体が存在しない構成に比べて、電流ループ６０に流す電流量を低減しつつ、静電チャック１００付近の磁場の強度のばらつきを抑制することができる。
【００５９】
本実施形態では、接着層３０における外周部は、磁性体を含まない材料で形成された第１の保護部８０に覆われている。これにより、接着層３０に含まれる磁性体が接着層３０の外部に飛散してチャンバ内のプラズマの状態が変化することを抑制することができる。また、本実施形態では、接着層３０における内周部（貫通孔３１を形成する内周部）は、磁性体を含まない材料で形成された第２の保護部８２に覆われている。これにより、静電チャック１００にヘリウムガス流路（ガス噴出流路１１等）内に磁性体が飛散することも抑制することができる。
【００６０】
本実施形態では、接着層３０に含まれる磁性体は、軟磁性体であるため、電流ループ６０への通電を停止すれば、軟磁性体を含む接着層３０は磁性を失う。このため、本実施形態によれば、接着層３０に含まれる磁性体が硬磁性体である構成に比べて、電流ループ６０への通電の停止後、接着層３０に磁気が残留することを抑制することができ、その結果、例えば、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に磁性を有する異物が吸着して汚染することを抑制することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
上記実施形態における静電チャック１００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、電流ループ６０の上下方向（Ｚ軸方向）視での形状は、セラミックス部材１０の中心軸周りの周方向に並び、かつ、セラミックス部材１０の外縁側に切り欠きを有する略環状の複数の環状部分と、互いに隣り合う環状部分の一端部同士を連結する複数の連結部、とを有する形状であってもよい。また、電流ループ６０の上下方向視での形状は、例えば環状（円環状）などであってもよい。また、電流ループ６０の上下方向（Ｚ軸方向）視での形状は、切り欠きを有する略環状の複数の環状部分を含み、かつ、複数の環状部分は互いに連結されていないものでもよい。このような複数の環状部分が独立に配置された構成では、例えば、複数の環状部分のそれぞれが、個別の一対の外部端子に接続され、互いに異なる電圧を印加することにより、各環状部分が発生する磁場の強度を個別に制御することが可能である。
【００６３】
上記実施形態において、電流ループ６０は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、セラミックス部材１０の中心軸寄りの位置に配置されていてもよい。また、上記実施形態では、電流ループ６０は、接着層３０に設けられていたが、これに限らず、例えば、電流ループ６０は、セラミックス部材１０およびベース部材２０の少なくとも一方に設けられていてもよい。この場合、電流ループ６０と接着層３０との上下方向の距離は、電流ループ６０の環状部分（環状部分６２）の直径の１／２以下であることが好ましい。このような構成によれば、電流ループ６０と接着層３０との上下方向の距離が電流ループ６０の直径の１／２より長い構成に比べて、電流ループ６０によって発生する磁場の磁束密度が大きいため、静電チャック１００付近の磁場の強度のばらつきを、より確実に抑制することができる。また、上記実施形態において、静電チャック１００は、電流ループ６０が、ベース部材２０の上面Ｓ３上に配置されている構成でもよい。また、本実施形態において、電流ループ６０の全体が、接着層３０の内部に設けられていてもよい。このような構成によれば、電流ループ６０の周りを全て、磁性体を含む接着層で覆うことができ、実効的な比透磁率μｒを大きくできる。その結果、電流ループ６０によって発生する磁場の磁束密度が大きくなるため、静電チャック１００付近の磁場の強度のばらつきを、発熱が少ない状態で、より確実に抑制することができる。なお、このような電流ループ６０が接着層３０の内部に設けられた構成の製造方法は、例えば、接着層３０を複数の接着シートで構成し、その間に電流ループを挟み接着することで製造できる。電流ループ６０はフレキシブル配線基板を使用してもよい。これにより、ポリイミドなどの絶縁シート上に容易かつ安価に電流ループを形成できる。
【００６４】
また、電流ループ６０を、同じ面内、もしくは、互いに上下方向の位置が互いに異なる複数の面にわたって、複数の巻き数、すなわち略同心円の渦巻き状としてもよい。渦巻き状の複数の電流ループ６０によって発生する磁場（第２の磁場Ｈ２）の電流ループ６０の中心での磁束密度Ｂは、巻き数をｎとすると、次の式２で示される。
＜式２＞
磁束密度Ｂ＝ｎ・μｒ・μ０・Ｉ／（２ｒ）
ｎ：巻き数
μｒ：比誘磁率
μ０：真空の誘磁率
Ｉ：電流量
ｒ：電流ループ６０が有する略環状部分の半径
すなわち、磁束密度は、巻き数に比例するため、同じ電流で大きい磁束密度を得ることができる。もしくは、少ない電流で、一巻の場合と同じ磁束密度を得ることができ、発熱量とそれによる温度分布への影響を小さくすることができる。
【００６５】
上記実施形態では、電流ループ６０と接着層３０とを絶縁するために、絶縁部７０を用いる方法が採用されていたが、これに限らず、例えば、電流ループ６０として、絶縁膜で被覆された銅線を用いる方法でもよい。また、接着層３０に含まれる磁性体の表面に絶縁体被膜でコーティングする方法を採用してもよい。磁性体の表面への絶縁体被膜のコーティングは、例えばフェライトめっきによって行うことができる。
【００６６】
また、上記実施形態において、静電チャック１００は、第１の保護部８０と第２の保護部８２との少なくとも一方を備えない構成であってもよい。また、保護部８０，８２は、磁性体を含むが、接着層３０に比べて、磁性体の含有率が少ないとしてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１（第１の表面）は、平面であるとしたが、例えば、緩やかな凸状または凹状の曲面や、複数の突起が形成された面であるとしてもよい。要するに、吸着面Ｓ１は、略平面状であればよい。
【００６８】
また、上記実施形態におけるヒータ電極５０の個数や、各ヒータ電極５０の形状、セラミックス部材１０における各ヒータ電極５０の配置は、あくまで一例であり、種々変形可能である。
【００６９】
また、上記実施形態では、セラミックス部材１０の内部に一対のチャック電極４０が設けられた双極方式が採用されているが、セラミックス部材１０の内部に１つのチャック電極４０が設けられた単極方式が採用されてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態の静電チャック１００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。例えば、上記実施形態では、板状部材として、セラミックス部材１０を例示したが、これに限らず、例えば、セラミックス以外の絶縁材料（例えばポリイミド樹脂）により形成された板状の部材であってもよい。
【００７１】
また、本発明は、セラミックス部材１０とベース部材２０とを備え、静電引力を利用してウェハＷを保持する静電チャック１００に限らず、板状部材とベース部材とが接合部を介して接合された、他の保持装置（例えば、真空チャック等）にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１０：セラミックス部材  １１：ガス噴出流路  １２：ガス噴出孔  １３：第１の縦流路  １４：横流路  １５：第２の縦流路  ２０：ベース部材  ２１：冷媒流路  ２３：ガス源接続孔  ２４：ガス供給孔  ２５：ガス供給流路  ３０：接着層  ３１：貫通孔  ４０：チャック電極  ５０：ヒータ電極  ６０：電流ループ  ６２：環状部分  ６４：連結部分  ６６：端部  ７０：絶縁部  ８０，８２：保護部  １００：静電チャック  ４１０Ｌ：ＳＵＳ  Ｈ１：第１の磁場  Ｈ２：第２の磁場  Ｈ３：第３の磁場  Ｍ：仮想平面  Ｓ１：吸着面  Ｓ２：下面  Ｓ３：上面  Ｓ４：下面  Ｗ：ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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