(57)【要約】【課題】接合部の熱伝導性を向上させることによって板状部材とベース部材との間の熱伝導性を向上させつつ、保持装置の部材間の剥離や部材の割れが発生することを抑制する。【解決手段】保持装置は、第１の方向に略直交する第１の表面を有する板状部材と、冷却機構を有するベース部材と、板状部材とベース部材とを接合する接合部とを備え、板状部材の第１の表面上に対象物を保持する装置である。接合部は、接合材と、接合材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する繊維とを含有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に略直交する第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、かつ、冷却機構を有するベース部材と、
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て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、
前記接合部は、接合材と、前記接合材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する繊維と、を含有している、
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、
前記接合部において、前記繊維の平均配向方向は、前記第１の方向に直交する第２の方向に略平行である、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項３】
請求項２に記載の保持装置において、
前記接合部の前記第２の方向における熱伝導率は、前記接合部の前記第１の方向における熱伝導率より高い、
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、
前記接合部は、前記繊維を含有する繊維含有層と、前記第１の方向において、前記繊維含有層と異なる位置に配置された、前記繊維を含有しない繊維非含有層と、を有する、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項５】
請求項４に記載の保持装置において、
前記第１の方向において、前記繊維含有層の厚さは、前記繊維非含有層の厚さより厚い、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の保持装置において、さらに、
前記板状部材に配置された抵抗発熱体であるヒータ電極を備え、
前記第１の方向において、前記繊維含有層は、前記接合部の内の前記板状部材側に配置されている、
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、
前記接合部のせん断接着ひずみは、４０％以上である、
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、
前記接合部のヤング率は、１０ＭＰａ以下である、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記接合部の剛性率は、４ＭＰａ以下である、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記接合部は、樹脂材料を含む、
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、対象物を保持する保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造装置において、ウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、例えばセラミックス製の板状部材と、例えば金属製のベース部材と、板状部材とベース部材とを接合する接合部と、板状部材の内部に設けられたチャック電極とを備えており、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、板状部材の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。
【０００３】
静電チャックの吸着面に保持されたウェハの温度が所望の温度にならないと、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制御する性能が求められる。しかしながら、接合部を形成する材料の熱伝導性は、板状部材およびベース部材を形成する材料の熱伝導性と比較して低い傾向があるため、板状部材とベース部材との間の熱伝導性が低下するおそれがある。従来、静電チャックの板状部材とベース部材との間に、熱伝導性の良好な材料をメッシュ状に形成した部材（熱接続部材）であって、接着剤が塗布された部材を配置することにより、板状部材とベース部材との間の熱伝導性を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６３５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の構成では、熱伝導性の良好な材料をメッシュ状に形成した部材が、特にメッシュの線材に平行な方向に対して、線材が伸びないため、十分な柔軟性を有さない。上記従来の構成では、そのような十分な柔軟性を有さない部材が板状部材とベース部材との間に配置されているため、板状部材とベース部材との間の熱膨張差による応力を効果的に緩和することができず、部材間の剥離や部材の割れが発生するおそれがある、という課題がある。
【０００６】
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、板状部材と、ベース部材と、接合部とを備え、板状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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
（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、かつ、冷却機構を有するベース部材と、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て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、前記接合部は、接合材と、前記接合材の熱伝導率より高い熱伝導率を有する繊維と、を含有している。
【００１０】
このように、本保持装置では、接合部が、樹脂材料の熱伝導率より高い熱伝導率を有する材料を、繊維の形態で含有しているため、接合部が良好な熱伝導性と十分な柔軟性とを有する。従って、本保持装置によれば、第１の方向（すなわち、接合部を介した板状部材とベース部材との間）における良好な熱伝導性を確保することにより、板状部材の第１の表面の温度の応答性（すなわち、昇温速度や降温速度）を向上させることができる。これにより、板状部材の第１の表面に保持された対象物の昇温速度や降温速度を向上させることができ、ひいては、対象物の加工効率を高めることができる。また、本保持装置によれば、接合部により、板状部材とベース部材との接合性を確保しつつ、板状部材とベース部材との間の熱膨張差による応力を効果的に緩和すること（応力緩和性）により、板状部材が熱応力により変形することを抑制することができ、また、部材間の剥離や部材の割れが発生することを抑制することができる。
【００１１】
（２）上記保持装置において、前記接合部において、前記繊維の平均配向方向は、前記第１の方向に直交する第２の方向に略平行である構成としてもよい。繊維に伝達された熱は、繊維の配向方向（長手方向）へより拡散する。このため、接合部において、繊維の配向方向（長手方向）が第２の方向に略平行であれば、換言すれば、繊維の第２の方向視における平均配向方向が第２の方向に略平行であれば、接合部に伝達された熱をより効果的に、接合部における、板状部材の第２の表面との接合面や、ベース部材の第３の表面との接合面や、接合部内部の第２の方向に拡散させることができる。すなわち、接合部の第２の方向における熱伝導率が向上する。これにより、板状部材の第１の表面の内、接合部を介して位置するベース部材の影響により温度特異点となりやすい領域、例えば、第１の方向視において、ベース部材に形成された冷却機構に重なる領域が低温の特異点となることを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、板状部材の第１の表面の温度の応答性を確保しつつ、第１の表面の温度分布の均一性を向上させることができる。
【００１２】
（３）上記保持装置において、前記接合部の前記第２の方向における熱伝導率は、前記接合部の前記第１の方向における熱伝導率より高い構成としてもよい。このため、接合部に伝達された熱をより効果的に、接合部における、板状部材の第２の表面との接合面や、ベース部材の第３の表面との接合面や、接合部内部の第２の方向に拡散させることができる。すなわち、接合部の第２の方向における熱伝導率が向上する。これにより、板状部材の第１の表面の内、接合部を介して位置するベース部材の影響により温度特異点となりやすい領域、例えば、第１の方向視において、ベース部材に形成された冷却機構に重なる領域が低温の特異点となることを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、板状部材の第１の表面の温度の応答性を確保しつつ、第１の表面の温度分布の均一性を向上させることができる。
【００１３】
（４）上記保持装置において、前記接合部は、前記繊維を含有する繊維含有層と、前記第１の方向において、前記繊維含有層と異なる位置に配置された、前記繊維を含有しない繊維非含有層と、を有する構成としてもよい。繊維非含有層は、繊維を含有しないため、繊維含有層と比較して、より高い柔軟性を有する。このように、本保持装置では、接合部が、良好な熱伝導性を有する繊維含有層と、より高い柔軟性を有する繊維非含有層とを有する。従って、本保持装置によれば、板状部材の第１の表面の温度の応答性を確保するとともに、接合部により、板状部材とベース部材との接合性を確保しつつ、板状部材とベース部材との間の応力緩和性を確保することができる。
【００１４】
（５）上記保持装置において、前記第１の方向において、前記繊維含有層の厚さは、前記繊維非含有層の厚さより厚い構成としてもよい。このような構成であるため、接合部の全てが繊維非含有層で構成される構成や、繊維非含有層が繊維含有層より厚い構成と比較して、接合部における熱伝導性の低下を抑制することができる。また、上記保持装置では、接合部全体において、第１の方向の熱伝導率に比べ、第２の方向の熱伝導率を高くすることができる。従って、本保持装置によれば、板状部材とベース部材との間の応力緩和性を確保するとともに、板状部材の第１の表面の温度の応答性（すなわち、昇温速度や降温速度）が低下することを抑制しつつ、板状部材の第１の表面の温度分布の均一性を向上させることができる。
【００１５】
（６）上記保持装置において、さらに、前記板状部材に配置された抵抗発熱体であるヒータ電極を備え、前記第１の方向において、前記繊維含有層は、前記接合部の内の前記板状部材側に配置されている構成としてもよい。接合部の内、ヒータ電極を備える板状部材側を構成する部分は、高温の熱に晒されるおそれのある部分である。ヒータ電極やウェハに対する処理に伴い発生する熱等によって加熱されるためである。繊維含有層は、上記繊維を含有しているため、良好な耐熱性を有する。これは、繊維自体が高い耐熱性を有することに加えて、繊維含有層が繊維を含有することにより、繊維含有層に含有される樹脂材料を劣化させる要因となりうる酸素が、繊維含有層を透過しにくくなるためである。また、酸素に由来するラジカルが樹脂材料を劣化させるが、繊維含有層に含まれる繊維が当該ラジカルを捕捉し、失活させることにより、樹脂材料の劣化を抑制することができる。このため、接合部に含有される樹脂が分解することにより部材間に剥離が発生することを抑制することができ、ひいては、板状部材の第１の表面の温度分布の不均一化を抑制することができる。
【００１６】
（７）上記保持装置において、前記接合部のせん断接着ひずみは、４０％以上である構成としてもよい。すなわち、接合部は、ある程度以上のせん断破断のしにくさを有する。そのため、本保持装置では、接合部中の繊維の存在により、板状部材とベース部材との間の良好な熱伝導性を確保しつつ、板状部材とベース部材との間の熱膨張差による応力によって接合部が破断したり、部材間（接合部と板状部材との間や接合部とベース部材との間）に剥離が発生することを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、接合部の破断や部材間の剥離が発生した部分に起因して板状部材とベース部材との間の熱伝導性（熱引き特性）が低下し、板状部材の第１の表面の内、第１の方向視において、接合部の破断や部材間の剥離が発生した領域重なる領域が高温の温度特異点となることを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、板状部材の第１の表面の温度の応答性を確保しつつ、第１の表面の温度分布の均一性を向上させることができる。
【００１７】
（８）上記保持装置において、前記接合部のヤング率は、１０ＭＰａ以下である構成としてもよい。本保持装置では、接合部は、ある程度以上の柔軟性を有する。そのため、本保持装置では、接合部中の繊維の存在により、板状部材とベース部材との間の良好な熱伝導性を確保しつつ、板状部材とベース部材との間の熱膨張差による応力によって反りが発生することを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、該反りに起因して対象物に対する処理速度（例えば、エッチング速度）が不均一となったり、加工深さに制限が出たりすることを抑制することができる。
【００１８】
（９）上記保持装置において、前記接合部の剛性率は、４ＭＰａ以下である構成としてもよい。本保持装置では、接合部は、特にせん断方向に対して、ある程度以上の柔軟性を有する。そのため、本保持装置では、接合部中の繊維の存在により、板状部材とベース部材との間の良好な熱伝導性を確保しつつ、板状部材とベース部材との間の熱膨張差による応力によって反りが発生することを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、該反りに起因して対象物に対する処理速度（例えば、エッチング速度）が不均一となったり、加工深さに制限が出たりすることを抑制することができる。
【００１９】
（１０）上記保持装置において、前記接合部は、樹脂材料を含む構成としてもよい。そのため、本保持装置によれば、接合部により、板状部材とベース部材との間の接合性を効果的に確保しつつ、板状部材とベース部材との間の熱膨張差による応力を効果的に緩和することができ、部材間の剥離や部材の割れが発生することを効果的に抑制することができる。また、本保持装置によれば、上記接合部が樹脂材料を含んでいることにより、当該接合部に孔が形成されている場合において、当該孔と真空チャンバー内との気密性が確保される。このため、当該孔内の気体が、保持装置が載置された真空チャンバー内に漏れ出ることにより当該真空チャンバー内の真空度が低下することを抑制することができる。また、上記接合部に複数の上記孔が形成されている場合において、当該各孔の間の気密性が確保されるため、各孔の間で気体が相互に混合することを抑制することができる。
【００２０】
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、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】
【００２１】
【図１】第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】第１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】図２のＸ１部における静電チャック１００のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。
【図４】接合部３０の構成を模式的に示す説明図である。
【図５】せん断接着ひずみの特定方法を模式的に示す説明図である。
【図６】第２実施形態の静電チャック１００ａにおける接合部３０ａ付近の詳細構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．静電チャック１００の構成：
図１は、第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り、図２は、第１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は、図２のＸ１部における静電チャック１００のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。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。
【００２３】
静電チャック１００は、対象物（例えば半導体ウェハ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板状部材１０およびベース部材２０を備える。板状部材１０とベース部材２０とは、板状部材１０の下面Ｓ２（図２参照）とベース部材２０の上面Ｓ３とが、後述する接合部３０を挟んで上記配列方向に対向するように配置される。すなわち、ベース部材２０は、ベース部材２０の上面Ｓ３が板状部材１０の下面Ｓ２側に位置するように配置される。
【００２４】
板状部材１０は、上述した配列方向（Ｚ軸方向）に略直交する略円形平面状の上面（以下、「吸着面」という）Ｓ１を有する部材であり、例えばセラミックス（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。板状部材１０の直径は例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、板状部材１０の厚さは例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。板状部材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、板状部材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軸方向に直交する方向を「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。
【００２５】
図２に示すように、板状部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されたチャック電極４０が配置されている。Ｚ軸方向視でのチャック電極４０の形状は、例えば略円形である。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が板状部材１０の吸着面Ｓ１に吸着固定される。
【００２６】
板状部材１０の内部には、また、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）を含む抵抗発熱体により構成されたヒータ電極５０が配置されている。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板状部材１０が温められ、板状部材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の温度分布の制御が実現される。
【００２７】
ベース部材２０は、例えば板状部材１０と同径の、または、板状部材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〜３５０ｍｍ）であり、ベース部材２０の厚さは例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。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。
【００２８】
ベース部材２０は、板状部材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合部３０によって、板状部材１０に接合されている。接合部３０は、例えば樹脂材料（接着材料）を含んでいる。接合部３０の厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。接合部３０の構成については、後に詳述する。
【００２９】
ベース部材２０の内部には冷媒流路２１が形成されている。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、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の伝熱（熱引き）により板状部材１０が冷却され、板状部材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の温度分布の制御が実現される。冷媒流路２１は、特許請求の範囲における冷却機構に相当する。
【００３０】
また、図２に示すように、静電チャック１００には、ベース部材２０の下面Ｓ４から板状部材１０の吸着面Ｓ１にわたって上下方向に延びるピン挿通孔１４０が形成されている。すなわち、ピン挿通孔１４０は、ベース部材２０をＺ軸方向に貫通する孔２６と、接合部３０をＺ軸方向に貫通する孔３６と、板状部材１０をＺ軸方向に貫通する孔１６とが互いに連通した一体の孔である。ピン挿通孔１４０は、板状部材１０の吸着面Ｓ１上に保持されたウェハＷを押し上げて吸着面Ｓ１から離間させるためのリフトピン（図示せず）を挿通するための孔である。
【００３１】
また、図２に示すように、静電チャック１００は、板状部材１０とウェハＷとの間の伝熱性を高めてウェハＷの温度分布の制御性をさらに高めるため、板状部材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不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）を供給する構成を備えている。すなわち、静電チャック１００には、ベース部材２０の下面Ｓ４から接合部３０の上面にわたって上下方向に延びる第１のガス流路孔１３１と、第１のガス流路孔１３１に連通すると共に板状部材１０の吸着面Ｓ１に開口する第２のガス流路孔１３２とが形成されている。第１のガス流路孔１３１は、ベース部材２０をＺ軸方向に貫通する孔２５と、接合部３０をＺ軸方向に貫通する孔３５とが互いに連通した一体の孔である。また、第２のガス流路孔１３２の下端部は、径が拡大された拡径部１３４となっており、拡径部１３４内には、通気性を有する充填部材（通気性プラグ）１６０が充填されている。また、板状部材１０の内部には、第２のガス流路孔１３２と連通すると共に面方向に環状に延びる横流路１３３が形成されている。ヘリウムガス源（図示しない）から供給されたヘリウムガスが、第１のガス流路孔１３１内に流入すると、流入したヘリウムガスは、第１のガス流路孔１３１から拡径部１３４内に充填された通気性を有する充填部材１６０の内部を通過して板状部材１０の内部の第２のガス流路孔１３２内に流入し、横流路１３３を介して面方向に流れつつ、吸着面Ｓ１に形成されたガス噴出孔から噴出する。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。
【００３２】
Ａ−２．接合部３０の詳細構成：
次に、図３および図４を参照して、板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合部３０の詳細構成について説明する。
【００３３】
図４は、接合部３０の構成を模式的に示す説明図である。接合部３０は、樹脂材料３２１を含んでいる。本実施形態では、接合部３０は、樹脂材料３２１を主成分として含んでいる。なお、本明細書において、主成分とは、体積含有率が５０ｖｏｌ％より大きい成分を意味する。
【００３４】
接合部３０に含まれる樹脂材料３２１としては、シリコーン樹脂やアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の種々の樹脂材料を用いることができるが、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。樹脂材料の中でもシリコーン樹脂は、耐寒性と耐熱性と柔軟性に優れる。そのため、接合部３０が含有する樹脂材料としてシリコーン樹脂を用いれば、接合部３０の耐寒性および耐熱性を向上させることができ、静電チャック１００を広い温度範囲で使用することができるとともに、接合部３０によって板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差による応力を極めて効果的に緩和することにより、部材間の剥離や部材の割れが発生することを極めて効果的に抑制することができるからである。また、シリコーン樹脂の中でも付加硬化型シリコーン樹脂を用いることがさらに好ましい。シリコーン樹脂の中でも付加硬化型シリコーン樹脂は、硬化の際に揮発性の副生成物を発生しない。そのため、接合部３０が含有する樹脂材料として付加硬化型シリコーン樹脂を用いれば、該副生成物に起因して接合部３０に気泡が生じることを抑制することができ、その結果、該気泡の存在に起因して板状部材１０とベース部材２０との間の熱伝導性（熱引き特性）が低下し、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の均一性が低下することを抑制することができる。樹脂材料３２１は、特許請求の範囲における接合材に相当する。
【００３５】
また、接合部３０は、樹脂材料３２１に加えて、繊維３２２を含んでいる。ここで、繊維とは、細い糸状の物体であり、より詳細には、平均径（略円形断面の場合は直径、矩形断面の場合は該矩形断面と同じ断面積を有する円の直径）に対する平均長さの比（アスペクト比）が１０以上の物体である。繊維３２２のアスペクト比は、例えば、２０以上であることが好ましく、さらに好ましくは、３０以上である。繊維３２２の平均径は、例えば、２μｍ以上、２００μｍ以下であることが好ましく、接着シートとするためにさらに好ましくは、２μｍ以上、１００μｍ以下である。繊維３２２の平均長さは、例えば、２０μｍ以上、３０ｍｍ以下であることが好ましい。繊維３２２を形成する材料は、接合部３０に含まれる樹脂材料３２１の熱伝導率より高い熱伝導率を有する繊維であれば、特に限定されない。上記繊維３２２を構成する素材としての熱伝導率は、例えば、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、より好ましくは、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、さらに好ましくは、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。なお、繊維３２２の平均径は、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出形走査電子顕微鏡、加速電圧１．５ｋＶ）を用いることにより得られた繊維３２２のＳＥＭ画像（例えば、３００倍）において、任意の領域に含まれる１００個の繊維３２２の短手方向における長さの平均値である。繊維３２２の平均長さは、上記により得られた繊維３２２のＳＥＭ画像（例えば、３００倍）において、任意の領域に含まれる１００個の繊維３２２の長手方向における長さの平均値である。また、熱伝導率は、ＪＩＳ  Ｒ１６１１，ＪＩＳ  Ａ１４１２−１，ＪＩＳ  Ａ１４１２−２，ＪＩＳ  Ａ１４１２−３等を参考にして測定することができる。または、後述の熱伝導率測定装置を用いて測定してもよい。
【００３６】
上記繊維３２２を形成する材料としては、例えば、無機物繊維、金属繊維、炭素系繊維等を用いることができる。上記無機物繊維としては、例えば、ケイ酸カルシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、アルミナ繊維、ソーダガラス繊維、石英ガラス繊維、ロックウール（すなわち、二酸化ケイ素と酸化カルシウムとを主成分とする人造鉱物繊維）等を用いることができる。上記金属繊維としては、例えば、ステンレス繊維、アルミニウム繊維、銅繊維、黄銅繊維、チタン繊維等を用いることができる。上記炭素系繊維としては、炭素繊維カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト等が繊維状に集合した繊維体等を用いることができる。繊維３２２は、より好ましくは、無機物繊維、炭素系繊維であり、さらに好ましくは、アルミナ繊維である。なお、上記繊維３２２を２種以上組み合わせて用いることができる。また、樹脂材料３２１として、付加硬化型シリコーン樹脂を用いた場合、耐熱性向上の観点から、繊維３２２として、炭素系繊維を用いてもよい。繊維３２２を形成する主な材料の素材としての、すなわち、繊維の集合体ではなく緻密体としての熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））は以下の通りである。
アルミナ：２１
ソーダガラス：０．５５〜０．７５
石英ガラス：１．４
ステンレス：１２
アルミニウム：２３０
銅：４０３
黄銅：１０６
チタン：２２
グラファイト：８０〜２３０
【００３７】
接合部３０における繊維３２２の含有量は、例えば、２重量％以上、３０重量％以下であることが好ましい。当該含有量が、２重量％未満であると、繊維３２２による接合部３０の熱伝導率上昇の効果が小さく、接合部３０を介した板状部材１０とベース部材２０との間の良好な熱伝導性を確保することができない傾向がある。また、当該含有量が、３０重量％を超えると、実質的に樹脂材料３２１に配合できず、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差による応力を十分に緩和できない傾向がある。これに対し、当該含有量が、２重量％以上、３０重量％以下であれば、接合部３０を介した板状部材１０とベース部材２０との間の良好な熱伝導性を確保することができるとともに、接合部３０が十分な柔軟性を有するため、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差による応力を緩和できる。当該含有量は、より好ましくは、３重量％以上、２５重量％以下であり、さらに好ましくは、５重量％以上、２０重量％以下である。
【００３８】
図４に示すように、繊維３２２は、接合部３０の樹脂材料３２１中で、規則的に織られておらず分散して存在する。より好ましくは、繊維３２２の少なくとも一部は、接合部３０の樹脂材料３２１中に１本ごとに独立に分散して存在する。繊維３２２が、接合部３０の樹脂材料３２１中において上記形態で存在するために、不織布や繊維シートから構成される繊維３２２を用いることができる。
【００３９】
また、接合部３０において、繊維３２２の面方向視における平均配向方向は面方向に略平行である。換言すれば、概ね、繊維３２２の長手方向は面方向に略一致し、ＸＹ平面内に存在する。ここで、「繊維３２２の面方向視における平均配向方向」とは、面方向視において、繊維３２２の長手方向と面方向とのなす角の平均角度であり、「繊維３２２の面方向視における平均配向方向が面方向に略平行」とは、繊維３２２の面方向視における平均配向方向と面方向とのなす角の平均角度が、±２０°の範囲であることを意味する。また、接合部３０のＸＹ平面における柔軟性を向上させる観点から、Ｚ軸方向視において、繊維３２２はＸＹ平面における特定の方向に配向していないことが好ましく、一本一本の繊維はＸＹ平面内において曲がっていてもよい。すなわち、Ｚ軸方向視において、繊維３２２は、上記ＸＹ平面において種々の方向（すなわち、ランダム）に位置していることが好ましい。なお、繊維３２２の面方向視における平均配向方向は、特許請求の範囲における繊維の平均配向方向に相当する。
【００４０】
繊維３２２の面方向視における平均配向方向は、例えば、次の方法で求めることができる。まず、接合部３０における上下方向に平行なＸＺ断面を任意に設定し、当該ＸＺ断面においてＦＥ−ＳＥＭ（加速電圧１．５ｋＶ）におけるＳＥＭ画像（例えば、３００倍）を得る。当該得られたＳＥＭ画像において、任意の領域に含まれる繊維３２２のうち、長手方向における長さＬｆが５０μｍ以上である繊維の数ｎを特定する。当該特定された繊維３２２の長手方向に近似する第１の仮想直線ＶＬ１を特定する。次に、面方向に平行な第２の仮想直線ＶＬ２を特定する。そして、第１の仮想直線ＶＬ１と第２の仮想直線ＶＬ２とのなす角の内の最小角度θを特定する。上記特定されたｎ個の繊維３２２について、当該最小角度θを特定する。当該特定された最小角度θの平均角度θａｖが、繊維３２２の面方向視における平均配向方向である。また、当該平均角度θａｖが±２０°以下であるとき、繊維３２２の面方向視における平均配向方向が面方向に略平行であるといえる。
【００４１】
また、接合部３０の面方向における熱伝導率は、接合部３０のＺ軸方向（厚み方向）における熱伝導率より高い。換言すれば、接合部３０の表面および内部において、接合部３０の面方向における熱伝導性は、Ｚ軸方向（厚み方向）における熱伝導性より優れる。接合部３０は、例えば、面方向における熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、かつ、面方向における熱伝導率に対するＺ軸方向（厚み方向）における熱伝導率の比が１．５以上、１０以下であることが好ましい。
【００４２】
なお、接合部３０の熱伝導率は、例えば、レーザフラッシュ法により求めることができる。具体的には、接合部３０を切り出して、接合部３０におけるＺ軸方向（厚み方向）および面方向が分かるように、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚さ１ｍｍの略直方体の試料を作製する。レーザフラッシュ法では、当該作製された試料の表面をパルスレーザ光により瞬間的に均一加熱し、試料の裏面の温度変化を放射温度計で測定することにより、厚み方向の熱拡散率を得る。レーザのエネルギーの吸収および輻射率を良くするために、試料の表面に前処理としてカーボンスプレーによる黒化処理や金蒸着またはそれらの両方を施してもよい。接合部３０の面方向における熱伝導率は、接合部３０から縦１０ｍｍ×幅１ｍｍ×厚さ１ｍｍの試料を１０本切り出し、幅１ｍｍの部分がレーザフラッシュ測定における厚み方向になるように１０本を配置し束ねることで、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚さ１ｍｍの略直方体の試料を作製する。その後、上記厚み方向における測定方法と同様の方法で測定することにより、面方向の熱拡散率を得る。レーザフラッシュ法による測定は、測定温度  室温、大気中にて行うことができる。以下の式（１）の通り、上記得られた比熱および熱拡散率と、試料の密度とを乗算して熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を算出する。密度は、例えば、アルキメデス法により、比熱は公知の示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定できる。
Ｋ＝Ｃｐ×α×ρ    ・・・（１）
（ここで、Ｋは試料の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、Ｃｐは試料の比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））、αは試料の熱拡散率（ｍ２／ｓ）、ρは試料の密度（ｋｇ／ｍ３）を表す。）
【００４３】
なお、レーザフラッシュ法以外に、熱拡散率・熱伝導率測定装置  ａｉ−Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｂｉｌｅ  １ｕ（株式会社  日立ハイテクサイエンス製）や熱伝導率測定装置  ＴＣｉ（株式会社リガク製）を用いて測定してもよい。
【００４４】
接合部３０は、樹脂材料３２１および繊維３２２に加えて、例えばセラミックスの充填材（フィラー）を含んでいてもよい。セラミックスの充填材としては、例えば、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。
【００４５】
本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０のせん断接着ひずみは、４０％以上である。すなわち、接合部３０は、ある程度以上のせん断破断のしにくさを有する。
【００４６】
接合部３０のせん断接着ひずみは、以下のように特定することができる。図５は、せん断接着ひずみの特定方法を模式的に示す説明図である。まず、図５のＡ欄およびＢ欄に示すように、せん断接着ひずみの特定対象である試料ＳＡ（初期厚さｔ）によって、２つの略平板状の被着体２０１，２０２（例えば、アルミニウム板）を接合する。例えば、被着体２０１，２０２の大きさは、幅１２．５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ１ｍｍであり、接合部は、各被着体２０１，２０２の端の幅１２．５ｍｍ×長さ１２．５ｍｍの部分である。次に、図５のＣ欄に示すように、試料ＳＡにせん断力が作用するように、２つの被着体２０１，２０２を相対移動させる。例えば、公知の引張試験機（例えば、島津製作所製のオートグラフＡＧ−ＩＳ）を用いて、一方の被着体２０１を接着面に平行な一方の方向（例えば、図５のＣ欄における上方向）に所定速度（例えば、２ｍｍ／分）で移動させながら、荷重と移動距離とを測定する。荷重を試験前の接合部の面積で除すことにより、せん断応力を算出する。このような被着体２０１，２０２の相対移動を試料ＳＡが破断するまで継続し、せん断応力が最大になったときの距離ΔＬを測定する。最後に、以下の式（２）の通り、距離ΔＬを試料ＳＡの初期厚さｔで除して、試料ＳＡのせん断ひずみ（％）を算出する。
せん断接着ひずみ（％）＝（ΔＬ／ｔ）×１００    ・・・（２）
【００４７】
また、被着体に接合済みの接合材料のせん断ひずみを測定する場合は、例えば以下のように行う。まず、レーザーカット等の加工方法により、接合部を被着体ごと切り出す。切り出す試験片の形状は、引張試験機の治具で保持することができ、かつ、接合されている２つの被着体を、図５に示されるように互いに逆方向に引っ張ることができる形状であればよい。引張試験を行う前に、切り出した試験片における接合部の面積と、接合部の厚さとを測定する。その後は、上述した方法と同様に引っ張り試験を行い、せん断応力が最大になったときの距離ΔＬを接合部の初期厚さｔで除すことにより、せん断ひずみ（％）を算出する。
【００４８】
また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０のヤング率は、１０ＭＰａ以下である。すなわち、接合部３０は、ある程度以上の柔軟性を有する。
【００４９】
接合部３０のヤング率は、公知の特定方法（例えば、下記のように、公知の引張試験機（例えば、島津製作所製のオートグラフＡＧ−ＩＳ）による引張試験を行う方法）を用いて特定することができる。試験片は、シート状に成形し、材料に応じて加熱・硬化した後、所定の大きさに切り出すことにより作製することができる。試験片の大きさは、例えば、幅１０ｍｍ×長さ７０ｍｍである。試験片の両端の長さ２０ｍｍの部分を治具で保持し、中間の長さ３０ｍｍの部分をサンプル長とする。試験片が破断するまで、例えば５０ｍｍ／分の速度で長さ方向に引っ張りながら、移動距離とその時の荷重とを測定する。荷重を、試験前の試験片の断面積で除すことにより、引張応力を算出し、引張応力−ひずみ線図の原点付近の傾きからヤング率（弾性率）を算出する。なお、試験片の形状は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１：２０１０で定められたダンベル形状としてもよい。
【００５０】
また、被着体に接合済みの接合材料のヤング率を測定する場合には、ナイフ等を用いて被着体から接合材料をそぎ落とし、例えば上記と同じ幅１０ｍｍ×長さ７０ｍｍに切り出して試験片を作製し、上記と同様の方法でヤング率を算出することができる。
【００５１】
また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０の剛性率は、４ＭＰａ以下である。すなわち、接合部３０は、特にせん断方向に対して、ある程度以上の柔軟性を有する。
【００５２】
接合部３０の剛性率は、以下のように特定することができる。すなわち、上述したせん断接着ひずみの特定方法と同様に、剛性率の特定対象である試料ＳＡ（初期厚さｔ）によって、２つの略平板状の被着体２０１，２０２（例えば、アルミニウム板）を接合し（図５のＡ欄およびＢ欄参照）、次に、試料ＳＡにせん断力が作用するように、２つの被着体２０１，２０２を相対移動させる（図５のＣ欄参照）。例えば、公知の引張試験機（例えば、島津製作所製のオートグラフＡＧ−ＩＳ）を用いて、一方の被着体２０１を接着面に平行な一方の方向（例えば、図５のＣ欄における上方向）に所定速度（例えば、２ｍｍ／分）で移動させながら、荷重と移動距離ΔＬ’とを測定する。荷重を試験前の接合部の面積で除すことにより、せん断応力を算出する。以下の式（３）の通り、移動距離ΔＬ’を試料ＳＡの初期厚さｔで除すことにより、ひずみ（％）を算出する。せん断接着応力−ひずみ線図における原点付近の傾きから剛性率を算出する。
ひずみ（％）＝（ΔＬ’／ｔ）×１００    ・・・（３）
【００５３】
また、被着体に接合済みの接合材料の剛性率を測定する場合は、例えば以下のように行う。まず、レーザーカット等の加工方法により、接合部を被着体ごと切り出す。切り出す試験片の形状は、引張試験機の治具で保持することができ、かつ、接合されている２つの被着体を、図５に示されるように互いに逆方向に引っ張ることができる形状であればよい。引張試験を行う前に、切り出した試験片における接合部の面積と、接合部の厚さとを測定する。その後は、上述した方法と同様に引っ張り試験を行い、せん断接着応力−ひずみ線図における原点付近の傾きから剛性率を算出する。
【００５４】
Ａ−３．静電チャック１００の製造方法：
本実施形態の静電チャック１００の製造方法は、例えば以下の通りである。まず、公知の方法により、板状部材１０を作製する。例えば、セラミックスグリーンシートを複数枚作製し、所定のセラミックスグリーンシートに所定の加工を行う。所定の加工としては、例えば、チャック電極４０やヒータ電極５０等の形成のためのメタライズペーストの印刷、各種ビアの形成のための孔空けおよびメタライズペーストの充填等が挙げられる。これらのセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、切断等の加工を行うことにより、セラミックスグリーンシートの積層体を作製する。作製されたセラミックスグリーンシートの積層体を焼成することにより、セラミックス焼成体である板状部材１０を作製する。また、公知の方法により、ベース部材２０を作製する。
【００５５】
また、接合部３０を形成するためのシート状接着剤を作製する。具体的には、繊維シートを液状の樹脂材料に含浸させた後、例えば離型シート上に膜状に載置した後、所定の硬化処理によって半硬化させることにより、接合部３０を形成するためのシート状接着剤を作製する。接合部３０を形成するためのシート状接着剤においては、各繊維３２２は部分的に互いに絡まっており、各繊維３２２により構成された連続的な空間に樹脂材料が充填されている。液状の樹脂材料にはあらかじめ充填材を加えておいてもよい。もしくは、繊維や充填材を液状の樹脂材料に加えて作製したペーストを、例えば離型シート上に膜状に塗布した後、所定の硬化処理によって半硬化させることにより、繊維含有層３２を形成するためのシート状接着剤を作製してもよい。各シート状接着剤に対して、例えば打ち抜き加工を行うことにより、各シート状接着剤の形状を所望の形状（例えば、略円環状および略円形）にする。
【００５６】
その後、接合部３０用のシート状接着剤を用いて、板状部材１０とベース部材２０とを接合する。具体的には、板状部材１０とベース部材２０との一方の表面（接合面）に、接合部３０用のシート状接着剤を所定の位置（例えば、略円環状の接合部３０用のシート状接着剤が板状部材１０の下面Ｓ２またはベース部材２０の上面Ｓ３の中央）で面方向に配置し、板状部材１０とベース部材２０とを各シート状接着剤を介して貼り合わせ、各シート状接着剤を硬化させる硬化処理を行うことにより、接合部３０を形成する。主として以上の工程により、本実施形態の静電チャック１００が製造される。
【００５７】
Ａ−４．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、板状部材１０と、ベース部材２０と、接合部３０とを備える。板状部材１０は、Ｚ軸方向に略直交する吸着面Ｓ１と、吸着面Ｓ１とは反対側の下面Ｓ２とを有する。ベース部材２０は、上面Ｓ３を有し、上面Ｓ３が板状部材１０の下面Ｓ２側に位置するように配置されている。ベース部材２０は、冷媒流路２１を有する。接合部３０は、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に配置されて板状部材１０とベース部材２０とを接合する。また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０は、樹脂材料３２１と、樹脂材料３２１の熱伝導率より高い熱伝導率を有する繊維３２２とを有している。
【００５８】
このように、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０が、樹脂材料３２１の熱伝導率より高い熱伝導率を有する材料を、繊維３２２の形態で含有しているため、接合部３０が良好な熱伝導性と十分な柔軟性とを有する。すなわち、接合部３０では、各繊維３２２が樹脂材料３２１の変形に追随してスライドできるため、接合部３０全体として十分な柔軟性を有する。この点で、熱伝導性を有する材料が織布やメッシュの形態で含有されている接合部とは異なる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、Ｚ軸方向（すなわち、接合部３０を介した板状部材１０とベース部材２０との間）における良好な熱伝導性を確保することにより、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度の応答性（すなわち、昇温速度や降温速度）を向上させることができる。これにより、板状部材１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷの昇温速度や降温速度を向上させることができ、ひいては、ウェハＷの加工効率を高めることができる。また、本実施形態の静電チャック１００によれば、接合部３０により、板状部材１０とベース部材２０との接合性を確保しつつ、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差による応力を効果的に緩和すること（応力緩和性）により、板状部材が熱応力により変形することを抑制することができ、また、部材間の剥離や部材の割れが発生することを抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０において、繊維３２２の面方向視における平均配向方向は、Ｚ軸方向に直交する面方向に略平行である。繊維３２２に伝達された熱は、繊維３２２の長手方向へより拡散する。このため、接合部３０において、繊維３２２の長手方向が面方向に略平行であれば、換言すれば、繊維３２２の面方向視における平均配向方向が面方向に略平行であれば、接合部３０に伝達された熱をより効果的に、接合部３０における、板状部材１０の下面Ｓ２との接合面や、ベース部材２０の上面Ｓ３との接合面や、接合部３０内部の面方向に拡散させることができる。すなわち、接合部３０の面方向における熱伝導率が向上する。これにより、板状部材１０の吸着面Ｓ１の内、接合部３０を介して位置するベース部材２０の影響により温度特異点となりやすい領域、例えば、Ｚ軸方向視において、ベース部材２０に形成された冷媒流路２１に重なる領域が低温の特異点となることを抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度の応答性を確保しつつ、吸着面Ｓ１の温度分布の均一性を向上させることができる。
【００６０】
また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０の面方向における熱伝導率は、接合部３０のＺ軸方向における熱伝導率より高い。このため、接合部３０に伝達された熱をより効果的に、接合部３０における、板状部材１０の下面Ｓ２との接合面や、ベース部材２０の上面Ｓ３との接合面や、接合部３０内部の面方向に拡散させることができる。すなわち、接合部３０の面方向における熱伝導率が向上する。これにより、板状部材１０の吸着面Ｓ１の内、接合部３０を介して位置するベース部材２０の影響により温度特異点となりやすい領域、例えば、Ｚ軸方向視において、ベース部材２０に形成された冷媒流路２１に重なる領域が低温の特異点となることを抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度の応答性を確保しつつ、吸着面Ｓ１の温度分布の均一性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０のせん断接着ひずみは、４０％以上である。すなわち、接合部３０は、ある程度以上のせん断破断のしにくさを有する。このような高いせん断接着ひずみの値は、上述したように、接合部３０において、各繊維３２２が樹脂材料３２１の変形に追随してスライドでき、接合部３０全体として十分な柔軟性を有するために実現することができる。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０中の繊維３２２の存在により、板状部材１０とベース部材２０との間の良好な熱伝導性を確保しつつ、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差による応力によって接合部３０が破断したり、部材間（接合部３０と板状部材１０との間や接合部３０とベース部材２０との間）に剥離が発生することを抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、接合部３０の破断や部材間の剥離が発生した部分に起因して板状部材１０とベース部材２０との間の熱伝導性（熱引き特性）が低下し、板状部材１０の吸着面Ｓ１の内、Ｚ軸方向視において、接合部の破断や部材間の剥離が発生した領域に重なる領域が高温の温度特異点となることを抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度の応答性を確保しつつ、吸着面Ｓ１の温度分布の均一性を向上させることができる。
【００６２】
例えば、板状部材１０の直径が３６０ｍｍであり、接合部３０の厚さが１ｍｍであり、板状部材１０がアルミナ（熱膨張係数：８．２ｐｐｍ／Ｋ）により形成され、ベース部材２０がアルミニウム（熱膨張係数：２３ｐｐｍ／Ｋ）により形成され、応力ゼロとなる温度を１００℃（硬化温度）とし、使用時温度を板状部材１０では１５０℃、ベース部材２０では２０℃としたとき、接合部３０のせん断接着ひずみが４０％以上であれば、接合部３０が破断することがない。
【００６３】
また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０のヤング率は、１０ＭＰａ以下である。すなわち、接合部３０は、ある程度以上の柔軟性を有する。このような低いヤング率の値は、上述したように、接合部３０において、各繊維３２２が樹脂材料３２１の変形に追随してスライドでき、接合部３０全体として十分な柔軟性を有するために実現することができる。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０中の繊維３２２の存在により、板状部材１０とベース部材２０との間の良好な熱伝導性を確保しつつ、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差による応力によって反りが発生することを抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、該反りに起因してウェハＷに対する処理速度（例えば、エッチング速度）が不均一となったり、加工深さに制限が出たりすることを抑制することができる。
【００６４】
また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０の剛性率は、４ＭＰａ以下である。すなわち、接合部３０は、特にせん断方向に対して、ある程度以上の柔軟性を有する。このような低い剛性率の値は、上述したように、接合部３０において、各繊維３２２が樹脂材料３２１の変形に追随してスライドでき、接合部３０全体として十分な柔軟性を有するために実現することができる。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０中の繊維３２２の存在により、板状部材１０とベース部材２０との間の良好な熱伝導性を確保しつつ、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差による応力によって反りが発生することを抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、該反りに起因してウェハＷに対する処理速度（例えば、エッチング速度）が不均一となったり、加工深さに制限が出たりすることを抑制することができる。
【００６５】
また、本実施形態の静電チャック１００では、接合部３０が樹脂材料３２１を含んでいる。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、接合部３０により、板状部材１０とベース部材２０との間の接合性を効果的に確保しつつ、板状部材１０とベース部材２０との間の熱膨張差による応力を効果的に緩和することができ、部材間の剥離や部材の割れが発生することを効果的に抑制することができる。また、本実施形態の静電チャック１００によれば、接合部３０が樹脂材料３２１を含んでいることにより、接合部３０に形成された第１のガス流路孔１３１およびピン挿通孔１４０の各孔と真空チャンバー内との気密性が確保される。このため、第１のガス流路孔１３１内のヘリウムガスやピン挿通孔１４０内の大気が、静電チャック１００が載置された真空チャンバー内に漏れ出ることにより当該真空チャンバー内の真空度が低下することを抑制することができる。また、接合部３０に形成された第１のガス流路孔１３１およびピン挿通孔１４０の各孔の間の気密性が確保されるため、第１のガス流路孔１３１内のヘリウムガスとピン挿通孔１４０内の大気とが相互に混合することを抑制することができる。
【００６６】
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ−１．静電チャック１００ａの構成：
図６は、第２実施形態の静電チャック１００ａにおける接合部３０ａ付近の詳細構成を示す説明図である。図６には、図３に示された第１実施形態の静電チャック１００のＸＺ断面構成に対応する第２実施形態の静電チャック１００ａのＸＺ断面構成が示されている。以下では、第２実施形態の静電チャック１００ａの構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１００の構成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。
【００６７】
図６に示すように、第２実施形態の静電チャック１００ａは、第１実施形態の静電チャック１００が備える接合部３０に代えて接合部３０ａを備える。接合部３０ａは、通常層３１と、繊維含有層３２とから構成されており、この点で接合部３０と異なる。なお、通常層３１は、特許請求の範囲における繊維非含有層に相当する。
【００６８】
接合部３０ａの繊維含有層３２は、第１実施形態の静電チャック１００における接合部３０と同様に、樹脂材料３２１と繊維３２２とを含んでいる。第２実施形態の静電チャック１００ａにおいて、繊維含有層３２は、第１実施形態における静電チャック１００の接合部３０と同様に、樹脂材料３２１を主成分として含んでいる。また、繊維含有層３２は、樹脂材料３２１および繊維３２２に加えて、例えばセラミックスの充填材（フィラー）を含んでいてもよい。
【００６９】
一方、接合部３０ａの通常層３１は、樹脂材料３２１を含んでいる。第２実施形態の１００ａにおいて、通常層３１は、樹脂材料３２１を主成分として含んでいる。通常層３１に含まれる樹脂材料３２１としては、繊維含有層３２に含まれる樹脂材料３２１と同様に、シリコーン樹脂やアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の種々の樹脂材料を用いることができるが、シリコーン樹脂を用いることが好ましく、シリコーン樹脂の中でも付加硬化型シリコーン樹脂を用いることがさらに好ましい。なお、通常層３１に含まれる樹脂材料３２１と、繊維含有層３２に含まれる樹脂材料３２１とは、同種の樹脂であることが好ましい。それらの樹脂材料３２１が同種であれば、相互の濡れ性が高くなるため接着性が良好となるからである。
【００７０】
また、接合部３０ａの通常層３１は、樹脂材料３２１に加えて、例えばセラミックスの充填材（フィラー）を含んでいてもよい。ただし、通常層３１は、繊維含有層３２と異なり、繊維３２２を含んでいない。
【００７１】
図６に示すように、接合部３０ａは、通常層３１がベース部材２０側に位置し、かつ、繊維含有層３２が板状部材１０側に位置するように配置されている。具体的には、接合部３０ａは、Ｚ軸方向において、通常層３１側の表面（接合部３０ａにおける下側の表面）において、ベース部材２０の上面Ｓ３と接合しており、繊維含有層３２側の表面（接合部３０ａにおける上側の表面）において、板状部材１０の下面Ｓ２と接合している。すなわち、接合部３０ａは、繊維含有層３２と、Ｚ軸方向において、繊維含有層３２と異なる位置に配置された通常層３１とを有している。さらに、Ｚ軸方向において、繊維含有層３２は、接合部３０ａの内の板状部材１０側に配置されている。
【００７２】
接合部３０ａにおいて、Ｚ軸方向における繊維含有層３２の厚さＴ２は、通常層３１の厚さＴ１より厚い。繊維含有層３２の厚さＴ２は、例えば、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下であり、かつ、通常層３１の厚さＴ１に対する繊維含有層３２の厚さＴ２の比は２以上であることが好ましい。さらに好ましくは、繊維含有層３２の厚さＴ２は、０．３ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下であり、かつ、通常層３１の厚さＴ１に対する繊維含有層３２の厚さＴ２の比は３以上、１０以下である。なお、接合部３０ａにおける通常層３１と繊維含有層３２の特定方法および各層３１，３２の各厚さＴ１，Ｔ２の測定方法については、後に詳述する。
【００７３】
Ｂ−２．接合部３０ａにおける内部構成の特定方法：
静電チャック１００ａにおける接合部３０ａの内部構成、すなわち、接合部３０ａにおける通常層３１と繊維含有層３２の特定方法は、以下の通りである。まず、接合部３０ａにおける上下方向に平行なＸＺ断面を任意に設定し、当該ＸＺ断面においてＦＥ−ＳＥＭ（加速電圧１．５ｋＶ）におけるＳＥＭ画像（例えば、３００倍）を得る。
【００７４】
通常層３１と繊維含有層３２との境界は次のように特定することができる。通常層３１および繊維含有層３２に含有される樹脂材料３２１が互いに異なる種類である場合には、ＦＥ−ＳＥＭにおける観察により、通常、通常層３１と繊維含有層３２との境界を明瞭に特定することができる。通常層３１および繊維含有層３２に含有される樹脂材料３２１が互いに同種であり、通常層３１と繊維含有層３２との境界を明瞭に特定することができない場合には、繊維含有層３２に含有される繊維３２２の下端を結んだ仮想線を通常層３１と繊維含有層３２との境界と特定することができる。具体的には、次の方法で求めることができる。まず、静電チャック１００ａを切断し切断面を平面研磨した後、加工面をＦＥ−ＳＥＭ（加速電圧１．５ｋＶ）で１００倍の倍率で撮像する。このとき、得られるＳＥＭ画像内に、板状部材１０と、ベース部材２０と接合部３０ａとが収まり、かつ、接合部３０ａの厚み方向がＳＥＭ画像におけるＺ軸方向と一致するよう撮像する。得られたＳＥＭ画像において、Ｚ軸方向に直交する複数の線を上方向から所定間隔（例えば１μｍ間隔）で引く。当該線の内、線上に板状部材１０が重なっていない線であって、最も上方向に位置する第１の線を特定する。次に、当該線の内、線上にベース部材２０が重なっていない線であって、最も下方向に位置する第２の線を特定する。次に、Ｚ軸方向において、上記第１の線と第２の線との間に位置する上記線の内、線上に繊維３２２が重なっていない線であって、最も上方向に位置する第３の線を特定する。Ｚ軸方向において、上記第１の線と上記第３の線との間の距離を繊維含有層３２の厚みと特定し、上記第３の線と上記第２の線との間の距離を通常層３１の厚みと特定することができる。各層３１，３２の厚さは、ＳＥＭ画像中のスケールとの比較により算出することができる。
【００７５】
Ｂ−３．静電チャック１００ａの製造方法：
第２実施形態の静電チャック１００ａの製造方法は、例えば以下の通りである。なお、板状部材１０およびベース部材２０は、第１実施形態の静電チャック１００における板状部材１０およびベース部材２０と同様の方法により作製することができる。
【００７６】
また、接合部３０ａの各層（通常層３１および繊維含有層３２）は次の方法により作製することができる。まず、通常層３１および繊維含有層３２を形成するためのシート状接着剤を作製する。具体的には、液状の樹脂材料に必要に応じて充填材を加えて作製したペーストを、例えば離型シート上に膜状に塗布した後、所定の硬化処理によって半硬化させることにより、通常層３１を形成するためのシート状接着剤を作製する。また、繊維含有層３２を形成するためのシート状接着剤は、第１実施形態の静電チャック１００における接合部３０を形成するためのシート状接着剤と同様の方法により作製することができる。各シート状接着剤に対して、例えば打ち抜き加工を行うことにより、各シート状接着剤の形状を所望の形状（例えば、略円環状および略円形）にする。
【００７７】
その後、通常層３１用および繊維含有層３２用のシート状接着剤を用いて、板状部材１０とベース部材２０とを接合する。具体的には、板状部材１０の表面（接合面）に、繊維含有層３２用のシート状接着剤を所定の位置（例えば、略円環状の繊維含有層３２用のシート状接着剤が板状部材１０の下面Ｓ２の中央）で面方向に配置する。一方、ベース部材２０の表面（接合面）に、通常層３１用のシート状接着剤を所定の位置（例えば、略円環状の通常層３１用のシート状接着剤がベース部材２０の上面Ｓ３の中央）で面方向に配置する。これにより、板状部材１０とベース部材２０とを各シート状接着剤を介して貼り合わせ、各シート状接着剤を硬化させる硬化処理を行うことにより、接合部３０ａ（通常層３１および繊維含有層３２）を形成する。主として以上の工程により、第２実施形態の静電チャック１００ａが製造される。
【００７８】
Ｂ−４．本実施形態の効果：
以上説明したように、第２実施形態の静電チャック１００ａでは、接合部３０ａが、繊維３２２を含有する繊維含有層３２と、Ｚ軸方向において、繊維含有層３２とは異なる位置に配置された、繊維３２２を含有しない通常層３１とを有する。通常層３１は、繊維３２２を含有しないため、繊維含有層３２と比較して、より高い柔軟性を有する。このように、静電チャック１００ａでは、接合部３０ａが、良好な熱伝導性を有する繊維含有層３２と、より高い柔軟性を有する通常層３１とを有する。従って、第２実施形態の静電チャック１００ａによれば、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度の応答性を確保するとともに、接合部３０ａにより、板状部材１０とベース部材２０との接合性を確保しつつ、板状部材１０とベース部材２０との間の応力緩和性を確保することができる。
【００７９】
また、第２実施形態の静電チャック１００ａでは、Ｚ軸方向において、繊維含有層３２の厚さＴ２が、通常層３１の厚さＴ１より厚い。このため、接合部３０ａの全てが通常層３１で構成される構成や、通常層３１が繊維含有層３２より厚い構成と比較して、接合部３０ａにおける熱伝導性の低下を抑制することができる。また、第２の実施形態の静電チャック１００ａでは、接合部３０ａ全体において、Ｚ軸方向の熱伝導率に比べ、面方向の熱伝導率を高くすることができる。従って、第２実施形態の静電チャック１００ａによれば、板状部材１０とベース部材２０との間の応力緩和性を確保するとともに、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度の応答性（すなわち、昇温速度や降温速度）が低下することを抑制しつつ、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の均一性を向上させることができる。
【００８０】
また、第２実施形態の静電チャック１００ａでは、さらに、板状部材１０に配置された抵抗発熱体であるヒータ電極５０を備え、Ｚ軸方向において、繊維含有層３２は、接合部３０の内の板状部材１０側に配置されている。接合部３０ａの内、ヒータ電極５０を備える板状部材１０側を構成する部分は、高温の熱に晒されるおそれのある部分である。ヒータ電極５０やウェハＷに対する処理に伴い発生する熱等によって加熱されるためである。繊維含有層３２は、上記繊維３２２を含有しているため、良好な耐熱性を有する。これは、繊維３２２自体が高い耐熱性を有することに加えて、繊維含有層３２が繊維３２２を含有することにより、繊維含有層３２に含有される樹脂材料３２１を劣化させる要因となりうる酸素が、繊維含有層３２を透過しにくくなるためである。また、酸素に由来するラジカルが樹脂材料３２１を劣化させるが、繊維含有層３２に含まれる繊維３２２が当該ラジカルを捕捉し、失活させることにより、樹脂材料３２１の劣化を抑制することができる。このため、接合部３０に含有される樹脂が分解することにより部材間に剥離が発生することを抑制することができ、ひいては、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の不均一化を抑制することができる。
【００８１】
Ｃ．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。
【００８２】
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。より具体的には、上記実施形態では、接合部３０において、繊維３２２の面方向視における平均配向方向は面方向に略平行であるが、必ずしも繊維３２２の面方向視における平均配向方向が面方向に略平行である必要はない。
【００８３】
また、上記実施形態では、接合部３０および接合部３０ａの繊維含有層３２、すなわち、繊維３２２を含有する部分が、面方向の全体にわたって配置されているが、接合部３０および／または接合部３０ａの繊維含有層３２は、面方向の一部分にのみ配置されていてもよいし、面方向の複数部分に点在して配置されていてもよい。
【００８４】
また、上記第２実施形態では、接合部３０ａにおいて、面方向の全体にわたって繊維含有層３２が、通常層３１の上側に配置されているが、繊維含有層３２が通常層３１の下側に配置されていてもよいし、繊維含有層３２が、通常層３１の上側と下側との両方に配置されていてもよい。
【００８５】
上記実施形態では、接合部３０のせん断接着ひずみは４０％以上であり、接合部３０のヤング率は１０ＭＰａ以下であり、接合部３０の剛性率は４ＭＰａ以下であるとしているが、これらの物性値の数値範囲は好ましい範囲であり、これらの物性値の数値範囲を満たすことは必ずしも必須ではない。
【００８６】
上記実施形態では、板状部材１０の内部にヒータ電極５０が配置されているが、必ずしも板状部材１０の内部にヒータ電極５０が配置されている必要はなく、板状部材１０の表面にヒータ電極５０が配置されていてもよい。また、上記実施形態では、ベース部材２０に冷媒流路２１が形成されているが、必ずしもベース部材２０に冷媒流路２１が形成されている必要はなく、ベース部材２０にペルチェ素子等の他の冷却機構が備えられていてもよい。
【００８７】
上記実施形態では、板状部材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いるが、板状部材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もよい。
【００８８】
上記実施形態の静電チャック１００における各部材の形成材料は、あくまで一例であり、任意に変更可能である。例えば、上記実施形態では、板状部材１０が、セラミックスにより形成されているが、板状部材１０が、セラミックス以外の材料（例えば、樹脂材料）により形成されるとしてもよい。また、上記実施形態において、接合部３０の通常層３１に含まれる樹脂材料３２１と繊維含有層３２に含まれる樹脂材料３２１とは、同種でも異種でもよい。ただし、それらの樹脂材料３２１が同種であれば、相互の濡れ性が高くなるため接着性が良好となるため、好ましい。また、上記実施形態では、接合部３０の通常層３１および繊維含有層３２が樹脂材料３２１を主成分として含んでいるが、通常層３１および／または繊維含有層３２が樹脂材料３２１を副成分として含むとしてもよい。
【００８９】
上記実施形態の静電チャック１００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、第２実施形態では、接合部３０の通常層３１を形成するためのシート状接着剤と繊維含有層３２を形成するためのシート状接着剤とを作製し、通常層３１をベース部材２０へ配置し、繊維含有層３２を板状部材１０へ配置した後、板状部材１０とベース部材２０とを各シート状接着剤を介して貼り合わせているが、これに代えて、通常層３１を形成するためのシート状接着剤と繊維含有層３２を形成するためのシート状接着剤とを作製した後、これらのシート状接着剤を積層して接着剤積層体を作製し、当該作製された接着剤積層体の内の通常層３１側の表面がベース部材２０側に位置し、繊維含有層３２側の表面が板状部材１０側に位置するよう、板状部材１０とベース部材２０とを接着剤積層体を介して貼り合わせるとしてもよい。
【００９０】
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１００に限らず、板状部材と、ベース部材と、接合部とを備え、板状部材の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、真空チャック等）にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１０：板状部材  １６：孔  ２０：ベース部材  ２１：冷媒流路  ２５：孔  ２６：孔  ３０：接合部  ３０ａ：接合部  ３１：通常層  ３２：繊維含有層  ３５：孔  ３６：孔  ４０：チャック電極  ５０：ヒータ電極  １００：静電チャック  １００ａ：静電チャック  １３１：第１のガス流路孔  １３２：第２のガス流路孔  １３３：横流路  １３４：拡径部  １４０：ピン挿通孔  １６０：充填部材（通気性プラグ）  ２０１，２０２：被着体  ３２１：樹脂材料  ３２２：繊維  Ｌｆ：長さ  Ｓ１：吸着面  Ｓ２：下面  Ｓ３：上面  Ｓ４：下面  ＳＡ：試料  Ｔ１，Ｔ２：厚さ  ＶＬ１：第１の仮想直線  ＶＬ２：第２の仮想直線  Ｗ：半導体ウェハ
【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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【図６】
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