(57)【要約】【課題】板状試料の表面温度を均一にすることができる静電チャック装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】板状試料Ｗを載置する載置面１１ａを有する基材１１及び板状試料Ｗを載置面１１ａに静電吸着する静電吸着用内部電極１３を有する静電チャック部２と、静電チャック部２を冷却する冷却用ベース部３と、これらの間に介在する接着剤層４とを備え、基材１１の厚さ方向の断面形状は載置面１１ａの中心１１ｂから載置面１１ａの外周１１ｃに向かって次第に湾曲する曲面状である凹面２３または凸面をなし変曲点を含まず、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凹面２３または凸面の中心の高さと、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凹面２３または凸面の外周の高さとの差の絶対値が１μｍ以上かつ３０μｍ以下である静電チャック装置１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状試料を載置する載置面を有する基材、および、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を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部を冷却する冷却用ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却用ベース部の間に介在する接着剤層と、を備え、
前記基材の厚さ方向の断面形状は、前記載置面の中心から前記載置面の外周に向かって次第に湾曲する曲面状である凹面または凸面をなし、かつ、変曲点を含まず、
前記冷却用ベース部の一主面を基準とする前記凹面または前記凸面の中心の高さと、前記冷却用ベース部の一主面を基準とする前記凹面または前記凸面の外周の高さとの差の絶対値が、１μｍ以上かつ３０μｍ以下である静電チャック装置。
【請求項２】
前記載置面の表面粗さが、４０ｎｍ未満である請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項３】
板状試料を載置する載置面を有する基材、および、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を有する静電チャック部と前記静電チャック部を冷却する冷却用ベース部を、接着剤を介して接着する工程と、
前記冷却用ベース部と接着した前記静電チャック部の前記基材の前記載置面を、前記基材の厚さ方向における断面形状が前記載置面の中心から前記載置面の外周に向かって次第に湾曲する曲面状である凹面または凸面をなし、かつ、変曲点を含まないように加工する工程と、を有する静電チャック装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャック装置および静電チャック装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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いる。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。
【０００３】
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ある。また、静電チャック装置は、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。
【０００４】
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る。このような静電チャック装置では、不活性ガスの封止特性やウエ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。
【０００５】
例えば、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、この環状突起部の上端部およ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により、板状試料を吸着する際や脱離する際に、板状試料が変形することがなくなり、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静電チャック装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
静電チャック装置は、静電チャック部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工程と、冷却用ベース部の静電チャック部との接合面に等間隔に角柱状のスペーサを複数個固定する工程と、スペーサが固定された冷却用ベース部の接合面に接着剤を塗布し、接着剤に静電チャック部の支持板を密着させ、静電チャック部の支持板をスペーサの上面に近接させ、静電チャック部を冷却用ベース部に対して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、静電チャック部の環状突起部の上端面および複数の突起部各々の上端面を凹面上に位置させる工程と、を有する製造方法により製造される。また、静電チャック装置は、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工程と、載置板、吸着用内部電極層、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、静電チャック部の載置板の表面全体を凹面に研磨加工する工程と、スペーサが固定された冷却用ベース部の接合面に接着剤を塗布し、接着剤に静電チャック部の支持板を密着させ、静電チャック部の支持板をスペーサの上面に近接させ、静電チャック部を冷却用ベース部に対して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、静電チャック部の環状突起部の上端面および複数の突起部各々の上端面を凹面上に位置させる工程と、を有する製造方法により製造される。
【０００７】
また、（ａ）ウエハ載置面を有するセラミック製で平板状の静電チャックと、周縁に比べて中央が凹んだ形状の凹面を有しセラミックとの４０℃〜５７０℃の線熱膨張係数差の絶対値が０．２×１０−６／Ｋ以下の複合材料からなる支持基板と、平板状の金属接合材とを用意する工程と、（ｂ）支持基板の凹面と静電チャックのウエハ載置面とは反対側の面との間に金属接合材を挟み、金属接合材の固相線温度以下の温度で支持基板と静電チャックとを熱圧接合することにより静電チャックを凹面と同形状に変形させる工程と、を含むことにより、静電チャックに支持基板の凹面形状が精度よく反映された半導体製造装置用部材を提供できる半導体製造装置用部材の製法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第６１１９４３０号公報
【特許文献２】特開２０１８−６４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の静電チャックの製造方法では、冷却用ベース部の接合面に塗布した接着剤に静電チャック部の支持板を密着させ、静電チャック部の支持板をスペーサの上面に近接させ、静電チャック部を冷却用ベース部に対して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ている。また、特許文献１に記載の静電チャックの製造方法では、静電チャック部の載置板の表面全体を凹面に研磨加工した後、冷却用ベース部の接合面に塗布した接着剤に静電チャック部の支持板を密着させ、静電チャック部の支持板をスペーサの上面に近接させ、静電チャック部を冷却用ベース部に対して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ている。そのため、静電チャック部全体が凹面を形成しているものの、その凹面に変曲点が存在する。凹面に変曲点が存在すると、板状試料を吸着する際に、板状試料と凹面の間に隙間が生じて、板状試料の温度も均一化され難くなるという課題があった。
【００１０】
ここで変曲点とは、静電チャック部の表面プロファイルを、三次元測定機（商品名：ＲＶＡ８００Ａ、株式会社東京精密製）を用い、測定点を、載置面の中心、半径３０ｍｍの同心円周上で４５°毎（０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の８方位）に８箇所、半径６０ｍｍの同心円周上で４５°毎に８箇所、半径９０ｍｍの同心円周上で４５°毎に８箇所、半径１２０ｍｍの同心円周上で４５°毎に８箇所、半径１４５ｍｍの同心円周上で４５°毎に８箇所測定し、上記の８方位のうち同方位の隣り合う２点（例えば、半径３０ｍｍの点と半径６０ｍｍの点）の高さの差（半径が大きい点の高さ（例えば、半径６０ｍｍの点の高さ）−半径が小さい点の高さ（例えば、半径３０ｍｍの点の高さ））を２回算出し、その算出値の符号がその前の値と比較して反転する点とする。
【００１１】
特許文献２に記載の静電チャックの製造方法では、非金属材料からなる支持基板を用いているため、支持基板に温度調整用のガスや水を流すための流路を形成する場合には、製造コストが増加するという課題があった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、板状試料の表面温度を均一にすることができる静電チャック装置およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決すべく、本発明者等が鋭意検討した結果、板状試料の表面温度を均一にすることができない原因の１つとしては、静電チャック部の載置板の表面に変曲点が存在すると、板状試料を吸着する際に、板状試料と載置板の表面の間に隙間が生じて、板状試料の温度も均一化され難くなることが分かった。そこで、以下の態様の静電チャック装置によれば、板状試料の温度を均一化できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１４】
本発明の一態様は、板状試料を載置する載置面を有する基材、および、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を有する静電チャック部と、前記静電チャック部を冷却する冷却用ベース部と、前記静電チャック部と前記冷却用ベース部の間に介在する接着剤層と、を備え、前記基材の厚さ方向の断面形状は、前記載置面の中心から前記載置面の外周に向かって次第に湾曲する曲面状である凹面または凸面をなし、かつ、変曲点を含まず、前記冷却用ベース部の一主面を基準とする前記凹面または前記凸面の中心の高さと、前記冷却用ベース部の一主面を基準とする前記凹面または前記凸面の外周の高さとの差の絶対値が、１μｍ以上かつ３０μｍ以下である静電チャック装置を提供する。
【００１５】
ここで曲面状とは、円弧状、双曲線状、楕円状、円錐状、放物線状、放射状等であり、かつ滑らかである面のことである。曲面状としては円弧状であることが好ましい。
【００１６】
本発明の一態様において、前記載置面の表面粗さは、４０ｎｍ未満であってもよい。
【００１７】
本発明の一態様は、板状試料を載置する載置面を有する基材、および、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を有する静電チャック部と前記静電チャック部を冷却する冷却用ベース部を、接着剤を介して接着する工程と、前記冷却用ベース部と接着した前記静電チャック部の前記基材の前記載置面を、前記基材の厚さ方向における断面形状が前記載置面の中心から前記載置面の外周に向かって次第に湾曲する曲面状である凹面または凸面をなし、かつ、変曲点を含まないように加工する工程と、を有する静電チャック装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様によれば、板状試料の表面温度を均一にすることができる静電チャック装置およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】実施例１の静電チャック部の載置板の載置面と比較例１の静電チャック部の載置板の載置面の各半径位置における高さの測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る静電チャック装置およびその製造方法の実施の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本実施の形態は、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。
【００２１】
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。
【００２２】
（１）第１の実施形態
＜静電チャック装置＞
図１は、本実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。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。
図１に示す静電チャック装置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さを有す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接着剤層４と、を備えている。
【００２３】
［静電チャック部］
静電チャック部２は、載置板（基材）１１と、支持板１２と、静電吸着用内部電極１３と、絶縁材層１４と、給電用端子１５と、を備える。
【００２４】
載置板１１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１１ａとしている。
支持板１２は、載置板１１を支持するためのものである。
静電吸着用内部電極１３は、載置板１１と支持板１２の間に設けられている。
絶縁材層１４は、載置板１１と支持板１２の間に設けられ、静電吸着用内部電極１３の周囲を絶縁するためのものである。
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のものである。
【００２５】
載置板１１の載置面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、この載置面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、図２に示すように、環状突起部２１の上端部２１ａおよび複数の突起部２２各々の上端部２２ａは、載置面１１ａの中心１１ｂに底面が位置する凹面２３上に位置している。
【００２６】
図１に示すように、載置板１１の厚さ方向の断面形状は、載置面１１ａの中心１１ｂから載置面１１ａの外周１１ｃに向かって次第に湾曲する曲面状である凹面２３をなしている。詳細には、載置板１１の厚さ方向の断面形状は、載置面１１ａの中心１１ｂ（凹面２３の中心２３ａ）から載置面１１ａの外周１１ｃ（凹面２３の外周２３ｂ）に向かって、冷却用ベース部３の上面（一主面）３ａを基準とする高さが次第に高くなるように湾曲する曲面状である凹面２３をなしている。すなわち、載置面１１ａは凹面２３をなしている。
【００２７】
また、載置板１１の厚さ方向の断面形状は、変曲点を含まない。すなわち、凹面２３において、載置板１１の厚さ方向に突出する点および載置板１１の厚さ方向に窪む点を有さない。
ここで変曲点とは、載置板１１の載置面１１ａの表面プロファイルを、三次元測定機（商品名：ＲＶＡ８００Ａ、株式会社東京精密製）を用い、測定点を、載置面１１ａの中心、半径３０ｍｍの同心円周上で４５°毎（０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の８方位）に８箇所、半径６０ｍｍの同心円周上で４５°毎に８箇所、半径９０ｍｍの同心円周上で４５°毎に８箇所、半径１２０ｍｍの同心円周上で４５°毎に８箇所、半径１４５ｍｍの同心円周上で４５°毎に８箇所測定し、上記の８方位のうち同方位の隣り合う２点（例えば、半径３０ｍｍの点と半径６０ｍｍの点）の高さの差（半径が大きい点の高さ（例えば、半径６０ｍｍの点の高さ）−半径が小さい点の高さ（例えば、半径３０ｍｍの点の高さ））を２回算出し、その算出値の符号がその前の値と比較して反転する点とする。
【００２８】
また、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凹面２３の中心２３ａの高さと、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凹面２３の外周２３ｂの高さとの差は、１μｍ以上かつ３０μｍ以下であり、１μｍ以上かつ１５μｍ以下であることが好ましい。
上記の高さの差が１μｍ未満では、板状試料Ｗの脱離応答性が低下するため、好ましくない。一方、上記の高さの差が３０μｍを超えると、板状試料Ｗを吸着する際に、この板状試料Ｗと載置板１１の載置面１１ａの間に隙間が生じて、板状試料Ｗの温度を均一化する性能が低下する。
【００２９】
また、凹面２３の表面粗さは、４０ｎｍ未満であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましい。
凹面２３の表面粗さが４０ｎｍ未満であれば、環状突起部２１の上端部２１ａと複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａとにより、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ことがなく、パーティクルを発生し難くすることができる。
【００３０】
本実施形態の静電チャック装置における凹面２３の表面粗さは、いわゆる中心線平均表面粗さＲａである。本実施形態の静電チャック装置における凹面２３の表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠し、表面粗さ形状測定機（商品名：ＳＵＲＦＣＯＭ  １５００ＳＤ３、株式会社東京精密製）を用いて測定する。この測定において、凹面２３の表面粗さについて、同心円周上で１２０°毎に３箇所ずつ計６箇所測定し、その平均値を採用する。
【００３１】
載置板１１の載置面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、この載置面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、図２に示すように、環状突起部２１の上端部２１ａおよび複数の突起部２２各々の上端部２２ａは、載置面１１ａの中心点１１ｂに底面が位置する凹面２３上に位置している。
【００３２】
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１×１０１４Ω・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１×１０１４Ω・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。
【００３３】
ここで、電気抵抗が１×１０１４Ω・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、およ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。
【００３４】
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できなくなる。その結果、この板状試料Ｗを凹面２３に吸着固定することができ難くなるため好ましくない。
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。
【００３５】
載置板１１および支持板１２を構成するセラミックスとしては、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ）複合焼結体、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）焼結体等の機械的な強度を有し、かつ腐食性ガスおよ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。
【００３６】
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以下とすることにより、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および複数の突起部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の幅および高さ、および複数の突起部２２の高さおよ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および複数の突起部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。
【００３７】
載置板１１の載置面１１ａ上に設けられた環状突起部２１および複数の突起部２２は、環状突起部２１の上端部２１ａおよび複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａを、載置面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および複数の突起部２２との接触が板状試料Ｗの全面にて確実に行われる。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が変形等することがなくなり、この板状試料Ｗの温度も均一化される。
【００３８】
この環状突起部２１の上端部２１ａおよび複数の突起部２２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および複数の突起部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および複数の突起部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０．０４０μｍ未満とすることが好ましい。
【００３９】
さらに、環状突起部２１の上端部２１ａおよび複数の突起部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く、さらに±０．５μｍであることがより好ましい。
このように、環状突起部２１の上端部２１ａおよび複数の突起部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および複数の突起部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が変形することがなく、この板状試料Ｗの温度がさらに均一化される。
【００４０】
載置板１１の載置面１１ａ上に設けられた環状突起部２１および複数の突起部２２では、載置面１１ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さｈ１と、この載置面１１ａから複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａまでの高さｈ２は同一とされている。そして、この載置面１１ａのうち環状突起部２１および複数の突起部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。
【００４１】
このように、載置面１１ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さｈ１、および載置面１１ａから複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａまでの高さｈ２を同一としたことにより、この載置面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。
【００４２】
また、冷却用ベース部３の一主面３ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さと、一主面３ａから載置面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、１μｍ以上かつ１５μｍ以下であることがより好ましい。
【００４３】
このように、冷却用ベース部３の一主面３ａから環状突起部２１の上端部２１ａまでの高さと、一主面３ａから載置面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が変形したりせず、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。
【００４４】
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、載置面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載置面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載置面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。
【００４５】
載置板１１、支持板１２、静電吸着用内部電極１３および絶縁材層１４の合計の厚さ、すなわち、静電チャック部２の厚さは、１ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下であることが好ましい。静電チャック部２の厚さが１ｍｍ以上であれば、静電チャック部２の機械的強度を確保することができる。一方、静電チャック部２の厚さが１０ｍｍ以下であれば、静電チャック部２の熱容量が大きくなり過ぎることがなく、載置される板状試料Ｗの熱応答性が劣化することもない。さらに、静電チャック部の横方向の熱伝達が増加することもなく、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できる。
【００４６】
特に、載置板１１の厚さは、０．３ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下であることが好ましい。その理由は、載置板１１の厚さが０．３ｍｍ以上であれば、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ない。一方、載置板１１の厚さが２．０ｍｍ以下であれば、板状試料Ｗを十分に吸着固定することができ、板状試料Ｗを十分に加熱することができる。
【００４７】
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ある。静電吸着用内部電極１３は、その用途によって、その形状や、大きさが適宜調整される。
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（Ａｌ２Ｏ３−Ｔａ４Ｃ５）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−タングステン（Ａｌ２Ｏ３−Ｗ）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ２Ｏ３−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（Ｙ２Ｏ３−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。
【００４８】
静電吸着用内部電極１３の厚さは、特に限定されるものではないが、５μｍ以上かつ４０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上かつ３０μｍ以下であることが特に好ましい。静電吸着用内部電極１３の厚さが５μｍ以上であれば、充分な導電性を確保することができる。一方、静電吸着用内部電極１３の厚さが４０μｍ以下であれば、静電吸着用内部電極１３と載置板１１および支持板１２との間の熱膨張率差に起因して、静電吸着用内部電極１３と載置板１１および支持板１２との接合界面にクラックが入り難くなる。
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。
【００４９】
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およ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る。絶縁材層１４は、載置板１１および支持板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。
【００５０】
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ある。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、特に限定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および支持板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。
【００５１】
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。
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および絶縁材層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。
【００５２】
［冷却用ベース部］
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、厚さのある円板状のものである。
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。
【００５３】
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。
【００５４】
［接着剤層］
接着剤層４は、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ものである。
【００５５】
接着剤層４の厚さは、１００μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが好ましく、１３０μｍ以上かつ１７０μｍ以下であることがより好ましい。
接着剤層４の厚さが上記の範囲内であれば、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に保持することができる。また、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に確保することができる。
【００５６】
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、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等で形成されている。
シリコーン系樹脂組成物は、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するケイ素化合物であり、耐熱性、弾性に優れた樹脂であるので、より好ましい。
【００５７】
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、作業性に劣ることになるため好ましくない。一方、熱硬化温度が１４０℃を超えると、静電チャック部２および冷却用ベース部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ことがあるため好ましくない。
【００５８】
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、接着剤層４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、接着剤層４の耐久性が低下するため、好ましくない。
【００５９】
接着剤層４には、平均粒径が１μｍ以上かつ３０μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上かつ２０μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以上かつ１０μｍ以下である無機酸化物、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（ＳｉＯ２）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。
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、接着剤層４の熱伝達率を制御することができる。
【００６０】
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、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（ＳｉＯ２）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接着剤層４の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。
【００６１】
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（ＳｉＯ２）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ことがなく、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の熱伝達率が低下することもなく、接着剤層４の耐久性が向上する。
なお、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への汚染源となることもなく、この点からも好ましいフィラーということができる。
【００６２】
また、この接着剤層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、含有していなくてもよい。
【００６３】
本実施形態の静電チャック装置１によれば、載置板１１の厚さ方向の断面形状が、載置面１１ａの中心１１ｂから載置面１１ａの外周１１ｃに向かって次第に湾曲する曲面状である凹面２３をなし、かつ、変曲点を含まず、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凹面２３の中心２３ａの高さと、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凹面２３の外周２３ｂの高さとの差が、１μｍ以上かつ３０μｍ以下であるため、板状試料Ｗと凹面２３との局所的な接触を防止するとともに、静電吸着時に、板状試料Ｗが凹面２３の形状に追随して変形し、板状試料Ｗが凹面２３に隙間なく密着するため、凹面２３に対する板状試料Ｗの吸着力が向上する。これにより、静電チャック装置１に吸着した板状試料Ｗの表面温度を均一にすることができる。
【００６４】
また、本実施形態の静電チャック装置１によれば、載置板１１の載置面１１ａ上の周縁部に環状突起部２１が設けられ、この載置面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および複数の突起部２２各々の上端部２２ａが載置面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が変形することがなく、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ことがなく、パーティクルを発生し難くすることができる。
【００６５】
＜静電チャック装置の製造方法（１）＞
本実施形態の静電チャック装置の製造方法は、本実施形態の静電チャック装置を製造する方法であって、静電チャック部と冷却用ベース部を、接着剤を介して接着する工程と、冷却用ベース部と接着した静電チャック部の載置板の載置面を、基材の厚さ方向における断面形状が載置板の載置面の中心から載置板の載置面の外周に向かって次第に湾曲する曲面状である凹面または凸面をなし、かつ、変曲点を含まないように加工する工程と、を有する。
【００６６】
以下、本実施形態の静電チャック装置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（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ）複合焼結体または酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）焼結体により、載置板１１および支持板１２となる一対の板状体を作製する。
例えば、炭化ケイ素粉末およ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て成形体とし、その後、その成形体を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。
【００６７】
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。
【００６８】
次いで、一方の板状体上に形成した静電吸着用内部電極形成層および絶縁材層の上に、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、Ｎ２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５ＭＰａ〜１０ＭＰａであることが好ましく、温度は１４００℃〜１８５０℃であることが好ましい。
【００６９】
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、２つの板状体がそれぞれ載置板１１および支持板１２となって、静電吸着用内部電極１３および絶縁材層１４と接合一体化され、静電チャック部２となる。
【００７０】
次いで、冷却用ベース部３の一主面３ａの所定領域に、シリコーン系樹脂組成物からなる接着剤を塗布する。ここで、接着剤の塗布量を、静電チャック部２と冷却用ベース部３とが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。
【００７１】
冷却用ベース部３の一主面３ａに接着剤を塗布した後、静電チャック部２と、接着剤を塗布した冷却用ベース部３とを重ね合わせる。
また、立設した給電用端子１５および碍子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、静電チャック部２を冷却用ベース部３に対して所定の圧力にて押圧し、静電チャック部２と冷却用ベース部３を接合一体化する。これにより、静電チャック部２と冷却用ベース部３が接着剤層４を介して接合一体化されたものとなる。
【００７２】
次いで、静電チャック部２、接着剤層４および冷却用ベース部３からなる積層体の側面（積層体の厚さ方向に沿う面）および裏面（静電チャック部２の載置板１１の載置面１１ａとは反対側の面）に、傷が付いたり、パーティクルが付着したりすることがないように、例えば、表面保護テープを貼着して、積層体の側面および裏面をマスキングし、載置板１１の載置面１１ａのみを露出させる。
【００７３】
次いで、静電チャック部２の載置板１１の載置面１１ａに研削加工および研磨加工を施し、載置板１１の厚さ方向の断面形状が、凹面２３の中心２３ａ（載置面１１ａの中心１１ｂ）から凹面２３の外周２３ｂ（載置面１１ａの外周に相当）に向かって、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする高さが次第に高くなるように湾曲する曲面状をなすようにする。
【００７４】
次いで、静電チャック部２の載置板１１の載置面１１ａ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および複数の突起部２２を形成するとともに、環状突起部２１および複数の突起部２２を除く底面部分を載置板１１の載置面１１ａとする。
【００７５】
次いで、静電チャック部２、接着剤層４および冷却用ベース部３からなる積層体から表面保護テープを除去する。
次いで、超純水中にて、超音波洗浄により、静電チャック部２の凹面２３および載置板１１の載置面１１ａに残留するパーティクル（載置板１１の加工屑）を除去する。さらに、アルコールによるワイピングにより、上記の積層体の側面や裏面に残留する粘着剤を除去した後、乾燥機により乾燥する。
【００７６】
以上により、静電チャック部２および冷却用ベース部３は、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の載置面１１ａに環状突起部２１および複数の突起部２２が形成され、載置板１１の厚さ方向の断面形状が、凹面２３の中心２３ａから凹面２３の外周２３ｂに向かって、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする高さが次第に高くなるように湾曲する曲面状をなす本実施形態の静電チャック装置１が得られる。
【００７７】
本実施形態の静電チャック装置の製造方法によれば、凹面２３に対する板状試料Ｗの吸着力が向上した静電チャック装置１が得られる。
【００７８】
（２）第２の実施形態
＜静電チャック装置＞
図３は、本実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。なお、図３において、図１に示した第１の実施形態の静電チャック装置と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図３に示す静電チャック装置１００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さ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接着剤層４と、を備えている。
【００７９】
本実施形態の静電チャック装置１００が、上述の第１の実施形態の静電チャック装置１と異なる点は、図３に示すように、載置板１１の厚さ方向の断面形状が、載置面１１ａの中心１１ｂから載置面１１ａの外周１１ｃに向かって次第に湾曲する曲面状である凸面１０１をなしている点である。詳細には、載置板１１の厚さ方向の断面形状は、載置面１１ａの中心１１ｂ（凸面１０１の中心１０１ａ）から載置面１１ａの外周１１ｃ（凸面１０１の外周１０１ｂ）に向かって、冷却用ベース部３の上面（一主面）３ａを基準とする高さが次第に低くなるように湾曲する曲面状である凸面１０１をなしている。すなわち、載置面１１ａは凸面１０１をなしている。
【００８０】
また、本実施形態の静電チャック装置１００は、載置板１１の厚さ方向の断面形状が、変曲点を含まない。すなわち、凸面１０１において、載置板１１の厚さ方向に突出する点および載置板１１の厚さ方向に窪む点を有さない。
【００８１】
また、本実施形態の静電チャック装置１００は、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凸面１０１の中心１０１ａの高さと、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凸面１０１の外周１０１ｂの高さとの差が、１μｍ以上かつ３０μｍ以下であり、１μｍ以上かつ１５μｍ以下であることが好ましい。
上記の高さの差が１μｍ未満では、板状試料Ｗの脱離応答性が低下するため、好ましくない。一方、上記の高さの差が３０μｍを超えると、板状試料Ｗを吸着する際に、この板状試料Ｗと載置板１１の載置面１１ａの間に隙間が生じて、板状試料Ｗの温度を均一化する性能が低下する。
【００８２】
また、凸面１０１の表面粗さは、４０ｎｍ未満であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましい。
凸面１０１の表面粗さが４０ｎｍ未満であれば、環状突起部２１の上端部２１ａと複数の突起部２２それぞれの上端部２２ａとにより、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ことがなく、パーティクルを発生し難くすることができる。
本実施形態の静電チャック装置における凹面１０１の表面粗さは、第１の実施形態と同様に測定する。
【００８３】
本実施形態の静電チャック装置１００によれば、載置板１１の厚さ方向の断面形状が、載置面１１ａの中心１１ｂから載置面１１ａの外周１１ｃに向かって次第に湾曲する曲面状である凸面１０１をなし、かつ、変曲点を含まず、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凸面１０１の中心１０１ａの高さと、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする凸面１０１の外周１０１ｂの高さとの差が、１μｍ以上かつ３０μｍ以下であるため、板状試料Ｗと凸面１０１との局所的な接触を防止するとともに、静電吸着時に、板状試料Ｗが凸面１０１の形状に追随して変形し、板状試料Ｗが凸面１０１に隙間なく密着するため、凸面１０１に対する板状試料Ｗの吸着力が向上する。これにより、静電チャック装置１に吸着した板状試料Ｗの表面温度を均一にすることができる。また、板状試料Ｗの脱離応答性も向上する。
【００８４】
＜静電チャック装置の製造方法（２）＞
本実施形態の静電チャック装置の製造方法は、上述の第１の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様に行われる。
【００８５】
本実施形態の静電チャック装置の製造方法は、上述の第１の実施形態の静電チャック装置の製造方法と異なる点は、静電チャック部２の載置板１１の載置面１１ａに研削加工および研磨加工を施す工程において、載置板１１の厚さ方向の断面形状が、凸面１０１の中心１０１ａ（載置面１１ａの中心１１ｂ）から凸面１０１の外周１０１ｂ（載置面１１ａの外周に相当）に向かって、冷却用ベース部３の一主面３ａを基準とする高さが次第に低くなるように湾曲する曲面状をなすように、載置板１１の載置面１１ａに研削加工および研磨加工を施す点である。
【００８６】
本実施形態の静電チャック装置の製造方法によれば、凸面１０１に対する板状試料Ｗの吸着力が向上した静電チャック装置１００が得られる。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８８】
「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２５μｍ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。
【００８９】
次いで、これら載置板およ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３．０ｍｍ、かつ載置板の表面を平坦面に研磨加工した。
【００９０】
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。
【００９１】
次いで、冷却用ベース部の一主面の所定領域に、シリコーン系樹脂組成物からなる接着剤を塗布した後、静電チャック部と、接着剤を塗布した冷却用ベース部とを重ね合わせた。
また、立設した給電用端子および碍子を、冷却用ベース部中に穿孔された給電用端子収容孔に挿入し嵌め込んだ。
【００９２】
次いで、静電チャック部を冷却用ベース部に対して３５ｋｇの圧力で押圧し、５０℃にて５時間保持した後、１１０℃にて１２時間加熱し、静電チャック部と冷却用ベース部を接合一体化した。
次いで、静電チャック部、接着剤層および冷却用ベース部からなる積層体の側面および裏面に、表面保護テープを貼着して、積層体の側面および裏面をマスキングし、載置板の載置面のみを露出させた。
【００９３】
次いで、静電チャック部の載置板の載置面に研削加工および研磨加工を施し、載置板の厚さ方向の断面形状が、凹面の中心（載置面の中心）から凹面の外周（載置面の外周に相当）に向かって、冷却用ベース部の一主面を基準とする高さが次第に高くなるように湾曲する曲面状をなすようにした。
【００９４】
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５ｍｍ、高さ３０μｍの環状突起部を形成し、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およ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。
【００９５】
次いで、静電チャック部、接着剤層および冷却用ベース部からなる積層体から表面保護テープを除去した。
次いで、超純水中にて、超音波洗浄により、静電チャック部の凹面および載置板の載置面に残留するパーティクルを除去し、さらに、アルコールによるワイピングにより、上記の積層体の側面や裏面に残留する粘着剤を除去した後、乾燥機により乾燥し、実施例１の静電チャック装置を得た。
【００９６】
「実施例２」
（静電チャック装置の作製）
静電チャック部の載置板の載置面に研削加工および研磨加工を施し、載置板の厚さ方向の断面形状が、凸面の中心（載置面の中心）から凸面の外周（載置面の外周に相当）に向かって、冷却用ベース部の一主面を基準とする高さが次第に低くなるように湾曲する曲面状をなすようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の静電チャック装置を得た。
【００９７】
「比較例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。
【００９８】
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。
【００９９】
次いで、静電チャック部の載置板の載置面に研削加工および研磨加工を施し、載置板の厚さ方向の断面形状が、凹面の中心（載置面の中心）から凹面の外周（載置面の外周に相当）に向かって、冷却用ベース部の一主面を基準とする高さが次第に高くなるように湾曲する曲面状をなすようにした。
【０１００】
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５ｍｍ、高さ３０μｍの環状突起部を形成し、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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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、比較例１の静電チャック装置を得た。
【０１０４】
「比較例２」
（静電チャック装置の作製）
静電チャック部の載置板の載置面に研削加工および研磨加工を施し、載置板の厚さ方向の断面形状が、凹面の中心（載置面の中心）から凹面の外周（載置面の外周に相当）に向かって、冷却用ベース部の一主面を基準とする高さが次第に高くなるように湾曲する曲面状をなすようにする際に、実施例１よりも凹面の中心と凹面の外周の高低差が大きくなるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の静電チャック装置を得た。
【０１０５】
（評価）
実施例１および２並びに比較例１および２の静電チャック装置の（１）静電チャック部の載置面の表面プロファイルの測定（静電チャック部の載置面の変曲点の有無の評価）、（２）平面度の測定、（３）表面粗さ（Ｒａ）の測定、（４）シリコンウエハの面内温度特性、それぞれについて評価した。
【０１０６】
（１）静電チャック部の載置板の載置面の表面プロファイルの測定（静電チャック部の載置面の変曲点の有無の評価）
静電チャック部の載置面の表面プロファイルの測定には、三次元測定機（商品名：ＲＶＡ８００Ａ、株式会社東京精密製）を用いた。測定点を、載置面の中心（半径位置（１））、半径３０ｍｍ（半径位（２））の同心円周上で４５°毎（０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の８方位）に８箇所、半径６０ｍｍ（半径位置（３））の同心円周上で４５°毎に８箇所、半径９０ｍｍ（半径位（４））の同心円周上で４５°毎に８箇所、半径１２０ｍｍ（半径位置（５））の同心円周上で４５°毎に８箇所、半径１４５ｍｍ（半径位置（６））の同心円周上で４５°毎に８箇所とすることで表面プロファイルを得た。また、上記の８方位のうち同方位の隣り合う２点（例えば、半径３０ｍｍの点と半径６０ｍｍの点）の高さの差（半径が大きい点の高さ（例えば、半径６０ｍｍの点の高さ）−半径が小さい点の高さ（例えば、半径３０ｍｍの点の高さ））を２回算出し、その算出値の符号がその前の値と比較して反転する点（変曲点）の有無を評価した。結果を表１に示す。また、実施例１の静電チャック部の載置板の載置面と比較例１の静電チャック部の載置板の載置面の半径位置（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）における高さの測定結果を図４に示す。さらに、実施例１の静電チャック部の載置板の載置面と比較例１の静電チャック部の載置板の載置面について、上記の８方位のうち同方位の隣り合う２点の高さの差（例えば、半径位置（１）と半径位置（２）の高さの差）を算出した結果を表２に示す。
【０１０７】
（２）平面度の測定
ＪＩＳ  Ｂ  ６１９１に準拠し、（商品名：ＲＶＡ８００Ａ、株式会社東京精密製）を用いて、平面度を測定した。この測定において、まず、溝部の幅方向の内側および外側の上面（保持面）の三次元座標について、同心円周上で４５°毎に８箇所ずつ計１６箇所測定した。次に、これらの測定値を用い、最小二乗法にて各測定点からの二乗の和が最小となる最小二乗平面を求めた。この最小二乗平面の上側に最も離れた点と下側に最も離れた点の長さの絶対値の和を採用した。結果を表１に示す。
【０１０８】
（３）表面粗さ（中心線平均表面粗さＲａ）の測定
本実施形態の静電チャック装置における載置面の表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠し、表面粗さ形状測定機（商品名：ＳＵＲＦＣＯＭ  １５００ＳＤ３、株式会社東京精密製）を用いて測定する。この測定において、載置面の表面粗さについて、同心円周上で１２０°毎に３箇所ずつ計６箇所測定し、その平均値を採用する。結果を表１に示す。
【０１０９】
（４）シリコンウエハの面内温度特性
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。結果を表１に示す。
【０１１０】
【表１】
2020035905.tif 000003
【０１１１】
【表２】
2020035905.tif 000004
【０１１２】
表１および表２の結果から、載置板の載置面が凹面または凸面をなし、載置面に変曲点が無く、載置面の平面度が１４μｍであり、載置面の表面粗さ（Ｒａ）が５ｎｍである実施例１と実施例２の静電チャック装置は、シリコンウエハの面内温度が±３．０℃の範囲内で良好に制御されていることが分かった。
一方、載置板の載置面が凹面をなし、載置面の平面度が１２μｍであるものの、載置面に変曲点が有り、載置面の表面粗さ（Ｒａ）が５０ｎｍである比較例１の静電チャック装置は、シリコンウエハの面内温度が±３．５℃の範囲内であり、実施例１および実施例２の静電チャック装置よりも、シリコンウエハの面内温度の制御という点において劣っていることが分かった。
また、載置板の載置面が凹面をなし、載置面に変曲点が無く、載置面の表面粗さ（Ｒａ）が５ｎｍであるものの、載置面の平面度が４０μｍである比較例１の静電チャック装置は、シリコンウエハの面内温度が±３．５℃の範囲内であり、実施例１および実施例２の静電チャック装置よりも、シリコンウエハの面内温度の制御という点において劣っていることが分かった。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１００・・・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・・・接着剤層、１１・・・載置板（基材）、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、１０１・・・凸面
【図１】
2020035905.tif 000005
【図２】
2020035905.tif 000006
【図３】
2020035905.tif 000007
【図４】
2020035905.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月9日(2019.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状試料を載置する載置面を有する基材、および、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を有する静電チャック部と、
前記静電チャック部を冷却する冷却用ベース部と、
前記静電チャック部と前記冷却用ベース部の間に介在する接着剤層と、を備え、
前記基材の厚さ方向の断面形状は、前記載置面の中心から前記載置面の外周に向かって次第に湾曲する曲面状である凹面または凸面をなし、かつ、変曲点を含まず、
前記冷却用ベース部の一主面を基準とする前記凹面または前記凸面の中心の高さと、前記冷却用ベース部の一主面を基準とする前記凹面または前記凸面の外周の高さとの差の絶対値が、１μｍ以上かつ３０μｍ以下である静電チャック装置。
【請求項２】
前記載置面の表面粗さが、４０ｎｍ未満である請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項３】
板状試料を載置する載置面を有する基材、および、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を有する静電チャック部と前記静電チャック部を冷却する冷却用ベース部を、接着剤を介して接着する工程と、
前記冷却用ベース部と接着した前記静電チャック部の前記基材の前記載置面を、前記基材の厚さ方向における断面形状が前記載置面の中心から前記載置面の外周に向かって次第に湾曲する曲面状である凹面または凸面をなし、かつ、変曲点を含まないように加工する工程と、を有する静電チャック装置の製造方法。
【請求項４】
前記冷却用ベース部を、接着剤を介して接着する工程に続いて、前記静電チャック部、前記接着剤および前記冷却用ベース部からなる積層体の側面および裏面をマスキングし、前記基材の前記載置面のみを露出させる工程を有する請求項３に記載の静電チャック装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の一態様は、板状試料を載置する載置面を有する基材、および、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を有する静電チャック部と前記静電チャック部を冷却する冷却用ベース部を、接着剤を介して接着する工程と、前記冷却用ベース部と接着した前記静電チャック部の前記基材の前記載置面を、前記基材の厚さ方向における断面形状が前記載置面の中心から前記載置面の外周に向かって次第に湾曲する曲面状である凹面または凸面をなし、かつ、変曲点を含まないように加工する工程と、を有する静電チャック装置の製造方法を提供する。
本発明の一態様において、前記冷却用ベース部を、接着剤を介して接着する工程に続いて、前記静電チャック部、前記接着剤および前記冷却用ベース部からなる積層体の側面および裏面をマスキングし、前記基材の前記載置面のみを露出させる工程を有していてもよい。