(57)【要約】【課題】板状部材の第１の表面の温度分布制御の応答性の低下を抑制する。【解決手段】保持装置は、板状部材と、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る。板状部材は、第１の方向に略直交する第１の表面を有する。板状部材の内部には、ガス噴出流路が形成されていると共に、ヒータ電極が配置されている。ベース部材の内部には、冷媒流路とガス供給流路とが形成されている。接合部には、ガス噴出流路とガス供給流路とを連通する貫通孔が形成されている。板状部材の表面とベース部材の表面との少なくとも一方には、ガス噴出流路またはガス供給流路が連通する凹部が形成されている。該凹部内には、絶縁材料により形成され、板状部材より気孔率が高い多孔質部が配置されている。多孔質部における内部孔の一部には、絶縁材料により形成され、接合部と接続された充填材が充填されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスにより形成され、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板状部材と、
前記板状部材の内部に配置され、抵抗発熱体により形成されたヒータ電極と、
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、冷媒流路とガス供給流路とが内部に形成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て前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部であって、前記板状部材に形成された前記ガス噴出流路と前記ベース部材に形成された前記ガス供給流路とを連通する貫通孔が形成された接合部と、
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連通する凹部が形成されており、
前記凹部内には、第１の絶縁材料により形成され、前記板状部材より気孔率が高い多孔質部が配置されており、
前記多孔質部における内部孔の一部には、第２の絶縁材料により形成され、前記接合部と接続された充填材が充填されている、
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、
前記第２の絶縁材料は、前記接合部の形成材料と同一である、
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、
前記第２の絶縁材料は、樹脂材料と、前記樹脂材料より熱伝導率の高いセラミックス材料とを含む、
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、
前記凹部は、前記板状部材の前記第２の表面に形成されており、
前記第１の方向において、前記充填材は、前記ヒータ電極に対して、前記ベース部材に近い側にのみ位置している、
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、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の真空チャンバー内で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。）に略直交する表面（以下、「吸着面」という。）を有する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、板状部材の吸着面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。そのため、例えば、板状部材の内部に配置されたヒータ電極による加熱や、ベース部材の内部に形成された冷媒流路に冷媒を供給することによる冷却によって、板状部材の吸着面の温度分布の制御（ひいては、吸着面に保持されたウェハの温度分布の制御）が行われる。
【０００４】
また、板状部材とウェハとの間の伝熱性を高めてウェハの温度分布の制御性をさらに高めるため、板状部材の吸着面とウェハの表面との間の空間にヘリウム等の不活性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、板状部材の内部に、吸着面に開口するガス噴出流路が形成され、接合部に、上記ガス供給流路と上記ガス噴出流路とを連通する貫通孔が形成されている。ガス源からベース部材のガス供給流路に供給された不活性ガスは、接合部に形成された貫通孔を介して板状部材のガス噴出流路に流入し、ガス噴出流路における板状部材の吸着面への開口（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。
【０００５】
上述した不活性ガスを供給するための構成を備える保持装置では、板状部材におけるベース部材に対向する側の表面に、上記ガス噴出流路が連通する凹部が設けられる。また、該凹部内を経由した板状部材とベース部材との間の放電や不活性ガスの放電の発生を抑制するため、該凹部内には、絶縁材料により形成され、板状部材より気孔率が高い多孔質部が配置される。ベース部材のガス供給流路に供給された不活性ガスは、上記凹部内に配置された多孔質部の内部孔を通過して、板状部材のガス噴出流路内に流入することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２３２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、多孔質部の気孔率は板状部材の気孔率より高いため、多孔質部が位置する箇所では、他の箇所と比較して、板状部材からベース部材への伝熱（熱引き）の速度が低くなる。そのため、従来の保持装置の構成では、板状部材の吸着面のうち、上記第１の方向視で多孔質部と重なる領域付近では、温度分布制御の応答性が低くなる、という課題がある。
【０００８】
なお、このような課題は、多孔質部が配置された凹部が、板状部材におけるベース部材に対向する側の表面に形成された形態に限らず、該凹部が、ベース部材における板状部材に対向する側の表面に形成された形態や、板状部材におけるベース部材に対向する側の表面とベース部材における板状部材に対向する側の表面との両方に形成された形態にも共通の課題である。また、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。
【０００９】
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】
【００１０】
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。
【００１１】
（１）本明細書に開示される保持装置は、セラミックスにより形成され、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板状部材と、前記板状部材の内部に配置され、抵抗発熱体により形成されたヒータ電極と、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、冷媒流路とガス供給流路とが内部に形成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て前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部であって、前記板状部材に形成された前記ガス噴出流路と前記ベース部材に形成された前記ガス供給流路とを連通する貫通孔が形成された接合部と、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連通する凹部が形成されており、前記凹部内には、第１の絶縁材料により形成され、前記板状部材より気孔率が高い多孔質部が配置されており、前記多孔質部における内部孔の一部には、第２の絶縁材料により形成され、前記接合部と接続された充填材が充填されている。本保持装置では、多孔質部における内部孔の一部に、絶縁材料により形成された充填材が充填されている。また、この充填材は、接合部と接続されている。そのため、多孔質部のうちの充填材が存在する部分では、板状部材から多孔質部および接合部を介してベース部材に至る経路における伝熱（熱引き）の速度を向上させることができる。従って、本保持装置によれば、板状部材の第１の表面の温度分布制御の応答性の低下を抑制することができる。
【００１２】
（２）上記保持装置において、前記第２の絶縁材料は、前記接合部の形成材料と同一である構成としてもよい。本保持装置では、充填材の形成材料である第２の絶縁材料が接合部の形成材料と同一であるため、充填材と接合部との間の接合性を向上させることができる。従って、本保持装置によれば、多孔質部のうちの充填材が存在する部分において、板状部材から多孔質部および接合部を介してベース部材に至る経路における伝熱（熱引き）の速度を効果的に向上させることができ、板状部材の第１の表面の温度分布制御の応答性の低下を効果的に抑制することができる。
【００１３】
（３）上記保持装置において、前記第２の絶縁材料は、樹脂材料と、前記樹脂材料より熱伝導率の高いセラミックス材料とを含む構成としてもよい。本保持装置では、充填材の形成材料である第２の絶縁材料が、樹脂材料より熱伝導率の高いセラミックス材料を含むため、充填材の熱伝導率を向上させることができる。従って、本保持装置によれば、多孔質部のうちの充填材が存在する部分において、板状部材から多孔質部および接合部を介してベース部材に至る経路における伝熱（熱引き）の速度をさらに効果的に向上させることができ、板状部材の第１の表面の温度分布制御の応答性の低下をさらに効果的に抑制することができる。
【００１４】
（４）上記保持装置において、前記凹部は、前記板状部材の前記第２の表面に形成されており、前記第１の方向において、前記充填材は、前記ヒータ電極に対して、前記ベース部材に近い側にのみ位置している構成としてもよい。ヒータ電極より板状部材の第１の表面に近い側に充填材が存在すると、ヒータ電極からの発熱が該充填材の周辺にこもり、板状部材の第１の表面のうち、第１の方向視で充填材と重なる領域付近が高温の温度特異点となるおそれがある。しかしながら、本保持装置では、第１の方向において、ヒータ電極より第１の表面に近い側に充填材が存在しないため、板状部材の第１の表面に高温の温度特異点が発生することを抑制することができる。
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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る。
【図２】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る。
【図３】本実施形態における静電チャック１００のＸＹ平面（上面）構成を概略的に示す説明図である。
【図４】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５】図２のＸ１部のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。
【図６】変形例の静電チャック１００のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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は、本実施形態における静電チャック１００のＸＹ平面（上面）構成を概略的に示す説明図であり、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。また、以下では、Ｚ軸方向に直交する方向を「面方向」という。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。
【００１８】
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。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、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。
【００１９】
板状部材１０は、略円板状部材であり、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。より詳細には、板状部材１０は、外周に沿って上側に切り欠きが形成された部分である外周部ＯＰと、外周部ＯＰの内側に位置する内側部ＩＰとから構成されている。板状部材１０における内側部ＩＰの厚さ（Ｚ軸方向における厚さであり、以下同様）は、外周部ＯＰに形成された切り欠きの分だけ、外周部ＯＰの厚さより厚くなっている。すなわち、板状部材１０の外周部ＯＰと内側部ＩＰとの境界の位置で、板状部材１０の厚さが変化している。
【００２０】
板状部材１０の内側部ＩＰ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の外周部ＯＰの直径は例えば６０ｍｍ〜５１０ｍｍ程度（通常は２１０ｍｍ〜３６０ｍｍ程度）である（ただし、外周部ＯＰの直径は内側部ＩＰの直径より大きい）。また、板状部材１０の内側部ＩＰの厚さは例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、板状部材１０の外周部ＯＰの厚さは例えば０．５ｍｍ〜９．５ｍｍ程度である（ただし、外周部ＯＰの厚さは内側部ＩＰの厚さより薄い）。
【００２１】
板状部材１０の上面Ｓ１の内、内側部ＩＰにおける上面（以下、「吸着面」ともいう。）Ｓ１１は、Ｚ軸方向に略直交する略円形の表面である。吸着面Ｓ１１は、対象物（例えばウェハＷ）を保持する吸着面として機能する。吸着面Ｓ１１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。
【００２２】
図２および図３に示すように、板状部材１０の吸着面Ｓ１１における外縁付近には、連続的な壁状の凸部（以下、「壁状凸部」という。）１２が形成されている。壁状凸部１２は、シールバンドとも呼ばれる。図３に示すように、Ｚ軸方向視での壁状凸部１２の形状は、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の中心Ｐ０を中心とした略円環状である。また、図２に示すように、壁状凸部１２の断面（Ｚ軸に平行で、かつ、上記中心Ｐ０を通る断面）の形状は、略矩形である。壁状凸部１２の高さは、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度である。また、壁状凸部１２の幅（Ｚ軸方向視での壁状凸部１２の延伸方向に直交する方向の大きさ）は、例えば、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ程度である。
【００２３】
また、板状部材１０の吸着面Ｓ１１における壁状凸部１２より内側の領域には、複数の独立した柱状の凸部（以下、「柱状凸部」という）１４が形成されている。図３に示すように、Ｚ軸方向視での各柱状凸部１４の形状は、略円形である。また、Ｚ軸方向視で、複数の柱状凸部１４は、略均等間隔で配置されている。また、図２に示すように、各柱状凸部１４の断面（Ｚ軸に平行な断面）の形状は、略矩形である。柱状凸部１４の高さは、凸部１２の高さと略同一であり、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度である。また、柱状凸部１４の幅（Ｚ軸方向視での柱状凸部１４の最大径）は、例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度である。なお、板状部材１０の吸着面Ｓ１１における壁状凸部１２より内側の領域の内、柱状凸部１４が形成されていない部分は、凹部１６となっている。
【００２４】
ウェハＷは、板状部材１０の吸着面Ｓ１１における壁状凸部１２と複数の柱状凸部１４とに支持される。ウェハＷが壁状凸部１２および複数の柱状凸部１４に支持された状態では、ウェハＷの表面（下面）と、板状部材１０の吸着面Ｓ１１（より詳細には吸着面Ｓ１１の凹部１６）との間に、空間が存在することとなる。後述するように、この空間には、不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）が供給される。
【００２５】
板状部材１０の上面Ｓ１の内、外周部ＯＰにおける上面（以下、「外周上面」ともいう。）Ｓ１２は、Ｚ軸方向に略直交する略円環状の表面である。板状部材１０の外周上面Ｓ１２には、例えば、静電チャック１００を固定するための治具（不図示）が係合する。
【００２６】
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。チャック電極４０は、面方向に略平行に延びる板状部材である。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（不図示）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Ｓ１１に吸着固定される。
【００２７】
また、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）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は、面方向に略平行に延びる線状部分を有する部材である。Ｚ軸方向におけるヒータ電極５０の位置は、チャック電極４０の位置より下側である。Ｚ軸方向視でのヒータ電極５０の形状は、例えば略螺旋形である。ヒータ電極５０に電源（不図示）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Ｓ１１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。
【００２８】
ベース部材２０は、例えば板状部材１０の外周部ＯＰと同径の、または、板状部材１０の外周部ＯＰ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。
【００２９】
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樹脂材料により形成されている。また、本実施形態では、接合部３０は、フィラーとして、上記樹脂材料より熱伝導率の高いセラミックス材料を含んでいる。接合部３０の厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００３０】
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Ｓ１１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。
【００３１】
Ａ−２．ヘリウムガス供給のための構成：
本実施形態の静電チャック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Ｓ１１とウェハＷの表面（下面）との間に存在する空間に不活性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、このような不活性ガスとして、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説明する。図５は、図２のＸ１部のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。
【００３２】
図２から図５に示すように、ベース部材２０の内部には、ベース部材２０の下面Ｓ４と上面Ｓ３とを連通するガス流路であるガス供給流路２２が形成されている。ベース部材２０の内部に形成されるガス供給流路２２の個数は、任意の個数とすることができるが、本実施形態では２つである。
【００３３】
また、板状部材１０の下面Ｓ２における、Ｚ軸方向視でベース部材２０のガス供給流路２２と重なる位置には、凹部１８が形成されている。凹部１８のＸＹ断面形状は、例えば略円形である。本実施形態では、Ｚ軸方向における凹部１８の底面１７の位置は、ヒータ電極５０の位置より上側である。
【００３４】
また、板状部材１０の内部には、板状部材１０の凹部１８と吸着面Ｓ１１とを連通するガス流路であるガス噴出流路１３０が形成されている。ガス噴出流路１３０は、凹部１８の底面１７に連通すると共に上方に延びる第１の縦流路１３１と、第１の縦流路１３１と連通すると共に面方向に延びる横流路１３３と、横流路１３３から吸着面Ｓ１１（の凹部１６）まで上方に延びる第２の縦流路１３２とから構成されている。第２の縦流路１３２における板状部材１０の吸着面Ｓ１１への開口が、ヘリウムガスの噴出口として機能する。板状部材１０の内部に形成されるガス噴出流路１３０を構成する各流路の個数は、任意の個数とすることができるが、本実施形態では、第１の縦流路１３１および横流路１３３の個数が２個であり（図４参照）、第２の縦流路１３２の個数が８個である（図３参照）。
【００３５】
また、接合部３０には、板状部材１０に形成されたガス噴出流路１３０とベース部材２０に形成されたガス供給流路２２とを連通する貫通孔３１が形成されている。より詳細には、接合部３０の貫通孔３１は、ベース部材２０のガス供給流路２２に直接的に連通していると共に、板状部材１０の凹部１８を介してガス噴出流路１３０の第１の縦流路１３１と連通している。
【００３６】
このように、本実施形態の静電チャック１００では、ベース部材２０に形成されたガス供給流路２２と、接合部３０に形成された貫通孔３１と、板状部材１０に形成された凹部１８およびガス噴出流路１３０とが互いに連通して、ヘリウムガスを供給するための流路が構成されている。
【００３７】
また、図２および図５に示すように、板状部材１０に形成された凹部１８内には、通気性プラグ１６０が配置されている。通気性プラグ１６０は、例えば略円柱形状の部材であり、絶縁材料により形成されている。また、通気性プラグ１６０の気孔率は、板状部材１０の気孔率より高い。通気性プラグ１６０における内部孔の径は、例えば、１０μｍ〜２００μｍ程度である。通気性プラグ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。本実施形態では、通気性プラグ１６０は、凹部１８内に接着されて固定されている。通気性プラグ１６０の存在により、凹部１８内を経由した板状部材１０とベース部材２０との間の放電や凹部１８内でのヘリウムガスの放電の発生が抑制される。通気性プラグ１６０は、特許請求の範囲における多孔質部に相当し、通気性プラグ１６０の形成材料は、第１の絶縁材料に相当する。
【００３８】
ヘリウムガス源（不図示）から供給されたヘリウムガスが、ベース部材２０のガス供給流路２２内に流入すると、流入したヘリウムガスは、ガス供給流路２２から接合部３０の貫通孔３１内に流入し、さらに、板状部材１０の凹部１８内に配置された通気性プラグ１６０の内部孔を通過してガス噴出流路１３０を構成する第１の縦流路１３１内に流入し、さらに、横流路１３３内を面方向に移動しつつ、第２の縦流路１３２内に流入し、各第２の縦流路１３２における吸着面Ｓ１１への開口である噴出口から噴出する。このようにして、板状部材１０の吸着面Ｓ１１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。
【００３９】
ここで、本実施形態の静電チャック１００では、図５に示すように、通気性プラグ１６０における内部孔の一部に、絶縁材料により形成された充填材１６２が充填されている。本実施形態では、充填材１６２の形成材料は、接合部３０の形成材料と同一ある。すなわち、充填材１６２の形成材料は、樹脂材料（例えばシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等）と、該樹脂材料より熱伝導率の高いセラミックス材料とを含んでいる。充填材１６２の形成材料は、特許請求の範囲における第２の絶縁材料に相当する。通気性プラグ１６０における充填材１６２の充填量は、例えば２５〜５０体積％程度であることが好ましい。
【００４０】
また、通気性プラグ１６０の内部孔に充填された充填材１６２は、接合部３０と接続されている。すなわち、充填材１６２は、少なくとも通気性プラグ１６０における接合部３０に接する面（下面）に位置するように充填されている。本実施形態では、充填材１６２は、通気性プラグ１６０の下面における複数の箇所（接合部３０の貫通孔３１に面する箇所以外の箇所）から、それぞれ上方に延びるような形状に形成されている。また、本実施形態では、充填材１６２の高さ（Ｚ軸方向における大きさ）は、ヒータ電極５０の位置より低くなっている。すなわち、Ｚ軸方向において、充填材１６２は、ヒータ電極５０に対して、ベース部材２０に近い側（すなわち下側）にのみ位置している。
【００４１】
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。はじめに、板状部材１０とベース部材２０とを準備する。板状部材１０およびベース部材２０は、公知の製造方法によって製造可能である。例えば、板状部材１０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、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、各ビアの形成のための孔開けおよびメタライズペーストの充填、各ガス流路の形成のための孔開け等が挙げられる。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得る。得ら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を作製し、研磨加工や、壁状凸部１２および柱状凸部１４を形成するためのショットブラスト加工等の所定の加工を行うことにより、板状部材１０が製造される。
【００４２】
次に、板状部材１０の下面Ｓ２に、凹部１８を形成する。凹部１８は、例えば研磨加工によって形成される。凹部１８は、ガス噴出流路１３０を構成する第１の縦流路１３１に連通するように形成される。
【００４３】
次に、通気性プラグ１６０を準備し、板状部材１０の凹部１８内に通気性プラグ１６０を配置する。より詳細には、通気性プラグ１６０の上面側から吸引しつつ、通気性プラグ１６０の下面から樹脂材料とセラミックス材料との混合材料を圧入することにより、通気性プラグ１６０における内部孔の一部に、該混合材料により形成された充填材１６２を充填する。このようにすれば、充填材１６２を、少なくとも通気性プラグ１６０の下面に位置するように充填することができる。また、吸引や圧入の圧力や混合材料の量を調整することにより、通気性プラグ１６０内における充填材１６２の量や形状（高さ等）を調整することができる。次に、通気性プラグ１６０の表面および／または凹部１８の表面に接着剤を塗布した後、通気性プラグ１６０を凹部１８内に挿入し、上記接着剤を硬化させて通気性プラグ１６０を凹部１８に固定する。
【００４４】
次に、板状部材１０とベース部材２０とを接合する。より詳細には、板状部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３とを、樹脂材料とセラミックス材料との混合材料を介して貼り合わせた状態で、該混合材料を硬化させる硬化処理を行うことにより、板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合部３０を形成する。なお、板状部材１０とベース部材２０との間に上記混合材料を配置する際には、上述した貫通孔３１に対応する孔を設け、該混合材料の硬化処理によってできる接合部３０に貫通孔３１が形成されるようにする。また、上述したように、充填材１６２は、少なくとも通気性プラグ１６０の下面に位置しているため、板状部材１０とベース部材２０とが接合部３０により接合された状態においては、充填材１６２は接合部３０と接続される。主として以上の工程により、上述した構成の静電チャック１００の製造が完了する。
【００４５】
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、セラミックスにより形成され、Ｚ軸方向に略直交する吸着面Ｓ１１と吸着面Ｓ１１とは反対側の下面Ｓ２とを有している。板状部材１０の内部には、吸着面Ｓ１１に開口するガス噴出流路１３０が形成されている。また、板状部材１０の内部には、抵抗発熱体により形成されたヒータ電極５０が配置されている。ベース部材２０は、上面Ｓ３を有し、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。ベース部材２０の内部には、冷媒流路２１とガス供給流路２２とが形成されている。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。接合部３０には、板状部材１０に形成されたガス噴出流路１３０とベース部材２０に形成されたガス供給流路２２とを連通する貫通孔３１が形成されている。また、本実施形態の静電チャック１００では、板状部材１０の下面Ｓ２に、ガス噴出流路１３０が連通する凹部１８が形成されている。この凹部１８内には、絶縁材料により形成され、板状部材１０より気孔率が高い通気性プラグ１６０が配置されている。また、通気性プラグ１６０における内部孔の一部には、絶縁材料により形成され、接合部３０と接続された充填材１６２が充填されている。
【００４６】
ここで、通気性プラグ１６０の気孔率は板状部材１０の気孔率より高いため、通気性プラグ１６０が位置する箇所では、他の箇所と比較して、板状部材１０からベース部材２０への伝熱（熱引き）の速度が低くなるおそれがあり、ひいては、板状部材１０の吸着面Ｓ１１のうち、Ｚ軸方向視で通気性プラグ１６０と重なる領域付近において、温度分布制御の応答性が低くなるおそれがある。しかしながら、本実施形態の静電チャック１００では、通気性プラグ１６０における内部孔の一部に、絶縁材料により形成された充填材１６２が充填されている。また、この充填材１６２は、接合部３０と接続されている。そのため、通気性プラグ１６０のうちの充填材１６２が存在する部分では、板状部材１０から通気性プラグ１６０および接合部３０を介してベース部材２０に至る経路における伝熱（熱引き）の速度を向上させることができる。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Ｓ１１の温度分布制御の応答性の低下を抑制することができる。
【００４７】
また、本実施形態の静電チャック１００では、充填材１６２の形成材料（絶縁材料）は、接合部３０の形成材料と同一である。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、充填材１６２と接合部３０との間の接合性を向上させることができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、通気性プラグ１６０のうちの充填材１６２が存在する部分において、板状部材１０から通気性プラグ１６０および接合部３０を介してベース部材２０に至る経路における伝熱（熱引き）の速度を効果的に向上させることができ、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度分布制御の応答性の低下を効果的に抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態の静電チャック１００では、充填材１６２の形成材料（絶縁材料）は、樹脂材料と、該樹脂材料より熱伝導率の高いセラミックス材料とを含む。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、充填材１６２の熱伝導率を向上させることができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、通気性プラグ１６０のうちの充填材１６２が存在する部分において、板状部材１０から通気性プラグ１６０および接合部３０を介してベース部材２０に至る経路における伝熱（熱引き）の速度をさらに効果的に向上させることができ、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度分布制御の応答性の低下をさらに効果的に抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向において、充填材１６２は、ヒータ電極５０に対して、ベース部材２０に近い側（下側）にのみ位置している。ここで、ヒータ電極５０より吸着面Ｓ１１に近い側（上側）に充填材１６２が存在すると、ヒータ電極５０からの発熱が該充填材１６２の周辺にこもり、吸着面Ｓ１１のうち、Ｚ軸方向視で充填材１６２と重なる領域付近が高温の温度特異点となるおそれがある。しかしながら、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向において、ヒータ電極５０より吸着面Ｓ１１に近い側（上側）に充填材１６２が存在しないため、板状部材１０の吸着面Ｓ１１に高温の温度特異点が発生することを抑制することができる。
【００５０】
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。
【００５１】
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、上記実施形態では、通気性プラグ１６０が配置される凹部１８が、板状部材１０の下面Ｓ２に形成されているが、通気性プラグ１６０が配置される凹部の位置はこれに限られない。例えば、図６に示す変形例のように、通気性プラグ１６０が配置される凹部２８が、ベース部材２０の上面Ｓ３に形成されていてもよい。図６に示す変形例では、ベース部材２０の内部にガス供給流路２２が形成されており、ベース部材２０の上面Ｓ３にガス供給流路２２が連通する凹部２８が形成されており、板状部材１０の内部にガス噴出流路１３０が形成されており、接合部３０に板状部材１０のガス噴出流路１３０とベース部材２０のガス供給流路２２とを連通する貫通孔３１が形成されている。また、図６に示す変形例では、上記実施形態と同様に、通気性プラグ１６０における内部孔の一部に、絶縁材料により形成された充填材１６２が充填されており、該充填材１６２が接合部３０と接続されている。そのため、図６に示す変形例によれば、上記実施形態と同様に、通気性プラグ１６０のうちの充填材１６２が存在する部分において、板状部材１０から接合部３０および通気性プラグ１６０を介してベース部材２０に至る経路における伝熱（熱引き）の速度を向上させることができ、板状部材１０の吸着面Ｓ１１の温度分布制御の応答性の低下を抑制することができる。また、通気性プラグ１６０が配置される凹部が、板状部材１０の下面Ｓ２と、ベース部材２０の上面Ｓ３との両方に形成されていてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、板状部材１０の凹部１８内に、板状部材１０とは別部材である通気性プラグ１６０が配置されているが、通気性プラグ１６０を用いる代わりに、板状部材１０における一部分を加工することにより、板状部材１０の他の部分より気孔率が高い多孔質部を形成するとしてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態における通気性プラグ１６０に充填された充填材１６２の形状は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、充填材１６２は、通気性プラグ１６０の下面から上方に延びるような形状であるが、充填材１６２が、通気性プラグ１６０の下面から斜め上方に延びるような形状であってもよい。また、必ずしも、Ｚ軸方向において、充填材１６２がヒータ電極５０に対してベース部材２０に近い側（下側）にのみ位置している必要はない。
【００５４】
また、上記実施形態では、板状部材１０が、外周に沿って上側に切り欠きが形成された部分である外周部ＯＰと、外周部ＯＰの内側に位置する内側部ＩＰとから構成されているが、板状部材１０に切り欠きが形成されておらず、板状部材１０のＺ軸方向の厚さが全体にわたって一様であるとしてもよい。また、上記実施形態において、板状部材１０の吸着面Ｓ１１に形成された壁状凸部１２および柱状凸部１４の構成（形状や位置等）は、あくまで一例であり、種々変形可能である。また、壁状凸部１２と柱状凸部１４とのいずれか一方が形成されていなくてもよい。また、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。
【００５５】
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、充填材１６２の形成材料が、接合部３０の形成材料と同一であり、かつ、樹脂材料と、該樹脂材料より熱伝導率の高いセラミックス材料とを含むとしているが、充填材１６２の形成材料が接合部３０の形成材料と同一でなくてもよいし、充填材１６２の形成材料が接合部３０の形成材料と同一であるとしても、該形成材料が上記セラミックス材料を含まないとしてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態における静電チャック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、上記実施形態では、凹部１８が、板状部材１０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１８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。
【００５７】
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１００に限らず、板状部材１０とベース部材２０とを備え、板状部材１０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。
【符号の説明】
【００５８】
１０：板状部材  １２：壁状凸部  １４：柱状凸部  １６：凹部  １７：底面  １８：凹部  ２０：ベース部材  ２１：冷媒流路  ２２：ガス供給流路  ２８：凹部  ３０：接合部  ３１：貫通孔  ４０：チャック電極  ５０：ヒータ電極  １００：静電チャック  １３０：ガス噴出流路  １３１：第１の縦流路  １３２：第２の縦流路  １３３：横流路  １６０：通気性プラグ  １６２：充填材  ＩＰ：内側部  ＯＰ：外周部  Ｐ０：中心  Ｓ１１：吸着面  Ｓ１２：外周上面  Ｓ１：上面  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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【図６】
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