(57)【要約】【課題】ガス導入路内に多孔質部を設けた構造であっても吸着の対象物に対してウェーハ温度均一性の高い温度制御を行うことができる静電チャックを提供する。【解決手段】第１主面と第２主面と貫通孔とを有するセラミック誘電体基板と、セラミック誘電体基板を支持し、貫通孔と連通するガス導入路を有するベースプレートと、ガス導入路に設けられた多孔質部と、を備え、多孔質部は、複数の孔を有する複数の疎部分と、疎部分の密度よりも高い密度を有する密部分と、を有し、複数の疎部分のそれぞれは、ベースプレートからセラミック誘電体基板へ向かう第１方向に延び、密部分は、複数の疎部分同士の間に位置し、疎部分は、孔と孔との間に設けられた壁部を有し、第１方向に略直交する第２方向において、壁部の寸法の最小値は、密部分の寸法の最小値よりも小さいことを特徴とする静電チャック。【選択図】図５
2020145280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、
前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、
前記ガス導入路に設けられた多孔質部と、
を備え、
前記多孔質部は、複数の孔を有する複数の疎部分と、前記疎部分の密度よりも高い密度を有する密部分と、を有し、
前記複数の疎部分のそれぞれは、前記ベースプレートから前記セラミック誘電体基板へ向かう第１方向に延び、
前記密部分は、前記複数の疎部分同士の間に位置し、
前記疎部分は、前記孔と、前記孔との間に設けられた壁部を有し、
前記第１方向に略直交する第２方向において、前記壁部の寸法の最小値は、前記密部分の寸法の最小値よりも小さいことを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記第２方向において、前記複数の疎部分のそれぞれに設けられた前記複数の孔の寸法は、前記密部分の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
【請求項３】
前記複数の疎部分のそれぞれに設けられた前記複数の孔の縦横比は、３０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記第２方向において、前記複数の疎部分のそれぞれに設けられた前記複数の孔の寸法は、１マイクロメートル以上２０マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の静電チャック。
【請求項５】
前記第１方向に沿って見たときに、前記複数の孔は、前記疎部分の中心部に位置する第１孔を含み、
前記複数の孔のうち前記第１孔と隣接し前記第１孔を囲む孔の数は、６であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の静電チャック。
【請求項６】
前記ベースプレートと前記セラミック誘電体基板との間の一部に設けられ、樹脂材料を含む接合層をさらに備え、
前記接合層は、前記第１方向において、前記多孔質部の前記第２主面側の端面と前記第２主面との間に位置する第１部分を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の静電チャック。
【請求項７】
前記ベースプレートと前記セラミック誘電体基板との間の一部に設けられ、樹脂材料を含む接合層をさらに備え、
前記接合層は、前記第２方向において、前記ベースプレートと前記多孔質部との間に位置する第２部分を有し、
前記第２部分は、前記第１方向において、前記多孔質部と接することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミナ等のセラミック誘電体基板のあいだに電極を挟み込み、焼成することで作製されるセラミック製の静電チャックは、内蔵する電極に静電吸着用電力を印加し、シリコンウェーハ等の基板を静電力によって吸着するものである。このような静電チャックにおいては、セラミック誘電体基板の表面と、吸着対象物である基板の裏面と、の間にヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガスを流し、吸着対象物である基板の温度をコントロールしている。
【０００３】
例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置、スパッタリング装置、イオン注入装置、エッチング装置など、基板に対する処理を行う装置において、処理中に基板の温度上昇を伴うものがある。このような装置に用いられる静電チャックでは、セラミック誘電体基板と吸着対象物である基板との間にＨｅ等の不活性ガスを流し、基板に不活性ガスを接触させることで基板の温度上昇を抑制している。
【０００４】
Ｈｅ等の不活性ガスによる基板温度の制御を行う静電チャックにおいては、セラミック誘電体基板及びセラミック誘電体基板を支持するベースプレートに、Ｈｅ等の不活性ガスを導入するための穴（ガス導入路）が設けられる。
【０００５】
ここで、装置内で基板を処理する際、ガス導入路内において放電が発生することがある。特許文献１には、ガス導入路内にセラミック焼結多孔体を設け、セラミック焼結多孔体の構造及び膜孔をガス流路にすることで、ガス導入路内での絶縁性を向上させた静電チャックが開示されている。
【０００６】
しかしながら、多孔質部は気孔率が高いため、多孔質部からセラミック誘電体基板への熱伝達率は、金属製のベースプレートからセラミック誘電体基板への熱伝導率よりも低い。このため、ガス導入路から伝導ガスを流して基板を冷却した場合の基板の温度と、流さない場合の基板の温度との、温度差が大きくなりやすい。つまり、基板の全体において、多孔質部に近い部分にウェーハ面内温度差の大きな領域（いわゆるホットスポットやコールドスポット）が発生し、ウェーハ温度均一性の高い温度制御が行えないという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１２３７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、ガス導入路内に多孔質部を設けた構造であっても吸着の対象物に対してウェーハ温度均一性の高い温度制御を行うことができる静電チャックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、前記ガス導入路に設けられた多孔質部と、を備え、前記多孔質部は、複数の孔を有する複数の疎部分と、前記疎部分の密度よりも高い密度を有する密部分と、を有し、前記複数の疎部分のそれぞれは、前記ベースプレートから前記セラミック誘電体基板へ向かう第１方向に延び、前記密部分は、前記複数の疎部分同士の間に位置し、前記疎部分は、前記孔と、前記孔との間に設けられた壁部を有し、前記第１方向に略直交する第２方向において、前記壁部の寸法の最小値は、前記密部分の寸法の最小値よりも小さいことを特徴とする静電チャックである。
【００１０】
この静電チャックによれば、多孔質部における熱伝導率を高めることができるため、吸着の対象物に対してウェーハ温度均一性の高い温度制御を行うことができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記第２方向において、前記複数の疎部分のそれぞれに設けられた前記複数の孔の寸法は、前記密部分の寸法よりも小さいことを特徴とする静電チャックである。
【００１２】
この静電チャックによれば、複数の孔の寸法を十分に小さくできるため、多孔質部における熱伝導率を高めることができ、吸着の対象物に対してウェーハ温度均一性のさらに高い温度制御を行うことができる。
【００１３】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記複数の疎部分のそれぞれに設けられた前記複数の孔の縦横比は、３０以上であることを特徴とする静電チャックである。
【００１４】
この静電チャックによれば、ウェーハ温度均一性をさらに向上させることができる。
【００１５】
第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第２方向において、前記複数の疎部分のそれぞれに設けられた前記複数の孔の寸法は、１マイクロメートル以上２０マイクロメートル以下であることを特徴とする静電チャックである。
【００１６】
この静電チャックによれば、孔の寸法が１〜２０マイクロメートルの１方向に延びる孔を配列させることができるので、高いウェーハ温度均一性を実現することができる。
【００１７】
第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第１方向に沿って見たときに、前記複数の孔は、前記疎部分の中心部に位置する第１孔を含み、前記複数の孔のうち前記第１孔と隣接し前記第１孔を囲む孔の数は、６であることを特徴とする静電チャックである。
【００１８】
この静電チャックによれば、平面視において、高い等方性かつ高い密度で複数の孔を配置することが可能となる。これにより、高いウェーハ温度均一性と流れるガスの流量とを確保しつつ、多孔質部の剛性を向上させることができる。
【００１９】
第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記ベースプレートと前記セラミック誘電体基板との間の一部に設けられ、樹脂材料を含む接合層をさらに備え、前記接合層は、前記第１方向において、前記多孔質部の前記第２主面側の端面と前記第２主面との間に位置する第１部分を有することを特徴とする静電チャックである。
【００２０】
この静電チャックによれば、接合層が第１方向において多孔質部の第２主面側の端面と、第２主面と、の間に位置する第１部分を有することで、ガス導入路に導入されたガスによって多孔質部に対して第１方向に押す圧力がかかった場合にも、多孔質部が第１方向に動くことを抑制できる。これにより、多孔質部の位置ずれを抑制できる。
【００２１】
第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記ベースプレートと前記セラミック誘電体基板との間の一部に設けられ、樹脂材料を含む接合層をさらに備え、前記接合層は、前記第２方向において、前記ベースプレートと前記多孔質部との間に位置する第２部分を有し、前記第２部分は、前記第１方向において、前記多孔質部と接することを特徴とする静電チャックである。
【００２２】
この静電チャックによれば、接合層が第２方向においてベースプレートと多孔質部との間に位置する第２部分を有し、第２部分が第１方向において多孔質部と接することで、多孔質部が第１方向に動くことをより確実に抑制できる。これにより、多孔質部の位置ずれをより確実に抑制できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の態様によれば、ガス導入路内に多孔質部を設けた構造であっても吸着の対象物に対してウェーハ温度均一性の高い温度制御を行うことができる静電チャックが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る静電チャックを例示する模式的断面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施形態に係る静電チャックを例示する模式図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る静電チャックの多孔質部を例示する模式図である。
【図４】実施形態に係る静電チャックの多孔質部を例示する模式的平面図である。
【図５】実施形態に係る静電チャックの多孔質部を例示する模式的平面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る静電チャックの多孔質部を例示する模式的平面図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施形態に係る別の多孔質部を例示する模式図である。
【図８】図１に示すＡ部の変形例を表す模式的拡大断面図である。
【図９】図１に示すＡ部の変形例を表す模式的拡大断面図である。
【図１０】図１に示すＡ部の変形例を表す模式的拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る静電チャックを例示する模式的断面図である。  
図１に表したように、実施形態に係る静電チャック１１０は、セラミック誘電体基板１１と、ベースプレート５０と、多孔質部７０と、を備える。
【００２７】
セラミック誘電体基板１１は、例えば焼結セラミックによる平板状の基材であり、シリコンウェーハなどの半導体基板等の吸着の対象物Ｗを載置する第１主面１１ａと、この第１主面１１ａとは反対側の第２主面１１ｂと、を有する。
【００２８】
セラミック誘電体基板１１には、電極１２が設けられる。電極１２は、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａと、第２主面１１ｂと、のあいだに介設されている。すなわち、電極１２は、セラミック誘電体基板１１の中に挿入されるように形成されている。静電チャック１１０は、この電極１２に吸着保持用電圧８０を印加することによって、電極１２の第１主面１１ａ側に電荷を発生させ、静電力によって対象物Ｗを吸着保持する。
【００２９】
ここで、本実施形態の説明においては、ベースプレート５０からセラミック誘電体基板１１へ向かう方向をＺ方向（第１方向の一例に相当する）、Ｚ方向と略直交する方向の１つをＹ方向（第２方向の一例に相当する）、Ｚ方向及びＹ方向に略直交する方向をＸ方向（第２方向の一例に相当する）ということにする。
【００３０】
電極１２は、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂに沿って薄膜状に設けられている。電極１２は、対象物Ｗを吸着保持するための吸着電極である。電極１２は、単極型でも双極型でもよい。図１に表した電極１２は双極型であり、同一面上に２極の電極１２が設けられている。
【００３１】
電極１２には、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂ側に延びる接続部２０が設けられている。接続部２０は、電極１２と導通するビア（中実型）やビアホール（中空型）、もしくは金属端子をロウ付けなどの適切な方法で接続したものである。
【００３２】
ベースプレート５０は、セラミック誘電体基板１１を支持する金属製の部材である。セラミック誘電体基板１１は、図２（ａ）に表した接合層６０によってベースプレート５０の上に固定される。
【００３３】
接合層６０は、Ｚ方向において、ベースプレート５０とセラミック誘電体基板１１との間の一部に設けられ、ベースプレート５０とセラミック誘電体基板１１とを接合する。接合層６０は、樹脂材料を含む。接合層６０としては、例えばシリコーン接着剤の硬化層が用いられる。
【００３４】
ベースプレート５０は、例えば、アルミニウム製の上部５０ａと下部５０ｂとに分けられており、上部５０ａと下部５０ｂとのあいだに連通路５５が設けられている。連通路５５は、一端側が入力路５１に接続され、他端側が出力路５２に接続される。
【００３５】
ベースプレート５０は、静電チャック１１０の温度調整を行う役目も果たす。例えば、静電チャック１１０を冷却する場合には、入力路５１から冷却媒体を流入し、連通路５５を通過させ、出力路５２から流出させる。これにより、冷却媒体によってベースプレート５０の熱を吸収し、その上に取り付けられたセラミック誘電体基板１１を冷却することができる。一方、静電チャック１１０を保温する場合には、連通路５５内に保温媒体を入れることも可能である。または、セラミック誘電体基板１１やベースプレート５０に発熱体を内蔵させることも可能である。このように、ベースプレート５０を介してセラミック誘電体基板１１の温度が調整されると、静電チャック１１０で吸着保持される対象物Ｗの温度を調整することができる。
【００３６】
また、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａ側には、必要に応じてドット１３が設けられており、ドット１３の間に溝１４が設けられている。この溝１４は連通していて、静電チャック１１０に搭載された対象物Ｗの裏面と溝１４とのあいだに空間が形成される。
【００３７】
溝１４には、セラミック誘電体基板１１に設けられた貫通孔１５が接続される。貫通孔１５は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂから第１主面１１ａにかけてセラミック誘電体基板１１を貫通して設けられる。
【００３８】
ドット１３の高さ（溝１４の深さ）、ドット１３及び溝１４の面積比率、形状等を適宜選択することで、対象物Ｗの温度や対象物Ｗに付着するパーティクルを好ましい状態にコントロールすることができる。
【００３９】
ベースプレート５０には、ガス導入路５３が設けられる。ガス導入路５３は、ベースプレート５０を例えば貫通するように設けられる。ガス導入路５３は、ベースプレート５０を貫通せず、他のガス導入路５３の途中から分岐してセラミック誘電体基板１１側まで設けられていてもよい。また、ガス導入路５３は、ベースプレート５０の複数箇所に設けられていてもよい。
【００４０】
ガス導入路５３は、貫通孔１５と連通する。対象物Ｗを吸着保持した状態でガス導入路５３からヘリウム（Ｈｅ）等の伝達ガスを導入すると、対象物Ｗと溝１４との間に設けられた空間に伝達ガスが流れ、対象物Ｗを伝達ガスによって直接冷却することができるようになる。
【００４１】
多孔質部７０は、ベースプレート５０に設けられたガス導入路５３に設けられる。多孔質部７０は、ベースプレート５０（ガス導入路５３）のセラミック誘電体基板１１側に嵌め込まれる。
【００４２】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施形態に係る静電チャックを例示する模式図である。図２（ａ）は、多孔質部７０の周辺を例示する。図２（ａ）は、図１に示すＡ部の拡大図に相当する。図２（ｂ）は、多孔質部７０を例示する平面図である。  
図２（ａ）に表したように、例えば、ベースプレート５０（ガス導入路５３）のセラミック誘電体基板１１側には、座ぐり部５３ａが設けられる。座ぐり部５３ａは、筒状に設けられる。座ぐり部５３ａの内径を適切に設計することで、多孔質部７０は、座ぐり部５３ａに嵌合される。
【００４３】
多孔質部７０の上面７０Ｕは、ベースプレート５０の上面５０Ｕに露出している。多孔質部７０の上面７０Ｕは、多孔質部７０のＺ方向（第１方向）の端面である。多孔質部７０の上面７０Ｕは、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂと対向している。多孔質部７０の上面７０Ｕとセラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂとの間は、空間ＳＰとなっている。すなわち、多孔質部７０の上面７０Ｕとセラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂとの間には、接合層６０が設けられていない。
【００４４】
図２（ｂ）に表したように、多孔質部７０は、複数の孔を有する多孔領域７１と、多孔領域７１よりも緻密な緻密領域７３と、を有する。緻密領域７３は、多孔領域７１に比べて孔が少ない領域、または、実質的に孔を有さない領域である。緻密領域７３の気孔率（パーセント：％）は、多孔領域７１の気孔率（％）よりも低い。そのため、緻密領域７３の密度（グラム／立方センチメートル：ｇ／ｃｍ３）は、多孔領域７１の密度（ｇ／ｃｍ３）よりも高い。緻密領域７３が多孔領域７１に比べて緻密であることにより、例えば、緻密領域７３の剛性（機械的な強度）は、多孔領域７１の剛性よりも高い。
【００４５】
緻密領域７３の気孔率は、例えば、緻密領域７３の全体積に占める、緻密領域７３に含まれる空間（孔）の体積の割合である。多孔領域７１の気孔率は、例えば、多孔領域７１の全体積に占める、多孔領域７１に含まれる空間（孔）の体積の割合である。例えば、多孔領域７１の気孔率は、５％以上４０％以下、好ましくは１０％以上３０％以下であり、緻密領域７３の気孔率は、０％以上５％以下である。
【００４６】
多孔質部７０は、柱状（例えば円柱状）である。また、多孔領域７１は、柱状（例えば円柱状）である。緻密領域７３は、多孔領域７１と接している、または、多孔領域７１と連続している。図２（ｂ）に示すように、Ｚ方向に沿って見たときに、緻密領域７３は、多孔領域７１の外周を囲む。緻密領域７３は、多孔領域７１の側面７１ｓを囲む筒状（例えば円筒状）である。言い換えれば、多孔領域７１は、緻密領域７３をＺ方向に貫通するように設けられている。ガス導入路５３から流入したガスは、多孔領域７１に設けられた複数の孔を通り、貫通孔１５を通って溝１４に供給される。
【００４７】
このような多孔領域７１を有する多孔質部７０を設けることにより、貫通孔１５に流れるガスの流量を確保しつつ、多孔質部７０における熱伝導率を高めることができるため、吸着の対象物Ｗに対してウェーハ温度均一性の高い温度制御を行うことができる。また、多孔質部７０が緻密領域７３を有することにより、多孔質部７０の剛性（機械的な強度）を向上させることができる。
【００４８】
緻密領域７３の厚さ（多孔領域７１の側面７１ｓと、緻密領域７３の側面７３ｓと、の間の長さＬ０）は、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００４９】
多孔質部７０の材料には、絶縁性を有するセラミックが用いられる。多孔質部７０（多孔領域７１及び緻密領域７３のそれぞれ）は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）及び酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）の少なくともいずれかを含む。これにより、多孔質部７０の高いウェーハ温度均一性と高い剛性とを得ることができる。
【００５０】
例えば、多孔質部７０は、酸化アルミニウム、酸化チタン、及び酸化イットリウムのいずれかを主成分とする。
【００５１】
本明細書において、セラミック誘電体基板１１の酸化アルミニウムなどのセラミックス純度は、蛍光Ｘ線分析、ＩＣＰ−ＡＥＳ法（Inductively Coupled Plasma−Atomic Emission Spectrometry：高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法）などにより測定することができる。
【００５２】
例えば、多孔領域７１の材料と緻密領域７３の材料とは、同じである。ただし、多孔領域７１の材料は緻密領域７３の材料と異なっていてもよい。多孔領域７１の材料の組成は、緻密領域７３の材料の組成と異なっていてもよい。
【００５３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る静電チャックの多孔質部を例示する模式図である。  
図３（ａ）は、Ｚ方向に沿って見た多孔質部７０の平面図であり、図３（ｂ）は、多孔質部７０のＺＹ平面における断面図である。
【００５４】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、この例では、多孔領域７１は、複数の疎部分７４と、密部分７５と、を有する。複数の疎部分７４のそれぞれは、複数の孔を有する。密部分７５は、疎部分７４よりも緻密である。すなわち、密部分７５は、疎部分７４に比べて孔が少ない部分、または、実質的に孔を有さない部分である。密部分７５の気孔率は、疎部分７４の気孔率よりも低い。そのため、密部分７５の密度は、疎部分７４の密度よりも高い。密部分７５の気孔率は、緻密領域７３の気孔率と同じであってもよい。密部分７５が疎部分７４に比べて緻密であることにより、密部分７５の剛性は、疎部分７４の剛性よりも高い。
【００５５】
１つの疎部分７４の気孔率は、例えば、その疎部分７４の全体積に占める、その疎部分７４に含まれる空間（孔）の体積の割合である。密部分７５の気孔率は、例えば、密部分７５の全体積に占める、密部分７５に含まれる空間（孔）の体積の割合である。例えば、疎部分７４の気孔率は、２０％以上６０％以下、好ましくは３０％以上５０％以下であり、密部分７５の気孔率は、０％以上５％以下である。
【００５６】
複数の疎部分７４のそれぞれは、Ｚ方向に延びる。例えば、複数の疎部分７４のそれぞれは、柱状（円柱状又は多角柱状）であり、多孔領域７１をＺ方向に貫通するように設けられている。密部分７５は、複数の疎部分７４同士の間に位置する。密部分７５は、互いに隣接する疎部分７４を仕切る壁状である。図３（ａ）に示すように、Ｚ方向に沿って見たときに、密部分７５は、複数の疎部分７４のそれぞれの外周を囲むように設けられている。密部分７５は、多孔領域７１の外周において、緻密領域７３と連続している。
【００５７】
多孔領域７１内に設けられる疎部分７４の数は、例えば５０個以上１０００個以下である。図３（ａ）に示すように、Ｚ方向に沿って見たときに、複数の疎部分７４同士は、互いに略同じ大きさである。例えば、Ｚ方向に沿って見たときに、複数の疎部分７４は、多孔領域７１内において等方的に均一に分散されている。例えば、隣接する疎部分７４同士の距離（すなわち密部分７５の厚さ）は、略一定である。
【００５８】
例えば、Ｚ方向に沿って見たときに、緻密領域７３の側面７３ｓと、複数の疎部分７４のうち最も側面７３ｓに近い疎部分７４と、の間の距離Ｌ１１は、１００μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００５９】
このように、多孔領域７１に複数の疎部分７４と、疎部分７４よりも緻密な密部分７５と、を設けることにより、多孔領域７１内において３次元的にランダムに複数の孔が分散された場合に比べて、多孔質部７０における熱伝導率を高めることができ、ウェーハ温度均一性と貫通孔１５に流れるガスの流量とを確保しつつ、多孔質部７０の剛性を向上させることができる。  
例えば、多孔領域７１の気孔率が大きくなると、ガスの流量が大きくなる一方、ウェーハ温度均一性及び剛性が低下する。これに対して、密部分７５を設けることにより、気孔率を大きくした場合でも、ウェーハ温度均一性及び剛性の低下を抑制することができる。
【００６０】
例えば、Ｚ方向に沿って見たときに、複数の疎部分７４のすべてを含む最小の円、楕円、又は多角形を想定する。その円、楕円、又は多角形の内側を多孔領域７１とし、その円、楕円、又は多角形の外側を緻密領域７３と考えることができる。
【００６１】
以上に説明したように、多孔質部７０は、第１孔および第２孔を含む複数の孔７６を有する複数の疎部分７４と、疎部分７４の密度よりも高い密度を有する密部分７５と、を有することができる。複数の疎部分７４のそれぞれは、Ｚ方向に延びている。密部分７５は、複数の疎部分７４同士の間に位置している。疎部分７４は、孔７６（第１孔）と孔７６（第２孔）との間に設けられた壁部７７を有している。Ｘ方向またはＹ方向において、壁部７７の寸法の最小値は、密部分７５の寸法の最小値よりも小さくすることができる。この様にすれば、多孔質部７０にＺ方向に延びる疎部分７４と密部分７５とが設けられているので、ウェーハ温度均一性とガス流量とを確保しつつ、多孔質部７０の機械的な強度（剛性）を向上させることができる。
【００６２】
Ｘ方向またはＹ方向において、複数の疎部分７４のそれぞれに設けられた複数の孔７６の寸法は、密部分７５の寸法よりも小さくすることができる。この様にすれば、複数の孔７６の寸法を十分に小さくできるため、ウェーハ温度均一性をさらに向上させることができる。
【００６３】
また、複数の疎部分７４のそれぞれに設けられた複数の孔７６の縦横比（アスペクト比）は、３０以上１００００以下とすることができる。この様にすれば、ウェーハ温度均一性をさらに向上させることができる。より好ましくは、複数の孔７６の縦横比（アスペクト比）の下限は１００以上であり、上限は１６００以下である。
【００６４】
また、Ｘ方向またはＹ方向において、複数の疎部分７４のそれぞれに設けられた複数の孔７６の寸法は、１マイクロメートル以上２０マイクロメートル以下とすることができる。この様にすれば、孔７６の寸法が１〜２０マイクロメートルの１方向に延びる孔７６を配列させることができるので、高いウェーハ温度均一性を実現することができる。
【００６５】
また、後述する図６（ａ）、（ｂ）に表したように、Ｚ方向に沿って見たときに、第１孔７６ａは疎部分７４の中心部に位置し、複数の孔７６のうち第１孔７６ａと隣接し第１孔７６ａを囲む孔７６ｂ〜７６ｇの数は、６とすることができる。この様にすれば、Ｚ方向に沿って見たときに、高い等方性かつ高い密度で複数の孔７６を配置することが可能となる。これにより、高いウェーハ温度均一性と流れるガスの流量とを確保しつつ、多孔質部７０の剛性を向上させることができる。
【００６６】
図４は、実施形態に係る静電チャックの多孔質部を例示する模式的平面図である。  
図４は、Ｚ方向に沿って見た多孔質部７０の一部を示し、図３（ａ）の拡大図に相当する。  
Ｚ方向に沿って見たときに、複数の疎部分７４のそれぞれは、略六角形（略正六角形）である。Ｚ方向に沿って見たときに、複数の疎部分７４は、多孔領域７１の中心部に位置する第１疎部分７４ａと、第１疎部分７４ａを囲む６つの疎部分７４（第２〜第７疎部分７４ｂ〜７４ｇ）を有する。
【００６７】
第２〜第７疎部分７４ｂ〜７４ｇは、第１疎部分７４ａと隣接している。第２〜第７疎部分７４ｂ〜７４ｇは、複数の疎部分７４のうち、第１疎部分７４ａに最近接する疎部分７４である。
【００６８】
第２疎部分７４ｂ及び第３疎部分７４ｃは、第１疎部分７４ａとＸ方向において並ぶ。すなわち、第１疎部分７４ａは、第２疎部分７４ｂと第３疎部分７４ｃとの間に位置する。
【００６９】
第１疎部分７４ａのＸ方向に沿った長さＬ１（第１疎部分７４ａの径）は、第１疎部分７４ａと第２疎部分７４ｂとの間のＸ方向に沿った長さＬ２よりも長く、第１疎部分７４ａと第３疎部分７４ｃとの間のＸ方向に沿った長さＬ３よりも長い。
【００７０】
なお、長さＬ２及び長さＬ３のそれぞれは、密部分７５の厚さに相当する。すなわち、長さＬ２は、第１疎部分７４ａと第２疎部分７４ｂとの間の密部分７５のＸ方向に沿った長さである。長さＬ３は、第１疎部分７４ａと第３疎部分７４ｃとの間の密部分７５のＸ方向に沿った長さである。長さＬ２と長さＬ３とは、略同じである。例えば、長さＬ２は、長さＬ３の０．５倍以上２．０倍以下である。
【００７１】
また、長さＬ１は、第２疎部分７４ｂのＸ方向に沿った長さＬ４（第２疎部分７４ｂの径）と略同じであり、第３疎部分７４ｃのＸ方向に沿った長さＬ５（第３疎部分７４ｃの径）と略同じである。例えば、長さＬ４及び長さＬ５のそれぞれは、長さＬ１の０．５倍以上２．０倍以下である。
【００７２】
このように、第１疎部分７４ａは、複数の疎部分７４のうちの６つの疎部分７４に隣接し囲まれている。すなわち、Ｚ方向に沿って見たときに、多孔領域７１の中心部において、１つの疎部分７４と隣接する疎部分７４の数は、６である。これにより、平面視において、高い等方性かつ高い密度で複数の疎部分７４を配置することが可能である。これにより、高いウェーハ温度均一性と貫通孔１５に流れるガスの流量とを確保しつつ、多孔質部７０の剛性を向上させることができる。また、貫通孔１５に流れるガスの流量のばらつき、及び多孔質部７０の剛性のばらつきを抑制することができる。
【００７３】
疎部分７４の径（長さＬ１、Ｌ４、またはＬ５など）は、例えば、５０μｍ以上５００μｍ以下である。密部分７５の厚さ（長さＬ２またはＬ３など）は、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下である。疎部分７４の径は、密部分７５の厚さよりも大きい。また、密部分７５の厚さは、緻密領域７３の厚さよりも薄い。
【００７４】
図５は、実施形態に係る静電チャックの多孔質部を例示する模式的平面図である。  
図５は、Ｚ方向に沿って見た多孔質部７０の一部を示す。図５は、１つの疎部分７４の周辺の拡大図である。  
図５に示すように、この例では、疎部分７４は、複数の孔７６と、複数の孔７６同士の間に設けられた壁部７７と、を有する。
【００７５】
複数の孔７６のそれぞれは、Ｚ方向に延びる。複数の孔７６のそれぞれは、１方向に延びるキャピラリ状（１次元キャピラリ構造）であり、疎部分７４をＺ方向に貫通している。壁部７７は、互いに隣接する孔７６を仕切る壁状である。図５に示すように、Ｚ方向に沿って見たときに、壁部７７は、複数の孔７６のそれぞれの外周を囲むように設けられる。壁部７７は、疎部分７４の外周において、密部分７５と連続している。
【００７６】
１つの疎部分７４内に設けられる孔７６の数は、例えば５０個以上１０００個以下である。図５に示すように、Ｚ方向に沿って見たときに、複数の孔７６同士は、互いに略同じ大きさである。例えば、Ｚ方向に沿って見たときに、複数の孔７６は、疎部分７４内において等方的に均一に分散されている。例えば、隣接する孔７６同士の距離（すなわち壁部７７の厚さ）は、略一定である。
【００７７】
このように、１方向に延びる孔７６が疎部分７４内に配列されることで、疎部分内において３次元的にランダムに複数の孔が分散された場合に比べて、高いウェーハ温度均一性を実現することができる。
【００７８】
なお、疎部分７４の形状は、六角形に限らず、円（又は楕円）やその他の多角形であってもよい。例えば、Ｚ方向に沿って見たときに、１０μｍ以下の間隔で並ぶ複数の孔７６のすべてを含む最小の円、楕円、又は多角形を想定する。その円、楕円、又は多角形の内側を疎部分７４とし、その円、楕円、又は多角形の外側を密部分７５と考えることができる。
【００７９】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る静電チャックの多孔質部を例示する模式的平面図である。  
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、Ｚ方向に沿って見た多孔質部７０の一部を示し、１つの疎部分７４内の孔７６を示す拡大図である。
【００８０】
図６（ａ）に示すように、Ｚ方向に沿って見たときに、複数の孔７６は、疎部分７４の中心部に位置する第１孔７６ａと、第１孔７６ａを囲む６つの孔７６（第２〜第７孔７６ｂ〜７６ｇ）を有する。第２〜第７孔７６ｂ〜７６ｇは、第１孔７６ａと隣接している。第２〜第７孔７６ｂ〜７６ｇは、複数の孔７６のうち、第１孔７６ａに最近接する孔７６である。
【００８１】
第２孔７６ｂ及び第３孔７６ｃは、第１孔７６ａとＸ方向において並ぶ。すなわち、第１孔７６ａは、第２孔７６ｂと第３孔７６ｃとの間に位置する。
【００８２】
例えば、第１孔７６ａのＸ方向に沿った長さＬ６（第１孔７６ａの径）は、第１孔７６ａと第２孔７６ｂとの間のＸ方向に沿った長さＬ７よりも長く、第１孔７６ａと第３孔７６ｃとの間のＸ方向に沿った長さＬ８よりも長い。
【００８３】
なお、長さＬ７及び長さＬ８のそれぞれは、壁部７７の厚さに相当する。すなわち、長さＬ７は、第１孔７６ａと第２孔７６ｂとの間の壁部７７のＸ方向に沿った長さである。長さＬ８は、第１孔７６ａと第３孔７６ｃとの間の壁部７７のＸ方向に沿った長さである。長さＬ７と長さＬ８とは、略同じである。例えば、長さＬ７は、長さＬ８の０．５以上２．０倍以下である。
【００８４】
また、長さＬ６は、第２孔７６ｂのＸ方向に沿った長さＬ９（第２孔７６ｂの径）と略同じであり、第３孔７６ｃのＸ方向に沿った長さＬ１０（第３孔７６ｃの径）と略同じである。例えば、長さＬ９及び長さＬ１０のそれぞれは、長さＬ６の０．５倍以上２．０倍以下である。
【００８５】
例えば、孔の径が小さいと、ウェーハ温度均一性や剛性が向上する。一方、孔の径が大きいと、ガスの流量を大きくすることができる。孔７６の径（長さＬ６、Ｌ９、またはＬ１０など）は、例えば、１マイクロメートル（μｍ）以上２０μｍ以下である。径が１〜２０μｍの１方向に延びる孔が配列されることで、高いウェーハ温度均一性を実現することができる。より好ましくは孔７６の径は、３μｍ以上１０μｍ以下である。
【００８６】
ここで、孔７６の径の測定方法について説明する。走査型電子顕微鏡（例えば、日立ハイテクノロジーズ、Ｓ−３０００）を用い、１０００倍以上の倍率で画像を取得する。市販の画像解析ソフトを用い、孔７６について１００個分の円相当径を算出し、その平均値を孔７６の径とする。
複数の孔７６の径のばらつきを抑制することがさらに好ましい。径のばらつきを小さくすることで、流れるガスの流量およびウェーハ温度均一性をより精密に制御することが可能となる。複数の孔７６の径のばらつきとして、上記孔７６の径の算出において取得した１００個分の円相当径の累積分布を利用することができる。具体的には、粒度分布測定に一般に用いられる、累積分布５０ｖｏｌ％のときの粒子径Ｄ５０（メジアン径）及び累積分布９０ｖｏｌ％のときの粒子径Ｄ９０の概念を適用し、横軸を孔径（μｍ）、縦軸を相対孔量（％）とした孔７６の累積分布グラフを用い、その孔径の累積分布５０ｖｏｌ％のときの孔径（Ｄ５０径に相当）および累積分布９０ｖｏｌ％のときの孔径（Ｄ９０径に相当）を求める。複数の孔７６の径のばらつきが、Ｄ５０：Ｄ９０≦１：２の関係を満たす程度に抑制されることが好ましい。
【００８７】
壁部７７の厚さ（長さＬ７、Ｌ８など）は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。壁部７７の厚さは、密部分７５の厚さよりも薄い。
【００８８】
このように、第１孔７６ａは、複数の孔７６のうちの６つの孔７６に隣接し囲まれている。すなわち、Ｚ方向に沿って見たときに、疎部分７４の中心部において、１つの孔７６と隣接する孔７６の数は、６である。これにより、平面視において、高い等方性かつ高い密度で複数の孔７６を配置することが可能である。これにより、高いウェーハ温度均一性と貫通孔１５に流れるガスの流量とを確保しつつ、多孔質部７０の剛性を向上させることができる。また、貫通孔１５に流れるガスの流量のばらつき、及び多孔質部７０の剛性のばらつきを抑制することができる。
【００８９】
図６（ｂ）は、疎部分７４内における複数の孔７６の配置の別の例を示す。図６（ｂ）に示すように、この例では、複数の孔７６は、第１孔７６ａを中心に同心円状に配置される。これにより、平面視において、高い等方性かつ高い密度で複数の孔を配置することが可能である。
【００９０】
なお、以上説明したような構造の多孔質部７０は、例えば、押出成形を用いることで製造することができる。また、長さＬ０〜Ｌ１０のそれぞれは、走査型電子顕微鏡などの顕微鏡を用いた観察により測定することができる。
【００９１】
本明細書における気孔率の評価について説明する。ここでは、多孔質部７０における気孔率の評価を例にとって説明する。  
図３（ａ）の平面図のような画像を取得し、画像解析により、多孔領域７１に占める複数の疎部分７４の割合Ｒ１を算出する。画像の取得には、走査型電子顕微鏡（例えば、日立ハイテクノロジーズ、Ｓ−３０００）を用いる。加速電圧を１５ｋＶ、倍率を３０倍としてＢＳＥ像を取得する。例えば、画像サイズは、１２８０×９６０画素であり、画像階調は２５６階調である。
【００９２】
多孔領域７１に占める複数の疎部分７４の割合Ｒ１の算出には、画像解析ソフトウェア（例えばＷｉｎ−ＲＯＯＦＶｅｒ６．５（三谷商事））を用いる。  
Ｗｉｎ−ＲＯＯＦＶｅｒ６．５を用いた割合Ｒ１の算出は以下のようにすることができる。  
評価範囲ＲＯＩ１（図３（ａ）を参照）を、全ての疎部分７４を含む最小の円（又は楕円）とする。  
単一閾値（例えば０）による二値化処理を行い、評価範囲ＲＯＩ１の面積Ｓ１を算出する。  
２つの閾値（例えば０及び１３６）による二値化処理を行い、評価範囲ＲＯＩ１内の複数の疎部分７４の合計の面積Ｓ２を算出する。この際、疎部分７４内の穴埋め処理、及び、ノイズと考えられる小さい面積の領域の削除（閾値：０．００２以下）を行う。また、２つの閾値は、画像の明るさやコントラストによって適宜調整する。  
面積Ｓ１に対する、面積Ｓ２の割合として、割合Ｒ１を算出する。すなわち、割合Ｒ１（％）＝（面積Ｓ２）／（面積Ｓ１）×１００である。
【００９３】
実施形態において、多孔領域７１に占める複数の疎部分７４の割合Ｒ１は、例えば、４０％以上７０％以下、好ましくは５０％以上７０％以下である。割合Ｒ１は、例えば６０％程度である。
【００９４】
図５の平面図のような画像を取得し、画像解析により、疎部分７４に占める複数の孔７６の割合Ｒ２を算出する。割合Ｒ２は、例えば、疎部分７４の気孔率に相当する。画像の取得には、走査型電子顕微鏡（例えば、日立ハイテクノロジーズ、Ｓ−３０００）を用いる。加速電圧を１５ｋＶ、倍率を６００倍としてＢＳＥ像を取得する。例えば、画像サイズは、１２８０×９６０画素であり、画像階調は２５６階調である。
【００９５】
疎部分７４に占める複数の孔７６の割合Ｒ２の算出には、画像解析ソフトウェア（例えばＷｉｎ−ＲＯＯＦＶｅｒ６．５（三谷商事））を用いる。  
Ｗｉｎ−ＲＯＯＦＶｅｒ６．５を用いた割合Ｒ１の算出は以下のようにすることができる。  
評価範囲ＲＯＩ２（図５を参照）を、疎部分７４の形状を近似する六角形とする。評価範囲ＲＯＩ２内に１つの疎部分７４に設けられたすべての孔７６が含まれる。  
単一閾値（例えば０）による二値化処理を行い、評価範囲ＲＯＩ２の面積Ｓ３を算出する。  
２つの閾値（例えば０及び９６）による二値化処理を行い、評価範囲ＲＯＩ２内の複数の孔７６の合計の面積Ｓ４を算出する。この際、孔７６内の穴埋め処理、及び、ノイズと考えられる小さい面積の領域の削除（閾値：１以下）を行う。また、２つの閾値は、画像の明るさやコントラストによって適宜調整する。  
面積Ｓ３に対する面積Ｓ４の割合として、割合Ｒ２を算出する。すなわち、割合Ｒ２（％）＝（面積Ｓ４）／（面積Ｓ３）×１００である。
【００９６】
実施形態において、疎部分７４に占める複数の孔７６の割合Ｒ２（疎部分７４の気孔率）は、例えば、２０％以上６０％以下、好ましくは３０％以上５０％以下である。割合Ｒ２は、例えば４０％程度である。
【００９７】
多孔領域７１の気孔率は、例えば、多孔領域７１に占める複数の疎部分７４の割合Ｒ１と、疎部分７４に占める複数の孔７６の割合Ｒ２と、の積に相当する。例えば、割合Ｒ１が６０％であり、割合Ｒ２が４０％の場合、多孔領域７１の気孔率は、２４％程度と算出できる。
【００９８】
このような気孔率の多孔領域７１を有する多孔質部７０を用いることで、貫通孔１５に流れるガスの流量を確保しつつ、ウェーハ温度均一性を向上させることができる。
【００９９】
なお、走査型電子顕微鏡の倍率は、観察対象に応じて、例えば数十倍〜数千倍の範囲において適宜選択することが好ましい。
【０１００】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施形態に係る別の多孔質部を例示する模式図である。  図７（ａ）は、Ｚ方向に沿って見た多孔質部７０の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の一部の拡大図に相当する。  
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、この例では、疎部分７４の平面形状は、円形である。このように、疎部分７４の平面形状は、六角形でなくてもよい。
【０１０１】
図８は、図１に示すＡ部の変形例を表す模式的拡大断面図である。  
図８に表したように、接合層６０は、ベースプレート５０とセラミック誘電体基板１１との間の一部に設けられる。この例では、接合層６０は、第１部分６１を有している。第１部分６１は、Ｚ方向において、多孔質部７０の第２主面１１ｂ側の端面（上面７０Ｕ）とセラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂとの間に位置する。第１部分６１は、例えば、Ｘ方向に延びる。
【０１０２】
このように、第１部分６１が、Ｚ方向において、多孔質部７０の第２主面１１ｂ側の端面（上面７０Ｕ）と第２主面１１ｂとの間に位置することで、ガス導入路５３に導入されたガスによって多孔質部７０に対してＺ方向に押す圧力がかかった場合にも、多孔質部７０がＺ方向に動くことを抑制できる。これにより、多孔質部７０の位置ずれを抑制できる。
【０１０３】
また、この例では、ベースプレート５０は、第２主面１１ｂ側の端部に溶射部５７を有している。溶射部５７は、例えば溶射によって形成される。溶射部５７は、ベースプレート５０の第２主面１１ｂ側の端面（上面５０Ｕ）を構成している。溶射部５７は、必要に応じて設けられ、省略可能である。
【０１０４】
図９は、図１に示すＡ部の変形例を表す模式的拡大断面図である。  
図９に表したように、接合層６０は、ベースプレート５０とセラミック誘電体基板１１との間の一部に設けられる。この例では、接合層６０は、第２部分６２を有している。第２部分６２は、Ｘ方向において、ベースプレート５０と多孔質部７０との間に位置する。第２部分６２は、例えば、Ｚ方向に延びる。
【０１０５】
第２部分６２は、例えば、Ｘ方向において、ベースプレート５０及び多孔質部７０と接している。より具体的には、第２部分６２のＸ方向の一端は、ベースプレート５０と接しており、第２部分６２のＸ方向の他端は、多孔質部７０と接している。また、第２部分６２は、Ｚ方向において、セラミック誘電体基板１１及び多孔質部７０と接している。より具体的には、第２部分６２のＺ方向の一端（例えば、上端）は、セラミック誘電体基板１１と接しており、第２部分６２のＺ方向の他端（例えば、下端）は、多孔質部７０と接している。
【０１０６】
このように、接合層６０がＸ方向においてベースプレート５０と多孔質部７０との間に位置する第２部分６２を有し、第２部分６２がＺ方向において多孔質部７０と接することで、多孔質部７０がＺ方向に動くことをより確実に抑制できる。これにより、多孔質部７０の位置ずれをより確実に抑制できる。
【０１０７】
図１０は、図１に示すＡ部の変形例を表す模式的拡大断面図である。  
図１０に表したように、接合層６０は、ベースプレート５０とセラミック誘電体基板１１との間の一部に設けられる。この例では、接合層６０は第１部分６１及び第２部分６２を有する。
【０１０８】
このように、接合層６０が第１部分６１及び第２部分６２を有することで、多孔質部７０がＺ方向に動くことをより確実に抑制できる。これにより、多孔質部７０の位置ずれをより確実に抑制できる。
【０１０９】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。例えば、静電チャック１１０として、クーロン力を用いる構成を例示したが、ジョンソン・ラーベック力を用いる構成であっても適用可能である。また、前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１１０】
１１ セラミック誘電体基板、  １１ａ 第１主面、  １１ｂ 第２主面、  １２ 電極、  １３ ドット、  １４ 溝、  １５ 貫通孔、  ２０ 接続部、  ５０ ベースプレート、  ５０Ｕ 上面、  ５０ａ 上部、  ５０ｂ 下部、  ５１ 入力路、  ５２ 出力路、  ５３ ガス導入路、  ５３ａ 座ぐり部、  ５５ 連通路、  ５７ 溶射部、  ６０ 接合層、  ６１、６２ 第１、第２部分、  ７０ 多孔質部、  ７０Ｕ 上面、  ７１ 多孔領域、  ７１ｓ 側面、  ７３ 緻密領域、  ７３ｓ 側面、  ７４ 疎部分、  ７４ａ〜７４ｇ 第１〜第７疎部分、  ７５ 密部分、  ７６ 孔、  ７６ａ〜７６ｇ 第１〜第７孔、  ７７ 壁部、  ８０ 吸着保持用電圧、  １１０ 静電チャック、  ＲＯＩ１ 評価範囲、  ＲＯＩ２ 評価範囲、  ＳＰ 空間、  Ｗ 対象物
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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