(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面を、板状試料を載置する載置面とするとともに静電吸着用内部電極を内蔵した静電チャック部と、
スペーサー及びシリコーン接着剤を含有し、層厚Ｄが３〜２５μｍであり、前記層厚Ｄと前記スペーサーの平均粒子径φＳとの比（φＳ／Ｄ）が、０．１〜１．０であり、層中の前記スペーサーの濃度が０．００００３〜３２質量％である第１の接着層と、
前記第１の接着層により、前記静電チャック部の前記載置面と反対側の面に互いに間隙を有して接着された複数の加熱部材と、
シリコーン接着剤を含有する第２の接着層と、
前記静電チャック部を冷却する機能を有するベース部と
をこの順に備える静電チャック装置。
【請求項２】
前記スペーサーの粒度分布における累積体積百分率が５０％の平均粒子径の２倍以上の粒子径を有するスペーサーの含有率が０．１質量％以下である請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項３】
前記第１の接着層が、更にフィラーを含み、前記第１の接着層の層厚Ｄと、前記フィラーの平均粒子径φＦとの比（φＦ／Ｄ）が、０．０１以上０．１未満である請求項１又は請求項２に記載の静電チャック装置。
【請求項４】
前記スペーサーが、金属酸化物である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
【請求項５】
前記フィラーが、金属酸化物である請求項３又は請求項４に記載の静電チャック装置。
【請求項６】
前記静電チャック部が、一主面を板状試料を載置する載置面とする載置板と、該載置板と一体化され該載置板を支持する支持板とを有して構成され、
前記載置板及び支持板が、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、または酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）焼結体からなる請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電チャック装置の製造過程においては、静電チャック部と、加熱部材と、ベース部とを、接着剤等で貼り合わせ積層体とし、次いで積層体をホットプレスすることが一般的に行われている。このホットプレスに起因して静電チャック装置に不具合が生じることがあり、かかる不具合を解消するために種々の検討がなされている。【０００３】
例えば、セラミック板のクラック発生を抑制しつつ、被処理基板の急速な加熱冷却が可能な静電チャックを提供するために、主面に凹部が設けられ、内部に電極が設けられたセラミック板と、前記セラミック板の前記主面に接合された温調プレートと、前記セラミック板に設けられた前記凹部内において第２の接合剤によって接着されたヒータと、前記ヒータを前記第２の接合剤で接着した前記セラミック板と、前記温調プレートと、の間に設けられた第１の接合剤とを備えた静電チャックにおいて、前記第１の接合剤は、有機材料を含む第１の主剤と、無機材料を含む第１の無定形フィラーと、無機材料を含む第１の球形フィラーとを有し、前記第１の主剤中には、前記第１の無定形フィラーと、前記第１の球形フィラーとが分散配合され、前記第１の主剤、前記第１の無定形フィラーおよび前記第１の球形フィラーは、電気絶縁性材料からなり、前記第１の球形フィラーの平均直径は、全ての前記第１の無定形フィラーの短径の最大値よりも大きく、前記第１の接合剤の厚さは、前記第１の球形フィラーの平均直径と同じか、もしくは大きく、前記凹部の幅は、前記ヒータの幅より広く、前記凹部の深さは、前記ヒータの厚さより深く、前記ヒータの前記温調プレート側の主面と、前記温調プレートの主面との間の第１の距離は、前記セラミック板の前記凹部間の前記主面と、前記温調プレートの主面との間の第２の距離よりも長い構成とすることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、接合剤が薄く、高い熱伝導率を有し、かつ、静電チャックの構成部品にクラックが発生し難い静電チャックを提供するために、電極が表面に形成されたセラミック誘電体と、前記セラミック誘電体を支持するセラミック基板と、前記セラミック誘電体と前記セラミック基板とを接合する第１の接合剤とを備える静電チャックにおいて、前記第１の接合剤は、有機材料を含む第１の主剤と、無機材料を含む第１の無定形フィラーと、無機材料を含む第１の球形フィラーとを有し、前記第１の主剤中には、前記第１の無定形フィラーと、前記第１の球形フィラーとが分散配合されてなり、前記第１の主剤、前記第１の無定形フィラーおよび前記第１の球形フィラーは、電気絶縁性材料からなり、前記第１の球形フィラーの平均直径は、全ての前記第１の無定形フィラーの短径の最大値よりも大きく、前記第１の接合剤の厚さは、前記第１の球形フィラーの平均直径と同じか、もしくは大きい構成とすることが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５２６７６０３号
【特許文献２】特許第５５５７１６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載されている方法によれば、熱プレスによる接着剤のはみ出しを防止し得るものの、次の理由から、静電チャック部とベース部との接着性を十分に確保することができなかった。
静電チャック部と、加熱部材との接着には、一般にシリコーン接着剤が用いられており、シリコーン接着剤の硬化面は、撥水性及び撥油性であることが多い。そのため、静電チャック部及び加熱部材とベース部とを接着する接着剤と、シリコーン接着剤との界面は接着性が悪く、結果的に、静電チャック部とベース部との接着力が低下することがあった。【０００７】
本発明は、加熱部材を静電チャック部に接着する第１の接着層の層厚を確保して、接着力低下を抑制することができ、前記第１の接着層と、該第１の接着層に隣接する第２の接着層との接着力に優れる静電チャック装置を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
＜１＞  一主面を、板状試料を載置する載置面とするとともに静電吸着用内部電極を内蔵した静電チャック部と、
スペーサー及びシリコーン接着剤を含有し、層厚Ｄが３〜２５μｍであり、前記層厚Ｄと前記スペーサーの平均粒子径φＳとの比（φＳ／Ｄ）が、０．１〜１．０である第１の接着層と、
前記第１の接着層により、前記静電チャック部の前記載置面と反対側の面に互いに間隙を有して接着された複数の加熱部材と、
シリコーン接着剤を含有する第２の接着層と、
前記静電チャック部を冷却する機能を有するベース部と
をこの順に備える静電チャック装置である。【０００９】
＜２＞  前記スペーサーの粒度分布における累積体積百分率が５０％の平均粒子径の２倍以上の粒子径を有するスペーサーの含有率が０．１質量％以下である＜１＞に記載の静電チャック装置である。【００１０】
＜３＞  前記第１の接着層中の前記スペーサー濃度が０．００００３〜３２質量％である＜１＞又は＜２＞に記載の静電チャック装置である。【００１１】
＜４＞  前記第１の接着層が、更にフィラーを含み、前記第１の接着層の層厚Ｄと、前記フィラーの平均粒子径φＦとの比（φＦ／Ｄ）が、０．０１以上０．１未満である＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の静電チャック装置である。【００１２】
＜５＞  前記スペーサーが、金属酸化物である＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の静電チャック装置である。【００１３】
＜６＞  前記フィラーが、金属酸化物である＜４＞又は＜５＞に記載の静電チャック装置である。【００１４】
＜７＞  前記静電チャック部が、一主面を板状試料を載置する載置面とする載置板と、該載置板と一体化され該載置板を支持する支持板とを有して構成され、
前記載置板及び支持板が、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、または酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）焼結体からなる＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の静電チャック装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加熱部材を静電チャック部に接着する第１の接着層の層厚を確保して、接着力低下を抑制することができ、前記第１の接着層と、該第１の接着層に隣接する第２の接着層との接着力に優れる静電チャック装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の静電チャック装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜静電チャック装置＞
本発明の静電チャック装置は、一主面を、板状試料を載置する載置面とするとともに静電吸着用内部電極を内蔵した静電チャック部と、スペーサー及びシリコーン接着剤を含有し、層厚Ｄが３〜２５μｍであり、前記層厚Ｄと前記スペーサーの平均粒子径φＳとの比（φＳ／Ｄ）が、０．１〜１．０である第１の接着層と、該第１の接着層により、前記静電チャック部の前記載置面と反対側の面に互いに間隙を有して接着された複数の加熱部材と、シリコーン接着剤を含有する第２の接着層と、前記静電チャック部を冷却する機能を有するベース部とをこの順に備える。
まず、本発明の静電チャック装置における静電チャック部、加熱部材、第１及び第２の接着層、並びにベース部の積層構成について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の静電チャック装置の積層構成の一例を示す断面模式図である。
静電チャック装置１００は、ウエハを固定する静電チャック部１０と、静電チャック部１０を加熱する加熱部材３０と、静電チャック部１０を冷却する機能を有する厚みのある円板状のベース部６０とを有する。静電チャック部１０とベース部６０との間には、静電チャック部１０側から順に、第１の接着層２０、加熱部材３０、第２の接着層４０、及び絶縁材層５０が配置される。
【００１９】
第１の接着層２０は、スペーサー２２及びシリコーン接着剤２４を含有し、更に、例えば、フィラーを含んでいてもよい。
第１の接着層２０にスペーサー２２が含まれていることにより、静電チャック装置１００の製造工程において静電チャック装置１００がホットプレスで押圧されても、シリコーン接着剤２４が第１の接着層２０からはみ出しにくく、第１の接着層２０内に留めておくことができる。更に、第１の接着層２０は、層厚Ｄに対するスペーサー２２の平均粒子径φＳの比（φＳ／Ｄ）が、０．１〜１．０であるため、第１の接着層２０内にシリコーン接着剤２４を十分含めておくことができ、第１の接着層２０の接着力の低下を抑制することができる。
【００２０】
加熱部材３０は、静電チャック部１０の載置面と反対側の面（加熱部材設置面という）上に位置し、第１の接着層２０により、静電チャック部１０に、互いに間隙を有して固定されている。
加熱部材３０は、例えば、幅の狭い帯状の金属材料を蛇行させた複数のパターンにより構成することができる。図１には、５つの加熱部材３０が示されているが、これらの加熱部材３０は１つのパターンで連なっていてもよいし、複数の、同一種又は異種のパターンにより構成されていてもよい。例えば、直径の異なる複数の輪状の加熱部材を同心円状に配置してもよい。
【００２１】
第２の接着層４０の表面の一方は、加熱部材３０の側面及び表面、並びに第１の接着層２０に隣接している。第２の接着層４０の表面の他方はベース部６０に隣接していてもよいし、任意の他の層と隣接していてもよい。図１に示される静電チャック装置１００は、第２の接着層４０とベース部６０との間に、絶縁材層５０を有している。
絶縁材層５０とベース部６０との間には、更に、絶縁材層５０を固定する接着剤が介在していてもよい。
任意の他の層の種類は、シート材に限らず、例えば、加熱部材３０と第２の接着層４０との層間の接着性を高める接合層であってもよい。
なお、図１においては、絶縁材層５０はベース部６０に隣接する位置に存在するが、絶縁材層５０の位置は特に制限されず、例えば、加熱部材３０と静電チャック部１０との間、加熱部材３０と第２の接着層４０とシート材との間等に設けられていてもよい。
【００２２】
静電チャック装置１００の製造方法の詳細は後述するが、第１の接着層２０、加熱部材３０及び第２の接着層４０は、例えば、次のようにして形成することができる。
スペーサー２２を含み、シリコーン接着剤２４を任意の溶媒により溶解した溶液（第１の接着層用溶液）を用意し、当該溶液を、静電チャック部１０の加熱部材設置面に、塗布等により付与する。次いで、第１の接着層用溶液の付与面に、例えばＴｉ箔（加熱部材３０）を貼り付け、シリコーン接着剤２４を硬化した上で、Ｔｉ箔を任意の形状にエッチングすると、Ｔｉ箔が削り取られた箇所は第１の接着層２０が露出する。第１の接着層２０には、スペーサー２２が含まれているため、スペーサー２２の表面も露出し易くなる。
【００２３】
硬化したシリコーン接着剤は、撥液性（撥水性及び／又は撥油性）を有するため、一般に、更に接着剤を付与しても、当該接着剤は、硬化したシリコーン接着剤と接着し難い。しかし、本発明において、第１の接着層２０にはスペーサー２２が含まれ、エッチングにより露出したスペーサー２２表面が第２の接着層４０に含まれるシリコーン接着剤との接着面となるため、第１の接着層２０と、第２の接着層４０とは接着し易く、第１の接着層２０と、第２の接着層４０との接着力を維持することができる。
従って、静電チャック装置１００において、第１の接着層２０と、第１の接着層２０に隣接する第２の接着層４０との接着力に優れると考えられる。
【００２４】
本発明の静電チャック装置の積層構成は図１に示す構成に限られない。
以下、図面の符号を省略して説明する。
【００２５】
〔第１の接着層〕
本発明の静電チャック装置は、静電チャック部と加熱部材とを接着する第１の接着層を備える。第１の接着層は、スペーサー及びシリコーン接着剤を含有し、層厚Ｄが３〜２５μｍであり、前記層厚Ｄと前記スペーサーの平均粒子径φＳとの比（φＳ／Ｄ）が、０．１〜１．０である。
第１の接着層の層厚Ｄが３μｍ以上であることで静電チャック部と加熱部材との接着力を高めることができ、２５μｍ以下であることで第１の接着層の脆弱化を抑制することができる。層厚Ｄは３〜１０μｍであることが好ましい。
【００２６】
（スペーサー）
スペーサーは第１の接着層の層厚を一定の厚さとし、かつ第２の接着層との接着点として接着力を高める働きを有する。
スペーサーの平均粒子径φＳは、第１の接着層の層厚Ｄに対し、φＳ／Ｄが０．１〜１．０の関係にある。φＳ／Ｄが０．１以上であることで、静電チャック部と加熱部材との接着力が得られる。接着力をより高める観点から、φＳ／Ｄは０．２５〜１．０であることが好ましい。
なお、スペーサーの平均粒子径φＳは、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
【００２７】
スペーサーは、形状因子が１．０〜１．４の球状スペーサーであり、スペーサーの粒度分布における累積体積百分率が５０％の平均粒子径の２倍以上の粒子径を有するスペーサーの含有率が０．１質量％以下であることが好ましい。
ここで、形状因子とは、電子顕微鏡でスペーサーを写真観察し、任意で選んだ１０個のスペーサーの長径と、長径に直交する短径の比の平均値より算出される。スペーサーが、球状粒子のみであれば形状因子は１．０であり、形状因子が１．０から外れるほど非球状となる。
更に、スペーサーの粒度分布における累積体積百分率が５０％の平均粒子径の２倍以上の粒子径を有するスペーサーの含有率が０．１質量％以下であることで、スペーサーの粒径が揃い易い。
従って、第１の接着層に、粒径の揃った球状のスペーサーが存在することで、第１の接着層の層厚を均一にすることができ、その結果、静電チャック部の面内温度均一性を向上させることができる。
スペーサーの形状因子は１．０〜１．３であることがより好ましく、１．０〜１．２であることがより好ましい。また、スペーサーの粒度分布における累積体積百分率が５０％の平均粒子径の２倍以上の粒子径を有するスペーサーの含有率は０．０５質量％以下であることがより好ましく、０．０１質量％以下であることが更に好ましい。
【００２８】
スペーサーの材質は特に制限されず、樹脂等の有機化合物でもよいし、金属、金属酸化物等の無機化合物であってもよいが、第１の接着層と第２の接着層との接着性を高める観点から、無機化合物であることが好ましく、金属酸化物であることがより好ましい。
金属酸化物としては、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、イットリウム（Ｙ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、セリウム（Ｃｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の元素の酸化物が用いられる。
これらの元素の酸化物としては、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４）、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３、Ｗ２Ｏ５）、酸化鉛（ＰｂＯ、ＰｂＯ２）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２、Ｃｅ２Ｏ３）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２、ＧｅＯ）等が挙げられる。
中でも、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が好ましく、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）がより好ましく、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が更に好ましい。
【００２９】
第１の接着層中のスペーサー濃度は、０．００００３〜３２質量％であることが好ましい。スペーサー濃度が０．００００３質量％以上であることで、第１の接着層の層厚を確保し、また第１の接着層と第２の接着層との接着性を向上することができ、３２質量％以下であることで、静電チャック部と加熱部材との接着力低下を抑制することができる。
スペーサー濃度は０．２〜３２質量％であることがより好ましく、２〜３２質量％であることが更に好ましい。
【００３０】
（シリコーン接着剤）
シリコーン接着剤は、２００℃までの耐熱性を有し、他の耐熱性接着剤であるエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂を主成分とする接着剤と比較して伸びが大きく、静電チャック部とベース部との間の応力を緩和することができ、しかも熱伝導率が高い。
シリコーン接着剤は、１成分および２成分の縮合型または付加型の反応機構を持つシリコーンゴムであることが好ましく、一般的に下記一般式（１）で表されるものが用いられている。
【００３１】
【化１】
0006008063.tif 000002
【００３２】
一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ６は、各々独立に、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数２〜５のアルケニル基、又は炭素数６〜１２のアリール基を表し、アルキル基、アルケニル基及びアリール基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい。ｍは繰り返し単位数を表す。
【００３３】
炭素数１〜５のアルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であってもよく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピルイソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基等が挙げられる。Ｒ１〜Ｒ６の炭素数は、各々独立に、１〜３であることが好ましく、１〜２であることがより好ましく、１であることが更に好ましい。
炭素数２〜５のアルケニル基としては、ビニル基、１−プロペニル基、アリル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、ペンテニル基等が挙げられる。
炭素数６〜１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等を表し、更に、炭素数１〜５のアルキル基、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよい。
【００３４】
一般式（１）におけるアルキル基、アルケニル基及びアリール基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい。例えば、プロピル基を例に挙げると、プロピル基（−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）の末端のメチル基部分の水素原子をフッ素原子に置換したトリフルオロプロピル基（−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３）であってもよい。
【００３５】
第１の接着層はシリコーン接着剤以外の接着剤、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂を主成分とする接着剤を含んでいてもよいが、シリコーン接着剤の含有量が第１の接着層全質量に対して７０質量％以上であることが好ましい。更に、シリコーン接着剤の含有量は、第１の接着層中のスペーサー及びフィラーを除く全成分の７０〜１００質量％であることが好ましく、８０〜１００質量％であることがより好ましく、９０〜１００質量％であることが更に好ましい。
【００３６】
シリコーン接着剤は、市販のシリコーン接着剤（シリコーン粘着剤を含む）を用いてもよく、例えば、東レ・ダウコーニング社製、シリコーン粘着剤（例えば、ＳＤ  ４５８０  ＰＳＡ、ＳＤ  ４５８４  ＰＳＡ、ＳＤ  ４５８５  ＰＳＡ、ＳＤ  ４５８７  Ｌ  ＰＳＡ、ＳＤ  ４５６０  ＰＳＡ等）、モメンティブ社製、シリコーン接着剤（例えば、ＸＥ１３−Ｂ３２０８、ＴＳＥ３２１２、ＴＳＥ３２６１−Ｇ、ＴＳＥ３２８０−Ｇ、ＴＳＥ３２８１−Ｇ、ＴＳＥ３２２１、ＴＳＥ３２２１Ｓ、ＴＳＥ３２６、ＴＳＥ３２６Ｍ、ＴＳＥ３２５等）、信越化学工業社製、シリコーン接着剤（例えば、ＫＥ−１８２０、ＫＥ−１８２３、ＫＥ−１８２５、ＫＥ−１８３０、ＫＥ−１８３３等）等が挙げられる。
【００３７】
（フィラー）
第１の接着層は、更にフィラーを含有していることが好ましい。第１の接着層がフィラーを含有することで、第１の接着層における第２の接着層との接着点の面積が増加し、第１の接着層と第２の接着層との接着力が向上し易い。
フィラーはスペーサーより小径であることが好ましく、具体的には、第１の接着層の層厚Ｄとフィラーの平均粒子径φＦとの比（φＦ／Ｄ）が、０．０１以上０．１未満であることが好ましい。スペーサーより小径（φＦ／Ｄが０．１未満）であることで、フィラーをスペーサー間の間隙に充填し易く、φＦ／Ｄが０．０１以上であることで、第２の接着層との接着点の面積を確保し、接着力を向上することができる。
フィラーの形状は、アスペクト比が１〜５となる形状であることが好ましく、アスペクト比が１〜２となる形状であることがより好ましい。
また、φＦ／Ｄは０．００５〜０．１であることがより好ましく、０．０１〜０．０５であることが更に好ましい。
なお、フィラーの平均粒子径φＦは、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
【００３８】
フィラーの材質は特に制限されず、樹脂等の有機化合物でもよいし、金属、金属酸化物等の無機化合物であってもよいが、第１の接着層と第２の接着層との接着性を高める観点から、無機化合物であることが好ましく、金属酸化物であることが好ましい。
金属酸化物としては、スペーサーの説明において挙げた種々の金属酸化物を挙げることができ、中でも、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が好ましく、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）がより好ましく、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が更に好ましい。
【００３９】
第１の接着層中のフィラー濃度は特に制限されないが、第１の接着層全質量に対し１０〜５０質量％であることが好ましい。無定形フィラー濃度が１０質量％以上であることで、第１の接着層と第２の接着層との接着力を向上することができ、５０質量％以下であることで、静電チャック部と加熱部材との接着力低下を抑制することができる。
無定形フィラー濃度は１０〜４０質量％であることがより好ましい。
【００４０】
〔静電チャック部〕
静電チャック部は、一主面を、板状試料を載置する載置面とするとともに静電吸着用内部電極を内蔵する。
より具体的には、例えば、上面が半導体ウエハ等の板状試料を載置する載置面とされた載置板と、この載置板と一体化され該載置板を支持する支持板と、これら載置板と支持板との間に設けられた静電吸着用内部電極及び静電吸着用内部電極の周囲を絶縁する絶縁材層（チャック内絶縁材層）と、支持板を貫通するようにして設けられ静電吸着用内部電極に直流電圧を印加する給電用端子とにより構成されていることが好ましい。
静電チャック部において、第１の接着層と隣接する面は、静電チャック部の支持体の表面（加熱部材設置面）である。
【００４１】
載置板及び支持板は、重ね合わせた面の形状を同じくする円板状のもので、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、腐食性ガス及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焼結体からなるものであることが好ましい。
載置板の載置面には、直径が板状試料の厚みより小さい突起部が複数個形成され、これらの突起部が板状試料を支える構成であることが好ましい。
【００４２】
静電チャック部の厚さ（載置板及び支持板の合計の厚み）は０．７ｍｍ〜５．０ｍｍが好ましい。静電チャック部の厚さが０．７ｍｍ以上であることで、静電チャック部の機械的強度を確保することができる。静電チャック部の厚さが５．０ｍｍ以下であることで、静電チャック部の横方向の熱移動が増加しにくく、所定の面内温度分布が得られ易くなるため、熱容量が増加しにくく、熱応答性が劣化しにくい。なお、静電チャック部の横方向とは、図１に示すような、静電チャック部、第１及び第２の接着層、シート材、並びにベース部の積層構成において、積層方向と直交する方向をいう。
【００４３】
静電吸着用内部電極は、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、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）導電性複合焼結体等の導電性セラミックス、又は、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。
【００４４】
静電吸着用内部電極の厚さは、特に限定されるものではないが、０．１μｍ〜１００μｍが好ましく、５μｍ〜２０μｍがより好ましい。静電吸着用内部電極の厚さが０．１μｍ以上であることで、充分な導電性を確保することができ、厚さが１００μｍ以下であることで、載置板及び支持板と、静電吸着用内部電極との間の熱膨張率差が大きくなりにくく、載置板と支持板との接合界面にクラックが入りにくい。
このような厚さの静電吸着用内部電極は、スパッタ法、蒸着法等の成膜法、又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。
【００４５】
チャック内絶縁材層は、静電吸着用内部電極を囲繞して腐食性ガス及びそのプラズマから静電吸着用内部電極を保護するとともに、載置板と支持板との境界部、すなわち静電吸着用内部電極以外の外周部領域を接合一体化するものである。チャック内絶縁材層は、載置板及び支持板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ことが好ましい。
【００４６】
給電用端子は、静電吸着用内部電極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制限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及び支持板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を構成している導電性セラミックス、又は、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。
【００４７】
給電用端子は、絶縁性を有する碍子によりベース部に対して絶縁されていることが好ましい。
また、給電用端子は支持板に接合一体化され、さらに、載置板と支持板とは、静電吸着用内部電極及びチャック内絶縁材層により接合一体化されて静電チャック部を構成していることが好ましい。
【００４８】
〔加熱部材〕
加熱部材は、静電チャック部の載置面と反対側の面に位置し、接着剤により、静電チャック部に、互いに間隙を有して固定されている。
加熱部材の形態は特に制限されないが、相互に独立した２つ以上のヒーターパターンからなるヒータエレメントであることが好ましい。
ヒータエレメントは、例えば、静電チャック部の載置面と反対側の面（加熱部材設置面）の中心部に形成された内ヒータと、内ヒータの周縁部外方に環状に形成された外ヒータとの、相互に独立した２つのヒータにより構成することができる。内ヒータ及び外ヒータは、それぞれが、幅の狭い帯状の金属材料を蛇行させたパターンを、加熱部材設置面の中心軸を中心として、この軸の回りに繰り返し配置し、かつ隣接するパターン同士を接続することで、１つの連続した帯状のヒーターパターンとすることができる。
内ヒータ及び外ヒータをそれぞれ独立に制御することにより、静電チャック部の載置板の載置面に静電吸着により固定されている板状試料の面内温度分布を精度良く制御することができる。
【００４９】
ヒータエレメントは、厚みが好ましくは０．２ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下の一定の厚みを有する非磁性金属薄板、例えば、チタン（Ｔｉ）薄板、タングステン（Ｗ）薄板、モリブデン（Ｍｏ）薄板等を、フォトリソグラフィー法により、所望のヒーターパターンにエッチング加工することで形成されることが好ましい。
ヒータエレメントの厚みが０．２ｍｍ以下であることで、ヒータエレメントのパターン形状が板状試料の温度分布として反映されにくく、板状試料の面内温度を所望の温度パターンに維持し易くなる。
また、ヒータエレメントを非磁性金属で形成すると、静電チャック装置を高周波雰囲気中で用いてもヒータエレメントが高周波により自己発熱しにくく、板状試料の面内温度を所望の一定温度又は一定の温度パターンに維持し易くなる。
また、一定の厚みの非磁性金属薄板を用いてヒータエレメントを形成すると、ヒータエレメントの厚みが加熱面全域で一定となり、さらに発熱量も加熱面全域で一定となるので、静電チャック部の載置面における温度分布を均一化することができる。
【００５０】
加熱部材を静電チャック部の載置面と反対側の面に固定する接着剤（加熱部材用接着剤）としては、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性及び絶縁性を有するシート状又はフィルム状の接着性樹脂を用いることが好ましい。
加熱部材用接着剤の厚みは５μｍ〜１００μｍが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜５０μｍである。加熱部材用接着剤の面内の厚みのバラツキは、加熱部材から静電チャック部に伝達される熱の面内均一性を上げる観点から１０μｍ以内が好ましい。
【００５１】
〔第２の接着層〕
第２の接着層は、加熱部材が固定された静電チャック部とベース部とを接着する層であり、少なくともシリコーン接着剤を含有する。
第２の接着層が含み得るシリコーン接着剤は特に制限されないが、第１の接着層が含み得るシリコーン接着剤として説明した一般式（１）で表されるシリコーンゴムを用いることが好ましい。
第２の接着層が含み得るシリコーン接着剤は、第１の接着層が含有するシリコーン接着剤と同種であってもよいし、異種のシリコーン接着剤であってもよい。
【００５２】
第２の接着層はシリコーン接着剤以外の接着剤、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂を主成分とする接着剤を含んでいてもよいが、シリコーン接着剤の含有量が第１の接着層全質量に対して７０質量％以上であることが好ましく、８０〜１００質量％であることがより好ましく、９０〜１００質量％であることが更に好ましい。
【００５３】
第２の接着層の層厚は特に制限されないが、加熱部材表面からの第２の接着層表面までの高さとして、１００〜３００μｍであることが好ましい。１００μｍ以上であることで、第１の接着層及び加熱部材とベース部との接着力を高めるとともに、静電チャック部の温度と、冷却機能を備えたアルミ基台部との熱膨張差の応力緩和を行うことができ、３００μｍ以下であることで、接着層厚みのムラを、抑制することができる。
第２接着層の層厚（加熱部材表面からの第２の接着層表面までの高さ）は１５０〜２５０μｍであることがより好ましい。
【００５４】
〔ベース部〕
ベース部は、静電チャック部を冷却する機能を有し、加熱部材により加熱された静電チャック部を所望の温度に調整するための部材であり、静電チャック部に固定された板状試料のエッチング等により生じた発熱を下げる機能も有する。
ベース部の形状は特に制限されないが、通常、厚みのある円板状である。ベース部は、その内部に水を循環させる流路が形成された水冷ベース等であることが好ましい。
ベース部を構成する材料は、熱伝導性、導電性、及び加工性に優れた金属、これらの金属を含む複合材、並びに、セラミックスが挙げられる。具体的には、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。ベース部の少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理が施されているか、アルミナ等の絶縁膜が成膜されていることが好ましい。
【００５５】
〔絶縁材層〕
静電チャック装置は、ベース部の少なくとも一部を被覆する絶縁材層を有することが好ましい。
本発明の静電チャック装置は、静電チャック部を加熱する加熱部材を有していることから、静電チャック部とベース部との導通（ショート不良）を抑制し、ベース部の耐電圧性を向上するために、絶縁材層を有することが好ましい。
絶縁材層は、ベース部の少なくとも一部を被覆していればよいが、ベース部の全部を被覆するフィルム状又はシート状の層であることが好ましい。
また、絶縁材層の位置は、静電チャック部とベース部との間にあればよく、また、単層のみならず、複数の層で構成されていてもよい。例えば、ベース部に隣接する位置、加熱部材と静電チャック部との間、加熱部材とシート材との間等に絶縁材層を有していてもよい。
以上の中でも、絶縁材層は、絶縁材層の形成容易性の観点から、加熱部材とベース部との間であって、ベース部に近接する位置に備えられることが好ましい。
【００５６】
絶縁材層をベース部に固定する場合、絶縁材層は、ベース部の上面に接着剤を介して固定されていることが好ましい。絶縁材層の固定に用いる接着剤（絶縁材層用接着剤）は特に制限されず、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の耐熱性及び絶縁性を有するシート状、又はフィルム状の接着性樹脂を用いることができる。絶縁材層用接着剤の厚みは５μｍ〜１００μｍが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜５０μｍである。絶縁材層用接着剤の面内の厚みのバラツキは、ベース部による静電チャック部の温度制御の面内均一性を上げる観点から１０μｍ以内が好ましい。
絶縁材層の熱伝導率は、静電チャック部の温度調整の観点から、０．０５Ｗ／ｍＫ以上かつ０．５Ｗ／ｍＫ以下が好ましく、より好ましくは０．１Ｗ／ｍＫ以上かつ０．２５Ｗ／ｍＫ以下である。
【００５７】
〔シート材〕
静電チャック装置は、シート材を有していてもよい。
シート材は、静電チャック部とベース部との温度差により生じる応力を緩和する部材であり、例えば、第２の接着層と絶縁材層又はベース部との間に備えることができる。
シート材は、応力緩和の観点から、シリコーン系エラストマー、及びフッ素系エラストマーからなる群より選択されるいずれかを含有することが好ましい。
シリコーン系エラストマーとしては、オルガノポリシロキサンを主成分としたもので、ポリジメチルシロキサン系、ポリメチルフェニルシロキサン系、ポリジフェニルシロキサン系等が用いられる。一部をビニル基、アルコキシ基等で変性したものもある。具体例として、ＫＥシリーズ〔信越化学工業（株）製〕、ＳＥシリーズ、ＣＹシリーズ、ＳＨシリーズ〔以上、東レダウコーニングシリコーン（株）製〕などが挙げられる。
【００５８】
フッ素系エラストマーとしては、ハードセグメントがフッ素系樹脂であり、ソフトセグメントがフッ素系ゴムである構造を有するエラストマー、シリコーン系エラストマーに含まれる炭化水素基の一部又は全部の水素原子がフッ素原子に置換されたエラストマー等が挙げられる。
シート材は、シリコーン系エラストマー、又はフッ素系エラストマーを、それぞれ単独で含んでいてもよいし、２種以上を含んでいてもよいし、１種以上のシリコーン系エラストマーと１種以上のフッ素系エラストマーの両方を含んでいてもよい。
【００５９】
シート材は、第１の接着層及び第２の接着層の合計の層厚より厚いことが好ましい。また、シート材の厚さは、２０μｍ〜５００μｍであることが好ましい。シート材の厚さが２０μｍ以上であることで、静電チャック部とベース部との温度差により生じる応力を緩和し易く、５００μｍ以下であることで、静電チャック部の面内温度均一性の低下を抑制することができる。
シート材のショア硬度（Ａ）は、静電チャック部とベース部との温度差により生じる応力を緩和する観点から、２０〜８０であることが好ましい。
【００６０】
＜静電チャック装置の製造方法＞
静電チャック装置の製造方法は、本発明の静電チャック装置の積層構成を形成し得る方法であれば、特に制限されない。例えば、加熱部材を第１の接着層で固定した静電チャック部を、第２の接着層でベース部と接着する方法、ベース部と加熱部材を第２の接着層で接着してから、加熱部材と第２の接着層の表面と静電チャック部とを第１の接着層で接着する方法等が挙げられるが、第１の接着層と第２の接着層との接着力を向上する観点から、次の方法によることが好ましい。
【００６１】
すなわち、静電チャック装置は、静電チャック部の加熱部材設置面上に、少なくともシリコーン接着剤及びスペーサーを含む第１の接着成分を付与し、更に膜状又は板状の加熱部材を積層して、第１の接着層上に加熱部材を接着する加熱部材接着工程と、加熱部材の一部をエッチングにより切削して、第１の接着層中のスペーサーの一部を露出させるエッチング工程と、加熱部材及び第１の接着層上に、少なくともシリコーン接着剤を含む第２の接着成分を付与し、更にベース部を積層して、第２の接着層上にベース部を接着するベース部接着工程（ベース部接着工程ａという）と、静電チャック部、第１の接着層、加熱部材、第２の接着層及びベース部が少なくとも積層された積層体をホットプレスにより押圧するホットプレス工程とを有する製造方法により製造することが好ましい。
【００６２】
ベース部接着工程ａは、加熱部材及び第１の接着層上に、少なくともシリコーン接着剤を含む第２の接着成分を付与し、更に絶縁材層、シート材等の機能層を積層して、第２の接着層上に機能層を接着する機能層接着工程と、機能層上に第３の接着成分を付与し、更にベース部を積層して、機能層上にベース部を接着する接着工程とを有するベース部接着工程ｂに換えてもよい。
静電チャック部とベース部との接着をより簡便に行う観点からは、静電チャック装置に絶縁材層、シート材等の機能層を備える場合は、予めベース部表面に機能層を接着剤（第３の接着成分）で接着しておき、ベース部接着工程ａにおいて、第２の接着層上に機能層表面を接着することが好ましい。
以下、より詳細に上記製造方法について説明する。
なお、以下、ベース部は絶縁材層等の機能層が固定されていない構成を代表して説明する。以下の説明では、ベース部上に機能層が固定されている構成においては、「ベース部表面」を「機能層表面」と読み換えればよい。
【００６３】
〔加熱部材接着工程〕
加熱部材接着工程では、静電チャック部の加熱部材設置面（載置面と反対側の面）上に、少なくともシリコーン接着剤を含む第１の接着成分を付与し、更に膜状又は板状の加熱部材を積層して、第１の接着層上に加熱部材を接着する。
第１の接着成分に含まれるシリコーン接着剤及びスペーサーは、第１の接着層が含むシリコーン接着剤及びスペーサーと同じであり、好ましい態様も同様である。第１の接着成分は、本発明の効果を損なわない限度においてシリコーン接着剤以外の接着剤を含んでいてもよい。
【００６４】
シリコーン接着剤は、粘性の低い液体状、粘性の高い液体状、固体状のいずれの接着剤であってもよいが、静電チャック装置内に溶媒が残存することを抑制する観点から、溶媒を含まない液体状のシリコーン接着剤を用いることが好ましい。
固体状又は粘性の高い液体状のシリコーン接着剤を用いる場合は、付与容易性の観点から、シリコーン接着剤を溶媒に溶かした接着層用溶液を用いてもよい。
溶媒としては、例えば、アルコール及びケトンからなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられ、ケトンとしては、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
【００６５】
既述のとおり、スペーサーの材質が金属酸化物であると、第１の接着層と第２の接着層との接着性を高めることができ、好ましい。更に、金属酸化物のように極性の高い粒子を、シリコーン接着剤のごとき非極性の成分に配合すると、金属酸化物粒子は、極性の高い空気に引かれて、シリコーン接着剤表面（接着層表面）に集まり易い。従って、第１の接着成分を加熱部材設置面に付与し、第１の接着層上に加熱部材を接着してから、加熱部材をエッチング等により除去すると、スペーサー表面が露出し易い。よって、スペーサーの材質が金属酸化物であると、スペーサーの平均粒子径が第１の接着層の層厚Ｄよりも小さい場合（例えば、φＳ／Ｄが０．３）でも、加熱部材を除去することで、スペーサーが露出し易い。
このように、スペーサーを接着層表面に吸着し易くする観点から、スペーサーの材質は金属酸化物であることが好ましく、シリコーン接着剤は、スペーサーが移動し易いように、液体状のシリコーン接着剤又は溶媒に溶かした接着層用溶液であることが好ましい。
なお、第１の接着層が任意に含み得るフィラーも、第２の接着層との接着点を増やす観点、及び、第１の接着層表面への吸着をより容易にする観点から、金属酸化物であることが好ましい。
【００６６】
第１の接着層の層厚Ｄを３〜２５μｍとし、層厚Ｄとスペーサーの平均粒子径φＳとの比（φＳ／Ｄ）を、０．１〜１．０にする観点から、第１の接着成分中のシリコーン接着剤及びスペーサーの濃度は、次の範囲とすることが好ましい。
第１の接着成分中のシリコーン接着剤の濃度は、用いるシリコーン接着剤の種類、第１の接着成分の塗布方法等にもよるが、例えば、スピンコートによる塗布の場合は、０．０５〜５質量％とすることが好ましく、０．１〜１質量％であることがより好ましい。塗布方法がスクリーン印刷である場合は、第１の接着成分中のシリコーン接着剤の濃度は、３０〜７０質量％とすることが好ましく、４０〜６０質量％であることがより好ましい。
【００６７】
また、第１の接着成分中のスペーサーの濃度は、０．１〜３０質量％であることが好ましく、１〜２５質量％であることがより好ましい。
さらに、第１の接着成分がフィラーも含む場合は、第１の接着層の層厚Ｄと、フィラーの平均粒子径φＦとの比（φＦ／Ｄ）を０．０１以上０．２未満とする観点から、第１の接着成分中のスペーサーの濃度は、０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．１〜１５質量％であることがより好ましい。
【００６８】
第１の接着成分を、静電チャック部の加熱部材設置面に付与する方法としては、既述のスクリーン印刷による付与、スピンコートによる塗布の他、スプレー、ハケ、バーコーターによる塗布、インクジェット法による吐出等が挙げられる。中でも、第１の接着層の層厚の調整のし易さの観点から、スクリーン印刷による付与が好ましい。
【００６９】
溶媒を含む第１の接着成分を静電チャック部に付与した後は、第１の接着成分の付与面を加熱して溶媒を飛ばすことが好ましい。第１の接着成分付与面を加熱することにより、静電チャック部と加熱部材との接着性を高めることができる。
第１の接着成分付与面の加熱は、第１の接着層の厚さ、第１の接着成分中のシリコーン接着剤及びスペーサーの濃度、種類等により異なるが、８０〜１２０℃で、３０秒〜５分間の条件で行うことが好ましい。
【００７０】
〔エッチング工程〕
エッチング工程では、加熱部材の一部をエッチングにより切削して、第１の接着層中のスペーサーの一部を露出させる。
加熱部材の一部をエッチングにより除去することで、第１の接着層の表面も削れ、第１の接着層中のスペーサーの一部が露出し易くなる。第１の接着層が更にフィラーを含有する場合は、フィラーの一部も露出し易くなり、第２の接着層を構成するシリコーン接着剤との接着点が得られ易くなる。
【００７１】
〔ベース部接着工程〕
（ベース部接着工程ａ）
ベース部接着工程ａでは、加熱部材及び第１の接着層上に、少なくともシリコーン接着剤を含む第２の接着成分を付与し、更にベース部を積層して、第２の接着層上にベース部を接着する。
第２の接着成分に含まれるシリコーン接着剤は、第２の接着層が含むシリコーン接着剤と同じであり、好ましい態様も同様である。第２の接着成分は、本発明の効果を損なわない限度においてシリコーン接着剤以外の接着剤を含んでいてもよい。
【００７２】
第２の接着成分が含むシリコーン接着剤は、第１の接着成分が含むシリコーン接着剤と同じ種類、同じ性状のシリコーン接着剤を用いることができ、好ましい態様も同様である。第２の接着成分を、シリコーン接着剤を溶媒に溶かした接着剤層用溶液とする溶媒の例も同様である。
第２の接着成分中のシリコーン接着剤の濃度は、用いるシリコーン接着剤の種類、第２の接着成分の塗布方法等にもよるが、例えば、スピンコートによる塗布の場合は、０．０５質量％〜５質量％とすることが好ましく、０．１質量％〜１質量％であることがより好ましい。塗布方法がスクリーン印刷である場合は、シリコーン接着剤の濃度は、３０質量％〜７０質量％とすることが好ましく、４０質量％〜６０質量％であることがより好ましい。
【００７３】
第２の接着成分付与面にベース部を積層することで、静電チャック部、第１の接着層、加熱部材、第２の接着層及びベース部が少なくとも積層された積層体が得られる。
【００７４】
静電チャック装置に絶縁材層、シート材等の機能層を備える場合は、ベース部に、予め、絶縁材層、シート材等の機能層を第３の接着成分で接着しておくことが好ましい。第３の接着成分は、絶縁材層用接着剤として説明した接着剤を含むことが好ましい。絶縁材層用接着剤は、液体状の接着剤を用いることが好ましく、接着剤が固体状である場合には、既述の溶媒にて溶液にして用いてもよい。第３の接着成分のベース部への付与方法は、第１の接着成分の静電チャック部への付与方法と同様の方法を用いることができる。
第２の接着成分付与面に、ベース部に予め接着した機能層の表面を積層することで、静電チャック部、第１の接着層、加熱部材、第２の接着層、機能層、及びベース部が積層された積層体が得られる。
【００７５】
（ベース部接着工程ｂ）
ベース部接着工程ｂは、加熱部材及び第１の接着層上に、少なくともシリコーン接着剤を含む第２の接着成分を付与し、更に絶縁材層、シート材等の機能層を積層して、第２の接着層上に機能層を接着する機能層接着工程と、機能層上に第３の接着成分を付与し、更にベース部を積層して、機能層上にベース部を接着する接着工程とを有する。
加熱部材及び第１の接着層上に、少なくともシリコーン接着剤を含む第２の接着成分を付与する方法は、ベース部接着工程ａと同様に行えばよい。
ベース部接着工程ａによって得られる第２の接着成分付与面に機能層を積層し、次いで、機能層に第３の接着成分を付与して、第３の接着成分付与面にベース部を積層することで、静電チャック部、第１の接着層、加熱部材、第２の接着層、機能層、及びベース部が積層された積層体が得られる。
【００７６】
〔ホットプレス工程〕
ホットプレス工程では、静電チャック部、第１の接着層、加熱部材、第２の接着層及びベース部が少なくとも積層された積層体をホットプレスにより押圧する。
積層体をホットプレスで押圧することにより、第１の接着層の層厚Ｄは狭まるが、第１の接着層中のスペーサーの存在により、層厚Ｄと、スペーサーの平均粒子径φＳとの比（φＳ／Ｄ）が、０．１〜１．０となる範囲に保持される。
積層体の変形、損傷を抑制しつつ、第１の接着層の層厚Ｄを３〜２５μｍとし、層厚Ｄとスペーサーの平均粒子径φＳとの比（φＳ／Ｄ）を０．１〜１．０とする観点から、積層体の押圧荷重は０．１〜５ＭＰａであることが好ましい。
【００７７】
また、静電チャック部は次のように製造することが好ましい。
まず、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ）複合焼結体により板状の載置板及び支持板を作製する。この場合、炭化ケイ素粉末及び酸化アルミニウム粉末を含む混合粉末を所望の形状に成形し、その後、例えば１６００℃〜２０００℃の温度、非酸化性雰囲気、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、載置板及び支持板を得ることができる。
【００７８】
次いで、支持板に、給電用端子を嵌め込み保持するための固定孔を複数個形成する。給電用端子を、支持板の固定孔に密着固定し得る大きさ、形状となるように作製する。この給電用端子の作製方法としては、例えば、給電用端子を導電性複合焼結体とした場合、導電性セラミックス粉末を、所望の形状に成形して加圧焼成する方法等が挙げられる。
【００７９】
このとき、給電用端子に用いられる導電性セラミックス粉末としては、静電吸着用内部電極と同様の材質からなる導電性セラミックス粉末が好ましい。
また、給電用端子を金属とした場合、高融点金属を用い、研削法、粉末治金等の金属加工法等により形成する方法等が挙げられる。
【００８０】
次いで、給電用端子が嵌め込まれた支持板の表面の所定領域に、給電用端子に接触するように、上記の導電性セラミックス粉末等の導電材料をテレピノールとエチルセルロース等とを含む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する。
この塗布法としては、均一な厚さに塗布する必要があることから、スクリーン印刷法等を用いることが望ましい。また、他の方法としては、蒸着法あるいはスパッタリング法により上記の高融点金属の薄膜を成膜する方法、上記の導電性セラミックスあるいは高融点金属からなる薄板を配設して静電吸着用内部電極形成層とする方法等がある。
【００８１】
また、支持板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、絶縁性、耐腐食性、耐プラズマ性を向上させるために、載置板及び支持板と同一組成または主成分が同一の粉末材料を含むチャック内絶縁材層を形成する。このチャック内絶縁材層は、例えば、載置板及び支持板と同一組成または主成分が同一の絶縁材料粉末をテルピネオールとエチルセルロース等とを含む有機溶媒に分散した塗布液を、上記所定領域にスクリーン印刷等で塗布し、乾燥することにより形成することができる。
【００８２】
次いで、支持板上の静電吸着用内部電極形成層及び絶縁材の上に載置板を重ね合わせ、次いで、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、圧力は５〜１０ＭＰａが好ましく、温度は１６００℃〜１８５０℃が好ましい。
【００８３】
このホットプレスにより、静電吸着用内部電極形成層は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となる。同時に、支持板及び載置板は、チャック内絶縁材層を介して接合一体化される。
また、給電用端子は、高温、高圧下でのホットプレスで再焼成され、支持板の固定孔に密着固定される。
そして、これら接合体の上下面、外周およびガス穴等を機械加工し、静電チャック部とする。
【実施例】
【００８４】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例においては、図１に示す静電チャック装置の積層構成に類似する積層体を作製し、評価した。【００８５】
＜１．実施例及び比較例の積層体の構成＞
実施例及び比較例の積層体は、図１における静電チャック部１０、第１の接着層２０、加熱部材３０、第２の接着層４０、及びベース部６０をこの順に積層した構成からなる。実施例及び比較例の積層体は、図１における絶縁材層５０は備えておらず、一部の比較例の積層体は、第１の接着層２０にスペーサーを有していない。
実施例及び比較例においては、図１における静電チャック部１０を基材１と称し、ベース部６０を基材２と称する。【００８６】
＜２．原材料＞
基材１：セラミックス板（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ複合焼結体）
基材２：アルミ治具（直径４０ｍｍ、厚さ２ｃｍ）
加熱部材：Ｔｉ箔【００８７】
第１の接着成分
下記のシリコーン接着剤をメチルエチルケトンにて、濃度３０質量％に希釈し、表１に示す形状、平均粒子径（μｍ）及び種類のスペーサーを、表１に示す濃度で混合し、第１の接着成分を得た。
なお、実施例９と１０と１２については、更に、表１に示す平均粒子径（μｍ）及び種類のフィラーを、表１に示す濃度で混合して、第１の接着成分を得た。
シリコーン接着剤：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、シリコーン接着剤ＴＳＥ３２２１（１成分加熱硬化型接着性液体状シリコーンゴム）【００８８】
第１の接着成分に用いたスペーサー及びフィラーの詳細は次のとおりである。
１）スペーサー
トクヤマ社製、エクセリカＵＦ−３０５（平均粒子径φＳ＝２．７μｍ）
住友化学社製、アドバンストアルミナＡＡ−３（平均粒子径φＳ＝３μｍ）
住友化学社製、アドバンストアルミナＡＡ−１０（平均粒子径φＳ＝１０μｍ）
２）フィラー
住友化学社製、アドバンストアルミナＡＡ−０３（平均粒子径φＦ＝０．３μｍ）【００８９】
なお、トクヤマ社製、エクセリカＵＦ−３０５の粒子径５μｍ以上の粒子の含有率は次のとおりである。
（粒度分布）
４５μｍ以上・・・・・・・・・０．００質量％
２５μｍ以上４５μｍ未満・・・０．００質量％
２０μｍ以上２５μｍ未満・・・０．００質量％
１０μｍ以上２０μｍ未満・・・０．００質量％
５μｍ以上１０μｍ未満・・・０．０３質量％【００９０】
第２の接着成分
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、シリコーン接着剤ＴＳＥ３２２１（１成分加熱硬化型接着性液体状シリコーンゴム）をメチルエチルケトンにて、濃度３０質量％に希釈して用いた。【００９１】
＜３．積層体の製造＞
〔実施例１〜１２及び比較例２〜３〕
基材１上に、第１の接着成分をスクリーン印刷して第１の接着層を形成し、Ｔｉ箔（加熱部材）を貼り付けた。次いで、Ｔｉ箔をエッチングすることにより、第１の接着層の一部を露出させ、直径の異なる輪状のＴｉ箔が同心円状に配置されたＴｉパターンを形成した。
Ｔｉパターンによる凹凸面が形成されたセラミックス板上に、第２の接着成分をスクリーン印刷により付与して、第２の接着層を形成した。次いで第２の接着層上に基材２を積層することで、積層体を得た。更に、得られた積層体をホットプレスにより押圧したところ、表１に示す層厚Ｄの第１の接着層を有する積層体が得られた。
また、表１にホットプレスにより押圧された後の各積層体のφＳ／Ｄ及びφＦ／Ｄも示した。【００９２】
〔比較例１〕
実施例１において、基材１上に、第１の接着成分を付与しなかったほかは同様にして、積層体を製造した。【００９３】
＜４．評価方法＞
１．ピール強度
実施例及び比較例の各積層体に対して、１０ｋｇの加重をしながら、１２０℃で１２時間の加熱及び加圧を行い、ピール強度評価用の試験片を作成した。
試験片の基材１から基材２を、手で引き剥がし、剥離面の破壊状態を目視観察して、下記基準により評価した。
Ａ＋：接着強度非常に強い      （凝集破壊）
Ａ  ：接着強度非常に強い      （凝集破壊、凝集破壊と界面破壊の混在）
Ｂ  ：接着強度強い            （界面破壊：ガムテープ程度）
Ｃ  ：接着しているが非常に弱い（界面破壊：セロハンテープ程度）
Ｄ  ：接着していない【００９４】
２．膜厚ブレ
ミツトヨ社製の膜厚ＶＬ−５０Ａを用いて、実施例及び比較例の積層体の５ヶ所における全層厚を測定した。得られた測定結果のうち、層厚が最も大きい箇所の層厚と小さい箇所の層厚との差を膜厚ブレとし、下記基準により評価した。
膜厚ブレは、静電チャック装置に固定するウエハの面内温度均一性の指標となり、膜厚ブレが小さいほど静電チャック部の面内温度均一性に優れる。具体的には、次の基準に従って評価した。
Ａ＋：膜厚ブレが１μｍ未満であった。
Ａ  ：膜厚ブレが１μｍ以上２μｍ未満であった。
Ａ−：膜厚ブレが２μｍ以上３μｍ未満であった。
Ｂ  ：膜厚ブレが３μｍ以上１０μｍ未満であった。
Ｃ  ：１０μｍ以上の膜厚ブレがあった。【００９５】
【表１】
0006008063.tif 000003
【００９６】
表１からわかるように、実施例の積層体では、第１の接着層と、該第１の接着層に隣接する第２の接着層との接着力が大きく、静電チャック部の面内温度均一性に優れていた。従って、実施例の積層構成を有する静電チャック装置を作製すれば、静電チャック部とベース部との接着性に優れ、静電チャック部の面内温度均一性にも優れることが期待される。
【符号の説明】
【００９７】
１００  静電チャック装置
１０  静電チャック部
２０  第１の接着層
２２  スペーサー
２４  シリコーン接着剤
３０  加熱部材
４０  第２の接着層
５０  絶縁材層
６０  ベース部
Ｄ  第１の接着層の層厚
φｓ  スペーサーの平均粒子径
【要約】
一主面を、板状試料を載置する載置面とするとともに静電吸着用内部電極を内蔵した静電チャック部１０と、スペーサー２２及びシリコーン接着剤２４を含有し、層厚Ｄが３〜２５μｍであり、層厚Ｄと、スペーサー２２の平均粒子径φＳとの比（φＳ／Ｄ）が、０．１〜１．０である第１の接着層２０と、第１の接着層２０により、静電チャック部１０の前記載置面と反対側の面に互いに間隙を有して接着された複数の加熱部材３０と、シリコーン接着剤を含有する第２の接着層４０と、静電チャック部１０を冷却する機能を有するベース部６０とをこの順に備えることにより、加熱部材３０を静電チャック部１０に接着する第１の接着層２０の層厚を確保して、接着力低下を抑制することができ、第１の接着層２０と該第１の接着層２０に隣接する第２の接着層４０との接着力に優れる静電チャック装置を提供する。【図１】
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