(57)【要約】【課題】ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックにおける過剰なリーク電流発生の抑制、吸着特性の長期維持、及び、基板の脱着応答性の向上を図る。【解決手段】静電チャック１０は、ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックであって、セラミックス層１３ａとセラミックス層１３ａ上に形成された樹脂層１３ｂとを備える誘電体層１３と、静電吸着力を発生させる電極１２ａ，１２ｂとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックであって、
セラミックス層と該セラミックス層上に形成された樹脂層とを備える誘電体層と、
静電吸着力を発生させる電極とを備えることを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記セラミックス層の室温における体積固有抵抗値は、１×１０8〜１×１０13Ω・ｃｍであり、
前記誘電体層の室温における体積固有抵抗値は、１×１０14Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記誘電体層は、基板を支持する突起を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記樹脂層の厚さは、１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記樹脂層は、フッ素樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項６】
前記セラミックス層は、窒化アルミニウム、又は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項７】
前記セラミックス層と前記樹脂層との熱膨張係数の差は、１×１０-6〜５×１０-4／Ｋであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項８】
前記セラミックス層と前記樹脂層との間にプライマー層を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の静電チャック。
【請求項９】
ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックの製造方法であって、
セラミックス層と該セラミックス層上に形成された樹脂層とを備える誘電体層を形成する工程と、
静電吸着力を発生させる電極を形成する工程と
を有することを特徴とする静電チャックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャック及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程や液晶製造工程では、半導体基板やガラス基板を吸着し、保持する静電チャックが使用されている。静電チャックには、クーロン力を利用して基板を吸着するものと、ジョンソン・ラーベック力を利用して基板を吸着するものとがある。クーロン力は、静電チャックの誘電体層表面に載置された基板と、静電チャックの電極との間に発生する静電吸着力である。ジョンソン・ラーベック力は、静電チャックの誘電体層表面に載置された基板と誘電体層表面との間で発生する静電吸着力である。ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックでは、基板に微小なリーク電流を流す必要がある。
【０００３】
又、誘電体層の材料には、セラミックスやポリイミド樹脂等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８―１４８５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ポリイミド樹脂の誘電体層は、耐食性や耐熱性に劣り、静電チャックの耐久性が低くなってしまう課題があった。又、クーロン力を利用する静電チャックは、誘電体層の厚さのばらつきがそのまま吸着力のばらつきにつながるため、誘電体層の厚さを厳しく制御する必要があった。
【０００５】
これに対し、誘電体層にセラミックスを用い、ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックを構成した場合には、耐食性や耐熱性に優れるセラミックスの誘電体層により、静電チャックの耐久性を向上できる。又、クーロン力を利用する静電チャックほどの厳しい誘電体層の厚さの制御も要求されない。
【０００６】
しかし、誘電体層がセラミックスで構成されたジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックでは、必要以上の過剰なリーク電流が発生してしまう場合があった。そのため、吸着している基板に影響を与え、最終的に得られるデバイスに影響を与えるおそれがあった。
【０００７】
更に、ジョンソン・ラーベック力は、誘電体層表面とその上に載置された基板との間で発生する静電吸着力であるため、その特性がセラミックスの誘電体層表面の状態に大きく依存する。そのため、長期使用により誘電体層表面の状態が変化してしまうと、静電チャックの吸着特性も変化してしまい、当初の吸着特性を維持できない場合があった。又、セラミックスの誘電体層は、電極への電圧印加終了後も電荷が残留し易く、基板の脱着応答性が良好ではなかった。更に、セラミックスの誘電体層は、基板と擦れ合ったときに基板裏面をスクラッチし易く、その結果、パーティクルの発生を招いてしまうおそれもあった。
【０００８】
そこで、本発明は、ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックにおける過剰なリーク電流発生の抑制、吸着特性の長期維持、基板の脱着応答性の向上及び、パーティクル発生の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の静電チャックは、ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックであって、セラミックス層とセラミックス層上に形成された樹脂層とを備える誘電体層と、静電吸着力を発生させる電極とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような静電チャックによれば、セラミックス層上の樹脂層により、過剰なリーク電流の発生を抑制できる。又、誘電体層は、内層側のセラミックス層により耐食性に優れ、表層側の樹脂層により、長期間の使用によってもその表面状態が変化しない。よって、静電チャックの吸着特性を長期に渡って維持することができる。
【００１１】
更に、本発明の静電チャックでは、樹脂層において分極が発生し、静電吸着力の発生に寄与している。そのため、電極への電圧印加終了後に、セラミックス層に電荷が残留しない。その結果、ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックにおいて、基板の脱着応答性を向上させることができる。
【００１２】
セラミックス層の室温における体積固有抵抗値は、１×１０8〜１×１０13Ω・ｃｍであり、誘電体層の室温における体積固有抵抗値は、１×１０14Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。このようにセラミックス層の室温における体積固有抵抗値を調整しておくことにより、樹脂層形成後の誘電体層の室温における体積固有抵抗値を１×１０14Ω・ｃｍ以上とすることができる。これにより、吸着力及び脱着応答性をより向上させることができる。
【００１３】
誘電体層は、基板を支持する突起を有することが好ましい。これによれば、基板の脱着応答性を更に向上させることができる。しかも、誘電体層は、セラミックス層上にセラミックス層より柔らかい樹脂層が形成された構成となっているため、誘電体層が有する突起が基板と擦れ合うことによるパーティクルやスクラッチの発生を防止できる。
【００１４】
又、樹脂層の厚さは、１〜３０μｍであることが好ましい。樹脂層の厚さは薄い方が吸着力は高くなるが、1μmより薄いと樹脂層自身の絶縁性が悪く、反対に３０μｍを超えて樹脂層を厚くすると吸着力は低下し、樹脂層の厚さの面内ばらつきにより吸着力の面内ばらつきも大きくなる。この樹脂層により、過剰なリーク電流発生をより一層、抑制でき、静電チャックの耐電圧を向上させることができる。しかも、このような薄い樹脂層を設けることで、吸着力の面内分布を均一化できる。
【００１５】
樹脂層は、フッ素樹脂により形成されていることが好ましく、静電チャック表面全体を樹脂層で覆うことでパーティクルの低減効果が高まる。又、セラミックス層は、窒化アルミニウム、又は、酸化アルミニウムを含むことが好ましい。これによれば、静電チャックの耐久性及び耐電圧を向上できる。
【００１６】
又、セラミックス層と樹脂層との熱膨張係数の差は、１×１０-6〜５×１０-4／Ｋとすることが好ましい。これによれば、セラミックス層と樹脂層との密着性を向上でき、過剰なリーク電流の発生をより一層、抑制できる。あるいは、セラミックス層と樹脂層との間にプライマー層を備えるようにしてもよい。これによっても、セラミックス層と樹脂層との密着性を向上でき、過剰なリーク電流の発生をより一層、抑制できる。
【００１７】
本発明の静電チャックの製造方法は、ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックの製造方法であって、セラミックス層とセラミックス層上に形成された樹脂層とを備える誘電体層を形成する工程と、静電吸着力を発生させる電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックにおける過剰なリーク電流発生の抑制、吸着特性の長期維持、基板の脱着応答性の向上、及び、パーティクルの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔静電チャック〕
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る静電チャックの１ａ−１ａ断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の平面図である。図１に示すように、静電チャック１０は、基体１１と、電極１２ａ，１２ｂと、誘電体層１３と、端子１４とを備える。誘電体層１３は、セラミックス層１３ａと樹脂層１３ｂとを備え、電極１２ａ，１２ｂに接する側がセラミックス層１３ａ、このセラミックス層１３ａ上で基板１に接する側が樹脂層１３ｂである。静電チャック１０は、ジョンソン・ラーベック力（Johnsen−Rahbek力）を利用する静電チャックである。
【００２０】
基体１１は、電極１２ａ，１２ｂ及び誘電体層１３を支持する。基体１１は、セラミックスや金属、セラミックスと金属の複合材料等により形成できる。基体１１は、セラミックス層１３ａと同種材料により形成されることが好ましい。基体１１は、円盤状等の板状であり、端子１４を挿入するための孔１１ａを有している。
【００２１】
誘電体層１３は、基体１１上に形成される。誘電体層１３は、セラミックス層１３ａと、セラミックス層１３ａ上に形成された樹脂層１３ｂとを備える。誘電体層１３の樹脂層１３ｂの表面に、基板１が載置され、この表面が基板１と接触する基板接触面１３ｄとなる。
【００２２】
誘電体層１３は、基板１と対向する側の部位に、この基板１を支持する突起１３ｃを有することが好ましい。これによれば、基板１の脱着応答性を更に向上させることができる。しかも、図1に示した誘電体層１３は、セラミックス層１３ａ上全面にセラミックス層より柔らかい樹脂層１３ｂが形成された構成となっている。そのため、誘電体層１３が有する突起１３ｃが基板と擦れ合うことによるパーティクルやスクラッチの発生を防止できる。更に、誘電体層１３が突起１３ｃを有する場合、基板１と誘電体層１３との間に形成された空隙にガスを流すことができる。これによれば、基板１を均一な温度に保つことができる。
【００２３】
突起１３ｃは、高さが１〜６０μｍであることが好ましい。又、突起１３ｃは、５〜２５ｍｍ間隔で設けられていることが好ましい。これらによれば、基板１の温度分布を均一にすることができる。突起１３ｃの高さは、１〜１５μｍであることがより好ましく、突起１３ｃの間隔は、５〜２０ｍｍであることがより好ましい。
【００２４】
突起１３ｃの形状は限定されず、角柱状、円柱状、半球状等とすることができる。突起１３ｃが、角柱状の場合、その幅は０．１〜４．５ｍｍであることが好ましい。突起１３ｃが円柱状や半球状の場合、その直径は０．１〜４．５ｍｍであることが好ましい。これによれば、基板１の温度分布を容易に均一にすることができる。
【００２５】
誘電体層１３の室温における体積固有抵抗値は、１×１０14Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。これによれば、吸着力及び脱着応答性をより向上させることができる。より好ましい誘電体層１３の室温における体積固有抵抗値は、１×１０15〜１×１０18Ω・ｃｍである。更に、誘電体層１３の厚さが、０．２〜２．０ｍｍであることが好ましい。これによれば、高い吸着力を得ることができる。誘電体層１３の厚さは、０．４〜１．５ｍｍであることがより好ましい。尚、突起１３ｃが形成されている場合、誘電体層１３の厚さは、誘電体層１３の最も厚い部分、即ち、突起１３ｃを含む部分の厚さをいう。
【００２６】
セラミックス層１３ａは、窒化アルミニウム、又は、酸化アルミニウムを含むことが好ましい。これによれば、静電チャック１０の耐久性及び耐電圧を向上できる。例えば、セラミックス層１３ａは、窒化アルミニウム焼結体、酸化アルミニウム焼結体、酸化アルミニウム及び酸化チタンを含む焼結体等により形成できる。
【００２７】
又、セラミックス層１３ａの室温における体積固有抵抗値は、１×１０8〜１×１０13Ω・ｃｍであることが好ましい。このようにセラミックス層１３ａの室温における体積固有抵抗値を調整しておくことにより、樹脂層１３ｂ形成後の誘電体層１３全体の室温における体積固有抵抗値を１×１０14Ω・ｃｍ以上とすることができる。セラミックス層１３ａの室温における体積固有抵抗値は、１×１０8〜１×１０12Ω・ｃｍであることがより好ましい。
【００２８】
樹脂層１３ｂは、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等により形成できる。なかでも、樹脂層１３ｂは、フッ素樹脂により形成することが好ましい。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフロオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等を用いることができる。フッ素樹脂は、ポリアミド等の他の樹脂との混合物であってもよい。
【００２９】
樹脂層１３ｂの厚さは、１〜３０μｍであることが好ましい。これによれば、過剰なリーク電流発生をより一層、抑制でき、静電チャック１０の耐電圧も向上させることができる。しかも、このような薄い樹脂層１３ｂを設けることで、吸着力の面内分布を均一化できる。樹脂層１３ｂの厚さは、５〜１５μｍであることがより好ましい。樹脂層１３ｂは、膜状やシート状であってもよい。
【００３０】
更に、樹脂層１３ｂの厚さのばらつきは、１０μｍ以下であることが好ましい。静電チャック１０では、樹脂層１３ｂにおける分極が吸着力の発現に寄与している。そのため、樹脂層１３ｂの厚さのバラツキを抑えることで、電極１２ａ，１２ｂの厚さに多少のばらつきがある場合であっても、面内において均一な吸着力を確保することができる。ここで、樹脂層１３ｂの厚さのばらつきが１０μｍ以下とは、樹脂層１３ｂの厚さの最大値と最小値の差が１０μｍ以下であることをいう。
【００３１】
樹脂層１３ｂは、少なくとも基板１と接触する部分に形成されていることが好ましい。例えば、図１（ａ）に示すように、セラミックス層１３ａ自体に、突起１３ｃの基礎となる突起１３ｅが形成されている場合、樹脂層１３ｂはセラミックス層１３ａに形成された突起１３ｅの上面を覆うように形成されていることが好ましい。樹脂層１３ｂは、例えば、図１（ａ）に示すように、セラミックス層１３ａの上面全体を覆うように形成することができる。図２に本発明の他の実施形態に係る誘電体層を断面図で示す。図２（ａ）に示すように、樹脂層２３ｂは、セラミックス層１３ａに形成された突起１３ｅの上面だけを覆うように形成されてもよい。しかし、図１（ａ）に示すようにセラミックス層１３ａの上面全体を覆うように樹脂層を形成した方が、樹脂層がセラミックス層の脱粒を防ぐ役目をするため、パーティクル低減効果がさらに高く、より好ましい。
【００３２】
更に、図２（ｂ）に示すように、樹脂層形成面が平坦なセラミックス層３３ａを形成し、そのセラミックス層３３ａ上に、樹脂層３３ｂを基板１を支持する突起として形成してもよい。これによっても、樹脂層３３ｂを基板１と接触する部分に形成することができ、誘電体層は突起を有することができる。
【００３３】
セラミックス層１３ａと樹脂層１３ｂとの熱膨張係数の差は、１×１０-6〜５×１０-4／Ｋであることが好ましい。これによれば、セラミックス層１３ａと樹脂層１３ｂとの密着性を向上でき、過剰なリーク電流の発生をより一層、抑制できる。熱膨張係数差は、１×１０-6〜５×１０-6／Ｋであることがより好ましい。
【００３４】
電極１２ａ，１２ｂは、静電吸着力を発生させる。電極１２ａ，１２ｂは、基体１１と誘電体層１３のセラミックス層１３ａとの間に介在する。静電チャック１０では、電極１２ａ，１２ｂは、基体１１と誘電体層１３との間に埋設されている。電極１２ａと電極１２ｂは、一対になっており、双極型となっている。一方の電極１２ａは正極に接続され、他方の電極１２ｂは負極に接続される。電極１２ａ，１２ｂの形状は限定されない。例えば、電極１２ａ，１２ｂは、図１（ｂ）に示すような半円形状としてもよく、櫛歯形状やメッシュ状、渦状としてもよい。尚、電極は、２つではなく、更に多数に分割されてもよく、１つの単極型であってもよい。
【００３５】
電極１２ａ，１２ｂとしては、印刷ペーストを印刷したもの、バルク体、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）やＰＶＤ（Physical  Vapor  Deposition）による薄膜等を用いることができる。電極１２ａ，１２ｂは、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の高融点材料を用いることができる。端子１４は、ろう付け等により電極１２ａ，１２ｂに接続されている。
【００３６】
前述したように、基体１１は、セラミックスで構成されており、また、誘電体層１３はセラミックス層１３ａを備えている。そこで、基体１１と、誘電体層１３のセラミックス層１３ａと、電極１２ａ，１２ｂとが、一体焼結体となっていることが好ましい。これによれば、基体１１とセラミックス層１３ａと電極１２ａ，１２ｂとを強固に接合でき、過剰なリーク電流の発生をより抑制できる。基体１１と、セラミックス層１３ａと、電極１２ａ，１２ｂとは、特に、ホットプレス法により一体焼結体に焼結されたものであることが好ましい。
【００３７】
更に、図２（ｃ）に示すように、誘電体層１３は、セラミックス層１３ａと樹脂層１３ｂとの間にプライマー層１３ｆとを備えてもよい。プライマー層１３ｆは、セラミックス層１３ａと樹脂層１３ｂとの密着性を向上させるための層である。このようにプライマー層１３ｆを形成することにより、セラミックス層１３ａと樹脂層１３ｂとの密着性を向上でき、樹脂層の剥離を防止し、樹脂層の寿命を長くすることが出来る。
【００３８】
又、静電チャック１０は、基体１１に抵抗発熱体を埋設させ、基板１を加熱可能な静電チャックとすることもできる。抵抗発熱体は、ニオブ、モリブデン、タングステン等を用いることができる。抵抗発熱体は、線状、コイル状、帯状、メッシュ状等のものを用いることができる。抵抗発熱体は、電力供給を受けて発熱する。
【００３９】
〔製造方法〕
このような静電チャック１０の製造方法は、セラミックス層１３ａとセラミックス層１３ａ上に形成された樹脂層１３ｂとを備える誘電体層１３を形成する工程と、静電吸着力を発生させる電極を形成する工程とを有する。製造方法について図３を用いてより詳細に説明する。ここでは、図２（ｃ）に示したプライマー層１３ｆを有する誘電体層を備える静電チャックを製造する場合を例にとって説明する。又、基体１１として、窒化アルミニウム焼結体や酸化アルミニウム焼結体等のセラミックスの基体を作成する場合を例にとって説明する。
【００４０】
まず、基体１１を作製する（Ｓ１０１）。セラミックス原料粉末に、バインダー、必要に応じて、水、分散剤等を添加して混合し、スラリーを作製する。セラミックス原料粉末は、主成分となる窒化アルミニウムや酸化アルミニウムの粉末と、焼結助剤とを含むことができる。得られたスラリーを噴霧造粒法等により造粒して造粒顆粒を得る。得られた造粒顆粒を、金型成形法、ＣＩＰ（Cold  Isostatic  Pressing）法、スリップキャスト法等の成形方法により成形する。得られた成形体を、セラミックス原料粉末に応じた焼成条件（焼成雰囲気、焼成方法、焼成温度、焼成時間等）で焼成し、セラミックスの基体１１を作製する。
【００４１】
次に、基体１１上に電極１２ａ，１２ｂを形成する（Ｓ１０２）。例えば、電極１２ａ，１２ｂは、基体１１表面に印刷ペーストを、スクリーン印刷法等を用いて、半円形状や櫛歯形状、メッシュ状、渦状に印刷することにより形成できる。又、電極１２ａ，１２ｂは、基体１１表面に、半円形状や櫛歯形状、メッシュ状、渦状のバルク体を載置することによっても形成できる。更に、電極１２ａ，１２ｂは、基体１１表面に、半円形状や櫛歯形状、メッシュ状、渦状の薄膜をＣＶＤやＰＶＤによって形成してもよい。
【００４２】
電極１２ａ，１２ｂを印刷により形成する場合、タングステン、ニオブ、モリブデン、タングステンカーバイド等の高融点材料の粉末と、セラミックス層１３ａや基体１１と同種のセラミックス粉末とを混合した印刷ペーストを用いることが好ましい。これによれば、電極１２ａ，１２ｂと、セラミックス層１３ａや基体１１と熱膨張係数を近づけることができ、基体１１やセラミックス層１３ａと、電極１２ａ，１２ｂとの接合強度を向上させることができる。
【００４３】
次に、セラミックス層１３ａを形成する（Ｓ１０３）。基体１１作製時と同様にして、セラミックス層１３ａの主成分となるセラミックス原料粉末を用い、造粒顆粒を作製する。金型等に、電極１２ａ，１２ｂが形成された基体１１をセットし、基体１１及び電極１２ａ，１２ｂ上に、得られた造粒顆粒を充填し、基体１１上にセラミックスの成形体を形成する。あるいは、造粒顆粒を用いて、金型プレス成形法、ＣＩＰ（Cold  Isostatic  Pressing）法、スリップキャスト法等により、セラミックスの成形体を作製し、基体１１上に成形体を載置してプレスすることにより、基体１１上にセラミックスの成形体を形成してもよい。
【００４４】
そして、基体１１と、電極１２ａ，１２ｂと、セラミックスの成形体とを、ホットプレス法により一体に焼成し、一体焼結体を得る。これにより、セラミックス層１３ａを形成できる。具体的には、一軸方向に加圧しながら、基体１１やセラミックス成形体の種類に応じた焼成条件（焼成雰囲気、焼成温度、焼成時間等）で焼成する。
【００４５】
尚、工程（Ｓ１０１）〜（Ｓ１０３）の順番は問わない。例えば、先にセラミックス層１３ａを作製し、セラミックス層１３ａ上に電極１２ａ，１２ｂを形成し、セラミックス層１３ａ及び電極１２ａ，１２ｂ上に、基体１１となる成形体を形成して、一体に焼成してもよい。このように、基体１１又はセラミックス層１３ａのいずれかを焼成して得た後に、電極１２ａ，１２ｂを形成し、一体に焼成することにより、電極１２ａ，１２ｂの平坦度を向上させることができる。これにより、静電チャックのウエハー吸着力の均一性や均熱性を向上できる。又、基体１１となるセラミックスの成形体と、電極１２ａ，１２ｂと、セラミックス層１３ａとなるセラミックスの成形体との積層体を作製し、得られた積層体をホットプレス法等により一体に焼成してもよい。
【００４６】
次に、得られた一体焼結体を加工する（Ｓ１０４）。具体的には、セラミックス層１３ａ上面に基板１を支持する突起１３ｃの基礎となる突起１３ｅを、研削加工やブラスト加工により形成する。又、セラミックス層１３ａの厚さ等が所定の値となるように研削加工や研磨加工を行う。又、基体１１に端子１４を挿入するための孔１１ａを穴あけ加工により形成する。
【００４７】
次に、基体１１と電極１２ａ，１２ｂとセラミックス層１３ａの一体焼結体を、有機溶剤を用いて洗浄し、汚れや油分を除去する（Ｓ１０５）。更に、一体焼結体を空焼きし、汚れや油分を除去する（Ｓ１０６）。例えば、一体焼結体を、酸素雰囲気の炉内で４００〜４５０℃で加熱することにより汚れや油分を熱分解させて除去する。このような洗浄（Ｓ１０５）と空焼き（Ｓ１０６）により一体焼結体の脱脂を行う。
【００４８】
次に、セラミックス層１３ａの樹脂層１３ｂが形成される部分に、プライマー層１３ｆとなるプライマー液をコーティングする（Ｓ１０７）。例えば、セラミックス層１３ａ表面の樹脂層１３ｂが形成される部分に、プライマー液を刷毛塗りやスプレーにより塗布したり、セラミックス層１３ａ表面の樹脂層１３ｂが形成される部分をプライマー液に浸漬したりすることにより、セラミックス層１３ａ表面にプライマー液をコーティングできる。
【００４９】
そして、コーティングしたプライマー液を乾燥させた後、焼成する（Ｓ１０８）。これによれば、プライマー層１３ｆとセラミックス層１３ａとの接着強度が向上する。このようなプライマー液のコーティング（Ｓ１０７）とその焼成（Ｓ１０８）により、セラミックス層１３ａの樹脂層１３ｂが形成される部分にプライマー層１３ｆを形成できる。
【００５０】
次に、セラミックス層１３ａ表面に形成されたプライマー層１３ｆ上に、樹脂層１３ｂとなる成分（以下「樹脂層成分」という）を含むコーティング液をコーティングする（Ｓ１０９）。コーティング液は、樹脂層成分として、例えば、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等を含むことができる。例えば、プライマー層１３ｆ上に、コーティング液を刷毛塗りやスプレーにより塗布したり、コーティング液をスクリーン印刷により印刷したり、プライマー層１３ｆをコーティング液に浸漬したりすることにより、プライマー層１３ｆ上にコーティング液をコーティングできる。
【００５１】
そして、コーティングしたコーティング液を乾燥させた後、焼成する（Ｓ１１０）。焼成は、コーティング液に含まれる樹脂層成分に応じた焼成条件（焼成温度、焼成時間等）で行うことができる。例えば、樹脂層成分としてフッ素樹脂を含むコーティング液をコーティングし、樹脂層１３ｂを形成する場合、焼成は、ＰＴＦＥの場合４００〜４５０℃で１〜１０時間、ＰＦＥの場合３５０〜４００℃で１〜１０時間を行うことが好ましい。このような樹脂層成分を含むコーティング液のコーティング（Ｓ１０９）とその焼成（Ｓ１１０）により、プライマー層１３ｆ上に膜状の樹脂層１３ｂを形成できる。その結果、セラミックス層１３ａ上にプライマー層１３ｆを介して樹脂層１３ｂを形成できる。
【００５２】
最後に、端子１４を基体１１の孔１１ａに挿入し、端子１４を電極１２ａ，１２ｂにろう付けにより接合して静電チャック１０を得る。
【００５３】
尚、膜状の樹脂層１３ｂを形成する工程（Ｓ１０９）、（Ｓ１１０）にかえて、シート状の樹脂層１３ｂをセラミックス層１３ａ上に接着することにより、樹脂層１３ｂを形成してもよい。又、プライマー層１３ｆを備えない静電チャックを製造する場合には、プライマー層１３ｆ形成に必要な工程（Ｓ１０７）、（Ｓ１０８）を省略すればよい。
【００５４】
更に、図２（ａ）、（ｂ）に示した樹脂層２３ｂ，３３ｂを形成する場合は、図３に示した方法と同様にして、樹脂層２３ｂを形成する突起１３ｅの上面のみに樹脂層２３ｂを形成したり、セラミックス層３３ａの上面に突起形状の樹脂層３３ｂをスクリーン印刷等により形成したりすればよい。あるいは、突起形状の樹脂層３３ｂをセラミックス層３３ａ上に接着することにより、樹脂層３３ｂを形成してもよい。
【００５５】
又、基体１１に抵抗発熱体を埋設させた静電チャックを製造する場合には、基体１１となるセラミックス成形体中に抵抗発熱体を埋設させておき、焼成を行えばよい。更に、基体１１として、金属や、セラミックスと金属との複合材料等の基体を用いる場合、工程（Ｓ１０１）〜（Ｓ１０３）において、基体１１と、電極１２ａ，１２ｂと、セラミックス層１３ａとを接着剤を用いて接着し、一体とすることができる。
【００５６】
このような静電チャック１０及びその製造方法によれば、セラミックス層１３ａ上の樹脂層１３ｂにより、過剰なリーク電流の発生を抑制でき、耐電圧に対する信頼性の高い静電チャック１０を提供できる。ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャックでは、基板１に微小なリーク電流を流す必要がある。しかし、必要以上の過剰なリーク電流は基板１に影響を及ぼすおそれがある。静電チャック１０は、基板１へのリーク電流を必要な範囲内に抑制し、必要以上の過剰なリーク電流が発生することを防止できる。
【００５７】
又、誘電体層１３は、セラミックス層１３ａにより耐食性に優れ、樹脂層１３ｂにより、長期間の使用によってもその表面状態が変化しない。よって、静電チャック１０の吸着特性を長期に渡って維持することができ、高寿命の静電チャック１０を提供できる。
【００５８】
更に、静電チャック１０では、樹脂層１３ｂにおいて分極が発生し、静電吸着力の発生に寄与している。そのため、電極１２ａ，１２ｂへの電圧印加終了後に、セラミックス層１３ａに電荷が残留しない。その結果、ジョンソン・ラーベック力を利用する静電チャック１０において、基板１の脱着応答性を向上させることができる。特に、静電チャック１０では、高い吸着力を得るために、電極１２ａ，１２ｂに高い電圧を印加したとしても良好な脱着応答性を維持することができる。
【００５９】
より具体的には、静電チャック１０は、ジョンソン・ラーベック力を利用するものであるにも関わらず、クーロン力を利用する静電チャックに似た吸着特性や脱着応答性を示すことができる。これは、ほぼ樹脂層１３ｂにおいてだけ分極が発生しているためと考えられる。その結果、電圧印加終了後、樹脂層１３ｂにおける分極の状態が元に戻るだけで、吸着力が消滅し、脱着応答性を向上させることができたと考えられる。
【００６０】
又、セラミックス層１３ａ上に樹脂層１３ｂが形成され、基板１は樹脂層１３ｂと接触するため、セラミックス層１３ａが基板１裏面を傷つけ、パーティクルが発生することを防止できる。
【実施例】
【００６１】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００６２】
セラミックス原料粉末として、窒化アルミニウム粉末９５重量％と、酸化イットリウム粉末（焼結助剤）５重量％との混合粉末を準備した。セラミックス原料粉末にバインダーを添加し、ボールミルを用いて混合し、スラリーを得た。得られたスラリーをスプレードライヤーを用いて噴霧乾燥し、造粒顆粒を作製した。得られた造粒顆粒を金型成形法により板状の成形体に成形した。成形体を窒素ガス雰囲気でホットプレス法により焼成した。具体的には、加圧しながら１８６０℃で６時間焼成した。
【００６３】
次に、タングステン（W）８０重量％と窒化アルミニウム粉末２０重量％の混合粉末に、バインダーとしてエチルセルロースを混合して印刷ペーストを作製した。窒化アルミニウム焼結体表面上にスクリーン印刷法により、電極を形成し、乾燥させた。
【００６４】
次に、電極を形成した窒化アルミニウム焼結体を金型にセットした。窒化アルミニウム焼結体及び電極上に、造粒顆粒を充填して加圧し、プレス成形を行った。
【００６５】
そして、一体に成形された窒化アルミニウム焼結体、電極、窒化アルミニウム成形体をカーボン製のサヤにセットし、窒素ガス雰囲気でホットプレス法により焼成した。具体的には、加圧しながら、１８６０℃で６時間保持して一体に焼成した。
【００６６】
このようにして、誘電体層の一部となるセラミックス層を形成した。得られた窒化アルミニウム焼結体の基体、電極、窒化アルミニウム焼結体のセラミックス層の一体焼結体を加工した。具体的には、セラミックス層上面に基板を支持する突起の基礎となる突起をブラスト加工により形成した。又、セラミックス層の厚さ等が所定の値となるように研削加工を行った。又、基体に端子を挿入するための孔を穴あけ加工により形成した。この時点のセラミックス層の室温における体積固有抵抗値は２．１×１０11Ω・ｃｍであり、セラミックス層上面の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は、１．１μｍであった。
【００６７】
次に、基体と電極とセラミックス層の一体焼結体を、有機溶剤を用いて洗浄し、汚れや油分を除去した。更に、一体焼結体を酸素雰囲気の炉内で４００℃で２時間加熱して空焼きし、汚れや油分を除去した。
【００６８】
次に、セラミックス層上面にプライマー層を形成し、その上に、フッ素樹脂としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むコーティング液を刷毛塗りにより塗布し、コーティング液を２３℃で乾燥させた。そして、コーティング液を４００℃で５時間焼成し、樹脂層を形成した。最後に、端子を基体の孔に挿入し、端子と電極をろう付けにより接合し、静電チャックを得た。
【００６９】
最終的に得られた静電チャックの誘電体層は、高さ２０μｍ、直径２ｍｍの円柱状の突起を有していた。又、樹脂層の厚さの平均は１０μｍであり、樹脂層の厚さのばらつきは１０μｍ以下に抑えられていた。又、樹脂層形成後の誘電体層の室温における体積固有抵抗値は２．１×１０14Ω・ｃｍ、基板接触面の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は０．６μｍであった。
【００７０】
得られた静電チャックの吸着力及び脱着応答性を以下のようにして評価した。真空中で静電チャックの基板接触面上にシリコン製プローブを接触させ、静電チャックの電極とシリコン製プローブ間に電圧を印加し、シリコン製プローブを静電チャックに吸着固定させた。シリコン製プローブを静電チャックの基板接触面から引き剥がす方向に引き上げ、引き剥がすために要した力を吸着力として測定した。更に、電圧印加を解除し、静電チャックとシリコン製プローブが剥がれるまでに要した時間を脱着時間として測定した。
【００７１】
尚、シリコン製プローブ先端の面積は３ｃｍ2、シリコン製プローブと基板接触面との接触面積は基板接触面の４％とし、室温において測定した。又、印加電圧は、３００Ｖ、５００Ｖ、７００Ｖ、１０００Ｖ、２０００Ｖと変化させた。評価結果を図４に示す。図４において横軸は印加電圧（Ｖ）であり、左側の縦軸は吸着力（Ｔｏｒｒ）であり、右側の縦軸は脱着時間（秒）である。
【００７２】
図４に示すように、実施例の静電チャックは、ジョンソン・ラーベック力を利用するものであるにも関わらず、クーロン力を利用する静電チャックに似た吸着特性や脱着応答性を示した。具体的には、静電チャックは、印加電圧の増加に伴って高い吸着力を示した。又、印加電圧を増加させても、脱着時間は約０秒であり、良好な脱着応答性を維持することができた。
【００７３】
更に、２０００Ｖ印加時のリーク電流を測定したところ１μｍ以下となっており、過剰なリーク電流の発生が抑制されていた。又、樹脂層の厚さのばらつきが１０μｍ以下に抑えられていたため、吸着力の面内におけるばらつきはほとんどなかった。
【００７４】
また、得られた静電チャックにウェハを吸着させた後、ウェハ吸着面側のパーティクルを測定した。樹脂コーティングしていない突起を有する静電チャックの場合、0.15μm以上のパーティクル総数は30000個程度であった。突起の上面だけを樹脂層で覆った静電チャックの場合は5000個程度であった。突起を有する静電チャックの全面を樹脂層で覆った静電チャックの場合は1000個程度であった。平坦なセラミックス層上に樹脂層で突起を形成した静電チャックの場合は8000個程度であった。以上より突起を有する静電チャックの全面を樹脂層で覆った静電チャックにおいてパーティクル低減に著しい効果が認められた。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係る静電チャックの（ａ）１ａ−１ａ断面図、（ｂ）平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る誘電体層を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る静電チャックの製造方法の手順を示すフロー図である。
【図４】本発明の実施例に係る静電チャックの吸着特性及び脱着応答性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…静電チャック
１１…基体
１１ａ…孔
１２ａ，１２ｂ…電極
１３…誘電体層
１３ａ，３３ａ…セラミックス層
１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ…樹脂層
１３ｃ…突起
１３ｄ…基板接触面
１３ｅ…突起
１３ｆ…プライマー層
１４…端子
【図１】
2006287210.tif 000003
【図２】
2006287210.tif 000004
【図３】
2006287210.tif 000005
【図４】
2006287210.tif 000006