(57)【要約】      （修正有）【課題】導電層内での空洞発生、高抵抗化、及び電気的不導通の発生を防止することができ、かつ接合強度を向上させることができ、かつ装置全体の長期信頼性を向上させることのできる静電チャックを提供する。【解決手段】イットリアを主成分とするセラミックからなる板状の基体２Ａと、この基体の一主面に開口する凹部３Ａと、前記凹部の底面９Ａに露出した、白金とイットリアを主成分とするセラミックとで形成された導電層４Ａと、前記凹部内に立設して配置され、前記導電層と電気的に接続された電極端子５Ａとを有する静電チャック１Ａ装置であって、前記導電層の表面１０Ａと前記電極端子との間に形成された、９３体積％以上の白金を含む接続中間層６Ａを有することを特徴とする静電チャック。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イットリアを主成分とするセラミックからなる板状の基体と、
この基体の一主面に開口する凹部と、
前記凹部の底面に露出した、白金とイットリアを主成分とするセラミックとで形成された導電層と、
前記凹部内に立設して配置され、前記導電層と電気的に接続された電極端子とを有する静電チャックであって、
前記導電層の表面と前記電極端子との間に形成された、９３体積％以上の白金を含む接続中間層を有することを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記導電層が、基体内に配設された内部導電層とビア接続されてなる前記請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記凹部が前記凹部の開口側の大径部とそれに続く小径部とからなり、
前記凹部の最底面である前記小径部の底面に露出する導電層の表面に形成された接続中間層の表面から前記大径部の底面である棚部まで延在して形成された二次導電層を備え、
前記棚部に立設して電極端子が配置され、前記二次導電層と電極端子とが電気的に接続されてなる前記請求項１又は２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記凹部が前記凹部の開口側の大径部とそれに続く小径部とからなり、
前記凹部の最底面である前記小径部の底面に露出した導電層の表面に形成された小径部側接続中間層と、
同じ凹部における前記大径部の底面である棚部に露出して形成された導電層の表面に形成された大径部側接続中間層と、
前記小径部側接続中間層の表面及び大径部側接続中間層の表面との両方それぞれを電気的に接続する二次導電層とを備え、
前記大径部側接続中間層の表面に形成されている前記二次導電層、又は前記大径部側接続中間層と電極端子とが電気的に接続されてなる前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記凹部の底面に露出して形成された導電層の表面に形成された接続中間層の端部と、前記凹部の内壁面とが隔絶している前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電チャックに関し、更に詳しくは、導電層内での空洞発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止し、かつ接合強度を向上させ、かつ装置全体の長期信頼性を向上させることのできる静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、様々な静電チャックが考えられてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、「絶縁体の内部に静電電極を備えてなる静電チャックであって、その絶縁体は、セラミックグリーンシートを積層、圧着して焼成してなる積層構造のものであり、被吸着部材を温度制御するためのガスをその絶縁体の吸着面に供給するために、該吸着面にガス噴出口を有するガス流路を該絶縁体の内部に備えてなるものにおいて、前記絶縁体が、前記セラミックグリーンシートに、イットリアを主成分としてなるイットリアグリーンシートが用いられてなるイットリア焼結体からなっていることを特徴とする静電チャック」が記載されている（特許文献１の請求項１参照。）。また、特許文献２には、「絶縁体の内部に静電電極を備えてなる静電チャックであって、前記絶縁体は、複数枚のイットリアを主成分とするセラミックグリーンシートを積層し焼成してなる積層体からなることを特徴とする静電チャック」が記載されている（特許文献２の補正後の請求項１参照。）。
【０００４】
特許文献１及び２に記載の「静電チャック」は、「静電チャックをなす絶縁体の内部にガス流路を有するものにおいて、ハロゲンガスやそれらのプラズマに対する耐食性に優れ」ているという技術的効果を奏すると記載されている（特許文献１及び２の段落番号０００８欄参照。）。
【０００５】
特許文献３には、「ロウ材層を介して金属をロウ付けした接合構造体において、前記ロウ材層は、金を主成分とするロウ材からなり、そのビッカース硬度（ＨＶ０．１）が１５０以下であるとともに、前記金属の少なくともロウ材層との接合面に白金の保護膜が被着してあることを特徴とする金属をロウ付けした接合構造体」が記載されている（特許文献３の請求項１参照。）。特許文献３に記載の「接合構造体」は、「メッキ層、リード線、金属端子、パイプ、リング体等の金属に被着又は含有するＮｉが、金を主体とするロウ材層中に拡散しないようにする」ことができるという技術的効果を奏する（特許文献３の段落番号００１９欄参照。）。
【０００６】
また、特許文献４には、「複数枚のセラミック層からなるセラミック基体の内部に電極を埋設してなり、上記セラミック基体の裏面に外部端子を取り付けるための固定孔を穿設するとともに、上記固定孔と前記電極との間にある数枚のセラミック層に導電材を充填したビアホールを形成して導通をとるようにしてなるウエハ保持装置の給電構造において、上記固定孔と前記電極との間にある各セラミック層に上記固定孔の断面積より広い導電層をそれぞれ敷設して各セラミック層のビアホールと導通させるとともに、上下隣合うセラミック層のビアホール位置を互いにずらして配置したことを特徴とするウエハ保持装置の給電構造」が記載されている（特許文献４の請求項１参照。）。特許文献４に記載の「ウエハ保持装置の給電構造」は、「ビアホールの導通を確実に行うことができるとともに、外部端子をロウ付け固定する際に上記ビアホールとセラミック基体との間に生じる熱応力を吸収してセラミック基体の破損を防止することができる」という技術的効果を奏する（特許文献４の段落番号００５７欄参照。）。
【０００７】
しかしながら、上記のような従来の静電チャックに比べて更に、導電層内での空洞発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止し、かつ接合強度を向上させ、かつ装置全体の長期信頼性を向上させることのできる静電チャックが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１４７５４９号公報
【特許文献２】特開２００８−２０５５１０号公報
【特許文献３】特開２００１−１９９７７５号公報
【特許文献４】特開平９−２１３４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明が解決しようとする課題は、導電層内での空洞発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができ、かつ接合強度を向上させることができ、かつ装置全体の長期信頼性を向上させることのできる静電チャックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段は、
（１）イットリアを主成分とするセラミックからなる板状の基体と、
この基体の一主面に開口する凹部と、
前記凹部の底面に露出した、白金とイットリアを主成分とするセラミックとで形成された導電層と、
前記凹部内に立設して配置され、前記導電層と電気的に接続された電極端子とを有する静電チャックであって、
前記導電層の表面と前記電極端子との間に形成された、９３体積％以上の白金を含む接続中間層を有することを特徴とする静電チャック、
（２）前記導電層が、基体内に配設された内部導電層とビア接続されてなる（１）に記載の静電チャック、
（３）前記凹部が前記凹部の開口側の大径部とそれに続く小径部とからなり、
前記凹部の最底面である前記小径部の底面に露出する導電層の表面に形成された接続中間層の表面から前記大径部の底面である棚部まで延在して形成された二次導電層を備え、
前記棚部に立設して電極端子が配置され、前記二次導電層と電極端子とが電気的に接続されてなる（１）又は（２）に記載の静電チャック、
（４）前記凹部が前記凹部の開口側の大径部とそれに続く小径部とからなり、
前記凹部の最底面である前記小径部の底面に露出した導電層の表面に形成された小径部側接続中間層と、
同じ凹部における前記大径部の底面である棚部に露出して形成された導電層の表面に形成された大径部側接続中間層と、
前記小径部側接続中間層の表面及び大径部側接続中間層の表面との両方それぞれを電気的に接続する二次導電層とを備え、
前記大径部側接続中間層の表面に形成されている前記二次導電層、又は前記大径部側接続中間層と電極端子とが電気的に接続されてなる（１）〜（３）のいずれか一つに記載の静電チャック、並びに、
（５）前記凹部の底面に露出して形成された導電層の表面に形成された接続中間層の端部と、前記凹部の内壁面とが隔絶している（１）〜（４）のいずれか一つに記載の静電チャックである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、接続中間層が９３体積％以上の白金を含有していることにより、導電層の表面部における白金の移動が生じ難くなるので、導電層内での空洞発生を防止することができ、結果として高抵抗化の防止、電気的不導通の防止、及び機械的な強度低下の防止も達成され、接続中間層と電極端子とを接合する接合手段に対する接合強度が向上し、装置全体の長期的な信頼性の向上をも達成可能な静電チャックを提供することができる。
【００１２】
また、この発明によると、導電層と内部導電層とがビア接続されること、凹部に大径部及び小径部を設けると共に、二次導電層を設けること、又は、導電層の端部と凹部の内壁面とが隔絶していることにより、基体におけるクラックの発生を防止することができるようになるので、長期使用に対する耐久性を確保することができ、結果として装置全体の長期的な信頼性の向上を達成可能な静電チャックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、この発明に係る静電チャックの一実施態様を示す概略断面図である。
【図２】図２は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図３】図３は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図５】図５は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図６】図６は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図７】図７は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図８】図８は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図９】図９は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図１０】図１０は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、この発明に係る静電チャックの他の実施態様を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明に係る静電チャックは、酸化イットリウム（以下、「イットリア」と称することがある。）を主成分とするセラミックからなる板状の基体と、この基体の一主面に開口する凹部と、前記凹部の底面に露出した、白金とイットリアを主成分とするセラミックとで形成された導電層と、前記凹部内に立設して配置され、前記導電層と電気的に接続された電極端子とを有し、前記導電層の表面と前記電極端子との間に形成された、９３体積％以上の白金を含む接続中間層を有して成る。なお、静電チャックは、通常導電層に電圧を印加することによって生じる静電気を利用して、半導体ウェハーを一時的に保持することのできる装置である。
【００１５】
この発明に係る静電チャックについて、実施態様を示した図面を参照しつつ、以下に説明する。
【００１６】
図１に示す静電チャック１Ａは、基体２Ａと、凹部３Ａと、導電層４Ａと、電極端子５Ａと、接続中間層６Ａとを備えている。
【００１７】
基体２Ａは、イットリアを主成分とするセラミックから成る板状の部材である。基体２Ａは、絶縁性を有し、好ましくは積層構造を成すセラミック焼結体である。
【００１８】
基体２Ａの形状としては、基本的には円板形状が採用されることが多いが、この発明に係る静電チャックの目的を達成し、かつ半導体ウェハーを一時的に保持することができる限り特に制限は無く、例えば平面形状が多角形の板体、又は平面形状が環帯を成す板体等を採用することもできる。
【００１９】
また、基体２Ａの材料において、主成分であるイットリア以外には、焼結助剤として例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、及び酸化バリウム等を用いることもできる。
【００２０】
基体２Ａの大きさとしては、基体２Ａが円板である場合には、例えば厚みが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下で、直径が５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である大きさを挙げることができる。
【００２１】
凹部３Ａは、基体２Ａの一主面７Ａに開口し、基体２Ａの厚み方向に形成される穴部である。凹部３Ａは、後述の電極端子５Ａが開口部８Ａから挿入され、凹部３Ａ内で電極端子５Ａが固定される部位である。
【００２２】
凹部３Ａの形状としては、特に制限は無く、例えば開口部８Ａが円形、楕円形、又は多角形を成すと共に、開口部８Ａから底面９Ａまでの断面形状が開口部８Ａと同様の形状を成す態様、又は、基体２Ａの一主面７Ａに形成される溝である態様等を採用することができる。凹部３Ａの大きさとしては、少なくとも開口部８Ａが後述の電極端子５Ａを挿入可能であれば良く、具体的には例えば円形を成す開口部８Ａの直径が５ｍｍ以上、３０ｍｍ以下である態様を挙げることができる。凹部３Ａの深さ、つまり開口部８Ａから図１における凹部３Ａの天井面である底面９Ａまでの距離については、後述の導電層４Ａの配置される位置に応じて決定される。凹部３Ａの深さは、最大で開口部８Ａから導電層４Ａに達するまでの距離である。
【００２３】
導電層４Ａは、凹部３Ａの底面９Ａに露出するようにして形成されて成る導電性の部材である。静電チャック１Ａにおいては、導電層４Ａは、図１に示されるように、一部が基体２Ａに埋設されていると共に、一部が凹部３Ａの底面９Ａに露出している。また、導電層４Ａは、白金と、イットリアを主成分とするセラミックとを含んでいる。
【００２４】
導電層４Ａに含まれる白金の含有量としては、４０体積％以上、９５体積％以下であると、良好な導電性を確保することができるので好ましい。また、導電層４Ａに含まれる白金以外の材料としては、例えばタングステン、モリブデン、及び／又は基体２Ａを形成する材料である、イットリアを主成分とするセラミック等を用いることができる。導電層４Ａの材料として白金と基体２Ａを形成する材料とを用いると、基体２Ａ内に導電層４Ａを埋設するときに、基体２Ａと導電層４Ａとが密着し易いので好ましい。なお、導電層４Ａの大きさとしては、特に制限は無く、基体２Ａに埋設可能な程度であると良い。更に、導電層４Ａの形状としては、凹部３Ａの底面９Ａに露出させることのできる形状であれば良く、例えば薄板状、塊状、又は線状等を採用することができる。
【００２５】
電極端子５Ａは、凹部３Ａ内に立設して配置され、導電層４Ａと電気的に接続された部材である。図１に示されるように、静電チャック１Ａにおいては、電極端子５Ａは、その一端部が凹部３Ａ内に挿入され、後述の中間接続層６Ａに固定されている。電極端子５Ａとしては、導電性を有している棒状の部材を用いるのが好ましい。
【００２６】
電極端子５Ａの形状は、凹部３Ａへの挿入のし易さを確保するには、少なくとも凹部３Ａに挿入される部位が円柱状又は角柱状等の棒状を成すのが好ましい。電極端子５Ａにおける凹部３Ａの外側に延在する部位の形状は、静電チャック１Ａの設置される環境、使用される環境、及び、静電チャック１Ａに接続される装置等に応じて適宜に決定される。
【００２７】
電極端子５Ａの大きさは、電極端子５Ａが円柱形状を成す場合に、直径１ｍｍ以上、５ｍｍ以下で、長さが１０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下程度の大きさであると、凹部３Ａへの挿入等が容易になるので、好ましい。
【００２８】
電極端子５Ａの材料としては、導電性を有する材料であれば良く、例えば鉄、ニッケル、コバルト、金、銀、若しくは銅等の金属、又は、これら金属の合金等を挙げることができる。電極端子５Ａの材料としては、電気伝導率が高く、かつ熱膨張率が小さい材料が好ましく、上記合金、例えばコバール等が適している。
【００２９】
接続中間層６Ａは、導電層４Ａの表面１０Ａと電極端子５Ａとの間に形成されて成る部材である。また、接続中間層６Ａには、９３体積％以上の白金が含まれている。
【００３０】
導電層は、製造途中に還元雰囲気下で１０００℃以上の高温に加熱されることがある。接続中間層を設けない静電チャックにおいては、導電層に含まれる白金等の金属成分が導電層中において導電層表面に向かって移動することがある。導電層の原料段階においては均一に混合されていた金属成分とセラミック成分とが高温の還元雰囲気に曝されると、セラミック成分は殆ど移動しないのに対して、金属成分は活性化されることにより表面積が小さくなるように導電層表面で集合し、導電層内部において金属成分が存在していた領域が空洞と成ることがある。導電層内に空洞が存在している場合は、導電層内での白金成分同士の接触が空洞によって分断されて、結果として、導電層の高抵抗化、及び導電層の電気的不導通を生じる可能性がある。更に、導電層内の空洞に水分等が浸入し、静電チャック装置全体の長期的な使用に耐えない可能性もある。また、導電層内に空洞が発生すると、導電層の機械的な強度低下を招く可能性がある。
【００３１】
これに対して、静電チャック１Ａのように、導電層４Ａの表面１０Ａに９３体積％以上の白金を含む接続中間層６Ａを設けると、製造途中で加熱される場合には、外側に位置する接続中間層６Ａが高温の還元雰囲気に曝されることになる。接続中間層６Ａは、９３体積％以上の白金を含んでおり、加熱前において既に白金が集合しているので、白金の移動が抑制される。つまり、導電層４Ａの表面１０Ａに接続中間層６Ａを設けると、製造途中に還元雰囲気下で加熱されても、導電層４Ａ内及び接続中間層６Ａ内に空洞が発生することがなく、結果として、導電層４Ａの高抵抗化、導電層４Ａの電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができる。また、導電層４Ａに空洞が発生しない場合は、導電層４Ａ内に水分等が浸入することも無く、静電チャック１Ａを長期的な使用を可能にするので、静電チャック１Ａの長期的な信頼性を向上させることになる。
【００３２】
図１に示す態様において接続中間層６Ａは、導電層４Ａの露出している面である表面１０Ａを覆うようにして形成されている。この発明に係る静電チャックにおいては、接続中間層は少なくとも、導電層の表面であって電極端子が配置される部位に形成されていれば良い。すなわち、電極端子における接続中間層に接合される端面が、導電層上に形成される接続中間層の領域に含まれていれば良い。
【００３３】
電極端子における接続中間層に接合される端面が、少なくとも、導電層上に形成される接続中間層の領域に含まれていると、導電層の表面の接続中間層が形成される領域においては、導電層に含まれる金属成分が移動しないので、導電層内に空洞が発生しない。したがって、製造途中の還元雰囲気下での加熱によって、導電層の表面の接続中間層が形成されていない領域において導電層内に空洞が発生していても、電極端子と導電層との間に接続中間層が形成されていることにより、電極端子と導電層との電気的接続が良好な状態に維持される。
【００３４】
もっとも、図１に示す態様のように、接続中間層６Ａが導電層４Ａの全面を被覆するようにして形成されていると、導電層４Ａの高抵抗化、及び電気的不導通の発生をより確実に防止することができるので好ましい。
【００３５】
なお、接続中間層６Ａは、その１００体積％が白金であっても良いが、接続中間層６Ａに含まれ得る白金以外の成分としては、例えば金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、及びこれらの合金等の金属、並びに基体２Ａに含まれるイットリアを主成分とするセラミック等を挙げることができる。
【００３６】
図１に示されるように、電極端子５Ａは接続中間層６Ａに対して、ロウ付けにより機械的にかつ電気的に接合されている。詳述すると、電極端子５Ａが凹部３Ａ内で立設するように配置され、電極端子５Ａと接続中間層６Ａとが接触した状態で、ロウ材１１Ａによってロウ付けされている。
【００３７】
静電チャック１Ａにおいて用いられるロウ材１１Ａとしては、接続中間層６Ａと電極端子５Ａとの両方に対して濡れ性が良好であり、かつ強固に接合することのできる材料であれば良い。例えば銀ロウ、銅ロウ、黄銅ロウ、リン銅ロウ、アルミロウ、及び／又は金ロウ等を採用することができる。
【００３８】
この発明に係る静電チャックにおいては、導電層と外部に配置される外部電極との間で電圧を印加することにより静電気を発生させる単極型、及び、一対の導電層を埋設し、その電極間に電圧を印加することにより静電気を発生させる双極型のいずれの態様を採用しても良い。
【００３９】
ここで、図１に示す静電チャック１Ａの作製方法について、説明する。なお、以下に説明する静電チャック１Ａは、盤状の静電チャックを盤面が水平となるように配置したときに水平断面形状が円形を成す凹部３Ａを備える態様である。
【００４０】
先ず、イットリア粉末、助剤、バインダ、分散剤、及び溶剤等を混合して得られるスラリーをドクターブレード法又はカレンダー法等でシート状に成形することにより、イットリアを主成分とするグリーンシートを得る。このとき、グリーンシートの厚みは０．１〜１ｍｍ程度であれば良い。次に、グリーンシートを適宜の大きさに裁断し、２〜２０枚程度のグリーンシートを例えば７０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で積層及び圧着し、グリーンシート積層体を得る。更に、メカニカルパンチ又はドリル加工等によって、何枚かのグリーンシート積層体に凹部３Ａ用の貫通孔を形成しておく。グリーンシートの厚み、及び貫通孔の直径等は、焼成後の大きさを予め決定しておいた上で、焼成による変形及び収縮等を考慮して決定すると良い。
【００４１】
更に、例えば白金粉末と、炭酸カルシウム等を含むイットリア粉末と、バインダ、分散剤及び溶剤等の有機物の混合物である適宜の有機ビヒクルとを混練することにより、導電層用ペーストを作製する。前記グリーンシート積層体の表面に、導電層用ペーストを、所望の導電層４Ａの配置になるようにスクリーン印刷法によって塗工することができる。
【００４２】
続いて、例えば白金粉末と適宜の有機ビヒクルとを混練することにより、１００体積％の白金を含む接続中間層用ペーストを作製する。接続中間層用ペーストを、導電層用ペーストが塗工されて成る焼成前の導電層４Ａの表面１０Ａに塗工する。接続中間層用ペーストを塗工する領域は、焼成後の大きさを予め決定しておいた上で、焼成による変形及び収縮等を考慮して決定すると良い。これにより、焼成前の接続中間層６Ａが得られる。
【００４３】
次いで、貫通孔が設けられておらず、焼成前の導電層４Ａと接続中間層６Ａとが形成されて成るグリーンシート積層体が底面９Ａと成るようにして、貫通孔を有するグリーンシート積層体を、凹部３Ａとなる所望の位置、例えば図１における左方の凹部３Ａと右方の凹部３Ａとの両方の位置に貫通孔を合わせつつ、例えば７０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で更に積層及び圧着する。このグリーンシート積層体同士を積層及び圧着する工程を、所望の焼成前の基体２Ａの厚みになるまで繰り返す。更に、エンドミル加工等により円盤形状等の所望の形状に成形する。これにより、焼成前の基体２Ａ、凹部３Ａ、及び導電層４Ａが得られる。
【００４４】
得られた焼成前の基体２Ａ、凹部３Ａ、導電層４Ａ、及び接続中間層６Ａを大気中で、例えば１５５０〜１６５０℃、１〜５時間の条件で焼成する。更に、焼結体の反りを修正する工程として、水素ガス及び窒素ガスの還元雰囲気下で、例えば１４００〜１６００℃、１〜５時間の条件で熱処理することにより、基体２Ａ、凹部３Ａ、導電層４Ａ、及び接続中間層６Ａを得ることができる。
【００４５】
次に、例えばコバールから成る電極端子５Ａにおける一端部を、凹部３Ａの開口部８Ａから凹部３Ａ内に、電極端子５Ａの軸線と凹部３Ａの軸線とが平行になるように挿入する。電極端子５Ａの一端部が凹部３Ａに当接した状態で、例えば銀ロウ等のロウ材１１Ａにより、例えば、水素ガス及び窒素ガスの還元雰囲気下で、７９０℃の条件で、電極端子５Ａの一端部と凹部３Ａとの当接部位をロウ付けすることができる。ロウ付けの条件については、ロウ材の種類に応じて適宜に決定することができる。
【００４６】
以上の工程により、基体２Ａ、凹部３Ａ、導電層４Ａ、電極端子５Ａ、及び接続中間層６Ａを備える静電チャック１Ａを作製することができる。
【００４７】
得られた静電チャック１Ａは、接続中間層用ペーストが導電層用ペーストを覆うようにして塗工されていることにより、還元雰囲気下で熱処理されても、金属成分を多く含む接続中間層６Ａが雰囲気に曝されるだけであり、金属成分が移動し得る導電層４Ａが雰囲気に曝されないので、導電層４Ａにおける金属成分の移動に起因する空洞の発生を防止することができる。空洞の発生を防止することにより、導電層４Ａの電気抵抗が高くなり過ぎること、及び、導電層４Ａの電気的な不導通が発生することを防止することができる。また、導電層４Ａにおける空洞の発生を防止することにより、導電層４Ａの機械的な強度低下を防止することもできる。
【００４８】
更に、接続中間層６Ａは、導電層４Ａに比べて接続中間層６Ａが多量の白金を含むことにより、導電層４Ａに比べて接続中間層６Ａのロウ材１１Ａに対する濡れ性が高くなるので、電極端子５Ａと接続中間層６Ａとの強固な接合を実現することができる。
【００４９】
また、導電層４Ａにおける空洞の発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止すると共に、電極端子５Ａと接続中間層６Ａとの強固な接合を実現することによって、静電チャック１Ａは長期的に使用することができるようになり、装置全体の長期的な信頼性が向上することにもなる。
【００５０】
以下に、静電チャック１Ａとは別の、この発明に係る静電チャックの実施態様を、図面を参照しつつ説明する。
【００５１】
図２に示される静電チャック１Ｂと、図１に示した静電チャック１Ａとの相違点は、導電層が基体内に配設された内部導電層とビア接続されている点である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ａと静電チャック１Ｂとは略同様の部材を用いているので、共通の部材についての詳細な説明を省略することがある。
【００５２】
図２に示されるように、静電チャック１Ｂにおいて、凹部３Ｂの底面９Ｂに露出する導電層４Ｂと、基体２Ｂ内に配設された内部導電層１３Ｂとは、ビア接続用導体部１４Ｂにより、ビア接続されて成る。内部導電層１３Ｂは、導電層４Ｂと、凹部３Ｂの底面９Ｂとに対して、略平行に配置されて成る導電体であり、ビア接続用導体部１４Ｂは、導電層４Ｂと内部導電層１３Ｂとを機械的にかつ電気的に接続して成る導電体である。
【００５３】
静電チャック１Ｂは、凹部３Ｂの開口部８Ｂから底面９Ｂまでの距離が、前記静電チャック１Ａに比べて小さい。換言すると、静電チャック１Ｂを使用するときに半導体ウェハーを保持することになる保持面１２Ｂから、凹部３Ｂの底面９Ｂまでの厚みが、静電チャック１Ｂの方が静電チャック１Ａに比べて大きい。
【００５４】
ビア接続用導体部１４Ｂが設けられていない場合、つまり静電チャック１Ａのような態様である場合は、電極端子を接続中間層に対してロウ材によりロウ付けするときに、電極端子が接続中間層に当接する力が大きくなると、基体及び導電層等に変形又はクラックを生じることがある。これに対して、ビア接続用導体部１４Ｂを設けた静電チャック１Ｂでは、保持面１２Ｂから凹部３Ｂの底面９Ｂまでの厚みが大きくなるので、電極端子５Ｂを接続中間層６Ｂに対してロウ材１１Ｂによりロウ付けするときに、電極端子５Ｂが接続中間層６Ｂに当接する力が若干大きくなったとしても、基体２Ｂ及び導電層４Ｂ等に変形又はクラックを生じ難くなり、好ましい。
【００５５】
ここで、静電チャック１Ｂの作製方法について説明する。静電チャック１Ｂの作製方法は、基本的には上述した静電チャック１Ａの作製方法と同様であるが、以下においては、内部導電層１３Ｂ及びビア接続用導体部１４Ｂの作製方法について主に説明する。
【００５６】
先ず、グリーンシートを作製し、適宜の大きさに裁断したグリーンシート同士を積層及び圧着することによりグリーンシート積層体を得る。更に、メカニカルパンチ又はドリル加工等によって、凹部３Ｂ用の貫通孔及び／又はビア接続用導体部１４Ｂ用の貫通孔を何枚かのグリーンシート積層体に形成しておく。
【００５７】
次に、例えば白金粉末と、炭酸カルシウム等を含むイットリア粉末と、適宜の有機ビヒクルとを適宜の比率で混練することにより導電層用ペーストを作製する。この導電層用ペーストは、導電層４Ｂだけでなく、内部導電層１３Ｂ及びビア接続用導体部１４Ｂを形成することもできる。なお、導電層４Ｂ、内部導電層１３Ｂ、及びビア接続用導体部１４Ｂを形成する導電層用ペーストは、混練する材料の比率をそれぞれ変えても良く、統一しても良い。作製した導電層用ペーストを、保持面１２Ｂに近接した内部導電層１３Ｂ、つまり図２においては上方に位置する内部導電層１３Ｂの配置になるように、スクリーン印刷法によって前記グリーンシート積層体の表面に塗工する。また、ビア接続用導体部１４Ｂについては、グリーンシート積層体の表面を樹脂フィルム等でマスキングし、ビア接続用導体部１４Ｂ用の貫通孔に導電層用ペーストを充填することにより、焼成前のビア接続用導体部１４Ｂを形成することができる。
【００５８】
焼成前の接続中間層６Ｂについては、静電チャック１Ａと同様に、導電層４Ｂの表面１０Ｂに接続中間層用ペーストを塗工することにより得ることができる。
【００５９】
次いで、焼成前の内部導電層１３Ｂ、ビア接続用導体部１４Ｂ、導電層４Ｂ、接続中間層６Ｂ、及び凹部３Ｂを位置決めしつつ、グリーンシート積層体を、例えば７０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で積層及び圧着する。このグリーンシート積層体同士を積層及び圧着する工程を、所望の焼成前の基体２Ｂの厚みになるまで繰り返し、エンドミル加工等により円盤形状等の所望の形状に成形する。これにより、焼成前の基体２Ｂ、凹部３Ｂ、導電層４Ｂ、内部導電層１３Ｂ、及びビア接続用導体部１４Ｂが得られる。
【００６０】
得られた焼成前の基体２Ｂ、凹部３Ｂ、導電層４Ｂ、接続中間層６Ｂ、内部導電層１３Ｂ、及びビア接続用導体部１４Ｂを、静電チャック１Ａと同条件で焼成し、焼結体の反りを修正する熱処理も同条件で行うことにより、基体２Ｂ、凹部３Ｂ、導電層４Ｂ、接続中間層６Ｂ、内部導電層１３Ｂ、及びビア接続用導体部１４Ｂを得ることができる。
【００６１】
次に、電極端子５Ｂにおける一端部が凹部３Ｂに当接した状態で、ロウ材１１Ｂにより、電極端子５Ｂの一端部と凹部３Ｂとをロウ付けして接合する。
【００６２】
以上の工程により、基体２Ｂ、凹部３Ｂ、導電層４Ｂ、電極端子５Ｂ、接続中間層６Ｂ、内部導電層１３Ｂ、及びビア接続用導体部１４Ｂを備える静電チャック１Ｂを作製することができる。
【００６３】
得られた静電チャック１Ｂは、静電チャック１Ａと同様に、導電層４Ｂにおける空洞の発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができると共に、電極端子５Ｂと接続中間層６Ｂとの強固な接合を実現することができる。結果として、静電チャック１Ｂは、長期的に使用することができるようになり、装置全体の長期的な信頼性が向上することになる。
【００６４】
更に言うと、静電チャック１Ｂは、内部導電層１３Ｂ及びビア接続用導体部１４Ｂを設けて、保持面１２Ｂから凹部３Ｂの底面９Ｂまでの厚みを大きくすることにより、電極端子５Ｂと接続中間層６Ｂとを接合するときに、基体２Ｂ及び導電層４Ｂ等に変形又はクラックを生じ難くなる。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｂ及び導電層４Ｂ等が早期に劣化することが無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｂ及び導電層４Ｂ等が破断することも無い。したがって、静電チャック１Ｂは、長期間の使用に対する耐久性をより一層向上させることができるので、結果として装置全体の長期的な信頼性が更に向上する。
【００６５】
もっとも、電極端子を接続中間層に接合するときに、電極端子から接続中間層に対して作用する応力を、基体及び導電層に変形又はクラックを生じない程度に調整することができるのであれば、静電チャック１Ａの態様を採用すれば良い。
【００６６】
続いて図３に示される静電チャック１Ｃと、図１に示した静電チャック１Ａとは、凹部の構造と二次導電層の有無という点で相違している。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ａと静電チャック１Ｃとは略同様の部材を用いているので、共通の部材についての詳細な説明を省略することがある。
【００６７】
図３に示されるように、静電チャック１Ｃは、凹部３Ｃがその開口部８Ｃ側の大径部１５Ｃとそれに続く小径部１６Ｃとからなり、凹部３Ｃの最底面である小径部１６Ｃの底面９Ｃに露出した導電層４Ｃの表面１０Ｃに形成された接続中間層６Ｃの表面である露出面１７Ｃから、大径部１５Ｃの底面である棚部１８Ｃに延在して形成された二次導電層１９Ｃを備え、大径部１５Ｃの棚部１８Ｃに立設して電極端子５Ｃが配置され、二次導電層１９Ｃと電極端子５Ｃとが電気的に接続されて成る。
【００６８】
詳述すると、静電チャック１Ｃにおける凹部３Ｃとして、開口部８Ｃから大径部１５Ｃが保持面１２Ｃに向かって形成され、大径部１５Ｃにおける底面である棚部１８Ｃの一部から大径部１５Ｃより小径の小径部１６Ｃが保持面１２Ｃに向かって形成されている。換言すると、凹部３Ｃは段差を有しているので、２つの底面が存在する。一方の底面であるところの大径部１５Ｃの底面が、棚部１８Ｃであり、他方の底面であるところの凹部３Ｃの最底面である小径部１６Ｃの底面が、底面９Ｃである。大径部１５Ｃの棚部１８Ｃは、基体２Ｃの保持面１２Ｃと平行に形成されているが、一主面７Ｃ及び保持面１２Ｃに対して電極端子５Ｃが垂直に立設していることを要求されないのであれば、大径部１５Ｃの棚部１８Ｃの形状に制限は無い。また、小径部１６Ｃの底面９Ｃには導電層４Ｃが露出しており、露出した導電層４Ｃの表面１０Ｃには静電チャック１Ａと同様に接続中間層６Ｃが形成されている。
【００６９】
更に、接続中間層６Ｃの凹部３Ｃ側に露出して成る露出面１７Ｃには、二次導電層１９Ｃが形成されている。二次導電層１９Ｃは、接続中間層６Ｃの露出面１７Ｃと、小径部１６Ｃの内壁面であって、大径部１５Ｃの棚部１８Ｃに交わる面である立上り面２０Ｃと、大径部１５Ｃの棚部１８Ｃとに、電気的に連続するように形成されている。二次導電層１９Ｃは導電性を有する材料により形成されているので、電気的接続が前記露出面１７Ｃから、前記立上り面２０Ｃ、及び前記棚部１８Ｃにまで延在していることになる。また、電極端子５Ｃは、大径部１５Ｃの棚部１８Ｃに形成された二次導電層１９Ｃに、ロウ材１１Ｃにより立設して配置される。
【００７０】
二次導電層１９Ｃの材料としては、金属等の導電性を有する成分を含み、好ましくは金属ロウ材によるロウ付けの温度、例えば８００℃程度であっても意図しない変質を生じない成分を含んでいるのが良く、例えば金、銀、白金、パラジウム、銅、ニッケル、モリブデン、マンガン、及びこれらの合金等を挙げることができる。
【００７１】
静電チャック１Ｃのように、凹部３Ｃが大径部１５Ｃと小径部１６Ｃとに分かれている態様においては、電極端子５Ｃが大径部１５Ｃの棚部１８Ｃに配置される。静電チャック１Ｃは、凹部３Ｃにおける開口部８Ｃから大径部１５Ｃの棚部１８Ｃまでの距離が、前記静電チャック１Ａの開口部８Ａから底面９Ａまでの距離に比べて小さい。換言すると、静電チャック１Ｃにおける、保持面１２Ｃから大径部１５Ｃの棚部１８Ｃまでの厚みが、静電チャック１Ａにおける、保持面１２Ａから底面９Ａまでの厚みに比べて大きい。
【００７２】
ここで、静電チャック１Ｃの作製方法について説明する。静電チャック１Ｃの作製方法は、基本的には上述した静電チャック１Ａの作製方法と同様であるが、以下においては、大径部１５Ｃ、小径部１６Ｃ及び二次導電層１９Ｃの作製方法について主に説明する。
【００７３】
先ず、グリーンシートを複数枚作製し、適宜の大きさに裁断し、複数の貫通孔の形成されていないグリーンシートを積層及び圧着することにより、グリーンシート積層体を得る。更に、メカニカルパンチ又はドリル加工等によって、大径部１５Ｃ用の貫通孔及び／又は小径部１６Ｃ用の貫通孔を何枚かのグリーンシート積層体に形成しておく。
【００７４】
次に、静電チャック１Ａと同様に、導電層用ペーストを作製する。作製した導電層用ペーストを、導電層４Ｃの配置になるように、スクリーン印刷法によって前記グリーンシート積層体の表面に塗工する。
【００７５】
焼成前の接続中間層６Ｃについては、静電チャック１Ａと同様に、焼成前の導電層４Ｃの表面１０Ｃに、接続中間層用ペーストを塗工することにより得ることができる。
【００７６】
次いで、焼成前の導電層４Ｃ、接続中間層６Ｃ、凹部３Ｃの小径部１６Ｃ及び大径部１５Ｃを位置決めしつつ、グリーンシート積層体同士を、焼成前の基体２Ｃの厚みになるまで積層及び圧着し、エンドミル加工等により円盤形状等の所望の形状に成形する。これにより、焼成前の基体２Ｃ、大径部１５Ｃ及び小径部１６Ｃを有する凹部３Ｃ、導電層４Ｃ、並びに接続中間層６Ｃが得られる。
【００７７】
得られた焼成前の基体２Ｃ、大径部１５Ｃ及び小径部１６Ｃを有する凹部３Ｃ、導電層４Ｃ、並びに接続中間層６Ｃを、静電チャック１Ａと同条件で焼成し、焼結体の反りを修正する熱処理も同条件で行うことにより、基体２Ｃ、大径部１５Ｃ及び小径部１６Ｃを有する凹部３Ｃ、導電層４Ｃ、並びに接続中間層６Ｃを得ることができる。
【００７８】
更に、二次導電層１９Ｃは、例えば銀の粉末と、適宜の有機ビヒクルとを混練した二次導電層用ペーストを作製し、接続中間層６Ｃの露出面１７Ｃ、立上り面２０Ｃ、及び大径部１５Ｃの棚部１８Ｃに二次導電層用ペーストを塗工した後に、塗工した二次導電層用ペーストを例えば９００℃程度で熱処理することにより得られる。
【００７９】
次に、電極端子５Ｃにおける一端部が大径部１５Ｃの棚部１８Ｃに当接した状態で、ロウ材１１Ｃにより、電極端子５Ｃの一端部と大径部１５Ｃの棚部１８Ｃとをロウ付けして接合する。
【００８０】
以上の工程により、基体２Ｃ、凹部３Ｃ、導電層４Ｃ、電極端子５Ｃ、接続中間層６Ｃ、及び二次導電層１９Ｃを備える静電チャック１Ｃを作製することができる。
【００８１】
得られた静電チャック１Ｃは、静電チャック１Ａ及び静電チャック１Ｂと同様に、導電層４Ｃにおける空洞の発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができると共に、電極端子５Ｃと接続中間層６Ｃとの強固な接合を実現することができる。結果として、静電チャック１Ｃは、長期的に使用することができるようになり、装置全体の長期的な信頼性が向上することになる。
【００８２】
更に言うと、静電チャック１Ｃは、大径部１５Ｃ及び小径部１６Ｃを設けて、保持面１２Ｃから大径部１５Ｃの棚部１８Ｃまでの厚みを大きくすることにより、電極端子５Ｃと棚部１８Ｃに形成された二次導電層１９Ｃとを接合するときに、基体２Ｃ、導電層４Ｃ、及び接続中間層６Ｃ等に変形又はクラックを生じ難い。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｃ、導電層４Ｃ、及び接続中間層６Ｃ等が早期に劣化することが無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｃ、導電層４Ｃ、及び接続中間層６Ｃ等が破断することも無い。したがって、静電チャック１Ｃは、長期間の使用に対する耐久性をより一層向上させることができるので、結果として装置全体の長期的な信頼性が更に向上する。
【００８３】
もっとも、電極端子５Ｃを二次導電層１９Ｃに接合するときに、電極端子５Ｃから二次導電層１９Ｃに対して作用する応力を、基体２Ｃ、導電層４Ｃ及び接続中間層６Ｃに変形又はクラックを生じない程度に調整することができるのであれば、静電チャック１Ａの態様を採用すれば良い。
【００８４】
続いて図４に示される静電チャック１Ｄは、図３に示した静電チャック１Ｃの変形例である。静電チャック１Ｄと静電チャック１Ｃとの相違点は、電極端子の接合箇所、及びロウ材の有無である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ｄと静電チャック１Ｃとは略同様の部材を用いているので、共通の部材についての詳細な説明を省略することがある。
【００８５】
図４に示されるように、静電チャック１Ｄは、電極端子５Ｄが大径部１５Ｄの二次導電層１９Ｄの表面ではなく、大径部１５Ｄの棚部１８Ｄに接合されている。また、電極端子５Ｄの接合態様は、電極端子５Ｄの一端部をロウ付けするのではなく、二次導電層１９Ｄが電極端子５Ｄにおける一端部の周側面を囲繞しかつ硬化して成る態様である。二次導電層１９Ｄの材料としては、金属等の導電性を有する成分を含み、電極端子５Ｄと棚部１８Ｄとの両方に対して強固に接合することができる材料であると良く、例えば銀、銅、ニッケル等の金属粒子を含む熱硬化性樹脂接着剤を挙げることができる。
【００８６】
二次導電層１９Ｄは、静電チャック１Ｃと同様に、導電層４Ｄ及び接続中間層６Ｄと電気的に接続されているので、電極端子５Ｄを直接保持する二次導電層１９Ｄと、電極端子５Ｄとは、電気的に接続されていることになる。
【００８７】
静電チャック１Ｄの作製方法としては、基本的に静電チャック１Ｃと同様であるが、以下においては、二次導電層１９Ｄの形成方法、及び電極端子５Ｄの接合方法についてについて主に説明する。
【００８８】
先ず、グリーンシートを複数枚作製し、適宜の大きさに裁断し、複数の貫通孔の形成されていないグリーンシートを積層及び圧着することにより、グリーンシート積層体を得る。更に、メカニカルパンチ又はドリル加工等によって、大径部１５ＤＣ用の貫通孔及び／又は小径部１６Ｄ用の貫通孔を何枚かのグリーンシート積層体に形成しておく。
【００８９】
次に、静電チャック１Ａと同様に、導電層用ペーストを作製する。作製した導電層用ペーストを、導電層４Ｄの配置になるように、スクリーン印刷法によって前記グリーンシート積層体の表面に塗工する。
【００９０】
焼成前の接続中間層６Ｄについては、静電チャック１Ａと同様に、焼成前の導電層４Ｄの表面１０Ｄに、接続中間層用ペーストを塗工することにより得ることができる。
【００９１】
次いで、焼成前の導電層４Ｄ、接続中間層６Ｄ、凹部３Ｄの小径部１６Ｄ及び大径部１５Ｄを位置決めしつつ、グリーンシート積層体同士を、焼成前の基体２Ｄの厚みになるまで積層及び圧着し、エンドミル加工等により円盤形状等の所望の形状に成形する。これにより、焼成前の基体２Ｄ、大径部１５Ｄ及び小径部１６Ｄを有する凹部３Ｄ、導電層４Ｄ、並びに接続中間層６Ｄが得られる。
【００９２】
得られた焼成前の基体２Ｄ、大径部１５Ｄ及び小径部１６Ｄを有する凹部３Ｄ、導電層４Ｄ、並びに接続中間層６Ｄを、静電チャック１Ａと同条件で焼成し、焼結体の反りを修正する熱処理も同条件で行うことにより、基体２Ｄ、大径部１５Ｄ及び小径部１６Ｄを有する凹部３Ｄ、導電層４Ｄ、並びに接続中間層６Ｄを得ることができる。
【００９３】
更に、二次導電層用ペーストを作製し、電極端子５Ｄを大径部１５Ｄの棚部１８Ｄに立設配置しつつ、接続中間層６Ｄの露出面１７Ｄ、立上り面２０Ｄ、及び大径部１５Ｄの棚部１８Ｄに二次導電層用ペーストを塗工した後に、塗工した二次導電層用ペーストを例えば２００℃程度に熱処理することにより熱硬化させることで、電極端子５Ｄの接合と、二次導電層１９Ｄの形成とが同時に達成される。なお、電極端子５Ｄは、二次導電層用ペーストを露出面１７Ｄ、立上り面２０Ｄ及び棚部１８Ｄに塗工した後に、棚部１８Ｄに接触するように立設配置し、次いで二次導電層用ペーストを硬化させるようにしても良い。
【００９４】
以上の工程により、基体２Ｄ、大径部１５Ｄ及び小径部１６Ｄを有する凹部３Ｄ、導電層４Ｄ、大径部１５Ｄの棚部１８Ｄに接合された電極端子５Ｄ、接続中間層６Ｄ、及び二次導電層１９Ｄを備える静電チャック１Ｄを作製することができる。
【００９５】
得られた静電チャック１Ｄは、静電チャック１Ａ〜１Ｃと同様に、導電層４Ｄにおける空洞の発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができると共に、電極端子５Ｄと接続中間層６Ｄとの強固な接合を実現することができる。結果として、静電チャック１Ｄは、長期的に使用することができるようになり、装置全体の長期的な信頼性が向上することになる。
【００９６】
更に言うと、静電チャック１Ｄは、静電チャック１Ｃと同様に、大径部１５Ｄ及び小径部１６Ｄを設けて、保持面１２Ｄから大径部１５Ｄの棚部１８Ｄまでの厚みを大きくすることにより、電極端子５Ｄと棚部１８Ｄとを接合するときに、基体２Ｄ、導電層４Ｄ、及び接続中間層６Ｄ等に変形又はクラックを生じ難い。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｄ、導電層４Ｄ、及び接続中間層６Ｄ等が早期に劣化することが無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｄ、導電層４Ｄ、及び接続中間層６Ｄ等が破断することも無い。したがって、静電チャック１Ｄは、長期間の使用に対する耐久性をより一層向上させることができるので、結果として装置全体の長期的な信頼性が更に向上する。
【００９７】
また、静電チャック１Ｄは、二次導電層１９Ｄ自体が電極端子５Ｄの接合手段であり、二次導電層１９Ｄの表面に電極端子５Ｄを接合しないことにより、二次導電層１９Ｄからの電極端子５Ｄの剥離が生じないので、電極端子５Ｄの接合強度が例えば静電チャック１Ｃ等に比べて更に向上する。結果として、静電チャック１Ｄは、長期間の使用に対する耐久性が更に向上することとなり、装置全体の長期的な信頼性が向上する。
【００９８】
続いて図５に示される静電チャック１Ｅは、図３に示した静電チャック１Ｃの変形例である。静電チャック１Ｅと静電チャック１Ｃとの相違点は、内部導電層及びビア接続用導体部の有無である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ｅと静電チャック１Ｃとは略同様の部材を用いているので、共通の部材についての詳細な説明を省略することがある。
【００９９】
図５に示されるように、静電チャック１Ｅは、内部導電層１３Ｅとビア接続用導体部１４Ｅとを備えている。内部導電層１３Ｅ及びビア接続用導体部１４Ｅは、静電チャック１Ｂにおける内部導電層１３Ｂ及びビア接続用導体部１４Ｂと同様の部材であり、導電性を有する部材である。更に、二次導電層１９Ｅが接続中間層６Ｅと電気的に接続されているので、静電チャック１Ｅは、内部導電層１３Ｅと、ビア接続用導体部１４Ｅと、導電層４Ｅと、接続中間層６Ｅと、二次導電層１９Ｅと、電極端子５Ｅとが、電気的に接続されていることになる。
【０１００】
静電チャック１Ｅの作製方法として、内部導電層１３Ｅ及びビア接続用導体部１４Ｅの形成方法は、静電チャック１Ｂの内部導電層１３Ｂ及びビア接続用導体部１４Ｂの形成方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、その他の凹部３Ｅ、導電層４Ｅ、接続中間層６Ｅ、及び二次導電層１９Ｅの作製方法、並びに、電極端子５Ｅの接合方法は、静電チャック１Ｃの凹部３Ｃ、導電層４Ｃ、接続中間層６Ｃ、及び二次導電層１９Ｃの作製方法、並びに、電極端子５Ｃの接合方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１０１】
得られた静電チャック１Ｅは、静電チャック１Ａ〜１Ｄと同様に、導電層４Ｅにおける空洞の発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができると共に、電極端子５Ｅと接続中間層６Ｅとの強固な接合を実現することができる。結果として、静電チャック１Ｅは、長期的に使用することができるようになり、装置全体の長期的な信頼性が向上することになる。
【０１０２】
更に言うと、静電チャック１Ｅは、大径部１５Ｅ及び小径部１６Ｅ、並びに内部導電層１３Ｅ及びビア接続用導体部１４Ｅを設けて、保持面１２Ｅから大径部１５Ｅの棚部１８Ｅまでの厚みを大きくすることにより、電極端子５Ｅと棚部１８Ｅとを接合するときに、基体２Ｅ、導電層４Ｅ、接続中間層６Ｅ、ビア接続用導体部１４Ｅ、及び内部導電層１３Ｅ等に変形又はクラックを生じ難い。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｅ、導電層４Ｅ、接続中間層６Ｅ、ビア接続用導体部１４Ｅ、及び内部導電層１３Ｅ等が早期に劣化することが無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｅ、導電層４Ｅ、接続中間層６Ｅ、ビア接続用導体部１４Ｅ、及び内部導電層１３Ｅ等が破断することも無い。したがって、静電チャック１Ｅは、長期間の使用に対する耐久性をより一層向上させることができるので、結果として装置全体の長期的な信頼性が更に向上する。
【０１０３】
続いて図６に示される静電チャック１Ｆは、図５に示した静電チャック１Ｅの変形例である。静電チャック１Ｆと静電チャック１Ｅとの相違点は、電極端子の接合箇所、及びロウ材の有無である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ｆと静電チャック１Ｅとは略同様の部材を用いているので、共通の部材についての詳細な説明を省略することがある。
【０１０４】
図６に示されるように、静電チャック１Ｆは、電極端子５Ｆが大径部１５Ｆの二次導電層１９Ｆの表面ではなく、大径部１５Ｆの棚部１８Ｆに接合されている。また、電極端子５Ｆの接合態様は、電極端子５Ｆの一端部をロウ付けするのではなく、二次導電層１９Ｆが電極端子５Ｆにおける一端部の周側面を囲繞しかつ硬化して成る態様である。つまり、静電チャック１Ｆにおける電極端子５Ｆの接合態様は、図４に示した静電チャック１Ｄにおける電極端子５Ｄの接合態様と同様である。
【０１０５】
静電チャック１Ｆの作製方法として、内部導電層１３Ｆ及びビア接続用導体部１４Ｆの形成方法は、静電チャック１Ｂの内部導電層１３Ｂ及びビア接続用導体部１４Ｂの形成方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、その他の凹部３Ｆ、導電層４Ｆ、接続中間層６Ｆ、及び二次導電層１９Ｆの作製方法、並びに、電極端子５Ｆの接合方法は、静電チャック１Ｄの凹部３Ｄ、導電層４Ｄ、接続中間層６Ｄ、及び二次導電層１９Ｄの作製方法、並びに、電極端子５Ｄの接合方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
得られた静電チャック１Ｆは、静電チャック１Ａ〜１Ｅと同様に、導電層４Ｆにおける空洞の発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができると共に、電極端子５Ｆと接続中間層６Ｆとの強固な接合を実現することができる。結果として、静電チャック１Ｆは、長期的に使用することができるようになり、装置全体の長期的な信頼性が向上することになる。
【０１０７】
更に言うと、静電チャック１Ｆは、大径部１５Ｆ及び小径部１６Ｆ、並びに内部導電層１３Ｆ及びビア接続用導体部１４Ｆを設けて、保持面１２Ｆから大径部１５Ｆの棚部１８Ｆまでの厚みを大きくすることにより、電極端子５Ｆと棚部１８Ｆとを接合するときに、基体２Ｆ、導電層４Ｆ、接続中間層６Ｆ、ビア接続用導体部１４Ｆ、及び内部導電層１３Ｆ等に変形又はクラックを生じ難い。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｆ、導電層４Ｆ、接続中間層６Ｆ、ビア接続用導体部１４Ｆ、及び内部導電層１３Ｆ等が早期に劣化することが無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｆ、導電層４Ｆ、接続中間層６Ｆ、ビア接続用導体部１４Ｆ、及び内部導電層１３Ｆ等が破断することも無い。したがって、静電チャック１Ｆは、長期間の使用に対する耐久性をより一層向上させることができるので、結果として装置全体の長期的な信頼性が更に向上する。
【０１０８】
また、静電チャック１Ｆは、二次導電層１９Ｆ自体が電極端子５Ｆの接合手段であり、二次導電層１９Ｆの表面に電極端子５Ｆを接合しないことにより、二次導電層１９Ｆからの電極端子５Ｆの剥離が生じないので、電極端子５Ｆの接合強度が例えば静電チャック１Ｅ等に比べて更に向上する。結果として、静電チャック１Ｆは、長期間の使用に対する耐久性が更に向上することとなり、装置全体の長期的な信頼性が向上する。
【０１０９】
図７に示される静電チャック１Ｇと、図３に示した静電チャック１Ｃとの相違点は、大径部における底部の態様、及び電極端子の接合態様である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ｇと静電チャック１Ｃとは略同様の部材を用いているので、詳細な説明を省略することがある。
【０１１０】
図７に示される静電チャック１Ｇは、凹部３Ｇが凹部３Ｇの開口部８Ｇ側の大径部１５Ｇとそれに続く小径部１６Ｇとからなり、小径部１６Ｇの凹部３Ｇの底面９Ｇに露出した導電層４Ｇの表面に形成された小径部側接続中間層２１Ｇと、同じ凹部３Ｇの大径部１６Ｇの棚部１８Ｇに露出して形成された導電層２２Ｇの表面に形成された大径部側接続中間層２３Ｇと、小径部側接続中間層２１Ｇの表面及び大径部側接続中間層２３Ｇの表面との両方それぞれを電気的に接続する二次導電層１９Ｇとを備え、大径部側接続中間層２３Ｇの表面に形成されている二次導電層１９Ｇ、又は大径部側接続中間層２３Ｇと電極端子５Ｇとが電気的に接続されてなる。
【０１１１】
静電チャック１Ｇにおいて、凹部が大径部と小径部とに分かれている態様については、静電チャック１Ｃ〜１Ｆと同様である。また、静電チャック１Ｇの凹部３Ｇにおける底面９Ｇに露出してなる導電層４Ｇの表面１０Ｇに形成されてなる小径部側接続中間層２１Ｇは、前記静電チャック１Ａ〜１Ｆにおける接続中間層６Ａ〜６Ｆと同様である。
【０１１２】
凹部３Ｇにおける棚部１８Ｇには、基体２Ｇ内に形成されてなる導電層４Ｇと同様の成分、例えば白金とイットリアを主成分とするセラミックとを含む導電層２２Ｇが形成されている。更に、導電層２２Ｇは、導電層４Ｇと同様に、その表面を接続中間層６Ｇの一つである大径部側接続中間層２３Ｇに覆われている。つまり、静電チャック１Ｇは、凹部３Ｇの小径部１６Ｇの底面９Ｇと、大径部１５Ｇの棚部１８Ｇとにおいて、導電層と接続中間層とがそれぞれ形成されている。
【０１１３】
小径部側接続中間層２１Ｇと大径部側接続中間層２３Ｇとの間には、静電チャック１Ｃ〜１Ｆと同様の二次導電層１９Ｇが形成されている。なお、二次導電層１９Ｇの態様として、図７の左方に示されるように二次導電層１９Ｇが大径部側接続中間層２３Ｇの一部に接触するように形成される態様と、図７の右方に示されるように二次導電層１９Ｇが大径部側接続中間層２３Ｇの表面を覆うように形成される態様とを挙げることができる。
【０１１４】
電極端子５Ｇは、図７の左方に示される態様においては大径部側接続中間層２３Ｇに接合されており、図７の右方に示される態様においては大径部側接続中間層２３Ｇを覆う二次導電層１９Ｇに接合されている。いずれの態様においても、電極端子５Ｇはロウ材１１Ｇによってロウ付けされている。
【０１１５】
導電層４Ｇ、小径部側接続中間層２１Ｇ、二次導電層１９Ｇ、導電層２２Ｇ、大径部側接続中間層２３Ｇ、及び電極端子５Ｇは、全て導電体でありかつ機械的に接続されてなるので、電気的に導通している。
【０１１６】
静電チャック１Ｇの作製方法として、凹部３Ｇ、導電層４Ｇ、及び小径部側接続中間層２１Ｇの形成方法は、静電チャック１Ｃの凹部３Ｃ、導電層４Ｃ、及び接続中間層６Ｃの形成方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１１７】
大径部１５Ｇの棚部１８Ｇに形成される導電層２２Ｇは、例えば静電チャック１Ａの導電層４Ａと同様に、スクリーン印刷法等によって塗工し、焼成することで形成することができる。また、大径部側接続中間層２３Ｇは、例えば静電チャック１Ａの接続中間層６Ａと同様に、導電層２２Ｇの表面に接続中間層用ペーストを塗工し、焼成することにより形成することができる。更に、電極端子５Ｇの接合方法として、図７の左方に示される大径部側接続中間層２３Ｇに電極端子５Ｇが接合する態様においては、静電チャック１Ａの電極端子５Ａの接合方法を採用することができ、図７の右方に示される二次導電層１９Ｇに電極端子５Ｇが接合する態様においては、静電チャック１Ｃの電極端子５Ｃの接合方法を採用することができる。
【０１１８】
得られた静電チャック１Ｇは、静電チャック１Ｃ〜１Ｆと同様に、保持面１２Ｇから大径部１５Ｇの棚部１８Ｇまでの厚みが、静電チャック１Ａにおける、保持面１２Ａから底面９Ａまでの厚みに比べて大きい。したがって、電極端子５Ｇが大径部側接続中間層２３Ｇ、又は大径部側接続中間層２３Ｇの表面に形成されてなる二次導電層１９Ｇに接合されるときに、基体２Ｇ、導電層４Ｇ、及び小径部側接続中間層２１Ｇ等に変形又はクラックを生じ難くなり、好ましい。
【０１１９】
静電チャック１Ｇでは、電極端子５Ｇが大径部側接続中間層２３Ｇ、又は大径部側接続中間層２３Ｇの表面に形成されてなる二次導電層１９Ｇに対して接合するときに、基体２Ｇ、導電層４Ｇ、及び小径部側接続中間層２１Ｇ等に変形又はクラックを生じ難い。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｇ、導電層４Ｇ、及び小径部側接続中間層２１Ｇ等が早期に劣化することも無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｇ、導電層４Ｇ、及び小径部側接続中間層２１Ｇ等が破断することも無い。したがって、大径部１５Ｇ及び小径部１６Ｇを設けて、保持面１２Ｇから大径部１５Ｇの棚部１８Ｇまでの厚みを大きくすることにより、静電チャック１Ｇは長期間の使用に対する耐久性を得ることになり、結果として装置全体の長期的な信頼性が向上する。
【０１２０】
更に、静電チャック１Ｇは、電極端子５Ｇが大径部１５Ｇの棚部１８Ｇに接合されないことによって、電極端子５Ｇの接合時及び静電チャック１Ｇの使用時において、電極端子５Ｇから基体２Ｇ対して作用する応力を、静電チャック１Ｃ〜１Ｆに比べてより一層軽減することができるので、装置全体の長期的な信頼性の更なる向上が可能となる。
【０１２１】
続いて図８に示される静電チャック１Ｈは、図７に示した静電チャック１Ｇの変形例である。静電チャック１Ｈと静電チャック１Ｇとの相違点は、ロウ材の有無である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ｈと静電チャック１Ｇとは略同様の部材を用いているので、共通の部材についての詳細な説明を省略することがある。
【０１２２】
図８に示されるように、静電チャック１Ｈは、電極端子５Ｈが大径部１５Ｈの二次導電層１９Ｈの表面ではなく、大径部１５Ｈの棚部１８Ｈに形成されてなる大径部側接続中間層２３Ｈに接合されている。また、電極端子５Ｈの接合態様は、電極端子５Ｈの一端部をロウ付けするのではなく、二次導電層１９Ｈが電極端子５Ｈにおける一端部の周側面を囲繞しかつ硬化して成る態様である。つまり、静電チャック１Ｈにおける電極端子５Ｈの接合手段は、図４に示した静電チャック１Ｄにおける電極端子５Ｄの接合手段、及び図６に示した静電チャック１Ｆにおける電極端子５Ｆの接合手段と同様である。
【０１２３】
静電チャック１Ｈの作製方法として、凹部３Ｈ、導電層４Ｈ、及び接続中間層６Ｈの作製方法は、静電チャック１Ｇの凹部３Ｇ、導電層４Ｇ、及び接続中間層６Ｇの作製方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、電極端子５Ｈの接合方法は、静電チャック１Ｄの電極端子５Ｄの接合方法、及び静電チャック１Ｆの電極端子５Ｆの接合方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１２４】
得られた静電チャック１Ｈは、静電チャック１Ａ〜１Ｇと同様に、導電層４Ｈにおける空洞の発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができると共に、電極端子５Ｈと接続中間層６Ｈとの強固な接合を実現することができる。結果として、静電チャック１Ｈは、長期的に使用することができるようになり、装置全体の長期的な信頼性が向上することになる。
【０１２５】
更に言うと、静電チャック１Ｈは、大径部１５Ｈ及び小径部１６Ｈを設けて、保持面１２Ｈから大径部１５Ｈの棚部１８Ｈまでの厚みを大きくすることにより、電極端子５Ｈを大径部側接続中間層２３Ｈに接合するときに、基体２Ｈ、導電層４Ｈ、及び接続中間層６Ｈ等に変形又はクラックを生じ難い。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｈ、導電層４Ｈ、及び接続中間層６Ｈ等が早期に劣化することが無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｈ、導電層４Ｈ、及び接続中間層６Ｈ等が破断することも無い。したがって、静電チャック１Ｈは、長期間の使用に対する耐久性をより一層向上させることができるので、結果として装置全体の長期的な信頼性が更に向上する。
【０１２６】
また、静電チャック１Ｈは、二次導電層１９Ｈ自体が電極端子５Ｈの接合手段であり、二次導電層１９Ｈの表面に電極端子５Ｈを接合しないことにより、二次導電層１９Ｈからの電極端子５Ｈの剥離が生じないので、電極端子５Ｈの接合強度が例えば静電チャック１Ｇ等に比べて更に向上する。結果として、静電チャック１Ｈは、長期間の使用に対する耐久性が更に向上することとなり、装置全体の長期的な信頼性が向上する。
【０１２７】
更に、静電チャック１Ｈは、電極端子５Ｈが大径部１５Ｈの棚部１８Ｈに接合されないことによって、電極端子５Ｈの接合時及び静電チャック１Ｈの使用時において、電極端子５Ｈから基体２Ｈ対して作用する応力を、静電チャック１Ｃ〜１Ｆに比べてより一層軽減することができるので、装置全体の長期的な信頼性の更なる向上が可能となる。
【０１２８】
続いて図９に示される静電チャック１Ｊは、図７に示した静電チャック１Ｇの変形例である。静電チャック１Ｊと静電チャック１Ｇとの相違点は、内部導電層及びビア接続用導体部の有無である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ｊと静電チャック１Ｇとは略同様の部材を用いているので、共通の部材についての詳細な説明を省略することがある。
【０１２９】
図９に示されるように、静電チャック１Ｊは、内部導電層１３Ｊとビア接続用導体部１４Ｊとを備えている。内部導電層１３Ｊ及びビア接続用導体部１４Ｊは、静電チャック１Ｂにおける内部導電層１３Ｂ及びビア接続用導体部１４Ｂと同様の部材であり、導電性を有する部材である。更に、二次導電層１９Ｊが接続中間層６Ｊと電気的に接続されているので、静電チャック１Ｊは、内部導電層１３Ｊと、ビア接続用導体部１４Ｊと、導電層４Ｊと、小径部側接続中間層２１Ｊと、二次導電層１９Ｊと、導電層２２Ｊと、大径部側接続中間層２３Ｊと、電極端子５Ｊとが、電気的に接続されていることになる。
【０１３０】
二次導電層１９Ｊの態様としては、静電チャック１Ｇと同様に、図９の左方に示されるように二次導電層１９Ｊが大径部側接続中間層２３Ｊの一部に接触するように形成される態様と、図９の右方に示されるように二次導電層１９Ｊが大径部側接続中間層２３Ｊの表面を覆うように形成される態様とを挙げることができる。
【０１３１】
電極端子５Ｊについても、静電チャック１Ｇと同様に、図９の左方に示される態様においては大径部側接続中間層２３Ｊに接合されており、図９の右方に示される態様においては大径部側接続中間層２３Ｊを覆う二次導電層１９Ｊに接合されている。いずれの態様においても、電極端子５Ｊはロウ材１１Ｊによってロウ付けされている。
【０１３２】
静電チャック１Ｊの作製方法として、内部導電層１３Ｊ及びビア接続用導体部１４Ｊの形成方法は、静電チャック１Ｂの内部導電層１３Ｂ及びビア接続用導体部１４Ｂの形成方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、その他の凹部３Ｊ、導電層４Ｊ、小径部側接続中間層２１Ｊ、及び二次導電層１９Ｊの作製方法は、静電チャック１Ｃの凹部３Ｃ、導電層４Ｃ、接続中間層６Ｃ、及び二次導電層１９Ｃの作製方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。更に、導電層２２Ｊ及び大径部側接続中間層２３Ｊの形成方法は、静電チャック１Ｇの導電層２２Ｇ及び大径部側接続中間層２３Ｇの形成方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１３３】
得られた静電チャック１Ｊは、静電チャック１Ｃ〜１Ｆと同様に、保持面１２Ｊから大径部１５Ｊの棚部１８Ｊまでの厚みが、静電チャック１Ａにおける、保持面１２Ａから底面９Ａまでの厚みに比べて大きい。したがって、電極端子５Ｊが大径部側接続中間層２３Ｊ、又は大径部側接続中間層２３Ｊの表面に形成されてなる二次導電層１９Ｊに接合されるときに、基体２Ｊ、導電層４Ｊ、小径部側接続中間層２１Ｊ、内部導電層１３Ｊ、及びビア接続用導体部１４Ｊ等に変形又はクラックを生じ難くなり、好ましい。
【０１３４】
静電チャック１Ｊでは、電極端子５Ｊが大径部側接続中間層２３Ｊ、又は大径部側接続中間層２３Ｊの表面に形成されてなる二次導電層１９Ｊ接合するときに、基体２Ｊ、導電層４Ｊ、小径部側接続中間層２１Ｊ、内部導電層１３Ｊ、及びビア接続用導体部１４Ｊ等に変形又はクラックを生じ難い。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｊ、導電層４Ｊ、小径部側接続中間層２１Ｊ、内部導電層１３Ｊ、及びビア接続用導体部１４Ｊ等が早期に劣化することも無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｊ、導電層４Ｊ、小径部側接続中間層２１Ｊ、内部導電層１３Ｊ、及びビア接続用導体部１４Ｊ等が破断することも無い。したがって、大径部１５Ｊ及び小径部１６Ｊ、並びに、内部導電層１３Ｊ及びビア接続用導体部１４Ｊを設けて、保持面１２Ｊから大径部１５Ｊの棚部１８Ｊまでの厚みを大きくすることにより、静電チャック１Ｊは長期間の使用に対する耐久性を得ることになり、結果として装置全体の長期的な信頼性が向上する。
【０１３５】
更に、静電チャック１Ｊは、電極端子５Ｊが大径部１５Ｊの棚部１８Ｊに接合されないことによって、電極端子５Ｊの接合時及び静電チャック１Ｊの使用時において、電極端子５Ｊから基体２Ｊ対して作用する応力を、静電チャック１Ｃ〜１Ｆに比べてより一層軽減することができるので、装置全体の長期的な信頼性の更なる向上が可能となる。
【０１３６】
続いて図１０に示される静電チャック１Ｋは、図９に示した静電チャック１Ｊの変形例である。静電チャック１Ｋと静電チャック１Ｊとの相違点は、ロウ材の有無である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ｋと静電チャック１Ｊとは略同様の部材を用いているので、共通の部材についての詳細な説明を省略することがある。
【０１３７】
図１０に示されるように、静電チャック１Ｋは、電極端子５Ｋが大径部１５Ｋの二次導電層１９Ｋの表面ではなく、大径部１５Ｋの棚部１８Ｋに形成されてなる大径部側接続中間層２３Ｋに接合されている。また、電極端子５Ｋの接合態様は、電極端子５Ｋの一端部をロウ付けするのではなく、二次導電層１９Ｋが電極端子５Ｋにおける一端部の周側面を囲繞しかつ硬化して成る態様である。つまり、静電チャック１Ｋにおける電極端子５Ｋの接合手段は、図４に示した静電チャック１Ｄにおける電極端子５Ｄの接合手段、図６に示した静電チャック１Ｆにおける電極端子５Ｆの接合手段、図８に示した静電チャック１Ｈにおける電極端子５Ｈの接合手段と同様である。
【０１３８】
静電チャック１Ｋの作製方法として、凹部３Ｋ、導電層４Ｋ、及び接続中間層６Ｋの作製方法は、静電チャック１Ｊの凹部３Ｊ、導電層４Ｊ、及び接続中間層６Ｊの作製方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、電極端子５Ｋの接合方法は、静電チャック１Ｄの電極端子５Ｄの接合方法、静電チャック１Ｆの電極端子５Ｆの接合方法、及び静電チャック１Ｈの電極端子５Ｈの接合方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１３９】
得られた静電チャック１Ｋは、静電チャック１Ａ〜１Ｊと同様に、導電層４Ｋにおける空洞の発生、高抵抗化、電気的不導通の発生、及び機械的な強度低下を防止することができると共に、電極端子５Ｋと接続中間層６Ｋとの強固な接合を実現することができる。結果として、静電チャック１Ｋは、長期的に使用することができるようになり、装置全体の長期的な信頼性が向上することになる。
【０１４０】
更に言うと、静電チャック１Ｋは、大径部１５Ｋ及び小径部１６Ｋ、並びに内部導電層１３Ｋ及びビア接続用導体部１４Ｋを設けて、保持面１２Ｋから大径部１５Ｋの棚部１８Ｋまでの厚みを大きくすることにより、電極端子５Ｋを大径部側接続中間層２３Ｋに接合するときに、基体２Ｋ、導電層４Ｋ、小径部側接続中間層２１Ｋ、内部導電層１３Ｋ、及びビア接続用導体部１４Ｋ等に変形又はクラックを生じ難い。したがって、クラックから水分等が浸入して基体２Ｋ、導電層４Ｋ、小径部側接続中間層２１Ｋ、内部導電層１３Ｋ、及びビア接続用導体部１４Ｋ等が早期に劣化することが無く、更に変形部分又はクラックを起点として基体２Ｋ、導電層４Ｋ、小径部側接続中間層２１Ｋ、内部導電層１３Ｋ、及びビア接続用導体部１４Ｋ等が破断することも無い。したがって、静電チャック１Ｋは、長期間の使用に対する耐久性をより一層向上させることができるので、結果として装置全体の長期的な信頼性が更に向上する。
【０１４１】
また、静電チャック１Ｋは、二次導電層１９Ｋ自体が電極端子５Ｋの接合手段であり、二次導電層１９Ｋの表面に電極端子５Ｋを接合しないことにより、二次導電層１９Ｋからの電極端子５Ｋの剥離が生じないので、電極端子５Ｋの接合強度が例えば静電チャック１Ｊ等に比べて更に向上する。結果として、静電チャック１Ｋは、長期間の使用に対する耐久性が更に向上することとなり、装置全体の長期的な信頼性が向上する。
【０１４２】
更に、静電チャック１Ｋは、電極端子５Ｋが大径部１５Ｋの棚部１８Ｋに接合されないことによって、電極端子５Ｋの接合時及び静電チャック１Ｋの使用時において、電極端子５Ｋから基体２Ｋに対して作用する応力を、静電チャック１Ｃ〜１Ｆに比べてより一層軽減することができるので、装置全体の長期的な信頼性の更なる向上が可能となる。
【０１４３】
図１１に示される静電チャック１Ｌは、図２に示した静電チャック１Ｂの変形例である。静電チャック１Ｌと静電チャック１Ｂとの相違点は、接続中間層の態様である。なお、この相違点以外については、静電チャック１Ｌと静電チャック１Ｂとは略同様の部材を用いているので、詳細な説明を省略することがある。
【０１４４】
静電チャック１Ｌは、凹部３Ｌの底面９Ｌに露出して形成された導電層４Ｌの表面１０Ｌに形成されてなる接続中間層６Ｌの端部２４Ｌと、凹部３Ｌの内壁面２５Ｌとが隔絶している。
【０１４５】
接続中間層６Ｌの端部２４Ｌと、凹部３Ｌの内壁面２５Ｌとを隔絶させる方法としては、例えば、前記静電チャック１Ｂの導電層４Ｂ及び接続中間層６Ｂに比べて小さい導電層４Ｌ及び接続中間層６Ｌを形成し、凹部の大きさは同一に形成する方法、又は、前記静電チャック１Ｂの凹部３Ｂに比べて直径の大きい凹部３Ｌを形成し、導電層及び接続中間層の大きさは同一に形成する方法等を挙げることができる。
【０１４６】
静電チャック１Ｌは、静電チャック１Ｂが達成し得るこの発明の目的を達成するだけでなく、基体２Ｌに発生し得るクラックをより一層確実に抑制することができる。詳述すると、静電チャック１Ｌは、導電層４Ｌ及び接続中間層６Ｌの端部が、凹部３Ｌの内壁面２５Ｌに密着しておらず、また基体２Ｌ内に食い込んでもいないので、静電チャック１Ｌの製造途中の焼成時、又はロウ材１１Ｌをロウ付けするときに、密着箇所及び食い込み箇所に応力が集中することが無い。したがって、焼成時及びロウ付け時において応力の発生を抑制すると、クラックの発生をより確実に抑制することができるようになる。
【実施例】
【０１４７】
以下に、この発明に係る静電チャックの実施態様を用いた実験例について、説明する。
【０１４８】
（実施例１）
実施例１は、図１１に示す実施態様の静電チャックを作製する例である。
先ず、所定量のイットリア粉末と、助剤として炭酸カルシウム粉末と、バインダと分散剤と溶剤とを混合してスラリーを作製した。このスラリーをドクターブレード法により、厚み０．２ｍｍのイットリアグリーンシートを得た。
次に、４５０ｍｍ角に切断したグリーンシートを７０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で４〜１０枚積層及び圧着することにより、数種類の厚みのグリーンシート積層体を得た。
更に、メカニカルパンチ又はドリル加工により、グリーンシート積層体にビア接続用導体部用の貫通孔、又は凹部用の貫通孔を穿孔した。凹部用の貫通孔は、焼成後の直径が６ｍｍとなる大きさに穿孔した。
助剤として炭酸カルシウムを含むイットリア粉末５０体積部と、白金粉末５０体積部と、有機ビヒクルとを混練することにより、導電層用ペーストを作製した。また、助剤として炭酸カルシウムを含むイットリア粉末３０体積部と、白金粉末７０体積部と、有機ビヒクルとを混練することにより、ビア接続用導体部用ペーストを作製した。
ビア接続用導体部用の貫通孔以外のグリーンシート積層体表面を、樹脂フィルムによりマスキングし、ゴムスキージによりビア接続用導体部用の貫通孔内にビア接続用導体部用ペーストを充填した。また、一部が保持面１２Ｌとなるグリーンシート積層体の表面に、内部導電層１３Ｌとなるように導電層用ペーストを塗工した。更に、他のグリーンシート積層体の表面に導電層４Ｌとなるように導電層用ペーストを塗工した。なお、導電層４Ｌの外周は、焼成後の直径が４ｍｍとなる大きさに塗工した。
白金粉末と有機ビヒクルとを混練して、白金１００％の接続中間層用ペーストを作製した。導電層４Ｌを覆うように、かつ焼成後の直径が５ｍｍとなるように接続中間層用ペーストを塗工した。
凹部３Ｌの底面９Ｌに導電層４Ｌが位置するように、導電層４Ｌ、内部導電層１３Ｌ、及びビア接続用導体部１４Ｌの形成されたグリーンシート積層体を７０℃、５０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で圧着し、エンドミル加工により直径４００ｍｍの円盤状に加工した。
加工済みの積層体を大気中１６００℃で焼成した。また、焼成体の反りを修正する工程として、水素ガス及び窒素ガス存在下の還元雰囲気中、１５６０℃の条件で熱処理を行った。
直径２．５ｍｍ、長さ３３ｍｍのニッケルめっきされたコバール製の電極端子を、接続中間層６Ｌの表面に、銀ロウ材を用いて、水素ガス及び窒素ガス存在下の還元雰囲気中、７９０℃でロウ付けした。
【０１４９】
（実施例２）
実施例１の接続中間層用ペーストに代えて、９５体積％の白金と、イットリア粉末と、有機ビヒクルと、助剤として炭酸カルシウムとを混練して成る白金９５％の接続中間層用ペーストを用いて接続中間層を形成したこと以外は、実施例１と同様に静電チャックを作製した。
【０１５０】
（実施例３）
図２に示す実施態様の静電チャックを作製することとした。
接続中間層と凹部の内壁面とが隔絶しないように、導電層が焼成後に直径６ｍｍとなるように導電層用ペーストを塗工したこと、及び、接続中間層が焼成後に７ｍｍとなるように白金１００％の接続中間層用ペーストを塗工したこと以外は、実施例１と同様に静電チャックを作製した。
【０１５１】
（実施例４）
図１に示す実施態様の静電チャックを作製することとした。
ビア接続用導体部及び内部導電層を設けないようにしたこと、並びに、接続中間層が焼成後に直径７ｍｍとなるように白金１００％の接続中間層用ペーストを塗工したこと以外は、実施例１と同様に静電チャックを作製した。
【０１５２】
（実施例５）
図７の左方に示す実施態様、つまり大径部側接続中間層に電極端子が接合する態様の静電チャックを作製することとした。
ビア接続用導体部及び内部導電層を設けないようにしたこと、凹部を直径２ｍｍの小径部と直径１０ｍｍの大径部とに分けて形成したこと、二次導電層を導電性ペーストを塗工し、２００℃で熱硬化することにより形成したこと、並びに、電極端子を大径部の底部に形成されてなる大径部側接続中間層にロウ付けしたこと以外は、実施例１と同様に静電チャックを作製した。
【０１５３】
（比較例１）
実施例１の接続中間層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様に静電チャックを作製した。
【０１５４】
（比較例２）
実施例１の接続中間層用ペーストに代えて、９０体積％の白金と、イットリア粉末と、有機ビヒクルと、助剤として炭酸カルシウムとを混練して成る白金９０％の接続中間層用ペーストを用いて接続中間層を形成したこと以外は、実施例１と同様に静電チャックを作製した。
【０１５５】
実施例１〜５並びに比較例１及び２で作製した静電チャックの特徴を表１に示す。なお、表１においては、「接続中間層」を「中間層」とし、接続中間層と凹部の内壁面との隔絶状態を「空隙の有無」で示した。
【０１５６】
【表１】
2011243881.tif 000003
【０１５７】
作製した静電チャックについて、導電層の白金成分の移動、クラック発生の有無、トルク強度、及びピン倒れ強度を測定した。測定結果を表２に示す。
【０１５８】
なお、導電層の白金成分の移動については、静電チャックを切断した断面を走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製、ＪＳＭ−６４００）により測定倍率２００〜１０００倍で観察したときに、導電層の内部から表面に白金成分が移動していない場合には「良」とし、移動していた場合には「不良」とした。クラック発生の有無は、デジタルマイクロスコープ（株式会社東日製作所製、ＶＨＸ−９００）と、走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製、ＪＳＭ−６４００）とを併用して、クラックの有無を確認した。また、トルク強度は、トルクゲージ（株式会社東日製作所製、ＢＴＧ３６ＣＮ）を用いて測定した。更に、ピン倒れ強度は、引張圧縮試験機（株式会社今田製作所製、ＳＶ−５２Ｎ）により、測定ヘッドスピードを２０ｍｍ／ｍｉｎに設定して測定した。
【０１５９】
【表２】
2011243881.tif 000004
なお、実施例３〜５におけるクラックは、静電チャックを使用する上で問題とならない程度のクラックであり、実質的にクラックは無いとみなすことができる程度であった。
【０１６０】
接続中間層として９３体積％以上の白金を含む層を形成した実施例１〜５においては、ロウ付けの接合強度が高く、白金の移動も発生しなかった。また、実施例３〜５に比べて、接続中間層の端部と凹部の内壁面とが隔絶している実施例１及び２の方が、より確実にクラックの発生を抑制することができた。
【０１６１】
したがって、この発明に係る静電チャックは、導電層内での白金成分の移動に起因する空洞発生を防止することができ、高抵抗化及び電気的不導通を防止することもでき、更に、空洞が発生しないことで、機械的な強度低下を招くことが無い。更に、この発明に係る静電チャックは、電極端子の接合強度が高く、かつ装置全体の高い長期信頼性を確保することができる。
【符号の説明】
【０１６２】
1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1J、1K、1L  静電チャック
2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H、2J、2K、2L  基体
3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H、3J、3K、3L  凹部
4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H、4J、4K、4L、22G、22H、22J、22K  導電層
5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G、5H、5J、5K、5L  電極端子
6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G、6H、6J、6K、6L  接続中間層
7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G、7H、7J、7K、7L  一主面
8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G、8H、8J、8K、8L  開口部
9A、9B、9C、9D、9E、9F、9G、9H、9J、9K、9L  底面
10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10J、10K、10L  表面
11A、11B、11C、11E、11G、11J、11L  ロウ材
12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G、12H、12J、12K、12L  保持面
13B、13E、13F、13J、13K、13L  内部導電層
14B、14E、14F、14J、14K、14L  ビア接続用導体部
15C、15D、15E、15F、15G、15H、15J、15K  大径部
16C、16D、16E、16F、16G、16H、16J、16K  小径部
17C、17D、17E、17F、17G、17H、17J、17K  露出面
18C、18D、18E、18F、18G、18H、18J、18K  棚部
19C、19D、19E、19F、19G、19H、19J、19K  二次導電層
20C、20D、20E、20F、20G、20H、20J、20K  立上り面
21G、21H、21J、21K    小径部側接続中間層
23G、23H、23J、23K    大径部側接続中間層
24L    端部
25L    内壁面
【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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【図１１】
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