(57)【要約】【課題】セラミックス部材の高い緻密性を維持しつつ、外部電極のセラミックス部材からの剥離が抑制されたセラミックス部材を得る。【解決手段】セラミックス部材の製造方法は、第１の表面に外部電極が形成された第１のセラミックスグリーンシート体と、第２のセラミックスグリーンシート体とを含み、第１のセラミックスグリーンシート体の第２の表面側に第２のセラミックスグリーンシート体が積層された積層体を準備する準備工程と、積層体を焼成することによって、第１のセラミックス部と第２のセラミックス部とを備えるセラミックス焼成体を作製する焼成工程と、セラミックス焼成体に対してＨＩＰを行うことによって、セラミックス部材を作製するＨＩＰ工程と、を備える。焼成工程後、ＨＩＰ工程前において、第２のセラミックス部の密度は第１のセラミックス部の密度より高い。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面に外部電極が形成された第１のセラミックスグリーンシート体と、第２のセラミックスグリーンシート体とを含み、前記第１のセラミックスグリーンシート体の前記第１の表面とは反対側の第２の表面側に前記第２のセラミックスグリーンシート体が積層された積層体を準備する準備工程と、
前記積層体を焼成することによって、前記第１のセラミックスグリーンシート体から生成される第１のセラミックス部と前記第２のセラミックスグリーンシート体から生成される第２のセラミックス部とを備えるセラミックス焼成体を作製する焼成工程と、
前記セラミックス焼成体に対して熱間等方加圧（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）を行うことによって、セラミックス部材を作製するＨＩＰ工程と、を備えるセラミックス部材の製造方法において、
前記焼成工程後、前記ＨＩＰ工程前において、前記第２のセラミックス部の密度は前記第１のセラミックス部の密度より高い、
ことを特徴とするセラミックス部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミックス部材の製造方法において、
前記焼成工程後、前記ＨＩＰ工程前において、前記第１のセラミックス部の閉気孔率は５．０％より高く、かつ、前記第２のセラミックス部の閉気孔率は５．０％以下である、
ことを特徴とするセラミックス部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のセラミックス部材の製造方法において、
前記ＨＩＰ工程後において、前記第２のセラミックス部の閉気孔率は１．０％以下である、
ことを特徴とするセラミックス部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のセラミックス部材の製造方法において、
前記第２のセラミックスグリーンシート体の形成材料は、アルミナを主成分とし、
前記ＨＩＰ工程後において、前記第２のセラミックス部の密度は３．９７０ｇ／ｃｍ３以上である、
ことを特徴とするセラミックス部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のセラミックス部材の製造方法において、
前記セラミックス部材の表面のうち、前記外部電極が形成された表面とは反対側の表面上に対象物が保持される、
ことを特徴とするセラミックス部材の製造方法。
【請求項６】
第１の表面に外部電極が形成された第１のセラミックス部と、前記第１のセラミックス部の前記第１の表面とは反対側の第２の表面側に積層された第２のセラミックス部とを備えるセラミックス部材において、
前記第２のセラミックス部の閉気孔率は前記第１のセラミックス部の閉気孔率より低く、かつ、前記第２のセラミックス部の閉気孔率は１．０％以下である、
ことを特徴とするセラミックス部材。
【請求項７】
請求項６に記載のセラミックス部材において、
前記セラミックス部材の表面のうち、前記外部電極が形成された表面とは反対側の表面上に対象物が保持される、
ことを特徴とするセラミックス部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、セラミックス部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体を製造する際にウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、セラミックス部材と、セラミックス部材の内部に設けられたチャック電極とを備えており、セラミックス部材の表面にはチャック電極と電気的に接続される電極パッド（外部電極）が形成されている。このような構成において、静電チャックは、電源から電極パッドを介してチャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス部材の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。
【０００３】
近年、ウェハを用いた半導体の微細化に対応するため、プロセス中におけるパーティクルの発生を抑制することが重要となっている。そのため、静電チャックのセラミックス部材には、例えばプラズマによりパーティクルが発生することを抑制するために、より高い緻密性が求められている。一般に、常圧焼成を行うだけでは、求められる高い緻密性を具備するセラミックス部材を得ることは困難である。そのため、従来、セラミックス部材の緻密性を向上させるための処理として、熱間等方加圧（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ、以下、「ＨＩＰ」という）が知られている。このＨＩＰは、例えばアルゴンガスなどの不活性ガスを圧力媒体とし、ガス圧と加熱との相乗効果を利用してセラミックス部材を緻密化させる処理である。常圧焼成の後に、ＨＩＰを行うことにより、求められる高い緻密性を具備するセラミックス部材を得ることができる。
【０００４】
このような技術に関連して、内部電極層を備えた静電チャックの製造方法として、複数のシート状のアルミナグリーンシートを、内部電極層を介して積層することにより積層体を作製し、この積層体を焼成した後、ＨＩＰ処理を施すことによって、緻密化されたセラミックス部材を備えた静電チャックを得る方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１７８４１５号公報
【特許文献２】特開平１１−２９４４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、チャック電極に電気的に接続された電極パッドを備えるセラミックス部材の場合、ＨＩＰ処理による緻密化に伴ってセラミックス部材は収縮する一方、電極パッドはセラミックス部材よりも収縮が少ないため、セラミックス部材と電極パッドとの接合界面において剥離が発生することがある。すなわち、従来のセラミックス部材の製造方法では、ＨＩＰ処理によりセラミックス部材の緻密性を向上させつつ、セラミックス部材の表面に形成された電極パッドのセラミックス部材からの剥離を抑制することが困難であるという課題がある。
【０００７】
なお、このような課題は、チャック電極に接続される電極パッドに限らず、ヒータ電極に接続される電極パッドや高周波（ＲＦ）電極に接続される電極パッドがセラミックス部材の表面に形成されたセラミックス部材の製造方法一般に共通の課題である。また、電極パッドに限らず、ヒータ電極等の外部電極がセラミックス部材の表面に形成されたセラミックス部材の製造方法一般に共通の課題である。さらには、静電チャックを構成するセラミックス部材に限らず、真空チャックやＣＶＤヒータ、シャワーヘッド等を構成するセラミックス部材と該セラミックス部材の表面に形成された外部電極とを備えるセラミックス部材の製造の際に共通の課題である。
【０００８】
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
【００１０】
（１）本明細書に開示されるセラミックス部材の製造方法は、第１の表面に外部電極が形成された第１のセラミックスグリーンシート体と、第２のセラミックスグリーンシート体とを含み、前記第１のセラミックスグリーンシート体の前記第１の表面とは反対側の第２の表面側に前記第２のセラミックスグリーンシート体が積層された積層体を準備する準備工程と、前記積層体を焼成することによって、前記第１のセラミックスグリーンシート体から生成される第１のセラミックス部と前記第２のセラミックスグリーンシート体から生成される第２のセラミックス部とを備えるセラミックス焼成体を作製する焼成工程と、前記セラミックス焼成体に対して熱間等方加圧（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）を行うことによって、セラミックス部材を作製するＨＩＰ工程と、を備えるセラミックス部材の製造方法において、前記焼成工程後、前記ＨＩＰ工程前において、前記第２のセラミックス部の密度は前記第１のセラミックス部の密度より高い。本セラミックス部材の製造方法によれば、焼成工程の後に、セラミックス焼成体に対してＨＩＰを行うＨＩＰ工程が行われるため、作製されるセラミックス部材の緻密化を実現することができる。また、本セラミックス部材の製造方法では、焼成工程後、ＨＩＰ工程前において、第２のセラミックス部の密度が、外部電極が形成された第１のセラミックス部の密度より高い。そのため、密度の低い第１のセラミックス部ではＨＩＰによる収縮が抑制され、第１のセラミックス部と外部電極との接合界面における剥離の発生を抑制することができる。従って、本セラミックス部材の製造方法によれば、外部電極の剥離発生の抑制と緻密性の高さとを両立させたセラミックス部材を得ることができる。
【００１１】
（２）上記セラミックス部材の製造方法において、前記焼成工程後、前記ＨＩＰ工程前において、前記第１のセラミックス部の閉気孔率は５．０％より高く、かつ、前記第２のセラミックス部の閉気孔率は５．０％以下である構成としてもよい。本セラミックス部材の製造方法によれば、焼成工程後、ＨＩＰ工程前における第１のセラミックス部の閉気孔率を５．０％より高くすることで、ＨＩＰによる収縮がより抑制され、第１のセラミックス部と外部電極との接合境界における剥離の発生をより抑制することができる。また、本セラミックス部材の製造方法では、焼成工程後、ＨＩＰ工程前における第２のセラミックス部材の閉気孔率を５．０％以下とすることで、ＨＩＰによるさらなる緻密化を達成することができる。従って、本セラミックス部材の製造方法によれば、外部電極の剥離発生の抑制と緻密性の高さとを高次元で両立させたセラミックス部材を得ることができる。
【００１２】
（３）上記セラミックス部材の製造方法において、前記ＨＩＰ工程後において、前記第２のセラミックス部の閉気孔率は１．０％以下である構成としてもよい。本セラミックス部材の製造方法によれば、ＨＩＰ工程後の第２のセラミックス部の閉気孔率が極めて小さいため、緻密性が高く、かつ、耐電性も高いセラミックス部材を得ることができる。従って、本セラミックス部材の製造方法によれば、外部電極の剥離発生の抑制、緻密性の高さ、さらには、耐電性の高さを並立させたセラミックス部材を得ることができる。
【００１３】
（４）上記セラミックス部材の製造方法において、前記第２のセラミックスグリーンシート体の形成材料は、アルミナを主成分とし、前記ＨＩＰ工程後において、前記第２のセラミックス部の密度は３．９７０ｇ／ｃｍ３以上である構成としてもよい。本セラミックス部材の製造方法によれば、第２のセラミックスグリーンシート体の形成材料の主成分がアルミナである場合において、ＨＩＰ工程後における第２のセラミックス部の密度が３．９７０ｇ／ｃｍ３以上と高いため、緻密性が高く、かつ、耐電性も高いセラミックス部材を得ることができる。従って、本セラミックス部材の製造方法によれば、外部電極の剥離発生の抑制、緻密性の高さ、さらには、耐電性の高さを並立させたセラミックス部材を得ることができる。
【００１４】
（５）上記セラミックス部材の製造方法において、前記セラミックス部材の表面のうち、前記外部電極が形成された表面とは反対側の表面上に対象物が保持される構成としてもよい。本セラミックス部材の製造方法によれば、該表面に対象物を保持する保持装置に用いられるセラミックス部材について、対象物を保持する面である、外部電極が形成された表面とは反対側の表面部分が緻密化されているため、当該表面部分にプラズマ等が照射された際のパーティクルの発生を抑制することができる。従って、本セラミックス部材の製造方法によれば、外部電極の剥離発生の抑制と、緻密性の高さによって実現されるパーティクル発生の抑制とを両立させたセラミックス部材を得ることができる。
【００１５】
（６）本明細書に開示されるセラミックス部材は、第１の表面に外部電極が形成された第１のセラミックス部と、前記第１のセラミックス部の前記第１の表面とは反対側の第２の表面側に積層された第２のセラミックス部とを備えるセラミックス部材において、前記第２のセラミックス部の閉気孔率は前記第１のセラミックス部の閉気孔率より低く、かつ、前記第２のセラミックス部の閉気孔率は１．０％以下である。本セラミックス部材によれば、第２のセラミックス部の閉気孔率が、外部電極が形成された第１のセラミックス部の閉気孔率より低く、かつ、当該第２のセラミックス部の閉気孔率が１．０％以下と極めて低い。すなわち、第１のセラミックス部と外部電極の密着性が維持されている一方、第２のセラミックス部が高次元に緻密化されているため、当該第２のセラミックス部にプラズマ等が照射された際のパーティクルの発生を抑制でき、かつ、耐電圧も高いセラミックス部材を得ることができる。従って、本セラミックス部材によれば、外部電極の剥離発生の抑制と、緻密性の高さによって実現されるパーティクル発生の抑制とを両立させることができる。
【００１６】
（７）上記セラミックス部材において、前記セラミックス部材の表面のうち、前記外部電極が形成された表面とは反対側の表面上に対象物が保持される、ことを特徴とする構成としてもよい。本セラミックス部材によれば、該表面に対象物を保持する保持装置に用いられるセラミックス部材について、対象物を保持する面である、外部電極が形成された表面とは反対側の表面部分が緻密化されているため、当該表面部分にプラズマ等が照射された際のパーティクルの発生を抑制できる。従って、本セラミックス部材によれば、パーティクル発生の抑制と耐電圧の高さとを両立させることができる。
【００１７】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、セラミックス部材、セラミックス部材を備える静電チャック、真空チャック、ＣＶＤヒータ等の保持装置、セラミックス部材を備えるシャワーヘッド等の半導体製造装置用部品、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態における静電チャック１０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。
【図３】本実施形態における静電チャック１０のＸＹ断面構成を模式的に示す説明図である。
【図４】本実施形態における静電チャック１０の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態における静電チャック１０の製造方法を概略的に示す説明図である。
【図６】性能評価結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ａ．実施形態：
Ａ−１．静電チャック１０の構成：
図１は、本実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態における静電チャック１０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図３は、本実施形態における静電チャック１０のＸＹ断面構成を模式的に示す説明図である。図２には、図３のＩＩ−ＩＩの位置における静電チャック１０のＸＺ断面構成が示されており、図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における静電チャック１０のＸＹ断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック１０は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。
【００２０】
静電チャック１０は、対象物（例えばウェハＷ）を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば半導体製造装置の真空チャンバー内でウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１０は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置されたセラミックス部材１００およびベース部材２００を備える。セラミックス部材１００とベース部材２００とは、セラミックス部材１００の下面Ｓ２（図２参照）とベース部材２００の上面Ｓ３とが上記配列方向に対向するように配置される。
【００２１】
セラミックス部材１００は、上述した配列方向（Ｚ軸方向）に略直交する略円形平面状の上面（以下、「吸着面」という）Ｓ１を有する板状部材であり、セラミックスにより形成されている。セラミックス部材１００の構成については、後に詳述する。なお、セラミックス部材１００の直径は例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、セラミックス部材１００の厚さは例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【００２２】
セラミックス部材１００の形成材料としては、種々のセラミックスが用いられ得るが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、本明細書において主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。
【００２３】
図２に示すように、セラミックス部材１００の内部には、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されたチャック電極４００が設けられている。Ｚ軸方向視でのチャック電極４００の形状は、例えば略円形である。チャック電極４００に電源（図示しない）から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハＷがセラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に吸着固定される。
【００２４】
セラミックス部材１００の内部には、また、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）を含む抵抗発熱体により構成されたヒータ電極５００が設けられている。図３に示すように、Ｚ軸方向視でのヒータ電極５００の形状は、例えば略螺旋状である。ヒータ電極５００に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ電極５００が発熱することによってセラミックス部材１００が温められ、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが温められる。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。
【００２５】
図２に示すように、セラミックス部材１００の下面Ｓ２には、凹部１４および凹部１６が形成されている。凹部１４は、セラミックス部材１００の下面Ｓ２の一部が、チャック電極４００側に凹んでいる部分である。本実施形態では、Ｚ軸方向視での凹部１４の形状は、略円形である。また、凹部１６も、セラミックス部材１００の下面Ｓ２の一部が、ヒータ電極５００側に凹んでいる部分であり、Ｚ軸方向視での凹部１６の形状は、凹部１４と同様に略円形である。
【００２６】
セラミックス部材１００の凹部１４の底面（Ｚ軸方向に略直交する面）には、ビア４１を介してチャック電極４００と電気的に接続された電極パッド４２が配置されている。本実施形態では、Ｚ軸方向視での電極パッド４２の形状は、略円形である。電極パッド４２およびビア４１は、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されている。なお、電極パッド４２は、厚さ方向（Ｚ軸方向）の全体がセラミックス部材１００から露出している。ただし、電極パッド４２の下面がセラミックス部材１００から露出している限りにおいて、電極パッド４２における厚さ方向の一部分または全体が、セラミックス部材１００に埋設されていてもよい。このような構成であっても、電極パッド４２は、セラミックス部材１００の下面Ｓ２に配置されていると言える。セラミックス部材の下面Ｓ２は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、電極パッド４２は、特許請求の範囲における外部電極に相当する。また、セラミックス部材１００の凹部１６の底面には、ビア５１を介してヒータ電極５００と電気的に接続された電極パッド５２が配置されている。電極パッド５２およびビア５１の構成については、電極パッド４２およびビア４１と同様であるため、説明を省略する。
【００２７】
ベース部材２００は、例えばセラミックス部材１００と同径の、または、セラミックス部材１００より径が大きい円形平面の板状部材であり、例えば金属（アルミニウムやアルミニウム合金等）により形成されている。ベース部材２００の直径は例えば２２０ｍｍ〜５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ〜３５０ｍｍ）であり、ベース部材２００の厚さは例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。
【００２８】
ベース部材２００は、セラミックス部材１００の下面Ｓ２とベース部材２００の上面Ｓ３との間に配置された接合部３００によって、セラミックス部材１００に接合されている。接合部３００は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着材により構成されている。接合部３００の厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。なお、接合部３００は、セラミックス部材１００の下面Ｓ２の全面に配置されていてもよく、または、下面Ｓ２の一部のみに配置されていてもよい。
【００２９】
ベース部材２００の内部には冷媒流路２１０が形成されている。冷媒流路２１０に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が流されると、ベース部材２００が冷却され、接合部３００を介したベース部材２００とセラミックス部材１００との間の伝熱（熱引き）によりセラミックス部材１００が冷却され、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度分布の制御が実現される。
【００３０】
Ａ−２．チャック電極４００およびヒータ電極５００への給電のための構成：
次に、図２を用いて、チャック電極４００およびヒータ電極５００への給電のための構成について説明する。
【００３１】
静電チャック１０は、チャック電極４００への給電のための構成を備えている。図２に示すように、ベース部材２００には、ベース部材２００の上面Ｓ３に開口する端子用貫通孔２２が形成されている。本実施形態では、端子用貫通孔２２は、断面（面方向に平行な断面）が円形であり、ベース部材２００をＺ軸方向に貫通する孔である。
【００３２】
また、上述したとおり、セラミックス部材１００の下面Ｓ２には、凹部１４が形成されている。ベース部材２００に形成された端子用貫通孔２２とセラミックス部材１００に形成された凹部１４との間の位置において、接合部３００には、接合部３００をＺ軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。そのため、ベース部材２００に形成された端子用貫通孔２２とセラミックス部材１００に形成された凹部１４とは、接合部３００に形成された貫通孔を介して互いに連通した一体の孔を構成している。
【００３３】
ベース部材２００に形成された端子用貫通孔２２内には、Ｚ軸方向に延びる柱状の電極端子４４が配置されている。本実施形態では、電極端子４４の断面（面方向に平行な断面）は、円形である。電極端子４４の上端は、電極パッド４２まで達しており、電極端子４４は、例えば金属ろう材によって電極パッド４２に接合されている。
【００３４】
ベース部材２００と端子用貫通孔２２内に配置された電極端子４４との間を絶縁するため、端子用貫通孔２２内には絶縁部材６０が配置されている。絶縁部材６０は、電極端子４４と端子用貫通孔２２の表面との間に介在するように、電極端子４４を連続的に取り囲んでいる。絶縁部材６０は、例えば、樹脂やセラミックス等の絶縁材料により構成されている。なお、絶縁部材６０の周り、具体的には、絶縁部材６０と電極端子４４との間や、絶縁部材６０とセラミックス部材１００との間、絶縁部材６０とベース部材２００との間には、接着材が配置されている。接着材は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着材により構成されており、絶縁部材６０を電極端子４４やセラミックス部材１００、ベース部材２００に接合する。
【００３５】
チャック電極４００への給電のための構成は上述の通りである。静電チャック１０の使用時には、チャック電極４００に、電源（図示せず）から、電極端子４４、電極パッド４２およびビア４１を介してチャック電極４００に至る導通経路を介して、電圧が印加される。これにより、ウェハＷを吸着面Ｓ１に吸着固定するための静電引力が発生する。
【００３６】
なお、ヒータ電極５００への給電のための構成も、チャック電極４００への給電のための構成と同様である。すなわち、図２に示すように、ベース部材２００の内部には、ベース部材２００の上面Ｓ３に開口する端子用貫通孔２４が形成されており、セラミックス部材１００の下面Ｓ２には、凹部１６が形成されており、ベース部材２００に形成された端子用貫通孔２４とセラミックス部材１００に形成された凹部１６とは、接合部３００に形成された貫通孔を介して互いに連通した一体の孔を構成している。また、セラミックス部材１００の下面Ｓ２には、ビア５１を介してヒータ電極５００に導通する電極パッド５２が配置されている。ベース部材２００に形成された端子用貫通孔２４内には、柱状の電極端子５４が配置されており、この電極端子５４は電極パッド５２に接合されている。また、端子用貫通孔２４内には、電極端子５４と端子用貫通孔２４の表面との間に介在するように電極端子５４を連続的に取り囲む絶縁部材８０が配置されている。静電チャック１０の使用時には、ヒータ電極５００に、電源（図示せず）から、電極端子５４、電極パッド５２およびビア５１を介してヒータ電極５００に至る導通経路を介して、電圧が印加される。これにより、ヒータ電極５００が発熱する。
【００３７】
Ａ−３．セラミックス部材１００の詳細構成：
次に、セラミックス部材１００の詳細構成について詳述する。図２に示すように、セラミックス部材１００は、上部セラミックス部１０１と、上部セラミックス部１０１の下側に配置された下部セラミックス部１０３とから構成されている。上部セラミックス部１０１は、セラミックス部材１００において、下部セラミックス部１０３の下面Ｓ２とは反対側の表面側に位置し、その表面（すなわち、吸着面）にウェハＷを保持する。すなわち、セラミックス部材１００の上面Ｓ１は上部セラミックス部１０１の上面であり、セラミックス部材１００の下面Ｓ２は下部セラミックス部１０３の下面である。上部セラミックス部１０１は、特許請求の範囲における第２のセラミックス部に相当し、下部セラミックス部１０３は、特許請求の範囲における第１のセラミックス部に相当する。なお、セラミックス部材１００中の上部セラミックス部１０１および下部セラミックス部１０３の特定方法は、後述の「Ａ−７．セラミックス部材１００の内部構成の特定方法」において説明する。
【００３８】
上述したように、下部セラミックス部１０３の下面Ｓ２には、電極パッド４２、５２が形成されている。また、本実施形態において、ヒータ電極５００は、下部セラミックス部１０３の内部に設けられており、チャック電極４００は、上部セラミックス部１０１の内部に設けられている。
【００３９】
本実施形態では、セラミックス部材１００（上部セラミックス部１０１および下部セラミックス部１０３）の形成材料の主成分はアルミナである。また、上部セラミックス部１０１の密度は３．９７０ｇ／ｃｍ３以上である。また、上部セラミックス部１０１の閉気孔率は下部セラミックス部１０３の閉気孔率より低く、かつ、上部セラミックス部１０１の閉気孔率は１．０％以下である。
【００４０】
Ａ−４．静電チャック１０の製造方法：
次に、本実施形態における静電チャック１０の製造方法を説明する。図４は、本実施形態における静電チャック１０の製造方法を示すフローチャートである。また、図５は、本実施形態における静電チャック１０の製造方法を概略的に示す説明図である。
【００４１】
はじめに、ヒータ電極５００を含み、かつ、凹部１４、１６の各底面に電極パッド４２、５２が形成された下部セラミックスグリーンシート体１０３ａを作製する（Ｓ１１０、図５のＡ参照）。具体的には、まず、アルミナ原料とブチラール樹脂と可塑剤と溶剤とを混合し、得られた混合物をドクターブレード法によってシート状に形成することにより、１または複数枚の下部セラミックスグリーンシートを作製する。また、所定の下部セラミックスグリーンシートに対して、スルーホールおよび凹部１４、１６の形成やビア用インクの充填、電極パッド４２、５２やヒータ電極５００の形成のための電極用インクの塗布等の必要な加工を行う。その後、下部セラミックスグリーンシートを１または複数枚積層して下部セラミックスグリーンシート体１０３ａを作製する。なお、ビア用インクや電極用インクとしては、例えばタングステンやモリブデン等の導電性材料とアルミナ原料とエトセル（登録商標）樹脂と溶剤とを混合してスラリー状としたメタライズインクが用いられる。ここで、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａは、特許請求の範囲における第１のセラミックスグリーンシート体に相当する。
【００４２】
次に、チャック電極４００を含む上部セラミックスグリーンシート体１０１ａを作製する（Ｓ１２０、図５のＢ参照）。具体的には、まず、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａの製造方法と同様にして、１または複数枚の上部セラミックスグリーンシートを作製する。ただし、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａで用いるアルミナ原料粉末の粒径は、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａで用いたアルミナ原料粉末の粒径より小さい点で、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａの製造方法と異なる。次に、所定の上部セラミックスグリーンシートに対して、スルーホールの形成やビア用インクの充填、チャック電極４００の形成のための電極用インクの塗布等の必要な加工を行う。その後、上部セラミックスグリーンシートを１または複数枚積層して上部セラミックスグリーンシート体１０１ａを作製する。ここで、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａは、特許請求の範囲における第２のセラミックスグリーンシート体に相当する。
【００４３】
次に、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａの上面Ｓ５に上部セラミックスグリーンシート体１０１ａを積層することにより積層体１００ａを作製する（Ｓ１３０、図５のＣ参照）。具体的には、ステップＳ１１０で得られた下部セラミックスグリーンシート体１０３ａの上面Ｓ５にステップＳ１２０で得られた上部セラミックスグリーンシート体１０１ａを積層して熱圧着し、所定のサイズに加工することにより、積層体１００ａを得る。
【００４４】
次に、積層体１００ａを窒素中で脱脂した後、加湿した水素窒素雰囲気で、所定の温度（例えば１４５０〜１５５０℃）で常圧焼成することにより、セラミックス焼成体１００ｂを作製する（Ｓ１４０）。なお、セラミックス焼成体１００ｂにおいて、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａから形成された部分を上部セラミックス部１０１ｂといい、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａから形成された部分を下部セラミックス部１０３ｂという。
【００４５】
上述したように、本実施形態では、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａの作製に用いるアルミナ原料粉末の粒径は、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａの作製に用いるアルミナ原料粉末の粒径に比べ小さい。そのため、焼成工程（Ｓ１４０）後、後述するＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、すなわち、セラミックス焼成体１００ｂにおいて、上部セラミックス部１０１ｂの密度は、下部セラミックス部１０３ｂの密度より高くなる。また、焼成工程（Ｓ１４０）後、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、下部セラミックス部１０３ｂの閉気孔率は５．０％より高く、好ましくは１０％以下であり、上部セラミックス部１０１ｂの閉気孔率は５．０％以下である。また、焼成工程（Ｓ１４０）後、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、上部セラミックス部１０１ｂ内の閉気孔の平均気孔径は１０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以下である。密度および閉気孔率の特定方法は後述する。また、閉気孔の気孔径は、例えば、次の方法で求めることができる。まず、セラミックス焼成体を切断し、切断面を平面研磨した後、加工面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で１０００倍の倍率で撮像した後、視野（９２μｍ×１２０μｍ）内に現れる個々の閉気孔の最大長さを気孔径とし、それらの平均値を求める。その気孔径の平均値を５枚のＳＥＭ画像を対象として求め、５枚のＳＥＭ画像についての平均値を、セラミックス焼成体の閉気孔の気孔径とする。
【００４６】
次に、セラミックス焼成体１００ｂに対して熱間等方加圧（ＨＩＰ）を行うことにより、セラミックス部材１００を作製する（Ｓ１５０）。ＨＩＰは、例えばアルゴンガスなどの不活性ガスを圧力媒体とし、ガス圧と加熱との相乗効果を利用して対象物を緻密化させる処理である。ＨＩＰのガス圧は、例えば１００〜２００ＭＰａであり、ＨＩＰの処理温度は、例えば１３５０〜１４５０℃である。ＨＩＰを行うことにより、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前の状態、すなわち、セラミックス焼成体１００ｂより緻密性の高いセラミックス部材１００を得ることができる。
【００４７】
次に、セラミックス部材１００とベース部材２００とを、接合部３００を介して接合する（Ｓ１６０）。具体的には、セラミックス部材１００に加えて、ベース部材２００および樹脂系の接着剤（図示せず）を準備する。ベース部材２００は、例えばアルミニウム合金により形成される。接着剤は、例えばシリコーン系接着剤である。セラミックス部材１００とベース部材２００との間に接着剤を配置し、真空中で加圧しつつ加熱する。これにより、接着剤が硬化して接合部３００が形成され、セラミックス部材１００とベース部材２００とが接合部３００により接着される。
【００４８】
次に、電極端子４４、５４を電極パッド４２、５２に接合し、電極端子４４、５４の周囲に絶縁部材６０、８０を設置する（Ｓ１７０）。電極端子４４、５４の電極パッド４２、５２への接合は、例えば、セラミックス部材１００の下面Ｓ２側の凹部１４、１６に、上述した絶縁部材６０、８０と同様の略円筒形状の治具（図示せず）を設置し、該治具の中空孔内に電極端子４４、５４を挿入することによって電極端子４４、５４を位置決めした状態で、電極端子４４、５４を電極パッド４２、５２に例えばロウ付けにより接合する。電極端子４４、５４と電極パッド４２、５２との接合が完了した後、治具を取り外す。また、絶縁部材６０、８０の電極端子４４、５４の周囲への設置は、例えば、絶縁部材６０、８０をセラミックス部材１００の凹部１４、１６の内周に位置決めし、接着剤によって、絶縁部材６０、８０と電極端子４４、５４との間や絶縁部材６０、８０とセラミックス部材１００との間を接合する。その後、必要により後処理（外周の研磨等）を行う。以上の製造方法により、上述した構成の静電チャック１０が製造される。
【００４９】
Ａ−５．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の静電チャック１０を構成するセラミックス部材１００の製造方法は、下面Ｓ２に電極パッド４２、５２が形成された下部セラミックスグリーンシート体１０３ａと、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａとを含み、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａの上面Ｓ５に上部セラミックスグリーンシート体１０１ａが積層された積層体１００ａを準備する準備工程（Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０）と、積層体１００ａを焼成することによって、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａから生成される下部セラミックス部１０３ｂと上部セラミックスグリーンシート体１０１ａから生成される上部セラミックス部１０１ｂとを備えるセラミックス焼成体１００ｂを作製する焼成工程（Ｓ１４０）と、セラミックス焼成体１００ｂに対して熱間等方加圧（ＨＩＰ）を行うことによって、セラミックス部材１００を作製するＨＩＰ工程（Ｓ１５０）と、を備える。また、本実施形態のセラミックス部材１００の製造方法では、焼成工程（Ｓ１４０）後、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、上部セラミックス部１０１ｂの密度は下部セラミックス部１０３ｂの密度より高い。これにより、以下に示すように、電極パッド４２、５２の剥離発生の抑制と緻密性の高さとを両立させたセラミックス部材１００を得ることができる。
【００５０】
すなわち、本実施形態におけるセラミックス部材１００の製造方法では、焼成工程（Ｓ１４０）の後に、セラミックス焼成体１００ｂに対してＨＩＰを行うＨＩＰ工程（Ｓ１５０）が行われるため、作製されるセラミックス部材１００の緻密化を実現することができる。このとき、ＨＩＰを行うことにより、セラミックス焼成体１００ｂが収縮し、作製されたセラミックス部材１００と電極パッド４２、５２との間に剥離が発生するおそれがある。しかしながら、本セラミックス部材１００の製造方法では、焼成工程（Ｓ１４０）後、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、上部セラミックス部１０１ｂの密度が、電極パッド４２、５２が形成された下部セラミックス部１０３ｂの密度より高い。そのため、密度の低い下部セラミックス部１０３ｂではＨＩＰによる収縮が抑制され、下部セラミックス部１０３ｂと電極パッド４２、５２との接合界面における剥離の発生を抑制することができる。換言すれば、本実施形態におけるセラミックス部材１００の製造方法では、焼成工程（Ｓ１４０）後、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前における、上部セラミックス部１０１ｂの密度および下部セラミックス部１０３ｂの密度は、上部セラミックス部１０１ｂではＨＩＰ工程（Ｓ１５０）において緻密化する密度となり、かつ、下部セラミックス部１０３ｂではＨＩＰ工程（Ｓ１５０）において電極パッド４２、５２との剥離が発生しないような収縮挙動となる密度となるように、適宜設定される。従って、本セラミックス部材１００の製造方法によれば、電極パッド４２、５２の下部セラミックス部１０３からの剥離発生の抑制とセラミックス部材１００の緻密性の高さとを両立させたセラミックス部材１００を得ることができる。
【００５１】
特に、セラミックス部材１００は、半導体製造装置用部品である静電チャック１０の一部を構成する部材である。そのため、例えば、セラミックス部材１００にプラズマが照射されることによりパーティクルが発生することを抑制すべく緻密性の高さが特に求められるセラミックス部材１００の製造方法として、本実施形態の製造方法を採用することが好適である。
【００５２】
Ａ−６．性能評価：
静電チャック１０を構成するセラミックス部材１００を対象として、以下に説明する性能評価を行った。図６は、性能評価結果を示す説明図である。図６には、各サンプルについて、セラミックスグリーンシートの原料粉末の粒径と、焼成工程（Ｓ１４０）における焼成条件と、焼成工程（Ｓ１４０）後、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前（図６中および以下において、単に「ＨＩＰ工程前」ともいう）のセラミックス焼成体１００ｂの各セラミックス部１０１ｂ、１０３ｂにおける密度および閉気孔率と、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後のセラミックス部材１００の各セラミックス部１０１、１０３における密度および閉気孔率と、各評価項目についての評価結果と、が示されている。
【００５３】
（各サンプルについて）
図６に示すように、性能評価には、７つのサンプル（サンプルＳ１〜Ｓ７）の成形体が用いられた。各サンプルの成形体は、アルミナ原料粉末の粒径や焼成条件が互いに異なっており、その結果、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前およびＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の密度や閉気孔率等の特性が互いに異なっている。
【００５４】
サンプルＳ１〜Ｓ７のセラミックス部材１００は、上述した本実施形態のセラミックス部材１００の製造方法により製造されたものである。すなわち、サンプルＳ１〜Ｓ７のセラミックス部材１００は、準備工程（図４のＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０）、焼成工程（同Ｓ１４０）、ＨＩＰ工程（同Ｓ１５０）の順に処理が行われる製造方法により製造されたものである。
【００５５】
サンプルＳ１〜Ｓ７のセラミックス部材１００の製造方法は、より詳細には、以下の通りである。はじめに、サンプル毎に定められた平均粒径（０．４６〜０．７μｍ、図６参照）の下部セラミックスグリーンシート（下部セラミックス部１０３を形成するためのセラミックスグリーンシート）用のアルミナ原料とブチラール樹脂と可塑剤と溶剤とを混合し、得られた混合物をドクターブレード法によってシート状に成形することにより、複数枚の下部セラミックスグリーンシートを作製した。また、所定の下部セラミックスグリーンシートに対して、スルーホールおよび凹部１４の形成やビア用インクの充填、ヒータ電極５００や外部電極４２の形成のための電極用インクの塗布等の必要な加工を行った。ビア用インクや電極用インクとしては、タングステンとモリブデンとアルミナ原料とエトセル（登録商標）樹脂と溶剤とを混合してスラリー状としたメタライズインクを用いた。上記所定の加工が施された下部セラミックスグリーンシートを複数枚積層して下部セラミックスグリーンシート体１０３ａを作製した。なお、各サンプルのアルミナ原料粉末の粒径は、レーザ回折・散乱式を用いて算出した平均粒径の値である。
【００５６】
次に、サンプル毎に定められた平均粒径（０．４６〜０．６μｍ、図６参照）の上部セラミックスグリーンシート（上部セラミックス部１０１を形成するためのセラミックスグリーンシート）用のアルミナ原料とブチラール樹脂と可塑剤と溶剤とを混合し、得られた混合物をドクターブレード法によってシート状に成形することにより、複数枚の上部セラミックスグリーンシートを作製した。また、所定の上部セラミックスグリーンシートに対して、スルーホールの形成やビア用インクの充填、チャック電極４００等の形成のための電極用インクの塗布等の必要な加工を行った。ビア用インクや電極用インクとしては、上記と同様に調製されたメタライズインクを用いた。上記所定の加工が施された上部セラミックスグリーンシートを複数枚積層して上部セラミックスグリーンシート体１０１ａを作製した。
【００５７】
次に、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａの上面Ｓ５に上部セラミックスグリーンシート体１０１ａを積層することにより積層体１００ａを作製した。次に、積層体１００ａを窒素中で脱脂した後、加湿した水素窒素雰囲気で、サンプル毎に定められた温度（１４９０℃または１５１０℃、図６参照）で１時間、常圧焼成することにより、セラミックス焼成体１００ｂを作製した。次に、セラミックス焼成体１００ｂに対して熱間等方加圧（ＨＩＰ）を行うことにより、セラミックス部材１００を作製した。ＨＩＰの際のガス圧は１７６ＭＰａとし、処理温度は１４００℃とし、処理時間は４時間とした。以上の製造方法により、サンプルＳ１〜Ｓ７のセラミックス部材１００を作製した。
【００５８】
図６に示すように、各サンプルのセラミックス部材１００の製造の際には、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の時点において、セラミックス部材１００を構成する上部セラミックス部１０１および下部セラミックス部１０３の密度を測定すると共に、測定された密度から閉気孔率を算出した。ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前の時点におけるセラミックス焼成体１００ｂを構成する上部セラミックス部１０１ｂおよび下部セラミックス部１０３ｂについても、セラミックス部材１００と同様に密度を測定すると共に、閉気孔率を算出した。
【００５９】
各サンプルのセラミックス部材１００の密度は、各サンプルのセラミックス部材１００の上部セラミックス部１０１および下部セラミックス部１０３のそれぞれから電極部分を避けてセラミックス部分を切り出し、公知のアルキメデス法により測定した。また、各サンプルのセラミックス部材１００の閉気孔率は、それぞれのセラミックス部分において測定された密度から算出した。すなわち、上部セラミックス部１０１および下部セラミックス部１０３のそれぞれのセラミックス部分の形成材料であるアルミナの理論密度を３．９８０ｇ／ｃｍ３とし、式（１−測定密度／理論密度）×１００に基づいて算出した。セラミックス焼成体１００ｂの上部セラミックス部１０１ｂおよび下部セラミックス部１０３ｂについても、上記と同様に密度を測定すると共に、閉気孔率を算出した。
【００６０】
性能評価では、剥離に関する評価と、緻密化に関する評価と、耐電圧に関する評価を行った。剥離に関する評価では、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の時点で下部セラミックス部１０３と電極パッド４２との間の剥離の有無を確認し、剥離が生じていない場合に合格（○）と評価し、剥離が生じている場合に不合格（×）と評価した。緻密化に関する評価では、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の上部セラミックス部１０１の密度が３．９７０ｇ／ｃｍ３以上である場合に合格（○）と評価し、３．９７０ｇ／ｃｍ３未満である場合に不合格（×）と評価した。
【００６１】
また、耐電圧に関する評価では、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の各サンプルのセラミックス部材１００を対象として耐電圧を測定し、２０ｋＶ以上である場合に合格（○）と評価し、２０ｋＶ未満である場合に不合格（×）と評価した。なお、各サンプルのセラミックス部材１００の耐電圧については、サンプルのセラミックス部材１００のうち上部セラミックス部１０１から電極部分を避けてセラミックス部分を切り出して１５ｍｍ×１５ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの試験片を作製し、各試験片の耐電圧を測定し、２０個の試験片の耐電圧の平均値を該サンプルの耐電圧とした。
【００６２】
図６に示すように、サンプルＳ５およびサンプルＳ６では、緻密化に関する評価および耐電圧に関する評価で合格（○）と評価されたものの、剥離に関する評価では不合格（×）と評価された。ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、サンプルＳ５の下部セラミックス部１０３ｂの密度は３．９０５ｇ／ｃｍ３であり、上部セラミックス部１０１ｂの密度３．９０５ｇ／ｃｍ３と同等に高かった。そのため、その後のＨＩＰ工程（Ｓ１５０）において下部セラミックス部１０３ｂの緻密化が促進された結果、下部セラミックス部１０３ｂが収縮し、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の下部セラミックス部１０３と電極パッド４２との接合界面において剥離が発生したものと考えられる。また、サンプルＳ６についても、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前における下部セラミックス部１０３ｂの密度は３．８１５ｇ／ｃｍ３であり、上部セラミックス部１０１ｂの密度３．８１５ｇ／ｃｍ３と同等に高いため、サンプルＳ５と同様に、下部セラミックス部１０３と電極パッド４２との接合界面において剥離が発生したものと考えられる。
【００６３】
サンプルＳ７では、剥離に関する評価で合格（○）と評価されたものの、緻密化に関する評価および耐電圧に関する評価では不合格（×）と評価された。サンプルＳ７では、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、ウェハを保持する表面を構成する上部セラミックス部１０１ｂの密度は３．７７９ｇ／ｃｍ３であり、下部セラミックス部１０３ｂの密度３．７７９ｇ／ｃｍ３に比べ高くないため、その後のＨＩＰ工程（Ｓ１５０）において上部セラミックス部１０１ｂの収縮が促進されず、上部セラミックス部１０１ｂの緻密化が促進されなかったと考えられる。特に、耐電圧に関する評価で不合格（×）と評価されたのは、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の上部セラミックス部１０１の密度が３．８０８ｇ／ｃｍ３と低かったためであると考えられる。
【００６４】
一方、サンプルＳ１〜Ｓ４では、剥離に関する評価、緻密化に関する評価および耐電圧に関する評価のいずれの評価においても合格（○）と評価された。これは、サンプルＳ１〜Ｓ４のいずれにおいても、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前の下部セラミックス部１０３ｂの密度は上部セラミックス部１０１ｂの密度に比べ高くない。すなわち、下部セラミックス部１０３ｂの密度が上部セラミックス部１０１ｂの密度より低い。このため、下部セラミックス部１０３ｂではＨＩＰによる収縮が抑制され、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の下部セラミックス部１０３と電極パッド４２との接合界面における剥離の発生を抑制できたものと考えられる。一方、サンプルＳ１〜Ｓ４のいずれにおいても、上部セラミックス部１０１ｂの密度が下部セラミックス部１０３ｂの密度に比べ高いため、上部セラミックス部１０１ｂではＨＩＰによる緻密化が促進され、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の上部セラミックス部１０１が高い緻密性と高い耐電圧を備えることができたものと考えられる。
【００６５】
また、サンプルＳ１〜Ｓ４のいずれにおいても、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、下部セラミックス部１０３ｂの閉気孔率が５．０％より高いため、下部セラミックス部１０３ｂではＨＩＰによる収縮が抑制され、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の下部セラミックス部１０３と電極パッド４２との接合界面における剥離の発生を抑制できたものと考えられる。一方、サンプルＳ１〜Ｓ４のいずれにおいても、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前の上部セラミックス部１０１ｂの閉気孔率が５．０％以下であるため、上部セラミックス部１０１ｂではＨＩＰによる緻密化が促進され、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の上部セラミックス部１０１が高い緻密性と高い耐電圧を備えることができたものと考えられる。
【００６６】
また、サンプルＳ１〜Ｓ４のいずれにおいても、耐電圧が６０ｋＶ以上と非常に高かった。これは、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の上部セラミックス部１０１の閉気孔率が１．０％以下であること、および、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後の上部セラミックス部１０１の密度が３．９７０ｇ／ｃｍ３であることに起因していると考えられる。
【００６７】
なお、本性能評価では、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前における上部セラミックス部１０１ｂおよび下部セラミックス部１０３ｂの密度および／または閉気孔率は、セラミックスグリーンシートを形成する原料粉末の粒径を調整することにより調整した。例えば、図６のサンプルＳ１およびサンプルＳ３について、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａに用いるアルミナ原料粉末の粒径を、サンプルＳ１では０．６０μｍとし、サンプルＳ３では０．７０μｍとした。これにより、焼成工程（Ｓ１４０）後（ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前）におけるセラミックス焼成体１００ｂの下部セラミックス部１０３ｂの密度および閉気孔率は、サンプルＳ１では３．７７９ｇ／ｃｍ３および５．０５％となり、サンプルＳ３では３．６９８ｇ／ｃｍ３および７．０９％となった。また、サンプルＳ２およびサンプルＳ４について、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａに用いるアルミナ原料粉末の粒径を、サンプルＳ２では０．６０μｍとし、サンプルＳ４では０．４６μｍとした。これにより、焼成工程（Ｓ１４０）後（ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前）におけるセラミックス焼成体１００ｂの上部セラミックス部１０１ｂの密度および閉気孔率は、サンプルＳ２では３．８１５ｇ／ｃｍ３および４．１５％となり、サンプルＳ４では３．９１３ｇ／ｃｍ３および１．６８％となった。サンプルＳ１およびサンプルＳ３の焼成条件（焼成温度および焼成時間）、サンプルＳ２およびサンプルＳ４の焼成条件はともに同じである。
【００６８】
このように、本性能評価によれば、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）前において、ウェハを保持する表面を構成する上部セラミックス部１０１ｂの密度を電極パッド４２が接合される下部セラミックス部１０３ｂの密度より高く、さらには、上部セラミックス部１０１ｂの閉気孔率が５．０％以下となり、下部セラミックス部１０３ｂの閉気孔率が５．０％より高くなるようセラミックス焼成体１００ｂを製造することにより、ＨＩＰ工程（Ｓ１５０）後において、電極パッド４２の剥離発生の抑制と緻密性の高さとを両立させたセラミックス部材１００を得ることができることが確認された。
【００６９】
Ａ−７．セラミックス部材１００の内部構成の特定方法：
セラミックス部材１００の内部構成、すなわち、セラミックス部材１００における上部セラミックス部１０１と下部セラミックス部１０３の特定方法は、以下の通りである。まず、セラミックス部材１００における上下方向に平行な断面を任意に設定し、該断面の任意の位置でＦＩＢ−ＳＥＭ（加速電圧１．５ｋＶ）におけるＳＥＭ画像（例えば、３００倍）を得る。
【００７０】
上記得られたＳＥＭ画像において、セラミックス部材１００の上下方向に直交する複数の線を上方向から所定間隔（例えば１０μｍ間隔）で引く。各直線上の閉気孔にあたる部分の長さを測定し、直線の全長に対する閉気孔にあたる部分の長さの合計の比を、当該線上における閉気孔率とする。そして、当該任意の線（以下、「第１の線」という）上における第１の閉気孔率と、当該第１の線の下方向直近に位置する線上における第２の閉気孔率との変化率を第１の線における変化率として算出する。このようにして算出された変化率のうち、その変化率の値が閾値以上（例えば、２％以上）である第１の線であって、最も上方に位置する第１の線を特定する。そして、この第１の線を境界として、セラミックス部材１００の上面Ｓ１から第１の線までの部分を上部セラミックス部１０１と識別する。一方、下部セラミックス部１０３は、変化率が上記閾値以上であって最も下方に位置する第１の線を特定し、この第１の線を境界として、セラミックス部材１００の下面Ｓ２から第１の線までの部分を下部セラミックス部１０３と識別する。
【００７１】
Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【００７２】
上記実施形態における静電チャック１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。また、静電チャック１０を構成する各部材を形成する材料は、あくまで一例であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。
【００７３】
上記実施形態のセラミックス部材１００では、電極パッド４２、５２は、セラミックス部材１００の下面Ｓ２に形成された凹部１４、１６の各底面に配置される構成となっているが、電極パッド４２、５２は、セラミックス部材１００の下面の外部に露出している構成となっていればよい。すなわち、電極パッド４２、５２は、セラミックス部材１００の下面Ｓ２のうち凹部ではない平坦な部分に配置されていてもよい。
【００７４】
上記実施形態のセラミックス部材１００では、電極パッド４２、５２は、それぞれチャック電極４００、ヒータ電極５００に電気的に接続されている構成となっているが、電極パッドはプラズマを発生させる高周波（ＲＦ）電極等に電気的に接続される構成となっていてもよい。
【００７５】
上記実施形態のセラミックス部材１００では、チャック電極４００は上部セラミックス部１０１に含まれているが、チャック電極４００が下部セラミックス部１０３に含まれていてもよい。また、上記実施形態のセラミックス部材１００では、ヒータ電極５００が下部セラミックス部１０３に含まれているが、ヒータ電極５００が上部セラミックス部１０１に含まれていてもよい。
【００７６】
上記実施形態のセラミックス部材１００では、セラミックス部材１００におけるセラミックス部の数は上部セラミックス部１０１と下部セラミックス部１０３の２つである構成となっているが、上部セラミックス部１０１と下部セラミックス部１０３の間に、１または複数の他のセラミックス部を備える構成となっていてもよい。この場合において、セラミックス部間の密度の関係は、下部セラミックス部１０３が最も低く、上部のセラミックス部ほど高く、上部セラミックス部１０１が最も高くなることが好ましい。また、下部セラミックス部１０３のＺ軸方向で下側に、１または複数の他のセラミックス部を備える構成となっていてもよい。
【００７７】
上記実施形態のセラミックス部材１００では、下部セラミックス部１０３の下面Ｓ２における凹部１４、１６は、焼成前の下部セラミックスグリーンシートへの孔開け加工によって形成される構成となっているが、焼成後の研磨加工によって形成される構成となっていてもよい。その場合、焼成工程（Ｓ１４０）により下部セラミックス部１０３ｂを作製した後、上記研磨加工によって凹部１４、１６を形成し、その後、電極パッド４２、５２を配置する。
【００７８】
上記実施形態のセラミックス部材１００では、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａおよび下部セラミックスグリーンシート体１０３ａを積層した後にサイズ加工しているが、積層する前に、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａおよび下部セラミックスグリーンシート体１０３ａをそれぞれサイズ加工し、サイズ加工後の上部セラミックスグリーンシート体１０１ａおよび下部セラミックスグリーンシート体１０３ａを積層してもよい。
【００７９】
上記実施形態におけるセラミックス部材１００の製造方法は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態のセラミックス部材１００の製造方法では、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａに用いるアルミナ原料粉末の粒径を、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａに用いるアルミナ原料粉末の粒径より小さくすることによって、上部セラミックス部１０１ｂの密度を下部セラミックス部１０３ｂの密度より大きくしているが、例えば、積層体１００ａを焼成する際の焼成温度や焼成時間等の焼成条件を異ならせること等の他の方法によって、上部セラミックス部１０１ｂの密度と下部セラミックス部１０３ｂの密度とを異ならせてもよい。例えば、図６のサンプルＳ３およびサンプルＳ４では、両サンプルの原料粉末の粒径はいずれにおいても、下部セラミックスグリーンシート体１０３ａでは０．７０μｍであり、上部セラミックスグリーンシート体１０１ａでは０．４６μｍである。しかしながら、焼成温度１４９０℃で焼成されたサンプルＳ３の下部セラミックス部１０３ｂの密度は３．６９８ｇ／ｃｍ３であった一方、サンプルＳ３より高い焼成温度である焼成温度１５１０℃で焼成されたサンプルＳ４の下部セラミックス部１０３ｂの密度は３．７７６ｇ／ｃｍ３あり、サンプルＳ３に比べ高かった。また、サンプルＳ３およびサンプルＳ４の上部セラミックス部１０１ｂについても、下部セラミックス部１０３ｂと同様であり、サンプルＳ３に比べ高い焼成温度で焼成されたサンプルＳ４の上部セラミックス部１０１ｂの密度は３．９１３ｇ／ｃｍ３であり、サンプルＳ３の上部セラミックス部１０１ｂの密度３．９０５ｇ／ｃｍ３より高かった。このように焼成温度によって密度を異ならせることもできる。
【００８０】
本実施形態のセラミックス部材１００の製造方法では、図４に示すステップＳ１１０で下部セラミックスグリーンシート体１０３ａを作製した後、ステップＳ１２０で上部セラミックスグリーンシート体１０１ａを作製する構成となっているが、ステップＳ１２０の後にステップＳ１１０を行う構成となっていてもよい。
【００８１】
本発明は、静電チャック１０を構成するセラミックス部材１００に限らず、真空チャックやＣＶＤヒータ等の他の保持装置を構成するセラミックス部材やそれらの製造方法に適用可能である。さらに、保持装置に限らず、シャワーヘッド等の半導体製造装置用部品を構成するセラミックス部材やその製造方法にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０：静電チャック  １４：凹部  １６：凹部  ２２：端子用貫通孔  ２４：端子用貫通孔  ４１：ビア  ４２：外部電極（電極パッド）  ４４：電極端子  ５１：ビア  ５２：外部電極（電極パッド）  ５４：電極端子  ６０：絶縁部材  ８０：絶縁部材  １００：セラミックス部材  １００ａ：積層体  １００ｂ：セラミックス焼成体  １０１：上部セラミックス部  １０１ａ：上部セラミックスグリーンシート体  １０１ｂ：上部セラミックス部  １０３：下部セラミックス部  １０３ａ：下部セラミックスグリーンシート体  １０３ｂ：下部セラミックス部  ２００：ベース部材  ２１０：冷媒流路  ３００：接合部  ４００：チャック電極  ５００：ヒータ電極  Ｗ：ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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