(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面方向および厚さ方向を有するセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に対して、前記セラミックス基材の厚さ方向に配置され、前記セラミックス基材を支持する支持体と、
前記セラミックス基材および前記支持体の間に配置され、面方向および厚さ方向を有する高分子材料層とを含み、
前記高分子材料層は、第１の高分子材料層および該第１の高分子材料層と異なり該第１の高分子材料層と面方向に隣接し、該第１の高分子材料層と接合する第２の高分子材料層に少なくとも区画され、
前記第１の高分子材料層および前記第２の高分子材料層が、それらの接合領域で、厚さ方向で重なる部分を有する静電チャック装置。
【請求項２】
前記高分子材料層の厚さが４０〜５００μｍである請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項３】
前記高分子材料層が面方向の円形であり、円形の前記第２の高分子材料層が面方向の中心部に配置され、
前記高分子材料層の面方向の中心に対して、前記第１の高分子材料層が前記第２の高分子材料層の外側に配置されてなり、
前記第１の高分子材料層が前記第２の高分子材料層のヤング率に比べて低いヤング率を有する請求項１又は２に記載の静電チャック装置。
【請求項４】
前記高分子材料層が面方向の円形であり、円形の前記第２の高分子材料層が面方向の中心部に配置され、
前記高分子材料層の面方向の中心に対して、前記第１の高分子材料層が前記第２の高分子材料層の外側に配置されてなり、
前記第１の高分子材料層のプラズマに対する耐食性が、前記第２の高分子材料層のプラズマに対する耐食性に比べて高い請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
【請求項５】
前記高分子材料層の前記支持体側の面における前記第１の高分子材料層および前記第２の高分子材料層の接合線が、前記高分子材料層の前記セラミックス基材側の面における前記第１の高分子材料層および前記第２の高分子材料層の接合線に比べて、前記高分子材料層の面方向の中心側にある、請求項４に記載の静電チャック装置。
【請求項６】
前記高分子材料層が面方向の円形であり、円形の前記第２の高分子材料層が面方向の中心部に配置され、
前記高分子材料層の面方向の中心に対して、前記第１の高分子材料層が前記第２の高分子材料層の外側に配置されてなり、
前記第１の高分子材料層の熱伝導率が前記第２の高分子材料層の熱伝導率と異なる請求項１〜５のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
【請求項７】
前記第１の高分子材料層が樹脂およびフィラーを含み、
前記第２の高分子材料層が、前記第１の高分子材料層の樹脂と同一の樹脂、ならびに前記第１の高分子材料層の前記フィラーと種類が異なるフィラー、または前記第１の高分子材料層における前記フィラーの含有量と異なる含有量の前記フィラーを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
【請求項８】
前記セラミックス基材の中に、前記セラミックス基材および前記高分子材料層の間に、または前記高分子材料層および前記支持体の間に、前記セラミックス基材を加熱する加熱部材を含む請求項１〜７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、板状試料を静電気力により固定する静電チャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電チャック装置は、半導体プロセスおよび液晶ディスプレイ製造プロセスなどにおいて、シリコンウエハおよびガラスなどの板状試料を載置するために使用される。静電チャック装置に載置された板状試料は静電力により固定される。静電チャック装置は、板状試料を載置するためのセラミックス基材とセラミックス基材を支持するための支持体とを含む。セラミックス基材および支持体の間には、セラミックス基材と支持体とを接合するための樹脂接合層が設けられる。
【０００３】
樹脂接合層は、複数の領域に分けられ、それぞれの領域において異なる接合材が使用される場合がある。たとえば、樹脂接合層が面内を中心部とその外周部の２つの領域に分けられ、中心部に接合材として第１接合材が配置され、外周部に接合材として、第１接合材と異なり第１接合材よりも熱伝導率が高い第２接合材が配置された静電チャック装置が従来技術として知られている（たとえば、特許文献１参照）。このように、熱伝導率が異なる接合材を接合層に配置することにより、セラミックス基材に載置した板状試料の面内温度分布を調整できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の静電チャック装置における接合層では、第１接合材および第２接合材の間で、硬化時の収縮率および熱膨張係数などの特性が異なるため、第１接合材および第２接合材の間に隙間が生じたり、第１接合材および第２接合材の間の接合面でクラックや剥離が生じたりする場合があった。さらに、第１接合材の熱伝導率は第２接合材の熱伝導率と異なるので、第１接合材および第２接合材の間で温度が不連続になったり、第１接合材と第２接合材と間の境界に気泡が入り、第１接合材と第２接合材と間の境界で熱伝導が不均一になったりする場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、セラミックス基材および支持体の間に配置された高分子材料層が第１の高分子材料層および第２の高分子材料層に少なくとも区画されている静電チャック装置において、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間に隙間が生じたり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間の接合面にクラックや剥離が生じたり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間で温度が不連続になったり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間の境界に気泡が入り、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間の境界で熱伝導が不均一になったりすることを抑制できる静電チャック装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層が、それらの接合領域で、厚さ方向で重なる部分を有するように第１の高分子材料層および第２の高分子材料層を形成することによって、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間に隙間が生じたり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間の接合面にクラックや剥離が生じたり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間で温度が不連続になったり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間の境界で熱伝導が不均一になったりすることを抑制できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］面方向および厚さ方向を有するセラミックス基材と、セラミックス基材に対して、セラミックス基材の厚さ方向に配置され、セラミックス基材を支持する支持体と、セラミックス基材および支持体の間に配置され、面方向および厚さ方向を有する高分子材料層とを含み、高分子材料層は、第１の高分子材料層および第１の高分子材料層と異なり第１の高分子材料層と面方向に隣接する第２の高分子材料層に少なくとも区画され、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層が、それらの接合領域で、厚さ方向で重なる部分を有する静電チャック装置。
［２］高分子材料層が面方向の円形であり、円形の第２の高分子材料層が面方向の中心部に配置され、高分子材料層の面方向の中心に対して、第１の高分子材料層が第２の高分子材料層の外側に配置されてなり、第１の高分子材料層が第２の高分子材料層のヤング率に比べて低いヤング率を有する上記［１］に記載の静電チャック装置。
［３］高分子材料層が面方向の円形であり、円形の第２の高分子材料層が面方向の中心部に配置され、高分子材料層の面方向の中心に対して、第１の高分子材料層が第２の高分子材料層の外側に配置されてなり、第１の高分子材料層のプラズマに対する耐食性が、第２の高分子材料層の耐食性に比べて高い上記［１］または［２］に記載の静電チャック装置。
［４］高分子材料層の支持体側の面における第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の接合線が、高分子材料層のセラミックス基材側の面における第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の接合線に比べて、高分子材料層の面方向の中心側にある、上記［３］に記載の静電チャック装置。
［５］高分子材料層が面方向の円形であり、円形の第２の高分子材料層が面方向の中心部に配置され、高分子材料層の面方向の中心に対して、第１の高分子材料層が第２の高分子材料層の外側に配置されてなり、第１の高分子材料層の熱伝導率が第２の高分子材料層の熱伝導率と異なる上記［１］〜［４］のいずれかに記載の静電チャック装置。
［６］第１の高分子材料層が樹脂およびフィラーを含み、第２の高分子材料層が、第１の高分子材料層の樹脂と同一の樹脂、ならびに第１の高分子材料層のフィラーと種類が異なるフィラー、または第１の高分子材料層におけるフィラーの含有量と異なる含有量のフィラーを含む上記［１］〜［５］のいずれかに記載の静電チャック装置。
［７］セラミックス基材の中に、セラミックス基材および高分子材料層の間に、または高分子材料層および支持体の間に、セラミックス基材を加熱する加熱部材を含む上記［１］〜［６］のいずれかに記載の静電チャック装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、セラミックス基材および支持体の間に配置された高分子材料層が第１の高分子材料層および第２の高分子材料層に少なくとも区画されている静電チャック装置において、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間に隙間が生じたり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間の接合面にクラックや剥離が生じたり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間で温度が不連続になったり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間の境界で熱伝導が不均一になったりすることを抑制できる静電チャック装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態における静電チャック装置を説明するための概略模式断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一実施形態の静電チャック装置における高分子材料層を説明するための平面図である。
【図２】図２は、図１（ｂ）の線分１１における高分子材料層の断面図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の一実施形態の静電チャック装置における高分子材料層の形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態の静電チャック装置の変形例における第１の高分子材料層および前記第２の高分子材料層の接合領域を説明するための模式図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は、図４（ｃ）に示す本発明の一実施形態の静電チャック装置の変形例における高分子材料層の形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明の一実施形態の静電チャック装置の変形例における高分子材料層を説明するための平面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態の静電チャック装置の変形例を説明するための概略模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［静電チャック装置］
以下、図を参照して本発明の一実施形態における静電チャック装置を説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態における静電チャック装置を説明するための概略模式断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一実施形態の静電チャック装置における高分子材料層を説明するための平面図である。また、図２は、図１（ｂ）の線分１１における高分子材料層の断面図である。なお、図１（ｂ）のＸＹ平面の方向が面方向であり、図１（ａ）および図２のＺ軸方向が厚さ方向である。
【００１１】
本発明の一実施形態における静電チャック装置１は、面方向および厚さ方向を有するセラミックス基材２と、セラミックス基材２に対して、セラミックス基材２の厚さ方向に配置され、セラミックス基材２を支持する支持体３と、セラミックス基材２および支持体３の間に配置され、面方向および厚さ方向を有する高分子材料層４とを含む。
【００１２】
（セラミックス基材）
セラミックス基材２は、シリコンウエハなどの板状試料Ｗを載置する。セラミックス基材２の面方向の形状は、好ましくは円形である。セラミック基材２は、静電吸着用電極２１を備えている。静電吸着用電極２１は、耐久性、均熱性および生産の安定性などの観点から、セラミックス基材２に内蔵されていることが好ましい。また、静電チャック装置の製造コストを下げるために、セラミックス基材２の支持体側に静電吸着用電極２１を設置してもよい。静電吸着用電極２１は給電用端子２２と接続しており、給電用端子２２を通じて静電吸着用電極２１に直流電圧が印加される。静電吸着用電極２１に直流電圧が印加されると、セラミックス基材２における板状試料Ｗを載置する面に静電力が発生する。これにより、板状試料Ｗはセラミックス基材２に吸着し、板状試料Ｗはセラミックス基材２に固定される。
【００１３】
セラミックス基材２の材質は、好ましくは体積固有抵抗が１０８〜 １０１５Ω・ｃｍ程度であり、機械的な強度が高く、酸素系プラズマや腐食性ガスに対する耐久性を有するセラミックスである。このようなセラミックスには、たとえば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの酸化物、酸化イットリウムアルミニウム、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）および酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）などの希土類酸化物、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、サイアロンおよび窒化ホウ素（ＢＮ）などの窒化物、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの炭化物、ならびに、酸化イットリウムアルミニウム複合セラミックス、希土類元素添加酸化イットリウムアルミニウム複合セラミックス、酸化アルミニウム炭化ケイ素複合セラミックスおよび酸化マグネシウム窒化アルミニウム複合セラミックスなどの前記耐久性を有するセラミックスの複合体および固溶体などが挙げられる。セラミックス基材２は、上記の１種のみの材質のセラミックス基材であってもよいし、上記材質の中で異なる材質の基材を積層して作製されたセラミックス基材であってもよい。
【００１４】
セラミックス基材２の厚さは、好ましくは、０．７〜３．０ｍｍである。セラミックス基材２の厚さが０．７ｍｍよりも小さいと、セラミックス基材の機械的強度を確保することができない場合がある。一方、セラミックス基材２の厚さが３．０ｍｍよりも大きいと、セラミックス基材２の熱容量が大きくなりすぎて、載置された板状試料Ｗの熱応答性が悪くなるとともに、セラミックス基材２の面方向の熱伝達率の低下により、板状試料Ｗの面内温度を所望の温度パターンに維持することが困難になる場合がある。
【００１５】
静電吸着用電極２１は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料をセラミックス基材２に固定するための電極である。静電吸着用電極２１の形状や、大きさは、その用途によって適宜調整される。静電吸着用電極２１の材質には、セラミックス基材２に使用している材料と導電性材料との複合材料を用いることが好ましい。導電性材料には、炭化タンタル（Ｔａ４Ｃ５）、炭化ニオブ（ＮｂＣ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）および炭素（Ｃ）などの導電性セラミックスならびにタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタンタル（Ｔａ）などの高融点金属などが挙げられる。
【００１６】
静電吸着用電極２１の厚さは、とくに限定されるものではないが、たとえば、好ましくは０．０１〜２００μｍであり、より好ましくは０．１〜１００μｍである。静電吸着用電極２１の厚さが０．０１μｍよりも小さいと、充分な導電性を確保することができない場合がある。一方、静電吸着用電極２１の厚さが２００μｍよりも大きいと、セラミックス基材２および静電吸着用電極２１の間の熱膨張率差に起因して、セラミックス基材２にクラックが発生する場合がある。静電吸着用電極２１は、たとえばスパッタ法、蒸着法などの成膜法、またはスクリーン印刷法等の塗工法により形成される。
【００１７】
給電用端子２２は、静電吸着用電極２１に直流電圧を印加するために設けられた棒状の電極である。給電用端子２２の材質は、耐熱性に優れた導電性材料であればとくに限定されないが、熱膨張係数は、セラミックス基材２の熱膨張係数および静電吸着用電極２１の熱膨張係数に近似したものが好ましい。給電用端子２２の材質には、たとえば、静電吸着用電極２１に使用されている導電性セラミックスと同じ導電性セラミックス、ならびにタングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）およびコバール合金などの金属材料などが挙げられる。
【００１８】
（支持体）
支持体３はセラミックス基材２を支持する。支持体３は、水および有機溶媒などの冷却媒体を流通させる流路３１を内部に備えてもよい。水および有機溶媒などの冷却媒体を流路３１に流通させることにより、セラミックス基材２に載置された板状試料Ｗを冷却することができ、セラミックス基材２における板状試料Ｗの載置面を所望の温度に制御することができる。給電用端子２２および支持体３の間を絶縁するために、支持体３における給電用端子２２周りに絶縁碍子３２が設けられている。
【００１９】
支持体３の材質は、熱伝導性、導電性および加工性に優れた金属、セラミックスまたは金属−セラミックス複合材料であればとくに限定されない。支持体３の材質には、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）およびステンレス鋼（ＳＵＳ）などが挙げられる。支持体３の側面などのプラズマに曝される面にアルマイト処理を施してもよく、またはアルミナおよびイットリアなどの絶縁性の溶射材料でその面を被覆してもよい。
【００２０】
（高分子材料層）
面方向および厚さ方向を有する高分子材料層４は、セラミックス基材２および支持体３の間に配置される。なお、高分子材料層４およびセラミックス基材２の間、および／または、高分子材料層４および支持体３の間に他の層が配置されていてもよい。高分子材料層４は、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２に区画されている。第２の高分子材料層４２は、第１の高分子材料層４１と異なり、第１の高分子材料層と面方向に隣接する。たとえば、図１（ｂ）に示すように、高分子材料層４が面方向の円形であり、円形の第２の高分子材料４２が面方向の中心部に配置され、高分子材料層４の面方向の中心に対して、第１の高分子材料層４１が第２の高分子材料層４２の外側に配置される。
【００２１】
高分子材料層４の厚さは、特に限定されないが、高分子材料層４の接合強度および高分子材料層４の形成のしやすさなどを考慮すると、好ましくは４０〜５００μｍであり、より好ましくは５５〜２００μｍである。高分子材料層４の厚さが４０〜５００μｍであると、高分子材料層４の厚さ方向に隣接するセラミックス基材２、支持体３または他の層との間の接合強度が向上するとともに、セラミックス基材２および支持体３の間の熱伝導が良好になる。さらに、高分子材料層４の厚さがより均一になり、その結果、セラミックス基材２および支持体３の間の熱伝導が面方向において均一になり、セラミックス基材２に載置された板状試料Ｗの面内温度が均一化される。
【００２２】
図２に示すように、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３が、高分子材料層４の面方向に対して傾斜面である。したがって、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２は、それらの接合領域４４で、厚さ方向で重なる部分４１１，４２１をそれぞれ有する。これにより、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３の面積が大きくなるので、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合力が大きくなり、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間に隙間が生じることが抑制される。また、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３の面積が大きくなるので、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３に生ずる応力の集中が緩和され、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３にクラックや剥離が生じることが抑制される。さらに、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３が、高分子材料層４の面方向に対して傾斜面であるようにしたので、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３で温度が不連続になったり、第１の高分子材料層４１と第２の高分子材料層４２と間の接合面４３に気泡が存在して、第１接合材と第２接合材と間の境界で熱伝導が不均一になったりすることを抑制できる。
【００２３】
なお、図１（ａ）において、符号４５は、高分子材料層４のセラミックス基材２側の面における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合線を示し、符号４６は、高分子材料層４の支持体３側の面における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合線を示す。図１（ａ）において、接合線４５および接合線４６の間の領域が第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合領域４４に該当する（図２参照）。
【００２４】
高分子材料層４の中心から外に向かう方向における接合領域４４の幅は、好ましくは５０〜１００００μｍであり、より好ましくは１００〜５０００μｍである。接合領域４４の幅が５０〜１００００μｍであると、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間に隙間が生じたり、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３にクラックや剥離が生じたりすることを、さらに抑制することができる。また、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３で温度が不連続になったり、第１の高分子材料層４１と第２の高分子材料層４２と間の接合面４３に気泡が存在して、第１接合材と第２接合材と間の境界で熱伝導が不均一になったりすることをさらに抑制できる。
【００２５】
高分子材料層４の中心から外に向かう方向における接合領域４４の幅を高分子材料層４の厚さで割り算した値は、好ましくは０．５〜５０であり、より好ましくは１〜２０である。上記割り算した値が０．５〜５０であると、この場合も第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間に隙間が生じたり、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３にクラックや剥離が生じたりすることを、さらに抑制することができる。また、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３で温度が不連続になったり、第１の高分子材料層４１と第２の高分子材料層４２と間の接合面４３に気泡が存在して、第１接合材と第２接合材と間の境界で熱伝導が不均一になったりすることをさらに抑制できる。
【００２６】
第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の材質は、耐熱性および絶縁性を有する高分子材料であれば、とくに限定されない。第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の材質には、たとえば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニルデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、スチレン／アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン三元共重合体、セルロース系プラスチック、フッ素系樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリイミド、全芳香族ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリベンズイミダゾール、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン／ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン／プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、ポリサルファイドゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、パーフルオロエラストマーなどが挙げられる。これらの１種を単独で、またはこれらの２種以上を組み合わせて、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の材質として使用してもよい。
【００２７】
第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の好ましい材質は、耐熱性および絶縁性の観点から、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂およびパーフルオロエラストマーからなる群から選択される少なくとも１種である。より好ましい第１の高分子材料層４１の材質はシリコーン樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂およびパーフルオロエラストマーからなる群から選択される少なくとも１種であり、より好ましい第２の高分子材料層の材質はシリコーン樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種である。
【００２８】
熱伝導率を高くするために、弾性率を高くするために、荷重たわみ温度を高くするために、成形収縮および熱膨張係数を小さくして寸法精度を向上させるために、電気的特性を向上させるために、成形時の流動性をコントロールするために、または、難燃性を向上させるために、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２は、フィラーをさらに含んでもよい。第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２のフィラーは、樹脂組成物に一般的に使用されるものであればとくに限定されない。第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２のフィラーには、たとえば、窒化アルミニウム、ホウ化チタン、タルク、ケイ酸、カルシウム、カオリン、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、マイカ、エアロジルおよびガラスビーズなどが挙げられる。
【００２９】
上述したように、第２の高分子材料層４２は、第１の高分子材料層４１と異なる。第２の高分子材料層４２が第１の高分子材料層４１と異なるようにさせる態様はとくに限定されない。たとえば、第２の高分子材料層４２の高分子材料の種類が、第１の高分子材料層４１の材質の高分子材料の種類と異なることにより、第２の高分子材料層４２が第１の高分子材料層４１と異なるようにしてもよい。また、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２がフィラーを含む場合、第２の高分子材料層４２のフィラーの種類が、第１の高分子材料層４１のフィラーの種類と異なることにより、第２の高分子材料層４２が第１の高分子材料層４１と異なるようにしてもよい。また、第２の高分子材料層４２のフィラーの種類が、第１の高分子材料層４１のフィラーの種類と同一の場合、第２の高分子材料層４２のフィラーの含有量が、第１の高分子材料層４１のフィラーの含有量と異なることにより、第２の高分子材料層４２が第１の高分子材料層４１と異なるようにしてもよい。
【００３０】
第２の高分子材料層４２が第１の高分子材料層４１と異なることにより、たとえば、第１の高分子材料層４１が第２の高分子材料層４２のヤング率に比べて低いヤング率を有するようにしてもよい。セラミックス基材２の外周側は、セラミックス基材２の中心側に比べて、セラミックス基材２の温度上昇による伸びが大きくなる。したがって、上述のように、第１の高分子材料層４１が第２の高分子材料層４２のヤング率に比べて低いヤング率を有するようにすることにより、高分子材料層４を単一の材料で構成する場合に比べて、高分子材料層４の剛性をある程度確保することができるとともに、セラミックス基材２の温度上昇によりセラミックス基材に生ずる応力をより緩和することができる。
【００３１】
第１の高分子材料層４１のヤング率は、好ましくは１〜１００ＭＰａであり、より好ましくは１〜８ＭＰａである。一方、第２の高分子材料層４２のヤング率は、好ましくは第１の高分子材料層４１のヤング率よりも小さい値であり、より好ましくは８ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは１ＭＰａ以下である。第１の高分子材料層４１のヤング率が１〜１００ＭＰａであり、第２の高分子材料層４２のヤング率が８ＭＰａ以下であると、高分子材料層４の剛性をある程度確保することができるとともに、セラミックス基材２の温度上昇によりセラミックス基材に生ずる応力をさらに緩和することができる。
【００３２】
次に、図３を参照して高分子材料層４の形成方法を説明する。加熱硬化前に形状が定まっている材料と、加熱硬化前に流動性のある材料とを組み合わせて第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２を形成することが好ましい。このような材料を組み合わせて使用することにより、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３の形状の制御が可能になるとともに、接合面４３における欠陥や気泡を減少させることができる。図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の一実施形態の静電チャック装置１における高分子材料層４の形成方法の一例を説明するための模式図である。この高分子材料層４の形成方法は、第２の高分子材料層４２を形成するための熱圧着式の高分子材料シート４２０を貼着する工程および第１の高分子材料層４１を形成するための高分子材料ペースト４１０を塗布する工程を含む。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、第２の高分子材料層４２を形成するための熱圧着式の高分子材料シート４２０を熱圧着によりセラミックス基材２００の上に貼着する。高分子材料シート４２０の端面４２２は、高分子材料シート４２０の主面４２３に対して傾斜面になっている。次に、図３（ｂ）に示すように、第１の高分子材料層４１を形成するための高分子材料ペースト４１０を印刷法などによりシート４２０の外側のセラミックス基材２００の上に塗布する。そして、セラミックス基材２００の上に塗布した高分子材料ペースト４１０を乾燥させる。
【００３４】
次に、高分子材料ペースト４１０および高分子材料シート４２０が表面に配置されているセラミックス基材２００を支持体に載置した後、加熱して、高分子材料ペースト４１０および高分子材料シート４２０を硬化させる。これにより、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２が、それらの接合領域４４で、厚さ方向で重なる部分４１１，４２１を有する高分子材料層４（図２参照）を形成することができる。なお、第１の高分子材料層４１を形成するための高分子材料ペースト４１０の印刷法には、たとえば、ヘラなどを用いて手動で塗布する方法、バーコート法およびスクリーン印刷法などが挙げられる。高分子材料層４を加熱硬化させる方法には、たとえば、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３に気泡や欠陥が生じることを抑制するために、減圧中で高分子材料層４を加熱硬化させる方法、および減圧中で第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３に生じた気泡を除去した後、加圧下で高分子材料層４を加熱硬化させる方法などがある。
【００３５】
なお、上記方法では、セラミックス基材２００の上に、高分子材料層を形成したが、支持体３の上に高分子材料層を形成してもよい。また、高分子材料層４を形成する方法には、上記方法の他、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２のどちらかをセラミックス基材２または支持体３に形成した後、接合面４３が所望の形状となるように加工する方法、および第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２のどちらかをセラミックス基材２または支持体３の上に所望の形状となるように塗布して硬化させる方法などが挙げられる。第１の高分子材料層４１および／または第２の高分子材料層４２の材料として粘着性または接着性を有する材料を使用してもよく、第１の高分子材料層４１および／または第２の高分子材料層４２の材料として粘着性または接着性を有しない材料を使用し、その材料の表面に粘着性または接着性を有する層を形成してもよい。
【００３６】
［変形例］
本発明の一実施形態における静電チャック装置１は以下のように変形することができる。
（変形例１）
図２に示すように、本発明の一実施形態の静電チャック装置１における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３は平面の傾斜面であった。しかし、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２が、それらの接合領域４４で、厚さ方向で重なる部分を有すれば、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３は平面の傾斜面でなくてもよい。
【００３７】
たとえば、図４（ａ）に示す高分子材料層４Ａのように、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３Ａは、第１の高分子材料層４１側に凸の曲面の傾斜面であってもよい。また、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の接合面は、第２の高分子材料層側に凸の曲面の傾斜面であってもよい（不図示）。さらに、図４（ｂ）に示す高分子材料層４Ｂのように、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３Ｂは、断面がＳ字状の傾斜面であってもよい。また、図４（ｃ）に示す高分子材料層４Ｃのように、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３Ｃは、階段状であってもよい。なお、図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態の静電チャック装置１の変形例における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合領域４４を説明するための模式図である。
【００３８】
次に、図５を参照して、図４（ｃ）に示す第１の高分子材料層４１と第２の高分子材料層４２との階段状の接合面４３Ｃの形成方法の一例を説明する。図５（ａ）〜（ｅ）は、図４（ｃ）に示す本発明の一実施形態の静電チャック装置１の変形例における高分子材料層４Ｃの形成方法の一例を説明するための模式図である。この高分子材料層４の形成方法は、第２の高分子材料層４２を形成するための第２の高分子材料ペースト４２０Ｃを面方向の大きさを徐々に小さくしながら複数回塗布する工程および第１の高分子材料層４１を形成するための高分子材料ペースト４１０Ｃを塗布する工程を含む。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、第２の高分子材料層４２を形成するための高分子材料ペースト４２０Ｃをスクリーン印刷法でセラミックス基材２００の上に塗布する。セラミックス基材２００の上に塗布した高分子材料ペースト４２０Ｃを乾燥させた後、図５（ｂ）に示すように、乾燥させた高分子材料ペースト４２０Ｃの上に、乾燥させた高分子材料ペースト４２０Ｃの塗布範囲よりも若干狭い塗布範囲で第２の高分子材料層４２を形成するための高分子材料ペースト４２０Ｃをスクリーン印刷法で塗布する。セラミックス基材２００の上に塗布した高分子材料ペースト４２０Ｃを乾燥させた後、図５（ｃ）に示すように、乾燥させた高分子材料ペースト４２０Ｃの上に、前回塗布した高分子材料ペースト４２０Ｃの塗布範囲よりも若干狭い塗布範囲で第２の高分子材料層４２を形成するための高分子材料ペースト４２０Ｃをスクリーン印刷法で塗布する。セラミックス基材２００の上に塗布した高分子材料ペースト４２０Ｃを乾燥させた後、図５（ｄ）に示すように、乾燥させた高分子材料ペースト４２０Ｃの上に、前回塗布した高分子材料ペースト４２０Ｃの塗布範囲よりも若干狭い塗布範囲で第２の高分子材料層４２を形成するための高分子材料ペースト４２０Ｃをスクリーン印刷法で塗布する。
【００４０】
次に、図５（ｅ）に示すように、第１の高分子材料層４１を形成するための高分子材料ペースト４１０Ｃを印刷法などにより、第２の高分子材料層４２を形成するための高分子材料ペースト４２０Ｃの外側のセラミックス基材２００の上に塗布する。そして、セラミックス基材２００の上に塗布した第１の高分子材料層４１を形成するための高分子材料ペースト４１０Ｃを乾燥させる。次に、高分子材料ペースト４１０Ｃ，４２０Ｃが表面に塗布されているセラミックス基材２００を支持体に載置した後、加熱して、高分子材料ペースト４１０Ｃ，４２０Ｃを硬化させる。これにより、図４（ｃ）に示す第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３を形成することができる。
【００４１】
なお、第２の高分子材料ペースト４２０Ｃを面方向の大きさを徐々に小さくしながら複数回塗布する代わりに、面方向の大きさが異なる複数のシートを積層して階段状の端面を有する第２の高分子材料層４２を形成するようにしてもよい。
【００４２】
（変形例２）
図１（ｂ）に示すように、本発明の一実施形態における静電チャック装置１では、高分子材料層４のセラミックス基材２側の面における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合線４５は、高分子材料層４の支持体３側の面における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合線４６に比べて、高分子材料層４の中心に対して外側に位置していた。しかし、高分子材料層４のセラミックス基材２側の面における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合線４５は、高分子材料層４の支持体３側の面における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合線４６に比べて、高分子材料層４の中心側に位置していてもよい。この場合も、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２が、それらの接合領域４４で、厚さ方向で重なる部分を有することができる。
【００４３】
（変形例３）
本発明の一実施形態における静電チャック装置１では、第１の高分子材料層４１は、第２の高分子材料層４２のヤング率に比べて異なるヤング率を有していた。しかし、第１の高分子材料層４１は、第２の高分子材料層４２のプラズマに対する耐食性に比べて異なるプラズマに対する耐食性を有するようにしてもよい。たとえば、高分子材料層４が面方向の円形であり、円形の第２の高分子材料層４２が面方向の中心部に配置され、高分子材料層４の面方向の中心に対して、第１の高分子材料層４１が第２の高分子材料層４２の外側に配置されてなり、第１の高分子材料層４１のプラズマに対する耐食性が、第２の高分子材料層４２のプラズマに対する耐食性に比べて高くなるようにしてもよい。
【００４４】
プラズマ処理装置内で静電チャック装置を使用すると、高分子材料層４の外周部がプラズマに曝される場合がある。プラズマの影響を大きく受ける高分子材料層４の領域にプラズマに対する耐食性の高い第１の高分子材料層を設け、プラズマの影響をあまり受けない高分子材料層４の領域については、プラズマに対する耐食性はとくに高いわけではないが、その他の点で高分子材料層４としての用途に適した第２の高分子材料層を設けることにより、プラズマに対する耐食性が優れているとともに、その他の点でも優れている高分子材料層を静電チャック装置に形成することができる。
【００４５】
なお、プラズマは、セラミックス基材２から支持体３への方向でセラミックス基材２上に放射されるので、高分子材料層４の支持体３側の面における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４１の接合線４６が、高分子材料層４のセラミックス基材２側の面における第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合線４５に比べて、高分子材料層４の面方向の中心側にあることが好ましい。これにより、第１の高分子材料層４１の支持体３側の面積が大きくなるので、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合領域４４において、高分子材料層４がプラズマにより劣化した場合の信頼性を確保することができる。
【００４６】
たとえば、第１の高分子材料層４１の材質をシリコーン樹脂とし、第２の高分子材料層の材質をアクリル系樹脂、フッ素系樹脂およびパーフルオロエラストマーからなる群から選択される少なくとも１種とすることにより、第１の高分子材料層４１の耐食性が、第２の高分子材料層４２の耐食性に比べて高くなるようにすることができる。
【００４７】
（変形例４）
本発明の一実施形態における静電チャック装置１では、第１の高分子材料層４１は、第２の高分子材料層４２のヤング率に比べて異なるヤング率を有していた。しかし、第１の高分子材料層４１は、第２の高分子材料層４２の耐食性に比べて異なる熱伝導率を有するようにしてもよい。たとえば、高分子材料層４が面方向の円形であり、円形の第２の高分子材料層４２が面方向の中心部に配置され、高分子材料層４の面方向の中心に対して、第１の高分子材料層４１が第２の高分子材料層４２の外側に配置されてなり、第１の高分子材料層４１の熱伝導率が、第２の高分子材料層４２の熱伝導率と異なるようにしてもよい。
【００４８】
プラズマ処理装置内で静電チャック装置を使用すると、プラズマの条件や静電チャック装置の周囲の条件により、静電チャック装置の面方向の中心側における静電チャック装置の温度と外側における静電チャック装置の温度とが異なる場合がある。たとえば、プラズマ強度が、セラミックス基材２の中心側よりも、セラミックス基材２の外周側の方が高くなる場合がある。この場合、セラミックス基材２の中心側の温度に比べてセラミックス基材２の外周側の温度が高くなる。この場合、第１の高分子材料層４１の熱伝導率が、第２の高分子材料層４２の熱伝導率に比べて高くなるようにすることによって、支持体３によるセラミックス基材の冷却の効率は、セラミックス基材２の中心側に比べてセラミックス基材２の外周側の方が高くなる。したがって、セラミックス基材２の面内の温度分布をより均一にすることができ、これによりセラミックス基材２に載置された板状試料Ｗの面内の温度分布もより均一にすることができる。
【００４９】
第１の高分子材料層４１の熱伝導率が、第２の高分子材料層４２の熱伝導率に比べて単に高くなるようにすると、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面で温度分布が不連続になり、接合面で破損が起こりやすくなる場合がある。しかしながら、本発明の一実施形態における静電チャック装置１の変形例では、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２が、それらの接合領域４４で、厚さ方向で重なる部分４１１，４２１を有するので、温度分布の不連続が緩和され、温度分布の不連続に起因する破損が生ずることを抑制することができる。
【００５０】
第１の高分子材料層４１の熱伝導率および第２の高分子材料層４２の熱伝導率は、プラズマの条件や静電チャック装置の周囲の条件により、適宜選択することができる。たとえば、第１の高分子材料層４１の熱伝導率を第２の高分子材料層４２の熱伝導率よりも高くする場合、第１の高分子材料層４１の熱伝導率は、好ましくは０．５Ｗ／ｍｋ以上であり、より好ましくは１．０Ｗ／ｍｋ以上である。一方、第２の高分子材料層４２の熱伝導率は、好ましくは０．０５〜０．５Ｗ／ｍｋであり、より好ましくは０．１〜０．３Ｗ／ｍｋである。第１の高分子材料層４１の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍｋ以上であり、第２の高分子材料層４２の熱伝導率が０．０５〜０．５Ｗ／ｍｋであると、セラミックス基材２に載置された板状試料Ｗの面内の温度分布をさらに均一にすることができる。
【００５１】
セラミックス基材２に載置された板状試料Ｗの面内の温度分布をさら均一にするために、第１の高分子材料層４１の熱伝導率を、第２の高分子材料層４２の熱伝導率の２倍以上にすることが好ましく、５倍以上にすることがより好ましく、１０倍以上にすることがさらに好ましい。第１の高分子材料層４１の熱伝導率が第２の高分子材料層４２の熱伝導率の２倍以上であると、プラズマの条件や静電チャック装置の周囲の条件などにより板状試料Ｗの面内の温度分布が不均一になることをさらに抑制することができる。また、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３で温度が不連続になったり、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３に気泡が存在して、接合面４３で熱伝導が不均一になったりすることを抑制できるという本発明の効果がより顕著になる。
【００５２】
第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２がフィラーを含む場合、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の高分子材料が同じ種類であり、第２の高分子材料層４２のフィラーの種類が第１の高分子材料層４１のフィラーの種類と異なることにより、第２の高分子材料層４２の熱伝導率が第１の高分子材料層４１の熱伝導率と異なるようにしてもよい。また、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２がフィラーを含む場合、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の高分子材料が同じ種類であり、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２のフィラーが同じ種類であり、第２の高分子材料層４２のフィラーの含有量が、第１の高分子材料層４１のフィラーの含有量と異なることにより、第２の高分子材料層４２の熱伝導率が第１の高分子材料層４１の熱伝導率と異なるようにしてもよい。第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の高分子材料が同じ種類であるので、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の接合面４３の接合強度をさらに強くすることができる。第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の熱伝導率を改善することができるフィラーには、たとえば、無機酸化物、無機窒化物または無機酸窒化物からなるフィラーなどが挙げられる。このようなフィラーは、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の表面に酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる被覆層が形成された表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子である。
【００５３】
（変形例５）
図１（ｂ）に示すように、本発明の一実施形態における静電チャック装置１では高分子材料層４の形状は円形であったが、高分子材料層の形状は円形に限定されない。たとえば、セラミックス基材の形状が矩形形状である場合、高分子材料層の形状も矩形形状にしてもよい。
【００５４】
（変形例６）
図１（ｂ）に示すように、本発明の一実施形態における静電チャック装置１では高分子材料層４では、円形の第２の高分子材料層４２が面方向の中心部に配置され、高分子材料層４の面方向の中心に対して、第１の高分子材料層４１が第２の高分子材料層４２の外側に配置されている。しかし、高分子材料層４が、第１の高分子材料層４１および第１の高分子材料層４１と異なり第１の高分子材料層４１と面方向に隣接する第２の高分子材料層４２に少なくとも区画されていれば、図１（ｂ）に示す第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の構成に限定されない。
【００５５】
たとえば、図６（ａ）に示す高分子材料層４Ｄのように、高分子材料層４Ｄが面方向の円形であり、円形の第３の高分子材料層４８Ｄが面方向の中心部に配置され、高分子材料層４Ｄの面方向の中心に対して、第２の高分子材料層４２Ｄが第３の高分子材料層４８Ｄの外側に配置され、高分子材料層４Ｄの面方向の中心に対して、第１の高分子材料層４１Ｄが第２の高分子材料層４２Ｄの外側に配置されるようにしてもよい。
【００５６】
また、図６（ｂ）の高分子材料層４Ｅに示すように、高分子材料層４Ｅが面方向の円形であり、外形が円形の第２の高分子材料層４２Ｅが面方向の中心部に配置され、複数の第１の高分子材料層４１Ｅが第２の高分子材料層４２Ｅの内側に配置され、高分子材料層４Ｅの面方向の中心に対して、第３の高分子材料層４８Ｅが第２の高分子材料層４２Ｅの外側に配置されるようにしてもよい。複数の第１の高分子材料層４１Ｅが配置されている領域は、たとえば、プラズマのガス源を供給するガス孔の領域、板状試料Ｗを上下させるためのリフトピンが配置されている領域、および電極が配置されている領域などに相当する。これらの領域では、その領域の周囲の領域に比べて、プラズマ強度が高くなったり、温度が高くなったり、温度が低くなったりする場合がある。そして、外形が円形の第２の高分子材料層４２Ｅを面方向の中心部に配置し、複数の第１の高分子材料層４１Ｅを第２の高分子材料層４２Ｅの内側に配置することにより、静電チャック装置のプラズマに対する耐食性を向上させたり、板状試料Ｗの面方向の温度分布を均一にしたりすることができる。
【００５７】
なお、図６（ａ）において、符号４５Ｄは、高分子材料層４Ｄのセラミックス基材２側の面における第１の高分子材料層４１Ｄおよび第２の高分子材料層４２Ｄの接合線を示し、符号４６Ｄは、高分子材料層４Ｄの支持体３側の面における第１の高分子材料層４１Ｄおよび第２の高分子材料層４２Ｄの接合線を示す。また、図６（ｂ）において、符号４５Ｅは、高分子材料層４Ｅのセラミックス基材２側の面における第１の高分子材料層４１Ｅおよび第２の高分子材料層４２Ｅの接合線を示し、符号４６Ｅは、高分子材料層４Ｅの支持体３側の面における第１の高分子材料層４１Ｅおよび第２の高分子材料層４２Ｅの接合線を示す。
【００５８】
（変形例７）
静電チャック装置は、セラミックス基材の中に、セラミックス基材および高分子材料層の間に、または高分子材料層および支持体の間に、セラミックス基材を加熱する加熱部材をさらに含んでもよい。これにより、セラミックス基材２の上に載置された板状試料Ｗの温度をより自由に制御することができる。また、静電チャック装置が加熱部材を含むと、セラミックス基材２および支持体３の間の温度差がより大きくなるので、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間に隙間が生じたり、第１の高分子材料層および第２の高分子材料層の間の接合面にクラックや剥離が生じたりしやすくなる。したがって、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２は、それらの接合領域で、厚さ方向で重なる部分をそれぞれ有することにより、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間に隙間が生じることを抑制し、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３にクラックや剥離が生じることを抑制できるという本発明の効果がより顕著になる。また、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４２の間の接合面４３で温度が不連続になったり、第１の高分子材料層４１と第２の高分子材料層４２と間の接合面４３に気泡が存在して、第１接合材と第２接合材と間の境界で熱伝導が不均一になったりすることを抑制できるという本発明の効果もより顕著になる。
【００５９】
図を参照して本発明の一実施形態の静電チャック装置の変形例を説明する。図７は、本発明の一実施形態の静電チャック装置の変形例を説明するための概略構成断面図である。図７に示す静電チャック装置１Ｆは、セラミックス基材２および高分子材料層４の間に、セラミックス基材２を加熱する加熱部材５Ｆを含む。以下、静電チャック装置１Ｆについて、本発明の一実施形態における静電チャック装置１と異なる部分を主に説明する。
【００６０】
静電チャック装置１Ｆは、面方向および厚さ方向を有するセラミックス基材２と、セラミックス基材２に対して、セラミックス基材２の厚さ方向に配置され、セラミックス基材２を支持する支持体３と、セラミックス基材２および支持体３の間に配置され、面方向および厚さ方向を有する高分子材料層４と、セラミックス基材２および高分子材料層４の間に配置された加熱部材５Ｆと、セラミックス基材２および高分子材料層４の間に配置され、加熱部材５Ｆを埋設する接着剤層６Ｆと、加熱部材５Ｆおよび高分子材料層４の間に配置された絶縁部材７Ｆとを含む。
【００６１】
＜加熱部材＞
加熱部材５Ｆは、所定のパターンを有する帯状の発熱体であり、不図示の給電用端子から供給される電流によって発熱する。加熱部材５Ｆが発熱すると、セラミックス基材２は加熱され、これにより、セラミックス基材２に載置された板状試料Ｗは加熱される。
【００６２】
加熱部材５Ｆの厚さは、好ましくは０．２ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１ｍｍ以下である。加熱部材５Ｆの厚さが０．２ｍｍを越えると、加熱部材５Ｆのパターン形状が板状試料Ｗの温度分布として反映され、板状試料Ｗの面内温度を所望の温度パターンに維持することが困難になる場合がある。加熱部材５Ｆの材質は、好ましくはチタン（Ｔｉ）、タングステンおよびモリブデン（Ｍｏ）などの非磁性金属である。たとえば、一定の厚みを有する非磁性金属薄板をフォトリソグラフィー法により、所望のパターンにエッチング加工することで、加熱部材５Ｆを形成することができる。
【００６３】
なお、加熱部材５Ｆは、複数の領域に分割して、それぞれの領域における加熱部材５Ｆの発熱を独立的に制御できることが好ましい。たとえば、第１の高分子材料層４１が設けられている領域と第２の高分子材料層４２が設けられている領域とに加熱部材５Ｆを区画し、それぞれの領域における加熱部材５Ｆの発熱を独立的に制御できることが好ましい。このような場合でも、第１の高分子材料層４１および第２の高分子材料層４１が、それらの接合領域で、厚さ方向で重なる部分を有するので、上記２つの領域の境界で板状試料Ｗの温度が急に変わることを抑制できる。
【００６４】
＜接着剤層＞
接着剤層６Ｆは、加熱部材５Ｆに加熱されたセラミックス基材２および支持体３の間の熱応力を緩和する。接着剤層６Ｆの厚さは、好ましくは５０〜５００μｍである。接着剤層６Ｆの厚さが５０μｍよりも小さいと、セラミックス２および支持体３の間の熱伝導性は良好になるものの、熱応力緩和が不充分となり、割れやクラックが生じやすくなる。一方、接着剤層６Ｆの厚さが５００μｍを超えると、セラミックス２および支持体３の間の熱伝導性を十分確保することができない場合がある。
【００６５】
接着剤層６Ｆの材質は、たとえば、シリコーン系樹脂組成物を加熱硬化した硬化体またはアクリル系樹脂である。接着剤層６Ｆの材質がシリコーン系樹脂組成物を加熱硬化した硬化体である場合、シリコーン系樹脂組成物は熱硬化温度が７０℃〜１４０℃であるものがよい。シリコーン系樹脂組成物の熱硬化温度が７０℃よりも低いと、静電チャック装置の組み立て工程において、望ましくない段階で硬化が始まってしまい、静電チャック装置の組み立て作業の作業性が悪くなる場合がある。一方、シリコーン系樹脂組成物の熱硬化温度が１４０℃を超えると、シリコーン系樹脂組成物を硬化させるときにセラミックス基材２および支持体３の間の熱膨張差が大きくなり、セラミックス基材２および支持体３の間の応力が増加し、セラミックス基材２が剥離する場合がある。
【００６６】
接着剤層６Ｆは、無機酸化物、無機窒化物または無機酸窒化物からなるフィラーを含有していることが好ましい。このようなフィラーは、たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の表面に酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる被覆層が形成された表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子である。接着剤層６Ｆにおける表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の含有量を調整することにより、接着剤層６Ｆの熱伝導率を制御することができる。
【００６７】
接着剤層６Ｆのフィラーの平均粒径は、好ましくは１〜１０μｍであり、より好ましくは２〜５μｍ以下である。接着剤層６Ｆのフィラーの平均粒径が１μｍよりも小さいと、フィラー同士の接触が不十分となり、結果的に熱伝導率が低下する場合があり、さらに取扱等の作業性の低下を招くことがある。一方、接着剤層６Ｆのフィラーの平均粒径が１０μｍを越えると、接着剤層６Ｆの厚さにばらつきが大きくなる場合がある。
【００６８】
＜絶縁部材＞
絶縁部材７Ｆは、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの絶縁性および耐電圧性を有するフィルム状またはシート状の樹脂である。絶縁部材７Ｆにより、加熱部材５Ｆおよび支持体３の間の絶縁性が確保される。
【００６９】
以上の説明はあくまで一例であり、発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ｆ  静電チャック装置
２，２００  セラミックス基材
３  支持体
４，４Ａ〜４Ｅ  高分子材料層
５Ｆ  加熱部材
６Ｆ  接着剤層
７Ｆ  絶縁部材
２１  静電吸着用電極
２２  給電用端子
３１  流路
３２  絶縁碍子
４１，４１Ｄ，４１Ｅ  第１の高分子材料層
４２，４２Ｄ，４２Ｅ  第２の高分子材料層
４３，４３Ａ〜４３Ｃ  接合面
４４  接合領域
４５，４５Ｄ，４５Ｅ，４６，４６Ｄ，４６Ｅ  接合線
４８Ｄ，４８Ｅ  第３の高分子材料層
４１０，４１０Ｃ，４２０Ｃ  高分子材料ペースト
４２０  高分子材料シート
【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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