(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び裏面を有する金属ベースと、
該金属ベースの前記表面側に配置され、被処理物を支持する支持面を有し、セラミックからなる本体基板と、
該本体基板に設けられ、前記被処理物を吸着するための吸着用電極と、
前記金属ベースと前記本体基板との間に配置された樹脂部と、
前記本体基板に設けられ、ヒーター電極からなる第１ヒーター部と、
前記樹脂部に設けられ、ヒーター電極からなる第２ヒーター部と、を備え、
前記第１ヒーター部及び前記第２ヒーター部は、それぞれ複数の加熱領域を有し、
前記第２ヒーター部の前記加熱領域の数は、前記第１ヒーター部の前記加熱領域の数よりも多く、
前記樹脂部は、自身のヤング率が前記本体基板を構成する前記セラミックのヤング率よりも大きく、
前記本体基板を構成する前記セラミックは、自身の熱伝導率が前記樹脂部の熱伝導率よりも高いこと、
を特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記第１ヒーター部は、前記加熱領域同士の間に設けられ、前記加熱領域同士を隔てる境界領域をさらに有し、前記本体基板の厚み方向から見た場合に、前記第１ヒーター部の前記境界領域は、前記第２ヒーター部の前記加熱領域と重なり合うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置では、半導体ウェハ（例えばシリコンウェハ）に対してドライエッチング（例えばプラズマエッチング）等の加工処理が行われている。このドライエッチング等の加工精度を高めるためには、半導体ウェハを確実に支持しておく必要がある。半導体ウェハを支持する手段としては、静電チャックが知られている。
【０００３】
静電チャックは、セラミックからなる本体基板、その本体基板に設けられた吸着用電極及びヒーター等を備えている。静電チャックは、吸着用電極に電圧を印加させた際に生じる静電引力を用いて、半導体ウェハを本体基板の上面（支持面）に吸着支持する。また、ヒーターによって、本体基板の支持面に吸着支持された半導体ウェハを加熱する。
【０００４】
ところで、本体基板の支持面に吸着支持された半導体ウェハの温度にばらつきが生じると加工精度が低下することから、加工精度を高めるためには半導体ウェハを吸着支持している本体基板の支持面の温度分布を均一化することが求められる。例えば、特許文献１には、同一平面上に配置されたヒーターを複数の領域に分割し、それぞれの領域で制御する静電チャックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２５９４１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、前記特許文献１の静電チャックでは、ヒーターの各領域内で抵抗ばらつきが生じると、半導体ウェハを吸着支持している本体基板の支持面の温度分布にばらつきが生じ、温度分布の均一化を図ることができない場合がある。また、ヒーターの各領域で発熱温度に差があると、本体基板内部で熱応力が生じる。そのため、高温で長期間使用すると、この熱応力が繰り返し発生して本体基板の割れ等の不具合が生じる等、耐久性・信頼性の低下を招く場合がある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、被処理物を支持する本体基板の支持面の温度分布を均一化でき、かつ、耐久性及び信頼性を向上させることができる静電チャックを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、表面及び裏面を有する金属ベースと、該金属ベースの前記表面側に配置され、被処理物を支持する支持面を有し、セラミックからなる本体基板と、該本体基板に設けられ、前記被処理物を吸着するための吸着用電極と、前記金属ベースと前記本体基板との間に配置された樹脂部と、前記本体基板に設けられ、ヒーター電極からなる第１ヒーター部と、前記樹脂部に設けられ、ヒーター電極からなる第２ヒーター部と、を備え、前記第１ヒーター部及び前記第２ヒーター部は、それぞれ複数の加熱領域を有し、前記第２ヒーター部の前記加熱領域の数は、前記第１ヒーター部の前記加熱領域の数よりも多いことを特徴とする静電チャックである。
【０００９】
前記静電チャックは、本体基板に第１ヒーター部が設けられ、樹脂部に第２ヒーター部が設けられている。ヒーターを２層構成とすることにより、本体基板に設けた第１ヒーター部によって生じた支持面の温度分布のばらつきを、樹脂部に設けた第２ヒーター部によって調整し、均一化することができる。特に、第２ヒーター部の加熱領域の数は、第１ヒーター部の加熱領域の数よりも多いため、支持面の温度分布のばらつきを細かく調整でき、温度分布をより精度良く均一化できる。これにより、本体基板の支持面の温度分布を均一化できる。そして、本体基板の支持面に支持される被処理物の温度ばらつきも低減できる。
【００１０】
また、一方のヒーター（第１ヒーター部）は、本体基板に設けられ、他方のヒーター（第２ヒーター部）は、樹脂部に設けられている。特に、第２ヒーター部は、本体基板を構成するセラミックよりもヤング率が大きく、熱による変形で発生する応力が小さい樹脂部に設けられている。そのため、従来のようなヒーター間の発熱温度の差による熱応力の発生やそれに伴う本体基板の割れ等を抑制でき、耐久性及び信頼性を向上させることができる。これにより、高温で長期間使用する場合であっても、耐久性及び信頼性を十分に確保できる。
【００１１】
このように、本発明によれば、被処理物を支持する本体基板の支持面の温度分布を均一化でき、かつ、耐久性及び信頼性を向上させることができる静電チャックを提供することができる。
【００１２】
前記静電チャックにおいて、前記第１ヒーター部は、前記加熱領域同士の間に設けられ、前記加熱領域同士を隔てる境界領域をさらに有し、前記本体基板を厚み方向から見た場合に、前記第１ヒーター部の前記境界領域は、前記第２ヒーター部の前記加熱領域と重なり合うように配置されていてもよい。この場合には、本体基板の第１ヒーター部の境界領域で生じた支持面の温度分布のばらつきを、樹脂部の第２ヒーター部の加熱領域によって調整し、均一化することができる。
【００１３】
前記静電チャックにおいて、本体基板に設けた第１ヒーター部によって生じた支持面の温度分布のばらつきを、樹脂部に設けた第２ヒーター部によって調整する場合、例えば、第１ヒーター部及び第２ヒーター部のヒーター出力を適宜調整すればよい。
【００１４】
前記本体基板は、セラミックからなる。つまり、樹脂からなる樹脂部に比べて熱伝導率が高い傾向にある。そのため、本体基板の支持面及びその支持面に支持された被処理物を加熱する主ヒーター（メインヒーター）を本体基板に設けた第１ヒーター部とし、調整用ヒーターを樹脂部に設けた第２ヒーター部とすることが好ましい。この場合、第１ヒーター部のヒーター出力の合計を第２ヒーター部のヒーター出力の合計よりも大きくすればよい。
【００１５】
前記本体基板は、その本体基板に設けた吸着用電極に対して電圧を印加した際に生じる静電引力を用いて、被処理物を吸着できるよう構成されている。被処理物としては、半導体ウェハ、ガラス基板等が挙げられる。
【００１６】
前記本体基板は、例えば、積層した複数のセラミック層により構成することができる。このような構成にすると、本体基板の内部に各種の構造（例えばヒーター電極等）を容易に形成することができる。
【００１７】
前記本体基板を構成するセラミック材料としては、例えば、アルミナ、イットリア（酸化イットリウム）、窒化アルミニウム、炭化珪素等を主成分とする焼結体を用いることができる。
【００１８】
前記吸着用電極及び前記第１ヒーター部の前記ヒーター電極を構成する導体の材料としては、特に限定されないが、同時焼成法によってこれらの導体及びセラミック部分（本体基板）を形成する場合、導体中の金属粉末は、本体基板の焼成温度よりも高融点である必要がある。導体中の金属粉末として、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、これらの合金等を用いることができる。
【００１９】
前記金属ベースを構成する金属材料としては、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、これらの合金等を用いることができる。また、金属ベースには、冷却媒体を流通させる冷媒流路が設けられていてもよい。
【００２０】
前記樹脂部は、例えば、積層した複数の樹脂層により構成することができる。樹脂部を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリイミド樹脂等を用いることができる。
前記第２ヒーター部の前記ヒーター電極を構成する導体の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）合金、ステンレス等を用いることができる。
【００２１】
前記樹脂部と前記本体基板とは、例えば、両者の間に接着層等を介して接合（接着）される。また、前記樹脂部と前記金属ベースとは、同様に、例えば、両者の間に接着層等を介して接合（接着）される。接着層を構成する材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材料等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１の静電チャックの構造を示す断面説明図である。
【図２】静電チャックの一部を拡大した断面説明図である。
【図３】（Ａ）は第１ヒーター部を示す平面図であり、（Ｂ）は第１ヒーター部の加熱領域を示す平面図である。
【図４】第２ヒーター部の加熱領域を示す平面図である。
【図５】（Ａ）は第１樹脂層上に金属シートを接着する工程を示す断面説明図であり、（Ｂ）は第１樹脂層上に第２ヒーター部のヒーター電極を形成する工程を示す断面説明図である。
【図６】（Ａ）は第１樹脂層上に第２樹脂層を載せる工程を示す断面説明図であり、（Ｂ）は第１樹脂層及び第２樹脂層を積層して圧着する工程を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（実施形態１）
図１〜図４に示すように、本実施形態の静電チャック１は、表面１２１及び裏面１２２を有する金属ベース１２と、金属ベース１２の表面１２１側に配置され、半導体ウェハ（被処理物）８を支持する支持面１１１を有し、セラミックからなる本体基板１１と、本体基板１１に設けられ、半導体ウェハ（被処理物）８を吸着するための吸着用電極２１と、金属ベース１２と本体基板１１との間に配置された樹脂部１３と、本体基板１１に設けられ、ヒーター電極４１１からなる第１ヒーター部４１と、樹脂部１３に設けられ、ヒーター電極４２１からなる第２ヒーター部４２と、を備えている。
【００２４】
同図に示すように、第１ヒーター部４１及び第２ヒーター部４２は、それぞれ複数の加熱領域４１２、４２２を有している。第２ヒーター部４２の加熱領域４２２の数は、第１ヒーター部４１の加熱領域４１２の数よりも多い。以下、この静電チャック１について詳細に説明する。
【００２５】
図１、図２に示すように、静電チャック１は、被処理物である半導体ウェハ８を吸着支持する装置である。静電チャック１は、本体基板１１、金属ベース１２、樹脂部１３等を備えている。
【００２６】
本実施形態では、本体基板１１側を上側、金属ベース１２側を下側とする。上下方向とは、本体基板１１と金属ベース１２との積層方向であり、本体基板１１及び金属ベース１２の厚み方向である。上下方向（厚み方向）に直交する方向とは、静電チャック１が平面的に広がる方向（平面方向、面方向）である。
【００２７】
同図に示すように、本体基板１１は、半導体ウェハ８を吸着支持する部材である。本体基板１１は、表面（支持面）１１１及び裏面１１２を有し、円板状に形成されている。本体基板１１の表面（支持面）１１１は、半導体ウェハ８を吸着して支持する面である。本体基板１１は、複数のセラミック層（図示略）を積層して構成されている。各セラミック層は、アルミナを主成分とするアルミナ質焼結体からなる。
【００２８】
本体基板１１の内部には、吸着用電極２１が配置されている。吸着用電極２１は、本体基板１１の内部において、略同一平面上に配置されている。吸着用電極２１は、平面視で円形状に形成されている。吸着用電極２１は、直流高電圧を印加することにより静電引力を発生する。この静電引力により、半導体ウェハ８を本体基板１１の表面（支持面）１１１に吸着して支持する。吸着用電極２１は、タングステンからなる。
【００２９】
吸着用電極２１の下方側（金属ベース１２側）には、ビア２２が配置されている。ビア２２は、本体基板１１の中心軸に沿って上下方向に形成されている。ビア２２は、吸着用電極２１に接続されている。
【００３０】
また、静電チャック１の内部には、金属ベース１２の裏面１２２から本体基板１１側に向かって上下方向に形成された内部穴３１が設けられている。内部穴３１には、筒状の絶縁部材３１１が嵌め込まれている。内部穴３１の底面には、メタライズ層２３が設けられている。メタライズ層２３は、ビア２２に接続されている。すなわち、吸着用電極２１は、ビア２２を介して、メタライズ層２３に接続されている。
【００３１】
メタライズ層２３には、接続端子３１２が設けられている。接続端子３１２には、端子金具３１３が取り付けられている。端子金具３１３は、電源回路（図示略）に接続されている。吸着用電極２１には、接続端子３１２等を介して、静電引力を発生させるための電力が供給される。
【００３２】
また、本体基板１１の内部には、ヒーター電極４１１からなる第１ヒーター部４１（主ヒーター、メインヒーター）が配置されている。第１ヒーター部４１は、本体基板１１の内部において、吸着用電極２１よりも下方側に配置されている。第１ヒーター部４１は、本体基板１１の内部において、略同一平面上に配置されている。ヒーター電極４１１は、タングステンからなる。第１ヒーター部４１の詳細については後述する。
【００３３】
同図に示すように、樹脂部１３は、本体基板１１と金属ベース１２との間に配置されている。樹脂部１３は、２つの樹脂層（第１樹脂層１３１、第２樹脂層１３２）を積層して構成されている。第１樹脂層１３１及び第２樹脂層１３２は、ポリイミド樹脂からなる樹脂フィルムである。第１樹脂層１３１上には、ヒーター電極４２１からなる第２ヒーター部４２（調整用ヒーター）が設けられている。
【００３４】
第２ヒーター部４２は、第１樹脂層１３１と第２樹脂層１３２との間に配置されている。すなわち、樹脂部１３の内部には、ヒーター電極４２１からなる第２ヒーター部４２が配置されている。第２ヒーター部４２は、樹脂部１３の内部において、略同一平面上に配置されている。ヒーター電極４２１は、ニッケル合金からなる。第２ヒーター部４２の詳細については後述する。
【００３５】
樹脂部１３と本体基板１１とは、両者の間に配置された接着層１４１を介して接合されている。また、樹脂部１３と金属ベース１２とは、両者の間に配置された接着層１４２を介して接合されている。接着層１４１、１４２は、セラミックからなる本体基板１１と金属ベース１２との熱膨張差を緩和するような柔軟性のあるシリコーン樹脂製の接着剤（耐熱性を重視する場合はポリイミド樹脂製の接着剤）により構成されている。
【００３６】
同図に示すように、金属ベース１２は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属製の冷却用部材（クーリングプレート）である。金属ベース１２は、表面１２１及び裏面１２２を有し、円板状に形成されている。金属ベース１２は、本体基板１１の下方側に配置されている。
【００３７】
金属ベース１２の内部には、冷却媒体（例えば、フッ素化液、純水等）を流通させる冷媒流路１２３が設けられている。冷媒流路１２３は、金属ベース１２の内部において、略同一平面上に配置されている。冷媒流路１２３は、平面視で渦巻き状に形成されている。冷媒流路１２３は、その一端から冷却媒体を導入し、その他端から冷却媒体を排出するよう構成されている。
【００３８】
図示を省略したが、静電チャック１の内部には、半導体ウェハ８を冷却するヘリウム等の冷却用ガスの供給通路となる冷却用ガス供給路が設けられている。本体基板１１の基板表面（吸着面）１１１には、冷却用ガス供給路が開口して形成された複数の冷却用開口部（図示略）及びその冷却用開口部から供給された冷却用ガスが本体基板１１の基板表面（吸着面）１１１全体に広がるように形成された環状の冷却用溝部（図示略）が設けられている。
【００３９】
このような構成の静電チャック１において、図３（Ａ）に示すように、第１ヒーター部４１は、分割された２つの加熱領域４１２を有する。第１ヒーター部４１は、内側に配置された加熱領域４１２ａと外側に配置された加熱領域４１２ｂとを有する。
【００４０】
加熱領域４１２ａ及び加熱領域４１２ｂには、それぞれヒーター電極４１１が略同一平面上に配置されている。長尺状のヒーター電極４１１は、加熱領域４１２ａ及び加熱領域４１２ｂのそれぞれの領域に配置されている。
【００４１】
図３（Ｂ）に示すように、第１ヒーター部４１は、加熱領域４１２（加熱領域４１２ａ、４１２ｂ）同士の間に設けられ、加熱領域４１２（加熱領域４１２ａ、４１２ｂ）同士を隔てる境界領域４１３を有する。第１ヒーター部４１の境界領域４１３は、後述する第２ヒーター部４２のいずれかの加熱領域４２２ａ〜４２２ｍ（図４参照）と重なり合うように配置されている。本実施形態では、第１ヒーター部４１の境界領域４１３の大部分が第２ヒーター部４２のいずれかの加熱領域４２２ａ〜４２２ｍと重なり合うように配置されている。
【００４２】
図４に示すように、第２ヒーター部４２は、分割された１３の加熱領域４２２（加熱領域４２２ａ〜４２２ｍ）を有する。図示を省略したが、加熱領域４２２ａ〜４２２ｍには、それぞれヒーター電極４２１が略同一平面上に配置されている。長尺状のヒーター電極４２１は、加熱領域４２２ａ〜４２２ｍのそれぞれの領域に配置されている。
【００４３】
第２ヒーター部４２は、加熱領域４１２（加熱領域４２２ａ〜４２２ｍ）同士の間に設けられ、加熱領域４１２（加熱領域４２２ａ〜４２２ｍ）同士を隔てる境界領域４２３を有する。第２ヒーター部４２の境界領域４２３は、第１ヒーター部４１のいずれかの加熱領域４１２ａ、４１２ｂ（図３（Ｂ）参照）と重なり合うように配置されている。本実施形態では、第２ヒーター部４２の境界領域４２３の大部分が第１ヒーター部４１のいずれかの加熱領域４１２ａ、４１２ｂと重なり合うように配置されている。
【００４４】
また、第１ヒーター部４１と第２ヒーター部４２とは、独立して別々に制御できるよう構成されている。第１ヒーター部４１は、加熱領域４１２（加熱領域４１２ａ、４１２ｂ）ごとに、ヒーター電極４１１のヒーター出力を独立して別々に制御できるよう構成されている。第２ヒーター部４２は、加熱領域４２２（加熱領域４２２ａ〜４２２ｍ）ごとに、ヒーター電極４２１のヒーター出力を独立して別々に制御できるよう構成されている。
【００４５】
図１に示すように、第１ヒーター部４１の各加熱領域４１２に配置されたヒーター電極４１１は、本体基板１１の内部に設けられたビア４１４、ドライバ（内部導電層）４１５、ビア４１６に電気的に接続されている。
【００４６】
また、静電チャック１の内部には、金属ベース１２の裏面１２２から本体基板１１側に向かって上下方向に形成された内部穴３２が設けられている。内部穴３２には、筒状の絶縁部材３２１が嵌め込まれている。内部穴３２の底面には、メタライズ層４１７が設けられている。メタライズ層４１７は、ビア４１６に接続されている。すなわち、ヒーター電極４１１は、ビア４１４、ドライバ４１５及びビア４１６を介して、メタライズ層４１７に接続されている。
【００４７】
メタライズ層４１７には、接続端子３２２が設けられている。接続端子３２２には、端子金具３２３が取り付けられている。端子金具３２３は、電源回路（図示略）に接続されている。第１ヒーター部４１のヒーター電極４１１には、接続端子３２２等を介して、ヒーター電極４１１を発熱させるための電力が供給される。
【００４８】
なお、図１では、第１ヒーター部４１の各加熱領域４１２（加熱領域４１２ａ、４１２ｂ）に配置された複数のヒーター電極４１１のうち、１つのヒーター電極４１１について説明したが、他のヒーター電極４１１も同様である。すなわち、内部穴３２は、ヒーター電極４１１の数だけ設けられている。
【００４９】
同図に示すように、第２ヒーター部４１の各加熱領域４２２に配置されたヒーター電極４２１は、樹脂部１３及び接着層１４２の内部に設けられたビア４２４に電気的に接続されている。
【００５０】
また、静電チャック１の内部には、金属ベース１２の裏面１２２から本体基板１１側に向かって上下方向に形成された内部穴３３が設けられている。内部穴３３には、筒状の絶縁部材３３１が嵌め込まれている。内部穴３３の底面には、メタライズ層４２７が設けられている。メタライズ層４２７は、ビア４２４に接続されている。すなわち、ヒーター電極４２１は、ビア４２４を介して、メタライズ層４２７に接続されている。
【００５１】
メタライズ層４２７には、接続端子３３２が設けられている。接続端子３３２には、端子金具３３３が取り付けられている。端子金具３３３は、電源回路（図示略）に接続されている。第２ヒーター部４２のヒーター電極４２１には、接続端子３３２等を介して、ヒーター電極４２１を発熱させるための電力が供給される。
【００５２】
なお、図１では、第２ヒーター部４２の各加熱領域４２２（加熱領域４２２ａ〜４２２ｍ）に配置された複数のヒーター電極４２１のうち、１つのヒーター電極４２１について説明したが、他のヒーター電極４２１も同様である。すなわち、内部穴３３は、ヒーター電極４２１の数だけ設けられている。
【００５３】
また、第２ヒーター部４２についても、第１ヒーター部４１のヒーター電極４１１の下方にドライバ（内部導電層）４１５を形成したのと同様に、ヒーター電極４２１の下方にドライバ（内部導電層）を形成することにより、端子位置を任意の位置に移動させることができる。
【００５４】
次に、本実施形態の静電チャック１の製造方法について説明する。
まず、本体基板１１を作製する。具体的には、純度９９．９％のアルミナ粉末（平均粒径０．４μｍ）、樹脂、可塑剤、分散剤、溶剤等を混合し、スラリーを作製する。このスラリーをドクターブレード法等によりシート形状に成形する。これにより、アルミナを主成分とするグリーンシートを作製する。本実施形態では、本体基板１１となる複数のグリーンシートを作製する。
【００５５】
また、タングステン粉末に、本体基板１１との密着性を高めるための前述のグリーンシート用のアルミナ粉末を混合し、さらに樹脂、溶剤等を混合し、導体用ペーストを作製する。
【００５６】
次いで、複数のグリーンシートに対して、内部穴３１となる空間、冷却用ガス供給路等の冷却ガスの流路となる空間、ビア２２、４１４、４１６となるスルーホール等を必要箇所に形成する。そして、ビア２２、４１４、４１６となる位置に形成したスルーホール内に、導体用ペーストを充填する。また、複数のグリーンシートにおいて、吸着用電極２１、第１ヒーター部４１のヒーター電極４１１、ドライバ４１５を形成する位置に、スクリーン印刷等の方法により、導体用ペーストを塗布する。
【００５７】
次いで、複数のセラミックグリーンシートを互いに位置合わせして積層し、熱圧着することにより、積層体を得る。積層体は、所定の形状にカットする。そして、積層体をＮ２雰囲気中で脱脂する。その後、加湿したＮ２／Ｈ２雰囲気中、１６００℃で焼成する。これにより、吸着用電極２１、第１ヒーター部４１のヒーター電極４１１等が設けられた本体基板１１を得る。
【００５８】
次いで、樹脂部１３を作製する。具体的には、図５（Ａ）に示すように、ポリイミド樹脂からなる樹脂フィルムである第１樹脂層１３１に、ビア４２４となるスルーホールを必要箇所に形成する。そして、そのスルーホール内に導体用ペーストを充填する。これにより、ビア４２４を形成する。その後、第１樹脂層１３１上にニッケル合金からなる薄膜の金属シート４００を接着する。
【００５９】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、第２ヒーター部４２のヒーター電極４２１の配線パターンを形成するために、金属シート４００の表面にレジスト膜（図示略）を形成し、配線形状にパターニングする。そして、化学エッチング処理をし、配線形状に金属シート４００を加工する。その後、レジスト膜を剥離させる。これにより、第１樹脂層１３１上に、第２ヒーター部４２のヒーター電極４２１を形成する。
【００６０】
次いで、図６（Ａ）に示すように、第２ヒーター部４２のヒーター電極４２１を形成した第１樹脂層１３１上に、ポリイミド樹脂からなる樹脂フィルムである第２樹脂層１３２を載せる。そして、図６（Ｂ）に示すように、第１樹脂層１３１及び第２樹脂層１３２を圧着する。これにより、第２ヒーター部４２のヒーター電極４２１等が設けられた樹脂部１３を得る。
【００６１】
次いで、金属ベース１２と樹脂部１３とをシリコーン樹脂製の接着剤（接着層１４２）により接合（接着）する。また、本体基板１１と樹脂部１３とを同様にシリコーン樹脂製の接着剤（接着層１４１）により接合（接着）する。以上により、静電チャック１を得る。
【００６２】
次に、本実施形態の静電チャック１の作用効果について説明する。
本実施形態の静電チャック１は、本体基板１１に第１ヒーター部４１が設けられ、樹脂部１３に第２ヒーター部４２が設けられている。ヒーターを２層構成とすることにより、本体基板１１に設けた第１ヒーター部４１によって生じた支持面１１１の温度分布のばらつきを、樹脂部１３に設けた第２ヒーター部４２によって調整し、均一化することができる。特に、第２ヒーター部４２の加熱領域４２２（４２２ａ〜４２２ｍ）の数は、第１ヒーター部４１の加熱領域４１２（４１２ａ、４１２ｂ）の数よりも多いため、支持面１１１の温度分布のばらつきを細かく調整でき、温度分布をより精度良く均一化できる。これにより、本体基板１１の支持面１１１の温度分布を均一化できる。そして、本体基板１１の支持面１１１に支持される半導体ウェハ（被処理物）８の温度ばらつきも低減できる。
【００６３】
また、一方のヒーター（第１ヒーター部４１）は、本体基板１１に設けられ、他方のヒーター（第２ヒーター部４２）は、樹脂部１３に設けられている。特に、第２ヒーター部４２は、本体基板１１を構成するセラミックよりもヤング率が大きく、熱による変形で発生する応力が小さい樹脂部１３に設けられている。そのため、従来のようなヒーター間の発熱温度の差による熱応力の発生やそれに伴う本体基板１１の割れ等を抑制でき、耐久性及び信頼性を向上させることができる。これにより、高温で長期間使用する場合であっても、耐久性及び信頼性を十分に確保できる。
【００６４】
また、本実施形態の静電チャック１において、第１ヒーター部４１は、加熱領域４１２同士の間に設けられ、加熱領域４１２同士を隔てる境界領域４１３をさらに有する。そして、本体基板１１の厚み方向から見た場合に、第１ヒーター部４１の境界領域４１３は、第２ヒーター部４２の加熱領域４２２と重なり合うように配置されている。そのため、本体基板１１の第１ヒーター部４１の境界領域４１３で生じた支持面１１１の温度分布のばらつきを、樹脂部１３の第２ヒーター部４２の加熱領域４２２によって調整し、均一化することができる。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、半導体ウェハ（被処理物）８を支持する本体基板１１の支持面１１１の温度分布を均一化でき、かつ、耐久性及び信頼性を向上させることができる静電チャック１を提供することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、前述の方法で本体基板１１を作製したが、他の方法で本体基板１１を作製することもできる。例えば、純度９９．９％のアルミナ粉末（平均粒径０．４μｍ）、樹脂、分散剤等を混合し、スラリーを作製する。このスラリーをスプレードライヤにより噴霧乾燥させ、アルミナ造粒顆粒を作製する。アルミナ造粒顆粒を金型に充填し、プレス成型する。得られた成形体上に、吸着用電極２１用のモリブデン製金属金網、第１ヒーター部４１のヒーター電極４１１用のモリブデン製発熱体を置き、その上にアルミナ造粒顆粒を充填し、再度プレス成型する。得られた成形体をカーボンサヤにセットし、ホットプレス法（Ｎ２雰囲気、加圧：１０ＭＰａ）により焼成する。これにより、吸着用電極２１、第１ヒーター部４１のヒーター電極４１１等が設けられた本体基板１１を作製することができる。
【００６７】
（実験例）
本実験例では、複数の静電チャック（実施例１、比較例１、２）を準備し、それぞれの静電チャックの性能（表面温度分布、信頼性）を評価した。
【００６８】
実施例１の静電チャックは、前述の実施形態１の静電チャックと同じ構成である。すなわち、メインヒーターである第１ヒーター部を本体基板に設け、調整用ヒーターである第２ヒーターを樹脂部に設けている。
【００６９】
比較例１の静電チャックは、樹脂部に第２ヒーター部が設けられていない点が前述の実施形態１の静電チャックと異なる。比較例２の静電チャックは、本体基板に第１ヒーター部及び第２ヒーター部が上から順に設けられ、樹脂部に第２ヒーター部が設けられていない点が前述の実施形態１の静電チャックと異なる。
【００７０】
表面温度分布の評価は、静電チャックの本体基板の表面（支持面）の温度を上げ、その支持面の温度分布、具体的には最高温度と最低温度との差（温度差）を測定した。なお、支持面の設定温度は、７０℃、１２０℃の２種類とした。
【００７１】
支持面の設定温度が７０℃（１２０℃）の場合には、静電チャックを真空チャンバーにセットし、金属ベースの冷媒流路に２０℃の冷却水を流した。そして、支持面の最高温度が６５℃（１１５℃）となるように、主ヒーターである第１ヒーター部の２つの加熱領域のヒーター出力をそれぞれ調整した。支持面の温度分布は、赤外線カメラを用いて測定した。その後、調整用ヒーターである第２ヒーター部を用いて、支持面の最高温度の部分はあと５℃分、その他の部分は５℃＋α分の温度を上げ、支持面の最高温度が７０℃（１２０℃）となり、支持面全体が均一な温度となるように、第２ヒーター部の１３の加熱領域のヒーター出力をそれぞれ調整した。なお、比較例１の静電チャックは、第１ヒーター部のみで支持面の最高温度が７０℃（１２０℃）となるように調整した。
【００７２】
信頼性の評価は、静電チャックの本体基板の表面（支持面）の温度を３０℃と１２０℃とで繰り返し調整し（３０℃→１２０℃→３０℃→１２０℃・・・）、３０００回の熱サイクル試験後の本体基板や樹脂部等の状態を超音波探傷等により評価した。
【００７３】
【表１】
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表１に評価結果を示す。同表からわかるように、実施例１の静電チャックは、比較例１、２の静電チャックよりも、支持面の温度ばらつきが小さく、支持面の温度分布を均一化できている。また、実施例１の静電チャックは、熱サイクル試験後に異常が発生しなかったが、比較例２の静電チャックは、熱サイクル試験後に本体基板の割れが発生した。
【００７４】
以上の結果から、本発明の静電チャックは、主ヒーターである第１ヒーター部を本体基板に設け、調整用ヒーターである第２ヒーター部を樹脂部に設け、さらに第２ヒーター部の加熱領域の数を第１ヒーター部の加熱領域の数よりも多くしたことにより、被処理物を支持する本体基板の支持面の温度分布を均一化でき、かつ、耐久性及び信頼性の向上が可能であることがわかった。
【００７５】
（その他の実施形態）
本発明は、前述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００７６】
（１）前述の実施形態では、第１ヒーター部が２つの加熱領域に分割され、第２ヒーター部が１３の加熱領域に分割されていたが、加熱領域の数はこれに限定されるものではなく、種々変更が可能である。調整用のヒーターである第２ヒーター部の加熱領域が多くなればなるほど、本体基板の支持面の温度分布のばらつきを第２ヒーター部によって調整し、支持面の温度分布の均一性を高めることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…静電チャック
１１…本体基板
１１１…支持面
１２…金属ベース
１２１…表面
１２２…裏面
１３…樹脂部
２１…吸着用電極
４１…第１ヒーター部
４１１…ヒーター電極
４１２…加熱領域
４２…第２ヒーター部
４２１…ヒーター電極
４２２…加熱領域
【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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