(57)【要約】      （修正有）【課題】高吸着力で全面ムラなく均一な吸着性が得られる新しい静電チャックの構造を提供する。【解決方法】誘電体セラミックスの裏面に、該裏面を独立した複数の閉じられた区域に分割するリブが形成されてなり、該リブが取囲む凹部底面に静電チャックの電極被膜が形成されてなる。また該リブが取囲む凹部に、該誘電体セラミックスと線膨張係数が同等あるいは同じ材質のセラミックス板を嵌め込んで、該凹部を取囲むリブの内側面と該セラミックス板の端面周囲、および該セラミックス板の底面と該リブが取囲む凹部底面をろう付けし、該セラミックス板の底面と該凹部底面のろう付け層を静電チャックの電極被膜としてなる。【選択図】図１
2005268735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体セラミックスの裏面に、該裏面を独立した複数の閉じられた区域に分割するリブが形成されてなり、該リブが取囲む凹部底面に静電チャックの電極被膜が形成されてなることを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
上記リブが取囲む凹部の断面形状が円形である請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
上記円形断面の直径が１〜２０ｍｍである請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】
上記リブが取囲む凹部に、軟ろう材料を充填してなることを特徴とする請求項３に記載の静電チャック。
【請求項５】
誘電体セラミックスの裏面に、該裏面を独立した複数の閉じられた区域に分割するリブが形成されてなり、該リブが取囲む凹部に、該誘電体セラミックスと線膨張係数が同等あるいは同じ材質のセラミックス板を嵌め込んで、該凹部を取囲むリブの内側面と該セラミックス板の端面周囲、および該セラミックス板の底面と該リブが取囲む凹部底面をろう付けし、該セラミックス板の底面と該凹部底面のろう付け層を静電チャックの電極被膜としてなることを特徴とする静電チャック。
【請求項６】
上記リブが取囲む凹部の断面形状が円形である請求項５に記載の静電チャック。
【請求項７】
上記円形断面の直径が１〜５０ｍｍである請求項６に記載の静電チャック。
【請求項８】
上記凹部が形成される部位が、上記誘電体セラミックス表面の被吸着物を載置する突起の真下である請求項１〜７のいずれかに記載の静電チャック。
【請求項９】
上記ろう付けが活性金属を使ったロー付である請求項５〜８のいずれかに記載の静電チャック。
【請求項１０】
上記ろう付けが軟ろう付けである請求項５〜８のいずれかに記載の静電チャック。
【請求項１１】
上記ろう付けがＳｉ基合金を使ったろう付けである請求項５〜８のいずれか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、静電チャックの構造に係り、更に詳しくは、高吸着力で全面ムラなく均一な吸着性が得られる静電チャックの構造に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】  半導体製造プロセス、液晶製造プロセス、成膜プロセス等の真空、減圧、特殊ガスチャンバー内で非磁性体の非処理物を載置、固定する手段としてほとんどの場合静電チャックが使用されている。
静電チャックには通常、同時焼結型（コファイヤー型）と呼ばれる構造の静電チャックが使用されている。
同時焼結型の静電チャックは、電圧を印加する電極が誘電体セラミックスの中に包み込まれて外部雰囲気から隔離された構造からなり、誘電体セラミックスを焼成するときに電極も同時に一体焼成されるものである。
電極を外部雰囲気から完全に隔離できる点できわめて優れた構造であるが、難点は、同時焼成時、変形（反り）が起こりやすくなることである。
変形（反り）は大径になるほど大きくなり、中央部と中心部で、表面から電極までの距離に違いが発生する。距離の違いは静電吸着力にムラが発生し好ましくない。
変形（反り）の原因は、焼成時のセラミックスの収縮と、焼成するセラミックスと電極材料の線膨張係数の違いによるものである。
この焼成時の収縮と、線膨張係数の違いを回避することは本質的に不可能である。従って現実は、反りを小さくするために、ホットプレス下で焼成しているが、改善効果はあっても根本的な解決には到っていないのが実情である。しかも同時焼成型の静電チャックは製造工程でワレ等の不良が発生しやすく歩留まりが極めて低い。【０００３】  かかる観点から同時焼成型の欠点を改良すべく、予め焼成された誘電体セラミックスの裏面に電極を焼成した構造の静電チャックも試みもられている。これは後焼結型（ポストファイヤー型）と呼ばれる構造である。
ポストファイヤー型の問題は、電極が処理雰囲気に剥き出しになることである。たとえ電極を二枚の板の間に挟んでも側面の隙間が残る。
周知のように、半導体プロセスでは異種元素の混入は重大な欠陥をもたらし忌み嫌われている。電極被膜が半導体処理雰囲気に剥き出しになると雰囲気汚染をもたらす可能性がある。またプラズマが直接電極に短絡して回りこむ危険がある。また成膜、液晶製造工程でも電極の変質劣化、雰囲気汚染の問題も発生する。
従ってポストファイヤー型静電チャックでは、雰囲気から電極を如何にシールするかが最も重要な課題である。【０００４】  従来、外部雰囲気から電極をシールする構造として図１４、図１５に示す提案がなされている。
（１）周知の様に、静電チャックの表面から電極までの深さ、つまり誘電体セラミックス      の吸着部の厚さは吸着力に関係し、薄いほど吸着力は大きくなる。
現状の静電チャック（図１４、図１５）では概ね０．１〜１ｍｍ程度の厚さである      。これはコファイヤー、ポストファイヤー共、同じである。
図１４の構造（特許文献１、特許文献２に開示されている）は、本発明者らの発明      に係るものであり、はかまをはかせる様にして側面の隙間を隠す構造である。
特許文献１では、「はかま」と表現されている。特許文献２では、遮蔽リングと      表現されている。
この構造は、２枚の板の間に電極を挟む場合に比べて側面の隙間はなくなるが、      静電吸着性をよくするために被処理物を載せる面の誘電体セラミックス板の厚さを      薄く（０．５〜１ｍｍ程度）加工すると、矢印の部分は厚さが０．５〜１ｍｍで、      極端に薄いために、加工中、そしてたとえ加工が成功しても、使用中に、この部分      にクラックが発生しやすい。現実、はかま（遮蔽リング）の部分の長さは６〜１０      ｍｍ程度としても、６〜１０ｍｍの厚さの一枚板から、０．５〜１ｍｍ程度までザ      グリ加工することはきわめて困難な仕事である。
（２）また図１４の構造ではウエハーを載せる面の誘電体セラミックス板の厚さを薄く加      工する時、材質によって、たとえばイットリア助剤入りの窒化アルミセラミックス      等では、変態を起こして体積膨張して変形（フクレ）する。これによってクラック      が発生する場合もある。
（３）図１５の構造（特許文献３に開示されている）の様に、セラミックス基材の表面に      スパッタリングやＣＶＤ法で電極金属の薄膜（１ミクロン以下の厚さ）を形成し、      この電極膜の表面に更に、この電極膜を覆い隠すようにセラミックスの絶縁被膜（      誘電体被膜）をスパッタリングやＣＶＤ法で被覆（０．１〜０．３ｍｍ厚さ）する      ことが記載されている。
この構造では絶縁被膜（誘電体被膜）もスパッタリングやＣＶＤ法で形成し、基材      セラミックスと同じ材料を成膜することが難しいために、線膨張係数の近い材料を      成膜している。この結果、基材セラミックスと成膜した絶縁被膜（誘電体被膜）と      の線膨張係数の違いによる熱応力で、被膜に歪、変形が発生することが指摘されて      いる。【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１６２９９
【特許文献２】特開平９−１７２０５６
【特許文献３】特開２００３−３３８５３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、スパッタリングやＣＶＤ等の成膜手法を使用することなく、セラミックス基材そのものを薄く加工することによって優れた静電吸着性を発現させることができ、かつ使用中ワレの発生も防止でき、電極被膜をチャンバーの処理雰囲気からシールできる新しいポストファイヤー構造の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】
【０００７】  上記課題は下記１〜１１の手段で解決できる。
すなわち、
（１）誘電体セラミックスの裏面に、該裏面を独立した複数の閉じられた区域に分割するリブが形成されてなり、該リブが取囲む凹部底面に静電チャックの電極被膜が形成されてなることを特徴とする静電チャック。
（２）上記リブが取囲む凹部の断面形状が円形である上記（１）に記載の静電チャック。
（３）上記円形断面の直径が１〜２０ｍｍである上記（２）に記載の静電チャック。
（４）上記リブが取囲む凹部に、軟ろう材料を充填してなることを特徴とする上記（３）に記載の静電チャック。
（５）誘電体セラミックスの裏面に、該裏面を独立した複数の閉じられた区域に分割するリブが形成されてなり、該リブが取囲む凹部に、該誘電体セラミックスと線膨張係数が同等あるいは同じ材質のセラミックス板を嵌め込んで、該凹部を取囲むリブの内側面と該セラミックス板の端面周囲、および該セラミックス板の底面と該リブが取囲む凹部底面をろう付けし、該セラミックス板の底面と該凹部底面のろう付け層を静電チャックの電極被膜としてなることを特徴とする静電チャック。
（６）上記リブが取囲む凹部の断面形状が円形である上記（５）に記載の静電チャック。
（７）上記円形断面の直径が１〜５０ｍｍである上記（６）に記載の静電チャック。
（８）上記凹部が形成される部位が、上記誘電体セラミックス表面の被吸着物を載置する突起の真下である上記（１）〜（７）のいずれかに記載の静電チャック。
（９）上記ろう付けが活性金属を使ったロー付である上記（５）〜（８）のいずれかに記載の静電チャック。
（１０）上記ろう付けが軟ろう付けである上記（５）〜（８）のいずれかに記載の静電チャック。
（１１）上記ろう付けがＳｉ基合金を使ったろう付けである上記（５）〜（８）のいずれかに記載の静電チャック。
【発明の効果】
【０００８】  （１）全面ムラなく均一な吸着力が得られる。
（静電チャック電極から吸着面までの距離が全面均一であるので）
（２）高吸着力が得られる。
（吸着力を高くするために誘電体セラミックス基材の吸着面のセラミックスを薄く        加工できる。クラックが発生しない）
（３）誘電体被膜部分は基材セラミックスから一体加工され同じ材料であるので、熱応        力による変形が発生しない。
（４）成膜手法を使用しないので安価に製造できる。
（５）プラズマ雰囲気においてプラズマが側面から電極に回り込むのを防止できる。
（チャンバー内雰囲気に対する静電チャック電極のシール性に優れている）
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  本発明の静電チャックで使用する誘電体セラミックス材料としては、ＡｌＮ系焼結体，Ａｌ２Ｏ３系焼結体、ＳｉＣ系焼結体、イットリアセラミックス焼結体、窒化珪素系焼結体、コージライト系焼結体、ＭｇＯ系焼結体、チタン酸アルミニウム系焼結体等の、静電チャックに使用されているセラミックス焼結体は全て使用できる。
ＡｌＮ焼結体系にあっては、イットリア等の焼結助剤が数％含まれるＡｌＮ焼結体から、助剤を含んでいないＡｌＮ焼結体、あるいは電気抵抗を調整するために微量の炭素、あるいはＳｉＣ、チタニア、その他の成分が少量含まれているＡｌＮ焼結体まで、必要に応じて適宜使用できる。
Ａｌ２Ｏ３焼結体系にあっては、誘電率、電気抵抗値を調整するためにチタニア、クロミア等が含まれているアルミナ焼結体。シリカの含まれたアルミナ焼結体。マグネシア、カルシアが微量含まれたアルミナ焼結体、高純度アルミナ焼結体等まで、必要に応じて適宜使用できる。
ＳｉＣ焼結体にあっては、助剤入りから高純度焼結体品まで適宜使用できる。
窒化珪素系焼結体、コージライト系焼結体、ＭｇＯ系焼結体にあっては、誘電率、電気抵抗値、焼結性等の特性を改良するために、チタニア、クロミア、アルミナ、希土類元素の酸化物等を適宜添加されたものから高純度品まで、必要に応じて適宜使用できる。
各セラミックスは用途によって適宜使い分ければよい。【００１０】  本発明静電チャックのリブは、誘電体セラミックス基材の裏面から削りだして形成するもので、図１の（１），（２），（３）の構造のものを意味する。【００１１】  図１の（１）、（２）、（３）の構造は、誘電体セラミックス基材の裏面にリブを形成して裏面を複数（２つ以上）の独立した、閉じられた区域に分割し、各分割された区域の凹部底面に静電チャックの電極を形成するものである。
外周のリブは、電極膜を外部雰囲気から遮断する必要があるので、誘電体セラミックス基材と同一材料から加工される必要があるが、内側のリブは、必ずしも誘電体セラミックス基材と一枚板である必要はなく、別に加工されたリブを外周のリブにはめ込んで（３）の場合の様に、ロー付けした構造でも良い。
ロー付けは外周のリブとの交差点、および誘電体セラミックス基材底面との接触部で全てロー付けされる。（３）では十字型のリブが外周のリブにはめ込まれて外周リブとの交差点およびリブ底面が誘電体セラミックス基材の裏面にロー付けされたものである。
（１）では、リブは一枚板から加工されて誘電体セラミックス基材の裏面を１６個の独立した閉じられた区域に分割したものである。
電極被膜は各分割された区域の凹部底面に形成される。隣り合う区域を互いに異極になるようにして配置して双曲にすることができる。
（２）は、誘電体セラミックス基材の裏面にメクラ孔（ザグリ孔）を開けたものである。孔と孔の間がリブとなり、孔の底面に静電チャックの電極膜を形成することとなる。この場合、リブが囲む凹部はザグリ孔であり、凹部断面の形状は円形となる。丸いドリル刃を回転させながら垂直降下させるだけでザグリ孔を開けることができる形状である。あるいは超音波加工においても、丸い棒状の工具を垂直降下させるだけでザグリ孔を開けることができる形状であり、いずれもＸ−Ｙ方向へ移動させる必要がないので、少ない工数で面積をより小さく、かつ分割数をより多くできる構造である。最も経済的にリブ加工ができ、本願発明で最も好ましい構造である。
（１）、（２）、（３）共に、電極膜は周囲を取囲むリブによって雰囲気からシールされることとなる。外周、内側のリブの全体構造によって吸着面を裏側から補強して、吸着面を薄く加工する際の変形、ワレを防ぐ。また使用中の応力ワレを防止する。
リブによる分割数は多いほど好ましい。つまりより小さく、より多く分割するほど好ましい。【００１２】  リブで分割する数は、凹部底面のリブとリブの間の距離で決めればよい。
凹部底面の厚さを０．５ｍｍに加工するとして、リブとリブの間の距離は２０ｍｍ以下が好ましい。
凹部の断面形状が円形、つまり凹部が丸いザグリ孔の場合は、底面の直径がリブとリブの間の距離となり、直径は２０ｍｍ以下が好ましい。
凹部断面が楕円およびこれに類するアスペクト比が大きい細長断面形状の場合、短軸部の距離が２０ｍｍ以下が好ましい。
距離（直径）が２０ｍｍを超えるとリブとの境目でクラックが発生することがあるので好ましくない。したがって凹部底面のリブとリブの間の距離（直径）が２０ｍｍ以下になるようにリブで分割して加工すればよい。【００１３】  図２〜４は、誘電体セラミックス基材の裏面に静電チャックの単極を形成する時の説明図（模式図）である。図６〜７は双曲を形成するときの説明図（模式図）である。単極、双曲のパターン形状は図５に示す。【００１４】  図２で、誘電体セラミックス円板１を図の様なお盆形状に加工する。
円板は７〜１０ｍｍ程度の厚さから出発して、表面から数ミリザグリ加工してお盆形状にする。お盆の底面の厚さ、つまり孔をあける底板の厚さは３〜４ｍｍ残す。つまり表面からザグリ加工してゆき、底板の厚さが３〜４ｍｍになったところでやめる。
次にお盆の底面（底板）に電極孔（ザグリ孔）３を開けてゆく。電極孔はダイヤモンドドリル、あるいは超音波加工によって穿孔する。Ａ−Ａ断面図の様に穿孔して、貫通せず、１ｍｍ程度残す。
静電チャックの静電吸着用電極膜は孔の底面に形成するので、孔径が電極面積を決めることになる。
孔径は１〜２０ｍｍ程度が良い。もつとも好ましくは、３〜６ｍｍである。
前記したように２０ｍｍを超えると、リブとの境界でクラックが発生することがあるので好ましくない。
ザグリ孔を開けるお盆の底面の厚さは、少なくとも２ｍｍ以上必要であり、この時のザグリ孔の深さは概ね１ｍｍ深さが限界である。深さ１ｍｍのザグリ孔を開けるためには、ザグリ孔径は、少なくとも１ｍｍ以上が好ましい。
孔径が１ｍｍ未満では、深さに比して孔径が小さすぎるために、経済的な価格で孔をザクリ加工することが実質困難になる。また電極径が小さくなると相対的に静電吸着力が小さくなるので、同等の吸着力を確保するためには、同等の電極面積確保する必要があり、結果的に孔の数を二乗倍で増やすことが必要になる。極めてコスト高になり、経済的に不利である。したがって以上の理由で、孔径は１ｍｍ以上が好ましい。
次にお盆を裏返して、お盆の裏面を平面研削して厚さを薄くしてゆく。このようにして電極孔の底面の厚さを０．５ｍｍまで、あるいは必要に応じて更に薄く加工する。【００１５】  次に図３で、穿孔した孔の底面、孔の側面、及び孔の入口側の面（お盆の底板の面）にメタライズ用の金属ペーストを塗布して、加熱溶融してメタライズ層４を形成する。メタライズ層４は、孔の入口側の面（お盆の底板の面）全面から孔の側面、孔の底面に電気的につながる連続膜である。【００１６】  メタライズ用金属には、活性金属ロー材、軟ロー材、Ｓｉ基合金が好ましい。
活性金属ロー材には、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ合金、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｃｕ合金、Ｔｉ入り金ロー等のロー材が好ましい。
軟ローには、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｔｉ、Ｓｎ−Ｔｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｔｉ合金等が好ましい。
Ｓｉ基合金は高温で使用する用途に対して好ましい。
Ｓｉ基合金には、初晶Ｓｉが晶出する亜共晶組成あるいは初晶珪化物が品出する過共晶組成、あるいは珪化物単体組成のＳｉ合金が好ましい。使用する誘電体セラミックス基材の膨張係数に適合するように組成を選択すればよい。
たとえば、亜共晶、過共晶組成のＳｉ−（１０〜３５）％Ｃｏ，Ｓｉ−（７〜３０）％Ｎｉ，Ｓｉ−（７〜３０）％Ｔｉ，Ｓｉ−（１５〜４０）％Ｚｒ，Ｓｉ−（１０〜３５）％Ｃｏ−（０．５〜５）％Ｂ，Ｓｉ−（７〜３０）％Ｎｉ−（０．５〜５）％Ｂ，Ｓｉ−（７〜３０）％Ｔｉ−（０．５〜５）％Ｂ等々の合金が好ましい。
あるいは珪化物単体組成のＳｉ−（５０−８０）％Ｃｏ，Ｓｉ−（５０〜８０）％Ｎｉ，Ｓｉ−（４５〜７５）％Ｔｉ，Ｓｉ−（６０〜８０）％Ｚｒ，Ｓｉ−（５０〜８０）％Ｃｏ−（０．５〜５）％Ｂ，Ｓｉ−（５０〜８０）％Ｎｉ−（０．５〜５）％Ｂ，Ｓｉ−（４５〜７５）％Ｔｉ−（０．５〜５）％Ｂ等々の合金が好ましい。
亜共晶組成は、窒化アルミ系、窒化珪素系、炭化珪素系、アルミナ系に、過共晶組成は、アルミナ系に、珪化物組成は、マグネシア系基材に好適に使用できる。【００１７】  メタライズ層はＮｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｃｏ−Ｐ等の無電解めっき皮膜でも良い。無電解めっきを使用すると孔の底面、側面、孔の入口側の面（お盆の底板の面）まで厚さが均一な連続被膜を形成できる。【００１８】  次に図４で、蓋のセラミックスを嵌め込んで接合する。蓋のセラミックスは誘電体セラミックス円板と同じ材料を使い、外周のリブに嵌入できる寸法に加工したセラミックス板を嵌め込んで図３で示した孔の入口側（お盆の底板の面）のメタライズ面と接合する。接合にはメタライズ層と同じロー材でもよいし、また異なるものを使用しても良い。また蓋、及び誘電体セラミックス円板の両方を一旦メタライズしてロー付けしてもよいし直接ロー付けでも良い。又は蓋、及び誘電体セラミックス円板の両方に無電解めっきでメタライズしておき、めっき面同士を軟ろう材でろう付けする方法でも良い。
蓋には電極孔を開けておき、接合時電極も差し込み、電極とメタライズ層を接合する。
静電チャック電極被膜には、この電極から電圧印加する。
蓋の側面と誘電体セラミックス円板の外周のリブとの隙間には、無機質の封止材を充填してシールする。
なお本発明では、蓋をはめ込んで接合することを必須条件とするものではない。必要に応じて蓋は使用せずそのまま使用しても良い。【００１９】  図６〜７は、双曲を形成するときの説明図である。図３の単極では、孔の入口面（お盆の底板の面）は全面ベタでメタライズしたが、双曲では、孔と孔を図５のパターン模様に電気的な導通被膜で接続する。
図７に示したパターン模様のメタライズは、お盆の底板の面にペースト印刷して焼き付ける方法、あるいはメッキ不要の面はレジストでマスクして無電解メッキして、メッキ後レジストを剥ぎ取ってパターン模様のメッキ被膜を形成する。【００２０】  シリコンウエハーのプラズマ処理等で使用される静電チャックでは、載置したウエハーの底面を冷却できるようにＨｅガス等の冷却ガスを流す構造がある。
図８〜１１は、裏ガス冷却構造の説明図である。図８，９は表面の斜視図、平面図、図１０，１１は断面図である。
静電チャック吸着面側の表面には、外周部に平たく帯状に盛り上がった平坦部、及び平坦部の内側に無数の突起が形成されている。帯状に盛り上がった平坦部と無数の突起は同じ高さである。ウエハーは、この帯状に盛り上がった平坦部と突起の上に載置される。平坦部と突起部以外の部分は、レベルが下であり、ウエハーとの間に隙間が形成されている。冷却用のガスはここを通って流れる。
図面では、平坦部、突起部の盛り上がりを誇張して描いているが、実際の盛り上がりは、５０〜１００ミクロン程度のものであり、わずかなものである。
かかる構造の静電チャックにあっては、静電チャックの電極被膜を形成する電極孔（ザグリ孔）は、少なくとも、この突起の下に形成する。ウエハーと接触しているのは突起の部分であるので、吸着を良くするためには、突起の下には必ず電極孔を形成するほうが良い。【００２１】  図１〜１１の構造では、リブで囲まれた凹部（扇型断面、丸断面の電極孔）は空洞のままである。この部分では熱伝導は阻害されるので、必要に応じて孔の空所に良熱伝導物質を充填する。
図１２は、焼結したセラミックスを充填したものである。すなわち、丸断面形状の電極孔にあっては、静電チャックの誘電体セラミックスと線膨張係数が同等（あるいは同じ材質）のセラミックス焼結体を使って丸孔に嵌め込み出来る様に形状、寸法を加工された円板を用意し、この円板をリブで囲まれた電極孔の中に嵌め込んで、円板の底面と電極孔の底面を、そして円板の外周面と電極孔の内面を接合したものである。
扇型断面の電極孔にあっては、同じく静電チャックの誘電体セラミックスと線膨張係数が同等（あるいは同じ材質）のセラミックス焼結体を使って、扇型の電極孔に嵌め込み出来る様に形状、寸法を加工された扇型の板を用意し、この板をリブで囲まれた扇型の電極孔の中に嵌め込んで、板の底面と扇型の電極孔の底面を、そして板の外周面と扇型の電極孔の内面を接合したものである。本構造は請求項５の発明の構造である。【００２２】  本構造では、すくなくとも凹部電極孔の中に線膨張係数の同等なセラミックス（あるいは同じ材質の材料）板が嵌め込まれ、誘電体セラミックス基材と全面一体的にろう付けされており、凹部の空所は完全に埋められている。嵌め込んだ板と誘電体セラミックス基材は一体化しており、強度的にも、熱伝導的にもあたかも一枚の板のように挙動する。これによって静電吸着力を大きくするために、シリコンウエハーを載せる誘電体セラミックス表面を、電極孔径２０ｍｍで、吸着部の厚さを０．１〜０．２ｍｍ程度まで薄く加工しても、変形、割れ、亀裂が発生するのを防止できる。吸着部の厚さ０．５ｍｍ厚さでは、電極孔径は５０ｍｍまではクラックが発生しない。凹部断面が楕円およびこれに類するアスペクト比が大きい細長断面形状の場合、短軸部の距離が５０ｍｍまではクラックが発生しない。距離（直径）が５０ｍｍを超えるとクラックが発生することがあるので、５０ｍｍ以下が好ましい。【００２３】  なお本発明の電極孔とは、底面に静電チャックの電極膜が形成された孔、あるいは電極膜を形成することを目的に形成された孔を意味し、孔の断面形状は扇型、丸型のみに限定されるものではない。楕円形状、アスペクト比の大きい細長形状、四角形、三角形等々、その他の形状を必要に応じて適宜採用することができる。またリブで囲まれた凹部とは、電極孔を意味するものである。【００２４】  本構造接合用のろう材は、前記した活性金属ろう材、軟ろう材、Ｓｉ基合金が好適に使用できる。常温近傍で使用する用途には、活性金属ろう材、軟ろう材が、高温（〜８００℃）用途にはＳｉ基合金が好ましい。
接合は、前記したように、一旦メタライズした後、ろう付けしてもよいし、活性金属ろう材、Ｓｉ基合金で直接ろう付けしても良い。あるいはＩｎを使って直接接合しても良い。また、もちろん両方の板を無電解メッキでメタライズした後、メッキ面同士を軟ろう材等でろう付けしても良い。【００２５】  電極孔の空所には、軟ろう材を充填しても良い。即ち、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｔｉ、Ｓｎ−Ｔｉ合金軟ろう等を充填しても良い。あるいは前記したＳｉ基合金を充填しても良い。あるいは前記した活性金属ろう材を充填しても良い。あるいは金属の板を充填しても良い。あるいは金属とセラミックスの複合材料の板を充填しても良い。
複合材料は、セラミックスの多孔体に金属を溶浸した材料や、金属粉末とセラミックス粉末を混合焼結した材料が好適である。
充填は、電極孔を一旦メタライズして充填してもよいし、あるいはＩｎ、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｔｉ、Ｓｎ−Ｔｉ合金、Ｓｉ基合金等を溶融して孔の中に直接充填しても良い。金属、金属とセラミックスの複合材料の板を充填する時は、充填した板の周囲と基材をロー付けしたほうが良い。充填する板は、誘電体セラミックス基材と線膨張係数が同等であることが望ましい。たとえばＮＮセラミックス焼結体に対して、Ｍｏ，Ｗのような組合せにする。【００２６】  電極孔底面の電極膜は、直接ろう付けしたときは、ろう付け層が電極膜となる。メタライズしてろう付けしたときは、メタライズ膜とろう付け層の両方が電極膜となる。上記直接充填したときは、充填した金属部分が電極となる。【００２７】  本発明で使用する誘電体セラミックス基材のリブは一枚の板から加工して形成することが望ましいが、図１３に示したように電極孔の貫通孔を開けた部分と、底面の板の部分を別々に加工して、これを重ね合わせて機密焼結した構造でも良い。たとえば両方の焼結体の接合面を平滑に研磨し、セラミックスの助剤成分のゾルを研磨面に塗布して重ね合わせて加圧焼結して機密接合することができる。本発明の誘電体基材は、このように複数の焼結体の板を重ね合わせて無機材料で機密焼結した構造でも良い。
なお本発明の誘電体セラミックス基材は、粉末成形した後のグリーンの板、あるいは仮焼結した板から、予め目標に近い寸法まである程度機械加工して、あるいは、必要に応じて孔加工して、しかる後に焼成するようにすることが好ましい。本発明の一枚板から切り出すとは、このように、ある程度実寸法に近い寸法に、予め加工して焼結した板から切り出すことも包含するものであることは言うまでもないことである。
【実施例】
【００２８】  実施例によって本発明を説明する。
実施例１（図２の構造）
誘電体セラミックス基材：直径１５０ｍｍ×６ｍｍ厚さのアルミナ系セラミックス円板                        （アルミナ主成分、その他：クロミア、チタニア含有）
裏面に、直径１３０ｍｍで深さ３ｍｍのザグリ加工。
（外周部に幅１０ｍｍ、高さ３ｍｍのリブが完成）
お盆の底板の厚さ：３ｍｍ
お盆の底板の孔加工  ：  お盆の底板全面に均一な分散密度でメクラ孔を３６６個、超                          音波加工した。
孔径は４ｍｍ、深さ２ｍｍで、１ｍｍ残し。
メタライズ処理      ：  お盆の底板全面と孔の底面、側面全面に、Ｎｉ−Ｐ無電解メ                          ッキでＮｉ−Ｐ被膜を１５ミクロンめっきした。
フタのセラミックス板：  直径１２９．９ｍｍ、厚さ３ｍｍのアルミナ系セラミックス                          円板（誘電体セラミックス基材と同じ材料）
誘電体セラミックス裏面のザグリ部に嵌め込めるようにクリ                          アランスを調整して加工。
フタのメタライズ処理：  片面全面、Ｎｉ−Ｐ無電解メッキでＮｉ−Ｐ被膜を１５ミク                          ロンめっきした。
電極線              ：  フタの中心部に電極線を通す孔（直径３ｍｍ）を開けた。
電極線には、直径２ｍｍ、長さ１５ｍｍのＮｉ線使用。【００２９】  誘電体セラミックス基材とフタのろう付け
誘電体セラミックス基材とフタのメッキ面にＳｎ−５％Ａｇ半田を挟んで加熱溶融して接合した。この際、フタの孔にＮｉ線を差込んで、メッキ面と同時ろう付けした。
接合後、誘電体セラミックス基材の吸着面を０．５ｍｍ研磨した。
研磨表面に割れは発生しなかった。
研磨面からメクラ孔の底面までの深さは、全数０．５±０．０５ｍｍの範囲であった。【００３０】  吸着面の突起加工    ：  裏面に加工したメクラ孔の真上の部分に突起を形成すること                          として、突起形成部分にレジストで直径３ｍｍのマスキング                          をして、誘電体セラミックス基材表面（吸着面）に炭化珪素                          系研磨剤をブラストして、直径３ｍｍ、高さ７０ミクロンの                          突起を３６６個形成した。ブラスト面にクラックは発生しな                          かった。【００３１】  吸着テスト
誘電体セラミックス基板の突起部に６インチのＳｉウエハーを載せて、Ｓｉウエハーと電極線の間に直流７００Ｖを印加すると、ウエハーは誘電体セラミックス面に強く吸着された。
吸着面の突起の上に、糸で吊り下げた直径３ｍｍのシリコンウエハーの小片を載せて、糸を引き上げて吸着力を測定する方法で、各突起部分の吸着力を測定した。
吸着力の場所によるバラツキの幅は、±４％で、場所による吸着力のバラツキは極めて小さかった。
本発明は全面均一な吸着力が得られることが確認できた。【００３２】  電極膜のシールテスト
電極膜のシール性はフッ素プラズマのエッチング装置の中でプラズマエッチングテストを行うことによって確認した。
誘電体セラミックス基材下端の幅１０ｍｍのリブにＯリングを当てて電極とプラズマ雰囲気をシールした。
電極膜をプラズマエッチングの電極として用いて、Ｓｉウエハーは載せず、常温でフッ素プラズマエッチングを行った。
誘電体セラミックスの研磨面に割れの発生もなく、また電極被膜にプラズマの侵入もなくエッチングを継続できた。本発明静電チャック電極はプラズマ雰囲気でも優れたシール性を持つことが確認できた。
実施例２【００３３】  誘電体セラミックス基材：直径１５０ｍｍ×６ｍｍ厚さの窒化アルミセラミックス円板                        （助剤なしＡｌＮ）
裏面に、直径１３０ｍｍで探さ３ｍｍのザグリ加工。
（外周部に幅１０ｍｍ、高さ３ｍｍのリブが完成）
お盆の底板の厚さ：３ｍｍ
お盆の底板の孔加工  ：  お盆の底全面に均一な分散密度でメクラ孔を３６６個、超音                          波加工した。
孔径は４．０ｍｍ、探さ２ｍｍで、１ｍｍ残し。
充填処理            ：  直径３．９５ｍｍ、厚さ２ｍｍの窒化アルミ（基材と同じＡ                          ｌＮ）円板を、上記メクラ孔全数に嵌め込んだ。
メタライズ処理      ：  お盆の底板全面とメクラ孔に嵌め込んだＡｌＮ円板の面に、                          Ｓｉ−１０％Ｎｉ−１％Ｔｉ合金のペーストを塗布して、１                          ３７０℃、真空中で加熱して被膜を融着させた。
溶けた融液は、嵌め込んだ円板と孔の隙間に侵入して、円板                          側面、底面、全面が包まれて孔の内面全面にろう付けされて                          いた。お盆の底板の面に形成された被膜の厚さは４０〜６０                          ミクロンであった。
フタのセラミックス板：  直径１２９．９ｍｍ、厚さ３ｍｍのＡｌＮセラミックス円板                          （誘電体セラミックス基材と同じ材料）
誘電体セラミックス裏面のザグリ部に嵌め込めるようにクリ                          アランスを調整して加工。
フタのメタライズ処理：  片面全面、Ｓｉ−１０％Ｎｉ−１％Ｔｉ合金のペーストを塗                          布して、１３７０℃、真空中で加熱して被膜を融着させた。                          被膜の厚さは３０〜４０ミクロンであった。
電極線              ：  フタの中心部に電極線を通す孔（直径３ｍｍ）を開けた。
電極線には、直径２ｍｍ、長さ１５ｍｍのＭｏ線使用。【００３４】  誘電体セラミックス基材とフタのろう付け
誘電体セラミックス基材とフタのメタライズ面（Ｓｉ−１０％Ｎｉ−１％Ｔｉ層）に、Ａｇ−Ｃｕ−５％Ｔｉ合金のペーストを塗布して、８５０℃、真空中で加熱して基材とフタを接合した。
その際、フタの孔に電極線を差込み、Ｓｉ−１０％Ｎｉ−１％Ｔｉのメタライズ層と電極線を同時に接合した。
接合後、誘電体セラミックス基材の吸着面を０．７ｍｍ研磨した。
研磨表面に割れは発生しなかった。
研磨面からメクラ孔の底面までの深さは、全数０．３±０．０７ｍｍの範囲であった。【００３５】  吸着テスト
誘電体セラミックス基板の研磨面に６インチのＳｉウエハーを載せて、Ｓｉウエハーと電極線の間に直流８００Ｖを印加すると、ウエハーは誘電体セラミックス面に強く吸着された。
誘電体セラミックス基板の、メクラ孔の真上の位置に、糸で吊り下げた直径３ｍｍのシリコンウエハーの小片を載せて、糸を引き上げて吸着力を測定する方法で、各突起部分の吸着力を測定した。
吸着力の場所によるバラツキの幅は、±５％で、場所による吸着力のバラツキは極めて少なかった。
本発明は全面均一な吸着力が得られることが確認できた。【００３６】  電極膜のシールテスト
電極膜のシール性はフッ素プラズマのエッチング装置の中でプラズマエッチングテストを行うことによって確認した。
誘電体セラミックス基材下端の幅１０ｍｍのリブにＯリングを当てて電極とフッ素プラズマ雰囲気をシールした。
電極膜をプラズマエッチングの電極として用いて、Ｓｉウエハーは載せず、常温でプラズマエッチングを行った。
誘電体セラミックスの研磨面に割れの発生もなく、また電極被膜にプラズマの侵入もなくエッチングを継続できた。
本発明静電チャック電極はプラズマ雰囲気でも優れたシール性を持つことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３７】  高性能、低価格の静電チャックとして半導体、液晶製造分野に多大の貢献をなすものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は本願発明のリブの構造を説明した図である。
【図２】図２は単極構造の説明図である。
【図３】図３は単極構造の説明図である。
【図４】図４は単極構造の説明図である。
【図５】図５は単極、双極の電極パターンの例を示した図である。
【図６】図６は双極構造の説明図である。
【図７】図７は双極構造の説明図である。
【図８】図８は吸着面の突起の構造の説明図である。
【図９】図９は吸着面の突起の構造の説明図である。
【図１０】図１０は図９のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１１は図９のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】図１２は電極孔の充填構造の説明図である。
【図１３】図１３は機密接合したセラミックス基材の構造の説明図である。
【図１４】図１４は従来構造の説明図である。
【図１５】図１５は従来構造の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】  １‥‥誘電体セラミックス円板    ２‥‥リブ
３‥‥電極孔                    ４‥‥メタライズ層
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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