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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-158242(P2021-158242A)
(43)【公開日】2021年10月7日
(54)【発明の名称】静電チャック装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20210910BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20210910BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20210910BHJP
H02N 13/00 20060101ALI20210910BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 R
H01L21/302 101G
H01L21/205
H02N13/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2020-57813(P2020-57813)
(22)【出願日】2020年3月27日
(71)【出願人】
【識別番号】000183266
【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100196058
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 彰雄
(74)【代理人】
【識別番号】100206999
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 綾夏
(72)【発明者】
【氏名】木原 宏
【テーマコード（参考）】
5F004
5F045
5F131
【Ｆターム（参考）】
5F004AA01
5F004BB22
5F004BB25
5F004BB29
5F045EJ03
5F045EJ10
5F045EM05
5F131AA02
5F131AA03
5F131AA32
5F131AA33
5F131CA02
5F131EA03
5F131EB14
5F131EB17
5F131EB78
5F131EB79
5F131EB82
5F131EB84
(57)【要約】
【課題】温度調整用ベース部材と静電チャック部材に、それらの熱膨張の差に起因するせん断変位やせん断応力が発生することを抑制し、かつ静電チャック部材上に固定された板状試料の温度を均一にすることが可能な静電チャック装置を提供する。【解決手段】静電チャック部材２、温度調整用ベース部材３および接合層４に、その厚さ方向に貫通する冷却ガス導入孔１７が設けられ、温度調整用ベース部材３を厚さ方向に貫通する収容孔１８内に、接合層４を介して碍子２１が接合され、碍子２１の静電チャック部材２側の端面２１ａが、収容孔１８内にあり、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さが０．０５ｍｍ以上かつ０．２０ｍｍ以下、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さが０．０ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下である静電チャック装置１。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミックスからなる静電チャック部材と、金属からなる温度調整用ベース部材とを、接合層を介して接合してなる静電チャック装置であって、
前記静電チャック部材、前記温度調整用ベース部材および前記接合層に、その厚さ方向に貫通する冷却ガス導入孔が設けられ、
前記温度調整用ベース部材を厚さ方向に貫通する収容孔内に、前記接合層を介してセラミックスからなる碍子が接合され、
前記温度調整用ベース部材における前記冷却ガス導入孔は、前記収容孔内に配置された前記碍子を厚さ方向に貫通する貫通孔であり、
前記碍子の前記静電チャック部材側の端面が、前記収容孔内にあり、
前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さが０．０５ｍｍ以上かつ０．２０ｍｍ以下であり、
前記碍子と前記静電チャック部材の間における前記接合層の前記収容孔内にある部分の厚さが０．０ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下である静電チャック装置。
前記静電チャック部材、前記温度調整用ベース部材および前記接合層に、その厚さ方向に貫通する冷却ガス導入孔が設けられ、
前記温度調整用ベース部材を厚さ方向に貫通する収容孔内に、前記接合層を介してセラミックスからなる碍子が接合され、
前記温度調整用ベース部材における前記冷却ガス導入孔は、前記収容孔内に配置された前記碍子を厚さ方向に貫通する貫通孔であり、
前記碍子の前記静電チャック部材側の端面が、前記収容孔内にあり、
前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さが０．０５ｍｍ以上かつ０．２０ｍｍ以下であり、
前記碍子と前記静電チャック部材の間における前記接合層の前記収容孔内にある部分の厚さが０．０ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下である静電チャック装置。
【請求項2】
前記収容孔内において、前記碍子と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さが０．００ｍｍ超かつ０．０５ｍｍ以下である請求項１に記載の静電チャック装置。
【請求項3】
前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層は、硬化後のヤング率が８ＭＰａ以下の高分子材料からなる請求項１または２に記載の静電チャック装置。
【請求項4】
前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さは、前記碍子と前記静電チャック部材の間における前記接合層の前記収容孔内にある部分の厚さ以上、かつ、前記収容孔内において、前記碍子と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さより大きい請求項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】
前記碍子と前記静電チャック部材の間における前記接合層は、フィラーを含有するシリコーン系樹脂組成物からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電チャック装置。
【請求項6】
前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層は、シリコーン樹脂およびフィラーを含有するシリコーン系樹脂組成物からなる請求項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】
前記碍子と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の前記収容孔内にある部分は、シリコーン樹脂のみからなる層を含む請求項６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、静電チャック装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体装置を製造する半導体製造工程においては、シリコンウエハ等の板状試料は、静電チャック機能を備えた静電チャック部材に静電吸着により固定されて所定の処理が施される。例えば、この板状試料にプラズマ雰囲気下にてエッチング処理等を施す場合、プラズマの熱により板状試料の表面が高温になり、表面のレジスト膜が張り裂ける（バーストする）等の問題が生じる。
そこで、この板状試料の温度を所望の一定の温度に維持するために、静電チャック装置が用いられている。静電チャック装置は、上記の静電チャック部材の下面に、金属製の部材の内部に温度制御用の冷却媒体を循環させる流路が形成された温度調整用ベース部材を、シリコーン系接着剤を介して接合・一体化した装置である。
この静電チャック装置では、温度調整用ベース部材の流路に温度調整用の冷却媒体を循環させて熱交換を行い、静電チャック部材の上面に固定された板状試料の温度を望ましい一定の温度に維持しつつ静電吸着し、この板状試料に各種のプラズマ処理を施すようになっている。
【0003】
ところで、静電チャック装置では、プラズマ処理の際に生じる、電極となる温度調整用ベース部材とウエハの間の放電を防止するために、温度調整用ベース部材を厚さ方向に貫通するように設けられた孔内に接着剤を介してセラミックスからなり、冷却ガス導入孔を有する碍子が接合されている。このように温度調整用ベース部材内に碍子を設けることにより、温度調整用ベース部材を絶縁している（例えば、特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第４０９５８４２号公報
【特許文献2】特許第４４１３６６７号公報
【特許文献3】登録実用新案第３１５４６９２号公報
【特許文献4】特許第５８２９５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
半導体デバイスの構造や材料の進化に伴って、ウエハの処理条件も変化しているため、静電チャック装置の使用温度範囲も広範囲になる傾向にある。温度調整用ベース部材と静電チャック部材は、熱膨張係数の差が大きいため、静電チャック装置の温度変化によって、温度調整用ベース部材と静電チャック部材には、熱膨張の差に起因するせん断変位やせん断応力が発生する。静電チャック装置の使用温度範囲がさらに拡がると、上記のせん断変位やせん断応力が増大して、温度調整用ベース部材と静電チャック部材を接合する接合層が破断することがあった。
【0006】
また、静電チャック装置では、温度調整用ベース部材の直上と碍子の直上とでは、静電チャック部材と温度調整用ベース部材の間の熱抵抗が異なる。外部から与えられる熱量が同じであれば、静電チャック部材と温度調整用ベース部材の温度差は、静電チャック部材と温度調整用ベース部材の間の熱抵抗に比例する。そのため、碍子の直上におけるウエハ等の板状試料の温度と碍子の直上以外の領域における板状試料の温度とは差が生じるという課題があった。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、温度調整用ベース部材と静電チャック部材に、それらの熱膨張の差に起因するせん断変位やせん断応力が発生することを抑制し、かつ静電チャック部材上に固定された板状試料の温度を均一にすることが可能な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】
【0008】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、セラミックスからなる静電チャック部材と、金属からなる温度調整用ベース部材とを、接合層を介して接合してなる静電チャック装置であって、前記静電チャック部材、前記温度調整用ベース部材および前記接合層に、その厚さ方向に貫通する冷却ガス導入孔が設けられ、前記温度調整用ベース部材を厚さ方向に貫通する収容孔内に、前記接合層を介してセラミックスからなる碍子が接合され、前記温度調整用ベース部材における前記冷却ガス導入孔は、前記収容孔内に配置された前記碍子を厚さ方向に貫通する貫通孔であり、前記碍子の前記静電チャック部材側の端面が、前記収容孔内にあり、前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さが０．０５ｍｍ以上かつ０．２０ｍｍ以下であり、前記碍子と前記静電チャック部材の間における前記接合層の前記収容孔内にある部分の厚さが０．０ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下である静電チャック装置を提供する。
【0009】
本発明の一態様においては、前記収容孔内において、前記碍子と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さが０．００ｍｍ超かつ０．０５ｍｍ以下であってもよい。
【0010】
本発明の一態様においては、前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層は、硬化後のヤング率が８ＭＰａ以下の高分子材料から構成されていてもよい。
【0011】
本発明の一態様においては、前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さは、前記碍子と前記静電チャック部材の間における前記接合層の前記収容孔内にある部分の厚さ以上、かつ、前記収容孔内において、前記碍子と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の厚さより大きくてもよい。
【0012】
本発明の一態様においては、前記碍子と前記静電チャック部材の間における前記接合層は、フィラーを含有するシリコーン系樹脂組成物から構成されていてもよい。
【0013】
本発明の一態様においては、前記静電チャック部材と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層は、シリコーン樹脂およびフィラーを含有するシリコーン系樹脂組成物から構成されていてもよい。
【0014】
本発明の一態様においては、前記碍子と前記温度調整用ベース部材の間における前記接合層の前記収容孔内にある部分は、シリコーン樹脂のみからなる層を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、温度調整用ベース部材と静電チャック部材に、それらの熱膨張の差に起因するせん断変位やせん断応力が発生することを抑制し、かつ静電チャック部材上に固定された板状試料の温度を均一にすることが可能な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】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態の静電チャック装置の接合層を示す横断面図である。
【図3】本発明の一実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。
【図4】実施例および比較例において、静電チャック装置の均熱性の評価方法を示す模式図である。
【図5】実施例および比較例において、静電チャック装置の温度サイクル試験の方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の静電チャック装置の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【0018】
＜静電チャック装置＞以下、図１〜図３を参照しながら、本実施形態に係る静電チャック装置について説明する。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率等は適宜異ならせてある。
【0019】
図１は、本発明の一実施形態の静電チャック装置を示す断面図である。図１に示すように、静電チャック装置１は、円板状の静電チャック部材２と、静電チャック部材２を所望の温度に調整する円板状の温度調節用ベース部材３と、これら静電チャック部材２および温度調整用ベース部材３を接合・一体化する接合層４と、を有している。以下の説明においては、載置板１１の載置面１１ａ側を「上」、温度調整用ベース部材３側を「下」として記載し、各構成の相対位置を表すことがある。
【0020】
［静電チャック部材］静電チャック部材２は、上面が半導体ウエハ等の板状試料を載置する載置面１１ａとされたセラミックスからなる載置板１１と、載置板１１の載置面１１ａとは反対の面側に設けられた支持板１２と、これら載置板１１と支持板１２との間に挟持された静電吸着用電極１３と、載置板１１と支持板１２とに挟持され静電吸着用電極１３の周囲を囲む環状の絶縁材１４と、静電吸着用電極１３に接するように支持板１２の固定孔１５内に設けられた給電端子１６と、を有している。
【0021】
これら載置板１１、支持板１２および静電吸着用電極１３には、その厚さ方向に貫通する冷却ガス導入孔１７が中心軸に対して回転対称となる位置に計４個形成されている。
【0022】
［載置板］載置板１１の載置面１１ａには、半導体ウエハ等の板状試料を支持するための多数の突起が立設され（図示略）ている。さらに、載置板１１の載置面１１ａの周縁部には、ヘリウム（Ｈｅ）等の冷却ガスが漏れないように、高さが上記の突起と同じ高さの周縁壁が形成され（図示省略）ている。この周縁壁の内側は、板状試料を静電吸着する吸着領域とされている。上記の冷却ガス導入孔１７を介して、載置板１１の載置面１１ａと突起頂面に載置された板状試料との隙間に、冷却ガスが供給されるようになっている。
【0023】
載置板１１を構成するセラミックスとしては、誘電体材料であり、機械的な強度を有し、しかも腐食性ガスおよびそのプラズマに対する耐久性を有するものであれば特に制限されるものではない。このようなセラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）−炭化ケイ素（ＳｉＣ）複合焼結体等が好適に用いられる。
【0024】
載置板１１の厚さは、０．３ｍｍ以上かつ３．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。載置板１１の厚さが０．３ｍｍ以上であれば、耐電圧性に優れる。一方、載置板１１の厚さが３．０ｍｍ以下であれば、静電チャック部材２の静電吸着力が低下することがなく、載置板１１の載置面１１ａに載置される板状試料と温度調整用ベース部材３との間の熱伝導性が低下することもなく、処理中の板状試料の温度を好ましい一定の温度に保つことができる。
【0025】
［支持板］支持板１２は、載置板１１と静電吸着用電極１３を下側から支持している。
【0026】
支持板１２は、載置板１１を構成するセラミックスと同様の材料からなる。支持板１２の厚さは、０．３ｍｍ以上かつ３．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。支持板１２の厚さが０．３ｍｍ以上であれば、充分な耐電圧を確保することができる。一方、支持板１２の厚さが３．０ｍｍ以下であれば、静電チャック部材２の静電吸着力が低下することがなく、載置板１１の載置面１１ａに載置される板状試料と温度調整用ベース部材３との間の熱伝導性が低下することもなく、処理中の板状試料の温度を好ましい一定の温度に保つことができる。
【0027】
［静電吸着用電極］静電吸着用電極１３では、電圧を印加することにより、載置板１１の載置面１１ａに板状試料を保持する静電吸着力が生じる。
【0028】
静電吸着用電極１３を構成する材料としては、チタン、タングステン、モリブデン、白金等の高融点金属、グラファイト、カーボン等の炭素材料、炭化ケイ素、窒化チタン、炭化チタン等の導電性セラミックス等が好適に用いられる。これらの材料の熱膨張係数は、載置板１１の熱膨張係数に出来るだけ近似していることが望ましい。
【0029】
静電吸着用電極１３の厚さは、５μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上かつ１００μｍ以下であることがより好ましい。静電吸着用電極１３の厚さが５μｍ以上であれば、充分な導電性を確保することができる。一方、静電吸着用電極１３の厚さが２００μｍ以下でれば、載置板１１の載置面１１ａに載置される板状試料と温度調整用ベース部材３との間の熱伝導性が低下することがなく、処理中の板状試料の温度を望ましい一定の温度に保つことができる。また、プラズマ透過性が低下することがなく、安定にプラズマを発生させることができる。
【0030】
静電吸着用電極１３は、スパッタ法や蒸着法等の成膜法、あるいはスクリーン印刷法等の塗工法により容易に形成することができる。
【0031】
［絶縁材］絶縁材１４は、静電吸着用電極１３を囲繞して腐食性ガスおよびそのプラズマから静電吸着用電極１３を保護するためのものである。
絶縁材１４は、載置板１１および支持板１２と同一組成、または主成分が同一の絶縁性材料から構成されている。絶縁材１４により、載置板１１と支持板１２とが、静電吸着用電極１３を介して接合一体化されている。
【0032】
［給電端子］給電端子１６は、静電吸着用電極１３に電圧を印加するためのものである。
給電端子１６の数、形状等は、静電吸着用電極１３の形態、すなわち単極型か、双極型かにより決定される。
【0033】
給電端子１６の材料は、耐熱性に優れた導電性材料であれば特に制限されるものではない。給電端子１６の材料としては、熱膨張係数が静電吸着用電極１３および支持板１２の熱膨張係数に近似したものであることが好ましく、例えば、コバール合金、ニオブ（Ｎｂ）等の金属材料、各種の導電性セラミックスが好適に用いられる。
【0034】
［温度調整用ベース部材］温度調整用ベース部材３は、金属およびセラミックスの少なくとも一方からなる厚みのある円板状のものである。温度調整用ベース部材３の躯体は、プラズマ発生用内部電極を兼ねた構成とされている。温度調整用ベース部材３の躯体の内部には、水、Ｈｅガス、Ｎ２ガス等の冷却媒体を循環させる流路（図示略）が形成されている。また、温度調整用ベース部材３の躯体の内部には、静電チャック部材２と同様に、固定孔１５も形成されている。さらに、温度調整用ベース部材３の躯体の内部には、温度調整用ベース部材３を厚さ方向に貫通する収容孔１８が形成されている。
【0035】
温度調整用ベース部材３に設けられた収容孔１８内には、静電チャック部材２および温度調整用ベース部材３を接合・一体化する接合層４が延在し、その接合層４を介して、収容孔１８にセラミックスからなる碍子２１が接合・一体化されている。碍子２１には、碍子２１の中央部を、その厚さ方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。碍子２１に設けられた貫通孔２２は、静電チャック部材２および接合層４に設けられた冷却ガス導入孔１７と連通している。すなわち、温度調整用ベース部材３における冷却ガス導入孔１７は、収容孔１８内に配置された碍子２１を厚さ方向に貫通する貫通孔２２である。
【0036】
碍子２１の静電チャック部材側の端面（上面）２１ａは、収容孔１８内にある。すなわち、温度調整用ベース部材３の静電チャック部材２とは反対側の面（以下、「他方の面」と言う。）３ｂを基準として、碍子２１の上面２１ａは、温度調整用ベース部材３の一方の面３ａよりも下方に存在する。
【0037】
温度調整用ベース部材３の躯体は、外部の高周波電源３１に接続されている。また、温度調整用ベース部材３の固定孔１５内には、その外周が絶縁材料３２により囲繞された給電端子１６が、絶縁材料３２を介して固定されている。給電端子１６は、外部の直流電源３３に接続されている。
【0038】
温度調整用ベース部材３を構成する材料は、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、またはこれらの金属を含む複合材であれば特に制限されるものではない。温度調整用ベース部材３を構成する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が好適に用いられる。温度調整用ベース部材３における少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理またはポリイミド系樹脂による樹脂コーティングが施されていることが好ましい。また、温度調整用ベース部材３の全面が、前記のアルマイト処理または樹脂コーティングが施されていることがより好ましい。
【0039】
温度調整用ベース部材３にアルマイト処理または樹脂コーティングを施すことにより、温度調整用ベース部材３の耐プラズマ性が向上するとともに、異常放電が防止される。したがって、温度調整用ベース部材３の耐プラズマ安定性が向上し、また、温度調整用ベース部材３の表面傷の発生も防止することができる。
【0040】
碍子２１を構成する材料は、プラズマやラジカル（フリーラジカル）に対して耐久性を有するセラミックスが好ましく、このセラミックスとしては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、サイアロン、窒化ホウ素（ＢＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）から選択された１種からなるセラミックス、あるいは２種以上を含む複合セラミックス等が好適に用いられる。
【0041】
［接合層］接合層４は、図２に示すように、硬化体であるシリコーン系樹脂組成物と、フィラーとを含有する複合材料４１に、静電チャック部材２を平面視した場合に多角形状のセラミックスからなるスペーサ４２が複数個、同一平面内に略一定の密度で略規則的に配列されている。静電チャック部材２を平面視するとは、静電チャック部材２を載置板１１の載置面１１ａ側から視ることである。また、接合層４は、温度調整用ベース部材３に設けられた収容孔１８内に延在し、収容孔１８に碍子２１を接合・一体化している。さらに、接合層４の内部には、静電チャック部材２と同様に、固定孔１５および冷却ガス導入孔１７も形成されている。
【0042】
図２では、スペーサ４２が、最外周の同心円上に等間隔に８個、それよりも内側の同心円上に等間隔に８個、最内周の同心円上に等間隔に４個配置されている。これらのスペーサ４２は、直線状に並ばないように配置されている。
【0043】
静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ１は、０．０５ｍｍ超かつ０．２０ｍｍ以下であり、０．１０ｍｍ以上かつ０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ１が０．０５ｍｍ以下では、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間の熱膨張率の差によるせん断歪を充分に緩和できず、静電チャック部材が破壊する場合がある。一方、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ１が０．２０ｍｍを超えると、接合層の熱抵抗が大きくなり、載置面１１ａ上の板状試料を充分に冷却できない。
【0044】
碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２が０．０ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下であり、０．０ｍｍ以上かつ０．1ｍｍ以下であることが好ましい。碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２が０．０ｍｍ未満である場合、碍子２１の端面２１ａが温度調整用ベース部材３の一方の面３ａより上方となるため、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の熱膨張差に起因するせん断応力が碍子端面２１ａ近傍の接合層４に集中し、接合層４に亀裂がはいる懸念がある。一方、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２が０．２ｍｍを超えると、接合層の熱抵抗が大きくなりすぎ、板状試料中の碍子直上部の温度が高くなり、温度の均一性が損なわれる。
【0045】
収容孔１８内において、碍子２１と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ３が０．００ｍｍ超かつ０．０５ｍｍ以下であることが好ましい。碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の厚さｔ３が０．００ｍｍであれば、接合層の熱抵抗が小さくなりすぎ、碍子直上の板状試料の温度が低下する。一方、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の厚さｔ３が０．０５ｍｍ超であれば、接合層の熱抵抗が大きくなり過ぎて、板状試料中の碍子直上部の温度が高くなり、温度の均一性が損なわれる。
【0046】
静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ１は、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２以上、かつ、収容孔１８内において、碍子２１と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ３より大きいことが好ましい。静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ１を、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２以上にすることにより、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間の熱膨張率の差によるせん断歪みを充分に緩和することができる。また、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ１を、収容孔１８内において、碍子２１と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ３より大きくすることにより、接合層４の熱抵抗が大きくなり過ぎることがなく、載置面１１ａ上の板状試料中の碍子２１の直上部の温度が高くなり過ぎることもなく、温度の均一性が保たれる。
【0047】
スペーサ４２は、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３とを一定の厚さで接合するためのものである。スペーサ３２の材料としては、高い誘電体損失（ｔａｎδ）を有しない材料、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、ジルコニア（ＺｒＯ２）等の焼結体が好適に用いられる。なお、炭化ケイ素（ＳｉＣ）焼結体、アルミニウム（Ａｌ）等の金属板、フェライト（Ｆｅ２Ｏ３）等の磁性材料といった高い誘電体損失を有する材料は放電の原因となるので好ましくない。
【0048】
以下、接合層４について、詳細に説明する。静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４は、硬化後のヤング率が８ＭＰａ以下の高分子材料からなることが好ましく、６ＭＰａ以下の高分子材料からなることがより好ましい。
接合層４は、硬化後のヤング率が８ＭＰａ以下の高分子材料から構成されることにより、接合層４の熱抵抗が大きくなり過ぎることがなく、載置面１１ａ上の板状試料中の碍子２１の直上部の温度が高くなり過ぎることもなく、温度の均一性が保たれる。
【0049】
接合層４を構成する高分子材料の硬化後のヤング率の測定方法は、ＤＭＡ法により測定する。ここで、「ＤＭＡ」とは、動的粘弾性分析をいい、例えば、ＪＩＳ Ｃ ６４８１に規定される分析方法である。測定条件は、各測定温度条件にて、スパン４０ｍｍにて試験片の長手方向に１０ｇの引張加重を加えた状態から，振幅１６μｍ、周波数１１Ｈｚで長手方向に正弦波をかけて貯蔵弾性率を求め、その値をヤング率とする。
【0050】
硬化後のヤング率が８ＭＰａ以下高分子材料としては、シリコーン系樹脂組成物が好ましい。シリコーン系樹脂組成物としては、公知文献（特開平４−２８７３４４号公報）に記載されているシリコーン樹脂含む。シリコーン系樹脂組成物は、シリコーン樹脂およびフィラーを含有していてもよい。
【0051】
図３に示すように、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４（４Ａ）は、フィラーを含有するシリコーン系樹脂組成物からなることが好ましい。これにより、接合層４Ａの熱抵抗が大きくなり過ぎることがなく、載置面１１ａ上の板状試料中の碍子２１の直上部の温度が高くなり過ぎることもなく、温度の均一性が保たれる。
【0052】
また、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４（４Ｂ）は、シリコーン樹脂およびフィラーを含有するシリコーン系樹脂組成物からなることが好ましい。これにより、接合層４（４Ｂ）の熱抵抗が大きくなり過ぎることがなく、載置面１１ａ上の板状試料中の碍子２１の直上部の温度が高くなり過ぎることもなく、温度の均一性が保たれる。
【0053】
また、碍子２１と静電チャック部材２温度調整用ベース部材３の間における接合層４の収容孔１８内にある部分４Ｃ（４）は、シリコーン樹脂のみからなる層を含むことが好ましい。これにより、収容孔１８に対して、接合層４Ｃ（４）を介して、碍子２１を強固に固定することができる。さらに、接合層４Ｃ（４）に含まれるシリコーン樹脂のみからなる層は、碍子２１と接していることが好ましい。これにより、収容孔１８に対して、接合層４Ｃ（４）を介して、碍子２１をより強固に固定することができる。
【0054】
このシリコーン樹脂は、耐熱性、弾性に優れた樹脂であり、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するケイ素化合物重合体である。このシリコーン樹脂は、例えば、下記の化学式（１）、化学式（２）で表すことができる。
【0055】
【化1】
【0056】
【化2】
【0057】
このようなシリコーン樹脂としては、特に、熱硬化温度が７０℃以上かつ１４０℃以下のシリコーン樹脂を用いることが好ましい。シリコーン樹脂の熱硬化温度が７０℃以上であれば、静電チャック部材２の支持板１２と温度調整用ベース部材３とを接合する際に、接合過程の途中でシリコーン樹脂の硬化が始まることがなく、接合作業に支障を来すことがない。一方、シリコーン樹脂の熱硬化温度が１４０℃以下であれば、支持板１２と温度調整用ベース部材３との熱膨張差を吸収することができるため、載置板１１の載置面１１ａの平坦度が低下することがない。また、支持板１２と温度調整用ベース部材３との間の接合力が低下することがなく、これらの間で剥離が生じることもない。
【0058】
シリコーン樹脂としては、硬化後のヤング率が８ＭＰａ以下のものを用いることが好ましい。硬化後のヤング率が８ＭＰａ以下であれば、接合層４に昇温、降温の熱サイクルが負荷された際にも支持板１２と温度調整用ベース部材３との熱膨張差を吸収することができるため、接合層４の耐久性が低下することを防止できる。
【0059】
フィラーとしては、高熱伝導性の材料であれば特に制限されるものではない。高熱伝導性のフィラーとしては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス粉末や、アルミニウム（Ａｌ）等の金属粉末が挙げられる。フィラーとしては、熱伝導性に優れている点から、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）粒子が好ましい。
【0060】
また、表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子は、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ているため、表面被覆が施されていない単なる窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子と比較して、優れた耐水性を有している。したがって、シリコーン系樹脂組成物を主成分とする接合層４の耐久性を確保することができ、よって静電チャック装置１の耐久性を飛躍的に向上させることができる。
【0061】
表面被覆が施されていない窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子は、下記の化学反応式（３）で示されるように、例えば、大気中の水により加水分解されて水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）とアンモニア（ＮＨ３）を生成する。この水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）により、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の熱伝導性が低下する。ＡｌＮ＋３Ｈ２Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）３＋ＮＨ３ （３）
【0062】
一方、表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の表面が、優れた耐水性を有する酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる被覆層により被覆されているため、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が大気中の水により加水分解されることがなく、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の熱伝導性が低下することもない。したがって、接合層４の耐久性が向上し、また、半導体ウエハ等の板状試料への汚染源となることもない。
【0063】
表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子は、被覆層中のケイ素（Ｓｉ）とシリコーン系樹脂組成物とにより強固な結合状態を得ることが可能であるから、接合層４の伸び性を向上させることが可能である。これにより、静電チャック部材２の支持板１２の熱膨張率と温度調整用ベース部材３の熱膨張率との差に起因する熱応力を緩和することができ、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３とを精度よく、強固に接合することができる。また、使用時の熱サイクル負荷に対する耐性が充分なものとなり、静電チャック装置の耐久性が向上する。
【0064】
この表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の被覆層の厚さは０．００５μｍ以上かつ０．０５μｍ以下であることが好ましく、０．００５μｍ以上かつ０．０３μｍ以下であることがより好ましい。被覆層の厚さが０．００５μｍ以上であれば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の耐水性（耐湿性）を充分に発現することができる。一方、被覆層の厚さが０．０５μｍ以下であれば、表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の熱伝導性が低下することがなく、ひいては載置板１１の載置面１１ａに載置される板状試料と温度調整用ベース部材３との間の熱伝導性が低下することがない。したがって、処理中の板状試料の温度を好ましい一定の温度に保つことができる。
【0065】
この表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の平均粒径は、１μｍ以上かつ２０μｍ以下であることが好ましい。この表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の平均粒径が１μｍを下回ると、粒子同士の接触が不充分となり、結果的に熱伝導率が劣化する虞があり、また、粒径が細か過ぎると取扱等の作業性の低下を招くこととなり好ましくない。一方、平均粒径が２０μｍを越えると、局所的に見た場合、接合層４内におけるシリコーン系樹脂組成物の占める割合が減少し、接合層４の伸び性、接着強度の低下を招くことがあり、また、その場合、粒子の脱離が発生し易くなり、接合層４に空孔（ポア）が生じることとなり、結果的に熱伝導性、伸び性、接着強度の劣化を招くので好ましくない。
【0066】
この接合層４における表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の含有量は、２０ｖｏｌ％以上かつ４０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。この表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子の含有量が２０ｖｏｌ％を下回ると，接合層４の熱伝導性が低下し、ひいては載置板１１の載置面１１ａに載置される板状試料と温度調整用ベース部材３との間の熱伝導性が低下し、処理中の板状試料の温度を好ましい一定の温度に保つことが困難なものとなるからであり、一方、含有量が４０ｖｏｌ％を越えると、接合層４の伸び性が低下して熱応力緩和が不充分となり、載置板１１の載置面１１ａの平坦度、平行度が劣化するのみならず、支持板１２と温度調整用ベース部材３との間の接合力が低下し、両者間で剥離が生じる虞があるからである。
【0067】
この接合層４の厚みは、５０μｍ以上かつ１８０μｍ以下であることが好ましい。この接合層４の厚みが５０μｍを下回ると、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３との間の熱伝導性は良好となるものの、熱応力緩和が不充分となるからであり、一方、接合層４の厚みが１８０μｍを超えると、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３との間の熱伝導性を充分確保することができず、またプラズマ透過性も低下するからである。
【0068】
本実施形態の静電チャック装置１によれば、碍子２１の上面２１ａが収容孔１８内にあり、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ１が０．０５ｍｍ以上かつ０．２０ｍｍ以下、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２が０．０ｍｍ超かつ０．２ｍｍ以下であるため、温度調整用ベース部材３と静電チャック部材２に、それらの熱膨張の差に起因するせん断変位やせん断応力が発生することを抑制することができる。
【0069】
以下、本実施形態の静電チャック装置１の製造方法を、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３との接合方法に重点をおいて説明する。
【0070】
まず、公知の方法により、静電チャック部材２と、温度調整用ベース部材３とを作製する。
【0071】
次いで、碍子２１の側面に、シリコーン樹脂およびフィラーを含有するシリコーン系樹脂組成物の少なくとも一方を塗布し、碍子２１の上面２１ａにフィラー入りシリコーン系樹脂組成物を塗布する。その後、温度調整用ベース部材３の収容孔１８に、碍子２１を挿入する。この際、収容孔１８内において、碍子２１と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ３が所望の寸法となるように、碍子２１の外径と収容孔１８の内径の寸法を設定する。
【0072】
碍子２１の挿入においては、碍子２１の端面（上面）２１ａが、温度調整用ベース部材３の一方の面３ａより下方で、かつ碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分４Ａ（接合層４Ａ）の厚さｔ２が所望の厚みとなるように位置決めする。位置決めは、温度調整用ベース部材３の他方の面３ｂを基準とした冶具を用いたり、碍子２１、温度調整用ベース部材３の収容孔１８を段付きとして突き当てたりする等の方法で行う。
【0073】
さらに、収容孔１８への碍子２１の挿入を真空中で行うことで、空気の巻き込みを防ぎ、気泡による耐電圧の低下や、熱伝達が不均一になることを抑制できる。
【0074】
その後、シリコーン系樹脂組成物を硬化させる。硬化条件は、シリコーン系樹脂の最適硬化条件に従えばよい。
【0075】
一方、シリコーン系樹脂組成物と、フィラーとを、所定の比率で混合し、この混合物に攪拌脱泡処理を施し、シリコーン系樹脂組成物とフィラーとの混合物を調製する。この場合、シリコーン系樹脂組成物の粘度が塗布に適する範囲内、例えば、５０Ｐａ・ｓ以上かつ３００Ｐａ・ｓ以下となるように、混合物に、トルエン、キシレン等の有機溶剤を加えてもよい。
【0076】
次いで、温度調整用ベース部材３の接合面を、例えば、アセトンを用いて脱脂、洗浄し、この接合面上に、幅１ｍｍ、長さ１ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのセラミックス製のスペーサ４１を、常温硬化型シリコーン接着剤を用いて接着する。
【0077】
スペーサ４１は、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３とを一定の間隔をおいて接合するためのものである。スペーサ３１の個数、配置する位置は適宜でよい。例えば、直径２９８ｍｍの静電チャック部材２と直径２９８ｍｍの温度調整用ベース部材３とを接合する場合には、温度調整用ベース部材３上に最外周の同心円上に８個、さらに適度に中心方向に寄った同心円上に８個、さらに中心方向に寄った同心円上に８個配置する。これらのスペーサ４１は、直線状に並ばないように配置する。さらに、中心方向の同心円上に４個、最内周の同心円上に４個配置する。
【0078】
次いで、常温に所定時間放置して、常温硬化型シリコーン接着剤を充分に硬化させた後、スペーサ４１の上に、接合層４を形成するシリコーン系樹脂組成物を塗布する。シリコーン系樹脂組成物の塗布量は、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３とを一定の間隔を置いて接合するため所定の範囲内にする。例えば、直径２９８ｍｍの静電チャック部材２と直径２９８ｍｍの温度調整用ベース部材３とを接合する場合には、温度調整用ベース部材３の接合面に２０ｇ〜２２ｇ、静電チャック部材２の接合面に１５ｇ〜１７ｇ、それぞれ塗布する。
【0079】
このシリコーン系樹脂組成物の塗布方法としては、ヘラ等を用いて手動で塗布する他、バーコート法、スクリーン印刷法等を用いることができる。
【0080】
塗布後、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３とをシリコーン系樹脂組成物を介して重ね合わせ、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３との間隔がスペーサ４１の厚さになるまで、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の積層体を押し潰して、余分なシリコーン系樹脂組成物を押し出して、除去する。押し潰す際の温度は、シリコーン系樹脂組成物の流動性が最も高くなる温度が好ましい。
【0081】
また、シリコーン系樹脂組成物中の気泡を除去するために、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３とを重ね合わせた後に真空脱泡処理を施すことも、強固かつ均一な組織を有する接合層４を得る上で有効である。
【0082】
その後、シリコーン系樹脂組成物を硬化させる。硬化条件は、用いるシリコーン系樹脂の最適硬化条件に従えばよく、また、硬化時に加圧してもよい。
【0083】
このようにして静電チャック部材２の支持板１２と温度調整用プレート部材３とを接合し、支持板１２と温度調整用プレート部材３の間に形成された接合層４の熱伝導率の平均値は０．３５Ｗ／ｍＫ以上であり、熱伝導性に優れている。
【0084】
なお、本実施形態に係る板状試料としては、半導体ウエハに限るものではなく、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイ等の平板型ディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板等であってもよい。また、その基板の形状や大きさに合わせて本実施形態の静電チャック装置を設計すればよい。
【実施例】
【0085】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0086】
［実施例１］（静電チャック装置の作製）
「静電チャック部材の形成」
載置板１１および、中央に給電端子１６を有する支持板１２を、接合一体化することにより、静電チャック部材２を得た。
具体的には、内部に絶縁材１４により周囲を絶縁され、厚さ１５μｍの静電吸着用電極１３が埋設された、図１に示す載置板１１と支持板１２を有する静電チャック部材２を作製した。
この静電チャック部材２の載置板１１は、炭化ケイ素を８質量％含有する酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、直径は３１０ｍｍ、厚みは３ｍｍの円板状であった。
【0087】
また、支持板１２も載置板１１と同様、炭化ケイ素を８質量％含有する酸化アルミニウム−炭化ケイ素複合焼結体であり、直径は３１０ｍｍ、厚さは５．０ｍｍの円板状であった。
【0088】
この接合体（静電チャック部材２）に機械加工を施し、直径２９８ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの円盤形とした。その後、この載置板１１の静電吸着面を、高さが５０μｍの多数の突起部を形成することで、凹凸面とし、これらの突起部の頂面を板状試料Ｗの保持面とした。接合体は、この形状により、凹部（吸着面の突起部以外の箇所）と静電吸着された板状試料Ｗとの間に形成される溝に冷却ガスを流すことができるように形成された。
【0089】
「温度調整用ベース部材の形成」直径３５０ｍｍ、高さ３０ｍｍの円盤状のアルミニウム製の温度調整用ベース部材３を、機械加工により作製した。この温度調整用ベース部材３の内部には冷媒を循環させる流路３４を形成した。冷却ガス導入箇所の碍子の収容孔１８を複数形成した。収容孔１８の内径を直径５.０ｍｍとした。
収容孔１８の温度調整用ベース部材３の一方の面３ａ側には、Ｃ０．０５ｍｍの面取りを施した。
【0090】
「シリコーン系樹脂組成物の作製」シリコーン樹脂（商品名：ＴＳＥ３２２１、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）に、表面が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）により被覆された表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末（商品名：ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ、東洋アルミニウム株式会社製）を、上記のシリコーン樹脂および表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末の体積の合計量に対して３５ｖｏｌ％となるように混合し、この混合物に攪拌脱泡処理を施し、シリコーン系樹脂組成物を得た。このシリコーン系樹脂組成物の熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫであった。
【0091】
「碍子の形成」酸化アルミニウム焼結体を管状に加工し、碍子２１を形成した。この際、碍子２１の外径を直径４．９ｍｍ、内径を直径２．０ｍｍ、全長を２９．９５ｍｍとした。
【0092】
「碍子の接合」次いで、前記碍子２１の側面に常温硬化型シリコーン接着剤 信越シリコーンＫＥ４８９５Ｔ（信越化学工業株式会社製）を塗布し、碍子２１の上面２１ａにフィラー入りシリコーン系樹脂組成物を塗布した。シリコーン系樹脂組成物としては、上述のようにして作製したものを用いた。その後、温度調整用ベース部材３の冷却ガス導入箇所の碍子の収容孔１８に、碍子２１を挿入した。その際、碍子２１の下端部２１ｂと温度調整用ベース部材３の他方の端面３ｂが同一高さとなるように位置決め固定した。その結果、碍子２１の上端部２１ａは、収容孔１８内にあり、温度調整用ベース部材３の一方の面３ａとの段差が０．０５ｍｍとなった。
【0093】
「スペーサの形成」幅１ｍｍ、長さ１ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの角形状のスペーサ４２を、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）焼結体にて作製した。
【0094】
「スペーサの配置」前述のスペーサ４２を常温硬化型シリコーン接着剤（商品名：信越シリコーンＫＥ４８９５Ｔ、信越化学工業株式会社製）で温度調整用ベース部材３上の所定の位置に接着し、スペーサ４２を固定した。
【0095】
「接合層の形成」次いで、静電チャック部材２上に、スクリーン印刷法により上記のシリコーン系樹脂組成物を塗布した。
【0096】
「静電チャック部材とベース部材の積層」その後、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３とを、前記シリコーン系樹脂組成物を介して重ね合わせた。
次いで、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の間隔がスペーサ４２の厚さになるまで適度な圧力を加えて落し込み、押し出された余分の接着剤を除去し、硬化した。その結果、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間における接合層厚さｔ１は、０．１ｍｍとなった。
また、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２は、０．０５ｍｍとなった。
【0097】
（均熱性評価）図５に示すような温度評価用基板５、および赤外線ヒータ付きの真空チャンバー６を用い、静電チャック装置１の均熱性を評価した。
【0098】
温度評価用基板５は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）ウエハ５１に熱電対５２を取り付けたもので、熱電対５２を取り付けた位置の基板温度を測定できる。熱電対５２の取り付け位置は、碍子２１の中心直上と、碍子２１の中心から２０ｍｍ離れた箇所としている。
【0099】
温度評価用基板５は、赤外線ヒータ付きの真空チャンバー６に取り付けられた静電チャック装置１の静電チャック部材２を構成する載置板１１の載置面１１ａに静電吸着される。真空チャンバー６内において、温度評価用基板５に対向して赤外線ヒータ６１が配置され、その赤外線ヒータ６１により温度評価用基板５を加熱する構造となっている。また、熱電対５２で、ＳｉＣウエハ５１の温度を測定する。静電チャック装置１の温度調整用ベース部材３は、冷媒６２によって冷却される。
【0100】
測定の手順は、真空ポンプ６３で、真空チャンバー６内を０．１Ｐａ以下に真空引きし、２０℃の冷媒６２を温度調整用ベース部材３に流した状態で、赤外線ヒータ６１によって所定の入熱量となるように温度評価用基板５を加熱し、熱電対５２の位置のＳｉＣウエハ５１の温度を測定した。結果を表１に示す。表１の結果から、温度評価用基板５の碍子２１の直上と碍子２１の直上から２０ｍｍ離れた箇所の温度差が０．７℃であり、温度が均一であることが分かった。
【0101】
（温度サイクル試験）次いで、静電チャック装置１を恒温槽に設置し、−２０℃から１３０℃の間で温度を昇降させる温度サイクル試験を実施し、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の熱膨張差に起因する変位を接合層４に繰り返し与えた。
【0102】
温度サイクル試験前後で、図６に示すような方法で接合層４の耐電圧試験を実施した。直流電源７１に接続された電極ピン７２を、静電チャック装置１の冷却ガス導入孔１７に挿入し、温度調整用ベース部材３を接地した状態で直流電源７１により、静電チャック装置１に電圧を印加した。温度調整用ベース部材３とグランド間に接続された電流計７３によって、電極ピン７２と温度調整用ベース部材３間の漏れ電流を測定し、耐電圧を調べた。
結果を表２に示す。温度サイクル試験後も耐電圧が１０ｋＶ以上あることが分かった。
【0103】
［実施例２］実施例１と同様にして、静電チャック部材２、温度調整用ベース部材３を作製した。
【0104】
「碍子の形成」酸化アルミニウム焼結体を管状に加工し、碍子２１を形成した。この際、碍子２１の外径を直径４．９ｍｍ、全長を３０．００ｍｍとした。
【0105】
「碍子の接合」実施例１と同様の方法で、温度調整用ベース部材３と碍子２１を接合した。その結果、碍子２１の上端部２１ａは、収容孔１８内にあり、温度調整用ベース部材３の一方の面３ａとの段差が０．０ｍｍとなった。
【0106】
「スペーサの形成」幅１ｍｍ、長さ１ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの角形状のスペーサ４２を、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）焼結体にて作製した。
【0107】
実施例１と同様にして、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３を積層した。その結果、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間の接合層４の厚さｔ１は、０．０５ｍｍとなった。また、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２は、０．０ｍｍとなった。
【0108】
（評価）実施例１と同様にして、静電チャック装置１の均熱性を評価した。結果を表１に示す。表１の結果から、温度評価用基板５の碍子２１の直上と碍子２１の直上から２０ｍｍ離れた箇所の温度差が０．５℃であり、温度が均一であることが分かった。
次いで、実施例１と同様にして、静電チャック装置１の温度サイクル試験を実施した。結果を表２に示す。温度サイクル試験後も耐電圧が１０ｋＶ以上あることが分かった。
【0109】
［実施例３］スペーサ４２の厚さを０．２ｍｍ、碍子２１の外径を４．９８ｍｍ、全長を２９．８０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、静電チャック装置１を作製した。静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間の接合層厚さｔ１は、０．２ｍｍ、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２は、０．２０ｍｍ、碍子２１と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ３は、０．０１ｍｍとなった。
【0110】
（評価）実施例１と同様にして、静電チャック装置１の均熱性を評価した。結果を表１に示す。表１の結果から、温度評価用基板５の碍子２１の直上と碍子２１の直上から２０ｍｍ離れた箇所の温度差が０．９℃であり、温度が均一であることが分かった。
次いで、実施例１と同様にして、静電チャック装置１の温度サイクル試験を実施した。結果を表２に示す。温度サイクル試験後も耐電圧が１０ｋＶ以上あることが分かった。
【0111】
［比較例１］碍子２１の長さを３０．０５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、静電チャック装置１を作製した。静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間の接合層厚さｔ１は、０．１ｍｍ、碍子２１の上端部２１ａは、収容孔１８から飛び出し、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２は、−０．０５ｍｍ、碍子２１と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ３は、０．０５ｍｍとなった。
【0112】
（評価）実施例１と同様にして、静電チャック装置１の均熱性を評価した。結果を表１に示す。表１の結果から、温度評価用基板５の碍子２１の直上と碍子２１の直上から２０ｍｍ離れた箇所の温度差が０．１℃であり、温度が均一であることが分かった。
次いで、実施例１と同様にして、静電チャック装置１の温度サイクル試験を実施した。結果を表２に示す。温度サイクル試験後の耐電圧測定では９ｋＶで放電し、静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の熱膨張差に起因する変位によって接合層４の耐電圧が低下したことが分かった。
【0113】
[比較例２]碍子２１の全長を２９．７０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、静電チャック装置１を作製した。静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間の接合層厚さｔ１は、０．１ｍｍ、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２は、０．１０ｍｍ、碍子２１と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ３は、０．０５ｍｍとなった。
【0114】
（評価）実施例１と同様にして、静電チャック装置１の均熱性を評価した。結果を表１に示す。表１の結果から、温度評価用基板５の碍子２１の直上と碍子２１の直上から２０ｍｍ離れた箇所の温度差が１．６℃であり、碍子２１の直上の温度が高く、不均一であることが分かった。
次いで、実施例１と同様にして、静電チャック装置１の温度サイクル試験を実施した。結果を表２に示す。温度サイクル試験後も耐電圧が１０ｋＶ以上あることが分かった。
【0115】
[比較例３]スペーサ４２の厚さを０．３ｍｍ、碍子２１の全長を２９．８０ｍｍ、外径を４．８６ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、静電チャック装置１を作製した。静電チャック部材２と温度調整用ベース部材３の間の接合層厚さｔ１は、０．３ｍｍ、碍子２１と静電チャック部材２の間における接合層４の収容孔１８内にある部分の厚さｔ２は、０．２０ｍｍ、碍子２１と温度調整用ベース部材３の間における接合層４の厚さｔ３は、０．０７ｍｍとなった。
【0116】
（評価）実施例１と同様にして、静電チャック装置１の均熱性を評価した。結果を表１に示す。表１の結果から、温度評価用基板５の碍子２１の直上と碍子２１の直上から２０ｍｍ離れた箇所の温度差が１．４℃であり、碍子２１の直上の温度が５１．３℃と高く、不均一であることが分かった。
次いで、実施例１と同様にして、静電チャック装置１の温度サイクル試験を実施した。結果を表２に示す。温度サイクル試験後も耐電圧が１０ｋＶ以上あることが分かった。
【0117】
【表1】
【0118】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0119】
本発明の静電チャック装置は、セラミックスからなる静電チャック部材と、金属および／またはセラミックスからなる温度調整用ベース部材とを、シリコーン系樹脂組成物と、表面が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）により被覆された表面被覆窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粒子とを含有する接合層により接合、一体化したものであるから、静電チャック装置以外の、セラミックスからなる部材と、金属およびセラミックスの少なくとも一方からなる部材との接合・一体化に対しても適用可能であり、その有用性は非常に大きいものである。
【符号の説明】
【0120】
１ 静電チャック装置２ 静電チャック部材
３ 温度調整用ベース部材
４ 接合層
１１ 載置板
１１ａ 載置面
１２ 支持板
１３ 静電吸着用電極
１４ 絶縁材
１５ 固定孔
１６ 給電端子
１７ 冷却ガス導入孔
１８ 収容孔
２１ 碍子
２２ 貫通孔
３１ 高周波電源
３２ 絶縁材料
３３ 直流電源
４１ 複合材料
４２ スペーサ