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JP5811513B2 - 静電チャック - Google Patents

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Description

本発明の態様は、静電チャックに関する。
エッチング、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)、スパッタリング、イオン注入、アッシング、露光、検査などを行う基板処理装置において、半導体ウェーハやガラス基板などの被吸着物（処理対象物）を吸着保持する手段として静電チャックが用いられている。
静電チャックは、アルミナ等のセラミック誘電体基板のあいだに電極を挟み込み、焼成することで作製される。静電チャックは、内蔵する電極に静電吸着用電力を印加し、シリコンウェーハ等の基板を静電力によって吸着するものである。
このような基板処理装置においては、高スループット化のために、プラズマプロセスの高出力化およびプラズマプロセスの高温化が進んでいる。高スループット化のためには、被吸着物の冷却機能が要点の１つとなる。また、高スループット化を実現することは、基板処理装置に入力される熱量の増加につながる。そのため、静電チャックに使用可能な部材の材料は、高耐熱性の材料に限定される。
例えば、セラミック誘電体基板と、セラミック誘電体基板を支持する金属プレートと、を接合する接着剤には、高温時におけるセラミックと金属との接合強度、セラミックから金属への熱伝達性、熱膨張の差によるせん断応力に対応可能な柔軟性、および電気絶縁性などが求められる。比較的高い熱伝導率の接着剤や、比較的優れた耐熱性および耐プラズマ性を有する接着剤がある一方で、セラミックや金属などと比較すると、プラズマプロセスにおける接着剤の耐プラズマ性が、静電チャックに用いられる部材の中で最も低い。そのため、接着剤の寿命が静電チャックの寿命となっている。
接着剤がエッチングなどのプロセスでダメージを受けると、熱伝導を向上させるセラミックフィラー成分や、ガス化できなかったエラストマー成分が、パーティクル源となることがある。また、接着剤がダメージを受けると接着剤の熱伝導率が低下し、熱伝導の機能および被吸着物の温度を均一に保持する機能を果たさなくなることがある。そこで、接着剤が受けるダメージを低減することができる静電チャックが望まれている。
特開２００４−３１６６５号公報 実用新案登録第３１５４６２９号公報
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、接着剤のプラズマ耐久性にかかわらず、プラズマにより接着剤が受けるダメージを低減することができる、さらに接着剤がダメージを受けてもパーティクルの飛散を低減することができる静電チャックを提供することを目的とする。
第１の発明は、吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ樹脂材料を含む接合層と、を備え、前記接合層は、前記第２主面における前記貫通孔の開口部と、前記ガス導入路と、の間に設けられ前記開口部よりも水平方向に大きい空間を有し、前記空間の側の前記接合層の端面が前記第２主面と交わる第１の領域は、前記第１の領域とは異なる前記端面の他の第２の領域よりも前記開口部から後退し、前記第２主面の法線に対して垂直方向にみたときの前記第１の領域では、前記第２主面と前記端面とのなす角度は、前記第２主面に向かうと大きくなることを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
第２の発明は、第１の発明において、前記第２主面から前記法線の方向に遠ざかると前記第２主面と前記端面とのなす角度が小さくなる第３の領域が、設けられたことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
第３の発明は、第１または２の発明において、前記接合層は、前記第２主面と前記ベースプレートとを接合する接合部と、前記端面を有し前記空間を形成する端部と、を有し、前記接合部の材料は、前記端部の材料とは異なることを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、端部が熱伝導率を向上させるフィラーを含まないようにし、パーティクルの発生を低減することができる。また、接合部としてシリコーン接着剤を用いる場合には、シリコーン接着剤よりも耐プラズマ性に優れた材料を端部に用いることができる。
第４の発明は、第１または２の発明において、前記接合層は、前記第２主面と前記ベースプレートとを接合する接合部と、前記端面を有し前記空間を形成する端部と、を有し、前記接合部の材料は、前記端部の材料と同じであることを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接合部と端部との接着力をより高めることができる。
第５の発明は、吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ樹脂材料を含む接合層と、を備え、前記接合層は、前記第２主面における前記貫通孔の開口部と、前記ガス導入路と、の間に設けられ前記開口部よりも水平方向に大きい空間を有し、前記空間の側の前記接合層の端面が前記第２主面と交わる第１の領域は、前記第１の領域とは異なる前記端面の他の第２の領域よりも前記開口部から後退し、前記接合層は、前記第２主面と前記ベースプレートとを接合する接合部と、前記端面を有し前記空間を形成する端部と、を有し、前記接合部の材料は、前記端部の材料とは異なることを特徴とする静電チャック。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。また、この静電チャックによれば、端部が熱伝導率を向上させるフィラーを含まないようにし、パーティクルの発生を低減することができる。また、接合部としてシリコーン接着剤を用いる場合には、シリコーン接着剤よりも耐プラズマ性に優れた材料を端部に用いることができる。
第６の発明は、第３〜５のいずれか１つの発明において、前記接合部に用いる接着剤の熱伝導率は、０．１ワット／メートル・ケルビン以上であり、前記接合部に用いる接着剤の絶縁破壊強さは、１キロボルト／ミリメートル以上であり、前記接合部に用いる接着剤の耐熱温度は、４０℃以上であることを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、静電チャックが高温プロセスにおいて使用されても、良好な熱伝達を保ちつつ絶縁を保つことが可能な接着剤を使用することができる。また、セラミック誘電体基板の熱膨張とベースプレートの熱膨張との差を緩和可能な弾性を有することができる。
第７の発明は、第３〜６のいずれか１つの発明において、前記端部は、前記第２主面および前記ベースプレートのそれぞれと面で接触し、前記端部が前記第２主面および前記ベースプレートのそれぞれと接触した前記面の前記水平方向の長さは、前記接合層の厚さよりも長いことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、端部の代わりにＯリングが設けられた場合とは異なり、接合層の端部は、セラミック誘電体基板とベースプレートとの接合に寄与することができる。
第８の発明は、第７の発明において、前記第１の領域における前記端面の曲率は、前記第２の領域における前記端面の曲率よりも大きいことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、端部の代わりにＯリングが設けられた場合とは異なり、接合層の端部は、セラミック誘電体基板とベースプレートとの接合に寄与することができる。
第９の発明は、吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ樹脂材料を含む接合層と、を備え、前記接合層は、前記第２主面における前記貫通孔の開口部と、前記ガス導入路と、の間に設けられ前記開口部よりも水平方向に大きい空間を有し、前記空間の側の前記接合層の端面が前記第２主面と交わる第１の領域は、前記第１の領域とは異なる前記端面の他の第２の領域よりも前記開口部から後退し、前記接合層は、前記第２主面と前記ベースプレートとを接合する接合部と、前記端面を有し前記空間を形成する端部と、を有し、前記接合部の材料は、前記端部の材料と同じであり、前記端部は、前記第２主面および前記ベースプレートのそれぞれと面で接触し、前記端部が前記第２主面および前記ベースプレートのそれぞれと接触した前記面の前記水平方向の長さは、前記接合層の厚さよりも長く、前記第１の領域における前記端面の曲率は、前記第２の領域における前記端面の曲率よりも大きいことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。また、この静電チャックによれば、接合部と端部との接着力をより高めることができる。また、この静電チャックによれば、端部の代わりにＯリングが設けられた場合とは異なり、接合層の端部は、セラミック誘電体基板とベースプレートとの接合に寄与することができる。
第１０の発明は、第７〜９のいずれか１つに記載の発明において、前記端部の外周部であって前記端部からみて前記空間とは反対側の外周部は、前記樹脂材料により充填されたことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、端部の代わりにＯリングが設けられた場合とは異なり、接合層に空間が生ずることを抑えることができる。接合層の端部は、セラミック誘電体基板とベースプレートとの接合に寄与することができ、セラミック誘電体基板とベースプレートとを互いにより強固に接着することができる。
第１１の発明は、第７〜１０のいずれか１つの発明において、前記第２主面が前記端部と接触する面は、前記第２主面が前記接合層により接着される面と同じ平面上にあり、前記ベースプレートが前記端部と接触する面は、前記ベースプレートが前記接合層により接着される面と同じ平面上にあることを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、端部の代わりにＯリングが設けられた場合とは異なり、接合層の端部は、セラミック誘電体基板とベースプレートとの接合に寄与することができる。
第１２の発明は、第１〜１１のいずれか１つの発明において、前記第１の領域における前記端面と前記貫通孔の中心との間の距離ｄ、および前記第２の領域において互いに向かい合う前記端面同士の間の距離Ｄにおいては、２ｄ≧Ｄの関係式が成り立つことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、端面の断面構造が非対称（アシンメトリック）である場合には、距離ｄは、第１の領域における端面と貫通孔の中心との間の距離のうちで最大値の距離であるとする。この静電チャックによれば、パーティクルが堆積可能なポケットを形成することができる。
第１３の発明は、第１２の発明において、前記ガス導入路に設けられた多孔体をさらに備え、前記距離ｄおよび前記多孔体の半径Ｒにおいては、ｄ＞Ｒの関係式が成り立つことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、パーティクルが堆積可能なポケットを形成し、ポケットにパーティクルが堆積しやすいような伝達ガスの対流を空間につくることができる。つまり、ポケットにパーティクルを選択的に堆積させる伝達ガスの対流を空間において制御することができる。そのため、仮に、パーティクルが発生しても、パーティクルの飛散を低減することができる。また、多孔体が設けられたことで、貫通孔及びガス導入路において高い耐電圧性を有することができる。
第１４の発明は、吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ樹脂材料を含む接合層と、を備え、前記接合層は、前記第２主面における前記貫通孔の開口部と、前記ガス導入路と、の間に設けられ前記開口部よりも水平方向に大きい空間を有し、前記空間の側の前記接合層の端面が前記第２主面と交わる第１の領域は、前記第１の領域とは異なる前記端面の他の第２の領域よりも前記開口部から後退し、前記第１の領域における前記端面と前記貫通孔の中心との間の距離ｄ、および前記第２の領域において互いに向かい合う前記端面同士の間の距離Ｄにおいては、２ｄ≧Ｄの関係式が成り立ち、前記ガス導入路に設けられた多孔体をさらに備え、前記距離ｄおよび前記多孔体の半径Ｒにおいては、ｄ＞Ｒの関係式が成り立つことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。また、端面の断面構造が非対称（アシンメトリック）である場合には、距離ｄは、第１の領域における端面と貫通孔の中心との間の距離のうちで最大値の距離であるとする。この静電チャックによれば、パーティクルが堆積可能なポケットを形成することができる。また、この静電チャックによれば、パーティクルが堆積可能なポケットを形成し、ポケットにパーティクルが堆積しやすいような伝達ガスの対流を空間につくることができる。つまり、ポケットにパーティクルを選択的に堆積させる伝達ガスの対流を空間において制御することができる。そのため、仮に、パーティクルが発生しても、パーティクルの飛散を低減することができる。また、多孔体が設けられたことで、貫通孔及びガス導入路において高い耐電圧性を有することができる。
第１５の発明は、第１２〜１４のいずれか１つの発明において、前記距離ｄは、０．１ミリメートル以上、５．０ミリメートル以下であることを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤が受けるダメージの量の低減と、対象物の温度分布の均一化と、の両立を図ることができる。
第１６の発明は、第１２〜１５のいずれか１つの発明において、前記距離ｄは、前記第１主面の側の前記貫通孔の開口部の半径よりも大きいことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
第１７の発明は、第１、第５、第９及び第１４のいずれか１つの発明において、互いに向かい合う前記端面同士の間の距離が、前記第２主面から前記第２主面の法線の方向に遠ざかると短くなることを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
第１８の発明は、第１〜１７のいずれか１つの発明において、前記空間の前記水平方向の長さは、前記接合層の厚さよりも長いことを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
第１９の発明は、第１〜１８のいずれか１つの発明において、前記セラミック誘電体基板は、体積抵抗率が１×１０ １４ オーム・センチメートル以上のクーロン素材を有することを特徴とする静電チャックである。
この静電チャックによれば、接着剤自身の耐久性にかかわらず、接合層が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
本発明の態様によれば、プラズマにより接着剤が受けるダメージを低減することができる静電チャックが提供される。
本実施形態に係る静電チャックの構成を例示する模式的断面図である。 本実施形態の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。 図１に示すＡ部の変形例の模式的拡大断面図である。 距離ｄと温度差との間の関係を例示するグラフ図および距離ｄとコンダクタンスとの間の関係を例示するグラフ図である。 本実施形態の他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。 本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。 本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。 本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。 本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。 本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。 本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。 本シミュレーションの条件を表す模式的断面図である。 本シミュレーションの結果の一例を例示する模式的斜視図である。 本シミュレーションの結果の一例を例示する模式的斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
図１は、本実施形態に係る静電チャックの構成を例示する模式的断面図である。
図２は、本実施形態の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。
図３は、図１に示すＡ部の変形例の模式的拡大断面図である。
図４は、距離ｄと温度差との間の関係を例示するグラフ図および距離ｄとコンダクタンスとの間の関係を例示するグラフ図である。
なお、図２は、ベースプレートのガス導入路の中心を通る切断面における模式的断面図である。以下の模式的断面図は、上記切断面におけるものである。
図２（ａ）は、図１に示すＡ部の模式的拡大図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＢ部の模式的拡大図である。説明の便宜上、図２（ａ）においては電極１２を省略している。電極１２の省略は、図３、図５および図６において同様である。
図４（ａ）は、図２（ａ）に表した領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄと、伝達ガスのコンダクタンスと、の間の関係を例示するグラフ図である。図４（ｂ）は、図２（ａ）に表した領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄと、対象物Ｗの面内における温度差と、の間の関係を例示するグラフ図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に表したグラフ図の横軸は、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄ（ｍｍ）を表す。図４（ａ）に表したグラフ図の縦軸は、伝達ガスのコンダクタンス（ｓｃｃｍ：ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎ）を表す。図４（ｂ）に表したグラフ図の縦軸は、対象物Ｗの面内における温度差（℃）を表す。
図１および図２（ａ）に表したように、本実施形態に係る静電チャック１１０は、セラミック誘電体基板１１と、ベースプレート５０と、接合層６０と、を備える。
セラミック誘電体基板１１は、例えば焼結セラミックによる平板状の基材であり、シリコンウェーハなどの半導体基板等の吸着の対象物Ｗを載置する第１主面１１ａと、この第１主面１１ａとは反対側の第２主面１１ｂと、を有する。
セラミック誘電体基板１１には、電極１２が設けられる。電極１２は、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａと、第２主面１１ｂと、のあいだに介設されている。すなわち、電極１２は、セラミック誘電体基板１１の中に挿入されるように形成されている。静電チャック１１０は、この電極１２に吸着保持用電圧８０を印加することによって、電極１２の第１主面１１ａ側に電荷を発生させ、静電力によって対象物Ｗを吸着保持する。
ここで、本実施形態の説明においては、第１主面１１ａと第２主面１１ｂとを結ぶ方向（第１方向）をＺ方向、Ｚ方向と直交する方向の１つ（第２方向）をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向に直交する方向（第３方向）をＸ方向ということにする。
電極１２は、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂに沿って薄膜状に設けられている。電極１２は、対象物Ｗを吸着保持するための吸着電極である。電極１２は、単極型でも双極型でもよい。図１に表した電極１２は双極型であり、同一面上に２極の電極１２が設けられている。
電極１２には、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂ側に延びる接続部２０が設けられている。接続部２０は、電極１２と導通するビア（中実型）やビアホール（中空型）、もしくは金属端子をロウ付けなどの適切な方法で接続したものである。
ベースプレート５０は、セラミック誘電体基板１１を支持する部材である。セラミック誘電体基板１１は、図２（ａ）に表した接合層６０を介してベースプレート５０の上に固定される。つまり、接合層６０は、セラミック誘電体基板１１と、ベースプレート５０と、の間に設けられている。
接合層６０は、接合部６１と、端部６３と、を有する。接合部６１は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂと、ベースプレート５０と、を接合する。接合層６０は、樹脂材料を含む。接合層６０は、例えば、シリコーン系、アクリル系、変性シリコーン系、あるいはエポキシ系の高分子材料であって炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、窒素（Ｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、および硫黄（Ｓ）の少なくともいずれかを主成分とする高分子材料を含む。接合部６１としては、例えばシリコーン接着剤や絶縁性に優れたシリコーン系熱伝導用材料などが用いられる。端部６３は、例えばリング状の形状を有する。接合層６０の詳細については、後述する。
ベースプレート５０は、例えば、アルミニウム製の上部５０ａと下部５０ｂとに分けられており、上部５０ａと下部５０ｂとのあいだに連通路５５が設けられている。連通路５５は、一端側が入力路５１に接続され、他端側が出力路５２に接続される。
ベースプレート５０は、静電チャック１１０の温度調整を行う役目も果たす。例えば、静電チャック１１０を冷却する場合には、入力路５１から冷却媒体を流入し、連通路５５を通過させ、出力路５２から流出させる。これにより、冷却媒体によってベースプレート５０の熱を吸収し、その上に取り付けられた静電チャック１１０を冷却することができる。一方、静電チャック１１０を保温する場合には、連通路５５内に保温媒体を入れることも可能である。または、静電チャック１１０やベースプレート５０に発熱体を内蔵させることも可能である。このように、ベースプレート５０を介して静電チャック１１０の温度が調整されると、静電チャック１１０で吸着保持される対象物Ｗの温度を調整することができる。
また、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａ側には、必要に応じてドット１３が設けられており、ドット１３の間に溝１４が設けられている。この溝１４は連通していて、静電チャック１１０に搭載された対象物Ｗの裏面と溝１４とのあいだに空間が形成される。
溝１４には、セラミック誘電体基板１１に設けられた貫通孔１５が接続される。貫通孔１５は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂから第１主面１１ａにかけてセラミック誘電体基板１１を貫通して設けられる。貫通孔１５は、セラミック誘電体基板１１の複数箇所に設けられていてもよい。
なお、図３に表したように、貫通孔１５は、孔の軸が水平方向（Ｘ方向）に延在する部分を有していてもよい。図３に表した貫通孔１５は、第１の孔部１５ａと、第２の孔部１５ｂと、第３の孔部１５ｃと、を有する。第１の孔部１５ａの一端は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂに接続されている。第３の孔部１５ｃの一端は、溝１４に接続されている。第２の孔部１５ｂは、第１の孔部１５ａと第３の孔部１５ｃとに接続されている。より具体的には、第２の孔部１５ｂの一端は、第１の孔部１５ａの他端に接続されている。第２の孔部１５ｂの他端は、第３の孔部１５ｃの他端に接続されている。このように、貫通孔１５は、第１主面１１ａと第２主面１１ｂとを物理的につなぐ空間を有し、一直線状の孔には限定されない。また、貫通孔１５の形状は、例えば球状や円弧状であってもよく、特定の形状には限定されない。複数の貫通孔１５が設けられている場合において、複数の貫通孔１５のうちの少なくともいずれかが本実施形態の貫通孔の条件を満たしていれば、本実施形態に係る静電チャック１１０は、本発明の範囲に包含される。
セラミック誘電体基板１１の材料として、例えばクーロン素材が用いられる。クーロン素材の体積抵抗率は、例えば約１×１０１４オーム・センチメートル（Ω・ｃｍ）以上である。セラミック誘電体基板１１に用いられるクーロン素材が赤外線または可視光に対して半透過性を有する場合には、セラミック誘電体基板１１の表面から内部の空間を目視で確認することができる。そのため、図３に表したように、孔の軸が水平方向（Ｘ方向）に延在する部分（第２の孔部１５ｂ）を貫通孔１５が有する場合には、セラミック誘電体基板１１の表面から第２の孔部１５ｂの位置を確認することができ、加工をより容易に行うことができる。
ドット１３の高さ（溝１４の深さ）、ドット１３及び溝１４の面積比率、形状等を適宜選択することで、対象物Ｗの温度や対象物Ｗに付着するパーティクルを好ましい状態にコントロールすることができる。
一方、ベースプレート５０には、ガス導入路５３が設けられる。ガス導入路５３は、ベースプレート５０を例えば貫通するように設けられる。図１に表したように、ガス導入路５３には、絶縁体プラグ７０が設けられていてもよい。絶縁体プラグ７０の詳細については、後述する。ガス導入路５３は、ベースプレート５０を貫通せず、他のガス導入路５３の途中から分岐してセラミック誘電体基板１１側まで設けられていてもよい。また、ガス導入路５３は、ベースプレート５０の複数箇所に設けられていてもよい。
ガス導入路５３は、貫通孔１５と連通する。対象物Ｗを吸着保持した状態でガス導入路５３からヘリウム（Ｈｅ）等の伝達ガスを導入すると、対象物Ｗと溝１４との間に設けられた空間に伝達ガスが流れ、対象物Ｗを伝達ガスによって直接冷却することができるようになる。
図２（ａ）に表したように、貫通孔１５と、ガス導入路５３と、の間には、空間６５が存在する。より具体的には、空間６５は、第２主面１１ｂにおける貫通孔１５の開口部１５ｄと、ガス導入路５３と、の間に存在する。つまり、接合層６０は、空間６５を有する。空間６５は、例えばリング状の端部６３の中央部に位置し、水平方向（Ｘ方向）に延在する。空間６５は、リング状の端部６３により形成される。空間６５のＸ方向の寸法（互いに向かい合う端部６３（あるいは端面６４）同士の間の距離）Ｄ１は、開口部１５ｄの開口寸法Ｄ２よりも大きい。
セラミック誘電体基板１１と、ベースプレート５０と、を接合するときには、まず、貫通孔１５とガス導入路５３との間に空間６５が存在するように、予め作製した端部６３をベースプレート５０の表面５７あるいはセラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂに設置する。続いて、硬化後に接合部６１となる接着剤（例えばシリコーン接着剤）を、空間６５を確保しつつ塗布する。続いて、端部６３と塗布した接着剤とを介して、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０とを互いに合わせる。
接着剤が硬化した後（接合層６０が形成された後）において、接合層６０の厚さ（Ｚ方向の寸法）ｔ１は、例えば約１００マイクロメートル（μｍ）以上、１０００μｍ以下程度である。より好ましくは、接合層６０の厚さｔ１は、例えば約２００μｍ以上、６００μｍ以下程度である。このとき、予め作製された状態（設置前の状態）の端部６３の厚さ（Ｚ方向の寸法）は、例えば約２００μｍ以上、６００μｍ以下程度である。つまり、端部６３は、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０とを互いに合わせる工程においてＺ方向に潰される。接着剤が硬化した後では、端部６３の厚さは、接合層６０の厚さｔ１と同じである。
接合層６０の厚さｔ１は、空間６５のＸ方向の寸法Ｄ１よりも短い。つまり、空間６５の水平方向（Ｘ方向）の長さは、空間６５の縦方向（Ｚ方向）の長さよりも長い。言い換えれば、空間６５の水平方向の長さは、接合層６０の厚さｔ１よりも長い。鉛直方向よりも水平方向に長い断面形状を有する空間６５は、水平方向よりも鉛直方向に長い断面形状を有する貫通孔１５に接続されている。
空間６５の側の接合層６０の端面６４は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂと交わる、あるいは接触する。端面６４が第２主面１１ｂと交わる領域Ａ１（第１の領域）は、領域Ａ１とは異なる端面６４の他の領域（第２の領域）と比較して、貫通孔１５の開口部１５ｄから遠ざかっている、あるいは後退している。
より具体的には、第２主面１１ｂの法線に対して垂直方向にみたときの領域Ａ１においては、第２主面１１ｂと端面６４とのなす角度は、第２主面１１ｂに向かうと大きくなる。
ここで、本願明細書において「第２主面１１ｂと端面６４とのなす角度」とは、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂと、端面６４上の任意の点に接する面と、のなす角度であって、端部６３の側で測定される角度をいうものとする。
図２（ｂ）に表したように、例えば、第２主面１１ｂと、端面６４上の点６４ｂに接する面Ｓ２と、のなす角度Ａ１２は、第２主面１１ｂと、端面６４上の点６４ａに接する面Ｓ１と、のなす角度Ａ１１よりも大きい。
一方で、端面６４がベースプレート５０の表面５７と交わるあるいは接触する領域Ａ２（第３の領域）においては、第２主面１１ｂの法線に対して垂直方向にみたときに、第２主面１１ｂと端面６４とのなす角度は、第２主面１１ｂから法線方向に遠ざかると小さくなる。図２に表したように、例えば、第２主面１１ｂと、端面６４上の点６４ｄに接する面Ｓ４と、のなす角度Ａ１４は、第２主面１１ｂと、端面６４上の点６４ｃに接する面Ｓ３と、のなす角度Ａ１３よりも小さい。
本実施形態によれば、接着剤の耐久性にかかわらず、接合層６０が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層６０がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
図２（ａ）に表したように、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄ、および領域Ａ１とは異なる端面６４の他の領域において互いに向かい合う端部６３同士の間の距離（端面６４同士の間の距離）Ｄ１については、次の式が成り立つ。

２ｄ≧Ｄ１ ・・・式（１）

図２（ａ）に表した模式的断面図において端面６４の断面構造が非対称（アシンメトリック）である場合には、距離ｄは、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離のうちで最大値の距離であるとする。これにより、領域Ａ１において、パーティクルが堆積可能なポケットが形成される。
貫通孔１５の径（開口部１５ｄの開口寸法Ｄ２）は、貫通孔１５を流れる伝達ガスのコンダクタンス、および吸着する対象物Ｗのうちの温度差（貫通孔１５の直上における対象物Ｗの位置とその周辺との温度差）に影響する。例えば、貫通孔１５の径（Ｄ２）が小さいと、コンダクタンスが小さくなり、伝達ガスの流れが悪くなることがある。一方で、貫通孔１５の径（Ｄ２）が大きいと、吸着する対象物Ｗのうちの温度差が大きい領域（いわゆるホットスポットやコールドスポット）が発生することがある。本発明者の得た知見によれば、貫通孔１５の径（Ｄ２）は、例えば０．０４ミリメートル（ｍｍ）以上、３ｍｍ以下であることが好ましい。貫通孔１５の径（Ｄ２）は、例えば０．０７ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下であることがより好ましい。貫通孔１５の径（Ｄ２）は、例えば０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
プラズマと接着剤との間の距離（貫通孔１５の中心Ｃ１と端面６４との間の距離）が長いほど、接着剤が受けるダメージの量は小さい。一方で、図４（ａ）に表したように、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄが長いほど、伝達ガスのコンダクタンスは大きくなる。また、距離ｄが貫通孔１５の径（Ｄ２）よりも小さくなると、コンダクタンスは急激に悪化する（小さくなる）。よって、距離ｄは、貫通孔１５の径（Ｄ２）の最小値０．１ｍｍ以上であることが好ましい。
また、プラズマと接着剤との間の距離（貫通孔１５の中心Ｃ１と端面６４との間の距離）が長いと、接着剤の熱伝導率と空間（空気）の熱伝導率との差により、貫通孔１５の直上における対象物Ｗの位置とその周辺との間に温度差が生ずることがある。
図４（ｂ）に表したように、ハイパワー条件（静電チャック１１０の表面へ５０００Ｗの入熱条件）では、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄが１．８５ｍｍのときに、温度差は５℃となる。また、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄが４．０ｍｍのときに、温度差は２０℃となる。
また、ローパワー条件（静電チャック１１０の表面へ３０００Ｗの入熱条件）では、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄが１．８５ｍｍのときに、温度差は３．３℃となる。領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄが５．０ｍｍのときに、温度差は２０℃となる。
プラズマプロセスにおいて、面内温度差は重要な項目の１つである。本発明者の得た知見によれば、温度差を２０℃以下に抑えることが望ましい。そのため、距離ｄは５．０ｍｍ以下であることが好ましい。
したがって、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄは、０．１ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄは、０．２ｍｍ以上、４．５ｍｍ以下であることが好ましい。領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄは、０．４ｍｍ以上、４ｍｍ以下であることがより好ましい。領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄは、０．６ｍｍ以上、３．７ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
これによれば、接着剤が受けるダメージの量の低減と、対象物Ｗの温度分布の均一化と、の両立を図ることができる。
端部６３の材料は、接合部６１の材料と同じであってもよいし、接合部６１の材料とは異なっていてもよい。
端部６３の材料が接合部６１の材料と同じである場合には、接合部と端部との接着力をより高めることができる。
端部６３の材料が接合部６１の材料とは異なる場合には、端部６３が熱伝導率を向上させるフィラーを含まないようにし、パーティクルの発生を低減することができる。また、端部６３の材料が接合部６１の材料とは異なる場合であって、接合部６１としてシリコーン接着剤を用いる場合には、シリコーン接着剤よりも耐プラズマ性に優れた材料を端部６３に用いることができる。
シリコーン接着剤よりも耐プラズマ性に優れた材料としては、例えばフッソ系材料が挙げられる。例えば、「−ＣＦ２−」を基本骨格とした炭化フッソ系エラストマーが挙げられる。また、例えば、「−ＣＦ２−ＣＦ（ＣＦ３）−Ｏ−」の基本構造がシリコーン鎖につながった炭化フッソ系エラストマーが挙げられる。また、例えば、「−ＳｉＦ２−Ｏ−」と、「Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ−」と、を基本骨格としたフロロシリコーンゴムが挙げられる。さらに、例えば、ポリイミドやアクリル、エポキシ系の高分子材料などが挙げられる。
なお、端部６３の材料が、接合部６１の材料と同じである場合でも、接合部６１の材料とは異なる場合でも、端部６３と接合部６１との間には境界線６６が存在する。これにより、セラミック誘電体基板１１と、ベースプレート５０と、の接合に関し、接合層６０が、予め作製された端部６３を有するか否かを判別することができる。
接合部６１に用いる接着剤の熱伝導率は、例えば０．２ワット／メートル・ケルビン（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上である。接合部６１に用いる接着剤の熱伝導率は、０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。接合部６１に用いる接着剤の熱伝導率は、０．８Ｗ／ｍ・Ｋであることがさらに好ましい。接合部６１に用いる接着剤の熱伝導率は、例えば４．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。接合部６１に用いる接着剤の熱伝導率は、３．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることがより好ましい。接合部６１に用いる接着剤の絶縁破壊強さは、例えば１キロボルト／ミリメートル（ｋＶ／ｍｍ）以上である。接合部６１に用いる接着剤の絶縁破壊強さは、２ｋＶ／ｍｍ以上であることがより好ましい。接合部６１に用いる接着剤の絶縁破壊強さは、５ｋＶ／ｍｍ以上であることがさらに好ましい。接合部６１に用いる接着剤の絶縁破壊強さは、例えば５０ｋＶ／ｍｍ以下である。接合部６１に用いる接着剤の耐熱温度は、６０℃以上である。
これによれば、静電チャック１１０が高温プロセスにおいて使用されても、良好な熱伝達を保ちつつ絶縁を保つことが可能な接着剤を使用することができる。また、セラミック誘電体基板１１の熱膨張とベースプレート５０の熱膨張との差を緩和可能な弾性を有することができる。結果として、静電チャック１１０の寿命が長くなる。
図２（ａ）に表したように、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄは、第１主面１１ａの側の開口部１５ｅの半径（（Ｄ４）／２）よりも大きい。これにより、接着剤の耐久性にかかわらず、接合層６０が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層６０がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
図２（ａ）および図２（ｂ）に表したように、端部６３は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂと点ではなく面６３ｂで接触し、ベースプレート５０の表面５７と点ではなく面６３ｃで接触している。図２（ａ）に表した模式的断面図において、端部６３がセラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂと接触した部分の長さ（面６３ｂのＸ方向の長さ）Ｄ５は、接合層６０の厚さｔ１よりも長い。図２（ａ）に表した模式的断面図において、端部６３がベースプレート５０の表面５７と接触した部分の長さ（面６３ｃのＸ方向の長さ）Ｄ６は、接合層６０の厚さｔ１よりも長い。長さＤ５および長さＤ６のそれぞれは、例えば約５００μｍ以上程度である。
これによれば、端部６３が第２主面１１ｂおよび表面５７と点ではなく面で接触しているため、接合層６０に空間が生ずることを抑えることができる。つまり、端部６３の外周部であって端部６３からみて空間６５とは反対側の外周部は、樹脂材料で充填されている。
前述したように、端部６３は、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０とを互いに合わせる工程においてＺ方向に潰される。端部６３がセラミック誘電体基板１１により潰される面６３ｂは、セラミック誘電体基板１１の接着面（第２の主面１１ｂ）と同じ平面上にある。端部６３がベースプレート５０により潰される面６３ｃは、ベースプレート５０の接着面（表面５７）と同じ平面上にある。
図５は、本実施形態の他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。
図５は、図１に示すＡ部に相当する部分の模式的拡大図である。
図５に表した接合層６０ａは、接合部６１と、端部６３ａと、を有する。端部６３ａは、例えばリング状の形状を有する。空間６５の側の接合層６０の端面６４は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂと交わる、あるいは接触する。端面６４が第２主面１１ｂと交わる領域Ａ３（第１の領域）は、領域Ａ３とは異なる端面６４の他の領域（第２の領域）と比較して、貫通孔１５の開口部１５ｄから遠ざかっている、あるいは後退している。
図５に表した接合層６０ａでは、互いに向かい合う端部６３（あるいは端面６４）同士の間の距離Ｄ３は、第２主面１１ｂから法線方向に遠ざかると短くなる。つまり、端面６４は、第２主面１１ｂから法線方向に遠ざかると互いに向かい合う端部６３（あるいは端面６４）同士の間の距離Ｄ３が短くなる傾斜を有する。なお、他の構造や各部材の材料については、図１〜図３に関して前述した通りである。
図５に表した例によれば、接着剤の耐久性にかかわらず、接合層６０が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層６０がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
図６は、本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。
本実施形態にかかる静電チャック１１０は、絶縁体プラグ７０を備えていてもよい。
絶縁体プラグ７０は、ベースプレート５０に設けられたガス導入路５３に設けられていてもよい。絶縁体プラグ７０は、ガス導入路５３のセラミック誘電体基板１１側に嵌め込まれる。図６に表したように、例えば、ガス導入路５３のセラミック誘電体基板１１側には、座ぐり部５３ａが設けられる。座ぐり部５３ａは、筒状に設けられる。座ぐり部５３ａの内径を適切に設計することで、絶縁体プラグ７０は、座ぐり部５３ａに嵌合されていてもよい。
絶縁体プラグ７０は、セラミック多孔体７１を有する。セラミック多孔体７１は、筒状（例えば、円筒形）に設けられ、座ぐり部５３ａに嵌合される。絶縁体プラグ７０の形状は、円筒形が望ましいが、円筒形に限定されるものではない。セラミック多孔体７１には、絶縁性を有する材料が用いられる。セラミック多孔体７１の材料としては、例えばＡｌ２Ｏ３やＹ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＣ、ＡｌＮ，Ｓｉ３Ｎ４であったりＳｉＯ２などのガラスでもよい。あるいは、セラミック多孔体７１の材料は、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＯ２やＡｌ２Ｏ３−ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ａｌ６Ｏ１３Ｓｉ２、ＹＡＧ、ＺｒＳｉＯ４などでもよい。
セラミック多孔体７１の気孔率は、例えば３０パーセント（％）以上６０％以下である。セラミック多孔体７１の密度は、例えば１．５グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）以上３．０ｇ／ｃｍ３以下である。このような気孔率によって、ガス導入路５３を流れてきたＨｅ等の伝達ガスは、セラミック多孔体７１の多数の気孔を通過してセラミック誘電体基板１１に設けられた貫通孔１５から溝１４へ送られることになる。
図６に表したように、領域Ａ１における端面６４と貫通孔１５の中心Ｃ１との間の距離ｄ、およびセラミック多孔体７１の半径Ｒについては、次の式が成り立つ。

ｄ＞Ｒ ・・・式（２）

なお、他の構造や各部材の材料については、図１〜図３に関して前述した通りである。
これにより、図６に表した矢印Ａ２１、矢印Ａ２２、矢印Ａ２３、矢印Ａ２４のように、領域Ａ１に形成されたポケットにパーティクルが堆積しやすいような伝達ガスの対流を空間６５につくることができる。つまり、領域Ａ１に形成されたポケットにパーティクルを選択的に堆積させる伝達ガスの対流を空間６５において制御することができる。そのため、仮に、パーティクルが発生しても、パーティクルの飛散を低減することができる。また、セラミック多孔体７１が設けられたことで、貫通孔１５及びガス導入路５３において高い耐電圧性を有することができる。
図７は、本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。
図７に表した静電チャック１１０は、図６に関して前述した静電チャック１１０と同様に、絶縁体プラグ７０を備える。絶縁体プラグ７０は、セラミック誘電体基板１１に設けられた貫通孔１５に設けられている。絶縁体プラグ７０は、貫通孔１５のうちのベースプレート５０の側に嵌め込まれている。図７に表したように、例えば、貫通孔１５は、ベースプレート５０の側において座ぐり部１５ｆを有する。座ぐり部１５ｆは、貫通孔１５の開口部１５ｄを形成する。座ぐり部１５ｆは、筒状に設けられる。座ぐり部１５ｆの内径を適切に設計することで、絶縁体プラグ７０は、座ぐり部１５ｆに嵌合されていてもよい。
絶縁体プラグ７０は、図６に関して前述した通りである。つまり、絶縁体プラグ７０は、セラミック多孔体７１を有する。ヘリウム等の伝達ガスは、ガス導入路５３および空間６５を通り、絶縁体プラグ７０を介して貫通孔１５を通ることで対象物Ｗと溝１４との間に設けられた空間に流れる。このように、本願明細書において「貫通孔」という範囲には、例えば多孔体などのようにガスが流れる経路を有するものが途中に設けられた孔であって任意の気体または流体を貫通する孔が含まれる。
図８は、本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。
図８に表した静電チャック１１０は、図７に関して前述した静電チャック１１０と比較して、ヒータ９１をさらに備える。ヒータ９１は、ベースプレート５０と、セラミック誘電体基板１１と、の間に設けられている。ヒータ９１は、電圧が供給され電流が流れることによって、発熱し対象物Ｗの温度を上げたり保持することができる。
ヒータ９１は、接合層６０を介してセラミック誘電体基板１１の第２の主面１１ｂに固定される。また、ヒータ９１は、接合層６０を介してベースプレート５０の表面５７に固定される。つまり、接合層６０は、ヒータ９１とセラミック誘電体基板１１との間、およびヒータ９１とベースプレート５０との間に設けられている。セラミック誘電体基板１１とヒータ９１との間に設けられた接合層６０は、端部６３を有する。端部６３は、図１〜図４（ｂ）に関して前述した通りである。ベースプレート５０とヒータ９１との間に設けられた接合層６０は、端部６３を有していてもよいし、端部６３を有していなくともよい。
図８に表したように、ヒータ９１は、ガス導入路５３から離れて設けられている。ベースプレート５０とヒータ９１との間に設けられた接合層６０は、ガス導入路５３から離れて設けられている。セラミック誘電体基板１１とヒータ９１との間に設けられた接合層６０の端部６３は、ヒータ９１の端部からみてガス導入路５３とは反対側に設けられている。つまり、セラミック誘電体基板１１とヒータ９１との間に設けられた接合層６０と、ガス導入路５３の中心Ｃ２と、の間の最短距離Ｄ８は、ヒータ９１と、ガス導入路５３の中心Ｃ２と、の間の最短距離Ｄ７よりも長い。図２（ａ）に関して前述したように、縦方向よりも水平方向に長い断面形状を有する空間６５は、水平方向よりも縦方向に長い断面形状を有する貫通孔１５に接続されている。
図９は、本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。
図９に表した静電チャック１１０は、図８に関して前述した静電チャック１１０と同様にヒータ９１を備える。セラミック誘電体基板１１とヒータ９１との間に設けられた接合層６０は、端部６３を有する。端部６３は、図１〜図４（ｂ）に関して前述した通りである。ベースプレート５０とヒータ９１との間に設けられた接合層６０は、端部６３を有していてもよいし、端部６３を有していなくともよい。
図９に表したように、ヒータ９１の端部は、ガス導入路５３の内面と略同じ面に設けられている。ベースプレート５０とヒータ９１との間に設けられた接合層６０の端部は、ガス導入路５３の内面と略同じ面に設けられている。
図７〜図９に表した静電チャック１１０によれば、接着剤の耐久性にかかわらず、接合層６０が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層６０がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。また、セラミック多孔体７１が設けられたことで、貫通孔１５及びガス導入路５３において高い耐電圧性を有することができる。
図１０は、本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。
図１１は、本実施形態のさらに他の接合層の近傍を表す模式的拡大図である。
図１０および図１１に表した静電チャック１１０では、接合層６０は、シートとして設けられている。つまり、接合層６０は、シート状を呈する。そのため、接合層６０は、図１〜図９に関して前述したような例えばリング状の端部６３を有していない。シート状とは、第２主面１１ｂとベースプレート５０とを接合する接合部６１と、空間６５を形成する端部６３と、が同一材料で一体化された状態を示す。
図１０に表した接合層６０の端面６４は、図２（ａ）および図２（ｂ）に関して前述した接合層６０の端面６４の形状と同じ形状を有する。
図１１に表した接合層６０の端面６４は、図５に関して前述した接合層６０の端面６４の形状と同じ形状を有する。
図１０および図１１に表した静電チャック１１０によれば、接合層６０がシートとして設けられている場合でも、接着剤の耐久性にかかわらず、接合層６０が受けるダメージを低減することができる。仮に、接合層６０がダメージを受けても、パーティクルの飛散を低減することができる。
次に、本発明者が実施した接合層６０の端部６３のシミュレーションについて、図面を参照しつつ説明する。
図１２は、本シミュレーションの条件を表す模式的断面図である。
図１３は、本シミュレーションの結果の一例を例示する模式的斜視図である。
図１４は、本シミュレーションの結果の一例を例示する模式的斜視図である。
図１３（ａ）は、接着工程において圧縮される前の接合層６０の端部６３の断面形状を表す模式図である。図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１４（ａ）、および図１４（ｂ）は、接着工程において圧縮された後の接合層６０の端部６３の断面形状を表す模式図である。
図１２に表したように、本シミュレーションでは、端部６３は、第１の固定部９７と、第２の固定部９８と、の間に挟設されている。第１の固定部９７は、例えばベースプレート５０に相当する。第２の固定部９８は、例えばセラミック誘電体基板１１に相当する。
接合層６０の端部６３として、リング状の形状を有するモデルを作成した。圧縮前の端部６３の外径Ｄ１１は、３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下である。圧縮前の端部６３の内径Ｄ１２は、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。本シミュレーションでは、端部６３の材料のヤング率を０．１メガパスカル（ＭＰａ）以上、２０ＭＰａ以下に設定した。また、端部６３の材料のポアソン比を０．３以上、０．５以下に設定した。
本シミュレーションでは、図１２に表した矢印Ａ２５のように、第２の固定部９８を第１の固定部９７へ向かって移動させることで端部６３に圧縮応力を印加した。本シミュレーションの結果は、図１３（ａ）〜図１４（ｂ）に表した通りである。
すなわち、図１３（ｂ）は、端部６３の厚さＤ１３が接着後の接合層６０の厚さｔ１よりも厚いときの端部６３の径方向の変位を表す。図１３（ｃ）は、端部６３が接着後の接合層６０の厚さｔ１に圧縮されたときの端部６３の径方向の変位を表す。図１４（ａ）は、端部６３の厚さＤ１３が接着後の接合層６０の厚さｔ１よりも厚いときの端部６３の径方向の変位を表す。図１４（ｂ）は、端部６３が接着後の接合層６０の厚さｔ１に圧縮されたときの端部６３の厚さ方向（Ｚ方向）の変位を表す。図１３（ａ）〜図１４（ｂ）では、変位の大きさが、色の濃淡により表されている。
図１４（ｂ）に表したように、圧縮後の端部６３の厚さＤ１３と同じ長さの直径を有する円９３を考える。このとき、端部６３の端面６４が第２の固定部９８と交わる領域Ａ４（第１の領域）における端面６４の曲率は、円９３の曲率よりも大きい。一方で、領域Ａ４とは異なる端面６４の他の領域（第２の領域）における端面６４の曲率は、円９３の曲率よりも小さい。つまり、端部６３の端面６４が第２の固定部９８と交わる領域Ａ４（第１の領域）における端面６４の曲率は、領域Ａ４とは異なる端面６４の他の領域（第２の領域）における端面６４の曲率よりも小さい。
領域Ａ４は、図２（ａ）に関して前述した領域Ａ１に相当する。領域Ａ４とは異なる端面６４の他の領域は、図２（ａ）に関して前述した領域であって領域Ａ１とは異なる端面６４の他の領域に相当し、例えば第１の固定部９７と第２の固定部９８との間の中間の領域である。
端部６３の外側の端面６７の曲率は、端部６３の内側の端面６４の曲率よりも大きい。端部６３の外側の端面６７の外形線は、端部６３と接合部６１との間の境界線６６（図２（ａ）参照）に相当する。
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、静電チャック１１０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや接合部６１および端部６３の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、例えば、静電チャック１１０として、クーロン力を用いる構成を例示したが、ジョンセン・ラーベック力を用いる構成であっても適用可能である。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
１１ セラミック誘電体基板、 １１ａ 第１主面、 １１ｂ 第２主面、 １２ 電極、 １３ ドット、 １４ 溝、 １５ 貫通孔、 １５ａ 第１の孔部、 １５ｂ 第２の孔部、 １５ｃ 第３の孔部、 １５ｄ 開口部、 １５ｅ 開口部、 １５ｆ 座ぐり部、２０ 接続部、 ５０ ベースプレート、 ５０ａ 上部、 ５０ｂ 下部、 ５１ 入力路、 ５２ 出力路、 ５３ ガス導入路、 ５３ａ 座ぐり部、 ５５ 連通路、 ５７ 表面、 ６０、６０ａ 接合層、 ６１ 接合部、 ６３、６３ａ 端部、 ６３ｂ、６３ｃ 面、 ６４ 端面、 ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ 点、 ６５ 空間、 ６６ 境界線、 ６７ 端面、 ７０ 絶縁体プラグ、 ７１ セラミック多孔体、 ８０ 吸着保持用電圧、 ９１ ヒータ、 ９３ 円、 ９７ 第１の固定部、 ９８ 第２の固定部、 １１０ 静電チャック

Claims (19)

  1. 吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、
    前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、
    前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ樹脂材料を含む接合層と、
    を備え、
    前記接合層は、前記第２主面における前記貫通孔の開口部と、前記ガス導入路と、の間に設けられ前記開口部よりも水平方向に大きい空間を有し、
    前記空間の側の前記接合層の端面が前記第２主面と交わる第１の領域は、前記第１の領域とは異なる前記端面の他の第２の領域よりも前記開口部から後退し、
    前記第２主面の法線に対して垂直方向にみたときの前記第１の領域では、前記第２主面と前記端面とのなす角度は、前記第２主面に向かうと大きくなることを特徴とする静電チャック。
  2. 前記第２主面から前記法線の方向に遠ざかると前記第２主面と前記端面とのなす角度が小さくなる第３の領域が、設けられたことを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
  3. 前記接合層は、
    前記第２主面と前記ベースプレートとを接合する接合部と、
    前記端面を有し前記空間を形成する端部と、
    を有し、
    前記接合部の材料は、前記端部の材料とは異なることを特徴とする請求項１または２に記載の静電チャック。
  4. 前記接合層は、
    前記第２主面と前記ベースプレートとを接合する接合部と、
    前記端面を有し前記空間を形成する端部と、
    を有し、
    前記接合部の材料は、前記端部の材料と同じであることを特徴とする請求項１または２に記載の静電チャック。
  5. 吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、
    前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、
    前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ樹脂材料を含む接合層と、
    を備え、
    前記接合層は、前記第２主面における前記貫通孔の開口部と、前記ガス導入路と、の間に設けられ前記開口部よりも水平方向に大きい空間を有し、
    前記空間の側の前記接合層の端面が前記第２主面と交わる第１の領域は、前記第１の領域とは異なる前記端面の他の第２の領域よりも前記開口部から後退し、
    前記接合層は、
    前記第２主面と前記ベースプレートとを接合する接合部と、
    前記端面を有し前記空間を形成する端部と、
    を有し、
    前記接合部の材料は、前記端部の材料とは異なることを特徴とする静電チャック。
  6. 前記接合部に用いる接着剤の熱伝導率は、０．１ワット／メートル・ケルビン以上であり、
    前記接合部に用いる接着剤の絶縁破壊強さは、１キロボルト／ミリメートル以上であり、
    前記接合部に用いる接着剤の耐熱温度は、４０℃以上であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の静電チャック。
  7. 前記端部は、前記第２主面および前記ベースプレートのそれぞれと面で接触し、
    前記端部が前記第２主面および前記ベースプレートのそれぞれと接触した前記面の前記水平方向の長さは、前記接合層の厚さよりも長いことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の静電チャック。
  8. 前記第１の領域における前記端面の曲率は、前記第２の領域における前記端面の曲率よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の静電チャック。
  9. 吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、
    前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、
    前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ樹脂材料を含む接合層と、
    を備え、
    前記接合層は、前記第２主面における前記貫通孔の開口部と、前記ガス導入路と、の間に設けられ前記開口部よりも水平方向に大きい空間を有し、
    前記空間の側の前記接合層の端面が前記第２主面と交わる第１の領域は、前記第１の領域とは異なる前記端面の他の第２の領域よりも前記開口部から後退し、
    前記接合層は、
    前記第２主面と前記ベースプレートとを接合する接合部と、
    前記端面を有し前記空間を形成する端部と、
    を有し、
    前記接合部の材料は、前記端部の材料と同じであり、
    前記端部は、前記第２主面および前記ベースプレートのそれぞれと面で接触し、
    前記端部が前記第２主面および前記ベースプレートのそれぞれと接触した前記面の前記水平方向の長さは、前記接合層の厚さよりも長く、
    前記第１の領域における前記端面の曲率は、前記第２の領域における前記端面の曲率よりも大きいことを特徴とする静電チャック。
  10. 前記端部の外周部であって前記端部からみて前記空間とは反対側の外周部は、前記樹脂材料により充填されたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１つに記載の静電チャック。
  11. 前記第２主面が前記端部と接触する面は、前記第２主面が前記接合層により接着される面と同じ平面上にあり、
    前記ベースプレートが前記端部と接触する面は、前記ベースプレートが前記接合層により接着される面と同じ平面上にあることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１つに記載の静電チャック。
  12. 前記第１の領域における前記端面と前記貫通孔の中心との間の距離ｄ、および前記第２の領域において互いに向かい合う前記端面同士の間の距離Ｄにおいては、２ｄ≧Ｄの関係式が成り立つことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の静電チャック。
  13. 前記ガス導入路に設けられた多孔体をさらに備え、
    前記距離ｄおよび前記多孔体の半径Ｒにおいては、ｄ＞Ｒの関係式が成り立つことを特徴とする請求項１２記載の静電チャック。
  14. 吸着の対象物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記第２主面から前記第１主面にかけて設けられた貫通孔と、を有するセラミック誘電体基板と、
    前記セラミック誘電体基板を支持し、前記貫通孔と連通するガス導入路を有する金属製のベースプレートと、
    前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ樹脂材料を含む接合層と、
    を備え、
    前記接合層は、前記第２主面における前記貫通孔の開口部と、前記ガス導入路と、の間に設けられ前記開口部よりも水平方向に大きい空間を有し、
    前記空間の側の前記接合層の端面が前記第２主面と交わる第１の領域は、前記第１の領域とは異なる前記端面の他の第２の領域よりも前記開口部から後退し、
    前記第１の領域における前記端面と前記貫通孔の中心との間の距離ｄ、および前記第２の領域において互いに向かい合う前記端面同士の間の距離Ｄにおいては、２ｄ≧Ｄの関係式が成り立ち、
    前記ガス導入路に設けられた多孔体をさらに備え、
    前記距離ｄおよび前記多孔体の半径Ｒにおいては、ｄ＞Ｒの関係式が成り立つことを特徴とする静電チャック。
  15. 前記距離ｄは、０．１ミリメートル以上、５．０ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の静電チャック。
  16. 前記距離ｄは、前記第１主面の側の前記貫通孔の開口部の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の静電チャック。
  17. 互いに向かい合う前記端面同士の間の距離が、前記第２主面から前記第２主面の法線の方向に遠ざかると短くなることを特徴とする請求項１、５、９及び１４のいずれか１つに記載の静電チャック。
  18. 前記空間の前記水平方向の長さは、前記接合層の厚さよりも長いことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載の静電チャック。
  19. 前記セラミック誘電体基板は、体積抵抗率が１×１０１４オーム・センチメートル以上のクーロン素材を有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の静電チャック。
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