JP2001219331A

JP2001219331A - 静電チャック

Info

Publication number: JP2001219331A
Application number: JP2000029280A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Hiramatsu; 靖二平松; Yasutaka Ito; 康隆伊藤
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2001-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック誘電体膜の下に形成された静電電
極の形状等をはっきりと観察することができるため、静
電電極が目的通りに形成されているか否かを検査するこ
とができ、シリコンウエハの位置合わせを正確に行うこ
とができ、セラミック誘電体膜の高温における耐電圧を
大きく保つことができる静電チャックを提供する。【解決手段】セラミック基板上に電極が形成され、上
記電極上にセラミック誘電体膜が設けられた静電チャッ
クにおいて、上記セラミック誘電体膜は、透光性を有す
ることを特徴とする静電チャック。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

〔発明の詳細な説明〕

【０００２】

【従来の技術】半導体は種々の産業において必要とされ
る極めて重要な製品であり、半導体チップは、例えば、
シリコン単結晶を所定の厚さにスライスしてシリコンウ
エハを作製した後、このシリコンウエハに複数の集積回
路等を形成することにより製造される。

【０００３】この半導体チップの製造工程においては、
静電チャック上に載置したシリコンウエハに、エッチン
グ、ＣＶＤ等の種々の処理を施して、導体回路や素子等
を形成する。その際に、デポジション用ガス、エッチン
グ用ガス等として腐食性のガスを使用するため、これら
のガスによる腐食から静電電極層を保護する必要があ
る。そのため、静電電極層は、通常、セラミック誘電体
膜等により被覆されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このセラミック誘電体
膜として、従来から窒化物セラミックが使用されている
が、従来は、窒化物セラミック中にカーボン等を含有さ
せることにより、セラミック誘電体膜を失透させてい
た。例えばこのような技術としては、特開平９−４８６
６８号公報に記載が見られる。

【０００５】しかしながら、このようにセラミック誘電
体膜を失透させると、静電チャックの内部に形成した静
電電極層の形状をはっきりと見ることができず、目的通
りの形状の静電電極層が形成されているか否かを判断す
ることができなかった。また、静電電極層の形成範囲が
わからないため、シリコンウエハの位置合わせを行うこ
とが困難であるという問題もあった。さらに、カーボン
を含有するセラミック誘電体膜は、５００℃程度の高温
における絶縁性が低下し、そのために、このような温度
域におけるセラミック誘電体膜の耐電圧が低下し、シリ
コンウエハを載置した際にセラミック誘電体膜が絶縁破
壊する等の問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、セラミック中にカ
ーボンを含有させないか、その量を制限することによ
り、すなわち、セラミック粉末と樹脂と溶剤とを混合し
てグリーンシートを作製する際に、これらの混合物中に
カーボンを添加しないことは勿論、バインダーとして使
用する樹脂として、脱脂の工程で炭素が残留しにくいも
のを選択することにより、透光性を有するセラミック誘
電体膜を形成することができることを見い出し、本発明
を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明は、セラミック基板上に電
極が形成され、上記電極上にセラミック誘電体膜が設け
られた静電チャックにおいて、上記セラミック誘電体膜
は、透光性を有することを特徴とする静電チャックであ
る。この電極はセラミック基板の両面に形成されていて
もよく（図１２参照）、また、セラミック基板自体透光
性であってもよい。また、上記セラミック誘電体膜は、
５００ｎｍの光を２％以上、好ましくは５％以上透過す
ることが、望ましい。セラミック基板もまた、５００ｎ
ｍの光を２％以上、好ましくは５％以上透過すること
が、望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の静電チャックは、セラミ
ック基板上に吸着力を誘起させるための電極（以下静電
電極と記載する）が形成され、上記電極上にセラミック
誘電体膜が設けられた静電チャックにおいて、上記セラ
ミック誘電体膜は、透光性を有することを特徴とする。

【０００９】本発明の静電チャックでは、上記静電電極
を被覆するセラミック誘電体膜が透光性を有するので、
この誘電体膜の下に形成された静電電極の形状等をはっ
きりと観察することができ、目視によるかまたは顕微鏡
等を用いるという簡単な手段で、静電電極が目的通りに
形成されているか否かを検査することができる。

【００１０】また、静電電極の形状をはっきりと観察す
ることができるため、シリコンウエハの位置合わせを正
確に行うことができる。さらに、セラミック誘電体膜
は、カーボンを含有していないかその含有量も少ないた
め、２００℃以上の高温域において、体積抵抗率が低下
することはなく、セラミック誘電体膜の高温における耐
電圧を大きく保つことができる。なお、カーボンを含有
させることにより、高温での熱伝導率を確保できるた
め、５００ｐｐｍ未満であれば、カーボンを含有してい
てもよい。

【００１１】図１は、本発明の静電チャックの一実施形
態を模式的に示した縦断面図であり、図２は、図１に示
した静電チャックにおけるＡ−Ａ線断面図であり、図３
は、図１に示した静電チャックにおけるＢ−Ｂ線断面図
である。

【００１２】この静電チャック１０１では、平面視円形
状のセラミック基板１の表面に、チャック正極静電層２
とチャック負極静電層３とからなる静電電極層が形成さ
れ、この静電電極層を被覆するように、窒化物セラミッ
クからなる透光性を有するセラミック誘電体膜４が形成
されている。また、静電チャック１０１上には、シリコ
ンウエハ９が載置され、接地されている。

【００１３】図２に示したように、チャック正極静電層
２は、半円弧状部２ａと櫛歯部２ｂとからなり、チャッ
ク負極静電層３も、同じく半円弧状部３ａと櫛歯部３ｂ
とからなり、これらのチャック正極静電層２とチャック
負極静電層３とは、櫛歯部２ｂ、３ｂを交差するように
対向して配置されており、このチャック正極静電層２お
よびチャック負極静電層３には、それぞれ直流電源の＋
側と−側とが接続され、直流電圧Ｖ₂ が印加されるよう
になっている。このチャック正極静電層２とチャック負
極静電層３の形状は、透光性を有するセラミック誘電体
膜４を介してはっきりと観察することができる。

【００１４】一方、セラミック基板１の内部には、シリ
コンウエハ９の温度をコントロールするために、図３に
示したような平面視同心円形状の抵抗発熱体５が設けら
れており、抵抗発熱体５の両端には、外部端子ピン６が
接続、固定され、電圧Ｖ₁ が印加されるようになってい
る。また、図１、２には示していないが、このセラミッ
ク基板１には、図３に示したように、測温素子を挿入す
るための有底孔１１とシリコンウエハ９を支持して上下
させる支持ピン（図示せず）を挿通するための貫通孔１
２が形成されている。なお、抵抗発熱体５は、セラミッ
ク基板の底面に形成されていてもよい。

【００１５】この静電チャック１０１を機能させる際に
は、チャック正極静電層２とチャック負極静電層３とに
直流電圧Ｖ₂ を印加する。これにより、シリコンウエハ
９は、チャック正極静電層２とチャック負極静電層３と
の静電的な作用によりこれらの電極にセラミック誘電体
膜４を介して吸着され、固定されることとなる。このよ
うにしてシリコンウエハ９を静電チャック１０１上に固
定させた後、このシリコンウエハ９に、ＣＶＤ等の種々
の処理を施す。図１２は、本発明の別の実施形態を示す
断面図であるが、本発明の静電チャックでは、図１２に
示すように、チャック正負極静電層２ａ、３ａ、２ｂ、
３ｂが、セラミック基板１の表裏面の両方に形成されて
いてもよい。この場合、一方のチャック正負極静電層２
ａ、３ａはシリコンウエハを吸着させるために使用さ
れ、他の一方のチャック正負極静電層２ｂ、３ｂは固定
台６０との密着に使用される。固定台６０は、金属やセ
ラミック製のものを使用することができ、内部には冷却
用の冷媒の流路６１を有していてもよい。また、抵抗発
熱体５は、セラミック基板１の中央に形成される。

【００１６】本発明の静電チャックは、例えば、図１〜
３に示したような構成を有するものである。以下におい
て、上記静電チャックを構成する各部材、および、本発
明の静電チャックの他の実施形態について、順次、詳細
に説明していくことにする。

【００１７】本発明の静電チャックで使用されるセラミ
ック誘電体膜は、セラミック基板上にに形成された静電
電極を被覆するように設けられており、このセラミック
誘電体膜は、透光性を有する。

【００１８】セラミック誘電体膜を構成するセラミック
材料は特に限定されるものではなく、例えば、窒化物セ
ラミック、炭化物セラミック、酸化物セラミック等が挙
げられる。

【００１９】上記窒化物セラミックとしては、金属窒化
物セラミック、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ
素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。また、上
記炭化物セラミックとしては、金属炭化物セラミック、
例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、
炭化タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。

【００２０】上記酸化物セラミックとしては、金属酸化
物セラミック、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージ
ェライト、ムライト等が挙げられる。これらのセラミッ
クは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００２１】これらのセラミックの中では、窒化物セラ
ミック、炭化物セラミックの方が酸化物セラミックに比
べて望ましい。熱伝導率が高いからである。また、窒化
物セラミックの中では窒化アルミニウムが最も好適であ
る。熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと最も高いからであ
る。

【００２２】通常、窒化物セラミック中には、金属酸化
物が含まれていることが好ましい。これらは、焼結助剤
として働き、焼結が進行しやすくなり、内部の気孔が小
さくなるため、セラミック誘電体膜の耐電圧、透光性が
改善されるからである。

【００２３】上記金属酸化物としては、例えば、イット
リヤ（Ｙ₂ Ｏ₃ ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃ ）、酸化ルビ
ジウム（Ｒｂ₂ Ｏ）、酸化リチウム（Ｌｉ₂ Ｏ）、炭酸
カルシウム（ＣａＣＯ₃ ）等が挙げられる。これらの金
属酸化物の添加量は、窒化物セラミック１００重量部に
対して、１〜１０重量部が好ましい。

【００２４】本発明で上記セラミック誘電体膜が透光性
を有するとは、５００ｎｍの波長の可視光を照射した際
の上記セラミック誘電体膜の透過率（Ｔ／Ｔ_W ）が２％
以上であることを意味する。このため、セラミック誘電
体膜を通して静電電極の形状をはっきりと認識すること
ができるのである。

【００２５】セラミック誘電体膜がこのような透光性を
有するためには、セラミック誘電体膜がカーボンやその
他の顔料等を含んでいないため、結晶による可視光の吸
収が殆どなく、しかも、焼結が良好に進行し、気孔率が
小さく、粒界で反射や屈折が殆ど生じないものである必
要がある。

【００２６】このような特性を有するセラミック誘電体
膜とするためには、例えば、１枚のグリーンシートまた
は数枚の積層したグリーンシートを焼成することにより
セラミック誘電体膜を形成する場合、バインダーとして
使用する樹脂は、脱脂等における加熱により炭化しにく
いものである必要がある。このような樹脂としては、例
えば、アクリル系樹脂等が挙げられる。また、上記した
ようにグリーンシートを調製する際に、酸化物等の焼結
助剤を添加することが望ましい。

【００２７】上記セラミック誘電体膜の厚さは、５０〜
５０００μｍであることが望ましい。上記セラミック誘
電体膜の厚さが５０μｍ未満であると、膜厚が薄すぎる
ために充分な耐電圧が得られず、シリコンウエハを載置
し、吸着した際にセラミック誘電体膜が絶縁破壊する場
合があり、一方、上記セラミック誘電体膜の厚さが５０
００μｍを超えると、シリコンウエハと静電電極との距
離が遠くなるため、シリコンウエハを吸着する能力が低
くなり、また、透光性も低下してしまうからである。セ
ラミック誘電体膜の厚さは、５０〜１０００μｍがより
好ましい。

【００２８】また、上記セラミック誘電体膜の気孔率
は、５％以下で、最大気孔の気孔径が５０μｍ以下であ
ることが望ましい。上記気孔率が５％を超えると、セラ
ミック誘電体膜中の気孔数が増加し、また、気孔径が大
きくなりすぎ、その結果、気孔同士が連通しやすくな
り、このような構造のセラミック誘電体膜では、耐電圧
や透光性が低下してしまうからである。

【００２９】また、最大気孔の気孔径が５０μｍを超え
ると、セラミック誘電体膜の厚さに対する気孔径の比率
が大きくなり、また、気孔同士か連通する割合も多くな
るため、やはり耐電圧および透光性が低下してしまうか
らである。気孔率は、０または３％以下がより好まし
く、最大気孔の気孔径は、０または１０μｍ以下がより
好ましい。気孔率や最大気孔の気孔径は、焼結時の加圧
時間、圧力、温度、ＳｉＣやＢＮなどの添加物で調整す
ることができる。ＳｉＣやＢＮは焼結を阻害するため、
気孔を導入させることができるからである。最大気孔の
気孔径の測定は、試料を５個用意し、その表面を鏡面研
磨し、２０００から５０００倍の倍率で表面を電子顕微
鏡で１０箇所撮影することにより行った。そして、撮影
された写真で最大の気孔径を選び、５０ショットの平均
を最大気孔の気孔径とした。上記セラミック基板中に
は、０．０５〜１０重量％、特に０．１〜５重量％の酸
素を含有してなることが望ましい。特に、上記酸素量が
０．１重量％未満であると、耐電圧を確保することがで
きない場合があり、逆に、上記酸素量が５重量％を超え
ると酸化物の高温耐電圧特性の低下により、耐電圧はや
はり低下してしまう場合があるからである。また、酸素
量が５重量％を超えると熱伝導率が低下して昇温降温特
性が低下する場合があるからである。気孔率は、アルキ
メデス法により測定する。焼結体を粉砕して有機溶媒中
または水銀中に粉砕物を入れて体積を測定し、粉砕物の
重量と体積とから真比重を求め、真比重と見かけの比重
とから気孔率を計算するのである。

【００３０】上記窒化物セラミックに酸素を含有させる
ため、通常、窒化物セラミックの原料粉末を空気中また
は酸素中で加熱するか、原料粉末中に金属酸化物を混合
して焼成を行う。上記金属酸化物としては、例えば、イ
ットリヤ（Ｙ₂ Ｏ₃ ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃ ）、酸化
ルビジウム（Ｒｂ₂ Ｏ）、酸化リチウム（Ｌｉ₂ Ｏ）、
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃ ）等が挙げられる。これら
の金属酸化物の添加量は、窒化物セラミック１００重量
部に対して、１〜１０重量部が好ましい。セラミック基
板上に形成される静電電極としては、例えば、金属また
は導電性セラミックの焼結体、金属箔等が挙げられる。
金属焼結体としては、タングステン、モリブデンから選
ばれる少なくとも１種からなるものが好ましい。金属箔
も、金属焼結体と同じ材質からなることが望ましい。こ
れらの金属は比較的酸化しにくく、電極として充分な導
電性を有するからである。また、導電性セラミックとし
ては、タングステン、モリブデンの炭化物から選ばれる
少なくとも１種を使用することができる。

【００３１】図８および図９は、他の静電チャックにお
ける静電電極を模式的に示した水平断面図であり、図８
に示す静電チャック２０では、セラミック基板１の内部
に半円形状のチャック正極静電層２２とチャック負極静
電層２３とが形成されており、図９に示す静電チャック
では、セラミック基板１の内部に円を４分割した形状の
チャック正極静電層３２ａ、３２ｂとチャック負極静電
層３３ａ、３３ｂとが形成されている。また、２枚の正
極静電層２２ａ、２２ｂおよび２枚のチャック負極静電
層３３ａ、３３ｂは、それぞれ交差するように形成され
ている。なお、円形等の電極が分割された形態の電極を
形成する場合、その分割数は特に限定されず、５分割以
上であってもよく、その形状も扇形に限定されない。な
お、静電電極の下部にＲＦ電極を有していてもよい。

【００３２】本発明の静電チャックで使用されるセラミ
ック基板の材質としては、例えば、窒化物セラミック、
炭化物セラミック、酸化物セラミック等が挙げられる。
上記窒化物セラミック、上記炭化物セラミック、上記酸
化物セラミックとしては、例えば、セラミック誘電体膜
の説明で記載したものが挙げられる。

【００３３】これらのセラミックの中では、窒化物セラ
ミックが望ましい。窒化物セラミックは熱伝導率が高
く、抵抗発熱体で発生した熱を良好に伝達することがで
きるからである。また、セラミック誘電体膜とセラミッ
ク基板とは同じ材料であることが望ましい。この場合、
同じ方法で作製したグリーンシートを積層し、同一条件
で焼成することにより、容易に製造することができるか
らである。また、窒化物セラミックの中では窒化アルミ
ニウムが最も好適である。熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ
と最も高いからである。

【００３４】上記セラミック基板中には、カーボンを含
有させてもよい。これにより、高輻射熱が得られるから
である。ただし、本発明の場合には、カーボン含有量
は、セラミック基板上に形成した静電電極を、セラミッ
ク基板とはっきり見分けることができる程度の量である
ことが必要である。通常、カーボンの含有量は、５００
ｐｐｍ未満である。カーボンとしては、Ｘ線回折で検出
可能な結晶質または検出不能な非晶質の一方を用いても
よく、結晶質および非晶質の両方を用いてもよい。ま
た、セラミック誘電体膜と同様に、セラミック基板中に
カーボンを含有させず、透光性を有するものとしてもよ
い。よりはっきりと、静電電極を認識することができる
からである。

【００３５】本発明の静電チャックでは、通常、図１に
示したように、抵抗発熱体等の温度制御手段が設けられ
ている。静電チャック上に載置したシリコンウエハの加
熱等を行いながら、ＣＶＤ処理等を行う必要があるから
である。

【００３６】上記温度制御手段としては、図３に示した
抵抗発熱体５のほかに、ペルチェ素子（図６参照）が挙
げられる。抵抗発熱体は、セラミック基板の内部に設け
てもよく、セラミック基板の底面に設けてもよい。抵抗
発熱体を設ける場合は、静電チャックを嵌め込む支持容
器に、冷却手段としてエアー等の冷媒の吹きつけ口など
を設けてもよい。

【００３７】抵抗発熱体をセラミック基板の内部に設け
る場合には、複数層設けてもよい。この場合は、各層の
パターンは相互に補完するように形成されて、加熱面か
らみるとどこかの層にパターンが形成された状態が望ま
しい。例えば、互いに千鳥の配置になっている構造であ
る。

【００３８】抵抗発熱体としては、例えば、金属または
導電性セラミックの焼結体、金属箔、金属線等が挙げら
れる。金属焼結体としては、タングステン、モリブデン
から選ばれる少なくとも１種が好ましい。これらの金属
は比較的酸化しにくく、発熱するに充分な抵抗値を有す
るからである。

【００３９】また、導電性セラミックとしては、タング
ステン、モリブデンの炭化物から選ばれる少なくとも１
種を使用することができる。さらに、セラミック基板の
底面に抵抗発熱体を形成する場合には、金属焼結体とし
ては、貴金属（金、銀、パラジウム、白金）、ニッケル
を使用することが望ましい。具体的には銀、銀−パラジ
ウム等を使用することができる。上記金属焼結体に使用
される金属粒子は、球状、リン片状、もしくは球状とリ
ン片状との混合物を使用することができる。

【００４０】金属焼結体中には、金属酸化物を添加して
もよい。上記金属酸化物を使用するのは、セラミック基
板と金属粒子とを密着させるためである。上記金属酸化
物により、セラミック基板と金属粒子との密着性が改善
される理由は明確ではないが、金属粒子の表面はわずか
に酸化膜が形成されており、セラミック基板は、酸化物
の場合は勿論、非酸化物セラミックである場合にも、そ
の表面には酸化膜が形成されている。従って、この酸化
膜が金属酸化物を介してセラミック基板表面で焼結して
一体化し、金属粒子とセラミック基板とが密着するので
はないかと考えられる。

【００４１】上記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素（Ｂ ₂ Ｏ₃ ）、アル
ミナ、イットリア、チタニアから選ばれる少なくとも１
種が好ましい。これらの酸化物は、抵抗発熱体の抵抗値
を大きくすることなく、金属粒子とセラミック基板との
密着性を改善できるからである。

【００４２】上記金属酸化物は、金属粒子１００重量部
に対して０．１重量部以上１０重量部未満であることが
望ましい。この範囲で金属酸化物を用いることにより、
抵抗値が大きくなりすぎず、金属粒子とセラミック基板
との密着性を改善することができるからである。

【００４３】また、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホ
ウ素（Ｂ₂ Ｏ₃ ）、アルミナ、イットリア、チタニアの
割合は、金属酸化物の全量を１００重量部とした場合
に、酸化鉛が１〜１０重量部、シリカが１〜３０重量
部、酸化ホウ素が５〜５０重量部、酸化亜鉛が２０〜７
０重量部、アルミナが１〜１０重量部、イットリアが１
〜５０重量部、チタニアが１〜５０重量部が好ましい。
但し、これらの合計が１００重量部を超えない範囲で調
整されることが望ましい。これらの範囲が特にセラミッ
ク基板との密着性を改善できる範囲だからである。

【００４４】抵抗発熱体をセラミック基板の底面に設け
る場合は、抵抗発熱体１５の表面は、金属層１５０で被
覆されていることが望ましい（図４参照）。抵抗発熱体
１５は、金属粒子の焼結体であり、露出していると酸化
しやすく、この酸化により抵抗値が変化してしまう。そ
こで、表面を金属層１５０で被覆することにより、酸化
を防止することができるのである。

【００４５】金属層１５０の厚さは、０．１〜１０μｍ
が望ましい。抵抗発熱体の抵抗値を変化させることな
く、抵抗発熱体の酸化を防止することができる範囲だか
らである。被覆に使用される金属は、非酸化性の金属で
あればよい。具体的には、金、銀、パラジウム、白金、
ニッケルから選ばれる少なくとも１種以上が好ましい。
なかでもニッケルがさらに好ましい。抵抗発熱体には電
源と接続するための端子が必要であり、この端子は、半
田を介して抵抗発熱体に取り付けるが、ニッケルは半田
の熱拡散を防止するからである。接続端子しては、コバ
ール製の端子ピンを使用することができる。

【００４６】なお、抵抗発熱体をヒータ板内部に形成す
る場合は、抵抗発熱体表面が酸化されることがないた
め、被覆は不要である。抵抗発熱体をヒータ板内部に形
成する場合、抵抗発熱体の表面の一部が露出していても
よい。

【００４７】抵抗発熱体として使用する金属箔として
は、ニッケル箔、ステンレス箔をエッチング等でパター
ン形成して抵抗発熱体としたものが望ましい。パターン
化した金属箔は、樹脂フィルム等ではり合わせてもよ
い。金属線としては、例えば、タングステン線、モリブ
デン線等が挙げられる。

【００４８】温度制御手段としてペルチェ素子を使用す
る場合は、電流の流れる方向を変えることにより発熱、
冷却両方行うことができるため有利である。ペルチェ素
子８は、図６に示すように、ｐ型、ｎ型の熱電素子８１
を直列に接続し、これをセラミック板８２などに接合さ
せることにより形成される。ペルチェ素子としては、例
えば、シリコン・ゲルマニウム系、ビスマス・アンチモ
ン系、鉛・テルル系材料等が挙げられる。

【００４９】本発明における静電チャックとしては、例
えば、図１に示すように、セラミック基板１とセラミッ
ク誘電体膜４との間にチャック正極静電層２とチャック
負極静電層３とが設けられ、セラミック基板１の内部に
は抵抗発熱体５が設けられた構成の静電チャック１０
１、図４に示すように、セラミック基板１とセラミック
誘電体膜４との間にチャック正極静電層２とチャック負
極静電層３とが設けられ、セラミック基板１の底面に抵
抗発熱体１５が設けられた構成の静電チャック２０１、
図５に示すように、セラミック基板１とセラミック誘電
体膜４との間にチャック正極静電層２とチャック負極静
電層３とが設けられ、セラミック基板１の内部に抵抗発
熱体である金属線７が埋設された構成の静電チャック３
０１、図６に示すように、セラミック基板１とセラミッ
ク誘電体膜４との間にチャック正極静電層２とチャック
負極静電層３とが設けられ、セラミック基板１の底面に
熱電素子８１とセラミック板８２からなるペルチェ素子
８が形成された構成の静電チャック４０１等が挙げられ
る。

【００５０】本発明では、図１〜６に示したように、セ
ラミック基板１とセラミック誘電体膜４との間にチャッ
ク正極静電層２とチャック負極静電層３とが設けられ、
セラミック基板１の内部に抵抗発熱体５や金属線７が形
成されているため、これらと外部端子とを接続するため
の接続部（スルーホール）１６、１７が必要となる。ス
ルーホール１６、１７は、タングステンペースト、モリ
ブデンペーストなどの高融点金属、タングステンカーバ
イド、モリブデンカーバイドなどの導電性セラミックを
充填することにより形成される。

【００５１】また、接続部（スルーホール）１６、１７
の直径は、０．１〜１０ｍｍが望ましい。断線を防止し
つつ、クラックや歪みを防止できるからである。このス
ルーホールを接続パッドとして外部端子ピン６、１８を
接続する（図７（ｄ）参照）。

【００５２】接続は、半田、ろう材により行う。ろう材
としては銀ろう、パラジウムろう、アルミニウムろう、
金ろうを使用する。金ろうとしては、Ａｕ−Ｎｉ合金が
望ましい。Ａｕ−Ｎｉ合金は、タングステンとの密着性
に優れるからである。

【００５３】Ａｕ／Ｎｉの比率は、〔８１．５〜８２．
５（重量％）〕／〔１８．５〜１７．５（重量％）〕が
望ましい。Ａｕ−Ｎｉ層の厚さは、０．１〜５０μｍが
望ましい。接続を確保するに充分な範囲だからである。
また、１０^-6〜１０^-5Ｐａの高真空で５００〜１０００
℃の高温で使用するとＡｕ−Ｃｕ合金では劣化するが、
Ａｕ−Ｎｉ合金ではこのような劣化がなく有利である。
また、Ａｕ−Ｎｉ合金中の不純物元素量は全量を１００
重量部とした場合に１重量部未満であることが望まし
い。

【００５４】本発明では、必要に応じて、セラミック基
板１の有底孔１２に熱電対を埋め込んでおくことができ
る。熱電対により抵抗発熱体の温度を測定し、そのデー
タをもとに電圧、電流量を変えて、温度を制御すること
ができるからである。熱電対の金属線の接合部位の大き
さは、各金属線の素線径と同一か、もしくは、それより
も大きく、かつ、０．５ｍｍ以下がよい。このような構
成によって、接合部分の熱容量が小さくなり、温度が正
確に、また、迅速に電流値に変換されるのである。この
ため、温度制御性が向上してウエハの加熱面の温度分布
が小さくなるのである。上記熱電対としては、例えば、
ＪＩＳ−Ｃ−１６０２（１９８０）に挙げられるよう
に、Ｋ型、Ｒ型、Ｂ型、Ｓ型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対
が挙げられる。

【００５５】図１０は、以上のような構成の本発明の静
電チャックを配設するための支持容器４１を模式的に示
した断面図である。支持容器４１には、静電チャック１
０１が断熱材４５を介して嵌め込まれるようになってい
る。また、この支持容器１１には、冷媒吹き出し口４２
が形成されており、冷媒注入口４４から冷媒が吹き込ま
れ、冷媒吹き出し口４２を通って吸引口４３から外部に
出ていくようになっており、この冷媒の作用により、静
電チャック１０１を冷却することができるようになって
いる。

【００５６】次に、本発明の静電チャックの製造方法の
一例を図７に示した断面図に基づき説明する。（１）まず、酸化物セラミック、窒化物セラミック、炭
化物セラミック等のセラミックの粉体をバインダおよび
溶剤と混合してグリーンシート５０を得る。前述したセ
ラミック粉体としては、例えば、窒化アルミニウム、炭
化ケイ素等を使用することができ、必要に応じて、イッ
トリアなどの焼結助剤等を加えてもよい。

【００５７】なお、後述する静電電極層印刷体５１が形
成されたグリーンシートの上に積層する数枚または１枚
のグリーンシート５０′は、セラミック誘電体膜４とな
る層であるので、後述するバインダとして、脱脂工程で
完全に分解、消失し、カーボンとして残留しないものを
選択する必要がある。通常、セラミック誘電体膜４の原
料とセラミック基板１の原料とは、同じものを使用する
ことが望ましい。これらは、一体として焼結することが
多いため、焼成条件が同じになるからである。ただし、
材料が異なる場合には、まず先にセラミック基板を製造
しておき、その上に静電電極層を形成し、さらにその上
にセラミック誘電体膜を形成することもできる。

【００５８】通常用いられるバインダとしては、アクリ
ル系バインダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、
ポリビニルアルコール等が挙げられ、これらから選ばれ
る少なくとも１種は、セラミック基板を形成するための
バインダとして用いることができる。さらに、溶媒とし
ては、α−テルピネオール、グリコールから選ばれる少
なくとも１種が望ましい。これらを混合して得られるペ
ーストをドクターブレード法でシート状に成形してグリ
ーンシート５０を作製する。

【００５９】グリーンシート５０に、必要に応じてシリ
コンウエハの支持ピンを挿入する貫通孔や熱電対を埋め
込む凹部を設けておくことができる。貫通孔や凹部は、
パンチングなどで形成することができる。グリーンシー
ト５０の厚さは、０．１〜５ｍｍ程度が好ましい。

【００６０】次に、グリーンシート５０に静電電極層や
抵抗発熱体となる導体ペーストを印刷する。印刷は、グ
リーンシート５０の収縮率を考慮して所望のアスペクト
比が得られるように行い、これにより静電電極層印刷体
５１、抵抗発熱体層印刷体５２を得る。印刷体は、導電
性セラミック、金属粒子などを含む導体ペーストを印刷
することにより形成する。

【００６１】これらの導体ペースト中に含まれる導電性
セラミック粒子としては、タングステンまたはモリブデ
ンの炭化物が最適である。酸化しにくく、熱伝導率が低
下しにくいからである。また、金属粒子としては、例え
ば、タングステン、モリブデン、白金、ニッケルなどを
使用することができる。

【００６２】導電性セラミック粒子、金属粒子の平均粒
子径は０．１〜５μｍが好ましい。これらの粒子は、大
きすぎても小さすぎても導体用ペーストを印刷しにくい
からである。このようなペーストとしては、金属粒子ま
たは導電性セラミック粒子８５〜９７重量部、アクリル
系、エチルセルロース、ブチルセロソルブおよびポリビ
ニルアルコールから選ばれる少なくとも１種のバインダ
１．５〜１０重量部、α−テルピネオール、グリコー
ル、エチルアルコールおよびブタノールから選ばれる少
なくとも１種の溶媒を１．５〜１０重量部混合して調製
した導体用ぺーストが最適である。さらに、パンチング
等で形成した孔に、導体用ペーストを充填してスルーホ
ール印刷体５３、５４を得る。

【００６３】次に、図７（ａ）に示すように、印刷体５
１、５２、５３、５４を有するグリーンシート５０と、
印刷体を有さないグリーンシート５０′とを積層する。
静電電極層印刷体５１が形成されたグリーンシート上に
は、上述した構成の数枚または１枚のグリーンシート５
０′を積層する。抵抗発熱体形成側に印刷体を有さない
グリーンシート３０′を積層するのは、スルーホールの
端面が露出して、抵抗発熱体形成の焼成の際に酸化して
しまうことを防止するためである。もしスルーホールの
端面が露出したまま、抵抗発熱体形成の焼成を行うので
あれば、ニッケルなどの酸化しにくい金属をスパッタリ
ングする必要があり、さらに好ましくは、Ａｕ−Ｎｉの
金ろうで被覆してもよい。

【００６４】（２）次に、図７（ｂ）に示すように、積
層体の加熱および加圧を行い、グリーンシートおよび導
電ペーストを焼結させる。加熱温度は、１０００〜２０
００℃、加圧は１００〜２００ｋｇ／ｃｍ² が好まし
く、これらの加熱および加圧は、不活性ガス雰囲気下で
行う。不活性ガスとしては、アルゴン、窒素などを使用
することができる。この工程で、スルーホール１６、１
７、チャック正極静電層２、チャック負極静電層３、抵
抗発熱体５等が形成される。

【００６５】（３）次に、図７（ｃ）に示すように、外
部端子接続のための袋孔１３、１４を設ける。袋孔１
３、１４の内壁は、その少なくともその一部が導電化さ
れ、導電化された内壁は、チャック正極静電層２、チャ
ック負極静電層３、抵抗発熱体５等と接続されているこ
とが望ましい。

【００６６】（４）最後に、図７（ｄ）に示すように、
袋孔１３、１４に金ろうを介して外部端子６、１８を設
ける。さらに、必要に応じて、有底孔１２を設け、その
内部に熱電対を埋め込むことができる。半田は銀−鉛、
鉛−スズ、ビスマス−スズなどの合金を使用することが
できる。なお、半田層の厚さは、０．１〜５０μｍが望
ましい。半田による接続を確保するに充分な範囲だから
である。

【００６７】なお、上記説明では静電チャック１０１
（図１参照）を例にしたが、静電チャック２０１（図４
参照）を製造する場合は、静電電極層を有するセラミッ
ク板を製造した後、このセラミック板の底面に導体ペー
ストを印刷、焼成し、抵抗発熱体１５を形成し、この
後、無電解メッキ等により金属層１５０を形成すればよ
い。また、静電チャック３０１（図５参照）を製造する
場合は、セラミック粉末中に金属箔、金属線を静電電極
や抵抗発熱体として埋め込み、焼結すればよい。さら
に、静電チャック４０１（図６参照）を製造する場合
は、静電電極層を有するセラミック板を製造した後、こ
のセラミック板に溶射金属層を介してペルチェ素子を接
合すればよい。

【００６８】

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。（実施例１）静電チャック（図１参照）の製造（１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
１．１μｍ）１００重量部、イットリア（平均粒径：
０．４μｍ）４重量部、アクリル系樹脂バインダ（三井
化学製ＳＡ−５４５シリーズ酸価０．５）１１．５重
量部、分散剤０．５重量部および１−ブタノールとエタ
ノールとからなるアルコール５３重量部を混合したペー
ストを用い、ドクターブレード法による成形を行って、
厚さ０．４７ｍｍのグリーンシートを得た。

【００６９】（２）次に、このグリーンシートを８０℃
で５時間乾燥させた後、パンチングにより直径１．８ｍ
ｍ、３．０ｍｍ、５．０ｍｍのシリコンウエハ支持ピン
を挿入する貫通孔となる部分、外部端子と接続するため
のスルーホールとなる部分を設けた。

【００７０】（３）平均粒子径１μｍのタングステンカ
ーバイト粒子１００重量部、アクリル系バインダ３．０
重量部、α−テルピネオール溶媒３．５重量部および分
散剤０．３重量部を混合して導体ペーストＡを調製し
た。平均粒子径３μｍのタングステン粒子１００重量
部、アクリル系バインダ１．９重量部、α−テルピネオ
ール溶媒３．７重量部および分散剤０．２重量部を混合
して導体ペーストＢを調製した。この導体ペーストＡを
グリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、導体ペース
ト層を形成した。印刷パターンは、同心円パターンとし
た。また、他のグリーンシートに図２に示した形状の静
電電極パターンからなる導体ペースト層を形成した。

【００７１】さらに、外部端子を接続するためのスルー
ホール用の貫通孔に導体ペーストＢを充填した。上記処
理の終わったグリーンシート５０に、さらに、タングス
テンペーストを印刷しないグリーンシート５０′を上側
（加熱面）に３４枚、下側に１３枚積層し、その上に静
電電極パターンからなる導体ペースト層を印刷したグリ
ーンシート５０を積層し、さらにその上にタングステン
ペーストを印刷していないグリーンシート５０′を２枚
積層し、これらを１３０℃、８０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で
圧着して積層体を形成した（図７（ａ））。

【００７２】（４）次に、得られた積層体を窒素ガス
中、６００℃で１０時間脱脂し、１８９０℃、圧力１５
０ｋｇ／ｃｍ² で３時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍの
窒化アルミニウム板状体を得た。これを２３０ｍｍの円
板状に切り出し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍの抵抗
発熱体５および厚さ１０μｍのチャック正極静電層２、
チャック負極静電層３を有する窒化アルミニウム製の板
状体とした（図７（ｂ））。

【００７３】（５）次に、（４）で得られた板状体を、
ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、Ｓｉ
Ｃ等によるブラスト処理で表面に熱電対のための有底孔
（直径：１．２ｍｍ、深さ：２．０ｍｍ）を設けた。

【００７４】（６）さらに、スルーホールが形成されて
いる部分をえぐり取って袋孔１３、１４とし（図７
（ｃ））、この袋孔１３、１４にＮｉ−Ａｕからなる金
ろうを用い、７００℃で加熱リフローしてコバール製の
外部端子６、１８を接続させた（図７（ｄ））。なお、
外部端子の接続は、タングステンの支持体が３点で支持
する構造が望ましい。接続信頼性を確保することができ
るからである。

【００７５】（７）次に、温度制御のための複数の熱電
対を有底孔に埋め込み、抵抗発熱体を有する静電チャッ
クの製造を完了した。このようにして製造した抵抗発熱
体を有する静電チャックのセラミック誘電体膜４の炭素
量、透過率、体積抵抗率、電極の目視可否および熱伝導
率を下記の方法により測定した。その結果を下記の表１
に示した。

【００７６】（実施例２）静電チャック（図２参照）の
製造（１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
１．１μｍ）１００重量部、イットリア（平均粒径：
０．４μｍ）４重量部、アクリル系樹脂バインダ（共栄
社製商品名ＫＣ−６００シリーズ酸価１７）１１．
５重量部、分散剤０．５重量部および１−ブタノールと
エタノールとからなるアルコール５３重量部を混合した
ペーストを用い、ドクターブレード法による成形を行っ
て、厚さ０．４７ｍｍのグリーンシートを得た。

【００７７】（２）次に、このグリーンシートを８０℃
で５時間乾燥させた後、パンチングにより直径１．８ｍ
ｍ、３．０ｍｍ、５．０ｍｍのシリコンウエハ支持ピン
を挿入する貫通孔となる部分、外部端子と接続するため
のスルーホールとなる部分を設けた。

【００７８】（３）平均粒子径１μｍのタングステンカ
ーバイト粒子１００重量部、アクリル系バインダ３．０
重量部、α−テルピネオール溶媒３．５重量部および分
散剤０．３重量部を混合して導体ペーストＡを調製し
た。平均粒子径３μｍのタングステン粒子１００重量
部、アクリル系樹脂バインダ１．９重量部、α−テルピ
ネオール溶媒３．７重量部および分散剤０．２重量部を
混合して導体ペーストＢを調製した。この導体ペースト
Ａをグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、図９に
示した形状の静電電極パターンからなる導体ペースト層
を形成した。

【００７９】さらに、外部端子を接続するためのスルー
ホール用の貫通孔に導体ペーストＢを充填した。上記処
理の終わったグリーンシート５０に、さらに、タングス
テンペーストを印刷しないグリーンシート５０′を上側
（加熱面）に２枚、下側に４８枚積層し、これらを１３
０℃、８０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で圧着して積層体を形成
した。

【００８０】（４）次に、得られた積層体を窒素ガス
中、６００℃で１０時間脱脂し、１８９０℃、圧力１５
０ｋｇ／ｃｍ² で３時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍの
窒化アルミニウム板状体を得た。これを２３０ｍｍの円
板状に切り出し、内部に厚さ１０μｍのチャック正極静
電層２およびチャック負極静電層３を有する窒化アルミ
ニウム製の板状体とした。

【００８１】（５）上記（４）で得た板状体の底面にマ
スクを載置し、ＳｉＣ等によるブラスト処理で表面に熱
電対のための凹部（図示せず）等を設けた。

【００８２】（６）次に、ウエハ載置面に対向する面
（底面）に抵抗発熱体１５を印刷した。印刷は導電ペー
ストを用いた。導電ペーストは、プリント配線板のスル
ーホール形成に使用されている徳力化学研究所製のソル
ベストＰＳ６０３Ｄを使用した。この導電ペーストは、
銀／鉛ペーストであり、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸
化ホウ素、アルミナからなる金属酸化物（それぞれの重
量比率は、５／５５／１０／２５／５）を銀１００重量
部に対して７．５重量部含むものであった。また、銀の
形状は平均粒径４．５μｍでリン片状のものであった。

【００８３】（７）導体ペーストを印刷した板状体を７
８０℃で加熱焼成して、導体ペースト中の銀、鉛を焼結
させるとともにセラミック基板に焼き付けた。さらに硫
酸ニッケル３０ｇ／ｌ、ほう酸３０ｇ／ｌ、塩化アンモ
ニウム３０ｇ／ｌおよびロッシェル塩６０ｇ／ｌを含む
水溶液からなる無電解ニッケルメッキ浴に板状体を浸漬
して、銀の焼結体１５の表面に厚さ１μｍ、ホウ素の含
有量が１重量％以下のニッケル層１５０を析出させた。
この後、板状体に、１２０℃で３時間アニーリング処理
を施した。銀の焼結体からなる抵抗発熱体は、厚さが５
μｍ、幅２．４ｍｍであり、面積抵抗率が７．７ｍΩ／
□であった。

【００８４】（８）次に、セラミック基板にスルーホー
ル１６を露出させるための袋孔を設けた。この袋孔にＮ
ｉ−Ａｕ合金（Ａｕ８１．５重量％、Ｎｉ１８．４重量
％、不純物０．１重量％）からなる金ろうを用い、９７
０℃で加熱リフローしてコバール製の外部端子ピンを接
続させた。また、抵抗発熱体に半田（スズ９／鉛１）を
介してコバール製の外部端子ピンを形成した。

【００８５】（９）次に、温度制御のための複数熱電対
を凹部に埋め込み、静電チャック２０１を得た。このよ
うにして製造した抵抗発熱体を有する静電チャックのセ
ラミック誘電体膜４の炭素量、透過率、体積抵抗率、電
極の目視可否および熱伝導率を下記の方法により測定し
た。その結果を下記の表１に示した。

【００８６】（１０）次に、この静電チャック２０１を
図１０の断面形状を有するステンレス製の支持容器４１
にセラミックファイバー（イビデン社製商品名イビ
ウール）からなる断熱材４５を介して嵌め込んだ。この
支持容器４１は冷却ガスの冷媒吹き出し口４２を有し、
静電チャック２０１の温度調整を行うことができる。こ
の支持容器４１に嵌め込まれた静電チャック２０１の抵
抗発熱体１５に通電を行って、温度を上げ、また、支持
容器に冷媒を流して静電チャック２０１の温度を制御し
たが、極めて良好に温度を制御することができた。

【００８７】（実施例３）静電チャック３０１（図
５）の製造（１）厚さ１０μｍのタングステン箔を打抜き加工する
ことにより図８に示した形状の電極２枚を形成した。こ
の電極２枚とタングステン線を窒化アルミニウム粉末
（トクヤマ社製、平均粒径１．１μｍ）１００重量部、
イットリア（平均粒径０．４μｍ）４重量部、アクリル
系樹脂バインダ（共栄社製商品名ＫＣ−６００シリー
ズ酸価１７）８重量部ともに、成形型中に入れて窒素
ガス中で１８９０℃、圧力１５０ｋｇ／ｃｍ² で３時間
ホットプレスし、厚さ３ｍｍの窒化アルミニウム板状体
を得た。これを直径２３０ｍｍの円状に切り出して板状
体とした。このとき、静電電極層の厚さは、１０μｍで
あった。

【００８８】（２）この板状体に対し、実施例１の
（５）〜（７）の工程を実施し、静電チャック３０１を
得た。このようにして製造した抵抗発熱体を有する静電
チャックのセラミック誘電体膜４の炭素量、透過率、体
積抵抗率、電極の目視可否および熱伝導率を下記の方法
により測定した。その結果を下記の表１に示した。

【００８９】（実施例４）静電チャック４０１（図
６）の製造アクリル系樹脂バインダ（共栄社製商品名ＫＣ−６０
０シリーズ酸価１７）５重量とし、実施例２の（１）
〜（５）の工程を実施した後、さらに底面にニッケルを
溶射し、この後、鉛・テルル系のペルチェ素子を接合さ
せることにより、静電チャック４０１を得た。このよう
にして製造した抵抗発熱体を有する静電チャックのセラ
ミック誘電体膜４の炭素量、透過率、体積抵抗率、電極
の目視可否および熱伝導率を下記の方法により測定し
た。その結果を下記の表１に示した。

【００９０】（実施例５）静電チャック（図１２）の
製造実施例１と基本的に同様であるが、両面に電極を印刷し
た。このようにして製造した抵抗発熱体を有する静電チ
ャックのセラミック誘電体膜４の炭素量、透過率、体積
抵抗率、電極の目視可否および熱伝導率を下記の方法に
より測定した。その結果を下記の表１に示した。

【００９１】（比較例１）特開平９−４８６６８号公報
の記載に従い、バインダーとしてフェノール樹脂を使用
した。なお、上記フェノール樹脂を分解して得られるカ
ーボンは結晶性のものであると考えられる。セラミック
誘電体膜４となる部分を形成するためのグリーンシート
を作製する際に、イットリアを添加せず、窒化アルミニ
ウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径１．１μｍ）１００
重量部、フェノール樹脂５重量部、分散剤０．５重量部
および１−ブタノールとエタノールとからなるアルコー
ル５３重量部を混合したペーストを用い、ドクターブレ
ード法による成形を行って、厚さ０．４７ｍｍのグリー
ンシートを作製し、このグリーンシートを用いて積層体
を作製したほかは、実施例１と同様にして、静電チャッ
クを得た。このようにして製造した抵抗発熱体を有する
静電チャックのセラミック誘電体膜４の炭素量、透過
率、体積抵抗率、電極の目視可否および熱伝導率を下記
の方法により測定した。その結果を下記の表１に示し
た。

【００９２】評価方法（１）炭素量の測定上記実施例および比較例で製造した窒化アルミニウム板
状体を粉砕し、これを５００〜８００℃で加熱して発生
するＣＯ_X ガスを捕集することにより測定した。（２）セラミック誘電体膜の透過率の測定上記実施例および比較例で製造した静電チャックと同じ
条件で焼結させたセラミック板を切り出し、透過率測定
用のサンプルとした。そして、自動分光光度計（日立製
作所社製−４０００形）を用い、λ＝０．５μｍの波長
の可視光線をセラミック誘電体膜に照射して透過後の強
度を測定し、透過対象のない可視光線の強度と比較する
ことにより、透過率を測定した。その結果を下記の表１
に示した。また、実施例１についてλ＝２４０ｎｍから
２６００ｎｍまでの光の透過率を測定した。その結果を
図１１に示している。

【００９３】（３）体積抵抗率の測定焼結体を切削加工することにより、直径１０ｍｍ、厚さ
３ｍｍの形状に切出し、三端子（主電極、対電極、ガー
ド電極）を形成し、直流電圧を加え、１分間充電した後
のデジタルエレクトロメーターに流れる電流（Ｉ）を読
んで、試料の抵抗（Ｒ）を求め、抵抗（Ｒ）と試料の寸
法から体積抵抗率（ρ）を下記の計算式（１）で計算し
た。なお、この場合の温度は、４５０℃である。

【００９４】

【数１】

【００９５】上記計算式（１）において、ｔは試料の厚
さ（ｍｍ）である。また、Ｓは、下記の計算式（２）お
よび（３）により与えられる。

【００９６】

【数２】

【００９７】

【数３】

【００９８】なお、上記計算式（２）および（３）にお
いて、ｒ₁ は主電極の半径、ｒ₂ はガード電極の内径
（半径）、ｒ₃ はガード電極の外径（半径）、Ｄ₁ は主
電極の直径、Ｄ₂ はガード電極の内径（直径）、Ｄ₃ は
ガード電極の外径（直径）であり、本実施例において
は、２ｒ₁ ＝Ｄ₁ ＝１．４５ｃｍ、２ｒ₂ ＝Ｄ₂ ＝１．
６０ｃｍ、２ｒ₃ ＝Ｄ₃ ＝２．００ｃｍである。

【００９９】（４）電極の目視可否セラミック基板内部の電極が目視できるかどうかで判断
した。

【０１００】（５）熱伝導率の測定ａ．使用機器リガクレーザーフラッシュ法熱定数測定装置ＬＦ／ＴＣＭ−ＦＡ８５１０Ｂｂ．試験条件温度・・・４５０℃ 雰囲気・・・真空ｃ．測定方法・比熱測定における温度検出は、試料裏面に銀ペースト
で接着した熱電対（プラチネル）により行った。・常温比熱測定はさらに試料上面に受光板（グラッシー
カーボン）をシリコングリースを介して接着した状態で
行い、試料の比熱（Ｃｐ）は、下記の計算式（４）によ
り求めた。

【０１０１】

【数４】

【０１０２】上記計算式（４）において、ΔＯは、入力
エネルギー、ΔＴは、試料の温度上昇の飽和値、Ｃｐ
_G.C は、グラッシーカーボンの比熱、Ｗ_G.C は、グラッ
シーカーボンの重量、Ｃｐ_S.G は、シリコングリースの
比熱、Ｗ_S.G は、シリコングリースの重量、Ｗは、試料
の重量である。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】上記表１より明らかなように、実施例１〜
５に係る静電チャックでは、セラミック誘電体膜の透過
率（Ｔ／Ｔｗ）は１０〜５０％と高く、内部電極を目視
できる。また、体積抵抗率も、４５０℃で１０⁹ Ω・ｃ
ｍ程度であり、また、熱伝導率も４５０℃で１００Ｗ／
ｍ・Ｋ程度を維持している。これに対し、比較例１に係
る静電チャックでは、セラミック誘電体膜の透過率（Ｔ
／Ｔｗ）は３％と低く、電極を目視できない。体積抵抗
率も４５０℃で１０⁸ Ω・ｃｍと低く、また、熱伝導率
も４５０℃で８０Ｗ／ｍ・Ｋ程度に低下してしまう。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明のように、本願発明の静電チャ
ックでは、上記セラミック誘電体膜が透光性を有するの
で、この誘電体膜の下に形成された静電電極の形状等を
はっきりと観察することができ、目視等の簡単な手段
で、静電電極が目的通りに形成されているか否かを検査
することができるとともに、シリコンウエハの位置合わ
せを正確に行うことができる。また、セラミック誘電体
膜は、カーボンを含有していないか、その含有量が５０
０ｐｐｍ未満であるため、５００℃付近の高温域におい
て、体積抵抗率が低下することはなく、セラミック誘電
体膜の高温における耐電圧を大きく保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電チャックの一例を模式的に示す断
面図である。

【図２】図１に示した静電チャックのＡ−Ａ線断面図で
ある。

【図３】図１に示した静電チャックのＢ−Ｂ線断面図で
ある。

【図４】本発明の静電チャックの一例を模式的に示す断
面図である。

【図５】本発明の静電チャックの一例を模式的に示す断
面図である。

【図６】本発明の静電チャックの一例を模式的に示す断
面図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の静電チャックの製
造工程の一部を模式的に示す断面図である。

【図８】本発明の静電チャックを構成する静電電極の形
状を模式的に示した水平断面図である。

【図９】本発明の静電チャックを構成する静電電極の形
状を模式的に示した水平断面図である。

【図１０】本発明の静電チャックを支持容器に嵌め込ん
だ状態を模式的に示した断面図である。

【図１１】本発明の静電チャックに用いたセラミック基
板を透過する可視光線の各波長に対する透過率を示すグ
ラフである。

【図１２】本発明の静電チャックの別の一例を模式的に
示す断面図である。

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１、４０１静電チャック１セラミック基板２、２２、３２ａ、３２ｂチャック正極静電層３、２３、３３ａ、３３ｂチャック負極静電層２ａ、３ａ半円弧状部２ｂ、３ｂ櫛歯部４セラミック誘電体膜５抵抗発熱体６、１８外部端子ピン７金属線８ペルチェ素子９シリコンウエハ１１有底孔１２貫通孔１３、１４袋孔１５抵抗発熱体１５０金属層１６、１７スルーホール４１支持容器４２冷媒吹き出し口４３吸入口４４冷媒注入口４５断熱材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C007 FS00 3C016 GA10 3F061 CA00 5F031 CA02 HA02 HA17 HA33 HA37 HA38 JA01 JA46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック基板上に電極が形成され、前
記電極上にセラミック誘電体膜が設けられた静電チャッ
クにおいて、前記セラミック誘電体膜は、透光性を有す
ることを特徴とする静電チャック。
【請求項２】セラミック基板の両面に電極が形成さ
れ、前記電極上にセラミック誘電体膜が設けられた静電
チャックにおいて、前記セラミック誘電体膜は、透光性
を有することを特徴とする静電チャック。
【請求項３】前記セラミック基板は、透光性を有する
請求項１または２に記載の静電チャック。
【請求項４】前記セラミック誘電体膜は、５００ｎｍ
の光を２％以上透過する請求項１または２に記載の静電
チャック。