JP2004179262A

JP2004179262A - 静電チャック及びその製造方法

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Publication number: JP2004179262A
Application number: JP2002341455A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Nakamura; 恒彦中村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-25
Also published as: JP3965470B2

Abstract

【課題】腐食性のプロセスガスを繰り返し暴露してもウェハ支持部材２とセラミック筒状支持体８との接合層６や金属筒状体を腐食し、パーティクルを発生する。
【解決手段】電極４を埋設した板状セラミック体３の一方の主面をウエハＷの載置面５とする静電チャック２の上記載置面５と反対側の表面中央に凸状部３ａを設け、この凸状部３ａに上記電極４と電気的に接続される給電端子９を備えるとともに、上記給電端子９を包囲するようにセラミック筒状支持体８をセラミック接合層６を介して焼結により接合一体化するとともに、凸状部３ａの外周面と、セラミック筒状支持体８の接合部外周面と、接合層６の外周面とが滑らかに連続した同一面となるようにして静電チャック１を構成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜装置や、プラズマエッチング、光エッチング等のエッチング装置において、半導体ウエハ等の試料を静電気力で保持する静電チャック及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置の製造工程において、プラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなどのエッチング装置では、試料となる半導体ウエハ（以下、ウエハと称す。）を静電気力で保持して各種処理を行うための静電チャックが用いられている。
【０００３】
例えば、図７に従来の静電チャックを真空処理室内に取り付けた状態を示すように、２０はプロセスガスを供給するためのガス供給孔２１と、真空引きするための排気孔２２を備えた真空処理室で、真空処理室２０内にはウェハ支持部材７２と金属製の筒状支持体７８とからなる静電チャック７１が設置されていた。
【０００４】
この種のウェハ支持部材７２は、円板状をなし、上下面が平滑かつ平坦に形成された板状セラミック体７３からなり、板状セラミック体７３中には電極７４を埋設するとともに、一方の主面をウエハＷを載せる載置面７５とし、他方の主面７７には上記電極７４と電気的に接続された給電端子７９が接合されていた。
【０００５】
また、上記板状セラミック体７３の他方の主面には、上記給電端子７９を包囲するように金属製の筒状支持体７８がロウ接でもって接合一体化され、給電端子７９へ接続されるリード線（図示せず）を真空処理室２０外へ導出するようになっていた（特許文献１、２参照）。
【０００６】
そして、この静電チャック７１によりウエハＷに成膜やエッチング等の処理を施すには、まず、真空処理室２０内を真空状態とするとともに、ウェハ支持部材７２の載置面７５にウエハＷを載せ、給電端子７９に電圧を印加して電極７４とウエハＷ間に静電気力を発現させウェハＷを吸着固定し、この状態でガス供給孔２１よりデポジッション用ガスやエッチング用ガスなどのプロセスガスを真空処理室２０内へ導くことで、ウエハＷに各種処理を施すようになっていた。
【０００７】
また、図６に示すように、ウェハ支持部材６２を形成する板状セラミック体６３の他方の主面中央に凸状部６３ａを形成し、この凸状部６３ａにセラミック製の筒状支持体６８をセラミック製の接合層６６を介して焼結により気密に接合一体化したものが提案されている（特許文献３、４参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２１９５７８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２１０８３号公報
【特許文献３】特開平１２−２１９５７号公報
【特許文献４】特開平４−７８１３８号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記静電チャック７１に上記のデポジッション用ガスやエッチングガスなどのプロセスガスが高温で繰り返し暴露すると、ウェハ支持部材７２とロウ材からなる接合層７６及び金属製の筒状支持体７８とロウ材からなる接合層７６との間にはそれぞれ接合界面が存在するとともに、ウェハ支持部材７２と金属製の筒状支持体７８との間には熱伝達特性の異なるロウ材が介在することから、これらの接合界面には熱応力が集中し易く、その結果、繰り返し加わる熱応力によって接合層７６にクラックが発生して気密性が損なわれるため、真空処理室２０内の真空度が低下し、その結果、成膜精度やエッチング精度に悪影響を与えるといった課題があった。
【０００９】
また、成膜装置やエッチング装置では、デポジッション用ガス、エッチング用ガス、あるいはクリーニング用ガスとして腐食性の高いハロゲン系ガスが使用されているのであるが、接合層７６がロウ材からなるために上記ハロゲン系ガスに曝されると腐食摩耗し易く、短期間のうちに気密性が損なわれるとともに、この腐食摩耗により発生した摩耗粉がパーティクルとしてウエハＷへの処理精度に悪影響を与えるといった課題もあった。
【００１０】
また、図６に示す静電チャック６１は、接合層としてセラミックスを用い、板状セラミック体６３及びセラミックス製の筒状支持体６８と一体的に焼結することにより、各部材の熱膨張差を近似させることができるとともに、ウェハ支持部材６２には凸状部６３ａを設け、筒状支持体６８との接合部における表面積を大きくすることにより、接合部の放熱性を向上させることができるため、接合部に作用する熱応力を低減し、接合部における気密性の低下を防止できるとともに、２００℃以上の温度にも対応したものとできるといった利点があった。
【００１１】
しかしながら、図６の静電チャック６１でも室温から２００℃以上の温度範囲で繰り返し熱サイクルが加わると、比較的短期間で接合部の気密性が損なわれるといった課題があった。即ち、特許文献３に開示された技術では、ウェハ支持部材７２への通電のＯＮ、ＯＦＦを繰り返して室温から２００℃の温度範囲で熱サイクルを与えた場合、６００回の熱サイクル程度であれば耐え得ることが開示されているものの、熱サイクルが１０００回以上となると気密性が低下してしまうといった課題があった。
【００１２】
即ち、板状セラミック体３、セラミック筒状支持体８、及びセラミック接合層６を同種のセラミックスにより形成して熱膨張差を小さくするとともに、これらを焼結によって接合一体化したとしても各部材間には接合界面が存在する場合に熱伝達が悪く、しかも、一体焼結させる際、セラミック接合層６となるセラミックペーストの収縮や接合工程から接合後には図５に示すような鋭角を持ったくさび状の溝７０１が形成され、この溝７０１の先端に熱応力が集中するため、温度が２００℃程度とすると溝７０１に発生する熱応力に耐えきれず、溝７０１の先端を起点としてクラックが発生し、このクラックが進展することにより気密性が低下するとの課題があった。
【００１３】
そして、このような気密性の低下が発生すると、静電チャックを真空処理室２０から取り外して交換しなければならないのであるが、この間、成膜処理やエッチング処理を停止させなければならず、生産性を高めることができなかった。
【００１４】
本発明の目的は、腐食性のプロセスガスで繰り返し暴露してもウェハ支持部材７２と金属製の筒状支持体７８との間の気密性が低下し難い耐久性に優れた静電チャックを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、電極を埋設した板状セラミック体の一方の主面を試料を載せる載置面とし、他方の主面に上記電極と電気的に接続される給電端子を備えたウェハ支持部材と、上記給電端子を包囲するように上記ウェハ支持部材の他方の主面側に接合層を介して接合一体化されたセラミック筒状支持体とからなる静電チャックにおいて、上記ウェハ支持部材の上記セラミック筒状支持体との接合領域に凸状部を備え、該凸状部の外周面と、上記接合層の外周面と、上記セラミック筒状支持体の接合部外周面とが滑らかに連続した同一面上にあることを特徴とする。
【００１６】
また、上記凸状部の外周面と、上記接合層の外周面と、上記セラミック筒状支持体の接合部外周面からなる面の表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
また、電極を埋設した板状セラミック体の一方の主面を試料を載せる載置面とし、他方の主面に上記給電端子を包囲するように接合層を成すセラミックペーストを介してセラミック筒状支持体を当接させ、焼成にて接合一体化した後、上記板状セラミック体の他方の主面周縁部に研削加工を施すことによって、上記セラミック筒状支持体との接合領域に凸状部を形成するとともに、該凸状部の外周面と、上記接合層の外周面と、上記セラミック筒状支持体の接合部外周面とが滑らかに連続的した同一面となるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明の静電チャック１を真空処理室２０に取り付けた状態を示す断面図、図２は本発明の静電チャック１のみを示す斜視図、図３は本発明の静電チャック１の主要部を示す拡大断面図である。
【００２０】
図１において、２０はプロセスガスを供給するためのガス供給孔２１と、真空引きするための排気孔２２を備えた真空処理室２０で、この真空処理室２０内にはウェハ支持部材２とセラミック筒状支持体８とからなる静電チャック１を設置してある。
【００２１】
このウェハ支持部材２は、図２に示すように円板状をなし、上面が平らな板状セラミック体３からなり、その大きさとしては、ウエハＷのサイズにもよるが外径２２０〜３３０ｍｍ、厚み８〜２５ｍｍ程度のものを用いることができる。また、板状セラミック体３中には、タングステンやモリブデンあるいは白金等の金属からなる電極４を埋設してあり、一方の主面をウエハＷの載置面５とするとともに、他方の主面中央には円板状の凸状部３ａを有し、この凸状部３ａに上記電極４と電気的に接続される給電端子９を接合してある。なお、本発明において主面とは、板状セラミック体３のうち最も広い表面のことであり、他方の主面とは、一方の主面と反対側の表面を指す。
【００２２】
また、上記板状セラミック体３の中心には熱電対等の温度検出手段１０が内蔵してあり、載置面５の温度を検出するようになっている。
【００２３】
そして、上記板状セラミック体３の凸状部３ａには、給電端子９及び温度検出手段１０を包囲するように、円筒状をしたセラミック筒状支持体８がセラミック接合層６を介して焼結によって気密に接合一体化してあり、給電端子９及び温度検出手段１０のリード線（不図示）を真空処理室２０外へ取り出すようになっている。
【００２４】
ここで、静電チャック２を構成する板状セラミック体３及びセラミック筒状支持体８としては、緻密で耐熱性、耐蝕性、さらには耐プラズマ性に優れたセラミックスにより形成することが必要であり、このようなセラミックスとしては窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウム、窒化硼素を主成分とする窒化物系セラミックスを用いることができる。これらの中でも特に窒化アルミニウムを主成分とするセラミックスは、他のセラミックスと比較して高い熱伝導率を有することから、急速昇温が可能であるとともに、腐食性の高いハロゲン系ガスやプラズマに対して優れていることから好適である。
【００２５】
また、板状セラミック体３とセラミック筒状支持体８とは、焼結によって接合一体化する観点から同種（主成分が同じ）のセラミックスにより形成することが必要であり、好ましくは同一組成のセラミックスにより形成することが良い。これにより両者の熱膨張差を極めて小さくすることができるため、接合界面に発生する熱応力を大幅に低減することができ、セラミック接合層６やその接合界面にクラックが発生するのを抑えることができる。
【００２６】
なお、本発明において、焼結により接合一体化するとは、セラミック接合層６も板状セラミック体３やセラミック筒状支持体８と同種あるいは同一組成のセラミックスからなり、板状セラミック体３とセラミック接合層６及びセラミック接合層６とセラミック筒状支持体８とがいずれも焼結されていることを言う。焼結によって接合一体化する方法としては、板状セラミック体３やセラミック筒状支持体８を構成するセラミックスと同種あるいは同一組成のセラミックペーストをいずれか一方の接合面に塗布し、他方を上記接合面に当接させたあと押圧した状態で加熱して焼結させるホットプレス法により接合するか、あるいは上記セラミックペーストをいずれか一方の接合面に塗布し、他方を上記接合面に当接させたあと押圧した状態で加熱し焼結させる拡散接合法により接合することができる。
【００２７】
尚、接合層６とは板状セラミックス体３とセラミックス筒状支持体８との間の層を意味するが、上記の板状セラミックス体３とセラミックス筒状支持体８とは異なる接合層６を形成することもあるし、セラミックスの拡散接合による接合層のように実質的な接合層６は板状セラミックス体３とセラミックス筒状支持体８との界面を示すこともあり、板状セラミックス体３とセラミックス筒状支持体８が全く同一組成で実質的に同一な工程で製造された場合は、接合層６を識別できない場合もある。
【００２８】
このように、板状セラミック体３とセラミック筒状支持体８とを焼結によって接合一体化すれば、板状セラミック体３と接合面６との間、接合面６とセラミック筒状支持体８との間の熱膨張差を極めて小さくできるため、接合面６に集中する熱応力を大幅に低減することができる。しかも、接合面６は耐蝕性、耐プラズマ性にも優れることから腐食摩耗が少なく、摩耗粉の発生が少ないことからウエハＷに悪影響を与えることもない。
【００２９】
さらに、上記セラミック筒状支持体８との接合領域として、板状セラミックス体３に凸状部３ａを設けてあることから、接合部近傍の表面積を大きくして冷却効果を高めることができる。
【００３０】
その為、プロセスガスにより静電チャック２が加熱されて室温域から２００℃以上の温度範囲で繰り返しガス暴露サイクルが加わったとしても接合部近傍に集中する熱応力を緩和してクラックの発生を防ぐことができるため、長期使用においても気密性を維持することができる。なお、このような効果を得るためには、板状セラミック体３の凸状部３ａの高さｈを０．１ｍｍ以上とすることが良いが、凸状部３ａの高さｈがあまり高くなり過ぎると、研削加工に時間がかかるだけでクラックを防止するための効果が得られない。その為、凸状部３ａの高さｈは０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で形成すれば良い。
【００３１】
本発明の静電チャック１は、図３に示すように、板状セラミック体３の凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の接合部外周面８ａとが滑らかに連続した同一面上にあることを特徴とする。
【００３２】
このように、板状セラミック体３の凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の接合部外周面８ａとが連続した同一面上とすると、従来の接合界面にあるくさび状の溝７０１を除いた構造となり、局部的に熱応力が集中することを防ぐことができるため、セラミック接合層６やセラミック接合層６との接合界面にクラックが発生することを効果的に防止することができるため、静電チャック２の発熱温度を２００℃以上として繰り返し使用しても気密性を損なうことなく長期間にわたって使用することが可能な静電チャック１を提供することができる。また、上記の滑らかに連続した同一面上にあるとは、凸状部３ａの外周面３ｂと接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の接合部外周面８ａとが同一面にあり、この面内に９０度より小さな鋭角な外表面が存在しないことを意味する。このような外周面とすると、外周面の接合部からクラックが発生することがなく好ましい。
【００３３】
なお、本発明において、板状セラミック体３の凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の接合部外周面８ａとが滑らかに連続した同一面上とするには、セラミック筒状支持体８をセラミック接合層６を介して板状セラミック体３の凸状部３ａに焼結によって接合一体化した後、板状セラミック体３の他方の主面周縁部を研削加工によって削ることにより、他方の主面中央に凸状部３ａを形成するとともに、この凸状部３ａの外周面３ｂ、セラミック接合層６の外周面６ａ、及びセラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａをも同時に研削加工を施し、セラミック接合層６やセラミック接合層６との接合界面にできるくさび状の溝を除去して滑らかに連続した同一面とすれば良い。ただし、このように研削加工を施したとしても大きな研削加工傷があると、この研削傷を起点としてクラックが発生する恐れがあることから、研削傷はできるだけ小さくすることが好ましく、例えば研削加工用のダイヤモンド砥粒に＃２００番以上の細かい砥粒を用いて連続的につながった同一表面の表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で２μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以下とすることが良い。
【００３４】
かくして、本発明の静電チャック１を用いてウエハＷに成膜やエッチング等の処理を施せば、室温域から２００℃以上のプロセスガスにより繰り返しガス暴露サイクルが加わったとしても板状セラミック体３とセラミック筒状支持体８との接合部における気密性を損なうことがなく、しかも金属部材や接合層の腐食を除去できることから、腐食によるパーティクルの発生を防止できることから、長期間にわたって精度の高い成膜やエッチングを安定して施すことができる。その為、静電チャック１の交換サイクルを長くすることができるため、成膜処理やエッチング処理を止める回数を少なくすることができ、生産性を向上させることができる。
【００３５】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００３６】
図４は本発明の静電チャック１の他の例を示す主要部の拡大断面図であり、静電チャック２を構成する板状セラミック体３の凸状部３ａの形状を円錐台とするとともに、凸状部３ａの外周面３ｂ、セラミック接合層６の外周面６ａ、及びセラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａを滑らかに連続した同一面として円錐台状の同一面としたもので、このように円錐台状としても凸状部３ａの外周面３ｂ、セラミック接合層６の外周面６ａ、及びセラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａが滑らかに連続した同一面であれば、局所的な熱応力の発生を防ぎ、静電チャック２の発熱温度を２００℃以上として繰り返し使用しても気密性を損なうことなく長期間にわたって使用することが可能な静電チャック１を提供することができる。しかも、円錐台状とすることで図３に比較して表面積を大きくすることができるため、放熱効果をさらに高めることができ、より破損し難い構造とすることができる。
【００３７】
ただし、この実施形態においても凸状部３ａの外周面３ｂ、セラミック接合層６の外周面６ａ、及びセラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａが連続的につながった同一表面の表面粗さは算術平均粗さ（Ｒａ）で２μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以下とするとともに、凸状部３ａの高さｈは１ｍｍ〜５ｍｍとすることが良い。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について示したが、本発明のこれらの実施形態だけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、改良や変更したものにも適用することができることは言う迄もない。
【００３９】
【実施例】
（実施例１）
ここで、板状セラミック体３の凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａとが滑らかに連続した同一面とすることによる効果を確認するため、本発明の静電チャック１（試料Ｎｏ．１）、凸状部の外周部に研磨加工を施していない従来の静電チャック６１（試料Ｎｏ．２）、及び凸状部３ａを備えていない従来の静電チャック７１（試料Ｎｏ．３）をそれぞれ用意し、真空処理装置に設置して真空排気後、静電チャックを２００℃のプロセスガスを曝し、再び空気置換し真空暴露を繰り返す暴露サイクル試験を行い、Ｈｅリークディテクターにより接合部の気密性について調べる実験を行った。
【００４０】
なお、静電チャックを構成する板状セラミック体及びセラミック筒状支持体はいずれも２５℃における熱伝導率が６４Ｗ／（ｍ・Ｋ）でかつ２００℃における熱伝導率が５５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である高純度窒化アルミニウム質セラミックスにより形成するとともに、静電チャックを形成する板状セラミック体の寸法は、外径３３０ｍｍ、厚み１５ｍｍの円盤状体とし、また、セラミック筒状支持体の寸法は、外径２３０ｍｍ、肉厚３ｍｍ、長さ４０ｍｍの筒状体の両端に外径２４０ｍｍ、厚み５ｍｍのフランジ部を有する形状とした。また、静電チャックに凸状部を有するものは、その外径を２４０ｍｍ、高さを０．３ｍｍとするとともに、本発明にあっては、静電チャックの凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａとが連続的につながった同一表面の表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で０．８μｍとした。
【００４１】
また、板状セラミック体とセラミック筒状支持体との接合にあたっては、両者の間に、窒化アルミニウムに助剤成分として炭酸カルシウムを添加したスラリーを塗布して貼り合わせた後、両者を押圧しながら窒素雰囲気下で１９００℃の温度で焼成することにより一体的に焼結させるようにした。
【００４２】
そして、各静電チャックを真空処理室内２０に設置し、真空処理室内２０を減圧した後、２００℃のプロセスガスに１時間曝し、減圧後、内部を空気と置換し、再び減圧するガス暴露サイクルを繰り返した。セラミック筒状支持体内にＨｅガスを供給し、その外側に漏れるＨｅガス量をＨｅリークディテクターにより測定し、この漏れ量が１０^−８ＳＣＣＭ以上になった時、気密性が損なわれたとしてその時のガス暴露サイクル回数を測定した。
【００４３】
結果は表１に示す通りである。なお、表中Ｎｏ．１は本発明の静電チャック、Ｎｏ．２は凸状部の外周部に研磨加工を施していない従来の静電チャック、Ｎｏ．３は凸状部を備えていない従来の静電チャックをそれぞれ示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
この結果、Ｎｏ．３の凸状部を備えていない従来の静電チャックは、５１回のガス暴露サイクルで接合部にクラックが発生し、気密性が低下した。
【００４６】
また、Ｎｏ．２の凸状部を有するものの、その外周部に研磨加工を施していない従来の静電チャックは、Ｎｏ．３のものに比較して寿命を大幅に向上させることができたものの、６１２回のガス暴露サイクルで接合部が腐食し、気密性が損なわれた。
【００４７】
これに対し、静電チャックのセラミック筒状支持体との接合領域に凸状部を設けるとともに、静電チャックの凸状部の外周面と、セラミック接合層の外周面と、セラミック筒状支持体の凸状部との接合部外周面とが滑らかに連続した同一面としたＮｏ．１の本発明の静電チャックは、接合部にはくさび状の溝がなく、熱応力が集中し難く腐食し難い構造であることから、凸状部を設けたことによる効果との相乗効果により、３０００回のガス暴露サイクルを与えたとしても接合部に腐食の発生は見られず、気密性を維持することができ、優れていた。
【００４８】
また、試料Ｎｏ．１はガス暴露サイクル３０００回後の１μｍ以上のパーティクル数は１０００個以下と非常に少なく好ましいことが分った。
（実施例２）
ここで、次に、本発明の静電チャック１において、静電チャック２の凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａとが滑らかに連続した同一面とし、この面の表面粗さを異ならせた時の耐久性を調べるため、実施例１と同様に実験を行った。なお、本実験に使用する静電チャック１の寸法は実施例１と同じ寸法とし、板状セラミック体３の凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａとが滑らかに連続した同一面として表面粗さだけを異ならせるようにした。
【００４９】
結果は表２に示す通りである。
【００５０】
【表２】

【００５１】
この結果、板状セラミック体３の凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面６ａとが滑らかに連続した同一面として、その表面粗さが粗くなるにしたがって耐久性が落ちることが判る。そして、算術平均粗さ（Ｒａ）が３μｍとなると、平面の凹凸が大きくなりすぎるために凹部が起点となり１２４７回のガス暴露サイクルで接合部にクラックが発生した。
【００５２】
その為、２０００回のガス暴露サイクルに耐え得るようにするためには、静電チャックの凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａとが滑らかに連続した同一面とし、その表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で２μｍ以下とすることが良く、さらに３０００回のガス暴露サイクルに耐え得るようにするためには、静電チャック２の凸状部３ａの外周面３ｂと、セラミック接合層６の外周面６ａと、セラミック筒状支持体８の凸状部３ａとの接合部外周面８ａとが連続的につながった同一表面の表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で０．８μｍ以下とすることが良いことが判る。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、電極を埋設した板状セラミック体の一方の主面を試料を載せる載置面とし、他方の主面に上記電極と電気的に接続される給電端子を備えた静電チャックと、上記給電端子を包囲するように上記静電チャックの他方の主面側に接合層を介して気密に接合一体化されたセラミック筒状支持体とからなる静電チャックにおいて、上記静電チャックの上記セラミック筒状支持体との接合領域に凸状部を形成するとともに、上記凸状部の外周面と、上記セラミック筒状支持体の上記凸状部との接合部外周面と、上記接合層の外周面とが滑らかな連続した同一面とすることによって、板状セラミック体とセラミック筒状支持体との接合部における温度勾配を小さくするとともに、接合部に作用する局部的な熱応力の集中を防ぐことができるため、２００℃以上のプロセスガスに曝されても接合部が腐食することが無く、優れた気密性を長期間にわたって維持することがきる。しかも、板状セラミック体、接合層、及びセラミック筒状支持体は、いずれも緻密で耐熱性、耐食性、耐プラズマ性に優れたセラミックスからなるため、長寿命であるとともに、パーティクルを発生することもなくウエハ等の試料に悪影響を与えることがなく、さらに成膜精度やエッチング精度を劣化させることがない。
【００５４】
また、上記凸状部の外周面と、上記セラミック筒状支持体の上記凸状部との接合部外周面と、上記接合層の外周面とで形成される平面の表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で２μｍ以下とすることにより、寿命をさらに向上させることができる。
【００５５】
また、本発明は上記静電チャックを形成するため、静電チャックの他方の主面に、給電端子を包囲するように接合層を介してセラミック筒状支持体を接合した後、上記板状セラミック体の他方の主面に研削加工を施すようにしたことから、上記セラミック筒状支持体との接合領域に凸状部を形成するとともに、上記凸状部の外周面と、上記セラミック筒状支持体の上記凸状部との接合部外周面と、上記接合層の外周面とが滑らかに連続した同一面とすることができ、長寿命の静電チャックを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静電チャックを真空処理室に取り付けた状態を示す断面図である。
【図２】本発明の静電チャックを示す斜視図である。
【図３】本発明の静電チャックの主要部を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の静電チャックの他の実施形態の主要部を示す拡大断面図である。
【図５】従来の静電チャックの主要部を示す拡大断面図である。
【図６】従来の静電チャックを真空処理室に取り付けた状態を示す断面図である。
【図７】従来の他の静電チャックを真空処理室に取り付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１，６１，７１・・・静電チャック
２，６２，７２・・・ウェハ支持部材
３，６３，７３・・・板状セラミック体
３ａ，６３ａ，７３ａ・・・凸状部
３ｂ・・・・・・・・外表面
４，６４，７４・・・電極
５，６５，７５・・・載置面
６，６６，７６・・・接合層
７，６７，７７・・・裏面
８，６８，・・・セラミック筒状支持体
７８・・・・金属製の筒状支持体
９，６９，７９・・・給電端子
１０，８０・・・・・温度検出手段
Ｗ・・・・・・ウエハ

Claims

電極を埋設した板状セラミック体の一方の主面を試料を載せる載置面とし、他方の主面に上記電極と電気的に接続される給電端子を備えたウェハ支持部材と、上記給電端子を包囲するように上記ウェハ支持部材の他方の主面側に接合層を介して接合一体化されたセラミック筒状支持体とからなる静電チャックにおいて、上記ウェハ支持部材の上記セラミック筒状支持体との接合領域に凸状部を備え、該凸状部の外周面と、上記接合層の外周面と、上記セラミック筒状支持体の接合部外周面とが滑らかに連続した同一面上にあることを特徴とする静電チャック。
上記凸状部の外周面と、上記接合層の外周面と、上記セラミック筒状支持体の接合部外周面からなる面の表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で２μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
電極を埋設した板状セラミック体の一方の主面を試料を載せる載置面とし、他方の主面に上記給電端子を包囲するように接合層を成すセラミックペーストを介してセラミック筒状支持体を当接させ、焼成にて接合一体化した後、上記板状セラミック体の他方の主面周縁部に研削加工を施すことによって、上記セラミック筒状支持体との接合領域に凸状部を形成するとともに、該凸状部の外周面と、上記接合層の外周面と、上記セラミック筒状支持体の接合部外周面とが滑らかに連続的した同一面となるようにしたことを特徴とする静電チャックの製造方法。