JP2013258429A - 静電チャック - Google Patents

Abstract

【課題】静電電極の端面が変形するのを抑制する。
【解決手段】静電チャック１０を製造する方法であって、（ａ）静電電極前駆体２４を内面に着脱可能に取り付けた第１成形型３１に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させたあと離型することにより、第１セラミック成形体４１に静電電極前駆体２４が埋め込まれた埋込電極付きセラミック成形体４１Ｘを作製する工程と、（ｂ）第２セラミック成形体４２を作製する工程と、（ｃ）埋込電極付きセラミック成形体４１Ｘと第２セラミック成形体４２を用いて積層仮焼体５０を作製し、該積層仮焼体５０をホットプレス焼成する工程と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電チャックに関する。

従来、静電チャックの製法としては、２層構造の静電チャックの製法や３層構造の静電チャックの製法が知られている。

前者としては、アルミナ焼結体を形成する工程と、そのアルミナ焼結体上に静電電極用の電極ペーストを印刷する工程と、その電極ペースト上にアルミナ造粒粉を充填し金型成形する工程と、金型成形する工程で一体化された成形体を焼成する工程とを含む製法が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１では、アルミナ焼結体の代わりにアルミナ仮焼体を用いることも開示されている。なお、アルミナ粉体にはバインダーが含まれていることから、このアルミナ粉体は通常、アルミナ造粒粉と称されるものである。

一方、後者としては、アルミナ焼結体の上面に静電電極用の電極ペーストを印刷すると共に下面にヒーター電極用の電極ペーストを印刷する工程と、その印刷後のアルミナ焼結体を仮焼する工程と、静電電極の上にアルミナ造粒粉を配置すると共にヒーター電極の下にもアルミナ造粒粉を配置し、その状態でこれらを加圧成形して加圧焼成を施す工程とを含む製法が知られている（特許文献２参照）。なお、アルミナ粉体は、バインダーと混合してスプレードライヤーで噴霧乾燥したものが用いられていることから、通常はアルミナ造粒粉と称されるものである。

特開２００５−３４３７３３号公報 特開２００８−４７８８５号公報

しかしながら、特許文献１，２の製法では、静電電極の上にアルミナ造粒粉を配置して加圧成形したあと焼成するため、静電電極の端面が変形して鋭角に尖ることがあった。このように尖った形状になると、応力の集中および電界集中等によりクラックが発生し易くなり、製品の耐久性を十分確保することが困難になる。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、静電電極の端面が変形するのを抑制することを主目的とする。

本発明の第１の静電チャックの製法は、
所定形状の静電電極又はその前駆体を挟み込むようにして１対のセラミック仮焼体を重ね合わせた積層仮焼体をホットプレス焼成することにより静電チャックを作製する静電チャックの製法であって、
（ａ）前記静電電極又はその前駆体を内面に着脱可能に取り付けた第１成形型に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、前記ゲル化剤を化学反応させて前記セラミックスラリーをゲル化させたあと離型することにより、第１セラミック成形体に前記静電電極又はその前駆体が埋め込まれた埋込電極付きセラミック成形体を作製する工程と、
（ｂ）第２セラミック成形体を作製する工程と、
（ｃ）前記埋込電極付きセラミック成形体と前記第２セラミック成形体を用いて前記積層仮焼体を作製し、該積層仮焼体をホットプレス焼成する工程と、
を含むものである。

この静電チャックの製法によれば、所定形状の静電電極の端面が変形するのを抑制することができる。具体的には、工程（ａ）において、静電電極又はその前駆体を内面に着脱可能に取り付けた第１成形型にセラミックスラリーを流し込みゲル化する際、反応初期のスラリーは粘度が低く流動性が高いため、静電電極又はその前駆体の端部を削ってしまうのを抑制できると共に、電極界面にセラミック粉体が隙間無く且つ均一に充填し、工程（ｃ）のホットプレス焼成時に電極の変形を抑制できると考えられる。ちなみに、静電電極の前駆体とは、ホットプレス焼成することにより静電電極となるものをいい、例えば電極ペーストを静電電極の形状に印刷したものをいう（以下同じ）。

本発明の第１の静電チャックの製法において、前記工程（ｂ）では、第２成形型に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、前記ゲル化剤を化学反応させて前記セラミックスラリーをゲル化させたあと離型することにより、前記第２セラミック成形体を作製してもよい。こうすれば、前記埋込電極付きセラミック成形体と同一の密度となり、ホットプレス焼成後の積層焼結体の反りが小さくなり、ウェハー積載面と静電電極の距離のバラツキが小さくなり、ひいてはウェハーをチャックする際の吸着力の面内バラツキが小さくなるという効果がある。

本発明の第１の静電チャックの製法において、前記工程（ｂ）では、統合用成形型を用意し、前記埋込電極付きセラミック成形体のうち電極形成面とは反対側の面を前記統合用成形型の内面に着脱可能に取り付け、その後、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを前記統合用成形型に流し込み、前記ゲル化剤を化学反応させて前記セラミックスラリーをゲル化させることにより前記第２セラミック成形体を作製し、前記工程（ｃ）では、前記統合用成形型から前記埋込電極付きセラミック成形体と前記第２セラミック成形体とが積層された積層複合体を取り出し、該積層複合体を仮焼して前記積層仮焼体を作製してもよい。こうすれば、第２セラミック成形体を作製すると同時に積層複合体を得ることができるため、第２セラミック成形体を作製する工程と積層複合体を作製する工程とを別々に行う場合に比べて、工程数が少なくなる。なお、統合用成形型の内部空間の大きさは、例えば静電チャックに対して収縮率を考慮して決定すればよい。

本発明の第１の静電チャックの製法において、前記工程（ａ）では、前記埋込電極付きセラミック成形体を仮焼して埋込電極付きセラミック仮焼体とし、前記工程（ｂ）以降、前記埋込電極付きセラミック成形体の代わりに前記埋込電極付きセラミック仮焼体を用いるようにしてもよい。この方法においても、ホットプレス焼成前の積層体内の密度差が小さくなり、これによりホットプレス焼成後の積層焼結体の反りを小さくすることができ、ウェハーをチャックする際の吸着力の面内バラツキが小さくなるという効果がある。

本発明の第２の静電チャックの製法は、
所定形状の静電電極又はその前駆体を挟み込むようにして１対のセラミック仮焼体を重ね合わせた積層仮焼体をホットプレス焼成することにより静電チャックを作製する静電チャックの製法であって、
（ａ）前記静電電極又はその前駆体と同形状の凸部を内面に着脱不能に設けた第１成形型に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、前記ゲル化剤を化学反応させて前記セラミックスラリーをゲル化させたあと離型することにより、前記凸部に対応する凹部を備えた第１セラミック成形体を作製し、前記凹部に前記静電電極又はその前駆体を形成することにより埋込電極付きセラミック成形体を作製する工程と、
（ｂ）第２セラミック成形体を作製する工程と、
（ｃ）前記埋込電極付きセラミック成形体と前記第２セラミック成形体を用いて前記積層仮焼体を作製し、該積層仮焼体をホットプレス焼成する工程と、
を含むものである。

この静電チャックの製法によっても、所定形状の静電電極の端面が変形するのを抑制することができる。具体的には、工程（ａ）において、凹部を備えた第１セラミック成形体を作製し、その凹部に静電電極又はその前駆体を形成することにより、埋設電極付きセラミック体を作製する。第１セラミック成形体はセラミック粉体を分散させたセラミックスラリーをゲル化して作製されているため、セラミック造粒粉（前出）を用いて作製された場合に比べて強度があり、その凹部に形成された静電電極の端部は変形しにくい。また、静電電極又はその前駆体は外部に突出しているものではないため、静電電極又はその前駆体の端部が他の部材と擦れて変形するおそれはない。また、電極界面にセラミック粉体が隙間無く且つ均一に充填し、工程（ｃ）のホットプレス焼成時に電極の変形を抑制できると考えられる。以上の結果、所定形状の静電電極の端面が変形するのを抑制することができたと考えられる。

本発明の第２の静電チャックの製法において、前記工程（ｂ）では、第２成形型に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、前記ゲル化剤を化学反応させて前記セラミックスラリーをゲル化させたあと離型することにより、前記第２セラミック成形体を作製してもよい。こうすれば、前記埋込電極付きセラミック成形体と同一の密度となり、ホットプレス焼成後の積層焼結体の反りが小さくなり、ウェハー積載面と静電電極の距離のバラツキが小さくなり、ひいてはウェハーをチャックする際の吸着力の面内バラツキが小さくなるという効果がある。

本発明の第２の静電チャックの製法において、前記工程（ｂ）では、統合用成形型を用意し、前記埋込電極付きセラミック成形体のうち電極形成面とは反対側の面を前記統合用成形型の内面に着脱可能に取り付け、その後、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを前記統合用成形型に流し込み、前記ゲル化剤を化学反応させて前記セラミックスラリーをゲル化させることにより前記第２セラミック成形体を作製し、前記工程（ｃ）では、前記統合用成形型から前記埋込電極付きセラミック成形体と前記第２セラミック成形体とが積層された積層複合体を取り出し、該積層複合体を仮焼して前記積層仮焼体を作製してもよい。こうすれば、第２セラミック成形体を作製すると同時に積層複合体を得ることができるため、第２セラミック成形体を作製する工程と積層複合体を作製する工程とを別々に行う場合に比べて、工程数が少なくなる。なお、統合用成形型の内部空間の大きさは、例えば静電チャックに対して収縮率を考慮して決定すればよい。

本発明の第２の静電チャックの製法において、前記工程（ａ）では、前記凹部に前記静電電極又はその前駆体を形成する前に前記第１セラミック成形体を仮焼することにより、埋込電極付きセラミック仮焼体を得るようにし、前記工程（ｂ）以降、前記埋込電極付きセラミック成形体の代わりに前記埋込電極付きセラミック仮焼体を用いるようにしてもよい。この方法においても、ホットプレス焼成前の積層体内の密度差が小さくなり、これによりホットプレス焼成後の積層焼結体の反りを小さくすることができ、ウェハーをチャックする際の吸着力の面内バラツキが小さくなるという効果がある。

本発明の第３の静電チャックの製法は、
所定形状の静電電極又はその前駆体を挟み込むようにして１対のセラミック仮焼体を重ね合わせた積層仮焼体をホットプレス焼成することにより静電チャックを作製する静電チャックの製法であって、
（ａ）第１セラミック成形体を作製し、該第１セラミック成形体の表面に前記静電電極又はその前駆体を形成することにより、凸電極付きセラミック成形体を得る工程と、
（ｂ）統合用成形型の内面に、前記凸電極付きセラミック成形体の電極形成面とは反対側の面を着脱可能に取り付け、その後、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを前記統合用成形型に流し込み、前記ゲル化剤を化学反応させて前記セラミックスラリーをゲル化させることにより第２セラミック成形体を作製し、その後離型することにより前記凸電極付きセラミック成形体と前記第２セラミック成形体との積層複合体を得る工程と、
（ｃ）前記積層複合体を用いて前記積層仮焼体を作製し、該積層仮焼体をホットプレス焼成する工程と、
を含むものである。

この静電チャックの製法によっても、所定形状の静電電極の端面が変形するのを抑制することができる。具体的には、工程（ｂ）において、統合用成形型の内面に、凸電極付きセラミック成形体を着脱可能に取り付けた後、セラミックスラリーを統合用成形型に流し込みゲル化する際、反応初期のスラリーは粘度が低く流動性が高いため凸電極付きセラミック体の静電電極又はその前駆体の端部を削ってしまうのを抑制できると共に、電極界面にセラミック粉体が隙間無く且つ均一に充填し、工程（ｃ）のホットプレス焼成時に電極の変形を抑制できると考えられる。なお、統合用成形型の内部空間の大きさは、例えば静電チャックに対して収縮率を考慮して決定すればよい。

本発明の第３の静電チャックの製法において、前記工程（ａ）では、第１成形型に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、前記ゲル化剤を化学反応させて前記セラミックスラリーをゲル化させたあと離型することにより、前記第１セラミック成形体を作製してもよい。こうすれば、第２セラミック成形体と同一の密度となり、ホットプレス焼成後の積層焼結体の反りが小さくなり、ウェハー積載面と静電電極の距離のバラツキが小さくなり、ひいてはウェハーをチャックする際の吸着力の面内バラツキが小さくなるという効果がある。

本発明の第３の静電チャックの製法において、前記工程（ａ）では、前記表面に前記静電電極又はその前駆体を形成する前又は後に前記第１セラミック成形体を仮焼することにより、凸電極付きセラミック仮焼体を得るようにし、前記工程（ｂ）以降、前記凸電極付きセラミック成形体の代わりに前記凸電極付きセラミック仮焼体を用いるようにしてもよい。この方法においても、ホットプレス焼成前の積層体内の密度差が小さくなり、これによりホットプレス焼成後の積層焼結体の反りを小さくすることができ、ウェハーをチャックする際の吸着力の面内バラツキが小さくなるという効果がある。

本発明の第１〜第３の静電チャックの製法では、積層仮焼体として、静電電極又はその前駆体を挟み込むようにして１対のセラミック仮焼体を重ね合わせると共に、ヒーター電極又はその前駆体を挟み込むようにして１対のセラミック仮焼体を重ね合わせた構造のものを用いてもよい。この場合、ヒーター電極又はその前駆体を挟み込むようにして１対のセラミック仮焼体を重ね合わせた構造については、上述した第１〜第３の静電チャックの製法に準じて、静電電極又はその前駆体をヒーター電極又はその前駆体に置き換えて作製することが好ましい。こうすれば、所定形状のヒーター電極の端面が変形するのを抑制することができる。また、静電電極又はその前駆体を挟み込む１対のセラミック仮焼体の一方と、ヒーター電極又はその前駆体を挟み込む１対のセラミック仮焼体の一方とを、共通の部材としてもよい。つまり、セラミック仮焼体−静電電極−セラミック仮焼体−ヒーター電極−セラミック仮焼体としてもよい。

本発明の第１〜第３の静電チャックの製法において、前記セラミック粉体は、平均粒径が０．４〜０．６μｍであることが好ましい。こうすれば、上述した効果をより顕著に得ることができる。その理由は、電極界面にセラミック粉体が隙間無く且つ均一に充填し、工程（ｃ）のホットプレス焼成時に電極の変形を抑制できると考えられる。

本発明の静電チャックは、静電電極が内蔵された静電チャックであって、前記静電電極の端面は、縦断面をみたとき、フラット面であるか又は膨出面であって該膨出面の上隅と膨出先端と下隅とを結んだ角度θが１６０≦θ＜１８０°のものである。

この静電チャックは、静電電極の端部が鋭角に尖っていないため、応力が集中しにくい。そのため、クラックが発生しにくく、製品の耐久性を十分確保することができる。

静電チャック１０の縦断面図、円内は部分拡大図である。 第１の静電チャックの製法の一例を示す製造工程図である。 第１の静電チャックの製法の別例を示す製造工程図である。 第１の静電チャックの製法の別例を示す製造工程図である。 第１の静電チャックの製法の別例を示す製造工程図である。 第２の静電チャックの製法の一例を示す製造工程図である。 第２の静電チャックの製法の別例を示す製造工程図である。 第３の静電チャックの製法の一例を示す製造工程図である。 第３の静電チャックの製法の別例を示す製造工程図である。

１．ゲルキャスト法によるセラミック成形体の作製
ゲルキャスト法とは、成形型に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させたあと離型することにより、セラミック成形体を作成する方法のことをいう。ゲルキャスト法は、少なくとも、本発明の第１及び第２の静電チャックの製法における工程（ａ）、第３の静電チャックの製法における工程（ｂ）で利用される。

セラミック粉体の材料としては、酸化物系セラミックでもよいし、非酸化物系セラミックでもよい。例えば、アルミナ、イットリア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、サマリア、マグネシア、フッ化マグネシウム、酸化イッテルビウム等が挙げられる。これらの材料は、１種類単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。セラミック粉体の平均粒径は、均一なセラミックスラリーを調整・作製可能であれば、特に限定されないが、０．４〜０．６μｍが好ましく、０．４５〜０.５５μｍがより好ましい。

溶媒としては、分散剤及びゲル化剤を溶解するものであれば、特に限定されないが、例えば、炭化水素系溶媒（トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等）、エーテル系溶媒（エチレングリコールモノエチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等）、アルコール系溶媒（イソプロパノール、１−ブタノール、エタノール、２−エチルヘキサノール、テルピネオール、エチレングリコール、グリセリン等）、ケトン系溶媒（アセトン、メチルエチルケトン等）、エステル系溶媒（酢酸ブチル、グルタル酸ジメチル、トリアセチン等）、多塩基酸系溶媒（グルタル酸等）が挙げられる。特に、多塩基酸エステル（例えば、グルタル酸ジメチル等）、多価アルコールの酸エステル（例えば、トリアセチン等）等の、２以上のエステル結合を有する溶媒を使用することが好ましい。

分散剤としては、セラミック粉体を溶媒中に均一に分散するものであれば、特に限定されない。例えば、ポリカルボン酸系共重合体、ポリカルボン酸塩、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、リン酸エステル塩系共重合体、スルホン酸塩系共重合体、３級アミンを有するポリウレタンポリエステル系共重合体等が挙げられる。特に、ポリカルボン酸系共重合体、ポリカルボン酸塩等を使用することが好ましい。この分散剤を添加することで、成形前のスラリーを、低粘度とし、且つ高い流動性を有するものとすることができる。

ゲル化剤としては、例えば、イソシアネート類、ポリオール類及び触媒を含むものとしてもよい。このうち、イソシアネート類としては、イソシアネート基を官能基として有する物質であれば特に限定されないが、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）又はこれらの変性体等が挙げられる。なお、分子内おいて、イソシアネート基以外の反応性官能基が含有されていてもよく、更には、ポリイソシアネートのように、反応官能基が多数含有されていてもよい。ポリオール類としては、イソシアネート基と反応し得る水酸基を２以上有する物質であれば特に限定されないが、例えば、エチレングリコール（ＥＧ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリヘキサメチレングリコール（ＰＨＭＧ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。触媒としては、イソシアネート類とポリオール類とのウレタン反応を促進させる物質であれば特に限定されないが、例えば、トリエチレンジアミン、ヘキサンジアミン、６−ジメチルアミノ−1−ヘキサノール等が挙げられる。

ゲルキャスト法では、まず、セラミック粉体に溶媒及び分散剤を所定の割合で添加し、所定時間に亘ってこれらを混合することによりスラリー前駆体を調製し、その後、このスラリー前駆体に、ゲル化剤を添加して混合・真空脱泡してセラミックスラリーとするのが好ましい。スラリー前駆体やスラリーを調製するときの混合方法は、特に限定されるものではなく、例えばボールミル、自公転式撹拌、振動式撹拌、プロペラ式撹拌等を使用可能である。なお、スラリー前駆体にゲル化剤を添加したセラミックスラリーは、時間経過に伴いゲル化剤の化学反応（ウレタン反応）が進行し始めるため、速やかに成形型内に流し込むのが好ましい。成形型に流し込まれたセラミックスラリーは、スラリーに含まれるゲル化剤が化学反応することによりゲル化する。ゲル化剤の化学反応とは、イソシアネート類とポリオール類とがゲル化剤の化学反応とは、イソシアネート類とポリオール類とがウレタン反応を起こしてウレタン樹脂（ポリウレタン）になる反応である。ゲル化剤の反応によりセラミックスラリーがゲル化し、ウレタン樹脂は有機バインダーとして機能する。

２．セラミック仮焼体の作製
セラミック仮焼体を作製するには、セラミック成形体を乾燥したあと脱脂してから仮焼する。

セラミック成形体の乾燥は、セラミック成形体に含まれる溶媒を蒸発させるために行う。乾燥温度や乾燥時間は、使用する溶媒に応じて適宜設定すればよい。但し、乾燥温度は、乾燥中のセラミック成形体にクラックが入らないように注意して設定する。また、雰囲気は大気雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気のいずれであってもよい。乾燥により寸法は線方向に２％程度収縮する。

乾燥後のセラミック成形体の脱脂は、分散剤や触媒などの有機物を分解・除去するために行う。脱脂温度は、含まれる有機物の種類に応じて適宜設定すればよいが、例えば４００〜６００℃に設定してもよい。また、雰囲気は大気雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気のいずれであってもよい。

脱脂後のセラミック成形体の仮焼は、強度を高くしハンドリングしやすくするために行う。仮焼温度は、特に限定するものではないが、例えば７５０〜９００℃に設定してもよい。また、雰囲気は大気雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気のいずれであってもよい。仮焼により寸法は線方向に１．５％程度収縮する。

３．静電電極の形成
静電電極は、導電性材料を所定形状に整えることにより形成してもよいし、電極ペーストを所定形状に整えたあと焼成することにより形成してもよい。なお、電極ペーストを所定形状に整えたものを、静電電極の前駆体という。電極ペーストは、特に限定するものではないが、例えば、導電材料とセラミック粉末とバインダーと溶媒とを含むものとしてもよい。導電材料としては、例えば、タングステン、タングステンカーバイト、白金、銀、パラジウム、ニッケル、モリブデン等が挙げられる。セラミック粉末としては、例えば、セラミック仮焼体と同種のセラミック材料からなる粉末が挙げられる。バインダーとしては、例えば、エチルセルロースやポリメタクリル酸メチルやポリビニルブチラールなどが挙げられる。溶媒としては、例えば、テルピネオールなどが上げられる。印刷方法は、例えば、スクリーン印刷法などが挙げられる。なお、静電電極ペーストとヒーター電極ペーストは、同じ組成のものを使用してもよいが、異なる組成のものを使用してもよい。

４．ホットプレス焼成
ホットプレス焼成では、少なくとも最高温度（焼成温度）において、プレス圧力を３０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ²とすることが好ましく、５０〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ²とすることがより好ましい。また、最高温度は、セラミック粉末の種類、粒径などにより適宜設定すればよいが、１０００〜２０００℃の範囲に設定することが好ましい。雰囲気は、大気雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気の中から、セラミック粉末の種類に応じて適宜選択すればよい。ホットプレス焼成により厚み方向に５０％程度収縮する。

５．静電チャックの実施の形態
図１は、静電チャック１０の縦断面図、円内は部分拡大図である。静電チャック１０は、図１に示すように、静電電極１４とヒーター電極１６とを内蔵している。静電電極１４は、円盤状の電極であり、ウェハー載置面１０ａに近い側に設けられている。ヒーター電極１６は、中央付近の図示しない２点を始点と終点とする線状部材であり、始点から一筆書きの要領で静電チャック１０の平面全体に行き渡るように配線されたあと終点に戻る形状となっている。図１は、静電チャック１０の断面図であるため、ヒーター電極１６は不連続に現れているが、平面視すれば連続した線状となっている。

こうした静電チャック１０は、本発明の第１〜第３の静電チャックの製法のいずれかによって製造される。なお、製法の具体例については後述する。

この静電チャック１０の静電電極１４の縦断面の部分拡大図を図１の円内に示す。ここでは、静電電極１４の端面１４ａが膨出面の場合を示し、角度θは、端面１４ａの上隅１４ｂと膨出先端１４ｃとを結んだ直線と、端面１４ａの膨出先端１４ｃと下隅１４ｄとを結んだ直線とがなす角度である。膨出先端１４ｃは、端面１４ａのうち最も外側に張り出している部分である。ここでは、角度θは１６０°≦θ＜１８０°となっている。なお、静電電極１４の端面１４ａは、膨出面でなく、フラットな垂直面であってもよい。ヒーター電極１６の端面も、静電電極１４の端面１４ａと同様であるため、説明を省略する。なお、特許文献１，２の製法で作製した静電チャックは、こうした角度θが３０〜５０°という鋭角になることがある。

以上説明した静電チャック１０によれば、静電電極１４やヒーター電極１６の端面が鋭角に尖っていないため、応力の集中および電界集中等しにくい。そのため、クラックが発生しにくく、製品の耐久性を十分確保することができる。

なお、上述した静電チャック１０は、ヒーター電極１６を内蔵しているが、ヒーター電極１６を内蔵していなくてもよい。

６．各静電チャックの製法の実施の形態
（１）第１の静電チャックの製法に関する実施形態
静電チャック１０の製法について、図２を用いて以下に説明する。図２は、第１の静電チャックの製法の一例を示す製造工程図である。この製法は、要約すれば、図２（ｊ）に示すように、静電電極前駆体２４を挟み込むようにして第１及び第２セラミック仮焼体５１，５２を重ね合わせると共に、ヒーター電極前駆体２６を挟み込むようにして第２及び第３セラミック仮焼体５２，５３を重ね合わせた積層仮焼体５０を、ホットプレス焼成することにより静電チャック１０を作製する。以下、具体的な手順について説明する。

（１−１）第１セラミック成形体４１の作製
まず、第１成形型３１を用意する（図２（ａ）参照）。この第１成形型３１は、第１セラミック仮焼体５１に対して収縮率を考慮した大きさの内部空間（第１セラミック仮焼体５１よりよりわずかに大きな内部空間）を有している。また、内面にはフッ素系樹脂によるコーティングあるいはライニング処理を施してあり、電極および成形体の着脱性は良好である。そして、第１成形型３１の下型の内面に、電極ペーストをスクリーン印刷して静電電極１４より線方向で数％程度大きな寸法となる静電電極前駆体２４を形成する（図２（ｂ）参照）。この静電電極前駆体２４は、フッ素系樹脂によるコーティングあるいはライニング処理のため、第１成形型３１の内面に対して着脱可能である。また、静電電極前駆体２４の外周面は、フラットな垂直面となっている。次に、第１成形型３１に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させたあと離型する。これにより、静電電極前駆体２４が埋め込まれた第１セラミック成形体４１、つまり埋込電極付きセラミック成形体４１Ｘを得る（図２（ｃ）参照）。静電電極前駆体２４は、上面及び側面が第１セラミック成形体４１に覆われているが、下面は露出していて第１セラミック成形体４１の下面と同一平面を形成している。

（１−２）第２セラミック成形体４２の作製
第１のセラミック成形体４１とは別に第２セラミック成形体４２を作製する。まず、第２成形型３２を用意する（図２（ｄ）参照）。この第２成形型３２は、第２セラミック仮焼体５２に対して収縮率を考慮した大きさの内部空間（第１セラミック仮焼体５２よりよりわずかに大きな内部空間）を有している。そして、第２成形型３２に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させたあと離型する。これにより、第２セラミック成形体４２が得られる（図２（ｅ）参照）。

（１−３）第３セラミック成形体４３の作製
第１のセラミック成形体４１及び第２セラミック成形体４２とは別に第３セラミック成形体４３を作製する。まず、第３成形型３３を用意する（図２（ｆ）参照）。この第３成形型３３は、第３セラミック仮焼体５３に対して収縮率を考慮した大きさの内部空間（第１セラミック仮焼体５３よりよりわずかに大きな内部空間）を有している。また、内面にはフッ素系樹脂によるコーティングあるいはライニング処理を施してあり、電極および成形体の着脱性は良好である。そして、第３成形型３３の上型の内面に、電極ペーストをスクリーン印刷して静電電極１６より線方向で数％程度大きな寸法となるヒーター電極前駆体２６を形成する（図２（ｇ）参照）。このヒーター電極前駆体２６は、フッ素系樹脂によるコーティングあるいはライニング処理のため、第３成形型３３の内面に対して着脱可能である。また、ヒーター電極前駆体２６の側面は垂直面となっている。次に、第３成形型３３に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させたあと離型する。これにより、ヒーター電極前駆体２６が埋め込まれた第３セラミック成形体４３、つまり埋込電極付きセラミック成形体４３Ｘが得られる（図２（ｈ）参照）。ヒーター電極前駆体２６は、下面及び側面が第３セラミック成形体４３に覆われているが、上面は露出していて第３セラミック成形体４３の上面と同一平面を形成している。

（１−４）静電チャック１０の作製
次に、埋込電極付きセラミック成形体４１Ｘ，４３Ｘと第２セラミック成形体４２とを積層して積層成形体４０とする。具体的には、これらを、第１セラミック成形体４１と第２セラミック成形体４２とで静電電極前駆体２４を挟み込み、第２セラミック成形体４２と第３セラミック成形体４３とでヒーター電極前駆体２６を挟み込むように積層することにより、積層成形体４０とする（図２（ｉ）参照）。この積層成形体４０を乾燥したあと脱脂し、更に仮焼することにより、積層仮焼体５０とする（図２（ｊ）参照）。そして、この積層仮焼体５０をホットプレス焼成することにより、静電チャック１０を得る（図２（ｋ）参照）。

（１−５）効果
以上詳述した静電チャック１０の製法によれば、所定形状の静電電極１４やヒーター電極１６の端面が変形するのを抑制することができる。具体的には、静電電極前駆体２４を内面に着脱可能に取り付けた第１成形型３１にセラミックスラリーを流し込みゲル化する際、反応初期のスラリーは粘度が低く流動性が高いため、静電電極又はその前駆体２４の端部を削ってしまうのを抑制できると共に、電極界面にセラミック粉体が隙間無く且つ均一に充填し、ホットプレス焼成時に電極の変形を抑制できると考えられる。この点は、ヒーター電極前駆体２６についても同様である。

（１−６）他の実施形態
上述した実施形態では、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３を乾燥・脱脂・仮焼を行わずにそのまま積層して積層成形体４０とし、この積層成形体４０を乾燥・脱脂・仮焼を行うことにより積層仮焼体５０としたが、最終的に積層仮焼体５０が得られるのであれば第１〜第３セラミック成形体４１〜４３の乾燥・脱脂・仮焼をどの段階で行うかは問わない。例えば、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３の少なくとも１つを乾燥だけ行ったあと積層してもよいし、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３の少なくとも１つを乾燥・脱脂を行ったあと積層してもよいし、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３の１つか２つを乾燥・脱脂・仮焼を行ったあと積層してもよい。いずれの場合も、積層体には乾燥・脱脂・仮焼の少なくとも１工程を終了していないものが含まれるため、その終了していない工程を積層体に施す必要がある。あるいは、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３を３つとも個別に乾燥・脱脂・仮焼したあと積層してもよい。その場合には、積層後の乾燥・脱脂・仮焼が不要となる。

上述した実施形態では、第１セラミック成形体４１に静電電極前駆体２４を埋め込み、第３セラミック成形体４３にヒーター電極前駆体２６を埋め込んだが、その代わりに、図３に示すように、第２セラミック成形体１４２の上面に静電電極前駆体１２４，下面にヒーター電極前駆体１２６を埋め込み、第１及び第３セラミック成形体１４１，１４３には電極前駆体を形成しないものとしてもよい（図３（ａ）〜（ｇ）参照）。具体的には、第１及び第３成形型３１，３３に電極前駆体を取り付けずにゲルキャスト法により第１及び第３セラミック成形体１４１，１４３を作製する（図３（ａ），（ｂ），（ｆ），（ｇ）参照）。また、第２成形型３２の上型の内面に静電電極前駆体１２４，下型の内面にヒーター電極前駆体１２６を着脱可能に取り付けた状態で、セラミックスラリーを用いてゲルキャスト法により第２セラミック成形体１４２を作製する（図３（ｃ）〜（ｅ）参照）。これにより、静電電極前駆体１２４及びヒーター電極前駆体１２６が埋め込まれた第２セラミック成形体１４２、つまり埋込電極付きセラミック成形体１４２Ｘが得られる。そして、これらのセラミック成形体１４１，１４２Ｘ，１４３を用いて積層成形体１４０を作製し、これを乾燥、脱脂および仮焼して積層仮焼体１５０とした後、ホットプレス焼成して静電チャック１１０を作製する（図３（ｉ）〜（ｋ）参照）。この点は図２（ｉ）〜（ｋ）と同じである。このようにしても、上述した実施形態と同様、静電電極１１４やヒーター電極１１６の端面が変形するのを抑制できる。

上述した実施形態で作製した埋込電極付きセラミック成形体４１Ｘ，４３Ｘを利用して、図４のように静電チャック１０を作製してもよい。すなわち、まず、これらのセラミック成形体４１Ｘ，４３Ｘと、内部空間が静電チャック１０に対して収縮率を考慮した大きさの統合用成形型３４とを用意する（図４（ａ）参照）。そして、統合用成形型３４の上型の内面に、埋込電極付きセラミック成形体４１Ｘの電極形成面とは反対側の面を取り付けると共に、統合用成形型３４の下型の内面に、埋込電極付きセラミック成形体４３Ｘの電極形成面とは反対側の面を取り付ける（図４（ｂ）参照）。次に、統合用成形型３４にセラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させる。これにより、第２セラミック成形体４２が形成されるため、積層成形体４０が完成する。その後、この積層成形体４０を統合用成形型３４から離型する（図４（ｃ）参照）。積層成形体４０を乾燥したあと脱脂し、更に仮焼することにより、積層仮焼体５０とし（図４（ｄ）参照）、この積層仮焼体５０をホットプレス焼成することにより、静電チャック１０を得る（図４（ｅ）参照）。このようにしても、上述した実施形態と同様、静電電極１４やヒーター電極１６の端面が変形するのを抑制できる。

図３に示した埋込電極付きセラミック成形体１４２Ｘを利用して、図５のように静電チャック１１０を作製してもよい。すなわち、まず、埋込電極付きセラミック成形体１４２Ｘと、内部空間が静電チャック１１０に対して収縮率を考慮した大きさの統合用成形型３６とを用意する（図５（ａ）参照）。そして、統合用成形型３６の内部空間の中央に、埋込電極付きセラミック成形体１４２Ｘを取り付ける（図５（ｂ）参照）。統合用成形型３６は、２つの注入口３６ａ，３６ｂを備えている。注入口３６ａは、統合用成形型３６の上型と埋込電極付きセラミック成形体１４２Ｘとによって囲まれた空間にセラミックスラリーを注入可能であり、注入口３６ｂは、統合用成形型３６の下型と埋込電極付きセラミック成形体１４２Ｘとによって囲まれた空間にセラミックスラリーを注入可能である。次に、注入口３６ａ，３６ｂから統合用成形型３６にセラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させる。これにより、第１及び第３セラミック成形体１４１，１４３が形成されるため、積層成形体１４０が完成する。その後、この積層成形体１４０を統合用成形型３６から離型する（図５（ｃ）参照）。積層成形体１４０を乾燥したあと脱脂し、更に仮焼することにより、積層仮焼体１５０とし（図５（ｄ）参照）、この積層仮焼体１５０をホットプレス焼成することにより、静電チャック１１０を得る（図５（ｅ）参照）。このようにしても、上述した実施形態と同様、静電電極１１４やヒーター電極１１６の端面が変形するのを抑制できる。

（２）第２の静電チャックの製法に関する実施形態
静電チャック１０の製法について、図６を用いて以下に説明する。図６は、第２の静電チャックの製法の一例を示す製造工程図である。この製法は、第１セラミック成形体４１及び第３セラミック成形体４３の作製方法が異なる以外は、第１の静電チャックの製法と同じであるため、以下には異なる手順を中心に説明する。

（２−１）第１セラミック成形体４１の作製
まず、第１成形型１３１を用意する（図６（ａ）参照）。この第１成形型１３１は、第１セラミック仮焼体５１に対して収縮率を考慮した大きさの内部空間を有しているが、下型の内面に、静電電極前駆体２４と同形状の凸部１３１ａが着脱不能に設けられている。この第１成形型１３１の内部空間に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させたあと離型する。これにより、静電電極前駆体２４に対応する凹部４１ａを備えた第１セラミック成形体４１を得る（図６（ｂ）参照）。次に、この凹部４１ａに電極ペーストを用いてスクリーン印刷することにより、静電電極前駆体２４を形成する。これにより、静電電極前駆体２４が埋め込まれた第１セラミック成形体４１、つまり埋込電極付きセラミック成形体４１Ｘを得る（図６（ｃ）参照）。

（２−２）第２セラミック成形体４２の作製
図６（ｄ），（ｅ）の手順は、図２（ｄ），（ｅ）を用いて説明した第１の静電チャックの製法と同様であるため、説明を省略する。

（２−３）第３セラミック成形体４３の作製
まず、第３成形型１３３を用意する（図６（ｆ）参照）。この第３成形型１３３は、第３セラミック仮焼体５３に対して収縮率を考慮した大きさの内部空間（第３セラミック仮焼体５３よりよりわずかに大きな内部空間）を有している。上型の内面に、ヒーター電極前駆体２６と同形状の凸部１３３ａが着脱不能に設けられている。この第３成形型１３３の内部空間に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させたあと離型する。これにより、ヒーター電極前駆体２６に対応する凹部４３ａを備えた第３セラミック成形体４３を得る（図６（ｇ）参照）。次に、この凹部４３ａに電極ペーストを用いてスクリーン印刷することにより、ヒーター電極前駆体２６を形成する。これにより、ヒーター電極前駆体２６が埋め込まれた第３セラミック成形体４３、つまり埋込電極付きセラミック成形体４３Ｘを得る（図６（ｈ）参照）。

（２−４）静電チャック１０の作製
図６（ｉ）〜（ｋ）の手順は、図２（ｉ）〜（ｋ）を用いて説明した第１の静電チャックの製法と同様であるため、説明を省略する。

（２−５）効果
以上詳述した静電チャック１０の製法によれば、所定形状の静電電極１４やヒーター電極１６の端面が変形するのを抑制することができる。具体的には、凹部４１ａを備えた第１セラミック成形体４１を作製し、その第１セラミック成形体４１の凹部４１ａに静電電極前駆体２４を形成する。このとき、第１セラミック成形体４１はセラミック粉体を分散させたセラミックスラリーをゲル化して作製されているため、静電電極又はその前駆体の端部を削ってしまうのを抑制できると共に、電極界面にセラミック粉体が隙間無く且つ均一に充填し、ホットプレス焼成時に電極の変形を抑制できると考えられる。また、静電電極前駆体２４は外部に突出しているものではないため、静電電極前駆体２４の端部が他の部材と擦れて変形するおそれはない。以上の結果、所定形状の静電電極１４の端面が変形するのを抑制することができたと考えられる。この点は、ヒーター電極前駆体２６についても同様である。

（２−６）他の実施形態
上述した実施形態では、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３を乾燥・脱脂・仮焼を行わずにそのまま積層して積層成形体４０とし、この積層成形体４０を乾燥・脱脂・仮焼を行うことにより積層仮焼体５０としたが、最終的に積層仮焼体５０が得られるのであれば第１〜第３セラミック成形体４１〜４３の乾燥・脱脂・仮焼をどの段階で行うかは問わない。例えば、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３の少なくとも１つを乾燥だけ行ったあと積層してもよいし、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３の少なくとも１つを乾燥・脱脂を行ったあと積層してもよいし、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３の１つか２つを乾燥・脱脂・仮焼を行ったあと積層してもよい。いずれの場合も、積層体には乾燥・脱脂・仮焼の少なくとも１工程を終了していないものが含まれるため、その終了していない工程を積層体に施す必要がある。あるいは、第１〜第３セラミック成形体４１〜４３を３つとも個別に乾燥・脱脂・仮焼したあと積層してもよい。その場合には、積層後の乾燥・脱脂・仮焼が不要となる。

上述した実施形態では、第１セラミック成形体４１の凹部４１ａに静電電極前駆体２４を形成し、第３セラミック成形体４３の凹部４３ａにヒーター電極前駆体２６を形成したが、その代わりに、図７に示すように、第２セラミック成形体１４２の上面の凹部１４２ａに静電電極前駆体１２４，下面の凹部１４２ｂにヒーター電極前駆体１２６を形成し、第１及び第３セラミック成形体１４１，１４３には電極前駆体を形成しないものとしてもよい。具体的には、図３（ａ），（ｂ）に示した工程により第１セラミック成形体１４１を作製し（図７（ａ）参照）、図３（ｆ），（ｇ）に示した工程により第３セラミック成形体１４３を作製する（図７（ｅ）参照）。また、第２成形型１３２として、上型の内面に静電電極前駆体１２４と同形状の凸部１３２ａを着脱不能に形成すると共に、下型の内面にヒーター電極前駆体１２６と同形状の凸部１３２ｂを着脱不能に形成する（図７（ｂ）参照）。この第２成形型１３２を用いてゲルキャスト法により、凸部１３２ａ，１３２ｂに対応する凹部１４２ａ，１４２ｂを有する第２セラミック成形体１４２を作製する（図７（ｃ）参照）。そして、凹部１４２ａ，１４２ｂに電極ペーストをスクリーン印刷することにより、静電電極前駆体１２４及びヒーター電極前駆体１２６が埋め込まれた第２セラミック成形体１４２、つまり埋込電極付きセラミック成形体１４２Ｘを得る（図７（ｄ）参照）。その後、これらのセラミック成形体１４１，１４２Ｘ，１４３を用いて積層成形体１４０を作製し、これを仮焼して積層仮焼体１５０とした後、ホットプレス焼成して静電チャック１１０を作製する（図７（ｆ）〜（ｈ）参照）。この点は図２（ｉ）〜（ｋ）と同様である。このようにしても、上述した実施形態と同様、静電電極１１４やヒーター電極１１６の端面が変形するのを抑制できる。

（３）第３の静電チャックの製法に関する実施形態
静電チャック１１０の製法について、図８を用いて以下に説明する。図８は、第３の静電チャックの製法の一例を示す製造工程図である。

（３−１）第１及び第３セラミック成形体１４１，１４３の作製
まず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、第１セラミック成形体１４１に凸状の静電電極前駆体１２４を形成した凸電極付きセラミック成形体１４１Ｙと、第３セラミック成形体１４３に凸状のヒーター電極前駆体１２６を形成した凸電極付きセラミック成形体１４３Ｙを作製する。前者は、上述した図３（ａ），（ｂ）の工程を経て第１セラミック成形体１４１を作製した後、その下面に電極ペーストをスクリーン印刷して静電電極前駆体１２４を形成することにより、作製する。後者は、上述した図３（ｆ），（ｇ）の工程を経て第３セラミック成形体１４３を作製した後、その上面に電極ペーストをスクリーン印刷してヒーター電極前駆体１２６を形成することにより、作製する。

（３−２）積層成形体１４０の作製
内部空間が静電チャック１１０に対して収縮率を考慮した大きさの統合用成形型３８を用意する（図８（ｃ）参照）。そして、統合用成形型３８の上型の内面に、凸電極付きセラミック成形体１４１Ｙの電極形成面とは反対側の面を取り付けると共に、統合用成形型３８の下型の内面に、凸電極付きセラミック成形体１４３Ｙの電極形成面とは反対側の面を取り付ける（図８（ｄ）参照）。次に、統合用成形型３８にセラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させる。これにより、第２セラミック成形体１４２が形成されるため、積層成形体１４０が完成する。その後、この積層成形体１４０を統合用成形型３８から離型する（図８（ｅ）参照）。

（３−３）静電チャック１１０の作製
積層成形体１４０を乾燥したあと脱脂し、更に仮焼することにより、積層仮焼体１５０とする（図８（ｆ）参照）。そして、この積層仮焼体１５０をホットプレス焼成することにより、静電チャック１１０を得る（図８（ｇ）参照）。

（３−４）効果
上述した静電チャック１１０の製法によれば、所定形状の静電電極１１４及びヒーター電極１１６の端面が変形するのを抑制することができる。具体的には、統合用成形型３８の内面に凸電極付きセラミック成形体１４１Ｙ，１４３Ｙを着脱可能に取り付けた後、セラミックスラリーを統合用成形型３８に流し込みゲル化する際、反応初期のスラリーは粘度が低く流動性が高いため静電電極１１４やヒーター電極１１６の端面を削ってしまうのを抑制できると共に、電極界面にセラミック粉体が隙間無く且つ均一に充填し、ホットプレス焼成時に電極の変形を抑制できると考えられる。

（３−５）他の実施形態
上述した実施形態では、第１及び第３セラミック成形体１４１，１４３を乾燥・脱脂・仮焼を行わずに統合用成形型３８にセットしたが、第１及び第３セラミック成形体１４１，１４３の乾燥・脱脂・仮焼をどの段階で行うかは問わない。例えば、第１及び第３セラミック成形体１４１，１４３の少なくとも１つにつき、乾燥だけ行ったあと統合用成形型３８にセットしてもよいし、乾燥・脱脂を行ったあと統合用成形型３８にセットしてもよいし、乾燥・脱脂・仮焼を行ったあと統合用成形型３８にセットしてもよい。いずれの場合も、統合用成形型３８から取り出した後の積層体には乾燥・脱脂・仮焼が終了していない第２のセラミック成形体１４２が含まれるため、積層体に乾燥・脱脂・仮焼を行う必要がある。なお、予め乾燥・脱脂・仮焼のいずれかを行う場合、その時期は電極ペーストを印刷する前でも後でもよい。

上述した実施形態では、統合用成形型３８の上型の内面に凸電極付きセラミック成形体１４１Ｙ，下型の内面に凸電極付きセラミック成形体１４３Ｙを着脱可能に取り付ける工程が含まれていたが、その代わりに、図９に示すように、統合用成形型３６（前出）の内部空間の中央に、凸電極付きセラミック成形体４２Ｙを着脱可能に取り付ける工程を含めるようにしてもよい。具体的には、図２（ｄ），（ｅ）と同様にして作製した第２セラミック成形体４２の上面に静電電極前駆体２４，下面にヒーター電極前駆体２６を電極ペーストをスクリーン印刷することにより、凸電極付きセラミック成形体４２Ｙを形成し（図９（ａ）参照）、これを統合用成形型３６の内部空間の中央に取り付ける（図９（ｂ）参照）。注入口３６ａは、統合用成形型３６の上型と凸電極付きセラミック成形体４２Ｙとによって囲まれた空間にセラミックスラリーを注入可能であり、注入口３６ｂは、統合用成形型３６の下型と凸電極付きセラミック成形体４２Ｙとによって囲まれた空間にセラミックスラリーを注入可能である。次に、注入口３６ａ，３６ｂからセラミックスラリーを注入しゲル化させることにより、第１及び第３セラミック成形体４１，４３が形成されるため、積層成形体４０が完成する。その後、この積層成形体４０を統合用成形型３６から離型する（図９（ｃ）参照）。この積層成形体４０を乾燥、脱脂、仮焼することにより、積層仮焼体５０とし（図９（ｄ）参照）、この積層仮焼体５０をホットプレス焼成することにより、静電チャック１０を得る（図８（ｅ）参照）。このようにしても、上述した実施形態と同様、静電電極１４やヒーター電極１６の端面が変形するのを抑制できる。

なお、上記６．（１）〜（３）では、ヒーター電極を内蔵する静電チャックを製造する方法について説明したが、ヒーター電極及び第３セラミック成形体を省略して製造すれば、ヒーター電極を内蔵しない静電チャックを製造することができる。

［実施例１］
図２にしたがって、静電チャックを作製した。まず、直径３５５ｍｍ、高さ３．０ｍｍの円盤状の内部空間を有する第１成形型と、直径３５５ｍｍ、高さ６．０ｍｍの円盤状の内部空間を有する第２成形型と、直径３５５ｍｍ、高さ３．０ｍｍの円盤状の内部空間を有する第３成形型を用意した。

一方、ＷＣ粉末（平均粒径１．５μｍ）とアルミナ粉末（平均粒径０．５μｍ）をアルミナ含有量が２０重量％となるようにしバインダーとしてポリビニルブチラールを５重量部、溶媒としてテルピネオールを２０重量部を加えて混合することにより電極ペーストを調製した。第１成形型の下型の内面に電極ペーストを直径２９０ｍｍ、高さ１０μｍとなるようにスクリーン印刷し、静電電極前駆体とした。また、第３成形型の上型の内面に電極ペーストを幅８ｍｍ、高さ５０μｍの一筆書き形状となるようにスクリーン印刷し、ヒーター電極前駆体とした。

アルミナ粉末（平均粒径０．５μｍ，純度９９．７％）１００重量部、マグネシア０．０４重量部、分散剤としてポリカルボン酸系共重合体３重量部、溶媒として多塩基酸エステル２０重量部を秤量し、これらをボールミル（トロンメル）で１４時間混合し、スラリー前駆体とした。このスラリー前駆体に対して、ゲル化剤、すなわちイソシアネート類として４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート ３．３重量部、ポリオール類としてエチレングリコール０．３重量部、触媒として６−ジメチルアミノ−１−ヘキサノール０．１重量部を加え、自公転式撹拌機で１２分間混合し、セラミックスラリーを得た。得られたセラミックスラリーを、静電電極前駆体を印刷した第１成形型、印刷を施していない第２成形型、ヒーター電極前駆体を印刷した第３成形型にそれぞれ流し込んだ。その後、２２℃で２時間放置することにより、各成形型内でゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させたあと離型した。これにより、第１セラミック成形体に静電電極前駆体が埋め込まれた静電電極付きセラミック成形体と、電極の付いていない第２セラミック成形体と、第３セラミック成形体にヒーター電極前駆体が埋め込まれたヒーター電極付きセラミック成形体を得た。

そして、これらを、静電電極前駆体が第１及び第２セラミック成形体に挟み込まれ、ヒーター電極前駆体が第２及び第３セラミック成形体に挟み込まれるように積層して、積層成形体とした。この積層成形体を、１００℃で１０時間乾燥した後、最高温度５００℃で１０時間脱脂し、更に、アルゴン雰囲気において最高温度８２０℃で１時間仮焼することにより、積層仮焼体を得た。

この積層仮焼体をホットプレス焼成することにより、静電電極及びヒーター電極を内蔵した静電チャックを得た。ホットプレス焼成は、窒素雰囲気下、圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ²、最高温度１６００℃で２時間保持することにより行った。得られた静電チャックは、炭素含有量が０．１重量％以下、相対密度が９８％以上であった。また、静電電極の端面は、縦断面をみたとき、フラットな垂直面（図１の角度θが１８０°）であり、変形はみられなかった。

［実施例２］
図３にしたがって、静電チャックを作製した。まず、実施例１と同様の第１〜第３成形型を用意した。そして、第２成形型の上型の内面に電極ペーストをスクリーン印刷し、実施例１と同様の静電電極前駆体とした。また、第２成形型の下型に電極ペーストをスクリーン印刷し、実施例１と同様のヒーター電極前駆体とした。

続いて、実施例１と同様のセラミックスラリーを、印刷を施していない第１成形型、静電電極前駆体及びヒーター電極前駆体を印刷した第２成形型、印刷を施していない第３成形型にそれぞれ流し込み、セラミックスラリーをゲル化させたあと離型した。これにより、電極の付いていない第１セラミック成形体と、第２セラミック成型体に静電電極前駆体及びヒーター電極前駆体が埋め込まれた電極付きセラミック成形体と、電極の付いていない第３セラミック成形体を得た。

そして、これらを、静電電極前駆体が第１及び第２セラミック成形体に挟み込まれ、ヒーター電極前駆体が第２及び第３セラミック成形体に挟み込まれるように積層して積層成形体とした。この積層成形体を、実施例１と同様にして乾燥し、脱脂し、仮焼した。この積層仮焼体を実施例１と同条件でホットプレス焼成することにより、静電電極及びヒーター電極を内蔵した静電チャックを得た。得られた静電チャックは、炭素含有量が０．１重量％以下、相対密度が９８％以上であった。また、静電電極の端面は、縦断面をみたとき、図１の角度θが１７２°の膨出面であり、変形はほとんどみられなかった。

［実施例３］
図８に示した第３の静電チャックの製法にしたがって、静電チャックを作製した。まず、実施例１と同様の第１及び第３成形型を用意すると共に、積層成形体に見合った大きさの内部空間を有する統合用成形型を用意した。そして、実施例１と同様のセラミックスラリーを第１及び第３成形型に流し込み、セラミックスラリーをゲル化させたあと離型した。これにより、第１及び第３セラミック成形体を得た。続いて、第１セラミック成形体の下面に電極ペーストをスクリーン印刷して、凸状の静電電極前駆体の付いた第１セラミック成形体とした。また、第３セラミック成形体の上面に電極ペーストをスクリーン印刷して、凸状のヒーター電極前駆体の付いた第３セラミック成形体とした。

次に、統合用成形型の上型の内面に凸状の静電電極前駆体の付いた第１セラミック成形体のうち電極形成面とは反対側の面を貼り付けた。それと共に、下型の内面に凸状のヒーター電極前駆体の付いた第３セラミック成形体のうち電極形成面とは反対側の面を貼り付けた。そして、統合用成形型に実施例１と同様のセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させた。これにより、第２セラミック成形体が形成され、その結果、静電電極前駆体が第１及び第２セラミック成形体に挟み込まれ、ヒーター電極前駆体が第２及び第３セラミック成形体に挟み込まれた構造の積層複合体が完成した。その後、この積層複合体を統合用成形型から離型した。

この積層複合体を、実施例１と同様にして乾燥し、脱脂し、仮焼して積層仮焼体とした。この積層仮焼体を実施例１と同条件でホットプレス焼成することにより、静電電極及びヒーター電極を内蔵した静電チャックを得た。得られた静電チャックは、炭素含有量が０．１重量％以下、相対密度が９８％以上であった。また、静電電極の端面は、縦断面をみたとき、図１の角度θが１７６°の膨出面であり、変形はほとんどみられなかった。

［実施例４］
実施例３において、電極ペーストを印刷する前の第１及び第３セラミック成形体を、１００℃で１０時間乾燥した後、最高温度５００℃で１０時間脱脂し、更にアルゴン雰囲気において最高温度８２０℃で１時間仮焼することにより、第１及び第３セラミック仮焼体としたあと、それぞれに電極ペーストを印刷した以外は、実施例３と同様にして静電チャックを作製した。得られた静電チャックは、炭素含有量が０．１重量％以下、相対密度が９８％以上であった。また、静電電極の端面は、縦断面をみたとき、図１の角度θが１７６°の膨出面であり、変形はほとんどみられなかった。

［実施例５］
図９に示した第３の静電チャックの製法にしたがって、静電チャックを作製した。まず、実施例１と同様の第２成形型を用意すると共に、積層成形体に見合った空間を有する統合用成形型を用意した。そして、実施例１と同様のセラミックスラリーを第２成形型に流し込み、セラミックスラリーをゲル化させたあと離型した。これにより、第２セラミック成形体を得た。続いて、第２セラミック成形体の上面及び下面にそれぞれ実施例１の電極ペーストをスクリーン印刷して、凸状の静電電極前駆体及び凸状のヒーター電極前駆体の付いた第２セラミック成形体を得た。

次に、統合用成形型に第２セラミック成形体を内部空間の中央に配置した。そして、統合用成形型の内部空間の空きスペースに実施例１と同様のセラミックスラリーを流し込み、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させた。これにより、第１及び第３セラミック成形体が形成され、その結果、静電電極前駆体が第１及び第２セラミック成形体に挟み込まれ、ヒーター電極前駆体が第２及び第３セラミック成形体に挟み込まれた構造の積層複合体が完成した。その後、この積層複合体を統合用成形型から離型した。

この積層複合体を、実施例１と同様にして乾燥し、脱脂し、仮焼して積層仮焼体とした。この積層仮焼体を実施例１と同条件でホットプレス焼成することにより、静電電極及びヒーター電極を内蔵した静電チャックを得た。得られた静電チャックは、炭素含有量が０．１重量％以下、相対密度が９８％以上であった。また、静電電極の端面は、縦断面をみたとき、図１の角度θが１７４°の膨出面であり、変形はほとんどみられなかった。

［実施例６］
実施例５において、電極ペーストを印刷する前の第２セラミック成形体を、１００℃で１０時間乾燥した後、最高温度５００℃で１０時間脱脂し、更に、アルゴン雰囲気において最高温度８２０℃で１時間仮焼することにより、第２セラミック仮焼体としたあと、両面に電極ペーストを印刷した以外は、実施例５と同様にして静電チャックを作製した。得られた静電チャックは、炭素含有量が０．１重量％以下、相対密度が９８％以上であった。また、静電電極の端面は、縦断面をみたとき、図１の角度θが１７６°の膨出面であり、変形はほとんどみられなかった。

［比較例１］
まず、誘電層となる上部アルミナ焼結体と下層となる下部アルミナ焼結体を用意した。上部アルミナ焼結体は、以下のようにして作製した。すなわち、純度９９．７％のアルミナ粉末と焼結助剤であるＭｇＯ原料粉とを、ＭｇＯの含有量が０．０４ｗｔ％となるように秤量した。これらの原料粉にバインダであるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、水及び分散剤を添加し、トロンメルで１６時間混合し、スラリーを作製した。このスラリーをスプレードライヤを用いて噴霧乾燥し、その後、５００℃で５時間保持してバインダを除去し、平均約８０μmのアルミナ造粒顆粒を作製した。このアルミナ造粒顆粒を金型に充填し、２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力でプレス成形を行った。続いて、この成形体をカーボン製のサヤにセットし、ホットプレス焼成法を用いて焼成した。焼成は、１００ｋｇ／ｃｍ²の加圧下で、かつ窒素加圧雰囲気（１５０ｋＰａ）で行い、３００℃／ｈで昇温し、１６００℃で２時間保持し誘電体層に相当する部分のアルミナ焼結体を得た。このアルミナ焼結体を研削加工し、直径φ３００ｍｍ、厚さ６ｍｍの円盤状の上部アルミナ焼結体を作製した。この際の一方の面は表面粗さＲａが０．８μｍ以下の平滑面となるように仕上げた。なお、下部アルミナ焼結体も、これに準じて作製した。続いて、実施例１と同様の電極ペーストを、上部アルミナ焼結体の上にスクリーン印刷することにより、静電電極前駆体とした。また、下部アルミナ焼結体の上にスクリーン印刷することにより、ヒーター電極前駆体とした。

続いて、金型内に、静電電極前駆体が形成された上部アルミナ焼結体を静電電極前駆体が上になるように収容し、その上に、上部アルミナ焼結体を作製する際に調製したアルミナ造粒顆粒を所定量載置し、更にその上に、ヒーター電極前駆体が形成された下部アルミナ焼結体をヒーター電極前駆体が下になるように載置した。この状態で、上下圧縮方向に圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ²で加圧して積層体を成形した。この積層体は、静電電極前駆体が上部アルミナ焼結体及びアルミナ造粒顆粒の層に挟み込まれ、ヒーター電極前駆体がアルミナ造粒顆粒の層と下部アルミナ焼結体に挟み込まれた構造である。この積層体を、実施例１と同様に乾燥・脱脂・仮焼したあと、ホットプレス焼成することにより、静電電極及びヒーター電極を内蔵した静電チャックを得た。ホットプレス焼成は、実施例１と同じ条件で行った。

得られた静電チャックは、炭素含有量が０．１重量％以下、相対密度が９８％以上であった。また、静電電極の端面は、縦断面をみたとき、先端の尖った形状（図１の角度θが３０°）であった。

［比較例２］
まず、中間層となる中部アルミナ焼結体を、比較例１の上部アルミナ焼結体に準じて作製した。続いて、実施例１と同様の電極ペーストを、中部アルミナ焼結体の上下両面にスクリーン印刷することにより、それぞれ静電電極前駆体、ヒーター電極前駆体とした。

続いて、金型内に、上部アルミナ焼結体を作製する際に調製したアルミナ造粒顆粒を予め定められた量だけ敷設し、その上に、静電電極前駆体が下向き、ヒーター電極前駆体が上向きになるように中部アルミナ焼結体を載置し、更にその上に、予め定められた量のアルミナ造粒顆粒を載置した。この状態で、上下圧縮方向に圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ²で加圧して積層体を成形した。この積層体は、静電電極前駆体が一方のアルミナ造粒顆粒の層及び中部アルミナ焼結体に挟み込まれ、ヒーター電極前駆体が中部アルミナ焼結体及び他方のアルミナ造粒顆粒の層挟み込まれた構造である。この積層体を、実施例１と同様に乾燥・脱脂・仮焼したあと、ホットプレス焼成することにより、静電電極及びヒーター電極を内蔵した静電チャックを得た。ホットプレス焼成は、実施例１と同じ条件で行った。

得られた静電チャックは、炭素含有量が０．１重量％以下、相対密度が９８％以上であった。また、静電電極の端面は、縦断面をみたとき、先端の尖った形状（図１の角度θが２０°）であった。

１０ 静電チャック、１０ａ ウェハー載置面、１４ 静電電極、１４ａ 端面、１４ｂ 上隅、１４ｃ 膨出先端、１４ｄ 下隅、１６ ヒーター電極、２４ 静電電極前駆体、２６ ヒーター電極前駆体、３１ 第１成形型、３２ 第２成形型、３３ 第３成形型、３４ 統合用成形型、３６ 統合用成形型、３６ａ，３６ｂ 注入口、３８ 統合用成形型、４０ 積層成形体、４１ 第１セラミック成形体、４１ａ 凹部、４１Ｘ 埋込電極付きセラミック成形体、４２ 第２セラミック成形体、４２Ｙ 凸電極付きセラミック成形体、４３ 第３セラミック成形体、４３ａ 凹部、４３Ｘ 埋込電極付きセラミック成形体、５０ 積層仮焼体、５１ 第１セラミック仮焼体、５２ 第２セラミック仮焼体、５３ 第３セラミック仮焼体、１１０ 静電チャック、１１４ 静電電極、１１６ ヒーター電極、１２４ 静電電極前駆体、１２６ ヒーター電極前駆体、１３１ 第１成形型、１３１ａ 凸部、１３２ 第２成形型、１３２ａ，１３２ｂ 凸部、１３３ 第３成形型、１３３ａ 凸部、１４０ 積層成形体、１４１ 第１セラミック成形体、１４１Ｙ 凸電極付きセラミック成形体、１４２ 第２セラミック成形体、１４２ａ，１４２ｂ 凹部、１４２Ｘ 埋込電極付きセラミック成形体、１４２Ｙ 凸電極付きセラミック成形体、１４３ 第３セラミック成形体、１４３Ｙ 凸電極付きセラミック成形体、１５０ 積層仮焼体。

Claims (1)

1. 静電電極が内蔵された静電チャックであって、
   前記静電電極の端面は、縦断面をみたとき、フラット面であるか又は膨出面であって該膨出面の上隅と膨出先端と下隅とを結んだ角度θが１６０≦θ＜１８０°である、
   静電チャック。

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