JP2017208565A - 静電チャック - Google Patents

Abstract

【課題】処理対象物の温度分布の均一性を向上させ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。
【解決手段】処理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、を有するセラミック誘電体基板と、前記第２主面の側に設けられ前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、を備え、前記ベースプレートは、前記処理対象物の温度を調整する媒体を通す第１の連通路を有し、前記第１の連通路は、上面、側面及び下面を有し、前記第１の連通路の高さに対する、前記上面における最大高さＳｚのばらつきの比は、１％以下であることを特徴とする静電チャックが提供される。
【選択図】図１

Description

本発明の態様は、一般的に、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、アッシングなどを行うプラズマ処理チャンバ内では、半導体ウェーハやガラス基板などの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、内蔵する電極に静電吸着用電力を印加し、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。また、静電チャックには、冷却ガスなどの流路を内蔵したベースプレートやヒータが設けられており、これにより処理対象物の温度を制御することができる。

近年、エッチング装置などのプラズマ処理装置においては、スループットを向上させるため、または、処理対象物の材料の変化に対応するため、プラズマの高出力化が進んでいる。プラズマの高出力化に伴い、ウェーハ等の処理対象物の温度が高くなる。プラズマの高出力化・高温化に伴って、静電チャックには、処理対象物に対する高い冷却性能が求められている。

一方、プロセスの精度（例えばエッチングで加工された処理対象物の寸法精度）をコントロールするためには、処理対象物の温度分布を均一化することが求められる。例えば、ウェーハ面内の温度分布の均一性が求められる。

静電チャックが、冷却ガスなどの流路を内蔵したベースプレートと、ヒータと、を有する場合、ウェーハの温度分布は、ヒータとベースプレートとの熱のやり取りに依存する。
また、ウェーハ加工のプロセスでは、ＲＦ（Radio Frequency）電圧（高周波電圧）の印加によって、ウェーハの温度が高くなる。そして、ベースプレートによる冷却によって温度を制御する。このため、ウェーハの温度分布には、静電チャックの温度制御性（ベースプレートの冷却均一性）や、静電チャックの温度分布が反映される。処理対象物の温度分布を制御するためには、静電チャックの温度分布の均一性が重要な要素の１つである。
このような静電チャックにおいては、上述のプロセスの高出力化・高温化に鑑みて、静電チャックの面内の温度分布の均一性を向上させ、処理対象物の面内の温度分布の均一性を向上させることが、従来よりもさらに求められている。

特開２００３−２４３３７１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、処理対象物の温度分布の均一性を向上させ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、処理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、を有するセラミック誘電体基板と、前記第２主面の側に設けられ前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、を備え、前記ベースプレートは、前記処理対象物の温度を調整する媒体を通す第１の連通路を有し、前記第１の連通路は、上面、側面及び下面を有し、前記第１の連通路の高さに対する、前記上面における最大高さＳｚのばらつきの比は、１％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、第１の連通路の上面の最大高さＳｚのばらつきが小さいことにより、静電チャックの面内の温度分布の均一性を向上させることができ、処理対象物の面内の温度均一性を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記ベースプレートは、前記第２主面の側の第１の部分と、前記第１の部分の下方に設けられ、前記第１の部分と接合された第２の部分と、を有し、前記第１の部分と前記第２の部分との接合部は、前記第１の連通路の上下方向における中央よりも下方に位置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、接合部が第１の連通路の下方に位置するため、第１の連通路の上面の最大高さＳｚのばらつきを小さくすることができる。これにより、処理対象物の面内の温度均一性を確保することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記上面における最大高さＳｚのばらつき、前記側面における最大高さＳｚのばらつき、及び、前記下面における最大高さＳｚのばらつきは、互いに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、第１の連通路の各面における最大高さＳｚのばらつき、すなわち表面粗さのばらつきが互いに異なる。表面粗さのばらつきが大きい面では、乱流が発生し易く、第１の連通路を流れる媒体よる温度調整効果が高くなる。これにより、ランプレートを高くすることができる。

第４の発明は、第３の発明において、前記上面における最大高さＳｚのばらつきは、前記側面における最大高さＳｚのばらつきよりも小さ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、側面の表面粗さのばらつきが大きいことにより、乱流が促進され、第１の連通路を流れる媒体よる温度調整効果が高くなる。これにより、ランプレートを高くすることができる。

第５の発明は、第３または第４の発明において、前記上面における最大高さＳｚのばらつきは、前記下面における最大高さＳｚのばらつきよりも小さ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、下面の表面粗さのばらつきが大きいことにより、乱流が促進され、第１の連通路を流れる媒体よる温度調整効果が高くなる。これにより、ランプレートを高くすることができる。

第６の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記側面は、前記第２主面の側の第１の領域と、前記第１の領域の下方に位置する第２の領域と、を有し、前記第１の領域における最大高さＳｚのばらつきは、前記第２の領域における最大高さＳｚのばらつきよりも小さ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、第２の領域の表面粗さのばらつきが大きいことにより、乱流が促進され、第１の連通路を流れる媒体よる温度調整効果が高くなる。これにより、ランプレートを高くすることができる。また、上方に位置する第１の領域における表面粗さのばらつきが小さいことで、第１の連通路の上部で熱伝達のばらつきを抑制することができる。これにより、処理対象物の面内の温度均一性を向上させることができる。

第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記上面の材料と前記下面の材料とは、互いに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、上面の材料と下面の材料とを互いに異ならせることにより、上面の粗さと下面の粗さとを互いに異ならせることができる。例えば、下面にろう材を用いることで下面を粗くすることができる。粗い面では、乱流が促進され、ランプレートを高くすることができる。

第８の発明は、第７の発明において、前記上面の材料におけるアルミニウムの濃度は、前記下面の材料におけるアルミニウムの濃度よりも高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、アルミニウムの濃度によって、下面を上面よりも粗くすることができる。例えば、上面の材料にアルミニウムを用い、下面の材料にアルミニウム以外の元素を含むアルミニウム合金などのろう材を用いる。粗い面では、乱流が促進され、ランプレートを高くすることができる。

第９の発明は、第６〜第８のいずれか１つの発明において、前記側面は、前記第２主面の側の第１の領域と、前記第１の領域の下方に位置する第２の領域と、を有し、前記第１の領域の材料におけるアルミニウム濃度は、前記第２の領域の材料におけるアルミニウム濃度よりも高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、アルミニウムの濃度によって、第２の領域を第１の領域よりも粗くすることができる。例えば、第１の領域の材料にアルミニウムを用い、第２の領域の材料にアルミニウム以外の元素を含むアルミニウム合金などのろう材を用いる。粗い面では、乱流が促進され、ランプレートを高くすることができる。

第１０の発明は、第１〜第９のいずれか１つの発明において、前記下面と、前記側面のうちの下方の領域と、のいずれかは、前記媒体を攪拌する乱流促進部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、媒体が攪拌されることにより、第１の連通路を流れる媒体よる温度調整効果が高くなる。これにより、ランプレートを高くすることができる。

第１１の発明は、第１〜第１０のいずれか１つの発明において、前記第１の連通路の前記高さは、前記第１の連通路の横幅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、ベースプレート内に第１の連通路をより密に配置することができる。また、温度を調整する媒体の圧力損失を抑制することができる。これにより、処理対象物の面内の温度均一性を向上させることができる。

第１２の発明は、第１１の発明において、前記第１の連通路の前記横幅に対する、前記第１の連通路の前記高さの比は、１より大きく６未満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、ベースプレート内に第１の連通路をより密に配置することができる。また、温度を調整する媒体の圧力損失を抑制することができる。したがって、処理対象物の面内の温度均一性を向上させることができる。

第１３の発明は、第１〜第１２のいずれか１つの発明において、前記第１の連通路の前記高さに対する、前記ベースプレートの前記第２主面側の上面と前記第１の連通路の前記上面との間の距離の比は、０．１以上１０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、高いランプレートと、処理対象物の面内の温度均一性を向上と、を両立することができる。

第１４の発明は、第１〜第１３のいずれか１つの発明において、前記第１の連通路は、前記上面と前記側面とをつなぐ、曲面状の接続部をさらに有す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、上面と側面との接続部における乱流の影響を抑制することができる。これにより、処理対象物の面内の温度均一性を向上させることができる。

第１５の発明は、第１〜第１４のいずれか１つの発明において、前記第１の連通路は、前記第２主面の側の第１の空間部と、前記第１の空間部の下方の第２の空間部と、を有し、前記第２の空間部の横幅は、下方に向けて狭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、ベースプレートの接合面を広くとることができ、接合強度を向上させることができる。接合面にろう材を使用した場合には、ろう材が第１の連通路の側面に沿って、第１の連通路の上部まで上昇することを抑制できる。これにより、処理対象物の面内の温度均一性を向上させることができる。

第１６の発明は、第１〜第１５のいずれか１つの発明において、前記ベースプレートは、第１の部分と、前記第１の部分の上方に設けられ前記第１の部分と接合された第３の部分と、前記第１の部分と前記第３の部分との間に設けられ、前記第１の連通路を流れる媒体とは異なるガス媒体を通す第２の連通路と、を有し、前記第２の連通路は、前記第１の連通路よりも前記第２主面の側に設けられ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、第２の連通路にガス媒体を通すことで、処理対象物との間で熱伝達を行うガス媒体を所定の箇所に所定の圧力で供給することができる。

第１７の発明は、第１６の発明において、前記第１の部分と前記第３の部分との接合部は、前記第２の連通路の上下方向における中央よりも下方に位置し、前記第２の連通路は、前記第２主面の側の第３の空間部と、前記第３の空間部の下方の第４の空間部と、を有し、前記第４の空間部の横幅は、下方に向けて狭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、ベースプレートの接合面を広くとることができ、接合強度を向上させることができる。接合面にろう材を使用した場合には、ろう材が第２の連通路の側面に沿って、第２の連通路の上部まで上昇することを抑制できる。これにより、処理対象物の面内の温度均一性を向上させることができる。

第１８の発明は、第２の発明において、前記ベースプレートは、前記第１の部分の上方に設けられ前記第１の部分と接合された第３の部分と、前記第１の部分と前記第３の部分との間に設けられ、ガス媒体が流れる第２の連通路と、をさらに有し、前記第１の部分と前記第３の部分との接合部は、前記第２の連通路の上下方向における中央よりも下方に位置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、接合部が第２の連通路の下方に位置するため、第２の連通路の上面の最大高さＳｚのばらつきを小さくすることができる。これにより、処理対象物の面内の温度均一性を確保することができる。

本発明の態様によれば、処理対象物の温度分布の均一性を向上させ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。

実施形態に係る静電チャックを例示する断面図である。 図２（ａ）〜図２（ｃ）は、本実施形態に係る静電チャックのベースプレートを例示する平面図である。 実施形態に係る静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、最大高さＳｚの測定方法を例示する模式図である。 静電チャックの構造と、処理対象物の面内の温度分布の均一性と、の関係を例示するグラフ図である。 ランプレートについて説明するグラフ図である。 静電チャックの構造とランプレートとの関係を例示するグラフ図である。 静電チャックの構造と特性との関係を例示するグラフ図である。 実施形態に係る別の静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。 実施形態に係る別の静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、実施形態に係る別の静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。 実施形態に係る別の静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。 実施形態に係る別の静電チャックを例示する斜視図である。

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。
図１は、実施形態に係る静電チャックを例示する断面図である。
図１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５００と、を有する。

セラミック誘電体基板１１は、例えば多結晶セラミック焼結体による平板状の基材であり、半導体ウェーハ等の処理対象物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。

また、静電チャック１１０は、電極層１２を有する。電極層１２は、第１主面１１ａと、第２主面１１ｂと、の間に介設されている。すなわち、電極層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る。電極層１２は、セラミック誘電体基板１１に一体焼結されている。静電チャック用基板１００は、セラミック誘電体基板１１と、セラミック誘電体基板１１に設けられた電極層１２と、を含む板状の構造物である。

静電チャック１１０は、例えばクーロン型静電チャックである。セラミック誘電体基板１１の体積抵抗率は、例えば、１×１０^１４Ω・ｃｍ以上である。静電チャック１１０は、この電極層１２に吸着保持用電圧８０を印加することによって、電極層１２の第１主面１１ａ側に電荷を発生させ、静電力によって処理対象物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とを結ぶ方向をＺ方向（上下方向）、Ｚ方向と直交する方向の１つをＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向ということにする。第２主面１１ｂから第１主面１１ａへ向かう方向を上方向とし、上方向の反対を向く方向を下方向とする。

電極層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に沿って設けられている。電極層１２は、処理対象物Ｗを吸着保持するための吸着電極である。電極層１２は、単極型でも双極型でもよい。また、三極型やその他の多極型であってもよい。電極層１２の数や配置は適宜選択される。図１に表した電極層１２は双極型であり、同一面上に２極の電極層１２が設けられている。

セラミック誘電体基板１１は、電極層１２と第１主面１１ａとの間の第１誘電層１１１と、電極層１２と第２主面１１ｂとの間の第２誘電層１１２と、を有する。セラミック誘電体基板１１のうち少なくとも第１誘電層１１１における可視光の透過率は、例えば０％よりも大きく、３．７％以下である。ここで、可視光の透過率は、厚さ１ミリメートル（ｍｍ）の誘電体に波長約６００ナノメートル（ｎｍ）の光を照射した場合の透過率である。

セラミック誘電体基板１１に含まれる結晶の材料は、例えばＡｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３及びＹＡＧのいずれかである。この材料を用いることで、セラミック誘電体基板１１における可視光透過性、絶縁耐性及びプラズマ耐久性を高めることができる。

セラミック誘電体基板１１のうち第１誘電層１１１の厚さは例えば１００マイクロメートル（μｍ）以上である。第１誘電層１１１の厚さが１００μｍ以上あると、静電チャック１１０における十分な絶縁耐圧を維持することができる。第１誘電層１１１の厚さは吸着力に大きく影響し、処理対象物Ｗの温度を所望の温度にするために、適宜設定することができる。実施形態では、第１誘電層１１１の厚さは、例えば１００μｍから１０００μｍ、より好ましくは１００μｍから５００μｍに設定することができる。

セラミック誘電体基板１１のうち第２誘電層１１２の厚さも同様に適宜設定できる。セラミック誘電体基板１１に電極層１２を設けた静電チャック用基板１００の全体の厚さは、セラミック誘電体基板１１の機械的強度と冷却性を考慮して、例えば０．５ｍｍから７ｍｍが好ましい。

ベースプレート５００は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂ側に設けられており、セラミック誘電体基板１１を支持する。すなわち、セラミック誘電体基板１１（静電チャック用基板１００）は、ベースプレート５００の上に取り付けられている。セラミック誘電体基板１１をベースプレート５００に取り付けるには、シリコーン等の耐熱性樹脂、インジウム接合、及び、ろう付などが用いられる。接着材料は、使用温度帯やコスト等の観点から適宜選択される。

ベースプレート５００は、第１の部分５０ａと、第２の部分５０ｂと、を有する。第１の部分５０ａは、上側（第２主面１１ｂ側）に設けられており、第２の部分５０ｂは、第１の部分５０ａの下方に設けられている。

第１の部分５０ａ及び第２の部分５０ｂの材料には、例えばアルミニウムを用いることができる。また、第１の部分５０ａと第２の部分５０ｂとは、電子ビーム溶接又はろう付けなどによって、接合されている。

ベースプレート５００は、連通路５５（第１の連通路）を有する。連通路５５は、第１の部分５０ａと第２の部分５０ｂとの間に形成された空間である。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。

連通路５５には、処理対象物Ｗの温度を調整する媒体が通される。これにより、ベースプレート５００は、静電チャック用基板１００及びその上に載置された処理対象物Ｗの温度調整を行う。例えば、静電チャック用基板１００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５００の熱を吸収し、その上に取り付けられた静電チャック用基板１００を冷却することができる。処理対象物Ｗの温度を調整する媒体として、例えば、水、エチレングリコール、フロリナート（３Ｍ社製）またはガルデン（SOLVAY社製）などが用いられる。

一方、静電チャック用基板１００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、静電チャック用基板１００やベースプレート５００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５００を介して静電チャック用基板１００の温度が調整されると、静電チャック用基板１００で吸着保持される処理対象物Ｗの温度を容易に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、必要に応じて凸部１３が設けられており、凸部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に搭載された処理対象物Ｗの裏面と溝１４との間に空間が形成される。

溝１４には、ベースプレート５００及びセラミック誘電体基板１１を貫通する導入路５３が接続されている。処理対象物Ｗを吸着保持した状態で導入路５３からヘリウム（Ｈｅ）等の伝達ガスを導入すると、処理対象物Ｗと溝１４との間に設けられた空間に伝達ガスが流れ、処理対象物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。

ここで、凸部１３の高さ（溝１４の深さ）、凸部１３及び溝１４の面積比率、形状等を適宜選択することで、処理対象物Ｗの温度や処理対象物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。

セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂには接続部２０が設けられる。接続部２０の位置と対応するベースプレート５００の上部にはコンタクト電極６１が設けられている。したがって、静電チャック１１０をベースプレート５００の上部５０ａに取り付けると、コンタクト電極６１が接続部２０と接触し、これによりコンタクト電極６１と電極層１２とが、接続部２０を介して電気的に導通することになる。

コンタクト電極６１には、例えば可動式プローブが用いられている。これにより、コンタクト電極６１と接続部２０とを確実に接触させ、コンタクト電極６１が接触することによる接続部２０へのダメージを最小限に抑制している。なお、コンタクト電極６１は、上記に限定されず、接続部２０と単に接触するだけの構成や、接続部２０と嵌合または螺合によって接続されるものなど、どのような形態であってもよい。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、実施形態に係る静電チャックのベースプレートを例示する平面図である。
例えば、図２（ａ）に表したように、ベースプレート５００を上方から見たときに、入力路５１と出力路５２とは、ベースプレート５００の外周付近に設けられ、Ｘ方向において互いに離間している。入力路５１と出力路５２とを繋ぐ連通路５５は、複数の折り返し部５５ｅを有する。この折り返し部５５ｅは、連通路５５がＸ−Ｙ平面内において屈曲した部分であり、折り返し部５５ｅにおいて連通路５５が延在する方向は、ある方向から、その逆方向に変化する。複数の折り返し部５５ｅにより、連通路５５は、上方から見たときにベースプレート５００の略全体にわたって延在するように配置されている。

連通路５５の平面パターンは、図２（ｂ）又は図２（ｃ）に表したようなパターンであってもよい。図２（ｂ）の例では、入力路５１がベースプレート５００の中央部に設けられ、出力路５２がベースプレート５００の外周付近に設けられる。連通路５５の平面パターンは、入力路５１を中心とした渦状である。図２（ｃ）の例では、入力路５１及び出力路５２は、ベースプレート５００の中央部に設けられる。連通路５５の平面パターンは、入力路５１及び出力路５２を中心とした渦状である。ベースプレート５００の外周付近に折り返し部５５ｅが設けられている。なお、入力路５１の位置と出力路５２と位置とは入れ替わってもよい。

実施形態において連通路５５の平面パターンは、図示した例に限られない。連通路５５の平面パターンは、静電チャック用基板１００や処理対象物Ｗの全体の温度をムラなく調整できるように、適宜調整される。

図３は、実施形態に係る静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。
図３は、例えば一部の連通路５５の延在方向に直交する平面における断面を表している。すなわち、図３に表した連通路５５には、紙面に対して垂直方向に冷却媒体等が流れる。

図３に表したように、連通路５５は、上面５５Ｕと、側面５５Ｓと、下面５５Ｌと、を有する。上面５５Ｕ及び下面５５Ｌは、それぞれＸ−Ｙ平面に沿って延在する面であり、Ｚ方向において互いに離間している。側面５５Ｓは、Ｘ−Ｙ平面と交差する面であり、上面５５Ｕと下面５５Ｌとを繋ぐ。

プラズマプロセスの高出力化・高温化に伴い、静電チャックには高い冷却性能（高ランプレート）と、温度分布の均一性と、を両立することが求められる。本願発明者は、連通路の平面パターンだけでなく、連通路内の形状（内面の凹凸や断面形状）を制御することで、処理対象物の温度分布の均一性が向上することを見出した。これにより、高ランプレートと温度分布の均一性とを高いレベルで両立することができる。連通路内の形状によって、温度を調整する媒体の流れをコントロールし、高ランプレートと温度分布の均一性とを満たすことができる。

具体的には、本願発明者は、連通路５５の高さに対する、上面５５Ｕにおける最大高さＳｚのばらつきの比を１％以下とすることで、静電チャック１１０及び処理対象物Ｗの面内（Ｘ−Ｙ平面内）の温度分布の均一性が向上することを見出した。

ここで、連通路５５の高さとは、連通路５５のＺ方向に沿った長さ（Ｌｚ）である。Ｌｚは、例えば、８ｍｍ以上１８ｍｍ以下である。
実施形態において、各面における最大高さＳｚ（μｍ）は、各面（表面）を観察することで、測定される。観察には、デジタルマイクロスコープを用いることができ、倍率は、例えば１００倍程度である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、最大高さＳｚの測定方法を例示する模式図である。
図４（ａ）は、観察対象表面の観察範囲Ｒにおける凹凸を例示する模式的断面図である。任意の倍率で測定した画像マップにおいて、表面の凹凸の最高点（点ＰＨ）の高さと、表面の凹凸の最低点（点ＰＬ）の高さと、の差を、最大高さＳｚとする。換言すると、最大高さＳｚは、観察範囲内において、観察範囲の平均面ＰＡから最も突き出た点ＰＨと最も凹んだ点ＰＬとの間の、当該平均面に対して垂直方向に沿った長さである。観察対象が上面５５Ｕの場合には、観察範囲内において、上面５５Ｕの最高点のＺ方向における位置と、上面５５Ｕの最低点のＺ方向における位置と、の差が最大高さＳｚ（μｍ）である。
したがって、表面が粗いほど、最大高さＳｚ（μｍ）は大きい。

また、流路（連通路５５等）内の最大高さＳｚ（表面粗さ）のばらつきについて言及する。
最大高さＳｚは、例えば面内の２４点の測定点について測定される。図４（ｂ）は、連通路５５の平面パターンが図２（ｃ）の例である場合の測定点を例示する。１〜２４の数字が付された箇所が測定点に対応する。
ベースプレート５００の中心から外周へ向かう１つの方向上に位置する連通路５５から、３つの測定点を選定する。この３つの測定点は、ベースプレートの半径を３等分する位置を目安に選定される。例えば、ベースプレートの半径が１５０ｍｍである場合、中心から５０ｍｍの点、１００ｍｍの点、及び１５０ｍｍの点を測定点とする。中心からの上記の距離だけ離れた位置に連通路５５が無い場合は、当該位置に最も近い連通路５５の一部から測定点を選定する。そして、ベースプレート５００の中心から外周へ向かう８つの方向のそれぞれについて、上述のように３つずつ測定点を選定し、測定点を合計２４点とする。なお、８つの方向は、円周（ベースプレートの外周）を略８等分するように定められる。つまり、８つの方向のうち、隣合う２つの方向同士が成す角度は、４５°程度である。また、１つの測定点（観察範囲）の大きさは、例えば、１０（ｍｍ）×１０（ｍｍ）程度とすることができる。

上記の２４点の測定点のそれぞれにおいて最大高さＳｚを測定する。測定された２４点の最大高さＳｚのうち、最大値Ｓｚ−ｍａｘと最小値Ｓｚ−ｍｉｎとの差を表面粗さ（最大高さ）のばらつきとする。

図５は、静電チャックの構造と、処理対象物の面内の温度分布の均一性と、の関係を例示するグラフ図である。
図５では、処理対象物Ｗは、例えば半導体ウェーハである。図５の横軸は、連通路５５の高さに対する、上面５５Ｕにおける最大高さＳｚのばらつきの比である。すなわち、図５の横軸は、（（Ｓｚ−ｍａｘ）−（Ｓｚ−ｍｉｎ））／Ｌｚ（％）を表す。

図５の横軸の値を算出する際には、デジタルマイクロスコープ（キーエンス社製、ＶＨＸ−２０００）を用い、倍率を１００倍とする。また、測定点としては、流路（連通路５５）内の上面５５Ｕの表面から上記２４点を選ぶ。

図５の横軸の値は、上記２４点におけるＳｚの最大値（Ｓｚ−ｍａｘ）とＳｚの最小値（Ｓｚ−ｍｉｎ）との差を連通路５５の高さで除した値である。流路内の２４点の表面粗さにばらつきが大きいベースプレートほど、横軸の値は大きくなる。なお、比を計算する際には、Ｌｚ、Ｓｚ−ｍａｘ、Ｓｚ−ｍｉｎの単位を例えばｍｍに揃えるものとする。

図５の縦軸は、処理対象物面内の温度ばらつき／ΔＴ（％）を表す。
「ΔＴ（℃）」は、処理対象物Ｗの温度の変化幅である。ΔＴは、例えば、連通路５５を通る媒体の温度を制御するチラーの温度と処理対象物Ｗの温度との差に対応する。ΔＴは、例えばヒータやＲＦ電圧等によって変化させた処理対象物Ｗの温度の幅である。つまり、例えば、チラーの温度調整媒体等の設定温度がＴ１（℃）であり、処理対象物Ｗの温度(例えば平均温度)がＴ２（℃）である場合、言い換えれば静電チャックによって処理対象物Ｗの温度（平均温度）をＴ２からＴ１へ変化させる場合、ΔＴ＝｜Ｔ２−Ｔ１｜である。
「処理対象物面内の温度ばらつき（℃）」は、処理対象物Ｗの温度をΔＴだけ変化させたときの、処理対象物Ｗの面内（Ｘ−Ｙ平面内）における最高温の箇所と最低温の箇所との温度差である。

図５に表したように、横軸の値が大きくなると、縦軸の値が大きくなる。すなわち、上面５５Ｕ（流路内の上面５５Ｕから選択された２４点）における表面粗さにばらつきが大きいと、処理対象物Ｗの面内の温度均一性が低下する。また、横軸の値の１％付近を境として、グラフの傾きに変化が見られる。横軸の値が１％を超えるとグラフの傾きが急峻となり、処理対象物Ｗの面内の温度均一性が低下しやすいことが分かる。

連通路５５の上面５５Ｕ（流路内の上面５５Ｕから選択された２４点）における表面粗さ（最大高さＳｚ）のばらつきが大きい場合には、連通路５５内の冷却媒体等と、上面５５Ｕと、の間の熱伝達にもばらつきが生じると考えられる。その結果、連通路５５の上方に載置された処理対象物Ｗの温度にもばらつきが生じる。

そこで、実施形態においては、連通路５５の高さに対する、上面５５Ｕにおける最大高さＳｚのばらつきの比を１％以下、望ましくは０．５％以下とする。これにより、処理対象物Ｗの面内の温度均一性を向上させることができ、処理対象物面内の温度ばらつき／ΔＴを１０％程度以下とすることができる。

前述した通り、連通路５５は、第１の部分５０ａと第２の部分５０ｂとの接合によって形成される。図３を再び参照すると、第１の部分５０ａと第２の部分５０ｂとの接合部５０ｄは、連通路５５のＺ方向における中央Ｃ１よりも下方に位置する。この例では、上面５５Ｕ及び側面５５Ｓは、第１の部分５０ａによって形成され、下面５５Ｌは、第２の部分５０ｂによって形成されている。つまり、接合部５０ｄは、側面５５Ｓと下面５５Ｌとの境界付近に位置している。接合部５０ｄのＺ方向における位置と、下面５５ＬのＺ方向における位置とは略同じである。

第１の部分５０ａと第２の部分５０ｂとを電子ビーム溶接や、ろう付けによって接合したときに、接合部付近において連通路５５の表面が粗くなる場合がある。これに対して、実施形態においては、接合部５０ｄが連通路５５の下方に位置するため、連通路５５の上面５５Ｕ（流路内の上面５５Ｕから選択された２４点）における表面粗さのばらつきが、接合によって大きくなることが抑制される。これにより、処理対象物Ｗの面内の温度均一性を確保することができる。

また、連通路５５内の各面の粗さは、互いに異なっていてもよい。また、連通路５５内の各面における表面粗さのばらつきは、互いに異なっていてもよい。すなわち、上面５５Ｕ（流路内の上面５５Ｕから選択された２４点）における表面粗さのばらつき、側面５５Ｓ（流路内の側面５５Ｓから選択された２４点）における表面粗さのばらつき、及び、下面５５Ｌ（流路内の下面５５Ｌから選択された２４点）における表面粗さのばらつきは、互いに異なっていてもよい。

連通路５５に冷却媒体等が流れたときに、表面粗さや表面粗さのばらつきの大きい面の付近では、冷却媒体等が面の凹凸によって攪拌される。これにより、表面粗さや表面粗さのばらつきの大きい面は、例えば乱流促進部として機能する。乱流が発生すると、連通路を流れる冷却媒体等とベースプレート５００との間の熱交換が促進され、冷却効果などの温度調整効果が高くなる。また、表面粗さや表面粗さのばらつきが大きいことにより、表面積が増大する。これにより、ランプレート（Ramp rate）を高くすることができる。

実施形態に係る静電チャック１１０においては、上面５５Ｕ（流路内の上面５５Ｕから選択された２４点）における表面粗さのばらつきは、側面５５Ｓ（流路内の側面５５Ｓから選択された２４点）における表面粗さのばらつきよりも小さい。また、上面５５Ｕにおける凹凸高さのばらつきは、下面５５Ｌ（流路内の下面５５Ｌから選択された２４点）における表面粗さのばらつきよりも小さい。上面５５Ｕにおける表面粗さのばらつきを小さくすることで、図５に関して説明したように面内の温度均一性を向上させる。そして、下面５５Ｌ及び側面５５Ｓを粗くすることにより、乱流が促進される。これにより、連通路５５を流れる媒体による温度調整効果を高くし、ランプレートを高くすることができる。

図６は、ランプレートについて説明するグラフ図である。
ランプレート（単位時間あたりの所定の温度までの温度追従性）は、ランプアップ（昇温）と、ランプダウン（降温）の平均であり、処理対象物Ｗの温度の熱源への温度追従性を示す。つまり、ランプレートは、設定温度を変更した際に、処理対象物Ｗが当該設定温度に到達するスピードに対応する。ランプレートが高いほど追従性がよく、ランプレートは、タクトタイムに関係する。

ランプアップ及びランプダウンは、過渡現象の応答の指標であるので、時定数の考えを用いる。時定数は、システムの温度が目標値の（１−ｅ^−１）倍に達するまでの時間を示す（ｅは自然対数の底）。これは、処理対象物の温度が目標値の約６３．２％に達するまでの時間を用いることを意味する。

例えばチラーの温度を３０℃から９０℃とする、６０℃の持ち上げ（ランプアップ：Ramp up）について考える。時定数の６３．２％を考慮すると、ここで言うランプアップは、６０℃の６３．２％は３８℃であるので、３０℃から６８℃まで昇温するときの１秒あたりの昇温温度となる。一方、９０℃から３０℃までの持ち下げ（ランプダウン：Ramp down）について考えると、時定数を考慮すると、ランプダウンは、９０℃から５２℃まで降温するときの１秒あたりの降温温度となる。

ここで、連通路５５の上部の上板厚さが厚いと、ベースプレートの熱容量が大きくなるため、ランプレートが低下する。なお、上板厚さとは、ベースプレート５００の上面５０Ｕと、連通路５５の上面５５Ｕと、の間の距離（図３に示すＤｚ）である。

図７は、静電チャックの構造とランプレートとの関係を例示するグラフ図である。
ランプレートを議論する際は、熱源からの入熱量による規格化を行う。入熱量Ｙキロワット（ｋＷ）で、ランプレート（℃／秒（ｓ））を割った値を縦軸とする。また、図７の横軸は、連通路５５の高さに対する上板厚さの比を表す。すなわち、横軸の値は、Ｄｚ（ｍｍ）／Ｌｚ（ｍｍ）である。

高ランプレートの静電チャック（High Ramp rate ESC）に求められるスペックは、例えば、図７の縦軸の値（Ramp rate／Wattage）が０．０５以上であることである。よって、連通路５５の高さに対する上板厚さの比を、１０以下とすることが望ましい。また、連通路５５の高さに対する上板厚さの比を０．１以下とすることは、温度均一性の観点から困難である。実施形態においては、連通路５５の高さに対する上板厚さの比を０．１以上１０以下とする。これにより、高いランプレートと、処理対象物Ｗの面内の温度均一性と、を両立することができる。

また、図３に表したように、連通路５５の高さ（長さ（Ｌｚ））は、連通路５５の横幅（冷却媒体の流れる方向及びＺ方向に対して垂直な方向に沿った長さ（Ｌｘ））よりも長い。Ｌｚ／Ｌｘは、１より大きく６未満である。Ｌｘは、例えば３ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。

図８は、静電チャックの構造と特性との関係を例示するグラフ図である。
図８の横軸は、連通路５５の横幅に対する連通路５５の高さの比（Ｌｚ／Ｌｘ）、すなわち連通路５５のアスペクト比を表す。図７では、連通路５５の断面積（冷却媒体が流れる方向に対して垂直な平面における断面積）を一定として、アスペクト比を変化させている。

図８の左縦軸は、冷却媒体が連通路５５を通るときの、単位長さあたりの圧力損失（キロパスカル／メートル：ｋＰａ／ｍ）を表す。図７に示す特性ＣＴ１は、単位長さ当たりの圧力損失とアスペクト比との関係を示す。
また、図８の右縦軸は、図５の縦軸と同様に、処理対象物面内の温度ばらつき／ΔＴ（％）を表す。図８に示した特性ＣＴ２は、処理対象物面内の温度ばらつき／ΔＴとアスペクト比との関係を示す。

特性ＣＴ２に示すように、アスペクト比（Ｌｚ／Ｌｘ）が大きくなると、処理対象物Ｗの面内の温度均一性が向上する。そこで、実施形態においては、例えばアスペクト比を１より大きくする。これにより、処理対象物Ｗの面内の温度均一性を向上させることができ、処理対象物面内の温度ばらつき／ΔＴを１０％程度以下とすることができる。
一方、特性ＣＴ１に示すように、アスペクト比（Ｌｚ／Ｌｘ）が１よりも大きくなると、単位長さ当たりの圧力損失が大きくなる。そこで、実施形態においては、アスペクト比を６未満とする。これにより、圧力損失が大きくなりすぎることを抑えつつ、処理対象物Ｗの面内の温度均一性を向上させることができる。

連通路５５の横幅（Ｌｘ）を狭くすることによって、Ｘ−Ｙ平面内における連通路５５の配置パターンの自由度が向上する。例えば、連通路５５を密に配置することができる。
また、連通路５５の高さ（Ｌｚ）を長くすることによって、連通路５５における冷却媒体等の圧力損失を抑制することができる。以上により、処理対象物Ｗの面内の温度均一性をさらに向上させることができる。

なお、ベースプレート５００の厚さ（Ｚ方向に沿った長さ）をＬｂｐ（ｍｍ）とすると、連通路の厚さ／ベースプレートの厚さ（＝Ｌｚ／Ｌｂｐ）は、０．１以上０．９以下が好ましく、０．２以上０．８以下がさらに好ましく、０．３以上０．７以下がより好ましい。

図９は、実施形態に係る別の静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。
図９に表したベースプレート５０１は、図１〜７に関して説明した連通路５５に代えて連通路５５ａを有する。連通路５５ａは、断面の形状において連通路５５と異なる。これ以外については、図９に表したベースプレート５０１は、図１〜図７に関して説明したベースプレート５００と同様である。図９は、図３と同様に、連通路５５ａの延在方向に直交する平面における断面を表す。

図９に表したように、連通路５５の側面５５Ｓは、第１の領域Ｒ１と、第２の領域Ｒ２と、を有する。第１の領域Ｒ１は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂの側に位置する。第２の領域Ｒ２は、第１の領域Ｒ１よりも下方に位置する。この例では、第１の領域Ｒ１は、Ｚ方向に対して略平行に延在する領域であり、第２の領域Ｒ２は、Ｚ方向に対して傾斜した領域である。例えば、第２の領域Ｒ２は、ｃ面（チャンファー）に対応する。第２領域Ｒ２のＺ軸方向に沿った長さＬｃは、例えば、０．４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。Ｌｃを長くすると、連通路の断面積が小さくなり、流速が高くなる。適度にＬｃを長くすることで、冷却能力が向上し、連通路の下方における変形が低減される。

連通路５５の内部は、第１の空間部Ｓ１と、第２の空間部Ｓ２と、を有する。第１の空間部Ｓ１は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂの側に位置し、第１の領域Ｒ１及び上面５５Ｕと接する。第２の空間部Ｓ２は、第１の空間部Ｓ１の下方に位置し、第２の領域Ｒ２及び下面５５Ｌと接する。第２領域Ｒ２の傾きによって、第２の空間部Ｓ２の横幅ＷＳ２は、下方に向けて両側から狭くなっている。すなわち、下方に向かうにしたがい、連通路５５の両側面が互いに近づく。これにより、第１の部分５０ａと第２の部分５０ｂとの接合面積を広くすることができる。

第１の領域Ｒ１（流路内の第１の領域Ｒ１から選択された２４点）における表面粗さ（最大高さＳｚ）のばらつきは、第２の領域Ｒ２（流路内の第２の領域Ｒ２から選択された２４点）における表面粗さ（最大高さＳｚ）よりも小さい。上方に位置する第１の領域Ｒ１における表面粗さのばらつきが小さいことにより、連通路５５の上部での熱伝達のばらつきを抑制することができる。これにより、処理対象物Ｗの面内の温度均一性を向上させることができる。

また、第２の領域Ｒ２が粗いことにより、連通路５５の下部では、乱流が促進される。
これにより、連通路５５を流れる媒体による温度調整効果を高くし、ランプレートを高くすることができる。

各面における最大高さＳｚ（μｍ）を調整する方法としては、第１の部分５０ａ及び第２の部分５０ｂを形成するときの加工条件の調整が挙げられる。例えば、連通路５５となる溝を形成する際の研削の条件などを変更する。

また、各面を形成する材料を変更することで、最大高さＳｚ（μｍ）を調整してもよい。上面５５Ｕの材料と下面５５Ｌの材料とが異なることにより、上面５５Ｕの粗さと下面５５Ｌの粗さとを異ならせることができる。

例えば、アルミニウム製の第１の部分５０ａと、アルミニウム製の第２の部分５０ｂと、を接合する際にろう付けを用いる場合、下面５５Ｌの少なくとも一部を、ろう付けのろう材によって形成する。ろう材は、例えば、アルミニウムと、アルミニウム以外の元素（シリコン、鉄及び銅など）と、を含むアルミニウム合金である。したがって、上面５５Ｕの材料におけるアルミニウムの濃度（単位体積あたりの物質量）は、下面５５Ｌの材料におけるアルミニウムの濃度よりも高い。

また、側面５５Ｓにおいても、第２の領域Ｒ２の少なくとも一部を、ろう材によって形成する。つまり、第１の領域Ｒ１の材料におけるアルミニウムの濃度は、第２の領域Ｒ２の材料におけるアルミニウムの濃度よりも高い。

図１０は、実施形態に係る別の静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。
図１０に表したベースプレート５０２は、図９に関して説明した連通路５５ａに代えて連通路５５ｂを有する。連通路５５ｂは、断面の形状において連通路５５ａと異なる。これ以外については、図１０に表したベースプレート５０２は、図９に関して説明したベースプレート５０１と同様である。図１０は、図９と同様に、連通路５５ｂの延在方向に直交する平面における断面を表す。

連通路５５は、上面５５Ｕと側面５５Ｓとをつなぐ曲面状の接続部５５Ｃを有する。 冷却媒体の流路の端は、乱流（壁乱流）の影響を大きく受ける部分である。例えば、連通路５５の上面５５Ｕと側面５５Ｓとの接続部５５Ｃが直角に曲がった形状であると、この部分において乱流の影響が大きくなる。連通路５５の中で乱流の影響が大きい部分と小さい部分とが存在すると、温度均一性が低下することがある。これに対して、上面５５Ｕと側面５５Ｓとの接続部５５Ｃを曲面状とすることで、接続部５５Ｃにおける乱流の影響と、接続部５５Ｃの周辺における乱流の影響と、の差を抑制することができる。これにより、処理対象物Ｗの面内の温度均一性を向上させることができる。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、実施形態に係る別の静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。
図１１（ａ）に表したベースプレート５０３は、第３の部分５０ｃ及び連通路５６（第２の連通路）を有する。これ以外については、図１１（ａ）に表したベースプレート５０３は、図９に関して説明したベースプレート５０１と同様である。図１１は、図９に関する説明と同様の平面における断面を表す。

第３の部分５０ｃは、第１の部分５０ａの上方に設けられる。つまり、第３の部分５０ｃは、第１の部分５０ａと、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂと、の間に設けられる。

第３の部分５０ｃの材料には、例えばアルミニウムを用いることができる。また、第１の部分５０ａと第３の部分５０ｃとは、電子ビーム溶接又はろう付けなどによって、接合されている。

連通路５６は、第１の部分５０ａと第３の部分５０ｃとの間に形成された空間である。
連通路５６には、連通路５５を流れる媒体とは異なる媒体（ガス）を通すことができる。
これにより、セラミック誘電体基板１１及びその上に載置された処理対象物Ｗの温度調整を行う。例えば、連通路５６には、冷却媒体としてヘリウムなどが流される。

連通路５５に加えて連通路５６を設けることで、温度を調整する媒体が流れる領域の配置パターンの自由度が向上する。例えば、ベースプレートの所定の箇所に所定の圧力で、温度を調整する媒体を供給することができる。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の連通路５６の近傍を拡大して表している。
図１１（ｂ）に表したように、連通路５６は、上面５６Ｕと、側面５６Ｓと、下面５６Ｌと、を有する。上面５６Ｕ及び下面５６Ｌは、それぞれＸ−Ｙ平面に沿って延在する面であり、Ｚ方向において互いに離間している。側面５６Ｓは、Ｘ−Ｙ平面と交差する面であり、上面５６Ｕと下面５６Ｌとを繋ぐ。

また、第１の部分５０ａと第３の部分５０ｃとの接合部５０ｅは、連通路５６のＺ方向における中央Ｃ２よりも下方に位置する。この例では、上面５６Ｕ及び側面５６Ｓは、第３の部分５０ｃによって形成され、下面５６Ｌは、第１の部分５０ａによって形成されている。つまり、接合部５０ｅは、側面５６Ｓと下面５６Ｌとの境界付近に位置している。
接合部５０ｅのＺ方向における位置と、下面５６ＬのＺ方向における位置とは略同じである。

すなわち、この例では、第１の連通路５５ａは、第１の部分５０ａの下面に設けられた凹部（開口部）により形成され、かつ、第２の連通路５６は、第３の部分５０ｃの下面に設けられた凹部（開口部）により形成されている。

第１の部分５０ａと第３の部分５０ｃとを電子ビーム溶接やろう付けによって接合したときに、接合部付近において連通路５６の表面が粗くなる場合がある。これに対して、接合部５０ｅが連通路５６の下方に位置することにより、図３に関して説明した連通路５５の場合と同様にして、連通路５６の上面５６Ｕにおける表面粗さのばらつきが接合によって大きくなることが抑制される。

連通路５６の側面５５Ｓは、第３の領域Ｒ３と、第４の領域Ｒ４と、を有する。第３の領域Ｒ３は、Ｚ方向に対して略平行に延在し、第４の領域Ｒ４は、Ｚ方向に対して傾斜している。また、連通路５６の内部は、第３の空間部Ｓ３と、第４の空間部Ｓ４と、を有する。第３の空間部Ｓ３は、第３の領域Ｒ３と上面５６Ｕとに接する。第４の空間部Ｓ４は、第３の空間部Ｓ３の下方に位置し、第４の領域Ｒ４と下面５６Ｌとに接する。第４の空間部Ｓ４の横幅ＷＳ４は、下方に向けて狭くなっている。すなわち、下方に向かうにしたがい、連通路５６の両側面が互いに近づく。これにより、第１の部分５０ａと第３の部分５０ｃとの接合面積を広くすることができる。

また、例えば、上面５６Ｕ（流路内の上面５６Ｕから選択された２４点）における表面粗さ（最大高さＳｚ）のばらつきは、下面５６Ｌ（流路内の下面５６Ｌから選択された２４点）における表面粗さ（最大高さＳｚ）のばらつきよりも小さく、第４の領域Ｒ４（流路内の第４の領域Ｒ４から選択された２４点）における表面粗さ（最大高さＳｚ）のばらつきよりも小さい。また、第３の領域Ｒ３（流路内の第３の領域Ｒ３から選択された２４点）における表面粗さ（最大高さＳｚ）のばらつきは、第４の領域Ｒ４における表面粗さのばらつきよりも小さい。これにより、連通路５５に関する説明と同様に、処理対象物Ｗの面内の温度均一性及びランプレートを向上させることができる。なお、連通路５５に関する説明と同様に、研削や接合の条件によって各面の最大高さＳｚ（μｍ）を調整することができる。

図１２は、実施形態に係る別の静電チャックのベースプレートの一部を例示する断面図である。
図１２に表したベースプレート５０４は、連通路５６に代えて連通路５７（第２の連通路）を有する。これ以外については、ベースプレート５０４は、図１１に関して説明したベースプレート５０３と同様である。

連通路５７は、連通路５６と同様に、ろう付け等によって互いに接合された第１の部分５０ａと第３の部分５０ｃとの間の空間である。連通路５７には、処理対象物Ｗの温度を調整するための媒体（ガス）が通される。

連通路５７は、上面５７Ｕと、側面５７Ｓと、下面５７Ｌと、を有する。この例では、上面５７Ｕは、第３の部分５０ｃによって形成され、側面５７Ｓ及び下面５７Ｌは、第１の部分５０ａによって形成されている。つまり、第１の部分５０ａと第３の部分５０ｃとの接合部５０ｅは、側面５７Ｓと下面５７Ｌとの境界付近に位置している。接合部５０ｅのＺ方向における位置と、下面５６ＬのＺ方向における位置とは略同じである。このように、第１の部分５０ａと第３の部分５０ｃとの接合部５０ｅは、第２の連通路（連通路５７）のＺ方向における中央よりも上方に位置してもよい。

図１３は、実施形態に係る別の静電チャックを例示する斜視図である。
図１３では、説明の便宜上、静電チャックの一部において断面図を表している。図１３に表した静電チャック１１０ａは、ヒータプレート２００を有する。これ以外についてｙは、静電チャック１１０ａは、前述した静電チャックと同様である。

ヒータプレート２００は、ベースプレート５００と、静電チャック用基板１００と、の間に設けられている。例えば、ベースプレート５００とヒータプレート２００との間には、接着剤が設けられている。また、ヒータプレート２００と静電チャック用基板１００との間には、接着剤が設けられている。接着剤の材料としては、例えば、比較的高い熱伝導性を有するシリコーン等の耐熱性樹脂が挙げられる。ヒータプレート２００は、ヒータ用電流が流れることによって発熱し、ヒータプレート２００が発熱しない場合と比較して処理対象物Ｗの温度を上げることができる。なお、ベースプレート５００は、前述したベースプレート５０１〜５０４のいずれかであってもよい。また、ベースプレート５００に図示しないヒータを内蔵させることも可能である。

例えば、ヒータプレート２００の発熱を、ベースプレート５００内の連通路５５を流れる冷媒によって冷却することで、処理対象物Ｗの温度を制御することができる。つまり、ヒータプレート２００とベースプレート５００との間の熱のやり取りによって、セラミック誘電体基板１１と処理対象物Ｗの温度を制御する。ベースプレート５００は、その上に設けられたヒータプレート２００を冷却するため、処理対象物Ｗの温度は、連通路５５の上面における熱伝達の均一性に依存する。

このようにヒータプレート２００が設けられた場合においても、前述したベースプレート５００〜５０４に関する説明と同様に、ベースプレートの連通路（連通路５５、５５ａ、５５ｂ、５６、５７）の形状を制御することで、処理対象物Ｗの温度分布の均一性を向上させることができる。また、ランプレートを高くすることができる。

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、セラミック誘電体基板やベースプレートが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、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、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 電極層、 １３ 凸部、 １４ 溝、 ２０ 接続部、 ５０Ｕ 上面、 ５０ａ 第１の部分、 ５０ｂ 第２の部分、 ５０ｃ 第３の部分、 ５０ｄ 接合部、 ５０ｅ 接合部、 ５１ 入力路、 ５２ 出力路、 ５３ 導入路、 ５５ 連通路、 ５５Ｃ 接続部、 ５５Ｌ 下面、 ５５Ｓ 側面、 ５５Ｕ 上面、 ５５ａ、５５ｂ 連通路、 ５５ｅ 折り返し部、 ５６ 連通路、 ５６Ｌ 下面、 ５６Ｓ 側面、 ５６Ｕ 上面、 ５７ 連通路、 ５７Ｌ 下面、 ５７Ｓ 側面、 ５７Ｕ 上面、 ６１ コンタクト電極、 ８０ 吸着保持用電圧、 １００ 静電チャック用基板、 １１０ 静電チャック、 １１０ａ 静電チャック、 １１１ 第１誘電層、 １１２ 第２誘電層、 ２００ ヒータプレート、 ５００〜５０４ ベースプレート、 Ｃ１ 中央、 Ｒ１〜Ｒ４ 第１〜第４の領域、 Ｓ１〜Ｓ４ 第１〜第４の空間部、 Ｗ 処理対象物

Claims (18)

1. 処理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、を有するセラミック誘電体基板と、
   前記第２主面の側に設けられ前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、
   を備え、
   前記ベースプレートは、前記処理対象物の温度を調整する媒体を通す第１の連通路を有し、
   前記第１の連通路は、上面、側面及び下面を有し、
   前記第１の連通路の高さに対する、前記上面における最大高さＳｚのばらつきの比は、１％以下であることを特徴とする静電チャック。
2. 前記ベースプレートは、
   前記第２主面の側の第１の部分と、
   前記第１の部分の下方に設けられ、前記第１の部分と接合された第２の部分と、
   を有し、
   前記第１の部分と前記第２の部分との接合部は、前記第１の連通路の上下方向における中央よりも下方に位置することを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
3. 前記上面における最大高さＳｚのばらつき、前記側面における最大高さＳｚのばらつき、及び、前記下面における最大高さＳｚのばらつきは、互いに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. 前記上面における最大高さＳｚのばらつきは、前記側面における最大高さＳｚのばらつきよりも小さいことを特徴とする請求項３記載の静電チャック。
5. 前記上面における最大高さＳｚのばらつきは、前記下面における最大高さＳｚのばらつきよりも小さいことを特徴とする請求項３または４に記載の静電チャック。
6. 前記側面は、
   前記第２主面の側の第１の領域と、
   前記第１の領域の下方に位置する第２の領域と、
   を有し、
   前記第１の領域における最大高さＳｚのばらつきは、前記第２の領域における最大高さＳｚのばらつきよりも小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の静電チャック。
7. 前記上面の材料と前記下面の材料とは、互いに異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の静電チャック。
8. 前記上面の材料におけるアルミニウムの濃度は、前記下面の材料におけるアルミニウムの濃度よりも高いことを特徴とする請求項７記載の静電チャック。
9. 前記側面は、
   前記第２主面の側の第１の領域と、
   前記第１の領域の下方に位置する第２の領域と、
   を有し、
   前記第１の領域の材料におけるアルミニウム濃度は、前記第２の領域の材料におけるアルミニウム濃度よりも高いことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の静電チャック。
10. 前記下面と、前記側面のうちの下方の領域と、のいずれかは、前記媒体を攪拌する乱流促進部であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の静電チャック。
11. 前記第１の連通路の前記高さは、前記第１の連通路の横幅よりも長いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の静電チャック。
12. 前記第１の連通路の前記横幅に対する、前記第１の連通路の前記高さの比は、１より大きく６未満であることを特徴とする請求項１１記載の静電チャック。
13. 前記第１の連通路の前記高さに対する、前記ベースプレートの前記第２主面側の上面と前記第１の連通路の前記上面との間の距離の比は、０．１以上１０以下であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の静電チャック。
14. 前記第１の連通路は、前記上面と前記側面とをつなぐ、曲面状の接続部をさらに有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の静電チャック。
15. 前記第１の連通路は、
    前記第２主面の側の第１の空間部と、
    前記第１の空間部の下方の第２の空間部と、
    を有し、
    前記第２の空間部の横幅は、下方に向けて狭くなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の静電チャック。
16. 前記ベースプレートは、
    第１の部分と、
    前記第１の部分の上方に設けられ前記第１の部分と接合された第３の部分と、
    前記第１の部分と前記第３の部分との間に設けられ、前記第１の連通路を流れる媒体とは異なるガス媒体を通す第２の連通路と、
    を有し、
    前記第２の連通路は、前記第１の連通路よりも前記第２主面の側に設けられることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の静電チャック。
17. 前記第１の部分と前記第３の部分との接合部は、前記第２の連通路の上下方向における中央よりも下方に位置し、
    前記第２の連通路は、
    前記第２主面の側の第３の空間部と、
    前記第３の空間部の下方の第４の空間部と、
    を有し、
    前記第４の空間部の横幅は、下方に向けて狭くなることを特徴とする請求項１６記載の静電チャック。
18. 前記ベースプレートは、
    前記第１の部分の上方に設けられ前記第１の部分と接合された第３の部分と、
    前記第１の部分と前記第３の部分との間に設けられ、ガス媒体が流れる第２の連通路と、
    をさらに有し、
    前記第１の部分と前記第３の部分との接合部は、前記第２の連通路の上下方向における中央よりも下方に位置することを特徴とする請求項２記載の静電チャック。

Images