JP2020167403A

JP2020167403A - Electrostatic chuck

Info

Publication number: JP2020167403A
Application number: JP2020051445A
Authority: JP
Inventors: 大籾山; Dai Momiyama; 佐々木　均; Hitoshi Sasaki; 均佐々木
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2040-03-23
Also published as: JP6909447B2

Abstract

To provide an electrostatic chuck capable of suppressing peeling of a ceramic dielectric substrate from a base plate or cracking of the ceramic dielectric substrate in a cryogenic environment.SOLUTION: The electrostatic chuck includes: a ceramic dielectric substrate; a metal base plate for supporting the ceramic dielectric substrate; and a bonding layer, provided between the ceramic dielectric substrate and the base plate, containing a resin material. The elongation α1 of the bonding layer at -60°C is 120% or more.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明の態様は、一般的に、静電チャックに関する。 Aspects of the present invention generally relate to electrostatic chucks.

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（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。 Electrostatic chuck as a means for adsorbing and holding objects to be adsorbed (objects) such as semiconductor wafers and glass substrates in substrate processing equipment that performs etching, CVD (Chemical Vapor Deposition), sputtering, ion implantation, ashing, exposure, inspection, etc. Is used.

静電チャックは、アルミナ等のセラミック誘電体基板の間に電極を挟み込み、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。 The electrostatic chuck is manufactured by sandwiching an electrode between ceramic dielectric substrates such as alumina and firing the electrode. The electrostatic chuck applies electrostatic adsorption power to the built-in electrodes and attracts a substrate such as a silicon wafer by electrostatic force.

近年、このような基板処理装置において、プロセスの微細化に伴い、加工精度の向上のために、従来よりも低温の環境下で処理を行うことが検討されている。これに伴い、静電チャックにおいても、従来よりも低温の環境下で使用できる低温耐性が求められている。 In recent years, in such a substrate processing apparatus, it has been studied to perform processing in a lower temperature environment than before in order to improve processing accuracy as the process becomes finer. Along with this, the electrostatic chuck is also required to have low temperature resistance that can be used in a lower temperature environment than before.

特開２００３−２７３２０２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-273202

従来の静電チャックは、例えば−２０℃程度の低温の環境下では使用可能であるが、−６０℃以下の極低温の環境下では、セラミック誘電体基板とベースプレートとを接合する接合層の柔軟性が低下し、セラミック誘電体基板がベースプレートから剥離したり、例えば表面パターン、形状、厚さ等によってはセラミック誘電体基板が割れて破損したりするおそれがあるとの知見を得た。 The conventional electrostatic chuck can be used in a low temperature environment of, for example, about -20 ° C, but in an extremely low temperature environment of -60 ° C or less, the flexible bonding layer for joining the ceramic dielectric substrate and the base plate is flexible. It has been found that the properties are deteriorated and the ceramic dielectric substrate may be peeled off from the base plate, or the ceramic dielectric substrate may be cracked and damaged depending on the surface pattern, shape, thickness, etc., for example.

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、極低温の環境下における、セラミック誘電体基板のベースプレートからの剥離や、セラミック誘電体基板の割れを抑制できる静電チャックを提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the recognition of such a problem, and provides an electrostatic chuck capable of suppressing peeling of a ceramic dielectric substrate from a base plate and cracking of a ceramic dielectric substrate in an extremely low temperature environment. The purpose is.

第１の発明は、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、−６０℃における前記接合層の伸び率α１は、１２０％以上であることを特徴とする静電チャックである。 The first invention comprises a ceramic dielectric substrate, a metal base plate that supports the ceramic dielectric substrate, and a bonding layer provided between the ceramic dielectric substrate and the base plate and containing a resin material. The electrostatic chuck is characterized in that the elongation rate α1 of the bonding layer at −60 ° C. is 120% or more.

この静電チャックによれば、−６０℃以下の極低温の環境下において、接合層が十分な伸び率を有しているため、接合層に十分な柔軟性を確保することができる。これにより、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板のベースプレートからの剥離や、セラミック誘電体基板の割れを抑制できる。 According to this electrostatic chuck, since the bonding layer has a sufficient elongation rate in an extremely low temperature environment of −60 ° C. or lower, sufficient flexibility can be ensured for the bonding layer. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate can be suppressed in an extremely low temperature environment, and the peeling of the ceramic dielectric substrate from the base plate and the cracking of the ceramic dielectric substrate can be suppressed.

第２の発明は、第１の発明において、前記伸び率α１は、１７５％以上であることを特徴とする静電チャックである。 The second invention is the electrostatic chuck according to the first invention, wherein the elongation rate α1 is 175% or more.

この静電チャックによれば、接合層がさらに大きな伸び率を有しているため、接合層の柔軟性をより向上できる。これにより、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板にかかる応力をさらに抑制し、セラミック誘電体基板のベースプレートからの剥離や、セラミック誘電体基板の割れをさらに抑制できる。 According to this electrostatic chuck, since the bonding layer has a larger elongation rate, the flexibility of the bonding layer can be further improved. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate can be further suppressed in an extremely low temperature environment, and the peeling of the ceramic dielectric substrate from the base plate and the cracking of the ceramic dielectric substrate can be further suppressed.

第３の発明は、第２の発明において、前記伸び率α１は、２００％以上であることを特徴とする静電チャックである。 A third invention is an electrostatic chuck characterized in that, in the second invention, the elongation rate α1 is 200% or more.

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、２５℃における前記接合層の伸び率α２に対する前記伸び率α１の比α１／α２は、０．６０以上であることを特徴とする静電チャックである。 The fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the ratio α1 / α2 of the elongation rate α1 to the elongation rate α2 of the bonding layer at 25 ° C. is 0.60 or more. It is an electrostatic chuck.

この静電チャックによれば、室温から−６０℃以下の極低温の環境下においた際に、セラミック誘電体基板とベースプレートとの間の熱膨張率差を緩和することができる。これにより、セラミック誘電体基板のベースプレートからの剥離や、セラミック誘電体基板の割れを抑制できる。 According to this electrostatic chuck, it is possible to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion between the ceramic dielectric substrate and the base plate when it is placed in an extremely low temperature environment of −60 ° C. or lower from room temperature. As a result, peeling of the ceramic dielectric substrate from the base plate and cracking of the ceramic dielectric substrate can be suppressed.

第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、−６０℃における前記接合層の弾性率γ１は、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることを特徴とする静電チャックである。 A fifth invention is an electrostatic chuck according to any one of the first to fourth aspects, wherein the elastic modulus γ1 of the bonding layer at −60 ° C. is 0.1 MPa or more and 10 MPa or less. ..

この静電チャックによれば、−６０℃以下の極低温の環境下において、接合層が十分な復元性を有するため、セラミック誘電体基板とベースプレートとの間に応力が生じた際にも、セラミック誘電体基板の反りを抑制しやすい。これにより、極低温の環境下における、対象物の面内温度均一性の悪化を抑制できる。また、この静電チャックによれば、−６０℃以下の極低温の環境下において、接合層が硬くなり過ぎることを抑制できる。これにより、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板のベースプレートからの剥離や、セラミック誘電体基板の割れを抑制できる。 According to this electrostatic chuck, the bonding layer has sufficient resilience in an extremely low temperature environment of -60 ° C or lower, so that even when stress is generated between the ceramic dielectric substrate and the base plate, the ceramic is ceramic. It is easy to suppress the warp of the dielectric substrate. As a result, deterioration of the in-plane temperature uniformity of the object in an extremely low temperature environment can be suppressed. Further, according to this electrostatic chuck, it is possible to prevent the bonding layer from becoming too hard in an extremely low temperature environment of −60 ° C. or lower. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate can be suppressed in an extremely low temperature environment, and the peeling of the ceramic dielectric substrate from the base plate and the cracking of the ceramic dielectric substrate can be suppressed.

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、２５℃における前記接合層の弾性率γ２に対する−６０℃における前記接合層の弾性率γ１の比γ１／γ２は、０．６以上３０以下であることを特徴とする静電チャックである。 In the sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the ratio γ1 / γ2 of the elastic modulus γ1 of the joint layer at −60 ° C. to the elastic modulus γ2 of the joint layer at 25 ° C. is 0. It is an electrostatic chuck characterized by being 6 or more and 30 or less.

この静電チャックによれば、室温でも−６０℃以下の極低温の環境下でも、接合層が十分な復元性を維持するため、セラミック誘電体基板とベースプレートとの間に応力が生じた際にも、セラミック誘電体基板の反りを抑制しやすい。これにより、室温から極低温の環境下においた際に、対象物の面内温度均一性の悪化を抑制できる。また、この静電チャックによれば、室温でも−６０℃以下の極低温の環境下でも、接合層が硬くなり過ぎることを抑制できる。これにより、室温から極低温の環境下においた際に、セラミック誘電体基板にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板のベースプレートからの剥離や、セラミック誘電体基板の割れを抑制できる。 According to this electrostatic chuck, when stress is generated between the ceramic dielectric substrate and the base plate, the bonding layer maintains sufficient resilience even at room temperature or in an extremely low temperature environment of -60 ° C or lower. However, it is easy to suppress the warp of the ceramic dielectric substrate. As a result, deterioration of the in-plane temperature uniformity of the object can be suppressed when the object is placed in an environment of room temperature to extremely low temperature. Further, according to this electrostatic chuck, it is possible to prevent the bonding layer from becoming too hard even at room temperature or in an extremely low temperature environment of −60 ° C. or lower. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate can be suppressed when the ceramic dielectric substrate is placed in an environment of extremely low temperature from room temperature, and peeling of the ceramic dielectric substrate from the base plate and cracking of the ceramic dielectric substrate can be suppressed.

第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記セラミック誘電体基板は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、及び酸化イットリウムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする静電チャックである。 A seventh aspect of the invention is that in any one of the first to sixth aspects, the ceramic dielectric substrate contains at least one of aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, and yttrium oxide. It is a characteristic electrostatic chuck.

実施形態に係る静電チャックにおいては、例えば、これらのセラミックを含むセラミック誘電体基板を用いることで、耐プラズマ性、機械的特性の安定性、熱伝導性、電気絶縁性等の種々の特性に優れた静電チャックを提供することができる。 In the electrostatic chuck according to the embodiment, for example, by using a ceramic dielectric substrate containing these ceramics, various properties such as plasma resistance, stability of mechanical properties, thermal conductivity, and electrical insulation can be obtained. An excellent electrostatic chuck can be provided.

第８の発明は、第７の発明において、前記セラミック誘電体基板は、酸化アルミニウムを含むことを特徴とする静電チャックである。 An eighth invention is an electrostatic chuck characterized in that, in the seventh invention, the ceramic dielectric substrate contains aluminum oxide.

この静電チャックによれば、セラミック誘電体基板が酸化アルミニウムを含むことで、耐プラズマ性と機械的強度を両立することができる。 According to this electrostatic chuck, since the ceramic dielectric substrate contains aluminum oxide, both plasma resistance and mechanical strength can be achieved at the same time.

本発明の態様によれば、−６０℃以下の極低温の環境下における、セラミック誘電体基板のベースプレートからの剥離や、セラミック誘電体基板の割れを抑制できる静電チャックが提供される。 According to the aspect of the present invention, there is provided an electrostatic chuck capable of suppressing peeling of a ceramic dielectric substrate from a base plate and cracking of a ceramic dielectric substrate in an extremely low temperature environment of −60 ° C. or lower.

実施形態に係る静電チャックを模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the electrostatic chuck which concerns on embodiment. 図２（ａ）〜図２（ｃ）は、接合層の伸び率及び接合強度の測定方法を表す説明図である。2 (a) to 2 (c) are explanatory views showing a method of measuring the elongation rate and the joint strength of the joint layer. 接合層の弾性率の算出方法を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation method of elastic modulus of a junction layer. 接合層の伸び率及び接合強度の測定箇所を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the measurement part of the elongation rate and the joint strength of a joint layer. 実施形態に係る静電チャックの接合層の一例の物性を表すグラフである。It is a graph which shows the physical property of an example of the junction layer of the electrostatic chuck which concerns on embodiment. 実施形態に係る静電チャックの接合層の一例の物性を表すグラフである。It is a graph which shows the physical property of an example of the junction layer of the electrostatic chuck which concerns on embodiment. 実施形態に係る静電チャックの接合層の一例の物性を表す表である。It is a table which shows the physical property of an example of the junction layer of the electrostatic chuck which concerns on embodiment. 実施形態に係る静電チャックの接合層の一例の物性を表す表である。It is a table which shows the physical property of an example of the junction layer of the electrostatic chuck which concerns on embodiment. 実施形態に係る静電チャックを備えたウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the wafer processing apparatus provided with the electrostatic chuck which concerns on embodiment.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, similar components are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図１は、実施形態に係る静電チャックを例示する模式的断面図である。
図１に表したように、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。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the electrostatic chuck according to the embodiment.
As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck 110 includes a ceramic dielectric substrate 11, a base plate 50, and a bonding layer 60.

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る。セラミック誘電体基板１１は、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、及び酸化イットリウム（イットリア：Ｙ_２Ｏ_３）のうち少なくとも１つを含む。実施形態に係る静電チャック１１０においては、例えば、これらのセラミックを含むセラミック誘電体基板１１を用いることで、耐プラズマ性、機械的特性（例えば、機械的強度）の安定性、熱伝導性、電気絶縁性等の種々の特性に優れた静電チャックを提供することができる。 The ceramic dielectric substrate 11 is, for example, a flat base material made of sintered ceramic. The ceramic dielectric substrate 11 contains, for example, at least one of aluminum oxide (alumina: Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, and yttrium oxide (itria: Y ₂ O ₃ ). In the electrostatic chuck 110 according to the embodiment, for example, by using a ceramic dielectric substrate 11 containing these ceramics, plasma resistance, stability of mechanical properties (for example, mechanical strength), thermal conductivity, It is possible to provide an electrostatic chuck excellent in various characteristics such as electrical insulation.

セラミック誘電体基板１１は、酸化アルミニウムを含むことが好ましい。セラミック誘電体基板１１が酸化アルミニウムを含むことで、耐プラズマ性と機械的強度を両立することができる。また、セラミック誘電体基板１１が酸化アルミニウムを含むことで、セラミック誘電体基板１１の透明性を高くして、赤外線透過率を向上させ熱伝達を促進させることができる。また、高い焼結性を備えているため、例えば焼結助剤を用いることなく緻密な焼結体を形成でき、面内の熱分布を最小に保つことができる。 The ceramic dielectric substrate 11 preferably contains aluminum oxide. Since the ceramic dielectric substrate 11 contains aluminum oxide, both plasma resistance and mechanical strength can be achieved at the same time. Further, since the ceramic dielectric substrate 11 contains aluminum oxide, the transparency of the ceramic dielectric substrate 11 can be increased, the infrared transmittance can be improved, and heat transfer can be promoted. Further, since it has high sinterability, for example, a dense sintered body can be formed without using a sintering aid, and the in-plane heat distribution can be kept to the minimum.

セラミック誘電体基板１１は、高純度の酸化アルミニウムで形成されることが好ましい。セラミック誘電体基板１１における酸化アルミニウムの濃度は、例えば、９０質量パーセント（ｍａｓｓ％）以上１００ｍａｓｓ％以下、好ましくは、９５質量パーセント（ｍａｓｓ％）以上１００ｍａｓｓ％以下、より好ましくは、９９質量パーセント（ｍａｓｓ％）以上１００ｍａｓｓ％以下である。高純度の酸化アルミニウムを用いることで、セラミック誘電体基板１１の耐プラズマ性を向上させることができる。なお、酸化アルミニウムの濃度は、蛍光Ｘ線分析などにより測定することができる。 The ceramic dielectric substrate 11 is preferably made of high-purity aluminum oxide. The concentration of aluminum oxide in the ceramic dielectric substrate 11 is, for example, 90% by mass (mass%) or more and 100 mass% or less, preferably 95% by mass (mass%) or more and 100 mass% or less, more preferably 99% by mass (mass). %) Or more and 100 mass% or less. By using high-purity aluminum oxide, the plasma resistance of the ceramic dielectric substrate 11 can be improved. The concentration of aluminum oxide can be measured by fluorescent X-ray analysis or the like.

セラミック誘電体基板１１は、第１主面１１ａと、第２主面１１ｂと、を有する。第１主面１１ａは、吸着の対象物Ｗが載置される面である。第２主面１１ｂは、第１主面１１ａとは反対側の面である。吸着の対象物Ｗは、例えば、シリコンウェーハなどの半導体基板である。 The ceramic dielectric substrate 11 has a first main surface 11a and a second main surface 11b. The first main surface 11a is a surface on which the object W to be adsorbed is placed. The second main surface 11b is a surface opposite to the first main surface 11a. The object W to be adsorbed is, for example, a semiconductor substrate such as a silicon wafer.

なお、本願明細書において、ベースプレート５０からセラミック誘電体基板１１に向かう方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、例えば、各図に例示する通り、第１主面１１ａと第２主面１１ｂとを結ぶ方向である。Ｚ軸方向は、例えば、第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂに対して略垂直な方向である。Ｚ軸方向と直交する方向の１つをＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向ということにする。本願明細書において、「面内」とは、例えばＸ−Ｙ平面内である。 In the specification of the present application, the direction from the base plate 50 toward the ceramic dielectric substrate 11 is defined as the Z-axis direction. The Z-axis direction is, for example, a direction connecting the first main surface 11a and the second main surface 11b as illustrated in each figure. The Z-axis direction is, for example, a direction substantially perpendicular to the first main surface 11a and the second main surface 11b. One of the directions orthogonal to the Z-axis direction is referred to as the X-axis direction, and the direction orthogonal to the Z-axis direction and the X-axis direction is referred to as the Y-axis direction. In the specification of the present application, "in-plane" means, for example, in the XY plane.

セラミック誘電体基板１１の内部には、電極層１２が設けられる。電極層１２は、第１主面１１ａと、第２主面１１ｂと、の間に設けられる。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設けられる。電極層１２は、例えば、セラミック誘電体基板１１に一体焼結されることで内蔵されてもよい。 An electrode layer 12 is provided inside the ceramic dielectric substrate 11. The electrode layer 12 is provided between the first main surface 11a and the second main surface 11b. That is, the electrode layer 12 is provided so as to be inserted into the ceramic dielectric substrate 11. The electrode layer 12 may be incorporated, for example, by being integrally sintered on the ceramic dielectric substrate 11.

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に沿って薄膜状に設けられている。電極層１２は、対象物Ｗを吸着保持するための吸着電極である。電極層１２は、単極型でも双極型でもよい。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。 The electrode layer 12 is provided in a thin film shape along the first main surface 11a and the second main surface 11b of the ceramic dielectric substrate 11. The electrode layer 12 is an adsorption electrode for adsorbing and holding the object W. The electrode layer 12 may be a unipolar type or a bipolar type. The electrode layer 12 shown in FIG. 1 is a bipolar type, and a two-pole electrode layer 12 is provided on the same surface.

電極層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、電極層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。 The electrode layer 12 is provided with a connecting portion 20 extending toward the second main surface 11b of the ceramic dielectric substrate 11. The connecting portion 20 is formed by connecting a via (solid type), a via hole (hollow type), or a metal terminal that conducts with the electrode layer 12 by an appropriate method such as brazing.

静電チャック１１０は、吸着用電源５０５（図９参照）から電極層１２に電圧（吸着用電圧）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、静電力によって対象物Ｗを吸着保持する。 The electrostatic chuck 110 generates an electric charge on the first main surface 11a side of the electrode layer 12 by applying a voltage (adsorption voltage) from the adsorption power supply 505 (see FIG. 9) to the electrode layer 12, and the electrostatic force is generated. Adsorbs and holds the object W.

セラミック誘電体基板１１の厚さＴ１は、例えば、５ｍｍ以下である。セラミック誘電体基板１１の厚さＴ１は、Ｚ軸方向におけるセラミック誘電体基板１１の長さである。換言すれば、セラミック誘電体基板１１の厚さＴ１は、Ｚ軸方向における第１主面１１ａと第２主面１１ｂとの間の距離である。このように、セラミック誘電体基板１１を薄くすることで、高周波電源５０４（図９参照）に接続されるベースプレート５０と上部電極５１０（図９参照）との間の距離を短くすることができる。 The thickness T1 of the ceramic dielectric substrate 11 is, for example, 5 mm or less. The thickness T1 of the ceramic dielectric substrate 11 is the length of the ceramic dielectric substrate 11 in the Z-axis direction. In other words, the thickness T1 of the ceramic dielectric substrate 11 is the distance between the first main surface 11a and the second main surface 11b in the Z-axis direction. By thinning the ceramic dielectric substrate 11 in this way, the distance between the base plate 50 connected to the high-frequency power supply 504 (see FIG. 9) and the upper electrode 510 (see FIG. 9) can be shortened.

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、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。 The base plate 50 is a member that supports the ceramic dielectric substrate 11. The ceramic dielectric substrate 11 is fixed on the base plate 50 via the bonding layer 60. That is, the bonding layer 60 is provided between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50.

接合層６０は、樹脂材料を含む。実施形態において、接合層６０は、極低温下において柔軟性を保つことが可能に構成される。例えば、接合層６０は、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）、及び酸素（Ｏ）の少なくとも１つを主成分とする高分子材料を含む。
ここで、本願明細書において、「極低温」とは、−６０℃以下の低温環境をいう。具体的には、−６０℃〜−１２０℃をいう。 The bonding layer 60 contains a resin material. In the embodiment, the bonding layer 60 is configured to be capable of maintaining flexibility at cryogenic temperatures. For example, the bonding layer 60 is a silicone-based, acrylic-based, modified silicone-based, or epoxy-based polymer material, and is composed of carbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N), silicon (Si), and oxygen ( Contains a polymer material containing at least one of O) as a main component.
Here, in the present specification, "cryogenic" means a low temperature environment of −60 ° C. or lower. Specifically, it refers to −60 ° C. to −120 ° C.

接合層６０は、シリコーンを含むことが好ましい。接合層６０が柔軟性に優れたシリコーンを含むことで、極低温の環境下において、接合層６０の柔軟性が維持されやすい。これにより、極低温の環境下における、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れをより確実に抑制できる。 The bonding layer 60 preferably contains silicone. Since the bonding layer 60 contains silicone having excellent flexibility, the flexibility of the bonding layer 60 can be easily maintained in an extremely low temperature environment. As a result, peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be more reliably suppressed in an extremely low temperature environment.

接合層６０において、シリコーンとして、シロキサン骨格に種々の官能基が結合した分子構造を有するシリコーンを用いることができる。より具体的には、シロキサン骨格に結合した官能基は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基、及びヘキシル基のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。接合層６０にこのような官能基を含むシリコーンを用いることで、極低温の環境下において、接合層６０の耐寒性、強度、伸び率等を高めることができる。 In the bonding layer 60, as the silicone, a silicone having a molecular structure in which various functional groups are bonded to a siloxane skeleton can be used. More specifically, the functional group bonded to the siloxane skeleton preferably contains, for example, at least one of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a phenyl group, and a hexyl group. By using silicone containing such a functional group in the bonding layer 60, the cold resistance, strength, elongation, etc. of the bonding layer 60 can be improved in an extremely low temperature environment.

接合層６０は、無機フィラーをさらに含むことが好ましい。接合層６０が無機フィラーをさらに含むことで、極低温の環境下における、対象物Ｗの面内温度均一性を向上させることができる。 The bonding layer 60 preferably further contains an inorganic filler. When the bonding layer 60 further contains an inorganic filler, the in-plane temperature uniformity of the object W can be improved in an extremely low temperature environment.

無機フィラーは、ケイ素（Ｓｉ）及びアルミニウム（Ａｌ）のうち少なくとも１つの元素と、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、及び酸素（Ｏ）のうち少なくとも１つの元素と、を有する少なくとも１つの化合物を含むことが好ましい。より具体的には、無機フィラーは、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＯＮ、ＳＩＡＬＯＮ、及びＳｉＯ_２のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。接合層６０がこのような無機フィラーを含むことで、極低温の環境下において、接合層６０の熱伝導性や機械的特性の安定性を高めることができる。 The inorganic filler is at least one compound having at least one element of silicon (Si) and aluminum (Al) and at least one element of carbon (C), nitrogen (N), and oxygen (O). Is preferably included. More specifically, the inorganic filler preferably contains, for example, at least one of Al ₂ O ₃ , SiC, Al N, Si ₃ N ₄ , AlON, SIALON, and SiO ₂ . When the bonding layer 60 contains such an inorganic filler, it is possible to improve the stability of the thermal conductivity and mechanical properties of the bonding layer 60 in an extremely low temperature environment.

ベースプレート５０は、例えば、アルミニウムなどの金属製である。ベースプレート５０は、例えば、上部５０ａと下部５０ｂとに分けられており、上部５０ａと下部５０ｂとの間に連通路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。 The base plate 50 is made of a metal such as aluminum. The base plate 50 is divided into, for example, an upper portion 50a and a lower portion 50b, and a communication passage 55 is provided between the upper portion 50a and the lower portion 50b. One end of the communication passage 55 is connected to the input path 51, and the other end is connected to the output path 52.

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からヘリウムガスなどの冷却媒体を流入し、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セラミック誘電体基板１１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。セラミック誘電体基板１１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。ベースプレート５０やセラミック誘電体基板１１の温度を調整することで、静電チャック１１０によって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。 The base plate 50 also serves to adjust the temperature of the electrostatic chuck 110. For example, when cooling the electrostatic chuck 110, a cooling medium such as helium gas flows in from the input path 51, passes through the communication passage 55, and flows out from the output path 52. As a result, the heat of the base plate 50 can be absorbed by the cooling medium, and the ceramic dielectric substrate 11 mounted on the base plate 50 can be cooled. On the other hand, when the electrostatic chuck 110 is kept warm, it is also possible to put a heat retaining medium in the communication passage 55. It is also possible to incorporate a heating element in the ceramic dielectric substrate 11 or the base plate 50. By adjusting the temperature of the base plate 50 and the ceramic dielectric substrate 11, the temperature of the object W attracted and held by the electrostatic chuck 110 can be adjusted.

この例では、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａ側に、溝１４が設けられている。溝１４は、第１主面１１ａから第２主面１１ｂに向かう方向（Ｚ軸方向）に窪み、Ｘ−Ｙ平面内において連続して延びている。第１主面１１ａにおいて、溝１４が設けられていない領域の少なくとも一部には、複数の凸部１３（ドット）が設けられる。対象物Ｗは、複数の凸部１３の上に載置され、複数の凸部１３により支持される。凸部１３は、対象物Ｗの裏面と接する面である。複数の凸部１３が設けられていれば、静電チャック１１０に載置された対象物Ｗの裏面と第１主面１１ａとの間に空間が形成される。凸部１３の高さ、数、凸部１３の面積比率、形状などを適宜選択することで、例えば、対象物Ｗに付着するパーティクルを好ましい状態にすることができる。例えば、複数の凸部１３の高さ（Ｚ軸方向における寸法）は、１μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下とすることができる。 In this example, the groove 14 is provided on the first main surface 11a side of the ceramic dielectric substrate 11. The groove 14 is recessed in the direction (Z-axis direction) from the first main surface 11a to the second main surface 11b, and extends continuously in the XY plane. On the first main surface 11a, a plurality of convex portions 13 (dots) are provided in at least a part of the region where the groove 14 is not provided. The object W is placed on the plurality of convex portions 13 and supported by the plurality of convex portions 13. The convex portion 13 is a surface in contact with the back surface of the object W. If a plurality of convex portions 13 are provided, a space is formed between the back surface of the object W placed on the electrostatic chuck 110 and the first main surface 11a. By appropriately selecting the height and number of the convex portions 13, the area ratio of the convex portions 13, the shape, and the like, for example, the particles adhering to the object W can be in a preferable state. For example, the height (dimension in the Z-axis direction) of the plurality of convex portions 13 can be 1 μm or more and 100 μm or less, preferably 1 μm or more and 30 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 15 μm or less.

セラミック誘電体基板１１は、溝１４と接続された貫通孔１５を有する。貫通孔１５は、第２主面１１ｂから第１主面１１ａにかけて設けられる。すなわち、貫通孔１５は、第２主面１１ｂから第１主面１１ａまでＺ軸方向に延び、セラミック誘電体基板１１を貫通する。 The ceramic dielectric substrate 11 has a through hole 15 connected to the groove 14. The through hole 15 is provided from the second main surface 11b to the first main surface 11a. That is, the through hole 15 extends from the second main surface 11b to the first main surface 11a in the Z-axis direction and penetrates the ceramic dielectric substrate 11.

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、例えば、ベースプレート５０を貫通するように設けられる。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もよい。 The base plate 50 is provided with a gas introduction path 53. The gas introduction path 53 is provided so as to penetrate the base plate 50, for example. The gas introduction path 53 may not penetrate the base plate 50 and may be branched from the middle of the other gas introduction path 53 to the ceramic dielectric substrate 11 side. Further, the gas introduction paths 53 may be provided at a plurality of locations on the base plate 50.

ガス導入路５３は、貫通孔１５と連通する。すなわち、ガス導入路５３に流入した伝達ガス（ヘリウム（Ｈｅ）等）は、ガス導入路５３を通過した後に、貫通孔１５に流入する。 The gas introduction path 53 communicates with the through hole 15. That is, the transmitted gas (helium (He) or the like) that has flowed into the gas introduction path 53 flows into the through hole 15 after passing through the gas introduction path 53.

貫通孔１５に流入した伝達ガスは、貫通孔１５を通過した後に、対象物Ｗと溝１４との間に設けられた空間に流入する。これにより、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。 The transmitted gas that has flowed into the through hole 15 flows into the space provided between the object W and the groove 14 after passing through the through hole 15. As a result, the object W can be directly cooled by the transmission gas.

従来の静電チャックは、例えば−２０℃程度の低温の環境下では使用可能であるが、−６０℃程度の極低温の環境下では、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０とを接合する接合層６０の柔軟性が低下し、セラミック誘電体基板１１がベースプレート５０から剥離したり、場合によってはセラミック誘電体基板１１が割れて破損したりするおそれがある。 The conventional electrostatic chuck can be used in an environment of a low temperature of about -20 ° C, for example, but in an environment of an extremely low temperature of about -60 ° C, a bonding layer for joining the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50. The flexibility of the 60 is reduced, and the ceramic dielectric substrate 11 may be peeled off from the base plate 50, or the ceramic dielectric substrate 11 may be cracked and damaged in some cases.

そこで、実施形態においては、接合層６０の柔軟性に関わる物性として、例えば、伸び率αに着目する。以下の説明においては、−６０℃における接合層６０の伸び率をα１、２５℃における接合層６０の伸び率をα２とする。 Therefore, in the embodiment, attention is paid to, for example, the elongation rate α as the physical properties related to the flexibility of the bonding layer 60. In the following description, the elongation rate of the bonding layer 60 at −60 ° C. is α1, and the elongation rate of the bonding layer 60 at 25 ° C. is α2.

実施形態において、−６０℃における接合層６０の伸び率α１は、例えば、１２０％以上、好ましくは１７５％以上、より好ましくは２００％以上、さらに好ましくは２２０％以上、さらに好ましくは２４０％以上である。 In the embodiment, the elongation rate α1 of the bonding layer 60 at −60 ° C. is, for example, 120% or more, preferably 175% or more, more preferably 200% or more, still more preferably 220% or more, still more preferably 240% or more. is there.

伸び率α１が１２０％以上であれば、極低温の環境下において、接合層６０が十分な伸び率αを有しているため、接合層６０に十分な柔軟性を確保することができる。これにより、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板１１にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。なお、伸び率α１の上限は、特に限定されないが、例えば、１０００％以下である。 When the elongation rate α1 is 120% or more, since the bonding layer 60 has a sufficient elongation rate α in an extremely low temperature environment, sufficient flexibility can be ensured for the bonding layer 60. Thereby, the stress applied to the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed in an extremely low temperature environment, and the peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and the cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed. The upper limit of the elongation rate α1 is not particularly limited, but is, for example, 1000% or less.

また、２５℃における接合層６０の伸び率α２は、例えば、１５０％以上、好ましくは２００％以上、より好ましくは２５０％以上である。 The elongation α2 of the bonding layer 60 at 25 ° C. is, for example, 150% or more, preferably 200% or more, and more preferably 250% or more.

伸び率α２が１５０％以上であれば、室温の環境下において、接合層６０が十分な伸び率αを有しているため、接合層６０に十分な柔軟性を確保することができる。これにより、室温の環境下において、セラミック誘電体基板１１にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。なお、伸び率α２の上限は、特に限定されないが、例えば、１６５０％以下である。 When the elongation rate α2 is 150% or more, the bonding layer 60 has a sufficient elongation rate α in an environment at room temperature, so that sufficient flexibility can be ensured for the bonding layer 60. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed in an environment at room temperature, and the peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and the cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed. The upper limit of the elongation rate α2 is not particularly limited, but is, for example, 1650% or less.

また、伸び率α２に対する伸び率α１の比α１／α２は、例えば、０．６０以上、好ましくは０．８０以上、さらに好ましくは０．９０以上である。 The ratio α1 / α2 of the elongation rate α1 to the elongation rate α2 is, for example, 0.60 or more, preferably 0.80 or more, and more preferably 0.90 or more.

伸び率αの比α１／α２が０．６０以上であれば、室温から極低温の環境下においた際に、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０との間の熱膨張率差を緩和することができる。これにより、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。なお、伸び率αの比α１／α２の上限は、特に限定されないが、例えば、１．５以下である。 When the ratio α1 / α2 of the elongation rate α is 0.60 or more, the difference in the coefficient of thermal expansion between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 can be alleviated when the ceramic dielectric substrate 11 is placed in an extremely low temperature environment. it can. As a result, peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed. The upper limit of the ratio α1 / α2 of the elongation rate α is not particularly limited, but is, for example, 1.5 or less.

また、実施形態においては、接合層６０の柔軟性に関わる物性として、例えば、接合強度βに着目する。以下の説明においては、−６０℃における接合層６０の接合強度をβ１、２５℃における接合層６０の接合強度をβ２とする。 Further, in the embodiment, attention is paid to, for example, the bonding strength β as the physical properties related to the flexibility of the bonding layer 60. In the following description, the bonding strength of the bonding layer 60 at −60 ° C. is β1, and the bonding strength of the bonding layer 60 at 25 ° C. is β2.

実施形態において、−６０℃における接合層６０の接合強度β１は、例えば、０．４ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、好ましくは０．４ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下、より好ましくは０．４ＭＰａ以上１．９ＭＰａ以下、さらに好ましくは０．４ＭＰａ以上１．４ＭＰａ以下である。また、接合強度β１は、好ましくは０．７ＭＰａ以上である。 In the embodiment, the bonding strength β1 of the bonding layer 60 at −60 ° C. is, for example, 0.4 MPa or more and 10 MPa or less, preferably 0.4 MPa or more and 2.0 MPa or less, more preferably 0.4 MPa or more and 1.9 MPa or less, and further. It is preferably 0.4 MPa or more and 1.4 MPa or less. The bonding strength β1 is preferably 0.7 MPa or more.

接合強度β１が０．４ＭＰａ以上であれば、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板１１及びベースプレート５０の間に位置する接合層６０のアンカー効果が弱くなり過ぎない。これにより、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０とをより確実に接合させることができる。 When the bonding strength β1 is 0.4 MPa or more, the anchor effect of the bonding layer 60 located between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 does not become too weak in an extremely low temperature environment. As a result, the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 can be more reliably bonded to each other in an extremely low temperature environment.

接合強度β１が１０ＭＰａ以下であれば、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板１１及びベースプレート５０の間に位置する接合層６０のアンカー効果が強くなり過ぎない。これにより、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板１１にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。 When the bonding strength β1 is 10 MPa or less, the anchor effect of the bonding layer 60 located between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 does not become too strong in an extremely low temperature environment. Thereby, the stress applied to the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed in an extremely low temperature environment, and the peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and the cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed.

また、２５℃における接合層６０の接合強度β２は、例えば、０．５ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下、好ましくは０．５ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下である。 The bonding strength β2 of the bonding layer 60 at 25 ° C. is, for example, 0.5 MPa or more and 1.5 MPa or less, preferably 0.5 MPa or more and 0.8 MPa or less.

接合強度β２が０．５ＭＰａ以上であれば、室温の環境下において、セラミック誘電体基板１１の表面及びベースプレート５０の表面に浸透している接合層６０のアンカー効果が弱くなり過ぎない。これにより、室温の環境下において、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０とをより確実に接合させることができる。 When the bonding strength β2 is 0.5 MPa or more, the anchor effect of the bonding layer 60 penetrating the surface of the ceramic dielectric substrate 11 and the surface of the base plate 50 does not become too weak in an environment at room temperature. As a result, the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 can be more reliably bonded to each other in an environment at room temperature.

接合強度β２が１．５ＭＰａ以下であれば、室温の環境下において、セラミック誘電体基板１１の表面に接着している接合層６０のアンカー効果が強くなり過ぎない。これにより、室温の環境下において、セラミック誘電体基板１１にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。 When the bonding strength β2 is 1.5 MPa or less, the anchoring effect of the bonding layer 60 adhering to the surface of the ceramic dielectric substrate 11 does not become too strong in an environment at room temperature. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed in an environment at room temperature, and the peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and the cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed.

また、接合強度β２に対する接合強度β１の比β１／β２は、例えば、０．６以上１０以下、好ましくは０．６以上５以下、より好ましくは０．６以上３以下である。また、比β１／β２は、好ましくは０．８以上、より好ましくは１．１以上である。また、比β１／β２は、好ましくは１．９以下である。 The ratio β1 / β2 of the bonding strength β1 to the bonding strength β2 is, for example, 0.6 or more and 10 or less, preferably 0.6 or more and 5 or less, and more preferably 0.6 or more and 3 or less. The ratio β1 / β2 is preferably 0.8 or more, more preferably 1.1 or more. The ratio β1 / β2 is preferably 1.9 or less.

接合強度βの比β１／β２が０．６以上であれば、室温でも極低温の環境下でも、セラミック誘電体基板１１及びベースプレート５０の間に位置する接合層６０の十分な接合強度を維持することができ、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０との強固な接合を維持することができる。 When the ratio β1 / β2 of the bonding strength β is 0.6 or more, sufficient bonding strength of the bonding layer 60 located between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 is maintained even in an environment of room temperature or extremely low temperature. It is possible to maintain a strong bond between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50.

接合強度βの比β１／β２が１０以下であれば、室温でも極低温の環境下でも、セラミック誘電体基板１１及びベースプレート５０の間に位置する接合層６０の効果を十分に抑制することができる。これにより、室温から極低温の環境下においた際に、セラミック誘電体基板１１にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。 When the ratio β1 / β2 of the bonding strength β is 10 or less, the effect of the bonding layer 60 located between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 can be sufficiently suppressed at both room temperature and extremely low temperature environment. .. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed when the ceramic dielectric substrate 11 is placed in an environment of extremely low temperature from room temperature, and the peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and the cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed. ..

また、実施形態においては、接合層６０の柔軟性に関わる物性として、例えば、弾性率γに着目する。以下の説明においては、−６０℃における接合層６０の弾性率をγ１、２５℃における接合層６０の弾性率をγ２とする。 Further, in the embodiment, attention is paid to, for example, the elastic modulus γ as a physical property related to the flexibility of the bonding layer 60. In the following description, the elastic modulus of the bonding layer 60 at −60 ° C. is defined as γ1, and the elastic modulus of the bonding layer 60 at 25 ° C. is defined as γ2.

実施形態において、−６０℃における接合層６０の弾性率γ１は、例えば、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、好ましくは０．１ＭＰａ以上３ＭＰａ以下、より好ましくは０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下である。また、弾性率γ１は、好ましくは０．３ＭＰａ以上、より好ましくは０．４ＭＰａ以上である。 In the embodiment, the elastic modulus γ1 of the bonding layer 60 at −60 ° C. is, for example, 0.1 MPa or more and 10 MPa or less, preferably 0.1 MPa or more and 3 MPa or less, and more preferably 0.1 MPa or more and 1 MPa or less. The elastic modulus γ1 is preferably 0.3 MPa or more, more preferably 0.4 MPa or more.

弾性率γ１が０．１ＭＰａ以上であれば、極低温の環境下において、接合層６０が十分な復元性を有するため、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０との間に応力が生じた際にも、セラミック誘電体基板１１の反りを抑制しやすい。これにより、極低温の環境下における、対象物Ｗの面内温度均一性の悪化を抑制できる。 When the elastic modulus γ1 is 0.1 MPa or more, the bonding layer 60 has sufficient resilience in an extremely low temperature environment, so that even when stress is generated between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50. , It is easy to suppress the warp of the ceramic dielectric substrate 11. As a result, it is possible to suppress deterioration of the in-plane temperature uniformity of the object W in an extremely low temperature environment.

弾性率γ１が１０ＭＰａ以下であれば、極低温の環境下において、接合層６０が硬くなり過ぎることを抑制できる。これにより、極低温の環境下において、セラミック誘電体基板１１にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。 When the elastic modulus γ1 is 10 MPa or less, it is possible to prevent the bonding layer 60 from becoming too hard in an extremely low temperature environment. Thereby, the stress applied to the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed in an extremely low temperature environment, and the peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and the cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed.

また、２５℃における接合層６０の弾性率γ２は、例えば、０．２ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下、好ましくは０．２ＭＰａ以上０．４ＭＰａ以下である。 The elastic modulus γ2 of the bonding layer 60 at 25 ° C. is, for example, 0.2 MPa or more and 1.0 MPa or less, preferably 0.2 MPa or more and 0.4 MPa or less.

弾性率γ２が０．２ＭＰａ以上であれば、室温の環境下において、接合層６０が十分な復元性を有するため、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０との間に応力が生じた際にも、セラミック誘電体基板１１の反りを抑制しやすい。これにより、室温の環境下における、対象物Ｗの面内温度均一性の悪化を抑制できる。 When the elastic modulus γ2 is 0.2 MPa or more, the bonding layer 60 has sufficient resilience in an environment at room temperature, so that even when stress is generated between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50, It is easy to suppress the warp of the ceramic dielectric substrate 11. As a result, deterioration of the in-plane temperature uniformity of the object W in an environment of room temperature can be suppressed.

弾性率γ２が１．０ＭＰａ以下であれば、室温の環境下において、接合層６０が硬くなり過ぎることを抑制できる。これにより、室温の環境下において、セラミック誘電体基板１１にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。 When the elastic modulus γ2 is 1.0 MPa or less, it is possible to prevent the bonding layer 60 from becoming too hard in an environment at room temperature. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed in an environment at room temperature, and the peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and the cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed.

弾性率γ２に対する弾性率γ１の比γ１／γ２は、例えば、０．６以上３０以下、好ましくは０．６以上１０以下、より好ましくは０．６以上３以下である。また、比γ１／γ２は、好ましくは０．８以上、より好ましくは０．９以上である。また、比γ１／γ２は、好ましくは２．１以下である。 The ratio γ1 / γ2 of the elastic modulus γ1 to the elastic modulus γ2 is, for example, 0.6 or more and 30 or less, preferably 0.6 or more and 10 or less, and more preferably 0.6 or more and 3 or less. The ratio γ1 / γ2 is preferably 0.8 or more, more preferably 0.9 or more. The ratio γ1 / γ2 is preferably 2.1 or less.

弾性率γの比γ１／γ２が０．６以上であれば、室温でも極低温の環境下でも、接合層６０が十分な復元性を維持するため、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０との間に応力が生じた際にも、セラミック誘電体基板１１の反りを抑制しやすい。これにより、室温から極低温の環境下においた際に、対象物Ｗの面内温度均一性の悪化を抑制できる。 When the ratio γ1 / γ2 of the elastic modulus γ is 0.6 or more, the bonding layer 60 maintains sufficient resilience even in an environment of room temperature or extremely low temperature, and thus between the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50. It is easy to suppress the warp of the ceramic dielectric substrate 11 even when stress is generated in the ceramic dielectric substrate 11. As a result, deterioration of the in-plane temperature uniformity of the object W can be suppressed when the object W is placed in an environment of room temperature to extremely low temperature.

弾性率γの比γ１／γ２が３０以下であれば、室温でも極低温の環境下でも、接合層６０が硬くなり過ぎることを抑制できる。これにより、室温から極低温の環境下においた際に、セラミック誘電体基板１１にかかる応力を抑制し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制できる。 When the ratio γ1 / γ2 of the elastic modulus γ is 30 or less, it is possible to prevent the bonding layer 60 from becoming too hard even in an environment of room temperature or extremely low temperature. As a result, the stress applied to the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed when the ceramic dielectric substrate 11 is placed in an environment of extremely low temperature from room temperature, and the peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 and the cracking of the ceramic dielectric substrate 11 can be suppressed. ..

また、上記のように、高周波電源５０４に接続されるベースプレート５０と上部電極５１０との間の距離を短くするために、あるいは、熱の均一性の観点からもセラミック誘電体基板１１は薄くすることが好ましい。一方、セラミック誘電体基板１１が薄い場合には、極低温の環境下において接合層６０が柔軟性を失うと、セラミック誘電体基板１１が割れて破損するおそれがある。これに対し、実施形態によれば、極低温の環境下において、接合層６０が十分な柔軟性を有しているため、セラミック誘電体基板１１が５ｍｍ以下の薄い場合においても、破損等の不具合を効果的に抑制することができる。 Further, as described above, the ceramic dielectric substrate 11 should be thinned in order to shorten the distance between the base plate 50 connected to the high frequency power supply 504 and the upper electrode 510, or from the viewpoint of heat uniformity. Is preferable. On the other hand, when the ceramic dielectric substrate 11 is thin, if the bonding layer 60 loses its flexibility in an extremely low temperature environment, the ceramic dielectric substrate 11 may crack and be damaged. On the other hand, according to the embodiment, since the bonding layer 60 has sufficient flexibility in an extremely low temperature environment, even when the ceramic dielectric substrate 11 is as thin as 5 mm or less, there are problems such as breakage. Can be effectively suppressed.

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、接合層の伸び率及び接合強度の測定方法を表す説明図である。
図３は、接合層の弾性率の算出方法を表す説明図である。
図４は、接合層の伸び率及び接合強度の測定箇所を例示する説明図である。
実施形態において、接合層６０の伸び率α及び接合強度βは、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示した方法で測定することができる。 2 (a) to 2 (c) are explanatory views showing a method of measuring the elongation rate and the joint strength of the joint layer.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method of calculating the elastic modulus of the joint layer.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating measurement points of the elongation ratio and the joint strength of the joint layer.
In the embodiment, the elongation rate α and the bonding strength β of the bonding layer 60 can be measured by the methods shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c).

接合層６０の伸び率α及び接合強度βを測定する際には、まず、図２（ａ）に表したように、静電チャック１１０から試験片ＴＰを採取する。試験片ＴＰは、静電チャック１１０をＺ軸方向に貫通するように採取される。つまり、試験片ＴＰは、Ｚ軸方向に積層されたベースプレート５０、接合層６０、及びセラミック誘電体基板１１を含むように採取される。試験片ＴＰは、直径３０ｍｍの円柱形で採取される。採取方法は、例えばヘリカル加工、ウォータージェット切断加工などである。 When measuring the elongation rate α and the bonding strength β of the bonding layer 60, first, as shown in FIG. 2A, a test piece TP is collected from the electrostatic chuck 110. The test piece TP is collected so as to penetrate the electrostatic chuck 110 in the Z-axis direction. That is, the test piece TP is collected so as to include the base plate 50, the bonding layer 60, and the ceramic dielectric substrate 11 laminated in the Z-axis direction. The test piece TP is collected in a cylindrical shape having a diameter of 30 mm. The sampling method is, for example, helical processing, water jet cutting processing, or the like.

次に、図２（ｂ）に表したように、試験片ＴＰのセラミック誘電体基板１１及びベースプレート５０に対し、それぞれＸ−Ｙ平面に沿う対向する向きに圧力をかける。この例では、セラミック誘電体基板１１に対してＸ軸方向の負の向きに圧力をかけ、ベースプレート５０に対してＸ軸方向の正の向きに圧力をかけている。圧力は、例えばオートグラフにより印加する。接合層６０の伸び率α及びせん断応力を測定しながら、試験片ＴＰにかける圧力を大きくしていき、図２（ｃ）に表したように、接合層６０を破断させる。 Next, as shown in FIG. 2B, pressure is applied to the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 of the test piece TP in opposite directions along the XY plane. In this example, pressure is applied to the ceramic dielectric substrate 11 in the negative direction in the X-axis direction, and pressure is applied to the base plate 50 in the positive direction in the X-axis direction. The pressure is applied, for example, by an autograph. While measuring the elongation α and the shear stress of the joint layer 60, the pressure applied to the test piece TP is increased to break the joint layer 60 as shown in FIG. 2 (c).

上記の方法で測定された伸び率α及びせん断応力の関係は、例えば、図３に示す曲線で表される。図３に表したように、せん断応力は、接合層６０が破断するまで大きくなり、接合層６０が破断すると小さくなる。すなわち、せん断応力が最大となる時点を接合層６０が破断した時点とみなすことができる。 The relationship between the elongation rate α and the shear stress measured by the above method is represented by, for example, the curve shown in FIG. As shown in FIG. 3, the shear stress increases until the joint layer 60 breaks, and decreases when the joint layer 60 breaks. That is, the time when the shear stress becomes maximum can be regarded as the time when the joint layer 60 is broken.

伸び率αは、１００×（破断したときの接合層６０の伸びＬ１）／（接合層６０の厚さＴ２）で表される。破断したときの接合層６０の伸びＬ１は、破断した時点の、加圧方向（この例では、Ｘ軸方向）における接合層６０の長さの変化量である。接合層６０の厚さＴ２は、Ｚ軸方向における接合層６０の長さである。接合強度βは、接合層６０が破断したときのせん断応力の大きさである。すなわち、接合層６０が破断したときのせん断応力の大きさから接合強度βを求めることができる。 The elongation α is represented by 100 × (elongation L1 of the joint layer 60 when broken) / (thickness T2 of the joint layer 60). The elongation L1 of the bonding layer 60 at the time of fracture is the amount of change in the length of the bonding layer 60 in the pressurizing direction (in this example, the X-axis direction) at the time of fracture. The thickness T2 of the bonding layer 60 is the length of the bonding layer 60 in the Z-axis direction. The joint strength β is the magnitude of the shear stress when the joint layer 60 is broken. That is, the joint strength β can be obtained from the magnitude of the shear stress when the joint layer 60 is broken.

伸び率α及び接合強度βの測定には、例えば、オートグラフ（島津製作所製ＡＧＳ−Ｘ（５ｋＮ））を用いることができる。測定条件は、例えば、圧縮速度：０．１〜１０ｍｍ／ｍｉｎ、使用ロードセル：５ｋＮ、測定温度：２５℃、−６０℃である。 For the measurement of the elongation rate α and the bonding strength β, for example, an autograph (AGS-X (5 kN) manufactured by Shimadzu Corporation) can be used. The measurement conditions are, for example, a compression rate: 0.1 to 10 mm / min, a load cell used: 5 kN, a measurement temperature: 25 ° C., and −60 ° C.

図３に表したように、接合層６０の弾性率γは、接合層６０が破断するまでの曲線の傾きで表される。換言すれば、弾性率γは、伸び率α及び接合強度βから算出される。具体的には、弾性率γは、（破断したときの接合層６０の接合強度β）／（破断したときの接合層６０の歪み（（破断したときの接合層６０の伸びＬ１）／（接合層６０の厚さＴ２）））で表される。 As shown in FIG. 3, the elastic modulus γ of the bonding layer 60 is represented by the slope of the curve until the bonding layer 60 breaks. In other words, the elastic modulus γ is calculated from the elongation rate α and the bonding strength β. Specifically, the elastic modulus γ is (bonding strength β of the bonding layer 60 when broken) / (distortion of the bonding layer 60 when broken ((elongation L1 of the bonding layer 60 when broken) / (bonding). The thickness of the layer 60 is represented by T2))).

実施形態においては、静電チャック１１０の少なくとも１箇所から採取された試験片ＴＰにおいて、接合層６０が上記のような伸び率α（伸び率比）、接合強度β（接合強度比）、または弾性率γ（弾性率比）を有していればよい。静電チャック１１０の複数箇所から採取された試験片ＴＰのそれぞれにおいて、接合層６０が上記のような伸び率α（伸び率比）、接合強度β（接合強度比）、または弾性率γ（弾性率比）を有していることが好ましい。また、静電チャック１１０の複数箇所から採取された試験片ＴＰの伸び率α（伸び率比）、接合強度β（接合強度比）、または弾性率γ（弾性率比）の平均値が、上記の伸び率α（伸び率比）、接合強度β（接合強度比）、または弾性率γ（弾性率比）を満たしていることも好ましい。 In the embodiment, in the test piece TP collected from at least one location of the electrostatic chuck 110, the bonding layer 60 has an elongation rate α (elongation rate ratio), a bonding strength β (bonding strength ratio), or elasticity as described above. It suffices to have a modulus γ (elastic modulus ratio). In each of the test piece TPs collected from a plurality of locations of the electrostatic chuck 110, the bonding layer 60 has an elongation rate α (elongation rate ratio), a bonding strength β (bonding strength ratio), or an elastic modulus γ (elasticity) as described above. It is preferable to have a rate ratio). Further, the average value of the elongation rate α (elongation rate ratio), the bonding strength β (bonding strength ratio), or the elastic modulus γ (elastic modulus ratio) of the test piece TP collected from a plurality of locations of the electrostatic chuck 110 is the above. It is also preferable that the elongation rate α (elongation rate ratio), the bonding strength β (bonding strength ratio), or the elastic modulus γ (elastic modulus ratio) is satisfied.

静電チャック１１０の複数箇所から試験片ＴＰを採取する場合、例えば、図４に表したように、静電チャック１１０のＸ−Ｙ平面の複数個所から試験片ＴＰを採取し、それぞれに対して、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す方法で接合層６０の伸び率α及び接合強度βを測定する。この例では、静電チャック１１０のＸ−Ｙ平面の中央部１１０ａ、外周部１１０ｂで４箇所、及び中央部１１０ａと外周部１１０ｂとの中間部１１０ｃで４箇所の計９箇所から試験片ＴＰを採取する場合を示している。 When the test piece TP is collected from a plurality of locations of the electrostatic chuck 110, for example, as shown in FIG. 4, the test piece TP is collected from a plurality of locations on the XY plane of the electrostatic chuck 110, and for each of them. , The elongation rate α and the bonding strength β of the bonding layer 60 are measured by the methods shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c). In this example, the test piece TP is provided from a total of 9 locations, 4 locations at the central portion 110a and the outer peripheral portion 110b of the electrostatic chuck 110 on the XY plane, and 4 locations at the intermediate portion 110c between the central portion 110a and the outer peripheral portion 110b. It shows the case of collecting.

例えば、上記の９箇所から採取された試験片ＴＰの少なくとも１つにおいて、接合層６０が上記のような伸び率α（伸び率比）、接合強度β（接合強度比）、または弾性率γ（弾性率比）を有していればよい。 For example, in at least one of the test piece TPs collected from the above nine locations, the bonding layer 60 has an elongation rate α (elongation rate ratio), a bonding strength β (bonding strength ratio), or an elastic modulus γ (as described above). It suffices to have an elastic modulus ratio).

図５及び図６は、実施形態に係る静電チャックの接合層の一例の物性を表すグラフである。
図６は、図５のＡ部を拡大したグラフである。
図７は、実施形態に係る静電チャックの接合層の一例の物性を表す表である。
実施例１は、実施形態に係る静電チャック１１０の一例である。参考例１は、実施例１とは物性が異なる接合層６０を有する静電チャックの一例である。 5 and 6 are graphs showing the physical properties of an example of the bonding layer of the electrostatic chuck according to the embodiment.
FIG. 6 is an enlarged graph of part A in FIG.
FIG. 7 is a table showing the physical properties of an example of the bonding layer of the electrostatic chuck according to the embodiment.
The first embodiment is an example of the electrostatic chuck 110 according to the embodiment. Reference Example 1 is an example of an electrostatic chuck having a bonding layer 60 having different physical properties from that of Example 1.

図２（ａ）〜図２（ｃ）及び図３に示した測定・算出方法で測定・算出した実施例１及び参考例１の接合層６０の伸び率α、接合強度β、及び弾性率γを図５〜図７に示す。 Elongation rate α, joint strength β, and elastic modulus γ of the joint layer 60 of Example 1 and Reference Example 1 measured and calculated by the measurement / calculation methods shown in FIGS. Is shown in FIGS. 5 to 7.

また、実施例１及び参考例１に対して、剥離／割れ試験を行った結果を図７に示す。剥離／割れ試験では、セラミック誘電体基板１１とベースプレート５０とを接合層６０で接合したサンプルを作製し、サンプルを−６０℃に少なくとも３０００時間放置した後、室温に戻し、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離の有無、及び、セラミック誘電体基板１１の割れの有無を評価した。接合層６０の剥離の有無は、接合層６０の断面を顕微鏡で観察しクラックなどの有無を評価する直接観察と、超音波を当てて接合層６０の内部のクラックなどの有無を評価する超音波探傷と、で行った。直接観察及び超音波探傷の少なくともいずれかでクラックが見られたものを剥離「あり」、直接観察及び超音波探傷の両方でクラックが見られなかったものを剥離「なし」と評価した。また、セラミック誘電体基板１１の割れの有無は、セラミック誘電体基板１１を目視で観察し、割れが見られたものを割れ「あり」、割れが見られなかったものを割れ「なし」と評価した。 Further, FIG. 7 shows the results of performing a peeling / cracking test on Example 1 and Reference Example 1. In the peeling / cracking test, a sample in which the ceramic dielectric substrate 11 and the base plate 50 are bonded by the bonding layer 60 is prepared, and the sample is left at -60 ° C. for at least 3000 hours and then returned to room temperature to form the ceramic dielectric substrate 11. The presence or absence of peeling from the base plate 50 and the presence or absence of cracks in the ceramic dielectric substrate 11 were evaluated. The presence or absence of peeling of the bonding layer 60 is determined by direct observation in which the cross section of the bonding layer 60 is observed with a microscope to evaluate the presence or absence of cracks, and ultrasonic waves in which ultrasonic waves are applied to evaluate the presence or absence of cracks inside the bonding layer 60. I went with a flaw detection. Those in which cracks were observed in at least one of direct observation and ultrasonic flaw detection were evaluated as “with” peeling, and those in which cracks were not observed in both direct observation and ultrasonic flaw detection were evaluated as “without peeling”. Further, the presence or absence of cracks in the ceramic dielectric substrate 11 is evaluated by visually observing the ceramic dielectric substrate 11 and evaluating those in which cracks are found as “yes” and those in which no cracks are found as “no cracks”. did.

図５〜図７に表したように、参考例１において、伸び率α１は１０７％、伸び率α２は１９５％、伸び率αの比α１／α２は０．５である。参考例１においては、接合層６０がこのような伸び率α（伸び率比）を有するため、室温（２５℃）の環境下では、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していないものの、極低温（−６０℃）の環境下では、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生している。 As shown in FIGS. 5 to 7, in Reference Example 1, the elongation rate α1 is 107%, the elongation rate α2 is 195%, and the ratio α1 / α2 of the elongation rate α is 0.5. In Reference Example 1, since the bonding layer 60 has such an elongation rate α (elongation rate ratio), the ceramic dielectric substrate 11 can be peeled off from the base plate 50 or the ceramic dielectric in an environment of room temperature (25 ° C.). Although the body substrate 11 is not cracked, the ceramic dielectric substrate 11 is peeled from the base plate 50 and the ceramic dielectric substrate 11 is cracked in an extremely low temperature (-60 ° C.) environment.

これに対し、実施例１において、伸び率α１は２２５％、伸び率α２は１９０％、伸び率αの比α１／α２は１．２である。実施例１においては、接合層６０がこのような伸び率α（伸び率比）を有するため、室温（２５℃）の環境下及び極低温（−６０℃）の環境下のいずれでも、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していない。 On the other hand, in Example 1, the elongation rate α1 is 225%, the elongation rate α2 is 190%, and the ratio α1 / α2 of the elongation rate α is 1.2. In the first embodiment, since the bonding layer 60 has such an elongation rate α (elongation rate ratio), the ceramic dielectric can be used in both an environment of room temperature (25 ° C.) and an environment of extremely low temperature (-60 ° C.). No peeling of the body substrate 11 from the base plate 50 or cracking of the ceramic dielectric substrate 11 occurred.

このように、接合層６０の伸び率α１を１２０％以上、または、伸び率αの比α１／α２を０．６０以上にすることで、極低温の環境下における、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制することができる。 In this way, by setting the elongation α1 of the bonding layer 60 to 120% or more or the ratio α1 / α2 of the elongation α to 0.60 or more, the base plate of the ceramic dielectric substrate 11 in an extremely low temperature environment It is possible to suppress peeling from 50 and cracking of the ceramic dielectric substrate 11.

また、図５〜図７に表したように、参考例１において、接合強度β１は２９．８ＭＰａ、接合強度β２は０．５６ＭＰａ、接合強度βの比β１／β２は５３．２である。参考例１においては、接合層６０がこのような接合強度β（接合強度比）を有するため、室温（２５℃）の環境下では、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していないものの、極低温（−６０℃）の環境下では、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生している。 Further, as shown in FIGS. 5 to 7, in Reference Example 1, the bonding strength β1 is 29.8 MPa, the bonding strength β2 is 0.56 MPa, and the ratio β1 / β2 of the bonding strength β is 53.2. In Reference Example 1, since the bonding layer 60 has such a bonding strength β (bonding strength ratio), the ceramic dielectric substrate 11 can be peeled off from the base plate 50 or the ceramic dielectric in an environment of room temperature (25 ° C.). Although the body substrate 11 is not cracked, the ceramic dielectric substrate 11 is peeled from the base plate 50 and the ceramic dielectric substrate 11 is cracked in an extremely low temperature (-60 ° C.) environment.

これに対し、実施例１において、接合強度β１は１．４２ＭＰａ、接合強度β２は０．８３ＭＰａ、接合強度βの比β１／β２は１．７である。実施例１においては、接合層６０がこのような接合強度β（接合強度比）を有するため、室温（２５℃）の環境下及び極低温（−６０℃）の環境下のいずれでも、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していない。 On the other hand, in Example 1, the bonding strength β1 is 1.42 MPa, the bonding strength β2 is 0.83 MPa, and the ratio β1 / β2 of the bonding strength β is 1.7. In Example 1, since the bonding layer 60 has such a bonding strength β (bonding strength ratio), the ceramic dielectric can be used in both a room temperature (25 ° C.) environment and an extremely low temperature (-60 ° C.) environment. No peeling of the body substrate 11 from the base plate 50 or cracking of the ceramic dielectric substrate 11 occurred.

このように、接合層６０の接合強度β１を０．４ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下にすることで、極低温の環境下における、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制することができる。 By setting the bonding strength β1 of the bonding layer 60 to 0.4 MPa or more and 10 MPa or less in this way, the ceramic dielectric substrate 11 can be peeled from the base plate 50 and the ceramic dielectric substrate 11 can be cracked in an extremely low temperature environment. Can be suppressed.

また、図５〜図７に表したように、参考例１において、弾性率γ１は２８ＭＰａ、弾性率γ２は０．２９ＭＰａ、弾性率γの比γ１／γ２は９６．６である。参考例１においては、接合層６０がこのような弾性率γ（弾性率比）を有するため、室温（２５℃）の環境下では、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していないものの、極低温（−６０℃）の環境下では、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生している。 Further, as shown in FIGS. 5 to 7, in Reference Example 1, the elastic modulus γ1 is 28 MPa, the elastic modulus γ2 is 0.29 MPa, and the ratio γ1 / γ2 of the elastic modulus γ is 96.6. In Reference Example 1, since the bonding layer 60 has such an elastic modulus γ (modulus ratio), the ceramic dielectric substrate 11 can be peeled off from the base plate 50 or the ceramic dielectric in an environment of room temperature (25 ° C.). Although the body substrate 11 is not cracked, the ceramic dielectric substrate 11 is peeled from the base plate 50 and the ceramic dielectric substrate 11 is cracked in an extremely low temperature (-60 ° C.) environment.

これに対し、実施例１において、弾性率γ１は０．６３ＭＰａ、弾性率γ２は０．４４ＭＰａ、弾性率γの比γ１／γ２は１．４である。実施例１においては、接合層６０がこのような弾性率γ（弾性率比）を有するため、室温（２５℃）の環境下及び極低温（−６０℃）の環境下のいずれでも、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していない。 On the other hand, in Example 1, the elastic modulus γ1 is 0.63 MPa, the elastic modulus γ2 is 0.44 MPa, and the ratio γ1 / γ2 of the elastic modulus γ is 1.4. In Example 1, since the bonding layer 60 has such an elastic modulus γ (elastic modulus ratio), the ceramic dielectric can be used in both an environment of room temperature (25 ° C.) and an environment of extremely low temperature (-60 ° C.). No peeling of the body substrate 11 from the base plate 50 or cracking of the ceramic dielectric substrate 11 occurred.

このように、接合層６０の弾性率γ１を０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、または、弾性率γの比γ１／γ２を０．６以上３０以下にすることで、極低温の環境下における、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れを抑制することができる。 In this way, by setting the elastic modulus γ1 of the bonding layer 60 to 0.1 MPa or more and 10 MPa or less, or the elastic modulus γ ratio γ1 / γ2 to 0.6 or more and 30 or less, the ceramic dielectric in an extremely low temperature environment. It is possible to suppress peeling of the body substrate 11 from the base plate 50 and cracking of the ceramic dielectric substrate 11.

図８は、実施形態に係る静電チャックの接合層の一例の物性を表す表である。
実施例２〜１４は、実施形態に係る静電チャック１１０の一例である。
実施例１及び参考例１と同様にして測定・算出した実施例２〜１４の接合層６０の伸び率α、接合強度β、及び弾性率γを図８に示す。また、実施例１及び参考例１と同様にして剥離／割れ試験を行った結果を図８に示す。 FIG. 8 is a table showing the physical properties of an example of the bonding layer of the electrostatic chuck according to the embodiment.
Examples 2 to 14 are examples of the electrostatic chuck 110 according to the embodiment.
FIG. 8 shows the elongation rate α, the joint strength β, and the elastic modulus γ of the joint layer 60 of Examples 2 to 14 measured and calculated in the same manner as in Example 1 and Reference Example 1. Further, FIG. 8 shows the results of the peeling / cracking test performed in the same manner as in Example 1 and Reference Example 1.

図８に表したように、実施例２〜１４において、伸び率α１は１７５％以上２４７％以下、伸び率α２は１５０％以上２８０％以下、伸び率αの比α１／α２は０．８０以上１．１７以下である。実施例２〜１４においては、接合層６０がこのような伸び率α（伸び率比）を有するため、室温（２５℃）の環境下及び極低温（−６０℃）の環境下のいずれでも、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していない。 As shown in FIG. 8, in Examples 2 to 14, the elongation rate α1 is 175% or more and 247% or less, the elongation rate α2 is 150% or more and 280% or less, and the ratio α1 / α2 of the elongation rate α is 0.80 or more. It is 1.17 or less. In Examples 2 to 14, since the bonding layer 60 has such an elongation rate α (elongation rate ratio), it can be used in both an environment of room temperature (25 ° C.) and an environment of extremely low temperature (-60 ° C.). No peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 or cracking of the ceramic dielectric substrate 11 occurred.

図８に表したように、実施例２〜１４において、接合強度β１は０．７０ＭＰａ以上１．９０ＭＰａ以下、接合強度β２は０．５１ＭＰａ以上１．６０ＭＰａ以下、接合強度βの比β１／β２は０．８以上１．９以下である。実施例２〜１４においては、接合層６０がこのような接合強度β（接合強度比）を有するため、室温（２５℃）の環境下及び極低温（−６０℃）の環境下のいずれでも、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していない。 As shown in FIG. 8, in Examples 2 to 14, the bonding strength β1 is 0.70 MPa or more and 1.90 MPa or less, the bonding strength β2 is 0.51 MPa or more and 1.60 MPa or less, and the ratio β1 / β2 of the bonding strength β is It is 0.8 or more and 1.9 or less. In Examples 2 to 14, since the bonding layer 60 has such a bonding strength β (bonding strength ratio), it can be used in both a room temperature (25 ° C.) environment and an extremely low temperature (-60 ° C.) environment. No peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 or cracking of the ceramic dielectric substrate 11 occurred.

図８に表したように、実施例２〜１４において、弾性率γ１は０．３４ＭＰａ以上１．０２ＭＰａ以下、弾性率γ２は０．１９ＭＰａ以上０．８１ＭＰａ以下、弾性率γの比γ１／γ２は０．９以上２．１以下である。実施例２〜１４においては、接合層６０がこのような弾性率γ（弾性率比）を有するため、室温（２５℃）の環境下及び極低温（−６０℃）の環境下のいずれでも、セラミック誘電体基板１１のベースプレート５０からの剥離や、セラミック誘電体基板１１の割れが発生していない。 As shown in FIG. 8, in Examples 2 to 14, the elastic modulus γ1 is 0.34 MPa or more and 1.02 MPa or less, the elastic modulus γ2 is 0.19 MPa or more and 0.81 MPa or less, and the elastic modulus γ ratio γ1 / γ2 is It is 0.9 or more and 2.1 or less. In Examples 2 to 14, since the bonding layer 60 has such an elastic modulus γ (elastic modulus ratio), it can be used in either an environment of room temperature (25 ° C.) or an environment of extremely low temperature (-60 ° C.). No peeling of the ceramic dielectric substrate 11 from the base plate 50 or cracking of the ceramic dielectric substrate 11 occurred.

図９は、実施形態に係る静電チャックを備えたウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。
図９に表したように、ウェーハ処理装置５００は、処理容器５０１と、高周波電源５０４と、吸着用電源５０５と、上部電極５１０と、静電チャック１１０と、を備えている。処理容器５０１の天井には、処理ガスを内部に導入するための処理ガス導入口５０２、及び、上部電極５１０が設けられている。処理容器５０１の底板には、内部を減圧排気するための排気口５０３が設けられている。静電チャック１１０は、処理容器５０１の内部において、上部電極５１０の下に配置されている。静電チャック１１０のベースプレート５０及び上部電極５１０は、高周波電源５０４と接続されている。静電チャック１１０の電極層１２は、吸着用電源５０５と接続されている。 FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a wafer processing apparatus including the electrostatic chuck according to the embodiment.
As shown in FIG. 9, the wafer processing apparatus 500 includes a processing container 501, a high-frequency power source 504, a suction power source 505, an upper electrode 510, and an electrostatic chuck 110. On the ceiling of the processing container 501, a processing gas introduction port 502 for introducing the processing gas into the inside and an upper electrode 510 are provided. The bottom plate of the processing container 501 is provided with an exhaust port 503 for decompressing and exhausting the inside. The electrostatic chuck 110 is arranged inside the processing container 501 under the upper electrode 510. The base plate 50 and the upper electrode 510 of the electrostatic chuck 110 are connected to the high frequency power supply 504. The electrode layer 12 of the electrostatic chuck 110 is connected to the suction power supply 505.

ベースプレート５０と上部電極５１０とは、互いに所定の間隔を隔てて略平行に設けられている。対象物Ｗは、ベースプレート５０と上部電極５１０との間に位置する第１主面１１ａに載置される。 The base plate 50 and the upper electrode 510 are provided substantially parallel to each other at a predetermined distance from each other. The object W is placed on the first main surface 11a located between the base plate 50 and the upper electrode 510.

高周波電源５０４からベースプレート５０及び上部電極５１０に電圧（高周波電圧）が印加されると、高周波放電が起こり処理容器５０１内に導入された処理ガスがプラズマにより励起、活性化されて、対象物Ｗが処理される。 When a voltage (high frequency voltage) is applied from the high frequency power supply 504 to the base plate 50 and the upper electrode 510, a high frequency discharge occurs and the processing gas introduced into the processing container 501 is excited and activated by plasma to generate the object W. It is processed.

吸着用電源５０５から電極層１２に電圧（吸着用電圧）が印加されると、電極層１２の第１主面１１ａ側に電荷が発生し、静電力によって対象物Ｗが静電チャック１１０に吸着保持される。 When a voltage (adsorption voltage) is applied to the electrode layer 12 from the adsorption power supply 505, an electric charge is generated on the first main surface 11a side of the electrode layer 12, and the object W is attracted to the electrostatic chuck 110 by electrostatic force. Be retained.

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。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these descriptions. With respect to the above-described embodiment, those skilled in the art with appropriate design changes are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. For example, the shape, size, material, arrangement, installation form, and the like of each element included in the electrostatic chuck are not limited to those exemplified, and can be appropriately changed. In addition, the elements included in each of the above-described embodiments can be combined as much as technically possible, and the combination thereof is also included in the scope of the present invention as long as the features of the present invention are included.

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、１５貫通孔、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、５５連通路、６０接合層、１１０静電チャック、１１０ａ中央部、１１０ｂ外周部、１１０ｃ中間部、５００ウェーハ処理装置、５０１処理容器、５０２処理ガス導入口、５０３排気口、５０４高周波電源、５０５吸着用電源、５１０上部電極、ＴＰ試験片、Ｗ対象物 11 Ceramic dielectric substrate, 11a 1st main surface, 11b 2nd main surface, 12 electrode layer, 13 convex part, 14 groove, 15 through hole, 20 connection part, 50 base plate, 50a upper part, 50b lower part, 51 input path, 52 Output path, 53 Gas introduction path, 55 consecutive passages, 60 junction layer, 110 electrostatic chuck, 110a central part, 110b outer peripheral part, 110c middle part, 500 wafer processing equipment, 501 processing container, 502 processing gas introduction port, 503 Exhaust port, 504 high frequency power supply, 505 power supply for adsorption, 510 upper electrode, TP test piece, W object

Claims

Ceramic dielectric substrate and
A metal base plate that supports the ceramic dielectric substrate and
A bonding layer provided between the ceramic dielectric substrate and the base plate and containing a resin material,
With
An electrostatic chuck characterized in that the elongation rate α1 of the bonding layer at −60 ° C. is 120% or more.

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the elongation rate α1 is 175% or more.

The electrostatic chuck according to claim 2, wherein the elongation rate α1 is 200% or more.

The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 3, wherein the ratio α1 / α2 of the elongation rate α1 to the elongation rate α2 of the bonding layer at 25 ° C. is 0.60 or more.

The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 4, wherein the elastic modulus γ1 of the bonding layer at −60 ° C. is 0.1 MPa or more and 10 MPa or less.

Any of claims 1 to 5, wherein the ratio γ1 / γ2 of the elastic modulus γ1 of the bonding layer at −60 ° C. to the elastic modulus γ2 of the bonding layer at 25 ° C. is 0.6 or more and 30 or less. The electrostatic chuck according to one.

The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 6, wherein the ceramic dielectric substrate contains at least one of aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, and yttrium oxide. ..

The electrostatic chuck according to claim 7, wherein the ceramic dielectric substrate contains aluminum oxide.