JP4398306B2

JP4398306B2 - Electrostatic chuck and method for manufacturing ceramic electrostatic chuck

Info

Publication number: JP4398306B2
Application number: JP2004166017A
Authority: JP
Inventors: 直年森田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-06-03
Also published as: JP2005347559A

Description

本発明は、半導体ウエハ等（以下、単にウエハともいう）を製造するのに使用されるエッチング装置、イオン注入装置、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置等において、半導体ウエハ等の固定、平面度の矯正、搬送などに使用される静電チャックに関する。 The present invention relates to the fixing, flatness correction, and conveyance of a semiconductor wafer in an etching apparatus, ion implantation apparatus, CVD apparatus, PVD apparatus, etc. used to manufacture a semiconductor wafer or the like (hereinafter also simply referred to as a wafer). The present invention relates to an electrostatic chuck used for such as.

セラミックを使用した電気ヒーター付の静電チャックとして、静電チャック自身の内部に抵抗発熱体からなる電気ヒーターを設けたものが知られている（特許文献１、特許文献２）。このような電気ヒーター付の静電チャックは、従来、セラミックグリーンシートに、タングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズペースト（インク）を、チャック用電極層の形成と同様に、電気ヒーター用のパターンをスクリーン印刷し、これらの各シートを積層、圧着して一体化し、同時焼成することで製造されるのが一般的である。 2. Description of the Related Art As an electrostatic chuck with an electric heater using ceramic, there is known an electrostatic chuck provided with an electric heater made of a resistance heating element inside the electrostatic chuck itself (Patent Document 1, Patent Document 2). Such an electrostatic chuck with an electric heater has hitherto been applied to a ceramic green sheet with a metallized paste (ink) mainly composed of a refractory metal such as tungsten as in the formation of the electrode layer for the chuck. These patterns are generally screen-printed, and each of these sheets is laminated, press-bonded, integrated, and co-fired.

こうして製造された静電チャックは、そのチャック面（吸着面）に載置したウエハを、チャック用電極層に通電することで発生する静電気力にてチャック（固定）し、内部に設けられた電気ヒーター（抵抗発熱体）を通電発熱することによって、チャック面を加熱し、チャックしている半導体ウエハを所望とする温度（例えば１００℃〜６００℃）に加熱し、その下で、エッチング等の処理を行うのに使用される。ところで、近年、このようなウエハ等の被加熱物の加熱においては、これを高度に均一に加熱することが要求されている。このため、このような電気ヒーター付の静電チャックに対し、そのチャック面における温度分布にバラツキが発生しないことが望まれており、その許容範囲は、例えば、１２インチの静電チャックでは、チャック面の全面にわたって±２％以内の温度分布に収まるように要求されている。
実開平２−４３１３４号公報特開平５−１３５５８号公報 The electrostatic chuck manufactured in this manner chucks (fixes) the wafer placed on the chuck surface (suction surface) with the electrostatic force generated by energizing the electrode layer for chuck, and the electric chuck provided inside By heating and heating the heater (resistance heating element), the chuck surface is heated, the semiconductor wafer being chucked is heated to a desired temperature (for example, 100 ° C. to 600 ° C.), and then processing such as etching is performed. Used to do. By the way, in recent years, in heating of an object to be heated such as a wafer, it has been required to heat it highly uniformly. For this reason, it is desired that such an electrostatic chuck with an electric heater has no variation in temperature distribution on the chuck surface, and the allowable range thereof is, for example, a 12-inch electrostatic chuck. It is required to be within a temperature distribution of ± 2% over the entire surface.
Japanese Utility Model Publication No. 2-43134 JP-A-5-13558

しかしながら、電気ヒーターが上記したようにメタライズペーストの印刷されたグリーンシートを積層、圧着して同時焼成によって製造された静電チャックにおいては、チャック面の全面にわたる温度の均一性は±５％程度となることが避けられず、上記のような要求される高い均一性を得られないというのが実情であった。このように温度分布の幅が広くなってしまう原因としては次の２点がその要因として考えられる。第１には、このような静電チャックにおける抵抗発熱体の製造方法に起因している。すなわち、この抵抗発熱体は、メタライズペーストをグリーンシートにスクリーン印刷し、その後、焼成して形成されてなるものであることから、抵抗発熱体の厚みの誤差が大きいためである。すなわち、メタライズペーストをスクリーン印刷する場合には、その印刷パターンの厚み（通常２０μｍ程度）には±５％程度（±１μｍ程度）の誤差（バラツキ）が生じるのが普通である。このため、焼成後の抵抗発熱体の厚みには、この印刷厚みにおける誤差に対応した誤差が生じる。したがって、このような厚みにばらつきのある抵抗発熱体には局所的或いは部分的に抵抗値のばらつきが発生することから、結果としてチャック面における温度分布を高度に均一化することはできない。 However, in the electrostatic chuck manufactured by laminating, pressing and co-firing green sheets printed with metallized paste as described above, the electric heater has a temperature uniformity of about ± 5% over the entire chuck surface. In reality, it was inevitable that the required high uniformity as described above could not be obtained. The following two points are considered as causes for the widening of the temperature distribution. The first is due to the method of manufacturing a resistance heating element in such an electrostatic chuck. In other words, this resistance heating element is formed by screen-printing a metallized paste on a green sheet and then firing it, so that the thickness error of the resistance heating element is large. That is, when the metallized paste is screen-printed, an error (variation) of about ± 5% (± 1 μm) usually occurs in the thickness of the printed pattern (usually about 20 μm). For this reason, an error corresponding to the error in the printing thickness occurs in the thickness of the resistance heating element after firing. Therefore, since the resistance heating element having such a variation in thickness locally or partially varies in resistance value, the temperature distribution on the chuck surface cannot be made highly uniform as a result.

そして、第２には、このようにして印刷、焼成されて形成された抵抗発熱体をなすところの焼結体であるタングステンは、約３８００ｐｐｍの温度係数を持っている。このため、タングステンを主成分とした焼結体からなる抵抗発熱体では、局所的に温度が高くなった部分があると、その部分では電気ヒーターの抵抗値が高くなり、Ｗ＝Ｉ２Ｒであらわされるように、その部分の電力が大きくなり、結果として益々発熱してしまうことになる。こうした特性も温度分布を均一にするのを妨げる要因となっている。 Second, tungsten, which is a sintered body that forms a resistance heating element formed by printing and firing in this manner, has a temperature coefficient of about 3800 ppm. For this reason, in a resistance heating element made of a sintered body containing tungsten as a main component, if there is a portion where the temperature is locally high, the resistance value of the electric heater becomes high at that portion, and is expressed as W = I2R. As such, the electric power in the portion increases, and as a result, heat is generated more and more. These characteristics are also factors that hinder uniform temperature distribution.

本発明は、電気ヒーター付の静電チャックが持つこうした問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、チャック面の全面にわたる温度（面内温度分布）の均一性を一層高めることのできる静電チャックを提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems of an electrostatic chuck with an electric heater. The purpose of the present invention is to improve the uniformity of temperature (in-plane temperature distribution) over the entire chuck surface. It is to provide an electric chuck.

前記の目的達成のために請求項１に記載の本発明は、内部にチャック用電極層及び電気ヒーター用の抵抗発熱体を備えたセラミック製の静電チャックであって、
チャック用電極層を内部に備えて一体で焼成されたチャック用電極層含有セラミック基板と、これとは別の焼成済みセラミック基板との間に、
一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を挟み込み、
接着剤により両セラミック基板を接着することで、内部に該抵抗発熱体を設けてなる静電チャックにおいて、
前記チャック用電極層含有セラミック基板におけるチャック面と反対側の主面の外周に凸部を周設し、その凸部に包囲される内側の凹部内に、前記抵抗発熱体が配置されるようにして前記焼成済みセラミック基板を嵌め込んで両セラミック基板間に該抵抗発熱体を挟み込み、
接着剤により両セラミック基板を接着し、両セラミック基板の接着面の端縁を、静電チャック自身のチャック面と反対側に存在させ、しかも、前記凸部の先端面と、前記焼成済みセラミック基板のチャック面と反対側を向く主面とを面一にしたことを特徴とする静電チャックである。なお、本発明における一定厚さの金属板又は一定断面の金属線は、上記の各セラミック基板とは別に、予め製造されたもの、すなわち、上記の各セラミック基板と同時に焼成して焼結させた金属からなるものでなければよい。したがって、セラミック基板とは別途に形成されたものである限り、焼結金属から形成されたものであっても、本発明における一定厚さの金属板又は一定断面の金属線とし得る。 To achieve the above object, the present invention described in claim 1 is a ceramic electrostatic chuck having an electrode layer for chuck and a resistance heating element for electric heater inside,
Between the chuck electrode layer-containing ceramic substrate that is integrally fired with the chuck electrode layer inside, and another fired ceramic substrate,
From a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section, a resistance heating element for an electric heater formed in a planar shape is sandwiched,
In an electrostatic chuck in which the resistance heating element is provided inside by bonding both ceramic substrates with an adhesive ,
A convex portion is provided around the outer surface of the main surface opposite to the chuck surface in the chuck electrode layer-containing ceramic substrate, and the resistance heating element is disposed in an inner concave portion surrounded by the convex portion. Inserting the fired ceramic substrate and sandwiching the resistance heating element between the ceramic substrates,
Both ceramic substrates are bonded by an adhesive, and the edge of the bonding surface of both ceramic substrates is present on the opposite side of the chuck surface of the electrostatic chuck itself, and the tip surface of the convex portion and the fired ceramic substrate An electrostatic chuck characterized in that the chuck surface and the main surface facing the opposite side are flush with each other . In addition, the metal plate having a constant thickness or the metal wire having a constant cross section in the present invention is manufactured in advance separately from each ceramic substrate, that is, fired and sintered simultaneously with each ceramic substrate. It does not have to be made of metal. Therefore, as long as it is formed separately from the ceramic substrate, it can be a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section in the present invention even if it is made of sintered metal.

請求項２に記載の本発明は、前記金属板又は前記金属線をなす金属が、温度係数が２００ｐｐｍ以下のものであることを特徴とする請求項１に記載の静電チャックである。そして、請求項３に記載の本発明は、前記接着剤が無機系接着剤であることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電チャックである。また、請求項４に記載の本発明は、前記無機系接着剤がガラスであることを特徴とする請求項３に記載の静電チャックである。 The present invention described in claim 2 is the electrostatic chuck according to claim 1, wherein the metal forming the metal plate or the metal wire has a temperature coefficient of 200 ppm or less. The invention according to claim 3 is the electrostatic chuck according to claim 1 or 2, wherein the adhesive is an inorganic adhesive. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electrostatic chuck according to the third aspect, wherein the inorganic adhesive is glass.

請求項５に記載の本発明は、次記する通りの静電チャックの製造方法である。 The present invention according to claim 5 is an electrostatic chuck manufacturing method as described below.

請求項５に記載の本発明は、内部にチャック用電極層及び電気ヒーター用の抵抗発熱体を備えたセラミック製の静電チャックを製造する方法であって、
そのチャック面側の部位をなす、チャック用電極層形成用のためのメタライズペーストの印刷パターンを層間に備えたグリーンシート積層体と、チャック面と反対側の部位をなす基板用グリーンシートとを、
前記グリーンシート積層体と該基板用グリーンシートとを重ねて一体化した際にその両者の間に閉塞状の空隙ができるように、少なくともいずれか一方の主面の外周に凸部を周設しておき、
前記グリーンシート積層体と前記基板用グリーンシートとを重ねて一体化するとともに、その際にできる前記閉塞状の空隙内には、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を、焼結温度が前記グリーンシートの焼結温度よりも高いセラミック粉末中に埋設した状態で配置しておき、その状態の下で、このセラミック粉末が焼成されない温度で焼成するセラミック製の静電チャックの製造方法である。なお、本発明における基板用グリーンシートは、１枚のグリーンシート又は複数のグリーンシートからなるグリーンシート積層体のいずれであってもよい。 The present invention according to claim 5 is a method of manufacturing an electrostatic chuck made of ceramic having an electrode layer for chuck and a resistance heating element for electric heater inside,
A green sheet laminate having a printed pattern of a metallized paste for forming an electrode layer for chuck, which forms a portion on the chuck surface side, and a green sheet for a substrate that forms a portion opposite to the chuck surface,
When the green sheet laminate and the green sheet for the substrate are stacked and integrated, a convex portion is provided around the outer periphery of at least one of the main surfaces so that a closed gap is formed between the two. And
The green sheet laminate and the green sheet for the substrate are stacked and integrated, and in the closed gap formed at that time, from a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section, in a planar shape. The formed resistance heating element for the electric heater is placed in a state where the sintering temperature is embedded in a ceramic powder whose sintering temperature is higher than the sintering temperature of the green sheet, and under this state, the ceramic powder is fired. This is a method of manufacturing a ceramic electrostatic chuck that is fired at a temperature that is not performed. The green sheet for a substrate in the present invention may be either a single green sheet or a green sheet laminate composed of a plurality of green sheets.

本発明の請求項１〜４に記載の静電チャックに設けられている電気ヒーター用の抵抗発熱体は、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成されたものである。このような抵抗発熱体は、メタライズペーストの印刷、焼成によって形成されたものに比べると、その金属板の厚み又は金属線の太さ（平面状のものにおける厚み）の誤差（寸法公差）は、金属板又は金属線の製造において付与される誤差と同じと見てよく、したがって、その誤差は２％以内と小さいものとし得る。このため、このような抵抗発熱体は、その断面積の大きさを、誤差の小さい高精度に保持できるから、抵抗値のばらつきを小さくできる。したがって、本願発明におけるような抵抗発熱体を電気ヒーターとして備えた静電チャックによれば、メタライズペーストを印刷後、グリーンシートと同時焼成してなる焼結金属からなる抵抗発熱体を電気ヒーターとして備えた静電チャックに比べると、チャック面の全面にわたる温度（面内温度分布）の均一性を高めることができる。 A resistance heating element for an electric heater provided in the electrostatic chuck according to claims 1 to 4 of the present invention is formed in a planar shape from a metal plate having a constant thickness or a metal wire having a constant cross section. is there. Such a resistance heating element has an error (a dimensional tolerance) in the thickness of the metal plate or the thickness of the metal wire (thickness in a planar shape) compared to that formed by printing and baking of the metallized paste. It can be seen that it is the same as the error given in the production of the metal plate or wire, and therefore the error can be as small as 2%. For this reason, such a resistance heating element can maintain the size of the cross-sectional area with high accuracy with a small error, so that the variation in resistance value can be reduced. Therefore, according to the electrostatic chuck having the resistance heating element as an electric heater as in the present invention, the resistance heating element made of a sintered metal formed by simultaneous firing with the green sheet after printing the metallized paste is provided as the electric heater. Compared with an electrostatic chuck, the uniformity of temperature (in-plane temperature distribution) over the entire chuck surface can be improved.

とくに請求項２に記載の静電チャックにおいては、その金属を温度係数が２００ｐｐｍ以下のものとしたため、温度上昇による抵抗値の増大も小さく、したがって、面内温度分布の均一性を高める上においてより好ましい。 In particular, in the electrostatic chuck according to claim 2, since the metal has a temperature coefficient of 200 ppm or less, the increase in the resistance value due to the temperature rise is small, and therefore, in improving the uniformity of the in-plane temperature distribution. preferable.

すなわち、本発明において重要な点は次のようである。一定厚さの金属板又は一定断面の金属線（以下、金属板等ともいう）から、平面状に（別途に）形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を、未焼成のグリーンシート間に積層或いは埋設状に（一体化）し、その後、グリーンシートを焼成することで内部に電気ヒーター用の抵抗発熱体を設けることは実現できない。というのは、このような抵抗発熱体はグリーンシートの焼成過程で収縮しないのに対し、セラミックのみが約２０％も大きく収縮するため、所望とするセラミック製の静電チャックの形状、寸法を維持できないためである。つまり、このような抵抗発熱体を用いることは、チャック面の全面にわたる温度の均一性を高めることができるために好ましいのであるが、従来、このような一定厚さの金属板等を電気ヒーター用の抵抗発熱体とした静電チャックはセラミックの焼成収縮の点から実現不可能とされていた。 That is, the important points in the present invention are as follows. A resistance heating element for an electric heater formed in a flat shape (separately) from a metal plate having a constant thickness or a metal wire having a constant cross section (hereinafter also referred to as a metal plate) is laminated between green green sheets. Alternatively, it is impossible to provide a resistance heating element for an electric heater inside by embedding (integrating) and then firing the green sheet. This is because the resistance heating element does not shrink during the firing process of the green sheet, but only the ceramic shrinks by about 20%. Therefore, the desired shape and dimensions of the ceramic electrostatic chuck are maintained. This is because it cannot be done. That is, it is preferable to use such a resistance heating element because the uniformity of temperature over the entire surface of the chuck can be improved. Conventionally, however, such a metal plate having a constant thickness is used for an electric heater. It was impossible to realize an electrostatic chuck made of a resistance heating element from the viewpoint of firing shrinkage of ceramic.

本発明では、このように従来、実現不可能とされていた、一定厚さの金属板等を電気ヒーター用の抵抗発熱体として内蔵してなる静電チャックを製造するに当たり、焼成済のチャック用電極層含有セラミック基板と、焼成済みのセラミック基板との間に、このような抵抗発熱体を挟み込み、接着剤により両セラミック基板を接着することで、これをその内部に設けることとして実現したものである。すなわち、本願発明のセラミック製の静電チャックは、抵抗発熱体を内部に設けるのに焼成工程を経ることなく形成されたものであるため、製造上の問題もなく、しかも、抵抗値のばらつきが小さい抵抗発熱体を備えた静電チャックとなすことができたのである。かくして、本発明にかかる静電チャックによれば、内部の抵抗発熱体が抵抗値のばらつきも小さいため、その通電発熱によるチャック面の温度分布を従来の静電チャックに比べて小さくできるという顕著な効果が得られる。 In the present invention, in the production of an electrostatic chuck that has been incorporated in the past as a resistance heating element for an electric heater, which has been impossible to realize in the past, for a sintered chuck, Such a resistance heating element is sandwiched between an electrode layer-containing ceramic substrate and a fired ceramic substrate, and both ceramic substrates are bonded by an adhesive, and this is realized by providing them inside. is there. In other words, the ceramic electrostatic chuck of the present invention is formed without passing through a firing step to provide the resistance heating element therein, so that there is no problem in manufacturing and the resistance value varies. It was possible to obtain an electrostatic chuck having a small resistance heating element. Thus, according to the electrostatic chuck according to the present invention, since the internal resistance heating element has a small variation in the resistance value, the temperature distribution on the chuck surface due to the energized heat generation can be significantly reduced as compared with the conventional electrostatic chuck. An effect is obtained.

本発明に用いる接着剤は、チャック面に要求される加熱温度（１００℃〜６００℃）に耐えう得るように、静電チャックの用途に応じて無機系接着剤又は有機系接着剤から選択して使用すればよい。加熱温度が１００℃ぐらいと、比較的低温であれば、シリコン樹脂やエポキシ樹脂からなる接着剤でもよい。ただし、加熱温度が２５０℃以上であれば、請求項３に記載のように、無機系接着剤とするのが好ましい。とくに、請求項４に記載のように接着剤にガラスを用いるのが好ましい。ガラスを用いる場合には、接着に先立ち、これを接着面に印刷しておくことができるため、工程が複雑化しないし、製造の低コスト化も期待されるからである。 The adhesive used in the present invention is selected from an inorganic adhesive or an organic adhesive depending on the use of the electrostatic chuck so that it can withstand the heating temperature (100 ° C. to 600 ° C.) required for the chuck surface. Can be used. If the heating temperature is about 100 ° C. and a relatively low temperature, an adhesive made of silicon resin or epoxy resin may be used. However, when the heating temperature is 250 ° C. or higher, it is preferable to use an inorganic adhesive as described in claim 3. In particular, it is preferable to use glass for the adhesive as described in claim 4. This is because, when glass is used, it can be printed on the bonding surface prior to bonding, so that the process is not complicated and the manufacturing cost is expected to be reduced.

また、このような静電チャックがエッチングプロセスに使用される場合には、腐食性ガスであるエッチングガスに晒される。このため、接着剤であるガラスの端縁（周縁）がエッチング処理装置のチャンバ内の雰囲気に露出している場合には、そのガラスが侵食されるし、チャンバ内も汚染される。そこで、請求項１〜４に記載のように、その静電チャック自身のチャック面と反対側の主面、すなわち、焼成済みセラミック基板のチャック面と反対側の主面が前記凸部の先端面と面一になるようにしておくことで、こうした問題が容易に解消できる。すなわち、このような静電チャックは金属ベースの平面上に載置状に取付けられる（接着される）のが普通であり、その状態においては、接着剤の端縁がチャンバ内の雰囲気に露出しないためである。 Further, when such an electrostatic chuck is used in an etching process, it is exposed to an etching gas that is a corrosive gas. For this reason, when the edge (periphery) of the glass as an adhesive is exposed to the atmosphere in the chamber of the etching processing apparatus, the glass is eroded and the inside of the chamber is also contaminated. Therefore, as described in claims 1 to 4, the main surface opposite to the chucking surface of the electrostatic chuck itself, i.e., the distal end surface of the chuck surface and the opposite major surface of the fired ceramic substrate the projections This problem can be easily solved by keeping them in line. That is, such an electrostatic chuck is normally mounted (bonded) on a plane of a metal base so that the edge of the adhesive is not exposed to the atmosphere in the chamber. Because.

なお、請求項１〜４に記載した静電チャックは、前記チャック用電極層含有セラミック基板におけるチャック面と反対側の主面の外周に凸部を周設し、その凸部に包囲される内側の凹部内に、前記抵抗発熱体を配置しかつ前記焼成済みセラミック基板を露出側主面が前記凸部の先端面と面一になるようにして嵌め込んで両セラミック基板間に該抵抗発熱体を挟み込み、接着剤により両セラミック基板を接着してから、静電チャックの裏面を研磨（平面研磨）することで、同裏面を容易に面一にできる。 The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 4 , wherein a convex portion is provided on an outer periphery of the main surface opposite to the chuck surface in the chuck electrode layer-containing ceramic substrate, and the inner side is surrounded by the convex portion. The resistance heating element is disposed between the two ceramic substrates by disposing the resistance heating element in the concave portion and fitting the fired ceramic substrate so that the exposed main surface is flush with the tip end surface of the convex portion. After the two ceramic substrates are bonded with an adhesive, the back surface of the electrostatic chuck is polished (planar polishing), so that the back surface can be easily flushed .

請求項５に記載の製法によれば、焼成前の前記グリーンシート積層体と前記基板用グリーンシートとの間に、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を配置した状態で、グリーンシートを焼成する方法でありながら、抵抗値のばらつきが小さい、抵抗発熱体付の静電チャックを、セラミックの焼成収縮にかかわらず製造することができる。上記もしたように、グリーンシート積層体の間に、前記した金属板等からなる抵抗発熱体を直接、挟み込んだ状態で焼成することは、セラミックの焼成収縮率が大き過ぎるため、静電チャックを製造することは不可能である。しかし、本発明に係る製法のように、両グリーンシートの間に、前記抵抗発熱体を挟み込んでから焼成するとしても、抵抗発熱体がその焼成過程で焼結されないセラミック粉末に埋設状にされている場合には、そのセラミック粉末がグリーンシートの焼成収縮を許容する。すなわち、この製法においても、セラミック粉末に埋設状されている金属板等からなる抵抗発熱体は収縮しない。しかし、グリーンシートは、その焼成過程でセラミック粉末をクッションとして、或いはそのセラミック粉末を圧縮するようにして、収縮しない抵抗発熱体の配置にもかかわらず収縮できる。このため、一定厚さの金属板等から平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を配置した状態で、グリーンシートを焼成する方法でありながら、抵抗値のばらつきが小さい、所望とする形状、寸法を維持したセラミック製の静電チャックを得ることができる。 According to the manufacturing method of Claim 5, between the said green sheet laminated body before baking and the said green sheet for board | substrates, it formed in the planar form from the metal plate of a fixed thickness, or the metal wire of a fixed cross section. A method of firing green sheets with a resistance heating element for an electric heater, but producing an electrostatic chuck with a resistance heating element that has a small variation in resistance, regardless of ceramic firing shrinkage. Can do. As described above, firing with a resistance heating element made of a metal plate or the like directly sandwiched between green sheet laminates has an excessively large firing shrinkage rate of the ceramic. It is impossible to manufacture. However, as in the manufacturing method according to the present invention, even if the resistance heating element is sandwiched between the green sheets and then fired, the resistance heating element is embedded in a ceramic powder that is not sintered during the firing process. If so, the ceramic powder allows firing shrinkage of the green sheet. That is, even in this manufacturing method, the resistance heating element made of a metal plate or the like embedded in the ceramic powder does not shrink. However, the green sheet can be shrunk in spite of the arrangement of the resistance heating element that does not shrunk by using the ceramic powder as a cushion or compressing the ceramic powder in the firing process. For this reason, it is a method of firing a green sheet in a state where a resistance heating element for an electric heater formed in a flat shape from a metal plate or the like having a certain thickness is disposed, but the resistance value variation is small and desired. A ceramic electrostatic chuck that maintains its shape and dimensions can be obtained.

なお、このようなセラミック粉末は、焼成時におけるグリーンシートの収縮を許容するだけでなく、グリーンシートの焼成過程におけるセラミックの垂れ下がりを防止する機能もある。したがって、焼成後の静電チャックにおいては、抵抗発熱体の周囲に実質的な空間を発生させないので、発熱時の熱伝導の低下を防止する作用もある。本発明における抵抗発熱体をなす金属板又は金属線としては、ステンレス、タングステン、モリブデンなどのように、通電することで効率的に抵抗発熱するものから選択して使用すればよい。ただし、なるべく温度係数の小さい金属を選択するのがよい。なお、抵抗発熱体は、通常、平面視において、渦巻き形状を呈するものとされるが、このような形状を金属板から形成するには、エッチング又は放電加工によればよい。 Such ceramic powder not only allows the shrinkage of the green sheet during firing, but also has a function of preventing the ceramic from sagging during the firing process of the green sheet. Therefore, since the electrostatic chuck after firing does not generate a substantial space around the resistance heating element, it also has an effect of preventing a decrease in heat conduction during heat generation. The metal plate or metal wire forming the resistance heating element in the present invention may be selected from those that efficiently generate resistance when energized, such as stainless steel, tungsten, and molybdenum. However, it is preferable to select a metal having a temperature coefficient as small as possible. Note that the resistance heating element usually has a spiral shape in plan view. To form such a shape from a metal plate, etching or electric discharge machining may be used.

本発明を実施するための最良の形態について、図１及び図２に基いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る静電チャックの中央縦断面図であり、図２はその製造工程を説明するための分解図である。図中、１は、静電チャックであり、全体としては、一定厚さの円板形状を呈しており、一定厚さの円板形状の金属製（例えばチタン又はチタン合金製）のベース部材１００の上面１０１に接着されて固定されている。このような静電チャック１は、その上面（図示上側の主面）がチャック面（吸着面）２をなしており、静電チャック１を構成する図示における上部が、チャック面２寄り部位にチャック用電極層４を備えて一体焼成されてなるチャック用電極層含有セラミック基板１１である。そして、下部が焼成済みのセラミック基板２１であり、両セラミック基板１１、２１の間に抵抗発熱体３１を備えたものとされている。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a central longitudinal sectional view of an electrostatic chuck according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded view for explaining the manufacturing process. In the figure, reference numeral 1 denotes an electrostatic chuck, which has a disk shape having a constant thickness as a whole, and is a base member 100 made of a metal having a constant thickness (for example, made of titanium or a titanium alloy). The upper surface 101 is bonded and fixed. Such an electrostatic chuck 1 has an upper surface (upper main surface in the drawing) serving as a chuck surface (attraction surface) 2, and the upper portion in the drawing constituting the electrostatic chuck 1 is chucked at a position near the chuck surface 2. The chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 is provided with the electrode layer 4 and is integrally fired. The lower part is a fired ceramic substrate 21, and a resistance heating element 31 is provided between the ceramic substrates 11 and 21.

チャック用電極層含有セラミック基板１１は、詳しくは図示しないがセラミック積層構造をなし、内部のチャック面２寄り部位にチャック用電極層４を備えている。ただし、本形態では、このチャック用電極層含有セラミック基板１１は円板形状を呈しているが、その裏面（チャック面と反対側の主面）１３には、外周に沿って環状に、一定の幅、高さで凸部１４を有しており、その凸部１４に包囲される内側が凹設された形の凹部１５をなしている。ただし、その凹部１５の深さ（凸部１４の高さ）は、例えば、０．５ｍｍとされ、この凸部１４を含むチャック用電極層含有セラミック基板１１の全体の厚みは５ｍｍとされ、外径は３００ｍｍとされている。なお、凸部１４の幅は２ｍｍとされている。また、本形態では、表裏の両面間に貫通するように適所に、吸着したウエハ（図示せず）を、処理後に突き上げるための突き上げピンを挿通するためのピン孔１６が平面視において、中心から等角度間隔で３箇所設けられている（１箇所のみ図示）。ただし、凹部１５内においてはこのピン孔１６は、同ピン孔１６より大径の横断面円形のボス１７の中心に設けられている。なお、この裏面１３側におけるボス１７は外周の凸部１４と同一高さとされている。 Although not shown in detail, the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 has a ceramic laminated structure, and is provided with a chuck electrode layer 4 near the chuck surface 2 inside. However, in this embodiment, the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 has a disk shape, but the back surface (main surface opposite to the chuck surface) 13 has an annular shape around the outer periphery. It has a convex portion 14 with a width and a height, and forms a concave portion 15 in which the inner side surrounded by the convex portion 14 is recessed. However, the depth of the concave portion 15 (height of the convex portion 14) is 0.5 mm, for example, and the entire thickness of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 including the convex portion 14 is 5 mm. The diameter is 300 mm. In addition, the width | variety of the convex part 14 shall be 2 mm. Further, in this embodiment, a pin hole 16 for inserting a push-up pin for pushing up an adsorbed wafer (not shown) in a proper position so as to penetrate between both sides of the front and back surfaces from the center in a plan view. Three are provided at equal angular intervals (only one is shown). However, in the recess 15, the pin hole 16 is provided at the center of a boss 17 having a circular cross section larger in diameter than the pin hole 16. It should be noted that the boss 17 on the back surface 13 side has the same height as the convex portion 14 on the outer periphery.

また、図示はしないが、チャック用電極層含有セラミック基板１１には、裏面１３側に向かって、図示しない貫通孔（ビアホール）がピン孔１６と同様にボス中に形成され、同ホール内はメタライズされて後述する焼成済みのセラミック基板２１を通して静電チャックの裏面３側にチャック用電極層の端子が引き出されるように形成されている。このように、チャック用電極層含有セラミック基板１１の裏面１３は、外周の凸部１４と、ボス１７を残す形で、一定の深さで凹設されている。なお、このようなチャック用電極層含有セラミック基板１１は、チャック用電極層の形成のためのメタライズパターンが印刷されたグリーンシート等を積層、圧着等し、その後、焼成することで製造される。 Although not shown, in the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11, through holes (via holes) not shown are formed in the boss in the same manner as the pin holes 16 toward the back surface 13, and the inside of the holes is metallized. Then, a terminal of the chuck electrode layer is formed on the back surface 3 side of the electrostatic chuck through a fired ceramic substrate 21 described later. As described above, the back surface 13 of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 is recessed with a certain depth so as to leave the outer peripheral convex portion 14 and the boss 17. The chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 is manufactured by laminating and pressing a green sheet or the like on which a metallized pattern for forming the chuck electrode layer is printed, followed by firing.

一方、このようなチャック用電極層含有セラミック基板１１における裏面１３側の凹部１５内には、一定厚さの焼成済みのセラミック基板２１が嵌め込まれている。ただし、両基板１１，２１の間には接着剤であるガラス３０が充填状に設けられており、両基板１１，２１を接着している。セラミック基板２１は、凹部１５にちょうど嵌り込む大きさ、形状の円板形に形成されており、各ボス１７が嵌合する貫通孔２０も備えている。そして、焼成済みのセラミック基板２１の上には、次に説明する抵抗発熱体３１が載置状に配置されている。なお、チャック用電極層含有セラミック基板１１における裏面１３側の凹部１５内に、セラミック基板２１が嵌め込まれている状態において、同セラミック基板２１の裏面（チャック面と反対側を向く主面）２３と、チャック用電極層含有セラミック基板１１の裏面側の外周の凸部１４及びボス１７の先端面（下面）１４ａ、１７ａは略面一又は面一となるように設定されている。また、図示はしないが、焼成済みセラミック基板２１のうち、抵抗発熱体３１の各端子に対応する位置には、リード線が挿通される貫通孔が設けられており、この貫通孔中には抵抗発熱用の電源に接続される端子（メタライズ）が形成されている。なお、チャック用電極層４の端子は、別の電源に接続されるように形成されている。 On the other hand, a sintered ceramic substrate 21 having a certain thickness is fitted into the recess 15 on the back surface 13 side of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11. However, a glass 30 as an adhesive is provided between the substrates 11 and 21 in a filling manner, and the substrates 11 and 21 are bonded to each other. The ceramic substrate 21 is formed in a disk shape having a size and shape that fits exactly into the recess 15, and also includes a through hole 20 into which each boss 17 is fitted. Then, on the fired ceramic substrate 21, a resistance heating element 31 described below is arranged in a mounting manner. When the ceramic substrate 21 is fitted in the recess 15 on the back surface 13 side of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11, the back surface (main surface facing the opposite side of the chuck surface) 23 of the ceramic substrate 21 and The outer peripheral convex portion 14 on the back surface side of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 and the tip surfaces (lower surfaces) 14a, 17a of the bosses 17 are set to be substantially flush or flush with each other. Although not shown, a through hole through which a lead wire is inserted is provided at a position corresponding to each terminal of the resistance heating element 31 in the fired ceramic substrate 21, and a resistance is contained in the through hole. A terminal (metallization) connected to a power source for heat generation is formed. The terminals of the chuck electrode layer 4 are formed so as to be connected to another power source.

さて、本形態において使用されている抵抗発熱体３１は、焼結体（焼結金属）でない、例えばステンレス鋼製の一定厚さの金属板（例えば厚さ１００μｍの薄板）から、エッチングによって平面視、図示はしないが一定の幅で渦巻き形状をなすように、平面状に形成されたものであり、これが、上記したようにセラミック基板２１の上面２２に載置状に配置されている。そして、両セラミック基板１１，２１の間のうち、抵抗発熱体３１の周囲に充填状に設けられた接着剤であるガラス３０によって両基板１１，２１を接着している。なお、このような抵抗発熱体３１をなすステンレス鋼製の薄板は、その厚みが±０．０２ｍｍ（２％以下）の公差で製造されたものである。そして、その温度係数は約５０ｐｐｍである。 The resistance heating element 31 used in this embodiment is not a sintered body (sintered metal), but is a plan view by etching from a metal plate having a constant thickness (for example, a thin plate having a thickness of 100 μm) made of stainless steel, for example. Although not shown, it is formed in a flat shape so as to form a spiral shape with a constant width, and this is arranged on the upper surface 22 of the ceramic substrate 21 as described above. And between both the ceramic substrates 11 and 21, both the substrates 11 and 21 are adhere | attached with the glass 30 which is the adhesive agent provided in the circumference | surroundings of the resistance heating element 31. FIG. In addition, the stainless steel thin plate which forms such a resistance heating element 31 is manufactured with a tolerance of ± 0.02 mm (2% or less). The temperature coefficient is about 50 ppm.

このような静電チャック１は次のようにして製造される。すなわち、下の焼成済みのセラミック基板２１の上面２２の全体にガラス３０を所定厚さ（例えば０．１ｍｍ）に印刷し、その上に、抵抗発熱体３１を載置状に位置決めして配置する。そして、チャック用電極層含有セラミック基板１１を被せるようにして、その凹部１５内に、抵抗発熱体３１を載置したセラミック基板２１が嵌め込まれるようにする。その後、還元雰囲気中にて、例えば６００〜７００℃に加熱してガラスを溶融して両セラミック基板１１，２１を同ガラスにて接着する。こうして得られた静電チャック１は、適宜に研磨され、その後、ベース部材１００の上面１０１に例えばシリコン樹脂を接着剤として接着されることで図１に示したものとなる。このような静電チャック１は、チャック用電極層４に電流を印加し、ウエハをチャック面２にチャック（吸着）し、通電発熱した抵抗発熱体３１をして、そのチャック面２の全体を加熱し、ウエハを加熱した状態においてエッチング等の処理がされるが、その際には次のような効果がある。 Such an electrostatic chuck 1 is manufactured as follows. That is, the glass 30 is printed on the entire upper surface 22 of the lower fired ceramic substrate 21 to a predetermined thickness (for example, 0.1 mm), and the resistance heating element 31 is positioned and arranged thereon. . Then, the ceramic substrate 21 on which the resistance heating element 31 is placed is fitted into the recess 15 so as to cover the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11. Thereafter, in a reducing atmosphere, the glass is melted by heating to, for example, 600 to 700 ° C., and both ceramic substrates 11 and 21 are bonded with the same glass. The electrostatic chuck 1 obtained in this manner is appropriately polished, and then bonded to the upper surface 101 of the base member 100 by using, for example, silicon resin as an adhesive, as shown in FIG. Such an electrostatic chuck 1 applies a current to the electrode layer 4 for chucking, chucks (sucks) the wafer to the chuck surface 2, forms a resistance heating element 31 that generates heat, and the entire chuck surface 2 is formed. Etching or the like is performed in a state where the wafer is heated and the wafer is heated. In this case, the following effects are obtained.

本形態の静電チャック１においては、その抵抗発熱体３１は、従来のセラミック製の静電チャックにおけるような、セラミックと同時焼成された焼結体（焼結金属）ではなく、厚さが一定の寸法公差（±１％）にあるステンレス鋼からなる薄板をエッチングによって、別途、製造したものを焼成済みのセラミック基板１１，２１間に挟んで接着したものである。すなわち、このような抵抗発熱体３１は、タングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズペーストを印刷して焼成してなるものと異なり、その厚みの誤差がその薄板の公差と同じであり、極めて小さいものであるから、その厚みの誤差に起因する抵抗値のばらつきが少ない。しかも、本形態では抵抗発熱体３１をなす金属がステンレス鋼であり、その温度係数も約５０ｐｐｍと小さい。したがって、チャック面２の全面にわたる温度（面内温度分布）の均一性は、従来のタングステン等を主成分とするメタライズペーストを焼成してなる抵抗発熱体に比べると、著しく高いものとすることができる。具体的には、１２インチの半導体ウエハを加熱した際において、その温度分布を初めて±２％のバラツキ内に収めることができた。 In the electrostatic chuck 1 of the present embodiment, the resistance heating element 31 is not a sintered body (sintered metal) that is co-fired with ceramic as in a conventional ceramic electrostatic chuck, and has a constant thickness. A thin plate made of stainless steel having a dimensional tolerance (± 1%) is separately bonded by etching between the fired ceramic substrates 11 and 21 by etching. That is, such a resistance heating element 31 is different from that obtained by printing and baking a metallized paste mainly composed of a refractory metal such as tungsten, and its thickness error is the same as the tolerance of the thin plate, Since it is extremely small, there is little variation in resistance value due to the thickness error. Moreover, in this embodiment, the metal forming the resistance heating element 31 is stainless steel, and its temperature coefficient is as small as about 50 ppm. Therefore, the uniformity of the temperature (in-plane temperature distribution) over the entire chuck surface 2 may be significantly higher than that of a conventional resistance heating element obtained by firing a metallized paste mainly composed of tungsten or the like. it can. Specifically, when a 12-inch semiconductor wafer was heated, the temperature distribution could be within ± 2% variation for the first time.

また、本形態では、接着剤であるガラス３０の端縁３０ａが静電チャック１の裏面３に位置するため、その裏面３を金属ベース１００に載置状にして例えばシリコン樹脂で接着した際には、ガラスの端縁３０ａが外部に露出することを防止できる。このため、接着剤であるガラスの端縁３０ａがエッチングガス等の雰囲気に晒されないため、侵食の問題もないし、汚染源の発生も防止されるという効果がある。なお、両基板１１，２１からなる静電チャック１の裏面３は、要すれば、金属ベース１００に接着する前に、面一（一平面）となるように平面研磨しておくのが好ましい。 In this embodiment, since the edge 30a of the glass 30 as an adhesive is positioned on the back surface 3 of the electrostatic chuck 1, when the back surface 3 is placed on the metal base 100 and bonded with, for example, silicon resin, Can prevent the edge 30a of the glass from being exposed to the outside. For this reason, since the edge 30a of the glass as an adhesive is not exposed to an atmosphere such as an etching gas, there is no problem of erosion, and the generation of a contamination source is prevented. Note that the back surface 3 of the electrostatic chuck 1 composed of both the substrates 11 and 21 is preferably polished so as to be flush with each other (one plane) before being bonded to the metal base 100, if necessary.

なお、本形態に用いたチャック用電極層含有セラミック基板（例えば厚さ５ｍｍ）１１自体等の各部品は、公知の手法（製法）によって次のようにして製造できる。まず、チャック用電極層含有セラミック基板１１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする複数のセラミックグリーンシートを作り、各グリーンシートに所定の加工、メタライズペーストの印刷を行った後に、積層、圧着してなる積層体を作る。次に、チャック面と反対側の主面に凹部１５を形成するための加工をする。そして、チャック用電極層とともに同時焼成し、研磨することで所望とする基板１１を得る。なお、セラミックグリーンシートにおける所定の加工には、切断、端子用のビアホールの加工、突き上げピン挿通孔の穴あけ等があり、メタライズペーストの印刷はチャック用電極層パターンや各端子の形成用のものである。また、裏面をなすセラミック基板（例えば厚さ１ｍｍ）２１についても同様にして製造する。すなわち、セラミックグリーンシートに、所定の加工、所定のメタライズペーストの印刷を行った後に、積層、圧着して積層体とし、これを焼結し、その後、研磨等により仕上げることで製造される。なお、抵抗発熱体３１は、一定厚さのステンレス鋼からなる薄板を放電加工することで形成しても良い。また、後述するが、抵抗発熱体３１は、一定断面の金属線（ステンレス鋼線など）を曲げ加工して例えば螺旋の平面状に形成してもよい。 Each component such as the chuck electrode layer-containing ceramic substrate (for example, 5 mm thick) 11 itself used in this embodiment can be manufactured by a known method (manufacturing method) as follows. First, the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 is formed by forming a plurality of ceramic green sheets mainly composed of alumina (Al2O3), performing predetermined processing and printing of metallized paste on each green sheet, and then laminating and pressing. Make a laminate. Next, a process for forming the recess 15 in the main surface opposite to the chuck surface is performed. Then, the desired substrate 11 is obtained by co-firing and polishing together with the chuck electrode layer. The predetermined processing in the ceramic green sheet includes cutting, processing of via holes for terminals, drilling of push-up pin insertion holes, etc., and printing of metallized paste is for forming the electrode layer pattern for chucks and each terminal. is there. Further, the ceramic substrate (for example, 1 mm thick) 21 forming the back surface is manufactured in the same manner. That is, it is manufactured by performing predetermined processing and printing of a predetermined metallized paste on a ceramic green sheet, then laminating and press-bonding to form a laminated body, sintering it, and then finishing by polishing or the like. The resistance heating element 31 may be formed by electric discharge machining of a thin plate made of stainless steel having a certain thickness. Further, as will be described later, the resistance heating element 31 may be formed into a spiral flat shape by bending a metal wire (such as a stainless steel wire) having a constant cross section.

さて次に本発明とは別の参考形態について図３及び図４に基づいて説明する。ただし、この静電チャック２０１は、前記形態と基本的に共通するものであるため、相違点を中心として説明し、同一の部位には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。すなわち、本参考形態では、チャック用電極層含有セラミック基板１１は、前記形態と同様に、平面視、円板形状を呈しているが、その裏面（チャック面と反対側の主面）１３は平坦面（平面）とされている。ただし、チャック面（上面）２寄りの外周面は、全周にわたって、平面視、同心で縮径状に形成されており、断面視において段部１８を備えている。なお、説明を容易とするため、本形態及び以下の説明においては、突き上げピンのピン孔等は図示していない（省略している）。 Next, a reference embodiment different from the present invention will be described with reference to FIGS. However, since this electrostatic chuck 201 is basically the same as the above-described embodiment, the description will focus on the differences, the same reference numerals will be given to the same parts, and the description thereof will be omitted as appropriate. That is, in this preferred embodiment, chuck electrode layer containing ceramic substrate 11, similarly to the embodiment, viewed from, but exhibits a disc shape, the back surface (chucking surface and the main surface on the opposite side) 13 flat It is a plane (plane). However, the outer peripheral surface close to the chuck surface (upper surface) 2 is formed concentrically and reduced in diameter in plan view over the entire periphery, and includes a step portion 18 in cross-sectional view. For ease of explanation, pin holes and the like of the push-up pins are not shown (omitted) in the present embodiment and the following explanation.

そして、このようなチャック用電極層含有セラミック基板１１の裏面１３には、外径がこれと同じ円板形状の焼成済みのセラミック基板２１が抵抗発熱体３１を介在させて接着されている。ただし、このセラミック基板２１は、一定厚さの円板形状の基板に対し、図示における上面２２に、断面が一定の横長矩形の凹溝２５が、図示はしないが平面視において、螺旋形状に形成されている。この凹溝２５は、上記したのと同じ抵抗発熱体３１が収容可能に形成されている。なお、本発明における抵抗発熱体３１の平面形状は渦巻き形状のものに限定されるものではない。したがって、本参考形態のように凹溝２５を設ける場合において、その凹溝２５の平面形状は、抵抗発熱体３１が収容、配置され得るように形成すればよい。しかして、この凹溝２５を含む焼成済みのセラミック基板２１の上面（表面）２２に、ガラス３０を所定厚さに印刷し、その凹溝２５内に抵抗発熱体３１を載置し、裏面１３にガラス３０を印刷したチャック用電極層含有セラミック基板１１を被せる。その後で、還元雰囲気中にて加熱して接着剤であるガラス３０を溶かして両基板１１，２１を接着する。こうして内部に抵抗発熱体３１を固定し、図３に示した静電チャック２０１としたものである。なお、本参考形態では、チャック用電極層含有セラミック基板１１の上面外周の段部１８に、断面Ｌ字形で、セラミック製のリング１９がシール材（図示せず）を介して固定されており、外周面に位置する接着剤（本例ではガラス）の端縁３０ａが露出するのを防止している。 A fired ceramic substrate 21 having the same outer diameter as the disk shape is bonded to the back surface 13 of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 with a resistance heating element 31 interposed therebetween. However, this ceramic substrate 21 has a disk-shaped substrate having a constant thickness, and an oblong groove 25 having a rectangular cross section having a constant cross section is formed in a spiral shape in a plan view (not shown) on the upper surface 22 in the drawing. Has been. The concave groove 25 is formed so as to accommodate the same resistance heating element 31 as described above. The planar shape of the resistance heating element 31 in the present invention is not limited to a spiral shape. Therefore, when the concave groove 25 is provided as in the present embodiment , the planar shape of the concave groove 25 may be formed so that the resistance heating element 31 can be accommodated and arranged. The glass 30 is printed to a predetermined thickness on the upper surface (front surface) 22 of the fired ceramic substrate 21 including the concave groove 25, the resistance heating element 31 is placed in the concave groove 25, and the back surface 13. The ceramic substrate 11 containing the electrode layer for chucking, on which the glass 30 is printed, is covered. Thereafter, the glass 30 as an adhesive is melted by heating in a reducing atmosphere to bond the substrates 11 and 21 together. In this way, the resistance heating element 31 is fixed inside, and the electrostatic chuck 201 shown in FIG. 3 is obtained. In this reference embodiment , a ceramic ring 19 having a L-shaped cross section is fixed to a step portion 18 on the outer periphery of the upper surface of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 via a sealing material (not shown). The edge 30a of the adhesive (glass in this example) located on the outer peripheral surface is prevented from being exposed.

しかして、本参考形態の静電チャック２０１においても、上記した本発明の実施の形態のものと同様に、既に焼成済のチャック用電極層含有セラミック基板１１と、焼成済みセラミック基板２１との間に、一定厚さのステンレス鋼製の金属板（薄板）から形成した抵抗発熱体３１を挟み込み、ガラスを加熱溶融してなる接着剤により両セラミック基板１１，２１を接着することで、抵抗発熱体３１を両セラミック基板１１，２１の内部に封止状に設けたものである。このため、上記した本発明の実施の形態の静電チャック１と同様に、抵抗値のばらつきがなく、しかも温度係数も小さい抵抗発熱体３１を備えた静電チャックとなすことができる。これにより、チャック面２の全面にわたる温度（面内温度分布）の均一性の高い静電チャックとなすことができる。なお、本参考形態では、セラミック基板２１の上面２２に、渦巻き形状の抵抗発熱体３１が収容可能の凹溝２５を設けたため、その位置決めが容易となる。なお、これより理解されるが、このような凹溝２５は上部のチャック用電極層含有セラミック基板１１の裏面（裏面側の主面）１３に設けてもよい。 Thus, even in the electrostatic chuck 201 of this preferred embodiment, similar to that of the embodiment of the present invention described above, already a chuck electrode layer containing ceramic substrate 11 of Baked, between the fired ceramic substrate 21 A resistance heating element 31 is formed by sandwiching a resistance heating element 31 formed from a stainless steel metal plate (thin plate) of a certain thickness and bonding the ceramic substrates 11 and 21 with an adhesive obtained by heating and melting glass. 31 is provided inside the ceramic substrates 11 and 21 in a sealed manner. For this reason, similarly to the electrostatic chuck 1 according to the above-described embodiment of the present invention, it is possible to provide an electrostatic chuck including the resistance heating element 31 having no variation in resistance value and having a small temperature coefficient. Thereby, an electrostatic chuck with high uniformity of temperature (in-plane temperature distribution) over the entire surface of the chuck surface 2 can be obtained. In the present embodiment , since the concave groove 25 that can accommodate the spiral resistance heating element 31 is provided on the upper surface 22 of the ceramic substrate 21, the positioning becomes easy. As will be understood from this, such a groove 25 may be provided on the back surface (main surface on the back surface side) 13 of the upper chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11.

さらに、本参考形態では、上部のチャック用電極層含有セラミック基板１１の裏面１３に上記した本発明の実施の形態の場合のように凹部１５を設けていない。このため、上記もしたように、その上面外周の段部１８に、セラミック製のリング１９をシール材を介して固定することで、接着面の端縁が露出するのを防止している。かくして、このものにおいても、エッチングガスによる接着面の端縁の侵食の防止が図られている。なお、このようなリング１９に対応する部位を上部のチャック用電極層含有セラミック基板１１と一体で形成しておいてももちろん良い。 Further, in the present embodiment , the recess 15 is not provided on the back surface 13 of the upper chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 as in the above-described embodiment of the present invention . For this reason, as described above, the ceramic ring 19 is fixed to the step portion 18 on the outer periphery of the upper surface via the sealing material, thereby preventing the edge of the bonding surface from being exposed. Thus, in this case as well, erosion of the edge of the adhesion surface by the etching gas is prevented. Of course, the portion corresponding to the ring 19 may be formed integrally with the upper chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11.

上記した各形態では、抵抗発熱体３１をステンレス鋼から形成したが、抵抗発熱体３１は、抵抗発熱に適した金属から、適宜に選択して形成すればよい。例えば、タングステン、モリブデンが例示できる。また、金属板でなく、一定断面（通常は、円断面）、太さの線材から形成してもよい。なお、抵抗発熱体３１をなす金属は温度係数が２００ｐｐｍ以下のものを用いるのが良い。ただし、特に好ましくは１００ｐｐｍ以下のものであり、例えばＳＵＳ４３０が例示される。 In each embodiment described above, the resistance heating element 31 is made of stainless steel. However, the resistance heating element 31 may be formed by appropriately selecting from a metal suitable for resistance heating. For example, tungsten and molybdenum can be exemplified. Moreover, you may form from a wire with a fixed cross section (usually circular cross section) and thickness instead of a metal plate. The metal forming the resistance heating element 31 is preferably a metal having a temperature coefficient of 200 ppm or less. However, it is particularly preferably 100 ppm or less, for example, SUS430.

そして、上記においては接着剤としてガラスを用い、これを加熱溶融することで両基板１１，２１を接着（一体化）した場合を例示したが、その他の無機系接着剤（例えばアロンセラミック）を用いることもできるし、抵抗発熱温度が低ければ、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などの有機系接着剤を用いることもできる。 In the above, glass is used as an adhesive and the case where both substrates 11 and 21 are bonded (integrated) by heating and melting them is exemplified, but other inorganic adhesives (for example, Aron ceramic) are used. If the resistance heating temperature is low, an organic adhesive such as silicon resin or epoxy resin can be used.

さて次に、本発明の請求項５に係るセラミック製の静電チャックの製造方法の実施の形態について図５に基づいて説明する。なお、図６は、本製造方法にて製造される静電チャック３０１であり、その断面構造は、図１に示したものと共通するため、同一又は対応する部位には同一の符号を付すに止めるが、その構造上の基本的な相違点は次のようである。すなわち、本形態の製法で製造される静電チャック３０１は、上記した各形態に用いたのと同様の抵抗発熱体３１が、その周囲を未焼成のセラミック粉末９９に埋設された状態（くるまれた状態で）で、静電チャック３０１自身の内部に配置されてセラミック製の静電チャック３０１をなしている。しかして、このような静電チャック３０１は次のようにして製造される。 Next, an embodiment of a method for manufacturing a ceramic electrostatic chuck according to claim 5 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an electrostatic chuck 301 manufactured by this manufacturing method, and its cross-sectional structure is the same as that shown in FIG. 1, and therefore, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. I will stop, but the basic differences in structure are as follows. That is, the electrostatic chuck 301 manufactured by the manufacturing method of this embodiment is in a state where the resistance heating element 31 similar to that used in each of the above embodiments is embedded in the unfired ceramic powder 99 (wrapped around). In this state, the ceramic electrostatic chuck 301 is arranged inside the electrostatic chuck 301 itself. Therefore, such an electrostatic chuck 301 is manufactured as follows.

すなわち、図５−Ａに示したように、予め、静電チャック３０１におけるチャック面２側の部位をなす、チャック用電極層４等の形成用のためのメタライズペーストの印刷パターン１０４を層間に備えたグリーンシート積層体１１１と、チャック面２と反対側の部位をなす基板用グリーンシート１２１とを、それぞれ製造しておく。このうち、前者のグリーンシート積層体１０４は、図１に示した静電チャック１におけるチャック用電極層含有セラミック基板１１の製造における焼成前のグリーンシート積層体の製法と同様にして、図５−Ａに示した断面形状に形成しておく。すなわち、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする複数のセラミックグリーンシートを作り、各グリーンシートに所定の加工、メタライズペーストの印刷を行った後に、積層、圧着してグリーンシート積層体を作る。次に、そのうちのチャック面をなすのと反対側の主面１１３に、外周に一定の幅及び高さからなる凸部１１４が周設されるように、上記したように各ボス（図示せず）の部位を除いて平面視、円形の凹部１１５を形成する。この凹部１１５の深さは、この凹部１１５に未焼成の基板用グリーンシート１２１が嵌め込み状に一体化され、その凸部１１４の先端面１１４ａと基板用グリーンシート１２１の裏面１２３が面一とされた際に、両グリーンシート１１１，１２１の間に所定の高さの空隙が確保されるように設定されている。 That is, as shown in FIG. 5A, a printed pattern 104 of a metallized paste for forming the chuck electrode layer 4 and the like, which forms a part on the chuck surface 2 side of the electrostatic chuck 301, is provided in advance between the layers. The green sheet laminate 111 and the substrate green sheet 121 forming the portion opposite to the chuck surface 2 are respectively manufactured. Among these, the former green sheet laminate 104 is similar to the method for producing a green sheet laminate before firing in the production of the chuck electrode layer-containing ceramic substrate 11 in the electrostatic chuck 1 shown in FIG. The cross-sectional shape shown in A is formed. That is, a plurality of ceramic green sheets mainly composed of alumina (Al 2 O 3) are prepared, and predetermined processing and printing of metallized paste are performed on each green sheet, followed by lamination and pressure bonding to produce a green sheet laminate. Next, as described above, each boss (not shown) is provided so that a convex portion 114 having a certain width and height is provided on the outer periphery on the main surface 113 opposite to the chuck surface. ), A circular recess 115 is formed in plan view. The depth of the recess 115 is such that the unfired substrate green sheet 121 is integrated into the recess 115 so that the front end surface 114a of the protrusion 114 and the back surface 123 of the substrate green sheet 121 are flush with each other. Is set so that a gap of a predetermined height is secured between the green sheets 111 and 121.

一方、基板用グリーンシート１２１は、単層又はグリーンシート積層体からなるもので、本形態では図１に示した静電チャック１におけるセラミック基板２１の製造における焼成前のグリーンシートの製法と同様にして、グリーンシート積層体１１１の裏面１１３の凹部１１５に径方向に略隙間なく嵌るように加工しておく。 On the other hand, the substrate green sheet 121 is composed of a single layer or a green sheet laminate. In this embodiment, the green sheet 121 is manufactured in the same manner as the green sheet before firing in the production of the ceramic substrate 21 in the electrostatic chuck 1 shown in FIG. Then, the green sheet laminate 111 is processed so as to fit in the recess 115 of the back surface 113 in the radial direction with almost no gap.

そして、グリーンシート積層体１１１の裏面１１３の凹部１１５に、基板用グリーンシート１２１を嵌め込むようにして重ねて、図５−Ｂに示したように一体化するのであるが、嵌め込んだ状態で形成される両者の間の閉塞状の空隙（空間）Ｋ内には、図１の実施の形態で示したのと同様の抵抗発熱体３１を、グリーンシートより焼結温度の高い未焼成のセラミック粉末９９にて埋設された状態（くるまれた状態）で配置しておく。なお、このように一体化したときは、グリーンシート積層体（以下、単にグリーンシートとも言う）１１１の裏面１１３の凹部１１５の内周面と、基板用グリーンシート（以下、単にグリーンシートとも言う）１２１の外周面との間はセラミックペースト（図示せず）で接合（接着）しておく。この段階では、抵抗発熱体３１の周囲は、セラミック粉末９９で覆われており、空隙Ｋ内はそのセラミック粉末９９が充填された状態にある。なお、このセラミック粉末９９は、本形態では高純度のアルミナセラミック粉末としており、その焼結温度は１７００度であり、各グリーンシート１１１、１２１の焼結温度（１５００度）より高いものとされている。また、凹部１１５における内径は、焼結によってこれらグリーンシートが２０％程度収縮しても、抵抗発熱体３１にてその収縮が妨げられないように、その大きさが設定されている。 Then, the green sheet 121 for substrate is overlapped with the concave portion 115 of the back surface 113 of the green sheet laminate 111 so as to be integrated as shown in FIG. 5-B. In the closed gap (space) K between the two, a resistance heating element 31 similar to that shown in the embodiment of FIG. Arranged in a state embedded in (wrapped). When integrated in this way, the inner peripheral surface of the recess 115 of the back surface 113 of the green sheet laminate (hereinafter also simply referred to as green sheet) 111 and the substrate green sheet (hereinafter also simply referred to as green sheet). The outer peripheral surface of 121 is bonded (adhered) with a ceramic paste (not shown). At this stage, the periphery of the resistance heating element 31 is covered with the ceramic powder 99, and the gap K is filled with the ceramic powder 99. In this embodiment, the ceramic powder 99 is a high-purity alumina ceramic powder, and its sintering temperature is 1700 degrees, which is higher than the sintering temperature (1500 degrees) of each of the green sheets 111 and 121. Yes. Further, the inner diameter of the recess 115 is set such that the resistance heating element 31 does not prevent the contraction even if the green sheets contract by about 20% due to sintering.

このようにして一体化された図５−Ｂに示した仕掛品を、図示しない耐熱性の基台上に載置し、セラミック粉末９９が焼成されない温度で、各グリーンシート（未焼成セラミック基板）１１１、１２１及びメタライズペーストを同時焼成する。こうすることで、内部に、焼結されないセラミック粉末９９に埋設された状態にある抵抗発熱体３１を備えたセラミック製の静電チャックが得られる。すなわち、この方法によれば、焼成によって各グリーンシート１１１、１２１は大きく収縮するが、内部の抵抗発熱体３１と、各グリーンシート１１１、１２１との間には焼成されないセラミック粉体９９が介在されているため、そのような大きな焼成収縮があっても、内部のセラミック粉末９９を圧縮するようにして収縮する形となる。これにより、内部に別途に製造された、一定厚さの金属板から平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体３１を有する静電チャックを得ることができる。 The in-process product shown in FIG. 5-B integrated in this manner is placed on a heat-resistant base (not shown), and each green sheet (unfired ceramic substrate) at a temperature at which the ceramic powder 99 is not fired. 111, 121 and metallized paste are fired simultaneously. By doing so, a ceramic electrostatic chuck having a resistance heating element 31 embedded in a ceramic powder 99 that is not sintered is obtained. That is, according to this method, the green sheets 111 and 121 are largely contracted by firing, but the ceramic powder 99 that is not fired is interposed between the internal resistance heating element 31 and the green sheets 111 and 121. Therefore, even if there is such a large firing shrinkage, the ceramic powder 99 inside is shrunk so as to be compressed. Thereby, the electrostatic chuck which has the resistance heating element 31 for electric heaters formed in the flat form from the metal plate of the fixed thickness separately manufactured inside can be obtained.

かくては、その後、必要な研磨加工等の仕上げをし、金属ベース部材１００の上面に静電チャック３０１の裏面３を接合することで、図６に示した通りの金属ベース部材１００付のセラミック製の静電チャック３０１が得られる。なお、図６において静電チャック３０１は、図５−Ａ、Ｂに記したの同じ大きさで示されているが、実際には焼成収縮分、小さくなる。そして、このような静電チャック３０１は、その内部に設けられた抵抗発熱体３１が、上記した各形態のものと同様、タングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズペーストを印刷して焼成したものと異なり、その厚みの誤差がその金属板における公差と同じであり、極めて小さいものであるから、その厚みの誤差に起因する抵抗値のばらつきが少ない。しかも、金属板が温度係数も小さいステンレス鋼製のものである。したがって、チャック面２の全面にわたる温度（面内温度分布）の均一性は、従来のタングステン等を主成分とするメタライズペーストを焼成してなる抵抗発熱体に比べると、著しく高いものとすることができる。 Thus, after finishing the necessary polishing or the like, the back surface 3 of the electrostatic chuck 301 is joined to the upper surface of the metal base member 100, so that the ceramic with the metal base member 100 as shown in FIG. A manufactured electrostatic chuck 301 is obtained. In FIG. 6, the electrostatic chuck 301 is shown in the same size as shown in FIGS. In such an electrostatic chuck 301, the resistance heating element 31 provided in the electrostatic chuck 301 prints and fires a metallized paste mainly composed of a refractory metal such as tungsten as in the above-described embodiments. Unlike the above, the thickness error is the same as the tolerance of the metal plate and is extremely small, so that there is little variation in resistance value due to the thickness error. Moreover, the metal plate is made of stainless steel having a small temperature coefficient. Therefore, the uniformity of the temperature (in-plane temperature distribution) over the entire chuck surface 2 may be significantly higher than that of a conventional resistance heating element obtained by firing a metallized paste mainly composed of tungsten or the like. it can.

本形態の製法によれば、グリーンシートの積層後の焼成過程で、静電チャックとして一体化できる。そして、図１に示したもののような焼成後のセラミック基板１１，２１同士を接着剤で接着することにより一体化するものでないため、ガラス等の接着剤が露出するといった問題もない。なお、内部の焼成されないセラミック粉末９９は、焼成過程では、グリーンシートの垂れ下がりを防ぐと共に、静電チャック３０１として完成した状態においては、内部が充填状態となることから、熱伝導上における問題もない。なお、焼成前に充填すべきセラミック粉末９９の量は、各グリーンシート１１１，１２１の焼成収縮率を考慮し、その収縮を妨げない範囲で、しかも、焼成後においては内部が適度に充実状態となるように設定して充填すればよい。 According to the manufacturing method of this embodiment, it can be integrated as an electrostatic chuck in the firing process after the green sheets are laminated. And since it is not what integrates by adhere | attaching the ceramic substrates 11 and 21 after baking like what was shown in FIG. 1 with an adhesive agent, there is also no problem that adhesive agents, such as glass, are exposed. The ceramic powder 99 that is not fired in the interior prevents the green sheet from sagging during the firing process, and in the completed state as the electrostatic chuck 301, the interior is filled, so there is no problem in heat conduction. . The amount of the ceramic powder 99 to be filled before firing is within a range that does not prevent the shrinkage in consideration of the firing shrinkage rate of each of the green sheets 111 and 121, and the inside is appropriately filled after firing. What is necessary is just to set and fill.

すなわち、本製法で製造された静電チャック３０１によれば、上記した各形態の静電チャックと同様に、抵抗発熱体３１が、従来のようにタングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズペーストをグリーンシートに印刷し、このグリーンを積層圧着して、同時焼成してなるものではなく、別途に、一定厚さの金属板等から製造されたものであるから、従来のようにその厚みに大きな誤差はない。したがって、発熱温度にバラツキがないため、静電チャック３０１のチャック面２が均一な温度分布となる。 That is, according to the electrostatic chuck 301 manufactured by this manufacturing method, the resistance heating element 31 is metallized mainly containing a refractory metal such as tungsten as in the conventional case, as in the electrostatic chucks of the above-described forms. The paste is printed on a green sheet, the green is laminated and pressure-bonded, and not fired at the same time, but is manufactured separately from a metal plate with a certain thickness. There is no big error. Therefore, since the heat generation temperature does not vary, the chuck surface 2 of the electrostatic chuck 301 has a uniform temperature distribution.

なお、このように、各グリーンシートの焼成過程で一体化するものにおいても、抵抗発熱体は、一定断面の金属線から平面状に形成したものとしてもよい。また、図５においては、静電チャックの上部をなすグリーンシート積層体１１１のチャック面をなす側と反対側の主面１１３の外周に凸部１１４を周設し、それに包囲される内側の凹部１１５に静電チャックの下部をなす基板用グリーンシート１２１を嵌め込むことで、その両者を重ねて一体化した際にその両者の間に閉塞状の空隙ができるようにしたが、本発明ではこれに限定されるものではない。すなわち、これとは逆に基板用グリーンシート１２１の上面の外周に凸部を周設することとしてもよいし、両者の対向する面の外周に凸部を周設してもよい。本製法では、そのグリーンシート積層体１１１と、基板用グリーンシート１２１の両者を重ねて一体化した際、その両者の間に、一定厚さの金属板又は一定断面の金属線から、平面状に形成された電気ヒーター用の抵抗発熱体を、焼結温度が前記グリーンシートの焼結温度よりも高いセラミック粉末中に埋設した状態で配置できる閉塞状の空隙ができるものであればよい。 As described above, even in the case where the green sheets are integrated in the firing process, the resistance heating element may be formed in a planar shape from a metal wire having a constant cross section. Further, in FIG. 5, a convex portion 114 is provided on the outer periphery of the main surface 113 on the opposite side to the chuck surface side of the green sheet laminate 111 that forms the upper portion of the electrostatic chuck, and the inner concave portion is surrounded by the convex portion 114. 115, the green sheet 121 for the substrate that forms the lower part of the electrostatic chuck is fitted, so that when the two are overlapped and integrated, a closed gap is formed between them. It is not limited to. That is, conversely, a convex portion may be provided on the outer periphery of the upper surface of the substrate green sheet 121, or a convex portion may be provided on the outer periphery of the opposing surface. In this manufacturing method, when both the green sheet laminate 111 and the substrate green sheet 121 are overlapped and integrated, from a metal plate having a constant thickness or a metal wire having a constant cross section, a flat shape is formed between the two. The formed resistance heating element for the electric heater may be any as long as it can form a closed gap that can be placed in a state where the sintering temperature is embedded in a ceramic powder having a sintering temperature higher than the sintering temperature of the green sheet.

また、閉塞状の空隙内において、抵抗発熱体を埋設状にする、焼結されないセラミック粉末は、グリーンシートを焼成する際において焼成されないものであればよく、したがって、グリーンシート１１１，１２１の焼結温度との関係で設定すればよい。 Further, the ceramic powder that is not sintered and that embeds the resistance heating element in the closed gap may be any ceramic powder that is not fired when the green sheet is fired, and thus the green sheets 111 and 121 are sintered. What is necessary is just to set in relation to temperature.

その他、本発明は、上記した各実施の形態のものに限定されるものではなく、適宜に変更して具体化できる。また、上記においては、静電チャック板をなすグリーンシートにアルミナを用いたがこれに限定されるものでない。グリーンシートは、ＳｉＣやＡｌＮであってもよい。なお、ベース部材と静電チャック板と接着剤としては、シリコン樹脂を用いるのが好ましい。また、ベース部材については、アルミニウム又はアルミニウム合金製のものとしても具体化できる、 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be embodied with appropriate modifications. In the above, alumina is used for the green sheet forming the electrostatic chuck plate, but the invention is not limited to this. The green sheet may be SiC or AlN. In addition, it is preferable to use a silicon resin as the base member, the electrostatic chuck plate, and the adhesive. Further, the base member can be embodied as one made of aluminum or aluminum alloy.

また、本発明の静電チャックは、内部に一対の電極を備えてその電極間に電圧を印加することで靜電力を発生させる双極型のもの、又は内部の電極とウエハとの間に電圧を印加することで、静電チャック板上にウエハを吸着させる単極型のものにおいても適用できる。さらに、静電チャックは、その平面形状が円形のものに限定されるものでもなく、適宜の形状のものにおいて具体化できることはいうまでもない。 In addition, the electrostatic chuck of the present invention has a pair of electrodes inside and generates a negative power by applying a voltage between the electrodes, or a voltage between the internal electrode and the wafer. By applying it, the present invention can also be applied to a monopolar type in which a wafer is attracted onto an electrostatic chuck plate. Furthermore, it is needless to say that the electrostatic chuck is not limited to a circular planar shape, and can be embodied in an appropriate shape.

本発明に係る静電チャックの中央縦断面図。The center longitudinal cross-sectional view of the electrostatic chuck which concerns on this invention. 図１の静電チャックの製造工程を説明するための分解図（断面図）。The exploded view (sectional drawing) for demonstrating the manufacturing process of the electrostatic chuck of FIG. 本発明とは別の参考形態の静電チャックの中央縦断面図。 The center longitudinal cross-sectional view of the electrostatic chuck of the reference form different from this invention . 図３の静電チャックの製造工程を説明するための分解図（断面図）。FIG. 4 is an exploded view (sectional view) for explaining a manufacturing process of the electrostatic chuck of FIG. 3. 請求項５の静電チャックの製造工程を説明するための分解図（断面図）及び断面図。The exploded view (sectional drawing) and sectional drawing for demonstrating the manufacturing process of the electrostatic chuck of Claim 5 . 請求項５の製法で製造される静電チャックの断面図。Sectional drawing of the electrostatic chuck manufactured by the manufacturing method of Claim 5 .

１，２０１、３０１静電チャック
２チャック面
４チャック用電極層
１１一体で焼成されたチャック用電極層含有セラミック基板
１３チャック面と反対側の主面
１４凸部
１４ａ凸部の先端面
１５凹部
２１別の焼成済みセラミック基板
２３焼成済みセラミック基板のチャック面と反対側を向く主面
３０ガラス（接着剤）
３０ａ接着面の端縁
３１抵抗発熱体
９９セラミック粉末
１０４チャック用電極層形成用のためのメタライズペーストの印刷パターン
１１１グリーンシート積層体
１１３グリーンシート積層体におけるチャック面と反対側を向く主面
１１４グリーンシートの外周に凸部
１２１チャック面と反対側の部位をなす基板用グリーンシート
Ｋ閉塞状の空隙 1, 201, 301 Electrostatic chuck 2 Chuck surface 4 Chuck electrode layer 11 Ceramic substrate containing chuck electrode layer 13 integrally fired 13 Main surface 14 opposite to the chuck surface Convex portion 14a Convex tip end surface 15 Concave portion 21 Another fired ceramic substrate 23 Main surface 30 facing the chuck surface of the fired ceramic substrate 30 Glass (adhesive)
30a Edge 31 of adhesive surface Resistance heating element 99 Ceramic powder 104 Print pattern 111 of metallized paste for forming electrode layer for chuck 111 Green sheet laminate 113 Main surface 114 facing green side of chuck in green sheet laminate Green sheet K for substrate forming convex part 121 on the outer periphery of the sheet on the side opposite to the chuck surface.

Claims

An electrostatic chuck made of ceramic having an electrode layer for chuck and a resistance heating element for electric heater inside,
Between the chuck electrode layer-containing ceramic substrate that is integrally fired with the chuck electrode layer inside, and another fired ceramic substrate,
From a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section, a resistance heating element for an electric heater formed in a planar shape is sandwiched,
In an electrostatic chuck in which the resistance heating element is provided inside by bonding both ceramic substrates with an adhesive ,
A convex portion is provided around the outer surface of the main surface opposite to the chuck surface in the chuck electrode layer-containing ceramic substrate, and the resistance heating element is disposed in an inner concave portion surrounded by the convex portion. Inserting the fired ceramic substrate and sandwiching the resistance heating element between the ceramic substrates,
Both ceramic substrates are bonded by an adhesive, and the edge of the bonding surface of both ceramic substrates is present on the opposite side of the chuck surface of the electrostatic chuck itself, and the tip surface of the convex portion and the fired ceramic substrate An electrostatic chuck characterized in that the chuck surface and the main surface facing the opposite side are flush with each other .

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the metal forming the metal plate or the metal wire has a temperature coefficient of 200 ppm or less.

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the adhesive is an inorganic adhesive.

The electrostatic chuck according to claim 3, wherein the inorganic adhesive is glass.

A method of manufacturing an electrostatic chuck made of ceramic having an electrode layer for chuck and a resistance heating element for electric heater inside,
A green sheet laminate having a printed pattern of a metallized paste for forming an electrode layer for chuck, which forms a portion on the chuck surface side, and a green sheet for a substrate that forms a portion opposite to the chuck surface,
When the green sheet laminate and the green sheet for the substrate are stacked and integrated, a convex portion is provided around the outer periphery of at least one of the main surfaces so that a closed gap is formed between the two. And
The green sheet laminate and the green sheet for the substrate are stacked and integrated, and in the closed gap formed at that time, from a metal plate having a certain thickness or a metal wire having a certain cross section, in a planar shape. The formed resistance heating element for the electric heater is placed in a state where the sintering temperature is embedded in a ceramic powder whose sintering temperature is higher than the sintering temperature of the green sheet, and under this state, the ceramic powder is fired. A method of manufacturing a ceramic electrostatic chuck that is fired at a temperature that is not performed.