JP4825220B2 - 静電チャック用電極シート及び静電チャック - Google Patents

Description

この発明は、静電チャック用の電極シート、及びこの電極シートを用いた静電チャックに関する。

半導体製造プロセスに係るイオン注入装置、イオンドーピング装置、プラズマイマージョン装置等をはじめ、種々の装置においてシリコンウエハ等の半導体基板を吸着・保持するために静電チャックが使用されている。また、液晶製造分野においては、絶縁性基板に液晶の圧入を行う際に用いる基板張り合わせ装置やイオンドーピング装置等において絶縁性基板であるガラス基板を吸着・保持するために静電チャックが使用されている。

静電チャックを使用するこれらの装置では、製造工程の連続化あるいは自動化を進める上で、静電チャックが基板を保持しているのかどうかを確実に判別する必要がある。例えば、基板が吸着されていなければイオン注入等を行うことはできず、あるいは静電チャックから基板が回収できなければ、次の工程のために基板を移送することができなくなる。基板の有無を確認することは、量産を前提とするこれらの装置にとって製造工程で大切な確認事項のひとつである。

そこで、ふたつの電極の間に電位差を設けて基板を吸着する、いわゆる双極型の静電チャックにおいて、これら電極間の静電容量を測定することによって、静電チャックに基板が吸着されているかどうかを検知する基板検知装置が一般に使われている。この基板検知に係る技術について、例えば特開平７−７０７４号公報（特許文献１）には、静電チャックの２つの電極間に接続されたキャパシタンス感知回路を用いることによって、基板が存在しない場合、基板が存在するが吸着できていない場合、及び基板が吸着されている場合をそれぞれ検知する方法が記載されている。また、特開２０００−２２８４４０号公報（特許文献２）には、静電チャックの２つの電極の間に静電容量測定器を取り付けた上で、静電チャック自体を上下動させることによって静電チャックが基板を十分に吸着保持しているかどうかを正確に検知する方法が記載されている。通常、静電チャックにおける電極から生じる電気力線は静電チャックに保持された基板まで達するため、真空に比べて誘電率が高い基板（例えばシリコンウエハの比誘電率は５．４程度）が存在すると、その分だけ静電容量が増加する。図５は、この様子を簡単に表すものであり、電極１０、１１の間で発生する電気力線（図中ではその一部を破線で表す）は基板Ｗに達するため、基板Ｗの有無によって電極間の静電容量に差が生じることになる。

ところで、近年、フラットパネルディスプレイの需要の高まりを受けて、パネルサイズの大型化が一層進んでいる。例えば、液晶用のマザーガラスの基板サイズが２ｍ×２ｍを超えるものまで登場するに至っている。このような大型の基板を処理するためには、静電チャックの吸着力（保持力）をより一層高めることが必要になってくる。そこで、本発明者らは、従来の双極型静電チャックのように同一平面上に２つの電極を並べて配置するのではなく、電極間絶縁層を介して２つの電極層を深さ方向に並べて積層した電極シートを用いた静電チャックを提案している（特許文献３参照）。このように、電極間絶縁層を介して２つの電極層を深さ方向に積層することによって、絶縁耐圧に優れながら、大型の基板に対しても十分対応可能な吸着力を発揮する静電チャックを得ることに成功している。

しかし、上記のように２つの電極層がその深さ方向に積層されている場合には、これらの電極間に生じる静電容量は、主に電極間絶縁層を介して配置された２つの電極層の対向する面積によって決まる。その様子を表す簡略図が図６である。つまり、電極間に生じる電気力線には、基板Ｗまで達するもの（Ｉで示した破線）と、電極１０、１１の間のみで発生するもの（IIで示した破線）とが存在し、このうち、電気力線の量としては後者（IIの方）の割合が主になる。そのため、２つの電極層が深さ方向に積層されていると、基板が存在する場合と存在しない場合とにおける静電容量の違いはさほど大きくならず、上述したような基板検知方法を採用する既存の基板検知装置では基板の有無を正しく検出できない場合がある。
特開平７−７０７４号公報 特開２０００−２２８４４０号公報 ＷＯ２００５／０９１３５６ Ａ1パンフレット

そこで、本発明者らは、静電チャックが優れた吸着力を発揮できるように電極間絶縁層を介して２つの電極層をその深さ方向に積層させた場合において、既存の基板検知装置を使った場合の誤検知を減らすべく鋭意検討した結果、基板が存在しない場合における電極間の静電容量をより小さくすることによって、上記のような誤検知の問題を解消できることを見出し、本発明を完成した。

したがって、本発明の目的は、基板が存在する場合と存在しない場合とにおける電極間の静電容量の差を、既存の基板検知装置で正しく検知できる程度に大きくすることができ、尚且つ、優れた静電チャックの吸着力を発揮できる静電チャック用電極シートを提供することにある。

また、本発明の別の目的は、上記電極シートを用いた静電チャックを提供することにある。

すなわち、本発明は、第一絶縁層、第一電極層、電極間絶縁層、第二電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を有して第一絶縁層側に基板を吸着させる静電チャック用の電極シートであって、第一電極層が、所定の平面領域内に複数の開口部を有し、第二電極層が、第一電極層の開口部を電極シートの深さ方向に投影した位置にあって投影した開口部と略同じ面積を持つ開口対応部と、開口対応部同士を連結する連結部とを有してなる静電チャック用電極シートである。

また、本発明は、上記電極シートを金属基盤に貼着してなる静電チャックである。

本発明において、第一電極層については、所定の平面領域内に複数の開口部を有する必要がある。この開口部は、第一電極層と第二電極層の間で発生する電気力線のうち基板を経由してやりとりされる電気力線（図６で言うＩの電気力線）の通過口となるものであり、その形状については特に制限はなく、例えば円形、楕円形、三角形以上の多角形又はその正多角形等を例示することができる。好ましくは、放電の起点となるおそれを可及的に排除する目的等から円形又は楕円形の開口部であるのがよい。なお、開口部の形状については２種以上のものが複数混在してもよいが、吸着する基板の全面により均一な吸着力を発揮させる等の観点から、好ましくは同一形状の開口部が複数存在するようにするのがよい。

また、上記開口部については、互いに隣接する開口部の最短距離をＸとし、この最短距離Ｘに平行な直線を仮想直線として、この仮想直線に対しこれら隣接する開口部の重心をそれぞれ投影した際の垂線の足により得られる線分の長さをＬとした場合、好ましくはＬ／Ｘ≧１．５、かつ、Ｌ≦２．５ｍｍの関係を満たすのがよい。ここで、Ｌ／Ｘは、隣接する２つの開口部の最短距離Ｘに対する開口部による開口の割合を表す指標のひとつであり、このＬ／Ｘの値が大きくなるにつれ開口の程度が増えることになる。この開口の程度が増すと、第二電極層から浸透する電位（浸透電位）の分布を多くすることができ、すなわち、第一電極層と第二電極層の間で発生する電気力線のうち基板を経由してやりとりされる電気力線（図６で言うＩの電気力線）が多くなって、基板に対するグラディエント力（吸着力）をより高めることができる。このＬ／Ｘが５より大きくなるとグラディエント力発生の効果が飽和すると推測される。一方、Ｌが２．５ｍｍより大きくなると、基板に対して作用するグラディエント力の総量が少なくなって十分な吸着力及び保持力を発揮させることが難しくなる。また、グラディエント力を効率的に発生させることができて優れた吸着力（保持力）を発揮させることができる観点から、Ｘについては好ましくは０．２ｍｍ以上であるのがよい。尚、互いに隣接する開口部の最短距離Ｘとは、隣接する開口部によって挟まれた第一電極層の導電部分の幅の最小値に相当する。

また、上記開口部については、所定の平面領域内において規則性を有して配置されるようにするのがよく、例えば開口部の最短距離Ｘを含む直線上に、それぞれ互いに隣接する開口部の重心が並ぶように規則性を有して配置されているのがよい。第一電極層における複数の開口部が規則性を有して配置されていることにより、基板に対する吸着力をより均一に発生させることができる。

また、第二電極層は、開口対応部と連結部とを有してなり、第一絶縁層、第一電極層、電極間絶縁層、第二電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造の電極シートにおいて、上記開口対応部は、第一電極層の開口部を電極シートの深さ方向に投影した位置にあって、かつ、投影した開口部と略同じ面積を持つようにし、これら開口対応部同士を連結部が連結してなる。投影した第一電極層の開口部と略同じ面積を持つ開口対応部は、この開口部を通じて基板側に第二電極層の電位を浸透させる役割を有するものであり、基板に対する吸着力を発揮せしめる観点から最低限必要になるものであるが、大きくなり過ぎると第一電極層と第二電極層との間のみで生じる電気力線（図６で言うIIの電気力線）が増加することになり、静電容量に基づく既存の基板検知方法による検知が難しくなる。

すなわち、投影した開口部の面積と同じ又はそれより小さい開口対応部であれば、原則的には、開口対応部と開口部以外の第一電極層との間のみで生じる電気力線（図６で言うIIの電気力線である。但し、この場合は電極間で互いに垂直方向に発生する電気力線以外は無視するものとする。）の量は限りなく小さくなる。投影した開口部よりも開口対応部の面積が大きくなれば、その分だけ電極間のみで生じる電気力線（図６で言うIIの電気力線）の量が多くなり、結果として静電容量が増加する。基板が存在しない場合における静電容量が大きくなると、基板が存在することにより増加する静電容量との差に基づいて基板の有無を検出する既存の基板検出装置では、誤検知の可能性が高くなってしまう。そのため、開口対応部は、第一電極層の開口部を深さ方向に投影した位置と同じ位置にあって、かつ、投影した開口部と略同じ面積を持つようにする。ここで、投影した開口部と略同じ面積を持つとは、投影した開口部の面積よりも僅かに大きい場合や僅かに小さい場合を含める意味であって、例えば±２０％以内の面積増減量となるようにするのがよい。好ましい開口対応部については、投影した開口部と同じ面積を持つようにするのがよく、より好ましくは開口部を投影したものと同一形状を有した開口対応部であるのがよい。

また、開口対応部同士を連結する連結部については、第二電極層を形成する複数の開口対応部を同一電位に保てるようにするものであって、孤立する開口対応部が存在しないようにできれば連結部の形状、配置、連結数等については適宜設計することができる。ただし、連結部は、開口部以外の第一電極層との間のみで生じる電気力線（図６で言うIIの電気力線）を形成するため、断線を生じるおそれのない程度に可及的に細くするのがよい。

第一電極層及び第二電極層を上記のようにすることによって、電極シートを形成し、場合によっては金属基盤に電極シートを貼着して静電チャックを形成した際に、基板を吸着したときの第一電極層と第二電極層との間の静電容量をＣ１とし、基板を吸着していないときの第一電極と第二電極との間の静電容量Ｃ２として、これらが（Ｃ１−Ｃ２）／Ｃ１≧０．０３、好ましくは（Ｃ１−Ｃ２）／Ｃ１≧０．０５の関係を満たすようにするのがよい。（Ｃ１−Ｃ２）／Ｃ１が０．０３以上であれば、一般的な既存の基板検出装置において、基板の有無を正しく判別することができる。

第一電極層及び第二電極層の材質については、銅、タングステン、アルミニウム、ニッケル、クロム、銀、白金、錫、モリブデン、マグネシウム、パラジウム、タンタル等を挙げることができ、このうち電導性あるいは生産性の観点から好ましくは銅又はアルミニウムであるのがよい。第一電極層と第二電極層とは同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。これら第一電極層及び第二電極層の膜厚については適宜選択することができるが、好ましくは０．１〜２０μｍであるのがよく、特に第一電極層については０．１〜５μｍであるのが更に好ましい。第一電極層は、その凹凸が基板を吸着させる側である第一絶縁層の表面に反映される可能性があるため、膜厚が０．１〜５μｍの範囲であれば特にラップ処理等の特殊な処理を必要とせずに平坦性を確保することができ、第一絶縁層の表面をＲａ１μｍ程度にすることができる。

第一電極層及び第二電極層を形成する方法として、例えば、上記いずれかの金属からなる箔を用いて所定の形状にエッチングして得てもよく、ポリイミドフィルム等の絶縁性フィルムの表裏両面に金属層が積層された積層体を利用し、金属層を所定の形状にエッチングして得てもよい。また、第一絶縁層、電極間絶縁層又は第二絶縁層のいずれかの絶縁層の表面に、上記金属をスパッタ法、イオンプレーティング法（イオンプレーティング蒸着法）、気相成長法、又はメッキ処理等を用いて成膜し、必要により所定の形状にエッチングして得るようにしてもよい。更には、ペースト状にした金属を上記いずれかの絶縁層の表面に印刷することで電極層を形成するようにしてもよい。更にまた、モリブデン、タングステン、タンタル等の高融点金属を上記いずれかの絶縁層の表面に溶射し、所定の形状を有した電極層を形成してもよい。これらのうち、特に膜厚０．１〜５μｍの薄い第一電極層を形成する場合には、イオンプレーティング法を用いるのが好適である。

また、第一絶縁層、電極間絶縁層、及び第二絶縁層については、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ、及びアクリルから選ばれた１種又は２種以上の樹脂からなる樹脂層から形成してもよく、或いは酸化アルミ、窒化アルミ、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア及びチタニアから選ばれた１種又は２種以上からなるセラミックス層から形成してもよく、更には珪素及び二酸化珪素から選ばれた１種又は２種からなる層から形成してもよい。このうち、量産性の観点から、好ましくはポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート及びエポキシから選ばれた１種又は２種以上の樹脂からなる樹脂層によって形成するのがよいが、耐絶縁性や化学的耐性の観点からポリイミドであるのが更に好ましい。尚、第一絶縁層、電極間絶縁層、及び第二絶縁層はそれぞれ同一の材質から形成されていても、適宜選択してそれぞれ別の材質から形成されていてもよい。

第一絶縁層、電極間絶縁層、及び第二絶縁層のそれぞれの膜厚については、適宜選択して形成することができるが、好ましくは第一絶縁層が５０〜３００μｍ、電極間絶縁層が２５〜１００μｍ、及び第二絶縁層が２５〜１００μｍであるのがよい。

また、本発明における電極シートは、静電チャックにおいて一般的に使用される金属基盤に貼着して静電チャックを形成することができ、このような金属基盤として、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ基盤を挙げることができる。この際、自己接着性を有した第二絶縁層を用いて金属基盤に貼着してもよく、第二絶縁層側に別途接着性フィルムを介して電極シートと金属基盤とを貼着するようにしてもよい。また、第二絶縁層と金属基盤との間に膜厚５００〜１０００μｍのシリコーンゴムからなる柔軟層を設けるようにしてもよい。一般的に、静電チャックがシリコンウエハ等の基板を吸着する際、電極シートと基板との接触率（密着度）は、ゴム系の弾性体から形成した第一絶縁層をそのまま基板吸着面とした場合で高々数％〜１０％程度である。この場合、第一絶縁層がポリイミドからなるとこの接触率は１％程度まで落ちるとされる。そこで、上記のように金属基盤と第二絶縁層との間に柔軟層を設けておくことで、基板の接触率を高めることができ、優れた吸着力を発揮できると共に、基板を冷却する際の効率が格段に上昇する。

また、静電チャックを製造する方法については特に制限されないが、例えば金属基盤上に、金属基盤から近い順に第二絶縁層、第二電極層、電極間絶縁層、第一電極層、及び第一絶縁層を順次重ね合わせた後、必要により各層の間にポリイミドフィルム系の接着フィルムを挟んで、更に必要により金属基盤と第二絶縁層との間に柔軟層を挟み、所定の加熱・加圧条件で熱圧着して積層構造を有する静電チャックを得ることができる。また、予め電極シートを形成した後、必要によりこの電極シートと金属基盤との間に柔軟層を挟み、所定の加熱・加圧条件で熱圧着してもよい。尚、電極シートを構成する各層の位置関係が第一絶縁層、第一電極層、電極間絶縁層、第二電極層、及び第二絶縁層の順であれば、積層構造を形成する手順については特に制限されない。

本発明によれば、静電チャックが優れた吸着力を発揮できるように電極間絶縁層を介して２つの電極層をその深さ方向に積層させた場合において、第一電極層及び第二電極層の形状を最適化することによって、静電チャックの吸着力（保持力）をなすグラディエント力が優れた状態で発揮できるようにすると共に、基板が存在しない場合での第一電極層と第二電極層との間の静電容量をできるだけ小さくして、既存の基板検知装置での誤検知を可及的に少なくすることができる。

図１は、本発明に係る電極シート１を用いて形成した双極型静電チャックＸの斜視分解説明図である。 図２は、本発明に係る第一電極層と第二電極層の関係を示す斜視説明図である。 図３は、第一電極層の変形例を示す平面説明図（一部拡大図）である。 図４は、図３に示した第一電極層に対応する第二電極層を示す平面説明図（一部拡大図）である。 図５は、従来の双極型静電チャックにおける電極間で生じる電気力線の様子を示す断面説明図（模式図）である。 図６は、電極を深さ方向に積層したタイプの双極型静電チャックにおいて、電極間で生じる電気力線の様子を示す断面説明図（模式図）である。

符号の説明

Ｘ：双極型静電チャック、Ｗ：基板、１：電極シート、２：第一絶縁層、３：第一電極層、3a：開口部、４：電極間絶縁層：５：第二電極層、5a：開口対応部、5b：連結部、６：第二絶縁層、７：柔軟層、８：金属基盤、９：直流電源、１０,１１：電極。

以下、添付図に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。

図１は、本発明に係る静電チャック用電極シート１を用いて形成した双極型静電チャックＸの斜視分解説明図である。電極シート１は、第一絶縁層２と、第一電極層３と、電極間絶縁層４と、第二電極層５と、第二絶縁層６とが順次積層された積層構造を有しており、第一絶縁層２の表面が基板（図示外）を吸着する基板吸着面を形成する。この電極シート１は柔軟層７を介して金属基盤８に貼着されて静電チャックＸを形成し、第一電極層３と第二電極層５との間には電位差を設けるように直流電源９が接続される。尚、静電チャックＸで処理する基板については、シリコンウエハやガラス基板等の一般的に対象とするものを吸着することができる。これらの基板は真空に比べて比較的誘電率が高いものであるため、基板の有無による静電容量の変化率によって基板検知が可能である。

上記電極シート１を形成する第一電極層３は、所定の平面領域内に複数の円形開口部（丸孔）3aを有しており、図１では、正方形の頂点に開口部3aが位置するように碁盤状に配置されたパターン電極を形成している。同じく電極シート１を形成する第二電極層５は、第一電極層３の開口部3aを電極シート１の深さ方向に投影した位置にあって、投影した開口部3aと同一形状を有する開口対応部5aを有しており、この開口対応部5aは、第一電極層３の開口部3aの数と同じだけ存在するのが好ましい。また、第二電極層５は、互いに隣接する開口対応部5aを連結する連結部5bを有しており、開口対応部5aと連結部5bとによって碁盤格子状のパターン電極を形成している。図２は、第一電極層３の各開口部3aを第二電極層５に向かって深さ方向に投影した位置にあって、投影した開口部3aと同一形状の開口対応部5aが存在する様子を示す。

図３は、図１に示した第一電極層３とは開口部3aの配置の様子が異なる変形例を示す。この第一電極層３は丸孔からなる開口部3aを複数有しており、そのうちのひとつである丸孔Ａに着目すると、丸孔Ａは丸孔Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＧと最短距離Ｘで互いに隣接し、正六角形の各頂点の位置に対応するように丸孔Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＧは配置されている。尚、隣接する開口部3a同士が互いに最短距離Ｘで隣接することを考える場合、丸孔Ｈについては丸孔Ａと最短距離Ｘで隣接する対象からは外れる。また、この第一電極層３について、例えば丸孔Ａ、Ｆ、Ｃ及びＤに着目すれば、これらは方形を形成しており、碁盤状のパターン電極を形成しているとみなすこともできる。

この図３において、例えば丸孔Ａと丸孔Ｂとが隣接する最短距離Ｘに平行な直線ｌを仮想直線とすれば、この仮想直線ｌに対して丸孔Ａと丸孔Ｂのそれぞれの重心（中心）を投影すると、垂線の足によって線分Ｌを得ることができる。この図３に示した第一電極層３では、例えば各丸孔の直径は１．２ｍｍであり、互いに隣接する丸孔の最短距離Ｘは１．０ｍｍであるすれば、Ｌ＝０．６＋１．０＋０．６＝２．２ｍｍであって、Ｌ／Ｘが２．２の関係を有することになる。尚、第一電極層３中に、本発明における開口部の機能を実質的に果たさない程度の大きさの穴や開口等が存在したとしても、実質的に開口部として機能する対象に着目して上記最短距離Ｘや線分の長さＬを求めるようにする。

一方、図３の第一電極層３に対応する第二電極層５を図４に示す。この図４における第二電極層５は、図３に示した第一電極層３の開口部3a（丸孔）を第二電極層５に向かって深さ方向に投影した位置に円形の開口対応部5aを有しており、この開口対応部5aの直径は第一電極層３の丸孔と同じ１．２ｍｍである。また、この開口対応部5aのひとつに注目すると、正六角形の各頂点の位置に互いに隣接する開口対応部5aが最短距離Ｘ＝１．０ｍｍで配置されている。これら開口対応部5aは連結部5bによって連結されるが、例えば図４（ａ）に示すように、原則１つの開口対応部5aを４本の連結部5bによって連結して碁盤格子状に第二電極層５を形成してもよく、あるいは図４（ｂ）に示すように、隣接する開口対応部5aを全て連結部5bで連結してもよい。連結部5bの数を増やせば、断線のおそれを可及的に減らすことができるが、第一電極層３と第二電極層５との間の静電容量をより少なくする観点からすれば、図４（ａ）の方が好ましい。また、連結部5bの太さについては０．１〜０．５ｍｍとするのが好ましい。エッチング処理によって形成する場合には０．１ｍｍより細い連結部を得るのは比較的困難であり、一方、０．５ｍｍより太くなると電極間の静電容量が増加してしまうため好ましくない。

以下で説明するように、図３で示した第一電極層３とこれに対応する図４（ｂ）に示した第二電極層５を用いて電極シート１を作製し、これを用いた双極型静電チャックＸを得た。先ず、縦２０６ｍｍ×横２０６ｍｍであって膜厚５０μｍのポリイミドシート（東レ・デュポン社製商品名：カプトン）を用意し、この表面をならす目的で、予め両面をイオンプレーティングによって処理して０．１μｍのクロム層を形成した。次いで、このポリイミドシートを電極間絶縁層４として、その両面にイオンプレーティング法によって膜厚０．４μｍの銅からなる電極層を形成した。これらの電極層は、エッチング処理によって一方を図３で示した第一電極層３となるように形成し、残りを図４（ｂ）で示した第二電極層５となるように形成した。この第一電極層３については、２００ｍｍ×２００ｍｍの領域内に直径１．２ｍｍの丸孔3aが複数配置され、これらの丸孔3aはひとつの丸孔3aを中心にして正六角形の各頂点に位置する丸孔3aが最短距離Ｘ＝１．０ｍｍで隣接するように形成した。また、第二電極層５については、２００ｍｍ×２００ｍｍの領域内に、上記第一電極層３の丸孔3aに対応するように直径１．２ｍｍの開口対応部5aが複数配置されており、隣接する開口対応部5a同士は０．２ｍｍの幅を有する連結部5bによって全て連結されるようにした。

次いで、上記で形成した第一電極層３の表面に、膜厚２０μｍの熱可塑性ポリイミド系接着シートを介して縦２０６ｍｍ×横２０６ｍｍ×膜厚１２５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製商品名：カプトン）を貼り合わせて第一絶縁層２とした。また、第二電極層５の表面に、上記と同じ接着シートを介して縦２０６ｍｍ×横２０６ｍｍ×膜厚４０μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製商品名：カプトン）を貼り合わせて第二絶縁層６とした。そして、第一絶縁層２の表面と第二絶縁層６の表面にそれぞれクッション材を重ね合わせ、これらをまとめて加熱プレス機にセットして厚さ方向圧力２ＭＰａ、加熱温度１５０℃、及び保持時間５分の条件で加熱加圧処理した。その後、クッション材を取り除くことにより、第一絶縁層２、第一電極層３、電極間絶縁層４、第二電極層５、及び第二絶縁層６が順次積層された積層構造を有する電極シート９を作製した。尚、第一絶縁層２、電極間絶縁層４及び第二絶縁層６の比誘電率はそれぞれ３．５である。

次に、上記で得た電極シート１を、平坦度の確保されたポーラスセラミックの表面に、第一絶縁層２がポーラスセラミックに対向するように敷き、第二絶縁層６側に高さ０．７ｍｍ、直径５ｍｍのシリコーンゴム製のスペーサーを介してアルミ基盤８を載置した。このアルミ基盤８は、アルミニウム合金（Ａ５０５６）製であり、直径１８４ｍｍの水冷管が内包されたものである。そして、スペーサーによって形成されたアルミ基盤８と電極シート１との隙間に自己接着性液状シリコーンゴム（ＧＥ東芝シリコーン社製商品名：TSE3663）を注入し、真空下にて脱泡した後、上記ポーラスセラミックを介して真空引きを行い、電極シート１をこのポーラスセラミックの表面に密着させて約一昼夜かけてシリコーンゴムを硬化させた。このようにして、シリコーンゴムからなる０．７ｍｍの柔軟層７を介して電極シート１とアルミ基盤８とを貼り合わせ、双極型静電チャックＸを完成した。尚、完成後の第一絶縁層２の表面（基板吸着面）は〜±１μｍ程度の表面凹凸であった。

完成した双極型静電チャックＸについて、直径２００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍのシリコンウエハ（比誘電率５．４）を吸着させた場合の第一電極層３と第二電極層５との間の静電容量Ｃ１と、何も吸着させていない場合の第一電極層３と第二電極層５との間の静電容量Ｃ２を２次元有限要素解析による計算を用いて求めた。結果を表１に示す。表１に示すように、シリコンウエハが有る場合と無い場合とにおける静電容量の変化率〔（Ｃ1−Ｃ2）／Ｃ1〕は、既存の基板検知装置にて正確に判別することが十分に可能な０．０８７という高い値を示すことが確認できた。

［比較例１］
第二電極層５を、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ（厚さ０．４μｍ）の平面領域の全面が電極となる平面電極とした以外は実施例１と同様にして双極型静電チャックＸを作製した。この比較例１に係る静電チャックＸについて、実施例１と同様にして、シリコンウエハ（比誘電率５．４）を吸着させた場合の第一電極層３と第二電極層５との間の静電容量Ｃ１と、何も吸着させていない場合の第一電極層３と第二電極層５との間の静電容量Ｃ２を求めた。結果を表１に示す。シリコンウエハが有る場合と無い場合とにおける静電容量の変化率〔（Ｃ1−Ｃ2）／Ｃ1〕は０．０２４であって、既存の基板検出装置で判別した場合に誤検知する可能性があると考えられる。

Claims (7)

1. 第一絶縁層、第一電極層、電極間絶縁層、第二電極層、及び第二絶縁層が順次積層された積層構造を有して第一絶縁層側に基板を吸着させる静電チャック用の電極シートであって、第一電極層が、所定の平面領域内に複数の開口部を有し、第二電極層が、第一電極層の開口部を電極シートの深さ方向に投影した位置にあって投影した開口部と略同じ面積を持つ開口対応部と、開口対応部同士を連結する連結部とを有してなることを特徴とする静電チャック用電極シート。
2. 第一電極層が碁盤状に配置された開口部を有し、第二電極層が開口対応部と連結部とによって碁盤格子状に形成されている請求項１に記載の静電チャック用電極シート。
3. 第一電極層が、互いに隣接する開口部の最短距離Ｘと、この最短距離Ｘに平行な直線を仮想直線としてこの仮想直線に対しこれら隣接する開口部の重心をそれぞれ投影した場合の垂線の足によって得られる線分の長さＬとが、Ｌ／Ｘ≧１．５、及びＬ≦２．５ｍｍの関係を満たす請求項１又は２に記載の静電チャック用電極シート。
4. 第一電極層の開口部が丸孔からなり、第二電極層が円形の開口対応部を有する請求項１〜３のいずれかに記載の静電チャック用電極シート。
5. 基板を吸着した状態での第一電極層と第二電極層との間の静電容量Ｃ１と、基板を吸着していない状態での第一電極と第二電極との間の静電容量Ｃ２とが、（Ｃ１−Ｃ２）／Ｃ１≧０．０３の関係を満たす請求項１〜４のいずれかに記載の静電チャック用電極シート。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の電極シートを金属基盤に貼着してなることを特徴とする静電チャック。
7. 電極シートが膜厚５００〜１０００μｍのシリコーンゴムからなる柔軟層を介して金属基盤に貼着される請求項６に記載の静電チャック。

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