JP6006972B2 - 静電チャック - Google Patents

Description

本発明は、静電チャックに関するものである。

従来、ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置を製造する際に使用される成膜装置（例えば、ＣＶＤ装置やＰＶＤ装置）やプラズマエッチング装置は、基板（例えば、シリコンウエハ）を真空の処理室内に精度良く保持するためのステージを有する。このようなステージとして、例えば静電チャックが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

静電チャックは、静電チャック（ＥＳＣ）基板により基板（シリコンウエハ）を吸着保持し、吸着保持された基板が所定の温度となるように温度制御を行う装置である。静電チャックには、クーロン力型静電チャックと、ジャンセン・ラーベック力型静電チャックとがある。クーロン力型静電チャックは、吸着力の電圧印加に対する応答性が良いという利点があるものの、高電圧の印加を必要とし、ＥＳＣ基板と基板との接触面積が大きくないと十分な吸着力が得られないという欠点がある。これに対し、ジャンセン・ラーベック力型静電チャックは、基板に電流を流す必要があるが、ＥＳＣ基板と基板との接触面積が小さくても十分な吸着力が得られるという利点がある。

図７は、従来の静電チャックの一例を簡略化して示した断面図である。図７に示すように、静電チャック８０は、ベース部材８１と、接着層８２と、その接着層８２を介してベース部材８１上に接着されたＥＳＣ基板８３とを有している。ベース部材８１の材料としては、例えばアルミニウムが用いられる。また、接着層８２の材料としては、例えばシリコーン樹脂が用いられる。

ベース部材８１は、ＥＳＣ基板８３を支持するための部材である。このベース部材８１には、ヒータ８４が内蔵されている。ヒータ８４は、電圧を印加されることで発熱し、接着層８２を介してＥＳＣ基板８３の温度制御を行う。

ＥＳＣ基板８３には、電極８５が内蔵されている。電極８５は、薄膜静電電極である。この電極８５は、給電部８６を介して静電チャック８０の外部に設けられた直流電源８７に接続されている。

次に、電極８５と直流電源８７とを電気的に接続する給電部８６の構造について説明する。図８に示すように、給電部８６の給電端子８６Ａの先端部８６Ｂを、上記電極８５と電気的に接続された配線層８５Ａの下面に接触させることで、電極８５と直流電源８７（図７参照）とを電気的に接続している。図８の例では、給電端子８６Ａの基端部に連設された弾性体８６Ｃの弾性力によって、給電端子８６Ａの先端部が配線層８５Ａの下面に接触されている。

特開２００６−３４４６１３号公報

ところで、上記静電チャック８０では、給電端子８６Ａとアルミニウムからなるベース部材８１との間に筒状の絶縁性部材８８が形成されている。このため、給電端子８６Ａとベース部材８１との間は絶縁性部材８８によって絶縁されている。これに対し、給電端子８６Ａの先端部８６Ｂとベース部材８１（図中の矢印参照）との間は、シリコーン樹脂からなる接着層８２のみによって絶縁されている。ここで、この接着層８２中にボイドが発生したり、給電端子８６Ａの先端部８６Ｂ周囲における接着層８２の形成が不十分であったりすると、接着層８２による電気的絶縁が不十分になって先端部８６Ｂとベース部材８１との間で放電が生じるといった問題が生じる。

本発明の一観点によれば、厚さ方向に貫通する第１貫通孔を有する金属製のベース部材と、前記ベース部材に接着された静電チャック基板と、前記静電チャック基板に内蔵され、被吸着物の吸着に必要な静電荷を発生させるための電極と、前記静電チャック基板の前記第１貫通孔と対向する位置に形成され、前記電極の一部を露出させる凹部と、前記静電チャック基板と前記ベース部材との間に形成されるとともに、前記凹部の内側面を被覆するように形成された接着層と、前記凹部内に挿入され、厚さ方向に貫通する第２貫通孔を有する筒状の第１絶縁性部材と、前記第１絶縁性部材の外側面を囲むように形成された筒状の第２絶縁性部材と、前記第１貫通孔内及び前記第２貫通孔内に挿入され、先端部が前記凹部から露出する前記電極に電気的に接続された給電端子と、を有し、前記第１絶縁性部材の外側面は、前記接着層によって前記第２絶縁性部材に接着されている。

本発明の一観点によれば、給電端子とベース部材との間の絶縁信頼性を向上することができるという効果を奏する。

（ａ）は、一実施形態の静電チャックの一部を示す概略断面図、（ｂ）は、（ａ）に示した静電チャックの一部を拡大した拡大断面図。 （ａ）、（ｂ）は、一実施形態の静電チャックの製造方法を示す概略断面図。 （ａ）、（ｂ）は、一実施形態の静電チャックの製造方法を示す概略断面図。 一実施形態の静電チャックの製造方法を示す概略断面図。 一実施形態の静電チャックの製造方法を示す概略断面図。 電極端子とベース部材との間の絶縁信頼性を評価した実験結果を示すテーブル。 従来の静電チャックを示す概略断面図。 従来の静電チャックの給電部を拡大した拡大断面図。

以下、添付図面を参照して各実施形態を説明する。なお、添付図面は、特徴を分かりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の樹脂層のハッチングを省略している。

（一実施形態）
以下、一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
静電チャック１は、従来の静電チャック８０と同様に、ベース部材１０と、接着層２０と、その接着層２０を介してベース部材１０上に接着された静電チャック（ＥＳＣ）基板３０と、ＥＳＣ基板３０に内蔵された電極４０と、電極４０に電気的に接続された給電部品（コネクタ）５０とを有している。

ベース部材１０は、ＥＳＣ基板３０を支持するための部材である。このベース部材１０は、ベースプレート１１と、接着層１２と、その接着層１２を介してベースプレート１１上に接着されたヒータプレート１３とを有している。

ベースプレート１１の材料としては、導電性を有する材料を用いることができる。例えばベースプレート１１の材料としては、例えばアルミニウムや超硬合金等の金属材料や、その金属材料とセラミックス材との複合材料等を用いることができる。本実施形態では、入手のし易さ、加工のし易さ、熱伝導性が良好であることなどの点から、アルミニウム又はその合金を使用し、その表面にアルマイト処理（絶縁層形成）を施したものを使用している。なお、ベースプレート１１の厚さは、例えば３５〜４０ｍｍ程度とすることができる。

接着層１２は、主としてベースプレート１１とヒータプレート１３との間の熱伝導を良好に維持するために設けられている。すなわち、ヒータプレート１３はＥＳＣ基板３０上の被吸着物（例えば、シリコンウエハ）を加熱するために設けられているが、プラズマ等により被吸着物が急速に加熱された場合にその熱を外部に逃がす必要があり、また、ヒータプレート１３からの熱をベースプレート１１に伝導しながら被吸着物を加熱する必要がある。このため、接着層１２の材料としては、熱伝導率の高い材料を選択するのが好ましく、例えばシリコーン樹脂などを用いることができる。なお、接着層１２の厚さは、例えば０．５〜２．０ｍｍ程度とすることができる。

ヒータプレート１３は、金属板１４と、金属板１４の下面１４Ａに貼り付けられたフィルム状のヒータ１５とを有している。ヒータ１５は、電圧を印加されることで発熱し、接着層２０を介してＥＳＣ基板３０の温度制御を行う。このヒータ１５は、接着層１２を介してベースプレート１１上に接着されている。金属板１４は、均熱板として機能する。このような金属板１４の材料としては、例えばアルミニウムやその合金を用いることができる。なお、金属板１４の厚さは例えば１．５〜１．８ｍｍ程度とすることができ、ヒータ１５の厚さは例えば０．１〜０．５ｍｍ程度とすることができる。

このヒータプレート１３は、例えばポリイミド樹脂フィルム上にヒータ電極（金属配線）を所要の形状にパターン形成し、このヒータ電極を挟み込むように別のポリイミド樹脂フィルムを重ね合わせ、熱硬化させて一体化したもの（ヒータ１５）を、金属板１４に貼り合せることにより製造することができる。上記ヒータ電極の材料としては、導電性を有する材料を用いることができる。ヒータ電極の材料としては、例えばインコネル（登録商標）を用いることができる。インコネル（登録商標）はニッケル（Ｎｉ）と約１５〜２３％のクロム（Ｃｒ）を主成分とする耐熱合金であり、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）あるいはモリブデン（Ｍｏ）を含有する場合がある。このようなインコネルは、加工性に優れ、熱間・冷間加工が可能で、耐食性にも優れている。

接着層２０は、主としてヒータプレート１３とＥＳＣ基板３０との間の熱伝導を良好に維持するために設けられている。このような接着層２０の材料としては、熱伝導率の高い材料を選択するのが好ましく、例えばシリコーン樹脂などを用いることができる。なお、ヒータプレート１３の上面とＥＳＣ基板３０の下面との間に形成された接着層２０の厚さは、例えば０．０５〜０．２ｍｍ程度とすることができる。

ＥＳＣ基板３０は、被吸着物が吸着保持される吸着面３０Ａ（図１（ａ）では、上面）を有している。また、ＥＳＣ基板３０には、電極４０が内蔵されている。
ＥＳＣ基板３０の材料としては、絶縁性を有する材料を用いることができる。例えばＥＳＣ基板３０の材料としては、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素等のセラミックスや、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機材料を用いることができる。本実施形態では、入手のし易さ、加工のし易さ、プラズマ等に対する耐性が比較的高いなどの点から、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスを使用している。とくに、窒化アルミニウムを使用した場合、その熱伝導率は１５０〜２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）と大きいため、ＥＳＣ基板３０に吸着保持される被吸着物の面内の温度差を小さくする上で好ましい。また、ＥＳＣ基板３０は、吸着面３０Ａに吸着される被吸着物のサイズ（例えば、直径が３００ｍｍ）よりも一回り小さく形成されている。これにより、少なくとも上記吸着面３０Ａの部分がプラズマに晒されないようにしている。このＥＳＣ基板３０の厚さは、例えば２〜１０ｍｍ程度とすることができる。

電極４０は、ＥＳＣ基板３０の内部に埋め込まれている。電極４０は、上記吸着面３０Ａ近傍のＥＳＣ基板３０内部に形成された電極層４１と、その電極層４１と電気的に接続された第１配線層４２と、第１配線層４２と電気的に接続された第２配線層４３とを有している。電極層４１は、静電吸着用の直流電圧が印加される薄膜静電電極である。第１配線層４２及び第２配線層４３は、電極層４１をＥＳＣ基板３０の下層に引き出すための配線層である。これら電極層４１、第１配線層４２及び第２配線層４３の材料としては、ＥＳＣ基板３０の材料がセラミックスであることから、タングステン（Ｗ）、モリブデン、銅（Ｃｕ）等を好適に用いることができる。例えば所定の厚さに積み重ねたセラミックグリーンシートに厚膜法で電極層４１、第１配線層４２及び第２配線層４３をそれぞれ所要の形状にパターン形成しておき、セラミック材を介在させて一体焼成することにより、所望のＥＳＣ基板３０を作成することができる。ここで、ＥＳＣ基板３０の下面から電極層４１の下面までの厚さは、例えば１．８〜９．４ｍｍ程度とすることができる。また、電極層４１の上面からＥＳＣ基板３０の吸着面３０Ａまでの厚さは、例えば０．２〜０．６ｍｍ程度とすることができる。なお、ＥＳＣ基板３０において、吸着面３０Ａと反対のＥＳＣ基板３０の下面側に、プラズマ制御用の高周波電力が給電される複数のＲＦ電極層が埋め込まれていてもよい。

次に、ＥＳＣ基板３０に内蔵された電極４０と、その電極４０に直流電圧を印加する直流電源側とを接続するコネクタ５０に関連する構造を説明する。
上記ベースプレート１１及び接着層１２には、それらベースプレート１１及び接着層１２の厚さ方向に貫通する貫通孔１１Ｘが形成されている。また、ヒータプレート１３には、貫通孔１１Ｘと対向する位置に、ヒータ１５及び金属板１４の厚さ方向に貫通する貫通孔１３Ｘが形成されている。この貫通孔１３Ｘは、貫通孔１１Ｘと連通している。また、貫通孔１３Ｘの開口径は、貫通孔１１Ｘの開口径より小さく形成されている。このため、図１（ｂ）に示すように、ヒータプレート１３は、平面視したときに貫通孔１１Ｘに突出する突出部１３Ａを有している。この突出部１３Ａと貫通孔１１Ｘの内側面とによって段差部が形成される。すなわち、ベース部材１０には、ベースプレート１１とヒータプレート１３との境界部分に段差部を有し、ベースプレート１１、接着層１２、ヒータ１５及び金属板１４の厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。なお、貫通孔１１Ｘは、その平面形状が例えば円形であり、上記貫通孔１３Ｘと連通される部分の貫通孔１１Ｘの直径を例えば４〜５ｍｍ程度とすることができる。また、貫通孔１３Ｘは、その平面形状が例えば円形であり、その直径を例えば２〜３ｍｍ程度とすることができる。

ヒータプレート１３には、絶縁性部材６０が接着されている。具体的には、ヒータプレート１３の突出部１３Ａに絶縁性部材６０が接着剤（図示略）により接着されている。この絶縁性部材６０は、貫通孔６１Ｘを有するベース部６１と、ベース部６１の上面に立設された筒状の第１筒体６２と、ベース部６１の下面に立設された筒状の第２筒体６３とを有している。これらベース部６１、第１筒体６２及び第２筒体６３は一体に形成されている。第１筒体６２は、貫通孔６１Ｘと連通し、その貫通孔６１Ｘよりも開口径の大きい開口部６２Ｘを有している。第２筒体６３は、貫通孔６１Ｘと連通し、その貫通孔６１Ｘよりも開口径が大きく、且つ上記開口部６２Ｘよりも開口径が大きい開口部６３Ｘを有している。そして、第１筒体６２の外側面が上記突出部１３Ａの内側面に接着され、第１筒体６２よりも外周側のベース部６１の上面が突出部１３Ａの下面に接着されている。絶縁性部材６０の上面（第１筒体６２の上面）は、ヒータプレート１３の上面（金属板１４の上面）と面一に形成されている。ここで、ベース部６１の厚さは、例えば１．７〜１．９ｍｍ程度とすることができる。貫通孔６１Ｘは、その平面形状が例えば円形であり、その直径を例えば１．２〜１．５ｍｍ程度とすることができる。開口部６２Ｘは、その平面形状が例えば円形であり、その直径を例えば１．６〜１．８ｍｍ程度とすることができる。開口部６３Ｘは、その平面形状が例えば円形であり、その直径を例えば２〜３ｍｍ程度とすることができる。なお、絶縁性部材６０の材料としては、絶縁性を有する材料を用いることができる。例えば絶縁性部材６０の材料としては、プラスチック材料などの樹脂材料を用いることができる。

また、ＥＳＣ基板３０には、ヒータプレート１３の貫通孔１３Ｘと対向する位置に、第２配線層４３の下面を露出させるための凹部３０Ｘが形成されている。この凹部３０Ｘは、上記貫通孔１３Ｘ，１１Ｘと連通している。具体的には、上記絶縁性部材６０がヒータプレート１３に接着されたときに、凹部３０Ｘは、絶縁性部材６０の開口部６２Ｘ、貫通孔６１Ｘ及び開口部６３Ｘを通じてベースプレート１１の貫通孔１１Ｘと連通している。また、凹部３０Ｘの開口径は、ヒータプレート１３の貫通孔１３Ｘの開口径よりも小さく形成され、第１筒体６２の開口部６２Ｘの開口径よりも大きく形成されている。なお、凹部３０Ｘの深さは、後述する絶縁性部材７０が十分に挿入可能な深さに設定されている。具体的には、凹部３０Ｘの深さは、電極４０に印加すべき直流電圧の電圧値と、当該凹部３０Ｘ内に形成される接着層２０の耐電圧特性とに応じて設定されている。例えば凹部３０Ｘの深さは、１．３〜１．５ｍｍ程度とすることができる。

絶縁性部材６０の第１筒体６２の開口部６２Ｘから露出するベース部６１の上面には、筒状の絶縁性部材７０が形成されている。この絶縁性部材７０は、開口部６２Ｘ（貫通孔１３Ｘ）内を厚さ方向（上方）に延在するように形成され、且つ凹部３０Ｘ内を厚さ方向（上方）に延在するように形成されている。すなわち、絶縁性部材７０は、その先端部分がＥＳＣ基板３０の凹部３０Ｘに挿入されるように設けられている。本例では、絶縁性部材７０の先端部は、凹部３０Ｘの厚さ方向の中途位置まで延在している。なお、絶縁性部材７０の材料としては、絶縁性を有する材料を用いることができる。例えば絶縁性部材７０の材料としては、プラスチック材料などの樹脂材料を用いることができる。

上記絶縁性部材７０には、厚さ方向に貫通する貫通孔７０Ｘが形成されている。貫通孔７０Ｘは、上記ベース部６１の貫通孔６１Ｘと連通している。この貫通孔７０Ｘの開口径は、貫通孔６１Ｘの開口径と略同一に形成されている。そして、この絶縁性部材７０は、ヒータプレート１３とＥＳＣ基板３０とを接着する接着層２０によって絶縁性部材６０に接着されている。

この接着層２０は、ヒータプレート１３とＥＳＣ基板３０との間に形成されるとともに、絶縁性部材６０と絶縁性部材７０との間に形成されている。具体的には、接着層２０は、絶縁性部材７０の外側面と第１筒体６２の内側面との間に形成されるとともに、図示は省略するが、絶縁性部材７０の下面とベース部６１の上面との間に形成されている。さらに、接着層２０は、凹部３０Ｘの内側面全面を被覆するように形成されるとともに、絶縁性部材７０の先端部上面を被覆するように形成されている。なお、絶縁性部材７０の先端部上面を被覆する接着層２０の内側面は、絶縁性部材７０の内側面と略面一に形成されている。

上述した貫通孔１１Ｘ，１３Ｘ及び凹部３０Ｘには、コネクタ５０が挿入されている。具体的には、コネクタ５０は、貫通孔１１Ｘ内、絶縁性部材６０の開口部６３Ｘ内及び貫通孔６１Ｘ内、絶縁性部材７０の貫通孔７０Ｘ内、ＥＳＣ基板３０の凹部３０Ｘ内に挿入されている。このコネクタ５０は、図１（ａ）に示すように、筒状に形成された絶縁性の筒体５１と、筒体５１内に挿入されたホルダ５２と、筒体５１内に挿入され、ホルダ５２と連設された弾性体５３と、筒体５１内に一部が挿入され、弾性体５３と連設された給電端子５４とを有している。なお、弾性体５３は、例えばばねである。

筒体５１は、その基端側にねじ筒５１Ａを有し、そのねじ筒５１Ａがベースプレート１１の貫通孔１１Ｘの下面側の内面に螺合することにより、ベースプレート１１に挿着される。この筒体５１の先端部は、上記絶縁性部材６０の開口部６２Ｘに挿入されている。この筒体５１は、ホルダ５２及び弾性体５３を全体的に囲むとともに、給電端子５４を部分的に囲むように形成されている。この筒体５１は、当該筒体５１内に挿入されたホルダ５２や給電端子５４とベースプレート１１とを絶縁する役割を果たす。このような筒体５１の材料としては、絶縁性を有する材料を用いることができる。例えば筒体５１の材料としては、プラスチック材料などの樹脂材料を用いることができる。

ホルダ５２は、筒体５１に接着剤（図示略）により接着されている。このホルダ５２には、当該静電チャック１外部の直流電源に電気的に接続される電源コード（図示略）が挿通され、その電源コードが挟持される。この電源コードは給電端子５４とも電気的に接続される。また、ホルダ５２の先端には弾性体５３の基端が連設され、その弾性体５３の先端には給電端子５４の基端が連設されている。給電端子５４の先端は、筒体５１から上方に垂直に突出している。そして、給電端子５４の先端部は、上記凹部３０Ｘから露出する第２配線層４３の下面に接触されている。これにより、第２配線層４３が給電端子５４及び上記電源コード等を通じて直流電源に電気的に接続され、電極層４１と直流電源とが電気的に接続される。なお、本例の給電端子５４は、弾性体５３によって第２配線層４３に向かって弾性的に突出されるため、その第２配線層４３に対して給電端子５４の先端部が突き当たって圧接される。その結果、各部材の取り付けに伴う寸法誤差に関わらず、第２配線層４３に対して給電端子５４を確実に電気的に接続することができる。

ここで、上記筒体５１から突出した給電端子５４は、絶縁性部材６０，７０や接着層２０によって囲まれている。換言すると、給電端子５４が第２配線層４３に接触されたときに、その給電端子５４を囲むように絶縁性部材６０，７０及び接着層２０が形成されている。具体的には、図１（ｂ）に示すように、貫通孔１１Ｘ内では、筒体５１から突出された給電端子５４を囲むように絶縁性部材６０（第２筒体６３）が形成されている。この貫通孔１１Ｘ内に形成された絶縁性部材６０は、給電端子５４とベースプレート１１とを絶縁する役割を果たす。また、貫通孔１３Ｘ内では、給電端子５４を囲むように絶縁性部材６０，７０及び接着層２０が形成されている。これら貫通孔１３Ｘ内に形成された絶縁性部材６０，７０及び接着層２０は、給電端子５４とヒータプレート１３とを絶縁する機能を果たす。すなわち、貫通孔１３Ｘ内では、給電端子５４とヒータプレート１３との間に、３つの絶縁体（絶縁性部材６０，７０及び接着層２０）が形成されている。さらに、凹部３０Ｘ内では、給電端子５４を囲むように絶縁性部材７０及び接着層２０が形成されている。これら凹部３０Ｘ内に形成された絶縁性部材７０及び接着層２０は、給電端子５４とヒータプレート１３（金属板１４）とを絶縁する機能を果たす。すなわち、凹部３０Ｘ内では、給電端子５４とヒータプレート１３との間に、２つの絶縁体（絶縁性部材７０及び接着層２０）が形成されている。

そして、静電チャック１では、コネクタ５０（給電端子５４等）を通じて電極４０に直流電圧を印加することにより、ＥＳＣ基板３０と被吸着物とに反対の電荷を生じさせ、静電力（クーロン力）で被吸着物をＥＳＣ基板３０の吸着面３０Ａに吸着保持する。なお、吸着保持力は、電極４０に印加される電圧が高いほど強くなる。

次に、上記静電チャック１の作用を説明する。
静電チャック１では、電極層４１と接続される第２配線層４３を露出させるための凹部３０ＸをＥＳＣ基板３０に形成し、その凹部３０Ｘに挿入される絶縁性部材７０を形成するとともに、凹部３０Ｘの内側面全面を被覆する接着層２０を形成するようにした。これにより、第２配線層４３と電気的に接続される給電端子５４の先端部分が、絶縁性部材７０及び接着層２０という２種の絶縁体によって囲まれる。このため、給電端子５４の先端部分とヒータプレート１３（金属板１４）との間における絶縁体の厚みを、給電端子８６Ａの先端部８６Ｂとベース部材８１との間に接着層８２のみが存在する場合（図８参照）よりも厚くすることができる。したがって、給電端子５４と金属板１４との間の絶縁信頼性を向上させることができる。

次に、上記静電チャック１の製造方法を簡単に説明する。
図２（ａ）に示すように、まず、ベースプレート１１とヒータプレート１３との間に接着層１２を介在させた状態で、ベースプレート１１の貫通孔１１Ｘとヒータプレート１３の貫通孔１３Ｘとが対向するように、ベースプレート１１及びヒータプレート１３を位置合わせした状態で両者を重ね合わせる。その後、接着層１２をキュア（熱硬化処理）して、その接着層１２を介してベースプレート１１とヒータプレート１３とを接着する。これにより、ベースプレート１１及びヒータプレート１３からなるベース部材１０が形成されるとともに、ベースプレート１１及びヒータプレート１３を厚さ方向に貫通する貫通孔が形成される。

次に、図２（ｂ）に示す工程では、ベースプレート１１の貫通孔１１Ｘの下端側から、表面に接着剤（図示略）を塗布した絶縁性部材６０を貫通孔１１Ｘ内に挿入する。すると、絶縁性部材６０のベース部６１の上面と第１筒体６２の外側面とによって形成される段差部がヒータプレート１３の突出部１３Ａに当接される。そして、上記接着剤をキュアして、その接着剤を介してヒータプレート１３と絶縁性部材６０とを接着する。

続いて、図３（ａ）に示す工程では、ベース部材１０（金属板１４）の上面と絶縁性部材６０（第１筒体６２）の上面とが面一になるように、ベース部材１０及び絶縁性部材６０を平坦化する。すなわち、ベース部材１０（金属板１４）及び絶縁性部材６０を上面から研削や研磨することにより、ベース部材１０の上面及び絶縁性部材６０の上面を平坦化する。なお、研削や研磨としては、タングステン・カーバイトやダイヤモンドのような研削用の刃（工具）を利用して研削を行うバイト研削や化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ）等を用いることができる。

次いで、図３（ｂ）に示す工程では、ヒータプレート１３の貫通孔１３Ｘの上端側から、絶縁性部材６０の第１筒体６２の開口部６２Ｘに絶縁性部材７０を挿入する。このとき、絶縁性部材７０は、開口部６２Ｘから露出する絶縁性部材６０のベース部６１の上面に載置される。さらに、凹部３０Ｘが絶縁性部材７０の貫通孔７０Ｘと対向するように位置合わせしたＥＳＣ基板３０を、接着層２０によりベース部材１０上に接着する。これにより、絶縁性部材７０の先端部分がＥＳＣ基板３０の凹部３０Ｘ内に挿入される。このとき、接着層２０は、ＥＳＣ基板３０の下面と金属板１４の上面との間に形成されるとともに、凹部３０Ｘを充填するように形成される。さらに、接着層２０は、絶縁性部材７０の外側面と絶縁性部材６０の第１筒体６２の内側面との間に形成される。換言すると、ＥＳＣ基板３０の下面と金属板１４の上面との間、凹部３０Ｘ、及び絶縁性部材７０の外側面と絶縁性部材６０の内側面との間に接着層２０が形成されるように、ベース部材１０に対してＥＳＣ基板３０を重ね合わせる。その際にそれらベース部材１０とＥＳＣ基板３０との間に形成される接着層２０の厚さが調整されている。なお、上記接着層２０によって絶縁性部材７０が絶縁性部材６０に接着される。

次に、図４に示す工程では、先の図３（ｂ）で形成した接着層２０のうち余剰な接着層２０、具体的には貫通孔７０Ｘ内に形成された接着層２０、及び貫通孔７０Ｘの上方に形成され、第２配線層４３の下面を被覆する接着層２０を除去する。これにより、ＥＳＣ基板３０の凹部３０Ｘ内において、電極層４１と電気的に接続される第２配線層４３の下面の一部が露出される。

また、図４に示す工程では、ＥＳＣ基板３０を上面から研削又は研磨することにより、ＥＳＣ基板３０の上面を平坦化する。なお、研削や研磨としては、例えばバイト研削やＣＭＰを用いることができる。

次に、図５に示す工程では、ホルダ５２と弾性体５３と給電端子５４とからなる給電部５５を筒体５１に挿入し、図示しない接着剤により給電部５５を筒体５１に接着する。具体的には、ホルダ５２を上記接着剤により筒体５１に接着する。これにより、図１に示したコネクタ５０が製造される。そして、このコネクタ５０のねじ筒５１Ａを貫通孔１１Ｘにねじ込み、ベース部材１０にコネクタ５０を挿着するとともに、給電端子５４の先端部を弾性体５３の弾性力によって第２配線層４３に接触させる。以上の製造工程により、図１に示した静電チャック１を製造することができる。

（実験結果）
次に、上記説明した構造を有する静電チャック１を、使用環境の厳しい条件で使用し続けた場合の実験結果を図６に従って説明する。

まず、評価用のサンプルを１０種類作成した。具体的には、サンプル１〜５は、図１に示した構造の静電チャック１である。より具体的には、サンプル１〜５は、凹部３０Ｘの深さを１．３ｍｍとし、その凹部３０Ｘにプラスチックからなる絶縁性部材７０を挿入し、凹部３０Ｘの内側面全面をシリコーン樹脂からなる接着層２０で被覆した静電チャック１である。一方、サンプル６〜１０は、比較用のサンプルであり、図８に示したような従来の静電チャックである。具体的には、サンプル６〜１０は、図１に示した凹部３０Ｘ及び絶縁性部材７０を持たず、給電端子とベース部材との間がシリコーン樹脂からなる接着層のみによって絶縁されている静電チャックである。

そして、上記各サンプル１〜１０の静電チャックの電極に直流電圧を印加し、その直流電圧の電圧値を０Ｖから１０ｋＶまで徐々に上昇させた場合に、給電端子とベース部材との間で放電が発生するか否かを調べた。その結果を図６に示す。

図６の結果から明らかなように、従来の静電チャック（サンプル６〜１０）では、１０ｋＶの直流電圧が印加される前に、給電端子とベース部材との間に放電が生じてしまった。これに対し、図１に示した構造の静電チャック１では、５つのサンプル１〜５の全てにおいて、電極４０に１０ｋＶの直流電圧を印加した場合であっても、給電端子５４と金属板１４との間で放電が発生しなかった。このように、サンプル１〜５では、凹部３０Ｘを深く形成し、その凹部３０Ｘに絶縁性部材７０及び接着層２０という２つの絶縁体を形成したことにより、給電端子５４と金属板１４との間の絶縁信頼性を向上させることができた。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）電極層４１と接続される第２配線層４３を露出させるための凹部３０ＸをＥＳＣ基板３０に形成し、その凹部３０Ｘに挿入される絶縁性部材７０を形成するとともに、凹部３０Ｘの内側面全面を被覆する接着層２０を形成するようにした。これにより、第２配線層４３と電気的に接続される給電端子５４の先端部分が、絶縁性部材７０及び接着層２０という２種の絶縁体によって囲まれる。このため、給電端子５４の先端部分とヒータプレート１３（金属板１４）との間における絶縁体の厚みを、給電端子８６Ａの先端部８６Ｂとベース部材８１との間に接着層８２のみが存在する場合（図８参照）よりも厚くすることができる。これにより、給電端子５４と金属板１４との間の絶縁信頼性を向上させることができる。したがって、給電端子５４と金属板１４との間で放電が発生することを好適に抑制することができ、静電チャック１の耐久性を向上させることができる。

また、給電端子５４の先端部分と金属板１４との間が、シリコーン樹脂からなる接着層２０のみではなく、接着層２０と絶縁性部材７０とによって絶縁されている。このため、接着層２０にボイドが発生した場合であっても、絶縁性部材７０によって給電端子５４の先端部分と金属板１４との間を絶縁することができる。

（２）さらに、上記凹部３０Ｘの深さを、電極４０に印加すべき直流電圧の電圧値と、当該凹部３０Ｘ内に形成される接着層２０の耐電圧特性とに応じて設定している。例えば電極４０に１０ｋＶ程度の直流電圧を印加する可能性がある場合には、接着層２０（ここでは、シリコーン樹脂）の耐電圧特性が１２ｋＶ／ｍｍであるため、凹部３０Ｘの深さが０．８ｍｍ以上に設定される（０．８×１２＝９．６ｋＶ）。本実施形態では、凹部３０Ｘの深さを１ｍｍ以上の１．３〜１．５ｍｍ程度に設定したため、電極４０の１０ｋＶ程度の直流電圧を印加する場合であっても、給電端子５４と金属板１４との間で放電が発生することを効果的に抑制することができる。このように、凹部３０Ｘの深さを適宜調整することにより、上述したような放電の発生を効果的に抑制することができるため、電極４０に所望の直流電圧を印加しつつも、静電チャック１の耐久性を容易に向上させることができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、凹部３０Ｘの内側面全面を被覆するように接着層２０を形成するようにした。これに限らず、凹部３０Ｘの内側面の一部を被覆するように接着層２０を形成するようにしてもよい。この場合であっても、凹部３０Ｘに挿入された給電端子５４と金属板１４との間を、接着層２０と絶縁性部材７０という２つの絶縁体によって絶縁することができる。このため、給電端子５４と金属板１４との間の絶縁信頼性を向上させることができる。

・上記実施形態における絶縁性部材７０の先端部を、第２配線層４３の下面に当接するまで延在させるようにしてもよい。これにより、給電端子５４の先端部全体を、絶縁性部材７０及び接着層２０によって確実に囲むことができる。このため、凹部３０Ｘに挿入された給電端子５４全体と金属板１４との間を、絶縁性部材７０及び接着層２０という２つの絶縁体によって絶縁することができる。

・上記実施形態における金属板１４を省略してもよい。
・上記実施形態におけるヒータ１５は、ＥＳＣ基板３０に対して全体に１つのヒータ電極を設けてもよいし、ヒータ電極（ヒータゾーン）を複数に分割してそれぞれ独立させて、発熱させるべくヒータ電極（ヒータゾーン）を任意に選択できるようにしてもよい。

・上記実施形態では、絶縁性部材６０上に絶縁性部材７０を接着するようにした。これに限らず、例えば絶縁性部材６０と絶縁性部材７０とを一体に形成し、その一体に形成された絶縁性部材を貫通孔１１Ｘに挿入するようにしてもよい。

・上記実施形態では、弾性体５３の弾性力によって、コネクタ５０の給電端子５４と第２配線層４３とを接触させ、それら給電端子５４と第２配線層４３とを電気的に接続するようにした。これに限らず、例えばコネクタ５０の給電端子をはんだ等により第２配線層４３に電気的に接続するようにしてもよい。

・上記実施形態における静電チャック１は、単極タイプの静電チャックであってもよいし、双極タイプの静電チャックであってもよい。
・上記実施形態における静電チャック１は、クーロン力型静電チャックであってもよいし、ジャンセン・ラーベック力型静電チャックであってもよい。

１ 静電チャック
１０ ベース部材
１１ ベースプレート
１１Ｘ 貫通孔（第１貫通孔、第３貫通孔）
１２ 接着層（第２接着層）
１３ ヒータプレート
１３Ｘ 貫通孔（第１貫通孔、第４貫通孔）
１４ 金属板
１５ ヒータ
２０ 接着層（第１接着層）
３０ 静電チャック基板
３０Ｘ 凹部
４０ 電極
４１ 電極層
４２，４３ 配線層
５０ コネクタ（給電部品）
５４ 給電端子
５５ 給電部
６０ 絶縁性部材（第２絶縁性部材）
７０ 絶縁性部材（第１絶縁性部材）
７０Ｘ 貫通孔（第２貫通孔）

Claims (8)

1. 厚さ方向に貫通する第１貫通孔を有する金属製のベース部材と、
   前記ベース部材に接着された静電チャック基板と、
   前記静電チャック基板に内蔵され、被吸着物の吸着に必要な静電荷を発生させるための電極と、
   前記静電チャック基板の前記第１貫通孔と対向する位置に形成され、前記電極の一部を露出させる凹部と、
   前記静電チャック基板と前記ベース部材との間に形成されるとともに、前記凹部の内側面を被覆するように形成された接着層と、
   前記凹部内に挿入され、厚さ方向に貫通する第２貫通孔を有する筒状の第１絶縁性部材と、
   前記第１絶縁性部材の外側面を囲むように形成された筒状の第２絶縁性部材と、
   前記第１貫通孔内及び前記第２貫通孔内に挿入され、先端部が前記凹部から露出する前記電極に電気的に接続された給電端子と、
   を有し、
   前記第１絶縁性部材の外側面は、前記接着層によって前記第２絶縁性部材に接着されていることを特徴とする静電チャック。
2. 前記接着層は、前記凹部の内側面全面を被覆するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
3. 前記第１絶縁性部材は、先端部が前記凹部から露出する前記電極に当接するように形成されてい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。
4. 前記凹部の深さが、前記電極に印加される電圧の電圧値と、前記接着層の耐電圧特性とに応じて設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電チャック。
5. 前記接着層を第１接着層としたときに、前記ベース部材は、ベースプレートと前記ベースプレート上に第２接着層を介して接着されたヒータプレートとを有し、
   前記第１貫通孔は、前記ベースプレートの厚さ方向に貫通する第３貫通孔と、前記ヒータプレートの厚さ方向に貫通し前記第３貫通孔と連通する第４貫通孔とを有し、
   前記第２絶縁性部材は、前記給電端子と前記ヒータプレートとの間に設けられ、前記ヒータプレートに接着され、
   前記第１絶縁性部材は、前記第２絶縁性部材上に接着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電チャック。
6. 前記ヒータプレートは、金属板と、前記金属板の一方の面に貼着されたヒータとを有し、
   前記ヒータは、前記ベースプレート上に前記第２接着層を介して接着されていることを特徴とする請求項５に記載の静電チャック。
7. 前記電極は、前記凹部から一部が露出される配線層と、前記配線層と電気的に接続され、前記配線層よりも前記静電チャック基板の吸着面側に形成された電極層とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電チャック。
8. 前記第２絶縁性部材は、第５貫通孔を有するベース部と、前記ベース部の上面に立設された筒状の第１筒体と、前記ベース部の下面に立設された筒状の第２筒体とを有し、
   前記第１筒体は、前記第５貫通孔と連通し、前記第５貫通孔よりも開口径が大きい第１開口部を有し、
   前記第２筒体は、前記第５貫通孔と連通し、前記第５貫通孔よりも開口径が大きく、且つ前記第１開口部よりも開口径が大きい第２開口部を有し、
   前記ベース部と前記第１筒体と前記第２筒体とは一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の静電チャック。