JP7111522B2

JP7111522B2 - 静電チャック

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Publication number: JP7111522B2
Application number: JP2018119477A
Authority: JP
Inventors: 正樹辻; 靖彦乾
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2038-06-25
Also published as: JP2020004748A

Description

本明細書に開示される技術は、静電チャックに関する。

ウェハを静電引力により吸着して保持する静電チャックが知られている。静電チャックは、セラミックス部材と、ベース部材と、セラミックス部材とベース部材とを接合する接合部と、セラミックス部材の内部に設けられたチャック電極とを備えており、チャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス部材の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。

静電チャックの吸着面に保持されたウェハの温度が所望の温度にならないと、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング等）の精度が低下するおそれがあるため、静電チャックにはウェハの温度分布を制御する性能が求められる。そのため、静電チャックには、ヒータ電極が設けられている。ヒータ電極に電力が供給されると、ヒータ電極が発熱し、発熱したヒータ電極による加熱によってセラミックス部材の吸着面の温度制御が行われる。

従来から、セラミックス材料の純度が９９．８％以上のセラミックス部材にチャック電極やヒータ電極が設けられた静電チャックが知られている。この静電チャックでは、チャック電極におけるアルミナと導電材料との含有割合が所定の割合とされている（例えば、下記特許文献１参照）。

特許第５４４１０２０号公報

セラミックス材料の純度が９９．８％以上のセラミックス部材にチャック電極やヒータ電極が設けられた静電チャックでは、チャック電極とヒータ電極とに、導電材料に加えて、セラミックス部材を構成するセラミックス材料を含めることにより、セラミックス部材におけるセラミックス部分と、チャック電極やヒータ電極と、の密着性を向上させることができる。しかし、仮に、チャック電極におけるセラミックス材料の含有率と、ヒータ電極におけるセラミックス材料の含有率とを同じにすると、様々な不具合が生じるおそれがあり、改良の余地があった。

なお、このような課題は、チャック電極に限らず、セラミックス部材に設けられる他の導電体（例えばドライバ電極など）とヒータ電極とを備える静電チャックに共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される静電チャックは、第１の方向に略垂直な第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有するセラミックス部材と、前記セラミックス部材に設けられ、前記第１の方向に略垂直な第１の仮想平面上に配置されたヒータ電極と、前記セラミックス部材に設けられ、前記第１の方向に略垂直な第２の仮想平面上に配置され、かつ、前記第２の仮想平面での面積が、前記ヒータ電極の前記第１の仮想平面での面積より大きい導電体と、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第２の表面に対向するように配置され、熱伝導率が前記セラミックス部材の熱伝導率より高い材料により形成されたベース部材と、前記セラミックス部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する静電チャックにおいて、前記セラミックス部材は、セラミックス材料の純度が９９．８％以上であり、前記ヒータ電極は、導電性材料と前記セラミックス材料とを含んでおり、前記導電体は、導電性材料と前記セラミックス材料とを含んでおり、前記ヒータ電極と前記導電体とを含む特定断面であって、前記第１の方向に略平行な少なくとも１つの特定断面について、前記ヒータ電極における前記セラミックス材料の含有率は、前記導電体における前記セラミックス材料の含有率に比べて小さい。本静電チャックでは、導電体の第２の仮想平面での面積は、ヒータ電極の第１の仮想平面での面積に比べて大きい。このため、導電体とセラミックス部材との熱膨脹差に起因する導電体の反りは、ヒータ電極とセラミックス部材との熱膨脹差に起因するヒータ電極の反りに比べて大きく、セラミックス部材の変形や剥がれ等に大きく影響し、ひいては、導電体とセラミックス部材との密着性に影響する。これに対して、本静電チャックでは、反りおよび密着性の影響がヒータ電極よりも大きい導電体に関して、ヒータ電極におけるセラミックス材料の含有率よりも、導電体におけるセラミックス材料の含有率が高い。導電体におけるセラミックス材料の含有率を相対的に高くすることで、導電体とセラミックス部材との密着性を担保することができる。一方、ヒータ電極におけるセラミックス材料の含有率を、導電体におけるセラミックス材料の含有率と等しくする、または、高くすると、ヒータ電極の抵抗率（Ω・ｍ）が増大するため、例えばヒータ電極の導通を確保できなくなったり、ヒータ電極の発熱量が所望の範囲を超えたりすることがある。これに対して、本静電チャックでは、ヒータ電極におけるセラミックス材料の含有率は、導電体におけるセラミックス材料の含有率より低い。これにより、本静電チャックによれば、ヒータ電極の抵抗率の増大を抑制し、導電体の反りを抑制し、かつ、導電体とセラミックス部材の密着性を確保することができる。

（２）上記静電チャックにおいて、前記セラミックス材料は、Ａｌ２Ｏ３であり、前記ヒータ電極におけるＡｌ２Ｏ３の含有率は、１０面積％以上、かつ、３０面積％以下である構成としてもよい。本静電チャックによれば、ヒータ電極におけるＡｌ２Ｏ３の含有率が１０面積％未満である構成に比べて、ヒータ電極とセラミックス部材との熱膨張差に起因するヒータ電極の反りを抑制し、ヒータ電極とセラミックス部材との密着性を確保することができる。また、本静電チャックによれば、ヒータ電極におけるＡｌ２Ｏ３の含有率が３０面積％より高い構成に比べて、ヒータ電極の抵抗値の増大を抑制しつつ所定の発熱量を確保することができる。

（３）上記静電チャックにおいて、前記セラミックス材料は、Ａｌ２Ｏ３であり、前記導電体におけるＡｌ２Ｏ３の含有率は、３５面積％以上、かつ、５０面積％以下である構成としてもよい。本静電チャックによれば、導電体におけるＡｌ２Ｏ３の含有率が３５面積％未満である構成に比べて、導電体とセラミックス部材との熱膨張差に起因する導電体の反りを抑制し、ヒータ電極とセラミックス部材との密着性を確保することができる。また、本静電チャックによれば、導電体におけるＡｌ２Ｏ３の含有率が５０面積％より高い構成に比べて、導電体の導通を確実に確保することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、静電チャック、その製造方法等の形態で実現することが可能である。

実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における静電チャック１００のＸＹ断面構成を示す説明図である。図２のＩＶ－ＩＶの位置における静電チャック１００のＸＹ断面構成を示す説明図である。静電チャック１００におけるチャック電極４０の周辺部分の特定断面（ＸＺ断面）を示す模式図である。静電チャック１００におけるヒータ電極５０の周辺部分の特定断面（ＸＺ断面）を示す模式図である。

Ａ．実施形態：
Ａ－１．静電チャック１００の構成：
図１は、本実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。

静電チャック１００は、対象物（例えばウェハＷ）を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば半導体製造装置の真空チャンバー内でウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１００は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置されたセラミックス部材１０およびベース部材２０を備える。セラミックス部材１０とベース部材２０とは、セラミックス部材１０の下面（以下、「セラミックス側接合面Ｓ２」という）とベース部材２０の上面（以下、「ベース側接合面Ｓ３」という）とが上記配列方向に対向するように配置されている。静電チャック１００は、さらに、セラミックス部材１０のセラミックス側接合面Ｓ２とベース部材２０のベース側接合面Ｓ３との間に配置された接合部３０を備える。上下方向（Ｚ軸方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当し、セラミックス側接合面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当し、ベース側接合面Ｓ３は、特許請求の範囲における第３の表面に相当する。

セラミックス部材１０は、例えば円形平面の板状部材であり、セラミックスにより形成されている。セラミックス部材１０の直径は、例えば５０ｍｍ～５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ～３５０ｍｍ程度）であり、セラミックス部材１０の厚さは、例えば１ｍｍ～１０ｍｍ程度である。セラミックス部材１０の形成材料について後で詳説する。

セラミックス部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等の高融点の金属材料）により形成された一対のチャック電極４０が設けられている。一対のチャック電極４０に電源（図示せず）から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハＷがセラミックス部材１０の上面（以下、「吸着面Ｓ１」という）に吸着固定される。吸着面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。

また、セラミックス部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）を含む抵抗発熱体により構成されたヒータ電極５０が設けられている。ヒータ電極５０に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ電極５０が発熱することによってセラミックス部材１０が温められ、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが温められる。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。ヒータ電極５０は、例えば、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１をできるだけ満遍なく温めるため、Ｚ方向視で略同心円状に形成されている。

ベース部材２０は、例えばセラミックス部材１０と同径の、または、セラミックス部材１０より径が大きい円形平面の板状部材であり、熱伝導率がセラミックス部材１０を形成するセラミックス材料の熱伝導率より高い材料（例えば金属（アルミニウムやアルミニウム合金等））により形成されている。ベース部材２０の直径は、例えば２２０ｍｍ～５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ～３５０ｍｍ程度）であり、ベース部材２０の厚さは、例えば２０ｍｍ～４０ｍｍ程度である。

ベース部材２０の内部には冷媒流路２１が形成されている。冷媒流路２１に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が供給されると、ベース部材２０が冷却される。上述したヒータ電極５０によるセラミックス部材１０の加熱と併せてベース部材２０の冷却が行われると、接合部３０を介したセラミックス部材１０とベース部材２０との間の伝熱により、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷの温度が一定に維持される。さらに、プラズマ処理中にプラズマからの入熱が生じた際には、ヒータ電極５０に加える電力を調整することにより、ウェハＷの温度制御が実現される。

接合部３０は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接合剤（接着剤）を含んでおり、セラミックス部材１０とベース部材２０とを接合している。接合部３０の厚さは例えば０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下である。

Ａ－２．チャック電極４０およびヒータ電極５０の構成：
図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における静電チャック１００のＸＹ断面構成を示す説明図であり、図４は、図２のＩＶ－ＩＶの位置における静電チャック１００のＸＹ断面構成を示す説明図である。

図２に示すように、ヒータ電極５０は、上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な第１の仮想平面Ｌ１上に配置されている。具体的には、図３に示すように、ヒータ電極５０は、複数のヒータ電極５０（本実施形態では、第１のヒータ電極５１、第２のヒータ電極５２、第３のヒータ電極５３、第４のヒータ電極５４）を含んでいる。複数のヒータ電極５０（５１～５４）は、単一の仮想平面（第１の仮想平面Ｌ１）において互いに異なる領域（セグメント）に配置されている。より具体的には、上下方向視で、セラミックス部材１０の中心位置で互いに直交する２本の第１の仮想区画直線Ｑ１によって仕切られる４つの扇形状の領域を、第１の領域Ｒ１～第４の領域Ｒ４とする。第１の領域Ｒ１に第１のヒータ電極５１が配置され、第２の領域Ｒ２に第２のヒータ電極５２が配置され、第３の領域Ｒ３に第３のヒータ電極５３が配置され、第４の領域Ｒ４に第４のヒータ電極５４が配置されている。各ヒータ電極５０（５１～５４）の上下方向視での形状は、略線状である。なお、静電チャック１００では、４つのヒータ電極５０のそれぞれに互いに異なる電圧を印加することにより、４つのヒータ電極５０を互いに独立に温度制御可能とされている。

図２に示すように、チャック電極４０は、上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な第２の仮想平面Ｌ２上に配置されている。なお、第１の仮想平面Ｌ１と第２の仮想平面Ｌ２とは上下方向において互いに異なる位置に位置している。すなわち、チャック電極４０とヒータ電極５０とは、セラミックス部材１０において、上下方向の互いに異なる位置に配置されている。具体的には、図４に示すように、一対のチャック電極４０（第１のチャック電極４１、第２のチャック電極４２）は、単一の仮想平面（第２の仮想平面Ｌ２）において互いに異なる領域に配置されている。より具体的には、上下方向視で、セラミックス部材１０の中心位置を通る第２の仮想区画直線Ｑ２によって仕切られる２つの半円形状の領域を、第５の領域Ｒ５と第６の領域Ｒ６とする。第５の領域Ｒ５に第１のチャック電極４１が配置され、第６の領域Ｒ６に第２のチャック電極４２が配置されている。各チャック電極４０の上下方向視での形状は、略半円形である。チャック電極４０は、特許請求の範囲における導電体に相当する。

ここで、チャック電極４０の第２の仮想平面Ｌ２での面積は、ヒータ電極５０の第１の仮想平面Ｌ１での面積より大きい。チャック電極４０の第２の仮想平面Ｌ２での面積は、単一の仮想平面（第２の仮想平面Ｌ２）上に位置するチャック電極４０の上下方向視での面積であり、図４の例では、一対のチャック電極４０（４１，４２）の上下方向視での合計面積である。ヒータ電極５０の第１の仮想平面Ｌ１での面積は、単一の仮想平面（第１の仮想平面Ｌ１）上に位置するヒータ電極５０の上下方向視での面積であり、図３の例では、４つのヒータ電極５０（５１～５４）の上下方向視での合計面積である。なお、上下方向視で、セラミックス部材１０の第１の仮想平面Ｌ１での面積に対する、ヒータ電極５０の第１の仮想平面Ｌ１での面積の割合は、１２％以上であることが好ましく、また、２５％以下であることが好ましい。また、上下方向視で、セラミックス部材１０の第２の仮想平面Ｌ２での面積に対する、チャック電極４０の第２の仮想平面Ｌ２での面積の割合は、８０％以上であることが好ましく、また、９０％以下であることが好ましい。

Ａ－３．各部材の形成材料：
図５は、静電チャック１００におけるチャック電極４０の周辺部分の特定断面（ＸＺ断面）を示す模式図であり、図６は、静電チャック１００におけるヒータ電極５０の周辺部分の特定断面（ＸＺ断面）を示す模式図である。図５では、セラミックス部材１０における上側（Ｚ軸正方向側）のセラミックス部分１１と下側（Ｚ軸負方向側）のセラミックス部分１１との間に、チャック電極４０が介在しており、図６では、セラミックス部材１０における上側のセラミックス部分１１と下側のセラミックス部分１１との間に、ヒータ電極５０が介在している。

セラミックス部材１０は、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ_２Ｏ_３）の純度が９９．８％以上である。チャック電極４０とヒータ電極５０とは、それぞれ、上述した導電性材料に加えて、セラミックス部材１０を構成するセラミックス材料であるアルミナを含んでいる。なお、チャック電極４０に含まれる導電性材料と、ヒータ電極５０に含まれる導電性材料とは、互いに同種の材料でもよいし、互いに異なる種類の材料であるとしてもよい。なお、セラミックス部材１０におけるアルミナの純度（例えばｗｔ％）は、例えば、ＸＲＤ分析（Ｘ－ＲａｙＤｉｆＡｎａｌｙｓｉｓｒａｃｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓ）やＸＲＦ分析（Ｘ－ＲａｙＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓ）を行う公知の装置を用いて、セラミックス部材１０の表面に対する定性分析を行うことによって特定することができる。

また、静電チャック１００（セラミックス部材１０）は、チャック電極４０とヒータ電極５０とを含む特定断面であって、上下方向（Ｚ軸方向）に略平行な少なくとも１つの特定断面について、次の条件１を満たす。
条件１：ヒータ電極５０におけるアルミナの含有率（面積％）は、チャック電極４０におけるアルミナの含有率に比べて小さい。
なお、ヒータ電極５０におけるアルミナの含有率と、チャック電極４０におけるアルミナの含有率との差は、２０％より高いことが好ましく、また、４５％以下であることが好ましい。

ここで、チャック電極４０におけるアルミナの含有率は、上記特定断面において、チャック電極４０に相当する部分に含まれる全材料（少なくとも導電性材料とアルミナとを含む）に対するアルミナの含有割合（面積％）である。なお、チャック電極４０におけるアルミナの含有率の特定方法について、図５を用いて説明する。まずは、チャック電極４０に相当する部分を決定する。すなわち、特定断面において、チャック電極４０とセラミックス部材１０におけるセラミックス部分１１との境界が明確でないことがある。そこで、図５の上段に示すように、特定断面（ＸＺ断面）で、チャック電極４０を構成する導電性材料部分（白部分）のうち、最も上（Ｚ軸正方向）側の端から下方向（Ｚ軸負方向）に第１の所定距離Ｄ１（例えば２μｍ）だけ移動した点を通過し、かつ、上下方向に垂直な線を、第１の仮想直線Ｍ１とする。また、チャック電極４０を構成する導電性材料部分のうち、最も下側の端から上方向に第１の所定距離Ｄ１だけ移動した点を通過し、かつ、上下方向に垂直な線を、第２の仮想直線Ｍ２とする。そして、特定断面（ＸＺ断面）において、第１の仮想直線Ｍ１と第２の仮想直線Ｍ２とによって挟まれる領域を、チャック電極４０に相当する部分４０Ａに決定する。次に、決定されたチャック電極４０に相当する部分４０Ａに対して二値化処理を行う。図５の下段には、チャック電極４０に相当する部分４０Ａを二値化処理して生成されたチャック電極４０の二値化画像４０Ｂが示されている。チャック電極４０の二値化画像４０Ｂのうち、白部分が導電性材料部分であり、黒部分がアルミナ部分である。チャック電極４０の二値化画像４０Ｂの全体の面積（白部分と黒部分との合計面積）に対する黒部分の面積の割合が、チャック電極４０におけるアルミナの含有率である。

また、ヒータ電極５０におけるアルミナの含有率は、上記特定断面において、ヒータ電極５０に相当する部分に含まれる全材料（少なくとも導電性材料とアルミナとを含む）に対するアルミナの含有割合（面積％）である。なお、ヒータ電極５０におけるアルミナの含有率の特定方法について、図６を用いて説明する。まずは、ヒータ電極５０に相当する部分を決定する。すなわち、特定断面において、ヒータ電極５０とセラミックス部材１０におけるセラミックス部分１１との境界が明確でないことがある。そこで、図６の上段に示すように、特定断面（ＸＺ断面）で、ヒータ電極５０を構成する導電性材料部分（白部分）のうち、最も上（Ｚ軸正方向）側の端から下方向（Ｚ軸負方向）に第２の所定距離Ｄ２（例えば２μｍ）だけ移動した点を通過し、かつ、上下方向に垂直な線を、第３の仮想直線Ｍ３とする。また、ヒータ電極５０を構成する導電性材料部分のうち、最も下側の端から上方向に第２の所定距離Ｄ２だけ移動した点を通過し、かつ、上下方向に垂直な線を、第４の仮想直線Ｍ４とする。そして、特定断面（ＸＺ断面）において、第３の仮想直線Ｍ３と第４の仮想直線Ｍ４とによって挟まれる領域を、ヒータ電極５０に相当する部分５０Ａに決定する。次に、決定されたヒータ電極５０に相当する部分５０Ａに対して二値化処理を行う。図６の下段には、ヒータ電極５０に相当する部分５０Ａを二値化処理して生成されたヒータ電極５０の二値化画像５０Ｂが示されている。ヒータ電極５０の二値化画像５０Ｂのうち、白部分が導電性材料部分であり、黒部分がアルミナ部分である。ヒータ電極５０の二値化画像５０Ｂの全体の面積（白部分と黒部分との合計面積）に対する黒部分の面積の割合が、ヒータ電極５０におけるアルミナの含有率である。なお、第２の所定距離Ｄ２は、第１の所定距離Ｄ１と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。

また、静電チャック１００は、上記少なくとも１つの特定断面について、次の条件２を満たすことが好ましい。
条件２：ヒータ電極５０におけるアルミナの含有率は、１０面積％以上、かつ、３０面積％以下である。
なお、ヒータ電極５０における導電性材料の含有率は、７０面積％以上、かつ、９０面積％以下であることが好ましい。

また、静電チャック１００は、上記少なくとも１つの特定断面について、次の条件３を満たすことが好ましい。
条件３：チャック電極４０におけるアルミナの含有率は、３５面積％以上、かつ、５０面積％以下である。
なお、チャック電極４０における導電性材料の含有率は、５０面積％以上、かつ、６５面積％以下であることが好ましい。

Ａ－４．静電チャック１００の製造方法：
次に、本実施形態における静電チャック１００の製造方法の一例を説明する。はじめに、セラミックス部材１０とベース部材２０とを準備する。セラミックス部材１０は、例えば以下の方法により作製される。すなわち、アルミナ原料とブチラール樹脂と可塑剤と溶媒とからなるスラリーをキャスティングし、乾燥させてシート化したセラミックスグリーンシートを複数作製する。このとき、スラリーにおけるアルミナ原料の含有率を９９．８％以上とすることにより、アルミナの純度が９９．８％以上であるセラミックスグリーンシートを作製する。また、チャック電極４０やヒータ電極５０やその他の配線として、タングステンまたはモリブデンと樹脂と溶剤とからなる金属ペーストを作製する。このとき、チャック電極４０用およびヒータ電極５０用の金属ペーストには、アルミナ原料を含めつつ、ヒータ電極５０用の金属ペーストにおけるアルミナ原料の含有率を、チャック電極４０用の金属ペーストにおけるアルミナ原料の含有率に比べて小さくする。そして、セラミックスグリーンシートに対して、チャック電極４０用およびヒータ電極５０用の金属ペーストの塗布や、スルーホールの形成や配線用の金属ペーストの充填等の必要な加工を行う。次に、それらのセラミックスグリーンシートを積層し、脱脂後、焼成を行うことによってセラミックス部材１０を作製する。なお、ベース部材２０は、公知の製造方法によって製造可能であるため、ここでは製造方法の詳細な説明を省略する。

次に、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着剤を用いて、セラミックス部材１０とベース部材２０とを接合する。これにより、上述した構成の静電チャック１００の製造が完了する。

Ａ－５．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態における静電チャック１００では、セラミックス材料（本実施形態ではアルミナ）の純度が９９．８％以上のセラミックス部材１０にヒータ電極５０やチャック電極４０が設けられている。このような静電チャック１００では、ヒータ電極５０やチャック電極４０に、導電性材料に加えて、セラミックス部材１０を構成するセラミックス材料（アルミナ）が含まれており、これにより、セラミックス部材１０におけるセラミックス部分１１とヒータ電極５０やチャック電極４０との密着性を向上させることができる。

また、静電チャック１００では、チャック電極４０の第２の仮想平面Ｌ２での面積は、ヒータ電極５０の第１の仮想平面Ｌ１での面積に比べて大きい。このため、チャック電極４０とセラミックス部材１０（セラミックス部分１１）との熱膨脹差に起因するチャック電極４０の反りは、ヒータ電極５０とセラミックス部材１０との熱膨脹差に起因するヒータ電極５０の反りに比べて大きく、セラミックス部材１０の変形や剥がれ等に大きく影響し、ひいては、チャック電極４０とセラミックス部材１０との密着性に影響する。ここで、仮に、セラミックス材料の純度が９９．８％未満（例えば９５％）のセラミックス部材であれば、セラミックス部材中の軟化成分（例えばガラス成分）がチャック電極の界面に存在することで、チャック電極とセラミックス部材との密着性を担保することができる。しかしながら、本実施形態のように、セラミックス材料の純度が９９．８％以上のセラミックス部材１０である場合、セラミックス部材１０中の軟化成分が少ないため、４０とセラミックス部材１０との密着性は、セラミックス材料の純度が９９．８％未満のセラミックス部材に比べて、悪い。

これに対して、本実施形態の静電チャック１００では、反りおよび密着性の影響がヒータ電極５０よりも大きいチャック電極４０に関して、ヒータ電極５０におけるセラミックス材料の含有率よりも、チャック電極４０におけるセラミックス材料の含有率が高い（上記条件１）。チャック電極４０におけるセラミックス材料の含有率を相対的に高くすることで、チャック電極４０の界面に存在する軟化成分の量を増やし、チャック電極４０とセラミックス部材１０との密着性を担保することができる。

一方、ヒータ電極５０におけるセラミックス材料の含有率を、チャック電極４０におけるセラミックス材料の含有率と等しくする、または、高くすると、ヒータ電極５０の抵抗率（Ω・ｍ）が増大するため、例えばヒータ電極５０の導通を確保できなくなったり、ヒータ電極５０の発熱量が所望の範囲を超えたりすることがある。また、ヒータ電極５０の極細化にも対応できなくなるおそれがある。これに対して、本実施形態の静電チャック１００では、ヒータ電極５０におけるセラミックス材料の含有率は、チャック電極４０におけるセラミックス材料の含有率より低い（上記条件１）。これにより、本実施形態の静電チャック１００によれば、ヒータ電極５０の抵抗率の増大を抑制し、チャック電極４０の反りを抑制し、かつ、チャック電極４０とセラミックス部材１０との密着性を確保することができる。

また、本実施形態によれば、静電チャック１００が、上記条件２を満たすことにより、ヒータ電極５０におけるアルミナの含有率が１０面積％未満である構成に比べて、ヒータ電極５０とセラミックス部材１０との熱膨張差に起因するヒータ電極５０の反りを抑制し、ヒータ電極５０とセラミックス部材１０との密着性を確保することができる。また、本実施形態によれば、ヒータ電極５０におけるアルミナの含有率が３０面積％より高い構成に比べて、ヒータ電極５０の抵抗値の増大を抑制しつつ所定の発熱量を確保することができる。

また、本実施形態によれば、静電チャック１００が、上記条件３を満たすことにより、チャック電極４０におけるアルミナの含有率が３５面積％未満である構成に比べて、チャック電極４０とセラミックス部材１０との熱膨張差に起因するチャック電極４０の反りを抑制し、ヒータ電極５０とセラミックス部材１０との密着性を確保することができる。また、本実施形態によれば、チャック電極４０におけるアルミナの含有率がヒータ電極５０面積％より高い構成に比べて、チャック電極４０の導通を確実に確保することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における静電チャック１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、導電体として、チャック電極４０を例示したが、例えば、チャック電極４０やヒータ電極５０と、セラミックス部材１０に設けられた外部端子（図示せず）とを電気的に接続するドライバ電極であってもよい。要するに、導電体は、少なくとも、該導電体が配置された第２の仮想平面での面積が、ヒータ電極の第１の仮想平面での面積より大きいという条件を満たすものであればよい。また、導電体の電気抵抗は、ヒータ電極の電気抵抗より小さいことが好ましい。また、導電体は、セラミックス部材１０の内部において、吸着面Ｓ１とヒータ電極５０との間に配置されているものに限らず、ヒータ電極５０と、吸着面Ｓ１とは反対側の下面との間に配置されているものでもよい。

また、上記実施形態におけるヒータ電極５０の個数や、各ヒータ電極５０の形状、セラミックス部材１０における各ヒータ電極５０の配置は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態の静電チャック１００は、４つのヒータ電極５０を備えるが、静電チャック１００が備えるヒータ電極５０の個数は、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。また、上記実施形態では、静電チャック１００が備える複数のヒータ電極５０がＺ軸方向において互いに同一の位置に配置されているが、静電チャック１００が、Ｚ軸方向において互いに位置の異なる複数のヒータ電極５０を備えていてもよい。

また、上記実施形態では、セラミックス部材１０の内部に一対のチャック電極４０が設けられた双極方式が採用されているが、セラミックス部材１０の内部に１つのチャック電極４０が設けられた単極方式が採用されてもよい。

また、上記実施形態の静電チャック１００における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。例えば、上記実施形態では、セラミックス部材１０は、アルミナの純度が９９．８％以上であったが、セラミックス部材１０は、他のセラミックス材料（例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）など）の純度が９９．８％以上であってもよい。また、上記実施形態において、静電チャック１００は、上記条件２および条件３の少なくとも１つを満たさなくてもよい。

１０：セラミックス部材１１：セラミックス部分２０：ベース部材２１：冷媒流路３０：接合部４０（４１，４２）：チャック電極４０Ａ：チャック電極に相当する部分４０Ｂ：チャック電極の二値化画像５０（５１～５４）：ヒータ電極５０Ａ：ヒータ電極に相当する部分５０Ｂ：ヒータ電極の二値化画像１００：静電チャックＤ１：第１の所定距離Ｄ２：第２の所定距離Ｌ１：第１の仮想平面Ｌ２：第２の仮想平面Ｍ１：第１の仮想直線Ｍ２：第２の仮想直線Ｍ３：第３の仮想直線Ｍ４：第４の仮想直線Ｑ１：第１の仮想区画直線Ｑ２：第２の仮想区画直線Ｒ１：第１の領域Ｒ２：第２の領域Ｒ３：第３の領域Ｒ４：第４の領域Ｒ５：第５の領域Ｒ６：第６の領域Ｓ１：吸着面Ｓ２：セラミックス側接合面Ｓ３：ベース側接合面Ｗ：ウェハ

Claims

第１の方向に略垂直な第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有するセラミックス部材と、
前記セラミックス部材に設けられ、前記第１の方向に略垂直な第１の仮想平面上に配置されたヒータ電極と、
前記セラミックス部材に設けられ、前記第１の方向に略垂直な第２の仮想平面上に配置され、かつ、前記第２の仮想平面での面積が、前記ヒータ電極の前記第１の仮想平面での面積より大きい導電体と、
第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第２の表面に対向するように配置され、熱伝導率が前記セラミックス部材の熱伝導率より高い材料により形成されたベース部材と、
前記セラミックス部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、
を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する静電チャックにおいて、
前記セラミックス部材は、セラミックス材料の純度が９９．８％以上であり、
前記ヒータ電極は、導電性材料と前記セラミックス材料とを含んでおり、
前記導電体は、導電性材料と前記セラミックス材料とを含んでおり、
前記ヒータ電極と前記導電体とを含む特定断面であって、前記第１の方向に略平行な少なくとも１つの特定断面について、前記ヒータ電極における前記セラミックス材料の含有率は、前記導電体における前記セラミックス材料の含有率に比べて小さい、
ことを特徴とする静電チャック。
請求項１に記載の静電チャックにおいて、
前記セラミックス材料は、Ａｌ_２Ｏ_３であり、
前記ヒータ電極におけるＡｌ_２Ｏ_３の含有率は、１０面積％以上、かつ、３０面積％以下である、
ことを特徴とする静電チャック。
請求項１または請求項２に記載の静電チャックにおいて、
前記セラミックス材料は、Ａｌ_２Ｏ_３であり、
前記導電体におけるＡｌ_２Ｏ_３の含有率は、３５面積％以上、かつ、５０面積％以下である、
ことを特徴とする静電チャック。