JP7162658B2 - 静電チャック - Google Patents

Description

本開示は、静電チャック及びその製造方法に関する。

半導体製造装置などに用いられる静電チャックが知られている（例えば特許文献１及び２）。このような静電チャックは、例えば、セラミックからなる平板状の基体と、当該基体に埋設された層状の電極とを有している。ウェハは、基体の上面（板形状の最も広い面。主面）に重ねられる。そして、電極に電圧を印加することによって、基体が帯電し、ウェハが吸着される。

特許文献１では、基体の上面に直交する断面において電極の側面が尖頭状に形成されている。特許文献２では、ウェハを加熱するためのヒータプレートが基体の下面に重ねられている。ヒータプレートは、２層の樹脂層と、その間に配置された抵抗発熱体とを有しており、抵抗発熱体の側方には空隙が形成されている。

国際公開第０１／６３９７２号 特開２０１７－１６８８１８号公報

本開示の一態様に係る静電チャックは、絶縁性の基体と、層状の電極とを有している。前記基体は、所定面を有している。前記電極は、前記基体内で前記所定面に沿っている。前記電極の前記所定面側に面する上面と前記基体とは接している。前記電極の側面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙が介在している。

本開示の他の態様に係る静電チャックは、絶縁性の基体と、層状の電極とを有している。前記基体は、所定面を有している。前記電極は、前記基体内で前記所定面に沿っている。前記電極の前記所定面側に面する上面と前記基体とは接している。前記電極の前記所定面とは反対側に面する下面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙が介在している。

本開示の一態様に係る静電チャックの製造方法は、凹部形成ステップと、材料配置ステップと、積層ステップと、焼成ステップとを有している。前記凹部形成ステップでは、第１セラミックグリーンシートの第１主面又は第２セラミックグリーンシートの第２主面に、所定の平面形状で凹部を形成する。前記材料配置ステップでは、前記第１主面及び前記第２主面の一方に、前記所定の平面形状の外縁よりも内側に位置する外縁を有する平面形状で、電極の材料を配置する。前記積層ステップでは、前記凹部形成ステップ及び前記材料配置ステップの後に、前記第１主面及び前記第２主面を互いに向かい合わせて前記第１セラミックグリーンシートと前記第２セラミックグリーンシートとを重ねる。前記焼成ステップでは、互いに重ねられた前記第１セラミックグリーンシート及び前記第２セラミックグリーンシートを焼成する。

図１（ａ）は第１実施形態に係る静電チャックの構成を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線における断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の領域Ｉｃの拡大図。 図２（ａ）は図１（ｂ）のIIａ－IIａ線における断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の領域IIｂの拡大図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のIIｃ－IIｃ線における断面図。 図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）は実施形態に係る静電チャックにおける空隙の横断面形状に係る第１～第４具体例を示す図。 図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は実施形態に係る静電チャックにおける空隙の横断面形状に係る第５～第７具体例を示す図。 第２実施形態に係る静電チャックの電極を示す断面図。 図５の領域VIの拡大図。 図７（ａ）は第３実施形態に係る静電チャックの要部を示す断面図、図７（ｂ）は第４実施形態に係る静電チャックの要部を示す断面図。 実施形態に係る静電チャックの製造方法の手順の概要の一例を示すフローチャート。 図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）及び図９（ｄ）は図８のフローチャートを補足する模式的な断面図。 図１０（ａ）は図９（ｃ）の領域Ｘａの拡大図、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は図９（ｄ）の領域Ｘｂの拡大図。 図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は静電チャックの製造方法の変形例を説明する図。 実施形態に係る静電チャックにおける空隙の第８具体例を示す図。

以下、本開示の実施形態に係る静電チャックについて、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。従って、細部は省略されていることがあり、また、寸法比率は必ずしも現実のものとは一致していない。また、静電チャックは、各図に示されていない周知の構成要素をさらに備えていても構わない。

＜第１実施形態＞
（静電チャックの概略構成）
図１（ａ）は、実施形態に係る静電チャック１０（以下、「静電」は省略することがある。）の構成を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線における断面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の領域Ｉｃの拡大図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）のIIａ－IIａ線における断面図である。

これらの図には、直交座標系ＸＹＺを付している。チャック１０の使用時においては、例えば、Ｚ軸方向正側が上方とされる。チャック１０は、概略平板状のプレート１０ａを有している。そして、チャック１０は、プレート１０ａ上に載置されるウェハ１０１の保持に利用される。なお、チャック１０は、例えば、プレート１０ａに加えて、プレート１０ａから垂下されたパイプ１０ｂ、プレート１０ａに接続され不図示のケーブル、及び／又はプレート１０ａへの電力供給の制御を行う不図示の制御部を有していてもよい。

プレート１０ａの上面１ａ及び下面１ｂは、例えば、概ね平面である。プレート１０ａの平面形状及び各種の寸法は、保持対象物の形状及び寸法等を考慮して適宜に設定されてよい。例えば、平面形状は、円形（図示の例）または矩形である。寸法の一例を示すと、直径は２０ｃｍ以上３５ｃｍ以下、厚さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

プレート１０ａは、例えば、絶縁性の基体１と、基体１に埋設されている１対の電極２Ａ及び２Ｂ（以下、Ａ及びＢを省略することがある。）並びに抵抗発熱体９と、電極２又は抵抗発熱体９に電力を供給するための複数の端子４（１つのみ図示）とを備えている。

電極２に電圧が印加されることによって、基体１が帯電し、ウェハ１０１が基体１の上面１ａに吸着される。この吸着力としては、例えば、クーロン力、ジョンソン・ラーベック力又はグラジエント力が挙げられる。いずれの力を利用するかによって、チャック１０の細部の構成（例えば、基体１の材料、基体１の電極２上の厚さ及び／又は電極２の形状）が異なる。本開示に係る静電チャックでは、いずれの種類の力が利用されてもよい。

抵抗発熱体９が設けられていることから理解されるように、図示の例では、チャック１０は、ウェハ１０１を加熱するヒータを兼ねている。ただし、チャック１０がヒータを兼ねることは必須の要件ではなく、抵抗発熱体９は設けられなくてもよい。逆に、チャック１０は、加熱以外に、他の機能を有していてもよい。例えば、チャック１０は、冷却媒体としての、及び／又はパージガスとしての流体が流れる流路を有していてもよい。

特に図示しないが、静電チャック１０は、端子４と電極２又は抵抗発熱体９とを接続する配線パターンを電極２及び抵抗発熱体９の層とは別個の層に有していてもよい。

基体１の外形は、プレート１０ａの外形を構成している。従って、上述のプレート１０ａの形状及び寸法に係る説明は、そのまま基体１の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。基体１の材料は、例えば、セラミックスである。セラミックスは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）及び窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等を主成分とする焼結体である。基体１は、全体が同一の材料から構成されている必要は無く、例えば、上面１ａ側と下面１ｂ側とで互いに異なる材料が用いられていてもよい。

１対の電極２は、互いに非接続とされており、互いに異なる電位が付与される。すなわち、静電チャック１０は、いわゆる双極型のものである。電極２は、基体１の上面１ａに沿う（例えば平行な）層状導体である。平面視において、１対の電極２は、例えば、基体１の概ね全面を２等分するようにベタ状に広がっている。その平面形状は、適宜に設定されてよく、図示の例では、各電極２は、概ね半円状となっている。そして、１対の電極２は、直線状部分を互いに平行に対向させている。

電極２の厚さ（Ｚ方向）は、例えば、電極２の全面に亘って一定である。その具体的な値は適宜に設定されてよい。一例を挙げると、電極２の厚さは、０．１μｍ以上２００μｍ以下である。電極２の基体１の上面１ａからの深さは、吸着力として利用する力の種類及び基体１の誘電率等に応じて適宜に設定されてよい。一例を挙げると、電極２の基体１の上面１ａからの深さは、１０μｍ以上１０ｍｍ以下である。

電極２の材料は、例えば、金属である。金属の種類は、適宜に選択されてよく、例えば、タングステン（Ｗ）、タングステンカーバイト（ＷＣ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）又はこれらを主成分とする合金である。また、電極２の材料は、前記のような金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、電極２の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末等の添加剤（別の観点では無機絶縁物）を含むものであってもよい。

抵抗発熱体９は、電極２よりも基体１の下面１ｂ側において、概略、基体１の上面１ａに沿って（例えば平行に）延びている。また、電極２は、平面視において、例えば、基体１の概ね全面に亘って延びている。抵抗発熱体９に電流が流れることによって、ジュールの法則に従って熱が発生し、ひいては、基体１の上面１ａに載置されているウェハ１０１が加熱される。

抵抗発熱体９は、図示の例のように、層状導体からなるものであってもよいし、図示とは異なり、線材がコイル軸回りに螺旋状に巻き回されて構成されたコイルを含み、コイル軸が基体１の上面１ａに沿って延びるように配置されたものであってもよい。抵抗発熱体９の平面視におけるパターン（コイル状の場合はコイル軸の経路）は、適宜なものとされてよい。例えば、抵抗発熱体９は、平面視において、ミアンダ状に延びていてもよいし、螺旋状に延びていてもよい。抵抗発熱体９の材料、寸法及び上面１ａからの深さ等も適宜に設定されてよい。

複数の端子４は、例えば、平面視において基体１の中央側に位置しており、基体１の下面１ｂから基体１の外部へ露出している。なお、端子４は、平面視において基体１の中央以外に位置していてもよい。複数の端子４は、特に図示しないが、例えば、電極２Ａ及び２Ｂに個別に接続されている２つの端子、及び抵抗発熱体９の両端に接続されている２つの端子を含んでいる。端子４は、例えば、電極２又は抵抗発熱体９の端子４の直上に位置する部分に直接又はビア導体を介して接続されていてもよいし、基体１内に形成された層状配線を介して、電極２又は抵抗発熱体９の適宜な位置と接続されていてもよい。１つの端子４は、１つの電極２の複数位置に対して接続されていてもよい。

（静電チャック内の空隙）
図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域IIｂの拡大図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）のIIｃ－IIｃ線における断面図である。これらの図は、電極２の外縁（平面視における外縁。以下、同様。）のうち直線状部分における断面拡大図となっている。ただし、電極２の外縁のうち円弧状部分の断面も、基本的には直線状部分の断面と同様とされてよい。

各電極２は、基体１の上面１ａ側に面する上面２ａと、基体１の下面１ｂ側に面する下面２ｂと、上面２ａと下面２ｂとをつなぐ側面２ｃ（平面視における直線状部分及び円弧状部分の２つ）とを有している。図示の例では、上面２ａ、下面２ｂ及び側面２ｃは、概ね平面状であり、互いに直交している。なお、図示の例とは異なり、上面２ａ（又は下面２ｂ）と側面２ｃとの境界は、必ずしも明瞭でなくてもよい。

電極２の上面２ａ及び下面２ｂは、基体１に接している。一方、側面２ｃは、少なくとも一部（図示の例では全部）が基体１に接しておらず、側面２ｃと基体１との間に空隙３が位置している。なお、電極２の上面２ａは、その全体が完全に基体に接している必要は無く、一部に空隙が存在してもよい。この空隙は、例えば、側面２ｃに接する空隙３に比較して小さい。

空隙３は、真空とされ、又はガスが満たされている。ガスは、例えば、空気又は窒素である。理論上の真空の比誘電率は１であり、また、一般にガスの比誘電率は１に近い。例えば、空隙３の比誘電率は、基体１の比誘電率よりも小さい。なお、基体１の比誘電率は、例えば、４～１２である。また、理論上、真空の空隙３は、熱を伝えない。また、通常、ガスの熱伝導率は、基体１を構成している絶縁材料よりも熱伝導率が低い。

空隙３は、基本的に電極２の外縁の全体に亘って連続的に延びている。ただし、誤差により、又は意図的に、途中に途切れる部分が形成されていても構わない。換言すれば、空隙３は、電極２の外縁に沿って連続的に延びる部分を含んでいる。当該部分の長さは、例えば、空隙３の幅Ｗよりも長く、幅Ｗの１０倍よりも長く、又は電極２の外縁の長さの８割よりも長い。

空隙３の横断面（電極２の外縁に直交する断面）の形状及び大きさは、電極２の外縁に沿って、一定であってもよいし、変化していてもよい。変化は、意図的なものであってもよいし、製造誤差によるものであってもよい。なお、空隙３が電極２の外縁に沿って連続的に延びている部分の長さを空隙３の幅Ｗと比較するとき、幅Ｗは、空隙３の長さ全体内の、又は当該部分の長さ内の、平均値であってもよいし、最大値であってもよい。

なお、一横断面において、空隙３の幅は、上下方向の位置によって異なることがある（後述する図４（ｂ）参照）。本開示において、単に空隙３の幅という場合、例えば、図４（ｂ）の幅Ｗで示されるように、平面透視したときの各横断面における最大幅を指すものとする。

実施形態の説明では、特に断りがない限り、空隙３（並びに電極２の側面２ｃ及びその周辺部）の横断面の形状及び大きさは、基本的に、電極２の外縁に沿って概ね一定であるものとする。すなわち、以下に述べる一横断面における電極２及び空隙３の形状及び寸法に関する説明は、他の横断面においても概ね同様に成り立つものとする（後述する種々の具体例及び第２実施形態以降も同様。）。なお、横断面の形状及び大きさが電極２の外縁に沿って一定でない場合は、以下に述べる説明は、電極２の外縁の所定範囲においてのみ成り立つだけでも構わない。

空隙３の横断面の形状は、後述する横断面の形状に係る種々の具体例からも理解されるように、適宜に設定されてよい。図２（ｃ）では、空隙３の横断面の形状として矩形が例示されている。当該矩形は、基体１の上面１ａ及び下面１ｂに概ね平行な２辺と、当該２辺に直交する２辺とを有している。基体１の上面１ａ及び下面１ｂに概ね平行な２辺は、例えば、電極２の上面２ａ及び下面２ｂに概ね面一である。すなわち、図２（ｃ）では、空隙３の高さＨ（Ｚ軸方向の大きさ）は、電極２の厚さと同等とされている。

空隙３の高さＨ及び幅Ｗ等の各種の寸法も適宜に設定されてよい。例えば、空隙３の高さＨ（高さが幅方向に一定でない場合は例えば最大値、平均値又は最小値）は、電極２の厚さ（例えば側面２ｃ付近を除く平均値。特に断りがない限り、本開示において同様。）に対して、小さくてもよいし、同等（例えば両者の差は電極２の厚さの１０％未満）でもよいし、大きくてもよい。また、空隙３の幅Ｗは、空隙３の高さＨ（高さが一定でない場合は例えば最大高さ）よりも小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。幅Ｗの一例を挙げると、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下、及び／又は空隙３の最大高さ若しくは電極２の厚さの１／１０以上２０倍以下である。なお、以下に説明する空隙３の横断面形状に係る種々の具体例においても、高さ及び幅の寸法並びに両者の大小関係は適宜に設定されてよい。

（空隙の横断面形状に係る種々の具体例）
図３（ａ）～図４（ｃ）は、空隙３の横断面における形状の種々の具体例を示す図であり、図２（ｃ）の領域IVに対応している。なお、図２（ｃ）は、空隙３の横断面の形状が矩形である具体例と捉えられてもよいし、以下に説明する種々の具体例を抽象的に示したものと捉えられてもよい。

（横断面形状の第１具体例）
図３（ａ）の例では、空隙３の側面３ｃ（電極２とは反対側の面）と、空隙３の上面３ａ又は下面３ｂとの角部は面取りされている。面取り面は、図示のように曲面状であってもよいし、図示とは異なり、平面状であってもよい。なお、特に図示しないが、側面３ｃの全体が電極２側を凹とする曲面状となっていてもよい。

また、図３（ａ）の例では、電極２の側面２ｃは、外側に膨らむ凸面となっている。この凸面は、例えば、概略、曲面である。すなわち、凸面の接線の向きの変化は基本的に連続的である。ただし、側面２ｃには、空隙３の高さＨ及び幅Ｗに比較して微小な凹凸が存在しても構わない。

（横断面形状の第２具体例）
図３（ｂ）の例では、空隙３の形状（及び電極２の側面２ｃの形状）は、図３（ａ）の例と同様である。ただし、図３（ａ）の例では、空隙３の高さＨが電極２の厚さと同等であったのに対して、図３（ｂ）の例では、空隙３の高さＨは、電極２の厚さよりも小さくなっている。換言すれば、空隙３は、電極２の厚さよりも高さが小さい部分（本例では空隙３の全部）を含んでいる。別の観点では、電極２の側面２ｃは、一部のみが空隙３に接している。側面２ｃの他の部分は、基体１に接している。

このような空隙３のうち電極２の厚さよりも小さい部分の高さ、及び／又は電極２の側面２ｃのうち空隙３に接する部分の上下方向に平行な長さ（側面２ｃの湾曲等を無視した長さ）の具体的な値は、適宜に設定されてよい。例えば、これらの値は、電極２の厚さの９／１０未満であってもよいし、１／２未満であってもよいし、２／５未満であってもよい。また、これらの値は、例えば、１μｍ以上、及び／又は電極２の厚さの１％以上である。

なお、後述する種々の例においても、空隙３は、電極２の厚さよりも高さが小さい部分を有し、及び／又は電極２の側面２ｃは、上下方向の一部のみが空隙３に接することがある。そのような例における上下方向の大きさの具体的な値も、上記と同様に適宜に設定されてよい。ただし、後述する種々の例の説明では、基本的に、実際に図示されている例の値の大きさについてのみ言及する。図３（ｂ）では、空隙３の高さ（側面２ｃのうち空隙３に接する部分の上下方向の長さ）は、電極２の厚さの１／２以上９／１０未満とされている。

電極２の側面２ｃのうち空隙３に接する部分の位置も適宜に設定されてよい。例えば、当該部分は、図示のように、上面２ａ及び下面２ｂのいずれにもつながらない部分であってもよいし、図示とは異なり、上面２ａにつながる部分であってもよいし、下面２ｂにつながる部分であってもよい。また、当該部分は、上面２ａ及び下面２ｂのいずれにもつながらない場合において、電極２の厚さの概ね中央に位置していてもよいし、図示とは異なり、上面２ａ側又は下面２ｂ側に寄っていてもよい。

なお、後述する種々の例においても、電極２の側面２ｃのうち一部が空隙３に接することがある。そのような例における側面２ｃが空隙３に接する位置も上記と同様に種々の位置とされてよい。ただし、後述する種々の例の説明では、基本的に、実際に図示されている例の位置についてのみ言及する。図３（ｂ）では、側面２ｃのうち空隙３に接する部分は、電極２の厚さの中央に位置している。空隙３に接する部分が電極２の厚さの中央に位置しているとは、例えば、当該部分の上下方向の中央位置が電極２の厚さの中央側の１／３に収まっている状態である。

（横断面形状の第３具体例）
図３（ｃ）の例では、電極２は、側面２ｃに突部２ｄを有している。突部２ｄは、上方側の面が基体１に接しており、下方側の面が基体１から離れている。すなわち、真空の、又はガスが満たされている空隙３は、突部２ｄの下方側の面と基体１との間に広がっている。

突部２ｄの具体的な形状、厚さ（上下方向）、突出量（横方向、平面視において電極２の外縁に直交する方向）、空隙３に対する相対的な大きさ等は、適宜に設定されてよい。図示の例では、突部２ｄは、先端側ほど薄くなるテーパ形状とされている。突部２ｄと空隙３とが接している面の、横方向（平面視において電極２の外縁に直交する方向）における長さは、例えば、空隙３の幅Ｗの１／３以上である。

また、図３（ｃ）の例では、空隙３は、高さＨ１の第１高さ部３ｅと、高さＨ１よりも低い高さＨ２の第２高さ部３ｆとを有している。第２高さ部３ｆは、第１高さ部３ｅに対して、電極２の側面２ｃに対して反対側に位置している。

第１高さ部３ｅ及び第２高さ部３ｆの形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、高さＨ１は、図３（ｂ）の例の空隙３の高さＨよりも更に小さくなっており、電極２の厚さの２／５以上１／２未満となっている。第１高さ部３ｅは、突部２ｄが設けられていないと仮定すると、電極２側から概ね一定の高さで電極２とは反対側へ延びている。図示の例では、空隙３を構成する空間の上方へ突部２ｄが入り込むことによって、空隙３は、第１高さ部３ｅよりも電極２側に第１高さ部３ｅよりも高さが低い部分を含んでいる。第２高さ部３ｆは、先端側（電極２とは反対側）ほど薄くなるテーパ状とされている。

（横断面形状の第４具体例）
図３（ｄ）の例では、電極２が無いものとして考えると、基体１内の空所（空隙３を含む）の形状及び大きさは、概ね、図３（ｃ）の形状及び大きさと同様である。ただし、図３（ｃ）の例では、電極２は、側面２ｃに突部２ｄを有していたのに対して、図３（ｄ）の例では、電極２は、側面２ｃに凹部２ｅを有している。別の観点では、空隙３は、電極２の側面２ｃへ入り込む部分を有している。当該部分は、第１高さ部３ｅよりも高さが低い部分を含む。

凹部２ｅの形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、凹部２ｅは、底面側（電極２の平面方向内側）ほど上下方向（電極２の厚さ方向）の径が小さくなるテーパ状とされている。凹部２ｅの上下方向の最大径（開口面における径）は、例えば、電極２の厚さよりも小さく、空隙３の高さの１／３以上１倍以下となっている。

（横断面形状の第５具体例）
図４（ａ）の例では、空隙３は、その全体が電極２とは反対側ほど上下方向の径が小さくなるテーパ状とされている。別の観点では、空隙３は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）の例と同様に、第１高さ部３ｅと、第１高さ部３ｅよりも電極２とは反対側に位置し、第１高さ部３ｅの高さＨ１よりも低い高さＨ２の第２高さ部３ｆとを有している。

ただし、図３（ｃ）及び図３（ｄ）の例では、空隙３は、第１高さ部３ｅよりも電極２側に、第１高さ部３ｅよりも低い高さの部分（符号省略）を有していたが、本例では、第１高さ部３ｅが電極２の側面２ｃに接している。換言すれば、空隙３のうち側面２ｃに接している部分は、空隙３内で高さが最も大きい部分である。当該部分の高さは、例えば、電極２の厚さよりも小さくされている。

（横断面形状の第６具体例）
図４（ｂ）の例では、空隙３は、図３（ｃ）～図４（ａ）と同様に、高さＨ１の第１高さ部３ｅと、第１高さ部３ｅに対して電極２とは反対側に位置しており、高さＨ１よりも低い高さＨ２の第２高さ部３ｆとを有している。また、空隙３は、図４（ａ）と同様に、第１高さ部３ｅが電極２の側面２ｃに接している。

ただし、本例では、既述の他の例のように徐々に空隙３の高さが低くなるのではなく、段階的に空隙３の高さが低くなっている。すなわち、第１高さ部３ｅと第２高さ部３ｆとの間の高さの変化は比較的急激であり、第２高さ部３ｆは、第１高さ部３ｅから電極２とは反対側へ突出するような形状となっている。

第１高さ部３ｅ及び第２高さ部３ｆの形状及び大きさ等は、適宜に設定されてよい。図示の例では、第１高さ部３ｅは、電極２の厚さと概ね同等の高さＨ１を有し、また、電極２の側面２ｃとは反対側へ膨らむ側面を有している。高さＨ１は、例えば、電極２の厚さの４／５以上である。第２高さ部３ｆは、高さＨ１よりも低い高さＨ２を有しているとともに、高さＨ２よりも大きい幅を有している。

なお、図４（ｂ）の高さＨ１から理解されるように、空隙３が電極２の側面２ｃの凸面又は突部によって上下に分断されている場合、空隙３の高さＨは、分断されたそれぞれではなく、電極２の凸面等による分断がないものとして定義されてよい。

（横断面形状の第７具体例）
図４（ｃ）の例では、空隙３は、電極２の側面２ｃから離れるほど下方に位置するように傾斜している。換言すれば、空隙３は、第１位置部３ｍと、第１位置部３ｍに対して側面２ｃとは反対側かつ第１位置部３ｍよりも下方に位置している第２位置部３ｎと、を含んでいる。なお、ここでいう第２位置部３ｎが第１位置部３ｍよりも下方に位置しているとは、第２位置部３ｎの全体が第１位置部３ｍの全体よりも下方に位置しているという意味ではなく、第２位置部３ｎの基準位置（例えば上下方向の中央位置）が、第１位置部３ｍの基準位置（例えば上下方向の中央位置）よりも下方に位置しているという意味である。

第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎの形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、空隙３は、概ね一定の高さＨで直線状に延びており、第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎは互いに同等の形状及び高さである。空隙３は、例えば、電極２の側面２ｃに対して概ね中央に接しており、空隙３の先端（側面２ｃとは反対側）は、電極２の下面２ｂよりもやや上方に位置している。

なお、上記のように、第２位置部３ｎは、その高さＨの中央位置が第１位置部３ｍの高さＨの中央位置よりも下方に位置すればよい。従って、例えば、空隙３が、水平な下面と、電極２の側面２ｃから離れるほど下方に位置するように傾斜した上面とからなる三角形の場合も、第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎが設けられているといえる。また、例えば、図４（ｂ）の例において、第２高さ部３ｆの高さＨ２の中央位置が第１高さ部３ｅの高さＨ１の中央位置よりも下方に位置している場合も、空隙３は、第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎを有しているといえる。

（横断面形状の第８具体例）
図１２は、空隙３の横断面における形状の第８具体例を示す図であり、例えば、図２（ｃ）の左側半分に相当している。ただし、ここでは、電極２の外縁に沿う方向における互いに異なる３位置における断面が示されている。

この例では、空隙３の高さＨは、電極２の厚さよりも大きくなっている。より詳細には、空隙３は、電極２よりも上方に広がっているとともに、電極２よりも下方に広がっている。換言すれば、空隙３の上面３ａは、電極２の上面２ａよりも上方に位置し、空隙３の下面３ｂは、電極２の下面２ｂよりも下方に位置している。

ただし、高さＨが電極２の厚さよりも大きい場合において、上面３ａが上面２ａよりも上方に位置している一方で、下面３ｂが下面２ｂと面一となっていたり、下面３ｂが下面２ｂと上面２ａとの間に位置していたりしてもよい。同様に、高さＨが電極２の厚さよりも大きい場合において、下面３ｂが下面２ｂよりも下方に位置している一方で、上面３ａが上面２ａと面一となっていたり、上面３ａが上面２ａと下面２ｂとの間に位置していたりしてもよい。

高さＨが電極２の厚さよりも大きい空隙３において、高さＨは、空隙３の幅Ｗよりも大きくてもよいし（図示の例）、同等でもよいし、小さくてもよい。また、この具体例における高さＨ及び幅Ｗの具体的な値も、図２（ｃ）を参照して説明した大きさの範囲内とされてよい。例えば、高さＨは、電極２の厚さの１．１倍以上２０倍以下とされてよい。また、高さＨは、電極２の厚さの２０倍よりも大きくされてもよい。

図２（ｃ）の説明において、誤差により、又は意図的に、電極２の外縁に沿う方向において、空隙３が途切れる部分が存在していてもよいことを述べた。これは、換言すれば、電極２の側面２ｃが基体１に接する部分が存在してもよいということである。図１２では、側面２ｃと空隙３との、電極２の幅方向における位置関係について、誤差による、又は意図的なばらつきも示している。

具体的には、図１２の左側においては、電極２の側面２ｃと空隙３の電極２側の側面３ｄとが概ね面一である構成が示されている。図１２の中央においては、側面２ｃが空隙３内に位置している（側面３ｃと側面３ｄとの間に位置している）構成が示されている。図１２の右側においては、側面２ｃが空隙３の電極２とは反対側の側面３ｃに当接している構成が示されている。特に図示しないが、電極２は、空隙３内で屈曲するなどして、側面２ｃ以外の部分が側面３ｃ等に接していてもよい。

上記のようなばらつきがある場合において、いずれの構成が電極２の外縁に沿う方向に占める割合が大きくてもよい。また、図１２では、上記の複数の構成が１個の電極２の外縁に沿う方向の互いに異なる位置にあるものとして説明したが、いずれか１つの構成が１個の電極２の外縁の概ね全体に亘っていてもよい。

上記の種々の具体例は、適宜に組み合わされてよい。例えば、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４（ａ）～図４（ｃ）の例では、電極２の側面２ｃは、全面が凸面とされたが、図３（ｃ）又は図３（ｄ）のように、突部２ｄ又は凹部２ｅを有する形状とされてもよい。逆に、図３（ｃ）及び図３（ｄ）において、側面２ｃの全面が凸面とされてもよい。

また、例えば、図３（ｃ）、図３（ｄ）、図４（ａ）及び図４（ｃ）において、空隙３の電極２の側面２ｃに接する部分の高さ（別の観点では、高さＨ１及び／又は最大高さ）は、電極２の厚さよりも小さくされたが、当該部分の厚さは、図３（ａ）又は図４（ｂ）の例と同様に、電極２の厚さと同等であってもよい。

また、例えば、図４（ａ）の空隙３のテーパ形状と、図４（ｂ）の空隙３の高さの段階的な変化とが組み合わされてもよいし、図３（ｃ）～図４（ｂ）の空隙３の形状と、図４（ｃ）の空隙３の傾きとが組み合わされてもよい。

また、例えば、図１２の例では、図２（ｃ）と同様に、電極２の側面２ｃとして平面状のものが示されたが、側面２ｃの形状として、図３（ａ）～図４（ｃ）の形状又はその組み合わせが適用されてよい。例えば、図１２において、側面２ｃは、凸面又は凹面を含んでいてよい。また、例えば、図１２の例では、空隙３の横断面の形状として、図３（ａ）と同様に、矩形状のものが示されたが、図３（ａ）～図４（ｃ）の形状又はその組み合わせが適用されてよい。例えば、図１２において、空隙３は、角部が面取りされていたり、側面が凸面又は凹面を有していたり、高さ及び／又は位置が連続的若しくは段階的に変化していたりしてよい。

以上のとおり、本実施形態では、静電チャック１０は、所定面（上面１ａ）を有している絶縁性の基体１と、基体１内で上面１ａに沿っている層状の電極２と、を有している。電極２の上面２ａと基体１とは接しており、かつ電極２の側面２ｃと基体１との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙３が介在している。

従って、例えば、電極２に対する電圧印加を停止した後、基体１から残留電荷を迅速に除去できる。その結果、ウェハ１０１を基体１から速やかに搬出し、生産性を向上させることができる。除電の時間を短くできる理由は、例えば、次の通りである。

静電チャック１０に使われるセラミックの比誘電率は通常１０程度であるのに対し、空隙３（真空またはガス）の比誘電率は１または１に極近い値であるため、空隙３は相対的に帯電しにくい。そのため、基体１全体として、蓄積される電荷は空隙３の体積割合に応じて少なくなる。よって、除電すべき電荷が少なく済むので速く除電される。

通常、アースが電極２に電気的につながっている場合、基体１の電極２に当接している部分の電荷はアースに流れやすい。そして、電極２に隣接する部分に空隙３が位置していることにより、基体１の残留電荷が、空隙３の内壁を移動しやすい（内壁を沿面移動しやすい）。よって、基体１の残留電荷が、電極２を介して速く徐電される。

電極２の側面２ｃに空隙が位置していれば、電極２の上下に基体１の厚みを確保したまま（別の観点では、空隙３によって静電チャック１０の厚みを増加させることなく）、蓄積される電荷を抑制できる。電極２の上下に基体１の厚みが確保されることによって、例えば、基体１の機械的強度が向上する。

電極２と基体１の上面１ａとの間に空隙があると、チャック１０のウェハ１０１を吸着する力が低下する。しかし、電極２の上面２ａと基体１とは接した状態で、空隙３が存在することから、吸着力を維持することができる。このように、チャック１０では、機械的強度及び吸着力を維持しつつ、ウェハ１０１を外しやすくできる。

また、本実施形態では、空隙３は、基体１の上面１ａの平面視において、電極２の側面２ｃからの幅Ｗよりも大きい長さで電極２の側面２ｃ（電極２の外縁）に沿って連続している。

従って、空隙３の幅が小さくとも、空隙３の体積を増やせる。さらに、空隙３が電極２の外縁に沿って連続しているので、除電すべき電荷の分布に偏りが生じにくい。このため、さらに速く除電され、ウェハを外しすい。

また、本実施形態では、空隙３は、電極２の、上面１ａに沿う方向の両側に形成されている。例えば、電極２の外縁の直線状部分と円弧状部分とのそれぞれに空隙３が形成されている。

従って、電極２は、その両側で電荷の移動が促進されるので除電されやすい。一定の方向にのみ電荷が移動して意図しない電流が大きくなるおそれも低減される。

また、本実施形態では、空隙３は、上下方向（基体１の上面１ａに直交する方向）の大きさが電極２の上下方向の大きさよりも小さい部分を含んでいてよい（例えば図３（ｂ）～図４（ｃ））。

この場合、例えば、電極２の外縁付近で基体１の体積を確保して絶縁破壊のおそれを低減し、その一方で、沿面移動によって除電を促進することができる長さを長くすることができる。

また、本実施形態では、空隙３は、上下方向の大きさが電極２の上下方向の大きさよりも大きい部分を含んでいてよい（図１２）。

この場合、例えば、静電チャック１０の温度変化が大きい場合に、電極２の外縁において電極２の膨張が許容されやすくなる。例えば、電極２がその平面に沿う方向に膨張したときに、電極２の外縁は、空隙３内で上方又は下方に屈曲して、空隙３の幅Ｗ以上に変位することが可能である。その結果、例えば、基体１に加えられる応力が低減される。

また、本実施形態では、空隙３は、第１高さ部３ｅと、第１高さ部３ｅに対して電極２の側面２ｃとは反対側に位置しており、上下方向の大きさが第１高さ部３ｅよりも小さい第２高さ部３ｆと、を含んでいてよい（図３（ｃ）～図４（ｂ））。

この場合、例えば、第２高さ部３ｆが相対的に小さいことにより、絶縁破壊のおそれを低減しつつ、沿面移動によって除電を促進する長さを長くすることができる。一方で、相対的に高さが大きい第１高さ部２ｅによって電極２の膨張を吸収するという効果も奏される。特に、第１高さ部２ｅが図１２のように電極２の厚さよりも大きい場合に、当該効果が向上する。

また、本実施形態では、空隙３は、第１位置部３ｍと、第１位置部３ｍに対して電極２の側面２ｃとは反対側かつ第１位置部３ｍよりも下方（基体１の上面１ａとは反対側）に位置している第２位置部３ｎと、を含んでいる。

従って、例えば、空隙３がウェハ吸着面と反対側（下方）に曲がっていることで、電極２と基体１の上面１ａとの間にある基体１の体積割合を増やしつつ、空隙３を広げることができる。その結果、例えば、電極２と上面１ａとの間の絶縁破壊のおそれを低減しつつ、残留電荷を速く徐電できる。

また、本実施形態では、電極２の側面２ｃは、凸面を有していてもよい（例えば図３（ａ）～図４（ｃ））。

この場合、例えば、電極２の厚みを厚くしなくても、空隙３に接する電極２の面積を増やすことができるので、電圧遮断後の残留電荷を速く減らすことができる。

また、本実施形態では、電極２の側面２ｃは、突部２ｄを有していてもよい。突部２ｄの基体１の上面１ａ側の面は、基体１に接していてよい。空隙３は、突部２ｄの基体１の下面１ｂ側の面と基体１との間に介在する部分を含んでいてよい（図３（ｃ））。

この場合、例えば、突部２ｄは、基体１の下方側部分よりも基体１の上方側部分に電荷を振り分けやすい。その結果、例えば、効率的に吸着力を大きくすることができる。また、別の観点では、空隙３の容積に対して電極２と基体１との接触面積を大きくしたことになるから、除電すべき電荷の減少量を維持しつつ、帯電及び除電が迅速化される。

また、本実施形態では、電極２の側面２ｃは、凹部２ｅを有していてもよい（図３（ｄ））。

この場合、例えば、別の観点では、凹部２ｅの両側に電極２の突部を形成したことになるから、空隙３の容積に対して電極２と基体１との接触面積を大きくしたことになる。その結果、例えば、除電すべき電荷の減少量を維持しつつ、帯電及び除電が迅速化される。２つの突部が設けられていることから、同等の大きさの１つの突部が設けられている場合に比較して除電が迅速化される。

＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態に係るチャック２０を示す断面図であり、図２（ａ）に対応している。

チャック２０は、電極の平面形状のみが第１実施形態と相違する。なお、電極の平面形状の相違に伴って、細部の構成（例えば基体１の電極上の厚さ）が第１実施形態と第２実施形態とで異なっていてもよいことはもちろんである。

チャック２０の電極１２Ａ及び１２Ｂ（以下、Ａ及びＢを省略することがある。）は、例えば、互いに噛み合う１対の櫛型電極とされている。具体的には、各電極１２は、バス部１２ｒと、バス部１２ｒから互いに並列（例えば平行）に延びる複数の歯部１２ｓとを有している。なお、特に図示しないが、ウェハは、例えば、その外縁が、バス部１２ｒに重なるように配置される。

バス部１２ｒは、例えば、基体１の外縁に沿って一定の幅で延びている。図示の例では、基体１の外縁が円であることに応じて、バス部１２ｒは円弧状である。１対のバス部１２ｒは、基体１の平面視における中央側の領域を挟んで互いに対向している。

一方の電極１２の歯部１２ｓは、例えば、当該一方の電極１２のバス部１２ｒから他方の電極１２のバス部１２ｒへ向かって一定の幅で直線状に延びている。そして、一方の電極１２の歯部１２ｓと、他方の電極１２の歯部１２ｓとは、歯部１２ｓの幅方向へ１つずつ交互に配列されている。互いに隣り合う歯部１２ｓは、互いに離間しつつ対向している。

１対の電極１２において、Ｙ方向（歯部１２ｓの配列方向）の最も両側に位置する部分は、バス部１２ｒの一部と捉えられてもよいし、幅が一定でない歯部１２ｓと捉えられてもよい。この特異部分を除いて、図示の例では、バス部１２ｒの幅と歯部１２ｓの幅とは同等とされている。ただし、両者の幅は異なっていてもよい。

１対の電極１２において、例えば、複数の歯部１２ｓの幅は互いに同一であり、また、複数の歯部１２ｓのピッチは一定である。別の観点では、複数の歯部１２ｓ間の隙間の大きさは互いに同一である。複数の歯部１２ｓの先端とバス部１２ｒとの隙間の大きさは、例えば、互いに同一であり、また、複数の歯部１２ｓ間の隙間の大きさと同一であってもよいし、異なっていてもよい。

図６は、図５の領域VIの拡大図である。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、電極１２の側面１２ｃと基体１との間には空隙３が形成されている。特に図示しないが、電極１２の外縁に直交する断面における空隙３の形状は、第１実施形態と同様でよい。すなわち、図２（ｃ）、図３（ａ）～図４（ｃ）及び図１２は、電極２の符号を電極１２の符号に置き換えて、本実施形態の断面図とされてよい。

また、空隙３の、電極１２の外縁の長さに対する長さ等も第１実施形態と同様とされてよい。例えば、空隙３は、電極１２の外縁の長さの全体に亘って連続的に延びてよい。従って、例えば、空隙３は、バス部１２ｒの幅方向（Ｘ方向）両側の側面１２ｃ及び歯部１２ｓの幅方向（Ｙ方向）両側の側面１２ｃに沿って延びている部分を含んでいる。

第１実施形態と同様に、空隙３の横断面における形状及び寸法は、基本的に電極１２の外縁に沿って一定とされてよい。ただし、図６に示すように、バス部１２ｒと歯部１２ｓとの間で、空隙３の形状及び／又は寸法に差異があってもよい。

図６に示す例では、空隙３は、歯部１２ｓの側面１２ｃに接している第１側方部３ｐと、バス部１２ｒの、複数の歯部１２ｓの間に位置する側面１２ｃに接している第２側方部３ｑとを有している。そして、第２側方部３ｑの幅Ｗ２は、第１側方部３ｐの幅Ｗ１よりも広くなっている。また、第２側方部３ｑの幅Ｗ２は、バス部１２ｒの歯部１２ｓとは反対側の外側部３ｒの幅Ｗ３よりも広くなっている。なお、外側部３ｒの幅Ｗ３は、第１側方部３ｐの幅Ｗ１よりも広くてもよいし、同等でもよいし、狭くてもよい。

なお、空隙３の横断面の形状は、第１側方部３ｐ、第２側方部３ｑ及び外側部３ｒの３つ又は２つ同士で同一であってもよいし、異なっていてもよい。幅Ｗ１～Ｗ３の具体的な値等は適宜に設定されてよい。例えば、幅Ｗ２は、幅Ｗ１又はＷ３の１．１倍以上又は１．５倍以上である。

以上のとおり、本実施形態においても、静電チャック２０は、所定面（図１（ａ）の上面１ａ参照）を有している絶縁性の基体１と、基体１内で上面１ａに沿っている層状の電極１２と、を有している。電極１２の上面１２ａと基体１とは接しており、かつ電極１２の側面１２ｃと基体１との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙３が介在している。従って、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、除電が迅速化される。

また、本実施形態では、電極１２は、基体１の上面１ａの平面視において、接続部（バス部１２ｒ）と、バス部１２ｒから互いに並列に延びている２つの延在部（歯部１２ｓ）と、を有している。空隙３は、歯部１２ｓの側面１２ｃに接している第１側方部３ｐと、バス部１２ｒの側面１２ｃに接しており、バス部１２ｒの側面１２ｃからの幅Ｗ２が、第１側方部３ｐの歯部１２ｓの側面１２ｃからの幅Ｗ１よりも広い第２側方部３ｑと、を有していてよい。

複数の歯部１２ｓとバス部１２ｒとの接続部分は、例えば、複数の歯部１２ｓの大部分に比較して、基体１の体積と導体との体積の比が異なることなどから、除電に関して特異点となりやすい。この特異点において空隙３の幅を相対的に大きくして除電を促進することによって、例えば、チャック２０の除電の速さを評価するときに、特異点を考慮対象外にしやすくなる。その結果、例えば、設計が容易化される。

また、本実施形態では、空隙３は、接続部（バス部１２ｒ）の延在部（歯部１２ｓ）とは反対側の側面１２ｃ（外側側面）に接している外側部３ｒと、バス部１２ｒの、２つ歯部１２ｓの間に位置している側面１２ｃ（内側側面）に接しており、内側側面からの幅Ｗ２が外側部３ｒの外側側面からの幅Ｗ３よりも大きい内側部（第２側方部３ｑ）とを有していてよい。

実施形態のように円弧状のバス部１２ｒにおいては、内側の曲率半径は外側の曲率半径よりも小さい。このため、空隙３の幅が内側と外側で同じ場合、バス部１２ｒの単位長さ当たりの空隙３の体積は、外側よりも内側が小さくなる。そこで、内側の空隙３の幅Ｗ２を外側の幅Ｗ３よりも広くすることで、その差を縮小することができる。

＜第３実施形態＞
図７（ａ）は、第３実施形態に係る静電チャックの要部を示す断面図であり、図２（ｃ）に対応している。

第３実施形態に係る静電チャックは、電極１２の下面１２ｂと基体１との間に空隙５が形成されている点のみが第１及び第２実施形態と相違する。空隙５は、電極１２の側面１２ｃと基体１との間の空隙３と同様に、真空とされ、又はガスが満たされている空間である。

なお、図７（ａ）では、電極として、第２実施形態の電極１２（より詳細には例えばバス部１２ｒ又は歯部１２ｓの長手方向に直交する横断面）が例示されているが、電極は、第１実施形態の電極２であっても構わない。以下の説明では、電極１２の符号のみを付すことがあるが、適宜に電極２の符号に置き換えられてよい。後述する第４実施形態（図７（ｂ））についても同様である。

また、図７（ａ）では、空隙３の横断面の形状として、図４（ａ）に例示したものが図示されている。ただし、空隙３の横断面の形状はこれに限定されず、例えば、第１実施形態で例示した他の具体例が本実施形態に組み合わされてよい。また、図７（ａ）では、電極１２の横断面の形状として、矩形の角部を面取りした形状が図示されている。ただし、電極１２の横断面の形状はこれに限定されず、例えば、第１実施形態で例示した種々の具体例が本実施形態に組み合わされてもよい。

既に述べたように、空隙３の横断面の形状及び大きさは、例えば、電極１２の外縁の全体に亘って概ね一定である。空隙５も、基本的に電極１２の外縁の長さ方向の全体に亘って連続的に延びてよい。例えば、第２実施形態であれば、空隙５は、バス部１２ｒ及び／又は歯部１２ｓが延びる方向へ延びていてよいし、第１実施形態であれば、電極２の外縁の直線状部分及び／又は円弧状部分に沿って延びていてよい。ただし、途中に途切れる部分が存在しても構わない。空隙５の、電極１２の外縁に沿って連続的に延びる部分の長さは、例えば、空隙５の、電極１２の外縁からの幅よりも長く、又はこれらの１０倍よりも長い。

空隙５の横断面の形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、空隙５は、概略一定の高さ（Ｚ軸方向）で電極１２の外縁に交差する方向（例えばバス部１２ｒ又は歯部１２ｓの幅方向）に広がっている。空隙５の高さは、例えば、電極１２の厚さの１／２以下、及び／又は３０μｍ以下若しくは１０μｍ以下であり、また、１μｍ以上、及び／又は電極１２の厚さの１％以上である。空隙５の、電極１２の外縁に交差する方向の幅は、例えば、電極１２の前記交差する方向の幅の１／２以上１倍未満である。なお、図示の例では、空隙５は、幅方向の全体に亘って途切れずに広がっているが、製造誤差により、又は意図的に、空隙５が途切れる部分が存在していてもよい。また、空隙５は、例えば、電極１２の幅に対して、その中央側に位置している。ただし、電極１２に対してその幅方向の一方に寄っていてもよい。

空隙３と空隙５とは、例えば、基本的に互いに遮断されている。ただし、電極１２の外縁に沿う方向（紙面奥手方向）の一部において、空隙３と空隙５とが通じている横断面が存在していてもよい。例えば、空隙３と空隙５とは、空隙５の、電極１２の外縁に沿う長さの８割以上に亘って互いに遮断されている。空隙３の下面３ｂが図１２の例のように電極１２の下面２ｂよりも下方に位置している場合において、下面３ｂは、空隙５の下面に対して、上方に位置していてもよいし、面一であってもよいし、下方に位置していてもよい。このことは、後述する第４実施形態においても同様である。

以上のとおり、第３実施形態では、静電チャックは、基体１及び電極１２を有している。基体１は、絶縁性材料からなり、また、上面１ａ（第１実施形態参照）を有している。電極１２は、基体１内で上面１ａに沿う層状である。電極１２の上面１２ａと基体１とは接しており、かつ電極１２の下面１２ｂと基体１との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙５が介在している。

従って、例えば、電極１２は、基体１の下方側部分よりも基体１の上方側部分に電荷を振り分けやすい。その結果、例えば、効率的に吸着力を大きくすることができる。また、別の観点では、吸着に寄与しない、又は吸着への寄与度が低い、基体１の下方側部分における除電すべき電荷が低減される。

＜第４実施形態＞
図７（ｂ）は、第４実施形態に係る静電チャックの要部を示す断面図であり、図７（ａ）と同様の図である。

第４実施形態は、電極１２の側面１２ｃと基体１との間の空隙３と、電極１２の下面２ｂと基体１との間の空隙５とが通じている点のみが第３実施形態と相違する。

図７（ｂ）では、空隙３の横断面の形状として、概略半円状のものを例示している。すなわち、空隙３の内面は、電極１２側を凹とする曲面状に形成されている。また、電極１２の横断面の形状として、矩形状のものが例示されている。ただし、第３実施形態と同様に、空隙３及び電極１２の横断面の形状は、これに限定されず、例えば、第１実施形態で例示した種々の具体例が本実施形態に組み合わされてよい。

空隙３及び空隙５の横断面の大きさ等が適宜に設定されてよいことは、第１及び第３実施形態と同様である。ただし、これらは、空隙３と空隙５とが連通されるように設定されている。例えば、空隙３は、電極１２の側面１２ｃ側の高さ（Ｚ軸方向）が電極１２の厚さ以上となっている（空隙３は図１２の例に類するものである。）、及び／又は電極１２側の部分が下方に寄っている。また、空隙５は、電極１２の下面１２ｂ側の幅が電極１２の幅以上となっている。

なお、空隙３と空隙５との境界は明確でなくてもよい。また、図示の例では、空隙５は、両側の空隙３の双方に通じているが、一方のみに通じていてもよい。この場合、空隙５は、電極１２に対して、その通じている空隙３側に寄っていてもよい。

以上の第４実施形態においても、第３実施形態と同様の効果が奏される。例えば、電極１２は、基体１の下方側部分よりも基体１の上方側部分に電荷を振り分けやすいから、効率的に吸着力を大きくすることができる。空隙５と空隙３とが通じることにより、例えば、基体１の電極１２に対して下方に位置する体積を更に減じて上記効果を向上させることができる。なお、第３実施形態は、第４実施形態に比較して、例えば、空隙３と空隙５とを遮断している部分が基体１に対して電極１２を支持することに寄与するから、静電チャックの強度を確保することが容易である。

＜静電チャックの製造方法＞
図８は、チャック１０及び２０の製造方法の手順の概要の一例を示すフローチャートである。図９（ａ）～図９（ｄ）は、当該フローチャートを補足する模式的な断面図であり、図５のIV－IV線に対応している。なお、これらの図では、１対の電極１２のうち、１０本の歯部１２ｓのみが示されている。図１０（ａ）は図９（ｃ）の領域Ｘａの拡大図である。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、図９（ｄ）の領域Ｘｂの拡大図である。

なお、ここでは、抵抗発熱体９及び端子４等の存在は無視する。ただし、抵抗発熱体９が設けられる場合も、後述するセラミックグリーンシートの枚数を増やすなどすればよいだけである。また、図面では、電極１２を例に取っているが、電極２の場合も同様である。以下の説明では、製造工程の進行に伴って、部材の特性及び形状が変化しても、その変化の前後で同一の符号を用いることがある。

ステップＳＴ１では、図９（ａ）（及び図９（ｃ））に示すように、基体１となるセラミックグリーンシート６及び７を準備する。上面１ａ及び下面１ｂの符号から理解されるように、セラミックグリーンシート６は、基体１のうち下面１ｂ側部分を構成するものであり、セラミックグリーンシート７は、基体１のうち上面１ａ側部分を構成するものである。ただし、セラミックグリーンシート６及び７と上面１ａ及び下面１ｂとの関係は、上記とは逆であってもよい。セラミックグリーンシートの製造方法は、公知の種々の方法と同様でよい。

ステップＳＴ２では、図９（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート６に凹部６ａを形成する。凹部６ａは、基体１において電極１２を収容するとともに一部が空隙３（及び空隙５）となる部分であり、平面視において、電極１２の平面形状と概ね同一の平面形状で形成されている。凹部６ａの形成方法は適宜なものとされてよい。例えば、砥粒をセラミックグリーンシート６に吹き付けてセラミックグリーンシート６を削るブラスト法が用いられてよい。

ステップＳＴ３では、図９（ｃ）及び図１０（ａ）に示すように、セラミックグリーンシート７に電極１２となる導電材料８（例えば導電ペースト）を配置する。導電材料８は、平面視において、電極１２のパターンと同様のパターンで配置される。導電材料８の配置方法は、公知の種々のものとされてよい。例えば、スクリーン印刷が用いられてよい。なお、特に図示しないが、セラミックグリーンシート７ではなく、セラミックグリーンシート６の凹部６ａ内に導電材料８を配置することも可能である。

ステップＳＴ４では、図９（ｄ）及び図１０（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート６及び７を互いに貼り合わせる。この際、導電材料８は凹部６ａに収容される。凹部６ａの平面形状は、導電材料８の平面形状よりも大きく、導電材料８の周囲には、空隙３となる空間が構成される。貼り合わせにおいては、図１０（ｃ）に示すように、厚さ方向に圧縮力Ｆが加えられてもよい。これにより、凹部６ａ及び導電材料８が潰れて変形してもよい。

ステップＳＴ５では、セラミックグリーンシート６及び７を焼成する。これにより、電極１２（２）が埋設された基体１が作成される。すなわち、チャック２０（１０）が作製される。

上記の製造方法において、凹部６ａ及び導電材料８の形状及び寸法、セラミックグリーンシートの周囲の雰囲気、セラミックグリーンシートに付与する圧力等の種々の条件を適宜に調整することによって、空隙３の横断面の形状に係る種々の具体例等が実現される。

例えば、セラミックグリーンシートの貼り合わせに際して、凹部６ａのうち空隙３となる部分を潰し、及び／又はセラミックグリーンシートのうち導電材料８と重なる部分を凹ませて、図３（ｂ）～図４（ｃ）に示すような、電極２の厚さよりも薄い空隙３が形成されてよい。このような変形が生じるように、例えば、導電材料８の厚さに対して凹部６ａを浅くしたり、圧縮力Ｆを比較的大きくしたり、セラミックグリーンシートを比較的柔らかくしたり、導電材料８の粘度を比較的高くしたり、及び／又は減圧雰囲気下でセラミックグリーンシートを貼り合わせたり（空隙３を減圧したり）してよい。

また、例えば、凹部６ａにおいて、外周側に中央側よりも深い部分を形成し、及び／又は、セラミックグリーンシート７の凹部６ａの外周側部分に対向する位置に凹溝を形成したりして、図１２に示すような、電極２の厚さよりも厚い空隙３が形成されてよい。

また、例えば、凹部６ａの横断面の形状を矩形に近づけて、図２（ｃ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す形状が実現されてよい。

また、例えば、図１０（ａ）～図１０（ｃ）から理解されるように、開口側ほど広くなる（拡径する）ように凹部６ａを形成して、図３（ｃ）～図４（ａ）に示すような、空隙３の全部又は一部において、電極２から離れるほど高さが小さくなる形状が実現されてよい。なお、このような開口側ほど拡径する凹部６ａは、ブラスト法によって形成することができる。

また、例えば、焼成後の電極２の収縮量が基体１の収縮量に比較して相対的に大きく、電極２の側面２ｃが基体１から幅方向中央側へ離れることによって、図４（ｂ）に示す第１高さ部３ｅが形成されてよい。

また、例えば、セラミックグリーンシートの貼り合わせに際して、セラミックグリーンシート７が導電材料８に押されて凹部が形成されることによって、空隙３が電極２の厚さの中央側に位置するようにされてよい。また、セラミックグリーンシート６及び７の一方を相対的に柔らかくして、空隙３を前記一方側へ寄せてもよい。

また、例えば、凹部６ａの幅をバス部１２ｒに対応する部分にてバス部１２ｒの内側へ広くすることによって、図６に示す、相対的に広い第２側方部３ｑが実現されてよい。なお、特に図示しないが、凹部６ａの位置を導電材料８の平面に沿う方向の一方側へ寄せることによって、電極２に沿う方向の一方側にのみ空隙３が形成されたり、一方側の空隙３の幅が他方側の空隙３の幅よりも広くされたりしてもよい。

また、例えば、凹部６ａの深さを導電材料８の厚さよりも大きくすることによって、空隙５が形成されてよい。又は、焼成後の電極２の収縮量が基体１の収縮量に比較して相対的に大きく、電極２の下面２ｂが基体１から離れることによって、空隙５が形成されてよい。下面２ｂが上面２ａに優先して離れるように、セラミックグリーンシート６及び／又は７の表面に薬剤を塗布してもよい。また、例えば、凹部６ａの底面に凹凸を形成し、凸部が導電材料８に当接し、凹部が導電材料から離れるようにすれば、図７（ａ）の空隙３から遮断された空隙５を形成することができる。

また、例えば、セラミックグリーンシートの貼り合わせに際して、導電材料８の配置方法を適宜に選択することによって、又は導電材料８を押し潰すことによって、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）～図４（ｃ）に示すような、電極２において、曲面（凸面）状の側面２ｃが実現されてよい。また、押し潰された導電材料８が空隙３へはみ出すことによって、図３（ｃ）に示すような、突部２ｄを有する電極２が実現されてよい。また、例えば、焼成後の電極２の収縮量が基体１の収縮量に比較して相対的に大きく、これに起因して基体１に接していない部分が凹んで、図３（ｄ）に示すような凹部２ｅを有する電極２が実現されてよい。セラミックグリーンシートの貼合わせ時の雰囲気の減圧を行わず、又は減圧を抑制して、空隙３の気圧によって、図３（ｄ）に示すような凹部２ｅを有する電極２が実現されてもよい。

図１１（ａ）は、静電チャックの製造方法の変形例を示す図であり、図１０（ａ）に対応している。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の続きを示す図であり、図１０（ｂ）に対応している。

この図に示すように、セラミックグリーンシート６だけでなく、セラミックグリーンシート７にも凹部７ａが形成されてもよい。及び／又は凹部６ａ（凹部７ａでもよい）は、側面に凹凸を有していてもよい。そして、図１１（ｂ）から理解されるように、この凹凸があることによって、図４（ｂ）等の第１高さ部３ｅ及び第２高さ部３ｆを有している空隙３が実現されてもよい。なお、凹凸は、例えば、ブラスト法を用いることによって実現できる。

図１１（ｃ）は、静電チャックの製造方法の他の変形例を示す図であり、図１０（ａ）に対応している。

既述のように、凹部６ａの底面には凹凸が形成されてよい。図１１（ｃ）は、底面の凹凸の一例を示している。この例では、凹部６ａの底面は、当該底面の幅方向中央側に比較して、凹部６ａの側面となす角部において深くなっており、その内側において高くなっている。このような凹部６ａは、例えば、図７（ａ）に示す空隙５を形成しやすい。このような形状は、ブラスト法によって形成可能である。

なお、図４（ｃ）に示すような第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎを有する電極２は、図１１（ｃ）における凹部６ａの側面付近の深くなっている部分が潰れて空隙３となることによって実現されてよい。

本開示に係る静電チャックは、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、静電チャックは、互いに異なる電位が付与される１対の電極を有する双極型のものに限定されず、１つの電極のみ、又は互いに同一の電位が付与される複数の電極を有する単極型のものであってもよい。また、静電チャックは、電極を１層のみ有するものに限定されず、２層以上の電極を有していてもよいし、役割が異なる２種の電極を有していてもよい。例えば、吸着力を生じる主たる電極層と、帯電及び／又は除電を促進するための補助的な電極層とが設けられていてもよい。

電極の平面形状も、例示したもの以外の種々のものとされてよい。例えば、単極型の電極は、ウェハの略全面に広がるベタ状であってもよいし、渦巻状若しくはミアンダ状であってもよいし、半径方向に延びる直線状部分と、当該直線状部分から円周方向へ互いに並列に延びる複数の円弧状部分とを有するものであってもよい。この円弧状部分は、Ｃ字状であってもよいし、円状であってもよい。

また、例えば、双極型の電極は、ウェハの略全面に広がるベタ状の電極が、２分割ではなく、周方向に３分割以上されたものであってもよい。また、双極型の電極は、２つの渦巻状の電極が、同心状に、かつ半径方向に交互に位置するように設けられたものであってもよい。双極型の電極は、各電極が、直線状部分と、当該直線状部分から円周方向へ互いに並列に延びる複数のＣ字状部分とを有し、両電極の円弧状部分が互いに噛み合う（半径方向に交互に配列される）ものであってもよい。なお、この電極は、櫛型電極と捉えられてもよい。略３６０°に亘って延びるＣ字状部分に代えて、１８０°未満又は９０°未満の円弧状部分を有する電極が設けられてもよい。

第２実施形態では、接続部及び延在部として、櫛歯電極のバス部１２ｒ及び歯部１２ｓを例示した。上記の電極の他の態様の例示から理解されるように、接続部及び延在部はバス部１２ｒ及び歯部１２ｓに限定されない。例えば、ミアンダ状の電極において、互いに並列に延びる部分が２つの延在部とされ、その折り返し部分が接続部とされてもよい。

静電チャックの製造方法は、積層されたセラミックグリーンシートを焼成するものに限定されず、絶縁層を順次成膜していくものであってもよい。別の観点では、基体を構成する絶縁材料はセラミックに限定されない。

第３及び第４実施形態では、電極の側面と基体との間の空隙３と、電極の下面と基体との間の空隙５との組み合わせを示した。ただし、空隙３が形成されずに、空隙５のみが形成されていてもよい。

図１２の紙面右側に示した、電極２の側方に位置する空隙３に電極２の外縁が入り込み、電極２の側面２ｃが基体１に当接する構成は、電極２の外縁の全体に亘っていてもよい。この場合、空隙３のうち電極２よりも下方に位置する部分は、第２及び第３実施形態の空隙５と捉えられても構わない。

また、図１２の例からは、電極２の側面２ｃと基体１との間に空隙３が介在することを要件としない技術思想を抽出可能である。例えば、静電チャックは、電極の上面のうち中央側の領域と基体とが接しており、電極の上面のうち外縁側の領域（その少なくとも一部）と基体との間に空隙が介在している構成であってよい。

１…基体、１ａ…上面（所定面）、２…電極、２ｃ…側面、３…空隙、１０１…ウェハ。

Claims (14)

1. 所定面を有している絶縁性の基体と、
   前記基体内で前記所定面に沿っている層状の電極と、
   を有しており、
   前記電極の前記所定面側に面する上面と前記基体とは接しており、かつ前記電極の側面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている第１空隙が介在しており、
   該第１空隙は、前記電極および前記基体に囲まれて閉じた空間であり、
   前記電極の、前記所定面とは反対側に面する下面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている第２空隙が介在している
   静電チャック。
2. 前記第１空隙は、前記所定面の平面視において、前記電極の側面からの幅よりも大きい長さで前記電極の側面に沿って連続している
   請求項１に記載の静電チャック。
3. 前記第１空隙は、前記電極の、前記所定面に沿う方向の両側に形成されている
   請求項１又は２に記載の静電チャック。
4. 前記第１空隙は、前記所定面に直交する方向の大きさが、前記電極の、前記所定面に直交する方向の大きさよりも小さい部分を含んでいる
   請求項１～３のいずれか１項に記載の静電チャック。
5. 前記第１空隙は、前記所定面に直交する方向の大きさが、前記電極の、前記所定面に直交する方向の大きさよりも大きい部分を含んでいる
   請求項１～４のいずれか１項に記載の静電チャック。
6. 前記第１空隙は、
   第１高さ部と、
   前記第１高さ部に対して前記電極の側面とは反対側に位置しており、前記所定面に直交する方向の大きさが前記第１高さ部よりも小さい第２高さ部と、を含んでいる
   請求項１～５のいずれか１項に記載の静電チャック。
7. 前記第１空隙は、
   第１位置部と、
   前記第１位置部に対して前記電極の側面とは反対側かつ前記第１位置部よりも前記所定面とは反対側に位置している第２位置部と、を含んでいる
   請求項１～６のいずれか１項に記載の静電チャック。
8. 前記電極は、前記所定面の平面視において、
   接続部と、
   前記接続部から互いに並列に延びている２つの延在部と、を有しており、
   前記第１空隙は、
   前記延在部の側面に接している第１側方部と、
   前記接続部の側面に接しており、前記接続部の側面からの幅が、前記第１側方部の前記延在部の側面からの幅よりも広い第２側方部と、を有している
   請求項１～７のいずれか１項に記載の静電チャック。
9. 前記電極は、前記所定面の平面視において、
   接続部と、
   前記接続部から互いに並列に延びている２つの延在部と、を有しており、
   前記第１空隙は、
   前記接続部の、前記延在部とは反対側の外側側面に接している外側部と、
   前記接続部の、前記２つの延在部の間に位置している内側側面に接しており、前記内側側面からの幅が前記外側部の前記外側側面からの幅よりも大きい内側部と、を有している
   請求項１～８のいずれか１項に記載の静電チャック。
10. 前記電極の側面は、凸面を有している
    請求項１～８のいずれか１項に記載の静電チャック。
11. 前記電極の側面は、突部を有しており、
    前記突部の前記所定面側の面は、前記基体に接しており、
    前記第１空隙は、前記突部の前記所定面とは反対側の面と前記基体との間に介在する部分を含んでいる
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の静電チャック。
12. 前記電極の側面は、凹部を有している
    請求項１～１１のいずれか１項に記載の静電チャック。
13. 所定面を有している絶縁性の基体と、
    前記基体内で前記所定面に沿っている層状の電極と、
    を有しており、
    前記電極の前記所定面側に面する上面と前記基体とは接しており、かつ前記電極の前記所定面とは反対側に面する下面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙が介在している
    静電チャック。
14. ２つの前記電極を有しており、
    各電極は、
    接続部と、
    前記接続部から並列に延びている複数の延在部と、を有しており、
    一方の前記電極の前記複数の延在部と、他方の前記電極の複数の延在部とが、これらの幅方向に交互に配列されている
    請求項１～１３のいずれか１項に記載の静電チャック。

Images