WO2013047648A1 - 静電チャック - Google Patents

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WO2013047648A1
WO2013047648A1 PCT/JP2012/074867 JP2012074867W WO2013047648A1 WO 2013047648 A1 WO2013047648 A1 WO 2013047648A1 JP 2012074867 W JP2012074867 W JP 2012074867W WO 2013047648 A1 WO2013047648 A1 WO 2013047648A1
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main surface
electrostatic chuck
connection portion
dielectric substrate
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琢真 和田
和輝 穴田
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Toto株式会社
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Definitions

  • An aspect of the present invention relates to an electrostatic chuck, and more particularly to an electrostatic chuck that can ensure a structure for taking out an electrode of a ceramic dielectric substrate to the outside.
  • a ceramic electrostatic chuck made by sandwiching and firing an electrode between ceramic substrates such as alumina, applies electrostatic adsorption power to the built-in electrode, and electrostatically forces a substrate such as a silicon wafer. Adsorb.
  • a part of the conductor conducting to the electrode is exposed from the surface opposite to the electrostatic attraction surface of the ceramic substrate.
  • an electrode having a power supply connector joined to an electrode has been put into practical use.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which a connection portion (via) that is electrically connected to an internal electrode is formed in an electrostatic chuck.
  • a connection portion (via) that is electrically connected to an internal electrode is formed in an electrostatic chuck.
  • a conductive layer and an insulating film are sequentially stacked on a ceramic green sheet to form a stacked body, and the stacked body is fired to conduct with the conductive layer (electrode). Make up vias.
  • connection portion (via) if the outer diameter of the connection portion (via) is reduced, it becomes more susceptible to firing shrinkage when firing the ceramic, and between the electrode inside the ceramic substrate and the connection portion (via), The metal material is easily peeled off.
  • the ceramic when the ceramic is fired due to the surface tension of the metal material, the metal that is the material of the connecting member moves in the ceramic substrate to form a cavity, or the electrode breaks due to the difference in thermal expansion between the ceramic and the metal.
  • the outer diameter of the connecting member is made fine, such a problem becomes conspicuous, causing a problem that the reliability of the electrostatic chuck is lowered.
  • the present invention has been made based on recognition of such a problem, and an object of the present invention is to provide an electrostatic chuck capable of obtaining high reliability by reliable conduction between an internal electrode and a connection portion.
  • a ceramic dielectric substrate having a first main surface on which an object to be adsorbed is placed and a second main surface opposite to the first main surface, and the ceramic dielectric
  • An electrode interposed between the first main surface and the second main surface of the substrate; and a connecting portion connected to the electrode on the second main surface side of the electrode of the ceramic dielectric substrate.
  • a connecting portion having a first region in contact with the electrode, wherein a direction from the first main surface toward the second main surface is a first direction, and a direction orthogonal to the first direction is a second direction.
  • the first region has an extension line along the outer shape of the electrode on the second main surface side and an outer shape of the connection portion in a cross section viewed in the second direction of the electrode and the connection portion. Of the angles formed by the tangent, the angle on the side of the connecting portion gradually increases in the first direction.
  • An electrostatic chuck wherein bets are provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of an electrostatic chuck according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a part A shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a reference example.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an example of the definition of the angle ⁇ .
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another connection configuration of the connection portion.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating another connection configuration.
  • FIG. 7A and FIG. 7B are schematic views illustrating other connection configurations.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams showing experimental results of the connection state and the conduction state between the connection portion and the electrode.
  • FIG. 9B are schematic cross-sectional views illustrating other connection configurations.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are schematic cross-sectional views illustrating other connection configurations.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are schematic cross-sectional views illustrating other connection configurations.
  • FIG. 12A to FIG. 12C are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an electrostatic chuck.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a connection unit.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams illustrating the relationship between the aspect ratio of the connection portion and the conduction characteristics.
  • a ceramic dielectric substrate having a first main surface on which an object to be adsorbed is placed and a second main surface opposite to the first main surface, and the ceramic dielectric substrate.
  • An electrode interposed between the first main surface and the second main surface, and a connecting portion connected to the electrode on the second main surface side of the electrode of the ceramic dielectric substrate, A connecting portion having a first region in contact with the electrode, wherein a direction from the first main surface to the second main surface is a first direction, and a direction orthogonal to the first direction is a second direction.
  • the first region includes an extension line along the outer shape of the electrode on the second main surface side and a tangent line of the outer shape of the connection portion in a cross section viewed in the second direction of the electrode and the connection portion; Of the angles formed by the angle, the angle on the side of the connecting portion gradually increases in the first direction.
  • the angle on the connection portion side of the extension line along the outer shape of the electrode on the second main surface side and the tangent line of the outer shape of the connection portion is (2) Since the diameter gradually increases in the first direction toward the main surface, the contact area between the electrode and the connection portion is widened to ensure reliable conduction compared to the case where the diameter of the connection portion is constant in the first direction. Meanwhile, the adhesion between the connection portion and the ceramic dielectric substrate can be improved. In addition, since the outer shape of the connection portion is curved in the cross section viewed in the second direction, the occurrence of corner portions that are likely to be the starting point of discharge during voltage application is suppressed.
  • the outer shape of the electrode on the second main surface side is aligned.
  • the angle on the connection portion side is an acute angle.
  • the contact between the electrode and the connecting portion can be improved. Thereby, peeling with an electrode and a connection part can be suppressed.
  • the ceramic dielectric substrate protrudes in the first direction at a position that is connected to the electrode and overlaps the connection portion when viewed in the first direction.
  • An electrostatic chuck having a shape portion.
  • the convex portion is provided on the ceramic dielectric substrate on the side connected to the electrode, and the metal material of the connecting portion and the electrode moves following the convex shape of this portion. This improves the connection reliability between the electrode and the connection portion.
  • the thickness of the ceramic dielectric substrate on the connection portion can be increased, bending of the ceramic dielectric substrate on the connection portion is suppressed when the surface of the ceramic dielectric substrate is polished. Thereby, the flatness by grinding
  • the connecting portion is a second region provided between the first region and the second main surface, and is arranged in the first direction.
  • An electrostatic chuck having a second region with a gradually increasing diameter.
  • connection portion is provided with the second region whose diameter gradually increases in the first direction from the first main surface to the second main surface, so that the electrode of the connection portion and
  • the connectivity with a conductive member such as a pad electrode connected to the opposite side is improved.
  • the fifth invention is the invention according to any one of the first to fourth inventions, wherein the ceramic dielectric substrate has a recess that reaches the connection portion from the second main surface, and is exposed to a bottom surface of the recess.
  • An electrostatic chuck further comprising a conductive member electrically connected to the connecting portion.
  • the connectivity between the connecting portion and the conductive member such as the pad electrode is improved, and a reliable electrical connection with the external electrode terminal can be performed.
  • the sixth invention is the electrostatic chuck according to the fifth invention, wherein the bottom surface has a curved surface.
  • the connectivity between the connecting portion and the conductive member such as the pad electrode is improved, and it is possible to perform reliable electrical connection with an external electrode terminal (probe or the like).
  • a seventh invention is the electrostatic chuck according to the first invention, wherein the material of the connecting portion contains the same kind of metal as the material contained in the material of the electrode.
  • the diffusibility of the electrode material is improved, and the integrated sintering including the electrode to the connection portion can be performed.
  • an eighth invention is the electrostatic chuck according to the seventh invention, wherein the material of the connecting portion includes a material of the same type as that of the ceramic dielectric substrate.
  • the area of the bottom surface viewed in the direction opposite to the first direction is larger than the area of the connection portion exposed on the bottom surface viewed in the direction opposite to the first direction. It is an electrostatic chuck characterized by being wide.
  • the electrostatic chuck includes the plurality of connection portions, and the plurality of connection portions are provided for one of the recesses. .
  • the electrical continuity between the electrode and the connecting portion can be more reliably performed.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of an electrostatic chuck according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a part A shown in FIG.
  • the electrostatic chuck 110 according to the present embodiment includes a ceramic dielectric substrate 11, an electrode 12, and a connection unit 20.
  • the ceramic dielectric substrate 11 is a flat base material made of, for example, sintered ceramic, and has a first main surface 11a on which an object to be adsorbed W such as a semiconductor substrate is placed, and a side opposite to the first main surface 11a. 2nd main surface 11b.
  • the electrode 12 is interposed between the first main surface 11 a and the second main surface 11 b of the ceramic dielectric substrate 11. That is, the electrode 12 is formed so as to be inserted into the ceramic dielectric substrate 11.
  • the electrostatic chuck 110 generates a charge on the first main surface 11a side of the electrode 12 by applying an adsorption holding voltage 80 to the electrode 12, and adsorbs and holds the object W by electrostatic force.
  • the direction (first direction) from the first main surface 11a to the second main surface 11b is the Z direction
  • one of the directions orthogonal to the Z direction (second direction) is Y
  • the direction (third direction) orthogonal to the direction, the Z direction, and the Y direction is referred to as the X direction.
  • the electrode 12 is provided in a thin film shape along the first main surface 11 a and the second main surface 11 b of the ceramic dielectric substrate 11.
  • the electrode 12 is an adsorption electrode for adsorbing and holding the object to be adsorbed W.
  • the electrode 12 may be monopolar or bipolar.
  • the electrode 12 shown in FIG. 1 is a bipolar type, and a bipolar electrode 12 is provided on the same surface.
  • the electrode 12 is not limited to being built in the ceramic dielectric 11, but may be one in which the dielectric is fixed to the base plate by an adhesive or brazing.
  • the electrode 12 is provided with a connecting portion 20 extending to the second main surface 11b side of the ceramic dielectric substrate 11.
  • the connection portion 20 is a via (solid type) or a via hole (hollow type) that is electrically connected to the electrode 12.
  • connection unit 20 includes a first region 21 connected to the electrode 12.
  • the outer diameter d of the shape (for example, substantially circular shape) seen in the Z direction of the first region 21 gradually decreases in the Z direction.
  • the first region 21 is provided in at least a part of the connection portion 20. In the example shown in FIG. 2, the entire connection portion 20 is the first region 21.
  • the outer diameter d of the first region 21 provided in the connection portion 20 is gradually reduced in the Z direction, and therefore the electrode 12 is smaller than the case where the outer diameter d of the connection portion 20 is constant in the Z direction. And the contact area between the connecting portion 20 can be widened. Thereby, the adhesiveness of the connection part 20 and the ceramic dielectric substrate 11 can be improved, ensuring reliable conduction
  • the electrostatic chuck 110 is mounted on the base plate 50.
  • the base plate 50 becomes an attachment reference for the electrostatic chuck 110.
  • a heat-resistant resin such as silicone, indium bonding, brazing, and the like are appropriately selected from the viewpoint of the operating temperature range, cost, and the like.
  • the base plate 50 is divided into, for example, an upper part 50a and a lower part 50b made of aluminum, and a communication path 55 is provided between the upper part 50a and the lower part 50b.
  • the communication path 55 has one end connected to the input path 51 and the other end connected to the output path 52.
  • the base plate 50 also serves to adjust the temperature of the electrostatic chuck 110.
  • a cooling medium flows in from the input path 51, passes through the communication path 55, and flows out from the output path 52. Thereby, the heat of the base plate 50 can be absorbed by the cooling medium, and the electrostatic chuck 110 mounted thereon can be cooled.
  • a heat retaining medium can be put into the communication path 55.
  • a heating element can be built in the electrostatic chuck 110 or the base plate 50. As described above, when the temperature of the electrostatic chuck 110 is adjusted via the base plate 50, the temperature of the object W to be attracted and held by the electrostatic chuck 110 can be adjusted.
  • dots 13 are provided on the first principal surface 11 a side of the ceramic dielectric substrate 11 as necessary, and grooves 14 are provided between the dots 13.
  • the groove 14 is in communication, and a space is formed between the back surface of the attracted object W mounted on the electrostatic chuck 110 and the groove 14.
  • An introduction path 53 that penetrates the base plate 50 and the ceramic dielectric substrate 11 is connected to the groove 14.
  • a transfer gas such as helium (He) is introduced from the introduction path 53 in a state where the object to be adsorbed W is adsorbed and held, the transfer gas flows into a space provided between the object to be adsorbed W and the groove 14, and the object to be adsorbed. W can be directly cooled by the transfer gas.
  • the temperature of the object to be adsorbed W and the particles adhering to the object to be adsorbed W are changed. It can be controlled to a preferable state.
  • the conductive member 30 may be provided on the second main surface 11 b of the ceramic dielectric substrate 11.
  • the conductive member 30 is a pad that is electrically connected to the connection portion 20.
  • a contact electrode 61 is provided on the upper portion 50 a of the base plate 50 corresponding to the position of the conductive member 30.
  • a hole 57 is provided in the upper part 50 a of the base plate 50, and a contact electrode 61 held by an insulating material 62 is attached to the hole 57. Therefore, when the electrostatic chuck 110 is attached to the upper portion 50 a of the base plate 50, the contact electrode 61 comes into contact with the conductive member 30, whereby the contact electrode 61 and the electrode 12 are electrically connected via the connection portion 20. In other words, even when the position of the contact electrode 61 is shifted, the area where conduction is possible increases, and as a result, stable conduction can be obtained.
  • a movable probe is used for the contact electrode 61.
  • the contact electrode 61 is not limited to the above, and may have any configuration such as a configuration in which the contact electrode 61 is simply in contact with the conductive member 30 or a connection with the conductive member 30 by fitting or screwing. Also good. Further, when the conductive member 30 is not provided, the contact electrode 61 is in direct contact with the exposed surface of the connecting portion 20 on the second main surface 11b side.
  • connection unit 20 is provided through the ceramic dielectric substrate 11 on the second main surface 11b side of the electrode 12 in the Z direction.
  • the connection part 20 has a shape close to a truncated cone extending in the Z direction.
  • connection portion 20 and the electrode 12 With such a shape, the contact area between the connection portion 20 and the electrode 12 can be widened, and reliable bonding and electrical conduction at the interface between the connection portion 20 and the electrode 12 can be ensured.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a reference example.
  • the connecting portion 20 ′ shown in FIG. 3 has a constant outer diameter in the Z direction.
  • the outer diameter da is larger than the outer diameter db of the surface where the connecting portion 20 ′ and the electrode 12 are in contact with each other. That is, the contact area between the connection portion 20 and the electrode 12 is larger than the contact area between the connection portion 20 ′ and the electrode 12.
  • the connectivity between the connection portion 20 and the electrode 12 is higher than the connectivity between the connection portion 20 ′ and the electrode 12.
  • connection part 20 in the cross section of the electrode 12 and the connection part 20 seen in the Y direction orthogonal to the Z direction, for example, the extension line L1 along the outer shape on the second main surface side of the electrode 12 and the first region 21 Of the angles formed by the tangent L2 of the outer shape of the connecting portion 20, the angle ⁇ on the connecting portion 20 side is an acute angle.
  • the angle ⁇ is greater than 0 ° and less than 90 °.
  • the capillarity and surface tension of the electrode 12 assist the contact between the electrode material of the connection portion 20 and the electrode 12, so that the contact property between the electrode 12 and the connection portion 20 is dramatically improved. Can do. Thereby, when the ceramic dielectric substrate 11 is fired, peeling between the electrode 12 and the connection portion 20 can be suppressed.
  • the inclination of the tangent line L2 is the same at any position on the outer shape of the connecting portion 20 in the sectional view of the first region 21.
  • the inclination of the tangent line L ⁇ b> 2 varies depending on the position of the external shape of the connecting portion 20 in the cross-sectional view of the first region 21.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an example of the definition of the angle ⁇ .
  • FIG. 4 shows an example of the definition of the angle ⁇ in the case where the outer shape of the connection portion 20 is curved in the cross-sectional view of the first region 21.
  • the cross-sectional view refers to a cross section when a cross section in the XZ plane passing through the center of the connecting portion 20 is viewed in the Y direction.
  • An example of the definition of the angle ⁇ is as follows.
  • an intersection point between the outer shape line S1 on the second main surface 11b side of the electrode 12 and the outer shape line S2 of the connection portion 20 is defined as an intersection point p0.
  • the outer diameter (length in the X direction) at the contact surface of the connecting portion 20 with the electrode 12 is defined as an outer diameter d1.
  • a circle CR having a radius r centered on the intersection point p0 is drawn, and an intersection point between the circle CR and the extension line L1 is defined as an intersection point p1, and an intersection point between the circle CR and the outline S2 is defined as an intersection point p2.
  • An angle (narrower angle) formed by a line connecting the intersection point p1 and the intersection point p0 and a line connecting the intersection point p2 and the intersection point p0 is defined as an angle ⁇ .
  • the radius r of the circle CR is, for example, 1/8 of the outer diameter d1.
  • the angle ⁇ can be measured by observing the cross section of the connecting portion 20.
  • a cross section on the XZ plane passing through the center of the connecting portion 20 is polished, and the polished surface is measured according to the above definition.
  • polishing that has little influence on the electrode 12 and the connecting portion 20 for example, polishing using an ion beam or the like (cross section polisher (JEOL Ltd .: registered trademark)) is desirable.
  • cross section polisher cross section polisher (JEOL Ltd .: registered trademark)
  • connection portion 20 when the outer shape of the connection portion 20 is curved in the cross-sectional view of the first region 21, the outer peripheral distance of the connection portion 20 becomes longer than when the connection portion 20 is linear (tapered). The current density at the time of voltage application can be reduced.
  • connection portion 20 when the outer shape of the connection portion 20 is curved in the cross-sectional view of the first region 21, it is possible to suppress the occurrence of corners in the outer shape of the connection portion 20.
  • the angle ⁇ is gradually increased in the Z direction (the increasing rate of the outer diameter of the connection portion 20 is gradually increased toward the electrode 12) (substantially horn shape)
  • the outer shape of the connection portion 20 It is difficult to form a corner (for example, a pointed portion). If the connecting part 20 has a corner, the corner tends to be a starting point of discharge when a voltage is applied. If it becomes the starting point of discharge, there is a possibility of causing a conduction failure in the connecting portion 20 and the electrode 12. Since the connecting portion 20 is smoothly connected to the electrode 12, the occurrence of corner portions is suppressed, and the reliability of conduction is improved.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another connection configuration of the connection portion.
  • FIG. 5 shows a schematic enlarged cross-sectional view of a portion A shown in FIG.
  • the connecting portion 20 ⁇ / b> A illustrated in FIG. 5 includes a first region 21 and a second region 22.
  • the outer diameter of the first region 21 as viewed in the Z direction gradually decreases in the Z direction.
  • the outer diameter of the first region 21 is the largest on the electrode 12 side (outer diameter d1), and gradually decreases from the electrode 12 in the Z direction.
  • the smallest outer diameter is the outer diameter d2.
  • the second region 22 is provided between the first region 21 and the second main surface 11b.
  • the outer diameter of the shape seen in the Z direction of the second region 22 gradually increases in the Z direction.
  • the outer diameter of the second region 22 is the smallest on the first region 21 side (outer diameter d2), and gradually increases in the Z direction.
  • the largest outer diameter is the outer diameter d3 on the second main surface 11b side.
  • a conductive member 30 connected to the second region 22 is provided on the second main surface 11 b of the ceramic dielectric substrate 11.
  • a contact electrode 61 provided on the upper portion 50 a of the base plate 50 is in contact with the conductive member 30.
  • the contact area with the electrode 12 can be increased by the first region 21, and the contact area with the conductive member 30 can also be increased by the second region 21.
  • the average outer diameter in the Z direction of the connecting portion 20 ′ is the same as the average outer diameter in the Z direction of the connecting portion 20A shown in FIG.
  • the contact area between the connection portion 20A and the electrode 12 is larger than the contact area between the connection portion 20 ′ and the electrode 12.
  • the contact area between the connecting portion 20 ⁇ / b> A and the conductive member 30 is larger than the contact area between the connecting portion 20 ′ and the conductive member 30.
  • the connectivity of the connecting portion 20A with the electrode 12 is higher than the connectivity between the connecting portion 20 ′ and the electrode 12.
  • the contact property between the connecting portion 20 ⁇ / b> A and the conductive member 30 is higher than the connectability between the connecting portion 20 ′ and the conductive member 30. Therefore, in the connecting portion 20A, connectivity with both the electrode 12 and the conductive member 30 is improved.
  • the first region 21 and the second region 22 are adjacent to each other, but another region (for example, an outer diameter) is interposed between the first region 21 and the second region 22. May be present in the same direction in the Z direction).
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating another connection configuration.
  • FIG. 6 is a schematic enlarged cross-sectional view of a part A shown in FIG.
  • the ceramic dielectric substrate 11 has a portion 21 a that is convex in the Z direction.
  • the portion 21a is a contact surface with the electrode 12 of the ceramic dielectric substrate 11, and has a convex shape in the Z direction at a position overlapping the connecting portion 20B as viewed in the Z direction.
  • the portion 21a is provided, for example, in a convex shape in the Z direction at a position corresponding to the central region of the connecting portion 20B viewed in the Z direction.
  • the thickness t1 of the ceramic dielectric substrate 11 in the Z direction is thicker than the thickness t2 of the portion other than the portion 21a.
  • the thickness t1 of the ceramic dielectric substrate 11 in the portion 21a is the thickest at the central portion (the portion corresponding to the center of the connecting portion 20B), and gradually decreases from the central portion toward the periphery.
  • connection portion 20B the metal material of the connection portion 20B and the electrode 12 can easily move following the convex portion 21a, and the connection reliability between the electrode 12 and the connection portion 20B is improved. That is, when the ceramic dielectric substrate 11 is fired, the metal material of the connecting portion 20B and the electrode 12 moves following the convex shape of the portion 21a, and peeling at the joint portion between the electrode 12 and the connecting portion 20B is suppressed.
  • the thickness t1 of the ceramic dielectric substrate 11 on the connecting portion 20B can be made thicker than the thickness t2 of the ceramic dielectric substrate 11 in the portion where the connecting portion 20B is not provided. Thereby, when the surface of the ceramic dielectric substrate 11 is polished, the bending of the ceramic dielectric substrate 11 on the connecting portion 20B is suppressed.
  • the ceramic dielectric substrate 11 when the surface of the ceramic dielectric substrate 11 is polished, the ceramic dielectric substrate 11 is likely to be bent at a portion where the connecting portion 20B is provided. As shown in FIG. 6, when the portion 21a is provided on the ceramic dielectric substrate 11, the thickness t1 of the portion 21a becomes thicker than the thickness t2, and the rigidity of the ceramic dielectric substrate 11 is increased. Therefore, even when a pressure is applied when polishing the surface of the ceramic dielectric substrate 11, it is difficult to bend on the connecting portion 20B, and the flatness of the ceramic dielectric substrate 11 is improved.
  • the polishing rate on the connecting portion 20B is reduced and the ceramic dielectric substrate is polished after polishing.
  • bulges protrusions
  • the object to be adsorbed W such as a wafer may come into contact with the bulge, which may cause a temperature abnormality of the contact electrode 61.
  • connection part 20B shown in FIG. 6 has the 2nd area
  • FIGS. 7A and 7B are schematic views illustrating other connection configurations.
  • Fig.7 (a) has shown the typical expanded sectional view of the A section shown in FIG.
  • FIG. 7B shows a schematic plan view of the connecting portion viewed in the direction opposite to the Z direction.
  • the ceramic dielectric substrate 11 has a concave portion 15 that reaches the connecting portion 20A from the second main surface 11b.
  • the area of the outer shape of the bottom surface 15a of the recess 15 seen in the direction opposite to the Z direction is larger than the area of the outer shape of the connecting portion 20A exposed to the bottom surface 15a seen in the direction opposite to the Z direction. wide.
  • the conductive member 30 electrically connected to the connecting portion 20 ⁇ / b> A exposed from the bottom surface 15 a can be reliably provided on the bottom surface 15 a of the recess 15.
  • the conductive member 30 may be provided on the entire bottom surface 15 a of the recess 15.
  • the conductive member 30 may be formed so as to be embedded in the recess 15. After the recess 15 is formed in the ceramic dielectric substrate 11, if the material of the conductive member 30 (for example, a metal paste material) is embedded in the recess 15, the conductive material does not protrude from the recess 15 and is conductive at a specified position.
  • the member 30 can be formed.
  • connection portion 20A shows the connection portion 20A, the connection portion 20 shown in FIG. 2 and the connection portion 20B shown in FIG. 6 are also applicable.
  • FIGS. 8A to 8B are diagrams showing experimental results of the connection state and the conduction state between the connection portion and the electrode.
  • FIG. 8A shows the peeling (peeling) and conduction state between the connection portion 20 and the electrode 12 with respect to d1 / d2.
  • d1 / d2 the presence or absence of peeling (peeling) for 1.0, 1.1, 1.3, 1.8, 2.3, 2.8 and 4.0
  • the presence or absence of conduction was examined.
  • d1 / d2 was 1.0, 1.1, 1.3, 1.8, 2.3, and 2.8, peeling (peeling) between the connection portion 20 and the electrode 12 did not occur.
  • FIG. 8B shows the peeling (peeling) and conduction state between the connecting portion 20 and the electrode 12 with respect to the outer diameter d2.
  • outer diameter d2 about 0.2 millimeter (mm), 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 2.5 mm, 3 mm, and 3.5 mm, each of peeling (peeling) The presence or absence and the presence or absence of conduction were examined. No peeling (peeling) between the connecting portion 20 and the electrode 12 occurred at any outer diameter d2.
  • the electrical connection between the connecting portion 20 and the electrode 12 was good.
  • the outer diameter d2 is 3.5 mm, the connection between the connecting portion 20 and the electrode 12 is poor.
  • d1 / d2 was more than 1 and less than 4, and a preferable outer diameter d2 was 0.1 mm or more and less than 3.5 mm.
  • the material of the connection part 20 may contain the same kind of material as the material contained in the material of the electrode 12.
  • the material of the electrode 12 includes a noble metal such as palladium (Pd) or platinum (Pt).
  • the material of the connection part 20 includes, for example, Pt.
  • the material of the connection part 20 may contain Pd contained in the material of the electrode 12 in addition to Pt.
  • the material of the connection part 20 may include the same kind of material as that included in the ceramic dielectric substrate 11.
  • alumina is used as the material of the ceramic dielectric substrate 11.
  • the amount of impurities contained in alumina is preferably small, and the alumina purity is 99.9% or more, more preferably 99.99% or more.
  • the material of the connecting part 20 includes, for example, alumina contained in the ceramic dielectric substrate 11.
  • the proportion of alumina added as a co-material to the connecting portion 20 is, for example, 50 volume% or more and 70 volume% or less.
  • the material of the electrode 12 may be the same as the material of the connection portion 20.
  • the electrostatic chuck 110 is formed, for example, by forming a green sheet obtained by adding a binder or the like to alumina powder, forming a laminated body in which a plurality of green sheets are laminated, and firing the laminated body.
  • the green sheet includes one formed with a metallized paste to be the electrode 12 and one formed with a metallized paste to be the connection portion 20.
  • a laminated body is formed through the baking process including HIP processing, for example. Thereby, the electrostatic chuck 110 is completed.
  • the manufacturing method of the electrostatic chuck 110 is not limited to this.
  • the electrostatic chuck 110 when the ceramic dielectric substrate 11 is fired, the adhesion between the connection portion 20 and the ceramic dielectric substrate 11 is improved, and integrated sintering including the electrode 12 to the connection portion 20 is performed. Will be able to do.
  • FIGS. 9A to 11B are schematic cross-sectional views illustrating other connection configurations.
  • the connecting portion 20C shown in FIG. 9A is an example having a hollow structure.
  • the ceramic dielectric substrate 11 is provided with a hole 20 h on the second main surface 11 b side than the electrode 12.
  • a connection portion material film 25 is formed on the inner wall of the hole 20h.
  • a hollow structure connecting portion 20C is formed in which the central portion of the hole 20h remains as a cavity.
  • the connection portion 20C also has a first region 21 in which the outer diameter d of the shape seen in the Z direction gradually decreases in the Z direction.
  • the angle ⁇ is an acute angle also in the connecting portion 20C.
  • the conductive member 40 is inserted into the hollow of the connection portion 20C having the hollow structure shown in FIG. After the connection portion 20C having a hollow structure is formed, the conduction member 40 is inserted into the hollow to obtain electrical conduction between the conduction member 40, the connection portion material film 25, and the electrode 12. Good.
  • the contact portion 17 is provided on the ceramic dielectric substrate 11.
  • the contact portion 17 includes a hole 17h (concave portion) reaching the connecting portion 20A from the second main surface 11b of the ceramic dielectric substrate 11, and a conductive film 17a provided on the inner wall of the hole 17h.
  • the tip of the hole 17h (the bottom surface of the recess) has a curved surface.
  • the tip of the hole 17h is spherical.
  • the connecting portion 20 is exposed from the spherical tip, and the exposed portion is in contact with the conductive film 17a.
  • the holes 17h are provided by a drill or the like from the second main surface 11b side after the ceramic dielectric substrate 11 is fired. For example, using a rotary cutting tool provided with a spherical bit at the tip, the hole 17h reaching the connection portion 20 from the second main surface 11b is formed. Thereby, a hole 17h having a spherical tip is formed. Since the outer diameter of the connecting portion 20 changes along the Z direction, the depth of the hole 17h can be grasped by the outer diameter of the connecting portion 20 exposed from the tip of the hole 17h.
  • a conductive film 17a is formed on the inner wall of the hole 17h.
  • the conductive film 17a may be plating, CVD (Chemical Vapor Deposition), organic resin containing conductive particles, or the like in addition to the platinum paste.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • organic resin containing conductive particles or the like in addition to the platinum paste.
  • the external contact electrode 61 comes into contact with the conductive film 17 a to obtain electrical connection between the outside and the electrode 12.
  • the conductive material 18 is embedded in the contact portion 17 shown in FIG. 10B.
  • the conductive material 18 for example, conductive resin, brazing, or solder is used.
  • a conductive member 30 is provided on the second main surface 11 b of the ceramic dielectric substrate 11 via a conductive material 18.
  • An external contact electrode 61 comes into contact with the conductive member 30 to obtain electrical connection between the outside and the electrode 12.
  • connection portion 20 and the conductive member 30 are provided.
  • a plurality of connecting portions 20 are connected to one conductive member 30.
  • the plurality of connection portions 20 are disposed so as to surround the center of the conductive member 30.
  • connection configuration shown in FIG. 11B, a plurality of connection portions 20, a recess 15 reaching the plurality of connection portions 20 from the second main surface 11 b of the ceramic dielectric substrate 11, and a bottom surface 15 a of the recess 15 are provided. And a conductive member 30 provided. Also in this connection configuration, for example, when the second main surface 11b is viewed in the direction opposite to the Z direction, the plurality of connection portions 20 are disposed so as to surround the center of the conductive member 30. By providing the recess 15, the conductive member 30 can be reliably provided on the bottom surface 15 a. As a result, the electrical continuity between the electrode 12 and the connecting portion 20 can be more reliably performed.
  • FIGS. 12A to 12C are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an electrostatic chuck.
  • FIGS. 12A to 12C mainly illustrate the procedure for forming the connection portion 20.
  • an alumina green sheet is produced. That is, a binder, a solvent, and the like are added to alumina powder, mixed and pulverized by a ball mill, and then defoamed to form a green sheet.
  • the alumina powder preferably has few impurities, and a purity of 99.9% by weight or more, more preferably 99.99% by weight or more is used.
  • the binder was selected from the group consisting of vinyl resins such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, cellulose resins such as methyl cellulose, ethyl cellulose hydroxyethyl cellulose, and acrylic resins such as polyacryl ester and polymethyl methacrylate, At least one type of resin can be selected.
  • a water-soluble binder resin or other conventional binders that can be used in the process of ceramic sheet products may be used.
  • a single solvent such as methyl ethyl ketone, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, toluene, diethyl ether, ethylene trichloride, methanol, or a mixed solvent can be selected.
  • any solvent can be used as long as it can dissolve the binder, and the solvent is not limited.
  • a metallized paste 210 for forming the electrode 12 on the alumina green sheet is produced.
  • the metallized paste 210 is produced as follows. A binder or the like is added to a mixture of alumina powder and Pd powder, and mixed with three rolls to obtain metallized paste 210.
  • an internal electrode pattern to be the electrode 12 is printed on the alumina green sheet by the screen printing method using the metallized paste 210.
  • the formation of the electrodes is not limited to the screen printing method, and a vapor deposition method (PVD (Physical Vapor Deposition), CVD, etc.) may be applied.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • connection portion 20B a through hole or a via hole for forming the connection portion 20B is provided.
  • a metallized paste 200 is embedded in the through hole or via hole.
  • the laminate is fired at 1250 ° C. or higher and 1700 ° C. or lower, more preferably 1300 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower, and is fired simultaneously with the internal electrode pattern. Firing does not limit the firing atmosphere such as an air atmosphere or a reducing atmosphere.
  • the temperature and pressure are further set to perform HIP (Hot Isostatic Pressing) treatment.
  • the conditions for the HIP treatment are preferably a pressure gas (eg, Ar) of about 1000 atm or higher and a temperature of 1200 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower depending on the firing temperature.
  • FIG. 12B illustrates, for example, the state of the stacked body after performing the HIP process.
  • the metallized paste 200 receives pressure from the surroundings. Therefore, in the connection part 20 formed after baking, each center part of an upper surface, a side surface, and a lower surface will be in the state curved inside. Further, the ceramic dielectric substrate 11 on the connecting portion 20 is provided with a portion 21a that is convex in the Z direction.
  • external electrodes are formed. That is, as shown in FIG. 12C, counterboring is performed with a drill or the like from the second main surface 11 b side of the ceramic dielectric substrate 11 to expose the internal connection portion 20. Along with the formation of the counterbore, a part of the lower side of the connecting portion 20 is removed. The electrode terminals are joined to the counterbored portion by brazing, soldering, conductive adhesive or the like.
  • the front and back surfaces of the ceramic dielectric substrate 11 are ground to a desired thickness.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a connection unit.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view of the connection portion 20 after manufacturing.
  • the connection unit 20 shown in FIG. 13 is manufactured by the method using the HIP process.
  • the outer shape of the connecting portion 20 in a cross-sectional view is curved.
  • the connection portion 20 has a shape (substantially horn shape) in which the increasing rate of the outer diameter gradually increases toward the electrode 12.
  • the outer shape of the connection portion 20 in a cross-sectional view may not be a beautiful curved shape depending on the material, manufacturing conditions, and the like.
  • the increasing rate of the outer diameter of the connecting portion 20 may be increased stepwise in addition to the case where it continuously increases toward the electrode 12.
  • FIGS. 14A and 14B are diagrams illustrating the relationship between the aspect ratio of the connecting portion and the conduction characteristics.
  • FIG. 14A shows the definition of the dimensions of the connecting portion 20. That is, the outer diameter of the contact surface of the connecting portion 20 with the electrode 12 is d1.
  • the height t of the connecting portion 20 is the height when a line is drawn from both ends of the outer diameter d1 so as to form a convex curve in the inner diameter direction, and the distance between the two lines is the same distance as d1.
  • the smallest outer diameter d2 of the connecting portion 20 is the shortest distance between the two lines drawn from both ends of the outer diameter d1 so as to form a convex curve in the inner diameter direction.
  • FIG. 14B shows various aspect ratios (t / d2) of the connection part 20, the conduction state between the connection part 20 and the electrode 12, and the determination result of pass / fail.
  • the aspect ratio (t / d2) of the connecting portion 20 is 1.4, 1.5, 2, 5, 10, 15, 20, and 30. It can be seen that good conduction cannot be obtained when the aspect ratio (t / d2) is 1.4 or less and 30 or more.
  • connection portion 20 When the aspect ratio (t / d2) of the connection portion 20 is 1.4 or less, the deflection (deformation) toward the inside of the central portion of the contact surface of the connection portion 20 with the electrode 12 becomes large, and good contact with the electrode 12 is achieved. No continuity can be obtained. When the aspect ratio (t / d2) of the connection portion 20 is 30 or more, the conduction contact area at the outer diameter d2 portion becomes small, so that good conduction cannot be obtained.
  • the aspect ratio (t / d2) of the connecting portion 20 is 1.5 or more and 20 or less, preferably 2 or more and 15 or less, and more preferably 2 or more and 10 or less. If the connection part 20 has such an aspect ratio, even when an electrostatic chuck is formed by HIP processing, good connection between the connection part 20 and the electrode 12 can be obtained.
  • the reliable electrostatic chuck 110 can be provided by the reliable conduction between the electrode 12 inside the ceramic dielectric substrate 11 and the connection portion 20. become.
  • an electrostatic chuck capable of obtaining high reliability by reliable conduction between an internal electrode and a connection portion.
  • Insulating material 80 Adsorption holding voltage 110 ... Electrostatic chuck CR ... Circle L1 ... Extension line L2 ... Tangential line S1 ... Outline line S2 ... Outline line W ... Adsorbed object d, d1, d2, d3, da, db ... Outer diameter p0, p1, p2 ... Intersection r ... Radius t1, t2 ... Thickness ⁇ ... Angle

Abstract

　本発明による静電チャックは、被吸着物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板の前記第１主面と前記第２主面とのあいだに介設された電極と、前記セラミック誘電体基板の前記電極よりも前記第２主面側において前記電極と接続され、前記電極と接する第１領域を有する接続部と、を備え、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向を第１方向、前記第１方向と直交する方向を第２方向としたとき、前記第１領域は、前記電極及び前記接続部の前記第２方向にみた断面において、前記電極の前記第２主面側の外形に沿った延長線と、前記接続部の外形の接線と、のなす角度のうち前記接続部側の角度が前記第１方向に徐々に大きくなることを特徴とする静電チャックが提供される。

Description

静電チャック
　本発明の態様は、静電チャックに関し、セラミック誘電体基板の電極の外部への取り出し構造を確実に確保することができる静電チャックに関する。
　アルミナ等のセラミック基材のあいだに電極を挟み込み、焼成することで作製されるセラミック製の静電チャックは、内蔵する電極に静電吸着用電力を印加し、シリコンウェーハ等の基板を静電力によって吸着するものである。このような静電チャックにおいては、内部の電極に静電吸着用電力を供給するため、電極と導通する導体の一部がセラミック基材の静電吸着面とは反対側の面から露出するものや、電極に電力供給用のコネクタを接合しているものなどが実用化されている。
　特許文献１では、静電チャックにおいて内部の電極と導通する接続部（ビア）を形成した構造が開示されている。特許文献１に記載される静電チャックでは、セラミックのグリーンシート上に導電層と絶縁膜とを順次積層して積層体を形成し、積層体を焼成することによって導電層（電極）と導通するビアを構成している。
　しかしながら、接続部（ビア）の外径を小さくすると、セラミックを焼成する際に、焼成収縮の影響を受けやすくなり、セラミック基材の内部の電極と、接続部（ビア）と、の間で、金属材料の剥離が発生しやすくなる。また、金属材料の表面張力によりセラミックの焼成の際に接続部材の材料である金属がセラミック基材内で移動して空洞が形成されたり、セラミックと金属との間の熱膨張差により電極が破断したりすることもある。特に、接続部材の外径を微細にするとこのような問題は顕著になり、静電チャックの信頼性の低下を招くという問題が生じる。
特開昭６２－２６４６３８号公報
　本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、内部の電極と接続部との確実な導通によって高い信頼性を得ることができる静電チャックを提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、被吸着物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板の前記第１主面と前記第２主面とのあいだに介設された電極と、前記セラミック誘電体基板の前記電極よりも前記第２主面側において前記電極と接続された接続部であって、前記電極と接する第１領域を有する接続部と、を備え、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向を第１方向、前記第１方向と直交する方向を第２方向としたとき、前記第１領域は、前記電極及び前記接続部の前記第２方向にみた断面において、前記電極の前記第２主面側の外形に沿った延長線と、前記接続部の外形の接線と、のなす角度のうち前記接続部側の角度が前記第１方向に徐々に大きくなることを特徴とする静電チャックが提供される。
図１は、本実施形態に係る静電チャックの構成を例示する模式的断面図である。 図２は、図１に示すＡ部の模式的拡大断面図である。 図３は、参考例を説明する模式的断面図である。 図４は、角度θの定義の一例を説明する模式図である。 図５は、接続部の他の接続構成を例示する模式的断面図である。 図６は、他の接続構成を例示する模式的断面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、他の接続構成を例示する模式図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、接続部と電極との接合状態及び導通状態の実験結果を示す図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、他の接続構成を例示する模式的断面図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、他の接続構成を例示する模式的断面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、他の接続構成を例示する模式的断面図である。 図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、静電チャックの製造方法を例示する模式的断面図である。 図１３は、接続部の一例を示す図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、接続部のアスペクト比と導通特性との関係を示す図である。
　第１の発明は、被吸着物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板の前記第１主面と前記第２主面とのあいだに介設された電極と、前記セラミック誘電体基板の前記電極よりも前記第２主面側において前記電極と接続された接続部であって、前記電極と接する第１領域を有する接続部と、を備え、前記第１主面から前記第２主面に向かう方向を第１方向、前記第１方向と直交する方向を第２方向としたとき、前記第１領域は、前記電極及び前記接続部の前記第２方向にみた断面において、前記電極の前記第２主面側の外形に沿った延長線と、前記接続部の外形の接線と、のなす角度のうち前記接続部側の角度が前記第１方向に徐々に大きくなることを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、電極の第２主面側の外形に沿った延長線と、接続部の外形の接線と、のなす角度のうち接続部側の角度が、第１主面から第２主面に向かう第１方向に徐々に大きくなるため、接続部の径が第１方向に一定の場合に比べて、電極と接続部との接触面積を広くして、確実な導通を確保しつつ、接続部とセラミック誘電体基板との密着性を向上させることができる。また、第２方向にみた断面において接続部の外形が曲線状になるため、電圧印加時に放電の起点になりやすい角部の発生が抑制される。
　また、第２の発明は、第１の発明において、前記第１方向と直交する第２方向にみた前記電極及び前記接続部の断面において、前記電極の前記第２主面側の外形に沿った延長線と、前記第１領域における前記接続部の外形の接線と、のなす角度のうち前記接続部側の角度が鋭角になることを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、電極と接続部との接触性を向上させることができる。これにより、電極と接続部との剥離を抑制することができる。
　また、第３の発明は、第２の発明において、セラミック誘電体基板は、前記電極と接続される側であって前記第１方向にみて前記接続部と重なる位置に、前記第１方向に凸形状となる部分を有することを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、セラミック誘電体基板における電極と接続される側に凸形状となる部分が設けられているため、この部分の凸形状に倣って接続部及び電極の金属材料が移動しやすくなり、電極と接続部との接続信頼性が向上する。また、接続部の上のセラミック誘電体基板の厚さを厚くできるため、セラミック誘電体基板の表面を研磨する際に接続部の上でのセラミック誘電体基板の撓みが抑制される。これにより、研磨による平坦性が向上し、接続部上の異常突起の発生が抑制される。
　また、第４の発明は、第２の発明において、前記接続部は、前記第１領域と、前記第２主面と、のあいだに設けられた第２領域であって、前記第１方向に徐々に径が大きくなる第２領域を有することを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、接続部に、第１主面から第２主面に向かう第１方向に徐々に径が大きくなる第２領域が設けられていることで、接続部の、電極とは反対側に接続されるパッド電極等の導電性部材との接続性が向上する。
　また、第５の発明は、第１～第４のいずれか１つの発明において、前記セラミック誘電体基板は、前記第２主面から前記接続部に達する凹部を有し、前記凹部の底面に露出する前記接続部と導通する導電性部材をさらに備えたことを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、接続部とパッド電極等の導電性部材との接続性が向上し、外部の電極端子と確実な電気的接続を行うことができるようになる。
　また、第６の発明は、第５の発明において、前記底面は曲面を有することを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、接続部とパッド電極等の導電性部材との接続性が向上し、外部の電極端子（プローブ等）と確実な電気的接続を行うことができるようになる。
　また、第７の発明は、第１の発明において、前記接続部の材料には、前記電極の材料に含まれる材料と同種の金属が含まれることを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、セラミック誘電体基板を焼成する際に電極材料の拡散性を向上させて、電極から接続部まで含めた一体焼結を行うことができるようになる。
　また、第８の発明は、第７の発明において、前記接続部の材料には、前記セラミック誘電体基板に含まれる材料と同種の材料が含まれることを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、セラミック誘電体基板を焼成する際に接続部とセラミック誘電体基板との密着性を向上させて、電極から接続部まで含めた一体焼結を行うことができるようになる。
　また、第９の発明は、第５の発明において、前記第１方向と反対方向にみた前記底面の面積は、前記第１方向と反対方向にみた前記底面に露出する前記接続部の面積よりも広いことを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、底面に露出する接続部の面積よりも凹部の底面の面積のほうが広いため、外部の電極端子（プローブ等）との電気的な導通を確保することが容易である。これにより、接続部には外部の電極端子を直接接触させる必要がなく、接続部の損傷を抑制することができる。
　また、第１０の発明は、第５の発明において、複数の前記接続部を有し、前記凹部の１つに対して前記複数の接続部が設けられたことを特徴とする静電チャックである。
　この静電チャックによれば、電極と接続部との電気的な導通を、より確実に行うことができるようになる。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　図１は、本実施形態に係る静電チャックの構成を例示する模式的断面図である。
　図２は、図１に示すＡ部の模式的拡大断面図である。
　図１に表したように、本実施形態に係る静電チャック１１０は、セラミック誘電体基板１１と、電極１２と、接続部２０と、を備える。
　セラミック誘電体基板１１は、例えば焼結セラミックによる平板状の基材であり、半導体基板等の被吸着物Ｗを載置する第１主面１１ａと、この第１主面１１ａとは反対側の第２主面１１ｂと、を有する。電極１２は、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａと、第２主面１１ｂと、のあいだに介設されている。すなわち、電極１２は、セラミック誘電体基板１１の中に挿入されるように形成されている。静電チャック１１０は、この電極１２に吸着保持用電圧８０を印加することによって、電極１２の第１主面１１ａ側に電荷を発生させ、静電力によって被吸着物Ｗを吸着保持する。
　ここで、本実施形態の説明においては、第１主面１１ａから第２主面１１ｂに向かう方向（第１方向）をＺ方向、Ｚ方向と直交する方向の１つ（第２方向）をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向に直交する方向（第３方向）をＸ方向ということにする。
　電極１２は、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂに沿って薄膜状に設けられている。電極１２は、被吸着物Ｗを吸着保持するための吸着電極である。電極１２は、単極型でも双極型でもよい。図１に表した電極１２は双極型であり、同一面上に２極の電極１２が設けられている。電極１２はセラミック誘電体１１に内蔵されている場合だけではなく、誘電体が接着剤やロウ付けなどでベースプレートと固定されたものでもよい。
　電極１２には、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂ側に延びる接続部２０が設けられている。接続部２０は、電極１２と導通するビア（中実型）やビアホール（中空型）である。
　図２に表したように、接続部２０は、電極１２と接続される第１領域２１を有する。第１領域２１のＺ方向にみた形状（例えば、略円形）の外径ｄは、Ｚ方向に徐々に小さくなる。第１領域２１は、接続部２０の少なくとも一部に設けられている。図２に表した例では、接続部２０の全体が第１領域２１である。
　このように、接続部２０に設けられた第１領域２１の外径ｄが、Ｚ方向に徐々に小さくなるため、接続部２０の外径ｄがＺ方向に一定の場合に比べて、電極１２と接続部２０との接触面積を広くすることができる。これにより、電極１２と接続部２０との確実な導通を確保しつつ、接続部２０とセラミック誘電体基板１１との密着性を向上させることができる。
　ここで、静電チャック１１０の具体的な構成例について説明する。
　図１に表したように、静電チャック１１０は、ベースプレート５０の上に取り付けられている。ベースプレート５０は、静電チャック１１０の取り付け基準になる。静電チャック１１０をベースプレート５０に取り付けるには、シリコーン等の耐熱性樹脂、インジウム接合及びろう付など、使用温度帯やコスト等の観点から適宜選択される。
　ベースプレート５０は、例えば、アルミニウム製の上部５０ａと下部５０ｂとに分けられており、上部５０ａと下部５０ｂとのあいだに連通路５５が設けられている。連通路５５は、一端側が入力路５１に接続され、他端側が出力路５２に接続される。
　ベースプレート５０は、静電チャック１１０の温度調整を行う役目も果たす。例えば、静電チャック１１０を冷却する場合には、入力路５１から冷却媒体を流入し、連通路５５を通過させ、出力路５２から流出させる。これにより、冷却媒体によってベースプレート５０の熱を吸収し、その上に取り付けられた静電チャック１１０を冷却することができる。一方、静電チャック１１０を保温する場合には、連通路５５内に保温媒体を入れることも可能である。または、静電チャック１１０やベースプレート５０に発熱体を内蔵させることも可能である。このように、ベースプレート５０を介して静電チャック１１０の温度が調整されると、静電チャック１１０で吸着保持される被吸着物Ｗの温度を調整することができる。
　また、セラミック誘電体基板１１の第１主面１１ａ側には、必要に応じてドット１３が設けられており、ドット１３の間に溝１４が設けられている。この溝１４は連通していて、静電チャック１１０に搭載された被吸着物Ｗの裏面と溝１４とのあいだに空間が形成される。溝１４には、ベースプレート５０及びセラミック誘電体基板１１を貫通する導入路５３が接続されている。被吸着物Ｗを吸着保持した状態で導入路５３からヘリウム（Ｈｅ）等の伝達ガスを導入すると、被吸着物Ｗと溝１４との間に設けられた空間に伝達ガスが流れ、被吸着物Ｗを伝達ガスによって直接冷却することができるようになる。
　ここで、ドット１３の高さ（溝１４の深さ）、ドット１３及び溝１４の面積比率、形状等を適宜選択することで、被吸着物Ｗの温度や被吸着物Ｗに付着するパーティクルを好ましい状態にコントロールすることができる。
　図２に表したように、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂには導電性部材３０が設けられていてもよい。導電性部材３０は、接続部２０と導通するパッドである。導電性部材３０の位置と対応するベースプレート５０の上部５０ａにはコンタクト電極６１が設けられている。ベースプレート５０の上部５０ａには穴５７が設けられ、この穴５７に、絶縁材６２で保持されたコンタクト電極６１が取り付けられている。したがって、静電チャック１１０をベースプレート５０の上部５０ａに取り付けると、コンタクト電極６１が導電性部材３０と接触し、これによりコンタクト電極６１と電極１２とが、接続部２０を介して電気的に導通することになり、コンタクト電極６１の位置がずれた場合でも導通可能な領域が増え、結果として安定した導通を得ることができる。
　コンタクト電極６１には、例えば可動式プローブが用いられている。これにより、コンタクト電極６１と導電性部材３０との確実な接触と、コンタクト電極６１が接触することによる導電性部材３０へのダメージを最小限に抑制している。なお、コンタクト電極６１は、上記に限定されず、導電性部材３０と単に接触するだけの構成や、導電性部材３０と嵌合または螺合によって接続されるものなど、どのような形態であってもよい。
　また、導電性部材３０が設けられていない場合には、コンタクト電極６１が接続部２０の第２主面１１ｂ側の露出面と直接接触することになる。
　次に、接続部２０について詳細に説明する。図２に表した接続部２０は、電極１２よりも第２主面１１ｂ側のセラミック誘電体基板１１をＺ方向に貫通して設けられる。接続部２０は、Ｚ方向に延びる円錐台に近い形状を有する。
　このような形状によって、接続部２０と電極１２との接触面積を広くして、接続部２０と電極１２との界面での確実な接合及び電気的な導通を確保することができる。
　図３は、参考例を説明する模式的断面図である。
　図３に表した接続部２０’は、Ｚ方向に一定の外径を有する。例えば、接続部２０’のＺ方向における平均の外径が、図２に表した接続部２０のＺ方向における平均の外径と同じであった場合、接続部２０と電極１２とが接触する面の外径ｄａは、接続部２０’と電極１２とが接触する面の外径ｄｂよりも大きくなる。つまり、接続部２０と電極１２との接触面積は、接続部２０’と電極１２との接触面積よりも広くなる。これにより、接続部２０の電極１２との接続性は、接続部２０’と電極１２との接続性よりも高くなる。
　また、接続部２０では、Ｚ方向と直交する例えばＹ方向にみた電極１２及び接続部２０の断面において、電極１２の第２主面側の外形に沿った延長線Ｌ１と、第１領域２１における接続部２０の外形の接線Ｌ２と、のなす角度のうち接続部２０側の角度θが鋭角になる。角度θは、０°を超え９０°未満である。
　角度θが鋭角になると、電極１２の毛細管現象や表面張力が接続部２０の電極材料と電極１２との接触を補助するため、電極１２と接続部２０との接触性を飛躍的に向上させることができる。これにより、セラミック誘電体基板１１を焼成する際、電極１２と接続部２０との剥離を抑制することができる。
　ここで、接続部２０の形状が円錐台であれば、第１領域２１の断面視において接続部２０の外形のどの位置であっても接線Ｌ２の傾きは同じになる。一方、第１領域２１の断面視において接続部２０の外形が曲線状になっている場合、第１領域２１の断面視において接続部２０の外形の位置によって接線Ｌ２の傾きが変わる。
　図４は、角度θの定義の一例を説明する模式図である。
　図４では、第１領域２１の断面視において接続部２０の外形が曲線状になっている場合の角度θの定義の一例を示している。
　ここで、断面視とは、接続部２０の中心を通るＸＺ平面での断面をＹ方向にみたときの断面のことをいう。角度θの定義の一例は次のようになる。
　断面視において、電極１２の第２主面１１ｂ側の外形線Ｓ１と、接続部２０の外形線Ｓ２との交点を交点ｐ０とする。
　接続部２０の電極１２との接触面における外径（Ｘ方向の長さ）を外径ｄ１とする。
　交点ｐ０を中心にした半径ｒの円ＣＲを描き、円ＣＲと延長線Ｌ１との交点を交点ｐ１、円ＣＲと外形線Ｓ２との交点を交点ｐ２とする。
　交点ｐ１と交点ｐ０とを結ぶ線と、交点ｐ２と交点ｐ０とを結ぶ線と、のなす角度（狭い方の角度）を角度θとする。
　ここで、円ＣＲの半径ｒは、例えば外径ｄ１の１／８である。
　角度θは、接続部２０の断面観察によって測定することができる。例えば、接続部２０の中心を通るＸＺ平面での断面を研磨し、研磨面を上記の定義に従って測定する。断面を研磨するには、電極１２や接続部２０に与える影響の少ない研磨（例えば、イオンビーム等を用いた研磨（クロスセクションポリッシャ（日本電子株式会社：登録商標））が望ましい。このような研磨によって、電極１２の延性変形を除いて測定すれば、角度θを的確に測定することができる。
　このように、第１領域２１の断面視において接続部２０の外形が曲線状になっていると、直線状（テーパ状）になっている場合に比べて接続部２０の外周の距離が長くなり、電圧印加時の電流密度を低下させることができる。
　また、第１領域２１の断面視において接続部２０の外形が曲線状になっていると、接続部２０の外形に角部が発生することを抑制できる。例えば、角度θがＺ方向に徐々に大きくなる（接続部２０の外径の増加率が電極１２に向けて徐々に大きくなる）形状（略ホーン形状）になっていると、接続部２０の外形に角部（例えば、尖った部分）が形成されにくい。接続部２０に角部があると、この角部が電圧印加時に放電の起点になりやすい。放電の起点になると、接続部２０及び電極１２において導通不良を招く恐れがある。接続部２０が電極１２に滑らかに接続されていることで角部の発生を抑制し、導通の信頼性が向上する。
　図５は、接続部の他の接続構成を例示する模式的断面図である。
　図５は、図１に示すＡ部の模式的拡大断面図を示している。図５に表した接続部２０Ａは、第１領域２１と、第２領域２２と、を有する。第１領域２１のＺ方向にみた形状の外径は、Ｚ方向に徐々に小さくなる。例えば、第１領域２１の外径は、電極１２側で最も大きく（外径ｄ１）、電極１２からＺ方向に向かって徐々に小さくなる。最も小さな外径は外径ｄ２である。
　第２領域２２は、第１領域２１と、第２主面１１ｂと、のあいだに設けられる。第２領域２２のＺ方向にみた形状の外径は、Ｚ方向に徐々に大きくなる。例えば、第２領域２２の外径は、第１領域２１側で最も小さく（外径ｄ２）、Ｚ方向に向かって徐々に大きくなる。最も大きな外径は第２主面１１ｂ側の外径ｄ３である。第１領域２１と第２領域２２とによって、接続部２０Ａは電極１２側及び第２主面１１ｂ側で広く、中央部で狭い湾曲した形状になる。
　セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂには、第２領域２２と接続された導電性部材３０が設けられている。導電性部材３０には、ベースプレート５０の上部５０ａに設けられたコンタクト電極６１が接触する。
　このような接続部２０Ａでは、第１領域２１によって電極１２との接触面積を広くすることができ、第２領域２１によって導電性部材３０との接触面積も広くすることができる。
　例えば、図３に表した接続部２０’と比較すると、接続部２０’のＺ方向における平均の外径が、図５に表した接続部２０ＡのＺ方向における平均の外径と同じであった場合、接続部２０Ａと電極１２との接触面積は、接続部２０’と電極１２との接触面積よりも広くなる。また、接続部２０Ａと導電性部材３０との接触面積は、接続部２０’と導電性部材３０との接触面積よりも広くなる。
　このような接続部２０Ａによれば、接続部２０Ａの電極１２との接続性は、接続部２０’と電極１２との接続性よりも高くなる。また、接続部２０Ａの導電性部材３０との接触性は、接続部２０’と導電性部材３０との接続性よりも高くなる。
　したがって、接続部２０Ａでは、電極１２及び導電性部材３０の両方との接続性が向上する。
　なお、図５に表した接続部２０Ａでは、第１領域２１と第２領域２２とが隣接しているが、第１領域２１と第２領域２２とのあいだに他の領域（例えば、外径がＺ方向に同じ領域）が介在していてもよい。
　図６は、他の接続構成を例示する模式的断面図である。
　図６は、図１に示すＡ部の模式的拡大断面図を示している。図６に表した接続部２０Ｂように、セラミック誘電体基板１１は、Ｚ方向に凸形状となる部分２１ａを有する。部分２１ａは、セラミック誘電体基板１１の電極１２との接触面であってＺ方向にみて接続部２０Ｂと重なる位置に、Ｚ方向に凸形状になっている。部分２１ａは、例えば、Ｚ方向にみた接続部２０Ｂの中央領域に対応する位置に、Ｚ方向に凸形状となるよう設けられている。
　部分２１ａにおいて、セラミック誘電体基板１１のＺ方向の厚さｔ１は、部分２１ａ以外の部分の厚さｔ２よりも厚い。部分２１ａにおけるセラミック誘電体基板１１の厚さｔ１は、中央部分（接続部２０Ｂの中心に対応した部分）で最も厚く、中央部分から周辺に向かうに従い徐々に薄くなる。
　このような接続部２０Ｂでは、凸形状の部分２１ａに倣って接続部２０Ｂ及び電極１２の金属材料が移動しやすくなり、電極１２と接続部２０Ｂとの接続信頼性が向上する。すなわち、セラミック誘電体基板１１を焼成する際、接続部２０Ｂ及び電極１２の金属材料が、部分２１ａの凸形状に倣って移動し、電極１２と接続部２０Ｂとの接合部分での剥離が抑制される。
　また、接続部２０Ｂの上のセラミック誘電体基板１１の厚さｔ１を、接続部２０Ｂのない部分でのセラミック誘電体基板１１の厚さｔ２よりも厚くできる。これにより、セラミック誘電体基板１１の表面を研磨する際に接続部２０Ｂの上でのセラミック誘電体基板１１の撓みが抑制される。
　すなわち、セラミック誘電体基板１１の表面を研磨する際、接続部２０Ｂが設けられた部分でセラミック誘電体基板１１の撓みが発生しやすい。図６に表したように、セラミック誘電体基板１１に部分２１ａが設けられていると、この部分２１ａの厚さｔ１が、厚さｔ２よりも厚くなり、セラミック誘電体基板１１の剛性が高まる。したがって、セラミック誘電体基板１１の表面を研磨する際に圧力が加わっても、接続部２０Ｂの上で撓み難くなり、セラミック誘電体基板１１の平坦性が高まる。
　ここで、セラミック誘電体基板１１の表面を研磨する際、接続部２０Ｂの上でセラミック誘電体基板１１に撓みが発生すると、接続部２０Ｂ上での研磨レートが低下して研磨後にセラミック誘電体基板１１の表面に膨らみ（突出部）が発生する可能性がある。このような膨らみがあると、ウェーハ等の被吸着物Ｗと膨らみとが接触し、コンタクト電極６１の温度異常を招く可能性がある。接続部２０Ｂの上に凸形状の部分２１ａが設けられていることで、研磨時の平坦性が高まり、コンタクト電極６１部分の温度異常の発生を防止することができる。
　なお、図６に表した接続部２０Ｂでは第２領域２２を有しているが、必ずしも設けられている必要はない。
　図７（ａ）～（ｂ）は、他の接続構成を例示する模式図である。
　図７（ａ）は、図１に示すＡ部の模式的拡大断面図を示している。図７（ｂ）は、接続部をＺ方向と反対方向にみた模式的平面図を示している。
　図７（ａ）に表したように、セラミック誘電体基板１１は、第２主面１１ｂから接続部２０Ａに達する凹部１５を有する。
　図７（ｂ）に表したように、凹部１５の底面１５ａにおけるＺ方向と反対方向にみた外形の面積は、底面１５ａに露出する接続部２０ＡのＺ方向と反対方向にみた外形の面積よりも広い。
　このような凹部１５が設けられていることにより、凹部１５の底面１５ａには、底面１５ａから露出する接続部２０Ａと導通した導電性部材３０を確実に設けることができる。例えば、導電性部材３０を凹部１５の底面１５ａの全面に設けるようにしてもよい。また、導電性部材３０を凹部１５内に埋め込むように形成してもよい。セラミック誘電体基板１１に凹部１５を形成した後、導電性部材３０の材料（例えば、金属ペースト材）を凹部１５内に埋め込むようにすれば、凹部１５からはみ出すことなく、規定の位置に導電性部材３０を形成することができる。
　また、底面１５ａに露出する接続部２０Ａの面積よりも凹部１５の底面１５ａの面積のほうが広いため、外部のコンタクト電極６１との電気的な導通を凹部１５の導電性部材３０を介して行うことができる。これにより、接続部２０Ａにはコンタクト電極６１を直接接触させる必要がなく、接続部２０Ａの損傷を抑制することができる。
　なお、図７（ａ）及び（ｂ）には接続部２０Ａを示したが、図２に表した接続部２０、図６に表した接続部２０Ｂであっても適用可能である。
　図８（ａ）～（ｂ）は、接続部と電極との接合状態及び導通状態の実験結果を示す図である。
　図８（ａ）は、ｄ１／ｄ２に対する接続部２０と電極１２との剥離（剥がれ）及び導通状態を示している。図８（ａ）では、ｄ１／ｄ２として、１．０、１．１、１．３、１．８、２．３、２．８及び４．０のそれぞれについて、剥離（剥がれ）の有無、導通の有無を調べた。ｄ１／ｄ２が１．０、１．１、１．３、１．８、２．３及び２．８の場合、接続部２０と電極１２との剥離（剥がれ）は発生しなかった。ｄ１／ｄ２が４．０の場合、接続部２０と電極１２との剥離（剥がれ）が発生した。また、ｄ１／ｄ２が１．１、１．３、１．８、２．３及び２．８の場合、接続部２０と電極１２との導通は良好であった。ｄ１／ｄ２が１．０及び４．０の場合、接続部２０と電極１２との導通は不良であった。
　図８（ｂ）は、外径ｄ２に対する接続部２０と電極１２との剥離（剥がれ）及び導通状態を示している。図８（ｂ）では、外径ｄ２として、０．２ミリメートル（ｍｍ）、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ及び３．５ｍｍのそれぞれについて、剥離（剥がれ）の有無、導通の有無を調べた。前記いずれの外径ｄ２でも、接続部２０と電極１２との剥離（剥がれ）は発生しなかった。
　また、外径ｄ２が０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ及び３ｍｍの場合、接続部２０と電極１２との導通は良好であった。一方、外径ｄ２が３．５ｍｍについて、接続部２０と電極１２との導通は不良であった。
　これらの実験結果より、ｄ１／ｄ２は１を超え４未満であり、好ましい外径ｄ２は０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ未満であることが分かった。
　接続部２０の材料は、電極１２の材料に含まれる材料と同種の材料を含んでいてもよい。電極１２の材料には、パラジウム（Ｐｄ）や白金（Ｐｔ）等の貴金属が含まれる。接続部２０の材料には、例えばＰｔが含まれる。接続部２０の材料には、Ｐｔのほかに、電極１２の材料に含まれるＰｄが含まれていてもよい。
　これにより、セラミック誘電体基板１１を焼成する際に電極１２の材料の接続部２０への拡散性を向上させて、電極１２から接続部２０まで含めた一体焼結を行うことができるようになる。
　また、接続部２０の材料は、セラミック誘電体基板１１に含まれる材料と同種の材料を含んでいてもよい。セラミック誘電体基板１１の材料には、例えばアルミナが用いられる。アルミナに含まれる不純物は少ないほうが好ましく、アルミナ純度９９．９％以上、より好ましくは９９．９９％以上である。
　接続部２０の材料には、セラミック誘電体基板１１に含まれる例えばアルミナが含まれる。接続部２０に共材として添加されるアルミナの占める割合は、例えば５０体積％以上７０体積％以下である。なお、電極１２の材料も、接続部２０の材料と同じにしてもよい。
　静電チャック１１０は、例えばアルミナ粉末にバインダーなどを加えたグリーンシートを形成し、複数のグリーンシートを積層した積層体を形成し、この積層体を焼成することで形成される。
　グリーンシートには、電極１２になるメタライズペーストが形成されたもの、及び接続部２０になるメタライズペーストが形成されたものが含まれる。
　積層体は、例えばＨＩＰ処理を含む焼成工程を経て形成される。これにより、静電チャック１１０が完成する。なお、静電チャック１１０の製造方法はこれに限定されるものではない。
　この静電チャック１１０によれば、セラミック誘電体基板１１を焼成する際に接続部２０とセラミック誘電体基板１１との密着性を向上させて、電極１２から接続部２０まで含めた一体焼結を行うことができるようになる。
　図９（ａ）～図１１（ｂ）は、他の接続構成を例示する模式的断面図である。
　図９（ａ）に表した接続部２０Ｃは、中空構造になっている例である。セラミック誘電体基板１１には、電極１２よりも第２主面１１ｂ側に孔２０ｈが設けられている。この孔２０ｈの内壁に、接続部用材料膜２５が形成されている。これにより、孔２０ｈの中央部分は空洞として残った中空構造の接続部２０Ｃが構成される。
　この接続部２０Ｃについても、Ｚ方向にみた形状の外径ｄがＺ方向に向かって徐々に小さくなる第１領域２１を有している。また、接続部２０Ｃにおいても、角度θは鋭角になる。
　図９（ｂ）に表した接続構成の例では、図９（ａ）に表した中空構造の接続部２０Ｃの中空内に導通部材４０が挿入された構造である。中空構造の接続部２０Ｃを形成したのちに、中空内に導通部材４０を挿入して、導通部材４０と、接続部用材料膜２５及び電極１２と、の電気的な導通を得るようにしてもよい。
　図１０（ａ）に表した接続構成の例では、セラミック誘電体基板１１に、コンタクト部１７が設けられている。コンタクト部１７は、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂから接続部２０Ａに達する孔１７ｈ（凹部）と、孔１７ｈの内壁に設けられた導電膜１７ａと、を含む。孔１７ｈの先端（凹部の底面）は曲面を有する。例えば、孔１７ｈの先端は、球面状になっている。球面状の先端からは接続部２０が露出し、この露出部分で導電膜１７ａと接触している。
　孔１７ｈは、セラミック誘電体基板１１を焼成した後、第２主面１１ｂ側からドリル等によって設けられる。例えば、先端に球状のビットが設けられた回転式の切削ツールを用い、第２主面１１ｂから接続部２０に達する孔１７ｈを形成する。これにより、先端が球面状になった孔１７ｈが形成される。
　接続部２０の外径がＺ方向に沿って変化しているため、孔１７ｈの先端から露出する接続部２０の外径によって孔１７ｈの深さを把握することができる。
　そして、孔１７ｈの内壁には、導電膜１７ａが形成される。導電膜１７ａは、白金ペーストのほか、めっき、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、導電性粒子入りの有機系樹脂等でもよい。
　このコンタクト部１７では、導電膜１７ａに外部のコンタクト電極６１が接触して、外部と電極１２との導通を得る。
　図１０（ｂ）に表した接続構成の例では、図１０（ａ）に表したコンタクト部１７に、導電性材料１８が埋め込まれている。導電性材料１８には、例えば導電性樹脂、ろう付け、はんだが用いられる。セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂには、導電性材料１８を介して導電性部材３０が設けられている。この導電性部材３０に外部のコンタクト電極６１が接触して、外部と電極１２との導通を得る。
　図１１（ａ）に表した接続構成の例では、複数の接続部２０と、導電性部材３０と、を有する。１つの導電性部材３０に対しては、複数の接続部２０が接続されている。例えば、Ｚ方向とは反対方向に第２主面１１ｂをみたとき、導電性部材３０の中心を囲むように複数の接続部２０が配置されている。
　図１１（ｂ）に表した接続構成の例では、複数の接続部２０と、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂから複数の接続部２０に達する凹部１５と、凹部１５の底面１５ａに設けられた導電性部材３０と、を有する。
　この接続構成においても、例えば、Ｚ方向とは反対方向に第２主面１１ｂをみたとき、導電性部材３０の中心を囲むように複数の接続部２０が配置されている。
　凹部１５が設けられていることにより、底面１５ａに導電性部材３０を確実に設けることができる。これによって、電極１２と接続部２０との電気的な導通を、より確実に行うことができるようになる。
　次に、静電チャック１１０の製造方法の一例を説明する。
　図１２（ａ）～（ｃ）は、静電チャックの製造方法を例示する模式的断面図である。
　図１２（ａ）～（ｃ）では、主として接続部２０の形成手順が例示されている。
（アルミナグリーンシートの作製）
　先ず、アルミナグリーンシートを作製する。すなわち、アルミナ粉末にバインダー及び溶媒等を加え、ボールミルで混合粉砕後、脱泡を経て、グリーンシートを成形する。アルミナ粉末は不純物が少ないものが好ましく、純度９９．９重量％以上、より好ましくは９９．９９重量％以上のものが用いられる。バインダーは、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルクロライドなどのビニル系樹脂、メチルセルロース、エチルセルロースハイドロキシエチルセルロースなどのセルロース系樹脂及びポリアクリルエステル、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂で構成されたグループから選択された、少なくとも１種類の樹脂を選択することができる。他には、水溶性バインダー樹脂、あるいはその他のセラミックシート製品のプロセスに使用可能な常用バインダー、を使用してもよい。次に溶媒は、メチルエチルケトン、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、トルエン、ジエチルエーテル、三塩化エチレン、メタノールなどの単一溶媒あるいは複数の混合溶媒を選択することができる。しかし、バインダーを溶解させることのできる溶媒であればよく、溶媒を限定するものではない。
（メタライズペーストの作製、電極形成）
　次に、図１２（ａ）に表したように、アルミナグリーンシートに電極１２を形成するためのメタライズペースト２１０を作製する。メタライズペースト２１０は、次のようにして作製される。アルミナ粉末と、Ｐｄ粉末とを混ぜたものに、バインダー等を加え、３本ロールにより混合してメタライズペースト２１０とする。
　次に、アルミナグリーンシート上に、前記メタライズペースト２１０を用いて、スクリーン印刷法により、電極１２になる内部電極パターンを印刷する。電極の形成は、スクリーン印刷法に限らず、蒸着法（ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、ＣＶＤなど）などを適用してもよい。
　また、例えば接続部２０Ｂを形成するためのスルーホールまたはビアホールを設けておく。スルーホールまたはビアホール内にはメタライズペースト２００を埋め込んでおく。
（アルミナグリーンシートの積層）
　次に、アルミナグリーンシートを互いに位置合わせしつつ、積層、熱圧着し、全体の厚さを所定の厚さにした積層体を作製する。
（積層したアルミナグリーンシートの焼成、ＨＩＰ処理）
　次に、積層体を１２５０℃以上、１７００℃以下、より好ましくは１３００℃以上、１４５０℃以下で焼成し、内部電極パターンと同時に焼成する。焼成は、大気雰囲気、還元雰囲気など焼成雰囲気を限定しない。焼成後、さらに温度と圧力を設定しＨＩＰ（Hot Isostatic Pressing）処理を行う。ＨＩＰ処理の条件は加圧用ガス（例えば、Ａｒ）を約１０００気圧以上とし、温度は焼成温度に応じて１２００℃以上、１６００℃以下にすることが好ましい。
　図１２（ｂ）は、例えばＨＩＰ処理を行った後の積層体の状態を例示している。ＨＩＰ処理を行うと、メタライズペースト２００は周囲から圧力を受ける。したがって、焼成後に形成される接続部２０においては、上面、側面及び下面のそれぞれの中央部が内側に湾曲した状態になる。また、接続部２０の上のセラミック誘電体基板１１には、Ｚ方向に凸形状になる部分２１ａが設けられる。
（外部端子の形成）
　次に、外部電極を形成する。すなわち、図１２（ｃ）に表したように、セラミック誘電体基板１１の第２主面１１ｂ側からドリル等でザグリ加工を行い、内部の接続部２０を露出させる。このザグリの形成とともに、接続部２０の下側の一部が除去される。このザグリ加工部分にロー付け、半田付け、導電性接着剤等により電極端子を接合する。
　（セラミック誘電体基板の加工）
　セラミック誘電体基板１１の表裏両面を研削加工して、所望の厚さにする。
（接合）
　電極１２が形成されたセラミック誘電体基板１１と、ベースプレート５０と、を接合する。
（表面パターン作製）
　ベースプレート５０に接合したセラミック誘電体基板１１が所定の厚さになるように研削加工した後、サンドブラスト法により表面に所定の大きさ、高さのドット１３を形成する。
　以上のようにして、静電チャック１１０を得ることができる。
　図１３は、接続部の一例を示す図である。
　図１３には接続部２０の製造後の断面図が表されている。図１３に表した接続部２０は、上記ＨＩＰ処理を用いた方法によって製造されたものである。
　断面視における接続部２０の外形は曲線状になっている。この接続部２０では、外径の増加率が電極１２に向けて徐々に大きくなる形状（略ホーン形状）になっている。なお、実際には、材料や製造条件などによって、接続部２０の断面視における外形が綺麗な曲線状にならない場合もある。また、接続部２０の外径の増加率は、電極１２に向けて連続的に大きくなる場合のほか、段階的に大きくなってもよい。
　次に、接続部２０のアスペクト比について説明する。
　図１４（ａ）及び（ｂ）は、接続部のアスペクト比と導通特性との関係を示す図である。
　図１４（ａ）には、接続部２０の寸法の定義が表されている。すなわち、接続部２０の電極１２との接触面における外径をｄ１とする。接続部２０の高さｔは、外径ｄ１の両端部から内径方向に凸曲線となるように線を引き、その２線間がｄ１と同じ距離になったときの高さである。接続部２０の最も小さな外径ｄ２は、外径ｄ１の両端部から内径方向に凸曲線となるように線を引き、その２線間の最短距離である。
　図１４（ｂ）には、接続部２０の各種のアスペクト比（ｔ／ｄ２）と、接続部２０と電極１２との導通状態及び合否の判定結果が表されている。
　接続部２０のアスペクト比（ｔ／ｄ２）は、１．４、１．５、２、５、１０、１５、２０及び３０である。アスペクト比（ｔ／ｄ２）が１．４以下及び３０以上では、良好な導通を得られないことが分かる。
　接続部２０のアスペクト比（ｔ／ｄ２）が１．４以下になると、接続部２０の電極１２との接触面における中央部分の内側への撓み（変形）が大きくなり、電極１２との良好な導通が得られなくなる。接続部２０のアスペクト比（ｔ／ｄ２）が３０以上になると、外径ｄ２部分での導通接触面積が小さくなるため、良好な導通が得られなくなる。
　以上の結果から、接続部２０のアスペクト比（ｔ／ｄ２）は、１．５以上２０以下であること、好ましくは２以上１５以下、さらに好ましくは２以上１０以下である。接続部２０がこのようなアスペクト比になっていれば、ＨＩＰ処理によって静電チャックを形成した場合でも、接続部２０と電極１２との良好な導通が得られる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、セラミック誘電体基板１１の内部の電極１２と、接続部２０との確実な導通によって、信頼性の高い静電チャック１１０を提供することができるようになる。
　以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
　本発明の態様によれば、内部の電極と接続部との確実な導通によって高い信頼性を得ることができる静電チャックが提供される。
　１１…セラミック誘電体基板
　１１ａ…第１主面
　１１ｂ…第２主面
　１２…電極
　１３…ドット
　１４…溝
　１５…凹部
　１５ａ…底面
　１７…コンタクト部
　１７ａ…導電膜
　１７ｈ…孔
　１８…導電性材料
　２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…接続部
　２０ｈ…孔
　２１…第１領域
　２１ａ…部分
　２２…第２領域
　２５…接続部用材料膜
　３０…導電性部材
　４０…導通部材
　５０…ベースプレート
　５０ａ…上部
　５０ｂ…下部
　５１…入力路
　５２…出力路
　５３…導入路
　５５…連通路
　５７…穴
　６１…コンタクト電極
　６２…絶縁材
　８０…吸着保持用電圧
　１１０…静電チャック
　ＣＲ…円
　Ｌ１…延長線
　Ｌ２…接線
　Ｓ１…外形線
　Ｓ２…外形線
　Ｗ…被吸着物
　ｄ，ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄａ，ｄｂ…外径
　ｐ０，ｐ１，ｐ２…交点
　ｒ…半径
　ｔ１，ｔ２…厚さ
　θ…角度

Claims (10)

  1. 　被吸着物を載置する第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面と、を有するセラミック誘電体基板と、
    　前記セラミック誘電体基板の前記第１主面と前記第２主面とのあいだに介設された電極と、
    　前記セラミック誘電体基板の前記電極よりも前記第２主面側において前記電極と接続された接続部であって、前記電極と接する第１領域を有する接続部と、
    　を備え、
    　前記第１主面から前記第２主面に向かう方向を第１方向、前記第１方向と直交する方向を第２方向としたとき、前記第１領域は、前記電極及び前記接続部の前記第２方向にみた断面において、前記電極の前記第２主面側の外形に沿った延長線と、前記接続部の外形の接線と、のなす角度のうち前記接続部側の角度が前記第１方向に徐々に大きくなることを特徴とする静電チャック。
  2. 　前記角度は、鋭角であることを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
  3. 　前記セラミック誘電体基板は、前記電極と接続される側であって前記第１方向にみて前記接続部と重なる位置に、前記第１方向に凸形状となる部分を有することを特徴とする請求項２記載の静電チャック。
  4. 　前記接続部は、前記第１領域と、前記第２主面と、のあいだに設けられた第２領域であって、前記第１方向に徐々に径が大きくなる第２領域を有することを特徴とする請求項２記載の静電チャック。
  5. 　前記セラミック誘電体基板は、前記第２主面から前記接続部に達する凹部を有し、
    　前記凹部の底面に露出する前記接続部と導通する導電性部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
  6. 　前記底面は、曲面を有することを特徴とする請求項５記載の静電チャック。
  7. 　前記接続部の材料には、前記電極の材料に含まれる材料と同種の金属が含まれることを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
  8. 　前記接続部の材料には、前記セラミック誘電体基板に含まれる材料と同種の材料が含まれることを特徴とする請求項７記載の静電チャック。
  9. 　前記第１方向と反対方向にみた前記底面の面積は、前記第１方向と反対方向にみた前記底面に露出する前記接続部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項５記載の静電チャック。
  10. 　複数の前記接続部を有し、
    　前記凹部の１つに対して前記複数の接続部が設けられたことを特徴とする請求項５記載の静電チャック。
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