JP5992375B2

JP5992375B2 - 静電チャック、載置プレート支持台及び静電チャックの製造方法

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Publication number: JP5992375B2
Application number: JP2013165351A
Authority: JP
Inventors: 江藤　英雄; 英雄江藤; 康弘野尻; 齋藤　誠; 誠齋藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2033-08-08
Also published as: JP2015035485A; US20150043122A1; US9370920B2

Description

本発明の実施形態は、静電チャック、載置プレート支持台及び静電チャックの製造方法に関する。

従来、半導体ウェハ等のワークを保持する静電チャックは、ワークが載置される載置プレートと、載置プレートを支持する支持台を備える。静電チャックとしては、例えば、支持台を構成する母材と載置プレートとの間に、ワークを加熱するためのヒータと、ヒータからの熱を均一化させる均熱板とを備えるものがある。ヒータと均熱板の接着、及び均熱板と載置プレートとの接着には、それぞれ伝熱性接着剤が使用される。また、ヒータと母材との接着には、断熱性接着剤が使用される。載置プレート支持台の外縁部には、母材及び載置プレートの間の各接着層を側部から保護する接着保護層が設けられる。

この接着保護層は、載置プレートと均熱板との線膨張係数の差に起因する応力の影響、及びプラズマによる浸食から、劣化が促進されることとなる。接着層に浸食が及ぶと、ヘリウム等の冷却ガスの漏れや、真空リークが生じ易くなることから、静電チャックの耐用寿命が短くなることが問題となる。

特開２０１０−１２９８４５号公報

本発明の一つの実施形態は、耐用寿命の長い静電チャック、載置プレート支持台、及びその静電チャックの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一つの実施形態によれば、静電チャックは、載置プレート、第１の層及び第２の層を有する。載置プレートは、ワークが載置される。第１の層は、ヒータを含む。ヒータは、載置プレートを介してワークへ熱を供給する。第２の層は、載置プレートと第１の層との間に設けられている。第２の層は、ヒータからの熱を載置プレートへ伝える。第２の層は、圧着部を含む。圧着部は、外縁の部分に形成されている。圧着部のうち載置プレート側の界面は、載置プレートに圧着されている。圧着部のうち第１の層側の界面は、第１の層に圧着されている。

図１は、第１の実施形態にかかる静電チャックの構成を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す静電チャックのうち、外縁を含む一部を拡大して示す図である。図３は、静電チャックの製造過程において、セラミックプレート及び第１の層に、第２の層が接着される前の状態を示す図である。図４は、金属材料の物性の例を示す図である。図５は、第２の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。図６は、静電チャックの製造過程において、セラミックプレート及び第１の層に、第２の層が接着される前の状態を示す図である。図７は、第３の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。図８は、第２の層のうち第１の層側の面を示す平面図である。図９は、第２の層のうちセラミックプレート側の面を示す平面図である。図１０は、セラミックプレートのうちワークが載置される面を示す平面図である。図１１は、第４の実施形態にかかる静電チャックの製造方法を示す図である。図１２は、第２の層のうちセラミックプレート側の面を示す平面図である。図１３は、図１２に示す流路に接着剤が充填された状態を示す図である。図１４は、第５の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。図１５は、第６の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。図１６は、第７の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる静電チャック、載置プレート支持台及び静電チャックの製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる静電チャックの構成を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す静電チャックのうち、外縁を含む一部を拡大して示す図である。なお、以下に示す図面においては、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。

静電チャック１は、載置プレートであるセラミックプレート３、母材６、第１の層５及び第２の層４を備える。母材６、第１の層５及び第２の層４は、セラミックプレート３を支持する載置プレート支持台を構成する。

半導体ウェハ等のワーク２は、セラミックプレート３の上に載置される。セラミックプレート３は、Ａｌ_２Ｏ_３，ＡｌＮ等のセラミック材料からなる。載置プレートは、各種セラミック材料からなるものに限られず、いずれの材料から構成されたものであっても良い。セラミックプレート３のうちワーク２が載置される面には、複数の凸部１７Ａが形成されている。凹部１７Ｂは、凸部１７Ａ同士の間の部分とする。

母材６は、Ａｌ５０５２，Ａｌ６０６１等の金属材料からなる。第１の層５は、断熱接着層９、ヒータ７及び断熱層８を含む。ヒータ７は、第２の層４及びセラミックプレート３を介して、ワーク２へ熱を供給する。

断熱接着層９は、母材６とヒータ７との間に設けられている。断熱接着層９は、母材６とヒータ７とを接着するとともに、ヒータ７から母材６への熱の伝達を遮断する。断熱層８は、第１の層５のうち、外縁の部分に設けられている。断熱層８は、ヒータ７の側部から母材６への熱の伝達を遮断する。断熱層８は、例えばセラミック材料を用いて構成されている。

第２の層４は、セラミックプレート３と第１の層５との間に設けられている。第２の層４は、ヒータ７からの熱をセラミックプレート３へ伝える。第２の層４は、伝熱接着層１１，１２、金属板１３及び圧着部１０を備える。

均熱板である金属板１３は、ヒータ７からの熱を均一化させる。第１接着部である伝熱接着層１１は、セラミックプレート３と金属板１３との間に設けられている。伝熱接着層１１は、セラミックプレート３と金属板１３とを接着するとともに、金属板１３で均一化された熱をセラミックプレート３へ伝える。

第２接着部である伝熱接着層１２は、金属板１３とヒータ７との間に設けられている。伝熱接着層１２は、金属板１３とヒータ７とを接着するとともに、ヒータ７からの熱を金属板１３へ伝える。

圧着部１０は、第２の層４のうち、外縁の部分に形成されている。圧着部１０は、金属材料を用いて構成されている。圧着部１０のうちセラミックプレート３側の界面は、セラミックプレート３に圧着されている。圧着部１０のうち第１の層５側の界面は、第１の層５のうちの断熱層８に圧着されている。

ヘリウム供給路１６は、冷却ガスであるヘリウムガスを、母材６側からセラミックプレート３の凹部１７Ｂへ供給するための流路である。複数の温度センサ１４は、セラミックプレート３内にて温度を検出する。静電チャック１は、各温度センサ１４での温度の検出結果に応じて、ヒータ７の温度調節を行う。温度センサ１４に接続された配線は、大気ルート１５を通じて母材６から引き出されている。

図３は、静電チャックの製造過程において、セラミックプレート及び第１の層に、第２の層が接着される前の状態を示す図である。圧着部１０は、セラミックプレート３及び第１の層５の間に第２の層４を接着する際に、セラミックプレート３及び断熱層８の間での押圧によって金属部材を変形させることにより形成される。

第２の層４は、伝熱接着層１１、金属板１３及び伝熱接着層１２の積層体のうちの外縁の部分に、圧着部１０となる金属部材が付された状態で用意される。かかる金属部材のうちセラミックプレート３に当接される部分は、伝熱接着層１１のうちセラミックプレート３との接着面に対して凸形状をなす凸部１８とされる。かかる凸部１８の端面が、セラミックプレート３に圧着される圧着面となる。

また、金属部材のうち断熱層８に当接される部分は、伝熱接着層１２のうちヒータ７との接着面に対して凸形状をなす凸部１９とされる。かかる凸部１９の端面が、第１の層５のうちの断熱層８に圧着される圧着面となる。

第２の層４は、金属部材の上下をそれぞれ凸部１８，１９として、第２の層４のうち外縁以外の部分よりも外縁の部分に厚みを持たせて用意される。第１の層５に第２の層４、第２の層４にセラミックプレート３をそれぞれ接着するときに、セラミックプレート３には凸部１８の端面、第１の層５には凸部１９の端面をそれぞれ圧着させる。

凸部１８をセラミックプレート３に押し付けて変形させることで、第２の層４の外縁の部分をセラミックプレート３に圧着させる。また、凸部１９を第１の層５の断熱層８に押し付けて変形させることで、第２の層４の外縁の部分を断熱層８に圧着させる。これにより、圧着部１０が形成される。

図４は、金属材料の物性の例を表に示した図である。圧着部１０を構成する金属材料は、セラミックプレート３及び第１の層５の間での押圧によって変形可能な程度に硬度が低いことを要する。図４に示す金属材料のうち、例えば高純度Ａｌは、硬度が低い点で、圧着部１０を構成する材料として適している。また、高純度Ａｌを使用することで、コンタミネーションの影響を小さくできる。なお、圧着部１０は、本実施形態で例示する以外に、いずれの金属材料を用いて構成しても良い。さらに、圧着部１０は、金属材料以外の、いずれの材料を用いて構成しても良い。

金属板１３を構成する金属材料は、ヒータ７からの熱を効率良くセラミックプレート３へ伝達するために、熱伝導率が高いことが望ましい。また、金属板１３は、セラミックプレート３との線膨張係数の差に起因する応力の影響を軽減するために、セラミックプレート３との線膨張係数の差が小さいことが望ましい。

図４に示す金属材料のうち、例えばＭｏ及びＡｌ−ＳｉＣは、熱伝導率が比較的高く、かつセラミックプレート３との線膨張係数の差を小さくできる点で、金属板１３を構成する材料として適している。なお、金属板１３は、本実施形態で例示する以外に、いずれの金属材料を用いて構成しても良い。

第１の実施形態によると、静電チャック１は、圧着部１０をセラミックプレート３に圧着させることで、第２の層４の外縁の部分をセラミックプレート３に強固に固定する。静電チャック１は、圧着部１０を第１の層５に圧着させることで、第２の層４の外縁の部分を第１の層５に強固に固定する。押圧による変形を経た圧着部１０を備えることで、第２の層４とセラミックプレート３、第２の層４と第１の層５をそれぞれ強く密着させる。これにより、静電チャック１は、第２の層４の外縁の部分と第１の層５との隙間、第２の層４の外縁の部分とセラミックプレート３との隙間を生じにくくさせ、かかる外縁の部分からの劣化を抑制できる。

静電チャック１は、圧着部１０を設けることで、第２の層４の外縁の部分をエポキシ樹脂等の樹脂材料からなる接着保護層、エラストマー等で保護する場合に比べて、プラズマによる浸食を大幅に軽減することができる。静電チャック１は、セラミックプレート３と金属板１３との線膨張係数の際に起因する応力の影響による劣化も抑制できる。

静電チャック１は、伝熱接着層１１，１２及び断熱接着層９にまで浸食が及ぶことによるヘリウム供給路１６からのガス漏れ、大気ルート１５への真空漏れを効果的に抑制できる。これにより、静電チャック１は、耐用寿命を長くすることができるという効果を奏する。静電チャック１は、劣化による交換の頻度を低減させることができる。

圧着部１０のうち、静電チャック１の外面の一部とされる側面には、アルマイト処理等の表面加工を施すことで、耐食性及び耐磨耗性を向上させることとしても良い。これにより、静電チャック１は、圧着部１０からの劣化をさらに抑制できる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

静電チャック２０は、セラミックプレート３、母材６、第１の層５及び第２の層２１を備える。母材６、第１の層５及び第２の層２１は、セラミックプレート３を支持する載置プレート支持台を構成する。

第２の層２１は、セラミックプレート３と第１の層５との間に設けられている。第２の層２１は、ヒータ７からの熱をセラミックプレート３へ伝える。第２の層２１は、金属板２２及び伝熱接着層２３，２４を備える。

金属板２２は、ヒータ７からの熱を均一化させる。圧着部３５は、金属板２２の一部である。圧着部３５は、金属板２２のうちの、外縁の部分である。圧着部３５は、第２の層２１のうち、外縁の部分に形成されている。圧着部３５のうちセラミックプレート３側の界面は、セラミックプレート３に圧着されている。圧着部３５のうち第１の層５側の界面は、第１の層５のうちの断熱層８に圧着されている。

第１接着部である伝熱接着層２３は、第２の層２１のうちセラミックプレート３側の面に設けられている。第２の層２１のうちセラミックプレート３側の面は、伝熱接着層２３からなる部分と金属板２２を露出させた部分とがパターンをなして構成されている。このように、第２の層２１のうちセラミックプレート３側の面は、金属板２２と伝熱接着層２３とからなる。

伝熱接着層２３は、金属板２２とセラミックプレート３とを接着する。第２の層２１のセラミックプレート３側の面のうち、伝熱接着層２３が設けられている部分では、金属板２２からの熱は、伝熱接着層２３を介してセラミックプレート３へ伝えられる。第２の層２１のセラミックプレート３側の面のうち、金属板２２を露出させた部分では、金属板２２からの熱が直接セラミックプレート３へ伝えられる。

第２接着部である伝熱接着層２４は、第２の層２１のうちヒータ７側の面に設けられている。第２の層２１のうちヒータ７側の面は、伝熱接着層２４からなる部分と金属板２２を露出させた部分とがパターンをなして構成されている。このように、第２の層２１のうち第１の層５側の面は、金属板２２と伝熱接着層２４とからなる。

伝熱接着層２４は、金属板２２と第１の層５とを接着する。第２の層２１の第１の層５側の面のうち、伝熱接着層２４が設けられている部分では、ヒータ７からの熱は、伝熱接着層２４を介して金属板２２へ伝えられる。第２の層２１の第１の層５側の面のうち、金属板２２を露出させた部分では、ヒータ７からの熱が直接金属板２２へ伝えられる。

第２の層２１のうちセラミックプレート３側の面における金属板２２及び伝熱接着層２３のパターンと、第１の層５側の面における金属板２２及び伝熱接着層２４のパターンとは、同じであっても、適宜異ならせることとしても良い。

図６は、静電チャックの製造過程において、セラミックプレート及び第１の層に、第２の層が接着される前の状態を示す図である。金属板２２の圧着部３５は、セラミックプレート３及び第１の層５の間に第２の層２１を接着する際に、セラミックプレート３及び断熱層８の間で金属板２２の外縁の部分を押圧によって変形させることにより形成される。

金属板２２は、外縁の部分以外の部分に、伝熱接着層２３，２４とのパターンが施される。金属板２２の外縁の部分のうちセラミックプレート３に当接される部分は、外縁の部分以外の部分に対して凸形状をなす凸部１８とされる。かかる凸部１８の突端の面が、セラミックプレート３に圧着される圧着面となる。

金属板２２の外縁の部分のうち断熱層８に当接される部分は、外縁の部分以外の部分に対して凸形状をなす凸部１９とされる。かかる凸部１９の突端の面が、断熱層８に圧着される圧着面となる。

第２の層２１は、金属板２２の外縁の部分の上下をそれぞれ凸部１８，１９として、当該外縁の部分に、外縁の部分以外の部分よりも厚みを持たせて用意される。第１の層５に第２の層２１、第２の層２１にセラミックプレート３をそれぞれ接着するときに、セラミックプレート３には凸部１８の突端の面、第１の層５には凸部１９の突端の面をそれぞれ圧着させる。

凸部１８をセラミックプレート３に押し付けて変形させることで、金属板２２の外縁の部分をセラミックプレート３に圧着させる。また、凸部１９を第１の層５の断熱層８に押し付けて変形させることで、第２の層２１の外縁の部分を断熱層８に圧着させる。これにより、圧着部３５が形成される。

なお、第２の層２１のうち圧着部３５以外の部分は、セラミックプレート３及び第１の層５の少なくともいずれかに対して完全に密着させないようにしても良い。この場合、静電チャック２０は、線膨張係数の差に起因する歪み等を軽減させることができる。

金属板２２を構成する金属材料は、セラミックプレート３及び第１の層５の間での押圧によって変形可能な程度に硬度が低いことを要する。また、金属板２２は、ヒータ７からの熱を効率良くセラミックプレート３へ伝達するために、熱伝導率が高いことが望ましい。図４に示す金属材料のうち、例えば高純度Ａｌは、硬度が低く、かつ熱伝導率が高い点で、金属板２２を構成する材料として適している。また、高純度Ａｌを使用することで、コンタミネーションの影響を小さくできる。

金属板２２は、セラミックプレート３との線膨張係数の差に起因する応力の影響を軽減するために、セラミックプレート３との線膨張係数の差が小さいことが望ましい。セラミックプレート３との線膨張係数の差を小さくすることを重視する場合、金属板２２を構成する材料として、Ａｌ−ＳｉＣを使用しても良い。Ａｌ−ＳｉＣは、硬度が比較的低く、かつ熱伝導率が比較的高い点においても、金属板２２を構成する材料として適している。なお、金属板２２は、本実施形態で例示する以外に、いずれの金属材料を用いて構成しても良い。

第２の実施形態によると、静電チャック２０は、圧着部３５をセラミックプレート３に圧着させることで、金属板２２の外縁の部分をセラミックプレート３に強固に固定する。静電チャック２０は、圧着部３５を第１の層５に圧着させることで、金属板２２の外縁の部分を第１の層５に強固に固定する。押圧による変形を経た圧着部３５を備えることで、第２の層２１とセラミックプレート３、第２の層２１と第１の層５をそれぞれ強く密着させる。これにより、静電チャック２０は、第２の層２１の外縁の部分と第１の層５との隙間、第２の層２１の外縁の部分とセラミックプレート３との隙間を生じにくくさせ、かかる外縁の部分からの劣化を抑制できる。

静電チャック２０は、圧着部３５が形成された金属板２２を備えることで、第２の層２１の外縁の部分をエポキシ樹脂等の樹脂材料からなる接着保護層、エラストマー等で保護する場合に比べて、プラズマによる浸食を大幅に軽減できる。静電チャック２０は、セラミックプレート３と金属板２２との線膨張係数の際に起因する応力の影響による劣化も抑制できる。これにより、静電チャック２０は、耐用寿命を長くすることができるという効果を奏する。

さらに、静電チャック２０は、第２の層２１のうちセラミックプレート３側の面を金属板２２と伝熱接着層２３とで構成することで、セラミックプレート３側の面を伝熱接着層２３のみで構成する場合に比べて、金属板２２からセラミックプレート３への熱伝導性を向上させることができる。

静電チャック２０は、第２の層２１のうち第１の層５側の面を金属板２２と伝熱接着層２４とで構成することで、第１の層５側の面を伝熱接着層２４のみで構成する場合に比べて、ヒータ７から金属板２２への熱伝導性を向上させることができる。これにより、静電チャック２０は、ヒータ７からセラミックプレート３への熱伝導性を向上させることができる。

圧着部３５のうち、静電チャック１の外面の一部とされる側面には、アルマイト処理等の表面加工を施すことで、耐食性及び耐磨耗性を向上させることとしても良い。これにより、静電チャック２０は、圧着部３５からの劣化をさらに抑制できる。

（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

静電チャック３０は、セラミックプレート３、母材６、第１の層５及び第２の層３１を備える。母材６、第１の層５及び第２の層３１は、セラミックプレート３を支持する載置プレート支持台を構成する。

第２の層３１は、セラミックプレート３と第１の層５との間に設けられている。第２の層３１は、ヒータ７からの熱をセラミックプレート３へ伝える。第２の層３１は、金属板３２及び伝熱接着層３３，３４を備える。

金属板３２は、ヒータ７からの熱を均一化させる。圧着部３５は、金属板３２の一部である。圧着部３５は、金属板３２のうちの、外縁の部分である。圧着部３５は、第２の層３１のうち、外縁の部分に形成されている。圧着部３５のうちセラミックプレート３側の界面は、セラミックプレート３に圧着されている。圧着部３５のうち第１の層５側の界面は、第１の層５のうちの断熱層８に圧着されている。

第１接着部である伝熱接着層３３は、第２の層３１のうちセラミックプレート３側の面に設けられている。第２の層３１のうちセラミックプレート３側の面は、伝熱接着層３３からなる部分と金属板３２を露出させた部分とがパターンをなして構成されている。このように、第２の層３１のうちセラミックプレート３側の面は、金属板３２と伝熱接着層３３とからなる。

第２接着部である伝熱接着層３４は、第２の層３１のうちヒータ７側の面に設けられている。第２の層３１のうちヒータ７側の面は、伝熱接着層３４からなる部分と金属板３２を露出させた部分とがパターンをなして構成されている。このように、第２の層３１のうち第１の層５側の面は、金属板３２と伝熱接着層３４とからなる。

第２の層３１のセラミックプレート３側の面のうち、金属板３２のパターンは、セラミックプレート３の凹部１７Ｂのパターンと一致する。第２の層３１の第１の層５側の面のうち、金属板３２のパターンは、ヒータ７のパターンと一致する。

図８は、第２の層のうち第１の層側の面を示す平面図である。例えば、ヒータ７が同心円状のパターンで構成されているとする。第２の層３１のうち第１の層５側の面において、金属板３２は、ヒータ７と同じ同心円状のパターンとされる。伝熱接着層３４は、金属板３２のパターンの間に設けられる。このように、第２の層３１は、第１の層５側の面における金属板３２のパターンが、ヒータ７のパターンに一致するように適正化されている。

図９は、第２の層のうちセラミックプレート側の面を示す平面図である。図１０は、セラミックプレートのうちワークが載置される面を示す平面図である。例えば、図１０に示すように、セラミックプレート３において、複数の凸部１７Ａがドット状に配置されているとする。第２の層３１のうちセラミックプレート３側の面において、伝熱接着層３３は、複数の凸部１７Ａと同じドット状のパターンとされる。金属板３２は、伝熱接着層３３のパターンの間の部分とされる。このように、第２の層３１は、セラミックプレート３側の面における金属板３２のパターンが、凹部１７Ｂのパターンに一致するように適正化されている。

第３の実施形態によると、静電チャック３０は、第２の実施形態の静電チャック２０と同様に、耐用寿命を長くすることができ、かつ、ヒータ７からセラミックプレート３への熱伝導性を向上させることができる。

静電チャック３０は、第２の層３１のうち第１の層５側の面における金属板３２のパターンを適正化させることで、ヒータ７からの熱をさらに効率良く金属板３２へ伝達させることができる。

セラミックプレート３に載置されたワーク２は、接している凸部１７Ａ上の部分に比べ、凹部１７Ｂ上の部分では熱が伝わりにくくなる。静電チャック３０は、第２の層３１のうちセラミックプレート３側の面における金属板３２のパターンを適正化させることで、セラミックプレート３のうち凹部１７Ｂへの熱の伝達を促進させる。これにより、静電チャック３０は、ワーク２の全体へ均一に熱を伝えることができる。

なお、静電チャック３０は、ワーク２の全体へより均一に熱が伝わるように、第２の層３１の第１の層５側の面、及びセラミックプレート３側の面の少なくとも一方について、金属板３２のパターンを適宜変更しても良い。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第２の実施形態にかかる静電チャック２０の製造方法の一例を説明する。図１１は、第４の実施形態にかかる静電チャックの製造方法を示す図である。ここでは、第２の層２１とセラミックプレート３とを接着する手順を例とする。

図１２は、第２の層のうちセラミックプレート側の面を示す平面図である。金属板２２のうち、セラミックプレート３側の面には、接着剤を充填させるための流路２５が形成されている。流路２５は、伝熱接着層２３のパターンに応じて形成されている。流路２５は、起点から終点へ至る間に、金属板２２の全域にパターンを描くように設定されている。

静電チャック２０には、流路２５の起点へ接着剤を流入させる流入路２８と、流路２５の終点からの真空引きのための空気流路２９とが設けられている。流入路２８及び空気流路２９は、例えば、母材６、第１の層５及び金属板２２に予め形成されている。

図１１の上段に示すように、母材６上の第１の層５とセラミックプレート３との間に、金属板２２がセットされる。流入路２８の入り口に栓２７を取り付けた状態で、空気流路２９に接続された真空ポンプ（図示省略）を作動させる。かかる真空引きにより、流入路２８、流路２５及び空気流路２９内を負圧にする。流入路２８、流路２５及び空気流路２９内が十分に負圧となった状態で、空気流路２９の出口にも栓２７を取り付ける。

次に、図１１の中段に示すように、流入路２８の入り口から流体状の接着剤を流入させる。接着剤は、真空側へ吸引されることにより、流入路２８を進行して、流路２５の始点へと入り込む。流路２５の始点から流入した接着剤は、流路２５内を終点に向かって進行する。流路２５の終点に到達した接着剤は、さらに空気流路２９内を進行する。

図１３は、図１２に示す流路に接着剤が充填された状態を示す図である。流路２５へ流入した接着剤は、流路２５の全体へ行き渡る。流入路２８、流路２５及び空気流路２９内に接着剤が充填されると、図１１の下段に示すように、空気流路２９の出口の栓２７は残したままとして、流入路２８の入り口にも栓２７を取り付けて、接着剤を閉じ込める。この状態で、接着剤を硬化させる。接着剤が硬化してから、栓２７を取り除く。これにより、流路２５に伝熱接着層２３が形成される。

なお、流路２５へ接着剤を流入させる方法は、本実施形態における流入路２８及び空気流路２９による場合に限られず、いずれの方法によることとしても良い。例えば、流路２５へ接着剤を流入させる経路は、母材６から第１の層５及び金属板２２に通じる流入路２８以外のものとしても良い。

第２の層２１と第１の層５とを接着する伝熱接着層２４についても、第２の層２１とセラミックプレート３とを接着する伝熱接着層２３と同様に形成することとしても良い。伝熱接着層２４も、金属板２２のうち、第１の層５側の面に形成された流路２６へ接着剤を充填させることにより形成される。

第４の実施形態によると、圧着により各層を接着する場合と比較して、セラミックプレート３の割れを抑制することができる。また、接着剤への気泡の混入を抑制でき、容易かつ均一に、セラミックプレート３、第２の層２１及び第１の層５を貼り合せることができる。

本実施形態にかかる製造方法は、第３の実施形態にかかる静電チャック３０に適用することとしても良い。

（第５の実施形態）
図１４は、第５の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。第１及び第２の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

静電チャック４０は、セラミックプレート３、母材６、第１の層５及び第２の層４１を備える。母材６、第１の層５及び第２の層４１は、セラミックプレート３を支持する載置プレート支持台を構成する。

第２の層４１は、セラミックプレート３と第１の層５との間に設けられている。第２の層４１は、ヒータ７からの熱をセラミックプレート３へ伝える。第２の層４１は、金属板４２、伝熱接着層２３，２４及び圧着部１０を備える。金属板４２は、ヒータ７からの熱を均一化させる。

第１接着部である伝熱接着層２３は、第２の層４１のうちセラミックプレート３側の面に設けられている。第２の層４１のうちセラミックプレート３側の面は、伝熱接着層２３からなる部分と金属板４２を露出させた部分とがパターンをなして構成されている。このように、第２の層４１のうちセラミックプレート３側の面は、金属板４２と伝熱接着層２３とからなる。

第２接着部である伝熱接着層２４は、第２の層４１のうちヒータ７側の面に設けられている。第２の層４１のうちヒータ７側の面は、伝熱接着層２４からなる部分と金属板４２を露出させた部分とがパターンをなして構成されている。このように、第２の層４１のうち第１の層５側の面は、金属板４２と伝熱接着層２４とからなる。

第２の層４１のうちセラミックプレート３側の面における金属板４２及び伝熱接着層２３のパターンと、第１の層５側の面における金属板４２及び伝熱接着層２４のパターンとは、同じであっても、適宜異ならせることとしても良い。

圧着部１０は、第２の層４１のうち、外縁の部分に形成されている。圧着部１０は、第１の実施形態の場合と同様に構成されている。本実施形態においても、圧着部１０は、セラミックプレート３及び第１の層５の間に第２の層４１を接着する際に、セラミックプレート３及び断熱層８の間での押圧によって金属部材を変形させることにより形成される。

金属板４２を構成する金属材料は、ヒータ７からの熱を効率良くセラミックプレート３へ伝達するために、熱伝導率が高いことが望ましい。また、金属板４２は、セラミックプレート３との線膨張係数の差に起因する応力の影響を軽減するために、セラミックプレート３との線膨張係数の差が小さいことが望ましい。

図４に示す金属材料のうち、例えばＭｏ及びＡｌ−ＳｉＣは、熱伝導率が比較的高く、かつセラミックプレート３との線膨張係数の差を小さくできる点で、金属板４２を構成する材料として適している。なお、金属板４２は、本実施形態で例示する以外に、いずれの金属材料を用いて構成しても良い。

第５の実施形態によると、静電チャック４０は、第１及び第２の実施形態と同様に、耐用寿命を長くすることができる。静電チャック４０は、金属板４２を構成する金属材料を適宜選択することで、ヒータ７からセラミックプレート３への熱伝導性を向上させるとともに、線膨張係数の差に起因する応力の影響を軽減できる。

静電チャック４０は、第３の実施形態と同様に、第２の層４１のセラミックプレート３側の面、第１の層５側の面について、金属板４２のパターンを適正化させることとしても良い。静電チャック４０には、第４の実施形態にかかる製造方法を適用することとしても良い。

（第６の実施形態）
図１５は、第６の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。第１及び第２の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

静電チャック５０は、セラミックプレート３、母材６、第１の層５及び第２の層５１を備える。母材６、第１の層５及び第２の層５１は、セラミックプレート３を支持する載置プレート支持台を構成する。

第２の層５１は、セラミックプレート３と第１の層５との間に設けられている。第２の層５１は、ヒータ７からの熱をセラミックプレート３へ伝える。第２の層５１は、金属板１３、軟金属部材５２、伝熱接着層２３，２４及び圧着部１０を備える。金属板１３は、第１の実施形態の場合と同様に構成されている。

第１接着部である伝熱接着層２３及び軟金属部材５２は、第２の層５１のうちセラミックプレート３側の面に設けられている。第２の層５１のうちセラミックプレート３側の面は、伝熱接着層２３からなる部分と軟金属部材５２からなる部分とがパターンをなして構成されている。このように、第２の層５１のうちセラミックプレート３側の面は、軟金属部材５２と伝熱接着層２３とからなる。

第２接着部である伝熱接着層２４及び軟金属部材５２は、第２の層５１のうち第１の層５側の面に設けられている。第２の層５１のうち第１の層５側の面は、伝熱接着層２４からなる部分と軟金属部材５２からなる部分とがパターンをなして構成されている。このように、第２の層５１のうち第２の層５側の面は、軟金属部材５２と伝熱接着層２４とからなる。

圧着部１０は、第２の層５１のうち、外縁の部分に形成されている。圧着部１０は、第１の実施形態の場合と同様に構成されている。本実施形態においても、圧着部１０は、セラミックプレート３及び第１の層５の間に第２の層５１を接着する際に、セラミックプレート３及び断熱層８の間での押圧によって金属部材を変形させることにより形成される。

軟金属部材５２は、圧着部１０と同様、セラミックプレート３及び第１の層５の間に第２の層５１を接着する際の押圧によって変形可能であるものとする。第２の層５１のうちセラミックプレート３側の面に設けられた軟金属部材５２は、変形することで、金属板１３及びセラミックプレート３に圧着される。これにより、軟金属部材５２は、金属板１３からの熱を効率良くセラミックプレート３へ伝達させることができる。

第２の層５１のうち第１の層５側の面に設けられた軟金属部材５２は、変形することで、ヒータ７及び金属板１３に圧着される。これにより、軟金属部材５２は、ヒータ７からの熱を効率良く金属板１３へ伝達させることができる。

軟金属部材５２は、セラミックプレート３及び第１の層５の間での押圧によって変形可能な程度に硬度が低いものとする。また、軟金属部材５２は、ヒータ７からの熱を効率良く金属板１３及びセラミックプレート３へ伝達するために、熱伝導率が高いことが望ましい。

図４に示す金属材料のうち、例えば高純度Ａｌは、硬度が低く、かつ熱伝導率が高い点で、軟金属部材５２として適している。また、高純度Ａｌを使用することで、コンタミネーションの影響を小さくできる。なお、セラミックプレート３に対して、各軟金属部材５２の体積は小さいことから、軟金属部材５２とセラミックプレート３とで線膨張係数に差があっても、影響を少なくできる。軟金属部材５２は、本実施形態で例示する以外に、いずれの金属材料を用いて構成しても良い。

第６の実施形態によると、静電チャック５０は、第１及び第２の実施形態と同様に、耐用寿命を長くすることができる。静電チャック５０は、軟金属部材５２を設けることで、ヒータ７からセラミックプレート３への熱伝導性を向上させることができる。

静電チャック５０は、第３の実施形態と同様に、第２の層５１のセラミックプレート３側の面、第１の層５側の面について、軟金属部材５２のパターンを適正化させることとしても良い。静電チャック５０には、第４の実施形態にかかる製造方法を適用することとしても良い。

（第７の実施形態）
図１６は、第７の実施形態にかかる静電チャックの一部構成を模式的に示す断面図である。第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

静電チャック６０は、セラミックプレート３、母材６、第１の層５及び第２の層６１を備える。母材６、第１の層５及び第２の層６１は、セラミックプレート３を支持する載置プレート支持台を構成する。

第２の層６１は、セラミックプレート３と第１の層５との間に設けられている。第２の層６１は、ヒータ７からの熱をセラミックプレート３へ伝える。第２の層６１は、複数の金属球６２、伝熱接着層６３及び圧着部１０を備える。

圧着部１０は、第２の層６１のうち、外縁の部分に形成されている。圧着部１０は、第１の実施形態の場合と同様に構成されている。本実施形態においても、圧着部１０は、セラミックプレート３及び第１の層５の間に第２の層６１を接着する際に、セラミックプレート３及び断熱層８の間での押圧によって金属部材を変形させることにより形成される。

金属球６２は、第２の層６１のうち、セラミックプレート３、第１の層５及び圧着部１０によって閉じられた空間に敷き詰められている。伝熱接着層６３は、金属球６２の周囲に充填されている。

金属球６２は、熱伝導性を備えるいずれの金属材料から構成されたものとしても良い。さらに、金属球６２は、軟金属部材から構成されたものとしても良い。金属球６２は、押圧によって変形可能とすることで、ヒータ７とセラミックプレート３とに圧着される。これにより、金属球６２は、ヒータ７からの熱を効率良くセラミックプレート３へ伝達させることができる。

第７の実施形態によると、静電チャック６０は、第１及び第２の実施形態と同様に、耐用寿命を長くすることができる。静電チャック６０は、金属球６２を使用することで、ヒータ７からの熱を効率良くセラミックプレート３へ伝達可能な構成を、簡易な加工によって得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１静電チャック、２ワーク、３セラミックプレート、４第２の層、５第１の層、７ヒータ、１０圧着部、１１，１２伝熱接着層、１３金属板、１８，１９凸部、２０静電チャック、２１第２の層、２２金属板、２３，２４伝熱接着層、３０静電チャック、３１第２の層、３２金属板、３３，３４伝熱接着層、３５圧着部、４０静電チャック、４１第２の層、４２金属板、５０静電チャック、５１第２の層、５２軟金属部材、６０静電チャック、６１第２の層、６２金属球、６３伝熱接着層。

Claims

ワークが載置される載置プレートと、
前記載置プレートを介して前記ワークへ熱を供給するヒータを含む第１の層と、
前記載置プレートと前記第１の層との間に設けられ、前記ヒータからの熱を前記載置プレートへ伝える第２の層と、を有し、
前記第２の層は、外縁の部分に形成された圧着部を含み、
前記圧着部は、金属部材を用いて構成され、
前記圧着部のうち前記載置プレート側の界面は、前記載置プレートに圧着され、前記圧着部のうち前記第１の層側の界面は、前記第１の層に圧着されていることを特徴とする静電チャック。
前記第２の層は、金属板を含み、
前記圧着部は、前記金属板の一部であることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
前記第２の層は、前記金属板及び前記載置プレートを接着する第１接着部と、前記金属板及び前記第１の層を接着する第２接着部と、を含み、
前記第２の層のうち前記載置プレート側の面は、前記金属板と前記第１接着部とからなり、
前記第２の層のうち前記第１の層側の面は、前記金属板と前記第２接着部とからなることを特徴とする請求項２に記載の静電チャック。
ワークが載置される載置プレートを備える静電チャックのうち、前記載置プレートを支持する載置プレート支持台であって、
前記載置プレートを介して前記ワークへ熱を供給するヒータを含む第１の層と、
前記第１の層の上に設けられた第２の層と、を有し、
前記第２の層は、外縁の部分に形成された圧着部を含み、
前記圧着部は、金属部材を用いて構成され、
前記圧着部のうち前記第１の層側の界面は、前記第１の層に圧着され、かつ前記圧着部のうち前記第１の層側とは反対側の界面は、前記第２の層の上に取り付けられる前記載置プレートとの圧着面とされることを特徴とする載置プレート支持台。
ヒータを含む第１の層に、第２の層を接着し、
ワークが載置される載置プレートを、前記第２の層のうち前記第１の層が接着される面とは反対側の面に接着することを含み、
前記第２の層は、外縁の部分のうち、前記第１の層に当接される部分と、前記載置プレートに当接される部分とをいずれも凸部として、前記第２の層のうち前記外縁以外の部分よりも前記外縁の部分に厚みを持たせて用意され、
前記第１の層に前記第２の層、前記第２の層に前記載置プレートをそれぞれ接着するときに、前記凸部を前記第１の層に押し付けて変形させることで、前記第２の層の前記外縁の部分を前記第１の層に圧着させ、かつ前記凸部を前記載置プレートに押し付けて変形させることで、前記第２の層の前記外縁の部分を前記載置プレートに圧着させることを特徴とする静電チャックの製造方法。