特許 6181572 静電チャック用の接着シート及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6181572

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】静電チャック用の接着シート及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C09J 7/00 20060101AFI20170807BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20170807BHJP

   C09J 201/00 20060101ALI20170807BHJP

   C09J 11/00 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   C09J7/00

   H01L21/68 R

   C09J201/00

   C09J11/00

【請求項の数】17

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-25378(P2014-25378)

(22)【出願日】2014年2月13日

(65)【公開番号】特開2015-151441(P2015-151441A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2016年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 敦

(72)【発明者】

【氏名】森 智史

【審査官】 ▲吉▼澤 英一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０８３８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３４７３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４０８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−００７７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２２８６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９９５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２８７４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｊ １／００−２０１／００

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸着用電極が設けられた吸着支持部材とベース部材との接合に用いられる静電チャック用の接着シートであって、
該接着シートは、１又は複数の半硬化接着層を有しており、
該半硬化接着層は、少なくとも光開始剤及び熱開始剤を含有する硬化性樹脂接着剤に光を照射し、該硬化性樹脂接着剤を前記光開始剤により硬化させて半硬化状態としたものであることを特徴とする静電チャック用の接着シート。

【請求項2】

前記半硬化接着層の厚みは、１００μｍ以下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用の接着シート。

【請求項3】

前記半硬化接着層は、前記硬化性樹脂接着剤に対し面露光及び線露光の少なくとも一方により光を照射して形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電チャック用の接着シート。

【請求項4】

前記接着シートは、複数の前記半硬化接着層を積層してなり、該各半硬化接着層には、厚み方向に貫通する抜き孔が形成されており、前記複数の半硬化接着層は、すべて同じ形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電チャック用の接着シート。

【請求項5】

前記半硬化接着層には、フィラーが含有されており、該フィラーは、前記抜き孔の内壁面に露出していないことを特徴とする請求項４に記載の静電チャック用の接着シート。

【請求項6】

前記半硬化接着層間には、該半硬化接着層よりも熱伝導率の低い樹脂層が存在することを特徴とする請求項４又は５に記載の静電チャック用の接着シート。

【請求項7】

吸着用電極が設けられた吸着支持部材とベース部材との接合に用いられる静電チャック用の接着シートの製造方法であって、
少なくとも光開始剤及び熱開始剤を含有する硬化性樹脂接着剤に光を照射し、該硬化性樹脂接着剤を前記光開始剤により硬化させた半硬化状態の半硬化接着層を形成する接着層形成工程を有し、
該接着層形成工程を１又は複数回行うことにより、前記接着シートを形成することを特徴とする静電チャック用の接着シートの製造方法。

【請求項8】

前記接着層形成工程では、厚みが１００μｍ以下となるように前記半硬化接着層を形成することを特徴とする請求項７に記載の静電チャック用の接着シートの製造方法。

【請求項9】

前記接着層形成工程では、前記硬化性樹脂接着剤を液滴吐出手段により吐出させて所定の形状に塗布し、その後、塗布した前記硬化性樹脂接着剤に光を照射して前記半硬化接着層を形成することを特徴とする請求項７又は８に記載の静電チャック用の接着シートの製造方法。

【請求項10】

前記接着層形成工程では、前記硬化性樹脂接着剤の所定の部分に光を照射し、該硬化性樹脂接着剤における光を照射した部分に前記半硬化接着層を形成することを特徴とする請求項７又は８に記載の静電チャック用の接着シートの製造方法。

【請求項11】

前記接着層形成工程では、前記硬化性樹脂接着剤に対し面露光及び線露光の少なくとも一方により光を照射することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の静電チャック用の接着シートの製造方法。

【請求項12】

吸着用電極が設けられた吸着支持部材とベース部材とを備えた静電チャックの製造方法であって、
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の接着シートの製造方法により接着シートを形成する接着シート形成工程と、
前記吸着支持部材と前記ベース部材との間に前記接着シートを配設した後、該接着シートを加熱し、該接着シートを前記熱開始剤により硬化させ、前記吸着支持部材と前記ベース部材とを接合する接合工程とを有することを特徴とする静電チャックの製造方法。

【請求項13】

前記接着シート形成工程では、前記ベース部材上に前記接着シートを形成することを特徴とする請求項１２に記載の静電チャックの製造方法。

【請求項14】

セラミック材と金属材とが１又は複数の硬化接着層を介して貼り合わされたセラミック−金属貼り合わせ体を用いてなる静電チャックであって、
前記硬化接着層は、少なくとも光開始剤及び熱開始剤を含有する硬化性樹脂接着剤からなることを特徴とする静電チャック。

【請求項15】

前記硬化接着層は、シート状であることを特徴とする請求項１４に記載の静電チャック。

【請求項16】

前記硬化接着層には、厚み方向に貫通する抜き孔が形成されており、また前記硬化接着層には、フィラーが含有されており、該フィラーは、前記抜き孔の内壁面に露出していないことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の静電チャック。

【請求項17】

前記セラミック材と前記金属材とが複数の前記硬化接着層を介して貼り合わされており、該硬化接着層間には、該硬化接着層よりも熱伝導率の低い樹脂層が存在することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の静電チャック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、半導体ウェハの固定等に用いられる静電チャック用の接着シート及びその製造方法、静電チャックの製造方法、及び静電チャックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造装置では、半導体ウェハ（例えばシリコンウェハ）に対してドライエッチング（例えばプラズマエッチング）等の処理が行われている。このドライエッチング等の加工精度を高めるためには、半導体ウェハを確実に固定しておく必要がある。そのため、半導体ウェハを固定する固定手段として、静電引力によって半導体ウェハを固定する静電チャックが知られている。

【0003】

静電チャックとしては、例えば、金属製のベース部材と、セラミック絶縁体に吸着用電極を設けた吸着支持部材とを備えたものがある。ベース部材と吸着支持部材とは、接着シート等の接着剤を用いて接合されている。そして、静電チャックは、吸着用電極に電圧を印加させた際に生じる静電引力を用いて、半導体ウェハを吸着支持部材の吸着面に吸着して支持できるよう構成されている。

【0004】

静電チャック用の接着シートの製造方法として、例えば、特許文献１には、剥離可能なフィルム上に接着剤を塗布し、その接着剤を半硬化させて接着シートを作製する方法が開示されている。また、特許文献２には、作製した接着シートを所定の形状となるように切断、打ち抜き等によって加工する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−８０３３５号公報

【特許文献2】特表２０１１−５０８４１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前記特許文献１では、クリアランスを調整したステンレス製の２本のロールの間を通し、加熱することで半硬化状態のシリコーン系接着性シートを作製している。そのため、一度にたくさんの接着シートを作製する場合、大型の装置が必要となり、高コストとなる。

【0007】

また、静電チャックやそれに用いられる接着シートは、外形形状が円形であったり、半導体ウェハを冷却する冷却用ガスの供給通路となる冷却用ガス供給路（貫通孔）を有していたりする。そのため、前記特許文献２のように、作製した接着シートを静電チャックの外形形状や貫通孔に合わせて切断、打ち抜き等によって加工すると、除去した部分の材料が無駄となり、材料歩留まりが低下する。

【0008】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、製造が容易であり、材料歩留まりが高く、均質性に優れた静電チャック用の接着シート及びその製造方法、静電チャックの製造方法、及び静電チャックを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様である静電チャック用の接着シートは、吸着用電極が設けられた吸着支持部材とベース部材との接合に用いられる静電チャック用の接着シートであって、該接着シートは、１又は複数の半硬化接着層を有しており、該半硬化接着層は、少なくとも光開始剤及び熱開始剤を含有する硬化性樹脂接着剤に光を照射し、該硬化性樹脂接着剤を前記光開始剤により硬化させて半硬化状態としたものであることを特徴とする。

【0010】

本発明の接着シートは、少なくとも光開始剤及び熱開始剤を含有する硬化性樹脂接着剤に光を照射し、その硬化性樹脂接着剤を光開始剤により硬化させて半硬化状態とした１又は複数の半硬化接着層により構成されている。すなわち、接着シートは、半硬化状態であるため、流動を抑制でき、厚みのばらつきが少ないものとなる。これにより、静電チャックの面内温度ばらつき（被吸着物を吸着する吸着支持部材の吸着面の温度ばらつき）を低減できる。

【0011】

また、接着シートは、半硬化状態であり流動を抑制できるため、静電チャックの複雑な形状（例えば外形形状、貫通孔等）に合わせた形状とすることができる。また、流動を抑制できるため、作業性に優れたものとなる。すなわち、例えば吸着支持部材やベース部材の側面に硬化性樹脂接着剤が付着することがなくなり、側面を正確な形状に保つことができ、半導体製造装置への組み付けが容易となる。また、例えば貫通孔に硬化性樹脂接着剤が入ることがなくなるため、貫通孔が狭くなることや閉塞することを防止でき、良好な静電チャックを得ることができる。

【0012】

また、接着シートにフィラーが含有されている場合には、流動の抑制によってフィラーの沈降を防止できる。そのため、接着シートは、その特性が厚み方向で変化することのない、均質性に優れたものとなる。

【0013】

本発明の第２の態様である静電チャック用の接着シートの製造方法は、吸着用電極が設けられた吸着支持部材とベース部材との接合に用いられる静電チャック用の接着シートの製造方法であって、少なくとも光開始剤及び熱開始剤を含有する硬化性樹脂接着剤に光を照射し、該硬化性樹脂接着剤を前記光開始剤により硬化させた半硬化状態の半硬化接着層を形成する接着層形成工程を有し、該接着層形成工程を１又は複数回行うことにより、前記接着シートを形成することを特徴とする。

【0014】

本発明の接着シートの製造方法は、前述のとおり、半硬化接着層を形成する接着層形成工程を有しており、その接着層形成工程を１又は複数回行うことにより、接着シートを形成する。そのため、静電チャック用の接着シートを１枚ずつ容易に作製できる。これにより、従来のような大型な製造装置が不要となり、接着シートの製造が容易となる。

【0015】

また、静電チャックの複雑な形状（例えば外形形状、貫通孔等）に合わせた接着シートを容易かつ精度良く作製できるため、形成した接着シートに対して切断、打ち抜き等の加工を行う必要がなくなる。これにより、材料の無駄をなくすことができ、材料歩留まりを高めることができる。また、製造工程を短縮し、コスト低減が可能となる。また、半硬化接着層を精度良く形成できるため、均質性に優れた接着シートを得ることができる。

【0016】

本発明の第３の態様である静電チャックの製造方法は、吸着用電極が設けられた吸着支持部材とベース部材とを備えた静電チャックの製造方法であって、前記本発明の接着シートの製造方法により接着シートを形成する接着シート形成工程と、前記吸着支持部材と前記ベース部材との間に前記接着シートを配設した後、該接着シートを加熱し、該接着シートを前記熱開始剤により硬化させ、前記吸着支持部材と前記ベース部材とを接合する接合工程とを有することを特徴とする。

【0017】

本発明の静電チャックの製造方法は、前述のとおり、接着シート形成工程と接合工程とを有している。そして、接着シート形成工程では、上述の接着シートの製造方法により接着シートを形成する。そのため、製造が容易であり、材料歩留まりが高く、均質性に優れた接着シートを得ることができる。また、接合工程では、この接着シートを加熱して熱開始剤により硬化させ、吸着支持部材とベース部材とを接合する。そのため、両者を容易かつ精度良く接合できる。

【0018】

本発明の第４の態様である静電チャックは、セラミック材と金属材とが１又は複数の硬化接着層を介して貼り合わされたセラミック−金属貼り合わせ体を用いてなる静電チャックであって、前記硬化接着層は、少なくとも光開始剤及び熱開始剤を含有する硬化性樹脂接着剤からなることを特徴とする。

【0019】

本発明の静電チャック（即ちセラミック−金属貼り合わせ体（以下、適宜、貼り合わせ体という）を用いてなる静電チャック）では、セラミック材と金属材とを貼り合わせる接着層（硬化接着層）を、光開始剤を含み露光により硬化させることができる接着層にすることで、通常の熱硬化型接着剤と比べ熱開始剤の添加量を減らすことができる。これにより、低温もしくは室温での硬化反応を遅くできるため、硬化性樹脂接着剤の使用可能期間を延ばすことができる。また、光開始剤と露光によりパターンを形成することで、解像度を高めることができ、複雑な形状のセラミック材や金属材であってもそれらの形状に合わせた接着層を形成できる。

【0020】

また、製造工程において、半硬化状態の硬化接着層を介してセラミック材と金属材とを貼り合わせ、その貼り合わせ体を別の場所に搬送する場合には、セラミック材及び金属材の位置ずれを生じさせることなく、容易に貼り合わせ体を搬送できる。半硬化状態の硬化接着層は、液体とは異なり、流動性がないためである。

【0021】

さらに、セラミック材（吸着支持部材）や金属材（ベース部材）の上に硬化性樹脂接着剤を塗布した後、露光により半硬化させることで、接合界面に気泡のない貼り合わせ体を得ることができる。硬化反応が完了した粘着シートを張り付ける場合と比較して、液体の接着剤（硬化性樹脂接着剤）を塗布する方が気泡を挟みにくいためである。よって、貼り合わせ体が静電チャックの場合、気泡により熱伝達が妨げられることがなくなり、温度ばらつきを少なくできる。

【0023】

このように、本発明によれば、製造が容易であり、材料歩留まりが高く、均質性に優れた静電チャック用の接着シート及びその製造方法、静電チャックの製造方法、及び静電チャックを提供できる。

【0024】

前記静電チャック用の接着シートにおいて、前記半硬化接着層の厚みは、１００μｍ以下であることが好ましい。この場合には、半硬化接着層の厚みを薄くすることにより、例えば、光が照射される面（露光面）とその反対側の面との露光量の差による影響を小さくできる。これにより、半硬化接着層（接着シート）は、均質性に優れたものとなる。なお、半硬化接着層の厚みは、硬化性樹脂接着剤を半硬化させて層を形成できる程度の厚み（例えば数μｍ）以上とすればよい。

【0025】

また、前記半硬化接着層は、前記硬化性樹脂接着剤に対し面露光及び線露光の少なくとも一方により光を照射して形成されたものであってもよい。この場合には、均質性に優れた半硬化接着層を形成できる。これにより、接着シートは、均質性に優れたものとなる。

【0026】

また、前記接着シートは、複数の前記半硬化接着層を積層してなり、該各半硬化接着層には、厚み方向に貫通する抜き孔が形成されており、前記複数の半硬化接着層は、すべて同じ形状であってもよい。この場合には、接着シートに対して切断、打ち抜き等の加工を行う必要がなくなり、材料歩留まりを高めることができる。

【0027】

また、前記半硬化接着層には、フィラーが含有されており、該フィラーは、前記抜き孔の内壁面に露出していないことが好ましい。この場合には、接着シート（半硬化接着層）に含まれるフィラーが抜き孔の内壁面から脱落して汚れの原因となることを防止できる。なお、フィラーとしては、無機粒子や樹脂粒子を用いることができる。無機粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、アルミノシリケート、マイカ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭化珪素、窒化アルミニウム等を用いることができる。樹脂粒子としては、例えば、シリコーン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子、アクリル樹脂粒子等を用いることができる。

【0028】

また、前記半硬化接着層間には、該半硬化接着層よりも熱伝導率の低い樹脂層が存在してもよい。この場合には、接着シートの積層方向への熱伝導を抑制できる。これにより、例えば、吸着支持部材にヒータ等を設けた場合、吸着支持部材からベース部材への熱伝導を抑制でき、吸着支持部材の昇温性や均熱性を高めることができる。また、消費電力の低減も可能となる。なお、樹脂層は、半硬化接着層の樹脂成分と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、樹脂層としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリル酸やメタクリル酸等の二重結合を含むカルボン酸と多価アルコールのエステル化合物、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂等を用いることができる。

【0029】

前記静電チャック用の接着シートの製造方法において、前記接着層形成工程では、厚みが１００μｍ以下となるように前記半硬化接着層を形成することが好ましい。この場合には、半硬化接着層の厚みを薄くすることにより、例えば、光が照射される面（露光面）とその反対側の面との露光量の差による影響を小さくできる。これにより、均質性に優れた半硬化接着層（接着シート）を得ることができる。なお、半硬化接着層の厚みは、硬化性樹脂接着剤を半硬化させて層を形成できる程度の厚み（例えば数μｍ）以上とすればよい。

【0030】

また、前記接着層形成工程では、前記硬化性樹脂接着剤を液滴吐出手段により吐出させて所定の形状に塗布し、その後、塗布した前記硬化性樹脂接着剤に光を照射して前記半硬化接着層を形成してもよい。この場合には、例えば、液滴吐出装置のインクジェットノズル等の液滴吐出手段を用いることにより、必要な部分に必要な量の硬化性樹脂接着剤を塗布し、所定の形状の半硬化接着層を容易かつ精度良く形成できる。これにより、作製した接着シートに対して切断、打ち抜き等の加工を行う必要がなくなり、材料歩留まりを高めることができる。また、余分な硬化性樹脂接着剤を除去する工程が不要となるため、製造工程の簡素化も可能となる。

【0031】

また、前記接着層形成工程では、前記硬化性樹脂接着剤の所定の部分に光を照射し、該硬化性樹脂接着剤における光を照射した部分に前記半硬化接着層を形成してもよい。この場合には、余分な（光を照射しなかった部分の）硬化性樹脂接着剤を除去することで、所定の形状の接着シートを容易かつ精度良く形成できる。これにより、作製した接着シートに対して切断、打ち抜き等の加工を行う必要がなくなる。また、除去した硬化性樹脂接着剤を再利用できるため、材料歩留りを高めることができる。

【0032】

また、前記接着層形成工程では、前記硬化性樹脂接着剤に対し面露光及び線露光の少なくとも一方により光を照射してもよい。例えば、面露光の場合には、硬化性樹脂接着剤に広範囲で光を照射できるため、硬化性樹脂接着剤を迅速かつ均一に硬化（半硬化）させることができる。また、線露光の場合には、硬化性樹脂接着剤にピンポイントで光を照射できるため、複雑な形状にも対応でき、半硬化接着層（接着シート）の形状変更（設計変更）が容易となる。

【0033】

前記静電チャックの製造方法において、前記接合工程では、前記吸着支持部材と前記ベース部材との間に配設する前記接着シートが１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。

【0034】

また、前記接着シート形成工程では、前記ベース部材上に前記接着シートを形成してもよい。この場合には、ベース部材上に直接接着シートを形成することにより、製造工程の簡素化が可能となる。

【0035】

また、前記硬化性樹脂接着剤は、光硬化性と熱硬化性を同時に備えることが必要であり、光で反応を開始する光開始剤と、熱で反応を開始する熱開始剤と、それぞれの開始剤により重合・硬化する材料(モノマー)とを含有する。

【0036】

光開始剤としては、例えば、光ラジカル開始剤、光酸発生剤、光塩基発生剤等が挙げられ、特定波長の光により、それぞれラジカル、酸、塩基を発生することで硬化反応を開始する。また、これらの光開始剤には、硬化速度を適切に保つため、増感剤や硬化遅延剤を加えても良い。

【0037】

光ラジカル開始剤を用いる場合の利点は、酸性化合物や塩基性化合物による重合阻害を受けず、光酸発生剤のように腐食性の強い物質を生じないことである。ラジカル重合性の化合物には、重合性のアクリル基、メタクリル基等の二重結合を有する化合物がある。

【0038】

光酸発生剤を用いる場合の利点は、大気中や接着剤中に存在する酸素による硬化阻害がないことである。また、硬化する材料として硬化収縮が小さく、接着性に優れたエポキシ化合物やオキセタン化合物を使用できる点と、光反応の感度が高いため、パターン精度が良いことである。

【0039】

光塩基発生剤を用いる場合の利点は、大気中や接着剤中に存在する酸素による硬化阻害がないことである。また、硬化する材料として硬化収縮が小さく、接着性に優れたエポキシ化合物やオキセタン化合物を使用できる点と、下地に塩基性の官能基を含む樹脂シート、例えばポリアミド樹脂シート等を使用できることである。

【0040】

また、熱開始剤は、光開始剤により半硬化された接着シートをさらに硬化し、接着性を発現するために用いる。熱開始剤は、光開始剤と同じ系統の開始剤を選択することが好ましい。すなわち、光ラジカル発生剤を用いた場合は熱ラジカル開始剤を、光酸発生剤を用いた場合は熱酸発生剤を、光塩基発生剤を用いた場合は熱塩基発生剤を使用することが好ましい。モノマーを共通にでき、硬化反応を確実に進めることができるためである。

【0041】

なお、前記硬化性樹脂接着剤において、光開始剤（光ラジカル開始剤、光酸発生剤、光塩基発生剤等）、増感剤、熱開始剤（熱ラジカル開始剤、熱酸発生剤、熱塩基発生剤等）、光開始剤や熱開始剤により重合・硬化する材料(モノマー)としては、従来公知のものを用いることができる。

【0042】

また、前記硬化性樹脂接着剤に含まれる光開始剤と熱開始剤とは、同一の材料であってもよい。すなわち、前記硬化性樹脂接着剤に含まれる光開始剤が熱開始剤としての効果（熱硬化）を発揮することがあってもよいし、熱開始剤が光開始剤としての効果（光硬化）を発揮することがあってもよい。

【0043】

また、前記硬化性樹脂接着剤に光を照射して半硬化状態の半硬化接着層を形成し、これを積層して接着シートを形成する方法としては、例えば、３次元プリンタを用いることができ、造形方式としては、例えば、光造形方式、インクジェット方式等を選択できる。

【0044】

また、前記静電チャックにおいて、前記硬化接着層は、シート状であってもよい。この場合には、厚さばらつきの低減のほか、セラミック−金属張り合わせ体を静電チャックとして用いたときの表面温度の均一性向上、表面の平坦性の向上等の効果がある。なお、ここでの表面とは、被吸着物を吸着する吸着面のことをいう。

【0045】

また、前記硬化接着層には、厚み方向に貫通する抜き孔が形成されており、また前記硬化接着層には、フィラーが含有されており、該フィラーは、前記抜き孔の内壁面に露出していないことが好ましい。この場合には、フィラーが使用中に脱落し、装置等を汚染することを防止できる。また、フィラーによりセラミック材、金属材、接続端子等を傷つけることがなくなる。

【0046】

また、前記セラミック材と前記金属材とが複数の前記硬化接着層を介して貼り合わされており、該硬化接着層間には、該硬化接着層よりも熱伝導率の低い樹脂層が存在してもよい。この場合には、セラミック−金属張り合わせ体を静電チャックとして用いたときの表面温度の均一性の向上や消費電力の低下が可能になる。

【0047】

また、前記硬化接着層は、前記硬化性樹脂接着剤に光を照射し、該硬化性樹脂接着剤を前記光開始剤により硬化させたものであってもよい。この場合には、光照射によりパターニングできるため、材料のロスを防ぐことができる。

【0048】

また、前記硬化接着層は、前記硬化性樹脂接着剤に光を照射し、該硬化性樹脂接着剤を前記光開始剤により硬化させて半硬化状態とした後、さらに加熱して硬化状態としたものであってもよい。この場合には、半硬化の工程を経ることで接着工程を簡略化できる。また、次の工程での硬化収縮を小さくできるため、硬化収縮により生じるひずみを小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】静電チャックの構造を示す斜視図である。

【図2】静電チャックの構造を示す断面図である。

【図3】（ａ）は吸着支持部材の下面を示す平面図であり、（ｂ）はベース部材の上面を示す平面図である。

【図4】（ａ）は接合層を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図5】（ａ）はテーブル上に硬化性樹脂接着剤を塗布した状態を示す説明図であり、（ｂ）は硬化性樹脂接着剤に光を照射して半硬化接着層を形成する様子を示す説明図であり、（ｃ）は複数の半硬化接着層を積層した接着シートを示す説明図である。

【図6】（ａ）は接着シートを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図7】（ａ）はベース部材上に接着シートを配置する様子を示す説明図であり、（ｂ）は接着シート上に吸着支持部材を配置する様子を示す説明図であり、（ｃ）は吸着支持部材とベース部材との間に接着シートを配置する様子を示す説明図である。

【図8】半硬化接着層間に樹脂層を配置した接着シートを示す説明図である。

【図9】（ａ）は硬化性樹脂接着剤の所定領域に光を照射する様子を示す説明図であり、（ｂ）は硬化性樹脂接着剤に光を照射して形成した半硬化接着層を示す説明図であり、（ｃ）は複数の半硬化接着層を積層した接着シートを示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0050】

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（実施形態１）
まず、本実施形態の接着シートが用いられる静電チャックについて説明する。

【0051】

図１、図２に示すように、静電チャック１は、被吸着物である半導体ウェハ８を吸着保持するためのものであり、金属製のベース部材３と、ベース部材３上に配置された吸着支持部材２とを備えている。ベース部材３と吸着支持部材２とは、両者の間に配設された接合層４により接合されている。以下、吸着支持部材２側を上側、ベース部材３側を下側として説明する。

【0052】

同図に示すように、吸着支持部材２は、円形板状を呈している。吸着支持部材２の上面は、半導体ウェハ８を吸着する吸着面２０１である。また、吸着支持部材２は、電気絶縁性のセラミック絶縁体２０を有している。セラミック絶縁体２０は、複数のセラミック層（図示略）を積層して構成されている。各セラミック層は、アルミナを主成分とするアルミナ質焼結体からなる。

【0053】

セラミック絶縁体２０の内部には、吸着用電極２１が配設されている。吸着用電極２１は、電極用接続端子（図示略）を介して電極用電源（図示略）に接続されている。吸着用電極２１は、直流高電圧が印加されることで静電引力を発生し、この静電引力によって半導体ウェハ８を吸着支持部材２の吸着面２０１に吸着して固定する。吸着用電極２１は、タングステンやモリブデンからなる。

【0054】

また、セラミック絶縁体２０の内部には、ヒータ（発熱体）２２が配設されている。ヒータ２２は、吸着用電極２１よりもベース部材３側において、略同一平面上に渦巻き状に配置されている。ヒータ２２は、ヒータ用接続端子（図示略）を介してヒータ用電源（図示略）に接続されている。

【0055】

同図に示すように、ベース部材３は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。ベース部材３の内部には、例えばフッ素化液、純水等の冷媒を流通させる空間となる冷媒流路３１が設けられている。冷媒流路３１は、冷媒を導入及び排出できるよう構成されている。

【0056】

図１に示すように、静電チャック１の内部には、半導体ウェハ８を冷却するヘリウム等の冷却用ガスの供給通路となる冷却用ガス供給路１１が設けられている。吸着支持部材２の吸着面２０１には、冷却用ガス供給路１１が開口してなる複数の開口部１２や、その開口部１２から供給された冷却用ガスが吸着面２０１全体に広がるように形成された環状の冷却用溝１３が設けられている。

【0057】

図３（ａ）に示すように、吸着支持部材２には、厚み方向（上下方向）に貫通してなり、冷却用ガス供給路１１の一部を構成する６つの上部貫通孔２３が設けられている。また、吸着支持部材２には、電極用接続端子及びヒータ用接続端子（図示略）を挿入配置するための４つの端子用凹部２４が設けられている。６つの上部貫通孔２３及び４つの端子用凹部２４は、吸着支持部材２の下面２０２に開口している。

【0058】

図３（ｂ）に示すように、ベース部材３には、厚み方向（上下方向）に貫通してなり、冷却用ガス供給路１１の一部を構成する６つの下部貫通孔３２が設けられている。また、ベース部材３には、厚み方向（上下方向）に貫通してなり、電極用接続端子及びヒータ用接続端子（図示略）を挿入配置するための４つの端子用貫通孔３３が設けられている。６つの下部貫通孔３２及び４つの端子用貫通孔３３は、ベース部材３の上面３０１に開口している。

【0059】

また、吸着支持部材２の６つの上部貫通孔２３及びベース部材３の６つの下部貫通孔３２には、吸着支持部材２の吸着面２０１に吸着された半導体ウェハ８を吸着面２０１から分離するためのリフトピン（図示略）が挿通される。

【0060】

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、接合層４は、後述する接着シート５（図６参照）を熱硬化させたものである。接合層４には、厚み方向（上下方向）に貫通してなる６つの第１貫通孔４１及び４つの第２貫通孔４２が設けられている。

【0061】

第１貫通孔４１は、吸着支持部材２の上部貫通孔２３とベース部材３の下部貫通孔３２との間を連通するように設けられている。また、第２貫通孔４２は、吸着支持部材２の端子用凹部２４とベース部材３の端子用貫通孔３３との間を連通するように設けられている。

【0062】

次に、静電チャック１の製造方法について説明する。
図５〜図７に示すように、後述する接着シート５の製造方法により接着シート５を形成する接着シート形成工程と、吸着支持部材２とベース部材３との間に接着シート５を配設した後、接着シート５を加熱し、接着シート５を熱開始剤により硬化させ、吸着支持部材２とベース部材３とを接合する接合工程とを有している。

【0063】

まず、接着シート形成工程では、図５に示すように、接着シート５を形成する。ここで、接着シート５の製造方法は、少なくとも光開始剤及び熱開始剤を含有する硬化性樹脂接着剤５００に光を照射し、硬化性樹脂接着剤５００を光開始剤により硬化させた半硬化状態の半硬化接着層５０を形成する接着層形成工程を有している。そして、接着層形成工程を複数回行うことにより、接着シート５を形成する。

【0064】

本実施形態では、３次元プリンタを用いて接着シート５を形成する。接着シート５の造形方式は、インクジェット方式である。具体的には、図５（ａ）に示すように、テーブル６１上に、液状の硬化性樹脂接着剤５００を液滴吐出装置のインクジェットノズル（図示略）から吐出させ、所定の形状、所定の塗布厚みで塗布する。このとき、最終的に接着シート５の第１貫通孔５１及び第２貫通孔５２（図６参照）となる場所には硬化性樹脂接着剤５００を塗布しない。

【0065】

なお、硬化性樹脂接着剤５００は、光開始剤と、熱開始剤と、それぞれの開始剤により重合・硬化するモノマーと、充填材としてのフィラーとを含有する。光開始剤としては、ＡＤＥＫＡ製の光酸発生剤アデカオプトマーＳＰ−１７０、熱開始剤としては、三新化学工業製のサンエンドＳＩ−１００Ｌ、モノマーとしては、三菱化学製のエポキシ樹脂８２８と反応性希釈剤ＹＥＤ−２１６Ｄ、フィラーとしては、電気化学工業製のシリカＦＤ−５Ｂを用いた。

【0066】

次いで、図５（ｂ）に示すように、テーブル６１上に塗布した硬化性樹脂接着剤５００に光Ｌを照射する。本実施形態では、ステッパー等の露光装置６２を用いて紫外線を照射する。紫外線の照射は、塗布した硬化性樹脂接着剤５００を広範囲にわたって露光する面露光方式により行う。これにより、硬化性樹脂接着剤５００を光開始剤により硬化させ、半硬化状態の半硬化接着層５０を形成する。なお、半硬化接着層５０において、先ほど硬化性樹脂接着剤５００を塗布しなかった部分には、厚み方向に貫通する第１抜き孔５０１及び第２抜き孔５０２が形成されている。

【0067】

次いで、テーブル６１を一段（半硬化接着層５０の１層分）下げ、前述と同様の工程（接着層形成工程）を行い、半硬化接着層５０上に半硬化接着層５０を形成する。この工程を複数回繰り返し行い、図５（ｃ）に示すように、複数の半硬化接着層５０を積層させた所定の厚みの接着シート５を形成する。なお、同図では、説明の便宜上、３層の半硬化接着層５０を示している。

【0068】

ここで、図６に示すように、接着シート５は、半硬化状態の半硬化接着層５０を複数積層して構成されており、層ごとに剥離できない状態となっている。各半硬化接着層５０の厚みは、１００μｍ以下である。また、接着シート５全体の厚みは、１００〜１０００μｍである。

【0069】

また、各半硬化接着層５０には、６つの第１抜き孔５０１と４つの第２抜き孔５０２が形成されている。また、各半硬化接着層５０は、すべて同じ形状であり、その外形形状や第１抜き孔５０１及び第２抜き孔の形成位置が同じである。また、半硬化接着層５０に含有されているフィラーは、第１抜き孔５０１及び第２抜き孔５０２の内壁面に露出していない。

【0070】

また、接着シート５には、複数の半硬化接着層５０の第１抜き孔５０１により構成された第１貫通孔５１と、複数の半硬化接着層５０の第２抜き孔５０２により構成された第２貫通孔５２とが形成されている。第１貫通孔５１は、最終的に接合層４の第１貫通孔４１（図４参照）となり、第２貫通孔５２は、最終的に接合層４の第２貫通孔５２（図４参照）となる。

【0071】

次いで、接合工程では、図７（ａ）に示すように、ベース部材３の上面３０１に接着シート５を配置する。その後、図７（ｂ）に示すように、接着シート５上に吸着支持部材２を配置する。これにより、図７（ｃ）に示すように、吸着支持部材２とベース部材３との間に接着シート５を配置する。

【0072】

次いで、吸着支持部材２の上面（吸着面）２０１に重り（図示略）を載せ、上方から押圧した状態とする。そして、所定の温度で接着シート５を加熱し、接着シート５中の熱開始剤により硬化させ、接合層４を形成する。なお、雰囲気は、大気中でも、必要に応じて加圧しても減圧してもよい。加圧することで接着が確実に行われ、減圧することで気泡の混入を防止できる。これにより、吸着支持部材２とベース部材３とを接合層４により接合する。以上により、静電チャック１を得る。

【0073】

次に、本実施形態における作用効果について説明する。
本実施形態の接着シート５の製造方法は、前述のとおり、半硬化接着層５０を形成する接着層形成工程を有しており、その接着層形成工程を複数回行うことにより、接着シート５を形成する。そのため、静電チャック用の接着シート５を１枚ずつ容易に作製できる。これにより、従来のような大型な製造装置が不要となり、接着シート５の製造が容易となる。

【0074】

また、静電チャック１の複雑な形状（外形形状、貫通孔等）に合わせた接着シート５を容易かつ精度良く作製できるため、形成した接着シート５に対して切断、打ち抜き等の加工を行う必要がなくなる。これにより、材料の無駄をなくすことができ、材料歩留まりを高めることができる。また、製造工程を短縮し、コスト低減が可能となる。また、半硬化接着層５０を精度良く形成できるため、均質性に優れた接着シート５を得ることができる。

【0075】

また、本実施形態の接着シート５の製造方法において、接着層形成工程では、厚みが１００μｍ以下となるように半硬化接着層５０を形成する。半硬化接着層５０の厚みを薄くすることにより、光が照射される面（露光面）とその反対側の面との露光量の差による影響を小さくできる。これにより、均質性に優れた半硬化接着層５０（接着シート５）を得ることができる。

【0076】

また、接着層形成工程では、硬化性樹脂接着剤５００を液滴吐出装置のインクジェットノズル（液滴吐出手段）により吐出させて所定の形状に塗布し、その後、塗布した硬化性樹脂接着剤５００に光を照射して半硬化接着層５０を形成する。そのため、必要な部分に必要な量の硬化性樹脂接着剤５００を塗布し、所定の形状の半硬化接着層５０を容易かつ精度良く形成できる。これにより、作製した接着シート５に対して切断、打ち抜き等の加工を行う必要がなくなり、材料歩留まりを高めることができる。また、余分な硬化性樹脂接着剤５００を除去する工程が不要となるため、製造工程の簡素化も可能となる。

【0077】

また、接着層形成工程では、硬化性樹脂接着剤５００に対し面露光により光を照射する。この場合、硬化性樹脂接着剤５００に広範囲で光を照射できるため、硬化性樹脂接着剤５００を迅速かつ均一に硬化（半硬化）させることができる。

【0078】

また、本実施形態において、接着シート５は、複数の半硬化接着層５０を積層してなり、各半硬化接着層５０には、厚み方向に貫通する抜き孔（第１抜き孔５０１、第２抜き孔５０２）が形成されており、複数の半硬化接着層５０は、すべて同じ形状である。そのため、接着シート５に対して切断、打ち抜き等の加工を行う必要がなくなり、材料歩留まりを高めることができる。

【0079】

また、半硬化接着層５０には、フィラーが含有されており、そのフィラーは、抜き孔（第１抜き孔５０１、第２抜き孔５０２）の内壁面に露出していない。そのため、接着シート５（半硬化接着層５０）に含まれるフィラーが抜き孔（第１抜き孔５０１、第２抜き孔５０２）の内壁面（最終的には、静電チャック１の接合層４の第１貫通孔４１及び第２貫通孔４２の内壁面）から脱落して汚れの原因となることを防止できる。

【0080】

また、本実施形態の静電チャック１の製造方法は、前述のとおり、接着シート形成工程と接合工程とを有している。そして、接着シート形成工程では、前述の接着シートの製造方法により接着シート５を形成する。そのため、製造が容易であり、材料歩留まりが高く、均質性に優れた接着シート５を得ることができる。また、接合工程では、この接着シート５を加熱して熱開始剤により硬化させ、吸着支持部材２とベース部材３とを接合する。そのため、両者を容易かつ精度良く接合できる。

【0081】

このように、本実施形態によれば、製造が容易であり、材料歩留まりが高く、均質性に優れた静電チャック用の接着シート５及びその製造方法、並びに静電チャック１の製造方法を提供できる。

【0082】

なお、本実施形態では、静電チャック１の製造方法において、図５、図６に示すように、テーブル６１上に接着シート５を形成し、これをベース部材３の上面３０１に配置したが、例えば、接着シート５をテーブル６１上ではなく、ベース部材３の上面３０１に直接形成してもよい。この場合には、ベース部材３上に直接、接着シート５を形成することにより、製造工程の簡素化が可能になり、ベース部材と接着シートの接合界面に気泡のない接合体（セラミック−金属貼り合わせ体）を得ることができる。

【0083】

また、本実施形態では、図６に示すように、接着シート５は、複数の半硬化接着層５０を積層して構成されているが、例えば、図８に示すように、半硬化接着層５０間に、半硬化接着層５０よりも熱伝導率の低い樹脂層５９を配置してもよい。この場合には、接着シート５を用いて吸着支持部材２とベース部材３とを接合した静電チャック１において、吸着支持部材２からベース部材３への熱伝導を抑制でき、吸着支持部材２の昇温性や均熱性を高めることができる。また、消費電力の低減も可能となる。

【0084】

なお、樹脂層５９は、硬化性樹脂接着剤５００と同様に、光開始剤と、熱開始剤と、それぞれの開始剤により重合・硬化するモノマーと、充填材としてのフィラーとを含有する。ただし、フィラーの含有量が少ないという点で、硬化性樹脂接着剤５００と異なる。また、粘度の調整など必要に応じてエポキシ樹脂と反応希釈剤の配合割合を変更してもよい。

【0085】

（実施形態２）
本実施形態は、図９に示すように、接着シート５の製造方法を変更した例である。
同図に示すように、本実施形態では、実施形態１と同様に、３次元プリンタを用いて接着シート５を形成する。ただし、接着シート５の造形方式は、実施形態１とは異なり、光造形方式である。以下、これを詳説する。

【0086】

接着シート５の製造方法において、接着層形成工程では、図９（ａ）に示すように、容器（図示略）に収容された液状の硬化性樹脂接着剤５００の表面における所定の部分（領域Ｃ）に光Ｌを照射する。本実施形態では、露光装置６２を用いて紫外線レーザーを照射する。紫外線レーザーの照射は、紫外線レーザーを硬化性樹脂接着剤５００の表面に走査する線露光方式により行う。これにより、図９（ｂ）に示すように、硬化性樹脂接着剤５００における光Ｌを照射した部分（領域Ｃ）を硬化させ、半硬化接着層５０を形成する。

【0087】

次いで、テーブル６１を一段（半硬化接着層５０の１層分）下げ、前述と同様の工程（接着層形成工程）を行い、半硬化接着層５０上に半硬化接着層５０を形成する。この工程を複数回繰り返し行い、図９（ｃ）に示すように、複数の半硬化接着層５０を積層させた所定の厚みの接着シート５を形成する。その後、余分な（光Ｌを照射しなかった部分の）硬化性樹脂接着剤５００を除去し、接着シート５を得る。

【0088】

本実施形態の場合、硬化性樹脂接着剤５００の所定の部分（領域Ｃ）に光を照射し、硬化性樹脂接着剤５００における光を照射した部分（領域Ｃ）に半硬化接着層５０を形成する。そのため、余分な硬化性樹脂接着剤５００（光を照射しなかった部分の硬化性樹脂接着剤５００）を除去することで、所定の形状の接着シート５を容易かつ精度良く形成できる。これにより、作製した接着シート５に対して切断、打ち抜き等の加工を行う必要がなくなる。また、除去した硬化性樹脂接着剤５００を再利用できるため、材料歩留りを高めることができる。

【0089】

また、接着層形成工程では、硬化性樹脂接着剤５００に対し線露光により光を照射する。これにより、硬化性樹脂接着剤５００にピンポイントで光を照射できるため、複雑な形状にも対応でき、半硬化接着層５０（接着シート５）の形状変更（設計変更）が容易となる。その他の基本的な作用効果は、実施形態１と同様である。

【0090】

なお、本実施形態では、図９に示すように、紫外線レーザーを硬化性樹脂接着剤５００の表面に走査する線露光方式により光の照射を行ったが、例えば、前述の実施形態１のように、紫外線を硬化性樹脂接着剤５００の表面の所定の部分全体に照射する面露光方式を採用することもできる。ただし、この場合、光が所定の部分以外の部分に照射されないようにするためのマスク（図示略）が必要となる。

【0091】

（その他の実施形態）
本発明は、前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

【0092】

（１）前記実施形態では、３次元プリンタを用いて接着シート（半硬化接着層）を形成したが、その他の手段を用いて接着シート（半硬化接着層）を形成してもよい。また、３次元プリンタを用いた造形方式として、インクジェット式や光造形式を採用したが、それ以外の方式を採用してもよい。

【0093】

（２）前記実施形態では、吸着支持部材において、吸着用電極及びヒータをセラミック絶縁体の内部に設けたが、吸着用電極やヒータをセラミック絶縁体の表面に設けてもよいし、接合層の間に設けてもよい。この場合、例えばヒータとしては、ポリイミド等からなる絶縁フィルムにヒータを設けたフィルムヒータ等を用いることができる。

【0094】

（３）前記実施形態では、接合層は、吸着支持部材とベース部材との間において、吸着支持部材及びベース部材に対して直接接触するように配置されているが、接合層と吸着支持部材との間、接合層とベース部材との間に、アルミニウム板やステンレス板等の金属板、炭素繊維基板、グラファイト基板、石英基板等のガラス板等からなる熱拡散層等のその他の層が配置されていてもよい。そして、吸着支持部材と熱拡散層等のその他の層との間、ベース部材と熱拡散層等のその他の層との間に、接合層を配置してもよい。

【0095】

（４）前記実施形態では、接合層は、吸着支持部材のセラミック絶縁体に対して直接接触するように配置されているが、例えば、セラミック絶縁体の表面（ベース部材側の表面）にヒータを設け、そのヒータに対して接合層が直接接触するように配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0096】

１…静電チャック
２１…吸着用電極
２…吸着支持部材
３…ベース部材
５…接着シート
５０…半硬化接着層
５００…硬化性樹脂接着剤
Ｌ…光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】