2023-105611 保持装置および保持装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023105611

(43)【公開日】2023-07-31

(54)【発明の名称】保持装置および保持装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20230724BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022006548

(22)【出願日】2022-01-19

(71)【出願人】

【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】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 翔太

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131BA03

5F131BA04

5F131BA19

5F131CA03

5F131CA06

5F131EA03

5F131EB12

5F131EB13

5F131EB18

5F131EB54

5F131EB79

5F131EB84

(57)【要約】

【課題】絶縁膜を通じての不活性ガスのリークを抑制することができる保持装置およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】複数のガス孔１６に連通する円環流路１７及び導入流路１８を備える板状部材１０と、導入流路１８に連通する貫通孔２６とを備える金属製のベース部材２０と、板状部材１０とベース部材２０とを接合するとともに、導入流路１８と貫通孔２６とを連通させる中間貫通孔３６が形成された接合層３０とを備え、板状部材１０の保持面１１上に半導体ウエハＷを保持する静電チャック１において、ベース部材２０の上面２１には、気孔を備える絶縁膜２４が設けられており、接合層３０は、ベース部材２０側に位置する第１接合層３１と、板状部材１０側に位置する第２接合層３２とを備え、第１接合層３１は、絶縁膜２４を被覆し、その少なくとも一部が絶縁膜２４の気孔内に充填されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のガス吐出孔が形成された第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記ガス吐出孔に連通する第１ガス流路とを備える板状部材と、
第３の面と、前記第３の面とは反対側に設けられる第４の面と、前記第１ガス流路に連通する第２ガス流路とを備える金属製のベース部材と、
前記板状部材の前記第２の面と前記ベース部材の前記第３の面との間に配置され、前記板状部材と前記ベース部材とを接合するとともに、前記第１ガス流路と前記第２ガス流路とを連通させる貫通孔が形成された接合層とを備え、
前記板状部材の前記第１の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記ベース部材の前記第３の面には、気孔を備える絶縁膜が設けられており、
前記接合層は、前記ベース部材側に位置する第１接合層と、前記板状部材側に位置する第２接合層とを備え、
前記第１接合層は、前記絶縁膜を被覆し、その少なくとも一部が前記気孔内に充填されている
ことを特徴とする保持装置。

【請求項2】

請求項１に記載する保持装置において、
前記第１接合層と前記第２接合層は、材料組成が異なる熱硬化性樹脂により形成されている
ことを特徴とする保持装置。

【請求項3】

請求項２に記載する保持装置において、
前記第２接合層は、前記板状部材を形成する材料の粉末を含んでいる
ことを特徴とする保持装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３に記載するいずれか１つの保持装置において、
前記第１接合層は、少なくとも前記貫通孔の周囲全周にわたって配置されている
ことを特徴とする保持装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４に記載するいずれか１つの保持装置において、
前記絶縁膜内に前記第１接合層が入り込んでいる
ことを特徴とする保持装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５に記載するいずれか１つの保持装置の製造方法において、
前記ベース部材の前記絶縁膜上に、硬化前の前記第１接合層を塗布した後、真空引きを行って硬化前の前記第１接合層を前記絶縁膜内に含浸させる含浸工程と、
前記絶縁膜上に塗布し含浸させた前記第１接合層を硬化させた後、前記第１接合層の表面を前記絶縁膜が出現するまで研磨する研磨工程と、
研磨後の前記第１接合層上に硬化前の前記第２接合層を配置した後、前記第２接合層上に前記板状部材を積層して、前記第２接合層を硬化させて前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合工程と、
を含むことを特徴とする保持装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、対象物を保持する保持装置および保持装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

保持装置に関する従来技術として、例えば、特許文献１に、対象物を保持面に保持する誘電体基板（板状部材）と、金属プレート（ベース部材）と、誘電体基板と金属プレートとを接合する絶縁性接着材（接合層）とを備える静電チャック（保持装置）が開示されている。この静電チャックでは、絶縁信頼性を高めるために、金属プレートの表面（保持面）に、溶射によって絶縁体膜（絶縁膜）を形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２４３１３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、保持装置内にガス流路を設けて、ガス流路を介して誘電体基板の保持面に不活性ガス（例えばヘリウム等）を供給する場合、絶縁体膜には多数の気泡が存在するため、絶縁体膜にも不活性ガスが流れてしまう。すなわち、ガス流路から絶縁体膜を通じて、不活性ガスがリークしてしまう。そうすると、不活性ガスの流量制御の精度が低下して、必要とされる流量のガスを誘電体基板の保持面に供給することができず、保持面における温度制御を精度良く行うことができなくなるおそれがある。また、不活性ガスがリークすることにより、保持装置が組み込まれる製造装置（例えば半導体製造装置など）内へのコンタミが生じるおそれもある。また、絶縁体膜の気泡がさらに多ければ、空気が流れてしまうことにより、装置を真空引きできないおそれもある。

【0005】

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、絶縁膜を通じての不活性ガスや空気のリークを抑制することができる保持装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
複数のガス吐出孔が形成された第１の面と、前記第１の面とは反対側に設けられる第２の面と、前記ガス吐出孔に連通する第１ガス流路とを備える板状部材と、
第３の面と、前記第３の面とは反対側に設けられる第４の面と、前記第１ガス流路に連通する第２ガス流路とを備える金属製のベース部材と、
前記板状部材の前記第２の面と前記ベース部材の前記第３の面との間に配置され、前記板状部材と前記ベース部材とを接合するとともに、前記第１ガス流路と前記第２ガス流路とを連通させる貫通孔が形成された接合層とを備え、
前記板状部材の前記第１の面上に対象物を保持する保持装置において、
前記ベース部材の前記第３の面には、気孔を備える絶縁膜が設けられており、
前記接合層は、前記ベース部材側に位置する第１接合層と、前記板状部材側に位置する第２接合層とを備え、
前記第１接合層は、前記絶縁膜を被覆し、その少なくとも一部が前記気孔内に充填されていることを特徴とする。

【0007】

この保持装置では、接合層に備わる第１接合層の一部が絶縁膜の気泡内に充填された状態で、第１接合層によって絶縁膜が被覆される。そのため、絶縁膜を通じてのガスや空気のリークを抑制することができる。従って、不活性ガスの流量制御の精度が向上するため、第１の面における温度制御を精度良く行うことができる。また、保持装置が組み込まれる製造装置（例えば半導体製造装置など）内へのコンタミも防止することができる。

【0008】

上記した保持装置において、
前記第１接合層と前記第２接合層は、材料組成が異なる熱硬化性樹脂により形成されていることが好ましい。

【0009】

ここで、第１接合層と第２接合層は、ともに熱硬化性樹脂で同種の材料であるが、例えば、第１接合層には添加物を入れないのに対し、第２接合層には添加物を入れることにより、第１接合層と第２接合層とで材料組成を変えることができる。また、第１接合層では樹脂の分子量を変えて硬化前の粘度を低くして、第１接合層と第２接合層とで材料組成を変えることもできる。

【0010】

このようにすることにより、第１接合層では絶縁膜の気泡内への充填を促進することができる一方、第２接合層では熱伝導を向上させることができる。その結果として、絶縁膜を通じてのガスリークの抑制効果と第１の面における温度制御性とを向上させることができる。

【0011】

上記した保持装置において、
前記第２接合層は、前記板状部材を形成する材料の粉末を含んでいることが好ましい。

【0012】

第１接合層には樹脂の他に絶縁膜が存在する一方、第２接合層は樹脂のみとなるため、第１接合層に比べて第２接合層の熱伝導が悪くなる。そこで、第２接合層に、板状部材を形成する材料の粉末（フィラー）を混入することにより、第２接合層の熱伝導を良くすることができる。これにより、接合層全体における熱伝導が向上して、ベース部材と板状部材との間における熱移動が促進されるため、第１の面における温度制御の精度を向上させることができる。

【0013】

上記した保持装置において、
前記第１接合層は、少なくとも前記貫通孔の周囲全周にわたって配置されていることが好ましい。

【0014】

これにより、接合層に備わる貫通孔（より正確には、第２ガス流路の第３の面における開口付近）の周りに、第１接合層が確実に配置されるため、貫通孔の周囲を第１接合層で取り囲むことができる。そのため、絶縁膜を通じてのガスリークを無くすことができる。これにより、ガスの流量制御を精度良く行うことができるため、第１の面における温度制御をより精度良く行うことができる。また、保持装置が組み込まれる製造装置（例えば半導体製造装置など）へのコンタミを確実に防止することができる。

【0015】

上記した保持装置において、
前記絶縁膜内に前記第１接合層が入り込んでいることが好ましい。

【0016】

これにより、絶縁膜の気泡内に第１接合層が確実に充填されるため、絶縁膜を通じてのガスや空気のリークを確実に無くすことができる。

【0017】

そして、上記の保持装置の製造方法において、
前記ベース部材の前記絶縁膜上に、硬化前の前記第１接合層を塗布した後、真空引きを行って硬化前の前記第１接合層を前記絶縁膜内に含浸させる含浸工程と、
前記絶縁膜上に塗布し含浸させた前記第１接合層を硬化させた後、前記第１接合層の表面を前記絶縁膜が出現するまで研磨する研磨工程と、
研磨後の前記第１接合層上に硬化前の前記第２接合層を配置した後、前記第２接合層上に前記板状部材を積層して、前記第２接合層を硬化させて前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

【0018】

上記の保持装置の製造方法として、このような含浸工程を設けることにより、第１接合層を絶縁膜の気孔内に確実に充填することができる。そのため、気孔孔が第１接合層によって確実に塞がれるので、絶縁膜を通じてのガスや空気のリークを確実に無くすことができる。これにより、不活性ガスの流量制御を精度良く行うことができる。

【0019】

また、接合工程の前に研磨工程を実施することにより、絶縁膜の最表面と第２接合層とを接触させることができるため、第２接合層によるベース部材と板状部材との接合強度を向上させることができる。これにより、ベース部材と板状部材との熱膨張差によって生じる接合層の損傷を防止することができるため、接合層を介してのベース部材と板状部材との間における熱移動がスムーズに行われる。

【0020】

このような製造方法によって上記の保持装置を製作することにより、不活性ガスの流量制御を精度良く行うことができるとともに、接合層を介してのベース部材と板状部材との間における熱移動がスムーズに行うことができる保持装置を得ることができる。そして、このようにして製造された保持装置では、第１の面における温度制御を精度良く行うことができる。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、絶縁膜を通じての不活性ガスや空気のリークを抑制することができる保持装置およびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態の静電チャックの概略斜視図である。

【図2】実施形態の静電チャックのＸＺ断面の概略構成図である。

【図3】実施形態の静電チャックの概略平面図である。

【図4】塗布工程を説明するための図である。

【図5】含浸工程を説明するための図である。

【図6】第１接合層を硬化させた状態を示す図である。

【図7】研磨工程を説明するための図である。

【図8】接合工程を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本開示に係る実施形態である保持装置およびその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置など）やエッチング装置（プラズマエッチング装置など）といった半導体製造装置に使用される静電チャックを例示する。

【0024】

本実施形態の静電チャック１について、図１～図３を参照しながら説明する。本実施形態の静電チャック１は、半導体ウエハＷ（対象物）を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば、半導体製造装置の真空チャンバー内で半導体ウエハＷを固定するために使用される。図１に示すように、静電チャック１は、板状部材１０と、ベース部材２０と、板状部材１０とベース部材２０とを接合する接合層３０とを有する。

【0025】

なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図１に示すようにＸＹＺ軸を定義する。ここで、Ｚ軸は、静電チャック１の軸線方向（図１において上下方向）の軸であり、Ｘ軸とＹ軸は、静電チャック１の径方向の軸である。

【0026】

板状部材１０は、図１に示すように、円盤状の部材であり、セラミックスにより形成されている。セラミックスとしては、様々なセラミックスが用いられるが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ_２Ｏ_３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合の最も多い成分（例えば、体積含有率が９０ｖｏｌ％以上の成分）を意味する。

【0027】

また、板状部材１０の直径は、例えば１５０ｍｍ～３５０ｍｍ程度である。板状部材１０の厚さは、例えば２ｍｍ～６ｍｍ程度である。なお、板状部材１０の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍＫ～５０Ｗ／ｍＫ（より好ましくは、１８Ｗ／ｍＫ～３０Ｗ／ｍＫ）の範囲内が望ましい。

【0028】

図１、図２に示すように、板状部材１０は、半導体ウエハＷを保持する保持面１１と、板状部材１０の厚み方向（Ｚ軸方向に一致する方向、上下方向）について保持面１１とは反対側に設けられる下面１２とを備えている。なお、保持面１１は本開示の「第１の面」の一例であり、下面１２は本開示の「第２の面」の一例である。

【0029】

板状部材１０の保持面１１は、凹凸形状をなしている。具体的には、保持面１１には、図２、図３に示すように、その外縁付近に環状の環状凸部１３が形成され、環状凸部１３の内側に複数の独立した柱状の凸部１４が形成されている。このようにして、保持面１１には、複数の凸部１４のすべてを囲むように配置された環状凸部１３が形成されている。なお、環状凸部１３は、シールバンドとも呼ばれる。環状凸部１３の断面（ＸＺ断面）の形状は、図２に示すように、略矩形である。環状凸部１３の高さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば、１０μｍ～２０μｍ程度である。また、環状凸部１３の幅（Ｘ軸方向の寸法）は、例えば、０．５ｍｍ～５．０ｍｍ程度である。

【0030】

各々の凸部１４は、図３に示すように、Ｚ軸方向視（平面視）で略円形をなしており、略均等間隔で配置されている。また、各々の凸部１４の断面（ＸＺ断面）の形状は、図２に示すように、略矩形である。凸部１４の高さは、環状凸部１３の高さと略同一であり、例えば、１０μｍ～２０μｍ程度である。また、凸部１４の幅（Ｚ軸方向視での凸部１４の最大径）は、例えば、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ程度である。なお、板状部材１０の保持面１１における環状凸部１３より内側において、凸部１４が形成されていない部分は、凹部１５となっている。

【0031】

そして、半導体ウエハＷは、板状部材１０の保持面１１における環状凸部１３と、複数の凸部１４に支持されて、静電チャック１に保持される。半導体ウエハＷが静電チャック１に保持された状態では、半導体ウエハＷの表面（下面）と、板状部材１０の保持面１１（詳細には、保持面１１の凹部１５）との間に、空間Ｓが存在することとなる（図２参照）。この空間Ｓには、静電チャック１内に形成されたガス流路４０を介して、保持面１１に開口するガス孔１６から不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）が供給されるようになっている。本実施形態では、ガス孔１６が、円周状に等間隔で６個設けられている。なお、ガス孔１６は、本開示の「ガス吐出孔」の一例である。

【0032】

また、板状部材１０の内部には、図２、図３に示すように、ガス流路４０の一部を構成する円環流路１７と導入流路１８とが設けられている。円環流路１７は、各ガス孔１６同士を接続する流路である。導入流路１８は、Ｚ軸方向に延びて設けられており、一端が下面１２に開口し、他端が円環流路１７に連通する流路である。これにより、導入流路１８から円環流路１７に供給された不活性ガスが各ガス孔１６を介して空間Ｓに排出されるようになっている。

【0033】

ベース部材２０は、図１、図２に示すように、上面２１と、ベース部材２０の厚さ方向（Ｚ軸方向）について上面２１とは反対側に設けられる下面２２とを備え、円柱状に形成されている。なお、上面２１は本開示の「第３の面」の一例であり、下面２２は本開示の「第４の面」の一例である。このベース部材２０は、金属（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、チタン等）により形成されている。そのため、静電チャック１の絶縁信頼性を高めるために、上面２１に溶射によって形成したセラミックス（例えば、アルミナやイットリア等）の絶縁膜（溶射被膜）２４が設けられている。この絶縁膜２４には、多数の微小な気孔（溶射ポア）が形成されている。

【0034】

このベース部材２０の直径は、例えば２２０ｍｍ～５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ～３５０ｍｍ程度）であり、ベース部材２０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば２０ｍｍ～４０ｍｍ程度である。

【0035】

そして、ベース部材２０には、図２に示すように、冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）を流すための冷媒流路２３が形成されており、この冷媒流路２３内に冷媒を流すことにより、ベース部材２０が冷却され、これにより、接合層３０を介して板状部材１０が冷却されるようになっている。

【0036】

また、ベース部材２０には、上面２１と下面２２との間を厚み方向（Ｚ軸方向、図２において上下方向）に貫通する円筒形状の貫通孔２６が形成されている。本実施形態では、貫通孔２６が２個設けられている。なお、貫通孔２６は、本開示の「第２ガス流路」の一例である。この貫通孔２６は、Ｚ軸方向視で、板状部材１０の導入流路１８と重なる（流路の中心軸が一致する）位置に配置されている。そして、貫通孔２６は、板状部材１０の導入流路１８に連通して、ガス流路４０の一部を構成している。

【0037】

接合層３０は、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間に配置され、板状部材１０とベース部材２０とを接合している。この接合層３０を介して、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１とが熱的に接続されている。

【0038】

この接合層３０は、ベース部材２０側に位置する第１接合層３１と、板状部材１０側に位置する第２接合層３２とを備えている。第１接合層３１は、ベース部材２０の絶縁膜２４内に入り込んでいる。すなわち、第１接合層３１は、絶縁膜２４の気孔内に充填されて絶縁膜２４を被覆している。一方、第２接合層３２は、板状部材１０の下面１２とベース部材２０の上面２１との間に配置され、板状部材１０とベース部材２０とを接合している。

【0039】

第１接合層３１と第２接合層３２は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性接着材により構成されているが、それぞれの材料組成が異なっている。つまり、第１接合層３１と第２接合層３２は、材料組成が異なる熱硬化性樹脂により形成されている。具体的には、第１接合層３１には添加物が入っていないのに対し、第２接合層３２には板状部材１０を形成する材料（例えば、アルミナ等）の粉末が添加されている。

【0040】

このような接合層３０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば０．１～５．０ｍｍ程度である。なお、第１接合層３１と第２接合層３２とはほぼ同じ厚さである。また、接合層３０の熱伝導率は、例えば１．０Ｗ／ｍＫである。なお、接合層３０（シリコーン系樹脂を想定）の熱伝導率は、０．１～２．０Ｗ／ｍＫ（好ましくは、０．５～１．５Ｗ／ｍＫ）の範囲内が望ましい。

【0041】

この接合層３０には、図２に示すように、導入流路１８と貫通孔２６とを連通させる中間貫通孔３６が形成されている。つまり、導入流路１８と貫通孔２６との間に、円筒形状の中間貫通孔３６が形成されている。中間貫通孔３６は、導入流路１８及び貫通孔２６と同軸上に配置されている。すなわち、導入流路１８と中間貫通孔３６と貫通孔２６とは、Ｚ軸方向に連なって直線状に配置されている。これにより、図２に示すように、板状部材１０内のガス孔１６、円環流路１７、及び導入流路１８と、中間貫通孔３６と、ベース部材２０の貫通孔２６とによって、静電チャック１内にガス流路４０が形成されている。

【0042】

続いて、上記の構成を有する静電チャック１の製造方法について、図４～図８を参照しながら説明する。なお、図４～図８は、製造工程をわかりやすく説明するための模式図であるため、ベース部材２０や板状部材１０の構成を一部省略している。

【0043】

まず、図４に示すように、絶縁膜２４や貫通孔２６などが形成されたベース部材２０に対し、絶縁膜２４上に第１接合層３１を塗布する（塗布工程）。この状態では、第１接合層３１はまだ硬化していない。本実施形態では、絶縁膜２４のほぼ全域（板状部材１０との接合面全域）に第１接合層３１を塗布しているが、第１接合層３１の塗布は、絶縁膜２４全域に対して行う必要は無く、第１接合層３１が貫通孔２６の周囲を取り囲むように、少なくとも貫通孔２６の周囲全周にわたって行われていればよい。

【0044】

次に、図５に示すように、硬化前の第１接合層３１が塗布されたベース部材２０を減圧装置５０内に設置し、真空引きを行って硬化前の第１接合層３１を絶縁膜２４内に含浸させる（含浸工程）。このとき、硬化前の第１接合層３１が絶縁膜２４内に含浸されている状態では、絶縁膜２４上で第１接合層３１が発砲する。そのため、この第１接合層３１の発砲がなくなったことを確認して真空引きを終了することにより、絶縁膜２４の気孔内に硬化前の第１接合層３１を確実に充填することができる。その後、第１接合層３１を硬化させる。第１接合層３１を硬化させた状態では、図６に示すように、絶縁膜２４は第１接合層３１に完全に覆われている。

【0045】

続いて、第１接合層３１を備えるベース部材２０の上面２１を研磨する。具体的には、図７に示すように、第１接合層３１の表面を絶縁膜２４が出現するまで研磨する（研磨工程）。これにより、絶縁膜２４の最表面が露出する。

【0046】

そして、図８に示すように、ベース部材２０の上面２１（正確には第１接合層３１と絶縁膜２４の最表面とが混在する面）と板状部材１０の下面１２との間に、硬化前の第２接合層３２を配置し、加熱して第２接合層３２を硬化させることにより、板状部材１０とベース部材２０とを接合する（接合工程）。このとき、研磨工程により、ベース部材２０の上面２１に絶縁膜２４の最表面を露出させているため、絶縁膜２４の最表面と第２接合層３２とを接触させることができる。そのため、第２接合層３２によるベース部材２０と板状部材１０との接合強度を向上させることができる。従って、静電チャック１において、ベース部材２０と板状部材１０との熱膨張差によって生じる接合層３０の損傷を防止することができるため、接合層３０を介してのベース部材２０と板状部材１０との間における熱移動をスムーズに行うことができる。

【0047】

このようにして製造された本実施形態の静電チャック１は、半導体製造装置に組み込まれて使用される。そして、静電チャック１の使用時には、ベース部材２０の下面２２側から供給される不活性ガスが、静電チャック１内に設けられたガス流路４０を介して、保持面１１に形成される空間Ｓに充填されることになる。

【0048】

ここで、本実施形態のように、ベース部材２０の上面２１に絶縁膜２４が形成されていると、絶縁膜２４には多数の気孔（溶射ポア）が存在するため、絶縁膜２４内にも不活性ガスが流れてしまい、ガス流路４０から絶縁膜２４を通じて、不活性ガスが外部にリークしてしまうおそれがある。このようなガスリークが発生すると、保持面１１の空間Ｓへ供給する不活性ガスの流量制御の精度が低下して、必要とされる流量の不活性ガスを空間Ｓへ供給することができなくなる。その結果、保持面１１における温度制御を精度良く行うことができなくなってしまう。また、ガスリークの発生により、静電チャック１が組み込まれた半導体製造装置内へのコンタミが生じるおそれもある。

【0049】

そこで、本実施形態の静電チャック１では、接合層３０を第１接合層３１及び第２接合層３２により構成し、絶縁膜２４内に第１接合層３１が入り込むように、第１接合層３１を絶縁膜２４の気孔内に充填して、第１接合層３１でベース部材２０の絶縁膜２４を被覆している。そのため、接合層３０に備わる第１接合層３１の一部が絶縁膜２４の気孔内に充填された状態で、第１接合層３１によって絶縁膜２４が被覆されるので、絶縁膜２４を通じてのガスリークを抑制することができる。

【0050】

そして、静電チャック１の製造時に、ベース部材２０の絶縁膜２４上に、硬化前の第１接合層３１を塗布した後、真空引きを行って硬化前の第１接合層３１を絶縁膜２４内に含浸させる含浸工程を実施している。そのため、硬化前の第１接合層３１を絶縁膜２４の気孔内に確実に充填することができる。

【0051】

このようにして本実施形態の静電チャック１では、絶縁膜２４の気孔内に充填された第１接合層３１が、貫通孔２６の周囲を取り囲むように、貫通孔２６の周囲全周にわたって配置されている。つまり、絶縁膜２４において、貫通孔２６の周囲に存在する気孔内には第１接合層３１が充填されているため、貫通孔２６と外部を連通させる絶縁膜２４の気孔がなくなる。そのため、ガス流路４０を流れる不活性ガスが、絶縁膜２４を通じて外部へリークすることを確実に無くすことができる。

【0052】

従って、静電チャック１において、不活性ガスの流量制御を精度良く行うことができるため、保持面１１における温度制御を精度良く行うことができる。また、静電チャック１が組み込まれた半導体製造装置へのコンタミも確実に防止することができる。

【0053】

また、本実施形態の静電チャック１では、接合層３０を、材料組成が異なる熱硬化性樹脂で形成された第１接合層３１と第２接合層３２で構成している。具体的には、第２接合層３２に板状部材１０を形成する材料（例えばアルミナ）の粉末（フィラー）を添加して材料組成を変えている。これにより、添加物が入っていない第１接合層３１では、絶縁膜２４の気孔内への充填を促進することができる一方、第２接合層３２では熱伝導を向上させることができる。従って、絶縁膜２４を通じてのガスリークの抑制効果と保持面１１における温度制御性を共に向上させることができる。さらに、樹脂の他に絶縁膜２４が存在する第１接合層３１に比べ、熱伝導が悪い第２接合層３２にフィラーを混入して第２接合層３２の熱伝導を良くしているため、接合層３０全体における熱伝導が向上する。従って、ベース部材２０と板状部材１０との間における熱移動を促進することができるので、保持面１１における温度制御の精度を一層向上させることができる。

【0054】

以上のように、本実施形態の静電チャック１によれば、材料組成が異なる熱硬化性樹脂により形成されている第１接合層３１と第２接合層３２とで接合層３０を構成し、第１接合層３１を絶縁膜２４の気孔内に充填して第１接合層３１で絶縁膜２４を被覆している。これにより、ガス流路４０の一部を構成する貫通孔２６と外部を連通させる絶縁膜２４内の気孔が存在しなくなるため、絶縁膜２４を通じてのガスリークをなくすことができる。従って、空間Ｓへ供給する不活性ガスの流量制御の精度が向上して保持面１１における温度制御を精度良く行うことができるとともに、静電チャック１が組み込まれた半導体製造装置内へのコンタミを防止することができる。

【0055】

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、第２接合層３２にフィラーを添加することにより、第１接合層３１と第２接合層３２とで材料組成を変えているが、例えば、第１接合層３１において樹脂の分子量を変えて硬化前の粘度を低くすることで、第１接合層３１と第２接合層３２との材料組成を変えることもできる。このように第１接合層３１の粘度を低くすることにより、絶縁膜２４の気孔内への第１接合層３１の充填を効率良く行うことができ、静電チャック１の生産性を高めることができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 静電チャック
１０ 板状部材
１１ 保持面
１２ 下面
１６ ガス孔
１７ 円環流路
１８ 導入流路
２０ ベース部材
２１ 上面
２２ 下面
２４ 絶縁膜
２６ 貫通孔
３０ 接合層
３１ 第１接合層
３２ 第２接合層
３６ 中間貫通孔
Ｗ 半導体ウエハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】