特開 2023-161172 ウエハ載置台

(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】P2023161172

(43)【公開日】2023-11-07

(54)【発明の名称】ウエハ載置台

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231030BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20231030BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/31 C

H01L21/302 101G

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022071356

(22)【出願日】2022-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 靖也

(72)【発明者】

【氏名】久野 達也

【テーマコード（参考）】

5F004

5F045

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F004BB13

5F004BB18

5F004BB22

5F004BB25

5F004BB26

5F004BB28

5F004BB29

5F004BD04

5F004DA22

5F045AA08

5F045AC17

5F045DP03

5F045EF05

5F045EJ03

5F045EJ09

5F045EK07

5F045EM02

5F045EM05

5F045EM07

5F045EM09

5F131AA02

5F131BA04

5F131BA19

5F131CA32

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA03

5F131EA11

5F131EA15

5F131EA16

5F131EA17

5F131EA18

5F131EB78

5F131EB79

5F131EB82

(57)【要約】

【課題】セラミック基材の直上領域のプラズマ密度を高くする。
【解決手段】ウエハ載置台１０は、上面にウエハ載置面２２ａを有し、電極２６を内蔵するセラミック基材２０と、セラミック基材２０の下面側に設けられ、プラズマ発生電極を兼用し、セラミック基材２０と同径の導電性基材３０と、導電性基材３０の下面側に設けられ、導電性基材３０よりも径が大きく、導電性基材３０と電気的に絶縁された支持基材４０と、支持基材４０のうち導電性基材３０よりも半径方向外側にはみ出した部分である取付用フランジ４２と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面にウエハ載置面を有し、電極を内蔵するセラミック基材と、
前記セラミック基材の下面側に設けられ、冷媒流路又は冷媒流路溝を有し、プラズマ発生電極を兼用し、前記セラミック基材と同径の導電性基材と、
前記導電性基材の下面側に設けられ、前記導電性基材よりも径が大きく、前記導電性基材と電気的に絶縁された支持基材と、
前記支持基材のうち前記導電性基材よりも半径方向外側にはみ出した部分である取付用フランジと、
を備えたウエハ載置台。

【請求項2】

前記支持基材は、絶縁性材料で形成されている、
請求項１に記載のウエハ載置台。

【請求項3】

前記セラミック基材と前記導電性基材とを接合する第１接合層及び前記導電性基材と前記支持基材とを接合する第２接合層は、いずれも金属接合層である、
請求項２に記載のウエハ載置台。

【請求項4】

前記導電性基材は、前記冷媒流路溝を有し、
前記冷媒流路溝は、前記導電性基材のうち前記支持基材に対向する面に開口を有している、
請求項２又は３に記載のウエハ載置台。

【請求項5】

前記支持基材は、金属で形成され、前記支持基材と前記導電性基材との間には絶縁層が設けられている、
請求項１に記載のウエハ載置台。

【請求項6】

前記支持基材の下面には、ネジ穴が設けられている、
請求項５に記載のウエハ載置台。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハ載置台に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ウエハ載置台として、ウエハ載置面を有すると共に電極を内蔵するセラミック基材と、セラミック基材の下面側に設けられた導電性の冷却基材とを備えたものが知られている。例えば、特許文献１には、この種のウエハ載置台として、セラミック基材よりも径の大きな冷却基材を備えたものが開示されている。ウエハ載置台の使用例の説明には、プラズマを発生させる際、高周波電圧を冷却基材に印加してもよいと記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６３７１８４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、冷却基材はセラミック基材よりも径が大きいため、平面視でウエハと重複する領域のみならずウエハからはみ出した領域でもプラズマが発生する。ウエハからはみ出した領域で発生したプラズマは、ウエハの処理に使われないため、無駄になってしまう。そのため、セラミック基材の直上領域（設計上のプラズマ発生領域）のプラズマ密度が下がってしまうという問題があった。

【0005】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、セラミック基材の直上領域のプラズマ密度を高くすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

［１］本発明のウエハ載置台は、
上面にウエハ載置面を有し、電極を内蔵するセラミック基材と、
前記セラミック基材の下面側に設けられ、冷媒流路又は冷媒流路溝を有し、プラズマ発生電極を兼用し、前記セラミック基材と同径の導電性基材と、
前記導電性基材の下面側に設けられ、前記導電性基材よりも径が大きく、前記導電性基材と電気的に絶縁された支持基材と、
前記支持基材のうち前記導電性基材よりも半径方向外側にはみ出した部分である取付用フランジと、
を備えたものである。

【0007】

本発明のウエハ載置台では、支持基材のうち導電性基材よりも半径方向外側にはみ出した部分を取付用フランジとして使用するが、支持基材は導電性基材と電気的に絶縁されている。そのため、取付用フランジがプラズマ発生電極として機能することはなく、取付用フランジの直上領域でのプラズマの発生が抑制される。その結果、セラミック基材の直上領域のプラズマ密度を高くすることができる。

【0008】

なお、本明細書では、上下、左右、前後などを用いて本発明を説明することがあるが、上下、左右、前後は、相対的な位置関係に過ぎない。そのため、ウエハ載置台の向きを変えた場合には上下が左右になったり左右が上下になったりすることがあるが、そうした場合も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0009】

［２］上述したウエハ載置台（前記［１］に記載のウエハ載置台）において、前記支持基材は、絶縁性材料で形成されているものとしてもよい。こうすれば、比較的簡単に支持基材を導電性基材と電気的に絶縁することができる。

【0010】

［３］上述したウエハ載置台（前記［２］に記載のウエハ載置台）において、前記セラミック基材と前記導電性基材とを接合する第１接合層及び前記導電性基材と前記支持基材とを接合する第２接合層は、いずれも金属接合層であるものとしてもよい。こうすれば、セラミック基材と導電性基材との接合と、導電性基材と支持基材との接合を同じ工程で行うことができるため、製造コストを抑えることができる。

【0011】

［４］上述したウエハ載置台（前記［２］又は［３］に記載のウエハ載置台）において、前記導電性基材は、前記冷媒流路溝を有し、前記冷媒流路溝は、前記導電性基材のうち前記支持基材に対向する面に開口を有しているものとしてもよい。こうすれば、導電性基材が冷媒流路を備えている場合に比べて、冷媒流路の下面側の材料が不要になるため、その分製造コストを抑えることができる。

【0012】

［５］上述したウエハ載置台（前記［１］に記載のウエハ載置台）において、前記支持基材は、金属で形成され、前記支持基材と前記導電性基材との間には絶縁層が設けられていてもよい。こうすれば、支持基材が金属製であっても、支持基材と導電性基材とを電気的に絶縁することができる。

【0013】

［６］上述したウエハ載置台（前記［５］に記載のウエハ載置台）において、前記支持基材の下面には、ネジ穴が設けられていてもよい。支持基材が金属製つまり延性材料で作製されているため、支持基材の下面にネジ穴を設けることができる。一方、支持基材が脆性材料（例えばセラミックとか金属とセラミックとの複合材料）で作製されている場合には、支持基材にネジ穴を設けることは困難である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】チャンバ９４に設置されたウエハ載置台１０の縦断面図。

【図2】ウエハ載置台１０の平面図。

【図3】ウエハ載置台１０の製造工程図。

【図4】チャンバ９４に設置されたウエハ載置台２１０の縦断面図。

【図5】ウエハ載置台２１０の製造工程図。

【図6】ウエハ載置台１０の別例の縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１はチャンバ９４に設置されたウエハ載置台１０の縦断面図（ウエハ載置台１０の中心軸を含む面で切断したときの断面図）、図２はウエハ載置台１０の平面図である。

【0016】

ウエハ載置台１０は、ウエハＷにプラズマを利用してＣＶＤやエッチングなどを行うために用いられるものであり、半導体プロセス用のチャンバ９４の内部に設けられた設置板９６に固定されている。ウエハ載置台１０は、セラミック基材２０と、導電性基材３０と、支持基材４０とを備えている。

【0017】

セラミック基材２０は、上面に円形のウエハ載置面２２ａを有する円板である。ウエハ載置面２２ａには、ウエハＷが載置される。セラミック基材２０は、アルミナ、窒化アルミニウムなどに代表されるセラミック材料で形成されている。

【0018】

セラミック基材２０は、ウエハ載置面２２ａに近い側に、ウエハ吸着用電極２６を内蔵している。ウエハ吸着用電極２６は、例えばＷ、Ｍｏ、ＷＣ、ＭｏＣなどを含有する材料によって形成されている。ウエハ吸着用電極２６は、円板状又はメッシュ状の単極型の静電吸着用電極である。セラミック基材２０のうちウエハ吸着用電極２６よりも上側の層は誘電体層として機能する。ウエハ吸着用電極２６には、ウエハ吸着用直流電源５２が給電端子５４を介して接続されている。給電端子５４は、導電性基材３０、支持基材４０、第１接合層４６及び第２接合層４８を上下方向に貫通する貫通穴に配置された絶縁管５５を通過して、セラミック基材２０の下面からウエハ吸着用電極２６に至るように設けられている。ウエハ吸着用直流電源５２とウエハ吸着用電極２６との間には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５３が設けられている。

【0019】

導電性基材３０は、セラミック基材２０と同じ直径の円板であり、セラミック基材２０の下面側に設けられている。導電性基材３０は、セラミック基材２０を冷却する冷却基材として用いられるものであり、熱伝導率が良好なものである。導電性基材３０の内部には、冷媒が循環する冷媒流路３２が形成されている。冷媒流路３２は、平面視で導電性基材３０の全体にわたって一端（入口）から他端（出口）まで一筆書きの要領で形成されている。冷媒流路３２の一端及び他端には、図示しない外部冷媒装置の供給口及び回収口がそれぞれ接続される。外部冷媒装置の供給口から冷媒流路３２の一端に供給された冷媒は、冷媒流路３２を通過したあと冷媒流路３２の他端から外部冷媒装置の回収口に戻り、温度調整されたあと再び供給口から冷媒流路３２の一端に供給される。冷媒流路３２を流れる冷媒は、液体が好ましく、電気絶縁性であることが好ましい。電気絶縁性の液体としては、例えばフッ素系不活性液体などが挙げられる。

【0020】

導電性基材３０の材料は、例えば、金属材料や金属とセラミックとの複合材料などが挙げられる。金属材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ又はそれらの合金などが挙げられる。金属とセラミックとの複合材料としては、金属マトリックス複合材料（ＭＭＣ）やセラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）などが挙げられる。こうした複合材料の具体例としては、Ｓｉ，ＳｉＣ及びＴｉを含む材料（ＳｉＳｉＣＴｉともいう）、ＳｉＣ多孔質体にＡｌ及び／又はＳｉを含浸させた材料、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＣとの複合材料などが挙げられる。導電性基材３０の材料としては、セラミック基材２０の材料と熱膨張係数の近いものを選択するのが好ましい。導電性基材３０は、プラズマ発生電極を兼ねるものであり、ＲＦ電源６２に給電端子６４を介して接続されている。給電端子６４は、支持基材４０及び第２接合層４８を貫通する貫通穴に配置された絶縁管６５を通過して、導電性基材３０の下面に至るように設けられている。給電端子６４は、チャンバ９４に設けられており、図示しないバネによって下から上に向かって付勢されている。そのため、給電端子６４の上端は、導電性基材３０の下面と弾性接触している。なお、第１実施形態では、絶縁管６５を省略してもよい。導電性基材３０とＲＦ電源６２との間には、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６３が配置されている。

【0021】

支持基材４０は、導電性基材３０よりも径の大きな円板であり、導電性基材３０の下面側に設けられている。支持基材４０は、導電性基材３０と同径の中央部４１と、導電性基材３０よりも半径方向外側にはみ出した部分である取付用フランジ４２とを有している。支持基材４０は、絶縁性材料で形成されている。そのため、支持基材４０は、導電性基材３０と電気的に絶縁されている。絶縁性材料としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウムなどに代表されるセラミック材料が挙げられる。支持基材４０の材料としては、導電性基材３０と熱膨張係数が近い、つまりセラミック基材２０の材料と熱膨張係数の近いものを選択するのが好ましい。

【0022】

セラミック基材２０と導電性基材３０とは、第１接合層４６を介して接合されている。また、導電性基材３０と支持基材４０とは、第２接合層４８を介して接合されている。第１接合層４６及び第２接合層４８は、いずれも金属接合層である。金属接合層は、例えば、はんだや金属ロウ材で形成された層であってもよい。金属接合層は、例えばＴＣＢ（Ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｂｏｎｄｉｎｇ）により形成される。ＴＣＢとは、接合対象の２つの部材の間に金属接合材を挟み込み、金属接合材の固相線温度以下の温度に加熱した状態で２つの部材を加圧接合する公知の方法をいう。

【0023】

セラミック基材２０の側面、第１接合層４６の外周、導電性基材３０の側面、第２接合層４８の外周及び支持基材４０の取付用フランジ４２の上面と側面は、絶縁膜５０で被覆されている。絶縁膜５０としては、例えばアルミナやイットリアなどの溶射膜が挙げられる。なお、第１実施形態では、絶縁膜５０のうち、セラミック基材２０の側面及び取付用フランジ４２の上面と側面に設けられた一部又は全部を省略してもよい。

【0024】

こうしたウエハ載置台１０は、チャンバ９４の内部に設けられた設置板９６にクランプ部材７０を用いて取り付けられる。ウエハ載置台１０と設置板９６との間には、シールリング７８が配置される。シールリング７８は、金属製又は樹脂製であり、支持基材４０の外縁のやや内側に配置されている。クランプ部材７０は、断面が略逆Ｌ字状の環状部材であり、内周段差面７０ａを有する。ウエハ載置台１０と設置板９６とは、クランプ部材７０によって一体化されている。ウエハ載置台１０の取付用フランジ４２に、クランプ部材７０の内周段差面７０ａを載置した状態で、クランプ部材７０の上面からボルト７２が差し込まれて設置板９６の上面に設けられたネジ穴に螺合されている。ボルト７２は、クランプ部材７０の円周方向に沿って等間隔に設けられた複数箇所（例えば８箇所とか１２箇所）に取り付けられる。クランプ部材７０やボルト７２は、絶縁材料で作製されていてもよいし、導電材料（金属など）で作製されていてもよい。ボルト７２は、延性材料（例えばＴｉ，Ｍｏ，Ｗなど）で形成されていることが好ましい。

【0025】

次に、ウエハ載置台１０の製造例を図３を用いて説明する。図３はウエハ載置台１０の製造工程図である。ここでは、導電性基材３０をＭＭＣで作製し、支持基材４０をセラミックで作製する場合を例示する。まず、ウエハ吸着用電極２６を内蔵するセラミック基材２０を準備する（図３Ａ）。例えば、ウエハ吸着用電極２６を内蔵するセラミック粉末の成形体を作製し、その成形体をホットプレス焼成することにより、セラミック基材２０を得る。次に、セラミック基材２０の下面からウエハ吸着用電極２６まで穴２７をあけ（図３Ｂ）、その穴２７に給電端子５４を挿入して給電端子５４とウエハ吸着用電極２６とを接合する（図３Ｃ）。

【0026】

これと並行して、２つのＭＭＣ円板部材１３１，１３６を作製し（図３Ｄ）、上側のＭＭＣ円板部材１３１の下面に最終的に冷媒流路３２となる溝１３２を形成すると共に、両方のＭＭＣ円板部材１３１，１３６に上下方向に貫通する貫通穴１３４，１３８を形成する（図３Ｅ）。セラミック基材２０がアルミナ製の場合、ＭＭＣ円板部材１３１，１３６はＳｉＳｉＣＴｉ製かＡｌＳｉＣ製であることが好ましい。アルミナの熱膨張係数とＳｉＳｉＣＴｉやＡｌＳｉＣの熱膨張係数とは、概ね同じだからである。

【0027】

ＳｉＳｉＣＴｉ製の円板部材は、例えば以下のように作製することができる。まず、炭化珪素と金属Ｓｉと金属Ｔｉとを混合して粉体混合物を作製する。次に、得られた粉体混合物を一軸加圧成形により円板状の成形体を作製し、その成形体を不活性雰囲気下でホットプレス焼結させることにより、ＳｉＳｉＣＴｉ製の円板部材を得る。

【0028】

さらにこれらと並行して、セラミック材料製の支持基材４０を準備する（図３Ｆ）。例えば、セラミック粉末の成形体を作製し、その成形体をホットプレス焼成することにより、支持基材４０を得る。セラミック基材２０がアルミナ製の場合、支持基材４０はアルミナ製であることが好ましい。支持基材４０のアルミナは、コスト低減の観点から、セラミック基材２０のアルミナよりも純度が低いものとしてもよい。次に、支持基材４０を上下方向に貫通する貫通穴４３，４５を形成する（図３Ｇ）。

【0029】

次に、下側のＭＭＣ円板部材１３６の下面と支持基材４０の上面との間に金属接合材を配置する。金属接合材には、貫通穴４３に連通する貫通穴や貫通穴４５に連通する貫通穴を設けておく。また、上側のＭＭＣ円板部材１３１の下面と下側のＭＭＣ円板部材１３６の上面との間に金属接合材を配置すると共に、上側のＭＭＣ円板部材１３１の上面に金属接合材を配置する。各金属接合材には、貫通穴１３４，１３８に連通する貫通穴を設けておく。セラミック基材２０の給電端子５４をＭＭＣ円板部材１３１，１３６の貫通穴１３４，１３８及び支持基材４０の貫通穴４３に挿入し、セラミック基材２０を上側のＭＭＣ円板部材１３１の上面に配置された金属接合材の上に載せる。これにより、支持基材４０と金属接合材と下側のＭＭＣ円板部材１３６と金属接合材と上側のＭＭＣ円板部材１３１と金属接合材とセラミック基材２０とを下からこの順に積層した積層体を得る。この積層体を加熱しながら加圧することにより（ＴＣＢ）、接合体１１０を得る（図３Ｈ）。接合体１１０は、支持基材４０の上面に、金属接合層である第２接合層４８を介して、導電性基材３０が接合され、この導電性基材３０の上面に、金属接合層である第１接合層４６を介してセラミック基材２０が接合されたものである。導電性基材３０は、上側のＭＭＣ円板部材１３１と下側のＭＭＣ円板部材１３６とが金属接合層１３５を介して接合されたものである。導電性基材３０は、内部に冷媒流路３２を有する。

【0030】

ＴＣＢは、例えば以下のように行われる。すなわち、金属接合材の固相線温度以下（例えば、固相線温度から２０℃引いた温度以上固相線温度以下）の温度で積層体を加圧して接合し、その後室温に戻す。これにより、金属接合材は金属接合層になる。このときの金属接合材としては、Ａｌ－Ｍｇ系接合材やＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系接合材を使用することができる。例えば、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系接合材を用いてＴＣＢを行う場合、真空雰囲気下で加熱した状態で積層体を加圧する。金属接合材は、厚みが１００μｍ前後のものを用いるのが好ましい。

【0031】

続いて、貫通穴１３４，１３８，４３及び金属接合材の穴に、給電端子５４を挿通する絶縁管５５を配置する。また、貫通穴４５及び金属接合材の穴に、給電端子６４を挿通する絶縁管６５を配置する。更に、セラミック基材２０の側面、第１接合層４６の周囲、導電性基材３０の側面、第２接合層４８の周囲、及び支持基材４０の取付用フランジ４２の上面と側面を、セラミック粉末を用いて溶射することにより絶縁膜５０を形成する（図３Ｉ）。これにより、ウエハ載置台１０を得る。

【0032】

なお、図１の導電性基材３０は、一体品として記載したが、図３Ｉに示すように２つの部材が金属接合層で接合された構造であってもよいし、３つ以上の部材が金属接合層で接合された構造であってもよい。

【0033】

次に、ウエハ載置台１０の使用例について図１を用いて説明する。チャンバ９４の設置板９６には、上述したようにウエハ載置台１０がクランプ部材７０によって固定されている。チャンバ９４の天井面には、プロセスガスを多数のガス噴射孔からチャンバ９４の内部へ放出するシャワーヘッド９８が配置されている。

【0034】

ウエハ載置台１０のウエハ載置面２２ａには、円盤状のウエハＷが載置される。この状態で、ウエハ吸着用電極２６にウエハ吸着用直流電源５２の直流電圧を印加してウエハＷをウエハ載置面２２ａに吸着させる。そして、チャンバ９４の内部を所定の真空雰囲気（又は減圧雰囲気）になるように設定し、シャワーヘッド９８からプロセスガスを供給しながら、導電性基材３０にＲＦ電源６２からのＲＦ電圧を印加する。すると、ウエハＷとシャワーヘッド９８との間でプラズマが発生する。そして、そのプラズマを利用してウエハＷにＣＶＤ成膜を施したりエッチングを施したりする。

【0035】

ハイパワープラズマでウエハＷを処理する場合には、ウエハＷを効率的に冷却する必要がある。ウエハ載置台１０では、セラミック基材２０と導電性基材３０との間の第１接合層４６として、熱伝導率の低い樹脂層ではなく、熱伝導率の高い金属接合層を用いている。そのため、ウエハＷから熱を引く能力（抜熱能力）が高い。また、セラミック基材２０と導電性基材３０との熱膨張差は小さいため、第１接合層４６の応力緩和性が低くても、支障が生じにくい。

【0036】

以上説明したウエハ載置台１０では、支持基材４０のうち導電性基材３０よりも半径方向外側にはみ出した部分を取付用フランジ４２として使用するが、支持基材４０は絶縁性材料で形成されているため、導電性基材３０と電気的に絶縁されている。そのため、取付用フランジ４２がプラズマ発生電極として機能することはなく、取付用フランジ４２の直上領域でのプラズマの発生が抑制される。その結果、セラミック基材２０の直上領域のプラズマ密度を高くすることができる。

【0037】

また、支持基材４０は、絶縁性材料で形成されているため、比較的簡単に支持基材４０を導電性基材３０と電気的に絶縁することができる。

【0038】

更に、第１接合層４６及び第２接合層４８は、いずれも金属接合層であるため、セラミック基材２０と導電性基材３０との接合と、導電性基材３０と支持基材４０との接合を同じ工程で行うことができる。これにより製造コストを抑えることができる。

【0039】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図４はチャンバ９４に設置されたウエハ載置台２１０の縦断面図（ウエハ載置台２１０の中心軸を含む面で切断したときの断面図）である。ウエハ載置台２１０は、ウエハＷにプラズマを利用してＣＶＤやエッチングなどを行うために用いられるものであり、半導体プロセス用のチャンバ９４の内部に設けられた設置板９６に固定されている。ウエハ載置台２１０は、セラミック基材２０と、導電性基材３０と、支持基材２４０とを備えている。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付して説明を省略する。

【0040】

支持基材２４０は、導電性基材３０よりも径の大きな円板であり、導電性基材３０の下面に設けられている。支持基材２４０は、導電性基材３０と同径の中央部２４１と、導電性基材３０よりも半径方向外側にはみ出した部分である取付用フランジ２４２とを有している。支持基材２４０は、金属材料で形成されている。金属材料としては、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ又はそれらの合金などが挙げられる。支持基材２４０の下面には、複数のネジ穴２４４が設けられている。複数のネジ穴２４４は、支持基材２４０の中央部２４１に、支持基材２４０の同心円（例えばウエハＷの直径の１／２とか１／３の円）にほぼ沿うように、概ね等間隔に複数（例えば６個とか８個）設けられている。複数のネジ穴２４４は、内周面に雌ネジが切られており、支持基材２４０の下面に開口している。支持基材２４０の取付用フランジ２４２には、複数の貫通穴２４６が設けられている。複数の貫通穴２４６は、支持基材２４０の同心円にほぼ沿うように、概ね等間隔に複数（例えば８個とか１２個）設けられている。複数の貫通孔２４６は、取付用フランジ２４２を上下方向に貫通し、取付用フランジ２４２の上面及び下面に開口している。

【0041】

導電性基材３０と支持基材２４０との間には、絶縁層である第２接合層２４８が設けられている。この第２接合層２４８により、支持基材２４０は導電性基材３０と電気的に絶縁されている。この第２接合層２４８は、シリコーン樹脂やアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などに代表される絶縁性を有する樹脂製の接着シートで形成された層であり、導電性基材３０の下面と直径が同じ円形の層である。第２接合層２４８は、単層構造でもよいし、多層構造でもよい。第２接合層２４８は、ポリプロピレン製の芯材の両面にアクリル樹脂層を備えたシートや、ポリイミド製の芯材の両面にシリコーン樹脂層を備えたシート、エポキシ樹脂単独のシートなどとしてもよい。

【0042】

こうしたウエハ載置台２１０は、チャンバ９４の内部に設けられた設置板９６に、ボルト２７４及びボルト２７６を用いて取り付けられる。ウエハ載置台２１０と設置板９６との間には、シールリング２７８が配置される。シールリング２７８は、金属製又は樹脂製であり、支持基材２４０の中央部２４１の外縁のやや内側に配置されている。ボルト２７４は、足部の外周面に雄ネジが切られており、設置板９６のうちネジ穴２４４に対向する位置に設けられた貫通穴に設置板９６の下面から挿通され、支持基材２４０のネジ穴２４４に螺合されている。ボルト２７６は、足部の外周面に雄ネジが切られており、取付用フランジ２４２に設けられた貫通穴２４６に取付用フランジ２４２の上面から挿通され、設置板９６のうち貫通穴２４６に対向する位置に設けられたネジ穴に螺合されている。このネジ穴は、内周面に雌ネジが切られており、設置板９６の上面に開口している。ボルト２７４やボルト２７６は、絶縁材料で作製されていてもよいし、導電材料（金属など）で作製されていてもよい。ボルト２７４やボルト２７６は、延性材料（例えばＴｉ，Ｍｏ，Ｗなど）で形成されていることが好ましい。

【0043】

次に、ウエハ載置台２１０の製造例を図５を用いて説明する。図５はウエハ載置台２１０の製造工程を示す製造工程図である。ここでは、導電性基材３０をＭＭＣで作製し、支持基材２４０を金属で作製する場合を例示する。このウエハ載置台２１０を製造する際には、まず、図３Ａ～Ｅと同様の工程を行う（図５Ａ～Ｅ）。また、これと並行して、金属材料製の支持基材２４０を準備し（図５Ｆ）、支持基材２４０を上下方向に貫通する貫通穴２４３，２４５や、支持基材２４０の下面に設けられたネジ穴２４４、支持基材２４０の外周部を上下方向に貫通する貫通穴２４６を形成する（図５Ｇ）。

【0044】

次に、上側のＭＭＣ円板部材１３１の下面と下側のＭＭＣ円板部材１３６の上面との間に金属接合材を配置すると共に、上側のＭＭＣ円板部材１３１の上面に金属接合材を配置する。各金属接合材には、貫通穴１３４，１３８に連通する貫通穴を設けておく。セラミック基材２０の給電端子５４をＭＭＣ円板部材１３１，１３６の貫通穴１３４，１３８に挿入し、セラミック基材２０を上側のＭＭＣ円板部材１３１の上面に配置された金属接合材の上に載せる。これにより、下側のＭＭＣ円板部材１３６と金属接合材と上側のＭＭＣ円板部材１３１と金属接合材とセラミック基材２０とを下からこの順に積層した積層体を得る。この積層体を加熱しながら加圧することにより（ＴＣＢ）、接合体３０５を得る（図５Ｈ）。接合体３０５は、導電性基材３０の上面に、金属接合層である第１接合層４６を介してセラミック基材２０が接合されたものである。

【0045】

続いて、支持基材２４０の上面に第２接合層２４８となる接着シートを配置する。接着シートには、貫通穴１３４，１３８，２４３に連通する貫通穴や貫通穴２４５に連通する貫通穴を設けておく。接合体３０５の給電端子５４を支持基材２４０の貫通穴２４３に挿入し、接合体３０５を支持基材２４０の上面に配置された接着シートの上に載せる。これにより、支持基材２４０と接着シートと接合体３０５とを下からこの順に積層した積層体を得る。この積層体を加熱しながら真空プレスによる加圧を行い、接着シートを硬化させて、接合体３０５と支持基材２４０とを絶縁層である第２接合層２４８で接合することで、接合体３１０を得る（図５Ｉ）。

【0046】

続いて、貫通穴１３４，１３８，２４３及び金属接合材や接着シートの穴に、給電端子５４を挿通する絶縁管５５を配置する。また、貫通穴２４５及び接着シートの穴に、給電端子６４を挿通する絶縁管６５を配置する。更に、セラミック基材２０の側面、第１接合層４６の周囲、導電性基材３０の側面、第２接合層２４８の周囲、及び支持基材２４０の取付用フランジ２４２の上面と側面を、セラミック粉末を用いて溶射することにより絶縁膜５０を形成する（図５Ｊ）。これにより、ウエハ載置台２１０を得る。なお、第２実施形態では、絶縁膜５０のうち、セラミック基材２０の側面及び第２接合層２４８の周囲に設けられた一部又は全部を省略してもよい。絶縁膜５０の形成タイミングは接合体３１０を形成する前としてもよく、例えば、接合体３０５と支持基材２４０とのそれぞれに絶縁膜５０を形成してから両者を接合してもよい。

【0047】

このウエハ載置台２１０は、ウエハ載置台１０の使用例と同様に使用できる。

【0048】

以上説明したウエハ載置台２１０では、支持基材２４０のうち導電性基材３０よりも半径方向外側にはみ出した部分を取付用フランジ２４２として使用するが、支持基材２４０は絶縁層である第２接合層２４８を介して導電性基材３０と接合されているため、導電性基材３０と電気的に絶縁されている。そのため、取付用フランジ２４２がプラズマ発生電極として機能することはなく、取付用フランジ２４２の直上領域でのプラズマの発生が抑制される。その結果、セラミック基材２０の直上領域のプラズマ密度を高くすることができる。

【0049】

また、支持基材２４０と導電性基材３０との間には絶縁層である第２接合層２４８が設けられているため、支持基材２４０が金属製であっても、支持基材２４０と導電性基材３０とを電気的に絶縁することができる。また、支持基材２４０は、金属製つまり延性材料で作製されているため、支持基材２４０の下面にネジ穴２４４を設けることができる。支持基材２４０の下面にネジ穴２４４を設けることができるため、支持基材２４０の中央部２４１でウエハ載置台２１０を設置板９６に取り付けることもできる。

【0050】

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0051】

例えば、上述した第１，２実施形態では、導電性基材３０は、内部に冷媒流路３２を有するものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、図６に示すように、導電性基材３０は、下面に冷媒流路溝３４を有してもよく、導電性基材３０の下面側に配置された第２接合層４８によって冷媒流路溝３４の下部開口が閉鎖されて冷媒流路３２を構成するようにしてもよい。こうすれば、導電性基材３０が、内部に冷媒流路３２を備えている場合に比べて、冷媒流路３２の下面側の材料（ＭＭＣ円板部材１３６）が不要になるため、その分製造コストを抑えることができる。図６では、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。また、例えば、導電性基材３０は、上面に冷媒流路溝を有してもよいし、冷媒流路も冷媒流路溝も有さないものとしてもよい。

【0052】

上述した第１，２実施形態において、導電性基材３０の下面からウエハ載置面２２ａに至るようにウエハ載置台１０，２１０を貫通する穴を設けてもよい。こうした穴としては、ウエハＷの裏面に熱伝導ガス（例えばＨｅガス）を供給するためのガス供給穴や、ウエハ載置面２２ａに対してウエハＷを上下させるリフトピンを挿通するためのリフトピン穴などが挙げられる。熱伝導ガスは、ウエハ載置面２２ａに設けれられた図示しない多数の小突起（ウエハＷを支持する）とウエハＷとによって形成される空間に供給される。リフトピン穴は、ウエハＷを例えば３本のリフトピンで支持する場合には３箇所に設けられる。支持基材４０，２４０の下面と設置板９６の上面との間には、こうした穴に対向する位置に樹脂製又は金属製のシールリング（例えばＯリング）を配置してもよい。

【0053】

上述した第１，２実施形態では、セラミック基材２０にウエハ吸着用電極２６を内蔵したが、これに代えて又は加えて、ヒータ電極（抵抗発熱体）を内蔵してもよい。この場合、ヒータ電極にヒータ電源を接続する。セラミック基材２０は、電極を１層内蔵していてもよいし、間隔を空けて２層以上内蔵していてもよい。

【0054】

上述した第１，２実施形態では、セラミック基材２０と導電性基材３０とを金属接合層である第１接合層４６で接合したが、第１接合層４６は、樹脂接合層としてもよい。

【0055】

上述した第１実施形態では、第２接合層４８を金属接合層としたが、第２接合層４８を樹脂接合層としてもよい。

【0056】

上述した第１実施形態では、導電性基材３０の下面に給電端子６４の上端が接触しているものとしたが、第２接合層４８が金属接合層の場合、第２接合層４８の下面に給電端子６４の上端が接触しているものとしてもよい。その場合、第２接合層４８やその元となる金属接合材において、給電端子６４を挿入する貫通穴（貫通穴４５に連通する貫通穴）を省略すればよい。

【0057】

上述した第２実施形態では、支持基材２４０は、ネジ穴２４４及び貫通穴２４６が形成されているものとしたが、これらの一方又は両方を省略してもよい。また、貫通穴２４６を設ける代わりに、第１実施形態と同様にクランプ部材７０を用いて取付用フランジ２４２を載置板９６に取り付けてもよい。また、ネジ穴２４４を中央部２４１の下面ではなく取付用フランジ２４２の下面に形成してもよい。

【0058】

上述した第１，２実施形態では、セラミック基材２０はセラミック粉末の成形体をホットプレス焼成することにより作製したが、そのときの成形体は、テープ成形体を複数枚積層して作製してもよいし、モールドキャスト法によって作製してもよいし、セラミック粉末を押し固めることによって作製してもよい。第１実施形態の支持基材４０も同様である。

【符号の説明】

【0059】

１０ ウエハ載置台、２０ セラミック基材、２２ａ ウエハ載置面、２６ ウエハ吸着用電極、２７ 穴、３０ 導電性基材、３２ 冷媒流路、４０ 支持基材、４１ 中央部、４２ 取付用フランジ、４３ 貫通穴、４５ 貫通穴、４６ 第１接合層、４８ 第２接合層、５０ 絶縁膜、５２ ウエハ吸着用直流電源、５３ ローパスフィルタ、５４ 給電端子、５５ 絶縁管、６２ ＲＦ電源、６３ ハイパスフィルタ、６４ 給電端子、６５ 絶縁管、７０ クランプ部材、７０ａ 内周段差面、７２ ボルト、９４ チャンバ、９６ 設置板、９８ シャワーヘッド、１１０ 接合体、１３１，１３６ ＭＭＣ円板部材、１３２ 溝、１３４，１３８ 貫通穴、１３５ 金属接合層、２１０ ウエハ載置台、２４０ 支持基材、２４１ 中央部、２４２ 取付用フランジ、２４３ 貫通穴、２４４ ネジ穴、２４５ 貫通穴、２４６ 貫通穴、２４８ 第２接合層、２７４ ボルト、２７６ ボルト、２７８ シールリング、３０５ 接合体、３１０ 接合体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】